【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアウターロータ型モータに係わり、特に負荷に対して安定した回転が得られ圧縮機等の駆動用に適するアウターロータ型モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的なアウターロータ型モータは、回転側のロータがモータステータの一方側で片持ち支持される構造がとられている。
【０００３】
このようなアウターロータ型モータを圧縮機の駆動に用いる場合には、電動機部と圧縮機部とを分離して、電動機部の回転を駆動軸により伝達する構造がとられている。しかし、このような構造では、圧縮機に多く用いられているインナーロータ型モータに比して、アウターロータ型モータの優れた特徴を発揮できない。
【０００４】
アウターロータ型モータの特徴を活かして、ヘリカル圧縮機の小型化を図る研究がなされ、圧縮機部とアウターロータ型モータを用いた電動機部を一体にする構造が提案されている。
【０００５】
しかしながら、このようにヘリカル圧縮機にアウターロータ型モータを用いコンパクト化を図る場合、アウターロータ型モータは、圧縮機部内部に配置されるが、圧縮機部のローラ内の限られた空間内での構成になるため、モータロータの支持が強固にして安定した回転を得る手段、バランサの配置、モータからの放熱、クランク機能の構成などで、改良点が存在する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ヘリカル圧縮機等に用いても、モータロータの支持が強固に安定し、荷重に対して安定した回転ができ、また、クランク機能を持たせ、バランサも配置することができて、コンパクトな圧縮機等を実現できるアウターロータ型モータが要望されていた。
【０００７】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ヘリカル圧縮機等に用いても、モータロータの支持が強固に安定し、荷重に対して安定した回転ができ、また、クランク機能を持たせ、バランサも配置することができて、コンパクトな圧縮機等を実現できるアウターロータ型モータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、固定軸に固定されたステータと、このステータの外周側に配置されたロータとからなるアウターロータ型モータにおいて、前記ロータは、このロータの両端側に設けられた２個のロータフレームによって前記固定軸に両持ち支持されたことを特徴とするアウターロータ型モータが提供される。これにより、ヘリカル圧縮機等に用いても、モータロータの支持が強固に安定し、荷重に対して安定した回転ができ、さらに、コンパクトな圧縮機等が実現される。
【０００９】
好適な一例では、上記２個のロータフレームの一方のロータフレームの内周面にロータを固定するとともに、他方のロータフレームの外周面を嵌合させる。これにより、一方のロータフレームと他方のロータフレームを容易かつ強固に一体化できる。
【００１０】
また、他の好適な一例では、上記ロータを両端側から２個のロータフレームで挟み込み、ロータと２個のロータフレームの外周側に円筒状のキャンが挿入固定される。これにより、ロータフレームとロータ部の芯出しが容易に実現される。
【００１１】
また、他の好適な一例では、上記２個のロータフレームは、それぞれ、転がり軸受を介して中心軸に支持される。これにより、ローラスラスト面との直角度が確実に保たれ、さらに、いずれの軸受の摺動損失もなくせる。
【００１２】
また、他の好適な一例では、上記固定軸の中心には孔が形成され、この孔を介してステータへの給電用リード線は外部に導出される。これにより、リード線の外部への導出が容易になる。
【００１３】
また、他の好適な一例では、上記ロータフレームに、内部の熱を逃がすための孔が設けられる。これにより、ステータ及びロータの冷却が実現される。
【００１４】
また、他の好適な一例では、上記ロータフレームは、冷却ファン部が設けられる。これにより、ステータ及びロータの冷却が実現される。
【００１５】
また、本発明の他の態様によれば、固定軸に固定されたステータと、このステータの外周側に配置されたロータとからなるアウターロータ型モータにおいて、前記ロータは、このロータの一端側に設けられたロータフレームによって前記固定軸に支持され、前記ロータフレームは、軸方向に複数の転がり軸受によって前記固定軸に支持されたことを特徴とするアウターロータ型モータが提供される。これにより、ヘリカル圧縮機等に用いても、ロータを複数個の転がり軸受で支持することにより、ロータの支持が強固に安定し、荷重に対して安定した回転ができ、また、コンパクトな圧縮機等が実現され、さらに、部品点数が削減され、生産性の向上及びコストダウンが実現される。
【００１６】
好適な一例では、上記ロータのロータ部は、積層鉄鈑とこの積層鉄鈑に設けられた収納溝に収納されたマグネットからなる。これにより、マグネットが容易かつ確実に保持される。
【００１７】
また、他の好適な一例では、上記ロータフレームは、軸受部に偏心部が設けられる。これにより、複雑な構造を有することなくロータに偏心部が形成される。
【００１８】
また、他の好適な一例では、上記ロータフレームは、バランサが設けられ。これにより、ロータにかかるアンバランスな力は軽減される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるアウターロータ型モータの第一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明に係わるアウターロータ型モータの第一実施形態の縦断面図である。
【００２１】
図１に示すように、本第一実施形態の圧縮機用アウターロータ型モータ１は、ステータ２と、このステータ２の外周面に所定の間隙を設けて外嵌され、ステータ２に嵌着された中心軸３に軸支されたロータ４とを有している。
【００２２】
図１及び図２に示すように、このステータ２は、中空形状の中心軸３に嵌着されており、また、中心軸３には、ステータ２に給電するためのリード線５が貫通する線用孔、例えば、中心線ｃに沿って形成され、中心軸３を貫通する貫通軸孔６が設けられており、リード線５は貫通軸孔６を介して外部に導出されている。これにより、リード線５の外部への導出が容易になる。
【００２３】
上記ロータ４は、一方のロータフレーム、例えば主ロータフレーム７と他方のロータフレーム、例えば副ロータフレーム８からなる２個のロータフレームを有しており、図１及び図３に示すように、主ロータフレーム７には、リング形状の拡径部９が形成され、この拡径部９には、ロータ部１０が収納されており、図４に示すように、このロータ部１０は、円弧状に４個分割され等間隔で円周上に配置されたマグネット１１及びこのマグネット１１が埋め込まれる収納溝１２が形成された積層鉄鈑１３とからなっている。また、主ロータフレーム７は、中空容器形状をなし、主フレーム平面部１４が設けられており、この主フレーム平面部１４には、中心軸３が貫通する主フレーム貫通孔１５と外方に突出すリング形状の主フレーム軸受部１６が設けられており、さらに、主フレーム平面部１４及び主フレーム円筒部１８には内部の熱を逃がすための主フレーム放熱孔１９が設けられている。
【００２４】
また、主フレーム軸受部１６の内周円は、中心軸３の中心線ｃがその中心をなし、主フレーム軸受部１６の内周側と中心軸３間に設けられた主フレーム転がり軸受１７であるボール軸受によりロータ４が軸支されるようになっている。さらに、主フレーム軸受部１６の外周円は中心線ｃに対して偏心し、主フレーム軸受部１６には、リング形状で順次偏肉に形成された主フレーム偏心部２０が形成されている。
【００２５】
また、主ロータフレーム７の主フレーム平面部１４と同様に、図５に示すように、副ロータフレーム８には、副フレーム平面部２１が設けられており、この副フレーム平面部２１には、副フレーム貫通孔２２と副フレーム軸受部２３が設けられ、また、副フレーム平面部２１には、内部の熱を逃がすための副フレーム放熱孔２４が設けられており、副フレーム軸受部２３の内周円は中心軸３の中心線ｃがその中心をなし、副フレーム軸受部２３の内周側と中心軸３間に設けられた副フレームボール軸受２５によりロータ４が軸支され、副フレーム軸受部２３の外周円は中心線ｃに対して偏心し、副フレーム軸受部２３にはリング形状で順次偏肉に形成された副フレーム偏心部２６が、上記主フレーム軸受部１６の主フレーム偏心部２０と偏心角度が一致するように形成されている。
【００２６】
また、副ロータフレーム８の副フレーム円筒部２７の内周には、冷却用ファン部２８が設けられており、この冷却用ファン部２８は等間隔で多数立設された突条からなっている。なお、冷却用フィンは２個のロータフレームの外周に設けられてもよい。
【００２７】
次に本発明に係わる流体機械の組立方法について説明する。
【００２８】
図２に示すように、リード線５を、貫通軸孔６を介して中心軸３外に導出した後、中心軸３をステータ２に嵌着する。次に図３及び図４に示すように、マグネット１１と収納溝１２にマグネット１１が埋め込まれた積層鉄鈑１３とからなるロータ部１０を、予め主フレーム軸受部１６を介して主フレームボール軸受１６が取付けられた主ロータフレーム７に、挿入し固定する。これにより、マグネットが容易かつ確実に保持される。また、副フレーム軸受部２３を介して副フレーム軸受２１を取付ける。
【００２９】
しかる後、図６に示すように、中心軸３を主フレームボール軸受１７に貫通させながら、ステータ２を主ロータフレーム７に収納する。さらに、この主ロータフレーム７とは反対側から、中心軸３を副フレームボール軸受２５に貫通させながら、主ロータフレーム７に収納したステータ２の一部を収納するように、副ロータフレーム８を主ロータフレーム７に嵌合し、組み立てる。
【００３０】
この嵌合時、主ロータフレーム７に設けられた主フレーム偏心部２０と副ロータフレーム８に設けられた副フレーム偏心部２６はその偏心角度が一致するように位置合わせし、副ロータフレーム８がロータ部１０に当接するまで押し込む。これにより、主ロータフレーム７と副ロータフレーム８を容易かつ強固に一体化できるとともに、ロータ部１０の動きを防止することができる。
【００３１】
本発明に係わるアウターロータ型モータは、上述のような構造を有するので、モータロータの支持が強固に安定し、荷重に対して安定した回転ができ、また、クランク機能を持たせることができる。
【００３２】
また、本発明に係わるアウターロータ型モータを縦型ヘリカル圧縮機に用いた例を説明する。
【００３３】
図７に示すように、縦型ヘリカル圧縮機４１は、ヘリカル圧縮機構部４２と、このヘリカル圧縮機構部４２を駆動し、これに内装された本発明に係わるアウターロータ型モータ１とを有している。
【００３４】
上記ヘリカル圧縮機構部４２は、円筒状のシリンダ４３と、このシリンダ４３の両端部に設けられ、上部軸用孔４４を有する上部フレーム４５及び下部軸用孔４６を有する下部フレーム４７と、シリンダ４３内に旋回（公転）自在に偏心配置された環状のローラ４８と、このローラ４８とシリンダ４３間に軸方向に次第に容積が小さくなる圧縮室４９を区画する不等ピッチのヘリカルブレード５０とを有している。
【００３５】
上記ローラ４８の外周面には、所定寸法の螺旋溝５１が図７中上端の吸込側端から下端の吐出側端に向けてピッチが徐々に小さくなるように形成されており、この螺旋溝５１内には弾性を有する螺旋状の上記ヘリカルブレード５０が出没自在に嵌め込まれている。さらに、ヘリカルブレード５０は、弾性材料、プラスチックまたはテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂もしくはフッ素プラスチック等により成形されている。ヘリカルブレード５０はシリンダ４３の内周面に気密に当接され、シリンダ４３の内周面とローラ４８の外周面との環状間隙をヘリカルブレード５０により軸方向に沿って複数の上記圧縮室４９に仕切っている。
【００３６】
各圧縮室４９はヘリカルブレード５０の隣り合う２つの巻き間に規定されており、ヘリカルブレード５０に沿ってシリンダ４９の内周面とローラ４８の外周面との接触部から、次の接触部まで延びたほぼ三日月状をなしている。これら圧縮室４９の各容積はヘリカルブレード５０のピッチに対応して図７中上端の吸込側から図中下端の吐出側へ向って徐々に小さくなっている。
【００３７】
また、ローラ４８の下端には下部軸受孔５２を有する下端面部５３が形成され、上端には上部軸受孔５４を有するスリーブ５５が取付けられている。主フレーム７の主フレーム軸受部１６の外周側とスリーブ５５の上部軸受孔５４間に設けられたローラ用上部ボール軸受５６により、ローラ４８がロータ４に偏心して軸支されるようになっている。さらに、副ローラフレーム８の副フレーム軸受部２３の外周側とローラ４８の下部軸受孔５２間に設けられたローラ用下部ボール軸受５７により、ローラ４８がロータ４に偏心して軸支されるようになっている。このロータ４の主ロータフレーム７及び副ロータフレーム８に主フレーム偏心部２０及び副フレーム偏心部２６が形成されることにより、複雑な構造を有することなくローラ４８を容易に偏心させることができる。
【００３８】
本発明に係わるアウターロータ型モータをヘリカル圧縮機のローラ内に組込んで用いることにより、オイルレスタイプのヘリカル圧縮機の構成が可能になり、モータと機構部が一体に形成された非常にコンパクトな構造を実現できる。
【００３９】
さらに、次に本発明に係わるアウターロータ型モータをヘリカル圧縮機に用いた冷媒の圧縮方法について説明する。
【００４０】
図７に示すように、アウターロータ型モータ１のステータ２への通電により、ロータ４が回転すると、このロータ４の主ロータフレーム７及び副ロータフレーム８に設けられた主フレーム偏心部２０及び副フレーム偏心部２６が、ローラ用上部ボール軸受５６、ローラ用下部ボール軸受５７を介して環状のローラ４８の内周面にて摺動自在に当接しながら偏心回転する。
【００４１】
このために、ローラ４８がシリンダ４３内で旋回（公転）し、ヘリカルブレード５０の外周面がシリンダ４３の内接面に当接した状態で摺動して回転する。このときローラ４８の自転は、ローラ４８がオルダムリング５８によりシリンダ４３に係合されているので、防止される。これにより、ヘリカルブレード５０の各部はローラ４８の外周面とシリンダ４３の内周面との接触部に近付くに従って螺旋溝５１内に大きく押し込まれ、一方、離れるに従って、この接触部から外径方向に飛び出す突出量を増大させる。
【００４２】
これにより、吸込口５９からの冷媒等の流体が、シリンダ４３の吸込側で隣り合うヘリカルブレード５０の巻き間の圧縮室４９に順次吸い込まれ、吐出口側へ順次移送されつつ圧縮されてからシリンダ４３の下端開口の吐出口６０から吐出される。
【００４３】
上記のような冷媒の圧縮過程において、ローラ４８、ロータ４の偏心回転及び圧縮冷媒により、ローラ４８、ロータ４には大きな力が作用するが、ローラ４８はロータ用上部ボール軸受５６及びロータ用下部ボール軸受５７より、ロータ４は、主フレームボール軸受１７及び副フレームボール軸受２５により、ともに２箇所で支持されており、負荷に対して安定した構造になっている。これにより、ローラスラスト面との直角度が確実に保たれ、さらに、いずれの軸受の摺動損失もなくすことができる。
【００４４】
また、冷媒の圧縮過程で、ステータ２は発熱するが、副ロータフレーム８に設けられた冷却用フィン２８及び主フレーム放熱孔１０及び副フレーム放熱孔２４の働きで、ステータ２及びロータ４は冷却される。
【００４５】
また、本発明に係わるアウターロータ型モータの第二実施形態について説明する。
【００４６】
本第二実施形態のアウターロータ型モータは、上記第一実施形態にバランサを付加したものである。
【００４７】
例えば、図８に示すように、アウターロータ型モータ１Ａのロータ４Ａは、主ロータフレーム７Ａと副ロータフレーム８Ａからなるロータフレーム６５Ａを有しており、主ロータフレーム７Ａと副ロータフレーム８Ａには、その外周に各々段部７Ａａ、８Ａａが形成され、この各々段部７Ａａ、８Ａａには、肉厚に変化を持たせたリング形状のバランサ７Ａｂ、８Ａｂが外嵌されている。これらのバランサ７Ａｂ、８Ａｂは、肉厚側が、各々主フレーム偏心部２０Ａ及び副フレーム偏心部２６Ａと反対側に位置するように配置され、積層鉄鈑１３Ａを貫通するリベット６６Ａによって固着されている。他の構成は図１に示すアウターロータ型モータと異ならないので、同一符号を付して説明は省略する。
【００４８】
これにより、ロータ４Ａがクランク機能を有しても、ロータ４Ａにかかるアンバランスな力は軽減される。
【００４９】
さらに、本発明に係わるアウターロータ型モータの第三実施形態について説明する。
【００５０】
本第三実施形態のアウターロータ型モータは、上記第二実施形態のバランサをロータフレームの外周に設けたのに対して、ロータフレーム内に設けたものである。
【００５１】
例えば、図９に示すように、アウターロータ型モータ１Ｂのロータ４Ｂは、第１ロータフレーム７Ｂと第２ロータフレーム８Ｂからなるロータフレーム６５Ｂを有しており、ロータフレーム６５Ｂ内にはリング形状のバランサ７Ｂｂ、８Ｂｂが、設けられている。バランサ７Ｂｂ、８Ｂｂは肉厚側が、各々第１フレーム偏心部２０及び第２フレーム偏心部２６と反対側に位置するように配置され、積層鉄鈑１３Ｂを貫通するリベット６６Ｂによって固着されている。また、ロータフレーム６５Ｂとロータ部１０Ｂの外周にはキャン６７Ｂが挿入固定されて、ロータフレーム６５Ｂとロータ部１０Ｂの芯出しが容易になる。
【００５２】
これにより、ロータフレーム６５Ｂがクランク機能を有しても、ロータ４Ｂにかかるアンバランスな力は軽減される。
【００５３】
また、本発明に係わるアウターロータ型モータの第四実施形態について説明する。
【００５４】
本第四実施形態のアウターロータ型モータは、上記第一実施形態が中心軸を両持ち支持するのに対して、中心軸を片持ち支持し、かつ、バランサを付加したものである。
【００５５】
例えば、図１０に示すように、アウターロータ型モータ１Ｃの第２ロータフレーム８Ｃの平面部２１Ｃには、フレーム貫通孔２２Ｃとフレーム軸受部２３Ｃが形成されており、フレーム軸受部２３Ｃの内周円は中心軸３Ｃの中心線Ｃｃがその中心をなし、フレーム軸受部２３Ｃの内周側と中心軸３Ｃ間に設けられた複数個、例えば２個のフレームボール軸受２５Ｃによりロータ４Ｃが軸支され、フレーム軸受部２３Ｃの外周円は中心線Ｃｃに対して偏心して、フレーム軸受部２３Ｃにはフレーム偏心部２６Ｃが形成されている。
【００５６】
これにより、ロータを片持ち支持する構造にして、部品点数を削減し、生産性の向上及びコストダウンを図ることができ、さらに、ロータを複数個の転がり軸受で支持することにより、ロータを安定的に支持することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明に係わるアウターロータ型モータによれば、ヘリカル圧縮機等に用いても、モータロータの支持が強固に安定し、荷重に対して安定した回転ができ、また、クランク機能を持たせ、バランサも配置することができて、コンパクトな圧縮機等を実現できるアウターロータ型モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるアウターロータ型モータの第一実施形態の縦断面図。
【図２】本発明に係わるアウターロータ型モータの第一実施形態に用いられるステータの縦断面図。
【図３】本発明に係わるアウターロータ型モータの第一実施形態に用いられる主ロータフレーム及びロータ部の縦断面図。
【図４】本発明に係わるアウターロータ型モータの第一実施形態に用いられる主ロータフレーム及びロータ部の横断面図。
【図５】本発明に係わるアウターロータ型モータの第一実施形態に用いられる副ロータフレームの縦断面図。
【図６】本発明に係わるアウターロータ型モータの第一実施形態の組立状態を示す概念図。
【図７】本発明に係わるアウターロータ型モータの第一実施形態を適用したヘリカル圧縮機の縦断面図。
【図８】本発明に係わるアウターロータ型モータの第二実施形態の縦断面図。
【図９】本発明に係わるアウターロータ型モータの第三実施形態の縦断面図。
【図１０】本発明に係わるアウターロータ型モータの第四実施形態の縦断面図。
【符号の説明】
１ 圧縮機用アウターロータ型モータ
２ ステータ
３ 中心軸
４ ロータ
５ リード線
６ 貫通軸孔
７ 主ロータフレーム
８ 副ロータフレーム
９ 拡径部
１０ ロータ部
１１ マグネット
１２ 収納溝
１３ 積層鉄鈑
１４ 主フレーム平面部
１５ 主フレーム貫通孔
１６ 主フレーム軸受部
１７ 主フレーム転がり軸受
１８ 主フレーム円筒部
１９ 主フレーム放熱孔
２０ 主フレーム偏心部
２１ 副フレーム平面部
２２ 副フレーム貫通孔
２３ 副フレーム軸受部
２４ 副フレーム放熱孔
２５ 副フレーム転がり軸受
２６ 副フレーム偏心部
２７ 副フレーム円筒部
２８ 冷却用フィン
ｃ 中心線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an outer rotor type motor, and more particularly to an outer rotor type motor suitable for driving a compressor or the like, which can achieve stable rotation with respect to a load.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a general outer rotor type motor has a structure in which a rotating rotor is cantilevered on one side of a motor stator.
[0003]
When such an outer rotor type motor is used for driving a compressor, a structure is adopted in which a motor unit and a compressor unit are separated and rotation of the motor unit is transmitted by a drive shaft. However, with such a structure, the superior features of the outer rotor type motor cannot be exhibited as compared with the inner rotor type motor often used in the compressor.
[0004]
Research has been made to reduce the size of the helical compressor by making use of the features of the outer rotor type motor, and a structure has been proposed in which the compressor unit and an electric motor unit using the outer rotor type motor are integrated.
[0005]
However, when an outer rotor type motor is used for the helical compressor to achieve compactness, the outer rotor type motor is arranged inside the compressor section, but is limited in a limited space among rollers of the compressor section. Therefore, there are improvements in the means for obtaining stable rotation by firmly supporting the motor rotor, the arrangement of the balancer, the heat radiation from the motor, the configuration of the crank function, and the like.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, even when used in a helical compressor, the support of the motor rotor is firmly stabilized, the rotation can be stabilized with respect to the load, the crank function can be provided, and a balancer can be arranged. There has been a demand for an outer rotor type motor capable of realizing a machine or the like.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even when used in a helical compressor or the like, the support of the motor rotor is firmly stabilized, the rotation can be stably performed with respect to the load, and the crank function is provided. An object of the present invention is to provide an outer rotor type motor in which a balancer can be arranged and a compact compressor or the like can be realized.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to one aspect of the present invention, in an outer rotor type motor including a stator fixed to a fixed shaft and a rotor arranged on an outer peripheral side of the stator, the rotor has An outer rotor type motor is provided which is supported on both sides of the fixed shaft by two rotor frames provided at both ends of the rotor. As a result, even when used in a helical compressor or the like, the support of the motor rotor is firmly stabilized, a stable rotation with respect to the load can be achieved, and a compact compressor or the like is realized.
[0009]
In a preferred example, the rotor is fixed to the inner peripheral surface of one of the two rotor frames, and the outer peripheral surface of the other rotor frame is fitted. Thereby, one rotor frame and the other rotor frame can be easily and firmly integrated.
[0010]
In another preferred example, the rotor is sandwiched between two rotor frames from both ends, and a cylindrical can is inserted and fixed to the outer periphery of the rotor and the two rotor frames. Thereby, centering of the rotor frame and the rotor portion is easily realized.
[0011]
In another preferred example, each of the two rotor frames is supported by a center shaft via a rolling bearing. Thereby, the perpendicularity to the roller thrust surface is reliably maintained, and further, sliding loss of any bearing can be eliminated.
[0012]
In another preferred example, a hole is formed at the center of the fixed shaft, and a power supply lead wire to the stator is led out through the hole. Thus, the lead wire can be easily led out.
[0013]
In another preferred example, a hole for releasing internal heat is provided in the rotor frame. Thereby, cooling of the stator and the rotor is realized.
[0014]
In another preferred example, the rotor frame is provided with a cooling fan unit. Thereby, cooling of the stator and the rotor is realized.
[0015]
According to another aspect of the present invention, in an outer rotor type motor including a stator fixed to a fixed shaft and a rotor arranged on an outer peripheral side of the stator, the rotor is provided at one end of the rotor. An outer rotor type motor is provided, wherein the outer rotor type motor is supported on the fixed shaft by a provided rotor frame, and the rotor frame is supported on the fixed shaft by a plurality of rolling bearings in an axial direction. As a result, even when used in a helical compressor, etc., by supporting the rotor with a plurality of rolling bearings, the support of the rotor is firmly stabilized, and the rotor can rotate stably with respect to the load. Are realized, and the number of parts is reduced, thereby improving productivity and reducing costs.
[0016]
In a preferred example, the rotor portion of the rotor includes a laminated iron plate and a magnet stored in a storage groove provided in the laminated iron plate. Thereby, the magnet is easily and securely held.
[0017]
In another preferred example, the rotor frame is provided with an eccentric portion in a bearing portion. Thus, an eccentric portion is formed on the rotor without having a complicated structure.
[0018]
In another preferred example, the rotor frame is provided with a balancer. Thereby, the unbalanced force applied to the rotor is reduced.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of an outer rotor type motor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0020]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of an outer rotor type motor according to the present invention.
[0021]
As shown in FIG. 1, an outer rotor type motor 1 for a compressor according to the first embodiment is externally fitted to a stator 2 with a predetermined gap provided on an outer peripheral surface of the stator 2 and is fitted to the stator 2. And a rotor 4 pivotally supported by the center shaft 3.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, the stator 2 is fitted on a hollow central shaft 3, and a lead wire 5 for supplying power to the stator 2 passes through the central shaft 3. For example, a through hole 6 formed along the center line c and penetrating the center axis 3 is provided, and the lead wire 5 is led out through the through hole 6. Thus, the lead wire 5 can be easily led out.
[0023]
The rotor 4 has two rotor frames including one rotor frame, for example, a main rotor frame 7 and the other rotor frame, for example, a sub rotor frame 8, and as shown in FIGS. The rotor frame 7 has a ring-shaped enlarged diameter portion 9 formed therein. The enlarged diameter portion 9 accommodates a rotor portion 10, and as shown in FIG. The magnet 11 is divided into four parts and arranged on the circumference at equal intervals, and a laminated iron plate 13 in which a storage groove 12 in which the magnet 11 is embedded is formed. Further, the main rotor frame 7 has a hollow container shape, and is provided with a main frame flat portion 14. The main frame flat portion 14 protrudes outward from a main frame through hole 15 through which the central shaft 3 passes. A main frame bearing 16 having a ring shape is provided, and a main frame radiating hole 19 for releasing internal heat is provided in the main frame plane portion 14 and the main frame cylindrical portion 18.
[0024]
The inner circumferential circle of the main frame bearing portion 16 is formed by a main frame rolling bearing 17 provided between the inner circumferential side of the main frame bearing portion 16 and the center shaft 3 with the center line c of the center shaft 3 as the center. The rotor 4 is supported by a certain ball bearing. Further, the outer circumferential circle of the main frame bearing portion 16 is eccentric with respect to the center line c, and the main frame bearing portion 16 is formed with a main frame eccentric portion 20 which is formed in a ring shape and is sequentially formed with uneven thickness.
[0025]
5, the sub-rotor frame 8 is provided with a sub-frame flat portion 21 as in the main frame flat portion 14 of the main rotor frame 7, and the sub-frame flat portion 21 has The sub-frame through-hole 22 and the sub-frame bearing 23 are provided, and the sub-frame flat portion 21 is provided with a sub-frame radiating hole 24 for releasing internal heat. The center line c of the central shaft 3 forms the center of the circumferential circle, and the rotor 4 is axially supported by a sub-frame ball bearing 25 provided between the inner peripheral side of the sub-frame bearing portion 23 and the central shaft 3. The outer circumference of the portion 23 is eccentric with respect to the center line c, and the sub-frame bearing portion 23 is provided with a sub-frame eccentric portion 26 which is formed in a ring shape and is sequentially deflected with the main frame eccentric portion of the main frame bearing portion 16. 20 and eccentricity Degrees is formed to match.
[0026]
Further, a cooling fan portion 28 is provided on the inner periphery of the sub-frame cylindrical portion 27 of the sub-rotor frame 8, and the cooling fan portion 28 is formed of a large number of ridges provided at equal intervals. . The cooling fins may be provided on the outer periphery of the two rotor frames.
[0027]
Next, a method of assembling the fluid machine according to the present invention will be described.
[0028]
As shown in FIG. 2, after the lead wire 5 is led out of the center shaft 3 through the through shaft hole 6, the center shaft 3 is fitted to the stator 2. Next, as shown in FIGS. 3 and 4, the rotor portion 10 composed of the magnet 11 and the laminated iron plate 13 in which the magnet 11 is embedded in the storage groove 12 is connected to the main frame ball bearing portion 16 via the main frame bearing portion 16 in advance. 16 is inserted and fixed to the main rotor frame 7 to which the 16 is attached. Thereby, the magnet is easily and securely held. Further, the sub-frame bearing 21 is attached via the sub-frame bearing portion 23.
[0029]
Thereafter, as shown in FIG. 6, the stator 2 is housed in the main rotor frame 7 while the center shaft 3 passes through the main frame ball bearing 17. Further, from the side opposite to the main rotor frame 7, the sub-rotor frame 8 is moved so that a part of the stator 2 housed in the main rotor frame 7 is housed while the center shaft 3 passes through the sub-frame ball bearing 25. The main rotor frame 7 is fitted and assembled.
[0030]
At the time of this fitting, the main frame eccentric portion 20 provided on the main rotor frame 7 and the sub frame eccentric portion 26 provided on the sub rotor frame 8 are aligned so that their eccentric angles coincide with each other. Push it in until it touches the rotor unit 10. Thereby, the main rotor frame 7 and the sub rotor frame 8 can be easily and firmly integrated, and the movement of the rotor section 10 can be prevented.
[0031]
Since the outer rotor type motor according to the present invention has the above-described structure, the support of the motor rotor is firmly stabilized, the motor rotor can rotate stably with respect to the load, and the crank function can be provided.
[0032]
An example in which the outer rotor type motor according to the present invention is used for a vertical helical compressor will be described.
[0033]
As shown in FIG. 7, the vertical helical compressor 41 has a helical compression mechanism section 42, and the outer rotor type motor 1 according to the present invention, which drives the helical compression mechanism section 42 and is installed therein. ing.
[0034]
The helical compression mechanism 42 includes a cylindrical cylinder 43, an upper frame 45 having an upper shaft hole 44 and a lower frame 47 having a lower shaft hole 46 provided at both ends of the cylinder 43, and a cylinder 43. An annular roller 48 is eccentrically arranged so as to be able to rotate (revolve) inside, and a helical blade 50 of unequal pitch is defined between the roller 48 and the cylinder 43 to define a compression chamber 49 whose volume gradually decreases in the axial direction. are doing.
[0035]
A spiral groove 51 of a predetermined size is formed on the outer peripheral surface of the roller 48 so that the pitch gradually decreases from the suction side end at the upper end to the discharge side end at the lower end in FIG. The spiral helical blade 50 having elasticity is fitted therein so as to be able to protrude and retract. Further, the helical blade 50 is formed of an elastic material, plastic, or a fluororesin such as Teflon (registered trademark) or a fluoroplastic. The helical blade 50 is in airtight contact with the inner peripheral surface of the cylinder 43, and the annular gap between the inner peripheral surface of the cylinder 43 and the outer peripheral surface of the roller 48 is axially moved by the helical blade 50 to the plurality of compression chambers 49. Partitioning.
[0036]
Each compression chamber 49 is defined between two adjacent turns of the helical blade 50, and extends along the helical blade 50 from the contact portion between the inner peripheral surface of the cylinder 49 and the outer peripheral surface of the roller 48 to the next contact portion. It has an extended crescent shape. Each volume of these compression chambers 49 gradually decreases from the suction side at the upper end in FIG. 7 to the discharge side at the lower end in FIG. 7 in accordance with the pitch of the helical blade 50.
[0037]
A lower end surface portion 53 having a lower bearing hole 52 is formed at the lower end of the roller 48, and a sleeve 55 having an upper bearing hole 54 is attached to the upper end. The roller 48 is eccentrically supported on the rotor 4 by the upper ball bearing 56 for the roller provided between the outer peripheral side of the main frame bearing portion 16 of the main frame 7 and the upper bearing hole 54 of the sleeve 55. . Furthermore, the roller 48 is eccentrically supported by the rotor 4 by the lower ball bearing 57 for the roller provided between the outer peripheral side of the sub-frame bearing portion 23 of the sub-roller frame 8 and the lower bearing hole 52 of the roller 48. Has become. By forming the main frame eccentric portion 20 and the sub frame eccentric portion 26 on the main rotor frame 7 and the sub rotor frame 8 of the rotor 4, the roller 48 can be easily eccentric without having a complicated structure.
[0038]
By using the outer rotor type motor according to the present invention incorporated in the rollers of the helical compressor, it becomes possible to configure an oilless helical compressor, and a very compact motor and mechanism unit are integrally formed. Structure can be realized.
[0039]
Next, a refrigerant compression method using the outer rotor type motor according to the present invention in a helical compressor will be described.
[0040]
As shown in FIG. 7, when the rotor 4 is rotated by energizing the stator 2 of the outer rotor type motor 1, the main frame eccentric portions 20 and the sub frame eccentric portions 20 provided on the main rotor frame 7 and the sub rotor frame 8 of the rotor 4 are rotated. The frame eccentric portion 26 eccentrically rotates while slidably abutting on the inner peripheral surface of the annular roller 48 via the roller upper ball bearing 56 and the roller lower ball bearing 57.
[0041]
For this reason, the roller 48 rotates (revolves) in the cylinder 43, and slides and rotates while the outer peripheral surface of the helical blade 50 is in contact with the inscribed surface of the cylinder 43. At this time, the rotation of the roller 48 is prevented because the roller 48 is engaged with the cylinder 43 by the Oldham ring 58. Thereby, each part of the helical blade 50 is largely pushed into the spiral groove 51 as it approaches the contact portion between the outer peripheral surface of the roller 48 and the inner peripheral surface of the cylinder 43, while, as it separates, it becomes radially outward from this contact portion. Increase the amount of protrusion that pops out.
[0042]
Thereby, the fluid such as the refrigerant from the suction port 59 is sequentially sucked into the compression chamber 49 between the windings of the adjacent helical blades 50 on the suction side of the cylinder 43, and compressed while being sequentially transferred to the discharge port side. The liquid is discharged from the discharge port 60 at the lower end of the opening 43.
[0043]
In the above-described refrigerant compression process, a large force acts on the roller 48 and the rotor 4 due to the eccentric rotation of the roller 48 and the rotor 4 and the compressed refrigerant. The rotor 4 is supported at two places by the main frame ball bearing 17 and the sub-frame ball bearing 25 from the ball bearings 57, and has a structure that is stable against a load. As a result, the perpendicularity to the roller thrust surface is reliably maintained, and the sliding loss of any bearing can be eliminated.
[0044]
In the process of compressing the refrigerant, the stator 2 generates heat. However, the cooling fins 28 and the main frame radiating holes 10 and the sub-frame radiating holes 24 provided in the sub-rotor frame 8 allow the stator 2 and the rotor 4 to cool. Is done.
[0045]
Further, a second embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention will be described.
[0046]
The outer rotor type motor according to the second embodiment is obtained by adding a balancer to the first embodiment.
[0047]
For example, as shown in FIG. 8, the rotor 4A of the outer rotor type motor 1A has a rotor frame 65A including a main rotor frame 7A and a sub rotor frame 8A, and the main rotor frame 7A and the sub rotor frame 8A have Stepped portions 7Aa and 8Aa are formed on the outer periphery thereof, and ring-shaped balancers 7Ab and 8Ab whose thicknesses are changed are fitted to the stepped portions 7Aa and 8Aa, respectively. These balancers 7Ab and 8Ab are arranged so that the thick side is located on the opposite side to the main frame eccentric portion 20A and the sub-frame eccentric portion 26A, respectively, and are fixed by rivets 66A penetrating the laminated iron plate 13A. Other configurations are not different from those of the outer rotor type motor shown in FIG.
[0048]
Thereby, even if the rotor 4A has a crank function, the unbalanced force applied to the rotor 4A is reduced.
[0049]
Further, a third embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention will be described.
[0050]
The outer rotor type motor of the third embodiment has the balancer of the second embodiment provided on the outer periphery of the rotor frame, but is provided inside the rotor frame.
[0051]
For example, as shown in FIG. 9, the rotor 4B of the outer rotor type motor 1B has a rotor frame 65B including a first rotor frame 7B and a second rotor frame 8B, and a ring-shaped rotor frame 65B is provided in the rotor frame 65B. Balancers 7Bb and 8Bb are provided. The balancers 7Bb and 8Bb are arranged such that the thick sides are located on the opposite sides of the first frame eccentric portion 20 and the second frame eccentric portion 26, respectively, and are fixed by rivets 66B penetrating the laminated iron plate 13B. Further, a can 67B is inserted and fixed to the outer periphery of the rotor frame 65B and the rotor section 10B, and the centering of the rotor frame 65B and the rotor section 10B is facilitated.
[0052]
Thus, even if the rotor frame 65B has a crank function, the unbalanced force applied to the rotor 4B is reduced.
[0053]
A fourth embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention will be described.
[0054]
The outer rotor type motor according to the fourth embodiment has a structure in which the central shaft is supported at both ends and a balancer is added, whereas the first embodiment supports the central shaft at both ends.
[0055]
For example, as shown in FIG. 10, a frame through hole 22C and a frame bearing portion 23C are formed in a plane portion 21C of a second rotor frame 8C of the outer rotor type motor 1C, and an inner circumferential circle of the frame bearing portion 23C. The center line Cc of the central shaft 3C forms the center thereof, and the rotor 4C is supported by a plurality of, for example, two frame ball bearings 25C provided between the inner peripheral side of the frame bearing portion 23C and the central shaft 3C, The outer peripheral circle of the frame bearing portion 23C is eccentric with respect to the center line Cc, and a frame eccentric portion 26C is formed in the frame bearing portion 23C.
[0056]
With this structure, the rotor is cantilevered, the number of parts can be reduced, productivity and cost can be reduced, and the rotor can be stabilized by supporting the rotor with a plurality of rolling bearings. Can be supported.
[0057]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the outer rotor type motor which concerns on this invention, even if it uses for a helical compressor etc., the support of a motor rotor is firmly stabilized, it can rotate stably with respect to load, and it also has a crank function and a balancer. It is possible to provide an outer rotor type motor that can be arranged and can realize a compact compressor and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of an outer rotor type motor according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a stator used in the first embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main rotor frame and a rotor portion used in a first embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main rotor frame and a rotor portion used in the first embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a sub-rotor frame used in the first embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an assembled state of the first embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a helical compressor to which the first embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention is applied.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of the outer rotor type motor according to the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an outer rotor type motor according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer rotor type motor for compressor 2 Stator 3 Center shaft 4 Rotor 5 Lead wire 6 Through shaft hole 7 Main rotor frame 8 Sub rotor frame 9 Large diameter section 10 Rotor section 11 Magnet 12 Storage groove 13 Laminated iron plate 14 Main frame plane Part 15 Main frame through hole 16 Main frame bearing part 17 Main frame rolling bearing 18 Main frame cylindrical part 19 Main frame heat radiation hole 20 Main frame eccentric part 21 Sub frame plane part 22 Sub frame through hole 23 Sub frame bearing part 24 Sub frame heat radiation Hole 25 Sub-frame rolling bearing 26 Sub-frame eccentric part 27 Sub-frame cylindrical part 28 Cooling fin c Center line
