專利名稱：轉(zhuǎn)子及封閉式壓縮機(jī)以及冷凍循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用永久磁鐵的轉(zhuǎn)子及封閉式壓縮機(jī)以及冷凍循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
在用于冷凍循環(huán)的高效率封閉式壓縮機(jī)中使用如下方法，即，電
動(dòng)部件使用在轉(zhuǎn)子上配置永久磁鐵的無刷D C馬達(dá)，由具有變換器的 專用控制裝置可改變頻率地運(yùn)轉(zhuǎn)。
對(duì)于通常配置有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子來說， 一般采用在沖壓層積薄電 磁鋼板而成的轉(zhuǎn)子芯中設(shè)置磁鐵插入孔、并將永久磁鐵嵌入轉(zhuǎn)子芯間 隙的構(gòu)造。
轉(zhuǎn)子具有嵌裝著轉(zhuǎn)軸的軸孔，轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸的嵌合一般采用熱裝， 即加熱轉(zhuǎn)子、使軸孔的直徑膨張、而后將轉(zhuǎn)軸插入軸孔。
但是，在配置了永久磁鐵的轉(zhuǎn)子中，存在因熱裝時(shí)永久磁鐵的溫 度上升而導(dǎo)致永久磁鐵性能劣化的問題。
因此，提出了以下的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(例如參照專利文獻(xiàn)l)。例如， 為了即使在預(yù)先在鐵芯的外周形成連接(求》卜')(注冊(cè)商標(biāo))磁鐵的 狀態(tài)下進(jìn)行轉(zhuǎn)軸的熱裝、也能夠防止因構(gòu)成連接磁鐵的塑料的溶解和 劣化所造成的損傷，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子具有圓柱形狀的鐵芯和在該鐵芯的 外周一體形成的圓筒形狀的塑料連接磁鐵。該鐵芯具有嵌裝著轉(zhuǎn)軸的
軸孔。鐵芯具有由沿周向隔開間隔配置的多個(gè)橋接部連結(jié)軸孔側(cè)的內(nèi) 層部和連接磁鐵側(cè)的外層部之間的結(jié)構(gòu)，在為了熱裝轉(zhuǎn)軸而從軸孔側(cè) 加熱鐵芯的情況下，由于鐵芯的橋接部部分的截面積減少而使熱阻變 大，所以，鐵芯的從內(nèi)層部向外層部的傳熱變小，從而抑制連接磁鐵 的溫度上升。
(專利文獻(xiàn)l)日本特開2000 - 92762號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在永久磁鋏使用稀土類磁鐵等時(shí)，僅像專利文獻(xiàn)l那樣通 過橋接部來減小鐵芯的從內(nèi)層部向外層部的傳熱是不充分的，故而存 在永久磁鐵的性能劣化的情況。
本發(fā)明是為解決上述問題而提出的，其目的是提供一種在配置有 永久磁鐵的轉(zhuǎn)子中、即使通過熱裝而將轉(zhuǎn)軸嵌合于轉(zhuǎn)子、也能減少永
本發(fā)明的轉(zhuǎn)子具^:大體圓筒形^的轉(zhuǎn)子鐵芯，;由^電磁鋼板 沖壓層積而成，在中心具有軸孔；笫一管部，其設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯上，在 內(nèi)側(cè)形成所述軸孔；第二管部，其配置在該第一管部的外側(cè)，在周向 具有多個(gè)磁鐵插入孔；肋部，其連結(jié)第一管部和第二管部，在周向隔 開間隔地配置；形成在該肋部的半徑方向外側(cè)且沿軸向形成的孔；第 一管部及第二管部相互分離地配置并具有由第一管部、第二管部以及 肋部包圍的空洞部，同時(shí)在沿軸向形成的孔和空洞部之間具有沿軸向 形成的規(guī)定厚度的薄壁部。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，對(duì)于本發(fā)明的轉(zhuǎn)子，即使通過熱裝而將轉(zhuǎn)軸嵌合 在轉(zhuǎn)子上，也可以減少永久磁鐵性能劣化的的危險(xiǎn)。


圖l是表示實(shí)施方式l的圖，是封閉式壓縮機(jī)37的剖視圖。 圖2是表示實(shí)施方式1的圖，是永久磁鐵插入前的轉(zhuǎn)子鐵芯21 的剖視圖。
圖3是表示實(shí)施方式1的圖，是永久磁鐵24插入到轉(zhuǎn)子鐵芯21 中的轉(zhuǎn)子11的剖視圖。
圖4是表示實(shí)施方式1的圖，是解析加熱四種轉(zhuǎn)子11的第一管部 56時(shí)、磁鐵插入孔22的內(nèi)壁部溫度的結(jié)果圖。
圖5是表示實(shí)施方式1的圖，是轉(zhuǎn)子鐵芯21的變型例的圖。
圖6是表示實(shí)施方式2的圖，是空調(diào)機(jī)的冷媒回路圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式1.
圖l至圖5是表示實(shí)施方式1的圖。圖l是封閉式壓縮機(jī)37的剖 視圖。圖2是永久磁鐵插入前的轉(zhuǎn)子鐵芯21的剖視圖。圖3是永久磁 鐵24插入到轉(zhuǎn)子鐵芯21中的轉(zhuǎn)子11的剖視圖。圖4是解析加熱四種 轉(zhuǎn)子11的第一管部56時(shí)、磁鐵插入孔22的內(nèi)壁部溫度的結(jié)果圖。圖 5是表示轉(zhuǎn)子鐵芯21的變型例的圖。
用圖l說明封閉式壓縮機(jī)37的整體結(jié)構(gòu)。封閉式壓縮機(jī)37以單 缸型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)作為一個(gè)例子進(jìn)行說明。封閉式壓縮機(jī)37在由上部 容器1 a和下部容器1 b構(gòu)成的密閉容器1內(nèi)，收容有壓縮冷媒的壓縮 部件2和驅(qū)動(dòng)該壓縮部件2的電動(dòng)部件3。壓縮部件2和電動(dòng)部件3 由曲軸4連結(jié)，壓縮部件2收容在密閉容器1的下部，電動(dòng)部件3收 容在密閉容器l的上部。
對(duì)于壓縮部件2，在缸體5內(nèi)收容有與曲軸4的偏心部8嵌合的 旋轉(zhuǎn)柱塞9 ，在設(shè)置于缸體5的槽內(nèi)沿徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的葉片(未圖示) 的一端一邊與旋轉(zhuǎn)柱塞9的外周抵接， 一邊形成壓縮室。缸體5的軸 向兩端的開口部由主軸承6及副軸承7所封閉。
以下說明電動(dòng)部件3。在圖1之外，還參照?qǐng)D2至圖3進(jìn)行說明。 電動(dòng)部件3具有定子IO和轉(zhuǎn)子11，是例如無刷DC馬達(dá)。定子10具 有定子鐵芯、絕緣部件15、銅線16、端子。該定子鐵芯是對(duì)沖壓薄電 磁鋼板而形成的定子芯片進(jìn)行層積而構(gòu)成的；該絕緣部件15沿軸向一 分為二地嵌合在多個(gè)形成在定子鐵芯的內(nèi)徑側(cè)的齒部上；該銅線16 巻在該絕緣部件15上，具有絕緣被膜；端子在絕緣部件15上連接銅 線16彼此或連接銅線16與導(dǎo)線17。
轉(zhuǎn)子11具有轉(zhuǎn)子鐵芯21、插入磁鐵插入孔22的永久磁鐵24、上 平衡配重25 a (在封閉式壓縮機(jī)37中配置在轉(zhuǎn)子鐵芯21的上端部) 及下平衡配重25 b (在封閉式壓縮機(jī)37中配置在轉(zhuǎn)子鐵芯21的下端 部)、以及鉚釘26。該轉(zhuǎn)子鐵芯21是對(duì)沖壓薄電磁鋼板而形成的轉(zhuǎn)子 芯片進(jìn)行層積而構(gòu)成的，并具有磁鐵插入孔22、與磁鐵插入孔22 鄰接并在半徑方向中心側(cè)形成的多個(gè)風(fēng)孔40 (在圖2的示例有六個(gè))、 在風(fēng)孔40之間形成的風(fēng)孔45 (沿軸向形成孔的一個(gè)例子，在圖2的
示例有三個(gè))和鉚釘孔46 (沿軸向形成孔的一個(gè)例子，在圖2的示例 有三個(gè))、在風(fēng)孔40的半徑方向中心側(cè)形成的縫隙部47 (空洞部的一 個(gè)例子，在圖2的示例有六個(gè))。所述上平衡配重25a及下平衡配重 25 b分別配置在轉(zhuǎn)子鐵芯21的兩端部、兼有防止永久磁鐵24飛散的 端板作用。所述鉚釘26固定上平衡配重25a 、下平衡配重25b及轉(zhuǎn) 子鐵芯21。鉚釘26插入于鉚釘孔46中。上平衡配重25 a及下平衡配 重25 b與端板也可為分開的部件。
如圖2所示，大體圓筒形狀的轉(zhuǎn)子鐵芯21具有多個(gè)(在圖2中為 六個(gè))在外周面的內(nèi)側(cè)沿周向延伸的磁鐵插入孔22 、并具有多個(gè)極數(shù)。 在各磁鐵插入孔22的半徑方向中心側(cè)鄰接形成風(fēng)孔40 (在圖2中為 六個(gè))。例如，相對(duì)磁鐵插入孔22至少設(shè)置一個(gè)圓形的風(fēng)孔40。風(fēng)孔 40原有的作用是將從壓縮部件2排出冷媒氣體引導(dǎo)至密閉容器1的上 部，同時(shí)與冷媒氣體一起使導(dǎo)入密閉容器1上部的冷凍機(jī)油落到密閉 容器1的下部。在風(fēng)孔40和各磁鐵插入孔22之間形成薄壁部，使該 薄壁部變形來進(jìn)行永久磁鐵24的固定。
在風(fēng)孔40之間設(shè)置其他風(fēng)孔45。在設(shè)有風(fēng)孔45的風(fēng)孔40之間 沿周向，在相鄰的風(fēng)孔40之間設(shè)置鉚釘孔46,在鉚釘孔46中插入用 于固定上平衡配重25a 、下平衡配重25b及轉(zhuǎn)子鐵芯21的鉚釘26。 風(fēng)孔45和鉚釘孔46在周向交替配置。
在轉(zhuǎn)子鐵芯21的嵌合著曲軸4的軸孔49的外側(cè)，在周向隔開間 隔形成多個(gè)縫隙部47 (空洞部的一例)?？p隙部47之間的部分稱為肋 部55。
將以縫隙部47的內(nèi)側(cè)為外周面、以軸孔49為內(nèi)周面所形成的大 體圓筒形狀的部分稱為第一管部56。
將以縫隙部47的外側(cè)為內(nèi)周面、以轉(zhuǎn)子鐵芯21的外周面為外周 面所形成的大體圓筒形狀的部分稱為第二管部57。
第一管部56和第二管部57由肋部55連結(jié)。
風(fēng)孔45和鉚釘孔46接近肋部55的外側(cè)而形成。在風(fēng)孔45和縫 隙部47之間設(shè)置薄壁部48 a ;在鉚釘孔46和縫隙部47之間設(shè)置薄
壁部48b。風(fēng)孔45和鉚釘孔46在圖2中是圓形，但也可以是長孔、 多邊形等其他形狀。
圖3表示在轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁鐵插入孔22中插入永久磁鐵24的轉(zhuǎn) 子ll。
當(dāng)將曲軸4熱裝在軸孔49時(shí)，從第一管部56的內(nèi)側(cè)、即軸孔49 加熱第一管部56 (例如利用線圍的高頻加熱)使軸孔49膨脹。此時(shí)， 由于縫隙部47、風(fēng)孔45和鉚釘孔46的存在，可抑制向存在于第二管 部57的永久磁4失24的傳熱。
通過分析在加熱第一管部56時(shí)縫隙部47、風(fēng)孔45和鉚釘孔46 對(duì)向永久磁鐵24的傳熱進(jìn)行抑制的效果，可以如下顯示確認(rèn)的結(jié)果。
圖4是針對(duì)以下的四種轉(zhuǎn)子11，分析加熱轉(zhuǎn)子11的第一管部56 時(shí)(從笫一管部56的內(nèi)周側(cè)加熱)磁鐵插入孔22的內(nèi)壁部溫度的結(jié) 果。求出在熱裝曲軸4時(shí)、第一管部56的內(nèi)周部溫度成為可進(jìn)行熱裝 的規(guī)定溫度時(shí)的磁鐵插入孔22的內(nèi)壁部溫度。
(1) 無縫隙部47的轉(zhuǎn)子(在圖2中，無縫隙部47,只有風(fēng)孔45 和鉚釘孔46 )。
(2) 有縫隙部47、風(fēng)孔45和鉚釘孔46且薄壁部48 a的壁厚為 0.81mm的轉(zhuǎn)子(薄壁部48 b的壁厚也同樣)。
(3 )有縫隙部47、風(fēng)孔45和鉚釘孔46且薄壁部48 a的壁厚為 0.64mm的轉(zhuǎn)子(薄壁部48 b的壁厚也同樣)。
(4 )有縫隙部47、風(fēng)孔45和鉚釘孔46且薄壁部48 a的壁厚為 0.55mm的轉(zhuǎn)子(薄壁部48 b的壁厚也同樣)。
若使用線圍、在規(guī)定的熱量輸入條件下對(duì)轉(zhuǎn)子11的第一管部56 的內(nèi)周面進(jìn)行高頻加熱，則由于例如第一管部56的內(nèi)周面的溫度在不 到約IO秒的時(shí)間內(nèi)即達(dá)到數(shù)百度，所以，在此完成加熱。此時(shí)，磁鐵 插入孔22的內(nèi)壁部溫度還很低、在50X:以下。完成加熱后，第一管 部56的內(nèi)周面的溫度暫時(shí)下降，從加熱開始起約20秒，接近可進(jìn)行 熱裝的規(guī)定溫度。另一方面，磁鐵插入孔22的內(nèi)壁部溫度從加熱開始 起慢慢增加，在第一管部56的內(nèi)周面的溫度成為熱裝溫度的時(shí)間(加
熱開始約20秒)，大致飽和。
如圖4所示，對(duì)于(1)的無縫隙部47的轉(zhuǎn)子，在對(duì)曲軸4進(jìn)行 熱裝時(shí)，笫一管部56的內(nèi)周部的溫度成為可進(jìn)行熱裝的規(guī)定溫度時(shí)的 磁鐵插入孔22的內(nèi)壁部溫度約為177匸。
與此相對(duì)，對(duì)于(2)的有縫隙部47、風(fēng)孔45和鉚釘孔46且薄 壁部48a的壁厚為0.81mm的轉(zhuǎn)子，在對(duì)曲軸4進(jìn)行熱裝時(shí)，第一管 部56的內(nèi)周部的溫度成為可進(jìn)行熱裝的規(guī)定溫度時(shí)的磁鐵插入孔22 的內(nèi)壁部溫度約為IOO匸。
另外，對(duì)于(3)的有縫隙部47、風(fēng)孔45和鉚釘孔46且薄壁部 48a的壁厚為0.64mm的轉(zhuǎn)子，在對(duì)曲軸4進(jìn)行熱裝時(shí)，第一管部56 的內(nèi)周部的溫度成為可進(jìn)行熱裝的規(guī)定溫度時(shí)的磁鐵插入孔22的內(nèi) 壁部溫度約為89X:。
此外，對(duì)于(4)的有縫隙部47、風(fēng)孔45和鉚釘孔46且薄壁部 48a的壁厚為0.55mm的轉(zhuǎn)子，在對(duì)曲軸4進(jìn)行熱裝時(shí)，第一管部56 的內(nèi)周部的溫度成為可進(jìn)行熱裝的規(guī)定溫度時(shí)的磁鐵插入孔22的內(nèi)
壁部溫度約為82*€。
這樣，通過設(shè)置縫隙部47、風(fēng)孔45和鉚釘孔46、并且使縫隙部 47和風(fēng)孔45之間的薄壁部48a以及縫隙部47與鉚釘孔46之間的薄 壁部48b的壁厚為例如0.81mm以下，在對(duì)曲軸4進(jìn)行熱裝時(shí)，即使 將第一管部56的內(nèi)周部加熱到熱裝溫度即可熱裝溫度的規(guī)定溫度以 上，該熱也很難傳遞到磁鐵插入孔22,如圖4所示，即使溫度高、也 是約為100n，從而即使將永久磁鐵24插入到磁鐵插入孔22中，使 性能下降的危險(xiǎn)也很小。通過在封閉式壓縮機(jī)37的電動(dòng)部件3中使用 該轉(zhuǎn)子ll，可以得到穩(wěn)定的性能。
圖5表示轉(zhuǎn)子鐵芯21的變型例。圖5的示例中的縫隙部61a形成 為在大體中央具有風(fēng)孔部的形狀。在隔著肋部55而與該縫隙部61a 鄰接的縫隙部61b形成為在大體中央具有鉚釘孔部的形狀?？p隙部61a 和縫隙部61b在周向交替配置。在圖5中，縫隙部61a和縫隙部61b 各形成三個(gè)。但這只是一個(gè)例子，形成幾個(gè)縫隙部都可以。在縫隙部
61a和縫隙部61b之間形成的肋部55的半徑方向外側(cè)配置風(fēng)孔60(沿 軸向形成孔的一個(gè)例子)。在縫隙部61a和風(fēng)孔60之間設(shè)有薄壁部 62a，而在縫隙部61b和風(fēng)孔60之間設(shè)有薄壁部62b。希望薄壁部62a 和薄壁部62b的壁厚為例如0.81mm以下。對(duì)于本實(shí)施方式，在使永 久磁鐵24磁化后將曲軸4熱裝在軸孔49中時(shí)，可抑制永久磁鐵24 的退磁，所以特別有效。 實(shí)施方式2.
圖6是表示實(shí)施方式2的圖，是空調(diào)機(jī)的冷媒回路圖。如圖6所 示，空調(diào)機(jī)的冷媒回路由封閉式壓縮機(jī)37、四通岡50、室外熱交換器 51、減壓裝置52 (電子膨張閥)、室內(nèi)熱交換器53和冷媒回路的儲(chǔ)存 器54構(gòu)成。
在制冷運(yùn)行時(shí)，如圖6的實(shí)線所示，冷媒按封閉式壓縮機(jī)37、四 通閥50、室外熱交換器51、減壓裝置52、室內(nèi)熱交換器53、四通閥 50、冷媒回路的儲(chǔ)存器54和封閉式壓縮機(jī)37的順序流動(dòng)。
在采暖運(yùn)行時(shí)，如圖6的虛線所示，冷媒按封閉式壓縮機(jī)37、四 通閥50、室內(nèi)熱交換器53、減壓裝置52、室外熱交換器51、四通閥 50、冷媒回路的儲(chǔ)存器54和封閉式壓縮機(jī)37的順序流動(dòng)。
通過使用實(shí)施方式1的封閉式壓縮機(jī)37，可得到性能穩(wěn)定的空調(diào)機(jī)。
以空調(diào)機(jī)為例進(jìn)行了說明，但是，也可以將封閉式壓縮機(jī)37用于 使用冷凍循環(huán)的裝置例如水箱、商品陳列拒、供熱水器等的冷凍循環(huán) 裝置。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)子，具有大體圓筒形狀的轉(zhuǎn)子鐵芯，其由薄電磁鋼板沖壓層積而成，在中心具有軸孔；第一管部，其設(shè)置在該轉(zhuǎn)子鐵芯上，在內(nèi)側(cè)形成所述軸孔；第二管部，其配置在該第一管部的外側(cè)，在周向具有多個(gè)磁鐵插入孔；肋部，其連結(jié)所述第一管部和所述第二管部，在周向隔開間隔地配置；形成在該肋部的半徑方向外側(cè)且沿軸向形成的孔；所述第一管部及所述第二管部相互分離地配置并具有由所述第一管部、所述第二管部以及所述肋部包圍的空洞部，同時(shí)，在沿所述軸向形成的孔和所述空洞部之間具有沿軸向形成的規(guī)定厚度的薄壁部。
2. —種封閉式壓縮機(jī)，在密閉容器內(nèi)收容有具有轉(zhuǎn)子的電動(dòng)部件 和由該電動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)的壓縮部件，該轉(zhuǎn)子具有定子和永久磁鐵，其特 征在于，所述電動(dòng)部件的所述轉(zhuǎn)子使用權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子。
3. —種冷凍循環(huán)裝置，其特征在于，使用如權(quán)利要求2所述的封 閉式壓縮機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種即使將轉(zhuǎn)軸熱裝嵌合在轉(zhuǎn)子中、也可減少永久磁鐵的性能劣化危險(xiǎn)的轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子具有第一管部(56)，設(shè)置在大體圓筒形狀的轉(zhuǎn)子鐵芯(21)上，在內(nèi)側(cè)形成軸孔(49)；第二管部(57)，配置在第一管部(56)的外側(cè)，在周向具有多個(gè)磁鐵插入孔(22)；肋部(55)，連結(jié)第一管部(56)和第二管部(57)，在周向隔開間隔地配置；形成在肋部(55)的半徑方向外側(cè)且沿軸向形成的風(fēng)孔(45)或鉚釘孔(46)；第一管部(56)及第二管部(57)相互分離并具有由第一管部(56)、第二管部(57)以及肋部(55)包圍的縫隙部(47)，同時(shí)在風(fēng)孔(45)或鉚釘孔(46)和縫隙部(47)之間分別具有沿軸向形成的規(guī)定厚度的薄壁部(48a、48b)。
文檔編號(hào)H02K7/14GK101106295SQ200610142379
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者岡田真紀(jì), 及川智明, 堤貴弘, 巖崎俊明, 白畑智博, 藤末義和, 風(fēng)間修 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社