JP2005237070A - Motor - Google Patents

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Eiji Hiwaki
英治 檜脇
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve motor efficiency by making a force generated by a fluid that flows in a rotor and a rotation auxiliary member act as torque. <P>SOLUTION: The rotation auxiliary member 21 is installed on a rotor core 11 wherein at least two or more core penetration holes 13 that axially penetrate the core are formed, a passage hole 24 reaching a side face opposing a stator of the rotation auxiliary member 21 from a rotor core end side is formed, and an opening 24b of the rotational auxiliary member side face of the passage hole 24 is opened in the oblique direction with respect to the rotative direction of the rotor 10. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば、密閉型圧縮機等の各種機器に具備されるモータに係るものである。   The present invention relates to a motor provided in various devices such as a hermetic compressor.

図3は、従来のモータを示しており、ステータ30とロータ40から構成されている。なお、図3は、4極6スロットの集中巻ブラシレスモータの例を示しており、このロータ40は、ロータコア41に永久磁石44が埋設されている埋込磁石型ロータとしている。   FIG. 3 shows a conventional motor, which includes a stator 30 and a rotor 40. FIG. 3 shows an example of a 4-pole 6-slot concentrated winding brushless motor. The rotor 40 is an embedded magnet type rotor in which a permanent magnet 44 is embedded in a rotor core 41.

ステータコア31は、その内径側に放射状に設けられたティース32と、各ティース32間を連結する略環状のヨーク33から形成されている。   The stator core 31 is formed of teeth 32 radially provided on the inner diameter side thereof, and a substantially annular yoke 33 that connects the teeth 32 to each other.

また、ステータコア31には、ティース32の数に等しいスロット34が隣接するティース32およびヨーク33により形成されている。   Further, the stator core 31 is formed with slots 34 equal to the number of teeth 32 by adjacent teeth 32 and yokes 33.

ティース32には、巻線(図示せず)が施されている。   The teeth 32 are provided with windings (not shown).

ロータ40は、ステータ30と同心円状に、軸孔42に装着された軸(描画せず。)に取り付けられた軸受を介して回転自在に保持されている。   The rotor 40 is rotatably held via a bearing attached to a shaft (not drawn) mounted in the shaft hole 42 concentrically with the stator 30.

ロータ40はステータ30に施された巻線に流れる電流による磁界によって、軸を中心にして回転する。   The rotor 40 rotates around the axis by a magnetic field generated by a current flowing in a winding applied to the stator 30.

ロータ40は必要に応じて様々な部品を具備しており、例えば、図4に示したように、ロータコア41にコア貫通穴43を設けた上で、軸方向端部に圧縮機内のオイル混合ガスからオイルを分離することを目的とした、オイルセパレータ45を設置させたものがある(例えば、特許文献1参照。)。   The rotor 40 includes various parts as required. For example, as shown in FIG. 4, the rotor core 41 is provided with a core through hole 43, and the oil mixed gas in the compressor is disposed at the axial end. There is one provided with an oil separator 45 for the purpose of separating oil from the oil (see, for example, Patent Document 1).

また、図4に示したようなロータ40を使用して、オイル混合ガスをオイルセパレータ45に衝突させてオイルを分離するという圧縮機が、従来提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   Further, a compressor that uses a rotor 40 as shown in FIG. 4 to separate oil by colliding an oil mixed gas with an oil separator 45 has been proposed (see, for example, Patent Document 2). .

このような構成とすることによって、オイル混合ガスがオイルセパレータ45に強く衝突することになるため、機器の性能が向上することとなる。
特開2001−218411号公報 特開2001−280252号公報
By setting it as such a structure, since oil mixed gas will collide strongly with the oil separator 45, the performance of an apparatus will improve.
JP 2001-218411 A JP 2001-280252 A

しかしながら、上記従来のロータにおいては、ロータコアの内部を通過したオイル混合ガスがオイルセパレータに衝突した際に、この衝突のエネルギーが、オイルセパレータを軸方向に変形させる、あるいはロータを軸方向に変位させようとする力として作用することになっていた。   However, in the above-described conventional rotor, when the oil mixed gas that has passed through the rotor core collides with the oil separator, the energy of the collision causes the oil separator to deform in the axial direction or displace the rotor in the axial direction. It was supposed to act as a force to try.

したがって、このようなモータでは、ロータの軸方向に軸受けの損失を増加させる原因などとして作用する不必要な力が加わるとともに、エネルギーが無駄に消費されることとなっていた。   Therefore, in such a motor, unnecessary force acting as a cause of increasing the bearing loss in the axial direction of the rotor is applied and energy is wasted.

そこで、本発明は、ロータ内部を通過する流体(液体、気体、液混合ガスなど)が有しているエネルギーをロータのトルクとして作用させることで、モータ効率を向上させることを目的とするものである。   In view of the above, an object of the present invention is to improve motor efficiency by causing the energy of fluid (liquid, gas, liquid mixed gas, etc.) passing through the rotor to act as torque of the rotor. is there.

上記課題を解決するために本発明のモータは、ロータが、ロータコアの軸方向端部に取り付けられた回転補助部材とを有し、前記ロータコアには、軸方向に貫通するコア貫通穴が少なくとも2個所以上設けられており、前記回転補助部材には、前記ロータコア端部側から前記回転補助部材の前記ステータに対向する側面へ通じる通路穴が設けられ、前記通路穴の前記ロータコア端部側開口部は前記コア貫通穴よりも大きく、前記通路穴の前記回転補助部材側面開口部は、前記ロータの回転方向に対して斜め方向に開口しており、前記コア貫通穴と前記通路穴とが連通している構成としたものである。   In order to solve the above problems, a motor according to the present invention has a rotor having a rotation auxiliary member attached to an axial end portion of the rotor core, and the rotor core has at least two core through holes penetrating in the axial direction. The rotation auxiliary member is provided with a passage hole that leads from the rotor core end side to a side surface of the rotation auxiliary member facing the stator, and the rotor core end side opening of the passage hole is provided in the rotation auxiliary member. Is larger than the core through-hole, and the side opening of the rotation auxiliary member of the passage hole is opened obliquely with respect to the rotation direction of the rotor, and the core through-hole communicates with the passage hole. It is the composition which has.

本願の請求項1に係る発明によれば、モータのトルクが高くなり、高い効率のモータを得ることができる。   According to the first aspect of the present invention, the torque of the motor is increased, and a highly efficient motor can be obtained.

請求項2によれば、モータ効率をより高くすることができる。   According to the second aspect, the motor efficiency can be further increased.

請求項3に係る発明によれば、効率の高い機器を得ることができる。   According to the invention which concerns on Claim 3, a highly efficient apparatus can be obtained.

本願の請求項1に係る発明は、略環状のヨークと、前記ヨークの内周部に配置された複数のティースからなるステータコアおよび、前記ティースに施されたコイルとからなるステータと、前記ステータの内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持されるとともに、ロータ内部を流体が通過するロータからなるモータにおいて、前記ロータは、前記ロータコアの軸方向端部に取り付けられた回転補助部材とを有し、前記ロータコアには、軸方向に貫通するコア貫通穴が少なくとも2個所以上設けられており、前記回転補助部材には、前記ロータコア端部側から前記回転補助部材の前記ステータに対向する側面へ通じる通路穴が設けられ、前記通路穴の前記ロータコア端部側開口部は前記コア貫通穴よりも大きく、前記通路穴の前記回転補助部材側面開口部は、前記ロータの回転方向に対して斜め方向に開口しており、前記コア貫通穴と前記通路穴とが連通していることを特徴としたモータであり、コア貫通穴を通過した流体(気体、液体あるいは液混合ガスなど)が、通路穴を通過する際に回転補助部材に対して力を発生し、通路穴がロータの回転方向に対して斜め方向に空けられていることから、流体によって発生した力が回転力として作用してモータのトルクが増加することによって、モータの効率を向上することができる。   The invention according to claim 1 of the present application provides a stator including a substantially annular yoke, a stator core including a plurality of teeth disposed on an inner peripheral portion of the yoke, and a coil applied to the teeth. In a motor composed of a rotor that is opposed to the inner periphery with a small gap and is rotatably held, and a fluid passes through the rotor, the rotor is attached to the axial end of the rotor core. The rotor core is provided with at least two core through-holes penetrating in the axial direction, and the rotation auxiliary member is provided on the stator of the rotation auxiliary member from the rotor core end side. A passage hole leading to the opposite side surface is provided, and the rotor core end side opening of the passage hole is larger than the core through hole, and the rotation of the passage hole is performed. The auxiliary member side opening is a motor that is opened obliquely with respect to the rotation direction of the rotor, and the core through hole and the passage hole communicate with each other. Passed fluid (gas, liquid, liquid mixed gas, etc.) generates a force against the rotation assisting member when passing through the passage hole, and the passage hole is opened obliquely with respect to the rotation direction of the rotor. Therefore, the efficiency of the motor can be improved by increasing the torque of the motor by the force generated by the fluid acting as a rotational force.

本願の請求項2に係る発明は、通路穴が回転補助部材内部で軸方向又は回転方向に屈曲していることを特徴とした請求項1に記載のモータであり、コア貫通穴を通過した流体(気体、液体あるいは液混合ガスなど)が、通路穴を通過する際に回転補助部材に対して力を発生し、通路穴が回転補助部材の内部にて軸方向や回転方向に屈曲していることから、流体によって発生した力をより回転力として有効に利用するこができ、モータのトルクが増加することによって、モータの効率を向上することができる。   The invention according to claim 2 of the present application is the motor according to claim 1, wherein the passage hole is bent in the axial direction or the rotation direction inside the rotation auxiliary member, and the fluid that has passed through the core through hole When the gas (liquid, liquid or liquid mixed gas) passes through the passage hole, a force is generated against the rotation auxiliary member, and the passage hole is bent in the axial direction or the rotation direction inside the rotation auxiliary member. Therefore, the force generated by the fluid can be used more effectively as the rotational force, and the motor efficiency can be improved by increasing the torque of the motor.

請求項3に係る発明は、請求項1あるいは請求項2のいずれか1項に記載のモータを具備することを特徴とした機器であり、効率の高い機器とすることができる。   The invention according to claim 3 is a device comprising the motor according to claim 1 or 2, and can be a highly efficient device.

図1は本発明の一具体例を示すモータを構成するロータである。なお、ロータ以外の構成については上記従来のモータと同様であり、その説明を省略する。   FIG. 1 shows a rotor constituting a motor according to a specific example of the present invention. The configuration other than the rotor is the same as that of the conventional motor, and the description thereof is omitted.

ロータ10は、少なくとも強磁性体であるロータコア11と回転補助部材21とで構成され、軸穴12には軸(図示せず)が挿入されて回転する。   The rotor 10 includes at least a rotor core 11 that is a ferromagnetic material and a rotation auxiliary member 21, and a shaft (not shown) is inserted into the shaft hole 12 to rotate.

ロータコア11には、軸方向に貫通するコア貫通穴13が少なくとも2個所以上設けられている。回転補助部材21には、ロータコア端部側端面22から回転補助部材側面23に通じる通路穴24が設けられている。   The rotor core 11 is provided with at least two core through holes 13 penetrating in the axial direction. The rotation assisting member 21 is provided with a passage hole 24 leading from the rotor core end side end surface 22 to the rotation assisting member side surface 23.

ここで、通路穴24のロータコア端部側開口部24aは、コア貫通穴13よりも大きく、回転補助部材側面開口部24bは、ロータ10の回転方向に対して斜め方向に開口し、コア貫通穴13と通路穴24は連通している。   Here, the rotor core end side opening 24 a of the passage hole 24 is larger than the core through hole 13, and the rotation auxiliary member side opening 24 b opens obliquely with respect to the rotation direction of the rotor 10, and the core through hole 13 and the passage hole 24 communicate with each other.

流体(気体、液体あるいは液混合ガスなど)は、ロータコア11の回転補助部材21が設けられていない側から流入し、コア貫通穴13を通過し、通路穴24に至る。   A fluid (such as gas, liquid, or liquid mixed gas) flows from the side of the rotor core 11 where the rotation assisting member 21 is not provided, passes through the core through hole 13, and reaches the passage hole 24.

通路穴24のロータコア端部開口部24aは、コア貫通穴13よりも大きくしていることから、流路抵抗が増加することがなく、コア貫通穴13および通路穴24には確実に流体が流入することとなる。   Since the rotor core end opening 24a of the passage hole 24 is larger than the core through hole 13, the flow resistance does not increase, and the fluid surely flows into the core through hole 13 and the passage hole 24. Will be.

コア貫通穴13を通過した流体(気体、液体あるいは液混合ガスなど)は、通路穴24を通過する際に回転補助部材21に対して力を発生する。すなわち、通路穴24の回転補助部材側面開口部24bは、ロータ10の回転方向に対して斜め方向に空けられていることから、ロータ10の半径方向から回転方向に、ある角度をもって流体が流出することとなり、流体による力は回転力として作用することとなる。したがって、モータのトルクは増加するのでモータ電流が減少し、銅損を低減できるためにモータの効率を向上することが可能となる。   The fluid (such as gas, liquid, or liquid mixed gas) that has passed through the core through hole 13 generates a force on the rotation assisting member 21 when passing through the passage hole 24. That is, the rotation auxiliary member side surface opening 24b of the passage hole 24 is opened in an oblique direction with respect to the rotation direction of the rotor 10, so that the fluid flows out at a certain angle from the radial direction of the rotor 10 to the rotation direction. That is, the fluid force acts as a rotational force. Therefore, since the motor torque increases, the motor current decreases and the copper loss can be reduced, so that the motor efficiency can be improved.

回転補助部材側面開口部24bの回転方向に対する角度を、モータ構成に応じて調整することで任意のトルク増加を得ることができるが、よりトルクを大きくするためには、流体がロータ10の回転方向に対する接線方向に流出するようにすることが望ましい。   An arbitrary torque increase can be obtained by adjusting the angle of the rotation assisting member side surface opening 24b with respect to the rotation direction according to the motor configuration. However, in order to increase the torque, the fluid moves in the rotation direction of the rotor 10. It is desirable to flow out in a tangential direction with respect to.

また、通路穴24の形状としては、図2に示すように、回転補助部材21の内部で連続的に軸方向や回転方向に屈曲していることが望ましい。図1に示したように、鋭角に曲がった通路の場合には、流体が通路穴24の内壁面に衝突した際に、軸方向への力が発生するが、図2のような形状とすることで軸方向への力が緩和され、回転力が効果的に得られることになるので好適である。   Further, as the shape of the passage hole 24, it is desirable that the passage hole 24 is continuously bent in the axial direction or the rotation direction inside the rotation auxiliary member 21 as shown in FIG. As shown in FIG. 1, in the case of a passage bent at an acute angle, an axial force is generated when the fluid collides with the inner wall surface of the passage hole 24, but the shape is as shown in FIG. 2. As a result, the axial force is relaxed, and a rotational force can be effectively obtained.

回転補助部材21としては、樹脂、金属などが使用できるが、通路穴24が半径方向に伸びている部分において軸方向に分割し、複数の部品として構成することによって、射出成形、鋳物などで製造する場合においても容易に製造可能となる。   Resin, metal, etc. can be used as the rotation assisting member 21, but it is manufactured by injection molding, casting, etc. by dividing it in the axial direction at the portion where the passage hole 24 extends in the radial direction and configuring it as a plurality of parts In this case, it can be easily manufactured.

本発明に係るロータ構成により、効率の高いモータを得ることができ、高い効率が要求される機器への搭載に対して有用である。   With the rotor configuration according to the present invention, a highly efficient motor can be obtained, which is useful for mounting on equipment that requires high efficiency.

本発明の実施例におけるロータ図Rotor diagram in an embodiment of the present invention 本発明の実施例における他の形態のロータ図Other types of rotor diagrams in embodiments of the present invention 従来の集中巻方式ブラシレスモータにおけるモータの断面図Sectional view of a motor in a conventional concentrated winding brushless motor 従来のロータ図Conventional rotor diagram

符号の説明Explanation of symbols

10 ロータ
11 ロータコア
12 軸穴
13 コア貫通穴
21 回転補助部材
22 回転補助部材のロータコア端部側端面
23 回転補助部材側面
24 通路穴
24a 回転補助部材のロータコア端部開口部
24b 回転補助部材側面開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotor 11 Rotor core 12 Shaft hole 13 Core through-hole 21 Rotation auxiliary member 22 End surface of rotor auxiliary | assistant part of rotation auxiliary member 23 Side surface of rotation auxiliary member 24 Passage hole 24a Opening part of rotor core end of rotation auxiliary member 24b Rotation auxiliary member side surface opening

Claims (3)

略環状のヨークと、前記ヨークの内周部に配置された複数のティースからなるステータコアおよび、前記ティースに施されたコイルとからなるステータと、前記ステータの内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持されるとともに、ロータ内部を流体が通過するロータからなるモータにおいて、前記ロータは、前記ロータコアの軸方向端部に取り付けられた回転補助部材とを有し、前記ロータコアには、軸方向に貫通するコア貫通穴が少なくとも2個所以上設けられており、前記回転補助部材には、前記ロータコア端部側から前記回転補助部材の前記ステータに対向する側面へ通じる通路穴が設けられ、前記通路穴の前記ロータコア端部側開口部は前記コア貫通穴よりも大きく、前記通路穴の前記回転補助部材側面開口部は、前記ロータの回転方向に対して斜め方向に開口しており、前記コア貫通穴と前記通路穴とが連通していることを特徴としたモータ。 A substantially annular yoke, a stator core composed of a plurality of teeth disposed on the inner peripheral portion of the yoke, and a stator composed of a coil applied to the teeth are opposed to the inner periphery of the stator via a slight gap. In the motor comprising a rotor that is rotatably held and allows fluid to pass through the rotor, the rotor includes a rotation auxiliary member attached to an axial end of the rotor core. , At least two core through holes penetrating in the axial direction are provided, and the rotation assisting member is provided with a passage hole leading from the rotor core end side to a side surface of the rotation assisting member facing the stator. The rotor core end side opening of the passage hole is larger than the core through-hole, and the rotation auxiliary member side opening of the passage hole is Is open in an oblique direction with respect to the rotation direction of the motor, the motor and the core through hole and the passage hole is characterized in that in communication. 通路穴が回転補助部材内部で軸方向又は回転方向に屈曲していることを特徴とした請求項1に記載のモータ。 The motor according to claim 1, wherein the passage hole is bent in the axial direction or the rotation direction inside the rotation auxiliary member. 請求項1あるいは請求項2のいずれか1項に記載のモータを具備することを特徴とした機器。 An apparatus comprising the motor according to claim 1.
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