JP2013027141A - ロータ、回転電気機械及び圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ブリッジ部が形成されたロータコアを備えたロータであって、ロータコアの高速回転に起因する遠心力でロータコアが変形しないようにする。
【解決手段】ロータ（51）のロータコア（52）に、ロータコア（52）を軸方向から見てロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜した傾斜面（2）を有する複数の凹凸部（1）を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ロータ、ロータを用いた回転電気機械及び回転電気機械を用いた圧縮機に関するものである。

従来より、モータ等の回転電気機械に用いられるロータが知られている。そして、これらのロータの中には、該ロータの本体部となる略円筒状のロータコアに空隙部が形成されているものがある。この空隙部は上記ロータコアの軸方向を貫通するように設けられ、この空隙部に永久磁石が挿入されている（例えば、特許文献１を参照）。

ところで、一般的なロータコアでは、該ロータコアの外周面と上記空隙部の端部との間の部分（以下、ブリッジ部という。）を可能な限り薄くして、ロータコアにおける磁束の漏洩を抑制している。これにより、モータの高効率化が可能となる。

特開２００８−２８３８０６号公報

しかしながら、上述したブリッジ部が薄くなればなるほど、該ブリッジ部の強度が低下してしまう。そして、上記ロータコアが高速回転したときに、この高速回転に起因する遠心力がロータコアに作用して該ロータコア、特に薄い部位であるブリッジ部が変形してしまうという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブリッジ部が形成されたロータコアを備えたロータであって、該ロータコアの高速回転に起因する遠心力でロータコアが変形しないようにすることにある。

第１の発明は、内周面及び外周面を有する略円筒状に形成されて、該内周面及び外周面の間を軸方向に貫通する空隙部（50）が設けられるとともに該空隙部（50）の端部（55）と該外周面との間がブリッジ部（60）となるロータコア（52）と、上記ロータコア（52）の外周面に形成されて、該ロータコア（52）を軸方向から見てロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜した傾斜面（2）を有する複数の凹凸部（1）とを備えているロータ（51）を特徴としている。

第１の発明では、上記ロータ（51）が略円筒状のロータコア（52）を有している。このロータコア（52）は、その内周面及び外周面の間を軸方向に貫通する空隙部（50）が設けられている。上述したように、この空隙部（50）に永久磁石等が挿入される。そして、このロータコア（52）の外周面に複数の凹凸部（1）が形成されている。

これらの凹凸部（1）は、上記ロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜する傾斜面（2）を有している。上記ロータコア（52）が高速回転すると、該ロータコア（52）の周囲にある流体の動圧が上記傾斜面（2）に作用する。

上述したように、この傾斜面（2）は、上記ロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜しているので、この傾斜面（2）に係る流体の動圧を、上記ロータコア（52）を径方向外方から内方へ向かって押し付けるように作用させることが可能となる。この押付力は上記ロータコア（52）に係る遠心力と逆方向に作用するため、この遠心力の少なくとも一部がキャンセルされるようになる。

第２の発明は、第１の発明において、上記凹凸部（1）は、軸断面形状が鋸歯状となる凸部を有し上記凸部の外面が上記傾斜面（2）で構成されていることを特徴としている。

第２の発明では、上記凹凸部（1）の凸部を鋸歯状にすることにより、上記ロータコア（52）の外周面に傾斜面（2）を形成しやすくなる。

第３の発明は、第１の発明において、上記凹凸部（1）は、軸断面形状がスリット状となる凹部を有し、上記凹部の内側面が上記傾斜面（2）で構成されていることを特徴としている。

第３の発明では、上記凹凸部（1）の凹部をスリット状にすることにより、上記ロータコア（52）の外周面に傾斜面（2）を形成しやすくなる。

第４の発明は、第１から第３の何れか１つの発明において、上記ロータコア（52）は、軸方向に積層された複数の分割コア（49a,49b,49c）からなり、上記分割コア（49a,49b,49c）は、互いに外径の異なる大径コア（49c）及び小径コア（49a,49b）を含み、上記小径コア（49a,49b）の外周面には、上記複数の凹凸部（1）が形成され、上記大径コア（49c）の外周面は、凹凸部（1）が非形成の円筒面（65）であることを特徴としている。

第４の発明では、複数の分割コア（49a,49b,49c）を軸方向へ積層することにより、ロータコア（52）が形成されている。これらの分割コア（49a,49b,49c）は、互いに外径の異なる大径コア（49c）及び小径コア（49a,49b）を含んでいる。大径コア（49c）の外径は、小径コア（49a,49b）の外径よりも大きい。そして、小径コア（49a,49b）の外周面に複数の凹凸部（1）が形成されている。大径コア（49c）の外周面には複数の凹凸部（1）は形成されていない。つまり、大径コア（49c）の外周面は凹凸のない円筒面（65）である。

このように、上記ロータコア（52）の外周面の一部を凹凸のない円筒面（65）で構成することにより、上記ロータコア（52）を取り扱う際に、この円筒面（65）を掴んで上記ロータコア（52）を持ち運びすることができるようになる。

第５の発明は、第１から第４の何れか１つの発明のロータ（51）と、該ロータ（51）のロータコア（52）が配置された中空部を有する略円筒状のステータ（41）とを備え、上記ロータコア（52）の外周面と上記ステータ（41）の内周面との間のエアギャップ（G）は、該ロータコア（52）の軸方向一端側から他端側へ流体が流通する流体通路となる回転電気機械（40）であることを特徴としている。

第５の発明では、上記回転電気機械（40）が第１から第４の発明の何れか１つのロータ（51）を備えている。この回転電気機械（40）では、上記ロータ（51）が略円筒状のステータ（41）の中空部に配置されている。このステータ（41）とロータ（51）との間のエアギャップ（G）が流体通路となり、この流体通路に面するように上記ロータコア（52）の傾斜面（2）が位置している。これにより、上記流体通路を流れる流体の動圧を上記傾斜面（2）に作用させることができるようになる。

第６の発明は、第５の発明において、上記ロータコア（52）の傾斜面（2）は、該ロータコア（52）の外周面を軸方向に沿って螺旋状に延び、上記傾斜面（2）の螺旋方向は、上記流体通路における流体の流れ方向に沿って上記ロータコア（52）の回転方向と逆方向であることを特徴としている。

第６の発明では、上記傾斜面（2）が上記ロータコア（52）の軸方向へ螺旋状に延びている。この傾斜面（2）の螺旋方向は、上記流体通路における流体の流れ方向に沿って上記ロータコア（52）の回転方向と逆方向に設定されている。これにより、上記流体通路の流体が上記傾斜面（2）に沿って流れやすくなり、この流体に起因するロータコア（52）の回転抵抗が小さくなる。

第７の発明は、第５又は第６の発明の回転電気機械（40）と、上記回転電気機械（40）で駆動されて、吸入した流体を圧縮して吐出する圧縮機構（20）と、上記回転電気機械（40）及び上記圧縮機構（20）を収容するケーシング（11）と、上記ケーシング（11）を貫通して上記圧縮機構（20）が有する吸入口に接続された流体吸入管（16）と、上記ケーシング（11）を貫通して、上記圧縮機構（20）から上記ケーシング（11）内へ吐出された流体を上記ケーシング（11）外へ流出する流体吐出管（15）とを備えている圧縮機を特徴としている。

第７の発明では、上記圧縮機が第５又は第６の発明の回転電気機械（40）を備えている。この圧縮機は、そのケーシング（11）内に回転電気機械（40）及び圧縮機構（20）を収容している。この圧縮機構（20）の吸入口には上記流体吸入管（16）が接続され、該圧縮機構（20）の吐出口はケーシング（11）内に開口している。この圧縮機構（20）は、上記流体吸入管（16）を通じて吸入された流体を圧縮した後で上記ケーシング（11）内へ吐出するように構成されている。ケーシング（11）内へ吐出された流体は、上記流体吐出管（15）を通じてケーシング（11）外へ流出する。

つまり、上記圧縮機は、そのケーシング（11）内を高圧の流体が流通する、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機である。そして、この高圧の流体が上記回転電気機械（40）のエアギャップ（G）を通過する際に、該高圧の流体が上記ロータコア（52）の傾斜面（2）に動圧として作用する。このように、高圧の流体に係る動圧を上記傾斜面（2）に作用させることにより、上記圧縮機構（20）の吸入側に係る低圧の流体の動圧を作用させる場合に比べて、上記ロータコア（52）に作用する押付力が大きくなる。

本発明によれば、上記ロータコア（52）の高速回転によって、ロータコア（52）の周囲にある流体の動圧が上記ロータコア（52）の傾斜面（2）に作用する。そして、この傾斜面（2）を該ロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜させることにより、この動圧を上記ロータコア（52）の径方向外方から内方へ向かって押し付けるように作用させることができる。

この押付力は上記ロータコア（52）に係る遠心力と逆方向に作用するため、この遠心力の少なくとも一部がキャンセルされ、上記ロータコア（52）の変形を抑制することができる。又、本発明では、ブリッジ部（60）を補強したり、該ブリッジ部（60）を厚くしたりしないので、上記ロータコア（52）における磁束の漏洩が大きくなることがない。

また、上記第２の発明によれば、上記凹凸部（1）の凸部を鋸歯状にすることにより、上記ロータコア（52）の外周面に傾斜面（2）を形成しやすくすることができる。このように、比較的に容易な方法で傾斜面（2）を形成でき、ロータコア（52）の製作コストを低減することができる。

また、上記第３の発明によれば、上記凹凸部（1）の凹部をスリット状にすることにより、上記ロータコア（52）の外周面に傾斜面（2）を形成しやすくすることができる。このように、比較的に容易な方法で上記ロータコア（52）の外周面に傾斜面（2）を形成することができ、ロータコア（52）の製作コストを低減することができる。

また、上記第４の発明によれば、上記ロータコア（52）の外周面の一部が、凹凸のない円筒面（65）となる。これにより、この円筒面（65）を掴んで上記ロータコア（52）を持ち運びすることができる。この結果、このロータコア（52）を取り扱う作業者は、凹凸部（1）のある外周面に触れなくてもよくなり、これらの凹凸部（1）で作業者が怪我をしないようにすることができる。

また、上記第５の発明によれば、上記回転電気機械（40）のエアギャップ（G）に面するように上記ロータコア（52）の傾斜面（2）を位置させることができ、上記エアギャップ（G）に係る流体の動圧を上記傾斜面（2）に作用させることができる。これにより、上記ロータコア（52）の高速回転に起因する遠心力を見かけ上、低減することができる。

また、上記第６の発明によれば、上記ロータコア（52）の傾斜面（2）を螺旋状にすることにより、上記流体通路の流体が上記傾斜面（2）に沿って流れやすくなり、ロータコア（52）の回転抵抗を小さくすることができる。これにより、上記ロータ（51）の動力損失を抑制しつつ、上述した遠心力と逆方向の押付力をロータコア（52）に作用させることができる。

また、上記第７の発明によれば、上記回転電気機械（40）を高圧ドーム型の圧縮機に用いることより、上記ロータコア（52）の傾斜面（2）に高圧の流体に係る動圧を作用させることができる。これにより、上記ロータコア（52）に作用する押付力を大きくすることができ、上記ロータコア（52）の変形をさらに抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る圧縮機の縦断面図である。 図２は、図１のII-II断面図である。 図３は、ロータの縦断面図である。 図４は、ロータコアを構成する積層板の平面図である。 図５は、実施形態の変形例１に係る積層板の平面図である。 図６は、実施形態の変形例２に係るロータの斜視図である。 図７は、実施形態の変形例３に係るロータの横断面図である。

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。まず、本発明の実施形態に係る圧縮機（10）の構成について説明した後に、この圧縮機（10）のモータ（回転電気機械）（40）の構成について説明する。なお、下記の実施形態は、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。

〈圧縮機の構成〉
図１は、本発明の実施形態に係る圧縮機（10）の縦断面図である。この圧縮機（10）は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路に接続されるものであり、ケーシング（11）と圧縮機構（20）とモータ（40）と駆動軸（30）を備えている。

上記ケーシング（11）は、両端を閉塞した縦長円筒状の密閉容器で構成されており、円筒状の胴部（12）と該胴部（12）の上端側を閉塞する上部鏡板（13）と該胴部（12）の下端側を閉塞する下部鏡板（14）とを備えている。又、上記上部鏡板（13）には、該上部鏡板（13）を上下方向に貫通してケーシング（11）の内外を連通する吐出管（15）が設けられている。又、上記胴部（12）には、該胴部（12）を径方向へ貫通して吸入管（16）が設けられている。尚、この吸入管（16）の端部は、後述する上記圧縮機構（20）の吸入通路（35）に接続されている。

このケーシング（11）の内部には、上記駆動軸（30）で互いに連結された状態の圧縮機構（20）及びモータ（40）が収容されている。上記駆動軸（30）の下端側に圧縮機構（20）が接続され、上端側にモータ（40）が接続されている。このケーシング（11）において、上記モータ（40）の下側に下部空間（S1）が形成され、上側に上部空間（S2）が形成されている。

上記駆動軸（30）は、上下に延びる主軸部（31）を有し、この主軸部（31）の下端寄りに偏心部（32）が一体に形成されている。この偏心部（32）は、主軸部（31）よりも大径に形成されている。又、上記偏心部（32）の軸心は、主軸部（31）の軸心に対して所定距離だけ偏心している。

上記圧縮機構（20）は、図１に示すように、下側から上側に向かって、リアヘッド（33）、シリンダ（32）及びフロントヘッド（31）の順で積層され、これらの部材（31,32,33）が、上下方向へ延びる複数のボルト（図示なし）で締結されてなる。各部材（31,32,33）の中心部分には、各部材（31,32,33）を厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。

上記シリンダ（32）の貫通孔における上端開口面がフロントヘッド（31）で閉塞され、下端開口面がリアヘッド（33）で閉塞されることにより、上記シリンダ（32）の貫通孔がシリンダ室（34）となる。又、上記シリンダ（32）には、該シリンダ（32）を径方向へ貫通してシリンダ室（34）の内外を連通する吸入通路（35）が形成されている。又、このシリンダ室（34）には、上記駆動軸（30）の偏心部（32）に外嵌するピストン（36）が収容されている。

上記フロントヘッド（31）には、上下方向に貫通する吐出ポート（37）が形成されている。この吐出ポート（37）は上記シリンダ室（34）に開口している。そして、この吐出ポート（37）の上方にリード弁（38）が設けられている。このリード弁（38）により、吐出ポート（37）が開閉される。

〈モータの構成〉
以下では、モータ（40）の構成を説明する。なお、以下の説明において、軸方向とは駆動軸（30）の軸心の方向をいい、径方向とは上記軸心と直交する方向をいう。また、外周側とは上記軸心からより遠い側をいい、内周側とは上記軸心により近い側をいう。図１に示すように、上記モータ（40）は、略円筒状のステータ（41）と該ステータ（41）の中空部に配置された略円筒状のロータ（51）とを備えている。

−ステータ−
図２は、図１のII-II断面図であり、モータ（40）の横断面を示している。図２に示すように、上記ステータ（41）は、ステータコア（42）とコイル（43）とを備えている。このステータコア（42）は、プレス加工によって電磁鋼板から打ち抜かれた積層板を軸方向に積層してなる積層体である。このステータコア（42）は、複数（この例では６つ）のティース部（44）、１つの円環状のバックヨーク部（45）、及びツバ部（46）を備えている。

各ティース部（44）は、ステータコア（42）において径方向に伸びる直方体状の部分である。各ティース部（44）の間の空間がスロット（47）である。このティース部（44）には、いわゆる集中巻方式で、コイル（43）が巻回されている。すなわち、１つのティース部（44）ごとにコイル（43）が巻回され、巻回されたコイル（43）は上述したスロット（47）内に収容されている。

ツバ部（46）は、それぞれのティース部（44）の内周側に連なる部分である。ツバ部（46）は、ティース部（44）よりも幅（周方向の長さ）が大きく構成されている。ツバ部（46）は、内周側の面が円筒面（66）である。その円筒面（66）は、上記ロータ（51）の有するロータコア（52）の外周面と所定の距離をもって対向している。この円筒面（65）とロータコア（52）の外周面との間の空間をエアギャップ（G）という。このエアギャップ（G）によって、上記ケーシング（11）における上部空間（S2）と下部空間（S1）とが連通している。

バックヨーク部（45）は、各ティース部（44）を該ティース部（44）の外周側で連結している。ステータコア（42）は、バックヨーク部（45）の外周部の一部がケーシング（11）の内面に固定されている。又、バックヨーク部（45）には、図２に示すように、該バックヨーク部（45）の外周部を切り欠いたコアカット部（48）が形成されている。このコアカット部（48）によって、上記ケーシング（11）における上部空間（S2）と下部空間（S1）とが軸方向に連通している。

−ロータ−
図３は、ロータ（51）の断面図であり、図２のＡ-Ｏ-Ｂ断面に相当する。図２、図３に示すように、上記ロータ（51）は、略円筒状のロータコア（52）、複数の磁石（53）、及び２つの端板（59）を備えている。本実施形態では、ロータ（51）は、４つの磁石（53）を備えた４極ロータ（51）である。

上記ロータコア（52）は、プレス加工によって電磁鋼板から打ち抜かれた積層板（9）を軸方向に積層してなる積層体である。このロータコア（52）は、内側コア（61）及び外側コア（62）を備えている。そして、この外側コア（62）は、周方向へ並んだ４つの外側分割コア（63）を有し、後述するブリッジ部（60）で隣り合う外側分割コア（63）同士が連結されている。

このロータコア（52）には、図２に示すように、該ロータコア（52）の軸方向へ貫通する４つの磁石用スロット（空隙部）（50）が形成されている。各々の磁石用スロット（50）は、ロータコア（52）の軸心回りに９０°ピッチで配置されている。この磁石用スロット（50）は、軸方向から見て概ねＵ字状の穴形状を有している。尚、上記ロータコア（52）において、４つの磁石用スロット（50）の内側の部分が上述した内側コア（61）を構成し、外側の部分が上述した外側コア（62）を構成する。

又、上記各磁石用スロット（50）は、図２に示すように、ロータコア（52）の半径と直交する平面視で矩形状の磁石挿入部（54）と、該磁石挿入部（54）から外周側に延びる２つのバリア部（端部）（55）とを有している。そして、上記ロータコア（52）において、該ロータコア（52）の外周面と上記各バリア部（55）の先端部との間が上述したブリッジ部（60）を構成する。

又、上記各磁石用スロット（50）の磁石挿入部（54）には、上記磁石（53）が挿入される。また、ロータコア（52）には、後述するボルト（56）用に４つのボルト穴（57）が設けられている。又、図３に示すように、ロータコア（52）は、磁石用スロット（50）に磁石（53）が挿入された後に、軸方向の両端側から、端板（59）がそれぞれ取り付けられ、各磁石用スロット（50）が塞がれている。

上記端板（59）は、円板状の形態を有し、例えばステンレスなど非磁性金属で形成されている。端板（59）は鉄等の磁性体でもよいが、ロータ（51）の磁束が漏洩する。端板（59）は、ロータコア（52）を貫通する４つのボルト（56）で固定してある（図２を参照）。なお、端板（59）は、ボルト（56）で固定する代わりに、駆動軸（30）に焼きばめで固定するようにしてもよい。また、ロータコア（52）の中心には、軸穴（58）を形成してある。この軸穴（58）に、上述した駆動軸（30）が焼き嵌めで固定される。

図４は、上記ロータコア（52）を構成する積層板（9）の平面図である。この積層板（9）は略円板状に形成されている。この積層板（9）の中心には、上述したロータコア（52）の軸穴（58）に対応する円形穴（6）が形成されている。又、この円形穴（6）の外側には、上述したロータコア（52）の４つのボルト穴（57）に対応する４つの丸孔（7）が形成されている。

さらに、この４つの丸孔（7）の外側には、上述したロータコア（52）の４つの磁石用スロット（50）に対応する４つの長穴（8）が形成されている。これらの長穴（8）は、ロータコア（52）の軸心回りに９０°ピッチで配置されている。又、この各長穴（8）の両端部（8a）は、上記積層板（9）の径方向内方から外方へ折れ曲がるように延出している。

この積層板（9）において、これらの長穴（8）の内側には上述したロータコア（52）の内側コア（61）に対応する内側コア板（3）が形成され、これらの長穴（8）の外側には上述したロータコア（52）の外側コア（62）に対応する外側コア板（4）が形成されている。この外側コア板（4）は、４つの分割板（4a）と、隣り合う分割板（4a）同士を連結する縁片（5）とで構成されている。尚、この分割板（4a）が上述したロータコア（52）の外側分割コア（63）に対応し、縁片（5）が上述したロータコア（52）のブリッジ部（60）に対応している。

そして、各分割板（4a）の外縁部には、周方向に沿って複数の凹凸部（1）が形成されている。尚、図４において、凹凸部（1）の形状を明確にするため、その形状が誇張されている。この凹凸部（1）の凸部は、平面視で鋸歯状に形成されている。この鋸歯を構成する２辺の一方が、ロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜した傾斜辺（2a）になっている。

このような形状の積層板（9）を厚さ方向へ積層することにより、上記ロータコア（52）が形成される。ここで、これらの積層板（9）を軸方向へ積層する際には、平面視で各積層板（9）の円形穴（6）、丸孔（7）及び長穴（8）が一致するようにする。つまり、各積層板（9）を同じ姿勢で積層する。

これにより、各積層板（9）の傾斜辺（2a）も軸方向へ連なるようになり、これらの傾斜辺（2a）が上記ロータコア（52）の傾斜面（2）を構成する。この傾斜面（2）は、上記ロータコア（52）の軸方向に沿って延び且つ、ロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜している。

−運転動作−
次に、この圧縮機（10）の運転動作について説明する。

上記モータ（40）が駆動すると、ステータ（41）に対してロータ（51）が回転し、このロータ（51）の回転とともに駆動軸（30）が回転する。これにより、上記駆動軸（30）の偏心部（32）に取り付けられたピストン（36）が上記圧縮機構（20）のシリンダ室（34）内を偏心回転する。

このピストン（36）の偏心回転によって、シリンダ室（34）の圧縮室の容積が周期的に増減する。これにより、低圧冷媒が上記吸入管（16）及び吸入通路（35）を通じて圧縮室へ吸入された後、該圧縮室で低圧の冷媒が所定圧力まで圧縮されて高圧冷媒となり、上記吐出ポート（37）を通じて上記ケーシング（11）の下部空間（S1）へ吐出される。

下部空間（S1）へ吐出された高圧冷媒は、上記モータ（40）のコアカット部（48）及びエアギャップ（G）を通過して上記ケーシング（11）の上部空間（S2）へ流入した後で、上記吐出管（15）を通じてケーシング（11）の外側へ流出する。つまり、この圧縮機（10）は、ケーシング（11）内を高圧冷媒が流通する高圧ドーム型の圧縮機である。

〈ロータコアの傾斜面によるロータ破損防止効果〉
上記ロータ（51）の回転によって、該ロータ（51）の傾斜面（2）には上記エアギャップ（G）を通過する高圧冷媒に係る動圧が作用する。上述したように、上記傾斜面（2）がロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜している。このため、この傾斜面（2）に係る高圧冷媒の動圧は、上記ロータコア（52）を径方向外方から内方へ向かって押し付けるように作用する。この押付力は上記ロータコア（52）に係る遠心力と逆方向に作用するため、この遠心力の少なくとも一部がキャンセルされて上記ロータコア（52）の変形が抑制される。

尚、本実施形態では、この傾斜面（2）の傾斜角が上記ロータコア（52）の径方向に対して４５°以下に設定されている。これにより、上述した動圧によるロータコア（52）の回転損失を低減している。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、上記ロータコア（52）の高速回転によって、上記エアギャップ（G）を通過する高圧冷媒の動圧が上記ロータコア（52）の傾斜面（2）に作用する。そして、この傾斜面（2）を該ロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜させることにより、この動圧を上記ロータコア（52）の径方向外方から内方へ向かって押し付けるように作用させることができる。

この押付力は上記ロータコア（52）に係る遠心力と逆方向に作用するため、この遠心力の少なくとも一部がキャンセルされ、上記ロータコア（52）、特に該ロータコア（52）のブリッジ部（60）の変形を抑制することができる。

又、本実施形態によれば、上記凹凸部（1）の凸部を鋸歯状にすることにより、上記ロータコア（52）の外周面に傾斜面（2）を形成しやすくすることができる。このように、比較的に容易な方法で傾斜面（2）を形成することができ、ロータコア（52）の製作コストを低減することができる。

又、本実施形態によれば、上記モータ（40）を高圧ドーム型の圧縮機に用いることより、上記ロータコア（52）の傾斜面（2）に高圧の流体に係る動圧を作用させることができる。これにより、上記ロータコア（52）に作用する押付力を大きくすることができ、上記ロータコア（52）の変形をさらに抑制することができる。

−実施形態の変形例１−
図５に示す実施形態の変形例１は、上記実施形態とは違い、上記積層板（9）に係る分割板（4a）の外縁部には、平面視でスリット状となる凹部を有する凹凸部（1）が形成されている。尚、図５において、凹凸部（1）の形状を明確にするため、その形状が誇張されている。このスリットを構成する側辺が傾斜辺（2a）になっている。

このように、比較的に容易な方法で上記ロータコア（52）の外周面に傾斜面（2）を形成することができ、ロータコア（52）の製作コストを低減することができる。

−実施形態の変形例２−
図６に示す実施形態の変形例２は、上記実施形態とは違い、上記ロータコア（52）の傾斜面（2）が上記ロータコア（52）の軸方向へ螺旋状に延びている。この傾斜面（2）の螺旋方向は、上記エアギャップ（G）に係る流体の流れ方向に沿って上記ロータコア（52）の回転方向と逆方向に設定されている。つまり、この傾斜面（2）は、上記ロータコア（52）の回転方向と逆方向に傾斜している。

これにより、上記エアギャップ（G）に係る流体が上記傾斜面（2）に沿って流れやすくなり、ロータコア（52）の回転抵抗を小さくすることができる。この結果、上記ロータ（51）の動力損失を抑制しつつ、上述した遠心力と逆方向の押付力をロータコア（52）に作用させることができる。

尚、上記積層板（9）に複数の凹凸部（1）を形成する際には、該凹凸部（1）を形成するための金型を積層板（9）ごとに所定のピッチで回転させるようにする。これにより、それらの積層板（9）を軸方向に積層したときに、上記ロータコア（52）の外周面に螺旋状の傾斜面（2）が形成される。

−実施形態の変形例３−
図７は、実施形態の変形例３に係るロータコア（52）の縦断面図である。この変形例３は、上記実施形態とは違い、第１から第３の分割コア（49a,49b,49c）を軸方向へ積層することにより、ロータコア（52）が形成されている。このロータコア（52）の上側から下側へ向かって順に、第１から第３の分割コア（49a,49b,49c）が配置されている。

ここで、第１分割コア（49a）から第３分割コア（49a）の順で分割コア（49a,49b,49c）の直径が大きくなっている。これらの分割コア（49a,49b,49c）のうち、最も直径が小さいものが第１分割コア（49a）であり、最も直径が大きいものが第３分割コア（49c）である。

そして、第１及び第２の分割コア（49a,49b）の外周面には複数の凹凸部（1）が形成されているが、第３分割コア（49a,49b,49c）（49c）の外周面には複数の凹凸部（1）が形成されていない。つまり、第３分割コア（49a,49b,49c）（49c）の外周面は凹凸のない円筒面（65）である。

このように、上記ロータコア（52）の外周面の一部を凹凸のない円周面で構成することにより、この凹凸のない円周面を掴んで上記ロータコア（52）を持ち運びすることができる。これにより、このロータコア（52）を取り扱う作業者は、凹凸部（1）のある外周面を掴まなくてもよくなり、これらの凹凸部（1）で怪我をしないようにすることができる。

以上説明したように、本発明は、ロータ、ロータを用いた回転電気機械及び回転電気機械を用いた圧縮機について有用である。

1 凹凸部
2 傾斜面
10 圧縮機
11 ケーシング
20 圧縮機構
30 駆動軸
40 モータ
51 ロータ
52 ロータコア
60 ブリッジ部

Claims (7)

1. 内周面及び外周面を有する略円筒状に形成されて、該内周面及び外周面の間を軸方向に貫通する空隙部（50）が設けられるとともに該空隙部（50）の端部（55）と該外周面との間がブリッジ部（60）となるロータコア（52）と、
   上記ロータコア（52）の外周面に形成されて、該ロータコア（52）を軸方向から見てロータコア（52）の回転方向前方側から後方側へ向かって径方向外方へ延びるように傾斜した傾斜面（2）を有する複数の凹凸部（1）と、
   を備えていることを特徴とするロータ。
2. 請求項１において、
   上記凹凸部（1）は、軸断面形状が鋸歯状となる凸部を有し、
   上記凸部の外面が上記傾斜面（2）で構成されていることを特徴とするロータ。
3. 請求項１において、
   上記凹凸部（1）は、軸断面形状がスリット状となる凹部を有し、
   上記凹部の内側面が上記傾斜面（2）で構成されていることを特徴とするロータ。
4. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   上記ロータコア（52）は、軸方向に積層された複数の分割コア（49a,49b,49c）からなり、
   上記分割コア（49a,49b,49c）は、互いに外径の異なる大径コア（49c）及び小径コア（49a,49b）を含み、
   上記小径コア（49a,49b）の外周面には、上記複数の凹凸部（1）が形成され、
   上記大径コア（49c）の外周面は、凹凸部（1）が非形成の円筒面（65）であることを特徴とするロータ。
5. 請求項１から４の何れか１つに記載のロータ（51）と、
   上記ロータ（51）のロータコア（52）が配置された中空部を有する略円筒状のステータ（41）とを備え、
   上記ロータコア（52）の外周面と上記ステータ（41）の内周面との間のエアギャップ（G）は、該ロータコア（52）の軸方向一端側から他端側へ流体が流通する流体通路となることを特徴とする回転電気機械。
6. 請求項５において、
   上記ロータコア（52）の傾斜面（2）は、該ロータコア（52）の外周面を軸方向に沿って螺旋状に延び、
   上記傾斜面（2）の螺旋方向は、上記流体通路における流体の流れ方向に沿って上記ロータコア（52）の回転方向と逆方向であることを特徴とする回転電気機械。
7. 請求項５又は６に記載の回転電気機械（40）と、
   上記回転電気機械（40）で駆動されて、吸入した流体を圧縮して吐出する圧縮機構（20）と、
   上記回転電気機械（40）及び上記圧縮機構（20）を収容するケーシング（11）と、
   上記ケーシング（11）を貫通して上記圧縮機構（20）が有する吸入口に接続された流体吸入管（16）と、
   上記ケーシング（11）を貫通して、上記圧縮機構（20）から上記ケーシング（11）内へ吐出された流体を上記ケーシング（11）外へ流出する流体吐出管（15）と、
   を備えていることを特徴とする圧縮機。

Images