(57)【要約】  永久磁石埋込型電動機のロータ３は、周方向に複数個の磁石挿入孔１３が形成された環状のロータコア１０と、各磁石挿入孔１３に挿入された永久磁石１１と、を備え、ロータコア１０は、各磁石挿入孔１３とロータコア１０の外周面との間にスリット１５ａ，１５ｂを有しないコアブロック１０ａと各磁石挿入孔１３とロータコア１０の外周面との間にスリット１５ａ，１５ｂを有するコアブロック１０ｂとをロータコア１０の軸方向に交互に積層して構成され、スリット１５ａと永久磁石１１の端部１１ａは径方向に配列され、スリット１５ｂと永久磁石１１の端部１１ｂは径方向に配列される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に沿って複数個の磁石挿入孔が形成された環状のロータコアと、
前記複数個の磁石挿入孔にそれぞれ挿入された複数個の永久磁石と、
を備え、
前記ロータコアは、前記ロータコアの径方向における前記各磁石挿入孔の外側にスリットを有しない第１のコアブロックと前記ロータコアの径方向における前記各磁石挿入孔の外側に一対のスリットを有する第２のコアブロックとを当該ロータコアの軸方向に交互に積層して構成され、
前記一対のスリットの一方と前記各永久磁石の前記周方向の一端部は、前記ロータコアの径方向に配列され、前記一対のスリットの他方と前記各永久磁石の前記周方向の他端部は、前記ロータコアの径方向に配列される永久磁石埋込型電動機。
【請求項２】
前記ロータコアの前記軸方向の長さに対する前記第１のコアブロックの前記軸方向の全長の割合が０．３５以上かつ０．４５以下である請求項１に記載の永久磁石埋込型電動機。
【請求項３】
前記第１及び第２のコアブロックは板厚が同一の電磁鋼板を積層して構成され、
前記第１のコアブロックを構成する電磁鋼板の積層枚数の合計をＮ１、前記第２のコアブロックを構成する電磁鋼板の積層枚数の合計をＮ２とした場合に、０．３５≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２）≦０．４５である請求項２に記載の永久磁石埋込型電動機。
【請求項４】
前記スリットは、前記周方向の長さが前記径方向の長さよりも長い矩形状である請求項１から３のいずれか１項に記載の永久磁石埋込型電動機。
【請求項５】
巻線が巻回された複数個のティースを有する環状のステータを備え、
前記巻線は、前記複数個のティースに分布巻されている請求項１から４のいずれか１項に記載の永久磁石埋込型電動機。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の永久磁石埋込型電動機を備えた圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコアに永久磁石が埋め込まれた永久磁石埋込型電動機及び当該永久磁石埋込型電動機を備えた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネ意識の高まりから高効率な電動機が要求される様になり、ロータに残留磁束密度及び保磁力の高い希土類磁石を用いることで高効率化を実現した永久磁石埋込型電動機が多く提案されている。さらに、永久磁石をロータ内部に埋め込んだ構造とすることで、マグネットトルクだけではなくリラクタンストルクを利用することができるため、高効率な電動機が構成可能となる。リラクタンストルクはｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差に比例するため、リラクタンストルクを向上させるためには、一般的にはｑ軸磁束を通し易く、かつ、ｄ軸磁束を通しにくい構造が望ましい。ここで、ｄ軸は磁石中央を通る径方向の軸であり、ｑ軸はｄ軸を電気角で９０°回転させた軸である。【０００３】
しかし、リラクタンストルクを利用しない永久磁石埋込型電動機と比較し、リラクタンストルクの利用率が高い永久磁石埋込型電動機ではトルク波形に脈動が生じやすく、トルクリプルが増大する課題がある。永久磁石埋込型電動機において運転中のトルクリプルは振動及び騒音の原因となるため、基準値以内に抑制する必要がある。【０００４】
特許文献１では、永久磁石埋込型電動機のロータ表面に複数のスリットを配置することでトルクリプルが低減されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４１４９００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に記載された永久磁石埋込型電動機では、ロータ表面に複数のスリットを配置することでトルクリプルの低減は可能であるものの、スリットが磁束の磁路を妨げてしまうため、同一電流におけるトルクが低減する。この場合、同一トルクを発生させるために必要な電流が大きくなるため、銅損増加により電動機効率の低下を招く。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、同一電流におけるトルクの低下を抑制して電動機効率を維持すると共にトルクリプルを低減可能な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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る永久磁石埋込型電動機は、周方向に沿って複数個の磁石挿入孔が形成された環状のロータコアと、前記複数個の磁石挿入孔にそれぞれ挿入された複数個の永久磁石と、を備え、前記ロータコアは、前記ロータコアの径方向における前記各磁石挿入孔の外側にスリットを有しない第１のコアブロックと前記ロータコアの径方向における前記各磁石挿入孔の外側に一対のスリットを有する第２のコアブロックとを当該ロータコアの軸方向に交互に積層して構成され、前記一対のスリットの一方と前記各永久磁石の前記周方向の一端部は、前記ロータコアの径方向に配列され、前記一対のスリットの他方と前記各永久磁石の前記周方向の他端部は、前記ロータコアの径方向に配列される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、同一電流におけるトルクの低下を抑制して電動機効率を維持すると共にトルクリプルを低減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機の構成を示す断面図
【図２】実施の形態１のロータコアの断面図
【図３】実施の形態１のロータコアを構成する第１のコアブロックの一部を示した拡大断面図
【図４】図３において磁石挿入孔に永久磁石が挿入された拡大断面図
【図５】実施の形態１のロータコアを構成する第２のコアブロックの一部を示した拡大断面図
【図６】図５において磁石挿入孔に永久磁石が挿入された第２の拡大断面図
【図７】実施の形態１のロータコアの一部を示した斜視図
【図８】実施の形態１のロータコアにおける第１のコアブロックの軸方向の割合に対するトルク及びトルクリプルを同一電流に対して算出した結果を示した図
【図９】実施の形態１の変形例１に係るロータコアの一部を示した斜視図
【図１０】実施の形態１の変形例２に係るロータコアの一部を示した斜視図
【図１１】実施の形態２に係る空気調和機の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係る永久磁石埋込型電動機及び圧縮機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る永久磁石埋込型電動機の構成を示す断面図、図２は、本実施の形態のロータコアの断面図である。後述するように、図１及び図２は、ロータコアを構成する第１及び第２のコアブロックのうち第１のコアブロックにおける断面構成を示したものである。
【００１３】
永久磁石埋込型電動機１は、環状のステータ２と、ステータ２の径方向の内側に空隙４を介して配置されたロータ３とを備えている。
【００１４】
ステータ２は、環状のステータコア５と、ステータコア５の内周面に形成された複数個のティース６に巻回された巻線７とを備えている。ティース６は、ステータ２の周方向に等間隔で配置され、ステータコア５の径方向に伸びている。
【００１５】
巻線７は分布巻されている。分布巻では、巻線７が複数個のティース６にわたって巻回される。
【００１６】
ロータ３は、円環状のロータコア１０と、ロータコア１０に埋め込まれた複数個の永久磁石１１と、ロータコア１０の中央に嵌め込まれたシャフト１２とを備えている。永久磁石１１はロータ３の磁極を構成し、磁極数は永久磁石１１の個数に等しい。永久磁石１１の個数は例えば６個としているが、複数個であればよく６個に限定されない。
【００１７】
ロータコア１０には、磁極数の数だけ複数個の磁石挿入孔１３が形成されている。磁石挿入孔１３は、ロータコア１０の外周側でロータ３の周方向に沿って形成されている。磁石挿入孔１３は、ロータコア１０の軸方向にロータコア１０を貫通する。磁石挿入孔１３には永久磁石１１が挿入される。永久磁石１１は例えば平板状であり、磁石挿入孔１３のうち永久磁石１１が挿入される主要部１３ｃはロータコア１０の径方向と直交する方向に伸びている。なお、以下では、「周方向」とはロータコア１０の周方向をいい、「径方向」とはロータコア１０の径方向をいう。周方向は、ロータ３の回転方向でもある。
【００１８】
また、磁石挿入孔１３の周方向の両端部は空間部１３ａ，１３ｂとなり、永久磁石１１の周方向の両側には空間部１３ａ，１３ｂが配置される。永久磁石１１の着磁方向は径方向である。また、着磁方向は周方向に交互に逆方向となる。空間部１３ａ，１３ｂは、磁石挿入孔１３のうち永久磁石１１が挿入される主要部１３ｃに対して外周側に折れ曲がり、ロータコア１０の外周側に向かって径方向に伸びている。ロータコア１０の中央にはロータコア１０を軸方向に貫通するシャフト穴１４が設けられ、シャフト穴１４にはシャフト１２が圧入される。
【００１９】
磁石挿入孔１３に挿入される永久磁石１１には、Ｎｄ（ネオジム）若しくはＤｙ（ジスプロシウム）を主成分とした希土類磁石又はＦｅ２Ｏ３（酸化鉄）を主成分としたフェライト磁石を用いることができる。希土類磁石は高い残留磁束密度と保磁力を有するため、希土類磁石を用いることで高効率でかつ減磁耐力が向上した永久磁石埋込型電動機を構成することができる。また、フェライト磁石は残留磁束密度と保磁力が希土類磁石の１／３であるため、希土類磁石を用いる場合と同様の高効率性及び減磁耐力を確保するためには、挿入されるフェライト磁石の体積が希土類磁石の体積よりも増大し、フェライト磁石が大型化する。しかしながら、フェライト磁石は希土類磁石よりも安価で供給安定性が高いため、希土類磁石のコストアップ及び供給リスクの影響を受けない永久磁石埋込型電動機を構成することができる。
【００２０】
図３は、本実施の形態のロータコアを構成する第１のコアブロックの一部を示した拡大断面図、図４は、図３において磁石挿入孔に永久磁石が挿入された拡大断面図である。図５は、本実施の形態のロータコアを構成する第２のコアブロックの一部を示した拡大断面図、図６は、図５において磁石挿入孔に永久磁石が挿入された拡大断面図である。図７は、本実施の形態のロータコアの一部を示した斜視図である。なお、図３から図７では、図１及び図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００２１】
図３では、第１のコアブロックであるコアブロック１０ａの一磁極分の断面構成が示されている。具体的には、図２で示す断面構成のうちシャフト穴１４の中心である回転中心を基準にした中心角で６０°の角度範囲の構成が示されている。図４は、図３において磁石挿入孔１３に永久磁石１１が挿入された状態を示している。なお、図４では、永久磁石１１の周方向の中心である磁極中心３０と、隣り合う磁極中心３０の中間である磁極間３１を併せて示している。なお、図４では、磁石挿入孔１３よりも径方向の外側のコアブロック１０ａの部分である外縁部４０が示されている。
【００２２】
図５では、第２のコアブロックであるコアブロック１０ｂの一磁極分の断面構成が示されている。具体的には、図２で示す断面構成のうちシャフト穴１４の中心である回転中心を基準にした中心角で６０°の角度範囲の構成が示されている。図６は、図５において磁石挿入孔１３に永久磁石１１が挿入された状態を示している。なお、図６では、永久磁石１１の周方向の中心である磁極中心３０と、隣り合う磁極中心３０の中間である磁極間３１を併せて示している。
【００２３】
図５及び図６に示すように、コアブロック１０ｂには、磁石挿入孔１３とコアブロック１０ｂの外周面との間に空隙である一対のスリット１５ａ，１５ｂが形成されている。ここで、コアブロック１０ｂの外周面はロータコア１０の外周面に等しい。スリット１５ａは、永久磁石１１の周方向の一端部である端部１１ａに対して径方向の外側に配置され、スリット１５ｂは、永久磁石１１の周方向の他端部である端部１１ｂに対して径方向の外側に配置されている。すなわち、スリット１５ａと端部１１ａは径方向に配列され、スリット１５ｂと端部１１ｂは径方向に配列される。また、スリット１５ａは、空間部１３ａに隣接して磁極中心３０側に配置され、スリット１５ｂは、空間部１３ｂに隣接して磁極中心３０側に配置されている。なお、図６では、磁石挿入孔１３よりも径方向の外側のコアブロック１０ｂの部分である外縁部４１が示されている。スリット１５ａ，１５ｂは、外縁部４１の周方向の端部に位置している。
【００２４】
スリット１５ａは、周方向に伸びる矩形状である。すなわち、スリット１５ａの周方向の長さはスリット１５ａの径方向の長さよりも長い。スリット１５ｂは、周方向に伸びる矩形状である。すなわち、スリット１５ｂの周方向の長さはスリット１５ｂの径方向の長さよりも長い。スリット１５ａ，１５ｂは、コアブロック１０ｂを軸方向に貫通している。
【００２５】
コアブロック１０ｂの他の構成はコアブロック１０ａの構成と同じである。また、永久磁石埋込型電動機１では、コアブロック１０ｂの周囲には図１のステータ２が配置される。
【００２６】
このように、コアブロック１０ａはロータコア１０の径方向における各磁石挿入孔１３の外側にスリット１５ａ，１５ｂを有しないのに対し、コアブロック１０ｂはロータコア１０の径方向における各磁石挿入孔１３の外側にスリット１５ａ，１５ｂを有する。
【００２７】
図７では、一磁極分の角度範囲に対してロータコア１０の構成を示している。図７に示すように、ロータコア１０は、コアブロック１０ａとコアブロック１０ｂとがロータコア１０の軸方向に交互に積層して構成される。具体的には、ロータコア１０は、軸方向の中央に配置されたコアブロック１０ａと、コアブロック１０ａを軸方向の両側から挟むようにして配置された一対のコアブロック１０ｂとで構成されている。一対のコアブロック１０ｂのうちの一方のコアブロック１０ｂはロータコア１０の一方の端面を構成し、一対のコアブロック１０ｂのうちの他方のコアブロック１０ｂはロータコア１０の他方の端面を構成する。
【００２８】
コアブロック１０ａは、電磁鋼板を図３に示すように打ち抜き、打ち抜かれた電磁鋼板を複数枚かしめながら積層して形成される。電磁鋼板の板厚をａ、コアブロック１０ａの軸方向の長さをｌ１、コアブロック１０ａを構成する電磁鋼板の積層枚数をｎ１とすると、ｌ１＝ｎ１×ａである。同様に、コアブロック１０ｂは、電磁鋼板を図５に示すように打ち抜き、打ち抜かれた電磁鋼板を複数枚かしめながら積層して形成される。電磁鋼板の板厚をａ、コアブロック１０ｂの軸方向の長さをｌ２、コアブロック１０ｂを構成する電磁鋼板の積層枚数をｎ２とすると、ｌ２＝ｎ２×ａである。コアブロック１０ａの軸方向の全長は、Ｌ１＝（ｌ１＋ｌ１）＝２ｎ１×ａ＝Ｎ１×ａで与えられる。ここで、Ｎ１＝２ｎ１は、コアブロック１０ａを構成する電磁鋼板の積層枚数の合計である。また、コアブロック１０ｂの軸方向の全長は、Ｌ２＝ｎ２×ａ＝Ｎ２×ａで与えられる。ここで、Ｎ２＝ｎ２はコアブロック１０ｂを構成する電磁鋼板の積層枚数の合計である。
【００２９】
このように、ロータコア１０の軸方向の長さは（Ｌ１＋Ｌ２）、コアブロック１０ａの軸方向の全長はＬ１、コアブロック１０ｂの軸方向の全長はＬ２である。また、ロータコア１０全体での積層枚数は（Ｎ１＋Ｎ２）、コアブロック１０ａでの積層枚数はＮ１、一対のコアブロック１０ｂでの積層枚数はＮ２である。
【００３０】
図８は、本実施の形態のロータコアにおける第１のコアブロックの軸方向の割合に対するトルク及びトルクリプルを同一電流に対して算出した結果を示した図である。すなわち、横軸は、Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）であり、ロータコア１０の軸方向の長さに対するコアブロック１０ａの軸方向の全長の割合である。Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）＝Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２）であるから、横軸はロータコア１０全体での積層枚数に対するコアブロック１０ａでの積層枚数の合計の割合でもある。縦軸はトルク又はトルクリプルである。
【００３１】
図８に示すように、トルクリプルは、ロータコア１０の軸方向の長さに対するコアブロック１０ａの軸方向の全長の割合が３５％から４５％の範囲内、すなわち、０．３５≦Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≦０．４５の範囲内に最小値を有する。
【００３２】
一方、トルクはコアブロック１０ａの割合が０％から１００％に増大するにつれて単調に減少し、コアブロック１０ａの割合が０％の場合と比較して、コアブロック１０ａの割合が１００％の場合は、トルクは１．０％低下する。これに対し、コアブロック１０ａの割合が３５％から４５％までの範囲では、トルクの低下を０．３５％から０．４５％までの範囲に抑えることができる。
【００３３】
なお、コアブロック１０ａの割合が３５％の場合のトルクリプルは、コアブロック１０ａの割合が４５％の場合のトルクリプルよりもわずかに大きいが、コアブロック１０ａの割合が３５％の場合のトルクは、コアブロック１０ａの割合が４５％の場合のトルクよりもわずかに大きい。つまり、コアブロック１０ａの割合が３５％の場合は、コアブロック１０ａの割合が３５％の場合に比べて、トルクリプルがわずかに増大するもののその分トルクを増大させて電動機効率を向上させることができる。
【００３４】
本実施の形態では、スリット１５ａ，１５ｂを設けないコアブロック１０ａとスリット１５ａ，１５ｂを設けたコアブロック１０ｂを軸方向に積層してロータコア１０を構成している。この構成では、ロータコア１０に作用するトルクはコアブロック１０ａに作用するトルクとコアブロック１０ｂに作用するトルクの合成で与えられる。この場合、スリット１５ａ，１５ｂの効果により、コアブロック１０ａに作用するトルクのトルク波形とコアブロック１０ｂに作用するトルクのトルク波形の位相がずれるので、ロータ３全体ではトルク波形のピーク値が相殺されることになり、運転中の電動機のトルクリプルを低減することが可能となる。
【００３５】
また、図８に示すように、０．３５≦Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≦０．４５又は０．３５≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２）≦０．４５を満たす様にロータコア１０を構成することで、トルクリプルの低減効果を最大限に高めることができる。
【００３６】
さらに、図８に示すように、ロータコア１０をコアブロック１０ａとコアブロック１０ｂを軸方向に積層して構成することで、トルクの低下をより抑制することができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、スリット１５ａは、永久磁石１１の周方向の一端部である端部１１ａに対して径方向の外側に配置され、スリット１５ｂは、永久磁石１１の周方向の他端部である端部１１ｂに対して径方向の外側に配置されている。すなわち、スリット１５ａと端部１１ａは径方向に配列され、スリット１５ｂと端部１１ｂは径方向に配列される。このような一対のスリット１５ａ，１５ｂの配置により、磁極間３１での磁気抵抗が大きくなり、磁極間３１を通過する漏れ磁束が減るため、永久磁石１１の磁束を有効に利用することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、一磁極当たり２個のスリット１５ａ，１５ｂを設けている。これにより、スリット数を３個以上にする場合に比べて、トルクを増大させることができる。
【００３９】
なお、コアブロック１０ｂに設ける一磁極当たりのスリット数を１又は３以上とする構成も可能である。また、コアブロック１０ｂに設けるスリットの位置、形状及び大きさは図示例に限定されない。すなわち、コアブロック１０ｂにスリットを設けることにより、程度の差はあれ同様のトルクリプルの低減効果を得ることができる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、同一電流におけるトルクの低下を抑制して電動機効率を維持すると共にトルクリプルを低減することができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、巻線７は分布巻されている。分布巻は集中巻と比較し、マグネットトルクに加えてリラクタンストルクを有効に発生させることができるため、同一電流におけるトルクの増加に有利である反面、リラクタンストルクに起因するトルクリプルが増大する特徴がある。本実施の形態のロータ３を分布巻のステータ２に適用することで、トルクリプルを低減しつつリラクタンストルクを有効利用して高効率な永久磁石埋込型電動機１を構成することができる。なお、巻線７は集中巻とすることもできる。
【００４２】
また、本実施の形態では、空間部１３ａ，１３ｂを設けている。これにより、永久磁石１１の両端部での磁束の短絡が防止され、磁束がステータ２に渡り易くなり、トルクを大きくすることができる。なお、空間部１３ａ，１３ｂを設けない構成も可能である。
【００４３】
また、本実施の形態では、ロータコア１０を構成する電磁鋼板の板厚は同一であるとしたが、板厚は同一でなくてもよい。また、コアブロック１０ａ，１０ｂはそれぞれ電磁鋼板を積層して形成したが、一体で形成されてもよい。
【００４４】
図９は、本実施の形態の変形例１に係るロータコアの一部を示した斜視図である。図９に示すように、本変形例では、ロータコア１０は、軸方向の中央に配置されたコアブロック１０ｂと、コアブロック１０ｂを軸方向の両側から挟むようにして配置された一対のコアブロック１０ａとで構成されている。一対のコアブロック１０ａのうちの一方のコアブロック１０ａはロータコア１０の一方の端面を構成し、一対のコアブロック１０ａのうちの他方のコアブロック１０ａはロータコア１０の他方の端面を構成する。この場合でも、本実施の形態と同様に、同一電流におけるトルクの低下を抑制しつつ、トルクリプルの低減が可能になる。特に、０．３５≦Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≦０．４５又は０．３５≦Ｎ２／（Ｎ１＋Ｎ２）≦０．４５を満たす様にロータコア１０を構成することで、トルクリプルの低減効果を最大限に高めることができる。
【００４５】
図１０は、本実施の形態の変形例２に係るロータコアの一部を示した斜視図である。図１０に示すように、本変形例では、ロータコア１０は、コアブロック１０ａとコアブロック１０ｂとを交互にかつ全体で５層となるように積層して構成される。図示例では、コアブロック１０ｂの個数が３、コアブロック１０ａの個数が２である。３個のコアブロック１０ｂのうちの１個のコアブロック１０ｂはロータコア１０の一方の端面を構成し、３個のコアブロック１０ｂのうちの別の１個のコアブロック１０ｂはロータコア１０の他方の端面を構成し、３個のコアブロック１０ｂのうちの残りのコアブロック１０ｂはロータコア１０の軸方向の中央に配置される。この場合でも、本実施の形態と同様に、同一電流におけるトルクの低下を抑制しつつ、トルクリプルの低減が可能になる。特に、０．３５≦Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≦０．４５又は０．３５≦Ｎ２／（Ｎ１＋Ｎ２）≦０．４５を満たす様にロータコア１０を構成することで、トルクリプルの低減効果を最大限に高めることができる。
【００４６】
なお、ロータコア１０は、図７、図９又は図１０の構成例に限定されず、コアブロック１０ａとコアブロック１０ｂとを交互に積層して構成することができる。積層数は複数であればよく、偶数又は奇数のいずれでもよい。ロータコア１０を構成するコアブロック１０ａとコアブロック１０ｂの合計数は５層よりも多くしてもよい。この場合でも、本実施の形態と同様に、同一電流におけるトルクの低下を抑制しつつ、トルクリプルの低減が可能になる。特に、０．３５≦Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≦０．４５又は０．３５≦Ｎ２／（Ｎ１＋Ｎ２）≦０．４５を満たす様にロータコア１０を構成することで、トルクリプルの低減効果を最大限に高めることができる。
【００４７】
実施の形態２．
図１１は、本実施の形態に係る空気調和機の構成を示す図である。本実施の形態に係る空気調和機１００は、室内機１０１と、室内機１０１に接続される室外機１０２とを備える。室外機１０２は、本実施の形態に係る圧縮機１０３を備える。圧縮機１０３には、実施の形態１の永久磁石埋込型電動機１が使用されている。なお、永久磁石埋込型電動機１には、実施の形態１で説明した変形例１，２が含まれるものとする。
【００４８】
空気調和機１００は省エネ性能が要求されており、高効率である必要がある。さらに、空気調和機１００から発生する振動及び騒音を基準値以下に抑えるために、圧縮機１０３から発生する振動及び騒音を低減する必要がある。実施の形態１の永久磁石埋込型電動機１は、同一電流におけるトルクの低減を抑えつつトルクリプルを低減することができる。従って、永久磁石埋込型電動機１を圧縮機１０３に適用することで、電動機効率の低減を抑えながらもトルクリプルに起因する振動及び騒音を低減可能な圧縮機１０３及び空気調和機１００を構成することができる。
【００４９】
なお、実施の形態１の永久磁石埋込型電動機１は、圧縮機１０３のみならず、室外機１０２の送風機１０４及び室外機１０２の送風機１０５にそれぞれ適用することもできる。この場合でも、上記と同様の効果が得られる。
【００５０】
また、実施の形態１の永久磁石埋込型電動機１は、空気調和機以外の電気機器に適用することもでき、特に、空気調和機１００以外の冷凍サイクルを備えた電気機器の圧縮機に適用することができる。これらの場合でも、上記と同様の効果が得られる。
【００５１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  永久磁石埋込型電動機、２  ステータ、３  ロータ、４  空隙、５  ステータコア、６  ティース、７  巻線、１０  ロータコア、１０ａ，１０ｂ  コアブロック、１１  永久磁石、１１ａ，１１ｂ  端部、１２  シャフト、１３  磁石挿入孔、１３ａ，１３ｂ  空間部、１３ｃ  主要部、１４  シャフト穴、１５ａ，１５ｂ  スリット、３０  磁極中心、３１  磁極間、４０，４１  外縁部、１００  空気調和機、１０１  室内機、１０２  室外機、１０３  圧縮機、１０４，１０５  送風機。
【図１】
2016203530.tif 000003
【図２】
2016203530.tif 000004
【図３】
2016203530.tif 000005
【図４】
2016203530.tif 000006
【図５】
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【図６】
2016203530.tif 000008
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年5月23日(2017.5.23)
【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】
周方向に沿って複数個の磁石挿入孔が形成された環状のロータコアと、
前記複数個の磁石挿入孔にそれぞれ挿入された複数個の永久磁石と、
を備え、
前記ロータコアは、前記ロータコアの径方向における前記各磁石挿入孔の外側にスリットを有しない第１のコアブロックと前記ロータコアの径方向における前記各磁石挿入孔の外側に一対のスリットを有する第２のコアブロックとを当該ロータコアの軸方向に交互に積層して構成され、
前記一対のスリットの一方と前記各永久磁石の前記周方向の一端部は、前記ロータコアの径方向に配列され、前記一対のスリットの他方と前記各永久磁石の前記周方向の他端部は、前記ロータコアの径方向に配列され、
前記ロータコアの前記軸方向の長さに対する前記第１のコアブロックの前記軸方向の全長の割合が０．３５以上かつ０．４５以下であるロータ。
【請求項２】
前記各永久磁石の前記周方向の両側には、当該永久磁石が挿入された前記磁石挿入孔の前記周方向の両端部である１対の空間部が配置され、前記各空間部は、前記ロータコアの外周側に向かって前記ロータコアの径方向に伸びている請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記第１及び第２のコアブロックは板厚が同一の電磁鋼板を積層して構成され、
前記第１のコアブロックを構成する電磁鋼板の積層枚数の合計をＮ１、前記第２のコアブロックを構成する電磁鋼板の積層枚数の合計をＮ２とした場合に、０．３５≦Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２）≦０．４５である請求項２に記載のロータ。
【請求項４】
前記スリットは、前記周方向の長さが前記径方向の長さよりも長い矩形状である請求項１から３のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のロータと、
巻線が巻回された複数個のティースを有する環状のステータを備え、
前記巻線は、前記複数個のティースに分布巻されている永久磁石埋込型電動機。
【請求項６】
請求項５に記載の永久磁石埋込型電動機を備えた圧縮機。
【請求項７】
請求項６に記載の圧縮機を備えた空気調和機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ロータコアに永久磁石が埋め込まれたロータ、当該ロータを備えた永久磁石埋込型電動機、当該永久磁石埋込型電動機を備えた圧縮機、及び当該圧縮機を備えた空気調和機に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、同一電流におけるトルクの低下を抑制して電動機効率を維持すると共にトルクリプルを低減可能なロータを提供することを目的とする。
【手続補正５】
【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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るロータは、周方向に沿って複数個の磁石挿入孔が形成された環状のロータコアと、前記複数個の磁石挿入孔にそれぞれ挿入された複数個の永久磁石と、を備え、前記ロータコアは、前記ロータコアの径方向における前記各磁石挿入孔の外側にスリットを有しない第１のコアブロックと前記ロータコアの径方向における前記各磁石挿入孔の外側に一対のスリットを有する第２のコアブロックとを当該ロータコアの軸方向に交互に積層して構成され、前記一対のスリットの一方と前記各永久磁石の前記周方向の一端部は、前記ロータコアの径方向に配列され、前記一対のスリットの他方と前記各永久磁石の前記周方向の他端部は、前記ロータコアの径方向に配列され、前記ロータコアの前記軸方向の長さに対する前記第１のコアブロックの前記軸方向の全長の割合が０．３５以上かつ０．４５以下である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係るロータ、永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【国際調査報告】
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