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特開2024-139729ロータ、モータ、モータを備える圧縮機、および、冷凍装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024139729
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】ロータ、モータ、モータを備える圧縮機、および、冷凍装置
(51)【国際特許分類】
H02K 1/276 20220101AFI20241002BHJP
【ＦＩ】
H02K1/276
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024043268
(22)【出願日】2024-03-19
(31)【優先権主張番号】P 2023050155
(32)【優先日】2023-03-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002853
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087985
【弁理士】
【氏名又は名称】福井 宏司
(72)【発明者】
【氏名】松田 直也
(72)【発明者】
【氏名】平野 正樹
(72)【発明者】
【氏名】日比野 寛
(72)【発明者】
【氏名】中 祥司郎
【テーマコード（参考）】
5H622
【Ｆターム（参考）】
5H622AA03
5H622CB04
5H622DD01
5H622DD02
5H622DD03
(57)【要約】
【課題】モータのエネルギー効率の向上に寄与できる、ロータ、モータ、モータを備える圧縮機、および、冷凍装置を提供する。
【解決手段】モータのロータ３は、収容部２０を有するロータコア１５と、収容部２０に配置される磁石４０と、を備える。ロータコア１５は、ロータコア１５の外周面３Ａに切欠部３０を有する。収容部２０は、磁石４０の磁極面Ｓのうちロータ３の磁極に面する側の第１磁極面Ｓ１と向かい合って、直線または変曲点のない曲線となる第１端面２１を有する。収容部２０において、第１端面２１を含む部位の第１方向Ｄ１の幅は、第１幅Ｗ１と定義される。収容部２０において、第１磁極面Ｓ１と向かい合って、第１端面２１と接続され、第１端面２１よりもロータコア１５の外周面３Ａに近い接続面２１Ａを含む部位の第１方向Ｄ１の幅は、第２幅Ｗ２と定義される。第２幅Ｗ２は、第１幅Ｗ１よりも小さい。
【選択図】図３
【解決手段】モータのロータ３は、収容部２０を有するロータコア１５と、収容部２０に配置される磁石４０と、を備える。ロータコア１５は、ロータコア１５の外周面３Ａに切欠部３０を有する。収容部２０は、磁石４０の磁極面Ｓのうちロータ３の磁極に面する側の第１磁極面Ｓ１と向かい合って、直線または変曲点のない曲線となる第１端面２１を有する。収容部２０において、第１端面２１を含む部位の第１方向Ｄ１の幅は、第１幅Ｗ１と定義される。収容部２０において、第１磁極面Ｓ１と向かい合って、第１端面２１と接続され、第１端面２１よりもロータコア１５の外周面３Ａに近い接続面２１Ａを含む部位の第１方向Ｄ１の幅は、第２幅Ｗ２と定義される。第２幅Ｗ２は、第１幅Ｗ１よりも小さい。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータ（１）のロータ（３）であって、
前記ロータ（３）の回転軸心（Ｃ）の軸方向（ＤＡ）に延びる収容部（２０）を有するロータコア（１５）と、前記収容部（２０）に配置される磁石（４０）と、を備え、
前記ロータコア（１５）は、前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）に切欠部（３０）を有し、
前記収容部（２０）は、前記軸方向（ＤＡ）から見て、前記収容部（２０）に配置される前記磁石（４０）の磁極面（Ｓ）のうち前記ロータ（３）の磁極（Ｐ）に面する側の第１磁極面（Ｓ１）と向かい合って、直線または変曲点のない曲線となる第１端面（２１）を有し、
前記軸方向（ＤＡ）から見て、前記収容部（２０）に配置される前記磁石（４０）の磁極面（Ｓ）から前記第１端面（２１）に向かう方向を第１方向（Ｄ１）とし、前記第１方向（Ｄ１）と直交する方向を第２方向（Ｄ２）としたとき、
前記収容部（２０）において、前記第１端面（２１）を含む部位の前記第１方向（Ｄ１）の幅は、第１幅（Ｗ１）と定義され、
前記収容部（２０）において、前記第１磁極面（Ｓ１）と向かい合って、前記第１端面（２１）と接続され、前記第１端面（２１）よりも前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）に近い接続面（２１Ａ）を含む部位の前記第１方向（Ｄ１）の幅は、第２幅（Ｗ２）と定義され、
前記第２幅（Ｗ２）は、前記第１幅（Ｗ１）よりも小さい、
ロータ。
前記ロータ（３）の回転軸心（Ｃ）の軸方向（ＤＡ）に延びる収容部（２０）を有するロータコア（１５）と、前記収容部（２０）に配置される磁石（４０）と、を備え、
前記ロータコア（１５）は、前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）に切欠部（３０）を有し、
前記収容部（２０）は、前記軸方向（ＤＡ）から見て、前記収容部（２０）に配置される前記磁石（４０）の磁極面（Ｓ）のうち前記ロータ（３）の磁極（Ｐ）に面する側の第１磁極面（Ｓ１）と向かい合って、直線または変曲点のない曲線となる第１端面（２１）を有し、
前記軸方向（ＤＡ）から見て、前記収容部（２０）に配置される前記磁石（４０）の磁極面（Ｓ）から前記第１端面（２１）に向かう方向を第１方向（Ｄ１）とし、前記第１方向（Ｄ１）と直交する方向を第２方向（Ｄ２）としたとき、
前記収容部（２０）において、前記第１端面（２１）を含む部位の前記第１方向（Ｄ１）の幅は、第１幅（Ｗ１）と定義され、
前記収容部（２０）において、前記第１磁極面（Ｓ１）と向かい合って、前記第１端面（２１）と接続され、前記第１端面（２１）よりも前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）に近い接続面（２１Ａ）を含む部位の前記第１方向（Ｄ１）の幅は、第２幅（Ｗ２）と定義され、
前記第２幅（Ｗ２）は、前記第１幅（Ｗ１）よりも小さい、
ロータ。
【請求項2】
前記軸方向（ＤＡ）から見て、
前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）と前記収容部（２０）における端面（２２Ｘ）との距離の最小値を所定距離（ｔ）とし、
前記収容部（２０）の前記第１端面（２１）から、前記収容部（２０）から遠ざかる方向に所定距離（ｔ）だけ離れ、前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）に向かって延伸した第１の線（Ｌ１）を仮想的に引いた時に、前記切欠部（３０）は、前記切欠部（３０）の一部または全部が前記第１の線（Ｌ１）に対して前記回転軸心（Ｃ）の周方向（ＤＣ）で前記収容部（２０）側に位置するように構成される、
請求項１に記載のロータ。
前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）と前記収容部（２０）における端面（２２Ｘ）との距離の最小値を所定距離（ｔ）とし、
前記収容部（２０）の前記第１端面（２１）から、前記収容部（２０）から遠ざかる方向に所定距離（ｔ）だけ離れ、前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）に向かって延伸した第１の線（Ｌ１）を仮想的に引いた時に、前記切欠部（３０）は、前記切欠部（３０）の一部または全部が前記第１の線（Ｌ１）に対して前記回転軸心（Ｃ）の周方向（ＤＣ）で前記収容部（２０）側に位置するように構成される、
請求項１に記載のロータ。
【請求項3】
前記切欠部（３０）は、前記軸方向（ＤＡ）から見て、前記切欠部（３０）の一部または全部が、前記第１端面（２１）に重なる線を前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）に向かって延伸した第２の線（Ｌ２）を仮想的に引いた時に、前記第２の線（Ｌ２）に対して前記回転軸心（Ｃ）の周方向（ＤＣ）で前記収容部（２０）側に位置するように構成される、
請求項１に記載のロータ。
請求項１に記載のロータ。
【請求項4】
前記切欠部（３０）は、前記軸方向（ＤＡ）から見て、前記切欠部（３０）の一部が前記第１の線（Ｌ１）に対して前記回転軸心（Ｃ）の前記周方向（ＤＣ）で前記ロータ（３）の磁極中心（ＰＣ）側に位置するように構成される、
請求項２に記載のロータ。
請求項２に記載のロータ。
【請求項5】
前記磁石（４０）において、前記収容部（２０）の前記第１端面（２１）と向かい合う部位の前記第１方向（Ｄ１）の幅は、第３幅（Ｗ３）と定義され、
前記磁石（４０）において、前記収容部（２０）の前記接続面（２１Ａ）と向かい合う部位の前記第１方向（Ｄ１）の幅は、第４幅（Ｗ４）と定義され、
前記第４幅（Ｗ４）は、前記第３幅（Ｗ３）よりも小さい、
請求項１に記載のロータ。
前記磁石（４０）において、前記収容部（２０）の前記接続面（２１Ａ）と向かい合う部位の前記第１方向（Ｄ１）の幅は、第４幅（Ｗ４）と定義され、
前記第４幅（Ｗ４）は、前記第３幅（Ｗ３）よりも小さい、
請求項１に記載のロータ。
【請求項6】
前記磁石（４０）は、前記ロータコア（１５）の外周面（３Ａ）に近い前記第２方向（Ｄ２）の端面から、前記第２方向（Ｄ２）に離れるに従って、前記第１方向（Ｄ１）の幅が増加する傾斜面（４５）を有し、
前記収容部（２０）は、前記磁石（４０）の前記傾斜面（４５）に沿う収容部傾斜面（２９）を有する、
請求項１に記載のロータ。
前記収容部（２０）は、前記磁石（４０）の前記傾斜面（４５）に沿う収容部傾斜面（２９）を有する、
請求項１に記載のロータ。
【請求項7】
前記磁石（４０）の前記傾斜面（４５）は、前記軸方向（ＤＡ）から見て、前記磁石（４０）から前記磁石（４０）を配置する前記収容部（２０）に向かって凸となる曲面（４５Ａ）を有し、
前記収容部（２０）は、前記磁石（４０）の前記曲面（４５Ａ）に沿う収容部曲面（２９Ｒ）を有する
請求項６に記載のロータ。
前記収容部（２０）は、前記磁石（４０）の前記曲面（４５Ａ）に沿う収容部曲面（２９Ｒ）を有する
請求項６に記載のロータ。
【請求項8】
前記切欠部（３０）は、前記ロータ（３）の磁極（Ｐ）において、前記磁極（Ｐ）の磁極中心（ＰＣ）に対して前記回転軸心（Ｃ）の周方向（ＤＣ）の一方に設けられる、
請求項１に記載のロータ。
請求項１に記載のロータ。
【請求項9】
前記切欠部（３０）として、第１切欠部（３０Ａ）と、第２切欠部（３０Ｂ）とを有し、
前記第１切欠部（３０Ａ）は、前記ロータ（３）の磁極（Ｐ）において、前記磁極（Ｐ）の磁極中心（ＰＣ）に対して前記回転軸心（Ｃ）の周方向（ＤＣ）の一方に設けられ、
前記第２切欠部（３０Ｂ）は、前記磁極（Ｐ）において、前記磁極（Ｐ）の前記磁極中心（ＰＣ）に対して前記周方向（ＤＣ）の他方に設けられる、
請求項１に記載のロータ。
前記第１切欠部（３０Ａ）は、前記ロータ（３）の磁極（Ｐ）において、前記磁極（Ｐ）の磁極中心（ＰＣ）に対して前記回転軸心（Ｃ）の周方向（ＤＣ）の一方に設けられ、
前記第２切欠部（３０Ｂ）は、前記磁極（Ｐ）において、前記磁極（Ｐ）の前記磁極中心（ＰＣ）に対して前記周方向（ＤＣ）の他方に設けられる、
請求項１に記載のロータ。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか一項に記載のロータ（３）を備える、モータ。
【請求項11】
請求項１０に記載のモータ（１）を備える、圧縮機。
【請求項12】
請求項１０に記載のモータ（１）を備える、冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、モータのロータ、モータ、モータを備える圧縮機、および、冷凍装置に関する。
【背景技術】
【0002】
モータのロータとして、磁石埋込型のロータが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の技術では、磁石埋込型モータのロータは、シャフトと、シャフトに装着されたロータコアとを有する。ロータコアは、電磁鋼板積層体によって構成される。ロータコアは、シャフトの軸方向に貫通する貫通孔を有する。貫通孔には、樹脂鉄心と永久磁石とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－１９０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
省エネルギーの観点から、モータのロータ、モータ、モータを備える圧縮機、および、冷凍装置について、エネルギー効率の改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この課題を解決する第１観点のモータのロータは、モータのロータであって、前記ロータの回転軸心の軸方向に延びる収容部を有するロータコアと、前記収容部に配置される磁石と、を備え、前記ロータコアは、前記ロータコアの外周面に切欠部を有し、前記収容部は、前記軸方向から見て、前記収容部に配置される前記磁石の磁極面のうち前記ロータの磁極に面する側の第１磁極面と向かい合って、直線または変曲点のない曲線となる第１端面を有し、前記軸方向から見て、前記収容部に配置される前記磁石の磁極面から前記第１端面に向かう方向を第１方向とし、前記第１方向と直交する方向を第２方向としたとき、前記収容部において、前記第１端面を含む部位の前記第１方向の幅は、第１幅と定義され、前記収容部において、前記第１磁極面と向かい合って、前記第１端面と接続され、前記第１端面よりも前記ロータコアの外周面に近い接続面を含む部位の前記第１方向の幅は、第２幅と定義され、前記第２幅は、前記第１幅よりも小さい。
【0006】
この構成によれば、ロータの外周面における磁石付近に、ロータとステータとの間のギャップの幅が拡大する部分が設けられる。これによって、磁束密度の高調波成分を低減できるため、モータのエネルギー効率の向上に寄与できる。
【0007】
第２観点のモータのロータは、第１観点のロータであって、前記軸方向から見て、前記ロータコアの外周面と前記収容部における端面との距離の最小値を所定距離とし、前記収容部の前記第１端面から、前記収容部から遠ざかる方向に所定距離だけ離れ、前記ロータコアの外周面に向かって延伸した第１の線を仮想的に引いた時に、前記切欠部は、前記切欠部の一部または全部が前記第１の線に対して前記回転軸心の周方向で前記収容部側に位置するように構成される。
【0008】
この構成によれば、ロータの外周面における磁石付近に、ロータとステータとの間のギャップの幅が拡大する部分が設けられる。これによって、磁束密度の高調波成分を低減できるため、モータのエネルギー効率の向上に寄与できる。
【0009】
第３観点のモータのロータは、第１または第２観点のロータであって、前記切欠部は、前記軸方向から見て、前記切欠部の一部または全部が、前記第１端面に重なる線を前記ロータコアの外周面に向かって延伸した第２の線を仮想的に引いた時に、前記第２の線に対して前記回転軸心の周方向で前記収容部側に位置するように構成される。
【0010】
この構成によれば、第２の線に対して周方向で収容部側に位置しないように構成される切欠部に比べて、切欠部の設計自由度を向上できる。
【0011】
第４観点のモータのロータは、第２観点のロータであって、前記切欠部は、前記軸方向から見て、前記切欠部の一部が前記第１の線に対して前記回転軸心の前記周方向で前記ロータの磁極中心側に位置するように構成される。
【0012】
この構成によれば、切欠部が第１の線に対して回転軸心の周方向でロータの磁極中心側に位置しないように構成される場合に比べて、切欠部の設計自由度を向上できる。
【0013】
第５観点のモータのロータは、第１～第４観点のいずれか１つのロータであって、前記磁石において、前記収容部の前記第１端面と向かい合う部位の前記第１方向の幅は、第３幅と定義され、前記磁石において、前記収容部の接続面と向かい合う部位の前記第１方向の幅は、第４幅と定義され、前記第４幅は、前記第３幅よりも小さい。この構成によれば、磁石の径方向中間部位について第１方向における幅を第４幅よりも大きくできる。
【0014】
第６観点のモータのロータは、第１～第５観点のいずれか１つのロータであって、前記磁石は、前記ロータコアの外周面に近い前記第２方向の端面から、前記第２方向に離れるに従って、前記第１方向の幅が増加する傾斜面を有し、前記収容部は、前記磁石の前記傾斜面に沿う収容部傾斜面を有する。この構成によれば、磁石における径方向中間部位の第１方向における幅を大きくしながら、切欠部付近においてロータコアの厚みを確保できる。これによって、ロータコアの強度を維持できる。
【0015】
第７観点のモータのロータは、第６観点のロータであって、前記磁石の前記傾斜面は、前記軸方向から見て、前記磁石から前記磁石を配置する前記収容部に向かって凸となる曲面を有し、前記収容部は、前記磁石の前記曲面に沿う収容部曲面を有する。この構成によれば、磁石における径方向中間部位の第１方向における幅を大きくしながら、切欠部付近においてロータコアの厚みを確保できる。これによって、ロータコアの強度を維持できる。
【0016】
第８観点のモータのロータは、第１～第７観点のいずれか１つのロータであって、前記切欠部は、前記ロータの磁極において、前記磁極の磁極中心に対して前記回転軸心の周方向の一方に設けられる。この構成によれば、上記構成のロータが一方向のみに回転するモータに使用される場合、参考例のロータが使われる場合に比べて、そのモータのトルクを向上できる。参考例のロータは、周方向において、磁極中心に対して一方側に位置する磁石の付近および他方側に位置する磁石の付近それぞれに切欠部を有する。
【0017】
第９観点のモータのロータは、第１～第７観点のいずれか１つのロータであって、前記切欠部として、第１切欠部と、第２切欠部とを有し、前記第１切欠部は、前記ロータの磁極において、前記磁極の磁極中心に対して前記回転軸心の周方向の一方に設けられ、前記第２切欠部は、前記磁極において、前記磁極の前記磁極中心に対して前記周方向の他方に設けられる。この構成によれば、正逆方向に回転するモータにおいて、モータ効率の向上に貢献できる。
【0018】
この課題を解決する第１０観点のモータは、第１観点～第９観点のいずれか１つのロータを備える。この構成によれば、モータ効率を向上できる。
【0019】
この課題を解決する第１１観点の圧縮機は、第１０観点のモータを備える。この構成によれば、圧縮機のエネルギー効率を向上できる。
【0020】
この課題を解決する第１２観点の冷凍装置は、第１０観点のモータを備える。この構成によれば、冷凍装置のエネルギー効率を向上できる。
【0021】
［関連技術］
以下、参考の関連技術を説明する。
第１観点のモータのロータは、前記ロータの回転軸心の軸方向に延びる収容部を有するロータコアと、前記収容部に配置される磁石と、を備え、前記ロータコアは、前記ロータコアの外周面に切欠部を有し、前記収容部は、前記軸方向から見て、前記収容部に配置される前記磁石の磁極面のうち前記ロータの磁極に面する側の面と向かい合って、直線または変曲点のない曲線となる第１端面を有し、前記切欠部は、前記軸方向から見て、前記切欠部の一部または全部が第１の線に対して前記回転軸心の周方向で前記収容部側に位置するように構成され、前記第１の線は、前記軸方向から見て、前記収容部の前記第１端面から前記収容部から遠ざかる方向に所定距離だけ離れた線を、前記ロータコアの外周面に向かって延伸した線であり、前記所定距離は、前記軸方向から見て、前記ロータコアの外周面と前記収容部における端面との距離の最小値である。
以下、参考の関連技術を説明する。
第１観点のモータのロータは、前記ロータの回転軸心の軸方向に延びる収容部を有するロータコアと、前記収容部に配置される磁石と、を備え、前記ロータコアは、前記ロータコアの外周面に切欠部を有し、前記収容部は、前記軸方向から見て、前記収容部に配置される前記磁石の磁極面のうち前記ロータの磁極に面する側の面と向かい合って、直線または変曲点のない曲線となる第１端面を有し、前記切欠部は、前記軸方向から見て、前記切欠部の一部または全部が第１の線に対して前記回転軸心の周方向で前記収容部側に位置するように構成され、前記第１の線は、前記軸方向から見て、前記収容部の前記第１端面から前記収容部から遠ざかる方向に所定距離だけ離れた線を、前記ロータコアの外周面に向かって延伸した線であり、前記所定距離は、前記軸方向から見て、前記ロータコアの外周面と前記収容部における端面との距離の最小値である。
【0022】
この構成によれば、ロータの外周面における磁石付近に、ロータとステータとの間のギャップの幅が拡大する部分が設けられる。これによって、磁束密度の高調波成分を低減できるため、モータのエネルギー効率の向上に寄与できる。
【0023】
第２観点のモータのロータは、第１観点のロータであって、前記切欠部は、前記軸方向から見て、前記切欠部の一部または全部が前記第１端面を前記ロータコアの外周面に向かって延伸した第２の線に対して前記周方向で前記収容部側に位置するように構成される。この構成によれば、第２の線に対して周方向で収容部側に位置しないように構成される切欠部に比べて、切欠部の設計自由度を向上できる。
【0024】
第３観点のモータのロータは、第１観点または第２観点のロータであって、前記切欠部は、前記軸方向から見て、前記切欠部の一部が前記第１の線に対して前記回転軸心の前記周方向で前記ロータの磁極中心側に位置するように構成される。この構成によれば、切欠部が第１の線に対して回転軸心の周方向でロータの磁極中心側に位置しないように構成される場合に比べて、切欠部の設計自由度を向上できる。
【0025】
第４観点のモータのロータは、第１観点～第３観点のいずれか１つのロータであって、前記軸方向から見て、前記収容部に配置される前記磁石の磁極面から前記第１端面に向かう方向を第１方向とし、前記第１方向と直交する方向を第２方向としたとき、前記収容部において、前記第１端面を含む部位の前記第１方向の幅は、第１幅と定義され、前記収容部において、前記第１端面よりも前記ロータコアの外周面に近い第２端面を含む部位の前記第１方向の幅は、径方向最外の幅と定義され、前記径方向最外の幅は、前記第１幅よりも小さい。この構成によれば、収容部に収容できる磁石について、磁石の径方向中間部位の第１方向における幅を径方向最外の幅よりも大きくできる。
【0026】
第５観点のモータのロータは、第４観点のロータであって、前記磁石において、前記収容部の前記第１端面と向かい合う部位の前記第１方向の幅は、第３幅と定義され、前記磁石において、前記収容部の前記第２端面と向かい合う部位の前記第１方向の幅は、第４幅と定義され、前記第４幅は前記第３幅よりも小さい。この構成によれば、磁石の径方向中間部位について第１方向における幅を第４幅よりも大きくできる。
【0027】
第６観点のモータのロータは、第１観点～第５観点のいずれか１つのロータであって、前記磁石は、前記ロータコアの外周面に近い前記第２方向の端面から、前記第２方向に離れるに従って、前記第１方向の幅が増加する傾斜面を有し、前記収容部は、前記磁石の前記傾斜面に沿う収容部傾斜面を有する。この構成によれば、磁石における径方向中間部位の第１方向における幅を大きくしながら、切欠部付近においてロータコアの厚みを確保できる。これによって、ロータコアの強度を維持できる。
【0028】
第７観点のモータのロータは、第６観点のロータであって、前記磁石の前記傾斜面は、前記軸方向から見て、前記磁石から前記磁石を配置する前記収容部に向かって凸となる曲面を有し、前記収容部は、前記磁石の前記曲面に沿う収容部曲面を有する。この構成によれば、磁石における径方向中間部位の第１方向における幅を大きくしながら、切欠部付近においてロータコアの厚みを確保できる。これによってロータコアの強度を維持できる。
【0029】
第８観点のモータのロータは、第１観点～第７観点のいずれか１つのロータであって、前記切欠部は、前記ロータの磁極において、前記磁極の磁極中心に対して前記回転軸心の周方向の一方に設けられる。この構成によれば、上記構成のロータが一方向のみに回転するモータに使用される場合、参考例のロータが使われる場合に比べて、そのモータのトルクを向上できる。参考例のロータは、周方向において、磁極中心に対して一方側に位置する磁石の付近および他方側に位置する磁石の付近それぞれに切欠部を有する。
【0030】
第９観点のモータのロータは、第１観点～第７観点のいずれか１つのロータであって、前記切欠部として、第１切欠部と、第２切欠部とを有し、前記第１切欠部は、前記ロータの磁極において、前記磁極の磁極中心に対して前記回転軸心の周方向の一方に設けられ、前記第２切欠部は、前記磁極において、前記磁極の前記磁極中心に対して前記周方向の他方に設けられる。この構成によれば、正逆方向に回転するモータにおいて、モータ効率の向上に貢献できる。
【0031】
この課題を解決する第１０観点のモータは、第１観点～第９観点のいずれか１つのロータを備える。この構成によれば、モータ効率を向上できる。
この課題を解決する第１１観点の圧縮機は、第１０観点のモータを備える。この構成によれば、圧縮機のエネルギー効率を向上できる。
この課題を解決する第１１観点の圧縮機は、第１０観点のモータを備える。この構成によれば、圧縮機のエネルギー効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】回転軸心に直交する面における、モータの断面図である。
【図2】ロータの部分拡大断面図である。
【図5】４極６ティースのモータの模式図である。
【図6】６極９ティースのモータの模式図である。
【図7】８極１２ティースのモータの模式図である。
【図8】１２極１５ティースのモータの模式図である。
【図9】モータを備える圧縮機の模式図である。
【図10】モータを備える冷凍装置の模式図である。
【図11】ロータの第１変形例の模式図である。
【図12】ロータの第２変形例の模式図である。
【図13】ロータの第３変形例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図１を参照して、モータ１について説明する。図１～図８、および、図１１～図１３は、いずれもロータ３の回転軸心Ｃに沿う軸方向ＤＡからみた図である。各図において軸方向ＤＡは、円の中にＸを入れた記号によって示される。軸方向ＤＡは各図の紙面に直交する。
【0034】
モータ１は、ステータ２と、ロータ３と、シャフト４と、を備える。本実施形態のモータ１は、インナロータ型である。ステータ２は、ロータ３の回転軸心Ｃに沿う軸方向ＤＡに延びる貫通部１３を有する。ロータ３は、ステータ２の貫通部１３に配置される。
【0035】
＜ステータ＞
図１に示されるように、ステータ２は、ステータコア１０と、コイル１４とを備える。ステータコア１０は、ヨーク１１と、複数のティース１２と、を有する。ティース１２は、ヨーク１１の内周面から回転軸心Ｃに向かって径方向に延びる。複数のティース１２は、回転軸心Ｃを中心とする周方向ＤＣに等間隔に配置される。コイル１４は、ステータコア１０に巻かれる。
図１に示されるように、ステータ２は、ステータコア１０と、コイル１４とを備える。ステータコア１０は、ヨーク１１と、複数のティース１２と、を有する。ティース１２は、ヨーク１１の内周面から回転軸心Ｃに向かって径方向に延びる。複数のティース１２は、回転軸心Ｃを中心とする周方向ＤＣに等間隔に配置される。コイル１４は、ステータコア１０に巻かれる。
【0036】
＜ロータ＞
ロータ３は、ロータコア１５と、磁石４０とを備える。ロータコア１５は、回転軸心Ｃに沿う軸方向ＤＡに積層される電磁鋼板によって構成される。ロータ３は、ロータ３の外周面３Ａとステータコア１０のティース１２の内面との間にエアギャップＧが設けられるように、ステータコア１０内に配置される。なお、ロータ３の外周面３Ａは、ロータコア１５の外周面３Ａとは同一である。
ロータ３は、ロータコア１５と、磁石４０とを備える。ロータコア１５は、回転軸心Ｃに沿う軸方向ＤＡに積層される電磁鋼板によって構成される。ロータ３は、ロータ３の外周面３Ａとステータコア１０のティース１２の内面との間にエアギャップＧが設けられるように、ステータコア１０内に配置される。なお、ロータ３の外周面３Ａは、ロータコア１５の外周面３Ａとは同一である。
【0037】
＜ロータコア＞
図２に示されるように、ロータコア１５は、回転軸心Ｃに沿うシャフト孔１６を有する。シャフト４は、シャフト孔１６に挿入される。ロータコア１５は、磁石４０を収容する複数の収容部２０を有する。収容部２０は、ロータ３の回転軸心Ｃの軸方向ＤＡに延びる。一例では、複数の収容部２０は、回転軸心Ｃを中心とする周方向ＤＣに等間隔に配置される。収容部２０は、ロータコア１５を軸方向ＤＡに貫通するように構成される。
図２に示されるように、ロータコア１５は、回転軸心Ｃに沿うシャフト孔１６を有する。シャフト４は、シャフト孔１６に挿入される。ロータコア１５は、磁石４０を収容する複数の収容部２０を有する。収容部２０は、ロータ３の回転軸心Ｃの軸方向ＤＡに延びる。一例では、複数の収容部２０は、回転軸心Ｃを中心とする周方向ＤＣに等間隔に配置される。収容部２０は、ロータコア１５を軸方向ＤＡに貫通するように構成される。
【0038】
＜磁石＞
磁石４０は、永久磁石である。磁石４０は、焼結磁石であってもよく、ボンド磁石であってもよい。本実施形態では、磁石４０は、焼結磁石である。焼結磁石の例として、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウム－コバルト磁石、および、アルニコ磁石が挙げられる。磁石４０は、ロータコア１５の収容部２０に配置される。
磁石４０は、永久磁石である。磁石４０は、焼結磁石であってもよく、ボンド磁石であってもよい。本実施形態では、磁石４０は、焼結磁石である。焼結磁石の例として、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウム－コバルト磁石、および、アルニコ磁石が挙げられる。磁石４０は、ロータコア１５の収容部２０に配置される。
【0039】
ロータ３には、複数の磁石４０によって偶数個の磁極Ｐが構成される。磁石４０は、磁極Ｐがロータ３の周方向ＤＣにおいて等間隔に配置されるように、構成される。一例では、ロータ３には、偶数個の区画Ａが設けられる。軸方向ＤＡから見て区画Ａは周方向ＤＣに等角度で配置される。複数の区画Ａそれぞれには磁石４０が設けられる。１つの区画Ａには、１つの磁石４０、または、２つ以上の磁石４０が配置される。１つの区画Ａは、第１径方向に延びる第１区画線ＬＡ１と、第２径方向に延びる第２区画線ＬＡ２とを有する。１つの区画Ａに設けられる磁石４０は、第１区画線ＬＡ１に沿う第１磁石４１と、第２区画線ＬＡ２に沿う第２磁石４２と、第１磁石４１の径方向内側端部と第２磁石４２の径方向内側端部との間に配置される第３磁石４３とを有する。第３磁石４３は、径方向においてロータ３の回転軸心Ｃに向かって凸となるように湾曲する。１つの区画Ａに設けられる磁石４０は、第１磁石４１、第２磁石４２、および、第３磁石４３が一体成形された構造を有してもよい。１つの区画Ａに設けられる磁石４０は、第１磁石４１と、第２磁石４２とによって構成されてもよい。
【0040】
磁石４０は、１つの区画Ａにおいて、第１区画線ＬＡ１および第２区画線ＬＡ２から等距離の中間線ＭＬ上に磁極中心ＰＣが形成するように、構成される。中間線ＭＬ上に、磁石４０の磁極中心ＰＣが位置する。第１磁石４１、第２磁石４２、および、第３磁石４３は、極性が異なる２つの第１磁極面Ｓ１および第２磁極面Ｓ２を有する。一例では、第１磁極面Ｓ１はＮ極を構成する。第２磁極面Ｓ２はＳ極を構成する。１つの区画Ａ内において第１磁石４１の第１磁極面Ｓ１は、周方向ＤＣにおいて同じ区画Ａ内の第２磁石４２に向く。同様に、１つの区画Ａ内において第２磁石４２の第１磁極面Ｓ１は周方向ＤＣにおいて同じ区画Ａ内の第１磁石４１に向く。第３磁石４３の第１磁極面Ｓ１は、径方向の外方に向く。すなわち、１つの区画Ａ内の第１磁石４１、第２磁石４２、および第３磁石４３それぞれにおいて、同区画Ａ内の磁極Ｐに向かっている面は、同じ磁極Ｐを有する。１つの区画Ａの磁極Ｐは、隣接する区画Ａの磁極Ｐと反対の磁極Ｐを有する。したがって、ロータ３において各区画Ａの磁極Ｐの極性は周方向ＤＣに交互に異なる。
【0041】
＜ロータの構造＞
ロータコア１５の収容部２０は、第１端面２１を有する。第１端面２１は、区画Ａ内において第１区画線ＬＡ１に沿うように延伸する。第１端面２１は、軸方向ＤＡから見て、収容部２０に配置される磁石４０の磁極面Ｓのうちロータ３の磁極Ｐに面する側の面（本実施形態では、第１磁極面Ｓ１）と向かい合っている。第１端面２１は、軸方向ＤＡから見て、直線または変曲点のない曲線となるように構成される。具体的には、軸方向ＤＡにおける第１端面２１が、軸方向ＤＡから見て、直線または変曲点のない曲線となるように構成される。変曲点のない曲線の例として、円弧、楕円弧、放物線、インボリュート曲線、および、サイクロイド曲線が挙げられる。第１端面２１は、他の面（以下では、接続面２１Ａともいう。）と接続される。他の面（すなわち、接続面２１Ａ）の一例は、後述の収容部傾斜面２９である。軸方向ＤＡから見て、第１端面２１は、不連続に他の面に繋がる。または、軸方向ＤＡから見て、第１端面２１は、変曲点を介して他の面に繋がる。他の面（すなわち、接続面２１Ａ）は、第１磁極面Ｓ１と向かい合うように配置される。
ロータコア１５の収容部２０は、第１端面２１を有する。第１端面２１は、区画Ａ内において第１区画線ＬＡ１に沿うように延伸する。第１端面２１は、軸方向ＤＡから見て、収容部２０に配置される磁石４０の磁極面Ｓのうちロータ３の磁極Ｐに面する側の面（本実施形態では、第１磁極面Ｓ１）と向かい合っている。第１端面２１は、軸方向ＤＡから見て、直線または変曲点のない曲線となるように構成される。具体的には、軸方向ＤＡにおける第１端面２１が、軸方向ＤＡから見て、直線または変曲点のない曲線となるように構成される。変曲点のない曲線の例として、円弧、楕円弧、放物線、インボリュート曲線、および、サイクロイド曲線が挙げられる。第１端面２１は、他の面（以下では、接続面２１Ａともいう。）と接続される。他の面（すなわち、接続面２１Ａ）の一例は、後述の収容部傾斜面２９である。軸方向ＤＡから見て、第１端面２１は、不連続に他の面に繋がる。または、軸方向ＤＡから見て、第１端面２１は、変曲点を介して他の面に繋がる。他の面（すなわち、接続面２１Ａ）は、第１磁極面Ｓ１と向かい合うように配置される。
【0042】
収容部２０は、さらに、径方向外側に配置されて周方向ＤＣに延伸する第２端面２２と、径方向に沿うように延伸する第３端面２３とを有する。第２端面２２は、接続面２１Ａと接続される。換言すると、接続面２１Ａは、第１端面２１と第２端面２２とを接続する。第３端面２３は、収容部２０内の空間を介して第１端面２１および接続面２１Ａと向かい合う。第３端面２３は、軸方向ＤＡから見て、直線または変曲点のない曲線となるように構成される。一例では、第３端面２３は、第１端面２１と平行である。区画Ａ内において、第３端面２３は、磁極中心ＰＣから第１端面２１よりも周方向ＤＣに遠くに配置される。収容部２０において第１端面２１と第３端面２３との間に、第１磁石４１が配置される。
【0043】
収容部２０は、さらに、磁極中心ＰＣに対して第１端面２１と対称の位置にある第４端面２４を有する。第４端面２４は、区画Ａ内において第２区画線ＬＡ２に沿うように延伸する。第４端面２４は、軸方向ＤＡから見て、収容部２０に配置される磁石４０の磁極面Ｓのうちロータ３の磁極Ｐに面する側の面（本実施形態では、第１磁極面Ｓ１）と向かい合っている。第４端面２４は、軸方向ＤＡから見て、直線または変曲点のない曲線となるように構成される。
【0044】
収容部２０は、さらに、径方向外側に配置されて周方向ＤＣに延伸する第５端面２５と、径方向に沿うように延伸する第６端面２６とを有する。第６端面２６は、収容部２０内の空間を介して第４端面２４と向かい合う。一例では、第６端面２６は、第４端面２４と平行である。区画Ａ内において、第６端面２６は、磁極中心ＰＣから第４端面２４よりも周方向ＤＣに遠くに配置される。収容部２０において第４端面２４と第６端面２６との間に、第２磁石４２が配置される。
【0045】
収容部２０は、さらに、第１湾曲面２７および第２湾曲面２８を有する。第１湾曲面２７は、第１端面２１の径方向内端と第４端面２４の径方向内端とを繋ぐ。第２湾曲面２８は、第３端面２３の径方向内端と第６端面２６の径方向内端とを繋ぐ。収容部２０において第１湾曲面２７と第２湾曲面２８との間に、第３磁石４３が配置される。
【0046】
図３を参照して、ロータ３の構造をさらに詳述する。
収容部２０は、さらに、次のような構造を有する。ここで、軸方向ＤＡから見て、収容部２０に配置される磁石４０の磁極面Ｓから第１端面２１に向かう方向は第１方向Ｄ１と定義される。軸方向ＤＡから見て、第１方向Ｄ１と直交する方向は第２方向Ｄ２と定義される。収容部２０において、第１磁極面Ｓ１と向かい合う第１端面２１を含む部位と第３端面２３を含む部位との間の第１方向Ｄ１の幅は、第１幅Ｗ１と定義される。収容部２０において、第１磁極面Ｓ１と向かい合う接続面２１Ａを含む部位と第３端面２３を含む部位との間の第１方向Ｄ１の幅は、第２幅Ｗ２と定義される。収容部２０において、第２幅Ｗ２は、第１幅Ｗ１よりも小さい。
収容部２０は、さらに、次のような構造を有する。ここで、軸方向ＤＡから見て、収容部２０に配置される磁石４０の磁極面Ｓから第１端面２１に向かう方向は第１方向Ｄ１と定義される。軸方向ＤＡから見て、第１方向Ｄ１と直交する方向は第２方向Ｄ２と定義される。収容部２０において、第１磁極面Ｓ１と向かい合う第１端面２１を含む部位と第３端面２３を含む部位との間の第１方向Ｄ１の幅は、第１幅Ｗ１と定義される。収容部２０において、第１磁極面Ｓ１と向かい合う接続面２１Ａを含む部位と第３端面２３を含む部位との間の第１方向Ｄ１の幅は、第２幅Ｗ２と定義される。収容部２０において、第２幅Ｗ２は、第１幅Ｗ１よりも小さい。
【0047】
収容部２０において、第１端面２１よりもロータ３の外周面３Ａに近い第２端面２２を含む部位の第１方向Ｄ１の幅は、第２幅Ｗ２のうちの径方向最外の幅ＷＸ２である。収容部２０において、第２幅Ｗ２のうちの径方向最外の幅ＷＸ２は、第１幅Ｗ１よりも小さい。
【0048】
本実施形態では、第１幅Ｗ１は、第１方向Ｄ１において第１端面２１を含む複数の部位の平均値と定義される。他の例では、第１幅Ｗ１は、第１方向Ｄ１において第１端面２１を含む部位のうちで最大値として定義される。他の例では、第１幅Ｗ１は、第１方向Ｄ１において第１端面２１を含む部位のうちで最小値として定義されてもよい。他の例では、第１幅Ｗ１は、第１方向Ｄ１において第１端面２１を含む部位のうちの特定の部位における幅として定義されてもよい。例えば、第１方向Ｄ１において第１端面２１を含む部位のうちで収容部傾斜面２９に接続する部分における幅として定義されてもよい。
【0049】
さらに、収容部２０は、磁石４０の傾斜面４５（後述参照）に沿う収容部傾斜面２９（接続面２１Ａ）を有する。収容部傾斜面２９は、接続面２１Ａの一例である。収容部傾斜面２９（接続面２１Ａ）は、ロータコア１５の外周面３Ａに近い第２方向Ｄ２の外側の第２端面２２の磁極Ｐ側から、第２方向Ｄ２の内方に離れるように延伸するに従って、収容部２０の第１方向Ｄ１の幅が増加するように構成される。すなわち、収容部傾斜面２９の構造は、次のように換言される。収容部２０の収容部傾斜面２９（接続面２１Ａ）は、収容部２０の第１端面２１において径方向外側から、径方向の外方へかつ周方向ＤＣにおいて磁極Ｐから遠ざかるように延伸する。収容部傾斜面２９（接続面２１Ａ）は、平面でもよいし、凸状の曲面でもよく、凹状の曲面でもよい。例えば、収容部傾斜面２９は、軸方向ＤＡから見たときの収容部傾斜面２９の端縁が、直線、円弧、楕円弧、放物線、インボリュート曲線、および、サイクロイド曲線となるように構成される。収容部傾斜面２９とロータ３の外周面３Ａとの間において両者が最も近づいた部分の距離ｔｘは、電磁鋼板の厚さと等しい、または、電磁鋼板の厚さよりも大きい。収容部２０は、収容部傾斜面２９として、第１収容部傾斜面２９Ａと、第２収容部傾斜面２９Ｂとを有する。第１収容部傾斜面２９Ａは、第１端面２１と第２端面２２とを接続する。第２収容部傾斜面２９Ｂは、第４端面２４と第５端面２５とを接続する。
【0050】
＜切欠部＞
ロータコア１５は、外周面３Ａに切欠部３０を有する。切欠部３０は、回転軸心Ｃと同軸の仮想円筒に対して、仮想円筒から回転軸心Ｃに向かって切り欠くように構成される。仮想円筒は所定半径を有する。所定半径は、ロータコア１５において回転軸心Ｃから外周面３Ａまでの距離のうちで最も大きい距離と等しい大きさを有する。
ロータコア１５は、外周面３Ａに切欠部３０を有する。切欠部３０は、回転軸心Ｃと同軸の仮想円筒に対して、仮想円筒から回転軸心Ｃに向かって切り欠くように構成される。仮想円筒は所定半径を有する。所定半径は、ロータコア１５において回転軸心Ｃから外周面３Ａまでの距離のうちで最も大きい距離と等しい大きさを有する。
【0051】
第１の線Ｌ１を、次のように引くとする。すなわち、軸方向ＤＡから見て、収容部２０の第１端面２１から、周方向ＤＣに収容部２０から遠ざかる方向に所定距離ｔだけ離れた位置で、かつ、ロータコア１５の外周面３Ａに向かって延伸するように、第１の線Ｌ１を仮想的に引くとする。より具体的には、軸方向ＤＡから見て、収容部２０の第１端面２１から、収容部２０が配置される区画Ａの磁極Ｐ側に向かって周方向ＤＣに所定距離ｔだけ移動した位置に、外周面３Ａに向かって延伸しかつ外周面３Ａと交差するように、第１の線Ｌ１を仮想的に引くとする。切欠部３０は、軸方向ＤＡから見て、切欠部３０の一部または全部が第１の線Ｌ１に対して回転軸心Ｃの周方向ＤＣで収容部２０側に位置するように構成される。第１の線Ｌ１は、軸方向ＤＡから見て第１端面２１が直線である場合、直線に延伸される線である。第１の線Ｌ１は、軸方向ＤＡから見て第１端面２１が変曲点のない曲線である場合、その曲線に応じて延伸される線である。一例では、軸方向ＤＡから見て第１端面２１が円弧である場合、第１の線Ｌ１は、その円弧の延長線、または接線として構成される。所定距離ｔは、軸方向ＤＡから見て、ロータコア１５の外周面３Ａと、収容部２０における端面２２Ｘとの距離の最小値と等しい値を有する。本実施形態では、端面２２Ｘは、収容部２０において、第２端面２２と収容部傾斜面２９とを含む。
【0052】
切欠部３０は、軸方向ＤＡから見て、切欠部３０の一部が第１の線Ｌ１に対して回転軸心Ｃの周方向ＤＣでロータ３の磁極中心ＰＣ側に位置するように構成される。
【0053】
ロータ３は、１つの区画Ａに、切欠部３０として、第１切欠部３０Ａと、第２切欠部３０Ｂとを有する。第１切欠部３０Ａは、ロータ３の磁極Ｐにおいて、磁極Ｐの磁極中心ＰＣに対して周方向ＤＣの一方に設けられる。第２切欠部３０Ｂは、磁極Ｐにおいて、磁極Ｐの磁極中心ＰＣに対して周方向ＤＣの他方に設けられる。
【0054】
図４を参照して、他の形態の切欠部３０を説明する。
第２の線Ｌ２を、軸方向ＤＡから見て、第１端面２１に重なる線をロータコア１５の外周面３Ａに向かって延伸するように仮想的に引くとする。切欠部３０は、軸方向ＤＡから見て、第２の線Ｌ２に対して周方向ＤＣで収容部２０側に位置するように構成される。
第２の線Ｌ２を、軸方向ＤＡから見て、第１端面２１に重なる線をロータコア１５の外周面３Ａに向かって延伸するように仮想的に引くとする。切欠部３０は、軸方向ＤＡから見て、第２の線Ｌ２に対して周方向ＤＣで収容部２０側に位置するように構成される。
【0055】
＜磁石＞
磁石４０は、磁石４０が収容部２０に配置された状態において、磁極中心ＰＣ側の径方向外端が磁極中心ＰＣ側の磁極面Ｓ（本実施形態では、第１磁極面Ｓ１のうちで磁極Ｐ側で径方向に延伸する延伸面４５Ｘ）よりも磁極中心ＰＣから遠ざかる方向に切り欠かれた構造を有する。
磁石４０は、磁石４０が収容部２０に配置された状態において、磁極中心ＰＣ側の径方向外端が磁極中心ＰＣ側の磁極面Ｓ（本実施形態では、第１磁極面Ｓ１のうちで磁極Ｐ側で径方向に延伸する延伸面４５Ｘ）よりも磁極中心ＰＣから遠ざかる方向に切り欠かれた構造を有する。
【0056】
具体的には、磁石４０において、収容部２０の第１端面２１と向かい合う部位の第１方向Ｄ１の幅は、第３幅Ｗ３と定義される。磁石４０において、収容部２０の接続面２１Ａと向かい合う部位の第１方向Ｄ１の幅は、第４幅Ｗ４と定義される。そして、第４幅Ｗ４は第３幅Ｗ３よりも小さい。なお、ロータコア１５の外周面３Ａに近い部位の第４幅Ｗ４は、磁石４０において、収容部２０の第２端面２２と向かい合う部位の第１方向Ｄ１の幅と換言できる。
【0057】
磁石４０は、傾斜面４５を有する。第１磁極面Ｓ１は、傾斜面４５と、径方向に延伸する延伸面４５Ｘとを含む。傾斜面４５は、第１磁石４１において、ロータコア１５の外周面３Ａに近い第２方向Ｄ２の外側端面４１Ｓの磁極側端４１Ｅから、第２方向Ｄ２の内方に離れるように延伸するに従って、磁石４０の第１方向Ｄ１の幅が増加するように構成される。すなわち、傾斜面４５の構造は、次のように換言される。磁石４０の傾斜面４５は、磁石４０の磁極面Ｓのうちロータ３の磁極Ｐに面する側の面（本実施形態では、第１磁極面Ｓ１のうちで磁極Ｐ側で径方向に延伸する延伸面４５Ｘ）の径方向外端から、径方向の外方へかつ周方向ＤＣにおいて磁極Ｐから遠ざかるように延伸する。傾斜面４５は、平面でもよいし、凸状の曲面でもよく、凹状の曲面でもよい。例えば、傾斜面４５は、軸方向ＤＡから見たときの傾斜面４５の端縁が、直線、円弧、楕円弧、放物線、インボリュート曲線、および、サイクロイド曲線となるように構成される。
【0058】
具体的には、磁石４０の傾斜面４５は、磁石４０が収容部２０に配置された状態において、収容部傾斜面２９に沿うように構成される。
【0059】
＜作用＞
本実施形態の作用を説明する。
図５～図８は、各種のロータ３の断面図である。図５は、４極６ティースのモータ１の模式断面図である。図６は、６極９ティースのモータ１の模式断面図である。図７は、８極１２ティースのモータ１の模式断面図である。図８は、１２極１５ティースのモータ１の模式断面図である。
本実施形態の作用を説明する。
図５～図８は、各種のロータ３の断面図である。図５は、４極６ティースのモータ１の模式断面図である。図６は、６極９ティースのモータ１の模式断面図である。図７は、８極１２ティースのモータ１の模式断面図である。図８は、１２極１５ティースのモータ１の模式断面図である。
【0060】
図５～図８に示されるように、所定の磁極Ｐと所定のティース１２とが互いに向かい合う状態において、磁石４０の外周面付近端部と所定のティース１２に隣接するティース１２との関係は、モータ１の構造によって異なる。このため、モータ１における磁束密度の高調波成分を低減するための、切欠部３０の最適な位置および大きさは、モータ１の構造によって異なる。
【0061】
参考例のロータ３では、切欠部３０の全部は、所定の磁極Ｐの第１端面２１に関する第１の線Ｌ１に対して回転軸心Ｃの周方向ＤＣで所定の磁極Ｐ側に位置する。本実施形態では、切欠部３０の一部または全部は、所定の磁極Ｐの第１端面２１に関する第１の線Ｌ１に対して回転軸心Ｃの周方向ＤＣで収容部２０側に位置する。このような構造によって、ロータ３の構造によってモータ１のエアギャップＧの設計の自由度が高くなる。そして、モータ１に応じて切欠部３０を適切に構成できる。
【0062】
このような切欠部３０の構造によって、各モータ１において、ロータ３を次のように構成し易くなる。図５に示される４極６ティースのモータ１では、モータ１の回転軸心Ｃと切欠部３０の周方向端部３０Ｅとを結ぶ線ＬＸと、回転軸心Ｃと磁極中心ＰＣとを結ぶ線ＬＹとの間の角度ＡＧは、２８度以上３２度以下に設定できる。図６に示される６極９ティースのモータ１では、モータ１の回転軸心Ｃと切欠部３０の周方向端部３０Ｅとを結ぶ線ＬＸと、回転軸心Ｃと磁極中心ＰＣとを結ぶ線ＬＹとの間の角度ＡＧは、１８度以上２２度以下に設定できる。図７に示される８極１２ティースのモータ１では、モータ１の回転軸心Ｃと切欠部３０の周方向端部３０Ｅとを結ぶ線ＬＸと、回転軸心Ｃと磁極中心ＰＣとを結ぶ線ＬＹとの間の角度ＡＧは、１３度以上１７度以下に設定できる。図８に示される１２極１５ティースのモータ１では、モータ１の回転軸心Ｃと切欠部３０の周方向端部３０Ｅとを結ぶ線ＬＸと、回転軸心Ｃと磁極中心ＰＣとを結ぶ線ＬＹとの間の角度ＡＧは、１０度以上１４度以下に設定できる。切欠部３０の周方向端部３０Ｅは、周方向ＤＣにおいて切欠部３０の両端のうちで磁極中心ＰＣから遠い端部を示す（図２参照）。
【0063】
さらに、本実施形態では、所定の磁石４０が収容される収容部２０には、収容部傾斜面２９が設けられる。このため、切欠部３０において、所定の磁極Ｐの第１端面２１に関する第１の線Ｌ１に対して回転軸心Ｃの周方向ＤＣで収容部２０側に位置する部分を大きくできる。このような構成によって、所定の磁極Ｐと所定のティース１２とが互いに向かい合う状態において、所定の磁極Ｐに関する磁石４０において磁極中心ＰＣ側の径方向外端と所定のティース１２に隣接するティース１２との間のエアギャップＧを大きくできる。この結果、エアギャップＧを介するティース１２とロータ３の磁石４０間におけるギャップ間磁束密度について高調波成分を低減できる。そして、モータ１の鉄損の低減に貢献できる。
【0064】
図９および図１０を参照して、上述のモータ１の使用例を挙げる。モータ１は、例えば圧縮機７の構成要素とされる（図９参照）。圧縮機７はモータ１を備える。さらに、圧縮機７は、モータ１の動力によって、気体を圧縮する圧縮部８を有する。圧縮部８は、レシプロ構造を有してもよく、スクリュー構造を有してもよく、また、ロータリ構造を有してもよい。圧縮機７の一例として、冷凍サイクルの冷媒を圧縮する圧縮機７が挙げられる。
【0065】
上述のモータ１は、冷凍装置９に使用される。冷凍装置９の例として、空気調和機９Ｘ（図１０参照）、給湯器、チラーユニット、庫内の空気を冷却する冷却装置が挙げられる。庫内の空気は、冷蔵庫、冷凍庫、コンテナなどの内部の空気を示す。これら冷凍装置９は圧縮機７を備える。モータ１は、冷凍装置９の圧縮機用モータとして使用される。空気調和機９Ｘにおいて、モータ１は、室外機９Ａまたは室内機９Ｂのファン用モータとして使用されてもよい。
【0066】
＜効果＞
本実施形態の効果を説明する。
（１）ロータ３において、ロータコア１５は、ロータコア１５の外周面３Ａに切欠部３０を有する。ロータ３の収容部２０において、第２幅Ｗ２は第１幅Ｗ１よりも小さい。この構成によれば、ロータ３の外周面３Ａにおける磁石４０付近に、ロータ３とステータ２との間のギャップの幅が拡大する部分が設けられる。これによって、磁束密度の高調波成分を低減できるため、モータ１のエネルギー効率の向上に寄与できる。また、収容部２０に収容できる磁石４０について、磁石４０の径方向中間部位４０Ａの第１方向Ｄ１における幅を第２幅Ｗ２よりも大きくできる。例えば、第１磁石４１の径方向中間部位４０Ａの第１方向Ｄ１における幅を大きくできる。
本実施形態の効果を説明する。
（１）ロータ３において、ロータコア１５は、ロータコア１５の外周面３Ａに切欠部３０を有する。ロータ３の収容部２０において、第２幅Ｗ２は第１幅Ｗ１よりも小さい。この構成によれば、ロータ３の外周面３Ａにおける磁石４０付近に、ロータ３とステータ２との間のギャップの幅が拡大する部分が設けられる。これによって、磁束密度の高調波成分を低減できるため、モータ１のエネルギー効率の向上に寄与できる。また、収容部２０に収容できる磁石４０について、磁石４０の径方向中間部位４０Ａの第１方向Ｄ１における幅を第２幅Ｗ２よりも大きくできる。例えば、第１磁石４１の径方向中間部位４０Ａの第１方向Ｄ１における幅を大きくできる。
【0067】
（２）軸方向ＤＡから見て、ロータコア１５の外周面３Ａと収容部２０における端面２２Ｘとの距離の最小値を所定距離ｔと定義する。収容部２０の第１端面２１から、周方向ＤＣに収容部２０から遠ざかる方向に所定距離ｔだけ離れ、ロータコア１５の外周面３Ａに向かって延伸した第１の線Ｌ１を仮想的に引くとする。この場合、切欠部３０は、切欠部３０の一部または全部が第１の線Ｌ１に対して回転軸心Ｃの周方向ＤＣで収容部２０側に位置するように構成される。
【0068】
この構成によれば、ロータ３の外周面３Ａにおける磁石４０付近に、ロータ３とステータ２との間のギャップの幅が拡大する部分が設けられる。これによって、磁束密度の高調波成分を低減できるため、モータ１のエネルギー効率の向上に寄与できる。
【0069】
（３）第１端面２１に重なる線をロータコア１５の外周面３Ａに向かって延伸した第２の線Ｌ２を仮想的に引くとする。この場合、切欠部３０の一部または全部は、軸方向ＤＡから見て、第２の線Ｌ２に対して周方向ＤＣで収容部２０側に位置するように構成される。この構成によれば、第２の線Ｌ２に対して周方向ＤＣで収容部２０側に位置しないように構成される切欠部３０に比べて、切欠部３０の設計自由度を向上できる。
【0070】
（４）切欠部３０は、軸方向ＤＡから見て、切欠部３０の一部が第１の線Ｌ１に対して回転軸心Ｃの周方向ＤＣでロータ３の磁極中心ＰＣ側に位置するように構成される。この構成によれば、切欠部３０が第１の線Ｌ１に対して回転軸心Ｃの周方向ＤＣでロータ３の磁極中心ＰＣ側に位置しないように構成される場合に比べて、切欠部３０の設計自由度を向上できる。
【0071】
（５）磁石４０において、第４幅Ｗ４は第３幅Ｗ３よりも小さい。この構成によれば、磁石４０の径方向中間部位４０Ａについて第１方向Ｄ１における幅を第４幅Ｗ４よりも大きくできる。
【0072】
（６）磁石４０は、傾斜面４５を有する。傾斜面４５は、ロータコア１５の外周面３Ａに近い第２方向Ｄ２の端面（外側端面４１Ｓ）から、第２方向Ｄ２に離れるに従って、第１方向Ｄ１の幅が増加するように構成される。収容部２０は、磁石４０の傾斜面４５に沿う収容部傾斜面２９を有する。この構成によれば、磁石４０における径方向中間部位４０Ａの第１方向Ｄ１における幅を大きくしながら、切欠部３０付近においてロータコア１５の厚みを確保できる。これによって、ロータコア１５の強度を維持できる。
【0073】
また、このような傾斜面４５によって、磁石４０の欠けを抑制できる。特に、磁石４０が焼結成形の場合、磁石４０の欠けの抑制効果が大きい。
【0074】
また、このような傾斜面４５によって、次の効果もある。磁石４０の第１端面２１と第２端面２２とが直交する矩形の磁石４０の場合に比べて、径方向においてロータコア１５に接触する面の面積を大きくできる。このため、参考例の矩形の磁石４０に比べて、ロータ３が回転するとき、ロータコア１５が磁石４０の遠心力を受ける面積を大きくできるため、ロータコア１５の形状劣化（遠心力にともなう形状の変化）を抑制できる。
【0075】
切欠部３０は、磁石４０の傾斜面４５に沿わないように構成することもできる。例えば、磁石４０の傾斜面４５から切欠部３０までのロータコア１５の厚みが大きくなるように、切欠部３０を構成できる。しかし、この場合、磁石４０から上述の隣接のティース１２への磁束漏れが増大する虞がある。この点、上記構成によれば、磁石４０の傾斜面４５から切欠部３０までのロータコア１５の厚みが大きくなり過ぎないため、磁束漏れを小さくできる。
【0076】
（７）ロータ３は、切欠部３０として、第１切欠部３０Ａと、第２切欠部３０Ｂとを有する。第１切欠部３０Ａは、ロータ３の磁極Ｐにおいて、磁極Ｐの磁極中心ＰＣに対して周方向ＤＣの一方に設けられ、第２切欠部３０Ｂは、磁極Ｐにおいて、磁極Ｐの磁極中心ＰＣに対して周方向ＤＣの他方に設けられる。この構成によれば、正逆方向に回転するモータ１において、モータ効率の向上に貢献できる。
【0077】
（８）モータ１はロータ３を備える。この構成によれば、モータ効率を向上できる。
【0078】
（９）圧縮機７は、上述の構造のモータ１を備える。この構成によれば、圧縮機７のエネルギー効率を向上できる。
【0079】
（１０）冷凍装置９は、上述の構造のモータ１を備える。この構成によれば、冷凍装置９のエネルギー効率を向上できる。
【0080】
（変形例）
本開示のロータ３、モータ１、モータ１を備える圧縮機７、および、冷凍装置９は、上記各実施の形態以外に、例えば以下に示される変形例、及び相互に矛盾しない少なくとも二つの変形例を組み合わせた形態としてもよい。
本開示のロータ３、モータ１、モータ１を備える圧縮機７、および、冷凍装置９は、上記各実施の形態以外に、例えば以下に示される変形例、及び相互に矛盾しない少なくとも二つの変形例を組み合わせた形態としてもよい。
【0081】
・上記実施形態では、ロータ３は、切欠部３０として１つの区画Ａに第１切欠部３０Ａと第２切欠部３０Ｂとを有する。これに対して、ロータ３において、切欠部３０は、ロータ３の磁極Ｐにおいて、磁極Ｐの磁極中心ＰＣに対して周方向ＤＣの一方に設けられてもよい。具体的には、ロータ３は、１つの区画Ａにおいて第１切欠部３０Ａおよび第２切欠部３０Ｂのうち一方を有する。この構成によれば、上記構成のロータ３が一方向のみに回転するモータ１に使用される場合、参考例のロータ３が使われる場合に比べて、そのモータ１のトルクを向上できる。参考例のロータ３は、周方向ＤＣにおいて、磁極中心ＰＣに対して一方側に位置する磁石の付近および他方側に位置する磁石の付近それぞれに切欠部３０（第１切欠部３０Ａおよび第２切欠部３０Ｂ）を有する。
【0082】
・図１１を参照して、ロータ３の変形例を説明する。
第１磁石４１は、４隅に傾斜面４５を有してもよい。この構成によって、磁石４０の欠けを抑制できる。第２磁石４２は、第１磁石４１と同様に、４隅に傾斜面４５を有してもよい。
第１磁石４１は、４隅に傾斜面４５を有してもよい。この構成によって、磁石４０の欠けを抑制できる。第２磁石４２は、第１磁石４１と同様に、４隅に傾斜面４５を有してもよい。
【0083】
・図１２を参照して、ロータ３の変形例を説明する。
磁石４０の傾斜面４５は、第１磁石４１において、ロータコア１５の外周面３Ａに近い第２方向Ｄ２の外側端面４１Ｓの磁極側端４１Ｅから、第２方向Ｄ２の内方に離れるように延伸するに従って、磁石４０の第１方向Ｄ１の幅が増加するように構成される。そして、磁石４０の傾斜面４５は、軸方向ＤＡから見て、磁石４０から磁石４０を配置する収容部２０に向かって凸となる曲面４５Ａを有する。収容部２０は、磁石４０の曲面４５Ａに沿う収容部曲面２９Ｒを有する。収容部曲面２９Ｒは、接続面２１Ａの一例である。この構成によれば、上記（６）に準じた効果を奏する。この場合、ロータ３の切欠部３０において、収容部２０の第１端面２１に関する第１の線Ｌ１に対して周方向ＤＣで収容部２０側に位置する部分は、磁石４０の曲面４５Ａまたは収容部２０の収容部曲面２９Ｒ（接続面２１Ａ）に沿うように構成されてもよい。
磁石４０の傾斜面４５は、第１磁石４１において、ロータコア１５の外周面３Ａに近い第２方向Ｄ２の外側端面４１Ｓの磁極側端４１Ｅから、第２方向Ｄ２の内方に離れるように延伸するに従って、磁石４０の第１方向Ｄ１の幅が増加するように構成される。そして、磁石４０の傾斜面４５は、軸方向ＤＡから見て、磁石４０から磁石４０を配置する収容部２０に向かって凸となる曲面４５Ａを有する。収容部２０は、磁石４０の曲面４５Ａに沿う収容部曲面２９Ｒを有する。収容部曲面２９Ｒは、接続面２１Ａの一例である。この構成によれば、上記（６）に準じた効果を奏する。この場合、ロータ３の切欠部３０において、収容部２０の第１端面２１に関する第１の線Ｌ１に対して周方向ＤＣで収容部２０側に位置する部分は、磁石４０の曲面４５Ａまたは収容部２０の収容部曲面２９Ｒ（接続面２１Ａ）に沿うように構成されてもよい。
【0084】
・図１３を参照して、ロータ３の変形例を説明する。
磁石４０は、磁石切欠部４９を有してもよい。この場合、ロータ３の切欠部３０を、切欠部３０の一部が第１の線Ｌ１に対して周方向ＤＣで収容部２０側に位置するように構成し易い。磁石切欠部４９は、磁石４０の磁極面Ｓのうちロータ３の磁極Ｐに面する側の面（本実施形態では、第１磁極面Ｓ１）において、ロータ３の外周面３Ａに近い部分に設けられる。軸方向ＤＡからみて、磁石切欠部４９は、矩形に切り欠かれてもよく、円弧上に切り欠かれてもよい。この構成によれば、磁石４０における径方向中間部位４０Ａの第１方向Ｄ１における幅を大きくしながら、磁石切欠部４９付近においてロータコア１５の厚みを確保できる。これによって、ロータコア１５の強度を維持できる。
磁石４０は、磁石切欠部４９を有してもよい。この場合、ロータ３の切欠部３０を、切欠部３０の一部が第１の線Ｌ１に対して周方向ＤＣで収容部２０側に位置するように構成し易い。磁石切欠部４９は、磁石４０の磁極面Ｓのうちロータ３の磁極Ｐに面する側の面（本実施形態では、第１磁極面Ｓ１）において、ロータ３の外周面３Ａに近い部分に設けられる。軸方向ＤＡからみて、磁石切欠部４９は、矩形に切り欠かれてもよく、円弧上に切り欠かれてもよい。この構成によれば、磁石４０における径方向中間部位４０Ａの第１方向Ｄ１における幅を大きくしながら、磁石切欠部４９付近においてロータコア１５の厚みを確保できる。これによって、ロータコア１５の強度を維持できる。
【0085】
この場合、収容部２０において、磁石切欠部４９に向く面は、磁石４０の磁石切欠部４９から所定距離ｔまたは所定距離ｔ以上の距離を隔てるようにして磁石切欠部４９に沿うように構成されてもよい。磁石切欠部４９に向く面は、接続面２１Ａの一例である。さらに、ロータ３の切欠部３０において、収容部２０の第１端面２１に関する第１の線Ｌ１に対して周方向ＤＣで収容部２０側に位置する部分は、磁石切欠部４９または収容部２０において磁石切欠部４９に向く面（接続面２１Ａ）に沿うように構成されてもよい。
【0086】
・以上、モータ１のロータ３、モータ１、および、モータ１について実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載されたモータ１のロータ３、モータ１、および、モータ１の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【符号の説明】
【0087】
Ｃ…回転軸心、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、ＤＡ…軸方向、ＤＣ…周方向、Ｌ１…第１の線、Ｌ２…第２の線、Ｐ…磁極、ＰＣ…磁極中心、Ｓ…磁極面、ｔ…所定距離、Ｗ１…第１幅、Ｗ２…第２幅、Ｗ３…第３幅、Ｗ４…第４幅、１…モータ、３…ロータ、３Ａ…外周面、７…圧縮機、１５…ロータコア、２０…収容部、２１…第１端面、２１Ａ…接続面、２２…第２端面、２９…収容部傾斜面、２９Ｒ…収容部曲面、３０…切欠部、３０Ａ…第１切欠部、３０Ｂ…第２切欠部、４０…磁石、４５…傾斜面、４５Ａ…曲面。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】