JP5170878B2

JP5170878B2 - 永久磁石回転機の回転子

Info

Publication number: JP5170878B2
Application number: JP2008062711A
Authority: JP
Inventors: 鐘治真野
Original assignee: アイチエレック株式会社
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: JP2009219309A

Description

本発明は、冷媒等を圧縮する冷凍機や空調機等の圧縮機に搭載される永久磁石回転機の回転子のバランス調整に関する。

従来、一般的に使用される密閉圧縮機内の電動機の回転子としては図１３に示した特許文献１（特開２０００−１１６０８０号公報）がある。この回転子７１は薄板電磁鋼板をプレス等で打ち抜き複数積層した積層鉄心１１で構成されている。この積層鉄心１１の中央には軸方向に貫通した回転子軸孔９１が設けられ、前記回転子軸孔９１と直交する径方向に永久磁石２１を収容する磁石収容孔３１と、カシメピン５１を挿通するカシメピン孔４１が設けられている。この積層鉄心１１の両端部には磁石収容孔３１から永久磁石２１が飛び出ないようにするための端板６１ａ、６１ｂが取り付けられ、複数のカシメピン５１により一体固着している。

図１３の特許文献１には圧縮機構部で発生するアンバランス量を補正するために回転子７１にアンバランス量を補正する為のバランスウェイト１００が取り付けられている。回転子７１に取り付けたバランスウェイト１００は、図１３で示されているように回転子７１の軸方向端部の端板６１ａの上にカシメピン５１で取り付けられている。このバランスウェイト１００は非磁性材料の薄板鉄板をプレス機などにより打ち抜き、複数の薄板鉄板に設けた突起部をからませて一体に積層化したバランスウェイト１００を使用している。

また、同様に図１４の特許文献２（特開平５―３０４７５１号公報）に示されている回転子７２は、薄板電磁鋼板をプレス等で打ち抜き複数積層した積層鉄心１２で構成されている。この積層鉄心１２の中央には軸方向に貫通した回転子軸孔９２が設けられ、前記回転子軸孔９２と直交する径方向の積層鉄心１２の外径８２に永久磁石２２を張り付けている。永久磁石２２の上からは、永久磁石２２が飛び出たり、破損しないように非磁性の管２００で覆っている。また、積層鉄心１２にはカシメピン５２を挿通するカシメピン孔４２が設けられ、この積層鉄心１２の両端部には回転子７２の軸方向から永久磁石２２が飛び出ないようにするための端板６２ａ、６２ｂが取り付けられ、複数のカシメピン５２により一体固着している。この回転子７２の鉄心内部にはバランス調整用の風孔３００を設けてバランス量を調整している。

特開２０００−１１６０８０号公報特開平５−３０４７５１号公報

しかしながら、図１３に示した回転子７１のバランスウェイ１００は、別部材であるため部品点数が増加することにより材料費が上がり、バランスウェイト１００を取り付けるための工数の増加や金型費などかかってしまう。尚、回転子７１の端部に装着されたバランスウェイト１００はカシメピン５１で支持されている関係上、バランスウェイト１００の重量が重い場合や、高さが高い場合はカシメピン５１の耐遠心力強度が不足してしまう。また、図１４に示した回転子７２のバランス調整は、回転子７２の鉄心内部にバランス調整用の風孔３００を設けていることにより、図１３に示した問題点は解決されるものの密閉圧縮機内の潤滑油が複数枚積層された薄板鉄板の間から回転子７２の鉄心内部に設けられたバランス調整用の風孔３００に入り込み内部に滞留してしまう。これにより設計上想定しているバランス量が変わってしまう。

本発明は、固定子と回転子を備えた電動機であってプレスなどで打ち抜かれた薄板電磁鋼板を回転子軸方向に積層した積層鉄心であって、積層鉄心の中央には軸方向に貫通した回転子軸孔が設けられ、前記回転子軸孔と直交する径方向に永久磁石を収容する複数の磁石収容孔と、カシメピンを挿通する複数のカシメピン孔を設け、この積層鉄心の両端部には磁石収容孔から永久磁石が飛び出ないようにするための端板が取り付けられ、複数のカシメピンにより一体固着した回転子において、
前記回転子の複数のカシメピンの比重が、少なくとも１本異ならせた永久磁石回転機の回転子とする。

更に、比重が異なった前記カシメピンの直径を少なくとも１本、他のカシメピンの直径とは異ならせた永久磁石回転機の回転子とする。

また、回転子の回転子軸孔の中心を軸中心とし、軸中心から複数のカシメピン孔中心までの径方向の距離を少なくとも１カ所異ならせた永久磁石回転機の回転子とする。

或いは、固定子と回転子を備え、回転子は軸方向に複数の電磁鋼板を積層して構成された積層鉄心であって、前記積層鉄心の軸方向には回転子軸孔が設けられ、前記回転子軸孔と直交する径方向に永久磁石を収容する複数の磁石収容孔と、カシメピンを挿通する複数のカシメピン孔を設け、前記積層鉄心の両端部には磁石収容孔から永久磁石が飛び出ないようにするための端板が取り付けられ、前記カシメピンにより一体固着した回転子であって、
前記回転子の複数のカシメピンの本数が、カシメピン孔の数より少なくした永久磁石回転機の回転子とする。

更に、前記回転子のカシメピンの比重が、少なくとも１本異なっている永久磁石回転機の回転子とする。

また、前記カシメピンの直径を少なくとも１本、他のカシメピンの直径とは異ならせた永久磁石回転機の回転子とする。

本発明は、微小のバランス量を調整しなければならない回転子において別部材のバランスウェイトを取り付ける必要もなくなり材料費、取り付け工数を低減することができる。尚、カシメピンの耐遠心力の関係から重量が重いバランスウェイトや高さの高いバランスウェイトを取り付けた回転子によっては最高回転数を低くしなければならなかったが、バランスウェイトの重量や高さを抑制することができるので最高回転数を上げることができ電動機の性能を上げることができる。
また、回転子の鉄心内部に設けるバランス調整用等の空洞部がないので密閉圧縮機内の潤滑油が滞留することもなくなる。

本発明は冷媒等を圧縮する冷凍機や空調機等の圧縮機に搭載される永久磁石回転機の回転子に用いることができる。本発明を、図を用いて説明する。図１は本発明の回転子である。図１には薄板電磁鋼板をプレス等で略円形状に打ち抜き隣り合う略円形状の薄板電磁鋼板同士に設けた切り起こし突起をからませながら所定の厚さに積み上げて一体化した周知のオートクランプ方式によって積層した回転子７である。

図１の回転子７は、前記に説明した回転子７を回転子軸孔９と直交する断面図で示している。前記回転子７には積層鉄心１の内部にプレス等で打ち抜かれた回転子軸孔９と、永久磁石２ａ〜２ｄを収容する磁石収容孔３ａ〜３ｄと、カシメピン５ａ〜５ｄを挿入して一体固着させる為のカシメピン孔４ａ〜４ｄが設けられている。従って、これらの複数の薄板電磁鋼板を積層してオートクランプにより一体化した積層鉄心１の磁石収容孔３ａ〜３ｄに永久磁石２ａ〜２ｄを挿入し、積層鉄心１の磁石収容孔３ａ〜３ｄから永久磁石２ａ〜２ｄが飛び出さないように積層鉄心１の両端部を非磁性の端板６ａ、６ｂで塞ぎ、積層鉄心１のカシメピン孔４ａ〜４ｄにカシメピン５ａ〜５ｄを挿入して一体固着した永久磁石埋め込み型回転子（以後、回転子と称す）であります。

尚、回転子７の磁石収容孔３ａ〜３ｄの形状は、略円弧形状の回転子外径８に対して弦状に形成した磁石収容孔が各磁極に設けられている。この磁石収容孔３ａ〜３ｄは回転子７の円周方向の隣り合う極が異極となるように交互に配置されている。また、カシメピン５ａ〜５ｄを挿通させるカシメピン孔４ａ〜４ｄは、各極の隣り合う磁石収容孔３ａ〜３ｄとの間の極間部に回転子軸方向に貫通して設けられている。

図２は図１に示した回転子７のａ−ｂの縦断面図である。積層鉄心１の磁石収容孔３ａ、３ｂ（３ｃ、３ｄ）に永久磁石２ａ、２ｂ（２ｃ、２ｄ）が挿入され、積層鉄心１の両端部には、この永久磁石２ａ、２ｂ（２ｃ、２ｄ）が回転子７の磁石収容孔３ａ、３ｂ（３ｃ、３ｄ）から飛び出ない様に端板６ａ、６ｂによって塞がれている様子を示している。この端板６ａ、６ｂの材質は非磁性材を用いている。これにより回転子７の軸方向からの磁束の短絡をなくしている。そして、回転子７の軸方向に貫通したカシメピン孔４ａ〜４ｄにカシメピン５ａ〜５ｄを挿入し一体にかしめた回転子７を構成している。図１および図２に示した回転子７は４極を形成しています。

尚、永久磁石２ａ、２ｂ（２ｃ、２ｄ）を磁石収容孔３ａ、３ｂ（３ｃ、３ｄ）に挿入する方法としては、磁石収容孔３ａ、３ｂ（３ｃ、３ｄ）と同じ大きさ、もしくはそれより若干大きい形状の永久磁石２ａ、２ｂ（２ｃ、２ｄ）を挿入する「圧入」方式や、磁石収容孔３ａ、３ｂ（３ｃ、３ｄ）より若干小さい大きさの永久磁石２ａ、２ｂ（２ｃ、２ｄ）を挿入する「隙間入れ」方式が主に用いられている。同様に、カシメピン５ａ、５ｃ（５ｂ、５ｄ）をカシメピン孔４ａ、４ｃ（４ｂ、４ｄ）に挿入する方法としては、カシメピン孔４ａ、４ｃ（４ｂ、４ｄ）と同じ直径、もしくはそれより若干大きい直径のカシメピン５ａ、５ｃ（５ｂ、５ｄ）を挿入する「圧入」方式や、カシメピン孔４ａ、４ｃ（４ｂ、４ｄ）の直径より若干小さい直径のカシメピン５ａ、５ｃ（５ｂ、５ｄ）を挿入する「隙間入れ」方式が主に用いられている。

図１及び図２の積層鉄心１には、バランス調整するための回転子構造を備えている。
図１及び図２の積層鉄心１の内部にはカシメピン５ａ〜５ｄを挿入するカシメピン孔４ａ〜４ｄが４カ所設けられている。カシメピン孔４ａ〜４ｄは、回転子７の各磁極間に各々１箇所づつ設けられている。積層鉄心１の内部に設けられたカシメピン孔４ａ〜４ｄは回転子軸孔９の中心を軸中心として４カ所共、同一半径の円周上に配置されている。

図１及び図２では、回転子７を一体にかしめたカシメピン５ａ〜５ｄの４本の内の１本の比重を変えた材質のものでかしめている。カシメピンの材質としては、磁性材である鉄系や、非磁性材の真鍮系、アルミニウム系等を用いることができる。
これにより、回転子のバランスを意識的にずらすことができる。図１及び図２の実施形態ではカシメピン孔４ａ、４ｂ、４ｄには同一比重の材質のカシメピン５ａ、５ｂ、５ｄを挿入し、カシメピン孔４ｃにはカシメピン５ａ、５ｂ、５ｄより比重が重いカシメピン５ｃを挿入している。これによって回転子のバランスの重心の位置がカシメピン５ｃ側にずれることにより圧縮機などに用いられる回転子７のバランス量を調整することができる。

また、圧縮機等の圧縮機構でのアンバランス量が図１及び図２で取り切れない場合は、図３及び図４に示した方法でバランスを調整することができる。図３は、図１と同様に回転子７０を回転子軸孔９０と直交する断面図で示している。前記回転子７０は積層鉄心１０の内部にプレス等で打ち抜かれた回転子軸孔９０と、永久磁石２０ａ〜２０ｄを収容する磁石収容孔３０ａ〜３０ｄと、カシメピン５０ａ〜５０ｄを挿入して一体固着させる為のカシメピン孔４０ａ〜４０ｄが設けられている。従って、これらの複数の薄板電磁鋼板を積層してオートクランプにより一体化した積層鉄心１０の磁石収容孔３０ａ〜３０ｄに永久磁石２０ａ〜２０ｄを挿入し、積層鉄心１０の磁石収容孔３０ａ〜３０ｄから永久磁石２０ａ〜２０ｄが飛び出さないように積層鉄心１０の両端部を非磁性の端板６０ａ、６０ｂで塞ぎ、積層鉄心１０のカシメピン孔４０ａ〜４０ｄにカシメピン５０ａ〜５０ｄを挿入して一体固着した回転子であります。

尚、回転子７０の磁石収容孔３０ａ〜３０ｄは、略円弧形状の回転子外径８０に対して弦状に形成した磁石収容孔が各磁極に設けられている。この磁石収容孔３０ａ〜３０ｄは回転子７０の円周方向の隣り合う極が異極となるように交互に配置されている。また、カシメピン５０ａ〜５０ｄを挿通させるカシメピン孔４０ａ〜４０ｄは、各極の隣り合う磁石収容孔３０ａ〜３０ｄとの間の極間部に回転子軸方向に貫通して設けられている。

図４は図３に示した回転子７のｃ−ｄの縦断面図である。積層鉄心１０の磁石収容孔３０ａ、３０ｂ（３０ｃ、３０ｄ）に永久磁石２０ａ、２０ｂ（２０ｃ、２０ｄ）が挿入され、積層鉄心１０の両端部には、この永久磁石２０ａ、２０ｂ（２０ｃ、２０ｄ）が回転子７０の磁石収容孔３０ａ、３０ｂ（３０ｃ、３０ｄ）から飛び出ない様に端板６０ａ、６０ｂによって塞がれている様子を示している。この端板６０ａ、６０ｂの材質は非磁性材を用いている。これにより回転子７０の軸方向からの磁束の短絡をなくしている。そして、回転子７０の軸方向に貫通したカシメピン孔４０ａ〜４０ｄにカシメピン５０ａ〜５０ｄを挿入し一体かしめして回転子７０を構成している。図３および図４に示した回転子７０は４極を形成しています。また、積層鉄心１０の内部に設けられたカシメピン孔４０ａ〜４０ｄは回転子軸孔９０の中心を軸中心として４カ所共、同一半径の円周上に配置されている。

図３及び図４では、回転子７０を一体にかしめたカシメピン５０ａ〜５０ｄの４本の内の１本の直径を変えている。これにより、回転子のバランスを意識的にずらしている。図３及び図４の実施形態では、カシメピン孔４０ａ、４０ｂ、４０ｄには同一直径のカシメピン５ａ、５ｂ、５ｄを挿入し、カシメピン孔４ｃにはカシメピン５ａ、５ｂ、５ｄより直径の大きなカシメピン５ｃを挿入している。これによって回転子のバランスの重心の位置がカシメピン５ｃ側にずれることにより圧縮機などに用いられる回転子７のバランス量を調整することができる。図１及び図２に記載のカシメピンの比重を変えた材質を用いる手法と併用することによりバランス調整機能を向上できる。

また同様に、図５及び図６には、更にバランス調整機能を向上させる実施形態を示す。
図５は、回転子７３を回転子軸孔９３と直交する断面図で示している。前記回転子７３は積層鉄心１３の内部にプレス等で打ち抜かれた回転子軸孔９３と、永久磁石２３ａ〜２３ｄを収容する磁石収容孔３３ａ〜３３ｄと、カシメピン５３ａ〜５３ｄを挿入して一体固着させる為のカシメピン孔４３ａ〜４３ｄが設けられている。従って、これらの複数の薄板電磁鋼板を積層してオートクランプにより一体化した積層鉄心１３の磁石収容孔３３ａ〜３３ｄに永久磁石２３ａ〜２３ｄを挿入し、積層鉄心１３の磁石収容孔３３ａ〜３３ｄから永久磁石２３ａ〜２３ｄが飛び出さないように積層鉄心１３の両端部を非磁性の端板６３ａ、６３ｂで塞ぎ、積層鉄心１３のカシメピン孔４３ａ〜４３ｄにカシメピン５３ａ〜５３ｄを挿入して一体固着した回転子であります。

尚、回転子７３の磁石収容孔３３ａ〜３３ｄは、略円弧形状の回転子外径８３に対して弦状に形成した磁石収容孔が各磁極に設けられている。この磁石収容孔３３ａ〜３３ｄは回転子７３の円周方向の隣り合う極が異極となるように交互に配置されている。また、カシメピン５３ａ〜５３ｄを挿通させるカシメピン孔４３ａ〜４３ｄは、各極の隣り合う磁石収容孔３３ａ〜３３ｄとの間の極間部に回転子軸方向に貫通して設けられている。

図６は図５に示した回転子７３のｅ−ｆの縦断面図である。積層鉄心１３の磁石収容孔３３ａ、３３ｂ（３３ｃ、３３ｄ）に永久磁石２３ａ、２３ｂ（２３ｃ、２３ｄ）が挿入され、積層鉄心１３の両端部には、この永久磁石２３ａ、２３ｂ（２３ｃ、２３ｄ）が回転子７３の磁石収容孔３３ａ、３３ｂ（３３ｃ、３３ｄ）から飛び出ない様に端板６３ａ、６３ｂによって塞がれている様子を示している。この端板６３ａ、６３ｂの材質は非磁性材を用いている。これにより回転子７３の軸方向からの磁束の短絡をなくしている。そして、回転子７３の軸方向に貫通したカシメピン孔４３ａ〜４３ｄにカシメピン５３ａ〜５３ｄを挿入し一体かしめして回転子７３を構成している。図５および図６に示した回転子７３は４極を形成しています。

図５及び図６の積層鉄心１３の内部にはカシメピン５３ａ〜５３ｄを挿入するカシメピン孔４３ａ〜４３ｄが４カ所設けられている。カシメピン孔４３ａ〜４３ｄは、回転子７３の各磁極間に各々１箇所づつ設けられている。積層鉄心１３の内部に設けられたカシメピン孔４３ａ〜４３ｄは回転子軸孔９３の中心を軸中心として４カ所の内の３カ所を同一半径の円周上に配置し残りの１カ所を前記３カ所が設けられている同一半径より外側に配置している。

図５及び図６では同一半径の円周上に配置した３カ所のカシメピン孔４３ａ、４３ｂ、４３ｄの中心までの半径をＸとした場合、残り１カ所のカシメピン孔４３ｃの中心までの半径Ｙ１とした場合の関係はＸ＜Ｙ１となる。これによって回転子のバランスの重心の位置がカシメピン５３ｃ側にずれることにより圧縮機などに用いられる回転子７３のバランス量を調整することができる。図１〜図４に記載の実施形態を合わせて併用することによりバランス調整機能を向上できる。

また、同様の手法ではあるが、図５及び図６で示した実施形態のバランス調整方法とは逆の調整方法もある。図７及び図８で説明する。図７の回転子７４は回転子軸孔９４と直交する断面図で示している。前記回転子７４は積層鉄心１４の内部にプレス等で打ち抜かれた回転子軸孔９４と、永久磁石２４ａ〜２４ｄを収容する磁石収容孔３４ａ〜３４ｄと、カシメピン５４ａ〜５４ｄを挿入して一体固着させる為のカシメピン孔４４ａ〜４４ｄが設けられている。従って、これらの複数の薄板電磁鋼板を積層してオートクランプにより一体化した積層鉄心１４の磁石収容孔３４ａ〜３４ｄに永久磁石２４ａ〜２４ｄを挿入し、積層鉄心１４の磁石収容孔３４ａ〜３４ｄから永久磁石２４ａ〜２４ｄが飛び出さないように積層鉄心１４の両端部を非磁性の端板６４ａ、６４ｂで塞ぎ、積層鉄心１４のカシメピン孔４４ａ〜４４ｄにカシメピン５４ａ〜５４ｄを挿入して一体固着した回転子であります。

尚、回転子７４の磁石収容孔３４ａ〜３４ｄは、略円弧形状の回転子外径８４に対して弦状に形成した磁石収容孔が各磁極に設けられている。この磁石収容孔３４ａ〜３４ｄは回転子７４の円周方向の隣り合う極が異極となるように交互に配置されている。また、カシメピン５４ａ〜５４ｄを挿通させるカシメピン孔４４ａ〜４４ｄは、各極の隣り合う磁石収容孔３４ａ〜３４ｄとの間の極間部に回転子軸方向に貫通して設けられている。

図８は図７に示した回転子７４のｇ−ｈの縦断面図である。積層鉄心１４の磁石収容孔３４ａ、３４ｂ（３４ｃ、３４ｄ）に永久磁石２４ａ、２４ｂ（２４ｃ、２４ｄ）が挿入され、積層鉄心１４の両端部には、この永久磁石２４ａ、２４ｂ（２４ｃ、２４ｄ）が回転子７４の磁石収容孔３４ａ、３４ｂ（３４ｃ、３４ｄ）から飛び出ない様に端板６４ａ、６４ｂによって塞がれている様子を示している。この端板６４ａ、６４ｂの材質は非磁性材を用いている。これにより回転子７４の軸方向からの磁束の短絡をなくしている。そして、回転子７４の軸方向に貫通したカシメピン孔４４ａ〜４４ｄにカシメピン５４ａ〜５４ｄを挿入し一体かしめして回転子７４を構成している。図７および図８に示した回転子７４は４極を形成しています。

図７及び図８の積層鉄心１４の内部にはカシメピン５４ａ〜５４ｄを挿入するカシメピン孔４４ａ〜４４ｄが４カ所設けられている。カシメピン孔４４ａ〜４４ｄは、回転子７４の各磁極間に各々１箇所づつ設けられている。積層鉄心１４の内部に設けられたカシメピン孔４４ａ〜４４ｄは回転子軸孔９４の中心を軸中心として４カ所の内の３カ所を同一半径の円周上に配置し残りの１カ所を前記３カ所が設けられている同一半径より内側に配置している。

図７及び図８では同一半径の円周上に配置した３カ所のカシメピン孔４４ａ、４４ｂ、４４ｄの中心までの半径をＸとした場合、残り１カ所のカシメピン孔４４ｃの中心までの半径Ｙ２とした場合の関係はＸ＞Ｙ２となる。これによって回転子のバランスの重心の位置がカシメピン５４ａ側にずれることにより圧縮機などに用いられる回転子７４のバランス量を調整することができる。図１〜図４に記載の実施形態を合わせて併用することによりバランス調整機能を向上できる。

更に、別の実施形態を図９及び図１０を用いて説明する。
図９は、回転子７５の回転子軸孔９５を直交した断面図で示している。
回転子７５を回転子軸孔９５と直交する断面図で示している。前記回転子７５は積層鉄心１５の内部にプレス等で打ち抜かれた回転子軸孔９５と、永久磁石２５ａ〜２５ｄを収容する磁石収容孔３５ａ〜３５ｄと、カシメピン５５ａ〜５５ｄを挿入して一体固着させる為のカシメピン孔４５ａ〜４５ｄが設けられている。従って、これらの複数の薄板電磁鋼板を積層してオートクランプにより一体化した積層鉄心１５の磁石収容孔３５ａ〜３５ｄに永久磁石２５ａ〜２５ｄを挿入し、積層鉄心１５の磁石収容孔３５ａ〜３５ｄから永久磁石２５ａ〜２５ｄが飛び出さないように積層鉄心１５の両端部を非磁性の端板６５ａ、６５ｂで塞ぎ、積層鉄心１５のカシメピン孔４５ａ〜４５ｄにカシメピン５５ａ〜５５ｄを挿入して一体固着した回転子であります。

尚、回転子７５の磁石収容孔３５ａ〜３５ｄは、略円弧形状の回転子外径８５に対して弦状に形成した磁石収容孔が各磁極に設けられている。この磁石収容孔３５ａ〜３５ｄは回転子７５の円周方向の隣り合う極が異極となるように交互に配置されている。また、カシメピン５５ａ〜５５ｄを挿通させるカシメピン孔４５ａ〜４５ｄは、各極の隣り合う磁石収容孔３５ａ〜３５ｄとの間の極間部に回転子軸方向に貫通して設けられている。

図１０は図９に示した回転子７５のｊ−ｋの縦断面図である。積層鉄心１５の磁石収容孔３５ａ、３５ｂ（３５ｃ、３５ｄ）に永久磁石２５ａ、２５ｂ（２５ｃ、２５ｄ）が挿入され、積層鉄心１５の両端部には、この永久磁石２５ａ、２５ｂ（２５ｃ、２５ｄ）が回転子７５の磁石収容孔３５ａ、３５ｂ（３５ｃ、３５ｄ）から飛び出ない様に端板６５ａ、６５ｂによって塞がれている様子を示している。この端板６５ａ、６５ｂの材質は非磁性材を用いている。これにより回転子７５の軸方向からの磁束の短絡をなくしている。そして、回転子７５の軸方向に貫通したカシメピン孔４５ａ〜４５ｄにカシメピン５５ａ〜５５ｄを挿入し一体かしめして回転子７５を構成している。図９および図１０に示した回転子７５は４極を形成しています。

図９及び図１０の積層鉄心１５の内部にはカシメピン孔４５ａ〜４５ｄが同一半径上に４カ所設けられている。カシメピン孔４５ａ〜４５ｄの４カ所の内、カシメピン孔４５ａ、４５ｂ、４５ｄの３カ所にはカシメピン５５ａ、５５ｂ、５５ｄが挿入されている。一方、カシメピン孔４５ｃにはカシメピンが挿入されていない。これによって回転子のバランスの重心の位置がカシメピン５５ａ側にずれることにより圧縮機などに用いられる回転子７５のバランス量を調整することができる。

また、同様の実施形態を図１１で説明する。図１１は、回転子７６を回転子軸孔９６で直交した断面図を示している。
前記回転子７６は積層鉄心１６の内部にプレス等で打ち抜かれた回転子軸孔９６と、永久磁石２６ａ〜２６ｄを収容する磁石収容孔３６ａ〜３６ｄと、カシメピン５６ａ〜５６ｄを挿入して一体固着させる為のカシメピン孔４６ａ〜４６ｄが設けられている。従って、これらの複数の薄板電磁鋼板を積層してオートクランプにより一体化した積層鉄心１６の磁石収容孔３６ａ〜３６ｄに永久磁石２６ａ〜２６ｄを挿入し、積層鉄心１６の磁石収容孔３６ａ〜３６ｄから永久磁石２６ａ〜２６ｄが飛び出さないように積層鉄心１６の両端部を非磁性の端板６６ａ、６６ｂで塞ぎ、積層鉄心１６のカシメピン孔４６ａ〜４６ｄにカシメピン５６ａ〜５６ｄを挿入して一体固着した回転子であります。

尚、回転子７６の磁石収容孔３６ａ〜３６ｄは、略円弧形状の回転子外径８６に対して弦状に形成した磁石収容孔が各磁極に設けられている。この磁石収容孔３６ａ〜３６ｄは回転子７６の円周方向の隣り合う極が異極となるように交互に配置されている。また、カシメピン５６ａ〜５６ｄを挿通させるカシメピン孔４６ａ〜４６ｄは、各極の隣り合う磁石収容孔３６ａ〜３６ｄとの間の極間部に回転子軸方向に貫通して設けられている。

図１１は図１２に示した回転子７５のｎ−ｍの縦断面図である。積層鉄心１６の磁石収容孔３６ａ、３６ｂ（３６ｃ、３６ｄ）に永久磁石２６ａ、２６ｂ（２６ｃ、２６ｄ）が挿入され、積層鉄心１６の両端部には、この永久磁石２６ａ、２６ｂ（２６ｃ、２６ｄ）が回転子７６の磁石収容孔３６ａ、３６ｂ（３６ｃ、３６ｄ）から飛び出ない様に端板６６ａ、６６ｂによって塞がれている様子を示している。この端板６６ａ、６６ｂの材質は非磁性材を用いている。これにより回転子７６の軸方向からの磁束の短絡をなくしている。そして、回転子７６の軸方向に貫通したカシメピン孔４６ａ〜４６ｄにカシメピン５６ａ〜５６ｄを挿入し一体かしめして回転子７６を構成している。図１１および図１２に示した回転子７６は４極を形成しています。

図１１及び図１２の回転子７６には、前記同様積層鉄心１６の内部にはカシメピン孔４６ａ〜４６ｄの４カ所設けられています。カシメピン孔４６ａ〜４６ｄの４カ所の内のカシメピン孔４６ｂ、４６ｄは同一半径上に２カ所設けられ、カシメピン孔４６ａ、４６ｃの２カ所は、各々カシメピン孔４６ｂ、４６ｄの半径より回転子外周８６側に設けられている。カシメピン孔４６ａにはカシメピン５６ａを挿入し、一方、カシメピン孔４６ｃにはカシメピンが挿入されていない。これによりカシメピン孔４６ａ側のバランス量が増え、回転子７６におけるバランス調整量が多い場合でも取り切ることができる。

また、図９及び図１０との相違点は、カシメピン孔４６ａに挿入するカシメピン５６ａのカシメピンの直径はカシメピン４６ｂ、４６ｄのカシメピンの直径よりも大きくしている。これにより前記同様、バランス調整量が多い場合でもバランスを取ることができる。更に、好ましくはカシメピンが挿入されていないカシメピン孔４６ｃの直径を他のカシメピン孔の直径よりも大きく取ることによりバランス調整機能を向上することができる。実施形態では、回転子７６の回転軸孔９６の中心を回転子の軸中心として同一半径に、図１１で示した前記軸中心を通るｎ−ｍ線に対して相対的に設けられたカシメピン孔４６ｂ、４６ｄには同一直径のカシメピン５６ｂ、５６ｄを挿入している。一方、カシメピン孔４６ａ、４６ｃは、図１１で示した前記軸中心を通るｎ−ｍ線と直行する線に対して相対的に設けられている。カシメピン孔４６ａには、前記カシメピン孔４６ｂ、４６ｄより外周側に位置し、カシメピン５６ｂ、５６ｄより大きい直径のカシメピン５６ａを挿入し、カシメピン４６ｃには、カシメピンが挿入されないカシメピン孔４６ｂ、４６ｄより大きい直径のカシメピン孔４６ｃが設けられている。効果を最大に得る場合は、製造、特性上の制約が許す限りカシメピン孔４６ｃの配置は極力回転子の外周８６側に近い位置で、直径を大きく取ることにより、バランスの重心がカシメピン５６ａ側に大きくずれ最大の効果を得る。

尚、図１〜図１２の実施形態では、回転子のカシメピン及びカシメピン孔の４カ所の内、１カ所のみカシメピンの比重、配置、直径、及びカシメピン孔に対するカシメピンの本数等が異なっているが、回転子の構造によってはカシメピン孔及びカシメピンの数を４カ所の内の２カ所の比重、配置、直径、また、カシメピン孔に対するカシメピンの数を変更できる。

また、本実施形態の回転子はカシメピン孔及びカシメピンを４カ所用いているが４カ所に限定するものでもなく、回転子の構造に合わせカシメピン孔の数、配置、直径等を変えることによりバランス調整することが可能であり、それに伴いカシメピンの比重、本数、配置、直径等を変えることができる。また、図９〜図１２の実施形態で説明したカシメピンの本数は、カシメピン孔の数より少なくすればよく、カシメピン孔をＮとした場合、カシメピンの数（Ｎ−１）以下とすればよい。

また、本実施形態の回転子のバランス量が前記記載の実施形態の構造で取りきれない場合、それぞれの実施形態を追加、削除して使用することが可能であり回転子のカシメピンの径を太くしたり、或いは細くすることや、カシメピン孔の孔径を大きくしたり、小さくすること、或いは夫々の配置や数などを実施仕様に合わせて変更することができる。また本実施形態をそれぞれ単独に用いても効果はある。カシメピンの材質としては、磁性材である鉄系や、非磁性材の真鍮系、アルミニウム系等を用いることができる。

また、各実施形態の磁石収容孔は、略円弧形状の回転子外径に対して弦状に形成した磁石収容孔が各磁極に設けられた形態を示したが、この形状に限定するものではない。特にＶ字形、凹字形、Ｕ字形等の磁石収容孔の形状においては、回転子外径と磁石収容孔との間の回転子外周側部分に電磁鋼板が占める割合が多いため、この部分に前記のカシメピンの本数より多いカシメピン孔を設けることによりバランス調整の効果を向上できる。

実施形態は永久磁石回転機の回転子の横断面図。図１における永久磁石回転機の回転子の縦断面図。実施形態は永久磁石回転機の回転子の横断面図。図３における永久磁石回転機の回転子の縦断面図。実施形態は永久磁石回転機の回転子の横断面図。図５における永久磁石回転機の回転子の縦断面図。実施形態は永久磁石回転機の回転子の横断面図。図７における永久磁石回転機の回転子の縦断面図。実施形態は永久磁石回転機の回転子の横断面図。図９における永久磁石回転機の回転子の縦断面図。実施形態は永久磁石回転機の回転子の横断面図。図１１における永久磁石回転機の回転子の縦断面図。従来の永久磁石回転機の回転子の縦断面図。従来の永久磁石回転機の回転子の縦断面図。

符号の説明

１〜１６・・・積層鉄心
２ａ、２０ａ〜２６ａ、２ｂ、２０ｂ〜２６ｂ、２ｃ、２０ｃ〜２６ｃ、２ｄ、２０ｄ〜２６ｄ、２１、２２・・・永久磁石
３ａ、３０ａ〜３６ａ、３ｂ、３０ｂ〜３６ｂ、３ｃ、３０ｃ〜３６ｃ、３ｄ、３０ｄ〜３６ｄ、３１、３２・・・永久磁石収容孔
４ａ、４０ａ〜４６ａ、４ｂ、４０ｂ〜４６ｂ、４ｃ、４０ｃ〜４６ｃ、４ｄ、４０ｄ〜４６ｄ、４１、４２・・・カシメピン孔
５ａ、５０ａ〜５６ａ、５ｂ、５０ｂ〜５６ｂ、５ｃ、５０ｃ〜５６ｃ、５ｄ、５０ｄ〜５６ｄ、５１、５２・・・カシメピン
６ａ、６ｂ、６０ａ〜６６ａ、６０ｂ〜６６ｂ・・・端板
７、７０〜７６・・・回転子
８、８０〜８６・・・回転子外径
９、９０〜９６・・・回転子軸孔
１００・・・バランスウェイト
２００・・・非磁性の管
３００・・・バランス調整用の風孔
Ｘ、Ｙ１、Ｙ２・・・回転子軸中心からカシメピン孔中心までの距離

Claims

固定子と回転子を備え、回転子は軸方向に複数の電磁鋼板を積層して構成された積層鉄心であって、前記積層鉄心の軸方向には回転子軸孔が設けられ、前記回転子軸孔と直交する径方向に永久磁石を収容する複数の磁石収容孔と、カシメピンを挿通する複数のカシメピン孔を設け、前記積層鉄心の両端部には磁石収容孔から永久磁石が飛び出ないようにするための端板が取り付けられ、前記カシメピンにより一体固着した回転子であって、
前記回転子の複数のカシメピンの比重が、少なくとも１本異なっていることを特徴とする永久磁石回転機の回転子。
前記回転子において、前記カシメピンの直径が、少なくとも１本異なっていることを特徴とする請求項１項記載の永久磁石回転機の回転子。
前記回転子において、前記回転子軸孔の中心を軸中心とし、前記軸中心から複数のカシメピン孔中心までの径方向の距離が、少なくとも１カ所異なっていることを特徴とする請求項１項または２項に記載の永久磁石回転機の回転子。
固定子と回転子を備え、回転子は軸方向に複数の電磁鋼板を積層して構成された積層鉄心であって、前記積層鉄心の軸方向には回転子軸孔が設けられ、前記回転子軸孔と直交する径方向に永久磁石を収容する複数の磁石収容孔と、カシメピンを挿通する複数のカシメピン孔を設け、前記積層鉄心の両端部には磁石収容孔から永久磁石が飛び出ないようにするための端板が取り付けられ、前記カシメピンにより一体固着した回転子であって、
前記回転子の複数のカシメピンの本数が、カシメピン孔の数より少なくしたことを特徴とする永久磁石回転機の回転子。
前記回転子において、前記カシメピンの比重が、少なくとも１本異なっていることを特徴とする請求項４項記載の永久磁石回転機の回転子。
前記回転子において、前記カシメピンの直径が、少なくとも１本異なっていることを特徴とする請求項４項または請求項５項に記載の永久磁石回転機の回転子。
前記回転子の回転子軸孔の中心を軸中心とし、前記軸中心から複数のカシメピン孔中心までの径方向の距離が、少なくとも１カ所異なっていることを特徴とする請求項４項〜６項のいずれかに記載の永久磁石回転機の回転子。