JP4213798B2

JP4213798B2 - 密閉型電動圧縮機

Info

Publication number: JP4213798B2
Application number: JP32279998A
Authority: JP
Inventors: 恵今津
Original assignee: アイチエレック株式会社
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2018-10-08
Also published as: JP2000116080A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機や冷蔵庫に用いられる密閉型電動圧縮機（以下、圧縮機という）に関し、特に電動機部の回転子に永久磁石界磁を有する圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な圧縮機は、図１１に示すように、圧縮機構部１３を軸１５を介して連結された電動機部１２によって駆動するようになっている。電動機部１２は、密閉ケースに固着された固定子１４と軸１５に固着された回転子１０ｅよりなり、この固定子１４と回転子１０ｅはエアギャップを介して対向配置されている。回転子１０ｅの軸方向端部にはバランスウェイト５ｃ，５ｄが取り付けられており、圧縮機構部１３によって生じる回転アンバランスを矯正するようになっている。
【０００３】
回転子１０ｅの詳細を図１２及び図１３に示す。回転子鉄心１ａは円形薄鉄板の積層体より成り、中央に軸孔４を有するとともに、カシメピン３を挿通するための孔及び磁石９ａを挿着するための孔をそれぞれ複数備えている。回転子鉄心１ａの内部にはフェライト等より成る瓦状の磁石９ａが複数埋め込まれており、これら各磁石９ａは円周方向に隣接するものが互いに異極となるようにＮ，Ｓで図示するように着磁されて界磁を形成している。
【０００４】
カシメピン３は、回転子鉄心１ａ内を軸方向に貫通してかしめられており、両端部に端板２を固定している。この端板２によって磁石９ａの開口部が塞がれて、磁石９ａは簡易的に密閉されて磁石粉等が回転子外部へ漏れないようになっている。カシメピン３は主に鉄系材料が使用され、端板２の材料としては、磁束漏洩を防止する都合上、黄銅材，亜鉛材，ステンレス材等が使用されている。
【０００５】
バランスウェイト５ｃ，５ｄは、黄銅材，鉄材，ステンレス材等の高比重金属によって形成され、鋳造等によって端板２と一体形成される場合もあるが、圧縮機構のアンバランスに応じてウェイト量が調整できるメリットから、図示するような薄板の積層体によって形成してカシメピン３によって端板２と同時固定するものが経済的な構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
磁石９ａは予め磁化されていると、これが周囲の磁性体に吸着するため、回転子の組立時や固定子と対をなして圧縮機に組み付ける際の作業の障害となったり、鉄粉等の異物が回転子に付着して圧縮機内に残留したりする。このため磁石９ａは圧縮機の組立の最終工程で磁化されるようになっている。これは固定子巻線に着磁電流を流して磁石を磁化するものであり、一般に組み込み着磁と称される方法である。
【０００７】
上記回転子の磁石９ａに着磁を施す場合、磁石９ａが複数個の瓦状片に分割されているため、磁石９ａの分割部を着磁磁界の磁極の極間に一致させて行うことが好ましい。何故ならば、着磁された磁石の磁極中に無着磁部分である上記分割部が存在すると、総磁束量が減少して電動機特性が悪化するとともに、起磁力分布が歪んで振動等を生じるからである。
【０００８】
ところが磁石９ａは回転子内部に埋め込まれて密閉されているため、各磁石の位置が外観上不明であり、磁石の位置と着磁磁極の位置を合わせることができないという問題があった。この問題を解決するために、例えば実開平５−５５７４３号公報に示されるように、回転子に局部的な凹部や切欠等の外観上判別可能な目印を設けておく構成が提案されている。
【０００９】
しかし上記目印を設ける構成によれば、着磁の際の位置合わせは目視が主体となるため正確性に欠け、品質のバラツキが生じ易いといった問題がある。一方、センサー等を用いて上記目印を検出するようにした場合であっても、目印の幅が大きいため誤差も大きく、いずれにしても正確性においてさらに厳しい管理が求められている。特に回転子直径が小さい小形機種においては、誤差の許容範囲が小さくなるため、一層の正確性が求められるものであった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、密閉ケース内に固定子と回転子とを対向配置した電動機部を備え、前記固定子の巻線に着磁電流を通電することによって前記回転子内の複数個の磁石材を着磁して構成するようにした密閉型電動圧縮機において、前記回転子の端部に装着されたバランスウェイトは、プレスによって打ち抜いた薄板をこれ自身に設けたかしめ突起によって複数枚積層し固着積層して構成することにより、前記バランスウェイトの円周方向端部を平坦面に形成するとともに、この平坦面と前記複数の磁石材の分割部とが平行となるように設定し、この平坦面を基準面として前記回転子を円周方向に位置決めして前記着磁を施して構成するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態を示すものであり、圧縮機における電動機部の回転子１０ａを表している。回転子鉄心１ａは珪素鋼板を打ち抜いて形成した円形薄鉄板の積層体より成り、中央に軸孔４を備え、図１３に示したように内部にはフェライト等の瓦状の磁石９ａが等配状に複数埋め込まれている。回転子鉄心１ａ内を軸方向に貫通する複数のカシメピン３によって、両端部に端板２を固定し、同時にバランスウェイト５ａ，５ｂを端板上に固定しており、これらは従来一般の構成となっている。
【００１２】
バランスウェイト５ａ，５ｂは、黄銅材，鉄材，ステンレス材等の高比重金属の薄板を複数枚積層して形成されており、圧縮機構のアンバランスに応じて薄板の枚数を調節してウェイト量を調整するようになっている。このバランスウェイト５ａ，５ｂを構成する薄板は、順送プレスによって打ち抜かれ、この薄板自身に設けたかしめ突起によって相互がプレス型内で固着積層されるものであり、このかしめ部分はカシメクランプ部６として図示されている。
【００１３】
上記カシメクランプ部６の詳細を図３及び図４に示す。両図において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ線またはＣーＤ線によって切断した正面断面図である。図３のかしめ突起６ａは半抜き状に形成されるタイプであり、図４のかしめ突起６ｂは一部が切り抜かれて大きく突出するタイプである。バランスウェイト５ａの端部の薄板はカシメ突起がカットされ、これにより所定の積み数毎に分離したものが得られる。図４のものはかしめ突起の突出が大きいため、上記カットされた薄板側を回転子の端部側に配置するように取り付けるのが都合よい。本発明におけるかしめ突起の形状はこれらに限られるものではなく、これら以外の形状であっても同様な作用を備えた種々のカシメ突起が適用できる。
【００１４】
バランスウェイト５ａの円周方向端部には平坦面７が設けてあり、この平坦面７は図２のＱーＱ線で示されるように両端部のものが一直線状となっている。さらにこの平坦面７は、磁石９ａ（破線にて透視して示す）の分割部と平行となるように定められた関係に形成してある。即ち図示例においてＱーＱ線は、磁石９ａの分割部を結ぶ線の一つと平行になるように設定されている。かしめ突起によるクランプ手段は非常に精度が良いため、平坦面７の薄板の揃いが良く、平坦面７を基準面として利用することができる。
【００１５】
従来の鋳造品等ではこのような精度は得られることがなく、またかしめ突起を用いないで積層した図１２に示したようなバランスウェイト５ｃにおいても、薄板の不揃いが必ず生じてくるため、適当な基準面を得ることはできない。尚、本発明においては、バランスウェイト５ａに設けたカシメピン３を挿通するための孔とカシメピン３とのクリアランスによって位置ずれが生じ易いため、回転子１０ａの組立時においては、適当なジグを用いて平坦面７と磁石９ａの分割部とを正確に位置合わせしてカシメピン３をかしめるようにする。
【００１６】
尚、この基準面となるべき平坦面は、バランスウェイト５ａと５ｂのうち少なくとも一方に存在すればよく、通常は圧縮機の着磁時にジグが挿入しやすい側とする。但し、バランスウェイト５ａと５ｂの正確な取り付けによってバランスモーメントの精度を向上させる効果があるので、両者に平坦面を設け、回転子１０ａへの取り付け時の基準面として利用してもよい。また平坦面７と磁石９ａとの相対位置関係は図示するものに限定するものではなく、所定の約束の下に適宜設定して構わない。またバランスウェイト５ａ，５ｂは積層品に限らず、鋳造品等でもよいが、この場合は、基準面となる平坦面７は機械加工等によって精度良好に形成する必要がある。
【００１７】
図１及び図２に示した回転子１０ａは、圧縮機の軸１５に焼きばめ等によって固着され、図５及び図６に示すように、密閉ケース１１に固着された固定子１４内にエアギャップを介して回動自在に対向配置される。
【００１８】
図５は圧縮機における着磁を説明する図である。電動機の固定子１４は、固定子鉄心１６に固定子コイル１７が巻装され、これらのコイル１７は通常三相結線されており、各相の口出部はリード線によって密閉ケース１１の外部へ引き出されている。組み込み着磁は、固定子コイル１７の２相または３相にインパルス電流を通電することによって達成される。例えば３相コイルの全部を使用して４極に着磁を施す場合、所定の相に所定方向のインパルス電流を通電することによって、図５のような着磁磁界１９が固定子鉄心１６の所定位置に発生する。
【００１９】
回転子１０ａは、そのバランスウェイト５ａの平坦面７が磁石９ａの分割部と平行になるように設定しているため、図６に示すように、位置決めジグ２０等によって平坦面７を固定子の着磁磁界１９の極間部と平行に揃えることができ、各々の磁石９ａを着磁磁界１９の極と一致させることができる。
【００２０】
この場合、固定子鉄心１６には例えば位置を判別するための溝１８等が設けてあり、固定子コイル１７の各相の配置は、この溝１８に対して常に同じ位置に巻装されている。従って、着磁磁界１９は上記溝１８を基準として常に同じ位置に生じているため、この溝１８と上記平坦面７との相対位置をジグ２０等によって所定の角度に合わせるものである。
【００２１】
図７及び図８は、本発明の第２の実施形態を示す電動機部の回転子１０ｂを表している。この回転子１０ｂは、回転子鉄心１ｂの外周部に磁石９ｂを配置し、耐遠心力強度の都合上その磁石９ｂの外周部をステンレス等の金属管８にて覆って構成したものであり、その他は図１及び図１３に示した回転子１０ａと同様であるため同一符号を付して説明は省略する。この回転子１０ｂの場合も、各磁石９ｂの位置が外観上不明であるため、本発明のバランスウェイトの平坦面７を基準面として形成するものである。
【００２２】
図９及び図１０は本発明のさらに異なる実施形態を示しており、回転子鉄心の内部に複数の磁石を埋め込むタイプの回転子の種々の例を示したものである。これら磁石の埋め込み形状に関わりなく、回転子端部には図１及び図２に示したようなバランスウェイト５ａ，５ｂを取り付け、その平坦面７によって着磁時における磁石の位置合わせを正確に行うことができる。
【００２３】
図９の回転子１０ｃは、回転子鉄心１ｃに平板状の磁石９ｃを埋め込んだものであり、主に希土類磁石を用いる回転子に適した構成である。また図１０の回転子１０ｄは、回転子鉄心１ｄに瓦状の磁石９ｄを凸面側を軸心に向けて埋め込んだものであり、必要に応じて磁石９ｄは各極当たり半径方向に多層に埋め込む場合もある。
【００２４】
【発明の効果】
本考案によれば、磁石が回転子内部に埋め込まれて密閉された構造の圧縮機において、プレスによって打ち抜いた薄板をこれ自身に設けたかしめ突起によって複数枚積層し固着積層したバランスウェイトを構成することにより、バランスウェイトの端部の平坦面の薄板の揃いが非常に良好となり、このバランスウェイトの端部の平坦面と複数の磁石材の分割部とを平行になるように設定することにより正確に合わせることができる。この平坦面を基準面として磁石の分割部を着磁磁界の極間に一致させることにより精度を著しく向上した着磁を施すことができる。
【００２５】
これにより磁束量が大きくなって電動機特性が良好となり、同時に起磁力分布に歪みがなく振動等を生じない圧縮機を構成することができる。特に回転子直径が小さい小形機種等に代表される誤差の許容範囲が小さいものにおいて、正確な位置決めが達成できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電動機部の回転子の斜視図。
【図２】図１の回転子の平面図。
【図３】かしめ突起による薄板の積層を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図。
【図４】図３とは別のかしめ突起による薄板の積層を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図。
【図５】回転子の着磁を説明する密閉型電動圧縮機の電動機部の平面断面図。
【図６】図２のＰ−Ｐ線によって回転子を切断した密閉型電動圧縮機の電動機部の正面断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す電動機部の回転子の斜視図。
【図８】図７の回転子の平面断面図。
【図９】本発明の第３の実施形態を示す回転子の平面断面図。
【図１０】本発明の第４の実施形態を示す回転子の平面断面図。
【図１１】密閉型電動圧縮機の構成を示す正面断面図。
【図１２】従来例を示す電動機部の回転子の斜視図。
【図１３】図１及び図１２の回転子の平面断面図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…回転子鉄心、２…端板、３…カシメピン、４…軸孔、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…バランスウェイト、６…カシメクランプ部、７…平坦面、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…磁石、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ…回転子、１４…固定子、１５…軸。

Claims

密閉ケース内に固定子と回転子とを対向配置した電動機部を備え、前記固定子の巻線に着磁電流を通電することによって前記回転子内の複数個の磁石材を着磁して構成するようにした密閉型電動圧縮機において、前記回転子の端部に装着されたバランスウェイトは、プレスによって打ち抜いた薄板をこれ自身に設けたかしめ突起によって複数枚積層し固着積層したものであって、前記バランスウェイトの円周方向端部を平坦面に形成するとともに、この平坦面と前記複数の磁石材の分割部とが平行となるように設定し、この平坦面を基準面として前記回転子を円周方向に位置決めして前記着磁を施して構成したことを特徴とする密閉型電動圧縮機。