JP2007040139A - 圧縮機 - Google Patents

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Hiromitsu Iwata
博光 岩田
Hidetoshi Nishihara
秀俊 西原
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供する。
【解決手段】回転子126は、積層された鋼板160によって形成された鉄心162を備え、鉄心162に収納される複数の永久磁石156と、複数の鋼板160どうしを貫通固定する為のかしめピン164を備え、積層された鋼板160にかしめピン164が貫通する複数の貫通孔166と永久磁石156が収納される複数の収納孔168とを交互にかつ回転対称に配設すると供に、収納孔168にもかしめピン164が貫通する貫通孔をそれぞれ設け、永久磁石156を収納後、鉄心162の端面側の積層された鋼板160を回転方向にずらして積層させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、主に家庭用の電気冷凍冷蔵庫などに使用される圧縮機に関するものである。
近年、冷凍機器分野において、高効率の一環として、固定子および永久磁石が埋め込まれた回転子からなる電動要素を用いたインバータ駆動方式の圧縮機や同期運転方式の圧縮機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
以下、図面を参照しながら上記従来の圧縮機を説明する。
図4は、特許文献1に記載された従来の圧縮機の縦断面図を示したものである。
図4において、圧縮要素2を駆動する電動要素4は固定子6および回転子8から構成され、インバータ駆動回路(図示せず)によって駆動される。
回転子8は鉄心内に永久磁石10を内装しており、回転子8の両端面には、非磁性体等、例えば真鍮で形成された端板12が配設され、回転子8を貫通する非磁性体であるアルミニウム等で構成されたかしめピン14によって固着されている。
以上のように構成された圧縮機について、以下にその動作を説明する。
圧縮機が運転を始めると回転子8が回転することによりクランクシャフト16が回転しピストン18が往復運動してガスを圧縮する。回転子8の両端面に配設された端板12は永久磁石10の軸方向への脱落を防止する為、鉄心の両端面に当接固定されている。
特開平11−303746号公報
しかしながら、上記従来の構成では、回転子8鉄心の両端面に配設された端板12は専用部品であり、圧縮機の部品点数が多くなり生産性が低下するといった課題があった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決する為に、本発明の圧縮機は、回転子を構成する積層された鋼板にかしめピンが貫通する複数の貫通孔と、永久磁石が収納される複数の収納孔とを交互にかつ回転対称に配設するとともに、収納孔にもかしめピンが貫通する貫通孔をそれぞれ設け、回転子の鉄心の少なくとも一方の端面側の積層された鋼板を回転方向にずらして積層させることで、永久磁石が収納される複数の収納孔をかしめピンが貫通する貫通孔で当てて止めることができるので、永久磁石の脱落を防止することができる為、回転子の鉄心の両端面に配設された端板を必要としない。
本発明の圧縮機は、部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供することが出来る。
請求項1に記載の発明は、固定子および回転子からなる電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を備え、前記回転子は複数の鋼板を積層して形成した回転子の鉄心と、前記回転子の鉄心に収納される複数の永久磁石と、前記複数の鋼板どうしを貫通固定する為のかしめピンを備え、前記積層された鋼板に前記かしめピンが貫通する複数の貫通孔と、前記永久磁石が収納される複数の収納孔とを交互にかつ回転対称に配設するとともに、前記収納孔にもかしめピンが貫通する貫通孔をそれぞれ設け、前記回転子の鉄心の少なくとも一方の端面側の積層された鋼板を回転方向にずらして積層させることで、前記永久磁石が収納される複数の収納孔をかしめピンが貫通する貫通孔で当てて止めることができるので、前記永久磁石の脱落を防止することができる為、回転子の鉄心の両端面に配設された端板を必要としないので部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供することが出来る。
請求項2に記載の発明は、請求項1の発明において、電動要素は2×n極(nは整数)としたものであり、積層された鋼板が回転対称を形成できる為、鉄心の端面に位置する鋼板をずらすだけで永久磁石が収納される複数の収納孔の一部を塞ぐことができるので、回転子の鉄心の両端面に配設された別部品の端板を廃止することができ、請求項1に記載の発明の効果に加えて、さらに生産性を高めることが出来る。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、電動要素は始動時に誘導電動機として始動し、同期回転数近くで同期引き込み運転を行い同期運転するものであり、請求項1または請求項2に記載の発明の作用に加えて、同期モータにおいても回転子の鉄心の両端面に配設された端板を廃止することができ、生産性を高めることが出来る。
請求項4に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、電動要素は商用電源周波数以下の回転数を含む複数の運転周波数で駆動されるインバータ駆動式であるものであり、請求項1または請求項2に記載の発明の作用に加えて、インバータ駆動式のモータにおいても回転子の鉄心の両端面に配設された端板を廃止することができ、生産性を高めることが出来る。
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明に、永久磁石を希土類磁石で形成したものであり、フェライト磁石のモータに比べモータ効率が向上し、希土類磁石の強力な磁力により永久磁石が互いに支え合う為、軸方向への脱落を永久磁石156自体で防止出来るので、回転子の鉄心のいずれか一方の端面側の積層された鋼板を回転方向にずらし、永久磁石が収納される複数の収納孔をかしめピンが貫通する貫通孔で当てて止めるだけで、回転子の鉄心の両端面に配設された別部品の端板を廃止することができ、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、高効率で、さらに組立てが容易な圧縮機を提供することが出来る。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における圧縮機の縦断面図、図2は同実施の形態の圧縮機の回転子の鋼板の拡大図、図3は同実施の形態の圧縮機の回転子の鋼板の積層図である。
密閉容器101内には、電動要素106と、圧縮要素108を一体化した電動圧縮要素110が、複数のサスペンションスプリング112を介して弾性的に支持されて収容される。
次に、圧縮要素108の詳細を以下に説明する。
シリンダブロック114は、略円筒形のシリンダ116を有するとともに軸受部118を形成している。
クランクシャフト120は主軸122および偏心軸124から構成されており、主軸122はシリンダブロック114の軸受部118に回転自在に軸支されるとともに、回転子126が固定され、下端には潤滑油128に浸漬した給油機構130が形成されている。
偏心軸124には、潤滑油放出孔132が設けられており、偏心軸124の内部には連通孔134が設けられており、一端が偏心軸124の上端に開口し、他端は主軸122の外周に形成したスパイラル溝136によって傾斜通路138と給油機構130に連通している。また、偏心軸124にはバランスウェイト140が固定されている。
ピストン142はシリンダ116に往復動自在に挿入されており、偏心軸124との間を連結手段144によって連結されている。
バルブプレート146は、シリンダ116の端面148を封止する。吐出室を形成したシリンダヘッド150はバルブプレート146の反シリンダ152側に固定される。
PBTなどの樹脂で成型されるサクションマフラー154は一端がバルブプレート146を介してシリンダ116に連通し、密閉容器101内に開口する開口部(図示せず)を備える。
次に電動要素の詳細を以下に示す。
インバータ駆動回路(図示せず)によって駆動される電動要素106は、フェライト系永久磁石156を内蔵する回転子126と、鉄心に銅線を巻回した固定子158で構成されている。回転子126は、積層された鋼板160によって形成された鉄心162を備えている。そして、回転子126の鉄心162に収納される4極の永久磁石156と、複数の鋼板160どうしを貫通固定する為のかしめピン164を備え、積層された鋼板160にかしめピン164が貫通する4個の貫通孔166と、永久磁石156が収納される4個の収納孔168とを交互にかつ回転対称に配設するとともに、収納孔168にもかしめピン164が貫通する貫通孔170をそれぞれに設けている。
そして、永久磁石156を収納孔168に収納した後、回転子126の鉄心162の両端面の鋼板160を回転方向に45度ずらして積層させることで、永久磁石156が収納される複数の収納孔168をかしめピン164が貫通する貫通孔166で当ててかしめピン164を用いて固定している。
密閉容器101には、ハーメチックターミナル172やサクションチューブ174、ディスチャージチューブ176が溶接等により固定されている。サクションチューブ174とディスチャージチューブ176は冷却システムの低圧側と高圧側(図示せず)にそれぞれ接続されている。
以上のように構成された圧縮機において以下その動作を説明する。
インバータ駆動回路(図示せず)によって電動要素106が駆動され、回転子126がクランクシャフト120を回転させることで、偏心軸124の運動が連結手段144を介してピストン142に伝えられ、ピストン142はシリンダ116内を往復運動し、サクションチューブ174から密閉容器101内に流入した冷媒ガスはサクションマフラー154の開口部から吸入され、シリンダ116内で連続して圧縮され、ディスチャージチューブ176より冷却システムへ再び吐き出される。
一方、電動要素106を構成する回転子126は、鉄心162の両端面の鋼板160を回転方向に45度ずらして積層すると、かしめピン164が貫通する4個の貫通孔166と、4個の収納孔168に設けられたかしめピン164が貫通する貫通孔170が、それぞれ重なり合う為、かしめピン164で貫通固定することが出来る。
そして、端面側の鋼板160のかしめピン164が貫通する4個の貫通孔166で、永久磁石156が収納される4個の収納孔168をそれぞれ当てて止めているので、永久磁石156の軸方向への脱落を防止することが出来る為、従来鉄心162の両端面に配設されていた非磁性体等、例えば真鍮で形成された端板を廃止することができ、部品点数が少なく生産性の高い圧縮機を提供することが出来る。
なお、本発明の実施の形態1においては、永久磁石156にフェライト磁石を用いたが、ネオジウム等の希土類磁石を用いると、フェライト磁石のモータに比べモータ効率が向上し、希土類磁石の強力な磁力により永久磁石156が互いに支え合う為、軸方向への脱落を永久磁石156自体で防止出来る。その為、回転子126の鉄心162の軸方向下部端面側の積層された鋼板160を回転方向に45度ずらし、永久磁石156が収納される複数の収納孔168をかしめピン164が貫通する貫通孔166で当てて止めるだけで、永久磁石156の脱落を確実に防止することができる為、回転子126の鉄心162の両端面に配設された別部品の端板を廃止することができ、部品点数が少なく低コストで高効率、かつ組立てが容易な圧縮機を提供することが出来る。
以上、本実施の形態1では、インバータ駆動方式を用いた電動要素106を例に挙げて説明したが、誘導同期電動機を構成する電動要素においても同様の効果を得ることが出来る。
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、部品点数が少なく低コストで、高効率が可能となるので、冷凍ショーケース、除湿機エアーコンディショナーや自動販売機などに用いられる圧縮機等の用途にも適用出来る。
本発明の実施の形態1における圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態1における圧縮機の回転子の鋼板の拡大図 本発明の実施の形態1における圧縮機の回転子の鋼板の積層図 従来の圧縮機の縦断面図
符号の説明
106 電動要素
108 圧縮要素
126 回転子
156 永久磁石
158 固定子
162 鉄心
160 鋼板
164 かしめピン
166,170 貫通孔
168 収納孔

Claims (5)

  1. 固定子および回転子からなる電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を備え、前記回転子は複数の鋼板を積層して形成した回転子の鉄心と、前記回転子の鉄心に収納される複数の永久磁石と、前記複数の鋼板どうしを貫通固定する為のかしめピンを備え、前記積層された鋼板に前記かしめピンが貫通する複数の貫通孔と、前記永久磁石が収納される複数の収納孔とを交互にかつ回転対称に配設するとともに、前記収納孔にもかしめピンが貫通する貫通孔をそれぞれ設け、前記回転子の鉄心の少なくとも一方の端面側の積層された鋼板を回転方向にずらして積層した圧縮機。
  2. 電動要素は2×n極(nは整数)である請求項1に記載の圧縮機。
  3. 電動要素は始動時に誘導電動機として始動し、同期回転数近くで同期引き込み運転を行い同期運転する請求項1または請求項2に記載の圧縮機。
  4. 電動要素は商用電源周波数以下の回転数を含む複数の運転周波数で駆動されるインバータ駆動式である請求項1または請求項2に記載の圧縮機。
  5. 永久磁石を希土類磁石で形成した請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の圧縮機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018074715A (ja) * 2016-10-27 2018-05-10 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 電動ロータ及び電動圧縮機
CN110858734A (zh) * 2018-08-20 2020-03-03 无锡小天鹅电器有限公司 转子、电机及洗衣机

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