JP7422902B2 - 回転子、電動機、圧縮機、冷凍サイクル装置、及び空気調和装置 - Google Patents
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Description
少なくとも1つの第1鉄心と、
少なくとも1つの第2鉄心と、
2以上の永久磁石と
を備え、
前記少なくとも1つの第1鉄心は、第1磁石収容孔と、前記第1磁石収容孔に対して径方向における内側に離れて位置する第1風穴と、前記第1磁石収容孔と前記第1風穴との間に位置する薄肉鉄心部とを有し、
前記少なくとも1つの第2鉄心は、前記第1磁石収容孔に軸方向に連通している第2磁石収容孔と、前記第2磁石収容孔及び前記第1風穴の両方に連通している第2風穴とを有し、
前記2以上の永久磁石のうちの第1永久磁石及び第2永久磁石は、前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置されており、
前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置された前記第1永久磁石と前記第2永久磁石との間に第1空間が設けられており、
前記少なくとも1つの第1鉄心は、前記第1風穴を画定するとともに前記第1空間と対向する油導入部を有する。
本開示の他の態様に係る回転子は、
少なくとも1つの第1鉄心と、
少なくとも1つの第2鉄心と、
2以上の永久磁石と
を備え、
前記少なくとも1つの第1鉄心は、第1磁石収容孔と、前記第1磁石収容孔に対して径方向における内側に離れて位置する第1風穴と、前記第1磁石収容孔と前記第1風穴との間に位置する薄肉鉄心部とを有し、
前記少なくとも1つの第2鉄心は、前記第1磁石収容孔に軸方向に連通している第2磁石収容孔と、前記第2磁石収容孔及び前記第1風穴の両方に連通している第2風穴とを有し、
前記2以上の永久磁石のうちの第1永久磁石及び第2永久磁石は、前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置されており、
前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置された前記第1永久磁石と前記第2永久磁石との間に第1空間が設けられており、
前記第1鉄心及び前記第2鉄心は、前記回転子の軸方向に交互に配置されている。
本開示の他の態様に係る回転子は、
少なくとも1つの第1鉄心と、
少なくとも1つの第2鉄心と、
2以上の永久磁石と
を備え、
前記少なくとも1つの第1鉄心は、第1磁石収容孔と、前記第1磁石収容孔に対して径方向における内側に離れて位置する第1風穴と、前記第1磁石収容孔と前記第1風穴との間に位置する薄肉鉄心部とを有し、
前記少なくとも1つの第2鉄心は、前記第1磁石収容孔に軸方向に連通している第2磁石収容孔と、前記第2磁石収容孔及び前記第1風穴の両方に連通している第2風穴とを有し、
前記2以上の永久磁石のうちの第1永久磁石及び第2永久磁石は、前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置されており、
前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置された前記第1永久磁石と前記第2永久磁石との間に第1空間が設けられており、
前記回転子の軸方向が鉛直方向と一致しているとき、前記回転子の上半分に占める前記少なくとも1つの第2鉄心は、前記回転子の下半分に占める前記少なくとも1つの第2鉄心よりも多い。
本開示の他の態様に係る電動機は、
固定子と、
前記固定子の内側に配置された前記回転子と
を備える。
本開示の他の態様に係る圧縮機は、
前記電動機と、
圧縮機構部と、
前記圧縮機構部と前記電動機と連結しているクランクシャフトと
を備える。
本開示の他の態様に係る冷凍サイクル装置は、
冷媒を圧縮する前記圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒が流れる冷媒流路と
を備える。
本開示の他の態様に係る空気調和装置は、
前記圧縮機と、
室外熱交換器と、
室内熱交換器と
を備える。
図2は、空気調和装置100の暖房運転時における冷媒回路の構成を示す図である。
〈冷凍サイクル装置〉
本実施の形態における冷凍サイクル装置は、冷媒120を圧縮する圧縮機101と、圧縮機101によって圧縮された冷媒120が流れる冷媒流路110とを有している。この冷凍サイクル装置は、空気調和装置100以外の装置に適用されてもよい。例えば、この冷凍サイクル装置は、冷蔵庫、ヒートポンプサイクル装置などの装置に適用されてもよい。
〈空気調和装置〉
本実施の形態では、冷凍サイクル装置が適用された空気調和装置100の例を説明する。
次に、冷媒120について説明する。冷媒120は、炭素の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む混合冷媒である。炭素の二重結合を有するエチレン系フッ化炭化水素を含む混合冷媒は、動作圧力を低下させ、不均化反応を防止できる。本実施の形態では、冷媒120は、R1123(つまり、1、1、2-トリフルオロエチレン)を含む混合冷媒である。なお、冷媒120は、R1123に限らず、他のエチレン系フッ化炭化水素を含む混合冷媒であってもよい。
次に、圧縮機101について説明する。
図3は、圧縮機101の構成を示す断面図である。圧縮機101は、例えば、ロータリ圧縮機である。なお、圧縮機101は、ロータリ圧縮機以外の圧縮機であってもよい。例えば、圧縮機101は、低圧圧縮機又はスクロール圧縮機であってもよい。
図3及び図4に示されるように、圧縮機構部3は、シリンダ31と、ローリングピストン32と、ベーン33と、上軸受部34と、下軸受部35とを有している。シリンダ31は、吸入口31aと、シリンダ室31bと、ベーン溝31cとを有している。吸入口31aは、吸入管43を通してアキュムレータ102に連通している。吸入口31aは、アキュムレータ102から吸入される冷媒120が流れる通路であり、シリンダ室31bに連通している。
次に、電動機1の構成について説明する。
図5は、電動機1の構成を示す断面図である。図5に示されるように、電動機1は、回転子10と、固定子20とを有している。回転子10は、固定子20の内側に回転可能に配置されている。図5に示される例では、電動機1は、インナーロータ型の電動機である。回転子10と固定子20との間には、空隙Gが存在している。空隙Gの幅は、例えば、0.3mmから1.0mmの範囲内の予め定められた幅である。
次に、固定子20の構成について説明する。図5に示されるように、固定子20は、固定子鉄心21と、固定子鉄心21に巻き付けられた巻線としてのコイル22と、固定子鉄心21を絶縁するインシュレータ23とを有している。図5では、集中巻の例を示しているが、コイル22は、分布巻で固定子鉄心21に巻き付けられていてもよい。固定子鉄心21は、図3に示される密閉容器4の内壁に固定されている。固定子鉄心21は、例えば、圧入、焼き嵌め又は溶接によって、密閉容器4の内壁に固定されている。
次に、回転子10の構成について詳細を説明する。
図6は、第1鉄心11を示す断面図である。
図7は、第2鉄心12を示す断面図である。
図8は、永久磁石15が配置された第1鉄心11を示す断面図である。
図9は、永久磁石15が配置された第2鉄心12を示す断面図である。
回転子10は、少なくとも1つの第1鉄心11及び少なくとも1つの第2鉄心12を含む回転子鉄心14を有している。回転子10は、回転子鉄心14に配置された2以上の永久磁石15をさらに有している。本実施の形態では、回転子10は、複数の第1鉄心11と、複数の第2鉄心12と、複数の永久磁石15とを有している。
図6に示されるように、各第1鉄心11は、少なくとも1つの第1磁石収容孔11aと、シャフト孔11bと、少なくとも1つの風穴11c(第1風穴11cとも称する)と、少なくとも1つの薄肉鉄心部11eとを有している。各第1風穴11cは、第1磁石収容孔11aに対して径方向における内側に離れて位置する。各薄肉鉄心部11eは、第1磁石収容孔11aと第1風穴11cとの間に位置する。各薄肉鉄心部11eを、ブリッジ部又は第1のブリッジ部とも称する。
図7に示されるように、各第2鉄心12は、少なくとも1つの第2磁石収容孔11aと、シャフト孔11bと、少なくとも1つの風穴11c(第2風穴11cとも称する)とを有している。各第2風穴11cは、第2磁石収容孔11aに対して径方向における内側に位置しており、その第2磁石収容孔11aに連通している。各第2磁石収容孔11aは、各第1鉄心11の第1磁石収容孔11aに連通している。具体的には、各第2風穴11cは、xy平面における第2磁石収容孔11aの中央に連通している。したがって、各第2風穴11cは、第1磁石収容孔11a及び第2磁石収容孔11aの両方に連通している。具体的には、各第2風穴11cは、径方向において第2磁石収容孔11aに連通しており、軸方向において各第1鉄心11の第1磁石収容孔11aに連通している。xy平面において、第1鉄心11の第1風穴11cに連通している各第2風穴11cの面積は、その第1風穴11cの面積よりも大きい。言い換えると、xy平面において、第1鉄心11の第1風穴11cに連通している各第2風穴11cの直径は、その第1風穴11cの直径よりも大きい。
第1端板16aは、複数の風穴16c(第3風穴16cとも称する)と、シャフト孔16dとを有している。各第3風穴16cは、各第1鉄心11の第1風穴11c及び各第2鉄心12の第2風穴11cと連通しており、第1端板16aのシャフト孔16dは、回転子鉄心14のシャフト孔11bと連通している。第1端板16aは、回転子鉄心14の各磁石収容孔11a(すなわち、各第1鉄心11の第1磁石収容孔11a及び各第2鉄心12の第2磁石収容孔11a)を覆っている。したがって、回転子鉄心14の各磁石収容孔11aの一端側が、第1端板16aによって閉塞されているので、電動機1が圧縮機101に配置されているとき、圧縮機101外への冷凍機油の流出を防止することができる。
第2端板16bは、複数の第3空間S1bと、複数の第4空間S2bと、シャフト孔16eと、複数の風穴16f(第4風穴16fとも称する)とを有している。各第4風穴16fは、各第1鉄心11の第1風穴11c及び各第2鉄心12の第2風穴11cと連通している。各第3空間S1bは、回転子鉄心14の第1空間S1と連通しており、各第4空間S2bは、回転子鉄心14の第2空間S2と連通している。この構成により、冷凍機油は油だまり部45に容易に流入する。第2端板16bのシャフト孔16eは、回転子鉄心14のシャフト孔11bと連通している。
回転子10の他の例について以下に説明する。
図13は、回転子10の他の例を示す断面図である。
xy平面における回転子鉄心14の各磁石収容孔11a形状は、V字状の形状に限定されない。例えば、図13に示されるように、xy平面における回転子鉄心14の各磁石収容孔11a形状は、直線状の形状でもよい。
図14に示されるように、xy平面における回転子鉄心14の各磁石収容孔11aの長手方向における各辺が、3以上の直線、3以上の曲線、又はこれらの組み合わせで構成されていてもよい。この場合、各磁石収容孔11aに3以上の永久磁石15が配置されていてもよい。図14に示される例では、各磁石収容孔11aの長手方向における各辺が、3つの直線で形成されており、その結果、各磁石収容孔11aは、軸線C1に向かって凹んだ形状を有する。図14に示される例では、各磁石収容孔11aに3つの永久磁石15が配置されている。
図15に示されるように、複数の第1鉄心11及び複数の第2鉄心12は、回転子10の軸方向に交互に配置されていてもよい。図15に示される例では、2つの第1鉄心11及び2つの第2鉄心12が、回転子10の軸方向に交互に配置されている。
図16に示されるように、回転子鉄心14の上半分に比べて、回転子鉄心14の下半分に、多くの第2鉄心12を配置してもよい。具体的には、回転子10の軸方向が鉛直方向と一致しているとき、回転子10(具体的には、回転子鉄心14)の下半分に占める第2鉄心12は、回転子10(具体的には、回転子鉄心14)の上半分に占める第2鉄心12よりも多い。
図17に示されるように、回転子鉄心14の下半分に比べて、回転子鉄心14の上半分に、多くの第2鉄心12を配置してもよい。具体的には、回転子10の軸方向が鉛直方向と一致しているとき、回転子10(具体的には、回転子鉄心14)の上半分に占める第2鉄心12は、回転子10(具体的には、回転子鉄心14)の下半分に占める第2鉄心12よりも多い。
図18に示されるように、各油導入部11hは、第1風穴11cの-z側に設けられていてもよい。例えば、回転子10の軸方向が鉛直方向と一致しているとき、各油導入部11hは、第1風穴11cの下側に設けられていてもよい。第1風穴11cの内壁に油導入部11hが設けられている場合、分離された冷凍機油を第1空間S1に容易に誘導することができる。
図19に示されるように、各油導入部11hは、第1風穴11cの+z側及び-z側の両方に設けられていてもよい。例えば、回転子10の軸方向が鉛直方向と一致しているとき、各油導入部11hは、第1風穴11cの上側及び下側の両方に設けられていてもよい。第1風穴11cの内壁に油導入部11hが設けられている場合、分離された冷凍機油を第1空間S1に容易に誘導することができる。
図20に示されるように、各油導入部11hは、第1空間S1と対向しない位置に設けられていてもよい。例えば、各油導入部11hは、第1風穴11cの内壁の全部に形成されていてもよい。第1風穴11cの内壁に油導入部11hが設けられている場合、分離された冷凍機油を第1空間S1に容易に誘導することができる。さらに、各油導入部11hは、第2鉄心12の第2風穴11cの内壁に設けられていてもよい。
図21に示されるように、油導入部11hは、第1鉄心11の第1空間S1の内壁に設けられていてもよい。この場合、油導入部11hは、径方向外側における第1空間S1の内壁に設けられていてもよい。油導入部11hは、第2鉄心12の第1空間S1の内壁に設けられていてもよい。この場合、油導入部11hは、径方向外側における第1空間S1の内壁に設けられていてもよい。
次に、圧縮機101の動作について説明する。端子42から電動機1に電流が供給されることによって、電動機1の回転子10が回転する。回転子10の回転に伴い、クランクシャフト2が回転する。図4に示されるように、クランクシャフト2が回転している間、ローリングピストン32及び偏心軸部2bは、軸線C1に対して偏心した軸を中心として、矢印Aで示される方向に回転する。これにより、低圧の冷媒120が、吸入口31aと連通している吸入室36aに吸入される。
Claims (19)
- 少なくとも1つの第1鉄心と、
少なくとも1つの第2鉄心と、
2以上の永久磁石と
を備え、
前記少なくとも1つの第1鉄心は、第1磁石収容孔と、前記第1磁石収容孔に対して径方向における内側に離れて位置する第1風穴と、前記第1磁石収容孔と前記第1風穴との間に位置する薄肉鉄心部とを有し、
前記少なくとも1つの第2鉄心は、前記第1磁石収容孔に軸方向に連通している第2磁石収容孔と、前記第2磁石収容孔及び前記第1風穴の両方に連通している第2風穴とを有し、
前記2以上の永久磁石のうちの第1永久磁石及び第2永久磁石は、前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置されており、
前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置された前記第1永久磁石と前記第2永久磁石との間に第1空間が設けられており、
前記少なくとも1つの第1鉄心は、前記第1風穴を画定するとともに前記第1空間と対向する油導入部を有する
回転子。 - 前記回転子の軸方向と直交する平面において、前記第2風穴の面積は、前記第1風穴の面積よりも大きい請求項1に記載の回転子。
- 前記油導入部は、前記回転子の軸方向に対して傾斜している請求項1又は2に記載の回転子。
- 前記回転子の軸方向と直交する平面において、前記第1磁石収容孔の形状は、V字状の形状であり、
前記平面において、前記第2磁石収容孔の形状は、V字状の形状である請求項1から3のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記平面において、前記第1永久磁石及び前記第2永久磁石は、V字状に配置されている請求項4に記載の回転子。
- 前記第1鉄心及び前記第2鉄心は、前記回転子の軸方向に交互に配置されている請求項1から5のいずれか1項に記載の回転子。
- 少なくとも1つの第1鉄心と、
少なくとも1つの第2鉄心と、
2以上の永久磁石と
を備え、
前記少なくとも1つの第1鉄心は、第1磁石収容孔と、前記第1磁石収容孔に対して径方向における内側に離れて位置する第1風穴と、前記第1磁石収容孔と前記第1風穴との間に位置する薄肉鉄心部とを有し、
前記少なくとも1つの第2鉄心は、前記第1磁石収容孔に軸方向に連通している第2磁石収容孔と、前記第2磁石収容孔及び前記第1風穴の両方に連通している第2風穴とを有し、
前記2以上の永久磁石のうちの第1永久磁石及び第2永久磁石は、前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置されており、
前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置された前記第1永久磁石と前記第2永久磁石との間に第1空間が設けられており、
前記第1鉄心及び前記第2鉄心は、前記回転子の軸方向に交互に配置されている
回転子。 - 前記回転子の軸方向が鉛直方向と一致しているとき、前記回転子の上半分に占める前記少なくとも1つの第2鉄心は、前記回転子の下半分に占める前記少なくとも1つの第2鉄心よりも多い請求項1から7のいずれか1項に記載の回転子。
- 少なくとも1つの第1鉄心と、
少なくとも1つの第2鉄心と、
2以上の永久磁石と
を備え、
前記少なくとも1つの第1鉄心は、第1磁石収容孔と、前記第1磁石収容孔に対して径方向における内側に離れて位置する第1風穴と、前記第1磁石収容孔と前記第1風穴との間に位置する薄肉鉄心部とを有し、
前記少なくとも1つの第2鉄心は、前記第1磁石収容孔に軸方向に連通している第2磁石収容孔と、前記第2磁石収容孔及び前記第1風穴の両方に連通している第2風穴とを有し、
前記2以上の永久磁石のうちの第1永久磁石及び第2永久磁石は、前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置されており、
前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔に配置された前記第1永久磁石と前記第2永久磁石との間に第1空間が設けられており、
前記回転子の軸方向が鉛直方向と一致しているとき、前記回転子の上半分に占める前記少なくとも1つの第2鉄心は、前記回転子の下半分に占める前記少なくとも1つの第2鉄心よりも多い
回転子。 - 前記第1鉄心は、前記第1磁石収容孔と前記永久磁石との間に設けられた第1隙間を有し、
前記第1隙間は、前記第1空間と連通している
請求項1から9のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記第2鉄心は、前記第2磁石収容孔と前記永久磁石との間に設けられた第2隙間を有し、
前記第2隙間は、前記第1空間と連通している
請求項10に記載の回転子。 - 前記第1隙間及び前記第2隙間は、前記2以上の永久磁石に対して前記回転子の径方向における外側に設けられている請求項11に記載の回転子。
- 前記第1鉄心は、前記回転子の周方向における前記第1磁石収容孔の端部に設けられた第2空間を有し、
前記第1鉄心の前記第2空間は、前記第1隙間と連通している請求項12に記載の回転子。 - 前記第2鉄心は、前記回転子の周方向における前記第2磁石収容孔の端部に設けられた第2空間を有し、
前記第2鉄心の前記第2空間は、前記第2隙間と連通している請求項12又は13に記載の回転子。 - 前記少なくとも1つの第1鉄心と前記少なくとも1つの第2鉄心とを含む回転子鉄心と、
前記回転子の軸方向における前記回転子鉄心の一端に備えられた第1端板と、
前記軸方向における前記回転子鉄心の他端に備えられた第2端板と
をさらに備え、
前記第1端板は、前記第1風穴及び前記第2風穴と連通している第3風穴を有し、前記第1磁石収容孔及び前記第2磁石収容孔を覆っており、
前記第2端板は、前記第1空間と連通している第3空間と、前記第2空間と連通している第4空間とを有する
請求項14に記載の回転子。 - 固定子と、
前記固定子の内側に配置された請求項1から15のいずれか1項に記載の回転子と
を備えた電動機。 - 請求項16に記載の電動機と、
圧縮機構部と、
前記圧縮機構部と前記電動機と連結しているクランクシャフトと
を備えた圧縮機。 - 冷媒を圧縮する請求項17に記載の圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒が流れる冷媒流路と
を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項17に記載の圧縮機と、
室外熱交換器と、
室内熱交換器と
を備えた空気調和装置。
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