JP6942246B2 - 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>
図1(A)は、実施の形態1の電動機100を示す断面図である。図1(A)に示す電動機100は、円筒状のシェル5の内側に組み込まれている。シェル5は、電動機100が組み込まれる圧縮機500(図18)の容器の一部である。
ステータ1は、ステータコア10と、ステータコア10に巻き付けられた巻線15とを有する。ステータコア10は、複数の積層要素を軸方向に積層し、カシメ等により締結したものである。積層要素は、例えば、厚さ0.25〜0.5mmの電磁鋼板を打ち抜き加工したものである。
ロータ2は、軸線C1を中心とする環状のロータコア20を有する。ロータコア20は、軸線C1を中心とする円筒状の外周面を有する。ロータコア20の径方向の中心には、シャフト孔24が形成されている。シャフト孔24には、回転シャフト25が圧入によって固定されている。
次に、実施の形態1の電動機100の作用について説明する。永久磁石22A,22Bは、希土類磁石で構成されているため、導電性を有する。永久磁石22A,22Bには、ステータ1の巻線15で発生した磁束(すなわちステータ磁束)が通過するが、永久磁石22A,22Bを通過するステータ磁束Φの時間変化(dΦ/dt)に応じて、永久磁石22A,22Bのそれぞれの内部に渦電流が流れる。渦電流は、損失(すなわち渦電流損)となるため、電動機効率の低下の原因となる。また、ジュール熱により永久磁石22A,22Bの温度が上昇するため、永久磁石22A,22Bの高温減磁の原因ともなる。
以上説明したように、実施の形態1のロータ2では、ロータコア20が、第1の磁石挿入孔21Aを有する第1のコア部20Aと、第2の磁石挿入孔21Bを有する第2のコア部20Bとを備え、磁石挿入孔21A,21Bには、希土類磁石で構成された永久磁石22A,22Bが配置される。第1の磁石挿入孔21Aの径方向の幅W1は、第2の磁石挿入孔21Bの径方向の幅W2よりも広い。第1のコア部20Aは、第1の磁石挿入孔21Aの径方向外側に、径方向に長い数N1(1≦N1)のスリット31〜34を有し、第2のコア部20Bは、第2の磁石挿入孔21Bの径方向外側に、径周方向に長い数N2(0≦N2<N1)のスリットを有する。ロータコア20における第2のコア部20Bの軸方向長さの割合は、70%以上、100%未満である。
図11は、実施の形態1の第1の変形例のロータ2の第2のコア部20Bにおける断面図である。第1の変形例の第2のコア部20Bでは、1つの第2の磁石挿入孔21Bの径方向外側に、スリット32,33,34が2つずつ形成されている。すなわち、スリットの数N2は、6である。第1のコア部20Aの第1の磁石挿入孔21Aのスリットの数N1は、上記の通り8であるため、N1>N2が成り立つ。
図12は、実施の形態1の第2の変形例のロータ2の第2のコア部20Bにおける断面図である。第2の変形例の第2のコア部20Bでは、1つの第2の磁石挿入孔21Bの径方向外側に、スリット33,34が2つずつ形成されている。すなわち、スリットの数N2は、4である。第1のコア部20Aの第1の磁石挿入孔21Aのスリットの数N1は、上記の通り8であるため、N1>N2が成り立つ。
図13は、実施の形態1の第3の変形例のロータ2の第2のコア部20Bにおける断面図である。第3の変形例の第2のコア部20Bでは、1つの第2の磁石挿入孔21Bの径方向外側に、2つのスリット34が形成されている。すなわち、スリットの数N2は、2である。第1のコア部20Aの第1の磁石挿入孔21Aのスリットの数N1は、上記の通り8であるため、N1>N2が成り立つ。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図14は、実施の形態2の電動機のロータ2の1磁極に相当する部分を示す斜視図である。図15は、図14における線分XV−XVにおける矢視方向の断面図、すなわちロータ2の縦断面図である。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図16は、実施の形態3の電動機のロータ2の1磁極に相当する部分を示す斜視図である。図17は、図16における線分XVII−XVIIにおける矢視方向の断面図、すなわちロータ2の縦断面図である。
次に、上述した実施の形態1〜3および各変形例の電動機が適用可能な圧縮機について説明する。図18は、実施の形態1の電動機100を備えた圧縮機500の構成を示す断面図である。なお、実施の形態1の電動機100に代えて、実施の形態2,3または各変形例の電動機を用いてもよい。
次に、上述した圧縮機500を備えた空気調和装置400について説明する。図19は、空気調和装置400の構成を示す図である。図19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(減圧装置)403と、蒸発器404とを有する。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 (17)
- 軸線を中心とする環状のロータコアであって、前記軸線の方向に、第1の磁石挿入孔を有する第1のコア部と、第2の磁石挿入孔を有する第2のコア部とを有するロータコアと、
前記第1の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第1の永久磁石と、
前記第2の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第2の永久磁石と
を有し、
前記第1の磁石挿入孔の前記軸線を中心とする径方向の幅は、前記第2の磁石挿入孔の前記径方向の幅よりも広く、
前記第1のコア部は、前記第1の磁石挿入孔の前記径方向の外側に、前記径方向の長さが前記軸線を中心とする周方向の長さよりも長い、1以上の数N1のスリットを有し、
前記第2のコア部は、前記第2の磁石挿入孔の前記径方向の外側に、前記径方向の長さが前記周方向の長さよりも長い、0以上の数N2のスリットを有し、
N1>N2が成り立ち、
前記ロータコアの前記軸線の方向の長さに対する前記第2のコア部の前記軸線の方向の長さの割合が、70%以上、100%未満である
ロータ。 - 前記ロータコアの前記軸線の方向の長さに対する前記第2のコア部の前記軸線の方向の長さの割合が、70%以上、90%以下である
請求項1に記載のロータ。 - 前記ロータコアは、前記第2のコア部の前記軸線の方向の両側に、2つの前記第1のコア部を有する
請求項1または2に記載のロータ。 - 前記ロータコアは、前記第1のコア部の前記軸線の方向の両側に、2つの前記第2のコア部を有する
請求項1または2に記載のロータ。 - 前記ロータコアは、前記軸線の方向に隣り合うように前記第1のコア部と前記第2のコア部とを1つずつ有する
請求項1または2に記載のロータ。 - 前記第1の磁石挿入孔と前記第2の磁石挿入孔とは、前記軸線の方向に互いに連続している
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1の磁石挿入孔と前記第2の磁石挿入孔とは、前記径方向の外側または内側の端縁が、互いに同一の径方向位置にある
請求項1から6までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記第1のコア部の前記数N1のスリットは、前記第1の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に対して対称に形成された複数のスリットである
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のコア部の前記数N2のスリットは、前記第2の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に対して対称に形成された複数のスリットである
請求項1から8までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記第1のコア部は、前記第1の磁石挿入孔の前記周方向の両端に、前記周方向の長さが前記径方向の長さよりも長いサイドスリットを有し、
前記第2のコア部は、前記第2の磁石挿入孔の前記周方向の両端に、前記周方向の長さが前記径方向の長さよりも長いサイドスリットを有する
請求項1から9までのいずれか1項に記載のロータ。 - 前記第1の磁石挿入孔は、当該第1の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に直交するように直線状に延在し、
前記第2の磁石挿入孔は、当該第2の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に直交するように直線状に延在している
請求項1から10までのいずれか1項に記載のロータ。 - 前記ロータコアは、当該ロータコアを軸方向に貫通する貫通穴を有する
請求項1から10までのいずれか1項に記載のロータ。 - 請求項1から12までの何れか1項に記載のロータと、
前記ロータを囲むステータコアと、前記ステータコアに巻かれた巻線とを有するステータと
を有する電動機。 - 前記ステータコアは、当該ステータコアの外周に切欠き部を有する
請求項13に記載の電動機。 - 前記巻線は、銅またはアルミニウムで構成された導体と、前記導体の表面を覆う絶縁被膜とを有する
請求項13または14に記載の電動機。 - 格納容器と、
前記格納容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動機と
を備え、
前記電動機は、
請求項1から12までの何れか1項に記載のロータと、
前記ロータを囲み、前記ロータとの間にエアギャップを有するステータと
を有する圧縮機。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備え、
前記圧縮機は、
格納容器と、
前記格納容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動機と
を備え、
前記電動機は、
請求項1から12までの何れか1項に記載のロータと、
前記ロータを囲み、前記ロータとの間にエアギャップを有するステータと
を有する空気調和装置。
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