(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極部と補助磁極部とが周方向に交互に複数極ずつ配置されている円筒状の回転子鉄芯と、前記主磁極部に対応して、回転子中心と該主磁極部の周方向中心とを通るｄ軸を中心に、凸部が回転子中心に向って設けられている略Ｖ字状の磁石挿入穴と、該磁石挿入穴内に略Ｖ字状に埋め込まれている１極当たり２個の磁石とから構成されている回転子を備えた電動モータにおいて、
前記磁石挿入穴の前記凸部には、隣接する前記磁石の極間を遮断する磁気遮蔽空間が設けられており、
前記磁気遮蔽空間は、周方向に所定の幅を有し、上下部が前記磁石挿入穴に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張った台形形状の空間とされているとともに、前記磁気遮蔽空間と前記磁石挿入穴とが交わる部位に、前記磁石の設置位置を設定する突起部が設けられ、
更に、前記磁石挿入穴に埋め込まれている前記磁石の内端側の回転子外周からの埋め込み深さをＦ、前記回転子の外径をＤとしたとき、Ｆ／Ｄが、Ｆ／Ｄ＝０．０６７〜０．１２１とされていることを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
前記磁気遮蔽空間の前記半径方向外側および内側への出っ張り部は、前記略Ｖ字状磁石挿入穴間の主磁気遮蔽空間から所定の間隔をおいて分離独立された補助磁気遮蔽空間とされていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
【請求項３】
前記主磁極部の前記回転子の外周位置での極間距離をＬ、前記回転子の外径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが、Ｌ／Ｄ＝０．０６２〜０．０８２とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動モータ。
【請求項４】
圧縮機構と、該圧縮機構と連結された電動モータとを備え、前記圧縮機構が前記電動モータを介して駆動可能とされている電動圧縮機において、
前記電動モータが請求項１ないし３のいずれかの電動モータとされていることを特徴とする電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子に永久磁石が埋め込まれている磁石埋め込み型の電動モータおよびそれを用いた電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調機や冷凍機では、冷媒を圧縮するため、電動モータが内蔵された電動圧縮機が用いられている。この電動圧縮機用のモータには、磁性鋼板を積層することにより構成された回転子鉄芯の外周に、周方向に所定間隔で複数の永久磁石が埋め込まれている回転子を備えた磁石埋め込み型の電動モータが使用されている。
【０００３】
かかる電動モータは、固定子（ステータ）と、その内部側に所定のギャップを介して配置された回転子（ロータ）とを備え、該回転子は、軸方向に直角な断面において、永久磁石を埋め込む磁石挿入穴が設けられている主磁極部と、主磁極部間の鉄芯部によって構成される補助磁極部（補助突極部）とが周方向に交互に複数極ずつ配置された構成とされている。これにより、永久磁石の磁束によるマグネットトルクと、主磁極部および補助磁極部の突極性によるリラクタンストルクとの両方を利用して回転トルクが得られるよう構成されている。
【０００４】
このような電動モータにおいて、回転子鉄芯の各主磁極部に対応して、回転子中心と主磁極部の周方向中心を通る軸をｄ軸としたとき、そのｄ軸を中心にして、凸部が回転子中心に向かうように略Ｖ字状とされた磁石挿入穴が設けられ、その磁石挿入穴内に１極当たり２個の永久磁石が略Ｖ字状に埋め込まれた回転子を備えている電動モータが、特許文献１，２等によって提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９１３２０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−９８８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２に示されたものは、略Ｖ字状とされた磁石挿入穴内の略全域に磁石を埋め込んだ構成とされており、１極当たり２個埋め込まれている磁石自体が比較的大きくされているとともに、略Ｖ字状とされた磁石挿入穴のＶ字穴の凸部に形成されている磁気遮蔽空間（フラックスバリア）は、磁石挿入穴と略同寸法の大きさとされており、それによって、磁束やリラクタンストルク等を調整し、回転トルクやモータ効率等を向上しようとするものではなかった。
【０００７】
また、上記の特許文献には、磁石の埋め込み深さ、すなわち磁石挿入穴に埋め込まれている磁石の内端側の回転子外周からの埋め込み深さや、磁極間距離、すなわち複数極の主磁極部の回転子の外周位置での極間距離等を最適化することによって、電動モータを高効率化し、その小型化、低コスト化を図ろうとする観点については、些かの示唆も開示もされていなかった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、磁石を可及的に小さくしてレア・アース等の使用量を低減し、低コスト化を図るとともに、磁束密度を調整してマグネットトルクおよびリラクタンストルクを有効利用し、効率を高めて小型化、低コスト化を図った電動モータおよびそれを用いた電動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】
【０００９】
上記した課題を解決するために、本発明の電動モータおよびそれを用いた電動圧縮機は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる電動モータは、主磁極部と補助磁極部とが周方向に交互に複数極ずつ配置されている円筒状の回転子鉄芯と、前記主磁極部に対応して、回転子中心と該主磁極部の周方向中心とを通るｄ軸を中心に、凸部が回転子中心に向って設けられている略Ｖ字状の磁石挿入穴と、該磁石挿入穴内に略Ｖ字状に埋め込まれている１極当たり２個の磁石とから構成されている回転子を備えた電動モータにおいて、前記磁石挿入穴の前記凸部には、隣接する前記磁石の極間を遮断する磁気遮蔽空間が設けられており、前記磁気遮蔽空間は、周方向に所定の幅を有し、上下部が前記磁石挿入穴に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張った台形形状の空間とされているとともに、前記磁気遮蔽空間と前記磁石挿入穴とが交わる部位に、前記磁石の設置位置を設定する突起部が設けられ、更に、前記磁石挿入穴に埋め込まれている前記磁石の内端側の回転子外周からの埋め込み深さをＦ、前記回転子の外径をＤとしたとき、Ｆ／Ｄが、Ｆ／Ｄ＝０．０６７〜０．１２１とされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、回転子鉄芯の主磁極部に、凸部が回転子中心に向って設けられている略Ｖ字状の磁石挿入穴内に１極当たり２枚の磁石が埋め込まれている回転子を備えた電動モータにおいて、磁石挿入穴の凸部に、隣接する磁石の極間を遮断する磁気遮蔽空間が設けられており、その磁気遮蔽空間は、周方向に所定の幅を有し、上下部が磁石挿入穴に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張った台形形状の空間とされているとともに、磁気遮蔽空間と磁石挿入穴とが交わる部位に、磁石の設置位置を設定する突起部が設けられ、更に、磁石挿入穴に埋め込まれている磁石の内端側の回転子外周からの埋め込み深さをＦ、回転子の外径をＤとしたとき、Ｆ／Ｄが、Ｆ／Ｄ＝０．０６７〜０．１２１とされているため、略Ｖ字状磁石挿入穴の凸部に設けられている磁気遮蔽空間を、上下部が磁石挿入穴に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張った台形形状の空間とし、その上下辺の長さを適宜の長さに設定することにより、周方向に所定の幅を有し、かつ磁石挿入穴に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張っている台形形状の所要大きさの磁気遮蔽空間を略Ｖ字状磁石挿入穴の凸部に形成することができ、これによって、磁気遮蔽空間を十分に大きくし、その大きさに相応して各々の磁石の大きさを小さくすることができるとともに、２個の磁石間での短絡による漏れ磁束を確実に低減し、無効磁束を減少させることができる。従って、磁石を構成するためのレア・アース（例えば、ネオジム等）の使用量を低減して低コスト化を図ることができるとともに、磁束密度を高めてマグネットトルクを大きくし、モータを高効率化することにより、小型化、低コスト化を図ることができる。また、磁気遮蔽空間の半径方向への出っ張りが磁石挿入穴の上下幅よりも十分大きくされたとしても、磁気遮蔽空間と磁石挿入穴とが交わる部位に設けられている突起部により、磁石挿入穴に挿入された磁石を所定の設置位置に設定し、位置決めすることができる。従って、磁石が磁気遮蔽空間側に移動することはなく、磁石を確実に所定位置に位置決めして設置することができ、初期の機能を発揮させることができる。更に、回転子の主磁極部に設けられている略Ｖ字状の磁石挿入穴に、１極当たり２個の磁石を略Ｖ字状に埋め込んだ構成とした場合、磁石挿入穴に埋め込まれている磁石の内端側の回転子外周からの埋め込み深さＦをパラメータとしたとき、モータの効率に極大値が存在し、磁石挿入穴に埋め込まれている磁石の内端側の回転子外周からの埋め込み深さをＦ、回転子の外径をＤとした場合、Ｆ／Ｄ＝０．０７８のときに、モータの効率が極大値を示し、このＦ／Ｄを、Ｆ／Ｄ＝０．０６７〜０．１２１の範囲に設定することにより、モータ効率を好ましい範囲に維持することができる。従って、磁石の埋め込み深さＦを最適化することによって、モータの効率を向上し、その小型化、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明の電動モータは、上記の電動モータにおいて、前記磁気遮蔽空間の前記半径方向外側および内側への出っ張り部は、前記略Ｖ字状磁石挿入穴間の主磁気遮蔽空間から所定の間隔をおいて分離独立された補助磁気遮蔽空間とされていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、磁気遮蔽空間の半径方向外側および内側への出っ張り部が、略Ｖ字状磁石挿入穴間の主磁気遮蔽空間から所定の間隔をおいて分離独立された補助磁気遮蔽空間とされているため、主磁気遮蔽空間および補助磁気遮蔽空間によって、２個の磁石間での漏れ磁束を確実に低減することができるとともに、主磁気遮蔽空間と分離独立された補助磁気遮蔽空間との間に磁力線を通すことにより、リラクタンストルクを回転トルクとして有効に利用することができる。従って、マグネットトルクおよびリラクタンストルクの双方をバランス良く利用し、モータを高効率化することができる。
【００１３】
さらに、本発明の電動モータは、上述のいずれかの電動モータにおいて、前記主磁極部の前記回転子の外周位置での極間距離をＬ、前記回転子の外径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが、Ｌ／Ｄ＝０．０６２〜０．０８２とされていることを特徴とする。
【００１４】
回転子の主磁極部に設けられている略Ｖ字状の磁石挿入穴に、１極当たり２個の磁石を略Ｖ字状に埋め込んだ構成とした場合、主磁極部の回転子の外周位置での極間距離Ｌをパラメータとしたとき、モータの効率に極大値が存在していることが見出された。本発明によれば、主磁極部の回転子の外周位置での極間距離をＬ、回転子の外径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが、Ｌ／Ｄ＝０．０６２〜０．０８２とされている。Ｌ／Ｄは、Ｌ／Ｄ＝０．０７３のとき、モータの効率が極大値を示し、このＬ／Ｄを、Ｌ／Ｄ＝０．０６２〜０．０８２の範囲に設定することにより、モータ効率を好ましい範囲に維持することができる。従って、主磁極部の極間距離Ｌを最適化することによって、モータの効率を向上し、その小型化、低コスト化を図ることができる。
【００１５】
さらに、本発明にかかる電動圧縮機は、圧縮機構と、該圧縮機構と連結された電動モータとを備え、前記圧縮機構が前記電動モータを介して駆動可能とされている電動圧縮機において、前記電動モータが上述のいずれかの電動モータとされていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、圧縮機構が電動モータを介して駆動可能とされている電動圧縮機において、電動モータが上述のいずれかの電動モータとされているため、磁石を小さくするとともに、モータ効率を高めることにより、小型化、低コスト化された高性能の電動モータを用いて電動圧縮機を製造することができる。従って、小型で搭載性に優れ、高性能でかつ安価な電動圧縮機を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電動モータによると、略Ｖ字状磁石挿入穴の凸部に設けられている磁気遮蔽空間を、上下部が磁石挿入穴に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張った台形形状の空間とし、その上下辺の長さを適宜の長さに設定することにより、周方向に所定の幅を有し、かつ磁石挿入穴に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張っている台形形状の所要大きさの磁気遮蔽空間を略Ｖ字状磁石挿入穴の凸部に形成することができ、これによって、磁気遮蔽空間を十分に大きくし、その大きさに相応して各々の磁石の大きさを小さくすることができるとともに、２個の磁石間での短絡による漏れ磁束を確実に低減し、無効磁束を減少させることができる。従って、磁石を構成するためのレア・アース（例えば、ネオジム等）の使用量を低減して低コスト化を図ることができるとともに、磁束密度を高めてマグネットトルクを大きくし、モータを高効率化することにより、小型化、低コスト化を図ることができる。また、磁気遮蔽空間の半径方向への出っ張りが磁石挿入穴の上下幅よりも十分大きくされたとしても、磁気遮蔽空間と磁石挿入穴とが交わる部位に設けられている突起部により、磁石挿入穴に挿入された磁石を所定の設置位置に設定し、位置決めすることができる。従って、磁石が磁気遮蔽空間側に移動することはなく、磁石を確実に所定位置に位置決めして設置することができ、初期の機能を発揮させることができる。更に、回転子の主磁極部に設けられている略Ｖ字状の磁石挿入穴に、１極当たり２個の磁石を略Ｖ字状に埋め込んだ構成とした場合、磁石挿入穴に埋め込まれている磁石の内端側の回転子外周からの埋め込み深さＦをパラメータとしたとき、モータの効率に極大値が存在し、磁石挿入穴に埋め込まれている磁石の内端側の回転子外周からの埋め込み深さをＦ、回転子の外径をＤとした場合、Ｆ／Ｄ＝０．０７８のときに、モータの効率が極大値を示し、このＦ／Ｄを、Ｆ／Ｄ＝０．０６７〜０．１２１の範囲に設定することにより、モータ効率を好ましい範囲に維持することができる。従って、磁石の埋め込み深さＦを最適化することによって、モータの効率を向上し、その小型化、低コスト化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の電動圧縮機によると、磁石を小さくするとともに、モータ効率を高めることによって、小型化、低コスト化された高性能の電動モータを用いて電動圧縮機を製造することができるため、小型で搭載性に優れ、高性能でかつ安価な電動圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１に示す電動圧縮機に適用した電動モータの回転子の軸方向に直角な横断面図である。
【図３】図２に示す回転子の磁石の配設構造を示す参考例の部分拡大図である。
【図４】図２に示す回転子の磁石の配設構造を示す部分拡大図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る回転子の磁石の配設構造を示す部分拡大図である。
【図６】本発明による回転子の磁石埋め込み深さと効率との関係を説明する説明図である。
【図７】本発明による回転子の磁石の磁極間距離と効率との関係を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図４および図６、図７を用いて説明する。図１には、本発明の第１実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図が示されている。
本実施形態においては、スクロール型電動圧縮機１の例が示されているが、圧縮機そのものは、スクロール型に限定されるものではなく、種々な圧縮機に適用できることはもちろんである。電動圧縮機１は、外殻を構成する筒状のハウジング２を備えている。ハウジング２は、有底の筒状をなすアルミダイカスト製の圧縮機ハウジング３と、モータハウジング４とから構成され、各々に一体成形されているフランジ部３Ａ，４Ａ同士を、Ｏリング６を介してボルト５で締結することにより、一体化された構成とされている。
【００２１】
モータハウジング４の外周には、インバータ収容部７が一体に設けられている。このインバータ収容部７には、図示省略の電源ユニットから供給される直流電力を三相交流電力に変換し、モータハウジング４内に設置されている電動モータ（以下、単にモータと称する場合もある。）１０に対して、ハーメチック端子８を介して印加するインバータ（図示省略）が組み込まれるようになっている。なお、インバータは、公知のものでよく、ここでの詳細説明は省略する。
【００２２】
モータハウジング４内に内蔵されている電動モータ１０は、固定子（ステータ）１１と回転子（ロータ）１２とを備えており、固定子１１は、モータハウジング４の内周面に圧入等によって固定されている。固定子１１とモータハウジング４との間には、円周方向の複数箇所に軸方向に貫通された図示省略のガス通路が設けられている。このガス通路を介して、モータハウジング４の後端側に設けられている吸入口（図示省略）を経て、モータハウジング４の底面と電動モータ１０の端面との間の空間１３に吸入された低圧の冷媒ガスを、ハウジング２の前方側に流通させることができるようになっている。
【００２３】
回転子１２には、回転軸（クランク軸）１４が一体に結合されている。この回転軸１４の後端部は、モータハウジング４の底面部に設けられている軸受１５により回転自在に支持され、その前端部は、軸受部材１６に設けられている主軸受１７によって回転自在に支持されている。回転軸１４の前端部には、回転軸中心から所定寸法だけ偏心されたクランクピン１４Ａが一体に設けられている。なお、軸受部材１６は、モータハウジング４の開口端側にボルト１８を介して固定支持されている。
【００２４】
一方、圧縮機ハウジング３内には、スクロール圧縮機構（圧縮機構）２０が設けられている。このスクロール圧縮機構２０は、一対の固定スクロール２１と旋回スクロール２２とを噛み合わせて構成される公知の圧縮機構であり、両スクロール２１，２２間に形成される一対の圧縮室２３が、旋回スクロール２２の公転旋回運動により外周部位から中心部位へと容積を減少されながら移動されることによって、低圧の冷媒ガスを高圧ガスに圧縮するものである。
【００２５】
固定スクロール２１は、圧縮機ハウジング３の底面側にボルト２４により固定設置されており、その端板背面と圧縮機ハウジング３の底面との間に吐出チャンバ２５が形成されている。この吐出チャンバ２５には、一対の圧縮室２３が中央部で合流されて形成される中央圧縮室から吐出ポート２６および吐出弁２７を介して高圧ガスが吐出され、該高圧ガスは、吐出チャンバ２５から吐出口２８に接続されている図示省略の吐出配管を介して外部へと吐出されるように構成されている。
【００２６】
旋回スクロール２２は、その端板背面が上記軸受部材１６のスラスト面により支持されている。また、旋回スクロール２２は、端板背面に設けられているボス部２９にニードルベアリング３０、ドライブブッシュ３１を介して回転軸１４のクランクピン１４Ａが連結され、回転軸１４の回転により固定スクロール２１に対して公転旋回駆動されるように構成されている。この旋回スクロール２２は、端板背面と軸受部材１６との間に介装されているオルダムリング３２を介して自転が阻止されるようになっている。なお、ドライブブッシュ３１には、旋回スクロール２２の公転旋回駆動に伴うアンバランス荷重を調整するためのバランスウェイト３３が一体に設けられている。
【００２７】
上記電動圧縮機１において、電動モータ１０の回転子１２は、図２および図３に示されるように、薄板状の磁性鋼板を多数積層して構成された円筒状をなす回転子鉄芯４０を有しており、その中心部に軸方向に貫通される回転軸１４が固定されている。この回転子鉄芯４０は、その外周部に回転軸１４を取り囲むように、モータ極数（本実施形態では、６極）に対応した数の永久磁石（以下、単に磁石という場合もある。）４６を埋め込むための磁石挿入穴４３が設けられている主磁極部４１と、主磁極部４１間の鉄芯部によって構成される補助磁極部（補助突極部）４２とが周方向に複数極ずつ交互に配置された構成とされている。
【００２８】
この電動モータ１０は、固定子（ステータ）１１に三相交流電流が印加されて回転磁界が発生すると、その回転磁界が回転子１２の永久磁石４６に作用してマグネットトルクが発生するとともに、回転子１２に、マグネットトルクに加えてリラクタンストルクが作用するようになっている。ここで、図２中において、回転子中心Ｏと主磁極部４１の周方向中心を通る軸をｄ軸、主磁極部４１の極間中心、すなわち回転子中心Ｏと補助磁極部４２の周方向中心を通る軸をｑ軸としたとき、リラクタンストルクは、ｄ軸とｑ軸を通る磁束の通り易さの差によって生じる。なお、本実施形態では、ｄ軸およびｑ軸が６０°毎に等間隔で設けられている６極モータの例が示されている。
【００２９】
各主磁極部４１には、主磁極部４１の周方向中心を通るｄ軸を中心にして、凸部が回転子中心Ｏに向って設けられている略Ｖ字状の磁石挿入穴４３が設けられており、その周方向両端部には、磁気遮蔽空間（フラックスバリア）４４が設けられているとともに、Ｖ字の凸部、すなわち中央部には、略台形形状をなす比較的大きな磁気遮蔽空間（フラックスバリア）４５が設けられている。この磁気遮蔽空間４５は、図３に示されるように、上下辺が適宜長さに設定されることにより周方向に所定の幅を有し、その上下部が磁石挿入穴４３に対して半径方向外側および内側に所定寸法だけ出っ張った台形形状とされている。
【００３０】
但し、図３に示すように、磁石挿入穴４３に連なった状態で磁気遮蔽空間４５を形成すると、磁石挿入穴４３に挿入した磁石４６が磁気遮蔽空間４５側に移動するおそれがあるため、図４に示されるように、磁気遮蔽空間４５と磁石挿入穴４３とが交わる部位に、磁気遮蔽空間４５の内部側に突出された突起部４７を設け、磁石挿入穴４３に磁石４６を挿入したとき、磁石４６の設置位置を設定できるようにしている。
【００３１】
略Ｖ字状をなす磁石挿入穴４３の周方向両端部の磁気遮蔽空間４４と、中央部側の磁気遮蔽空間４５との間には、断面が矩形状とされた１極当たり２個の永久磁石４６が埋め込まれている。この磁石４６としては、例えば、ネオジム系のレア・アースマグネットであって、粒界拡散合金法等によって製造された、より小型で高耐熱性および高保持力を備えた磁石を用いることが望ましい。なお、磁石挿入穴４３に埋め込まれた１極当たり２個の永久磁石４６は、カシメ等の適宜の手段によって、磁石挿入穴４３内に固定されるようになっている。
【００３２】
また、上記構成の回転子１２を様々な角度からシュミレーションした結果、磁石４６の埋め込み深さ、すなわち磁石挿入穴４３に埋め込まれた磁石４６の内端側の回転子外周からの埋め込み深さをＦ、補助磁極部４２の周方向距離、すなわち主磁極部４１の回転子１２の外周位置での極間距離をＬとし、これらをパラメータとしたときに、埋め込み深さＦおよび極間距離Ｌが、それぞれ或る値において電動モータ１０の効率が極大値を示すことが見出された。
【００３３】
つまり、回転子１２の外径をＤとしたとき、図６に示されるように、Ｆ／Ｄが、Ｌ／Ｄ＝０．０７８のときに、モータの効率が極大値を示し、Ｆ／Ｄを、Ｆ／Ｄ＝０．０６７〜０．１２１の範囲とすることによって、その効率を好ましい範囲に維持できることが判明した。同様に、図７に示されるように、Ｌ／Ｄが、Ｌ／Ｄ＝０．０７３のときに、モータの効率が極大値を示し、Ｌ／Ｄを、Ｌ／Ｄ＝０．０６２〜０．０８２の範囲とすることにより、その効率を好ましい範囲に維持できることが判明した。
【００３４】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
インバータ収容部７に設置されているインバータ（図示省略）を介して電動モータ１０に電力が印加され、電動モータ１０が回転駆動されると、モータハウジング４に設けられている吸入口を介して空間１３内に低圧の冷媒ガスが吸入される。この低圧ガスは、固定子１１とモータハウジング４間のガス通路を通り、モータハウジング４の壁面を介してインバータ収容部７内のインバータを冷却した後、軸受部材１６側の空間に流通され、そこから圧縮機ハウジング３側に設けられているスクロール圧縮機構２０の一対の圧縮室２３内に吸入される。
【００３５】
一対の圧縮室２３に吸入された低圧ガスは、旋回スクロール２２の公転旋回運動に伴って両圧縮室２３が容積を減少しながら中心側へと移動されることにより圧縮される。そして、両圧縮室２３が中心部において合流され、その圧縮室が固定スクロール２１の中心部に設けられている吐出ポート２６と連通されることにより、圧縮された高圧のガスが吐出弁２７を押し開いて吐出チャンバ２５内に吐き出される。この高圧ガスは、吐出口２８を経て冷凍サイクル側へと送出され、冷凍サイクル内を循環した後、再び吸入口から電動圧縮機１内に吸い込まれることになる。
【００３６】
この間、外部電源からインバータ収容部７内に組み込まれているインバータに供給された直流電力は、インバータで上位の制御装置からインバータに指令された周波数の三相交流電力に変換され、インバータ側のＵＶＷ端子からハーメチック端子８、ハーメチック端子８が接続されているクラスタブロック３４およびモータリード線等を介して電動モータ１０の固定子１１に印加される。これによって、回転子１２が所要の回転数で回転駆動され、回転軸１４を介してスクロール圧縮機構２０が駆動される。
【００３７】
上記電動モータ１０の回転子１２は、主磁極部４１と補助磁極部４２とが周方向に交互に複数極ずつ配置されている円筒状の回転子鉄芯４０と、主磁極部４１に対応して、回転子中心Ｏと該主磁極部４１の周方向中心とを通るｄ軸を中心にして、凸部が回転子中心Ｏに向って設けられている略Ｖ字状の磁石挿入穴４３と、この磁石挿入穴４３内に略Ｖ字状に埋め込まれている１極当たり２個の磁石４６とを備えた構成とされており、固定子１１に三相交流電流が印加されて回転磁界が発生すると、その回転磁界が回転子１２の永久磁石４６に作用してマグネットトルクが生じるとともに、このマグネットトルクに加えて回転子１２にリラクタンストルクが作用し、回転子１２が所定のトルクで回転駆動されることになる。
【００３８】
ここで、磁石挿入穴４３の凸部には、隣接する磁石４６の極間を遮断する磁気遮蔽空間４５が設けられており、この磁気遮蔽空間４５は、周方向に所定の幅を有し、磁石挿入穴４３に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張った部分を有する台形形状とされている。このように磁気遮蔽空間４５を、周方向に所定の幅を有し、磁石挿入穴４３に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張った部分を有する形状とすることにより、磁気遮蔽空間４５の大きさに相応して各々の磁石４６の大きさを可及的に小さくすることができるとともに、磁石挿入穴４３に埋め込まれた２個の磁石４６間での短絡による漏れ磁束を低減し、無効磁束を減少させることができる。
【００３９】
斯くして、本実施形態によれば、永久磁石４６が小さくされた分、その磁石を構成するためのレア・アース材料（例えば、ネオジム等）の使用量を低減し、低コスト化を図ることができるとともに、磁束密度を高めてマグネットトルクを大きくし、モータ１０を高効率化することによって、その小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４０】
また、上記磁気遮蔽空間４５は、上下部が磁石挿入穴４３に対して半径方向外側および内側に出っ張った略台形形状とされている。このため、略台形形状とされた磁気遮蔽空間４５の上下辺の長さを適宜の長さに設定することにより、周方向に所定の幅を有し、かつ磁石挿入穴４３に対して半径方向外側および内側の双方に出っ張っている部分を有する所要大きさの磁気遮蔽空間４５を、略Ｖ字状とされた磁石挿入穴４３の凸部に形成することができ、磁気遮蔽空間４５を十分大きくすることによって、確実に磁石４６の小型化および漏れ磁束の低減を図ることができる。
【００４１】
また、磁気遮蔽空間４５と磁石挿入穴４３とが交わる部位に、磁石の設置位置を設定する突起部４７を設けることにより、磁気遮蔽空間４５の半径方向への出っ張りが磁石挿入穴４３の上下幅よりも十分大きくされたとしても、磁石挿入穴４３に挿入された磁石４６を突起部４７によって所定の位置に設定し、位置決めすることができる。このため、磁石４６が磁気遮蔽空間４５側に移動することはなく、磁石４６を確実に所定位置に位置決めして設置することができ、初期の機能を発揮させることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、磁石挿入穴４３に埋め込まれた磁石４６の内端側の回転子１２外周からの埋め込み深さをＦ、主磁極部４１の回転子１２の外周位置での極間距離をＬ、回転子１２の外径をＤとしたとき、図６および図７に示されるように、Ｆ／Ｄをモータの効率が極大値を示す、Ｆ／Ｄ＝０．０７８を含む、Ｆ／Ｄ＝０．０６７〜０．１２１の範囲に設定し、また、Ｌ／Ｄをモータの効率が極大値を示す、Ｌ／Ｄ＝０．０７３を含む、Ｌ／Ｄ＝０．０６２〜０．０８２の範囲に設定している。
【００４３】
このように、Ｆ／Ｄをモータの効率が極大値を示す、Ｆ／Ｄ＝０．０７８を含む、Ｆ／Ｄ＝０．０６７〜０．１２１の範囲に設定し、また、Ｌ／Ｄをモータの効率が極大値を示す、Ｌ／Ｄ＝０．０７３を含む、Ｌ／Ｄ＝０．０６２〜０．０８２の範囲に設定することにより、図６および図７からも明らかなように、電動モータ１０の効率を好ましい範囲に維持することができ、磁石４６の埋め込み深さＦおよび主磁極部４１の極間距離Ｌを各々最適化し、電動モータ１０を高効率化することによって、その小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、磁気遮蔽空間４５が主磁気遮蔽空間４５Ａと、補助磁気遮蔽空間４５Ｂ，４５Ｃに分離されている点が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態においては、略Ｖ字状をなす磁石挿入穴４３の凸部に半径方向外側および内側の双方に出っ張るように設けられていた上述の磁気遮蔽空間４５を、図５に示されるように、略Ｖ字状の磁石挿入穴４３間に設けられる主磁気遮蔽空間４５Ａと、主磁気遮蔽空間４５Ａから所定の間隔をおいて分離独立して設けられる補助磁気遮蔽空間４５Ｂ，４５Ｃとに分割して設けた構成としている。
【００４５】
上記のように、磁気遮蔽空間４５の半径方向外側および内側への出っ張り部を上下に分割し、略Ｖ字状の磁石挿入穴４３間に設けられる主磁気遮蔽空間４５Ａから所定の間隔をおいて分離独立された補助磁気遮蔽空間４５Ｂ，４５Ｃとすることにより、主磁気遮蔽空間４５Ａおよび補助磁気遮蔽空間４５Ｂ，４５Ｃの双方で漏れ磁束を確実に低減することができるとともに、主磁気遮蔽空間４５Ａと分離された補助磁気遮蔽空間４５Ｂ，４５Ｃとの間に磁力線を通すことにより、リラクタンストルクを回転トルクとして有効利用することができる。これによって、マグネットトルクおよびリラクタンストルクの双方をバランス良く利用し、モータを高効率化することができる。
【００４６】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、インバータ収容部７を筒形状とされているハウジング２の外周部に設けた例について説明したが、ハウジング２の一端面にインバータ収容部を設けた構成としてもよい。また、圧縮機構としては、スクロール型に限らず、いかなる型式の圧縮機構を用いてもよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態では、６極のモータに適用した例について説明したが、モータの極数は、これに限定されるものではなく、それ以上、それ以下としてもよいことはもちろんである。また、略Ｖ字状とされた磁石挿入穴４３の開く角度および２個の磁石４６の配置角度は、特に制限されるものではなく、適宜の角度に設定すればよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  電動圧縮機
１０  電動モータ
１１  固定子
１２  回転子
１４  回転軸
２０  スクロール圧縮機構（圧縮機構）
４０  回転子鉄芯
４１  主磁極部
４２  補助磁極部（補助突極部）
４３  磁石挿入穴
４５  磁気遮蔽空間（フラックスバリア）
４５Ａ  主磁気遮蔽空間
４５Ｂ，４５Ｃ  補助磁気遮蔽空間
４６  永久磁石（磁石）
４７  突起部
Ｄ  回転子外径
Ｆ  磁石の埋め込み深さ
Ｌ  主磁極部の極間距離
Ｏ  回転子中心
【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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