(57)【要約】【課題】シャフトの一方側の端部のみで支持されているインナーロータ型の回転電機に搭載される回転子において、製造コストの著しい増大を招来することなく、騒音や振動を回避又は抑制する技術を提供する。【解決手段】インナーロータ型回転電機に搭載される回転子４Ａのコア４０を構成する分割体４０Ａａ−４０Ａｆは、軸方向Ａの一方側において平面視で回転軸Ｑを焦点とする第１の円弧Ｃ１を呈し、軸受１側において第１の円弧Ｃ１よりも径方向Ｒの外側で第１の円弧Ｃ１に平行な第２の円弧Ｃ２を呈する。分割体４０Ａａ−４０Ａｆのそれぞれは、鋼板７０ｃ，７０ｄの複数の複数を積層して形成され、鋼板７０ｃ，７０ｄは同じ曲率の円弧を呈する歯によって打抜かれる。【選択図】図５
2013042626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向（Ａ）に平行な回転軸（Ｑ）に沿って延在し、前記軸方向の一方側で前記回転軸を軸として回転自在に固定される一端と、前記軸方向の他方側にあって固定されない他端とを有するシャフト（２）に固定され、前記回転軸を中心とする径方向（Ｒ）に沿った空隙を介して固定子と対向する第１の辺縁（Ｅ１）を呈する回転子（４，４Ａ−４Ｈ）であって、
予め定められた形状に打抜かれた鋼板（７０）の複数を前記鋼板が呈する面の法線方向を前記軸方向に平行に積層して形成されるコア（４０，４０Ａ−４０Ｈ）を備え、
前記コアは、前記径方向の最も内側の辺縁たる最内縁を規定する第２の辺縁（Ｅ２）と、前記径方向の最も外側の辺縁たる最外縁を規定する第３の辺縁（Ｅ３）とを呈し、
前記第２の辺縁とその前記径方向外側の前記第３の辺縁との間の前記コアの前記径方向における厚みは、前記一方側端部よりも前記他方側端部において、より小さく、
前記第１の辺縁は、前記軸方向からの平面視で、前記一方側端部と前記他方側端部とで同じ曲率の円弧を呈する、
回転子。
【請求項２】
前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｅ）は、前記空隙を介して前記固定子に囲まれ、
前記コアは、前記軸方向（Ａ）に貫通して前記回転軸（Ｑ）を中心とする周方向（θ）で隣接する孔（５２，５２Ａ−５２Ｅ）の複数を呈する、
請求項１記載の回転子（４，４Ａ−４Ｅ）。
【請求項３】
前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｅ）は前記周方向（θ）に延在して前記径方向（Ｒ）外側に向かう磁極の複数を呈し、
前記コアの前記回転軸（Ｑ）を基点とする前記径方向の厚みは、
前記軸方向の位置によらず、一の前記磁極の前記周方向の中心（５４，５４Ａ−５４Ｅ）よりも、当該中心と同じ前記軸方向の位置における前記周方向で隣接する二つの前記磁極同士の前記周方向の中心（５６，５６Ａ−５６Ｅ）において、より小さい、
請求項２記載の回転子（４，４Ａ−４Ｅ）。
【請求項４】
前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｅ）は、前記空隙を介して前記固定子に囲まれ、前記周方向（θ）に延在して前記径方向（Ｒ）外側に向かう磁極の複数を呈し、
前記鋼板の前記回転軸（Ｑ）を基点とする前記径方向の厚みは、一の前記磁極の前記周方向の中心（５４，５４Ａ−５４Ｅ）よりも、前記周方向で隣接する二つの前記磁極同士の前記周方向の中心（５６，５６Ａ−５６Ｅ）において、より小さい、
請求項１記載の回転子（４，４Ａ−４Ｅ）。
【請求項５】
前記コア（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｅ）は、前記周方向（θ）で隣接する分割体（４０Ａａ−４０Ａｆ，４０Ｂａ−４０Ｂｆ，４０Ｅａ−４０Ｅｄ）の複数を有し、
前記分割体のそれぞれは前記磁極の少なくとも一つをその前記周方向の中心に呈し、
前記周方向で隣接する一の前記磁極と他の前記磁極との境界の一つは、前記分割体の前記周方向の辺縁に略一致する、
請求項３記載の回転子（４Ａ，４Ｂ，４Ｅ）。
【請求項６】
前記分割体（４０Ａａ−４０Ａｆ，４０Ｂａ−４０Ｂｆ，４０Ｅａ−４０Ｅｄ）は、前記他方側端部において前記平面視で前記回転軸（Ｑ）を焦点とする第１の円弧（Ｃ１）を呈し、前記一方側端部において前記第１の円弧よりも前記径方向（Ｒ）の外側で前記第１の円弧に平行な第２の円弧（Ｃ２）を呈する、
請求項５記載の回転子（４Ａ，４Ｂ，４Ｅ）。
【請求項７】
前記コア（４０Ｃ，４０Ｄ）は、前記周方向（θ）で隣接する分割体（４０Ｃａ−４０Ｃｆ，４０Ｄａ−４０Ｄｄ）の複数を有し、
前記周方向で隣接する二つの前記分割体が協働して一の前記磁極を呈する、
請求項３記載の回転子（４Ｃ，４Ｄ）。
【請求項８】
前記分割体（４０Ｃａ−４０Ｃｆ，４０Ｄａ−４０Ｄｄ）は、前記一方側端部において前記平面視で前記回転軸（Ｑ）を焦点とする第３の円弧（Ｃ３）を呈し、前記他方側端部において前記第３の円弧よりも前記径方向（Ｒ）の外側で前記第３の円弧に平行な第４の円弧（Ｃ４）を呈する、
請求項７記載の回転子（４Ｃ，４Ｄ）。
【請求項９】
界磁磁石（５０）の複数を更に備え、
前記界磁磁石は、その磁極面を前記径方向（Ｒ）に向けて前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｃ）に埋込まれる、
請求項２記載の回転子（４，４Ａ−４Ｃ）。
【請求項１０】
前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｃ）は、前記周方向（θ）において隣接する前記界磁磁石（５０）同士の間であってかつ前記孔（５２，５２Ａ−５２Ｃ）の前記径方向（Ｒ）の内側の第４の辺縁（Ｅ４）と前記第１の辺縁（Ｅ１）との間の領域で、当該領域における前記軸方向（Ａ）に沿った少なくとも一つの空隙を呈する第５の辺縁（Ｅ５，Ｅ５Ａ−Ｅ５Ｃ）を呈する、
請求項９記載の回転子（４，４Ａ−４Ｃ）。
【請求項１１】
前記コア（４０Ｆ−４０Ｈ）は、前記空隙を介して前記固定子を囲み、
界磁磁石（５０）の複数を更に備え、
前記界磁磁石は、前記軸方向（Ａ）に貫通して前記回転軸（Ｑ）を中心とする周方向（θ）で隣接し、その磁極面を前記径方向（Ｒ）に向けて前記コアに埋込まれる、
請求項１記載の回転子（４Ｆ−４Ｈ）。
【請求項１２】
前記コア（４０Ｇ）は前記周方向（θ）で隣接する分割体（４０Ｇａ−４０Ｇｆ）の複数を有し、
前記分割体のそれぞれは前記磁極面の少なくとも一つをその前記周方向の中心に呈し、
前記周方向で隣接する一の前記磁極面と他の前記磁極面との境界の一は、前記分割体の前記周方向の辺縁に略一致する、
請求項１１記載の回転子（４Ｇ）。
【請求項１３】
前記分割体（４０Ｇａ−４０Ｇｆ）は、前記他方側端部において前記平面視で前記回転軸（Ｑ）を焦点とする第１の円弧（Ｃ５）を呈し、前記他方側端部において前記第１の円弧よりも前記径方向（Ｒ）の外側で前記第１の円弧に平行な第２の円弧（Ｃ６）を呈する、
請求項１２記載の回転子（４Ｇ）。
【請求項１４】
前記コア（４０Ｈ）は、前記周方向（θ）で隣接する分割体（４０Ｈａ−４０Ｈｆ）の複数を有し、
前記周方向で隣接する二つの前記分割体が協働して前記界磁磁石（５０）を収納する一の孔（５２Ｆ）を形成する、
請求項１１記載の回転子（４Ｈ）。
【請求項１５】
前記分割体（４０Ｈａ−４０Ｈｆ）は、前記一方側端部において前記平面視で前記回転軸（Ｑ）を焦点とする第３の円弧（Ｃ７）を呈し、前記他方側端部において前記第３の円弧の焦点よりも前記径方向（Ｒ）の外側で前記第３の円弧に平行な第４の円弧（Ｃ８）を呈する、
請求項１４記載の回転子（４Ｈ）。
【請求項１６】
前記軸方向（Ａ）からの平面視で前記回転軸（Ｑ）とは離れた第１の位置（Ｐｗ１）に重心をもつ錘（２０）を更に備え、
前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｈ）は前記錘に対して前記一方側で隣接して設けられる、
請求項１ないし請求項１５の何れか記載の回転子（４，４Ａ−４Ｈ）。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６の何れか記載の前記回転子（４，４Ａ−４Ｈ）を搭載する圧縮機（１００，１００Ａ）であって、
前記シャフト（２）が回転するときの重心は前記回転軸（Ｑ）とは離れた第２の位置（Ｐｗ２）にある、圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子及び圧縮機に関し、特にラジアルギャップ型回転電機に搭載される回転子及びこれを搭載した圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ラジアルギャップ型回転電機は、電機子と、界磁子とを備えており、これらは所定の回転軸を法線とする面内において当該回転軸と略同心を呈している。そして界磁子が当該回転軸を中心に回転するシャフトに固定されて回転する回転子として、電機子が界磁子の外側で固定子として、それぞれ採用される。このようなラジアルギャップ型回転電機において、当該シャフトの一方側の端部のみを支持する技術が提案されており、下記特許文献１ないし特許文献４等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５９−１２２７７７号公報
【特許文献２】実開平２−０２２０８３号公報
【特許文献３】実開平２−０６８６４５号公報
【特許文献４】実開平１−１２３４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シャフトの一方側の端部のみを支持する態様では、回転電機の運転中にシャフトの他方側の端部が振れ回ることになる。特に、当該シャフトに固定されている回転子の重心が回転軸から離れた位置にある場合、例えば当該回転電機が圧縮機に搭載されていて圧縮機構を動作させるために軸端が偏芯してかつその偏芯をキャンセルするために回転子の重心が必然的に回転軸から離れた位置にある場合には、大きく振れ回ることになる。そのため、回転子と固定子との間のエアギャップは、静止時よりも運転時の方が小さくなり、回転子が振れ回る。回転電機の運転中に回転子が振れ回ると、騒音や振動の原因となる。また、振れ回り量が増大して回転子と固定子とが接触すると、固定子が加熱されて絶縁が破壊されるおそれがあるため、上記特許文献１等では、シャフトの他方側の端部ほど回転子を細くすることによって運転中の回転子と固定子との接触を回避又は抑制している。また、上記特許文献３では、固定子の回転子と対向する面が傾斜又は段差を呈して、シャフトの他方側の端部におけるエアギャップを大きくとることによって運転中の回転子と固定子との接触を回避又は抑制している。
【０００５】
これらの技術を施した態様は、騒音や振動を回避又は抑制する点ではなるほど理想的ではあるが、実際に製造する場合には、当該技術を施さない場合に比して製造コストの増大が著しい。例えば、回転子及び固定子のうち互いに対向する面を傾斜させる場合には、回転子及び／又は固定子の互いに対向する面を、回転軸の延在方向（以下、「軸方向」とも称する）のうち傾斜面を呈する領域全体にわたって連続的に変化させなければならず、製造コストの増大を招来する。特に、回転子の軸方向に垂直な断面を軸方向に沿って同心円状に変化させるような場合には、互いに径が異なる円形の金型を用意する必要があり、製造コストの増大は著しい。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、シャフトの一方側の端部のみで支持されているラジアルギャップ型の回転電機に搭載される回転子において、製造コストの著しい増大を招来することなく、騒音や振動を回避又は抑制する技術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】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明に係る回転子の第１の態様は、軸方向（Ａ）に平行な回転軸（Ｑ）に沿って延在し、前記軸方向の一方側で前記回転軸を軸として回転自在に固定される一端と、前記軸方向の他方側にあって固定されない他端とを有するシャフト（２）に固定され、前記回転軸を中心とする径方向（Ｒ）に沿った空隙を介して固定子と対向する第１の辺縁（Ｅ１）を呈する回転子（４，４Ａ−４Ｈ）であって、予め定められた形状に打抜かれた鋼板（７０）の複数を前記鋼板が呈する面の法線方向を前記軸方向に平行に積層して形成されるコア（４０，４０Ａ−４０Ｈ）を備え、前記コアは、前記径方向の最も内側の辺縁たる最内縁を規定する第２の辺縁（Ｅ２）と、前記径方向の最も外側の辺縁たる最外縁を規定する第３の辺縁（Ｅ３）とを呈し、前記第２の辺縁とその前記径方向外側の前記第３の辺縁との間の前記コアの前記径方向における厚みは、前記一方側端部よりも前記他方側端部において、より小さく、前記第１の辺縁は、前記軸方向からの平面視で、前記一方側端部と前記他方側端部とで同じ曲率の円弧を呈する、回転子である。
【０００８】
本発明に係る回転子の第２の態様は、その第１の態様であって、前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｅ）は、前記空隙を介して前記固定子に囲まれ、前記コアは、前記軸方向（Ａ）に貫通して前記回転軸（Ｑ）を中心とする周方向（θ）で隣接する孔（５２，５２Ａ−５２Ｅ）の複数を呈する。
【０００９】
本発明に係る回転子の第３の態様は、その第２の態様であって、前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｅ）は前記周方向（θ）に延在して前記径方向（Ｒ）外側に向かう磁極の複数を呈し、前記コアの前記回転軸（Ｑ）を基点とする前記径方向の厚みは、前記軸方向の位置によらず、一の前記磁極の前記周方向の中心（５４，５４Ａ−５４Ｅ）よりも、当該中心と同じ前記軸方向の位置における前記周方向で隣接する二つの前記磁極同士の前記周方向の中心（５６，５６Ａ−５６Ｅ）において、より小さい。
【００１０】
本発明に係る回転子の第４の態様は、その第１の態様であって、前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｅ）は、前記空隙を介して前記固定子に囲まれ、前記周方向（θ）に延在して前記径方向（Ｒ）外側に向かう磁極の複数を呈し、前記鋼板の前記回転軸（Ｑ）を基点とする前記径方向の厚みは、一の前記磁極の前記周方向の中心（５４，５４Ａ−５４Ｅ）よりも、前記周方向で隣接する二つの前記磁極同士の前記周方向の中心（５６，５６Ａ−５６Ｅ）において、より小さい。
【００１１】
本発明に係る回転子の第５の態様は、その第３の態様であって、前記コア（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｅ）は、前記周方向（θ）で隣接する分割体（４０Ａａ−４０Ａｆ，４０Ｂａ−４０Ｂｆ，４０Ｅａ−４０Ｅｄ）の複数を有し、前記分割体のそれぞれは前記磁極の少なくとも一つをその前記周方向の中心に呈し、前記周方向で隣接する一の前記磁極と他の前記磁極との境界の一つは、前記分割体の前記周方向の辺縁に略一致する。
【００１２】
本発明に係る回転子の第６の態様は、その第５の態様であって、前記分割体（４０Ａａ−４０Ａｆ，４０Ｂａ−４０Ｂｆ，４０Ｅａ−４０Ｅｄ）は、前記他方側端部において前記平面視で前記回転軸（Ｑ）を焦点とする第１の円弧（Ｃ１）を呈し、前記一方側端部において前記第１の円弧よりも前記径方向（Ｒ）の外側で前記第１の円弧に平行な第２の円弧（Ｃ２）を呈する。
【００１３】
本発明に係る回転子の第７の態様は、その第３の態様であって、前記コア（４０Ｃ，４０Ｄ）は、前記周方向（θ）で隣接する分割体（４０Ｃａ−４０Ｃｆ，４０Ｄａ−４０Ｄｄ）の複数を有し、前記周方向で隣接する二つの前記分割体が協働して一の前記磁極を呈する。
【００１４】
本発明に係る回転子の第８の態様は、その第７の態様であって、前記分割体（４０Ｃａ−４０Ｃｆ，４０Ｄａ−４０Ｄｄ）は、前記一方側端部において前記平面視で前記回転軸（Ｑ）を焦点とする第３の円弧（Ｃ３）を呈し、前記他方側端部において前記第３の円弧よりも前記径方向（Ｒ）の外側で前記第３の円弧に平行な第４の円弧（Ｃ４）を呈する。
【００１５】
本発明に係る回転子の第９の態様は、その第２の態様であって、界磁磁石（５０）の複数を更に備え、前記界磁磁石は、その磁極面を前記径方向（Ｒ）に向けて前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｃ）に埋込まれる。
【００１６】
本発明に係る回転子の第１０の態様は、その第９の態様であって、前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｃ）は、前記周方向（θ）において隣接する前記界磁磁石（５０）同士の間であってかつ前記孔（５２，５２Ａ−５２Ｃ）の前記径方向（Ｒ）の内側の第４の辺縁（Ｅ４）と前記第１の辺縁（Ｅ１）との間の領域で、当該領域における前記軸方向（Ａ）に沿った少なくとも一つの空隙を呈する第５の辺縁（Ｅ５，Ｅ５Ａ−Ｅ５Ｃ）を呈する。
【００１７】
本発明に係る回転子の第１１の態様は、その第１の態様であって、前記コア（４０Ｆ−４０Ｈ）は、前記空隙を介して前記固定子を囲み、界磁磁石（５０）の複数を更に備え、前記界磁磁石は、前記軸方向（Ａ）に貫通して前記回転軸（Ｑ）を中心とする周方向（θ）で隣接し、その磁極面を前記径方向（Ｒ）に向けて前記コアに埋込まれる。
【００１８】
本発明に係る回転子の第１２の態様は、その第１１の態様であって、前記コア（４０Ｇ）は前記周方向（θ）で隣接する分割体（４０Ｇａ−４０Ｇｆ）の複数を有し、前記分割体のそれぞれは前記磁極面の少なくとも一つをその前記周方向の中心に呈し、前記周方向で隣接する一の前記磁極面と他の前記磁極面との境界の一は、前記分割体の前記周方向の辺縁に略一致する。
【００１９】
本発明に係る回転子の第１３の態様は、その第１２の態様であって、前記分割体（４０Ｇａ−４０Ｇｆ）は、前記他方側端部において前記平面視で前記回転軸（Ｑ）を焦点とする第１の円弧（Ｃ５）を呈し、前記他方側端部において前記第１の円弧よりも前記径方向（Ｒ）の外側で前記第１の円弧に平行な第２の円弧（Ｃ６）を呈する。
【００２０】
本発明に係る回転子の第１４の態様は、その第１１の態様であって、前記コア（４０Ｈ）は、前記周方向（θ）で隣接する分割体（４０Ｈａ−４０Ｈｆ）の複数を有し、前記周方向で隣接する二つの前記分割体が協働して前記界磁磁石（５０）を収納する一の孔（５２Ｆ）を形成する。
【００２１】
本発明に係る回転子の第１５の態様は、その第１４の態様であって、前記分割体（４０Ｈａ−４０Ｈｆ）は、前記一方側端部において前記平面視で前記回転軸（Ｑ）を焦点とする第３の円弧（Ｃ７）を呈し、前記他方側端部において前記第３の円弧の焦点よりも前記径方向（Ｒ）の外側で前記第３の円弧に平行な第４の円弧（Ｃ８）を呈する。
【００２２】
本発明に係る回転子の第１６の態様は、その第１ないし第１５の態様であって、前記軸方向（Ａ）からの平面視で前記回転軸（Ｑ）とは離れた第１の位置（Ｐｗ１）に重心をもつ錘（２０）を更に備え、前記コア（４０，４０Ａ−４０Ｈ）は前記錘に対して前記一方側で隣接して設けられる。
【００２３】
本発明に係る圧縮機の第１の態様は、本発明に係る回転子の第１ないし第１６の態様のいずれかの前記回転子（４，４Ａ−４Ｈ）を搭載する圧縮機（１００，１００Ａ）であって、前記シャフト（２）が回転するときの重心は前記回転軸（Ｑ）とは離れた第２の位置（Ｐｗ２）にある、圧縮機である。
【発明の効果】
【００２４】
シャフトの延在方向の一端のみが固定されて、当該延在方向を回転軸として当該シャフトが回転するとき、当該シャフトに固定された回転子は当該延在方向の他端側で大きく振れる。本発明に係る回転子の第１の態様によれば、回転子が回転しても、回転子が振れ回ったり、回転子と固定子とが接触したりすることを回避又は抑制できる。もって、騒音や振動又は破損を回避又は抑制できる。また、第１の辺縁が同じ曲率の円弧を呈するので、鋼板を打抜く金型の数を抑制できる。
【００２５】
本発明に係る回転子の第２の態様を回転電機に採用すれば、表面磁石型回転電機よりも小型・軽量でかつ、騒音や振動又は破損を回避又は抑制できる回転電機を得ることに資する。
【００２６】
本発明に係る回転子の第３の態様によれば、軸方向からの平面視で、磁極の中心に近いほど径方向に膨らんだ形状を呈する。もって、回転電機に採用すれば、磁極の中心と固定子との間のエアギャップを小さくすることができ、コギングトルクの低減に資する。
【００２７】
本発明に係る回転子の第４の態様によれば、アウターロータ型回転電機よりも小型・軽量でかつ、騒音や振動又は破損を回避又は抑制できる回転電機を得ることに資する。また、軸方向からの平面視で、磁極の中心に近いほど径方向に膨らんだ形状を呈する。もって、回転電機に採用すれば、磁極の中心と固定子との間のエアギャップを小さくすることができ、コギングトルクの低減に資する。
【００２８】
本発明に係る回転子の第５の態様によれば、ＩＰＭモータ又はシンクロナスリラクタンスモータにおいて、第３の態様の効果を得ることに資する。
【００２９】
本発明に係る回転子の第６の態様によれば、第３の態様の効果を得ることに資する。
【００３０】
本発明に係る回転子の第７の態様によれば、ＩＰＭモータ又はシンクロナスリラクタンスモータにおいて、第３の態様の効果を得ることに資する。
【００３１】
本発明に係る回転子の第８の態様によれば、第３の態様の効果を得ることに資する。
【００３２】
本発明に係る回転子の第９の態様によれば、省エネルギー、高効率、高トルクモータを得ることができる。
【００３３】
本発明に係る回転子の第１０の態様によれば、界磁磁石による磁束がコアの内部で短絡することを回避又は抑制できる。
【００３４】
本発明に係る回転子の第１１の態様を回転電機に採用すれば、インナーロータ型回転電機よりも高トルクでかつ、騒音や振動又は破損を回避又は抑制できる回転電機を得ることに資する。
【００３５】
本発明に係る回転子の第１２の態様によれば、ＩＰＭモータにおいて、第１１の態様の効果を得ることに資する。
【００３６】
本発明に係る回転子の第１３の態様を回転電機に採用すれば、磁極の中心と固定子との間のエアギャップを小さくすることができ、コギングトルクの低減に資する。
【００３７】
本発明に係る回転子の第１４の態様によれば、ＩＰＭモータにおいて第１１の態様の効果を得ることに資する。
【００３８】
本発明に係る回転子の第１５の態様を回転電機に採用すれば、磁極の中心と固定子との間のエアギャップを小さくすることができ、コギングトルクの低減に資する。
【００３９】
本発明に係る回転子の第１６の態様によれば、回転子の振れ回りがより低減できる。
【００４０】
本発明に係る圧縮機の第１の態様によれば、騒音や振動の少ない圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回転子を備えるインナーロータ型回転電機を搭載した圧縮機の縦断面図である。
【図２】回転子の平面図である。
【図３】回転子の製造工程を示す図である。
【図４】金型の動きを説明する概念図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る回転子の平面図である。
【図６】鋼板の形成工程を説明する図である。
【図７】分割体の平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る回転子の平面図である。
【図９】分割体の製造工程を説明する図である。
【図１０】分割体の平面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る回転子の平面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る回転子の平面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る回転子の平面図である。
【図１４】本発明の第７の実施形態に係る回転子を備えるアウターロータ型回転電機を搭載した圧縮機の縦断面図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態に係る回転子の平面図である。
【図１６】本発明の第８の実施形態に係る回転子の平面図である。
【図１７】本発明の第９の実施形態に係る回転子の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図１を初めとする以下の図には、本発明に関係する要素のみを示す。
【００４３】
〈第１の実施形態〉
〈装置構成〉
図１に示すように、回転子４は、シャフト２及び固定子６とともにインナーロータ型回転電機１０を構成する。インナーロータ型回転電機１０は、圧縮機１００に搭載される。ここで、図１は、圧縮機１００の縦断面図であり、シャフト２の延在方向に平行な方向での断面図を示している。
【００４４】
図１に示すように、シャフト２は、軸方向Ａに平行な回転軸Ｑに沿って延在し、軸方向Ａの一方側で回転軸Ｑを軸として回転自在に固定される一端と、軸方向Ａの他方側にあって固定されない他端とを有する。具体的には、シャフト２はその延在方向の一方側で軸受１に回転自在に固定される。
【００４５】
回転子４は、シャフト２に固定されて、回転軸Ｑを中心とする径方向Ｒに沿った空隙を介して固定子６と対向する辺縁Ｅ１を呈する。具体的には、回転軸Ｑを軸とする回転対称な柱体を呈するコア４０を有する。コア４０は径方向Ｒの最も内側の辺縁たる最内縁を規定する辺縁Ｅ２と、径方向Ｒの最も外側の辺縁たる最外縁を規定する辺縁Ｅ３とを呈する。インナーロータ型回転電機１０においては、辺縁Ｅ３は辺縁Ｅ１に一致する。より具体的には、コア４０は、コア４０が呈する柱体の軸受１側で呈する底面の略中心から、その軸受１側とは反対側で呈する上面の略中心へと向けて環状の孔を呈する。当該孔は辺縁Ｅ２によって規定され、シャフト２が貫通する貫通孔４１を形成する。また、辺縁Ｅ３が径方向Ｒに沿った空隙を介して固定子６と対向する。換言すれば、回転子４は、シャフト２が貫通する貫通孔４１を呈してシャフト２の回転軸Ｑを中心とした周囲に固定される。また、コア４０は部位によらず重さの偏りがないことが望ましい。
【００４６】
固定子６は、電機子巻線６１を有し、径方向Ｒに沿った空隙を介して回転子４を囲んで回転子４と対向する。
【００４７】
辺縁Ｅ２と辺縁Ｅ３との間のコア４０の径方向Ｒにおける厚みは、軸方向Ａの一方側（軸受１側）よりも軸方向Ａの他方側（軸受１側とは反対側）において、より小さい。具体的には、図１に示すようにコア４０の断面は、回転軸Ｑを中心として軸方向Ａを高さ方向にもつ略等脚台形状を呈し、当該等脚台形の辺の長さは軸受１側の方が、軸受１側とは反対側よりも長い。
【００４８】
シャフト２は回転軸Ｑを中心とする円柱状を呈し、これに固定される回転子４も上述のとおり回転軸Ｑを軸とする回転対称な柱体を呈して重さの偏りがない。しかしながら、シャフト２の軸受１側は、圧縮機１００の圧縮機構の一部を担うピストン９１に接続されている。これにより、シャフト２の回転重心は必然的に軸受１側とは反対側からの平面視（以下、単に「平面視」とも称する）で回転軸Ｑから離れた位置Ｐｗ０に重心をもつ。
【００４９】
また、回転子４の軸受１側には、平面視で回転軸Ｑから離れた位置Ｐｗ２に重心をもつ第１の錘２２が取付けられている。この位置Ｐｗ０が回転中心から離れるほど、第１の錘２２の軸方向Ａの高さ寸法を小さくできる。第１の錘２２は、圧縮機中の油を撹拌するため、当該高さ寸法は、圧縮効率の高低に寄与する。そのため、高い圧縮効率を得ようとすると位置Ｐｗ０は回転軸Ｑから大きく離れることになり、アンバランスとなる。そこで、第１の錘２２によりシャフト２及び回転子４そこで、第１の錘２２によりシャフト２及び回転子４のアンバランスを解消する。ただし、シャフト２及び回転子４の重心は、回転子４に第１の錘２２が取付けられてもなお、回転軸Ｑからはやや離れている。
【００５０】
回転子４には第２の錘２０が設けられる。具体的には、コア４０の軸受１側とは反対側で、平面視で回転軸Ｑに対して位置Ｐｗ２とは反対側の位置Ｐｗ１に重心を有する第２の錘２０が回転子４に取付けられる。換言すれば、コア４０は第２の錘２０に対して軸受１側で隣接して設けられる。第２の錘２０は、第１の錘２２及び、ピストン９１と合わせて、シャフト２及び回転子４の回転重心位置の調整及び、動バランスの調整を行うバランスウェイトとして機能する。
【００５１】
シャフト２及び回転子４の重心位置の調整だけであれば、第１の錘２２とピストン９１とが、平面視で回転軸Ｑを中心として１８０度異なる位置でそれぞれ同一のモーメントをもてば良いが、これでは、回転子４が回転したときに、シャフト２が軸方向Ａに対して傾き、振れ回りが大きくなるという課題を有する。この課題の一部を解決するために、第２の錘２０を設けている。これにより、回転子４が回転しても回転子４の振れ回りを抑制できる。また、回転子４の制御が容易になる。さらにまた、このような回転子４を採用したインナーロータ型回転電機１０を圧縮機１００に搭載することにより、騒音や振動の少ない圧縮機を得ることができる。なお、シャフト２が理想的な剛体であれば、以上の態様で、回転子４の振れ回りは略ゼロとなる。
【００５２】
また、コア４０は、図２に示すように、周方向θに延在して径方向Ｒ外側に向かう磁極の複数を呈する。具体的には例えば、回転子４は、ＩＰＭロータが採用される。より具体的には、コア４０は軸方向Ａに貫通する孔５２の複数を呈し、孔５２のそれぞれの内部に、磁極面を径方向Ｒに向けて埋込まれる界磁磁石５０の複数を備える。更に具体的には例えば、回転子４は、周方向θに等間隔に並ぶ六つの孔５２を呈する。もって、回転子４は回転軸Ｑを軸として六回の回転対称を呈する。そして、一の孔５２の内部に、磁極面を当該一の孔５２の周方向θの中心における径方向Ｒ１に向けて一の界磁磁石５０を埋込む。なお、複数の磁石を組合せて一の界磁磁石５０を形成するようにしても良い。これにより、省エネルギー、高効率、高トルクモータを得ることができる。また、表面磁石型回転電機よりも小型・軽量でかつ、騒音や振動又は破損を回避又は抑制できる回転電機を得ることができる。
【００５３】
図２に示すように、コア４０の回転軸Ｑを基点とする径方向Ｒの厚みは、軸方向Ａの位置によらず、一の磁極の周方向θの中心５４よりも、中心５４と同じ軸方向Ａの位置における周方向θで隣接する二つの磁極同士の周方向θの中心５６において、より小さい。要するに、コア４０は、平面視で、一の磁極の周方向θの中心に近いほど、径方向Ｒに膨らんだ形状を呈する。これにより、磁極の中心５４と固定子６との間のエアギャップを小さくすることができ、コギングトルクを低減できる。なお、図２では、回転子４の径方向Ｒ外側で回転子４と対向する固定子６の径方向Ｒ内側の辺縁６２を一点鎖線で示している。
【００５４】
また、コア４０は、周方向θにおいて隣接する孔５２同士の間であってかつ孔５２の径方向Ｒの内側で軸方向Ａに沿って延在する辺縁Ｅ４と辺縁Ｅ１との間の領域で、当該領域における軸方向Ａに沿った少なくとも一つの空隙を呈する辺縁Ｅ５を呈する。本実施形態では、周方向θにおいて隣接するいずれの孔５２同士の間でも、コア４０の軸方向Ａ全体にわたって、当該領域で径方向Ｒ外側に向かって開口する辺縁Ｅ５を呈する。辺縁Ｅ５はいわゆるフラックスバリアとして機能し、界磁磁石５０による磁束がコア４０の内部で短絡することを回避又は抑制できる。
【００５５】
コア４０は、平面視で略Ｖ字状の溝の複数を呈する。具体的には、周方向θで隣接する辺縁Ｅ５同士の間のそれぞれで、平面視で径方向Ｒ外側へ向けて開口するＶ字状の溝Ｄを呈する。
【００５６】
図２に示すように、コア４０は、予め定められた形状に打抜かれた鋼板７０の複数を鋼板７０が呈する面の法線方向を軸方向Ａに平行に積層して形成される。具体的には、コア４０は、貫通孔４１に相当する円孔Ｈ１、孔５２の複数に相当する台形孔Ｈ２の複数、辺縁Ｅ５の複数に相当する辺縁Ｅ１０の複数及び、溝Ｄの複数に相当する辺縁Ｄａの複数を呈する形状に打抜かれた鋼板７０の複数を、鋼板７０が呈する面の法線方向を軸方向Ａに平行に積層して形成される。より具体的には、コア４０は、一の鋼板７０が呈する円孔Ｈ１、台形孔Ｈ２の複数及び、辺縁Ｅ１０の複数が、他の鋼板７０が呈する円孔Ｈ１、台形孔Ｈ２の複数及び、辺縁Ｅ１０の複数に軸方向Ａで滑らかに連続するように積層して形成される。
【００５７】
コア４０の軸受１側に位置する一の鋼板７０ａと、軸受１側とは反対側に位置する他の鋼板７０ｂとは、鋼板７０の円孔Ｈ１の中心（回転軸Ｑ）から、台形孔Ｈ２に対して円孔Ｈ１とは反対側の辺縁Ｅ０までの長さが異なる。ここで、鋼板７０の辺縁Ｅ０は、鋼板７０の複数が積層したときにコア４０の辺縁Ｅ１を形成する。一の鋼板７０ａと他の鋼板７０ｂとは次のような差異を有する。すなわち、一の鋼板７０ａが呈する第１の円孔Ｈ１ａの中心から、当該一の鋼板７０ａが呈する台形孔Ｈ２ａに対して当該第１の円孔Ｈ１ａとは反対側の辺縁Ｅ０ａまでの長さＬａは、他の鋼板７０ｂが呈する円孔Ｈ１ｂの中心から、当該他の鋼板７０ｂが呈する台形孔Ｈ２ｂに対して当該円孔Ｈ１ｂとは反対側の辺縁Ｅ０ｂまでの長さＬｂよりも長い。
【００５８】
一の鋼板７０ａと他の鋼板７０ｂとの間に挟まれる鋼板７０の、長さＬａ，Ｌｂに相当する長さＬを、Ｌａ＞Ｌ＞Ｌｂの範囲で変化させることにより、辺縁Ｅ２，Ｅ３同士の間のコア４０の径方向Ｒにおける厚みが、軸受１側よりも軸受１側とは反対側において、より小さい形状を呈するコア４０を形成できる。
【００５９】
ここで、辺縁Ｅ１は、平面視で、軸受１側と、軸受１側とは反対側とで同じ曲率の円弧を呈する。具体的には、辺縁Ｅ０ａ，Ｅ０ｂ及び、一の鋼板７０ａと他の鋼板７０ｂとの間に挟まれる鋼板７０の辺縁Ｅ０はいずれも、同じ曲率の円弧を呈する。これにより、鋼板７０を打抜く金型の数を抑制でき、コスト抑制を実現できる。
【００６０】
要するに、コア４０は、空隙を介して固定子６に囲まれ、周方向θに延在して径方向Ｒ外側に向かう磁極の複数を呈し、鋼板７０の回転軸Ｑを起点とする径方向Ｒの厚みは、一の磁極の周方向θの中心５４よりも、周方向θで隣接する二つの磁極同士の周方向θの中心５６において、より小さい。
【００６１】
〈製造方法〉
一の鋼板７０は、例えば図３に示すような工程で形成する。具体的には、歯８４ａ、歯８５ａの複数，歯８８ａの複数を有する金型８４を用いて、長尺の磁性材９００に対して穿孔する。歯８４ａは、真円環状の面を呈し、磁性材９００に対して円孔Ｈ１を形成する。歯８５ａの複数は、例えば、歯８４ａの周囲で台形状を呈して歯８４ａが呈する真円の中心を中心として周方向θで等間隔に六つで歯８４ａを囲み、磁性材９００に対して台形孔Ｈ２の複数を形成する。歯８８ａは、歯８５ａそれぞれの周方向θの端部近傍で歯８５ａに対して歯８４ａから遠離る側で台形状を呈し、磁性材９００に対して辺縁Ｅ１０の複数を形成する。
【００６２】
こうして円孔Ｈ１、台形孔Ｈ２の複数及び、辺縁Ｅ１０の複数を打抜かれた磁性材９００に対して、略円弧状の面を呈する歯８０ａを有する金型８０を用いて、磁性材９００を打抜いて、辺縁Ｅ０の複数を形成する。
【００６３】
具体的には例えば、歯８０ａが呈する円弧の焦点は、円孔Ｈ１の中心に一致したときに、円孔Ｈ１及び台形孔Ｈ２のすべてを内包する円の一部である。このような歯８０ａが、一の台形孔Ｈ２ｃの径方向Ｒ外側を打抜くことによって、当該一の台形孔Ｈ２ｃの径方向Ｒ外側の辺縁Ｅ０ｃを形成する。そして、金型８０を磁性材９００から離した状態で、歯８０ａが呈する円弧の周方向θの中心と当該円弧の焦点とを結ぶ線上で当該焦点に対して歯８０ａとは反対側の点Ｆ５を中心として周方向θに予め定められた角度（本実施形態では６０度）回転させる。ここで、点Ｆ５は、回転子４の回転軸Ｑに対応する位置である。その後、当該一の台形孔Ｈ２ｃに周方向θで隣接する他の台形孔Ｈ２ｄの径方向Ｒ外側を、歯８０ａが打抜くことによって、当該他の台形孔Ｈ２ｄの径方向Ｒ外側の辺縁Ｅ０ｄを形成する。この金型８０の回転及び打抜きの工程を繰り返して、すべての台形孔Ｈ２の径方向Ｒ外側の辺縁Ｅ０を形成する。
【００６４】
ここでは、一の台形孔と他の台形孔とを区別すべく便宜的に符号Ｈ２ｃ，Ｈ２ｄを付しているが、構造及び機能は互いに同等である。また、当該一の台形孔Ｈ２ｃの径方向Ｒ外側で呈する辺縁と、当該他の台形孔Ｈ２ｄの径方向Ｒ外側で呈する辺縁とを区別すべく便宜的に符号Ｅ０ｃ，Ｅ０ｄを付しているが、構造及び機能は辺縁Ｅ０に等しい。
【００６５】
こうして円孔Ｈ１、台形孔Ｈ２の複数、辺縁Ｅ１０の複数及び、辺縁Ｅ０の複数を打抜かれた磁性材９００に対して、略Ｖ字状の面を呈する歯８１ａを有する金型８１を用いて、磁性材９００を打抜いて、鋼板７０を形成する。
【００６６】
具体的には例えば、歯８１ａが呈するＶ字は、周方向θで隣接する一の一対（二つ）の台形孔Ｈ２ｃ，Ｈ２ｄ同士の間で磁性材９００が呈する二つの辺縁Ｅ１０ｃ，Ｅ１０ｄ同士の間で径方向Ｒ外側に向かって開く。このような歯８１ａが、当該一の一対の台形孔Ｈ２ｃ，Ｈ２ｄ同士の間で径方向Ｒ外側へと向けて当該Ｖ字が開口するようにして磁性材９００を打抜くことによって、当該一の一対の台形孔Ｈ２ｃ，Ｈ２ｄ同士の間で一の辺縁Ｄａｃを形成する。そして、金型８１を磁性材９００から離した状態で、歯８１が呈するＶ字の屈曲部８１ｂに対して、平面視で屈曲部８１ｂがなす角度（＜１８０度）とは反対側の点Ｆ６を中心として周方向θに予め定められた角度（本実施形態では６０度）回転させる。その後、当該一の一対の台形孔Ｈ２ｃ，Ｈ２ｄに周方向θで隣接する他の一対の台形孔Ｈ２同士の間を、歯８１ａが打抜くことによって、当該他の一対の台形孔Ｈ２同士の間の他の辺縁Ｄａｄを形成する。この金型８１の回転及び打抜きの工程を繰り返して、すべての一対の台形孔Ｈ２同士の間の辺縁Ｄａを形成する。もちろん、歯８１ａを周方向θで等間隔に６個有する金型（図示省略）で辺縁Ｄａを一度に打抜いても良い。
【００６７】
ここでは、一の一対の台形孔Ｈ２同士の間で呈する辺縁と、他の一対の台形孔Ｈ２同士の間で呈する辺縁とを区別すべく便宜的に符号Ｄａｃ，Ｄａｄを付しているが、構造及び機能は辺縁Ｄａに等しい。また、歯８１ａに対する点Ｆ６の位置は、歯８０ａに対する焦点Ｆ３の位置に相当する。これにより、一の鋼板７０、ひいてはコア４０は平面視で回転対称な形状を呈する。
【００６８】
他の鋼板７０は、上述の工程と略同じ工程で形成される。上述の一の鋼板７０を形成する工程と、他の鋼板７０を形成する工程との相違点は以下のとおりである。すなわち、上述の一の鋼板７０の辺縁Ｅ０を打抜く工程では、歯８０ａを点Ｆ５を中心として周方向θに６０度回転させているが、他の鋼板７０を形成する場合には、例えば、焦点Ｆ３を回転子４の回転軸Ｑに対応させる点として、焦点Ｆ３を中心として周方向θに予め定められた角度（６０度）回転させる。このようにして歯８０ａを回転させるときの中心を、点Ｆ５と焦点Ｆ３とを結ぶ線上で変化させることによって、軸受１側の鋼板７０ａの辺縁Ｅ０ａと、軸受１側とは反対側の鋼板７０ｂの辺縁Ｅ０ｂとが同じ曲率の円弧を呈する。
【００６９】
〈第２の実施形態〉
〈装置構成〉
以下、回転子４の他の実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の機能を有する要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
図５に示すように、回転子４Ａは、コア４０Ａを有する。回転子４Ａは、上記第１の実施形態で示した回転子４に代えてシャフト２及び固定子６とともにインナーロータ型回転電機１０（図１参照）を構成する。なお、図５では、回転子４Ａの径方向Ｒ外側で回転子４Ａと対向する固定子６の径方向Ｒ内側の辺縁６２を一点鎖線で示している。
【００７１】
コア４０Ａは、周方向θで隣接する分割体４０Ａａ−４０Ａｆの複数を有する。分割体４０Ａａ−４０Ａｆのそれぞれは、孔５２と、孔５２の周方向θの少なくとも一方側で辺縁Ｅ５Ａを呈する。本実施形態では、孔５２の周方向θの双方に辺縁Ｅ５Ａをそれぞれ呈する。具体的には例えば、回転子４Ａが備える界磁磁石５０の個数に応じてコア４０Ａを周方向θで等分割し、それぞれを分割体４０Ａａ−４０Ａｆとする。分割体４０Ａａ−４０Ａｆのそれぞれには少なくとも界磁磁石５０の一つが孔５２内に収容される。界磁磁石５０が収容された分割体４０Ａａ−４０Ａｆのそれぞれは、磁極の少なくとも一つをその周方向θの中心に呈する。本実施形態では分割体４０Ａａ−４０Ａｆのそれぞれが一つの磁極を呈する態様を示している。そして、周方向θで隣接する一の磁極と他の磁極との境界の一つは、分割体４０Ａａ−４０Ａｆの周方向θの辺縁に略一致する。このように周方向θで隣接する分割体４０Ａａ−４０Ａｆを組合せてコア４０Ａを形成すれば、周方向θで隣接する界磁磁石５０同士の磁束の短絡を回避又は抑制することに資する。
【００７２】
また、分割体４０Ａａ−４０Ａｆは、軸受１側とは反対側において平面視で回転軸Ｑを焦点とする第１の円弧Ｃ１を呈し、軸受１側において第１の円弧Ｃ１よりも径方向Ｒの外側で第１の円弧Ｃ１と同じ曲率の第２の円弧Ｃ２を呈する。
【００７３】
〈製造方法〉
コア４０Ａを形成する分割体４０Ａａ−４０Ａｆのそれぞれは、予め定められた形状に打抜かれた鋼板７０ｃ，７０ｄの複数を鋼板７０ｃ，７０ｄが呈する面の法線方向を軸方向Ａに平行に積層して形成される。具体的には、分割体４０Ａａ−４０Ａｆのそれぞれは、略扇形に打抜かれて辺縁Ｅ１の一部及び辺縁Ｅ２の一部を呈する鋼板７０ｃ，７０ｄの複数を、鋼板７０ｃ，７０ｄが呈する面の法線方向に積層して形成される。なお、鋼板７０ｃ，７０ｄそれぞれの形成は途中の工程までは同一であるので、図６では当該同一工程については、統一して示し、その後の互いに異なる工程については、一点鎖線の分岐で示している。
【００７４】
図６に示すように例えば、台形状を呈する歯９０ａと、当該歯９０ａの延在方向の両端からそれぞれ予め定められた方向に延在する歯９０ｂ，９０ｃとが略Ｕ字状に配列する金型９０を用いて、磁性材９００に対して穿孔して、孔５２に相当する辺縁Ｅ９０ａ及び二つの辺縁Ｅ５Ａの一部に相当する二つの辺縁Ｅ９０ｂ，Ｅ９０ｃを形成する。
【００７５】
その後、予め定められた位置で焦点Ｆ４を有する略円弧状を呈する歯９２ｃを有する金型９２を用いて、磁性材９００に対して穿孔して、辺縁Ｅ１の一部に相当する辺縁Ｅ２１を形成する。
【００７６】
金型９２で打抜かれた磁性材９００は、その長手方向に、少なくとも鋼板７０ｃ，７０ｄの寸法よりも大きく移動する。そして、金型９２を歯９２ｃが呈する円弧の中心Ａ２と焦点Ｆ４とを結ぶ方向に移動した後に、金型９２を用いて磁性材９００に対して穿孔して、辺縁Ｅ３の一部に相当する辺縁Ｅ２２を形成する。
【００７７】
そして、略扇形の中心角で開く一対の面を呈する歯９４ａを有する金型９４を用いて、焦点Ｆ４に対して辺縁Ｅ２１又は辺縁Ｅ２２とは反対側に対して穿孔して鋼板７０ｃ，７０ｄの複数を形成する。これらの工程を、金型９２を連続的に微少量だけ移動させながら順次行うことによって、打抜かれる鋼板７０ｃ，７０ｄの複数はそれぞれ、円弧の曲率及び中心角が互いに等しくかつ、当該円弧の中心と当該円弧の焦点とを結ぶ方向の長さが微少量ずつ変化した形状を呈する。こうして得られた鋼板７０ｃ，７０ｄの複数を、打抜かれた順序で積層することにより、分割体４０Ａａ−４０Ａｆを得、これら分割体４０Ａａ−４０Ａｆを組合せてコア４０Ａを得ることができる。
【００７８】
〈第３の実施形態〉
〈装置構成〉
図７，８に示すように、回転子４Ｂは、コア４０Ｂを有する。回転子４Ｂは、上記第１の実施形態で示した回転子４に代えてシャフト２及び固定子６とともにインナーロータ型回転電機１０（図１参照）を構成する。なお、図８では、回転子４Ｂの径方向Ｒ外側で回転子４Ｂと対向する固定子６の径方向Ｒ内側の辺縁６２を一点鎖線で示している。
【００７９】
コア４０Ｂは、周方向θで隣接する分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆの複数を有する。分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆのそれぞれは、平面視で略扇形状を呈し、その中心角は６０度を呈する。なお、本実施形態では、六つの分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆを有するために、当該中心角は６０度としているが、分割体の個数ｎに合わせて、一の分割体が呈する扇形の中心角は、３６０度／ｎとなる。分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆのそれぞれは、孔５２と、孔５２の周方向θの少なくとも一方側で辺縁Ｅ５Ｂを呈する。本実施形態では、孔５２の周方向θの双方に辺縁Ｅ５Ｂをそれぞれ呈する。具体的には例えば、回転子４Ｂが備える界磁磁石５０の個数に応じてコア４０Ｂを周方向θで等分割し、それぞれを分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆとする。このように周方向θで隣接する分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆを組合せてコア４０Ｂを形成すれば、周方向θで隣接する界磁磁石５０同士の磁束の短絡を回避又は抑制することに資する。
【００８０】
〈製造方法〉
分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆの製造方法について説明する。分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆのそれぞれは、略扇形に打抜かれて辺縁Ｅ１の一部を呈する鋼板７０ｅ，７０ｆの複数を、鋼板７０ｅ，７０ｆが呈する面の法線方向に積層して形成される。なお、鋼板７０ｅ，７０ｆそれぞれの製造方法は途中の工程までは同一であるので、図９では当該同一工程については、統一して示し、その後の互いに異なる工程については、一点鎖線の分岐で示している。
【００８１】
図９に示すように例えば、略Ｕ字状を呈するＵ字歯９１ａを有するＵ字金型９１を用いて、磁性材９００に対して穿孔して、孔５２及び辺縁Ｅ５Ｂの一部に相当する辺縁Ｅ９１を形成する。
【００８２】
その後、予め定められた形状を呈する長尺の歯９２ａ，９２ｂと歯９２ｃを有する金型９２Ｂを用いて、磁性材９００に対して穿孔して、辺縁Ｅ７ａ，Ｅ７ｂの一部に相当する辺縁Ｅ１０ａ及び辺縁Ｅ１の一部に相当する辺縁Ｅ１１を形成する。つまり、辺縁Ｅ５Ｂは辺縁Ｅ９１，Ｅ１０ａとで実現される。
【００８３】
金型９２Ｂで打抜かれた磁性材９００は、その長手方向に、少なくとも鋼板７０ｅ，７０ｆの寸法よりも大きく移動する。そして、金型９２Ｂを歯９２ｃが呈する円弧の中心Ａ２と焦点Ｆ４とを結ぶ方向に移動した後に、金型９２Ｂを用いて磁性材９００に対して穿孔して、辺縁Ｅ１０ａ及び辺縁Ｅ１の一部に相当する辺縁Ｅ１２を形成する。
【００８４】
そして、歯９４ａを有する金型９４を用いて、焦点Ｆ４に対して辺縁Ｅ１１又は辺縁Ｅ１２とは反対側に対して穿孔して鋼板７０ｅ，７０ｆの複数を形成する。これらの工程を、金型９２Ｂを連続的に微少量だけ移動させながら順次行うことによって、打抜かれる鋼板７０ｅ，７０ｆの複数はそれぞれ、辺縁Ｅ１０ａが略扇形状を呈する鋼板７０ｅ，７０ｆ内で連続的に微少量ずつ移動した形状を呈する。こうして得られた鋼板７０ｅ，７０ｆの複数を、打抜かれた順序で積層することにより、分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆを得、これら分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆを組合せてコア４０Ｂを得ることができる。
【００８５】
これにより、辺縁Ｅ５Ｂと、辺縁Ｅ１１又は辺縁Ｅ１２との間の厚み（いわゆるブリッジ幅）を軸方向Ａの位置によらず一定にできる。
【００８６】
〈第４の実施形態〉
〈装置構成〉
図１０，１１に示すように、回転子４Ｃは、コア４０Ｃを有する。回転子４Ｃは、上記第１の実施形態で示した回転子４に代えてシャフト２及び固定子６とともにインナーロータ型回転電機１０（図１参照）を構成する。なお、図１１では、回転子４Ｃの径方向Ｒ外側で回転子４Ｃと対向する固定子６の径方向Ｒ内側の辺縁６２を一点鎖線で示している。
【００８７】
コア４０Ｃは、周方向θで隣接する分割体４０Ｃａ−４０Ｃｆの複数を有し、周方向θで隣接する二つの分割体４０Ｃａ−４０Ｃｆが協働して一の磁極を呈する。コア４０Ｃはおおむね、上記第３の実施形態で示したコア４０Ｂを、分割体４０Ｂａ−４０Ｂｆ同士の境界とは異なる位置、具体的には当該境界を回転軸Ｑを中心として３０度回転させた位置を境界として分割した分割体４０Ｃａ−４０Ｃｆを有するものとして把握できる。ここで、周方向θで隣接する孔５２の周方向θの端部同士は互い平行な辺縁Ｅ５Ｃａ，Ｅ５Ｃｂを呈し、これら辺縁Ｅ５Ｃａ，Ｅ５Ｃｂが回転子４Ｃにおいて辺縁Ｅ５Ｃを呈する。辺縁Ｅ５Ｃは、回転子４Ｃの磁気障壁部として機能する。辺縁Ｅ５Ｃａ，Ｅ５Ｃｂが互いに平行を呈するので、磁性材（図示省略）に穿孔して辺縁Ｅ５Ｃａ，Ｅ５Ｃｂを形成する場合には、辺縁Ｅ５Ｃａ，Ｅ５Ｃｂに対応する歯を有する一の金型を一方向（例えば、図１１に示す一の分割体４０Ｃａについていえば、径方向Ｒ１）に沿って動かすことで、辺縁Ｅ５Ｃａ，Ｅ５Ｃｂを同時に形成できる。
【００８８】
ただし、分割体４０Ｃａ−４０Ｃｆは、軸受１側において平面視で回転軸Ｑを焦点とする第３の円弧Ｃ３を呈し、軸受１側とは反対側において第３の円弧Ｃ３よりも径方向Ｒの外側で第３の円弧Ｃ３と同じ曲率の第４の円弧Ｃ４を呈する。これにより、回転子４Ｃと固定子６との間の径方向Ｒの空隙が大きくなる軸受１側とは反対側において、平面視で、磁極の中心５４Ｃに近いほど径方向Ｒに膨らんだ形状を呈する。もって、インナーロータ型回転電機１０（図１参照）では、磁極の中心５４Ｃと固定子６との間のエアギャップを小さくすることができ、コギングトルクを低減できる。
【００８９】
〈第５の実施形態〉
〈装置構成〉
図１２に示すように、回転子４Ｄは、コア４０Ｄを有する。回転子４Ｄは、上記第１の実施形態で示した回転子４に代えてシャフト２及び固定子６とともにインナーロータ型回転電機１０（図１参照）を構成する。なお、図１２では、回転子４Ｄの径方向Ｒ外側で回転子４Ｄと対向する固定子６の径方向Ｒ内側の辺縁６２を一点鎖線で示している。
【００９０】
回転子４Ｄは、シンクロナスリラクタンスモータのロータであって、周方向θで隣接する分割体４０Ｄａ−４０Ｄｄの複数（本実施形態では四つ）を有する。分割体４０Ｄａ−４０Ｄｄのそれぞれは、平面視で略扇形状を呈し、その中心角は９０度を呈する。
【００９１】
分割体４０Ｄａ−４０Ｄｄのそれぞれは、平面視で略円弧状の空隙の複数（本実施形態では三つ）を呈する。具体的には例えば、分割体４０Ｄａ−４０Ｄｄのそれぞれには平面視で、フラックスバリアとして機能する複数の円弧状のスリット５２Ｄａ，５２Ｄｂ，５２Ｄｃはいずれも、円弧の凸側を、分割体４０Ｄａ−４０Ｄｄのそれぞれが呈する円弧とは反対側（回転軸Ｑ）に向けて形成される。分割体４０Ｄａ−４０Ｄｄがコア４０Ｄを形成すると、これらスリット５２Ｄａ，５２Ｄｂ，５２Ｄｃ間には、円弧状の磁路が形成される。その結果、周方向θで隣接する二つのスリット５２Ｄａ同士の間が磁極の中心５４Ｄとして機能する。つまり、本実施形態では、回転子４Ｄは四つの磁極を呈する。
【００９２】
分割体４０Ｄａ−４０Ｄｄのそれぞれは、上記第４の実施形態で示した分割体４０Ｃａ−４０Ｃｆと同様に、軸受１側において平面視で第３の円弧Ｃ３を呈し、軸受１側とは反対側において第４の円弧Ｃ４を呈する。これにより、回転子４Ｄと固定子６との間の径方向Ｒの空隙が大きくなる軸受１側とは反対側において、平面視で、磁極の中心５４Ｄに近いほど径方向Ｒに膨らんだ形状を呈する。換言すれば、コア４０Ｄの回転軸Ｑを基点とする径方向Ｒの厚みは、軸受１側とは反対側において、周方向θで隣接する二つの磁極の中心５４Ｄ同士の周方向θの中心５６Ｄにおいて、小さい。
【００９３】
〈第６の実施形態〉
〈装置構成〉
図１３に示すように、回転子４Ｅは、コア４０Ｅを有する。回転子４Ｅは、上記第１の実施形態で示した回転子４に代えてシャフト２及び固定子６とともにインナーロータ型回転電機１０（図１参照）を構成する。なお、図１３では、回転子４Ｅの径方向Ｒ外側で回転子４Ｅと対向する固定子６の径方向Ｒ内側の辺縁６２を一点鎖線で示している。
【００９４】
コア４０Ｅは、周方向θで隣接する分割体４０Ｅａ−４０Ｅｄの複数を有し、周方向θで隣接する二つの分割体４０Ｅａ−４０Ｅｄが協働して一の磁極を呈する。コア４０Ｅはおおむね、上記第５の実施形態で示したコア４０Ｄを、分割体４０Ｄａ−４０Ｄｄ同士の境界とは異なる位置、具体的には当該境界を回転軸Ｑを中心として４５度回転させた位置を境界として分割した分割体４０Ｅａ−４０Ｅｄを有するものとして把握できる。
【００９５】
ただし、分割体４０Ｅａ−４０Ｅｄは、軸受１側において平面視で第２の円弧Ｃ２を呈し、軸受１側とは反対側において第１の円弧Ｃ１を呈する。これにより、回転子４Ｅと固定子６との間の径方向Ｒの空隙が大きくなる軸受１側とは反対側において、平面視で、磁極の中心５４Ｅに近いほど径方向Ｒに膨らんだ形状を呈する。もって、インナーロータ型回転電機１０（図１参照）では、磁極の中心５４Ｃと固定子６との間のエアギャップを小さくすることができ、コギングトルクを低減できる。
【００９６】
〈第７の実施形態〉
〈装置構成〉
図１４に示すように、回転子４Ｆは、シャフト２Ｆ、架橋部材３Ｆ及び固定子６Ｆとともにアウターロータ型回転電機１０Ｆを構成する。アウターロータ型回転電機１０Ｆは、圧縮機１００Ａに搭載される。ここで、図１４は、圧縮機１００Ａの縦断面図であり、シャフト２Ｆの延在方向に平行な方向での断面図を示している。
【００９７】
図１４に示すように、シャフト２Ｆは、軸受１側で固定される一端と、軸受１側とは反対側で固定されない他端とを有する。シャフト２Ｆは、例えば、軸方向Ａを中心とする同心で回転自在の二重構造を呈し、径方向Ｒの外側で略円筒体を呈して軸受１に固定される円筒部２Ｆａと、径方向Ｒの内側で略円柱体を呈してピストン９１に固定される円柱部２Ｆｂとを有する。
【００９８】
固定子６Ｆは、電機子巻線６１を有し、円筒部２Ｆａの周囲に固定される。
【００９９】
回転子４Ｆは、径方向Ｒに沿った空隙を介して固定子６Ｆを囲んで固定子６Ｆと対向する辺縁Ｅ１を呈する。具体的には、回転軸Ｑを軸とする回転対称な筒体を呈するコア４０Ｆを有する。コア４０Ｆは回転軸Ｑを中心とする径方向Ｒの最も内側の辺縁たる最内縁を規定する辺縁Ｅ２Ｆ（アウターロータ型回転電機１０Ｆにおいては、辺縁Ｅ２Ｆは辺縁Ｅ１に一致する）と、径方向Ｒの最も外側の辺縁たる最外縁を規定する辺縁Ｅ３Ｆとを呈する。
【０１００】
コア４０Ｆは、その径方向Ｒの厚みが、軸受１側とは反対側よりも軸受１側において、より厚い。
【０１０１】
コア４０Ｆとシャフト２Ｆとは、架橋部材３Ｆによって接続される。具体的には、コア４０Ｆの軸受１側とは反対側の端部と、円柱部２Ｆｂの軸受１側とは反対側の端部とが、架橋部材３Ｆによって接続される。これにより、回転子４Ｆの回転と、ピストン９１の動きとが連動する。
【０１０２】
このような形状を呈するアウターロータ型回転電機１０Ｆの回転子４Ｆは、圧縮機１００Ａの運転中に、回転子４Ｆの架橋部材３Ｆが接続されている側の端部が、大きく振れ回る。そこで、第１及び第２の錘２２，２０をコア４０Ｆに設けることによって、回転子４Ｆの回転重心のアンバランスを解消する。
【０１０３】
コア４０Ｆは、図１５に示すように、周方向θに延在して径方向Ｒ内側に向かう磁極の複数を呈する。具体的には例えば、回転子４Ｆは、ＩＰＭロータが採用される。より具体的には、コア４０Ｆは軸方向Ａに貫通する孔５２Ｆの複数を呈し、孔５２Ｆのそれぞれの内部に、磁極面を径方向Ｒに向けて埋込まれる界磁磁石５０の複数を備える。更に具体的には例えば、回転子４Ｆは、周方向θに等間隔に並ぶ六つの孔５２Ｆを呈する。もって、回転子４Ｆは回転軸Ｑを軸として六回の回転対称を呈する。
【０１０４】
なお、本実施形態では、コア４０Ｆの辺縁Ｅ３が、孔５２Ｆそれぞれの回転軸Ｑ側の辺縁Ｅ２と同じ曲率を呈する円弧を組合せた態様（いわゆる、外サイクロイド曲線に似た形状で、辺縁Ｅ３の全体が平面視で椿の花弁形状）を示している。これは、コア４０Ｆが上記第１ないし第６の実施形態と同様に鋼板の複数を積層して形成する場合に、上記第１の実施形態で示した製造方法と同様に、辺縁Ｅ２，Ｅ３が呈する円弧状の歯で磁性材を打抜くことで鋼板を形成できる（鋼板の最外縁を打抜くための新たな金型が必要ない）というメリットがある。
【０１０５】
そして、一の孔５２Ｆの内部に、磁極面を当該一の孔５２Ｆの周方向θの中心における径方向Ｒ１に向けて一の界磁磁石５０を埋込む。なお、複数の磁石を組合せて一の界磁磁石５０を形成するようにしても良い。これにより、省エネルギー、高効率、高トルクモータを得ることができる。なお、図１５は、回転子４Ｆの平面視を示し、回転子４Ｆの径方向Ｒ内側で回転子４Ｆと対向する固定子６Ｆの径方向Ｒ外側の辺縁６３を一点鎖線で示している。
【０１０６】
〈第８の実施形態〉
〈装置構成〉
図１６に示すように、回転子４Ｇは、コア４０Ｇを有する。回転子４Ｇは、上記第７の実施形態で示した回転子４Ｆに代えてシャフト２Ｆ及び固定子６Ｆとともにアウターロータ型回転電機１０Ｆ（図１４参照）を構成する。なお、図１６では、回転子４Ｇの径方向Ｒ内側で回転子４Ｇと対向する固定子６Ｆの径方向Ｒ外側の辺縁６３を一点鎖線で示している。
【０１０７】
コア４０Ｇは、周方向θで隣接する分割体４０Ｇａ−４０Ｇｆの複数を有する。分割体４０Ｇａ−４０Ｇｆのそれぞれは、孔５２Ｆと、孔５２Ｆの周方向θの少なくとも一方側で辺縁Ｅ５を呈する。本実施形態では、孔５２Ｆの周方向θの双方に辺縁Ｅ５をそれぞれ呈する。具体的には例えば、回転子４Ｇが備える界磁磁石５０の個数に応じてコア４０Ｇを周方向θで等分割し、それぞれを分割体４０Ｇａ−４０Ｇｆとする。分割体４０Ｇａ−４０Ｇｆのそれぞれは磁極の少なくとも一つをその周方向θの中心に呈する。本実施形態では分割体４０Ｇａ−４０Ｇｆのそれぞれが一つの磁極を呈する態様を示している。そして、周方向θで隣接する一の磁極と他の磁極との境界の一つは、分割体４０Ｇａ−４０Ｇｆの周方向θの辺縁に略一致する。このように周方向θで隣接する分割体４０Ｇａ−４０Ｇｆを組合せてコア４０Ｇを形成すれば、周方向θで隣接する界磁磁石５０同士の磁束の短絡を回避又は抑制することに資する。
【０１０８】
また、分割体４０Ｇａ−４０Ｇｆは、平面視で回転軸Ｑを焦点とする第１の円弧Ｃ５を呈し、軸受１側において第１の円弧Ｃ５よりも径方向Ｒ外側で第１の円弧Ｃ５に平行な第２の円弧Ｃ６を呈する。これにより、磁極の中心と固定子６Ｆ（図１４参照）との間のエアギャップを小さくすることができ、コギングトルクを低減できる。
【０１０９】
〈第９の実施形態〉
〈装置構成〉
図１７に示すように、回転子４Ｈは、コア４０Ｈを有する。回転子４Ｈは、上記第７の実施形態で示した回転子４Ｆに代えてシャフト２Ｆ及び固定子６Ｆとともにアウターロータ型回転電機１０Ｆ（図１４参照）を構成する。なお、図１７では、回転子４Ｈの径方向Ｒ内側で回転子４Ｈと対向する固定子６Ｆの径方向Ｒ外側の辺縁６３を一点鎖線で示している。
【０１１０】
コア４０Ｈは、周方向θで隣接する分割体４０Ｈａ−４０Ｈｆの複数を有し、周方向θで隣接する二つの分割体４０Ｈａ−４０Ｈｆが協働して一の磁極（一の界磁磁石５０を収容する一の孔５２Ｈ）を呈する。コア４０Ｈはおおむね、上記第８の実施形態で示したコア４０Ｇを、分割体４０Ｇａ−４０Ｇｆ同士の境界とは異なる位置、具体的には当該境界を回転軸Ｑを中心として３０度回転させた位置を境界として分割した分割体４０Ｈａ−４０Ｈｆを有するものとして把握できる。ここで、周方向θで隣接する孔５２Ｈの周方向θの端部同士の間において、一の分割体４０Ｈａは、互いに平行な辺縁Ｅ５Ｈａ，Ｅ５Ｈｂを呈し、これら辺縁Ｅ５Ｈａ，Ｅ５Ｈｂが回転子４Ｈにおいて辺縁Ｅ５Ｈを呈する。辺縁Ｅ５Ｈは、回転子４Ｈの磁気障壁部として機能する。辺縁Ｅ５Ｈａ，Ｅ５Ｈｂが互いに平行を呈するので、磁性材（図示省略）に穿孔して辺縁Ｅ５Ｈａ，Ｅ５Ｈｂを形成する場合には、辺縁Ｅ５Ｈａ，Ｅ５Ｈｂに対応する歯を有する一の金型を一方向（例えば、図１７に示す一の分割体４０Ｈａについていえば、径方向Ｒ１）に沿って動かすことで、辺縁Ｅ５Ｈａ，Ｅ５Ｈｂを同時に形成できる。
【０１１１】
ただし、分割体４０Ｈａ−４０Ｈｆは、平面視で回転軸Ｑを焦点とする第３の円弧Ｃ７を呈し、軸受１側において第３の円弧Ｃ７よりも径方向Ｒの外側で第３の円弧Ｃ７に平行な第４の円弧Ｃ８を呈する。これにより、回転子４Ｈと固定子６Ｆ（図１４参照）との間のエアギャップを小さくすることができ、コギングトルクを低減できる。
【０１１２】
〈変形例〉
以上、本発明の好適な態様について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記第１ないし第９の実施形態においては、シンクロナスリラクタンスモータに搭載されるロータとして磁極の数が四つ（第５及び第６の実施形態）の態様と、ＩＰＭモータに搭載されるロータとして磁極の数が六つ（第１ないし第４の実施形態及び、第７ないし第９の実施形態）の態様とを示したが、これ以外の数であっても良い。また、上記第７の実施形態では、孔５２Ｆそれぞれの回転軸Ｑとは反対側のコア４０Ｆの辺縁Ｅ３が、平面視でいわゆる外サイクロイド曲線に似た形状（椿の花弁形状）を呈する態様を示したが、回転軸Ｑを中心とする真円形を呈する態様であっても良い。また、上述の実施形態を適宜に組合せても良い。
【符号の説明】
【０１１３】
Ａ  軸方向
Ｃ１，Ｃ５  第１の円弧
Ｃ２，Ｃ６  第２の円弧
Ｃ３，Ｃ７  第３の円弧
Ｃ４，Ｃ８  第４の円弧
Ｅ１  （第１の）辺縁
Ｅ２  （第２の）辺縁
Ｅ３  （第３の）辺縁
Ｅ４  （第４の）辺縁
Ｅ５，Ｅ５Ａ−Ｅ５Ｃ  （第５の）辺縁
Ｐｗ１  第１の位置
Ｐｗ２  第２の位置
Ｑ  回転軸
Ｒ  径方向
θ  周方向
２  シャフト
４，４Ａ−４Ｈ  回転子
２０  錘
４０，４０Ａ−４０Ｈ  コア
４０Ａａ−４０Ａｆ，４０Ｂａ−４０Ｂｆ，４０Ｃａ−４０Ｃｆ，４０Ｄａ−４０Ｄｄ，４０Ｅａ−４０Ｅｄ，４０Ｇａ−４０Ｇｆ，４０Ｈａ−４０Ｈｆ  分割体
５０  界磁磁石
５２，５２Ａ−５２Ｅ，５２Ｈ  孔
５４，５４Ａ−５４Ｅ  磁極の周方向の中心
５６，５６Ａ−５６Ｅ  磁極同士の周方向の中心
７０  鋼板
１００，１００Ａ  圧縮機
【図１】
2013042626.tif 000003
【図２】
2013042626.tif 000004
【図３】
2013042626.tif 000005
【図４】
2013042626.tif 000006
【図５】
2013042626.tif 000007
【図６】
2013042626.tif 000008
【図７】
2013042626.tif 000009
【図８】
2013042626.tif 000010
【図９】
2013042626.tif 000011
【図１０】
2013042626.tif 000012
【図１１】
2013042626.tif 000013
【図１２】
2013042626.tif 000014
【図１３】
2013042626.tif 000015
【図１４】
2013042626.tif 000016
【図１５】
2013042626.tif 000017
【図１６】
2013042626.tif 000018
【図１７】
2013042626.tif 000019