JP2000175390A - ブラシレスモータおよび密閉型コンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネットトルク、リラクタンストルク、あ
るいはマグネットトルクとリラクタンストルクとの和に
よる総合トルクの最大値を有効に利用し、より一層の効
率向上を図る。 【解決手段】 ロータ２は、マグネットトルクを発生す
るマグネットロータ部４と、これと同軸に結合された、
リラクタンストルクを発生するリラクタンスロータ部５
とを有している。これらロータ部４，５は、マグネット
ロータ部４のマグネットトルクおよびリラクタンスロー
タ部５のリラクタンストルクが同一の電流位相で共に最
大もしくは略最大になるように、軸中心に角度をつけて
結合されている。そのため、両者の最大値もしくは略最
大値の和によるモータトルクを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラシレスモータお
よび当該ブラシレスモータを有する密閉型コンプレッサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連する従来技術のひとつとし
て、特開平８−３３１７８３号公報に記載の永久磁石埋
め込みモータがある。これは、ロータ内に埋め込まれる
永久磁石を二層構造にし、この二層構造の永久磁石の間
に磁束の通路を形成するようにしたもので、これによ
り、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスとの差に
よって発生するリラクタンストルクを大とし、マグネッ
トトルクとリラクタンストルクとの和による総合トルク
を大きくするようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
永久磁石埋め込みモータのマグネットトルクおよびリラ
クタンストルクは、ステータ巻線の電流位相に依存す
る。すなわち、マグネットトルクは、電流位相が０度の
ときに最大となり、電流位相が進むにつれて低下し、９
０度で０になる。これに対して、リラクタンストルク
は、電流位相が０度のときは０で、電流位相が進むにつ
れて上昇して４５度で最大となり、電流位相が更に進む
につれて低下して９０度で０になる。そのため、マグネ
ットトルクとリラクタンストルクとの和によって与えら
れる総合トルクは、２０〜３０度付近の電流位相で最大
となって、マグネットトルクの最大値を上回る。

【０００４】しかしながら、このような永久磁石埋め込
みモータでは、マグネットトルクが最大になる電流位相
とリラクタンストルクが最大になる電流位相とが相違し
ているので、マグネットトルクおよびリラクタンストル
クの夫々の最大値を有効に利用することができず、電流
位相が２０〜３０度付近の、最大値よりも低い部分のマ
グネットトルクおよびリラクタンストルクが利用される
にすぎない。そのため、このような従来のモータではト
ルクの有効利用という面で問題があり、モータのより一
層の効率向上という観点からすれば、発生トルクの最大
値を利用することのできることが望まれる。

【０００５】本発明は上記観点に基づいてなされたもの
で、その目的は、発生トルクの最大値を有効に利用する
ことができ、より一層の効率向上を図ることのできるブ
ラシレスモータを提供することにある。

【０００６】また、本発明の別の目的は、そのようなブ
ラシレスモータを用いた密閉型コンプレッサを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、マグ
ネットトルクを発生するマグネットロータ部と、リラク
タンストルクを発生する、前記マグネットロータ部と同
極数のリラクタンスロータ部とを有し、前記マグネット
ロータ部のマグネットトルクおよび前記リラクタンスロ
ータ部のリラクタンストルクが共に同一の電流位相で最
大もしくは略最大になるように、前記マグネットロータ
部と前記リラクタンスロータ部とを軸中心に角度をつけ
て同軸に結合したロータを有するブラシレスモータによ
って、上記目的を達成する。

【０００８】また、本発明においては、マグネットトル
クとリラクタンストルクとの和による総合トルクを発生
するマグネットロータ部と、リラクタンストルクを発生
する、前記マグネットロータ部と同極数のリラクタンス
ロータ部とを有し、前記マグネットロータ部の総合トル
クおよび前記リラクタンスロータ部のリラクタンストル
クが共に同一の電流位相で最大もしくは略最大になるよ
うに、前記マグネットロータ部と前記リラクタンスロー
タ部とを軸中心に角度をつけて同軸に結合したロータを
有するブラシレスモータによって、上記目的を達成す
る。

【０００９】このような構成によれば、同一の電流位相
でマグネットロータ部のマグネットトルクまたは総合ト
ルクとリラクタンスロータ部のリラクタンストルクとが
最大もしくは略最大となるように、マグネットロータ部
とリラクタンスロータ部とが同軸に結合されてロータが
構成される。そのため、マグネットトルクおよびリラク
タンストルクの夫々の最大値もしくは略最大値との和、
あるいは、総合トルクおよびリラクタンストルクの夫々
の最大値もしくは略最大値との和によるモータトルクが
得られ、発生トルクの最大値を有効に利用することがで
きる。

【００１０】更に、本発明においては、上述したブラシ
レスモータと、このブラシレスモータによって駆動され
るコンプレッサ手段と、前記ブラシレスモータおよび前
記コンプレッサ手段を収納し、前記コンプレッサ手段に
よって吸入圧縮された高圧冷媒を前記ブラシレスモータ
を通した後に吐出させる密閉ケースとを有する密閉型コ
ンプレッサによって、上記目的を達成する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１，図２および図３は本発明に
よるブラシレスモータの実施の形態の第１例を示す構成
図で、図２は図１のＡ−Ａ断面を示す断面図、図３は図
１のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。

【００１２】図１において、１はステータ、２はロータ
である。ステータ１には図示しないステータ巻線が設け
られている。ロータ２は、同軸に結合されたマグネット
ロータ部４とリラクタンスロータ部５とを有し、ロータ
軸６に結合されている。ロータ軸６は図示しない軸受機
構を介して回転自在に軸支されている。マグネットロー
タ部４およびリラクタンスロータ部５は、磁極数が同一
で、本例では４極であり、また本例では、同径で、同一
長を有している。マグネットロータ部４はマグネットト
ルクを発生し、リラクタンスロータ部５はリラクタンス
トルクを発生する。前述したように、マグネットトルク
およびリラクタンストルクはステータ巻線の電流位相に
依存し、マグネットトルクが電流位相０で最大になるの
に対して、リラクタンストルクは４５度進んだ電流位相
で最大になる。このようなマグネットトルクおよびリラ
クタンストルクが同一の電流位相で最大となるようにす
るため、後述するように、マグネットロータ部４とリラ
クタンスロータ部５とが軸中心に電気角で４５度の角度
をつけて結合されている。

【００１３】マグネットロータ部４は、図２に示すよう
に、コア７と、コア７の外周面にＮ極とＳ極とが交互に
なるように固着された４つの永久磁石８と、永久磁石８
の外周面を被う非磁性の保護管９とを有している。４つ
の永久磁石８は夫々の端が隣接する永久磁石に接してい
る。このようなマグネットロータ部４は、永久磁石８の
磁束とステータ巻線に流れる電流とによりマグネットト
ルクを発生する。Ｍｄは永久磁石８の中心とマグネット
ロータ部４の中心を通るマグネットロータ部４のｄ軸で
あり、Ｍｑはｄ軸Ｍｄに対して電気角で９０度ずれたマ
グネットロータ部４のｑ軸である。

【００１４】リラクタンスロータ部５は、図３に示すよ
うに、互いに絶縁された電磁鋼板の積層構造からなるコ
ア１０と、コア１０に形成された４つの磁路構成部１１
とを有している。磁路構成部１１は、同心円状に交互に
形成された、ロータ軸６側に凸の円弧状の複数の磁路１
２とスリット１３とによって形成されている。磁路１２
は隣接する磁極間を磁気的に短絡し、スリット１３は各
磁路１２の間を磁気的に絶縁している。スリット１３
は、リラクタンスロータ部５の外周面近傍まで、あるい
は、非磁性の接着剤の充填などによりリラクタンスロー
タ部５の外周面まで形成されている。このようなリラク
タンスロータ部５は、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダ
クタンスとの差によってリラクタンストルクを発生す
る。Ｒｄは隣接する磁路構成部１１の中間とリラクタン
スロータ部５の中心を通るリラクタンスロータ部５のｄ
軸であり、Ｒｑはｄ軸Ｒｄに対して電気角で９０度ずれ
たリラクタンスロータ部５のｑ軸である。

【００１５】このようなマグネットロータ部４およびリ
ラクタンスロータ部５は、図３に示すように、マグネッ
トロータ部４のｑ軸Ｍｑに対してリラクタンスロータ部
５のｄ軸Ｒｄがロータ２の回転方向Ｘと逆方向に電気角
で４５度の角度をなすように、同軸に結合されている。
なお、図２および図３において、１４はステータ１の内
周面に形成された複数のティースで、ティース１４によ
って区画された複数のスロット１５に図示しないステー
タ巻線が設けられている。

【００１６】このような構成で、マグネットロータ部４
に対して電流位相０でステータ巻線に電流を投入する
と、リラクタンスロータ部５がマグネットロータ部４に
対して電気角で４５度ずれているので、リラクタンスロ
ータ部５においては電流位相が４５度の進み位相にな
る。従って、電流位相０で、マグネットロータ部４のマ
グネットトルクが最大になるばかりでなく、リラクタン
スロータ部５のリラクタンストルクも最大になる。この
結果、モータトルクは、図４に示すように、マグネット
ロータ部４のマグネットトルクの最大値とリラクタンス
ロータ部５のリラクタンストルクの最大値との和にな
る。

【００１７】図４は図１の構成における電流位相とマグ
ネットトルク，リラクタンストルク，モータトルクとの
関係を示す図で、曲線Ａはマグネットロータ部４のマグ
ネットトルク、曲線Ｂはリラクタンスロータ部５のリラ
クタンストルク、曲線Ｃはモータトルクである。図４か
ら明らかなように、マグネットロータ部４に対して電流
位相０で運転することにより、マグネットトルクＡの最
大値とリラクタンストルクＢの最大値との和によってモ
ータトルクＣが与えられるので、発生トルクの最大値を
極めて有効に利用することができる。

【００１８】また、このような構成によれば、同一の電
流位相でマグネットトルクおよびリラクタンストルクが
最大になるように構成されているので、投入される電流
値の大きさの如何に拘らず固定位相で常に最大のモータ
トルクを得ることができ、電流位相の可変制御を行なう
必要がない。これに対して、従来技術で述べた永久磁石
埋め込みモータでは、ステータ巻線への投入電流の電流
値変化に対するマグネットトルクの変化割合とリラクタ
ンストルクの変化割合とが異なるので、電流値が変化す
ると、マグネットトルクとリラクタンストルクとの和に
よって与えられる総合トルクが最大になる電流位相が変
化する。従って、電流値の大きさの如何に拘らず最大の
総合トルクを常に得るためには、電流値の大きさに応じ
た電流位相の可変制御が必要になり、制御系の構成が複
雑化することとなる。

【００１９】また、従来の永久磁石埋め込みモータで
は、同一のロータ内にマグネットトルクを発生させるた
めの永久磁石とリラクタンストルクを発生させるための
磁路とを共存させなければならないので、永久磁石と磁
路との関連を考慮しなければならず、例えば永久磁石の
配置，形状，量などについて自由度が制限される。これ
に対して、本例では、永久磁石が設けられるマグネット
ロータ部と磁路が形成されるリラクタンスロータ部とが
別々になっているので、マグネットロータ部では磁路の
ことを考慮せずに永久磁石を設けることができ、また、
リラクタンスロータ部では永久磁石のことを考慮せずに
磁路を形成することができ、自由度が制限されることが
ない。そのため、マグネットトルクおよび／またはリラ
クタンストルクを容易に大きくすることができる。

【００２０】また、従来の永久磁石埋め込みモータで
は、ロータの全長にわたってリラクタンストルクを利用
するため、コギングに起因する騒音および振動が大きく
なるという問題があるが、本例では、リラクタンスロー
タ部がロータ全長よりも短いので、コギングの低減を図
ることができる。

【００２１】更に、本例によれば、永久磁石はマグネッ
トロータ部に設けるだけでよく、また、マグネットトル
クの最大値を利用するので、従来の永久磁石埋め込みモ
ータと比べて永久磁石の量を少なくすることができる。
そのため、誘起電圧が小となり、モータの最高速を上げ
ることができる。最高速を上げる必要がない場合には、
ステータ巻線の巻数を増やすことができるので、ステー
タ巻線のインダクタンスの増加により、印加電圧のＰＷ
Ｍ制御に起因する電流変化に基づく鉄損を低減すること
ができる。

【００２２】図５は図１のマグネットロータ部の別の例
を示すＡ−Ａ断面図で、図２のマグネットロータ部４に
代えて図１の構成に適用される。

【００２３】本例のマグネットロータ部１６は、互いに
絶縁された電磁鋼板の積層構造からなるコア１７と、コ
ア１７内にＮ極とＳ極とが交互になるように埋め込まれ
た４つの永久磁石１８とを有している。４つの永久磁石
１８は夫々の端が隣接する永久磁石の端と離間してお
り、それらの間にもコア１７が存在している。このよう
なマグネットロータ部１６は、マグネットトルクに加え
てリラクタンストルクを発生することができるが、マグ
ネットロータ部１６に対して電流位相が０になるように
ステータ巻線に電流が投入される場合、マグネットトル
クは最大となるがリラクタンストルクは０になるので、
図２のマグネットロータ部４に代えて用いることができ
る。その他の構成等については前述した通りである。

【００２４】このようなマグネットロータ部１６の構成
によれば、図２のマグネットロータ部４のように永久磁
石８を保護するための保護管９を用いる必要がなくなる
ばかりでなく、印加電圧のＰＷＭ制御に起因する渦電流
による損失を低減することができる。すなわち、図２の
マグネットロータ部４の構成ではステンレス等の保護管
９にＰＷＭ制御に起因して渦電流が発生しやすいが、本
例のマグネットロータ部１６の構成によれば、コア１７
が互いに絶縁された電磁鋼板の積層構造であるため、渦
電流が発生しずらくなる。更に、マグネットロータ部１
６の外径を精度よく加工することができるため、ステー
タ１との間のギャップを小さくすることができ、永久磁
石１８の磁束をより有効に利用することができる。

【００２５】以上述べた本発明の実施の形態の第１例で
はマグネットロータ部とリラクタンスロータ部との組付
角を電気角で４５度としたが、これに限定するものでは
なく、マグネットロータ部のマグネットトルクおよびリ
ラクタンスロータ部のリラクタンストルクの最大値もし
くは略最大値を利用することのできる組付角であればよ
い。また、本例ではマグネットロータ部およびリラクタ
ンスロータ部を同一長すなわち比率を１：１としたが、
これに限定するものではなく、この比率は任意に選定す
ることができる。例えば、マグネットロータ部の比率を
低くしリラクタンスロータ部の比率を高くすれば、永久
磁石の量を低減することができ、低コスト化を図ること
ができる。逆に、マグネットロータ部の比率を高くしリ
ラクタンスロータ部の比率を低くすれば、リラクタンス
ロータ部で発生するコギングを低減することができる。

【００２６】図６，図７および図８は本発明によるブラ
シレスモータの実施の形態の第２例を示す構成図で、図
７は図６のＣ−Ｃ断面を示す断面図、図８は図６のＤ−
Ｄ断面を示す断面図である。なお、図１，図２および図
３と同符号のものは同一物を示している。

【００２７】図６において、ロータ２０は、マグネット
トルクとリラクタンストルクとの和による総合トルクを
発生するマグネットロータ部２１と、これと同軸に結合
された、リラクタンストルクを発生するリラクタンスロ
ータ部２２とを有している。本例の特徴は、マグネット
ロータ部２１の総合トルクおよびリラクタンスロータ部
２２のリラクタンストルクが同一の電流位相で最大もし
くは略最大になるように、マグネットロータ部２１とリ
ラクタンスロータ部２２とを軸中心に角度をつけて結合
することにある。

【００２８】マグネットロータ部２１は、図７に示すよ
うに、互いに絶縁された電磁鋼板の積層構造からなるコ
ア２３と、コア２３内にＮ極とＳ極とが交互になるよう
に埋め込まれた４つの永久磁石２４とを有している。４
つの永久磁石２４は夫々の端が隣接する永久磁石の端と
離間しており、それらの間にもコア２３が存在してい
る。このようなマグネットロータ部２１では、永久磁石
２４によるマグネットトルクに加えて、ステータ巻線の
電流により発生する磁束がコア２３の内部に流れ込むこ
とによりｑ軸インダクタンスが大きくなり、ｄ軸インダ
クタンスとｑ軸インダクタンスとの差によってリラクタ
ンストルクが発生する。マグネットトルクとリラクタン
ストルクとの和による総合トルクは、前述したように、
２０〜３０度付近の電流位相で最大になり、マグネット
トルクの最大値を上回る。

【００２９】リラクタンスロータ部２２は、図８に示す
ように、図３のリラクタンスロータ部５と同一の構成を
有している。

【００３０】このようなマグネットロータ部２１および
リラクタンスロータ部２２は、図８に示すように、マグ
ネットロータ部２１のｑ軸Ｍｑに対してリラクタンスロ
ータ部２２のｄ軸Ｒｄがロータ２の回転方向Ｘと逆方向
に電気角でα＝４５−θの角度をなすように、同軸に結
合されている。θはマグネットロータ部２１の総合トル
クが最大もしくは略最大になる電流位相である。その他
の構成は実施の形態の第１例で述べた通りである。

【００３１】図９は図６の構成における電流位相と総合
トルク，リラクタンストルク，モータトルクとの関係を
示す図で、曲線Ｄはマグネットロータ部２１の総合トル
ク、曲線Ｅはリラクタンスロータ部２２のリラクタンス
トルク、曲線Ｆはモータトルクである。モータトルクＦ
は総合トルクＤとリラクタンストルクＥとの和によって
あたえられる。マグネットロータ部２１の総合トルクＤ
は、マグネットロータ部２１のマグネットトルクＤ１と
リラクタンストルクＤ２との和によって与えられる。以
下、図９を併用して図６の構成の動作を説明する。

【００３２】マグネットロータ部２１の総合トルクＤが
最大もしくは略最大になる電流位相θでステータ巻線に
電流を投入すると、リラクタンスロータ部２２がマグネ
ットロータ部２１に対して電気角でα＝４５−θずれて
いるので、リラクタンスロータ部２２においては電流位
相がαの進み位相になる。従って、電流位相θで、マグ
ネットロータ部２１の総合トルクＤが最大もしくは略最
大になるばかりでなく、リラクタンスロータ部２２のリ
ラクタンストルクＥも最大もしくは略最大になる。この
結果、モータトルクＦは、マグネットロータ部２１の総
合トルクＤおよびリラクタンスロータ部２２のリラクタ
ンストルクＥの最大値もしくは略最大値の和になり、発
生トルクを有効に利用することができる。

【００３３】また、このような構成によれば、永久磁石
はマグネットロータ部だけに設ければよく、ロータ全長
にわたって設ける必要がないので、従来の永久磁石埋め
込みモータと比較して永久磁石の量を低減することがで
きる。そのため、誘起電圧が小となり、モータの最高速
を上げることができる。最高速を上げる必要がない場合
には、ステータ巻線の巻数を増やすことができるので、
ステータ巻線のインダクタンスの増加により、印加電圧
のＰＷＭ制御に起因する電流変化に基づく鉄損を低減す
ることができる。

【００３４】更に、本例によれば、リラクタンスロータ
部の磁路を永久磁石を考慮せずに形成することができる
ので、リラクタンスロータ部のリラクタンストルクを容
易に大きくすることができる。なお、本例では、マグネ
ットロータ部２１の総合トルクＤが最大もしくは略最大
になる電流位相が電流値の大きさによって変化すること
となるが、リラクタンスロータ部２２のリラクタンスト
ルクＥが最大もしくは略最大になる電流位相は変わらな
いので、投入電流を電流位相θの固定位相としても、従
来の永久磁石埋め込みモータと比較してモータトルクの
低下は僅かであり、従って先の例で述べたように固定位
相で制御することが可能である。なお、このような場
合、最も使用される電流値に基づいて、総合トルクＤお
よびリラクタンストルクＥが共に最大もしくは略最大に
なるようにマグネットロータ部２１とリラクタンスロー
タ部２２との組付角が決定される。

【００３５】図１０は本発明によるブラシレスモータの
実施の形態の第３例を示す構成図で、図１と同符号のも
のは同一物を示している。本例の特徴は、ロータ３０
を、ひとつのマグネットロータ部３１と、このマグネッ
トロータ部３１の両端に夫々同軸に結合された２つのリ
ラクタンスロータ部３２，３３とによって構成すること
にある。その他の構成は、実施の形態の第１例または第
２例で述べた通りである。すなわち、マグネットロータ
部３１のマグネットトルクだけを利用する場合であれば
実施の形態の第１例のように構成し、マグネットロータ
部３１のマグネットトルクとリラクタンストルクとの和
による総合トルクを利用する場合であれば実施の形態の
第２例のように構成すればよい。本例によれば、マグネ
ットロータ部３１の両端からの漏れ磁束を有効に利用す
ることができる。

【００３６】図１１は本発明による密閉型コンプレッサ
の実施の形態の一例を示す構成図で、４０は密閉ケー
ス、４１はブラシレスモータ、４２はコンプレッサ手段
である。

【００３７】密閉ケース４０は、円筒ケース４３と、円
筒ケース４３の上端面を閉塞する蓋体４４と、円筒ケー
ス４３の下端面を閉塞する底体４５とによって形成され
ており、上部の高圧空間にブラシレスモータ４１を収納
し，下部にコンプレッサ手段４２を収納している。円筒
ケース４３はその下端部に冷媒吸入パイプ４６を有し、
蓋体４４は冷媒吐出パイプ４７およびブラシレスモータ
４１に電源を供給する電源端子４８を有している。

【００３８】ブラシレスモータ４１は、本例では、図１
で述べた構成を有している。なお、４９はステータ１に
設けられたステータ巻線である。ステータ１は密閉ケー
ス４０に固定されている。ブラシレスモータ４１のロー
タ軸６の上端６ａは、密閉ケース４０に固着された支持
部材５０に、ベアリング軸受５１を介して回転自在に軸
支されている。ロータ軸６の下端６ｂは、密閉ケース４
０に固着されたブロック５２の貫通孔５３に主軸受５４
を介して回転自在に支持されていると共に、下端６ｂの
端面とブロック５２との間に介装されたスラスト軸受５
５を介して回転自在に保持されている。ロータ軸６の下
端６ｂにはロータ軸６の中心に対して偏心した偏心軸５
６が突設されており、後述するコンプレッサ手段４２の
可動スクロール部材６１に係合するようになっている。
更に、ロータ軸６は、ロータ２とブロック５２との間
に、偏心軸５６との回転バランスをとるためのバランサ
ー５７を有している。

【００３９】バランサー５７は、ブロック５２の上端に
設けられたカバー部材５８によって外周囲が囲まれ、オ
イル溜り５９に収納された潤滑油によって回転が阻害さ
れないようになっている。カバー部材５８は、後述する
コンプレッサ手段４２の冷媒通路７０と接続される冷媒
通路６０を有し、コンプレッサ手段４２によって圧縮さ
れた高圧冷媒をブラシレスモータ４１のロータ２の下端
面近傍に導くようになっている。

【００４０】コンプレッサ手段４２は可動スクロール部
材６１および固定スクロール部材６２を有している。可
動スクロール部材６１は、上面に孔６３を有し、下面に
渦巻状の可動スクロール６４を有しており、孔６３とブ
ラシレスモータ４１のロータ軸６の偏心軸５６との係合
を介して、ブラシレスモータ４１により旋回駆動される
ようになっている。固定スクロール部材６２は、可動ス
クロール部材６１の可動スクロール６４と噛合して圧縮
室６５を形成する渦巻状の固定スクロール６６を有する
と共に、ブロック５２との結合を介して可動スクロール
部材６１を旋回自在に保持している。可動スクロール６
４と固定スクロール６６とによって形成される圧縮室６
５は、その最外周部分が冷媒吸入パイプ４６に連通し、
中央部分が固定スクロール部材６２に形成された吐出口
６７に連通しており、圧縮された高圧冷媒が、吐出口６
７に設けられた逆止弁６８を介して吐出室６９に吐出
し、固定スクロール部材６２およびブロック５２の側部
に形成された冷媒通路７０およびカバー部材５８の冷媒
通路６０を通してカバー部材５８の開放上面から吐出す
るようになっている。

【００４１】このような構成で、電源端子４８を介して
ブラシレスモータ４１のステータ巻線４９に、ブラシレ
スモータ４１のマグネットロータ部４に対して電流位相
０で電流を与えれば、前述したように、ブラシレスモー
タ４１はマグネットロータ部４のマグネットトルクの最
大値とリラクタンスロータ部５のリラクタンストルクの
最大値との和によるモータトルクを発生し、コンプレッ
サ手段４２の可動スクロール部材６１を旋回駆動する。
従って、同一トルクでみれば、マグネットトルクの最大
値およびリラクタンストルクの最大値を利用する分、従
来の磁石埋め込みモータと比較して省エネ化を図ること
ができる。

【００４２】可動スクロール部材６１が旋回駆動される
と、吸入側の容積が増大して冷媒の吸入動作が行なわれ
ると共に、圧縮室６５が吸入側から吐出側へ順次容積を
減少して圧縮動作が行なわれ、圧縮された高圧冷媒が冷
媒通路７０および６０を通してブラシレスモータ４１が
設けられている高圧空間に送られる。その後、高圧冷媒
は、ブラシレスモータ４１のステータ１とロータ２との
間などの間隙を通り、モータ４１の回転による撹拌で潤
滑油が分離されて、冷媒吐出パイプ４７から吐出供給さ
れる。なお、分離された潤滑油は、オイル溜り５９に溜
り、吸入側との圧力差によりフィルタ７１を通して主軸
受５４等に供給された後に吸入側に戻り、吸入された冷
媒と共に再び圧縮され、潤滑およびシーリングに供され
る。

【００４３】このような密閉型コンプレッサによれば、
ブラシレスモータ４１がマグネットロータ部４およびリ
ラクタンスロータ部５を有しているので、マグネットト
ルクの最大値とリラクタンストルクの最大値との和によ
るモータトルクの最大利用に加えて、高温高圧になる密
閉ケース４０の高圧空間にブラシレスモータ４１のロー
タ２の磁極位置を検出するための検出手段を設けること
なく、ステータ巻線４９の誘起電圧に基づくロータ２の
磁極位置検出によってセンサレス構成とすることがで
き、モータトルクの最大利用および構成の簡単化を併せ
て図ることができる。また、このような密閉型コンプレ
ッサによれば、ブラシレスモータ４１に与えられる電流
値の大きさの如何に拘らず、固定位相で最大のモータト
ルクを得ることができ、電流位相の可変制御を行なう必
要がなく、コンプレッサの制御系の構成を簡単化するこ
とができると共に低コスト化を図ることができる。これ
に対して、従来技術で述べた永久磁石埋め込みモータで
は、前述したように、ステータ巻線に投入される電流値
が変化するとモータトルクが最大になる電流位相が変化
するので、電流値の変化に拘らず最大の総合トルクを常
に得るためには、負荷電流を検出し、負荷電流値の大き
さに応じて電流位相を可変制御しなければならず、コン
プレッサの制御系の構成が極めて複雑化することとな
る。

【００４４】上述した密閉型コンプレッサでは図１の構
成のブラシレスモータを例に説明したが、これに限定す
るものではなく、図５のマグネットロータ部１６を有す
るブラシレスモータ、図６の構成のロータ２０を有する
ブラシレスモータ、および図１０の構成のロータ３０を
有するブラシレスモータを適用することも勿論可能であ
る。

【００４５】密閉型コンプレッサに図６の構成のロータ
２０を有するブラシレスモータを適用した場合には、前
述したように、マグネットロータ部２１の総合トルクＤ
が最大になる電流位相が電流値の大きさによって変化し
ても、リラクタンスロータ部２２のリラクタンストルク
Ｅが最大になる電流位相は変わらないので、従来の永久
磁石埋め込みモータと比較してモータトルクの低下は僅
かであり、従って投入電流を電流位相θの固定位相とす
ることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
グネットトルクを発生するマグネットロータ部およびリ
ラクタンストルクを発生するリラクタンスロータ部を有
し、これらロータ部の夫々のトルクが同一の電流位相で
最大もしくは略最大になるように、マグネットロータ部
とリラクタンスロータ部とを結合したロータを有するの
で、マグネットトルクおよびリラクタンストルクの最大
値もしくは略最大値の和によるモータトルクを得ること
ができ、発生トルクを極めて有効に利用することのでき
るブラシレスモータを提供することができる。また、ス
テータ巻線に投入される電流値の大きさの如何に拘ら
ず、固定位相で、最大もしくは略最大のマグネットトル
クおよびリラクタンストルクの和によるモータトルクを
得ることができ、制御系の構成が極めて容易になる。ま
た、マグネットロータ部では磁路のことを考えずに永久
磁石を設けることができ、リラクタンスロータ部では永
久磁石のことを考えずに磁路を形成することができるの
で、設計面における容易性および自由度を向上させるこ
とができる。また、リラクタンスロータ部がロータの一
部だけであるので、コギングの低減を図ることができ
る。更に、永久磁石の量を少なくすることができるの
で、モータの最高速を上げることができ、最高速を上げ
る必要がない場合には巻線数の増加によって鉄損の低減
を図ることができる。

【００４７】また、上記構成において、マグネットロー
タ部を電磁鋼板の積層構造からなるコア内に永久磁石を
埋め込む構成にすれば、永久磁石の保護手段を設けるこ
とによる問題点を解消することができるばかりでなく、
ステータとのギャップをより小さくして永久磁石の磁束
をより有効に利用するようにすることができる。

【００４８】また、本発明によれば、マグネットトルク
とリラクタンストルクとの和による総合トルクを発生す
るマグネットロータ部と、リラクタンストルクを発生す
るリラクタンスロータ部とを有し、これらロータ部の総
合トルクおよびリラクタンストルクが同一の電流位相で
最大もしくは略最大になるように、マグネットロータ部
とリラクタンスロータ部とを結合したロータを有するの
で、総合トルクおよびリラクタンストルクの最大値もし
くは略最大値の和によるモータトルクを得ることがで
き、発生トルクを極めて有効に利用することのできるブ
ラシレスモータを提供することができる。また、永久磁
石の量を少なくすることができるので、モータの最高速
を上げることができ、最高速を上げる必要がない場合に
は巻線数の増加によって鉄損の低減を図ることができ
る。更に、リラクタンスロータ部の磁路を永久磁石を考
慮せずに形成することができるので、リラクタンスロー
タ部のリラクタンストルクを容易に大きくすることがで
きる。

【００４９】上記各構成において、ひとつのマグネット
ロータ部の両端に夫々リラクタンスロータ部を設けるよ
うにすれば、マグネットロータ部の両端からの漏れ磁束
を界磁としてより有効に利用することができる。

【００５０】また、本発明によれば、このようなブラシ
レスモータとこのブラシレスモータによって駆動される
コンプレッサ手段とを密閉ケースに収納することによっ
てコンプレッサを構成するようにしたので、マグネット
トルクおよびリラクタンストルクの最大値もしくは略最
大値の和によるモータトルクの有効利用に加えて、磁極
検出手段を設けることなく、誘起電圧に基づくセンサレ
ス構成とすることができ、モータトルクの有効利用によ
る省エネ化および構成の簡単化を併せて図ることができ
る。また、ブラシレスモータに与えられる電流値の大き
さの如何に拘らず、固定位相で大きなモータトルクを得
ることができ、電流位相の可変制御を行なう必要がな
く、コンプレッサの制御系の構成を簡単化することがで
きると共に低コスト化を図ることができるなどの効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態の第１例を示す構成
図である。

【図２】図２は本発明の実施の形態の第１例を示す構成
図で、図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。

【図３】図３は本発明の実施の形態の第１例を示す構成
図で、図１のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。

【図４】図４は図１の構成における電流位相とマグネッ
トトルク，リラクタンストルク，モータトルクとの関係
を示す図である。

【図５】図５は図１のマグネットロータ部の別の例を示
すＡ−Ａ断面図である。

【図６】図６は本発明の実施の形態の第２例を示す構成
図である。

【図７】図７は本発明の実施の形態の第２例を示す構成
図で、図６のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。

【図８】図８は本発明の実施の形態の第２例を示す構成
図で、図６のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。

【図９】図９は図６の構成における電流位相と総合トル
ク，リラクタンストルク，モータトルクとの関係を示す
図である。

【図１０】図１０は本発明の実施の形態の第３例を示す
構成図である。

【図１１】図１１は本発明による密閉型コンプレッサの
実施の形態の一例を示す構成図である。

【符号の説明】

２ ロータ ４，１６，２１，３１ マグネットロータ部 ５，２２，３２，３３ リラクタンスロータ部 ７，１０，１７，２３ コア ８，１８，２４ 永久磁石 １１ 磁路構成部 ４０ 密閉ケース ４１ ブラシレスモータ ４２ コンプレッサ手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB04 AC03 CE03 CF05 5H619 AA01 BB01 BB06 BB15 BB22 BB24 PP02 PP06 PP08 PP12 5H621 AA03 BB07 GA01 GA04 GA15 HH07 JK02 PP10 5H622 AA03 CA02 CA07 CA10 CA13 CB05 CB06 PP03 PP10 PP11 PP17 PP19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネットトルクを発生するマグネット
   ロータ部と、 リラクタンストルクを発生する、前記マグネットロータ
   部と同極数のリラクタンスロータ部とを有し、 前記マグネットロータ部のマグネットトルクおよび前記
   リラクタンスロータ部のリラクタンストルクが共に同一
   の電流位相で最大もしくは略最大になるように、前記マ
   グネットロータ部と前記リラクタンスロータ部とを軸中
   心に角度をつけて同軸に結合したロータを有するブラシ
   レスモータ。
2. 【請求項２】 前記マグネットロータ部が、互いに絶縁
   された電磁鋼板の積層構造からなるコアと、当該コア内
   に埋め込まれた永久磁石とを有する請求項１に記載のブ
   ラシレスモータ。
3. 【請求項３】 マグネットトルクとリラクタンストルク
   との和による総合トルクを発生するマグネットロータ部
   と、 リラクタンストルクを発生する、前記マグネットロータ
   部と同極数のリラクタンスロータ部とを有し、 前記マグネットロータ部の総合トルクおよび前記リラク
   タンスロータ部のリラクタンストルクが共に同一の電流
   位相で最大もしくは略最大になるように、前記マグネッ
   トロータ部と前記リラクタンスロータ部とを軸中心に角
   度をつけて同軸に結合したロータを有するブラシレスモ
   ータ。
4. 【請求項４】 １つの前記マグネットロータ部と２つの
   前記リラクタンスロータ部とを有し、前記リラクタンス
   ロータ部が前記マグネットロータ部の両側に夫々設けら
   れた請求項１又は３に記載のブラシレスモータ。
5. 【請求項５】 マグネットトルクを発生するマグネット
   ロータ部と、リラクタンストルクを発生する、前記マグ
   ネットロータ部と同極数のリラクタンスロータ部とを有
   し、前記マグネットロータ部のマグネットトルクおよび
   前記リラクタンスロータ部のリラクタンストルクが共に
   同一の電流位相で最大もしくは略最大になるように、前
   記マグネットロータ部と前記リラクタンスロータ部とを
   軸中心に角度をつけて同軸に結合したロータを有するブ
   ラシレスモータと、 前記ブラシレスモータによって駆動されるコンプレッサ
   手段と、 前記ブラシレスモータおよび前記コンプレッサ手段を収
   納し、前記コンプレッサ手段によって吸入圧縮された高
   圧冷媒を前記ブラシレスモータを通した後に吐出させる
   密閉ケースとを有する密閉型コンプレッサ。
6. 【請求項６】 マグネットトルクとリラクタンストルク
   との和による総合トルクを発生するマグネットロータ部
   と、リラクタンストルクを発生する、前記マグネットロ
   ータ部と同極数のリラクタンスロータ部とを有し、前記
   マグネットロータ部の総合トルクおよび前記リラクタン
   スロータ部のリラクタンストルクが共に同一の電流位相
   で最大もしくは略最大になるように、前記マグネットロ
   ータ部と前記リラクタンスロータ部とを軸中心に角度を
   つけて同軸に結合したロータを有するブラシレスモータ
   と、 前記ブラシレスモータによって駆動されるコンプレッサ
   手段と、 前記ブラシレスモータおよび前記コンプレッサ手段を収
   納し、前記コンプレッサ手段によって吸入圧縮された高
   圧冷媒を前記ブラシレスモータを通した後に吐出させる
   密閉ケースとを有する密閉型コンプレッサ。