JP2021164292A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体の偏心を低減しつつ、モータの効率の低下を抑制する。
【解決手段】圧縮機は、回転軸３１に沿って配置されるシャフト３と、シャフト３の回転に伴い駆動する圧縮部と、シャフト３に固定されるロータコア６１１と、ロータコア６１１の内部に埋め込まれる複数の永久磁石６５５と、回転軸３１を中心にロータコア６１１を回転させるステータ６２とを備えている。ロータコア６１１には、シャフト３が回転するときのバランスを調整する複数の上端側偏心穴６４４が形成されている。複数の上端側偏心穴６４４は、回転軸３１と直交する断面において、複数の永久磁石６５５の側面が形成する各辺のうち、回転軸３１側の辺６４８の中点６４９を頂点とする多角形状の領域６５３の内側に形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧縮機に関する。

モータが搭載された圧縮機において、モータの回転子のロータコアに偏心穴が形成され、圧縮機構に設けられた回転体の偏心を低減して、回転体の偏心による振動等の不具合を抑制するものが知られている（特許文献１〜３）。このような圧縮機は、ロータコアと別個であるバランスウェイトが設けられていないことにより、製造コストを低減することができるとともに、冷媒が撹拌されることによる圧縮効率の悪化を防止することができる。

特開平０４−１１２６５２号公報 特開２００３−２１９６１６号公報 特開２０１８−１７２０１号公報

しかしながら、ロータコアに永久磁石が埋め込まれた、いわゆるＩＰＭ型の回転子を用いる場合、回転体（圧縮機の内部で一体に回転する構造体。例えば、シャフト、圧縮部の環状ピストン、回転子のロータコア）の偏心を低減させるためにロータコアに形成する偏心穴を大きくすると、ロータコアを通過する磁束の流れが阻害されてしまい、モータの効率が低下するおそれがある。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、回転体の偏心を低減しつつ、モータの効率の低下を抑制する圧縮機を提供することを目的とする。

本開示の一態様による圧縮機は、回転軸に沿って配置されるシャフトと、シャフトの回転に伴い駆動する圧縮部と、シャフトに固定されるロータコアと、ロータコアの内部に埋め込まれる複数の永久磁石と、回転軸を中心にロータコアを回転させるステータとを備えている。ロータコアは、シャフトが回転するときのバランスを調整する複数の偏心穴が形成されている。複数の偏心穴は、回転軸と直交する断面において、複数の永久磁石の側面が形成する各辺のうち、回転軸側の各辺の中点を頂点とする多角形状の領域の内側に形成されている。

開示の圧縮機は、圧縮機内部に配置される回転体の偏心を低減しつつ、モータの効率の低下を抑制することができる。

図１は、実施例１の圧縮機を示す縦断面図である。 図２は、実施例１の圧縮機のロータコアを示す上面図である。 図３は、実施例１の圧縮機のロータコアを示す断面図である。 図４は、ロータコアを通過する磁束の流れを示す図である。 図５は、実施例２の圧縮機のロータコアを示す断面図である。 図６は、実施例２の圧縮機のロータコアを示す上面図である。 図７は、実施例３の圧縮機のロータコアを示す上面図である。 図８は、実施例４の圧縮機のロータコアを示す上面図である。 図９は、実施例５の圧縮機のロータコアを示す上面図である。

以下に、本願が開示する実施形態にかかる圧縮機について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

実施例１の圧縮機１は、図１に示されているように、容器２とシャフト３と圧縮部５とモータ部６とを備えている。図１は、実施例１の圧縮機１を示す縦断面図である。容器２の内部には、密閉された内部空間２１が形成されている。内部空間２１は、概ね円柱状に形成されている。容器２は、水平面に縦置きされたときに、内部空間２１の円柱の中心軸が鉛直方向に平行になるように、形成されている。容器２は、吸入管２２と吐出管２３とを備えている。吸入管２２は、内部に流路２２１が形成され、流路２２１が内部空間２１の下部に接続されるように、容器２に接合されている。吐出管２３は、内部に流路２３１が形成され、流路２３１が内部空間２１の上部に接続されるように、容器２に接合されている。

シャフト３は、棒状に形成され、第１偏心部３２と第２偏心部３３とを備えている。シャフト３は、内部空間２１が形成する円柱の中心軸に重なる回転軸３１に沿うように、かつ、第１偏心部３２と第２偏心部３３とが内部空間２１の下部に配置されるように、内部空間２１に配置され、回転軸３１を中心に回転可能に容器２に支持されている。

圧縮部５は、シャフト３の第１偏心部３２と第２偏心部３３とを囲むように、内部空間２１の下部に配置されている。圧縮部５は、いわゆるロータリー型の圧縮機構であり、第１環状ピストン５１と第２環状ピストン５２とを備えている。第１環状ピストン５１は、第１偏心部３２に嵌合し、シャフト３が回転することにより公転する。第２環状ピストン５２は、第２偏心部３３に嵌合し、シャフト３が回転することにより公転する。圧縮部５は、第１環状ピストン５１と第２環状ピストン５２とが公転することにより、吸入管２２から供給される冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を内部空間２１のうちの圧縮部５より上側の空間に供給する。すなわち、圧縮部５は、シャフト３の回転に伴い駆動される。

モータ部６は、内部空間２１のうちの圧縮部５より上側の空間に配置されている。モータ部６は、ロータ６１とステータ６２とを備えている。ロータ６１は、ロータコア６１１と上端板６１２と下端板６１３と複数のリベット６１４とを備えている。ロータコア６１１は、概ね円柱状に形成されている。ロータコア６１１は、円柱の中心軸が回転軸３１に重なるように配置され、シャフト３に固定されている。すなわち、ロータコア６１１は、シャフト３を介して、回転軸３１を中心に回転可能に容器２に支持されている。上端板６１２は、概ね円板状に形成され、ロータコア６１１の上端面６１５を覆うように配置されている。下端板６１３は、概ね円板状に形成され、ロータコア６１１の下端面６１６を覆うように配置されている。複数のリベット６１４は、磁性体から形成され、棒状に形成されている。複数のリベット６１４は、回転軸３１と平行である上下方向にロータコア６１１を貫通し、かしめられることにより上端板６１２と下端板６１３とをロータコア６１１に固定している。

ステータ６２は、概ね円筒状に形成されている。ステータ６２は、円柱状のロータ６１を囲むように配置され、容器２に固定されている。ロータ６１とステータ６２とは、各々の中心軸が一致するように同軸に配置されている。ステータ６２は、ステータコア６３と上インシュレータ６７１と下インシュレータ６７２と複数の巻き線６８を備えている。

図２は、実施例１の圧縮機１のロータコア６１１を示す上面図である。ロータコア６１１において、複数の永久磁石６５５（６５５−１〜６５５−６）の各々の回転軸３１に直交する断面における中心を通る磁束の向きをｄ軸ｄ１〜ｄ６とする。また、これら複数のｄ軸ｄ１〜ｄ６のそれぞれに磁気的に直交する方向を複数のｑ軸ｑ１〜ｑ６とする。複数のｄ軸ｄ１〜ｄ６は、それぞれ回転軸３１に直交し、永久磁石６５５−１〜６５５−６の各々の回転軸３１に直交する断面における中心を通るように、ロータコア６１１の周方向に等間隔で回転軸３１から放射状に広がっている。複数のｑ軸ｑ１〜ｑ６は、隣り合う２つの永久磁石の間（複数のｄ軸ｄ１〜ｄ６のうちの隣り合う２つのｄ軸の中間）を通る。すなわち、複数のｄ軸ｄ１〜ｄ６と、複数のｑ軸ｑ１〜ｑ６とは、それぞれ回転軸３１に直交し、ロータコア６１１の周方向に交互に等間隔に並び、回転軸３１から放射状に広がっている。

ロータコア６１１は、シャフト用孔６４１と複数の磁石用孔６４２と複数のリベット用孔６４３と複数の上端側偏心穴６４４と複数の下端側偏心穴６４５とが形成されている。シャフト用孔６４１は、回転軸３１に重なるように、回転軸３１に沿って形成され、ロータコア６１１の上端面６１５と下端面６１６とを貫通するように形成されている。ロータコア６１１は、シャフト３がシャフト用孔６４１に貫通してシャフト３が焼嵌めされることにより、シャフト３に固定されている。

複数の磁石用孔６４２は、ロータコア６１１の円周方向において、複数のｄ軸ｄ１〜ｄ６の各々と対応する位置に（回転軸３１に直交する断面における複数の磁石用孔６４２の各々の中心を、対応するｄ軸ｄ１〜ｄ６が通るように）形成されている。複数の磁石用孔６４２は、それぞれ、ロータコア６１１の上端面６１５と下端面６１６とを貫通するように形成されている。複数の磁石用孔６４２のうちの１つである第１磁石用孔６４２−１を例にとると、第１磁石用孔６４２−１には、第１磁石用孔６４２−１の内壁面のうちの回転軸３１に近い内周側に配置される内周側内壁面６４７が形成されている。内周側内壁面６４７は、概ね平坦に形成されている。第１磁石用孔６４２−１は、回転軸３１に直交する断面において、内周側内壁面６４７に沿う辺６４８が、第１ｄ軸ｄ１と直交するように、形成されている。第１磁石用孔６４２−１は、さらに、第１ｄ軸ｄ１が、辺６４８（内周側内壁面６４７）の中点である中点６４９（中央点６５７）を通るように、形成されている。すなわち、中点６４９（中央点６５７）は、回転軸３１に直交する断面において、回転軸３１から辺６４８に下ろした垂線の足に重なる。

第１磁石用孔６４２−１は、ロータコア６１１の周方向において、複数の磁石用孔６４２のうちの第２磁石用孔６４２−２と第６磁石用孔６４２−６との間に配置され、すなわち、第２磁石用孔６４２−２に隣り合い、第６磁石用孔６４２−６に隣り合っている。ここで、ｑ軸ｑ１〜ｑ６は、ロータ６１の回転軸３１を始点とし、ロータコア６１１の周方向において隣り合う２つの永久磁石６５５同士の間を通る半直線である。ｑ軸ｑ１〜ｑ６の各々は、ロータコア６１１の周方向に等間隔に並んでいる。たとえば、第１磁石用孔６４２−１は、複数のｑ軸ｑ１〜ｑ６のうち、ロータコア６１１の周方向において隣り合う第１ｑ軸ｑ１と第６ｑ軸ｑ６との間に形成されている。複数の磁石用孔６４２のうちの第１磁石用孔６４２−１と異なる他の磁石用孔も、第１磁石用孔６４２−１と同様に形成されている。

複数のリベット用孔６４３は、それぞれ、回転軸３１と平行に、かつ、ロータコア６１１の上端面６１５と下端面６１６とを貫通するように、形成されている。複数のリベット用孔６４３は、複数の磁石用孔６４２のうちの隣り合う２つの磁石用孔の間の近傍に形成され、複数の磁石用孔６４２より回転軸３１に近い内周側に形成されている。すなわち、複数のリベット用孔６４３の各々は、複数のｑ軸ｑ１〜ｑ６のうちの対応する１つのｑ軸とそれぞれ交差するように、形成されている。また、複数のリベット用孔６４３から回転軸３１までの距離は、複数の磁石用孔６４２から回転軸３１までの距離より短い。

複数の上端側偏心穴６４４のうちの１つの第１上端側偏心穴６４４−１は、断面積が複数のリベット用孔６４３のうちの１つの（各々の）リベット用孔の断面積より大きく、第１磁石用孔６４２−１の内周側に形成されている。第１上端側偏心穴６４４−１は、さらに、複数の磁石用孔６４２の各々の上述の辺６４８の中点６４９を頂点とする多角形状の領域６５３の内側に形成されている。多角形状の領域６５３を形成する各辺（６５３−１〜６５３−６）は、それぞれ、複数の磁石用孔６４２のうちの隣接する２つの磁石用孔の各々の中央点６５７（中点６４９）同士を結ぶ線分である。たとえば、多角形状の領域６５３を形成する各辺６５３−１〜６５３−６のうちの第１辺６５３−１は、第１磁石用孔６４２−１の中央点６５７（中点６４９）と、第２磁石用孔６４２−２の中央点６５７（中点６４９）とを結ぶ線分である。各辺６５３−１〜６５３−６のうちの第６辺６５３−６は、第１磁石用孔６４２−１の中央点６５７（中点６４９）と、第６磁石用孔６４２−６の中央点６５７（中点６４９）とを結ぶ線分である。同様にして結んだ６つの線分（辺６５３−１〜６５３−６）により、回転軸３１と直交する断面において、ロータコア６１１の複数の永久磁石６５５に囲まれた領域よりも内径側には、多角形状の（実施例においては正六角形状の）領域６５３が形成されている。

このとき、第１上端側偏心穴６４４−１は、第１辺６５３−１より回転軸３１に近い内周側に配置され、かつ、第６辺６５３−６より回転軸３１に近い内周側に配置されている。第１上端側偏心穴６４４−１は、さらに、第１辺６５３−１より回転軸３１から遠い外周側に位置しないように、かつ、第６辺６５３−６より回転軸３１から遠い外周側に位置しないように、形成されている。すなわち、第１上端側偏心穴６４４−１は、複数の永久磁石６５５の各辺６４８の中点６４９（中央点６５７）を頂点とする多角形状（実施例では正六角形状）の領域６５３の内側に配置されている。第１上端側偏心穴６４４−１は、さらに、第１ｄ軸ｄ１に交差するように形成され、第１ｄ軸ｄ１と回転軸３１とを通る平面である第１ｄ軸平面６５２−１に対して面対称となるように形成されている。言い換えれば、中心軸に直交する断面において、第１上端側偏心穴６４４−１は、第１ｄ軸ｄ１に対して線対称となるように形成されている。複数の上端側偏心穴６４４のうちの第２上端側偏心穴６４４−２も、第１上端側偏心穴６４４−１と同様に、多角形状の領域６５３より外周側に位置しないように、領域６５３の内周側に形成されている。

複数の下端側偏心穴６４５のうちの第１下端側偏心穴６４５−１は、複数の上端側偏心穴６４４の各々と同様に、多角形状の領域６５３より外周側に位置しないように、第４磁石用孔６４２−４の内周側に形成されている。第１下端側偏心穴６４５−１は、さらに、回転軸３１のうちのロータコア６１１の上下方向の中央の点に関して第１上端側偏心穴６４４−１と点対称になるように、形成されている。複数の下端側偏心穴６４５のうちの第２下端側偏心穴６４５−２は、第１下端側偏心穴６４５−１と同様に、多角形状の領域６５３より外周側に位置しないように、第３磁石用孔６４２−３の内周側に形成されている。第２下端側偏心穴６４５−２は、さらに、ロータコア６１１における回転軸３１上の中心点に関して第２上端側偏心穴６４４−２と点対称になるように、形成されている。

図３は、実施例１の圧縮機１のロータコア６１１を示す断面図である。複数の上端側偏心穴６４４は、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、下端面６１６を貫通しないように、上端面６１５から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴６４５は、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、上端面６１５を貫通しないように、下端面６１６から窪んだ穴に形成されている。

図４は、ロータコア６１１を通過する磁束の流れを示す図である。ロータ６１は、複数の永久磁石６５５をさらに備えている。複数の永久磁石６５５は、それぞれ、板状（直方体状）に形成され、その板の一方の面にＮ極が現れ、かつ、他方の面のＳ極が現れるように、形成されている。複数の永久磁石６５５は、複数の永久磁石６５５の各々がそれぞれ生成する磁束が複数のｄ軸ｄ１〜ｄ６にそれぞれ沿っている。

複数の永久磁石６５５のうちの第１磁石用孔６４２−１の内部に配置される第１永久磁石６５５−１において回転軸３１に近い側には、内周側表面６５８が形成されている。第１磁石用孔６４２−１は、内周側表面６５８が辺６４８に沿うように、かつ、内周側表面６５８の中央点６５７が辺６５３−１の中点６４９に重なるように、配置されている。このとき、第１永久磁石６５５−１は、第１永久磁石６５５−１が生成する磁束の方向が第１ｄ軸ｄ１に沿う。複数の永久磁石６５５のうちの第１永久磁石６５５−１と異なる他の永久磁石も、第１永久磁石６５５−１と同様に配置されている。

複数の永久磁石６５５は、さらに、隣り合う２つの磁石用孔の内部にそれぞれ配置される２つの永久磁石の磁極の向きが異なるように、配置されている。すなわち、複数の永久磁石６５５は、第１永久磁石６５５−１に隣り合う第６永久磁石６５５−６の内周側の磁極が、第１永久磁石６５５−１の内周側の磁極と異なるように、配置されている。複数の永久磁石６５５は、上端面６１５を覆う上端板６１２と、下端面６１６を覆う下端板６１３とがロータコア６１１に固定されていることにより、複数の永久磁石６５５が複数の磁石用孔６４２から抜け出ないように、ロータコア６１１に固定されている。

ロータコア６１１のうちの第６ｑ軸ｑ６と対応する領域、すなわち図４に示す第６ｑ軸ｑ６近傍の領域６５６を通過する磁束の流れに着目すると、第１永久磁石６５５−１を通過する磁束線は、第１永久磁石６５５−１に対応する辺６４８と直交するように延び、第１永久磁石６５５−１に隣り合う第６永久磁石６５５−６を通過する磁束線は、第６永久磁石６５５−６に対応する辺６４８に直交するように延びている。そして、第１永久磁石６５５−１を通過する磁束線と第６永久磁石６５５−６を通過する磁束線とを緩やかに結ぶように、ロータコア６１１の内部を磁束線が円弧状に通過している。このとき、磁束線は空隙となっている上端側偏心穴６４４を避けた経路を通るが、複数の上端側偏心穴６４４は、いずれも多角形状の領域６５３の内側（内周側）に形成されていることにより、ロータコア６１１の内部を通過する上述の円弧状の磁束線の経路が大きく歪められることがない。これにより、ロータコア６１１における、上端側偏心穴６４４付近の磁束経路を、複数のｑ軸ｑ１〜ｑ６のうち上端側偏心穴６４４が近接しないｑ軸の近傍の領域を通過する磁束の流れと近い磁束経路にすることができ、磁束の流れが歪められることによるモータ効率の低下を抑制することができる。また、複数の上端側偏心穴６４４と同様に、複数の下端側偏心穴６４５は、いずれも多角形状の領域６５３の内側（内周側）に形成されていることにより、ロータコア６１１の内部を通過する円弧状の磁束線の経路が大きく歪められることがない。よって、下端側偏心穴６４５は、磁束の流れが歪められることによるモータ効率の低下を抑制することができる。このため、ロータコア６１１は、ステータ６２により生成された回転磁界により回転し、上端側偏心穴や下端側偏心穴を形成しない場合と同様の磁束経路を実現できるので、モータ部６の効率の低下を抑制することができる。また、ロータコア６１１の一端側に寄るように形成された上端側偏心穴６４４と、ロータコア６１１の他端側に寄るように形成された下端側偏心穴６４５とが、回転軸３１と直交する断面において円周方向に点対称に（１８０度ずれて）配置されることで、ロータ６１を回転軸３１に対して偏心させることができ、偏心孔が回転体のバランサとして機能する。この結果、圧縮機１は、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部６の効率の低下を抑制することができ、冷媒を高効率に圧縮することができる。さらに、圧縮機１は、振動を低減するためにバランスウェイトをロータコア６１１と別個に設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。

［圧縮機１の動作］
圧縮機１は、図示しない冷凍サイクル装置に設けられ、冷媒を圧縮して、冷凍サイクル装置に冷媒を循環させることに利用される。モータ部６は、複数の巻き線６８に三相電圧が適切に印加されることにより、ステータ６２の内側の空間に回転磁界を生成する。ロータ６１は、ステータ６２により生成された回転磁界により回転する。シャフト３は、ロータ６１の回転を圧縮部５に伝達する。

シャフト３は、第１環状ピストン５１と第２環状ピストン５２とに嵌合する第１偏心部３２と第２偏心部３３とが設けられていることにより、ロータ６１なしで回転軸３１を中心に回転するときに、比較的大きく振動する。圧縮機１は、シャフト３に固定されるロータコア６１１の一端側に寄るように複数の上端側偏心穴６４４が形成され、ロータコア６１１の他端側に寄るように複数の下端側偏心穴６４５が形成されている。そして、複数の上端側偏心穴６４４と複数の下端側偏心穴６４５とが回転軸３１と直交する断面において円周方向に点対称に（１８０度ずれて）配置されていることにより、ロータコア６１１の上半分は下端側偏心穴６４５寄りに重心が位置し、ロータコア６１１の下半分は上端側偏心穴６４４寄りに重心が位置する。そして、このロータコア６１１の重心の傾きにより、シャフト３と第１環状ピストン５１と第２環状ピストン５２とロータ６１とからなる回転体のバランスをとることができる。圧縮機１は、回転体のバランスをとることにより、その振動を低減することができる。

第１環状ピストン５１と第２環状ピストン５２とは、ロータ６１が回転することにより、公転する。圧縮部５は、第１環状ピストン５１と第２環状ピストン５２とが公転することにより、吸入管２２を介して低圧ガス冷媒を吸入し、その吸入された低圧ガス冷媒を圧縮することにより高圧ガス冷媒を生成する。その生成された高圧ガス冷媒は、内部空間２１のうちの圧縮部５とモータ部６との間の空間に供給される。内部空間２１のうちの圧縮部５とモータ部６との間の空間に供給された高圧ガス冷媒は、モータ部６に形成されている隙間を通過することにより、内部空間２１のうちのモータ部６より上の空間に供給される。内部空間２１のうちのモータ部６より上の空間に供給された高圧ガス冷媒は、吐出管２３を介して冷凍サイクル装置のうちの圧縮機１の後段の装置に吐出される。

回転体（回転子、シャフト）のバランスをとるためのバランスウェイトがロータ６１に設けられている比較例の圧縮機は、バランスウェイトが内部空間２１の冷媒を撹拌してしまうことで、圧縮機内を冷媒が通過する際の流通抵抗となり、その結果圧縮効率を低減させることがある。実施例１の圧縮機１は、バランスウェイトがロータ６１に設けられていないことにより、内部空間２１の冷媒が撹拌されることを低減し、比較例の圧縮機に比較して、冷媒を圧縮する効率の低減を抑制することができる。

［実施例１の圧縮機１の効果］
実施例１の圧縮機１は、圧縮部５とロータコア６１１と複数の永久磁石６５５とステータ６２とを備えている。圧縮部５は、回転軸３１を中心にシャフト３が回転することにより冷媒を圧縮する。ロータコア６１１は、シャフト３に固定されている。複数の永久磁石６５５は、ロータコア６１１の内部に埋め込まれている。ステータ６２は、回転軸３１を中心にロータコア６１１を回転させる。ロータコア６１１には、シャフト３が回転するときのバランスを調整する複数の上端側偏心穴６４４と複数の下端側偏心穴６４５とが形成されている。複数の上端側偏心穴６４４と複数の下端側偏心穴６４５とは、ロータコア６１１における、複数の永久磁石６５５に囲まれた第１の領域よりも小さい第２の領域（多角形状の領域６５３）の内側に形成されている。第２の領域（多角形状の領域６５３）を形成する多角形の頂点である中央点６５７（中点６４９）は、永久磁石６５５−１〜６５５−６の各々の内周側表面６５８（辺６４８）の中央点６５７（中点６４９）である。また、領域６５３を形成する多角形の辺は、隣り合う２つの永久磁石のうち一方の永久磁石（例えば永久磁石６５５−１）の内周側表面６５８（辺６４８）の中央点６５７（中点６４９）と、他方の永久磁石（例えば永久磁石６５５−６）の内周側表面６５８（辺６４８）の中央点６５７（中点６４９）とを結ぶ線分である。

圧縮機１は、回転体の偏心を低減するバランスウェイトをロータコア６１１と別個に設ける必要がなく、製造コストを低減し、冷媒をかき乱すことによる圧縮効率の悪化を防止することができる。さらに、圧縮機１は、複数の上端側偏心穴６４４と複数の下端側偏心穴６４５とがロータコア６１１を通過する磁束の流れを妨げることを防止することができる。圧縮機１は、磁束の流れが阻害されるのを抑制することにより、シャフト３を高効率に回転させることができ、冷媒を高効率に圧縮することができる。

また、実施例１の圧縮機１は、ロータコア６１１の上端面６１５を覆うことにより複数の永久磁石６５５をロータコア６１１に固定する上端板６１２と下端板６１３と、上端板６１２と下端板６１３とをロータコア６１１に固定する複数のリベット６１４とをさらに備えている。ロータコア６１１は、複数のリベット６１４が貫通する複数のリベット用孔６４３が形成されている。回転軸３１に垂直な面において、複数の上端側偏心穴６４４と複数の下端側偏心穴６４５とのうちの１つの偏心穴の断面積は、複数のリベット用孔６４３の各々の断面積より大きい。圧縮機１は、断面積が小さいリベット用孔６４３をｑ軸上に配置していることにより、複数のリベット用孔６４３がロータコア６１１を通過する磁束の流れを妨げることを防止することができる。

ところで、既述の実施例１の圧縮機１の複数のリベット用孔６４３の各々の断面積は、複数の上端側偏心穴６４４と複数の下端側偏心穴６４５とのうちの１つの偏心穴の断面積より大きくてもよい。ロータコア６１１を通過する磁束は、複数のリベット用孔６４３に複数のリベット６１４が挿入されていることにより、偏心穴に比較して、複数のリベット用孔６４３を磁束が通過しやすい。このため、圧縮機１は、複数のリベット用孔６４３の断面積が偏心穴の断面積より大きい場合でも、磁束の流れの阻害を低減することができる。

実施例２の圧縮機は、図５に示されているように、既述の実施例１の圧縮機１のロータコア６１１が他のロータコア７０１に置換され、他の部分は、既述の圧縮機１と同じである。図５は、実施例２の圧縮機のロータコア７０１を示す断面図である。ロータコア７０１は、既述のロータコア６１１の複数の上端側偏心穴６４４と複数の下端側偏心穴６４５とが他の複数の上端側偏心穴７０２と複数の下端側偏心穴７０３とに置換されたものであり、他の部分は、既述のロータコア６１１と同じである。複数の上端側偏心穴７０２は、複数の上端側偏心穴６４４と同様に、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、下端面６１６を貫通しないように、上端面６１５から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴７０３は、回転軸３１のうちのロータコア７０１の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴７０２と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴７０３は、複数の下端側偏心穴６４５と同様に、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、上端面６１５を貫通しないように、下端面６１６から窪んだ穴に形成されている。

図６は、実施例２の圧縮機のロータコア７０１を示す上面図である。複数の上端側偏心穴７０２は、既述の複数の上端側偏心穴６４４と同様に、多角形状（実施例では正六角形状）の領域６５３の内側に形成されている。複数の上端側偏心穴７０２のうちの第１上端側偏心穴７０２−１は、第１磁石用孔６４２−１の内周側に形成されている。第１上端側偏心穴７０２−１は、回転軸３１に垂直な断面が概ね五角形状になるよう形成されている。第１上端側偏心穴７０２−１には、第１上端側偏心穴７０２−１の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面７０４が形成されている。外周側内壁面７０４は、外周側内壁面７０４のうちの第１ｄ軸ｄ１と回転軸３１とを通る平面である第１ｄ軸平面６５２−１に交差する部分（第１ｄ軸ｄ１と重なる部分）が最も辺６４８に近くなる（最も外径側に位置する）ように屈曲している。また、外周側内壁面７０４は、多角形状の領域６５３に沿って第１永久磁石６５５−１の中央点６５７から離れるにつれて辺６４８から遠ざかるように、屈曲している。複数の上端側偏心穴７０２のうちの第２上端側偏心穴７０２−２は、第６磁石用孔６４２−６の内周側に形成され、第１上端側偏心穴７０２−１と同様に形成されている。

複数の下端側偏心穴７０３は、回転軸３１のうちのロータコア７０１の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴７０２と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴７０３のうちの第１下端側偏心穴７０３−１は、第４磁石用孔６４２−４の内周側に形成されている。第１下端側偏心穴７０３−１は、回転軸３１に垂直な断面が概ね五角形状になるように形成されている。第１下端側偏心穴７０３−１には、第１下端側偏心穴７０３−１の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面７０５が形成されている。外周側内壁面７０５は、外周側内壁面７０５のうちの第４ｄ軸平面６５２−４に交差する部分（第４ｄ軸ｄ４と重なる部分）が最も辺６４８に近くなる（最も外径側に位置する）ように屈曲している。また、外周側内壁面７０５は、多角形状の領域６５３に沿って第４永久磁石６５５−４の中央点６５７から離れるにつれて辺６４８から遠ざかるように、屈曲している。複数の下端側偏心穴７０３のうちの第２下端側偏心穴７０３−２は、第３磁石用孔６４２−３の内周側に形成され、第１下端側偏心穴７０３−１と同様に形成されている。

複数の上端側偏心穴７０２は、外周側内壁面７０４が複数の多角形状の領域６５３に沿うように屈曲していることにより、既述の複数の上端側偏心穴６４４に比較して、複数の上端側偏心穴７０２の内部の体積が大きくなるように、形成されることができる。複数の下端側偏心穴７０３も、外周側内壁面７０５が複数の辺６４８に沿うように屈曲していることにより、既述の複数の下端側偏心穴６４５に比較して、複数の下端側偏心穴７０３の内部の体積が大きくなるように、形成されることができる。

実施例２の圧縮機は、複数の上端側偏心穴７０２と複数の下端側偏心穴７０３とが多角形状の領域６５３の内周側に配置されていることにより、既述の実施例１の圧縮機１と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部６の効率の低下を抑制することができる。また、実施例２の圧縮機は、複数の上端側偏心穴７０２と複数の下端側偏心穴７０３との体積が大きいことにより、既述の実施例１の圧縮機１に比較して、回転体の偏心を低減する作用を大きくすることができる。

なお、実施例２の圧縮機の外周側内壁面７０４、７０５は、多角形状の領域６５３に沿うように屈曲しているが、多角形状の領域６５３に沿わなくてもよい。実施例３の圧縮機は、図７に示されているように、既述の実施例２の圧縮機のロータコア７０１が他のロータコア７１１に置換され、他の部分は、既述の実施例２の圧縮機と同じである。図７は、実施例３の圧縮機のロータコア７１１を示す上面図である。ロータコア７１１は、既述のロータコア７０１の複数の上端側偏心穴７０２と複数の下端側偏心穴７０３とが他の複数の上端側偏心穴７１２と複数の下端側偏心穴７１３とに置換されたものであり、他の部分は、既述のロータコア７０１と同じである。

複数の上端側偏心穴７１２は、複数の上端側偏心穴７０２と同様に、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、下端面６１６に貫通しないように、上端面６１５から窪んだ穴に形成されている。複数の上端側偏心穴７１２のうちの第１上端側偏心穴７１２−１は、第１磁石用孔６４２−１の内周側に形成されている。第１上端側偏心穴７１２−１は、回転軸３１に垂直な断面が概ね三角形になるように、概ね三角柱状に形成されている。第１上端側偏心穴７１２−１には、第１上端側偏心穴７１２−１の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面７１４が形成されている。外周側内壁面７１４は、外周側内壁面７１４のうちの第１ｄ軸平面６５２−１に交差する部分（第１ｄ軸ｄ１と重なる部分）が最も辺６４８に近くなる（最も外径側に位置する）ように屈曲している。また、外周側内壁面７１４は、第１ｄ軸平面６５２−１から離れるにつれて辺６４８から遠ざかるように、屈曲している。このとき、外周側内壁面７１４の辺６４８に対する傾きは、第１辺６５３−１または第６辺６５３−６の辺６４８に対する傾きより大きい。複数の上端側偏心穴７１２のうちの第２上端側偏心穴７１２−２は、第６磁石用孔６４２−６の内周側に形成され、第１上端側偏心穴７１２−１と同様に形成されている。

複数の下端側偏心穴７１３は、回転軸３１のうちのロータコア７１１の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴７１２と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴７１３は、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、上端面６１５に貫通しないように、下端面６１６から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴７１３のうちの第１下端側偏心穴７１３−１は、第４磁石用孔６４２−４の内周側に形成されている。第１下端側偏心穴７１３−１は、回転軸３１に垂直な断面が概ね三角形状になるように形成されている。第１下端側偏心穴７１３−１には、第１下端側偏心穴７１３−１の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面７１５が形成されている。外周側内壁面７１５は、外周側内壁面７１４のうちの第１ｄ軸平面６５２−１に交差する部分（第１ｄ軸ｄ１と重なる部分）が最も辺６４８に近くなる（最も外径側に位置する）ように屈曲している。また、外周側内壁面７１５は、第４ｄ軸平面６５２−４から離れるにつれて辺６４８から遠ざかるように、屈曲している。このとき、外周側内壁面７１５の辺６４８に対する傾きは、第１辺６５３−１または第６辺６５３−６の辺６４８に対する傾きより大きい。複数の下端側偏心穴７１３のうちの第２下端側偏心穴７１３−２は、第６磁石用孔６４２−６の内周側に形成され、第１下端側偏心穴７１３−１と同様に形成されている。

実施例３の圧縮機は、複数の上端側偏心穴７１２と複数の下端側偏心穴７１３とが多角形状の領域６５３に囲まれていることにより、既述の実施例１の圧縮機１と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部６の効率の低下を抑制することができる。実施例３の圧縮機は、外周側内壁面７１４の傾きと外周側内壁面７１５の傾きとが大きいことにより、既述の実施例２の圧縮機に比較して、複数の上端側偏心穴７１２と複数の下端側偏心穴７１３とにより磁束線の経路が歪められるのを抑制することができる。実施例３の圧縮機は、複数の上端側偏心穴７１２と複数の下端側偏心穴７１３とによる磁束線の経路の歪みが小さいことにより、既述の実施例２の圧縮機に比較して、モータ部６の効率の低下をより抑制することができる。

実施例４の圧縮機は、図８に示されているように、既述の実施例２の圧縮機のロータコア７０１が他のロータコア７２１に置換され、他の部分は、既述の実施例２の圧縮機と同じである。図８は、実施例４の圧縮機のロータコア７２１を示す上面図である。ロータコア７２１は、既述のロータコア７０１の複数の上端側偏心穴７０２と複数の下端側偏心穴７０３とが他の複数の上端側偏心穴７２２と複数の下端側偏心穴７２３とに置換されたものであり、他の部分は、既述のロータコア７０１と同じである。

複数の上端側偏心穴７２２は、複数の上端側偏心穴７０２と同様に、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、下端面６１６に貫通しないように、上端面６１５から窪んだ穴に形成されている。複数の上端側偏心穴７２２のうちの第１上端側偏心穴７２２−１は、第１磁石用孔６４２−１の内周側に形成されている。第１上端側偏心穴７２２−１は、回転軸３１に垂直な断面が概ねひし形になるように形成されている。第１上端側偏心穴７２２−１には、第１上端側偏心穴７２２−１の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面７２４が形成されている。外周側内壁面７２４は、外周側内壁面７２４のうちの第１ｄ軸平面６５２−１に交差する部分（第１ｄ軸ｄ１と重なる部分）が最も平面辺８に近くなる（最も外径側に位置する）ように屈曲している。また、外周側内壁面７２４は、第１ｄ軸平面６５２−１から離れるにつれて辺６４８から遠ざかるように、屈曲している。複数の上端側偏心穴７２２のうちの第２上端側偏心穴７２２−２は、第６磁石用孔６４２−６の内周側に形成され、第１上端側偏心穴７２２−１と同様に形成されている。

複数の下端側偏心穴７２３は、回転軸３１のうちのロータコア７２１の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴７２２と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴７２３は、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、上端面６１５に貫通しないように、下端面６１６から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴７２３のうちの第１下端側偏心穴７２３−１は、第４磁石用孔６４２−４の内周側に形成されている。第１下端側偏心穴７２３−１は、回転軸３１に垂直な断面が概ねひし形になるように形成されている。第１下端側偏心穴７２３−１には、第１下端側偏心穴７２３−１の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面７２５が形成されている。外周側内壁面７２５は、外周側内壁面７２４のうちの第１ｄ軸平面６５２−１に交差する部分（第１ｄ軸ｄ１と重なる部分）が最も辺６４８に近くなる（最も外径側に位置する）ように屈曲している。また、外周側内壁面７２４は、第４ｄ軸平面６５２−４から離れるにつれて辺６４８から遠ざかるように、屈曲している。複数の下端側偏心穴７２３のうちの第２下端側偏心穴７２３−２は、第６磁石用孔６４２−６の内周側に形成され、第１下端側偏心穴７２３−１と同様に形成されている。

実施例４の圧縮機は、複数の上端側偏心穴７２２と複数の下端側偏心穴７２３とが多角形状の領域６５３よりも内周側に配置されていることにより、既述の実施例１〜実施例３の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減し、モータ部６の効率の低下を抑制することができる。

なお、既述の実施例１〜実施例４の圧縮機の複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴との外周側内壁面７０４、７０５、７１４、７１５、７２４、７２５は、中央部が最も複数の磁石用孔６４２に近付くように尖っているが、尖っていなくてもよい。実施例５の圧縮機は、図８に示されているように、既述の実施例２の圧縮機のロータコア７０１が他のロータコア７３１に置換され、他の部分は、既述の実施例２の圧縮機と同じである。図８は、実施例５の圧縮機のロータコア７３１を示す上面図である。ロータコア７３１は、既述のロータコア７０１の複数の上端側偏心穴７０２と複数の下端側偏心穴７０３とが他の複数の上端側偏心穴７３２と複数の下端側偏心穴７３３とに置換されたものであり、他の部分は、既述のロータコア７０１と同じである。

複数の上端側偏心穴７３２は、複数の上端側偏心穴７０２と同様に、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、下端面６１６に貫通しないように、上端面６１５から窪んだ穴に形成されている。複数の上端側偏心穴７３２のうちの第１上端側偏心穴７３２−１は、第１磁石用孔６４２−１の内周側に形成されている。第１上端側偏心穴７３２−１は、回転軸３１に垂直な断面が概ね六角形状になるように形成されている。第１上端側偏心穴７３２−１には、第１上端側偏心穴７３２−１の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面７３４が形成されている。外周側内壁面７３４は、第１ｄ軸平面６５２−１に交差し、辺６４８に平行に形成されている。複数の上端側偏心穴７３２のうちの第２上端側偏心穴７３２−２は、第６磁石用孔６４２−６の内周側に形成され、第１上端側偏心穴７３２−１と同様に形成されている。

複数の下端側偏心穴７３３は、回転軸３１のうちのロータコア７３１の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴７３２と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴７３３は、それぞれ、回転軸３１と平行に形成され、上端面６１５に貫通しないように、下端面６１６から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴７３３のうちの第１下端側偏心穴７３３−１は、第４磁石用孔６４２−４の内周側に形成されている。第１下端側偏心穴７３３−１は、回転軸３１に垂直な断面が概ね六角形状になるように形成されている。第１下端側偏心穴７３３−１には、第１下端側偏心穴７３３−１の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面７３５が形成されている。外周側内壁面７３５は、第４ｄ軸平面６５２−４に交差し、辺６４８に平行に形成されている。複数の下端側偏心穴７３３のうちの第２下端側偏心穴７３３−２は、第６磁石用孔６４２−６の内周側に形成され、第１下端側偏心穴７３３−１と同様に形成されている。

実施例５の圧縮機は、複数の上端側偏心穴７３２と複数の下端側偏心穴７３３とが多角形状の領域６５３の内周側に配置されていることにより、既述の実施例１〜実施例３の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減し、モータ部６の効率の低下を抑制することができる。

ところで、既述の実施例１〜５の圧縮機の複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とは、複数のｑ軸ｑ１〜ｑ６に重ならないように形成されているが、複数のｑ軸ｑ１〜ｑ６に重なってもよい。圧縮機は、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが複数のｑ軸ｑ１〜ｑ６に重なる場合でも、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが多角形状の領域６５３の内側に配置されることにより、既述の実施例１〜５の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部６の効率の低下を抑制することができる。

ところで、既述の実施例１〜５の圧縮機の複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とは、ｄ軸平面に関して面対称（回転軸に垂直な断面においてｄ軸に対して線対象）になるように形成されているが、ｄ軸平面に関して非対称になるように形成されてもよい。圧縮機は、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とがｄ軸平面に関して非対称である場合でも、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが多角形状の領域６５３の内側に配置されることにより、既述の実施例１〜５の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部６の効率の低下を抑制することができる。

ところで、既述の実施例１〜５の圧縮機の複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とは、複数のｄ軸ｄ１〜ｄ６に重なるように形成されているが、複数のｄ軸ｄ１〜ｄ６に重ならないように形成されてもよい。圧縮機は、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが複数のｄ軸ｄ１〜ｄ６に重ならない場合でも、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが多角形状の領域６５３の内側に配置されることにより、既述の実施例１〜５の圧縮機と同様に、回転体の偏心を適切低減しつつ、モータ部６の効率の低下を抑制することができる。

ところで、既述の実施例１〜５の圧縮機の複数の板状の永久磁石６５５は、それぞれ直方体状に形成されているが、弓状に屈曲するように形成されてもよい。圧縮機は、複数の永久磁石６５５が屈曲するように形成された場合でも、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが多角形状の領域６５３の内側に配置されることにより、既述の実施例１〜５の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部６の効率の低下を抑制することができる。

以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

１ ：圧縮機
３ ：シャフト
３１ ：回転軸
３２ ：第１偏心部
３３ ：第２偏心部
５ ：圧縮部
５１ ：第１環状ピストン
５２ ：第２環状ピストン
６２ ：ステータ
６１１ ：ロータコア
６１２ ：上端板
６１３ ：下端板
６１４ ：複数のリベット
６１５ ：上端面
６１６ ：下端面
６４１ ：シャフト用孔
６４２ ：複数の磁石用孔
６４３ ：複数のリベット用孔
６４４ ：複数の上端側偏心穴
６４５ ：複数の下端側偏心穴
６４８ ：辺
６４９ ：中点（頂点）
６５３ ：多角形状の領域
６５５ ：複数の永久磁石
６５７ ：中央点
６５８ ：内周側表面
７０１ ：ロータコア
７０２ ：複数の上端側偏心穴
７０３ ：複数の下端側偏心穴
７１１ ：ロータコア
７１２ ：複数の上端側偏心穴
７１３ ：複数の下端側偏心穴
７２１ ：ロータコア
７２２ ：複数の上端側偏心穴
７２３ ：複数の下端側偏心穴
７３１ ：ロータコア
７３２ ：複数の上端側偏心穴
７３３ ：複数の下端側偏心穴

本開示の一態様による圧縮機は、回転軸に沿って配置されるシャフトと、シャフトの回転に伴い駆動する圧縮部と、シャフトに固定されるロータコアと、ロータコアの内部に埋め込まれる複数の永久磁石と、回転軸を中心にロータコアを回転させるステータとを備えている。ロータコアは、シャフトが回転するときのバランスを調整する複数の偏心穴が形成されている。複数の偏心穴は、前記ロータコアの上端側の重心を径方向の一方側に偏らせる複数の上端側偏心穴と、前記ロータコアの下端側の重心を径方向の他方側に偏らせる複数の下端側偏心穴とを備え、回転軸と直交する断面において、複数の永久磁石の側面が形成する各辺のうち、回転軸側の各辺の中点を頂点とする多角形状の領域の内側に形成されている。

本開示の一態様による圧縮機は、回転軸に沿って配置されるシャフトと、シャフトの回転に伴い駆動する圧縮部と、シャフトに固定されるロータコアと、ロータコアの内部に埋め込まれる複数の永久磁石と、回転軸を中心にロータコアを回転させるステータとを備えている。ロータコアは、シャフトが回転するときのバランスを調整する複数の偏心穴と、前記ロータコアを貫通するリベットが配置される複数のリベット用孔と、が形成されている。複数の偏心穴は、前記ロータコアの上端側の重心を径方向の一方側に偏らせる複数の上端側偏心穴と、前記ロータコアの下端側の重心を径方向の他方側に偏らせる複数の下端側偏心穴とを備え、回転軸と直交する断面において、複数の永久磁石の側面が形成する各辺のうち、回転軸側の各辺の中点を頂点とする多角形状の領域の内側に形成されている。前記複数のリベット用孔の各々は、前記複数の永久磁石のうちの前記ロータコアの周方向に隣り合う永久磁石同士の間を通るｑ軸上に配置されるとともに、前記リベット用孔の各々の中心が前記多角形状の領域の外側に配置されている。

Claims (5)

1. 回転軸に沿って配置されるシャフトと、
   前記シャフトの回転に伴い駆動する圧縮部と、
   前記シャフトに固定されるロータコアと、
   前記ロータコアの内部に埋め込まれる複数の永久磁石と、
   前記回転軸を中心に前記ロータコアを回転させるステータとを備え、
   前記ロータコアは、前記シャフトが回転するときのバランスを調整する複数の偏心穴が形成され、
   前記複数の偏心穴は、前記回転軸と直交する断面において前記複数の永久磁石の側面が形成する各辺のうち、前記回転軸側の辺の中点を頂点とする多角形状の領域の内側に形成される、
   圧縮機。
2. 前記永久磁石は、前記回転軸側の辺に沿って配置される直方体状に形成され、
   前記断面において前記回転軸から前記回転軸側の辺に下ろされた垂線の足は、前記中点を通る
   請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記複数の偏心穴のうちの前記永久磁石に最も近い第１偏心穴は、前記永久磁石に近い側の外周側の内壁面が前記中点から周方向に離れるにつれ前記多角形状の領域の辺から遠ざかるように、形成される
   請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記第１偏心穴の形状は、前記垂線と前記回転軸とを通る平面に関して面対称である
   請求項３に記載の圧縮機。
5. 前記複数の偏心穴は、ｑ軸とは重ならないように、形成され、
   前記ｑ軸は、前記回転軸を通り、かつ、周方向に隣り合う永久磁石同士の間を通る、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧縮機。

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