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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-13
(45)【発行日】2022-06-21
(54)【発明の名称】圧縮機
(51)【国際特許分類】
   H02K 1/22 20060101AFI20220614BHJP
   F04C 29/00 20060101ALI20220614BHJP
【FI】
H02K1/22 B
F04C29/00 T
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2020064457
(22)【出願日】2020-03-31
(65)【公開番号】P2021164292
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2020-10-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000006611
【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 宏昌
【審査官】服部 俊樹
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2015/125254(WO,A1)
【文献】実開平01-058259(JP,U)
【文献】韓国登録特許第10-0825088(KR,B1)
【文献】特開2012-057500(JP,A)
【文献】特開平09-308152(JP,A)
【文献】特開2019-161941(JP,A)
【文献】特開2015-192592(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02K 1/22
H02K 1/27
H02K 7/14
F04C 29/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸に沿って配置されるシャフトと、
前記シャフトの回転に伴い駆動する圧縮部と、
前記シャフトに固定されるロータコアと、
前記ロータコアの内部に埋め込まれる複数の永久磁石と、
前記回転軸を中心に前記ロータコアを回転させるステータとを備え、
前記ロータコアは、前記シャフトが回転するときのバランスを調整する複数の偏心穴が形成され、
前記複数の偏心穴は、前記ロータコアの上端側の重心を径方向の一方側に偏らせる複数の上端側偏心穴と、前記ロータコアの下端側の重心を径方向の他方側に偏らせる複数の下端側偏心穴とを備え、前記回転軸と直交する断面において前記複数の永久磁石の側面が形成する各辺のうち、前記回転軸側の辺の中点を頂点とする多角形状の領域の内側に形成され、
前記複数の偏心穴のうちの1つである第1偏心穴は、前記第1偏心穴の内壁面のうちの前記永久磁石に近い側の外周側の内壁面が、前記多角形状の領域を形成する辺に沿うように屈曲して形成される
圧縮機。
【請求項2】
前記ロータコアは、前記ロータコアを貫通するリベットが配置される複数のリベット用孔がさらに形成され、
前記複数のリベット用孔の各々は、前記複数の永久磁石のうちの前記ロータコアの周方向に隣り合う永久磁石同士の間を通るq軸上に配置されるとともに、前記リベット用孔の各々の中心が前記多角形状の領域の外側に配置されている
請求項1に記載の圧縮機。
【請求項3】
前記複数の永久磁石のうちの1つの永久磁石は、前記回転軸側の辺に沿って配置される直方体状に形成され、
前記断面において前記回転軸から前記永久磁石が挿入される磁石用孔のうちの前記回転軸側の内周側内壁面に下ろされた垂線の足は、前記中点を通る
請求項1または請求項2に記載の圧縮機。
【請求項4】
前記偏心穴の形状は、前記垂線と前記回転軸とを通る平面に関して面対称である
請求項3に記載の圧縮機。
【請求項5】
前記ロータコアの重心が径方向に偏るように前記ロータコアに固定されるバランスウェイトを備えない
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項6】
前記複数の偏心穴は、空隙である
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【0002】
モータが搭載された圧縮機において、モータの回転子のロータコアに偏心穴が形成され、圧縮機構に設けられた回転体の偏心を低減して、回転体の偏心による振動等の不具合を抑制するものが知られている(特許文献1~3)。このような圧縮機は、ロータコアと別個であるバランスウェイトが設けられていないことにより、製造コストを低減することができるとともに、冷媒が撹拌されることによる圧縮効率の悪化を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平04-112652号公報
【文献】特開2003-219616号公報
【文献】特開2018-17201号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、ロータコアに永久磁石が埋め込まれた、いわゆるIPM型の回転子を用いる場合、回転体(圧縮機の内部で一体に回転する構造体。例えば、シャフト、圧縮部の環状ピストン、回転子のロータコア)の偏心を低減させるためにロータコアに形成する偏心穴を大きくすると、ロータコアを通過する磁束の流れが阻害されてしまい、モータの効率が低下するおそれがある。
【0005】
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、回転体の偏心を低減しつつ、モータの効率の低下を抑制する圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様による圧縮機は、回転軸に沿って配置されるシャフトと、シャフトの回転に伴い駆動する圧縮部と、シャフトに固定されるロータコアと、ロータコアの内部に埋め込まれる複数の永久磁石と、回転軸を中心にロータコアを回転させるステータとを備えている。ロータコアは、シャフトが回転するときのバランスを調整する複数の偏心穴が形成されている。複数の偏心穴は、前記ロータコアの上端側の重心を径方向の一方側に偏らせる複数の上端側偏心穴と、前記ロータコアの下端側の重心を径方向の他方側に偏らせる複数の下端側偏心穴とを備え、回転軸と直交する断面において、複数の永久磁石の側面が形成する各辺のうち、回転軸側の各辺の中点を頂点とする多角形状の領域の内側に形成されている。前記複数の偏心穴のうちの1つである第1偏心穴は、前記第1偏心穴の内壁面のうちの前記永久磁石に近い側の外周側の内壁面が、前記多角形状の領域を形成する辺に沿うように屈曲して形成されている。
【発明の効果】
【0007】
開示の圧縮機は、圧縮機内部に配置される回転体の偏心を低減しつつ、モータの効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、実施例1の圧縮機を示す縦断面図である。
図2図2は、実施例1の圧縮機のロータコアを示す上面図である。
図3図3は、実施例1の圧縮機のロータコアを示す断面図である。
図4図4は、ロータコアを通過する磁束の流れを示す図である。
図5図5は、実施例2の圧縮機のロータコアを示す断面図である。
図6図6は、実施例2の圧縮機のロータコアを示す上面図である。
図7図7は、実施例3の圧縮機のロータコアを示す上面図である。
図8図8は、実施例4の圧縮機のロータコアを示す上面図である。
図9図9は、実施例5の圧縮機のロータコアを示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本願が開示する実施形態にかかる圧縮機について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。
【実施例1】
【0010】
実施例1の圧縮機1は、図1に示されているように、容器2とシャフト3と圧縮部5とモータ部6とを備えている。図1は、実施例1の圧縮機1を示す縦断面図である。容器2の内部には、密閉された内部空間21が形成されている。内部空間21は、概ね円柱状に形成されている。容器2は、水平面に縦置きされたときに、内部空間21の円柱の中心軸が鉛直方向に平行になるように、形成されている。容器2は、吸入管22と吐出管23とを備えている。吸入管22は、内部に流路221が形成され、流路221が内部空間21の下部に接続されるように、容器2に接合されている。吐出管23は、内部に流路231が形成され、流路231が内部空間21の上部に接続されるように、容器2に接合されている。
【0011】
シャフト3は、棒状に形成され、第1偏心部32と第2偏心部33とを備えている。シャフト3は、内部空間21が形成する円柱の中心軸に重なる回転軸31に沿うように、かつ、第1偏心部32と第2偏心部33とが内部空間21の下部に配置されるように、内部空間21に配置され、回転軸31を中心に回転可能に容器2に支持されている。
【0012】
圧縮部5は、シャフト3の第1偏心部32と第2偏心部33とを囲むように、内部空間21の下部に配置されている。圧縮部5は、いわゆるロータリー型の圧縮機構であり、第1環状ピストン51と第2環状ピストン52とを備えている。第1環状ピストン51は、第1偏心部32に嵌合し、シャフト3が回転することにより公転する。第2環状ピストン52は、第2偏心部33に嵌合し、シャフト3が回転することにより公転する。圧縮部5は、第1環状ピストン51と第2環状ピストン52とが公転することにより、吸入管22から供給される冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を内部空間21のうちの圧縮部5より上側の空間に供給する。すなわち、圧縮部5は、シャフト3の回転に伴い駆動される。
【0013】
モータ部6は、内部空間21のうちの圧縮部5より上側の空間に配置されている。モータ部6は、ロータ61とステータ62とを備えている。ロータ61は、ロータコア611と上端板612と下端板613と複数のリベット614とを備えている。ロータコア611は、概ね円柱状に形成されている。ロータコア611は、円柱の中心軸が回転軸31に重なるように配置され、シャフト3に固定されている。すなわち、ロータコア611は、シャフト3を介して、回転軸31を中心に回転可能に容器2に支持されている。上端板612は、概ね円板状に形成され、ロータコア611の上端面615を覆うように配置されている。下端板613は、概ね円板状に形成され、ロータコア611の下端面616を覆うように配置されている。複数のリベット614は、磁性体から形成され、棒状に形成されている。複数のリベット614は、回転軸31と平行である上下方向にロータコア611を貫通し、かしめられることにより上端板612と下端板613とをロータコア611に固定している。
【0014】
ステータ62は、概ね円筒状に形成されている。ステータ62は、円柱状のロータ61を囲むように配置され、容器2に固定されている。ロータ61とステータ62とは、各々の中心軸が一致するように同軸に配置されている。ステータ62は、ステータコア63と上インシュレータ671と下インシュレータ672と複数の巻き線68を備えている。
【0015】
図2は、実施例1の圧縮機1のロータコア611を示す上面図である。ロータコア611において、複数の永久磁石655(655-1~655-6)の各々の回転軸31に直交する断面における中心を通る磁束の向きをd軸d1~d6とする。また、これら複数のd軸d1~d6のそれぞれに磁気的に直交する方向を複数のq軸q1~q6とする。複数のd軸d1~d6は、それぞれ回転軸31に直交し、永久磁石655-1~655-6の各々の回転軸31に直交する断面における中心を通るように、ロータコア611の周方向に等間隔で回転軸31から放射状に広がっている。複数のq軸q1~q6は、隣り合う2つの永久磁石の間(複数のd軸d1~d6のうちの隣り合う2つのd軸の中間)を通る。すなわち、複数のd軸d1~d6と、複数のq軸q1~q6とは、それぞれ回転軸31に直交し、ロータコア611の周方向に交互に等間隔に並び、回転軸31から放射状に広がっている。
【0016】
ロータコア611は、シャフト用孔641と複数の磁石用孔642と複数のリベット用孔643と複数の上端側偏心穴644と複数の下端側偏心穴645とが形成されている。シャフト用孔641は、回転軸31に重なるように、回転軸31に沿って形成され、ロータコア611の上端面615と下端面616とを貫通するように形成されている。ロータコア611は、シャフト3がシャフト用孔641に貫通してシャフト3が焼嵌めされることにより、シャフト3に固定されている。
【0017】
複数の磁石用孔642は、ロータコア611の円周方向において、複数のd軸d1~d6の各々と対応する位置に(回転軸31に直交する断面における複数の磁石用孔642の各々の中心を、対応するd軸d1~d6が通るように)形成されている。複数の磁石用孔642は、それぞれ、ロータコア611の上端面615と下端面616とを貫通するように形成されている。複数の磁石用孔642のうちの1つである第1磁石用孔642-1を例にとると、第1磁石用孔642-1には、第1磁石用孔642-1の内壁面のうちの回転軸31に近い内周側に配置される内周側内壁面647が形成されている。内周側内壁面647は、概ね平坦に形成されている。第1磁石用孔642-1は、回転軸31に直交する断面において、内周側内壁面647に沿う辺648が、第1d軸d1と直交するように、形成されている。第1磁石用孔642-1は、さらに、第1d軸d1が、辺648(内周側内壁面647)の中点である中点649(中央点657)を通るように、形成されている。すなわち、中点649(中央点657)は、回転軸31に直交する断面において、回転軸31から辺648に下ろした垂線の足に重なる。
【0018】
第1磁石用孔642-1は、ロータコア611の周方向において、複数の磁石用孔642のうちの第2磁石用孔642-2と第6磁石用孔642-6との間に配置され、すなわち、第2磁石用孔642-2に隣り合い、第6磁石用孔642-6に隣り合っている。ここで、q軸q1~q6は、ロータ61の回転軸31を始点とし、ロータコア611の周方向において隣り合う2つの永久磁石655同士の間を通る半直線である。q軸q1~q6の各々は、ロータコア611の周方向に等間隔に並んでいる。たとえば、第1磁石用孔642-1は、複数のq軸q1~q6のうち、ロータコア611の周方向において隣り合う第1q軸q1と第6q軸q6との間に形成されている。複数の磁石用孔642のうちの第1磁石用孔642-1と異なる他の磁石用孔も、第1磁石用孔642-1と同様に形成されている。
【0019】
複数のリベット用孔643は、それぞれ、回転軸31と平行に、かつ、ロータコア611の上端面615と下端面616とを貫通するように、形成されている。複数のリベット用孔643は、複数の磁石用孔642のうちの隣り合う2つの磁石用孔の間の近傍に形成され、複数の磁石用孔642より回転軸31に近い内周側に形成されている。すなわち、複数のリベット用孔643の各々は、複数のq軸q1~q6のうちの対応する1つのq軸とそれぞれ交差するように、形成されている。また、複数のリベット用孔643から回転軸31までの距離は、複数の磁石用孔642から回転軸31までの距離より短い。
【0020】
複数の上端側偏心穴644のうちの1つの第1上端側偏心穴644-1は、断面積が複数のリベット用孔643のうちの1つの(各々の)リベット用孔の断面積より大きく、第1磁石用孔642-1の内周側に形成されている。第1上端側偏心穴644-1は、さらに、複数の磁石用孔642の各々の上述の辺648の中点649を頂点とする多角形状の領域653の内側に形成されている。多角形状の領域653を形成する各辺(653-1~653-6)は、それぞれ、複数の磁石用孔642のうちの隣接する2つの磁石用孔の各々の中央点657(中点649)同士を結ぶ線分である。たとえば、多角形状の領域653を形成する各辺653-1~653-6のうちの第1辺653-1は、第1磁石用孔642-1の中央点657(中点649)と、第2磁石用孔642-2の中央点657(中点649)とを結ぶ線分である。各辺653-1~653-6のうちの第6辺653-6は、第1磁石用孔642-1の中央点657(中点649)と、第6磁石用孔642-6の中央点657(中点649)とを結ぶ線分である。同様にして結んだ6つの線分(辺653-1~653-6)により、回転軸31と直交する断面において、ロータコア611の複数の永久磁石655に囲まれた領域よりも内径側には、多角形状の(実施例においては正六角形状の)領域653が形成されている。
【0021】
このとき、第1上端側偏心穴644-1は、第1辺653-1より回転軸31に近い内周側に配置され、かつ、第6辺653-6より回転軸31に近い内周側に配置されている。第1上端側偏心穴644-1は、さらに、第1辺653-1より回転軸31から遠い外周側に位置しないように、かつ、第6辺653-6より回転軸31から遠い外周側に位置しないように、形成されている。すなわち、第1上端側偏心穴644-1は、複数の永久磁石655の各辺648の中点649(中央点657)を頂点とする多角形状(実施例では正六角形状)の領域653の内側に配置されている。第1上端側偏心穴644-1は、さらに、第1d軸d1に交差するように形成され、第1d軸d1と回転軸31とを通る平面である第1d軸平面652-1に対して面対称となるように形成されている。言い換えれば、中心軸に直交する断面において、第1上端側偏心穴644-1は、第1d軸d1に対して線対称となるように形成されている。複数の上端側偏心穴644のうちの第2上端側偏心穴644-2も、第1上端側偏心穴644-1と同様に、多角形状の領域653より外周側に位置しないように、領域653の内周側に形成されている。
【0022】
複数の下端側偏心穴645のうちの第1下端側偏心穴645-1は、複数の上端側偏心穴644の各々と同様に、多角形状の領域653より外周側に位置しないように、第4磁石用孔642-4の内周側に形成されている。第1下端側偏心穴645-1は、さらに、回転軸31のうちのロータコア611の上下方向の中央の点に関して第1上端側偏心穴644-1と点対称になるように、形成されている。複数の下端側偏心穴645のうちの第2下端側偏心穴645-2は、第1下端側偏心穴645-1と同様に、多角形状の領域653より外周側に位置しないように、第3磁石用孔642-3の内周側に形成されている。第2下端側偏心穴645-2は、さらに、ロータコア611における回転軸31上の中心点に関して第2上端側偏心穴644-2と点対称になるように、形成されている。
【0023】
図3は、実施例1の圧縮機1のロータコア611を示す断面図である。複数の上端側偏心穴644は、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、下端面616を貫通しないように、上端面615から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴645は、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、上端面615を貫通しないように、下端面616から窪んだ穴に形成されている。
【0024】
図4は、ロータコア611を通過する磁束の流れを示す図である。ロータ61は、複数の永久磁石655をさらに備えている。複数の永久磁石655は、それぞれ、板状(直方体状)に形成され、その板の一方の面にN極が現れ、かつ、他方の面のS極が現れるように、形成されている。複数の永久磁石655は、複数の永久磁石655の各々がそれぞれ生成する磁束が複数のd軸d1~d6にそれぞれ沿っている。
【0025】
複数の永久磁石655のうちの第1磁石用孔642-1の内部に配置される第1永久磁石655-1において回転軸31に近い側には、内周側表面658が形成されている。第1磁石用孔642-1は、内周側表面658が辺648に沿うように、かつ、内周側表面658の中央点657が辺653-1の中点649に重なるように、配置されている。このとき、第1永久磁石655-1は、第1永久磁石655-1が生成する磁束の方向が第1d軸d1に沿う。複数の永久磁石655のうちの第1永久磁石655-1と異なる他の永久磁石も、第1永久磁石655-1と同様に配置されている。
【0026】
複数の永久磁石655は、さらに、隣り合う2つの磁石用孔の内部にそれぞれ配置される2つの永久磁石の磁極の向きが異なるように、配置されている。すなわち、複数の永久磁石655は、第1永久磁石655-1に隣り合う第6永久磁石655-6の内周側の磁極が、第1永久磁石655-1の内周側の磁極と異なるように、配置されている。複数の永久磁石655は、上端面615を覆う上端板612と、下端面616を覆う下端板613とがロータコア611に固定されていることにより、複数の永久磁石655が複数の磁石用孔642から抜け出ないように、ロータコア611に固定されている。
【0027】
ロータコア611のうちの第6q軸q6と対応する領域、すなわち図4に示す第6q軸q6近傍の領域656を通過する磁束の流れに着目すると、第1永久磁石655-1を通過する磁束線は、第1永久磁石655-1に対応する辺648と直交するように延び、第1永久磁石655-1に隣り合う第6永久磁石655-6を通過する磁束線は、第6永久磁石655-6に対応する辺648に直交するように延びている。そして、第1永久磁石655-1を通過する磁束線と第6永久磁石655-6を通過する磁束線とを緩やかに結ぶように、ロータコア611の内部を磁束線が円弧状に通過している。このとき、磁束線は空隙となっている上端側偏心穴644を避けた経路を通るが、複数の上端側偏心穴644は、いずれも多角形状の領域653の内側(内周側)に形成されていることにより、ロータコア611の内部を通過する上述の円弧状の磁束線の経路が大きく歪められることがない。これにより、ロータコア611における、上端側偏心穴644付近の磁束経路を、複数のq軸q1~q6のうち上端側偏心穴644が近接しないq軸の近傍の領域を通過する磁束の流れと近い磁束経路にすることができ、磁束の流れが歪められることによるモータ効率の低下を抑制することができる。また、複数の上端側偏心穴644と同様に、複数の下端側偏心穴645は、いずれも多角形状の領域653の内側(内周側)に形成されていることにより、ロータコア611の内部を通過する円弧状の磁束線の経路が大きく歪められることがない。よって、下端側偏心穴645は、磁束の流れが歪められることによるモータ効率の低下を抑制することができる。このため、ロータコア611は、ステータ62により生成された回転磁界により回転し、上端側偏心穴や下端側偏心穴を形成しない場合と同様の磁束経路を実現できるので、モータ部6の効率の低下を抑制することができる。また、ロータコア611の一端側に寄るように形成された上端側偏心穴644と、ロータコア611の他端側に寄るように形成された下端側偏心穴645とが、回転軸31と直交する断面において円周方向に点対称に(180度ずれて)配置されることで、ロータ61を回転軸31に対して偏心させることができ、偏心孔が回転体のバランサとして機能する。この結果、圧縮機1は、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部6の効率の低下を抑制することができ、冷媒を高効率に圧縮することができる。さらに、圧縮機1は、振動を低減するためにバランスウェイトをロータコア611と別個に設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。
【0028】
[圧縮機1の動作]
圧縮機1は、図示しない冷凍サイクル装置に設けられ、冷媒を圧縮して、冷凍サイクル装置に冷媒を循環させることに利用される。モータ部6は、複数の巻き線68に三相電圧が適切に印加されることにより、ステータ62の内側の空間に回転磁界を生成する。ロータ61は、ステータ62により生成された回転磁界により回転する。シャフト3は、ロータ61の回転を圧縮部5に伝達する。
【0029】
シャフト3は、第1環状ピストン51と第2環状ピストン52とに嵌合する第1偏心部32と第2偏心部33とが設けられていることにより、ロータ61なしで回転軸31を中心に回転するときに、比較的大きく振動する。圧縮機1は、シャフト3に固定されるロータコア611の一端側に寄るように複数の上端側偏心穴644が形成され、ロータコア611の他端側に寄るように複数の下端側偏心穴645が形成されている。そして、複数の上端側偏心穴644と複数の下端側偏心穴645とが回転軸31と直交する断面において円周方向に点対称に(180度ずれて)配置されていることにより、ロータコア611の上半分は下端側偏心穴645寄りに重心が位置し、ロータコア611の下半分は上端側偏心穴644寄りに重心が位置する。そして、このロータコア611の重心の傾きにより、シャフト3と第1環状ピストン51と第2環状ピストン52とロータ61とからなる回転体のバランスをとることができる。圧縮機1は、回転体のバランスをとることにより、その振動を低減することができる。
【0030】
第1環状ピストン51と第2環状ピストン52とは、ロータ61が回転することにより、公転する。圧縮部5は、第1環状ピストン51と第2環状ピストン52とが公転することにより、吸入管22を介して低圧ガス冷媒を吸入し、その吸入された低圧ガス冷媒を圧縮することにより高圧ガス冷媒を生成する。その生成された高圧ガス冷媒は、内部空間21のうちの圧縮部5とモータ部6との間の空間に供給される。内部空間21のうちの圧縮部5とモータ部6との間の空間に供給された高圧ガス冷媒は、モータ部6に形成されている隙間を通過することにより、内部空間21のうちのモータ部6より上の空間に供給される。内部空間21のうちのモータ部6より上の空間に供給された高圧ガス冷媒は、吐出管23を介して冷凍サイクル装置のうちの圧縮機1の後段の装置に吐出される。
【0031】
回転体(回転子、シャフト)のバランスをとるためのバランスウェイトがロータ61に設けられている比較例の圧縮機は、バランスウェイトが内部空間21の冷媒を撹拌してしまうことで、圧縮機内を冷媒が通過する際の流通抵抗となり、その結果圧縮効率を低減させることがある。実施例1の圧縮機1は、バランスウェイトがロータ61に設けられていないことにより、内部空間21の冷媒が撹拌されることを低減し、比較例の圧縮機に比較して、冷媒を圧縮する効率の低減を抑制することができる。
【0032】
[実施例1の圧縮機1の効果]
実施例1の圧縮機1は、圧縮部5とロータコア611と複数の永久磁石655とステータ62とを備えている。圧縮部5は、回転軸31を中心にシャフト3が回転することにより冷媒を圧縮する。ロータコア611は、シャフト3に固定されている。複数の永久磁石655は、ロータコア611の内部に埋め込まれている。ステータ62は、回転軸31を中心にロータコア611を回転させる。ロータコア611には、シャフト3が回転するときのバランスを調整する複数の上端側偏心穴644と複数の下端側偏心穴645とが形成されている。複数の上端側偏心穴644と複数の下端側偏心穴645とは、ロータコア611における、複数の永久磁石655に囲まれた第1の領域よりも小さい第2の領域(多角形状の領域653)の内側に形成されている。第2の領域(多角形状の領域653)を形成する多角形の頂点である中央点657(中点649)は、永久磁石655-1~655-6の各々の内周側表面658(辺648)の中央点657(中点649)である。また、領域653を形成する多角形の辺は、隣り合う2つの永久磁石のうち一方の永久磁石(例えば永久磁石655-1)の内周側表面658(辺648)の中央点657(中点649)と、他方の永久磁石(例えば永久磁石655-6)の内周側表面658(辺648)の中央点657(中点649)とを結ぶ線分である。
【0033】
圧縮機1は、回転体の偏心を低減するバランスウェイトをロータコア611と別個に設ける必要がなく、製造コストを低減し、冷媒をかき乱すことによる圧縮効率の悪化を防止することができる。さらに、圧縮機1は、複数の上端側偏心穴644と複数の下端側偏心穴645とがロータコア611を通過する磁束の流れを妨げることを防止することができる。圧縮機1は、磁束の流れが阻害されるのを抑制することにより、シャフト3を高効率に回転させることができ、冷媒を高効率に圧縮することができる。
【0034】
また、実施例1の圧縮機1は、ロータコア611の上端面615を覆うことにより複数の永久磁石655をロータコア611に固定する上端板612と下端板613と、上端板612と下端板613とをロータコア611に固定する複数のリベット614とをさらに備えている。ロータコア611は、複数のリベット614が貫通する複数のリベット用孔643が形成されている。回転軸31に垂直な面において、複数の上端側偏心穴644と複数の下端側偏心穴645とのうちの1つの偏心穴の断面積は、複数のリベット用孔643の各々の断面積より大きい。圧縮機1は、断面積が小さいリベット用孔643をq軸上に配置していることにより、複数のリベット用孔643がロータコア611を通過する磁束の流れを妨げることを防止することができる。
【0035】
ところで、既述の実施例1の圧縮機1の複数のリベット用孔643の各々の断面積は、複数の上端側偏心穴644と複数の下端側偏心穴645とのうちの1つの偏心穴の断面積より大きくてもよい。ロータコア611を通過する磁束は、複数のリベット用孔643に複数のリベット614が挿入されていることにより、偏心穴に比較して、複数のリベット用孔643を磁束が通過しやすい。このため、圧縮機1は、複数のリベット用孔643の断面積が偏心穴の断面積より大きい場合でも、磁束の流れの阻害を低減することができる。
【実施例2】
【0036】
実施例2の圧縮機は、図5に示されているように、既述の実施例1の圧縮機1のロータコア611が他のロータコア701に置換され、他の部分は、既述の圧縮機1と同じである。図5は、実施例2の圧縮機のロータコア701を示す断面図である。ロータコア701は、既述のロータコア611の複数の上端側偏心穴644と複数の下端側偏心穴645とが他の複数の上端側偏心穴702と複数の下端側偏心穴703とに置換されたものであり、他の部分は、既述のロータコア611と同じである。複数の上端側偏心穴702は、複数の上端側偏心穴644と同様に、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、下端面616を貫通しないように、上端面615から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴703は、回転軸31のうちのロータコア701の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴702と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴703は、複数の下端側偏心穴645と同様に、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、上端面615を貫通しないように、下端面616から窪んだ穴に形成されている。
【0037】
図6は、実施例2の圧縮機のロータコア701を示す上面図である。複数の上端側偏心穴702は、既述の複数の上端側偏心穴644と同様に、多角形状(実施例では正六角形状)の領域653の内側に形成されている。複数の上端側偏心穴702のうちの第1上端側偏心穴702-1は、第1磁石用孔642-1の内周側に形成されている。第1上端側偏心穴702-1は、回転軸31に垂直な断面が概ね五角形状になるよう形成されている。第1上端側偏心穴702-1には、第1上端側偏心穴702-1の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面704が形成されている。外周側内壁面704は、外周側内壁面704のうちの第1d軸d1と回転軸31とを通る平面である第1d軸平面652-1に交差する部分(第1d軸d1と重なる部分)が最も辺648に近くなる(最も外径側に位置する)ように屈曲している。また、外周側内壁面704は、多角形状の領域653に沿って第1永久磁石655-1の中央点657から離れるにつれて辺648から遠ざかるように、屈曲している。複数の上端側偏心穴702のうちの第2上端側偏心穴702-2は、第6磁石用孔642-6の内周側に形成され、第1上端側偏心穴702-1と同様に形成されている。
【0038】
複数の下端側偏心穴703は、回転軸31のうちのロータコア701の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴702と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴703のうちの第1下端側偏心穴703-1は、第4磁石用孔642-4の内周側に形成されている。第1下端側偏心穴703-1は、回転軸31に垂直な断面が概ね五角形状になるように形成されている。第1下端側偏心穴703-1には、第1下端側偏心穴703-1の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面705が形成されている。外周側内壁面705は、外周側内壁面705のうちの第4d軸平面652-4に交差する部分(第4d軸d4と重なる部分)が最も辺648に近くなる(最も外径側に位置する)ように屈曲している。また、外周側内壁面705は、多角形状の領域653に沿って第4永久磁石655-4の中央点657から離れるにつれて辺648から遠ざかるように、屈曲している。複数の下端側偏心穴703のうちの第2下端側偏心穴703-2は、第3磁石用孔642-3の内周側に形成され、第1下端側偏心穴703-1と同様に形成されている。
【0039】
複数の上端側偏心穴702は、外周側内壁面704が複数の多角形状の領域653に沿うように屈曲していることにより、既述の複数の上端側偏心穴644に比較して、複数の上端側偏心穴702の内部の体積が大きくなるように、形成されることができる。複数の下端側偏心穴703も、外周側内壁面705が複数の辺648に沿うように屈曲していることにより、既述の複数の下端側偏心穴645に比較して、複数の下端側偏心穴703の内部の体積が大きくなるように、形成されることができる。
【0040】
実施例2の圧縮機は、複数の上端側偏心穴702と複数の下端側偏心穴703とが多角形状の領域653の内周側に配置されていることにより、既述の実施例1の圧縮機1と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部6の効率の低下を抑制することができる。また、実施例2の圧縮機は、複数の上端側偏心穴702と複数の下端側偏心穴703との体積が大きいことにより、既述の実施例1の圧縮機1に比較して、回転体の偏心を低減する作用を大きくすることができる。
【実施例3】
【0041】
なお、実施例2の圧縮機の外周側内壁面704、705は、多角形状の領域653に沿うように屈曲しているが、多角形状の領域653に沿わなくてもよい。実施例3の圧縮機は、図7に示されているように、既述の実施例2の圧縮機のロータコア701が他のロータコア711に置換され、他の部分は、既述の実施例2の圧縮機と同じである。図7は、実施例3の圧縮機のロータコア711を示す上面図である。ロータコア711は、既述のロータコア701の複数の上端側偏心穴702と複数の下端側偏心穴703とが他の複数の上端側偏心穴712と複数の下端側偏心穴713とに置換されたものであり、他の部分は、既述のロータコア701と同じである。
【0042】
複数の上端側偏心穴712は、複数の上端側偏心穴702と同様に、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、下端面616に貫通しないように、上端面615から窪んだ穴に形成されている。複数の上端側偏心穴712のうちの第1上端側偏心穴712-1は、第1磁石用孔642-1の内周側に形成されている。第1上端側偏心穴712-1は、回転軸31に垂直な断面が概ね三角形になるように、概ね三角柱状に形成されている。第1上端側偏心穴712-1には、第1上端側偏心穴712-1の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面714が形成されている。外周側内壁面714は、外周側内壁面714のうちの第1d軸平面652-1に交差する部分(第1d軸d1と重なる部分)が最も辺648に近くなる(最も外径側に位置する)ように屈曲している。また、外周側内壁面714は、第1d軸平面652-1から離れるにつれて辺648から遠ざかるように、屈曲している。このとき、外周側内壁面714の辺648に対する傾きは、第1辺653-1または第6辺653-6の辺648に対する傾きより大きい。複数の上端側偏心穴712のうちの第2上端側偏心穴712-2は、第6磁石用孔642-6の内周側に形成され、第1上端側偏心穴712-1と同様に形成されている。
【0043】
複数の下端側偏心穴713は、回転軸31のうちのロータコア711の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴712と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴713は、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、上端面615に貫通しないように、下端面616から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴713のうちの第1下端側偏心穴713-1は、第4磁石用孔642-4の内周側に形成されている。第1下端側偏心穴713-1は、回転軸31に垂直な断面が概ね三角形状になるように形成されている。第1下端側偏心穴713-1には、第1下端側偏心穴713-1の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面715が形成されている。外周側内壁面715は、外周側内壁面714のうちの第1d軸平面652-1に交差する部分(第1d軸d1と重なる部分)が最も辺648に近くなる(最も外径側に位置する)ように屈曲している。また、外周側内壁面715は、第4d軸平面652-4から離れるにつれて辺648から遠ざかるように、屈曲している。このとき、外周側内壁面715の辺648に対する傾きは、第1辺653-1または第6辺653-6の辺648に対する傾きより大きい。複数の下端側偏心穴713のうちの第2下端側偏心穴713-2は、第6磁石用孔642-6の内周側に形成され、第1下端側偏心穴713-1と同様に形成されている。
【0044】
実施例3の圧縮機は、複数の上端側偏心穴712と複数の下端側偏心穴713とが多角形状の領域653に囲まれていることにより、既述の実施例1の圧縮機1と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部6の効率の低下を抑制することができる。実施例3の圧縮機は、外周側内壁面714の傾きと外周側内壁面715の傾きとが大きいことにより、既述の実施例2の圧縮機に比較して、複数の上端側偏心穴712と複数の下端側偏心穴713とにより磁束線の経路が歪められるのを抑制することができる。実施例3の圧縮機は、複数の上端側偏心穴712と複数の下端側偏心穴713とによる磁束線の経路の歪みが小さいことにより、既述の実施例2の圧縮機に比較して、モータ部6の効率の低下をより抑制することができる。
【実施例4】
【0045】
実施例4の圧縮機は、図8に示されているように、既述の実施例2の圧縮機のロータコア701が他のロータコア721に置換され、他の部分は、既述の実施例2の圧縮機と同じである。図8は、実施例4の圧縮機のロータコア721を示す上面図である。ロータコア721は、既述のロータコア701の複数の上端側偏心穴702と複数の下端側偏心穴703とが他の複数の上端側偏心穴722と複数の下端側偏心穴723とに置換されたものであり、他の部分は、既述のロータコア701と同じである。
【0046】
複数の上端側偏心穴722は、複数の上端側偏心穴702と同様に、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、下端面616に貫通しないように、上端面615から窪んだ穴に形成されている。複数の上端側偏心穴722のうちの第1上端側偏心穴722-1は、第1磁石用孔642-1の内周側に形成されている。第1上端側偏心穴722-1は、回転軸31に垂直な断面が概ねひし形になるように形成されている。第1上端側偏心穴722-1には、第1上端側偏心穴722-1の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面724が形成されている。外周側内壁面724は、外周側内壁面724のうちの第1d軸平面652-1に交差する部分(第1d軸d1と重なる部分)が最も平面辺8に近くなる(最も外径側に位置する)ように屈曲している。また、外周側内壁面724は、第1d軸平面652-1から離れるにつれて辺648から遠ざかるように、屈曲している。複数の上端側偏心穴722のうちの第2上端側偏心穴722-2は、第6磁石用孔642-6の内周側に形成され、第1上端側偏心穴722-1と同様に形成されている。
【0047】
複数の下端側偏心穴723は、回転軸31のうちのロータコア721の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴722と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴723は、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、上端面615に貫通しないように、下端面616から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴723のうちの第1下端側偏心穴723-1は、第4磁石用孔642-4の内周側に形成されている。第1下端側偏心穴723-1は、回転軸31に垂直な断面が概ねひし形になるように形成されている。第1下端側偏心穴723-1には、第1下端側偏心穴723-1の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面725が形成されている。外周側内壁面725は、外周側内壁面724のうちの第1d軸平面652-1に交差する部分(第1d軸d1と重なる部分)が最も辺648に近くなる(最も外径側に位置する)ように屈曲している。また、外周側内壁面724は、第4d軸平面652-4から離れるにつれて辺648から遠ざかるように、屈曲している。複数の下端側偏心穴723のうちの第2下端側偏心穴723-2は、第6磁石用孔642-6の内周側に形成され、第1下端側偏心穴723-1と同様に形成されている。
【0048】
実施例4の圧縮機は、複数の上端側偏心穴722と複数の下端側偏心穴723とが多角形状の領域653よりも内周側に配置されていることにより、既述の実施例1~実施例3の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減し、モータ部6の効率の低下を抑制することができる。
【実施例5】
【0049】
なお、既述の実施例1~実施例4の圧縮機の複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴との外周側内壁面704、705、714、715、724、725は、中央部が最も複数の磁石用孔642に近付くように尖っているが、尖っていなくてもよい。実施例5の圧縮機は、図8に示されているように、既述の実施例2の圧縮機のロータコア701が他のロータコア731に置換され、他の部分は、既述の実施例2の圧縮機と同じである。図8は、実施例5の圧縮機のロータコア731を示す上面図である。ロータコア731は、既述のロータコア701の複数の上端側偏心穴702と複数の下端側偏心穴703とが他の複数の上端側偏心穴732と複数の下端側偏心穴733とに置換されたものであり、他の部分は、既述のロータコア701と同じである。
【0050】
複数の上端側偏心穴732は、複数の上端側偏心穴702と同様に、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、下端面616に貫通しないように、上端面615から窪んだ穴に形成されている。複数の上端側偏心穴732のうちの第1上端側偏心穴732-1は、第1磁石用孔642-1の内周側に形成されている。第1上端側偏心穴732-1は、回転軸31に垂直な断面が概ね六角形状になるように形成されている。第1上端側偏心穴732-1には、第1上端側偏心穴732-1の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面734が形成されている。外周側内壁面734は、第1d軸平面652-1に交差し、辺648に平行に形成されている。複数の上端側偏心穴732のうちの第2上端側偏心穴732-2は、第6磁石用孔642-6の内周側に形成され、第1上端側偏心穴732-1と同様に形成されている。
【0051】
複数の下端側偏心穴733は、回転軸31のうちのロータコア731の上下方向の中央の点に関して複数の上端側偏心穴732と点対称になるように、形成されている。すなわち、複数の下端側偏心穴733は、それぞれ、回転軸31と平行に形成され、上端面615に貫通しないように、下端面616から窪んだ穴に形成されている。複数の下端側偏心穴733のうちの第1下端側偏心穴733-1は、第4磁石用孔642-4の内周側に形成されている。第1下端側偏心穴733-1は、回転軸31に垂直な断面が概ね六角形状になるように形成されている。第1下端側偏心穴733-1には、第1下端側偏心穴733-1の内壁面のうちの外周側の外周側内壁面735が形成されている。外周側内壁面735は、第4d軸平面652-4に交差し、辺648に平行に形成されている。複数の下端側偏心穴733のうちの第2下端側偏心穴733-2は、第6磁石用孔642-6の内周側に形成され、第1下端側偏心穴733-1と同様に形成されている。
【0052】
実施例5の圧縮機は、複数の上端側偏心穴732と複数の下端側偏心穴733とが多角形状の領域653の内周側に配置されていることにより、既述の実施例1~実施例3の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減し、モータ部6の効率の低下を抑制することができる。
【0053】
ところで、既述の実施例1~5の圧縮機の複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とは、複数のq軸q1~q6に重ならないように形成されているが、複数のq軸q1~q6に重なってもよい。圧縮機は、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが複数のq軸q1~q6に重なる場合でも、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが多角形状の領域653の内側に配置されることにより、既述の実施例1~5の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部6の効率の低下を抑制することができる。
【0054】
ところで、既述の実施例1~5の圧縮機の複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とは、d軸平面に関して面対称(回転軸に垂直な断面においてd軸に対して線対象)になるように形成されているが、d軸平面に関して非対称になるように形成されてもよい。圧縮機は、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とがd軸平面に関して非対称である場合でも、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが多角形状の領域653の内側に配置されることにより、既述の実施例1~5の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部6の効率の低下を抑制することができる。
【0055】
ところで、既述の実施例1~5の圧縮機の複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とは、複数のd軸d1~d6に重なるように形成されているが、複数のd軸d1~d6に重ならないように形成されてもよい。圧縮機は、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが複数のd軸d1~d6に重ならない場合でも、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが多角形状の領域653の内側に配置されることにより、既述の実施例1~5の圧縮機と同様に、回転体の偏心を適切低減しつつ、モータ部6の効率の低下を抑制することができる。
【0056】
ところで、既述の実施例1~5の圧縮機の複数の板状の永久磁石655は、それぞれ直方体状に形成されているが、弓状に屈曲するように形成されてもよい。圧縮機は、複数の永久磁石655が屈曲するように形成された場合でも、複数の上端側偏心穴と複数の下端側偏心穴とが多角形状の領域653の内側に配置されることにより、既述の実施例1~5の圧縮機と同様に、回転体の偏心を低減しつつ、モータ部6の効率の低下を抑制することができる。
【0057】
以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。
【符号の説明】
【0058】
1 :圧縮機
3 :シャフト
31 :回転軸
32 :第1偏心部
33 :第2偏心部
5 :圧縮部
51 :第1環状ピストン
52 :第2環状ピストン
62 :ステータ
611 :ロータコア
612 :上端板
613 :下端板
614 :複数のリベット
615 :上端面
616 :下端面
641 :シャフト用孔
642 :複数の磁石用孔
643 :複数のリベット用孔
644 :複数の上端側偏心穴
645 :複数の下端側偏心穴
648 :辺
649 :中点(頂点)
653 :多角形状の領域
655 :複数の永久磁石
657 :中央点
658 :内周側表面
701 :ロータコア
702 :複数の上端側偏心穴
703 :複数の下端側偏心穴
711 :ロータコア
712 :複数の上端側偏心穴
713 :複数の下端側偏心穴
721 :ロータコア
722 :複数の上端側偏心穴
723 :複数の下端側偏心穴
731 :ロータコア
732 :複数の上端側偏心穴
733 :複数の下端側偏心穴
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9