WO2010113765A1 - 圧縮機用電動機の回転子 - Google Patents

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Definitions

  • the compression mechanism 40 has two cylinders 52a and 52b arranged vertically, and the eccentric crank portions 50a and 50b described above are arranged inside the cylinders 52a and 52b, respectively.
  • the eccentric crank portions 50a and 50b are fitted with ring-shaped pistons 54a and 54b, respectively.

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Abstract

　バランスウェイトが安定して位置決めされる低コストの圧縮機用電動機の回転子を提供する。回転子積層鋼板１２と、回転子積層鋼板１２の両端面に設けられる回転子端板１６、１８と、回転子端板１６、１８の外面にそれぞれ設けられるバランスウェイト２０、２２とを有する回転子であって、回転子積層鋼板１２と回転子端板１６、１８には円周等配に配置した少なくとも３個の軸方向貫通穴２４が設けられ、回転子積層鋼板１２と回転子端板１６、１８とは軸方向貫通穴２４に通される３本のリベット２６ａ～ｃで固定され、バランスウェイト２０は３本のリベットのうち２本のリベット２６ａ、２６ｂにより回転子端板１６に固定され、バランスウェイト２２は残りの１本のリベット２６ｃにより回転子端板１８に固定されるとともに係合手段２８により位置決めされるようにする。

Description

圧縮機用電動機の回転子
　本発明は、ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機などの回転式圧縮機に用いる圧縮機用電動機の回転子に関するものである。
　従来、ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機などの回転式圧縮機に備わる電動機の回転子が知られている（例えば、特許文献１～５参照）。４極回転子は、回転子積層鋼板と、回転子積層鋼板の内部に磁極数が４極となるように配置した永久磁石と、回転子積層鋼板の両端面に配置した回転子端板と、圧縮機構の偏芯回転部分に作用する遠心力を打ち消すためのバランスウェイトとから通常構成される。回転子積層鋼板と回転子端板は４本のリベットで固定され、バランスウェイトはこれら４本のリベットのうち２本のリベットを用いて回転子端板に固定される（例えば、特許文献４参照）。
　また、振動低減や騒音低減に有利な６極回転子において、回転子積層鋼板と回転子端板とを６本のリベットで固定した構造や、３本のリベットで固定した構造の回転子（例えば、特許文献５参照）が知られている。
特開２０００－１２５４９２号公報 特開２０００－２８７４２４号公報 特開昭６３－２８２５０号公報 特開平４－２３７８９１号公報 特開２００５－２４５１４８号公報
　ところで、上記の従来の圧縮機用電動機の回転子の両端面の２つのバランスウェイトは、図５に示すように、回転時のバランスを考慮して互いに位相が１８０°異なる位置に取り付ける必要がある。ここで、６極回転子を略１２０°等配の３本のリベットで固定し、２つのバランスウェイト２ａ、２ｂを前記３本のうちの２本のリベット４で固定する場合、一方側のバランスウェイト２ａは本来配置すべき側に２つのリベット取付用穴６ａを設けることができるものの、他方側のバランスウェイト２ｂは本来配置すべき側とは反対側の位置にリベット取付用穴６ｂを設ける必要がある。この場合、所要の遠心力を得るためにバランスウェイトをより大きくする必要が生じ、コストアップとなってしまう。
　そこで、他方側のバランスウェイト２ｂを１本のリベット８で固定することが考えられる。しかしながら、この場合、リベット８で固定する際に、バランスウェイト２ｂが１本のリベット８を中心に回転してしまい、バランスウェイト２ｂの位置を安定させることが難しくなる。
　一方、図６に示すように、１本のリベット８で固定する側のバランスウェイト２ｂの形状を円筒形として、リベット８を中心とした回転の影響を受けにくくする構造が考えられる。しかしながら、この場合、必要な質量を確保するために円筒の肉厚を厚くする必要があり、プレス成形が困難であることからコストアップを招くおそれがあり、さらに、回転子の回転時に、周囲の冷媒ガスから受ける抗力が大きくなり圧縮機の効率が低下するという問題がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バランスウェイトが安定して位置決めされる低コストの圧縮機用電動機の回転子を提供することを目的とする。
　上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る圧縮機用電動機の回転子は、圧縮機用の電動機の回転子において、回転子積層鋼板と、前記回転子積層鋼板の内部に設けられ、回転軸心を中心とする円周方向に複数の磁極を構成するように配置された永久磁石と、前記回転子積層鋼板の両端面に設けられ、前記永久磁石の軸方向の移動を制限するための回転子端板と、前記回転子端板の外面にそれぞれ設けられるバランスウェイトとを有し、前記回転子積層鋼板と前記回転子端板には円周等配に配置した少なくとも３個の軸方向貫通穴が設けられ、前記回転子積層鋼板と前記回転子端板とは前記軸方向貫通穴に通される３本のリベットで固定され、一方側のバランスウェイトは前記３本のリベットのうち２本のリベットにより一方側の回転子端板に固定され、他方側のバランスウェイトは残りの１本のリベットにより他方側の回転子端板に固定されるとともに、他方側のバランスウェイトおよび他方側の回転子端板に設けた係合手段により他方側の回転子端板に対して位置決めされることを特徴とする。
　また、本発明の請求項２に係る圧縮機用電動機の回転子は、上述した請求項１において、前記係合手段は、バランスウェイトに凸部または凹部もしくは貫通穴を設けるとともに、回転子端板に凹部もしくは貫通穴または凸部を設け、バランスウェイトの前記凸部または凹部もしくは貫通穴と回転子端板の前記凹部もしくは貫通穴または凸部とを嵌合することにより回転子端板に対してバランスウェイトを位置決めするものであることを特徴とする。
　本発明によれば、圧縮機用の電動機の回転子において、回転子積層鋼板と、前記回転子積層鋼板の内部に設けられ、回転軸心を中心とする円周方向に複数の磁極を構成するように配置された永久磁石と、前記回転子積層鋼板の両端面に設けられ、前記永久磁石の軸方向の移動を制限するための回転子端板と、前記回転子端板の外面にそれぞれ設けられるバランスウェイトとを有し、前記回転子積層鋼板と前記回転子端板には円周等配に配置した少なくとも３個の軸方向貫通穴が設けられ、前記回転子積層鋼板と前記回転子端板とは前記軸方向貫通穴に通される３本のリベットで固定され、一方側のバランスウェイトは前記３本のリベットのうち２本のリベットにより一方側の回転子端板に固定され、他方側のバランスウェイトは残りの１本のリベットにより他方側の回転子端板に固定されるとともに、他方側のバランスウェイトおよび他方側の回転子端板に設けた係合手段により他方側の回転子端板に対して位置決めされる。
　このため、バランスウェイトを回転子に１本のリベットで固定する場合に、位置決め用の治具等を使用することなしに、バランスウェイトを回転子に対して安定して位置決めすることができるという効果を奏する。また、本発明によれば、所要の遠心力を得るためにバランスウェイトを大きくしたり、円筒形など特殊な形状にする必要がなく、低コストの回転子を得ることができる。さらに、係合手段による位置決めによって、回転子の回転駆動中にバランスウェイトがリベット回りに回転することを防止することができる。
図１は、本発明の圧縮機用電動機の回転子の実施例を示す斜視図である。 図２は、本発明の圧縮機用電動機の回転子の実施例を示す分解斜視図である。 図３は、本発明の圧縮機用電動機の回転子の他の実施例を示す分解斜視図である。 図４は、本発明の圧縮機用電動機の回転子を用いた圧縮機の側断面図である。 図５は、従来の圧縮機用電動機の回転子の一例を示す斜視図である。 図６は、従来の圧縮機用電動機の回転子の他の一例を示す斜視図である。
　以下に、本発明に係る圧縮機用電動機の回転子の実施例を６極回転子の場合を例にとり、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
　図１および図２に示すように、本発明に係る圧縮機用電動機の回転子１０は、圧縮機用の電動機の回転子であり、軸孔３０を有する略円柱状の回転子積層鋼板１２と、回転子積層鋼板１２の内部に設けられ、回転軸心Ｚを中心とする円周方向にＮ極Ｓ極交互に６個の極を構成するように配置された永久磁石１４とを備える。
　また、回転子１０は、回転子積層鋼板１２の両端面に同軸上に設けられ、永久磁石１４の軸方向の移動を制限するための有孔円板状の回転子端板１６、１８と、回転子端板１６、１８の外面に設けられる円弧板状のバランスウェイト２０、２２とをさらに備える。バランスウェイト２０、２２は、図示しない圧縮機構の偏芯回転部分に作用する遠心力を打ち消し、圧縮機全体のバランスを確保するためのものであり、軸心Ｚに関して互いに位相が１８０°異なる位置に設けられる。
　回転子積層鋼板１２と回転子端板１６、１８には、円周等配（円周方向１２０°間隔）に配置した３個の軸方向貫通穴２４が設けられる。ここで、軸方向貫通穴２４は、永久磁石１４を回避した位置に設けられる。また、軸方向貫通穴２４の数は３個以上あればよく、図２に示すように、５個配置してもよい。
　回転子積層鋼板１２と回転子端板１６、１８とは、各軸方向貫通穴２４に通される３本のリベット２６ａ、２６ｂ、２６ｃで固定される。
　一方側のバランスウェイト２０は、３本のリベットのうち２本のリベット２６ａ、２６ｂにより一方側の回転子端板１６に固定される。
　他方側のバランスウェイト２２の端側２箇所には、係合手段としての凸部２８がプレス成形等により形成してある。また、これら凸部２８に対向する他方側の回転子端板１８の２箇所には、凹部３２が形成してある。ここで、凹部３２は回転子端板１８を貫通する貫通穴でもよいし、プレス成形等により形成した凹部でもよい。
　他方側のバランスウェイト２２は、残りの１本のリベット２６ｃにより他方側の回転子端板１８に固定されるとともに、凸部２８が凹部３２に係合することにより他方側の回転子端板１８に対して位置決めされる。
　このように、他方側のバランスウェイト２２にプレス成形による凸部２８を設け、回転子端板１８に凹部３２を設け、凸部２８と凹部３２とを係合することにより他方側のバランスウェイト２２を回転子端板１８に対して位置決めすることができ、バランスウェイト２２は、リベット２６ｃを中心に回転することがない。したがって、バランスウェイト２２を回転子１０に１本のリベット２６ｃで固定する場合に、位置決め用の治具等を使用することなしに、バランスウェイト２２を回転子１０に対して安定して位置決めすることができる。また、所要の遠心力を得るためにバランスウェイトを大きくしたり、円筒形など特殊な形状にする必要がなく、低コストの回転子を得ることができる。さらに、この凸部２８と凹部３２の係合による位置決めによって、回転子の回転駆動中にバランスウェイト２２がリベット２６ｃ回りに回転することを防止することができる。
　ここで、図３に示すように、設ける凹凸を逆にしてもよく、例えばバランスウェイト２２に凹部２８ａを、回転子端板１８に凸部３２ａを設け、凹部２８ａと凸部３２ａを係合することによりバランスウェイト２２の位置決めを行うようにしてもよい。この場合、バランスウェイト２２には凹部２８ａの代わりに貫通穴を設けてもよい。
　次に、本発明に係る圧縮機用電動機の回転子１０を２シリンダロータリ圧縮機に適用する場合について図４を参照しながら説明する。
　図４に示すように、２シリンダロータリ圧縮機１００は、圧縮流体を生成する圧縮機構４０と、圧縮機構４０を駆動する電動機４２とを備える。電動機４２は、密閉ケーシング４４内に固定された固定子４６と、本発明の回転子１０とからなり、回転子１０の軸孔３０には圧縮機構４０に向けて下側に延出するシャフト軸４８が固定してある。シャフト軸４８の下側には、圧縮機構４０の偏芯クランク部５０ａ、５０ｂが設けてある。
　圧縮機構４０は、上下に配置された２つのシリンダ５２ａ、５２ｂを有しており、各シリンダ５２ａ、５２ｂの内部には上述した偏芯クランク部５０ａ、５０ｂがそれぞれ配置される。この偏芯クランク部５０ａ、５０ｂにはリング状のピストン５４ａ、５４ｂがそれぞれ嵌合してある。
　電動機４２の駆動により回転子１０のシャフト軸４８が回転すると、偏芯クランク部５０ａ、５０ｂには遠心力Ｆｃ１、Ｆｃ２が、ピストン５４ａ、５４ｂには遠心力Ｆｐ１、Ｆｐ２がそれぞれ作用するようになる。
　一方、電動機４２の回転子１０の上下に固定されたバランスウェイト２０、バランスウェイト２２には、遠心力Ｆｂ１、Ｆｂ２がそれぞれ作用するようになる。
　ここで、圧縮機全体としてバランスを確保するためには、下記の(1)、(2)式が成り立つように、２つのバランスウェイト２０、２２の位置および質量を予め設定すればよい。
　（Ｆｃ１＋Ｆｐ１）＋Ｆｂ２≒（Ｆｃ２＋Ｆｐ２）＋Ｆｂ１　　　　　(1)式
　（Ｆｃ１＋Ｆｐ１＋Ｆｃ２＋Ｆｐ２）×Ｌｃ≒（Ｆｂ１＋Ｆｂ２）×Ｌｂ　　(2)式
　ここで、Ｌｃは、遠心力Ｆｃ１とＦｃ２の作用点間の軸方向の距離である。
　　　遠心力Ｆｐ１とＦｐ２の作用点間の軸方向の距離もＬｃである。
　　　Ｌｂは、遠心力Ｆｂ１とＦｂ２の作用点間の軸方向の距離である。
　以上説明したように、本発明によれば、圧縮機用の電動機の回転子において、回転子積層鋼板と、前記回転子積層鋼板の内部に設けられ、回転軸心を中心とする円周方向に複数の磁極を構成するように配置された永久磁石と、前記回転子積層鋼板の両端面に設けられ、前記永久磁石の軸方向の移動を制限するための回転子端板と、前記回転子端板の外面にそれぞれ設けられるバランスウェイトとを有し、前記回転子積層鋼板と前記回転子端板には円周等配に配置した少なくとも３個の軸方向貫通穴が設けられ、前記回転子積層鋼板と前記回転子端板とは前記軸方向貫通穴に通される３本のリベットで固定され、一方側のバランスウェイトは前記３本のリベットのうち２本のリベットにより一方側の回転子端板に固定され、他方側のバランスウェイトは残りの１本のリベットにより他方側の回転子端板に固定されるとともに、他方側のバランスウェイトおよび他方側の回転子端板に設けた係合手段により他方側の回転子端板に対して位置決めされる。
　このため、バランスウェイトを回転子に１本のリベットで固定する場合に、位置決め用の治具等を使用することなしに、バランスウェイトを回転子に対して安定して位置決めすることができるという効果を奏する。また、本発明によれば、所要の遠心力を得るためにバランスウェイトを大きくしたり、円筒形など特殊な形状にする必要がなく、低コストの回転子を得ることができる。さらに、係合手段による位置決めによって、回転子の回転駆動中にバランスウェイトがリベット回りに回転することを防止することができる。
　以上のように、本発明に係る圧縮機用電動機の回転子およびそのバランスウェイトの固定方法は、ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機などの回転式圧縮機に用いる圧縮機用電動機の回転子およびそのバランスウェイトの固定方法に有用であり、特に、圧縮機用電動機において、６極の磁極を有する回転子を低コストに製造するのに適している。
　１０　回転子（圧縮機用電動機の回転子）
　１２　回転子積層鋼板
　１４　永久磁石
　１６，１８　回転子端板
　２０　バランスウェイト（一方側のバランスウェイト）
　２２　バランスウェイト（他方側のバランスウェイト）
　２４　軸方向貫通穴
　２６ａ，２６ｂ，２６ｃ　リベット
　２８　凸部（係合手段）
　３０　軸孔
　３２　凹部（係合手段）
　４０　圧縮機構
　４２　電動機
　４４　密閉ケーシング
　４６　固定子
　４８　シャフト軸
　５０ａ，５０ｂ　偏芯クランク部
　５２ａ，５２ｂ　シリンダ
　５４ａ，５４ｂ　ピストン
　１００　圧縮機

Claims (2)

  1. 　圧縮機用の電動機の回転子において、
    　回転子積層鋼板と、前記回転子積層鋼板の内部に設けられ、回転軸心を中心とする円周方向に複数の磁極を構成するように配置された永久磁石と、前記回転子積層鋼板の両端面に設けられ、前記永久磁石の軸方向の移動を制限するための回転子端板と、前記回転子端板の外面にそれぞれ設けられるバランスウェイトとを有し、
    　前記回転子積層鋼板と前記回転子端板には円周等配に配置した少なくとも３個の軸方向貫通穴が設けられ、前記回転子積層鋼板と前記回転子端板とは前記軸方向貫通穴に通される３本のリベットで固定され、
    　一方側のバランスウェイトは前記３本のリベットのうち２本のリベットにより一方側の回転子端板に固定され、他方側のバランスウェイトは残りの１本のリベットにより他方側の回転子端板に固定されるとともに、他方側のバランスウェイトおよび他方側の回転子端板に設けた係合手段により他方側の回転子端板に対して位置決めされることを特徴とする圧縮機用電動機の回転子。
  2. 　前記係合手段は、バランスウェイトに凸部または凹部もしくは貫通穴を設けるとともに、回転子端板に凹部もしくは貫通穴または凸部を設け、バランスウェイトの前記凸部または凹部もしくは貫通穴と回転子端板の前記凹部もしくは貫通穴または凸部とを嵌合することにより回転子端板に対してバランスウェイトを位置決めするものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機用電動機の回転子。
PCT/JP2010/055250 2009-03-31 2010-03-25 圧縮機用電動機の回転子 WO2010113765A1 (ja)

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