JP2008306874A - 回転子及び圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転子と、クランク軸の偏心部とのバランスをとりやすくしつつも、圧縮機を小型化し、回転子の製造を簡略化することが目的とされる。
【解決手段】回転子５２Ａは、本体５２１と、バランスウェイト７１とを備える。本体５２１には、これを方向９１に沿って貫通する貫通孔５２１ａが設けられている。本体５２１は、方向９１へと積層された複数の鋼板５２１１を有する。バランスウェイト７１は、貫通孔５２１ａに挿入されている。そして方向９１において、バランスウェイト７１の長さＬ７１は、バランスウェイト７１が挿入される貫通孔５２１ａの長さＬ５２１ａよりも小さい。
【選択図】図３

Description

本発明は回転子及び圧縮機に関し、特に回転子に配されたバランスウェイトに関する。

従来から、スクロール圧縮機などの圧縮機では、クランク軸をモータで回転させて、冷媒の圧縮機構を駆動している。

図１９には、従来から用いられているスクロール圧縮機１００が示されている。かかるスクロール圧縮機１００では、圧縮機構１５を構成する可動スクロール２６は、回転軸９０から偏心した位置にある。そして、可動スクロール２６やクランク軸１７の偏心部１７ｂなどの偏心した部分との静バランス及び動バランスをとるために、モータ１６の回転子５２及びクランク軸１７のそれぞれにバランスウェイ１０１，１０２が配設されている。

なお、本発明に関連する技術を以下に示す。
特開平６−１５３４２７号公報

しかし、従来の技術では、バランスウェイト１０１は例えば回転子５２の端面に載置されており（図１９）、圧縮機を小型化することを妨げていた。

上記特許文献１では、バランスウェイトを回転子のコア（ヨーク）に埋め込むことで、上記問題を解消している。また、バランスの調整を容易にすべく、バランスウェイトとは別にバランス調整孔を設けている。なお、上記特許文献１では、コア（ヨーク）には鋼板（薄鉄板）を積層したものが採用されている。

しかし、かかるバランス調整孔はコアを貫通していない。このため、鋼板には、バランス調整孔用の穴が設けられたものと、かかる穴のないものの２種類を用意する必要がある。よって、回転子の製造は煩雑であった。

一方、上記特許文献にかかる回転子において、バランス調整孔を設けなかったとすれば、バランスウェイトが回転子を貫通して配置されているため、偏心した部分とのバランス調節が困難になる。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、回転子と、偏心した部分とのバランスをとりやすくしつつも、圧縮機を小型化し、回転子の製造を簡略化することが目的とされる。

第１の発明にかかる回転子は、回転軸を中心として回転可能な回転子であって、本体と、バランスウェイトとを備える。本体は、回転軸に沿う方向に積層された複数の鋼板を有し、方向に沿って自身を貫通する貫通孔が設けられている。バランスウェイトは、貫通孔に挿入されている。回転軸に沿う方向において、バランスウェイトの長さは貫通孔の長さよりも小さい。

第２の発明にかかる回転子は、第１の発明にかかる回転子であって、互いに組を成す貫通孔及びバランスウェイトが二組設けられている。貫通孔は、回転軸に対して互いに反対側に位置している。そして、回転軸に沿う方向において、二つのバランスウェイトの位置が異なる。

第３の発明にかかる回転子は、第２の発明にかかる回転子であって、一方のバランスウェイトは、互いに組を成す一方の貫通孔の端を塞いでいる。他方のバランスウェイトは、互いに組を成す他方の貫通孔の端のうち、一方の貫通孔の端とは反対側の端を塞いでいる。

第４の発明にかかる回転子は、第２または第３の発明にかかる回転子であって、一方のバランスウェイトの質量と、他方のバランスウェイトの質量とは異なっている。

第５の発明にかかる回転子は、第４の発明にかかる回転子であって、二つのバランスウェイトのそれぞれの長さが異なっている。

第６の発明にかかる回転子は、第１乃至第５の発明にかかる回転子であって、回転軸に沿う方向から見て、回転軸の周りで環状に配置される複数の磁石を更に備える。貫通孔は、磁石に対して回転軸側に位置している。

第７の発明にかかる回転子は、回転軸を中心として回転可能な回転子であって、第１及び第２の磁石を備える。第１及び第２の磁石は、回転軸に沿う方向において同じ位置にあり、回転軸に対して互いに反対側に位置する。そして、第１の磁石の質量は第２の磁石の質量よりも大きい。

第８の発明にかかる回転子は、第７の発明にかかる回転子であって、第１の磁石は第２の磁石よりも体積及び比重の少なくともいずれか一方が大きい。

第９の発明にかかる回転子は、第７または第８の発明にかかる回転子であって、第１及び第２の磁石のそれぞれが挿入される挿入孔が設けられたコアを更に備える。

第１０の発明にかかる回転子は、第９の発明にかかる回転子であって、挿入孔はコアを回転軸に沿う方向に沿って貫通している。そして、コアは、回転軸に沿う方向に積層された複数の鋼板を有する。

第１１の発明にかかる回転子は、第７乃至第１０の発明のいずれか一つにかかる回転子であって、同じ位置にある第１及び第２の磁石が二組設けられている。一方の組に属する第１及び第２の磁石の位置と、他方の組に属する第１及び第２の磁石の位置とは異なっている。そして、一方の組に属する第１の磁石と、他方の組に属する第１の磁石とは、回転軸に対して互いに反対側に位置している。

第１２の発明にかかる回転子は、第１０の発明にかかる回転子であって、同じ位置にある第１及び第２の磁石と、コアとが二組設けられている。一方の組に属する第１及び第２の磁石の位置と、他方の組に属する第１及び第２の磁石の位置とは異なっている。一方の組に属する第１の磁石と、他方の組に属する第１の磁石とは、回転軸に対して互いに反対側に位置している。一方の組に属するコアと、他方の組に属するコアとについて、第１の磁石が挿入される挿入孔のそれぞれの形状が同じであり、かつ第２の磁石が挿入される挿入孔のそれぞれの形状も同じである。

第１３の発明にかかる圧縮機は、第１乃至第１２の発明のいずれか一つにかかる回転子と、圧縮機構と、クランク軸とを備える。圧縮機構は、固定部材と回転部材とを有する。クランク軸は偏心部を有し、回転子と回転部材とを連結する。偏心部は、回転軸から偏心しており、回転部材に結合されている。

第１の発明にかかる回転子によれば、バランスウェイトの長さが貫通孔の長さよりも小さいので、貫通孔内でのバランスウェイトの位置を調節することができる。よって、回転軸の周りでの回転子の重量の偏りを調節することができる。これにより、回転子と、回転子が連結される偏心した部分とのバランスがとりやすく、以ってクランク軸の振れを低減しやすい。

しかも、貫通孔用の穴が設けられた同じ形状の鋼板を用意するだけで、貫通孔が設けられた本体を得ることができる。よって、回転子の製造が簡略化される。

第２の発明にかかる回転子によれば、バランスウェイトが二つあるので、回転子の重量の偏りをより精度良く調節することができる。しかも、回転軸に対して互いに反対側に位置し、かつ回転軸に沿う方向においてこれらの位置が異なっているので、バランスウェイトに質量の小さいものを用いても、回転子と、回転子が連結される偏心した部分とのバランスをとることができる。よって、かかる回転子の重量が顕著に増加することがない。

第３の発明にかかる回転子によれば、バランスウェイトの位置を異ならせることができる。しかも、端から貫通孔にバランスウェイトを嵌め込むだけで良いので、貫通孔内へのバランスウェイトの配置が容易である。

第４の発明にかかる回転子によれば、かかる回転子を搭載して得た圧縮機において、クランク軸の振れを低減しやすい。

第５の発明にかかる回転子によれば、二つのバランスウェイトの質量を異ならせれる。

第６の発明にかかる回転子によれば、貫通孔は磁石に対して回転軸側に位置するので、磁石で生じた磁束の流れの妨げにならない。よって、かかる回転子を搭載したモータにおいて、効率がほとんど低下しない。

第７の発明にかかる回転子によれば、回転軸に沿う方向における第１及び第２の磁石がある位置では、回転子の重量が第１の磁石側に偏るので、第１の磁石を界磁としてだけではなく、バランスウェイトとしても用いることができる。よって、回転子と、回転子が連結される偏心した部分とのバランスをとることができ、以ってクランク軸の振れをより低減することができる。しかも、第１及び第２の磁石とは別途に、バランスウェイトを設ける必要がないので、回転子の重量を低減することができる。

第８の発明にかかる回転子によれば、第１及び第２の磁石に同じ材質を用いても、第１の磁石の質量を第２の磁石の質量よりも大きくすることができる。

第９の発明にかかる回転子によれば、第１及び第２の磁石がコアに埋め込まれているので、かかる回転子が採用されたモータにおいては、リラクタンストルクが生じ、以ってモータの出力及び効率が高まる。

第１０の発明にかかる回転子によれば、挿入孔用の穴が設けられた同じ形状の鋼板を用意するだけで良く、以って回転子の製造が簡略化される。

第１１の発明にかかる回転子によれば、第１の磁石が二つあるので、回転子の重量の偏りを調節しやすい。しかも、かかる第１の磁石は、回転軸に対して互いに反対側に位置し、かつ回転軸に沿う方向においてこれらの位置が異なっているので、第１の磁石に質量の小さいものを用いても、回転子と、回転子が連結される偏心した部分とのバランスをとることができる。よって、かかる回転子の重量を低減することができる。

さらには、回転軸を中心として、一方の組に属する第１の及び第２の磁石に対して他方の組に属する第１及び第２の磁石を回転させることで、回転軸に沿う方向から見たときの互いの位置をずらせることができる。すなわち、回転子にスキューを設けることができる。

第１２の発明にかかる回転子によれば、一方の組に属するコアの鋼板と、他方の組に属するコアの鋼板とに同じ形状のものが採用できる。よって、これらのコアについては、一種類の鋼板を用意するだけで良く、以って回転子の製造が簡略化される。

第１３の発明にかかる圧縮機によれば、回転子にはバランスウェイトが設けられているので、クランク軸の振れが低減される。

１．スクロール圧縮機の構造
図１は、本発明の実施の形態にかかるスクロール圧縮機１を概念的に示す図である。なお、図１には方向９１が示されており、以下では方向９１の矢印の先側を「上側」、それとは反対側を「下側」という。

スクロール圧縮機１は、筐体１１、固定部材１２、圧縮機構１５、モータ１６、クランク軸１７、及び軸受６０を備える。

筐体１１は、上端が閉塞した筒状であって、方向９１に沿って延びている。筐体１１内には、固定部材１２、圧縮機構１５、モータ１６、クランク軸１７、及び軸受６０が収納されている。

モータ１６は、固定子５１と回転子５２とを有する。固定子５１は環状であって、筐体１１の内壁１１ａに固定されている。回転子５２は、回転軸９０を中心として回転可能であって、固定子５１の内周側に設けられ、固定子５１にエアギャップを介して対向している。なお図１では、回転軸９０に沿う方向と、方向９１とは一致している。

クランク軸１７は、方向９１に沿って延び、主軸１７ａと偏心部１７ｂとを有する。主軸１７ａは、回転軸９０を中心として回転する部分であって、回転子５２に接続されている。主軸１７ａの下側の部分は、軸受６０で摺動自在に支持されている。

偏心部１７ｂは、回転軸９０から偏って配置された部分であって、主軸１７ａの上側に接続されている。

固定部材１２は、具体的に図１ではハウジングであって、筐体１１の内壁１１ａに隙間なく嵌められている。例えば圧入や焼ばめ等の方法で、固定部材１２は内壁１１ａに嵌められる。固定部材１２は、シールを介して内壁１１ａに嵌められても良い。

固定部材１２は、内壁１１ａに隙間なく嵌められるので、固定部材１２の下側に位置する空間２８と、上側に位置する空間２９とを隙間なく仕切る。よって、固定部材１２は、空間２８と空間２９との間に生じた圧力差を維持することができる。なお、空間２８には、後述するように圧縮機構１５で圧縮された冷媒が流れ込むので、空間２８の圧力は高い。一方、空間２９の圧力は低い。

固定部材１２には、上側に開口した窪み３１が、回転軸９０近傍に設けられている。窪み３１には、クランク軸１７の偏心部１７ｂが収まる。更に、固定部材１２は軸受３２及び孔３３を有する。クランク軸１７の主軸１７ａが孔３３を貫通した状態で、軸受３２は主軸１７ａを支持する。

圧縮機構１５は、固定スクロール２４と可動スクロール２６とを有し、冷媒を圧縮する。冷媒には例えば、二酸化炭素等の自然冷媒、ハイドロカーボン、及びハイドロフルオロカーボンの少なくともいずれか一つを主成分として含むものが採用できる。なお、固定スクロール２４及び可動スクロール２６はそれぞれ、圧縮機構の固定部材及び回転部材と把握することができる。

固定スクロール２４は、鏡板２４ａと圧縮部材２４ｂとを含む。鏡板２４ａは、筐体１１の内壁１１ａに固定されており、圧縮部材２４ｂは、鏡板２４ａの下側に連結されている。圧縮部材２４ｂは、渦巻き状に延びており、渦巻きの間に溝２４ｃを形成する。

固定スクロール２４の上側の面は凹状を呈する。当該面のうち凹状を呈する部分４２で囲まれた空間４５は、蓋４４で塞がれている。蓋４４は、圧力の異なる二つの空間、すなわち空間４５と、その上側の空間２９とを仕切る。

可動スクロール２６は、鏡板２６ａ、圧縮部材２６ｂ及び軸受２６ｃを有する。圧縮部材２６ｂは、鏡板２６ａの上側に連結されており、渦巻き状に延びる。

圧縮部材２６ｂは、固定スクロール２４の溝２４ｃに収まる。圧縮機構１５では、圧縮部材２４ｂと圧縮部材２６ｂとの間の空間４０が、鏡板２４ａ，２６ａで密閉されることで、圧縮室として用いられる。

軸受２６ｃは、鏡板２６ａの下側に連結されており、クランク軸１７の偏心部１７ｂを摺動自在に支持する。偏心部１７ｂが回転軸９０の周りを回転することで、可動スクロール２６は回転軸９０の周りを公転する。

２．モータの回転子の構造
モータ１６の回転子５２の構造について、以下の第１乃至第４の実施の形態で具体的に説明する。

２−１．第１の実施の形態
図２は、本実施の形態にかかる回転子５２Ａを概念的に示す斜視図である。図３は、図２で示される位置III‐IIIにおける回転子５２Ａの断面を示す図である。回転子５２Ａは、本体５２１と、バランスウェイト７１とを備え、上述した回転子５２（図１）として用いることができる。以下では、それぞれの構成要素について説明する。

＜回転子の本体＞
本体５２１には、これを方向９１に沿って貫通する貫通孔５２１ａが設けられている。図２では、貫通孔５２１ａが本体５２１に４つ設けられている。

本体５２１は、図２に示されるように、複数の鋼板５２１１を方向９１へと積層して得られる。換言すれば、本体５２１は、方向９１へと積層された複数の鋼板５２１１を有する。

図４は、本実施の形態にかかる本体５２１に適用できる鋼板５２１１を、概念的に示す図である。鋼板５２１１には、貫通孔５２１ａ用の穴８１が設けられている。かかる鋼板５２１１の複数を用いて、異なる鋼板５２１１に属する穴８１同士が、方向９１から見たときに同じ位置になるように積層する。これにより、貫通孔５２１ａの設けられた本体５２１が得られる。

すなわち、同じ形状の鋼板５２１１を用意するだけで、本体５２１を得ることができる。よって、回転子５２Ａの製造が簡略化される。

＜バランスウェイト＞
バランスウェイト７１は、貫通孔５２１ａに挿入されている。そして方向９１において、バランスウェイト７１の長さＬ７１は、バランスウェイト７１が挿入される貫通孔５２１ａの長さＬ５２１ａよりも小さい（図３）。

かかるバランスウェイト７１によれば、バランスウェイト７１の長さＬ７１が貫通孔５２１ａの長さＬ５２１ａよりも小さいので、貫通孔５２１ａ内でのバランスウェイト７１の位置を調節することができる。よって、回転軸９０の周りでの回転子５２Ａの重量の偏りを調節することができる。これにより、回転子５２Ａと、偏心部１７ｂや可動スクロール２６などの偏心した部分（以下、単に「偏心した部分」という。他の実施の形態においても同じ。）とのバランスがとりやすく、以ってクランク軸１７の振れを低減しやすい。しかも、回転子５２の端面にバランスウェイト１０１（図１９）を載置する必要がないので、圧縮機１を小型化することができる。

＜その他の態様＞
回転子５２Ａには、界磁子及び電機子のどちらを採用しても良く、いずれにも本実施の形態で説明した技術が適用できる。

図５は、回転子５２Ａとして特に埋め込み磁石型の界磁子を採用した場合を示す図であって、これを方向９１から見ている。回転子５２Ａは、回転軸９０の周りで環状に配置された複数の磁石６を更に備える。

具体的には、本体５２１には複数の貫通孔５２１ｃが設けられている。複数の貫通孔５２１ｃは、方向９１から見て回転軸９０の周りで環状に配置されており、いずれも方向９１に沿って本体５２１を貫通している。貫通孔５２１ｃのそれぞれには、磁石６が挿入されている。

かかる態様においても、同じ形状の鋼板５２１１を用意するだけで、貫通孔５２１ｃの設けられた本体５２１が得られる。具体的には、図４に示されるように、貫通孔５２１ｃ用の穴８３が設けられた鋼板５２１１を用意する。

かかる態様では、貫通孔５２１ａは、磁石６に対して、すなわち貫通孔５２１ｃに対して、回転軸９０側に位置することが好ましい。なぜなら、貫通孔５２１ａが、磁石６で生じた磁束の流れの妨げにならないからである。これにより、回転子５２Ａを搭載したモータ１６において、効率がほとんど低下しない。

２−２．第２の実施の形態
図６は、本実施の形態にかかる回転子５２Ｂを概念的に示す斜視図である。図７は、図６で示される位置VII‐VIIにおける回転子５２Ｂの断面を示す図である。回転子５２Ｂは、第１の実施の形態の回転子５２Ａに更にバランスウェイト７２を設けたものである。回転子５２Ｂは、上述した回転子５２（図１）として用いることができる。以下では、それぞれの構成要素について説明する。

＜回転子の本体＞
本体５２１には、貫通孔５２１ｂが更に設けられている。具体的には貫通孔５２１ｂはそれぞれ、本体５２１を方向９１に沿って貫通する。図６では、貫通孔５２１ｂが本体５２１に、貫通孔５２１ａと同数（４つ）設けられている。

第１の実施の形態で説明したのと同様に、本体５２１は鋼板５２１２を積層して得られる。図８は、本実施の形態にかかる本体５２１に適用できる鋼板５２１２を、概念的に示す図である。

鋼板５２１２には、貫通孔５２１ａ用の穴８１と、貫通孔５２１ｂ用の穴８２とが設けられている。かかる鋼板５２１２の複数を用いて、異なる鋼板５２１２に属する穴８１同士、及び穴８２同士が、方向９１から見たときに同じ位置になるように積層する。これにより、貫通孔５２１ａ，５２１ｂの設けられた本体５２１が得られる。

すなわち、同じ形状の鋼板５２１２を用意するだけで、本体５２１を得ることができる。よって、回転子５２Ｂの製造が簡略化される。

＜バランスウェイト＞
１．バランスウェイトの配置
バランスウェイト７１については、第１の実施の形態と同様に配置されるので、説明は省略する。

バランスウェイト７２は、貫通孔５２１ｂに挿入されている。そして、方向９１において、バランスウェイト７２の長さＬ７２は、バランスウェイト７２が挿入される貫通孔５２１ｂの長さＬ５２１ｂよりも小さい（図７）。

かかるバランスウェイト７２においても、バランスウェイト７１と同様の効果が得られる。すなわち、貫通孔５２１ｂ内でのバランスウェイト７２の位置を調節することができ、以って回転軸９０の周りでの回転子５２Ｂの重量の偏りを調節することができる。

しかも、バランスウェイト７１，７２が二つあるので、これらの位置関係を調節することで、回転子５２の重量の偏りをより精度良く調節することができる。

特に、バランスウェイト７１，７２とは次の関係にあることが好ましい（図６及び図７）。つまり、貫通孔５２１ａと貫通孔５２１ｂとが、回転軸９０に対して互いに反対側に位置する。そして、方向９１において、バランスウェイト７２の位置ｒ７２は、バランスウェイト７１の位置ｒ７１と異なる（図７）。

かかる態様によれば、バランスウェイト７１，７２に質量の小さいものを用いても、回転子５２Ｂと、偏心した部分とのバランスをとることができる。よって、バランスウェイト７１，７２を配設しても、回転子５２Ｂの重量が顕著に増加することがない。

例えば、図７に示されるように、バランスウェイト７１で、貫通孔５２１ａの端５２１ａｆ，５２１ａｇのうち端５２１ａｆを塞ぐ。そして、バランスウェイト７２で、貫通孔５２１ｂの端５２１ｂｆ，５２１ｂｇのうち、貫通孔５２１ａの端５２１ａｆと反対側の端５２１ｂｇを塞ぐ。

上記内容は次のように把握することができる。つまり、回転子５２Ｂには、バランスウェイト及び貫通孔が二組、すなわちバランスウェイト７１と貫通孔５２１ａの組と、バランスウェイト７２と貫通孔５２１ｂの組とが設けられている。そして、バランスウェイト７１は、互いに組を成す貫通孔５２１ａの端５２１ａｆを塞ぐ。バランスウェイト７２は、互いに組を成す貫通孔５２１ｂの端５２１ｂｆ，５２１ｂｇのうち、端５２１ａｆとは反対側の端５２１ｂｇを塞ぐ。

なお、バランスウェイト７１で端５２１ａｇを塞ぎ、バランスウェイト７２で端５２１ｂｆを塞いでも良い。

これにより、方向９１においてバランスウェイト７１，７２の位置を異ならせることができる。しかも、端５２１ａｆ，５２１ｂｇから、貫通孔５２１ａ，５２１ｂのそれぞれにバランスウェイト７１，７２を嵌め込むだけで良いので、貫通孔５２１ａ，５２１ｂ内へのバランスウェイト７１，７２の配置が容易である。

２．バランスウェイトの質量
バランスウェイト７１とバランスウェイト７２とに、質量の同じものを採用することができる。この場合は、バランスウェイト７１，７２の位置を調節することで、回転子５２Ｂの重量の偏りを調節する。

バランスウェイト７１及びバランスウェイト７２には、互いに質量の異なるものを採用しても良い。例えば、長さＬ７１，Ｌ７２の異なる二つのバランスウェイト７１，７２を用いることで、バランスウェイト７１，７２をそれぞれ調節することができる。

かかる態様によれば、バランスウェイト７１，７２の位置だけでなく、バランスウェイト７１，７２の質量を調節することができるので、可動スクロール２６、クランク軸１７及び回転子５２を含む回転系全体の不釣合いを取り除くことができ、以ってクランク軸１７の振れを低減しやすい。

しかも、回転子５２の端面にバランスウェイト１０１（図１９）を載置する必要がないだけでなく、クランク軸１７にもバランスウェイト１０２（図１９）を設ける必要がない。よって、圧縮機１を小型化しやすい。

＜その他の態様＞
回転子５２Ｂには、界磁子及び電機子のどちらを採用しても良く、いずれにも本実施の形態で説明した技術が適用できる。

図９は、回転子５２Ｂを方向９１から見た図である。図９では、第１の実施の形態で説明したのと同様に（図５）、回転子５２Ｂとして特に埋め込み磁石型の界磁子が採用されている。本実施の形態においても、第１の実施の形態で説明したのと同じ観点から、貫通孔５２１ａ，５２１ｂを、磁石６に対して回転軸９０側に配置することが好ましい。

２−３．第３の実施の形態
図１０は、本実施の形態にかかる回転子５２Ｃを概念的に示す斜視図である。回転子５２Ｃは、本体５２２と、第１及び第２の磁石６１１，６１２とを備え、上述した回転子５２（図１）として用いることができる。以下、それぞれの構成要素について説明する。

＜磁石＞
第１の磁石６１１と第２の磁石６１２とは、回転軸９０に対して互いに反対側に位置する。そして、第１の磁石６１１の質量は、第２の磁石６１２の質量よりも大きい。

例えば第１の磁石６１１と第２の磁石６１１とに同じ材質を用いている場合には、第１の磁石６１１の体積を、第２の磁石６１２の体積よりも大きくする（態様Ａ）。これにより、第１の磁石６１１の質量を、第２の磁石６１２の質量よりも大きくすることができる。

第１の磁石６１１の比重を、第２の磁石６１２の比重よりも大きくすること（態様Ｂ）でも、第１の磁石６１１の質量を第２の磁石６１２の質量よりも大きくすることができる。この場合、第１の磁石６１１と第２の磁石６１２とを、同じ形状にすることができる。

第１及び第２の磁石６１１，６１２のかかる態様によれば、回転子５２Ｃの重量が、回転軸９０に対して第１の磁石６１１側に偏る。よって、第１の磁石６１１を界磁としてだけではなく、バランスウェイトとしても用いることができる。これにより、回転子５２Ｃと、偏心した部分とのバランスをとることができ、以ってクランク軸１７の振れを低減することができる。しかも、回転子５２の端面にバランスウェイト１０１（図１９）を載置する必要がないので、圧縮機１を小型化することができる。

しかも、第１及び第２の磁石６１１，６１２とは別途に、バランスウェイトを設ける必要がないので、回転子５２Ｃの重量を低減することができる。

さらに、回転軸９０に対して第１の磁石６１１とは反対側に、第２の磁石６１２が配置されているので、モータ１６において回転子５２Ｃは界磁子として機能する。

＜回転子の本体＞
本体５２２は、第１及び第２の磁石６１１，６１２を支持する。例えば、図１０に示されるように、第１及び第２の磁石６１１，６１２を本体５２２に埋め込む。かかる回転子５２Ｃは、埋め込み磁石型の回転子と通称されている。

具体的には、本体５２２に、これを方向９１に沿って貫通する貫通孔５２２ａ，５２２ｂが設けられている。第１の及び第２の磁石６１１，６１２はそれぞれ、貫通孔５２２ａ，５２２ｂに挿入されている。

例えば第１及び第２の磁石６１１，６１２を本体５２２の側面に貼り付けても良い。かかる態様の回転子は、表面磁石型の回転子と通称されている。

本体５２２にはコアを採用することが、回転子５２Ｃで生じる磁束量が増大する点で、好ましい。特に、埋め込み磁石型の回転子５２Ｃにおいては、かかる回転子５２Ｃを搭載したモータ１６においてリラクタンストルクが生じ、以ってモータの出力及び効率が高まる。

かかるコアは、例えば図１０に示されるように、鋼板５２２１を積層して得ることができる。なお、この方法で得られた本体５２２は、回転軸９０に沿う方向９１にされた複数の鋼板５２２１を有する、と把握することができる。

図１１及び図１２は、本実施の形態にかかる本体５２２に適用できる鋼板５２２１を、概念的に示す図である。鋼板５２２１には、貫通孔５２２ａ用の穴８３と、貫通孔５２２ｂ用の穴８４とが設けられている。かかる鋼板５２２１の複数を用いて、異なる鋼板５２２１に属する穴８３同士、及び穴８４同士が、方向９１見たときに同じ位置になるように積層する。これにより、貫通孔５２２ａ，５２２ｂの設けられた本体５２２が得られる。

すなわち、同じ形状の鋼板５２２１を用意するだけで、本体５２２を得ることができる。よって、回転子５２Ｃの製造が簡略化される。

図１１では、穴８３と穴８４の形状が同じである。図１１に示される鋼板５２２１を積層して得た本体５２２は、方向９１から見たときの第１及び第２の磁石６１１，６１２の形状が同じである場合に適用できる。例えば、上述した態様Ｂにかかる第１及び第２の磁石６１１，６１２に適用できる。

他方、図１２では、穴８３と穴８４の形状が異なる。具体的には、穴８３の幅ｄ１が、穴８４の幅ｄ２よりも大きい。図１２に示される鋼板５２２１を積層して得た本体５２２は、第１の磁石６１１の厚みが第２の磁石の厚みよりも大きい場合に適用できる。例えば、上述した態様Ａにかかる第１及び第２の磁石６１１，６１２に適用できる。

＜その他の態様＞
本実施の形態では、本体５２２に貫通孔５２２ａ，５２２ｂが設けられている場合について説明したが、例えば第１及び第２の磁石６１１，６１２用の挿入孔として、本体５２２を貫通していない孔を採用しても良い。

２−４．第４の実施の形態
図１３は、本実施の形態にかかる回転子５２Ｄを概念的に示す斜視図である。図１４は、図１３に示される位置XIV‐XIVにおける回転子５２Ｄの断面を示す図である。回転子５２Ｄは、二つの回転子５２Ｃ，５２Ｃａが連結されたものであり、上述した回転子５２（図１）として用いることができる。回転子５２Ｃは、第３の実施の形態で説明したとおりであるので、説明を省略する。

回転子５２Ｃａは、方向９１から回転子５２Ｃに連結されている。回転子５２Ｃａは、本体５２３と、第１及び第２の磁石６１３，６１４とを備え、回転子５２Ｃと同じ構成を有する。すなわち、本体５２３は本体５２２に相当し、第１及び第２の磁石６１３，６１４はそれぞれ第１及び第２の磁石６１１，６１２に相当する。

以下では、それぞれの構成要素について具体的に説明する。なお、本実施の形態では、回転子５２Ｄの構成を明確にすべく、回転子５２Ｃと回転子５２Ｃａを用いて説明しているが、回転子５２Ｄが二つの回転子５２Ｃ，５２Ｃａを連結して得られることだけを示唆するものではない。また、図１３では回転子５２Ｃと回転子５２Ｃａとの境界を実線で示しているが、これも、回転子５２Ｄが二つの回転子５２Ｃ，５２Ｃａを連結して得られることだけを示唆するものではない。後述する図１７及び図１８においても同様である。

＜磁石＞
１．磁石の配置
回転子５２Ｃに属する第１の磁石６１１と第２の磁石６１２とは、方向９１において同じ位置ｒ３にある（図１４）。

なお、第３の実施の形態で説明したように、第１の磁石６１１を界磁としてだけでなく、バランスウェイトとしても用いることができる。すなわち、第１及び第２の磁石６１１，６１２は、回転軸９０に対して互いに反対側に位置する（図１３）。そして、第１の磁石６１１の質量は、第２の磁石６１２の質量よりも大きく、回転子５２Ｃの重量が、回転軸９０に対して第１の磁石６１１側に偏る。

回転子５２Ｃａに属する第１の磁石６１３と第２の磁石６１４とは、方向９１において同じ位置ｒ４にあり（図１４）、回転軸９０に対して互いに反対側に位置する（図１３）。そして、回転子５２Ｃａについても、回転子５２Ｃと同様に、第１の磁石６１３の質量が、第２の質量６１４の質量よりも大きく、以って回転子５２Ｃの重量が、回転軸９０に対して第１の磁石６１３側に偏っている。

よって、第１の磁石６１１だけでなく、第１の磁石６１３をもバランスウェイトとして用いることができる。二つのバランスウェイトがあると、これらの位置関係を調節することで回転子５２Ｄの重量の偏りを調節することができ、以って回転子５２Ｄと、偏心した部分とのバランスがとりやすい。

特に、回転子５２Ｃに属する第１及び第２の磁石６１１，６１２と、回転子５２Ｃａの部分に属する第１及び第２の磁石６１３，６１４とは、以下の位置関係にあることが好ましい。

すなわち、位置ｒ４は位置ｒ３と異なる（図１４）。しかも、第１の磁石６１１と第１の磁石６１３とが、回転軸９０に対して互いに反対側に位置する。すなわち、回転子５２Ｄの重量は、位置ｒ３では第１の磁石６１１側に偏り、位置ｒ４では第１の磁石６１１とは反対側、すなわち第１の磁石６１３側に偏る。

かかる位置関係によれば、第１の磁石６１１，６１３に質量の小さいもの（ただし、第２の磁石６１２，６１４よりも質量が大きい。）を用いても、回転子５２Ｄと、偏心した部分とのバランスをとることができる。よって、回転子５２Ｄの重量を低減することができる。

しかも、回転子５２Ｄについて、回転子５２Ｃの部分と回転子５２Ｃａの部分との間にスキューを設けることができる。具体的に図１５を用いて説明する。

図１５は、回転子５２Ｄを方向９１から見た図であり、回転子５２Ｃの部分を実線で、回転子５２Ｃａの部分を破線で示している。回転子５２Ｃａは回転子５２Ｃに対して、回転軸９０を中心として所定の角度θだけ回転している。これにより、回転子５２Ｃに属する第１の磁石６１１は、回転子５２Ｃａに属する第２の磁石６１４に対して、回転軸９０を中心として所定の角度θだけ回転している。同様に、第２の磁石６１２も第１の磁石６１３に対して所定の角度θだけ回転している。

回転子５２Ｄにスキューを設けることで、回転子５２Ｄで生じた磁束のコギングトルクを低減することができる。

２．第１の磁石の質量
第１の磁石６１１と第１の磁石６１３とに、互いに質量の異なるものを採用することができる。例えば、第１の磁石６１１と第１の磁石６１３とに、異なる材質を用いる。

かかる態様によれば、第１の磁石６１１，６１３の質量を調節することができるので、可動スクロール２６、クランク軸１７及び回転子５２を含む回転系全体の不釣合いを取り除くことができ、以ってクランク軸１７の振れを低減しやすい。

しかも、回転子５２の端面にバランスウェイト１０１（図１９）を載置する必要がないだけでなく、クランク軸１７にもバランスウェイト１０２（図１９）を設ける必要がない。よって、圧縮機１を小型化しやすい。

＜回転子の本体＞
回転子５２Ｄは、その本体５２４として、回転子５２Ｃ，５２Ｃａのそれぞれに属する本体５２２，５２３を結合したものを備えている。本体５２４のうち本体５２２の部分は、第３の実施の形態で説明したとおりであるので、説明を省略する。

本体５２３は、本体５２２と同じ構成を有する。なお、本体５２３には、貫通孔５２３ａ，５２３ｂが設けられており、それぞれ本体５２Ｃの貫通孔５２２ａ，５２２ｂに相当する。貫通孔５２３ａ，５２３のそれぞれには第１及び第２の磁石６１３，６１４が挿入される。

本体５２３には、本体５２２と同様にコアを採用することができる。かかるコアは、鋼板５２３１を積層して得ることができる。鋼板５２３１には、図１１や図１２に示される鋼板５２２１と同様の形状が採用される。

特に、鋼板５２３１の形状は、鋼板５２２１の形状を同じであることが好ましい。なぜなら、一種類の鋼板を用意するだけで、本体５２４、すなわち本体５２２の部分と５２３の部分のいずれをも、製造することができるからである。かかる態様は例えば、本体５２４を方向９１から見たときに、貫通孔５２２ａの形状と貫通孔５２３ａの形状とが同じであり、かつ貫通孔５２２ｂの形状と貫通孔５２３ｂの形状とが同じである場合に適用できる。

鋼板５２２１，５２３１のいずれにも、図１２に示される形状の鋼板を採用した場合には、鋼板５２２３を、その形状が鋼板５２２１の形状に対して２回（１８０°）回転対称となる位置で、複数積層する。

これにより、得られた本体５２４において、貫通孔５２２ａ（５２２ｂ）と貫通孔５２３ａ（５２３ｂ）とが、回転軸９０に対して互いに反対側に位置する。よって、これらに挿入された第１の磁石６１１，６１３（第２の磁石６１２，６１４）も回転軸９０に対して互いに反対側に位置する。

図１２に示される形状の鋼板を用いて得た本体５２４は、例えば上述した態様Ａにかかる第１及び第２の磁石６１１〜６１４に適用することができる。なお、かかる本体５２４が、図１６に断面図で示されている。

鋼板５２２１，５２３１のそれぞれに、図１１に示される同じ形状を採用しても良い。この場合は、図１１に示される鋼板の複数を、穴８３同士の位置、及び穴８４同士の位置が同じになるように積層すれば良い。そして、得られた本体５２４のうち本体５２２の部分については、穴８３によって形成された貫通孔を、磁石６１１用の貫通孔５２２ａとし、穴８４によって形成された貫通孔を、磁石６１２用の貫通孔５２２ｂとして、それぞれ用いる。本体５２３の部分については、穴８４によって形成された貫通孔を、磁石６１３用の貫通孔５２３ａとし、穴８３によって形成された貫通孔を、磁石６１４用の貫通孔５２３ｂとして、それぞれ用いる。

図１１に示される形状の鋼板を用いて得た本体５２４は、例えば上述した態様Ｂにかかる第１及び第２の磁石６１１〜６１４に適用することができる。なお、かかる本体５２４は、図１４に示されている。

＜その他の態様＞
図１７や図１８のように、回転子５２Ｃと回転子５２Ｃａとを、一つの回転子５２Ｃｂ（図１７）または複数の回転子５２Ｃｂ（図１８）を介して連結しても良い。

回転子５２Ｃｂには、例えば重量の偏りがない回転子を採用することで、位置ｒ３，ｒ４での重量の偏りに影響を与えずに、位置ｒ３と位置ｒ４との間の距離を調節することができる。

しかも、回転子５２Ｃｂに、例えば埋め込み磁石型の界磁子を採用することで、回転子５２Ｄで生じる磁束量を増やすことができる。よって、回転子５２Ｄを搭載したモータ１６において、モータ出力を高めることができる。もちろん、回転子５２Ｃｂには、磁石が配設されていないコアだけのものを採用しても良い。

また、回転子５２Ｃｂの数を増やすほど、スキューを設けたことによるコギングトルクの低減が顕著になる。

＜潤滑油の除去効果の促進＞
スクロール圧縮機１内での冷媒の流れを、図１を用いて説明する。なお図１では、冷媒の流れを矢印で示す。吸入管１９から冷媒が吸入され、圧縮機構１５の圧縮室（空間４０）へと導かれる。圧縮室（空間４０）で圧縮された冷媒は、固定スクロール２４の中心近傍に設けられた吐出口４１から、空間４５へと排出される。よって、空間４５の圧力は高い。他方、蓋４４で空間４５とは仕切られた空間２９の圧力は小さいままである。

空間４５内の冷媒は、固定スクロール２６に設けられた孔４６、及び固定部材１２に設けられた孔４８をこの順に通って、固定部材１２の下側の空間２８へと流れる。

空間２８では冷媒は案内板５８によって、一部は空間２８内の旋回流れとして導かれ、残りは隙間５５への下向き流れとして導かれる。ここで隙間５５は、固定子５１の側面の一部分と、筐体１１との間に設けられている。

そして、隙間５５を通ってモータ１６の下側に流れた冷媒は、モータ１６のエアギャップ、または隙間５６通って、吐出管２０へと流れる。ここで、隙間５６は、固定子５１の側面の他の一部分と筐体１１との間に設けられている。

圧縮機構１５で冷媒を圧縮する際、冷媒には潤滑油が混じってしまう。潤滑油を含んだ冷媒がそのまま吐出管２０から吐出されると、スクロール圧縮機１内の潤滑油が減るだけでなく、他の機器に影響を与えるおそれがある。

しかし、空間２８及び隙間５５において冷媒を上述のように流すことで、モータ１６のエアギャップ、または隙間５６を冷媒が通る際に、かかる冷媒に含まれた潤滑油はモータ１６及び筐体１１に付着する。よって、冷媒に含まれた潤滑油は除去される。

また、従来の圧縮機１００（図１９）においては、バランスウェイト１０１、１０２による空間２８内の攪拌が生じていた。このため、冷媒から分離された潤滑油が、再び冷媒に混じってしまい、潤滑油を含んだ冷媒が吐出管２０から吐出されることがあった。

一方、圧縮機１（図１）によれば、バランスウェイト１０１，１０２を設ける必要がないので、冷媒は攪拌されることなく空間２８内を滑らかに流れる。よって、効率良く冷媒に含まれた潤滑油を除去することができる。

＜他の圧縮機への適用＞
第１乃至第４の実施の形態で説明した技術は、例えばロータリー圧縮機や、スクリュー圧縮機、レシプロ圧縮機などの他の圧縮機についても適用することができる。また、冷媒だけでなく、他の流体を圧縮する圧縮機にも適用できる。

本発明の実施の形態にかかるスクロール圧縮機１を概念的に示す図である。 第１の実施の形態にかかる回転子５２Ａを概念的に示す斜視図である。 図２で示される位置III‐IIIにおける回転子５２Ａの断面を示す図である。 本体５２１に適用できる鋼板５２１１を、概念的に示す図である。 回転子５２Ａとして埋め込み磁石型の界磁子を採用した図である。 第２の実施の形態にかかる回転子５２Ｂを概念的に示す斜視図である。 図６で示される位置VII‐VIIにおける回転子５２Ｂの断面を示す図である。 本体５２１に適用できる鋼板５２１２を、概念的に示す図である。 回転子５２Ｂとして埋め込み磁石型の界磁子を採用した図である。 第３の実施の形態にかかる回転子５２Ｃを概念的に示す斜視図である。 本体５２２に適用できる鋼板５２２１を、概念的に示す図である。 本体５２２に適用できる鋼板５２２１を、概念的に示す図である。 第４の実施の形態にかかる回転子５２Ｄを概念的に示す斜視図である。 図１３の位置XIV‐XIVにおける回転子５２Ｄの断面を示す図である。 スキューが設けられた回転子５２Ｄを示す図である。 回転子５２Ｄの断面を示す図である。 回転子５２Ｃ，５２Ｃａが回転子５２Ｃｂを介して連結された図である。 回転子５２Ｃ，５２Ｃａが回転子５２Ｃｂを介して連結された図である。 スクロール圧縮機の従来例を示す図である。

符号の説明

６ 磁石
１５ 圧縮機構
１７ クランク軸
１７ｂ 偏心部
２４ 固定スクロール
２６ 可動スクロール
５２，５２Ａ〜５２Ｄ 回転子
７１，７２ バランスウェイト
９０ 回転軸
９１ 方向
５２１〜５２３ 本体
５２１ａ，５２１ｂ，５２２ａ，５２２ｂ，５２３ａ，５２３ｂ 貫通孔
６１１，６１３ 第１の磁石
６１２，６１４ 第２の磁石
５２１ａｆ，５２１ｂｆ，５２１ｂｇ 端
５２１１，５２２１，５２３１ 鋼板
Ｌ７１，Ｌ７２，Ｌ５２１ａ，Ｌ５２１ｂ 長さ
ｒ７１，ｒ７２，ｒ３，ｒ４ 位置

Claims (13)

1. 回転軸（９０）を中心として回転可能な回転子（５２）であって、
   前記回転軸に沿う方向（９１）に積層された複数の鋼板（５２１１）を有し、前記方向に沿って自身を貫通する貫通孔（５２１ａ；５２１ｂ）が設けられた本体（５２１）と、
   前記貫通孔に挿入されるバランスウェイト（７１；７２）と
   を備え、
   前記方向（９１）において、前記バランスウェイトの長さ（Ｌ７１；Ｌ７２）は前記貫通孔の長さ（Ｌ５２１ａ；Ｌ５２１ｂ）よりも小さい、回転子。
2. 互いに組を成す前記貫通孔（５２１ａ，５２１ｂ）及び前記バランスウェイト（７１，７２）が二組設けられた請求項１記載の回転子であって、
   前記貫通孔は、前記回転軸（９０）に対して互いに反対側に位置し、
   前記方向（９１）において、二つの前記バランスウェイトの位置（ｒ７１，ｒ７２）が異なる、請求項１記載の回転子。
3. 一方の前記バランスウェイト（７１）は、互いに前記組を成す一方の前記貫通孔（５２１ａ）の端（５２１ａｆ）を塞ぎ、
   他方の前記バランスウェイト（７２）は、互いに前記組を成す他方の前記貫通孔（５２１ｂ）の端（５２１ｂｆ，５２１ｂｇ）のうち、前記一方の前記貫通孔の前記端とは反対側の前記端（５２１ｂｇ）を塞ぐ、請求項２記載の回転子。
4. 前記一方の前記バランスウェイト（７１）の質量と、前記他方の前記バランスウェイト（７２）の質量とは異なる、請求項２または請求項３記載の回転子。
5. 二つの前記バランスウェイトのそれぞれの前記長さが異なる、請求項４記載の回転子。
6. 前記方向（９１）から見て、前記回転軸（９０）の周りで環状に配置される複数の磁石（６）を更に備え、
   前記貫通孔（５２１ａ；５２１，５２１ｂ）は、前記磁石に対して回転軸側に位置する、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の回転子。
7. 回転軸（９０）を中心として回転可能な回転子（５２）であって、
   前記回転軸に沿う方向（９１）において同じ位置（ｒ３；ｒ４）にあり、前記回転軸に対して互いに反対側に位置する第１及び第２の磁石（６１１，６１２；６１３，６１４）を備え、
   前記第１の磁石の質量は前記第２の磁石の質量よりも大きい、回転子。
8. 前記第１の磁石（６１１；６１３）は前記第２の磁石（６１２；６１４）よりも体積及び比重の少なくともいずれか一方が大きい、請求項７記載の回転子。
9. 前記第１及び前記第２の磁石（６１１，６１２；６１３，６１４）のそれぞれが挿入される挿入孔（５２２ａ，５２２ｂ；５２３ａ，５２３ｂ）が設けられたコア（５２２；５２３）を更に備える、請求項７または請求項８のいずれか一つに記載の回転子。
10. 前記挿入孔（５２２ａ，５２２ｂ；５２３ａ，５２３ｂ）は前記コア（５２２；５２３）を前記方向（９１）に沿って貫通しており、
    前記コアは、前記方向に積層された複数の鋼板（５２２１；５２３１）を有する、請求項９記載の回転子。
11. 同じ前記位置（ｒ３；ｒ４）にある前記第１及び前記第２の磁石（６１１，６１２；６１３，６１４）が二組設けられ、
    一方の組に属する前記第１及び前記第２の磁石（６１１，６１２）の前記位置（ｒ３）と、他方の組に属する前記第１及び前記第２の磁石（６１３，６１４）の前記位置（ｒ４）とは異なり、
    前記一方の組に属する前記第１の磁石と、前記他方の組に属する前記第１の磁石とは、前記回転軸（９０）に対して互いに反対側に位置する、請求項７乃至請求項１０のいずれか一つに記載の回転子。
12. 同じ前記位置（ｒ３；ｒ４）にある前記第１及び前記第２の磁石（６１１，６１２；６１３，６１４）と、前記コア（５２２；５２３）とが二組設けられた、請求項１０記載の回転子であって、
    一方の組に属する前記第１及び前記第２の磁石（６１１，６１２）の前記位置（ｒ３）と、他方の組に属する前記第１及び前記第２の磁石（６１３，６１４）の前記位置（ｒ４）とは異なり、
    前記一方の組に属する前記第１の磁石と、前記他方の組に属する前記第１の磁石とは、前記回転軸（９０）に対して互いに反対側に位置し、
    前記一方の組に属する前記コア（５２２）と、前記他方の組に属する前記コア（５２３）とについて、前記第１の磁石が挿入される前記挿入孔（５２２ａ，５２３ａ）のそれぞれの形状が同じであり、かつ前記第２の磁石が挿入される前記挿入孔（５２２ｂ，５２３ｂ）のそれぞれの形状も同じである、回転子。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一つにかかる回転子（５２）と、
    固定部材（２４）と回転部材（２６）とを有する圧縮機構（１５）と、
    前記回転子と前記回転部材とを連結するクランク軸（１７）と
    を備え、
    前記クランク軸は、前記回転軸（９０）から偏心し、前記回転部材に結合される偏心部（１７ｂ）を有する、圧縮機。

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