JP2005057951A

JP2005057951A - 密閉型電動圧縮機

Info

Publication number: JP2005057951A
Application number: JP2003288732A
Authority: JP
Inventors: Jun Funami; 準舟見; Eiji Hiwaki; 英治檜脇; Toshiyuki Tamamura; 俊幸玉村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】密閉型電動圧縮機用ブラシレスモータの誘起電圧波形歪によるトルクリップルに起因する固定子振動を抑えて低騒音化を図る。
【解決手段】ブラシレスモータを構成する集中巻固定子１に対応するＩＰＭ型回転子２に内装するマグネット１４の固定子に対応する面の回転子外周に近接する端面の角にＲを設けて、磁束の部分的集中を緩和させることにより、磁束の急峻な変動により発生するトルクリップルによる振動を抑えて、低振動・低騒音の密閉型電動圧縮機を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和装置や冷蔵庫などの冷凍機器に用いられる密閉型電動圧縮機に関するものである。

従来の密閉型電動圧縮機に用いられる巻き線を固定子の歯に集中して巻く構成（以下、集中巻と言う）のブラシレスモータのマグネットを内装する構成の回転子（以下、ＩＰＭ型回転子と言う）のマグネットの固定子に対応する面の前記回転子外周近傍の端面形状は、前記固定子に対し磁束の集中を緩和しトルクリップルを抑えて騒音の発生を抑制する目的で、テーパを設けるか、端面を面取りしていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−０４２４９９号公報

しかしながら、上記従来の構成では角部により磁束の流れが阻害されて磁束の部分的集中生がじ、誘起電圧の波形がひずむことによるトルクリップルのため騒音の発生が十分抑えきれなかった。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、ブラシレスモータを構成する集中巻固定子に対応するＩＰＭ型回転子に内装するマグネットの固定子に対応する面の回転子外周に近接する端面の角にＲを設けて、磁束の部分的集中を緩和させ、磁束の急峻な変動により発生するトルクリップルによる振動を抑えて低騒音の密閉型電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記実施例から明らかなように、請求項１に記載の発明は密閉型電動圧縮機に用いられるブラシレスモータを構成する集中巻である固定子に対応するＩＰＭ回転子であって、該回転子に内装するマグネットの前記固定子に対応する面の前記回転子の外周に近接する端面の角にＲを設けることによって、回転子から固定子への磁束の流れが滑らかになって誘起電圧が改善されてトルクリップルが小さくなり低騒音な密閉型電動圧縮機を実現できる。

請求項２、３に記載の発明は請求項１記載の記載の回転子において、マグネットの固定子に対する開角Ψを電気角に対して１３０°とし、回転子の径がφ５５ｍｍ以上の時、ｒの値を５〜１０ｍｍの範囲にし、ｒの開始する位置を該回転子の中心から電気角でθ＝１３２°〜１５６°、ｒの終了する位置を該回転子の外径よりの距離をｔｍ＝２．５〜３．５ｍｍの範囲することによって、発生トルクの減少を抑えながら最適なトルクリップルの値に調整できるので、低騒音な密閉型電動圧縮機を実現できる。

請求項１に記載の発明は、密閉型電動圧縮機に用いられるブラシレスモータを構成する集中巻である固定子に対応するＩＰＭ型回転子であって、該回転子に内装するマグネットの前記固定子に対応する面の前記回転子の外周に近接する端面の角にＲを設けることによって該回転子から固定子への磁束の流れがより滑らかになる様にした。

請求項２、３に記載の発明は請求項１記載の記載の回転子において、マグネットの固定子に対する開角Ψが電気角に対して１３０°であって、回転子の径がφ５５ｍｍ以上の場合、Ｒの値をｒ＝５〜１０ｍｍの範囲にし、Ｒの開始する位置を該回転子の中心から電気角でθ＝１３２°〜１５６°、Ｒの終了する位置を該回転子の外径よりの距離をｔｍ＝２．５〜３．５ｍｍの範囲することによって発生トルクの減少を抑えながら、騒音が最適となる様にトルクリップルの値を調整できる様にした。

以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の密閉型電動圧縮機におけるブラシレスモータの回転子の構成を説明する横断面図である。

図において、１が固定子で１２が固定子ヨークの歯部、２が回転子で１３が回転子のヨーク、１４が内装用空間１５に挿入されたマグネット、Ψは固定子に対するマグネット開角、ｒは前記マグネット１５の前記回転子外周近傍端面の角に設けたＲで、開始点が電気角度θで終点の位置が回転子外径よりの距離ｔｍである。

図２は本発明の密閉型電動圧縮機の断面図を示す。

１は固定子で胴シェル６に絞まりバメ固定され、２は回転子で圧縮機のメカ部３の回転軸４に固定されている。５は軸受、７，８は上下シェルで、９はアキューム、１０は吐出管、１１は電源用端子である。

以上の構成による本発明の実施例のモータのトルクリップルの変化を図３に示す。

図３において曲線Ａが平均トルク，曲線Ｂがトルクリップルで、あるｒ、ｔｍの値に対するθの変化で表される。それぞれの値はＲがない場合を基準にした割合で表示している。Ｃ〜Ｄは選択の許容範囲を示す。同一トルク発生時にトルクリップルの値が最も低くなる時最も振動が小さく、従って騒音も最も低くなる。

かかる構成にしたことによって、従来の構成に比べて本発明の同一発生トルクに対するトルクリップル低減効果は最大１．５倍となった。騒音への低減効果はトルクリップルが５０％（前記Ｃ）以下であれば十分な効果が得られる。前記Ｄはトルクの減少の許容限度（前記図３のａ）により決まる値である。Ｄの値はＣ〜Ｄの範囲で最小値を持たない場合の最小値となる。

図３において、曲線Ｂはｔｍ＝２〜３．５ｍｍの範囲の値に対し、θ＝１３２°〜１５６°まで変化させた曲線として得られ、回転子の径に対し最適の値を選択できる。ｔｍ、θを前記範囲に限定するのは、前記範囲以下では十分な効果が得られず、前記範囲以上ではトルクの減少が大きすぎる為である。またｒは５〜１０の間で選択すれば良く、この範囲であれば磁束の集中への影響は小さい。

図３は６極、回転子径φ６０ｍｍのｒ＝５ｍｍの例で、ｔ＝３ｍｍ、θ＝２４°の時が最もトルクリップが小さくなった。

本発明では回転子のマグネットの開角Ψを１３０°としているが、これはモータの性能が最も効率良く発揮できる条件であり、トルクリップもＲなしで最も小さくなる角度でも有るからである。もちろん１３０°以外の角度でも効果は期待できる。

さらに本発明では回転子径をφ５５ｍｍ以上としているが、この値以下ではＲ部分を十
分とるスペースがなくなるため効果を得にくい。

なお本実施例では６極であるが４極でもこの効果曲線の形態はほぼ同様に成立する。

以上のように、本発明にかかる密閉型電動圧縮機は、回転子から固定子への磁束の流れが滑らかになって誘起電圧が改善されてトルクリップルが小さくなり低騒音な密閉型電動圧縮機を実現できるので、空気調和装置や冷蔵庫など冷凍機器の用途に適用できる。

本発明の実施例のブラシレスモータの回転子の構成を説明する横断面図本発明の実施例のブラシレスモータの回転子を用いた密閉型電動圧縮機の断面図本発明の実施例のトルクリップルの変化を説明する図

符号の説明

１固定子
２回転子
３メカ部
４回転軸
５軸受
６胴シェル
７、８上下シェル
９アキューム
１０吐出管
１１電源端子
１２固定子ヨークの歯部
１３回転子のヨーク
１４マグネット
１５内装用空間

Claims

ブラシレスモータを構成する巻き線を固定子の歯に集中して巻く構成である固定子に対応する回転子を有する密閉型電動圧縮機であって、前記回転子はマグネットを内装する構成をしており、前記マグネットの固定子に対応する面の回転子の外周に近接する端面の角にＲを設けてある密閉型電動圧縮機。
請求項１記載の密閉型電動圧縮機であって、マグネットの固定子に対する開角Ψが電気角に対して１３０°であって、回転子の径がφ５５ｍｍ以上の場合に、Ｒが５〜１０ｍｍの範囲である密閉型電動圧縮機。
請求項２記載の密閉型電動圧縮機であって、Ｒの開始する位置が該回転子の中心から電気角でθ＝１３２°〜１５６°、Ｒの終了する位置が該回転子の外径よりの距離ｔｍ＝２．５〜３．５ｍｍの範囲である密閉型電動圧縮機。