(57)【要約】      （修正有）【課題】回転体のアンバランスを精度よく修正することができるとともに、永久磁石の長さを長くすることができる技術を提供する。【解決手段】回転子コア３１０は、本体部３１０ａと、本体部の軸方向一方側および軸方向他方側に設けられている第１のバランス調整部３１０ｂおよび第２のバランス調整部３１０ｃを有する。第１のバランス調整部の長さＭ１は、第２のバランス調整部の長さＭ２より長い。本体部と第１のバランス調整部に設けられている永久磁石３４１の長さＬ１は、本体部と第２のバランス調整部に設けられている永久磁石３４２の長さＬ２に等しい。永久磁石３４１が挿入される磁石挿入孔３３１は、第１の挿入孔部分３３１ａと、径方向に沿った間隔が第１の磁石挿入孔部分３３１ａより大きい第２の挿入孔部分３３１ｂを有している。永久磁石３４１の軸方向一方側の端部は、境界部３３１ｃにより、軸方向一方側への移動が規制されている。【選択図】図６
2015192584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、前記固定子に対して相対的に回転可能な回転子を備え、
前記固定子は、固定子コアと、前記固定子コアに組み付けられた固定子巻線を有し、
前記回転子は、板状部材を軸方向に積層して形成された回転子コアと、前記回転子コアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子コアの軸方向両側に配置された端板を有する永久磁石電動機であって、
前記回転子コアは、筒状に形成された第１の部分と、前記第１の部分の軸方向一方側および軸方向他方側に設けられ、軸方向に沿って延在する第２の部分および第３の部分を有し、
前記板状部材は、前記回転子コアの第１の部分、第２の部分および第３の部分を形成する第１の板状部材、第２の板状部材および第３の板状部材を有し、
前記磁石挿入孔は、前記回転子コアの前記第１の部分および前記第２の部分に形成された第１の磁石挿入孔と、前記回転子コアの前記第１の部分および前記第３の部分に形成された第２の磁石挿入孔を有し、
前記永久磁石は、前記第１の磁石挿入孔に挿入された第１の永久磁石と、前記第２の磁石挿入孔に挿入された第２の永久磁石を有し、
前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石は、軸方向に沿った長さが等しく、
前記回転子コアの前記第２の部分と前記第３の部分は、軸方向に沿った長さが異なっているとともに、前記第２の部分による遠心力と前記第３の部分による遠心力が、反対の方向に作用するように構成されており、
前記第１の永久磁石が挿入される前記第１の磁石挿入孔は、第１の挿入孔部分と、前記第１の挿入孔部分より軸方向一方側に配置され、軸方向と交差する方向の断面積が前記第１の挿入孔部分より大きい第２の挿入孔部分を有していることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の永久磁石電動機であって、
前記第１の永久磁石は、前記回転子コアの前記第１の部分の軸方向他方側に配置された端板によって、軸方向他方側への移動が規制されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の永久磁石電動機であって、
前記回転子コアの前記第２の部分は、前記回転子コアの前記第１の部分の軸方向に沿った長さと前記第２の部分の軸方向に沿った長さを加算した値が、前記第１の永久磁石の軸方向に沿った長さより長くなるように構成され、
前記回転子コアの前記第３の部分は、前記回転子コアの前記第１の部分の軸方向に沿った長さと前記第３の部分の軸方向に沿った長さを加算した値が、前記第２の永久磁石の軸方向に沿った長さと等しくなるように構成されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項４】
請求項３に記載の永久磁石電動機であって、
前記第１の永久磁石は、前記回転子コアの前記第１の部分の軸方向他方側に配置された端板と、前記第１の磁石挿入孔の前記第１の挿入孔部分と前記第２の挿入孔部分との境界部によって、軸方向に沿った移動が規制され、
前記第２の永久磁石は、前記回転子コアの前記第１の部分の軸方向一方側に配置された端板と、前記第３の部分の軸方向他方側に配置された端板によって、軸方向に沿った移動が規制されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の永久磁石電動機であって、
前記回転子コアの前記第１の部分の軸方向に沿った長さは、前記固定子コアの軸方向に沿った長さと等しいことを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項６】
電動機を有する圧縮機であって、
前記電動機として請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の永久磁石電動機が用いられている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、バランス修正部を有する回転子を備える永久磁石電動機および永久磁石電動機を備える圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機等の電動機として永久磁石電動機が用いられている。圧縮機のロータは、偏心部を有しているため、質量が回転対称でない（「アンバランス」と呼ばれている）。アンバランスなロータを有していると、回転時に振動が発生する。このため、永久磁石電動機の回転子に、圧縮機のロータを含む回転体のアンバランスを修正するためのバランス修正部が設けられている。
特許文献１には、真鍮やステンレスにより形成されたバランスウェイトを回転子コアに取り付けた永久磁石電動機が開示されている。また、特許文献１には、電磁鋼板を積層して形成される回転子コアの一部分を切り取ることにより、バランスウェイトの機能を回転子コアに持たせた永久磁石電動機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８５１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている、バランスウェイトを回転子コアに取り付ける方法では、バランスウェイトを回転子コアに取り付ける作業が必要であり、また、バランスウェイトの寸法精度を高めるのが難しい。
また、特許文献１に開示されている、回転子コアの一部を切り取る方法では、バランスウェイトを回転子コアに取り付ける作業を省略することができるとともに、回転子コアを精度よく切り取ることができるが、回転子コアを切り取る位置や形状に制限があり、また、永久磁石の長さを長くすることができない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、回転体のアンバランスを精度よく修正することができるとともに、永久磁石の長さを長くすることができる技術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】
【０００５】
本発明は、以下のように構成される。なお、以下の説明において、「等しい」および「同じ」という記載は、「略等しい」態様および「略同じ」態様を含むものとして用いている。
一つの発明は、永久磁石電動機に関する。
本発明の永久磁石電動機は、固定子と回転子を備えている。固定子は、固定子コアと固定子巻線を有している。回転子は、磁性を有する板状部材、典型的には、電磁鋼板を軸方向に積層して形成された回転子コアと、回転子コアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、回転子コアの軸方向両側に配置された端板を有している。
回転子コアは、筒状に形成された第１の部分と、第１の部分の軸方向一方側および軸方向他方側に設けられ、軸方向に沿って延在する第２の部分および第３の部分を有している。典型的には、第２の部分および第３の部分は、軸方向に直角な断面で見て、第１の部分の外周形状と異なる外周形状を有している。また、典型的には、第２の部分と第３の部分は、同じ外周形状を有している。
回転子コアを形成する板状部材は、回転子コアの第１、第２および第３の部分を形成する第１、第２および第３の板状部材を有している。典型的には、第２の板状部材と第３の板状部材は、少なくとも一部が、軸方向に直角な断面で見て、同じ外周形状を有している。
磁石挿入孔は、回転子コアの第１および第２の部分に形成された第１の磁石挿入孔と、回転子コアの第１および第３の部分に形成された第２の磁石挿入孔を有している。典型的には、第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔は、軸方向に直角な断面で見て、同じ外周形状を有している。
永久磁石は、第１の磁石挿入孔に挿入された第１の永久磁石と、第２の磁石挿入孔に挿入された第２の永久磁石を有している。典型的には、第１の永久磁石と第２の永久磁石は、同じ材料により形成され、また、軸方向に直角な断面で見て、同じ外周形状を有している。
そして、本発明では、第１の永久磁石の軸方向に沿った長さと第２の永久磁石の軸方向に沿った長さが等しくなるように設定されている。
また、回転子コアの第２の部分と第３の部分は、軸方向に沿った長さが異なっているとともに、第２の部分による遠心力と第３の部分による遠心力が、反対の方向に作用するように構成されている。回転子コアの第２の部分と第３の部分は、回転子コアを含む回転体のアンバランスを修正するバランス修正部として作用する。
さらに、第１の永久磁石が挿入される第１の磁石挿入孔は、第１の挿入孔部分と、第１の挿入孔部分より軸方向一方側に配置され、軸方向と交差する方向の断面積が第１の挿入孔部分より大きい第２の挿入孔部分を有している。第１の永久磁石は、軸方向と交差する方向の断面積が異なる第１の挿入孔部分と第２の挿入孔部分の境界部によって、第１の磁石挿入孔の軸方向一方側への移動が規制される。
本発明では、回転子コアを、筒状の第１の部分と、第１の部分の軸方向両側に設けられ、バランス修正部として作用する第２の部分および第３の部分により構成しているため、回転体のアンバランスを精度よく修正することができる。また、バランス修正部として作用する第２の部分および第３の部分の形状を、容易に設定することができる。また、永久磁石の軸方向に沿った長さを、回転子コアの本体部の軸方向に沿った長さより長くすることができるため、永久磁石電動機の出力を高めることができる。また、第１の永久磁石の軸方向一方側への移動を、簡単な構成で規制することができる。
【０００６】
一つの発明の異なる形態では、第１の永久磁石は、回転子コアの第１の部分の軸方向他方側に配置された端板によって、軸方向他方側への移動が規制されている。
本形態では、第１の永久磁石の軸方向両側への移動を容易に規制することができる。
【０００７】
一つの発明の他の異なる形態では、回転子コアの第１の部分の軸方向に沿った長さと第２の部分の軸方向に沿った長さを加算した加算値が、第１の永久磁石の軸方向に沿った長さより長く設定され、第１の部分の軸方向に沿った長さと第３の部分の軸方向に沿った長さを加算した加算値が、第２の永久磁石の軸方向に沿った長さと等しく設定されている。
本形態では、回転子コアの第１の部分の軸方向に沿った長さと第３の部分の軸方向に沿った長さを加算した加算値が、第２の永久磁石の軸方向に沿った長さと等しく設定されている。これにより、回転子コアを有効に利用しながら、永久磁石の長さを長く設定して永久磁石電動機の出力を高めることができる。
【０００８】
一つの発明の他の異なる形態では、第１の永久磁石は、第１の磁石挿入孔の第１の挿入孔部分と第２の挿入孔部分との境界部と回転子コアの第１の部分の軸方向他方側に配置された端板によって軸方向に沿った移動が規制され、第２の永久磁石は、回転子コアの第１の部分の軸方向一方側に配置された端板と、第３の部分の軸方向他方側に配置された端板によって軸方向に沿った移動が規制されている。
本形態では、回転子コアを有効に利用しながら、第１の永久磁石および第２の永久磁石の軸方向に沿った移動を規制することができる。これにより、第１の永久磁石および第２の永久磁石を固定することができ、電磁振動による騒音の発生を抑制することができる。
【０００９】
一つの発明の他の異なる形態では、回転子コアの第１の部分の軸方向に沿った長さが、固定子コアの軸方向に沿った長さと等しく設定されている。典型的には、回転子コアは、回転子コアの第１の部分の軸方向両側の端面の軸方向に沿った位置が固定子コアの軸方向両側の端面の軸方向に沿った位置と等しくなるように配置される。
本形態では、固定子コアおよび回転子コアを有効に利用することができる。また、固定子の内周面（スロットの開口部を含む）と回転子コアの外周面がほぼ同じ面積となる上に、軸方向の長さが等しいため、３次元方向に流れる磁束が少なくなって電磁鋼板に流れる渦電流を低減でき、永久磁石電動機の効率を高めることができる。
【００１０】
異なる発明は、圧縮機に関する。
圧縮機は、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機を有している。そして、本発明では、圧縮機構部を駆動する電動機として、前述した永久磁石電動機のいずれかを用いている。
本発明は、前述した永久磁石電動機と同様の効果を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の永久磁石電動機および圧縮機では、回転体のアンバランスを精度よく修正することができるとともに、永久磁石の長さを長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の永久磁石電動機の一実施の形態を用いた圧縮機の一実施の形態の軸方向に沿った断面図である。
【図２】本発明の永久磁石電動機の一実施の形態の軸方向に沿った断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の永久磁石電動機の一実施の形態の回転子の斜視図である。
【図５】図４の矢印Ｖの方向から見た図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】冷媒通路の配設例を示す図である。
【図１１】冷媒通路の配設例を示す図である。
【図１２】冷媒通路の配設例を示す図である。
【図１３】冷媒通路の配設例を示す図である。
【図１４】本発明の永久磁石電動機の他の実施の形態の回転子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
なお、本明細書では、固定子２００に対して回転子３００が回転可能に支持されている状態において、回転子３００の回転軸４００に沿った方向が、本発明の「軸方向」に対応する。また、固定子２００に対して回転子３００が回転可能に支持されている状態において、軸方向に直角な断面で見て、回転子３００の回転中心Ｏを通る線の方向が、本発明の「径方向」に対応し、回転中心Ｏを中心とする円弧に沿った方向が、本発明の「周方向に沿った方向」に対応する。
【００１４】
先ず、本発明の永久磁石電動機を駆動電動機として用いた圧縮機の一実施の形態を図１に示す。図１は、本実施の形態の圧縮機１０の、軸方向に沿った断面図である。なお、本形態の圧縮機１０では、永久磁石電動機１００として、埋込磁石型永久磁石電動機が用いられている。
本実施の形態の圧縮機１０は、ハウジング２０、圧縮機構部３０、アキュムレータ４０、永久磁石電動機１００等により構成されている。ハウジング２０は、鉄（Ｆｅ）やアルミニウム（Ａｌ）等により形成される。ハウジング２０は、密閉されており、圧縮機構部３０と永久磁石電動機１００を収容している。ハウジング２０には、吸入管４１と吐出管２１が設けられている。ハウジング２０の内周面の形状は、円形形状や多角形形状等に形成される。
【００１５】
アキュムレータ４０は、冷媒（冷却媒体）と潤滑油を分離する。本実施の形態では、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）が用いられている。勿論、冷媒は、二酸化炭素に限定されない。アキュムレータ４０で分離された冷媒は、吸入管４１を介して圧縮機構部３０に戻される。また、アキュムレータ４０で分離された潤滑油は、潤滑油溜め３３に戻される。
圧縮機構部３０は、シリンダ３１と、回転軸４００により駆動される偏心ロータ３２を有している。偏心ロータ３２は、偏心部を有している。これにより、偏心ロータ３２は、質量が回転対称でない、すなわち、アンバランスである。圧縮機構部３０は、偏心ロータ３２が回転することによって、吸入管４１から吸入された冷媒をシリンダ３１内で圧縮する。
圧縮機構部３０で圧縮された冷媒は、永久磁石電動機１００に形成された冷媒通路を通り、吐出管２１から吐出される。冷媒通路としては、例えば、固定子２００の固定子コア２１０に形成された孔、固定子コア２１０の外周面とハウジング２０の内周面との間に形成された溝、回転子３００の回転子コア３１０に形成された孔、固定子コア２１０の内周面（ティース２１２のティース先端面）と回転子コア３１０の外周面３１０Ａとの間の間隙（ギャップ）等が用いられる。
また、回転軸４００の回転によって、潤滑油溜め３３に貯留されている潤滑油が圧縮機構部３０の摺動部に供給される。各摺動部を潤滑した潤滑油は、潤滑油留め３３に戻される。
図１に示されている圧縮機１０では、冷媒と潤滑油が混在した媒体が吐出管２１から吐出される。
【００１６】
本実施の形態の永久磁石電動機１００の構成を、図２、図３を参照して説明する。図２は、永久磁石電動機１００の軸方向に沿った断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
永久磁石電動機１００は、固定子２００と回転子３００を有している。
固定子２００は、固定子コア２１０と固定子巻線２２０を有している。
固定子コア２１０は、薄い板状の電磁鋼板を複数枚積層して形成されている。固定子コア２１０は、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って延びている固定子ヨーク２１１、固定子ヨーク２１１から径方向に沿って回転中心Ｏ側に延びているティース２１２、周方向に隣接するティース２１２によって形成されるスロット２１３を有している。ティース２１２は、先端側に、周方向に沿って延びているティース先端部を有し、ティース先端部の回転子３００側には、ティース先端面が形成されている。
固定子巻線２２０は、ティース２１２に、分布巻方式や集中巻方式等で巻き付けられている。
【００１７】
次に、回転子３００の構成を、図４〜図６を参照して説明する。図４は、回転子３００の斜視図であり、図５は、図４の矢印Ｖ方向から見た図であり、図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
回転子３００は、回転子コア３１０を有している。回転子コア３１０は、薄い板状の電磁鋼板を複数枚積層して形成されている。積層された複数の電磁鋼板は、軸方向両側の端面に配置された第１の端板３７１および第２の端板３７２と共に、第１のカシメピン３６１および第２のカシメピン３６２によって一体化されている。
【００１８】
回転子コア３１０は、外周面３１０Ａと、回転軸４００が挿入される回転軸挿入孔を形成する内周面３１０Ｂを有している。
また、回転子コア３１０は、筒状の本体部３１０ａと、本体部３１０ａの軸方向一方側（図６では、紙面の下側）に設けられている第１のバランス修正部３１０ｂおよび本体部３１０ａの軸方向他方側（図６では、紙面の上側）に設けられている第２のバランス修正部３１０ｃを有している。本実施の形態では、軸方向に直角な断面で見て、本体部３１０ａは、ドーナツ形状を有し、第１のバランス修正部３１０ｂおよび第２のバランス修正部３１０ｃは円弧形状を有している。すなわち、軸方向に直角な断面で見て、第１のバランス修正部３１０ｂおよび第２のバランス修正部３１０ｃの外周形状は、本体部３１０ａの外周形状と異なっている。本実施の形態では、軸方向に直角な断面で見て、第１のバランス修正部３１０ｂの外周形状と第２のバランス修正部３１０ｃの外周形状は、同じ形状であり、回転中心Ｏを通る線に対して線対称である。
図６に示されているように、第１のバランス修正部３１０ｂおよび第２のバランス修正部３１０ｃは、回転子コア３１０および圧縮機構部３０の偏心ロータ３２を含む回転体のアンバランスを修正する機能を有している。第１のバランス修正部３１０ｂの軸方向に沿った長さＭ１は、第２のバランス修正部３１０ｃの軸方向に沿った長さＭ２より長く設定されている（Ｍ１＞Ｍ２）。また、第１のバランス修正部３１０ｂおよび第２のバランス修正部３１０ｃの形状および配置位置は、第１のバランス修正部３１０ｂにより発生する遠心力と第２のバランス修正部３１０ｃにより発生する遠心力が反対の方向に作用するように設定される。
本体部３１０ａが、本発明の「回転子コアの第１の部分」に対応し、第１のバランス修正部３１０ｂが、本発明の「回転子コアの軸方向一方側に設けられた第２の部分」に対応し、第２のバランス修正部３１０ｃが、本発明の「回転子コアの軸方向他方側に設けられた第３の部分」に対応する。
【００１９】
回転子コア３１０は、軸方向に直角な断面で見て、主磁極部と補助軸部が周方向に沿って交互に配置されている。各主磁極部には磁石挿入孔が形成され、各磁石挿入孔には永久磁石が挿入されている。本実施の形態では、軸方向に直角な断面で見て、磁石挿入孔および永久磁石は、主磁極部のｄ軸に直交する方向に直線状に延びている。永久磁石は、Ｎ極の主磁極部とＳ極の主磁極部が周方向に沿って交互に配置されるように着磁される。
なお、「ｄ軸」は、主磁極部の周方向中心と回転中心Ｏを結ぶ線である。また、「ｑ軸」は、補助磁極部の周方向中心と回転中心Ｏを結ぶ線である。
【００２０】
図６に示されているように、本実施の形態では、回転子コア３１０の本体部３１０ａと第１のバランス修正部３１０ｂに、軸方向に沿って貫通している第１の磁石挿入孔３３１が形成され、本体部３１０ａと第２のバランス修正部３１０ｃに、軸方向に沿って貫通している第２の磁石挿入孔３３２が形成されている。また、第１の磁石挿入孔３３１に第１の永久磁石３４１が挿入され、第２の磁石挿入孔３３２に第２の永久磁石３４２が挿入されている。
本実施の形態では、第１の永久磁石３４１および第２の永久磁石３４２は、希土類磁石により形成されている。また、第１の永久磁石３４１の軸方向に沿った長さＬ１は、第２の永久磁石３４２の軸方向に沿った長さＬ２と等しい（Ｌ２＝Ｌ１）。また、第１の永久磁石３４１および第２の永久磁石３４２は、軸方向に直角な断面で見て、同じ外周形状を有している。すなわち、第１の永久磁石３４１と第２の永久磁石は３４２として、同じ材料で形成され、同じ形状を有する永久磁石が用いられている。
【００２１】
なお、図３に示されているように、第１の磁石挿入孔３３１を形成する壁面には、第１の磁石挿入孔３３１の周方向両端部と、第１の磁石挿入孔３３１に挿入される第１の永久磁石３４１の周方向両端部との間に空隙を形成するために、突起３３１Ａが形成されている。第１の永久磁石３４１は、突起３３１Ａによって、周方向に沿った移動が規制される。
同様に、第２の磁石挿入孔３３２を形成する壁面には、第２の磁石挿入孔３３２の周方向両端部と、第２の磁石挿入孔３３２に挿入される第２の永久磁石３４２の周方向両端部との間に空隙を形成するために、突起３３２Ａが形成されている。第２の永久磁石３４２は、突起３３２Ａによって、周方向に沿った移動が規制される。
【００２２】
回転子コア３１０の本体部３１０ａの軸方向他方側の端面Ｂと、第１のバランス修正部３１０ｂの軸方向一方側の端面Ｃには、第１の端板３７１が配置されている。
図５に示されているように、第１の端板３７１は、軸方向に直角な断面で見て、外周面３７１Ａ、内周面３７１Ｂ、接続面３７１Ｃおよび３７１Ｄにより形成される円弧状を有している。外周面３７１Ａは、回転子コア３１０（第１のバランス修正部３１０ｂ）の外周面３１０Ａに沿って延びており、内周面３７１Ｂは、第１のバランス修正部３１０ｂの内周面に沿って延びている。端板３７１の外周面３７１Ａは、回転子コア３１０の外周面３１０Ａより飛び出ないように配置されている。
回転子コア３１０の本体部３１０ａおよび第１のバランス修正部３１０ｂを形成する電磁鋼板は、軸方向両側の端面に第１の端板３７１が配置された状態で、第１のカシメピン挿入孔３５１に挿入された第１のカシメピン３６１によって一体化される。
また、回転子コア３１０の本体部３１０ａの軸方向一方側の端面Ａと、第２のバランス修正部３１０ｃの軸方向他方側の端面Ｄには、第２の端板３７２が配置されている。
図５に示されているように、第２の端板３７２は、軸方向に直角な断面で見て、外周面３７２Ａ、内周面３７２Ｂ、接続面３７２Ｃおよび３７２Ｄにより形成される円弧状を有している。外周面３７２Ａは、回転子コア３１０（第２のバランス修正部３１０ｃ）の外周面３１０Ａに沿って延びており、内周面３７２Ｂは、第２のバランス修正部３１０ｃの内周面に沿って延びている。端板３７２の外周面３７２Ａは、回転子コア３１０の外周面３１０Ａより飛び出ないように配置されている。
回転子コア３１０の本体部３１０ａおよび第２のバランス修正部３１０ｃを形成する電磁鋼板は、軸方向両側の端面に第２の端板３７２が配置された状態で、第２のカシメピン挿入孔３５２に挿入された第２のカシメピン３６２によって一体化される。
本実施の形態では、第１の端板３７１および第２の端板３７２として、軸方向に直角な断面で見た外周形状が同じ部材が用いられ、回転中心Ｏを通る線に対して線対称となるように配置されている。
【００２３】
また、図６に示されているように、本実施の形態では、回転子コア３１０の本体部３１０ａの軸方向に沿った長さＬと第１のバランス調整部３１０ｂの軸方向に沿った長さＭ１を加算した加算値［Ｌ＋Ｍ１］は、本体部３１０ａの軸方向に沿った長さＬと第２のバランス修正部３１０ｃの軸方向に沿った長さＭ２を加算した加算値［Ｌ＋Ｍ２］より大きい（［Ｌ＋Ｍ１］＞［Ｌ＋Ｍ２］）。
また、回転子コア３１０の本体部３１０ａの軸方向に沿った長さＬと第２のバランス修正部３１０ｃの軸方向に沿った長さＭ２を加算した加算値［Ｌ＋Ｍ２］は、第２の永久磁石３４２の軸方向に沿った長さＬ２と等しい（［Ｌ＋Ｍ２］＝Ｌ２）。
これにより、第２の永久磁石３４２は、回転子コア３１０の軸方向一方側の端面Ａに配置されている第２の端板３４２と、第２のバランス調整部３１０ｃの軸方向他方側の端面Ｄに配置されている第２の端板３７２によって、軸方向に沿った両側への移動が規制されている。
一方、第１の永久磁石３４１の軸方向に沿った長さＬ１は、本体部３１０ａの軸方向に沿った長さＬと第１のバランス修正部３１０ａの軸方向に沿った長さＭ１を加算した加算値［Ｌ＋Ｍ１］より短い（Ｌ１＜［Ｌ＋Ｍ１］）。
このため、第１の永久磁石３４１は、第１のバランス修正部３１０ｂの軸方向一方側の端面Ｃに配置された第１の端板３７１と、本体部３１０ａの軸方向他方側の端面Ｂに配置された第１の端板３７１の間で軸方向に沿って移動可能である。
そこで、第１の永久磁石３４１の軸方向に沿った移動を規制する必要がある。
【００２４】
本実施の形態では、第１の永久磁石３４１の軸方向に沿った移動を規制するために、第１の磁石挿入孔３３１を、軸方向と交差する方向の断面積が異なる複数の挿入孔部分により構成している。すなわち、第１の磁石挿入孔３３１を、軸方向他方側に形成された第１の挿入孔部分３３１ａと、第１の挿入孔部分より軸方向一方側に配置され、軸方向と交差する方向の断面積が第１の挿入孔部分３３１ａより大きい第２の挿入孔部分３３１ｂにより構成している。第１の磁石挿入孔３３１には、軸方向と交差する方向の断面積が異なる第１の挿入孔部分３３１ａと第２の挿入孔部分３３１ｂとの境界に段差部（境界部）３３１ｃが形成される。第１の挿入孔部分３３１ａの断面積が第２の挿入孔部分３３１ｂの断面積より小さいため、第１の磁石挿入孔３３１に挿入された永久磁石３４１は、第１の挿入孔部分３３１ａ内の磁気的に安定した位置に移動させる力を受ける。すなわち、第１の挿入孔部分３３１ａと第２の挿入孔部分３３１ｂとの境界の段差部（境界部）３３１ｃが、第１の永久磁石３４１の軸方向一方側への移動を規制する位置決め部として作用する。
軸方向と交差する方向の断面積を異ならせる方法としては、例えば、径方向に沿った間隔を異ならせる方法か、周方向に沿った間隔を異ならせる方法、径方向および周法区に沿った間隔を異ならせる方法を用いることができる。
本実施の形態の位置決め部を、図７〜図９を参照して説明する。なお、図７〜図９は、それぞれ図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図、ＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【００２５】
図７は、回転子コア３１０の本体部３１０ａを形成する電磁鋼板３１１を示している。
電磁鋼板３１１は、回転子コア３１０の外周面３１０Ａを形成する外周面３１１Ａと、回転子コア３１０の内周面３１０Ｂを形成する内周面３１１Ｂを有している。また、電磁鋼板３１１は、第１の磁石挿入孔３３１を形成する第１の孔３１１ａ、第２の磁石挿入孔３３２を形成する第２の孔３１１ｂ、第１のカシメピン挿入孔３５１を形成する第３の孔３１１ｃ、第２のカシメピン挿入孔３５２を形成する第４の孔３１１ｄを有している。
【００２６】
図８および図９は、回転子コア３１０の第１のバランス修正部３１０ｂを形成する電磁鋼板３１２および３１３を示している。
電磁鋼板３１２は、第１の永久磁石３４１が、軸方向他方側の端部が第１の端板３７１に当接するように（軸方向他方側への移動が規制されるように）第１の磁石挿入孔３３１に挿入されている状態において、第１の永久磁石３４１の軸方向一方側の端部より軸方向他方側に配置される。
電磁鋼板３１２は、回転子コア３１０（第１のバランス修正部３１０ｂ）の外周面３１０Ａを形成する外周面３１２Ａと、第１のバランス修正部３１０ｂの内周面を形成する内周面３１２Ｂを有している。また、電磁鋼板３１２は、第１の磁石挿入孔３３１の第１の挿入孔部分３３１ａを形成する第１の孔３１２ａ、第１のカシメピン挿入孔３５１を形成する第２の孔３１２ｂを有している。
【００２７】
電磁鋼板３１３は、第１の永久磁石３４１が、軸方向他方側の端部が第１の端板３７１に当接するように第１の磁石挿入孔３３１に挿入されている状態において、第１の永久磁石３４１の軸方向一方側の端部より軸方向一方側に配置される。
電磁鋼板３１３は、回転子コア３１０（第１のバランス修正部３１０ｂ）の外周面３１０Ａを形成する外周面３１３Ａと、第１のバランス修正部３１０ｂの内周面を形成する内周面３１３Ｂを有している。また、電磁鋼板３１３は、第１の磁石挿入孔３３１の第２の挿入孔部分３３１ｂを形成する第１の孔３１３ａ、第１のカシメピン挿入孔３５１を形成する第２の孔３１３ｂを有している。
本実施の形態では、図６に示されているように、第１の磁石挿入孔３３１の第１の挿入孔部分３３１ａの径方向に沿った間隔（幅）をＷ１と第２の挿入孔部分３３１ｂの径方向に沿った幅Ｗ２を異ならせることによって、第１の挿入孔部分３３１ａと第２の挿入孔部分３３１ｂの軸方向と交差する方向の断面積を異ならせている。
【００２８】
なお、本実施の形態では、回転子コア３１０の第２のバランス修正部３１０ｃを形成する電磁鋼板として、図８に示されている電磁鋼板３１２が用いられている。
【００２９】
電磁鋼板３１１が、本発明の「回転子コアの第１の部分を形成する第１の板状部材」に対応する。
電磁鋼板３１２および３１３が、本発明の「回転子コアの第２の部分を形成する第２の板状部材」に対応する。
電磁鋼板３１２が、本発明の「回転子コアの第３の部分を形成する第３の板状部材」に対応する。
【００３０】
また、本実施の形態では、図２に示されているように、回転子コア３１０の本体部３１０ａの軸方向に沿った長さＬは、固定子コア２１０の軸方向に沿った長さと等しい。
そして、回転子コア３１０は、回転子コア３１０の軸方向一方側の端面Ａおよび軸方向他方側の端面Ｂの軸方向に沿った位置と、固定子コア２１０の軸方向一方側の端面Ｅおよび軸方向他方側の端面Ｆの軸方向に沿った位置が同じとなるように配置されている。
【００３１】
前述したように、永久磁石電動機１００には、圧縮機後部で圧縮された冷媒を通す冷媒通路が設けられている。永久磁石電動機１００の回転子３００の回転子コア３１０に設けられる冷媒通路の例を図１０〜図１３を参照して説明する。なお、図１０〜図１３は、図５に示されている回転子コア３１０に冷媒通路を形成した例を示している。
図１０では、回転子コア３１０のｑ軸上で、第１のバランス修正部３１０ｂの内周面（第１の端板３７１の内周面３７１Ｂ）に沿った箇所と、ｑ軸上で、第２のバランス修正部３１０ｃの内周面（第２の端板３７２の内周面３７２Ｂ）に沿った箇所に冷媒通路３８１が形成されている。
図１１では、回転子コア３１０のｑ軸上で、第１のバランス修正部３１０ｂの内周面（第１の端板３７１の内周面３７１Ｂ）より外周側に寄った箇所、ｑ軸上で、第２のバランス修正部３１０ｃの内周面（第２の端板３７２の内周面３７２Ｂ）より外周側に寄った箇所に冷媒通路３８２が形成されている。
図１２では、回転子コア３１０のｄ軸に対して周方向両側で、第１のバランス修正部３１０ｂの内周面（第１の端板３７１の内周面３７１Ｂ）に沿った箇所、ｄ軸に対して周方向両側で、第２のバランス修正部３１０ｃの内周面（第２の端板３７２の内周面３７２Ｂ）に沿った箇所に冷媒通路３８３が形成されている。
図１３では、回転子コア３１０のｄ軸に対して周方向両側で、第１のバランス修正部３１０ｂの内周面（第１の端板３７１の内周面３７１Ｂ）より外周側に寄った箇所、ｄ軸に対して周方向両側で、第２のバランス修正部３１０ｃの内周面（第２の端板３７２の内周面３７２Ｂ）より外周側に寄った箇所に冷媒通路３８４が形成されている。
冷媒通路は、回転子コア３１０のこれ以外の箇所や、固定子コア２１０の種々の箇所に形成することができる。
【００３２】
本実施の形態では、回転子（回転子コア）を形成する電磁鋼板により、回転体のアンバランスを修正するバランス修正部を構成しているため、従来のようにバランスウェイトを回転子に取り付ける作業が不要となり、また、寸法精度を高めることができる。また、バランス修正部の形状を容易に設定することができるため、バランス修正部により発生する遠心力を容易に設定することができる。また、永久磁石の軸方向に沿った長さを本体部の軸方向に沿った長さより長くすることができるため、永久磁石電動機の出力を高めることができる。また、位置決め部により第１の永久磁石の軸方向一方側への移動を規制することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、回転子コア３１０の本体部３１０ａの軸方向両側に軸方向に沿って延びる第１のバランス修正部３１０ｂおよび第２のバランス修正部３１０ｃが設けられている。このように、第１のバランス修正部３１０ｂおよび第２のバランス修正部３１０ｃが軸方向に延びていると、回転時等に固定子巻線２２０が第１のバランス修正部３１０ｂあるいは第２のバランス修正部３１０ｃに接触するおそれがある。
したがって、固定子巻線２２０と第１のバランス修正部３１０ｂあるいは第２のバランス修正部３１０ｃに接触するのを防止する対策を講じるのが好ましい。
固定子巻線２２０と第１のバランス修正部３１０ｂあるいは第２のバランス修正部３１０ｃが接触するのを防止する対策を講じた、異なる実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の断面図が図１４に示されている。
図１４に示されているように、第１のバランス修正部３１０ｂおよび第１のバランス修正部３１０ｂの端面Ｃに配置される端板３７１の外周側に、本体部３１０ａの外周面３１０Ａから径方向中心側に窪んでいる切欠部３１０Ｃを設けられている。切欠部３１０Ｃは、本体部３１０ａの端面Ａの位置まで切り欠くことができる。
また、第２のバランス修正部３１０ｃおよび第２のバランス修正部３１０ｃの端面Ｄに配置される端板３７２の外周側に、本体部３１０ａの外周面３１０Ａから径方向中心側に窪んでいる切欠部３１０Ｄが設けられている。切欠部３１０Ｄは、本体部３１０ａの端面Ｂの位置まで切り欠くことができる。
切欠部３１０Ｃおよび３１０Ｄは、少なくとも一方が設けられていればよい。
回転子コア３１０の本体部３１０ａの軸方向に沿った長さＬが固定子コア２１０の軸方向に沿った長さと等しい場合には、切欠部３１０Ｃおよび３１０Ｄを本体部３１０ａの端面ＡおよびＢの位置まで切り欠いても、永久磁石電動機の出力は影響しない。
なお、図１４は、図５に示した回転子コアに切欠部３１０Ｃおよび３１０Ｄを設けたものであるが、他の構成の回転子コアの第１のバランス修正部および第２のバランス修正部の少なくとも一方の外周側に、固定子巻線と第１のバランス修正部および第２のバランス修正部の接触を防止するための切欠部を設けることもできる。
【００３４】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、追加、削除が可能である。
実施の形態では、電磁鋼板を積層して回転子コアおよび固定子コアを形成したが、回転子コアおよび固定子コアを形成する板状部材としては、磁性を有していればよく、電磁鋼板に限定されない。
磁石挿入孔や永久磁石の、軸方向に直角な断面で見た外周形状は、実施の形態の形状に限定されず、種々の形状に設定することができる。
希土類磁石により形成される永久磁石を用いたが、永久磁石としては、フェライト磁石等の他の種々の材料により形成される永久磁石を用いることができる。
第１のバランス修正部および第２のバランス修正部の、軸方向に直角な断面で見た外周形状は、種々の形状に設定することができる。また、第１のバランス修正部および第２のバランス修正部の軸方向に沿った長さは、種々の長さに設定することができる。
永久磁石の軸方向に沿った移動を規制する位置決め部としては、種々の構成の位置決め部を用いることができる。
回転子コアの軸方向に沿った長さと固定子コアの軸方向に沿った長さは、種々の長さに設定することができる。また、回転子コアと固定子コアの配置関係は、種々変更可能である。
本発明の永久磁石電動機は、圧縮機以外の種々の機器の駆動電動機として用いることができる。
実施の形態で説明した各構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択した複数の構成を組み合わせて用いることもできる。
【００３５】
なおｍ本発明は、以下のように構成することもできる。
「（態様１）固定子と、前記固定子に対して相対的に回転可能な回転子を備え、
前記固定子は、固定子コアと、前記固定子コアに組み付けられた固定子巻線を有し、
前記回転子は、板状部材を軸方向に積層して形成された回転子コアと、前記回転子コアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子コアの軸方向両側に配置された端板を有する永久磁石電動機であって、
前記回転子コアは、筒状に形成された第１の部分と、前記第１の部分の軸方向一方側および軸方向他方側に設けられ、軸方向に沿って延在する第２の部分および第３の部分を有し、
前記板状部材は、前記回転子コアの第１の部分、第２の部分および第３の部分を形成する第１の板状部材、第２の板状部材および第３の板状部材を有し、
前記磁石挿入孔は、前記回転子コアの前記第１の部分および前記第２の部分に形成された第１の磁石挿入孔と、前記回転子コアの前記第１の部分および前記第３の部分に形成された第２の磁石挿入孔を有し、
前記永久磁石は、前記第１の磁石挿入孔に挿入された第１の永久磁石と、前記第２の磁石挿入孔に挿入された第２の永久磁石を有し、
前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石は、軸方向に沿った長さが等しく、
前記回転子コアの前記第２の部分と前記第３の部分は、軸方向に沿った長さが異なっているとともに、前記第２の部分による遠心力と前記第３の部分による遠心力が、反対の方向に作用するように構成されていることを特徴とする永久磁石電動機。」
このような構成の永久磁石電動機は、回転体のアンバランスを精度よく修正することがで、バランス修正部として作用する第２の部分および第３の部分の形状を容易に設定することができ、永久磁石の軸方向に沿った長さを長くして永久磁石電動機の出力を高めることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  圧縮機
２０  ハウジング
２１  吐出管
３０  圧縮機構部
３１  シリンダ３１
３２  偏心ロータ
３３  潤滑油溜め
４０  アキュムレータ
４１  吸入管
１００  永久磁石電動機
２００  固定子
２１０  固定子コア
２１１  固定子ヨーク
２１２  ティース
２１３  スロット
２２０  固定子巻線
３００  回転子
３１０  回転子コア
３１０Ａ  外周面
３１０Ｂ  内周面
３１０ａ  本体部
３１０ｂ  第１のバランス修正部
３１０ｃ  第２のバランス修正部
３１０Ｃ、３１０Ｄ  切欠部
３１１、３１２、３１３  電磁鋼板
３１１Ａ、３１２Ａ、３１３Ａ  外周面
３１１Ｂ、３１２Ｂ、３１３Ｂ  内周面
３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄ、３１２ａ、３１２ｂ、３１３ａ、３１３ｂ  孔
３１２Ｃ、３１２Ｄ、３１３Ｃ、３１３Ｄ  接続面
３３１  第１の磁石挿入孔
３３２  第２の磁石挿入孔
３３１Ａ、３３２Ａ  突起
３３１ａ  第１の挿入孔部分
３３１ｂ  第２の挿入孔部分
３３１ｃ  段差部（境界部）
３４１  第１の永久磁石
３４２  第２の永久磁石
３５１  第１のカシメピン挿入孔
３５２  第２のカシメピン挿入孔
３６１  第１のカシメピン
３６２  第２のカシメピン
３７１  第１の端板
３７２  第２の端板
３７１Ａ、３７２Ａ  外周面
３７１Ｂ、３７２Ｂ  内周面
３７１Ｃ、３７１Ｄ、３７２Ｃ、３７２Ｄ  接続面
３８１、３８２、３８３、３８４  冷媒通路
【図１】
2015192584.tif 000003
【図２】
2015192584.tif 000004
【図３】
2015192584.tif 000005
【図４】
2015192584.tif 000006
【図５】
2015192584.tif 000007
【図６】
2015192584.tif 000008
【図７】
2015192584.tif 000009
【図８】
2015192584.tif 000010
【図９】
2015192584.tif 000011
【図１０】
2015192584.tif 000012
【図１１】
2015192584.tif 000013
【図１２】
2015192584.tif 000014
【図１３】
2015192584.tif 000015
【図１４】
2015192584.tif 000016