WO2020170418A1 - モータ、圧縮機および空気調和装置 - Google Patents

モータ、圧縮機および空気調和装置 Download PDF

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WO2020170418A1
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laminated steel
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steel plate
rotor core
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恵実 塚本
昌弘 仁吾
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三菱電機株式会社
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    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/13—Vibrations

Definitions

  • the present invention relates to a motor, a compressor and an air conditioner.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to increase the inertia of the rotor and stabilize the rotation of the motor.
  • a motor includes an annular stator core having an axis as a center, a coil wound around the stator core, and a rotor core arranged inside the stator core in a radial direction having the axis as a center, and includes a plurality of laminated layers.
  • the rotor core has, in the axial direction, a first region in which the permanent magnet is inserted in the magnet insertion hole and a second region in which the permanent magnet is not inserted in the magnet insertion hole.
  • the void area in at least one laminated steel sheet in the second region of the rotor core is smaller than the void area in each laminated steel sheet in the first region of the rotor core.
  • the void area in at least one laminated steel sheet in the second region of the rotor core is smaller than the void area in each laminated steel sheet in the first region of the rotor core, the weight in the second region of the rotor core is reduced. And the inertia of the rotor core can be increased. Thereby, the rotation of the motor can be stabilized.
  • FIG. 3 is a vertical sectional view showing the motor according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a transverse sectional view showing the motor according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a laminated steel sheet in a first region of the rotor core of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a laminated steel sheet in a second region of the rotor core of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a view (A), (B) showing another configuration example of the laminated steel sheet in the second region of the rotor core of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a laminated steel sheet in a second region of the rotor core of the modified example of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a vertical sectional view showing a motor according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a laminated steel sheet in a second region of the rotor core according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a laminated steel sheet in a second region of the rotor core of the modified example of the third embodiment. It is a figure which shows the laminated steel plate of the 2nd area
  • FIG. 16 is a diagram showing a laminated steel sheet in a second region of the rotor core of the fifth embodiment.
  • It is a longitudinal cross-sectional view showing a motor of a modification of each embodiment.
  • It is a block diagram which shows the control system for the motors of each embodiment.
  • It is a longitudinal section showing a compressor to which a motor of each embodiment is applicable.
  • It is a figure which shows the air conditioning apparatus to which the motor of each embodiment is applicable.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a motor 100 according to the first embodiment.
  • the motor 100 shown in FIG. 1 is a motor called an inner rotor type, and has a rotor 1 having a shaft 21 which is a rotating shaft, and a stator 5 provided so as to surround the rotor 1.
  • An air gap of 0.3 to 1.0 mm, for example, is formed between the rotor 1 and the stator 5.
  • the direction of the axis C1 that is the rotation center of the shaft 21 is referred to as the "axial direction”.
  • a radial direction centered on the axis C1 is referred to as a “radial direction”.
  • the circumferential direction with the axis C1 as the center is defined as the "circumferential direction", and is indicated by an arrow S in FIG.
  • a cross-sectional view taken along a plane parallel to the axis C1 is a vertical cross-sectional view
  • a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the axis C1 is a cross-sectional view.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the motor 100 according to the first embodiment. Note that FIG. 2 is a cross-sectional view of a plane passing through a first area A1 described later.
  • the rotor 1 has a cylindrical rotor core 10 centered on the axis C1 and a permanent magnet 20 attached to the rotor core 10.
  • the rotor core 10 is a laminated body in which a plurality of laminated steel plates are laminated in the axial direction and integrally fixed by, for example, caulking.
  • the laminated steel sheet is, for example, an electromagnetic steel sheet.
  • the plate thickness of the laminated steel plates is 0.1 to 0.7 mm, here 0.35 mm.
  • a center hole 14 is formed at the center of the rotor core 10 in the radial direction, and the above-described shaft 21 is fixed by shrink fitting, press fitting, bonding, or the like.
  • the rotor core 10 has an annular outer circumference 18.
  • a plurality of magnet insertion holes 11 into which the permanent magnets 20 are inserted are formed along the outer circumference 18 of the rotor core 10.
  • One magnet insertion hole 11 corresponds to one magnetic pole, and there is a gap between adjacent magnet insertion holes 11.
  • the number of magnet insertion holes 11 is six here. In other words, the number of poles is 6. However, the number of poles is not limited to 6, and may be 2 or more.
  • the magnet insertion hole 11 is formed in a V shape that is convex inward in the radial direction in a plane orthogonal to the axial direction.
  • the permanent magnet 20 has a flat plate shape, has a width in the circumferential direction of the rotor core 10, and has a thickness in the radial direction.
  • the permanent magnet 20 is composed of, for example, a rare earth magnet containing neodymium (Nd), iron (Fe) and boron (B) as main components.
  • Each permanent magnet 20 is magnetized in the thickness direction.
  • the two permanent magnets 20 inserted into the same magnet insertion hole 11 have the same magnetic poles on the radially outer side.
  • the permanent magnets 20 inserted into the adjacent magnet insertion holes 11 have magnetic poles opposite to each other on the outer side in the radial direction.
  • the shape of each magnet insertion hole 11 may be linear, for example, and the number of permanent magnets 20 inserted into each magnet insertion hole 11 may be one or three or more.
  • flux barriers 12 as openings are formed at both ends in the circumferential direction of the magnet insertion hole 11.
  • a thin portion is formed between the flux barrier 12 and the outer circumference 18 of the rotor core 10.
  • the thin portion has such a thinness that a short circuit magnetic flux flowing between adjacent magnetic poles can be suppressed.
  • the width of the thin portion is equal to the plate thickness of the laminated steel plate, and here is 0.35 mm.
  • a hole 15 is formed inside the magnet insertion hole 11 in the radial direction.
  • the hole portion 15 is used as an air hole for passing the refrigerant or a hole for inserting a jig.
  • six holes 15 are formed at circumferential positions corresponding to the gaps, but the number and arrangement of the holes 15 are arbitrary.
  • balance weights 22 and 23 made of, for example, brass are fixed to both axial ends of the rotor core 10.
  • the balance weights 22 and 23 are provided to improve the rotational balance of the rotor 1 and increase the inertia of the rotor 1.
  • the stator 5 has a stator core 50 and a coil 6 wound around the stator core 50.
  • the stator core 50 is formed by stacking a plurality of laminated steel plates in the axial direction and integrally fixing them by, for example, caulking.
  • the laminated steel sheet is, for example, an electromagnetic steel sheet.
  • the plate thickness of the laminated steel plates is 0.1 to 0.5 mm, here 0.35 mm.
  • the stator core 50 has an annular yoke portion 51 centered on the axis C1 and a plurality of teeth 52 extending radially inward from the yoke portion 51.
  • the teeth 52 are arranged at regular intervals in the circumferential direction.
  • the number of teeth 52 is nine here. However, the number of teeth 52 is not limited to 9, and may be 2 or more.
  • a slot 53 that is a space for housing the coil 6 is formed between the teeth 52 that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the number of slots 53 is 9, which is the same as the number of teeth 52. That is, the ratio of the number of poles of the motor 100 to the number of slots is 2:3.
  • Caulking portion 56 is formed on yoke portion 51, and caulking portion 57 is formed on teeth 52.
  • the crimp portions 56 and 57 are portions that integrally fix the laminated steel plates of the stator core 50. However, the positions of the crimped portions are not limited to these positions.
  • the stator core 50 here has a configuration in which a plurality of split cores 5A are connected in the circumferential direction for each tooth 52.
  • the split cores 5A are connected to each other by a connecting portion 54 provided on the outer peripheral end of the yoke portion 51. With this configuration, the coil 6 can be wound around the tooth 52 in a state where the stator core 50 is spread in a strip shape.
  • the stator core 50 is not limited to the one in which the split cores 5A are connected.
  • the coil 6 is a magnet wire wound around each tooth 52 by concentrated winding.
  • the wire diameter of the magnet wire is, for example, 1.0 mm.
  • the number of turns of the coil 6 around one tooth 52 is, for example, 80 turns.
  • the number of turns and the wire diameter of the coil 6 are determined according to the required specifications such as the number of rotations or torque of the motor 100, the supply voltage, or the cross-sectional area of the slot 53.
  • the coil 6 has three-phase winding portions of U-phase, V-phase and W-phase, and is joined by Y-connection.
  • an insulating portion 55 (FIG. 1) made of resin such as polybutylene terephthalate (PBT) is provided.
  • the insulating portion 55 is formed by attaching a molded body of resin to the stator core 50 or integrally molding the stator core 50 with resin.
  • the insulating portion 55 has wall portions 55a and 55b (FIG. 1) on the axial end surface of the stator core 50 on the radially inner side and the radially outer side of the coil 6, and guides the coil 6 from both sides in the radial direction.
  • an insulating film made of resin such as polyethylene terephthalate (PET) and having a thickness of 0.1 to 0.2 mm is provided on the inner surface of the slot 53.
  • the axial length of the rotor core 10 is longer than that of the stator core 50.
  • the laminated height of the laminated steel plates forming the rotor core 10 is higher than the laminated height of the laminated steel plates forming the stator core 50.
  • the rotor core 10 projects from the stator core 50 on both sides in the axial direction.
  • the axial end faces 10a, 10b of the rotor core 10 are located axially opposite the axial end faces 50a, 50b of the stator core 50.
  • the magnet insertion hole 11 of the rotor core 10 is formed from the first end surface 10a to the second end surface 10b of the rotor core 10.
  • the axial length of the permanent magnet 20 is shorter than the axial length of the magnet insertion hole 11.
  • both axial end faces 20a, 20b of the permanent magnet 20 are axially inside the both end faces 10a, 10b of the rotor core 10. Therefore, there is a portion where the permanent magnet 20 is not inserted at both ends in the axial direction of the magnet insertion hole 11.
  • the rotor core 10 has a first area A1 in which the permanent magnet 20 is inserted in the magnet insertion hole 11 and a second area A2 in which the permanent magnet 20 is not inserted in the magnet insertion hole 11.
  • the first area A1 is also referred to as a magnet insertion area.
  • the second area A2 is also referred to as a magnet non-insertion area.
  • the laminated steel sheet in the first area A1 and the laminated steel sheet in the second area A2 of the rotor core 10 have different shapes as follows.
  • FIG. 3 is a view showing the laminated steel plate 101 in the first area A1 of the rotor core 10.
  • a center hole 14 having an inner diameter R1 is formed at the center of the laminated steel sheet 101 in the radial direction, and a plurality of magnet insertion holes 11 are formed along the outer periphery 18 of the laminated steel sheet 101.
  • the magnet insertion hole 11 is formed in a V shape that is convex inward in the radial direction.
  • a positioning portion 16 which is a protrusion located between the two permanent magnets 20 is formed at the center of the magnet insertion hole 11 in the circumferential direction.
  • a positioning portion 17 for positioning the permanent magnet 20 with the positioning portion 16 is formed at the circumferential end of the magnet insertion hole 11. The number and arrangement of the magnet insertion holes 11 are as described with reference to FIG.
  • a hole portion 15 having an inner diameter r1 is formed on the radially inner side of the magnet insertion hole 11 of the laminated steel plate 101.
  • the number and arrangement of the holes 15 are as described with reference to FIG.
  • At least one slit 13 is formed between the magnet insertion hole 11 and the outer circumference 18 of the laminated steel plate 101.
  • the slits 13 are formed in order to increase iron loss due to the rotating magnetic field from the stator 5 and reduce vibration and noise due to magnetic attraction.
  • the plurality of slits 13 are arranged symmetrically with respect to the pole center, that is, the circumferential center of the magnet insertion hole 11.
  • the slit 13 includes a slit 13a located at the pole center, two slits 13b located on both sides in the circumferential direction, and two slits 13c located on both sides in the circumferential direction.
  • the number and arrangement of the slits 13 are arbitrary.
  • the total area of the central hole 14, the magnet insertion hole 11, the hole 15 and the slit 13 formed in the laminated steel plate 101 is referred to as the void area of the laminated steel plate 101.
  • FIG. 4 is a view showing the laminated steel plate 102 in the second area A2 of the rotor core 10.
  • a center hole 14 having an inner diameter R1 is formed in the center of the laminated steel plate 102 in the radial direction, and a plurality of magnet insertion holes 11 are formed along the outer periphery 18 of the laminated steel plate 102.
  • the shape, number and arrangement of the magnet insertion holes 11 are as described with reference to FIG.
  • a hole 15 having an inner diameter r1 is formed on the radially inner side of the magnet insertion hole 11 of the laminated steel plate 102.
  • the number and arrangement of the holes 15 are as described with reference to FIG.
  • the slit 13 shown in FIG. 3 is not provided between the magnet insertion hole 11 and the outer periphery 18 of the laminated steel plate 102.
  • the total area of the central hole 14, the magnet insertion hole 11, and the hole 15 formed in the laminated steel plate 102 is referred to as the void area of the laminated steel plate 102.
  • the void area of the laminated steel plate 102 is smaller than the void area of the laminated steel plate 101 by the area of the slit 13. Therefore, the laminated steel plate 102 has a larger proportion of iron than the laminated steel plate 101, and as a result, the weight of the laminated steel plate 102 per sheet is heavier than the weight of the laminated steel plate 101 per sheet.
  • the weight of the rotor core 10 as a whole can be made heavier than when the rotor core 10 is configured with only the laminated steel plates 101.
  • the A2 laminated steel plates 102 are sequentially laminated to form the rotor core 10. Then, the permanent magnet 20 is inserted into the magnet insertion hole 11 of the first area A1 of the rotor core 10.
  • the void area of the laminated steel plate 102 in the second region A2 of the rotor core 10 is smaller than the void area of the laminated steel plate 101 in the first region A1. That is, the weight of the laminated steel plates 102 per sheet is heavier than the weight of the laminated steel plates 101 per sheet. Therefore, the weight of the rotor core 10 as a whole can be made heavier than in the case where the rotor core 10 is composed of only the laminated steel plates 101.
  • the radius r is constant, the inertia of the rotor core 10 is proportional to the weight m.
  • the inertia can be increased and the rotation of the motor 100 can be stabilized.
  • the axial length of the permanent magnet 20 is shorter than the axial length of the rotor core 10, the magnetic flux that comes out of the permanent magnet 20 and goes around the end surfaces 10a and 10b of the rotor core 10 is reduced, and as a result, the driving force is generated.
  • the magnetic flux that contributes can be increased. Thereby, the motor efficiency can be improved.
  • the amount of change in the magnetic flux due to the rotating magnetic field of the coil 6 of the stator 5 is large, which may cause iron loss in the rotor core 10 or vibration and noise due to the magnetic attraction force. There is.
  • the change amount of the magnetic flux is smaller than that in the first area A1, and the iron loss, vibration, and noise described above are caused. Is less likely to occur.
  • the laminated steel plate 101 in the first area A1 is provided with the slit 13
  • the laminated steel plate 102 in the second area A2 is not provided with the slit 13.
  • the laminated steel plate 102 in the second region A2 of the rotor core 10 may have a smaller number of slits 13 than the slits 13 (FIG. 3) of the laminated steel plate 101. ..
  • the laminated steel plate 102 in the second region A2 of the rotor core 10 may have the slit 13 having a smaller area than the slit 13 (FIG. 3) of the laminated steel plate 101. ..
  • the total area of the slits 13 of the laminated steel plate 102 in the second area A2 may be smaller than the total area of the slits 13 of the laminated steel plate 101 in the first area A1.
  • the void area in the laminated steel plate 102 in the second region A2 may be smaller than the void area in the laminated steel plate 101 in the first region A1.
  • each laminated steel plate 102 in the second region A2 is smaller than the void area in each laminated steel plate 101 in the first region A1 has been described.
  • the void area in at least one laminated steel plate 102 in the second region A2 is smaller than the void area in each laminated steel plate 101 in the first region A1.
  • the axial length of the rotor core 10 is longer than that of the stator core 50, and the rotor core 10 includes the first region A1 in which the permanent magnet 20 is inserted into the magnet insertion hole 11.
  • the magnet insertion hole 11 has a second area A2 in which the permanent magnet 20 is not inserted.
  • the void area in at least one laminated steel plate 102 in the second region A2 of the rotor core 10 is smaller than the void area in each laminated steel plate 101 in the first region A1. Therefore, the weight of the rotor core 10 can be increased and the inertia can be increased. Accordingly, the rotation of the motor 100 can be stabilized against load pulsation, and vibration and noise can be reduced.
  • At least one laminated steel plate 102 in the second region A2 of the rotor core 10 does not have the slit 13, or a slit having a smaller number or a smaller area than the slit 13 of each laminated steel plate 101 in the first region A1. Since the slit core 13 has the slit 13, it is possible to increase the inertia of the rotor core 10 and reduce vibration and noise while exhibiting the effect of suppressing the iron loss and the like by the slit 13.
  • FIG. 6 is a diagram showing a laminated steel plate 102 in the second region A2 of the rotor core 10 according to the modification of the first embodiment.
  • the laminated steel plates 102 in the second region A2 of the rotor core 10 do not have the flux barriers 12 (FIG. 3) on both sides of the magnet insertion hole 11 in the circumferential direction.
  • the laminated steel plate 102 in the second area A2 of the modified example has a smaller void area than the laminated steel plate 102 in the second area A2 of the first embodiment, and the weight of one laminated steel plate 102 is further increased. It becomes heavy. Therefore, the weight of the rotor core 10 can be further increased and the inertia can be increased.
  • the flux barrier 12 suppresses a short-circuit magnetic flux between adjacent magnetic poles, but since the short-circuit magnetic flux is less likely to occur in the second area A2 where the permanent magnet 20 is not inserted in the magnet insertion hole 11, the flux barrier 12 There are few disadvantages due to not providing.
  • the rotor core 10 of the modified example is configured in the same manner as the rotor core 10 of the first embodiment except for the points described above.
  • the laminated steel plate 102 in the second region A2 does not have the flux barrier 12 has been described, but the configuration is not limited to such a configuration.
  • the laminated steel plate 102 may have the flux barrier 12 having a smaller number or a smaller area than the flux barrier 12 (FIG. 3) of the laminated steel plate 101 in the first region A1.
  • At least one laminated steel plate 102 in the second area A2 does not have the flux barrier 12, or a smaller number than the flux barrier 12 (FIG. 3) of each laminated steel plate 101 in the first area A1 or It is sufficient that the flux barrier 12 has a small area.
  • At least one laminated steel plate 102 in the second region A2 of the rotor core 10 does not have the flux barrier 12, or the number of the laminated steel plates 101 is smaller than the flux barrier 12 (FIG. 3) of each laminated steel plate 101 or It has a small area flux barrier 12. Therefore, the weight of the rotor core 10 can be further increased and the inertia can be increased. That is, the effect of stabilizing the rotation of the motor 100 against load pulsation can be enhanced, and the effect of reducing vibration and noise can be enhanced.
  • FIG. 7 is a vertical sectional view showing the motor 100 according to the second embodiment.
  • the laminated steel plates of the rotor core 10 have different plate thicknesses in the first area A1 and the second area A2.
  • the plate thickness T2 of the laminated steel plate in the second region A2 of the rotor core 10 is thicker than the plate thickness T1 of the laminated steel plate in the first region A1 of the rotor core 10.
  • the shapes of the laminated steel plates in the first area A1 and the second area A2 of the rotor core 10 are as described in the first embodiment with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the amount of change in the magnetic flux due to the rotating magnetic field of the coil 6 of the stator 5 is large, and in order to suppress the eddy current loss caused by this, it is desirable that the laminated steel plates be thin. ..
  • the second area A2 of the rotor core 10 since the amount of change in magnetic flux is smaller than that in the first area A1, eddy current loss is less likely to occur even if the laminated steel sheets are made thicker.
  • the plate thickness T2 of the laminated steel plate 102 in the second area A2 is made larger than the plate thickness T1 of the laminated steel plate 101 in the first area A1, an increase in eddy current loss is suppressed.
  • the inertia of the rotor core 10 can be increased.
  • each laminated steel plate 102 in the second region A2 is larger than the plate thickness T1 of each laminated steel plate 101 in the first region A1 has been described, but at least the second region A2 It suffices that the plate thickness T2 of one laminated steel plate 102 is thicker than the plate thickness T1 of each laminated steel plate 101 in the first region A1.
  • the motor 100 of the second embodiment is configured similarly to the motor 100 of the first embodiment, except for the points described above.
  • the plate thickness T2 of at least one laminated steel plate 102 in the second region A2 of the rotor core 10 is the plate thickness of each laminated steel plate 101 in the first region A1 of the rotor core 10. It is thicker than the thickness T1. Therefore, the inertia of the rotor core 10 can be increased while suppressing an increase in eddy current loss. That is, the effect of stabilizing the rotation of the motor 100 against load pulsation can be enhanced, and the effect of reducing vibration and noise can be enhanced.
  • FIG. 8 is a figure which shows the laminated steel plate 104 of the 2nd area
  • the hole portion 15 (FIG. 3) of the rotor core 10 is formed radially inward of the magnet insertion hole 11, that is, on the side of the central hole 14, and functions as, for example, a refrigerant flow path.
  • the hole 15 (FIG. 3) of the laminated steel plate 101 in the first region A1 has an inner diameter r1.
  • the hole 15B of the laminated steel plate 104 in the second area A2 shown in FIG. 8 has an inner diameter r2 smaller than the inner diameter r1.
  • the inner diameter r2 of the hole 15B of the laminated steel plate 104 in the second area A2 is smaller than the inner diameter r1 of the hole 15 of the laminated steel plate 101 in the first area A1.
  • the area of the hole 15B of the laminated steel plate 104 in the second area A2 is smaller than the area of the hole 15 of the laminated steel plate 101 in the first area A1.
  • the weight per sheet of the laminated steel plate 104 in the second area A2 becomes heavier than the weight per sheet of the laminated steel sheet 101 in the first area A1.
  • the inertia of the rotor core 10 can be increased.
  • the inner diameter of the hole 15B of the laminated steel plate 102 in the second area A2 is smaller than the inner diameter of the hole 15 of the laminated steel plate 101 in the first area A1 has been described.
  • the number of holes 15B of the laminated steel plate 102 in the second area A2 may be smaller than the number of holes 15 of the laminated steel plate 101 in the first area A1.
  • the inertia of the rotor core 10 can be increased. That is, the total area of the holes 15B of the laminated steel plates 102 in the second area A2 may be smaller than the total area of the holes 15 of the laminated steel plates 101 in the first area A1.
  • the total area of the holes 15B of the laminated steel plates 102 in the second area A2 is smaller than the total area of the holes 15 of the laminated steel plates 101 in the first area A1 has been described.
  • the total area of the holes 15B of the at least one laminated steel plate 102 in the second region A2 may be smaller than the total area of the holes 15 of the respective laminated steel plates 101 in the first region A1.
  • the motor 100 of the third embodiment is configured similarly to the motor 100 of the first embodiment, except for the points described above.
  • the hole 15B of at least one laminated steel plate 104 in the second area A2 of the rotor core 10 is larger than the hole 15 of each laminated steel plate 101 in the first area A1.
  • the area is small or the number is small. Therefore, the weight of the rotor core 10 can be increased and the inertia can be increased. That is, the effect of stabilizing the rotation of the motor 100 against load pulsation can be enhanced, and the effect of reducing vibration and noise can be enhanced.
  • FIG. 9 is a diagram showing a laminated steel plate 104 in the second region A2 of the rotor core 10 according to the modification of the third embodiment.
  • the laminated steel plate 104 in the second area A2 does not have the hole 15 (FIG. 8).
  • the laminated steel plate 104 of the second region A2 of the modified example has a smaller void area than the laminated steel plate 104 of the second region A2 of the third embodiment, and the weight of one laminated steel plate 102 is further increased. It becomes heavy. As a result, the weight of the rotor core 10 can be further increased and the inertia can be increased.
  • the rotor core 10 of this modified example is configured similarly to the rotor core 10 of the third embodiment, except for the points described above.
  • the weight of the rotor core 10 can be further increased and the inertia can be increased. That is, the effect of stabilizing the rotation of the motor 100 against load pulsation can be enhanced, and the effect of reducing vibration and noise can be enhanced.
  • Fourth Embodiment 10 is a figure which shows the laminated steel plate 105 of the 2nd area
  • the central hole 14 (FIG. 3) is formed at the radial center of the rotor core 10, and the shaft 21 is provided inside the central hole 14.
  • the center hole 14 (FIG. 3) of the laminated steel plate 101 in the first region A1 has an inner diameter R1.
  • the center hole 14C of the laminated steel plate 105 in the second region A2 shown in FIG. 10 has an inner diameter R2 smaller than the inner diameter R1.
  • the inner diameter R2 of the central hole 14C of the laminated steel plate 105 in the second region A2 of the rotor core 10 is smaller than the inner diameter R1 of the central hole 14 of the laminated steel plate 101 in the first region A1.
  • the area of the central hole 14C of the laminated steel plate 105 in the second area A2 is smaller than the area of the central hole 14 of the laminated steel plate 101 in the first area A1.
  • the weight per laminated steel plate 105 in the second area A2 is heavier than the weight per laminated steel plate 101 in the first area A1.
  • the inertia of the rotor core 10 can be increased.
  • the shaft 21 (FIG. 1) is fitted in the central hole 14C of the laminated steel plate 105 in the second area A2.
  • a gap is formed between the shaft 21 and the central hole 14 of the laminated steel plate 101 in the first area A1.
  • the area of the central holes 14C of all the laminated steel plates 102 in the second region A2 is smaller than the area of the central holes 14 of the respective laminated steel plates 101 in the first region A1 has been described.
  • the area of the central hole 14C of the at least one laminated steel plate 102 in the region A2 may be smaller than the area of the central hole 14 of each laminated steel plate 101 in the first region A1.
  • the motor 100 of the fourth embodiment is configured similarly to the motor 100 of the third embodiment, except for the above points.
  • the area of the central hole 14 of at least one laminated steel plate 104 in the second region A2 of the rotor core 10 is equal to the central hole 14 of each laminated steel plate 101 in the first region A1. Smaller than the area. Therefore, the weight of the rotor core 10 can be increased and the inertia can be increased. That is, the effect of stabilizing the rotation of the motor 100 against load pulsation can be enhanced, and the effect of reducing vibration and noise can be enhanced.
  • Embodiment 5. 11 is a figure which shows the laminated steel plate 106 of the 2nd area
  • the laminated steel plate 106 in the second area A2 may not have the magnet insertion hole 11.
  • the weight of the laminated steel plate 106 in the second area A2 per sheet is heavier than the weight of the laminated steel sheet 101 in the first area A1.
  • the inertia of the rotor core 10 can be increased.
  • the rotor core 10 is formed halfway by laminating the laminated steel plate in the lower second region A2 and the laminated steel plate 101 in the first region A1 in FIG. ,
  • the permanent magnet 20 is inserted into the magnet insertion hole 11 of the first area A1.
  • the laminated steel sheets in the upper second region A2 in FIG. 1 are laminated on the first region A1 of the rotor core 10.
  • the motor 100 of the fifth embodiment is configured similarly to the motor 100 of the fourth embodiment, except for the points described above.
  • At least one laminated steel plate 104 in the second area A2 of the rotor core 10 does not have the central hole 14. Therefore, the weight of the rotor core 10 can be increased and the inertia can be increased. That is, the effect of stabilizing the rotation of the motor 100 against load pulsation can be enhanced, and the effect of reducing vibration and noise can be enhanced.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a motor having another configuration example applicable to the first to fifth embodiments and each modification.
  • rotor core 10 projects to both axial sides of stator core 50, and has second areas A2 on both axial sides of first area A1.
  • the rotor core 10 projects from the stator core 50 only on one side in the axial direction, and has the second region A2 only on one side in the axial direction.
  • the void area of at least one laminated steel sheet in the second region A2 is smaller than the void area of each laminated steel sheet in the first region A1 as described in the first to fifth embodiments and the modifications.
  • the inertia of the rotor core 10 can be increased by making the void area of at least one laminated steel sheet in the second region A2 smaller than the void area of each laminated steel sheet in the first region A1. .. That is, the rotation of the motor 100 is stabilized against load pulsation, and the effect of reducing vibration and noise can be obtained.
  • the second region A2 may be provided only on one side in the axial direction of the rotor core 10.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a control system of the motor 100.
  • the drive circuit 200 that controls the motor 100 converts the AC voltage supplied from the commercial AC power supply 201 into a DC voltage, and the DC voltage output from the rectifier circuit 202 into an AC voltage to convert the AC voltage to the motor 100. It has an inverter 203 for supplying and a main element drive circuit 204 for driving the inverter 203.
  • the drive circuit 200 also includes a voltage detection unit 206 that detects the DC voltage output from the rectifier circuit 202, and a rotational position detection unit 208 that detects the terminal voltage of the motor 100 to detect the position of the rotor of the motor 100.
  • the control unit 205 calculates the optimum output voltage of the inverter 203 and outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the main element drive circuit 204 based on the calculation result.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the voltage detection unit 206 samples and holds the electric signal in which the high-voltage DC voltage has been reduced to a low voltage by the voltage dividing circuit including these voltage dividing resistors.
  • the AC power supplied from the inverter 203 is supplied to the coil 6 of the motor 100 via the terminal 311 (FIG. 14) of the compressor 300, and the rotor 1 is rotated by the rotating magnetic field.
  • the rotation position detection unit 208 detects the rotation position of the rotor 1 and outputs position information to the control unit 205.
  • the control unit 205 determines the optimum output voltage of the inverter 203 to be supplied to the motor 100 based on the target rotation speed command given from the outside of the drive circuit 200 or the information on the operating conditions of the device and the position information of the rotor 1.
  • the calculated output voltage is output to the PWM signal generation unit 212.
  • the switch of the inverter 203 is switched by the main element drive circuit 204.
  • variable speed drive of the motor 100 is performed by the PWM control by the inverter 203 of the drive circuit 200.
  • FIG. 14 is a vertical cross-sectional view showing the compressor 300.
  • the compressor 300 is a rotary compressor and is used, for example, in the air conditioner 400 (FIG. 15).
  • the compressor 300 includes a compression mechanism section 301, a motor 100 that drives the compression mechanism section 301, a shaft 21 that connects the compression mechanism section 301 and the motor 100, and a sealed container 307 that houses these.
  • the axial direction of the shaft 21 is the vertical direction
  • the motor 100 is arranged above the compression mechanism portion 301.
  • the closed container 307 is a container formed of a steel plate and has a cylindrical shell and an upper part of the container that covers the upper part of the shell.
  • the stator 5 of the motor 100 is incorporated inside the shell of the closed container 307 by shrink fitting, press fitting, welding, or the like.
  • a discharge pipe 312 for discharging the refrigerant to the outside and a terminal 311 for supplying electric power to the motor 100 are provided above the container of the closed container 307.
  • An accumulator 310 that stores a refrigerant gas is attached to the outside of the closed container 307.
  • Refrigerating machine oil that lubricates the bearing portion of the compression mechanism portion 301 is stored at the bottom of the closed container 307.
  • the compression mechanism portion 301 includes a cylinder 302 having a cylinder chamber 303, a rolling piston 304 fixed to the shaft 21, a vane that divides the inside of the cylinder chamber 303 into a suction side and a compression side, and both axial end portions of the cylinder chamber 303.
  • Both the upper frame 305 and the lower frame 306 have bearing portions that rotatably support the shaft 21.
  • An upper discharge muffler 308 and a lower discharge muffler 309 are attached to the upper frame 305 and the lower frame 306, respectively.
  • the cylinder 302 is provided with a cylindrical cylinder chamber 303 centered on the axis C1.
  • the eccentric shaft portion 21 a of the shaft 21 is located inside the cylinder chamber 303.
  • the eccentric shaft portion 21a has a center eccentric with respect to the axis C1.
  • a rolling piston 304 is fitted around the outer circumference of the eccentric shaft portion 21a.
  • the cylinder 302 has a suction port 315 for sucking the refrigerant gas into the cylinder chamber 303.
  • a suction pipe 313 communicating with the suction port 315 is attached to the closed container 307, and a refrigerant gas is supplied from the accumulator 310 to the cylinder chamber 303 via the suction pipe 313.
  • the low-pressure refrigerant gas and the liquid refrigerant are mixed and supplied to the compressor 300 from the refrigerant circuit of the air conditioner 400 (FIG. 15), but when the liquid refrigerant flows into the compression mechanism portion 301 and is compressed. , Causing a failure of the compression mechanism unit 301. Therefore, the liquid refrigerant and the refrigerant gas are separated by the accumulator 310, and only the refrigerant gas is supplied to the compression mechanism section 301.
  • refrigerant for example, R410A, R407C or R22 may be used, but from the viewpoint of preventing global warming, it is desirable to use a refrigerant having a low GWP (global warming potential).
  • GWP global warming potential
  • the operation of the compressor 300 is as follows.
  • a current is supplied from the terminal 311 to the coil 6 of the stator 5
  • an attractive force and a repulsive force are generated between the stator 5 and the rotor 1 due to the rotating magnetic field generated by the current and the magnetic field of the permanent magnet 20 of the rotor 1.
  • the rotor 1 rotates.
  • the shaft 21 fixed to the rotor 1 also rotates.
  • a low-pressure refrigerant gas is sucked into the cylinder chamber 303 of the compression mechanism section 301 from the accumulator 310 via the suction port 315.
  • the eccentric shaft portion 21a of the shaft 21 and the rolling piston 304 attached thereto eccentrically rotate, and the refrigerant is compressed in the cylinder chamber 303.
  • the refrigerant compressed in the cylinder chamber 303 is discharged into the closed container 307 through a discharge port and discharge mufflers 308 and 309 (not shown).
  • the refrigerant discharged into the closed container 307 passes through the hole 15 of the rotor core 10 and the like, rises in the closed container 307, is discharged from the discharge pipe 312, and is sent to the refrigerant circuit of the air conditioner 400 (FIG. 15). ..
  • FIG. 15 is a figure which shows the structure of the air conditioning apparatus 400.
  • the air conditioner 400 includes a compressor 300, a four-way valve 401 as a switching valve, a condenser 402, a pressure reducing device 403, an evaporator 404, and a refrigerant pipe 410 connecting these.
  • the compressor 300, the condenser 402, the pressure reducing device 403, and the evaporator 404 are connected by a refrigerant pipe 410 to form a refrigerant circuit. Further, the compressor 300 includes an outdoor blower 405 facing the condenser 402 and an indoor blower 406 facing the evaporator 404.
  • the operation of the air conditioner 400 is as follows.
  • the compressor 300 compresses the sucked refrigerant and sends it out as high-temperature and high-pressure refrigerant gas.
  • the four-way valve 401 switches the flow direction of the refrigerant, but during the cooling operation, as shown in FIG. 15, the refrigerant sent from the compressor 300 flows into the condenser 402.
  • the condenser 402 exchanges heat between the refrigerant sent from the compressor 300 and the outdoor air sent by the outdoor blower 405, condenses the refrigerant and sends it out as a liquid refrigerant.
  • the decompression device 403 expands the liquid refrigerant sent from the condenser 402 and sends it as a low-temperature low-pressure liquid refrigerant.
  • the evaporator 404 exchanges heat between the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant sent from the decompression device 403 and indoor air, evaporates (vaporizes) the refrigerant, and sends it as a refrigerant gas.
  • the air from which the heat is removed by the evaporator 404 is supplied by the indoor blower 406 into the room that is the air-conditioned space.
  • the four-way valve 401 sends the refrigerant sent from the compressor 300 to the evaporator 404.
  • the evaporator 404 functions as a condenser and the condenser 402 functions as an evaporator.
  • Embodiments 1 to 5 and each modification can be applied to the compressor 300 of the air conditioner 400, vibration and noise of the compressor 300 are suppressed. Therefore, the quietness of the air conditioner 400 can be improved.
  • the components other than the compressor 300 in the air conditioner 400 are not limited to the above-described configuration example.

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Abstract

モータは、軸線を中心とする環状のステータコアと、ステータコアに巻き付けられたコイルと、軸線を中心とする径方向においてステータコアの内側に配置されたロータコアであって、複数の積層鋼板を軸線の方向に積層した積層体と、積層体に形成された磁石挿入孔とを有し、軸線の方向の長さがステータコアよりも長いロータコアと、磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを有する。ロータコアは、軸線の方向に、磁石挿入孔に永久磁石が挿入された第１の領域と、磁石挿入孔に永久磁石が挿入されていない第２の領域とを有する。ロータコアの第２の領域の少なくとも１枚の積層鋼板における空隙面積は、ロータコアの第１の領域の各積層鋼板における空隙面積よりも小さい。

Description

モータ、圧縮機および空気調和装置
　本発明は、モータ、圧縮機および空気調和装置に関する。
　圧縮機では、冷媒の吸入および圧縮の繰り返しにより、モータの負荷が脈動することが知られている。特に、モータの小型化が進むと、ロータのイナーシャが小さくなるため、ロータの回転が安定せず、振動および騒音が発生する可能性がある。
　そこで、ロータコアの軸方向長さをステータコアの軸方向長さよりも長くしたモータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３－２７４５９１号公報（図１参照）
　しかしながら、モータを小型化するためには、ロータのイナーシャをさらに大きくし、ロータの回転を安定させることが望まれている。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ロータのイナーシャを大きくし、モータの回転を安定させることを目的とする。
　本発明の一態様におけるモータは、軸線を中心とする環状のステータコアと、ステータコアに巻き付けられたコイルと、軸線を中心とする径方向においてステータコアの内側に配置されたロータコアであって、複数の積層鋼板を軸線の方向に積層した積層体と、積層体に形成された磁石挿入孔とを有し、軸線の方向の長さがステータコアよりも長いロータコアと、磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを有する。ロータコアは、軸線の方向に、磁石挿入孔に永久磁石が挿入された第１の領域と、磁石挿入孔に永久磁石が挿入されていない第２の領域とを有する。ロータコアの第２の領域の少なくとも１枚の積層鋼板における空隙面積は、ロータコアの第１の領域の各積層鋼板における空隙面積よりも小さい。
　この発明によれば、ロータコアの第２の領域の少なくとも１枚の積層鋼板における空隙面積が、ロータコアの第１の領域の各積層鋼板における空隙面積よりも小さいため、ロータコアの第２の領域における重量を重くし、ロータコアのイナーシャを大きくすることができる。これにより、モータの回転を安定させることができる。
実施の形態１のモータを示す縦断面図である。 実施の形態１のモータを示す横断面図である。 実施の形態１のロータコアの第１の領域の積層鋼板を示す図である。 実施の形態１のロータコアの第２の領域の積層鋼板を示す図である。 実施の形態１のロータコアの第２の領域の積層鋼板の他の構成例を示す図（Ａ）、（Ｂ）である。 実施の形態１の変形例のロータコアの第２の領域の積層鋼板を示す図である。 実施の形態２のモータを示す縦断面図である。 実施の形態３のロータコアの第２の領域の積層鋼板を示す図である。 実施の形態３の変形例のロータコアの第２の領域の積層鋼板を示す図である。 実施の形態４のロータコアの第２の領域の積層鋼板を示す図である。 実施の形態５のロータコアの第２の領域の積層鋼板を示す図である。 各実施の形態の変形例のモータを示す縦断面図である。 各実施の形態のモータのための制御系を示すブロック図である。 各実施の形態のモータが適用可能な圧縮機を示す縦断面図である。 各実施の形態のモータが適用可能な空気調和装置を示す図である。
　本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
＜モータの構成＞
　図１は、実施の形態１のモータ１００を示す縦断面図である。図１に示すモータ１００は、インナロータ型と呼ばれるモータであり、回転軸であるシャフト２１を有するロータ１と、ロータ１を囲むように設けられたステータ５とを有する。ロータ１とステータ５との間には、例えば０．３～１．０ｍｍのエアギャップが形成されている。
　以下では、シャフト２１の回転中心である軸線Ｃ１の方向を「軸方向」とする。また、軸線Ｃ１を中心とする径方向を「径方向」とする。軸線Ｃ１を中心とする周方向を「周方向」とし、図２等に矢印Ｓで示す。軸線Ｃ１と平行な面における断面図を縦断面図とし、軸線Ｃ１に直交する面における断面図を横断面図とする。
　図２は、実施の形態１のモータ１００を示す横断面図である。なお、この図２は、後述する第１の領域Ａ１を通る面における横断面図である。図２に示すように、ロータ１は、軸線Ｃ１を中心とする円筒状のロータコア１０と、ロータコア１０に取り付けられた永久磁石２０とを有する。ロータコア１０は、複数の積層鋼板を軸方向に積層し、例えばカシメにより一体的に固定した積層体である。
　積層鋼板は、例えば電磁鋼板である。積層鋼板の板厚は０．１～０．７ｍｍであり、ここでは０．３５ｍｍである。ロータコア１０の径方向の中心には中心孔１４が形成され、上述したシャフト２１が、焼嵌め、圧入または接着等により固定されている。ロータコア１０は、環状の外周１８を有する。
　ロータコア１０の外周１８に沿って、永久磁石２０が挿入される複数の磁石挿入孔１１が形成されている。１つの磁石挿入孔１１は１磁極に相当し、隣り合う磁石挿入孔１１の間は極間となる。磁石挿入孔１１の数は、ここでは６である。言い換えると、極数は６である。但し、極数は６に限定されるものではなく、２以上であればよい。磁石挿入孔１１は、軸方向に直交する面内において、径方向内側に凸となるＶ字状に形成されている。
　各磁石挿入孔１１には、２つの永久磁石２０が挿入されている。永久磁石２０は、平板状であり、ロータコア１０の周方向に幅を有し、径方向に厚さを有する。永久磁石２０は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）を主成分とする希土類磁石で構成されている。
　各永久磁石２０は、厚さ方向に着磁されている。同じ磁石挿入孔１１に挿入された２つの永久磁石２０は、径方向外側に互いに同一の磁極を有する。隣り合う磁石挿入孔１１に挿入された永久磁石２０は、径方向外側に互いに反対の磁極を有する。なお、各磁石挿入孔１１の形状は例えば直線状であってもよく、各磁石挿入孔１１に挿入される永久磁石２０の数は１つまたは３つ以上であってもよい。
　ロータコア１０において、磁石挿入孔１１の周方向両端部には、開口部としてのフラックスバリア１２が形成されている。フラックスバリア１２とロータコア１０の外周１８との間には、薄肉部が形成される。薄肉部は、隣り合う磁極間を流れる短絡磁束を抑制できる程度の薄さを有する。薄肉部の幅は、積層鋼板の板厚と同等で、ここでは０．３５ｍｍである。
　ロータコア１０において、磁石挿入孔１１よりも径方向内側には、穴部１５が形成されている。穴部１５は、冷媒を通過させる風穴または治具を挿通する穴として用いられる。ここでは６個の穴部１５が極間に対応する周方向位置に形成されているが、穴部１５の数および配置は任意である。
　図１に示すように、ロータコア１０の軸方向両端には、例えば真鍮で構成されたバランスウエイト２２，２３が固定されている。バランスウエイト２２，２３は、ロータ１の回転バランスを向上し、且つロータ１のイナーシャを大きくするために設けられている。
　ステータ５は、ステータコア５０と、ステータコア５０に巻き付けられたコイル６とを有する。ステータコア５０は、複数の積層鋼板を軸方向に積層し、例えばカシメにより一体的に固定したものである。積層鋼板は、例えば電磁鋼板である。積層鋼板の板厚は０．１～０．５ｍｍであり、ここでは０．３５ｍｍである。
　ステータコア５０は、軸線Ｃ１を中心とする環状のヨーク部５１と、ヨーク部５１から径方向内側に延在する複数のティース５２とを有する。ティース５２は、周方向に一定間隔で配置されている。ティース５２の数は、ここでは９である。但し、ティース５２の数は９に限定されるものではなく、２以上であればよい。周方向に隣り合うティース５２の間には、コイル６を収容する空間であるスロット５３が形成される。スロット５３の数は、ティース５２の数と同じ９である。すなわち、モータ１００の極数とスロット数との比は、２：３である。
　ヨーク部５１にはカシメ部５６が形成され、ティース５２にはカシメ部５７が形成されている。カシメ部５６，５７は、ステータコア５０の積層鋼板を一体的に固定する部分である。但し、カシメ部の位置は、これらの位置に限定されるものではない。
　ステータコア５０は、ここでは、ティース５２毎に複数の分割コア５Ａを周方向に連結した構成を有する。各分割コア５Ａは、ヨーク部５１の外周側の端部に設けられた連結部５４で互いに連結されている。この構成では、ステータコア５０を帯状に広げた状態で、ティース５２にコイル６を巻き付けることができる。但し、ステータコア５０は、分割コア５Ａを連結したものには限定されない。
　コイル６は、マグネットワイヤを各ティース５２に集中巻きで巻き付けたものである。マグネットワイヤの線径は、例えば１．０ｍｍである。１つのティース５２へのコイル６の巻き数は、例えば８０ターンである。コイル６の巻き数および線径は、モータ１００の回転数またはトルク等の要求仕様、供給電圧、若しくはスロット５３の断面積に応じて決定される。コイル６は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の巻線部を有し、Ｙ結線で接合されている。
　ステータコア５０とコイル６との間には、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂で構成された絶縁部５５（図１）が設けられる。絶縁部５５は、樹脂の成形体をステータコア５０に取り付けるか、またはステータコア５０を樹脂で一体成形することで形成される。
　絶縁部５５は、ステータコア５０の軸方向端面において、コイル６の径方向内側および径方向外側に壁部５５ａ，５５ｂ（図１）を有し、コイル６を径方向両側からガイドする。また、図２では省略するが、スロット５３の内面には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂で構成された、厚さ０．１～０．２ｍｍの絶縁フィルムを設けられる。
　図１に示すように、ロータコア１０の軸方向の長さは、ステータコア５０よりも長い。言い換えると、ロータコア１０を構成する積層鋼板の積層高さは、ステータコア５０を構成する積層鋼板の積層高さよりも高い。
　また、ロータコア１０は、ステータコア５０から軸方向両側に突出している。言い換えると、ロータコア１０の軸方向の両端面１０ａ，１０ｂは、ステータコア５０の軸方向の両端面５０ａ，５０ｂに対して軸方向両側に位置する。
　ロータコア１０の磁石挿入孔１１は、ロータコア１０の第１の端面１０ａから第２の端面１０ｂまで形成されている。
　一方、永久磁石２０の軸方向長さは、磁石挿入孔１１の軸方向長さよりも短い。言い換えると、永久磁石２０の軸方向の両端面２０ａ，２０ｂは、ロータコア１０の両端面１０ａ，１０ｂよりも軸方向の内側にある。そのため、磁石挿入孔１１の軸方向の両端には、永久磁石２０が挿入されていない部分がある。
　すなわち、ロータコア１０は、磁石挿入孔１１に永久磁石２０が挿入された第１の領域Ａ１と、磁石挿入孔１１に永久磁石２０が挿入されていない第２の領域Ａ２とを有する。第１の領域Ａ１は、磁石挿入領域とも称する。第２の領域Ａ２は、磁石非挿入領域とも称する。
　この実施の形態１では、ロータコア１０の第１の領域Ａ１の積層鋼板と、第２の領域Ａ２の積層鋼板とが、以下のように異なる形状を有する。
　図３は、ロータコア１０の第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１を示す図である。積層鋼板１０１の径方向中心には、内径Ｒ１の中心孔１４が形成され、積層鋼板１０１の外周１８に沿って、複数の磁石挿入孔１１が形成されている。磁石挿入孔１１は、上記の通り、径方向内側に凸となるＶ字状に形成されている。
　磁石挿入孔１１の周方向中心には、２つの永久磁石２０の間に位置する突起である位置決め部１６が形成されている。磁石挿入孔１１の周方向端部には、位置決め部１６との間で永久磁石２０を位置決めする位置決め部１７が形成されている。磁石挿入孔１１の数および配置は、図２を参照して説明した通りである。
　積層鋼板１０１の磁石挿入孔１１よりも径方向内側には、内径ｒ１の穴部１５が形成されている。穴部１５の数および配置は、図２を参照して説明したとおりである。
　さらに、積層鋼板１０１の磁石挿入孔１１と外周１８との間には、少なくとも１つのスリット１３が形成されている。スリット１３は、ステータ５からの回転磁界に起因する鉄損の増加並びに磁気吸引力による振動および騒音を低減するために形成される。ここでは、複数のスリット１３が、極中心すなわち磁石挿入孔１１の周方向中心に対して対称に配置されている。
　より具体的には、スリット１３は、極中心に位置するスリット１３ａと、その周方向両側に位置する２つのスリット１３ｂと、その周方向両側に位置する２つのスリット１３ｃとを含む。但し、スリット１３の数および配置は、任意である。
　積層鋼板１０１に形成された中心孔１４、磁石挿入孔１１、穴部１５およびスリット１３の面積の合計を、積層鋼板１０１の空隙面積と称する。
　図４は、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２を示す図である。積層鋼板１０２の径方向中心には、内径Ｒ１の中心孔１４が形成され、積層鋼板１０２の外周１８に沿って、複数の磁石挿入孔１１が形成されている。磁石挿入孔１１の形状、数および配置は、図２を参照して説明した通りである。積層鋼板１０２の磁石挿入孔１１よりも径方向内側には、内径ｒ１の穴部１５が形成されている。穴部１５の数および配置は、図２を参照して説明したとおりである。
　但し、積層鋼板１０２の磁石挿入孔１１と外周１８との間には、図３に示したスリット１３は設けられていない。
　積層鋼板１０２に形成された中心孔１４、磁石挿入孔１１、および穴部１５の面積の合計を、積層鋼板１０２の空隙面積と称する。
　積層鋼板１０２の空隙面積は、積層鋼板１０１の空隙面積よりも、スリット１３の面積分だけ小さくなる。そのため、積層鋼板１０２は、積層鋼板１０１よりも鉄の占める割合が多く、その結果、積層鋼板１０２の１枚当たりの重量は、積層鋼板１０１の１枚当たりの重量よりも重くなる。
　従って、ロータコア１０を積層鋼板１０１と積層鋼板１０２とで構成することにより、ロータコア１０を積層鋼板１０１のみで構成した場合よりも、ロータコア１０の全体の重量を重くすることができる。
　なお、実施の形態１のロータ１の製造工程では、図１における下側の第２の領域Ａ２の積層鋼板と、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１と、図１における上側の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２とを順に積層してロータコア１０を形成する。その後、ロータコア１０の第１の領域Ａ１の磁石挿入孔１１に、永久磁石２０を挿入する。
＜作用＞
　この実施の形態１の作用について説明する。モータ１００が使用される圧縮機では、冷媒の吸入および圧縮が繰り返されるため、モータ１００の負荷が脈動する。特に、小型のモータ１００では、ロータ１の大きさが小さく重量も軽いため、イナーシャが小さく、負荷脈動によってロータ１の回転が不安定になる可能性がある。
　ロータ１のイナーシャを大きくするためには、ロータコア１０を大きくする必要があるが、ロータコア１０の外径を大きくするためには、ロータコア１０を囲むステータコア５０の内径も大きくする必要がある。
　ステータコア５０の内径を大きくすると、スロット５３の面積が小さくなり、コイル６の収容エリアが狭くなる。そのため、コイル６の導体断面積を小さくする必要が生じ、銅損が増加し、モータ効率の低下を招く。また、ステータコア５０の内径と外径を共に大きくすると、圧縮機が大型化する。
　そのため、ロータコア１０をステータコア５０から軸方向に突出すなわちオーバーハングさせることで、ロータ１のイナーシャを大きくすることが考えられる。しかしながら、モータ１００をより小型化するためには、ロータ１のイナーシャをより大きくする必要がある。
　この実施の形態１では、上記の通り、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２の空隙面積が、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の空隙面積よりも小さい。すなわち、積層鋼板１０２の１枚当たりの重量が、積層鋼板１０１の１枚当たりの重量よりも重い。従って、ロータコア１０を積層鋼板１０１のみで構成した場合よりも、ロータコア１０全体の重量を重くすることができる。
　円柱状のロータコア１０の重量を「ｍ」、半径を「ｒ」、軸方向長さを「ｈ」、ロータコア１０の密度を「ρ」とすると、軸線Ｃ１を中心とする円柱のイナーシャＩは、Ｉ＝１／２×（ｍｒ２）で表される。半径ｒを一定とすると、ロータコア１０のイナーシャは、重量ｍに比例する。
　この実施の形態１では、上記の構成によってロータコア１０の重量を重くすることができるため、イナーシャを大きくし、モータ１００の回転を安定させることができる。
　また、永久磁石２０の軸方向長さがロータコア１０の軸方向長さよりも短いため、永久磁石２０から出てロータコア１０の端面１０ａ，１０ｂに回り込む磁束が減少し、その結果、駆動力の発生に寄与する磁束を増加させることができる。これにより、モータ効率を向上することができる。
　また、永久磁石２０の軸方向長さを短くすることで、磁石材料の使用量を低減することができ、製造コストを低減することができる。
　ロータコア１０の第１の領域Ａ１では、ステータ５のコイル６の回転磁界による磁束の変化量が大きく、これによりロータコア１０における鉄損が発生し、あるいは磁気吸引力による振動および騒音が発生する可能性がある。これに対し、第２の領域Ａ２では、磁石挿入孔１１に永久磁石２０が挿入されていないため、第１の領域Ａ１と比較して磁束の変化量が小さく、上記の鉄損並びに振動および騒音が発生しにくい。
　そのため、この実施の形態１では、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１にはスリット１３を設け、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２にはスリット１３を設けていない。これにより、鉄損の発生並びに振動および騒音の発生を抑制しながら、ロータコア１０のイナーシャを大きくすることができる。これにより、圧縮機の負荷脈動に対して、ロータコア１０の回転を安定させることができる。
　なお、ここでは、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２がスリット１３を有さない構成について説明したが、このような構成に限定されるものではない。
　例えば、図５（Ａ）に示すように、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２が、積層鋼板１０１のスリット１３（図３）よりも少ない数のスリット１３を有していてもよい。また、図５（Ｂ）に示すように、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２が、積層鋼板１０１のスリット１３（図３）よりも小さい面積のスリット１３を有していてもよい。
　すなわち、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２のスリット１３の総面積が、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１のスリット１３の総面積よりも小さければよい。言い換えると、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２における空隙面積が、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１における空隙面積よりも小さければよい。
　また、ここでは、第２の領域Ａ２の各積層鋼板１０２における空隙面積が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１における空隙面積よりも小さい場合について説明した。しかしながら、第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０２における空隙面積が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１における空隙面積よりも小さければよい。
＜実施の形態の効果＞
　以上説明したように、この実施の形態１では、ロータコア１０の軸方向長さがステータコア５０よりも長く、ロータコア１０が、磁石挿入孔１１に永久磁石２０が挿入された第１の領域Ａ１と、磁石挿入孔１１に永久磁石２０が挿入されていない第２の領域Ａ２とを有する。また、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０２における空隙面積は、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１における空隙面積よりも小さい。そのため、ロータコア１０の重量を重くして、イナーシャを大きくすることができる。これにより、負荷脈動に対してモータ１００の回転を安定させることができ、振動および騒音を低減することができる。
　また、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０２が、スリット１３を有さないか、または第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１のスリット１３よりも少数または小面積のスリット１３を有するため、スリット１３による鉄損等の抑制効果を発揮させながら、ロータコア１０のイナーシャを大きくし、振動および騒音を低減することができる。
変形例．
　図６は、実施の形態１の変形例におけるロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２を示す図である。この変形例では、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２が、磁石挿入孔１１の周方向両側のフラックスバリア１２（図３）を有さない。
　そのため、変形例の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２は、実施の形態１の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２よりもさらに空隙面積が小さくなり、積層鋼板１０２の一枚の重さがさらに重くなる。そのため、ロータコア１０の重量をさらに重くし、イナーシャを大きくすることができる。
　フラックスバリア１２は、隣り合う磁極間の短絡磁束を抑制するものであるが、磁石挿入孔１１に永久磁石２０が挿入されていない第２の領域Ａ２では、短絡磁束が生じにくいため、フラックスバリア１２を設けないことによるデメリットは少ない。
　変形例のロータコア１０は、上述した点を除き、実施の形態１のロータコア１０と同様に構成されている。
　なお、ここでは、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２がフラックスバリア１２を有さない構成について説明したが、このような構成には限定されない。例えば、積層鋼板１０２が、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１のフラックスバリア１２（図３）よりも少数または小面積のフラックスバリア１２を有していてもよい。
　また、第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０２が、フラックスバリア１２を有さないか、あるいは、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１のフラックスバリア１２（図３）よりも少数または小面積のフラックスバリア１２を有していればよい。
　この変形例では、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０２が、フラックスバリア１２を有さないか、あるいは、各積層鋼板１０１のフラックスバリア１２（図３）よりも少数または小面積のフラックスバリア１２を有する。そのため、ロータコア１０の重量をさらに重くし、イナーシャを大きくすることができる。すなわち、負荷脈動に対してモータ１００の回転を安定させる効果を高め、振動および騒音の低減効果を高めることができる。
実施の形態２．
　図７は、実施の形態２のモータ１００を示す縦断面図である。この実施の形態２では、ロータコア１０の積層鋼板の板厚が、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２とで異なる。
　図７に示すように、ロータコア１０の第２の領域Ａ２における積層鋼板の板厚Ｔ２は、ロータコア１０の第１の領域Ａ１における積層鋼板の板厚Ｔ１よりも厚い。ロータコア１０の第１の領域Ａ１および第２の領域Ａ２における積層鋼板の形状は、実施の形態１で図３および図４を参照して説明した通りである。
　積層鋼板の板厚が薄いほど、同じ軸方向長さの積層体を構成する積層鋼板の数、すなわち積層枚数が増加する。積層鋼板の間には軸方向の隙間が生じるため、積層体の軸方向長さが同じであれば、積層枚数が多いほど隙間の占める割合が増加し、積層体の重量が低下する。そのため、イナーシャを大きくするためには、積層鋼板の板厚が厚いことが望ましい。
　ロータコア１０の第１の領域Ａ１では、ステータ５のコイル６の回転磁界による磁束の変化量が大きく、これに起因する渦電流損を抑制するためには、積層鋼板の板厚は薄いことが望ましい。これに対し、ロータコア１０の第２の領域Ａ２では、第１の領域Ａ１と比較して磁束の変化量が小さいため、積層鋼板の板厚を厚くしても渦電流損が発生しにくい。
　この実施の形態２では、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２の板厚Ｔ２を、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１よりも厚くしているため、渦電流損の増加を抑えながら、ロータコア１０のイナーシャを大きくすることができる。
　なお、ここでは、第２の領域Ａ２の各積層鋼板１０２の板厚が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の板厚Ｔ１よりも厚い場合について説明したが、第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０２の板厚Ｔ２が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の板厚Ｔ１よりも厚ければよい。
　実施の形態２のモータ１００は、上述した点を除き、実施の形態１のモータ１００と同様に構成されている。
　以上説明したように、この実施の形態２では、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０２の板厚Ｔ２が、ロータコア１０の第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の板厚Ｔ１よりも厚い。そのため、渦電流損の増加を抑えながら、ロータコア１０のイナーシャを大きくすることができる。すなわち、負荷脈動に対してモータ１００の回転を安定させる効果を高め、振動および騒音の低減効果を高めることができる。
実施の形態３．
　図８は、実施の形態３のロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０４を示す図である。この実施の形態３では、ロータコア１０の穴部１５（図３）の内径が、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２とで異なる。
　上記の通り、ロータコア１０の穴部１５（図３）は、磁石挿入孔１１よりも径方向内側、すなわち中心孔１４側に形成され、例えば冷媒の流路として機能する。第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の穴部１５（図３）は、内径ｒ１を有する。これに対し、図８に示した第２の領域Ａ２の積層鋼板１０４の穴部１５Ｂは、内径ｒ１よりも小さい内径ｒ２を有する。
　この実施の形態３では、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０４の穴部１５Ｂの内径ｒ２が、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の穴部１５の内径ｒ１よりも小さい。言い換えると、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０４の穴部１５Ｂの面積は、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の穴部１５の面積よりも小さい。
　そのため、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０４の一枚当たりの重量が第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の一枚当たりの重量よりも重くなる。これにより、ロータコア１０のイナーシャを大きくすることができる。
　なお、ここでは、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２の穴部１５Ｂの内径が、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の穴部１５の内径よりも小さい場合について説明した。しかしながら、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０２の穴部１５Ｂの数が、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の穴部１５の数よりも少なくてもよい。この場合も、ロータコア１０のイナーシャを大きくすることができる。すなわち、第２の領域Ａ２の各積層鋼板１０２の穴部１５Ｂの総面積が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の穴部１５の総面積よりも小さければよい。
　また、ここでは、第２の領域Ａ２の各積層鋼板１０２の穴部１５Ｂの総面積が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の穴部１５の総面積が小さい場合について説明した。しかしながら、第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０２の穴部１５Ｂの総面積が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の穴部１５の総面積よりも小さければよい。
　実施の形態３のモータ１００は、上述した点を除き、実施の形態１のモータ１００と同様に構成されている。
　以上説明したように、実施の形態３では、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０４の穴部１５Ｂが、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の穴部１５よりも面積が小さく、あるいは数が少ない。そのため、ロータコア１０の重量を重くして、イナーシャを大きくすることができる。すなわち、負荷脈動に対してモータ１００の回転を安定させる効果を高め、振動および騒音の低減効果を高めることができる。
変形例．
　図９は、実施の形態３の変形例におけるロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０４を示す図である。この変形例では、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０４が、穴部１５（図８）を有さない。
　そのため、変形例の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０４は、実施の形態３の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０４よりもさらに空隙面積が小さくなり、積層鋼板１０２の一枚の重さがさらに重くなる。その結果、ロータコア１０の重量をさらに重くし、イナーシャを大きくすることができる。
　この変形例のロータコア１０は、上述した点を除き、実施の形態３のロータコア１０と同様に構成されている。
　なお、ここでは、第２の領域Ａ２の全ての積層鋼板１０４が穴部１５を有さない構成について説明したが、第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０４が穴部１５を有さなければよい。
　この変形例では、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０４が穴部１５を有さないため、ロータコア１０の重量をさらに重くし、イナーシャを大きくすることができる。すなわち、負荷脈動に対してモータ１００の回転を安定させる効果を高め、振動および騒音の低減効果を高めることができる。
実施の形態４．
　図１０は、実施の形態４のロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０５を示す図である。この実施の形態４では、ロータコア１０の中心孔１４（図３）の内径が、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２とで異なる。
　上記の通り、中心孔１４（図３）はロータコア１０の径方向中心に形成され、中心孔１４の内側にはシャフト２１が設けられる。第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の中心孔１４（図３）は、内径Ｒ１を有する。一方、図１０に示した第２の領域Ａ２の積層鋼板１０５の中心孔１４Ｃは、内径Ｒ１よりも小さい内径Ｒ２を有する。
　この実施の形態４では、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０５の中心孔１４Ｃの内径Ｒ２が、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の中心孔１４の内径Ｒ１よりも小さい。言い換えると、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０５の中心孔１４Ｃの面積は、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の中心孔１４の面積よりも小さい。
　そのため、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０５の一枚当たりの重量が第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の一枚当たりの重量よりも重くなる。これにより、ロータコア１０のイナーシャを大きくすることができる。
　この場合、シャフト２１（図１）は、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０５の中心孔１４Ｃに嵌合する。シャフト２１と、第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の中心孔１４との間には、隙間が形成される。
　ここでは、第２の領域Ａ２の全ての積層鋼板１０２の中心孔１４Ｃの面積が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の中心孔１４の面積よりも小さい場合について説明したが、第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０２の中心孔１４Ｃの面積が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の中心孔１４の面積よりも小さければよい。
　実施の形態４のモータ１００は、上述した点を除き、実施の形態３のモータ１００と同様に構成されている。
　以上説明したように、実施の形態４では、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０４の中心孔１４の面積が、第１の領域Ａ１の各積層鋼板１０１の中心孔１４の面積よりも小さい。そのため、ロータコア１０の重量を重くして、イナーシャを大きくすることができる。すなわち、負荷脈動に対してモータ１００の回転を安定させる効果を高め、振動および騒音の低減効果を高めることができる。
実施の形態５．
　図１１は、実施の形態５のロータコア１０の第２の領域Ａ２の積層鋼板１０６を示す図である。この実施の形態５では、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０６が、磁石挿入孔１１（図３）を有さない。
　上記の通り、第２の領域Ａ２では磁石挿入孔１１に永久磁石２０が挿入されないため、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０６が磁石挿入孔１１を有さない構成も可能である。この場合、第２の領域Ａ２の積層鋼板１０６の一枚当たりの重量が第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１の一枚当たりの重量よりも重くなる。これにより、ロータコア１０のイナーシャを大きくすることができる。
　この実施の形態５のロータの製造工程では、図１における下側の第２の領域Ａ２の積層鋼板と第１の領域Ａ１の積層鋼板１０１とを積層してロータコア１０を途中まで形成した状態で、第１の領域Ａ１の磁石挿入孔１１に永久磁石２０を挿入する。その後、ロータコア１０の第１の領域Ａ１の上に、図１における上側の第２の領域Ａ２の積層鋼板を積層する。
　ここでは、第２の領域Ａ２の全ての積層鋼板１０６が磁石挿入孔１１を有さない場合について説明したが、第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０６が磁石挿入孔１１を有さなければよい。
　実施の形態５のモータ１００は、上述した点を除き、実施の形態４のモータ１００と同様に構成されている。
　以上説明したように、実施の形態５では、ロータコア１０の第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板１０４が中心孔１４を有さない。そのため、ロータコア１０の重量を重くして、イナーシャを大きくすることができる。すなわち、負荷脈動に対してモータ１００の回転を安定させる効果を高め、振動および騒音の低減効果を高めることができる。
　上述した実施の形態１～５および各変形例（図６および図９）は、適宜組み合わせることができる。
他の構成例．
　図１２は、実施の形態１～５および各変形例に適用可能な他の構成例のモータを示す断面図である。実施の形態１～５では、ロータコア１０がステータコア５０の軸方向両側に突出しており、第１の領域Ａ１の軸方向両側に第２の領域Ａ２を有していた。
　これに対し、図１２に示す構成例では、ロータコア１０がステータコア５０から軸方向の一方の側にのみ突出しており、軸方向の一方の側にのみ第２の領域Ａ２を有する。第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板の空隙面積は、実施の形態１～５および各変形例で説明したように、第１の領域Ａ１の各積層鋼板の空隙面積よりも小さい。
　この場合も、第２の領域Ａ２の少なくとも１枚の積層鋼板の空隙面積を、第１の領域Ａ１の各積層鋼板の空隙面積よりも小さくすることで、ロータコア１０のイナーシャを大きくすることができる。すなわち、負荷脈動に対してモータ１００の回転を安定させ、これにより振動および騒音を低減する効果を得ることができる。
　また、ロータコア１０がステータコア５０から軸方向両側に突出した構成において、ロータコア１０の軸方向の一方の側にのみ第２の領域Ａ２を設けてもよい。
＜制御系＞
　次に、実施の形態１～５および各変形例のモータ１００のための制御系について説明する。図１３は、モータ１００の制御系を示すブロック図である。モータ１００を制御する駆動回路２００は、商用交流電源２０１から供給される交流電圧を直流電圧に変化する整流回路２０２と、整流回路２０２から出力された直流電圧を交流電圧に変換してモータ１００に供給するインバータ２０３と、インバータ２０３を駆動する主素子駆動回路２０４とを有する。
　駆動回路２００は、また、整流回路２０２から出力された直流電圧を検出する電圧検出部２０６と、モータ１００の端子電圧を検出してモータ１００の回転子の位置を検出する回転位置検出部２０８と、インバータ２０３の最適な出力電圧を演算し、演算結果に基づいて主素子駆動回路２０４にＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力する制御部２０５とを有する。
　整流回路２０２とインバータ２０３の間には、直列に接続された２つの分圧抵抗が設けられている。電圧検出部２０６は、これらの分圧抵抗による分圧回路によって高圧直流電圧を低圧化した電気信号をサンプリングし、保持する。
　インバータ２０３から供給される交流電力は、圧縮機３００の端子３１１（図１４）を介してモータ１００のコイル６に供給され、回転磁界によってロータ１が回転する。
　回転位置検出部２０８は、ロータ１の回転位置を検出し、位置情報を制御部２０５に出力する。制御部２０５は、駆動回路２００の外部から与えられる目標回転数の指令または装置の運転条件の情報とロータ１の位置情報とに基づいて、モータ１００に供給すべき最適なインバータ２０３の出力電圧を演算し、演算した出力電圧をＰＷＭ信号生成部２１２に出力する。インバータ２０３のスイッチは、主素子駆動回路２０４によってスイッチングされる。
　駆動回路２００のインバータ２０３によるＰＷＭ制御により、モータ１００の可変速駆動が行われる。
　インバータ２０３を用いた制御では、一般に負荷脈動に対する制御が難しい。しかしながら、実施の形態１～５および各変形例のモータ１００を用いることで、圧縮機構部３０１の負荷脈動に対して、モータ１００の安定した駆動が可能になる。
＜圧縮機の構成＞
　次に、各実施の形態のモータが適用可能な圧縮機３００について説明する。図１４は、圧縮機３００を示す縦断面図である。圧縮機３００は、ロータリ圧縮機であり、例えば空気調和装置４００（図１５）に用いられる。圧縮機３００は、圧縮機構部３０１と、圧縮機構部３０１を駆動するモータ１００と、圧縮機構部３０１とモータ１００とを連結するシャフト２１と、これらを収容する密閉容器３０７とを備える。ここでは、シャフト２１の軸方向は鉛直方向であり、モータ１００は圧縮機構部３０１に対して上方に配置されている。
　密閉容器３０７は、鋼板で形成された容器であり、円筒状のシェルと、シェルの上部を覆う容器上部とを有する。モータ１００のステータ５は、焼き嵌め、圧入または溶接等により、密閉容器３０７のシェルの内側に組み込まれている。
　密閉容器３０７の容器上部には、冷媒を外部に吐出する吐出管３１２と、モータ１００に電力を供給するための端子３１１とが設けられている。また、密閉容器３０７の外部には、冷媒ガスを貯蔵するアキュムレータ３１０が取り付けられている。密閉容器３０７の底部には、圧縮機構部３０１の軸受部を潤滑する冷凍機油が貯留されている。
　圧縮機構部３０１は、シリンダ室３０３を有するシリンダ３０２と、シャフト２１に固定されたローリングピストン３０４と、シリンダ室３０３の内部を吸入側と圧縮側に分けるベーンと、シリンダ室３０３の軸方向両端部を閉鎖する上部フレーム３０５および下部フレーム３０６とを有する。
　上部フレーム３０５および下部フレーム３０６は、いずれも、シャフト２１を回転可能に支持する軸受部を有する。上部フレーム３０５および下部フレーム３０６には、上部吐出マフラ３０８および下部吐出マフラ３０９がそれぞれ取り付けられている。
　シリンダ３０２には、軸線Ｃ１を中心とする円筒状のシリンダ室３０３が設けられている。シリンダ室３０３の内部には、シャフト２１の偏心軸部２１ａが位置している。偏心軸部２１ａは、軸線Ｃ１に対して偏心した中心を有する。偏心軸部２１ａの外周には、ローリングピストン３０４が嵌合している。モータ１００が回転すると、偏心軸部２１ａおよびローリングピストン３０４がシリンダ室３０３内で偏心回転する。
　シリンダ３０２には、シリンダ室３０３内に冷媒ガスを吸入する吸入口３１５が形成されている。密閉容器３０７には、吸入口３１５に連通する吸入管３１３が取り付けられ、この吸入管３１３を介してアキュムレータ３１０からシリンダ室３０３に冷媒ガスが供給される。
　圧縮機３００には、空気調和装置４００（図１５）の冷媒回路から低圧の冷媒ガスと液冷媒とが混在して供給されるが、液冷媒が圧縮機構部３０１に流入して圧縮されると、圧縮機構部３０１の故障の原因となる。そのため、アキュムレータ３１０で液冷媒と冷媒ガスとを分離し、冷媒ガスのみを圧縮機構部３０１に供給する。
　冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７ＣまたはＲ２２等を用いてもよいが、地球温暖化防止の観点からは、ＧＷＰ（地球温暖化係数）の低い冷媒を用いることが望ましい。
　圧縮機３００の動作は、以下の通りである。端子３１１からステータ５のコイル６に電流が供給されると、電流によって生じる回転磁界とロータ１の永久磁石２０の磁界とにより、ステータ５とロータ１との間に吸引力および反発力が発生し、ロータ１が回転する。これに伴い、ロータ１に固定されたシャフト２１も回転する。
　圧縮機構部３０１のシリンダ室３０３には、吸入口３１５を介してアキュムレータ３１０から低圧の冷媒ガスが吸入される。シリンダ室３０３内では、シャフト２１の偏心軸部２１ａとこれに取り付けられたローリングピストン３０４が偏心回転し、シリンダ室３０３内で冷媒を圧縮する。
　シリンダ室３０３で圧縮された冷媒は、図示しない吐出口および吐出マフラ３０８，３０９を通って密閉容器３０７内に吐出される。密閉容器３０７内に吐出された冷媒は、ロータコア１０の穴部１５等を通って密閉容器３０７内を上昇し、吐出管３１２から吐出され、空気調和装置４００（図１５）の冷媒回路に送り出される。
　空気調和装置４００の圧縮機３００は、実施の形態１～５および各変形例で説明したモータが適用可能であるため、圧縮機３００の振動および騒音が抑制される。
＜空気調和装置＞
　次に、各実施の形態のモータが適用可能な空気調和装置４００（冷凍空調装置とも称する）について説明する。図１５は、空気調和装置４００の構成を示す図である。空気調和装置４００は、圧縮機３００と、切り替え弁としての四方弁４０１と、凝縮器４０２と、減圧装置４０３と、蒸発器４０４と、これらを結ぶ冷媒配管４１０とを備える。
　圧縮機３００、凝縮器４０２、減圧装置４０３および蒸発器４０４は、冷媒配管４１０によって連結され、冷媒回路を構成している。また、圧縮機３００は、凝縮器４０２に対向する室外送風機４０５と、蒸発器４０４に対向する室内送風機４０６とを備える。
　空気調和装置４００の動作は、次の通りである。圧縮機３００は、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒ガスとして送り出す。四方弁４０１は、冷媒の流れ方向を切り替えるものであるが、冷房運転時には、図１５に示したように、圧縮機３００から送り出された冷媒を凝縮器４０２に流す。
　凝縮器４０２は、圧縮機３００から送り出された冷媒と、室外送風機４０５により送られた室外空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液冷媒として送り出す。減圧装置４０３は、凝縮器４０２から送り出された液冷媒を膨張させて、低温低圧の液冷媒として送り出す。
　蒸発器４０４は、減圧装置４０３から送り出された低温低圧の液冷媒と室内空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発（気化）させ、冷媒ガスとして送り出す。蒸発器４０４で熱が奪われた空気は、室内送風機４０６により、空調対象空間である室内に供給される。
　なお、暖房運転時には、四方弁４０１が、圧縮機３００から送り出された冷媒を蒸発器４０４に送り出す。この場合、蒸発器４０４が凝縮器として機能し、凝縮器４０２が蒸発器として機能する。
　空気調和装置４００の圧縮機３００は、実施の形態１～５および各変形例で説明したモータが適用可能であるため、圧縮機３００の振動および騒音が抑制される。そのため、空気調和装置４００の静音性を高めることができる。
　なお、空気調和装置４００における圧縮機３００以外の構成要素は、上述した構成例に限定されるものではない。
　以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。
　１　ロータ、　５　ステータ、　５Ａ　分割コア、　６　コイル、　１０　ロータコア、　１１　磁石挿入孔、　１２　フラックスバリア（開口部、空隙）、　１３　スリット（空隙）、　１４，１４Ｃ　中心孔（空隙）、　１５，１５Ｂ　穴部（空隙）、　２０　永久磁石、　２１　シャフト、　２２，２３　バランスウエイト、　５０　ステータコア、　５１　ヨーク部、　５２　ティース、　５３　スロット、　５５　絶縁部、　１００　モータ、　１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６　積層鋼板、　２００　駆動回路、　２０３　インバータ、　３００　圧縮機、　３０１　圧縮機構部、　３０７　密閉容器、　４００　空気調和装置、　４０１　四方弁（切り替え弁）、　４０２　凝縮器、　４０３　減圧装置、　４０４　蒸発器、　４０５　室外送風機、　４０６　室内送風機、　４１０　冷媒配管。

Claims (12)

  1. 　軸線を中心とする環状のステータコアと、
    　前記ステータコアに巻き付けられたコイルと、
    　前記軸線を中心とする径方向において前記ステータコアの内側に配置されたロータコアであって、複数の積層鋼板を前記軸線の方向に積層した積層体と、前記積層体に形成された磁石挿入孔とを有し、前記軸線の方向の長さが前記ステータコアよりも長いロータコアと、
    　前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と
    　を有し、
    　前記ロータコアは、前記軸線の方向に、前記磁石挿入孔に前記永久磁石が挿入された第１の領域と、前記磁石挿入孔に前記永久磁石が挿入されていない第２の領域とを有し、
    　前記ロータコアの前記第２の領域の少なくとも１枚の積層鋼板における空隙面積が、前記ロータコアの前記第１の領域の各積層鋼板における空隙面積よりも小さい
    　モータ。
  2. 　前記第２の領域は、前記軸線の方向において前記第１の領域の両側に設けられている
    　請求項１に記載のモータ。
  3. 　前記第１の領域の前記各積層鋼板は、前記磁石挿入孔の前記径方向の外側にスリットを有し、
    　前記第２の領域の前記少なくとも１枚の積層鋼板は、前記磁石挿入孔の前記径方向の外側にスリットを有さないか、または前記第１の領域の前記各積層鋼板のスリットよりも少数または小面積のスリットを有する
    　請求項１または２に記載のモータ。
  4. 　前記第１の領域の前記各積層鋼板は、前記磁石挿入孔に対して前記軸線を中心とする周方向に連続する開口部を有し、
    　前記第２の領域の前記少なくとも１枚の積層鋼板は、前記磁石挿入孔に対して前記周方向に連続する開口部を有さないか、または前記第１の領域の前記各積層鋼板の開口部よりも少数または小面積の開口部を有する
    　請求項１から３までの何れか１項に記載のモータ。
  5. 　前記第１の領域の前記各積層鋼板は、前記磁石挿入孔の前記径方向の内側に穴部を有し、
    　前記第２の領域の前記少なくとも１枚の積層鋼板は、前記磁石挿入孔の前記径方向の外側に穴部を有さないか、または前記第１の領域の前記各積層鋼板の空隙よりも少数または小面積の穴部を有する
    　請求項１から４までの何れか１項に記載のモータ。
  6. 　前記第１の領域の前記各積層鋼板には、前記径方向の中央に中心孔を有し、
    　前記第２の領域の前記少なくとも１枚の積層鋼板は、前記第１の領域の前記各積層鋼板の中心孔よりも小面積の中心孔を有する
    　請求項１から５までの何れか１項に記載のモータ。
  7. 　前記第２の領域の前記少なくとも１枚の積層鋼板の板厚は、前記第１の領域の前記各積層鋼板の板厚よりも厚い
    　請求項１から６までの何れか１項に記載のモータ。
  8. 　前記第２の領域の前記少なくとも１枚の積層鋼板は、前記磁石挿入孔を有さない
    　請求項１または２に記載のモータ。
  9. 　前記ロータコアは、前記軸線の方向において前記ステータコアの両側に突出している
    　請求項１から８までの何れか１項に記載のモータ。
  10. 　インバータによって制御される
    　請求項１から９までの何れか１項に記載のモータ。
  11. 　請求項１から１０までの何れか１項に記載のモータと、
    　前記モータによって駆動される圧縮機構部と
    　を備えた圧縮機。
  12. 　請求項１１に記載の圧縮機と、
    　前記圧縮機から送り出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
    　前記凝縮器により凝縮した冷媒を減圧する減圧装置と、 
    　前記減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と
    　を備えた空気調和装置。
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