JPWO2019043850A1 - ロータ、電動機、圧縮機および空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<電動機の構成>
本発明の実施の形態1の電動機について説明する。図1は、実施の形態1の電動機100の構成を示す縦断面図である。実施の形態1の電動機100は、ブラシレスDCモータである。また、電動機100は、ロータに永久磁石を埋め込んだ永久磁石埋め込み型電動機である。電動機100は、回転軸であるシャフト3を有するロータ1と、ロータ1の周囲に配置された環状のステータ5と、ステータ5が収容されたハウジング8とを備えている。
図3は、実施の形態1の電動機100のロータ1の構成を示す断面図であり、軸線C1に直交する断面を示す。図3に示すように、ロータ1は、シャフト3と、シャフト3に取り付けられたロータコア10と、ロータコア10に埋め込まれた永久磁石2a,2b,2cとを有する。
ここで、実施の形態1のロータ1と対比するため、比較例のロータについて説明する。図7(A)、(B)および(C)は、比較例1のロータ1E、比較例2のロータ1Fおよび比較例3のロータ1Gの一部をそれぞれ拡大して示す図である。
次に、比較例のロータ1E,1F,1G(図7(A)〜(C))を用い、磁石挿入孔12からスリット31,32,33,34までの距離T1と、減磁率および誘起電圧の高周波成分との関係を調べた結果について説明する。
次に、実施の形態1のロータ1による作用について説明する。ロータ1の回転時には、永久磁石2の磁界により、ステータ5のコイル55に電圧(誘起電圧)が誘起される。コイル55に3相正弦波交流電圧を印加して電動機100を駆動する場合、トルクの発生に寄与するのは誘起電圧の基本波成分のみであり、高調波成分はトルクリプル(トルク脈動)となる。トルクリプルは、電動機100の振動および騒音の原因となる。
以上説明したように、実施の形態1のロータコア10は、磁石挿入孔12の径方向外側に複数のスリット31,32,33,34を有し、磁石挿入孔12にブリッジ11を有する。また、磁石挿入孔12から端部のスリット34(第1のスリット)までの最短距離T1と、基準点Pからブリッジ11に最も近いスリット32(第2のスリット)までの最短距離R1は、R1>T1を満足する。
図11は、実施の形態1の変形例のロータ1Aの一部を示す図である。図11に示す変形例のロータ1Aは、スリット群130を構成するスリット131,132,133,134の形状が、実施の形態1のロータ1のスリット31,32,33,34と異なる。
図13は、実施の形態2のロータ1Cの一部を示す図である。実施の形態2のロータ1Cは、磁石挿入孔12を単一のブリッジ11によって2つの領域12a,12bに分割している点で、実施の形態1のロータ1と異なる。また、実施の形態2のロータ1Cは、スリット群330の構成が、実施の形態1のスリット群30(図5)と異なる。
図14は、実施の形態2の変形例のロータ1Dの一部を示す図である。図14に示す変形例のロータ1Aは、スリット群430を構成するスリット431,432,433,434の形状が、実施の形態2のスリット331,332,333,334と異なる。
次に、実施の形態1〜3で説明した電動機100が適用可能な圧縮機300について説明する。図15は、圧縮機300の構成を示す断面図である。圧縮機300は、ここではロータリ圧縮機として構成され、例えば空気調和装置に用いられる。圧縮機300は、密閉容器307と、密閉容器307内に配設された圧縮機構301と、圧縮機構301を駆動する電動機100とを備えている。
次に、図15に示した圧縮機300を有する空気調和装置(冷凍サイクル装置)について説明する。図16は、空気調和装置400の構成を示す図である。図16に示した空気調和装置400は、圧縮機401と、凝縮器402と、絞り装置(膨張弁)403と、蒸発器404とを備えている。圧縮機401、凝縮器402、絞り装置403および蒸発器404は、冷媒配管407によって連結されて冷凍サイクルを構成している。すなわち、圧縮機401、凝縮器402、絞り装置403および蒸発器404の順に、冷媒が循環する。
30 スリット群、 31,131,231 スリット(第3のスリット)、 32,132,232 スリット(第2のスリット)、 33,133,233 スリット、 34,134,234 スリット(第1のスリット)、 331,431 スリット(第2のスリット)、 332,333 スリット(第3のスリット)、 432,433 スリット、 334,434 スリット(第1のスリット)、 50 ステータコア、 51 ヨーク部、 52 ティース、 54 インシュレータ、 55 コイル、 81 フレーム、 82 ブラケット、 83,84 ベアリング、 85 バネ、 100 電動機、 300 圧縮機、 301 圧縮機校、 307 密閉容器、 310 アキュムレータ、 400 空気調和装置(冷凍サイクル装置)、 401 圧縮機、 402 凝縮器、 403 絞り装置、 404 蒸発器、 405 室外側送風機、 406 室内側送風機、 407 冷媒配管、 410 室外機、 420 室内機。
Claims (17)
- 軸線を中心とする周方向に延在する外周を有し、前記外周に沿って磁石挿入孔を有するロータコアと、
前記磁石挿入孔に配置された永久磁石と
を備え、
前記ロータコアは
前記磁石挿入孔に対して前記軸線を中心とする径方向の外側に形成された複数のスリットと、
前記磁石挿入孔の前記径方向の内側と外側とを結ぶように延在するブリッジと
を有し、
前記複数のスリットは、前記磁石挿入孔の前記周方向の端部に最も近い第1のスリットし、前記ブリッジに最も近い第2のスリットとを有し、
前記磁石挿入孔から前記第1のスリットまでの最短距離をT1とし、
前記磁石挿入孔の前記径方向の外側の端縁を規定する直線上で前記ブリッジの前記周方向の中心に位置する点を基準点とし、
前記前記基準点から前記第2のスリットまでの最短距離をR1とすると、
R1>T1が成り立つ
ロータ。 - 前記磁石挿入孔から前記第1のスリットまでの最短距離は、前記磁石挿入孔から前記第2のスリットまでの最短距離よりも短い
請求項1に記載のロータ。 - 前記第1のスリットの前記磁石挿入孔に対向する端縁は、前記磁石挿入孔の前記径方向の外側の端縁と平行である
請求項1または2に記載のロータ。 - 前記第2のスリットの前記径方向の長さは、前記第1のスリットの前記径方向の長さよりも短い
請求項1から3までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記複数のスリットは、前記第1のスリットおよび前記第2のスリットの他に、第3のスリットを含む
請求項1から4までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記磁石挿入孔から前記第3のスリットまでの最短距離は、前記磁石挿入孔から前記第2のスリットまでの最短距離よりも短い
請求項5に記載のロータ。 - 前記磁石挿入孔から前記第3のスリットまでの最短距離は、T1と同じである
請求項6に記載のロータ。 - 前記ロータコアは、前記磁石挿入孔の前記径方向の外側の端縁に、前記ブリッジに隣接し、湾曲した内周面を有する空隙を有する
請求項1から7までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記基準点から、前記空隙の前記内周面において前記基準点から最も離れた点までの距離をR2とすると、R1−R2>T1が成り立つ
請求項8に記載のロータ。 - 前記第2のスリットは、前記径方向の外側に進むほど、前記磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に接近するように傾斜している
請求項1から9までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記第2のスリットは、前記基準点を中心とする円弧に沿った端縁を有する
請求項1から10までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記第1のスリットおよび前記第2のスリットは、いずれも、前記磁石挿入孔からの距離が長くなるほど前記周方向の長さが短くなる形状を有する
請求項1から11までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記第1のスリットおよび前記第2のスリットは、いずれも、前記径方向の両端が湾曲した形状を有する
請求項1から12までの何れか1項に記載のロータ。 - 前記ロータコアは、前記磁石挿入孔を3つ以上に分割する2つ以上の前記ブリッジを有する
請求項1から13までの何れか1項に記載のロータ。 - ステータと、
前記ステータの内側に配置された、請求項1から14までのいずれか1項に記載のロータと
を備えた電動機。 - 電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構とを備えた圧縮機であって、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置された、請求項1から14までのいずれか1項に記載のロータとを備えた
圧縮機。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備えた空気調和装置であって、
前記圧縮機は、電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構とを備え、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置された、請求項1から14までのいずれか1項に記載のロータとを備えた
空気調和装置。
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