JP2008161000A

JP2008161000A - モータおよび圧縮機

Info

Publication number: JP2008161000A
Application number: JP2006349016A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kataoka; 義博片岡
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2008-07-10
Also published as: WO2008078515A1; CN101563832A

Abstract

【課題】トルク低下や効率低下を抑えつつロータの剛性を高めることができるモータを提供する。
【解決手段】円柱形状のロータ１３０と上記ロータの外周側を囲うステータ１４０とを備える。上記ロータ１３０は、電磁鋼板が積層されたロータコア１３１と、ロータコア１３１に周方向かつ凸多角形状に配列された永久磁石１３２と、ロータコア１３１の永久磁石１３２の半径方向外側に領域内で磁束密度が他の部分よりも低いところに軸方向に貫通して、ロータコア１３１を締結するリベット１３３とを有する。上記リベット１３３は、ロータコア１３１の電気角６０°〜１６０°の範囲内にある。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータおよびそれを用いた圧縮機に関する。

従来、モータとしては、電磁鋼板を積層してロータコアを形成し、そのロータコアに永久磁石を星形に配置し、さらにその両端に磁石飛び出し防止用の端板を被せ、それらにリベットを軸方向に貫通させて締結することによりロータを一体化したものがある(例えば、特許第３３９７０１９号(特許文献１)参照)。

一般に、ロータコアを締結するリベットには鉄が用いられるが、磁束がリベットを通過するときにリベット内に鉄損が生じて効率が低下する。また、中空または円筒状のリベットを使用した場合も、磁束の流れを阻害するため、効率が低下する。さらに、リベット、端板が磁性体の場合、極間の漏れ磁束により効率が低下する。一方、リベットの位置は、ロータの外周に近い位置に設けることで、ロータ全体に均等に締結力が加わるため、ロータの剛性向上する。しかし、星形に配置された磁石よりも半径方向外側の磁束密度の高いところにあるため、上記のようにトルク低下や効率低下の影響が大きくなるという問題がある。
特許第３３９７０１９号

そこで、この発明の課題は、トルク低下や効率低下を抑えつつロータの剛性を高めることができるモータを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のモータは、
円柱形状のロータと上記ロータの外周側を囲うステータとを備えたモータであって、
上記ロータは、
電磁鋼板が積層されたロータコアと、
上記ロータコアに周方向かつ凸多角形状に配列された磁石と、
上記ロータコアの上記磁石の半径方向外側の領域内で、磁束密度が高い部分と低い部分のうちの低い部分を軸方向に貫通して、上記ロータコアを締結する締結部材と
を有することを特徴とする。

上記構成のモータによれば、上記ロータコアに周方向かつ凸多角形状に配列された磁石の半径方向外側の領域内で、磁束密度が高い部分と低い部分のうちの低い部分を軸方向に締結部材を貫通して、その締結部材によりロータコアを締結することによって、磁束の流れを阻害することなくトルク低下や効率低下を抑えると共に、ロータコアが外周側で締結部材により締結されるので、ロータの剛性を高めることができる。

また、一実施形態のモータでは、上記締結部材は、上記ロータコアの電気角６０°〜１６０°の範囲内にある。

上記実施形態によれば、上記ロータコアの電気角６０°〜１６０°の範囲内の磁束の少ない領域で、締結部材を軸方向に貫通して締結することによって、磁束の流れを阻害することなくトルク低下や効率低下を効果的に抑えることができる。

また、一実施形態のモータでは、上記締結部材は、中空の部材または円筒状の部材からなる。

上記実施形態によれば、中空の部材または円筒状の部材からなる締結部材を用いることによって、軸方向に貫通する穴を設けても、磁束密度の低い部分を貫通する締結部材が磁束の流れを阻害することがない。

また、一実施形態のモータでは、上記のいずれか１つのモータを搭載したことを特徴とする。

上記構成によれば、効率のよい信頼性の高い圧縮機を実現できる。

以上より明らかなように、この発明のモータによれば、トルク低下や効率低下を抑えつつロータの剛性を高めることができるモータを実現することができる。

また、一実施形態のモータによれば、ロータコアの電気角６０°〜１６０°の範囲内の磁束の少ない領域で、締結部材を軸方向に貫通して締結することによって、トルク低下や効率低下を効果的に抑えることができる。

また、一実施形態のモータによれば、中空の部材または円筒状の部材からなる締結部材を用いることによって、軸方向に貫通する穴を設けても、締結部材が磁束の流れを阻害することがない。

また、この発明の圧縮機によれば、上記モータを用いることによって、効率のよい信頼性の高い圧縮機を実現することができる。

以下、この発明のモータおよび圧縮機を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１はこの発明の実施の一形態のモータＡの要部の平面図を示している。

図１に示すモータＡは、電磁鋼板が積層された円柱形状のロータコア１３１に４つの永久磁石１３２が周方向にかつ正方形状(凸多角形状)配列されたロータ１３０と、そのロータ１３０の外周側を囲うステータ１４０とを備えている。上記ロータコア１３１の軸穴１３１aに回転軸１１０を挿入して嵌合している。上記ステータ１４０は、２４のティース１４１aが内周側に設けられたステータコア１４１と、上記２４のティース１４１aに夫々巻回されたコイル(図示せず)とを有している。

また、上記円柱形状のロータコア１３１の軸方向の両端部を端板(図示せず)により挟んだ状態で、締結部材の一例としてのリベット１３３を、ロータコア１３１に軸方向に設けられた貫通孔１３１bに貫通させて締結している。このロータコア１３１の貫通孔１３１bは、永久磁石１３２の半径方向外側、かつ、電気角が略９０°の位置に夫々設けられている。

図２はこの発明の実施の他の形態のモータＢの要部の平面図を示している。

図２に示すモータＢは、電磁鋼板が積層された円柱形状のロータコア２３１に４つの永久磁石２３２が周方向にかつ正方形状(凸多角形状)配列されたロータ２３０と、そのロータ２３０の外周側を囲うステータ２４０とを備えている。上記ロータコア２３１の軸穴２３１aに回転軸２１０を挿入して嵌合している。上記ステータ２４０は、６つのティース２４１aが内周側に設けられたステータコア２４１と、上記６つのティース２４１aに夫々巻回されたコイル(図示せず)とを有している。

また、上記締結部材の一例としてのリベット２３３を、ロータコア２３１に軸方向に設けられた貫通孔２３１bに貫通させて締結している。このロータコア２３１の貫通孔２３１bは、永久磁石２３２の半径方向外側、かつ、電気角が略９０°の位置に夫々設けられている。

また、図３はモータＡのステータコア表面とロータコア表面の磁束の分布を示し、図４はモータＢのステータコア表面とロータコア表面の磁束の分布を示している。図３,図４に示すθは、１つの永久磁石が配置された機械角０°〜９０°の範囲において、電気角０°〜１８０°となる。

図５において、横軸は電気角を表し、縦軸はロータコア表面の磁束密度を表しており、ロータコアの電気角６０°〜１６０°の範囲は、他の部分よりも磁束密度の低い領域である。このように、ロータに周方向かつ凸多角形状に配列される磁石の数によらず、電気角６０°〜１６０°の範囲で締結部材を設ければ同様の効果が得られる。

上記構成のモータによれば、ロータコア１３１,２３１に周方向かつ凸多角形状に配列された磁石１３２,２３２と、ロータコア１３１の磁石１３２,２３２の半径方向外側の領域内で、磁束密度が高い部分と低い部分のうちの低い部分を軸方向に貫通するリベット(締結部材)１３３,２３３により、ロータコア１３１,２３１を締結することによって、磁束の流れを阻害することなくトルク低下や効率低下を抑えと共に、ロータコア１３１,２３１が外周側でリベット(締結部材)１３３,２３３により締結されるので、ロータ１３０,２３０の剛性を高めることができる。

また、上記ロータコア１３１,２３１の電気角６０°〜１６０°の範囲内の磁束の少ない領域で、リベット(締結部材)１３３,２３３を軸方向に貫通して締結することによって、磁束の流れを阻害することなくトルク低下や効率低下を効果的に抑えることができる。

上記実施の形態では、電磁鋼板が積層された円柱形状のロータコア１３１,２３１に４つの永久磁石１３２,２３２が周方向にかつ正方形状(凸多角形状)配列されたロータ１３０,２３０を有するモータについて説明したが、モータの構成はこれに限らず、円柱形状のロータコアに周方向にかつ凸多角形状に磁石が配列されたロータを有するモータであればよく、磁石の数は限定されない。また、全ての磁石の半径方向外側に締結部材はなくともよく、少なくとも３つの締結部材によりロータコアが締結されていればよい。

また、上記実施の形態では、締結部材としてリベット１３３,２３３を用いたが、締結部材はこれに限らず、ボルトとナット等の他の締結部材を用いてもよい。

また、中空の部材または円筒状の部材からなるリベット(締結部材)を用いることによって、軸方向に貫通する穴を設けても、磁束密度の低い部分を貫通するリベット(締結部材)が磁束の流れを阻害することがない。

また、上記モータを搭載することによって、効率のよい信頼性の高い圧縮機を実現することができる。

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

図１はこの発明の実施の一形態のモータＡの要部の平面図である。図２はこの発明の実施の他の形態のモータＢの要部の平面図である。図３はモータＡのステータコア表面とロータコア表面の磁束の分布を示す図である。図４はモータＢのステータコア表面とロータコア表面の磁束の分布を示す図である。図５はモータＡとモータＢの電気角に対するロータコア表面の磁束密度を表す図である。

符号の説明

１１０…回転軸
１３０…ロータ
１３１…ロータコア
１３１a…軸穴
１３１b…貫通穴
１３２…永久磁石
１３３…リベット
１４０…ステータ
１４１…ステータコア
１４１a…ティース
２１０…回転軸
２３０…ロータ
２３１…ロータコア
２３１a…軸穴
２３１b…貫通穴
２３２…永久磁石
２３３…リベット
２４０…ステータ
２４１…ステータコア
２４１a…ティース

Claims

円柱形状のロータ(１３０,２３０)と上記ロータ(１３０,２３０)の外周側を囲うステータ(１４０,２４０)とを備えたモータであって、
上記ロータ(１３０,２３０)は、
電磁鋼板が積層されたロータコア(１３１,２３１)と、
上記ロータコア(１３１,２３１)に周方向かつ凸多角形状に配列された磁石(１３２,２３２)と、
上記ロータコア(１３１,２３１)の上記磁石(１３２,２３２)の半径方向外側の領域内で、磁束密度が高い部分と低い部分のうちの低い部分を軸方向に貫通して、上記ロータコア(１３１)を締結する締結部材(１３３,２３３)と
を有する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、
上記締結部材(１３３,２３３)は、上記ロータコア(１３１,２３１)の電気角６０°〜１６０°の範囲内にあ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、
上記締結部材(１３３,２３３)は、中空の部材または円筒状の部材からなることを特徴とするモータ。
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のモータを搭載したことを特徴とする圧縮機。