(57)【要約】複数の鉄心（２）が積層された積層鉄心（２０）と、軸方向（Ｙ）に形成された磁石孔（２６）に配置された永久磁石（２１）と、軸方向（Ｙ）の両端の端板（１００、１０１）とを備え、磁石孔（２６）は、周方向（Ｚ）に複数個形成され、磁石孔（２６）の周方向（Ｚ）の両端には空隙部（２６１）を有し、周方向（Ｚ）に隣接する磁石孔（２６）の間であって、かつ、磁石孔（２６）より径方向（Ｘ）の内側（Ｘ２）に、軸方向（Ｙ）に貫通して流通孔（２２）が形成され、各鉄心（２）には、空隙部（２６１）と流通孔（２２）とが連通する第一溝部（２４）と、空隙部（２６１）と鉄心（２）の外周とが連通し、排気口となる第二溝部（２５）と、端板（１００、１０１）には、流通孔（２２）が露出し、吸気口となる第一孔（１２）と、第一孔（１２）の回転方向（Ｚ１）の下流側に吸気を補助する衝立部（１１）とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鉄心が積層され形成された積層鉄心と、
前記積層鉄心の軸方向に貫通して形成された磁石孔に配置された永久磁石と、
前記積層鉄心の軸方向の両端にそれぞれ設置された端板と、
前記積層鉄心と各前記端板との中央に形成された貫通孔に配置され、前記積層鉄心および前記端板を固定する回転軸とを備えた回転子において、
前記永久磁石が配置された前記磁石孔は、周方向に複数個形成され、前記磁石孔の周方向の両端には前記永久磁石が配置されていない空隙部を有し、
前記積層鉄心には、周方向に隣接する前記磁石孔の間であって、かつ、前記磁石孔より径方向の内側に、軸方向に貫通して流通孔が形成され、
各前記鉄心の一部または全てには、前記磁石孔の前記空隙部と前記流通孔とが連通する第一溝部と、前記磁石孔の前記空隙部と前記鉄心の外周とが連通し、排気口となる第二溝部とが形成され、
前記端板の少なくともいずれか一方には、前記流通孔が露出し、吸気口となる第一孔と、前記第一孔の回転方向の下流側に吸気を補助する衝立部とを備えた回転子。
【請求項２】
前記衝立部および前記第一孔は、前記端板のいずれか１方のみに形成された請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記衝立部および前記第一孔は、前記端板の両方共に形成された請求項１に記載の回転子。
【請求項４】
前記端板の少なくともいずれか一方には、前記磁石孔の前記空隙部が露出する第二孔を備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項５】
前記衝立部は、前記第二孔の回転方向の下流側まで延在して形成された請求項４に記載の回転子。
【請求項６】
前記衝立部の前記第一孔側の面と、前記端板の端面とのなす角度が３０ｄｅｇ〜６０ｄｅｇにて形成された請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項７】
前記衝立部は、径方向の外側に軸方向に延在する側壁部を備えた請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項８】
前記流通孔および前記第一孔の形状は、径方向の幅が周方向の幅より広く形成された請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転子と、
前記回転子の外周面と間隔を設けてかつ同心円状に配設された固定子とを備えた回転電機。
【請求項１０】
圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を駆動する請求項９に記載の回転電機とを備えた圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転子の永久磁石や固定子を効率良く冷却できる回転子、回転電機、および圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石が埋め込まれている回転子を用いたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータ等の回転電機では、稼働時の回転電機の発熱により永久磁石の温度が上昇し、トルクを発生させる磁束が低下する。そこで、従来、回転子を冷却する方法として、回転子の積層鉄心の軸方向両端の各１枚に、風孔の縁部に羽根を傾斜姿勢で形成したものが提案されている。この構成によれば、回転子の回転中に風穴の中へ通す風の量を増大し、その風による積層鉄心の冷却を介して永久磁石を効果的に冷却している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−６５９３３号公報（段落０００９〜００１１、図１、２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回転子、および回転電機は、風の流れが風穴に限定されており、永久磁石を直接冷却するのには適さないという問題点があった。
また、風の流れが回転子の積層鉄心を軸方向に貫通するため、固定子の冷却には適さないという問題点があった。【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、回転子の永久磁石や固定子を効率良く冷却できる回転子、回転電機、および圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の回転子は、
複数の鉄心が積層され形成された積層鉄心と、
前記積層鉄心の軸方向に貫通して形成された磁石孔に配置された永久磁石と、
前記積層鉄心の軸方向の両端にそれぞれ設置された端板と、
前記積層鉄心と各前記端板との中央に形成された貫通孔に配置され、前記積層鉄心および前記端板を固定する回転軸とを備えた回転子において、
前記永久磁石が配置された前記磁石孔は、周方向に複数個形成され、前記磁石孔の周方向の両端には前記永久磁石が配置されていない空隙部を有し、
前記積層鉄心には、周方向に隣接する前記磁石孔の間であって、かつ、前記磁石孔より径方向の内側に、軸方向に貫通して流通孔が形成され、
各前記鉄心の一部または全てには、前記磁石孔の前記空隙部と前記流通孔とが連通する第一溝部と、前記磁石孔の前記空隙部と前記鉄心の外周とが連通し、排気口となる第二溝部とが形成され、
前記端板の少なくともいずれか一方には、前記流通孔が露出し、吸気口となる第一孔と、前記第一孔の回転方向の下流側に吸気を補助する衝立部とを備える。
また、この発明の回転電機は、
前記回転子と、
前記回転子の外周面と間隔を設けてかつ同心円状に配設された固定子とを備えたものである。
また、この発明の圧縮機は、
圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を駆動する前記回転電機とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の回転子、回転電機、および圧縮機によれば、
回転子の永久磁石や固定子を効率良く冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による回転子を示す斜視図である。
【図２】図１に示した回転子を用いた回転電機の構成を示す断面図である。
【図３】図１に示した回転子の鉄心の構成を示す平面図である。
【図４】図３に示した鉄心の断面を示す断面図である。
【図５】図１に示した回転子の衝立部の詳細を示した斜視図である。
【図６】図１に示した回転子における冷媒の流れを示す片断面図である。
【図７】図６に示した回転子における冷媒の流れの詳細を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２による回転子における冷媒の流れを示す片断面図である。
【図９】図８に示した回転子における冷媒の流れの詳細を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３による衝立部の詳細を示した斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態４による回転子の端板の構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４による回転子の他の端板の構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態４による回転子の他の端板の構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５による圧縮機の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における回転電機の回転子を示す斜視図である。図２は図１に示した回転子を用いた回転電機の構成を示す断面図である。図３は図１に示した回転子の鉄心の構成を示す平面図である。
【００１０】
図４（Ａ）は図３に示した鉄心のＡ−Ａ線断面を示す断面図である。図４（Ｂ）は図３に示した鉄心のＢ−Ｂ線断面を示す断面図である。図５は図１に示した回転子の衝立部の詳細を示した斜視図である。図６は図１に示した回転子における冷媒の流れを示す左片断面図である。図７は図６に示した回転子における冷媒の流れの詳細を示す拡大断面図である。
【００１１】
図において、回転子１は、積層鉄心２０と、永久磁石２１と、端板１００、１０１と、回転軸３とにて構成される。積層鉄心２０は、複数の鉄心２が軸方向Ｙに積層され形成される。積層鉄心２０には、軸方向Ｙに貫通して磁石孔２６が形成される。この磁石孔２６は、周方向Ｚに複数個形成される。ここでは、周方向Ｚに６個（６極）の磁石孔２６が形成される。各磁石孔２６には、永久磁石２１がそれぞれ設置される。磁石孔２６は、周方向Ｚの両端に、永久磁石２１が配置されていない空隙部２６１が形成される。よって、この空隙部２６１は、軸方向Ｙに貫通して形成される。
【００１２】
積層鉄心２０には、周方向Ｚに隣接する磁石孔２６の間であって、かつ、磁石孔２６より径方向Ｘの内側Ｘ２に、軸方向Ｙに貫通する流通孔２２が形成される。流通孔２２の形状は、径方向Ｘの幅Ｈ１が周方向Ｚの幅Ｈ３より広く形成される。端板１００、１０１は、積層鉄心２０の軸方向Ｙの両端にそれぞれ設置される。端板１００、１０１の主な機能は、永久磁石２１を積層鉄心２０の磁石孔２６内に保持することであり、通常は積層鉄心２０の軸方向Ｙ両端に、積層鉄心２０に密着して設置される。回転軸３は、積層鉄心２０と各端板１００、１０１との中央に軸方向Ｙに貫通して形成された貫通孔１３に配置される。回転軸３は、積層鉄心２０および端板１００、１０１を固定する。
【００１３】
積層鉄心２０を構成する複数の鉄心２には、磁石孔２６、貫通孔１３、および流通孔２２が形成される。また、鉄心２には、特に図３および図４に示すように、磁石孔２６の空隙部２６１と流通孔２２とが連通する第一溝部２４と、磁石孔２６の空隙部２６１と鉄心２の外周とが連通する排気口となる第二溝部２５とを備える。よって、流通孔２２、第一溝部２４、空隙部２６１および第二溝部２５が、鉄心２の径方向Ｘの外側Ｘ１に連通、すなわち、鉄心２の外周まで連通した構成にて形成される。そして、各端板１００、１０１には、流通孔２２が露出し、吸気口となる第一孔１２と、第一孔１２の回転方向Ｚ１の下流側に軸方向Ｙに延在し、吸気を補助する衝立部１１とが形成される。
【００１４】
この構成では、端板１００、１０１の、流通孔２２に相当する部分に冷媒の吸気口となる第一孔１２を設け、回転子１を回転させるだけで、第二溝部２５および磁石孔２６の空隙部２６１に存在する冷媒が、遠心力により排気口となる第二溝部２５から径方向Ｘの外側Ｘ１に排出される。そして、磁石孔２６の空隙部２６１が負圧となるため、第一溝部２４を経由して流通孔２２から冷媒が吸い込まれる。さらに、流通孔２２は端板１００、１０１の吸気口となる第一孔１２から冷媒を吸い込む。このようにして、冷媒は、端板１００、１０１の吸気口となる第一孔１２から吸い込まれ、排気口としての第二溝部２５から排気され、図に示す冷媒の流れＦを得ることができる。尚、この場合、回転子１の回転方向はどちら向きでも同様の冷媒の流れを生じる。
【００１５】
第一孔１２の形状は、径方向Ｘの幅Ｈ１が周方向Ｚの幅Ｈ２より広く形成される。また、第一孔１２および衝立部１１の形状は略矩形形状（長方形状）の例を示したが、これに限定されるものではなく、長円や１／２楕円弧、１／２円弧などにて形成することも可能である。
【００１６】
この際、端板１００の第一孔１２の面積と流通孔２２の面積とを比較すると、第一孔１２の面積が流通孔２２の面積より大きく形成される。このように、流通孔２２の全体が第一孔１２より露出することが望ましい。図７に示すように、衝立部１１の第一孔１２側の面と、端板１００、１０１の端面とのなす角度θ１、θ２は、３０ｄｅｇ〜６０ｄｅｇにて形成される。
【００１７】
鉄心２は、電磁鋼板などの磁性薄板をプレス加工によるコイニング（圧印加工）やエッチング加工などにて形成されるが、それ以外の方法でもよい。第一溝部２４、および第二溝部２５は、鉄心２の軸方向Ｙの上面側の厚みを減じることで形成され、磁石孔２６、貫通孔１３、流通孔２２と同時に形成されても良いし、別々に形成されても良い。尚、第一溝部２４および第二溝部２５の形状は、例示した形状以外にも、例えば第二溝部２５の幅や溝深さを変更するなどして、衝立部１１を含めた流路全体での流路抵抗のバランスを取るとともに、第一溝部２４、および第二溝部２５の加工のしやすさを勘案しながら形状を決定することが望ましい。
【００１８】
永久磁石２１は、ネオジム焼結磁石などにて形成される。端板１００、１０１は、非磁性ＳＵＳ（ステンレス鋼）薄板など非磁性の薄板素材をプレス加工にて形成される。よって、切り起こして形成する衝立部１１と、および第一孔１２とが同時に形成される。また、衝立部１１の成型方法として切り起こしの例を示したが、加工方法はこれに限られるものではなく、衝立部１１と端板１００、１０１を別体にて形成し、端板１００、１０１に衝立部１１を溶接やろう付け、接着等の方法で接合して形成することも可能である。回転電機４０は、回転子１と、固定子３０とから構成される。固定子３０は、回転子１の外周面と間隔を設けてかつ同心円状に配設される。固定子３０は、固定子鉄心３１と巻線３２とを備える。
【００１９】
次に上記のように構成された実施の形態１の回転電機の回転子における冷媒の流れＦについて、図４、図６および図７を交えて説明する。衝立部１１が、軸方向Ｙの両端の端板１００、１０１の両方に、回転方向Ｚ１に対し同じ向きで設けられるとともに、端板１００、１０１の上面と、角度θ１、θ２（＞９０ｄｅｇ）をなして、鉄心２に設けられた流通孔２２の回転方向Ｚ１の下流側に配置されている。
【００２０】
このため、回転子１が回転すると、先に述べたように衝立部１１がなくとも第一孔１２が存在すれば、冷媒を軸方向Ｙから吸い込み径方向Ｘの外側Ｘ１に排出する流れが生じるが、さらに、図６および図７に示すように、冷媒の流れＦは衝立部１１に当たって第一孔１２方向に向きを変え、第一孔１２を通過し流通孔２２に導入され、遠心力による吸い込みに追加するかたちで冷媒の流れが増大される。尚、このような衝立部１１を用いた構成の場合、効果を得るためには回転子１の回転方向が限定されるため、圧縮機のように、回転子１の回転方向が一方向に限定される機器に対して特に有効的である。
【００２１】
そして、図４（Ｂ）の冷媒の流れＦに示すように、流通孔２２に吸い込まれ、さらに導入された冷媒は、第一溝部２４および空隙部２６１を通過しながら永久磁石２１を冷却し、さらに、第二溝部２５を通過して回転子１の径方向Ｘの外側Ｘ１に放出される。そして、回転子１の径方向Ｘの外側Ｘ１に放出された冷媒は、さらに回転子１の径方向Ｘの外側Ｘ１に配置された固定子３０の固定子鉄心３１および巻線３２を冷却する。
【００２２】
この構成によれば、径方向Ｘの外側Ｘ１に排出口としての第二溝部２５を有する冷媒の流路により、遠心力に起因する冷媒の流れＦ（吸い込み）が生じることに加え、衝立部１１による強制的な冷媒の流れＦが流通孔２２に加えられることで、冷媒供給を増大させ、かつ、回転子１の鉄心２の径方向Ｘの外側Ｘ１への冷媒の流れＦを加速することで、永久磁石２１の冷却効果を増大させるとともに、固定子３０の固定子鉄心３１および巻線３２を有効に冷却することができる。
【００２３】
また、衝立部１１が端板１００、１０１となす角度θ１、θ２は、９０ｄｅｇ以下で形成されている。これは角度θ１、θ２が９０ｄｅｇに近づくと、衝立部１１に衝突して反射した冷媒が流通孔２２に到達する確率が減少するためである。また、角度θ１、θ２が０ｄｅｇに近づくと、衝立部１１に当たる冷媒の量自体が減少するためである。冷媒供給能力を増大するためには、３０ｄｅｇ＜θ１、θ２＜６０ｄｅｇの範囲、より厳密には４５ｄｅｇ前後の値が望ましい。
【００２４】
本実施の形態１においては、図７に示すように、軸方向Ｙの両端の端板１００、１０１の各々の衝立部１１の角度θ１、θ２を同じ角度に設定する例を示したが、これに限られることはなく、例えば、回転子１の軸方向Ｙの両端の各々で冷媒の温度が違う場合、例えば、低圧シェル構造の圧縮機で、圧縮機構側に近い軸方向Ｙの端部に分布する冷媒のほうが、反対側の軸方向Ｙの端部の冷凍機油をためる側に分布する冷媒より温度が低い場合などがある。このようにどちらか一端からの冷媒供給を優先させたい場合には、角度θ１と角度θ２との値を異なる値に設定してもよい。
【００２５】
また、積層鉄心２０のすべての鉄心２に第一溝部２４、および第二溝部２５を設けた例を示したが、これに限られることはなく、積層鉄心２０の一部の鉄心２、例えば積層鉄心２０の軸方向Ｙの中央付近や、軸方向Ｙの下端側など特定の領域に配置したり、第一溝部２４および第二溝部２５が形成された鉄心２を２枚に１枚の割合で配置するなどの構成でも同様の効果を奏する。
【００２６】
上記のように構成された実施の形態１の回転子および回転電機によれば、回転時に発生する、遠心力により、第一溝部、空隙部、および第二溝部に存在する冷媒が回転子の径方向の外側に放出される流れに加えて、衝立部による強制的な冷媒の流れが流通孔を介して第一溝部および第二溝部に導入されるため、冷媒の流れが増大し、磁石や巻線の冷却効率が向上する。特に、回転子の回転数が低く、遠心力に起因する冷媒の流れが不足する場合であっても、衝立部により強制的に冷媒が供給できる。さらに、軸方向の両端から回転子の中心に向かって冷媒が供給されるため、回転子内を通過する冷媒流量が増加し、永久磁石の冷却効率向上が期待できる。
【００２７】
さらに、外側に配設された固定子は、回転子の第二溝部から径方向の外側に向かって排出された冷媒の流れにより冷却される。よって、固定子の固定子鉄心および巻線が冷却される。
【００２８】
流通孔および第一孔の形状において、径方向の幅が周方向の幅より広く形成するため、同一面積を持つ丸孔に比べ、衝立部から反射する冷媒が短い距離で第一孔を介して流通孔に到達できるため、鉄心の磁気抵抗を増大することなく、冷媒の供給効率を高めることが可能となる。尚、流通孔および第一孔の形状は上記実施の形態１に示した例に限られることはなく、例えば楕円や長方形などの形状を用いてよく、周方向の幅よりも径方向の幅が広くなる形状であればよい。
【００２９】
また、衝立部の第一孔側の面と、端板の端面とのなす角度が３０ｄｅｇ〜６０ｄｅｇにて形成されているため、冷媒を効率よく流通孔に導入することができるため、永久磁石および固定子の巻線の冷却効率がさらに向上する。
【００３０】
また、当該回転電機４０を圧縮機の駆動に用いる場合、シャフトの先端につなげられた圧縮機の揺動機構部が、偏心したまま回転するので、その影響を相殺するため、回転子１の軸方向Ｙの片側（ここでは端板１０１側とする）に、例えば略半円状の、黄銅などの金属で成型されたバランサを配置する場合がある。その場合、端板１０１の約半分はバランサと積層鉄心２０との間に挟まれる構成となる。よって、バランサの形状を変更して、第一孔１２および衝立部１１が露出するような形状にて形成するか、もしくは、端板１０１において、バランサの設置されていない部分には、第一孔１２および衝立部１１を設け、かつ、バランサの設置されている部分には第一孔１２のみを配置し衝立部１１は設けないよう構成してもよい。また、バランサを端板１０１の一部と考え、バランサ自体に第一孔および衝立部を形成してもよい。
【００３１】
尚、本実施の形態１においては、回転子１を６極にて形成する例を示したが、これに限られるものではなく、４極、８極など、極数に依存せず効果を発揮する。また、永久磁石および磁石孔の形状は軸方向Ｙに直交する直線状のものを例示したが、これに限定されるものではなく、Ｖ字状やＵ字状など、他の形状および形態であっても同様の効果を奏する。
【００３２】
また、固定子の構成は、集中巻のものでも、分布巻のものでもよく、またそのスロット数も、集中巻であれば、６、９、１２スロットなど、分布巻であれば、２４、３２スロットなど多くの選択肢から選択可能で、特定のものに限定されない。
【００３３】
実施の形態２．
上記実施の形態１においては、両端の端板１００、１０１の両方に、吸気を補助する衝立部１１および吸気口となる第一孔１２を形成する場合を示したが、これに限られることはなく、本実施の形態２においては、一方の端板１００のみに吸気を補助する衝立部１１および吸気口となる第一孔１２を形成する例について説明する。尚、各構成は上記実施の形態１と同様であるため、同様の部分は同一符号を付して説明を省略するため、本実施の形態２においては、上記実施の形態１と異なる冷媒の流れＦについてのみ説明する。
【００３４】
図８は本発明の実施の形態２による回転子における冷媒の流れＦを示す左片断面図である。図９は図８に示した回転子における冷媒の流れＦの詳細を示す拡大断面図である。各図に示すように、積層鉄心２０の軸方向Ｙの上方側の端板１００のみに、衝立部１１および第一孔１２を備える。下方側の端板１０１には衝立部１１および第一孔１２を備えていない。
【００３５】
上記のように構成された実施の形態２の回転子によれば、回転子の軸方向の特定の側、ここでは図面上の軸方向の上方側であって、軸方向の上方から下方に冷媒を供給できる。例えば、低圧シェル構造の圧縮機のように、片側は圧縮機構部の近く、片側は圧縮機油をためる側に近くとなる圧縮機の場合には、冷凍機油をためる側からの冷媒供給を遮断することで、冷媒中に含まれている油の吸入を制限し、比較的温度の低い冷媒のみで冷却を行うことが可能となる。
【００３６】
もしくは、圧縮機の油上がり（冷媒ガスの流動状態に起因して潤滑油が冷媒とともに圧縮機外に大量に吐出される）を抑制したい場合、圧縮機構部側からの冷媒を吸い込み、固定子側に冷凍機油を噴出して、逆側端に落とすことが可能となる。その場合には、第一溝部および第二溝部を、積層鉄芯の軸方向長さのうち、下半分の領域に集中して設けると良い。逆に、圧縮機の効率を優先し、冷媒と冷凍機油による冷却とを併用したい場合には、圧縮機構部に近い側の端板には、衝立部および第一孔を形成せず、冷凍機油をためる側の端板には、衝立部および第一孔を形成する。これによれば、油を多く含んだ冷媒を利用することができるとともに、冷却により温度が上昇した冷媒が圧縮機構側へ移動する量を減らすことができ、圧縮機効率の低下を抑制することが可能となる。
【００３７】
上記実施の形態１および実施の形態２に示した例は一例であり、衝立部１１および第一孔１２の形成箇所および形状は、上記各実施の形態に示したものに限定されることはなく、回転子および回転電機の特性に応じて適切な形成箇所および形状にて形成すればよい。
【００３８】
実施の形態３．
以下の実施の形態においては、一方の端板についてのみ説明するが、両端の端板に同様に形成することも可能であり、その説明は適宜省略する。図１０は本発明の実施の形態３による回転子の衝立部の構成を示す斜視図である。図において、上記実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。衝立部１１は、径方向Ｘの外側Ｘ１に軸方向Ｙに延在する側壁部１１１と、径方向Ｘの内側Ｘ２に軸方向Ｙに延在する側壁部１１２とを備える。各側壁部１１１、１１２は、端板１００と連通して構成される。
【００３９】
上記のように構成された実施の形態３の回転電機によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、衝立部に衝突した後、径方向に逃げる冷媒を側壁部にて捕捉できる。よって、流通孔への冷媒供給能力が向上でき、永久磁石および固定子のコイルの冷却をさらに効率良くでき、回転電機の効率がさらに向上する。
【００４０】
尚、上記実施の形態３においては、衝立部１１の径方向Ｘの外側Ｘ１および内側Ｘ２の両側に側壁部１１１、１１２をそれぞれ形成する例を示したが、これに限られることはない。径方向Ｘに逃げる冷媒のうち、特に遠心力を受ける径方向Ｘの外側Ｘ１がより逃げやすい。よって、径方向Ｘの外側Ｘ１の側壁部１１１のみを設けて、径方向Ｘの内側Ｘ２の側壁部１１２は形成しない場合も考えられる。この場合であっても、冷媒供給能力が向上し、上記実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００４１】
また、図１０においては側壁部１１１、１１２が衝立部１１および端板１００に連続して形成する例を示したが、その成形方法は絞り加工などにて行うことができる。他の方法としては、切り曲げ方法にて形成することも可能である。その場合、例えば側壁部１１１、１１２は折り曲げて形成され、衝立部１１とは連続しているが、側壁部１１１、１１２と端板１００との間には切れ目が形成されるが、上記実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
実施の形態４．
図１１は本発明の実施の形態４による回転電機の回転子における端板の形状を示す上面図である。図において、上記実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。端板１００は、磁石孔２６の空隙部２６１が露出する第二孔１４を備える。
【００４３】
上記のように構成された実施の形態４の回転電機によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、第二孔を追加したので、磁石孔の永久磁石の配置されていない空隙部の軸方向に冷媒が供給され、さらなる冷媒供給能力の向上が期待できる。尚、第二孔の形状は円形に形成する例を示したが、これに限られることはなく、磁石孔の空隙部が露出する形状であれば、長円や楕円、四角形、長方形など、どのような形状でも同様の効果を奏する。また、第二孔を端板の外周部分も切り欠いた構成にしてよく、同様の効果を奏することができる。
【００４４】
また、図１２に示すように、第一孔１２の衝立部１１と同様に、第二孔１４にも衝立部１５を形成して、さらなる冷媒の供給能力向上が図ることもできる。また、図１２に示すように第一孔１２および第二孔１４に別々に衝立部１１、１５を形成するのではなく、図１３に示すように第一孔１２および第二孔１４に対して１つの衝立部１６を形成してもよい。
【００４５】
実施の形態５．
図１４は本発明の実施の形態５における圧縮機の構成を示す模式断面図である。図において、圧縮機５０は、外装となるシェル５１と、シェル５１内に設置された圧縮機構部５２と、圧縮機構部５２を駆動する上記各実施の形態のいずれかの回転電機４０とを備える。
【００４６】
回転電機４０の回転子の回転軸が、圧縮機構部５２の例えば揺動スクロール部品に接続される。そして、回転電機４０の駆動により、圧縮機構部５２が駆動する。
【００４７】
上記のように構成された実施の形態５の圧縮機によれば、上記実施の形態１から実施の形態４のいずれかの回転電機が用いられるため、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、回転電機の効率が向上し、ひいては圧縮機の性能が優れている。
【００４８】
尚、上記回転子および上記回転電機は、当該実施の形態５に示したような圧縮機への搭載に限定されるものではなく、他の分野に使用される回転電機、例えば、産業用モータや車載用モータなど、ＩＰＭ構造を有する回転電機に適用することが可能であり、効率の向上が期待できることは言うまでもない。
【００４９】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１  回転子、３  回転軸、１１  衝立部、１１１  側壁部、１１２  側壁部、１２  第一孔、１３  貫通孔、１４  第二孔、２０  積層鉄心、２  鉄心、２１  永久磁石、２２  流通孔、２４  第一溝部、２５  第二溝部、２６  磁石孔、２６１  空隙部、３０  固定子、３１  固定子鉄心、３２  巻線、４０  回転電機、５０  圧縮機、５１  シェル、５２  圧縮機構、Ｆ  冷媒の流れ、Ｙ  軸方向、Ｚ  周方向、Ｚ１  回転方向、Ｘ  径方向、Ｘ１  外側、Ｘ２  内側。
【図１】
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【図２】
2018061768.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月22日(2018.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鉄心が積層され形成された積層鉄心と、
前記積層鉄心の軸方向に貫通して形成された磁石孔に配置された永久磁石と、
前記積層鉄心の軸方向の両端にそれぞれ設置された端板と、
前記積層鉄心と各前記端板との中央に形成された貫通孔に配置され、前記積層鉄心および前記端板を固定する回転軸とを備えた回転子において、
前記永久磁石が配置された前記磁石孔は、周方向に複数個形成され、前記磁石孔の周方向の両端には前記永久磁石が配置されていない空隙部を有し、
前記積層鉄心には、周方向に隣接する前記磁石孔の間であって、かつ、前記磁石孔より径方向の内側に、軸方向に貫通して流通孔が形成され、
各前記鉄心の一部または全てには、前記磁石孔の前記空隙部と前記流通孔とが連通する第一溝部と、前記磁石孔の前記空隙部と前記鉄心の外周とが連通し、排気口となる第二溝部とが形成されるとともに、前記鉄心は、前記流通孔、前記第一溝部、前記空隙部、および前記第二溝部において、径方向に直線的に前記鉄心の外部に連通する流路が形成され、
前記端板の少なくともいずれか一方には、前記流通孔が露出し、吸気口となる第一孔と、前記第一孔の回転方向の下流側に吸気を補助する衝立部とを備えた回転子。
【請求項２】
前記鉄心は薄板にて形成され、前記鉄心の前記第一溝部および前記第二溝部は、前記薄板の板厚を減ずることで形成された請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記衝立部および前記第一孔は、前記端板のいずれか１方のみに形成された請求項１または請求項２に記載の回転子。
【請求項４】
前記衝立部および前記第一孔は、前記端板の両方共に形成された請求項１または請求項２に記載の回転子。
【請求項５】
前記端板の少なくともいずれか一方には、前記磁石孔の前記空隙部が露出する第二孔を備えた請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項６】
前記衝立部は、前記第二孔の回転方向の下流側まで延在して形成された請求項５に記載の回転子。
【請求項７】
前記衝立部の前記第一孔側の面と、前記端板の端面とのなす角度が３０ｄｅｇ〜６０ｄｅｇにて形成された請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項８】
前記衝立部は、径方向の外側に軸方向に延在する側壁部を備えた請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項９】
前記流通孔および前記第一孔の形状は、径方向の幅が周方向の幅より広く形成された請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の回転子と、
前記回転子の外周面と間隔を設けてかつ同心円状に配設された固定子とを備えた回転電機。
【請求項１１】
圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を駆動する請求項１０に記載の回転電機とを備えた圧縮機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明の回転子は、
複数の鉄心が積層され形成された積層鉄心と、
前記積層鉄心の軸方向に貫通して形成された磁石孔に配置された永久磁石と、
前記積層鉄心の軸方向の両端にそれぞれ設置された端板と、
前記積層鉄心と各前記端板との中央に形成された貫通孔に配置され、前記積層鉄心および前記端板を固定する回転軸とを備えた回転子において、
前記永久磁石が配置された前記磁石孔は、周方向に複数個形成され、前記磁石孔の周方向の両端には前記永久磁石が配置されていない空隙部を有し、
前記積層鉄心には、周方向に隣接する前記磁石孔の間であって、かつ、前記磁石孔より径方向の内側に、軸方向に貫通して流通孔が形成され、
各前記鉄心の一部または全てには、前記磁石孔の前記空隙部と前記流通孔とが連通する第一溝部と、前記磁石孔の前記空隙部と前記鉄心の外周とが連通し、排気口となる第二溝部とが形成されるとともに、前記鉄心は、前記流通孔、前記第一溝部、前記空隙部、および前記第二溝部において、径方向に直線的に前記鉄心の外部に連通する流路が形成され、
前記端板の少なくともいずれか一方には、前記流通孔が露出し、吸気口となる第一孔と、前記第一孔の回転方向の下流側に吸気を補助する衝立部とを備える。
また、この発明の回転電機は、
前記回転子と、
前記回転子の外周面と間隔を設けてかつ同心円状に配設された固定子とを備えたものである。
また、この発明の圧縮機は、
圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を駆動する前記回転電機とを備えたものである。
【国際調査報告】
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2018061768.tif 000018
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