JP2009240146A - Rotor of brushless dc motor, compressor equipped with rotor, and apparatus with compressor mounted thereon - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシレスDCモータの回転子、この回転子を備えた圧縮機、およびこの圧縮機を搭載した機器に関する。特に、例えば空調機器や冷凍機器や給湯機器に搭載される圧縮機の内部に組み込まれるブラシレスDCモータの回転子に関する。 The present invention relates to a rotor of a brushless DC motor, a compressor provided with the rotor, and a device equipped with the compressor. In particular, the present invention relates to a rotor of a brushless DC motor incorporated in a compressor mounted on, for example, an air conditioner, a refrigeration device, or a hot water supply device.
エアコン、冷蔵庫、給湯機等に搭載される圧縮機を駆動するためのモータは、近年、本体の省エネルギー化に伴い、インダクションモータよりも高効率であるブラシレスDCモータが使用されるようになってきた。この圧縮機用ブラシレスDCモータは、例えば、高効率で低騒音であるスクロール圧縮機に搭載されているが、本体の価格低下に伴い、圧縮機用ブラシレスDCモータに対してもコストダウンの要求される。 As a motor for driving a compressor mounted in an air conditioner, a refrigerator, a water heater, etc., a brushless DC motor having higher efficiency than an induction motor has been used in recent years with energy saving of the main body. . The brushless DC motor for a compressor is mounted on, for example, a scroll compressor having high efficiency and low noise. However, the cost of the brushless DC motor for the compressor is required to be reduced as the price of the main body decreases. The
従来のこの種の圧縮機に搭載されるブラシレスDCモータは、例えば特許文献1に記載されているモータ構造などがある。この種のブラシレスDCモータの回転子について、図9から図15を用いて説明する。
A brushless DC motor mounted on a conventional compressor of this type has a motor structure described in
図9は従来例1の圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子の構造断面図、図10は図9に示す圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子の10−10断面線における構造断面図であり、図11は図10に示す圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子の構造断面図におけるC部拡大図である。 9 is a structural cross-sectional view of a rotor of a brushless DC motor for a compressor of Conventional Example 1, FIG. 10 is a structural cross-sectional view of the rotor of the brushless DC motor for a compressor shown in FIG. FIG. 11 is an enlarged view of part C in the structural cross-sectional view of the rotor of the brushless DC motor for a compressor shown in FIG.
図9および図10において、積層鉄心101は薄板鉄板を複数枚積層している。積層鉄心101には4箇所の長方形の孔を設け、各孔にはそれぞれ永久磁石102を埋設している。永久磁石102の飛出しを防止する端板103が積層鉄心101の圧縮機反機構側の端面に配設されている。さらに圧縮機反機構側バランスウエイト105と、圧縮機内で冷媒と冷凍機油の分離を目的とした冷媒ガイド104と、圧縮機機構側バランスウエイト106とを4本のリベット107にて固定して回転子が形成されている。
しかしながら、上記の従来例1の圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子は、上記の構造では部品点数が多いことで組立工数がかかるばかりでなく、個々の部品に寸法精度が求められ、それがコストアップの要因のひとつであった。すなわち、例えば、リベット107が挿入される孔ピッチや孔径寸法等が好適な範囲から逸脱すると回転子の振れが大きくなり圧縮機において音や振動大の原因となる場合があった。
However, the rotor of the brushless DC motor for a compressor according to the conventional example 1 requires not only an assembly process due to the large number of parts in the above structure, but also requires dimensional accuracy for each part, which is a cost. It was one of the factors of up. That is, for example, if the hole pitch, hole diameter, or the like into which the
また、図11において、冷媒ガイド104のR寸法(丸み)のプレス加工精度が悪いと、積層鉄心101の外周部のコア押さえの機械的強度が弱くなり、積層鉄心101に隙間ができてモータ特性悪化や振動大の原因に至る可能性があった。したがって、冷媒ガイド104の単品の単価やプレス金型費大の要因ともなっていた。
In FIG. 11, if the pressing accuracy of the R dimension (roundness) of the
図12は従来例2の圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子の構造断面図、図13は図12に示す圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子の13−13断面線における構造断面図であり、図14は図13に示す圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子の構造断面図におけるD部拡大図である。 12 is a structural cross-sectional view of a rotor of a brushless DC motor for a compressor of Conventional Example 2, FIG. 13 is a structural cross-sectional view of the rotor of the brushless DC motor for a compressor shown in FIG. FIG. 14 is an enlarged view of a portion D in the structural sectional view of the rotor of the brushless DC motor for a compressor shown in FIG.
図12および図13において、積層鉄心201は薄板鉄板を複数枚積層している。積層鉄心201に4箇所の長方形の孔を設け、各孔にはそれぞれ永久磁石202を埋設している。永久磁石202の飛出しを防止する端板203が積層鉄心201の圧縮機反機構側の端面に配設されている。さらに圧縮機反機構側バランスウエイト205と、圧縮機内で冷媒と冷凍機油の分離を目的とした冷媒ガイド204と、圧縮機機構側バランスウエイト206とを4本のリベット207にて固定して回転子が形成されている。
12 and 13, the laminated
この従来例2と上記従来例1との相違点は、従来例2のものでは端板203が圧縮機機構側にも挿入された構造である点である。従来例2のものは、図14で示す冷媒ガイド204のR寸法のプレス加工精度が低い場合に使用される構造である。
The difference between the conventional example 2 and the conventional example 1 is that in the conventional example 2, the
さらに、圧縮機機構側に端板3を挿入する理由を、図15に示す圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子コアシート図を用いて説明する。ここに示す回転子コアシート図は一例であり、コアシート図には4種類の貫通孔がある。1つ目は4箇所の長方形の孔、すなわち、永久磁石挿入孔309である。2つ目は冷媒や冷凍機油が通過する円周上の8箇所の孔、すなわち、冷媒通路孔310である。3つ目はリベットを挿入する4箇所の孔、すなわちリベット挿入孔311である。4つ目は回転子コアシートの中央部に設けられた圧縮機機構シャフト孔312である。
Further, the reason for inserting the
圧縮機用に使用される回転子のコアは、ブラシレスDCモータの効率を良くするために、永久磁石挿入孔309は可能な限り外周側へ配置する必要がある。そこで、図15に示すブリッジ幅Hを極端に狭くすると、高速回転時やブラシレスDCモータの起動・停止時にブリッジ幅部において遠心力による破断または回転子の組立時においてスラスト方向の曲がり等が発生する可能性がある。このため、図13において、積層鉄心201の両端部を端板203で重ねて、積層鉄心201を挟み込みながら複数本のリベット207で固定することで、回転時のブリッジ部の破断や組立時での曲げを防止することが可能となる。但し、この従来例2の構造では、図10に示した従来例1と同様に、部品点数が多いことで組立工数がかかる、または個々の部品寸法精度が求められるものでありコストアップの要因の一つであった。また、一般的に圧縮機内部で使用される端板203や冷媒ガイド204はステンレス鋼等が最適であるが、近年材料の高騰や海外での品質の良いステンレス鋼の入手性等が危惧されている。
In the rotor core used for the compressor, in order to improve the efficiency of the brushless DC motor, it is necessary to dispose the permanent
また、従来の構成では、冷媒ガイド104や204と機構側バランスウエイト106や206の2種類の部品、または冷媒ガイド104や204と機構側バランスウエイト106や206と端板103や203の3種類の部品をリベット107や207で固定する必要がある。そのため部品点数が多く、また個々の部品寸法精度が要求されていた。その結果、組立工数がかかる、または個々のプレス加工寸法精度を要求することで部品加工費アップや金型費用大となることで、部品の単価が高いという課題があった。
In the conventional configuration, the
上記課題を解決するために、本発明の圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子は、次の構成を有する。すなわち、薄板鉄板を複数枚積層した積層鉄心と、積層鉄心に設けた複数個の孔に永久磁石を埋設しさらに永久磁石の飛出しを防止する端板と、圧縮機内において冷媒と冷凍機油とを分離するための冷媒ガイドと、圧縮機反機構側バランスウエイトとを複数本のリベットにて固定した回転子において、冷媒ガイドと圧縮機機構側バランスウエイト部とを一体にする。 In order to solve the above problems, a rotor of a brushless DC motor for a compressor according to the present invention has the following configuration. That is, a laminated iron core in which a plurality of thin steel plates are laminated, an end plate for embedding permanent magnets in a plurality of holes provided in the laminated iron core to prevent the permanent magnets from jumping out, and refrigerant and refrigerator oil in the compressor. In the rotor in which the refrigerant guide for separation and the compressor counter mechanism side balance weight are fixed by a plurality of rivets, the refrigerant guide and the compressor mechanism side balance weight part are integrated.
この構成により、本発明の圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子は、冷媒ガイドと圧縮機機構側バランスウエイト部を一体化、または冷媒ガイドと圧縮機機構側バランスウエイト部と端板を一体化することで、作業工程を簡素化することが可能である。さらに、部品点数が削減したことで組立精度が向上できる安価な圧縮機用ブラシレスDCモータの回転子を提供することができる。 With this configuration, in the rotor of the brushless DC motor for a compressor according to the present invention, the refrigerant guide and the compressor mechanism side balance weight part are integrated, or the refrigerant guide, the compressor mechanism side balance weight part and the end plate are integrated. Thus, the work process can be simplified. Furthermore, an inexpensive brushless DC motor rotor for a compressor that can improve assembly accuracy by reducing the number of parts can be provided.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。具体的には、薄板鉄板を複数枚積層した積層鉄心と、前記積層鉄心に複数個の開放孔を設けて前記開放孔に永久磁石を埋装し、更に前記永久磁石の飛出しを防止する端板と、圧縮機内で冷媒と冷凍機油との分離を目的とした冷媒ガイドとバランスウエイトとを複数本のリベットにて固定した回転子において、前記回転子の構成物のうちの前記冷媒ガイドと前記バランスウエイトとを一体構造の構造体としたことを特徴とする圧縮機用DCブラシレスモータの回転子について、その実施例を以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Specifically, a laminated iron core in which a plurality of thin steel plates are laminated, and an end for providing a plurality of open holes in the laminated iron core, embedding permanent magnets in the open holes, and further preventing the permanent magnets from jumping out. In a rotor in which a plate, a refrigerant guide for the purpose of separating refrigerant and refrigeration oil in a compressor, and a balance weight are fixed by a plurality of rivets, the refrigerant guide of the rotor components and the rotor An embodiment of a rotor of a DC brushless motor for a compressor, which is characterized in that the balance weight and the structure are integrally formed will be described below.
図1は本発明の実施例1におけるブラシレスDCモータの回転子の構造断面図、図2は図1に示すブラシレスDCモータの回転子の2−2断面線における構造断面図であり、図3は図2に示すブラシレスDCモータの回転子の構造断面図におけるA部拡大図である。
FIG. 1 is a structural cross-sectional view of a rotor of a brushless DC motor in
まず、図1および図2を用いて、本発明の実施例1におけるブラシレスDCモータの回転子の基本構成を説明する。本実施例1におけるブラシレスDCモータの回転子は、薄板鉄板を複数枚積層した積層鉄心1と、積層鉄心1に設けた複数個の孔に永久磁石2を埋設しさらに永久磁石2の飛出しを防止する端板3と、圧縮機内において冷媒と冷凍機油とを分離するための冷媒ガイド8と、圧縮機反機構側バランスウエイト5とを複数本のリベット7にて固定した回転子において、冷媒ガイド8と圧縮機機構側バランスウエイト部6とを一体にする。
First, the basic configuration of the rotor of the brushless DC motor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The rotor of the brushless DC motor according to the first embodiment includes a laminated
次に、本発明の実施例1におけるブラシレスDCモータの回転子についてさらに詳細に説明する。 Next, the brushless DC motor rotor according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail.
図1および図2において、積層鉄心1は薄板鉄板を複数枚積層している。積層鉄心1には4箇所の長方形の孔が設けられそれぞれの孔には永久磁石2が埋設されている。薄板鉄板には、例えば、板厚t0.2から0.5mm電磁鋼板が使用されている。4つの永久磁石2によって4極(N−S−N−S)を構成している。永久磁石2の材質としては、ネオジム磁石やフェライト磁石が適している。
In FIG. 1 and FIG. 2, the
永久磁石2の飛出しを防止する端板3を積層鉄心1の両端部に重ねている。さらに、圧縮機内で冷媒と冷凍機油の分離を目的とした冷媒ガイド8には圧縮機機構側バランスウエイト部6が一体化されている。バランスウエイト部一体型の冷媒ガイド8と、圧縮機反機構側バランスウエイト5を4本のリベット7にて固定されている。バランスウエイト部一体型の冷媒ガイド8の材質としては、一般的には真鍮や高マンガン鋼(非磁性体)が適しており、ダイカスト方法や冷間鍛造にて作製されるものである。圧縮機機構側バランスウエイト部6は、冷媒ガイド8に一体化された例えば肉厚部分として形成される。
例えば、このバランスウエイト部一体型の冷媒ガイド8は、真鍮ダイカスト品で作製される場合は図3のK部(バランスウエイト部一体型の冷媒ガイド8の底の外周部)は直角で作製可能であり、丸みを有する従来例の冷媒ガイド104(従来のものはプレス加工にて作製されるため、必ず丸みを帯びる)よりロータコアを確実に挟み込むことが可能となる。
For example, when the balance weight part-integrated
図4は本発明の実施例2におけるブラシレスDCモータの回転子の構造断面図、図5は図4に示すブラシレスDCモータの回転子の5−5断面線における構造断面図であり、図6は図5に示すブラシレスDCモータの回転子の構造断面図におけるB部拡大図である。 4 is a structural cross-sectional view of the rotor of the brushless DC motor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a structural cross-sectional view of the rotor of the brushless DC motor shown in FIG. It is the B section enlarged view in the structure sectional drawing of the rotor of the brushless DC motor shown in FIG.
図4および図5において、積層鉄心11は薄板鉄板を複数枚積層している。積層鉄心11には4箇所の長方形の孔が設けられそれぞれの孔には永久磁石12が埋設されている。薄板鉄板には、例えば、板厚t0.2から0.5mm電磁鋼板が使用されている。4つの永久磁石12によって4極(N−S−N−S)を構成している。永久磁石12の材質としては、ネオジム磁石やフェライト磁石が適している。
4 and 5, the
永久磁石12の飛出しを防止する端板13を積層鉄心11の圧縮機反機構側に重ねている。さらに圧縮機内で冷媒と冷凍機油の分離を目的とした冷媒ガイド18と圧縮機機構側バランスウエイト部16とさらに端板を一体化した冷媒ガイド18と、反機構側バランスウエイト15を4本のリベット17にて固定している。このバランスウエイト部一体型の冷媒ガイド18の材質としては、実施例1の記載と同様に、一般的には真鍮や高マンガン鋼(非磁性体)が適している。
An
例えば、このバランスウエイト部一体型の冷媒ガイド18は真鍮ダイカスト品でさらに積層鉄心11と接触する面側に切削加工を追加し作製される場合は、図6のK部(バランスウエイト部一体型の冷媒ガイド18の底の外周部)は実施例1の記載よりもさらに直角で作製可能である。これにより、実施例1に使用している圧縮機機構側の端板3を削除できる構成となる。この構成もまた、丸みを有する従来例の冷媒ガイド(従来のものはプレス加工にて作製されるため、必ず丸みを帯びる)よりロータコアを確実に挟み込むことが可能となる。
For example, when the balance weight unit-integrated
以上より、この構成であれば、実施例1よりさらに部品点数の削減が可能でありかつ、低価格が寸法精度の高い回転子の作製が可能となる。 As described above, with this configuration, the number of parts can be further reduced as compared with the first embodiment, and a low-cost and high dimensional accuracy rotor can be manufactured.
図7は本発明の実施例におけるブラシレスDCモータの回転子を組み込んだ本発明の実施例3における圧縮機の構造断面図である。
FIG. 7 is a structural cross-sectional view of a compressor in
図7において、密閉容器21は、その内部に電動機部30及び圧縮機構部23を備えている。電動機部30は、巻線が巻回された固定子31およびその固定子31に環状空隙を介して対向して配設された回転子32を有している。回転子32に固設されたシャフト28は主軸受29および副軸受35により回転自在に支持されている。
In FIG. 7, the sealed
シリンダ34内には、偏心部36を有してシャフト28に嵌入されたローラ33が配設されている。固定子31の巻線に通電することにより回転子32が回転する。すると、ローラ33は、シリンダ34内をシャフト28を中心として、そのシャフト28の回りを遊星運動する。シリンダ34には吸入孔25があけられ、吸入管24を介してアキュームレータ(図示せず)とつながっている。密閉容器21の底部には、潤滑油である冷凍機油37が溜められている。
In the cylinder 34, a
上記固定子31に上記の本発明の実施例のブラシレスDCモータの回転子を組み込むことができる。
The rotor of the brushless DC motor according to the embodiment of the present invention can be incorporated in the
図8は本発明の実施例における圧縮機を搭載した本発明の実施例4における機器(エアコン室外機)の構造図である。 FIG. 8 is a structural diagram of a device (air conditioner outdoor unit) according to a fourth embodiment of the present invention on which the compressor according to the present embodiment is mounted.
図8において、エアコン室外機41は筐体50を有している。このエアコン室外機41は、底板42に立設した仕切り板44により、圧縮機室46と熱交換器室49とに区画されている。圧縮機室46には圧縮機45が配設されている。熱交換器室49には熱交換器47及び送風用のファンモータ48が配設されている。仕切り板44の上部には電装品箱40が配設されている。
In FIG. 8, the air conditioner
ファンモータ48は、ブラシレスDCモータの回転軸に送風ファンを取り付け構成されている。そのファンモータ48は、電装品箱40内に収容されたモータ駆動装置43により駆動される。ファンモータ48の回転に伴ない送風ファンが回転し、その風により熱交換器室49を冷却する。
The
ここで、圧縮機45は、上記の本発明の実施例における圧縮機を搭載することができる。
Here, the
上記から明らかなように、本発明のブラシレスDCモータの回転子では、低価格で寸法精度の高い回転子の作製可能となり、特に空調機器や冷凍機器や給湯機器に搭載される圧縮機の用途に有用である。 As is clear from the above, the rotor of the brushless DC motor of the present invention makes it possible to manufacture a rotor with low cost and high dimensional accuracy, especially for use in compressors mounted on air conditioning equipment, refrigeration equipment and hot water supply equipment. Useful.
本発明の圧縮機用DCブラシレスモータの回転子では、低価格で寸法精度の高い回転子の作製可能となり、特に空調機器や冷凍機器や給湯機器に搭載される圧縮機の用途に有用である。 The rotor of the DC brushless motor for a compressor according to the present invention makes it possible to produce a rotor with low cost and high dimensional accuracy, and is particularly useful for a compressor mounted in an air conditioner, a refrigeration device, or a hot water supply device.
1 積層鉄心
2 永久磁石
3 端板
5 圧縮機反機構側バランスウエイト
6 圧縮機機構側バランスウエイト部
7 リベット
8、18、104 冷媒ガイド
309 永久磁石挿入孔
310 冷媒通路孔
311 リベット挿入孔
312 圧縮機機構シャフト孔
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記積層鉄心に設けた複数個の孔に永久磁石を埋設し、さらに前記永久磁石の飛出しを防止する端板と、
圧縮機内において冷媒と冷凍機油とを分離するための冷媒ガイドと、
圧縮機反機構側バランスウエイトとを複数本のリベットにて固定した回転子において、
前記冷媒ガイドと圧縮機機構側バランスウエイト部とを一体にしたブラシレスDCモータの回転子。 A laminated iron core in which a plurality of thin steel plates are laminated;
An end plate for embedding permanent magnets in a plurality of holes provided in the laminated core, and further preventing the permanent magnets from jumping out;
A refrigerant guide for separating refrigerant and refrigeration oil in the compressor;
In the rotor fixed to the compressor counter mechanism side balance weight with multiple rivets,
A rotor of a brushless DC motor in which the refrigerant guide and a compressor mechanism side balance weight part are integrated.
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