JP2012213269A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータコアとステータコアとの間に立体ギャップが形成されたモータ等の回転電気機械に関するものである。 The present invention relates to a rotary electric machine such as a motor in which a three-dimensional gap is formed between a rotor core and a stator core.
モータ等の回転電気機械では、ロータコアとステータコアの間のギャップが軸方向に凹凸形状となる所謂立体ギャップ構造とすることで、等価的にギャップ長を短縮したのと同等の特性となる効果（等価狭ギャップ効果）を期待できることが知られている。この等価狭ギャップ効果によって、トルクを代表とするモータの各種特性の改善が期待できる（例えば、下記非特許文献１を参照）。
In a rotating electrical machine such as a motor, the so-called three-dimensional gap structure in which the gap between the rotor core and the stator core is uneven in the axial direction has the same effect as equivalently shortening the gap length (equivalent It is known that a narrow gap effect can be expected. The equivalent narrow gap effect can be expected to improve various characteristics of a motor represented by torque (for example, see Non-Patent
また、上記所謂立体ギャップ構造の回転電気機械の中には、ロータコアに複数の永久磁石が埋め込まれた磁石埋込形のものがある。 Among the so-called three-dimensional gap structure rotary electric machines, there is a magnet embedded type in which a plurality of permanent magnets are embedded in a rotor core.
ところで、所謂立体ギャップ構造の回転電気機械では、ロータコアの最も径が大きい最大径部分（最も外径の大きな積層板によって形成される部分）は他の部分に比べてステータコアとの対向面積が大きくなるため、ステータの回転磁界に伴う磁束が他の部分に比べて多く侵入する。また、ロータコアが複数の積層板が軸方向に積層された積層構造を有している場合、積層板の積層方向、即ち軸方向は透磁率が低くなるため、ロータコアに侵入した磁束は径方向に流れ易くなる。そのため、立体ギャップ構造で且つ磁石埋込形のロータを有する回転電気機械では、ロータに埋め込まれた永久磁石のロータコアの最大径部分に対応する部分に、ステータによって大きな逆磁界が印加されて永久磁石が部分的に減磁するおそれがあった。 By the way, in a rotary electric machine having a so-called three-dimensional gap structure, the largest diameter portion (the portion formed by the laminated plate having the largest outer diameter) of the rotor core has a larger area facing the stator core than the other portions. Therefore, more magnetic flux accompanying the rotating magnetic field of the stator enters than in other portions. In addition, when the rotor core has a laminated structure in which a plurality of laminated plates are laminated in the axial direction, the magnetic permeability that has penetrated into the rotor core is reduced in the radial direction because the permeability in the laminated direction of the laminated plates, that is, the axial direction is low. It becomes easy to flow. Therefore, in a rotary electric machine having a three-dimensional gap structure and a magnet-embedded rotor, a permanent magnet is applied to a portion corresponding to the maximum diameter portion of the rotor core of the permanent magnet embedded in the rotor by the stator. May partially demagnetize.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、磁石埋込形のロータを有する所謂立体ギャップ構造の回転電気機械において、永久磁石の部分的な減磁を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to suppress partial demagnetization of a permanent magnet in a so-called three-dimensional gap structure rotary electric machine having a magnet-embedded rotor. .
本発明は、永久磁石を埋め込むための貫通孔においてステータによって大きな逆磁界が印加され易い部分に永久磁石が挿入されない非磁石挿入部を形成したものである。 According to the present invention, a non-magnet insertion portion into which a permanent magnet is not inserted is formed in a portion where a large reverse magnetic field is easily applied by a stator in a through hole for embedding a permanent magnet.
第１の発明は、複数の積層板（43）が駆動軸（60）の軸方向に積層されてなるロータコア（41）と該ロータコア（41）の周方向に複数形成されてそれぞれ軸方向に貫通する複数の貫通孔（44a）に挿入された複数の永久磁石（42）とを有するロータ（40）と、上記ロータコア（41）の外周側において該ロータコア（41）と所定のギャップ（G）を隔てて対向するステータコア（30）を有して回転磁界を発生するステータ（20）とを備え、上記ステータコア（30）と上記ロータコア（41）との対向面には、上記ギャップ（G）の軸方向形状が凹凸形状となるように上記ステータコア（30）側に凹部（38d）が形成される一方、上記ロータコア（41）側に上記凹部（38d）に嵌り込む凸部（46d）が形成された回転電気機械であって、上記複数の貫通孔（44a）には、上記ロータコア（41）の外径が最も大きい積層板（43）によって形成される最大径部分（41b）に対応する部分に、上記永久磁石（42）が挿入されない非磁石挿入部（45）が形成されている。 In the first invention, a plurality of laminated plates (43) are laminated in the axial direction of the drive shaft (60), and a plurality of laminated plates are formed in the circumferential direction of the rotor core (41), each penetrating in the axial direction. A rotor (40) having a plurality of permanent magnets (42) inserted into a plurality of through holes (44a), and a predetermined gap (G) between the rotor core (41) and the outer periphery of the rotor core (41). A stator (20) having a stator core (30) opposed to each other and generating a rotating magnetic field, and a shaft of the gap (G) is provided on an opposing surface of the stator core (30) and the rotor core (41) A concave portion (38d) is formed on the stator core (30) side so that the directional shape is an uneven shape, while a convex portion (46d) is formed on the rotor core (41) side to fit into the concave portion (38d). A rotary electric machine, wherein the plurality of through holes (44a) A non-magnet insertion portion (45) into which the permanent magnet (42) is not inserted is formed in a portion corresponding to the maximum diameter portion (41b) formed by the laminated plate (43) having the largest outer diameter of the rotor core (41). ing.
第１の発明では、ロータコア（41）に形成された複数の貫通孔（44a）におけるステータ（20）の回転磁界による磁束が集中し易いロータコア（41）の最大径部分（41b）に対応する部分に、永久磁石（42）が挿入されない非磁石挿入部（45）を形成することとした。そのため、ロータコア（41）の最大径部分（41b）に永久磁石（42）の磁束と逆向きのステータ（20）の回転磁界に伴う磁束が集中しても、大きな逆磁界が永久磁石（42）に印加されなくなる。 In the first invention, the portion corresponding to the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41) where the magnetic flux due to the rotating magnetic field of the stator (20) tends to concentrate in the plurality of through holes (44a) formed in the rotor core (41) The non-magnet insertion portion (45) into which the permanent magnet (42) is not inserted is formed. Therefore, even if the magnetic flux accompanying the rotating magnetic field of the stator (20) opposite to the magnetic flux of the permanent magnet (42) is concentrated on the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41), a large reverse magnetic field is generated in the permanent magnet (42). Is no longer applied.
第２の発明は、第１の発明において、上記非磁石挿入部（45）は、軸方向の長さが上記ロータコア（41）の最大径部分（41b）の軸方向の長さ以下となるように構成されている。 In a second aspect based on the first aspect, the non-magnet insertion portion (45) has an axial length equal to or less than an axial length of the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41). It is configured.
第２の発明では、非磁石挿入部（45）の軸方向長さがロータコア（41）の最大径部分（41b）の軸方向長さ以下になるように構成したため、複数の貫通孔（44a）に非磁石挿入部（45）を形成しても永久磁石（42）の磁束が大幅に減少してしまうことがない。 In the second invention, since the axial length of the non-magnet insertion portion (45) is equal to or less than the axial length of the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41), the plurality of through holes (44a) Even if the non-magnet insertion portion (45) is formed, the magnetic flux of the permanent magnet (42) is not significantly reduced.
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記ロータコア（41）には、上記各貫通孔（44a）と該各貫通孔（44a）の両側部から上記ロータコア（41）の外周縁付近まで延びる空隙部（44b）とによって複数の溝孔（44）が形成され、上記複数の溝孔（44）は、軸方向視において、両端部が上記ロータコア（41）の外周縁付近に位置して径方向内側に突出した形状となるように形成されている。 According to a third invention, in the first or second invention, the rotor core (41) includes the through holes (44a) and outer peripheral edges of the rotor core (41) from both sides of the through holes (44a). A plurality of slots (44) are formed by the gap (44b) extending to the vicinity, and both ends of the plurality of slots (44) are located in the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor core (41) in the axial direction. Thus, it is formed to have a shape protruding radially inward.
第３の発明では、上述のような形状の複数の溝孔（44）により、ロータコア（41）では、各溝孔（44）に交差する方向については磁気抵抗の大きな溝孔（44）が磁束の通過を妨げる一方、各溝孔（44）に沿う方向については磁気抵抗が小さいため磁束の通過が促進される。つまり、上述のような形状の複数の溝孔（44）をロータコア（41）に形成したことにより、ロータコア（41）では、ステータ（20）の回転磁界に伴う磁束が各溝孔（44）に沿う方向に流れ易くなり、この方向に流れる磁束によって突極が形成される。この突極とステータ（20）の回転磁界による極との吸引によってリラクタンストルクが発生する。 In the third invention, due to the plurality of grooves (44) having the shape as described above, in the rotor core (41), the grooves (44) having a large magnetic resistance in the direction intersecting each groove (44) are magnetic fluxes. On the other hand, since the magnetic resistance is small in the direction along each slot (44), the passage of magnetic flux is promoted. That is, by forming the plurality of slots (44) having the above-described shape in the rotor core (41), the magnetic flux accompanying the rotating magnetic field of the stator (20) is generated in each slot (44) in the rotor core (41). It becomes easy to flow in the direction along, and the salient pole is formed by the magnetic flux flowing in this direction. A reluctance torque is generated by attraction between the salient pole and the pole by the rotating magnetic field of the stator (20).
第４の発明は、第３の発明において、上記溝孔（44）は、上記ロータコア（41）の径方向に複数ずつ形成されている。 In a fourth aspect based on the third aspect, the plurality of slots (44) are formed in the radial direction of the rotor core (41).
第４の発明では、溝孔（44）がロータコア（41）の径方向に１つだけ形成されている場合に比べて発生するリラクタンストルクが大きくなる。 In the fourth aspect of the invention, the reluctance torque generated is larger than when only one slot (44) is formed in the radial direction of the rotor core (41).
第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明において、上記非磁石挿入部（45）には、非磁性部材（48）が挿入されている。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, a nonmagnetic member (48) is inserted into the nonmagnet insertion portion (45).
第５の発明では、非磁石挿入部（45）に非磁性部材（48）を挿入することにより、貫通孔（44a）内における永久磁石（42）の軸方向の位置決めが容易になる。 In the fifth invention, the non-magnetic member (48) is inserted into the non-magnet insertion portion (45), thereby facilitating the positioning of the permanent magnet (42) in the through hole (44a) in the axial direction.
第６の発明は、第５の発明において、上記非磁性部材（48）は、上記永久磁石（42）よりも軽量な非磁性材料によって構成されている。 In a sixth aspect based on the fifth aspect, the nonmagnetic member (48) is made of a nonmagnetic material that is lighter than the permanent magnet (42).
第６の発明では、非磁石挿入部（45）に永久磁石（42）よりも軽量な非磁性材料によって構成された非磁性部材（48）を挿入することにより、ロータ（40）の最も遠心力が大きくなる部分（外径が最も大きい部分）の重量が軽減される。 In the sixth invention, the most centrifugal force of the rotor (40) is obtained by inserting the nonmagnetic member (48) made of a nonmagnetic material that is lighter than the permanent magnet (42) into the nonmagnet insertion portion (45). The weight of the portion where the diameter increases (the portion with the largest outer diameter) is reduced.
第１の発明によれば、複数の貫通孔（44a）におけるステータ（20）の回転磁界に伴う磁束が集中し易いロータコア（41）の最大径部分（41b）に対応する部分に永久磁石（42）が挿入されない非磁石挿入部（45）を形成することとした。よって、ロータコア（41）の最大径部分（41b）に永久磁石（42）の磁束と逆向きのステータ（20）の回転磁界に伴う磁束が集中しても、大きな逆磁界が永久磁石（42）に印加されることを抑制することができる。従って、永久磁石（42）が部分的に減磁するのを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the permanent magnet (42 ) Is not inserted into the non-magnet insertion portion (45). Therefore, even if the magnetic flux accompanying the rotating magnetic field of the stator (20) opposite to the magnetic flux of the permanent magnet (42) is concentrated on the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41), a large reverse magnetic field is generated by the permanent magnet (42). It can suppress that it is applied to. Therefore, it is possible to prevent the permanent magnet (42) from being partially demagnetized.
また、第１の発明によれば、複数の貫通孔（44a）に非磁石挿入部（45）を形成しない場合に比べて永久磁石（42）の総量が低減されるため、コストを低減することができる。また、ロータ（40）の最も遠心力が大きくなる部分（外径が最も大きい部分）の重量を低減することにより、ロータ（40）の遠心耐力を向上させることができる。 In addition, according to the first invention, since the total amount of the permanent magnets (42) is reduced as compared with the case where the non-magnet insertion portions (45) are not formed in the plurality of through holes (44a), the cost can be reduced. Can do. Moreover, the centrifugal strength of the rotor (40) can be improved by reducing the weight of the portion (the portion with the largest outer diameter) where the centrifugal force of the rotor (40) is the largest.
また、第２の発明によれば、上記非磁石挿入部（45）の軸方向長さがロータコア（41）の最大径部分（41b）の軸方向長さ以下になるように構成したため、永久磁石（42）の磁束の大幅な減少によるマグネットトルクの低下を抑制することができる。 According to the second invention, since the axial length of the non-magnet insertion portion (45) is equal to or less than the axial length of the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41), the permanent magnet It is possible to suppress a decrease in magnet torque due to a significant decrease in magnetic flux (42).
また、第３の発明によれば、ロータコア（41）に上記複数の溝孔（44）を形成したことによってリラクタンストルクが発生する。そのため、上述のようにロータコア（41）に非磁石挿入部（45）を形成して磁石量を低下させたことによる総トルク（マグネットトルクとリラクタンストルクとの和）の低下率を低減することができる。 According to the third aspect of the invention, reluctance torque is generated by forming the plurality of slots (44) in the rotor core (41). Therefore, the reduction rate of the total torque (the sum of the magnet torque and the reluctance torque) caused by forming the non-magnet insertion portion (45) in the rotor core (41) and reducing the magnet amount as described above can be reduced. it can.
特に、第４の発明によれば、溝孔（44）がロータコア（41）の径方向に複数ずつ形成されているため、径方向に１つだけ形成されている場合に比べて発生するリラクタンストルクが大きくなる。従って、ロータコア（41）に非磁石挿入部（45）を形成して磁石量を低下させたことによる総トルクの低下率をより低減することができる。 In particular, according to the fourth aspect of the present invention, since the plurality of slots (44) are formed in the radial direction of the rotor core (41), the reluctance torque generated compared to the case where only one is formed in the radial direction. Becomes larger. Accordingly, it is possible to further reduce the reduction rate of the total torque due to the non-magnet insertion portion (45) formed in the rotor core (41) to reduce the magnet amount.
また、第５の発明によれば、非磁石挿入部（45）に非磁性部材（48）を挿入することにより、永久磁石（42）が部分的に減磁するのを防止しつつ、貫通孔（44a）内における永久磁石（42）の軸方向の位置決めを容易に行うことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the non-magnetic member (48) is inserted into the non-magnet insertion portion (45), thereby preventing the permanent magnet (42) from being partially demagnetized and the through hole. The positioning of the permanent magnet (42) in the axial direction in (44a) can be easily performed.
また、第６の発明によれば、非磁石挿入部（45）に永久磁石（42）よりも軽量な非磁性材料によって構成された非磁性部材（48）を挿入してロータ（40）の最も遠心力が大きくなる部分（外径が最も大きい部分）の重量を低減することにより、ロータ（40）の遠心耐力を向上させることができる。 According to the sixth invention, the non-magnetic member (48) made of a non-magnetic material that is lighter than the permanent magnet (42) is inserted into the non-magnet insertion portion (45), and the rotor (40) The centrifugal strength of the rotor (40) can be improved by reducing the weight of the portion where the centrifugal force increases (the portion with the largest outer diameter).
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
〈概要〉
図１は、本発明の実施形態１に係るモータ（1）を適用した電動圧縮機（100）の構成を模式的に示す縦断面図である。上記モータ（1）は、回転電気機械であり、ステータ（20）、ロータ（40）及び駆動軸（60）を備え、例えば、空気調和機に用いる電動圧縮機（100）のケーシング（70）に収容されている。上記モータ（1）は、所謂ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータであり、本実施形態では電動圧縮機（100）内の圧縮機構（80）を駆動する。
<Overview>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an electric compressor (100) to which a motor (1) according to
なお、以下の説明において、軸方向とは駆動軸（60）の軸心の方向をいい、径方向とは前記軸心と直行する方向をいう。また、外周側とは前記軸心からより遠い側をいい、内周側とは前記軸心により近い側をいう。また、積層位置とは、積層板（後述）の軸方向の位置をいう。 In the following description, the axial direction refers to the direction of the axis of the drive shaft (60), and the radial direction refers to the direction perpendicular to the axis. Further, the outer peripheral side means a side farther from the axis, and the inner peripheral side means a side closer to the axis. Moreover, a lamination position means the position of the axial direction of a laminated board (after-mentioned).
〈ステータ〉
図２は、本実施形態１のロータ（40）及びステータ（20）の構成を示す平面図である。ステータ（20）は、図２に示すように、円筒状のステータコア（30）とコイル（32）を備えている。本実施形態１のステータコア（30）は、３つの分割ステータコア（31）で形成されている。図３は、分割ステータコア（31）の構成を示す斜視図である。それぞれの分割ステータコア（31）は、複数の積層板（33）を軸方向に積層して該積層板（33）を互いに固定した積層コアである。上記分割ステータコア（31）は、積層板（33）同士が互いに部分的に固定されている。なお、本実施形態１では、複数の積層板（33）は、電磁鋼板によって構成されている。
<Stator>
FIG. 2 is a plan view showing configurations of the rotor (40) and the stator (20) of the first embodiment. As shown in FIG. 2, the stator (20) includes a cylindrical stator core (30) and a coil (32). The stator core (30) of the first embodiment is formed by three divided stator cores (31). FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the split stator core (31). Each divided stator core (31) is a laminated core in which a plurality of laminated plates (33) are laminated in the axial direction and the laminated plates (33) are fixed to each other. In the split stator core (31), the laminated plates (33) are partially fixed to each other. In the first embodiment, the plurality of laminated plates (33) are composed of electromagnetic steel plates.
上記各分割ステータコア（31）は、図３に示すように、複数のティース部（34）とコアバック部（35）と歯先部（36）とを備えている。上記各ティース部（34）は、分割ステータコア（31）において径方向に伸びる部分である。上記ティース部（34）には、コイル（32）が巻回される（図２参照）。また、上記コアバック部（35）は、円弧状に形成され、各ティース部（34）を該ティース部（34）の外周側で連結している。上記各ティース部（34）の間の空間が、コイル（32）が収容されるコイル用スロット（37）である。この例では、１つの分割ステータコア（31）には、１２個のコイル用スロット（37）がある。 As shown in FIG. 3, each of the divided stator cores (31) includes a plurality of tooth portions (34), a core back portion (35), and a tooth tip portion (36). Each said teeth part (34) is a part extended in radial direction in a division | segmentation stator core (31). A coil (32) is wound around the tooth portion (34) (see FIG. 2). The core back portion (35) is formed in an arc shape, and connects each tooth portion (34) on the outer peripheral side of the tooth portion (34). A space between the teeth portions (34) is a coil slot (37) in which the coil (32) is accommodated. In this example, one split stator core (31) has 12 coil slots (37).
上記歯先部（36）は、それぞれのティース部（34）の内周側に連なる部分である。上記歯先部（36）は、平面視が四辺形であり、ティース部（34）よりも幅が広く形成されている。 The said tooth tip part (36) is a part connected to the inner peripheral side of each teeth part (34). The tooth tip (36) has a quadrilateral shape in plan view and is formed wider than the teeth (34).
上記ステータコア（30）は、円筒状のコア本体（30a）の内周側面に３条の凹部（38d）が形成された凹凸構造に構成されている。つまり、上記歯先部（36）は、図３に示すように、３条の凹部（38d）が形成されている。以下では分割ステータコア（31）の凹凸構造部分をステータ側凹凸部（38）という。つまり、上記ステータコア（30）は、円筒状のコア本体（30a）の内側面に径方向内側に凹む凹部（38d）が形成されている。そして、上記ステータ側凹凸部（38）は、第１頂面（38a）と第２頂面（38b）と底面（38c）とを有している。このようなステータ側凹凸部（38）は、積層板（33）の積層位置に応じて、積層板（33）の歯先部（36）の形状（直径）を変化させることで形成されている。 The stator core (30) has a concave-convex structure in which three concave portions (38d) are formed on the inner peripheral side surface of the cylindrical core body (30a). That is, as shown in FIG. 3, the tooth tip portion (36) has three recesses (38d). Hereinafter, the uneven structure portion of the divided stator core (31) is referred to as a stator-side uneven portion (38). That is, the stator core (30) has a recess (38d) that is recessed radially inward on the inner surface of the cylindrical core body (30a). And the said stator side uneven | corrugated | grooved part (38) has a 1st top surface (38a), a 2nd top surface (38b), and a bottom face (38c). Such a stator side uneven part (38) is formed by changing the shape (diameter) of the tooth tip part (36) of the laminated board (33) according to the lamination position of the laminated board (33). .
上記コイル（32）は、所謂分布巻きに構成され、各ティース部（34）に巻回されている（図２を参照）。このコイル（32）に所定の電力を供給することで、ステータ（20）に回転磁界が発生する。 The said coil (32) is comprised by what is called distributed winding, and is wound by each teeth part (34) (refer FIG. 2). By supplying predetermined power to the coil (32), a rotating magnetic field is generated in the stator (20).
〈ロータ〉
図４は、上記ロータ（40）の斜視図である。上記ロータ（40）は、同図に示すように、ロータコア（41）と、複数の永久磁石（42）（この例では１８つ）を備えている。上記ロータコア（41）は、複数の積層板（43）を軸方向に積層して該積層板（43）を互いに固定した積層コアであり、円筒状に形成されている。そして、上記ロータコア（41）の積層板（43）は、互いに固定されている。なお、本実施形態１では、複数の積層板（43）は、電磁鋼板によって構成されている。
<Rotor>
FIG. 4 is a perspective view of the rotor (40). As shown in the figure, the rotor (40) includes a rotor core (41) and a plurality of permanent magnets (42) (18 in this example). The rotor core (41) is a laminated core in which a plurality of laminated plates (43) are laminated in the axial direction and the laminated plates (43) are fixed to each other, and is formed in a cylindrical shape. The laminated plates (43) of the rotor core (41) are fixed to each other. In the first embodiment, the plurality of laminated plates (43) are made of electromagnetic steel plates.
上記ロータコア（41）の中心には、駆動軸（60）を挿入する軸穴（47）が形成されている。また、上記ロータコア（41）には、永久磁石（42）を埋め込むための複数の磁石用スロット（44）が形成されている。本実施形態１では、平面視において長さの異なる３種の磁石用スロット（44）がロータコア（41）の外周側から内周側に向かって順に長さが長くなるように配列されている。また、この径方向に並ぶ３種の磁石用スロット（44）を１組とした磁石用スロット（44）の組が軸穴（47）の軸心回りに６０°ピッチに配置されている。つまり、本実施形態１では、ロータコア（41）に、長さの異なる３種の磁石用スロット（44）の組が６つ、計１８つの磁石用スロット（44）が形成されている。 A shaft hole (47) for inserting the drive shaft (60) is formed at the center of the rotor core (41). The rotor core (41) is formed with a plurality of magnet slots (44) for embedding the permanent magnet (42). In the first embodiment, three types of magnet slots (44) having different lengths in a plan view are arranged so that the lengths increase in order from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the rotor core (41). A set of magnet slots (44), which is a set of three types of slots (44) arranged in the radial direction, is arranged at a 60 ° pitch around the axis of the shaft hole (47). That is, in the first embodiment, the rotor core (41) is formed with six sets of three types of magnet slots (44) having different lengths, for a total of 18 magnet slots (44).
上記各磁石用スロット（44）は、ロータコア（41）を軸方向に貫通するように形成されている。また、各磁石用スロット（44）は、平面視（軸穴（47）の軸方向視）において、両端部がロータコア（41）の外周縁付近に位置し且つ径方向内側に突出したアーチ形状になるように形成されている。また、ロータコア（41）の径方向に並ぶ３種の磁石用スロット（44）の外周側には、各磁石用スロット（44）に沿う壁部（41c）が形成されている。また、各磁石用スロット（44）の両端部と各積層板（43）の外周縁との間には、各積層板（43）において各磁石用スロット（44）の内周側と外周側とを繋ぐブリッジ部（41d）が形成されている。 Each of the magnet slots (44) is formed so as to penetrate the rotor core (41) in the axial direction. In addition, each magnet slot (44) has an arch shape in which both end portions are located in the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor core (41) and project radially inward in a plan view (axial view of the shaft hole (47)). It is formed to become. Further, on the outer peripheral side of the three types of magnet slots (44) arranged in the radial direction of the rotor core (41), a wall portion (41c) is formed along each magnet slot (44). In addition, between the both end portions of each magnet slot (44) and the outer peripheral edge of each laminated plate (43), the inner peripheral side and the outer peripheral side of each magnet slot (44) in each laminated plate (43) The bridge part (41d) which connects is formed.
永久磁石（42）は、平面視（軸穴（47）の軸方向視）において、磁石用スロット（44）の中央付近の貫通孔部（44a）に保持されている。この永久磁石（42）の全長は、磁石用スロット（44）の全長よりも短く、各磁石用スロット（44）の両端部分には、永久磁石（42）を収容した状態で空隙部（44b）がそれぞれ形成されている。つまり、上記各磁石用スロット（44）は、ロータコア（41）を軸方向に貫通して永久磁石（42）を埋め込むための貫通孔部（44a）と、該貫通孔部（44a）の両側部からロータコア（41）の外周縁付近まで延びる空隙部（44b）とによって形成されている。 The permanent magnet (42) is held in the through-hole portion (44a) near the center of the magnet slot (44) in plan view (viewed in the axial direction of the shaft hole (47)). The total length of the permanent magnet (42) is shorter than the total length of the magnet slot (44), and the gap portion (44b) with the permanent magnet (42) accommodated in both end portions of each magnet slot (44). Are formed respectively. That is, each of the magnet slots (44) includes a through hole portion (44a) for passing through the rotor core (41) in the axial direction and embedding the permanent magnet (42), and both side portions of the through hole portion (44a). To the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor core (41).
図５は、上記ロータコア（41）の側面図である。該ロータコア（41）は、図５に示すように、円筒状のコア本体（41a）の外周側面に３条の凸部（46d）が形成された凹凸構造に構成されている。以下ではロータコア（41）の凹凸構造部分をロータ側凹凸部（46）という。つまり、上記ロータコア（41）は、円筒状のコア本体（41a）の側面に径方向外側に突出する凸部（46d）が形成されている。そして、上記ロータ側凹凸部（46）は、図５に示すように、第１頂面（46a）と第２頂面（46b）と底面（46c）とが形成されている。上記ロータ側凹凸部（46）は、積層板（43）の積層位置に応じて、積層板（43）の形状（直径）を変化させることで形成されている。 FIG. 5 is a side view of the rotor core (41). As shown in FIG. 5, the rotor core (41) has a concavo-convex structure in which three convex portions (46d) are formed on the outer peripheral side surface of a cylindrical core body (41a). Hereinafter, the uneven structure portion of the rotor core (41) is referred to as a rotor-side uneven portion (46). That is, the rotor core (41) has a convex portion (46d) that protrudes radially outward on the side surface of the cylindrical core body (41a). And as shown in FIG. 5, the said rotor side uneven | corrugated | grooved part (46) has the 1st top surface (46a), the 2nd top surface (46b), and the bottom face (46c). The said rotor side uneven | corrugated | grooved part (46) is formed by changing the shape (diameter) of a laminated board (43) according to the lamination position of a laminated board (43).
図６は、ステータ（20）とロータ（40）との対向部分を拡大して示す断面図である。図６に示すように、ステータ（20）とロータ（40）とは、上記ロータ（40）の凸部（46d）がステータ（20）の凹部（38d）に嵌り込むように配置されている。そして、ロータコア（41）の第１頂面（46a）と分割ステータコア（31）の底面（38c）、ロータコア（41）の第２頂面（46b）と分割ステータコア（31）の第２頂面（38b）、ロータコア（41）の底面（46c）と分割ステータコア（31）の第１頂面（38a）がそれぞれ対向する。これにより、上記ステータコア（30）と上記ロータコア（41）との間には、径方向及び軸方向のギャップ（立体ギャップ）が凹凸形状に形成されている。なお、本実施形態１では、上記ギャップ（G）の大きさは、径方向、軸方向ともに０．３ｍｍに設定されている。 FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a facing portion between the stator (20) and the rotor (40). As shown in FIG. 6, the stator (20) and the rotor (40) are arranged such that the convex portion (46d) of the rotor (40) fits into the concave portion (38d) of the stator (20). The first top surface (46a) of the rotor core (41) and the bottom surface (38c) of the split stator core (31), the second top surface (46b) of the rotor core (41) and the second top surface of the split stator core (31) ( 38b), the bottom surface (46c) of the rotor core (41) and the first top surface (38a) of the split stator core (31) face each other. As a result, gaps in the radial direction and the axial direction (three-dimensional gaps) are formed in an uneven shape between the stator core (30) and the rotor core (41). In the first embodiment, the size of the gap (G) is set to 0.3 mm in both the radial direction and the axial direction.
また、図６に示すように、各磁石用スロット（44）の貫通孔部（44a）には、ロータコア（41）の外径が最も大きい積層板（43）によって形成される各最大径部分（41b）に対応する部分に、永久磁石（42）が挿入されない非磁石挿入部（45）が形成されている。該非磁石挿入部（45）は、軸方向の長さがロータコア（41）の最大径部分（41b）の軸方向の長さと等しくなるように構成されている。つまり、本実施形態１では、各貫通孔部（44a）において、ロータコア（41）の最大径部分（41b）に対応する部分全体が、永久磁石（42）が挿入されない非磁石挿入部（45）に構成されている。なお、図６では、径方向に並ぶ３種の磁石用スロット（44）の最も外周側のもののみを図示しているが、残りの磁石用スロット（44）の貫通孔部（44a）においても同様に、ロータコア（41）の最大径部分（41b）に対応する部分が非磁石挿入部（45）に構成されている。
Moreover, as shown in FIG. 6, each maximum diameter part (43) formed by the laminated plate (43) with the largest outer diameter of a rotor core (41) is formed in the through-hole part (44a) of each magnet slot (44). A non-magnet insertion portion (45) into which the permanent magnet (42) is not inserted is formed in a portion corresponding to 41b). The non-magnet insertion portion (45) is configured such that the axial length is equal to the axial length of the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41). That is, in this
−運転動作−
上記コイル（32）に所定の電力を供給すると、ステータ（20）に回転磁界が発生し、ロータ（40）が回転する。このロータ（40）の回転によって圧縮機構（80）が駆動する。
-Driving action-
When predetermined power is supplied to the coil (32), a rotating magnetic field is generated in the stator (20), and the rotor (40) rotates. The compression mechanism (80) is driven by the rotation of the rotor (40).
特に、上記モータ（1）は、ステータ（20）とロータ（40）との間のギャップ（G）が凹凸形状に形成されているため、ギャップ（G）が凹凸形状に形成されない場合に比べてステータ（20）とロータ（40）との対向面積が飛躍的に増大し、等価的にギャップ長を短縮したのと同等の特性が発揮され、この等価狭ギャップ効果によって、トルクを代表とするモータ（1）の各種特性が改善されている。 In particular, in the motor (1), the gap (G) between the stator (20) and the rotor (40) is formed in a concavo-convex shape, so that the gap (G) is not formed in a concavo-convex shape. The opposing area between the stator (20) and the rotor (40) has increased dramatically, and the equivalent characteristics of the equivalently shortened gap length have been demonstrated. Various characteristics of (1) have been improved.
具体的には、ステータ（20）のコイル（32）に電力が供給されて回転磁界が発生すると、該回転磁界の極とロータ（40）の永久磁石（42）の磁極との吸引及び反発によってマグネットトルクが発生する。また、ステータ（20）の回転磁界による極とロータ（40）の突極との吸引によってリラクタンストルクが発生する。上記マグネットトルクとリラクタンストルクとによってロータ（40）が回転する。 Specifically, when electric power is supplied to the coil (32) of the stator (20) to generate a rotating magnetic field, the rotating magnetic field pole and the magnetic pole of the permanent magnet (42) of the rotor (40) are attracted and repelled. Magnet torque is generated. In addition, reluctance torque is generated by the attraction between the pole due to the rotating magnetic field of the stator (20) and the salient pole of the rotor (40). The rotor (40) is rotated by the magnet torque and the reluctance torque.
ところで、図７に示すように、上記ロータコア（41）では、各磁石用スロット（44）に交差する方向については磁気抵抗の大きな磁石用スロット（44）が磁束の通過を妨げる一方、各磁石用スロット（44）に沿う方向には磁気抵抗が小さい壁部（41c）が磁束の通過を促進することにより、ステータ（20）の回転磁界に伴う磁束が各磁石用スロット（44）に沿う方向に流れ易くなる。この各磁石用スロット（44）に沿う方向に流れる磁束（図７の実線矢印）により、ロータコア（41）の各壁部（41c）の両端部に突極が形成され、該突極とステータ（20）の回転磁界による極との吸引によってリラクタンストルクが発生する。 By the way, as shown in FIG. 7, in the rotor core (41), in the direction intersecting with each magnet slot (44), the magnet slot (44) having a large reluctance prevents the passage of magnetic flux. In the direction along the slot (44), the wall portion (41c) having a small magnetic resistance promotes the passage of the magnetic flux, so that the magnetic flux accompanying the rotating magnetic field of the stator (20) is directed in the direction along the slot (44) for each magnet. It becomes easy to flow. The magnetic flux flowing in the direction along each magnet slot (44) (solid arrow in FIG. 7) forms salient poles at both ends of each wall (41c) of the rotor core (41). The reluctance torque is generated by the attraction with the pole by the rotating magnetic field of 20).
ここで、本実施形態１のモータ（1）では、各磁石用スロット（44）の貫通孔部（44a）に永久磁石（42）が挿入されている。この永久磁石（42）の磁束の一部は、ステータ（20）に向かわずにブリッジ部（41d）に漏れて短絡する。この永久磁石（42）の漏れ磁束によって、各ブリッジ部（41d）では磁気飽和するため、ステータ（20）の回転磁界によってロータコア（41）の各磁石用スロット（44）に沿う方向に流れる磁束（図７の実線矢印）がブリッジ部（41d）方向に漏れなくなる。つまり、永久磁石（42）の漏れ磁束によってブリッジ部（41d）が磁気飽和するために、リラクタンストルクを発生させる磁束の漏れが抑制される。これにより、ステータ（20）の回転磁界によって効率よくリラクタンストルクが発生することとなる。 Here, in the motor (1) of the first embodiment, the permanent magnet (42) is inserted into the through hole (44a) of each magnet slot (44). A part of the magnetic flux of the permanent magnet (42) does not go to the stator (20) but leaks to the bridge portion (41d) and is short-circuited. Since the magnetic flux is saturated in each bridge portion (41d) due to the leakage magnetic flux of the permanent magnet (42), the magnetic flux flowing in the direction along each magnet slot (44) of the rotor core (41) by the rotating magnetic field of the stator (20) ( The solid arrow in FIG. 7 does not leak in the direction of the bridge portion (41d). That is, since the bridge portion (41d) is magnetically saturated by the leakage magnetic flux of the permanent magnet (42), the leakage of the magnetic flux that generates the reluctance torque is suppressed. Thereby, reluctance torque is efficiently generated by the rotating magnetic field of the stator (20).
また、本実施形態１のモータ（1）は、上述のように所謂立体ギャップ構造に構成されている。図６に示すように、ロータコア（41）の最大径部分（41b）は他の部分に比べてステータコア（30）との対向面積が大きい。そのため、ロータコア（41）の最大径部分（41b）には、ステータ（20）の回転磁界に伴う磁束が他の部分に比べて多く侵入する（図６の矢印参照）。また、ロータコア（41）は、複数の積層板（43）が軸方向に積層された積層構造に構成されている。積層板（43）の積層方向、即ち軸方向は透磁率が低いため、ロータコア（41）に侵入したステータ（20）の回転磁界に伴う磁束は径方向に流れ易くなる。そのため、各磁石用スロット（44）の貫通孔部（44a）全体に永久磁石（42）が挿入されていると、該永久磁石（42）のロータコア（41）の最大径部分（41b）に対応する部分に、ステータ（20）によって大きな逆磁界が印加されて永久磁石（42）が部分的に減磁するおそれがある。 Further, the motor (1) of the first embodiment has a so-called three-dimensional gap structure as described above. As shown in FIG. 6, the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41) has a larger area facing the stator core (30) than the other portions. Therefore, a larger amount of magnetic flux accompanying the rotating magnetic field of the stator (20) enters the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41) than the other portions (see arrows in FIG. 6). Further, the rotor core (41) has a laminated structure in which a plurality of laminated plates (43) are laminated in the axial direction. Since the magnetic permeability is low in the laminating direction of the laminated plate (43), that is, the axial direction, the magnetic flux accompanying the rotating magnetic field of the stator (20) that has entered the rotor core (41) easily flows in the radial direction. Therefore, when the permanent magnet (42) is inserted in the entire through hole (44a) of each magnet slot (44), it corresponds to the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41) of the permanent magnet (42). The permanent magnet (42) may be partially demagnetized due to a large reverse magnetic field applied to the portion by the stator (20).
しかしながら、本実施形態１のモータ（1）では、各磁石用スロット（44）の貫通孔部（44a）において、ステータ（20）の回転磁界による磁束が集中し易いロータコア（41）の最大径部分（41b）に対応する部分に、永久磁石（42）が挿入されない非磁石挿入部（45）を形成することとした。そのため、ロータコア（41）の最大径部分（41b）に永久磁石（42）の磁束と逆向きのステータ（20）の回転磁界に伴う磁束が集中しても、大きな逆磁界が永久磁石（42）に印加されなくなる。
However, in the motor (1) of
−実施形態１の効果−
以上のように、本実施形態１によれば、永久磁石（42）を埋め込むための複数の磁石用スロット（44）の貫通孔部（44a）において、ステータ（20）の回転磁界に伴う磁束が集中し易いロータコア（41）の最大径部分（41b）に対応する部分に永久磁石（42）が挿入されない非磁石挿入部（45）を形成することとしたため、ロータコア（41）の最大径部分（41b）に永久磁石（42）の磁束と逆向きのステータ（20）の磁束が集中しても、大きな逆磁界が永久磁石（42）に印加されることを抑制することができる。従って、永久磁石（42）が部分的に減磁するのを防止することができる。
-Effect of Embodiment 1-
As described above, according to the first embodiment, the magnetic flux accompanying the rotating magnetic field of the stator (20) is generated in the through holes (44a) of the plurality of magnet slots (44) for embedding the permanent magnet (42). Since the non-magnet insertion portion (45) into which the permanent magnet (42) is not inserted is formed in the portion corresponding to the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41) that is easy to concentrate, the maximum diameter portion of the rotor core (41) ( Even if the magnetic flux of the stator (20) opposite to the magnetic flux of the permanent magnet (42) is concentrated on 41b), it is possible to suppress application of a large reverse magnetic field to the permanent magnet (42). Therefore, it is possible to prevent the permanent magnet (42) from being partially demagnetized.
また、本実施形態１によれば、複数の磁石用スロット（44）の貫通孔部（44a）に非磁石挿入部（45）を形成しない場合に比べて永久磁石（42）の総量が低減されるため、コストを低減することができる。また、ロータ（40）の最も遠心力が大きくなる部分（外径が最も大きい部分）の重量を低減することにより、ロータ（40）の遠心耐力を向上させることができる。 Further, according to the first embodiment, the total amount of the permanent magnets (42) is reduced as compared with the case where the non-magnet insertion portion (45) is not formed in the through-hole portions (44a) of the plurality of magnet slots (44). Therefore, cost can be reduced. Moreover, the centrifugal strength of the rotor (40) can be improved by reducing the weight of the portion (the portion with the largest outer diameter) where the centrifugal force of the rotor (40) is the largest.
また、本実施形態１によれば、上記非磁石挿入部（45）の軸方向長さがロータコア（41）の最大径部分（41b）の軸方向長さ以下になるように構成したため、永久磁石（42）の磁束の大幅な減少によるマグネットトルクの低下を抑制することができる。 Further, according to the first embodiment, since the axial length of the non-magnet insertion portion (45) is equal to or less than the axial length of the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41), the permanent magnet It is possible to suppress a decrease in magnet torque due to a significant decrease in magnetic flux (42).
また、本実施形態１によれば、ロータコア（41）に、軸方向視において両端部がロータコア（41）の外周縁付近に位置して径方向内側に突出した形状の複数の磁石用スロット（44）を形成したことにより、リラクタンストルクが発生する。これにより、上述のようにロータコア（41）に非磁石挿入部（45）を形成して磁石量を低下させたことによる総トルクの低下率を低減することができる。 Further, according to the first embodiment, the rotor core (41) has a plurality of magnet slots (44) having both ends positioned in the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor core (41) and projecting radially inward in the axial direction. ), Reluctance torque is generated. Thereby, the reduction rate of the total torque by having formed the non-magnet insertion part (45) in the rotor core (41) as mentioned above and reducing the magnet quantity can be reduced.
特に、本実施形態１のモータ（1）では、磁石用スロット（44）がロータコア（41）の径方向に複数ずつ形成されている。そのため、磁石用スロットが径方向に１つだけ形成されている場合に比べて発生するリラクタンストルクが大きくなる。つまり、本実施形態１のモータ（1）は、総トルクに占めるリラクタンストルクの割合が大きくなるように構成されている。このようにモータ（1）をリラクタンストルク主体のモータに構成することにより、ロータコア（41）に非磁石挿入部（45）を形成して磁石量を低下させたことによる総トルクの低下率をより低減することができる。 In particular, in the motor (1) of the first embodiment, a plurality of magnet slots (44) are formed in the radial direction of the rotor core (41). Therefore, the reluctance torque generated is larger than when only one magnet slot is formed in the radial direction. That is, the motor (1) of the first embodiment is configured such that the ratio of the reluctance torque in the total torque is increased. By configuring the motor (1) as a reluctance torque-based motor in this way, the reduction rate of the total torque due to the reduction of the magnet amount by forming the non-magnet insertion portion (45) in the rotor core (41) can be further increased. Can be reduced.
《発明の実施形態２》
実施形態２に係るモータ（1）は、実施形態１に係るモータ（1）のロータ（40）の構成を変更したものである。具体的には、図８に示すように、実施形態２では、非磁石挿入部（45）に、非磁性材料によって構成された非磁性部材（48）が挿入されている。非磁性部材（48）は、本実施形態２では、ポリエステルによって形成されている。また、非磁性部材（48）は、積層板（43）に平行な断面における形状が永久磁石（42）と等しい柱状体に形成されている。なお、その他の構成は実施形態１と同様である。
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The motor (1) according to the second embodiment is obtained by changing the configuration of the rotor (40) of the motor (1) according to the first embodiment. Specifically, as shown in FIG. 8, in the second embodiment, a nonmagnetic member (48) made of a nonmagnetic material is inserted into the nonmagnet insertion portion (45). In the second embodiment, the nonmagnetic member (48) is made of polyester. The nonmagnetic member (48) is formed in a columnar body having a shape in a cross section parallel to the laminated plate (43) equal to that of the permanent magnet (42). Other configurations are the same as those in the first embodiment.
このように非磁石挿入部（45）に非磁性部材（48）を挿入することにより、実施形態１と同様に永久磁石（42）が部分的に減磁するのを防止しつつ、貫通孔部（44a）内における永久磁石（42）の軸方向の位置決めを容易に行うことができる。 By inserting the non-magnetic member (48) into the non-magnet insertion portion (45) in this way, the through-hole portion prevents the permanent magnet (42) from partially demagnetizing as in the first embodiment. The positioning of the permanent magnet (42) in the axial direction in (44a) can be easily performed.
また、非磁性部材（48）を永久磁石（42）よりも軽量な非磁性材料によって構成することにより、貫通孔部（44a）全体に永久磁石（42）を挿入する場合に比べて、ロータ（40）において最も遠心力が大きくなる部分（外径が最も大きい部分）の重量を低減することができる。従って、ロータ（40）の遠心耐力を向上させることができる。 In addition, the non-magnetic member (48) is made of a non-magnetic material that is lighter than the permanent magnet (42), so that compared to the case where the permanent magnet (42) is inserted into the entire through hole (44a), the rotor ( In 40), it is possible to reduce the weight of the portion with the largest centrifugal force (the portion with the largest outer diameter). Therefore, the centrifugal strength of the rotor (40) can be improved.
《発明の実施形態３》
実施形態３に係るモータ（1）は、実施形態１に係るモータ（1）のロータ（40）の構成を変更したものである。具体的には、図９に示すように、実施形態３では、非磁石挿入部（45）が、実施形態１よりも軸方向の長さが短くなるように形成されている。具体的には、非磁石挿入部（45）は、軸方向の長さがロータコア（41）の最大径部分（41b）の軸方向の長さよりも短くなるように構成されている。その他の構成は、実施形態１と同様である。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
The motor (1) according to the third embodiment is obtained by changing the configuration of the rotor (40) of the motor (1) according to the first embodiment. Specifically, as illustrated in FIG. 9, in the third embodiment, the non-magnet insertion portion (45) is formed so that the axial length is shorter than that in the first embodiment. Specifically, the non-magnet insertion portion (45) is configured such that the axial length is shorter than the axial length of the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41). Other configurations are the same as those of the first embodiment.
非磁石挿入部（45）を上述のように構成することとしても、実施形態１と同様の効果を奏することができる。また、非磁石挿入部（45）を形成することによる磁石量の低下を最小限にとどめることにより、マグネットトルクの低下を抑制することができる。 Even if the non-magnet insertion portion (45) is configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Moreover, the fall of magnet torque can be suppressed by minimizing the fall of the magnet quantity by forming a non-magnet insertion part (45).
〈その他の実施形態〉
上記各実施形態では、ロータコア（41）には、径方向に並ぶ３種の磁石用スロット（44）を１組とした磁石用スロット（44）の組が軸穴（47）の軸心回りに６０°ピッチに６組形成されていた。しかしながら、磁石用スロット（44）の個数及び配列は上述のものに限られない。例えば、磁石用スロット（44）は、ロータコア（41）の径方向に１つずつ設けられていてもよく、ロータコア（41）の径方向に２つ又は４つ以上配列されていてもよい。また、磁石用スロット（44）は、ロータコア（41）の軸穴（47）の軸心回りに４５°ピッチに４組形成してもよく、ロータコア（41）の軸穴（47）の軸心回りに２２．５°ピッチに８組形成してもよい。
<Other embodiments>
In each of the above-described embodiments, the rotor core (41) has a set of magnet slots (44) including three sets of magnet slots (44) arranged in the radial direction around the axis of the shaft hole (47). Six sets were formed at a pitch of 60 °. However, the number and arrangement of the magnet slots (44) are not limited to those described above. For example, one magnet slot (44) may be provided in the radial direction of the rotor core (41), or two or four or more slots may be arranged in the radial direction of the rotor core (41). Further, four sets of magnet slots (44) may be formed at a 45 ° pitch around the axis of the shaft hole (47) of the rotor core (41), and the axis of the shaft hole (47) of the rotor core (41). You may form 8 sets around a 22.5 degree pitch.
上記各実施形態では、各磁石用スロット（44）は、各積層板（43）の平面視（軸穴（47）の軸方向視）において、両端部がロータコア（41）の外周縁付近に位置して径方向内側に突出したアーチ形状になるように形成されていた。しかし、各磁石用スロット（44）は、両端部がロータコア（41）の外周縁付近に位置して径方向内側に突出した形状であればアーチ形状でなくてもよい。例えば、図１０に示すように、各磁石用スロット（44）は、ロータコア（41）の径方向と直交する方向に延びる周方向部と、該周方向の両端からロータコア（41）の径方向に延びる径方向部とを備えるように構成されていてもよい。各磁石用スロット（44）が上述のように構成された場合であっても、ロータコア（41）では、ステータ（20）の回転磁界に伴う磁束が各磁石用スロット（44）に沿う方向に流れ易くなり、この各磁石用スロット（44）に沿う方向に流れる磁束（図１０の実線矢印）により、ロータコア（41）の各壁部（41c）の一端部（図１０の実線矢印の矢側の端部）に突極が形成され、該突極とステータ（20）の回転磁界による極との吸引によってリラクタンストルクが発生する。 In each of the above-described embodiments, each magnet slot (44) has both end portions positioned in the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor core (41) in the plan view of each laminated plate (43) (viewed in the axial direction of the shaft hole (47)). Thus, it is formed to have an arch shape protruding radially inward. However, each magnet slot (44) may not have an arch shape as long as both ends are located in the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor core (41) and project radially inward. For example, as shown in FIG. 10, each magnet slot (44) has a circumferential portion extending in a direction perpendicular to the radial direction of the rotor core (41) and the radial direction of the rotor core (41) from both ends of the circumferential direction. You may be comprised so that the radial direction part extended may be provided. Even in the case where each magnet slot (44) is configured as described above, in the rotor core (41), the magnetic flux accompanying the rotating magnetic field of the stator (20) flows in a direction along each magnet slot (44). The magnetic flux flowing in the direction along each of the magnet slots (44) (solid arrow in FIG. 10) causes one end of each wall (41c) of the rotor core (41) (on the arrow side of the solid arrow in FIG. 10). A salient pole is formed at the end), and reluctance torque is generated by attraction between the salient pole and the pole by the rotating magnetic field of the stator (20).
上記各実施形態では、ステータコア（30）及びロータコア（41）のそれぞれを構成する複数の積層板（33,43）は、電磁鋼板によって構成されていた。しかしながら、複数の積層板（33,43）は、粉末状の強磁性体を板状に圧縮形成したものであってもよい。 In each said embodiment, the some laminated board (33,43) which comprises each of a stator core (30) and a rotor core (41) was comprised by the electromagnetic steel plate. However, the plurality of laminated plates (33, 43) may be formed by compressing a powdery ferromagnetic material into a plate shape.
また、上記各実施形成では、コイル（32）は所謂分布巻きに構成していたが、上記コイル（32）は、所謂集中巻きに構成してもよい。 In each of the embodiments described above, the coil (32) is configured as a so-called distributed winding, but the coil (32) may be configured as a so-called concentrated winding.
また、上記実施形態は、回転電気機械としてモータを構成したが、本発明の回転電気機械は、発電機であってもよい。 Moreover, although the said embodiment comprised the motor as a rotary electric machine, the generator may be sufficient as the rotary electric machine of this invention.
また、上記各実施形態では、回転電気機械を電動圧縮機に適用することとしていたが、本発明の回転電気機械は、電気自動車やその他の回転機構を有する電気製品に適用することも可能である。 In each of the above embodiments, the rotary electric machine is applied to an electric compressor. However, the rotary electric machine of the present invention can also be applied to an electric vehicle and other electric products having a rotating mechanism. .
上記実施形態２では、非磁性部材（48）をポリエステル材料によって構成していたが、非磁性部材（48）を構成する非磁性材料はこれに限られない。例えば、本発明の回転電気機械を上記各実施形態のような電動圧縮機に適用する場合には、非磁性部材（48）を液晶ポリエステル（ＬＣＰ）やポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）によって構成してもよく、本発明の回転電気機械を電気自動車に適用する場合には、非磁性部材（48）をポリイミドやシリコンによって構成してもよい。また、その他、非磁性部材（48）をアルミ、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、エポキシ樹脂等によって構成することとしてもよい。
In the said
以上説明したように、本発明は、ロータコアとステータコアとの間に立体ギャップが形成されたモータ等の回転電気機械について有用である。 As described above, the present invention is useful for a rotating electrical machine such as a motor in which a three-dimensional gap is formed between a rotor core and a stator core.
１ モータ（回転電気機械）
２０ ステータ
３０ ステータコア
３８ｄ 凹部
４０ ロータ
４１ ロータコア
４１ｂ 最大径部分
４２ 永久磁石
４３ 積層板
４４ 磁石用スロット（溝孔）
４４ａ 貫通孔部（貫通孔）
４５ 非磁石挿入部
４６ｄ 凸部
４８ 非磁性部材
６０ 駆動軸
1 Motor (rotary electric machine)
20 Stator
30 Stator core
38d recess
40 rotor
41 Rotor core
41b Maximum diameter part
42 Permanent magnet
43 Laminate
44 Slots for slots (grooves)
44a Through hole (through hole)
45 Non-magnet insertion part
46d Convex
48 Non-magnetic material
60 Drive shaft
Claims (6)
上記複数の貫通孔（44a）には、上記ロータコア（41）の外径が最も大きい積層板（43）によって形成される最大径部分（41b）に対応する部分に、上記永久磁石（42）が挿入されない非磁石挿入部（45）が形成されている
ことを特徴とする回転電気機械。 A rotor core (41) in which a plurality of laminated plates (43) are laminated in the axial direction of the drive shaft (60) and a plurality of through holes (a plurality of through-holes formed in the circumferential direction of the rotor core (41) and penetrating in the axial direction. A rotor core (40) having a plurality of permanent magnets (42) inserted into 44a), and a stator core (opposite the rotor core (41) across a predetermined gap (G) on the outer peripheral side of the rotor core (41)) 30) and a stator (20) that generates a rotating magnetic field, and the axial shape of the gap (G) is an uneven shape on the opposing surface of the stator core (30) and the rotor core (41). The rotary electric machine has a concave portion (38d) formed on the stator core (30) side, and a convex portion (46d) fitted into the concave portion (38d) on the rotor core (41) side. ,
In the plurality of through holes (44a), the permanent magnet (42) is provided at a portion corresponding to the maximum diameter portion (41b) formed by the laminated plate (43) having the largest outer diameter of the rotor core (41). A rotating electric machine, wherein a non-magnet insertion portion (45) that is not inserted is formed.
上記非磁石挿入部（45）は、軸方向の長さが上記ロータコア（41）の最大径部分（41b）の軸方向の長さ以下となるように構成されている
ことを特徴とする回転電気機械。 In claim 1,
The non-magnet insertion portion (45) is configured such that the axial length is equal to or less than the axial length of the maximum diameter portion (41b) of the rotor core (41). machine.
上記ロータコア（41）には、上記各貫通孔（44a）と該各貫通孔（44a）の両側部から上記ロータコア（41）の外周縁付近まで延びる空隙部（44b）とによって複数の溝孔（44）が形成され、
上記複数の溝孔（44）は、軸方向視において、両端部が上記ロータコア（41）の外周縁付近に位置して径方向内側に突出した形状となるように形成されている
ことを特徴とする回転電気機械。 In claim 1 or 2,
The rotor core (41) has a plurality of slots (44a) and a plurality of slots (44b) extending from both sides of the through holes (44a) to the vicinity of the outer periphery of the rotor core (41). 44) is formed,
The plurality of slots (44) are formed so that both end portions thereof are located in the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor core (41) and project radially inward when viewed in the axial direction. Rotating electrical machine.
上記溝孔（44）は、上記ロータコア（41）の径方向に複数ずつ形成されている
ことを特徴とする回転電気機械。 In claim 3,
The rotary electric machine according to claim 1, wherein a plurality of the grooves (44) are formed in a radial direction of the rotor core (41).
上記非磁石挿入部（45）には、非磁性部材（48）が挿入されている
ことを特徴とする回転電気機械。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A rotating electric machine, wherein a nonmagnetic member (48) is inserted into the nonmagnet insertion portion (45).
上記非磁性部材（48）は、上記永久磁石（42）よりも軽量な非磁性材料によって構成されている
ことを特徴とする回転電気機械。 In claim 5,
The rotary electric machine, wherein the nonmagnetic member (48) is made of a nonmagnetic material that is lighter than the permanent magnet (42).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2011077416A JP2012213269A (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Rotary electric machine |
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| JP2011077416A JP2012213269A (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Rotary electric machine |
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| JP2012213269A true JP2012213269A (en) | 2012-11-01 |
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ID=47266767
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP2012213269A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016093068A (en) * | 2014-11-11 | 2016-05-23 | 日本電産サンキョー株式会社 | Rotary electric machine |
| CN110212724A (en) * | 2019-06-19 | 2019-09-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | Synchronous magnetic resistance motor and compressor with it |
| CN110720169A (en) * | 2017-06-05 | 2020-01-21 | 株式会社丰田自动织机 | Rotor structure of motor |
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2011
- 2011-03-31 JP JP2011077416A patent/JP2012213269A/en not_active Withdrawn
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