JP3689957B2 - 永久磁石型ｄｃモータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石型ＤＣモータに関し、特に、モータに駆動連結される被駆動装置（負荷装置）の振動を低減するために、その回転子に取り付けられるバラスウェイトの構造に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機の圧縮機構には偏心ローラやそれを駆動するための偏心軸等の偏心部が具備されており、この偏心部の回転に伴って振動が発生する。このため、従来、例えば特公平２―３３８７６号公報等に示されるように、上記圧縮機構を駆動するための圧縮機用モータにおいては、その回転子にバランスウェイトを回転一体に取り付け、このバランスウェイトにより圧縮機構の偏心部の回転時の振れを打ち消すようにして、圧縮機の運転時の振動を低減することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転子に永久磁石を取り付けた永久磁石型ＤＣモータは、積層された複数枚の磁性板を軸方向に貫通する締結部材により一体化してなりかつ外周部に軸方向に延びる複数の磁石取付部が形成された回転子コアと、該回転子コアの各磁石取付部に取付固定され、回転子コアの外周部に磁極を形成する磁石とを有するものであるが、その回転子の軸方向端部に上記バランスウェイトを取り付けるに当たり、そのバランスウェイトを、磁石による回転子コア外周部の異なる磁極間に跨がるように配置して回転子に取り付けた場合、次のような問題が生じる。
【０００４】
すなわち、回転子コアにおいて円周方向に隣り合う１対の磁石による磁束は、本来、その一方の磁石の磁極から出て固定子コアを通った後に回転子コアの他方の磁石の磁極に向かうように流れるが、バランスウェイトが回転子コアにおいて磁石による異なる磁極間に跨がって配置されていると、上記回転子コアの一方の磁石から出た磁束の一部が固定子コア側を通らずに上記バランスウェイトを経て他方の磁石の磁極に至るように短絡して流れる。その結果、上記本来の磁束流に対する磁束洩れが生じ、モータの効率が低下する。
【０００５】
特に、上記回転子コアの磁性板を締結する締結部材を利用してバランスウェイトが回転子に取り付けられている場合、その締結部材が磁性材料で構成されていると、該締結部材を固定子コア側との間を流れる磁束通路の一部とすることができるが、その反面、磁性材料の締結部材を通って上記バランスウェイトに流れる磁束も増え、上記磁束洩れが顕著になる。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記バランスウェイトの材料を特定することで、バランスウェイトの回転子に対する取付位置に関係なく、磁石による磁束がバランスウェイトにより回転子コア内で短絡して流れ難くし、モータ効率の向上を維持することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、この発明では、バランスウェイトを非磁性材料で構成することで、磁石による回転子コアの磁束がバランスウェイト内部を短絡して流れないようにした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明では、図１〜図３に示すように、複数枚の磁性板が軸方向に積層されかつ軸方向に貫通する締結部材（３２），（３２），…により一体化され、外周部に軸方向に延びる複数の磁石取付部（３７），（３７），…が形成された回転子コア（２８）、及び、該回転子コア（２８）の各磁石取付部（３７）に取付固定され、回転子コア（２８）の外周部に磁極を形成する磁石（４０），（４０），…を有し、回転軸心回りに偏心した偏心部（８）を有する被駆動装置（３）に駆動連結された回転子（２７）と、この回転子（２７）の軸方向の少なくとも一端部に取り付けられ、上記被駆動装置（３）の偏心部（８）の回転による振れを打ち消すバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）とを備えた永久磁石型ＤＣモータが前提である。
【０００９】
そして、上記バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は非磁性材料で構成されていて、上記磁石（４０），（４０），…による回転子コア（２８）外周部でかつ磁石（４０）よりも外側の異なる磁極間に跨がるように配置されている。また、このバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は、磁性材料で構成されている上記締結部材（３２），（３２），…により上記回転子（２７）に取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は非磁性材料で構成されているので、このバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）が磁石（４０），（４０），…による回転子コア（２８）外周部でかつ磁石（４０）よりも外側の異なる磁極間に跨がるように配置されていても、回転子コア（２８）の異なる磁極間でバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を通過して流れる磁束が殆どなくなり、その両磁極間での磁束洩れを小さくしてＤＣモータの効率を向上維持することができる。
【００１１】
また、上記回転子コア（２８）の磁性板を一体化する締結部材（３２），（３２），…が、バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を回転子（２７）に取り付けるために兼用されていても、上記のようにバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を非磁性材料で構成することで、この締結部材（３２），（３２），…を経てバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を流れる磁束を小さくすることができる。
【００１２】
しかも、上記締結部材（３２）は磁性材料で構成されているので、回転子コア（２８）は恰も締結部材（３２）も含めて全て磁性材料で構成されているのと同じ状態となり、回転子コア（２８）を通る磁束密度を大きくすることができる。そして、バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）が非磁性材料で構成されているので、締結部材（３２），（３２），…が磁性材料であるにも拘らず、その締結部材（３２），（３２），…を経てバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を流れる磁束を小さくすることができる。
【００１３】
請求項２の発明では、バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は１対で回転子（２７）の軸方向両側にそれぞれ設けられ、一方のバランスウェイト（４５ａ）は回転子（２７）の一端部に、回転子（２７）の円周方向に隣り合う一方の１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨るように、また他方のバランスウェイト（４５ｂ）は回転子（２７）の他端部に、回転子（２７）の円周方向に隣り合う他方の１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨るようにそれぞれ取り付けられている構成とする。
【００１４】
このことで、回転子（２７）の軸方向両側の１対のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）の位置と、被駆動装置（３）の偏心部（８）との円周方向の位置を所定の状態に位置合わせすることで、被駆動装置（３）の偏心部（８）の回転による振れをモータ側のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）によって打ち消すことができる。
【００１５】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明の永久磁石型ＤＣモータにおいて、図６及び図７に示す如く、被駆動装置（３）は圧縮機（Ｃ）の圧縮機構とする。従って、圧縮機構（３）における偏心部（８）の回転に伴う振動をモータ側のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）により抑制する場合に、そのバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）による磁束洩れを低減して、圧縮機用ＤＣモータの効率を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図６は本発明の実施形態に係る永久磁石型モータを装備したドーム型圧縮機（Ｃ）を示し、（１）は上下方向に延びる密閉円筒状のドームで、このドーム（１）の上端部にはドーム（１）内外を連通する冷媒吐出管（２）がその内端部をドーム（１）内上端の中心部に位置付けた状態で気密状に挿通されている。
【００１７】
また、ドーム（１）内の下部には、冷媒ガスを吸い込んで圧縮した後にドーム（１）内に吐出する圧縮機構（３）（被駆動装置）が嵌装されている。この圧縮機構（３）は、図６にも示すように、上下方向に並設された円板状の３つのサイドハウジング（４），（４），…と、これらサイドハウジング（４），（４），…間に気密状に挟持された円環状の２つのローラハウジング（５），（５）とからなるハウジングを備え、上記各ローラハウジング（５）内にリング状の偏心ローラ（６）が上記隣り合うサイドハウジング（４），（４）間に位置した状態で配設されている。
【００１８】
上記サイドハウジング（４），（４），…の中心部には上下方向に延びる回転軸（７）が気密状に貫通され、この回転軸（７）は上下１対のクランク部（７ａ），（７ａ）を有し、この各クランク部（７ａ）はそれぞれ上記偏心ローラ（６）の中心孔に挿通されて偏心ローラ（６）を回転可能に支持しており、各偏心ローラ（６）はその外周部をローラハウジング（５）の内周面に接触させながら回転軸（７）の軸心回りを回転移動する。つまり、この実施形態では、上記回転軸（７）の各クランク部（７ａ）と該各クランク部（７ａ）に取付支持された各偏心ローラ（６）とにより、回転軸（７）の回転軸心回りを回転する偏心部（８）が構成される。
【００１９】
図７に示す如く、上記各ローラハウジング（５）内周面の所定部位には上下方向に延びる凹溝部（５ａ）が形成され、この凹溝部（５ａ）には直径方向に切り欠かれたブレード嵌挿部（９ａ）を有する円柱状の揺動軸（９）が上下方向の軸心をもって揺動可能に支持されている。一方、各偏心ローラ（６）の外周面には上下方向に延びる板状のブレード（１０）が一体に突設され、このブレード（１０）の先端部は、上記ローラハウジング（５）内周面の凹溝部（５ａ）における揺動軸（９）のブレード嵌挿部（９ａ）に摺動可能に嵌挿されており、このブレード（１０）により、各偏心ローラ（６）の外周面、各ローラハウジング（５）の内周面及び上下両側のサイドハウジング（４），（４）に囲まれてなる円弧状の空間（１１）が吸入側及び吐出側の２つの作動室（１２ａ），（１２ｂ）に区画されている。そして、ローラハウジング（５）には上記凹溝部（５ａ）（ブレード（１０）の位置）を挟んで両側に吸入口（１３）及び吐出口（１４）が開口され、吸入口（１３）はドーム（１）側壁を貫通する冷媒吸入管（１５）の下流端部が接続され、この各冷媒吸入管（１５）の上流端部はアキュムレータ（４７）に接続されている。一方、吐出口（１４）はドーム（１）内部に開口され、この吐出口（１４）の途中にはリード弁からなる逆止弁としての吐出弁（１６）が配設されており、各偏心ローラ（６）の回転により、アキュムレータ（２４）内の低圧の冷媒ガスを冷媒吸入管（１５）及び吸入口（１３）を経て各作動室（１２ａ），（１２ｂ）に吸い込み、その冷媒ガスを偏心ローラ（６）の回転に伴う作動室（１２ａ），（１２ｂ）の容積減少により圧縮した後、吐出口（１４）により吐出弁（１６）を介してドーム（１）内に吐出してドーム（１）内圧力を高圧とし、このドーム（１）内の高圧の冷媒ガスを冷媒吐出管（２）を経てドーム（１）外に吐出させるようにしている。
【００２０】
尚、上記回転軸（７）における各クランク部（７ａ）の外周面と、上側クランク部（７ａ）上側及び下側クランク部（７ａ）下側の各回転軸（７）外周面とにはそれぞれ潤滑油吐出孔（１７），（１７），…が開口され、この各潤滑油吐出孔（１７）は回転軸（７）の軸心部を通る潤滑油通路（図示せず）に連通され、この潤滑油通路は回転軸（７）の下端面に開放されており、回転軸（７）の回転に伴い、その遠心力を利用して、ドーム（１）内底部に溜まった潤滑油を回転軸（７）の潤滑油通路に吸い込んだ後、各潤滑油吐出孔（１７）から圧縮機構（３）の摺動部分に供給する。この潤滑に供された潤滑油の一部は、圧縮機構（３）の吐出口（１４）からドーム（１）内に吐出される冷媒ガスに混じって吐出される。
【００２１】
上記ドーム（１）内の上端部には上記圧縮機構（３）を駆動するための永久磁石型ＤＣモータ（２１）が上下方向の回転軸心をもって嵌装されている。このＤＣモータ（２１）は固定子（２２）と、該固定子（２２）内に回転可能に配置された回転子（２７）とを備えてなる。上記固定子（２２）は、多数枚の電磁鋼板（磁性板）からなる円環状薄板を軸方向（ドーム（１）の上下方向）に積層して一体化されかつ内周面に軸方向に延びる複数の凹溝からなる巻線挿入部（図示せず）が周方向に等間隔をあけて形成された円筒状の固定子コア（２３）と、固定子コア（２３）にその内周面の巻線挿入部に嵌挿されて設けられたｕ相、ｖ相及びｗ相の３相の固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）とを有する。図４に示すように、これら３相の巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）のうちの例えばｕ相巻線（２４ｕ）は、固定子コア（２３）の半径方向外側端に位置して外相巻線とされ、この外相巻線（２４ｕ）の内側に他の一方の相である例えばｖ相の巻線（２４ｖ）が同心状に中相巻線として配置され、この中相巻線（２４ｖ）の内側つまり固定子コア（２３）の半径方向内側端に残りの例えばｗ相の巻線（２４ｗ）が内相巻線として同心状に配置され、その各相巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）はコイルをループ状に束ねた４つの磁極からなる。尚、この各磁極コイルの軸方向の端部であるコイルエンドは固定子コア（２３）の同方向端部から突出し、かつ該固定子コア（２３）の端部から離れるに連れて半径方向外側に彎曲されている。また、各相の固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）はワニスにより一体的に固着されている。
【００２２】
そして、図５に示すように、上記外相、中相及び内相の巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）はその一端部同士で中性点により接続されている一方、各相巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）の他端部が電源入力端とされている。すなわち、３相の固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）はＹ結線とされており、この３相の固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）の電源入力端に電源を供給することにより、固定子コア（２３）に回転磁界を発生させるようにしている。
【００２３】
一方、上記回転子（２７）は、図１〜図３に示すように、多数枚の電磁鋼板（磁性板）からなる円形薄板を軸方向に積層した円筒状の回転子コア（２８）と、この回転子コア（２８）の上下両端部にそれぞれ一体的に取り付けられた上下の端板（２９ａ），（２９ｂ）とを有するもので、上記回転子コア（２８）の外周部にはその軸方向に貫通する４つのリベット挿通孔（３０），（３０），…が円周方向に当角度間隔をあけて形成されている。また、各端板（２９ａ），（２９ｂ）にも４つのリベット挿通孔（３１），（３１），…がそれぞれ上記回転子コア（２８）のリベット挿通孔（３０），（３０），…に対応して貫通されている。そして、基本的に、回転子コア（２８）の上下端部にそれぞれ上下端板（２９ａ），（２９ｂ）を各々の各リベット挿通孔（３０），（３１）が一致するように重ね、回転子コア（２８）及び端板（２９ａ），（２９ｂ）の各リベット挿通孔（３０），（３１）にそれぞれ下側から締結リベット（３２）（締結部材）を挿通して、その各締結リベット（３２）の上端部をかしめることで、この回転子コア（２８）及び端板（２９ａ），（２９ｂ）が４本の締結リベット（３２），（３２），…により一体化されている。尚、後述の如く、回転子（２７）における上側端板（２９ａ）の上側にスペーサ（４２），（４２），…、油分離板（４３）及び上側バランスウェイト（４５ａ）が、また下側端板（２９ｂ）の下側に下側バランスウェイト（４５ｂ）がそれぞれ上記各締結リベット（３２）を挿通するように配置されており、これらは、各締結リベット（３２）を挿通した状態で回転子（２７）に４本の締結リベット（３２），（３２），…により一体的に締結されている。
【００２４】
上記回転子コア（２８）及び各端板（２９ａ），（２９ｂ）の各中心部にはそれぞれ同じ内径の軸挿通孔（３４），（３５）が互いに同心に形成され、これらの軸挿通孔（３４），（３５）には上記回転軸（７）の上端部が圧入されて固定されており、回転子（２７）が回転軸（７）を介して圧縮機構（３）の各偏心部（８）（各偏心ローラ（６））に駆動連結されている。
【００２５】
また、回転子コア（２８）の周縁部には上記リベット挿通孔（３０），（３０），…に対応する位置に、その軸方向に貫通しかつ上記端板（２９ａ），（２９ｂ）で閉じられる断面矩形状の４つの磁石挿入部（３７），（３７），…（磁石取付部）が上記軸挿通孔（３４）の周りで正方形の各辺部をなすように配置されて形成され、この各磁石挿入部（３７）の円周方向の両端には回転子コア（２８）の半径方向外側に外周縁近くまで延びる空隙部（３８），（３８）がそれぞれ設けられ、上記各磁石挿入部（３７）には希土類磁石からなる矩形板状の永久磁石（４０）が嵌挿されて固定されており、回転子（２７）は磁石埋込みタイプのものとされている。そして、この４つの磁石（４０），（４０），…は、その回転子コア（２８）の直径方向に対向する１対の磁石（４０），（４０）の回転子コア半径方向外側に面する磁極が互いに同磁極に、換言すれば円周方向に隣り合う１対の磁石（４０），（４０）の回転子コア半径方向外側に面する磁極が互いに逆になるように着磁されており、この４つの磁石（４０），（４０），…により回転子コア（２８）の外周部に交互に逆の４つの磁極を形成し、これら磁石（４０），（４０），…による回転子コア（２８）の磁束と、上記固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）により形成される４つの磁極の磁束との相互作用により回転子（２７）を回転させて圧縮機構（３）を駆動する。
【００２６】
また、この回転子（２７）の上端部には円板状の油分離板（４３）（図３には示していない）が上記リベット（３２），（３２），…挿通せしめた状態で該各締結リベット（３２）により回転一体に取り付けられている。この油分離板（４３）は、各リベット（３２）が貫通する４つの円筒状スペーサ（４２），（４２），…の介在により回転子（２７）の上端部から所定間隔だけ離れた状態、つまり固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）の上側コイルエンドに水平に対向した状態で固定されており、圧縮機構（３）の吐出口（１４）から潤滑油が吐出ガスと共にドーム（１）内に吐出されてドーム（１）内上端部の冷媒吐出管（２）に向かうとき、そのドーム（１）内部の潤滑油が冷媒吐出管（２）側に流れるのを、回転子（２７）と一体に回転する油分離板（４３）により阻止するようにしている。
【００２７】
上記油分離板（４３）の上面（回転子（２７）の上端部）及び回転子（２７）の下端部たる下側端板（２９ｂ）の下面にはそれぞれ上下１対の細板状のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）が上記各締結リベット（３２），（３２），…を挿通した状態で該各締結リベット（３２）により回転一体に取り付けられている。この各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）の両端は円形状に形成され、この各円形部分にそれぞれ締結リベット（３２），（３２）が挿通されている。そして、図１に示すように、上側のバランスウェイト（４５ａ）は上記回転子（２７）の円周方向に隣り合う一方の１対の締結リベット（３２），（３２）により、また下側バランスウェイト（４５ｂ）は同様に他方の１対の締結リベット（３２），（３２）により、それぞれ回転子（２７）の円周方向に隣り合う１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨がるように配置されて回転子（２７）に取り付けられており、この上下バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）の位置と、圧縮機構（３）の上下の偏心部（８），（８）との円周方向の位置を所定の状態に位置合わせすることで、圧縮機（Ｃ）の運転時、圧縮機構（３）の偏心部（８），（８）の回転による振れをＤＣモータ（２１）側のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）により打ち消すようにしている。
【００２８】
そして、上記各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は例えばＳＵＳ３０４等の非磁性材料で構成され、上記各締結リベット（３２）は磁性材料で構成されている。
【００２９】
図６中、（２５）はドーム（１）の上端部外面に取り付けられた電源接続部で、ＤＣモータ（２１）を作動制御するモータ制御装置（図示せず）からの３本の電源入力線をそれぞれ接続するための３つの端子（２６），（２６），…が取り付けられている。また、図７中、（１８）は吐出弁（１６）の最大開度を規制するストッパである。
【００３０】
尚、上記圧縮機用ＤＣモータ（２１）は、その回転子（２７）における各磁石（４０）が未着磁状態のままで圧縮機（Ｃ）のドーム（１）内に圧縮機構（３）と共に装着された後、その未着磁状態の磁石（４０）が着磁される。この方法について簡単に説明するに、ＤＣモータ（２１）の回転子（２７）における回転子コア（２８）の各磁石挿入部（３７）にそれぞれ未着磁状態の磁石（４０）（磁石材）を挿入固定した後、その上下両端部に端板（２９ａ），（２９ｂ）を配置し、上側の端板（２９ａ）外面にスペーサ（４２），（４２），…を介して油分離板（４３）及び上側バランスウェイト（４５ａ）を、また下側の端板（２９ｂ）外面に下側バランスウェイト（４５ｂ）をそれぞれ配置し、これらを締結リベット（３２），（３２），…により一体的に締結する。
【００３１】
次いで、上記上下のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）の円周方向の位置を回転軸（７）のクランク部（７ａ），（７ａ）、つまり圧縮機構（３）における上下の偏心部（８），（８）と所定の関係で位置決めした状態で、回転子（２７）の軸挿通孔（３４），（３５）に回転軸（７）の上端部を圧入する。そして、圧縮機（Ｃ）のドーム（１）内上部にＤＣモータ（２１）の固定子（２２）を嵌装して固定し、その固定子（２２）内に上記回転子（２７）を嵌挿しながら、回転軸（７）の各クランク部（７ａ）周りに圧縮機構（３）を取り付けるとともに、その圧縮機構（３）をドーム（１）内下部に嵌装し、このことで、圧縮機構（３）やＤＣモータ（２１）等、全ての部品をドーム（１）内に装着する。この状態では、ドーム（１）は例えば上端部が開けられており、ＤＣモータ（２１）の回転子（２７）における各磁石（４０）が着磁されていないだけで、その他の構造は完成された圧縮機（Ｃ）と略同じとなる。
【００３２】
この後、上記ＤＣモータ（２１）における回転子（２７）の各磁石（４０）を固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）の磁極位置に対応するように位置整合した後、その固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）へ着磁用電圧を印加して同巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）に着磁用磁界を発生させ、この磁界により上記回転子（２７）の位置整合されている各磁石（４０）を着磁すればよい。
【００３３】
したがって、この実施形態では、ＤＣモータ（２１）の運転時、その回転子（２７）における円周方向に隣り合う１対の磁石（４０），（４０）の一方から該磁石（４０）の半径方向外側にある回転子コア（２８）外周部を経て固定子コア（２３）に向かい、この固定子コア（２３）から再び回転子コア（２８）外周部を通って他方の磁石（４０）に流れる磁束が形成される。そのとき、ＤＣモータ（２１）の回転子（２７）に一体的に取り付けられている上下バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）が、上側のバランスウェイト（４５ａ）にあっては回転子（２７）の円周方向に隣り合う一方の１対の締結リベット（３２），（３２）により、また下側バランスウェイト（４５ｂ）は同様に他方の１対の締結リベット（３２），（３２）によりそれぞれ回転子（２７）の円周方向に隣り合う１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨がるように配置されているので、上記回転子（２７）の円周方向に隣り合う磁石（４０），（４０）間で流れる磁束の一部が、上記磁石（４０）外側の回転子コア（２８）外周部に位置する締結リベット（３２），（３２）と、該両締結リベット（３２），（３２）により締結されている各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）とを通って短絡しようとする。
【００３４】
しかし、上記上下のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）はいずれもＳＵＳ３０４鋼等の非磁性材料で構成されているので、たとえ各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）がそれぞれ４つの磁石（４０），（４０），…による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨がるように配置され、また回転子コア（２８）の磁性板及び端板（２９ａ），（２９ｂ）を一体化するための各締結リベット（３２）がバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を回転子（２７）に取り付けるための用途に兼用されていても、回転子コア（２８）おいて異なる磁極間でバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を通過して流れる短絡磁束が殆どなくなり、その両磁極間の上記本来の磁束流に対する磁束洩れを小さくすることができる。その結果、圧縮機（Ｃ）の運転時におけるＤＣモータ（２１）の効率を向上維持することができる。
【００３５】
また、上記回転子（２７）における各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は非磁性材料で構成されているが、締結リベット（３２）は磁性材料で構成されており、この磁性材のリベット（３２）により回転子コア（２８）の各リベット挿通孔（３０）が充填されるので、回転子コア（２８）は恰もリベット挿通孔（３０）がなくて全て磁性材料で構成されているのと同じ状態となり、回転子コア（２８）を通る磁束密度を大きくすることができ、モータ効率のより一層の向上を図ることができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、回転子（２７）の上端部に油分離板（４３）を間隔をあけて配置し、その上に上側バランスウェイト（４５ａ）を取り付けているが、本発明は、油分離板（４３）を取り付けていない回転子にも適用することができる。その場合、上側端板（２９ａ）の上面に直接上側バランスウェイト（４５ａ）を取り付ければよい。
【００３７】
さらに、上記実施形態では、ＤＣモータ（２１）における回転子（２７）の各磁石（４０）を希土類の磁石としたが、本発明は、その他の例えばフェライト磁石を取り付けた回転子を有するＤＣモータにも適用することができる。また、本発明は、上記実施形態のように、磁石（４０）が回転子コア（２８）に埋め込まれている埋込み型ＤＣモータ（２１）以外に、磁石が回転子コアの表面に貼り付けられている表面型ＤＣモータ等、その他の永久磁石型ＤＣモータであれば適用することができる。さらに、本発明は、圧縮機用ＤＣモータ以外の通常のＤＣモータにも適用できるのは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明のように、請求項１の発明によると、永久磁石を有する回転子に、回転子に駆動連結される被駆動装置の偏心部の回転による振れを打ち消すバランスウェイトを回転一体に取り付けた永久磁石型ＤＣモータに対し、上記バランスウェイトは、回転子コアの磁性板を一体化するための磁性材料で構成された締結部材により回転子に取り付け、かつバランスウェイトを非磁性材料で構成し、磁石による回転子コア外周部でかつ磁石よりも外側の異なる磁極間に跨るように配置したことにより、バランスウェイトが磁石による回転子コア外周部でかつ磁石よりも外側の異なる磁極間に跨がるように配置されていても、磁性材料の締結部材により回転子コアを通る磁束密度を増大させながら、異なる磁極間をバランスウェイトを通過して流れる磁束を少なくして両磁極間の磁束洩れを小さくでき、よって永久磁石型ＤＣモータの効率の向上維持を図ることができる。
【００３９】
請求項２の発明によると、バランスウェイトを１対として回転子の軸方向両側にそれぞれ設け、一方のバランスウェイトは回転子の一端部に、回転子円周方向に隣り合う一方の１対の磁石による回転子コア外周部の異なる磁極間に跨るように、また他方のバランスウェイトは回転子の他端部に、回転子円周方向に隣り合う他方の１対の磁石による回転子コア外周部の異なる磁極間に跨るようにそれぞれ取り付けたことにより、被駆動装置の偏心部の回転による振れをモータ側のバランスウェイトで打ち消すことができる。
【００４０】
請求項３の発明によると、被駆動装置は圧縮機の圧縮機構としたことにより、圧縮機構における偏心部の回転に伴う振動をモータ側のバランスウェイトにより抑制する場合において、そのバランスウェイトによる磁束洩れを低減でき、圧縮機用ＤＣモータの効率の向上維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態においてバランスウェイトの回転子への取付状態を示す平面図である。
【図２】 バランスウェイトの回転子への取付状態を示す断面図である。
【図３】 回転子の構成を示す分解斜視図である。
【図４】 固定子における巻線の配置状態を示す平面図である。
【図５】 ＤＣモータの固定子巻線を示す電気回路図である。
【図６】 本発明の実施形態に係るＤＣモータを装備した圧縮機を示す断面図である。
【図７】 図６のVII −VII 線断面図である。
【符号の説明】
（Ｃ） 圧縮機
（３） 圧縮機構（被駆動装置）
（６） 偏心ローラ
（７） 回転軸
（７ａ） クランク部
（８） 偏心部
（２１） ＤＣモータ
（２２） 固定子
（２７） 回転子
（２８） 回転子コア
（２９ａ），（２９ｂ） 端板
（３２） 締結リベット（締結部材）
（３７） 磁石挿入部（磁石取付部）
（４０） 磁石
（４５ａ），（４５ｂ） バランスウェイト
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石型ＤＣモータに関し、特に、モータに駆動連結される被駆動装置（負荷装置）の振動を低減するために、その回転子に取り付けられるバラスウェイトの構造に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機の圧縮機構には偏心ローラやそれを駆動するための偏心軸等の偏心部が具備されており、この偏心部の回転に伴って振動が発生する。このため、従来、例えば特公平２―３３８７６号公報等に示されるように、上記圧縮機構を駆動するための圧縮機用モータにおいては、その回転子にバランスウェイトを回転一体に取り付け、このバランスウェイトにより圧縮機構の偏心部の回転時の振れを打ち消すようにして、圧縮機の運転時の振動を低減することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転子に永久磁石を取り付けた永久磁石型ＤＣモータは、積層された複数枚の磁性板を軸方向に貫通する締結部材により一体化してなりかつ外周部に軸方向に延びる複数の磁石取付部が形成された回転子コアと、該回転子コアの各磁石取付部に取付固定され、回転子コアの外周部に磁極を形成する磁石とを有するものであるが、その回転子の軸方向端部に上記バランスウェイトを取り付けるに当たり、そのバランスウェイトを、磁石による回転子コア外周部の異なる磁極間に跨がるように配置して回転子に取り付けた場合、次のような問題が生じる。
【０００４】
すなわち、回転子コアにおいて円周方向に隣り合う１対の磁石による磁束は、本来、その一方の磁石の磁極から出て固定子コアを通った後に回転子コアの他方の磁石の磁極に向かうように流れるが、バランスウェイトが回転子コアにおいて磁石による異なる磁極間に跨がって配置されていると、上記回転子コアの一方の磁石から出た磁束の一部が固定子コア側を通らずに上記バランスウェイトを経て他方の磁石の磁極に至るように短絡して流れる。その結果、上記本来の磁束流に対する磁束洩れが生じ、モータの効率が低下する。
【０００５】
特に、上記回転子コアの磁性板を締結する締結部材を利用してバランスウェイトが回転子に取り付けられている場合、その締結部材が磁性材料で構成されていると、該締結部材を固定子コア側との間を流れる磁束通路の一部とすることができるが、その反面、磁性材料の締結部材を通って上記バランスウェイトに流れる磁束も増え、上記磁束洩れが顕著になる。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記バランスウェイトの材料を特定することで、バランスウェイトの回転子に対する取付位置に関係なく、磁石による磁束がバランスウェイトにより回転子コア内で短絡して流れ難くし、モータ効率の向上を維持することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、この発明では、バランスウェイトを非磁性材料で構成することで、磁石による回転子コアの磁束がバランスウェイト内部を短絡して流れないようにした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明では、図１〜図３に示すように、複数枚の磁性板が軸方向に積層されかつ軸方向に貫通する締結部材（３２），（３２），…により一体化され、外周部に軸方向に延びる複数の磁石取付部（３７），（３７），…が形成された回転子コア（２８）、及び、該回転子コア（２８）の各磁石取付部（３７）に取付固定され、回転子コア（２８）の外周部に磁極を形成する磁石（４０），（４０），…を有し、回転軸心回りに偏心した偏心部（８）を有する被駆動装置（３）に駆動連結された回転子（２７）と、この回転子（２７）の軸方向の少なくとも一端部に取り付けられ、上記被駆動装置（３）の偏心部（８）の回転による振れを打ち消すバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）とを備えた永久磁石型ＤＣモータが前提である。
【０００９】
そして、上記バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は非磁性材料で構成されていて、上記磁石（４０），（４０），…による回転子コア（２８）外周部でかつ磁石（４０）よりも外側の異なる磁極間に跨がるように配置されている。また、このバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は、磁性材料で構成されている上記締結部材（３２），（３２），…により上記回転子（２７）に取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は非磁性材料で構成されているので、このバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）が磁石（４０），（４０），…による回転子コア（２８）外周部でかつ磁石（４０）よりも外側の異なる磁極間に跨がるように配置されていても、回転子コア（２８）の異なる磁極間でバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を通過して流れる磁束が殆どなくなり、その両磁極間での磁束洩れを小さくしてＤＣモータの効率を向上維持することができる。
【００１１】
また、上記回転子コア（２８）の磁性板を一体化する締結部材（３２），（３２），…が、バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を回転子（２７）に取り付けるために兼用されていても、上記のようにバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を非磁性材料で構成することで、この締結部材（３２），（３２），…を経てバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を流れる磁束を小さくすることができる。
【００１２】
しかも、上記締結部材（３２）は磁性材料で構成されているので、回転子コア（２８）は恰も締結部材（３２）も含めて全て磁性材料で構成されているのと同じ状態となり、回転子コア（２８）を通る磁束密度を大きくすることができる。そして、バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）が非磁性材料で構成されているので、締結部材（３２），（３２），…が磁性材料であるにも拘らず、その締結部材（３２），（３２），…を経てバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を流れる磁束を小さくすることができる。
【００１３】
請求項２の発明では、バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は１対で回転子（２７）の軸方向両側にそれぞれ設けられ、一方のバランスウェイト（４５ａ）は回転子（２７）の一端部に、回転子（２７）の円周方向に隣り合う一方の１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨るように、また他方のバランスウェイト（４５ｂ）は回転子（２７）の他端部に、回転子（２７）の円周方向に隣り合う他方の１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨るようにそれぞれ取り付けられている構成とする。
【００１４】
このことで、回転子（２７）の軸方向両側の１対のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）の位置と、被駆動装置（３）の偏心部（８）との円周方向の位置を所定の状態に位置合わせすることで、被駆動装置（３）の偏心部（８）の回転による振れをモータ側のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）によって打ち消すことができる。
【００１５】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明の永久磁石型ＤＣモータにおいて、図６及び図７に示す如く、被駆動装置（３）は圧縮機（Ｃ）の圧縮機構とする。従って、圧縮機構（３）における偏心部（８）の回転に伴う振動をモータ側のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）により抑制する場合に、そのバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）による磁束洩れを低減して、圧縮機用ＤＣモータの効率を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図６は本発明の実施形態に係る永久磁石型モータを装備したドーム型圧縮機（Ｃ）を示し、（１）は上下方向に延びる密閉円筒状のドームで、このドーム（１）の上端部にはドーム（１）内外を連通する冷媒吐出管（２）がその内端部をドーム（１）内上端の中心部に位置付けた状態で気密状に挿通されている。
【００１７】
また、ドーム（１）内の下部には、冷媒ガスを吸い込んで圧縮した後にドーム（１）内に吐出する圧縮機構（３）（被駆動装置）が嵌装されている。この圧縮機構（３）は、図６にも示すように、上下方向に並設された円板状の３つのサイドハウジング（４），（４），…と、これらサイドハウジング（４），（４），…間に気密状に挟持された円環状の２つのローラハウジング（５），（５）とからなるハウジングを備え、上記各ローラハウジング（５）内にリング状の偏心ローラ（６）が上記隣り合うサイドハウジング（４），（４）間に位置した状態で配設されている。
【００１８】
上記サイドハウジング（４），（４），…の中心部には上下方向に延びる回転軸（７）が気密状に貫通され、この回転軸（７）は上下１対のクランク部（７ａ），（７ａ）を有し、この各クランク部（７ａ）はそれぞれ上記偏心ローラ（６）の中心孔に挿通されて偏心ローラ（６）を回転可能に支持しており、各偏心ローラ（６）はその外周部をローラハウジング（５）の内周面に接触させながら回転軸（７）の軸心回りを回転移動する。つまり、この実施形態では、上記回転軸（７）の各クランク部（７ａ）と該各クランク部（７ａ）に取付支持された各偏心ローラ（６）とにより、回転軸（７）の回転軸心回りを回転する偏心部（８）が構成される。
【００１９】
図７に示す如く、上記各ローラハウジング（５）内周面の所定部位には上下方向に延びる凹溝部（５ａ）が形成され、この凹溝部（５ａ）には直径方向に切り欠かれたブレード嵌挿部（９ａ）を有する円柱状の揺動軸（９）が上下方向の軸心をもって揺動可能に支持されている。一方、各偏心ローラ（６）の外周面には上下方向に延びる板状のブレード（１０）が一体に突設され、このブレード（１０）の先端部は、上記ローラハウジング（５）内周面の凹溝部（５ａ）における揺動軸（９）のブレード嵌挿部（９ａ）に摺動可能に嵌挿されており、このブレード（１０）により、各偏心ローラ（６）の外周面、各ローラハウジング（５）の内周面及び上下両側のサイドハウジング（４），（４）に囲まれてなる円弧状の空間（１１）が吸入側及び吐出側の２つの作動室（１２ａ），（１２ｂ）に区画されている。そして、ローラハウジング（５）には上記凹溝部（５ａ）（ブレード（１０）の位置）を挟んで両側に吸入口（１３）及び吐出口（１４）が開口され、吸入口（１３）はドーム（１）側壁を貫通する冷媒吸入管（１５）の下流端部が接続され、この各冷媒吸入管（１５）の上流端部はアキュムレータ（４７）に接続されている。一方、吐出口（１４）はドーム（１）内部に開口され、この吐出口（１４）の途中にはリード弁からなる逆止弁としての吐出弁（１６）が配設されており、各偏心ローラ（６）の回転により、アキュムレータ（２４）内の低圧の冷媒ガスを冷媒吸入管（１５）及び吸入口（１３）を経て各作動室（１２ａ），（１２ｂ）に吸い込み、その冷媒ガスを偏心ローラ（６）の回転に伴う作動室（１２ａ），（１２ｂ）の容積減少により圧縮した後、吐出口（１４）により吐出弁（１６）を介してドーム（１）内に吐出してドーム（１）内圧力を高圧とし、このドーム（１）内の高圧の冷媒ガスを冷媒吐出管（２）を経てドーム（１）外に吐出させるようにしている。
【００２０】
尚、上記回転軸（７）における各クランク部（７ａ）の外周面と、上側クランク部（７ａ）上側及び下側クランク部（７ａ）下側の各回転軸（７）外周面とにはそれぞれ潤滑油吐出孔（１７），（１７），…が開口され、この各潤滑油吐出孔（１７）は回転軸（７）の軸心部を通る潤滑油通路（図示せず）に連通され、この潤滑油通路は回転軸（７）の下端面に開放されており、回転軸（７）の回転に伴い、その遠心力を利用して、ドーム（１）内底部に溜まった潤滑油を回転軸（７）の潤滑油通路に吸い込んだ後、各潤滑油吐出孔（１７）から圧縮機構（３）の摺動部分に供給する。この潤滑に供された潤滑油の一部は、圧縮機構（３）の吐出口（１４）からドーム（１）内に吐出される冷媒ガスに混じって吐出される。
【００２１】
上記ドーム（１）内の上端部には上記圧縮機構（３）を駆動するための永久磁石型ＤＣモータ（２１）が上下方向の回転軸心をもって嵌装されている。このＤＣモータ（２１）は固定子（２２）と、該固定子（２２）内に回転可能に配置された回転子（２７）とを備えてなる。上記固定子（２２）は、多数枚の電磁鋼板（磁性板）からなる円環状薄板を軸方向（ドーム（１）の上下方向）に積層して一体化されかつ内周面に軸方向に延びる複数の凹溝からなる巻線挿入部（図示せず）が周方向に等間隔をあけて形成された円筒状の固定子コア（２３）と、固定子コア（２３）にその内周面の巻線挿入部に嵌挿されて設けられたｕ相、ｖ相及びｗ相の３相の固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）とを有する。図４に示すように、これら３相の巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）のうちの例えばｕ相巻線（２４ｕ）は、固定子コア（２３）の半径方向外側端に位置して外相巻線とされ、この外相巻線（２４ｕ）の内側に他の一方の相である例えばｖ相の巻線（２４ｖ）が同心状に中相巻線として配置され、この中相巻線（２４ｖ）の内側つまり固定子コア（２３）の半径方向内側端に残りの例えばｗ相の巻線（２４ｗ）が内相巻線として同心状に配置され、その各相巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）はコイルをループ状に束ねた４つの磁極からなる。尚、この各磁極コイルの軸方向の端部であるコイルエンドは固定子コア（２３）の同方向端部から突出し、かつ該固定子コア（２３）の端部から離れるに連れて半径方向外側に彎曲されている。また、各相の固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）はワニスにより一体的に固着されている。
【００２２】
そして、図５に示すように、上記外相、中相及び内相の巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）はその一端部同士で中性点により接続されている一方、各相巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）の他端部が電源入力端とされている。すなわち、３相の固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）はＹ結線とされており、この３相の固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）の電源入力端に電源を供給することにより、固定子コア（２３）に回転磁界を発生させるようにしている。
【００２３】
一方、上記回転子（２７）は、図１〜図３に示すように、多数枚の電磁鋼板（磁性板）からなる円形薄板を軸方向に積層した円筒状の回転子コア（２８）と、この回転子コア（２８）の上下両端部にそれぞれ一体的に取り付けられた上下の端板（２９ａ），（２９ｂ）とを有するもので、上記回転子コア（２８）の外周部にはその軸方向に貫通する４つのリベット挿通孔（３０），（３０），…が円周方向に当角度間隔をあけて形成されている。また、各端板（２９ａ），（２９ｂ）にも４つのリベット挿通孔（３１），（３１），…がそれぞれ上記回転子コア（２８）のリベット挿通孔（３０），（３０），…に対応して貫通されている。そして、基本的に、回転子コア（２８）の上下端部にそれぞれ上下端板（２９ａ），（２９ｂ）を各々の各リベット挿通孔（３０），（３１）が一致するように重ね、回転子コア（２８）及び端板（２９ａ），（２９ｂ）の各リベット挿通孔（３０），（３１）にそれぞれ下側から締結リベット（３２）（締結部材）を挿通して、その各締結リベット（３２）の上端部をかしめることで、この回転子コア（２８）及び端板（２９ａ），（２９ｂ）が４本の締結リベット（３２），（３２），…により一体化されている。尚、後述の如く、回転子（２７）における上側端板（２９ａ）の上側にスペーサ（４２），（４２），…、油分離板（４３）及び上側バランスウェイト（４５ａ）が、また下側端板（２９ｂ）の下側に下側バランスウェイト（４５ｂ）がそれぞれ上記各締結リベット（３２）を挿通するように配置されており、これらは、各締結リベット（３２）を挿通した状態で回転子（２７）に４本の締結リベット（３２），（３２），…により一体的に締結されている。
【００２４】
上記回転子コア（２８）及び各端板（２９ａ），（２９ｂ）の各中心部にはそれぞれ同じ内径の軸挿通孔（３４），（３５）が互いに同心に形成され、これらの軸挿通孔（３４），（３５）には上記回転軸（７）の上端部が圧入されて固定されており、回転子（２７）が回転軸（７）を介して圧縮機構（３）の各偏心部（８）（各偏心ローラ（６））に駆動連結されている。
【００２５】
また、回転子コア（２８）の周縁部には上記リベット挿通孔（３０），（３０），…に対応する位置に、その軸方向に貫通しかつ上記端板（２９ａ），（２９ｂ）で閉じられる断面矩形状の４つの磁石挿入部（３７），（３７），…（磁石取付部）が上記軸挿通孔（３４）の周りで正方形の各辺部をなすように配置されて形成され、この各磁石挿入部（３７）の円周方向の両端には回転子コア（２８）の半径方向外側に外周縁近くまで延びる空隙部（３８），（３８）がそれぞれ設けられ、上記各磁石挿入部（３７）には希土類磁石からなる矩形板状の永久磁石（４０）が嵌挿されて固定されており、回転子（２７）は磁石埋込みタイプのものとされている。そして、この４つの磁石（４０），（４０），…は、その回転子コア（２８）の直径方向に対向する１対の磁石（４０），（４０）の回転子コア半径方向外側に面する磁極が互いに同磁極に、換言すれば円周方向に隣り合う１対の磁石（４０），（４０）の回転子コア半径方向外側に面する磁極が互いに逆になるように着磁されており、この４つの磁石（４０），（４０），…により回転子コア（２８）の外周部に交互に逆の４つの磁極を形成し、これら磁石（４０），（４０），…による回転子コア（２８）の磁束と、上記固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）により形成される４つの磁極の磁束との相互作用により回転子（２７）を回転させて圧縮機構（３）を駆動する。
【００２６】
また、この回転子（２７）の上端部には円板状の油分離板（４３）（図３には示していない）が上記リベット（３２），（３２），…挿通せしめた状態で該各締結リベット（３２）により回転一体に取り付けられている。この油分離板（４３）は、各リベット（３２）が貫通する４つの円筒状スペーサ（４２），（４２），…の介在により回転子（２７）の上端部から所定間隔だけ離れた状態、つまり固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）の上側コイルエンドに水平に対向した状態で固定されており、圧縮機構（３）の吐出口（１４）から潤滑油が吐出ガスと共にドーム（１）内に吐出されてドーム（１）内上端部の冷媒吐出管（２）に向かうとき、そのドーム（１）内部の潤滑油が冷媒吐出管（２）側に流れるのを、回転子（２７）と一体に回転する油分離板（４３）により阻止するようにしている。
【００２７】
上記油分離板（４３）の上面（回転子（２７）の上端部）及び回転子（２７）の下端部たる下側端板（２９ｂ）の下面にはそれぞれ上下１対の細板状のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）が上記各締結リベット（３２），（３２），…を挿通した状態で該各締結リベット（３２）により回転一体に取り付けられている。この各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）の両端は円形状に形成され、この各円形部分にそれぞれ締結リベット（３２），（３２）が挿通されている。そして、図１に示すように、上側のバランスウェイト（４５ａ）は上記回転子（２７）の円周方向に隣り合う一方の１対の締結リベット（３２），（３２）により、また下側バランスウェイト（４５ｂ）は同様に他方の１対の締結リベット（３２），（３２）により、それぞれ回転子（２７）の円周方向に隣り合う１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨がるように配置されて回転子（２７）に取り付けられており、この上下バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）の位置と、圧縮機構（３）の上下の偏心部（８），（８）との円周方向の位置を所定の状態に位置合わせすることで、圧縮機（Ｃ）の運転時、圧縮機構（３）の偏心部（８），（８）の回転による振れをＤＣモータ（２１）側のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）により打ち消すようにしている。
【００２８】
そして、上記各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は例えばＳＵＳ３０４等の非磁性材料で構成され、上記各締結リベット（３２）は磁性材料で構成されている。
【００２９】
図６中、（２５）はドーム（１）の上端部外面に取り付けられた電源接続部で、ＤＣモータ（２１）を作動制御するモータ制御装置（図示せず）からの３本の電源入力線をそれぞれ接続するための３つの端子（２６），（２６），…が取り付けられている。また、図７中、（１８）は吐出弁（１６）の最大開度を規制するストッパである。
【００３０】
尚、上記圧縮機用ＤＣモータ（２１）は、その回転子（２７）における各磁石（４０）が未着磁状態のままで圧縮機（Ｃ）のドーム（１）内に圧縮機構（３）と共に装着された後、その未着磁状態の磁石（４０）が着磁される。この方法について簡単に説明するに、ＤＣモータ（２１）の回転子（２７）における回転子コア（２８）の各磁石挿入部（３７）にそれぞれ未着磁状態の磁石（４０）（磁石材）を挿入固定した後、その上下両端部に端板（２９ａ），（２９ｂ）を配置し、上側の端板（２９ａ）外面にスペーサ（４２），（４２），…を介して油分離板（４３）及び上側バランスウェイト（４５ａ）を、また下側の端板（２９ｂ）外面に下側バランスウェイト（４５ｂ）をそれぞれ配置し、これらを締結リベット（３２），（３２），…により一体的に締結する。
【００３１】
次いで、上記上下のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）の円周方向の位置を回転軸（７）のクランク部（７ａ），（７ａ）、つまり圧縮機構（３）における上下の偏心部（８），（８）と所定の関係で位置決めした状態で、回転子（２７）の軸挿通孔（３４），（３５）に回転軸（７）の上端部を圧入する。そして、圧縮機（Ｃ）のドーム（１）内上部にＤＣモータ（２１）の固定子（２２）を嵌装して固定し、その固定子（２２）内に上記回転子（２７）を嵌挿しながら、回転軸（７）の各クランク部（７ａ）周りに圧縮機構（３）を取り付けるとともに、その圧縮機構（３）をドーム（１）内下部に嵌装し、このことで、圧縮機構（３）やＤＣモータ（２１）等、全ての部品をドーム（１）内に装着する。この状態では、ドーム（１）は例えば上端部が開けられており、ＤＣモータ（２１）の回転子（２７）における各磁石（４０）が着磁されていないだけで、その他の構造は完成された圧縮機（Ｃ）と略同じとなる。
【００３２】
この後、上記ＤＣモータ（２１）における回転子（２７）の各磁石（４０）を固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）の磁極位置に対応するように位置整合した後、その固定子巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）へ着磁用電圧を印加して同巻線（２４ｕ）〜（２４ｗ）に着磁用磁界を発生させ、この磁界により上記回転子（２７）の位置整合されている各磁石（４０）を着磁すればよい。
【００３３】
したがって、この実施形態では、ＤＣモータ（２１）の運転時、その回転子（２７）における円周方向に隣り合う１対の磁石（４０），（４０）の一方から該磁石（４０）の半径方向外側にある回転子コア（２８）外周部を経て固定子コア（２３）に向かい、この固定子コア（２３）から再び回転子コア（２８）外周部を通って他方の磁石（４０）に流れる磁束が形成される。そのとき、ＤＣモータ（２１）の回転子（２７）に一体的に取り付けられている上下バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）が、上側のバランスウェイト（４５ａ）にあっては回転子（２７）の円周方向に隣り合う一方の１対の締結リベット（３２），（３２）により、また下側バランスウェイト（４５ｂ）は同様に他方の１対の締結リベット（３２），（３２）によりそれぞれ回転子（２７）の円周方向に隣り合う１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨がるように配置されているので、上記回転子（２７）の円周方向に隣り合う磁石（４０），（４０）間で流れる磁束の一部が、上記磁石（４０）外側の回転子コア（２８）外周部に位置する締結リベット（３２），（３２）と、該両締結リベット（３２），（３２）により締結されている各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）とを通って短絡しようとする。
【００３４】
しかし、上記上下のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）はいずれもＳＵＳ３０４鋼等の非磁性材料で構成されているので、たとえ各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）がそれぞれ４つの磁石（４０），（４０），…による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨がるように配置され、また回転子コア（２８）の磁性板及び端板（２９ａ），（２９ｂ）を一体化するための各締結リベット（３２）がバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を回転子（２７）に取り付けるための用途に兼用されていても、回転子コア（２８）おいて異なる磁極間でバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）を通過して流れる短絡磁束が殆どなくなり、その両磁極間の上記本来の磁束流に対する磁束洩れを小さくすることができる。その結果、圧縮機（Ｃ）の運転時におけるＤＣモータ（２１）の効率を向上維持することができる。
【００３５】
また、上記回転子（２７）における各バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は非磁性材料で構成されているが、締結リベット（３２）は磁性材料で構成されており、この磁性材のリベット（３２）により回転子コア（２８）の各リベット挿通孔（３０）が充填されるので、回転子コア（２８）は恰もリベット挿通孔（３０）がなくて全て磁性材料で構成されているのと同じ状態となり、回転子コア（２８）を通る磁束密度を大きくすることができ、モータ効率のより一層の向上を図ることができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、回転子（２７）の上端部に油分離板（４３）を間隔をあけて配置し、その上に上側バランスウェイト（４５ａ）を取り付けているが、本発明は、油分離板（４３）を取り付けていない回転子にも適用することができる。その場合、上側端板（２９ａ）の上面に直接上側バランスウェイト（４５ａ）を取り付ければよい。
【００３７】
さらに、上記実施形態では、ＤＣモータ（２１）における回転子（２７）の各磁石（４０）を希土類の磁石としたが、本発明は、その他の例えばフェライト磁石を取り付けた回転子を有するＤＣモータにも適用することができる。また、本発明は、上記実施形態のように、磁石（４０）が回転子コア（２８）に埋め込まれている埋込み型ＤＣモータ（２１）以外に、磁石が回転子コアの表面に貼り付けられている表面型ＤＣモータ等、その他の永久磁石型ＤＣモータであれば適用することができる。さらに、本発明は、圧縮機用ＤＣモータ以外の通常のＤＣモータにも適用できるのは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明のように、請求項１の発明によると、永久磁石を有する回転子に、回転子に駆動連結される被駆動装置の偏心部の回転による振れを打ち消すバランスウェイトを回転一体に取り付けた永久磁石型ＤＣモータに対し、上記バランスウェイトは、回転子コアの磁性板を一体化するための磁性材料で構成された締結部材により回転子に取り付け、かつバランスウェイトを非磁性材料で構成し、磁石による回転子コア外周部でかつ磁石よりも外側の異なる磁極間に跨るように配置したことにより、バランスウェイトが磁石による回転子コア外周部でかつ磁石よりも外側の異なる磁極間に跨がるように配置されていても、磁性材料の締結部材により回転子コアを通る磁束密度を増大させながら、異なる磁極間をバランスウェイトを通過して流れる磁束を少なくして両磁極間の磁束洩れを小さくでき、よって永久磁石型ＤＣモータの効率の向上維持を図ることができる。
【００３９】
請求項２の発明によると、バランスウェイトを１対として回転子の軸方向両側にそれぞれ設け、一方のバランスウェイトは回転子の一端部に、回転子円周方向に隣り合う一方の１対の磁石による回転子コア外周部の異なる磁極間に跨るように、また他方のバランスウェイトは回転子の他端部に、回転子円周方向に隣り合う他方の１対の磁石による回転子コア外周部の異なる磁極間に跨るようにそれぞれ取り付けたことにより、被駆動装置の偏心部の回転による振れをモータ側のバランスウェイトで打ち消すことができる。
【００４０】
請求項３の発明によると、被駆動装置は圧縮機の圧縮機構としたことにより、圧縮機構における偏心部の回転に伴う振動をモータ側のバランスウェイトにより抑制する場合において、そのバランスウェイトによる磁束洩れを低減でき、圧縮機用ＤＣモータの効率の向上維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態においてバランスウェイトの回転子への取付状態を示す平面図である。
【図２】 バランスウェイトの回転子への取付状態を示す断面図である。
【図３】 回転子の構成を示す分解斜視図である。
【図４】 固定子における巻線の配置状態を示す平面図である。
【図５】 ＤＣモータの固定子巻線を示す電気回路図である。
【図６】 本発明の実施形態に係るＤＣモータを装備した圧縮機を示す断面図である。
【図７】 図６のVII −VII 線断面図である。
【符号の説明】
（Ｃ） 圧縮機
（３） 圧縮機構（被駆動装置）
（６） 偏心ローラ
（７） 回転軸
（７ａ） クランク部
（８） 偏心部
（２１） ＤＣモータ
（２２） 固定子
（２７） 回転子
（２８） 回転子コア
（２９ａ），（２９ｂ） 端板
（３２） 締結リベット（締結部材）
（３７） 磁石挿入部（磁石取付部）
（４０） 磁石
（４５ａ），（４５ｂ） バランスウェイト
Claims (3)
- 複数枚の磁性板が軸方向に積層されかつ軸方向に貫通する締結部材（３２），（３２），…により一体化され、外周部に軸方向に延びる複数の磁石取付部（３７），（３７），…が形成された回転子コア（２８）と、該回転子コア（２８）の各磁石取付部（３７）に取付固定され、回転子コア（２８）の外周部に磁極を形成する磁石（４０），（４０），…とを有し、回転軸心回りに偏心した偏心部（８）を有する被駆動装置（３）に駆動連結された回転子（２７）と、
上記回転子（２７）の軸方向の少なくとも一端部に取り付けられ、上記被駆動装置（３）の偏心部（８）の回転による振れを打ち消すバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）とを備えた永久磁石型ＤＣモータにおいて、
上記バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は非磁性材料で構成されていて、上記磁石（４０），（４０），…による回転子コア（２８）外周部でかつ磁石（４０）よりも外側の異なる磁極間に跨るように配置され、
上記バランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）は、磁性材料で構成されている上記締結部材（３２），（３２），…により上記回転子（２７）に取り付けられていることを特徴とする永久磁石型ＤＣモータ。 - 請求項１記載の永久磁石型ＤＣモータにおいて、
１対のバランスウェイト（４５ａ），（４５ｂ）が回転子（２７）の軸方向両側にそれぞれ設けられ、
一方のバランスウェイト（４５ａ）は回転子（２７）の一端部に、回転子（２７）の円周方向に隣り合う一方の１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨るように、また他方のバランスウェイト（４５ｂ）は回転子（２７）の他端部に、回転子（２７）の円周方向に隣り合う他方の１対の磁石（４０），（４０）による回転子コア（２８）外周部の異なる磁極間に跨るようにそれぞれ取り付けられていることを特徴とする永久磁石型ＤＣモータ。 - 請求項１又は２記載の永久磁石型ＤＣモータにおいて、
被駆動装置（３）は、圧縮機（Ｃ）の圧縮機構であることを特徴とする永久磁石型ＤＣモータ。
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- 1996-01-16 JP JP00468096A patent/JP3689957B2/ja not_active Expired - Lifetime
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