电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机的制作方法

文档序号:30583714发布日期:2022-06-29 14:06阅读:125来源:国知局
电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机的制作方法

1.本发明涉及电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。


背景技术:

2.在密闭型压缩机中,构成压缩机主体的电动部和压缩部一并设置在壳体的内部空间中。这种密闭型压缩机根据压缩制冷剂的方法分为往复式、旋转式、叶片式、涡旋式等,在部分方式的压缩机中,构成电动部的电动机(或驱动马达)由旋转式马达构成。
3.近来,随着密闭型压缩机的小型化趋势,正在进行用于增加电动机的每单位体积的输出密度的小型化研究。然而,当电动机小型化时,电动机的惯性力降低,从而导致压缩机的效率降低,振动增加,机械可靠性可能降低。
4.因此,如专利文献1(日本公开特许第2005-307845号)中,通过在转子(第一铁板)的端部配置芯(第二铁板)可以增加惯性,但是由于芯与插入到转子中的永磁铁相邻,永磁铁的磁通可能通过芯泄漏。
5.在专利文献1中,通过在转子和芯之间插入非磁性板抑制了永磁铁的磁通泄漏,但是由于非磁性板的厚度较薄,转子和芯之间被配置得较近,从而可能无法有效地抑制永磁铁的磁通泄漏。考虑到这一点,如果将非磁性板的厚度形成得较厚,则由于非磁性材料相较于磁性材料较昂贵,从而可能增加电动机的制造成本。
6.专利文献2(韩国公开特许第10-2007-0055960号)公开了在转子的轴向端部设置有磁性材料的芯(旋转惯性体)的示例。然而,由于专利文献2中公开的芯(旋转惯性体)形成为整体由磁性材料构成的圆筒形状,因此不仅磁通泄漏增加,而且根据惯性力的补偿程度导致转子的重量增加,从而可能降低马达效率。


技术实现要素:

7.本发明的目的在于,提供一种能够在小型化的同时提高效率的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。
8.进一步地,本发明的目的在于,提供一种能够通过增加转子的旋转惯性来实现小型和高效率的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。
9.更进一步地,本发明的目的在于,提供一种能够抑制插入到转子中的永磁铁的磁通泄漏的同时通过增加旋转惯性来实现小型和高效率的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。
10.本发明的另一目的在于,提供一种能够在降低制造成本的同时实现小型化和高效率的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。
11.进一步地,本发明目的在于,提供一种能够通过减少材料成本相对昂贵的非磁性材料的使用量来降低制造成本的同时实现小型化和高效率的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。
12.更进一步地,本发明的目的在于,提供一种能够通过减少非磁性材料的使用量的
同时抑制插入到转子中的永磁铁的磁通泄漏来降低制造成本并实现小型化和高效率的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。
13.为了实现本发明的目的,在插入有永磁铁的转子芯上设置惯性芯,与所述永磁铁相邻的连接部可以由非磁性材料形成,相反,远离所述永磁铁的惯性芯可以由磁性材料。由此,可以提供一种通过抑制永磁铁的磁通泄漏的同时提高转子的旋转惯性来实现小型化和高效率的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。
14.为了实现本发明的目的,由非磁性材料形成惯性芯的一部分,非磁性材料的截面积可以形成为小于转子芯或所述惯性芯中由磁性材料形成的部分的截面积。由此,可以提供一种通过减少非磁性材料的使用量来降低制造成本的同时实现小型化和高效率的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。
15.具体而言,为了实现本发明的目的,可以包括:定子;转子,包括旋转轴、结合到所述旋转轴的转子芯、以及沿圆周方向以预定的间隔隔开地插入到所述转子芯的复数个永磁铁,以相对于所述定子可旋转地设置;惯性芯,由磁性材料形成,在轴向上与所述转子隔开设置;以及连接部,由非磁性材料形成,在所述转子和所述惯性芯之间设置在所述转子芯的轴向一端。所述连接部可以包括:复数个第一固定部,结合到所述转子芯的轴向端部;复数个第二固定部,在轴向上与复数个所述第一固定部隔开并结合到所述惯性芯;以及复数个连结部,从复数个所述第一固定部和复数个所述第二固定部朝彼此弯折,以将所述第一固定部和所述第二固定部连接为一体。
16.作为一个示例,所述第一固定部可以沿所述转子芯的圆周方向以预定的间隔隔开配置。所述第二固定部可以沿所述惯性芯的圆周方向以预定的间隔隔开配置。
17.作为另一示例,所述第一固定部和所述第二固定部在轴向投影时可以沿圆周方向交替配置。
18.作为另一示例,所述第一固定部包括第一内侧圆弧端部和第一外侧圆弧端部,并且可以包括分别连接所述第一内侧圆弧端部的两端和与其相对的所述第一外侧圆弧端部的两端的复数个第一直线端部。所述第二固定部包括第二内侧圆弧端部和第二外侧圆弧端部,并且可以包括分别连接所述第二内侧圆弧端部的两端和与其相对的所述第二外侧圆弧端部的两端的复数个第二直线端部。
19.作为又一示例,所述第一直线端部和所述第二直线端部可以分别连接到所述连结部在长度方向上的两端。
20.作为另一示例,所述第一固定部可以在轴向上覆盖所述永磁铁的至少一部分。
21.作为另一示例,所述第一固定部的圆周方向中心部可以配置在沿圆周方向相邻的所述永磁铁之间。
22.作为另一示例,在所述第一固定部和从所述第一固定部的两端延伸的复数个连接部之间、以及所述第二固定部和从所述第二固定部的两端延伸的复数个连接部之间可以分别形成有弯折线部。在所述弯折线部可以形成有朝所述连接部弯折的方向凸出的加强肋。
23.作为另一示例,所述连接部可以形成为相对于轴向倾斜。
24.作为又一示例,所述连接部可以形成为沿圆周方向相对于轴向交替沿彼此相反的方向倾斜。
25.作为另一示例,所述连接部可以形成为相对于所述转子芯的端面倾斜预定的倾斜
角。所述倾斜角可以形成为大于或等于20度且小于90度。
26.作为另一示例,所述连接部的高度可以形成为大于所述惯性芯的厚度或4mm以上。
27.作为另一示例,可以形成有从所述第一固定部朝所述惯性芯沿轴向延伸或从所述第二固定部朝所述转子芯沿轴向延伸的凸台部。所述凸台部的端部可以由所述惯性芯或所述转子芯在轴向上支撑。
28.作为另一示例,所述惯性芯形成为环形的板,所述板的外径可以形成为在径向上大于所述连接部的外径。
29.作为另一示例,所述惯性芯可以形成为在中央设置有贯通孔的环形。
30.作为又一示例,在所述转子芯中,设置在所述永磁铁的内侧的复数个第一紧固孔可以沿圆周方向与所述永磁铁平行地配置。在所述第一固定部形成有与所述第一紧固孔分别对应的第二紧固孔,使得所述第一固定部可以被紧固到所述转子芯。
31.作为又一示例,在所述第二固定部形成有第三紧固孔,并且在所述惯性芯形成有与所述第三紧固孔相对应的第四紧固孔,使得所述第二固定部可以被紧固到所述惯性芯。
32.作为又一示例,所述惯性芯中可以形成有从所述贯通孔沿径向延伸的复数个凹槽。所述凹槽可以沿圆周方向与所述第四紧固孔交替地形成。
33.作为另一示例,在所述惯性芯的轴向两侧面中的至少任一侧面形成有质量部,使得所述惯性芯的外周侧厚度可以形成为比内周侧厚度厚。
34.作为另一示例,所述连接部可以由在轴向上具有预定的长度并且沿圆周方向以预定的间隔隔开的复数个支撑凸台构成。复数个所述支撑凸台可以彼此独立地形成或通过连接肋彼此连接。
35.另外,为了实现本发明的目的,可以提供一种密闭型压缩机,包括:壳体;压缩部,设置在所述壳体的内部,用于压缩制冷剂;以及上述电动机,设置在所述壳体的内部,用于向所述压缩部提供驱动力。
36.作为一个示例,所述压缩部可以包括:缸筒;活塞,配置在所述缸筒的内部;以及连杆,一端连接到所述活塞,另一端连接到所述电动机的旋转轴。
37.在本实施例的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机中,在插入有永磁铁的转子芯上设置惯性芯,与所述永磁铁相邻的连接部可以由非磁性材料形成,相反,远离所述永磁铁的惯性芯可以由磁性材料形成。由此,能够通过抑制永磁铁的磁通泄漏的同时提高转子的旋转惯性来实现小型化和高效化。
38.另外,在本实施例的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机中,由非磁性材料形成位于转子芯和惯性芯之间的连接部,连接部的截面积可以形成为小于转子芯或所述惯性芯中由磁性材料形成的惯性芯的截面积。由此,能够通过减少非磁性材料的使用量来降低制造成本的同时实现小型化和高效率。
39.另外,在本实施例的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机中,惯性芯的外径可以形成为大于转子芯的外径,使得惯性芯与定子线圈的上侧重叠。由此,能够通过增加惯性芯的旋转惯性来提高马达效率和压缩机效率。
40.另外,在本实施例的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机中,位于转子芯和惯性芯之间的连接部可以配置在沿圆周方向相对的两个永磁铁之间。由此,可以使用一个连接部在轴向上同时支撑两个永磁铁。在这种情况下,即使连接部由磁性材料形成,也能够
通过减少磁性材料的截面积来使通过惯性芯的磁通泄漏最小化,同时稳定地支撑永磁铁。
41.另外,本实施例的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机包括结合到转子芯的连接部和结合到连接部的惯性芯,连接部的轴向高度可以形成为大于惯性芯的轴向高度。由此,通过增加永磁铁和惯性芯之间的间隔,即使由磁性材料形成惯性芯,也能够减少永磁铁的磁通泄漏。
42.另外,在本实施例的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机中,惯性芯的旋转惯性可以形成为大于包括永磁铁的转子芯的旋转惯性。由此,能够通过提高转子的整体旋转惯性来实现电动机和压缩机的小型化和高效率化。
附图说明
43.图1是示出透视本实施例的往复式压缩机的壳体的内部的立体图。
44.图2是示出图1的往复式压缩机的内部的剖视图。
45.图3是本实施例的惯性芯与转子分离的立体图。
46.图4是示出本实施例的惯性芯与转子芯结合的状态的立体图。
47.图5是图4的主视图。
48.图6是图3中的第一惯性芯的放大立体图。
49.图7是图6的俯视图。
50.图8是图7的“a”部分的放大俯视图。
51.图9是示出反电动势随第一惯性芯的高度变化的图。
52.图10是相对于包括惯性芯的转子的旋转惯性的压缩机效率的比较图。
53.图11是惯性芯的另一实施例的分解立体图。
54.图12是图11的组装主视图。
55.图13是惯性芯的又一实施例的分解立体图。
56.图14是图13的组装主视图。
57.图15是惯性芯的又一实施例的分解立体图。
58.图16是图15的组装主视图。
59.图17是沿图16的线
“ⅳ‑ⅳ”
剖开的剖视图。
60.图18是示出根据惯性芯和永磁铁的重叠面积比的反电动势的减小率的图。
61.图19是第二惯性芯的另一实施例的立体图。
62.图20是转子芯和惯性芯的另一实施例的分解立体图。
63.图21是图20的组装主视图。
64.图22是转子芯和惯性芯的另一实施例的组装主视图。
具体实施方式
65.以下,将基于附图中所示的一实施例详细说明本发明的电动机以及包括该电动机的密闭型压缩机。如上所述,在密闭型压缩机中,构成电动部的电动机与压缩部一并设置在壳体的内部,电动机根据动子的动作可以大致分为旋转式马达或往复式马达。本实施例以应用了旋转式马达的密闭型压缩机中旋转轴(或曲轴)连接到活塞的连接型往复式压缩机作为代表例进行说明。然而,并不限于连接型往复式压缩机,如果是由旋转式马达形成的电
动机以及包括该电动机的密闭型压缩机,则同样适用。
66.图1是示出透视本实施例的往复式压缩机的壳体的内部的立体图,图2是示出图1的往复式压缩机的内部的剖视图。
67.参照图1和图2,本实施例的往复式压缩机包括:壳体110,形成外观;电动部120,设置在壳体110的内部空间110a并提供驱动力;压缩部140,从电动部120接收驱动力以压缩制冷剂;吸入吐出部150,将制冷剂引导到压缩室并吐出被压缩的制冷剂;支撑部160,将包括电动部120和压缩部140的压缩机主体c支撑在壳体。
68.壳体110包括下部壳体111和上部壳体112。下部壳体111和上部壳体112结合形成密闭的内部空间110a。在壳体110的内部空间110a中容纳有电动部120和压缩部140。壳体110可以由轻质且具有高导热率的铝合金(以下,简称为铝)制成。
69.下部壳体111形成为大致半球形。吸入管115、吐出管116以及工艺管(未示出)均以贯通的方式结合到下部壳体111。这些吸入管115、吐出管116、工艺管(未示出)均可以通过嵌件压铸工艺结合到下部壳体111。
70.上部壳体112类似于下部壳体111形成为大致半球形。上部壳体112通过从下部壳体111的上侧结合到该下部壳体111,从而形成壳体110的内部空间110a。
71.并且,上部壳体112和下部壳体111可以通过焊接结合,但是,如果下部壳体111和上部壳体112是由不适合焊接的铝材料制成,则可以通过螺栓紧固。
72.接着,对构成电动部的电动机进行说明。
73.参照图1和图2,本实施例的电动机120包括定子121和转子122。定子121被弹性地支撑在壳体110的内部空间110a、即下部壳体111的底部面,转子122可旋转地设置在定子121的内侧。
74.定子121包括定子芯1211和定子线圈1212。
75.定子芯1211由电工钢板等金属材料制成,并且当从外部向电动机120施加电压时,后述的定子线圈1212和转子122通过电磁力一起进行电磁相互作用。
76.定子芯1211形成为大致矩形筒状例如,定子芯1211的内周面形成圆形,外周面可以形成为矩形形状。定子芯1211利用定子紧固螺栓(未示出)固定到主轴承141的底面。
77.定子芯1211在与壳体110的内表面在轴向和径向上隔开的状态下,定子芯1211的下端由后述的支撑弹簧161支撑在壳体110的底部面。由此,可以抑制在运转期间产生的振动直接传递到壳体110。
78.定子线圈1212在定子芯1211内侧缠绕。当从外部施加电压时,定子线圈1212产生电磁力,使得定子芯1211与转子122一起进行电磁相互作用。由此,电动机120产生驱动力,以使压缩部140进行往复运动。
79.在定子芯1211和定子线圈1212之间配置有绝缘体1213。由此,可以抑制定子芯1211与定子线圈1212的直接接触,从而使电磁相互作用顺利进行。
80.转子122包括转子芯1221、永磁铁1222、连接部1231和惯性芯1232。
81.转子芯1221类似于定子芯1211由电工钢板等金属材料制成,在转子芯1221的中心可以形成有轴孔1221a,构成马达轴的旋转轴130被压入而结合到该轴孔1221a中。轴孔1221a沿轴向贯通,从而转子芯1221可以形成为圆筒形状。通常,在连接型往复式压缩机中,将马达轴定义为曲轴,但是由于本实施例的电动机不一定限于连接型往复式压缩机,因此,
下面将马达轴定义为旋转轴进行说明。
82.旋转轴130在以板部132为基准的轴向两端处分别设置有主轴部131和偏心轴部133。构成后述的压缩部140的一部分的连杆143可旋转地结合到偏心轴部133,构成后述的压缩部140的一部分的活塞142可以结合到连杆143的另一端。因此,当转子122被施加电压时,旋转轴130与转子122一起旋转,同时将电动机120的旋转力传递到压缩部140。
83.在转子芯1221的边缘处可以形成有沿轴向贯通的磁铁安装孔1221b,永磁铁1222插入到该磁铁安装孔1221b中。磁铁安装孔1221b可以分成复数个并沿圆周方向以预定的间隔隔开形成。
84.可以以轴孔1221a为中心形成有复数个磁铁安装孔1221b。然而,磁铁安装孔1221b可以根据转子芯1221的形状而贯通该转子芯1221的轴向两端,也可以仅贯通转子芯1221的轴向一部分。
85.例如,在转子芯1221形成为单一形状并且位于定子芯1211的内部的情况下,磁铁安装孔1221b可以形成为贯通转子芯1221的轴向两端。然而,在转子芯1221形成为两级形状并且转子芯1221的一部分位于定子芯1211的外部的情况下,磁铁安装孔1221b可以仅形成在位于定子芯1211的内部的转子芯1221中。稍后对转子芯1221与连接部1231和惯性芯1232一并再次进行说明。
86.永磁铁1222可以沿转子芯1221的圆周方向以等间隔被插入并结合到磁铁安装孔1221b中。永磁铁1222可以形成为具有矩形截面形状并且在轴向上较长地形成。
87.永磁铁1222的轴向长度可以形成为与转子芯1221的轴向长度大致相同。因此,永磁铁1222在被插入到转子芯1221的磁铁安装孔1221b中的状态下被后述的连接部1231阻挡而不会脱离。稍后对永磁铁1222与连接部1231和惯性芯1232一并再次进行说明。
88.接着,对压缩部进行说明。
89.参照图1和图2,本实施例的压缩部140包括:主轴承141、活塞142。主轴承141弹性地支撑在壳体110,活塞142利用连杆143结合到旋转轴130以相对于主轴承141进行相对运动。
90.主轴承141设置在电动机120的上侧。主轴承141包括:框架部1411、与电动机120的定子121结合的固定凸部1412、支撑旋转轴130的支撑部1413、形成压缩室141a的缸筒部(缸筒)1415。
91.框架部1411可以形成为在横向上延伸的平板形状,或者可以对除角部之外的边缘的一部分进行加工以减轻重量,从而形成为辐射状的板形状。
92.固定凸部1412形成在框架部1411的边缘。例如,固定凸部1412可以从框架部1411的边缘朝电动机120向下凸出形成。
93.主轴承141可以利用定子紧固螺栓(未示出)与定子121紧固,以与电动机120的定子121一起被弹性地支撑在下部壳体111。
94.支撑部1413可以从框架部1411的中心部分向轴向两侧延伸形成。在支撑部1413中形成有轴承孔1413a,以允许旋转轴130轴向贯通所述轴承孔1413a,衬套轴承可以插入到轴承孔1413a的内周面而结合。
95.旋转轴130的板部132可以在轴向上被支撑部1413的上端支撑,旋转轴130的主轴部131可以在径向上被支撑部1413的内周面支撑。因此,旋转轴130可以在轴向和径向上被
主轴承141支撑。
96.缸筒部(以下,简称为缸筒)1415从框架部1411的一侧边缘径向偏心形成。缸筒1415径向贯通,并且在内侧开口端插入有与连杆143连接的活塞142,在外侧开口端安置有形成后述的吸入吐出部150的阀组件151。
97.在活塞142中,朝连杆143的一侧(后方侧)形成为开口,而作为相反侧的前方侧形成为封闭的形状。因此,连杆143插入到活塞142的后方侧以可旋转地结合,并且由于活塞142的前方侧形成为封闭的形状,从而可以与后述的阀组件151一起在缸筒1415的内部形成压缩室141a。
98.活塞142可由与主轴承141相同的材料形成,例如,铝合金。因此,可以抑制磁通从转子122传递到活塞142。
99.由于活塞142是由与主轴承141相同的材料形成,所以活塞142和主轴承(具体而言是缸筒)141的热膨胀系数相同。因此,当压缩机驱动时,即使壳体110的内部空间110a处于高温状态(约100℃),也能够抑制由主轴承141和活塞142之间的热膨胀引起的干涉。
100.接着,对吸入吐出部进行说明。
101.参照图1和图2,本实施例的吸入吐出部150包括:阀组件151、吸入消声器152和吐出消声器153。阀组件151和吸入消声器152从缸筒1415的外侧开口端开始顺序地结合。
102.阀组件151包括:阀板1511、吸入阀1512、吐出阀1513、阀限制器1514、吐出盖1515。
103.阀板1511大致以矩形板形状形成,并设置成覆盖主轴承141的前端表面、即压缩室141a的前方侧的开口表面。例如,在阀板1511的各个角部形成有紧固孔(未示出),以便利用螺栓紧固到设置在主轴承141的前端表面的紧固槽(未示出)。
104.在阀板1511可以形成有一个吸入口1511a和至少一个吐出口1511b。当吐出口1511b具有复数个时,吸入口1511a形成在阀板1511的中心部,复数个吐出口1511b可以在吸入口1511a周围沿圆周以预定的间隔隔开形成。
105.吸入阀1512可以以阀板1511为基准配置在朝活塞142的一侧。因此,吸入阀1512可以在朝着活塞142的方向上弯曲以进行开闭。
106.吐出阀1513可以以阀板1511为基准配置在活塞142的相反侧。因此,吐出阀1513可以在远离活塞142的方向上弯曲以进行开闭。
107.阀限制器1514可以隔着吐出阀1513配置在阀板1511和吐出盖1515之间。阀限制器1514在其一端与吐出阀1513的固定部接触的状态下,被吐出盖1515按压而固定。
108.吐出盖1515可以隔着吸入阀1512和阀板1511紧固到主轴承141的前端表面,以最终覆盖压缩室141a。因此,吐出盖1515也可以称为缸筒罩。
109.吸入消声器152可以由阀组件151固定而与阀板1511的吸入口1511a连通。因此,吸入消声器152将通过吸入管115吸入的制冷剂传送到缸筒1415的压缩室141a。
110.吸入消声器152的内部形成吸入空间部(未示出)。吸入空间部的入口以直接或间接的方式与吸入管115连通,吸入空间部的出口与阀组件151的吸入侧直接连通。
111.吐出消声器153可以设置成与主轴承141分开。
112.吐出消声器153的内部形成吐出空间部(未示出)。吐出空间部的入口可以由环状管118来与阀组件151的吐出侧连接,吐出空间部的出口可以利用环状管118直接连接到吐出管116。
113.接着,对支撑部进行说明。
114.参照图1和图2,本实施例的支撑部160在电动机120的底面和与其相对的下部壳体111的底部面之间进行支撑,通常相对于壳体110支撑电动机120的四个角部。
115.例如,支撑部160可以包括支撑弹簧161以及用于支撑支撑弹簧161的下端的第一弹簧盖162和第二弹簧盖163。即,支撑部160由支撑弹簧161和成对的第一弹簧盖162和第二弹簧盖163形成一个支撑单元,各个支撑单元可以沿压缩机主体的圆周以预定的间隔隔开设置。
116.支撑弹簧161由压缩螺旋弹簧形成,第一弹簧盖162固定到下部壳体111的底部面以支撑支撑弹簧161的下端,第二弹簧盖163固定到电动部的下端以支撑支撑弹簧161的上端。因此,每个支撑弹簧161均由第一弹簧盖162和第二弹簧盖163支撑,从而相对于壳体弹性地支撑压缩机主体c。
117.附图中未说明的附图标记110b是储油空间。
118.如上所述的本实施例的往复式压缩机进行如下动作。
119.即,当电源施加到电动机120时,转子122旋转。当转子122旋转时,结合于该转子122的旋转轴130旋转,并将旋转力通过连杆143传递到活塞142。活塞142利用连杆143相对于缸筒1415在前后方向上进行往复运动。
120.具体而言,当活塞142在缸筒1415中向后移动时,压缩室141a的容积增加。当压缩室141a的容积增加时,填充在吸入消声器152的制冷剂通过阀组件151的吸入阀1512被吸入到缸筒1415的压缩室141a。
121.相反,当活塞142在缸筒1415中向前移动时,压缩室141a的容积减小。当压缩室141a的容积减小时,填充在该压缩室141a的制冷剂被压缩,并通过阀组件151的吐出阀1513吐出到吐出盖1515的吐出室1515a。该制冷剂通过环状管118移动到吐出消声器153的吐出空间部,然后再经由环状管118和吐出管116排出到制冷循环,并重复上述一系列过程。
122.另一方面,如上所述,在密闭型压缩机中,构成电动部的电动机与压缩部一并设置在壳体的内部。因此,当压缩机被小型化时,电动机也被小型化,并且当电动机被小型化时,构成该电动机的一部分的转子也会被小型化。如果转子被小型化,则由于旋转惯性减小而可能对马达效率产生不利影响。
123.因此,转子上还可以设置有惯性芯,用于使压缩机小型化的同时使转子也小型化并补偿旋转惯性。
124.图3是本实施例的惯性芯与转子分离的立体图,图4是示出本实施例的惯性芯与转子芯结合的状态的立体图,图5是图3的主视图。
125.再次参照图2,如上所述,本实施例的转子122可以包括转子芯1221和永磁铁1222。在转子芯1221的中心可以形成有一个轴孔1221a,旋转轴130被压入到该轴孔1221a中,在转子芯1221的边缘处可以形成有复数个磁铁安装孔1221b,永磁铁1222插入到该磁铁安装孔1221b中。
126.轴孔1221a和磁铁安装孔1221b分别形成为沿轴向贯通转子芯1221,复数个磁铁安装孔1221b可以在转子芯1221的边缘处沿圆周方向以预定的间隔隔开形成。
127.轴孔1221a可以形成为具有圆形截面形状以对应于旋转轴130的外表面,磁铁安装孔1221b可以形成为具有矩形截面形状以对应于永磁铁1222的外表面。
128.转子芯1221可以通过在轴向上层叠多张薄型电工钢板而形成。例如,转子芯1221可以沿轴向贯通而形成有第一紧固孔1221c,第一紧固孔1221c中可以插入诸如螺栓或铆钉的第一紧固构件1241以使多张电工钢板层叠。复数个第一紧固孔1221c可以在轴孔1221a和磁铁安装孔1221b之间沿圆周方向以预定的间隔隔开形成。
129.另外,转子芯1221可以由具有相同形状的薄型电工钢板在轴向上层叠,使得转子芯1221沿轴向形成为相同的形状,转子芯1221可以由具有不同形状的薄型电工钢板在轴向上层叠,使得转子芯1221沿轴向形成为不同的形状。
130.例如,转子芯1221可以形成为具有一个外径的形状,并且可以形成为沿轴向具有复数个外径的形状。前者可以定义为单级型转子芯,后者可以定义为多级型转子芯。本实施例以单级型转子芯作为代表例进行说明,其基本结构同样适用于多级型转子芯。在下文中,除非另有说明,否则转子芯可以被理解为单级型转子芯。
131.另一方面,在转子122的轴向一端、更准确而言是转子芯1221的轴向一端可以设置有惯性芯1232。具体而言,根据设置电动机120的压缩机的形状,惯性芯1232可以设置在转子芯1221的上端,也可以设置在其下端,或者也可以分别设置在其上端和下端。本实施例围绕惯性芯1232设置在转子芯1221的上端的示例进行说明。
132.参照图3至图5,本实施例的惯性芯1232可以隔着连接部1231结合在转子芯1221的上端。
133.连接部1231是结合到转子芯1221的部分,惯性芯1232是与转子芯1221隔开的部分。连接部1231的轴向中间高度处的横截面积形成为小于转子芯1221的轴向中间高度处的横截面积,惯性芯1232的轴向中间高度处的横截面积可以形成为大于转子芯1221的轴向中间高度处的横截面积。因此,连接部1231的使用量减少,连接部1231与永磁铁1222之间的接触面积减少,并且在连接部1231中,可以通过连通该连接部1231的外侧和内侧或者减小横截面积来形成后述的流体通路f。
134.连接部1231和惯性芯1232可以形成为一体,也可以彼此分离而被组装。当连接部1231和惯性芯1232形成为一体时,从组装性方面可能是有利的,当连接部1231和惯性芯1232分离时,从制造成本方面和抑制磁通泄漏方面可能是有利的。在本实施例中,围绕连接部1231和惯性芯1232分离的示例进行说明,关于连接部1231和惯性芯1232形成为一体的示例,稍后以另一实施例进行说明。
135.另外,连接部1231和惯性芯1232在磁性上可以由具有相同特性的材料形成,也可以由具有不同特性的材料形成。当连接部1231和惯性芯1232均为非磁性材料时,从防止磁通泄漏方面可能是有利的,当均为磁性材料时,从制造成本方面可能是有利的。在本实施例中,围绕连接部1231由非磁性材料形成且惯性芯1232由磁性材料形成的示例进行说明。关于连接部1231和惯性芯1232均为磁性材料的示例,稍后以另一实施例进行说明。
136.图6是图3中的连接部的放大立体图,图7是图6的俯视图,图8是图7的“a”部分的放大俯视图。
137.参照图6至图8,本实施例的连接部1231可以形成为一体的环形。然而,本实施例的连接部1231可以沿圆周方向形成为波浪形或锯齿形。
138.例如,连接部1231可以包括复数个第一固定部1231a、复数个第二固定部1231b和复数个连结部1231c。复数个第一固定部1231a和复数个第二固定部1231b形成为在轴向投
影时沿圆周方向位置彼此交替,复数个连结部1231c可以形成为在径向投影时彼此沿相反方向倾斜。在下文中,分别以一个第一固定部1231a、第二固定部1231b和连结部1231c作为代表例进行说明。
139.第一固定部1231a是支撑在转子芯1221的轴向端面上的部分,在径向投影时可以平坦地形成。因此,第一固定部1231a可以稳定地支撑在转子芯1221的轴向端面上。
140.具体而言,第一固定部1231a可以包括第一内侧圆弧端部1231a1、第一外侧圆弧端部1231a2、以及分别连接第一内侧圆弧端部1231a1的两端和与其相对的第一外侧圆弧端部1231a2的两端的复数个第一直线端部1231a3。因此,第一固定部1231a在轴向投影时可以形成为外周面的圆弧长度比内周面的圆弧长度长的扇形形状。
141.另外,在第一固定部1231a中,该第一固定部1231a的圆周方向中心可以形成为径向中心线经过旋转轴130的中心、即转子122的中心。因此,可以均匀地分配作用在第一固定部1231a上的离心力以稳定地支撑在转子芯1221上。
142.另外,第一固定部1231a的轴向一侧表面(底面)可以形成为对应于与第一固定部1231a在轴向上相对的转子芯1221的轴向端面(顶面)。例如,第一固定部1231a的底面可以与转子芯1221的顶面相似地平坦地形成。因此,确保了连接部1231和转子芯1221之间的接触面积,从而连接部1231稳定地支撑在转子芯1221上。
143.另外,复数个第一固定部1231a可以形成为沿圆周方向分别具有相同的圆弧角。换言之,复数个第一固定部1231a也可以形成为沿圆周方向分别具有相同的间隔。因此,连接部1231的圆周方向支撑力可以被均匀地分配以稳定地支撑在转子芯1221上。
144.第一固定部1231a的至少一部分可以形成在与永磁铁1222的轴向一端(上端)沿径向重叠的位置处。换言之,如本实施例中,在永磁铁1222的数量比第一固定部1231a的数量多的情况下,当第一固定部1231a被配置为同时横跨在沿圆周方向彼此相对的两个永磁铁1222的各个端部时,从固定永磁铁1222的方面可能是有利的。
145.例如,如图8所示,在永磁铁1222为六个且第一固定部1231a为三个情况下,第一个第一固定部1231a可以被配置为横跨在第一永磁铁1222a的第二端(图中的右侧端)和沿圆周方向与其相对的第二永磁铁1222b的第一端(图中的左侧端)并与它们沿径向重叠。并且,第二个第一固定部1231a可以被配置为横跨在第三永磁铁1222c的第二端和沿圆周方向与其相对的第四永磁铁1222d的第一端并与它们沿径向重叠。并且,第三个第一固定部1231a可以被配置为横跨在第五永磁铁1222e的第二端和沿圆周方向与其相对的第六永磁铁1222f的第一端并与它们沿径向重叠。因此,三个第一固定部1231a的圆周方向中心可以位于每两个彼此相邻的永磁铁1222之间以分别在轴向上覆盖和支撑两个永磁铁1222。于是,可以使用三个第一固定部1231a在轴向上覆盖和支撑六个永磁铁1222的轴向一端(上端)。
146.另外,在第一固定部1231a的中心部分形成有第二紧固孔1231a4,第二紧固孔1231a4可以形成为位于不与永磁铁1222重叠的位置处,例如,可以形成为与转子芯1221的第一紧固孔1221c位于同一轴线上。因此,连接部1231由穿过第二紧固孔1231a4和第一紧固孔1221c的第一紧固构件1241进行紧固。
147.参照图6至图8,第二固定部1231b是支撑于惯性芯1232的部分,在径向投影时可以平坦地形成。因此,第二固定部1231b可以稳定地支撑于惯性芯1232。
148.第二固定部1231b的轴向一侧表面(顶面)可以形成为对应于与第二固定部1231b
相对的惯性芯1232的轴向一侧表面(底面)。例如,第二固定部1231b的顶面可以与惯性芯1232的底面相似地平坦地形成。然而,惯性芯1232的底面也可以形成有旋转防止槽(未示出),第二固定部1231b插入到该槽中以在圆周方向上被支撑。
149.第二固定部1231b可以包括第二内侧圆弧端部1231b1、第二外侧圆弧端部1231b2、以及分别连接第二内侧圆弧端部1231b1的两端和与其相对的第二外侧圆弧端部1231b2的两端的复数个第二直线端部1231b3。因此,第二固定部1231b在轴向投影时可以形成为外周面的圆弧长度比内周面的圆弧长度长的扇形形状。
150.在第二固定部1231b中,该第二固定部1231b的面积可以形成为与第一固定部1231a的面积大致相同。因此,支撑在第二固定部1231b上的惯性芯1232可以被稳定地支撑。
151.第二固定部1231b可以如上所述在轴向投影时沿圆周方向形成在第一固定部1231a之间,并且可以以等间隔形成以沿圆周方向具有相同的圆弧角。因此,连接部1231的圆周方向支撑力可以被均匀地分配以稳定地支撑惯性芯1232。
152.另外,第二固定部1231b形成有第三紧固孔1231b4,第三紧固孔1231b4可以如上所述与后述的惯性芯1232的第四紧固孔1232d形成在同一轴线上。
153.参照图6至图8,连结部1231c是连接第一固定部1231a和第二固定部1231b的部分,可以在径向投影时沿圆周方向彼此相反的方向上弯折而形成。
154.例如,第一个连结部1231c可以从位于轴向下侧的第一个第一固定部1231a的第二端(图中的左侧端)朝位于轴向上侧的第一个第二固定部1231b的第一端(图中的右侧端)向上弯折,第二个连结部1231c可以从第一个第二固定部1231b的第二端朝第二个第一固定部1231a的第一端向下弯折。因此,连结部1231c可以沿圆周方向形成为波浪形或锯齿形。
155.连结部1231c也可以分别以直角弯折。例如,连结部1231c可以从第一固定部1231a的第二端以直角弯折并连接到第二固定部1231b的第一端,并且从第二固定部1231b的第二端以直角弯折并连接到第一固定部1231a的第一端。在这种情况下,由于在轴向投影时第一固定部1231a和第二固定部1231b被配置为在圆周方向上连续,因此,在轴向上将惯性芯紧固到转子芯1221时,可以增大第一固定部1231a和第二固定部1231b的支撑面积,并且可以提高连结部1231c的轴向支撑力。
156.另外,连结部1231c可以弯折成沿圆周方向交替沿相反的方向倾斜。例如,也可以从第一固定部1231a的第二端倾斜弯折并连接到第二固定部1231b的第一端,并且从第二固定部1231b的第二端倾斜弯折并连接到第一固定部1231a的第一端。在这种情况下,由于在轴向投影时第一固定部1231a和第二固定部1231b在圆周方向上以预定的间隔隔开,因此可以相应地减少连接部1231的使用量。考虑到连接部1231是相对昂贵的非磁性材料,因此从制造成本方面是有利的。本实施例围绕各个连结部1231c倾斜弯折的示例进行说明。
157.连结部1231c在轴向投影时可以形成为在圆周方向上的两个侧面彼此平行的圆弧形状。因此,可以形成为连接第一固定部1231a和第二固定部1231b的外周侧长度与内周侧长度相同,且第一固定部1231a与第二固定部1231b的外周侧高度和内周侧高度相同。
158.再次参照图5,连结部1231c如上所述在第一固定部1231a和第二固定部1231b之间形成间隔δh。换言之,连结部1231c的倾斜度α确定连结部1231c的轴向高度h,连结部1231c的轴向高度h确定第一固定部1231a和第二固定部1231b之间的间隔δh。因此,当连结部1231c的倾斜度α形成得尽可能大时,可以尽可能地增大第一固定部1231a和第二固定部
1231b之间的间隔δh。
159.于是,磁性材料的惯性芯1232与插入转子芯1221中的永磁铁1222隔开相应的距离,可以有利于抑制因惯性芯1232导致的磁通泄漏。因此,第一固定部1231a和第二固定部1231b之间的间隔δh可以被称为绝缘间隔。
160.具体而言,连结部1231c的倾斜度α可以形成为第一固定部1231a和第二固定部1231b之间的绝缘间隔(连结部高度、连接部高度、非磁性材料高度)δh大于或等于后述的惯性芯1232的轴向长度(厚度)t。
161.然而,这是为了避免比定子线圈1212的内周面更向径向外侧延伸的惯性芯1232与从定子芯1211沿轴向凸出的定子线圈1212发生干扰。如果后述的惯性芯1232位于比定子线圈1212更靠内侧的位置处,则绝缘间隔δh也可以形成为小于惯性芯1232的厚度t。然而,在这种情况下,惯性芯1232也形成为与永磁铁1222保持适当的绝缘间隔δh,从而能够抑制磁通泄漏。
162.以下是示出根据非磁性材料的连接部1231的不同高度的空载反电动势(bemf,back electromotive force)的变化的实验表。图9是示出该变化的图。
163.【表1】
[0164][0165][0166]
如上[表1]和图9所示,可以看出,当非磁性材料的高度为4mm时,反电动势的减小率约为0.7%,但是当非磁性材料的高度为3mm时,反电动势的减小率大幅增加到约1.3%。因此,非磁性材料连接部1231的高度(绝缘间隔)h可以优选形成为大于或等于磁性材料惯性芯1232的厚度t或约4mm以上,以抑制磁通泄漏。为此,连结部1231c的倾斜度可以相对于转子芯1221的轴向端部面形成为大于或等于约20
°
且小于90
°

[0167]
如上所述,由于本实施例的连接部1231是通过弯折薄板而形成的,因此连接部1231的横截面积可以小于转子芯1221的横截面积。
[0168]
此外,连接部1231的外侧和内侧之间连通,使得转子芯1221和惯性芯1232之间可以形成流体通路f。因此,当转子122旋转时,连接部1231的周边流体通过流体通路f流过,由此,当转子122旋转时,可以通过减小在连接部1231和惯性芯1232的周边产生的流体阻力来抑制马达效率的降低。
[0169]
另外,由于连结部1231c在轴向投影时形成为在圆周方向上的两个侧面彼此平行,
因此,如图8所示,连结部1231c在轴向投影时可以形成为相对于圆周方向倾斜。因此,当连接部1231与转子122一起旋转时,可以通过降低在连结部1231c的流体阻力来更有效地抑制马达效率的降低。
[0170]
另一方面,在第一固定部1231a和连结部1231c之间以及连结部1231c和第二固定部1231b之间可以分别形成有弯折线部1231d。弯折线部1231d形成构成上述第一固定部1231a或第二固定部1231b的各个两端的第一直线端部1231a3或第二直线端部1231b3。因此,各个连结部1231c可以以构成第一直线端部1231a3或第二直线端部1231b3的弯折线部1231d为中心从第一固定部1231a或第二固定部1231b向上或向下弯折。
[0171]
参照图6和图7,在本实施例的弯折线部1231d可以形成有加强肋1231d1,以防止在该弯折线部1231d应力集中所引起的强度降低。
[0172]
加强肋1231d可以形成为从弯折线部1231d的中央朝连结部1231c弯折的方向、即弯折线部1231d的内侧面凸出。因此,能够抑制因将惯性芯1232紧固到转子芯1221时产生的紧固力导致相对薄的连结部1231c屈曲或因转子122旋转时产生的离心力导致连结部1231c变形。由此,能够提高弯折线部1231d的刚性以提高连接部1231的可靠性。
[0173]
加强肋1231d1可以沿圆周方向穿过弯折线部1231d,一端连接到第一固定部1231a或第二固定部1231b,而另一端连接到连结部1231c。
[0174]
另一方面,由于连接部1231通过压制加工薄板而形成为波浪形或锯齿形,因此加强肋1231d1可以在压制加工连接部1231的同时一并形成。因此,加强肋1231d1可以形成为从弯折线部1231d的外侧面向内侧面压入而凹陷。
[0175]
然而,该方式在连接部1231由具有塑性(plasticity)的材料诸如不锈钢形成的情况下是可能的,而加强肋1231d1可以根据连接部的材料以各种方式形成。例如,当连接部1231如塑料一样具有弹性(elasticity)时,也可以形成为弯折线部1231d的外侧面平坦地形成并且加强肋1231d1仅朝弯折线部1231d的内侧面凸出。
[0176]
另外,从强度方面考虑,加强肋1231d1可以形成在弯折线部1231d的中央部分,并且加强肋1231d1的宽度方向长度可以考虑稳定性而优选形成为弯折线部1231d的宽度方向长度的约一半以下。
[0177]
再次参照图3至图5,本实施例的惯性芯1232可以形成为环形以支撑并结合在连接部1231的第二固定部1231b的顶面。
[0178]
惯性芯1232可以如上所述由磁性材料形成。例如,惯性芯1232可以由钢(steel)或类似的材料形成。因此,相对于整体由非磁性材料形成的惯性芯1232,惯性芯1232的价格低廉且密度高,从而能够提高相对于惯性芯1232的截面积的旋转惯性(转动惯量)。
[0179]
惯性芯1232在主体部1232a的中央部分可以形成有支撑部贯通孔1232b。支撑部贯通孔1232b是供主轴承141的支撑部1413以沿轴向贯通的方式插入的孔,支撑部贯通孔1232b的中心可以形成为与旋转轴130的旋转中心(转子的旋转中心)位于同一轴线上。因此,当转子122旋转时,惯性芯1232的主体部1232a可能沿径向产生相同的离心力。
[0180]
支撑部贯通孔1232b也可以形成为具有一种内径的圆形。然而,如本实施例中,先组装连接部1231和惯性芯1232后再将连接部1231组装到转子芯1221时,连接部1231的第二紧固孔1231a4和转子芯1221的第一紧固孔1221c会被支撑部贯通孔1232b的周边部遮挡,于是,无法从惯性芯1232侧将第一紧固构件1241插入到转子芯1221侧。
[0181]
因此,在本实施例中,在支撑部贯通孔1232b的内周面可以延伸形成有沿径向凹陷的紧固构件插入槽1232c。紧固构件插入槽1232c在轴向投影时可以与连接部1231的第二紧固孔1231a4和转子芯1221的第一紧固孔1221c形成在同一轴线上。因此,先组装连接部1231和惯性芯1232后再将连接部1231组装到转子芯1221时,第一紧固构件1241可以通过紧固构件插入槽1232c从惯性芯1232侧插入到转子芯1221侧。
[0182]
另外,在惯性芯1232的主体部1232a可以形成有第四紧固孔1232d。例如,第四紧固孔1232d可以在支撑部贯通孔1232b的周边沿圆周方向以预定的间隔隔开形成有复数个。具体而言,第四紧固孔1232d与紧固构件插入槽1232c形成在同一圆周上,并且可以以等间隔形成在该紧固构件插入槽1232c之间使得不与紧固构件插入槽1232c重叠。
[0183]
第四紧固孔1232d与第三紧固孔1231b4形成在同一轴线上,从而连接部1231和惯性芯1232可以通过穿过该第四紧固孔1232d和第三紧固孔1231b4的第二紧固构件1242进行紧固。
[0184]
第四紧固孔1232d也可以形成为与第一紧固孔1221c相同的数量。然而,如本实施例中,惯性芯1232的第四紧固孔1232d可以仅形成在与连接部1231的第三紧固孔1231b4对应的部分。
[0185]
惯性芯1232形成得尽可能宽时,可以增加离心力,从而在旋转惯性方面是有利的。例如,惯性芯1232的外径可以形成为大于定子121和转子122之间的空隙。
[0186]
参照再次图5,惯性芯1232的外径d2形成为大于定子线圈(准确而言是以环形缠绕在定子芯1211的上端的线圈束)1212的内径d3,可以以惯性芯1232的一部分可以沿径向与定子线圈1212重叠的程度形成。因此,惯性芯1232的外径d2可以形成为明显大于转子芯1221的外径d4。然而,连接部1231的外径d1可以形成为小于惯性芯1232的外径d2且与转子芯1221的外径d4大致相同。
[0187]
由此,通过如上所述尽可能薄地形成惯性芯1232的厚度t且使该惯性芯1232尽可能远离永磁铁1222,能够抑制永磁铁1222的磁通泄漏。
[0188]
同时,可以通过尽可能地扩大惯性芯1232的外径d2来增加惯性芯1232的离心力。因此,通过增加惯性芯1232的旋转惯性,能够使电动机小型化的同时抑制马达效率和压缩机效率降低。
[0189]
另一方面,本实施例的惯性芯1232的体积可以由除连接部1231和惯性芯1232之外的转子122的旋转惯性确定。换言之,包括转子122、连接部1231和惯性芯123的旋转体的旋转惯性与压缩机的效率有关。如果旋转体的旋转惯性过低或反之过高,则压缩机的效率可能降低。因此,确保旋转体的旋转惯性在适当范围,从压缩机效率方面是有利的。
[0190]
在这种情况下,由于转子122的旋转惯性由电动机120的尺寸(容量)预先确定,因此,惯性芯(或包括连接部的)1232的旋转惯性可以是旋转体的适当旋转惯性减去转子122的旋转惯性的值。
[0191]
图10是相对于包括惯性芯的转子的旋转惯性的压缩机效率的比较图。
[0192]
参照图10,x轴示出将惯性芯(或包括连接部)1232的旋转惯性除以转子的旋转惯性的比率,y轴示出压缩机效率。在这种情况下,惯性芯1232的旋转惯性形成为大于转子122的旋转惯性,将惯性芯1232的旋转惯性除以转子122的旋转惯性的比率可以优选形成为对应于约110~300%的范围。
[0193]
另一方面,存在惯性芯的另一实施例的情况如下。
[0194]
即,在上述实施例中,连接部被弯折成锯齿形,使得支撑惯性芯的部分与转子芯隔开,但是在一些情况下,也可以形成为连接部被弯折成锯齿形的同时支撑惯性芯的部分由转子芯轴向支撑。
[0195]
图11是惯性芯的另一实施例的分解立体图,图12是图11的组装主视图。
[0196]
参照图11和图12,本实施例的连接部1231可以如上述实施例那样结合到惯性芯1232。连接部1231可以形成为波浪形或锯齿形,惯性芯1232可以形成为环形的平板形状。
[0197]
具体而言,连接部1231如上述实施例那样分别包括几个第一固定部1231a、第二固定部1231b和连结部1231c,并且各个第一固定部1231a和第二固定部1231b可以通过各个连结部1231c连接而形成环形。
[0198]
第一固定部1231a支撑于转子芯1221,第二固定部1231b支撑于惯性芯1232,连结部1231c可以倾斜弯折以连接第一固定部1231a和第二固定部1231b。
[0199]
由于第一固定部1231a、第二固定部1231b和连结部1231c的基本构成与上述实施例相似,因此将省略其具体说明。然而,在本实施例中,还可以设置有从第一固定部1231a或/和第二固定部1231b沿轴向延伸的凸台部1231e。
[0200]
凸台部1231e可以从连接部1231延伸,也可以从惯性芯1232延伸。然而,由于惯性芯1232是磁性材料,因此,当凸台部1231e从惯性芯1232延伸时,磁性材料构成的凸台部与永磁铁1222相邻,从而可能引发磁通泄漏。因此,当凸台部1231e从非磁性材料的连接部1231延伸时,从抑制磁通泄漏的方面可能是有利的。
[0201]
另外,凸台部1231e可以从第一固定部1231a朝惯性芯1232延伸或从第二固定部1231b朝转子芯1221延伸。然而,在本实施例中,围绕凸台部1231e从第一固定部1231a和第二固定部1231b分别延伸的示例进行说明。
[0202]
参照图11和图12,本实施例的凸台部1231e可以从连接部1231的第一固定部1231a和第二固定部1231b沿轴向延伸。在凸台部1231e的内部可以分别沿轴向贯通而形成有第五紧固孔1231e1。第五紧固孔1231e1可以形成为与转子芯1221的第一紧固孔1221c、第一固定部1231a的第二紧固孔(或第二固定部的第三紧固孔)1231a1和惯性芯1232的第四紧固孔1232d在同一轴线上连通。
[0203]
凸台部1231e的长度可以形成为与连结部1231c的高度、即连接部1231的高度减去第一固定部(或第二固定部)1231a的厚度的值大致相同。因此,从第一固定部1231a的顶面延伸的凸台部1231e的上端与第二固定部1231b的顶面可以形成大致相同的高度,从第二固定部1231b的底面延伸的凸台部1231e的下端与第一固定部1231a的底面可以形成大致相同的高度。
[0204]
由于惯性芯1232与上述实施例基本相同,因此将省略其具体说明。然而,在本实施例的惯性芯1232中,由于在连接部1231的每个凸台部1231e均形成有第五紧固孔1231e1,因此在惯性芯1232的中心可以形成圆形的支撑部贯通孔1232b。
[0205]
如上所述,当凸台部1231e从连接部1231沿轴向延伸时,凸台部1231e可以相对于转子芯1221在轴向上支撑连接部1231。由此,能够抑制连接部1231屈曲以提高对于连接部1231和惯性芯1232的可靠性。尤其,能够有效地抑制当连接部1231由诸如塑料的非金属形成时可能发生的连接部1231的屈曲。
[0206]
另外,当惯性芯1232通过从惯性芯1232的上端贯通到转子芯1221的下端的第三紧固构件1243紧固到转子芯1221时,连接部1231可能因紧固第三紧固构件1243时产生的紧固力而屈曲。当连接部1231是非金属时,上述情况可能更严重。然而,如本实施例中,如果在连接部1231形成有凸台部1231e,则在第三紧固构件1243贯通转子芯1221和惯性芯1232的整个轴向进行紧固的情况下,也能够有效地抑制紧固该紧固构件1243时连接部1231屈曲。
[0207]
此外,在这种情况下,由于惯性芯1232的内周面可以形成为圆形,因此惯性芯1232的结构简单且易于制造,并且由于惯性芯1232相对于外径的重量增加,因此可能有利于提高旋转惯性。
[0208]
另外,由于第三紧固构件1243穿过惯性芯1232和连接部1231两者并紧固到转子芯1221,因此可以使用同一个第三紧固构件1243将转子芯1221和惯性芯1232进行紧固。因此,能够简化转子芯1221和惯性芯1232的紧固作业以降低制造成本。
[0209]
另外,由于凸台部1231e从连接部1231沿轴向延伸的同时与周边的连结部1231c隔开,因此,如上述实施例中连接部1231的连结部1231c之间可以形成流体通路f。因此,将惯性芯1232设置到转子122上的同时,能够减少转子122旋转时因连接部1231和惯性芯1232而产生的流体阻力。
[0210]
尽管图中未示出,但是凸台部也可以与连接部分开单独制造。由于其基本结构及其有益效果与上述示例相似,因此将省略其具体说明。
[0211]
另一方面,存在惯性芯的又一实施例的情况如下。
[0212]
即,在上述实施例中,连接部形成为环形且弯折成锯齿形,但是在一些情况下,连接部也可以形成为沿轴向延伸的凸台形状。
[0213]
图13是惯性芯的又一实施例的分解立体图,图14是图13的组装主视图。
[0214]
参照图13和图14,本实施例的连接部1231可以如上述实施例中结合到惯性芯1232。然而,本实施例的连接部1231可以由复数个支撑凸台1231f形成。复数个支撑凸台1231f可以通过连接肋1231g彼此连接。
[0215]
复数个支撑凸台1231f具有如图8所示与第一固定部1231a相同的截面积或类似程度的截面积,并且可以形成为与它配置在相同的位置处。因此,一个支撑凸台1231f可以支撑插入到转子芯1221中沿圆周方向彼此相对的两个磁铁安装孔1221b中的两个永磁铁1222。
[0216]
在复数个支撑凸台1231f的内部可以沿轴向贯通而形成有第五紧固孔1231f1。第五紧固孔1231f1可以与转子芯1221的第一紧固孔1221c和惯性芯1232的第四紧固孔1232d形成在同一轴线上。因此,惯性芯1232可以通过穿过转子芯1221的第一紧固孔1221c、支撑凸台1231f的第五紧固孔1231f1和惯性芯1232的第四紧固孔1232d的较长的第三紧固构件1243紧固到转子芯1221。
[0217]
复数个支撑凸台1231f的轴向长度可以如上述实施例中形成为使得惯性芯1232能够确保与转子芯1221的适当绝缘间隔h的长度。因此,可以通过非磁性材料连接部1231来抑制从转子芯(准确而言是永磁铁)1221到惯性芯1232的磁通泄漏。
[0218]
连接肋1231g可以从各个支撑凸台1231f的下端或上端外周面朝其他支撑凸台1231f的下端或上端外周面延伸,以便将各个支撑凸台1231f彼此连接。因此,复数个支撑凸台1231f彼此连接,从而可以容易地组装连接部1231。
[0219]
由于惯性芯1232与上述实施例基本相同,因此将省略其具体说明。然而,在本实施例的惯性芯1232中,由于在连接部1231的每个支撑凸台1231f中均形成第六紧固孔1231f1,因此在惯性芯1232的中心可以形成圆形的支撑部贯通孔1232b。
[0220]
如上所述,由于本实施例的连接部1231由非磁性材料形成并且由在轴向上具有预定的长度的支撑凸台1231f形成,因此能够有效地抑制惯性芯1232紧固到转子芯1221时连接部1231因其紧固力而屈曲。
[0221]
此外,由于连接部1231由复数个支撑凸台1231f形成,因此能够降低连接部1231的材料成本。此外,由于在构成连接部1231的支撑凸台1231f之间形成流体通路f,因此,将连接部1231设置到转子122上的同时,能够减少该转子122旋转时产生的流体阻力以提高马达效率。
[0222]
尽管图中未示出,但是复数个支撑凸台也可以分别独立形成而不通过连接肋彼此连接。由于其基本构成及其有益效果与上述实施例相似,因此将省略其具体说明。然而,在这种情况下,能够进一步减少非磁性材料的使用量并进一步增加流体通路的面积。
[0223]
另一方面,存在惯性芯的又一实施例的情况如下。
[0224]
即,在上述实施例中,连接部由非磁性材料形成且惯性芯由磁性材料形成,但是在一些情况下,连接部和惯性芯也可以均由磁性材料形成。
[0225]
图15是惯性芯的又一实施例的分解立体图,图16是图15的组装主视图,图17是沿图16的线
“ⅳ‑ⅳ”
剖开的剖视图,图18是示出根据惯性芯和永磁铁的重叠面积比的反电动势的减小率的图。
[0226]
参照图15和图16,本实施例的惯性芯1232可以与形成为凸台部的连接部1231一体地形成。
[0227]
具体而言,连接部1231可以从构成主体部的惯性芯1232的底面沿轴向一体地延伸。因此,连接部1231可以由与惯性芯1232相同的磁性材料形成。
[0228]
连接部1231也可以形成为一个圆筒形状。然而,在这种情况下,随着连接部1231与永磁铁1222接触的接触面积增加,磁通泄漏也可能增加。因此,本实施例的连接部1231可以形成为从惯性芯1232延伸并且沿圆周方向分离成复数个。
[0229]
复数个连接部1231形成为具有如图8所示与第一固定部1231a的截面积相同或尽可能小的截面积,并且可以形成为与第一固定部1231a配置在相同的位置处。因此,复数个连接部1231可以支撑插入到转子芯1221的磁铁安装孔1221b中的永磁铁1222的轴向端面。例如,一个连接部1231的中心可以位于两个彼此相邻的永磁铁1222之间,以同时覆盖并在轴向上支撑两个永磁铁1222。
[0230]
复数个连接部1231中可以分别形成有第七紧固孔1231h。
[0231]
第七紧固孔1231h可以在同一轴线上从连接部1231的下端延伸到惯性芯1232的顶面而形成。因此,包括连接部1231的惯性芯1232可以通过从上端贯通到转子芯1221的下端的较长的第三紧固构件1243结合到转子芯1221。在这种情况下,转子芯1221也可以通过第三紧固构件1243以及配置在该第三紧固构件1243的圆周方向之间的中间长度的第一紧固构件1241进行紧固。
[0232]
复数个连接部1231可以形成为具有相同的轴向长度。例如,连接部1231的轴向长度可以如上述实施例中形成为使得惯性芯1232能够确保与转子芯1221的适当绝缘间隔h的
长度。这从抑制磁通泄漏的方面可能是有利的。
[0233]
然而,由于本实施例的连接部1231如上所述由磁性材料形成,因此磁通可能从插入到转子芯1221的永磁铁1222通过连接部1231泄漏。然而,在本实施例的连接部1231中,如图17所示,可以由一个连接部1231横跨在彼此相对的两个永磁铁1222的端部并与它们重叠以同时支撑两个永磁铁1222。因此,可以通过使磁性材料连接部1231与永磁铁1222重叠的面积最小化来减少磁通泄漏。
[0234]
例如,参照图18,假设永磁铁1222的截面积为a1并且与永磁铁1222重叠的连接部1231的截面积为a2时,a2/a1可以形成为约60%以下。
[0235]
如上所述,可以看出,当a2/a1为约60%以上时,反电动势的减小率为1%以上。因此,可以通过将a2/a1形成为约60%以下来将反电动势的减小率管理在1%以下,以抑制马达效率和压缩机效率降低。
[0236]
由于惯性芯1232与上述图3或图13的实施例基本相同,因此将省略其具体说明。然而,由于本实施例的惯性芯1232与连接部1231一体地形成,因此惯性芯1232可以是磁性材料的同时可以由与连接部1231相同的材料形成。
[0237]
如上所述,通过使用形成为凸台部的一个连接部1231在轴向上同时支撑两个永磁铁1222,可以将连接部1231形成为磁性材料的同时减小该连接部1231和永磁铁1222之间的接触面积以使磁通泄漏最小化。由此,可以通过降低反电动势的减小率来抑制马达效率和压缩机效率降低。
[0238]
另外,可以使形成为凸台部的连接部1231的数量最小化的同时稳定地支撑复数个永磁铁1222。因此,通过在转子芯1221和惯性芯1232之间确保流体通路f以降低流体阻力,能够提高马达效率和压缩机效率。
[0239]
另一方面,存在惯性芯的另一实施例的情况如下。
[0240]
即,在上述实施例中,惯性芯形成为中心部和边缘部的厚度相同的平板形状,但是在一些情况下,中心部和边缘部的厚度也可以形成为不同。
[0241]
图19是惯性芯的另一实施例的立体图。
[0242]
参照图19,本实施例的惯性芯1232形成为环形,并且在边缘处还可以设置有质量部1232e。例如,在惯性芯1232的环形主体部1232a的顶面边缘处可以凸出形成有质量部1232e。
[0243]
质量部1232e可以如图19所示形成为环形。在这种情况下,质量部1232e的外径形成为与主体部1232a的外径相同,质量部1232e的内径可以形成为大于主体部1232a的内径。于是,质量部1232e在平面上集中在主体部1232a的边缘侧,从而可以提高由质量部1232e引起的离心力。
[0244]
质量部1232e可以与主体部1232a一体成型而形成。此外,质量部1232e也可以以各种方式形成。例如,质量部1232e可以组装或附接在主体部1232a的顶面,也可以通过折叠或卷曲而形成,或者可以通过弯折而形成。
[0245]
尽管图中未示出,但是质量部也可以偏心地形成。例如,质量部可以形成为圆弧形状。在这种情况下,质量部起到一种平衡配重的作用。因此,当质量部偏心地形成时,可以考虑设置在旋转轴并起到平衡配重的作用的板部等电动机的不平衡程度而适当地形成。
[0246]
当如上所述在惯性芯1232的主体部1232a形成有质量部1232e时,可以在惯性芯
1232的外径相同的条件下增加该惯性芯1232的重量。由此,可以提高惯性芯1232的旋转惯性以提高电动机的马达效率和压缩机效率。
[0247]
另一方面,存在惯性芯的另一实施例的情况如下。
[0248]
即,在上述实施例中,惯性芯由与转子芯不同的材料形成并组装,但是在一些情况下,惯性芯也可以由与转子芯相同的材料形成。
[0249]
图20是转子芯和惯性芯的另一实施例的分解立体图,图21是图20的组装主视图。
[0250]
参照图20和图21,在构成本实施例的转子122的转子芯1221的轴向一端可以结合有惯性芯125。
[0251]
由于转子芯1221与上述其他实施例相同,因此将省略其具体说明。
[0252]
惯性芯125可以包括第一惯性芯1251和第二惯性芯1252。第一惯性芯1251和第二惯性芯1252中的任一个可以以与转子芯1221相同的材料和相同的工艺形成。在本实施例中,结合到转子芯1221的第一惯性芯1251可以以与转子芯1221相同的材料和相同的工艺形成。
[0253]
在第一惯性芯1251的中央形成有从转子芯1222的轴孔(未示出)延伸的贯通孔1251a,并且沿贯通孔1251a的外周可以形成有紧固孔1251b。第一惯性芯1251的紧固孔1251b与转子芯1221的紧固孔(未示出)形成在同一轴线上,并且与后述的第二惯性芯1252的紧固孔1252d也可以形成在同一轴线上。因此,第一惯性芯1251可以通过从第二惯性芯1252的上端贯通到转子芯1221的下端的较长的第三紧固构件1243与第二惯性芯1252一起被紧固在转子芯1221的上端。
[0254]
第一惯性芯1251可以如转子芯1221一样通过层叠多张电工钢板而形成。因此,第一惯性芯1251形成如转子芯1221一样的磁性材料。
[0255]
然而,本实施例的第一惯性芯1251可以被配置为与插入到转子芯1221中的永磁铁1222不直接接触。例如,转子芯1221的轴向长度形成为与定子芯1211的轴向长度大致相同并且位于定子芯1211的范围之内,第一惯性芯1251可以形成为位于定子芯1211的轴向范围之外。
[0256]
另外,本实施例的第一惯性芯1251被配置为其至少一部分沿径向与永磁铁1222的端部重叠,从而能够抑制永磁铁1222在轴向上脱离。
[0257]
具体而言,第一惯性芯1251位于转子芯1221的轴向上侧,在径向上可以位于永磁铁1222的内侧。然而,在第一惯性芯1251的外侧面,具体在与转子芯1221接触的第一惯性芯1251的最外侧电工钢板上还可以形成有沿径向延伸以沿径向与永磁铁1222重叠的磁铁支撑凸起1252c。因此,第一惯性芯1251可以位于永磁铁1222的内侧的同时使用磁铁支撑凸起1252c来抑制永磁铁1222在轴向上脱离。
[0258]
另外,第一惯性芯1251可以形成为能够使永磁铁1222的磁通泄漏最小化的长度,例如大于后述的第二惯性芯1252的厚度或至少在4mm以上。因此,能够抑制从永磁铁1222到后述的第二惯性芯1252的磁通泄漏。
[0259]
本实施例的第二惯性芯1252可以紧贴并结合于转子芯1221的顶面。第二惯性芯1252可以通过贯通转子芯1221的第三紧固构件1243被紧固到第一惯性芯1251,或者通过焊接或胶粘剂结合到第一惯性芯1251。此外,可以是与第一惯性芯1251型合而结合的构成等,只要是第二惯性芯1252牢固地结合到转子芯1221的构成即可。本实施例围绕第二惯性芯
1252紧固到转子芯1221的示例进行说明。
[0260]
由于第二惯性芯1252的基本构成及其有益效果与上述实施例中的惯性芯相似,因此将省略其具体说明。即,第二惯性芯1252的主体部1252a形成为圆盘形状,在其中心可以形成有轴孔1252b,并且在轴孔1252b的周边可以形成有复数个紧固孔1252d。
[0261]
然而,由于本实施例的第二惯性芯1252由磁性材料形成并结合到同样是磁性材料的第一惯性芯1251,因此永磁铁1222的磁通泄漏可能被促进。然而,本实施例的第一惯性芯1251可以使与永磁铁1222重叠的面积最小化的同时确保第一惯性芯1251的轴向高度尽可能高,例如,可以确保在反电动势的减小率小于1%的4mm以上。因此,在第一惯性芯1251和第二惯性芯1252分别由磁性材料形成的同时可以使永磁铁1222的磁通泄漏最小化。
[0262]
另外,本实施例的第二惯性芯1252的外径形成为大于转子芯1221的外径,可以以可以沿径向与定子线圈1212重叠的程度形成。因此,第二惯性芯1252的离心力增加,从而可以提高转子122的旋转惯性。
[0263]
另一方面,尽管图中未示出,但是在本实施例的转子芯1221和第一惯性芯1251之间以及第一惯性芯1251和第二惯性芯1252之间也可以还设置有非磁性材料绝缘垫(未示出)。
[0264]
然而,第一惯性芯1251的轴向长度可以形成为能够使永磁铁1222的磁通泄漏最小化的长度(例如,4mm以上)。在这种情况下,第二惯性芯1252可以与永磁铁1222确保适当的绝缘间隔,从而可以使绝缘垫的厚度最小化。例如,绝缘垫的厚度可以形成为明显比第二惯性芯1252薄的厚度,从而能够抑制由于过度使用非磁性材料而导致的制造成本的增加。
[0265]
另一方面,存在惯性芯的又一实施例的情况如下。
[0266]
即,在上述实施例中,惯性芯由第一惯性芯和第二惯性芯构成,但是在一些情况下,也可以还设置有第三惯性芯。
[0267]
图22是转子芯和惯性芯的另一实施例的组装主视图。
[0268]
参照图22,本实施例的转子芯1221可以形成为与上述图20的实施例相同。因此将省略其具体说明。
[0269]
另外,本实施例的惯性芯125可以包括设置在转子芯1221的轴向一端(例如,下端)的第一惯性芯1251和第二惯性芯1252、以及设置在转子芯1221的轴向另一端的第三惯性芯1253。
[0270]
第一惯性芯1251和第二惯性芯1252的基本构成与上述图20的实施例相似。尤其,第一惯性芯1251如转子芯1221一样通过层叠电工钢板而形成,这与图20的实施例相同,因此将省略其说明。
[0271]
然而,本实施例的第二惯性芯1252可以不同于图20的实施例。例如,第二惯性芯1252的外径形成为与转子芯1221的外径相同,并且还可以形成有质量部1252a。质量部1252a可以形成为环形,但是也可以形成为圆弧形状以在与第三惯性芯1253的质量部1253a相反的方向上偏心。
[0272]
第三惯性芯1253结合在转子芯1221的上端,并且可以覆盖和支撑插入到转子芯1221中的永磁铁(未示出)的轴向一端。因此,当第三惯性芯1253由非磁性材料形成时,可以使磁泄漏最小化。
[0273]
第三惯性芯1253可以形成为与第二惯性芯1252大致相似。例如,第三惯性芯1253
的外径可以形成为与转子芯1221的外径基本相同。因此,第三惯性芯1253可以通过减少相对昂贵的非磁性材料的使用量来抑制电动机中惯性芯125的制造成本增加。
[0274]
第三惯性芯1253上可以形成有以圆弧形状偏心的质量部1253a。第三惯性芯1253的质量部1253a可以形成为在与第二惯性芯1252的质量部1252a相反的方向上产生偏心质量。因此,通过旋转轴130传递的不平衡力可以被第二惯性芯1252和第三惯性芯1253有效地抵消。
[0275]
如上所述,由于在转子芯1221的一端安装有第一惯性芯1251和第二惯性芯1252并且在另一端安装有第三惯性芯1253,因此,即使电动机被小型化,也可以通过转子的旋转惯性增加而提高马达效率。
[0276]
以上,已经示出和说明了本发明的特定实施例。然而,本发明可以在不脱离其思想或本质特征的范围内可以以各种形式实施,因此上述实施例不应被本文提供的详细说明所限制。
[0277]
并且,即使是在上述详细说明中未详细列出实施例,也应在所附的权利要求书所限定的技术思想范围内被广义地解释。并且,落入权利要求范围及其等同技术范围内的所有修改和变形应由所附的权利要求书涵盖。
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