JP2008072890A - 圧縮機モーターのマグネット着磁方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機モーターのマグネット着磁方法において、圧縮機に備えられるモーターの組み立てが完了した状態で該モーターの回転子に設置されるマグネットを着磁させても、マグネットの極性配列が均一になり、かつ、マグネットが全領域にわたって均一に着磁されるようにする。
【解決手段】フレームに固定され、内部にコイルが巻回された固定子と、該固定子の内部に回転自在に設けられ、外周側に交互極性を持つように複数個のマグネットが配置される回転子とを備える圧縮機モーターにおいて、該マグネットはモーターの組み立てが完了した状態でコイルに着磁電源を印加して着磁し、該マグネットが着磁される過程で回転子は揺動しないように固定支持され、回転子と固定子との間にはマグネットの長さよりも長い磁性体部材が挟み込まれる。
【選択図】図６

Description

本発明は、圧縮機モーターのマグネット着磁方法に係り、より詳細には、圧縮機モーターの回転子に設置されるマグネットを、該モーターが組み立てられた状態でも效果的に着磁せしめられるようにした圧縮機モーターのマグネット着磁方法に関する。

一般に、冷蔵庫や空気調和機の冷凍サイクルに採用されて冷媒を圧縮する圧縮機は、密閉容器で外観を形成し、該密閉容器の内部には、冷媒を圧縮する圧縮ユニットと、冷媒の圧縮のための駆動力を提供するモーターが設置される。

モーターは、密閉容器の内部フレームに固定されるもので、コイルが巻回された固定子と、固定子の内部に該固定子との電気的な相互作用によって回転するように設置された回転子と、該回転子に圧入されて回転子と共に回転しながらモーターの駆動力を圧縮ユニットに伝達する回転軸と、を含んで構成される。

ここで、回転子は、薄いケイ素鋼板を多数枚積層してなる回転子コアと、回転子コア外周側に円周方向に沿って一定の間隔で設置される複数個のマグネットとを含んで構成され、回転軸は回転子コア中央に圧入される。

このように構成されるモーターは、固定子のコイルに異なる極の電流を交互に印加することによって、固定子に形成される回転磁場とマグネット間で発生する引力と斥力によって回転子と共に回転軸が回転しつつ駆動され、圧縮ユニットはこのような回転軸の回転力を用いて冷媒を圧縮する機能を果たす。

一方、マグネットは、最初は極性を有しておらず、着磁過程を経て極性を持つようになるが、最近では、別の着磁ヨークを使用することなくマグネットを着磁せしめられるように、モーターの圧縮機への組み立てが完了した状態で固定子コイルに着磁電源を印加する方式を採用している。

すなわち、モーターの組み立てが完了した状態で、固定子のコイルに瞬間的に高い着磁電源を印加すると、該コイル周囲に形成される磁場の範囲内にあるマグネットの磁区が一定方向に配列されながらマグネットが極性を有することになる。

しかしながら、かかる従来マグネットの着磁過程では、コイルに印加される高い着磁電源によって過度に大きい回転磁場が形成され、このような回転磁場の影響によって、マグネットの着磁過程中に回転子が固定子内で回転したり揺れたりしながら動き、着磁時にマグネットの極性配列が不均一になる問題点があった。

なお、マグネットと固定子コアは互いに略同じ高さに同じ長さで備えられるが、このような構造では、着磁過程中に固定子に形成される磁場がマグネットの上端部と下端部には充分に伝達されず、マグネットの上端と下端側が部分的に着磁されないという問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、圧縮機に備えられるモーターの組み立てが完了した状態で該モーターの回転子に設置されるマグネットを着磁させても、マグネットの極性配列が均一になるとともに、マグネットが全領域にわたって均一に着磁されるようにする圧縮機モーターのマグネット着磁方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る圧縮機モーターのマグネット着磁方法は、フレームに固定され、内部にコイルが巻回された固定子と、前記固定子の内部に回転自在に設置され、外周側に交互極性を持つように複数個のマグネットが配置される回転子と、を備える圧縮機モーターのマグネット着磁方法であって、前記マグネットは、前記モーターの組み立てが完了した状態で前記コイルに着磁電源が印加されて着磁され、前記マグネットが着磁される過程で前記回転子は揺動しないように固定支持され、前記回転子と前記固定子との間には、前記マグネットの長さよりも長い磁性体部材が挟み込まれることを特徴とする。

また、前記マグネットが着磁される過程では着磁ジグが使用され、前記着磁ジグは、ジグボディーと、前記回転子の上端を加圧して固定支持する固定部材と、前記磁性体部材とを一体に備えることを特徴とする。
また、前記ジグボディーは、昇降及び回転運動可能に備えられることを特徴とする。

また、前記固定部材は、下端が前記回転子の上端に密着された状態で前記回転子を加圧して固定支持するように前記ジグボディーの下部に備えられ、前記磁性体部材は、前記ジグボディーの外周から下方に延びて円筒形状に備えられることを特徴とする。

また、前記モーターは、上端部と下端部がそれぞれ前記回転子の上部と下部から所定長さ延在するように前記回転子中央に圧入される回転軸をさらに備え、前記固定部材とジグボディーには、前記回転軸が通過する挿通穴が備えられることを特徴とする。

また、前記回転軸は下端部に形成された偏心部を備え、前記回転子の上端一側には、前記偏心部による前記回転軸の回転アンバランスを補償するウェイトバランスが突出して備えられ、前記固定部材の下端は、前記回転軸周りの回転子上端に密着されるように段差が形成されることを特徴とする。

本発明による圧縮機モーターのマグネット着磁方法によれば、マグネットの着磁過程中に回転子の揺動が防止されるため、マグネットの極性配列が均一になり、また、回転子と固定子との間にはマグネットの長さよりも長い磁性体部材が挟み込まれるため、固定子に形成される磁場が磁性体部材を介してマグネットの上端と下端まで十分に伝達され、マグネットが全領域にわたって均一に着磁されるという効果が得られる。

以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず、図１示すように、本実施例による圧縮機は、上部容器１０ａと下部容器１０ｂが相互結合されてなる密閉容器１０が外観を形成し、密閉容器１０の一側と他側には、外部の冷媒を密閉容器１０の内部に導く吸入管１１と、密閉容器１０の内部で圧縮された冷媒を密閉容器１０の外部へ導く吐出管１２がそれぞれ設置される。

また、密閉容器１０の内部には、冷媒を圧縮する圧縮ユニット２０と、冷媒の圧縮作用のための駆動力を提供するモーター３０とが設置される。

まず、圧縮ユニット２０は、ピストン２１と、ピストン２１が直線往復動する圧縮室２２ａを形成するようにフレーム４０の下部一側に備えられるシリンダー２２と、圧縮室２２ａを密閉するようにシリンダー２２の一端に結合され、内部が冷媒吸入室２３ａと冷媒吐出室２３ｂとに区画されたシリンダーヘッド２３と、を備える。

ここで、冷媒吸入室２３ａは、吸入管１１を通って密閉容器１０の内部に伝達された冷媒を圧縮室２２ａに導き、冷媒吐出室２３ｂは、圧縮室２２ａから吐出された冷媒を吐出管１２に導き、シリンダー２２とシリンダーヘッド２３との間には、冷媒吸入室２３ａから圧縮室２２ａに吸入される、または、圧縮室２２ａから冷媒吐出室２３ｂに吐出される冷媒の流れを断続するバルブ装置２４が介設される。

また、モーター３０は、フレーム４０の上部外側部に固定される固定子５０と、固定子５０の内部に固定子５０との電気的な相互作用によって回転するように設けられた回転子６０と、回転子６０と共に回転するように回転子６０の中央に圧入される回転軸７０とを備えてなる。

回転軸７０は、上端と下端がそれぞれ回転子６０の上部と下部から所定長さだけ延在するが、回転子６０下部側の回転軸７０はジャーナル軸受４１に回転自在に支持され、フレーム４０下部に延在する回転軸７０の下端は、偏心回転する偏心部７１を形成する。また、偏心部７１とピストン２１との間には、回転軸７０の回転運動をピストン２１の直線往復動に切り換えるコネクティングロッド２５が連結される。

図２及び図３を参照すると、固定子５０は、内側中央に回転子６０を収容するように固定子コア５１を備え、固定子コア５１の内面には、中央側へ延びて放射状に配置されるティース部５１ａが備えられ、隣接するティース部５１ａ間には、コイル５２が巻かれるスロット５１ｂが形成される。

そして、回転子６０は、中央部に回転軸７０が圧入されるように薄いケイ素鋼板を多数枚積層してなる回転子コア６１と、回転子コア６１の外面に円周方向に沿って交互極性を持つように配置される複数個のマグネット６２と、を備え、マグネット６２の外側にはマグネット６２が半径方向に離脱するのを防止するための飛散防止カン６３が設置され、飛散防止カン６３とティース部５１ａとの間には所定の孔隙が形成される。また、回転子コア６１の上端と下端には、マグネット６２が軸方向に離脱するのを防止するための上部及び下部アンドリング６４，６５がそれぞれ設置され、上部及び下部アンドリング６４，６５には、偏心部７１による回転軸７０の回転アンバランスを補償するウェイトバランス６６，６７がそれぞれ設置される。上部及び下部アンドリング６４，６５とウェイトバランス６６，６７は、リベット６８によって回転子コア６１に共に締め付けられる。

したがって、このように構成されるモーター３０は、固定子５０のコイル５２に極の異なる電流を交互に印加することによって固定子５０に形成される回転磁場とマグネット６２間で発生する引力と斥力によって回転子６０と共に回転軸７０が回転しつつ駆動される。

このようなモーター３０の駆動によって回転軸７０が回転すると、偏心部７１とコネクティングロッド２５を介して連結されたピストン２１が圧縮室２２ａの内部で直線往復動する。これにより圧縮室２２ａの内部と外部間には圧力差が生じ、このような圧力差によって吸入管１１に沿って密閉容器１０の内部に導かれた冷媒は、冷媒吸入室２３ａを経て圧縮室２２ａに吸入されて圧縮される。また、圧縮室２２ａで圧縮された冷媒は、冷媒吐出室２３ｂと吐出管１２を順に経由して密閉容器１２の外部に供給され、このような過程が繰り返し行われることによって圧縮機による冷媒の圧縮がなされる。

一方、マグネット６２は、最初は極性を有しておらず、上述した固定子５０と回転子６０間の相互作用を可能にするためには、最初極性のない状態のマグネット６２に着磁過程によって極性を与えなければならない。

次に、本実施例によるマグネット６２の着磁方法について詳細に説明する。

まず、マグネット６２の着磁は、別の着磁ヨークを使用しなくて済むように、モーター３０の各構成がフレーム４０によって相互組み立てられた状態で、固定子５０のコイル５２に着磁電源を印加して行う。

すなわち、モーター３０の組み立てが完了した状態で、コイル５２に瞬間的に高い着磁電源を印加すると、コイル５２周囲に形成される磁場の範囲内にあるマグネット６２の磁区が一定方向に配列されながらマグネット６２が極性を有するようになる。

また、本実施例によるマグネット６２の着磁過程中には回転子６０が動かないように固定支持され、回転子５０と固定子６０との間にはマグネット６２の長さよりも長い磁性体部材１１０が挟み込まれる。

ここで、まず回転子６０が動かないように固定支持する理由は、着磁過程でコイル５２に印加される高い着磁電源によって固定子に過度に大きい回転磁場が形成されても、このような回転磁場の影響から回転子６０が固定子５０内で回転したり揺れながら動くのを防止することによって、着磁時にマグネット６２の極性配列を均一にするためである。

また、各マグネット６２と固定子コア５１は互いに略同じ高さに同じ長さを持つように備えられ、このような構造では、着磁過程中に固定子５０に形成される磁場がマグネット６２の上端と下端部には充分に伝達されず、マグネット６２の上端と下端側が部分的に着磁されない恐れがあるが、本実施例のように回転子６０と固定子５０との間にマグネット６２の長さよりも長い磁性体部材１１０を挿入すると、着磁過程中に固定子５０に形成される磁場が磁性体部材１１０を介してマグネット６２の上端と下端に十分に伝達され、マグネット６２の上端及び下端とも效果的に着磁されることが可能になる。

なお、本実施例ではマグネット６２の着磁時に着磁ジグ８０が使用され、このような着磁ジグ８０には回転子６０の揺動防止のための固定部材１００と磁性体部材１１０が一体に備えられる。

図４示すように、着磁ジグ８０は、上部のジグボディー９０と、回転子６０の上端を加圧して固定支持できるようにジグボディー９０の下部中央に円棒状に備えられる固定部材１００と、磁性体部材１１０とを一体として備える。ジグボディー９０は、ボディー部９１と、ボディー部９１の中央においてボディー部９１の外側に延長形成された延長部９２とを備え、磁性体部材１１０は、延長部９２の外周から下方に延びて円筒形状とされる。ジグボディー９０は手動操作によって上下に昇降したり回転するようにすれば良い。このようなジグボディー９０の動作は、センサーによって駆動する別個の移送装置をジグボディー９０に設置して自動に行われるようにしても良い。

また、固定部材１００の下端が回転子６０の上端に密着されるように、ジグボディー９０のボディー部９１と固定部材１００の中央には、回転子６０上部側の回転軸７０が通過する挿通穴９１ａ，１０１がそれぞれ形成され、固定部材１００の下端は、回転軸７０周りの回転子６０上端に密着されるように段差が形成される。すなわち、固定部材１００の下端は、バランスウェイト６６の上面に支持される一側の第１支持部１０２と、バランスウェイト６６のない部位の上部アンドリング６４上面に支持される他側の第２支持部１０３とで形成され、ここで、第１支持部１０２は、バランスウェイト６６の厚さだけ第２支持部１０３より高く形成される。したがって、固定部材１００の下端は、第１支持部１０２と第２支持部１０３によって段差が形成され、これによって回転軸７０周りの回転子６０の上端に密着される。

また、第１支持部１０２と第２支持部１０３にはリベット６８のヘッド部を収容する収容溝１０２ａ，１０３ａがそれぞれ形成され、これによって第１支持部１０２と第２支持部１０３がそれぞれウェイトバランス６６と上部アンドリング６４上面により效果的に密着可能になる。

次に、図５及び図６を参照して、本実施例によるマグネット６２の着磁過程について説明する。

まず、図５のように上部容器１０ａが開放された状態で、モーター３０の上部に位置する着磁ジグ８０のジグボディー９０を、図６のように下方に移動させて磁性体部材１１０を回転子６０と固定子５０との間に挟みこむと、磁性体部材１１０は回転子６０を囲んだ状態となり、固定部材１００が回転子６０の上端に当たるようになる。

このとき、着磁ジグ８０が下降動作する状態では、ジグボディー９０を回転させて第１支持部１０２がウェイトバランス６６の上面に支持されるようにし、第２支持部１０３はウェイトバランス６６のない部位の上部アンドリング６４の上面に支持されるようにする。

この状態で、ジグボディー９０を下部に加圧すると、回転子６０はジャーナル軸受４１と固定部材１００との間で揺動が防止されるように挟持される。したがって、この状態でマグネット６２が着磁されるようにコイル５２に着磁電源を印加すると、マグネット６２が着磁される過程で回転子６０が揺動しないだけでなく、マグネット６２の上端と下端まで円滑に着磁されるため、マグネット６２は、極性配列が均一になる他、全領域にわたって均一に着磁され、その結果、着磁されたマークネット６２は既存のものに比べて大きい磁性が得られる。

以降、上記のマグネット６２の着磁作業が完了した状態で、着磁ジグ８０を除去したのち上部容器１０ａを下部容器１０ｂに結合させることで、圧縮機の組み立てが完了する。

本発明の好ましい一実施例による圧縮機の全体的な構造を示す側断面図である。 図１の圧縮機において、モーター側の構造を抜粋して示す拡大図である。 図１の圧縮機において、モーターの構造を示す平断面図である。 本発明の好ましい一実施例による着磁ジグの構造を示す側断面図である。 本発明の好ましい一実施例による圧縮機モーターのマグネットを着磁させる過程において、着磁ジグが回転子に支持される前の状態を示す側断面図である。 本発明の好ましい一実施例による圧縮機モーターのマグネットを着磁させる過程において、着磁ジグが回転子に支持された状態を示す側断面図である。

符号の説明

３０ モーター
５０ 固定子
５２ コイル
６０ 回転子
６１ 回転子コア
６２ マグネット
７０ 回転軸
８０ 着磁ジグ
９０ ジグボディー
９１ ボディー部
９２ 延長部
１００ 固定部材
１１０ 磁性体部材

Claims (6)

1. フレームに固定され、内部にコイルが巻回された固定子と、前記固定子の内部に回転自在に設置され、外周側に交互極性を持つように複数個のマグネットが配置される回転子と、を備える圧縮機モーターのマグネット着磁方法であって、
   前記マグネットは、前記モーターの組み立てが完了した状態で前記コイルに着磁電源が印加されて着磁され、
   前記マグネットが着磁される過程で前記回転子は揺動しないように固定支持され、前記回転子と前記固定子との間には、前記マグネットの長さよりも長い磁性体部材が挟み込まれることを特徴とする、圧縮機モーターのマグネット着磁方法。
2. 前記マグネットが着磁される過程では着磁ジグが使用され、
   前記着磁ジグは、ジグボディーと、前記回転子の上端を加圧して固定支持する固定部材と、前記磁性体部材とを一体に備えることを特徴とする、請求項１に記載の圧縮機モーターのマグネット着磁方法。
3. 前記ジグボディーは、昇降及び回転運動可能に備えられることを特徴とする、請求項２に記載の圧縮機モーターのマグネット着磁方法。
4. 前記固定部材は、下端が前記回転子の上端に密着された状態で前記回転子を加圧して固定支持するように前記ジグボディーの下部に備えられ、前記磁性体部材は、前記ジグボディーの外周から下方に延びて円筒形状に備えられることを特徴とする、請求項２に記載の圧縮機モーターのマグネット着磁方法。
5. 前記モーターは、上端部と下端部がそれぞれ前記回転子の上部と下部から所定長さ延在するように前記回転子中央に圧入される回転軸をさらに備え、
   前記固定部材とジグボディーには、前記回転軸が通過する挿通穴が備えられることを特徴とする、請求項４に記載の圧縮機モーターのマグネット着磁方法。
6. 前記回転軸は下端部に形成された偏心部を備え、前記回転子の上端一側には、前記偏心部による前記回転軸の回転アンバランスを補償するウェイトバランスが突出して備えられ、
   前記固定部材の下端は、前記回転軸周りの回転子上端に密着されるように段差が形成されることを特徴とする、請求項５に記載の圧縮機モーターのマグネット着磁方法。

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