WO2024042986A1 - 電動圧縮機 - Google Patents

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WO2024042986A1
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rotor core
end plate
electric compressor
permanent magnet
balance weight
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English (en)
French (fr)
Inventor
島田　透
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サンデン株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/02—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]

Definitions

  • the present invention relates to an electric compressor that includes a so-called permanent magnet built-in motor and a compression mechanism that is driven by the motor and compresses a working fluid in a housing.
  • this type of electric compressor has a motor (electric motor) and a compression mechanism provided in a housing (sealed casing), and the compression mechanism is driven by the motor to compress the working fluid (refrigerant).
  • the motor consists of a stator (stator) and a rotor (rotor) in which a permanent magnet that rotates within the stator is built into the rotor core, and end plates ( A rotor end plate) was provided to prevent the permanent magnets from moving axially.
  • the rotor is also provided with a balance weight for suppressing vibration during rotation, which is attached to the surface of the end plate opposite to the rotor core (see, for example, Patent Document 1).
  • reference numeral 62 denotes a rotor core having a structure in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated, and a through hole 63 is formed in the center of the rotor core 62 to which a rotating shaft (not shown) is attached. Furthermore, four rivet holes 64 are formed extending in the axial direction around the through hole 63, and a plurality of lightening holes 66 are formed between adjacent rivet holes 64.
  • This hollow hole 66 is formed to penetrate the rotor core 62 in the axial direction, or is formed in a range that does not penetrate the rotor core 62, and serves to reduce the weight of the rotor core 62 and to maintain balance when the rotor core 62 rotates. .
  • Eight slots 67 are formed through the rotor core 62 in the axial direction at positions corresponding to the outside of the rivet holes 64 and the lightening holes 66, and a permanent magnet 68 is inserted into each slot 67. (a plurality of permanent magnets, eight in this example) are each inserted and housed in the rotor core 62.
  • 101 is a conventional end plate.
  • This conventional end plate 101 has an annular shape, is provided at both ends of the rotor core 62 in the axial direction, and covers the entire both end surfaces of the rotor core 62 as shown in FIG. Limit movement.
  • rivet holes 103 and lightening holes 104 are formed through the end plate 101 at positions corresponding to the respective rivet holes 64 and lightening holes 66 of the rotor core 62.
  • balance weight 102 is a balance weight.
  • This balance weight 102 is provided to suppress vibration when the compression mechanism is driven, and this balance weight 102 also has two rivet holes (not shown) formed therein.
  • balance weights 102 are laminated on the opposite side of the rotor core 62 of each end plate 101 on both end surfaces, as shown in FIG. 101 and was fixed to the rotor core 62 (FIG. 8).
  • the end plate 101 covers the entirety of both end surfaces of the rotor core 62, and the balance weight 102 is laminated on the end plate 101. Therefore, the material cost for the end plate 102 is reduced. This was causing prices to soar.
  • the present invention was made in order to solve the conventional technical problem, and reduces the size of the end plate for preventing the movement of the permanent magnet built into the rotor core of the motor, thereby reducing the material cost.
  • the purpose is to provide an electric compressor that can reduce energy consumption.
  • the electric compressor of the present invention includes a motor having a rotor with a built-in permanent magnet in the rotor core, and a compression mechanism in a housing that is driven by the motor and compresses a working fluid.
  • An end plate is provided at the end of the rotor core to limit the axial movement of the permanent magnet, and a balance weight is provided at the axial end of the rotor core. In addition to covering a part of the permanent magnet, the balance weight covers the remaining part of the end face and limits the axial movement of the permanent magnet.
  • the electric compressor of the invention according to claim 2 is characterized in that in the above invention, the compression mechanism is a scroll compression mechanism in which the movable scroll makes an eccentric revolution movement with respect to the fixed scroll.
  • the balance weight has a rivet hole
  • the end plate and the rotor core each have a rivet hole and a lightening hole
  • the permanent magnet has a rivet hole.
  • the end plate and the balance weight are built into the rotor core at a position corresponding to the outside of the lightening hole, and the end plate and the balance weight are fixed to the rotor core by a rivet inserted through the rivet hole.
  • the end plate and the balance weight are provided at both ends of the rotor core in the axial direction, and the circumferential dimension of the end plate and the balance weight is equal to that of the rotor core. It is characterized by being different at one end and the other end.
  • the electric compressor of the invention according to claim 5 is characterized in that in each of the above inventions, the motor is provided between the working fluid suction port formed in the housing and the compression mechanism.
  • an axial end of the rotor core is provided in an electric compressor that includes a motor having a rotor with a built-in permanent magnet in the rotor core and a compression mechanism in a housing that is driven by the motor and compresses a working fluid.
  • An end plate is provided at the axial end of the rotor core to limit the axial movement of the permanent magnet
  • a balance weight is provided at the axial end of the rotor core.
  • the balance weight covers the rest of the end face and limits the axial movement of the permanent magnet, so the dimensions of the end plate to prevent the movement of the permanent magnet built into the rotor core are It becomes possible to reduce the size and reduce material costs.
  • the permanent magnet is directly moved in the axial direction by a balance weight that is essential for vibration suppression.
  • the balance weight has a rivet hole as in the invention of claim 3, and the end plate and the rotor core have a rivet hole and a lightening hole, respectively, the permanent magnet is located outside the rivet hole and the lightening hole. If the end plates and balance weights are built into the rotor core at corresponding positions and fixed to the rotor core with rivets inserted through the rivet holes, there will be no interference between the permanent magnets, the rivets, and the cutout holes.
  • the end plate and the balance weight are provided at both ends of the rotor core in the axial direction, and the circumferential dimensions of the end plate and the balance weight are set at one end and the other end of the rotor core.
  • FIG. 1 is a vertical side view of an electric compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a rotor that constitutes the motor of the electric compressor of FIG. 1 (viewed from the front bearing side).
  • FIG. 3 is a perspective view of the rotor core of the rotor of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a perspective view of the rotor core of FIG. 3 with end plates and balance weights arranged (viewed from the front bearing side).
  • FIG. 4 is a perspective view of the rotor core of FIG. 3 with end plates and balance weights arranged (viewed from the rear bearing side).
  • FIG. 1 is a vertical side view of an electric compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a rotor that constitutes the motor of the electric compressor of FIG. 1 (viewed from the front bearing side).
  • FIG. 3 is a perspective view of the rotor core of the rotor of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which the rotor core, end plate, and balance weight of FIG. 4 are fixed with rivets.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state in which the rotor core, end plate, and balance weight of FIG. 5 are fixed with rivets. It is a perspective view of the rotor which constitutes the motor of the conventional electric compressor.
  • FIG. 9 is a perspective view of the rotor core and end plate of the rotor of FIG. 8;
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of an electric compressor 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the electric compressor 1 of the embodiment is used, for example, in a refrigerant circuit of an air conditioner for an electric vehicle, and sucks in refrigerant as a working fluid of the air conditioner, compresses it, and discharges it to a discharge pipe.
  • This is a so-called horizontally mounted motor equipped with a three-phase motor 2 as an example of a motor, an inverter 3 for driving this motor 2, and a scroll compression mechanism 4 as an example of a compression mechanism driven by the motor 2.
  • This is a scroll electric compressor with an integrated inverter.
  • the electric compressor 1 of the embodiment includes a stator housing 7 that accommodates a motor 2 and a center casing 6 inside the stator housing 7, and an inverter that is attached to an end wall 7A at one end of the stator housing 7 and that houses an inverter 3 inside the stator housing 7. It includes a case 8 and a rear casing 9 attached to the other end side of the stator housing 7.
  • stator housing 7, inverter case 8, and rear casing 9 are all made of metal (made of aluminum in the example), and are integrally joined to constitute the housing 11 of the electric compressor 1 of the example. .
  • a motor chamber 12 that accommodates the motor 2 is configured within the stator housing 7, and one end surface of the motor chamber 12 is basically closed by the end wall 7A of the stator housing 7.
  • This end wall 7A serves as a partition wall that partitions the motor chamber 12 and an inverter accommodating portion 13, which will be described later.
  • the other end surface of the motor chamber 12 is open, and after the motor 2 is housed in this opening, the center casing 6 is housed therein.
  • a front bearing 16 for rotatably supporting one end of the rotating shaft 14 of the motor 2 is attached to the inner surface (motor chamber 12 side) of the end wall 7A.
  • the center casing 6 has an opening on the side opposite to the motor 2 (the other end side), and after a movable scroll 22 (described later) of the scroll compression mechanism 4 is accommodated, a fixed scroll (described later) of the scroll compression mechanism 4 is opened.
  • the rear casing 9 to which 21 is fixed is fixed to the stator housing 7, thereby being closed.
  • a through hole 17 is formed in the center casing 6 through which the other end of the rotating shaft 14 of the motor 2 is inserted.
  • a rear bearing 18 that rotatably supports the other end of the rotating shaft 14 is attached on the 4 side.
  • the motor 2 is composed of a stator 25 having a coil wound thereon and fixed to the inner side of the peripheral wall of the stator housing 7, and a rotor 23 rotating inside the stator 25.
  • a DC current from a vehicle battery (not shown) is converted into a three-phase AC current by an inverter 3, and power is supplied to a coil of a stator 25 of a motor 2, thereby driving a rotor 23 to rotate. has been done.
  • the rotating shaft 14 is fixed to this rotor 23.
  • a suction port 20 is formed in the stator housing 7, and the refrigerant sucked from the suction port 20 passes through the motor 2 in the stator housing 7, flows into the center casing 6, and flows into the scroll compression mechanism. 4 is inhaled into the outer suction part 37. That is, since the motor 2 is provided between the suction port 20 and the scroll compression mechanism 4, the motor 2 is cooled by the suction refrigerant. Further, the refrigerant compressed by the scroll compression mechanism 4 is discharged from a discharge chamber 27 (described later) to a discharge pipe of a refrigerant circuit (not shown) outside the housing 11 from a discharge port 30 formed in the rear casing 9. ing.
  • the scroll compression mechanism 4 is composed of the fixed scroll 21 and the movable scroll 22 described above.
  • the fixed scroll 21 integrally includes a disk-shaped end plate 23 and a spiral wrap 24 formed of an involute shape or a curved line approximating the involute shape and set upright on the surface (one side) of the end plate 23.
  • This wrap 24 is fixed to the rear casing 9 with the surface of the end plate 23 on which it is erected facing the center casing 6 side.
  • a discharge hole 26 is formed in the center of the end plate 23 of the fixed scroll 21, and this discharge hole 26 communicates with a discharge chamber 27 in the rear casing 9.
  • 28 is a discharge valve provided at the opening of the discharge hole 26 on the back (other surface) side of the end plate 23.
  • the movable scroll 22 is a scroll that performs an eccentric revolution movement (revolution rotation movement) with respect to the fixed scroll 21, and has a disk-shaped end plate 31 and an involute-shaped or , a spiral wrap 32 made of a curve similar to the spiral wrap 32, and a boss 33 formed protruding from the center of the back surface (the other surface) of the end plate 31 are integrally provided.
  • the movable scroll 22 is arranged so that the protruding direction of the wrap 32 is on the fixed scroll 21 side, the wrap 32 faces the wrap 24 of the fixed scroll 21, and is arranged so as to face each other and engage with each other. form.
  • the wrap 32 of the movable scroll 22 faces the wrap 24 of the fixed scroll 21, and is engaged with the wrap 32 such that the tip of the wrap 32 is in contact with the surface of the end plate 23 and the tip of the wrap 24 is in contact with the surface of the end plate 31, and is movable.
  • the boss 33 of the scroll 22 is fitted with an eccentric portion 36 provided at the other end of the rotating shaft 14 eccentrically from the axis.
  • 38 is an annular thrust plate.
  • This thrust plate 38 is for partitioning a back pressure chamber 39 formed between the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 22 and the center casing 6 and a suction section 37 outside the scroll compression mechanism 4. , located outside the boss 33 and interposed between the center casing 6 and the movable scroll 22.
  • 41 is a sealing material that is attached to the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 22 and comes into contact with the thrust plate 38, and the back pressure chamber 39 and the suction section 37 are partitioned by this sealing material 41 and the thrust plate 38.
  • 48 is a centrifugal oil separator installed in the discharge chamber 27 of the rear casing 9 (housing 11).
  • the oil separator 48 separates lubricating oil mixed into the refrigerant discharged from the scroll compression mechanism 4 into the discharge chamber 27 from the refrigerant.
  • An inlet 49 is formed in the oil separator 48 , and the refrigerant containing oil that flows in through the inlet 49 swirls within the oil separator 48 .
  • the centrifugal force at this time separates the oil, and the refrigerant heads from the outlet at the upper end to the discharge port 30 and is discharged into the discharge pipe as described above.
  • An oil storage chamber 44 is formed in the rear casing 9 below the oil separator 48 , and the oil separated from the refrigerant by the oil separator 48 flows into this oil storage chamber 44 from the lower end of the oil separator 48 .
  • 43 is a back pressure passage formed from the rear casing 9 to the center casing 6.
  • This back pressure passage 43 is a passage that communicates the oil separator 48 in the discharge chamber 27 (discharge side of the scroll compression mechanism 4) in the rear casing 9 with the back pressure chamber 39, and has an orifice 50 in the embodiment. There is. Thereby, the discharge pressure adjusted to be reduced by the orifice 50 of the back pressure passage 43 is supplied to the back pressure chamber 39 together with the oil in the oil storage chamber 44 separated by the oil separator 48.
  • the pressure (back pressure) within this back pressure chamber 39 generates a back pressure load that presses the movable scroll 22 against the fixed scroll 21. Due to this back pressure load, the movable scroll 22 is pressed against the fixed scroll 21 against the compression reaction force from the pressure chamber 34 of the scroll compression mechanism 4, and the contact between the wraps 24, 32 and the end plates 31, 23 is maintained.
  • the refrigerant can be compressed in the pressure chamber 34.
  • the inverter case 8 is composed of a case body 10 that constitutes an inverter accommodating portion 13 in which the inverter 3 is housed, and a lid member 15 that closes an opening on one end surface of the case body 10.
  • This lid member 15 is attached to the case body 10 after the inverter 3 is accommodated in the inverter accommodating portion 13 .
  • the inverter 3 of the embodiment includes a control circuit mounted on a single circuit board 51, and connected with switching elements, smoothing capacitors, etc. (not shown).
  • a hermetic plate 52 is attached to the end wall 7A (partition wall) of the stator housing 7, and a conductive hermetic pin 53 is attached to this hermetic plate 52.
  • three hermetic pins 53 are attached corresponding to each phase (three phases) of the motor 2, and one end of each hermetic pin 53 penetrates the end wall 7A and enters the motor chamber 12. It is connected to the coil of the stator 25 of the motor 2.
  • each hermetic pin 53 is electrically connected to the circuit board 51.
  • the rotor 23 of the embodiment also has a structure in which a rotor core 62, end plates 71, 72, and balance weights 73, 74 are integrated with a rivet 76.
  • the rotor core 62 is the same as that shown in FIG. 3 described above. That is, the rotor core 62 has a structure in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated, and a through hole 63 to which the rotating shaft 14 is attached is formed in the center of the rotor core 62.
  • the lightening hole 66 is formed to penetrate the rotor core 62 in the axial direction, or is formed in a range that does not penetrate the rotor core 62, and serves to reduce the weight of the rotor core 62 and to maintain balance when the rotor core 62 rotates.
  • Eight slots 67 are formed through the rotor core 62 in the axial direction at positions corresponding to the outside of the rivet holes 64 and the lightening holes 66, and a permanent magnet 68 is inserted into each slot 67. (a plurality of permanent magnets, eight in the embodiment) are inserted and housed in the rotor core 62, respectively.
  • the end plates 71 and 72 of the embodiment have an approximately semicircular arc shape (approximately half an annular shape), and the end plates 71 are arranged in the axial direction of the rotor core 62.
  • the permanent magnet 68 is provided at one end (the end on the front bearing 16 side) and covers approximately half of one end surface (part of the end surface) of the rotor core 62, as shown in FIGS. 4 and 6. Limit axial movement.
  • This end plate 71 also has a rivet hole 77 and a lightening hole 78 formed therethrough at positions corresponding to the rivet hole 64 and lightening hole 66 of the rotor core 62 .
  • the end plate 72 is provided at the other end of the rotor core 62 in the axial direction (the end on the rear bearing 18 side), and as shown in FIGS. (part of the end face) to restrict axial movement of the permanent magnet 68.
  • the end plate 72 is provided at a position opposite to the end plate 71 with the through hole 63 interposed therebetween.
  • This end plate 72 also has a rivet hole 79 and a lightening hole 81 formed therethrough at positions corresponding to the rivet hole 64 and lightening hole 66 of the rotor core 62 .
  • the balance weights 73 and 74 in the embodiment are also provided to suppress vibration when the scroll compression mechanism 4 is driven, and the balance weight 73 has a substantially semicircular arc shape (approximately half the shape of an annular shape). It shows.
  • the balance weight 73 is provided at one end (the end on the front bearing 16 side) of the rotor core 62 in the axial direction, and is not covered with the end plate 71 as shown in FIGS. 4 and 6 in the present invention. Approximately half of one end surface (remaining portion of the end surface) of the rotor core 62 is covered to restrict movement of the permanent magnet 68 in the axial direction.
  • This balance weight 73 also has a rivet hole 82 formed therethrough at a position corresponding to the rivet hole 64 of the rotor core 62.
  • the balance weight 74 also has an approximately semicircular arc shape (approximately half an annular shape).
  • the balance weight 74 is provided at the other end of the rotor core 62 in the axial direction (the end on the rear bearing 18 side), and is not covered by the end plate 72 in the present invention, as shown in FIGS. 5 and 7. Approximately half of the other end surface (remaining portion of the end surface) of the rotor core 62 is covered to restrict movement of the permanent magnet 68 in the axial direction.
  • the balance weight 74 is also provided at a position opposite to the balance weight 73 with the through hole 63 interposed therebetween.
  • This balance weight 74 also has a rivet hole 83 formed therethrough at a position corresponding to the rivet hole 64 of the rotor core 62.
  • the end plates 71, 72 and balance weights 73, 74 are fixed to the rotor core 62 by the rivets 76 inserted into the respective rivet holes 64, 77, 79, 82, 83 (Figs. 1, 2, 6 , Figure 7).
  • the end plates 71 and 72 cover a part (approximately half in the embodiment) of the end face in the axial direction of the rotor core 62, and the balance weights 73 and 74 cover the remaining part of the end face. Since the movement of the permanent magnet 68 in the axial direction is restricted, the dimensions of the end plates 71 and 72 for preventing the movement of the permanent magnet 68 built into the rotor core 62 are reduced compared to conventional ones (in the embodiment, (reduced to approximately half), and the material cost of the end plates 71 and 72 can be reduced.
  • the axial movement of the permanent magnet 68 is directly restricted by the balance weights 73 and 74, which are essential for vibration suppression. By doing so, the dimensions of the end plates 71 and 72 are reduced, which is extremely effective in reducing the cost of the electric compressor 1.
  • the balance weights 73, 74 have rivet holes 82, 83, and the end plates 71, 72 and rotor core 62 have rivet holes 77, 79, 64 and lightening holes 78, 81, 66, respectively.
  • a permanent magnet 68 is built into the rotor core 62 at a position corresponding to the outside of the rivet holes and the lightening holes, and the end plates 71, 72 and balance weights 73, 74 are connected to the rivet holes 82, 83, 77, Since the permanent magnet 68 is fixed to the rotor core 62 by the rivet 76 inserted through the rivets 79 and 64, there is no possibility that the permanent magnet 68 and the rivets 82, 83, 77, 79, 64 or the cutout holes 78, 81, 66 interfere with each other. Nor.
  • the circumferential dimensions of the end plate 71 and balance weight 73 provided at one end of the rotor core 62 and the end plate 72 and balance weight 74 provided at the other end may be the same, but may differ. It can also be used as a In the above embodiment as well, as can be seen by comparing FIGS. 4 and 5, the circumferential dimension of the balance weight 74 is slightly larger than that of the balance weight 73. Thereby, the degree of freedom in adjusting the balance of the rotor 23 can be improved.

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Abstract

【課題】モータのロータコアに内蔵された永久磁石の移動を阻止するためのエンドプレートの寸法を縮小して、材料コストの削減を図ることができる電動圧縮機を提供する。 【解決手段】ロータコア６２に永久磁石が内蔵されたロータ２３を有するモータ２を備える。ロータコア６２の軸方向の端部に設けられ、永久磁石６８の軸方向の移動を制限するためのエンドプレート７１、７２と、ロータコア６２の軸方向の端部に設けられたバランスウェイト７３、７４を備える。エンドプレート７１、７２は、ロータコア６２の軸方向の端面の一部を覆い、バランスウェイト７３、７４は端面の残りの部分を覆って永久磁石６８の軸方向の移動を制限する。

Description

電動圧縮機
　本発明は、所謂永久磁石内蔵型のモータと、それにより駆動されて作動流体を圧縮する圧縮機構をハウジング内に備えた電動圧縮機に関するものである。
　従来よりこの種電動圧縮機は、モータ（電動機）と圧縮機構がハウジング（密閉ケーシング）内に設けられており、圧縮機構がモータにより駆動されて、作動流体（冷媒）を圧縮する。この場合、モータはステータ（固定子）と、このステータ内で回転する永久磁石がロータコアに内蔵されたロータ（回転子）にて構成されており、ロータの軸方向の両端部にはエンドプレート（回転子端板）が設けられ、永久磁石が軸方向に移動することを防止していた。また、ロータには回転時の振動を抑制するためのバランスウェイトも設けられ、エンドプレートのロータコアとは反対側の面に取り付けられていた（例えば、特許文献１参照）。
　図３、図８、図９を参照して上記従来の電動圧縮機のロータ１００の構造を説明する。図３において、６２は複数枚の電磁鋼板が積層された構成のロータコアであり、このロータコア６２の中心には図示しない回転軸が取り付けられる貫通孔６３が形成されている。また、貫通孔６３の周囲には、リベット孔６４が４箇所、軸方向に渡って貫通形成されており、隣接するリベット孔６４間には、肉抜き孔６６が複数形成されている。この肉抜き孔６６は、ロータコア６２を軸方向で貫通、若しくは、貫通しない範囲で形成されるものであり、ロータコア６２の軽量化を図ると共に、ロータコア６２が回転した時のバランスを取る役割を果たす。
　これらリベット孔６４や肉抜き孔６６よりも外側に対応する位置におけるロータコア６２の周辺部には、スロット６７が８箇所、軸方向に渡って貫通形成されており、各スロット６７内に永久磁石６８（複数の永久磁石。この例では８個）がそれぞれ挿入されてロータコア６２に内蔵される。
　図８において、１０１は従来のエンドプレートである。この従来のエンドプレート１０１は、円環状を呈しており、ロータコア６２の軸方向における両端部に設けられ、図９に示される如くロータコア６２の両端面の全体を覆って永久磁石６８の軸方向の移動を制限する。尚、このエンドプレート１０１にも、ロータコア６２の各リベット孔６４と肉抜き孔６６に対応する位置に、リベット孔１０３と肉抜き孔１０４が貫通形成されている。
　更に１０２はバランスウェイトである。このバランスウェイト１０２は圧縮機構が駆動されたときの振動を抑制するために設けられるものであり、このバランスウェイト１０２にも図示しないリベット孔が２箇所形成されている。そして、従来ではバランスウェイト１０２が図８に示す如く両端面の各エンドプレート１０１のロータコア６２とは反対側の面にそれぞれ積層され、各リベット孔６４、１０４に挿通されたリベット１０５により、エンドプレート１０１と共にロータコア６２に固定されていた（図８）。
特許第５８５８０７６号公報
　上記のように従来の電動圧縮機では、エンドプレート１０１によりロータコア６２の両端面の全体を覆い、バランスウェイト１０２は当該エンドプレート１０１に積層される構成であったため、エンドプレート１０２にかかる材料コストの高騰を招いていた。
　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、モータのロータコアに内蔵された永久磁石の移動を阻止するためのエンドプレートの寸法を縮小して、材料コストの削減を図ることができる電動圧縮機を提供することを目的とする。
　本発明の電動圧縮機は、ロータコアに永久磁石が内蔵されたロータを有するモータと、このモータにより駆動されて作動流体を圧縮する圧縮機構をハウジング内に備えたものであって、ロータコアの軸方向の端部に設けられ、永久磁石の軸方向の移動を制限するためのエンドプレートと、ロータコアの軸方向の端部に設けられたバランスウェイトを備え、エンドプレートは、ロータコアの軸方向の端面の一部を覆うと共に、バランスウェイトは、端面の残りの部分を覆い、永久磁石の軸方向の移動を制限することを特徴とする。
　請求項２の発明の電動圧縮機は、上記発明において圧縮機構は、固定スクロールに対して可動スクロールが偏心公転運動するスクロール圧縮機構であることを特徴とする。
　請求項３の発明の電動圧縮機は、請求項１の発明においてバランスウェイトは、リベット孔を有すると共に、エンドプレートとロータコアは、リベット孔と肉抜き孔をそれぞれ有し、永久磁石は、リベット孔と肉抜き孔よりも外側に対応する位置においてロータコアに内蔵され、エンドプレートとバランスウェイトは、リベット孔に挿通されたリベットにより、ロータコアに固定されていることを特徴とする。
　請求項４の発明の電動圧縮機は、請求項１の発明においてエンドプレートとバランスウェイトは、ロータコアの軸方向の両端部に設けられると共に、エンドプレートとバランスウェイトの円周方向の寸法は、ロータコアの一方の端部と他方の端部とで異なることを特徴とする。
　請求項５の発明の電動圧縮機は、上記各発明においてモータが、ハウジングに形成された作動流体の吸入ポートと圧縮機構の間に設けられていることを特徴とする。
　本発明によれば、ロータコアに永久磁石が内蔵されたロータを有するモータと、このモータにより駆動されて作動流体を圧縮する圧縮機構をハウジング内に備えた電動圧縮機において、ロータコアの軸方向の端部に設けられ、永久磁石の軸方向の移動を制限するためのエンドプレートと、ロータコアの軸方向の端部に設けられたバランスウェイトを備え、エンドプレートが、ロータコアの軸方向の端面の一部を覆うと共に、バランスウェイトが、端面の残りの部分を覆い、永久磁石の軸方向の移動を制限するようにしたので、ロータコアに内蔵された永久磁石の移動を阻止するためのエンドプレートの寸法を縮小することが可能となり、材料コストの削減を図ることができるようになる。
　即ち、例えば、請求項２の発明のように可動スクロールが偏心公転運動するスクロール圧縮機構を有する所謂スクロール式の電動圧縮機において、振動抑制に必須となるバランスウェイトにより直接永久磁石の軸方向の移動を制限することで、エンドプレートの寸法縮小を図るようにしたので、請求項２や請求項５の発明の如き電動圧縮機のコストダウンを図るために極めて有効なものとなる。
　この場合、請求項３の発明の如くバランスウェイトがリベット孔を有すると共に、エンドプレートとロータコアがリベット孔と肉抜き孔をそれぞれ有する場合に、永久磁石が、リベット孔と肉抜き孔よりも外側に対応する位置においてロータコアに内蔵され、エンドプレートとバランスウェイトが、リベット孔に挿通されたリベットにより、ロータコアに固定されるようにすれば、永久磁石とリベットや肉抜き孔が干渉することもない。
　また、請求項４の発明の如くエンドプレートとバランスウェイトを、ロータコアの軸方向の両端部に設け、エンドプレートとバランスウェイトの円周方向の寸法を、ロータコアの一方の端部と他方の端部とで異なるものとすることで、ロータのバランス調整の自由度を向上させることができるようになる。
本発明を適用した一実施形態の電動圧縮機の縦断側面図である。 図１の電動圧縮機のモータを構成するロータの斜視図である（フロントベアリング側から見た図）。 図２のロータのロータコアの斜視図である。 図３のロータコアにエンドプレートとバランスウェイトを配置した状態の斜視図である（フロントベアリング側から見た図）。 図３のロータコアにエンドプレートとバランスウェイトを配置した状態の斜視図である（リアベアリング側から見た図）。 図４のロータコア、エンドプレート、バランスウェイトをリベットで固定した状態の図である。 図５のロータコア、エンドプレート、バランスウェイトをリベットで固定した状態の図である。 従来の電動圧縮機のモータを構成するロータの斜視図である。 図８のロータのロータコアとエンドプレートの斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明を適用した一実施形態の電動圧縮機１の縦断側面図である。
　実施例の電動圧縮機１は、例えば電動車両用の空調装置の冷媒回路に使用され、空調装置の作動流体としての冷媒を吸入し、圧縮して吐出配管に吐出するものであり、本発明におけるモータの実施例としての三相のモータ２と、このモータ２を運転するためのインバータ３と、モータ２によって駆動される圧縮機構の実施例としてのスクロール圧縮機構４を備えた所謂横置き型のインバータ一体型スクロール式電動圧縮機である。
　実施例の電動圧縮機１は、モータ２やセンターケーシング６をその内側に収容するステータハウジング７と、このステータハウジング７の一端側の端壁７Ａに取り付けられ、インバータ３をその内側に収容するインバータケース８と、ステータハウジング７の他端側に取り付けられたリアケーシング９を備えている。
　これらステータハウジング７、インバータケース８、リアケーシング９は何れも金属製（実施例ではアルミニウム製）であり、それらが一体的に接合されて実施例の電動圧縮機１のハウジング１１が構成されている。
　ステータハウジング７内にはモータ２を収容するモータ室１２が構成されており、モータ室１２の一端面はステータハウジング７の端壁７Ａにより基本的には閉塞されている。そして、この端壁７Ａがモータ室１２と後述するインバータ収容部１３とを区画する隔壁となる。モータ室１２の他端面は開口しており、この開口にはモータ２が収容された後、センターケーシング６が収容される。また、端壁７Ａの内面（モータ室１２側）には、モータ２の回転軸１４の一端部を回転可能に支持するためのフロントベアリング１６が取り付けられている。
　センターケーシング６は、モータ２とは反対側（他端側）が開口しており、この開口はスクロール圧縮機構４の後述する可動スクロール２２が収容された後、スクロール圧縮機構４の後述する固定スクロール２１が固定されたリアケーシング９がステータハウジング７に固定されることで閉塞される。
　また、センターケーシング６にはモータ２の回転軸１４の他端部を挿通する貫通孔１７が開設されており、この貫通孔１７のスクロール圧縮機構４側のセンターケーシング６内には、スクロール圧縮機構４側で回転軸１４の他端部を回転可能に支持するリアベアリング１８が取り付けられている。
　モータ２は、コイルが巻装されてステータハウジング７の周壁内側に固定されたステータ２５と、その内側で回転するロータ２３から構成されている。尚、このロータ２３については後に詳述する。そして、例えば車両のバッテリ（図示せず）からの直流電流がインバータ３により三相交流電流に変換され、モータ２のステータ２５のコイルに給電されることで、ロータ２３が回転駆動されるよう構成されている。そして、回転軸１４はこのロータ２３に固定されている。
　また、ステータハウジング７には、吸入ポート２０が形成されており、吸入ポート２０から吸入された冷媒は、ステータハウジング７内のモータ２を通過した後、センターケーシング６内に流入し、スクロール圧縮機構４の外側の吸入部３７に吸入される。即ち、モータ２は吸入ポート２０とスクロール圧縮機構４の間に設けられているため、モータ２は吸入冷媒により冷却される。また、スクロール圧縮機構４にて圧縮された冷媒は、後述する吐出室２７からリアケーシング９に形成された吐出ポート３０より、ハウジング１１外の図示しない冷媒回路の吐出配管に吐出される構成とされている。
　スクロール圧縮機構４は、前述した固定スクロール２１と可動スクロール２２から構成されている。固定スクロール２１は、円盤状の鏡板２３と、この鏡板２３の表面（一方の面）に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線から成る渦巻き状のラップ２４を一体に備えており、このラップ２４が立設された鏡板２３の表面をセンターケーシング６側としてリアケーシング９に固定されている。固定スクロール２１の鏡板２３の中央には吐出孔２６が形成されており、この吐出孔２６はリアケーシング９内の吐出室２７に連通されている。図中において２８は、吐出孔２６の鏡板２３の背面（他方の面）側の開口に設けられた吐出バルブである。
　可動スクロール２２は、固定スクロール２１に対して偏心公転運動（公転旋回運動）するスクロールであり、円盤状の鏡板３１と、この鏡板３１の表面（一方の面）に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線から成る渦巻き状のラップ３２と、鏡板３１の背面（他方の面）の中央に突出形成されたボス３３を一体に備えている。この可動スクロール２２は、ラップ３２の突出方向を固定スクロール２１側としてラップ３２が固定スクロール２１のラップ２４に対向し、相互に向かい合って噛み合うように配置され、各ラップ２４、３２間に圧力室３４を形成する。
　即ち、可動スクロール２２のラップ３２は、固定スクロール２１のラップ２４と対向し、ラップ３２の先端が鏡板２３の表面に接し、ラップ２４の先端が鏡板３１の表面に接するように噛み合い、且つ、可動スクロール２２のボス３３には、回転軸１４の他端において軸心から偏心して設けられた偏心部３６が嵌め合わされている。そして、モータ２のロータ２３と共に回転軸１４が回転されると、可動スクロール２２は自転すること無く、固定スクロール２１に対して偏心公転運動（公転旋回運動）するように構成されている。
　可動スクロール２２は固定スクロール２１に対して偏心して公転旋回するため、各ラップ２４、３２の偏心方向と接触位置は回転しながら移動し、外側の前述した吸入部３７から冷媒を吸入した圧力室３４は、内側に向かって移動しながら次第に縮小していく。これにより冷媒は圧縮されていき、最終的に中央の吐出孔２６から吐出バルブ２８を経て吐出室２７に吐出される。
　図１において、３８は円環状のスラストプレートである。このスラストプレート３８は、可動スクロール２２の鏡板３１の背面とセンターケーシング６との間に形成された背圧室３９と、スクロール圧縮機構４の外側の吸入部３７とを区画するためのものであり、ボス３３の外側に位置してセンターケーシング６と可動スクロール２２の間に介設されている。また、４１は可動スクロール２２の鏡板３１の背面に取り付けられてスラストプレート３８に当接するシール材であり、このシール材４１とスラストプレート３８により背圧室３９と吸入部３７とが区画される。
　また、４８はリアケーシング９（ハウジング１１）の吐出室２７内に取り付けられた遠心式のオイルセパレータである。このオイルセパレータ４８はスクロール圧縮機構４から吐出室２７に吐出された冷媒に混入した潤滑用のオイルを当該冷媒から分離するものである。このオイルセパレータ４８には流入口４９が形成され、この流入口４９から流入したオイルを含む冷媒は、オイルセパレータ４８内で旋回する。このときの遠心力でオイルは分離され、冷媒は上端の流出口から吐出ポート３０に向かい、前述した如く吐出配管に吐出される。
　オイルセパレータ４８の下方のリアケーシング９には貯油室４４が形成されており、オイルセパレータ４８で冷媒から分離されたオイルは、オイルセパレータ４８の下端からこの貯油室４４に流入する。図中において４３は、リアケーシング９からセンターケーシング６に渡って形成された背圧通路である。この背圧通路４３はリアケーシング９内の吐出室２７内（スクロール圧縮機構４の吐出側）のオイルセパレータ４８と背圧室３９とを連通する経路であり、実施例ではオリフィス５０を有している。これにより、背圧室３９には背圧通路４３のオリフィス５０で減圧調整された吐出圧が、オイルセパレータ４８で分離された貯油室４４内のオイルと共に供給されるように構成されている。
　この背圧室３９内の圧力（背圧）により、可動スクロール２２を固定スクロール２１に押し付ける背圧荷重が生じる。この背圧荷重により、スクロール圧縮機構４の圧力室３４からの圧縮反力に抗して可動スクロール２２が固定スクロール２１に押し付けられ、ラップ２４、３２と鏡板３１、２３との接触が維持され、圧力室３４で冷媒を圧縮可能となる。
　一方、インバータケース８は、内部にインバータ３が収容されるインバータ収容部１３を構成するケース本体１０と、このケース本体１０の一端面の開口を閉塞する蓋部材１５から構成されている。この蓋部材１５はインバータ３をインバータ収容部１３に収容した後、ケース本体１０に取り付けられる。実施例のインバータ３は、一枚の回路基板５１に制御回路が実装され、図示しないスイッチング素子や平滑コンデンサ等が接続されて構成されている。
　ここで、ステータハウジング７の端壁７Ａ（隔壁）にはハーメチックプレート５２が取り付けられており、このハーメチックプレート５２には導電性のハーメチックピン５３が取り付けられている。この場合、ハーメチックピン５３は、モータ２の各相（三相）に対応して三本取り付けられており、各ハーメチックピン５３の一端側は端壁７Ａを貫通してモータ室１２内に入り、モータ２のステータ２５のコイルに接続されている。
　また、各ハーメチックピン５３の他端側に対応する位置の回路基板５１には、パワーバスケットと称される金属製のプレスフィット端子５６が三個取り付けられており、各ハーメチックピン５３の他端側は各プレスフィット端子５６内にそれぞれ進入し、当該プレスフィット端子５６に圧接（プレスフィット）される。これにより、各ハーメチックピン５３は回路基板５１に電気的に接続される。
　次に、図２～図７を参照しながら、モータ２の前述したロータ２３の構成を詳細に説明する。実施例のロータ２３もロータコア６２と、エンドプレート７１、７２と、バランスウェイト７３、７４をリベット７６により一体化した構成である。ここで、ロータコア６２としては、前述した図３と同様のものである。即ち、ロータコア６２は複数枚の電磁鋼板が積層された構成であり、このロータコア６２の中心には回転軸１４が取り付けられる貫通孔６３が形成されている。
　また、貫通孔６３の周囲には、リベット孔６４が４箇所、軸方向に渡って貫通形成されており、隣接するリベット孔６４間には、肉抜き孔６６が複数形成されている。この肉抜き孔６６は、ロータコア６２を軸方向で貫通、若しくは、貫通しない範囲で形成されるもので、ロータコア６２の軽量化を図ると共に、ロータコア６２が回転した時のバランスを取る役割を果たす。
　これらリベット孔６４や肉抜き孔６６よりも外側に対応する位置におけるロータコア６２の周辺部には、スロット６７が８箇所、軸方向に渡って貫通形成されており、各スロット６７内に永久磁石６８（複数の永久磁石。実施例では８個）がそれぞれ挿入されてロータコア６２に内蔵される。
　図１、図２、図４～図７において、実施例のエンドプレート７１、７２は略半円弧状（円環状の略半分の形状）を呈しており、エンドプレート７１はロータコア６２の軸方向における一方の端部（フロントベアリング１６側の端部）に設けられ、図４や図６に示されるように、ロータコア６２の一方の端面の略半分（端面の一部）を覆って永久磁石６８の軸方向の移動を制限する。このエンドプレート７１にも、ロータコア６２のリベット孔６４と肉抜き孔６６に対応する位置に、リベット孔７７と肉抜き孔７８が貫通形成されている。
　また、エンドプレート７２はロータコア６２の軸方向における他方の端部（リアベアリング１８側の端部）に設けられ、図５や図７に示されるように、ロータコア６２の他方の端面の略半分（端面の一部）を覆って永久磁石６８の軸方向の移動を制限する。尚、エンドプレート７２は、エンドプレート７１とは貫通孔６３を挟んで反対側となる位置に対応して設けられる。このエンドプレート７２にも、ロータコア６２のリベット孔６４と肉抜き孔６６に対応する位置に、リベット孔７９と肉抜き孔８１が貫通形成されている。
　更に、実施例のバランスウェイト７３、７４もスクロール圧縮機構４が駆動されたときの振動を抑制するために設けられるものであり、バランスウェイト７３は略半円弧状（円環状の略半分の形状）を呈している。バランスウェイト７３はロータコア６２の軸方向における一方の端部（フロントベアリング１６側の端部）に設けられ、本発明では図４や図６に示されるように、エンドプレート７１にて覆われていないロータコア６２の一方の端面の略半分（端面の残りの部分）を覆って永久磁石６８の軸方向の移動を制限する。このバランスウェイト７３にも、ロータコア６２のリベット孔６４に対応する位置に、リベット孔８２が貫通形成されている。
　バランスウェイト７４も略半円弧状（円環状の略半分の形状）を呈している。バランスウェイト７４はロータコア６２の軸方向における他方の端部（リアベアリング１８側の端部）に設けられ、本発明では図５や図７に示されるように、エンドプレート７２にて覆われていないロータコア６２の他方の端面の略半分（端面の残りの部分）を覆って永久磁石６８の軸方向の移動を制限する。尚、バランスウェイト７４も、バランスウェイト７３とは貫通孔６３を挟んで反対側となる位置に対応して設けられる。このバランスウェイト７４にも、ロータコア６２のリベット孔６４に対応する位置に、リベット孔８３が貫通形成されている。
　そして、各リベット孔６４、７７、７９、８２、８３に挿通されたリベット７６により、エンドプレート７１、７２、バランスウェイト７３、７４はロータコア６２に固定されている（図１、図２、図６、図７）。
　このように、本発明ではエンドプレート７１、７２が、ロータコア６２の軸方向の端面の一部（実施例では略半分）を覆うと共に、バランスウェイト７３、７４が、端面の残りの部分を覆い、永久磁石６８の軸方向の移動を制限するようにしたので、ロータコア６２に内蔵された永久磁石６８の移動を阻止するためのエンドプレート７１、７２の寸法を従来に比して縮小（実施例では略半分に縮小）することが可能となり、エンドプレート７１、７２の材料コストの削減を図ることができるようになる。
　即ち、実施例のように可動スクロール２２が偏心公転運動するスクロール圧縮機構４を有する電動圧縮機１において、振動抑制に必須となるバランスウェイト７３、７４により直接永久磁石６８の軸方向の移動を制限することで、エンドプレート７１、７２の寸法縮小を図るようにしたので、電動圧縮機１のコストダウンを図るために極めて有効なものとなる。
　この場合、実施例ではバランスウェイト７３、７４がリベット孔８２、８３を有すると共に、エンドプレート７１、７２とロータコア６２がリベット孔７７、７９、６４と肉抜き孔７８、８１、６６をそれぞれ有しており、永久磁石６８が、それらリベット孔と肉抜き孔よりも外側に対応する位置においてロータコア６２に内蔵され、エンドプレート７１、７２とバランスウェイト７３、７４が、リベット孔８２、８３、７７、７９、６４に挿通されたリベット７６により、ロータコア６２に固定されるようにしているので、永久磁石６８とリベット８２、８３、７７、７９、６４や肉抜き孔７８、８１、６６が干渉することもない。
　尚、ロータコア６２の一方の端部に設けられるエンドプレート７１、バランスウェイト７３と、他方の端部に設けられるエンドプレート７２、バランスウェイト７４の円周方向の寸法は同一の場合もあるが、異なっているものとしてもよい。前述した実施例においても、図４と図５を比較すれば分かるように、バランスウェイト７４の円周方向の寸法をバランスウェイト７３よりも若干大きくしている。それにより、ロータ２３のバランス調整の自由度を向上させることができるようになる。
　また、実施例で示したエンドプレート７１、７２、バランスウェイト７３、７４の具体的形状は、それに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。
　１　電動圧縮機
　２　モータ
　４　スクロール圧縮機構（圧縮機構）
　７　ステータハウジング
　１１　ハウジング
　１２　モータ室
　２０　吸入ポート
　２３　ロータ
　６２　ロータコア
　６８　永久磁石
　６４、７７、７９、８２、８３　リベット孔
　６６、７８、８１　肉抜き孔
　７１、７２　エンドプレート
　７３、７４　バランスウェイト
　７６　リベット

Claims (5)

  1. 　ロータコアに永久磁石が内蔵されたロータを有するモータと、該モータにより駆動されて作動流体を圧縮する圧縮機構をハウジング内に備えた電動圧縮機において、
    　前記ロータコアの軸方向の端部に設けられ、前記永久磁石の軸方向の移動を制限するためのエンドプレートと、
    　前記ロータコアの軸方向の端部に設けられたバランスウェイトを備え、
    　前記エンドプレートは、前記ロータコアの軸方向の端面の一部を覆うと共に、
    　前記バランスウェイトは、前記端面の残りの部分を覆い、前記永久磁石の軸方向の移動を制限することを特徴とする電動圧縮機。
  2. 　前記圧縮機構は、固定スクロールに対して可動スクロールが偏心公転運動するスクロール圧縮機構であることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
  3. 　前記バランスウェイトは、リベット孔を有すると共に、
    　前記エンドプレートと前記ロータコアは、リベット孔と肉抜き孔をそれぞれ有し、
    　前記永久磁石は、前記リベット孔と前記肉抜き孔よりも外側に対応する位置において前記ロータコアに内蔵され、
    　前記エンドプレートと前記バランスウェイトは、前記リベット孔に挿通されたリベットにより、前記ロータコアに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
  4. 　前記エンドプレートと前記バランスウェイトは、前記ロータコアの軸方向の両端部に設けられると共に、
    　前記エンドプレートと前記バランスウェイトの円周方向の寸法は、前記ロータコアの一方の端部と他方の端部とで異なることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
  5. 　前記モータが、前記ハウジングに形成された前記作動流体の吸入ポートと前記圧縮機構の間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の電動圧縮機。
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