(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に積層された、第１ステータコア及び第２ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第１ステータコアに対向する第１ロータコアと、前記径方向において前記第２ステータコアに対向する第２ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第１ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第１磁石挿入部と、前記第１磁石挿入部と連通する第１フラックスバリア部とを有する少なくとも１つの第１孔を有し、
前記第２ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第２磁石挿入部と、前記第２磁石挿入部と連通する第２フラックスバリア部とを有する少なくとも１つの第２孔を有し、
前記第１ロータコアの体積は、前記第２ロータコアの体積よりも小さい
電動機。
【請求項２】
軸方向に積層された、第１ステータコア及び第２ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第１ステータコアに対向する第１ロータコアと、前記径方向において前記第２ステータコアに対向する第２ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第１ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第１磁石挿入部とを有する少なくとも１つの第１孔を有し、
前記第２ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第２磁石挿入部とを有する少なくとも１つの第２孔を有し、
前記第１ロータコアの体積は、前記第２ロータコアの体積よりも小さい
電動機。
【請求項３】
前記第１ロータコアは、前記径方向における前記少なくとも１つの第１孔の外側の領域である第１領域と前記第１領域に形成された穴とを有し、
前記第２ロータコアは、前記径方向における前記少なくとも１つの第２孔の外側の領域である第２領域を有し、
前記第１領域の体積は、前記第２領域の体積よりも小さい
請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項４】
前記第１ロータコアは、前記径方向における前記少なくとも１つの第１孔の外側の領域である第１領域と、前記第１領域の外周面に形成された窪みを有し、
前記第２ロータコアは、前記径方向における前記少なくとも１つの第２孔の外側の領域である第２領域を有し、
前記第１領域の体積は、前記第２領域の体積よりも小さい
請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項５】
前記第１ロータコアは、前記軸方向と直交する平面において、第１半径と前記第１半径よりも小さい第２半径とを持ち、
前記第２ロータコアは、前記平面において、前記第１半径と同一の半径を持つ真円である
請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１孔は、周方向に配列された６つの前記第１孔を含み、
前記少なくとも１つの第２孔は、周方向に配列された６つの前記第２孔を含み、
前記第１ロータコアは、シャフトが挿入される第１シャフト挿入孔と、６つの前記第１孔で囲まれた領域である第３領域と、前記第３領域において周方向に配列された複数の穴を有し、
前記第２ロータコアは、前記シャフトが挿入される第２シャフト挿入孔と、６つの前記第２孔で囲まれた領域である第４領域とを有し、
前記第３領域の体積は、前記第４領域の体積よりも小さい
請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記第１磁石挿入部の内壁と前記永久磁石との間には空隙が存在し、前記第２磁石挿入部の内壁と前記永久磁石との間には空隙が存在しない請求項１から６のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記第１ロータコアは、複数の第１カシメ部を有し、
前記第２ロータコアは、複数の第２カシメ部を有し、
複数の第１カシメ部は、前記複数の第２カシメ部よりも多い
請求項１から７のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項９】
前記第１ロータコアは、第１カシメ部を有し、
前記第２ロータコアは、第２カシメ部を有し、
前記軸方向と直交する平面において、前記第１カシメ部の面積は、前記第２カシメ部の面積よりも大きい
請求項１から７のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１０】
軸方向に積層された、第１ステータコア及び第２ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第１ステータコアに対向する第１ロータコアと、前記径方向において前記第２ステータコアに対向する第２ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第１ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第１磁石挿入部と、前記第１磁石挿入部と連通する第１フラックスバリア部とを有する少なくとも１つの第１孔を有し、
前記第２ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第２磁石挿入部と、前記第２磁石挿入部と連通する第２フラックスバリア部とを有する少なくとも１つの第２孔を有し、
前記軸方向と直交する平面において、前記第１ロータコアは、前記永久磁石の長手方向において前記永久磁石と対向する突起を有し、
前記平面において、前記第１フラックスバリア部の面積は、前記第２フラックスバリア部の面積よりも小さく、
前記第１ロータコアの体積は、前記第２ロータコアの体積よりも大きい
電動機。
【請求項１１】
前記第１ロータコアの磁極中心部からの磁束の径方向における最大磁束密度は、前記第２ロータコアの磁極中心部からの磁束の前記径方向における最大磁束密度よりも小さい請求項１から１０のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１２】
密閉容器と、
前記密閉容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動機と
を備える
圧縮機。
【請求項１３】
請求項１２に記載の圧縮機と、凝縮器と、絞り装置と、蒸発器とを備える空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ステータ巻線とステータコアとの間に隔たりを設けた電動機が用いられている（例えば、特許文献１参照）。ステータ巻線とステータコアとの間に隔たりを設けることにより、ステータ巻線からステータコアへの漏洩電流が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０４７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、軸方向と直交する平面におけるステータコアの面積が小さくなると、ステータコアにおいて磁気飽和が生じやすくなり、ステータコアにおいて鉄損が増加しやすくなる。その結果、電動機の効率（モータ効率ともいう）が低下する場合がある。【０００５】
本発明の目的は、電動機の効率を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る電動機は、
軸方向に積層された、第１ステータコア及び第２ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第１ステータコアに対向する第１ロータコアと、前記径方向において前記第２ステータコアに対向する第２ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第１ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第１磁石挿入部と、前記第１磁石挿入部と連通する第１フラックスバリア部とを有する少なくとも１つの第１孔を有し、
前記第２ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第２磁石挿入部と、前記第２磁石挿入部と連通する第２フラックスバリア部とを有する少なくとも１つの第２孔を有し、
前記第１ロータコアの体積は、前記第２ロータコアの体積よりも小さい。
本発明の他の態様に係る電動機は、
軸方向に積層された、第１ステータコア及び第２ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第１ステータコアに対向する第１ロータコアと、前記径方向において前記第２ステータコアに対向する第２ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第１ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第１磁石挿入部とを有する少なくとも１つの第１孔を有し、
前記第２ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第２磁石挿入部とを有する少なくとも１つの第２孔を有し、
前記第１ロータコアの体積は、前記第２ロータコアの体積よりも小さい。
本発明の他の態様に係る電動機は、
軸方向に積層された、第１ステータコア及び第２ステータコアと、ステータ巻線が配置されるスロットとを有するステータと、
径方向において前記第１ステータコアに対向する第１ロータコアと、前記径方向において前記第２ステータコアに対向する第２ロータコアと、永久磁石とを有し、前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、前記スロットに対向する位置に形成された、前記ステータ巻線に接触しない凹部を有し、
前記第１ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第１磁石挿入部と、前記第１磁石挿入部と連通する第１フラックスバリア部とを有する少なくとも１つの第１孔を有し、
前記第２ロータコアは、前記永久磁石が挿入される第２磁石挿入部と、前記第２磁石挿入部と連通する第２フラックスバリア部とを有する少なくとも１つの第２孔を有し、
前記軸方向と直交する平面において、前記第１ロータコアは、前記永久磁石の長手方向において前記永久磁石と対向する突起を有し、
前記平面において、前記第１フラックスバリア部の面積は、前記第２フラックスバリア部の面積よりも小さく、
前記第１ロータコアの体積は、前記第２ロータコアの体積よりも大きい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電動機の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動機の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】電動機の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】第１ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図４】第２ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図５】ステータの一部の構造を概略的に示す斜視図である。
【図６】電動機の他の例を示す断面図である。
【図７】電動機のさらに他の例を示す断面図である。
【図８】電動機のさらに他の例を示す断面図である。
【図９】図５に示されるステータコアの一部の構造を概略的に示す上面図である。
【図１０】第２ステータコアの一部の構造を概略的に示す平面図である。
【図１１】第１ステータコアのヨーク及びティースの他の構造を示す図である。
【図１２】第１ステータコアのヨーク及びティースのさらに他の構造を示す図である。
【図１３】第１ステータコアのヨーク及びティースのさらに他の構造を示す図である。
【図１４】変形例１における第１ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図１５】図１４に示される第１ロータコアの一部の構造を示す拡大図である。
【図１６】変形例２における第１ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図１７】変形例３における第１ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図１８】変形例４における第１ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図１９】変形例４における第２ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図２０】変形例５における第１ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図２１】変形例５における第２ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図２２】変形例６における第１ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図２３】変形例６における第２ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図２４】本発明の実施の形態２に係る圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、電動機１の軸線Ａｘと平行な方向を示し、ｘ軸方向（ｘ軸）は、ｚ軸方向（ｚ軸）に直交する方向を示し、ｙ軸方向（ｙ軸）は、ｚ軸方向及びｘ軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Ａｘは、ロータ２の回転中心である。軸線Ａｘと平行な方向は、「ロータ２の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、軸線Ａｘと直交する方向である。ｘｙ平面は、軸方向と直交する平面である。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機１の構造を概略的に示す平面図である。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とするステータ３の周方向を示す。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とするロータ２の周方向も示す。ロータ２及びステータ３の周方向は、単に「周方向」ともいう。
図２は、電動機１の構造を概略的に示す断面図である。
【００１１】
電動機１は、ロータ２と、ステータ３とを有する。電動機１は、例えば、永久磁石埋込型電動機などの永久磁石同期電動機（ブラシレスＤＣモータともいう）である。図１では、ステータ巻線３７はステータ３から外されている。
【００１２】
ロータ２は、ステータ３の内側に回転可能に配置されている。ロータ２は、ロータコア２０と、少なくとも１つの永久磁石２３と、シャフト２６とを有する。図２に示されるように、ロータコア２０は、少なくとも１つの第１ロータコア２１と、軸方向において第１ロータコア２１に隣接する少なくとも１つの第２ロータコア２２とを有する。
【００１３】
図２に示される例では、ロータコア２０は、２つの第１ロータコア２１と１つの第２ロータコア２２とを有し、２つの第１ロータコア２１の間に第２ロータコア２２が配置されている。例えば、軸方向における１つの第１ロータコア２１の長さは７．５ｍｍであり、軸方向における第２ロータコア２２の長さは１５ｍｍである。ただし、第１ロータコア２１及び第２ロータコア２２の数は図２に示される例に限定されず、第１ロータコア２１及び第２ロータコア２２の配置も図２に示される例に限定されない。
【００１４】
ロータ２とステータ３との間のエアギャップは、例えば、０．３ｍｍから１ｍｍである。指令回転数に同期した周波数の電流がステータ巻線３７に供給されると、ステータ３に回転磁界が発生し、ロータ２が回転する。
【００１５】
ロータコア２０（すなわち、第１ロータコア２１及び第２ロータコア２２）は、焼き嵌め、圧入などでシャフト２６に固定されている。ロータ２が回転すると、回転エネルギーが第１ロータコア２１及び第２ロータコア２２からシャフト２６に伝達される。
【００１６】
第１ロータコア２１は、径方向においてステータ３の第１ステータコア３１に対向している。第１ロータコア２１は、複数の電磁鋼板２１０を軸方向に積層することにより形成されている。これらの電磁鋼板２１０はカシメで互いに固定される。複数の電磁鋼板２１０の各々は、予め定められた形状に打ち抜かれている。複数の電磁鋼板２１０の各々の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。本実施の形態では、複数の電磁鋼板２１０の各々の厚さは、０．３５ｍｍである。
【００１７】
図３は、第１ロータコア２１の構造を概略的に示す平面図である。
第１ロータコア２１は、少なくとも１つの第１孔２１１と、シャフト２６が挿入される第１シャフト挿入孔２１４と、少なくとも１つの穴２１５とを有する。図３に示される例では、第１ロータコア２１は、周方向に配列された６つの第１孔２１１を有する。すなわち、図３に示される例では、「少なくとも１つの第１孔２１１」は、６つの第１孔２１１を意味する。第１シャフト挿入孔２１４の半径は、例えば、２ｍｍから３ｍｍである。
【００１８】
第１ロータコア２１は、第１領域Ｒ１と第３領域Ｒ３とを有する。第１領域Ｒ１は、径方向における１つの第１孔２１１の外側の領域である。第３領域Ｒ３は、６つの第１孔２１１で囲まれた領域である。すなわち、図３に示される例では、第１ロータコア２１は、６つの第１領域Ｒ１と、１つの第３領域Ｒ３と、６つの第１孔２１１とに分けられる。図３に示される例では、第１ロータコア２１は、ｘｙ平面において、半径Ｒｂを持つ真円である。
【００１９】
図３に示されるように、複数の穴２１５が、各第１領域Ｒ１に形成されている。図３に示される例では、各第１領域Ｒ１に６つの穴２１５が形成されている。例えば、各穴２１５は、ｘｙ平面において直線状に延在している。各穴２１５は、径方向に長さを持つ。各穴２１５の形状は、図３に示される例に限定されない。例えば、ｘｙ平面における各穴２１５の形状は、多角形又は円弧である。
【００２０】
ｘｙ平面において各穴２１５の短手方向における幅は、例えば、１ｍｍである。互いに隣り合う穴２１５間の最短距離は、電磁鋼板２１０の厚み以上である。例えば、互いに隣り合う穴２１５間の最短距離は、０．３５ｍｍから０．５ｍｍである。これにより、各穴２１５の形成が容易になる。
【００２１】
ｘｙ平面において、各穴２１５の長手方向の長さは、電磁鋼板２１０の厚み以上である。これにより、各穴２１５の形成が容易になる。
【００２２】
各第１領域Ｒ１において、各穴２１５は、径方向外側に向かうにつれて磁極中心部に向かうように形成されている。磁極中心部は、周方向におけるロータ２の磁極の中心である。磁極中心部は、ｘｙ平面において、ロータ２の回転中心と第１孔２１１の中心とを通る直線上に位置する。
【００２３】
各穴２１５と第１孔２１１との間の距離は、電磁鋼板２１０の厚み以上であることが望ましい。これにより、各穴２１５及び各第１孔２１１の形成が容易になる。
【００２４】
図３に示される例では、各第１孔２１１は、永久磁石２３が挿入される少なくとも１つの第１磁石挿入部２１２と、第１磁石挿入部２１２と連通する少なくとも１つの第１フラックスバリア部２１３とを有する。各第１孔２１１は、例えば、貫通孔である。ｘｙ平面において各第１孔２１１はＶ字状に形成されている。具体的には、各第１孔２１１の両端に、漏れ磁束を低減する第１フラックスバリア部２１３が形成されており、２つの第１フラックスバリア部２１３の間に少なくとも１つの第１磁石挿入部２１２が形成されている。
【００２５】
径方向における第１フラックスバリア部２１３の外側は、永久磁石２３からの磁束の短絡を低減する薄肉部である。この薄肉部の径方向における幅は、例えば、０．３５ｍｍである。これにより、互いに隣り合う磁極間における短絡が低減される。
【００２６】
図４は、第２ロータコア２２の構造を概略的に示す平面図である。
第２ロータコア２２は、径方向においてステータ３の第２ステータコア３２に対向している。第２ロータコア２２は、複数の電磁鋼板２２０を軸方向に積層することにより形成されている。これらの電磁鋼板２２０はカシメで互いに固定される。複数の電磁鋼板２２０の各々は、予め定められた形状に打ち抜かれている。複数の電磁鋼板２２０の各々の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。本実施の形態では、複数の電磁鋼板２２０の各々の厚さは、０．３５ｍｍである。
【００２７】
第２ロータコア２２は、少なくとも１つの第２孔２２１と、シャフト２６が挿入される第２シャフト挿入孔２２４とを有する。図４に示される例では、第２ロータコア２２は、周方向に配列された６つの第２孔２２１を有する。すなわち、図４に示される例では、「少なくとも１つの第２孔２２１」は、６つの第２孔２２１を意味する。第２シャフト挿入孔２２４の半径は、第１シャフト挿入孔２１４の半径と同じであり、例えば、２ｍｍから３ｍｍである。
【００２８】
第２ロータコア２２は、第２領域Ｒ２と第４領域Ｒ４とを有する。第２領域Ｒ２は、径方向における１つの第２孔２２１の外側の領域である。第４領域Ｒ４は、６つの第２孔２２１で囲まれた領域である。すなわち、図４に示される例では、第２ロータコア２２は、６つの第２領域Ｒ２と、１つの第４領域Ｒ４と、６つの第２孔２２１とに分けられる。図４に示される例では、第２ロータコア２２は、ｘｙ平面において、半径Ｒｂを持つ真円である。
【００２９】
図４に示される例では、各第２孔２２１は、永久磁石２３が挿入される少なくとも１つの第２磁石挿入部２２２と、第２磁石挿入部２２２と連通する少なくとも１つの第２フラックスバリア部２２３とを有する。各第２孔２２１は、例えば、貫通孔である。ｘｙ平面において各第２孔２２１はＶ字状に形成されている。具体的には、各第２孔２２１の両端に、漏れ磁束を低減する第２フラックスバリア部２２３が形成されており、２つの第２フラックスバリア部２２３の間に少なくとも１つの第２磁石挿入部２２２が形成されている。各第２孔２２１は、第１ロータコア２１の各第１孔２１１と連通している。
【００３０】
径方向における第２フラックスバリア部２２３の外側は、永久磁石２３からの磁束の短絡を低減する薄肉部である。この薄肉部の径方向における幅は、例えば、０．３５ｍｍである。これにより、互いに隣り合う磁極間における短絡が低減される。
【００３１】
第１ロータコア２１の第１孔２１１の数は、ロータ２の磁極数と同じである。したがって、第２ロータコア２２の第２孔２２１の数も、ロータ２の磁極数と同じである。上述のように各第１孔２１１及び各第２孔２２１は、ｘｙ平面においてＶ字状に形成されている。互いに連通している１組の第１孔２１１及び第２孔２２１には、２つの永久磁石２３が挿入されている。したがって、この２つの永久磁石２３は、ｘｙ平面においてＶ字状に配置されており、径方向内側に向けて突出している。１組の第１孔２１１及び第２孔２２１に挿入された２つの永久磁石２３は、ロータ２の１つの磁極を形成する。各永久磁石２３は、平板形状である。
【００３２】
各永久磁石２３は、ｘｙ平面において永久磁石２３の長手方向と直交する方向に磁化されている。すなわち、各永久磁石２３は、ｘｙ平面において永久磁石２３の短手方向に磁化されている。ロータ２の１つの磁極において、１組の永久磁石２３（具体的には、２つの永久磁石２３）が、ステータ３に対してＮ極又はＳ極として機能する。したがって、本実施の形態では、ロータ２は６極を持つ。各永久磁石２３は、例えば、ネオジム、鉄、及びボロンを含む希土類磁石である。
【００３３】
本実施の形態では、第１ロータコア２１は複数の穴２１５を有するが、第２ロータコア２２は、穴２１５に相当する穴を有していない。すなわち、各第１領域Ｒ１の体積は、各第２領域Ｒ２の体積よりも小さい。したがって、ロータ２における全ての第１ロータコア２１の体積は、ロータ２における全ての第２ロータコア２２の体積よりも小さい。本実施の形態では、各第１ロータコア２１の体積は、各第２ロータコア２２の体積よりも小さい。
【００３４】
ただし、第２ロータコア２２の第２領域Ｒ２に、穴２１５に相当する穴が形成されていてもよい。この場合、ｘｙ平面において、第１ロータコア２１の各穴２１５の面積は、第２ロータコア２２の第２領域Ｒ２に形成された穴の面積よりも大きい。
【００３５】
図５は、ステータ３の一部の構造を概略的に示す斜視図である。
ステータ３は、ステータコア３０と、ステータ巻線３７と、ステータ巻線３７が配置されるスロット３５と、少なくとも１つの凹部３６とを有する。ステータコア３０は、軸方向に積層された、第１ステータコア３１及び第２ステータコア３２を有する。
【００３６】
図５に示される例では、ステータコア３０は、２つの第１ステータコア３１と１つの第２ステータコア３２とを有し、２つの第１ステータコア３１の間に１つの第２ステータコア３２が配置されている。例えば、軸方向における１つの第１ステータコア３１の長さは７．５ｍｍであり、軸方向における第２ステータコア３２の長さは１５ｍｍである。ただし、第１ステータコア３１及び第２ステータコア３２の数は図５に示される例に限定されず、第１ステータコア３１及び第２ステータコア３２の配列も図５に示される例に限定されない。
【００３７】
図６から図８は、電動機１の他の例を示す断面図である。
図６に示されるように、第１ロータコア２１及び第１ステータコア３１は、第２ロータコア２２及び第２ステータコア３２の間にそれぞれ配置されていてもよい。
図７に示されるように、１つの第１ロータコア２１及び１つの第２ロータコア２２でロータコア２０を形成し、１つの第１ステータコア３１及び１つの第２ステータコア３２でステータコア３０を形成してもよい。この場合、軸方向において、第２ロータコア２２及び第２ステータコア３２は、第１ロータコア２１及び第１ステータコア３１よりも長い。
図８に示されるように、第１ロータコア２１及び第２ロータコア２２を交互に配列し、第１ステータコア３１及び第２ステータコア３２を交互に配列してもよい。
【００３８】
図５に示されるように、ステータコア３０は、周方向に延在するヨーク３３と、ヨーク３３から径方向に延在する複数のティース３４と、複数のスロット３５と、少なくとも１つの凹部３６とを有する。本実施の形態では、９個のティース３４が等間隔に配列されている。スロット３５は、互いに隣接するティース３４間の空間である。
【００３９】
図９は、図５に示されるステータコア３０の一部の構造を概略的に示す上面図である。
図１０は、第２ステータコア３２の一部の構造を概略的に示す平面図である。
各ティース３４は、ヨーク３３からロータ２の回転中心に向けて突出している。各ティース３４は、径方向に延在する本体部３４ａと、本体部３４ａの先端に形成されており周方向に延在するティース先端部３４ｂとを有する。
【００４０】
各ティース３４には、ステータ巻線３７が巻かれており、これにより、各スロット３５には、ステータ巻線３７が配置される。例えば、集中巻でステータ巻線３７が各ティース３４に巻かれる。ステータ巻線３７と各ティース３４との間に、インシュレータを配置することが望ましい。
【００４１】
ステータ巻線３７は、回転磁界を発生させるコイルを形成する。コイルは例えば、３相であり、結線方式は、例えば、Ｙ結線である。ステータ巻線３７は、例えば、直径１ｍｍのマグネットワイヤ―である。ステータ巻線３７に電流が流れると、回転磁界が発生する。ステータ巻線３７の巻回数及び直径は、ステータ巻線３７に印加される電圧、電動機１の回転数又はスロット３５の断面積などに応じて設定される。
【００４２】
第１ステータコア３１は、環状に形成されている。第１ステータコア３１は、複数の電磁鋼板３１０を軸方向に積層することにより形成されている。これらの電磁鋼板３１０はカシメで互いに固定される。複数の電磁鋼板３１０の各々は、予め定められた形状に打ち抜かれている。複数の電磁鋼板３１０の各々の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。本実施の形態では、複数の電磁鋼板３１０の各々の厚さは、０．３５ｍｍである。
【００４３】
第２ステータコア３２は、環状に形成されている。第２ステータコア３２は、複数の電磁鋼板３２０を軸方向に積層することにより形成されている。これらの電磁鋼板３２０はカシメで互いに固定される。複数の電磁鋼板３２０の各々は、予め定められた形状に打ち抜かれている。複数の電磁鋼板３２０の各々の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。本実施の形態では、複数の電磁鋼板３２０の各々の厚さは、０．３５ｍｍである。
【００４４】
上述のように、第１ステータコア３１及び第２ステータコア３２は、複数のティース３４を有する。さらに、第１ステータコア３１及び第２ステータコア３２は、ヨーク３３を有する。
【００４５】
図５及び図９に示されるように、第１ステータコア３１のヨーク３３の径方向における幅（すなわち、図９ではｙ軸方向における幅）は、第２ステータコア３２のヨーク３３の幅（すなわち、図１０ではｙ軸方向における幅）よりも狭い。これにより、ステータコア３０に凹部３６が形成されている。言い換えると、第１ステータコア３１のヨーク３３とステータ巻線３７との間に空隙が形成されている。
【００４６】
さらに、第１ステータコア３１の本体部３４ａの、径方向と直交する方向における幅（すなわち、図９ではｘ軸方向における幅）は、第２ステータコア３２の本体部３４ａの幅（すなわち、図１０ではｘ軸方向における幅）よりも狭い。さらに、第１ステータコア３１のティース先端部３４ｂの、径方向における幅は、第２ステータコア３２のティース先端部３４ｂの幅よりも狭い。これにより、第１ステータコア３１のティース３４とステータ巻線３７との間に空隙が形成され、その結果、ステータコア３０に凹部３６が形成されている。
【００４７】
上述のように、第１ステータコア３１のヨーク３３の幅は、第２ステータコア３２のヨーク３３の幅よりも狭く、第１ステータコア３１のティース３４の幅は、第２ステータコア３２のティース３４の幅よりも狭い。したがって、ｘｙ平面において、第１ステータコア３１におけるスロット３５の面積は、第２ステータコア３２におけるスロット３５の面積よりも大きい。
【００４８】
凹部３６は、スロット３５に対向する位置に形成されている。図５及び図９に示されるように、凹部３６は、ステータ巻線３７に接触しない。この場合、凹部３６は、第１ステータコア３１のヨーク３３の側面であり、ティース３４の側面でもある。
【００４９】
第１ステータコア３１は、第２ステータコア３２のヨーク３３の幅よりも狭い幅を持つ電磁鋼板３１０を少なくとも１つ含んでいれば、第２ステータコア３２の電磁鋼板３２０の構造と同じ構造を持つ電磁鋼板を含んでもよい。同様に、第１ステータコア３１は、第２ステータコア３２のティース先端部３４ｂの幅よりも狭い幅を持つ電磁鋼板３１０を少なくとも１つ含んでいれば、第２ステータコア３２の電磁鋼板３２０の構造と同じ構造を持つ電磁鋼板を含んでもよい。
【００５０】
図１１から図１３は、第１ステータコア３１のヨーク３３及びティース３４の他の構造を示す図である。
図１１に示される例では、第１ステータコア３１のヨーク３３の径方向における幅は、第２ステータコア３２のヨーク３３の幅と同じであり、第１ステータコア３１の本体部３４ａの、径方向と直交する方向における幅は、第２ステータコア３２の本体部３４ａの幅よりも狭い。さらに、第１ステータコア３１のティース先端部３４ｂの、径方向における幅は、第２ステータコア３２のティース先端部３４ｂの幅よりも狭い。これにより、第１ステータコア３１のティース３４とステータ巻線３７との間に空隙が形成され、その結果、ステータコア３０に凹部３６が形成されている。
【００５１】
図１２に示される例では、第１ステータコア３１の本体部３４ａに窪み３６ａが形成されている。これにより、ティース３４とステータ巻線３７との間に、図９に示される第１ステータコア３１よりも大きい空隙が形成される。これにより、ステータ巻線３７から第１ステータコア３１のティース３４への電流の漏洩をより低減することができる。窪み３６ａの大きさ及び形状は、図１２に示される例に限定されない。
【００５２】
図１３に示される例では、第１ステータコア３１の本体部３４ａに窪み３６ａが形成されている。これにより、第１ステータコア３１のティース３４とステータ巻線３７との間に空隙が形成され、その結果、ステータコア３０に凹部３６が形成されている。窪み３６ａの大きさ及び形状は、図１３に示される例に限定されない。
【００５３】
実施の形態１に係る電動機１の効果について説明する。
本実施の形態では、第１ステータコア３１のヨーク３３の径方向における幅は、第２ステータコア３２のヨーク３３の幅よりも狭い。言い換えると、ステータ３は、少なくとも１つの凹部３６を有する。これにより、ステータコア３０の静電容量を低減することができ、電動機１の信頼性を高めることができる。さらに、図５及び図９に示される例では、第１ステータコア３１のヨーク３３とステータ巻線３７との間に空隙が形成されているので、ステータ巻線３７から第１ステータコア３１のヨーク３３への電流の漏洩を低減することができる。さらに、第１ステータコア３１のティース３４とステータ巻線３７との間に空隙が形成されているので、ステータ巻線３７から第１ステータコア３１のティース３４への電流の漏洩を低減することができる。
【００５４】
一方、ステータ３、具体的には、ステータコア３０に凹部３６が形成されているので、第１ロータコア２１のｘｙ平面における面積が、第２ステータコア３２の面積よりも小さい。これにより、第１ステータコア３１において磁気飽和が生じやすくなり、第１ステータコア３１において鉄損が増加しやすくなる。その結果、モータ効率が低下する場合がある。
【００５５】
このような場合でも、本実施の形態に係る電動機１では、第１ロータコア２１の各第１領域Ｒ１の体積は、第２ロータコア２２の各第２領域Ｒ２の体積よりも小さく、これにより、ロータ２における全ての第１ロータコア２１の体積は、ロータ２における全ての第２ロータコア２２の体積よりも小さい。具体的に、図３に示される例では、少なくとも１つの第１ステータコア３１の第１領域Ｒ１に穴２１５が形成されている。この穴２１５は、第１ロータコア２１の磁気回路において磁気抵抗として機能する。これにより、第１ロータコア２１から第１ステータコア３１に流入する磁束の量が減り、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。
【００５６】
第１ロータコア２１から第１ステータコア３１に流入する磁束は、第２ロータコア２２から第２ステータコア３２に流入する磁束より少ない。したがって、第１ロータコア２１の磁極中心部からの磁束の径方向における最大磁束密度は、第２ロータコア２２の磁極中心部からの磁束の径方向における最大磁束密度よりも小さい。具体的には、第１ロータコア２１の磁極中心部からの径方向における磁束は、第１ロータコア２１の外周面からの磁束であり、第２ロータコア２２の磁極中心部からの径方向における磁束は、第２ロータコア２２の外周面からの磁束である。
【００５７】
本実施の形態では、第１ロータコア２１の磁極中心部からの径方向における磁束は、１．０３８［Ｔ］であり、第２ロータコア２２の磁極中心部からの径方向における磁束は、１．０９４［Ｔ］である。この場合、第１ステータコア３１における鉄損は、第２ステータコア３２に比べて３％低減される。これにより、第１ステータコア３１における磁気飽和が緩和される。その結果、第１ステータコア３１における鉄損を低減することができる。
【００５８】
上述のように、本実施の形態に係る電動機１によれば、ステータコア３０の静電容量を低減することができ、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。その結果、電動機１の信頼性及び効率を高めることができる。
【００５９】
実施の形態１で説明した第１ロータコア２１又は第２ロータコア２２の他の例を、変形例として以下に説明する。
変形例１．
図１４は、変形例１における第１ロータコア２１の構造を概略的に示す平面図である。
図１５は、図１４に示される第１ロータコア２１の一部の構造を示す拡大図である。
変形例１における第１ロータコア２１は、第１領域Ｒ１の外周面に形成された少なくとも１つの窪み２１６を有しており、穴２１５を有していない。これらの点を除いて、変形例１における第１ロータコア２１は、実施の形態１で説明した第１ロータコア２１と同じである。
【００６０】
第１ロータコア２１は、少なくとも１つの窪み２１６を持つ電磁鋼板２１０を少なくとも１つ含んでいれば、窪み２１６を持たない電磁鋼板２１０を含んでもよい。
【００６１】
ｘｙ平面における窪み２１６の形状は、例えば、円弧または多角形である。２つの窪み２１６の間の距離は、１つの電磁鋼板２１０の厚み以上であることが望ましい。これにより、窪み２１６の形成が容易になる。
【００６２】
図１４に示される例では、第１ロータコア２１の第１領域Ｒ１の外周面に複数の窪み２１６が形成されている。この場合、図１５に示されるように、これらの窪み２１６は、第１孔２１１内の１組の永久磁石２３の周方向における両端Ｅ１よりも周方向において内側に形成されていることが望ましい。図１５に示される例では、これらの窪み２１６は、１組の永久磁石２３の両端面の延長線ｔ１よりも周方向において内側に形成されている。これにより、これらの窪み２１６は、第１ロータコア２１と第１ステータコア３１との間の磁気回路において磁気抵抗として機能する。これにより、第１ロータコア２１から第１ステータコア３１に流入する磁束の量が減り、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。
【００６３】
変形例１では、軸方向における第１ステータコア３１の長さの総和は２０ｍｍであり、軸方向における第２ステータコア３２の長さの総和は２５ｍｍである。各窪み２１６の半径は１ｍｍであり、各窪み２１６は、磁極中心部から周方向に６．５ｍｍ離れた位置に形成されている。この場合、第１ロータコア２１の磁極中心部からの磁束は、０．８８５［Ｔ］であり、第２ロータコア２２の磁極中心部からの径方向における磁束は、０．９３２［Ｔ］である。この場合、第１ステータコア３１における鉄損は、第２ステータコア３２に比べて２％低減される。これにより、第１ステータコア３１における磁気飽和が緩和される。その結果、第１ステータコア３１における鉄損を低減することができる。
【００６４】
さらに、第１ロータコア２１の第１領域Ｒ１の外周面に複数の窪み２１６が形成されているので、実施の形態１と同様に、ロータ２における全ての第１ロータコア２１の体積（具体的には、第１領域Ｒ１の体積）は、ロータ２における全ての第２ロータコア２２の体積（具体的には、第２領域Ｒ２の体積）よりも小さい。したがって、実施の形態１で説明したように、ステータコア３０の静電容量を低減することができ、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。特に、窪み２１６と第１ステータコア３１との間のエアギャップが大きいので、このエアギャップにおいて磁気飽和の緩和の効果が大きい。その結果、電動機１の信頼性及び効率を高めることができる。
【００６５】
変形例２．
図１６は、変形例２における第１ロータコア２１の構造を概略的に示す平面図である。
変形例２における第１ロータコア２１は、ｘｙ平面において、第１半径Ｒｂと第１半径Ｒｂよりも小さい第２半径Ｒａとを持つ。図１６に示される第１ロータコア２１において、第１半径Ｒｂは、磁極中心部における半径であり、第２半径Ｒａは、極間部における半径である。極間部は、周方向において互いに隣接する２つの磁極の境界である。第２ロータコア２２は、実施の形態１と同様に、ｘｙ平面において、第１半径Ｒｂと同一の半径を持つ真円である。
【００６６】
第１ロータコア２１は、第１半径Ｒｂよりも小さい第２半径Ｒａを持つ電磁鋼板２１０を少なくとも１つ含んでいれば、第２半径Ｒａを持たない電磁鋼板を含んでもよい。
【００６７】
変形例２では、第１ロータコア２１が、ｘｙ平面において、第１半径Ｒｂと第１半径Ｒｂよりも小さい第２半径Ｒａとを持つので、実施の形態１と同様に、ロータ２における全ての第１ロータコア２１の体積は、ロータ２における全ての第２ロータコア２２の体積よりも小さい。したがって、実施の形態１で説明したように、ステータコア３０の静電容量を低減することができ、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。特に、第１ロータコア２１の極間部におけるエアギャップが大きいので、このエアギャップにおいて磁気飽和の緩和の効果が大きい。その結果、電動機１の信頼性及び効率を高めることができる。
【００６８】
変形例３．
図１７は、変形例３における第１ロータコア２１の構造を概略的に示す平面図である。
変形例３における第１ロータコア２１は、第３領域Ｒ３において周方向に配列された複数の穴２１７を有し、穴２１５を有していない。これらの点を除いて、変形例３における第１ロータコア２１は、実施の形態１で説明した第１ロータコア２１と同じである。
【００６９】
具体的には、複数の穴２１７は、複数の第１孔２１１と第１シャフト挿入孔２１４との間において周方向に配列されている。ｘｙ平面における各穴２１７の形状は、円形でも多角形でもよく、図１７に示される例に限定されない。
【００７０】
第１ロータコア２１は、複数の穴２１７を持つ電磁鋼板２１０を少なくとも１つ含んでいれば、複数の穴２１７を持たない電磁鋼板を含んでもよい。
【００７１】
ｘｙ平面における各穴２１７の中心は、磁極中心部又は極間部に一致する。ｘｙ平面において各穴２１７の半径は、例えば、２ｍｍから３ｍｍである。
【００７２】
互いに隣接する穴２１７間の距離、各穴２１７と第１シャフト挿入孔２１４との間の距離、及び各穴２１７と第１孔２１１との間の距離は、電磁鋼板２１０の厚み以上である。これにより、各穴２１７の形成が容易になる。
【００７３】
第１ロータコア２１の第３領域Ｒ３において、周方向に配列された複数の穴２１７が形成されているので、実施の形態１と同様に、ロータ２における全ての第１ロータコア２１の体積（具体的には、第３領域Ｒ３の体積）は、ロータ２における全ての第２ロータコア２２の体積（具体的には、第４領域Ｒ４の体積）よりも小さい。さらに、各穴２１７は、第１ロータコア２１における磁気抵抗として機能する。これにより、第１ロータコア２１から第１ステータコア３１に流入する磁束の量が減る。
【００７４】
したがって、実施の形態１で説明したように、ステータコア３０の静電容量を低減することができ、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。その結果、電動機１の信頼性及び効率を高めることができる。
【００７５】
変形例４．
図１８は、変形例４における第１ロータコア２１の構造を概略的に示す平面図である。
図１９は、変形例４における第２ロータコア２２の構造を概略的に示す平面図である。
変形例４における第１ロータコア２１では、第１磁石挿入部２１２の内壁と永久磁石２３との間には空隙２１９が存在しており、第１ロータコア２１は、穴２１５を有していない。これらの点を除いて、変形例１における第１ロータコア２１は、実施の形態１で説明した第１ロータコア２１と同じである。
【００７６】
第１ロータコア２１は、第１磁石挿入部２１２の内壁と永久磁石２３との間に空隙２１９が存在する電磁鋼板２１０を少なくとも１つ含んでいれば、第１磁石挿入部２１２の内壁と永久磁石２３との間に空隙２１９が存在しない電磁鋼板２１０を含んでもよい。
【００７７】
図１８に示される例では、ｘｙ平面において、径方向における永久磁石２３の内側に空隙２１９が形成されている。ただし、径方向における永久磁石２３の外側に空隙２１９が形成されていてもよい。第１磁石挿入部２１２の内壁と永久磁石２３との間の空隙２１９の幅は、永久磁石２３の短手方向において、例えば、０．２ｍｍである。
【００７８】
変形例４におけるロータコア２０では、図１８に示されるように、第１ロータコア２１の第１磁石挿入部２１２の内壁と永久磁石２３との間には空隙２１９が存在しており、図１９に示されるように、第２ロータコア２２の第２磁石挿入部２２２の内壁と永久磁石２３との間には空隙が存在しない。したがって、実施の形態１と同様に、ロータ２における全ての第１ロータコア２１の体積は、ロータ２における全ての第２ロータコア２２の体積よりも小さい。さらに、第１磁石挿入部２１２の内壁と永久磁石２３との間の空隙２１９は、第１ロータコア２１における磁気抵抗として機能する。これにより、第１ロータコア２１から第１ステータコア３１に流入する磁束の量が減る。
【００７９】
したがって、実施の形態１で説明したように、ステータコア３０の静電容量を低減することができ、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。その結果、電動機１の信頼性及び効率を高めることができる。
【００８０】
変形例５．
図２０は、変形例５における第１ロータコア２１の構造を概略的に示す平面図である。
図２１は、変形例５における第２ロータコア２２の構造を概略的に示す平面図である。
変形例５における第１ロータコア２１は、複数の第１カシメ部２１８を有し、穴２１５を有していない。これらの点を除いて、変形例５における第１ロータコア２１は、実施の形態１で説明した第１ロータコア２１と同じである。さらに、変形例５における第２ロータコア２２は、複数の第２カシメ部２２８を有する。その他の点において、変形例５における第２ロータコア２２は、実施の形態１で説明した第２ロータコア２２と同じである。
【００８１】
各第１カシメ部２１８は、カシメで形成された部分であり、各第２カシメ部２２８も、カシメで形成された部分である。すなわち、複数の電磁鋼板２１０は、互いに第１カシメ部２１８で固定されており、複数の電磁鋼板２２０も、互いに第２カシメ部２２８で固定されている。
【００８２】
各第１カシメ部２１８は、第３領域Ｒ３における極間部に形成されている。各第２カシメ部２２８は、第４領域Ｒ４における極間部に形成されている。図２０に示される例では、６つの極間部に第１カシメ部２１８が形成されており、図２１に示される例では、３つの極間部に第２カシメ部２２８が形成されている。すなわち、各電磁鋼板２１０には、６つの第１カシメ部２１８が形成されており、各電磁鋼板２２０には、周方向において等間隔に３つの第２カシメ部２２８が形成されている。
【００８３】
ロータコア２０において、複数の第１カシメ部２１８は、複数の第２カシメ部２２８よりも多い。さらに、ｘｙ平面において、各第１カシメ部２１８の面積は、各第２カシメ部２２８の面積よりも大きい。言い換えると、各第１カシメ部２１８の外縁の長さ（すなわち、周長）は、各第２カシメ部２２８の外縁の長さ（すなわち、周長）よりも長い。
【００８４】
したがって、ロータコア２０において、第１カシメ部２１８の面積の総和は、第２カシメ部２２８の面積の総和よりも大きい。
【００８５】
各第１カシメ部２１８及び各第２カシメ部２２８には応力が生じている。したがって、各第１カシメ部２１８及び各第２カシメ部２２８は、空隙と同様の磁気特性を持つ。具体的には、各第１カシメ部２１８及び各第２カシメ部２２８は、第１ロータコア２１及び第２ロータコア２２における磁気回路において磁気抵抗として機能する。これにより、第１ロータコア２１から第１ステータコア３１に流入する磁束の量が減り、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。
【００８６】
ロータコア２０において、第１カシメ部２１８の面積の総和は、第２カシメ部２２８の面積の総和よりも大きいので、第２ロータコア２２から第２ステータコア３２に流入する磁束の量よりも第１ロータコア２１から第１ステータコア３１に流入する磁束の量が少ない。したがって、第２ステータコア３２に比べて、第１ステータコア３１における磁気飽和が緩和され、鉄損が低減される。
【００８７】
したがって、実施の形態１で説明したように、ステータコア３０の静電容量を低減することができ、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。その結果、電動機１の信頼性及び効率を高めることができる。
【００８８】
変形例６．
図２２は、変形例６における第１ロータコア２１の構造を概略的に示す平面図である。
図２３は、変形例６における第２ロータコア２２の構造を概略的に示す平面図である。
変形例６では、ｘｙ平面において、第１ロータコア２１は、永久磁石２３の長手方向において永久磁石２３と対向する少なくとも１つの突起２１０ａ及び少なくとも１つの突起２１０ｂを有する。第２ロータコア２２は、突起２１０ａ及び２１０ｂに相当する突起を有していない。ｘｙ平面において、第１ロータコア２１の各第１フラックスバリア部２１３の面積は、第２ステータコア３２の各第２フラックスバリア部２２３の面積よりも小さい。したがって、ロータコア２０において、第１ロータコア２１の第１フラックスバリア部２１３の面積の総和は、第２ステータコア３２の第２フラックスバリア部２２３の面積の総和よりも小さい。これにより、ロータ２における全ての第１ロータコア２１の体積は、ロータ２における全ての第２ロータコア２２の体積よりも大きい。
【００８９】
各突起２１０ａは、第１フラックスバリア部２１３に対向するように形成されている。言い換えると、各突起２１０ａは、第３領域Ｒ３から永久磁石２３の短手方向に突出している。各突起２１０ｂは、第１孔２１１に挿入された２つの永久磁石２３の間に形成されている。言い換えると、各突起２１０ｂは、径方向における内側から外側に向けて突出している。各突起２１０ａの外縁の形状及び各突起２１０ｂの外縁の形状は、例えば、円弧形状又は多角形である。
【００９０】
各突起２１０ａの短手方向における長さは、例えば、０．７ｍｍである。各突起２１０ａは、永久磁石２３に接触していなくてもよい。この場合、各突起２１０ａと永久磁石２３との間の最短距離は、例えば、０．１ｍｍから０．３５ｍｍである。
【００９１】
上述のように、１つの第１孔２１１内に配置された１組の永久磁石２３の両側に突起２１０ａが形成されている。言い換えると、各極間部に対向する位置に各突起２１０ａが形成されている。これにより、第１ロータコア２１における磁気回路の短絡が生じやすくなり、第１ロータコア２１における永久磁石２３からの漏れ磁束が増加する。その結果、第１ロータコア２１から第１ステータコア３１に流入する磁束の量が減り、第１ステータコア３１における磁気飽和を緩和することができ、鉄損が低減される。すなわち、実施の形態１で説明した効果と同様に、電動機１の信頼性及び効率を高めることができる。
【００９２】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る圧縮機６について説明する。
図２４は、実施の形態２に係る圧縮機６の構造を概略的に示す断面図である。
【００９３】
圧縮機６は、電動要素としての電動機１と、ハウジングとしての密閉容器６１と、圧縮要素としての圧縮機構６２とを有する。本実施の形態では、圧縮機６は、ロータリ圧縮機である。ただし、圧縮機６は、ロータリ圧縮機に限定されない。
【００９４】
電動機１は、実施の形態１で説明した電動機１（各変形例を含む）である。電動機１は、圧縮機構６２を駆動する。
【００９５】
密閉容器６１は、電動機１及び圧縮機構６２を覆う。密閉容器６１の底部には、圧縮機構６２の摺動部分を潤滑する冷凍機油が貯留されている。
【００９６】
圧縮機６は、さらに、密閉容器６１に固定されたガラス端子６３と、アキュムレータ６４と、吸入パイプ６５と、吐出パイプ６６とを有する。
【００９７】
圧縮機構６２は、シリンダ６２ａと、ピストン６２ｂと、上部フレーム６２ｃ（第１のフレーム）と、下部フレーム６２ｄ（第２のフレーム）と、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄにそれぞれ取り付けられた複数のマフラ６２ｅとを有する。圧縮機構６２は、さらに、シリンダ６２ａ内を吸入側と圧縮側とに分けるベーンを有する。圧縮機構６２は、密閉容器６１内に配置されている。圧縮機構６２は、電動機１によって駆動される。
【００９８】
電動機１のステータ３は、圧入及び焼き嵌めのうちの一方で密閉容器６１内に固定されている。圧入及び焼き嵌めの代わりに溶接でステータ３を密閉容器６１に直接取り付けてもよい。
【００９９】
電動機１のコイル（すなわち、ステータ巻線３７）には、ガラス端子６３を介して電力が供給される。
【０１００】
電動機１のロータ（具体的には、ロータ２のシャフト２６）は、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄの各々に備えられた軸受部を介して回転自在に上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄに保持されている。
【０１０１】
ピストン６２ｂには、シャフト２６が挿入されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄには、シャフト２６が回転自在に挿入されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄは、シリンダ６２ａの端面を閉塞する。アキュムレータ６４は、吸入パイプ６５を介して冷媒（例えば、冷媒ガス）をシリンダ６２ａに供給する。
【０１０２】
次に、圧縮機６の動作について説明する。アキュムレータ６４から供給された冷媒は、密閉容器６１に固定された吸入パイプ６５からシリンダ６２ａ内へ吸入される。電動機１が駆動することにより、シャフト２６に嵌合されたピストン６２ｂがシリンダ６２ａ内で回転する。これにより、シリンダ６２ａ内で冷媒の圧縮が行われる。
【０１０３】
冷媒は、マフラ６２ｅを通り、密閉容器６１内を上昇する。圧縮された冷媒には、冷凍機油が混入されている。冷媒と冷凍機油との混合物は、電動機１のロータコアに形成された穴を通過する際に、冷媒と冷凍機油との分離が促進され、これにより、冷凍機油が吐出パイプ６６へ流入するのを防止できる。このようにして、圧縮された冷媒が、吐出パイプ６６を通って冷凍サイクルの高圧側へと供給される。
【０１０４】
圧縮機６の冷媒として、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、又はＲ２２等を用いることができる。ただし、圧縮機６の冷媒は、これらに限られない。例えば、圧縮機６の冷媒として、低ＧＷＰ（地球温暖化係数）の冷媒等を用いることができる。
【０１０５】
低ＧＷＰ冷媒の代表例として、以下の冷媒がある。
【０１０６】
（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は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）である。ＨＦＯは、Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｌｅｆｉｎの略称である。Ｏｌｅｆｉｎは、二重結合を１つ持つ不飽和炭化水素を意味する。ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは、４である。
【０１０７】
（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素は、例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。Ｒ１２７０のＧＷＰは３であり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰよりも小さいが、Ｒ１２７０の可燃性は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの可燃性よりもよい。
【０１０８】
（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及び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１つを含む混合物は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物である。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、低圧冷媒のため、圧損が大きくなり、冷凍サイクルの性能が、特に蒸発器において低下しやすい。そのため、高圧冷媒であるＲ３２又はＲ４１等との混合物を使用することが望ましい。
【０１０９】
実施の形態２に係る圧縮機６によれば、実施の形態１で説明した効果を有する。
【０１１０】
さらに、実施の形態２に係る圧縮機６は電動機１を有するので、圧縮効率の高い圧縮機６を提供することができる。
【０１１１】
実施の形態３．
実施の形態２に係る圧縮機６を有する冷凍空調装置７について説明する。
図２５は、本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置７の構成を概略的に示す図である。
【０１１２】
冷凍空調装置７は、例えば、冷暖房運転が可能な空気調和機である。図２５に示される冷媒回路図は、冷房運転が可能な空気調和機の冷媒回路図の一例である。
【０１１３】
実施の形態３に係る冷凍空調装置７は、室外機７１と、室内機７２と、室外機７１及び室内機７２を接続して冷媒回路（冷凍回路）を構成する冷媒配管７３とを有する。
【０１１４】
室外機７１は、圧縮機６と、凝縮器７４と、絞り装置７５と、室外送風機７６（第１の送風機）とを有する。凝縮器７４は、圧縮機６によって圧縮された冷媒を凝縮する。絞り装置７５は、凝縮器７４によって凝縮された冷媒を減圧し、冷媒の流量を調節する。絞り装置７５は、減圧装置とも言う。
【０１１５】
室内機７２は、蒸発器７７と、室内送風機７８（第２の送風機）とを有する。蒸発器７７は、絞り装置７５によって減圧された冷媒を蒸発させ、室内空気を冷却する。
【０１１６】
冷凍空調装置７における冷房運転の基本的な動作について以下に説明する。冷房運転では、冷媒は、圧縮機６によって圧縮され、凝縮器７４に流入する。凝縮器７４によって冷媒が凝縮され、凝縮された冷媒が絞り装置７５に流入する。絞り装置７５によって冷媒が減圧され、減圧された冷媒が蒸発器７７に流入する。蒸発器７７において冷媒は蒸発し、冷媒ガスとなり、再び室外機７１の圧縮機６へ流入する。室外送風機７６が室外空気を凝縮器７４に送り、且つ室内送風機７８が室内空気を蒸発器７７に送ることにより、冷媒と空気とが熱交換される。
【０１１７】
以上に説明した冷凍空調装置７の構成及び動作は、一例であり、上述した例に限定されない。
【０１１８】
実施の形態３に係る冷凍空調装置７によれば、実施の形態１及び２で説明した効果を有する。
【０１１９】
さらに、実施の形態３に係る冷凍空調装置７は、圧縮効率の高い圧縮機６を有するので高効率な冷凍空調装置７を提供することができる。
【０１２０】
以上に説明したように、好ましい実施の形態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。
【０１２１】
以上に説明した各実施の形態における特徴及び各変形例における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１  電動機、  ２  ロータ、  ３  ステータ、  ６  圧縮機、  ７  冷凍空調装置（空気調和機）、  ２０  ロータコア、  ２１  第１ロータコア、  ２２  第２ロータコア、  ２３  永久磁石、  ３０  ステータコア、  ３１  第１ステータコア、  ３２  第２ステータコア、  ３５  スロット、  ３６  凹部、  ６１  密閉容器、  ６２  圧縮機構、  ７４  凝縮器、  ７５  絞り装置、  ７７  蒸発器、  ２１１  第１孔、  ２１２  第１磁石挿入部、  ２１３  第１フラックスバリア部、  ２２１  第２孔、  ２２２  第２磁石挿入部、  ２２３  第２フラックスバリア部。
【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】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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