(57)【要約】【課題】永久磁石の磁束を有効に活用でき、さらに、コギングトルクも低減できる圧縮機用電動機を提供する。【解決手段】この発明に係る圧縮機用電動機は、スロットオープニングを有する複数のスロットと、隣接するスロットの間に形成されるティースとを有する固定子と、固定子の内側に配置され、外周縁に沿って形成される極数分の永久磁石挿入孔と、永久磁石挿入孔に挿入される永久磁石とを有する回転子と、を備え、回転子は、少なくとも、永久磁石挿入孔の外周鉄心部に、永久磁石挿入孔に対して直角に延びるとともに、磁極中心に対して対称に配置され、当該一対の第１のスリット間の距離がティース幅より小さい一対の第１のスリットと、一対の第１のスリットの外側の極間側に配置され、ティースと回転子の磁極中心とが一致する位置において、スロットオープニングに対向するように設けられる一対の第２のスリットと、を具備することを特徴とする。【選択図】図６
2012060799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成され、円周方向に略等間隔に配置され、内周に開口するスロットオープニングを有する複数のスロットと、隣接する前記スロットの間に形成されるティースと、前記ティースに巻回されるコイルとを有する固定子と、
前記固定子の内側にエアギャップを介して配置され、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成され、外周縁に沿って形成される極数分の永久磁石挿入孔と、前記永久磁石挿入孔に挿入される永久磁石とを有する回転子と、を備え、
前記回転子は、少なくとも、
前記永久磁石挿入孔の外周鉄心部に、前記永久磁石挿入孔に対して直角に延びるとともに、磁極中心に対して対称に配置され、当該一対の第１のスリット間の距離が前記ティース幅より小さい一対の第１のスリットと、
前記一対の第１のスリットの外側の極間側に配置され、前記ティースと前記回転子の磁極中心とが一致する位置において、前記スロットオープニングに対向するように設けられる一対の第２のスリットと、を具備することを特徴とする圧縮機用電動機。
【請求項２】
前記第１のスリットの外周薄肉部の幅をｄ３、前記第２のスリットの外周薄肉部の幅をｄ４、磁極中心上での前記磁石挿入孔と前記回転子外周との距離をｄ５とすると、
ｄ３＞ｄ４
ｄ５／２＞ｄ３＞電磁鋼板の板厚
ｄ５／２＞ｄ４＞電磁鋼板の板厚
の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用電動機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の電動機を備えたことを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項３記載の圧縮機と、冷媒の流れる方向を切り替える四方弁と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器と、を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動・騒音の原因となるコギングトルクを抑制し、且つ高効率な圧縮機用電動機及びその圧縮機用電動機を用いる圧縮機及びその圧縮機を用いる冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、永久磁石形同期電動機、特に、磁石挿入孔に永久磁石が挿入される磁石埋込形では、横軸磁束を抑制して電機子反作用による磁気飽和及びリラクタンストルクによる追従遅れを解決するためにスリットが形成されている。スリットは、磁石挿入孔と回転子鉄心外周面との間に形成される。
【０００３】
固定子歯位置に対するスリット位置を工夫して横軸磁束の低減を図ることができる永久磁石形同期回転電機が提案されている。この永久磁石形同期回転電機は、固定子鉄心と回転子鉄心とを有するとともに、回転子鉄心には磁石挿入孔を形成し、この磁石挿入孔に永久磁石を挿入した埋込形の永久磁石形同期回転電機において、回転子鉄心には、磁石挿入孔の回転子鉄心外周側の面から回転子鉄心外周方向に向かって２つ以上のスリットを形成し、且つ、これらのスリットは、固定子歯の周方向端部に対向する位置に配置したものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１―２５１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された永久磁石形同期回転電機は、磁石挿入孔の回転子鉄心外周側の面から回転子鉄心外周方向に向かって２つ以上のスリットを形成し、且つ、これらのスリットは、固定子歯の周方向端部に対向する位置に配置する構成により、電機子反作用による磁気飽和及びリラクタンストルクによる追従遅れを解消することでトルクの増大を図っているだけで、コギングトルクに起因する振動・騒音低減を図ることは行われていない。
【０００６】
コギングトルクとは、突極性を有する永久磁石型モータ（永久磁石形同期回転電機と同じ）に必ず発生する力であり、無通電時にステータ（固定子）のティース（歯部）と、ロータ（回転子）に配置された永久磁石との間に作用するロータの位置（回転角）に対する磁気吸引力の変化によって生ずるトルク脈動である。即ち、ステータとロータ間の磁気抵抗が最小となる位置において、磁気的に最も安定しており、ロータがその位置に静止しようとする。さらにその位置からロータを回転させるためには、磁気吸引力に打ち勝つだけのトルクが必要となる。しかし、一度ある速度で回転すると、正負のトルクが交番する振動トルクとなるために、コギングトルクの平均値は零となる。
【０００７】
コギングトルクが発生すると、速度変動を生じ、ロータの軸を伝わり振動・騒音の原因となるとともに、静止トルクのように作用してモータ（永久磁石型モータ）の始動トルクを増大させる。それと同時に、ロータの回転によって磁束が変化し、そのためにヒステリシス損及び渦電流損が存在する場合には、固体摩擦及び粘性摩擦のように作用する。よって、コギングトルクの低減が要求される。このコギングトルクは、ステータとロータ間の磁気抵抗が回転角によって変化するために生じるものであり、磁束密度の２乗に比例するマクスウェルの応力に起因している。この磁気抵抗の変化は、ステータのスロット空間高調波やロータに配置した永久磁石の磁束の高調波成分に大きく依存している。したがって、コギングトルクを低減するためには、ギャップ部の磁束密度分布を円周方向に平滑化して、高調波成分を低減するのが望ましい。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、永久磁石の磁束を有効に活用でき、さらに、コギングトルクも低減できる圧縮機用電動機及び圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る圧縮機用電動機は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成され、円周方向に略等間隔に配置され、内周に開口するスロットオープニングを有する複数のスロットと、隣接するスロットの間に形成されるティースと、ティースに巻回されるコイルとを有する固定子と、
固定子の内側にエアギャップを介して配置され、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を所定枚数積層して構成され、外周縁に沿って形成される極数分の永久磁石挿入孔と、永久磁石挿入孔に挿入される永久磁石とを有する回転子と、を備え、
回転子は、少なくとも、
永久磁石挿入孔の外周鉄心部に、永久磁石挿入孔に対して直角に延びるとともに、磁極中心に対して対称に配置され、当該一対の第１のスリット間の距離がティース幅より小さい一対の第１のスリットと、
一対の第１のスリットの外側の極間側に配置され、ティースと回転子の磁極中心とが一致する位置において、スロットオープニングに対向するように設けられる一対の第２のスリットと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る圧縮機用電動機は、回転子が、永久磁石挿入孔の外周鉄心部に、永久磁石挿入孔に対して直角に延びるとともに、磁極中心に対して対称に配置され、当該一対の第１のスリット間の距離がティース幅より小さい一対の第１のスリットと、一対の第１のスリットの外側の極間側に配置され、ティースと回転子の磁極中心とが一致する位置において、スロットオープニングに対向するように設けられる一対の第２のスリットと、を少なくとも具備するので、永久磁石の磁束を有効に活用でき、さらに、コギングトルクも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１を示す図で、２気筒回転式圧縮機１の縦断面図。
【図２】実施の形態１を示す図で、電動機１００の横断面図。
【図３】実施の形態１を示す図で、固定子３の横断面図。
【図４】実施の形態１を示す図で、回転子４の横断面図。
【図５】実施の形態１を示す図で、回転子鉄心４０の横断面図。
【図６】図２のＡ部拡大図。
【図７】実施の形態１を示す図で、変形例の電動機３００の横断面図。
【図８】実施の形態１を示す図で、変形例の回転子４−１の横断面図。
【図９】実施の形態１を示す図で、変形例の回転子鉄心４０−１の横断面図。
【図１０】図７のＢ部拡大図。
【図１１】比較のために示す図で、比較例１（スリットのない）の電動機４００の部分拡大図。
【図１２】比較のために示す図で、比較例２の電動機５００の部分拡大図。
【図１３】比較例１の電動機４００のコギングトルクの波形を示す図。
【図１４】比較例２の電動機５００のコギングトルクの波形を示す図。
【図１５】実施の形態１を示す図で、電動機１００のコギングトルクの波形を示す図。
【図１６】実施の形態１を示す図で、変形例の電動機３００のコギングトルクの波形を示す図。
【図１７】実施の形態１を示す図で、比較例１、比較例２、電動機１００、電動機３００のコギングトルクを比較した図。
【図１８】実施の形態１を示す図で、比較例１、比較例２、電動機１００、電動機３００のトルクを比較した図。
【図１９】横軸磁束を示す参考図。
【図２０】はスリットを固定子のスロットオープニングもしくはティースの端部に設けることで、横軸磁束を抑制している様子を示す参考図。
【図２１】実施の形態１を示す図で、２気筒回転式圧縮機１を用いる冷凍サイクル装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は実施の形態１を示す図で、２気筒回転式圧縮機１の縦断面図である。図１を参照しながら、２気筒回転式圧縮機１（密閉型圧縮機の一例）の構成を説明する。２気筒回転式圧縮機１は、高圧雰囲気の密閉容器２内に、固定子３と回転子４とからなる電動機１００（圧縮機用電動機）と、電動機１００により駆動される圧縮機構部２００とを収納している。電動機１００は、回転子４に永久磁石を用いるブラシレスＤＣモータである。
【００１３】
ここでは、密閉型圧縮機の一例として、２気筒回転式圧縮機１について説明するが、その他のスクロール圧縮機、１シリンダの回転式圧縮機、複数段の回転式圧縮機、スイング回転式圧縮機、ベーン型圧縮機、往復式圧縮機等でもよい。
【００１４】
電動機１００の回転力は、回転軸８の主軸８ａを介して圧縮機構部２００に伝達される。
【００１５】
回転軸８は、電動機１００の回転子４に固定される主軸８ａと、主軸８ａの反対側に設けられる副軸８ｂと、主軸８ａと副軸８ｂとの間に所定の位相差（例えば、１８０°）を設けて形成される主軸側偏芯部８ｃ及び副軸側偏芯部８ｄと、これらの主軸側偏芯部８ｃと副軸側偏芯部８ｄとの間に設けられる中間軸８ｅとを有する。
【００１６】
主軸受６は、回転軸８の主軸８ａに摺動のためのクリアランスを持って嵌合され、回転自在に主軸８ａを軸支する。
【００１７】
また、副軸受７は、回転軸８の副軸８ｂに摺動のためのクリアランスを持って嵌合され、回転自在に副軸８ｂを軸支する。
【００１８】
圧縮機構部２００は、主軸８ａ側の第１のシリンダ５ａと、副軸８ｂ側の第２のシリンダ５ｂとを備える。
【００１９】
第１のシリンダ５ａは、円筒状の内部空間を有し、この内部空間に、回転軸８の主軸側偏芯部８ｃに回転自在に嵌合する第１のピストン９ａ（ローリングピストン）が設けられる。さらに、主軸側偏芯部８ｃの回転に従って往復運動する第１のベーン（図示せず）が設けられる。
【００２０】
第１のベーンは第１のシリンダ５ａのベーン溝内に収納され、背圧室に設けられるベーンスプリング（図示せず）でベーンが常に第１のピストン９ａに押し付けられている。２気筒回転式圧縮機１は、密閉容器２内が高圧であるから、運転を開始するとベーンの背面（背圧室側）に密閉容器２内の高圧とシリンダ室の圧力との差圧による力が作用するので、ベーンスプリングは主に２気筒回転式圧縮機１の起動時（密閉容器２内とシリンダ室の圧力に差がない状態）に、第１のベーンを第１のピストン９ａに押し付ける目的で使用される。第１のベーンの形状は、平たい（周方向の厚さが、径方向及び軸方向の長さよりも小さい）略直方体である。尚、後述する第２のベーンも同様の構成である。
【００２１】
第１のシリンダ５ａには、冷凍サイクルからの吸入ガスが通る吸入ポート（図示せず）が、第１のシリンダ５ａの外周面からシリンダ室に貫通している。第１のシリンダ５ａには、略円形の空間であるシリンダ室を形成する円の縁部付近（電動機１００側の端面）を切り欠いた吐出ポート（図示せず）が設けられる。
【００２２】
回転軸８の主軸側偏芯部８ｃに回転自在に嵌合する第１のピストン９ａ、第１のベーンを収納した第１のシリンダ５ａの内部空間の軸方向両端面を、主軸受６と仕切板２７とで閉塞して圧縮室を形成する。
【００２３】
第１のシリンダ５ａは、密閉容器２の内周部に固定される。
【００２４】
第２のシリンダ５ｂも、円筒状の内部空間を有し、この内部空間に、回転軸８の副軸側偏芯部８ｄに回転自在に嵌合する第２のピストン９ｂ（ローリングピストン）が設けられる。さらに、副軸側偏芯部８ｄの回転に従って往復運動する第２のベーン（図示せず）が設けられる。第１のピストン９ａ、第２のピストン９ｂを単に、「ピストン」と定義する。
【００２５】
第２のシリンダ５ｂにも、冷凍サイクルからの吸入ガスが通る吸入ポート（図示せず）が、第２のシリンダ５ｂの外周面からシリンダ室に貫通している。第２のシリンダ５ｂには、略円形の空間であるシリンダ室を形成する円の縁部付近（電動機１００とは反対側の端面）を切り欠いた吐出ポート（図示せず）が設けられる。
【００２６】
回転軸８の副軸側偏芯部８ｄに回転自在に嵌合する第２のピストン９ｂ、第２のベーンを収納した第２のシリンダ５ｂの内部空間の軸方向両端面を、副軸受７と仕切板２７とで閉塞して圧縮室を形成する。
【００２７】
圧縮機構部２００は、第１のシリンダ５ａと主軸受６とをボルト締結し、また第２のシリンダ５ｂと副軸受７とをボルト締結した後、仕切板２７をそれらの間に挟んで、主軸受６の外側から第２のシリンダ５ｂ、及び副軸受７の外側から第１のシリンダ５ａを軸方向にボルト締結し固定する。
【００２８】
主軸受６には、その外側（電動機１００側）に吐出マフラ１０ａが取り付けられる。主軸受６に設けられる吐出弁（図示せず）から吐出される高温・高圧の吐出ガスは、一端吐出マフラ１０ａに入り、その後吐出マフラ１０ａの吐出穴（図示せず）から密閉容器２内に放出される。
【００２９】
副軸受７には、その外側（電動機１００とは反対側）に吐出マフラ１０ｂが取り付けられる。副軸受７に設けられる吐出弁（図示せず）から吐出される高温・高圧の吐出ガスは、一端吐出マフラ１０ｂに入り、その後吐出マフラ１０ｂの吐出穴（図示せず）から密閉容器２内に放出される。
【００３０】
密閉容器２に隣接してアキュムレータ１１が設けられる。吸入管１２ａ、吸入管１２ｂは夫々第１のシリンダ５ａ、第２のシリンダ５ｂとアキュムレータ１１とを連結する。
【００３１】
第１のシリンダ５ａ、第２のシリンダ５ｂで圧縮された冷媒ガスは、密閉容器２に吐出され、吐出管１３から冷凍空調装置の冷凍サイクルの高圧側へ送り出される。
【００３２】
また、電動機１００へは、ガラス端子２４からリード線２５を経由して電力が供給される。
【００３３】
密閉容器２内の底部には、圧縮機構部２００の各摺動部を潤滑する潤滑油２６（冷凍機油）が貯留されている。
【００３４】
圧縮機構部２００の各摺動部への潤滑油の供給は、密閉容器２底部に溜められた潤滑油２６を回転軸８の回転による遠心力により回転軸８の内径に沿って上昇させ、回転軸８に設けられた給油孔（図示せず）より行なう。給油孔から、主軸８ａと主軸受６、主軸側偏芯部８ｃと第１のピストン９ａ、副軸側偏芯部８ｄと第２のピストン９ｂ及び副軸８ｂと副軸受７の間の摺動部に潤滑油が供給される。
【００３５】
図２は実施の形態１を示す図で、電動機１００の横断面図である。図２に示すように、電動機１００は、固定子３と、回転子４とを備える。電動機１００は、回転子４に６個の永久磁石（後述する）を有する６極のブラシレスＤＣモータである。以下、固定子３、回転子４について、順に説明する。
【００３６】
図３は実施の形態１を示す図で、固定子３の横断面図である。図３に示す固定子３は、固定子鉄心３０と、この固定子鉄心３０に絶縁部材（図示せず）を介して設けられる巻線（図示せず）とを備える。
【００３７】
固定子鉄心３０は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板（板厚が０．１〜１．５ｍｍ）のを所定枚数積層して構成される。各電磁鋼板の結合（固定）は、例えば、周知の抜きカシメや溶接等により行われる。
【００３８】
固定子鉄心３０の形状は、略リング状である。固定子鉄心３０の外周付近は、環状のコアバック３３になっている。コアバック３３の内側に、ティース３１が放射状に径方向に延びて形成されている。ここでは、１８個のティース３１が周方向に略等間隔に形成されている。ティース３１の周方向の幅は、径方向に略同一である。ティース３１の先端は、周方向両端部が周方向に突出している。
【００３９】
隣接する二つのティース３１の間に、スロット３２（空間）が形成される。スロット３２は、内側（回転子４側）が開口していて、この開口している部分をスロットオープニング３２ａ（スロット開口部）と呼ぶ。ティース３１の周方向の幅が径方向に略同一のため、スロット３２の周方向の幅は、内側（回転子４側）が小さく外側（コアバック３３側）に向かって大きくなっている。スロットオープニング３２ａから、図示しない巻線がスロット３２内に挿入される。
【００４０】
図示はしていないが、電動機１００が２気筒回転式圧縮機１等の密閉型圧縮機に使用される場合には、冷媒や冷凍機油の通路を確保するために、固定子鉄心３０の外周に切欠き部が形成される。
【００４１】
図４は実施の形態１を示す図で、回転子４の横断面図である。図４に示すように、回転子４は、回転子鉄心４０と、回転子鉄心４０の磁石挿入孔（後述）に挿入される永久磁石５０と、回転子鉄心４０の中心部に固定される回転軸８とを備える。図４の回転子４は、６個の永久磁石５０を有する６極のものである。永久磁石５０の形状は、平板状である。永久磁石５０には、例えば、ネオジウム、鉄、ボロンを主成分とする希土類などが用いられる。
【００４２】
図５は実施の形態１を示す図で、回転子鉄心４０の横断面図である。回転子鉄心４０は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板（板厚が０．１〜１．５ｍｍ）のを所定枚数積層して構成される。各電磁鋼板の結合（固定）は、例えば、周知の抜きカシメ等により行われる。
【００４３】
図５に示すように、回転子鉄心４０は、外周縁に沿って、断面形状が長方形の磁石挿入孔４１が、永久磁石５０と同数（６個）形成されている。また、詳細は後述するが、磁石挿入孔４１の外側の鉄心部に、少なくとも一対の第１のスリット４２、一対の第２のスリット４３が形成されている。一対の第１のスリット４２、一対の第２のスリット４３は、磁極中心に対して左右対称に配置される。一対の第１のスリット４２が磁極中心に最も近く、一対の第２のスリット４３がその次に磁極中心に近い。一対の第１のスリット４２、一対の第２のスリット４３の他にもスリットが設けられるが、本実施の形態の特徴に関係しないため、図示を省略している。回転子鉄心４０の中心部に、回転軸８が固定される軸孔４４が形成されている。
【００４４】
図６は図２のＡ部拡大図である。図６を参照しながら、第１のスリット４２、第２のスリット４３について詳細に説明する。第１のスリット４２、第２のスリット４３は、磁石挿入孔４１の外側の鉄心部において、磁石挿入孔４１に対して直角に形成される。第１のスリット４２、第２のスリット４３と、磁石挿入孔４１及び回転子４の外周との間の鉄心部は薄肉であり、その幅は電磁鋼板の板厚（０．１〜１．５ｍｍ）程度である。
【００４５】
固定子鉄心３０のティース３１と回転子４の磁極中心とが一致する位置において、第２のスリット４３は、固定子鉄心３０のスロットオープニング３２ａと対向するように設けられる。第２のスリット４３を、固定子鉄心３０のスロットオープニング３２ａと対向するように設けることによる効果は、後述する。第２のスリット４３の周方向の幅は、例えば、回転子４の外径が８９ｍｍ程度のもので、略１ｍｍである。
【００４６】
第１のスリット４２は、第２のスリット４３よりも磁極中心側に形成される。ｄ１、ｄ２を以下に示すように定義する。
（１）ｄ１：一対の第１のスリット４２間の距離。
（２）ｄ２：固定子鉄心３０のティース３１の周方向幅。
第１のスリット４２は、ｄ１＜ｄ２となるように配置される。第１のスリット４２を、ｄ１＜ｄ２となるように配置する効果についても後述する。第１のスリット４２の周方向の幅は、例えば、回転子４の外径が８９ｍｍ程度のもので、略１ｍｍである。
【００４７】
回転子４と固定子３との間には、０．３〜１．５ｍｍ程度のエアギャップ１４（空隙）が設けられている。
【００４８】
図７乃至図１０は実施の形態１を示す図で、図７は変形例の電動機３００の横断面図、図８は変形例の回転子４−１の横断面図、図９は変形例の回転子鉄心４０−１の横断面図、図１０は図７のＢ部拡大図である。
【００４９】
図７乃至図１０を参照しながら、変形例の電動機３００について説明する。図７に示すように、変形例の電動機３００は、固定子３と、回転子４−１とを備える。図２の電動機１００とは、回転子４−１が異なる。従って、回転子４−１について詳細に説明する。
【００５０】
図８に示すように、回転子４−１は、回転子鉄心４０−１と、回転子鉄心４０−１の磁石挿入孔（後述）に挿入される永久磁石５０と、回転子鉄心４０−１の中心部に固定される回転軸８とを備える。回転子４−１も、６個の永久磁石５０を有する６極のものである。永久磁石５０の形状は、平板状である。永久磁石５０には、例えば、ネオジウム、鉄、ボロンを主成分とする希土類などが用いられる。
【００５１】
回転子鉄心４０−１も、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板（板厚が０．１〜１．５ｍｍ）のを所定枚数積層して構成される。各電磁鋼板の結合（固定）は、例えば、周知の抜きカシメ等により行われる。
【００５２】
図９に示すように、回転子鉄心４０−１は、外周縁に沿って、断面形状が長方形の磁石挿入孔４１が、永久磁石５０と同数（６個）形成されている。また、詳細は後述するが、磁石挿入孔４１の外側の鉄心部に、少なくとも一対の第１のスリット４２−１、一対の第２のスリット４３−１が形成されている。一対の第１のスリット４２−１、一対の第２のスリット４３−１は、磁極中心に対して左右対称に配置される。一対の第１のスリット４２−１が磁極中心に最も近く、一対の第２のスリット４３−１がその次に磁極中心に近い。一対の第１のスリット４２−１、一対の第２のスリット４３−１の他にもスリットが設けられるが、本実施の形態の特徴に関係しないため、図示を省略している。回転子鉄心４０−１の中心部に、回転軸８が固定される軸孔４４が形成されている。
【００５３】
図１０を参照しながら、第１のスリット４２−１、第２のスリット４３−１について詳細に説明する。第１のスリット４２−１、第２のスリット４３−１は、磁石挿入孔４１の外側の鉄心部において、磁石挿入孔４１に対して直角に形成される。第１のスリット４２−１、第２のスリット４３−１と、磁石挿入孔４１との間の鉄心部は薄肉であり、その幅は電磁鋼板の板厚（０．１〜１．５ｍｍ）程度である。
【００５４】
固定子鉄心３０のティース３１と回転子４の磁極中心とが一致する位置において、第２のスリット４３−１は、第２のスリット４３と同様、固定子鉄心３０のスロットオープニング３２ａと対向するように設けられる。第２のスリット４３−１が第２のスリット４３と異なるのは、外周薄肉部の幅ｄ４が、第２のスリット４３の外周薄肉部の幅（電磁鋼板の板厚程度）よりも厚くなっている点である。この点の効果については後述する。第２のスリット４３−１の周方向の幅は、例えば、回転子４の外径が８９ｍｍ程度のもので、略１ｍｍである。
【００５５】
第１のスリット４２−１は、第２のスリット４３−１よりも磁極中心側に形成される。ｄ１〜ｄ５を以下に示すように定義する。
（１）ｄ１：一対の第１のスリット４２−１間の距離。
（２）ｄ２：固定子鉄心３０のティース３１の周方向幅。
（３）ｄ３：第１のスリット４２−１と回転子４−１外周との距離（第１のスリット４２−１の外周薄肉部の幅）。
（４）ｄ４：第２のスリット４３−１と回転子４−１外周との距離（第２のスリット４３−１の外周薄肉部の幅）。
（５）ｄ５：磁極中心上での磁石挿入孔４１と回転子４−１外周との距離。
第１のスリット４２−１は、ｄ１＜ｄ２となるように配置される。第１のスリット４２−１を、ｄ１＜ｄ２となるように配置する効果についても後述する。第１のスリット４２の周方向の幅は、例えば、回転子４の外径が８９ｍｍ程度のもので、略１ｍｍである。
【００５６】
第１のスリット４２−１の外周薄肉部の幅ｄ３は、第１のスリット４２の外周薄肉部の幅（電磁鋼板の板厚程度）よりも厚くなっている。ｄ３は、例えば、以下に示す関係を満たすように選ばれる。即ち、
ｄ５／２＞ｄ３＞電磁鋼板の板厚
且つ、
ｄ３＞ｄ４
【００５７】
既に述べた第２のスリット４３−１の外周薄肉部の幅ｄ４についても、以下に示す関係を満たすように選ばれる。即ち、
ｄ５／２＞ｄ４＞電磁鋼板の板厚
上記の効果についても後述する。
【００５８】
ここで、電動機１００，３００のトルク、コギングトルクと比較する比較例の電動機４００，５００の構成について説明しておく。図１１、図１２は比較のために示す図で、図１１は比較例１（スリットのない）の電動機４００の部分拡大図、図１２は比較例２の電動機５００の部分拡大図である。
【００５９】
図１１に示すように、比較例１の電動機４００は、回転子４−２の磁石挿入孔４１の外側の鉄心部にスリットが形成されていない。その他の構成は、電動機１００，３００と同様である。
【００６０】
図１２に示すように、比較例２の電動機５００は、回転子４−３の磁石挿入孔４１の外側の鉄心部に形成される第１のスリット４２−２が、固定子３のティース３１の先端（回転子４−３側）の周方向端部に形成されている。そのため、一対の第１のスリット４２−２間の距離ｄ１と、固定子鉄心３０のティース３１の周方向幅ｄ２とが、ｄ１≒ｄ２の関係になっている。
【００６１】
図１３は比較例１の電動機４００のコギングトルクの波形を示す図、図１４は比較例２の電動機５００のコギングトルクの波形を示す図、図１５乃至図１８は実施の形態１を示す図で、図１５は電動機１００のコギングトルクの波形を示す図、図１６は変形例の電動機３００のコギングトルクの波形を示す図、図１７は比較例１、比較例２、電動機１００、電動機３００のコギングトルクを比較した図、図１８は比較例１、比較例２、電動機１００、電動機３００のトルクを比較した図である。
【００６２】
図１３乃至図１８を参照しながら、本実施の形態の電動機１００、変形例の電動機３００の効果について説明する。図１３乃至図１６に示すように、本実施の形態の電動機１００、変形例の電動機３００は、比較例１の電動機４００、比較例２の電動機５００と比較して、コギングトルクの波形が滑らかであり、コギングトルクのピーク値も低減していることが分かる。
【００６３】
図１７、図１８に示すように、比較例２（電動機５００）は、スリット無しの比較例１（電動機４００）に比較してコギングトルクもトルクも高い。比較例２（電動機５００）のトルクが高いのは、第１のスリット４２−２により横軸磁束を効果的に減少させたことで、電機子反作用による磁気飽和及びリラクタンストルクによる追従遅れが解消されたからである。
【００６４】
図１９は横軸磁束を示す参考図、図２０はスリットを固定子のスロットオープニングもしくはティースの端部に設けることで、横軸磁束を抑制している様子を示す参考図である。横軸磁束とは、図１９に示すように、ティース（固定子）→回転子鉄心→ティース→回転子鉄心→ティース跨げる磁束をいう。図２０に示すように、スリットを固定子のスロットオープニングもしくはティースの端部に設けることにより、横軸磁束が減少する。図２０において、横軸磁束を破線で示しているのは、横軸磁束が小さいことを示すためである。
【００６５】
一方、比較例２（電動機５００）のコギングトルクが高いのは、第１のスリット４２−２をティース３１の円周方向端部に対向する位置に配置することで、一対の第１のスリット４２−２間距離ｄ１がティース幅ｄ２と略同一となるためである。図１２に示す位置において、一対の第１のスリット４２−２間の磁極中心部がティース３１に略同幅で対向するため、固定子３と回転子４−３間の磁気抵抗が最小となり、磁気的に最も安定している。また、一対の第１のスリット４２−２間の磁極中心部が、固定子３のスロットオープニング３２ａに対向する位置では固定子３と回転子４−３間の磁気抵抗が最大となり、この状態から磁気抵抗が最小となる一対の第１のスリット４２−２間の磁極中心部がティース３１に対向する位置に戻そうとする磁気吸引力は、スリット無しの比較例１（電動機４００）の場合よりも大きくなるためと考えられる。
【００６６】
本実施の形態の電動機１００のコギングトルクは、比較例１の電動機４００と同等で、比較例２の電動機５００より小さい。また、本実施の形態の電動機１００のトルクは、比較例１の電動機４００及び比較例２の電動機５００より大きい。
【００６７】
本実施の形態の電動機１００のコギングトルクが、比較例２の電動機５００より小さくなった原因は、次の二つが考えられる。
（１）第１に、一対の第２のスリット４３をスロットオープニング３２ａに対向する位置に配置したことによる、固定子３と回転子４間の磁気抵抗の急峻な変化を抑制した効果。
（２）第２に、一対の第１のスリット４２を、一対の第２のスリット４３より磁極中心側に追加し、一対の第１のスリット４２間隔ｄ１をティース幅ｄ２以下にしたことで空隙磁束分布をさらに平滑化した効果。
【００６８】
尚、一対の第１のスリット４２を一対の第２のスリット４３より磁極中心側に追加したのは、磁極中心近傍の方が磁束分布平滑化の効果が高いためである。
【００６９】
また、本実施の形態の電動機１００のトルクが、比較例１の電動機４００及び比較例２の電動機５００より増加したのは、一対の第１のスリット４２もしくは一対の第２のスリット４３を追加したことによる横軸磁束抑制効果が向上したためと考えられる。
【００７０】
次に、本実施の形態の変形例の電動機３００の効果を、本実施の形態の電動機１００と比較することにより説明する。変形例の電動機３００のコギングトルクは、電動機１００より小さい（図１７参照）。また、変形例の電動機３００のトルクは、電動機１００と略同等である。
【００７１】
変形例の電動機３００のコギングトルクが、電動機１００より低減したのは、回転子４−１に設けた第１のスリット４２−１の外周薄肉部の幅ｄ３を、
ｄ５／２＞ｄ３＞電磁鋼板の板厚
且つ、
ｄ３＞ｄ４
としたことによる。このように構成することにより、第１のスリット４２−１の外周薄肉部の磁気飽和の影響を緩和し、コギングトルクのピークレベルを悪化させるリップルを低減させた効果といえる。尚、第１のスリット４２−１の外周薄肉部の幅ｄ３を電磁鋼板の板厚以上にする理由は、打ち抜き性の悪化防止である（ｄ３を電磁鋼板の板厚以下とすると電磁鋼板が歪む）。
【００７２】
コギングトルクの特定次数でのピークは、固定子のスロット数、磁極数、回転子の永久磁石挿入孔外周部に設けたスリット数に影響される。しかし、いずれの場合においても、回転子に設けたスリットの外周薄肉部の厚みを不均一化することで特定次数でのコギングトルクのピークを低減することができる。
【００７３】
図２１は実施の形態１を示す図で、２気筒回転式圧縮機１を用いる冷凍サイクル装置の構成図である。冷凍サイクル装置は、例えば、空気調和機である。２気筒回転式圧縮機１は商用電源７０に接続される。商用電源７０から電力が２気筒回転式圧縮機１に供給され、２気筒回転式圧縮機１が駆動する。冷凍サイクル装置（例えば、空気調和機）は、２気筒回転式圧縮機１、冷媒の流れる方向を切り替える四方弁７１、室外熱交換器７２、減圧装置７３、室内熱交換器７４等で構成される。これらが冷媒配管で接続される。
【００７４】
冷凍サイクル装置（例えば、空気調和機）は、冷房運転時、図２１の矢印のように冷媒が流れる。室外熱交換器７２は凝縮器になる。また、室内熱交換器７４は蒸発器になる。
【００７５】
図示はしないが、冷凍サイクル装置（例えば、空気調和機）の暖房運転時は、冷媒は図２１の矢印と反対方向の流れとなる。四方弁７１によって、冷媒の流れる方向が切り替えられる。このときは、室外熱交換器７２は蒸発器になる。また、室内熱交換器７４は凝縮器になる。
【００７６】
また、冷媒としてＲ１３４ａ、Ｒ４１０ａ、Ｒ４０７ｃ等に代表されるＨＦＣ系冷媒、および、Ｒ７４４（ＣＯ２）、Ｒ７１７（アンモニア）、Ｒ６００ａ（イソブタン）、Ｒ２９０（プロパン）等に代表される自然冷媒が使用される。冷凍機油としてアルキルベンゼン系油に代表される弱相溶性の油又はエステル油に代表される相溶性の油が使用される。圧縮機には、回転式（ロータリ式）以外に、レシプロ式、スクロール式などが使用可能である。
【００７７】
コギングトルク、トルク特性が優れた電動機１００，３００を搭載した２気筒回転式圧縮機１を冷凍サイクルに用いることにより、冷凍サイクル装置の性能の向上、小型化、低価格化が可能となる。
【符号の説明】
【００７８】
１  ２気筒回転式圧縮機、２  密閉容器、３  固定子、４  回転子、４−１  回転子、４−２  回転子、４−３  回転子、５ａ  第１のシリンダ、５ｂ  第２のシリンダ、６  主軸受、７  副軸受、８  回転軸、８ａ  主軸、８ｂ  副軸、８ｃ  主軸側偏芯部、８ｄ  副軸側偏芯部、８ｅ  中間軸、９ａ  第１のピストン、９ｂ  第２のピストン、１０ａ  吐出マフラ、１０ｂ  吐出マフラ、１１  アキュムレータ、１２ａ  吸入管、１２ｂ  吸入管、１３  吐出管、１４  エアギャップ、２４  ガラス端子、２５  リード線、２６  潤滑油、２７  仕切板、３０  固定子鉄心、３１  ティース、３２  スロット、３２ａ  スロットオープニング、３３  コアバック、４０  回転子鉄心、４０−１  回転子鉄心、４１  磁石挿入孔、４２  第１のスリット、４２−１  第１のスリット、４２−２  第１のスリット、４３  第２のスリット、４３−１  第２のスリット、４４  軸孔、５０  永久磁石、７０  商用電源、７１  四方弁、７２  室外熱交換器、７３  減圧装置、７４  室内熱交換器、１００  電動機、２００  圧縮機構部、３００  電動機、４００  電動機、５００  電動機。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2012060799.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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