(57)【要約】【課題】ロータの回転時の振動を抑制できるロータを提案する。【解決手段】ロータは、ｄ軸と交差するように設けられた第１円弧部（４０）と、ｑ軸と交差するように設けられた直線部（４１）と、第１円弧部（４０）と直線部（４１）との間を接続する湾曲部（４２）とを有する外形形状からなるロータコア（１１）を備える。第１円弧部（４０）は、ロータコア（１１）の軸心（Ｏ１）を中心とする円弧状であり、湾曲部（４２）は、ロータコア（１１）の半径方向外側に膨出した円弧状の第２円弧部（４３）を含み、第２円弧部（４３）の曲率半径（ＣＲ２）は、第１円弧部（４０）の曲率半径（ＣＲ１）よりも小さいことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｄ軸と交差するように設けられた第１円弧部（４０）と、
ｑ軸と交差するように設けられた直線部（４１）と、
上記第１円弧部（４０）と上記直線部（４１）との間を接続する湾曲部（４２，１４２，２４２，３４２，４４２）と
を有する外形形状からなるロータコア（１１）を備え、
上記第１円弧部（４０）は、上記ロータコア（１１）の軸心（Ｏ１）を中心とする円弧状であり、
上記湾曲部（４２，１４２，２４２，３４２，４４２）は、上記ロータコア（１１）の半径方向外側に膨出した円弧状の第２円弧部（４３，１４３，２４３，３４３，４４３）を含み、
上記第２円弧部（４３，１４３，２４３，３４３，４４３）の曲率半径（ＣＲ２）は、上記第１円弧部（４０）の曲率半径（ＣＲ１）よりも小さいことを特徴とする、ロータ（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載のロータ（１０）であって、
上記ロータコア（１１）の上記軸心（Ｏ１）から見て、上記直線部（４１）の周方向の角度範囲（θ２）は、上記第１円弧部（４０）の周方向の角度範囲（θ１）よりも大きいことを特徴とする、ロータ（１０）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロータ（１０）であって、
上記ロータコア（１１）の上記軸心（Ｏ１）から見て、上記湾曲部（４２，１４２，２４２，３４２，４４２）の周方向の角度範囲（θ３）は、上記直線部（４１）の周方向の角度範囲（θ２）よりも大きいことを特徴とする、ロータ（１０）。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のロータ（１０）であって、
上記第１円弧部（４０）と上記第２円弧部（１４３）とは、直接接続されており、
上記第２円弧部（１４３）の上記第１円弧部（４０）に接続された端点（１４３ａ）における上記第２円弧部（１４３）の接線（Ｔ２１）の傾きは、上記第１円弧部（４０）の上記第２円弧部（１４３）に接続された端点（４０ａ）における上記第１円弧部（４０）の接線（Ｔ１）の傾きと実質的に一致することを特徴とする、ロータ（１０）。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載のロータ（１０）であって、
上記第１円弧部（４０）と上記第２円弧部（４３，２４３，４４３）とは、直接接続されており、
上記第２円弧部（４３，２４３，４４３）の上記第１円弧部（４０）に接続された端点（４３ａ，２４３ａ，４４３ａ）における上記第２円弧部（４３，１４３，２４３，４４３）の接線（Ｔ２，Ｔ２２，Ｔ２４）は、上記第１円弧部（４０）の上記第２円弧部（４３，２４３，４４３）に接続された端点（４０ａ）における上記第１円弧部（４０）の接線（Ｔ１）に一致することを特徴とする、ロータ（１０）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のロータ（１０）であって、
上記第２円弧部（４３，３４３）と上記直線部（４１）とは、直接接続されており、
上記第２円弧部（４３，３４３）の上記直線部（４１）に接続された端点（４３ｂ，３４３ｂ）における上記第２円弧部（４３，３４３）の接線（Ｔ３，Ｔ３３）は、上記直線部（４１）が延びている方向に延びることを特徴とする、ロータ（１０）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のロータ（１０）と、
上記ロータ（１０）の外周面を囲むように配置されたステータ（２０）と
を備えたことを特徴とするモータ（５）。
【請求項８】
密閉容器（２）と、
上記密閉容器（２）内に配置された圧縮機構部（３）と、
上記密閉容器（２）内に配置されて、上記圧縮機構部（３）を回転軸（４）を介して駆動する、請求項７に記載されたモータ（５）と
を備えたことを特徴とする圧縮機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロータ、モータ、及び圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のロータとしては、出力トルクを増大させ、インダクタンスを減少させるために、ロータの１極分の外形形状を双曲線余弦関数の曲線で構成するものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のロータでは、ロータの１極分の外形中央部からロータの周方向に離れるに従って、ロータとステータとの間のエアギャップが指数関数的に増加するため、ロータの１極分の外形終端部において、ロータとステータとの間に発生する電磁力が急激に変化して、高次の電磁力が発生する。その結果、上記高次の電磁力に起因する振動が発生することがある。しかし、特許文献１では、ロータとステータとの間に発生する電磁力に起因する振動については考慮されていない。
【０００５】
本開示は、回転時の振動を抑制できるロータ、及びそのロータを用いたモータ、及びそのモータを用いた圧縮機を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のロータは、ｄ軸と交差するように設けられた第１円弧部と、ｑ軸と交差するように設けられた直線部と、上記第１円弧部と上記直線部との間を接続する湾曲部とを有する外形形状からなるロータコアを備え、上記第１円弧部は、上記ロータコアの中心を中心とする円弧状であり、上記湾曲部は、上記ロータコアの半径方向外側に膨出した円弧状の第２円弧部を含み、上記第２円弧部の曲率半径は、上記第１円弧部の曲率半径よりも小さいことを特徴とする。
【０００７】
本開示によれば、第２円弧部の曲率半径が、第１円弧部の曲率半径よりも小さいため、第２円弧部を含む湾曲部によって、第１円弧部と直線部とを滑らかに接続することが可能になる。このため、ロータの回転に伴うロータとステータとの間のエアギャップの急激な変化が抑制されることで、ロータとステータとの間に発生する電磁力の急激な変化が抑制されるので、電磁力に起因した振動を効果的に抑制できる。
【０００８】
一態様のロータは、上記ロータコアの上記軸心から見て、上記直線部の周方向の角度範囲は、上記第１円弧部の周方向の角度範囲よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
一態様のロータは、上記ロータコアの上記軸心から見て、上記湾曲部の周方向の角度範囲は、上記直線部の周方向の角度範囲よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
一態様のロータは、上記第１円弧部と上記第２円弧部とは、直接接続されており、上記第２円弧部の上記第１円弧部に接続された端点における上記第２円弧部の接線の傾きは、上記第１円弧部の上記第２円弧部に接続された端点における上記第１円弧部の接線の傾きと実質的に一致することを特徴とする。
【００１１】
上記態様によれば、第１円弧部と第２円弧部とが実質的に滑らかに接続されているので、振動を効果的に抑制しつつ、ロータの回転時、ロータの周囲を流れる流体に対する抵抗（攪拌損失）を低減できる。
【００１２】
一態様のロータは、上記第１円弧部と上記第２円弧部とは、直接接続されており、上記第２円弧部の上記第１円弧部に接続された端点における上記第２円弧部の接線は、上記第１円弧部の上記第２円弧部に接続された端点における上記第１円弧部の接線に一致することを特徴とする。
【００１３】
上記態様によれば、第１円弧部と第２円弧部とが滑らかに接続されているので、振動を効果的に抑制しつつ、ロータの回転時、ロータの周囲を流れる流体に対する抵抗（攪拌損失）を低減できる。
【００１４】
一態様のロータは、上記第２円弧部と上記直線部とは、直接接続されており、上記第２円弧部の上記直線部に接続された端点における上記第２円弧部の接線は、上記直線部が延びている方向に延びることを特徴とする。
【００１５】
上記態様によれば、第２円弧部と直線部とが滑らかに接続されているので、振動を効果的に抑制しつつ、ロータの回転時、ロータの周囲を流れる流体に対する抵抗（攪拌損失）を低減できる。
【００１６】
本開示の一態様のモータは、上述した一態様のうちの一つのロータと、上記ロータの外周面を囲むように配置されたステータとを備えることを特徴とする。
【００１７】
本開示の一態様の圧縮機は、密閉容器と、上記密閉容器内に配置された圧縮機構部と、上記密閉容器内に配置されて、上記圧縮機構部を回転軸を介して駆動する、上述した一態様のモータとを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の第１実施形態に係る圧縮機の模式縦断面図である。
【図２】本開示の第１実施形態に係るモータをモータの軸方向から見た図である。
【図３】第１実施形態に係るロータをロータの軸方向から見た図である。
【図４】図２のモータの要部拡大図である。
【図５】第１実施形態に係るロータコアの外形形状を示す模式図である。
【図６】第１実施形態のロータの周方向位置と電磁力との関係を示す図である。
【図７】第２実施形態に係るロータコアの外形形状を示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係るロータコアの外形形状を示す模式図である。
【図９】第４実施形態に係るロータコアの外形形状を示す模式図である。
【図１０】第５実施形態に係るロータコアの外形形状を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本開示の実施形態に係るロータ、モータ、及び圧縮機を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態の圧縮機を鉛直面で切ったときの断面図を模式的に示す。
【００２１】
圧縮機１は、密閉容器２と、この密閉容器２内に配置された圧縮機構部３と、密閉容器２内に配置され、圧縮機構部３をシャフト４を介して駆動するモータ５とを備える。この圧縮機１は、例えば空気調和機に使用可能である。
【００２２】
圧縮機１は、いわゆる縦型の高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、密閉容器２内の下側に圧縮機構部３を配置し、その圧縮機構部３の上側にモータ５を配置している。このモータ５のロータ１０によってシャフト４を介して圧縮機構部３を駆動するようにしている。シャフト４は、本開示に係る回転軸の一例である。
【００２３】
圧縮機構部３は、圧縮機１が空気調和機に使用されるとき、アキュムレータ６から吸入管７を通して冷媒ガスを吸入する。この冷媒ガスは、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、及び蒸発器を圧縮機１と共に制御することによって得られる。
【００２４】
また、圧縮機１は、圧縮した高温高圧の冷媒ガスを、圧縮機構部３から吐出して密閉容器２の内部に満たす。この冷媒ガスは、モータ５のロータ１０とステータ２０との間の隙間などを通って、モータ５の上側に設けられた吐出管８から外部に吐出するようになっている。また、密閉容器２内の高圧領域の下部には、潤滑油が溜められた油溜まり部９が形成されている。
【００２５】
圧縮機構部３は、密閉容器２の内面に取り付けられるシリンダ３ａと、このシリンダ３ａの上下の開口端のそれぞれに取り付けられている上側の端板部材３ｂおよび下側の端板部材３ｃとを備える。シリンダ３ａと上側の端板部材３ｂと下側の端板部材３ｃによって、シリンダ室３ｄを形成する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係るモータをモータの軸方向から見た図である。
【００２７】
図２を参照すると、本実施形態のモータ５は、いわゆる６極９スロットのインナーロータ型である。モータ５は、ロータ１０と、ロータ１０の外周面を囲むように配置されたステータ２０とを備える。ステータ２０と、ロータ１０との間には、ロータ１０の周方向において不均一なエアギャップ（いわゆる不等ギャップ）が設けられている。また、ロータ１０とステータ２０とは、ロータ１０の中心とステータ２０の中心とが一致するように、配置されている。
【００２８】
ステータ２０は、ステータコア２１と、ステータコア２１の後述するティース部２３に巻回されたステータコイル（図示せず）とを備える。上記ステータコイルに電流を流したとき、ステータ２０に発生する電磁力によって、ロータ１０がシャフト４（図１に示す）とともに回転する。
【００２９】
本実施形態のステータコア２１は、環状のヨーク部２２と、ヨーク部２２の内周面からステータコア２１の半径方向内側に突出する９つのティース部２３とを有する。
【００３０】
ティース部２３は、ステータコア２１の周方向に沿って等間隔に配置されている。具体的には、ティース部２３は、ステータコア２１の軸心を中心として、ステータコア２１の周方向に沿って４０度間隔で配置されている。言い換えれば、９つのティース部２３は、ステータコア２１の軸心に対して９回対称となる位置に配置されている。また、ティース部２３は、ヨーク部２２の内周面からステータコア２１の軸心に向かって延びている。
【００３１】
また、ステータコア２１の周方向に隣接する２つのティース部２３の間には、スロット２４が形成されている。言い換えれば、ステータコア２１は、ステータコア２１の周方向に沿って等間隔に配置された９つのスロット２４を備える。具体的には、スロット２４は、軸心を中心としてステータコア２１の周方向に４０度間隔で配置されている。すなわち、９つのスロット２４は、ステータコア２１の軸心に対して９回対称となる位置に配置されている。
【００３２】
図３は、本実施形態に係るロータ１０をロータ１０の軸方向から見た図である。
【００３３】
ロータ１０は、円柱状のロータコア１１と、ロータコア１１の６つの磁石挿通孔１５（後述する）にそれぞれ挿入された６つの永久磁石３０とを備える。
【００３４】
本実施形態のロータコア１１は、軸孔１２と、６つの通風孔１３と、６つのリベット孔１４と、６つの磁石挿通孔１５とを備える。軸孔１２と、通風孔１３と、リベット孔１４と、磁石挿通孔１５とは、ロータコア１１の軸方向にロータコア１１を貫通している。
【００３５】
軸孔１２は、ロータコア１１の中心部分に設けられている。また、軸孔１２は、モータ５のシャフト４（図１に示す）を挿入できるように構成されている。
【００３６】
通風孔１３は、ロータコア１１の周方向に沿って等間隔に配置されている。具体的には、通風孔１３は、ロータコア１１の軸心Ｏ１を中心として、ロータコア１１の周方向に沿って６０度間隔で設けられている。言い換えれば、６つの通風孔１３は、ロータコア１１の軸心Ｏ１に対して６回対称となる位置に配置されている。
【００３７】
リベット孔１４は、ロータコア１１の周方向に沿って等間隔に配置されている。具体的には、リベット孔１４は、ロータコア１１の軸心Ｏ１を中心として、ロータコア１１の周方向に沿って６０度間隔で設けられている。言い換えれば、６つのリベット孔１４は、ロータコア１１の軸心Ｏ１に対して６回対称となる位置に配置されている。リベット孔１４は、リベット（図示せず）を挿入できるように構成されている。
【００３８】
磁石挿通孔１５は、ロータコア１１の軸方向から見て、ロータコア１１の半径方向と直交するように延びる略長方形状であり、永久磁石３０を挿入できるように構成されている。磁石挿通孔１５は、通風孔１３に対してロータコア１１の半径方向の外側に設けられ、ロータコア１１の周方向に沿って等間隔に配置されている。具体的には、磁石挿通孔１５は、ロータコア１１の軸心Ｏ１を中心として、ロータコア１１の周方向に沿って６０度間隔で配置されている。言い換えれば、６つの磁石挿通孔１５は、ロータコア１１の軸心Ｏ１に対して６回対称となる位置に配置されている。磁石挿通孔１５は、ロータコア１１の軸方向から見て、六角形を描くように設けられている。
【００３９】
また、磁石挿通孔１５は、延在方向の両端部において、永久磁石３０の磁束の短絡を防止する磁束短絡防止部１５ａを備える。磁束短絡防止部１５ａは、磁石挿通孔１５内において、永久磁石３０が配置されていない空間である。
【００４０】
永久磁石３０は、ロータコア１１の軸方向から見て長方形状であり、磁石挿通孔１５に挿通されている。永久磁石３０は、ロータコア１１の周方向に沿って等間隔に配置されている。具体的には、永久磁石３０は、ロータコア１１の軸心Ｏ１を中心として、ロータコア１１の周方向に沿って６０度間隔で配置されている。言い換えれば、６つの永久磁石３０は、ロータコア１１の軸心Ｏ１に対して６回対称となる位置に配置されている。永久磁石３０は、磁石挿通孔１５に挿通されていることで、ロータコア１１の軸方向から見て、六角形を描くように設けられている。
【００４１】
また、ロータコア１１は、永久磁石３０の長手方向の中点と、ロータコア１１の軸心Ｏ１とを結ぶ線に相当するｄ軸を有する。ｄ軸は、ロータコア１１の軸方向から見て、永久磁石３０を二等分する線である。また、ｄ軸が延びる方向は、磁束が流れ難い方向である。ｄ軸は、後述するｑ軸に対して機械角で３０ｄｅｇをなす方向に延びている。
【００４２】
また、ロータコア１１は、ロータコア１１の周方向に隣接する２つの磁石挿通孔１５の互いに対向する端部の間の中点と、ロータコア１１の軸心Ｏ１とを結ぶ線に相当するｑ軸を有する。ｑ軸が延びる方向は、磁束が流れやすい方向である。前述したように、ｑ軸は、ｄ軸に対して機械角で３０ｄｅｇをなす方向に延びている。
【００４３】
（ロータコアの外形形状）
以下、本実施形態に係るロータコア１１の１極分の外形形状を説明する。図４は、本実施形態に係るモータ５の要部拡大図である。図４では、軸孔１２、通風孔１３、リベット孔１４は省略している。
【００４４】
図４を参照すると、本実施形態のロータコア１１は、ｄ軸と交差するように設けられた第１円弧部４０と、ｑ軸と直交するように設けられた直線部４１と、第１円弧部４０と直線部４１とを接続する湾曲部４２とを備える。直線部４１と湾曲部４２とは、第１円弧部４０を一部に含む仮想円ＶＣ１よりも半径方向の内側に配置されている。
【００４５】
第１円弧部４０は、ロータコア１１の軸心Ｏ１を中心とする曲率半径ＣＲ１の円弧状である。また、第１円弧部４０は、第１円弧部４０の周方向の中央においてｄ軸と交差している。第１円弧部４０は、永久磁石３０に対してロータコア１１の半径方向の外側に配置されている。
【００４６】
ロータ１０とステータ２０との間のエアギャップＧは、第１円弧部４０において、一定かつ最小である。
【００４７】
直線部４１は、直線状であり、直線部４１の延在方向の中央でｑ軸と直交するように延びる。また、直線部４１は、磁石挿通孔１５の磁束短絡防止部１５ａに対してロータコア１１の半径方向外側に配置されている。ロータコア１１の軸方向から見たとき、直線部４１の延在方向は、ロータコア１１の半径方向と直交する。
【００４８】
また、前述したように、直線部４１は、第１円弧部４０を一部に含む仮想円ＶＣ１よりも半径方向の内側に配置されている。言い換えれば、ロータコア１１の軸心Ｏ１と直線部４１の延在方向の中央との間の距離ｄは、第１円弧部４０の曲率半径ＣＲ１よりも小さい。具体的には、ロータ１０の回転時の流体抵抗（攪拌損失）の観点から、ロータコア１１の軸心Ｏ１と直線部４１の延在方向の中央との間の距離ｄは、第１円弧部４０の曲率半径ＣＲ１の０．９７倍以上であれば好ましい。これにより、ロータコア１１の外形形状は、直線部４１において、ロータコア１１の半径方向の内側に凹んだ形状になっている。なお、例えば空気調和機の圧縮機にモータ５を用いた場合、冷媒、霧状の潤滑油などを含む流体と、ロータコア１１との間に生じる抵抗が、上記流体抵抗に相当する。
【００４９】
ロータ１０とステータ２０との間のエアギャップＧは、直線部４１において、直線部４１の延在方向の両端部から中央に向かって次第に広がっており、直線部４１の延在方向の中央において最大となる。
【００５０】
本実施形態の湾曲部４２は、ロータコア１１の半径方向の外側に膨出した曲率半径ＣＲ２（図５に示す）の円弧状である第２円弧部４３からなる。第２円弧部４３の曲率半径ＣＲ２は、第１円弧部４０の曲率半径ＣＲ１よりも小さい。湾曲部４２は、第１円弧部４０を一部に含む仮想円ＶＣ１の半径方向の内側に配置されている。
【００５１】
ロータ１０とステータ２０との間のエアギャップＧは、湾曲部４２の第２円弧部４３において、第１円弧部４０側から直線部４１側に向かって、次第に広がっている。
【００５２】
前述したように、ロータ１０とステータ２０との間のエアギャップＧは、第１円弧部４０において最小且つ一定であり、湾曲部４２の第２円弧部４３及び直線部４１において次第に広がり、直線部４１の中央において最大となる。湾曲部４２の第２円弧部４３におけるエアギャップＧの変化量は、直線部４１におけるエアギャップＧの変化量よりも大きい。言い換えれば、エアギャップＧは、直線部４１において、湾曲部４２の第２円弧部４３よりも緩やかに広がる。
【００５３】
図５は、本実施形態に係るロータコア１１の外形形状を示す模式的な図である。図５では、ロータコア１１の軸孔１２、通風孔１３、リベット孔１４、及び磁石挿通孔１５の図示を省略している。
【００５４】
図５を参照すると、第２円弧部４３は、中心点Ｏ２を中心とする円弧状である。中心点Ｏ２は、第１円弧部４０の端点４０ａとロータコア１１の軸心Ｏ１を結ぶ線Ｌ１と、直線部４１の端点４１ａを通り、直線部４１の延在方向と直交する方向に延びる直線Ｌ２との交点である。第２円弧部４３の中心点Ｏ２をこのように設定することで、第２円弧部４３は、第１円弧部４０と直線部４１とを滑らかに接続する。また、第２円弧部４３の中心点Ｏ２をこのように設定することで、第２円弧部４３の曲率半径ＣＲ２は、第１円弧部４０の曲率半径ＣＲ１よりも小さくなっている。
【００５５】
ロータコア１１の軸心Ｏ１から見て、第１円弧部４０の角度範囲θ１は、直線部４１の角度範囲θ２よりも小さい。また、ロータコア１１の軸心Ｏ１から見て、湾曲部４２の角度範囲θ３は、直線部４１の角度範囲θ２より大きい。すなわち、第１円弧部４０の角度範囲θ１と、直線部４１の角度範囲θ２と、湾曲部４２の角度範囲θ３との間には、θ３＞θ２＞θ１の関係が成り立っている。
【００５６】
本実施形態の第１円弧部４０と第２円弧部４３とは、直接接続されている。具体的には、第１円弧部４０は、第１円弧部４０の端点４０ａで第２円弧部４３と接続されており、第２円弧部４３は、第２円弧部４３の第１円弧部４０側の端点４３ａで第１円弧部４０と接続されている。
【００５７】
また、第１円弧部４０と第２円弧部４３とは、滑らかに接続されている。具体的には、第１円弧部４０の第２円弧部４３と接続された端点４０ａにおける第１円弧部４０の接線Ｔ１は、第２円弧部４３の第１円弧部４０と接続された端点４３ａにおける第２円弧部４３の接線Ｔ２と一致する。
【００５８】
ここで、第１円弧部４０の第２円弧部４３と接続された端点４０ａにおける第１円弧部４０の接線Ｔ１は、第１円弧部４０を一部に含む仮想円ＶＣ１の第１円弧部４０の第２円弧部４３側の端点４０ａにおける接線である。
【００５９】
同様に、第２円弧部４３の第１円弧部４０と接続された端点４３ａにおける第２円弧部４３の接線Ｔ２は、第２円弧部４３を一部に含む仮想円ＶＣ２の第２円弧部４３の第１円弧部４０側の端点４３ａにおける接線である。
【００６０】
本実施形態の直線部４１と第２円弧部４３とは、直接接続されている。具体的には、直線部４１は、直線部４１の端点４１ａで第２円弧部４３と接続されており、第２円弧部４３は、第２円弧部４３の直線部４１側の端点４３ｂで直線部４１と接続されている。
【００６１】
また、直線部４１と第２円弧部４３とは、滑らかに接続されている。具体的には、第２円弧部４３の直線部４１と接続された端点４３ｂにおける第２円弧部４３の接線Ｔ３が延びる方向は、直線部４１の延びる方向と一致している。
【００６２】
ここで、第２円弧部４３の直線部４１と接続された端点４３ｂにおける第２円弧部４３の接線Ｔ３とは、第２円弧部４３を一部に含む仮想円ＶＣ２の第２円弧部４３の直線部４１側の端点４３ｂにおける接線である。
【００６３】
本実施形態のロータコア１１では、ロータコア１１の軸心Ｏ１と直線部４１の延在方向の中央との間の距離ｄ（図４に示す）と、ロータコア１１の軸心Ｏ１から見た直線部４１の角度範囲θ２と、第１円弧部４０の曲率半径ＣＲ１を決定すれば、ロータコア１１の軸心Ｏ１から見た第１円弧部４０の角度範囲θ１と、第１円弧部４０と直線部４１とを滑らかに接続する湾曲部４２（第２円弧部４３）とは、一意に決定できる場合がある。あるいは、ロータコア１１の軸心Ｏ１と直線部４１の延在方向の中央との間の距離ｄと、第１円弧部４０の曲率半径ＣＲ１と、ロータコア１１の軸心Ｏ１から見た第１円弧部４０の角度範囲θ１とを決定すれば、ロータコア１１の軸心Ｏ１から見た直線部４１の角度範囲θ２と、第１円弧部４０と直線部４１とを滑らかに接続する湾曲部４２（第２円弧部４３）とは、一意に決定できる場合がある。
【００６４】
図６は、本実施形態のロータ１０の周方向位置と、ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力との関係を示すグラフである。図６のグラフの横軸の角度［ｄｅｇ］は、ロータ１０のｄ軸を基準とした機械角α（−３０ｄｅｇ≦α≦３０ｄｅｇ）である。すなわち、横軸のα＝０ｄｅｇがｄ軸に対応し、α＝−３０ｄｅｇ，３０ｄｅｇがｑ軸に対応する。また、図６のグラフの縦軸は、ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力［任意目盛］である。ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力は、ロータ１０とステータ２０との間のエアギャップの逆数の二乗に比例する。
【００６５】
図６に示すグラフは、α＝０ｄｅｇに対して対称であるので、以下、０ｄｅｇ≦α≦３０ｄｅｇの範囲について主に説明する。図６を参照すると、ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力は、０ｄｅｇ≦α≦３０ｄｅｇの範囲で単調減少している。
【００６６】
０ｄｅｇ≦α≦α１の範囲（図６中の領域Ａ１）で、ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力は、一定である。ここで、図５と図６を併せて参照すると、α＝α１は、第１円弧部４０の端点４０ａ（又は湾曲部４２の第２円弧部４３の端点４３ａ）に対応しており、領域Ａ１は、ロータコア１１の外形形状のうち、第１円弧部４０に対応する。
【００６７】
領域Ａ１においてロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力が一定であるのは、第１円弧部４０がロータコア１１の軸心Ｏ１を中心とする円弧状であるため、第１円弧部４０において、ロータ１０とステータ２０との間のエアギャップＧ（図４に示す）が一定であるからである。
【００６８】
また、図６を参照すると、α１＜α≦α２の範囲（図６中の領域Ａ２）で、ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力は、ロータ１０のｄ軸を基準とした機械角αが大きくなるに従って減少している。ここで、図５と図６を併せて参照すると、α＝α２は、湾曲部４２の第２円弧部４３の端点４３ｂ（又は直線部４１の端点４１ａ）に対応しており、領域Ａ２は、ロータコア１１の外形形状のうち、湾曲部４２の第２円弧部４３に対応する。
【００６９】
領域Ａ２においてロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力がロータ１０のｄ軸を基準とした機械角αが大きくなるに従って減少するのは、湾曲部４２の第２円弧部４３において、第１円弧部４０側から直線部４１側に向かって、ロータ１０とステータ２０との間のエアギャップＧ（図４に示す）が大きくなっているからである。
【００７０】
また、ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力は、領域Ａ１と領域Ａ２との間で滑らかに変化している。これは、第２円弧部４３が第１円弧部４０と滑らかに接続されているからである。
【００７１】
さらに、α２＜α≦３０ｄｅｇの範囲（図６中の領域Ａ３）で、ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力は、ロータ１０のｄ軸を基準とした機械角αが大きくなるに従って減少しており、α＝３０ｄｅｇで最小になっている。ここで、図５と図６を併せて参照すると、領域Ａ３は、ロータコア１１の外形形状のうち、直線部４１に対応する。また、α＝３０ｄｅｇは、ロータコア１１の外形形状のうち、直線部４１の延在方向の中央に対応する。
【００７２】
領域Ａ３においてロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力がロータ１０のｄ軸を基準とした機械角αが大きくなるに従って減少するのは、直線部４１においてロータ１０とステータ２０との間のエアギャップＧ（図４に示す）が直線部４１の延在方向の両端部から中央に向かって小さくなっているからである。
【００７３】
また、領域Ａ３におけるロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力の変化は、領域Ａ２におけるロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力の変化よりもなだらかである。これは、ロータ１０とステータ２０との間のエアギャップＧ（図４に示す）が、直線部４１において、湾曲部４２の第２円弧部４３よりも緩やかに広がるからである。
【００７４】
また、ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力は、領域Ａ２と領域Ａ３との間で滑らかに変化している。これは、第２円弧部４３が直線部４１と滑らかに接続されているからである。
【００７５】
上記構成によれば、第２円弧部４３の曲率半径ＣＲ２が、第１円弧部４０の曲率半径ＣＲ１よりも小さいため、第２円弧部４３からなる湾曲部４２によって、第１円弧部４０と直線部４１とは滑らかに接続される。このため、ロータ１０の回転に伴うロータ１０とステータ２０との間のエアギャップＧの急激な変化が抑制されることで、ロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力の急激な変化が抑制されるので、高次の電磁力が減る。その結果、上記高次の電磁力に起因した振動を効果的に抑制できる。
【００７６】
上記実施形態によれば、第１円弧部４０と第２円弧部４３とが滑らかに接続されているので、振動を効果的に抑制しつつロータ１０の回転時の流体抵抗（攪拌損失）を低減できる。
【００７７】
上記実施形態によれば、第２円弧部４３と直線部４１とが滑らかに接続されているので、振動を効果的に抑制しつつロータ１０の回転時の流体抵抗（攪拌損失）を低減できる。
【００７８】
また、図６から明らかなように、ロータコア１１のｄ軸付近の領域（図６における領域Ａ１）でロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力が最大且つ一定であるので、モータ５の特性（発生トルク）を十分に発揮できている。一方で、ロータコア１１のｑ軸付近の領域（図６における領域Ａ３）でロータ１０とステータ２０との間に発生する電磁力を落とせているので、モータ５とロータ１０との間に発生する電磁力に起因する振動を抑制できる。すなわち、本実施形態のモータ５のロータ１０によれば、モータ５の発生トルクの低下を抑制しつつ、モータ５とステータ２０との間に発生する電磁力に起因する振動を抑制でき、騒音を抑制できる。
【００７９】
［第２実施形態］
第２実施形態に係るロータコア１１１は、湾曲部１４２の構成を除いて上記第１実施形態と同様である。第２実施形態において、上記第１実施形態と同一の構成には、同一の参照番号を付して、その説明を省略する。
【００８０】
図７は、第２実施形態に係るロータコア１１１の外形形状を模式的に示す図である。
【００８１】
図７を参照すると、本実施形態の湾曲部１４２は、第１円弧部４０を一部に含む仮想円ＶＣ１の半径方向の内側に配置されている。また、本実施形態の湾曲部１４２は、半径方向の外側に膨出した円弧状である第２円弧部１４３からなる。第２円弧部１４３の曲率半径は、第１円弧部４０の曲率半径ＣＲ１よりも小さい。
【００８２】
本実施形態の第１円弧部４０と第２円弧部１４３とは、直接接続されている。具体的には、第１円弧部４０は、第１円弧部４０の端点４０ａで第２円弧部１４３と接続されており、第２円弧部１４３は、第２円弧部１４３の第１円弧部４０側の端点１４３ａで第１円弧部４０と接続されている。
【００８３】
また、第１円弧部４０と第２円弧部１４３とは、実質的に滑らかに接続されている。具体的には、第１円弧部４０の第２円弧部１４３と接続された端点４０ａにおける第１円弧部４０の接線Ｔ１の傾きは、第２円弧部１４３の第１円弧部４０と接続された端点１４３ａにおける第２円弧部１４３の接線Ｔ２１の傾きと実質的に一致する。
【００８４】
ここで、第２円弧部１４３の第１円弧部４０と接続された端点１４３ａにおける第２円弧部１４３の接線Ｔ２１は、第２円弧部１４３を一部に含む仮想円ＶＣ２１の第２円弧部１４３の第１円弧部４０側の端点１４３ａにおける接線である。
【００８５】
第１円弧部４０の上記接線Ｔ１の傾きが、第２円弧部１４３の上記接線Ｔ２１の傾きに実質的に一致するとは、上記接線Ｔ１と上記接線Ｔ２１とのなす角度βが０ｄｅｇ＜β≦２ｄｅｇのことをいう。
【００８６】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００８７】
また、上記実施形態によれば、第１円弧部４０と第２円弧部１４３とが実質的に滑らかに接続されているので、振動を抑制しつつロータの回転時の流体抵抗（攪拌損失）を低減できる。
【００８８】
［第３実施形態］
第３実施形態に係るロータコア２１１は、湾曲部２４２の構成を除いて上記第１実施形態と同様である。第３実施形態において、上記第１実施形態と同一の構成には、同一の参照番号を付して、その説明を省略する。
【００８９】
図８は、第３実施形態に係るロータコア２１１の外形形状を模式的に示す図である。
【００９０】
図８を参照すると、本実施形態の湾曲部２４２は、第１円弧部４０側に配置された第２円弧部２４３と、直線部４１側に配置された直線部分２４４とを備える。本実施形態の第２円弧部２４３は、中心点Ｏ２を中心とする曲率半径ＣＲ２の円弧状である。
【００９１】
本実施形態の第１円弧部４０と第２円弧部２４３とは、直接接続されている。具体的には、第１円弧部４０は、第１円弧部４０の端点４０ａで第２円弧部２４３と接続されており、第２円弧部２４３は、第２円弧部２４３の第１円弧部４０側の端点２４３ａで第１円弧部４０と接続されている。
【００９２】
また、第１円弧部４０と第２円弧部２４３とは、滑らかに接続されている。具体的には、第１円弧部４０の第２円弧部２４３と接続された端点４０ａにおける第１円弧部４０の接線Ｔ１は、第２円弧部２４３の第１円弧部４０と接続された端点２４３ａにおける第２円弧部２４３の接線Ｔ２２と一致する。
【００９３】
ここで、第２円弧部２４３の第１円弧部４０と接続された端点２４３ａにおける第２円弧部２４３の接線Ｔ２２は、第２円弧部２４３を一部に含む仮想円ＶＣ２２の第２円弧部２４３の第１円弧部４０側の端点２４３ａにおける接線である。
【００９４】
本実施形態の直線部４１と第２円弧部２４３とは、湾曲部２４２の直線部分２４４を介して接続されている。具体的には、直線部４１は、直線部４１の端点４１ａで湾曲部２４２の直線部分２４４と接続されており、第２円弧部２４３は、第２円弧部２４３の直線部４１側の端点２４３ｂで湾曲部２４２の直線部分２４４と接続されている。
【００９５】
上記第３実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００９６】
［第４実施形態］
第４実施形態に係るロータコア３１１は、湾曲部３４２の構成を除いて上記第１実施形態と同様である。第４実施形態において、上記第１実施形態と同一の構成には、同一の参照番号を付して、その説明を省略する。
【００９７】
図９は、第３実施形態に係るロータコア３１１の外形形状を模式的に示す図である。
【００９８】
図９を参照すると、本実施形態の湾曲部３４２は、直線部４１側に配置された第２円弧部３４３と、第１円弧部４０側に配置された直線部分３４４とを備える。本実施形態の第２円弧部３４３は、中心点Ｏ２を中心とする曲率半径ＣＲ２の円弧状である。
【００９９】
本実施形態の直線部４１と第２円弧部３４３とは、直接接続されている。具体的には、直線部４１は、直線部４１の端点４１ａで第２円弧部３４３と接続されており、第２円弧部３４３は、第２円弧部３４３の直線部４１側の端点３４３ｂで直線部４１と接続されている。
【０１００】
また、直線部４１と第２円弧部３４３とは、滑らかに接続されている。具体的には、第２円弧部３４３の直線部４１と接続された端点３４３ｂにおける第２円弧部３４３の接線Ｔ３３が延びる方向は、直線部４１の延びる方向と一致している。
【０１０１】
ここで、第２円弧部３４３の直線部４１と接続された端点３４３ｂにおける第２円弧部３４３の接線Ｔ３３とは、第２円弧部３４３を一部に含む仮想円ＶＣ２３の第２円弧部３４３の直線部４１側の端点３４３ｂにおける接線である。
【０１０２】
本実施形態の第１円弧部４０と第２円弧部３４３とは、湾曲部３４２の直線部分３４４を介して接続されている。具体的には、第１円弧部４０は、第１円弧部４０の端点４０ａで湾曲部３４２の直線部分３４４と接続されており、第２円弧部３４３は、第２円弧部３４３の第１円弧部側の端点３４３ａで湾曲部３４２の直線部分３４４と接続されている。
【０１０３】
上記第４実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０１０４】
［第５実施形態］
第５実施形態に係るロータコア４１１は、湾曲部４４２の構成を除いて上記第１実施形態と同様である。第５実施形態において、上記第１実施形態と同一の構成には、同一の参照番号を付して、その説明を省略する。
【０１０５】
図１０は、第５実施形態に係るロータコア４１１の外形形状を模式的に示す図である。
【０１０６】
図１０を参照すると、本実施形態の湾曲部４４２は、第１円弧部４０側に配置された第２円弧部４４３と、直線部４１側に配置された第３円弧部４４４と、第２円弧部４４３と第３円弧部４４４とを接続する直線部分４４５とを備える。本実施形態の第２円弧部４４３は、中心点Ｏ２を中心とする曲率半径ＣＲ２の円弧状である。同様に、本実施形態の第３円弧部４４４は、中心点Ｏ２を中心とする曲率半径ＣＲ２の円弧状である。
【０１０７】
本実施形態の第１円弧部４０と第２円弧部４４３とは、直接接続されている。具体的には、第１円弧部４０は、第１円弧部４０の端点４０ａで第２円弧部４４３と接続されており、第２円弧部４４３は、第２円弧部４４３の第１円弧部４０側の端点４４３ａで第１円弧部４０と接続されている。
【０１０８】
また、第１円弧部４０と第２円弧部４４３とは、滑らかに接続されている。具体的には、第１円弧部４０の第２円弧部４４３と接続された端点４０ａにおける第１円弧部４０の接線Ｔ１は、第２円弧部４４３の第１円弧部４０と接続された端点４４３ａにおける第２円弧部４４３の接線Ｔ２４と一致する。
【０１０９】
ここで、第２円弧部４４３の第１円弧部４０と接続された端点４４３ａにおける第２円弧部４４３の接線Ｔ２４は、第２円弧部４４３を一部に含む仮想円ＶＣ２４の第２円弧部４４３の第１円弧部４０側の端点４４３ａにおける接線である。
【０１１０】
本実施形態の直線部４１と第３円弧部４４４とは、直接接続されている。具体的には、直線部４１は、直線部４１の端点４１ａで第３円弧部４４４と接続されており、第３円弧部４４４は、第３円弧部４４４の直線部４１側の端点４４４ｂで直線部４１と接続されている。
【０１１１】
また、直線部４１と第３円弧部４４４とは、滑らかに接続されている。具体的には、第３円弧部４４４の直線部４１と接続された端点４４４ｂにおける第３円弧部４４４の接線Ｔ３４が延びる方向は、直線部４１の延びる方向と一致している。
【０１１２】
ここで、第３円弧部４４４の直線部４１と接続された端点４４４ｂにおける第３円弧部４４４の接線Ｔ３４とは、第３円弧部４４４を一部に含む仮想円ＶＣ３４の第３円弧部４４４の直線部４１側の端点４４４ｂにおける接線である。
【０１１３】
上記第５実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０１１４】
以上、実施形態を説明したが、特許請求の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。例えば、本開示のロータの極数は、上記第１〜第５実施形態のような６極に限定されず、他の極数（例えば４極）であってもよい。上記他の極数にする場合は、極数比（他の極数をＸとしたとき、６／Ｘ）に基づいて、ロータの形状を定めてよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１…圧縮機
２…密閉容器
３…圧縮機構部
３ａ…シリンダ
３ｂ，３ｃ…端板部材
３ｄ…シリンダ室
４…シャフト
５…モータ
６…アキュムレータ
７…吸入管
８…吐出管
９…油溜まり部
１０…ロータ
１１…ロータコア
１２…軸孔
１３…通風孔
１４…リベット孔
１５，１５Ａ，１５Ｂ…磁石挿通孔
１５ａ…磁束短絡防止部
２０…ステータ
２１…ステータコア
２２…ヨーク部
２３…ティース部
２４…スロット
３０…永久磁石
４０…第１円弧部
４０ａ…端点
４１…直線部
４１ａ…端点
４２…湾曲部
４３…第２円弧部
４３ａ…端点
４３ｂ…端点
１１１…ロータコア
１４２…湾曲部
１４３…第２円弧部
１４３ａ…端点
２１１…ロータコア
２４２…湾曲部
２４３…第２円弧部
２４３ａ…端点
２４３ｂ…端点
２４４…直線部分
３１１…ロータコア
３４２…湾曲部
３４３…第２円弧部
３４３ａ…端点
３４３ｂ…端点
３４４…直線部分
４１１…ロータコア
４４２…湾曲部
４４３…第２円弧部
４４３ａ…端点
４４４…第３円弧部
４４４ｂ…端点
４４５…直線部分
【図１】
2020054189.tif 000003
【図２】
2020054189.tif 000004
【図３】
2020054189.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020054189.tif 000008
【図７】
2020054189.tif 000009
【図８】
2020054189.tif 000010
【図９】
2020054189.tif 000011
【図１０】
2020054189.tif 000012