JPH1127882A

JPH1127882A - 電動機の回転子

Info

Publication number: JPH1127882A
Application number: JP9191792A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takezawa; 正昭竹沢; Masaharu Uchibori; 正晴内堀; Keishiro Igarashi; 恵司郎五十嵐; Kazuhiko Arai; 和彦新井
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 1999-01-29
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: JP3306343B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、かしめ固定用の貫通孔による悪影
響を低減するだけでなく、部品点数が少なく組立作業も
簡単で高特性が得られる電動機の回転子を提供すること
を目的とする。【解決手段】複数枚の回転子用鉄板２７を積層した回
転子鉄心２６と、この回転子鉄心２６に回転軸６の軸方
向に沿って設けられる４カ所の挿入孔３６〜３９と、こ
れら挿入孔に挿入される４枚の平板状の永久磁石４０〜
４３とからなる電動機の回転子５において、前記回転子
鉄心２６の外周面には前記挿入孔３６〜３９との間に巾
狭の第一ブリッジ部Ｂ１を形成する切除部Ｓが４カ所設
けられ、前記挿入孔３６〜３９は一端を前記第一ブリッ
ジ部Ｂ１に対向すると共に他端を巾狭の第二ブリッジ部
Ｂ２を挟んで隣接する挿入孔３６〜３９の側面に対向す
るような井桁状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機等に使用さ
れる電動機の回転子の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種圧縮機用電動機の回転子、特
にブラシレスＤＣモータと称される電動機の回転子は、
例えば出願人が先に出願した特願平５−１３８８９３号
の図４（Ｃ）に示されるように構成されていた。即ち、
従来の回転子は複数枚の回転子用鉄板を積層し、かしめ
固定して回転子鉄心を構成すると共に、この回転子鉄心
の外周側に沿って磁極を構成する４個（四極の場合）の
磁性体（永久磁石）を挿入し、回転子鉄心の外周面は磁
性体間において切り欠きを形成して突極部を構成するこ
とにより、磁束の短絡を防止する構造とされていた。

【０００３】また、回転子鉄心の回転子用鉄板には上下
の非磁性端面部材等をかしめ固定するための貫通孔が穿
設され、この貫通孔にリベットを用いて前記端面部材や
オイル分離用のディスク等を回転子鉄心にかしめ固定し
ていた。

【０００４】一方、特開昭４７−２７３０２号に開示さ
れ図４に示すように、複数枚の平板状の永久磁石１００
を、それらの磁路が接線方向を向くように回転子１０１
の中心から放射状に挿入配置したものが示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の回転子では上記貫通孔が切り欠きの内方、即ち、磁
性体間に穿設されていたため、磁極が四極以上の場合、
隣接する磁性体（磁極）間に渡って形成される磁路に貫
通孔が存在することになる。そのため、この貫通孔部分
で磁気抵抗が増大して、電動機出力の低下を来す問題が
生じていた。

【０００６】また、後者の構成では、４カ所の挿入孔１
０２に４個の磁石１００を挿入後、この外周部に磁石１
００が遠心力で飛び出すのを防止するための飛び出し防
止部材１０３を設ける必要があり、部品点数が増加する
と共に作業が煩雑となる。しかも、磁石は４個であるた
め、磁力に限界があり意とする特性を得られないという
問題がある。

【０００７】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、かしめ固定用の貫通孔に
よる悪影響を低減するだけでなく、部品点数が少なく組
立作業も簡単で高特性が得られる電動機の回転子を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は請求項１に記載
の如く、複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心
と、この回転子鉄心に回転軸の軸方向に沿って設けられ
る４カ所の挿入孔と、これら挿入孔に挿入される４枚の
平板状の永久磁石とからなる電動機の回転子において、
前記回転子鉄心の外周面には前記挿入孔との間に巾狭の
第一ブリッジ部を形成する切除部が４カ所設けられ、前
記挿入孔は一端を前記第一ブリッジ部に対向すると共に
他端を巾狭の第二ブリッジ部を挟んで隣接する挿入孔の
側面に対向するような井桁状に形成されている構成とし
たものである。

【０００９】また、請求項２に記載の如く、４枚の永久
磁石はフェライト又は希土類により全て同一な平板状に
形成されている構成としたものである。

【００１０】また、請求項３に記載の如く、回転子鉄心
は、各磁極に対応する各外周面の両端と回転子の中心と
の成す角度（磁極角度）が５５度から７０度の範囲にな
るよう前記切除部が形成されているものである。

【００１１】また、請求項４に記載の如く、回転子鉄心
の両端面に設けた挿入孔を塞ぐ端面部材と、この両端面
部材と回転子鉄心とを回転軸方向に沿って貫く複数の貫
通孔と、この貫通孔を用いて前記両端面部材と前記回転
子鉄心とを一体に成すリベットとを備え、前記貫通孔は
前記挿入孔の内側に同心円状に設けられているものであ
る。

【００１２】また、請求項５に記載の如く、回転子鉄心
の両端面に設けた挿入孔を塞ぐ端面部材と、この両端面
部材と回転子鉄心とを回転軸方向に沿って貫く複数の貫
通孔と、この貫通孔を用いて前記両端面部材と前記回転
子鉄心とを一体に成すリベットとを備え、前記貫通孔は
前記挿入孔の内側に同心円状に設けられ、各磁極の中央
部には前記貫通孔の外側の各磁極には回転子の反回転方
向に傾斜した長円状の風穴が設けられているものであ
る。

【００１３】更に、請求項６に記載の如く、回転子は各
磁極のうち、回転方向前方の外周面に前記切除部が形成
されているものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
例を詳述する。図１は本発明の電動機の回転子を適用す
る圧縮機Ｃの縦断側面図である。この図において、１は
密閉容器であり、内部の上側に電動機（ブラシレスＤＣ
モータ）２、下側にこの電動機２で回転駆動される圧縮
要素３が収納されている。密閉容器１は予め２分割され
たものに電動機２、圧縮要素３を収納した後、高周波溶
着などによって密閉されたものである。

【００１５】電動機２は、密閉容器１の内壁に固定され
た固定子４と、この固定子４の内側に回転軸６を中心に
して回転自在に支持された回転子５とから構成されてい
る。そして、固定子４は回転子５に回転磁界を与える固
定子巻線７を備えている。

【００１６】圧縮要素３は中間仕切板８で仕切られた第
１のロータリー用シリンダ９及び第２のロータリーシリ
ンダ１０を備えている。各のシリンダ９、１０には回転
軸６で回転駆動される偏心部１１、１２が取り付けられ
ており、これら偏心部１１、１２は偏心位置がお互いに
１８０度位相がずれている。

【００１７】１３、１４はそれぞれシリンダ９、１０内
を回転する第１のローラ、第２のローラであり、それぞ
れ偏心部１１、１２の回転でシリンダ内を回る。１５、
１６はそれぞれ第１の枠体、第２の枠体であり、第１の
枠体１５は仕切板８との間にシリンダ９の閉じた圧縮空
間を形成させ、第２の枠体１６は同様に仕切板８との間
にシリンダ１０の閉じた圧縮空間を形成させている。ま
た、第１の枠体１５、第２の枠体１６はそれぞれ回転軸
６の下部を回転自在に軸支する軸受部１７、１８を備え
ている。

【００１８】１９、２０は吐出マフラーであり、それぞ
れ第１の枠体１５、第２の枠体１６を覆うように取付ら
れている。尚、シリンダ９と吐出マフラー１９は第１の
枠体１５に設けられた図示しない吐出孔にて連通されて
おり、シリンダ１０と吐出マフラー２０も第２の枠体１
６に設けられた図示しない吐出孔にて連通されている。
２１は密閉容器１の外部に設けられたバイパス管であ
り、吐出マフラー２０の内部に連通している。

【００１９】２２は密閉容器１の上に設けられた吐出管
であり、２３、２４はそれぞれシリンダ９、１０へつな
がる吸入管である。また、２５は密閉ターミナルであ
り、密閉容器１の外部から固定子４の固定子巻線７へ電
力を供給するものである（密閉ターミナル２５と固定子
巻線７とをつなぐリード線は図示せず）。

【００２０】２６は回転子鉄心であり、厚さ０．３ｍｍ
〜０．７ｍｍの電磁鋼板から図２の形状に打ち抜いた回
転子用鉄板２７を複数枚積層し、お互いにかしめて一体
に積層されている。

【００２１】この回転子用鉄板２７は、図２に示す如く
四極の磁極を構成する磁極部２８〜３１が形成されるよ
うに電磁鋼板から打ち抜かれている。このとき、各磁極
部２８〜３１の頂点間の外径Ｄは３０ｍｍ〜７０ｍｍの
範囲とされ、実施例では例えば５０ｍｍである。

【００２２】３６〜３９は前記回転子鉄心２６に回転軸
６の軸方向に沿って設けられた４カ所の井桁状の挿入孔
である。４０〜４３はこれら挿入孔３６〜３９に挿入さ
れた４枚の平板状の永久磁石である。

【００２３】前記回転子鉄心２６の外周面には前記挿入
孔３６〜３９との間に巾狭の第一ブリッジ部Ｂ１を形成
する切除部Ｓが４カ所設けられ、前記挿入孔３６〜３９
は一端を前記第一ブリッジ部Ｂ１に対向すると共に他端
を巾狭の第二ブリッジ部Ｂ２を挟んで隣接する挿入孔３
６〜３９の側面に対向するような井桁状に形成されてい
る。また、４枚の永久磁石４０〜４３はフェライト又は
希土類により全て同一な平板状に形成されている。

【００２４】また、回転子鉄心２６は、各磁極２８〜３
１に対応する各外周面の両端Ｘ，Ｙと回転子５の中心Ｏ
との成す角度α（磁極角度）が５５度から７０度の範囲
になるよう前記切除部Ｓが形成されている。

【００２５】また、回転子鉄心２６の両端面に設けた挿
入孔３６〜３９を塞ぐ端面部材４８，４９と、この両端
面部材４８，４９と回転子鉄心２６とを回転軸方向に沿
って貫く４個の貫通孔５０と、この貫通孔５０を用いて
前記両端面部材４８，４９と前記回転子鉄心２６とを一
体に成すリベット５１とを備え、前記貫通孔５０は前記
挿入孔３６〜３９の内側に同心円状に設けられている。

【００２６】更に、回転子５は各磁極２８〜３１のう
ち、回転方向前方の外周面に前記切除部Ｓが形成されて
いる。

【００２７】各挿入孔３６〜３９の両側端に形成される
ブリッジ部Ｂ１，Ｂ２は、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以
下の幅に形成されている。また、回転子鉄心５を構成す
る両端部の回転子用鉄板２７の内径は中央部の回転子用
鉄板２７の内径より稍大きく形成されている。

【００２８】また、回転子５は、回転子鉄心２６の外径
をＤ、積層厚をＬ、磁石の厚さをｔ、磁石の長さをｌと
した場合、下式（１）（２）を満足するよう構成されて
いる。０．３０＜Ｌ／Ｄ＜１．２０……（１）０．０２＜ｔ／ｌ＜０．２０……（２）

【００２９】更に、端面部材４８の上面には油分離機能
を持ったバランスウエイト５７が取り付けられている。

【００３０】このように構成された電動機の回転子にお
いて、前記挿入孔３６〜３９は一端を前記第一ブリッジ
部Ｂ１に対向すると共に他端を巾狭の第二ブリッジ部Ｂ
２を挟んで隣接する挿入孔３６〜３９の側面に対向する
ような井桁状に形成されているため、限られたスペース
で磁石を有効に配置でき特性を向上できると共に、井桁
形状の突出した磁石部分で表裏双方の極性を活用するこ
とができ、リラクタンストルクを有効に活用できる。

【００３１】また、磁石４０〜４３は平板状であるた
め、成形も簡単で全て同一形状のものを使用でき、生産
性を向上し、コスト低減を促進できる。また、回転子鉄
心２６は、各磁極２８〜３１に対応する各外周面の両端
Ｘ，Ｙと回転子５の中心Ｏとの成す角度α（磁極角度）
が５５度から７０度の範囲になるよう前記切除部Ｓが形
成されているため、磁極の角度を最適とすることができ
磁束の有効活用を図ることができる。

【００３２】尚、リベット５１が挿入される貫通孔５０
は隣り合う磁極２８〜３１間に対向する磁石４０〜４３
の近接部に設けられており強磁性体で形成されているた
め、特性を低下させることもない。

【００３３】また、各挿入孔３６〜３９の外周側先端に
形成されるブリッジ部Ｂ１，Ｂ２は、０．３ｍｍ以上
０．５ｍｍ以下の幅に形成されているため、ブリッジ部
Ｂ１，Ｂ２での磁気漏れを抑制できる。

【００３４】また、回転子鉄心５を構成する両端部の回
転子用鉄板２７の内径は中央部の回転子用鉄板２７の内
径より稍大きく形成されているため、回転子５の外径部
の当たりによる回転子５端部の内径縮小を抑制できる。

【００３５】また、回転子５は、回転子鉄心２６の外径
をＤ、積層厚をＬ、磁石の厚さをｔ、磁石の長さをｌと
した場合、下式（１）（２）を満足するよう構成されて
いるため、共通部品化された磁石４０〜４３を回転子５
に有効に組み込むことができる。０．３０＜Ｌ／Ｄ＜１．２０……（１）０．０２＜ｔ／ｌ＜０．２０……（２）

【００３６】更に、端面部材４８の上面には油分離機能
を持ったバランスウエイト５７が取り付けられているた
め、特に別個の分離板を設けることなく、回転子５と固
定子４の間のエアーギャップを上昇してくる冷媒中の油
を効率良く分離できる。

【００３７】また、回転子５は各磁極２８〜３１のう
ち、回転方向前方の外周面に切除部Ｓが形成されている
ため、固定子４との間のエアーギャップが大きくなり、
回転子５の回転時に電機子反作用で回転方向前側の磁束
波形が歪むのを抑制できる。

【００３８】以上のように構成される回転子５は、回転
子用鉄板２７の中心に形成された孔５ａを回転軸６に焼
バメされる構成である。また、上記実施例の永久磁石４
０〜４３は、例えばプラセオジウム系磁石、若しくは表
面にニッケルメッキを施したネオジウム系磁石等の希土
類系磁石材にて構成されており、その外形は上述した通
り矩形状とされている。

【００３９】また、回転子鉄心２６の上下端に取りつけ
られる平板状の端面部材４８，４９は、アルミや樹脂材
料等の非磁性材料により、前記回転子用鉄板２７と略同
形状に成形されている。

【００４０】そして、この回転子５は固定子２の固定子
巻線７に直流電流を通電すると、永久磁石４０〜４３か
ら生ずる磁界との反発・吸引作用により、固定子巻線７
に印加される電圧と負荷とがバランスする速度（例えば
印加電圧を変えることによって５００ｒｐｍ〜１０００
０ｒｐｍの範囲で可変される）で図２中矢印方向へ回転
する。回転子５の回転によって回転軸６は回転し、それ
によって偏心部１１、１２が回転することにより、第１
及び第２のローラ１３、１４が回転して圧縮機は圧縮作
用を発揮する。

【００４１】また、図３は他の実施例を示し、回転子鉄
心２６の両端面に設けた挿入孔３６〜３９を塞ぐ端面部
材４８，４９と、この両端面部材４８，４９と回転子鉄
心２６とを回転軸方向に沿って貫く４個の貫通孔５０
と、この貫通孔５０を用いて前記両端面部材４８，４９
と前記回転子鉄心２６とを一体に成すリベット５１とを
備え、前記貫通孔５０は前記挿入孔３６〜３９の内側に
同心円状に設けられ、各磁極２８〜３１の中央部には回
転子の反回転方向に傾斜した長円状の風穴３２〜３５が
設けられているものである。

【００４２】即ち、回転方向と反対に傾斜した長円状の
風穴３２〜３５が形成されているため、磁力線を遮って
特性を低下させることなく、油分離効果を促進できる。

【００４３】尚、各実施例では四極の磁極を有した回転
子に本発明を適用したが、それに限らず、例えば八極
等、四極以上の電動機の回転子にも本発明は有効であ
る。また、実施例ではリベット５１にて回転子用鉄板２
７を相互にかしめて固定したが、それに限らず、突起に
よるマック接合や、溶接による接合にて回転子鉄心２６
を積層固定し、前記リベット５１によって上下の端面部
材４８，４９を回転子鉄心２６にかしめ固定するものに
も本発明は有効である。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明では挿入孔３
６〜３９は一端を前記第一ブリッジ部Ｂ１に対向すると
共に他端を巾狭の第二ブリッジ部Ｂ２を挟んで隣接する
挿入孔３６〜３９の側面に対向するような井桁状に形成
されているため、限られたスペースで磁石を有効に配置
でき特性を向上できると共に、井桁形状の突出した磁石
部分で表裏双方の極性を活用することができ、リラクタ
ンストルクを有効に活用できる。

【００４５】また、磁石４０〜４３は平板状であるた
め、成形も簡単で全て同一形状のものを使用でき、生産
性を向上し、コスト低減を促進できる。

【００４６】また、回転子鉄心２６は、各磁極２８〜３
１に対応する各外周面の両端Ｘ，Ｙと回転子５の中心Ｏ
との成す角度α（磁極角度）が５５度から７０度の範囲
になるよう前記切除部Ｓが形成されているため、磁極の
角度を最適とすることができ磁束の有効活用を図ること
ができる。

【００４７】尚、リベット５１が挿入される貫通孔５０
は隣り合う磁極２８〜３１間に対向する磁石４０〜４３
の近接部に設けられており強磁性体で形成されているた
め、特性を低下させることもない。

【００４８】また、回転子５は各磁極２８〜３１のう
ち、回転方向前方の外周面に切除部Ｓが形成されている
ため、固定子４との間のエアーギャップが大きくなり、
回転子５の回転時に電機子反作用で回転方向前側の磁束
波形が歪むのを抑制できる。

【００４９】また、各磁極２８〜３１の中央部には回転
子の反回転方向に傾斜した長円状の風穴３２〜３５が設
けられているため、磁力線を遮って特性を低下させるこ
となく、油分離効果を促進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する圧縮機の縦断側面図である。

【図２】本発明の回転子鉄心を示す平面図である。

【図３】本発明の他の実施例の回転子鉄心を示す平面図
である。

【図４】従来例を示す回転子の平面図である。

【符号の説明】

２電動機４固定子５回転子６回転軸２６回転子鉄心２７回転子用鉄板２８〜３１磁極３２〜３５風穴３６〜３９挿入孔４０〜４７永久磁石５０貫通孔Ｂ１，Ｂ２ブリッジ部Ｓ切除部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新井和彦大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子
鉄心と、この回転子鉄心に回転軸の軸方向に沿って設け
られる４カ所の挿入孔と、これら挿入孔に挿入される４
枚の平板状の永久磁石とからなる電動機の回転子におい
て、前記回転子鉄心の外周面には前記挿入孔との間に巾
狭の第一ブリッジ部を形成する切除部が４カ所設けら
れ、前記挿入孔は一端を前記第一ブリッジ部に対向する
と共に他端を巾狭の第二ブリッジ部を挟んで隣接する挿
入孔の側面に対向するような井桁状に形成されているこ
とを特徴とする電動機の回転子。
【請求項２】４枚の永久磁石はフェライト又は希土類
により全て同一な平板状に形成されていることを特徴と
する請求項１記載の電動機の回転子。
【請求項３】回転子鉄心は、各磁極に対応する各外周
面の両端と回転子の中心との成す角度（磁極角度）が５
５度から７０度の範囲になるよう前記切除部が形成され
ていることを特徴とする請求項１記載の電動機の回転
子。
【請求項４】回転子鉄心の両端面に設けた挿入孔を塞
ぐ端面部材と、この両端面部材と回転子鉄心とを回転軸
方向に沿って貫く複数の貫通孔と、この貫通孔を用いて
前記両端面部材と前記回転子鉄心とを一体に成すリベッ
トとを備え、前記貫通孔は前記挿入孔の内側に同心円状
に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動
機の回転子。
【請求項５】回転子鉄心の両端面に設けた挿入孔を塞
ぐ端面部材と、この両端面部材と回転子鉄心とを回転軸
方向に沿って貫く複数の貫通孔と、この貫通孔を用いて
前記両端面部材と前記回転子鉄心とを一体に成すリベッ
トとを備え、前記貫通孔は前記挿入孔の内側に同心円状
に設けられ、各磁極の中央部には前記貫通孔の外側の各
磁極には回転子の反回転方向に傾斜した長円状の風穴が
設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動機
の回転子。
【請求項６】回転子は各磁極のうち、回転方向前方の
外周面に前記切除部が形成されていることを特徴とする
請求項１記載の電動機の回転子。