JP2007040139A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供する。
【解決手段】回転子１２６は、積層された鋼板１６０によって形成された鉄心１６２を備え、鉄心１６２に収納される複数の永久磁石１５６と、複数の鋼板１６０どうしを貫通固定する為のかしめピン１６４を備え、積層された鋼板１６０にかしめピン１６４が貫通する複数の貫通孔１６６と永久磁石１５６が収納される複数の収納孔１６８とを交互にかつ回転対称に配設すると供に、収納孔１６８にもかしめピン１６４が貫通する貫通孔をそれぞれ設け、永久磁石１５６を収納後、鉄心１６２の端面側の積層された鋼板１６０を回転方向にずらして積層させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に家庭用の電気冷凍冷蔵庫などに使用される圧縮機に関するものである。

近年、冷凍機器分野において、高効率の一環として、固定子および永久磁石が埋め込まれた回転子からなる電動要素を用いたインバータ駆動方式の圧縮機や同期運転方式の圧縮機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の圧縮機を説明する。

図４は、特許文献１に記載された従来の圧縮機の縦断面図を示したものである。

図４において、圧縮要素２を駆動する電動要素４は固定子６および回転子８から構成され、インバータ駆動回路（図示せず）によって駆動される。

回転子８は鉄心内に永久磁石１０を内装しており、回転子８の両端面には、非磁性体等、例えば真鍮で形成された端板１２が配設され、回転子８を貫通する非磁性体であるアルミニウム等で構成されたかしめピン１４によって固着されている。

以上のように構成された圧縮機について、以下にその動作を説明する。

圧縮機が運転を始めると回転子８が回転することによりクランクシャフト１６が回転しピストン１８が往復運動してガスを圧縮する。回転子８の両端面に配設された端板１２は永久磁石１０の軸方向への脱落を防止する為、鉄心の両端面に当接固定されている。
特開平１１−３０３７４６号公報

しかしながら、上記従来の構成では、回転子８鉄心の両端面に配設された端板１２は専用部品であり、圧縮機の部品点数が多くなり生産性が低下するといった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決する為に、本発明の圧縮機は、回転子を構成する積層された鋼板にかしめピンが貫通する複数の貫通孔と、永久磁石が収納される複数の収納孔とを交互にかつ回転対称に配設するとともに、収納孔にもかしめピンが貫通する貫通孔をそれぞれ設け、回転子の鉄心の少なくとも一方の端面側の積層された鋼板を回転方向にずらして積層させることで、永久磁石が収納される複数の収納孔をかしめピンが貫通する貫通孔で当てて止めることができるので、永久磁石の脱落を防止することができる為、回転子の鉄心の両端面に配設された端板を必要としない。

本発明の圧縮機は、部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供することが出来る。

請求項１に記載の発明は、固定子および回転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を備え、前記回転子は複数の鋼板を積層して形成した回転子の鉄心と、前記回転子の鉄心に収納される複数の永久磁石と、前記複数の鋼板どうしを貫通固定する為のかしめピンを備え、前記積層された鋼板に前記かしめピンが貫通する複数の貫通孔と、前記永久磁石が収納される複数の収納孔とを交互にかつ回転対称に配設するとともに、前記収納孔にもかしめピンが貫通する貫通孔をそれぞれ設け、前記回転子の鉄心の少なくとも一方の端面側の積層された鋼板を回転方向にずらして積層させることで、前記永久磁石が収納される複数の収納孔をかしめピンが貫通する貫通孔で当てて止めることができるので、前記永久磁石の脱落を防止することができる為、回転子の鉄心の両端面に配設された端板を必要としないので部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供することが出来る。

請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、電動要素は２×ｎ極（ｎは整数）としたものであり、積層された鋼板が回転対称を形成できる為、鉄心の端面に位置する鋼板をずらすだけで永久磁石が収納される複数の収納孔の一部を塞ぐことができるので、回転子の鉄心の両端面に配設された別部品の端板を廃止することができ、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに生産性を高めることが出来る。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、電動要素は始動時に誘導電動機として始動し、同期回転数近くで同期引き込み運転を行い同期運転するものであり、請求項１または請求項２に記載の発明の作用に加えて、同期モータにおいても回転子の鉄心の両端面に配設された端板を廃止することができ、生産性を高めることが出来る。

請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、電動要素は商用電源周波数以下の回転数を含む複数の運転周波数で駆動されるインバータ駆動式であるものであり、請求項１または請求項２に記載の発明の作用に加えて、インバータ駆動式のモータにおいても回転子の鉄心の両端面に配設された端板を廃止することができ、生産性を高めることが出来る。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明に、永久磁石を希土類磁石で形成したものであり、フェライト磁石のモータに比べモータ効率が向上し、希土類磁石の強力な磁力により永久磁石が互いに支え合う為、軸方向への脱落を永久磁石１５６自体で防止出来るので、回転子の鉄心のいずれか一方の端面側の積層された鋼板を回転方向にずらし、永久磁石が収納される複数の収納孔をかしめピンが貫通する貫通孔で当てて止めるだけで、回転子の鉄心の両端面に配設された別部品の端板を廃止することができ、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、高効率で、さらに組立てが容易な圧縮機を提供することが出来る。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図、図２は同実施の形態の圧縮機の回転子の鋼板の拡大図、図３は同実施の形態の圧縮機の回転子の鋼板の積層図である。

密閉容器１０１内には、電動要素１０６と、圧縮要素１０８を一体化した電動圧縮要素１１０が、複数のサスペンションスプリング１１２を介して弾性的に支持されて収容される。

次に、圧縮要素１０８の詳細を以下に説明する。

シリンダブロック１１４は、略円筒形のシリンダ１１６を有するとともに軸受部１１８を形成している。

クランクシャフト１２０は主軸１２２および偏心軸１２４から構成されており、主軸１２２はシリンダブロック１１４の軸受部１１８に回転自在に軸支されるとともに、回転子１２６が固定され、下端には潤滑油１２８に浸漬した給油機構１３０が形成されている。

偏心軸１２４には、潤滑油放出孔１３２が設けられており、偏心軸１２４の内部には連通孔１３４が設けられており、一端が偏心軸１２４の上端に開口し、他端は主軸１２２の外周に形成したスパイラル溝１３６によって傾斜通路１３８と給油機構１３０に連通している。また、偏心軸１２４にはバランスウェイト１４０が固定されている。

ピストン１４２はシリンダ１１６に往復動自在に挿入されており、偏心軸１２４との間を連結手段１４４によって連結されている。

バルブプレート１４６は、シリンダ１１６の端面１４８を封止する。吐出室を形成したシリンダヘッド１５０はバルブプレート１４６の反シリンダ１５２側に固定される。

ＰＢＴなどの樹脂で成型されるサクションマフラー１５４は一端がバルブプレート１４６を介してシリンダ１１６に連通し、密閉容器１０１内に開口する開口部（図示せず）を備える。

次に電動要素の詳細を以下に示す。

インバータ駆動回路（図示せず）によって駆動される電動要素１０６は、フェライト系永久磁石１５６を内蔵する回転子１２６と、鉄心に銅線を巻回した固定子１５８で構成されている。回転子１２６は、積層された鋼板１６０によって形成された鉄心１６２を備えている。そして、回転子１２６の鉄心１６２に収納される４極の永久磁石１５６と、複数の鋼板１６０どうしを貫通固定する為のかしめピン１６４を備え、積層された鋼板１６０にかしめピン１６４が貫通する４個の貫通孔１６６と、永久磁石１５６が収納される４個の収納孔１６８とを交互にかつ回転対称に配設するとともに、収納孔１６８にもかしめピン１６４が貫通する貫通孔１７０をそれぞれに設けている。

そして、永久磁石１５６を収納孔１６８に収納した後、回転子１２６の鉄心１６２の両端面の鋼板１６０を回転方向に４５度ずらして積層させることで、永久磁石１５６が収納される複数の収納孔１６８をかしめピン１６４が貫通する貫通孔１６６で当ててかしめピン１６４を用いて固定している。

密閉容器１０１には、ハーメチックターミナル１７２やサクションチューブ１７４、ディスチャージチューブ１７６が溶接等により固定されている。サクションチューブ１７４とディスチャージチューブ１７６は冷却システムの低圧側と高圧側（図示せず）にそれぞれ接続されている。

以上のように構成された圧縮機において以下その動作を説明する。

インバータ駆動回路（図示せず）によって電動要素１０６が駆動され、回転子１２６がクランクシャフト１２０を回転させることで、偏心軸１２４の運動が連結手段１４４を介してピストン１４２に伝えられ、ピストン１４２はシリンダ１１６内を往復運動し、サクションチューブ１７４から密閉容器１０１内に流入した冷媒ガスはサクションマフラー１５４の開口部から吸入され、シリンダ１１６内で連続して圧縮され、ディスチャージチューブ１７６より冷却システムへ再び吐き出される。

一方、電動要素１０６を構成する回転子１２６は、鉄心１６２の両端面の鋼板１６０を回転方向に４５度ずらして積層すると、かしめピン１６４が貫通する４個の貫通孔１６６と、４個の収納孔１６８に設けられたかしめピン１６４が貫通する貫通孔１７０が、それぞれ重なり合う為、かしめピン１６４で貫通固定することが出来る。

そして、端面側の鋼板１６０のかしめピン１６４が貫通する４個の貫通孔１６６で、永久磁石１５６が収納される４個の収納孔１６８をそれぞれ当てて止めているので、永久磁石１５６の軸方向への脱落を防止することが出来る為、従来鉄心１６２の両端面に配設されていた非磁性体等、例えば真鍮で形成された端板を廃止することができ、部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供することが出来る。

なお、本発明の実施の形態１においては、永久磁石１５６にフェライト磁石を用いたが、ネオジウム等の希土類磁石を用いると、フェライト磁石のモータに比べモータ効率が向上し、希土類磁石の強力な磁力により永久磁石１５６が互いに支え合う為、軸方向への脱落を永久磁石１５６自体で防止出来る。その為、回転子１２６の鉄心１６２の軸方向下部端面側の積層された鋼板１６０を回転方向に４５度ずらし、永久磁石１５６が収納される複数の収納孔１６８をかしめピン１６４が貫通する貫通孔１６６で当てて止めるだけで、永久磁石１５６の脱落を確実に防止することができる為、回転子１２６の鉄心１６２の両端面に配設された別部品の端板を廃止することができ、部品点数が少なく低コストで高効率、かつ組立てが容易な圧縮機を提供することが出来る。

以上、本実施の形態１では、インバータ駆動方式を用いた電動要素１０６を例に挙げて説明したが、誘導同期電動機を構成する電動要素においても同様の効果を得ることが出来る。

以上のように、本発明にかかる圧縮機は、部品点数が少なく低コストで、高効率が可能となるので、冷凍ショーケース、除湿機エアーコンディショナーや自動販売機などに用いられる圧縮機等の用途にも適用出来る。

本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態１における圧縮機の回転子の鋼板の拡大図 本発明の実施の形態１における圧縮機の回転子の鋼板の積層図 従来の圧縮機の縦断面図

符号の説明

１０６ 電動要素
１０８ 圧縮要素
１２６ 回転子
１５６ 永久磁石
１５８ 固定子
１６２ 鉄心
１６０ 鋼板
１６４ かしめピン
１６６，１７０ 貫通孔
１６８ 収納孔

Claims (5)

1. 固定子および回転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を備え、前記回転子は複数の鋼板を積層して形成した回転子の鉄心と、前記回転子の鉄心に収納される複数の永久磁石と、前記複数の鋼板どうしを貫通固定する為のかしめピンを備え、前記積層された鋼板に前記かしめピンが貫通する複数の貫通孔と、前記永久磁石が収納される複数の収納孔とを交互にかつ回転対称に配設するとともに、前記収納孔にもかしめピンが貫通する貫通孔をそれぞれ設け、前記回転子の鉄心の少なくとも一方の端面側の積層された鋼板を回転方向にずらして積層した圧縮機。
2. 電動要素は２×ｎ極（ｎは整数）である請求項１に記載の圧縮機。
3. 電動要素は始動時に誘導電動機として始動し、同期回転数近くで同期引き込み運転を行い同期運転する請求項１または請求項２に記載の圧縮機。
4. 電動要素は商用電源周波数以下の回転数を含む複数の運転周波数で駆動されるインバータ駆動式である請求項１または請求項２に記載の圧縮機。
5. 永久磁石を希土類磁石で形成した請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧縮機。

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