JP2010236453A - 電動機ロータ - Google Patents

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Abstract

【課題】油分離効率の低下を抑制し、モータ効率の低下を回避することができる電動機ロータを備えた圧縮機を提供する。
【解決手段】永久磁石を内部に備える略円柱状の回転子積層鋼板からなる電動機ロータ１０において、回転子積層鋼板には、軸方向に貫通する複数の冷媒ガス孔１８と、円周方向に複数配置され、軸方向に貫通したリベット孔２０とを設ける。複数のリベット孔２０のうち少なくとも１つのリベット孔を、ロータ着磁時に回転方向の位置決めをするための位置決めピンを挿入する位置決め孔２０ｂとして用いるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動機ロータおよびこれを備えた圧縮機に関し、特に、冷媒ガス孔、リベット孔などの複数の孔を有する電動機ロータおよびこの電動機ロータを備えたロータリ圧縮機やスクロール圧縮機などの密閉型回転式圧縮機に関するものである。
従来、ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機などの密閉型回転式圧縮機に備わる電動機のロータが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。図７は、従来の６極電動機ロータの上面図である。図７に示すように、ロータ１には、軸孔２の周囲近傍に４箇所の長孔形状の冷媒ガス孔３と２箇所の位置決め孔４が設けてある。また、ロータ１の径方向外側に６箇所のリベット孔５が設けてある。位置決め孔４は冷媒ガス孔３を兼ねている。
リベット孔５は、ロータ１の構成部品であるロータコア（回転子積層鋼板）、端板６、マグネット（永久磁石）、バランスウェイト７および油分離板を固定するリベットを挿通するためのものである。冷媒ガス孔３は、冷媒ガスの通路となる貫通孔であり、油分離効率向上のためのものである。位置決め孔４は、ロータ１の着磁工程において、ロータ１の回転位置を所定の位置に合わせる位置決めピンを挿入するためのものである。
ロータリ圧縮機の製造工程においては、ロータをケーシング内の圧縮部から延びるシャフトに焼嵌めにより固定した後に、ロータの着磁を行う。ロータの着磁は、ロータと着磁装置とを回転方向の所定位置に合わせて行う必要があり、ロータの位置決め孔に位置決めピンを挿入し、ロータの回転方向の位置を所定位置に合わせて行う。この場合、ロータは圧縮部から延びるシャフトに焼嵌めにより固定されているため、位置決めピンは、圧縮部から遠い反圧縮部側のロータ端面に設けた位置決め孔からロータに挿入する。着磁時にはロータを回転させようとする磁力が作用するため、位置決めピンは、位置合わせ時のロータ回転防止の役割も担っている。
特開２００５−１４３２９９号公報 特開２００８−１４３２０号公報
ところで、上記の従来の図７に示すロータ１では、６箇所の冷媒ガス孔３のうち、２箇所を位置決め孔４として使用している。油分離効率の向上には、冷媒ガス孔面積の拡大が有効であるため、冷媒ガス孔３をロータ１の周方向に長い長孔形状としている。冷媒ガス孔３をすべて同じ長孔形状にすると位置決め孔として使用することが難しくなるため、位置決めに使用する冷媒ガス孔３（位置決め孔４）は円形状としている。この場合、冷媒ガス孔３の面積が小さくなり油分離効率が悪化するという問題がある。逆に、位置決めに使用する冷媒ガス孔３（位置決め孔４）の円の面積を大きくすると、ロータ１内の磁路を狭めることとなりモータ効率が悪化するという問題がある。
一方、ロータに油分離板を取り付けた構造の場合には、油分離板は、ロータの反圧縮部側の端面に設けるため、油分離板に位置決め孔または切欠きを設けることができる。ただし、低コスト化を図るために油分離板を薄板で形成した場合には強度が低下することから、着磁時の回転力によって油分離板が変形するおそれがあり、ロータコアに位置決め孔を設けておく必要がある。この場合、油分離板にもロータコアの位置決め孔に対応する位置に、この位置決め孔以上の大きさの孔を設けておく必要がある。油分離効率を向上させるため、位置決め孔として使用する冷媒ガス孔を大きくした場合には、油分離板にも大きな孔を設ける必要が生じる。しかしながら、油分離板に大きな孔がある場合には、油分離板による油分離効果を十分に発揮できないおそれがある。
他方、冷媒ガス孔とは別個に位置決め孔を設ける場合は、ロータ内の磁路に悪影響を及ぼさない箇所に設ける必要があり、設計上の制約が多くなるとともに、モータ効率を悪化させるおそれもある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、油分離効率の低下を抑制し、モータ効率の低下を回避することができる電動機ロータおよびこれを備えた圧縮機を提供することを目的とする。
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る電動機ロータは、永久磁石を内部に備える略円柱状の回転子積層鋼板からなる電動機ロータにおいて、前記回転子積層鋼板には、軸方向に貫通する複数の冷媒ガス孔と、円周方向に複数配置され、軸方向に貫通したリベット孔とが設けられ、前記複数のリベット孔のうち少なくとも１つのリベット孔を、ロータ着磁時に回転方向の位置決めをするための位置決めピンを挿入する位置決め孔として用いるように構成したことを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係る電動機ロータは、上述した請求項１において、前記回転子積層鋼板の端面に油分離板を同軸に設け、この油分離板の前記位置決め孔に対応した位置に、位置決めピンを挿通可能な孔を設けたことを特徴とする。
また、本発明の請求項３に係る電動機ロータは、上述した請求項１または２において、ロータ極数が６極の電動機ロータであって、前記リベット孔は円周方向等間隔に６箇所設けられ、これらリベット孔のうち円周等配に配置された３箇所はリベットが専ら挿入されるリベット専用孔として、残りのリベット孔は前記位置決め孔として用いるように構成したことを特徴とする。
また、本発明の請求項４に係る圧縮機は、上述した請求項１〜３のいずれか一つに記載の電動機ロータを備えた圧縮機である。
本発明によれば、永久磁石を内部に備える略円柱状の回転子積層鋼板からなる電動機ロータにおいて、前記回転子積層鋼板には、軸方向に貫通する複数の冷媒ガス孔と、円周方向に複数配置され、軸方向に貫通したリベット孔とが設けられ、前記複数のリベット孔のうち少なくとも１つのリベット孔を、ロータ着磁時に回転方向の位置決めをするための位置決めピンを挿入する位置決め孔として用いるように構成したので、油分離効率を左右する冷媒ガス孔の形状を変える必要がなく、また、リベット孔とは別個に位置決め孔を設ける必要もない。このため、ロータ内の磁路に悪影響を及ぼすことを回避することができる。したがって、油分離効率の低下を抑制し、モータ効率の低下を回避することができるという効果を奏する。
図１は、本発明に係る電動機ロータの実施例を示す上面図である。 図２は、本発明に係る電動機ロータの上方斜視図である。 図３は、本発明に係る電動機ロータの分解上方斜視図である。 図４は、本発明に係る電動機ロータの油分離板の上面図である。 図５は、本発明に係る電動機ロータの実施例を示す下面図である。 図６は、本発明に係る圧縮機の側断面図である。 図７は、従来の電動機ロータの一例を示す上面図である。
以下に、本発明に係る電動機ロータおよびこれを備えた圧縮機の実施例を、ロータ極数が６極の電動機ロータを例にとり図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
図１および図２に示すように、本発明に係る電動機ロータ１０は、軸孔１２を有する円柱状の回転子積層鋼板１４と回転子端板１６ａ、１６ｂとからなり、軸孔１２周囲の円周方向に長い長孔形状の６箇所の冷媒ガス孔１８と、これよりも径外側の円周方向等間隔に設けた６箇所のリベット孔２０とを備える。冷媒ガス孔１８とリベット孔２０は、それぞれ電動機ロータ１０を軸方向に貫通する孔である。
リベット孔２０は、図３に示すように、回転子積層鋼板１４内の回転対称位置に配置してある６個のマグネット２１（永久磁石）を回避する位置に回転対称に配置してある。リベットは、ロータ構成部品を固定するため円周方向均等間隔に挿入配置するのが望ましいので、円周等配に配置した３箇所のリベット専用孔２０ａに挿入してある。したがって、６箇所のリベット孔２０のうち３箇所にはリベットを挿入していない。
リベットを挿入していない３箇所のうち、バランスウェイト２２ａに隠れていない２箇所を、ロータ着磁時の位置決めピンを挿入するための位置決め孔２０ｂとして用いる。なお、残りの１箇所はバランスウェイト２２ａの下に隠れて見えないようになっている。
冷媒ガス孔１８は、軸孔１２近傍の回転対称位置に設けてあり、ロータ１０の磁路を狭めてモータ効率を悪化させない位置に設けてある。
ロータ１０の反圧縮部側の端面には、油分離効率の向上のための油分離板２４が設けてある。油分離板２４は、プレスにて容易に加工できるように薄板で形成してある。図３および図４に示すように、油分離板２４には、ロータ１０の位置決め孔２０ｂに位置決めピンを挿入できるように、ロータ１０の位置決め孔２０ｂに対応した位置に貫通孔２６を設け、この貫通孔２６から位置決めピンをロータ１０に挿入できるようにしてある。
図３および図５に示すように、電動機ロータ１０は、円弧板状のバランスウェイト２２ａ、２２ｂを両端面に備える。上下のバランスウェイト２２ａ、２２ｂは、互いに位相が１８０°異なる位置に配置してある。上側のバランスウェイト２２ａは、端部２箇所のリベット専用孔２０ａを通るリベット２８ａ、２８ｂにより回転子端板１６ａを介して回転子積層鋼板１４に固定してある。
下側のバランスウェイト２２ｂは、中央１箇所のリベット専用孔２０ａを通るリベット２８ｃにより回転子端板１６ｂを介して回転子積層鋼板１４に固定してあり、端部２箇所に形成した凸部３０と回転子端板１６ｂに形成した凹部３２とが嵌合することで位置決めされている。
次に、本発明に係る電動機ロータを備えた圧縮機の実施の形態についてロータリ圧縮機を例にとり説明する。図６は、本発明に係る電動機ロータを備えたロータリ圧縮機の側断面図である。
図６に示すようなロータリ圧縮機１００を製造する場合には、電動機ロータ１０を圧縮部３４のシャフト３６に焼嵌めにより固定した後に、電動機ロータ１０の着磁を行う。電動機ロータ１０は、圧縮部３４のシャフト３６に固定されているため、位置決めピンは圧縮部３４から遠い反圧縮部側のロータ端面１０ａの位置決め孔２０ｂに対して挿入する。
電動機ロータ１０の反圧縮部側には油分離板２４が設けられているため、油分離板２４の貫通孔２６を介して、電動機ロータ１０の位置決め孔２０ｂに位置決めピンを挿入する。位置決めピンを電動機ロータ１０に挿入し、これによって電動機ロータ１０の回転方向の位置を所定位置に合わせ、着磁を行う。このとき、ロータ１０を回転させようとする磁力が作用するため、位置決めピンは回転防止の役割も果たしている。着磁完了後は電動機ロータ１０から位置決めピンを抜き、次工程に移行することになる。
このように、電動機ロータ１０に設けてある複数のリベット孔２０のうち少なくとも１箇所の孔２０ｂにはリベットを挿入せずに、ロータ着磁時の位置決め用の孔として使用すれば、油分離効率を左右する冷媒ガス孔１８の形状を変える必要もないし、別個に位置決め孔を設ける必要もない。このため、孔を新設することでロータ１０内の磁路を狭めてモータ効率の悪化を招くことはない。冷媒ガス孔１８を位置決め孔として兼用しないので、冷媒ガス孔１８の大きさを十分確保することができ、油分離効率の悪化を招くこともない。したがって、モータ効率を低下させることもなく、吐油量の少ない圧縮機１００を得ることができる。
さらに、電動機ロータ１０が、薄板で形成した油分離板２４を有する構造であっても、回転子積層鋼板１４側の位置決め孔２０ｂに挿入するために油分離板２４にリベット孔程度の小さい貫通孔２６を設ければよいので、油分離効率の低下を最小限に抑制することができる。
上記の実施の形態において、ロータ磁極が６極の電動機ロータについて説明したが、本発明は６極に限るものではなく、回転子積層鋼板１４内に４個のマグネット（永久磁石）を回転対称位置に配置した４極の電動機ロータで構成してもよいし、４極以外の複数極の電動機ロータで構成してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、永久磁石を内部に備える略円柱状の回転子積層鋼板からなる電動機ロータにおいて、前記回転子積層鋼板には、軸方向に貫通する複数の冷媒ガス孔と、円周方向に複数配置され、軸方向に貫通したリベット孔とが設けられ、前記複数のリベット孔のうち少なくとも１つのリベット孔を、ロータ着磁時に回転方向の位置決めをするための位置決めピンを挿入する位置決め孔として用いるように構成したので、油分離効率を左右する冷媒ガス孔の形状を変える必要がなく、また、リベット孔とは別個に位置決め孔を設ける必要もない。このため、ロータ内の磁路に悪影響を及ぼすことを回避することができる。したがって、油分離効率の低下を抑制し、モータ効率の低下を回避することができるという効果を奏する。
以上のように、本発明に係る電動機ロータは、冷媒ガス孔、リベット孔や位置決め孔などの複数の孔を有する電動機ロータに有用であり、特に、冷凍装置等に使用されるロータリ圧縮機やスクロール圧縮機などの密閉型回転式圧縮機に備わる電動機ロータに適している。
１０ 電動機ロータ
１０ａ ロータ端面
１２ 軸孔
１４ 回転子積層鋼板
１６ａ，１６ｂ 回転子端板
１８ 冷媒ガス孔
２０ リベット孔
２１ マグネット（永久磁石）
２０ａ リベット専用孔
２０ｂ 位置決め孔
２２ａ，２２ｂ バランスウェイト
２４ 油分離板
２６ 貫通孔
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ リベット
３０ 凸部
３２ 凹部
３４ 圧縮部
３６ シャフト
１００ ロータリ圧縮機（圧縮機）

Claims (4)

  1. 永久磁石を内部に備える略円柱状の回転子積層鋼板からなる電動機ロータにおいて、
    前記回転子積層鋼板には、軸方向に貫通する複数の冷媒ガス孔と、
    円周方向に複数配置され、軸方向に貫通したリベット孔とが設けられ、
    前記複数のリベット孔のうち少なくとも１つのリベット孔を、ロータ着磁時に回転方向の位置決めをするための位置決めピンを挿入する位置決め孔として用いるように構成したことを特徴とする電動機ロータ。
  2. 前記回転子積層鋼板の端面に油分離板を同軸に設け、この油分離板の前記位置決め孔に対応した位置に、位置決めピンを挿通可能な孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動機ロータ。
  3. ロータ極数が６極の電動機ロータであって、前記リベット孔は円周方向等間隔に６箇所設けられ、これらリベット孔のうち円周等配に配置された３箇所はリベットが専ら挿入されるリベット専用孔として、残りのリベット孔は前記位置決め孔として用いるように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機ロータ。
  4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の電動機ロータを備えた圧縮機。
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