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Title:
MOTOR, AND COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/102753
Kind Code:
A1
Abstract:
A rotor (30) comprises a rotor core (31) having electromagnetic steel sheets laminated, six permanent magnets (32) buried axially in the rotor core (31) and arranged substantially in a regular hexagon shape in the circumferential direction, rivets (33) arranged near and radially inside of the apexes of the regular hexagon formed of the six permanent magnets (32), and extending therethrough in the axial direction to fasten the rotor core (31), and through holes (34) formed between the rivets (33) of the rotor core (31) and extending axially through the rotor core (31). The through holes (34) are formed in the rotor core (31) radially inside of the central portions of the permanent magnets (32).

Inventors:
KOJIMA HIROAKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/052713
Publication Date:
August 28, 2008
Filing Date:
February 19, 2008
Export Citation:
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Assignee:
DAIKIN IND LTD (JP)
KOJIMA HIROAKI (JP)
International Classes:
H02K1/27; F04C29/00
Foreign References:
JP2006238678A2006-09-07
JP2005192365A2005-07-14
JP3485877B22004-01-13
Other References:
See also references of EP 2113985A4
Attorney, Agent or Firm:
TANAKA, Mitsuo et al. (IMP Building3-7, Shiromi 1-chome, Chuo-k, Osaka-shi Osaka 01, JP)
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Claims:
 ロータ(30)の外周側を囲うようにステータ(40)が配置されたインナーロータ型のモータであって、
 上記ロータ(30)は、
 電磁鋼板が積層されたロータコア(31)と、
 上記ロータコア(31)に軸方向に埋め込まれ、周方向に略正多角形状に配置された磁石(32)と、
 上記ロータコア(31)の上記磁石(32)により形成された略正多角形の頂点近傍かつ半径方向内側に設けられた軸方向に貫通する複数の穴(31c)と、
 上記複数の穴(31c)の全部または一部に挿通され、上記ロータコア(31)を締結する締結部材(33)と、
 上記ロータコア(31)の上記穴(31c)間に設けられ、軸方向に上記ロータコア(31)を貫通する流体通路(34)と
を備えたことを特徴とするモータ。
 請求項1に記載のモータにおいて、
 上記流体通路(34)は、上記ロータコア(31)の上記磁石(32)により形成された上記略正多角形の辺の中央部分の半径方向内側に設けられていることを特徴とするモータ。
 請求項1または2に記載のモータにおいて、
 上記磁石(32)と上記流体通路(34)との間の半径方向の寸法よりも、上記ロータコア(31)の内側と上記流体通路(34)との間の半径方向の寸法が短いことを特徴とするモータ。
 請求項1乃至3のいずれか1つに記載のモータ(3)と、
 上記モータ(3)により駆動される圧縮機構部(2)と
を備えたことを特徴とする圧縮機。
Description:
モータおよび圧縮機

 この発明は、インナーロータ型のモータ よびそれを用いた圧縮機に関する。

 従来、第1のモータとしては、図5に示す ータ330を備えたインナーロータ型のものが る。このモータのロータ330は、図5に示すよ に、積層鋼板からなるロータコア331と、そ ロータコア331に軸方向に貫通する穴に埋め まれた6つの永久磁石332とを有している。図 5において、335はロータコア331に設けられた しめである。上記6つの永久磁石332は、周方 に正六角形状に配列されている。上記永久 石332が形成する正六角形の頂点近傍かつ半 方向内側において、リベット333をロータコ 331に貫通させて、ロータコア331の積層鋼板 軸方向両側から端板(図示せず)を用いて挟 で固定している。そして、上記ロータコア33 1のリベット333よりもさらに半径方向内側に ータコア331を貫通するように、断面形状が 方向に沿って湾曲した穴334を設けている。

 上記従来の第1のモータでは、ロータコア 331に設けられた穴334を、モータ冷却のための 流体通路や圧縮機に用いた場合の冷媒通路に 利用するとき、永久磁石332が形成する正六角 形の頂点と回転軸中心を結ぶ線上にリベット 333,穴334が配列され、リベット333,穴334が磁束 度の高い領域にあるので、磁束の流れを阻 してトルクや効率を低下させてしまう。ま 、トルクや効率の低下を抑えようとすれば 大きな穴を形成できず、穴334に求められる 分な流路断面積を確保することが容易でな という問題がある。

 また、従来の第2のモータとしては、4つ 永久磁石が周方向に正方形状に配列された ータを備えたインナーロータ型のものがあ (例えば、特許第3485877号参照)。

 この第2のモータは、積層鋼板からなるロ ータコアと、そのロータコアに軸方向に貫通 する穴に埋め込まれた4つの永久磁石とを有 ている。上記4つの永久磁石は、周方向に正 形状に配列されている。上記各永久磁石の 央部近傍かつ半径方向内側に、ロータコア 貫通するリベットを有している。上記ロー コアのリベット間かつ永久磁石よりも半径 向内側にロータコアを貫通する冷媒通路を けている。

 上記従来の第2のモータにおいては、永久 磁石が形成する正方形の頂点と回転軸中心を 結ぶ線上には、冷媒通路のみが配列されてい るため、第1のモータほどの問題は生じない ただし、リベットが永久磁石の中央部近傍 つ半径方向内側にある場合は、リベットか 外周までの距離が遠いため、外周付近の剛 が低下し、音振動が増加する恐れがある。 た、逆にリベットが永久磁石の中央部近傍 つ半径方向外側にある場合は、磁石の内側 りも更に磁束密度が高い領域にあるので、 束の流れを阻害してトルクや効率を低下さ てしまう。また、トルクや効率の低下を抑 ようとすれば、リベットの外径が小さくな 、剛性が低下して、音振動が増加する恐れ ある。

 そこで、この発明の課題は、インナーロ タ型のモータにおいて、剛性を低下させず かつ、磁束の流れを阻害することなく、簡 な構成でロータを軸方向に貫通する流体通 の流路断面積を容易に確保できるモータお びそれを用いた圧縮機を提供することにあ 。

 上記課題を解決するため、この発明のモー は、
 ロータの外周側を囲うようにステータが配 されたインナーロータ型のモータであって
 上記ロータは、
 電磁鋼板が積層されたロータコアと、
 上記ロータコアに軸方向に埋め込まれ、周 向に略正多角形状に配置された磁石と、
 上記ロータコアの上記磁石により形成され 略正多角形の頂点近傍かつ半径方向内側に けられた軸方向に貫通する複数の穴と、
 上記複数の穴の全部または一部に挿通され 上記ロータコアを締結する締結部材と、
 上記ロータコア上記穴間に設けられ、軸方 に上記ロータコアを貫通する流体通路と
を備えたことを特徴とする。

 上記構成によれば、電磁鋼板が積層され ロータコアの磁石により形成された略正多 形の頂点近傍かつ半径方向内側に軸方向に 通する複数の穴を設け、その複数の穴の全 または一部に挿通された締結部材がロータ アを軸方向に貫通して締結するインナーロ タ型のモータにおいて、ロータコアの穴間 磁束の少ない領域に、軸方向にロータコア 貫通する流体通路を設けることによって、 束の流れを阻害することなく流路断面積の きな流体通路を確保することが可能となる これにより、磁束の流れを阻害することな トルク低下や効率低下を抑えることができ と共に、ロータコアが外周側で締結部材に り締結されるので、ロータの剛性を高める とも可能となる。このように、インナーロ タ型のモータにおいて、剛性を低下させず かつ、磁束の流れを阻害することなく、簡 な構成でロータを軸方向に貫通する流体通 の流路断面積を容易に確保できる。これに り、流体通路を利用してモータの冷却効率 向上できる。また、このモータを圧縮機に いて上記流体通路を冷媒通路として利用し 、その通路抵抗を低減できると共に、油上 りを防止できる。

 また、一実施形態のモータでは、上記流 通路は、上記ロータコアの上記磁石により 成された上記略正多角形の辺の中央部分の 径方向内側に設けられている。

 上記実施形態によれば、上記ロータコア 磁石により形成された略正多角形の辺の中 部分の半径方向内側に流体通路を設けるこ によって、大きな冷媒通路を確保できる。

 また、一実施形態のモータでは、上記磁 と上記流体通路との間の半径方向の寸法よ も、上記ロータコアの内側と上記流体通路 の間の半径方向の寸法が短い。

 上記実施形態によれば、上記磁石と流体 路との間の半径方向の寸法よりも、ロータ アの内側と流体通路との間の半径方向の寸 を短くすることによって、ロータの中心に り近い領域すなわち磁束の流れをより阻害 ない領域に流体通路を形成でき、トルク低 や効率低下を効果的に抑えることができる

 また、この発明の圧縮機では、
 上記のいずれか1つのモータと、
 上記モータにより駆動される圧縮機構部と
を備えたことを特徴とする。

 上記構成によれば、簡単な構成でロータ 軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を 易に確保できるインナーロータ型のモータ 用いることによって、冷媒通路の通路抵抗 低減できると共に、油上がりを防止できる

 以上より明らかなように、この発明のモ タによれば、インナーロータ型のモータに いて、剛性を低下させず、かつ、磁束の流 を阻害することなく、簡単な構成でロータ 軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を 易に確保できるモータを実現することがで る。

 また、一実施形態のモータによれば、ロ タコアの磁石の中央部の半径方向内側に流 通路を設けることによって、大きな冷媒通 を確保することができる。

 また、一実施形態のモータによれば、上 磁石と流体通路との間の半径方向の寸法よ も、ロータコアの内側と流体通路との間の 径方向の寸法を短くすることによって、ロ タの中心により近い領域すなわち磁束の流 をより阻害しない領域に流体通路を形成で 、トルク低下や効率低下を効果的に抑える とができる。

 また、この発明の圧縮機によれば、上記 ータを用いることによって、冷媒通路の通 抵抗を低減できると共に、油上がりを防止 ることができる。

図1Aはこの発明の第1実施形態のモータ のロータの上面図である。 図1Bは上記ロータのロータコアに端板 取り付けた状態を示す上面図である。 図2は上記モータと圧縮機構部とを備え たロータリ圧縮機の縦断面図である。 図3はこの発明の第2実施形態のモータ ロータの上面図である。 図4はこの発明の第3実施形態のモータ ロータの上面図である。 図5は従来のモータのロータの上面図で ある。

 以下、この発明のモータを図示の実施の 態により詳細に説明する。

 〔第1実施形態〕
 図1Aはこの発明の第1実施形態のモータのロ タ30の上面図を示している。

 このモータのロータ30は、図1Aに示すよう に、電磁鋼板が積層されたロータコア31と、 記ロータコア31に軸方向に貫通する埋込穴31 bに夫々埋め込まれ、周方向に略正六角形状 配置された6つの永久磁石32と、上記ロータ ア31の永久磁石32により形成された正六角形 頂点近傍かつ半径方向内側に設けられ、軸 向にロータコア31を貫通する6つの穴31cと、 記6つの穴31cに挿通され、ロータコア31を締 する締結部材の一例としてのリベット33と 上記ロータコア31のリベット33間に設けられ 軸方向にロータコア31を貫通する流体通路 一例としての貫通穴34とを備えている。上記 ロータコア31は、中央に回転軸(図示せず)が 嵌される円穴31aを設けた円筒形状をしてい 。上記ロータコア31の各永久磁石32の中央部 その永久磁石32に隣接する貫通穴34との間に かしめ部35を設けている。このかしめ部35に り複数の電磁鋼板の積層方向の固着を行っ いる。

 上記貫通穴34は、永久磁石32により形成さ れた略正六角形の各辺の中央部分の半径方向 内側に夫々配置されている。また、上記貫通 穴34の開口形状は、周方向に沿って湾曲した 穴形状であって、永久磁石32と貫通穴34との 間の半径方向の寸法L1よりも、ロータコア31 内側と貫通穴34との間の半径方向の寸法L2を くしている。

 上記構成のインナーロータ型のモータに れば、ロータコア31の穴31c間の磁束の少な 領域に、軸方向にロータコア31を貫通する貫 通穴34を設けることによって、磁束の流れを 害することなく流路断面積の大きな貫通穴3 4を流体通路として確保することが可能とな 。これにより、磁束の流れを阻害すること くトルク低下や効率低下を抑えることがで ると共に、ロータコア31が外周側でリベット 33により締結されるので、ロータ30の剛性を めることも可能となる。このように、イン ーロータ型のモータにおいて、磁束の流れ 阻害することなく、簡単な構成でロータ30を 軸方向に貫通する貫通穴34の流路断面積を容 に確保できる。これにより、貫通穴34を利 したモータの冷却効率を向上できる。また このモータを圧縮機に用いて上記流体通路( 通穴34)を冷媒通路として利用して、その通 抵抗を低減できると共に、油上がりを防止 ることができる。

 また、上記ロータコア31の永久磁石32によ り形成された略正六角形の辺の中央部分の半 径方向内側に流体通路である貫通穴34を設け ことによって、より大きな冷媒通路を確保 きる。

 また、上記永久磁石32と貫通穴34との間の 半径方向の寸法よりも、ロータコア31の内側 貫通穴34との間の半径方向の寸法を短くす ことによって、ロータ30の中心部により近い 領域すなわち磁束の流れをより阻害しない領 域に貫通穴34を形成でき、トルク低下や効率 下を効果的に抑えることができる。

 また、図1Bは上記ロータ30のロータコア31 端板36を取り付けた状態を示しており、図1B に示すように、ロータコア31の積層鋼板を軸 向両側から端板36を用いて挟んで固定して る。

 また、図2は上記モータと圧縮機構部とを 備えたロータリ圧縮機の縦断面図を示してい る。

 この圧縮機は、図2に示すように、密閉容 器1と、上記密閉容器1内に配置された圧縮機 部2と、上記密閉容器1内かつ圧縮機構部2の 側に配置され、上記圧縮機構部2を回転軸4 介して駆動するインナーロータ型のモータ3 を備えている。

 上記密閉容器1の下側側方に、吸入管11を 続する一方、密閉容器1の上側に吐出管12を 続している。上記吸入管11から供給される 媒ガスは、圧縮機構部2の吸込側に導かれる

 上記モータ3は、圧縮機構部2から吐出さ た高圧の冷媒ガスが満たされる密閉容器1内 高圧領域に配置されている。

 上記モータ3は、回転軸4に固定された円 形状のロータ30と、上記ロータ30の外周側に 径方向にエアギャップを介して対向するよ に配置されたステータ40とを有する。上記 テータ40は、ステータコア41とそのステータ ア41に巻回されたコイル42とを有する。この ロータ30は、図1A,図1Bに示すロータ30を用いて いる。

 また、上記圧縮機構部2は、図2に示すよ に、シリンダ状の本体部20と、この本体部20 上下の開口端のそれぞれに取り付けられた 端板8および下端板9とを備える。上記回転 4は、上端板8および下端板9を貫通して、本 部20の内部に挿入されている。上記回転軸4 、圧縮機構部2の上端板8に設けられた軸受21 、圧縮機構部2の下端板9に設けられた軸受22 により回転自在に支持されている。上記本体 部20内の回転軸4にクランクピン5が設けられ そのクランクピン5に嵌合されて駆動される ストン6とそれに対応するシリンダとの間に 形成された圧縮室7により圧縮を行う。ピス ン6は偏芯した状態で回転し、または、公転 動を行い、圧縮室7の容積を変化させる。

 上記構成の圧縮機によれば、図1A,図1Bに すロータ30を有するモータ3を用いることに って、冷媒通路である貫通穴34の通路抵抗を 低減すると共に、油上がりを防止することが できる。

 〔第2実施形態〕
 図3はこの発明の第2実施形態のモータのロ タ130の上面図を示している。この第2実施形 のモータのロータ130は、リベットを除いて 1実施形態のモータのロータ30と同一の構成 しており、同一構成部は同一参照番号を付 て説明を省略する。

 このモータのロータ130は、図3に示すよう に、6つの穴31cのうち、1つおきに締結部材の 例としてのリベット33が挿通されている。 ータコア31の積層鋼板を軸方向両側から端板 36を用いて挟んで、3つのリベット33によりロ タコア31を締結している。そして、リベッ 33を挿通しない残りの3つの穴31cを流体通路 して利用している。なお、リベット33用の穴 31cは、小さすぎるとリベット33が挿入できず 大きすぎるとリベット33の端部の摩擦力が り、締結力不足となるため、良好に締結で る大きさである必要がある。

 上記第2実施形態のモータは、第1実施形 のモータと同様の効果を有する。また、図3 示すロータ130を有するモータを圧縮機に用 ることによって、冷媒通路である貫通穴の 路抵抗を低減すると共に、油上がりを防止 ることができる。

 〔第3実施形態〕
 図4はこの発明の第3実施形態のモータのロ タ230の上面図を示している。この第3実施形 のモータのロータ230は、リベットと端板を いて第1実施形態のモータのロータ30と同一 構成をしており、同一構成部は同一参照番 を付して説明を省略する。

 このモータのロータ230は、図3に示すよう に、6つの穴31cのうち、1つおきに締結部材の 例としてのリベット33が挿通されている。 ータコア31の積層鋼板を軸方向両側から端板 37を用いて挟んで、3つのリベット33によりロ タコア31を締結している。そして、リベッ 33を挿通しない残りの3つの穴31cは、端板37に より塞がれている。なお、リベット33用の穴3 1cは、小さすぎるとリベット33が挿入できず 大きすぎるとリベット33の端部の摩擦力が減 り、締結力不足となるため、良好に締結でき る大きさである必要がある。

 ここで、リベット33を挿通しない3つの穴3 1cを設けることにより、リベット33を挿通し 3つの穴31cとの磁気的なアンバランスが生じ 、トルクや効率低下を防止でき、音振動の 加を抑制できる。

 上記第3実施形態のモータは、第1実施形 のモータと同様の効果を有する。また、図4 示すロータ230を有するモータを圧縮機に用 ることによって、冷媒通路である貫通穴の 路抵抗を低減すると共に、油上がりを防止 ることができる。

 上記第1~第3実施形態では、ロータコア31 周方向に略正六角形状に6つの永久磁石32が 置されたモータについて説明したが、これ 限らず、正方形状などの周方向に略正多角 状に磁石が配置されたモータにこの発明を 用してもよい。

 また、上記第1~第3実施形態では、冷媒通 としての貫通穴34の開口部を周方向に沿っ 湾曲した長穴形状としたが、冷媒通路の大 さ,形状はこれに限らず、また、各冷媒通路 異なる大きさ,形状であってもよい。

 また、上記第1実施形態では、ロータリ圧 縮機について説明したが、スクロール圧縮機 等の他の構成の圧縮機にこの発明を適用して もよい。

 また、上記第1~第3実施形態では、この発 のモータを用いた圧縮機について説明した 、圧縮機に限らず、他のモータを駆動する 駆動部を備えた装置に適用してもよい。