JP3219917U - 圧縮機に用いる回転子 - Google Patents

Abstract

【課題】回転子全体の同心度の向上及び組み立ての公差を有効に低減でき、生産プロセスも簡略化できる圧縮機用の回転子を提供する。
【解決手段】回転子は、回転子鉄心１０及び極異方性磁石１２を含む。回転子鉄心の比透磁率は、２００００以下である。極異方性磁石は、回転子鉄心の周りに設けられる。回転子鉄心を射出成形プロセスにより製造することで、回転子鉄心の外表面と極異方性磁石の内表面とを密結合させることができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、回転子（rotor）に関し、特に、圧縮機に用いる回転子に関する。

従来の圧縮機モータの回転子は、すべて、環状磁石が回転子鉄心の外表面に粘着する構成、又は、内蔵型磁石を磁石槽内に挿入する構成を採用する。環状磁石の内表面が回転子鉄心の外表面に粘着する場合、粘着の隙間により、位置のオフセット及び環状回転子の外表面の加工困難という問題を引き起こすことがあり、また、同心度及び公差が比較的大きいため、モータの回転子が稼働しているときに振動及びノイズが増大することにより、圧縮機の振動が大きくなり、パフォーマンスが悪くなり、及び故障率が高くなるようにさせることができる。内蔵型磁石がモータ回転子に挿入する技術では、元々磁性を有しない磁化可能な回転子を使用しており、また、回転子と回転軸との固定は、熱膨脹及び冷収縮の原理を用いて行われている。内蔵型磁石回転子は、ネオジム・鉄・ボロン系焼結磁石に内蔵され、回転子の磁石の数が多いため、磁石を回転子の磁石槽内に挿入するのに時間がかかってしまい、また、磁石槽と磁石との間の隙間が大き過ぎるので、モータ全体のパフォーマンスに影響を与えることがある。

本考案の目的は、上述の問題を解決するために、圧縮機に用いる回転子を提供することにある。

一実施例によれば、本考案の圧縮機に用いる回転子は、回転子鉄心（rotor core）及び極異方性磁石（polar anisotropic magnet）を含む。回転子鉄心の比透磁率（relative permeability）は、20000以下である。極異方性磁石は、回転子鉄心の周りに設けられる。

他の実施例によれば、回転子鉄心と極異方性磁石との間には、媒体が存在しない。

他の実施例によれば、極異方性磁石の磁極の向きと回転子鉄心の中心軸線とは、斜角を成す。

他の実施例によれば、回転子鉄心は、凹溝を有する。

他の実施例によれば、回転子は、カウンターウエイトを更に含み、カウンターウエイトは、回転子鉄心中に設けられ、カウンターウエイトと凹溝とは、回転子鉄心の中心軸線に対して対称に配置される。

他の実施例によれば、カウンターウエイトの密度は、回転子鉄心の密度よりも大きい。

他の実施例によれば、回転子鉄心は、複数の貫通孔を有する。

以上のことから、本考案は、極異方性磁石を回転子の磁石として採用し、極異方性磁石は、成形時に、先ず磁場配置を行う必要があり、磁場は、外周多極又は内周多極になるように配置されても良く、極異方性磁石は、焼結後に、磁化方向が固定しており、変わることができないが、磁束が同じ方向に集中しているため、比較的強い磁力を有し、且つ磁束は、回転子鉄心を透過してループ経路を形成する必要がない。よって、回転子鉄心は、比透磁率が20000以下の材料を以て射出成形プロセスにより製造することができ、射出成形プロセスでは、回転子鉄心の外表面は、極異方性磁石の内表面と密結合することができる。回転子鉄心と極異方性磁石とを粘着剤により粘着する必要がない（即ち、回転子鉄心と極異方性磁石との間には、媒体が存在しない）ので、回転子全体の同心度の向上及び組み立ての公差の低減を有効に実現することができる。また、回転子鉄心が射出成形プロセスにより製造されるため、生産プロセスをさらに簡略化することができ、且つ公差の要求がより精密になる。

また、極異方性磁石成形時に、極異方性磁石の磁極の向きと回転子鉄心の中心軸線とが斜角を成すようにさせることで、捩れた磁力線を生じさせることができ、これにより、モータのコギングトルク及びトルクリップルを低減することで、モータの振動及びノイズを低減することができる。さらに、磁束が回転子鉄心を透過してループ経路を形成する必要がないから、回転子鉄心は、凹溝（負のウエイト）を有しても良く、これにより、圧縮機稼働時の振動応力を有効に低減することができる。負のウエイトが、回転子のバランシングウェイトに必要な重量に足りない場合、本考案は、さらに、回転子鉄心中にカウンターウエイトを設置することで、バランシングウェイトのための重量を有効に増やし、圧縮機低周波数稼働時の振動応力を低減することができる。カウンターウエイトは、回転子鉄心中に設置することができるため、組み立てプロセスにおいて圧縮機の内部の機構による制限を受けることがない。ひいては、磁束が回転子鉄心を透過してループ経路を形成する必要がないので、回転子鉄心の貫通孔の位置、大小、及び形状は、制限されず、実際の応用に応じて設計することで、圧縮機のオイル循環率を向上させることができる。

本考案の上述の特徴及び利点をより明らかにするために、以下、実施例を挙げて添付した図面を参照することにより、詳細に説明する。

本考案の一実施例における回転子の立体図である。 図1中の回転子の側面図である。 本考案の他の実施例における回転子の立体図である。 本考案の他の実施例における回転子の立体図である。 本考案の他の実施例における回転子の立体図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本考案を実施するための好適な形態を詳細に説明する。

図1及び図2を参照する。図1は、本考案の一実施例における回転子1の立体図であり、図2は、図1中の回転子1の側面図である。

本考案の回転子1は、圧縮機に用いられるものである。図1に示すように、回転子1は、回転子鉄心10及び極異方性磁石12を含み、そのうち、極異方性磁石12は、回転子鉄心10の周りに設置される。極異方性磁石は、成形時に、先ず磁場配置を行う必要があり、磁場は、外周多極又は内周多極になるように配置されても良く、極異方性磁石12は、焼結後に、磁化方向が固定しており、変わることができないが、磁束が同じ方向に集中しているため、比較的強い磁力を有し、且つ磁束は、回転子鉄心10を透過してループ経路を形成する必要がない。よって、回転子鉄心10は、比透磁率が20000以下の材料（例えば、プラスチック、アルミニウムなど）を以て射出成形プロセスにより製造することができ、射出成形プロセスでは、回転子鉄心10の外表面は、極異方性磁石12の内表面と密結合することができる。よって、回転子鉄心10は、極異方性磁石12と粘着剤により粘着する必要がない。言い換えると、回転子鉄心10と極異方性磁石12とは、射出成形プロセスにおいて直接結合し、即ち、回転子鉄心10と極異方性磁石12との間には、媒体が存在しない。

この実施例では、回転子鉄心10は、複数の貫通孔100を有する。磁束が回転子鉄心10を透過してループ経路を形成する必要がないから、回転子鉄心10の貫通孔100の位置、大小、及び形状は、制限されず、実際の応用に応じて設計することで、圧縮機のオイル循環率を向上させることができる。

また、極異方性磁石12を成形するときに、極異方性磁石12の磁極120の向きと回転子鉄心10の中心軸線102とが斜角θを（図2に示すように）成すようにさせることで、捩れた磁力線を生じさせることができる。これにより、モータのコギングトルク及びトルクリップルを低減することで、モータの振動及びノイズを低減することができる。この実施例では、斜角θの大小は、実際の応用に応じて設計することができる。

図3を参照する。図3は、本考案の他の実施例における回転子1′の立体図である。回転子1′と上述の回転子1との主な相違点は、回転子1′の貫通孔100の位置、大小、及び形状（図3参照）が、回転子1の貫通孔100の位置、大小、及び形状（図1参照）と異なることにある。なお、貫通孔100の位置、大小、及び形状は、圧縮機が要するオイル循環率に応じて異なる設計を有しても良く、図1及び図3に示す実施例に限定されない。

図4を参照する。図4は、本考案の他の実施例における回転子1′′の立体図である。回転子1′′と上述の回転子1との主な相違点は、回転子1′′の回転子鉄心10が図4に示すように凹溝104を有することにある。磁束が回転子鉄心10を透過してループ経路を形成する必要がないので、回転子鉄心10に凹溝104を形成しても、極異方性磁石12により形成された磁束に影響を与えることがない。回転子鉄心10について言えば、凹溝104は、負のウエイトであり、圧縮機稼働時の振動応力を有効に低減することができる。

図5を参照する。図5は、本考案の他の実施例における回転子1′′′の立体図である。回転子1′′′と上述の回転子1′′との主な相違点は、回転子1′′′がさらにカウンターウエイト14を含み、且つカウンターウエイト14が図5に示すように回転子鉄心10中に設置されることにある。この実施例では、カウンターウエイト14及び凹溝104は、回転子鉄心10の中心軸線102に対して対称に配置される。本考案は、射出成形プロセスにおいてカウンターウエイト14を回転子鉄心10中に一緒に形成することができる。凹溝104により提供された負のウエイトが、回転子1′′′の配重に必要な重量に足りない場合、本考案は、さらに、回転子鉄心10中にカウンターウエイト14を設置し、バランシングウェイトのための重量を増やし、これにより、圧縮機低周波数稼働時の振動応力を低減することができる。この実施例では、カウンターウエイト14の密度は、回転子鉄心10の密度よりも大きくても良く、これにより、バランシングウェイトのための重量を有効に増やすことができる。また、カウンターウエイト14は、鉄塊又は他の高密度の材料であっても良い。

以上のことから、本考案は、極異方性磁石を回転子の磁石として採用し、極異方性磁石は、成形時に、先ず磁場配置を行う必要があり、磁場は、外周多極又は内周多極になるように配置されても良く、極異方性磁石は、焼結後に、磁化方向が固定しており、変わることができないが、磁束が同じ方向に集中しているため、比較的強い磁力を有し、且つ磁束は、回転子鉄心を透過してループ経路を形成する必要がない。よって、回転子鉄心は、比透磁率が20000以下の材料を以て射出成形プロセスにより製造することができ、射出成形プロセスでは、回転子鉄心の外表面は、極異方性磁石の内表面と密結合することができる。回転子鉄心と極異方性磁石とを粘着剤により粘着する必要がない（即ち、回転子鉄心と極異方性磁石との間には、媒体が存在しない）ので、回転子全体の同心度の向上及び組み立て公差の低減を有効に実現することができる。また、回転子鉄心が射出成形プロセスにより製造されるため、生産プロセスをさらに簡略化することができ、且つ公差の要求がより精密になる。

さらに、極異方性磁石成形時に、極異方性磁石の磁極の向きと回転子鉄心の中心軸線とが斜角を成すようにさせることで、捩れた磁力線を生じさせることができ、これにより、モータのコギングトルク及びトルクリップルを低減することで、モータの振動及びノイズを低減することができる。また、磁束が回転子鉄心を透過してループ経路を形成する必要がないから、回転子鉄心は、凹溝（負のウエイト）を有しても良く、これにより、圧縮機稼働時の振動応力を有効に低減することができる。負のウエイトが、回転子のバランシングウェイトに必要な重量に足りない場合、本考案は、さらに、回転子鉄心中にカウンターウエイトを設置することで、バランシングウェイトのための重量を有効に増やし、圧縮機低周波数稼働時の振動応力を低減することができる。カウンターウエイトは、回転子鉄心中に設置することができるため、組み立てプロセスにおいて圧縮機の内部の機構による制限を受けることがない。ひいては、磁束が回転子鉄心を透過してループ経路を形成する必要がないので、回転子鉄心の貫通孔の位置、大小、及び形状は、制限されず、実際の応用に応じて設計することで、圧縮機のオイル循環率を向上させることができる。

以上、本考案の好ましい実施形態を説明したが、本考案はこの実施形態に限定されず、本考案の趣旨を離脱しない限り、本考案に対するあらゆる変更は本考案の技術的範囲に属する。

1、1′、1′′、1′′′ 回転子
10 回転子鉄心
12 極異方性磁石
14 カウンターウエイト
100 貫通孔
102 中心軸線
104 凹溝
120 磁極
θ 斜角

Claims (7)

1. 圧縮機に用いる回転子であって、
   比透磁率（relative permeability）が20000以下である回転子鉄心；及び
   前記回転子鉄心の周りに設置される極異方性磁石（polar anisotropic magnet）を含む、回転子。
2. 請求項1に記載の圧縮機に用いる回転子であって、
   前記回転子鉄心と、前記極異方性磁石との間には、媒体が存在しない、回転子。
3. 請求項1に記載の圧縮機に用いる回転子であって、
   前記極異方性磁石の磁極の向きと、前記回転子鉄心の中心軸線とは、斜角を成す、回転子。
4. 請求項1に記載の圧縮機に用いる回転子であって、
   前記回転子鉄心は、凹溝を有する、回転子。
5. 請求項4に記載の圧縮機に用いる回転子であって、
   カウンターウエイトを更に含み、
   前記カウンターウエイトは、前記回転子鉄心の中に設置され、前記カウンターウエイトと前記凹溝とは、前記回転子鉄心の中心軸線に対して対称に配置される、回転子。
6. 請求項5に記載の圧縮機に用いる回転子であって、
   前記カウンターウエイトの密度は、前記回転子鉄心の密度よりも大きい、回転子。
7. 請求項1に記載の圧縮機に用いる回転子であって、
   前記回転子鉄心は、複数の貫通孔を有する、回転子。

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