JP2013138542A

JP2013138542A - モータ及び圧縮機

Info

Publication number: JP2013138542A
Application number: JP2011287620A
Authority: JP
Inventors: Motofumi Otsuji; 基史大辻
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-11

Abstract

【課題】モータの部品点数を低減し、端板部材における油分離部の取り付けの信頼性の向上を図る
【解決手段】回転子１１のコア３１の上端部には、端板部材３２が配置されている。端板部材３２は、コア３１に固定された固定部４１と、冷媒流路３４の上方に配置された油分離部４２とを有する。固定部４１と油分離部４２とは、接続部４３を介して一体に形成されている。冷媒流路３４を通過した冷媒及び潤滑油は、油分離部４２に衝突し、冷媒と潤滑油とに分離される。冷媒は、隣り合う接続部４３の間に設けられた孔７１を通過して密閉ケーシングの外部に排出される。一方、潤滑油は、固定子と回転子１１との間を通過して密閉ケーシングの底部に貯留される。
【選択図】図２

Description

本発明は、固定子と回転子とを有するモータ及び圧縮機に関する。

圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構の駆動源となるモータとを備えたものが一般的である。特許文献１に示すように、モータは、環状の固定子と、その径方向内側に配置された回転子とを有する。回転子は、コア（鉄心）と、コアを軸方向に貫通した冷媒流路と、コアの内部に埋め込まれた磁石とを有しており、コアの端部には、磁石の脱落を防止する端板部材が配置されている。また、コアの上端部には、油分離板（オイルセパレータ）が配置されている。圧縮機構で圧縮された冷媒は、圧縮機構の焼付けを防止するための油とともに冷媒流路を通過し、油分離板に衝突して冷媒と油とに分離される。

特開平５−２２７６８７号公報

ところで、コアの上端部において、油分離板は、端板部材と別の部材で構成されている。したがって、モータの部品点数が多く、油分離板の端板部材への取り付けの信頼性が必要である。

そこで、本発明は、部品点数を低減できるとともに、油分離板の取り付けの信頼性の向上を図ることができるモータ及び圧縮機を提供することを目的とする。

第１の発明に係るモータは、環状の固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備えたモータであって、前記回転子は、コアと、前記コアの軸方向の上端部に配置された端板部材と、前記コア及び前記端板部材を軸方向に貫通した冷媒流路とを有し、前記端板部材には、前記冷媒流路の上方に配置されているとともに、前記冷媒流路を通過した冷媒及び油が衝突する油分離部が一体に形成されている。

このモータでは、油分離部が端板部材に一体に形成されていることから、モータの部品点数を低減できる。これにより、モータのコストを削減することができる。また、端板部材において油分離部の取り付け（例えば、締結部分）が不要であるため、信頼性の向上を図ることができる。

第２の発明に係るモータは、第１の発明に係るモータにおいて、前記端板部材がプレス加工によって形成される。

このモータでは、プレス加工によって、油分離部が一体に形成された端板部材を容易に製造できる。

第３の発明に係るモータは、第１又は第２の発明において、前記端板部材は、前記コアの端面に固定される環状の固定部と、前記固定部と前記油分離部とを接続する複数の接続部と、前記接続部間に設けられた孔とを有し、前記油分離部が、前記冷媒流路の上方に配置され且つ前記固定部の径方向内側に配置された内側部分を有している。

このモータでは、環状の固定部と油分離部とが接続部により接続され、油分離部の内側部分を固定部の径方向内側に配置することにより、端板部材の構成を容易に構成できる。

第４の発明に係るモータは、第３の発明において、前記油分離部が、前記内側部分の外周部から径方向外側に向かって突出した突出部を有している。

このモータでは、油分離部が、固定部の径方向内側に配置された内側部分と、内側部分の外周部から径方向外側に向かって突出した突出部とを有することから、冷媒流路を通過した冷媒及び油が、油分離部の内側部分と突出部とに衝突する。このように、油分離部の面積を大きくすることができるため、冷媒流路を通過した冷媒と油との分離率を向上させることができる。

第５の発明に係る圧縮機は、第１〜第４のいずれかの発明のモータを備えている。

この圧縮機では、モータの油分離部が端板部材に一体に形成されていることから、圧縮機の部品点数を低減できる。これにより、圧縮機のコストを削減することができる。また、端板部材において油分離部の取り付け（例えば、締結部分）が不要であるため、信頼性の向上を図ることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、油分離部が端板部材に一体に形成されていることから、モータの部品点数を低減できる。これにより、モータのコストを削減することができる。また、端板部材において油分離部の取り付け（例えば、締結部分）が不要であるため、信頼性の向上を図ることができる。

第２の発明では、プレス加工によって、油分離部が一体に形成された端板部材を容易に製造できる。

第３の発明では、環状の固定部と油分離部とが接続部により接続され、油分離部の内側部分を固定部の径方向内側に配置することにより、端板部材の構成を容易に構成できる。

第４の発明では、油分離部が、固定部の径方向内側に配置された内側部分と、内側部分の外周部から径方向外側に向かって突出した突出部とを有することから、冷媒流路を通過した冷媒及び油が、油分離部の内側部分と突出部とに衝突する。このように、油分離部の面積を大きくすることができるため、冷媒流路を通過した冷媒と油との分離率を向上させることができる。

第５の発明では、モータの油分離部が端板部材に一体に形成されていることから、圧縮機の部品点数を低減できる。これにより、圧縮機のコストを削減することができる。また、端板部材において油分離部の取り付け（例えば、締結部分）が不要であるため、信頼性の向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態の圧縮機の概略断面図である。図１に示した回転子及びシャフトの断面図である。図２に示したコアの平面図である。図１に示した端板部材の斜視図である。図１に示した端板部材を形成する工程を示した模式図である。本発明の第２実施形態の回転子及びシャフトの断面図である。図６に示した端板部材の斜視図である。図６に示した端板部材を形成する工程を示した模式図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。

（圧縮機の構成）
図１に示すように、圧縮機１は、１シリンダ型のロータリ圧縮機であって、アキュムレータ２と、密閉ケーシング３と、密閉ケーシング３内に配置された駆動機構４及び圧縮機構５とを備えている。駆動機構４は、圧縮機構５の上方に配置されている。圧縮機構５は、シリンダ５１と、フロントヘッド５２と、リアヘッド５３とを有する。また、密閉ケーシング３の底部には、圧縮機構５の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Ｌが貯留されている。

圧縮機１では、アキュムレータ２の入口管２ａから導入された冷媒（本実施形態では、ＣＯ_２）が、吸入管６から密閉ケーシング３内に導入され、圧縮機構５で圧縮された後、駆動機構４の回転子１１の冷媒流路３４等を通過して、排出管７から排出される。

（駆動機構４）
駆動機構４は、圧縮機構５を駆動するものであって、駆動源となるモータ８と、モータ８によって駆動されるシャフト９とを有する。モータ８は、環状の固定子１０と、その径方向内側に配置された回転子１１とを有する。シャフト９は、回転子１１の略中央部に形成された貫通穴１１ａに挿入され、固定子１０と回転子１１との間に発生する磁力によって、回転子１１と共に回転する。

<固定子>
固定子１０は、コア２１と、コア２１の内側に配置されたコイル２２とを有する。

<回転子>
図２に示すように、回転子１１は、コア３１と、コア３１の軸方向の上端部に配置された端板部材３２と、コア３１の軸方向の下端部に配置された端板部材３３と、コア３１及び端板部材３２，３３を軸方向に貫通した冷媒流路３４とを有する。端板部材３２，３３は、コア３１の内部に軸方向に沿って設けられたピンによって、コア３１に固定されている。

コア３１は、金属材料からなる複数の薄板が積層された部材であって、シャフト９と一体になっている。図３に示すように、コア３１には、略中央付近にシャフト９が挿入される貫通穴１１ａと、貫通穴１１ａの周囲に周方向に並んで配置された６個の冷媒流路３４と、６個の冷媒流路３４の径方向外側に、周方向に並んで配置された６個の貫通穴３５とを有する。貫通穴３５には、端板部材３２，３３を固定するピンが挿入される。また、コア３１の外周側において、６個の冷媒流路３４の径方向外側には、６個の磁石３６が略正六角形状に並んで埋め込まれている。

図２及び図４に示すように、コア３１の上端部に配置された端板部材３２は、コア３１の上端面に固定される固定部４１と、冷媒流路３４の上方に配置される油分離部４２と、固定部４１と油分離部４２とを接続する複数の接続部４３とを有する。固定部４１と油分離部４２とは、接続部４３を介して一体に形成されている。

固定部４１は、環状の部材であって、コア３１の上面の外周側を覆っている。これにより、磁石３６の上端が固定部４１により覆われ、磁石３６がコア３１の軸方向に脱落するのを防止できる。また、図４に示すように、固定部４１には、６個の穴４１ａが、周方向に並んで形成されている。穴４１ａには、端板部材３２，３３を固定するピンが挿入される。

油分離部４２は、円形状の部材であって、コア３１の上方に配置される。油分離部４２は、接続部４３の上端部において固定部４１の径方向内側に配置された円形状の内側部分４２ａにより構成されている。内側部分４２ａは、固定部４１の内径と略同一の径を有する。

固定部４１と油分離部４２との間には、６個の接続部４３が周方向に並んで配置されている。６個の接続部４３は、長尺状の部材であって、固定部４１の内周縁部から油分離部４２の周縁部まで延びている。また、隣り合う接続部４３の間には孔７１が設けられている。したがって、接続部４３と孔７１とは、周方向に交互に配置されている。

図１，２に示すように、圧縮機構５で圧縮された冷媒は、圧縮機構５の摺動部の動作を滑らかにする潤滑油Ｌとともに、コア３１の冷媒流路３４を通過した後、油分離部４２の内側部分４２ａに衝突し、冷媒と潤滑油Ｌとに分離される。冷媒は、固定部４１と油分離部４２との間の孔７１を通過して排出管７から排出され、潤滑油Ｌは、固定子１０と回転子１１との間を通って、密閉ケーシング３の底部に貯留される。

次に、端板部材３２の製造方法について説明する。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、略円形状の金属薄板８１において、円形状の中央部９１の径方向外側に形成された略扇状の６個の領域９２をプレス加工により切り取る。これにより、金属薄板８１の中央部９１と環状の外周部９３とは、中央部９１から径方向外側に延在した６個の接続部４３により接続される。また、金属薄板８１の外周部９３に、ピンが挿入可能な６個の穴４１ａを形成する。そして、金属薄板８１の中央部９１をプレス加工により押し上げる（図５（ｃ）参照）。

ここで、金属薄板８１の中央部９１は、端板部材３２の油分離部４２により構成され、金属薄板８１の領域９２は端板部材３２の孔７１により構成され、金属薄板８１の外周部９３は端板部材３２の固定部４１により構成されている。

以上のように、本実施形態の圧縮機１では、端板部材３２に油分離部４２が一体に形成されていることから、モータ８の部品点数を低減できる。これにより、モータ８のコストを削減することができる。したがって、圧縮機１の部品点数を低減でき、圧縮機１のコストを削減することができる。また、端板部材３２において、油分離部４２を固定部４１や接続部４３へ取り付けること（例えば、締結部分）が不要であるため、信頼性の向上を図ることができる。

また、本実施形態の圧縮機１では、プレス加工によって、油分離部４２が一体に形成された端板部材３２を容易に製造できる。

さらに、本実施形態のモータ８では、環状の固定部４１と油分離部４２とが接続部４３により接続され、油分離部４２の内側部分４２ａが固定部４１の径方向内側に配置されることにより、端板部材３２の構成を容易に構成できる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の圧縮機は、第１実施形態では油分離部４２が固定部４１の径方向内側に配置された内側部分４２ａにより構成されているのに対して、第２実施形態では端板部材１３２の油分離部１４２が固定部１４１の径方向内側に配置された内側部分１４２ａと、内側部分１４２ａの外周部から径方向外側に向かって突出した突出部１４２ｂとにより構成されている点において、第１実施形態に係る圧縮機１と異なっている。なお、その他の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。

図６，７に示すように、コア３１の軸方向の上端部に配置される端板部材１３２は、コア３１の上端面に固定される固定部１４１と、油分離部１４２と、固定部１４１と油分離部１４２とを接続する複数の接続部１４３とを有する。固定部１４１と油分離部１４２とは、接続部１４３を介して一体に形成されている。

固定部１４１は、環状の部材であって、コア３１の上面の外周側を覆っている。これにより、磁石３６の上端が固定部１４１により覆われる。また、固定部１４１には、６個の穴１４１ａが、周方向に並んで形成されている。穴１４１ａには、端板部材１３２，３３を固定するピンが挿入される。

油分離部１４２は、接続部１４３の上端部において、接続部１４３の径方向内側に配置された円形状の内側部分１４２ａと、内側部分１４２ａの外周部から径方向外側に向かって突出した扇形状の６個の突出部１４２ｂとを有する。内側部分１４２ａは、固定部１４１の内径と略同一の径を有し、コア３１に形成された冷媒流路３４の上方に配置される（図６参照）。

固定部１４１と油分離部１４２との間には、６個の接続部１４３が周方向に並んで配置されている。６個の接続部１４３は、長尺状の部材であって、固定部１４１の内周縁部から油分離部１４２の内側部分１４２ａの周縁部まで延びている。また、隣り合う接続部１４３の間には孔１７１が設けられている。したがって、接続部１４３と孔１７１とは、周方向に交互に配置されている。

図６に示すように、圧縮機構５で圧縮された冷媒は、圧縮機構５の摺動部の動作を滑らかにする潤滑油Ｌとともに、コア３１の冷媒流路３４を通過し、油分離部１４２の内側部分１４２ａや突出部１４２ｂに衝突し、冷媒と潤滑油Ｌとに分離される。冷媒は、排出管７から排出され、潤滑油Ｌは、固定子１０と回転子１１１との間のエアギャップを通過して、密閉ケーシング３の底部に貯留される。

次に、端板部材１３２の製造方法について説明する。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、略円形状の金属薄板１８１において、円形状の中央部１９１から径方向外側に向けて凹んだ凹形状の６個の領域１９２をプレス加工により切り取る。金属薄板１８１の中央部１９１と環状の外周部１９３とは、中央部１９１から径方向外側に延在した６個の接続部１４３により接続される。また、金属薄板１８１の外周部１９３に、ピンが挿入可能な６個の穴１４１ａを形成する。次に、金属薄板１８１の中央部１９１をプレス加工により押し上げる（図８（ｃ）参照）。そして、領域１９２に囲まれた扇形状の領域１９４を、中央部１９１の径方向外側に向けて押し上げ、中央部１９１の外周部から径方向外側に向けて突出させる。

ここで、金属薄板１８１の中央部１９１は、端板部材１３２の油分離部１４２の内側部分１４２ａにより構成され、金属薄板１８１の外周部１９３は、端板部材１３２の固定部１４１により構成され、金属薄板１８１の領域１９４は、端板部材１３２の油分離部１４２の突出部１４２ｂにより構成されている。

以上のように、本実施形態の圧縮機では、第１実施形態の圧縮機１と同様に、端板部材１３２に油分離部１４２が一体に形成されていることから、圧縮機の部品点数を低減でき、圧縮機のコストを削減することができる。また、端板部材１３２において、油分離部１４２を固定部１４１や接続部１４３へ取り付けること（例えば、締結部分）が不要であるため、信頼性の向上を図ることができる。

また、油分離部１４２が、接続部１４３の上端部において、固定部１４１の径方向内側に配置された内側部分１４２ａと、内側部分１４２ａの外周部から径方向外側に向かって突出した突出部１４２ｂとを有することから、冷媒流路を通過した冷媒及び潤滑油Ｌが油分離部１４２の内側部分１４２ａと突出部１４２ｂとに衝突する。このように、油分離部１４２の面積を大きくすることができるため、冷媒流路を通過した冷媒と潤滑油Ｌとの分離率を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、油分離部４２，１４２の内側部分４２ａ，１４２ａが固定部４１，１４１の内径と略同一の径を有する場合について説明したが、油分離部の径は固定部の内径と略同一でなくてよい。例えば、油分離部の内側部分の径が固定部の内径より小さくてもよく、油分離部の径が固定部の内径より大きくてもよい。

また、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、油分離部４２，１４２の内側部分４２ａ，１４２ａが円形状である場合について説明したが、油分離部の内側部分の形状は変更可能なものである。

さらに、上述の第１実施形態では、油分離部４２（内側部分４２ａ）が冷媒流路３４の上方に配置され、第２実施形態では、油分離部１４２の内側部分１４２ａが冷媒流路３４の上方に配置されている場合について説明したが、油分離部や油分離部の内側部分は、冷媒流路の上方の少なくとも一部に配置されてもよい。例えば、モータの平面視において、油分離部や油分離部の内側部分が冷媒流路の全てと重なるように配置されてもよく、油分離部や油分離部の内側部分が冷媒流路の一部と重なるように配置されてもよい。

そして、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、端板部材３２，１３２が６個の長尺状の接続部１４３と６個の孔７１，１７１とを有する場合について説明したが、接続部や孔の数及び形状は変更可能なものである。

また、上述の第２実施形態では、端板部材１３２の油分離部１４２が６個の突出部１４２ｂを有する場合について説明したが、突出部の数及び形状は変更可能なものである。例えば、突出部は、周方向に連続した環状の部材でもよい。

さらに、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、端板部材３２，１３２がプレス加工により形成される場合について説明したが、端板部材の形成方法はプレス加工に限られない。

本発明を利用すれば、モータの部品点数を低減することができる。

１圧縮機
１０固定子
１１，１１１回転子
８，１０８モータ
２１，３１コア
３２，３３，１３２端板部材
３４冷媒流路
４１，１４１固定部
４２，１４２油分離部
４３，１４３接続部
４２ａ，１４２ａ内側部分
７１，１７１孔
９１，１９１中央部
９２，１９２，１９４領域
９３，１９３外周部
１４２ｂ突出部

Claims

環状の固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備えたモータであって、
前記回転子は、
コアと、
前記コアの軸方向の上端部に配置された端板部材と、
前記コア及び前記端板部材を軸方向に貫通した冷媒流路とを有し、
前記端板部材には、前記冷媒流路の上方に配置されているとともに、前記冷媒流路を通過した冷媒及び油が衝突する油分離部が一体に形成されていることを特徴とするモータ。
前記端板部材がプレス加工によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
前記端板部材は、
前記コアの端面に固定される環状の固定部と、
前記固定部と前記油分離部とを接続する複数の接続部と、
前記接続部間に設けられた孔とを有し、
前記油分離部が、前記冷媒流路の上方に配置され且つ前記固定部の径方向内側に配置された内側部分を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
前記油分離部が、前記内側部分の外周部から径方向外側に向かって突出した突出部を有していることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータを備えた圧縮機。