JP6858845B2 - ロータ、電動機、圧縮機および空気調和装置 - Google Patents
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Description
<電動機の構成>
まず、本発明の実施の形態1の電動機について説明する。図1は、実施の形態1の電動機100の構成を示す縦断面図である。実施の形態1の電動機100は、ブラシレスDCモータである。また、電動機100は、ロータに永久磁石を埋め込んだ永久磁石埋め込み型電動機である。電動機100は、回転軸であるシャフト3を有するロータ1と、ロータ1の周囲に配置された環状のステータ5と、ステータ5が収容されたハウジング8とを備えている。
図3は、実施の形態1の電動機100のロータ1の構成を示す断面図であり、軸線C1に直交する断面を示す。図3に示すように、ロータ1は、シャフト3と、シャフト3に取り付けられたロータコア10と、ロータコア10に埋め込まれた永久磁石2a,2b,2cとを有する。
ここで、実施の形態1のロータ1と対比するため、比較例のロータ1Jについて説明する。図6(A)は、比較例のロータ1Jの電磁鋼板101の板面における断面図である。図6(B)は、図6(A)に示す線分6B−6Bにおける矢視方向の断面図である。
次に、実施の形態1による永久磁石2a,2b,2cの減磁の抑制作用について説明する。図7(A)および(B)は、ステータ5からの反磁界によって磁石挿入孔12内の永久磁石2a,2b,2cに生じる磁束密度分布を示す模式図である。図7(A)は、ブリッジ11a,11bを有さない電磁鋼板102の磁石挿入孔12内の永久磁石2a,2b,2cに生じる磁束密度分布を示し、図7(B)は、ブリッジ11a,11bを有する電磁鋼板101の磁石挿入孔12内の永久磁石2a,2b,2cに生じる磁束密度分布を示す。
以上説明したように、実施の形態1のロータコア10は、電磁鋼板101(第1の電磁鋼板)と電磁鋼板102(第2の電磁鋼板)とを有し、ロータコア10の少なくとも一端に2枚以上の電磁鋼板101を有する。電磁鋼板101では、ブリッジ11a,11bが磁石挿入孔12を領域12a,12b,12cに分割し、電磁鋼板102では、磁石挿入孔12の領域12a,12b,12cが連続して形成される。そのため、永久磁石2a,2b,2cの減磁を抑制すると共に、ロータコア10の強度を確保することができる。また、永久磁石2a,2b,2cを磁石挿入孔12に挿入する際には、電磁鋼板101のブリッジ11a,11bがガイドになるため、永久磁石2a,2b,2cの挿入を容易にすることができる。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図9(A)は、実施の形態2のロータ1Aの電磁鋼板101の板面における断面図である。図9(B)は、図9(A)に示す線分9B−9Bにおける矢視方向の断面図である。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図10(A)は、実施の形態3のロータ1Bの電磁鋼板101の板面における断面図である。図10(B)は、図10(A)に示す線分10B−10Bにおける矢視方向の断面図である。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。図11(A)は、実施の形態4のロータ1Cの電磁鋼板101の板面における断面図である。図11(B)は、図11(A)に示す線分11B−11Bにおける矢視方向の断面図である。
次に、本発明の実施の形態5について説明する。図12(A)は、実施の形態5のロータ1Dの電磁鋼板101の板面における断面図である。図12(B)は、図12(A)に示す線分12B−12Bにおける矢視方向の断面図である。
次に、本発明の実施の形態6について説明する。図13(A)は、実施の形態6のロータ1Eの電磁鋼板101の板面における断面図である。図13(B)は、図13(A)に示す線分13B−13Bにおける矢視方向の断面図である。
次に、本発明の実施の形態7について説明する。実施の形態7のロータコア10Fは、電磁鋼板101に加えて、電磁鋼板103と、電磁鋼板104とを有する。図14(A)は、実施の形態7のロータ1Fの電磁鋼板103の板面における断面図である。図14(B)は、実施の形態7のロータ1Fの電磁鋼板104の板面における断面図である。図14(C)は、図14(A)および図14(B)に示す線分14C−14Cにおける矢視方向の断面図である。
次に、本発明の実施の形態8について説明する。実施の形態8のロータコア10Gは、電磁鋼板101、電磁鋼板102、電磁鋼板103、および電磁鋼板104を全て有する。図15(A)は、実施の形態8のロータ1Gの電磁鋼板103の板面における断面図である。図15(B)は、ロータ1Gの電磁鋼板104の板面における断面図である。図15(C)は、図15(A)および図15(B)に示す線分15C−15Cにおける矢視方向の断面図である。
次に、本発明の実施の形態9について説明する。上述した実施の形態1〜8では、ロータコア10の磁石挿入孔12がブリッジ11a,11bによって3つの領域12a,12b,12cに分割されていた。これに対し、この実施の形態9では、磁石挿入孔12がブリッジ11aによって2つの領域12a,12bに分割される。また、実施の形態9のロータコア10Hは、電磁鋼板105(第1の電磁鋼板)および電磁鋼板106(第2の電磁鋼板)によって構成される。
次に、実施の形態1〜9で説明した電動機100が適用可能な圧縮機300について説明する。図17は、圧縮機300の構成を示す断面図である。圧縮機300は、ここではロータリ圧縮機として構成され、例えば空気調和装置に用いられる。圧縮機300は、密閉容器307と、密閉容器307内に配設された圧縮機構301と、圧縮機構301を駆動する電動機100とを備えている。
次に、図17に示した圧縮機300を有する空気調和装置400(冷凍サイクル装置)について説明する。図17は、空気調和装置400の構成を示す図である。図17に示した空気調和装置400は、圧縮機401と、凝縮器402と、絞り装置(膨張弁)403と、蒸発器404とを備えている。圧縮機401、凝縮器402、絞り装置403および蒸発器404は、冷媒配管407によって連結されて冷凍サイクルを構成している。すなわち、圧縮機401、凝縮器402、絞り装置403および蒸発器404の順に、冷媒が循環する。
Claims (15)
- 2枚以上の第1の電磁鋼板と第2の電磁鋼板とを軸線の方向に積層した積層体で構成され、前記積層体を前記軸線の方向に貫通する磁石挿入孔を有するロータコアと、
前記磁石挿入孔に配置された第1の永久磁石および第2の永久磁石と
を備え、
前記磁石挿入孔は、前記軸線を中心とする周方向に、前記第1の永久磁石が配置される第1の領域と、前記第2の永久磁石が挿入される第2の領域とを有し、
前記2枚以上の第1の電磁鋼板は、前記ロータコアの前記軸線の方向の少なくとも一端に位置し、
前記2枚以上の第1の電磁鋼板は、いずれも、前記磁石挿入孔を前記第1の領域と前記第2の領域とに分割するブリッジを有し、
前記第2の電磁鋼板は、前記第1の領域と前記第2の領域とが連続して形成された前記磁石挿入孔を有し、
前記2枚以上の第1の電磁鋼板および前記第2の電磁鋼板は、いずれも、前記磁石挿入孔の前記周方向の両側に空隙であるフラックスバリアを有し、当該フラックスバリアは前記ロータコアの外周から離れており、
前記ロータコアは、前記2枚以上の第1の電磁鋼板を含む、第1の数の第1の電磁鋼板と、前記第2の電磁鋼板を含む、第2の数の第2の電磁鋼板とを有し、
前記第1の数の第1の電磁鋼板および前記第2の数の第2の電磁鋼板は、前記第1の数の第1の電磁鋼板の配設密度が前記ロータコアの前記軸線の方向の中心に近づくほど増加するように配置されている
ロータ。 - 前記ロータコアは、前記ロータコアの前記軸線の方向の両端に、それぞれ前記2枚以上の第1の電磁鋼板を有する
請求項1に記載のロータ。 - 前記ブリッジの前記周方向の幅は、前記2枚以上の第1の電磁鋼板のそれぞれの板厚以上であり、当該板厚の1.5倍以下である
請求項1または2に記載のロータ。 - 前記2枚以上の第1の電磁鋼板は、いずれも、前記磁石挿入孔の前記軸線を中心とする径方向の両側に、前記ブリッジに隣接する空隙を有する
請求項1から3までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記第1の数の第1の電磁鋼板および前記第2の数の第2の電磁鋼板は、前記ロータコアの前記軸線の方向の中心に対して対称に配置されている
請求項1から4までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記第2の数の第2の電磁鋼板は、軸方向に連続して配置された、極数以上の第3の数の第2の電磁鋼板を含む
請求項1から5までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記第3の数の第2の電磁鋼板は、いずれも、前記第1の領域と前記第2の領域とが連続して形成された前記磁石挿入孔と、前記第1の領域と前記第2の領域とがブリッジで分割された前記磁石挿入孔とを有する
請求項6に記載のロータ。 - 前記ロータコアの前記磁石挿入孔は、第3の永久磁石が配置される第3の領域をさらに有し、
前記2枚以上の第1の電磁鋼板は、いずれも、前記磁石挿入孔を前記第2の領域と前記第3の領域に分割する別のブリッジを有する
請求項1から7までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記第2の電磁鋼板は、前記磁石挿入孔の前記第1の領域と前記第2の領域とが連続して形成され、前記第2の領域と前記第3の領域とを分割するブリッジを有する
請求項8に記載のロータ。 - 前記ロータコアは、第3の電磁鋼板を有し、
前記第3の電磁鋼板は、前記磁石挿入孔の前記第1の領域と前記第2の領域を分割するブリッジを有し、前記第2の領域と前記第3の領域とが連続して形成されている
請求項9に記載のロータ。 - 前記ロータコアは、第4の電磁鋼板を有し、
前記第4の電磁鋼板は、前記磁石挿入孔の前記第1の領域と前記第2の領域が連続して形成され、前記第2の領域と前記第3の領域とが連続して形成されている
請求項10に記載のロータ。 - 前記2枚以上の第1の電磁鋼板は、いずれも、前記磁石挿入孔の前記周方向の両側に、前記第1の永久磁石および前記第2の永久磁石を前記周方向に位置決めする位置決め部を有し、
前記第2の電磁鋼板は、前記位置決め部を有さない
請求項1から11までの何れか1項に記載のロータ。 - ステータと、
前記ステータの内側に配置された、請求項1から12までのいずれか1項に記載のロータと
を備えた電動機。 - 電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構とを備えた圧縮機であって、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置された、請求項1から12までのいずれか1項に記載のロータとを備えた
圧縮機。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備えた空気調和装置であって、
前記圧縮機は、電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構とを備え、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置された、請求項1から12までのいずれか1項に記載のロータとを備えた
空気調和装置。
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