JP2021136748A - 永久磁石電動機、及び電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石の抜け落ち防止部品を新たに使用せず、しかも組み立て工数の増化を抑制した新規な永久磁石電動機、及びこれを用いた電動圧縮機を提供する。【解決手段】電磁鋼板３２を積層した回転子コアを二分割して分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂとし、分割された夫々の分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂを突き合せて一体化することで回転子コアを形成すると共に、夫々の分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂを突き合せる突き合せ面３２Ｃ、３２Ｄから回転子コアの両端面にむけて永久磁石３３が挿入される永久磁石収納孔３４を形成し、更に、回転子コアの両端面を形成する端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂに形成された永久磁石収納孔３４Ａ、３４Ｂの形状を、永久磁石収納孔３４に挿入、配置された永久磁石３３の端面と接触するように永久磁石の側に向けて突出する形状とした。【選択図】図４

Description

本発明は、永久磁石電動機、及び電動圧縮機に係り、特に回転子に永久磁石を埋め込んだ磁石埋め込み式の永久磁石電動機、及びこれを用いた電動圧縮機に関するものである。

例えば、冷凍サイクルを流れる冷媒ガスを圧縮する圧縮機の駆動源として永久磁石電動機が使用されており、この永久磁石電動機は、電磁コイルを巻回した固定子(ステータ)と、永久磁石を埋め込んだ回転子(ロータ)とから形成されている。回転子に埋設された永久磁石は、平板状の電磁鋼板を積層した回転子コアの長手方向(軸方向)に形成された永久磁石収納孔に収納されている。

そして、永久磁石の抜け落ちを防ぐために、回転子コアの長手方向の両端面に抜け止め端板を設けている。しかしながら、回転子コアの組立時に抜け止め端板を組み付ける必要があるため、組立工数の増加や部品点数が増加するという課題があった。

そこで、例えば、特開２０１２−２４４６４９号公報(特許文献１)には、抜け止め端板を使用せずに、電磁鋼板を長手方向に貫通して電磁鋼板を一体化する固定リベットの頭部を利用して、永久磁石の抜け止めを行なうことが提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載された、固定リベットによって永久磁石を回転子コア内に保持する構成では、永久磁石端部を覆う固定リベットの面積が小さいため、永久磁石の角部形状に制約があり、かつ、固定リベットと永久磁石が点接触に近い状態となるため、永久磁石の破損、更には永久磁石破損時の回転子コア内からの脱落が懸念される。また、固定リベットの永久磁石を覆う面の拡大を行なうために、固定リベットの頭部の寸法拡大や座金を設ける場合、規格外部品の使用や、部品点数の増加、材料費の増加といった新たな課題が生じる。

そして、このような課題に対応するため、特開２０１３−３４３３５号公報(特許文献２)には、多数の電磁鋼板を積層させた回転子コアの周縁に複数の永久磁石収納孔を形成して永久磁石を各々挿入し、その後に回転子コアの両端の電磁鋼板の永久磁石収納孔を形成する領域を変形させることにより、永久磁石収納孔内の永久磁石の外部への抜け止めを行なうことが提案されている。

特開２０１２−２４４６４９号公報 特開２０１３− ３４３３５号公報

ところで、特許文献２に記載された永久磁石を回転子コア内に保持する構成では、回転子コアの両端に位置する電磁鋼板に形成された永久磁石収納孔を変形させるための形状を新たに形成することが必要となり、また、永久磁石収納孔を変形させる工程が必要となり、組み立て工程が複雑化して製造単価が高騰するという課題がある。したがって、組み立て工数をできるだけ簡略化して製造単価の高騰を抑える構成が求められている。

本発明の目的は、永久磁石の抜け落ち防止部品を新たに使用せず、しかも組み立て工数の増加を抑制した新規な永久磁石電動機、及びこれを用いた電動圧縮機を提供することにある。

本発明は、電磁鋼板を積層した回転子コアを２つに分割して分割回転子コアとし、分割された夫々の分割回転子コアを互いに突き合せて一体化することで回転子コアを形成すると共に、夫々の分割回転子コアを互いに突き合せる突き合せ電磁鋼板から回転子コアの両端に位置する端側電磁鋼板に向けて永久磁石が挿入される前記永久磁石収納孔を形成し、更に、回転子コアの端側電磁鋼板に形成された永久磁石収納孔の形状を、永久磁石収納孔に挿入、配置された永久磁石の端面と接触するように永久磁石の側に向けて突出する形状とした、ところにある。

本発明によれば、２つに分割した分割回転子コアの両端面を形成する端側電磁鋼板の永久磁石収納孔の形状を、永久磁石の端面と接触するように永久磁石の側に向けて突出する形状としたので、一方の分割回転子コアと他方の分割回転子コアの永久磁石収納孔に永久磁石を収納することで、永久磁石が夫々の分割回転子コアから抜け出すのを防止することができる。これによって、永久磁石の抜けを気にすることなく２つの分割回転子コアを一体化するように組み付けることができるので、組み立て工程を省略でき、製造単価の高騰を抑制することができる。

本発明が適用される電動圧縮機の軸方向の断面を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態であって、一方の分割回転子コアと他方の分割回転子コアを組み合せる前の状態を説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態であって、一方の分割回転子コアと他方の分割回転子コアを組み合せた後の状態を説明する説明図である。 図３に示す回転子コアを軸方向に断面した断面図である。 図４のＰ領域を拡大した拡大断面図である。 第１分割回転子コアと第２分割回転子コアの位置決め構造を説明する拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明は、永久磁石を埋設した回転子を備える電動機、及び冷蔵庫や空調機等の冷凍サイクルに用いられる電動圧縮機に関するものであり、以下、本発明を実施するための形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電動圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。電動圧縮機１０は、密閉容器１１と、電動機１２と、圧縮機構部１３とを備えて構成されている。密閉容器１１は、電動機１２と圧縮機構部１３とを内包し、電動圧縮機１０の外郭を形成する。

圧縮機構部１３はロータリ式の圧縮機構であり、密閉容器１１内の下部側に配置され、作動流体である冷媒ガスを圧縮する。電動機１２は、密閉容器２内の上部側に配置され、圧縮機構部１３を駆動する。圧縮機構部１３で圧縮された冷媒ガスは上方（図１の矢印ＡＲ１）に流れ、吐出口２１から吐出される(図１の矢印ＡＲ２)。

密閉容器１１は、中央部の円形の筒体１４、上部の蓋体１５、及び下部の底体１６により構成されている。筒体１４は、鋼板で構成され、上下が開口した円筒状の筺体である。蓋体１５は、皿形状を呈し、筒体１４の上部開口を塞いで嵌合されている。底体１６は、皿形状を呈し、筒体１４の下部開口を塞いで嵌合されている。蓋体１５、及び底体１６は、筒体１４に溶接等で固定されている。密閉容器１１の内部は、圧縮された冷媒ガスが収容されることから密閉空間とされている。

密閉容器１１の底部の底体１６の上面(内面)には、冷凍機油(潤滑油)を貯留する油溜まり１７が設けられている。冷凍機油は、圧縮機構部１３に供給され、圧縮機構部１３の夫々の摺動面を潤滑し、かつ圧縮機構部１３の隙間を液シールする。

電動機１２は、圧縮機構部１３の駆動源である。電動機１２は、固定子１８と回転子１９とを備えている。固定子１８は、密閉容器１１の内壁に焼嵌めなどで固定されている。回転子１９は、圧縮機構部１３のクランク軸(＝回転軸)２０の上部に嵌着されている。

固定子１８は、薄い電磁鋼板を軸方向に積層した固定子コアと、固定子コアに形成されたスロットに巻回された固定子巻線から構成されている。また、固定子コアの軸方向の中央付近には、回転子１９が回転するための回転子収納孔が形成されており、この回転子収納孔に微小な隙間を介して回転子が収納されている。

回転子１９も軸方向に薄い電磁鋼板を積層した回転子コアから形成されており、回転子コアの内部には永久磁石収納孔が形成されている。そして、この永久磁石収納孔に永久磁石が埋設されるようにして収納されている。この回転子についての詳細は後述する。

圧縮機構部１３は、電動機１２の回転子１９の回転運動に伴い、冷媒ガスを圧縮する。そして、圧縮機構部１３は、圧縮した冷媒ガスを、吐出口２１を介して冷蔵庫や空調機器の冷凍サイクルに供給する。圧縮機構部１３は、クランク軸２０、上側端板部２２、シリンダ２３、ローラ２４、ベーン２５、及び、下側端板部２６を備えて構成されている。

シリンダ２３の円形状の内部空間には、クランク軸２０が挿通しており、クランク軸２０周りには、ローラ２４、ベーン２５が収納、配置されている。また、シリンダ２３は、上側端板２２Ａと下側端板２６Ａの間に挟まれ、図示しない固定ボルトによって、上側端板２２Ａ、シリンダ２３、及び下側端板２６Ａが一体化されている。

ここで、上側端板２２Ａ、及び下側端板２６Ａは、電動圧縮機１０が図示した天地方向に立てた形態で用いられるために、説明の都合から「上側」、「下側」の名称を付している。このため、シリンダ２３を境にして電動機側端板、電動機とは反対側の反電動機側端板との名称とすることもできる。

クランク軸２０は、シリンダ２３の内部で、ローラ２４、ベーン２５を駆動させる駆動軸であり、偏心部２０Ａを備えている。クランク軸２０は、偏心部２０Ａより上側が上側端板部２２に嵌入され、下側が下側端板部２６に嵌入されることにより、密閉容器１１内で回転自在に支持されている。

上側端板部２２は、外周壁面の形状が略多角形状を呈する上側端板２２Ａと、上側端板２２Ａの径方向の中心から上方に向けて延びる、軸受機能を備える円筒部２２Ｂとを備えている。上側端板部２２は、円筒部２２Ｂによってクランク軸２０を支持している。上側端板２２Ａの軸方向に直交する方向から見た外周縁の壁面は、密閉容器１１の筒体１４の内周壁面に溶接などの方法で固定されている。

この外周壁面の具体的な形状については後述するが、上側端板２２Ａは、圧縮機構部１３を構成すると共に、圧縮機構部１３を保持する圧縮機構保持部としても機能している。

下側端板部２６は、シリンダ２３の下端面を閉塞する円形形状の下側端板２６Ａと、下側端板２６Ａの径方向の中心から下方に延びてクランク軸２０を支持し、軸受機能を備える円筒部２６Ｂとを有して構成されている。

シリンダ２３は、内径の径方向の中心に、軸方向に貫通する円柱形状の貫通領域２３Ｈを有している。貫通領域２３Ｈと上側端板部２２と下側端板部２６とによって圧縮室２３Ａを構成している。

上側端板部２２の上側端板２２Ａには、圧縮した冷媒を排出する吐出口(図示せず)が形成されている。上側端板部２２の上側端板２２Ａには、開閉弁(図示せず)と、リテーナ２７と、カップマフラ２８とが設けられている。開閉弁は、吐出口を開放、または閉鎖する。リテーナ２７は吐出弁の開度を決定して開き過ぎを規制し、カップマフラ２８は、サイレンサとして機能する。

ローラ２４は、円筒状に形成され、圧縮室２３Ａに配置されている。また、ローラ２４の内径側には、クランク軸２０の偏心部２０Ａが嵌入され、ローラ２４が偏心部２０ａの外周側において回転自在に構成されている。

ベーン２５は、ローラ２４の外周面に当接するように、ベーン収納部（図示せず）に配置されている。ベーン２５は、板形状を有し、シリンダ２３の内部で径方向に往復運動する構成である。

このように、圧縮機構部１３は、電動機１２で駆動され偏心部を有するクランク軸２０と、偏心部２１Ａの偏心回転により公転運動するローラ２４と、内部にローラ２４を内蔵するシリンダ２３と、ローラ２４の外周と接触し、シリンダ２３とローラ２４の外周との間で低圧側と圧縮側に仕切られた圧縮室を構成するベーン２５とで構成された圧縮室２３Ａを有し、圧縮機構部１３の上部に上側端板部２２を、下部に下側端板部２６を有している。尚、このような構成の圧縮機構部１３は良く知られている構成である。

また、図１に示す密閉容器１１の外側には、アキュムレータ２９と、サクションパイプ３０とが設けられている。アキュムレータ２９は、作動流体として機能する冷媒ガスを蓄えておく容器である。サクションパイプ３０は、アキュムレータ２９介して冷凍サイクルから圧縮機構部１３に冷媒ガスを導き、サクションパイプ３０は、圧縮室２３ａと連通する吸込口３１の端部に接続されている。

次に本発明の第１の実施形態になる電動機１２の回転子１９の構成について、図２〜図５に基づいて説明する。

図２、図３は回転子１９の基本的な構成を示しており、本実施形態においては、回転子１９は、２つに分割された第１分割回転子コア３１Ａと、第２分割回転子コア３１Ｂを備えることを前提としている。

図２は第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂが組み付けられる前の状態を示し、図３は第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂが組み付けられた後の第１分割回転子コア３１Ａを上側にした状態を示している。

図２、図３において、第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂは、共に複数の薄い電磁鋼板３２を積層して形成されており、第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂは同一の構成とされている。

積層された電磁鋼板３２は、回転子１９の両端に位置する端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂ以外は、全て同じ形状に形成されている。尚、端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂは、後述する永久磁石３３が収納される永久磁石収納孔３４の開口の形状(大きさ)が異なっているだけで、これ以外は、他の電磁鋼板３２と同じ形状とされている。

端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂを含む電磁鋼板３２には、図１に示す回転軸２０が圧入される回転軸圧入部３５、永久磁石が収納される永久磁石収納孔３４、３４Ａ、３４Ｂ、積層された電磁鋼板３２を強固に一体化する固定リベットが挿通される固定リベット挿通孔３６、及び積層された電磁鋼板３２を夫々位置決めする加締め領域部３７が設けられている。

図２に示すように、永久磁石３３が第１分割回転子コア３１Ａの永久磁石収納孔３４に収納された状態で、第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂの突き合せ電磁鋼板３２Ｃ、３２Ｄの突き合せ面が互いに接触するようにして一体化されると、固定リベット挿通孔３６に固定リベット(図示せず)が挿通されてリベット固定され、第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂとが強固に一体化される。

６個の永久磁石収納孔３４は、円弧状に形成されており、回転軸圧入部３５に向けて突出する形態で形成されている。このため、永久磁石３３も円弧状に形成されて、回転軸圧入部３５に向けて突出する形態で形成されている。

更に、この状態で回転軸２０が回転軸圧入部３５に圧入されて、回転子１９と回転軸２０が一体化される。尚、回転子１９の回転を回転軸２０に確実に伝えるために、回転子１９の回転軸圧入部３５と回転軸２０の間はスプライン結合されていると有利である。

次に、第１分割開始コア３１Ａ、第２分割回転子コア３１Ｂ、及び永久磁石３３が組み付けられた状態の断面の構成について図４に基づき説明する。

第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂの突き合せ電磁鋼板３２Ｃ、３２Ｄの永久磁石収納孔３４の形状は、永久磁石３３が挿通されるだけの余裕を有した寸法に円弧形状に形成されている。したがって、永久磁石３３が第１分割回転子コア３１Ａに収納された状態で、第２分割回転子コア３１Ｂを第１分割回転子コア３１Ａに被せるようにして組み付けるとき、容易に組み付けることができる。

一方、第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂの突き合せ電磁鋼板３２Ｃ、３２Ｄとは反対側の端部に位置する、端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂに形成された永久磁石収納孔３４Ａ、３４Ｂは、端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂの内側に形成された永久磁石収納孔３４の形状と同一形状であるが、寸法が小さく形成された相似形状とされている。

つまり、端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂに形成された永久磁石収納孔３４Ａ、３４Ｂの周縁部は、端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂの内側に形成された永久磁石収納孔３４に比べて、永久磁石３３の側に突出する形状とされている。

このため、第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂが、互いに被さるように組み付けられた時は、永久磁石３３は、端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂに形成された永久磁石収納孔３４Ａ、３４Ｂの周縁部によって抜け止めされる。また、永久磁石収納孔３４Ａ、３４Ｂによって永久磁石３３の収納状態が確認できるので、永久磁石３３が収納されているかどうかの確認を容易に行うことができる。

このように、本実施形態では、電磁鋼板３２を積層した回転子コアを２つに分割して分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂとし、分割された夫々の分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂを互いに突き合せて一体化することで回転子コア３２を形成すると共に、夫々の分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂを互いに突き合せる突き合せ電磁鋼板３２Ｃ、３２Ｄから回転子コア３２の両端に位置する端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂに向けて永久磁石３３が挿入される永久磁石収納孔を形成し、更に、回転子コア３２の端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂに形成された永久磁石収納孔３４の形状を、永久磁石収納孔３４に挿入、配置された永久磁石３３の端面と接触するように永久磁石の側に向けて突出する形状とした。

これによれば、２つに分割した分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂの両端面を形成する端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂの永久磁石収納孔３４の形状を、永久磁石３３の端面と接触するように永久磁石３３の側に向けて突出する形状としたので、一方の分割回転子コア３１Ａと他方の分割回転子コア３１Ｂの永久磁石収納孔３４に永久磁石３３を収納することで、永久磁石３３が夫々の分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂから抜け出すのを防止することができる。これによって、永久磁石３３の抜けを気にすることなく分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂを一体化するように組み付けることができるので、組み立て工程を省略でき、製造単価の高騰を抑制することができる。

図５は、図４のＰ領域の拡大断面図であり、端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂに形成された永久磁石収納孔３４Ａ、３４Ｂの周縁部によって永久磁石３３が抜け止めされる状態を示している。尚、第１分割回転子コア３１ＡのＰ領域と第２分割回転子コア３１ＢのＰ領域とは同じ構成となっているので、図５は第２分割回転子コア３１ＢのＰ領域を示している。

図５において、端側電磁鋼板３２Ｂの軸方向側には、永久磁石３３を収納する永久磁石収納孔３４が形成された電磁鋼板３２が積層されて配置されている。ここで、永久磁石収納孔３４の軸方向の中心線Ｃから径方向の内側、及び径方向の外側の径方向幅は「Ｗ」に決められている。尚、加締め領域３７が存在する方が、径方向で外側を意味している。

一方、端側電磁鋼板３２Ｂには、永久磁石３３の抜け止めを行なう永久磁石収納孔３４Ｂが形成されており、永久磁石収納孔３４Ｂの軸方向の中心線Ｃから径方向の内側、及び径方向の外側の径方向幅は「ＷＢ」に決められている。そして、径方向幅の長さは「ＷＢ＜Ｗ」の関係に決められており、これによって、永久磁石３３の抜け止めを行なうことができる。

つまり、永久磁石収納孔３４の径方向幅の軸方向の中心線Ｃ(永久磁石３３の径方向幅の軸方向の中心線でもある)を境にして、端側電磁鋼板３２Ｂの永久磁石収納孔３４Ｂの径方向幅ＷＢは、電磁鋼板３２の永久磁石収納孔３４の径方向幅Ｗに対して短くなっている。

このため、端側電磁鋼板３２Ｂの永久磁石収納孔３４Ｂの周縁部は、電磁鋼板３２の永久磁石収納孔３４の周縁部に比べて、永久磁石３３の側に突出する形態となり、永久磁石３３の端面が、端側電磁鋼板３２Ｂの永久磁石収納孔３４Ｂの周縁部に係合して抜け出すのが防止されている。尚、実施形態では端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂはそれぞれ１枚の電磁鋼板３２で形成されているが、複数枚の電磁鋼板で作られていても良いことはいうまでもない。

このように、回転子コア３２の両端に位置する端側電磁鋼板３２Ｂに向けて永久磁石３３が挿入される永久磁石収納孔３４が形成され、回転子コア３２の端側電磁鋼板３２Ｂに形成された永久磁石収納孔３４Ｂの形状は、永久磁石収納孔３４Ｂに挿入、配置された永久磁石３３の端面である傾斜面３３ｉｎ、３３ｏｕｔと接触するように永久磁石３３の側に向けて突出する形状とされている。

また、永久磁石３３の途中から先端に向かって細くなる領域、好ましくは連続的に細くなる領域は、永久磁石収納孔３４の径方向幅Ｗより小さく、かつ端側電磁鋼板３２Ｂに形成された永久磁石収納孔３４Ｂの径方向幅ＷＢよりも大きく、更に永久磁石の先端は、端側電磁鋼板３２Ｂに形成された永久磁石収納孔３４Ｂの径方向幅ＷＢよりも小さく形成されている。尚、永久磁石３３の先端は、端側電磁鋼板３２Ｂの上端面と下端面の間に位置している。

また、本実施形態では、永久磁石３３の径方向で、しかも軸方向に見た先端側の断面形状は、傾斜面を備える「先細形状」とされており、永久磁石３３の先端面を基準とした外側の傾斜面３３ｏｕｔの傾斜角(θｏｕｔ)に対して、内側の傾斜面３３ｉｎの傾斜角(θｉｎ)の方が大きく決められている。

これによって、永久磁石３３を永久磁石収納孔３４、３４Ｂに挿入していくとき、永久磁石３３は外側に寄せられていき、電磁鋼板３２との径方向の位置が決められていく。本実施形態では、永久磁石３３は６個設けられており、これらの径方向の位置は同一にした方が性能上から好ましい、このため、上述した構成とすることで、夫々の永久磁石の径方向の位置を同一の位置に近づけることができる。

更に、永久磁石３３の先端側の傾斜面３３ｉｎ、３３ｏｕｔが端側電磁鋼板３２Ｂの永久磁石収納孔３４Ｂに挿入されて接触しているので、永久磁石の側面から端側電磁鋼板３２Ｂの軸方向の端面壁を介して多くに磁束が流れて、側電磁鋼板３２Ｂにも永久磁石３３による磁束が発生し、永久磁石電動機の効率を向上することができる。

上述した、永久磁石３３の軸方向の先端側は、直線状の傾斜からなる「先細形状」とされているが、弧状の傾斜からなる「先細形状」とすることも可能であり、この場合も、永久磁石３３の先端面を基準とした外側の傾斜面３３ｏｕｔの傾斜角(θｏｕｔ)に対して、内側の傾斜面３３ｉｎの傾斜角(θｉｎ)の方が大きく決められている。

また、積層された端側電磁鋼板３２Ｂを含む電磁鋼板３２には、突き合せ電磁鋼板３２Ｄに向かって突出する加締め部３７が形成されており、隣り合う電磁鋼板３２の加締め凹部３２Ｈと加締め突起３２Ｐが係合することによって、複数の電磁鋼板３２が一体化される構成とされている。

したがって、第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂは、端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂを含んだ複数枚の電磁鋼板３２が組み合わされて形成され、夫々が個別の分割回転子コアとして取り扱うことができる。

また、図６に示しているように、第１分割回転子コア３１Ａの突き合せ電磁鋼板３２Ｃには、位置決め部として機能する加締め突起３２ＣＰが形成され、これと同じ位置の第２分割回転子コア３１Ｂの突き合せ電磁鋼板３２Ｄには、位置決め部として機能する加締め凹部３２ＤＨが形成されている。これによって、第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂの組み合わせを正確に行なうことができる。

この相補的な形状に決められた加締め突起３２ＣＰと加締め凹部３２ＤＨは、少なくとも２個〜３個設けられていれば良く、また、加締め突起３２ＣＰと加締め凹部ＤＨはどちらの突き合せ電磁鋼板にも、相補的な形状として形成することができる。

そして、第１分割回転子コア３１Ａと第２分割回転子コア３１Ｂを組み付けるとき、夫々の突き合せ電磁鋼板３２Ｃ、３２Ｄに形成した加締め突起３２ＣＰと加締め凹部３２ＤＨを係合させることによって、正確な位置で組み付けでき、組み付け時間を短縮することができる。

尚、加締め突起３２ＣＰと加締め凹部３２ＤＨは、図５に示した加締め突起３２Ｐと加締め凹部３２Ｈを用いて形成することも可能である。この場合は、どちらかの分割回転子コア３１Ａ、３１Ｂの加締め凹部３２Ｈと加締め突起３２Ｐの形成方向を逆にすれば、図６に示す加締め突起３２ＣＰと加締め凹部３２ＤＨを形成することができる。

ここで、図１に示す電動圧縮機においては、偏心式の圧縮機構１３が設けられているので、機械的な振動を発生することがある。このため、第１分割回転子コア３１Ａ、及び第２分割回転子コア３１Ｂの端側電磁鋼板３２Ａ、３２Ｂの一方、或いは両方の外側にバランスウエイト板を固定することができる。このバランスウエイト板は、回転子１９が静止した状態で、径方向で見て圧縮機構１３の反対側の位置に設けられている。もちろん、機械的な振動を抑制するためにこれ以外の位置に設けることは可能である。

また、このバランスウエイト板は低透磁率の材料を用いることが好ましい。例えば、バランスウエイト板の透磁率が大きい場合は、永久磁石３３の軸方向に磁束が流れやすくなって電動機としての効率が低下する恐れがある。このため、バランスウエイト板に低透磁率の材料を使用することで、永久磁石３３の軸方向に磁束が流れ難くなり、電動機としての効率が低下するのを抑制することができる。低透磁率の材料の材料としては、高マンガン低磁鋼や真鍮を使用することができる。

以上述べた通り、本発明においては、電磁鋼板を積層した回転子コアを２つに分割して分割回転子コアとし、分割された夫々の分割回転子コアを互いに突き合せて一体化することで回転子コアを形成すると共に、夫々の分割回転子コアを互いに突き合せる突き合せ電磁鋼板から回転子コアの両端に位置する端側電磁鋼板に向けて永久磁石が挿入される前記永久磁石収納孔を形成し、更に、回転子コアの端側電磁鋼板に形成された永久磁石収納孔の形状を、永久磁石収納孔に挿入、配置された永久磁石の端面と接触するように永久磁石の側に向けて突出する形状とした。

これによれば、２つに分割した分割回転子コアの両端面を形成する端側電磁鋼板の永久磁石収納孔の形状を、永久磁石の端面と接触するように永久磁石の側に向けて突出する形状としたので、一方の分割回転子コアと他方の分割回転子コアの永久磁石収納孔に永久磁石を収納することで、永久磁石が夫々の分割回転子コアから抜け出すのを防止することができる。これによって、永久磁石の抜けを気にすることなく分割回転子コアを一体化するように組み付けることができるので、組み立て工程を省略でき、製造単価の高騰を抑制することができる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１２…電動機、１３…圧縮機構部、１８…固定子、１９…回転子、３１Ａ…第１分割コア、３１Ｂ…第２分割コア、３２…電磁鋼板、３２Ａ、３２Ｂ…端側電磁鋼板、３２Ｃ、３２Ｄ…突き合せ電磁鋼板、３２Ｈ…加締め凹部、３２Ｐ…加締め突起、３２ＣＰ…加締め突起、３２ＤＨ…加締め凹部、３３…永久磁石、３４Ａ、３４Ｂ…永久磁石収納孔、３５…回転軸圧入部、３６…固定リベット挿通孔、３７…加締め部。

Claims (14)

1. 複数の電磁鋼板を積層して形成され内部に回転子収納孔が形成された固定子コア及び前記固定子コアに巻回された固定子巻線とからなる固定子と、前記固定子コアの前記回転子収納孔に収納され、複数の電磁鋼板を積層して形成され軸方向に貫通する複数の永久磁石収納孔を有した回転子コア及び前記永久磁石収納孔に挿入、配置される複数の永久磁石とからなる回転子とを備えた回転電機であって、
   前記回転子コアを２つに分割して分割回転子コアとし、分割された夫々の前記分割回転子コアを互いに突き合せて一体化することで前記回転子コアを形成すると共に、
   夫々の前記分割回転子コアを互いに突き合せる突き合せ電磁鋼板から前記回転子コアの両端に位置する端側電磁鋼板に向けて前記永久磁石が挿入される前記永久磁石収納孔を形成し、
   更に、前記回転子コアの前記端側電磁鋼板に形成された前記永久磁石収納孔の形状を、前記永久磁石収納孔に挿入、配置された前記永久磁石の端面と接触するように前記永久磁石の側に向けて突出する形状とした
   ことを特徴とする永久磁石電動機。
2. 請求項１に記載の永久磁石電動機であって、
   夫々の前記分割回転子コアを互いに突き合せる前記突き合せ電磁鋼板には、互いの位置を決める相補的な形状とされた位置決め部が形成されている
   ことを特徴とする永久磁石電動機。
3. 請求項１に記載の永久磁石電動機であって、
   夫々の前記分割回転子コアを形成する、前記突き合せ電磁鋼板及び前記端側電磁鋼板を含む前記電磁鋼板には加締め凹部と加締め突起が形成され、前記加締め凹部と前記加締め突起を加締めることで一体化されると共に、
   一方の前記分割回転子コアの前記突き合せ電磁鋼板と他方の前記分割回転子コアの前記突き合せ電磁鋼板に形成された前記加締め突起と前記加締め凹部によって、夫々の前記分割回転子コアが位置決めされる
   ことを特徴とする永久磁石電動機。
4. 請求項１に記載の永久磁石電動機であって、
   前記永久磁石の途中から先端に向かう領域は前記永久磁石収納孔より小さく、かつ前記端側電磁鋼板に形成された前記永久磁石収納孔よりも大きく、更に前記永久磁石の先端は、前記端側電磁鋼板に形成された前記永久磁石収納孔よりも小さい
   ことを特徴とする永久磁石電動機。
5. 請求項１に記載の永久磁石電動機であって、
   前記永久磁石の端面は、前記端側電磁鋼板の上端と下端の間に設けられる
   ことを特徴とする永久磁石電動機。
6. 請求項１に記載の永久磁石電動機であって、
   前記永久磁石の径方向で、しかも軸方向で見た先端側の断面は、先端側が細くなった傾斜面に形成されており、
   前記端側電磁鋼板に形成された前記永久磁石収納孔の周縁部が、前記傾斜面で接触して前記永久磁石の抜け止めを行なう
   ことを特徴とする永久磁石電動機。
7. 請求項６に記載の永久磁石電動機であって、
   前記永久磁石の前記傾斜面は、前記永久磁石の内側と外側に形成されており、前記永久磁石の先端面を基準とした外側の傾斜面の傾斜角に対して、内側の傾斜面の傾斜角の方が大きく決められている
   ことを特徴とする永久磁石電動機。
8. 請求項１に記載の永久磁石電動機であって、
   夫々の前記分割回転子コアを形成する前記端側電磁鋼板の一方、或いは両方に、低透磁率の材料から作られたバランスウエイト板が固定されている
   ことを特徴とした永久磁石電動機。
9. 冷凍機油が封入されている密閉容器の内部に、電動機に連結されたクランク軸によって駆動される圧縮機構部を備えた電動圧縮機であって、
   前記電動機は、
   複数の電磁鋼板を積層して形成され内部に回転子収納孔が形成された固定子コア及び前記固定子コアに巻回された固定子巻線とからなる固定子と、前記固定子コアの前記回転子収納孔に収納され、複数の電磁鋼板を積層して形成され軸方向に貫通する複数の永久磁石収納孔を有した回転子コア及び前記永久磁石収納孔に挿入、配置される複数の永久磁石とからなる回転子とを備え、
   更に、前記回転子コアを２つに分割して分割回転子コアとし、分割された夫々の前記分割回転子コアを互いに突き合せて一体化することで前記回転子コアを形成すると共に、夫々の前記分割回転子コアを互いに突き合せる突き合せ電磁鋼板から前記回転子コアの両端に位置する端側電磁鋼板に向けて前記永久磁石が挿入される前記永久磁石収納孔を形成し、更に、前記回転子コアの前記端側電磁鋼板に形成された前記永久磁石収納孔の形状を、前記永久磁石収納孔に挿入、配置された前記永久磁石の端面と接触するように前記永久磁石の側に向けて突出する形状とした電動機である
   ことを特徴とする電動圧縮機。
10. 請求項９に記載の電動圧縮機であって、
    夫々の前記分割回転子コアを互いに突き合せる前記突き合せ電磁鋼板には、互いの位置を決める相補的な形状とされた位置決め部が形成されている
    ことを特徴とする電動圧縮機。
11. 請求項９に記載の電動圧縮機であって、
    夫々の前記分割回転子コアを形成する、前記突き合せ電磁鋼板及び前記端側電磁鋼板を含む前記電磁鋼板には加締め凹部と加締め突起が形成され、前記加締め凹部と前記加締め突起を加締めることで一体化されると共に、
    一方の前記分割回転子コアの前記突き合せ電磁鋼板と他方の前記分割回転子コアの前記突き合せ電磁鋼板に形成された前記加締め突起と前記加締め突起によって、夫々の前記分割回転子コアが位置決めされる
    ことを特徴とする電動圧縮機。
12. 請求項９に記載の電動圧縮機であって、
    前記永久磁石の径方向で、しかも軸方向で見た先端側の断面は、先端側が細くなった傾斜面に形成されており、
    前記端側電磁鋼板に形成された前記永久磁石収納孔の周縁部が、前記傾斜面で接触して前記永久磁石の抜け止めを行なう
    ことを特徴とする電動圧縮機。
13. 請求項１２に記載の電動圧縮機であって、
    前記永久磁石の前記傾斜面は、前記永久磁石の内側と外側に形成されており、前記永久磁石の先端面を基準とした外側の傾斜面の傾斜角に対して、内側の傾斜面の傾斜角の方が大きく決められている
    ことを特徴とする電動圧縮機。
14. 請求項９に記載の電動圧縮機であって、
    夫々の前記分割回転子コアを形成する前記端側電磁鋼板の一方、或いは両方に、低透磁率の材料から作られたバランスウエイト板が固定されている
    ことを特徴とした電動圧縮機。

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