(57)【要約】  永久磁石埋込型電動機５０は、固定子１と、回転子１００とを備え、回転子は、複数の磁石収容穴１３を有する回転子鉄心１２を含み、磁石収容穴のそれぞれには、複数の永久磁石１４が収容されており、回転子の外周面１５とそれぞれの磁石収容穴の外側画定ライン１３ａとの間には、複数のスリット９が形成されており、複数の永久磁石の間には、少なくとも一つの空間部８が確保されており、空間部は、複数のスリットの何れか一つと、磁極中心線に平行な方向に対向する。
2015083274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
前記固定子に対向して回転可能に設けられた回転子とを備え、
前記回転子は、複数の磁石収容穴を有する回転子鉄心を含み、
前記磁石収容穴のそれぞれに、複数の永久磁石が収容されており、
前記回転子鉄心における前記回転子の外周面とそれぞれの前記磁石収容穴の外側画定ラインとの間には、複数のスリットが形成されている、永久磁石埋込型電動機であって、
前記磁石収容穴に挿入された状態の前記複数の永久磁石の間には、少なくとも一つの空間部が形成されており、該空間部は、前記複数のスリットの何れか一つと、磁極中心線に平行な方向に対向する、
永久磁石埋込型電動機。
【請求項２】
前記空間部の周方向幅をＷ１とし、該空間部と対向する位置にある前記スリットの周方向幅をＷ２とすると、Ｗ１≦Ｗ２である、
請求項１の永久磁石埋込型電動機。
【請求項３】
前記磁石収容穴のそれぞれには、２つの前記永久磁石が挿入されており、
これら永久磁石は、同一サイズである、
請求項１又は２の永久磁石埋込型電動機。
【請求項４】
前記磁石収容穴のそれぞれには、３つの前記永久磁石が挿入されており、
両端側の前記永久磁石の周方向幅は、両端側以外の１つ前記永久磁石の周方向幅よりも小さい、
請求項１又は２の永久磁石埋込型電動機。
【請求項５】
両端側の前記永久磁石の保磁力は、両端側以外の１つ前記永久磁石の保磁力よりも大きい、
請求項４の永久磁石埋込型電動機。
【請求項６】
前記磁石収容穴のそれぞれには、４つ以上の前記永久磁石が挿入されており、
両端側の前記永久磁石の周方向幅は、両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の周方向幅よりも小さい、
請求項１又は２の永久磁石埋込型電動機。
【請求項７】
両端側の前記永久磁石の保磁力は、両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の保磁力よりも大きい、
請求項６の永久磁石埋込型電動機。
【請求項８】
密閉容器内に、電動機と、圧縮要素とを備えた圧縮機であって、
前記電動機は、請求項１〜７の何れか一項の永久磁石埋込型電動機である、
圧縮機。
【請求項９】
請求項８の圧縮機を冷凍回路の構成要素として含む、冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、冷凍機器・空調機器に用いられる圧縮機用の電動機には、回転子鉄心内部に複数の永久磁石を埋め込んだ永久磁石埋込型電動機が用いられている。複数の永久磁石は、回転子鉄心に形成された対応する磁石収容穴に挿入されている。【０００３】
このような圧縮機用の電動機では、圧縮機の密閉容器内の潤滑油が磁石収容穴内に入りこむことで永久磁石が移動しやすくなり、さらに直接的な要因としての固定子からの電磁力が永久磁石に作用することで、永久磁石が磁石収容穴内で移動することがある。そして、このような永久磁石の移動に起因した振動や騒音が発生することがあった。【０００４】
これに関し、特許文献１に開示の電動機では、回転子鉄心の磁石収容穴のそれぞれに、一対の相互に分離した永久磁石を挿入している。かかる電動機では、一対の永久磁石は固定子からの電磁力によって、対応する磁石収容穴内で相互に離隔する方向に引っ張られる。よって、圧縮機の運転中に潤滑油が磁石収容穴に入り永久磁石が移動しやすくなっても、個々の永久磁石はスロット内で往復移動しないようになり、上記の振動や騒音が抑制されるように企図されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７４７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、永久磁石埋込型電動機においては、磁石収容穴における径方向外側部分の磁気抵抗が小さいため、いわゆるｑ軸（隣り合う磁石の間を延びる軸であってｄ軸（永久磁石の中心軸）と電気角９０ｄｅｇをなす軸）方向の磁束が流れやすい。それによって、回転子の径方向の加振力が永久磁石に作用することもあり、振動や騒音が発生する恐れもある。また、これにつき、上述した特許文献１においては、永久磁石の周方向の振動を問題としているものの、径方向の加振力についての開示はない。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、永久磁石に作用する径方向の加振力を低減することができる永久磁石埋込型電動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】
【０００８】
上述した目的を達成するための本発明は、固定子と、前記固定子に対向して回転可能に設けられた回転子とを備え、前記回転子は、複数の磁石収容穴を有する回転子鉄心を含み、前記磁石収容穴のそれぞれに、複数の永久磁石が収容されており、前記回転子鉄心における前記回転子の外周面とそれぞれの前記磁石収容穴の外側画定ラインとの間には、複数のスリットが形成されている、永久磁石埋込型電動機であって、前記磁石収容穴に挿入された状態の前記複数の永久磁石の間には、少なくとも一つの空間部が形成されており、該空間部は、前記複数のスリットの何れか一つと、磁極中心線に平行な方向に対向する。
前記空間部の周方向幅をＷ１とし、該空間部と対向する位置にある前記スリットの周方向幅をＷ２とすると、Ｗ１≦Ｗ２であるように構成してもよい。
前記磁石収容穴のそれぞれには、２つの前記永久磁石が挿入されており、これら永久磁石は、同一サイズであるように構成してもよい。
あるいは、前記磁石収容穴のそれぞれには、３つの前記永久磁石又は４つ以上の前記永久磁石が挿入されており、両端側の前記永久磁石の周方向幅は、両端側以外の１つ前記永久磁石の周方向幅又は両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の周方向幅よりも小さいように構成してもよい。
その場合、両端側の前記永久磁石の保磁力は、両端側以外の１つ前記永久磁石の保磁力又は両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の保磁力よりも大きいように構成してもよい。
さらに、同目的を達成するための本発明に係る圧縮機は、密閉容器内に、電動機と、圧縮要素とを備えた圧縮機であって、前記電動機は、上述した本発明に係る永久磁石埋込型電動機である。
さらに、同目的を達成するための本発明に係る冷凍空調装置は、上述した本発明に係る圧縮機を冷凍回路の構成要素として含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、永久磁石に作用する径方向の加振力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機の、回転中心線を垂線とする断面図である。
【図２】図１における回転子単体を拡大して示す図である。
【図３】図２において、磁石収容穴に永久磁石をセットしていない状態を示す断面図である。
【図４】図２において１極分の磁石収容穴の周囲部を拡大して示す図である。
【図５】図４のＶ部を拡大して示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に関する、図３と同態様の図である。
【図７】本実施の形態２に関する、図４と同態様の図である。
【図８】永久磁石埋込型電動機を搭載した本発明の実施の形態４に係るロータリ圧縮機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。なお、図２〜図７は何れも、図１に示すような対応する全体構成からその一部を抜き出した部分拡大図であるが、図の明瞭性を優先し、ハッチングは省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機の、回転中心線を垂線とする断面図である。図２は、図１における回転子単体を拡大して示す図である。図３は、図２において、磁石収容穴に永久磁石をセットしていない状態を示す断面図である。
【００１３】
図１において、本実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機５０は、環状の固定子１と、回転子１００とを備えている。固定子１は、環状の固定子鉄心２と、この固定子鉄心２の内周側の部分において、周方向（回転子の回転中心線を垂線とする面における当該回転中心線を中心とする円周の方向、回転子１００の回転軌跡方向）に等角ピッチで形成された複数のスロット３と、各スロット３に収容されたコイル４とを有している。図１に示される固定子１は、一例として分布巻の固定子であるが、集中巻の固定子であってもよい。
【００１４】
固定子１の環状の内側の空間には、回転子１００が回転可能に配設されている。回転子１００（回転子鉄心１２）の外周面１５と、固定子１の内周面１ａとの間には、円筒状の空隙５が形成されている。
【００１５】
一方、回転子１００は、主たる構成として、回転軸１１と、回転子鉄心１２と、複数の永久磁石１４とを含んでいる。回転軸１１には、駆動源からの回転エネルギーが伝達され、かかる回転エネルギーによって、回転軸１１の周囲に設けられている回転子鉄心１２が、回転される。回転子鉄心１２と回転軸１１とは、例えば焼嵌および圧入等により連結されている。
【００１６】
さらに、回転子の詳細を説明する。図２には、永久磁石１４を収容する前の回転子鉄心１２が示されている。回転子鉄心１２は、金型で所定形状に打ち抜いたケイ素鋼板（構成板）を、回転軸１１の延びる方向（図２の紙面表裏方向）に複数枚積層して製作される。回転子鉄心１２の外周面１５は、円筒状に形成されている。
【００１７】
回転子鉄心１２には、周方向に沿って並べられた６つの磁石収容穴１３が形成されている。すなわち、本実施の形態１は、６極の永久磁石埋込型電動機を例示したものである。しかしながら、本発明に係る永久磁石埋込型電動機の極数を限定する意図ではない。
【００１８】
６つの磁石収容穴１３は、同一形状をなしている。また、６つの磁石収容穴１３はそれぞれ、均等な角度範囲にわたって広がっており、また、磁石収容穴１３の各部の径方向の位置も、６つの磁石収容穴１３において同一な態様となっている。
【００１９】
磁石収容穴１３はそれぞれ、外側画定ライン１３ａと、内側画定ライン１３ｂと、一対のエンドライン１３ｃとを有している。外側画定ライン１３ａ及び内側画定ライン１３ｂは、径方向（回転子の回転中心線を垂線とする面における当該回転中心線を中心とする半径の方向）でみた内側・外側を指している。
【００２０】
一対のエンドライン１３ｃは、回転子鉄心１２の外周面１５の近傍において外側画定ライン１３ａの端部１３ｄと、内側画定ライン１３ｂの端部１３ｅとを結んでいる。外側画定ライン１３ａ及び内側画定ライン１３ｂそれぞれの大部分（端部を除く）は、径方向と直交する方向に延びている。エンドライン１３ｃはそれぞれ、外側画定ライン１３ａよりも極めて回転子鉄心１２の外周面１５に近づいており、エンドライン１３ｃの径方向内側には、いわゆるフラックスバリアが形成されている。
【００２１】
回転子鉄心１２は、回転子鉄心１２の外周面１５と、各磁石収容穴１３のエンドライン１３ｃそれぞれとの間に、外周薄肉鉄心部６を含んでいる。
【００２２】
このように回転子鉄心１２を構成することによって、磁石収容穴１３の両端部（エンドライン１３ｃ）付近の磁気抵抗を大きくすることができる。これにより、磁石の短絡磁束を低減でき、高トルク化が実現できる。
【００２３】
また、磁石収容穴１３それぞれの内側画定ライン１３ｂの両端には、一対の突起部７が形成されている。一対の突起部７は、径方向外側に向かって突出する。これら突起部７は、永久磁石１４が周方向にずれるのを防止する位置決めの機能を備える。
【００２４】
突起部７の高さとしては、永久磁石１４を挿入した際に、永久磁石１４の長手方向の極間側の端面１４ｄと突起部７の側面とが面接触できる寸法が確保されている。面接触部分は、永久磁石１４の寸法公差の下限において、永久磁石１４の位置ずれを防止できる寸法が確保されていればよい。本例では、およそ０．５ｍｍ程度である。
【００２５】
また、磁石収容穴１３それぞれの内側画定ライン１３ｂは、一対の突起部７よりも周方向でいう磁極中心側に、径方向に内側に凹む一対の窪み１３ｆを有している。
【００２６】
回転子鉄心１２における、それぞれの磁石収容穴１３の外側画定ライン１３ａと外周面１５との間の鉄心部分には、複数の（７本）のスリット９（９ａ〜９ｇ）が形成されている。スリット９（９ａ〜９ｇ）には、磁石収容穴１３や外周面１５につながる開口部はなく、回転子鉄心１２の内部で閉じた形状となっている。また、各磁極のまとまり毎で、複数のスリット９は、概ね径方向に延びており、その概ね径方向に延びる長さに関しては、磁極中央部のスリット９ｄが最も長く、極間部に近づくにつれて長さが減少し、極間部のスリット９ａ、９ｇが最も短い。
【００２７】
回転子鉄心１２において、複数のスリット９のそれぞれと、外周面１５との間には、薄肉の外側鉄心部１７（１７ａ〜１７ｇ）が形成されている。
【００２８】
また、回転子鉄心１２において、複数のスリット９（９ａ〜９ｇ）と、スリット９（９ａ〜９ｇ）に対向して配置した磁石収容穴１３の外側画定ライン１３ａとの間は、薄肉の内側鉄心部１８（１８ａ〜１８ｇ）が形成されている。
【００２９】
複数の外側鉄心部１７、及び、複数の内側鉄心部１８のそれぞれの肉厚は、電磁鋼板の板厚程度で構成されている。例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
【００３０】
図３に示されるように、磁石収容穴１３それぞれには、１極当たり２枚の平板状（図３等の断面においてみ矩形断面を有する形状）の永久磁石１４（１４ａ、１４ｂ）が周方向に並んで収容される。以下、図４及び図５も参照しながら、さらに詳しく説明する。図４は、図２において１極分の磁石収容穴の周囲部を拡大して示す図であり、図５は、図４のＶ部を拡大して示す図である。
【００３１】
本実施の形態１においては、永久磁石１４は、回転子鉄心１２の周方向へ極数の２倍の数だけ配置されている。そして、同一の磁石収容穴内に配置された２枚の永久磁石１４は、同一方向の極性を備えるように配置されている。さらに、隣り合う磁石収容穴１３にそれぞれ収容された一対の永久磁石１４同士は、異なる極性となるように、極性の向きが逆転するように配置されている。
【００３２】
永久磁石１４は、Ｎｄ・Ｆｅ・Ｂ系の希土類磁石であり、上記のように周方向にみて２枚毎に、Ｎ極とＳ極との向きが交互になるように着磁されている。
【００３３】
また、対応する磁石収容穴１３に挿入される２枚の永久磁石１４は、同一サイズである。
【００３４】
磁石収容穴１３のそれぞれにおいて、対応する磁石収容穴１３に挿入された状態の２枚の永久磁石１４の間に、空間部８が確保されている。この空間部８は、何れか一つのスリット９と、磁極中心線ＭＣ（図３参照）に平行な方向に対向する。特に、本実施の形態１の図示例では、磁石収容穴１３のそれぞれには、同一形状の２枚の永久磁石１４が配置されており、磁極中心線上に、空間部８が位置している。一方、複数のスリット９は、磁極中心線上に一つのスリット９ｄが位置しており、他のスリットは磁極中心線に関して線対称に形成されている。よって、本実施の形態１の図示例では、空間部８は、磁極中心線に平行な方向に、スリット９ｄと対向しており、さらに言うと、空間部８及びスリット９ｄが共に、磁極中心線上に位置する。しかしながら、本実施の形態１は、これに限定されるものではなく、空間部８が、何れか一つのスリット９と、磁極中心線に平行な方向に対向していればよく、相互に対向する空間部及びスリットが共に、磁極中心線そのもの上に位置していることには限定されない。
【００３５】
さらに、空間部の幅とスリットの幅との関係の一例を示す。図４に示されるように、２枚の永久磁石１４（１４ａ、１４ｂ）の間の空間部８の周方向幅（磁極中心線と直交する方向の幅）をＷ１とし、空間部８と対向する位置に設けた中央部のスリット９ｄの周方向幅をＷ２とすると、Ｗ１≦Ｗ２となる構成されている。
【００３６】
以上のように構成された本実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機では、次のような優れた利点が得られる。まず、回転子鉄心には、複数のスリットが設けられているので、騒音や振動を引き起こす恐れがある固定子からのほぼ周方向に進行する固定子反作用磁束ＭＡの流れを抑制することできる。これにより、永久磁石埋込型電動機の運転時の騒音や振動を抑制することができる。さらに、磁石収容穴それぞれに２枚の永久磁石を挿入し、それら永久磁石の間に空間部を設けたことにより、図５に示されるように、空間部を挟んで向き合う永久磁石同士の端部において、短絡磁束ＭＳが増加し、回転子鉄心における、複数のスリットと複数の永久磁石との間の部分の磁束密度が増加する。これによって、固定子からのほぼ周方向に進行する固定子反作用磁束ＭＡの流れを抑制することでき、半径方向の加振力を低減することができる利点がある。
【００３７】
また、永久磁石埋込型電動機は、空間部の周方向幅をＷ１とし、空間部と対向する位置にあるスリットの周方向幅をＷ２としたとき、Ｗ１≦Ｗ２の関係を満たすように構成されているので、永久磁石の磁束の低下を抑制しつつ、複数のスリットと複数の永久磁石との間の部分の磁束密度を増加させることができる。また、対応する磁石収容穴には、２枚の永久磁石が挿入され、それら永久磁石が同一サイズであるので、設置数の多い永久磁石にかかるコストを抑制しつつ、上記の利点を得ることが可能となる。
【００３８】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る永久磁石埋込型電動機について説明する。図６及び図７はそれぞれ、本発明の実施の形態２に関する、図３及び図４と同態様の図である。なお、本実施の形態２は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。
【００３９】
上記実施の形態１の回転子においては１極当たり２枚の磁石に配置していたのに対し、本実施の形態２の回転子２００では、１極当たり３枚の永久磁石１１４（１１４ａ，１１４ｂ、１１４ｃ）で構成されている。隣り合う永久磁石１１４の間のそれぞれには実施の形態１と同様にスリットと対向する位置に空間部１０８（１０８ａ，１０８ｂ）が設けられている。さらに、同様に、本実施の形態２の具体的一例として、隣り合う永久磁石１１４の間の空間部１０８の周方向幅は、その空間部１０８に対向する対応のスリット１０９の周方向幅よりも小さい。より具体的に説明する。２枚の永久磁石１１４ａ、１１４ｂの間の空間部１０８ａの周方向幅をＷ１ａとし、別の２枚の永久磁石１１４ｂ、１１４ｃの間の空間部１０８ｂの周方向幅をＷ１ｂとし、また、空間部１０８ａと対向する位置に設けたスリット９ｂの周方向幅をＷ２ａとし、もう一つの空間部１０８ｂと対向する位置に設けたスリット９ｆの周方向幅をＷ２ｂとしたとき、Ｗ１ａ≦Ｗ２ａ、且つ、Ｗ１ｂ≦Ｗ２ｂとなっている。なお、特に本例では、Ｗ１ａ＝Ｗ１ｂ、Ｗ２ａ＝Ｗ２ｂとなっている。
【００４０】
また、磁石収容穴１３のそれぞれに関し、磁石収容穴１３内において磁極中心線と直交する方向でいう両端側に配置された永久磁石１１４ａ、１１４ｃの周方向幅Ｍ１、Ｍ３とし、真ん中に配置した永久磁石１１４ｂの周方向幅をＭ２としたとき、Ｍ１≦Ｍ２、且つ、Ｍ３≦Ｍ２となっている。なお、特に本例では、Ｍ１＝Ｍ３となっている。
【００４１】
以上のように構成された本実施の形態２に係る永久磁石埋込型電動機によっても、上記実施の形態１の場合と同様、固定子からのほぼ周方向に進行する固定子反作用磁束の流れを抑制することでき、半径方向の加振力を低減することができる。
【００４２】
さらに加えて、本実施の形態２では、渦電流損失の大きい両端の永久磁石の損失を効果的に低減でき、磁石の発熱を抑制し、減磁耐力を改善できる。これは次のような理由による。まず、永久磁石を１極当たり１枚で構成した場合、固定子巻線の作る磁束は、スリットの間を通過し磁石の長手方向（磁極中心線と直交する方向）に対して略直交する方向に流れる。このとき、固定子巻線の作る磁束の大きさが変化すると磁石の内部には渦電流が流れ、損失となって磁石の温度上昇が大きくなる可能性がある。そして、渦電流は、磁石の端の部分に特に集中して流れる。これに対して、本実施の形態２では、両端側の磁石の周方向幅を他の磁石の周方向幅よりも小さくすることで、両端の磁石の電気抵抗を増加することができ、渦電流を低減することができる。なお、本例では、磁石収容穴内に３つの磁石が配置されるため、他の磁石は中央の磁石一つであるが、本実施の形態２は、これに限定する意図ではなく、磁石収容穴内に４つ以上の磁石が配置されている態様であってもよい。その場合、両端側の磁石の周方向幅は、他の磁石（両端以外の２つ以上の磁石）の周方向幅よりも小さくする。つまり、両端側の永久磁石の周方向幅は、両端側以外の残りの１つ（磁石収容穴内に３つの磁石が配置されている場合の両端側以外の残りの１つ）又は２つ以上（磁石収容穴内に４つ以上の磁石が配置されている場合の両端側以外の残りの全部）の永久磁石の周方向幅よりも小さくなっている。
【００４３】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型電動機について説明する。本実施の形態３は、一例として、図６及び図７のように構成されており、さらに、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態２と同様であるものとする。
【００４４】
本実施の形態３では、それぞれの磁石収容穴内に３つ以上の永久磁石を配置し、且つ、両端側に配置した永久磁石の保磁力を、両端側以外の残りの１つ（磁石収容穴内に３つの磁石が配置されている場合の両端側以外の残りの１つ）又は２つ以上（磁石収容穴内に４つ以上の磁石が配置されている場合の両端側以外の残りの全部）の永久磁石の保磁力よりも大きくしている。
【００４５】
このように構成された本実施の形態３に係る永久磁石埋込型電動機によっても、上記実施の形態１の場合と同様、固定子からのほぼ周方向に進行する固定子反作用磁束の流れを抑制することでき、半径方向の加振力を低減することができる。また、上記実施の形態２と同様、渦電流を低減することができる。さらに、加えて、本実施の形態３では、磁石収容穴内において両端側の永久磁石の保磁力を相対的に大きくすることで、永久磁石埋込型電動機を、圧縮機内の高温雰囲気中で使用した場合であっても磁石が減磁することなく、高速、高トルク駆動に適した高出力な電動機の提供が期待できる。
【００４６】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４として、上述した実施の形態１〜３の何れかの永久磁石埋込型電動機を搭載したロータリ圧縮機について説明する。なお、本発明は、上述した実施の形態１〜３の何れかの永久磁石埋込型電動機を搭載した圧縮機を含むものであるが、圧縮機の種別は、ロータリ圧縮機に限定されるものではない。
【００４７】
図８は、永久磁石埋込型電動機を搭載したロータリ圧縮機の縦断面図である。ロータリ圧縮機２５０は、密閉容器２２５内に、永久磁石埋込型電動機５０（電動要素）と、圧縮要素２３０とを備えている。図示はしないが、密閉容器２２５の底部に、圧縮要素２３０の各摺動部を潤滑する冷凍機油が貯留されている。
【００４８】
圧縮要素２３０は、主な要素として、上下積層状態に設けられたシリンダ２２０と、電動機により回転する回転軸１１と、回転軸１１に嵌挿されるピストン２２１と、シリンダ２２０内を吸入側と圧縮側に分けるベーン（図示せず）と、回転軸１１が回転自在に嵌挿され、シリンダ２２０の軸方向端面を閉塞する上下一対の上部フレーム２２２ａ及び下部フレーム２２２ｂと、上部フレーム２２２ａ及び下部フレーム２２２ｂにそれぞれ装着されたマフラ２２４ａ及び２２４ｂとを含んでいる。
【００４９】
永久磁石埋込型電動機５０の固定子１は、密閉容器２２５に焼嵌または溶接等の方法により直接取り付けられ保持されている。固定子１のコイル４には、密閉容器２２５に固定されるガラス端子から電力が供給される。
【００５０】
回転子１００は、固定子１の内径側に設けた空隙を介して配置されており、回転子１００の中心部の回転軸１１を介してロータリ圧縮機２５０の下部に設けた圧縮要素２３０の軸受け部（上部フレーム２２２ａ及び下部フレーム２２２ｂ）により回転自在な状態で保持されている。
【００５１】
次に、かかるロータリ圧縮機２５０の動作について説明する。アキュムレータ２４１から供給された冷媒ガスは、密閉容器２５に固定された吸入パイプ２２８よりシリンダ２２０内へ吸入される。インバータの通電によって永久磁石埋込型電動機５０が回転されていることで、回転軸１１に嵌合されたピストン２２１がシリンダ２２０内で回転される。それにより、シリンダ２２０内では冷媒の圧縮が行われる。圧縮された高温の冷媒は、マフラ２２４ａ及び２２４ｂを経た後、永久磁石埋込型電動機５０の風穴等を通って密閉容器２５内を上昇する。このようにして、圧縮された冷媒が、密閉容器２２５に設けられた吐出パイプ２２９を通って冷凍サイクルの高圧側へと供給される。
【００５２】
尚、ロータリ圧縮機２５０の冷媒には、従来からあるＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ２２等が用いられているが、低ＧＷＰ（地球温暖化係数）の冷媒等などいかなる冷媒も適用できる。地球温暖化防止の観点からは、低ＧＷＰ冷媒が望まれている。低ＧＷＰ冷媒の代表例として、以下の冷媒がある。
【００５３】
（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：例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）である。ＨＦＯは、Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｌｅｆｉｎの略で、Ｏｌｅｆｉｎは、二重結合を一つ持つ不飽和炭化水素のことである。尚、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは４である。
（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素：例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。尚、ＧＷＰは３で、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより小さいが、可燃性はＨＦＯ−１２３４ｙｆより大きい。
（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または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いずれかを含む混合物：例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物等である。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、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより高圧冷媒であるＲ３２又はＲ４１等との混合物が実用上は有力になる。
【００５４】
上記低ＧＷＰ冷媒の内、Ｒ３２冷媒については、毒性がなく、強燃性でないことから、特に注目されている。また、ロータリ圧縮機２５０にＲ３２冷媒を用いた場合、従来から用いられているＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ２２等と比べ、ロータリ圧縮機２５０の内部温度が約２０℃以上高くなるという特性を有する。
【００５５】
ロータリ圧縮機２５０の内部の温度は、圧縮負荷状態（回転速度、圧縮負荷トルク、冷媒）によって異なり、温度が安定した定常状態においては、特に回転速度に対して依存性が高くなっている。例えば、Ｒ４１０冷媒を使用したときの回転速度に対するロータリ圧縮機内部の温度上昇は、低速運転の５０〜６０℃に対し、中速運転では７０〜８０℃、高速運転では９０〜１１０℃となり、ロータリ圧縮機２５０の回転速度が大きくなるにしたがい、ロータリ圧縮機２５０の内部の温度が上昇するという特性を示す。Ｒ３２冷媒を用いた場合は、Ｒ４１０Ａ冷媒に対し、ロータリ圧縮機２５０内の温度が更に２０℃程度上昇することとなる。
【００５６】
以上に構成されたロータリ圧縮機においては、減磁耐力の大きい永久磁石埋込型電動機を用いているため、圧縮機の温度上昇によってＪ保磁力が低下した場合であっても、磁石の減磁が発生しない信頼性の高い圧縮機を提供できるという効果を奏する。また、ロータリ圧縮機の高温雰囲気中で永久磁石埋込型電動機を動作させた場合であっても、希土類磁石に添加するＤｙの使用量を低減して低コスト化を図りつつ、磁石の残留磁束密度を増加させて、電動機のトルクを増加することができるので、高効率な圧縮機を提供することが可能となる。さらには、半径方向の加振力の小さい電動機を用いているため、圧縮機の振動・騒音を抑制できる。
【００５７】
実施の形態５．
また、本発明は、上述した実施の形態４の圧縮機を冷凍回路の構成要素として含む、冷凍空調装置として実施することも可能である。なお、冷凍空調装置の冷凍回路における、圧縮機以外の構成要素の構成は、特に、限定されるものではない。上記圧縮機を冷凍空調装置に用いることで、配管を経由した振動の伝達を抑制し、振動・騒音を抑制することができる。
【００５８】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【符号の説明】
【００５９】
１  固定子、８、１０８  空間部、９  スリット、１２  回転子鉄心、１３  磁石収容穴、１３ａ  外側画定ライン、１４、１１４  永久磁石、１５  外周面、１００、２００  回転子、２２５  密閉容器、２３０  圧縮要素、２５０  ロータリ圧縮機。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年10月12日(2016.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した目的を達成するための本発明は、固定子と、前記固定子に対向して回転可能に設けられた回転子と、を備え、前記回転子は、複数の磁石収容穴を有する回転子鉄心を含み、前記磁石収容穴のそれぞれに、複数の永久磁石が収容されており、前記回転子鉄心における前記回転子の外周面とそれぞれの前記磁石収容穴の外側画定ラインとの間には、複数のスリットが形成されている、永久磁石埋込型電動機であって、前記磁石収容穴に挿入された状態の前記複数の永久磁石の間には、少なくとも一つの空間部が形成されており、該空間部は、前記複数のスリットの何れか一つと、磁極中心線に平行な方向に対向する。
前記空間部の周方向幅をＷ１とし、該空間部と対向する位置にある前記スリットの周方向幅をＷ２とすると、Ｗ１≦Ｗ２であるように構成してもよい。
あるいは、前記磁石収容穴のそれぞれには、３つの前記永久磁石又は４つ以上の前記永久磁石が挿入されており、両端側の前記永久磁石の周方向幅は、両端側以外の１つ前記永久磁石の周方向幅又は両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の周方向幅よりも小さいように構成してもよい。
その場合、両端側の前記永久磁石の保磁力は、両端側以外の１つ前記永久磁石の保磁力又は両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の保磁力よりも大きいように構成してもよい。
あるいは、前記磁石収容穴のそれぞれには、４つ以上の前記永久磁石が挿入されており、両端側の前記永久磁石の周方向幅は、両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の周方向幅よりも小さいように構成してもよい。
その場合、両端側の前記永久磁石の保磁力は、両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の保磁力よりも大きいようにこうせいしてもよい。
さらに、同目的を達成するための本発明に係る圧縮機は、密閉容器内に、電動機と、圧縮要素とを備えた圧縮機であって、前記電動機は、上述した本発明に係る永久磁石埋込型電動機である。
さらに、同目的を達成するための本発明に係る冷凍空調装置は、上述した本発明に係る圧縮機を冷凍回路の構成要素として含む。
【手続補正２】
【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】
固定子と、
前記固定子に対向して回転可能に設けられた回転子と、を備え、
前記回転子は、複数の磁石収容穴を有する回転子鉄心を含み、
前記磁石収容穴のそれぞれに、複数の永久磁石が収容されており、
前記回転子鉄心における前記回転子の外周面とそれぞれの前記磁石収容穴の外側画定ラインとの間には、複数のスリットが形成されている、永久磁石埋込型電動機であって、
前記磁石収容穴に挿入された状態の前記複数の永久磁石の間には、少なくとも一つの空間部が形成されており、該空間部は、前記複数のスリットの何れか一つと、磁極中心線に平行な方向に対向しており、
前記空間部の周方向幅をＷ１とし、該空間部と対向する位置にある前記スリットの周方向幅をＷ２とすると、Ｗ１≦Ｗ２である、
永久磁石埋込型電動機。
【請求項２】
前記磁石収容穴のそれぞれには、２つの前記永久磁石が挿入されており、
これら永久磁石は、同一サイズである、
請求項１の永久磁石埋込型電動機。
【請求項３】
前記磁石収容穴のそれぞれには、３つの前記永久磁石が挿入されており、
両端側の前記永久磁石の周方向幅は、両端側以外の１つ前記永久磁石の周方向幅よりも小さい、
請求項１の永久磁石埋込型電動機。
【請求項４】
両端側の前記永久磁石の保磁力は、両端側以外の１つ前記永久磁石の保磁力よりも大きい、
請求項３の永久磁石埋込型電動機。
【請求項５】
前記磁石収容穴のそれぞれには、４つ以上の前記永久磁石が挿入されており、
両端側の前記永久磁石の周方向幅は、両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の周方向幅よりも小さい、
請求項１の永久磁石埋込型電動機。
【請求項６】
両端側の前記永久磁石の保磁力は、両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の保磁力よりも大きい、
請求項５の永久磁石埋込型電動機。
【請求項７】
固定子と、
前記固定子に対向して回転可能に設けられた回転子と、を備え、
前記回転子は、複数の磁石収容穴を有する回転子鉄心を含み、
前記磁石収容穴のそれぞれに、複数の永久磁石が収容されており、
前記回転子鉄心における前記回転子の外周面とそれぞれの前記磁石収容穴の外側画定ラインとの間には、複数のスリットが形成されている、永久磁石埋込型電動機であって、
前記磁石収容穴に挿入された状態の前記複数の永久磁石の間には、少なくとも一つの空間部が形成されており、該空間部は、前記複数のスリットの何れか一つと、磁極中心線に平行な方向に対向しており、
前記磁石収容穴のそれぞれには、３つの前記永久磁石が挿入されており、
両端側の前記永久磁石の周方向幅は、両端側以外の１つ前記永久磁石の周方向幅よりも小さい、
永久磁石埋込型電動機。
【請求項８】
両端側の前記永久磁石の保磁力は、両端側以外の１つ前記永久磁石の保磁力よりも大きい、
請求項７の永久磁石埋込型電動機。
【請求項９】
固定子と、
前記固定子に対向して回転可能に設けられた回転子と、を備え、
前記回転子は、複数の磁石収容穴を有する回転子鉄心を含み、
前記磁石収容穴のそれぞれに、複数の永久磁石が収容されており、
前記回転子鉄心における前記回転子の外周面とそれぞれの前記磁石収容穴の外側画定ラインとの間には、複数のスリットが形成されている、永久磁石埋込型電動機であって、
前記磁石収容穴に挿入された状態の前記複数の永久磁石の間には、少なくとも一つの空間部が形成されており、該空間部は、前記複数のスリットの何れか一つと、磁極中心線に平行な方向に対向しており、
前記磁石収容穴のそれぞれには、４つ以上の前記永久磁石が挿入されており、
両端側の前記永久磁石の周方向幅は、両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の周方向幅よりも小さい、
永久磁石埋込型電動機。
【請求項１０】
両端側の前記永久磁石の保磁力は、両端側以外の２つ以上の前記永久磁石の保磁力よりも大きい、
請求項９の永久磁石埋込型電動機。
【請求項１１】
密閉容器内に、電動機と、圧縮要素とを備えた圧縮機であって、
前記電動機は、請求項１〜１０の何れか一項の永久磁石埋込型電動機である、
圧縮機。
【請求項１２】
請求項１１の圧縮機を冷凍回路の構成要素として含む、冷凍空調装置。
【国際調査報告】
2015083274.tif 000011
2015083274.tif 000012
2015083274.tif 000013
2015083274.tif 000014