(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に形成された複数のスロット内にティースを取り囲むように集中巻の電機子巻線が施された固定子を有し、回転子鉄心中の複数の永久磁石挿入孔に永久磁石を配置した回転子が、該固定子の内周にギャップを介して回転軸により回転自在に支承された永久磁石式回転電機において、
前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、前記回転子鉄心の外周部と対向する該ティース磁極片周方向長さを偏らせて形成し、かつ、前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成し、もう一方を略直線状カットのみで形成したことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の永久磁石式回転電機において、
前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、前記回転子の回転方向を回転軸に対して反時計回りとしたとき、前記回転子鉄心の外周部と対向する該ティース磁極片周方向長さを該ティース中心線に対して反時計回り方向側(左側)が短くなるように偏らせるとともに、該ティース中心線に対して反時計回り方向側(左側)の前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットのみで形成し、該ティース中心線に対して時計回り方向側(右側)の前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成したことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項３】
固定子鉄心に形成された複数のスロット内にティースを取り囲むように集中巻の電機子巻線が施された固定子を有し、回転子鉄心中の複数の永久磁石挿入孔に永久磁石を配置した回転子が、該固定子の内周にギャップを介して回転軸により回転自在に支承された永久磁石式回転電機において、
前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、前記回転子鉄心の外周部と対向する該ティース磁極片周方向長さを偏らせて形成するとともに、前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成し、該スロットよりの該ティース磁極片の略円弧状カットの円弧長を左右非対称にしたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の永久磁石式回転電機において、
前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、前記回転子の回転方向を軸方向に対して反時計回りとしたとき、前記回転子鉄心の外周部と対向する該ティース磁極片周方向長さを該ティース中心線に対して反時計回り方向側(左側)が短くなるように偏らせるとともに、前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成し、該ティース中心線に対して右側の略円弧状カットの円弧長よりも左側の略円弧状カットの円弧長を短くしたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記永久磁石の磁束軸をｄ軸、該ｄ軸と電気角で９０度隔たつた軸をｑ軸としたとき、前記回転子は該回転子鉄心に設けた前記永久磁石挿入孔が軸方向同一位置に位置し、該永久磁石の磁束を集合させるために該ｄ軸側の前記ギャップ長より該ｑ軸側の該ギャップ長を大きくした磁極鉄心を形成し、該磁極鉄心外周面に複数のギャップ面を設けたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項６】
請求項５に記載の永久磁石式回転電機において、
前記永久磁石挿入孔上部の磁極鉄心部に複数の磁極スリットを形成したことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、該ティースの中心線に対して該ティース内周面左側と前記回転子の回転軸を中心として構成される円弧角度をθ１、該ティースの中心線に対して該ティース内周面右側と該回転子の回転軸を中心として構成される円弧角度をθ２、該回転子の回転方向を回転軸に対して反時計回りとしたとき、
θ１＜θ２、０.５＜θ１//θ２＜１.０
なる関係に構成したことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記永久磁石挿入孔間が略Ｖ字状にカットされたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記永久磁石挿入孔上部に形成した前記磁極スリットを傾斜させたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記永久磁石挿入孔上部に形成した前記磁極スリットを傾斜させ、且つそれぞれの該磁極スリットの側面の延長線が磁極中心線上近傍で交わるようにしたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記永久磁石挿入孔上部に形成した前記磁極スリットを磁極中心線に対して対称に設けたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記ギャップ長の小さな該磁極鉄心の開度を電気角で略９０度から略１２０度の範囲内にしたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子の極数と前記固定子のスロット数との比が２：３であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄心に埋設される永久磁石の形状が、前記回転子の軸に対して一文字状であるかもしくは該回転子の軸に対して凸のＶ字形状であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄心の外周面にカット形状を施して磁極面を形成するとともに、該カット形状が略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせたものであることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄心の外周面にカット形状を施して磁極面を形成するとともに、該カット形状が略Ｖ字形状を複数個組み合わせた凹部と一つの略円弧状凹部とを有するものであることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機を搭載したことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、界磁用の永久磁石を回転子に備えている永久磁石式回転電機、及びその永久磁石式回転電機を用いた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の永久磁石式回転電機においては、固定子巻線に集中巻が、界磁には希土類のネオジムの永久磁石がそれぞれ採用され、高効率化を達成している。また、磁石材の高磁束密度化に伴い、振動・騒音成分も顕在化しており、それに対して種々対策も講じられている。
【０００３】
例えば、〔特許文献１〕に記載の永久磁石式回転電機においては、固定子ティース先端部の中央は回転子鉄心と同心円とし、ティース先端部の両端を直線状、すなわち回転子から遠ざけることで脈動トルクを低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平３−１０６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
集中巻固定子の採用，高磁束密度磁石の採用により、永久磁石式回転電機の効率は飛躍的に向上した。その反面、分布巻固定子に対し集中巻固定子では、原理的に高調波磁束が増加することに加え、その高調波磁束を高磁束密度の永久磁石が助長する結果となる。つまり、永久磁石式回転電機そのものの振動や騒音も増加しており、特に、圧縮機に組み込んだ場合に最も耳障りとされている中域の周波数帯が顕在化する問題がある。
【０００６】
これに対し、特許文献１では、固定子ティース先端部の中央は回転子鉄心と同心円とし、ティース先端部の両端を直線状、すなわち回転子から遠ざけることで、ギャップ面における高調波磁束を低減させている。これらにより、誘導起電力波形を正弦波化して電機子電流を正弦波化でき、誘導起電力と電機子電流との相互作用によって生じる脈動トルクを低減し、振動や騒音に起因する高調波成分を低減している。
【０００７】
しかしながら、上記従来技術では、例えば〔特許文献１〕の開示内容式では比較的低域の周波数帯と比較的高域の周波数帯に生じている騒音は低減できるものの、問題となる中域の周波数帯の騒音に対しては十分に低減できているとは言えなかった。
【０００８】
この理由は、〔特許文献１〕の場合、ティース先端部の両端を回転子から遠ざけるほどスロット断面積が減少し、電機子巻線を挿入できなくなるため、永久磁石式回転電機効率などの性能を低下させることなく機内磁束の高調波成分を低減するのに限界があったためである。
【０００９】
ここで、圧縮機の低騒音化のためには、電動機自体の振動を小さくするか、電動機の振動が圧縮機のフレームに伝わらないようにする必要がある。電動機の振動を小さくするためには、上述のように機内磁束の高調波成分を低減して脈動トルクを小さくすることが有効と考えられる。
【００１０】
本発明の目的は、電動機効率などの性能を低下させることなく、低振動・低騒音な永久磁石式回転電機及びそれを用いた圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の永久磁石式回転電機は、上記目的を達成するために、固定子鉄心に形成された複数のスロット内にティースを取り囲むように集中巻の電機子巻線が施された固定子を有し、回転子鉄心中の複数の永久磁石挿入孔に永久磁石を配置した回転子が、該固定子の内周にギャップを介して回転軸により回転自在に支承された永久磁石式回転電機において、前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、前記回転子鉄心の外周部と対向する該ティース磁極片周方向長さを偏らせて形成し、かつ、前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成し、もう一方を略直線状カットのみで形成したことを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の永久磁石式回転電機は、上記構成に加え、前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、前記回転子の回転方向を回転軸に対して反時計回りとしたとき、前記回転子鉄心の外周部と対向する該ティース磁極片周方向長さを該ティース中心線に対して反時計回り方向側(左側)が短くなるように偏らせるとともに、該ティース中心線に対して反時計回り方向側(左側)の前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットのみで形成し、該ティース中心線に対して時計回り方向側(右側)の前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の永久磁石式回転電機は、上記目的を達成するために、固定子鉄心に形成された複数のスロット内にティースを取り囲むように集中巻の電機子巻線が施された固定子を有し、回転子鉄心中の複数の永久磁石挿入孔に永久磁石を配置した回転子が、該固定子の内周にギャップを介して回転軸により回転自在に支承された永久磁石式回転電機において、前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、前記回転子鉄心の外周部と対向する該ティース磁極片周方向長さを偏らせて形成するとともに、前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成し、該スロットよりの該ティース磁極片の略円弧状カットの円弧長を左右非対称にしたことを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の永久磁石式回転電機は、上記構成に加え、前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、前記回転子の回転方向を軸方向に対して反時計回りとしたとき、前記回転子鉄心の外周部と対向する該ティース磁極片周方向長さを該ティース中心線に対して反時計回り方向側(左側)が短くなるように偏らせるとともに、前記スロットよりの該ティース磁極片を略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成し、該ティース中心線に対して右側の略円弧状カットの円弧長よりも左側の略円弧状カットの円弧長を短くしたことを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記永久磁石の磁束軸をｄ軸、該ｄ軸と電気角で９０度隔たった軸をｑ軸としたとき、前記回転子は該回転子鉄心に設けた前記永久磁石挿入孔が軸方向同一位置に位置し、該永久磁石の磁束を集合させるために該ｄ軸側の前記ギャップ長より該ｑ軸側の該ギャップ長を大きくした磁極鉄心を形成し、該磁極鉄心外周面に複数のギャップ面を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記永久磁石挿入孔上部の磁極鉄心部に複数の磁極スリットを形成したことを特徴とするものである。
【００１９】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記ティースの中心線に対して該ティース内周面を左右非対称に設け、該ティースの中心線に対して該ティース内周面左側と前記回転子の回転軸を中心として構成される円弧角度をθ１、該ティースの中心線に対して該ティース内周面右側と該回転子の回転軸を中心として構成される円弧角度をθ２、該回転子の回転方向を回転軸に対して反時計回りとしたとき、
θ１＜θ２、０.５＜θ１／θ２＜１.０
なる関係に構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記永久磁石挿入孔間が略Ｖ字状にカットされたことを特徴とするものである。
【００２１】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記永久磁石挿入孔上部に形成した該磁極スリットを傾斜させたことを特徴とするものである。
【００２２】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記永久磁石挿入孔上部に形成した該磁極スリットを傾斜させ、且つ各該磁極スリットの側面の延長線が磁極中心線上近傍で交わるようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記永久磁石挿入孔上部に形成した該磁極スリットを磁極中心線に対して対称に設けたことを特徴とするものである。
【００２４】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記ギャップ長の小さな該磁極鉄心の開度を電気角で略９０度から略１２０度の範囲内にしたことを特徴とするものである。
【００２５】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記回転子の極数と前記固定子のスロット数との比が２：３であることを特徴とするものである。
【００２６】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記回転子鉄心に埋設される永久磁石の形状が、前記回転子の軸に対して一文字状であるかもしくは該回転子の軸に対して凸のＶ字形状であることを特徴とするものである。
【００２７】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記回転子鉄心の外周面にカット形状を施して磁極面を形成するとともに、該カット形状が略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせたものであることを特徴とするものである。
【００２８】
更に、本発明は永久磁石式回転電機において、前記回転子鉄心の外周面にカット形状を施して磁極面を形成するとともに、該カット形状が略Ｖ字形状を複数個組み合わせた凹部と一つの略円弧状凹部とを有するものであることを特徴とするものである。
【００２９】
更に、本発明は圧縮機において、前記永久磁石式回転電機を搭載したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、機内磁束の高調波成分を低減できるため、脈動トルクを小さくした永久磁石式回転電機、及び圧縮機を提供することが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による永久磁石式回転電機の実施形態１の断面図。
【図２】本発明による永久磁石式回転電機の実施形態１の回転子鉄心形状を示す断面図。
【図３】本発明による永久磁石式回転電機の実施形態１の固定子鉄心形状を示す断面図。
【図４】本発明に係わる永久磁石式回転電機の実施形態１の脈動トルク。
【図５】本発明による永久磁石式回転電機の実施形態２の固定子鉄心形状を示す断面図。
【図６】本発明による永久磁石式回転電機の実施形態３の回転子鉄心形状を示す断面図。
【図７】本発明に係わる圧縮機の断面構造。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施例を図１〜図７を用いて詳細に説明する。各図中において、共通する符号は同一物を示す。また、以下の実施例の説明では４極の永久磁石式回転電機について示し、回転子の極数と固定子のスロット数との比を２：３としたが、他の極数，スロット数との比でもほぼ同様の効果を得ることができる。
【実施例１】
【００３３】
図１は本発明による永久磁石式回転電機の実施形態１の断面図、図２は本発明による永久磁石式回転電機の実施形態１の回転子鉄心形状を示す断面図、図３は本発明による永久磁石式回転電機の実施形態１の固定子鉄心形状の断面図を示す。
【００３４】
また、図４には本発明に係わる永久磁石式回転電機の実施形態１の脈動トルクを、図７には本発明に係わる圧縮機の断面構造を、表１には各種回転電機構造における圧縮機の聴感試験結果をそれぞれ示す。
【００３５】
図１において、永久磁石式回転電機１０１は固定子１０２と回転子１０３から構成される。固定子１０２はティース１０４とコアバック１０５からなる固定子鉄心１０６と、ティース１０４間のスロット１０７内にはティース１０４を取り囲むように巻装された集中巻の電機子巻線１０８（三相巻線のＵ相巻線１０８ａ，Ｖ相巻線１０８ｂ，Ｗ相巻線１０８ｃからなる）から構成される。ここで、永久磁石式回転電機１０１は４極６スロットであるから、スロットピッチは電気角で１２０度である。
【００３６】
図２において、回転子１０３はシャフト孔１１５を形成した回転子鉄心１１２の外周表面近傍に一文字形状の永久磁石挿入孔１１３を形成し、永久磁石挿入孔１１３中に希土類のネオジム永久磁石１１４を固定している。永久磁石１１４の磁束軸がｄ軸となり、ｄ軸と電気角で９０°隔てられた磁極間に位置する軸がｑ軸となる。ここで、隣接する永久磁石１１４の磁極間のｑ軸上には凹部１１１が設けられている。また、回転子鉄心１１２の外周形状はギャップ長をｇ１，ｇ２のように複数有する構成となっている。
【００３７】
ここで、図２に示した回転子断面はギャップ長ｇ１を有する部位において、α１とα２との関係をｄ軸を中心に対称とし、α１とα２との和が電気角で９０°〜１２０°となるように構成されている。なお、ここではα１とα２との関係をｄ軸を中心に対称としたが、駆動される電動機の運転条件によっては異なる回転子断面を適宜選択して回転子１０２を構成しても良い（図示せず）ことはいうまでもなく、図２とほぼ同様の効果を得ることができる。また、永久磁石１１４の外周側にはスリット１１０（１１０ａ〜１１０ｄ）がｄ軸をはさむように具備されており、図２に示すようにスリット１１０の各々の傾きは、ｄ軸上の一点Ｐにて交わるように配置されている。このスリット１１０は、誘導起電力波形を正弦波化して電機子電流を正弦波化でき、誘導起電力と電機子電流との相互作用によって生じる高調波磁束を低減できることが分かっている。よって、本構造においても、スリット１１０を設けて電機子反作用を抑制し、機内磁束の高調波成分を低減している。
【００３８】
ところで、本発明の対象とする圧縮機用の永久磁石式回転電機１０１では、しばしば振動・騒音が問題になる。特に集中巻の電機子巻線１０８は１２０度巻線であるため、機内磁束の高調波成分が大きく、振動・騒音の原因となる脈動トルクも大きくなる。
【００３９】
これに対して、従来技術を適用した場合には、固定子ティース先端部１２５の中央は回転子鉄心１１２と同心円とし、ティース先端部１２５の両端を直線状、すなわち回転子１０３から遠ざけるようにしている。このような構造にすると、誘導起電力波形を正弦波化して電機子電流を正弦波化でき、誘導起電力と電機子電流との相互作用によって生じる高調波磁束も小さくなり、脈動トルクが低減する。しかし、ティース先端部１２５の両端を回転子１０３から遠ざけるほど、スロット１０７の断面積が小さくなるため、電機子巻線１０８の素線の径を小さくするか、電機子巻線１０８のターン数を減らさなければならない等の問題が生じる。したがって、効率低下を防止するためには、振動・騒音を十分に低減するまで、ティース先端部１２５の両端を回転子１０３から遠ざけることができない。
【００４０】
したがって、本発明では、図３に示したように、固定子鉄心１０６のティース１０４内周面の円弧角度をティース１０４の中心線に対して左右非対称とする円弧を組み合わせた形状としている。すなわち、ティース１０４内周面の円弧状部分において、回転子の回転方向を回転軸に対して反時計回りとした場合、左側の円弧角度θ１と右側の円弧角度θ２とがティース１０４の中心線に対してθ１＜θ２となり、θ１とθ２との和が電気角で９０°〜１２０°となるように構成されている。また、スロット断面積１とスロット断面積２とが概ね等しくなるように、左側のティース磁極片根元部１２６ａを略直線状カットのみで形成し、右側のティース磁極片根元部１２６ｂを略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成している。なお、ティース先端部厚み１２７において、図３ではＡ＞Ｂとなるように構成しているが、Ａ＝Ｂなる関係でも良い(図示せず)。
【００４１】
図４において、固定子鉄心１０６を図３に示すようにティース１０４の中心線に対して左右非対称となるように構成し、回転子の回転方向を回転軸に対して反時計回りとし、ティース１０４内周面の円弧角度θ１とθ２の構成比率を変えたときの脈動トルク（Ｐ−Ｐ値）の計算結果である。図において、固定子鉄心１０６のティース１０４内周面の円弧角度θ１とθ２の構成比率が同じ場合を１.０Ｐ.Ｕ.として、基準化している。
【００４２】
図４より、固定子鉄心１０６のティース１０４内周面の円弧角度θ１とθ２の構成比率をお.５＜θ１/θ2＜１.０の関係となるように配置することで、本発明に係わる永久磁石式回転電機の実施形態１の脈動トルクが、ティース１０４内周面の円弧角度θ１とθ２の構成比率を同じとした固定子構造よりも非常に小さくなっていることがわかる。
【００４３】
そこで、これら機内磁束の高調波成分を分析したところ、固定子鉄心１０６のティース１０４内周面の円弧角度θ１とθ２の構成比率を０.５＜θ１／θ２＜１.０の関係とした場合、機内磁束の高調波成分として５次，７次といった低次の高調波成分（脈動トルクとしては６次成分）、機内磁束の高調波成分として１１次や１３，１５，１７次成分といった比較的中域の高調波成分（脈動トルクとしては１２次，１８次成分）が大きく低減されていることが分かった。よって、ティース１０４内周面の円弧角度θ１とθ２の構成比率には最適な値が存在するといえる。これにより、機内磁束における高調波成分を低減し、脈動トルクを小さくすれば圧縮機に伝わる振動を抑制することができると考えられる。
【００４４】
図７において、円筒状の圧縮容器１６９内には、固定スクロール部材１６０の端板１６１に直立する渦巻状ラップ１６２と、旋回スクロール部材１６３の端板１６４に直立する渦巻状ラップ１６５とを噛み合わせて形成し、永久磁石式回転電機１０１により旋回スクロール部材１６３がクランク軸１７２を介して旋回運動させることによって圧縮動作を行う。
【００４５】
固定スクロール部材１６０および旋回スクロール部材１６３によって形成される圧縮室１６６（１６６ａ，１６６ｂ，…）のうち、最も外径側に位置している圧縮室は、旋回運動に伴って旋回スクロール部材１６３，固定スクロール部材１６０の中心に向かって移動し、容積が次第に縮小する。圧縮室１６６ａ，１６６ｂが固定スクロール部材１６０，旋回スクロール部材１６３の中心近傍に達すると、両圧縮室１６６内の圧縮ガスは圧縮室１６６と連通した吐出口１６７から吐出される。
【００４６】
吐出された圧縮ガスは固定スクロール部材１６０およびフレーム１６８に設けられたガス通路（図示せず）を通ってフレーム１６８下部の圧縮容器１６９内に至り、圧縮容器１６９の側壁に設けられた吐出パイプ１７０から電動圧縮機外に排出される。
【００４７】
また、電動圧縮機を駆動する永久磁石式回転電機１０１は、別置のインバータ（図示せず）によって制御され、圧縮動作に適した回転速度で回転する。
【００４８】
ここで、永久磁石式回転電機１０１は固定子１０２と回転子１０３から構成され、回転子１０３に設けられるクランク軸１７２は、上側がクランク軸になっている。クランク軸１７２の内部には、油孔１７４が形成され、クランク軸１７２の回転によって圧縮容器１６９の下部にある油溜め部１７３の潤滑油が油孔１７４を介して滑り軸受１７５に供給される。このような構成の圧縮機に種々の回転子形状や固定子形状を有する永久磁石式回転電機を組み込み、騒音の聴感試験を行った。その実測結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
0005462011.tif 000002
【００５０】
表１において、耳障りな騒音の周波数帯域としては、低域，中域，高域の３つに大別され、特に中域の成分がより顕著に現れることが分かった。これら騒音の周波数帯域と各種回転電機構造との関係を分析すると、特許文献１の技術を適用した構造の場合、低・高域の騒音成分に対しては低減効果を有するが、中域では聴感に若干の変化はあるものの十分に低減できていなかった。
【００５１】
一方、本発明の実施例の構造（図２に示す回転子断面と図３に示す固定子断面を組み合わせ、且つティース４内周面の円弧角度をθ１＜θ２として構成比率を変えた構造）の場合、低・高域の騒音成分が特許文献１に類似したそれと大差ない効果を有しているのに加え、中域の騒音成分が大幅に低減されることを確認した。
【００５２】
また、本発明とは逆の構成にした構造（図２に示す回転子断面と図３に示す固定子断面を組み合わせ、且つティース４内周面の円弧角度をθ１＞θ２として構成比率を変えた構造）の場合、低・高域の騒音成分が特許文献１や本発明の構造と大差ない効果を有しているが、中域では特許文献１や本発明の構造に比べると十分に低減できていなかった。
【００５３】
そこで、騒音の発生要因を分析したところ、特許文献１に類似した構造では、機内磁束の高調波成分として５次，７次といった低次の高調波成分と、２５次や２７次成分といった比較的高次の高調波成分が大きく低減されていることが観測された。しかし、機内磁束の高調波成分として１１次成分や１３，１５，１７次成分といった比較的中域の高調波成分はほとんど低減されていなかった。
【００５４】
また、本発明の構造の場合、特許文献１に類似した構造同様に、機内磁束の低・高次の高調波成分が低減しており、比較的中域の高調波成分が特許文献１に類似した構造と比べ大幅に低減されていることが分かった。
【００５５】
更に、本発明とは逆の構成とした構造の場合、特許文献１および本発明の構造同様に、機内磁束の低・高次の高調波成分は低減されていたが、比較的中域の高調波成分は、特許文献１や本発明の構造と比べると十分に低減されていなかった。
【００５６】
したがって、図４が示すとおり機内磁束の高調波成分を低減し、脈動トルクを小さくすれば、聴感を改善できることが各々実測にて確認することができた。
【００５７】
以上より、前述の永久磁石式回転電機を空調用などの各種圧縮機に適用すれば、低振動，低騒音な圧縮機を提供することが実現できる。
【実施例２】
【００５８】
図５には、本発明による永久磁石式回転電機の実施形態２の固定子鉄心形状を示し、図３と同一物には同一符号を付してある。図５において、図３と異なる部分は、左右ともにティース磁極片根元部１２６を略直線状カットと略円弧状カットを組み合わせて形成しているが、ティース磁極片根元部１２６を構成する略円弧状カットの円弧長Ｒ１とＲ２との関係をＲ１＜Ｒ２となるように構成し、スロット断面積１（１０８ａ１）とスロット断面積２（１０８ａ２）とが概ね等しくなるようにしている。なお、このように配置した固定子構造においても機内磁束の高調波成分を低減できるため、脈動トルクを小さくできる(図示せず)ことはいうまでもない。よって、このように配置しても、図３と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００５９】
図６には本発明による永久磁石式回転電機の実施形態３の回転子鉄心形状の断面図を示す。図６において、図２と同一物には同一符号を付してある。図において、図２と異なる部分は、永久磁石１１４が一極あたり２枚具備され、かつシャフト孔１１５に対して凸のＶ字配置となっている。なお、このように配置した回転子構造においても非対称ティース形状となる固定子断面を適宜選択して永久磁石式回転電機１０１を構成すれば（図示せず）機内磁束の高調波成分を低減できるため、脈動トルクを小さくできることはいうまでもない。よって、このように配置しても、図２と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、産業用一般に使用される永久磁石を回転子に備えている永久磁石式回転電機に適用することが可能であり、また、その永久磁石式回転電機を用いた圧縮機に適用することができる。そして、本発明を適用した永久磁石式回転電機、及び圧縮機は、特にエアコン，冷蔵庫，冷凍庫、あるいはショーケースなどの永久磁石式回転電機、及び圧縮機に用いることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０１  永久磁石式回転電機（駆動用電動機）
１０２  固定子
１０３  回転子
１０４  ティース
１０５  コアバック
１０６  固定子鉄心
１０７  スロット
１０８  電機子巻線
１１０  スリット
１１１  凹部
１１２  回転子鉄心
１１３  永久磁石挿入孔
１１４  永久磁石
１１５  シャフト孔
１２５  ティース先端部
１２６  ティース磁極片根元部
１２７  ティース先端部厚み
１６０  固定スクロール部材
１６１，１６４  端板
１６２，１６５  渦巻状ラップ
１６３  旋回スクロール部材
１６６  圧縮室
１６７  吐出口
１６８  フレーム
１６９  圧縮容器
１７０  突出パイプ
１７２  クランク軸
１７３  油留め部
１７４  油孔
１７５  すべり軸受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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