JP2018074890A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.
回転電機としての電動圧縮機は、例えば、ロータ及びステータと、ロータ及びステータを収容するハウジングとを備えている(例えば特許文献1参照)。特許文献1には、ステータが、ロータの径方向外側に設けられたステータコアと、ステータコアに捲回された電機子巻線とを有している点、及び、ステータコアがハウジングに対して焼き嵌めによって固定されている点が記載されている。また、特許文献2には、ロータの高速化等の観点から、ステータコアに永久磁石が設けられている回転電機について記載されている。
An electric compressor as a rotating electrical machine includes, for example, a rotor and a stator, and a housing that houses the rotor and the stator (see, for example, Patent Document 1). In
ここで、上記のようにステータコアがハウジングに対して固定されている構成において、ステータコアに永久磁石が設けられていると、永久磁石に応力が付与され得る。永久磁石に過度な応力が付与されると、回転電機の運転に支障が生じ得る。かといって、永久磁石に過度な応力が付与されることを抑制するために、例えば永久磁石の設置スペースが小さくなったり、トルクに寄与しない磁束が発生したりすると、トルクの低下が懸念される。 Here, in the configuration in which the stator core is fixed to the housing as described above, if a permanent magnet is provided on the stator core, stress may be applied to the permanent magnet. If excessive stress is applied to the permanent magnet, the operation of the rotating electrical machine may be hindered. However, in order to suppress application of excessive stress to the permanent magnet, for example, if the installation space of the permanent magnet is reduced or a magnetic flux that does not contribute to torque is generated, there is a concern about a decrease in torque. .
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はトルクの低下を抑制しつつ永久磁石に付与される応力の軽減を図ることができる回転電機を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a rotating electrical machine capable of reducing stress applied to a permanent magnet while suppressing a decrease in torque.
上記目的を達成する回転電機は、ロータと、前記ロータに対して前記ロータの径方向外側に設けられたステータコア、電機子巻線及び永久磁石を有するステータと、前記ステータコアが固定された状態で前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、を備え、前記ステータコアは、前記ハウジングの内周面から押圧されているコア外周面を有するコア筒部と、前記電機子巻線が捲回されるものであって、前記コア筒部の内周面から前記ロータの径方向内側に向けて突出し且つ前記ロータの周方向に配列されている複数のティースと、前記各ティースの先端面であるティース先端面から凹んだ内側磁石用スロットと、前記内側磁石用スロットに対して前記ロータの径方向外側に配置され、前記コア外周面から凹んだ外側磁石用スロットと、前記内側磁石用スロットと前記外側磁石用スロットとを仕切るブリッジと、を備え、前記永久磁石は、前記内側磁石用スロットに収容された内側永久磁石、及び、前記外側磁石用スロットに収容された外側永久磁石を含むことを特徴とする。 The rotating electrical machine that achieves the above object includes a rotor, a stator having a stator core provided on the outer side in the radial direction of the rotor with respect to the rotor, an armature winding, and a permanent magnet. A rotor and a housing that accommodates the stator, wherein the stator core is formed by winding a core cylinder portion having a core outer peripheral surface pressed from an inner peripheral surface of the housing, and the armature winding. A plurality of teeth projecting from the inner peripheral surface of the core cylindrical portion toward the radially inner side of the rotor and arranged in the circumferential direction of the rotor, and a tooth front end surface that is a front end surface of each of the teeth A recessed inner magnet slot, and an outer magnet slot which is disposed radially outside the rotor with respect to the inner magnet slot and is recessed from the outer peripheral surface of the core A bridge that divides the slot for the inner magnet and the slot for the outer magnet, and the permanent magnet is housed in the slot for the inner magnet and the slot for the outer magnet. An outer permanent magnet is included.
かかる構成によれば、ティースに捲回された電機子巻線に電流が流れることによって当該電機子巻線から発生する磁束と、両永久磁石の磁束とが相互作用し、ロータを回転させることができる。 According to such a configuration, when a current flows through the armature winding wound around the teeth, the magnetic flux generated from the armature winding and the magnetic flux of both permanent magnets interact to rotate the rotor. it can.
ここで、コア外周面がハウジングの内周面から押圧されている構成においては、ステータコアの両磁石用スロットに収容されている両永久磁石には、応力が付与され得る。これに対して、本構成によれば、ブリッジが、両永久磁石に付与される応力を受けることができる。これにより、両永久磁石に付与される応力を軽減できる。 Here, in the configuration in which the core outer peripheral surface is pressed from the inner peripheral surface of the housing, stress can be applied to both permanent magnets housed in both magnet slots of the stator core. On the other hand, according to the present configuration, the bridge can receive stress applied to both permanent magnets. Thereby, the stress provided to both permanent magnets can be reduced.
特に、外側磁石用スロットがコア外周面から凹んで形成されている関係上、外側磁石用スロットと内側磁石用スロットとを仕切るブリッジは、コア外周面よりもロータの径方向内側に配置されることとなる。これにより、ステータコアに付与される応力がブリッジとコア筒部とに分散されて付与されるため、ブリッジに付与される応力を軽減できる。したがって、ブリッジに必要な強度を小さくすることができるため、ブリッジを薄くできる。よって、ブリッジを貫く短絡磁束を低減でき、それを通じてブリッジに起因する回転電機のトルクの低下を抑制できる。また、ブリッジを薄くすることにより、例えば両磁石用スロットのスペースを大きくでき、それを通じて両永久磁石を大きくすることができる。 In particular, because the outer magnet slot is formed so as to be recessed from the outer peripheral surface of the core, the bridge that partitions the outer magnet slot and the inner magnet slot should be disposed radially inward of the rotor from the core outer peripheral surface. It becomes. Thereby, since the stress applied to the stator core is distributed and applied to the bridge and the core tube portion, the stress applied to the bridge can be reduced. Therefore, since the strength required for the bridge can be reduced, the bridge can be thinned. Therefore, the short circuit magnetic flux which penetrates a bridge can be reduced, and the fall of the torque of the rotary electric machine resulting from a bridge can be suppressed through it. Further, by thinning the bridge, for example, the space of the slots for both magnets can be increased, and the permanent magnets can be increased through the space.
更に、本構成によれば、ブリッジによってステータコアが複数のパーツに分割されることなく一体化されている。これにより、ステータコアが複数のパーツに分割されることによって生じる不都合、詳細には各パーツ間の位置ずれやハウジングへの取付作業の煩雑化を抑制できる。 Furthermore, according to this configuration, the stator core is integrated by the bridge without being divided into a plurality of parts. Thereby, the inconvenience caused by dividing the stator core into a plurality of parts, specifically, misalignment between the parts and complication of the mounting work to the housing can be suppressed.
上記回転電機について、前記ティースは、前記電機子巻線が捲回される一対のティース側面を有し、前記ステータコアは、前記一対のティース側面の間に設けられ、前記内側磁石用スロットを区画し且つ互いに対向した一対の内側スロット側壁面と、前記外側磁石用スロットを区画し且つ互いに対向した一対の外側スロット側壁面と、を有し、前記ブリッジは、前記内側磁石用スロットの底面を構成する内側ブリッジ面と、前記内側ブリッジ面とは反対側に設けられ、前記外側磁石用スロットの底面を構成する外側ブリッジ面と、を有し、前記内側ブリッジ面及び前記外側ブリッジ面の対向距離であるブリッジ厚さは、前記コア筒部の厚さよりも小さいとよい。 With respect to the rotating electric machine, the teeth have a pair of teeth side surfaces around which the armature winding is wound, and the stator core is provided between the pair of teeth side surfaces, and defines the inner magnet slot. And a pair of inner slot side wall surfaces facing each other and a pair of outer slot side wall surfaces defining the outer magnet slot and facing each other, wherein the bridge constitutes a bottom surface of the inner magnet slot. An inner bridge surface and an outer bridge surface that is provided on the opposite side of the inner bridge surface and forms a bottom surface of the outer magnet slot, and is a distance between the inner bridge surface and the outer bridge surface. The bridge thickness is preferably smaller than the thickness of the core tube portion.
かかる構成によれば、ブリッジ厚さがコア筒部の厚さと同一又はそれ以上である構成と比較して、両磁石用スロットを大きくできるため、両永久磁石を大きくできるとともに短絡磁束を小さくできる。よって、回転電機のトルクの向上を図ることができる。 According to such a configuration, compared to a configuration in which the bridge thickness is equal to or greater than the thickness of the core tube portion, the slots for both magnets can be increased, so that both permanent magnets can be increased and the short-circuit magnetic flux can be decreased. Therefore, the torque of the rotating electrical machine can be improved.
上記回転電機について、前記一対の外側スロット側壁面と前記外側ブリッジ面との間には、前記ロータの軸線方向に延び且つ前記外側スロット側壁面から凹んだ溝が形成されているとよい。 In the rotating electrical machine, a groove extending in the axial direction of the rotor and recessed from the outer slot side wall surface may be formed between the pair of outer slot side wall surfaces and the outer bridge surface.
かかる構成によれば、溝によって、一対の外側スロット側壁面と外側ブリッジ面とのコーナ付近での局所的な応力集中を抑制できる。特に、本構成によれば、溝は、外側ブリッジ面ではなく、外側スロット側壁面に対して凹んでいる。これにより、溝に起因してブリッジ厚さが局所的に小さくなる箇所が生じる事態を抑制できる。よって、ブリッジの強度低下を抑制しつつ、局所的な応力集中を抑制できる。 According to such a configuration, the stress concentration in the vicinity of the corner between the pair of outer slot side wall surfaces and the outer bridge surface can be suppressed by the groove. In particular, according to this configuration, the groove is recessed with respect to the outer slot side wall, not the outer bridge surface. Thereby, the situation where the location where bridge thickness becomes locally small resulting from a groove | channel can arise can be suppressed. Therefore, local stress concentration can be suppressed while suppressing a decrease in strength of the bridge.
上記回転電機について、前記溝は、前記外側ブリッジ面と連続した内側溝面を有し、前記内側溝面は、前記ロータの軸線方向から見て前記外側ブリッジ面から離れるに従って前記ロータの径方向外側に向けて湾曲した内側湾曲面を含むとよい。 In the rotating electrical machine, the groove has an inner groove surface that is continuous with the outer bridge surface, and the inner groove surface is radially outward of the rotor as the distance from the outer bridge surface increases when viewed from the axial direction of the rotor. It is preferable to include an inner curved surface that is curved toward.
かかる構成によれば、一対の外側スロット側壁面と外側ブリッジ面とのコーナ付近に対して、両外側スロット側壁面が互いに近づく方向の成分を含む応力が付与された場合には、内側湾曲面が上記応力を受け易い。この場合、内側湾曲面は湾曲しているため、応力の分散化を図ることができる。これにより、上記応力を好適に受けることができる。 According to such a configuration, when a stress including a component in a direction in which the outer slot side wall surfaces approach each other is applied to the vicinity of the corner between the pair of outer slot side wall surfaces and the outer bridge surface, the inner curved surface is It is easy to receive the stress. In this case, since the inner curved surface is curved, the stress can be dispersed. Thereby, the said stress can be received suitably.
上記回転電機について、前記外側永久磁石は、前記一対の外側スロット側壁面と当接又は対向する一対の外側磁石側面を有し、前記溝は、前記内側溝面と連続する第1端及び前記外側スロット側壁面と連続する第2端を有する外側溝面を備え、前記外側溝面は、前記第1端側から前記第2端側に向かうに従って徐々に前記溝の幅が小さくなるように湾曲した外側湾曲面を含むとよい。 In the rotating electrical machine, the outer permanent magnet has a pair of outer magnet side surfaces that contact or face the pair of outer slot side wall surfaces, and the groove has a first end continuous with the inner groove surface and the outer side. An outer groove surface having a second end continuous with the slot side wall surface is provided, and the outer groove surface is curved so that the width of the groove gradually decreases from the first end side toward the second end side. An outer curved surface may be included.
かかる構成によれば、内側湾曲面の面積をある程度確保しつつ、外側スロット側壁面と外側磁石側面とが当接又は対向する面積の減少を抑制できる。これにより、応力の分散化を図りつつ、溝が形成されることによって生じる上記面積の減少に起因したトルクの低下を抑制できる。 According to such a configuration, it is possible to suppress a decrease in the area in which the outer slot side wall surface and the outer magnet side surface abut or face each other while securing the area of the inner curved surface to some extent. As a result, it is possible to suppress a reduction in torque due to the reduction in the area caused by the formation of the grooves while achieving stress dispersion.
上記回転電機について、前記ティースは、当該ティースにおける前記ロータの周方向の長さが前記ロータの径方向内側に向かうに従って徐々に短くなるように形成された先細り形状であり、前記ティース先端面は、前記内側磁石用スロットの両側に設けられ、互いに対向する前記ティース側面と前記内側スロット側壁面との双方に連続し且つ前記ロータの周方向に延びた一対の先端湾曲面で構成されており、前記ティース側面と前記溝との最短距離は、互いに対向する前記ティース側面と前記内側スロット側壁面とを結ぶ直線のうち前記ティース側面に直交し且つ前記先端湾曲面に接する接線の長さである先端接線長さ、及び、前記先端湾曲面の周方向長さのうちいずれか短い方よりも長く設定されている。 For the rotating electrical machine, the teeth have a tapered shape formed so that the length in the circumferential direction of the rotor in the teeth gradually decreases toward the inner side in the radial direction of the rotor. It is provided on both sides of the slot for the inner magnet, and is composed of a pair of tip curved surfaces that extend continuously in both the teeth side surface and the inner slot side wall surface facing each other and extend in the circumferential direction of the rotor, The shortest distance between the tooth side surface and the groove is the tangent of the tip which is the length of the tangent perpendicular to the tooth side surface and in contact with the tip curved surface of the straight lines connecting the tooth side surface and the inner slot side wall surface facing each other. It is set longer than the shorter one of the length and the circumferential length of the tip curved surface.
かかる構成によれば、ティース内において、磁束が貫く面積が最小となる箇所は、ティースの先端部分となる。これにより、溝によってティース内を貫く磁束が律速されることを回避できる。よって、溝に起因してティースを貫く磁束が低下する事態を抑制でき、それを通じて溝に起因したトルクの低下を抑制できる。 According to this configuration, the portion where the area through which the magnetic flux penetrates is the smallest in the tooth is the tip portion of the tooth. Thereby, it can avoid that the magnetic flux which penetrates the inside of a tooth | gear by a groove | channel is rate-limited. Therefore, the situation where the magnetic flux penetrating the teeth due to the groove can be suppressed, and the decrease in the torque due to the groove can be suppressed through it.
上記回転電機について、前記外側永久磁石は、前記外側ブリッジ面と対向する外側磁石底面を有し、前記溝は、前記外側ブリッジ面と前記外側磁石底面との対向方向を幅方向とする開口を有し、前記回転電機は、前記外側ブリッジ面と前記外側磁石底面とが少なくとも一部において離間するように、前記外側永久磁石を支持する支持部を備えているとよい。 In the rotating electrical machine, the outer permanent magnet has an outer magnet bottom surface facing the outer bridge surface, and the groove has an opening whose width direction is the facing direction of the outer bridge surface and the outer magnet bottom surface. The rotating electrical machine may include a support portion that supports the outer permanent magnet so that the outer bridge surface and the outer magnet bottom surface are separated at least partially.
かかる構成によれば、外側ブリッジ面と外側磁石底面とが少なくとも一部において離間しているため、両者の間には外側永久磁石が存在しない領域が形成される。これにより、その領域分だけ外側永久磁石を小さくできる。これにより、使用する外側永久磁石の量を削減でき、コスト削減を図ることができる。 According to such a configuration, since the outer bridge surface and the outer magnet bottom surface are separated at least in part, a region where no outer permanent magnet is present is formed between them. Thereby, an outer permanent magnet can be made small by the area | region. Thereby, the quantity of the outer permanent magnet to be used can be reduced, and the cost can be reduced.
ここで、上記外側永久磁石が存在しない領域は、一対の外側スロット側壁面と外側ブリッジ面との間に形成されている溝の開口と対向する部分を含む。当該部分は、外側永久磁石の有無に関わらず、回転電機のトルクに寄与しない。したがって、上記外側永久磁石が存在しない領域が形成された場合であっても、トルクは低下しにくい。 Here, the region where the outer permanent magnet does not exist includes a portion facing the opening of the groove formed between the pair of outer slot side wall surfaces and the outer bridge surface. This part does not contribute to the torque of the rotating electrical machine regardless of the presence or absence of the outer permanent magnet. Therefore, even if the region where the outer permanent magnet does not exist is formed, the torque is unlikely to decrease.
また、外側永久磁石は、支持部によって支持されているため、回転電機に振動等が付与された場合であっても、外側磁石底面が外側ブリッジ面に近づく方向への外側永久磁石の移動が規制されている。これにより、外側永久磁石の位置ずれに起因するトルクの低下を抑制できる。 Further, since the outer permanent magnet is supported by the support portion, even when vibration or the like is applied to the rotating electrical machine, the movement of the outer permanent magnet in the direction in which the outer magnet bottom surface approaches the outer bridge surface is restricted. Has been. Thereby, the fall of the torque resulting from the position shift of an outer side permanent magnet can be suppressed.
上記回転電機について、前記支持部は、前記外側永久磁石を、前記外側磁石底面が前記外側ブリッジ面に対して前記溝の開口幅以上に離間した位置にて支持するとよい。
かかる構成によれば、外側磁石用スロットにおいて溝の開口と対向する領域は、全て外側永久磁石が存在しない領域に含まれる。これにより、外側永久磁石においてトルクに寄与しない部分を削除することにより、トルクの低下を抑制しつつ、外側永久磁石の更なる小型化を図ることができる。
About the said rotary electric machine, the said support part is good to support the said outer side permanent magnet in the position where the said outer side magnet bottom face was spaced apart more than the opening width of the said groove | channel with respect to the said outer side bridge surface.
According to this configuration, the region facing the opening of the groove in the outer magnet slot is all included in the region where the outer permanent magnet does not exist. Thereby, by further eliminating the portion of the outer permanent magnet that does not contribute to the torque, it is possible to further reduce the size of the outer permanent magnet while suppressing a decrease in torque.
上記回転電機について、前記支持部は、前記一対の外側スロット側壁面のうち少なくとも一方に設けられた突起であり、前記外側永久磁石は、前記外側磁石底面が前記突起に当接することによって支持されているとよい。 In the rotating electrical machine, the support portion is a protrusion provided on at least one of the pair of outer slot side wall surfaces, and the outer permanent magnet is supported by the outer magnet bottom surface contacting the protrusion. It is good to be.
かかる構成によれば、仮に振動等によって外側永久磁石がブリッジに向けて押圧された場合には、突起がその押圧力を受ける。これにより、外側永久磁石から付与される押圧力がブリッジに加わることを抑制でき、それを通じてブリッジに過度な応力が付与されることを抑制できる。 According to this configuration, if the outer permanent magnet is pressed toward the bridge by vibration or the like, the protrusion receives the pressing force. Thereby, it can suppress that the pressing force provided from an outer side permanent magnet is added to a bridge, and can suppress that an excessive stress is provided to a bridge through it.
上記回転電機について、前記支持部は、前記外側ブリッジ面に設けられ、当該外側ブリッジ面から前記外側磁石底面に向けて突出した突出部であり、前記外側磁石底面は、前記突出部に当接することによって支持されているとよい。 In the rotating electrical machine, the support portion is a protruding portion provided on the outer bridge surface and protruding from the outer bridge surface toward the outer magnet bottom surface, and the outer magnet bottom surface abuts on the protruding portion. It is good that it is supported by.
かかる構成によれば、一対の外側スロット側壁面に突起を設けることに起因して外側永久磁石が小さくなることを回避できる。これにより、支持部を設けることに起因するトルクの低下を回避できる。 According to this configuration, it is possible to avoid the outer permanent magnet from becoming smaller due to the provision of the protrusions on the pair of outer slot side wall surfaces. Thereby, the fall of the torque resulting from providing a support part can be avoided.
上記回転電機について、前記支持部は、前記外側ブリッジ面と前記外側磁石底面との間に介在している非磁性部材であるとよい。
かかる構成によれば、外側スロット側壁面や外側ブリッジ面に支持部を設ける必要がないため、支持部に起因するステータコアの構成の複雑化を抑制できる。また、支持部として非磁性部材が採用されているため、非磁性部材を介した短絡磁路が生じにくい。これにより、支持部に起因するトルクの低下を抑制できる。
About the said rotary electric machine, the said support part is good in it being a nonmagnetic member interposed between the said outside bridge surface and the said outside magnet bottom face.
According to this configuration, since it is not necessary to provide a support portion on the outer slot side wall surface or the outer bridge surface, it is possible to suppress complication of the configuration of the stator core due to the support portion. Further, since a nonmagnetic member is employed as the support portion, a short circuit magnetic path through the nonmagnetic member is less likely to occur. Thereby, the fall of the torque resulting from a support part can be suppressed.
上記回転電機について、前記内側永久磁石の磁化方向は、前記一対の内側スロット側壁面の対向方向と一致しており、前記外側永久磁石の磁化方向は、前記一対の外側スロット側壁面の対向方向と一致しており、前記内側永久磁石の磁化方向の長さは、前記外側永久磁石の磁化方向の長さよりも長く設定されているとよい。 For the rotating electrical machine, the magnetization direction of the inner permanent magnet coincides with the opposing direction of the pair of inner slot side wall surfaces, and the magnetization direction of the outer permanent magnet is the opposite direction of the pair of outer slot side wall surfaces. The lengths of the inner permanent magnets in the magnetization direction may be set longer than the length of the outer permanent magnet in the magnetization direction.
ロータに近い内側永久磁石の方が、外側永久磁石よりも、減磁量が大きくなり易いため、内側永久磁石において消磁現象が生じ易い。この点、本構成によれば、内側永久磁石の磁化方向の長さが、外側永久磁石の磁化方向の長さよりも長いため、内側永久磁石の保磁力が、外側永久磁石の保磁力よりも高くなっている。これにより、内側永久磁石にて生じ易い消磁現象を抑制できる。よって、トルクの向上を図ることができる。 The inner permanent magnet closer to the rotor tends to have a larger demagnetization amount than the outer permanent magnet, and therefore a demagnetization phenomenon is likely to occur in the inner permanent magnet. In this respect, according to the present configuration, the length of the inner permanent magnet in the magnetization direction is longer than the length of the outer permanent magnet in the magnetization direction, so that the coercivity of the inner permanent magnet is higher than the coercivity of the outer permanent magnet. It has become. Thereby, the demagnetization phenomenon which is easy to occur with the inner permanent magnet can be suppressed. Therefore, torque can be improved.
上記回転電機について、前記ブリッジよりも前記ロータの径方向外側に設けられ、前記一対の外側スロット側壁面から押圧されている受圧部材を備え、前記受圧部材は、前記ステータコアよりも強度が高い非磁性体で構成されているとよい。 The rotating electrical machine includes a pressure receiving member that is provided on a radially outer side of the rotor than the bridge and is pressed from the pair of outer slot side wall surfaces, and the pressure receiving member is nonmagnetic and has higher strength than the stator core. It should be composed of a body.
かかる構成によれば、ブリッジと受圧部材とが分散して応力を受ける。これにより、ブリッジに付与される応力の軽減を図ることができる。特に、受圧部材は、ブリッジよりもロータの径方向外側に配置されているため、応力は、ブリッジよりも受圧部材の方に対して優先的に付与される。この場合、受圧部材は、ステータコアよりも強度が高い材料で構成されているため、破断しにくい。これにより、ブリッジに付与される応力の軽減を図りつつ、両永久磁石に付与される応力の軽減を図ることができる。 According to this configuration, the bridge and the pressure receiving member are dispersed and receive stress. As a result, the stress applied to the bridge can be reduced. In particular, since the pressure receiving member is disposed on the outer side in the radial direction of the rotor than the bridge, the stress is preferentially applied to the pressure receiving member rather than the bridge. In this case, since the pressure receiving member is made of a material having higher strength than the stator core, it is difficult to break. Thereby, the stress applied to both permanent magnets can be reduced while the stress applied to the bridge is reduced.
また、受圧部材は非磁性体で構成されているため、受圧部材を介した短絡磁路が形成されることを抑制できる。これにより、受圧部材を介した短絡磁路に起因するトルクの低下を抑制できる。 Moreover, since the pressure receiving member is made of a non-magnetic material, it is possible to suppress the formation of a short circuit magnetic path through the pressure receiving member. Thereby, the fall of the torque resulting from the short circuit magnetic path via a pressure receiving member can be suppressed.
上記回転電機について、前記受圧部材は、前記外側磁石用スロットの最外周に配置されており、前記外側永久磁石は、前記ブリッジと前記受圧部材との間に配置されているとよい。 In the rotating electrical machine, the pressure receiving member may be disposed on the outermost periphery of the outer magnet slot, and the outer permanent magnet may be disposed between the bridge and the pressure receiving member.
かかる構成によれば、受圧部材によって外側磁石用スロットが2つの収容室に区分けされることを回避できる。これにより、外側永久磁石を2つに分割して各収容室に収容するといった構成の複雑化を抑制できる。 According to such a configuration, it is possible to avoid the outer magnet slot being divided into two storage chambers by the pressure receiving member. Thereby, the complication of the structure which divides | segments an outer side permanent magnet into two and accommodates in each storage chamber can be suppressed.
また、外側磁石用スロットの最外周は、内周側と比較して、回転電機のトルクに寄与しにくい部分である。このため、外側磁石用スロットの最外周に、外側永久磁石ではなく受圧部材が配置されたとしても、トルクの低下量は小さくて済む。したがって、受圧部材を設けたことに起因する不都合であるトルクの低下を抑制できる。 Further, the outermost periphery of the outer magnet slot is a portion that hardly contributes to the torque of the rotating electrical machine as compared with the inner periphery. For this reason, even if a pressure receiving member is disposed on the outermost periphery of the outer magnet slot instead of the outer permanent magnet, the amount of torque reduction can be small. Therefore, it is possible to suppress a decrease in torque, which is a disadvantage caused by providing the pressure receiving member.
上記回転電機について、前記一対の外側スロット側壁面は、互いに対向している一対の第1側壁面と、前記一対の第1側壁面よりも互いに離れる方向に離間して配置されている一対の第2側壁面と、を有し、前記受圧部材は、前記一対の第1側壁面と前記一対の第2側壁面との間に形成された一対の段差面に当接又は対向している状態で、前記一対の第2側壁面の間に嵌っているとよい。 In the rotating electric machine, the pair of outer slot side wall surfaces are paired with a pair of first side wall surfaces facing each other and a pair of first side wall surfaces spaced apart from each other in a direction away from the pair of first side wall surfaces. And the pressure receiving member is in contact with or opposed to a pair of step surfaces formed between the pair of first side wall surfaces and the pair of second side wall surfaces. It is good to fit between the pair of second side wall surfaces.
かかる構成によれば、受圧部材の移動が段差面によって規制される。これにより、受圧部材の位置ずれを抑制できる。また、振動等によって受圧部材が押圧された場合には、段差面が受圧部材からの押圧力を受けるため、外側永久磁石に上記押圧力が付与されることを抑制できる。 According to such a configuration, the movement of the pressure receiving member is regulated by the step surface. Thereby, the position shift of a pressure receiving member can be suppressed. Further, when the pressure receiving member is pressed by vibration or the like, the stepped surface receives the pressing force from the pressure receiving member, so that the pressing force can be suppressed from being applied to the outer permanent magnet.
上記回転電機について、前記内側永久磁石は、前記ロータと対向する内側対向面を有し、前記内側対向面は、前記ロータの軸線方向から見て直線状であって、前記ティース先端面よりも前記ロータの径方向外側に配置されているとよい。 With respect to the rotating electrical machine, the inner permanent magnet has an inner facing surface that faces the rotor, and the inner facing surface is linear when viewed from the axial direction of the rotor, and is more than the tip end surface of the teeth. It is good to arrange | position at the radial direction outer side of a rotor.
かかる構成によれば、内側対向面が湾曲している構成と比較して、内側永久磁石を容易に製造できる。また、内側永久磁石がロータに衝突することを抑制できる。
上記回転電機について、前記外側永久磁石は、前記ハウジングの内周面と対向する外側対向面を有し、前記外側対向面は、前記ロータの軸線方向から見て直線状であって、前記外側磁石用スロットの開口端と同一平面上又はそれよりも前記ロータの径方向内側に配置されているとよい。
According to this configuration, the inner permanent magnet can be easily manufactured as compared with the configuration in which the inner facing surface is curved. Moreover, it can suppress that an inner side permanent magnet collides with a rotor.
In the rotating electrical machine, the outer permanent magnet has an outer facing surface that faces the inner peripheral surface of the housing, and the outer facing surface is linear when viewed from the axial direction of the rotor, and the outer magnet It is good to arrange | position on the radial direction inner side of the said rotor on the same plane as the opening end of the slot for use, or it.
かかる構成によれば、外側永久磁石がハウジングの内周面に対して優先的に接触することを抑制できるため、外側永久磁石に対して直接的に応力が付与されることを抑制できる。これにより、外側永久磁石に過度な応力が付与されることを抑制できる。また、外側対向面が湾曲している構成と比較して、外側永久磁石を容易に製造できる。 According to such a configuration, it is possible to suppress the outer permanent magnet from preferentially contacting the inner peripheral surface of the housing, and therefore it is possible to suppress stress from being directly applied to the outer permanent magnet. Thereby, it can suppress that an excessive stress is provided to an outer side permanent magnet. Further, the outer permanent magnet can be easily manufactured as compared with the configuration in which the outer facing surface is curved.
上記回転電機について、前記ブリッジは、前記ティースに設けられているとよい。
かかる構成によれば、ブリッジがコア筒部に設けられている構成と比較して、ハウジングから押圧されることによってステータコアに付与される応力は、より優先的にコア筒部に付与される。これにより、ブリッジに付与される応力を軽減できる。したがって、例えば、ブリッジをより薄くでき、両磁石用スロットのスペースを大きくできるため、両永久磁石の大型化を図ることができる。
About the said rotary electric machine, the said bridge | bridging is good to be provided in the said teeth.
According to such a configuration, the stress applied to the stator core by being pressed from the housing is more preferentially applied to the core tube portion than the configuration in which the bridge is provided in the core tube portion. Thereby, the stress given to a bridge can be reduced. Therefore, for example, since the bridge can be made thinner and the space for the slots for both magnets can be increased, the size of both permanent magnets can be increased.
上記回転電機について、前記外側磁石用スロットにおける前記コア外周面からの深さは、前記内側磁石用スロットにおける前記ティース先端面からの深さよりも大きいとよい。
かかる構成によれば、外側磁石用スロットの深さが内側磁石用スロットの深さ以下である構成と比較して、ブリッジが径方向内側に配置されることになる。これにより、ブリッジに付与される応力をより軽減できる。
In the rotating electrical machine, a depth from the core outer peripheral surface in the outer magnet slot may be larger than a depth from the teeth front end surface in the inner magnet slot.
According to this configuration, the bridge is disposed radially inward as compared with the configuration in which the depth of the outer magnet slot is equal to or less than the depth of the inner magnet slot. Thereby, the stress given to a bridge can be reduced more.
上記回転電機について、前記ブリッジは、前記ロータの軸線方向から見て、前記ロータの径方向と交差する方向に延びた直線状であるとよい。
かかる構成によれば、ブリッジが曲線状である構成と比較して、ブリッジの加工が容易であるため、ブリッジを比較的容易に形成することができる。また、ブリッジと両永久磁石との間にデッドスペースが生じにくいため、当該デッドスペースに起因したトルク低下を抑制できる。
With respect to the rotating electrical machine, the bridge may have a linear shape extending in a direction intersecting with the radial direction of the rotor as viewed from the axial direction of the rotor.
According to such a configuration, the bridge can be formed relatively easily because the processing of the bridge is easier compared to the configuration in which the bridge is curved. Moreover, since a dead space is not easily generated between the bridge and both permanent magnets, it is possible to suppress a decrease in torque due to the dead space.
上記回転電機について、前記内側永久磁石は、前記外側永久磁石よりも保磁力が強い材料で構成されているとよい。
ロータに近い内側永久磁石の方が、外側永久磁石よりも、減磁量が大きくなり易いため、内側永久磁石において消磁現象が生じ易い。この点、本構成によれば、内側永久磁石が、外側永久磁石よりも保磁力が強い材料で構成されているため、内側永久磁石の保磁力が、外側永久磁石の保磁力よりも高くなっている。これにより、内側永久磁石にて生じ易い消磁現象を抑制できる。よって、トルクの向上を図ることができる。
About the said rotary electric machine, the said inner side permanent magnet is good to be comprised with the material whose coercive force is stronger than the said outer side permanent magnet.
The inner permanent magnet closer to the rotor tends to have a larger demagnetization amount than the outer permanent magnet, and therefore a demagnetization phenomenon is likely to occur in the inner permanent magnet. In this respect, according to this configuration, the inner permanent magnet is made of a material having a stronger coercive force than the outer permanent magnet, and therefore the coercive force of the inner permanent magnet is higher than the coercive force of the outer permanent magnet. Yes. Thereby, the demagnetization phenomenon which is easy to occur with the inner permanent magnet can be suppressed. Therefore, torque can be improved.
この発明によれば、トルクの低下を抑制しつつ永久磁石に付与される応力の軽減を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the stress applied to the permanent magnet while suppressing a decrease in torque.
(第1実施形態)
以下、回転電機の第1実施形態について説明する。本実施形態では、回転電機は、流体を圧縮する電動圧縮機である。また、本実施形態では、電動圧縮機は、例えば車両に搭載され、車載用空調装置に用いられる。すなわち、本実施形態における電動圧縮機の圧縮対象の流体は冷媒である。なお、図2〜図7等においては、図示の都合上、ロータ30の径方向Rのうち紙面上下方向と一致しているものを一例として示す。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a rotating electrical machine will be described. In this embodiment, the rotating electrical machine is an electric compressor that compresses fluid. Moreover, in this embodiment, an electric compressor is mounted, for example in a vehicle, and is used for a vehicle-mounted air conditioner. That is, the fluid to be compressed by the electric compressor in the present embodiment is a refrigerant. 2 to 7 and the like, for convenience of illustration, one of the radial directions R of the
図1に示すように、電動圧縮機10は、車載用空調装置を構成する外部冷媒回路から冷媒が吸入される吸入口11aが形成されたハウジング11と、ハウジング11に収容された圧縮部12、回転軸13及び電動モータ14とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
ハウジング11は、吸入口11aが形成されたものであって一方に開口した有底筒形状の吸入ハウジング21と、冷媒が吐出される吐出口11bが形成された吐出ハウジング22とを有している。吐出ハウジング22は、吸入ハウジング21の開口部分を塞いだ状態で吸入ハウジング21と連結されている。吸入ハウジング21は、底壁部21aと底壁部21aの外周縁から立設する側壁部21bとを有する。吸入口11aは、吸入ハウジング21の側壁部21bにおける底壁部21a寄りの部分に形成されている。吐出口11bは、外部冷媒回路に接続されている。
The
ハウジング11は、全体として筒状(詳細には円筒状)であり、内周面11cを有している。本実施形態では、ハウジング11の内周面11cは、ハウジング11の軸線方向から見て円形である。
The
圧縮部12は、ハウジング11内において、吸入口11aよりも吐出口11b側に配置されている。圧縮部12は、回転軸13が回転することによって、吸入口11aからハウジング11内に吸入された冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出口11bから吐出させるものである。なお、圧縮部12の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。
In the
図1に示すように、回転軸13は、その一端部が圧縮部12に連結された状態で、ハウジング11に対して回転可能に支持されている。回転軸13の軸線方向は、筒状のハウジング11の軸線方向と一致している。
As shown in FIG. 1, the
電動モータ14は、ハウジング11内において、圧縮部12よりも吸入口11a側に配置されている。電動モータ14は、回転軸13を回転させるものである。本実施形態の電動モータ14は、例えばリラクタンスモータである。
The
図1に示すように、電動圧縮機10は、電動モータ14を駆動させる駆動回路としてのインバータ23を備えている。インバータ23は、ハウジング11、詳細には吸入ハウジング21の底壁部21aに取り付けられた円筒形状のカバー部材24内に収容されている。電動モータ14(詳細には複数相の電機子巻線42u,42v,42w)と、インバータ23とは電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
ちなみに、本実施形態では、圧縮部12、電動モータ14及びインバータ23が一列に配列されている。但し、これに限られず、インバータ23は、吸入ハウジング21の側壁部21bに取り付けられている構成でもよい。
Incidentally, in this embodiment, the
次に、本実施形態の電動モータ14の構造について詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、電動モータ14は、ロータ30と、ロータ30に対して当該ロータ30の径方向R外側に設けられ且つハウジング11に固定されたステータ40とを備えている。
Next, the structure of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ロータ30は、回転軸13が挿通された状態で回転軸13に固定されており、回転軸13と一体回転する。ロータ30は、複数の電磁鋼板が積層されることによって構成されている。
The
ロータ30は、突極性を有する構造となっている。詳細には、図2に示すように、ロータ30は、円筒状のロータベース部31と、当該ロータベース部31の外周面から突出した複数の突極部32とを有している。複数の突極部32は、ロータ30の周方向Cに所定の間隔で配列されている。
The
図2及び図3に示すように、各突極部32の先端面32aはそれぞれ、ロータ30の径方向R外側に向けて凸となっている。各突極部32の先端面32aは、ロータ30の軸線方向Zから見て同一周面上に配置されている。詳細には、ロータ30の中心線から予め定められた径の円周面を仮想ロータ外周面Sx1(図3参照)とすると、各突極部32の先端面32aは、仮想ロータ外周面Sx1上に配置されている。なお、ロータ30の周方向Cとは、ロータベース部31の周方向又は突極部32の配列方向とも言えるし、ロータ30又は回転軸13の回転方向とも言える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the front end surface 32 a of each
ステータ40は、ロータ30に対して当該ロータ30の径方向R外側に設けられたステータコア41と、ステータコア41に捲回された複数相の電機子巻線42u,42v,42wと、永久磁石62,72とを有している。
The
ステータコア41は、ハウジング11(詳細には吸入ハウジング21の側壁部21b)の内周面11cと当接しているコア外周面51aを有するコア筒部51と、コア筒部51の内周面であるコア内周面51bから内方(詳細にはロータ30の径方向R内側)に向けて突出し且つロータ30の周方向に配列された複数のティース52とを有している。
The
コア筒部51は、ハウジング11の側壁部21bよりも一回り小さく形成された筒状(詳細には円筒状)である。コア外周面51aは、ロータ30の軸線方向Zから見て円形であり、その径はハウジング11の内周面11cの径と同一に設定されている。
The
本実施形態では、回転軸13、ロータ30及びコア筒部51は、同一軸線上に配置されている。ロータ30の軸線方向Z、径方向R及び周方向Cは、回転軸13の軸線方向、径方向及び周方向とも言えるし、ステータ40(コア筒部51)の軸線方向、径方向及び周方向とも言える。
In this embodiment, the rotating
ここで、ステータコア41はハウジング11に嵌め込まれている。詳細には、コア筒部51は、コア外周面51aとハウジング11の内周面11cとが当接した状態で、吸入ハウジング21の側壁部21bに嵌め込まれている。このため、コア外周面51aは、ハウジング11の内周面11cから押圧されている。すなわち、ステータコア41は、コア外周面51aとハウジング11の内周面11cとの当接箇所を介して、ハウジング11(詳細には吸入ハウジング21の側壁部21b)から押圧されている。したがって、ステータコア41には応力が付与されている。
Here, the
なお、ステータコア41をハウジング11に嵌め込むための具体的な手法としては、例えば予め加熱することにより熱膨張させておいた吸入ハウジング21に対して、ステータコア41を挿入し、その後吸入ハウジング21を冷却させる所謂焼き嵌めといった手法が考えられる。これにより、吸入ハウジング21の冷却に伴う熱収縮によって、ステータコア41が吸入ハウジング21に固定される。但し、ステータコア41をハウジング11に嵌め込むための具体的な手法は、焼き嵌めに限られず任意である。
As a specific method for fitting the
各ティース52はそれぞれ、軸線方向Zに延びており、その延設方向と直交する方向の断面は略扇状となっている。各ティース52は、径方向R内側に向かうに従って徐々に周方向Cの長さが短くなるように形成された先細り形状となっている。
Each of the
各ティース52はそれぞれ、ロータ30と対向するものであって周方向Cに延びたティース先端面53と、複数相の電機子巻線42u,42v,42wのいずれかが捲回される一対のティース側面54,55と、を有している。
Each of the
ティース先端面53は、軸線方向Zから見て弧状であり、その径は仮想ロータ外周面Sx1よりも大きく設定されている。
図2に示すように、一対のティース側面54,55は、ティース52における周方向Cの両端面であり、径方向Rに延びている。隣り合う2つのティース52における互いに対向する2つのティース側面(詳細には第1ティース側面54及び第2ティース側面55)と、コア内周面51bとによって複数相の電機子巻線42u,42v,42wが収容される巻線用スロット56が形成されている。巻線用スロット56は、周方向Cに複数配列されている。
The tooth
As shown in FIG. 2, the pair of tooth side surfaces 54 and 55 are both end surfaces in the circumferential direction C of the
複数相の電機子巻線42u,42v,42wは、各ティース52に対して集中巻きで捲回されている。詳細には、1つのティース52に対して1相の電機子巻線が捲回されており、1つの巻線用スロット56に対して2相の電機子巻線が収容されている。複数相の電機子巻線42u,42v,42wは、Y結線又はデルタ結線されており、インバータ23に電気的に接続されている。
The multiple-
図3に示すように、ステータコア41は、内側永久磁石62が収容される内側磁石用スロット61と、外側永久磁石72が収容される外側磁石用スロット71と、両磁石用スロット61,71を仕切るブリッジ(仕切壁)80とを有している。両磁石用スロット61,71は、ブリッジ80を介して対向している。
As shown in FIG. 3, the
図3及び図4に示すように、内側磁石用スロット61は、ティース先端面53から凹んでいる。詳細には、内側磁石用スロット61は、ティース先端面53から径方向R外側に向けて凹み、軸線方向Zに延びた溝形状である。内側磁石用スロット61は、径方向R内側に向けて開放されている。内側磁石用スロット61は、各ティース52に形成されている。このため、巻線用スロット56と内側磁石用スロット61とは、周方向Cに交互に配列されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
外側磁石用スロット71は、内側磁石用スロット61に対して径方向R外側に配置されている。外側磁石用スロット71は、コア外周面51aから凹んでいる。詳細には、外側磁石用スロット71は、コア外周面51aから径方向R内側に向けて凹み、軸線方向Zに延びた溝形状である。外側磁石用スロット71は、径方向R外側に向けて開放されている。
The
図3に示すように、本実施形態では、両磁石用スロット61,71は、軸線方向Zから見て、ティース52の中心線Mを通る位置に形成されている。そして、両磁石用スロット61,71は、ティース52の中心線Mに沿って凹んでいる。両磁石用スロット61,71の深さ方向は、ティース52の中心線Mに沿う方向と一致している。このため、ティース52は、上記中心線Mを基準として左右対称となっている。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
次に、図3〜図7を用いて、ブリッジ80、両磁石用スロット61,71及び両永久磁石62,72について詳細に説明する。
図3に示すように、ブリッジ80は、径方向Rと交差(詳細には直交する)する方向に延びた直線状である。ブリッジ80は、内側磁石用スロット61の底面を構成する内側ブリッジ面80aと、外側磁石用スロット71の底面を構成する外側ブリッジ面80bとを有している。外側ブリッジ面80bは、内側ブリッジ面80aに対して反対側に配置されており、両者は互いに対向している。
Next, the
As shown in FIG. 3, the
本実施形態では、ブリッジ80は、コア筒部51ではなくティース52に設けられている。詳細には、ブリッジ80は、ティース52におけるコア内周面51bよりもティース先端面53寄りに配置されている。
In the present embodiment, the
ここで、両ブリッジ面80a,80bの対向距離をブリッジ厚さD1とする。ブリッジ厚さD1は、ブリッジ80における両磁石用スロット61,71の対向方向及び軸線方向Zの双方に直交する方向の長さである。ブリッジ厚さD1は、コア筒部51の厚さ(径方向Rの長さ)D2よりも小さく設定されている。
Here, the distance between the bridge surfaces 80a and 80b is defined as a bridge thickness D1. The bridge thickness D1 is a length in a direction orthogonal to both the opposing direction of the
図3及び図4に示すように、内側磁石用スロット61は、内側ブリッジ面80aと、ステータコア41(詳細にはティース52)に形成された一対の内側スロット側壁面61a,61bとによって区画されている。一対の内側スロット側壁面61a,61bは、一対のティース側面54,55の間に配置されている。一対の内側スロット側壁面61a,61bは互いに対向しており、本実施形態では、両者の対向方向は、両磁石用スロット61,71の対向方向(換言すればティース52の中心線Mに沿う方向)及び軸線方向Zの双方に対して直交している。一対の内側スロット側壁面61a,61bは、軸線方向Zから見て、内側ブリッジ面80aの両端に連続しているとともに、ティース先端面53に連続している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ちなみに、ティース先端面53は、ティース側面54,55と内側スロット側壁面61a,61bとの双方に連続し且つ周方向Cに延びた一対の先端湾曲面53a,53bで構成されている。一対の先端湾曲面53a,53bは、内側磁石用スロット61の周方向Cの両側に設けられている。第1先端湾曲面53aは、互いに対向している第1ティース側面54と第1内側スロット側壁面61aとに連続しており、第2先端湾曲面53bは、互いに対向している第2ティース側面55と第2内側スロット側壁面61bとに連続している。本実施形態では、一対の先端湾曲面53a,53bは、ティース52の中心線Mを基準として左右対称となっている。
Incidentally, the tooth
内側永久磁石62は、上記内側磁石用スロット61に収容された状態で、ステータコア41に固定されている。なお、内側永久磁石62をステータコア41に固定する具体的な手法としては、任意であるが、例えば接着材等を用いることが考えられる。
The inner
内側永久磁石62は、内側磁石用スロット61の形状に対応させて形成されており、内側磁石用スロット61のスペースのほぼ全体を占めている。内側永久磁石62は、全体として直方体形状の角型であり、内側ブリッジ面80aと当接又は対向している内側磁石底面63と、内側磁石底面63とは反対側に配置され且つロータ30と対向する内側対向面64と、一対の内側スロット側壁面61a,61bと当接又は対向している一対の内側磁石側面65,66とを有している。なお、当接しているとは、接着材等を介して当接している構成を含む。
The inner
一対の内側磁石側面65,66のうちいずれか一方がN極であり、他方がS極である。すなわち、内側永久磁石62は、当該内側永久磁石62の磁化方向が径方向Rと交差(詳細には直交)するように配置されている。内側永久磁石62の磁化方向は、一対の内側スロット側壁面61a,61bの対向方向と一致している。
One of the pair of inner magnet side surfaces 65 and 66 is an N pole, and the other is an S pole. That is, the inner
図4に示すように、内側対向面64は、軸線方向Zから見て直線状に形成されている。詳細には、内側対向面64は、ティース52の中心線Mに対して直交する平面である。
内側対向面64は、ティース先端面53よりも径方向R外側に配置されている。詳細には、内側対向面64は、一対の内側スロット側壁面61a,61bにおける先端湾曲面53a,53bと連続する内周端よりも若干内側ブリッジ面80a寄りに配置されている。すなわち、内側対向面64は、当該内側対向面64とティース先端面53(詳細には先端湾曲面53a,53b)との間に段差面67が形成される位置に配置されている。
As shown in FIG. 4, the inner facing
The inner facing
ここで、周方向Cに延びたティース先端面53と同一周面を仮想ステータ内周面Sx2とする。仮想ステータ内周面Sx2は、ティース先端面53の曲率と同一曲率の円周面である。この場合、内側対向面64は、仮想ステータ内周面Sx2に接する位置に配置されている。
Here, the same peripheral surface as the tooth
図3〜図5に示すように、外側磁石用スロット71は、外側ブリッジ面80bと、ステータコア41に形成された一対の外側スロット側壁面71a,71bとによって区画されている。一対の外側スロット側壁面71a,71bは互いに対向しており、本実施形態では両者の対向方向は、一対の内側スロット側壁面61a,61bの対向方向と一致している。一対の外側スロット側壁面71a,71bは、軸線方向Zから見て、外側ブリッジ面80bの両端付近から起立して延びており、コア外周面51aと連続している。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
外側永久磁石72は、上記外側磁石用スロット71に収容された状態で、ステータコア41に固定されている。なお、外側永久磁石72をステータコア41に固定する具体的な手法としては、任意であるが、例えば接着材等を用いることが考えられる。
The outer
本実施形態では、内側永久磁石62と外側永久磁石72とは同一材料で構成されている。なお、両永久磁石62,72を構成する材料は、任意であるが、例えばネオジウム合金などである。
In the present embodiment, the inner
外側永久磁石72は、外側磁石用スロット71の形状に対応させて形成されており、外側磁石用スロット71のスペースのほぼ全体を占めている。外側永久磁石72は、全体として直方体形状の角型であり、外側ブリッジ面80bと当接している外側磁石底面73と、外側磁石底面73とは反対側に配置され且つハウジング11の内周面11cと対向する外側対向面74と、一対の外側スロット側壁面71a,71bと当接又は対向している一対の外側磁石側面75,76とを有している。なお、当接しているとは、接着材等を介して当接している構成を含む。
The outer
ちなみに、外側永久磁石72は、当該外側永久磁石72の磁化方向が径方向Rと交差(詳細には直交)するように配置されている。外側永久磁石72の磁化方向は、一対の外側スロット側壁面71a,71bの対向方向と一致している。
Incidentally, the outer
また、外側永久磁石72の磁化方向と内側永久磁石62の磁化方向とは一致している。詳細には、例えば第1内側磁石側面65がN極であり、第2内側磁石側面66がS極である場合には、第1外側磁石側面75はN極であり、第2外側磁石側面76がS極となっている。
The magnetization direction of the outer
図5に示すように、外側対向面74は、軸線方向Zから見て直線状に形成されている。詳細には、外側対向面74は、ティース52の中心線Mに対して直交する平面である。
外側対向面74は、外側磁石用スロット71の開口端71cと同一平面上又はそれよりも径方向R内側に配置されていると好ましく、本実施形態では外側磁石用スロット71の開口端71cと同一平面上に配置されている。外側磁石用スロット71の開口端71cとは、一対の外側スロット側壁面71a,71bとコア外周面51aとのコーナ端である。このため、外側対向面74とハウジング11の内周面11cとの間には隙間A1が形成されている。換言すれば、外側対向面74は、外側対向面74とハウジング11の内周面11cとの間に隙間A1が形成されるように構成されている。
As shown in FIG. 5, the outer facing
The outer facing
本実施形態の一対の外側スロット側壁面71a,71bは、コア筒部51及びティース52に跨って形成されている。すなわち、本実施形態では、外側磁石用スロット71は、コア筒部51を貫通してティース52に到達している。
The pair of outer slot side wall surfaces 71 a and 71 b of the present embodiment are formed across the
図3に示すように、内側磁石用スロット61のティース先端面53からの深さDp1と、外側磁石用スロット71のコア外周面51aからの深さDp2とは異なっている。詳細には、外側磁石用スロット71の深さDp2は、内側磁石用スロット61の深さDp1よりも大きく設定されている。
As shown in FIG. 3, the depth Dp1 of the
これに対応させて、外側永久磁石72の高さH2は、内側永久磁石62の高さH1よりも大きい。外側永久磁石72の高さH2とは、外側永久磁石72における外側磁石用スロット71の深さ方向の長さである。本実施形態では、外側永久磁石72の高さH2は、外側磁石用スロット71の深さDp2と同一である。
Correspondingly, the height H2 of the outer
同様に、内側永久磁石62の高さH1は、内側永久磁石62における内側磁石用スロット61の深さ方向の長さである。本実施形態では、内側永久磁石62の高さH1は、内側磁石用スロット61の深さDp1よりも若干(詳細には段差面67相当分)だけ小さい。
Similarly, the height H <b> 1 of the inner
図4に示すように、本実施形態では、一対の内側スロット側壁面61a,61bは平行である。このため、一対の内側スロット側壁面61a,61bの対向距離を内側磁石用スロット幅La1とすると、当該内側磁石用スロット幅La1は、場所によらず一定となっている。内側磁石用スロット幅La1は、軸線方向Z及び内側磁石用スロット61の深さ方向の双方に直交する方向における内側磁石用スロット61の長さである。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, a pair of inner side slot side wall surfaces 61a and 61b are parallel. For this reason, when the opposing distance between the pair of inner slot side wall surfaces 61a and 61b is the inner magnet slot width La1, the inner magnet slot width La1 is constant regardless of the location. The inner magnet slot width La1 is the length of the
同様に、一対の外側スロット側壁面71a,71bは平行である。このため、一対の外側スロット側壁面71a,71bの対向距離を外側磁石用スロット幅La2とすると、当該外側磁石用スロット幅La2は、場所によらず一定となっている。外側磁石用スロット幅La2は、軸線方向Z及び外側磁石用スロット71の深さ方向の双方に直交する方向における外側磁石用スロット71の長さである。
Similarly, the pair of outer slot side wall surfaces 71a and 71b are parallel. Therefore, when the opposing distance between the pair of outer slot side wall surfaces 71a and 71b is the outer magnet slot width La2, the outer magnet slot width La2 is constant regardless of the place. The outer magnet slot width La2 is the length of the
かかる構成において、内側磁石用スロット幅La1は、外側磁石用スロット幅La2よりも大きく設定されている。これに対応させて、内側永久磁石幅Lb1は、外側永久磁石幅Lb2よりも大きく設定されている。 In this configuration, the inner magnet slot width La1 is set larger than the outer magnet slot width La2. Correspondingly, the inner permanent magnet width Lb1 is set larger than the outer permanent magnet width Lb2.
内側永久磁石幅Lb1とは、内側永久磁石62の磁化方向の長さであり、詳細には内側永久磁石62における一対の内側スロット側壁面61a,61bの対向方向の長さである。換言すれば、内側永久磁石幅Lb1は、一対の内側磁石側面65,66の対向距離である。
The inner permanent magnet width Lb1 is the length of the inner
同様に、外側永久磁石幅Lb2とは、外側永久磁石72の磁化方向の長さであり、詳細には外側永久磁石72における一対の外側スロット側壁面71a,71bの対向方向の長さである。換言すれば、外側永久磁石幅Lb2は、一対の外側磁石側面75,76の対向距離である。
Similarly, the outer permanent magnet width Lb2 is the length of the outer
なお、本実施形態では、内側磁石用スロット幅La1と内側永久磁石幅Lb1とは同一であり、外側磁石用スロット幅La2と外側永久磁石幅Lb2とは同一である。但し、これに限られず、両者は多少異なっていてもよい。 In the present embodiment, the inner magnet slot width La1 and the inner permanent magnet width Lb1 are the same, and the outer magnet slot width La2 and the outer permanent magnet width Lb2 are the same. However, the present invention is not limited to this, and both may be slightly different.
また、本実施形態の一対の内側スロット側壁面61a,61b及び一対の外側スロット側壁面71a,71bは、軸線方向Zと平行であってティース52の中心線Mに沿った面であるが、これに限られず、ティース52の中心線Mに対して交差してもよい。
In addition, the pair of inner slot side wall surfaces 61a and 61b and the pair of outer slot side wall surfaces 71a and 71b of the present embodiment are surfaces parallel to the axial direction Z and along the center line M of the
図2に示すように、内側磁石用スロット61が、巻線用スロット56を介して、周方向Cに配列されていることに対応させて、内側永久磁石62は、周方向Cに複数配列されている。そして、各内側永久磁石62は、周方向Cに隣り合うもの同士が同一磁極で向き合った状態で各内側磁石用スロット61に収容されている。すなわち、各内側永久磁石62は、磁極が周方向CにN,S,S,N,N,S,…,Sと配列されるように配置されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of inner
同様に、外側永久磁石72は、周方向Cに複数配列されている。各外側永久磁石72の磁極(磁化方向)は、当該各外側永久磁石72の径方向R内側に配置されている内側永久磁石62の磁極と同一である。
Similarly, a plurality of outer
ここで、図3の矢印Aに示すように、ステータコア41には、ハウジング11から径方向R内側に向かう応力が付与されている。このため、ブリッジ80における一対のティース側面54,55側にある両端部には、斜め方向の応力が付与される。詳細には、外側ブリッジ面80bと一対の外側スロット側壁面71a,71bとのコーナ部分には、一対の外側スロット側壁面71a,71bに直交する方向の成分、詳細には一対の外側スロット側壁面71a,71bが互いに近づく方向の成分を含む応力が付与される。これにより、上記コーナ部分には、局所的な応力集中が生じ得る。
Here, as indicated by an arrow A in FIG. 3, stress is applied to the
これに対して、本実施形態のステータコア41は、上記応力集中を抑制するための構成を備えている。当該構成について以下に説明する。
図3及び図4に示すように、一対の外側スロット側壁面71a,71bと外側ブリッジ面80bとの間(詳細にはコーナ部分)には、軸線方向Zに延びた溝90が形成されている。溝90は、第1外側スロット側壁面71aと外側ブリッジ面80bとの間、及び、第2外側スロット側壁面71bと外側ブリッジ面80bとの間の双方に形成されており、一対となっている。
On the other hand, the
As shown in FIGS. 3 and 4, a
図6に示すように、一対の溝90は、一対の外側スロット側壁面71a,71bに対して凹んでおり、詳細には径方向Rとは直交する方向に向けて凹んでいる。両溝90は、外側永久磁石72に向けて開口している。換言すれば、溝90は、外側磁石用スロット71に向けて開口した開口90aを有している。一対の溝90の両開口90aは、互いに対向しており、外側永久磁石72の一部は、対向配置された両開口90aの間に存在している。すなわち、外側永久磁石72の一部は、溝90の開口90aと対向している。
As shown in FIG. 6, the pair of
なお、説明の便宜上、以降の説明において、溝90が凹んでいる方向、詳細には一対の外側スロット側壁面71a,71bに対して直交する方向を溝90の深さ方向とし、軸線方向Z及び溝90の深さ方向の双方と直交する方向を溝90の幅方向とする。溝90の幅方向とは、外側ブリッジ面80bと外側磁石底面73との対向方向である。
For convenience of explanation, in the following explanation, the direction in which the
両溝90は、ティース52の中心線Mを基準として左右対称である点を除き、同一である。このため、説明の便宜上、以降の説明においては、第1外側スロット側壁面71aと外側ブリッジ面80bとの間に形成されている溝90について詳細に説明する。
Both
図6に示すように、本実施形態の溝90は、当該溝90に起因して第1外側磁石側面75と第1外側スロット側壁面71aとが当接又は対向する面積が低下することを抑制しつつ、応力集中を抑制できるように構成されている。詳細には、溝90は、外側ブリッジ面80bと連続する内側溝面91と、内側溝面91よりも径方向R外側に配置された外側溝面92とを有している。
As shown in FIG. 6, the
内側溝面91は、軸線方向Zから見て、外側ブリッジ面80bから離れるに従って径方向R外側に向けて湾曲した内側湾曲面91aを有している。内側湾曲面91aは、第1外側磁石側面75から離れるに従って径方向R外側に配置されるように湾曲しているとも言える。
The
外側溝面92は、内側溝面91と対向しており、内側溝面91及び第1外側スロット側壁面71aの双方と連続している。詳細には、外側溝面92は、内側溝面91と連続する第1端92aと、第1外側スロット側壁面71aと連続する第2端92bとを有している。
The
外側溝面92は、第1端92a側から第2端92b側に向かうに従って徐々に溝90の幅Dhが小さくなるように湾曲した外側湾曲面92cを含む。外側湾曲面92cは、例えば第2端92bから第1端92aに向かうに従って内側溝面91から離れるように湾曲している。これにより、溝90は、開口付近では幅狭となっており、外側永久磁石72から離れるに従って幅広となっている。溝90の開口幅Dhxは、溝90の最大幅Dhmよりも小さく設定されている。溝90の開口幅Dhxとは、溝90の幅方向(外側ブリッジ面80bと外側磁石底面73との対向方向)における開口90aの長さである。
The
かかる構成によれば、溝90によって、外側ブリッジ面80bと第1外側スロット側壁面71aとのコーナ付近での局所的な応力集中が抑制される。詳細には、上記コーナ付近に斜め方向の応力が付与された場合、当該応力は内側溝面91の内側湾曲面91aに付与され易い。そして、内側湾曲面91aは湾曲しているため、応力が分散化される。
According to such a configuration, the
また、外側湾曲面92cによって溝90の開口幅Dhxは小さくなっているため、溝90が形成されたことに起因する第1外側スロット側壁面71aと第1外側磁石側面75との当接面積又は対向面積の減少量が低減されている。
Further, since the opening width Dhx of the
ここで、図7に示すように、溝90は、第1外側スロット側壁面71aから凹んでいるため、ティース52における溝90に対応する部分、詳細にはティース52のうち溝90と第1ティース側面54との間に存在する部分は、当該溝90の分だけ狭くなっている。外側永久磁石72及び内側永久磁石62にて生じた磁束は、ティース52を、径方向Rに貫く。このため、溝90の形状(詳細には深さ)によっては、ティース52を貫く磁束が、溝90によって阻害され得る。
Here, as shown in FIG. 7, since the
これに対して、本実施形態では、溝90は、ティース52を貫く磁束に与える影響が抑制されるように構成されている。
詳細には、図7に示すように、第1先端湾曲面53aにおける周方向Cの長さを先端周方向長さLx1とする。また、軸線方向Zから見て、互いに対向する第1ティース側面54と第1内側スロット側壁面61aとを結ぶ直線であって第1ティース側面54に対して直交し且つ第1先端湾曲面53aに接する接線の長さを先端接線長さLx2とする。
On the other hand, in the present embodiment, the
Specifically, as shown in FIG. 7, the length in the circumferential direction C of the first tip curved
かかる構成において、第1ティース側面54と溝90との最短距離Lyは、先端周方向長さLx1及び先端接線長さLx2のうちいずれか短い方よりも長く設定されている。上記最短距離Lyとは、第1ティース側面54と直交し且つ溝90に到達する垂線のうち最も短いものである。詳細には、溝90における内側溝面91及び外側溝面92は湾曲しているため、溝90と第1ティース側面54とを結ぶ第1ティース側面54の垂線の長さは、場所に応じて変動する。この点、最短距離Lyとは、上記場所に応じて変動する溝90と第1ティース側面54とを結ぶ上記垂線の長さの最小値である。
In such a configuration, the shortest distance Ly between the first
以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
(1)回転電機としての電動圧縮機10は、ロータ30と、ロータ30に対して径方向R外側に設けられたステータコア41、電機子巻線42u,42v,42w及び永久磁石62,72を有するステータ40と、ステータコア41が固定された状態でロータ30及びステータ40を収容するハウジング11と、を備えている。ステータコア41は、ハウジング11の内周面11cから押圧されているコア外周面51aを有するコア筒部51と、コア内周面51bから径方向R内側に向けて突出したティース52とを備えている。ティース52は、電機子巻線42u,42v,42wが捲回されるものであって、周方向Cに複数配列されている。
According to this embodiment explained in full detail above, there exist the following effects.
(1) The
かかる構成において、ステータコア41には、各ティース52の先端面であるティース先端面53から凹んだ内側磁石用スロット61と、内側磁石用スロット61に対して径方向R外側に配置され且つコア外周面51aから凹んだ外側磁石用スロット71とが形成されている。ステータコア41は、両磁石用スロット61,71を仕切るブリッジ80を備えている。そして、磁石用スロット61,71には、永久磁石62,72が収容されている。
In such a configuration, the
かかる構成によれば、電機子巻線42u,42v,42wに電流が流れることによって当該電機子巻線42u,42v,42wから発生する磁束と、永久磁石62,72の磁束とが相互作用し、ロータ30を回転させることができる。
According to such a configuration, the magnetic flux generated from the
また、両磁石用スロット61,71を仕切るブリッジ80によって、ステータコア41が複数のパーツに分割されることなく一体化されている。これにより、ステータコア41が複数のパーツに分割されることによって生じる不都合を抑制できる。
Further, the
詳述すると、例えばステータコア41に、ティース52及びコア筒部51の双方を内外に貫通する磁石用スロットが形成されている場合、当該磁石用スロットによってステータコア41が複数のパーツに分割される。すると、分割された各パーツ間で位置ずれが生じるため、分割されたパーツ間に形成される磁石用スロットの形状が安定せず、磁石用スロットへの永久磁石の収容作業は煩雑なものとなり得る。また、複数の分割パーツからなるステータコアをハウジング11に嵌め込む作業は煩雑なものとなり易い。これに対して、本実施形態では、ブリッジ80によってステータコア41が一体化されているため、上記各作業の煩雑化を抑制できる。
More specifically, for example, when the
(2)ステータコア41がハウジング11に固定される関係上、ステータコア41はハウジング11から押圧される。この場合、ブリッジ80が永久磁石62,72に付与される応力を受ける。これにより、永久磁石62,72に付与される応力が軽減される。すなわち、ブリッジ80は、永久磁石62,72に付与される応力を緩和するものとして機能する。
(2) The
更に、外側磁石用スロット71がコア外周面51aから径方向R内側に凹んでいる関係上、外側磁石用スロット71と内側磁石用スロット61とを仕切るブリッジ80は、コア外周面51aよりも内方(径方向R内側)に配置されている。これにより、ブリッジ80に必要な強度を確保しつつ、両磁石用スロット61,71が占めるスペースの拡大を図ることができる。
Further, because the
詳述すると、ブリッジ80は応力を受ける関係上、ブリッジ80としては所定の強度を確保する必要がある。この場合、両磁石用スロット61,71間の間隔であるブリッジ厚さD1が大きくなるほど、ブリッジ80の強度は大きくなる。一方、ブリッジ厚さD1が大きくなるほど、両磁石用スロット61,71が占めるスペースが小さくなり、両永久磁石62,72の大きさが小さくなり易い。すると、両永久磁石62,72から発生する磁束が小さくなり、トルクが低下するという不都合が生じ得る。かといって、ブリッジ厚さD1を確保しつつ、両磁石用スロット61,71が占めるスペースを大きくしようとすると、ステータコア41の外径を大きくする必要が生じるため、電動圧縮機10が大型になり易い。
More specifically, the
これに対して、本願発明者らは、ブリッジ80がステータコア41の最外周に設けられている場合よりも、ブリッジ80がコア外周面51aよりも径方向R内側に配置されている場合の方が、ハウジング11からの応力がブリッジ80とコア筒部51とによって分散化され、ブリッジ80に付与される応力が軽減されることを見出した。なお、ブリッジ80がステータコア41の最外周に設けられている場合とは、ブリッジ80がコア外周面51aと連続するように設けられている場合である。
In contrast, the inventors of the present application have a case where the
この知見に着目して、本実施形態では、ブリッジ80はコア外周面51aよりも径方向R内側に配置されているため、ブリッジ80が最外周に形成されている構成と比較して、ブリッジ80に付与される応力が軽減されている。これにより、ブリッジ80に求められる強度を低減できるため、ブリッジ厚さD1を小さくできる。したがって、両磁石用スロット61,71が占めるスペースを拡大でき、それを通じて両永久磁石62,72の大型化を図ることができる。よって、電動圧縮機10(電動モータ14)のトルクの低下を抑制しつつ、両永久磁石62,72に付与される応力を軽減できる。
Focusing on this knowledge, in the present embodiment, the
(3)特に、ブリッジ80が設けられている構成においては、両永久磁石62,72にて生じる磁束の一部は、ブリッジ80を貫く短絡磁束となる。当該短絡磁束は、電動圧縮機10のトルクに寄与しないものであり、ブリッジ厚さD1が大きくなるほど大きくなり易い。この点、本実施形態によれば、上述した通りブリッジ厚さD1を小さくできるため、短絡磁束を低減できる。これにより、ブリッジ80に起因するトルクの低下を抑制できる。
(3) In particular, in the configuration in which the
すなわち、本実施形態では、上述したとおり、ステータコア41を一体化するとともにステータコア41に設けられる永久磁石(両永久磁石62,72)に付与される応力を軽減するためにブリッジ80が設けられている。このため、ティース52及びコア筒部51の双方を内外に貫通する磁石用スロットに1つの永久磁石が嵌め込まれている場合と比較して、ブリッジ80の分だけ永久磁石が小さくなり易く、ブリッジ80に起因する短絡磁束が発生するため、トルクが低下し易い。これに対して、本実施形態では、両磁石用スロット61,71を仕切るようにブリッジ80が設けられていることにより、ブリッジ80がコア外周面51aよりも径方向R内側に配置され、ブリッジ厚さD1を小さくできる。よって、トルクの低下を抑制しつつ、ステータコア41の一体化と両永久磁石62,72に付与される応力の軽減とを図ることができる。
That is, in this embodiment, as described above, the
(4)ブリッジ80は、コア筒部51ではなくティース52に設けられている。これにより、ハウジング11から押圧されることによってステータコア41に付与される応力は、より優先的にコア筒部51に付与され、ブリッジ80に付与される応力を軽減できる。よって、ブリッジ厚さD1を、より小さくでき、両磁石用スロット61,71の径方向Rのスペースを大きくできる。したがって、両永久磁石62,72を径方向Rに大きくできる。
(4) The
(5)外側磁石用スロット71の深さDp2は、内側磁石用スロット61の深さDp1よりも大きく設定されている。かかる構成によれば、外側磁石用スロット71の深さDp2が内側磁石用スロット61の深さDp1以下である構成と比較して、ブリッジ80が径方向R内側に配置されることになる。これにより、ブリッジ80に付与される応力を、より軽減できる。
(5) The depth Dp2 of the
(6)各ティース52は、電機子巻線42u,42v,42wのいずれかが捲回される一対のティース側面54,55を有している。ステータコア41は、一対のティース側面54,55の間に設けられ、内側磁石用スロット61を区画するものであって互いに対向した一対の内側スロット側壁面61a,61bと、外側磁石用スロット71を区画するものであって互いに対向した一対の外側スロット側壁面71a,71bと、を有している。ブリッジ80は、内側磁石用スロット61の底面を構成する内側ブリッジ面80aと、内側ブリッジ面80aとは反対側に設けられ、外側磁石用スロット71の底面を構成する外側ブリッジ面80bとを有している。すなわち、内側磁石用スロット61は、内側ブリッジ面80a及び一対の内側スロット側壁面61a,61bによって区画されており、外側磁石用スロット71は、外側ブリッジ面80b及び一対の外側スロット側壁面71a,71bによって区画されている。
(6) Each
かかる構成において、両ブリッジ面80a,80bの対向距離であるブリッジ厚さD1は、コア筒部51の厚さD2よりも小さい。これにより、ブリッジ厚さD1がコア筒部51の厚さD2と同一又はそれ以上である構成と比較して、両磁石用スロット61,71を大きく確保でき、両永久磁石62,72を大きくできる。よって、電動圧縮機10のトルクの向上を図ることができる。
In such a configuration, the bridge thickness D1, which is the distance between the bridge surfaces 80a and 80b, is smaller than the thickness D2 of the
(7)一対の外側スロット側壁面71a,71bと外側ブリッジ面80bとの間には、軸線方向Zに延び且つ外側スロット側壁面71a,71bから凹んだ溝90が形成されている。かかる構成によれば、溝90によって、一対の外側スロット側壁面71a,71bと外側ブリッジ面80bとのコーナ付近での局所的な応力集中を抑制できる。
(7) A
ここで、仮に溝が外側ブリッジ面80bに対して凹んでいる場合、すなわち溝が径方向R内側に凹んでいる場合、ブリッジ80には、局所的にブリッジ厚さD1が小さくなる箇所が生じる。すると、ブリッジ80の強度が低下する。
Here, if the groove is recessed with respect to the
これに対して、本実施形態では、溝90は、外側スロット側壁面71a,71bに対して凹んでいる。これにより、溝90に起因してブリッジ厚さD1が局所的に小さくなる箇所が生じる事態を抑制できる。よって、ブリッジ80の強度低下を抑制しつつ、局所的な応力集中を抑制できる。
On the other hand, in this embodiment, the
(8)溝90は、外側ブリッジ面80bと連続した内側溝面91を有している。内側溝面91は、軸線方向Zから見て外側ブリッジ面80bから離れるに従って径方向R外側に向けて湾曲した内側湾曲面91aを有している。かかる構成によれば、一対の外側スロット側壁面71a,71bと外側ブリッジ面80bとのコーナ付近に、両外側スロット側壁面71a,71bが互いに近づく方向の成分を含む応力が付与された場合には、内側湾曲面91aが上記応力を受け易い。この場合、内側湾曲面91aは湾曲しているため、上記応力の分散化を図ることができる。これにより、局所的な応力集中を抑制できる。
(8) The
(9)外側永久磁石72は、一対の外側スロット側壁面71a,71bと当接又は対向する一対の外側磁石側面75,76を有している。溝90は、内側溝面91と連続する第1端92a及び第1外側スロット側壁面71a(又は第2外側スロット側壁面71b)と連続する第2端92bを有する外側溝面92を備えている。外側溝面92は、第1端92a側から第2端92b側に向かうに従って徐々に溝90の幅Dhが小さくなるように湾曲した外側湾曲面92cを含む。かかる構成によれば、内側湾曲面91aの面積をある程度確保しつつ、外側スロット側壁面71a,71bと外側磁石側面75,76との当接面積又は対向面積の減少に起因するトルクの低下を抑制できる。
(9) The outer
詳述すると、例えば仮に溝90が軸線方向Zから見て半円形状である場合、応力の分散化を図るために内側湾曲面91aの面積(詳細には軸線方向Zから見た内側湾曲面91aの弧の長さ)を大きくしようとすると、溝90の開口幅Dhxも大きくなり、上記当接面積又は対向面積が小さくなる。すると、ティース52を貫く磁束が小さくなり、トルクが低下する。
More specifically, for example, if the
これに対して、本実施形態では、外側湾曲面92cによって、内側湾曲面91aの面積を大きくしつつ溝90の開口幅Dhxを小さくできる。これにより、内側湾曲面91aの面積を大きくすることに伴う上記当接面積又は対向面積の低下を抑制できる。よって、応力集中の抑制と溝90に起因するトルク低下の抑制との両立を図ることができる。
In contrast, in the present embodiment, the outer
(10)ティース52は、当該ティース52における周方向Cの長さが径方向R内側に向かうに従って徐々に短くなるように形成された先細り形状である。ティース先端面53は、内側磁石用スロット61の両側に設けられた一対の先端湾曲面53a,53bで構成されている。先端湾曲面53a,53bは、互いに対向しているティース側面54,55と内側スロット側壁面61a,61bとの双方に連続し、周方向Cに延びている。
(10) The
かかる構成において、ティース側面54,55と溝90との最短距離Lyは、先端接線長さLx2、及び、先端湾曲面53a,53bにおける周方向Cの長さである先端周方向長さLx1のうちいずれか短い方よりも長く設定されている。先端接線長さLx2とは、互いに対向するティース側面54,55と内側スロット側壁面61a,61bとを結ぶ直線であってティース側面54,55に直交し且つ先端湾曲面53a,53bに接する接線の長さである。かかる構成によれば、ティース52内において、磁束が貫く面積が最小となる箇所は、ティース52の先端部分となる。これにより、ティース52内を貫く磁束は、溝90に対応する部分ではなく、ティース52の先端部分によって律速される。よって、溝90に起因して磁束が低下する事態を抑制でき、それを通じて溝90に起因したトルクの低下を抑制できる。
In such a configuration, the shortest distance Ly between the tooth side surfaces 54 and 55 and the
(11)内側永久磁石62は、ロータ30と対向する内側対向面64を有している。内側対向面64は、軸線方向Zから見て直線状であり、ティース先端面53よりも径方向R外側に配置されている。かかる構成によれば、内側対向面64が湾曲している構成と比較して、内側永久磁石62を容易に製造できる。また、内側対向面64がティース先端面53よりも突出することに起因して、内側永久磁石62がロータ30に衝突することを抑制できる。
(11) The inner
(12)内側対向面64は、ティース先端面53と同一周面上にある仮想ロータ外周面Sx1と接している。かかる構成によれば、内側永久磁石62とロータ30との衝突を回避しつつ、内側永久磁石62の体積の向上を図ることができる。
(12) The
(13)外側永久磁石72は、ハウジング11の内周面11cと対向する外側対向面74を有している。外側対向面74は、軸線方向Zから見て直線状である。そして、外側対向面74は、外側磁石用スロット71の開口端71cと同一平面上又はそれよりも径方向R内側に配置されている。かかる構成によれば、外側永久磁石72がハウジング11の内周面11cに優先的に接触することを抑制できるため、外側永久磁石72に対して直接的に応力が付与されることを抑制できる。これにより、外側永久磁石72に過度な応力が付与されることを抑制できる。また、外側対向面74が湾曲している構成と比較して、外側永久磁石72を容易に製造できる。
(13) The outer
(14)ブリッジ80は、軸線方向Zから見て、径方向Rと交差する方向(詳細には径方向Rと直交する方向)に延びた直線状である。かかる構成によれば、ブリッジ80が曲線状である構成と比較して、ブリッジ80の加工が容易であるため、ブリッジ80を比較的容易に形成することができる。また、ブリッジ80と両永久磁石62,72との間にデッドスペースが生じにくいため、当該デッドスペースに起因した電動圧縮機10のトルク低下を抑制できる。
(14) The
(15)内側磁石用スロット幅La1は、外側磁石用スロット幅La2よりも大きく設定されている。これに対応させて、内側永久磁石幅Lb1は、外側永久磁石幅Lb2よりも大きく設定されている。これにより、内側永久磁石62の保磁力を高めることができるため、内側永久磁石62にて生じ易い消磁現象を抑制できる。
(15) The inner magnet slot width La1 is set larger than the outer magnet slot width La2. Correspondingly, the inner permanent magnet width Lb1 is set larger than the outer permanent magnet width Lb2. Thereby, since the coercive force of the inner
詳述すると、複数相の電機子巻線42u,42v,42wに電流が流れている電動モータ14の駆動中においては、内側永久磁石62及び外側永久磁石72に対して逆磁界が付与される。当該逆磁界は、ロータ30との距離が相対的に大きい外側永久磁石72よりもロータ30との距離が相対的に小さい内側永久磁石62の方が大きくなり易い。このため、内側永久磁石62においては減磁量が大きくなり易い。
More specifically, a reverse magnetic field is applied to the inner
これに対して、本実施形態では、内側永久磁石62における磁化方向の長さである内側永久磁石幅Lb1を、外側永久磁石72における磁化方向の長さである外側永久磁石幅Lb2よりも大きくすることにより、内側永久磁石62の保磁力が高められている。これにより、内側永久磁石62における減磁量を低減できる。したがって、逆磁界に起因するトルクの低下を抑制できる。
In contrast, in the present embodiment, the inner permanent magnet width Lb1 that is the length in the magnetization direction of the inner
また、付与される逆磁界が小さくなり易い外側永久磁石幅Lb2を小さくすることにより、外側永久磁石72の小型化を図ることができ、それを通じてコストの削減を図ることができる。
Further, by reducing the outer permanent magnet width Lb2 in which the applied reverse magnetic field is likely to be reduced, the outer
(第2実施形態)
図8に示すように、本実施形態の両磁石用スロット幅La1,La2は同一に設定されており、それに対応させて、両永久磁石幅Lb1,Lb2も同一に設定されている。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 8, the slot widths La1 and La2 for both magnets of this embodiment are set to be the same, and the corresponding permanent magnet widths Lb1 and Lb2 are also set to be the same.
本実施形態では、両永久磁石101,102の材料が異なっている。詳細には、内側永久磁石101は、外側永久磁石102よりも保磁力が強い材料で構成されている。なお、両永久磁石101,102の具体的な材料は、保磁力が異なっていれば任意であるが、例えば外側永久磁石102がアルニコ磁石で構成されており、内側永久磁石101がネオジウム磁石で構成されている場合が考えられる。また、両永久磁石101,102がネオジウム磁石で構成されている場合には、両永久磁石101,102の組成比が異なっていてもよい。
In the present embodiment, the materials of the
また、本実施形態の内側対向面103は、径方向R外側に向けて凸となるように湾曲しており、ティース先端面53と同一周面上に配置されている。本実施形態の外側対向面104は、径方向R外側に向けて凸となるように湾曲しており、コア外周面51aと同一周面上に配置されている。外側対向面104は、ハウジング11の内周面11cと当接している。
In addition, the inner facing
図8に示すように、本実施形態のブリッジ105は、軸線方向Zから見て、直線状ではなく曲線状となっている。詳細には、ブリッジ105は、径方向R外側に向けて凸となるように湾曲している。
As shown in FIG. 8, the
これに対応させて、内側永久磁石101における内側対向面103とは反対側の内側磁石底面106、及び、外側永久磁石102における外側対向面104とは反対側の外側磁石底面107は、径方向R外側に向けて凸となるように湾曲している。なお、本実施形態では、溝90は省略されている。
Correspondingly, the inner
以上詳述した本実施形態によれば、(1)〜(6)の効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
(16)ブリッジ105は、軸線方向Zから見て、直線状ではなく曲線状となっている。かかる構成によれば、ブリッジが直線状となっている構成と比較して、ブリッジ105に付与される応力が分散し易い。これにより、ブリッジ105がより好適に応力を受けることができる。
According to this embodiment explained in full detail above, in addition to the effect of (1)-(6), there exist the following effects.
(16) When viewed from the axial direction Z, the
特に、ブリッジ105には、当該ブリッジ105の厚さ方向に対して交差する方向である斜め方向の外力が付与され得る。この場合、ブリッジ105が曲線状となっていることによって、ブリッジ105の受圧面を上記斜め方向の応力に対して垂直に近づけることができる。これにより、上記斜め方向の応力を好適に受けることができる。
In particular, an external force in an oblique direction that is a direction intersecting the thickness direction of the
(17)内側永久磁石101は、外側永久磁石102よりも保磁力が強い材料で構成されている。かかる構成によれば、両永久磁石幅Lb1,Lb2が同一に設定されている場合であっても、(15)と同様の効果を得ることができる。
(17) The inner
(第3実施形態)
本実施形態では、電動圧縮機10は、外側ブリッジ面80bと、外側永久磁石110における外側ブリッジ面80bと対向配置された外側磁石底面111とが少なくとも一部において離間するように、外側永久磁石110を支持する支持部を備えている点が第1実施形態と異なっている。当該支持部について詳細に説明する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, the
図9に示すように、電動圧縮機10は、支持部として、外側磁石用スロット71における一対の外側スロット側壁面71a,71bの少なくとも一方に設けられた突起112を備えている。本実施形態では、突起112は、一対の外側スロット側壁面71a,71bの双方に設けられて一対となっている。一対の突起112は、一対の外側スロット側壁面71a,71bに対して互いに近づく方向に向けて突出しており、両外側スロット側壁面71a,71bの対向方向と同一方向に対向配置されている。但し、一対の突起112は、接触しておらず、両者の間には隙間が形成されている。
As shown in FIG. 9, the
一対の突起112は、両外側スロット側壁面71a,71bにおける溝90(換言すればブリッジ80)寄りの端部に形成されている。本実施形態では、両外側スロット側壁面71a,71bとブリッジ80との間のコーナ付近に、溝90と突起112とが隣接して設けられていると言える。
The pair of
外側磁石用スロット71は、突起112よりも径方向R外側に配置された第1室113と、突起112よりも径方向R内側に配置された第2室114とに区画されている。
本実施形態の外側永久磁石110は、第1室113に収容されている。外側永久磁石110は、外側磁石底面111と突起112との当接によって、外側ブリッジ面80bに対して離間した位置にて支持されている。この場合、ブリッジ80側への外側永久磁石110の移動は、突起112によって規制されている。
The
The outer
図9に示すように、第2室114は、第1室113とブリッジ80との間であって一対の溝90の間に存在する空間である。第2室114は、溝90の開口90aと対向している。第2室114には外側永久磁石110は存在していない。第2室114は、外側磁石底面111と外側ブリッジ面80bとが離間することによって形成された外側永久磁石110が存在していない領域とも言える。
As shown in FIG. 9, the
本実施形態では、外側磁石底面111と外側ブリッジ面80bとは、その全体が溝90の開口幅Dhxよりも大きい距離だけ離間している。すなわち、本実施形態の突起112は、外側永久磁石110を、外側磁石底面111が外側ブリッジ面80bに対して溝90の開口幅Dhxよりも大きい距離だけ離間している位置にて支持している。
In the present embodiment, the outer
これに対応させて、本実施形態の外側永久磁石110の高さは、第1実施形態の外側永久磁石72の高さH2よりも小さい。このため、本実施形態の外側永久磁石110は、第1実施形態の外側永久磁石72よりも小型になっている。
Correspondingly, the height of the outer
なお、本実施形態における外側永久磁石110の取付方法は任意であるが、例えば外側永久磁石110を外側磁石用スロット71に対して、径方向R外側から挿入してもよいし、軸線方向Zから挿入してもよい。
The outer
また、本実施形態では、外側磁石底面111と外側ブリッジ面80bとの対向方向における突起112の長さである突起厚さD11は、ブリッジ厚さD1よりも小さい。但し、これに限られず、突起厚さD11は、ブリッジ厚さD1と同一であってもよいし、ブリッジ厚さD1よりも大きくてもよい。
In the present embodiment, the projection thickness D11 that is the length of the
以上詳述した本実施形態によれば、(1)〜(15)の効果に加えて以下の作用効果を奏する。
(18)電動圧縮機10は、外側ブリッジ面80bと外側磁石底面111とが離間するように外側永久磁石110を支持する支持部としての突起112を備えている。これにより、トルクの低下を抑制しつつ、外側永久磁石110の小型化を図ることができる。
According to this embodiment explained in full detail above, in addition to the effect of (1)-(15), there exist the following effects.
(18) The
詳述すると、外側ブリッジ面80bと外側磁石底面111とが離間しているため、両者の間に外側永久磁石110が存在しない領域である第2室114が形成される。これにより、第2室114分だけ外側永久磁石110を小さくでき、使用する外側永久磁石110の量を削減することができる。したがって、電動モータ14において特にコストが高い永久磁石の削減を図ることを通じて、コスト削減を図ることができる。
More specifically, since the
ここで、第2室114の少なくとも一部は、一対の外側スロット側壁面71a,71bと外側ブリッジ面80bとの間に形成されている溝90の開口90aと対向する。第2室114における溝90の開口90aと対向する部分は、外側永久磁石110の有無に関わらず、電動圧縮機10のトルクに寄与しない。すなわち、第2室114は、トルクに寄与しない部分を含んでいる。したがって、外側ブリッジ面80bと外側磁石底面111とが離間した場合であっても、トルクは低下しにくい。
Here, at least a part of the
また、外側永久磁石110は、突起112によって支持されているため、電動圧縮機10に振動等が付与された場合であっても、外側磁石底面111が外側ブリッジ面80bに近づくように外側永久磁石110が移動することが規制されている。これにより、外側永久磁石110の位置ずれに起因するトルクの低下を抑制できる。
Further, since the outer
(19)突起112は、外側永久磁石110を、外側磁石底面111が外側ブリッジ面80bに対して溝90の開口幅Dhx以上に離間した位置にて支持する。かかる構成によれば、外側永久磁石110の一部が溝90の開口90aと対向する構成と比較して、外側永久磁石110の小型化を図ることができるため、外側永久磁石110の使用量の更なる削減を図ることができる。
(19) The
(20)突起112は、一対の外側スロット側壁面71a,71bに設けられている。外側永久磁石110は、外側磁石底面111が突起112と当接することによって支持されている。かかる構成によれば、突起112が外側永久磁石110から付与される押圧力を受ける。これにより、外側永久磁石110から付与される押圧力がブリッジ80に加わることに起因してブリッジ80に過度な応力が付与されることを抑制できる。
(20) The
詳述すると、振動等に起因して外側永久磁石110が径方向R内側に向けて押圧される場合がある。この場合、仮に外側永久磁石110がブリッジ80から突出した突出部又はブリッジ80と接触している支持部材によって支持されていると、これら突出部や支持部材を介して、外側永久磁石110からブリッジ80に応力が付与され得る。
More specifically, the outer
これに対して、本実施形態では、ブリッジ80ではなく一対の外側スロット側壁面71a,71bから突出した突起112によって、外側永久磁石110が支持されている。これにより、外側永久磁石110から付与される押圧力がブリッジ80に伝達されにくいため、ブリッジ80に過度な応力が付与されることを抑制できる。
On the other hand, in this embodiment, the outer
なお、念のために説明すると、ハウジング11から付与される応力は、溝90における径方向R内側部分(詳細には内側溝面91)に対して優先的に付与される。このため、ステータコア41からの応力によって突起112が折れるといった事態は生じにくい。
In addition, if it demonstrates just in case, the stress provided from the
(第4実施形態)
図10に示すように、本実施形態では、外側磁石用スロット120の構造が異なっている。その異なる点について以下に詳細に説明する。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 10, in this embodiment, the structure of the
図10に示すように、本実施形態の外側磁石用スロット120は、その一部が幅広に形成されている。詳細には、本実施形態の外側磁石用スロット120は、互いに対向している一対の外側スロット側壁面121,131を有している。一対の外側スロット側壁面121,131は、互いに対向している一対の第1側壁面122,132と、互いに対向している一対の第2側壁面123,133とを有している。本実施形態では、第2側壁面123,133は、第1側壁面122,132に対して径方向R外側に配置されており、外側磁石用スロット120の最外周に配置されている。
As shown in FIG. 10, a portion of the
一対の第2側壁面123,133は、一対の第1側壁面122,132よりも互いに離れる方向に離間して配置されている。このため、一対の第2側壁面123,133の対向距離である第2外側磁石用スロット幅La22は、一対の第1側壁面122,132の対向距離である第1外側磁石用スロット幅La21よりも大きくなっている。そして、第1側壁面122,132と第2側壁面123,133との間には段差面124,134が形成されている。段差面124,134は、径方向Rに対して交差している。 The pair of second side wall surfaces 123 and 133 are arranged to be separated from each other in a direction away from the pair of first side wall surfaces 122 and 132. Therefore, the second outer magnet slot width La22, which is the facing distance between the pair of second side wall surfaces 123, 133, is greater than the first outer magnet slot width La21, which is the facing distance between the pair of first side wall surfaces 122, 132. Is also getting bigger. Step surfaces 124 and 134 are formed between the first side wall surfaces 122 and 132 and the second side wall surfaces 123 and 133. The step surfaces 124 and 134 intersect with the radial direction R.
電動圧縮機10は、ブリッジ80よりも径方向R外側に設けられ、両外側スロット側壁面121,131から押圧されている受圧部材140を備えている。受圧部材140は、ステータコア41よりも強度(詳細には圧縮強度)が高い非磁性体で構成されており、例えばステンレスで構成されている。
The
受圧部材140は、例えば平板状である。受圧部材140は、段差面124,134に対して径方向Rに当接又は対向している状態で、両第2側壁面123,133の間に嵌っている。この場合、受圧部材140は、両第2側壁面123,133と密着している。換言すれば、受圧部材140は、第2側壁面123,133と段差面124,134とハウジング11の内周面11cとによって区画された領域に嵌め込まれていると言える。受圧部材140は、両第2側壁面123,133によって挟持されており、当該両第2側壁面123,133から押圧されている。
The
ちなみに、本実施形態では、一対の第2側壁面123,133が外側磁石用スロット120の最外周に配置されている関係上、受圧部材140は、外側磁石用スロット120の最外周の位置に配置されている。そして、本実施形態の外側永久磁石141は、外側磁石用スロット120内であって受圧部材140とブリッジ80との間に収容されている。
Incidentally, in the present embodiment, the pair of second side wall surfaces 123 and 133 are disposed on the outermost periphery of the
なお、図10に示すように、本実施形態では、受圧部材140の厚さD12は、ブリッジ厚さD1よりも大きい。但し、これに限られず、受圧部材140の厚さD12は、ブリッジ厚さD1と同一であってもよいし、ブリッジ厚さD1よりも小さくてもよい。
As shown in FIG. 10, in the present embodiment, the thickness D12 of the
また、受圧部材140の厚さD12とブリッジ厚さD1とを合わせた寸法は、コア筒部51の厚さD2よりも小さい。このため、ブリッジ80及び外側磁石用スロット120に代えて、コア筒部51が全周に亘って形成されている構成と比較して、永久磁石が占めるスペース、詳細には両永久磁石62,141の双方を合わせたスペースは大きくなっている。
Further, the combined dimension of the
以上詳述した本実施形態によれば、(1)〜(15)の効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
(21)電動圧縮機10は、ブリッジ80よりも径方向R外側に設けられ、ステータコア41よりも強度が高い非磁性体で構成されているものであって一対の外側スロット側壁面121,131から押圧されている受圧部材140を備えている。かかる構成によれば、ハウジング11から付与される応力は、両永久磁石62,141よりも、ブリッジ80及び受圧部材140に優先的に付与される。これにより、両永久磁石62,141に付与される応力の軽減を図ることができる。
According to this embodiment explained in full detail above, in addition to the effect of (1)-(15), there exist the following effects.
(21) The
また、応力は、ブリッジ80と受圧部材140とによって分散されて付与されるため、ブリッジ80のみの場合と比較して、ブリッジ80に付与される応力を軽減できる。特に、受圧部材140は、ブリッジ80に対して径方向R外側に配置されているため、ブリッジ80よりも受圧部材140の方に対して優先的に応力が付与される。そして、受圧部材140は、ステータコア41よりも強度が高い材料で構成されているため、破断しにくい。これにより、ブリッジ80に付与される応力の軽減を図りつつ、両永久磁石62,141に付与される応力の軽減を図ることができる。したがって、溝90の形状を小さくしたり、ブリッジ80の位置を径方向R外側に配置したり、ブリッジ厚さD1を小さくしたりすることができ、設計の自由度の向上を図ることができる。
Further, since the stress is distributed and applied by the
また、受圧部材140は、非磁性体で構成されているため、受圧部材140が磁路を構成することはない。これにより、受圧部材140を介した短絡磁路が形成されることを抑制できるため、受圧部材140を貫く短絡磁束を抑制でき、それを通じて短絡磁路に起因するトルクの低下を抑制できる。
Further, since the
(22)受圧部材140は、外側磁石用スロット120の最外周に配置されており、外側永久磁石141は、ブリッジ80と受圧部材140との間に配置されている。仮に受圧部材140が外側磁石用スロット120の途中位置に設けられている場合、外側磁石用スロット120が受圧部材140によって2つの収容室に区分けされる。この場合、外側永久磁石141も2つに分割する必要が生じ、構成の複雑化という不都合が懸念される。これに対して、本実施形態では、受圧部材140が外側磁石用スロット120の最外周に配置されているため、外側永久磁石141は、ブリッジ80と受圧部材140との間にのみ配置されていればよく、2つに分割する必要がない。これにより、上記不都合を抑制できる。
(22) The
ここで、外側磁石用スロット120に受圧部材140が設けられると、これに対応させて外側永久磁石141が小さくなり、トルクの低下が懸念される。この点、外側磁石用スロット120の最外周は、それよりも内周側と比較して、トルクに寄与しにくい。このため、当該外側磁石用スロット120の最外周に、外側永久磁石141ではなく受圧部材140が配置されたとしても、トルクの低下量は小さくて済む。したがって、受圧部材140を設けたことに起因する不都合であるトルクの低下を抑制できる。
Here, if the
(23)外側スロット側壁面121,131は、互いに対向している第1側壁面122,132と、同じく互いに対向している第2側壁面123,133とを有している。第2側壁面123,133は、第1側壁面122,132よりも互いに離れる方向に離間して配置されている。これにより、第1側壁面122,132と第2側壁面123,133との間に段差面124,134が形成されている。受圧部材140は、段差面124,134に対して当接又は対向した状態で、両第2側壁面123,133の間に嵌っている。かかる構成によれば、受圧部材140の径方向Rの移動が段差面124,134によって規制される。これにより、受圧部材140の位置ずれを抑制できる。
(23) The outer slot side wall surfaces 121 and 131 have first side wall surfaces 122 and 132 that face each other, and second side wall surfaces 123 and 133 that face each other. The second side wall surfaces 123 and 133 are spaced apart from each other in a direction away from the first side wall surfaces 122 and 132. Thereby, step surfaces 124 and 134 are formed between the first side wall surfaces 122 and 132 and the second side wall surfaces 123 and 133. The
また、振動等によって受圧部材140が径方向R内側に向けて押圧された場合には、段差面124,134が受圧部材140からの押圧力を受けるため、外側永久磁石141に上記押圧力が付与されることを抑制できる。
Further, when the
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図11〜図13に示すように、溝90の形状を変更してもよい。詳細には、図11に示すように、溝211は、軸線方向Zから見て長方形状でもよいし、図12に示すように、溝212は、軸線方向Zから見て楕円形状でもよいし、図13に示すように、溝213は、軸線方向Zから見て円形状でもよい。但し、応力集中の緩和の観点に着目すれば、溝は、第1実施形態及び図12及び図13に示すように、湾曲している方が好ましい。更に、溝に起因する第1外側磁石側面75と第1外側スロット側壁面71aとの当接面積又は対向面積の低減を抑制できる点に着目すれば、第1実施形態のような溝90が好ましい。なお、第1実施形態において、溝90を省略してもよい。
In addition, you may change each said embodiment as follows.
As shown in FIGS. 11 to 13, the shape of the
○ 最短距離Lyは、先端周方向長さLx1及び先端接線長さLx2のうちいずれか短い方と同一又はそれよりも短く設定されていてもよい。この場合、内側溝面91の内側湾曲面91aを広く確保できるため、より好適に応力の分散化を図ることができる。
The shortest distance Ly may be set equal to or shorter than the shorter one of the tip circumferential direction length Lx1 and the tip tangent length Lx2. In this case, since the inner
○ 図14に示すように、内側対向面221は、仮想ステータ内周面Sx2と接する位置よりも径方向R外側にあってもよい。
○ 同様に、図15に示すように、外側対向面222は、外側磁石用スロット71の開口端71c(換言すればコア外周面51a)から径方向R内側に凹んだ位置にあってもよい。
As shown in FIG. 14, the inner facing
Similarly, as shown in FIG. 15, the outer facing
○ ブリッジ80,105は、ティース52ではなく、コア筒部51に形成されていてもよい。換言すれば、外側磁石用スロット71の深さDp2は、コア筒部51の厚さD2よりも小さくてもよい。
The
○ 第2実施形態において、ブリッジ105は、径方向R内側に凸となるように湾曲していてもよい。
○ 内側磁石用スロット幅La1が径方向Rに応じて変動してもよい。同様に、外側磁石用スロット幅La2が径方向Rに応じて変動してもよい。この場合、内側永久磁石幅Lb1、及び、外側永久磁石幅Lb2は、径方向Rに応じて変動してもよい。かかる構成においては、内側磁石用スロット幅La1の最小値が外側磁石用スロット幅La2の最小値よりも大きく、内側永久磁石幅Lb1の最小値が外側永久磁石幅Lb2の最小値よりも大きければよい。
In the second embodiment, the
The slot width La1 for the inner magnet may vary depending on the radial direction R. Similarly, the slot width La2 for the outer magnet may vary according to the radial direction R. In this case, the inner permanent magnet width Lb1 and the outer permanent magnet width Lb2 may vary according to the radial direction R. In such a configuration, the minimum value of the inner magnet slot width La1 is larger than the minimum value of the outer magnet slot width La2, and the minimum value of the inner permanent magnet width Lb1 is larger than the minimum value of the outer permanent magnet width Lb2. .
○ 内側磁石用スロット61の深さ方向、及び、外側磁石用スロット71の深さ方向は、径方向Rと一致していたが、これに限られず、径方向Rに対して交差してもよい。また、内側磁石用スロット61の深さ方向と、外側磁石用スロット71の深さ方向とが異なっていてもよい。例えば、内側磁石用スロット61と外側磁石用スロット71とが軸線方向Zから見て「く」の字状になっていてもよい。
The depth direction of the
○ 両磁石用スロット幅La1,La2が同一である構成において、外側永久磁石幅Lb2を内側永久磁石幅Lb1よりも小さくしてもよい。この場合であっても、内側永久磁石幅Lb1が外側永久磁石幅Lb2よりも大きくなる。かかる構成においては、外側永久磁石72と一対の外側スロット側壁面71a,71bとの間に形成される隙間を埋めるスペーサを別途設けるとよい。
In the configuration in which the slot widths La1 and La2 for both magnets are the same, the outer permanent magnet width Lb2 may be smaller than the inner permanent magnet width Lb1. Even in this case, the inner permanent magnet width Lb1 is larger than the outer permanent magnet width Lb2. In such a configuration, it is preferable to separately provide a spacer for filling a gap formed between the outer
○ 図16に示すように、電動圧縮機10は、支持部として、突起112に代えて、外側ブリッジ面80bから外側磁石底面230aに向けて突出した突出部231を有していてもよい。突出部231は、外側ブリッジ面80bから径方向R外側に向けて突出している。突出部231の先端面は、外側磁石底面230aに当接している。外側永久磁石230は、突出部231によって支持されている。外側永久磁石230の高さは、第3実施形態の外側永久磁石110の高さよりも突起厚さD11だけ大きく、第1実施形態の外側永久磁石72の高さH2よりも開口幅Dhxだけ小さい。
As shown in FIG. 16, the
なお、突出部231は、外側ブリッジ面80bの一部、詳細には軸線方向Zから見て外側ブリッジ面80bの中央部に設けられており、中央部よりも溝90に近い両端部側には存在しない。このため、外側ブリッジ面80bにおける突出部231が設けられている部分以外は、外側磁石底面230aに対して、突出部231の突出寸法だけ離間している。そして、突出寸法は、溝90の開口幅Dhxに設定されている。この場合であっても、(18)及び(19)の効果を奏する。特に、本別例によれば、突起112に対応する部分に磁石を配置できる。詳細には、溝90の形状が同一である場合には、第3実施形態の外側永久磁石110よりも突起厚さD11分だけ大きい外側永久磁石230を用いることができる。これにより、支持部としての突起112を設けることに起因するトルクの低下を抑制できる。但し、ブリッジ80の構造が複雑化する点や、ブリッジ80が外側永久磁石230から押圧され得る点等を考慮すれば、突起112の方が好ましい。なお、突出部231の突出寸法は、溝90の開口幅Dhxよりも大きくてもよい。
The protruding
○ 図17に示すように、電動圧縮機10は、支持部として、突起112に代えて、外側ブリッジ面80bと外側磁石底面230aとの間に介在する非磁性部材232を備えていてもよい。非磁性部材232は、例えばステータコア41よりも強度(圧縮強度)が高い非磁性体で構成されており、例えばステンレスで構成されている。非磁性部材232は、溝90の開口幅Dhxの厚さを有する板状である。非磁性部材232は、外側ブリッジ面80bに対して載置されており、外側永久磁石230は、その非磁性部材232に支持されている。この場合、非磁性部材232の一方の板面は、外側磁石底面230aに当接しており、非磁性部材232の他方の板面は、外側ブリッジ面80bに当接している。つまり、非磁性部材232は、外側永久磁石230とブリッジ80とによって挟持されている。この場合であっても(18)及び(19)の効果を奏する。特に本別例によれば、一対の外側スロット側壁面71a,71bの突起112やブリッジ80の突出部231を設ける必要がないため、支持部に起因するステータコア41の構成の複雑化を抑制できる。また、支持部として非磁性部材232が採用されているため、非磁性部材232を介した短絡磁路が生じにくい。これにより、支持部に起因するトルクの低下を抑制できる。なお、非磁性部材232の厚さは、溝90の開口幅Dhxよりも大きくてもよい。
As shown in FIG. 17, the
○ 第3実施形態においては、外側磁石底面111と外側ブリッジ面80bとが全体において離間していたが、これに限られず、一部において離間している構成でもよい。例えば、外側磁石底面111の中央部に外側ブリッジ面80bに向けて突出した突出部が設けられており、当該突出部の先端が外側ブリッジ面80bと接触していてもよい。この場合であっても、外側磁石底面111における突出部以外の領域と外側ブリッジ面80bとが離間している。要は、外側磁石底面111と外側ブリッジ面80bとは少なくとも一部において離間していればよい。
In the third embodiment, the outer
○ 第3実施形態において、外側磁石底面111と外側ブリッジ面80bとの離間距離は、溝90の開口幅Dhxよりも小さくてもよい。
○ 第4実施形態において、受圧部材140は、外側磁石用スロット120の最外周以外、例えば上記最外周よりも径方向R内側に設けられていてもよい。この場合、外側永久磁石141は、2つに分割された状態で外側磁石用スロット120に収容されるとよい。
In the third embodiment, the separation distance between the outer
In 4th Embodiment, the
○ 第4実施形態において、第2側壁面123,133は、第1側壁面122,132よりも互いに近づく位置に配置されていてもよい。この場合、受圧部材140の幅が、外側永久磁石幅Lb2よりも小さくなる。なお、本別例においては、受圧部材140は、軸線方向Zから外側磁石用スロット120に挿入されるとよい。
In the fourth embodiment, the second side wall surfaces 123 and 133 may be disposed at positions closer to each other than the first side wall surfaces 122 and 132. In this case, the width of the
○ 第4実施形態において、段差面124,134は必須ではない。例えば、第1実施形態の外側磁石用スロット71に受圧部材140が嵌め込まれる構成でもよい。
○ 各実施形態では、回転電機は、圧縮部12及び電動モータ14が一体化された電動圧縮機10であったが、これに限られない。回転電機は、圧縮部12に代えて、他の駆動部を有する構成であってもよい。また、回転電機は、回転軸13や圧縮部12等の駆動部を備えていなくてもよい。要は、回転電機は、ロータ30及びステータ40を有する電動モータ14と当該電動モータ14を収容するハウジング11とを備えていればよい。
In the fourth embodiment, the step surfaces 124 and 134 are not essential. For example, the
In each embodiment, the rotating electrical machine is the
○ 各実施形態及び各別例を適宜組み合わせてもよい。例えば、第2実施形態において、溝90を設けてもよいし、第1実施形態の第1内側対向面64を、第2実施形態の第2内側対向面103に置換してもよい。
O You may combine each embodiment and each other example suitably. For example, in the second embodiment, the
また、第1実施形態のように両永久磁石幅Lb1,Lb2が異なっている構成に加えて、内側永久磁石62が、外側永久磁石72よりも保磁力が強い材料で構成されてもよい。これにより、内側永久磁石62の保磁力の更なる向上を図ることができる。
In addition to the configuration in which the permanent magnet widths Lb1 and Lb2 are different as in the first embodiment, the inner
10…電動圧縮機(回転電機)、11…ハウジング、11c…ハウジングの内周面、13…回転軸、14…電動モータ、30…ロータ、40…ステータ、41…ステータコア、42u,42v,42w…電機子巻線、51…コア筒部、51a…コア外周面、51b…コア内周面、52…ティース、53…ティース先端面、53a,53b…先端湾曲面、54,55…ティース側面、56…巻線用スロット、61…内側磁石用スロット、61a,61b…内側スロット側壁面、62,101…内側永久磁石、64,103,221…内側対向面、71,120…外側磁石用スロット、71a,71b,121,131…外側スロット側壁面、71c…外側磁石用スロットの開口端、72,102,110,141,230…外側永久磁石、73,107,111,230a…外側磁石底面、74,104,222…外側対向面、80,105…ブリッジ、80a…内側ブリッジ面、80b…外側ブリッジ面、90,211〜213…溝、90a…溝の開口、91…内側溝面、91a…内側湾曲面、92…外側溝面、92a…外側溝面の第1端、92b…外側溝面の第2端、92c…外側湾曲面、112…突起、122,132…第1側壁面、123,133…第2側壁面、124,134…段差面、140…受圧部材、231…突出部、232…非磁性部材、D1…ブリッジ厚さ、D2…コア筒部の厚さ、Dp1…内側磁石用スロットの深さ、Dp2…外側磁石用スロットの深さ、Dh…溝の幅、Dhx…開口幅、La1…内側磁石用スロット幅、La2…外側磁石用スロット幅、Lb1…内側永久磁石幅、Lb2…外側永久磁石幅、Ly…ティース側面と溝との最短距離、Lx1…先端周方向長さ、Lx2…先端接線長さ。
DESCRIPTION OF
Claims (21)
前記ロータに対して前記ロータの径方向外側に設けられたステータコア、電機子巻線及び永久磁石を有するステータと、
前記ステータコアが固定された状態で前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、
を備え、
前記ステータコアは、
前記ハウジングの内周面から押圧されているコア外周面を有するコア筒部と、
前記電機子巻線が捲回されるものであって、前記コア筒部の内周面から前記ロータの径方向内側に向けて突出し且つ前記ロータの周方向に配列されている複数のティースと、
前記各ティースの先端面であるティース先端面から凹んだ内側磁石用スロットと、
前記内側磁石用スロットに対して前記ロータの径方向外側に配置され、前記コア外周面から凹んだ外側磁石用スロットと、
前記内側磁石用スロットと前記外側磁石用スロットとを仕切るブリッジと、
を備え、
前記永久磁石は、前記内側磁石用スロットに収容された内側永久磁石、及び、前記外側磁石用スロットに収容された外側永久磁石を含むことを特徴とする回転電機。 A rotor,
A stator having a stator core, an armature winding, and a permanent magnet provided radially outside the rotor with respect to the rotor;
A housing for housing the rotor and the stator in a state where the stator core is fixed;
With
The stator core is
A core cylinder portion having a core outer peripheral surface pressed from an inner peripheral surface of the housing;
The armature winding is wound, a plurality of teeth protruding from the inner peripheral surface of the core cylindrical portion toward the radially inner side of the rotor and arranged in the circumferential direction of the rotor;
A slot for an inner magnet recessed from the tooth tip surface which is the tip surface of each of the teeth;
An outer magnet slot which is disposed radially outside the rotor with respect to the inner magnet slot and is recessed from the outer peripheral surface of the core;
A bridge that partitions the inner magnet slot and the outer magnet slot;
With
The rotating electric machine, wherein the permanent magnet includes an inner permanent magnet accommodated in the inner magnet slot and an outer permanent magnet accommodated in the outer magnet slot.
前記ステータコアは、
前記一対のティース側面の間に設けられ、前記内側磁石用スロットを区画し且つ互いに対向した一対の内側スロット側壁面と、
前記外側磁石用スロットを区画し且つ互いに対向した一対の外側スロット側壁面と、
を有し、
前記ブリッジは、
前記内側磁石用スロットの底面を構成する内側ブリッジ面と、
前記内側ブリッジ面とは反対側に設けられ、前記外側磁石用スロットの底面を構成する外側ブリッジ面と、
を有し、
前記内側ブリッジ面及び前記外側ブリッジ面の対向距離であるブリッジ厚さは、前記コア筒部の厚さよりも小さい請求項1に記載の回転電機。 The teeth have a pair of teeth side surfaces around which the armature winding is wound,
The stator core is
A pair of inner slot side wall surfaces provided between the pair of teeth side surfaces and defining the inner magnet slot and facing each other;
A pair of outer slot sidewall surfaces defining the outer magnet slot and facing each other;
Have
The bridge is
An inner bridge surface constituting the bottom surface of the inner magnet slot;
An outer bridge surface provided on the opposite side of the inner bridge surface and constituting a bottom surface of the outer magnet slot;
Have
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein a bridge thickness, which is a distance between the inner bridge surface and the outer bridge surface, is smaller than a thickness of the core tube portion.
前記内側溝面は、前記ロータの軸線方向から見て前記外側ブリッジ面から離れるに従って前記ロータの径方向外側に向けて湾曲した内側湾曲面を含む請求項3に記載の回転電機。 The groove has an inner groove surface continuous with the outer bridge surface;
4. The rotating electrical machine according to claim 3, wherein the inner groove surface includes an inner curved surface that is curved toward a radially outer side of the rotor as it is separated from the outer bridge surface when viewed from the axial direction of the rotor.
前記溝は、前記内側溝面と連続する第1端及び前記外側スロット側壁面と連続する第2端を有する外側溝面を備え、
前記外側溝面は、前記第1端側から前記第2端側に向かうに従って徐々に前記溝の幅が小さくなるように湾曲した外側湾曲面を含む請求項4に記載の回転電機。 The outer permanent magnet has a pair of outer magnet side surfaces that contact or face the pair of outer slot side wall surfaces,
The groove includes an outer groove surface having a first end continuous with the inner groove surface and a second end continuous with the outer slot side wall surface,
5. The rotating electrical machine according to claim 4, wherein the outer groove surface includes an outer curved surface that is curved so that the width of the groove gradually decreases from the first end side toward the second end side.
前記ティース先端面は、前記内側磁石用スロットの両側に設けられ、互いに対向する前記ティース側面と前記内側スロット側壁面との双方に連続し且つ前記ロータの周方向に延びた一対の先端湾曲面で構成されており、
前記ティース側面と前記溝との最短距離は、互いに対向する前記ティース側面と前記内側スロット側壁面とを結ぶ直線のうち前記ティース側面に直交し且つ前記先端湾曲面に接する接線の長さである先端接線長さ、及び、前記先端湾曲面の周方向長さのうちいずれか短い方よりも長く設定されている請求項3〜5のうちいずれか一項に記載の回転電機。 The teeth have a tapered shape formed such that the circumferential length of the rotor in the teeth gradually decreases as it goes inward in the radial direction of the rotor,
The teeth front end surfaces are a pair of front end curved surfaces provided on both sides of the inner magnet slot, continuous to both the teeth side surface and the inner slot side wall surface facing each other and extending in the circumferential direction of the rotor. Configured,
The shortest distance between the tooth side surface and the groove is a tip that is a length of a tangent line perpendicular to the tooth side surface and in contact with the tip curved surface among straight lines connecting the tooth side surface and the inner slot side wall surface facing each other. The rotating electrical machine according to any one of claims 3 to 5, wherein the rotating electrical machine is set to be longer than a shorter one of a tangential length and a circumferential length of the tip curved surface.
前記溝は、前記外側ブリッジ面と前記外側磁石底面との対向方向を幅方向とする開口を有し、
前記回転電機は、前記外側ブリッジ面と前記外側磁石底面とが少なくとも一部において離間するように、前記外側永久磁石を支持する支持部を備えている請求項3〜6のうちいずれか一項に記載の回転電機。 The outer permanent magnet has an outer magnet bottom surface facing the outer bridge surface;
The groove has an opening whose width direction is an opposing direction of the outer bridge surface and the outer magnet bottom surface,
7. The rotating electrical machine includes a support portion that supports the outer permanent magnet such that the outer bridge surface and the outer magnet bottom surface are separated at least in part. The rotating electrical machine described.
前記外側永久磁石は、前記外側磁石底面が前記突起に当接することによって支持されている請求項7又は請求項8に記載の回転電機。 The support portion is a protrusion provided on at least one of the pair of outer slot side wall surfaces,
The rotating electric machine according to claim 7 or 8, wherein the outer permanent magnet is supported by the bottom surface of the outer magnet being in contact with the protrusion.
前記外側磁石底面は、前記突出部に当接することによって支持されている請求項7又は請求項8に記載の回転電機。 The support portion is a protrusion provided on the outer bridge surface and protruding from the outer bridge surface toward the outer magnet bottom surface,
The rotary electric machine according to claim 7 or 8, wherein the bottom surface of the outer magnet is supported by contacting the protruding portion.
前記外側永久磁石の磁化方向は、前記一対の外側スロット側壁面の対向方向と一致しており、
前記内側永久磁石の磁化方向の長さは、前記外側永久磁石の磁化方向の長さよりも長く設定されている請求項2〜11のうちいずれか一項に記載の回転電機。 The magnetization direction of the inner permanent magnet coincides with the opposing direction of the pair of inner slot side wall surfaces,
The magnetization direction of the outer permanent magnet coincides with the opposing direction of the pair of outer slot side wall surfaces,
The rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 11, wherein a length in the magnetization direction of the inner permanent magnet is set longer than a length in the magnetization direction of the outer permanent magnet.
前記受圧部材は、前記ステータコアよりも強度が高い非磁性体で構成されている請求項2〜12のうちいずれか一項に記載の回転電機。 A pressure receiving member that is provided on a radially outer side of the rotor than the bridge and is pressed from the pair of outer slot side wall surfaces;
The rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 12, wherein the pressure-receiving member is made of a nonmagnetic material having a higher strength than the stator core.
前記外側永久磁石は、前記ブリッジと前記受圧部材との間に配置されている請求項13に記載の回転電機。 The pressure receiving member is disposed on the outermost periphery of the outer magnet slot,
The rotating electrical machine according to claim 13, wherein the outer permanent magnet is disposed between the bridge and the pressure receiving member.
互いに対向している一対の第1側壁面と、
前記一対の第1側壁面よりも互いに離れる方向に離間して配置されている一対の第2側壁面と、
を有し、
前記受圧部材は、前記一対の第1側壁面と前記一対の第2側壁面との間に形成された一対の段差面に当接又は対向している状態で、前記一対の第2側壁面の間に嵌っている請求項13又は請求項14に記載の回転電機。 The pair of outer slot side wall surfaces are
A pair of first side wall surfaces facing each other;
A pair of second side wall surfaces spaced apart from each other in a direction away from each other than the pair of first side wall surfaces;
Have
The pressure receiving member is in contact with or opposed to a pair of step surfaces formed between the pair of first sidewall surfaces and the pair of second sidewall surfaces. The rotating electrical machine according to claim 13 or 14, which is fitted in between.
前記内側対向面は、前記ロータの軸線方向から見て直線状であって、前記ティース先端面よりも前記ロータの径方向外側に配置されている請求項1〜15のうちいずれか一項に記載の回転電機。 The inner permanent magnet has an inner facing surface facing the rotor;
The said inner side opposing surface is linear shape seeing from the axial direction of the said rotor, Comprising: It arrange | positions in the radial direction outer side of the said rotor rather than the said teeth front end surface. Rotating electric machine.
前記外側対向面は、前記ロータの軸線方向から見て直線状であって、前記外側磁石用スロットの開口端と同一平面上又はそれよりも前記ロータの径方向内側に配置されている請求項1〜16のうちいずれか一項に記載の回転電機。 The outer permanent magnet has an outer facing surface facing the inner peripheral surface of the housing,
The outer facing surface is linear when viewed from the axial direction of the rotor, and is disposed on the same plane as the opening end of the outer magnet slot or on the radially inner side of the rotor. The rotating electrical machine according to any one of?
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