JP7034328B2 - ロータ、モータ、圧縮機、及び冷凍空調装置 - Google Patents
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Description
各図に示されるxyz直交座標系において、z軸方向(z軸)は、ロータ2の軸線Axと平行な方向を示し、x軸方向(x軸)は、z軸方向(z軸)に直交する方向を示し、y軸方向(y軸)は、z軸方向及びx軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Axは、ロータ2の回転中心である。軸線Axは、後述するモータ1の軸線も示す。軸線Axと平行な方向は、「ロータ2の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。「径方向」は、ロータ2又はステータ3の半径方向であり、軸線Axと直交する方向である。xy平面は、軸方向と直交する平面である。矢印D1は、軸線Axを中心とする周方向を示す。
モータ1は、ロータ2と、ステータ3とを有する。
図2に示されるステータ3は、ヨーク35及び複数のティース34に加えて、軸方向に延在する少なくとも1つの孔36と、ステータ3の外周面に形成された少なくとも1つの切り欠き37とを有する。図1に示されるステータ3の代わりに、図2に示されるステータ3をモータ1に用いてもよい。
図1に示される例では、ロータ2は、ロータコア21と、ロータコア21に埋め込まれた複数の永久磁石22と、ロータコア21の中央部23に嵌め込まれたシャフト24とを有する。ロータ2は2以上の磁極を有する。2以上の永久磁石22が、ロータ2の1磁極を構成する。
図4は、ロータ2の1磁極を構成する領域を示す拡大図である。
ロータコア21は、円環状のロータコアである。ロータコア21は、少なくとも1つの電磁鋼板20を有する。本実施の形態では、複数の電磁鋼板20が軸方向に積層されている。各電磁鋼板20は、2組以上の磁石挿入孔210と、少なくとも1つのセンターリブ213と、少なくとも1つの薄肉部214と、中央部23(磁石挿入孔ともいう)を有する。
一般に、打ち抜き加工によって形成された電磁鋼板の表面から、1つの電磁鋼板の厚みTの範囲において磁気特性の劣化(すなわち、比透磁率の低下)が生じる。図5に示される例では、センターリブ213のハッチングが施された部分に磁気特性の劣化が生じる。これにより、磁気特性の劣化が生じた部分に、永久磁石22からの磁束を通りにくくすることができる。すなわち、センターリブ213における漏れ磁束を低減することができる。
図6において、破線F1は、比較例に係るロータ2aのロータコア21aに生じる最大応力を100%としたときにおける、最小幅W1の変化に対するロータコア21に生じる最大応力を示す。図6において、実線F2は、比較例に係るロータ2aの最大磁力を100%としたときにおける、最小幅W1の変化に対するロータ2の最大磁力を示す。
図9は、電磁鋼板20の外周面と第2の磁石挿入孔212との間の薄肉部214の構造を示す拡大図である。
図8に示されるように、xy平面において、第1の薄肉部としての薄肉部214の径方向(第1径方向ともいう)における最小幅はW3で示されている。
図9に示されるように、xy平面において、第2の薄肉部としての薄肉部214の径方向(第2径方向ともいう)における最小幅はW4で示されている。ただし、本実施の形態では、最小幅W3は、最小幅W4と等しい。本実施の形態では、各薄肉部214は、同じ形状及び同じ最小幅を持つ。ただし、薄肉部214は、互いに異なる形状を持っていてもよい。
図10において、破線F3は、比較例に係るロータ2aのロータコア21aに生じる最大応力を100%としたときにおける、最小幅W3及び最小幅W4の変化に対するロータコア21に生じる最大応力を示す。図10において、実線F4は、比較例に係るロータ2aの最大磁力を100%としたときにおける、最小幅W3及びW4の変化に対するロータ2の最大磁力を示す。
図11に示されるように、ロータコア21、具体的には、各電磁鋼板20は、少なくとも1つの孔215をさらに有してもよい。各孔215は、軸方向に延在している。xy平面において、各孔215は、円形である。例えば、モータ1が圧縮機の駆動源として用いられるとき、各孔215は、圧縮機内において、冷媒が通り抜ける貫通孔として用いられる。
ロータ2において、ロータコア21にセンターリブ213が形成されているので、ロータ2に生じる一部の応力がセンターリブ213に分散され、薄肉部214に生じる応力が緩和される。これにより、ロータコア21、特に、各薄肉部214の変形を防ぐことができる。すなわち、遠心力に対するロータ2の強度を高めることができるとともに、ロータ2(特に、各薄肉部214)における漏れ磁束を低減することができる。
本発明の実施の形態2に係る圧縮機6について説明する。
図12は、実施の形態2に係る圧縮機6の構造を概略的に示す断面図である。
本発明の実施の形態3に係る空気調和機50(冷凍空調装置又は冷凍サイクル装置ともいう)について説明する。
図13は、実施の形態3に係る空気調和機50の構成を概略的に示す図である。
Claims (10)
- 軸方向と直交する平面においてV字に配列された、第1の磁石挿入孔及び第2の磁石挿入孔と、前記第1の磁石挿入孔と前記第2の磁石挿入孔との間のセンターリブとを有する電磁鋼板と、
前記第1の磁石挿入孔に配置された第1の永久磁石と、
前記第2の磁石挿入孔に配置された第2の永久磁石と
を備え、
前記電磁鋼板の厚みをTとし、径方向と直交する方向における前記センターリブの最小幅をW1とし、前記径方向と直交する方向における前記センターリブの最大幅をW2としたとき、
2×T≦W2、W1<W2且つ0.9≦W1/T≦1.9
を満たすロータ。 - W1<W2且つ0.9≦W1/T≦1.5を満たす請求項1に記載のロータ。
- 前記電磁鋼板は、前記電磁鋼板の外周面と前記第1の磁石挿入孔との間に第1の薄肉部を有し、
前記電磁鋼板は、前記電磁鋼板の外周面と前記第2の磁石挿入孔との間に第2の薄肉部を有し、
前記第1の磁石挿入孔は、前記第1の永久磁石と前記第1の薄肉部との間に空間である第1のフラックスバリアを有し、
前記第2の磁石挿入孔は、前記第2の永久磁石と前記第2の薄肉部との間に空間である第2のフラックスバリアを有し、
前記平面において、前記第1の薄肉部の第1径方向における最小幅をW3とし、前記平面において、前記第2の薄肉部の第2径方向における最小幅をW4としたとき、
0.6≦W3/T≦1.5且つ0.6≦W4/T≦1.5
を満たす請求項1又は2に記載のロータ。 - 0.6≦W3/T≦1.0且つ0.6≦W4/T≦1.0を満たす請求項3に記載のロータ。
- 前記電磁鋼板は、軸方向に延在する孔を有し、
前記電磁鋼板の直径をφとし、前記平面において前記ロータの回転中心から前記孔の中心までの距離をrとしたとき、φ/4≦rを満たす
請求項1から4のいずれか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ロータと
を備え、
前記ロータは、
軸方向と直交する平面においてV字に配列された、第1の磁石挿入孔及び第2の磁石挿入孔と、前記第1の磁石挿入孔と前記第2の磁石挿入孔との間のセンターリブとを有する電磁鋼板と、
前記第1の磁石挿入孔に配置された第1の永久磁石と、
前記第2の磁石挿入孔に配置された第2の永久磁石と
を有し、
前記電磁鋼板の厚みをTとし、径方向と直交する方向における前記センターリブの最小幅をW1とし、前記径方向と直交する方向における前記センターリブの最大幅をW2としたとき、
2×T≦W2、W1<W2且つ0.9≦W1/T≦1.9
を満たす
モータ。 - 前記ステータは、前記ステータの外周面に形成された少なくとも1つの切り欠きを有する請求項6に記載のモータ。
- 前記ステータは、軸方向に延在する少なくとも1つの孔を有する請求項6又は7に記載のモータ。
- モータと、
前記モータによって駆動される圧縮機構と、
前記モータ及び前記圧縮機構を覆うハウジングと
を備え、
前記モータは、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ロータは、
軸方向と直交する平面においてV字に配列された、第1の磁石挿入孔及び第2の磁石挿入孔と、前記第1の磁石挿入孔と前記第2の磁石挿入孔との間のセンターリブとを有する電磁鋼板と、
前記第1の磁石挿入孔に配置された第1の永久磁石と、
前記第2の磁石挿入孔に配置された第2の永久磁石と
を有し、
前記電磁鋼板の厚みをTとし、径方向と直交する方向における前記センターリブの最小幅をW1とし、前記径方向と直交する方向における前記センターリブの最大幅をW2としたとき、
2×T≦W2、W1<W2且つ0.9≦W1/T≦1.9
を満たす
圧縮機。 - 室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を有し、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも1つはモータを有し、
前記モータは、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ロータは、
軸方向と直交する平面においてV字に配列された、第1の磁石挿入孔及び第2の磁石挿入孔と、前記第1の磁石挿入孔と前記第2の磁石挿入孔との間のセンターリブとを有する電磁鋼板と、
前記第1の磁石挿入孔に配置された第1の永久磁石と、
前記第2の磁石挿入孔に配置された第2の永久磁石と
を有し、
前記電磁鋼板の厚みをTとし、径方向と直交する方向における前記センターリブの最小幅をW1とし、前記径方向と直交する方向における前記センターリブの最大幅をW2としたとき、
2×T≦W2、W1<W2且つ0.9≦W1/T≦1.9
を満たす
冷凍空調装置。
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