JP6558132B2 - 同期電動機、および電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、同期電動機、および電動圧縮機に関するものである。

従来、電動圧縮機では、ケースの内周面に配置されている固定子と、固定子の径方向内側に配置されているシリンダと、シリンダの径方向外側に固定されて積層鋼板からなる回転子と、シリンダの径方向内側に配置されているロータとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいて、第１、第２のサイドプレートが積層鋼板およびロータを軸線方向一方側および他方側から挟んでシリンダ内を閉塞する。回転子の回転に伴ってシリンダが回転し、このシリンダの回転に伴ってロータがシリンダ内を旋回する。これにより、冷媒を吸入して圧縮して吐出する。

上記特許文献１には、同期電動機の回転子の構造について記載されていないが、一般的な回転子において、磁極を形成する複数の永久磁石が積層鋼板に埋め込まれたものがある。

特開２０１４−２３８０２３号公報

上記特許文献１の電動圧縮機では、第１、第２のサイドプレートが磁気抵抗が小さい材料からなると、複数の永久磁石および固定子の間で通過するべき磁束が第１、第２のサイドプレートから漏れてしまう。つまり、第１、第２のサイドプレートを通して永久磁石自体のＳ極、Ｎ極間を磁束が短絡して通過する。このため、回転子に発生する回転トルクが低下する。

このような問題は、電動圧縮機に限らず、第１、第２のサイドプレートが磁気抵抗が小さい材料からなる同期電動機にも生じる。

本発明は上記点に鑑みて、回転子の回転トルクが低下することを抑制した同期電動機、およびこれを用いた電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、軸線（Ｓ）を中心として環状に形成されて、軸線方向に貫通する複数の貫通孔（４７Ａ）を有する回転子コア（４１）と、複数の貫通孔内にそれぞれ配置されて軸線を中心とする径方向一方側に磁極をそれぞれ形成する複数の磁石（４３）とを有する回転子（４０）と、
回転子に対して径方向一方側に配置されて回転磁界を発生する固定子（２０）と、
回転子コア、および複数の磁石に対して軸線方向一方側、および他方側に配置されている第１、第２サイドプレート（６０、６１）と、
第１、第２サイドプレートおよび回転子コアに対して貫通した状態で第１、第２サイドプレートと回転子とを固定する固定部材（５０）と、を備え、回転磁界に同期して回転子が回転する同期電動機であって、
第１、第２サイドプレートは、回転子コアよりも磁気抵抗が大きい材料によって構成されており、
第１、第２サイドプレートは、複数の磁石のそれぞれにおいて、円周方向端側に接触し、かつ円周方向端側以外の他の部位から離れるように配置されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、第１、第２サイドプレートは、回転子コアよりも磁気抵抗が大きな材料によって成形されている。このため、回転子を通過した磁束が第１、第２サイドプレートから漏れることを抑制することができる。これにより、回転子の回転トルクが低下することを抑制することができる。

請求項２に記載の発明では、軸線（Ｓ）を中心として環状に形成されて、軸線方向に貫通する複数の貫通孔（４７Ａ）を有する回転子コア（４１）と、複数の貫通孔内にそれぞれ配置されて軸線を中心とする径方向一方側に磁極をそれぞれ形成する複数の磁石（４３）とを有する回転子（４０）と、
回転子に対して径方向一方側に配置されて回転磁界を発生する固定子（２０）と、
回転子コア、および複数の磁石に対して軸線方向一方側、および他方側に配置されている第１、第２サイドプレート（６０、６１）と、
第１、第２サイドプレートおよび回転子コアに対して貫通した状態で第１、第２サイドプレートと回転子とを固定する固定部材（５０）と、を備え、回転磁界に同期して回転子が回転する同期電動機であって、
第１、第２サイドプレートは、複数の磁石のそれぞれにおいて、円周方向端側に接触し、かつ円周方向端側以外の他の部位から離れるように配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、第１、第２サイドプレートは、複数の磁石のそれぞれにおいて、円周方向端側に接触し、かつ円周方向端側以外の他の部位から離れるように配置されている。このため、回転子を通過した磁束が第１、第２サイドプレートから漏れることを抑制することができる。これにより、回転子の回転トルクが低下することを抑制することができる。

請求項４に記載の発明では、固定部材は、回転子コアとともに、固定子および複数の磁石の間において磁束が通過する磁路を構成する特徴とする。

したがって、固定部材が回転子とともに磁路を形成しているので、複数の磁石および固定子の間を磁束が良好に通過することができる。

請求項５に記載の発明では、回転子コアおよび複数の磁石と第１サイドプレートとの間に配置されて、複数の磁石および第１サイドプレートの間で磁束が通過することを遮る第１非磁性プレート（１００ａ）と、
回転子コアおよび複数の磁石と第２サイドプレートとの間に配置されて、複数の磁石および第２サイドプレートの間で磁束が通過することを遮る第２非磁性プレート（１００ｂ）と、を備え、
固定部材は、第１、第２サイドプレート、回転子コア、第１非磁性プレート、および第２非磁性プレートを固定することを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、回転子を通過した磁束が第１、第２サイドプレートから漏れることを第１、第２の非磁性プレートによって抑制することができる。

請求項６に記載の発明では、複数の磁石のうち隣り合う２つの磁石の間の中間点（Ｔ１）を通過し、かつ軸線に直交する仮想線を中間線（Ｓ３）としたとき、固定部材は、中間線に交差するように配置されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、固定部材は中間線に交差するように配置されている。このため、固定部材の周囲は回転子コアの肉部が占めることになる。よって、回転子コアのうち固定部材を貫通させる孔が大きく、固定部材の周囲に隙間が生じて、この隙間が磁束の流れを妨げる場合であっても、磁束が隙間を避けて回転子コアを通過する。したがって、固定部材および回転子コアの間の隙間が磁束の流れに対して与える悪影響を小さくすることができる。

但し、肉部とは、空気や磁石ではなく、回転子コアを構成する金属材料が占めている部位である。

請求項７に記載の発明では、固定部材は、隣り合う２つの磁石に対して軸線を中心とする径方向他方側に配置されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、固定部材を固定子から離すことができるので、固定子と回転子の磁気構造に起因した高調波磁束が固定部材に鎖交することによって発生する損失を抑制することができる。

請求項８に記載の発明では、固定部材は複数設けられており、
複数の固定部材は、円周方向に並ぶ複数の中間線に対して１つおきに配置されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、磁束によって固定部材に循環電流が流れることを抑制することができる。

請求項１１に記載の発明では、回転子、固定子、第１、第２サイドプレート、および固定部材を収納するハウジング（１０）を備え、
ハウジングのうち回転子の外側には、圧縮機構により圧縮された高圧冷媒が流れる空間（１１ｃ）が形成されており、
第１サイドプレートは、回転子に対して軸線方向一方側において回転子のうち複数の磁石に対して径方向外側に接触し、かつ軸線を中心とする環状に形成されている環状部材（６５）を備え、
第２サイドプレートは、回転子に対して軸線方向他方側において回転子のうち複数の磁石に対して径方向外側に接触し、かつ軸線を中心とする環状に形成されている環状部材（６５）を備えることを特徴とする。

これにより、高圧冷媒からの熱が複数の磁石に伝わることを第１、第２環状部材が抑制することができる。

但し、軸線方向とは、軸線が延びる方向である。軸線方向一方側とは、軸線が延びる方向のうち一方側である。軸線方向方側とは、軸線が延びる方向のうち他方側である。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における電動圧縮機の断面構成を示す図である。 図１中II−II断面図である。 図１中II−II断面図であって、ボルトの配置を説明するための図である。 第１実施形態における電動圧縮機の作動を示す模式図である。 本発明の第２実施形態における電動圧縮機の断面構成を示す図である。 図１中VI−VI断面図である。 図６中VII部分の拡大図である。 本発明の第３実施形態における電動圧縮機の断面図である。 本発明の第４実施形態における電動圧縮機の断面構成を示す図である。 図９中X−X断面図である。 本発明の第５実施形態における電動圧縮機の断面構成を示す図である。 図１１中XII−XII断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１、図２に本発明に係る電動圧縮機１の第１実施形態を示す。

本実施形態の電動圧縮機１は、冷却器、減圧器、蒸発器とともに、冷媒を循環させる周知の冷凍サイクル装置を構成する。電動圧縮機１は、図１に示すように、コンプレッサ部２、およびインバータ部３を備える。

コンプレッサ部２は、図１および図２に示すように、ハウジング１０、固定子２０、シャフト３０、回転子４０、ボルト５０、サイドプレート６０、６１、シリンダ７０、インナーロータ８０、およびベーン９０を備える。

ハウジング１０は、メインハウジング１１、およびサブハウジング１２を備える。メインハウジング１１は、円筒状に形成されて冷媒を吐出する吐出ポート１１ａを備える。メインハウジング１１のうち軸線方向一方側は、底部１３により閉じられている。メインハウジング１１の軸線方向他方側は、開口部が形成されている。サブハウジング１２は、メインハウジング１１の開口部を閉じている。

固定子２０は、固定子コア２１、および固定子コア２１に回巻きされているステータコイル２２を備える。ステータコイル２２は、インバータ部３から出力される三相交流電流に基づいて回転磁界を発生する。

固定子コア２１は、ハウジング１０の軸線を中心とする環状に形成されている。固定子コア２１は、ハウジング１０のうち内周面に支持されている。ステータコイル２２は、コネクタ２３を介してインバータ部３に接続されている。

シャフト３０は、その軸線Ｓ１がハウジング１０の軸線に一致するように配置されている。シャフト３０のうち軸線方向一方側は、メインハウジング１１の底部１３に固定されている。シャフト３０のうち軸線方向他方側は、サブハウジング１２に固定されている。シャフト３０には、連通路３１が形成されている。連通路３１は、軸線方向に延びるように形成されている。

連通路３１のうち軸線方向の一方側は、冷媒出口３２に連通している。冷媒出口３２は、シャフト３０のうち連通路３１から径方向外側に開口している。連通路３１のうち軸線方向の他方側は、ハウジング１０の吸入ポート（図示省略）に連通している。通路３１は、後述するように、蒸発器の冷媒出口から吸入ポートを通して吸入した低圧冷媒を作動室１００（図２参照）に導く冷媒通路である。

回転子４０は、固定子２０とともに、三相交流電動機を構成する。回転子４０は、ハウジング１０内に収納されている。回転子４０は、環状に形成され、その軸線Ｓ１がハウジング１０の軸線に一致している。回転子４０は、シャフト３０に対してその軸線を中心とする径方向外側に配置されている。回転子４０は、シャフト３０に対してサイドプレート６０、６１を介して回転自在に支持されている。

回転子４０は、積層コア（回転子コア）４１、および複数の永久磁石４３を備える。積層コア４１は、複数の環状コア板４５を備える回転子コアである。複数の環状コア板４５は、軸線Ｓ１が延びる方向（以下、軸線方向という）に積層されている。複数の環状コア板４５は、それぞれ、軸線Ｓ１を中心とする環状に形成されている。複数の環状コア板４５としては、それぞれ、板状でかつ環状に形成されている磁性体が電気絶縁層で覆われるように形成されたものが用いられている。本実施形態の環状コア板４５を構成する磁性体は、例えば、ケイ素鋼板からなる。

複数の環状コア板４５のそれぞれには、軸線方向に貫通する貫通孔４７が複数設けられている。本実施形態では、環状コア板４５には、環状コア板４５毎に８つの貫通孔４７が設けられている。

８つの貫通孔４７は、それぞれ、同一の形状に形成されている。８つの貫通孔４７は、軸線Ｓ１を中心とする円周方向に同一間隔で並べられている。８つの貫通孔４７は、それぞれ、軸線Ｓ１を中心とする径方向に延びる中心線Ｓ２を中心線として線対称に形成されている。具体的には、８つの貫通孔４７は、それぞれ、軸線方向から視て、中心線Ｓ２（図２参照）に直交する方向に延びる長方形状に形成されている。

ここで、複数の環状コア板４５のうち隣り合う２つの環状コア板４５毎に前記隣り合う２つの環状コア板４５の貫通孔４７同士が連通している。このことにより、環状コア板４５毎に８つの貫通孔４７がそれぞれ連通して８つの永久磁石挿入孔４７Ａが積層コア４１に構成されることになる。８つの永久磁石挿入孔４７Ａは、軸線Ｓ１を中心とする円周方向に同一間隔で並べられている。

このように構成される８つの永久磁石挿入孔４７Ａ内には、それぞれ永久磁石４３が配置されている。つまり、８つの永久磁石４３は、それぞれ積層コア４１に埋め込まれている。８つの永久磁石４３は、永久磁石挿入孔４７Ａ毎に、積層コア４１の軸線方向に亘って形成されている。８つの永久磁石４３は、それぞれ同一形状に形成されている。

８つの永久磁石４３は、それぞれ、軸線Ｓ１を中心とする径方向外側に向けて８つの磁極を形成する。８つの磁極は、軸線Ｓ１を中心とする円周方向にＳ極→Ｎ極→Ｓ極→Ｎ極の順にＳ極とＮ極が交互に位置するように形成されている。

積層コア４１のうち永久磁石挿入孔４７Ａの円周方向の一方側、および他方側には、貫通孔４７ａ、４７ｂが永久磁石４３毎に設けられている。貫通孔４７ａ、４７ｂは、永久磁石４３自体のＳ極、Ｎ極の間で磁束が流れることを避けるためのギャップを構成している。

複数の環状コア板４５のそれぞれには、軸線Ｓ１の方向に貫通する４つの貫通孔４９が設けられている。ここで、複数の環状コア板４５のうち隣り合う２つの環状コア板４５毎に前記隣り合う２つの環状コア板４５の貫通孔４９同士が連通している。このことにより、環状コア板４５毎に４つの貫通孔４９がそれぞれ連通して４つのボルト挿入孔４９ａが積層コア４１に構成されることになる。４つのボルト挿入孔４９ａは、ボルト５０がそれぞれ挿入される。ボルト５０は、複数の環状コア板４５（すなわち、積層コア４１）およびサイドプレート６０、６１を固定するために用いられる。４つのボルト５０は、それぞれ、同一の形状に形成されている。

本実施形態の４つのボルト５０は、複数の環状コア板４５と同一の磁気抵抗を有する金属材料（例えば、構造用鋼）から構成されている。

図３に示すように、４つのボルト５０は、それぞれ、８つの中間線Ｓ３のうち対応する中間線Ｓ３に交差するように配置されている。８つの中間線Ｓ３は、８つの永久磁石４３のうち隣り合う２つの永久磁石４３の間の中間点Ｔ１を通過し、かつ軸線Ｓ１に直交する仮想線である。８つの中間線Ｓ３は、それぞれ、円周方向に同一間隔で並んでいる。４つのボルト５０は、円周方向に並ぶ８つの中間線Ｓ３に対して１つおきに配置されている（図３参照）。本実施形態のボルト５０は、前記隣り合う２つの永久磁石４３に対して径方向内側に配置されている。

サイドプレート６０は、積層コア４１に対して軸線方向一方側に配置されている。サイドプレート６１は、積層コア４１に対して軸線方向他方側に配置されている。サイドプレート６０、６１は、積層コア４１、シリンダ７０、およびインナーロータ８０を軸線方向から狭持する。

本実施形態のサイドプレート６０、６１は、それぞれ、４つのボルト５０や複数の環状コア板４５の磁気抵抗よりも大きな磁気抵抗を有する金属材料（例えば、鋳鉄）から構成されている。サイドプレート６０、６１は、シャフト３０に対して軸線Ｓ１を中心として回転自在に支持されている。サイドプレート６０、６１には、冷媒吐出口６０ａ、６１ａが設けられている。

サイドプレート６０のうち軸線方向一方側には、冷媒吐出口６０ａに冷媒が逆流することを防ぐ吐出弁６０ｂが設けられている。サイドプレート６１のうち軸線方向他方側には、冷媒吐出口６１ａに冷媒が逆流することを防ぐ吐出弁６１ｂが設けられている。

シリンダ７０は、金属材料からなるもので、軸線Ｓ１を中心とする円筒状に形成されている。シリンダ７０は、回転子４０の径方向内側に配置されている。シリンダ７０は、回転子４０の内周面に支持されている。シリンダ７０は、軸線方向一方側、および他方側に開口する開口部を有する。シリンダ７０のうち軸線方向一方側の開口部は、サイドプレート６０によって塞がれている。シリンダ７０のうち軸線方向他方側の開口部は、サイドプレート６１によって塞がれている。

インナーロータ８０は、円柱状に形成されている。インナーロータ８０は、シリンダ７０の内側に配置されている。インナーロータ８０は、その軸線が軸線Ｓに平行になるように配置されている。インナーロータ８０は、シャフト３０に対して回転自在に支持されている。シャフト３０がインナーロータ８０の回転中心を軸線Ｓ１に対してオフセットしている。インナーロータ８０は、回転子４０からの回転力によりシリンダ７０内を回転する。

インナーロータ８０には、連通ポート８３が形成されている。連通ポート８３は、シャフト３０の冷媒出口３２からの低圧冷媒を作動室１００に導く孔部である。インナーロータ８０は、ベーン９０およびシリンダ７０とともに、冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機構を構成する。

ベーン９０は、その基部９１がシリンダ７０によって支持されて、インナーロータ８０のベーン溝８１内に収納されている。ベーン９０は、軸線Ｓ１の方向に延びる板状に形成されている。ベーン９０は、シリンダ７０およびインナーロータ８０の回転に伴って、シリンダ７０およびインナーロータ８０の間の作動室１００内で冷媒を吸入して圧縮して吐出する。

次に、本実施形態の電動圧縮機１の作動について図４を参照して説明する。

本実施形態の電動圧縮機１では、インバータ部３が直流電源の出力電圧に基づいてステータコイル２２に三相交流電流を出力する。ステータコイル２２は、三相交流電流に基づいて回転子４０に向けて回転磁界を発生するために磁束を生成する。これに伴い、回転子４０の複数の永久磁石４３には、ステータコイル２２から発生した回転磁界に同期して回転する回転力が発生する。

このとき、シリンダ７０およびベーン９０を介して回転子４０の回転力がインナーロータ８０に伝わる。このため、ベーン９０がインナーロータ８０のベーン溝８１内を移動しつつ、インナーロータ８０がシャフト３０に対して回転する。これに伴い、インナーロータ８０、およびベーン９０が、作動室１００内の冷媒を圧縮する圧縮動作を行う。

以下、圧縮動作の詳細について図４を参照して説明する。図４は、回転子４０の回転に伴う作動室１００の変化を示しており、図２に図示された作動室１００は、図２と同等の断面における作動室１００を模式的に示したものである。

まず、回転角θが０°になっている際には、接触点Ｃ３とベーン９０の基部９１側が一致しており、ベーン９０のほぼ全域がインナーロータ８０のベーン溝８１に収容された状態となる。さらに、回転角θ＝０°では、作動室１００と連通ポート８３との連通が遮断される直前の状態になっている。

そして、回転角θが増加すると、ベーン９０の基部９１側が接触点Ｃ３から離れ、ベーン９０とともにインナーロータ８０が回転する。その結果、連通ポート８３と点ハッチングで示す作動室１００との連通が遮断される。

さらに、回転角θが３０ｄｅｇ→６０ｄｅｇ→９０ｄｅｇ→１２０ｄｅｇ→１５０ｄｅｇ→１８０ｄｅｇ→２１０ｄｅｇ→２４０ｄｅｇ→２７０ｄｅｇ→３００ｄｅｇと徐々に増加するに伴って、点ハッチングで示す作動室１００の容積が縮小していく。これにより、点ハッチングで示す作動室１００の冷媒圧力が上昇し、点ハッチングで示す作動室１００の冷媒圧力がハウジング１０の内部空間１１ｃ内の冷媒圧力に応じて決定される吐出弁６０ｂ、６１ｂの開弁圧を超えると、吐出弁６０ｂ、６１ｂが開き、点ハッチングで示す作動室１００の冷媒がハウジング１０の内部空間１１ｃへ流出する。ハウジング１０の内部空間１１ｃへ流出した高圧冷媒は、ハウジング１０の吐出ポート１１ａから冷却器の冷媒入口側に吐出される。

ここで、回転角θが上述の如く増加するに伴って、作動室１００のうち連通ポート８３に連通される領域（ハッチングが無い領域）の容積が拡大していく。このため、回転角θが増加するに伴って、蒸発器の冷媒出口からの低圧冷媒を吸入ポート、連通路３１、冷媒出口３２、および連通ポート８３を通して作動室１００に吸入する。その後、上述した回転角θが０°となる状態になり、接触点Ｃ３とベーン９０の基部９１側が一致する。その後、回転角θが増加すると、ベーン９０の基部９１側が接触点Ｃ３から離れ、ベーン９０とともにインナーロータ８０が回転する。

このため、回転子４０、シリンダ７０、インナーロータ８０、およびベーン９０が回転することに伴って、冷媒の吸入工程と冷媒の圧縮工程とを同時に行うことになる。

以上説明した本実施形態では、電動圧縮機１は、軸線Ｓ１を中心として環状に形成されて軸線方向に貫通する８つの永久磁石挿入孔４７Ａを有する積層コア４１と、８つの永久磁石挿入孔４７Ａ内にそれぞれ配置されて径方向外側に磁極をそれぞれ形成する８つの永久磁石４３とを有する回転子４０とを備える。

電動圧縮機１は、ハウジング１０に支持されて回転子４０に対して径方向外側に配置されて回転磁界を発生する固定子２０と、回転子コア４１、８つの永久磁石４３、およびインナーロータ８０に対して軸線方向一方側、および他方側に配置されているサイドプレート６０、６１とを備える。電動圧縮機１は、サイドプレート６０、６１および回転子コア４１に対して貫通した状態でサイドプレート６０、６１と回転子４０とを固定する４つのボルト５０とを備え、回転磁界に同期して回転子４０が回転する。サイドプレート６０、６１は、回転子コア４１よりも磁気抵抗が大きい材料によって構成されていることを特徴とする。

したがって、サイドプレート６０、６１は、８つの永久磁石４３のそれぞれにおいて永久磁石４３自体のＳ極、およびＮ極の間で短絡して磁束が流れることを抑制することができる。これにより、回転子４０の回転トルクが低下することを抑制することができる。

本実施形態の４つのボルト５０は、回転子コア４１とともに、固定子２０および８つの永久磁石４３の間において、磁束が通過する磁路を構成する。このため、固定子２０および８つの永久磁石４３の間を磁束が良好に通過することができる。これにより、回転子４０の回転トルクが低下することをより一層抑制することができる。

本実施形態の４つのボルト５０は、それぞれ、中間線Ｓ３に交差するように配置されている。このため、４つのボルト５０の周囲は、回転子コア４１の肉部４１ａが占めることになる。一方、回転子コア４１のうちボルト挿入孔４９ａが大きく、ボルト挿入孔４９ａ内にボルト５０を貫通した状態で、ボルト５０の周囲に隙間が生じる場合がある。この場合、この隙間が磁束の流れを妨げるものの、磁束が隙間を避けて回転子コア４１の肉部４１ａを通過する。したがって、ボルト５０および回転子コア４１の間の隙間が磁束の流れに対して与える悪影響を小さくすることができる。

但し、肉部４１ａとは、空気や磁石ではなく、回転子コア４１を構成する金属材料が占めている部位である。

さらに、本実施形態の４つのボルト５０を８つの永久磁石４３に対して軸線Ｓ１に対して径方向内側に配置されている。このため、４つのボルト５０を８つの永久磁石４３から離すことができるので、スロット高調波による損失を抑制することができる。スロット高調波とは、固定子コア２１が構成する複数のスロットと回転子４０の相対位置の変化に伴う磁気抵抗の周期的な変動によって、主に回転子４０と固定子２０の対向部位で発生する磁束の高調波である。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、８つの永久磁石４３からの磁束がサイドプレート６０、６１から漏れることを抑制するために、回転子コア４１よりも磁気抵抗が大きい材料によってサイドプレート６０、６１を構成した例について説明したが、これに代えて、８つの永久磁石４３のそれぞれの円周方向端部にのみサイドプレート６０、６１が接触している本第２実施形態について説明する。

図５、図６、図７に本第２実施形態の電動圧縮機１の断面構成を示す。図６は図５中VI−VI断面図である。図７は図６中の部分VIIの拡大図である。

サイドプレート６０は、中央環状部６２、および突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄを備える。中央環状部６２は、軸線Ｓ１を中心として環状に形成されている。中央環状部６２のうち中央部には、シャフト３０が貫通する貫通孔６４が形成されている。

突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、それぞれ、中央環状部６２から径方向外側に突出するように形成されている。突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、軸線Ｓ１を中心として円周方向に並べられている。突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄには、４つのボルト５０のうち対応する１つのボルト５０が貫通している。

突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、８つの永久磁石４３の対応する２つの永久磁石４３の間に配置されている。以下、説明の便宜上、図７に示すように、前記対応する２つの永久磁石４３のうち一方の永久磁石４３を永久磁石４３ａとし、他方の永久磁石４３を永久磁石４３ｂとする。

突起部６３ａは、永久磁石４３ａのうち円周方向一方側に接触し、かつ永久磁石４３ａのうち円周方向一方側以外の他の部位から離れている。突起部６３ａは、永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側に接触し、かつ永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側以外の他の部位から離れている。

突起部６３ａと同様に、突起部６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、それぞれ、永久磁石４３ａのうち円周方向一方側に接触し、かつ永久磁石４３ａのうち円周方向一方側以外の他の部位から離れている。

突起部６３ａと同様に、突起部６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、それぞれ、永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側に接触し、かつ永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側以外の他の部位から離れている。

サイドプレート６１は、サイドプレート６０に対して中心線Ｓ４（図５参照）を中心として線対称に形成されているものであって、サイドプレート６０と同様に形成されている。中心線Ｓ４は、回転子４０の軸線Ｓ１に直交する中心線である。

以上のように構成される本実施形態によれば、サイドプレート６０、６１の突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、それぞれ、永久磁石４３ａのうち円周方向一方側に接触し、かつ永久磁石４３ａのうち円周方向一方側以外の他の部位から離れている。突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側に接触し、かつ永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側以外の他の部位から離れている。このため、８つの永久磁石４３に対してサイドプレート６０、６１が接触する部位を制限することができる。８つの永久磁石４３からの磁束がサイドプレート６０、６１を通して漏れることを抑制することができる。これに加えて、永久磁石４３ａ、４３ｂが軸方向に移動することを突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄが規制することができる。

（第３実施形態）
上記第２実施形態では、円周方向に並ぶ８つの中間線Ｓ３に対して１つおきに４つのボルト５０を配置した例について説明したが、これに代えて、円周方向に並ぶ８つの中間線Ｓ３のそれぞれに８つのボルト５０を配置した本第３実施形態について説明する。

図８に本第３実施形態の電動圧縮機１の断面構成を示す。図８は図６に相当する断面図である。

本実施形態の電動圧縮機１では、８つのボルト５０は、それぞれ、８つの中間線Ｓ３のうち対応する中間線Ｓ３に交差するように配置されている。図８中では８つの中間線Ｓ３図示が省略しているが、本実施形態の８つの中間線Ｓ３は、図３中の８つの中間線Ｓ３と同じである。

サイドプレート６０は、中央環状部６２、および突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅ、６３ｆ、６３ｇ、６３ｈを備える。中央環状部６２は、軸線Ｓ１を中心として環状に形成されている。中央環状部６２のうち中央部には、シャフト３０が貫通する貫通孔６４が形成されている。

突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅ、６３ｆ、６３ｇ、６３ｈは、それぞれ、中央環状部６２から径方向外側に突出するように形成されている。突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅ、６３ｆ、６３ｇ、６３ｈは、軸線Ｓ１を中心として円周方向に並べられている。突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅ、６３ｆ、６３ｇ、６３ｈは、８つのボルト５０のうち対応する１つのボルトが貫通している。

サイドプレート６１は、サイドプレート６０に対して中心線Ｓ４を中心として線対称に形成されているものであって、サイドプレート６０と同様に形成されている。

突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・６３ｈは、上記第２実施形態の突起部６３ａと同様、それぞれ、永久磁石４３ａのうち円周方向一方側に接触し、かつ永久磁石４３ａのうち円周方向一方側以外の他の部位から離れている。

突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・６３ｈは、上記第２実施形態の突起部６３ａと同様、それぞれ、永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側に接触し、かつ永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側以外の他の部位から離れている。

以上説明した本実施形態によれば、サイドプレート６０、６１の突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・６３ｈは、それぞれ、永久磁石４３ａのうち円周方向一方側に接触し、かつ永久磁石４３ａのうち円周方向一方側以外の他の部位から離れている。突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・６３ｈは、それぞれ、永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側に接触し、かつ永久磁石４３ｂのうち円周方向他方側以外の他の部位から離れている。このため、８つの永久磁石４３に対してサイドプレート６０、６１が接触する部位を制限することができる。したがって、８つの永久磁石４３からの磁束がサイドプレート６０、６１を通して漏れることを抑制することができる。

（第４実施形態）
本第４実施形態では、上記第２実施形態において、高圧冷媒から８つの永久磁石４３に熱を伝達されることをサイドプレート６０、６１が遮るようにした例について説明する。

図９、図１０に本第４実施形態の電動圧縮機１の断面構成を示す。図１０は図９中X−X断面図である。図９、図１０において、図１、図２と同一符号は、同一のものであり、その説明を省略する。

サイドプレート６０は、中央環状部６２、突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、および環状部材６５を備える。図９のサイドプレート６０は、図６のサイドプレート６０に環状部材６５を追加したものである。

環状部材６５は、回転子４０のうち８つの永久磁石４３に対して径方向外側に接触し、かつ軸線Ｓ１を中心とする環状に形成されている。環状部材６５は、突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄのそれぞれの径方向外側に接続されている。

サイドプレート６１は、サイドプレート６０に対して中心線Ｓ４を中心として線対称に形成されているものであって、サイドプレート６０と同様に形成されている。このため、サイドプレート６１は、中央環状部６２、突起部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、および環状部材６５を備える。

以上説明した本実施形態によれば、サイドプレート６０の環状部材６５が回転子４０に対して軸線方向一方側において回転子４０のうち８つの永久磁石４３に対して径方向外側に接触している。サイドプレート６１の環状部材６５が回転子４０に対して軸線方向他方側において回転子４０のうち８つの永久磁石４３に対して径方向外側に接触している。このため、サイドプレート６０、６１の環状部材６５が８つの永久磁石４３に対してハウジング１０の内部空間１１ｃ内の高圧冷媒から熱が伝達されることを遮ることができる。したがって、８つの永久磁石４３が熱によって温度上昇して磁束が低減することを未然に防ぐことができる。

（第５実施形態）
上記第１実施形態では、サイドプレート６０、６１の磁気抵抗を複数の環状コア板４５の磁気抵抗よりも大きくして、８つの永久磁石４３からの磁束がサイドプレート６０、６１から漏れることを防ぐようにした例について説明したが、これに代えて、本第５実施形態では、図１１、図１２に示すようにしてもよい。

図１１に本第５実施形態の電動圧縮機１の断面構成を示す。図１２は図１１中VII−VII断面図である。

本実施形態では、非磁性プレート１１０ａが回転子４０とサイドプレート６０との間に挟まれている。非磁性プレート１１０ｂが回転子４０とサイドプレート６０との間に挟まれている。非磁性プレート１１０ａ、１１０ｂは、４つのボルト５０や複数の環状コア板４５の磁気抵抗よりも大きい磁気抵抗を備える。

非磁性プレート１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ、軸線Ｓ１を中心として環状に形成されている。非磁性プレート１１０ａは、８つの永久磁石４３を軸線方向一方側から覆うように配置されている。非磁性プレート１１０ｂは、８つの永久磁石４３を軸線方向他方側から覆うように配置されている。

本実施形態の非磁性プレート１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ、積層コア４１、およびサイドプレート６０、６１とともに、４つのボルト５０によって固定されている。

以上説明した本実施形態によれば、非磁性プレート１１０ａが回転子４０とサイドプレート６０との間に挟まれている。非磁性プレート１１０ｂが回転子４０とサイドプレート６０との間に挟まれている。このため、非磁性プレート１１０ａ、１１０ｂは、８つの永久磁石４３からの磁束がサイドプレート６０、６１を通して漏れることを抑制することができる。

（他の実施形態）
（１）上記第１〜第５実施形態では、本発明の同期電動機を電動圧縮機１に適用した例について説明したが、これに代えて、本発明の同期電動機を電動圧縮機１以外の機器に適用してもよい。

（２）上記第１実施形態では、ボルト５０を複数の環状コア板４５と同一の磁気抵抗を有する金属材料によって構成してボルト５０を磁路とした例について説明したが、これに代えて、ボルト５０を磁路として構成するならば、ボルト５０の磁気抵抗を複数の環状コア板４５の磁気抵抗と同一にする場合に限らない。

（３）上記第１〜第５実施形態およびその他の変形例において、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。例えば、上記第１〜第５実施形態のうちいずれかの２つ以上の実施形態を組み合わせて実施してもよい。

（４）上記第１〜第５実施形態では、本発明の同期電動機を電動圧縮機に適用した例について説明したが、これに代えて、本発明の同期電動機を電動圧縮機以外の送風機などの各種の機器に適用してもよい。

この場合、同期電動機としては、回転子４０に対して径方向外側に固定子２０を配置する場合に限らず、回転子４０に対して径方向内側に固定子２０を配置してもよい。

（５）なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１ 電動圧縮機
２ コンプレッサ部
３ インバータ部
１０ ハウジング
２０ 固定子
３０ シャフト
４０ 回転子
５０ ボルト
６０、６１ サイドプレート
７０ シリンダ
８０ インナーロータ
９０ ベーン

Claims (11)

1. 軸線（Ｓ）を中心として環状に形成されて、軸線方向に貫通する複数の貫通孔（４７Ａ）を有する回転子コア（４１）と、前記複数の貫通孔内にそれぞれ配置されて前記軸線を中心とする径方向一方側に磁極をそれぞれ形成する複数の磁石（４３）とを有する回転子（４０）と、
   前記回転子に対して前記径方向一方側に配置されて回転磁界を発生する固定子（２０）と、
   前記回転子コア、および前記複数の磁石に対して軸線方向一方側、および他方側に配置されている第１、第２サイドプレート（６０、６１）と、
   前記第１、第２サイドプレートおよび前記回転子コアに対して貫通した状態で前記第１、第２サイドプレートと前記回転子とを固定する固定部材（５０）と、を備え、前記回転磁界に同期して前記回転子が回転する同期電動機であって、
   前記第１、第２サイドプレートは、前記回転子コアよりも磁気抵抗が大きい材料によって構成されており、
   前記第１、第２サイドプレートは、前記複数の磁石のそれぞれにおいて、円周方向端側に接触し、かつ前記円周方向端側以外の他の部位から離れるように配置されていることを特徴とする同期電動機。
2. 軸線（Ｓ）を中心として環状に形成されて、軸線方向に貫通する複数の貫通孔（４７Ａ）を有する回転子コア（４１）と、前記複数の貫通孔内にそれぞれ配置されて前記軸線を中心とする径方向一方側に磁極をそれぞれ形成する複数の磁石（４３）とを有する回転子（４０）と、
   前記回転子に対して前記径方向一方側に配置されて回転磁界を発生する固定子（２０）と、
   前記回転子コア、および前記複数の磁石に対して軸線方向一方側、および他方側に配置されている第１、第２サイドプレート（６０、６１）と、
   前記第１、第２サイドプレートおよび前記回転子コアに対して貫通した状態で前記第１、第２サイドプレートと前記回転子とを固定する固定部材（５０）と、を備え、前記回転磁界に同期して前記回転子が回転する同期電動機であって、
   前記第１、第２サイドプレートは、前記複数の磁石のそれぞれにおいて、円周方向端側に接触し、かつ前記円周方向端側以外の他の部位から離れるように配置されていることを特徴とする同期電動機。
3. 前記第１、第２サイドプレートは、それぞれ、金属材料によって構成されており、
   前記回転子コアのうち前記磁石に対して円周方向の一方側には、第１貫通孔（４７ａ）が前記磁石毎に設けられており、
   前記回転子コアのうち前記磁石に対して円周方向の他方側には、第２貫通孔（４７ｂ）が前記磁石毎に設けられており、
   前記第１、第２サイドプレートは、それぞれ、前記第１貫通孔の一部の領域を覆うとともに、前記第１貫通孔のうち前記一部の領域以外の残りの領域から外れるように配置されており、
   さらに前記第１、第２サイドプレートは、それぞれ、前記第２貫通孔の一部の領域を覆うとともに、前記第２貫通孔のうち前記一部の領域以外の残りの領域から外れるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の同期電動機。
4. 前記固定部材は、前記回転子コアとともに、前記固定子および前記複数の磁石の間において磁束が通過する磁路を構成する特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の同期電動機。
5. 前記回転子コアおよび前記複数の磁石と前記第１サイドプレートとの間に配置されて、前記複数の磁石および前記第１サイドプレートの間で磁束が通過することを遮る第１非磁性プレート（１００ａ）と、
   前記回転子コアおよび前記複数の磁石と前記第２サイドプレートとの間に配置されて、前記複数の磁石および前記第２サイドプレートの間で磁束が通過することを遮る第２非磁性プレート（１００ｂ）と、を備え、
   前記固定部材は、前記第１、第２サイドプレート、前記回転子コア、前記第１非磁性プレート、および前記第２非磁性プレートを固定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の同期電動機。
6. 前記複数の磁石のうち隣り合う２つの磁石の間の中間点（Ｔ１）を通過し、かつ前記軸線に直交する仮想線を中間線（Ｓ３）としたとき、前記固定部材は、前記中間線に交差するように配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の同期電動機。
7. 前記固定部材は、前記隣り合う２つの磁石に対して前記軸線を中心とする径方向他方側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の同期電動機。
8. 前記固定部材は複数設けられており、
   前記複数の固定部材は、前記円周方向に並ぶ複数の前記中間線に対して１つおきに配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載の同期電動機。
9. 前記固定部材は、前記回転子コアに対して軸方向に貫通していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の同期電動機。
10. 請求項１ないし９のいずれか１つに記載の同期電動機を備える電動圧縮機であって、
    前記回転子コアは、前記軸線を中心とする環状に形成されており、
    前記回転子コアに対して径方向内側に配置されて、かつ前記回転子コアに連結されて、前記回転子コアの回転に伴って冷媒を圧縮する圧縮機構（７０、８０、９０）を備え、
    前記第１、第２サイドプレートは、前記回転子コア、前記複数の磁石、および前記圧縮機構に対して軸線方向一方側、および他方側に配置されていることを特徴とする電動圧縮機。
11. 前記回転子、前記固定子、前記第１、第２サイドプレート、および前記固定部材を収納するハウジング（１０）を備え、
    前記ハウジングのうち前記回転子の外側には、前記圧縮機構により圧縮された高圧冷媒が流れる空間（１１ｃ）が形成されており、
    前記第１サイドプレートは、前記回転子に対して軸線方向一方側において前記回転子のうち前記複数の磁石に対して径方向外側に接触し、かつ前記軸線を中心とする環状に形成されている環状部材（６５）を備え、
    前記第２サイドプレートは、前記回転子に対して軸線方向他方側において前記回転子のうち前記複数の磁石に対して径方向外側に接触し、かつ前記軸線を中心とする環状に形成されている環状部材（６５）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の電動圧縮機。

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