JPH1127883A - 電動機の回転子 - Google Patents

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に回転軸の軸方向
に沿って設けられる少なくとも２カ所の挿入孔３６〜４
７と、これら挿入孔に挿入される少なくとも２枚の平板
状の永久磁石６０〜７１とからなる電動機の回転子５に
おいて、前記挿入孔３６〜４７は回転子５の円周方向に
径を異にして同心円状に２列配置されているものであ
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
る少なくとも２カ所の挿入孔と、これら挿入孔に挿入さ
れる少なくとも２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、前記挿入孔は回転子の円周方向に
径を異にして同心円状に２列配置されているものであ
る。

【０００９】また、請求項２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少なくとも２カ所の
挿入孔と、これら挿入孔に挿入される少なくとも２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、
前記挿入孔は回転子の円周方向に径を異にして同心円状
に２列配置され、内側の挿入孔はリベット挿入用の貫通
孔を挟んで２分割されているものである。

【００１０】また、請求項３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
隣り合う磁極間に対向する磁石間に設けられているもの
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
隣り合う磁極間に対向する磁石間に設けられ、各磁極を
構成する磁石間には回転子の外周面に開口或いは閉口し
た風穴が設けられているものである。

【００１２】

【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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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）。

【００１８】図２は永久磁石を装着した回転子５の平面
図である。図において、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の如き形状
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。

【００１９】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。

【００２０】３６〜３９及び４０〜４７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１２カ所
の挿入孔である。前記挿入孔３６〜４７は回転子５の円
周方向に径を異にして同心円状に２列配置され、内側の
挿入孔４０〜４７はリベット５１の挿入用の貫通孔５０
を挟んで２分割されている６０〜７１はこれら挿入孔３
６〜４７に挿入された１２枚の平板状の永久磁石であ
る。

【００２１】回転子５は、回転子鉄心５の両端面には挿
入孔を塞ぐ端面部材４８，４９と、この両端面部材４
８，４９と回転子鉄心２６とを回転軸方向に沿って貫く
複数の貫通孔５０と、この貫通孔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は各磁極２８〜３１
の各内側の挿入孔４０〜４７に対応する磁石６１，６
２，６４，６５，６７，６８，７０，７１間に設けられ
ている。

【００２２】各挿入孔３６〜４７の外周側先端に形成さ
れるブリッジ部５６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。

【００２３】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）

【００２４】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。

【００２５】このように構成された電動機の回転子にお
いて、永久磁石６０〜７１は、回転子５の円周方向に径
を異にして同心円状に２列配置された各挿入孔３６〜４
７に計１２個挿入されているため、限られたスペースで
多くの磁石を有効に配置でき特性を向上できると共に、
リラクタンストルクを有効に活用できる。

【００２６】また、内側の挿入孔４０〜４７はリベット
５１の挿入用の貫通孔５０を挟んで２分割されているた
め、磁路を阻害することなくリベット５１を配置でき
る。また、磁石６０〜７１は平板状であるため、成形も
簡単でしかも磁石６０，６３，６６，６９及び磁石６
１，６２，６４，６５，６７，６８，７０，７１は各々
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。

【００２７】また、各挿入孔３６〜４７の両端部に形成
されるブリッジ部５６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５６での磁気
漏れを抑制できる。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２
７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。

【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
いるため、共通部品化された磁石４０〜４７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）

【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。

【００３０】また、回転子５の外周面における各磁極２
８〜３１間には開口して切欠かれた風穴７２及びブリッ
ジ７３により閉口された風穴７４が形成ため、各磁石６
０〜７１の端部での磁気短絡を防止できる。

【００３１】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
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。

【００３２】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。

【００３３】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６０〜７１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。

【００３４】また、図３は他の実施例を示し、回転子５
の周方向に径を異にして同心状に８個の挿入孔７５〜８
２を形成し、この各挿入孔に８個の磁石８３〜９０を挿
入し、回転子５の外周は各磁極間に４カ所の風穴９１及
びブリッジ９２を形成し、更に、オイル分離用の風穴９
３を同心状に形成したものである。この場合も図２に示
した実施例と同様の作用効果を奏する。

【００３５】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、回転子用鉄板２７はカシメ突起や溶接によっ
て積層固定して回転子鉄心２６を構成し、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２
６にかしめ固定するものにも本発明は有効である。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明では永久磁石
６０〜７１は、回転子５の円周方向に径を異にして同心
円状に２列配置された各挿入孔３６〜４７に計１２個挿
入されているため、限られたスペースで多くの磁石を有
効に配置でき特性を向上できると共に、リラクタンスト
ルクを有効に活用できる。

【００３７】また、内側の挿入孔４０〜４７はリベット
５１の挿入用の貫通孔５０を挟んで２分割されているた
め、磁路を阻害することなくリベット５１を配置でき
る。

【００３８】また、磁石６０〜７１は平板状であるた
め、成形も簡単でしかも磁石６０，６３，６６，６９及
び磁石６１，６２，６４，６５，６７，６８，７０，７
１は各々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。

【００３９】更に、回転子５の外周面における各磁極２
８〜３１間には開口して切欠かれた風穴７２及びブリッ
ジ７３により閉口された風穴７４が形成ため、各磁石６
０〜７１の端部での磁気短絡を防止できる。

【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】本発明の回転子を示す平面図である。

【図３】本発明の他の実施例の回転子の平面図である。

【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 ７２〜７４ 風穴 ３６〜４７ 挿入孔 ６０〜７１ 永久磁石 ５０ 貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   られる少なくとも２カ所の挿入孔と、これら挿入孔に挿
   入される少なくとも２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、前記挿入孔は回転子の円周方
   向に径を異にして同心円状に２列配置されていることを
   特徴とする電動機の回転子。
2. 【請求項２】 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
   られる少なくとも２カ所の挿入孔と、これら挿入孔に挿
   入される少なくとも２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、前記挿入孔は回転子の円周方
   向に径を異にして同心円状に２列配置され、内側の挿入
   孔はリベット挿入用の貫通孔を挟んで２分割されている
   ことを特徴とする電動機の回転子。
3. 【請求項３】 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、前記貫通孔は隣り合う磁極間に対向する磁
   石間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。
4. 【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、前記貫通孔は隣り合う磁極間に対向する磁
   石間に設けられ、各磁極を構成する磁石間には回転子の
   外周面に開口或いは閉口した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。