(57)【要約】  ロータ鉄心（１）と４つの永久磁石（２）とを含み、ロータ鉄心（１）に軸穴（１１）及び４つの磁石溝（１２）が設けられ、４つの永久磁石（２）は、対応する磁石溝内に配置され、永久磁石は、第１表面（２１）と第２表面（２２）とを含み、第１表面の基準面における投影は、円弧部（２１１）を含み、第２表面の基準面における投影は、複数の直線部を順次に接続して構成され、永久磁石の対応する磁極中心線における厚さＨと、第２表面の基準面に投影された長さＬと、ロータ鉄心の半径Ｒとは、０．２４≦Ｈ／Ｒ≦０．２６且つ１．０７≦Ｌ／Ｒ≦１．１１という関係式を満たすモータ用ロータ（１）、モータ及び圧縮機である。
2020512808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに用いられるロータであって、
ロータ鉄心と、４つの永久磁石と、を含み、
前記ロータ鉄心の横断面は円形であり、前記ロータ鉄心に、軸穴及び前記軸穴回りの周方向に間隔をあけて設けられた４つの磁石溝が設けられ、各前記磁石溝の両端のそれぞれにはそれに連通する磁気分離スロットが設けられ、隣接する２つの前記磁気分離スロットの間に磁気分離ブリッジが画定されており、
４つの前記永久磁石は、対応する前記磁石溝に設けられ、前記磁石溝の形状は、前記永久磁石の形状とマッチングしており、前記永久磁石は、前記ロータ鉄心の径方向に沿って対向して設置される第１表面と第２表面とを含み、前記第２表面は、前記軸穴に近く、前記第１表面の基準面における投影は、円弧部を含み、前記第２表面の基準面における投影は、複数の直線部を順次接続して構成され、隣接する前記直線部間には、夾角を有しており、前記基準面は、前記ロータの中心軸線に垂直な平面であり、
前記永久磁石の対応する磁極中心線における厚さＨと、前記第２表面の基準面に投影された長さＬと、前記ロータ鉄心の半径Ｒとは、０．２４≦Ｈ／Ｒ≦０．２６且つ１．０７≦Ｌ／Ｒ≦１．１１という関係式を満たし、前記磁極中心線は、前記軸穴の円心と前記円弧部の円心とを結ぶ線である、
ことを特徴とするモータ用ロータ。
【請求項２】
前記第２表面の基準面における投影は、第１直線部、第２直線部及び第３直線部を順次接続して構成され、前記第１直線部、前記第２直線部及び前記第３直線部は、前記磁極中心線に対して対称である、
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ用ロータ。
【請求項３】
前記第２直線部の長さＬ１と前記ロータ鉄心の半径Ｒとは、０．６７≦Ｌ１／Ｒ≦０．７１という関係式を満たす、
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ用ロータ。
【請求項４】
前記第１直線部と前記第３直線部との夾角αの範囲は１２５°≦α≦１４５°である、
ことを特徴とする請求項２または３に記載のモータ用ロータ。
【請求項５】
前記永久磁石は、第３表面と第４表面とさらに含み、前記第３表面の前記基準面における投影は、第４直線部を含み、前記第４表面の前記基準面における投影は第５直線部を含み、前記第４直線部は、前記第１直線部の自由端と前記円弧部の一端とを接続し、前記第５直線部は、前記第３直線部の自由端と前記円弧部の他端とを接続し、前記第４直線部と前記第５直線部とは、いずれも前記磁極中心線に平行である、
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のモータ用ロータ。
【請求項６】
前記永久磁石の前記磁極中心線における厚さＨは、前記永久磁石の両端の前記磁極中心線に平行な方向における厚さＨ１より小さい、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ用ロータ。
【請求項７】
前記永久磁石の少なくとも一端に組立ガイド構造が設けられている、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ用ロータ。
【請求項８】
前記組立ガイド構造は、前記永久磁石の端部に形成された面取り構造である、
ことを特徴とする請求項７に記載のモータ用ロータ。
【請求項９】
ロータ穴が形成されたステータと、
前記ロータ穴内に設けられた請求項１〜８のいずれか一項に記載のモータ用ロータと、を含む、
ことを特徴とするモータ。
【請求項１０】
請求項９に記載のモータを含む、
ことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機技術の分野に関し、特に、モータ用ロータ、該ロータを有するモータ及び該モータを有する圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、永久磁石同期モータのロータは、構造が簡単で利用率が高いという利点を有する瓦状のフェライト永久磁石を採用している。フェライト永久磁石は、ロータの中心軸穴回りに設置され、ロータに対して小型化して設置する必要があり、また、永久磁石と軸穴との間の距離を確保する必要がある場合、永久磁石の径方向の厚さしか減少することができない。永久磁石の径方向の厚さを減少させると、まず、瓦状のフェライト永久磁石によって提供される磁気エネルギー積が小さくなり、モータの効率が低下し、次に、モータの反減磁能力が低下し、信頼性が低下してしまう。
【０００３】
上記の問題を解決する手段として、より高い磁気エネルギー積及びより高い固有保磁力を持つ永久磁石を採用することができる。ただし、モーターのコストは増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、関連技術における技術的問題の一つを少なくともある程度解決することを目的とする。そのため、本発明は、構造がよりコンパクトであり、モータの動作性能を確保するとともに、モータの全体体積をより小さくするモータ用ロータを提供する。
本発明は、上記ロータを備えるモータをさらに提供する。
本発明は、上記モータを備える圧縮機をさらに提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１態様の実施例に係るモータ用ロータは、ロータ鉄心と、４つの永久磁石と、を含み、前記ロータ鉄心の横断面は円形であり、前記ロータ鉄心に軸穴及び前記軸穴回りの周方向に間隔をあけて設けられた４つの磁石溝が設けられ、各前記磁石溝の両端のそれぞれにはそれに連通する磁気分離スロットが設けられ、隣接する２つの前記磁気分離スロットの間に磁気分離ブリッジが画定されており、４つの前記永久磁石は、対応する前記磁石溝に設けられ、前記磁石溝の形状は、前記永久磁石の形状とマッチングしており、前記永久磁石は、前記ロータ鉄心の径方向に沿って対向して設置される第１表面と第２表面とを含み、前記第２表面は、前記軸穴に近く、前記第１表面の基準面における投影は、円弧部を含み、前記第２表面の基準面における投影は、複数の直線部を順次接続して構成され、隣接する前記直線部間には、夾角を有しており、前記基準面は、前記ロータの中心軸線に垂直な平面であり、前記永久磁石の対応する磁極中心線における厚さＨと、前記第２表面の基準面に投影された長さＬと、前記ロータ鉄心の半径Ｒとは、０．２４≦Ｈ／Ｒ≦０．２６且つ１．０７≦Ｌ／Ｒ≦１．１１という関係式を満たし、前記磁極中心線は、前記軸穴の円心と前記円弧部の円心とを結ぶ線である。
【０００６】
本発明の実施例に係るモータ用ロータは、永久磁石の対応する磁極中心線における厚さＨと、第２表面の基準面に投影された長さＬと、ロータ鉄心の半径Ｒとが０．２４≦Ｈ／Ｒ≦０．２６且つ１．０７≦Ｌ／Ｒ≦１．１１という関係式を満たすことにより、モータの動作性能を確保しながら、ロータ全体の構造をよりコンパクトにし、ロータ及びモータ全体の体積を小さくし、ロータ及びモータの小型化を容易にすることができる。
【０００７】
また、本発明に係るモータ用ロータは、以下の付加的な技術的特徴をさらに有することができる。
本発明の一実施例によれば、前記第２表面の基準面における投影は、第１直線部、第２直線部及び第３直線部を順次接続して構成され、前記第１直線部、前記第２直線部及び前記第３直線部は、前記磁極中心線に対して対称である。
【０００８】
本発明の一実施例によれば、前記第２直線部の長さＬ１と前記ロータ鉄心の半径Ｒとは、０．６７≦Ｌ１／Ｒ≦０．７１という関係式を満たす。
【０００９】
本発明の一実施例によれば、前記第１直線部と前記第３直線部との夾角αの範囲は、１２５°≦α≦１４５°である。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、前記永久磁石は、第３表面と第４表面とさらに含み、前記第３表面の前記基準面における投影は、第４直線部を含み、前記第４表面の前記基準面における投影は第５直線部を含み、前記第４直線部は、前記第１直線部の自由端と前記円弧部の一端とを接続し、前記第５直線部は、前記第３直線部の自由端と前記円弧部の他端とを接続し、前記第４直線部と前記第５直線部とは、いずれも前記磁極中心線に平行である。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、前記永久磁石の前記磁極中心線における厚さＨは、前記永久磁石の両端の前記磁極中心線に平行な方向における厚さＨ１より小さい。
【００１２】
本発明の一実施例によれば、前記永久磁石の少なくとも一端に組立ガイド構造が設けられている。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、前記組立ガイド構造は、前記永久磁石の端部に形成された面取り構造である。
【００１４】
本発明の第２態様の実施例に係るモータは、ロータ穴が形成されたステータと、前記ロータ穴内に設けられた本発明の第１態様の実施例に記載のモータ用ロータと、を含む。
【００１５】
本発明の実施例に係るモータには、本発明の第１態様の実施例に係るロータを設けることにより、モータの動作性能を確保しながら、モータ全体の体積を小さくし、モータの小型化を容易にすることができる。
【００１６】
本発明の第３態様の実施例に係る圧縮機は、本発明の前記第２態様の実施例に係るモータを含む。
【００１７】
本発明の実施例に係る圧縮機は、本発明の第２態様の実施例に係るモータを設置することにより、その動作性能を確保しながら、圧縮機全体の体積を小さくし、圧縮機の小型化を容易にすることができる。
【００１８】
本発明の付加的な態様および利点は、以下の説明において一部が示され、一部が以下の説明により明らかになり、または本発明の実践により理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の上記および／または付加的な態様および利点は、図面を参照した実施例についての以下の説明により明らかになり、理解されやすくなる。
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るモータ用ロータの永久磁石の概略構成図である。
【図２】図２は、図１に示す永久磁石の断面図である。
【図３】図３は、図１に示す永久磁石の概略構成図である（永久磁石の端面から見た）。
【図４】図４は、本発明の実施例に係るロータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明する。前記実施例の例が図面に示され、同一または類似の符号は、常に同一または類似の要素或いは同一または類似の機能を有する要素を示す。以下、図面を参照して説明された実施例は例示するものであり、本発明を説明するためのものだけであり、本発明を限定として理解してはならない。
【００２１】
なお、本発明の説明において理解されたいのは、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語で指示される方位や位置関係ｈｓ、図面に示す方位または位置関係に基づくものであり、単に本発明の説明を容易にし、説明を簡単にするためのものであり、指定された装置または要素が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構造および動作することを指示または暗示するのではないため、本発明に対する限定として理解してはならない。
【００２２】
本発明の説明において、特に明確な規定及び限定がない限り、「取り付け」、「連結」、「接続」という用語は広く理解されるべきである。例えば、固定的に接続されてもよく、着脱可能に接続されてもよく、または一体的に接続されてもよく、機械的に接続されてもよく、電気的に接続されてもよく、直接接続されてもよく、中間媒体を介して間接的に接続されてもよく、２つの要素の内部の連結または２つの要素の相互作用関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に基づいて上記用語の本発明における具体的な意味を理解することができる。
【００２３】
図１〜図４を参照して、本発明の第１態様の実施例に係るモータ用ロータについて説明する。
【００２４】
図１〜図４に示すように、本発明の実施例に係るモータ用ロータは、ロータ鉄心１と４つの永久磁石２とを含む。
【００２５】
具体的には、ロータ鉄心１の横断面は円形であり、ロータ鉄心１に軸穴１１及び軸穴１１回りの周方向に間隔をあけて設けられた４つの磁石溝１２が設けられ、４つの磁石溝１２は軸穴１１回りの周方向に中心対称に分布している。これにより、ロータの構造を対称的且つ合理的にし、ロータの加工成形を容易にすることができる。各磁石溝１２の両端のそれぞれに、磁石溝１２に連通する磁気分離スロット１３が設けられ、隣接する２つの磁気分離スロット１３の間に磁気分離ブリッジ１４が画定されている。磁気分離スロット１３を設けることにより、漏れ磁束を低減することができる。
【００２６】
４つの永久磁石２は、対応する磁石溝１２内に配置され、磁石溝１２の形状と永久磁石２の形状とがマッチングしており、これにより、永久磁石２が磁石溝１２に安定的に結合することができる。本発明のいくつかの例において、永久磁石２はフェライト永久磁石２であってもよく、永久磁石２は、略瓦状に形成されてもよい。瓦状の永久磁石２を採用するため、永久磁石２の構造が簡単であり、利用率が高い。
【００２７】
永久磁石２は、ロータ鉄心１の径方向に沿って対向して設置される第１表面２１と第２表面２２とを含み、第２表面２２は、軸穴１１に近く、第１表面２１の基準面における投影は、円弧部２１１を含み、第２表面２２の基準面における投影は、複数（例えば、２つ、３つ、４つなど）の直線部を順次に接続して構成され、隣接する直線部間には夾角を有しており、基準面はロータの中心軸に垂直な平面である。このように、永久磁石２の第２表面２２の基準面における投影が、複数の直線部を順次接続して構成されることにより、ロータの小型化という設置要件を満たすとともに、永久磁石２と軸穴１１との間の安全距離を確保しながら、永久磁石２の体積を増加させ、使用量を増加させ、提供できる磁束量を増加させ、モータの性能を向上させることができる。ロータの外径を増加させる従来技術と比較して、ロータ鉄心１の使用量を減少させ、コストを節約することができる。
【００２８】
また、永久磁石２の対応する磁極中心線における厚さＨと、第２表面２２の基準面に投影された長さＬと、ロータ鉄心１の半径Ｒとは、０．２４≦Ｈ／Ｒ≦０．２６且つ１．０７≦Ｌ／Ｒ≦１．１１という関係式を満たし、即ち、永久磁石２の対応する磁極中心線における厚さＨと、ロータ鉄心１の半径Ｒとの比Ｈ／Ｒは０．２４以上であり、且つ０．２６以下であり、第２表面２２の基準面に投影された長さＬと、ロータ鉄心１の半径Ｒとの比Ｌ／Ｒは、１．０７以上であり、且つ１．１１以下である。言い換えると、永久磁石２の対応する磁極中心線における厚さＨと、ロータ鉄心１の半径Ｒとの比Ｈ／Ｒの値の範囲は０．２４〜０．２６であり、第２表面２２の基準面に投影された長さＬと、ロータ鉄心１の半径Ｒとの比Ｌ／Ｒの値の範囲が１．０７〜１．１１である。例えば、Ｈ／Ｒの値は、０．２４、０．２４５、０．２５、０．２５８、または０．２６などであってもよく、Ｌ／Ｒの値は、１．０７、１．０８、１．０８５、１．０９、１．１０、または１．１１などであってもよい。なお、磁極中心線は、軸穴１１の円心と円弧部２１１の円心とを結ぶ線である。
【００２９】
本発明の実施例に係るモータ用ロータは、永久磁石２の対応する磁極中心線における厚さＨと、第２表面２２の基準面に投影された長さＬと、ロータ鉄心１の半径Ｒとが、０．２４≦Ｈ／Ｒ≦０．２６且つ１．０７≦Ｌ／Ｒ≦１．１１という関係式を満たすことにより、モータの動作性能を確保しながら、ロータ全体の構造をよりコンパクトにし、ロータ及びモータ全体の体積および生産コストを小さくし、ロータ及びモータの小型化を容易にすることができる。
【００３０】
本発明の一実施例において、図２〜図４に示すように、第２表面２２の基準面における投影は、第１直線部２２１、第２直線部２２２及び第３直線部２２３を順次接続して構成され、第１直線部２２１、第２直線部２２２及び第３直線部２２３は、磁極中心線に対して対称である。これにより、ロータの構造を対称的且つ合理的にし、ロータの加工成形を容易にすることができるとともに、ロータ鉄心１の外形寸法を十分に利用して、永久磁石２と軸穴１１との間の安全距離を確保しながら可能な限り永久磁石２の体積を増加させることができる。
【００３１】
本発明のいくつかの例において、第２直線部２２２の長さＬ１とロータ鉄心の半径Ｒとは、０．６７≦Ｌ１／Ｒ≦０．７１という関係式を満たす。すなわち、第２直線部２２２の長さＬ１と、ロータ鉄心１の半径Ｒとの比Ｌ１／Ｒは、０．６７以上であり、且つ０．７１以下である。言い換えると、第２直線部２２２の長さＬ１とロータ鉄心１の半径Ｒとの比Ｌ１／Ｒは、０．６７〜０．７１の範囲にあり、例えば、Ｌ１／Ｒの値は、０．６７、０．６８、０．７０、または０．７１などであってもよい。第２直線部２２２の長さＬ１とロータ鉄心１の半径Ｒとは０．６７≦Ｌ１／Ｒ≦０．７１という関係式を満たすことにより、４つの永久磁石２の配列をよりコンパクトにし、永久磁石２の体積を著しく増加させ、永久磁石２の磁束量及び反減磁能力を向上させ、モータの性能を向上させることができる。
【００３２】
本発明のいくつかの例において、第１直線部２２１と第３直線部２２３との夾角αの範囲は、１２５°≦α≦１４５°である。即ち、第１直線部２２１と第３直線部２２３との夾角αが１２５°以上であり、且つ１４５°以下であり、例えば、夾角αが１２５°、１３０°、１３２°、１３３°、１３８°、１４０°、または１４５°などであってもよい。第１直線部２２１と第３直線部２２３との夾角αの範囲を１２５°〜１４５°の範囲とすることにより、４つの永久磁石２の配列をよりコンパクトにすることができるとともに、永久磁石２の体積を著しく大きくし、モータの性能を向上させることができる。
【００３３】
本発明の一例において、図１〜図４に示すように、永久磁石２は、第３表面２３と第４表面２４とをさらに含み、第３表面２３の基準面における投影は第４直線部２３１を含み、第４表面の基準面における投影は第５直線部２４１を含み、第４直線部２３１は、第１直線部２２１の自由端と円弧部２２１の一端とを接続し、第５直線部２４１は第３直線部２２３の自由端と円弧部２１１の他端とを接続し、第４直線部２３１及び第５直線部２４１は、いずれも前記磁極中心線に平行である。これにより、永久磁石２全体の構造が美しくなり、加工成形が容易になるだけでなく、４つの永久磁石２の配列がよりコンパクトになり、ロータ及びモータの全体の体積がさらに小さくなる。
【００３４】
本発明の一実施例において、図２に示すように、永久磁石２の前記磁極中心線における厚さＨは、永久磁石２の両端の磁極中心線に平行な方向における厚さＨ１より小さい。これにより、永久磁石２の体積を大きくし、永久磁石２の反減磁能力および磁束量を向上させ、モータの性能を向上させることができる。
【００３５】
本発明のいくつかの例において、図３を参照し、永久磁石２の磁化方式は、径方向磁化（図３における径方向磁化方向ｒ１、ｒ２を参照）であってもよい。これにより、永久磁石２の磁気密度を向上させ、モータの反減磁能力をさらに向上させ、モータの効率及び性能を向上させることができる。第１表面２１の投影の円弧部２１１の円心は、径方向の円心である。すなわち、永久磁石２の径方向磁化方向は、円弧部２１１の径方向と一致しており、この場合の円弧部２１１の円心は、径方向の磁化方向の円心と重なり合っている。これにより、ロータが優れる集磁作用を有し、ロータの漏れ磁束が減少し、モータのエアギャップ磁束密度及びエアギャップ磁場の正弦度要件が確保され、モータの効率が向上する。
【００３６】
本発明の選択可能な一実施例において、永久磁石２の少なくとも一端に組立ガイド構造２０１が設けられ、永久磁石２は、組立ガイド構造２０１のガイドで磁石溝１２内に取り付けられ、これにより、永久磁石２の取り付けを容易にすることができる。本発明のいくつかの例において、組立ガイド２０１は、永久磁石２の一端のみに設けられてもよいし、永久磁石２の両端にそれぞれ組立ガイド構造２０１が設けられていてもよい（図１に示すように）。このようにすることで、取り付け時には、永久磁石２のいずれかの端部を磁石溝１２に挿入することができ、これにより、ロータの組立効率をさらに向上させることができる。
【００３７】
本発明の具体的な一例において、図１および図３に示すように、組立ガイド構造は、永久磁石の端部に形成された面取り構造であり、永久磁石２の横断面の寸法がその端面では小くなって、永久磁石２の取り付けをガイドする。組立ガイド構造２０１の構造が簡単で、生産加工しやすい。当然ながら、組立ガイド構造２０１は、磁石溝１２の端部に設けられてもよく、例えば、磁石溝１２の横断面の寸法がその端面では大きくなるように、磁石溝１２の端部にも面取りが設けられてもよく、同様に永久磁石２の取り付けをガイドする作用を発揮することができる。
【００３８】
第２態様の実施例に係るモータは、ステータと、本発明の上記の第１態様の実施例に係るモータ用ロータとを含む。ステータにロータ穴が形成されており、ロータはロータ穴に設けられている。
【００３９】
本発明の実施例に係るモータは、本発明の第１態様の実施例に係るロータを設けることにより、モータの動作性能を確保しながら、モータ全体の体積及び生産コストを小さくし、モータの小型化を容易にすることができる。
【００４０】
第３態様の実施例に係る圧縮機は、本発明の上記の第２態様の実施例におけるモータを含み、該モータは冷蔵庫に用いることができる。
【００４１】
本発明の実施例に係る圧縮機は、本発明の第２態様の実施例に係るモータを設置することにより、その動作性能を確保しながら、圧縮機全体の体積及び生産コストを小さくし、圧縮機の小型化を容易にすることができる。
【００４２】
本明細書の説明において、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例示的な実施例」、「例」、「具体的な例］または「いくつかの例」などの用語を参照した説明は、該実施例または例示的な例の具体的な特徴、構造、材料または特徴を組み合わせて、本発明の少なくとも一つの実施例または例に含まれる。本明細書において、上記の用語の例示的な表現は、必ずしも同じ実施例または例を意味するわけではない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料または特徴はいずれか一つまたは複数の実施例および例に、適切な方式で組み合わせられる。
【００４３】
本発明の実施例を示して説明したが、当業者は、本発明の精神および主旨を逸脱しなく、これらの実施例に対して様々な変更、修正、置き換え、および変形を行うことができ、本発明の範囲は、請求項および同等なものによって限定されることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４４】
１        ロータ鉄心
１１      軸穴
１２      磁石溝
１３      磁気分離スロット
１４      磁気分離ブリッジ
２        永久磁石
２１      第１表面
２１１    円弧部
２２      第２表面
２２１    第１直線部
２２２    第２直線部
２２３    第３直線部
２３      第３表面
２３１    第４直線部
２４      第４表面
２４１    第５直線部
２０１    組立ガイド構造
【図１】
2020512808.tif 000003
【図２】
2020512808.tif 000004
【図３】
2020512808.tif 000005
【図４】
2020512808.tif 000006
【国際調査報告】
2020512808.tif 000007
2020512808.tif 000008
2020512808.tif 000009
2020512808.tif 000010