(57)【要約】  電動機（１）は、第１回転子端部（２１ａ）と第２回転子端部（２１ｂ）とを有する回転子（２）と、第１固定子端部（３１ａ）と第２固定子端部（３１ｂ）とを有する固定子（３）とを有する。第１回転子端部（２１ａ）は、第１固定子端部（３１ａ）から第１側に離れて位置している。第２回転子端部（２１ｂ）は、第２固定子端部（３１ｂ）から第１側に離れて位置している。永久磁石（２２０）から第１端板（２７ａ）までの距離をＤ１とし、永久磁石（２２０）から第２端板（２７ｂ）までの距離をＤ２としたとき、距離Ｄ１及び距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たす。複数の電磁鋼板（２０１）の各々の厚さは０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である。
2019175927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向における第１側にある第１固定子端部と、前記軸方向において前記第１側の反対側である第２側にある第２固定子端部と、径方向に延在するティースと、前記ティースに巻回された巻線とを有する固定子と、
前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板、磁石挿入孔、前記第１側にある第１回転子端部、及び前記第２側にある第２回転子端部を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心に固定されているとともに前記第２側のみで支持された軸と、前記磁石挿入孔の前記第１側を覆う第１端板と、前記磁石挿入孔の前記第２側を覆う第２端板とを有する回転子と
を備え、
前記第１回転子端部は、前記軸方向において前記第１固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記第２回転子端部は、前記軸方向において前記第２固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記永久磁石から前記第１端板までの距離をＤ１とし、前記永久磁石から前記第２端板までの距離をＤ２としたとき、前記距離Ｄ１及び前記距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たし、
前記複数の電磁鋼板の各々の厚さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である
電動機。
【請求項２】
前記回転子鉄心は、径方向における前記回転子鉄心の端部であって且つ前記回転子の磁極中心部に位置する第１部分と、径方向における前記回転子鉄心の端部であって且つ前記回転子の極間部に位置する第２部分とを有し、
前記軸方向に直交する平面において、前記回転子の回転中心から前記第１部分までの距離は、前記回転子の前記回転中心から前記第２部分までの距離よりも長い請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記第１端板は、前記第１端板の外縁の一部を形成する第１外縁と、周方向において前記第１外縁に隣接している第２外縁とを有し、
前記第１外縁は、径方向において前記第１部分から内側に離れて位置しており、
前記第２外縁は、径方向において前記第２部分から外側に離れて位置している
請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記回転子鉄心は、前記第１部分を含む第１外周面と、前記第２部分を含む第２外周面とを有し、
前記第１外周面は、前記第２外周面よりも径方向において外側に突出している請求項２又は３に記載の電動機。
【請求項５】
前記ティースは、前記回転子に面するティース先端部を有し、
前記軸方向と直交する平面において、周方向における前記ティース先端部の両端部と前記回転子の回転中心とを通る２直線が成す角度をθ１とし、前記平面において、前記周方向における前記第１外周面の両端と前記回転子の前記回転中心とを通る２直線が成す角度をθ２とすると、
前記電動機はθ１≧θ２を満たす
請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記回転子鉄心は、径方向において前記磁石挿入孔の外側に形成された孔を有し、前記孔は周方向に延在している請求項５に記載の電動機。
【請求項７】
前記孔は、周方向における前記ティース先端部の端部と前記回転子の回転中心とを通る直線上に位置している請求項６に記載の電動機。
【請求項８】
前記回転子鉄心は、前記孔と前記回転子鉄心の外縁との間に形成された薄肉部を有する請求項６又は７に記載の電動機。
【請求項９】
径方向における前記永久磁石の幅は、前記径方向における前記磁石挿入孔の幅よりも小さく、
前記永久磁石は、前記磁石挿入孔内において前記径方向における内側に位置している
請求項１から８のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１０】
前記第１端板は第１固定孔を有し、
前記回転子鉄心は第２固定孔を有し、
前記回転子は、前記第１端板を前記回転子鉄心に固定する固定部材を有し、
前記固定部材は、前記第１固定孔及び前記第２固定孔に挿入されており、
前記固定部材の半径をｒ１とし、前記第１固定孔の半径をｒ２とし、前記第２固定孔の半径をｒ３とし、前記回転子の磁極中心部における前記回転子鉄心の半径をＭ１とし、前記磁極中心部上の前記第１端板の半径をＴ１としたとき、
前記電動機は、
（ｒ２＋ｒ３）−２×ｒ１≦Ｍ１−Ｔ１
を満たす
請求項１から９のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
前記巻線に印加される電圧を調整するためのキャリア周波数が１ｋＨｚから８ｋＨｚである請求項１から１０のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１２】
前記巻線に印加される電圧を昇圧させる昇圧回路をさらに備える請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１３】
電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と、
前記電動機及び前記圧縮機構を覆うハウジングと
を備え、
前記電動機は、
軸方向における第１側にある第１固定子端部と、前記軸方向において前記第１側の反対側である第２側にある第２固定子端部と、径方向に延在するティースと、前記ティースに巻回された巻線とを有する固定子と、
前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板、磁石挿入孔、前記第１側にある第１回転子端部、及び前記第２側にある第２回転子端部を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心に固定されているとともに前記第２側のみで支持された軸と、前記磁石挿入孔の前記第１側を覆う第１端板と、前記磁石挿入孔の前記第２側を覆う第２端板とを有する回転子と
を有し、
前記第１回転子端部は、前記軸方向において前記第１固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記第２回転子端部は、前記軸方向において前記第２固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記永久磁石から前記第１端板までの距離をＤ１とし、前記永久磁石から前記第２端板までの距離をＤ２としたとき、前記距離Ｄ１及び前記距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たし、
前記複数の電磁鋼板の各々の厚さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である
圧縮機。
【請求項１４】
電動機と、
前記電動機によって駆動される羽根と
を備え、
前記電動機は、
軸方向における第１側にある第１固定子端部と、前記軸方向において前記第１側の反対側である第２側にある第２固定子端部と、径方向に延在するティースと、前記ティースに巻回された巻線とを有する固定子と、
前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板、磁石挿入孔、前記第１側にある第１回転子端部、及び前記第２側にある第２回転子端部を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心に固定されているとともに前記第２側のみで支持された軸と、前記磁石挿入孔の前記第１側を覆う第１端板と、前記磁石挿入孔の前記第２側を覆う第２端板とを有する回転子と
を有し、
前記第１回転子端部は、前記軸方向において前記第１固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記第２回転子端部は、前記軸方向において前記第２固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記永久磁石から前記第１端板までの距離をＤ１とし、前記永久磁石から前記第２端板までの距離をＤ２としたとき、前記距離Ｄ１及び前記距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たし、
前記複数の電磁鋼板の各々の厚さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である
送風機。
【請求項１５】
室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を備え、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つは電動機を有し、
前記電動機は、
軸方向における第１側にある第１固定子端部と、前記軸方向において前記第１側の反対側である第２側にある第２固定子端部と、径方向に延在するティースと、前記ティースに巻回された巻線とを有する固定子と、
前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板、磁石挿入孔、前記第１側にある第１回転子端部、及び前記第２側にある第２回転子端部を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心に固定されているとともに前記第２側のみで支持された軸と、前記磁石挿入孔の前記第１側を覆う第１端板と、前記磁石挿入孔の前記第２側を覆う第２端板とを有する回転子と
を有し、
前記第１回転子端部は、前記軸方向において前記第１固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記第２回転子端部は、前記軸方向において前記第２固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記永久磁石から前記第１端板までの距離をＤ１とし、前記永久磁石から前記第２端板までの距離をＤ２としたとき、前記距離Ｄ１及び前記距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たし、
前記複数の電磁鋼板の各々の厚さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である
冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を有する電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷凍サイクル装置に用いられる高効率密閉型圧縮機内の電動機として、永久磁石埋込型電動機などの永久磁石同期電動機（ブラシレスＤＣモータともいう）が用いられている。永久磁石同期電動機の回転子の回転子鉄心の内部には永久磁石が配置されている。通常、永久磁石同期電動機の駆動に伴って回転子鉄心に熱が発生する。回転子鉄心に発生した熱が永久磁石に伝わると、永久磁石の温度が上昇し、永久磁石の減磁を引き起こす。その結果、電動機のトルク及び効率が低下するという問題がある。そのため、永久磁石の周囲に冷媒を通過させることにより、永久磁石の温度上昇を低減する回転子が提案されている（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２０１６−８６４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、冷媒を用いて回転子の永久磁石を冷却するため、冷媒が通る経路が詰まった場合、永久磁石を充分に冷却できない。回転子の永久磁石の温度上昇は、永久磁石の減磁を引き起こす。その結果、電動機の効率が低下するという問題がある。【０００５】
本発明の目的は、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、回転子の永久磁石の温度上昇を低減することにより、電動機の効率を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動機は、軸方向における第１側にある第１固定子端部と、前記軸方向において前記第１側の反対側である第２側にある第２固定子端部と、径方向に延在するティースと、前記ティースに巻回された巻線とを有する固定子と、前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板、磁石挿入孔、前記第１側にある第１回転子端部、及び前記第２側にある第２回転子端部を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心に固定されているとともに前記第２側のみで支持された軸と、前記磁石挿入孔の前記第１側を覆う第１端板と、前記磁石挿入孔の前記第２側を覆う第２端板とを有する回転子とを備え、前記第１回転子端部は、前記軸方向において前記第１固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、前記第２回転子端部は、前記軸方向において前記第２固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、前記永久磁石から前記第１端板までの距離をＤ１とし、前記永久磁石から前記第２端板までの距離をＤ２としたとき、前記距離Ｄ１及び前記距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たし、前記複数の電磁鋼板の各々の厚さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転子の永久磁石の温度上昇を低減することにより、電動機の効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動機の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】電動機の構造を概略的に示す部分断面図である。
【図３】回転子の構造を概略的に示す側面図である。
【図４】回転子の構造を概略的に示す断面図である。
【図５】ｘｚ平面における回転子と固定子との位置関係を示す図である。
【図６】ｘｙ平面における回転子と固定子鉄心との位置関係を示す図である。
【図７】第１端板の構造を概略的に示す平面図である。
【図８】回転子２の構造を概略的に示す平面図である。
【図９】図８における線Ｃ９−Ｃ９に沿った断面図である。
【図１０】第２端板の他の例を示す図である。
【図１１】電動機における駆動系の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】電動機の駆動中における回転子の状態の一例を示す図である。
【図１３】電動機における電磁鋼板の厚さと回転子に生じる鉄損の大きさとの関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、電動機１の軸２６の軸線Ａ１と平行な方向を示し、ｘ軸方向（ｘ軸）は、ｚ軸方向（ｚ軸）に直交する方向を示し、ｙ軸方向（ｙ軸）は、ｚ軸方向及びｘ軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Ａ１は、回転子２の回転中心である。軸線Ａ１と平行な方向は、「回転子２の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、軸線Ａ１と直交する方向である。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機１の構造を概略的に示す平面図である。矢印Ｃ１は、軸線Ａ１を中心とする固定子３の周方向である。矢印Ｃ１は、軸線Ａ１を中心とする回転子２の周方向も示す。回転子２及び固定子３の周方向は、単に「周方向」ともいう。
図２は、電動機１の構造を概略的に示す部分断面図である。図２において、回転子２の外観、ｘｚ平面における固定子３の断面がそれぞれ示されている。図２における上側（すなわち、＋ｚ側）を第１側、下側（すなわち、−ｚ側）を第２側とそれぞれ呼ぶ。
【００１１】
電動機１は、回転子２と、固定子３と、軸受け４とを有する。電動機１は、例えば、永久磁石埋込型電動機である。
【００１２】
図２に示されるように、固定子３は、固定子鉄心３１と、軸方向における第１側にある第１固定子端部３１ａと、軸方向における第２側にある第２固定子端部３１ｂと、固定子鉄心３１（具体的には、ティース３１１）に巻回された巻線３２とを有する。例えば、固定子鉄心３１と巻線３２との間にはインシュレータが配置される。図１に示される固定子３では、固定子鉄心３１から巻線３２が外されている。
【００１３】
第１固定子端部３１ａは、第１側における固定子鉄心３１の端部であり、第２固定子端部３１ｂは、第２側における固定子鉄心３１の端部である。
【００１４】
図１に示されるように、固定子鉄心３１は、径方向に延在する少なくとも１つのティース３１１と、周方向に延在するヨーク３１２とを有する。図１に示される例では、固定子鉄心３１は、複数のティース３１１（具体的には、６つのティース３１１）を有する。
【００１５】
固定子鉄心３１は、環状に形成されている。固定子鉄心３１は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより形成されている。複数の電磁鋼板の各々は、予め定められた形状に打ち抜かれている。
【００１６】
図３は、回転子２の構造を概略的に示す側面図である。図３に示される破線は、固定孔２０６及び固定孔２７４の内壁を示す。
図４は、回転子２の構造を概略的に示す断面図である。図４では、第１端板２７ａは回転子鉄心２０から外されている。
回転子２は、径方向における固定子３の内側に回転可能に配置されている。回転子２は、回転子鉄心２０と、少なくとも１つの永久磁石２２０と、軸２６と、第１端板２７ａと、第２端板２７ｂと、少なくとも１つの固定部材２８とを有する。回転子２の回転軸は、軸線Ａ１と一致する。
【００１７】
回転子鉄心２０は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板２０１と、少なくとも１つの磁石挿入孔２０２と、軸孔２０３と、少なくとも１つの孔２０４と、少なくとも１つの薄肉部２０５と、少なくとも１つの固定孔２０６（第２固定孔ともいう）と、第１側にある第１回転子端部２１ａと、第２側にある第２回転子端部２１ｂとを有する。回転子鉄心２０は、略円筒形状である。
【００１８】
第１回転子端部２１ａは、軸方向における第１側の端部である。第２回転子端部２１ｂは、軸方向における第２側の端部である。
【００１９】
図３に示されるように、第１端板２７ａは、磁石挿入孔２０２の第１側を覆っている。第２端板２７ｂは、磁石挿入孔２０２の第２側を覆っている。固定部材２８は、回転子鉄心２０の固定孔２０６及び第１端板２７ａ及び第２端板２７ｂの固定孔２７４に挿入されている。固定部材２８は、第１端板２７ａ及び第２端板２７ｂを回転子鉄心２０に固定する。これにより、第１端板２７ａ及び第２端板２７ｂが回転子鉄心２０に固定されている。
【００２０】
複数の電磁鋼板２０１の各々の厚さは０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である。各電磁鋼板２０１は、予め定められた形状に打ち抜きで形成されている。少なくとも１つの磁石挿入孔２０２、軸孔２０３、少なくとも１つの孔２０４、少なくとも１つの薄肉部２０５、及び少なくとも１つの固定孔２０６は、複数の電磁鋼板２０１に形成されている。軸孔２０３は、軸方向と直交する平面、すなわち、ｘｙ平面における電磁鋼板２０１の中心に形成されている。
【００２１】
図４に示される例では、複数の磁石挿入孔２０２（具体的には、４つの磁石挿入孔２０２）が周方向に配列されている。図４に示される例では、磁石挿入孔２０２の数は、回転子２の磁極の数と同じである。
【００２２】
永久磁石２２０は、磁石挿入孔２０２に挿入されている。永久磁石２２０は、例えば、希土類磁石である。ただし、永久磁石２２０は、希土類磁石に限定されない。径方向における永久磁石２２０の幅は、径方向における磁石挿入孔２０２の幅よりも小さい。
【００２３】
図４に示されるように、永久磁石２２０は、磁石挿入孔２０２内において径方向における内側に位置している。したがって、磁石挿入孔２０２の内壁と径方向における永久磁石２２０の外側の表面との間には空隙が形成されている。この空隙には、油又は冷媒が存在していてもよい。
【００２４】
少なくとも１つの孔２０４は、径方向において磁石挿入孔２０２の外側に形成されている。図４に示される例では、複数の孔２０４（具体的には、８つの孔２０４）が回転子鉄心２０に形成されている。各孔２０４は、周方向に延在している。孔２０４以外の孔が回転子鉄心２０に形成されていてもよい。この場合、孔２０４は、極間部に最も近い孔である。
【００２５】
少なくとも１つの薄肉部２０５は、孔２０４と回転子鉄心２０の外縁との間に形成されている。図４に示される例では、複数の薄肉部２０５（具体的には、８つの薄肉部２０５）が回転子鉄心２０に形成されている。各薄肉部２０５は、周方向に延在している。
【００２６】
軸２６は、ｘｙ平面における回転子２の中心部に形成された軸孔２０３に挿入されている。軸２６は、回転子鉄心２０（具体的には、軸孔２０３）に固定されているとともに第２側のみで回転可能に支持されている。具体的には、軸２６は、第２側において、軸受け４によって回転可能に支持されている。
【００２７】
回転子鉄心２０は、さらに、回転子２の磁極中心部に位置する第１部分２０ａと、回転子２の極間部に位置する第２部分２０ｂと、第１部分２０ａを含む外周面２０ｃ（第１外周面ともいう）と、第２部分２０ｂを含む外周面２０ｄ（第２外周面ともいう）とを有する。
【００２８】
ｘｙ平面において、第１部分２０ａは、径方向における回転子鉄心２０の端部である。同様に、ｘｙ平面において、第２部分２０ｂは、径方向における回転子鉄心２０の端部である。第１部分２０ａ及び第２部分２０ｂは、回転子鉄心２０の外縁の一部を形成する。
【００２９】
磁極中心部は、回転子２において磁極中心線Ｂ１が通る部分である。破線で示される磁極中心線Ｂ１は、ｘｙ平面において、永久磁石２２０の中心及び回転子２の回転中心を通る直線である。
【００３０】
極間部は、回転子２において極間線Ｂ２が通る部分である。破線で示される極間線Ｂ２は、ｘｙ平面において、互いに隣接する２つの永久磁石２２０の中間点及び回転子２の回転中心を通る直線である。
【００３１】
外周面２０ｃは、外周面２０ｄよりも径方向において外側に突出している。ｘｙ平面において、回転子２の回転中心から第１部分２０ａまでの距離は、回転子２の回転中心から第２部分２０ｂまでの距離よりも長い。言い換えると、磁極中心部における回転子鉄心２０の半径Ｍ１は、極間部における回転子鉄心２０の半径Ｍ２よりも大きい。したがって、第２部分２０ｂから固定子鉄心３１までの最短距離は、第１部分２０ａから固定子鉄心３１までの最短距離よりも大きい。言い換えると、極間部における回転子鉄心２０と固定子鉄心３１との間の空隙は、磁極中心部における回転子鉄心２０と固定子鉄心３１との間の空隙よりも大きい。
【００３２】
図５は、ｘｚ平面における回転子２と固定子３との位置関係を示す図である。図５では、回転子２及び固定子３の断面構造が示されている。
図５に示されるように、第１回転子端部２１ａは、軸方向において第１固定子端部３１ａから第１側に離れて位置しており、第２回転子端部２１ｂは、軸方向において第２固定子端部３１ｂから第１側に離れて位置している。
【００３３】
永久磁石２２０から第１端板２７ａまでの軸方向における距離をＤ１とし、永久磁石２２０から第２端板２７ｂまでの軸方向における距離をＤ２としたとき、距離Ｄ１及び距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たす。永久磁石２２０から第１端板２７ａまでの距離が一定ではない場合、距離Ｄ１は、永久磁石２２０から第１端板２７ａまでの最短距離である。同様に、永久磁石２２０から第２端板２７ｂまでの距離が一定ではない場合、距離Ｄ２は、永久磁石２２０から第２端板２７ｂまでの最短距離である。
【００３４】
図６は、ｘｙ平面における回転子２と固定子鉄心３１との位置関係を示す図である。図６には、回転子２の一部及び固定子鉄心３１の一部が示されている。
【００３５】
ティース３１１は、本体部３１１ａと、ティース先端部３１１ｂとを有する。端部３１１ｃは、周方向におけるティース先端部３１１ｂの端部である。本体部３１１ａは、径方向に延在している。ティース先端部３１１ｂは、周方向に延在しており、回転子２（具体的には、回転子鉄心２０）に面している。
【００３６】
各孔２０４は、ティース先端部３１１ｂの端部３１１ｃと軸線Ａ１（すなわち、回転子２の回転中心）とを通る直線Ｌ１上に位置している。同様に、各薄肉部２０５は、周方向におけるティース先端部３１１ｂの端部３１１ｃと軸線Ａ１とを通る直線Ｌ１上に位置している。
【００３７】
軸方向と直交する平面、すなわち、ｘｙ平面において、ティース先端部３１１ｂの両端部３１１ｃと回転子２の回転中心とを通る２直線Ｌ１が成す角度をθ１とし、ｘｙ平面において、周方向における外周面２０ｃの両端と回転子２の回転中心とを通る２直線Ｌ２が成す角度をθ２とすると、電動機１はθ１≧θ２を満たす。
【００３８】
図７は、第１端板２７ａの構造を概略的に示す平面図である。第２端板２７ｂの構造も図７に示される第１端板２７ａの構造と同じである。
第１端板２７ａは、第１端板２７ａのｘｙ平面における外縁の一部を形成する外縁２７１（第１外縁ともいう）と、周方向において外縁２７１に隣接している外縁２７２（第２外縁ともいう）と、軸２６が通る軸孔２７３と、少なくとも１つの固定孔２７４（第１固定孔ともいう）と、第１端板２７ａは、少なくとも１つの磁石固定部２７５とを有する。
【００３９】
図７に示される例では、複数の外縁２７１（具体的には、４つの外縁２７１）、複数の外縁２７２（具体的には、４つの外縁２７２）、複数の固定孔２７４（具体的には、４つの固定孔２７４）、及び複数の磁石固定部２７５（具体的には、５つの磁石固定部２７５）が第１端板２７ａに形成されている。回転子２の磁極中心部上の第１端板２７ａの半径Ｔ１は、回転子２の極間部上の第１端板２７ａの半径Ｔ２よりも大きい。第１端板２７ａ及び第２端板２７ｂは、例えば、非磁性体で形成されている。
【００４０】
図８は、回転子２の構造を概略的に示す平面図である。図８において、回転子鉄心２０の構造は破線で示されており、第１端板２７ａの構造は実線で示されている。
第１端板２７ａの外縁２７１の一部は、回転子２の磁極中心部上に位置し、第１端板２７ａの外縁２７２の一部は、回転子２の極間部上に位置している。
【００４１】
第１端板２７ａの外縁２７１は、径方向において回転子鉄心２０の外周面２０ｃから内側に離れて位置している。第１端板２７ａの外縁２７２は、径方向において回転子鉄心２０の外周面２０ｄから外側に離れて位置している。具体的には、磁極中心部上において、第１端板２７ａの外縁２７１は、径方向において回転子鉄心２０の第１部分２０ａから内側に離れて位置している。極間部上において、第１端板２７ａの外縁２７２は、径方向において回転子鉄心２０の第２部分２０ｂから外側に離れて位置している。
【００４２】
図９は、図８における線Ｃ９−Ｃ９に沿った断面図である。
磁石固定部２７５は、永久磁石２２０の位置を固定する。磁石固定部２７５は、例えば、ばね特性を持つ突起である。例えば、図９に示されるように、第１端板２７ａの一部を永久磁石２２０に向けて折り曲げることにより、ばね特性を持つ突起を形成することができる。図９に示される例では、永久磁石２２０の位置は、磁石固定部２７５で固定されている。この場合、距離Ｄ１及び距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２且つＤ２＝０を満たす。
【００４３】
図１０は、第２端板２７ｂの他の例を示す図である。
第２端板２７ｂは、永久磁石２２０の位置を固定する磁石固定部２７５を有してもよい。図１０に示される例では、永久磁石２２０の位置は、第１端板２７ａの磁石固定部２７５及び第２端板２７ｂの磁石固定部２７５で固定されている。この場合、軸方向における第１端板２７ａの磁石固定部２７５の長さは、第２端板２７ｂの磁石固定部２７５よりも長い。これにより、距離Ｄ１及び距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２＞０を満たす。
【００４４】
永久磁石２２０が磁石固定部２７５で軸方向において固定されているので、電動機１の駆動中において、永久磁石２２０が軸方向にずれることを防止することができ、固定子３に流入する軸方向における磁束のばらつきを低減することができる。これにより、電動機１の効率を改善することができる。さらに、磁石挿入孔２０２又は永久磁石２２０の軸方向における寸法の誤差がある場合でも、磁石固定部２７５は、ばね特性を持っているので、その誤差を吸収することができる。
【００４５】
回転子鉄心２０の固定孔２０６、第１端板２７ａの固定孔２７４、及び固定部材２８は、ｘｙ平面において円形である。ｘｙ平面において、固定部材２８の半径をｒ１とし、固定孔２７４の半径をｒ２とし、固定孔２０６の半径をｒ３とし、磁極中心部における回転子鉄心２０の半径をＭ１とし、磁極中心部上の第１端板２７ａの半径をＴ１としたとき、これらの関係は、ｒ１＜ｒ２、ｒ１＜ｒ３、且つＭ１＞Ｔ１を満たす。
【００４６】
さらに、電動機１は、（ｒ２＋ｒ３）−２×ｒ１≦Ｍ１−Ｔ１を満たす。
【００４７】
図１１は、電動機１における駆動系の構成の一例を示すブロック図である。
電動機１は、巻線３２に電圧を印加するインバータ７と、巻線３２に印加される電圧を昇圧させる昇圧回路８（コンバータともいう）とをさらに有する。電動機１が駆動するときに、巻線３２に印加される電圧を調整するためのキャリア周波数は、例えば、１ｋＨｚから８ｋＨｚである。キャリア周波数は、インバータ７によって制御されてもよく、インバータ７の外部の制御装置によって制御されてもよい。
【００４８】
本実施の形態に係る電動機１の効果を以下に説明する。
一般に、永久磁石同期電動機が駆動するとき、固定子（具体的には、巻線）に電圧が印加され、固定子から磁力が発生する。固定子からの磁力には高調波（高調波成分ともいう）が含まれているため、回転子の回転と同期しない高調波が存在する。この高調波には、巻線に通電するときに生じる電流歪みを起因として発生する高調波と、固定子のティース間に形成される空間であるスロットに起因する高調波が含まれる。回転子の回転と同期しない高調波は、回転子（具体的には、永久磁石）における磁束を変化させ、その結果、回転子に鉄損が発生する。この鉄損は、回転子の表面に発生し、発熱を引き起こす。この熱が回転子鉄心を通して永久磁石に伝わると、永久磁石の温度が上昇する。
【００４９】
一般に、電動機の出力を高めるために、回転子の永久磁石として希土類磁石が用いられている。希土類磁石の温度が上昇すると、磁力及び保磁力の低下を引き起こし、その結果、電動機の出力及び効率の低下を引き起こす。したがって、永久磁石の温度はできるだけ低いことが望ましい。
【００５０】
ディスプロシウムの含有量が少ない希土類磁石は、熱の影響を受けやすいため、ディスプロシウムの含有量が少ない希土類磁石を用いた電動機では、回転子における温度上昇を低減する必要がある。特に、ディスプロシウムを含まない永久磁石の保磁力は低いため、ディスプロシウムの含有量が少ない希土類磁石を用いた電動機では、温度上昇をできるだけ低減する必要がある。したがって、永久磁石においてディスプロシウムの含有量が重量比で４％以下であるとき、永久磁石の温度上昇を低減することが重要である。逆に言えば、永久磁石の温度を低減することができる技術を用いることにより、回転子の永久磁石として、ディスプロシウムの含有量が重量比で０％から４％の永久磁石を用いることができる。
【００５１】
図１２は、電動機１の駆動中における回転子２の状態の一例を示す図である。図１２において、回転子２と固定子３との間の空隙に示される矢印は、固定子３からの磁束の流れを示す。
【００５２】
一般に、回転子の軸が軸方向における一方で回転可能に支持されている場合、電動機の駆動中において軸が傾きやすい。回転子の軸が傾いた場合、回転子と固定子との間の空隙が狭くなる領域が発生する。回転子と固定子との間の空隙が狭い場合、回転子鉄心に流入する磁束の密度が大きくなるため、回転子鉄心は固定子からの磁力の高調波の影響を受けやすい。その結果、回転子鉄心の表面における鉄損が増加する。したがって、回転子の軸が軸方向における一方で回転可能に支持されている場合、鉄損を起因とする回転子鉄心の発熱が大きい。
【００５３】
電動機１では、回転子２の軸２６が軸方向における一端側のみで支持されており、第１回転子端部２１ａは、軸方向において第１固定子端部３１ａから第１側に離れて位置しており、第２回転子端部２１ｂは、軸方向において第２固定子端部３１ｂから第１側に離れて位置している。このような構造を持つ電動機１は、例えば、ロータリー圧縮機の電動機として用いられる。
【００５４】
ロータリー圧縮機の電動機に電動機１を適用した場合、第１回転子端部２１ａ及び第２回転子端部２１ｂが、軸方向において第１固定子端部３１ａ及び第２固定子端部３１ｂから第１側にそれぞれ離れて位置しているので、電動機１内において軸方向に吸引力が発生する。これにより、圧縮機内において冷媒を圧縮するための隙間を管理することができる。
【００５５】
図１２に示されるように、第１回転子端部２１ａ及び第２回転子端部２１ｂが、軸方向において第１固定子端部３１ａ及び第２固定子端部３１ｂから第１側にそれぞれ離れて位置しているとき、軸方向における回転子２の一端側に流入する固定子３からの磁束が増加する。図１２に示される例では、回転子２の第２側に流入する固定子３からの磁束が増加する。この場合、固定子３からの磁力の高調波成分が大きく、回転子２の第２側における磁束密度が増加するため、回転子２の第２側における鉄損が増加する。その結果、回転子２の温度が上昇するという問題がある。特に、回転子２の第２側における温度が上昇しやすいという問題がある。
【００５６】
本実施の形態に係る電動機１において、距離Ｄ１及び距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たす。これにより、第１側の永久磁石２２０の量を減らすことができ、固定子３に面する永久磁石２２０の面積を増加させることができる。その結果、永久磁石２２０の磁力を効率的に使用することができ、回転子２の磁力を高めることができる。
【００５７】
永久磁石２２０が第２端板２７ｂに接触しているとき（すなわち、Ｄ２＝０）、固定子３に面する永久磁石２２０の面積が最も大きいので、回転子２の磁力を最も有効に使用することができる。ただし、回転子２の第２側における永久磁石２２０の量を多くすることにより、永久磁石２２０の第２側の温度が上昇しやすい。したがって、回転子２の第２側における永久磁石２２０の量を多くするとともに、永久磁石２２０の温度上昇を低減させることが望ましい。
【００５８】
図１３は、電動機１における電磁鋼板２０１の厚さと回転子２に生じる鉄損の大きさとの関係を示すグラフである。
図１３に示されるように、電磁鋼板２０１の厚さが０．２５ｍｍより大きいとき、鉄損が著しく増加する。一般に、電磁鋼板の鉄損には、ヒステリシス損及び渦電流損が含まれる。固定子３からの磁力の高調波を起因とする鉄損を低減するためには、渦電流損を低減することが有効である。電磁鋼板２０１の厚さが０．２５ｍｍ以下では、鉄損、特に、渦電流損を低減することができる。ただし、電磁鋼板２０１の厚さが０．１ｍｍよりも小さいとき、電磁鋼板２０１の打ち抜き加工が困難である。したがって、電磁鋼板２０１の厚さは、０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であることが望ましい。
【００５９】
本実施の形態に係る電動機１では、回転子２の第２側に流入する固定子３からの磁束が増加するため、永久磁石２２０の第２側の温度が上昇しやすく、減磁特性が悪化しやすい。永久磁石２２０として大きい保磁力を持つ磁石を用いることで減磁特性を改善することもできる。本実施の形態に係る電動機１では、大きい保磁力を持つ磁石を用いずに、電磁鋼板２０１の厚さを、０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下に設定することにより、回転子２に生じる鉄損を低減することができ、鉄損を起因とする発熱を低減することができる。その結果、永久磁石２２０の温度上昇を低減することができる。
【００６０】
角度θ２（図６）が大きい程、回転子２と固定子３との間の空隙が狭い領域を周方向に長くすることができ、これにより、永久磁石２２０の磁束を効率的に固定子３に流入させることができる。しかしながら、固定子鉄心３１から回転子鉄心２０までの距離が短いとき、固定子鉄心３１からの磁力の高調波の影響が大きくなるため、回転子鉄心２０における鉄損が増加する。本実施の形態に係る電動機１では、角度θ１及びθ２の関係は、θ１≧θ２を満たす。これにより、固定子３からの磁力の高調波の影響を低減することができる。その結果、永久磁石２２０の磁力を効率的に固定子３に流入させることができ、回転子鉄心２０の表面に生じる鉄損を低減することができる。
【００６１】
回転子鉄心２０の孔２０４（図４）は、周方向に延在している。これにより、回転子鉄心２０の外周面から電磁鋼板２０１を通して永久磁石２２０までの経路を長くすることができる。その結果、回転子鉄心２０の外周面で発生した熱が永久磁石２２０に伝わりにくくなるので、永久磁石２２０の温度上昇を低減することができる。さらに、回転子鉄心２０に孔２０４が形成されているので、回転子鉄心２０の表面積を増加させることができ、回転子鉄心２０及び永久磁石２２０の熱を孔２０４から回転子２の外部へ放出しやすくすることができる。
【００６２】
回転子鉄心２０の孔２０４は、周方向におけるティース先端部３１１ｂの端部３１１ｃと軸線Ａ１（すなわち、回転子２の回転中心）とを通る直線Ｌ１上に位置している。これにより、ティース先端部３１１ｂの構造及び２つのティース３１１間のスロットの構造を起因とする磁力の高調波を低減することができ、回転子２における鉄損を低減することができる。
【００６３】
永久磁石２２０は、磁石挿入孔２０２内において径方向における内側に位置している。したがって、磁石挿入孔２０２の内壁と径方向における永久磁石２２０の外側の表面との間には空隙が形成されている。これにより、回転子鉄心２０の外周面で発生した熱が永久磁石２２０に伝わりにくい。その結果、永久磁石２２０の温度上昇を低減することができる。
【００６４】
極間部上の第１端板２７ａの半径Ｔ２は、極間部における回転子鉄心２０の半径Ｍ２よりも大きい。言い換えると、外縁２７２は、径方向において回転子鉄心２０の第２部分２０ｂから外側に離れて位置している。すなわち、回転子鉄心２０の第２部分２０ｂから外側に突き出た第１端板２７ａの体積を増加させることができる。これにより、極間部における回転子鉄心２０の熱を、第１端板２７ａを通して放出することができる。その結果、極間部における回転子鉄心２０から永久磁石２２０に伝わる熱を低減することができる。
【００６５】
磁極中心部上の第１端板２７ａの半径Ｔ１は、磁極中心部における回転子鉄心２０の半径Ｍ１よりも小さい。言い換えると、外縁２７１は、径方向において回転子鉄心２０の第１部分２０ａから内側に離れて位置している。これにより、第１端板２７ａが固定子鉄心３１に接触することを防ぎ、磁極中心部における回転子鉄心２０から固定子鉄心３１までの距離を狭くすることができる。その結果、回転子２からの磁束を効率的に固定子鉄心３１に流入させることができる。
【００６６】
ｘｙ平面において、回転子鉄心２０に対する第１端板２７ａのずれ量は、（ｒ２−ｒ１）＋（ｒ３−ｒ１）＝（ｒ２＋ｒ３）−２×ｒ１で表される。ここで、固定部材２８と第１端板２７ａの固定孔２７４との間の最大移動量はｒ２−ｒ１で表され、固定部材２８と回転子鉄心２０の固定孔２０６との間の最大移動量はｒ３−ｒ１で表される。
【００６７】
したがって、電動機１が（ｒ２＋ｒ３）−２×ｒ１≦Ｍ１−Ｔ１を満たすとき、第１端板２７ａが固定部材２８と固定孔２０６及び２７４との隙間によってずれた場合でも、第１端板２７ａの外縁２７１が、径方向において回転子鉄心２０の第１部分２０ａから内側に離れて位置するように、第１端板２７ａを回転子鉄心２０に取り付けることができる。この形状にすることで、第１端板２７ａが回転子２の径方向外側に飛び出すことがなくなる。そのため、固定子３と回転子２との間の径方向の幅を回転子２の外周面２０ｃ及び２０ｄで決めることができる。したがって、固定子３と回転子２との間の径方向の幅を回転子２の偏芯、軸２６のたわみ、及び形状のバラツキなどを考慮した最小の寸法に設定することができる。この条件の下で、極間部上の第１端板２７ａの半径Ｔ２を極間部における回転子鉄心２０の半径Ｍ２よりも大きくすることにより、回転子鉄心２０の第２部分２０ｂから外側に突き出た第１端板２７ａの体積を増加させることができる。これにより、極間部における回転子鉄心２０の熱を、第１端板２７ａを通して回転子２の外部へ放出することができる。その結果、極間部における回転子鉄心２０から永久磁石２２０に伝わる熱を低減することができる。
【００６８】
極間部における回転子鉄心２０と固定子鉄心３１との間の空隙は、磁極中心部における回転子鉄心２０と固定子鉄心３１との間の空隙よりも大きい。これにより、固定子３の空間高調波を低減することができるので、極間部における回転子鉄心２０の表面に発生する鉄損を低減することができる。その結果、永久磁石２２０の極間部側の温度上昇を低減することができる。
【００６９】
巻線３２に印加される電圧を調整するためのキャリア周波数が大きいとき、巻線３２に印加される電圧、すなわち、電動機１を駆動するための電圧を緻密に調整することができ、磁力の高調波成分を低減することができる。電動機１では、巻線３２に印加される電圧のキャリア周波数は、例えば、１ｋＨｚから８ｋＨｚである。これにより、電動機１を駆動するための電圧を緻密に調整することができ、磁力の高調波成分を低減することができる。
【００７０】
一般に、キャリア周波数が大きくなるほどスイッチング損失が多くなり、電動機の効率が低下する。電動機１におけるキャリア周波数が１ｋＨｚから８ｋＨｚのとき、固定子３からの磁力の高調波及びスイッチング損失を低減した状態で、電動機１を駆動するための電圧を緻密に調整することができる。ただし、キャリア周波数が１ｋＨｚから８ｋＨｚの範囲では、固定子３からの磁力の高調波を起因とする鉄損を十分に小さくすることができない。しかしながら、本実施の形態に係る電動機１では、キャリア周波数が１ｋＨｚから８ｋＨｚの範囲でも、本実施の形態で説明した構成を備えているので、回転子鉄心２０の表面に生じる鉄損を低減することができる。
【００７１】
電動機１は、巻線３２に印加される電圧を昇圧させる昇圧回路８をさらに有する。一般に、昇圧回路を用いると電圧が大きくなるため、回転数が低い状態で電動機を駆動する場合、電圧の変調率が小さくなる。変調率が小さいと電動機を駆動する電流の歪みが大きくなり、電流による磁力の高調波成分が増加する。その結果、回転子に発生する鉄損が増加する。しかしながら、本実施の形態に係る電動機１では、昇圧回路８を用いた場合でも、上述の構成を備えているので、回転子鉄心２０の表面に生じる鉄損を低減することができる。
【００７２】
電動機の負荷の脈動が大きく、回転子の位置を検出するセンサを搭載していない電動機において、本実施の形態に係る電動機１の特徴はより効果的である。一般に、回転子の位置を検出するセンサを用いた電動機は、回転子の位置を把握することができるので、電動機の負荷の脈動が大きくても一定の回転数で駆動するように回転子を制御することができる。しかしながら、回転子の位置を検出するセンサを搭載していない電動機では、回転子が一定の回転数で駆動するように制御することが難しい。
【００７３】
例えば、回転子の位置を検出するセンサを搭載していない電動機では、固定子からの磁力の基本波が回転子と同期していない状態が発生するため、固定子からの磁力の基本波を起因とする鉄損が回転子鉄心の表面に発生する。その結果、回転子の温度が上昇し、永久磁石の温度上昇を引き起こす。本実施の形態に係る電動機１は、本実施の形態で説明した構成を有するので、電動機１が回転子の位置を検出するセンサを搭載していない場合であっても、永久磁石２２０の温度上昇を低減することができる。
【００７４】
電動機の負荷の脈動に関し、電動機のトルクの最小値と最大値との比が２０％以上であるとき、回転子の位相に対して固定子からの磁束を適切な位置に流れない状態が発生しやすくなる。この現象は、電動機のトルクの最小値と最大値との比が５０％以上であるとき、更に顕著に発生する。一般に、空気調和機の圧縮機内の電動機では、負荷の脈動が大きい。例えば、ロータリー圧縮機内の電動機では、トルクの最小値と最大値との比が５０％以上発生することがある。したがって、圧縮機内の電動機として電動機１を用いるとき、本実施の形態に係る電動機１の特徴はより効果的である。
【００７５】
以上に説明したように、電動機１では、第１回転子端部２１ａは、軸方向において第１固定子端部３１ａから第１側に離れて位置しており、第２回転子端部２１ｂは、軸方向において第２固定子端部３１ｂから第１側に離れて位置している。さらに、軸２６は、回転子鉄心２０（具体的には、軸孔２０３）に固定されているとともに第２側のみで回転可能に支持されている。このような条件の下、電動機１は、本実施の形態で説明した構成を有するので、回転子２の永久磁石２２０の温度上昇を低減させることができ、電動機の効率を改善することができる。
【００７６】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る圧縮機６について説明する。
図１４は、実施の形態２に係る圧縮機６の構造を概略的に示す断面図である。
【００７７】
圧縮機６は、電動要素としての電動機６０と、ハウジングとしての密閉容器６１と、圧縮要素としての圧縮機構６２とを有する。本実施の形態では、圧縮機６は、ロータリー圧縮機である。ただし、圧縮機６は、ロータリー圧縮機に限定されない。
【００７８】
電動機６０は、実施の形態１に係る電動機１である。本実施の形態では、電動機６０は、永久磁石埋込型電動機であるが、これに限定されない。
【００７９】
密閉容器６１は、電動機６０及び圧縮機構６２を覆う。密閉容器６１の底部には、圧縮機構６２の摺動部分を潤滑する冷凍機油が貯留されている。
【００８０】
圧縮機６は、さらに、密閉容器６１に固定されたガラス端子６３と、アキュムレータ６４と、吸入パイプ６５と、吐出パイプ６６とを有する。
【００８１】
圧縮機構６２は、シリンダ６２ａと、ピストン６２ｂと、上部フレーム６２ｃ（第１のフレーム）と、下部フレーム６２ｄ（第２のフレーム）と、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄにそれぞれ取り付けられた複数のマフラ６２ｅとを有する。圧縮機構６２は、さらに、シリンダ６２ａ内を吸入側と圧縮側とに分けるベーンを有する。圧縮機構６２は、電動機６０によって駆動される。
【００８２】
電動機６０は、圧入又は焼き嵌めで密閉容器６１内に固定されている。圧入及び焼き嵌めの代わりに溶接で固定子３を密閉容器６１に直接取り付けてもよい。
【００８３】
電動機６０の固定子３の巻線には、ガラス端子６３を介して電力が供給される。
【００８４】
電動機６０の回転子（具体的には、軸２６の一端側）は、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄの各々に備えられた軸受けによって回転自在に支持されている。
【００８５】
ピストン６２ｂには、軸２６が挿通されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄには、軸２６が回転自在に挿通されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄは、シリンダ６２ａの端面を閉塞する。アキュムレータ６４は、吸入パイプ６５を介して冷媒（例えば、冷媒ガス）をシリンダ６２ａに供給する。
【００８６】
次に、圧縮機６の動作について説明する。アキュムレータ６４から供給された冷媒は、密閉容器６１に固定された吸入パイプ６５からシリンダ６２ａ内へ吸入される。インバータの通電によって電動機６０が回転することにより、軸２６に嵌合されたピストン６２ｂがシリンダ６２ａ内で回転する。これにより、シリンダ６２ａ内で冷媒の圧縮が行われる。
【００８７】
冷媒は、マフラ６２ｅを通り、密閉容器６１内を上昇する。圧縮された冷媒には、冷凍機油が混入されている。冷媒と冷凍機油との混合物は、回転子鉄心に形成された風穴３６を通過する際に、冷媒と冷凍機油との分離が促進され、これにより、冷凍機油が吐出パイプ６６へ流入するのを防止できる。このようにして、圧縮された冷媒が、吐出パイプ６６を通って冷凍サイクルの高圧側へと供給される。
【００８８】
圧縮機６の冷媒として、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、又はＲ２２等を用いることができる。ただし、圧縮機６の冷媒は、これらに限られない。例えば、圧縮機６の冷媒として、ＧＷＰ（地球温暖化係数）が小さい冷媒等を用いることができる。
【００８９】
ＧＷＰが小さい冷媒の代表例として、以下の冷媒がある。
【００９０】
（１）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）である。ＨＦＯは、Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｌｅｆｉｎの略称である。Ｏｌｅｆｉｎは、二重結合を１つ持つ不飽和炭化水素のことである。ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは、４である。
【００９１】
（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素は、例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。Ｒ１２７０のＧＷＰは３であり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰよりも小さいが、Ｒ１２７０の可燃性は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの可燃性よりもよい。
【００９２】
（３）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素及び組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくとも１つを含む混合物は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物である。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、低圧冷媒のため、圧損が大きくなり、冷凍サイクル（特に、蒸発器において）の性能が低下しやすい。そのため、高圧冷媒であるＲ３２又はＲ４１等との混合物を使用することが望ましい。
【００９３】
実施の形態２に係る圧縮機６によれば、実施の形態１で説明した効果を有する。
【００９４】
さらに、電動機６０として実施の形態１に係る電動機１を用いることにより、電動機６０の効率を改善することができ、その結果、圧縮機６の効率を改善することができる。
【００９５】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る空気調和機５０（冷凍空調装置又は冷凍サイクル装置ともいう）について説明する。
図１５は、本発明の実施の形態３に係る空気調和機５０の構成を概略的に示す図である。
【００９６】
実施の形態３に係る空気調和機５０は、送風機（第１の送風機）としての室内機５１と、冷媒配管５２と、冷媒配管５２を介して室内機５１に接続された送風機（第２の送風機）としての室外機５３とを備える。
【００９７】
室内機５１は、電動機５１ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、電動機５１ａによって駆動されることにより、送風する送風部５１ｂと、電動機５１ａ及び送風部５１ｂを覆うハウジング５１ｃとを有する。送風部５１ｂは、例えば、電動機５１ａによって駆動される羽根５１ｄを有する。例えば、羽根５１ｄは、電動機５１ａの軸（例えば、軸２６）に固定されており、気流を生成する。
【００９８】
室外機５３は、電動機５３ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、送風部５３ｂと、圧縮機５４と、熱交換器（図示しない）とを有する。送風部５３ｂは、電動機５３ａによって駆動されることにより、送風する。送風部５３ｂは、例えば、電動機５３ａによって駆動される羽根５３ｄを有する。例えば、羽根５３ｄは、電動機５３ａの軸（例えば、軸２６）に固定されており、気流を生成する。圧縮機５４は、電動機５４ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、電動機５４ａによって駆動される圧縮機構５４ｂ（例えば、冷媒回路）と、電動機５４ａ及び圧縮機構５４ｂを覆うハウジング５４ｃとを有する。圧縮機５４は、例えば、実施の形態２で説明した圧縮機６である。
【００９９】
空気調和機５０において、室内機５１及び室外機５３の少なくとも１つは、実施の形態１で説明した電動機１を有する。具体的には、送風部の駆動源として、電動機５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明した電動機１が適用される。さらに、圧縮機５４の電動機５４ａとして、実施の形態１で説明した電動機１を用いてもよい。
【０１００】
空気調和機５０は、例えば、室内機５１から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等の運転を行うことができる。室内機５１において、電動機５１ａは、送風部５１ｂを駆動するための駆動源である。送風部５１ｂは、調整された空気を送風することができる。
【０１０１】
実施の形態３に係る空気調和機５０によれば、電動機５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明した電動機１が適用されるので、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、空気調和機５０の効率を改善することができる。
【０１０２】
さらに、送風機（例えば、室内機５１）の駆動源として、実施の形態１に係る電動機１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、送風機の効率を改善することができる。実施の形態１に係る電動機１と電動機１によって駆動される羽根（例えば、羽根５１ｄ又は５３ｄ）とを有する送風機は、送風する装置として単独で用いることができる。この送風機は、空気調和機５０以外の機器にも適用可能である。
【０１０３】
さらに、圧縮機５４の駆動源として、実施の形態１に係る電動機１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、圧縮機５４の効率を改善することができる。
【０１０４】
実施の形態１で説明した電動機１は、空気調和機５０以外に、換気扇、家電機器、又は工作機など、駆動源を有する機器に搭載できる。
【０１０５】
以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１，５１ａ，５３ａ，５４ａ，６０  電動機、  ２  回転子、  ３  固定子、  ４  軸受け、  ６  圧縮機、  ８  昇圧回路、  ２０  回転子鉄心、  ２０ａ  第１部分、  ２０ｂ  第２部分、  ２０ｃ  外周面（第１外周面）、  ２０ｄ  外周面（第２外周面）、  ２１ａ  第１回転子端部、  ２１ｂ  第２回転子端部、  ２６  軸、  ２７ａ  第１端板、  ２７ｂ  第２端板、  ３１  固定子鉄心、  ３１ａ  第１固定子端部、  ３１ｂ  第２固定子端部、  ５０  空気調和機、  ５１  室内機（送風機）、  ５３  室外機（送風機）、  ２０１  電磁鋼板、  ２０２  磁石挿入孔、  ２２０  永久磁石、  ３１１  ティース、  ３１１ａ  本体部、  ３１１ｂ  ティース先端部。
【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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【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月3日(2020.3.3)
【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】
軸方向における第１側にある第１固定子端部と、前記軸方向において前記第１側の反対側である第２側にある第２固定子端部と、径方向に延在するティースと、前記ティースに巻回された巻線とを有する固定子と、
前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板、磁石挿入孔、前記第１側にある第１回転子端部、及び前記第２側にある第２回転子端部を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心に固定されているとともに前記第２側のみで支持された軸と、前記磁石挿入孔の前記第１側を覆う第１端板と、前記磁石挿入孔の前記第２側を覆う第２端板とを有する回転子と
を備え、
前記第１回転子端部は、前記軸方向において前記第１固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記第２回転子端部は、前記軸方向において前記第２固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記永久磁石から前記第１端板までの距離をＤ１とし、前記永久磁石から前記第２端板までの距離をＤ２としたとき、前記距離Ｄ１及び前記距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たし、
前記複数の電磁鋼板の各々の厚さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である
電動機。
【請求項２】
前記回転子鉄心は、径方向における前記回転子鉄心の端部であって且つ前記回転子の磁極中心部に位置する第１部分と、径方向における前記回転子鉄心の端部であって且つ前記回転子の極間部に位置する第２部分とを有し、
前記軸方向に直交する平面において、前記回転子の回転中心から前記第１部分までの距離は、前記回転子の前記回転中心から前記第２部分までの距離よりも長い請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記第１端板は、前記第１端板の外縁の一部を形成する第１外縁と、周方向において前記第１外縁に隣接している第２外縁とを有し、
前記第１外縁は、径方向において前記第１部分から内側に離れて位置しており、
前記第２外縁は、径方向において前記第２部分から外側に離れて位置している
請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記回転子鉄心は、前記第１部分を含む第１外周面と、前記第２部分を含む第２外周面とを有し、
前記第１外周面は、前記第２外周面よりも径方向において外側に突出している請求項２又は３に記載の電動機。
【請求項５】
前記ティースは、前記回転子に面するティース先端部を有し、
前記軸方向と直交する平面において、周方向における前記ティース先端部の両端部と前記回転子の回転中心とを通る２直線が成す角度をθ１とし、前記平面において、前記周方向における前記第１外周面の両端と前記回転子の前記回転中心とを通る２直線が成す角度をθ２とすると、
前記電動機はθ１≧θ２を満たす
請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記回転子鉄心は、径方向において前記磁石挿入孔の外側に形成された孔を有し、前記孔は周方向に延在している請求項５に記載の電動機。
【請求項７】
前記孔は、周方向における前記ティース先端部の端部と前記回転子の回転中心とを通る直線上に位置している請求項６に記載の電動機。
【請求項８】
前記回転子鉄心は、前記孔と前記回転子鉄心の外縁との間に形成された薄肉部を有する請求項６又は７に記載の電動機。
【請求項９】
径方向における前記永久磁石の幅は、前記径方向における前記磁石挿入孔の幅よりも小さく、
前記永久磁石は、前記磁石挿入孔内において前記径方向における内側に位置している
請求項１から８のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１０】
前記第１端板は第１固定孔を有し、
前記回転子鉄心は第２固定孔を有し、
前記回転子は、前記第１端板を前記回転子鉄心に固定する固定部材を有し、
前記固定部材は、前記第１固定孔及び前記第２固定孔に挿入されており、
前記固定部材の半径をｒ１とし、前記第１固定孔の半径をｒ２とし、前記第２固定孔の半径をｒ３とし、前記回転子の磁極中心部における前記回転子鉄心の半径をＭ１とし、前記磁極中心部上の前記第１端板の半径をＴ１としたとき、
前記電動機は、
（ｒ２＋ｒ３）−２×ｒ１≦Ｍ１−Ｔ１
を満たす
請求項１から９のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
前記巻線に印加される電圧を調整するためのキャリア周波数が１ｋＨｚから８ｋＨｚである請求項１から１０のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１２】
前記巻線に印加される電圧を昇圧させる昇圧回路をさらに備える請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１３】
前記固定子は、前記ティースを有する固定子鉄心を有し、
前記回転子の極間部における前記回転子鉄心と前記固定子鉄心との間の空隙は、前記回転子の磁極中心部における前記回転子鉄心と前記固定子鉄心との間の空隙よりも大きい
請求項１から１２のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１４】
電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と、
前記電動機及び前記圧縮機構を覆うハウジングと
を備え、
前記電動機は、
軸方向における第１側にある第１固定子端部と、前記軸方向において前記第１側の反対側である第２側にある第２固定子端部と、径方向に延在するティースと、前記ティースに巻回された巻線とを有する固定子と、
前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板、磁石挿入孔、前記第１側にある第１回転子端部、及び前記第２側にある第２回転子端部を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心に固定されているとともに前記第２側のみで支持された軸と、前記磁石挿入孔の前記第１側を覆う第１端板と、前記磁石挿入孔の前記第２側を覆う第２端板とを有する回転子と
を有し、
前記第１回転子端部は、前記軸方向において前記第１固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記第２回転子端部は、前記軸方向において前記第２固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記永久磁石から前記第１端板までの距離をＤ１とし、前記永久磁石から前記第２端板までの距離をＤ２としたとき、前記距離Ｄ１及び前記距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たし、
前記複数の電磁鋼板の各々の厚さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である
圧縮機。
【請求項１５】
電動機と、
前記電動機によって駆動される羽根と
を備え、
前記電動機は、
軸方向における第１側にある第１固定子端部と、前記軸方向において前記第１側の反対側である第２側にある第２固定子端部と、径方向に延在するティースと、前記ティースに巻回された巻線とを有する固定子と、
前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板、磁石挿入孔、前記第１側にある第１回転子端部、及び前記第２側にある第２回転子端部を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心に固定されているとともに前記第２側のみで支持された軸と、前記磁石挿入孔の前記第１側を覆う第１端板と、前記磁石挿入孔の前記第２側を覆う第２端板とを有する回転子と
を有し、
前記第１回転子端部は、前記軸方向において前記第１固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記第２回転子端部は、前記軸方向において前記第２固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記永久磁石から前記第１端板までの距離をＤ１とし、前記永久磁石から前記第２端板までの距離をＤ２としたとき、前記距離Ｄ１及び前記距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たし、
前記複数の電磁鋼板の各々の厚さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である
送風機。
【請求項１６】
室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を備え、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つは電動機を有し、
前記電動機は、
軸方向における第１側にある第１固定子端部と、前記軸方向において前記第１側の反対側である第２側にある第２固定子端部と、径方向に延在するティースと、前記ティースに巻回された巻線とを有する固定子と、
前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板、磁石挿入孔、前記第１側にある第１回転子端部、及び前記第２側にある第２回転子端部を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心に固定されているとともに前記第２側のみで支持された軸と、前記磁石挿入孔の前記第１側を覆う第１端板と、前記磁石挿入孔の前記第２側を覆う第２端板とを有する回転子と
を有し、
前記第１回転子端部は、前記軸方向において前記第１固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記第２回転子端部は、前記軸方向において前記第２固定子端部から前記第１側に離れて位置しており、
前記永久磁石から前記第１端板までの距離をＤ１とし、前記永久磁石から前記第２端板までの距離をＤ２としたとき、前記距離Ｄ１及び前記距離Ｄ２の関係は、Ｄ１＞Ｄ２≧０を満たし、
前記複数の電磁鋼板の各々の厚さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である
冷凍空調装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
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【国際調査報告】
2019175927.tif 000019
2019175927.tif 000020
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