JP2012152076A - 回転子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転子用コア10は、2p(pは自然数)個の磁極面が形成される外周面11と、極間の近傍かつ永久磁石20と外周面11との間で周方向に所定の第1角度範囲で広がりかつ2p回対称となる空隙13と、永久磁石20に対して外周側に形成される磁気障壁部17とを有する。空隙13の一つについての第1角度範囲R1を、360・N(Nは1以上(2(p±1))未満の自然数のいずれ)/(2p±1)度回転させて得られる第2角度範囲R11〜R15のうち、第1角度範囲R1を360・M(Mは1から(2p−1)までの自然数)/2p度回転させて得られる第3角度範囲R22〜R24を除いた第4角度範囲R2〜R5のいずれかに、周方向における磁気障壁部17の両端のうち第2角度範囲から除かれた第3角度範囲側の一端が位置する。
【選択図】図1
Description
<回転子の構成>
図1は回転子1の回転軸Pに垂直な断面を示す。ここに例示されるように、回転子1は回転子用コア10と複数の永久磁石20とを備えている。
次に、振れ回りに起因する磁束密度について説明する。回転子1は理想的には回転軸Pを中心とした回転動作を行うものの、実際には例えば回転子1の中心と固定子の中心との間に差が生じることにより、回転子1は回転軸Pを中心とした振れ回りも並行して行う。ここでいう回転動作とは回転軸Pを中心とした回転子1の自転動作であり、振れ回りとは回転子1の中心が回転軸Pを中心として回転する公転動作をいう。
=(1+a・cosθ)cos(pθ)
=cos(pθ)
+a/2・{cos(p+1)θ+cos(p−1)θ} ・・・(3)
=cos2(pθ)+a2/4・cos2(p+1)θ+a2/4・cos2(p-1)θ+a・cos(pθ)cos(p+1)θ
+a2/2・cos(p+1)θcos(p-1)θ+a・cos(pθ)cos(p-1)θ ・・・(4)
図7は回転子1のうち一の界磁磁極に相当する部分を示している。ただし、ここで考慮する回転子1においては、図1の例示と異なって、一つのみの磁気障壁部17が設けられている。かかる回転子1において磁気障壁部17の位置を周方向に移動させて、電磁力の(2p+1)次の高調波成分の振幅の、磁気障壁部17の位置依存性をシミュレートする。まず磁気障壁部17の位置を定義する。外周面11に生じる磁極同士の境界(極間)の一つを0度に設定し、回転軸Pを中心として反時計回り方向を正の方向に設定する。そして、磁気障壁部17の周方向における両端17a,17bのうち、周方向において正の方向に位置する一端17aまでの角度を角度θとする。かかる角度θを磁気障壁部17の周方向における位置として把握する。
図1,2に例示するように、磁石格納孔12は2p回対称に設けられ、空隙13は2p回対称に設けられ、永久磁石20は2p回対称に設けられる。一方、図10の例示では、磁気障壁部17は回転軸Pに対して回転対称に設けられない。したがってこの場合、磁気障壁部17を形成することによって回転子1の質量についてバランスが崩れる。そこで、第2の実施の形態では回転子1のバランスを向上することを目的とする。
図17に示す回転子1は、図2に示す回転子1と比較して磁気障壁部17が相違している。
第1乃至第3の実施の形態で説明した回転子1は例えば密閉型圧縮機用のモータに用いられる。図20は、上記のモータが適用される圧縮機の縦断面図である。図20に示された圧縮機は高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、その冷媒には例えば二酸化炭素が採用される。なお図19においてはアキュムレータK100も図示されている。
10 回転子用コア
13 空隙
17 磁気障壁部
20 永久磁石
131,132 空隙要素
171 溝部
172 孔
173 凹凸
P 回転軸
Claims (10)
- 回転軸(P)の周りで環状に配置される永久磁石(20)と、
前記回転軸を中心とした周方向において交互に異なる磁極を呈する2p(pは自然数)個の磁極面が前記永久磁石によって形成される外周面(11)と、前記磁極面同士の境界たる極間の近傍かつ前記永久磁石と前記外周面との間で前記周方向に前記回転軸を中心として第1角度範囲(R1)で広がりかつ2p回対称となる空隙(13,131,132)と、前記永久磁石に対して前記回転軸とは反対側に形成される磁気障壁部(17)とを有する回転子用コア(10)と
を備え、
前記第1角度範囲を、360・N(Nは1以上(2(p±1))未満の自然数のいずれか)/(2(p±1))度回転させて得られる第2角度範囲(R12〜R16)のうち、前記第1角度範囲を360・M(Mは1から(2p−1)までの自然数)/2p度回転させて得られる第3角度範囲(R22〜R24)を除いた第4角度範囲(R2〜R5)内に、前記周方向における前記磁気障壁部の両端のうち前記第2角度範囲から除かれた前記第3角度範囲側の一端が位置する、回転子。 - 前記Nに1以上(2(p±1))未満の自然数をそれぞれ代入して得られる前記第2角度範囲(R12〜R15)の各々において、前記磁気障壁部(17)及び前記空隙(13,131,132)の少なくともいずれか一方が配置される、請求項1に記載の回転子。
- 前記磁気障壁部(17)の密度は前記回転子用コア(10)の密度よりも小さく、
前記回転子用コアには、前記永久磁石(20)に対して前記回転軸(P)側に設けられて、前記回転軸を支点として前記磁気障壁部と釣り合う少なくとも一つの孔(18)が形成される、請求項1又は2に記載の回転子。 - 前記孔(18)は前記回転軸(P)に沿う軸方向で前記回転子用コア(10)を貫通する、請求項3に記載の回転子。
- 前記回転子用コア(10)には、前記回転軸(P)の周り環状に配置され、前記回転軸に沿う方向に前記回転子用コアを貫通する冷媒通路用の複数の貫通孔が形成され、
前記複数の貫通孔のうち少なくとも一つの前記回転軸から見た断面は、他の一つの前記回転軸から見た断面よりも大きく、
前記複数の貫通孔のうち前記少なくとも一つは前記孔(18)としても機能する、請求項4に記載の回転子。 - 前記孔(18)は、前記回転軸(P)に沿う軸方向における前記回転子用コア(10)の中心に対して前記軸方向で対称に設けられる、請求項3から5のいずれか一つに記載の回転子。
- 前記磁気障壁部(17)は前記外周面(11)に設けられる溝部(171)である、請求項1から6のいずれか一つに記載の回転子。
- 前記磁気障壁部(17)は前記永久磁石(20)と前記外周面(11)との間に設けられた非磁性体(172)である、請求項1から6のいずれか一つに記載の回転子。
- 前記回転子用コア(10)は、
前記回転軸(P)に沿う方向に積層された複数の電磁鋼板
を更に有し、
前記複数の電磁鋼板の少なくとも複数枚には相互に嵌合して前記回転軸に沿った方向における固定のために凹凸(173)が設けられ、当該凹凸は前記磁気障壁部(17)として機能する、請求項1から6のいずれか一つに記載の回転子。 - 前記空隙(13)の各々は周方向において複数個の空隙要素(131,132)に分離している、請求項1から9のいずれか一つに記載の回転子。
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