JP2004332688A - 電動圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】密閉容器4内に永久磁石を内装した回転子106および固定子105からなる電動要素101と、電動要素101によって駆動される圧縮要素102とを収容し、圧縮要素102は主軸部7a及び偏心部7bから構成されたクランクシャフト7と、シリンダブロック108と、軸受け130とピストン9とを備えた電動圧縮機において、クランクシャフト7を軸受け130に嵌入し、主軸部7aに永久磁石111を内装した回転子106を固定したサブ組み立て品の状態で、永久磁石111にヨーク着磁を施す事により確実に着磁しかつ、鉄粉等の異物混入及び、固定子105の巻線21の絶縁破壊を防ぐ事ができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫等に使用される密閉型電動圧縮機(以下圧縮機という)の高信頼性化、高効率化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、回転子に永久磁石を内装した電動圧縮機は、高効率化を目的に冷蔵庫等においても多く用いられており、その形態や、永久磁石の着磁方法について様々な工夫が凝らされている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
以下、図面を参照しながら上記従来例の圧縮機の構成及び、着磁方法について説明する。
【0004】
図5は従来の圧縮機の断面図、 図6、図7、図8、図9は従来の圧縮機における電動要素の詳細図、図10は従来の圧縮機における着磁の結線図、図11は従来の圧縮機における着磁ヨークの構造図である。
【0005】
図5から図9において、電動要素1と圧縮要素2とからなる圧縮機本体3を密閉容器4に収容している。電動要素1は固定子5、回転子6とからなる。圧縮要素2は電動要素1によって駆動される。
【0006】
次に圧縮要素2の詳細を以下に説明する。クランクシャフト7は回転子6を圧入又は焼き嵌めにより固定した主軸部7aおよび主軸部7aに対し偏心して形成された偏心部7bを有する。シリンダーブロック8は略円筒形のボア部8aとともに主軸部7aを軸支する軸受け部8bを有する。ピストン9はボア部8aに勘入され、偏心部7bとの間を連結手段10によって連結されている。
【0007】
次に電動要素1の詳細を説明する。図6に示す様に回転子6にはフェライトで作られた4極の永久磁石11が内装されている。固定子5には図7に示す様に24個のティース12と、スロット13があり、スロット13には3相4極の巻線14がY結線され、一般的に分布巻きと呼ばれる方法で巻装されている。
【0008】
また、より高効率化、低コスト化を目的に、固定子5相当には図8、図9に示す様な突極集中巻きと呼ばれる固定子15のティース16に直接巻線17を巻装したタイプも用いられている。この場合、回転子6の永久磁石11の極数(本例は4極)に対しティース16の数(本例は6個)は1.5倍が一般的である。
【0009】
さらに、最近さらなる高効率化を目的に、永久磁石11にはBH積の大きい希土類の物が使われはじめている。
【0010】
次に以上のような構成における永久磁石11の着磁方法について説明する。
【0011】
一般的に永久磁石11の着磁方法は、圧縮機の固定子15を用いる固定子着磁と専用の着磁ヨーク19で着磁するヨーク着磁とが知られている。
【0012】
始めに固定子着磁について図6と図10を用いて説明する。
【0013】
固定子着磁は、圧縮要素2と電動要素1が組み込まれた圧縮機本体3の状態において、図6に示す様に回転子6を特定の回転位置に合わせ、図10に示す様に巻線14のU相に直流電源18を接続し、瞬時的に大電流を流して永久磁石11を着磁する。
【0014】
次にヨーク着磁について図11を用いて説明する。
【0015】
19は着磁用の着磁ヨーク19で回転子6の永久磁石11の極数(本例は4極)と同数のティース20を有し、各ティース20には巻線21が直接巻装されている。この着磁ヨーク19の中に固定子5単体を挿入し、回転位置を合わせた後、巻線21に着磁電流を流して永久磁石11を着磁する。
【0016】
以降、圧縮機のクランクシャフト7の主軸部7aに固定子5を圧入又は焼き嵌めにて固定する。
【0017】
【特許文献1】
特開平11−341752号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記固定子着磁の場合、固定子5の巻き線14そのものに瞬時に大電流を流す為、電磁衝撃により巻線14が変形しその電磁衝撃のレベルによっては巻線14の絶縁破壊を招くといった不具合があった。特に、永久磁石11に比較的大きな着磁エネルギーが必要な希土類の磁石を使用する場合においては、巻線14により大きな電流を通電する必要がある為、より大きな電磁衝撃を与え、より巻線14の変形及び絶縁破壊を招きやすく、固定子着磁石は不向きであるという不具合があった。
【0019】
また、固定子5相当が図8に示す様な突極集中巻きタイプの固定子15の場合、ティース16の数(本例は6個)が永久磁石11の極数(本例は4極)で割り切れない為、永久磁石11個々の着磁が不均一となり、複数の工程に分ける等、高度な着磁技術が必要となる。
【0020】
一方、上記ヨーク着磁では、前記課題は解決するものの、固定子5単体で着磁した場合、着磁された固定子5をクランクシャフト7の主軸部7aに圧入又は、焼嵌する必要があるので固定子5に鉄粉等が付着しやすく、かつ工程の治具や装置等も磁化させ、工程上にも鉄粉等を付着させやすい。その結果、圧縮機本体3に鉄粉等が混入することで圧縮機の信頼性を低下させるという欠点があった。
【0021】
本発明は、従来の課題を解決するもので、高効率でかつ、信頼性の高い電動圧縮機を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の発明は、密閉容器内に永久磁石を内装した回転子および固定子からなる電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は主軸部及び偏心部から構成されたクランクシャフトと、ボア部を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに固定され、前記主軸部を回転自在に軸支する軸受けと前記ボア部内を往復するピストンと、前記偏心部の回転運動を前記ピストンへ伝達する伝達手段とを備え、前記クランクシャフトを前記軸受けに嵌入し、前記主軸部に前記回転子を固定したサブ組み立て品の状態において、前記永久磁石にヨーク着磁を施す事により、着磁後から固定子組み付けまでの工程が減り、また着磁された回転子に鉄粉等が付着する機会が減り、さらに固定子を着磁に用いないので固定子の巻線の変形や絶縁破壊を防ぐという作用を有する。
【0023】
本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の永久磁石が希土類で構成されているもので、請求項2の作用に加え、着磁に、より大きな電流を必要とする希土類の永久磁石であっても確実に着磁を実現するという作用を有する。
【0024】
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2記載の発明の固定子に巻線を直接巻装したティースを有し、前記ティースの数が回転子の極数で割り切れない構成の電動要素を用いているもので、請求項1または請求項2の作用に加え、ティースの数が回転子の極数で割り切れない構成の電動要素であっても着磁を実現するという作用を有する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお従来例と同一部品は同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0026】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態による圧縮機の要部断面図で、図2は同実施の形態による圧縮機の電動要素の詳細図で、図3は同実施の形態による圧縮機のサブアッセンブリーの詳細図である。図4は同実施の形態による圧縮機に用いられる着磁方法の説明図である。
【0027】
図1 、図2において、電動要素101圧縮要素102とからなる圧縮機本体103を密閉容器4に収容している。電動要素101は固定子105、回転子106からなる。圧縮要素102は電動要素101によって駆動される。次に圧縮要素102の詳細を以下に説明する。クランクシャフト7は回転子106を圧入又は、焼き嵌めにより固定した主軸部7aおよび主軸部7aに対し偏心して形成された偏心部7bを有する。シリンダーブロック108は略円筒形のボア部108aを有する。 主軸部7aを軸支する軸受け130はシリンダーブロック108にボルト131にて固定されている。ピストン9はボア部108aに勘入され、偏心部7bとの間を連結手段10によって連結されている。
【0028】
次に電動要素101の詳細を以下に説明する。図2に示す様に回転子106にはフェライトまたは希土類で作られた4極の永久磁石111が内装されている。固定子105には6個のティース116に直接巻線117を巻装した突極集中巻きタイプや分布巻きタイプ(図示しない)を用い、シリンダーブロック108にボルト等(図示しない)で固定されている。
【0029】
図4において着磁ヨーク19は回転子106の永久磁石111の極数(本例は4極)と同数のティース20とスロット22を有し、各ティース20には巻線21が直接巻装されている。巻き線21は大きな着磁エネルギーを繰り返し得られる様に比較的線径の太い銅線を用い、巻き数も多めに巻かれ、巻き線21の表面には絶縁皮膜に加えワニス等の絶縁材料が塗られている。また、比較的線径の太い巻き線を多く巻けるように、着磁ヨーク19の外殻形状及びスロット22は固定子105に比べ大きく作られている。
【0030】
次に以上のような構成における永久磁石111の着磁方法について図3、図4を用いて説明する。
【0031】
クランクシャフト7に軸受け130を嵌入し回転子106をクランクシャフトの主軸部7aに圧入又は、焼き嵌めにより固定したサブアッセンブリー132の状態で図4に示す様に回転子106に着磁ヨーク19を嵌装し、回転子106の回転位置を特定の位置に合わせた後、着磁ヨーク19の巻線21に着磁電流を流し、回転子106の永久磁石111を着磁する。
【0032】
以降、サブアッセンブリー132の軸受け130をシリンダーブロック108にボルト131で固定し、固定子105をシリンダーブロック108にボルト等(図示しない)で固定する。
【0033】
したがって、回転子106を予めクランクシャフト7に固定した後、着磁するので、着磁後から固定子組み付けまでの工程が減り、着磁された回転子106に鉄粉等が付着する機会を減らし、圧縮機内部への鉄粉等の異物混入を減らす事を実現する。加えて着磁には固定子105を用いず着磁ヨーク19を用いているので、固定子105の巻線21の変形や絶縁破壊を防ぐ事を実現する。
【0034】
さらに、より大きな電流を必要とする希土類の永久磁石11であっても、固定子105を用いず着磁石ヨーク19を用いて着磁するので、より大きな着磁エネルギーを与える事が可能となり、確実に着磁する事を実現する。
【0035】
さらに、ティース20の数が回転子106の極数で割り切れない構成の電動要素101であっても、永久磁石111の極数と同数のティース20を持った着磁ヨーク19を用いて着磁するので、容易かつ確実に着磁する事を実現する。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明は、着磁後から固定子組み付けまでの工程を減らし、着磁された回転子に鉄粉等が付着する機会を減らし、圧縮機内部への鉄粉等の異物混入を減らす事で圧縮機の信頼性を向上する効果があり、さらに固定子の巻線の変形や絶縁破壊を防ぐ事でより圧縮機の信頼性を向上する効果がある。
【0037】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、着磁により大きな電流を必要とする希土類の永久磁石であっても、固定子を用いず着磁石ヨークを用いて着磁するので、より大電流を流す事が可能となり、確実に着磁を実現し、請求項1に記載の発明の効果に加えて圧縮機の効率を向上する効果がある。
【0038】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2記載の発明に加えて、ティースの数が回転子の極数で割り切れない構成の電動要素であっても、永久磁石の極数と同数のティースを持った着磁ヨークを用いて着磁するので容易かつ確実に着磁し、請求項1または請求項2の効果に加え、圧縮機の効率をより向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の電動圧縮機の断面図
【図2】同実施形態の電動圧縮機における電動要素の詳細図
【図3】同実施形態の電動圧縮機におけるサブアッセンブリーの詳細図
【図4】同実施の形態の電動圧縮機における着磁方法の説明図
【図5】従来の電動圧縮機の断面図
【図6】従来の電動圧縮機における電動要素の詳細図
【図7】従来の電動圧縮機における電動要素の詳細図
【図8】従来の電動圧縮機における電動要素の詳細図
【図9】従来の電動圧縮機における電動要素の詳細図
【図10】従来の電動圧縮機における着磁の結線図
【図11】従来の電動圧縮機における着磁ヨークの構造図
【符号の説明】
4 密閉容器
7 クランクシャフト
7a 主軸部
7b 偏心部
9 ピストン
10 連結手段
20,116 ティース
21,117 巻線
101 電動要素
102 圧縮要素
105 固定子
106 回転子
108 シリンダーブロック
108a ボア部
111 永久磁石
130 軸受け
Claims (3)
- 密閉容器内に永久磁石を内装した回転子および固定子からなる電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は主軸部及び偏心部から構成されたクランクシャフトと、ボア部を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに固定され、前記主軸部を回転自在に軸支する軸受けと前記ボア部内を往復するピストンと、前記偏心部の回転運動を前記ピストンへ伝達する連結手段とを備え、前記クランクシャフトを前記軸受けに嵌入し、前記主軸部に前記回転子を固定したサブ組み立て品の状態において、前記永久磁石にヨーク着磁を施した事を特徴とする電動圧縮機。
- 前期永久磁石が希土類で構成された請求項1記載の電動圧縮機。
- 前記固定子には巻線を直接巻装したティースを有し、前記ティースの数が回転子の極数で割り切れない構成の電動要素を用いた請求項1または請求項2記載の密閉型圧縮機。
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