JP2010246229A - Compressor with synchronous motor mounted, and method of manufacturing synchronous motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機によって冷媒等のガスを圧縮する同期モーター搭載圧縮機および、同圧縮機に搭載される同期モーターの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a compressor equipped with a synchronous motor that compresses a gas such as a refrigerant with a compressor, and a method of manufacturing a synchronous motor mounted on the compressor.
近年の地球環境保護の観点から、圧縮機は、より高効率のものが求められ、高効率化の手段として、モーターの高効率化は欠かせない。同期モーターは、高効率を達成する有効な手段であり、永久磁石を使い同期運転を行う構成上、より高効率で、かつ低騒音、高耐久、生産性のよい構造および、構造を達成するための製造方法の開発が強く求められており、開発の結果として、地球環境に適した高効率な製品を、生産性よく、かつ、より安価で手に入りやすい材料を用いて、資源の観点からも地球環境に適した製品が望まれている。 From the viewpoint of protecting the global environment in recent years, more efficient compressors are required, and motor efficiency is indispensable as a means of increasing efficiency. The synchronous motor is an effective means for achieving high efficiency, and in order to achieve a structure and structure with higher efficiency, low noise, high durability, and high productivity in a configuration in which synchronous operation is performed using a permanent magnet. As a result of development, high-efficiency products suitable for the global environment have been developed from the viewpoint of resources using materials that are highly productive, inexpensive, and easily available. However, products suitable for the global environment are desired.
従来の同期モーター搭載圧縮機としては、容器内に圧縮要素と同期モーターを収納し、同期モーターは、自己始動形永久磁石式であり、シャフトに連結したローターの回転により圧縮要素で圧縮する同期モーター搭載圧縮機が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional compressor equipped with a synchronous motor, a compression element and a synchronous motor are housed in a container. The synchronous motor is a self-starting permanent magnet type, and the synchronous motor is compressed by the compression element by the rotation of the rotor connected to the shaft. An on-board compressor is disclosed (for example, see Patent Document 1).
また、同期モーターの構成としては、永久磁石と周縁部にかご形導体を有する積層鉄心とシャフトに保持される孔を有するローターを備えた同期モーターが開示されている(例えば、特許文献2参照)。 Moreover, as a structure of a synchronous motor, the synchronous motor provided with the rotor which has a permanent magnet, the laminated iron core which has a cage conductor in a peripheral part, and the hole hold | maintained at a shaft is disclosed (for example, refer patent document 2). .
以下、図面を参照しながら、上記従来の同期モーター搭載圧縮機および同期モーターについて説明する。 The conventional synchronous motor-equipped compressor and synchronous motor will be described below with reference to the drawings.
図11は、従来の同期モーター搭載圧縮機の縦断面図、図12は、従来の同期モーターの水平断面図である。 FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a conventional compressor equipped with a synchronous motor, and FIG. 12 is a horizontal sectional view of the conventional synchronous motor.
図11において、圧縮機50は、容器51内に、内部下方に設けた圧縮要素52と、この圧縮要素52の上方に設けた自己始動形永久磁石式の同期モーター53とを備えている。シャフト54は同期モーター53のローター55に取り付けられた軸で偏芯部56を備えている。 In FIG. 11, the compressor 50 includes a compression element 52 provided in the container 51 and a self-starting permanent magnet type synchronous motor 53 provided above the compression element 52 in a container 51. The shaft 54 is an axis attached to the rotor 55 of the synchronous motor 53 and includes an eccentric portion 56.
圧縮要素52はシャフト54が挿入されるアルミダイカストや鋳鉄からなる軸受部57と、ピストン58が摺動するシリンダ59を備えた鉄系材料の鋳物などからなるシリンダブロック60とからなり、ピストン58を偏芯部56にコネクティングロッド61で連結して、シリンダ59内に圧縮室62を形成させている。 The compression element 52 includes a bearing portion 57 made of aluminum die-casting or cast iron into which the shaft 54 is inserted, and a cylinder block 60 made of an iron-based material casting provided with a cylinder 59 on which the piston 58 slides. A compression chamber 62 is formed in the cylinder 59 by being connected to the eccentric portion 56 by a connecting rod 61.
そして、軸受部57とシリンダブロック60とはボルトBにて取付られている。このシリンダ59の先端には吐出弁や吸込弁(ともに図示せず)を有したシリンダヘッド63が取付られている。 The bearing portion 57 and the cylinder block 60 are attached with bolts B. A cylinder head 63 having a discharge valve and a suction valve (both not shown) is attached to the tip of the cylinder 59.
シリンダヘッド63の吸込弁側には、サクションマフラー64が取り付けられている。偏芯部56の先端には、給油管65が取り付けられたおり、容器51の底部に貯溜する潤滑油66を圧縮要素52の摺動部に導いて、潤滑をさせている。 A suction muffler 64 is attached to the suction valve side of the cylinder head 63. An oil supply pipe 65 is attached to the tip of the eccentric part 56, and the lubricating oil 66 stored in the bottom part of the container 51 is guided to the sliding part of the compression element 52 for lubrication.
また、同期モーター53は、積厚L1の積層電磁鋼板よりなる固定鉄心に巻線を巻装し
たステーター67と、積層電磁鋼板よりなるコア部68とからなるローター55とから構成されている。このローター55の圧縮要素52側にはボア部69が形成されており、このボア部69内へ軸受部57の一部が延在している。
The synchronous motor 53 includes a stator 67 in which a winding is wound around a fixed iron core made of a laminated electromagnetic steel sheet having a thickness L1, and a rotor 55 made up of a core portion 68 made of the laminated electromagnetic steel sheet. A bore portion 69 is formed on the compression element 52 side of the rotor 55, and a part of the bearing portion 57 extends into the bore portion 69.
永久磁石70aは2個の平板形の希土類磁石であるネオジウム、鉄、ボロン系の強磁性体からなる永久磁石70aで、同極性の永久磁石70aを突き合せ角度を有する山形状に突き合せるように挿入配置してコア部68の軸方向に埋設されており、2個の永久磁石70aで1極のローター磁極を形成し、ローター55全体で2極のローター磁極を形成している。 The permanent magnet 70a is a permanent magnet 70a made of two flat-plate rare earth magnets, such as neodymium, iron, and boron-based ferromagnets, so that the permanent magnet 70a of the same polarity is butted in a mountain shape having a butting angle. The rotor portion is inserted and embedded in the axial direction of the core portion 68, and one permanent rotor magnetic pole is formed by the two permanent magnets 70 a, and the rotor 55 as a whole forms a two-pole rotor magnetic pole.
ここで、同期モーター53のローター55の製造方法であるが、永久磁石70aを挿入できるように、磁石収納部70bが、ローター55のかご形を形成する2次導体71の両端の短絡のために設けるエンドリング72の内周側に形成され、2次導体71とエンドリング72をアルミなどでダイキャスト成形した後に、永久磁石70aを挿入する。 Here, in the method of manufacturing the rotor 55 of the synchronous motor 53, the magnet housing part 70b is used for short-circuiting both ends of the secondary conductor 71 forming the cage shape of the rotor 55 so that the permanent magnet 70a can be inserted. The permanent magnet 70a is inserted after the secondary conductor 71 and the end ring 72 are formed by die-casting with aluminum or the like.
ここで、永久磁石70aの着磁方法であるが、コア部68へ挿入前に着磁しても挿入後に着磁してもよい。 Here, although the permanent magnet 70a is magnetized, it may be magnetized before or after insertion into the core portion 68.
また、同極性の2個の永久磁石70aを山形状に配置して1極のローター磁極を形成しているが、弓状の1個の永久磁石70aで1極のローター磁極を形成してもよい。 In addition, although two permanent magnets 70a having the same polarity are arranged in a mountain shape to form a single-pole rotor magnetic pole, even if a single-pole rotor magnetic pole is formed from a single arcuate permanent magnet 70a. Good.
そして、コア部68に設けた多数の2次導体71と、コア部68の軸方向の両端に位置するエンドリング72とをアルミダイカストで一体に成型して始動用かご形導体を形成している。尚、永久磁石70aが脱落するのを防止する保護用の端板73が設けられている。 Then, a large number of secondary conductors 71 provided in the core portion 68 and end rings 72 positioned at both ends in the axial direction of the core portion 68 are integrally molded by aluminum die casting to form a starting cage conductor. . A protective end plate 73 is provided to prevent the permanent magnet 70a from falling off.
図12において同期モーター53は、弓状の永久磁石70aを2つ用いて、磁極を形成している。永久磁石70aは、コア部68のシャフト孔54aの周りに形成された磁石収納部70bに収められている。 In FIG. 12, the synchronous motor 53 forms magnetic poles using two arcuate permanent magnets 70a. The permanent magnet 70 a is housed in a magnet housing portion 70 b formed around the shaft hole 54 a of the core portion 68.
2次導体71は、コア部68の外周部のスロット71aの内部にアルミダイキャストを行うなどの方法で形成されている。 The secondary conductor 71 is formed by a method such as aluminum die casting inside the slot 71 a on the outer peripheral portion of the core portion 68.
2次導体71間の間隔は、T1で、径方向の深さは、H1である。また、永久磁石70aの磁極間には、空隙80が形成されており、磁石収納部70bとは、間隔Pでコア部68が連結された構成である。 The interval between the secondary conductors 71 is T1, and the radial depth is H1. In addition, a gap 80 is formed between the magnetic poles of the permanent magnet 70a, and the magnet housing portion 70b has a configuration in which the core portion 68 is connected at an interval P.
以上の構成の従来の同期モーター搭載圧縮機について、以下その動作を説明する。 The operation of the conventional synchronous motor-equipped compressor having the above configuration will be described below.
圧縮機50が運転を始めると、同期モーター53のローター55の回転により、圧縮要素52が冷媒などの圧縮を開始する。冷媒等は、容器51内に吸い込まれ、サクションマフラー64を通ってシリンダ59へ入り、ピストン58により圧縮室62で圧縮され、シリンダヘッド63から、容器51の外部の冷凍システム等へと送りだされる。 When the compressor 50 starts operation, the compression element 52 starts to compress the refrigerant or the like by the rotation of the rotor 55 of the synchronous motor 53. The refrigerant or the like is sucked into the container 51, enters the cylinder 59 through the suction muffler 64, is compressed in the compression chamber 62 by the piston 58, and is sent from the cylinder head 63 to the refrigeration system outside the container 51. The
潤滑油66は、ピストン58とシリンダ59の間や、コネクティングロッド61とシャフト54、また、軸受部57などの摺動部間に供給され、摺動部品の摺動部材間の潤滑を行う。
しかしながら、上記従来の構成では、コア部68の中心にあるシャフト孔54aと、エンドリング72の間に永久磁石70aを挿入するための磁石収納部70bがあると、コア部68全体の剛性が弱まり、特に、磁石収納部70bがシャフト孔54aに近い中心側にあると、シャフト54にローター55が保持される保持力が弱まり、輸送中に積層鋼板のずれなどが発生し、ローター55の必要特性である効率や始動性が悪化したり、剛性の低下による、コア部68の積層間などで発生する騒音が起こったりするという課題を有していた。 However, in the above-described conventional configuration, if there is the shaft hole 54a at the center of the core portion 68 and the magnet storage portion 70b for inserting the permanent magnet 70a between the end rings 72, the rigidity of the core portion 68 as a whole is weakened. In particular, when the magnet housing part 70b is located near the shaft hole 54a, the holding force for holding the rotor 55 on the shaft 54 is weakened, and the laminated steel sheet is displaced during transportation. However, there is a problem that the efficiency and startability are deteriorated, or noise generated between the laminated portions of the core portion 68 occurs due to a decrease in rigidity.
また、永久磁石70aは、より外周側に配置される方が、磁力が得やすいが、エンドリング72があり、永久磁石70aを挿入するための磁石収納部70bをエンドリング72と重ねて形成することが困難なため、従来例のように、ネオジウムなど、希土類の強磁石をコア部68の中心側に形成せざるを得ず、磁力の弱いフェライトなどの磁石を使うことはできないという課題を有していた。 Further, the permanent magnet 70a is more easily provided with a magnetic force when arranged on the outer peripheral side, but has an end ring 72, and a magnet storage portion 70b for inserting the permanent magnet 70a is formed so as to overlap the end ring 72. Therefore, as in the conventional example, a rare earth strong magnet such as neodymium must be formed on the center side of the core portion 68, and a magnet such as a ferrite having a weak magnetic force cannot be used. Was.
また、永久磁石70aは、磁極の中心側で強く、磁極間をやや弱めにする方が、磁極間の干渉が起こらず効率が向上できるが、従来例のような配置では、磁極の円周方向の強度バランスを適正化できないという課題を有していた。 In addition, the permanent magnet 70a is stronger at the center side of the magnetic poles, and slightly weaker between the magnetic poles can improve efficiency without causing interference between the magnetic poles. However, in the arrangement as in the conventional example, the circumferential direction of the magnetic poles There was a problem that it was not possible to optimize the strength balance.
また、さらに、永久磁石70aは、ローター55の外周近傍にあり、かつ、起動から同期回転に至るまでに用いる2次導体71もローター55のコア部68の外周に設けることが望ましいが、前述したエンドリング72との構成、製造方法が提案されておらず、十分な2次導体71の断面積と配置を外周側に確保しながら、かつ、永久磁石70aも同様に外周側に配置することができないという課題を有していた。 Furthermore, it is desirable that the permanent magnet 70a is in the vicinity of the outer periphery of the rotor 55, and the secondary conductor 71 used from the start to the synchronous rotation is also provided on the outer periphery of the core portion 68 of the rotor 55. A configuration and a manufacturing method with the end ring 72 have not been proposed, and a sufficient cross-sectional area and arrangement of the secondary conductor 71 can be secured on the outer peripheral side, and the permanent magnet 70a can be similarly arranged on the outer peripheral side. I had a problem that I couldn't.
結果として、同期モーター搭載圧縮機は、高効率、高耐久、低騒音、安価材料の使用による環境適応、生産性の向上、など、全てにわたる地球環境に配慮された仕様の確立が不十分であった。 As a result, synchronous motor-equipped compressors have not been fully established in consideration of the global environment, including high efficiency, high durability, low noise, environmental adaptation through the use of inexpensive materials, and improved productivity. It was.
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、高効率、高耐久、低騒音、安価材料の使用による環境適応、生産性の向上、など、全てにわたる地球環境に配慮した同期モーター搭載圧縮機の達成とそれを可能とする同期モーターの製造方法を提案することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and is equipped with a synchronous motor that takes into consideration the global environment, such as high efficiency, high durability, low noise, environmental adaptation by using inexpensive materials, and improvement of productivity. The purpose is to propose a compressor and a method for manufacturing a synchronous motor capable of achieving it.
上記従来の課題を解決するために、本発明の同期モーター搭載圧縮機、および、同期モーターの製造方法は、容器内に、圧縮要素と、同期モーターを収納し、同期モーターのローターは、コア部と2次導体と2次導体をローターの上下で短絡するエンドリングと複数個の磁石収納部と、複数個の永久磁石を有し、コア部は、圧縮要素の要素であるシャフトに固着されている。 In order to solve the above-described conventional problems, a synchronous motor-equipped compressor and a synchronous motor manufacturing method according to the present invention include a compression element and a synchronous motor housed in a container, and the rotor of the synchronous motor has a core portion. And an end ring that short-circuits the secondary conductor and the secondary conductor at the top and bottom of the rotor, a plurality of magnet storage portions, and a plurality of permanent magnets, and the core portion is fixed to a shaft that is an element of the compression element. Yes.
2次導体は、複数個、ローターの外周近傍に配列されるとともに、永久磁石が、ローターの外周部に位置する2次導体のエンドリングの内周面より外周側に配置するものであり、製造方法は、2次導体と第1エンドリングは、溶融金属のダイキャストにより形成されるとともに、形成段階で、第1エンドリングの反対側には、2次導体の突起部を有し、永久磁石を磁石収納部に収納した後に、第2エンドリングを突起部と共に溶融、一体化しながら形成する作用を有する。 A plurality of secondary conductors are arranged in the vicinity of the outer periphery of the rotor, and the permanent magnet is arranged on the outer peripheral side from the inner peripheral surface of the end ring of the secondary conductor located on the outer peripheral portion of the rotor. In the method, the secondary conductor and the first end ring are formed by die casting of molten metal, and at the formation stage, the secondary conductor has a protrusion on the opposite side of the first end ring, and the permanent magnet After the magnet is housed in the magnet housing portion, the second end ring is formed while being melted and integrated with the protrusion.
これによって、コア部の剛性を低下することなく、また、生産性よく、かつ、高効率な
永久磁石の構成を可能とし、高効率、高耐久、低騒音、安価材料の使用による環境適応、生産性の向上、など、全てにわたる地球環境に配慮された同期モーター搭載圧縮機および、同期モーターの製造が可能となる。
This makes it possible to construct a permanent magnet with high productivity and high efficiency without lowering the rigidity of the core part. Highly efficient, highly durable, low noise, and environmental adaptation and production by using inexpensive materials. This makes it possible to manufacture compressors equipped with synchronous motors that take the global environment into consideration, such as improved performance, and synchronous motors.
本発明の同期モーター搭載圧縮機および同期モーターの製造方法は、コア部の剛性を低下することなく、また、生産性よく、かつ、高効率な永久磁石の構成を可能とし、高効率、高耐久、低騒音、安価材料の使用による環境適応、生産性の向上、など、全てにわたる地球環境に配慮された同期モーター搭載圧縮機および、同期モーターの製造が可能となる。 The compressor mounted with a synchronous motor and the method for manufacturing the synchronous motor according to the present invention enables a highly efficient and highly durable permanent magnet configuration without reducing the rigidity of the core, and with high efficiency and high durability. This makes it possible to manufacture compressors equipped with synchronous motors and synchronous motors that are friendly to the global environment, such as low noise, environmental adaptation by using inexpensive materials, and improved productivity.
請求項1に記載の発明は、容器内に、圧縮要素と同期モーターを収納し、前記同期モーターのローターは、コア部と2次導体と前記2次導体を前記ローターの上下で短絡するエンドリングと磁石収納部と永久磁石を有し、前記コア部は、前記圧縮要素の要素であるシャフトに固着されており、前記2次導体は前記ローターの外周近傍に配列されるとともに、前記永久磁石は前記ローターの外周部に位置する前記2次導体の前記エンドリングの内周面より外周側に配置されることを特徴とするものであり、これによって、永久磁石を挿入するコア部の磁石収納部が、シャフトが圧入や焼嵌めなどにより固着される近傍になく、また、コア部の剛性を弱める位置にはないので、シャフトの挿入と固着により、ローターが変形して特性を悪化したり、輸送時等に、ローターが変形したりすることによる特性劣化を起こすことがない。またさらに、シャフトまわりのローターの剛性の低下による、共振振動・騒音発生が抑制されるので、低騒音の同期モーター搭載圧縮機を提供できる。 According to the first aspect of the present invention, the compression element and the synchronous motor are housed in the container, and the rotor of the synchronous motor is an end ring that short-circuits the core portion, the secondary conductor, and the secondary conductor above and below the rotor. And a magnet housing portion and a permanent magnet, the core portion is fixed to a shaft that is an element of the compression element, the secondary conductor is arranged near the outer periphery of the rotor, and the permanent magnet is It is arranged on the outer peripheral side of the inner peripheral surface of the end ring of the secondary conductor located on the outer peripheral part of the rotor, and thereby the magnet housing part of the core part into which the permanent magnet is inserted However, the shaft is not in the vicinity of being fixed by press-fitting or shrink fitting, and is not in a position to weaken the rigidity of the core. Transportation or the like, does not cause characteristic degradation due to the rotor or deformed. Furthermore, since the generation of resonance vibration and noise due to the reduction in the rigidity of the rotor around the shaft is suppressed, a low noise synchronous motor mounted compressor can be provided.
また、コア自体の剛性の低下による、共振振動や騒音発生が抑制されるので、低騒音の同期モーター搭載圧縮機を提供できる。 In addition, since resonance vibration and noise generation due to a decrease in rigidity of the core itself are suppressed, a low-noise synchronous motor-equipped compressor can be provided.
また、永久磁石は、剛性の高い部分となるエンドリングの内周面より外周側に配置されるので、エンドリングの剛性により、前記したような、剛性課題の発生がなくなり、高効率で、耐久性にも優れ、騒音の発生のない同期モーター搭載圧縮機が達成できることとなる。 In addition, since the permanent magnet is arranged on the outer peripheral side from the inner peripheral surface of the end ring, which is a highly rigid part, the rigidity of the end ring eliminates the problem of rigidity as described above, and is highly efficient and durable. It will be possible to achieve a compressor equipped with a synchronous motor that is excellent in performance and does not generate noise.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、2次導体は、径方向に長い部分と、円周方向に長く扁平した扁平導体部を有し、前記扁平導体部の内周側に永久磁石を配置したものであり、これによって、2次導体の断面積を十分に確保しながら、永久磁石をローターの外周面に近い位置に配置でき、請求項1に記載の発明の効果に加えてさらに、十分な磁界の確保を比較的、磁力の弱い永久磁石を用いても達成することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the secondary conductor has a portion that is long in the radial direction and a flat conductor portion that is long and flat in the circumferential direction. The permanent magnet is arranged on the peripheral side, and thereby the permanent magnet can be arranged at a position close to the outer peripheral surface of the rotor while sufficiently securing the cross-sectional area of the secondary conductor. In addition to the effect, a sufficient magnetic field can be secured even by using a permanent magnet having a relatively low magnetic force.
また、十分な磁界の確保と共に、2次導体の断面が十分に確保できることで、2次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、2次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。 In addition to securing a sufficient magnetic field, the sufficient cross section of the secondary conductor can be secured to cope with secondary current loss and overload current at start-up. Ensuring sufficient magnetic field efficiency and secondary current It is possible to achieve both suppression of increase in resistance.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、隣り合う2つの2次導体間に永久磁石を配置したものであり、これによって、2次導体の間に永久磁石を配置するので、ローターの表面に近い位置に永久磁石を配置でき、かつ、2次導体も表面に近い位置に配置できるので、請求項1に記載の発明の効果に加えてさらに、2次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、2次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, in which a permanent magnet is disposed between two adjacent secondary conductors, whereby the permanent magnet is disposed between the secondary conductors. Therefore, since the permanent magnet can be arranged at a position close to the surface of the rotor and the secondary conductor can also be arranged at a position close to the surface, in addition to the effect of the invention according to claim 1, secondary current loss, It is possible to cope with an overload current at the time of starting, and it is possible to achieve both ensuring of efficiency by a sufficient magnetic field and suppression of increase in secondary current resistance.
また、表面に近い位置に永久磁石を配置できることから、永久磁石に従来のような、希
土類による、貴重かつ高価な材料を用いずとも、例えば、フェライト系の永久磁石を使うことも可能であり、資源の観点からも、環境にやさしい同期モーター搭載圧縮機の達成が可能となる。
In addition, since the permanent magnet can be arranged at a position close to the surface, it is possible to use, for example, a ferrite-based permanent magnet without using a valuable and expensive material made of rare earths as in the conventional permanent magnet. From the viewpoint of resources, it is possible to achieve an environmentally friendly compressor equipped with a synchronous motor.
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の発明において、コア部は、外周の隣り合う2次導体間の間に磁石収納部であるスリットを有し、永久磁石を前記スリットに挿入配置したことを特徴とするものであり、これによって、2次導体の間に永久磁石を配置するので、ローターの表面に近い位置に永久磁石を配置でき、かつ、2次導体も表面に近い位置に配置できるので、請求項1から3のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、2次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、2次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となるとともに、スリットに挿入することで生産性がよい。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the core portion has a slit which is a magnet housing portion between adjacent secondary conductors on the outer periphery, The permanent magnet is inserted and arranged in the slit, whereby the permanent magnet is arranged between the secondary conductors, so that the permanent magnet can be arranged at a position close to the surface of the rotor, and 2 Since the secondary conductor can also be arranged at a position close to the surface, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3, it can further cope with secondary current loss and overload current at start-up, It is possible to achieve both ensuring of efficiency by a sufficient magnetic field and suppressing increase in secondary current resistance, and productivity is good by inserting the slit into the slit.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、スリットは、ローターの外表面に形成されたものであり、これによって、2次導体の間に永久磁石を配置するので、ローターの表面に近い位置に永久磁石を配置でき、かつ、2次導体も表面に近い位置に配置できるので、請求項4に記載の発明の効果に加えてさらに、2次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、2次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となるとともに、ローターのエンドリングを先に形成した後でも、ローターの外周面から、永久磁石を挿入することが可能となり、生産性が非常に良くなる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the slit is formed on the outer surface of the rotor, whereby a permanent magnet is disposed between the secondary conductors. In addition to the effects of the invention according to claim 4, in addition to the effects of the invention according to claim 4, secondary current loss and at the time of starting can be arranged. It can cope with overload current, and it is possible to achieve both of ensuring efficiency by a sufficient magnetic field and suppressing increase in secondary current resistance, and even after forming the rotor end ring first, the outer circumference of the rotor From the surface, it becomes possible to insert a permanent magnet, and the productivity is greatly improved.
また、着磁後の磁石をローターの製造の最終段階においても挿入、セットすることが可能となり、生産性が向上する。 Further, magnetized magnets can be inserted and set even in the final stage of rotor production, and productivity is improved.
請求項6に記載の発明は、請求項2から4のいずれか一項に記載の発明において、永久磁石は、磁極の中心に近い側が大きいかあるいは磁力の大きい強磁永久磁石を用いたものであり、これによって、磁極の中心部の磁力を強め、磁極間の相反する磁極が干渉する領域の磁力を小さくすることができ、磁界の最適化を容易に図れるため、請求項2から4のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、高い生産性と、高い効率の確保の両立を容易に行うことが可能となる。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 2 to 4, wherein the permanent magnet is a permanent magnet having a large side near the center of the magnetic pole or a large magnetic force. Accordingly, the magnetic force in the center portion of the magnetic poles can be increased, the magnetic force in the region where the opposite magnetic poles interfere with each other can be reduced, and the magnetic field can be easily optimized. In addition to the effect of the invention described in the above item 1, it is possible to easily achieve both high productivity and high efficiency.
また、その方法としては、永久磁石の強度の種別を変えることや、磁石のサイズを変える方法などにおける、磁力の大きさでの調整が可能であり、容易である。 Moreover, as the method, adjustment with the magnitude | size of the magnetic force in changing the kind of intensity | strength of a permanent magnet or changing the size of a magnet is possible, and is easy.
請求項7に記載の発明は、同期モーターのローターは、コア部と2次導体と磁石収納部と、永久磁石を有し、前記2次導体は、上下の第1および第2エンドリングで連結され、前記2次導体と前記第1エンドリングは、溶融金属のダイキャストにより形成されるとともに、形成段階で、前記第1エンドリングの反対側には、前記2次導体の突起部を有し、前記永久磁石を前記磁石収納部に収納した後に、前記第2エンドリングを前記突起部と共に溶融、一体化しながら形成することを特徴とする同期モーターの製造方法であり、これによって、従来は、永久磁石を着磁した状態で、第1および第2エンドリングの両側と2次導体を一体ダイキャストをしてしまうと、磁力が低下する問題があったが、第1エンドリングと2次導体が大キャストされた後に永久磁石を挿入し、その後に第2エンドリングの部分だけが、突起部と共に溶融、ダイキャストされるだけであるので、溶融熱の影響が永久磁石に及ばず、永久磁石を着磁して挿入した場合はもとより、着磁しない状態で挿入した場合においても、永久磁石の熱劣化がなく、永久磁石の特性を維持できるので、高効率で生産性の高い製造方法が得られる。 According to a seventh aspect of the present invention, the rotor of the synchronous motor has a core portion, a secondary conductor, a magnet storage portion, and a permanent magnet, and the secondary conductor is connected by upper and lower first and second end rings. The secondary conductor and the first end ring are formed by molten metal die casting, and at the formation stage, the secondary conductor and the first end ring have a protrusion of the secondary conductor on the opposite side of the first end ring. The method for manufacturing a synchronous motor is characterized in that after the permanent magnet is housed in the magnet housing portion, the second end ring is formed while being melted and integrated with the projecting portion. If permanent magnets are magnetized and both sides of the first and second end rings and the secondary conductor are integrally die-cast, there is a problem that the magnetic force decreases, but the first end ring and the secondary conductor Is a big cast After that, the permanent magnet is inserted, and then only the second end ring part is melted and die-cast together with the protrusion, so the influence of the heat of fusion does not reach the permanent magnet, and the permanent magnet is magnetized. In this case, the permanent magnet is not thermally deteriorated and the characteristics of the permanent magnet can be maintained even when the magnet is inserted without being magnetized, so that a highly efficient and highly productive manufacturing method can be obtained.
また、この製造方法は、永久磁石がエンドリングの投影面積内に配置される全ての同期モーターに適用が可能であり、汎用性が高い。 In addition, this manufacturing method can be applied to all synchronous motors in which the permanent magnet is disposed within the projected area of the end ring, and is highly versatile.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における同期モーター搭載圧縮機の縦断面図、図2は、同実施の形態における同期モーター搭載圧縮機のローターの水平断面図、図3は、同実施の形態におけるローターの別の水平断面図である。図4は、同実施の形態におけるローターのまた別の水平断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a synchronous motor-equipped compressor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a horizontal sectional view of a rotor of the synchronous motor-equipped compressor according to the same embodiment, and FIG. It is another horizontal sectional view of the rotor in a form. FIG. 4 is another horizontal sectional view of the rotor in the same embodiment.
以下、図1から図4に基づいて、本発明の実施の形態1について説明する。 Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1から図4において、圧縮機101は、容器102の内部に、圧縮要素103と同期モーター104を収納し、さらに、容器102の底部には、潤滑油105が貯留されている。 1 to 4, a compressor 101 houses a compression element 103 and a synchronous motor 104 inside a container 102, and a lubricating oil 105 is stored at the bottom of the container 102.
シャフト110は、主軸部111とこの主軸部111と一体連動するようにその一端に偏芯して形成された偏芯部112を有する。潤滑油105は、給油通路113を通って、各摺動部位に供給される。 The shaft 110 has a main shaft portion 111 and an eccentric portion 112 formed eccentrically at one end thereof so as to be integrated with the main shaft portion 111. The lubricating oil 105 is supplied to each sliding part through the oil supply passage 113.
圧縮要素103は、シャフト110を軸支する軸受部121、ピストン125と共に、圧縮室130を形成するシリンダ124などが形成されたシリンダブロック120を有し、シャフト110の偏芯部112とピストン125は、コネクティングロッド122により連結されることで、シャフト110の回転をピストン125の往復運動に変換し、シリンダ124の圧縮室130の容積変化による、吸入、圧縮動作を行っている。 The compression element 103 includes a cylinder block 120 in which a cylinder 124 and the like that form a compression chamber 130 are formed together with a bearing 121 and a piston 125 that support the shaft 110, and the eccentric portion 112 of the shaft 110 and the piston 125 are By being connected by the connecting rod 122, the rotation of the shaft 110 is converted into the reciprocating motion of the piston 125, and suction and compression operations are performed by changing the volume of the compression chamber 130 of the cylinder 124.
容器内のガス131は、サクションマフラー131aから圧縮室130に吸入され、圧縮された後に、シリンダヘッド133より、吐出管135より吐出される。吐出、吸入は、バルブの開閉により行われるがその詳細は図示していない。 The gas 131 in the container is sucked into the compression chamber 130 from the suction muffler 131a, compressed, and then discharged from the discharge pipe 135 from the cylinder head 133. Discharge and suction are performed by opening and closing valves, but the details are not shown.
次に、同期モーター104の詳細について説明する。 Next, details of the synchronous motor 104 will be described.
ローター155は、シャフト孔154aで、シャフト110に固着されている。ローター155は、コア部168とアルミニウム合金などによる2次導体171を有し、2次導体171は、エンドリング172で両端が短絡されたかご形電動機を形成している。ステーター167は、積層電磁鋼板と銅やアルミなどの巻線を巻くことで形成されており、通電により、回転磁界を発生させている。 The rotor 155 is fixed to the shaft 110 through a shaft hole 154a. The rotor 155 has a core portion 168 and a secondary conductor 171 made of an aluminum alloy or the like, and the secondary conductor 171 forms a squirrel-cage motor whose both ends are short-circuited by an end ring 172. The stator 167 is formed by winding a laminated electromagnetic steel sheet and a coil such as copper or aluminum, and generates a rotating magnetic field by energization.
さらに、コア部168は、磁石収納部170bを有し、中には、永久磁石170aが入っており、永久磁石170aと2次導体171の始動用かご形導体を有する同期モーターである。 Furthermore, the core portion 168 has a magnet housing portion 170b, and a permanent magnet 170a is contained therein, and is a synchronous motor having a permanent magnet 170a and a starting cage conductor of the secondary conductor 171.
また、エンドリング172は、内周面190により、エンドリング172の半径方向サイズが確定されている。 Further, the end ring 172 has a radial size determined by the inner peripheral surface 190.
またさらに、2次導体171は、その形状により、扁平導体部191を有する。また、強磁永久磁石192は、磁極の中心に近い部位に磁石の厚み、サイズを大きいものを用いて、磁界を強めたり、あるいは、磁界強度の強い永久磁石170aを用いたりして、強磁永久磁石192としている。 Furthermore, the secondary conductor 171 has a flat conductor portion 191 due to its shape. In addition, the permanent magnet 192 is made of a magnet having a large magnet thickness and size near the center of the magnetic pole to increase the magnetic field, or use the permanent magnet 170a having a strong magnetic field strength. The permanent magnet 192 is used.
以上のように構成された同期モーター搭載圧縮機および同期モーターについて、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the synchronous motor-equipped compressor and the synchronous motor configured as described above will be described below.
圧縮機101の同期モーター104に通電が行われると、まず、2次導体171に流れる2次電流により、回転磁界が発生し、回転を始め、通電された電源周波数、磁極の極数に応じて、最終的に、永久磁石170aにより、同期運転に移行する。 When the synchronous motor 104 of the compressor 101 is energized, first, a rotating magnetic field is generated by the secondary current flowing through the secondary conductor 171 and starts rotating, depending on the energized power supply frequency and the number of poles of the magnetic poles. Finally, the operation is shifted to the synchronous operation by the permanent magnet 170a.
本発明の同期モーター搭載圧縮機101においては、従来例のように、コア部168のシャフト孔154a近傍や、剛性の高い、エンドリング172との間部分には、磁石収納部170bが無く、磁石収納部170bは、複数個、全て、エンドリング172の内周面190より外周側に配置されているので、永久磁石170aを挿入や収納するコア部168の剛性を弱めることがなく、特に、シャフト110とコア部168のシャフト孔154aとの圧入や焼嵌めなどにより変形されたり、逆に、変形により、圧入力が低下し、輸送時等にローター155のずれ等を起こす問題もない。 In the synchronous motor-equipped compressor 101 of the present invention, as in the conventional example, the magnet housing portion 170b is not provided in the vicinity of the shaft hole 154a of the core portion 168 or in the portion between the rigid end ring 172 and the magnet. Since a plurality of storage portions 170b are arranged on the outer peripheral side from the inner peripheral surface 190 of the end ring 172, the rigidity of the core portion 168 for inserting and storing the permanent magnet 170a is not weakened. There is no problem that deformation is caused by press-fitting or shrink-fitting between 110 and the shaft hole 154a of the core portion 168, or conversely, due to the deformation, the pressure input is reduced and the rotor 155 is displaced during transportation.
ずれを起こした場合は、磁気中心がずれて騒音を発生したり、コア部168が弱いことにより、騒音を発生したりする課題も、本発明の構成によれば、発生がない。 According to the configuration of the present invention, when the shift occurs, the magnetic center shifts to generate noise, or the core portion 168 has a weak noise due to weakness.
即ち、従来の騒音発生の原因は、ローター155のコア部168を形成するものが、0.3から1mm程度の電磁積層鋼板であり、コア部168の剛性が弱いと、それらが微小に共振したりすることにより発生するからである。 That is, the cause of the conventional noise generation is the electromagnetic laminated steel sheet of about 0.3 to 1 mm that forms the core portion 168 of the rotor 155. If the rigidity of the core portion 168 is weak, they resonate slightly. It is because it occurs by doing.
本発明の構成によれば、磁石収納部170bは、全て、エンドリング172の内周面190より外周側にあるので、円周全面にわたる、エンドリング172の剛性が十分確保されている部分に磁石収納部170bを位置することができるので、前述した従来の騒音課題が発生しないこととなる。 According to the configuration of the present invention, all of the magnet storage portions 170b are located on the outer peripheral side of the inner peripheral surface 190 of the end ring 172. Therefore, the magnet is provided in a portion where the rigidity of the end ring 172 is sufficiently secured over the entire circumference. Since the storage portion 170b can be positioned, the conventional noise problem described above does not occur.
また、さらに、永久磁石170aは、より、外周に近い方が、強磁界を得やすいので、ステーター167の発生磁界に近くなり、比較的磁力の弱い磁石でも、強磁界を得、高い効率を維持することが可能となる。 Further, since the permanent magnet 170a is closer to the outer periphery, it is easier to obtain a strong magnetic field, so that it is close to the magnetic field generated by the stator 167, and even a magnet having a relatively weak magnetic force can obtain a strong magnetic field and maintain high efficiency. It becomes possible to do.
従来、一般的には、高効率を得るために、希土類永久磁石を利用する事例が開示されているが、本発明の構成を用いれば、例えば、鉄系(フェライト)磁石でも、十分な効率得ることも可能となり、貴重でかつ高価な資源、材料を用いずとも良く、効率の面からも、資源や材料の面からも環境にやさしくなる。 Conventionally, in general, an example in which a rare earth permanent magnet is used in order to obtain high efficiency is disclosed. However, for example, an iron (ferrite) magnet can obtain sufficient efficiency by using the configuration of the present invention. This makes it possible to avoid the use of precious and expensive resources and materials, and is environmentally friendly in terms of efficiency and resources and materials.
さらに、図3に示すように、2次導体171を径方向に長い部分と、円周方向に長く扁平した、扁平導体部191を有し、扁平導体部191の内周側に永久磁石170aを配置した構成とすることにより、2次導体171の断面積を十分に確保するとともに、永久磁石170aを外周面に近い位置に配置することができるので、十分な磁界の確保が可能となる構成を得やすくなり、十分な磁界の確保と共に、2次導体171の断面が十分に確保できることで、2次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、2次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。 Furthermore, as shown in FIG. 3, the secondary conductor 171 has a portion that is long in the radial direction and a flat conductor portion 191 that is long and flat in the circumferential direction. A permanent magnet 170 a is provided on the inner peripheral side of the flat conductor portion 191. By adopting the arrangement, the cross-sectional area of the secondary conductor 171 can be sufficiently secured, and the permanent magnet 170a can be arranged at a position close to the outer peripheral surface, so that a sufficient magnetic field can be secured. It becomes easy to obtain, and sufficient cross section of the secondary conductor 171 can be secured together with securing a sufficient magnetic field, so that secondary current loss and overload current at start-up can be dealt with, ensuring sufficient efficiency by the magnetic field, It becomes possible to achieve both suppression of increase in secondary current resistance.
また、さらに、永久磁石170aを、隣り合う2つの2次導体171間に配置することによって、2次導体171による始動時特性の良化と同期運転時の永久磁石170aによる磁力の確保の両立ができ、2次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、2次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。 Furthermore, by disposing the permanent magnet 170a between the two adjacent secondary conductors 171, it is possible to improve both the starting characteristics by the secondary conductor 171 and to secure the magnetic force by the permanent magnet 170a during the synchronous operation. In addition, it is possible to cope with secondary current loss and overload current at start-up, and it is possible to achieve both ensuring of efficiency by a sufficient magnetic field and suppression of increase in secondary current resistance.
また、表面に近い位置に永久磁石170aを配置できることから、永久磁石170aに
従来のような、希土類による、貴重かつ高価な材料を用いずとも、例えば、フェライト系の永久磁石を使うことも可能であり、資源の観点からも、環境にやさしい同期モーター搭載圧縮機の達成が可能となる。
Further, since the permanent magnet 170a can be disposed at a position close to the surface, it is possible to use, for example, a ferrite-based permanent magnet for the permanent magnet 170a without using a rare and rare material made of rare earth as in the prior art. Yes, from the viewpoint of resources, it is possible to achieve a compressor equipped with an environmentally friendly synchronous motor.
またさらに、本発明の実施の形態1は、2極の同期モーターを用いて説明しているが、磁極は、N極側とS極側に分かれ、永久磁石170aの極の方向は、円の中心を境に反転している。このとき、磁極の中心に近い側、即ち、半円部の極の中心側に強磁永久磁石192を用い、相対する磁極の境目には、比較して弱めの永久磁石170aを配置することで、相反する磁極間部分では、相互干渉を小さくし、磁極中心で、より強い磁界を得られる構成を得ることができるので、さらに高効率化を達成することが可能となる。 Furthermore, although Embodiment 1 of the present invention has been described using a two-pole synchronous motor, the magnetic pole is divided into an N-pole side and an S-pole side, and the direction of the pole of the permanent magnet 170a is a circle. Inverted from the center. At this time, by using the ferromagnetic permanent magnet 192 on the side close to the center of the magnetic pole, that is, on the center side of the semicircular pole, a relatively weaker permanent magnet 170a is arranged at the boundary between the opposing magnetic poles. In the opposite magnetic pole portions, it is possible to reduce the mutual interference and obtain a configuration in which a stronger magnetic field can be obtained at the center of the magnetic poles, so that higher efficiency can be achieved.
尚、本発明の実施の形態1では、2極の同期モーターで説明しているが、さらに極数を増やしても同様の効果を得ることができる。 In the first embodiment of the present invention, a two-pole synchronous motor is described, but the same effect can be obtained even if the number of poles is further increased.
また、発明者の検討によると、本発明の同期モーターを用いることにより、磁石を従来の希土類系磁石より安価な磁石を用いた場合でも、従来以上の効率を確保することができており、ローター155の剛性が向上したことから、ローター155に起因する騒音も低減できることが確認できている。 Further, according to the inventor's study, by using the synchronous motor of the present invention, even when a magnet is used that is cheaper than a conventional rare earth magnet, the efficiency higher than that of the conventional magnet can be ensured. Since the rigidity of 155 has been improved, it has been confirmed that noise caused by the rotor 155 can also be reduced.
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2における同期モーター搭載圧縮機の縦断面図、図6は、同実施の形態における同期モーター搭載圧縮機のローターの水平断面図、図7は、図6における永久磁石挿入図である。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the synchronous motor-equipped compressor in the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a horizontal sectional view of the rotor of the synchronous motor-equipped compressor in the same embodiment, and FIG. It is a permanent magnet insertion figure.
以下、図5から図7に基づいて、本発明の実施の形態2について説明する。 The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図5から図7において、圧縮機201は、容器202の内部に、圧縮要素203と同期モーター204を収納し、さらに、容器202の底部には、潤滑油205が貯留されている。 5 to 7, the compressor 201 houses a compression element 203 and a synchronous motor 204 inside a container 202, and a lubricating oil 205 is stored at the bottom of the container 202.
シャフト210は、主軸部211とこの主軸部211と一体連動するようにその一端に偏芯して形成された偏芯部212を有する。潤滑油205は、給油通路213を通って、各摺動部位に供給される。 The shaft 210 has a main shaft portion 211 and an eccentric portion 212 formed eccentrically at one end thereof so as to be integrated with the main shaft portion 211. The lubricating oil 205 is supplied to each sliding part through the oil supply passage 213.
圧縮要素203は、シャフト210を軸支する軸受部221、ピストン225と共に、圧縮室230を形成するシリンダ224などが形成されたシリンダブロック220を有し、シャフト210の偏芯部212とピストン225は、コネクティングロッド222により連結されることで、シャフト210の回転をピストン225の往復運動に変換し、シリンダ224の圧縮室230の容積変化による、吸入、圧縮動作を行っている。 The compression element 203 includes a cylinder block 220 in which a cylinder 224 that forms a compression chamber 230 is formed together with a bearing portion 221 that supports the shaft 210 and a piston 225, and the eccentric portion 212 of the shaft 210 and the piston 225 are By being connected by the connecting rod 222, the rotation of the shaft 210 is converted into the reciprocating motion of the piston 225, and suction and compression operations are performed by changing the volume of the compression chamber 230 of the cylinder 224.
容器内のガス231は、サクションマフラー231aから圧縮室230に吸入され、圧縮された後に、シリンダヘッド233より、吐出管235より吐出される。吐出、吸入は、バルブの開閉により行われるがその詳細は図示していない。 The gas 231 in the container is sucked into the compression chamber 230 from the suction muffler 231a, compressed, and then discharged from the discharge pipe 235 from the cylinder head 233. Discharge and suction are performed by opening and closing valves, but the details are not shown.
次に、同期モーター204の詳細について説明する。 Next, details of the synchronous motor 204 will be described.
ローター255は、シャフト孔254aで、シャフト210に固着されている。ローター255は、コア部268とアルミニウム合金などによる2次導体271を有し、2次導体271は、エンドリング272で両端が短絡されたかご形電動機を形成している。ステーター267は、積層電磁鋼板と銅やアルミなどの巻線を巻くことで形成されており、通
電により、回転磁界を発生させている。
The rotor 255 is fixed to the shaft 210 through a shaft hole 254a. The rotor 255 has a core portion 268 and a secondary conductor 271 made of an aluminum alloy or the like, and the secondary conductor 271 forms a squirrel-cage motor whose both ends are short-circuited by an end ring 272. The stator 267 is formed by winding a laminated electromagnetic steel sheet and a coil such as copper or aluminum, and generates a rotating magnetic field by energization.
さらに、コア部268は、磁石収納部270bを有し、中には、永久磁石270aが入っており、永久磁石270aと2次導体271を始動用かご形導体を有する同期モーターである。磁石収納部270bは、ローター255の外周面に形成されたスリット295であり、ローター255の外周面より、永久磁石270aを挿入できるようになっている。 Furthermore, the core portion 268 has a magnet housing portion 270b, and a permanent magnet 270a is contained therein, and is a synchronous motor having a permanent magnet 270a and a secondary conductor 271 and a starting cage conductor. The magnet storage portion 270 b is a slit 295 formed on the outer peripheral surface of the rotor 255, and the permanent magnet 270 a can be inserted from the outer peripheral surface of the rotor 255.
また、エンドリング272は、内周面290により、エンドリング272の半径方向サイズが確定されている。 Further, the end ring 272 has a radial size determined by the inner peripheral surface 290.
また、永久磁石270aは、磁極の中心に近い部位に磁石の磁界強度の強い永久磁石270aを用いることもできる。 In addition, the permanent magnet 270a may be a permanent magnet 270a having a strong magnetic field strength in a portion close to the center of the magnetic pole.
以上のように構成された同期モーター搭載圧縮機および同期モーターについて、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the synchronous motor-equipped compressor and the synchronous motor configured as described above will be described below.
圧縮機201の同期モーター204に通電が行われると、まず、2次導体271に流れる2次電流により、回転磁界が発生し、回転を始め、通電された電源周波数、磁極の極数に応じて、最終的に、永久磁石270aにより、同期運転に移行する。 When the synchronous motor 204 of the compressor 201 is energized, first, a rotating magnetic field is generated by the secondary current flowing in the secondary conductor 271, starts rotating, and depends on the energized power supply frequency and the number of poles of the magnetic poles. Finally, the operation is shifted to the synchronous operation by the permanent magnet 270a.
本発明の同期モーター搭載圧縮機201においては、従来例のように、コア部268のシャフト孔254a近傍や、剛性の高い、エンドリング272との間部分には、磁石収納部270bが無く、磁石収納部270bは、複数個、全て、エンドリング272の内周面290より外周側、さらには、最も外周面側に形成されたスリット295に配置されているので、永久磁石270aを挿入や収納するコア部268の剛性を弱めることがなく、特に、シャフト210とコア部268のシャフト孔254aとの圧入や焼嵌めなどにより変形されたり、逆に、変形により、圧入力が低下し、輸送時等にローター255のずれ等を起こす問題もない。 In the synchronous motor-equipped compressor 201 of the present invention, as in the conventional example, there is no magnet storage portion 270b in the vicinity of the shaft hole 254a of the core portion 268 or in the portion between the rigid end ring 272 and the magnet. The plurality of storage portions 270b are arranged in the slits 295 formed on the outer peripheral side of the end ring 272, and further on the outermost peripheral side, so that the permanent magnet 270a is inserted and stored. It does not weaken the rigidity of the core part 268. In particular, the core part 268 is deformed by press-fitting or shrink-fitting between the shaft 210 and the shaft hole 254a of the core part 268. In addition, there is no problem that the rotor 255 is displaced.
ずれを起こした場合は、磁気中心がずれて騒音を発生したり、コア部268が弱いことにより、騒音を発生したりする課題も、本発明の構成によれば、発生がない。 According to the configuration of the present invention, when the shift occurs, the magnetic center shifts to generate noise, and the core portion 268 weakens to generate noise.
即ち、従来の騒音発生の原因は、ローター255のコア部268を形成するものが、0.3から1mm程度の電磁積層鋼板であり、コア部268の剛性が弱いと、それらが微小に共振したりすることにより発生するからである。 That is, the cause of the conventional noise generation is the electromagnetic laminated steel sheet of about 0.3 to 1 mm that forms the core portion 268 of the rotor 255. If the rigidity of the core portion 268 is weak, they resonate slightly. It is because it occurs by doing.
本発明の構成によれば、磁石収納部270bは、全て、エンドリング272の内周面290より外周側にあり、さらには、最外周面に位置するので、円周全面にわたる、エンドリング272の剛性が十分確保されている部分に磁石収納部270bを位置することができ、前述した従来の騒音課題が発生しないこととなる。 According to the configuration of the present invention, all the magnet storage portions 270b are located on the outer peripheral side of the inner peripheral surface 290 of the end ring 272, and further on the outermost peripheral surface. The magnet storage portion 270b can be positioned in a portion where sufficient rigidity is ensured, and the conventional noise problem described above does not occur.
また、さらに、永久磁石270aは、より、外周に近い方が、強磁界を得やすいので、ステーター267の発生磁界に近くなり、比較的磁力の弱い磁石でも、強磁界を得、高い効率を維持することが可能となる。 Furthermore, since the permanent magnet 270a is closer to the outer periphery, it is easier to obtain a strong magnetic field. Therefore, the permanent magnet 270a is closer to the magnetic field generated by the stator 267. It becomes possible to do.
従来、一般的には、高効率を得るために、希土類永久磁石を利用する事例が開示されているが、本発明の構成を用いれば、例えば、鉄系(フェライト)磁石でも、十分な効率得ることも可能となり、貴重でかつ高価な資源、材料を用いずとも良く、効率の面からも、資源や材料の面からも環境にやさしくなる。 Conventionally, in general, an example in which a rare earth permanent magnet is used in order to obtain high efficiency is disclosed. However, for example, an iron (ferrite) magnet can obtain sufficient efficiency by using the configuration of the present invention. This makes it possible to avoid the use of precious and expensive resources and materials, and is environmentally friendly in terms of efficiency and resources and materials.
さらに、図7に示すように、永久磁石270aの挿入は、コア部268の最外周に形成されたスリット295に挿入することにより行えるので、ローター255の成形時に、2次導体271とエンドリング272をまず、ダイキャスト、鋳造などにより成形した後に永久磁石270aを着磁後や、着磁しないで挿入することが可能であり、生産性が極めて高くなる。 Further, as shown in FIG. 7, the permanent magnet 270 a can be inserted into the slit 295 formed on the outermost periphery of the core portion 268, so that the secondary conductor 271 and the end ring 272 are formed when the rotor 255 is formed. First, the permanent magnet 270a can be inserted after being magnetized after being molded by die casting, casting or the like, or without being magnetized, and the productivity becomes extremely high.
また、さらには、永久磁石270aの挿入が、2次導体271とエンドリング272をまず、ダイキャスト、鋳造などにより成形した後にできることは、永久磁石270aにダイキャスト、鋳造時などの高熱が伝導し、永久磁石270aの特性劣化を招かないことを意味し、製造方法としても生産性がよく、特性劣化のない手段を提供できる構成となる発明である。 In addition, the permanent magnet 270a can be inserted after the secondary conductor 271 and the end ring 272 are first formed by die casting, casting, or the like, because high heat is transferred to the permanent magnet 270a during die casting or casting. This means that the permanent magnet 270a does not deteriorate in characteristics, and is a structure that can provide a means that has good productivity and no characteristic deterioration as a manufacturing method.
また、さらに、永久磁石270aを、隣り合う2つの2次導体271間に配置することによって、2次導体271による始動時特性の良化と同期運転時の永久磁石270aによる磁力の確保の両立ができ、2次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、2次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。 Furthermore, by disposing the permanent magnet 270a between the two adjacent secondary conductors 271, it is possible to improve both the starting characteristics by the secondary conductor 271 and ensure the magnetic force by the permanent magnet 270a during the synchronous operation. In addition, it is possible to cope with secondary current loss and overload current at start-up, and it is possible to achieve both ensuring of efficiency by a sufficient magnetic field and suppression of increase in secondary current resistance.
また、表面に近い位置に永久磁石270aを配置できることから、永久磁石270aに従来のような、希土類による、貴重かつ高価な材料を用いずとも、例えば、フェライト系の永久磁石を使うことも可能であり、資源の観点からも、環境にやさしい同期モーター搭載圧縮機の達成が可能となる。 Further, since the permanent magnet 270a can be disposed at a position close to the surface, it is possible to use, for example, a ferrite-based permanent magnet for the permanent magnet 270a without using a rare earth-based precious and expensive material. Yes, from the viewpoint of resources, it is possible to achieve a compressor equipped with an environmentally friendly synchronous motor.
またさらに、本発明の実施の形態2は、2極の同期モーターを用いて説明しているが、磁極は、N極側とS極側に分かれ、永久磁石270aの極の方向は、円の中心を境に反転している。このとき、磁極の中心に近い側、即ち、半円部の極の中心側に比較的磁力の強い永久磁石270aを用い、相対する磁極の境目には、比較して弱めの永久磁石270aを配置することで、相反する磁極間部分では、相互干渉を小さくし、磁極中心で、より強い磁界を得られる構成を得ることができるので、さらに高効率化を達成することが可能となる。 Furthermore, although Embodiment 2 of the present invention has been described using a two-pole synchronous motor, the magnetic pole is divided into an N-pole side and an S-pole side, and the direction of the pole of the permanent magnet 270a is a circle. Inverted from the center. At this time, a permanent magnet 270a having a relatively strong magnetic force is used on the side closer to the center of the magnetic pole, that is, on the center side of the semicircular pole, and a weaker permanent magnet 270a is arranged at the boundary between the opposing magnetic poles. By doing so, it is possible to reduce the mutual interference at the opposite magnetic pole portions and obtain a stronger magnetic field at the center of the magnetic poles, so that higher efficiency can be achieved.
尚、本発明の実施の形態2では、2極の同期モーターで説明しているが、さらに曲数を増やしても同様の効果を得ることができる。 Although the two-pole synchronous motor is described in the second embodiment of the present invention, the same effect can be obtained even if the number of songs is further increased.
また、発明者の検討によると、本発明の同期モーターを用いることにより、磁石を従来の希土類系磁石より安価な磁石を用いた場合でも、従来以上の効率を確保することができており、ローター255の剛性が向上したことから、ローター255に起因する騒音も低減できることが確認できている。 Further, according to the inventor's study, by using the synchronous motor of the present invention, even when a magnet is used that is cheaper than a conventional rare earth magnet, the efficiency higher than that of the conventional magnet can be ensured. Since the rigidity of 255 has been improved, it has been confirmed that noise caused by the rotor 255 can also be reduced.
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3における同期モーターの縦断面図、図9は、図8におけるローターの縦断面図、図10は、図9におけるローターの第2エンドリング成形前の製造方法図である。
(Embodiment 3)
8 is a longitudinal sectional view of the synchronous motor according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the rotor in FIG. 8, and FIG. 10 is a manufacturing method of the rotor in FIG. 9 before the second end ring molding. FIG.
以下、図8から図10に基づいて、本発明の実施の形態3について説明する。 Hereinafter, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
図8から図10において、同期モーター304は、ローター355とステーター410からなり、ローター355は、コア部368に、磁石収納部370bとシャフト孔354aを有する。 8 to 10, the synchronous motor 304 includes a rotor 355 and a stator 410, and the rotor 355 has a magnet housing portion 370 b and a shaft hole 354 a in a core portion 368.
磁石収納部370bには、永久磁石411が挿入される。製造が終了した段階のロータ
ー355は、下側の第1エンドリング401と、上側の第2エンドリング402を有し、コア部368の外周側に形成された、かご形状の2次導体371を有する。
A permanent magnet 411 is inserted into the magnet storage portion 370b. The rotor 355 at the stage of manufacture has a lower first end ring 401 and an upper second end ring 402, and a cage-shaped secondary conductor 371 formed on the outer peripheral side of the core portion 368. Have.
以上のように構成された同期モーターについて、製造方法の動作、作用を説明する。 The operation and operation of the manufacturing method will be described for the synchronous motor configured as described above.
まず、図10に示すように、コア部368に、第1エンドリング401と、2次導体371が、アルミニウム合金、アルミダイキャスト、アルミ鋳造材などにより、ダイキャストや鋳造により、形成される。その際、2次導体371は、第1エンドリング401とは反対側に、突起部403を有するように製造する。 First, as shown in FIG. 10, the first end ring 401 and the secondary conductor 371 are formed on the core portion 368 by die casting or casting using an aluminum alloy, an aluminum die cast, an aluminum cast material, or the like. At this time, the secondary conductor 371 is manufactured so as to have the protrusion 403 on the side opposite to the first end ring 401.
次の段階では、永久磁石411を着磁した状態、あるいは、ローター355の完成後に着磁を行う場合は、磁化していない状態で、挿入する。 In the next stage, when the permanent magnet 411 is magnetized, or when magnetizing is performed after the rotor 355 is completed, the permanent magnet 411 is inserted without being magnetized.
次の段階では、第2エンドリング402を形成する。第2エンドリングは、突起部403と共に、ダイキャストや鋳造などの方法で形成するが、その際に、突起部403は、少なくとも第2エンドリング402との接触面が溶融し確実な導通が確保された状態で成形する。 In the next step, the second end ring 402 is formed. The second end ring is formed together with the protrusion 403 by a method such as die casting or casting. At this time, at least the contact surface of the protrusion 403 with the second end ring 402 is melted to ensure reliable conduction. Molding is performed.
この際、永久磁石411は、既に挿入されているが、溶融等、加熱成形される部分が第2エンドリング402だけであるので、熱影響が永久磁石411に及びにくく、磁化されている場合は、磁力の劣化、また、磁化されていなくとも、材料の特性劣化の課題がなくなる。 At this time, although the permanent magnet 411 has already been inserted, since only the second end ring 402 is subjected to heat molding such as melting, the thermal effect hardly affects the permanent magnet 411 and is magnetized. The problem of the deterioration of magnetic properties and the deterioration of the characteristics of the material can be eliminated even if it is not magnetized.
また、より望ましくは、コア部368を冷却しながら第2エンドリング402を溶融するか、あるいは、溶融形成後、急冷することで、熱影響をさらに軽減する方法も可能である。 More desirably, a method of further reducing the thermal effect is possible by melting the second end ring 402 while cooling the core portion 368 or by rapidly cooling after the melt formation.
いずれにしても、本発明の同期モーターの製造方法によれば、従来は、永久磁石411を着磁した状態で、両側の第1および第2エンドリング401,402と2次導体371を一体ダイキャストをしてしまうと、磁力が低下する問題があったが、第1エンドリング401と2次導体371がダイキャストされた後に永久磁石411を挿入し、その後に第2エンドリング402の部分だけが、突起部403と共に溶融、ダイキャストされるだけであるので、溶融熱の影響が永久磁石411に及ばず、永久磁石411を着磁して挿入した場合はもとより、着磁しない状態で挿入した場合においても、永久磁石411の熱劣化がなく、永久磁石411の特性を維持できるので、高効率で生産性の高い製造方法が得られる。 In any case, according to the method for manufacturing a synchronous motor of the present invention, conventionally, the first and second end rings 401 and 402 on both sides and the secondary conductor 371 are integrally formed with the permanent magnet 411 magnetized. If cast, there is a problem that the magnetic force decreases, but after the first end ring 401 and the secondary conductor 371 are die-cast, the permanent magnet 411 is inserted, and then only the second end ring 402 part is inserted. However, since it is only melted and die-cast together with the protrusion 403, the influence of the heat of fusion does not reach the permanent magnet 411, and the permanent magnet 411 is inserted in a non-magnetized state as well as when inserted. Even in this case, the permanent magnet 411 is not thermally deteriorated, and the characteristics of the permanent magnet 411 can be maintained. Therefore, a highly efficient and highly productive manufacturing method can be obtained.
また、この製造方法は、永久磁石411が第1および第2エンドリング401,402の投影面積内に配置される全ての同期モーターに適用が可能であり、汎用性が高い。 In addition, this manufacturing method can be applied to all synchronous motors in which the permanent magnet 411 is disposed within the projected areas of the first and second end rings 401 and 402, and is highly versatile.
以上のように、本発明にかかる同期モーター搭載圧縮機および同期モーターの製造方法によれば、高効率で、貴重資源の有効利用もできる、環境にやさしい圧縮機と同期モーターが達成でき、冷蔵庫、エアコン等をはじめとする冷凍装置や、各種同期モーター利用機器に適用できることとなる。 As described above, according to the synchronous motor-equipped compressor and the synchronous motor manufacturing method according to the present invention, an environmentally friendly compressor and synchronous motor that are highly efficient and can effectively use valuable resources can be achieved. It can be applied to refrigeration equipment such as air conditioners and various synchronous motor equipment.
102,202 容器
103,203 圧縮要素
104,204,304 同期モーター
110,210 シャフト
155,255,355 ローター
168,268,368 コア部
170a,270a,411 永久磁石
170b,270b,370b 磁石収納部
171,271,371 2次導体
172,272 エンドリング
190,290 内周面
191 扁平導体部
192 強磁永久磁石
295 スリット
401 第1エンドリング
402 第2エンドリング
403 突起部
102, 202 Container 103, 203 Compression element 104, 204, 304 Synchronous motor 110, 210 Shaft 155, 255, 355 Rotor 168, 268, 368 Core part 170a, 270a, 411 Permanent magnet 170b, 270b, 370b Magnet housing part 171, 271, 371 Secondary conductor 172, 272 End ring 190, 290 Inner peripheral surface 191 Flat conductor part 192 Ferromagnetic permanent magnet 295 Slit 401 First end ring 402 Second end ring 403 Protrusion part
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