(57)【要約】【課題】ロータの収容孔に埋設される磁石を変更した場合、モータ設計のやり直しをする必要がある。【解決手段】本発明のモータは、ステータと、ステータの内側に配置されたロータ１０とを備えている。ロータ１０は、周方向に並んだ４つの収容孔５０が形成されたロータ本体３１と、４つの収容孔５０にそれぞれ収容された４つ磁石６０とを有している。収容孔５０は、磁石６０が配置され得る磁石収容部を含んでおり、磁石収容部の周方向両端部の少なくとも一方は、ロータ１０の軸方向について、段状に構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、前記ステータの内側に配置されたロータとを備えており、
前記ロータは、
周方向に並んだ複数の収容孔が形成されたロータ本体と、
前記複数の収容孔にそれぞれ収容された複数の磁石とを有しており、
前記収容孔は、前記磁石が配置され得る磁石収容部を含んでおり、
前記磁石収容部の周方向両端部の少なくとも一方は、前記ロータの軸方向について、段状に構成されることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記収容孔は、前記ロータの軸方向に連続する複数の磁石収容部を含んでおり、
前記複数の磁石収容部の周方向長さは、それぞれ、複数種類の磁石の大きさに基づいていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記磁石収容部は、前記収容孔の周方向中央位置に対して対称に構成されることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記磁石は、前記ロータ本体を構成する薄板によって軸方向移動が規制されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項５】
当該モータに供給される電圧および電流に基づく位置検出によって制御されることを  特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のモータを備え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、磁石が埋設されたロータを有するモータ及びこのモータを備えた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機は、ケーシングの内部に配置された圧縮機構及び駆動機構を備えているものが一般的である。駆動機構は、ケーシングに対して固定されるステータと、その径方向内側に配置されたロータとを有するモータを備えている。ロータは、周方向に並んだ複数の収容孔を有しており、その複数の収容孔には、磁石がそれぞれ埋設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１２１６７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロータの収容孔は、その収容孔に埋設される磁石の大きさに合わせて形成されている。したがって、従来の圧縮機において、ある仕様の磁石が埋設されたロータに基づいてモータ設計（材料の仕様、積厚、巻数を設定）した後に、例えばコストダウンの為、他メーカの磁石（モータ設計した磁石と大きさが異なるもの）に変更しようとすると、その変更する磁石はロータの収容孔に埋設されることができないので、その磁石の大きさに合わせて、モータ設計をやり直さなければならないという問題がある。または、モータ設計のやり直しをしないようするためには、変更する磁石として、モータ設計した磁石と大きさが同一のもの（保磁力並びに残留磁化（磁石磁束）が同じもの）を検討しなければならないという制約があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ロータの収容孔に埋設される磁石を変更した場合であっても、モータ設計のやり直しをする必要がないモータおよび圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明にかかるモータは、ステータと、前記ステータの内側に配置されたロータとを備えており、前記ロータは、周方向に並んだ複数の収容孔が形成されたロータ本体と、前記複数の収容孔にそれぞれ収容された複数の磁石とを有しており、前記収容孔は、前記磁石が配置され得る磁石収容部を含んでおり、前記磁石収容部の周方向両端部の少なくとも一方は、前記ロータの軸方向について、段状に構成されることを特徴とする。
【０００７】
このモータでは、ロータ本体の収容孔において磁石が配置され得る磁石収容部が、段状に構成されているので、収容孔の構成を変更しないでも、大きさの異なる複数種類の磁石を収容孔に収容できる。したがって、ロータの収容孔に埋設される磁石を変更した場合であっても、モータ設計のやり直しをする必要がないとともに、同一の大きさの磁石（保磁力並びに残留磁化（磁石磁束）が同じもの）を使用しなければならないという制約がなくなる。
【０００８】
第２の発明にかかるモータは、第１の発明にかかるモータにおいて、前記収容孔は、前記ロータの軸方向に連続する複数の磁石収容部を有しており、前記複数の磁石収容部の周方向長さは、それぞれ、複数種類の磁石の大きさに基づいていることを特徴とする。
【０００９】
このモータでは、ロータの収容孔に埋設される磁石として、あらかじめ複数種類の磁石が決まっている場合、ロータの磁石収容部を複数種類の磁石の大きさに合わせて段状に構成することによって、複数種類の磁石のうちのどの磁石を使用した場合でも、収容孔の内側において磁石が周方向に移動するのを規制できる。
【００１０】
第３の発明にかかるモータは、第２の発明にかかるモータにおいて、前記磁石収容部は、前記収容孔の周方向中央位置に対して対称に構成されることを特徴とする。
【００１１】
このモータでは、複数種類の磁石のうちのどの磁石を使用した場合でも、ロータの重心が偏るのを防止できる。
【００１２】
第４の発明にかかるモータは、第１−または第３の発明のいずれかにかかるモータにおいて、  前記磁石は、前記ロータ本体を構成する薄板によって軸方向移動が規制されることを特徴とする。
【００１３】
このモータでは、ロータの軸方向長さより短い磁石を使用した場合でも、その磁石が軸方向に移動するのを規制できる。
【００１４】
第５の発明にかかるモータは、第１−第４の発明のいずれかにかかるモータにおいて、当該モータに供給される電圧および電流に基づく位置検出によって制御されることを特徴とする。
【００１５】
このモータでは、モータの周辺に配置された位置検出センサに基づく位置検出によって制御されるのでなく、モータに供給される電圧および電流に基づく位置検出によって制御されるモータにおいて、特に有効である。
【００１６】
第６の発明にかかる圧縮機は、第１−第５の発明のいずれかにかかるモータを備えていることを特徴とする。
【００１７】
この圧縮機では、ロータの収容孔に埋設される磁石を変更した場合であっても、モータ設計のやり直しをする必要がないとともに、同一の大きさの磁石（保磁力並びに残留磁化（磁石磁束）が同じもの）を使用しなければならないという制約がなくなる。
【発明の効果】
【００１８】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１９】
第１の発明では、ロータ本体の収容孔において磁石が配置され得る磁石収容部が、段状に構成されているので、収容孔の構成を変更しないでも、大きさの異なる複数種類の磁石を収容孔に収容できる。したがって、ロータの収容孔に埋設される磁石を変更した場合であっても、モータ設計のやり直しをする必要がないとともに、同一の大きさの磁石（保磁力並びに残留磁化（磁石磁束）が同じもの）を使用しなければならないという制約がなくなる。
【００２０】
第２の発明では、ロータの収容孔に埋設される磁石として、あらかじめ複数種類の磁石が決まっている場合、ロータの磁石収容部を複数種類の磁石の大きさに合わせて段状に構成することによって、複数種類の磁石のうちのどの磁石を使用した場合でも、収容孔の内側において磁石が周方向に移動するのを規制できる。
【００２１】
第３の発明では、複数種類の磁石のうちのどの磁石を使用した場合でも、ロータの重心が偏るのを防止できる。
【００２２】
第４の発明では、ロータの軸方向長さより短い磁石を使用した場合でも、その磁石が軸方向に移動するのを規制できる。
【００２３】
第５の発明では、モータの周辺に配置された位置検出センサに基づく位置検出によって制御されるのでなく、モータに供給される電圧および電流に基づく位置検出によって制御されるモータにおいて、特に有効である。
【００２４】
第６の発明では、ロータの収容孔に埋設される磁石を変更した場合であっても、モータ設計のやり直しをする必要がないとともに、同一の大きさの磁石（保磁力並びに残留磁化（磁石磁束）が同じもの）を使用しなければならないという制約がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図２】図１の圧縮機のロータ本体を構成する薄板の平面図である。
【図３】図１の圧縮機のロータの収容孔の構成を説明する図である。
【図４】図１の圧縮機のロータに埋設される２種類の磁石、および、それらの磁石が収容孔に埋設された状態を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
〔第１実施形態〕
以下、図１〜３を参照しつつ、本発明の第１実施形態について説明する。
【００２７】
（圧縮機の構成）
図１に示すように、圧縮機１は、１シリンダ型のロータリ圧縮機であって、ケーシング２と、ケーシング２内に配置された駆動機構３及び圧縮機構４とを備えている。駆動機構３は、圧縮機構４の上方に配置されており、圧縮機構４を駆動する。また、圧縮機構４は、シリンダ４１と、シリンダ４１の上方に配置されたフロントヘッド４２と、シリンダ４１の下方に配置されたリアヘッド４３とを有している。ケーシング２の側部には吸入管５が貫通しており、吸入管５からケーシング２内に導入された冷媒は、圧縮機構４で圧縮された後、ケーシング２の上端部に設けられた排出管６から排出される。
【００２８】
[駆動機構]
駆動機構３は、駆動源となるモータ７と、モータ７によって駆動されるシャフト８とを有する。モータ７は、ステータ９と、その径方向内側に配置されたロータ１０とを有する。シャフト８は、ロータ１０の略中央部に形成された貫通穴１０ａに挿入されており、ロータ１０と一体になっている。モータ７は、モータの周辺に配置された位置検出センサに基づく位置検出によって制御されるのでなく、モータ７に供給される電圧および電流に基づく位置検出によって制御されるものである。
【００２９】
[ステータ]
ステータ９は、略環状のコア２１と、コア２１の上端に配置されたインシュレータ２２と、コア２１の下端に配置されたインシュレータ２３と、コア２１及びインシュレータ２２，２３に巻回されたコイル２４とを有している。
【００３０】
[ロータ]
図１に示すように、ロータ１０は、周方向に並んだ複数の収容孔５０が形成されたロータ本体３１と、複数の収容孔５０にそれぞれ収容された複数の磁石６０と、ロータ本体３１の上端部に配置された端板部材３２と、ロータ本体ア３１の下端部に配置された端板部材３３とを有している。端板部材３２，３３は、ピンによってロータ本体３１に固定されている。
【００３１】
ロータ本体３１は、金属材料からなる複数の薄板が積層された部材であって、２種類の薄板１１、１２が積層されている。薄板１１は、図２（ａ）に示すように、略中央付近にシャフト８が挿入される貫通穴１０ａと、貫通穴１０ａの周囲に周方向に並んで配置された４つの開口５１とが形成されている。薄板１２は、図２（ｂ）に示すように、略中央付近にシャフト８が挿入される貫通穴１０ａと、貫通穴１０ａの周囲に周方向に並んで配置された４つの開口５２ａが形成されている。このように構成された薄板１１が、ロータ本体３１の一端側（上側）に複数枚積層されるとともに、薄板１２が、ロータ本体３１の他端側（下側）に複数枚積層される。このとき、平面視において、薄板１１の開口５１と薄板１２の開口５２とが同一位置に配置される。したがって、収容孔５０は、図３に示すように、薄板１１の開口５１と薄板１２の開口５２とが、ロータ１０の軸方向に連続することによって構成される。このように、ロータ本体３１は、ロータ１０の軸方向に連続して収容孔５０を形成する開口５１、５２をそれぞれ有する２つの積層板１１、１２によって構成されている。
【００３２】
薄板１１の開口５１は、長手方向についての中央に配置される磁石配置部６１を有しており、薄板１２の開口５２は、長手方向についての中央に配置される磁石配置部６２を有している。磁石配置部６１、６２は、図２において斜線を付けた部分であって、収容孔５０の内側において磁石６０が配置され得る部分である。磁石配置部６１は、周方向長さａ１、厚さｂであって、磁石配置部６２の周方向長さａ２より長い。したがって、薄板１１の開口５１の磁石配置部６１が、ロータ１０の軸方向に連続することによって、磁石収容部５０ａが構成され、薄板１２の開口５２の磁石配置部６２が、ロータ１０の軸方向に連続することによって、磁石収容部５０ｂが構成される。よって、ロータ１０の全体としては、磁石収容部５０ａと磁石収容部５０ｂとがロータ１０の軸方向に連続することによって、１つの磁石収容部が構成される。この１つの磁石収容部が、ロータ１０において磁石が配置され得る部分である。
【００３３】
収容孔５０の磁石収容部は、図３に示すように、ロータ１０の軸方向に連続する磁石収容部５０ａ、５０ｂを有している。ここでは、４つの収容孔５０のうちの１つの収容孔５０について説明するが、その他の収容孔５０の構成についても同様であるので、詳細説明は省略する。磁石収容部５０ａ、５０ｂは、周方向中央位置（図３の一点鎖線）に対して対称に構成される。磁石収容部５０ａは、図３に示すように、周方向長さａ１、厚さｂ、軸方向長さｃ１の範囲であって、磁石収容部５０ｂは、周方向長さａ２、厚さｂ、軸方向長さｃ２の範囲である。したがって、ロータ１０の磁石収容部の軸方向長さｃは、磁石収容部５０ａの軸方向長さｃ１と、磁石収容部５０ｂの軸方向長さｃ２との合計である。磁石収容部５０ｂの周方向長さａ２は、磁石収容部５０ａの周方向長さａ１より短い（磁石収容部５０ａ、５０ｂの周方向長さは、ロータ１０の軸方向の一端から他端に近づくにつれて短くなる）。したがって、図３に示すように、ロータ１０において、磁石収容部５０ａ、５０ｂとの境目部分（薄板１１の積層部分と薄板１２の積層部分との境目部分）には、段部６５が形成されることになる。この段部６５は、薄板１２の開口５２の磁石配置部６２の周辺部分によって構成される。よって、収容孔５０の磁石収容部（磁石収容部５０ａおよび磁石収容部５０ｂを合わせたもの）の周方向両端部は、ロータ１０の軸方向について、段状に構成される。収容孔５０の磁石収容部（磁石収容部５０ａおよび磁石収容部５０ｂを合わせたもの）の軸方向長さは、磁石収容部５０ａの軸方向長さｃ１と磁石収容部５０ｂの軸方向長さｃ２との合計である。
【００３４】
本実施形態では、ロータ１０に埋設される磁石６０として、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、大きさの異なる２種類の磁石６１、６２が考えられている。２種類の磁石６１、６２は、残留磁化Ｂｒの異なる磁石である。磁石６１、６２の大きさ（表面積）は、それぞれの残留磁化ＢｒをＢｒａ、Ｂｒｂとし、表面積をＳａ、Ｓｂとすると、Ｓａ×Ｂｒａ＝Ｓｂ×Ｂｒｂとなるように構成されている。したがって、ロータ１０に磁石６１、６２のいずれが埋設された場合でも、ロータ１０の総磁石磁束量を同一にできる。磁石収容部５０ａ、５０ｂの大きさは、大きさの異なる２種類の磁石の大きさに合わせて構成される。詳しくは、磁石収容部５０ａの周方向長さａ１、厚さｂ、軸方向長さｃ１は、磁石６１の周方向長さａ１、厚さｂ、軸方向長さｃ１に合わせて構成される。磁石収容部５０ｂの周方向長さａ２、厚さｂは、磁石６２の周方向長さａ１、厚さｂと略同一となるように構成され、磁石収容部５０ｂの軸方向長さｃ２は、収容孔５０の軸方向長さｃが磁石６２の軸方向長さｃ１と略同一となるように構成される。
【００３５】
したがって、磁石６１が収容孔５０に埋設されると、図４（ａ）に示すように、磁石６１が磁石収容部５０ａの略全域に配置される。このとき、磁石６１は、磁石収容部５０ａに配置されるが、磁石収容部５０ｂに配置されない。磁石６１の周方向長さａ１は、磁石収容部５０ａの周方向長さａ１と略同一であるので、磁石６１の周方向への移動が規制される。また、磁石６１の軸方向長さｃ１は、収容孔５０の磁石収容部（磁石収容部５０ａおよび磁石収容部５０ｂを合わせたもの）の軸方向長さｃ１と略同一であるので、磁石６１は、ロータ本体３１の上端部に配置された端板部材３２と、収容部５０ａ、５０ｂとの境目部分の段部６５との間に配置され、磁石６１の軸方向への移動が規制される。
【００３６】
磁石６２が収容孔５０に埋設されると、図４（ｂ）に示すように、磁石６２が磁石収容部５０ａおよび磁石収容部５０ｂの略全域に配置される。このとき、磁石６２は、磁石収容部５０ａの長手方向中央部だけに配置され、磁石６２の両側面と磁石収容部５０ａの周方向両端部にある内周面との間には、隙間がある。磁石６２の周方向長さａ２は、磁石収容部５０ｂの周方向長さａ２と略同一であるので、磁石６２の周方向への移動が規制される。また、磁石６２の軸方向長さｃは、収容孔５０の磁石収容部（磁石収容部５０ａおよび磁石収容部５０ｂを合わせたもの）の軸方向長さｃと略同一であるので、磁石６２は、ロータ本体３１の上端部に配置された端板部材３２と、ロータ本体ア３１の下端部に配置された端板部材３３との間に配置され、磁石６２の軸方向への移動が規制される。
【００３７】
＜本実施形態のモータおよび圧縮機の特徴＞
本実施形態のモータ７では、ロータ本体３１の収容孔５０の磁石収容部が、段状に構成されているので、収容孔５０の構成を変更しないでも、大きさの異なる複数種類の磁石６１、６２を収容孔５０に収容できる。したがって、ロータ１０の収容孔５０に埋設される磁石６０を変更した場合であっても、モータ設計のやり直しをする必要がないとともに、同一の大きさの磁石（保磁力並びに残留磁化（磁石磁束）が同じもの）を使用しなければならないという制約がなくなる。
【００３８】
本実施形態の圧縮機１では、収容孔５０の磁石収容部は、ロータ１０の軸方向に連続する２つの収容部５０ａ、５０ｂを有しており、ロータ１０の収容孔５０に埋設される磁石６０として、あらかじめ２種類の磁石６１、６２が決まっており、２つの収容部５０ａ、５０ｂの周方向長さは、それぞれ、磁石６１、６２の大きさに基づいて、ロータ１０の収容孔５０を２種類の磁石６１、６２の大きさに合わせて段状に構成することによって、２種類の磁石６１、６２のうちのどの磁石を使用した場合でも、収容孔５０の内側において磁石が周方向に移動するのを規制できる。
【００３９】
本実施形態のモータ７では、収容孔５０の磁石収容部（磁石収容部５０ａおよび磁石収容部５０ｂを合わせたもの）は、収容孔５０の周方向中央位置に対して対称に構成されるので、２種類の磁石６１、６２のうちのどの磁石を使用した場合でも、ロータ１０の重心が偏るのを防止できる。
【００４０】
本実施形態のモータ７では、磁石６１が収容孔５０に埋設された場合、磁石６１は、ロータ本体３１を構成する薄板１２によって軸方向移動が規制される。したがって、ロータ１０の軸方向長さより短い磁石６１を使用した場合でも、その磁石６１が軸方向に移動するのを規制できる。
【００４１】
本実施形態のモータ７は、モータの周辺に配置された位置検出センサに基づく位置検出によって制御されるのでなく、モータ７に供給される電圧および電流に基づく位置検出によって制御されるものであるので、特に有効である。
【００４２】
本実施形態の圧縮機１では、ロータ１０の収容孔５０に埋設される磁石６０を変更した場合であっても、モータ設計のやり直しをする必要がないとともに、同一の大きさの磁石（保磁力並びに残留磁化（磁石磁束）が同じもの）を使用しなければならないという制約がなくなる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４４】
上述の実施形態では、ロータ１０の収容孔５０に埋設される磁石６０として、あらかじめ２種類の磁石６１、６２が決まっている場合について説明したが、ロータ１０の収容孔５０に埋設される磁石６０として、３種類以上の磁石が決まっていてもよい。このとき、例えば、収容孔５０は、３つ以上の収容部を有しており、３つ以上の磁石収容部の周方向長さは、ロータ１０の軸方向の一端から他端に近づくにつれて短くなっていてよい。
【００４５】
上述の実施形態では、収容孔５０の磁石収容部（磁石収容部５０ａおよび磁石収容部５０ｂを合わせたもの）が、収容孔５０の周方向中央位置に対して対称に構成される場合について説明したが、収容孔５０の磁石収容部５０ａ、５０ｂが、周方向中央位置に対して対称に構成されなくてよい。
【００４６】
上述の実施形態では、例えば、磁石６１が収容孔５０に埋設されると、磁石６１が磁石収容部５０ａの略全域に配置され、磁石６１の周方向への移動が規制される場合について説明したが、磁石６１が磁石収容部５０ａの内側に配置されるものであれば、略全域に配置されなくてよい。したがって、収容孔５０に埋設される磁石の大きさは、収容孔５０の磁石収容部（磁石収容部５０ａおよび磁石収容部５０ｂを合わせたもの）より小さいものであればよい。
【００４７】
上述の実施形態では、モータ７が、モータ７に供給される電圧および電流に基づく位置検出によって制御される場合について説明したが、モータが、その周辺に配置された位置検出センサに基づく位置検出によって制御されるものであってよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明を利用すれば、ロータの収容孔に埋設される磁石を変更した場合であっても、モータ設計のやり直しをする必要がない。
【符号の説明】
【００４９】
１  圧縮機
７  モータ
９  ステータ
１０  ロータ
１１、１２  薄板
３１  ロータ本体
５０  収容孔
５０ａ、５０ｂ  磁石収容部
５１、５２  開口
６０、６１、６２  磁石
【図１】
2015220842.tif 000003
【図２】
2015220842.tif 000004
【図３】
2015220842.tif 000005
【図４】
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