JP2023153080A - ロータ、モータ、圧縮機、冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアの回転中の空洞部の周方向端部における応力集中を緩和する。【解決手段】ロータコア（11）は、空洞部（21）の空洞と、その空洞と周方向で隣り合う空洞との間に、空洞部（21）の径方向内側から空洞部（21）の径方向外側まで延びる第１リブ（61）を有する。第１リブ（61）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）と空洞部（21）の複数の空洞の集合の周方向両端のそれぞれと結んだ２線が成す角を二等分する第１基準線（L1）上を避けて設けられ、ロータコア（11）の回転中に第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように空洞部（21）の径方向内側から空洞部（21）の径方向外側まで延びる直線部を含む。【選択図】図４

Description

本開示は、ロータ、モータ、圧縮機、冷凍装置に関する。

特許文献１には、シンクロナスリラクタンスモータが開示されている。このモータのロータコアは、ロータコアの磁極毎に、複数のスリットを有する。このスリットは、ロータコアの円筒中心に向かって凸となり、頂点がｑ軸上に位置する円弧状の開口部からなる。

国際公開第２０１９／０８２５１８号

特許文献１のモータでは、ロータコアが回転してロータコアに遠心力が作用する際に、スリット（空洞部）の周方向端部に応力が集中しやすい。

本開示の第１の態様は、ロータに関し、このロータは、磁極毎に複数の空洞を有する空洞部（21）が形成されたロータコア（11）を備え、前記ロータコア（11）は、前記空洞部（21）の前記空洞と、当該空洞と周方向で隣り合う前記空洞との間に、前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びる第１リブ（61）を有し、前記第１リブ（61）は、前記ロータコア（11）の回転中心（Q）と前記空洞部（21）の複数の空洞の集合の周方向両端のそれぞれと結んだ２線が成す角を二等分する第１基準線（L1）上を避けて設けられ、前記ロータコア（11）の回転中に前記第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びる直線部を含む。

第１の態様では、第１リブ（61）を設けることにより、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中を緩和することができる。

本開示の第２の態様は、第１の態様のロータにおいて、前記第１リブ（61）は、前記第１リブ（61）の中心線が前記ロータコア（11）の回転中に前記第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように形成されるロータである。

第２の態様では、第１リブ（61）の中心線がロータコア（11）の回転中に第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように第１リブ（61）が形成されていない場合よりも、第１リブ（61）を細くすることができる。これにより、第１リブ（61）を通過する漏れ磁束を低減することができる。

本開示の第３の態様は、第１または第２の態様のロータにおいて、前記ロータコア（11）は、前記空洞部（21）の前記空洞と、当該空洞と周方向で隣り合う前記空洞との間に、前記第１基準線（L1）に沿うように前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びるセンタリブ（50）を有するロータである。

第３の態様では、センタリブ（50）を設けることにより、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中を緩和することができる。

本開示の第４の態様は、第１～第３の態様のいずれか１つのロータにおいて、前記ロータコア（11）は、前記空洞部（21）の前記空洞と、当該空洞と周方向で隣り合う前記空洞との間に、前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びる第２リブ（62）を有し、前記第２リブ（62）は、前記第１基準線（L1）上を避けて設けられ、前記ロータコア（11）の回転中に前記第２リブ（62）に作用する力の方向に沿うように前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びる直線部を含むロータである。

第４の態様では、第１リブ（61）に加えて第２リブ（62）を設けることにより、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中をさらに緩和することができる。

本開示の第５の態様は、第４の態様のロータにおいて、前記第２リブ（62）は、前記第１基準線（L1）を軸として第１リブ（61）と線対称となるように設けられるロータである。

第５の態様では、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向両端部における応力集中をバランスよく緩和することができる。

本開示の第６の態様は、第１～第５の態様のいずれか１つのロータにおいて、前記ロータコア（11）には、前記磁極毎に、径方向に並ぶ複数の空洞部（20）が形成され、前記第１リブ（61）が設けられる前記空洞部（21）は、前記複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側に位置する空洞部であるロータである。

第６の態様では、径方向に並ぶ複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側に位置する空洞部（21）は、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中が発生しやすい。したがって、径方向に並ぶ複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側に位置する空洞部（21）に第１リブ（61）を設けることにより、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中を効果的に緩和することができる。

本開示の第７の態様は、第１～第６の態様のいずれか１つのロータにおいて、前記ロータコア（11）の回転中に前記第１リブ（61）に作用する力は、前記ロータコア（11）に作用する遠心力と電磁力とトルクのうち少なくとも前記遠心力に応じた力であるロータである。

本開示の第８の態様は、第７の態様のロータにおいて、前記第１リブ（61）と前記空洞部（21）の径方向内側の壁面（30）との交点である第１交点（A）から前記ロータコア（11）の回転中に前記第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように延びる作用線（F）は、前記第１交点（A）から前記第１基準線（L1）と平行となる方向に延びる線であり前記空洞部（21）の径方向内側の壁面（30）よりも径方向外側に延びる第１仮想線（L3）と、前記第１交点（A）から前記第１基準線（L1）と前記ロータコア（11）の外周縁との交点である第２交点（B）を通過して延びる第２仮想線（L4）との間の範囲である第１範囲よりも内側にある第２範囲内に位置するロータである。

本開示の第９の態様は、第８の態様のロータにおいて、前記第２範囲は、前記第１交点（A）から延びる線であり前記第１範囲において前記第１仮想線（L3）よりも内側に位置する第３仮想線（La）と、前記第１交点（A）から延びる線であり前記第１範囲において前記第２仮想線（L4）よりも内側に位置する第４仮想線（Lb）との間の範囲であり、前記第１仮想線（L3）と前記第３仮想線（La）との間の角度は、1.9°×４/ｎであり、前記第２仮想線（L4）と前記第４仮想線（Lb）との間の角度は、3.2°×４/ｎであり、前記ｎは、前記ロータコア（11）の極数であるロータである。

本開示の第１０の態様は、第１～第９の態様のいずれか１つのロータを備えるモータに関する。

本開示の第１１の態様は、第１０の態様のモータを備える圧縮機に関する。

本開示の第１２の態様は、第１１の態様の圧縮機を備える冷凍装置に関する。

図１は、実施形態のモータの構成を例示する横断面図である。 図２は、実施形態のロータの構成を例示する横断面図である。 図３は、実施形態のロータの要部の構成を例示する横断面図である。 図４は、実施形態のロータの細部の構成を例示する横断面図である。 図５は、比較例１のロータの構成を例示する横断面図である。 図６は、実施形態のロータにおける磁束の分布を示す磁束線図である。 図７は、比較例１のロータにおける磁束の分布を示す磁束線図である。 図８は、比較例２のロータにおける応力分布を例示する応力分布図である。 図９は、実施形態のロータにおける応力分布を例示する応力分布図である。 図１０は、実施形態の変形例１のロータの要部の構成を例示する横断面図である。 図１１は、実施形態の変形例２のロータの要部の構成を例示する横断面図である。 図１２は、実施形態の変形例３のロータの要部の構成を例示する横断面図である。 図１３は、実施形態の変形例４のロータの要部の構成を例示する横断面図である。 図１４は、圧縮機の構成を例示する縦断面図である。 図１５は、冷凍装置の構成を例示する配管系統図である。 図１６は、ロータコアの回転中に補強リブに作用する力の方向を例示する横断面図である。 図１７は、「ロータコアに作用する電磁力」と「作用線と第１仮想線との間の角度（α）」との関係を例示するグラフである。 図１８は、「ロータコアに作用するトルク」と「作用線と第２仮想線との間の角度（β）」との関係を例示するグラフである。

以下、図面を参照して実施の形態を詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（モータ）
図１は、実施形態のモータ（1）の構成を例示する。モータ（1）は、ロータ（10）と、ステータ（2）とを備える。ロータ（10）は、シャフト（5）に固定される。この例では、モータ（1）は、シンクロナスリラクタンスモータを構成する。ロータ（10）には、永久磁石が設けられない。

以下の説明では、ロータ（10）の回転軸線の方向を「軸方向」と記載し、ロータ（10）の回転軸線の方向と直交する方向を「径方向」と記載し、ロータ（10）の回転軸線回りの方向を「周方向」と記載する。また、軸方向に沿う断面を「縦断面」と記載し、軸方向と直交する断面を「横断面」と記載する。

〔ステータ〕
ステータ（2）は、ロータ（10）と所定のギャップを隔てて対向する。ステータ（2）は、ステータコア（3）と、複数の巻線（4）とを有する。ステータコア（3）は、バックヨーク（3a）と、複数のティース（3b）とを有する。バックヨーク（3a）は、略円筒状に形成される。複数のティース（3b）の各々は、バックヨーク（3a）の内周面から径方向内側へ向けて延びる。複数の巻線（4）は、複数のティース（3b）に巻回される。なお、図１では、ステータコア（3）および後述するロータコア（11）のハッチングを省略している。

〔ロータ〕
図２～図４は、ロータ（10）の構成を例示する。ロータ（10）は、ロータコア（11）を有する。ロータコア（11）の横断面形状は、軸方向の全長にわたって同一である。この例では、ロータコア（11）の横断面の外形状は、円形状である。

また、この例では、ロータコア（11）は、積層コアにより構成される。具体的には、ロータコア（11）は、それぞれが電磁鋼板で構成されて円盤状に形成された複数の部材を軸方向に積層することにより構成される。なお、図２～図４では、ロータコア（11）のハッチングを省略している。

〔基準線〕
ロータコア（11）には、第１基準線（L1）と第２基準線（L2）とが定められる。

第１基準線（L1）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）から径方向に延びる基準線であり、ロータコア（11）の磁極毎に定められた基準線である。第１基準線（L1）の数は、ロータコア（11）の極数と同一である。第１基準線（L1）は、周方向において等間隔に配置される。第１基準線（L1）は、ロータコア（11）の磁極の中心線となる。ロータコア（11）の１つの磁極は、１つの第１基準線（L1）を軸として線対称となるように形成されたロータコア（11）の部分である。また、第１基準線（L1）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）と空洞部（21）の周方向両端のそれぞれとを結んだ２線がなす角を二等分する線である。

第２基準線（L2）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）から径方向に延びる基準線であり、第１基準線（L1）との間の角度が１８０°をロータコア（11）の極数で除算して得られる角度となる基準線である。第２基準線（L2）の数は、ロータコア（11）の極数を同一である。第２基準線（L2）は、ロータコア（11）の磁極間の境界線となる。第２基準線（L2）は、周方向において等間隔に配置される。ロータコア（11）の１つの磁極は、周方向において隣り合う２つの第２基準線（L2）の間に位置するロータコア（11）の部分である。

この例では、ロータコア（11）の極数は「４」である。ロータコア（11）には、ロータコア（11）の４つの磁極に一対一で対応する４つの第１基準線（L1）と、ロータコア（11）の４つの磁極の境界に一対一で対応する４つの第２基準線（L2）とが定められる。第１基準線（L1）と第２基準線（L2）は、周方向において交互に等間隔に配置される。第１基準線（L1）とその第１基準線（L1）と周方向において隣り合う第２基準線（L2）との間の角度は、４５°（＝１８０°/４）である。

なお、ロータコア（11）に後述する空洞部（20）が形成されることにより、第１基準線（L1）は、磁束を通しにくい方向の軸であるｑ軸となり、第２基準線（L2）は、磁束を通しやすい方向の軸であるｄ軸となる。ｄ軸は、磁気抵抗が最小となる方向の軸である。ｑ軸は、ｄ軸との電気角での位相差が９０°となる軸である。ｑ軸は、ｄ軸と磁気的に直交する軸である。

〔リラクタンストルクおよび力率〕
この例では、ロータ（10）は、突極方向（ｄ軸）と非突極方向（ｑ軸）とのインダクタンスの差に応じたリラクタンストルクにより回転する。ｄ軸インダクタンスからｑ軸インダクタンスを減算して得られる差が大きくなるほど、リラクタンストルクが大きくなる。したがって、ｑ軸インダクタンスを低下させることで、ロータ（10）に作用するリラクタンストルクを増加させることができる。

また、ｄ軸インダクタンスをｑ軸インダクタンスで除算して得られる突極比が大きくなるほど、モータ（1）における力率が大きくなる。したがって、ｑ軸インダクタンスを低下させることで、モータ（1）における力率を増加させることができる。

〔軸孔〕
ロータコア（11）には、軸孔（15）が形成される。軸孔（15）は、ロータコア（11）の中心部に設けられ、ロータコア（11）を軸方向に貫通する。軸孔（15）の横断面形状は、ロータコア（11）の回転中心（Q）を中心とする円形状であり、ロータコア（11）の軸方向の全長にわたって同一である。軸孔（15）の壁面は、ロータコア（11）の回転中心（Q）を中心とする円筒面である。

〔空洞部〕
ロータコア（11）には、ロータコア（11）の磁極毎に、径方向に並ぶ複数の空洞部（20）が形成される。この例では、ロータコア（11）の磁極毎に、５つの空洞部（20）が径方向に並ぶ。空洞部（20）は、１つまたは複数の空洞を有する。

複数の空洞部（20）の各々は、軸孔（15）の径方向外側に設けられ、ロータコア（11）を軸方向に貫通する。複数の空洞部（20）の各々は、第１基準線（L1）と交差するように延びる。複数の空洞部（20）の各々は、第１基準線（L1）を軸として線対称となるように形成される。なお、複数の空洞部（20）の各々は、第２基準線（L2）と交差しない。

この例では、ロータコア（11）の磁極毎に設けられた複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側に位置する空洞部（20）を除く残りの空洞部（20）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される。

具体的には、径方向内側から数えて第２番目の空洞部（20）の径方向内側の壁面は、ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される。第２番目の空洞部（20）の径方向外側の壁面も、ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される。第２番目の空洞部（20）の径方向内側の壁面と第２番目の空洞部（20）の径方向外側の壁面との間の距離である空洞幅は、第２番目の空洞部（20）の周方向の全長にわたって同一である。

径方向内側から数えて第３番目および第４番目の空洞部（20）の構成は、第２番目の空洞部（20）の構成と同様である。第３番目の空洞部（20）の径方向内側の壁面と第２番目の空洞部（20）の径方向外側の壁面との間の距離（後述する第２番目の隔壁部（112）の幅）は、第３番目の空洞部（20）の周方向の全長にわたって同一である。第４番目の空洞部（20）の径方向内側の壁面と第３番目の空洞部（20）の径方向外側の壁面との間の距離（後述する第３番目の隔壁部（112）の幅）は、第４番目の空洞部（20）の周方向の全長にわたって同一である。

径方向内側から数えて第５番目の空洞部（20）は、径方向に並ぶ複数の空洞部（20）のうち最も径方向外側に位置する空洞部（20）である。第５番目の空洞部（20）の径方向内側の壁面は、ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される。第５番目の空洞部（20）の径方向外側の壁面は、ロータコア（11）の回転中心（Q）に対して凹となる円弧状に形成される。第５番目の空洞部（20）の径方向内側の壁面と第４番目の空洞部（20）の径方向外側の壁面との間の距離（後述する第４番目の隔壁部（112）の幅）は、第５番目の空洞部（20）の周方向の全長にわたって同一である。

〔最も径方向内側に位置する空洞部〕
次に、ロータコア（11）の磁極毎に設けられた複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側の空洞部（20）について説明する。最も径方向内側の空洞部（20）は、径方向内側から数えて第１番目の空洞部（20）である。以下では、最も径方向内側の空洞部（20）を「空洞部（21）」と記載する。また、空洞部（21）の径方向内側の壁面（30）を「内側壁面（30）」と記載し、空洞部（21）の径方向外側の壁面（40）を「外側壁面（40）」と記載する。

〔内側壁面〕
空洞部（21）の内側壁面（30）は、第１基準線（L1）の近傍部分を含む中央面部（31）と、それぞれが中央面部（31）から空洞部（21）の周方向端まで延びる２つの側面部（32）とを有する。２つの側面部（32）の一方は、中央面部（31）の周方向における一端から空洞部（21）の周方向における一端まで延び、２つの側面部（32）の他方は、中央面部（31）の周方向における他端から空洞部（21）の周方向における他端まで延びる。

なお、空洞部（21）の内側壁面（30）の「第１基準線（L1）の近傍部分」には、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち「空洞部（21）の内側壁面（30）と第１基準線（L1）との交点（Z）を含む部分」が含まれる。この例では、第１基準線（L1）に沿うセンタリブ（50）が空洞部（21）に設けられているので、上記の「空洞部（21）の内側壁面（30）と第１基準線（L1）との交点（Z）」は、空洞部（21）の内側壁面（30）の円弧状の仮想面部分（図４において破線で示した部分）と第１基準線（L1）との交点となる。また、空洞部（21）の内側壁面（30）の「第１基準線（L1）の近傍部分」には、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち第１基準線（L1）に最も近接する部分が含まれる。

〈中央面部〉
空洞部（21）の内側壁面（30）の中央面部（31）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）に対して凹となるように形成される。空洞部（21）の内側壁面（30）の中央面部（31）は、曲率中心が空洞部（21）の内側壁面（30）よりも径方向内側に位置する部分を含む。

この例では、中央面部（31）は、軸孔（15）の壁面に沿うように湾曲する。中央面部（31）と軸孔（15）の壁面との間の距離は、中央面部（31）の周方向の全長にわたって同一である。

〈側面部〉
空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）は、第２基準線（L2）と軸孔（15）の壁面との交点（X）へ向けて凸となるように形成される。空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）は、曲率中心が空洞部（21）の内側壁面（30）よりも径方向外側に位置する部分を含む。

この例では、側面部（32）は、円弧面部分（32a）と、平面部分（32b）と、接続面部分（32c）とを有する。円弧面部分（32a）は、側面部（32）のうち中央面部（31）に繋がる部分である。平面部分（32b）は、側面部（32）のうち空洞部（21）の周方向端に繋がる部分である。接続面部分（32c）は、側面部（32）のうち円弧面部分（32a）と平面部分（32b）とを繋ぐ部分である。

円弧面部分（32a）は、軸孔（15）の壁面に沿うように湾曲する。この例では、円弧面部分（32a）と軸孔（15）の壁面との間の距離は、円弧面部分（32a）の周方向の全長にわたって同一である。また、円弧面部分（32a）と軸孔（15）の壁面との間の距離は、中央面部（31）と軸孔（15）の壁面との間の距離と同一である。

平面部分（32b）は、第２基準線（L2）に沿うように延びる。この例では、平面部分（32b）と第２基準線（L2）との間の距離は、径方向外側へ向かうに連れて次第に短くなる。言い換えると、平面部分（32b）は、径方向外側へ向かうに連れて第２基準線（L2）に次第に近づくように、第２基準線（L2）に対して傾斜する。

接続面部分（32c）は、第２基準線（L2）と軸孔（15）の壁面との交点（X）へ向けて凸となるように湾曲する。接続面部分（32c）の曲率中心は、内側壁面（30）よりも径方向外側に位置する。

〔外側壁面〕
空洞部（21）の外側壁面（40）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される。空洞部（21）の外側壁面（40）と第２番目の空洞部（20）の径方向内側の壁面との間の距離（後述する第１番目の隔壁部（112）の幅）は、第２番目の空洞部（20）の周方向の全長にわたって同一である。

〔空洞幅〕
空洞部（21）の内側壁面（30）は、空洞部（21）の内側壁面（30）と外側壁面（40）との間の距離である空洞幅（W1）が空洞部（21）の内側壁面（30）のうち第１基準線（L1）の近傍部分における空洞幅（W1）よりも長い部分を含む。

なお、空洞部（21）の空洞幅（W1）は、空洞部（21）の外側壁面（40）を基準とする距離である。具体的には、空洞部（21）の空洞幅（W1）は、空洞部（21）の外側壁面（40）の垂線方向における距離（空洞部（21）の内側壁面（30）と外側壁面（40）との間の距離）である。

この例では、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち「空洞幅（W1）が空洞部（21）の内側壁面（30）のうち第１基準線（L1）の近傍部分における空洞幅（W1）よりも長い部分」は、空洞部（21）の内側壁面（30）の接続面部分（32c）である。例えば、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち「空洞幅（W1）が空洞部（21）の内側壁面（30）のうち第１基準線（L1）の近傍部分における空洞幅（W1）よりも長い部分」における空洞幅（W1）は、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち第１基準線（L1）の近傍部分における空洞幅（W1）の１．５～５倍である。

なお、この例では、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち第１基準線（L1）の近傍部分における空洞幅（W1）は、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち空洞部（21）の内側壁面（30）と第１基準線（L1）との交点（Z）における空洞幅（W1）である。

〔ロータコアの構成〕
ロータコア（11）は、基部（110）と、複数の突極部（111）とを有する。突極部（111）の数は、ロータコア（11）に定められた第２基準線（L2）の数と同一である。この例では、突極部（111）の数は、４つである。

また、ロータコア（11）は、ロータコア（11）の磁極毎に、複数の隔壁部（112）と、複数のサイドブリッジ（113）と、センタブリッジ（114）とを有する。この例では、ロータコア（11）の磁極毎に、４つの隔壁部（112）と、８つのサイドブリッジ（113）と、１つのセンタブリッジ（114）が設けられる。

〔基部〕
基部（110）は、円筒状に形成される。この例では、基部（110）の幅（径方向における長さ）は、基部（110）の全周にわたって同一である。基部（110）の内周面は、軸孔（15）の壁面を構成する。

〔突極部〕
複数の突極部（111）は、周方向において等間隔に配置される。この例では、複数の突極部（111）の各々は、その突極部（111）の中心線が第２基準線（L2）に沿うように、基部（110）から径方向に延びる。また、突極部（111）の幅（延伸方向と直交する方向における長さ）は、突極部（111）の先端へ向かうに連れて次第に短くなる。突極部（111）の基端部（突極部（111）と基部（110）との接続部）は、丸み付けされる。

〔隔壁部〕
ロータコア（11）の磁極毎に設けられた複数の隔壁部（112）は、径方向に並ぶ。これらの複数の隔壁部（112）の各々は、第１基準線（L1）と交差するように延び、第１基準線（L1）を軸として線対称となるように形成される。この例では、４つの隔壁部（112）の各々は、同様の構成を有する。隔壁部（112）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される。隔壁部（112）の幅（周方向と直交する方向における長さ）は、隔壁部（112）の周方向の全長にわたって同一である。

径方向内側から数えて第１番目の隔壁部（112）と第２番目の隔壁部（112）との間の距離（第２番目の空洞部（20）の空洞幅）は、第２番目の隔壁部（112）の周方向の全長にわたって同一である。径方向内側から数えて第２番目の隔壁部（112）と第３番目の隔壁部（112）との間の距離（第３番目の空洞部（20）の空洞幅）、径方向内側から数えて第３番目の隔壁部（112）と第４番目の隔壁部（112）との間の距離（第４番目の空洞部（20）の空洞幅）についても同様である。

〔サイドブリッジ〕
ロータコア（11）の磁極毎に設けられた複数のサイドブリッジ（113）には、２種類のサイドブリッジ（113）が含まれる。以下では、一方の種類のサイドブリッジ（113）を「第１サイドブリッジ（113）」と記載し、他方の種類のサイドブリッジ（113）を「第２サイドブリッジ（113）」と記載する。

第１サイドブリッジ（113）は、第１番目の隔壁部（112）の周方向端と突極部（111）の先端とを繋ぐ。この例では、ロータコア（11）の磁極毎に、２つの第１サイドブリッジ（113）が設けられる。１つの第１サイドブリッジ（113）は、第１番目の隔壁部（112）の周方向における一端と、その第１番目の隔壁部（112）の周方向における一端と周方向において隣り合う突極部（111）の先端との間に配置される。もう１つのサイドブリッジ（113）は、第１番目の隔壁部（112）の周方向における他端と、その第１番目の隔壁部（112）の周方向における他端と周方向において隣り合う突極部（111）の先端との間に配置される。

第２サイドブリッジ（113）は、径方向において隣り合う２つの隔壁部（112）の周方向端を繋ぐ。この例では、ロータコア（11）の磁極毎に、６つの第２サイドブリッジ（113）が設けられる。３つの第２サイドブリッジ（113）は、径方向に並ぶ４つの隔壁部（112）の周方向における一端の間に配置され、残りの３つの第２サイドブリッジ（113）は、径方向に並ぶ４つの隔壁部（112）の周方向における他端の間に配置される。

〔センタブリッジ〕
ロータコア（11）の磁極毎に設けられたセンタブリッジ（114）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）に対して凹となる円弧状に湾曲し、複数の隔壁部（112）のうち最も径方向外側に位置する隔壁部（112）の周方向両端を繋ぐ。

〔ロータコアの構造と空洞部との関係〕
第１番目の空洞部（20）である空洞部（21）は、基部（110）と、周方向において隣り合う２つの突極部（111）と、２つの突極部（111）の間に位置する第１番目の隔壁部（112）と、２つの突極部（111）の先端と第１番目の隔壁部（112）の周方向における両端とを繋ぐ２つのサイドブリッジ（113）とにより構成される。

空洞部（21）の内側壁面（30）は、「周方向において隣り合う２つの突極部（111）の壁面」と「基部（110）の外周面のうち２つの突極部（111）の壁面の間に位置する円弧面部分」とにより構成される。

具体的には、空洞部（21）の内側壁面（30）の中央面部（31）は、「基部（110）の外周面のうち２つの突極部（111）の壁面の間に位置する円弧面部分」の一部により構成される。空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）のうち円弧面部分（32a）は、「基部（110）の外周面のうち２つの突極部（111）の壁面の間に位置する円弧面部分」の残部により構成され、平面部分（32b）は、「突極部（111）の壁面」のうち「突極部（111）の基端部の壁面の部分」を除く残りの部分により構成され、接続面部分（32c）は、「突極部（111）の基端部の壁面の部分」により構成される。

空洞部（21）の外側壁面（40）は、第１番目の隔壁部（112）の径方向内側の壁面により構成される。空洞部（21）の周方向における端面は、第１サイドブリッジ（113）の径方向内側の壁面により構成される。

〔センタリブ〕
ロータコア（11）は、ロータコア（11）の磁極毎に、センタリブ（50）を有する。この例では、ロータコア（11）の磁極毎に設けられた複数の空洞部（20）のうち最も径方向外側に位置する第５番目の空洞部（20）を除く残りの空洞部（20）の各々に、センタリブ（50）が設けられる。

第１番目の空洞部（20）である空洞部（21）に設けられるセンタリブ（50）は、第１基準線（L1）に沿うように、空洞部（21）の内側壁面（30）から空洞部（21）の外側壁面（40）まで延びる。具体的には、空洞部（21）に設けられるセンタリブ（50）は、第１基準線（L1）に沿うように空洞部（21）の内側壁面（30）から空洞部（21）の外側壁面（40）まで延びる直線部を含む。

この例では、センタリブ（50）は、センタリブ（50）の中心線が第１基準線（L1）に沿うように形成される。センタリブ（50）の基端部の幅（延伸方向と直交する方向における長さ）は、空洞部（21）の内側壁面（30）から遠ざかるに連れて次第に短くなる。センタリブ（50）の先端部の幅は、空洞部（21）の外側壁面（40）に近づくに連れて次第に長くなる。センタリブ（50）の基端部および先端部を除く残りの部分の幅は、同幅（一定）である。

第２番目～第４番目の空洞部（20）の各々に設けられるセンタリブ（50）の構成は、空洞部（21）に設けられるセンタリブ（50）の構成と同様である。

〔補強リブ〕
また、ロータコア（11）は、ロータコア（11）の磁極毎に、補強リブ（60）を有する。この例では、ロータコア（11）の磁極毎に設けられた複数の空洞部（20）のうち第１番目～第３番目の空洞部（20）の各々に、補強リブ（60）が設けられる。

第１番目の空洞部（20）である空洞部（21）に設けられる補強リブ（60）は、空洞部（21）の内側壁面（30）から空洞部（21）の外側壁面（40）まで延びる。具体的には、補強リブ（60）は、第１基準線（L1）上を避けて設けられ、ロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力の方向に沿うように空洞部（21）の内側壁面（30）から空洞部（21）の外側壁面（40）まで直線部を含む。なお、ロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力の方向は、補強リブ（60）と空洞部（21）の外側壁面（40）との交点（Y）に作用する力の方向（図４に示した白抜き矢印の方向）である。

この例では、補強リブ（60）は、補強リブ（60）の中心線（図中の一点鎖線で示された直線）がロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力の方向に沿うように形成される。補強リブ（60）の基端部の幅（延伸方向と直交する方向における長さ）は、空洞部（21）の内側壁面（30）から遠ざかるに連れて次第に短くなる。補強リブ（60）の先端部の幅は、空洞部（21）の外側壁面（40）に近づくに連れて次第に長くなる。補強リブ（60）の基端部および先端部を除く残りの部分の幅は、同幅（一定）である。

なお、この例では、空洞部（21）は、２つの補強リブ（60）が設けられる。以下では、２つの補強リブ（60）の一方を「第１リブ（61）」と記載し、２つの補強リブ（60）の他方を「第２リブ（62）」と記載する。第２リブ（62）は、第１基準線（L1）を軸として第１リブ（61）と線対称となるように設けられる。

第２番目および第３番目の空洞部（20）に設けられる補強リブ（60）の構成は、空洞部（21）に設けられる補強リブ（60）の構成と同様である。

以上のように、この例では、空洞部（21）にセンタリブ（50）と補強リブ（60）とが設けられることで、空洞部（21）の空洞が複数の空洞に分割されている。したがって、第１基準線（L1）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）と空洞部（21）の複数の空洞の集合の周方向両端のそれぞれとを結んだ２線が成す角を二等分する線であるといえる。

〔実施形態と比較例１との対比〕
次に、図２と図５とを参照して、実施形態と比較例１とを対比する。

図５は、比較例１のロータ（80）の構成を例示する。比較例１のロータ（80）は、ロータコア（81）を備える。ロータコア（81）は、最も径方向内側に位置する空洞部（20）の構成が実施形態のロータ（10）と異なる。ロータコア（81）のその他の構成は、実施形態のロータ（10）の構成と同様である。

比較例１のロータコア（81）の磁極毎に設けられた複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側に位置する空洞部（20）である空洞部（85）は、残りの空洞部（20）の構成と同様である。空洞部（85）は、ロータコア（81）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される。

図５に示すように、比較例１のロータ（80）では、空洞部（85）がロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成されているので、空洞部（85）よりも径方向内側にあるロータコア（81）の部分を削減することが困難である。

比較例１のロータ（80）では、空洞部（85）よりも径方向内側にあるロータコア（81）の部分においてｑ軸磁束が通りやすいので、ｑ軸インダクタンスを低下させることが困難である。そのため、ロータ（80）に作用するリラクタンストルクを増加させることが困難である。

一方、図２に示すように、実施形態のロータ（10）では、空洞部（21）の内側壁面（30）の中央面部（31）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）に対して凹となるように形成される。空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）は、第２基準線（L2）と軸孔（15）の壁面との交点（X）へ向けて凸となるように形成される。

実施形態のロータ（10）では、上記のような構成により、空洞部（21）の内側壁面（30）がロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される場合（比較例１のロータ（80））よりも、空洞部（21）の内側壁面（30）を軸孔（15）の壁面および第２基準線（L2）に近づけることができる。例えば、空洞部（21）の内側壁面（30）が「ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となり、且つ、頂点が図４に示した交点（Z）を通過する円弧状」に形成される場合よりも、空洞部（21）の内側壁面（30）を軸孔（15）の壁面および第２基準線（L2）に近づけることができる。

このように、空洞部（21）の内側壁面（30）を軸孔（15）の壁面および第２基準線（L2）に近づけることができるので、空洞部（21）よりも径方向内側にあるロータコア（11）の部分を削減することができる。これにより、空洞部（21）よりも径方向内側にあるロータコア（11）の部分においてｑ軸磁束を通りにくくすることができるので、ｑ軸インダクタンスを低下させることができる。その結果、リラクタンストルクを増加させることができる。

図６は、実施形態のロータ（10）における磁束の分布を例示し、図７は、比較例１のロータ（80）における磁束の分布を例示する。図６に示した実施形態のロータ（10）のロータコア（11）の空洞部（21）における漏れ磁束の量は、図７に示した比較例１のロータ（80）のロータコア（81）の空洞部（85）における漏れ磁束の量よりも少なくなっている。

〔実施形態と比較例２との対比〕
次に、図８と図９とを参照して、実施形態と比較例２とを対比する。

図８に示すように、比較例２のロータ（90）は、ロータコア（91）を備える。ロータコア（91）は、空洞部（20）の内部構造が実施形態のロータコア（11）と異なる。ロータコア（91）のその他の構成は、実施形態のロータコア（11）の構成と同様である。

比較例２のロータコア（91）の空洞部（20）には、補強リブ（60）が設けられない。比較例２のロータコア（91）は、補強リブ（60）を有さない。

図８は、比較例２のロータ（90）が回転しているときのロータコア（91）における応力分布を例示する。図８に示すように、比較例２のロータ（90）では、ロータ（90）が回転してロータコア（91）に遠心力が作用する際に、空洞部（20）の周方向端部（サイドブリッジ（113））に応力が集中しやすい。

図９は、実施形態のロータ（10）が回転しているときのロータコア（11）における応力分布を例示する。図９に示すように、実施形態のロータ（10）では、補強リブ（60）が設けられているので、空洞部（20）の周方向端部（サイドブリッジ（113））における応力集中が緩和されている。また、補強リブ（60）における応力分布は、補強リブ（60）の全体において均一な分布（ばらつきが少ない分布）となっている。

〔実施形態の効果〕
以上のように、実施形態では、空洞部（21）の内側壁面（30）の中央面部（31）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）に対して凹となるように形成される。空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）は、第２基準線（L2）と軸孔（15）の壁面との交点（X）へ向けて凸となるように形成される。

上記の構成では、空洞部（21）の内側壁面（30）がロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される場合よりも、空洞部（21）の内側壁面（30）を軸孔（15）の壁面および第２基準線（L2）に近づけることができるので、空洞部（21）よりも径方向内側にあるロータコア（11）の部分を削減することができる。これにより、空洞部（21）よりも径方向内側にあるロータコア（11）の部分においてｑ軸磁束を通りにくくすることができるので、ｑ軸インダクタンスを低下させることができる。その結果、リラクタンストルクを増加させることができる。

また、上記の構成では、ｑ軸インダクタンスを低下させることができるので、突極比（ｄ軸インダクタンスをｑ軸インダクタンスで除算して得られる比）を大きくすることができる。これにより、モータ（1）における力率を増加させることができる。

また、上記の構成では、リラクタンストルクを増加させることができるので、ロータ（10）の回転駆動に必要となるモータ電流（ステータ（2）の巻線（4）に流れる電流）を低減することができる。これにより、モータ（1）の銅損を低減することができるので、モータ（1）の効率を向上させることができる。

また、実施形態では、空洞部（21）の外側壁面（40）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成される。空洞部（21）の内側壁面（30）は、空洞部（21）の内側壁面（30）と空洞部（21）の外側壁面（40）との間の距離である空洞幅（W1）が空洞部（21）の内側壁面（30）のうち第１基準線（L1）の近傍部分における空洞幅（W1）よりも長い部分を含む。

上記の構成では、空洞部（21）の外側壁面（40）をロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に形成することにより、空洞部（21）の径方向外側にあるロータコア（11）の部分においてｄ軸磁束の磁路を容易に確保することができる。これにより、ｄ軸インダクタンスの低下を抑制することができるので、リラクタンストルクの低下を抑制することができる。

また、実施形態では、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち中央面部（31）は、曲率中心が空洞部（21）の内側壁面（30）よりも径方向内側に位置する部分を含む。空洞部（21）の内側壁面（30）のうち側面部（32）は、曲率中心が空洞部（21）の内側壁面（30）よりも径方向外側に位置する部分を含む。

上記の構成では、空洞部（21）の内側壁面（30）の中央面部（31）を、ロータコア（11）の回転中心（Q）に対して凹となるように形成することができる。また、空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）を、第２基準線（L2）と軸孔（15）の壁面との交点（X）へ向けて凸となるように形成することができる。

また、実施形態では、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち側面部（32）は、第２基準線（L2）に沿うように延びる平面部分（32b）を含む。

上記の構成では、空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）を第２基準線（L2）に近づけることができるので、空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）よりも径方向内側にあるロータコア（11）の部分を削減することができる。これにより、空洞部（21）よりも径方向内側にあるロータコア（11）の部分においてｑ軸磁束を通りにくくすることができるので、ｑ軸インダクタンスを低下させることができ、リラクタンストルクを増加させることができる。

また、実施形態では、空洞部（21）の内側壁面（30）のうち中央面部（31）は、軸孔（15）の壁面に沿うように湾曲する。

上記の構成では、空洞部（21）の内側壁面（30）の中央面部（31）を軸孔（15）の壁面に近づけることができるので、空洞部（21）の内側壁面（30）の中央面部（31）よりも径方向内側にあるロータコア（11）の部分を削減することができる。これにより、空洞部（21）よりも径方向内側にあるロータコア（11）の部分においてｑ軸磁束を通りにくくすることができるので、ｑ軸インダクタンスを低下させることができ、リラクタンストルクを増加させることができる。

また、実施形態では、空洞部（21）は、第１基準線（L1）を軸として線対称となるように形成される。ロータコア（11）は、空洞部（21）の内側壁面（30）から空洞部（21）の外側壁面（40）まで延びる補強リブ（60）（第１リブ（61））を有する。補強リブ（60）は、第１基準線（L1）上を避けて設けられ、ロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力の方向に沿うように空洞部（21）の内側壁面（30）から空洞部（21）の外側壁面（40）まで延びる直線部を含む。

言い換えると、ロータコア（11）は、空洞部（21）の空洞と、その空洞と周方向で隣り合う別の空洞との間に、空洞部（21）の径方向内側から空洞部（21）の径方向外側まで延びる補強リブ（60）（第１リブ（61））を有する。補強リブ（60）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）と空洞部（21）の複数の空洞の集合の周方向両端のそれぞれと結んだ２線が成す角を二等分する第１基準線（L1）上を避けて設けられ、ロータコア（11）の回転中に第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように空洞部（21）の径方向内側から空洞部（21）の径方向外側まで延びる直線部を含む。

上記の構成では、補強リブ（60）を設けることにより、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中を緩和することができる。

また、実施形態では、補強リブ（60）（第１リブ（61））は、補強リブ（60）の中心線がロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力の方向に沿うように形成される。

上記の構成では、補強リブ（60）の中心線がロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力の方向に沿うように補強リブ（60）が形成されていない場合よりも、補強リブ（60）を細くすることができる。これにより、補強リブ（60）を通過する漏れ磁束を低減することができる。

また、実施形態では、ロータコア（11）は、第１基準線（L1）に沿うように空洞部（21）の内側壁面（30）から空洞部（21）の外側壁面（40）まで延びるセンタリブ（50）を有する。言い換えると、ロータコア（11）は、空洞部（21）の空洞と、その空洞と周方向で隣り合う別の空洞との間に、第１基準線（L1）に沿うように空洞部（21）の径方向内側から空洞部（21）の径方向外側まで延びるセンタリブ（50）を有する。

上記の構成では、センタリブ（50）を設けることにより、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中を緩和することができる。

また、実施形態では、ロータコア（11）は、空洞部（21）の内側壁面（30）から空洞部（21）の外側壁面（40）まで延びるもう１つの補強リブ（60）（第２リブ（62））を有する。第２リブ（62）は、第１基準線（L1）上を避けて設けられ、ロータコア（11）の回転中に第２リブ（62）に作用する力の方向に沿うように空洞部（21）の内側壁面（30）から空洞部（21）の外側壁面（40）まで延びる直線部を含む。

言い換えると、ロータコア（11）は、空洞部（21）の空洞と、その空洞と周方向で隣り合う別の空洞との間に、空洞部（21）の径方向内側から空洞部（21）の径方向外側まで延びる第２リブ（62）を有する。第２リブ（62）は、第１基準線（L1）上を避けて設けられ、ロータコア（11）の回転中に第２リブ（62）に作用する力の方向に沿うように空洞部（21）の径方向内側から空洞部（21）の径方向外側まで延びる直線部を含む。

上記の構成では、第１リブ（61）に加えて第２リブ（62）を設けることにより、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中をさらに緩和することができる。

また、実施形態では、第２リブ（62）は、第１基準線（L1）を軸として第１リブ（61）と線対称となるように設けられる。

上記の構成では、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向の両端部における応力集中をバランスよく緩和することができる。

また、実施形態では、ロータコア（11）には、ロータコア（11）の磁極毎に、径方向に並ぶ複数の空洞部（20）が形成される。補強リブ（60）（第１リブ（61））が設けられる空洞部（21）は、複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側に位置する空洞部である。

上記の構成では、径方向に並ぶ複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側に位置する空洞部（21）は、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中が発生しやすい。したがって、径方向に並ぶ複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側に位置する空洞部（21）に第１リブ（61）を設けることにより、ロータコア（11）が回転しているときの空洞部（21）の周方向端部における応力集中を効果的に緩和することができる。

（実施形態の変形例１）
図１０は、実施形態の変形例１のロータ（10）の要部の構成を例示する。実施形態の変形例１のロータ（10）では、径方向内側から数えて第５番目の空洞部（20）が省略されている。実施形態の変形例１のロータ（10）のその他の構成は、実施形態のロータ（10）の構成と同様である。

実施形態の変形例１では、センタブリッジ（114）が省略されている。径方向内側から数えて第４番目の隔壁部（112）（最も径方向外側に位置する隔壁部（112））の径方向外側の壁面は、ロータコア（11）の回転中心（Q）に対して凹となる円弧状に形成される。

（実施形態の変形例２）
図１１は、実施形態の変形例２のロータ（10）の要部の構成を例示する。実施形態の変形例２のロータ（10）は、空洞部（21）の内側壁面（30）の構成が実施形態のロータ（10）と異なる。また、実施形態の変形例２のロータ（10）では、径方向内側から数えて第５番目の空洞部（20）が省略されている。実施形態の変形例２のロータ（10）のその他の構成は、実施形態のロータ（10）の構成と同様である。なお、図１１では、補強リブ（60）の図示を省略している。

実施形態の変形例２では、空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）は、複数の平面部分（32b）を有する。図１１の例では、側面部（32）に２つの平面部分（32b）が設けられる。空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）のその他の構成は、実施形態の空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）の構成と同様である。

実施形態の変形例２では、センタブリッジ（114）が省略されている。最も径方向外側に位置する隔壁部（112）の径方向外側の壁面は、ロータコア（11）の外周面の一部となる。したがって、ロータコア（11）の外周面の一部は、ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となる円弧状に凹んでいる。

（実施形態の変形例３）
図１２は、実施形態の変形例３のロータ（10）の要部の構成を例示する。実施形態の変形例３のロータ（10）は、ロータコア（11）の極数が実施形態のロータ（10）と異なる。実施形態の変形例３のロータ（10）のその他の構成は、実施形態のロータ（10）の構成と同様である。

実施形態の変形例３では、ロータコア（11）の極数は「６」である。ロータコア（11）には、ロータコア（11）の６つの磁極に一対一で対応する６つの第１基準線（L1）と、ロータコア（11）の６つの磁極の境界に一対一で対応する６つの第２基準線（L2）とが定められる。第１基準線（L1）とその第１基準線（L1）と周方向において隣り合う第２基準線（L2）との間の角度は、３０°（＝１８０°/６）である。

（実施形態の変形例４）
図１３は、実施形態の変形例４のロータ（10）の要部の構成を例示する。実施形態の変形例４のロータ（10）は、ロータコア（11）の磁極毎に設けられた空洞部（20）の数と空洞部（21）の内部構造が実施形態の変形例３のロータ（10）と異なる。実施形態の変形例４のロータ（10）のその他の構成は、実施形態の変形例３のロータ（10）の構成と同様である。

実施形態の変形例４では、ロータコア（11）の磁極毎に、径方向に並ぶ４つの空洞部（20）が設けられる。具体的には、ロータコア（11）の磁極毎に、径方向に並ぶ３つの隔壁部（112）が設けられる。第１番目の隔壁部（112）の径方向内側に、第１番目の空洞部（20）である空洞部（21）が形成され、第１番目～第３番目の隔壁部（112）の間に、第２番目および第３番目の空洞部（20）が形成され、第３番目の隔壁部（112）とセンタブリッジ（114）との間に、第４番目の空洞部（20）が形成される。

また、実施形態の変形例４では、空洞部（21）に４つの補強リブ（60）が設けられる。以下では、４つの補強リブ（60）のうち第１リブ（61）および第２リブ（62）を除く残りの２つの補強リブ（60）の１つを「第３リブ（63）」と記載し、残りの１つの補強リブ（60）を「第４リブ（64）」と記載する。

第３リブ（63）は、第１リブ（61）と空洞部（21）の周方向における一端部との間に設けられる。第４リブ（64）は、第２リブ（62）と空洞部（21）の周方向における他端部との間に設けられる。第４リブ（64）は、第１基準線（L1）を軸として第３リブ（63）と線対称となるように設けられる。

（圧縮機）
図１４は、圧縮機（CC）の構成を例示する。圧縮機（CC）は、モータ（1）と、ケーシング（CC1）と、圧縮機構（CC2）とを備える。

ケーシング（CC1）は、圧縮機構（CC2）とモータ（1）とを収容する。この例では、ケーシング（CC1）は、上下方向に延びて両端が閉塞された円筒状に形成される。ケーシング（CC1）には、吸入管（CC11）と吐出管（CC12）とが設けられる。吸入管（CC11）は、ケーシング（CC1）の胴部を貫通して圧縮機構（CC2）に接続される。吐出管（CC12）は、ケーシング（CC1）の上部を貫通してケーシング（CC1）の内部空間と連通する。

圧縮機構（CC2）は、流体を圧縮する。この例では、圧縮機構（CC2）は、モータ（1）の下方に配置される。圧縮機構（CC2）は、吸入管（CC11）を通じて吸入した流体を圧縮し、その圧縮された流体をケーシング（CC1）の内部空間に吐出する。ケーシング（CC1）の内部空間に吐出された流体は、吐出管（CC12）を通じて吐出される。この例では、圧縮機構（CC2）は、ロータリ式の圧縮機構である。

シャフト（5）は、モータ（1）と圧縮機構（CC2）とを連結する。この例では、シャフト（5）は、上下方向に延びる。モータ（1）は、シャフト（5）を回転駆動する。シャフト（5）の回転駆動により、圧縮機構（CC2）が駆動する。

なお、圧縮機（CC）は、ロータリ式の圧縮機に限定されない。圧縮機（CC）は、スイング式、スクロール式、スクリュー式、ターボ式、その他の方式の圧縮機であってもよい。

（冷凍装置）
図１５は、冷凍装置（RR）の構成を例示する。冷凍装置（RR）は、冷媒が循環する冷媒回路（RR1）を備える。具体的には、冷媒回路（RR1）は、モータ（1）を有する圧縮機（CC）と、第１熱交換器（RR5）と、第２熱交換器（RR6）と、減圧機構（RR7）と、四方切換弁（RR8）とを有する。この例では、膨張機構（RR7）は、電子膨張弁である。冷媒回路（RR1）は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。例えば、第１熱交換器（RR5）は、熱源熱交換器であり、室外に設けられる。第２熱交換器（RR6）は、利用熱交換器であり、室内に設けられる。

圧縮機（CC）の吐出側は、四方切換弁（RR8）の第１ポート（P1）に接続される。圧縮機（CC）の吸入側は、四方切換弁（RR8）の第２ポート（P2）に接続される。第１熱交換器（RR5）のガス端は、四方切換弁（RR8）の第３ポート（P3）に接続される。第１熱交換器（RR5）の液端は、膨張機構（RR7）を経由して第２熱交換器（RR6）の液端に接続される。第２熱交換器（RR6）のガス端は、四方切換弁（RR8）の第４ポート（P4）に接続される。

四方切換弁（RR8）は、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）とが連通し且つ第２ポート（P2）と第４ポート（P4）とが連通する第１状態（図１５の実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）とが連通し且つ第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とが連通する第２状態（図１５の破線で示す状態）とに切り換え可能である。

四方切換弁（RR8）が第１状態である場合、圧縮機（CC）から吐出された冷媒は、第１熱交換器（RR5）において放熱し、膨張機構（RR7）において減圧された後に、第２熱交換器（RR6）において吸熱する。第２熱交換器（RR6）から流出した冷媒は、圧縮機（CC）に吸入される。

四方切換弁（RR8）が第２状態である場合、圧縮機（CC）から吐出された冷媒は、第２熱交換器（RR6）において放熱し、膨張機構（RR7）において減圧された後に、第１熱交換器（RR5）において吸熱する。第１熱交換器（RR5）から流出した冷媒は、圧縮機（CC）に吸入される。

例えば、冷凍装置（RR）は、冷房と暖房とを切り換える空気調和機である。なお、冷凍装置（RR）は、冷房専用機であってもよいし、暖房専用機であってもよい。この場合、冷凍装置（RR）において、四方切換弁（RR8）が省略されてもよい。また、冷凍装置（RR）は、給湯器、チラーユニット、庫内の空気を冷却する冷却装置などであってもよい。冷却装置は、冷蔵庫、冷凍庫、コンテナなどの内部の空気を冷却する。

（補強リブに作用する力）
次に、図１６を参照して、ロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力について説明する。図１６の例では、補強リブ（60）として、第１リブ（61）と第２リブ（62）とが設けられている。

ロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力は、ロータコア（11）に作用する遠心力と電磁力とトルクのうち少なくとも１つに応じて変化する。なお、本実施形態では、ロータコア（11）に作用する遠心力と電磁力とトルクのうち「遠心力」が支配的である。以上より、ロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力は、「ロータコア（11）に作用する遠心力と電磁力とトルクのうち少なくとも遠心力に応じた力」であるといえる。なお、補強リブ（60）に作用する力の方向は、ロータコア（11）に作用する力（例えば遠心力と電磁力とトルクの合力）の方向と必ずしも一致しない。

（補強リブに作用する力の方向）
次に、図１６，図１７，図１８を参照して、ロータコア（11）の回転中に補強リブ（60）に作用する力の方向について説明する。

以下の説明では、補強リブ（60）と空洞部（21）の径方向内側の壁面（30）との交点を「第１交点（A）」と記載し、第１交点（A）からロータコア（11）の回転中に第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように延びる線を「作用線（F）」と記載する。

また、以下の説明では、第１交点（A）から第１基準線（L1）と平行となる方向に延びる線であり、空洞部（21）の径方向内側の壁面（30）よりも径方向外側に延びる線を「第１仮想線（L3）」と記載する。また、第１基準線（L1）とロータコア（11）の外周縁との交点を「第２交点（B）」と記載し、第１交点（A）から第２交点（B）を通過して延びる線を「第２仮想線（L4）」と記載する。

作用線（F）は、第１交点（A）からロータコア（11）の回転中に第１リブ（61）に作用する力の方向を示す線である。補強リブ（60）に含まれる直線部は、作用線（F）に沿うように空洞部（21）の径方向内側から空洞部（21）の径方向外側まで延びる。

作用線（F）は、ロータコア（11）に作用する電磁力が大きくなるに連れて、ロータコア（11）の回転方向の逆方向（図１６の例では反時計回りの方向）に傾いていく傾向にある。この傾向は、ロータコア（11）に作用する遠心力が小さくなるほど顕著に現れる。

図１７に示すように、ロータコア（11）に作用する電磁力が大きくなるほど、第１仮想線（L3）から作用線（F）までの角度（α）が次第に小さくなり、作用線（F）が第１仮想線（L3）に次第に近づいていく。また、ロータコア（11）が磁気飽和の状態であるときにロータコア（11）に作用する電磁力が最大値となり、そのときの角度（α）は「1.9°」となる。

なお、図１７の例は、ロータ（10）の回転速度が最大値の１０％であるときの角度（α）と電磁力との関係を示している。また、ロータコア（11）に作用する電磁力が最大値であるときの角度（α）は、ロータコア（11）の極数に応じて変化する。具体的には、ロータコア（11）の極数を“ｎ”とすると、ロータコア（11）に作用する電磁力が最大値であるときの角度（α）は、「1.9°×４/ｎ」となる。

また、作用線（F）は、ロータコア（11）に作用するトルクが大きくなるに連れて、ロータコア（11）の回転方向（図１６の例では時計回りの方向）に傾いていく傾向にある。この傾向は、ロータコア（11）に作用する遠心力が小さくなるほど顕著に現れる。

図１８に示すように、ロータコア（11）に作用するトルクが大きくなるほど、第２仮想線（L4）から作用線（F）までの角度（β）が次第に小さくなり、作用線（F）が第２仮想線（L4）に次第に近づいていく。また、ロータコア（11）が磁気飽和の状態であるときにロータコア（11）に作用するトルクが最大値となり、そのときの角度（β）は「3.2°」となる。

なお、図１８の例は、ロータ（10）の回転速度が最大値の１０％であるときの角度（β）とトルクとの関係を示している。また、ロータコア（11）に作用するトルクが最大値であるときの角度（β）は、ロータコア（11）の極数に応じて変化する。具体的には、ロータコア（11）の極数を“ｎ”とすると、ロータコア（11）に作用するトルクが最大値であるときの角度（β）は、「3.2°×４/ｎ」となる。

以上より、作用線（F）は、「第１仮想線（L3）と第２仮想線（L4）との間の範囲である第１範囲よりも内側にある第２範囲内に位置する線」であるといえる。

なお、第２範囲は、第３仮想線（La）と第４仮想線（Lb）との間の範囲である。第３仮想線（La）は、第１交点（A）から延びる線であり、第１範囲において第１仮想線（L3）よりも内側に位置する。第４仮想線（Lb）は、第１交点（A）から延びる線であり、第１範囲において第２仮想線（L4）よりも内側に位置する線である。具体的には、第１仮想線（L3）と第３仮想線（La）との間の角度（a1）は、1.9°×４/ｎであり、第２仮想線（L4）と第４仮想線（Lb）との間の角度（b1）は、3.2°×４/ｎである。ｎは、ロータコア（11）の極数である。

（その他の実施形態）
以上の説明では、モータ（1）がシンクロナスリラクタンスモータである場合を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、モータ（1）は、永久磁石を有するロータ（10）を備える永久磁石モータであってもよい。具体的には、ロータ（10）の空洞部（20）に永久磁石が挿入されてもよい。

なお、空洞部（21）の形状は、以上の説明に記載された形状に限定されない。具体的には、空洞部（21）の内側壁面（30）の形状および外側壁面（40）の形状は、以上の説明に記載された形状に限定されない。径方向に並ぶ複数の空洞部（20）のうち空洞部（21）を除く残りの空洞部（20）についても、同様である。

例えば、空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）は、接続面部分（32c）を有さなくてもよい。言い換えると、平面部分（32b）は、接続面部分（32c）を経由せずに円弧面部分（32a）と繋がってもよい。また、空洞部（21）の内側壁面（30）の側面部（32）は、平面部分（32b）の代わりに、径方向外側へ向かうに連れて第２基準線（L2）に次第に近づくように湾曲する湾曲面部分を有してもよい。また、空洞部（21）の内側壁面（30）の中央面部（31）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）に対して凹となるＶ字状に形成されてもよい。空洞部（21）の外側壁面（40）は、ロータコア（11）の回転中心（Q）へ向けて凸となるＶ字状に形成されてもよいし、その他の形状であってもよい。

また、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態、変形例、その他の実施形態に係る要素を適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

以上説明したように、本開示は、ロータ、モータ、圧縮機、冷凍装置などとして有用である。

１ モータ
１０ ロータ
１１ ロータコア
２０ 空洞部
２１ 空洞部
３０ 内側壁面（空洞部の径方向内側の壁面）
３１ 中央面部
３２ 側面部
３２ａ 円弧面部分
３２ｂ 平面部分
３２ｃ 接続面部分
４０ 外側壁面（空洞部の径方向外側の壁面）
５０ センタリブ
６０ 補強リブ
６１ 第１リブ
６２ 第２リブ
６３ 第３リブ
６４ 第４リブ
１１０ 基部
１１１ 突極部
１１２ 隔壁部
１１３ サイドブリッジ
１１４ センタブリッジ
ＣＣ 圧縮機
ＲＲ 冷凍装置

Claims (12)

1. 磁極毎に複数の空洞を有する空洞部（21）が形成されたロータコア（11）を備え、
   前記ロータコア（11）は、前記空洞部（21）の前記空洞と、当該空洞と周方向で隣り合う前記空洞との間に、前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びる第１リブ（61）を有し、
   前記第１リブ（61）は、前記ロータコア（11）の回転中心（Q）と前記空洞部（21）の複数の空洞の集合の周方向両端のそれぞれと結んだ２線が成す角を二等分する第１基準線（L1）上を避けて設けられ、前記ロータコア（11）の回転中に前記第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びる直線部を含む
   ロータ。
2. 請求項１のロータにおいて、
   前記第１リブ（61）は、前記第１リブ（61）の中心線が前記ロータコア（11）の回転中に前記第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように形成される
   ロータ。
3. 請求項１のロータにおいて、
   前記ロータコア（11）は、前記空洞部（21）の前記空洞と、当該空洞と周方向で隣り合う前記空洞との間に、前記第１基準線（L1）に沿うように前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びるセンタリブ（50）を有する
   ロータ。
4. 請求項１のロータにおいて、
   前記ロータコア（11）は、前記空洞部（21）の前記空洞と、当該空洞と周方向で隣り合う前記空洞との間に、前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びる第２リブ（62）を有し、
   前記第２リブ（62）は、前記第１基準線（L1）上を避けて設けられ、前記ロータコア（11）の回転中に前記第２リブ（62）に作用する力の方向に沿うように前記空洞部（21）の径方向内側から前記空洞部（21）の径方向外側まで延びる直線部を含む
   ロータ。
5. 請求項４のロータにおいて、
   前記第２リブ（62）は、前記第１基準線（L1）を軸として第１リブ（61）と線対称となるように設けられる
   ロータ。
6. 請求項１のロータにおいて、
   前記ロータコア（11）には、前記磁極毎に、径方向に並ぶ複数の空洞部（20）が形成され、
   前記第１リブ（61）が設けられる前記空洞部（21）は、前記複数の空洞部（20）のうち最も径方向内側に位置する空洞部である
   ロータ。
7. 請求項１のロータにおいて、
   前記ロータコア（11）の回転中に前記第１リブ（61）に作用する力は、前記ロータコア（11）に作用する遠心力と電磁力とトルクのうち少なくとも前記遠心力に応じた力である
   ロータ。
8. 請求項７のロータにおいて、
   前記第１リブ（61）と前記空洞部（21）の径方向内側の壁面（30）との交点である第１交点（A）から前記ロータコア（11）の回転中に前記第１リブ（61）に作用する力の方向に沿うように延びる作用線（F）は、前記第１交点（A）から前記第１基準線（L1）と平行となる方向に延びる線であり前記空洞部（21）の径方向内側の壁面（30）よりも径方向外側に延びる第１仮想線（L3）と、前記第１交点（A）から前記第１基準線（L1）と前記ロータコア（11）の外周縁との交点である第２交点（B）を通過して延びる第２仮想線（L4）との間の範囲である第１範囲よりも内側にある第２範囲内に位置する
   ロータ。
9. 請求項８のロータにおいて、
   前記第２範囲は、前記第１交点（A）から延びる線であり前記第１範囲において前記第１仮想線（L3）よりも内側に位置する第３仮想線（La）と、前記第１交点（A）から延びる線であり前記第１範囲において前記第２仮想線（L4）よりも内側に位置する第４仮想線（Lb）との間の範囲であり、
   前記第１仮想線（L3）と前記第３仮想線（La）との間の角度は、1.9°×４/ｎであり、
   前記第２仮想線（L4）と前記第４仮想線（Lb）との間の角度は、3.2°×４/ｎであり、
   前記ｎは、前記ロータコア（11）の極数である
   ロータ。
10. 請求項１～９のいずれか１つのロータを備えるモータ。
11. 請求項１０のモータを備える圧縮機。
12. 請求項１１の圧縮機を備える冷凍装置。