CN101331665B - 电动机和压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电动机和压缩机。在转子(10)的各槽(11a)内，在上述转子(10)的周方向上设有两个磁铁(12、12)。由于定子(20)的磁力，上述两个磁铁(12、12)始终向彼此分离的方向被牵引，而固定在上述槽(11a)的上述转子(10)的周方向的两侧的内表面上。

Description

电动机和压缩机
技术领域
本发明涉及在例如空调或冷藏库的压缩机等中使用的电动机、以及使用该电动机的压缩机。
背景技术
以往，作为在压缩机中使用的电动机，具有转子和配置在该转子的径向外侧的定子。上述转子具有在周方向上并列排列的多个槽，在该各槽内，在上述转子的周方向上设有一个磁铁(参照日本特开2003-32921号公报)。为了在上述槽中嵌入上述磁铁，上述槽设定为比上述磁铁大，上述磁铁在上述槽内，可以在上述转子的周方向上移动。
但是，发现了以下问题：在将该现有的电动机与压缩单元一起组装到密闭容器内来构成压缩机时，从上述电动机产生声音和振动。本发明者发现，通过上述压缩机的运转，上述密闭容器内的润滑油进入上述槽内，上述磁铁容易移动，上述磁铁碰撞上述槽的内表面，从而产生声音和振动。
即，在上述现有的电动机中，由于在上述各槽内设有上述一个磁铁，所以，该磁铁由于上述定子的磁力，而在上述槽内在上述转子的周方向上往复移动。
总之，由于上述磁铁始终由上述定子的磁力从上述转子的周方向的左右牵引，破坏了该左右的力的平衡，所以，上述磁铁在上述槽内在上述转子的周方向上振动。
具体而言，如图9A所示，当一个上述槽111相对于上述定子120处于预定位置时，在上述一个槽111(上述转子110)上作用有由上述定子120产生的电磁吸引力，作用在上述一个槽111的左侧的吸引力(箭头E1)比作用在上述一个槽111的右侧的吸引力(箭头F1)大。因此，如箭头G1所示，在上述一个槽111内的上述磁铁112上作用有向左侧牵引的吸引力，上述磁铁112碰撞上述槽111的左侧的内表面。
进而，当上述转子110以预定的中心角度旋转时，如图9B所示，作用在上述一个槽111的左侧的吸引力(箭头E2)比作用在上述一个槽111的右侧的吸引力(箭头F2)小。因此，如箭头G2所示，在上述一个槽111内的上述磁铁112上作用有向右侧牵引的吸引力，上述磁铁112碰撞上述槽111的右侧的内表面。
另外，在图9A和图9B中，省略了卷绕在上述定子120的齿上的线圈进行描绘。并且，为了便于理解，上述槽111和上述磁铁112之间的间隙描绘得比实际大。
这样，当上述磁铁112在上述槽111内振动时，上述磁铁112多次碰撞上述槽111的内表面，由于上述磁铁112与上述槽111的内表面的碰撞，从上述转子110产生声音和振动。
发明内容
因此，本发明的课题在于，提供防止在运转中从转子产生声音和振动的电动机。
为了解决上述课题，本发明的电动机的特征在于，该电动机具有转子和配置在该转子的径向外侧的定子，上述转子具有在周方向上排列的多个槽，在该各槽内，在上述转子的周方向上设有两个磁铁。
根据本发明的电动机，由于在上述转子的上述各槽内，在上述转子的周方向上设有两个磁铁，所以，由于上述定子的磁力，上述两个磁铁始终向彼此分离的方向被牵引，而固定在上述槽的上述转子的周方向的两侧的内表面上。
因此，在该电动机的运转中，上述磁铁在上述槽内，不会在上述转子的周方向上往复移动，因此，能够防止由于上述磁铁碰撞上述槽的内表面而产生的声音和振动。
并且，在一个实施方式的电动机中，从上述转子的旋转轴方向观察，上述槽形成为与上述转子的径向正交的弦状，从上述转子的旋转轴方向观察，上述磁铁为平板状。
根据该实施方式的电动机，由于上述槽形成为弦状，上述磁铁为平板状，所以，能够简单地形成上述槽和上述磁铁。
并且，在一个实施方式的电动机中，上述定子的磁力作用在上述各槽内的上述两个磁铁彼此分离的方向上。
根据该实施方式的电动机，由于上述定子的磁力作用在上述各槽内的上述两个磁铁彼此分离的方向上，所以，能够可靠地将上述两个磁铁固定在上述槽的上述转子的周方向的两侧的内表面上。
并且，在一个实施方式的电动机中，同一上述槽内的上述两个磁铁为相同的极性。
根据该实施方式的电动机，由于同一上述槽内的上述两个磁铁为相同的极性，所以，不会降低施加在上述各槽内的上述两个磁铁上的磁力，不会降低上述转子的转矩。
并且，在一个实施方式的电动机中，同一上述槽内的上述两个磁铁为大致相同的形状。
根据该实施方式的电动机，由于同一上述槽内的上述两个磁铁为大致相同的形状，所以，能够简单地形成磁平衡良好的上述两个磁铁。
并且，在一个实施方式的电动机中，同一上述槽内的上述两个磁铁为大致相同的构造。
根据该实施方式的电动机，由于同一上述槽内的上述两个磁铁为大致相同的构造，所以，能够简单地形成磁平衡良好的上述两个磁铁。
并且，本发明的压缩机的特征在于，该压缩机具有：密闭容器；配置在该密闭容器内的压缩单元；以及配置在上述密闭容器内，经由轴来驱动上述压缩单元的上述电动机。
根据本发明的压缩机，由于具有上述电动机，所以在该压缩机的运转中，即使该压缩机内的润滑油进入上述槽内，上述磁铁容易移动，上述磁铁也不会在上述槽内往复移动，因此，能够防止由于上述磁铁碰撞上述槽的内表面而产生的声音和振动。
根据本发明的电动机，由于在上述转子的上述各槽内，在上述转子的周方向上设有两个磁铁，所以，能够防止在该电动机的运转中从上述转子产生声音和振动。
并且，根据本发明的压缩机，由于具有上述电动机，所以，能够防止在该压缩机的运转中从上述转子产生声音和振动。
附图说明
图1是示出本发明的电动机的一个实施方式的横剖视图。
图2A是示出定子相对于转子的电磁力的作用的电动机的剖视图。
图2B是示出定子相对于磁铁的电磁力的作用的说明图。
图3A是示出定子相对于转子的电磁力的作用的电动机的剖视图。
图3B是示出定子相对于磁铁的电磁力的作用的说明图。
图4是示出转子的旋转角度和磁铁的电磁力之间的关系的曲线图。
图5A是示出转子的旋转角度为0度时的电动机的剖视图。
图5B是示出转子的旋转角度为θ时的电动机的剖视图。
图6A是示出转子的组装方法的第1工序图。
图6B是示出转子的组装方法的第2工序图。
图6C是示出转子的组装方法的第3工序图。
图7是示出本发明的压缩机的一个实施方式的纵剖视图。
图8是压缩机的主要部分的俯视图。
图9A是示出定子相对于转子的电磁力的作用的现有的电动机的剖视图。
图9B是示出定子相对于转子的电磁力的作用的现有的电动机的剖视图。
具体实施方式
下面，根据图示的实施方式来详细说明本发明。
(第1实施方式)
图1示出本发明的电动机的一个实施方式的横剖视图。该电动机例如在空调或冷藏库的压缩机等中使用。该电动机具有转子10和定子20，该定子20隔着空气隙配置在该转子10的径向外侧。该转子10在箭头R方向上旋转自如。
上述转子10具有转子主体11和埋设在该转子主体11中的磁铁12。上述转子主体11为圆筒形状，例如由层叠的电磁钢板构成。在上述转子主体11的中央的孔部安装有轴30。
上述转子主体11具有在周方向上并列排列的多个(在本实施方式中为6个)槽11a。该槽11a大致沿着周方向形成。即，从上述转子10的旋转轴方向观察，该槽11a形成为与上述转子10的径向正交的弦状。
在该各槽11a内，在上述转子10的周方向上并列设有两个磁铁12、12。从上述转子10的旋转轴方向观察，上述磁铁12为直线状的平板状，例如由永久磁铁构成。这里，为了在上述槽11a中嵌入上述磁铁12，上述槽11a设定为比上述磁铁12大，上述磁铁12在上述槽11a内，可以在上述转子10的周方向上移动。即，上述两个磁铁12、12在上述槽11a内，可以在上述转子10的周方向上接近或分离。
同一上述槽11a内的上述两个磁铁12、12为大致相同的形状。并且，上述同一槽11a内的上述两个磁铁12、12为大致相同的构造(材料、磁特性等)。即，上述同一槽11a内的上述两个磁铁12、12为相同极性。具体而言，上述两个磁铁12、12的靠上述转子10的径向外侧的部分的极性为S极或N极中的一方，是相同的，上述两个磁铁12、12的靠上述转子10的径向内侧的部分的极性为S极或N极中的另一方，是相同的。另外，上述磁铁12的极性在相邻的上述槽11a、11a中是相反的。
从上述转子10的旋转轴方向观察，上述定子20具有：环状的定子主体21；从该定子主体21的内周面向径向内侧突出的多个(在本实施方式中为9个)齿22；以及卷绕在该齿22上的线圈23。另外，在图1中，省略上述线圈23的一部分进行描绘。
上述多个齿22在上述定子主体21的周方向上等间隔地并列排列。上述定子主体21和上述齿22例如由铁构成。上述线圈23是卷绕在上述各齿22上的所谓的集中绕组。另外，也可以将上述线圈23跨越上述多个齿22进行卷绕而成为所谓的分布绕组。
接着，说明上述结构的电动机的作用。
借助使电流流过上述线圈23而在上述定子20上产生的电磁力，使上述转子10与上述轴30一起向箭头R方向旋转。
进而，如图2A所示，当一个上述槽11a相对于上述定子20处于预定位置时，在上述一个槽11a(上述转子10)上作用有由上述定子20产生的电磁吸引力，作用在上述一个槽11a的左侧的吸引力(箭头A1)比作用在上述一个槽11a的右侧的吸引力(箭头B1)大。另外，在图2A中，省略上述线圈23进行描绘。
此时，如图2A和图2B所示，上述一个槽11a内的左侧的上述磁铁12a如箭头C1所示那样被向左侧牵引，接触到上述一个槽11a的左侧的内表面。另一方面，上述一个槽11a内的右侧的上述磁铁12b如箭头D1所示那样被向右侧牵引，接触到上述一个槽11a的右侧的内表面。箭头C1方向的吸引力比箭头D1方向的吸引力大。
另外，在图2A中，为了便于理解，上述左右的磁铁12a、12b之间的间隙描绘得比实际大。在图2B中，用细箭头表示作用在上述左右的磁铁12a、12b上的吸引力，该吸引力的合成产生箭头C1、D1方向的吸引力。
进而，当上述转子10以预定的中心角度旋转时，如图3A所示，作用在上述一个槽11a的左侧的吸引力(箭头A2)比作用在上述一个槽11a的右侧的吸引力(箭头B2)小。另外，在图3A中，省略上述线圈23进行描绘。
此时，如图3A和图3B所示，上述左侧的磁铁12a如箭头C2所示那样被向左侧牵引，接触到上述一个槽11a的左侧的内表面。另一方面，上述右侧的磁铁12b如箭头D2所示那样被向右侧牵引，接触到上述一个槽11a的右侧的内表面。箭头C2方向的吸引力比箭头D2方向的吸引力小。
另外，在图3A中，为了便于理解，上述左右的磁铁12a、12b之间的间隙描绘得比实际大。在图3B中，用细箭头表示作用在上述左右的磁铁12a、12b上的吸引力，该吸引力的合成产生箭头C2、D2方向的吸引力。
即，由于上述定子20的磁力，上述左右的磁铁12a、12b始终向彼此分离的方向被牵引，而固定在上述槽11a的上述转子10的周方向的两侧的内表面上。
接着，图4示出在上述结构的电动机中作用在上述左右的磁铁12a、12b上的电磁力的测定结果。横轴表示上述转子10的旋转角度，纵轴表示电磁力。
说明横轴的旋转角度。如图5A所示，设与通过预定的上述齿22的中心和上述转子10的旋转轴的平面T正交、且通过上述转子10的旋转轴的平面为基准面S0。在使上述一个槽11a的中心与该基准面S0一致时，上述转子10的旋转角度为0度。
进而，如图5B所示，将使上述转子10向箭头R方向旋转时，通过上述一个槽11a的中心和上述转子10的旋转轴的平面S1与上述基准面S0之间的角度θ作为图4的横轴的旋转角度。
说明图4的纵轴的电磁力。负值表示作用在图5B所示的上述转子10的箭头R的旋转方向上的电磁力。另外，作为测定条件，使电流峰值为14A，电流相位为-70度。
由图4可知，在图5B所示的上述左侧的磁铁12a上始终作用有左方向(箭头R方向)的电磁力。另一方面，在图5B所示的上述右侧的磁铁12b上始终作用有右方向(箭头R的相反方向)的电磁力。
在图4中，将现有例所示的在一个槽中在转子的周方向上设置一个磁铁的情况，作为“现有的磁铁”进行表示。即，可以明白，在一个磁铁中，根据转子的旋转角度，左右交替地被牵引。
根据上述结构的电动机，由于在上述转子10的上述各槽11a内，在上述转子10的周方向上设有两个磁铁12、12，所以，由于上述定子20的磁力，上述两个磁铁12、12始终向彼此分离的方向被牵引，而固定在上述槽11a的上述转子10的周方向的两侧的内表面上。即，上述定子2的磁力作用在上述各槽11a内的上述两个磁铁12、12彼此分离的方向上。
因此，在该电动机的运转中，上述磁铁12在上述槽11a内，不会在上述转子10的周方向上往复移动，因此，能够防止由于上述磁铁12碰撞上述槽11a的内表面而产生的声音和振动。
并且，在上述电动机的运转中，上述磁铁12的位置没有偏差，是恒定的，因此，上述磁铁12的磁力不会因磁极而变化，防止了磁通流的不平衡。并且，由于上述磁铁12的位置没有偏离，所以，能够降低施加给上述齿22的电磁激振力。
即，本发明的电动机为如下结构：将现有例所示的一个槽内的一个磁铁在纵(转子旋转轴)方向上分为两部分。
并且，由于上述槽11a形成为弦状，上述磁铁12为平板状，所以，能够简单地形成上述槽11a和上述磁铁12。
并且，由于上述同一上述槽11a内的上述两个磁铁12、12为大致相同的形状或大致相同的构造，所以，能够简单地形成磁平衡良好的上述两个磁铁。并且，由于上述同一槽11a内的上述两个磁铁12、12为相同极性，所以，不会降低施加在上述各槽11a内的上述两个磁铁12、12上的磁力，不会降低上述转子10的转矩。
接着，说明上述转子10的组装方法。
在上述转子10的上述转子主体11为层叠钢板的情况下，如图6A所示，在上述转子主体11的贯通孔中贯穿平头实心铆钉13，一边对上述转子主体11加压，一边使铆接工具14接近上述铆钉13的一端。上述铆钉13的一端为实心的。
进而，如图6B所示，通过上述铆接工具14使上述铆钉13的一端变形为半球状，如图6C所示，通过平头实心圆形的上述铆钉13来固定上述转子主体11。即，上述铆钉13的一端为实心且变形为半球状的凸缘状。另外，上述铆钉13的另一端预先形成为实心的凸缘状。
因此，由于通过上述平头实心圆形的铆钉13来固定上述转子主体11，所以，上述铆钉13的刚性增大，能够牢固地固定上述转子主体11。并且，由于预先压缩上述转子主体11，所以，能够可靠地抑制层叠钢板的回弹，能够利用上述铆钉13进行固定，能够缩短上述转子主体11的旋转轴方向的长度。另外，上述铆钉13的一端也可以不是圆形而是平面型，只要是实心的凸缘状即可。
(第2实施方式)
图7示出本发明的压缩机的一个实施方式的纵剖视图。该压缩机具有：密闭容器201；配置在该密闭容器201内的压缩单元202；以及上述第1实施方式的电动机1，其配置在上述密闭容器201内，经由上述轴30来驱动上述压缩单元202。
该压缩机是所谓的高压拱顶型的旋转式压缩机，在上述密闭容器201内，将上述压缩单元202配置在下部，将上述电动机1配置在上部。通过该电动机1的转子10，经由上述轴30来驱动上述压缩单元202。
上述压缩单元202通过吸入管211从未图示的储气筒吸入制冷剂气体。该制冷剂气体通过对与该压缩机一起构成作为冷冻***的一例的空调机的未图示的冷凝器、膨胀机构、蒸发器进行控制而得到。
上述压缩机将已压缩的高温高压的排出气体从上述压缩单元202排出并使其充满密闭容器201的内部，并且使上述排出气体通过上述电动机1的定子20和转子10之间的间隙，在对上述电动机1进行了冷却后，从排出管213排出到外部。在上述密闭容器201内的高压区域的下部积存有润滑油209。
上述压缩单元202具有：气缸主体221；以及分别安装在该气缸主体221的上下的开口端的上侧的端板部件250和下侧的端板部件260。通过上述气缸主体221、上述上侧的端板部件250和上述下侧的端板部件260，来形成气缸室222。
上述上侧的端板部件250具有圆板状的主体部251、和在该主体部251的中央向上方设置的凸台部252。上述主体部251和上述凸台部252被上述轴30贯穿。在上述主体部251中设有与上述气缸室222连通的排出口251a。
排出阀231以关于上述主体部251位于上述气缸主体221的相反侧的方式安装在上述主体部251上。该排出阀231例如是簧片阀，对上述排出口251a进行开闭。
在上述主体部251上，以覆盖上述排出阀231的方式安装有杯型的***主体240。该***主体240通过(螺栓等)固定部件235固定在上述主体部251上。上述***主体240被上述凸台部252贯穿。
通过上述***主体240和上述上侧的端板部件250来形成***室242。上述***室242和上述气缸室222经由上述排出口251a连通。
上述***主体240具有孔部243。该孔部243使上述***室242和上述***主体240的外侧连通。
上述下侧的端板部件260具有圆板状的主体部261、和在该主体部261的中央向下方设置的凸台部262。上述主体部261及上述凸台部262被上述轴30贯穿。
总之，上述轴30的一端部支承在上述上侧的端板部件250和上述下侧的端板部件260上。即，上述轴30为悬臂。上述轴30的一端部(支承端侧)进入上述气缸室222的内部。
在上述轴30的支承端侧，以位于上述压缩单元202侧的上述气缸室222内的方式设置有偏心销226。该偏心销226与辊子227嵌合。该辊子227在上述气缸室222内配置成可以公转，利用该辊子227的公转运动进行压缩作用。
换言之，上述轴30的一端部利用上述压缩单元202的外壳207支承在上述偏心销226的两侧。该外壳207包括上述上侧的端板部件250和上述下侧的端板部件260。
这里，说明上述气缸室222的压缩作用。
如图8所示，利用一体地设置在上述辊子227上的叶片228来分隔上述气缸室222内。即，关于上述叶片228的右侧的室，上述吸入管211在上述气缸室222的内表面开口，形成吸入室(低压室)222a。另一方面，关于上述叶片228的左侧的室，(图7所示的)上述排出口251a在上述气缸室222的内表面开口，形成排出室(高压室)222b。
半圆形状的衬套225、225紧贴上述叶片228的两面，以进行密封。上述叶片228和上述衬套225、225之间利用上述润滑油209进行润滑。
而且，上述偏心销226与上述轴30一起进行偏心旋转，嵌合在上述偏心销226上的上述辊子227以该辊子227的外周面与上述气缸室222的内周面相切的方式公转。
伴随着上述辊子227在上述气缸室222内的公转，上述叶片228利用上述衬套225、225保持该叶片228的两侧面而进行进退动作。于是，从上述吸入管211将低压的制冷剂气体吸入到上述吸入室222a中，并在上述排出室222b中进行压缩而成为高压，然后，从(图7所示的)上述排出口251a排出高压的制冷剂气体。
此后，如图7所示，从上述排出口251a排出的制冷剂气体经由上述***室242，排出到上述***主体240的外侧。
根据上述结构的压缩机，由于具有上述第1实施方式的电动机1，在该压缩机的运转中，即使该压缩机内的上述润滑油209进入图1所示的上述槽11a内，上述磁铁12容易移动，上述磁铁12也不会在上述槽11a内往复移动，因此，能够防止由于上述磁铁12碰撞上述槽11a的内表面而产生的异常声音、噪音和振动。
另外，本发明不限于上述实施方式。例如，上述槽11a和上述齿22的数量的增减是自由的。在上述槽11a内，也可以在上述转子10的旋转轴方向上设置多个上述磁铁12。从上述转子10的旋转轴方向观察，上述槽11a和上述磁铁12的形状也可以形成为沿着上述转子10的外周面的弓形。作为上述压缩单元202，也可以是上述辊子与上述叶片分开的旋转型。作为上述压缩单元202，除了旋转型以外，也可以使用涡旋型或往复型。

Claims (5)

1.一种电动机，其特征在于，
该电动机具有转子(10)和配置在该转子(10)的径向外侧的定子(20)，
上述转子(10)具有在周方向上排列的多个槽(11a)，
在该各槽(11a)内，在上述转子(10)的周方向上设有两个磁铁(12、12)，
从上述转子(10)的旋转轴方向观察，上述槽(11a)形成为与上述转子(10)的径向正交的弦状，
上述槽(11a)的大小设定为上述两个磁铁(12、12)在上述槽(11a)内能够接近或分离的大小，
从上述转子(10)的旋转轴方向观察，上述磁铁(12)为平板状，
在同一上述槽(11a)内的上述两个磁铁(12、12)中，上述两个磁铁(12、12)的靠上述转子(10)的径向外侧的部分的极性为S极或N极中的一方，并且是相同的，上述两个磁铁(12、12)的靠上述转子(10)的径向内侧的部分的极性为S极或N极中的另一方，并且是相同的，
在上述各槽(11a)内，在上述两个磁铁(12、12)之间具有间隙。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，
上述定子(20)的磁力作用在上述各槽(11a)内的上述两个磁铁(12、12)彼此分离的方向上。
3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，
同一上述槽(11a)内的上述两个磁铁(12、12)为大致相同的形状。
4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，
同一上述槽(11a)内的上述两个磁铁(12、12)为大致相同的构造。
5.一种压缩机，其特征在于，该压缩机具有：
密闭容器(201)；
配置在该密闭容器(201)内的压缩单元(202)；以及
配置在上述密闭容器(201)内，经由轴(30)来驱动上述压缩单元(202)的权利要求1所述的电动机(1)。
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