JPWO2020021693A1 - 電動機、圧縮機、及び空気調和機 - Google Patents
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Abstract
Description
軸方向に積層された、第1ステータコア及び第2ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第1ステータコアに対向する第1ロータコアと、前記径方向において前記第2ステータコアに対向する第2ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第1ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第1磁石挿入部と、前記第1磁石挿入部と連通する第1フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第1孔を有し、
前記第2ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第2磁石挿入部と、前記第2磁石挿入部と連通する第2フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第2孔を有し、
前記第1ロータコアの体積は、前記第2ロータコアの体積よりも小さい。
各図に示されるxyz直交座標系において、z軸方向(z軸)は、電動機1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、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。
図2は、電動機1の構造を概略的に示す断面図である。
第1ロータコア21は、少なくとも1つの第1孔211と、シャフト26が挿入される第1シャフト挿入孔214と、少なくとも1つの穴215とを有する。図3に示される例では、第1ロータコア21は、周方向に配列された6つの第1孔211を有する。すなわち、図3に示される例では、「少なくとも1つの第1孔211」は、6つの第1孔211を意味する。第1シャフト挿入孔214の半径は、例えば、2mmから3mmである。
第2ロータコア22は、径方向においてステータ3の第2ステータコア32に対向している。第2ロータコア22は、複数の電磁鋼板220を軸方向に積層することにより形成されている。これらの電磁鋼板220はカシメで互いに固定される。複数の電磁鋼板220の各々は、予め定められた形状に打ち抜かれている。複数の電磁鋼板220の各々の厚さは、例えば、0.1mm以上0.7mm以下である。本実施の形態では、複数の電磁鋼板220の各々の厚さは、0.35mmである。
ステータ3は、ステータコア30と、ステータ巻線37と、ステータ巻線37が配置されるスロット35と、少なくとも1つの凹部36とを有する。ステータコア30は、軸方向に積層された、第1ステータコア31及び第2ステータコア32を有する。
図6に示されるように、第1ロータコア21及び第1ステータコア31は、第2ロータコア22及び第2ステータコア32の間にそれぞれ配置されていてもよい。
図7に示されるように、1つの第1ロータコア21及び1つの第2ロータコア22でロータコア20を形成し、1つの第1ステータコア31及び1つの第2ステータコア32でステータコア30を形成してもよい。この場合、軸方向において、第2ロータコア22及び第2ステータコア32は、第1ロータコア21及び第1ステータコア31よりも長い。
図8に示されるように、第1ロータコア21及び第2ロータコア22を交互に配列し、第1ステータコア31及び第2ステータコア32を交互に配列してもよい。
図10は、第2ステータコア32の一部の構造を概略的に示す平面図である。
各ティース34は、ヨーク33からロータ2の回転中心に向けて突出している。各ティース34は、径方向に延在する本体部34aと、本体部34aの先端に形成されており周方向に延在するティース先端部34bとを有する。
図11に示される例では、第1ステータコア31のヨーク33の径方向における幅は、第2ステータコア32のヨーク33の幅と同じであり、第1ステータコア31の本体部34aの、径方向と直交する方向における幅は、第2ステータコア32の本体部34aの幅よりも狭い。さらに、第1ステータコア31のティース先端部34bの、径方向における幅は、第2ステータコア32のティース先端部34bの幅よりも狭い。これにより、第1ステータコア31のティース34とステータ巻線37との間に空隙が形成され、その結果、ステータコア30に凹部36が形成されている。
本実施の形態では、第1ステータコア31のヨーク33の径方向における幅は、第2ステータコア32のヨーク33の幅よりも狭い。言い換えると、ステータ3は、少なくとも1つの凹部36を有する。これにより、ステータコア30の静電容量を低減することができ、電動機1の信頼性を高めることができる。さらに、図5及び図9に示される例では、第1ステータコア31のヨーク33とステータ巻線37との間に空隙が形成されているので、ステータ巻線37から第1ステータコア31のヨーク33への電流の漏洩を低減することができる。さらに、第1ステータコア31のティース34とステータ巻線37との間に空隙が形成されているので、ステータ巻線37から第1ステータコア31のティース34への電流の漏洩を低減することができる。
変形例1.
図14は、変形例1における第1ロータコア21の構造を概略的に示す平面図である。
図15は、図14に示される第1ロータコア21の一部の構造を示す拡大図である。
変形例1における第1ロータコア21は、第1領域R1の外周面に形成された少なくとも1つの窪み216を有しており、穴215を有していない。これらの点を除いて、変形例1における第1ロータコア21は、実施の形態1で説明した第1ロータコア21と同じである。
図16は、変形例2における第1ロータコア21の構造を概略的に示す平面図である。
変形例2における第1ロータコア21は、xy平面において、第1半径Rbと第1半径Rbよりも小さい第2半径Raとを持つ。図16に示される第1ロータコア21において、第1半径Rbは、磁極中心部における半径であり、第2半径Raは、極間部における半径である。極間部は、周方向において互いに隣接する2つの磁極の境界である。第2ロータコア22は、実施の形態1と同様に、xy平面において、第1半径Rbと同一の半径を持つ真円である。
図17は、変形例3における第1ロータコア21の構造を概略的に示す平面図である。
変形例3における第1ロータコア21は、第3領域R3において周方向に配列された複数の穴217を有し、穴215を有していない。これらの点を除いて、変形例3における第1ロータコア21は、実施の形態1で説明した第1ロータコア21と同じである。
図18は、変形例4における第1ロータコア21の構造を概略的に示す平面図である。
図19は、変形例4における第2ロータコア22の構造を概略的に示す平面図である。
変形例4における第1ロータコア21では、第1磁石挿入部212の内壁と永久磁石23との間には空隙219が存在しており、第1ロータコア21は、穴215を有していない。これらの点を除いて、変形例1における第1ロータコア21は、実施の形態1で説明した第1ロータコア21と同じである。
図20は、変形例5における第1ロータコア21の構造を概略的に示す平面図である。
図21は、変形例5における第2ロータコア22の構造を概略的に示す平面図である。
変形例5における第1ロータコア21は、複数の第1カシメ部218を有し、穴215を有していない。これらの点を除いて、変形例5における第1ロータコア21は、実施の形態1で説明した第1ロータコア21と同じである。さらに、変形例5における第2ロータコア22は、複数の第2カシメ部228を有する。その他の点において、変形例5における第2ロータコア22は、実施の形態1で説明した第2ロータコア22と同じである。
図22は、変形例6における第1ロータコア21の構造を概略的に示す平面図である。
図23は、変形例6における第2ロータコア22の構造を概略的に示す平面図である。
変形例6では、xy平面において、第1ロータコア21は、永久磁石23の長手方向において永久磁石23と対向する少なくとも1つの突起210a及び少なくとも1つの突起210bを有する。第2ロータコア22は、突起210a及び210bに相当する突起を有していない。xy平面において、第1ロータコア21の各第1フラックスバリア部213の面積は、第2ステータコア32の各第2フラックスバリア部223の面積よりも小さい。したがって、ロータコア20において、第1ロータコア21の第1フラックスバリア部213の面積の総和は、第2ステータコア32の第2フラックスバリア部223の面積の総和よりも小さい。これにより、ロータ2における全ての第1ロータコア21の体積は、ロータ2における全ての第2ロータコア22の体積よりも大きい。
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24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。
実施の形態2に係る圧縮機6を有する冷凍空調装置7について説明する。
図25は、本発明の実施の形態3に係る冷凍空調装置7の構成を概略的に示す図である。
軸方向に積層された、第1ステータコア及び第2ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第1ステータコアに対向する第1ロータコアと、前記径方向において前記第2ステータコアに対向する第2ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第1ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第1磁石挿入部と、前記第1磁石挿入部と連通する第1フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第1孔を有し、
前記第2ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第2磁石挿入部と、前記第2磁石挿入部と連通する第2フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第2孔を有し、
前記第1ロータコアの体積は、前記第2ロータコアの体積よりも小さい。
本発明の他の態様に係る電動機は、
軸方向に積層された、第1ステータコア及び第2ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第1ステータコアに対向する第1ロータコアと、前記径方向において前記第2ステータコアに対向する第2ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第1ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第1磁石挿入部とを有する少なくとも1つの第1孔を有し、
前記第2ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第2磁石挿入部とを有する少なくとも1つの第2孔を有し、
前記第1ロータコアの体積は、前記第2ロータコアの体積よりも小さい。
本発明の他の態様に係る電動機は、
軸方向に積層された、第1ステータコア及び第2ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第1ステータコアに対向する第1ロータコアと、前記径方向において前記第2ステータコアに対向する第2ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第1ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第1磁石挿入部と、前記第1磁石挿入部と連通する第1フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第1孔を有し、
前記第2ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第2磁石挿入部と、前記第2磁石挿入部と連通する第2フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第2孔を有し、
前記軸方向と直交する平面において、前記第1ロータコアは、前記永久磁石の長手方向において前記永久磁石と対向する突起を有し、
前記平面において、前記第1フラックスバリア部の面積は、前記第2フラックスバリア部の面積よりも小さく、
前記第1ロータコアの体積は、前記第2ロータコアの体積よりも大きい。
Claims (12)
- 軸方向に積層された、第1ステータコア及び第2ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第1ステータコアに対向する第1ロータコアと、前記径方向において前記第2ステータコアに対向する第2ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第1ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第1磁石挿入部と、前記第1磁石挿入部と連通する第1フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第1孔を有し、
前記第2ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第2磁石挿入部と、前記第2磁石挿入部と連通する第2フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第2孔を有し、
前記第1ロータコアの体積は、前記第2ロータコアの体積よりも小さい
電動機。 - 前記第1ロータコアは、前記径方向における前記少なくとも1つの第1孔の外側の領域である第1領域と前記第1領域に形成された穴とを有し、
前記第2ロータコアは、前記径方向における前記少なくとも1つの第2孔の外側の領域である第2領域を有し、
前記第1領域の体積は、前記第2領域の体積よりも小さい
請求項1に記載の電動機。 - 前記第1ロータコアは、前記径方向における前記少なくとも1つの第1孔の外側の領域である第1領域と、前記第1領域の外周面に形成された窪みを有し、
前記第2ロータコアは、前記径方向における前記少なくとも1つの第2孔の外側の領域である第2領域を有し、
前記第1領域の体積は、前記第2領域の体積よりも小さい
請求項1に記載の電動機。 - 前記第1ロータコアは、前記軸方向と直交する平面において、第1半径と前記第1半径よりも小さい第2半径とを持ち、
前記第2ロータコアは、前記平面において、前記第1半径と同一の半径を持つ真円である
請求項1から3のいずれか1項に記載の電動機。 - 前記少なくとも1つの第1孔は、周方向に配列された6つの前記第1孔を含み、
前記少なくとも1つの第2孔は、周方向に配列された6つの前記第2孔を含み、
前記第1ロータコアは、シャフトが挿入される第1シャフト挿入孔と、6つの前記第1孔で囲まれた領域である第3領域と、前記第3領域において周方向に配列された複数の穴を有し、
前記第2ロータコアは、前記シャフトが挿入される第2シャフト挿入孔と、6つの前記第2孔で囲まれた領域である第4領域とを有し、
前記第3領域の体積は、前記第4領域の体積よりも小さい
請求項1から4のいずれか1項に記載の電動機。 - 前記第1磁石挿入部の内壁と前記永久磁石との間には空隙が存在し、前記第2磁石挿入部の内壁と前記永久磁石との間には空隙が存在しない請求項1から5のいずれか1項に記載の電動機。
- 前記第1ロータコアは、複数の第1カシメ部を有し、
前記第2ロータコアは、複数の第2カシメ部を有し、
複数の第1カシメ部は、前記複数の第2カシメ部よりも多い
請求項1から6のいずれか1項に記載の電動機。 - 前記第1ロータコアは、第1カシメ部を有し、
前記第2ロータコアは、第2カシメ部を有し、
前記軸方向と直交する平面において、前記第1カシメ部の面積は、前記第2カシメ部の面積よりも大きい
請求項1から6のいずれか1項に記載の電動機。 - 軸方向に積層された、第1ステータコア及び第2ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第1ステータコアに対向する第1ロータコアと、前記径方向において前記第2ステータコアに対向する第2ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第1ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第1磁石挿入部と、前記第1磁石挿入部と連通する第1フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第1孔を有し、
前記第2ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第2磁石挿入部と、前記第2磁石挿入部と連通する第2フラックスバリア部とを有する少なくとも1つの第2孔を有し、
前記軸方向と直交する平面において、前記第1ロータコアは、前記永久磁石の長手方向において前記永久磁石と対向する突起を有し、
前記平面において、前記第1フラックスバリア部の面積は、前記第2フラックスバリア部の面積よりも小さく、
前記第1ロータコアの体積は、前記第2ロータコアの体積よりも大きい
電動機。 - 前記第1ロータコアの磁極中心部からの磁束の径方向における最大磁束密度は、前記第2ロータコアの磁極中心部からの磁束の前記径方向における最大磁束密度よりも小さい請求項1から9のいずれか1項に記載の電動機。
- 密閉容器と、
前記密閉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、請求項1から10のいずれか1項に記載の電動機と
を備える
圧縮機。 - 請求項11に記載の圧縮機と、凝縮器と、絞り装置と、蒸発器とを備える空気調和機。
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