WO2006098066A1

WO2006098066A1 - 同期誘導電動機の回転子及び圧縮機

Info

Publication number: WO2006098066A1
Application number: PCT/JP2005/022687
Authority: WO
Inventors: Koji Yabe; Yoshio Takita; Hayato Yoshino
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2006-09-21
Also published as: CN1950992A; JP2006254552A; KR100820503B1; JP4763320B2; KR20070088284A; MY140353A; CN1950992B; US20070170803A1; US7504755B2

Abstract

　ｄ軸方向の磁路を阻害することなく、ｑ軸方向の磁束を通りにくくし、突極差を大きくすることにより、高効率な同期誘導電動機を得ることを目的とする。シャフト５に隣合うスリットを、シャフト５の周囲に沿ってシャフト側に拡大して、スリット拡大部８ａとする。さらにガス抜き穴７をｄ軸方向に伸びた細長い開口とし、ガス抜き穴７の周に沿ってスリットを突出させる。また、ガス抜き穴７をｄ軸に対して所定の角度をずらした方向に伸びた細長い開口で構成する。また、回転子鉄心１を積層方向に複数の回転子鉄心部分で構成し、回転子鉄心部分毎に異なる形状のスリットとした。

Description

明細書

同期誘導電動機の回転子及び圧縮機

技術分野

[0001] この発明は、誘導トルクを用いることにより起動し、リラクタンストルクを用いることにより同期運転する同期誘導電動機の回転子及びこの同期誘導電動機を用、た圧縮機に関するものである。

背景技術

[0002] 従来の同期誘導電動機においては、電磁鋼板により構成された回転子鉄心に複数のスリットおよびスロットが設けられており、 d軸方向に磁束が流れやすくするため、ガス抜き穴を d軸方向に伸びた楕円形状として、同期誘導電動機の効率向上を図つているものがあった (例えば、特許文献 1参照。 ) o

[0003] 特許文献 1 :特開 2003— 153511号公報 (第 5頁、図 6)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 従来の同期誘導電動機の回転子は、ガス抜き穴の形状を、短軸が q軸方向、長軸力軸方向になる楕円形状とすることで、 q軸方向のガス抜き穴の両側の電磁鋼板の幅を厚くでき、 d軸方向の磁路の幅を確保して、 d軸方向に磁束が通りやすくなるように構成していた。ところが、この構成では q軸方向にも磁束が流れやすくなつてしまい、大きな突極差が得られないという課題があった。

[0005] この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、 d軸方向に磁束が通りやすくすると共に q軸方向に磁束が流れに《して、 d軸と q軸とで大きな突極差を有する回転子を構成し、高効率な同期誘導電動機を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] この発明に係わる同期誘導電動機は、複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、前記複数枚の電磁鋼板の各電磁鋼板に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやす、方向である d軸および磁束の流れにく、方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリットと、前記スリットに接続して前記回転子鉄心の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロットと、前記スリット及び前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填された導電性材と、前記回転子鉄心の中央部を貫通し回転軸となるシャフトと、を備え、前記シャフトに隣合うスリットは、前記シャフト側の形状を前記シャフトの周に沿って突出することを特徴とするものである。

[0007] また、同期誘導電動機の回転子は、さらに、前記 d軸上に d軸方向に伸びた細長い開口のガス抜き穴を備え、前記ガス抜き穴に隣合うスリットは、前記ガス抜き穴側の形状を前記ガス抜き穴の長手方向の周に沿って突出することを特徴とするものである。

[0008] また、前記 d軸上の外周端における電磁鋼板の幅 Lと、前記ガス抜き穴の一方側で隣合うスリットと前記ガス抜き穴との距離 Aと、前記ガス抜き穴の他方側で隣合うスリツトと前記ガス抜き穴との距離 Bとしたとき、 L≤A+Bとなるように、前記ガス抜き穴とこのガス抜き穴に隣合うスリットとの距離が設定されたことを特徴とするものである。

[0009] また、前記シャフトは、前記回転軸に垂直な断面形状で前記 q軸方向の長さが前記 d軸方向の長さよりも短ぐ前記シャフトに隣合うスリットは、前記シャフト側の形状を前記シャフトの周に沿って前記シャフト側に突出することを特徴とするものである。

[0010] また、前期回転子鉄心は、前記積層する電磁鋼板として方向性電磁鋼板を用い、方向性電磁鋼板は、その磁ィ匕容易方向を前記 d軸にほぼ平行となるように構成することを特徴とするものである。

[0011] また、この発明に係わる圧縮機は、前記同期誘導電動機の回転子を備えたことを特徴とするものである。

[0012] また、この発明に係わる同期誘導電動機の回転子は、複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、前記複数枚の電磁鋼板の各電磁鋼に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやすい方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリットと、前記スリットに接続して前記電磁鋼板の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロットと、前記スリット及び前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填された導電性材と、前記回転子鉄心の中央部に設けられ回転軸となるシャフトと、前記 d軸上に設けられ前記 d軸に対して所定の角度をずらした方向に伸びた細長い開口のガス抜き穴と、を備えたことを特徴とするものである。 [0013] また、前記 d軸上の外周端における電磁鋼板の幅 Lと、前記ガス抜き穴の一方側で隣合うスリットと前記ガス抜き穴との距離 Aと、前記ガス抜き穴の他方側で隣合うスリツトと前記ガス抜き穴との距離 Bとしたとき、 L≤A+Bとなるように、前記ガス抜き穴とこのガス抜き穴に隣合うスリットとの距離が設定されたことを特徴とするものである。

[0014] また、前記シャフトは、前記回転軸に垂直な断面形状で前記 q軸方向の長さが前記 d軸方向の長さよりも短ぐ前記シャフトに隣合うスリットは、前記シャフト側の形状を前記シャフトの周に沿って前記シャフト側に突出することを特徴とするものである。

[0015] また、前期回転子鉄心は、前記積層する電磁鋼板として方向性電磁鋼板を用い、方向性電磁鋼板は、その磁ィ匕容易方向を前記 d軸にほぼ平行となるように構成することを特徴とするものである。

[0016] また、この発明に係わる圧縮機は、前記同期誘導電動機の回転子を備えたことを特徴とするものである。

[0017] また、この発明に係わる同期誘導電動機の回転子は、複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、前記複数枚の電磁鋼板の各電磁鋼に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやすい方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリットと、前記スリットに接続して前記電磁鋼板の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロットと、前記スリット及び前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填された導電性材と、前記回転子鉄心の中央部に設けられ回転軸となるシャフトと、を備え、前記回転子鉄心は、積層方向に複数の回転子鉄心部分で構成され、前記スリットは、前記回転子鉄心部分毎に異なる形状としたことを特徴とするものである。

[0018] また、積層方向の一端部に位置する回転子鉄心部分の電磁鋼板は、前記シャフトの周囲に空隙を有することを特徴とするものである。

[0019] また、前記回転子鉄心は、異なる形状のスリットを有する電磁鋼板が隣接する部分で、一方のスリット及びスロットの少なくとも一部分と、他方のスリット及びスロットの少なくとも一部分とが積層方向で連通可能に構成したことを特徴とするものである。

[0020] また、前記回転子鉄心は、 d軸上にガス抜き穴を有し、前記ガス抜き穴の位置を積層方向で連通可能な状態でずらしたことを特徴とするものである。 [0021] また、この発明に係わる圧縮機は、前記同期誘導電動機の回転子を備えたことを特徴とするものである。

[0022] また、複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、前記複数枚の電磁鋼板の各電磁鋼板に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやすヽ方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリットと、前記スリットに接続して前記電磁鋼板の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロットと、前記スリット及び前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填された導電性材と、前記回転子鉄心の中央部に設けられ回転軸となるシャフトと、を備え、前記電磁鋼板は、前記 d軸上の磁路を構成する電磁鋼板の外周端の幅を磁気飽和が生じない程度の所定幅にすると共に、前記シャフト近傍を除く d軸上の磁路の幅が前記所定幅と同等程度または前記所定幅よりも大きくなるように非磁性部分を設けたことを特徴とするものである。

[0023] また、この発明に係わる圧縮機は、前記同期誘導電動機の回転子を備えたことを特徴とするものである。

発明の効果

[0024] この発明は、電磁鋼板に非磁性体であるスリットを並設することで磁束の通りやすい方向である d軸方向と磁束の通りにくい方向である q軸方向とで磁極突起を形成している。ここで、この発明は、幅の広い d軸上の磁路に非磁性部分を形成するまたはスリットを突出することで、 d軸の磁路を阻害することなく q軸の磁束を通りに《して突極差を大きくできる。したがって、この発明によれば、高効率な同期誘導電動機の回転子を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0025] 実施の形態 1.

以下、この発明の実施の形態 1について図を用いて説明する。図 1は実施の形態 1 に係る同期誘導電動機を示し、回転軸に垂直な面での断面構成図である。回転子 1 の周りに所定の間隔をおいて固定子 20が配置される。固定子 20は、磁性体である複数の電磁鋼板により構成され、複数の固定子スロット 21が存在し、固定子スロット 2 1内に卷線 22が施されている。回転子 1は、磁性体である複数の積層電磁鋼板により構成される。スリット 2及びスロット 3には、ダイカスト法にて、非磁性体でかつ導電性の材料として、例えばアルミニウムが充填されている。隣合うスリット 2の間の電磁鋼板の部分はストリップ 4であり、回転子外側に形成された薄肉部は、 0. 1mm〜数 mmである。スリット 2は、電磁鋼板に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやすい方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成している。また、スロット 3は、スリット 2に接続して電磁鋼板の外周近傍に複数設けられ、誘導トルクを発生させる。ダイカスト法によって充填された導電性材であるアルミ-ゥムは、スリット 2及びスロット 3のうちの少なくともスロット 3に充填されていれば、スロット 3によって誘導トルクを発生させることができると共に、スリット 2によって d軸及び q軸の磁極突起を形成できる。

[0026] 回転軸となるシャフト 5は、圧入または焼き嵌めにより回転子 1の中央部に貫通するように固着されている。リブ 6はスリット 2とスロット 3を分離するために存在する。同期誘導電動機は、リブ 6があることにより、起動時に有効に二次電流が誘導され起動性が向上する。ガス抜き穴 7は、同期誘導電動機を搭載する装置で必要となることがある空洞である。例えば圧縮機であれば、冷媒ゃ油などがガス抜き穴 7を通って循環する。ガス抜き穴 7は、ファンに搭載させる場合などには、冷却用の風を通したり、位置合わせなどに使用される場合もある。また、ガス抜き穴 7が必要ない場合もある。スリツト拡大部 8aは、シャフト 5に隣合うスロットのシャフト 5側の形状を、シャフト 5の周に沿つて突出させてスリットを拡大した部分である。

[0027] 図 2は同期誘導電動機の回転子を示す斜視図である。同期誘導電動機の回転子 1 は積層された電磁鋼板のスリット 2及びスロット 3に充填されたアルミニウム力エンドリング 30でつながっており、誘導モータと同じような構成となっている。

[0028] 以下、同期誘導電動機の動作について説明する。

同期誘導電動機は、起動時には、固定子卷線に施された単相、または三相卷線により回転磁界を発生させる。そして、同期誘導電動機は、回転子 1に回転磁界を与えることにより、スロット 3に二次電流が誘導され、かご型誘導機と同様の原理により、誘導トルクを発生する。また、回転子 1のスリット 2にはアルミニウムが充填されているため非磁性部分を構成する。これ〖こより、回転子 1には、磁束の流れやすい方向の d軸と、磁束が流れにくい方向の q軸が発生する。そのため、 d軸のインダクタンス Ldと q 軸のインダクタンス Lqに差が生じ、回転子 1は突極性を持つ。この突極性によってリラタタンストルクが発生するため、回転子 1は、同期速度近くになると、同期速度に引き込まれ、リラクタンストルクを用いて、同期運転を行う。

以上の原理により、同期誘導電動機を運転するために、特別な起動装置が必要ないことから、低コストな同期誘導電動機を構成できる。また、同期誘導電動機は、定常運転時には、同期速度で運転するため、二次銅損が低減され、高効率な電動機であることを特徴とする。特に、同期誘導電動機は、定常運転時には、リラクタンストルクを用いて動作するため、突極差を大きくすると高効率な同期誘導電動機を得ることができる。

[0029] スリット 2の幅はできるだけ大きい方が突極差を大きくでき、電流—トルク特性が向上し、銅損の低減が図れる。一方、スリット 2の幅を拡大しすぎてしまうと、ストリップ 4 が狭くなつて磁気飽和が発生し、逆に電流トルク特性を悪ィ匕させてしまう。そこで、ストリップ 4の幅を磁気飽和が発生しない程度に保った状態で、スリット 2を拡大するとよい。図 1のような構成では、複数のストリップ 4のうちで、磁束密度が低い部分はシャフト 5が存在する d軸上のストリップ 4aの部分である。シャフト 5の両側には図 1に示すように、ガス抜き穴 7が設けられており、通常このガス抜き穴 7は丸い形状である。ガス抜き穴 7の部分は空間であり非磁性部分と見なすことができる。シャフト 5はガス抜き穴 7の面積よりもはるかに大きな面積を占め、この部分は磁性部分と見なされる。この実施の形態では、シャフト 5に隣合うスリット 2のシャフト側の形状を、シャフト 5の周に沿った形状とする。図 1では、複数のスリットが並設されている力シャフト 5に隣合うスリット 2、即ち一番内側のスリット 2のシャフト側の形状を、シャフト 5の周に沿って突出させてスリット拡大部 8aを設け、シャフト 5に隣合うスリットの幅を拡大する。

[0030] スリット拡大部 8aを設けることで、 q軸方向に磁束が通りにくくなる。一方、 d軸方向には電磁鋼板の外周端の幅でほぼ磁束量が決まってしまう。そのため、ガス抜き穴 7 の周辺の部分で磁路をある程度狭くしても電磁鋼板の外周端の幅以下にならない限り、磁気飽和は発生しにくい。さらにシャフト 5は磁性部分であるため d軸上の磁路はシャフト 5の部分も含まれる。従って、シャフト 5の周に沿ってスリット 2の幅を拡大しても、 d軸方向の磁束の通りやすさは保持され、 q軸方向の磁束の通りにくさを増大することができる。このため、スリット拡大部 8aを設けることで、突極差を大きくでき、高効率な同期誘導電動機の回転子を構成することができる。

[0031] 前述したように、シャフト 5の周に沿ってスリット拡大部 8aを設けても磁束はシャフトの部分を流れるので、この部分での磁路は充分に確保される。ところが、 d軸上のストリップ 4aでシャフト 5の両側にガス抜き穴 7が設けられているため、必然的にスリット拡大部 8aの形状はガス抜き穴 7の周の一部に沿う形状になる。ガス抜き穴 7の部分は空洞であり磁路にはならないので、ガス抜き穴 7の周にはある程度磁路が形成されるように電磁鋼板の部分を残す必要がある。

[0032] 例えば、図 1に示すように、同期誘導電動機が運転している時に磁気飽和が発生しな、程度で狭、距離として、 d軸上のロータ外周部寸法として所定幅 Lを保つようにする。この場合、ガス抜き穴 7とスリット拡大部 8aの距離が、 d軸上の電磁鋼板の外周端の所定幅 Lよりも小さくなると磁気飽和を起こし、特性が悪化する。そのため、所定幅 Lに対し、スリット拡大部 8aとガス抜き穴 7との距離 A、 B、 C、 Dの関係を L≤A+B 、 L≤C + Dとすればよい。 q軸方向に磁束が通りに《なるようにスリット拡大部 8aを最大限に設けたとき、 A+B及び C + Dと Lとを同等程度、あるいは A+B及び C + D を Lよりも少し大きくなるように構成すれば、 d軸上のストリップ 4aで磁気飽和が発生することはない。即ち、シャフト 5及びガス抜き穴 7の周に沿ってスリット拡大部 8aを突出させる際、上記の関係を保つように設定すれば、ガス抜き穴 7の周りで磁気飽和が発生するのを防止でき、特性が低下するのを防止できる。

なお、 d軸上の電磁鋼板の外周端の幅 Lを磁気飽和が発生しなヽ程度で狭!、距離とするには、予めシミュレーションによって求めたり、試作装置を運転することで、所定幅にほぼ設定できる。

[0033] この実施の形態では、電磁鋼板に非磁性部分であるスリットを並設することで磁束の通りやす、方向である d軸方向と磁束の通りにく、方向である q軸方向とで磁極突起を形成している。ここで、この実施の形態では、回転軸となるシャフトを設ける必要から、シャフトの部分の両側に一対のスリットを形成しシャフトの部分は広い磁路の d 軸が形成されてヽる。このシャフトの部分の磁路を磁気飽和が発生しなヽ範囲で極力狭くすることで、 q軸方向にスリットを効率よく拡大することができ、 d軸の磁路を阻害することなく q軸の磁束を通しに《できるため、突極差を大きくし、高効率な同期誘導電動機の回転子を得ることができる。

なお、図 2に示すように積層方向の上下でエンドリングが設けられ、スロットと共に起動時の誘導トルクを形成すると共に、上下方向に積層電磁鋼板を強固に保持している。このため、スリット拡大部 8aを設けてスリットの部分の幅を広くしても、回転時の遠心力に対して充分強、構成となって!/、る。

[0034] 図 3はこの実施の形態に係る同期誘導電動機の他の構成例を示す断面構成図である。この構成の回転子は、ガス抜き穴 7の形状を円形状力も変形させたものである。ガス抜き穴 7は、同期誘導電動機を搭載する機器側の事情によって設けられているものであるが、特に形などに制約のあるものではない。ガス抜き穴 7は、運転中にある程度の流量のガスが流れる構成であればよいので、ここでは、 d軸方向に伸びた形状とし、例えば長方形状とする。

[0035] 図 3では、ガス抜き穴 7の形状を細長く開口された穴とし、その長手方向を d軸とほぼ平行になるように配置している。ガス抜き穴 7を細長い形状にすると、スリット拡大部 8aを細長、ガス抜き穴の周に沿うように拡大することができ、丸形状のガス抜き穴の場合よりもスリット拡大部 8aの面積を大きくとることができる。このため、ガス抜き穴 7を細長い形状にすると、 q軸方向と d軸方向の突極差を大きくできる。また、丸形状よりも d軸方向に磁束が流れやすい形状であり、スリット拡大部 8aを設けてもガス抜き穴 7 の周囲に電磁鋼板の部分を充分に設けることができる。そのため、磁気飽和が発生しにくぐ高効率な同期誘導電動機の回転子を構成することができる。

[0036] 図 3に示すように、ガス抜き穴 7を長方形とし、長方形の長手方向が d軸と平行になるように配置することで、最も効率よくスリットを拡大することができる。ただし、図 1の構成と同様、 d軸上のロータ外周寸法 Lを、同期誘導電動機が運転している時に磁気飽和が発生しなヽ程度の狭ヽ距離を保つようにするときは、ガス抜き穴 7とスリット拡大部 8aの距離が、スリット間の距離 Lよりも小さくなると磁気飽和を起こし、特性が悪化する。そのため、スリット拡大部 8aとガス抜き穴 7との距離 A、 B、 C、 Dの関係を L ≤A + B、 L≤C + Dとすることにより、磁気飽和の発生を防止できる。 [0037] また、長方形のガス抜き穴 7の各角を丸取り、または楕円形状とし、磁束の流れをより滑らかにすれば、スリットを拡大しやすぐさらに磁束も流れやすくなるため、高効率な同期誘導電動機を得ることができる。なお、ガス抜き穴 7の形状は、丸形状や長方形状に限るものではなぐ楕円形状やひし形状や平行四辺形状など、他の形状で構成してちょい。

[0038] また、図 4はこの実施の形態に係る同期誘導電動機の回転子の別の構成例を示す断面構成図である。図 4では固定子を省略して示す。固定子に関しては、図 1や図 3 で示した構成と同様である。図 4に示す構成では、変型シャフト 9は丸型シャフト 5を d 軸に対し、ほぼ平行にカットした形状とする。そして、図 4に示す構成では、変型シャフト 9に隣合うスリット 2の変型シャフト 9側の形状を、変型シャフト 9の周に沿って拡大してスリット拡大部 8bとし、スリットの q軸方向の幅を大きくする。

[0039] 変型シャフト 9に磁性体を用いた場合、磁路として活用することが可能であり、 d軸上のストリップ 4aは、他のストリップに比べ磁路が十分広ぐ磁束密度は低い。そのため、この部分にスリット 2を拡大して d軸上のストリップ 4aの幅を狭くしても、磁気飽和が発生する可能性は少なぐ突極差を大きくできる。しかし、シャフト 5とスリット 2の距離は、回転時の遠心力に対する機械的強度を保てる大きさが必要であり、円形状のシャフト 5では、スリットを拡大することが出来な力つた。図 4に示す構成では、丸型シャフト 5を d軸とほぼ平行にカットし、シャフト 5の q軸方向長さを d軸方向の長さよりも短くしたので、 q軸方向の短くした部分にスリット拡大部 8bを設けることができる。スリット拡大部 8bを備えたことで、回転時の機械的強度を保ちつつ、突極差をより大きくすることができ、更に高効率な同期誘導電動機を得ることができる。

[0040] また、変型シャフト 9は電磁鋼板の積層方向の全体を変型させても、回転子 1に挿入される部分のみを変型させても同様の効果を得ることができる。また、変型シャフト 9は、両端の形状が完全な円形状でないため、シャフトの両側がベアリングで固定される形状よりも、片側だけで支持されている機構のほうが適している。また、変型シャフト 9は、両側支持の状態であっても、支持方法が変型シャフトの形状と合うようにすれば同様の効果を得ることができる。

また、単にシャフトが回転子に挿入される部分のみの径を挿入されていない部分の径よりも小さくしてもよい。シャフトの径を小さくした分、スリットの q軸方向の幅を拡大することができる。この場合には回転子から出ている部分のシャフトは円形状として、製造時には回転子の積層方向の上下力シャフトを挿入するようにすれば、、。既存の円形シャフトを両側で支持する機構で使用でき、かつ電磁鋼板内でのスリットの q軸方向の幅を拡大することができる高効率な同期誘導電動機を得ることができる。また、この変型シャフト 9を図 1のシャフトとして用いることもできる。この場合には、図 1でのスリット拡大部よりもさらにスリット拡大部の面積を大きくすることができるので、さらに突極差を大きくでき、高効率な同期誘導電動機を構成することができる。

[0041] 図 5に示す構成の同期誘導電動機の回転子 1では、積層電磁鋼板として、磁束が通りやすい磁ィ匕容易方向と、磁束が通りにくい方向を持つ方向性電磁鋼板 10を用 V、る。白抜き矢印で示した磁ィ匕容易方向 11を d軸とほぼ平行になるように構成すると、 d軸方向に磁束が通りやすい回転子が得られる。即ち、無方向性の積層電磁鋼板を用いるよりも突極差が大きくなるため、高効率な同期誘導電動機を得ることができる

[0042] 図 6はこの実施の形態に係る別の構成の同期誘導電動機の回転子を示す断面構成図である。この回転子 1はガス抜き穴を設けていない構成としており、シャフト 5に隣合うスリット 2のシャフト 5側の形状をシャフト 5の周に沿って突出させた構成である。この回転子 1は、このスリット 2の幅を大きくする際、シャフト近傍を除く d軸上の磁路の幅を、幅 L、幅 E、幅 Fのようにほぼ同等程度、または幅 E及び幅 Fを幅 Lよりも若干大さく構成している。

このように、この回転子 1は、 d軸上の磁路で、最も外周端の幅 Lを運転時に磁気飽和が生じない程度に狭くし、シャフト近傍を除く d軸上の磁路の幅 E及び幅 Fをこの所定幅 Lと同等程度に狭く構成する。そして、その狭くした分に非磁性部分を形成すれば、 d軸方向の磁束の通りやすさは保持しながら q軸方向の磁束を通りにく、構成にできる。これによつて d軸と q軸の突極差を大きくできるので、高効率な同期誘導電動機の回転子が得られる。

[0043] ここで、 d軸上の電磁鋼板の外周端の幅 Lを運転時に磁気飽和が生じない程度の所定幅に設定する際、 B— H特性等を考慮して、電磁鋼板の場合の運転時の磁場の強さに対する磁束密度が磁気飽和の状態よりも若干の余裕があるように所定幅 L を設定すればよい。このとき、所定幅 Lを広くすると、この部分の磁束密度については充分に余裕がある構成となる力幅 Lが広いので q軸方向にも磁束が通り易くなつてしまう。所定幅 Lは磁気飽和が発生しない程度に狭く設定するのが好ましい。

[0044] 図 6ではシャフト 5に隣合うスリットの幅を広くした力スリットの形状はそのままとし、別に非磁性部分を設けてもよい。この非磁性部分は空洞でもよいし、スリットと同様、アルミニウムなどの非磁性材料が充填されてもよい。

図 7は d軸上のストリップ 4aの上に非磁性部分 24を設けた構成例を示す。この構成では d軸上の磁路は非磁性部分 24の周をまわって通るので、距離 A+距離 Bや距離 C +距離 Dを距離 Lと同等程度または距離 Lよりも若干大きくする。このように構成しても、磁気飽和を生じることのない d軸上の磁路を構成できると同時に、 q軸方向に磁束が通りにくい構成にできる。非磁性部分 24はスロット 3と同様、アルミニウムなどの非磁性材料を充填してもよいが、空洞でもよい。空洞とした場合には、ガス抜き穴が必要な装置で非磁性部分 24をガス抜き穴として機能させることができる。

この実施の形態では、スリット 2の形状はシャフトを囲むように少し湾曲した形状で構成しており、 d軸上の磁路では外周端で磁路の幅が最も狭くなる。そこで、この外周端の磁路の幅 Lを磁気飽和を生じることのな、程度に狭くし、 d軸上の磁路の他の部分の幅を、この幅 Lに基づいて幅 Lよりも狭くならないように設定すれば、磁気飽和が生じることなく高効率な同期誘導電動機を得ることができる。

[0045] このように、複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、電磁鋼板に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやすい方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリット 2と、スリット 2に接続して電磁鋼板の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロット 3と、スリット 2及びスロット 3のうちの少なくともスロット 3に充填された導電性材と、回転子鉄心の中央部に設けられ回転軸となるシャフト 5と、を備え、 d軸上の磁路を構成する電磁鋼板の外周端の幅 Lを磁気飽和が生じない程度の所定幅にすると共に、所定幅 Lと同等程度または所定幅 Lよりも大きくなるように非磁性部分を設けたことにより、 d軸と q軸の突極差を大きくでき、特性の良好な同期誘導電動機の回転子が得られる。 [0046] 実施の形態 2.

以下、この発明の実施の形態 2について図を用いて説明する。図 8は実施の形態 2 に係る同期誘導電動機の回転子 1を示す断面構成図である。図 8は、ガス抜き穴 7を磁束の進入方向の角度とほぼ一致するように、 d軸に対して所定角度ずらした方向に伸びた細長、開口で構成したものである。

[0047] 同期回転中である同期誘導電動機の磁束の進入方向 12は、 d軸から所定の角度ずれた方向になる。例えば d軸力 q軸の方向に電気角で 45° 程度ずれた角度から磁束が進入するとした場合に、ガス抜き穴 7の長手方向を d軸に対して 45° 程度傾けて配置する。これにより、磁束の進入方向 12から進入した磁束はガス抜き穴 7の周に沿って流れるので、磁束が流れやすくなる。このため、ガス抜き穴 7の周辺でのロスを少なくでき、高効率な同期誘導電動機を得ることができる。ガス抜き穴を、 d軸上に設けられ d軸に対して所定の角度をずらした方向に伸びた細長い開口とすることで、ある程度効率のよい同期誘導電動機を得ることができる。特に、ガス抜き穴 7の角度を、同期誘導電動機が定常運転時の磁束の進入角度とほぼ一致させると効果をさらに上げることができる。

ここで、同期回転中に磁束の進入方向と d軸とのずれ角度は、予めシミュレーションや試作装置での運転などによって設定することができる。この磁束の進入方向は、通常、 d軸から q軸の方向に電気角で 0〜45° 程度である。

[0048] さらに、図 9に示すように方向性電磁鋼板 10を用いて、磁化容易方向 11を、 d軸から所定の角度ずれた角度にすると、磁束の流れ方向に磁束が通りやすくなるため、高効率な同期誘導電動機を得ることができる。特に、方向性電磁鋼板の磁化容易方向 11の角度は、同期誘導電動機が定常運転する時の磁束の進入角度とほぼ一致させることにより、効果をさらに上げることができる。

[0049] 図 8、図 9のようにガス抜き穴 7を d軸方向に伸びた形状とし、さらに長手方向を定常運転時の磁束の進入方向とほぼ一致させた構成において、 d軸上のストリップ 4aの電磁鋼板の部分に、シャフト 5に隣合うスリット 2のシャフト側の形状を突出させてスリツト拡大部 8cとして磁束を q軸方向に流れに《なるように構成してもよ、。このときの構成例を図 10に示す。 [0050] 図 10は、図 8の構成の回転子 1において、 d軸上のストリップ 4aの電磁鋼板の比較的広ヽ部分にスリット拡大部 8cを形成した構成例を示す。このようにシャフト 5の周及びガス抜き穴 7の周に沿ってスリット拡大部 8cを形成すれば、 d軸方向に磁束が通りやすい形状のガス抜き穴 7を実現できると共に、 q軸方向に磁束が通りに《なって突極差を大きくできる。また、スリット拡大部 8cを形成した部分の反対側はガス抜き穴 7 を傾斜させている分だけ電磁鋼板の部分は狭くなつているが、この部分にもシャフト 5 の周に沿ってスリットを突出させてもよい。 d軸方向と q軸方向の突極差を大きくすることで、高効率な同期誘導電動機を得ることができる。図 9に関しても同様である。

[0051] この実施の形態においても、実施の形態 1と同様、 d軸上のロータ外周寸法 Lを、同期誘導電動機が運転してヽる時に磁気飽和が発生しな!ヽ程度の狭!ヽ距離を保つようにするときは、ガス抜き穴 7とスリット拡大部 8cの距離が、スリット間の距離 Lよりも小さくなると磁気飽和を起こし、特性が悪化する。そのため、スリット拡大部 8cとガス抜き穴 7との距離 A、 B、 C、 Dの関係を L≤A + B、 L≤C + Dとすることにより、磁気飽和の発生を防止できる。

[0052] また、図 8、図 9において、シャフト 5の形状を、 q軸方向の長さを d軸方向の長さよりも短くし、その分だけシャフト 5に隣合うスリットの幅を d軸上に突出させて拡大してもよい。この様に構成することで、 q軸と d軸との突極差を大きくでき、特性を向上することできる。

実施の形態 1、 2において、図 1、図 3〜図 6、図 10では、シャフト 5に隣合うスリット 2 の形状をシャフト 5側に突出させて非磁性部分の q軸方向の幅を大きくしたが、これに限るものではない。図 7に示したようにスリット 2の形状はそのままとし、新たに非磁性部分を設けてもよい。また、新たに設けた非磁性部分とスリット 2またはスロット 3とを少なくとも一部で接続してもよい。スリット 2またはスロット 3の一部と非磁性部分の一部とを接続すれば、ダイカスト時に非磁性部分にアルミニウムなどの非磁性材料を同時に充填することができる。

[0053] 実施の形態 3.

以下、この発明の実施の形態 3について図を用いて説明する。図 11は回転子 1のシャフト 5の上部にシャフトの径より大きい径を有する機構 31が存在する状態の縦断面図である。図に示すような既存の装置を同期誘導電動機で回転させようとする場合

、すでに存在する機構 31に取り付けようとすると、回転子 1のエンドリング 30と機構 3 1の間にデッドスペースができてしまう。この実施の形態では、図 12に示すように機構 31の先端部を回転子 1中心に埋め込むような構成にすることにより、デッドスペースをなくして/ Jヽ形ィ匕を図る。

[0054] ここで、機構 31を埋め込む部分に該当する回転子を上部回転子鉄心 13、それ以外の部分を下部回転子鉄心 14として 2つの部分に分離する。上部回転子鉄心 13の回転中心部分には機構 31のための空隙を設け、下部回転子鉄心 14の構造は通常のスリット及びスロットを有する回転子の構造であってもよい。これに限るものではなく、実施の形態 1や実施の形態 2で記載した回転子であってもよヽ。

[0055] 図 13は上部回転子鉄心 13と下部回転子鉄心 14を示す斜視図である。また、図 14 は上部回転子鉄心 13を示す断面構成図である。また、図 15は下部回転子鉄心 14 を示す断面構成図である。

図 15に示す下部回転子鉄心 14における下部スリット 17及び下部スロット 19は、例えば図 1にお、てスリット拡大部 8aを有さな、構成である。図 14に示す上部回転子鉄心 13における上部スロット 18は下部スロット 19と少なくともスロットの一部分が重なるように配設し、上部スロット 18に接続する上部スリット 16は少し変形させている。図 1 4の点線で描いたスリットは下部回転子鉄心 14の下部スリット 17の位置である。シャフト 5を除いた回転子中心部 15には機構 31を埋め込むための空隙を設け、上部スリット 16を回転子中心部 15の部分を避けて配置する。そして、積層方向で機構 31の埋め込み分よりも下部に位置する下部回転子鉄心 14の部分は、回転子中心部のシャフト 5の周りには空隙を設けずに通常のシャフト 5が貫通している構成とする。

[0056] 上部回転子鉄心 13のみで構成される回転子であると、中心部の穴には空気が存在し、 d軸の磁路が阻害され突極性が悪ィ匕するため、同期誘導電動機の特性が悪くなる。しかし、回転子を積層方向に分割し、下部回転子鉄心 14のような d軸の磁路が確保されてヽる形状と組合せて図 13のように構成すると、磁束は三次元的に流れることも可能なことから、上部回転子鉄心 13と下部回転子鉄心 14のストリップと合わせて磁路が構成される。機構 31による制約のため、図 14のような上部スリット 16を有する回転子形状であっても、下部回転子鉄心 14と組み合わせることにより、磁路が確保され、高効率な同期誘導電動機を得ることができる。

[0057] さらに、図 13に示す回転子のように複数の回転子鉄心を積層した形状であると、磁束が三次元的に流れ、磁束の流れがある一定方向だけではなくなる。そのため、磁束の流れが二次元的に流れる場合よりも磁路が多方向に向き平均化され、回転時の音や振動を低減することができる。

[0058] 以下に、このような回転子の製造工程について説明する。図 16はアルミニウムをダイカスト法によってスロット及びスリットに形成するまでの製造工程を示すフローチヤ一トである。

ST1の工程では電磁鋼板による上部回転子鉄心 13と下部回転子鉄心 14を打ち抜いて、複数のスリット 16、 17及びスロット 18、 19を形成する。 ST2では上部回転子鉄心 13及び下部回転子鉄心 14を所定枚数積層する。 ST3では積層された上部回転子鉄心 13及び下部回転子鉄心 14を回転子中心部 15の内径と同一の形状を有するエンドリング用金型で回転子中心部 15の内側を押える。図 17はエンドリング用金型 32の一例を示す斜視図である。このエンドリング用金型 32は機構 31が埋め込むための空隙を形成するように、中央に突出部 32aを有する。次に ST4では、ダイ力スト法でアルミニウムを例えば上部の注入ロカも注入し、スリット 16、 17、スロット 18、 19及びエンドリング 30に充填して、二次導体を形成する。

[0059] 図 17のようなエンドリング用金型 32を用いてダイカストを行うことで、アルミニウムを充填すると共に機構 31を埋め込む空隙を確実に確保できる。この回転子中心部 15 の空隙に機構 31を埋め込むことで、全体として小型化でき、さらに低コストで高効率な同期誘導電動機を用いて回転駆動できる効果がある。

ここで、スリット 16、 17及びスロット 18、 19にアルミニウムをダイカストする際には、上部回転子鉄心 13と下部回転子鉄心 14の隣接する部分の上下の電磁鋼板において、上部スロット 18、下部スロット 19または上部スリット 16、下部スリット 17の少なくとも一部が積層方向に連通するように構成する。スリットまたはスロットが積層方向で連通することで、ダイカストの際に、アルミニウムをスロット及びスリットに同時に充填することがでさる。 [0060] また、図 18に示すように、回転子中心部 15を設けるためにスリットを途中で不連続とした構成であっても、上部スロット 18、下部スロット 19または上部スリット 16、下部スリット 17が積層方向に一部でも連通していれば、ダイカストが可能である。さらに、 d軸方向及び q軸方向の磁路を効果的になるように配置した構成の下部回転子鉄心 14と組み合わせることにより、磁路が確保され、高効率な同期誘導電動機を得ることができる。また、磁束が三次元的に流れることで、磁路が多方向に向き平均化され、回転時の音や振動を低減することができる。

特に、図 18に示すように上部スリット 16が回転子中心部 15で不連続な構成であつても、アルミニウムをダイカストする際には上部スリット 16と回転子中心部 15との間に薄肉部 23を設けることで、アルミニウムが回転子中心部 15に漏れることがない。ただし、上部回転子鉄心 13にアルミニウムをダイカストする際には、薄肉部 23がアルミ- ゥムのダイカストされた圧力により、膨らむ可能性がある。そこで、ダイカストを行う際、突出部 32aを有するようなエンドリング用金型 32を用いることで、薄肉部 23の膨らみを押えることができる。

また、薄肉部 23が存在しなくても、ダイカスト時のエンドリング用金型 32の突出部 3 2aを回転子中心部 15と同じ形状とすれば、アルミニウムが回転子中心部 15に漏れることがなぐ必要な部分にアルミニウムを確実に充填することが可能である。

[0061] また、図 14、図 18に示す上部回転子鉄心 13では機構 31による必要な断面の形状を円形状としたが、これに限るものではなぐ既存の機構 31の形状に応じ、機構 31による必要な形状が円以外の形状、例えば楕円形状や多角形となっても同様である。即ち、回転子中心部 15の空隙をその形状に合わせればよい。そして、図 12の下部回転子鉄心 14のような d軸の磁路が確保された回転子鉄心と組み合わせることにより、高効率な同期誘導電動機を構成することができる。

[0062] このように、複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、回転子鉄心に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやす、方向である d軸および磁束の流れにく、方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリットと、スリットに接続して回転子鉄心の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロットと、スリット及びスロットのうちの少なくともスロットに充填された導電性材と、回転子鉄心の中央部を貫通し回転軸となるシャフト 5と、を備え、複数の電磁鋼板を積層方向に複数に分割し、分割部分 13、 14で異なる形状のスリット 16、 17及びスロット 18、 19としたことにより、同期誘導電動機の機能を損なわずに、多様な機構に適用でき、幅広く用いることができる汎用性の高い同期誘導電動機が得られる。

[0063] また、特に積層方向の端部に位置する分割部分の電磁鋼板は、シャフト 5の周囲に他の機構をはめ込み可能な空隙を有するように構成すれば、容易に他の機構に適用できる同期誘導電動機が得られる。

[0064] また、異なる形状の電磁鋼板が隣接する部分で、一方のスリット 16及びスロット 18 の少なくとも一部分と、他方のスリット 17及びスロット 19の少なくとも一部分とが積層方向で連通するように構成すれば、従来と同様の製造工程を用いて容易に導電性及び非磁性材料をスロット 18、 19やスリット 16、 17に充填できる。

[0065] また、図 19は機構 31を埋め込む構成の回転子 1で、圧縮機等のように回転子にガス等の気体、または油のような液体が通るガス抜き穴 7が必要である回転子を示す縦断面図である。ガス抜き穴 7は上部回転子鉄心 13では、特別なガス抜き穴を設けずに、回転子中心部 15の機構 31の周囲に形成される空間を利用することができる。このように上部回転子鉄心 13では回転子中心部 15の空間を利用することで、ガス抜き穴のスペースを省くことができる。

[0066] また、図 20に示す下部回転子鉄心 14のガス抜き穴 7のように、ガス抜き穴 7の位置を積層方向で連通可能な状態で、例えば斜めにずらして構成してもよい。ガス抜き穴 7を積層方向で連通可能な状態で斜めにすることにより、ガス抜き穴 7が阻害していた磁路を分散することができ、音及び振動を低減できる。

また、図 21に示すガス抜き穴 7は、積層方向で連通可能な状態で複数の段形状にずらした構成である。ガス抜き穴 7を段形状にすることにより、図 20の構成に比べて、下部回転子鉄心 14の金型の個数が減るため、金型に力かるコストを安くすることができる。このような段形状に構成した場合にも、ガス抜き穴 7が阻害していた磁路をある程度分散することができるので、音及び振動を低減できる。

[0067] また、図 12、図 19、図 20、図 21に示した回転子 1は、積層方向に 2分割し、 2種類の形状の回転子鉄心を組み合わせて構成した力 3つ以上の形状の回転子が必要な場合、積層方向に 3つ以上の複数の回転子部分を組み合わせてもよ、。

[0068] また、図 12、図 19、図 20、図 21では機構 31の埋め込むための空隙を上部回転子鉄心 13に設け、下部回転子鉄心 14の構成では中央部にシャフト 5のみが存在する構成としたが、上部回転子鉄心と下部回転子鉄心とが逆の構成でも上記と同様の効果を得ることができる。

ここで、機構 31が埋め込まれる部分は、回転子の上端部分または下端部分であればよい。積層方向の一端部に位置する回転子鉄心部分の電磁鋼板で、シャフトの周囲に空隙を有するように構成することで、低コストで高効率の同期誘導電動機を種々の装置に搭載できるようになり、汎用性を向上できる。

[0069] 実施の形態 1〜実施の形態 3において、スロットとスリットのほぼ全てに導電性材でかつ非磁性材料として例えばアルミニウムを充填した構成とした力これに限るものではない。起動時に誘導トルクを発生するのはスロットであるため、少なくともスロットに導電性材料が充填されていればよい。スリットは非磁性部分であり、スリットにアルミ- ゥムが完全に充填されていなくても、さらには空隙のままでも非磁性部分となるので、高効率な同期誘導電動機を構成できる。ただし、スリットに非磁性材料を充填することで、スリットおよびスリット間のストリップの位置を確実に固定でき、回転時の遠心力に対して機械的強度の強い回転子を構成できる。

また、ここではスロットに充填した材料と同じアルミニウムをスリットにも充填した力これに限るものではなぐ別の非磁性材料をスリットに充填してもよ、。

また、非磁性体でかつ導電性材料としては、アルミニウムに限るものではなぐ銅など、他の材料を用いてもよい。

[0070] また、実施の形態 1〜実施の形態 3におけるガス抜き穴 7を設けた構成の場合、ガス抜き穴 7の形状は、図 22に示したような複数の円形状の組み合わせ、または図 23 に示したような楕円形状、または図 24に示したような多角形形状で構成されたガス抜き穴 7であってもよ、し、またそれらの複数を組み合わせて構成しても同様の効果を得ることができる。

[0071] また、実施の形態 1〜実施の形態 3に示した各図の電磁鋼板において、スロットは非対称構造のものを示したが、スロットの非対称、対称に限らず効果を示すことができ、高効率な同期誘導電動機を得ることができる。また、回転子 1の起動特性を向上させるためにスリットとスロットの間にリブを設けた構成としている力起動特性を満足して!/、るモデルにぉヽてはリブを用いなくてもよ!/、。

[0072] 実施の形態 1、実施の形態 2で記載した同期誘導電動機の回転子を圧縮機に搭載することで、高効率の同期誘導電動機を用いて圧縮機を運転することができ、圧縮機の運転効率を向上することができる。

また、実施の形態 3で記載した同期誘導電動機の回転子を圧縮機に搭載することで、高効率の同期誘導電動機を用いて圧縮機を運転することができ、さらに圧縮機の全体寸法を小さくでき、振動や騒音を低減できる効果がある。

[0073] 以上のように、複数枚の積層電磁鋼板が積層される固定子鉄心と、固定子鉄心に複数個あけられた固定子スロットと、固定子スロットに施された卷線と、前記回転子鉄心の内側に空隙をはさみ、複数枚の積層電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、回転子鉄心に設けられた、磁束の流れやすい方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成する少なくとも一対のスリット部と、前記スリット部と少なくとも一対は連結され、誘導トルクを発生させる外側に配置された複数のスロット部と、前記スリット部又は前記スロット部のうち少なくともスロット部に充填された導電性材かつ非磁性体と、 d軸上にガス抜き穴を有する同期誘導電動機において、前記ガス抜き穴の形状を細長く開口された穴とし、その長手方向を d軸とほぼ平行になるように配置したガス抜き穴と、それに伴い、ガス抜き穴の長手方向とほぼ平行になるようにスリットを拡大したことを特徴とすることで、突極差を大きくでき、磁気飽和が発生しにくぐ高効率な同期誘導電動機の回転子が得られる。

[0074] また、複数枚の積層電磁鋼板が積層される固定子鉄心と、固定子鉄心に複数個あけられた固定子スロットと、固定子スロットに施された卷線と、前記回転子鉄心の内側に空隙をはさみ、複数枚の積層電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、回転子鉄心に設けられた、磁束の流れやすい方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q 軸が得られるように磁極突起を形成する少なくとも一対のスリット部と、前記スリット部と少なくとも一対は連結され、誘導トルクを発生させる外側に配置された複数のスロット部と、前記スリット部又は前記スロット部のうち少なくともスロット部に充填された導電性材かつ非磁性体と、 d軸上にガス抜き穴を有する同期誘導電動機において、前記ガス抜き穴の形状を細長く開口された穴とし、その長手方向を d軸に対して所定の角度をずらして配置したことを特徴とすることで、磁束が通りやすくなつて、高効率な同期誘導電動機の回転子が得られる。

[0075] また、前記回転子のシャフトを、 d軸方向に対しほぼ平行にカットし、それに伴いシャフト近傍のスリットを、シャフトと平行になるように拡大したことを特徴とすることで、機械的強度を保ちつつ、突極差を大きくすることができ、高効率な同期誘導電動機の回転子が得られる。

[0076] また、複数枚の積層電磁鋼板が積層される固定子鉄心と、固定子鉄心に複数個あけられた固定子スロットと、固定子スロットに施された卷線と、前記回転子鉄心の内側に空隙をはさみ、複数枚の積層電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、回転子鉄心に設けられた、磁束の流れやすい方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q 軸が得られるように磁極突起を形成する少なくとも一対のスリット部と、前記スリット部と少なくとも一対は連結され、誘導トルクを発生させる外側に配置された複数のスロット部と、前記スリット部又は前記スロット部のうち少なくともスロット部に充填された導電性材かつ非磁性体と、 d軸上にガス抜き穴を有する同期誘導電動機において、前記回転子のスリット、スロット形状が異なる複数の回転子を積層電磁鋼板の積層方向に対して、複数組み合わせて一つの回転子を構成することを特徴とすることで、既存の機構に装着できる高効率な同期誘導電動機の回転子を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0077] [図 1]この発明の実施の形態 1に係る同期誘導電動機を示す断面構成図である。

[図 2]この発明の実施の形態 1に係る同期誘導電動機の回転子を示す斜視図である

[図 3]この発明の実施の形態 1に係る同期誘導電動機の他の構成例を示す断面構成図である。

[図 4]この発明の実施の形態 1に係る別の同期誘導電動機の回転子を示す断面構成図である。

[図 5]この発明の実施の形態 1に係る別の同期誘導電動機の回転子を示す断面構成図である。

圆 6]この発明の実施の形態 1に係る別の同期誘導電動機の回転子を示す断面構成図である。

圆 7]この発明の実施の形態 1に係る別の同期誘導電動機の回転子を示す断面構成図である。

圆 8]この発明の実施の形態 2に係る同期誘導電動機の回転子を示す断面構成図である。

圆 9]この発明の実施の形態 2に係る別の同期誘導電動機の回転子を示す断面構成図である。

圆 10]この発明の実施の形態 2に係る別の同期誘導電動機の回転子を示す断面構成図である。

圆 11]この発明の実施の形態 3に係る同期誘導電動機の回転子と比較して説明する説明図である。

圆 12]この発明の実施の形態 3に係る同期誘導電動機の回転子を示す縦断面図である。

圆 13]この発明の実施の形態 3に係る同期誘導電動機の回転子を示す斜視図である。

圆 14]この発明の実施の形態 3に係る上部回転子を示す断面構成図である。

圆 15]この発明の実施の形態 3に係る下部回転子を示す断面構成図である。

圆 16]この発明の実施の形態 3に係る同期誘導電動機の回転子の製造工程を示すフローチャートである。

圆 17]この発明の実施の形態 3に係るエンドリング用金型を示す斜視図である。圆 18]この発明の実施の形態 3に係る別の上部回転子を示す断面構成図である。圆 19]この発明の実施の形態 3に係る別の同期誘導電動機の回転子を示す縦断面図である。

圆 20]この発明の実施の形態 3に係る別の同期誘導電動機の回転子を示す縦断面図である。

圆 21]この発明の実施の形態 3に係る別の同期誘導電動機の回転子を示す縦断面図である。

[図 22]この発明の実施の形態 1〜実施の形態 3に係るガス抜き穴の他の形状を示す説明図である。

[図 23]この発明の実施の形態 1〜実施の形態 3に係るガス抜き穴の他の形状を示す説明図である。

[図 24]この発明の実施の形態 1〜実施の形態 3に係るガス抜き穴の他の形状を示す説明図である。

符号の説明

1 回転子、 2 スリット、 3 スロット、 4 ストリップ、 4a d軸上のストリップ、 5 シャフト、 7 ガス抜き穴、 8a スリット拡大部、 8b スリット拡大部、 8c スリット拡大部、 9 変型シャフト、 10 方向性電磁鋼板、 11 磁化容易方向、 12 磁束の進入方向、 13 上部回転子鉄心、 14 下部回転子鉄心、 15 回転子中心部、 16 上部スリット、 17 下部スリット、 18 上部スロット、 19 下部スロット、 23 薄肉部、 24 非磁性部分、 3 0 エンドリング、 31 機構、 32 エンドリング用金型。

Claims

請求の範囲

[1] 複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、前記複数枚の電磁鋼板の各電磁鋼板に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやすヽ方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリットと、前記スリツトに接続して前記電磁鋼板の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロットと、前記スリット及び前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填された導電性材と、前記回転子鉄心の中央部に設けられ回転軸となるシャフトと、を備え、前記シャフトに隣合うスリットは、前記シャフト側の形状を前記シャフトの周に沿って突出することを特徴とする同期誘導電動機の回転子。

[2] 同期誘導電動機の回転子は、さらに、前記 d軸上に d軸方向に伸びた細長い開口のガス抜き穴を備え、前記ガス抜き穴に隣合うスリットは、前記ガス抜き穴側の形状を前記ガス抜き穴の長手方向の周に沿って突出することを特徴とする請求項 1記載の同期誘導電動機の回転子。

[3] 前記 d軸上の外周端における電磁鋼板の幅 Lと、前記ガス抜き穴の一方側で隣合うスリットと前記ガス抜き穴との距離 Aと、前記ガス抜き穴の他方側で隣合うスリットと前記ガス抜き穴との距離 Bとしたとき、 L≤A+Bとなるように、前記ガス抜き穴とこのガス抜き穴に隣合うスリットとの距離が設定されたことを特徴とする請求項 2記載の同期誘導電動機の回転子。

[4] 前記シャフトは、前記回転軸に垂直な断面形状で前記 q軸方向の長さが前記 d軸方向の長さよりも短ぐ前記シャフトに隣合うスリットは、前記シャフト側の形状を前記シャフトの周に沿って前記シャフト側に突出することを特徴とする請求項 1記載の同期誘導電動機の回転子。

[5] 前期回転子鉄心は、前記積層する電磁鋼板として方向性電磁鋼板を用い、方向性電磁鋼板は、その磁ィ匕容易方向を前記 d軸にほぼ平行となるように構成することを特徴とする請求項 1記載の同期誘導電動機の回転子。

[6] 請求項 1記載の同期誘導電動機の回転子を備えたことを特徴とする圧縮機。

[7] 複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、前記複数枚の電磁鋼板の各電磁鋼板に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやすヽ方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリットと、前記スリツトに接続して前記電磁鋼板の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロットと、前記スリット及び前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填された導電性材と、前記回転子鉄心の中央部に設けられ回転軸となるシャフトと、前記 d軸上に設けられ前記 d軸に対して所定の角度をずらした方向に伸びた細長い開口のガス抜き穴と、を備えたことを特徴とする同期誘導電動機の回転子。

[8] 前記 d軸上の外周端における電磁鋼板の幅 Lと、前記ガス抜き穴の一方側で隣合うスリットと前記ガス抜き穴との距離 Aと、前記ガス抜き穴の他方側で隣合うスリットと前記ガス抜き穴との距離 Bとしたとき、 L≤A+Bとなるように、前記ガス抜き穴とこのガス抜き穴に隣合うスリットとの距離が設定されたことを特徴とする請求項 7記載の同期誘導電動機の回転子。

[9] 前記シャフトは、前記回転軸に垂直な断面形状で前記 q軸方向の長さが前記 d軸方向の長さよりも短ぐ前記シャフトに隣合うスリットは、前記シャフト側の形状を前記シャフトの周に沿って前記シャフト側に突出することを特徴とする請求項 7記載の同期誘導電動機の回転子。

[10] 前期回転子鉄心は、前記積層する電磁鋼板として方向性電磁鋼板を用い、方向性電磁鋼板は、その磁ィ匕容易方向を前記 d軸にほぼ平行となるように構成することを特徴とする請求項 7記載の同期誘導電動機の回転子。

[11] 請求項 7記載の同期誘導電動機の回転子を備えたことを特徴とする圧縮機。

[12] 複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、前記複数枚の電磁鋼板の各電磁鋼板に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやすヽ方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリットと、前記スリツトに接続して前記電磁鋼板の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロットと、前記スリット及び前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填された導電性材と、前記回転子鉄心の中央部に設けられ回転軸となるシャフトと、を備え、前記回転子鉄心は、積層方向に複数の回転子鉄心部分で構成され、前記スリットは、前記回転子鉄心部分毎に異なる形状としたことを特徴とする同期誘導電動機の回転子。

[13] 積層方向の一端部に位置する回転子鉄心部分の電磁鋼板は、前記シャフトの周囲に空隙を有することを特徴とする請求項 12記載の同期誘導電動機の回転子。

[14] 前記回転子鉄心は、異なる形状のスリットを有する電磁鋼板が隣接する部分で、一方のスリット及びスロットの少なくとも一部分と、他方のスリット及びスロットの少なくとも一部分とが積層方向で連通可能に構成したことを特徴とする請求項 12記載の同期誘導電動機の回転子。

[15] 前記回転子鉄心は、 d軸上にガス抜き穴を有し、前記ガス抜き穴の位置を積層方向で連通可能な状態でずらしたことを特徴とする請求項 12記載の同期誘導電動機の回転子。

[16] 請求項 12記載の同期誘導電動機の回転子を備えたことを特徴とする圧縮機。

[17] 複数枚の電磁鋼板を積層してなる回転子鉄心と、前記複数枚の電磁鋼板の各電磁鋼板に少なくとも一対設けられ、磁束の流れやすヽ方向である d軸および磁束の流れにくい方向である q軸が得られるように磁極突起を形成するスリットと、前記スリツトに接続して前記電磁鋼板の外周近傍に設けられ、誘導トルクを発生させる複数のスロットと、前記スリット及び前記スロットのうちの少なくとも前記スロットに充填された導電性材と、前記回転子鉄心の中央部に設けられ回転軸となるシャフトと、を備え、前記電磁鋼板は、前記 d軸上の磁路を構成する電磁鋼板の外周端の幅を磁気飽和が生じない程度の所定幅にすると共に、前記シャフト近傍を除く d軸上の磁路の幅が前記所定幅と同等程度または前記所定幅よりも大きくなるように非磁性部分を設けたことを特徴とする同期誘導電動機の回転子。

[18] 請求項 17記載の同期誘導電動機の回転子を備えたことを特徴とする圧縮機。