JP2011015500A - 電動機の回転子 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の効率を考慮しながら、騒音の発生を低減することができる電動機の回転子を提供する。
【解決手段】複数枚の回転子用鉄板３１を積層した回転子鉄心３０と、この回転子鉄心３０の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸６の軸方向に沿って設けられた挿入孔３７Ａ〜４４Ａと、各挿入孔３７Ａ〜４４Ａに挿入されて磁極を構成する一対の平板状永久磁石３７〜４４とから成る電動機２の回転子５において、一対の永久磁石は、回転軸６側から見てハの字状に配置されており、各永久磁石３７〜４４が隣り合う側の外端Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線Ｌ１の中央から回転子鉄心３０の外周までの距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、０＜ｔ１／ｔ２≦０．１５とされている。
【選択図】図７

Description

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。

従来この種圧縮機用電動機は、密閉容器の内壁に取り付けられた環状の固定子と、該固定子の内側に配置された回転子とから構成されている。この固定子は、複数枚の電磁鋼板を積層して構成された固定子鉄心の歯部に、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の固定子巻線をそれぞれ直巻することにより構成される。

また、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形成すると共に、この回転子鉄心の外周側に沿って形成された各挿入孔内に磁極を構成する永久磁石をそれぞれ挿入する構成とされていた。そして、固定子の各歯部にそれぞれ巻装された三相の固定子巻線に電流を順番に流し、その変化する磁界と永久磁石による磁界との相互作用による駆動力を発生させていた（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。

特開２００７−１７４７７６号公報 特開２００８−０２２６６６号公報

しかしながら、このような電動機では、従来より回転子の回転に対して、磁束の変化が大きく、固定子鉄心の歯部と回転子の磁石との間に大きな吸引力が周期的に発生することが知られている。このような、周期的に発生する大きな吸引力により、固定子鉄心が変形して、騒音が発生する問題が生じていた。

このような騒音を低減するためには、係る吸引力を小さくして、回転子鉄心の変形を抑えることが望ましい。この場合、回転子の回転子鉄心に挿入される永久磁石を回転子鉄心の外周側に配置して、永久磁石と回転子鉄心の外周までの距離を短くすれば、回転子鉄心内に流れる磁力線が少なくなり、吸引力を小さくすることができるが、それに相応して磁石の特性が下がるため、効率が低下するといった問題が生じてしまう。

そこで、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、効率を考慮しながら、騒音の発生を低減することができる電動機の回転子を提供することを目的とする。

請求項１の発明の電動機の回転子は、複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、この回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた一対の挿入孔と、各挿入孔に挿入されて磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成るものであって、一対の挿入孔は、回転軸側から見てハの字状に配置されており、各挿入孔が隣り合う側の外端を結ぶ線の中央から回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、０．１９７≦ｔ１／ｔ２≦０．２７５とされていることを特徴とする。

請求項２の発明の電動機の回転子は、複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、この回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた一対の挿入孔と、各挿入孔に挿入されて磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成るものであって、一対の挿入孔は、回転軸側から見てハの字状に配置されており、各挿入孔が隣り合う側の外端を結ぶ線の中央から回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、３．１５ｍｍ≦ｔ１≦３．８５ｍｍ、１４ｍｍ≦ｔ２≦１６ｍｍとされていることを特徴とする。

請求項３の発明の電動機の回転子は、複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、この回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた挿入孔と、各挿入孔に挿入されて磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成るものであって、挿入孔は、回転子鉄心の外周に向けて突出するくの字状に形成されており、この挿入孔の外端から回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、０．１９７≦ｔ１／ｔ２≦０．２７５とされていることを特徴とする。

請求項４の発明の電動機の回転子は、複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、この回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた挿入孔と、各挿入孔に挿入されて磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成るものであって、挿入孔は、回転子鉄心の外周に向けて突出するくの字状に形成されており、この挿入孔の外端から回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、３．１５ｍｍ≦ｔ１≦３．８５ｍｍ、１４ｍｍ≦ｔ２≦１６ｍｍとされていることを特徴とする。

請求項５の発明の電動機の回転子は、上記請求項１乃至請求項４の何れかに記載の発明において永久磁石は、希土類磁石により形成されていることを特徴とする。

請求項６の発明の電動機の回転子は、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の発明において、各磁極の回転方向前方における回転子鉄心の外周面には、切除部が形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、この回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた一対の挿入孔と、各挿入孔に挿入されて磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成る電動機の回転子において、一対の挿入孔は、回転軸側から見てハの字状に配置されているので、この一対の挿入構内に一対の永久磁石を回転軸側から見てハの字状に配置することができるようになり、永久磁石が発生する磁力線を分散させることができる。特に、各挿入孔が隣り合う側の外端を結ぶ線の中央から回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、０．１９７≦ｔ１／ｔ２≦０．２７５とすることで、効率を極端に悪化させることなく、騒音の低減を図ることができるようになる。

請求項２の発明によれば、複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、この回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた一対の挿入孔と、各挿入孔に挿入されて磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成る電動機の回転子において、一対の挿入孔は、回転軸側から見てハの字状に配置されているので、この一対の挿入構内に一対の永久磁石を回転軸側から見てハの字状に配置することができるようになり、永久磁石が発生する磁力線を分散させることができる。特に、各挿入孔が隣り合う側の外端を結ぶ線の中央から回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、３．１５ｍｍ≦ｔ１≦３．８５ｍｍ、１４ｍｍ≦ｔ２≦１６ｍｍとすることで、効率を極端に悪化させることなく、騒音の低減を図ることができるようになる。

請求項３の発明によれば、複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、この回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた挿入孔と、各挿入孔に挿入されて磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成る電動機の回転子において、挿入孔は、回転子鉄心の外周に向けて突出するくの字状に形成されているので、この挿入孔内に一対の永久磁石を回転軸側から見てハの字状に配置することができるようになり、永久磁石が発生する磁力線を分散させることができるようになる。特に、この挿入孔の外端から回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、０．１９７≦ｔ１／ｔ２≦０．２７５とすることで、効率を極端に悪化させることなく、騒音の低減を図ることができるようになる。

請求項４の発明によれば、複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、この回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた挿入孔と、各挿入孔に挿入されて磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成る電動機の回転子において、挿入孔は、回転子鉄心の外周に向けて突出するくの字状に形成されているので、この挿入孔内に一対の永久磁石を回転軸側から見てハの字状に配置することができるようになり、永久磁石が発生する磁力線を分散させることができるようになる。特に、この挿入孔の外端から回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、３．１５ｍｍ≦ｔ１≦３．８５ｍｍ、１４ｍｍ≦ｔ２≦１６ｍｍとすることで、効率を極端に悪化させることなく、騒音の低減を図ることができるようになる。

特に、上記各発明は、請求項５の発明の如く永久磁石を、材料コスト及び加工コストが高く、主に平面状とされる希土類磁石にて形成した場合に有効である。更に、希土類永久磁石は、フェライト永久磁石よりも、磁石の保持力が大きく吸引力による固定子の加振が大きくなり、その振動が周囲に伝達され、騒音が増大する問題があったが、請求項１乃至請求項４の何れかの発明により係る騒音の問題を抑制することができるようになる。従って、請求項１乃至請求項４の発明は、請求項５の如き永久磁石が、希土類磁石により形成される場合に、より有効、且つ、効果的となるものである。

更に、請求項６の発明の如き、各磁極の回転方向前方における回転子鉄心の外周面に切除部を形成するものとすれば、磁力線の変化を最適化することが可能となり、固定子の振動を低減することができるようになる。

本発明を適用する圧縮機の縦断側面図である。 電動機の固定子の固定子鉄心の平面図である。 本発明の一実施例の回転子の平面図である（実施例１）。 図３の回転子の側面図である。 図３の回転子の挿入孔に永久磁石を挿入した状態の部分拡大図である。 図５の破線部分の拡大図である。 （ｔ１／ｔ２）に対する固定子鉄心の振動値と効率の関係を示す図である。 各回転角度における固定子と回転子の永久磁石との位置関係を示す図である。 図７の各回転角度における従来の回転子を備えた電動機と本発明の回転子を備えた電動機の磁束を示す図である。 図８の部分拡大図である。 三相正弦波を示す図である。 吸引力の変化を示す図である。 本発明の他の一例の回転子の平面図である。 図１３の回転子の挿入孔に永久磁石を挿入した状態の部分拡大図である。 図１４の破線部分の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。

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。図１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、高周波溶着等によって密閉されたものである。尚、圧縮機Ｃとして、本実施例ではロータリーコンプレッサを用いて説明するが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば、レシプロ型、スクロール型等の圧縮機を用いた場合にも有効である。

電動機２は、密閉容器１の内壁に取り付けられた固定子４と、この固定子４の内側に配置され、回転軸６を中心と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。尚、本実施例における電動機２には、回転子５の極数と固定子４のスロット数との比が２：３とされた４極の永久磁石回転式電動機を用いるものとする。

固定子４は、図２に示すように、電磁鋼板を積層して構成された固定子鉄心（ステータコア）２５と、この固定子鉄心２５に巻装された固定子巻線７（図２では図示されない）とから構成される。具体的に、固定子鉄心２５には、所定の幅を有した歯部２６が設けられており、この歯部２６の先端は両脇に延長されて回転子５の面に沿った歯部先端部２７が形成されている。そして、この歯部２６にスロット部２８の空間を利用して励磁用の固定子巻線７を直接直巻し、集中直巻方式によって固定子４の磁極を形成している。この固定子巻線７は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相構成とされている。

一方、前記圧縮要素３は、圧縮室を画成するシリンダ１０と、回転軸６に設けた偏心部１１に嵌合されて、シリンダ１０内を偏心回転するローラ１２と、このローラ１２に当接して、シリンダ１０の圧縮室内を低圧室側と高圧室側とに区画する図示しないベーンと、シリンダ１０の一側（図１において、上側）の開口面を閉塞して回転軸６の軸受け１４Ａを兼用する上部支持部材１４と、他側（図１の下側）の開口面を閉塞して、回転軸１６の軸受け１５Ａを兼用する下部支持部材１５にて構成されている。

図１において、１７は、吐出消音室である。この吐出消音室１７は、上部支持部材１４の電動機２側（上側）の一部をカバー１８にて覆うことにより形成されている。この吐出消音室１７内とシリンダ１０内の高圧室側とは吐出ポート１９を介して連通されている。また、カバー１８には吐出消音室１７内と密閉容器１内とを連通する図示しない連通孔が形成されており、この連通孔を介して吐出消音室１７内の冷媒が密閉容器１内に吐出されるよう構成されている。

また、２０は密閉容器１内に吐出された高温高圧の冷媒ガスを圧縮機Ｃの外部に吐出するための冷媒吐出管であり、密閉容器１の上端に取り付けられている。２２は、圧縮機Ｃの外部よりシリンダ１０内に低温低圧の冷媒を導入するための冷媒導入管である。そして、２３は、密閉容器１の外部から固定子４の固定子巻線７に電力を供給するためのターミナルであり、密閉容器１の上端の中心付近に取り付けられている。このターミナル２３と固定子巻線７とは、図示しないリード線により接続されている。

次に、前述した電動機２の回転子５について、詳細に説明する。図３は本発明を適用した一実施例の回転子５の平面図（永久磁石を挿入する前の状態）、図４は図３の回転子５の側面図である。

各図において、３０は回転子鉄心であり、厚さ０．３５ｍｍ〜０．５０ｍｍの電磁鋼板を図３の如き形状に打ち抜いた回転子用鉄板３１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。この回転子用鉄板３１は、厚みを厚くし過ぎると、渦電流損が大きくなる問題がある。この渦電流損は、鉄心３０内に磁束の変化に基づく電流が生じることに起因する損失である。渦電流損は、鉄心３０の厚みを薄くすることで少なくすることができる。しかしながら、回転子用鉄板３１の厚みを薄くし過ぎると、加工が困難となり、或いは、加工性及び加工精度が低下するといった問題がある。係る問題を考慮して、上述の如き厚さ０．３５ｍｍ〜０．５０ｍｍの厚さの回転子用鉄板３１を用いることが好ましく、本実施例では厚さ０．３５ｍｍの回転子用鉄板３１を用いるものとする。

図３において、３７Ａ〜４４Ａは、永久磁石３７〜４４を挿入するための挿入孔であり、これら各挿入孔３７Ａ〜４４Ａは、回転子鉄心３０の各磁極にそれぞれ対応する位置であって、回転軸６の軸方向に沿って対を成して設けられ、打ち抜き加工により形成されている。各永久磁石３７〜４４は、希土類磁石にて形成された平板状の磁石であり、何れの永久磁石３７〜４４も同一の形状にて構成されている。

また、この回転子５には、各磁極の回転方向前方における回転子鉄心３０の外周面に、それぞれ切除部Ｓが形成されている。

尚、図３において、４５は、回転子鉄心３０の両端面に取り付けられた非磁性体の端面部材５０、５１と、回転軸鉄心３０とを一体に結合するためのリベット４６を挿入する貫通孔でありる。本実施例では、回転軸６を中心とした同心円上であって、且つ、各永久磁石３７〜４４の回転軸６側の回転子鉄心３０に４個の管通孔が形成されている。また、４７は、貫通孔４５の回転軸６側であって、回転軸６を中心とした同心円上の回転子鉄心３０に形成された風穴である。

本実施例では、図３に示すように、各永久磁石３７〜４４の回転軸６側の同心円上に等間隔で４個の貫通孔４５を配置し、各貫通孔４５より回転軸６側の同心円上であって、各貫通孔４５の間となる位置に等間隔で４個の風穴４７が配置しているが、貫通孔４５と、風穴４７の位置や数は、永久磁石３７〜４４の配置等を考慮して、特性や効率を低下させること無いよう考慮した上で適宜決定することが好ましく、本実施例の配置や数に限定されるものではない。

ここで、回転子鉄心３０４つの磁のうちの１つの磁極に着目して、一対の挿入孔とこれら挿入孔内に挿入される一対の永久磁石について詳細に説明する。図５は、各挿入孔３７Ａ〜４４Ａ内に各永久磁石３７〜４４を挿入した状態における回転子５の挿入孔３７Ａ、３８Ｂ付近の部分拡大図であり、図６は図５の破線部分の拡大図である。ここでは、図５及び図６に示すように、回転子５の４極のうちの１つの磁極を構成する一対の挿入孔３７Ａ、３８Ｂと、各挿入孔３７Ａ、３８Ｂ内に挿入される一対の永久磁石３７、３８を用いて説明し、その他の挿入孔３９Ａ〜４４Ａと、これら各挿入孔３９Ａ〜４４Ａに挿入される永久磁石３９〜４４については説明を省略するが、何れの挿入孔３９Ａ〜４４Ａ及び永久磁石３９〜４４も、挿入孔３７Ａ、３８Ａ及び永久磁石３７、３８と同様に構成及び配置されているものとする。

図５及び図６に示すように、回転子鉄心３０の１つの磁極に対応して設けられた一対の挿入孔３７Ａ、３８Ａは、回転軸６側から見てハの字状に配置されている。この一対の挿入孔３７Ａ、３８Ａ内には一対の永久磁石３７、３８が回転軸６側から見てハの字状に配置される。図６に示すように、挿入孔３７Ａ内に挿入される永久磁石３７の幅方向の中心線３７Ｃと、挿入孔３７と対をなす挿入孔３８Ａ内に挿入される永久磁石３８の幅方向の中心線３８Ｃとの交わる角度βは、所定の鈍角となるよう構成されており、これは、挿入孔３７の幅方向の中心線と、挿入孔３８の幅方向の中心線とが交わる角度と略同一となる。

この場合、図６に示すように、挿入孔３７、３８が隣り合う側の外端Ｐ３とＰ４を結ぶ線の中央Ｐ５から回転子鉄心３０の外周Ｐ２までの最短距離をｔ１、永久磁石３７、３８の幅寸法をｔ２とした場合、下式（１）を満たすよう構成されている。尚、永久磁石３７の外端Ｐ１と永久磁石３８の外端Ｐ２とを結ぶ線Ｌ１と、回転軸６の軸中心Ｐ６とこの線Ｌ１の中央Ｐ５とを通る線Ｌとは、直角に交わるものとする。
０．１９７≦ｔ１／ｔ２≦０．２７５・・・（１）

図７は、ｔ１／ｔ２に対する固定子鉄心２５の振動値と効率の変化を示している。図７において、実線は振動値（１で振動値を割った値、即ち、振動値の逆数）を示し、破線は効率を示している。図７に実線で示されるように、固定子鉄心２５の振動値は、ｔ１／ｔ２の値が小さいほど小さくなり、ｔ１／ｔ２の値の上昇に伴い徐々に大きくなることがわかる。また、図７の破線より、ｔ１／ｔ２の値が小さいほど、効率が悪く、ｔ１／ｔ２の値の上昇に伴って、電動機２は高効率となることがわかる。

即ち、ｔ１／ｔ２の値が小さいと、振動値は小さくなるが、効率が悪くなり、ｔ１／ｔ２の値が大きくなると、効率は良くなるが、振動値が大きくなることがわかる。従って、上記式（１）は、図７に示すように、ｔ１／ｔ２の値に対する振動値の逆数と効率とが交わる値の所定範囲内（交わる値の上下１０％）となるよう決定されたものである。

更に、本実施例では、各挿入孔３７Ａ〜４４Ａ、及び、一対の永久磁石は、下記式（２）、（３）を満たすよう構成されている。
３．１５ｍｍ≦ｔ１≦３．８５ｍｍ・・・（２）
１４ｍｍ≦ｔ２≦１６ｍｍ・・・（３）

上記（２）は振動の問題から上限値（３．８５ｍｍ）が決定され、効率悪化の問題から下限値（３．１５ｍｍ）が決定される。具体的に、ｔ１を小さくすると、回転子鉄心３０を通過する磁力線が段階的に通過する（即ち、回転子鉄心３０内を流れる磁力線の変化率が小さくなる）ので、固定子鉄心２５の歯部２６と回転子５の永久磁石３７〜４４との間で周期的に発生する大きな吸引力を抑制することができる。その結果、係る吸引力によって生じる回転子鉄心３０の変形が小さくなるので、騒音も小さくなるが、回転子鉄心３０に流れる磁力線が減る分、磁石の特性が下がるため、効率が低下する問題がしょうじてしまう。

他方、ｔ１を大きくすると、効率は良くなるが、その分、回転子鉄心３０を通過する磁力線が多くなるため、周期的な吸引力も増大して、騒音が大きくなる問題が生じる。そこで、係る効率の問題と騒音の問題を考慮すると、ｔ１は上記式（２）の範囲内とすることが望ましい。

また、上記式（３）に示すｔ２は、回転子鉄心３０の鉄損の問題より上限値（即ち、１６ｍｍ）が決定され、磁束の問題から下限値（即ち、１４ｍｍ）が決定される。具体的に、ｔ２を１６ｍｍより大きくすると、回転子鉄心３０の鉄損が大きくなり、効率が著しく悪化を来す不都合が生じてしまう。また、ｔ２をより小さくすれば、上記鉄損は小さくなるが、１４ｍｍより小さくすれば、磁束（磁力線）が小さくなりすぎてしまい、この場合にも効率が著しく低下する問題が生じる。

図８は、本実施例の回転子５の各回転角度における固定子４と各永久磁石３７〜４４との位置を示す図であり、図９は図８に示す各回転角度における磁束を示す図、図１０は図９の部分拡大図である。この場合、固定子鉄心２５の歯部２６Ａ、２６ＤにはＵ相、歯部２６Ｂ、２６ＥにはＶ相、歯部２６Ｃ、２６ＤにはＷ相の固定子巻線７がそれぞれ直巻されているものとする。各図において（１）に示す配置を回転子５の回転角度０度とし、（２）は（１）から矢印方向に回転子５を回転させたもの、（３）は、回転子５を（２）より更に１５度（回転子５を（１）から３０度）回転させたものである。尚、図８乃至図１０では、各挿入孔３７Ａ〜４４Ａを省略して示している。図９及び図１０において、右列は本発明を適用した実施例の回転子５であり、左列は従来の構造の回転子２０５を示したものである。

図１０に示すように、従来の構造では、例えば（１）の回転角度０度において、回転子２０５の１の磁極に対応して設けられた永久磁石２３２の殆ど全ての磁力線は隣接する歯部２６Ｃ内に流れるが、実施例の構造では、１つの磁極を構成する一対の永久磁石３７、３８のうち、一方の永久磁石３８の磁力線は、歯部２６Ｃに半分程度しか流れていない。また、回転角度１５度においては、従来構造と本実施例共に、歯部２６Ｃに流れるため、実施例では磁力線が段階的に変化している。

図１１は三相正弦波を示す図であり、図１２はこの場合の固定子鉄心２５の歯部２６と回転子５の永久磁石との間に発生する吸引力の変化（破線は従来の回転子２０５、実線は本実施例の回転子５を用いたもの）を示している。図１２に示すように本発明を採用した実施例の構造では、吸引力の最大値が従来のものより小さくなり、且つ、吸引力の最小値も従来のものより大きくなることがわかる。従って、図１２から本実施例の方が従来のものより吸引力の変化が小さくなることがわかる。

以上詳述したように、本発明により、効率を考慮しながら、永久磁石が発生する磁力線を分散させて、周期的に発生する吸引力を抑えて、固定子鉄心の変形を小さくすることが可能となる。これにより、効率を極端に悪化させることなく、騒音の低減を図ることができるようになる。

また、上記発明は、永久磁石３７〜４４を希土類磁石にて構成した場合に、効果的である。即ち、希土類磁石は、材料コスト及び加工コストが高く、平面形状（平板状）で使用することが主流である。このため、希土類磁石により永久磁石３７〜４４を形成した場合、上記発明が特に有効となる。特に、希土類永久磁石は、同一形状のフェライト永久磁石よりも磁石の保持力が大きく、そのため、吸引力による固定子の加振が大きくなり、その振動が周囲に伝達され、騒音が増大する問題があった。しかしながら、本発明により係る効率を考慮しながら、騒音を効果的に抑制することができるようになる。

更に加えて、前述したように、回転子鉄心３０の外周面に切除部Ｓを形成することで、磁力線の変化を最適化することが可能となり、固定子４の振動を低減することが可能となる。

尚、上記実施例では、図３に示すように回転子鉄心３０に各永久磁石３７〜４４に対応するそれぞれ専用の挿入孔３７Ａ〜４４Ａを形成するものとしたが、これに限らず、例えば、図１３及び図１４に示すように、回転子鉄心３０の外周に向けて突出するくの字状に形成してもよい。具体的に、各挿入孔３２〜３５は、回転軸６側から見て各挿入孔３２〜３５の中心部（以降、外端と称す）３２Ｃ〜３５Ｃが最も離れた外周側に位置し、回転軸６の軸中心と各外端３２Ｃ〜３５Ｃとを直線で結ぶ線（例えば図１５に示す破線Ｌ）を対称として、外端３２Ｃ〜３５Ｃから内側（回転軸６側）に向かって傾斜するよう両側に延在するように孔が形成されている。

尚、ここでは、図１４及び図１５に示すように、回転子５の４極のうちの１つの磁極を構成する挿入孔３２とこの挿入孔３２内に挿入される一対の永久磁石３７、３８を用いて説明し、その他の挿入孔３３〜３５とこれら各挿入孔３３〜３５に挿入される永久磁石３９〜４４については説明を省略するが、何れの挿入孔３３〜３５及び永久磁石３９〜４４も、挿入孔３２及び永久磁石３７、３８と同様に構成及び配置されているものとする。また、図１３乃至図１５において、前記図１乃至図１２と同一の符号が付されているものは、同様又は類似の作用、或いは、効果を奏するものであるため、説明を省略する。

この場合、挿入孔３２は、この挿入孔３２の外端３２Ｃ（即ち、図１５に示すＰ１）から回転子鉄心３０の外周Ｐ２までの最短距離をｔ１、永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、前述した式（１）を満たすよう構成されている。尚、図１５に示すように、本実施例において、挿入孔３２の外端Ｐ１、回転子鉄心３０の外周Ｐ２及び回転軸６の軸中心Ｐ６とは略同一直線Ｌ上にある。

このように、本実施例の如く構成した場合にも、前述した実施例１と同様に効率を考慮しながら、永久磁石３７〜４４が発生する磁力線を分散させて、周期的に発生する吸引力を抑えて、固定子鉄心の変形を小さくすることが可能となる。これにより、効率を極端に悪化させることなく、騒音の低減を図ることができるようになる。

また、上記各実施例では、電動機として、回転子５の極数と固定子４のスロット数との比が２：３とされた４極の永久磁石回転式電動機を用いるものとしたが、本発明において回転子の極数と固定子のスロット数は上記実施例に限定されるものではない。例えば、回転子の極数と固定子のスロット数との比が２：３とされた６極の永久磁石回転式電動機を用いるものとしても差し支えなし、その他の比や極数の電動機を用いても本発明は有効である。

Ｃ 圧縮機
１ 密閉容器
２ 電動機
３ 圧縮要素
４ 固定子
５ 回転子
６ 回転軸
７ 固定子巻線
１０ シリンダ
１１ 偏心部
１２ ローラ
１４ 上部支持部材
１５ 下部支持部材
１７ 吐出消音室
１８ カバー
１９ 吐出ポート
２０ 冷媒吐出管
２２ 冷媒導入管
２３ ターミナル
２５ 固定子鉄心
２６ 歯部
２７ 歯部先端部
２８ スロット部
３０ 回転子鉄心
３１ 回転子用鉄板
３７Ａ〜４４Ａ 挿入孔
３７〜４４ 永久磁石
３７Ｃ、３８Ｃ 幅方向の中心線
４５ 貫通孔
４６ リベット
４７ 風穴
５０、５１ 端面部材

Claims (6)

1. 複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、該回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた一対の挿入孔と、各挿入孔に挿入されて前記磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成る電動機の回転子において、
   前記一対の挿入孔は、前記回転軸側から見てハの字状に配置されており、各挿入孔が隣り合う側の外端を結ぶ線の中央から前記回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、前記永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、０．１９７≦ｔ１／ｔ２≦０．２７５とされていることを特徴とする電動機の回転子。
2. 複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、該回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた一対の挿入孔と、各挿入孔に挿入されて前記磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成る電動機の回転子において、
   前記一対の挿入孔は、前記回転軸側から見てハの字状に配置されており、各挿入孔が隣り合う側の外端を結ぶ線の中央から前記回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、前記永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、３．１５ｍｍ≦ｔ１≦３．８５ｍｍ、１４ｍｍ≦ｔ２≦１６ｍｍとされていることを特徴とする電動機の回転子。
3. 複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、該回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた挿入孔と、各挿入孔に挿入されて前記磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成る電動機の回転子において、
   前記挿入孔は、前記回転子鉄心の外周に向けて突出するくの字状に形成されており、該挿入孔の外端から前記回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、前記永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、０．１９７≦ｔ１／ｔ２≦０．２７５とされていることを特徴とする電動機の回転子。
4. 複数枚の回転子用鉄板を積層した回転子鉄心と、該回転子鉄心の各磁極にそれぞれ対応し、回転軸の軸方向に沿って設けられた挿入孔と、各挿入孔に挿入されて前記磁極を構成する一対の平板状永久磁石とから成る電動機の回転子において、
   前記挿入孔は、前記回転子鉄心の外周に向けて突出するくの字状に形成されており、該挿入孔の外端から前記回転子鉄心の外周までの最短距離をｔ１、前記永久磁石の幅寸法をｔ２とした場合、３．１５ｍｍ≦ｔ１≦３．８５ｍｍ、１４ｍｍ≦ｔ２≦１６ｍｍとされていることを特徴とする電動機の回転子。
5. 前記永久磁石は、希土類磁石により形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電動機の回転子。
6. 前記各磁極の回転方向前方における前記回転子鉄心の外周面には、切除部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の電動機の回転子。

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