JPWO2020089991A1 - ロータ、モータ、圧縮機、及び冷凍空調装置 - Google Patents

Abstract

ロータ（２）は、電磁鋼板（２０）と、第１の永久磁石（２２）と、第２の永久磁石（２２）とを有する。電磁鋼板（２０）は、Ｖ字に配列された、第１の磁石挿入孔（２１１）及び第２の磁石挿入孔（２１２）と、第１の磁石挿入孔（２１１）と第２の磁石挿入孔（２１２）との間のセンターリブ（２１３）とを有する。ロータ（２）は、電磁鋼板（２０）の厚みをＴとし、センターリブ（２１３）の最小幅をＷ１とし、センターリブ（２１３）の最大幅をＷ２としたとき、Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔ≦Ｗ２を満たす。

Description

本発明は、モータに用いられるロータに関する。

空間であるフラックスバリアが形成された磁石挿入孔を有するロータが用いられている。このようなロータでは、漏れ磁束を低減することができ、モータ効率を改善することができる。しかしながら、ロータの外周面とフラックスバリアとの間の薄肉部が薄いので、ロータの回転時にこの薄肉部に応力が集中しやすい。ロータの回転数が増加するにつれて、この応力が増大し、ロータ、特に、薄肉部が変形しやすい。そこで、２つの磁石挿入孔の間にセンターリブ（単に、「リブ」ともいう）を有するロータが提案されている（例えば、特許文献１）。センターリブを有するロータでは、ロータに生じる一部の応力がセンターリブに分散され、薄肉部に生じる応力が緩和される。これにより、ロータの変形を防ぐことができる。

特開２０１７−１９２２１１号公報

しかしながら、２つの磁石挿入孔の間にセンターリブが存在する場合、遠心力に対するロータの強度が高まるが、センターリブを通る磁束、すなわち、漏れ磁束が増加し、モータ効率が低下するという問題がある。

本発明の目的は、遠心力に対するロータの強度を高めるとともに、ロータにおける漏れ磁束を低減することである。

本発明の一態様に係るロータは、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、Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔ≦Ｗ２を満たす。

本発明によれば、遠心力に対するロータの強度を高めるとともに、ロータ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１に係るモータの構造を概略的に示す断面図である。 ステータの他の例を示す図である。 ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。 ロータの１磁極を構成する領域を示す拡大図である。 センターリブの構造を概略的に示す拡大図である。 ロータコアに生じる応力とセンターリブの最小幅との関係を示すグラフである。 比較例に係るロータの構造を概略的に示す断面図である。 電磁鋼板の外周面と第１の磁石挿入孔との間の薄肉部の構造を示す拡大図である。 電磁鋼板の外周面と第２の磁石挿入孔との間の薄肉部の構造を示す拡大図である。 ロータコアに生じる応力と薄肉部の最小幅との関係を示すグラフである。 ロータコアの他の例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る圧縮機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に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。

実施の形態１．
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。

図１は、本発明の実施の形態１に係るモータ１の構造を概略的に示す断面図である。
モータ１は、ロータ２と、ステータ３とを有する。

本実施の形態では、モータ１は、例えば、３相同期モータである。具体的には、モータ１は、永久磁石埋込型モータなどの永久磁石同期モータ（ブラシレスＤＣモータともいう）である。

ロータ２は、ステータ３の内側に回転可能に配置されている。ロータ２とステータ３との間には、エアギャップが形成されている。ロータ２は、軸線Ａｘを中心として回転する。ロータ２は、ロータコア２１と、少なくとも１つの永久磁石２２と、シャフト２４とを有する。

ステータ３は、ロータ２の外側に配置されている。ステータ３は、例えば、円環状のステータコアと、ステータコアに巻かれるステータ巻線とを有する。図１に示される例では、ステータ３は、ステータ３の周方向に延在するヨーク３５と、ヨーク３５から径方向に延在する複数のティース３４とを有する。ティース３４間の空間は、ステータ巻線が配置されるスロット３３である。

ステータ３に用いられるステータ巻線は、例えば、銅又はアルミニウムなどの導体の周りに絶縁被膜が形成された巻線である。

ステータ３のステータコアは、例えば、軸方向に積層された円環状の電磁鋼板で形成される。各電磁鋼板は、予め定められた形状に打ち抜かれている。各電磁鋼板の厚みは、例えば、０．２５ｍｍから０．５ｍｍである。電磁鋼板は、互いにカシメで固定される。

図２は、ステータ３の他の例を示す図である。
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２に示される例では、複数の孔３６が、ヨーク３５に形成されている。各孔３６は軸方向に延在している。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３６は、圧縮機内において、冷媒が通り抜ける流路として用いられる。これにより、圧縮機内において、モータ１を効果的に冷却することができる。

図２に示される例では、複数の切り欠き３７が、ステータ３の外周面に形成されている。これにより、ｘｙ平面において、ステータ３は、最大半径Ｒａと、最大半径Ｒａよりも小さい半径Ｒｂとを持つ。半径Ｒｂは、軸線Ａｘから切り欠き３７までの最小半径である。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、圧縮機のハウジングと切り欠き３７との間に空間が形成され、この空間は、冷媒が通り抜ける流路として用いられる。これにより、圧縮機内において、モータ１を効果的に冷却することができる。

ロータ２の構造を具体的に説明する。
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３は、ロータコア２１の構造を概略的に示す平面図である。
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。

１組の磁石挿入孔２１０は、第１の磁石挿入孔２１１及び第２の磁石挿入孔２１２を含む。ｘｙ平面において、１組の磁石挿入孔２１０の中央は、ロータコア２１の中心（すなわち、軸線Ａｘ）に向けて突出している。すなわち、１組の磁石挿入孔２１０（すなわち、第１の磁石挿入孔２１１及び第２の磁石挿入孔２１２）は、ｘｙ平面において、Ｖ字に配列されている。センターリブ２１３は、第１の磁石挿入孔２１１と第２の磁石挿入孔２１２との間に形成されている。

第１の磁石挿入孔２１１は、第１の永久磁石としての永久磁石２２が配置される磁石配置部２１１ａ（第１の磁石配置部ともいう）と、永久磁石２２と薄肉部２１４との間に空間であるフラックスバリア２１１ｂ（第１のフラックスバリアともいう）とを有する。

第２の磁石挿入孔２１２は、第２の永久磁石としての永久磁石２２が配置される磁石配置部２１２ａ（第２の磁石配置部ともいう）と、永久磁石２２と薄肉部２１４との間に空間であるフラックスバリア２１２ｂ（第２のフラックスバリアともいう）とを有する。

電磁鋼板２０の外周面と第１の磁石挿入孔２１１との間の薄肉部２１４を、「第１の薄肉部」ともいう。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を、「第２の薄肉部」ともいう。

図３に示される例では、各電磁鋼板２０は、中央部２３と、６組の磁石挿入孔２１０と、６つのセンターリブ２１３と、１２個の薄肉部２１４とを有する。６組の磁石挿入孔２１０は、ロータ２の周方向に配列されている。各第１の磁石挿入孔２１１及び各第２の磁石挿入孔２１２は、軸方向に延在している。中央部２３は、軸方向に延在する孔である。

各第１の磁石挿入孔２１１には、第１の永久磁石としての永久磁石２２が配置されている。各第２の磁石挿入孔２１２には、第２の永久磁石としての永久磁石２２が配置されている。

各永久磁石２２は、例えば、平板状の永久磁石である。各永久磁石２２は、例えば、Ｎｄ（ネオジム）及びＤｙ（ジスプロシウム）を含有する希土類磁石である。希土類磁石は、残留磁束密度及び保磁力が高い。したがって、永久磁石２２として希土類磁石を用いる場合、高効率かつ減磁耐力が向上したモータ１を得ることができる。ただし、永久磁石２２として、フェライト焼結磁石などの希土類磁石以外の磁石を用いてもよい。

１組の磁石挿入孔２１０は、ロータ２の１磁極に対応する。すなわち、１組の磁石挿入孔２１０に配置された２つの永久磁石２２（すなわち、第１の永久磁石及び第２の永久磁石）がロータ２の１磁極を構成する。したがって、本実施の形態では、ロータ２は６磁極を持つ。

一般に、ロータの回転時、ロータコアに遠心力が働くため、ロータコアにセンターリブが形成されていない場合、ロータコアの外周面と磁石挿入孔（具体的には、フラックスバリア）との間の薄肉部に大きな応力が生じる。この応力が大きいとき、ロータコア（特に、薄肉部）が変形しやすい。一方、本実施の形態では、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。

図５は、センターリブ２１３の構造を概略的に示す拡大図である。
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。

一方、磁気特性の劣化が生じた部分では、強度が低下する。そこで、ロータ２の径方向と直交する方向におけるセンターリブ２１３の最大幅をＷ２としたとき、ロータ２は、２×Ｔ≦Ｗ２を満たすことが望ましい。これにより、センターリブ２１３のうちの領域２１３ａでは、強度が低下しない。その結果、ロータ２（特に、ロータコア２１）の強度を改善することができる。図５に示される例では、ロータ２の径方向と直交する方向は、ｘ軸方向である。図５において、領域２１３ａは、ハッチングが施されていない領域である。図５に示される幅Ｔは、１つの電磁鋼板の厚みＴに対応する。本実施の形態では、最大幅Ｗ２は、センターリブ２１３の径方向内側端部における幅である。

ロータ２の径方向と直交する方向におけるセンターリブ２１３の最小幅をＷ１としたとき、ロータ２は、Ｔ≦Ｗ１を満たすことが望ましい。これにより、打ち抜き加工で第１の磁石挿入孔２１１、第２の磁石挿入孔２１２、及びセンターリブ２１３を容易に形成することができる。本実施の形態では、最小幅Ｗ１は、センターリブ２１３の径方向外側端部における幅である。

さらに、ロータ２は、Ｗ１≦２×Ｔを満たすことが望ましい。これにより、打ち抜き加工でセンターリブ２１３を形成したときに、センターリブ２１３の一部の領域における磁気特性を劣化させることができる。図５に示される例では、センターリブ２１３の上側の領域、すなわち、ハッチングが施された領域における磁気特性を劣化させることができる。その結果、上述のように、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。

したがって、センターリブ２１３の最小幅Ｗ１は、Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔを満たすことが望ましい。これにより、上述の利点を得ることができる。

図６は、ロータコア２１に生じる応力とセンターリブ２１３の最小幅Ｗ１との関係を示すグラフである。図６において、第１縦軸は、ロータコア２１に生じる最大応力（具体的には、比較例に対する比率）を示し、第２縦軸は、ロータ２の最大磁力（具体的には、比較例に対する比率）を示し、横軸は、Ｗ１／Ｔを示す。
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７は、比較例に係るロータ２ａの構造を概略的に示す断面図である。比較例に係るロータ２ａでは、ロータコア２１ａにセンターリブ２１３が形成されていない。さらに、比較例に係るロータ２ａでは、１つの磁石挿入孔２１０ａが１磁極に対応しており、各磁石挿入孔２１０ａに１つの平板状の永久磁石２２ａが配置されている。

本実施の形態では、図６に示されるように、電磁鋼板２０の厚みＴに対する最小幅Ｗ１の比率Ｗ１／Ｔが、０．９≦Ｗ１／Ｔ≦１．９を満たすことが望ましい。これにより、ロータコア２１、特に、センターリブ２１３及び薄肉部２１４に生じる応力を低減することができる。さらに、センターリブ２１３における漏れ磁束が低減されるのでロータ２の磁力を高めることができる。本実施の形態では、ロータ２は、Ｗ１＜Ｗ２且つ０．９≦Ｗ１／Ｔ≦１．９を満たすので、上述の利点を得ることができる。

特に、ロータ２が、Ｗ１＜Ｗ２且つ０．９≦Ｗ１／Ｔ≦１．５を満たすとき、ロータコア２１、特に、センターリブ２１３及び薄肉部２１４に生じる応力を効果的に低減することができるとともに、ロータ２の磁力を高めることができる。

図８は、電磁鋼板２０の外周面と第１の磁石挿入孔２１１との間の薄肉部２１４の構造を示す拡大図である。
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は、ロータコア２１に生じる応力と薄肉部２１４の最小幅Ｗ３及びＷ４との関係を示すグラフである。図１０において、第１縦軸は、ロータコア２１に生じる最大応力（具体的には、比較例に対する比率）を示し、第２縦軸は、ロータ２の最大磁力（具体的には、比較例に対する比率）を示し、横軸は、Ｗ３／Ｔ及びＷ４／Ｔを示す。本実施の形態では、Ｗ３はＷ４に等しい。
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１０に示されるように、電磁鋼板２０の厚みＴに対する最小幅Ｗ３の比率Ｗ３／Ｔが、０．６≦Ｗ３／Ｔ≦１．５を満たすことが望ましい。さらに、電磁鋼板２０の厚みＴに対する最小幅Ｗ４の比率Ｗ４／Ｔが、０．６≦Ｗ４／Ｔ≦１．５を満たすことが望ましい。すなわち、ロータ２は、０．６≦Ｗ３／Ｔ≦１．５且つ０．６≦Ｗ４／Ｔ≦１．５を満たすことが望ましい。これにより、ロータコア２１、特に、薄肉部２１４に生じる応力を低減することができる。さらに、薄肉部２１４における漏れ磁束が低減されるのでロータ２の磁力の著しい低下を抑えることができる。本実施の形態では、ロータ２は、０．６≦Ｗ３／Ｔ≦１．５且つ０．６≦Ｗ４／Ｔ≦１．５を満たすので、上述の利点を得ることができる。

特に、ロータ２が、０．６≦Ｗ３／Ｔ≦１.０且つ０．６≦Ｗ４／Ｔ≦１．０を満たすとき、ロータコア２１、特に、薄肉部２１４に生じる応力を効果的に低減することができる。さらに、薄肉部２１４における漏れ磁束がより低減されるので、ロータ２の磁力を高めることができる。

図１１は、ロータコア２１の他の例を示す図である。
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。

電磁鋼板２０（すなわち、ロータコア２１）の直径Ｒ１をφとし、ｘｙ平面において軸線Ａｘ（すなわち、ロータ２の回転中心）から孔２１５の中心までの距離をｒとしたとき、直径φ及び距離ｒの関係は、φ／４≦ｒを満たす。軸線Ａｘから、複数の孔２１５のうちの少なくとも１つの孔２１５の中心までの距離ｒがφ／４以上であればよい。すなわち、距離ｒが、電磁鋼板２０（すなわち、ロータコア２１）の半径の半分以上であればよい。これにより、少なくとも１つの孔２１５を、永久磁石２２の近くに配置することができるので、永久磁石２２を効果的に冷却することができ、永久磁石２２の減磁を抑えることができる。

図１１に示される例では、全ての孔２１５に関し、軸線Ａｘから、各孔２１５の中心までの距離ｒがφ／４以上である。図１１において、破線で示される円の半径Ｒ２は、φ／４である。すなわち、図１１において、全ての孔２１５の中心は、破線で示されている半径Ｒ２の円の外側に位置する。これにより、永久磁石２２をより効果的に冷却することができ、永久磁石２２の減磁を抑えることができる。

ロータ２の効果を説明する。
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。

さらに、本実施の形態では、ロータ２は、Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔを満たす。これにより、打ち抜き加工で第１の磁石挿入孔２１１、第２の磁石挿入孔２１２、及びセンターリブ２１３を容易に形成することができるとともに、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。

さらに、ロータ２は、２×Ｔ≦Ｗ２を満たす。これにより、センターリブ２１３のうちの領域２１３ａでは、強度が低下しない。その結果、ロータ２（特に、ロータコア２１）の強度を改善することができる。

すなわち、ロータ２は、Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔ≦Ｗ２を満たすので、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における漏れ磁束を低減することができる。その結果、ロータ２の磁力を改善することができ、モータ効率を改善することができる。

ロータ２が、Ｗ１＜Ｗ２且つ０．９≦Ｗ１／Ｔ≦１．９を満たすとき、ロータコア２１、特に、センターリブ２１３及び薄肉部２１４に生じる応力を低減することができる。さらに、センターリブ２１３における漏れ磁束が低減されるのでロータ２の磁力を高めることができる。その結果、モータ効率をより改善することができる。

特に、ロータ２が、Ｗ１＜Ｗ２且つ０．９≦Ｗ１／Ｔ≦１．５を満たすとき、ロータコア２１、特に、センターリブ２１３及び薄肉部２１４に生じる応力を効果的に低減することができるとともに、ロータ２の磁力を高めることができる。その結果、モータ効率をより改善することができる。

ロータ２が、０．６≦Ｗ３／Ｔ≦１．５且つ０．６≦Ｗ４／Ｔ≦１．５を満たすとき、ロータコア２１、特に、薄肉部２１４に生じる応力を低減することができる。さらに、薄肉部２１４における漏れ磁束が低減されるのでロータ２の磁力の著しい低下を抑えることができる。

特に、ロータ２が、０．６≦Ｗ３／Ｔ≦１.０且つ０．６≦Ｗ４／Ｔ≦１．０を満たすとき、ロータコア２１、特に、薄肉部２１４に生じる応力を効果的に低減することができる。さらに、薄肉部２１４における漏れ磁束がより低減されるので、ロータ２の磁力を高めることができる。その結果、モータ効率をより改善することができる。

さらに、各電磁鋼板２０は、少なくとも１つの孔２１５をさらに有し、ロータ２がφ／４≦ｒを満たすとき、少なくとも１つの孔２１５を、永久磁石２２の近くに配置することができるので、永久磁石２２を効果的に冷却することができ、永久磁石２２の減磁を抑えることができる。

実施の形態１に係るモータ１は、ロータ２を有するので、モータ１において上述のロータ２の効果と同じ効果が得られる。

実施の形態１に係るモータ１は、ロータ２を有するので、モータ１におけるモータ効率を改善することができる。

ステータ３が少なくとも１つの切り欠き３７を有するとき、圧縮機のハウジングと切り欠き３７との間に空間が形成され、この空間は、冷媒が通り抜ける流路として用いられる。これにより、圧縮機内において、モータ１を効果的に冷却することができる。

ステータ３が少なくとも１つの孔３６を有するとき、この孔３６は、圧縮機内において、冷媒が通り抜ける流路として用いられる。これにより、圧縮機内において、モータ１を効果的に冷却することができる。

実施の形態２．
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。

圧縮機６は、電動要素としてのモータ６０と、ハウジングとしての密閉容器６１と、圧縮要素としての圧縮機構６２とを有する。本実施の形態では、圧縮機６は、ロータリー圧縮機である。ただし、圧縮機６は、ロータリー圧縮機に限定されない。

モータ６０は、実施の形態１に係るモータ１である。本実施の形態では、モータ６０は、永久磁石埋込型モータであるが、これに限定されない。

密閉容器６１は、モータ６０及び圧縮機構６２を覆う。密閉容器６１の底部には、圧縮機構６２の摺動部分を潤滑する冷凍機油が貯留されている。

圧縮機６は、さらに、密閉容器６１に固定されたガラス端子６３と、アキュムレータ６４と、吸入パイプ６５と、吐出パイプ６６とを有する。

圧縮機構６２は、シリンダ６２ａと、ピストン６２ｂと、上部フレーム６２ｃ（第１のフレーム）と、下部フレーム６２ｄ（第２のフレーム）と、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄにそれぞれ取り付けられた複数のマフラ６２ｅとを有する。圧縮機構６２は、さらに、シリンダ６２ａ内を吸入側と圧縮側とに分けるベーンを有する。圧縮機構６２は、モータ６０によって駆動される。

モータ６０は、圧入又は焼き嵌めで密閉容器６１内に固定されている。圧入及び焼き嵌めの代わりに溶接でステータ３を密閉容器６１に直接取り付けてもよい。

モータ６０のステータ３の巻線には、ガラス端子６３を介して電力が供給される。

モータ６０のロータ（具体的には、シャフト２４の一端側）は、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄの各々に備えられた軸受けによって回転自在に支持されている。

ピストン６２ｂには、シャフト２４が挿通されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄには、シャフト２４が回転自在に挿通されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄは、シリンダ６２ａの端面を閉塞する。アキュムレータ６４は、吸入パイプ６５を介して冷媒（例えば、冷媒ガス）をシリンダ６２ａに供給する。

次に、圧縮機６の動作について説明する。アキュムレータ６４から供給された冷媒は、密閉容器６１に固定された吸入パイプ６５からシリンダ６２ａ内へ吸入される。インバータの通電によってモータ６０が回転することにより、シャフト２４に嵌合されたピストン６２ｂがシリンダ６２ａ内で回転する。これにより、シリンダ６２ａ内で冷媒の圧縮が行われる。

冷媒は、マフラ６２ｅを通り、密閉容器６１内を上昇する。圧縮された冷媒には、冷凍機油が混入されている。冷媒と冷凍機油との混合物は、ロータコアに形成された孔を通過する際に、冷媒と冷凍機油との分離が促進され、これにより、冷凍機油が吐出パイプ６６へ流入するのを防止できる。このようにして、圧縮された冷媒が、吐出パイプ６６を通って冷凍サイクルの高圧側へと供給される。

圧縮機６の冷媒として、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、又はＲ２２等を用いることができる。ただし、圧縮機６の冷媒は、これらに限られない。例えば、圧縮機６の冷媒として、ＧＷＰ（地球温暖化係数）が小さい冷媒等を用いることができる。

ＧＷＰが小さい冷媒の代表例として、以下の冷媒がある。

（１）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）である。ＨＦＯは、Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｌｅｆｉｎの略称である。Ｏｌｅｆｉｎは、二重結合を１つ持つ不飽和炭化水素のことである。ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは、４である。

（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素は、例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。Ｒ１２７０のＧＷＰは３であり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰよりも小さいが、Ｒ１２７０の可燃性は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの可燃性よりもよい。

（３）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素及び組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくとも１つを含む混合物は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物である。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、低圧冷媒のため、圧損が大きくなり、冷凍サイクル（特に、蒸発器において）の性能が低下しやすい。そのため、高圧冷媒であるＲ３２又はＲ４１等との混合物を使用することが望ましい。

実施の形態２に係る圧縮機６によれば、実施の形態１で説明した効果を有する。

さらに、モータ６０として実施の形態１に係るモータ１を用いることにより、モータ６０の効率を改善することができ、その結果、圧縮機６の効率を改善することができる。

実施の形態３．
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。

実施の形態３に係る空気調和機５０は、送風機（第１の送風機）としての室内機５１と、冷媒配管５２と、冷媒配管５２を介して室内機５１に接続された送風機（第２の送風機）としての室外機５３とを備える。

室内機５１は、モータ５１ａ（例えば、実施の形態１に係るモータ１）と、モータ５１ａによって駆動されることにより、送風する送風部５１ｂと、モータ５１ａ及び送風部５１ｂを覆うハウジング５１ｃとを有する。送風部５１ｂは、例えば、モータ５１ａによって駆動される羽根５１ｄを有する。例えば、羽根５１ｄは、モータ５１ａの軸（例えば、シャフト２４）に固定されており、気流を生成する。

室外機５３は、モータ５３ａ（例えば、実施の形態１に係るモータ１）と、送風部５３ｂと、圧縮機５４と、熱交換器（図示しない）とを有する。送風部５３ｂは、モータ５３ａによって駆動されることにより、送風する。送風部５３ｂは、例えば、モータ５３ａによって駆動される羽根５３ｄを有する。例えば、羽根５３ｄは、モータ５３ａの軸（例えば、シャフト２４）に固定されており、気流を生成する。圧縮機５４は、モータ５４ａ（例えば、実施の形態１に係るモータ１）と、モータ５４ａによって駆動される圧縮機構５４ｂ（例えば、冷媒回路）と、モータ５４ａ及び圧縮機構５４ｂを覆うハウジング５４ｃとを有する。圧縮機５４は、例えば、実施の形態２で説明した圧縮機６である。

空気調和機５０において、室内機５１及び室外機５３の少なくとも１つは、実施の形態１で説明したモータ１を有する。具体的には、送風部の駆動源として、モータ５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明したモータ１が適用される。さらに、圧縮機５４のモータ５４ａとして、実施の形態１で説明したモータ１を用いてもよい。

空気調和機５０は、例えば、室内機５１から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等の運転を行うことができる。室内機５１において、モータ５１ａは、送風部５１ｂを駆動するための駆動源である。送風部５１ｂは、調整された空気を送風することができる。

実施の形態３に係る空気調和機５０によれば、モータ５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明したモータ１が適用されるので、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、空気調和機５０の効率を改善することができる。

さらに、送風機（例えば、室内機５１）の駆動源として、実施の形態１に係るモータ１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、送風機の効率を改善することができる。実施の形態１に係るモータ１とモータ１によって駆動される羽根（例えば、羽根５１ｄ又は５３ｄ）とを有する送風機は、送風する装置として単独で用いることができる。この送風機は、空気調和機５０以外の機器にも適用可能である。

さらに、圧縮機５４の駆動源として、実施の形態１に係るモータ１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、圧縮機５４の効率を改善することができる。

実施の形態１で説明したモータ１は、空気調和機５０以外に、換気扇、家電機器、又は工作機など、駆動源を有する機器に搭載できる。

以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。

１，５１ａ，５４ａ，６０ モータ、 ２ ロータ、 ３ ステータ、 ６ 圧縮機、 ２０ 電磁鋼板、 ２１ ロータコア、 ２２ 永久磁石、 ３３ スロット、 ３４ ティース、 ３５ ヨーク、 ３６，２１５ 孔、 ３７ 切り欠き、 ５０ 空気調和機（冷凍空調装置）、 ２１０ 磁石挿入孔、 ２１１ 第１の磁石挿入孔、 ２１１ａ 磁石配置部、 ２１１ｂ フラックスバリア、 ２１２ 第２の磁石挿入孔、 ２１３ センターリブ、 ２１４ 薄肉部。

本発明の一態様に係るロータは、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、Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔ≦Ｗ２、Ｗ１＜Ｗ２且つ０．９≦Ｗ１／Ｔ≦１．９を満たす。

Claims (11)

1. 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、
   Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔ≦Ｗ２
   を満たすロータ。
2. Ｗ１＜Ｗ２且つ０．９≦Ｗ１／Ｔ≦１．９を満たす請求項１に記載のロータ。
3. 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。
4. 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から３のいずれか１項に記載のロータ。
5. ０．６≦Ｗ３／Ｔ≦１．０且つ０．６≦Ｗ４／Ｔ≦１．０を満たす請求項４に記載のロータ。
6. 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５のいずれか１項に記載のロータ。
7. 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、
   Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔ≦Ｗ２
   を満たす
   モータ。
8. 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７に記載のモータ。
9. 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７又は８に記載のモータ。
10. 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、
    Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔ≦Ｗ２
    を満たす
    圧縮機。
11. 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、
    Ｔ≦Ｗ１≦２×Ｔ≦Ｗ２
    を満たす
    冷凍空調装置。

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