(57)【要約】  回転子鉄心は、内周側鉄心部（２）と、外周側鉄心部（３）と、磁石挿入穴（５）と、内周側鉄心部（２）に連結して設けられた径方向連結部（６ｂ）と、外周側鉄心部（３）と径方向連結部（６ｂ）との間に連結して設けられ、両端よりも小さい幅の最小幅部を有し、両端から最小幅部に向かって幅が滑らかに減少する周方向連結部（６ａ）と、周方向連結部（６ａ）に設けられ、板厚が一定の定厚部と、定厚部に隣接し、板厚が増大する変厚部とで構成され、最小幅部を定厚部内に備えた板薄部（１２）と、を備えた鉄心板（１）を、複数枚積層して構成される。周方向連結部（６ａ）の板厚を薄くしても十分な強度が得られ、漏れ磁束を低減できる。
2017038489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極数に対応するように回転軸に対してｎ回対称の形状を呈する鉄心板の前記回転軸側に設けられた内周側鉄心部と、
各磁極に対応して前記鉄心板の外周側に設けられた外周側鉄心部と、
各磁極に対応して前記内周側鉄心部と前記外周側鉄心部との間に設けられた磁石挿入穴と、
各磁極間に設けられ、前記内周側鉄心部に連結され、前記鉄心板の径方向に延伸された径方向連結部と、
前記外周側鉄心部と前記径方向連結部とに連結され、前記鉄心板の周方向に延伸され、両端における径方向の幅がそれぞれｗ１、ｗ２であり、前記ｗ１およびｗ２よりも小さい径方向の幅がｗ３の最小幅部を有し、前記両端から前記最小幅部に向かって幅が滑らかに減少する周方向連結部と、
前記周方向連結部に設けられ、前記周方向連結部の径方向の幅全体に亘って板厚がｔｃの定厚部と、前記周方向連結部に設けられた前記定厚部に隣接し、板厚がｔｃからｔｏに増大する変厚部とで構成され、前記最小幅部を前記定厚部内に有する板薄部と、
を備えた鉄心板を、前記磁石挿入穴の位置を揃えて、前記回転軸方向に複数枚積層して構成した回転子鉄心と、
前記磁石挿入穴に埋設した永久磁石と、
を備えた回転子。
【請求項２】
前記鉄心板は、前記各磁極の極軸に対して線対称の形状を呈する請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記周方向連結部は、前記鉄心板の外周側の縁部の形状が、前記回転軸を中心とする円弧であり、前記回転軸側の縁部の形状が、前記周方向連結部の両端から前記径方向連結部の延伸方向に平行な２本の直線を引いた場合に、前記２本の直線に接する楕円の楕円弧である請求項１または２に記載の回転子。
【請求項４】
前記楕円は、周方向の長さが径方向の長さより大きく、長半径がａ、短半径がｂであり、前記楕円の長径上の２点のそれぞれと前記回転軸との間に引いた２本の直線の交わる角度がθである場合に、角度θおよび楕円率ｂ／ａが以下の数式（１）および数式（２）の関係を満たす請求項３に記載の回転子。
０°＜θ≦３６°      （１）
ｓｉｎ（θ／２）／｛１−ｃｏｓ（θ／２）｝＜ｂ／ａ≦１／３      （２）
【請求項５】
前記角度θおよび前記楕円率ｂ／ａが以下の数式（３）および数式（４）の関係を満たす請求項４に記載の回転子。
０°＜θ≦２８°      （３）
ｓｉｎ（θ／２）／｛１−ｃｏｓ（θ／２）｝＜ｂ／ａ≦１／４      （４）
【請求項６】
前記楕円は、長径が前記径方向連結部の前記延伸方向に垂直である請求項３から５のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項７】
前記周方向連結部は、前記鉄心板の外周側の縁部の形状が、前記回転軸を中心とする円弧であり、前記回転軸側の縁部の形状が、前記回転軸を中心とし第１の端部と第２の端部とを有する円弧と、前記第１の端部に接続された円弧または楕円弧と、前記第２の端部に接続された円弧または楕円弧とを含む形状である請求項１または２に記載の回転子。
【請求項８】
前記第１の端部は、前記周方向連結部が前記径方向連結部と連結された側の端部であって、前記第１の端部に楕円弧が接続され、
前記第２の端部は、前記周方向連結部が前記外周側鉄心部と連結された側の端部であって、前記第２の端部に円弧が接続された請求項７に記載の回転子。
【請求項９】
前記楕円弧は、長径が前記径方向連結部の前記延伸方向に垂直な楕円の楕円弧である請求項８項に記載の回転子。
【請求項１０】
前記板薄部は、前記周方向連結部から前記径方向連結部に亘って板厚ｔｃで設けられた請求項１から９のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項１１】
前記板薄部は、前記周方向連結部から前記外周側鉄心部に亘って板厚ｔｃで設けられた請求項１から１０のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項１２】
前記磁石挿入穴の形状は、長手方向が前記鉄心板の径方向に垂直なＩ字状である請求項１から１１のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項１３】
前記磁石挿入穴の形状は、前記鉄心板の中心側に凸のＶ字状である請求項１から１１のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項１４】
前記磁石挿入穴の形状は、前記鉄心板の中心側に凸のＵ字状である請求項１から１１のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の回転子と、
前記回転子の外周外側に設けられた固定子と、
を備えた回転電機。
【請求項１６】
請求項１５に記載の回転電機と、
前記回転電機により回転されることで、流体をより高圧に圧縮する圧縮機構と、
を備えた電動圧縮機。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電動圧縮機と、
前記電動圧縮機の高圧側に設けられ、前記電動圧縮機から高圧の冷媒が流入する第１の熱交換器と、
前記電動圧縮機の低圧側に設けられ、前記電動圧縮機へ低圧の冷媒を流出する第２の熱交換器と、
前記第１の熱交換器から流出される高圧の冷媒を減圧し、前記第２の熱交換器に流入させるべく、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に設けられた減圧器と、
を備えた冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石組込型回転電機の回転子に関する。また、この回転電機を用いる電動圧縮機およびその電動圧縮機を搭載する冷凍空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を回転子に用いた回転電機は、回転子に埋め込んだ永久磁石による磁界と、固定子に設けたコイルに電流を流すことによって生じる磁界との相互作用により、回転子を回転させて動力を得るものである。このような回転電機は、冷凍サイクルを利用した空気調和装置や冷凍装置などの冷凍空調装置の電動圧縮機や、電気自動車あるいはハイブリッド電気自動車のモータジェネレータなどに広く用いられている。【０００３】
このような回転電機の回転子は、磁極数ｎ（ｎは２以上の偶数）に対応してｎ回対称となるように複数の磁石挿入穴を設けた円形の電磁鋼板からなる鉄心板を複数枚積層して構成される。鉄心板において、磁石挿入穴より中心側を構成する領域が内周側鉄心部を構成し、磁石挿入穴より外周側を構成する領域が外周側鉄心部を構成する。内周側鉄心部と外周側鉄心部は複数の連結部によって連結されている。【０００４】
このように構成された回転電機の回転子では、磁石挿入穴に埋め込まれた永久磁石から生じる磁束の一部は固定子には到達せずに、内周側鉄心部、連結部、外周側鉄心部を通って永久磁石の表裏で閉じたループを形成する磁気短絡が発生する。磁気短絡による磁束は固定子に到達しないため、回転子の回転には何ら寄与せず漏れ磁束となることから、回転電機の性能を低下させる原因となる。このような磁気短絡を低減するためには、連結部の断面積を小さくして、連結部の磁気抵抗を増大させることが有効であり、連結部の幅を細くしたり、連結部の板厚を薄くしたりすることによって、連結部の断面積を小さくすることができる。【０００５】
例えば、従来の回転電機の回転子では、連結部の磁石挿入穴に近い部分にプレス加工によるコイニングを施して板厚を薄くした凹部を、連結部の幅の１／３〜１／２の幅で形成し、連結部の断面積を小さくしていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記された従来の回転電機の回転子にあっては、連結部の一部の板厚をコイニングにより薄くしているので、連結部の断面積を小さくして、連結部の磁気抵抗を増大することができているが、回転子が回転した場合の遠心力によって生じる応力により鉄心板が変形しない強度を確保するために、コイニングで板厚を薄くした部分を連結部の一部に留めている。すなわち、板厚を薄くした部分は、連結部の幅の１／３〜１／２であり、また、板厚は元の板厚の８０％〜９８％板厚にしているのみで、断面積を十分に小さくしているとは言えず、磁気短絡による漏れ磁束の低減効果が不十分であるという問題点があった。【０００８】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、連結部の板厚を薄くして連結部の磁気抵抗を増大させても十分な強度が得られ、漏れ磁束を十分に低減できる回転子、この回転子を備えた回転電機、この回転電機を用いた電動圧縮機およびこの電動圧縮機を搭載する冷凍空調装置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】
【０００９】
本発明に係る回転子は、磁極数に対応するように回転軸に対してｎ回対称の形状を呈する鉄心板の回転軸側に設けられた内周側鉄心部と、各磁極に対応して鉄心板の外周側に設けられた外周側鉄心部と、各磁極に対応して内周側鉄心部と外周側鉄心部との間に設けられた磁石挿入穴と、各磁極間に設けられ、内周側鉄心部に連結され、鉄心板の径方向に延伸された径方向連結部と、外周側鉄心部と径方向連結部とに連結され、鉄心板の周方向に延伸され、両端における径方向の幅がそれぞれｗ１、ｗ２であり、ｗ１およびｗ２よりも小さい径方向の幅がｗ３の最小幅部を有し、両端から最小幅部に向かって幅が滑らかに減少する周方向連結部と、周方向連結部に設けられ、周方向連結部の径方向の幅全体に亘って板厚がｔｃの定厚部と、周方向連結部に設けられた定厚部に隣接し、板厚がｔｃからｔｏに増大する変厚部とで構成され、最小幅部を定厚部内に有する板薄部と、を備えた鉄心板を、磁石挿入穴の位置を揃えて、回転軸方向に複数枚積層して構成した回転子鉄心と、磁石挿入穴に埋設した永久磁石と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る回転子によれば、磁気短絡による漏れ磁束を低減するとともに十分な強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における回転電機の回転子の縦断面構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における回転子の回転子鉄心を構成する鉄心板を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における回転電機の回転子のうち、回転子鉄心を構成する鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における鉄心板の連結部および空隙部周辺の構成を拡大して示した部分平面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における鉄心板の連結部および空隙部周辺の構成を拡大して示した部分斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１における鉄心板の周方向連結部の板厚方向の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における鉄心板の周方向連結部の縁部を形成する楕円弧の楕円を定義するための平面図である。
【図８】本発明の実施の形態２における回転電機の回転子のうち、回転子鉄心を構成する鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。
【図９】本発明の実施の形態３における回転電機の回転子のうち、回転子鉄心を構成する鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４における回転電機の回転子のうち、回転子鉄心を構成する鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４における鉄心板の連結部と空隙部の周辺の構成を拡大して示した部分斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態４における鉄心板の連結部の板厚方向の断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５における回転電機の回転子のうち、回転子鉄心を構成する鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５における鉄心板の連結部および空隙部の周辺の構成を拡大して示した部分斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態５における鉄心板の周方向連結部周辺の板厚方向の断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態５における鉄心板の連結部および空隙部の周辺の構成を示した部分平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態６における電動圧縮機の縦断面構成を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態７における空気調和装置の冷凍サイクルを示す冷媒回路図である。
【図１９】本発明の実施の形態７におけるセパレート式の空気調和装置の室外機を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１における回転電機の回転子の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における回転電機の回転子の縦断面構成を示す断面図である。本発明の実施の形態１に示す回転電機は、例えば、空気調和装置や冷凍装置などの冷凍サイクルを利用した冷凍空調装置の電動圧縮機に用いられる回転電機である。
【００１３】
図１に示すように、回転電機の回転子６０は、電磁鋼板で形成した鉄心板を複数枚積層して構成した回転子鉄心２０と、回転子鉄心２０に設けられた磁石挿入穴５内に配置された永久磁石９、および回転子鉄心２０の両端に設けられた端板２１を有している。さらに電動圧縮機に用いられる回転電機の回転子６０では、一方の端板２１の外側に回転時のバランスを保つための半円状のバランスウェイト２３を備えている。回転子鉄心２０とその両端に配置された端板２１とバランスウェイト２３は、リベット２４により一体的に固定されて回転子６０が構成される。また、回転子鉄心２０および端板２１の内部には、一点鎖線Ｐ−Ｑで示した回転軸となるシャフトを通すためのシャフト挿入穴４が設けられている。なお、上記構成において、バランスウェイト２３は必ずしも必要ではなく、バランスウェイト２３が無い構成の回転子６０であってもよい。また、永久磁石９は、例えば、ネオジウム、鉄、ボロンを主成分とした板状の希土類磁石や、酸化鉄を主成分とした板状のフェライト磁石が挙げられる。
【００１４】
上記のように構成された円筒状の回転子の周囲にコイルを備えた固定子を配置して回転電機は構成される。そして固定子のコイルに電流を供給することで回転軸を中心に回転子を回転することができる。
【００１５】
図２は図１で示した回転子の回転子鉄心を構成する鉄心板を示す平面図である。また、図３は図２で示した鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。図３には１極分の永久磁石を合わせて示す。
【００１６】
図２に示すように、鉄心板１は円形に成形された厚さ０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．３５〜０．５ｍｍの電磁鋼板によって構成される。鉄心板１は磁極数をｎ極（ｎは２以上の偶数）としたとき、ｎ次の回転対称の形状を呈している。図２は磁極数が６極の場合であるので、６回対称の形状をしているが、本発明は磁極数を６極に限定するものではなく、磁極数が４極あるいは８極など他の極数であってもよい。
【００１７】
図２に示す６極の鉄心板１は、鉄心板１の中心を通る破線Ａ−Ｂ、破線Ｃ−Ｄ、破線Ｅ−Ｆによって６等分した場合に、等分割したそれぞれが同一の形状となっている。従って、以下では鉄心板１を磁極数６で等分割したうちの１極分の部分形状について説明するが、以下で説明する１極分の部分形状を０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°回転させた６つの部分形状を足し合わせれば鉄心板の全体形状になる。磁極数が６極以外の場合も同様であり、鉄心板１は回転対称形状の性質を有する。
【００１８】
図３は、図２において、破線Ａ−Ｂと破線Ｃ−Ｄで挟まれた紙面上側部分の１極分を構成する鉄心板１を示したものである。なお、図３ではシャフト挿入穴４は省略して示した。図２および図３において、一点鎖線Ｒ−Ｓは図３で示した磁極の極軸であり、極軸は鉄心板１の中心を通り、鉄心板１の１極分の形状は極軸に対して線対称となるように構成されている。従って、以下の説明において、例えば、図３のような１極分の構成を部分平面図で示し、一点鎖線Ｒ−Ｓで示した極軸より紙面左側の構成を説明し、紙面右側の説明を省略した場合であっても、極軸に対して紙面左側と紙面右側とは線対称であるため、紙面右側の構成は紙面左側の構成と同一であると理解してよい。逆も同様である。また、極軸に対して紙面左側の構成と紙面右側の構成とを特に区別する必要がある場合を除き、紙面左側と紙面右側とで同一の構成を示すものには同一の符号を付けた。
【００１９】
図２および図３に示すように鉄心板１には、極軸に対して垂直な方向に長手方向を有する磁石挿入穴５が設けられており、磁石挿入穴５よりも鉄心板１の中心側に内周側鉄心部２、磁石挿入穴５よりも鉄心板１の外周側に外周側鉄心部３が設けられている。内周側鉄心部２と外周側鉄心部３とは連結部６によって連結されており、連結部６は磁石挿入穴５の両端に設けられた空隙部７をそれぞれ囲うように、周方向連結部６ａと径方向連結部６ｂとの２つの領域で構成されている。
【００２０】
周方向連結部６ａは、長手方向が鉄心板１の周方向に一致する連結部であり、径方向連結部６ｂは、長手方向が鉄心板１の径方向に一致する連結部である。空隙部７は、永久磁石９の端部における磁気短絡を抑制するために、内周側鉄心部２と外周側鉄心部３とを連結する磁路の磁気抵抗を増大させるために設けられるものである。内周側鉄心部２と外周側鉄心部３との間の領域は、連結部６と空隙部７とによって構成されているため、連結部６の幅を細くすると空隙部７の面積が大きくなる。
【００２１】
詳細は後述するが、周方向連結部６ａの周方向の一部には、板厚が他の部分より薄い板薄部１２が設けられている。周方向連結部６ａに板薄部１２を設けることによって、断面積を小さくして磁気抵抗を増大し、磁気短絡を抑制することができる。板薄部１２を設けたことによる強度低下を抑制するために、周方向連結部６ａの鉄心板１の中心側の縁部は、鉄心板１と同心円の円弧よりも鉄心板１の外周側に凸となる形状を呈しており、好ましくは楕円弧の形状を呈している。そして、周方向連結部６ａの幅が最小となる箇所を含むように板薄部１２を設けることで、板厚方向の形状に起因する応力集中の発生箇所と面方向の形状に起因する応力集中の発生箇所とが同じ場所にならないようにしている。
【００２２】
なお、ここでいう応力集中とは、回転子６０が回転した際の遠心力によって、板薄部１２の平均応力の１．２倍以上の応力が発生することを意味する。板薄部１２の平均応力は、回転子６０が回転した際に板薄部１２に発生する周方向の荷重を、板薄部１２の周方向に直交する断面の断面積で除算することによって得ることができる。本発明では応力集中が生じている箇所を応力集中箇所と呼称する。
【００２３】
磁石挿入穴５の両端部の内周側鉄心部２には、磁石止め８が設けられており、磁石挿入穴５に挿入された永久磁石９が、磁石挿入穴５の長手方向に移動するのを抑制して、磁石挿入穴５内で定位置に配置されるようにしている。このように構成された複数枚の鉄心板１を、磁石挿入穴５の位置を揃えて積層することで回転子鉄心２０が構成される。
【００２４】
次に、上述した周方向連結部６ａおよび板薄部１２の構成について詳しく説明する。
【００２５】
図４は図２に示した鉄心板の連結部および空隙部周辺の構成を拡大して示した部分平面図である。図４は図２で示した鉄心板１の破線Ｃ−Ｄの両側であり紙面上側の連結部６および空隙部７の周辺の構成を示したものである。上述のように、鉄心板１は中心に対して回転対称の形状であり、各磁極は極軸に対して線対称の形状であるので、ここで示す連結部６および空隙部７の周辺の構成は、図４で示した部分に限らず、鉄心板１の全ての連結部６および空隙部７の周辺の構成について同じである。
【００２６】
図４において、二点鎖線ａ−ｂ、二点鎖線ｃ−ｄ、二点鎖線ｅ−ｆは、鉄心板１における連結部６の範囲を説明するための補助線である。二点鎖線ａ−ｂおよび二点鎖線ｃ−ｄは、鉄心板１の中心を通る破線Ｃ−Ｄに平行な直線であり、空隙部７の周縁上で破線Ｃ−Ｄからの距離が最も大きい箇所と接する。二点鎖線ｅ−ｆは、鉄心板１の中心を通る破線Ｃ−Ｄに垂直な直線であり、磁石止め８の端縁上で鉄心板１の外周に最も近い箇所と接点を有する。図４において、連結部６は、二点鎖線ａ−ｂ、二点鎖線ｃ−ｄ、二点鎖線ｅ−ｆを境界線とした場合、これらの境界線の内側の領域である。すなわち、鉄心板１は、外周側鉄心部３と連結部６とが二点鎖線ａ−ｂおよび二点鎖線ｃ−ｄによって区切られており、内周側鉄心部２と連結部６とが二点鎖線ｅ−ｆによって区切られている。
【００２７】
また、二点鎖線ｇ−ｈおよび二点鎖線ｉ−ｊは、連結部６のうち、周方向連結部６ａと径方向連結部６ｂの境界を説明するための補助線である。二点鎖線ｇ−ｈおよび二点鎖線ｉ−ｊは鉄心板１の中心を通る破線Ｃ−Ｄに平行な直線であり、径方向連結部６ｂの縁に接する。図４では径方向連結部６ｂの幅が一定であるため、二点鎖線ｇ−ｈおよび二点鎖線ｉ−ｊは、径方向連結部６ｂの縁の全体に渡って接しているが、径方向連結部６ｂの幅が一定でない場合には、空隙部７の周縁と、鉄心板１の外周に最も近い箇所で接する直線と定義してよい。連結部６のうち、二点鎖線ｇ−ｈと二点鎖線ｉ−ｊで挟まれた領域が径方向連結部６ｂであり、それ以外の領域が周方向連結部６ａである。
【００２８】
次に、一点鎖線Ｇ−Ｈと長破線で示した楕円１０ａとは、周方向連結部６ａの形状を説明するための補助線である。一点鎖線Ｇ−Ｈは、鉄心板１の中心を通る破線Ｃ−Ｄに垂直な直線である。図４に示すように周方向連結部６ａの内側の縁部１０は楕円弧の形状をしている。楕円１０ａは長径が一点鎖線Ｇ−Ｈと重なるように描いた楕円であり、径方向連結部の長手方向である破線Ｃ−Ｄに平行な二点鎖線ａ−ｂおよび二点鎖線ｇ−ｈに接する。すなわち、二点鎖線ａ−ｂおよび二点鎖線ｇ−ｈは、上記の通り周方向連結部６ａと他の領域との境界線であるから、周方向連結部６ａの縁部１０の形状は、楕円１０ａのうち一点鎖線Ｇ−Ｈよりも鉄心板１の外周側の楕円弧と一致する。
【００２９】
周方向連結部６ａの範囲および形状は以上のように定義される。図４に示すように周方向連結部６ａは、両端の幅がそれぞれｗ１、ｗ２であり、周方向連結部６ａの鉄心板１の中心側の縁部１０は、鉄心板１の同心円より鉄心板１の外周側に凸の形状を呈している。このため、周方向連結部６ａには幅がｗ３で最小となる最小幅１１が設けられ、周方向連結部６ａの幅は両端から最小幅部１１に向かって滑らかに減少する。そして、板薄部１２が最小幅部１１を含むように設けられる。
【００３０】
なお、図４では、楕円１０ａの長径が破線Ｃ−Ｄと重なるので、楕円１０ａの短径は鉄心板１の中心を向いておらず、楕円１０ａは破線Ｃ−Ｄから遠い側が鉄心板１の外周側に、破線Ｃ−Ｄに近い側が鉄心板１の中心側に傾いている。このため最小幅部１１が、楕円１０ａの中心よりも破線Ｃ−Ｄから遠い方に設けられている。
【００３１】
図５は図４に示した連結部および空隙部周辺の構成を拡大して示した部分斜視図である。また、図６は周方向連結部の図５の破線ｍ−ｎに沿った板厚方向の断面図である。
【００３２】
図５および図６に示すように板薄部１２の板厚は、鉄心板１内の他の部分よりも薄くなっている。板薄部１２は、プレス加工であるコイニングによって形成してもよく、あるいは切削やエッチングによって形成してもよい。コイニングで形成すると加工硬化により切削やエッチングよりも板薄部１２の強度を高くすることができるので望ましい。このように周方向連結部６ａに板薄部１２を設けることで、板薄部１２の断面積が小さくなるため、板薄部１２の磁気抵抗が大きくなり、連結部６を通る漏れ磁束を低減させて回転電機の効率を向上させることができる。図５に示すように板薄部１２は周方向連結部６ａの幅方向全体に設けられる。一方、板薄部１２は周方向連結部６ａの長手方向全体に設けてもよく、長手方向の一部に設けてもよい。さらに、周方向連結部６ａの範囲を越えて、外周側鉄心部３や径方向連結部６ｂに亘って設けてもよい。ただし、板薄部１２を周方向連結部６ａの長手方向のより多くの部分に設けた方が、周方向連結部６ａの磁気抵抗がより大きくなるので、漏れ磁束をより多く低減することができる。
【００３３】
図６に示すように、板薄部１２は、一定の板厚ｔｃの領域である定厚部１２ａと、板厚がｔｏからｔｃに変化する変厚部１２ｂ、１２ｃとで構成される。板厚ｔｏは鉄心板１の板厚であり、鉄心板１内で板薄部１２を除く部分の板厚はｔｏである。図５に示すように変厚部１２ｂは外周側鉄心部３に近い側であり、変厚部１２ｃは径方向連結部６ｂに近い側である。鉄心板１の厚さｔｏと定厚部１２ａの厚さｔｃとの比率ｔｃ／ｔｏは小さい方が周方向連結部６ａの磁気抵抗を大きくして漏れ磁束を低減するためには良く、強度と漏れ磁束低減を両立させるためには、ｔｃ／ｔｏは１／４〜３／４が望ましく、１／３〜２／３がより望ましい。
【００３４】
以上のように鉄心板１は構成され、鉄心板１を磁石挿入穴５の位置を揃えて複数枚積層することで回転子鉄心２０が構成される。なお、鉄心板１は板薄部１２を有しているため、鉄心板１を積層した場合に、板薄部１２の部分に空隙部７と回転子鉄心２０の外側とを連通する風路が構成されるので、風路を通る流体により永久磁石９を冷却することができる。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態１に係る回転電機の動作について説明する。回転電機の固定子に電流が供給されると、回転子６０が図１に示す回転軸Ｐ−Ｑを中心に回転する。回転軸Ｐ−Ｑは鉄心板１の中心を通る軸である。回転子６０が回転すると、回転子鉄心２０内に設けられた永久磁石９および鉄心板１の外周側鉄心部３に遠心力が働く。上述のように鉄心板１は極軸Ｒ−Ｓに対して線対称に形成されているので、遠心力のうち極軸Ｒ−Ｓに垂直な周方向の成分は相殺され、極軸Ｒ−Ｓに平行な径方向の成分のみが働くことになる。
【００３６】
永久磁石９および外周側鉄心部３に働く径方向の力は、連結部６に応力を発生させる。径方向連結部６ｂは長手方向が径方向を向いており、遠心力は径方向の成分のみが存在するので、径方向連結部６ｂには引張応力のみが発生する。一方、周方向連結部６ａは長手方向が径方向と直交する周方向を向いているので、周方向連結部６ａには、鉄心板１の外側に、径方向連結部６ｂとの境界付近を支点として、周方向連結部６ａを曲げるような曲げ応力が発生する。鉄心板１の塑性変形に対する耐性は、引張応力に対しては強いが、曲げ応力に対しては弱いので、周方向連結部６ａに発生する曲げ応力が塑性変形に対する耐性を決定する。
【００３７】
本発明では、周方向連結部６ａの形状を上述の通りに構成したので、周方向連結部６ａに板薄部１２を設けても、周方向連結部６ａの強度を十分に高くすることができる。以下にそのメカニズムについて説明する。
【００３８】
周方向連結部６ａに板薄部１２を設けた場合、周方向連結部６ａに発生する曲げ応力の集中箇所は、板厚方向の形状に起因するものと、鉄心板１の面方向の形状に起因するものとに分離して考えることができる。板厚方向の形状に起因する応力集中は、図６で示すと、板薄部１２内の径方向連結部６ｂに近い側の変厚部１２ｃ内の定厚部１２ａとの境界付近に発生する。言い換えれば、周方向連結部６ａに設けた板薄部１２内で、板厚が最小値から大きくなりはじめる箇所の径方向連結部６ｂに最も近い箇所で発生する。
【００３９】
一方、鉄心板１の面方向の形状に起因する応力集中は、図４で示すと、板薄部１２内の最小幅部１１付近の周方向連結部６ａの縁部１０に近い側に発生する。面方向の形状に起因する応力集中は、板厚方向の形状に起因する応力集中ほどには位置を具体的に示すことができず、例えば、板薄部１２をどの程度の範囲で設けるかなどの要因によって、最小幅部１１の位置から多少ずれた位置に発生する。しかし、面方向の形状に起因する応力集中は、概ね最小幅部１１の付近に発生するので、板厚方向の形状に起因する応力集中箇所である変厚部１２ｃの定厚部１２ａとの境界と、面方向の形状に起因する応力集中箇所である最小幅部１１の位置とを離して設けることによって、面方向の形状に起因する応力集中と板厚方向の形状に起因する応力集中とを分散することができ、周方向連結部６ａに発生する曲げ応力の最大値を低減して塑性変形に対する耐性を高めることができる。
【００４０】
次に、周方向連結部６ａの縁部１０の楕円弧の形状を決定する楕円１０ａの形状について説明する。
【００４１】
一般に、楕円の形状は長半径をａ、短半径をｂとした場合、楕円率ｂ／ａで定義することができる。図７は周方向連結部の縁部を決定する楕円弧の楕円を定義するための平面図である。図７において、実線で示した円弧は鉄心板１の外周を示したものであり、点Ｏは鉄心板１の中心を示したものである。また、破線で示した楕円は周方向連結部６ａの縁部１０の楕円弧の形状を決定する楕円１０ａである。図７では分かりやすくするために、鉄心板１の大きさに対して、楕円１０ａの大きさを実際の鉄心板１の場合より大きく示してある。
【００４２】
なお、図４では楕円１０ａの短径が鉄心板１の中心方向からずれた方向を向いているが、図７では楕円１０ａの短径は鉄心板１の中心方向を向いている。実際の鉄心板１では楕円１０ａの短径は鉄心板１の中心方向を向く必要はなく、図４に示したようにずれている方が、最小幅部１１の位置と、定厚部１２ａと変厚部１２ｃとの境界の位置との距離が大きくなり、面方向の形状に起因する応力集中箇所と板厚方向の形状に起因する応力集中箇所とがより離れるので好ましい。しかし、図２や図４に示すように実際の鉄心板１の大きさに対する楕円１０ａの大きさの比率は、図７に示した鉄心板１の大きさに対する楕円１０ａの大きさの比率より小さく、短径の向きと中心方向とのずれは僅かなので、楕円１０ａの形状を図７のように短径が中心方向を向いているもので近似することができる。
【００４３】
図７において、ａ、ｂ、ｃ、ｄは各線分の距離である。ａは楕円１０ａの長半径であり、ｂは楕円１０ａの短半径である。また、楕円１０ａの長径上の点Ａと点Ｂとを通る破線Ｎ−Ｍは、鉄心板１の外周と同心円を成す円弧である。ｃは楕円１０ａの長径上の点Ａと鉄心板１の中心Ｏとの距離であり、破線Ｎ−Ｍの円弧を構成する円の半径である。ｄは楕円１０ａの中心と鉄心板１の中心Ｏとの距離である。また角度θは、鉄心板１の中心Ｏと点Ａとを結ぶ線分Ｏ−Ａと、鉄心板１の中心Ｏと点Ｂとを結ぶ線分Ｏ−Ｂとの間の角度である。
【００４４】
楕円１０ａは短径上の点Ｃが、破線Ｎ−Ｍからなる円弧より鉄心板１の外周側に位置するように設計される。すなわち、点Ａ−点Ｃ−点Ｂを通る楕円１０ａの円弧は、鉄心板１の同心円の円弧である破線Ｎ−Ｍより、鉄心板１の外周側に凸の形状を呈する。短径上の点Ｃが、破線Ｎ−Ｍからなる円弧より鉄心板１の外周側に位置する場合には、楕円１０ａと鉄心板１の外周との間の距離が最も小さい最小幅部は点Ｃの位置になるが、短径上の点Ｃが、破線Ｎ−Ｍからなる円弧より鉄心板１の中心側に位置する場合には、最小幅部は点Ａおよび点Ｂに近い位置になる。上述のように点Ａあるいは点Ｂに近い位置には、板薄部１２の定厚部１２ａと変厚部１２ｃの境界が存在し、この境界に板厚方向の形状に起因する応力集中部ができるので、板厚方向の応力集中部と面方向の応力集中部とが異なる位置になるようにするには、最小幅部は点Ｃの位置になるのがよい。従って、楕円１０ａは、短径上の点Ｃが破線Ｎ−Ｍからなる円弧より鉄心板１の外周側に位置するような楕円である必要がある。このような楕円を、図７に示した距離ａ、ｂ、ｃ、ｄと角度θとにより定義する。
【００４５】
図７に示すように、短径上の点Ｃが破線Ｎ−Ｍからなる円弧より鉄心板１の外周側に位置するためには、距離ｄと楕円１０ａの短径ｂの合計の距離が、破線Ｎ−Ｍの円弧を構成する円の半径、すなわち距離ｃより大きい必要がある。すなわち、以下の数式（１）の条件を満たす必要がある。
【００４６】
ｂ＋ｄ＞ｃ          …（１）
【００４７】
距離ｄは、ｄ＝ｃ・ｃｏｓ（θ／２）であるから、数式（１）に代入して、楕円１０ａの短半径ｂについて変形すると、以下の数式（２）になる。
【００４８】
ｂ＞ｃ｛１−ｃｏｓ（θ／２）｝          …（２）
【００４９】
楕円１０ａの長半径ａは、ａ＝ｃ・ｓｉｎ（θ／２）であるから、楕円率ｂ／ａは、数式（２）をｂ／ａに代入して、以下の数式（３）になる。
【００５０】
ｂ／ａ＞ｓｉｎ（θ／２）／｛１−ｃｏｓ（θ／２）｝          …（３）
【００５１】
数式（３）は、不等号の向きから分かるように、楕円１０ａの楕円率の下限値を示したものである。数式（３）から分かるように、楕円１０ａの楕円率の下限値は、鉄心板１の中心Ｏと、楕円１０ａの長径上の点Ａおよび点Ｂとを結んだ２本の直線の間の角度θによって決定される。図４のように楕円１０ａの短径の向きが、鉄心板１の中心方向から傾いている場合であっても、同様に鉄心板１の中心Ｏと、楕円１０ａの長径上の点Ａおよび点Ｂとを結んだ２本の直線の間の角度θによって決定してよい。
【００５２】
一方、上限値については応力解析により検討した。楕円率ｂ／ａが１／２である場合には、最小幅部に面方向の応力が集中し過ぎて、応力の最大値が大きくなり望ましくなかった。楕円率ｂ／ａが１／３である場合には、面方向の応力集中が最小幅部の周辺にも広がるため、最小幅部に面方向の応力が集中し過ぎるということはなく、応力の最大値は許容値以下であった。また、楕円率ｂ／ａが１／４である場合には、最小幅部のさらに周辺まで面方向の応力集中部が広がり、さらに望ましい応力分布となった。以上のように、楕円１０ａの楕円率ｂ／ａは１／３以下がよく、１／４以下であればさらによい。
【００５３】
なお、数式（３）において、角度θが３６度より大きくなると、楕円率ｂ／ａは１／３以上になり、角度θが２８度より大きくなると、楕円率ｂ／ａは１／４以上になる。数式（３）は楕円率ｂ／ａの下限値を示す式であるから、楕円１０ａの上限値を１／３とした場合には、角度θは３６度以下でなければならず、上限値を１／４とした場合には、角度θは２８度以下でなければならない。
【００５４】
次に、上述した本発明の実施の形態１の鉄心板１と、従来の鉄心板の周方向連結部に板薄部を形成した鉄心板との応力分布を、応力解析により比較した結果について述べる。従来の鉄心板は、周方向連結部の幅が周方向連結部の長手方向に渡って等幅であり、周方向連結部の両端で内側の縁部と空隙部の周縁とを円弧により滑らかに繋げた形状をしている。すなわち、周方向連結部の鉄心板の外周側の縁を形成する円弧と、周方向連結部の鉄心板の中心側の縁を形成する円弧とは、鉄心板の中心を中心とする同心円によって構成されている。本発明の実施の形態１の鉄心板１は、上述のように周方向連結部６ａの幅が場所によって異なるが、周方向連結部６ａの磁気抵抗を、従来の鉄心板と同一にするために、本発明の実施の形態１の鉄心板１の周方向連結部６ａの幅の平均値が、従来の鉄心板の周方向連結部の幅と同一になるようにした。本発明の鉄心板１は、図４に示した通りに楕円１０ａの短径が中心方向から傾いており、楕円１０ａの楕円率が１／４である形状とした。板薄部は、両鉄心板共に同じ板厚および同じ長さで、径方向連結部の中心軸から等距離の位置に設けた。板薄部の定厚部の板厚ｔｃは鉄心板の板厚ｔｏの１／２とした。
【００５５】
以上のような解析モデルを作成し、回転子を回転させたときに発生する応力を解析により求めた。なお、本来、従来の鉄心板には周方向連結部に板薄部を設けていないが、上記のように従来の鉄心板の周方向連結部に板薄部を設けた鉄心板を、以後、従来の鉄心板と呼ぶ。
【００５６】
応力解析の結果、従来の鉄心板では、面方向の形状に起因する応力集中が、板厚方向の形状に起因する応力集中部と同じ場所である、板薄部の径方向連結部に近い側の変厚部の定厚部との境界付近に発生した。この結果は、面方向と板厚方向の両者の形状に起因する応力集中が合わさったためであり、板薄部の径方向連結部に近い側の変厚部の定厚部との境界付近には大きな応力集中が発生した。
【００５７】
一方、本発明の鉄心板１では、面方向の形状に起因する応力集中は、板厚方向の形状に起因する応力集中部とは異なる位置、すなわち周方向連結部６ａの最小幅部１１の付近に発生し、しかも楕円率が１／４であるため、最小幅部１１の位置から広がりを持った応力分布となった。また、板厚方向の形状に起因する応力集中は、板薄部１２の径方向連結部６ｂに近い側の変厚部１２ｃの定厚部１２ａとの境界付近に発生した。しかし、面方向の形状に起因する応力集中箇所と、板厚方向の形状に起因する応力集中箇所とが離れた場所に発生したので、全体として応力集中は分散され、本発明の鉄心板１の周方向連結部６ａ内に発生する最大応力は、従来の鉄心板の周方向連結部内に発生する最大応力の７０％以下の大きさであった。
【００５８】
以上のように本発明の鉄心板１は、従来の鉄心板に比べ、周方向連結部６ａに発生する最大応力を小さくすることができるので、最大応力の許容値を従来の鉄心板と同じにすると、周方向連結部６ａの幅をさらに小さくして磁気抵抗を増大することができる。これにより磁気短絡による漏れ磁束を低減し、回転電機の効率を向上させることができるといった効果が得られる。
【００５９】
また、本発明の鉄心板１は、従来の鉄心板と磁気抵抗を同じにすべく周方向連結部６ａの幅を従来の鉄心板と同じにした場合には、周方向連結部６ａに発生する最大応力が従来の鉄心板よりも小さくなるので、従来の鉄心板よりもより廉価で低強度の電磁鋼板で鉄心板を形成することができ、回転電機の材料コストを低減することができるといった効果が得られる。
【００６０】
さらに、本発明の鉄心板１は、複数枚積層して回転子鉄心２０を構成した場合に、鉄心板１の周方向連結部６ａに設けた板薄部１２が、回転子鉄心２０内の空隙部７と回転子鉄心２０の外側とを連通する風路を構成するので、空隙部７と端部が接する永久磁石を冷却することができ、回転子６０の減磁耐力を向上させ、回転子６０を大型化することなくトルクを向上させることができるといった効果が得られる。
【００６１】
実施の形態２．
図８は本発明の実施の形態２の回転電機の回転子のうち、回転子鉄心を構成する鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。図８において、実施の形態１と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態１とは、磁石挿入穴の形状が相違している。
【００６２】
図８に示すように本実施の形態２の回転子６０の鉄心板１は、極軸Ｒ−Ｓに対して線対称に磁石挿入穴５ａ、５ｂが鉄心板１の中心側に凸となるようにＶ字状に設けられている。磁石挿入穴５ａと磁石挿入穴５ｂは互いに連通しており、１つの磁石挿入穴のように構成されている。磁石挿入穴５ａ、５ｂの極軸Ｒ−Ｓから遠い側の端部は、それぞれ空隙部７に連通しており、空隙部７を囲うように、周方向連結部６ａと径方向連結部６ｂとからなる連結部６が設けられている。また、実施の形態１と同様に、周方向連結部６ａには板薄部１２が設けられている。磁石挿入穴５ａ、５ｂの極軸Ｒ−Ｓから遠い側の端部には、それぞれ磁石止め８ａが設けられ、磁石挿入穴５ａ、５ｂの極軸Ｒ−Ｓ側には磁石止め８ｂが設けられている。
【００６３】
以上のような鉄心板１を磁石挿入穴５ａ、５ｂの位置を揃えて複数枚積層し、回転子鉄心２０が構成される。回転子鉄心２０の磁石挿入穴５ａと磁石挿入穴５ｂのそれぞれに板状の永久磁石を挿入して回転子６０が構成される。永久磁石は磁石止め８ａ、８ｂにより磁石挿入穴５ａ、５ｂの長手方向への移動が抑制されて、回転子２０内で固定される。このような構成により、実施の形態１の場合よりも挿入される永久磁石の量を増加することができるので、回転子６０のサイズを大きくすることなく、回転電機の最大トルクを増加することができる。
【００６４】
このように構成した回転子６０が回転すると、実施の形態１で述べたように、永久磁石および外周側鉄心部３に遠心力が働く。図８に示すように本実施の形態２の鉄心板１も磁極Ｒ−Ｓに対して線対称の構成となっているので、遠心力のうち周方向の成分は互いに相殺され、径方向の成分のみが働く。従って、径方向連結部６ｂには引張応力が生じ、周方向連結部６ａには曲げ応力が生じる。
【００６５】
本実施の形態２の鉄心板１の場合も、実施の形態１で述べたように、周方向連結部６ａにコイニングなどにより板薄部１２を形成し、周方向連結部６ａの内側の縁部１０を楕円弧とすることで、板厚方向の形状に起因する応力集中箇所と、面方向の形状に起因する応力集中箇所とを異なる位置として、周方向連結部６ａの応力分布を分散させることができる。従って、板薄部１２によって連結部６の磁気抵抗を増大させて磁気短絡による漏れ磁束を低減し、回転電機の効率を向上させつつ、鉄心板１の塑性変形に対する耐性を高めることができる。
【００６６】
なお、図８では、磁石挿入穴５ａと磁石挿入穴５ｂは互いに連通しており、１つの磁石挿入穴のように構成されているが、磁石挿入穴５ａと磁石挿入穴５ｂとの間に新たな連結部を設けて、磁石挿入穴５ａと磁石挿入穴５ｂとが完全に分離して構成されてもよい。しかし、磁石挿入穴５ａと磁石挿入穴５ｂとの間に新たな連結部を設けると、新たな連結部によって磁気短絡が発生するので、回転電機の効率を向上させるためには、図８のように磁石挿入穴５ａと磁石挿入穴５ｂとの間に新たな連結部を設けず、１つの磁石挿入穴のように互いに連通している方がよい。しかし、磁石挿入穴５ａと磁石挿入穴５ｂとの間に新たな連結部を設けた場合であっても、周方向連結部６ａに板薄部１２を形成し、周方向連結部６ａの内側の縁部１０を楕円弧とすることで、鉄心板１の塑性変形に対する耐性を高めることができる。
【００６７】
実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３の回転電機の回転子のうち、回転子鉄心を構成する鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。図９において、実施の形態１と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態１とは、磁石挿入穴の形状が相違している。
【００６８】
図９に示すように本実施の形態３の回転子６０の鉄心板１は、極軸Ｒ−Ｓに対して線対称に磁石挿入穴５ａ、５ｂ、５ｃが鉄心板１の中心側に凸となるようにＵ字状に設けられている。磁石挿入穴５ａ、磁石挿入穴５ｂおよび磁石挿入穴５ｃは互いに連通しており、１つの磁石挿入穴のように構成されている。磁石挿入穴５ａ、５ｃの極軸Ｒ−Ｓから遠い側の端部は、それぞれ空隙部７に連通しており、空隙部７を囲うように、周方向連結部６ａと径方向連結部６ｂとからなる連結部６が設けられている。また実施の形態１と同様に、周方向連結部６ａには板薄部１２が設けられている。磁石挿入穴５ａ、５ｃの極軸Ｒ−Ｓから遠い側の端部には、それぞれ磁石止め８ａが設けられ、磁石挿入穴５ａ、５ｃの極軸Ｒ−Ｓに近い側の端部と磁石挿入穴５ｂの両端部との間には磁石止め８ｂが設けられている。
【００６９】
以上のような鉄心板１を磁石挿入穴５ａ、５ｂ、５ｃの位置を揃えて複数枚積層し、回転子鉄心２０が構成される。回転子鉄心２０の磁石挿入穴５ａ、磁石挿入穴５ｂおよび磁石挿入穴５ｃのそれぞれに板状の永久磁石を挿入して回転子６０が構成される。永久磁石は磁石止め８ａ、８ｂにより磁石挿入穴５ａ、５ｂ、５ｃの長手方向への移動が抑制されて、回転子２０内で固定される。このような構成により、実施の形態２の場合よりも挿入される永久磁石の量をさらに増加することができるので、回転子６０のサイズを大きくすることなく、回転電機の最大トルクをさらに増加することができる。
【００７０】
このように構成した回転子６０が回転すると、実施の形態１で述べたように、永久磁石および外周側鉄心部３に遠心力が働く。図９に示すように本実施の形態３の鉄心板１も磁極Ｒ−Ｓに対して線対称の構成となっているので、遠心力のうち周方向の成分は互いに相殺され、径方向の成分のみが働く。従って、径方向連結部６ｂには引張応力が生じ、周方向連結部６ａには曲げ応力が生じる。
【００７１】
本実施の形態３の鉄心板１の場合も、実施の形態１で述べたように、周方向連結部６ａにコイニングなどにより板薄部１２を形成し、周方向連結部６ａの内側の縁部１０を楕円弧とすることで、板厚方向の形状に起因する応力集中箇所と、面方向の形状に起因する応力集中箇所とを異なる位置として、周方向連結部６ａの応力分布を分散させることができる。従って、板薄部１２によって連結部６の磁気抵抗を増大させて磁気短絡による漏れ磁束を低減し、回転電機の効率を向上させつつ、鉄心板１の塑性変形に対する耐性を高めることができる。
【００７２】
なお、図９では、磁石挿入穴５ａ、磁石挿入穴５ｂおよび磁石挿入穴５ｃは互いに連通しており、１つの磁石挿入穴のように構成されているが、各磁石挿入穴の間に新たな連結部を設けて、それぞれの磁石挿入穴を分離して構成してもよいことは実施の形態２で述べた通りである。
【００７３】
実施の形態４．
図１０は本発明の実施の形態４の回転電機の回転子のうち、回転子鉄心を構成する鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。また、図１１は図１０で示した鉄心板の連結部と空隙部の周辺の構成を拡大して示した部分斜視図である。図１０、図１１において、実施の形態１と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態１とは、連結部に設けた板薄部の構成が相違している。
【００７４】
図１１に示すように、本実施の形態４の鉄心板１は板薄部１２が周方向連結部６ａと径方向連結部６ｂとの両方に連続して設けられている。図１２は図１１の破線ｍ−ｎおよび破線Ｃ−Ｄでの板厚方向の断面図である。図１２（ａ）は破線ｍ−ｎでの断面図であり、紙面左側が破線ｍ−ｎのｍ側である。図１２（ｂ）は破線Ｃ−Ｄでの断面図であり、紙面左側が破線Ｃ−ＤのＣ側、すなわち鉄心板１の外周側である。図１１および図１２に示すように、板薄部１２は、周方向連結部６ａと径方向連結部６ｂの両方に連続して設けられた板厚がｔｃで一定の定厚部１２ａと、定厚部１２ａの周囲に設けられた板厚がｔｃからｔｏに変化する変厚部１２ｂ、１２ｄとによって構成される。変厚部１２ｂは実施の形態１で述べた変厚部１２ｂと同様に、周方向連結部６ａに設けられた変厚部である。一方、本実施の形態４では周方向連結部６ａの径方向連結部６ｂに近い側には変厚部は存在せず、実施の形態１とは異なり、径方向連結部６ｂと内周側鉄心部２とが連結される部分に変厚部１２ｄが存在している。周方向連結部６ａの内側の縁部１０の形状は、実施の形態１で示したのと同様に楕円弧の形状をしている。
【００７５】
以上のように構成した鉄心板１を磁石挿入穴５の位置を揃えて複数枚積層して回転子鉄心２０を構成し、回転子鉄心２０の磁石挿入穴に板状の永久磁石を挿入して回転子６０が構成される。回転子６０が回転すると、永久磁石と外周側鉄心部３に遠心力が働くが、実施の形態１〜３に述べたように、鉄心板１は極軸Ｒ−Ｓに対して線対称となる構成であるので、周方向の成分は相殺され、径方向の成分のみが働く。
【００７６】
本実施の形態４の鉄心板１は、実施の形態１〜３の鉄心板に存在した周方向連結部６ａの径方向連結部６ｂに近い側に設けられた変厚部１２ｃが存在しないので、板厚方向の形状に起因する曲げ応力の集中部は、周方向連結部６ａの外周側鉄心部３に近い側の変厚部１２ｂに発生する。一方、径方向連結部６ｂと内周側鉄心部２とが連結される部分に設けられた変厚部１２ｄには引張応力しか働かないので、変厚部１２ｄに発生する応力は塑性変形に対する耐性を考える上で、変厚部１２ｂほどには問題とならない。なお、変厚部１２ｂの位置は、実施の形態１で示した変厚部１２ｃに比べ、径方向連結部６ｂからの距離が大きいため、変厚部１２ｂに発生する応力の最大値は、実施の形態１で示した変厚部１２ｃに発生する応力の最大値よりも小さくなる。
【００７７】
一方、周方向連結部６ａの内側の縁部１０の楕円弧は、実施の形態１で述べた楕円１０ａに重なるように構成されているので、面方向の形状に起因する応力集中は、実施の形態１と同様、周方向連結部６ａの幅が最も狭い最小幅部１１の付近に発生する。従って、板厚方向の形状に起因する応力集中と、面方向の形状に起因する応力集中とが異なる場所で発生するので、周方向連結部６ａの応力分布を分散させることができる。この結果、板薄部１２によって連結部６の磁気抵抗を増大させて磁気短絡による漏れ磁束を低減し、回転電機の効率を向上させつつ、鉄心板１の塑性変形に対する耐性を高めることができる。
【００７８】
なお、上記実施の形態１〜４では、周方向連結部６ａの内側の縁部１０の形状が楕円弧である場合について述べたが、周方向連結部６ａの幅が均一でなく幅が最も狭い最小幅部を、板薄部の定厚部と変厚部の境界付近とは異なる位置に設けるようにすれば、楕円弧に代えて、径の異なる２つ以上の円弧、長径あるいは短径のいずれか一方または両方の長さが異なる２つ以上の楕円弧、または２つ以上の円弧と楕円弧とを滑らかに接続した形状であってもよい。
【００７９】
また、鉄心板１が極軸に対して線対称である場合について述べたが、回転子鉄心２０が回転した場合に連結部６に発生する応力は、外周側鉄心部３および永久磁石９に発生する遠心力によるものなので、内周側鉄心部２にリベット２４を挿入する穴を設けるなどにより、内周側鉄心部２が線対称とはならず、厳密には極軸に対して線対称とはならない鉄心板１であってもよい。
【００８０】
また、鉄心板１は外周が円形の場合について示したが、円形に限らず、例えば花びら型などの凹凸を有する形状の場合であっても同様の効果を奏する。また、鉄心板１に７００ＭＰａ以上の引張強度を有する高強度の電磁鋼板を使用することによって、周方向連結部６ａおよび径方向連結部６ｂの幅を小さくしても十分な強度を得ることができ、磁気短絡による漏れ磁束を低減した回転子が得られるので、効率の良い回転電機を得ることができる。
【００８１】
実施の形態５．
図１３は本発明の実施の形態５の回転電機の回転子のうち、回転子鉄心を構成する鉄心板の一部を拡大して示した部分平面図である。また、図１４は図１３で示した鉄心板の連結部および空隙部の周辺の構成を拡大して示した部分斜視図である。図１３、図１４において、実施の形態１と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態１とは、連結部に設けた板薄部の構成と周方向連結部の縁部の形状とが相違している。
【００８２】
図１３および図１４に示すように、本実施の形態５の鉄心板１は板薄部１２が周方向連結部６ａから外周側鉄心部３に亘って設けられている。図１５は図１４の破線ｍ−ｎにおける板厚方向の断面図である。図１５において、紙面左側が破線ｍ−ｎのｍ側である。図１４および図１５に示すように、板薄部１２は、周方向連結部６ａから外周側鉄心部３に亘って設けられた板厚がｔｃで一定の定厚部１２ａと、定厚部１２ａの周囲に設けられた板厚がｔｃからｔｏに変化する変厚部１２ｂ、１２ｃとによって構成される。変厚部１２ｂは実施の形態１で述べた変厚部１２ｂとは異なり、変厚部１２ｂの全体が周方向連結部６ａ内ではなく、外周側鉄心部３内に設けられている。一方、変厚部１２ｃは実施の形態１で述べた変厚部１２ｃと同様に、周方向連結部６ａの径方向連結部６ｂに近い側に設けられている。
【００８３】
図１６は図１３で示した鉄心板の連結部および空隙部の周辺の構成を示した部分平面図である。図１６において、破線で示した円弧１０ａ、楕円１０ｂ、円１０ｃ、および、点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、点Ｓは周方向連結部６ａの内周側の縁部１０の形状を説明するための補助線および補助点である。円弧１０ａは、円形に形成された鉄心板１と同心であり、すなわち鉄心板１の回転軸を中心とする円弧である。楕円１０ｂは、長半径および短半径が円弧１０ａの半径より短い楕円であり、長径が、鉄心板１の中心を通る破線Ｃ−Ｄに直交している。円１０ｃは、半径が円弧１０ａの半径より小さい円である。
【００８４】
楕円１０ｂは径方向連結部６ｂに点Ｐで接し、楕円１０ｂのうちの楕円弧ＰＱが周方向連結部６ａの回転軸側の縁部１０の一部を構成している。円１０ｃは外周側鉄心部３に点Ｓで接し、円１０ｃのうち円弧ＲＳが縁部１０の一部を構成している。円弧１０ａは、点Ｑの位置に第１の端部を有し、点Ｒの位置に第２の端部を有しており、円弧ＱＲが縁部１０の一部を構成している。そして、円弧ＱＲの第１の端部に楕円弧ＰＱが接続され、円弧ＱＲの第２の端部に円弧ＲＳが接続されている。縁部１０は、点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、点Ｓの各点において、楕円弧ＰＱ、円弧ＱＲ、円弧ＲＳ、周方向連結部６ａ、および外周側鉄心部３のそれぞれが滑らかに接続されて形成されており、曲率が急激に変化しないように形成されている。すなわち、周方向連結部６ａの内周側の縁部１０は、楕円弧ＰＱと円弧ＱＲと円弧ＲＳとで構成された形状を呈している。
【００８５】
周方向連結部６ａの板薄部１２のうち径方向連結部６ｂ側の変厚部１２ｃが楕円弧ＰＱを含む位置に形成されている。また、最小幅部１１が円弧ＱＲに沿った領域に設けられている。すなわち、本実施の形態５の鉄心板１は、実施の形態１〜４で示した鉄心板とは異なり、周方向連結部６ａに設けられた最小幅部１１が、点ではなく周方向連結部６ａの長手方向に長さを有する領域となっている。この場合であっても、周方向連結部６ａにおける面方向の応力集中箇所は最小幅部１１の全体に亘るのではなく、最小幅部１１内の１点になるが、最小幅部１１が円弧ＱＲに沿った領域に設けられるため、周方向連結部６ａの磁気抵抗をさらに大きくして漏れ磁束を低減することができる。なお、図１６に示した形状の場合は、面方向の応力集中箇所は、概ね円弧ＱＲに沿った最小幅部１１内であって、楕円弧ＰＱとの接続箇所に近い部位になる。
【００８６】
以上のように構成した鉄心板１を磁石挿入穴５の位置を揃えて複数枚積層して回転子鉄心２０を構成し、回転子鉄心２０の磁石挿入穴に板状の永久磁石を挿入して回転子６０が構成される。回転子６０が回転すると、永久磁石と外周側鉄心部３に遠心力が働くが、実施の形態１〜４に述べたように、鉄心板１は極軸Ｒ−Ｓに対して線対称となる構成であるので、周方向の成分は相殺され、径方向の成分のみが働く。
【００８７】
鉄心板１は周方向連結部６ａにコイニングなどにより板薄部１２を形成し、板薄部１２の変厚部１２ｂを外周側鉄心部３内に設け、板薄部１２の変厚部１２ｃを楕円弧ＰＱが含まれる位置に設け、最小幅部１１を円弧ＱＲに沿った領域に設けているので、面方向の応力集中箇所である最小幅部１１と板厚方向の応力集中箇所である変厚部１２ｂ、１２ｃとの位置が異なるため、実施の形態１〜４の鉄心板と同様に鉄心板１の塑性変形に対する耐性を高めることができる。
【００８８】
そして、本実施の形態５の鉄心板１は、最小幅部１１が、鉄心板１の外形の円と同心の円弧ＱＲに沿った領域の全体に亘って設けられているため、実施の形態１〜４に示した鉄心板よりも周方向連結部６ａの断面積を長い距離に亘って小さくすることができるので、周方向連結部６ａの磁気抵抗を大きくして漏れ磁束を低減することができる。さらに板薄部１２が周方向連結部６ａから外周側鉄心部３に亘って設けられているため、板薄部１２の範囲が実施の形態１に比べて広くなる。これにより連結部６の磁気抵抗を実施の形態１の鉄心板よりもさらに増大させて磁気短絡による漏れ磁束をさらに低減し、回転電機の効率を向上させつつ、鉄心板１の塑性変形に対する耐性を高めることができる。
【００８９】
なお、本実施の形態５では、周方向連結部６ａの回転軸側の縁部１０の形状を、鉄心板１の外形と同心の円弧ＱＲと、円弧ＱＲの両端に滑らかに接続された楕円弧ＰＱおよび円弧ＲＳとで構成した形状としたが、円弧ＱＲの両端に円弧を滑らかに接続して構成した形状や、円弧ＱＲの両端に楕円弧を滑らかに接続して構成した形状であってもよい。また、図１６に示すように、円弧ＱＲの径方向連結部６ｂ側に楕円弧を、円弧ＱＲの外周側鉄心部３側に円弧を滑らかに接続して構成した形状が、板厚方向の応力集中箇所と面方向の応力集中箇所との位置を分離する上で最も好ましいが、円弧ＱＲの径方向連結部６ｂ側に円弧を、円弧ＱＲの外周側鉄心部３側に楕円弧を滑らかに接続して構成した形状であってもよい。また、円弧ＱＲの両端に接続された円弧または楕円弧を含む形状のさらに両端に、他の円弧または楕円弧あるいは他の曲線や直線を滑らかに接続した形状であってもよい。
【００９０】
さらに、本実施の形態５では、板薄部１２を周方向連結部６ａから外周側鉄心部３に亘って設けたが、実施の形態１〜４で示した鉄心板にあっても、板薄部１２を周方向連結部６ａから外周側鉄心部３に亘って設けてもよい。すなわち、板薄部１２の外周側鉄心部３側の変厚部１２ｂは、本実施の形態５のように、周方向連結部６ａの回転軸側の縁部１０が、鉄心板１の外形と同心の円弧ＱＲと、円弧ＱＲの両端に滑らかに接続された円弧または楕円弧で構成された形状に限らず、実施の形態１〜４のように楕円弧で形成された鉄心板であっても、周方向連結部６ａに設けた板薄部１２を外周側鉄心部３に亘って設け、板薄部１２の変厚部１２ｂを外周側鉄心部３内に設けてもよい。これにより連結部６の磁気抵抗を増大させて磁気短絡による漏れ磁束をさらに低減し、回転電機の効率を向上させつつ、鉄心板１の塑性変形に対する耐性を高めることができる。
【００９１】
また、板薄部１２の一方の変厚部１２ｂが外周側鉄心部３内に設けられ、板薄部１２の他方の変厚部１２ｃが径方向連結部６ｂ内に設けられていてもよい。すなわち、板薄部１２のうち少なくとも定厚部１２ａが周方向連結部６ａに設けられていればよい。
【００９２】
実施の形態６．
次に、上記実施の形態１から５で説明した回転子を有する回転電機を用いた電動圧縮機について説明する。図１７は、本発明の実施の形態６における電動圧縮機の縦断面構成を示す断面図である。この電動圧縮機１００は、例えば、冷凍装置、冷蔵装置、給湯装置、あるいは空気調和装置などの冷凍サイクルを利用した冷凍空調装置に用いられるものである。また、この電動圧縮機１００には、実施の形態１から５で説明した回転子のいずれかを備えた回転電機が搭載されている。
【００９３】
電動圧縮機１００は、流体である冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧の状態として吐出させるものである。電動圧縮機１００は、一般に、密封型のケーシング内に、圧縮機構３５と、圧縮機構３５を駆動する駆動機構３６とが収納されている。このケーシングは、アッパーシェル３１、センターシェル３０、および、ロアシェル３２で構成されており、圧力容器となっている。図１７に示すように、圧縮機構３５が上側に、駆動機構３６が下側に、それぞれ配置されている。このケーシングの底部は、冷凍機油４０を貯留する油だめとなっている。
【００９４】
圧縮機構３５は、吸入パイプ３３から吸入した冷媒を圧縮してケーシング内の上方に形成されている高圧室２６に排出する機能を有している。この高圧室２６に排出された冷媒は、吐出パイプ３４から電動圧縮機１００の外部に吐出されるようになっている。駆動機構３６は、圧縮機構３５で冷媒を圧縮するために、圧縮機構３５を構成している搖動スクロール５２を駆動する機能を果たすようになっている。つまり、駆動機構３６がシャフト５６を介して搖動スクロール５２を駆動することによって、圧縮機構３５で冷媒を圧縮するようになっている。
【００９５】
圧縮機構３５は、固定スクロール５１と、搖動スクロール５２と、フレーム５４と、で概略構成されている。図１７に示すように、搖動スクロール５２は下側に、固定スクロール５１は上側に配置されるようになっている。固定スクロール５１は、台板５１ａと、台板５１ａの一方の面に立設された渦巻状突起である渦巻部５１ｂと、で構成されている。搖動スクロール５２は、台板５２ａと、台板５２ａの一方の面に立設された渦巻状突起で、渦巻部５１ｂと渦巻部５２ｂとを互いに噛み合わせ、ケーシング内に装着されている。そして、渦巻部５２ｂと渦巻部５１ｂとの間には、相対的に容積が変化する圧縮室２７が形成される。
【００９６】
固定スクロール５１は、フレーム５４にボルト等（図示せず）によって固定されている。固定スクロール５１の中央部には、圧縮され、高圧となった冷媒を吐出する吐出口５３が形成されている。そして、圧縮され、高圧となった冷媒は、固定スクロール５１の上部に設けられている高圧室２６に排出されるようになっている。搖動スクロール５２は、固定スクロール５１に対して自転することなく公転運動を行うようになっている。また、搖動スクロール５２の渦巻部５２ｂ形成面とは反対側の面（以下、スラスト面と称する）の中心部には、中空円筒形状の偏心穴５２ｃが形成されている。この偏心穴５２ｃには、後述するシャフト５６の上端に設けられた偏心ピン部５６ａがはめ込まれている。
【００９７】
フレーム５４は、ケーシングの内周側に固着され、中心部にシャフト５６を貫通させるため貫通孔が形成されている。また、フレーム５４には、搖動スクロール５２のスラスト面側から軸方向下側に貫通する返油溝６１ａが形成されており、スラスト面を潤滑した冷凍機油４０をケーシング底部に戻すようになっている。図１７では、返油溝６１ａが１つだけ形成されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。例えば、返油溝６１ａを２つ以上形成してもよい。なお、フレーム５４は、その外周面を焼き嵌めや溶接等によってケーシングの内周面に固定するとよい。
【００９８】
駆動機構３６は、固定子６１の内周面側に回転可能に配設され、シャフト５６に固定された回転子６０（実施の形態１から５のいずれかの回転子）と、ケーシング内に垂直方向に収容され、固着保持された固定子６１と、回転軸であるシャフト５６と、で概略構成されている。回転子６０は、シャフト５６に固定され、固定子６１への通電が開始することにより回転駆動し、シャフト５６を回転させるようになっている。また、固定子６１の外周面は焼き嵌め等によりケーシング（センターシェル３０）に固着指示されている。すなわち、回転子６０および固定子６１で本発明の実施の形態に係る回転電機を構成している。
【００９９】
シャフト５６は、回転子６０の回転に伴って回転し、搖動スクロール５２を旋回させるようになっている。このシャフト５６は、上端をフレーム５４の中心部に位置する主軸受５５で、下端をセンターシェル３０の下方に固定配置されたサブフレーム５７の中心部に位置する副軸受５８で、回転可能に指示されている。このシャフト５６の上端部は、搖動スクロール５２の偏心穴５２ｃと回転自在に嵌合する偏心ピン部５６ａが形成されている。また、シャフト５６の内部には、上端部まで連通している給油通路５６ｂが形成されている。この給油通路５６ｂは、ケーシング底部に貯留してある冷凍機油４０の流路となるものである。
【０１００】
シャフト５６の下端側には、シャフト５６の回転に伴い冷凍機油４０を汲み上げるオイルポンプ５９が設けられている。このオイルポンプ５９の遠心ポンプ作用により、冷凍機油４０が汲み上げられ、給油通路５６ｂを流れて圧縮機構３５に供給されるようになっている。また、ケーシングを構成するセンターシェル３０には、冷媒を吸入するための吸入パイプ３３が連接されている。この吸入パイプ３３は、シェル内空間（低圧室２５）に開口するようになっている。さらに、ケーシングを構成するアッパーシェル３１には、冷媒を吐出するための吐出パイプ３４が連接されている。この吐出パイプ３４は、シェル内空間（高圧室２６）に開口するようになっている。
【０１０１】
なお、揺動スクロール５２と固定スクロール５１との間には、揺動スクロール５２の偏心旋回運動中における自転運動を阻止するためのオルダムリング（図示せず）が配設されている。このオルダムリングは、揺動スクロール５２と固定スクロール５１との間に配設され、揺動スクロール５２の自転運動を阻止するとともに、公転運動を可能とする機能を果たすようになっている。つまり、オルダムリングは、揺動スクロール５２の自転防止機構として機能している。また、電動圧縮機１００には、固定子６１に電源を供給するための密封端子６３及びリード線６２が設けられている。
【０１０２】
ここで、電動圧縮機１００の動作について簡単に説明する。
【０１０３】
密封端子６３に通電すると、リード線６２を介して電源が固定子６１に供給される。回転子６０は、電源が供給された固定子６１が発生する回転磁界からの回転力（トルク）を受けて回転する。それに伴って、主軸受５５と副軸受５８に支持されているシャフト５６が回転駆動する。揺動スクロール５２は、シャフト５６の偏心ピン部５６ａに係合されており、揺動スクロール５２の自転運動がオルダムリングの自転防止機構によって公転運動に変換される。
【０１０４】
回転子６０が回転するとき、回転子６０の下面に装着されているバランスウェイト２３で揺動スクロール５２の偏心公転運動に対するバランスを保っている。つまり、バランスウェイト２３は、回転子６０とともに回転して、この回転に対しての質量バランスをとる機能を有している。その結果、シャフト５６の上部に偏心支持された揺動スクロール５２が揺動されて公転旋回を始め、公知の圧縮原理により冷媒を圧縮する。
【０１０５】
まず、シャフト５６の回転駆動によって、ケーシング内の冷媒が固定スクロール５１の渦巻部５１ｂと揺動スクロール５２の渦巻部５２ｂとにより形成される圧縮室２７内へ流れ、吸入過程が開始する。この吸入過程は、低圧冷媒ガスが、吸入パイプ３３を介して外部から低圧室２５内を介して圧縮室２７内に吸い込まれることにより開始する。
【０１０６】
圧縮室２７内に冷媒ガスが吸入されると、偏心させられた揺動スクロール５２の公転旋回運動による固定スクロール５１と揺動スクロール５２との圧縮作用により、圧縮室２７の容積を減少させる圧縮過程へと移行する。つまり、圧縮機構３５では、揺動スクロール５２が公転旋回運動すると、冷媒ガスが吸入口となる揺動スクロール５２の渦巻部５２ｂ及び固定スクロール５１の渦巻部５１ｂの最外周開口部から取り込まれて、揺動スクロール５２の回転とともに徐々に圧縮されながら中心部に向かうにようになっている。
【０１０７】
そして、圧縮室２７で圧縮された冷媒ガスは、吐出過程に移行する。つまり、圧縮された高圧冷媒ガスは、固定スクロール５１の吐出口５３を通過し、高圧室２６を経由してから吐出パイプ３４を介して電動圧縮機１００の外部へと吐出されるのである。
【０１０８】
なお、低圧室２５内の低圧冷媒ガスと高圧室２６内の高圧冷媒ガスとは、固定スクロール５１及びフレーム５４により気密が保たれるように仕切られているのでケーシング内で混在することがない。また、シャフト５６が回転すると、オイルポンプ５９の遠心ポンプ作用により冷凍機油４０が吸引され、シャフト５６内に設けられた給油通路５６ｂを通って主軸受５５及び副軸受５８等に供給された後、重力により返油溝６１ａを介して再びロアシェル３２内へ戻る。そして、固定子６１への通電を止めると、電動圧縮機１００が運転を停止する。
【０１０９】
従って、電動圧縮機１００は、実施の形態１から５で説明したいずれかの回転子を備えているので、漏れ磁束が低減され効率良く十分なトルクを得ることができるものとなっている。同様に、電動圧縮機１００に搭載される回転電機も同様の効果を得ることが可能になる。
【０１１０】
実施の形態７．
次に実施の形態６で説明した電動圧縮機を用いた冷凍空調装置について説明する。本実施の形態７では、室内機と室外機とが冷媒配管で接続された、いわゆるセパレート式の空気調和装置を例に説明するが、本発明の回転電機を備えた電動圧縮機が用いられる冷凍空調装置はこれに限らず、冷凍装置や他の形態の空気調和装置など冷凍サイクルを利用した他の形態の冷凍空調装置であってもよい。セパレート式の空気調和装置では室外機に電動圧縮機が設けられる。
【０１１１】
図１８は実施の形態７の空気調和装置の冷凍サイクルを示す冷媒回路図である。また、図１９は実施の形態７のセパレート式の空気調和装置の室外機を示す分解斜視図である。
【０１１２】
図１８に示すように、空気調和装置の冷媒回路は、実施の形態６で述べた冷媒を圧縮するための電動圧縮機１００、冷房運転と暖房運転とで冷媒の流れる方向を切り替える四方弁１０１、冷房運転時は凝縮器、暖房運転時は蒸発器として動作する室外側熱交換器１０２、高圧の液冷媒を減圧して低圧の気液二相冷媒にする減圧器１０３（電子制御式膨張弁）、冷房運転時は蒸発器、暖房運転時は凝縮器として動作する室内側熱交換器１０４を順次接続して冷凍サイクルを構成する。
【０１１３】
図１８の実線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れる方向を示す。また、図１８の破線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れる方向を示す。
【０１１４】
室外側熱交換器１０２には室外側送風機１０５が設けられ、そして室内側熱交換器１０４には室内側送風機１０６（横流ファン）が設けられている。
【０１１５】
冷房運転時は、電動圧縮機１００から圧縮された高温高圧の冷媒が吐出し、四方弁１０１を介して室外側熱交換器１０２へ流入する。この室外側熱交換器１０２では、その風路に設けられた室外側送風機１０５により室外の空気が室外側熱交換器１０２のフィンとチューブ（伝熱管）の間を通過しながら冷媒と熱交換し、冷媒は冷却されて高圧の液状態になり、室外側熱交換器１０２は凝縮器として作用する。その後、減圧器１０３を通過して減圧され低圧の気液二相冷媒となり室内側熱交換器１０４に流入する。室内側熱交換器１０４では、その風路に取り付けられた室内側送風機１０６（横流ファン）の駆動により室内空気が室内側熱交換器１０４のフィンとチューブ（伝熱管）の間を通過し冷媒と熱交換することにより、室内空間に吹き出される空気は冷やされ、一方冷媒は空気より熱を受け取り蒸発して気体状態となり（室内側熱交換器１０４は蒸発器として作用する）、冷媒はその後電動圧縮機１００へ戻る。室内側熱交換器１０４で冷却された空気により、室内空間を空調（冷房）する。
【０１１６】
また、暖房運転時は、四方弁１０１が反転することより、冷凍サイクルにおいて上記冷房運転時の冷媒の流れと逆向きに冷媒が流れ、室内側熱交換器１０４が凝縮器として、室外側熱交換器１０２が蒸発器として作用する。室内側熱交換器１０４で暖められた空気により、室内空間を空調（暖房）する。
【０１１７】
図１９により空気調和装置の室外機１１０の構成を説明する。空気調和装置の室外機１１０は、平面視で略Ｌ字状の室外側熱交換器１０２、室外機１１０の筐体の底部を構成する底板１１１（ベース）、筐体の天面を構成する平板状のトップパネル１１２、筐体の前面と一側部を構成する平面視で略Ｌ字状のフロントパネル１１３、筐体の他側部を構成するサイドパネル１１４、風路（送風機室）と機械室を分けるセパレータ１１５、電気品が収納される電気品ボックス１１６、冷媒を圧縮する電動圧縮機１００、冷媒回路を形成する冷媒配管・冷媒回路部品類１１７、室外側熱交換器１０２に送風を行う室外側送風機１０５等で構成されている。
【０１１８】
上記のように構成される空気調和装置の室外機１１０に搭載される電動圧縮機１００は、本実施の形態６で述べたように、本実施の形態１から５で述べた、漏れ磁束が低減され効率良く十分なトルクを得ることができる回転子を設けた回転電機を備えているので、効率良く冷凍サイクルを行える空気調和装置を得ることができる。
【０１１９】
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更してもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１  鉄心板
２  内周側鉄心部
３  外周側鉄心部
５、５ａ、５ｂ、５ｃ  磁石挿入穴
６  連結部、６ａ  周方向連結部、６ｂ  径方向連結部
７  空隙部
９  永久磁石
１０  縁部
１１  最小幅部
１２  板薄部、１２ａ  定厚部、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  変厚部
２０  回転子鉄心
６０  回転子
１００  電動圧縮機
１１０  空気調和装置の室外機
【図１】
2017038489.tif 000003
【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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
2017038489.tif 000022
2017038489.tif 000023
2017038489.tif 000024
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