KR20190112764A - 회전자, 전동기, 압축기, 송풍기, 및 공기조화 장치 - Google Patents

Abstract

회전자는, 축선을 중심으로 하는 환형상의 내주와, 그 지름방향 외측에 위치하는 외주를 가지며, 전자강판으로 구성된 회전자 철심을 구비한다. 회전자 철심은, 외주에 따라, 둘레방향으로 이웃하는 제1의 자석 삽입구멍과 제2의 자석 삽입구멍을 가지며, 내주에 따라, 둘레방향으로 이웃하는 제1의 슬릿과 제2의 슬릿을 갖는다. 제1의 슬릿은, 제2의 슬릿에 대향하는 제1의 대향부를 가지며, 제2의 슬릿은, 제1의 슬릿에 대향하는 제2의 대향부를 갖는다. 제1의 대향부는, 지름방향 내측의 단부에 제1의 내측단부를 가지며, 지름방향 외측의 단부에 제1의 외측단부를 가지며, 제2의 대향부는, 지름방향 내측의 단부에 제2의 내측단부를 가지며, 지름방향 외측의 단부에 제2의 외측단부를 갖는다. 회전자 철심은, 제1의 대향부와 제2의 대향부 사이에, 제1의 내측단부와 제2의 내주부를 잇는 제1의 직선과, 제1의 외측단부와 제2의 외측단부를 잇는 제2의 직선으로 규정되는 슬릿간부를 갖는다. 슬릿간부는, 제1의 자석 삽입구멍과 제2의 자석 삽입구멍 사이의 극간부에 대해 지름방향 내측에 배치된다. 회전자 철심의 내주부터 제1의 슬릿 및 제2의 슬릿까지의 지름방향의 최소거리를 D1로 하고, 제1의 슬릿 및 제2의 슬릿의 지름방향의 최소폭을 W1로 하고, 슬릿간부의 지름방향의 길이를 W2로 하면, D1<W1 및 D1<W2의 적어도 일방이 성립한다.

Description

회전자, 전동기, 압축기, 송풍기, 및 공기조화 장치

본 발명은, 회전자, 전동기, 압축기, 송풍기, 및 공기조화 장치에 관한 것이다.

전동기의 회전자는, 전자강판의 적층체로 구성된 회전자 철심과, 회전축인 샤프트를 갖는다. 샤프트는, 일반적으로, 수축끼워맞춤에 의해 회전자 철심의 내주에 고정된다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1 : 일본국 특개2008-22601호 공보(단락 0024∼0032 참조)

그렇지만, 회전자에 영구자석을 매입한 영구자석 매입형의 전동기인 경우, 수축끼워맞춤할 때에 회전자 철심의 열이 영구자석에 전하여져서, 영구자석의 감자(減磁)가 생길 가능성이 있다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 회전자에 부착한 영구자석의 감자를 억제하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 회전자는, 축선(軸線)을 중심으로 하는 환형상(環狀)의 내주(內周)와, 당해 축선을 중심으로 하는 지름방향에서 내주의 외측에 위치하는 외주를 가지며, 전자강판으로 구성된 회전자 철심을 구비한다. 회전자 철심은, 외주에 따라, 당해 축선을 중심으로 하는 둘레방향(周方向)으로 이웃하는 제1의 자석 삽입구멍과 제2의 자석 삽입구멍을 가지며, 내주에 따라, 둘레방향으로 이웃하는 제1의 슬릿과 제2의 슬릿을 갖는다. 제1의 자석 삽입구멍에는 제1의 영구자석이 배치되고, 제2의 자석 삽입구멍에는 제2의 영구자석이 배치된다. 제1의 슬릿은, 제2의 슬릿에 대향하는 제1의 대향부(對向部)를 가지며, 제2의 슬릿은, 제1의 슬릿에 대향하는 제2의 대향부를 갖는다. 제1의 대향부는, 지름방향에서의 내측의 단부(端部)에 제1의 내측단부를 가지며, 지름방향에서의 외측의 단부에 제1의 외측단부를 가지며, 제2의 대향부는, 지름방향에서의 내측의 단부에 제2의 내측단부를 가지며, 지름방향에서의 외측의 단부에 제2의 외측단부를 갖는다. 회전자 철심은, 제1의 대향부와 제2의 대향부 사이에, 제1의 내측단부와 제2의 내주부를 잇는 제1의 직선과, 제1의 외측단부와 제2의 외측단부를 잇는 제2의 직선으로 규정되는 슬릿간부(間部)를 갖는다. 슬릿간부는, 제1의 자석 삽입구멍과 제2의 자석 삽입구멍 사이의 극간부(極間部)에 대해 지름방향의 내측에 배치된다. 회전자 철심의 내주부터 제1의 슬릿 및 제2의 슬릿까지의 지름방향의 최소거리를 D1로 하고, 제1의 슬릿 및 제2의 슬릿의 지름방향의 최소폭을 W1로 하고, 슬릿간부의 지름방향의 길이를 W2로 하면, D1<W1 및 D1<W2의 적어도 일방이 성립한다.

본 발명에서는, D1<W1이 성립하는 경우에는, 회전자 철심의 내주와 슬릿 사이의 영역보다도, 그 영역의 지름방향 외측에 마련된 슬릿의 폭이 크기 때문에, 자석 삽입구멍에 열이 전하여지기 어려워진다. 그 결과, 열에 의한 영구자석의 감자를 억제할 수 있다. 또한, D1<W2가 성립하는 경우에는, 슬릿간부를 통과하는 열의 경로가 길어지기 때문에, 자석 삽입구멍에 열이 전하여지기 어려워진다. 그 결과, 열에 의한 영구자석의 감자를 억제할 수 있다.

도 1은 실시의 형태 1의 전동기를 도시하는 횡단면도.
도 2는 실시의 형태 1의 회전자를 도시하는 횡단면도.
도 3은 실시의 형태 1의 회전자 철심의 일부를 확대하여 도시하는 도면.
도 4는 실시의 형태 1의 회전자 철심의 일부를 확대하여 도시하는 도(A), 및 슬릿간부를 도시하는 모식도(B).
도 5는 실시의 형태 1의 회전자를 도시하는 종단면도.
도 6은 실시의 형태 1의 회전자의 단판(端板)을 도시하는 평면도.
도 7은 실시의 형태 1의 회전자에서의 치수비(W1/D1)와 영구자석 온도와의 관계를 도시하는 그래프.
도 8은 실시의 형태 1의 회전자에서의 치수비(W2/D1)와 영구자석 온도와의 관계를 도시하는 그래프.
도 9는 실시의 형태 1의 회전자에서의 슬릿의 둘레방향의 폭(S1)과 영구자석 온도와의 관계를 도시하는 그래프.
도 10은 실시의 형태 1의 회전자에서의 바람구멍부터 슬릿까지의 거리(G1)와 영구자석 온도와의 관계를 도시하는 그래프.
도 11은 실시의 형태 2의 회전자를 도시하는 횡단면도.
도 12는 실시의 형태 3의 회전자를 도시하는 횡단면도.
도 13은 실시의 형태 4의 회전자를 도시하는 종단면도.
도 14는 실시의 형태 4의 회전자를 도시하는 횡단면도.
도 15는 실시의 형태 5의 회전자의 단판을 도시하는 평면도.
도 16은 실시의 형태 5의 변형례의 회전자의 단판을 도시하는 평면도.
도 17은 각 실시의 형태의 전동기가 적용 가능한 로터리 압축기를 도시하는 종단면도.
도 18은 도 17의 압축기를 구비한 냉동사이클 장치를 도시하는 도면.
도 19는 각 실시의 형태의 전동기가 적용 가능한 송풍기를 구비한 공기조화 장치를 도시하는 도면.
도 20은 도 19의 공기조화 장치의 실외기를 도시하는 정면도(A) 및 단면도(B).

실시의 형태 1.

<전동기(100)의 구성>

우선, 본 발명의 실시의 형태 1에 관해 설명한다. 도 1은, 실시의 형태 1의 전동기(100)를 도시하는 횡단면도이다. 전동기(100)는, 브러시레스 DC 모터이고, 인버터를 갖는 제어 장치의 주파수 제어에 의해 회전이 제어되는 것이다.

전동기(100)는, 원통형상의 회전자(1)와, 회전자(1)를 둘러싸도록 마련된 환형상의 고정자(5)를 구비한 이너 로터형의 전동기이다. 고정자(5)와 회전자(1) 사이에는, 예를 들면 0.5㎜의 에어 갭이 마련되어 있다. 이 전동기(100)는, 회전자(1)에 영구자석(2)을 매입한 영구자석 매입형 전동기이다.

이하에서는, 회전자(1)의 회전축을 축선(C1)으로 하고, 이 축선(C1)의 방향을 「축방향」이라고 칭한다. 또한, 축선(C1)을 중심으로 하는 원주에 따른 방향(도 1에 화살표(R1)로 도시한다)를 「둘레방향」이라고 칭하고, 축선(C1)을 중심으로 하는 반경 방향을 「지름방향」이라고 칭한다. 또한, 횡단면도는, 축선(C1)에 직교하는 면에서의 단면도이고, 종단면도는, 축선(C1)에 평행한 면(축선(C1)을 포함하는 면)에서의 단면도이다.

<고정자(5)의 구성>

고정자(5)는, 회전자(1)의 지름방향 외측에, 회전자(1)를 둘러싸도록 마련되어 있다. 고정자(5)는, 고정자 철심(50)과, 고정자 철심(50)에 휘감겨진 코일(55)을 갖는다. 고정자 철심(50)은, 복수의 전자강판을 축방향으로 적층하고, 코킹 등에 의해 고정한 것이다. 전자강판의 두께는 0.1∼1.0㎜의 범위 내이고, 한 예로서는 0.35㎜이다.

고정자 철심(50)은, 축선(C1)을 중심으로 하는 둘레방향으로 연재되는 요크(51)와, 요크(51)로부터 지름방향 내측으로 (축선(C1)을 향하여) 연재되는 복수의 티스(52)를 갖는다. 티스(52)는, 축선(C1)을 중심으로 하는 둘레방향으로 등간격으로 배치된다. 티스(52)의 지름방향 내측의 선단면은, 상술한 에어 갭을 통하여 회전자(1)의 외주면에 대향한다. 이웃하는 티스(52) 사이에는, 코일(55)을 수용하는 공간인 슬롯이 형성된다. 티스(52)의 수(즉 슬롯의 수)는, 여기서는 9개이지만, 티스(52)의 수는 임의이다.

고정자 철심(50)에는, 인슐레이터(절연부)(53)가 부착되어 있다. 인슐레이터(53)는, 고정자 철심(50)과 코일(55) 사이에 개재하고, 고정자 철심(50)과 코일(55)을 절연하는 것이다. 인슐레이터(53)는, 수지를 고정자 철심(50)과 일체로 성형하든지, 또는 별개의 부품으로서 성형한 수지 성형체를 고정자 철심(50)에 조립함으로써 형성된다.

코일(55)은, 구리 또는 알루미늄 등의 재료로 구성되어 있고, 인슐레이터(53)를 통하여 티스(52)에 휘감겨진다. 코일(55)은, 티스(52)마다 휘감아도 좋고(집중권), 복수의 티스(52)에 걸쳐서 휘감아도 좋다(분포권).

<회전자(1)의 구성>

도 2는, 회전자(1)를 도시하는 횡단면도이다. 회전자(1)는, 축선(C1)을 중심으로 하는 원통형상의 회전자 철심(10)을 갖는다. 회전자 철심(10)은, 복수의 전자강판을 축방향으로 적층하고, 코킹 등에 의해 고정한 것이다. 전자강판의 두께는 0.1∼1.0㎜의 범위 내이고, 한 예로서는 0.35㎜이다.

회전자 철심(10)은, 내주(13)와 외주(19)를 갖는다. 내주(13) 및 외주(19)는, 모두, 축선(C1)을 중심으로 하는 환형상(원형상)이다. 내주(13)는, 샤프트(3)가 수축끼워맞춤에 의해 고정되는 축구멍(샤프트 삽입구멍)을 규정한다. 샤프트(3)는, 예를 들면 금속으로 구성된다.

회전자 철심(10)의 외주(19)에 따라, 복수(제1의 수)의 자석 삽입구멍(11)이 형성되어 있다. 여기서는, 둘레방향으로 등간격으로 6개의 자석 삽입구멍(11)이 배치되어 있지만, 자석 삽입구멍(11)의 수는 임의이다.

자석 삽입구멍(11)에는, 판형상(板狀)의 영구자석(2)이 삽입되어 있다. 여기서는, 자석 삽입구멍(11)의 수가 6개이고, 영구자석(2)의 수도 6개이다. 즉, 회전자(1)의 극수는 6이다. 단, 극수는 6으로 한정되는 것이 아니고, 임의이다.

영구자석(2)은, 회전자 철심(10)의 둘레방향으로 폭을 가지며, 지름방향으로 두께를 갖는다. 영구자석(2)은, 예를 들면, 철(Fe), 네오디뮴(Nd), 붕소(B)를 포함하는 네오디뮴 희토류 자석으로 구성되어 있다. 또한, 필요에 응하여 디스푸로슘(Dy)이 첨가된다. 영구자석(2)은, 두께 방향(회전자(1)의 지름방향)으로 착자되어 있다.

자석 삽입구멍(11) 내에 배치된 영구자석(2)은, 자극을 구성한다. 자석 삽입구멍(11)의 둘레방향 중심(즉 영구자석(2)의 둘레방향 중심)은, 극 중심(P1)이 된다. 한편, 이웃하는 자석 삽입구멍(11) 사이에, 극간부(P2)가 형성된다. 또한, 어느 하나의 자석 삽입구멍(11)을 제1의 자석 삽입구멍이라고 한 경우, 이것에 둘레방향으로 인접하는 자석 삽입구멍(11)은 제2의 자석 삽입구멍이라고도 칭한다. 또한, 제1의 자석 삽입구멍 및 제2의 자석 삽입구멍에 각각 배치되는 영구자석(2)은, 제1의 영구자석 및 제2의 영구자석이라고도 칭한다.

여기서는, 하나의 자석 삽입구멍(11)에 하나개의 영구자석(2)을 배치하고 있지만, 하나의 자석 삽입구멍(11)에 복수의 영구자석(2)을 둘레방향으로 나열하여 배치하여도 좋다. 이 경우, 같은 자석 삽입구멍(11) 내의 복수의 영구자석(2)은, 서로 동일한 극이 지름방향 외측을 향하도록 착자된다. 또한, 자석 삽입구멍(11)은, 여기서는 직선형상으로 연재되어 있지만, 예를 들면 V자형상으로 연재되어 있어도 좋다.

자석 삽입구멍(11)의 둘레방향 양단부에 이어지도록, 플럭스 배리어(누설자속 억제구멍(12))가 형성되어 있다. 플럭스 배리어(12)는, 이웃하는 영구자석(2) 사이의 누설자속을 억제하는 것이다. 플럭스 배리어(12)와 회전자 철심(10)의 외주 사이의 철심 부분은, 이웃하는 영구자석(2) 사이의 자속의 단락을 억제하기 위해, 박육부로 되어 있다. 박육부의 두께는, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 두께와 같은 것이 바람직하다.

회전자 철심(10)의 내주(13)에 따라, 복수의 슬릿(15)이 형성되어 있다. 슬릿(15)의 수는, 극수와 같은 6개이다. 슬릿(15)의 수는, 극수와 같은 수로는 한정되지 않지만, 후술하는 바와 같이, 극수를 N(자연수)로 나눈 수인 것이 바람직하다.

여기서는, 하나의 자석 삽입구멍(11)에 대해 지름방향 내측에, 하나의 슬릿(15)이 형성되어 있다. 슬릿(15)은, 축선(C1)을 중심으로 하는 둘레방향으로 연재되어 있다. 슬릿(15)의 둘레방향 중심과, 자석 삽입구멍(11)의 둘레방향 중심은, 둘레방향에서 서로 같은 위치에 있다. 또한, 슬릿(15)은, 둘레방향으로 길이를 갖고 있으면, 예를 들면 직선형상으로 연재되어 있어도 좋다.

도 3은, 실시의 형태 1의 회전자 철심(10)의 일부를 확대하여 도시하는 도면이다. 슬릿(15)은, 회전자 철심(10)의 내주(13)에 대향하는 내주연(內周緣)(15a)과, 내주연(15a)보다도 지름방향 외측에 위치하는 외주연(15b)을 갖는다. 내주연(15a) 및 외주연(15b)은, 모두 축선(C1)을 중심으로 하는 둘레방향으로 연재되어 있다.

회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)의 내주연(15a)까지의 지름방향의 최소거리를, 거리(D1)로 한다. 도 3에 도시한 예에서는, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)의 내주연(15a)까지의 지름방향의 거리는, 하나의 슬릿(15) 내에서 일정하고, 복수의 슬릿(15)에 대해서도 서로 같다. 단, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)의 내주연(15a)까지의 지름방향의 거리는, 하나의 슬릿(15) 내에서 일정하지 않아도 좋고, 또한 복수의 슬릿(15)에서 달라도 좋다.

슬릿(15)의 지름방향의 최소폭(즉, 내주연(15a)과 외주연(15b)의 지름방향의 최소 간격)을, 폭(W1)으로 한다. 도 3에 도시한 예에서는, 슬릿(15)의 지름방향의 폭은, 후술하는 공극부(15d)를 제외하고 일정하고, 또한 복수의 슬릿(15)에 대해서도 서로 같다. 단, 슬릿(15)의 지름방향의 폭은, 하나의 슬릿(15) 내에서 일정하지 않아도 좋고, 또한 복수의 슬릿(15)에서 달라도 좋다.

이 실시의 형태 1에서는, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 지름방향의 거리(최소거리)(D1)와, 슬릿(15)의 지름방향의 폭(최소폭)(W1)이, D1<W1의 관계를 만족한다. 이것은, 후술하는 바와 같이, 슬릿(15)의 폭을 크게 함으로써, 회전자 철심(10)의 내주(13)에 샤프트(3)를 수축끼워맞춤할 때에 회전자 철심(10)의 외주(19)측으로 열이 전하여지기 어렵게 하기 위해서다.

슬릿(15)의 둘레방향의 양단부에는, 대향부(15c)가 각각 형성되어 있다. 대향부(15c)는, 이웃하는 슬릿(15)이 둘레방향으로 서로 대향하는 부분이다. 즉, 도 3에서 중앙에 위치하는 슬릿(15)(제1의 슬릿)의 대향부(15c)(제1의 대향부)와, 도 3에서 우측에 위치하는 슬릿(15)(제2의 슬릿)의 대향부(15c)(제2의 대향부)가, 둘레방향으로 서로 대향한다.

도 4(A)는, 회전자 철심(10)의 극간부(P2)에 대응하는 부분을 확대하여 도시하는 도면이다. 도 4(B)는, 이웃하는 슬릿(15) 사이의 부분을 확대하여 도시하는 도면이다. 도 4(A)에 도시하는 바와 같이, 대향부(15c)의 지름방향 내측의 단부를, 내측단부(21)라고 한다. 마찬가지로, 대향부(15c)의 지름방향 외측의 단부를, 외측단부(22)라고 한다.

도 4(B)에 도시하는 바와 같이, 슬릿(15)의 대향부(15c)는, 내주(13)부터 외주(19)를 향하여 직선형상으로 연재되는 부분을 가지며, 그 지름방향 내측에 원호상의 만곡부(A1)를 가지며, 지름방향 외측에 원호상의 만곡부(A2)를 갖는다. 내측단부(21)는, 만곡부(A1)와 내주연(15a)과의 접점이다. 또한, 외측단부(22)는, 만곡부(A2)와 외주연(15b)과의 접점이다.

이웃하는 슬릿(15)의 대향부(15c)의 내측단부(21)끼리를 잇는 직선을, 제1의 직선(23)이라고 칭한다. 또한, 이웃하는 슬릿(15)의 대향부(15c)의 외측단부(22)끼리를 잇는 직선을, 제2의 직선(24)이라고 칭한다.

즉, 도 4(B)에서 좌측에 위치하는 슬릿(15)(제1의 슬릿)의 대향부(15c)(제1의 대향부)의 내측단부(21)(제1의 내측단부)와, 우측에 위치하는 슬릿(15)(제2의 슬릿)의 대향부(15c)(제2의 대향부)의 내측단부(21)(제2의 내측단부)를 잇는 직선을, 제1의 직선(23)이라고 칭한다. 마찬가지로, 도 4(B)에서 좌측에 위치하는 슬릿(15)(제1의 슬릿)의 대향부(15c)(제1의 대향부)의 외측단부(22)(제1의 외측단부)와, 우측에 위치하는 슬릿(15)(제2의 슬릿)의 대향부(15c)(제2의 대향부)의 외측단부(22)(제2의 외측단부)를 잇는 직선을, 제2의 직선(24)이라고 칭한다.

이웃하는 슬릿(15)의 대향부(15c) 사이에서, 제1의 직선(23)과 제2의 직선(24)으로 규정되는 영역을, 슬릿간부(16)라고 칭한다. 환언하면, 슬릿간부(16)는, 2개의 슬릿(15)의 대향부(15c)에 의해 둘레방향의 양단이 규정되고, 제1의 직선(23)과 제2의 직선(24)에 의해 지름방향의 양단이 규정되는 영역이다.

또한, 여기서는, 슬릿간부(16)의 지름방향의 양단을, 제1의 직선(23)과 제2의 직선(24)으로 규정하였지만, 제1의 직선(23) 대신에, 내측단부(21)끼리를 잇는 둘레방향의 곡선을 이용하고, 제2의 직선(24) 대신에, 외측단부(22)끼리를 앗는 둘레방향의 곡선을 이용하여도 좋다.

슬릿간부(16)는, 회전자(1)의 극간부(P2)의 지름방향 내측에 위치하고 있다. 보다 구체적으로는, 슬릿간부(16)의 둘레방향 위치는, 회전자(1)의 극간부(P2)의 둘레방향 위치와 일치하고 있다. 이 슬릿간부(16)는, 회전자 철심(10)의 축구멍에 샤프트(3)를 수축끼워맞춤할 때에, 열이 내주(13)부터 외주(19)를 향하여 전하여지는 경로가 되는 부분이다.

슬릿간부(16)의 지름방향의 길이(즉 제1의 직선(23)과 제2의 직선(24)과의 지름방향의 간격)를, 길이(W2)로 한다. 도 4(B)에 도시한 예에서는, 슬릿(15)의 지름방향의 폭(W1)과 슬릿간부(16)의 지름방향의 길이(W2)는 서로 같지만, 서로 달라도 좋다. 슬릿간부(16)의 지름방향의 길이(W2)는, 상술한 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 지름방향의 거리(D1)보다도 크다(D1<W2).

도 4(A)에 도시하는 바와 같이, 슬릿간부(16)의 둘레방향의 최소폭을, 폭(S1)으로 한다. 도 4(A)에 도시한 예에서는, 2개의 대향부(15c)의 직선부분 사이에서, 슬릿간부(16)의 폭이 최소가 되기 때문에, 그 폭이 폭(S1)이 된다. 폭(S1)은, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이상이고, 판두께의 2배보다 작다. 또한, 판두께는, 1장의 전자강판의 두께를 말한다.

슬릿(15)보다도 지름방향 외측에서, 또한 자석 삽입구멍(11)보다도 지름방향 내측에는, 공극인 바람구멍(風穴)(14)이 형성되어 있다. 바람구멍(14)은, 회전자 철심(10)을 축방향으로 관통하도록 형성된 공극이다. 바람구멍(14)은, 유체를 통과시키는 구멍, 또는, 리벳을 삽입하는 구멍으로서 기능한다. 유체는, 전동기(100)가 송풍기로 사용되는 경우는 공기이고, 압축기로 사용되는 경우는 냉매이다. 바람구멍(14)은, 여기서는 원형의 단면(斷面)을 갖지만, 원형으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 사각형이라도 좋다.

바람구멍(14)은, 슬릿간부(16)의 지름방향 외측에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 슬릿간부(16)와 바람구멍(14)과 극간부(P2)가, 지름방향으로 1렬로 나열하여 있다. 슬릿(15)부터 바람구멍(14)까지의 최소거리를, 거리(G1)로 한다. 거리(G1)는, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이상이고, 판두께의 2배보다 작다.

도 3으로 되돌아와, 슬릿(15)은, 자석 삽입구멍(11)을 향하여 지름방향으로 연재되는 공극부(15d)를 갖고 있다. 공극부(15d)는, 외주연(15b)의 둘레방향의 중앙부부터, 자석 삽입구멍(11)의 둘레방향의 중앙부를 향하여 연재되어 있다. 공극부(15d)와 자석 삽입구멍(11)과의 최소거리를, 거리(D2)로 한다. 거리(D2)는, 여기서는, 공극부(15d)의 자석 삽입구멍(11)에 대향하는 단연(端緣)(15e)과 자석 삽입구멍(11)과의 거리이다. 거리(D2)는, 회전자 철심(10)을 형성하는 전자강판의 판두께 이상이고, 판두께의 2배보다 작다.

도 5는, 회전자(1)를 도시하는 종단면도이다. 회전자(1)는, 복수(제4의 수)의 전자강판(101)을 축방향으로 적층한 적층체인 회전자 철심(10)과, 회전자 철심(10)의 축구멍을 관통하는 샤프트(3)와, 회전자 철심(10)을 축방향 양단부터 끼워 넣도록 마련된 한 쌍의 단판(4)을 갖는다. 이 실시의 형태 1에서는, 회전자 철심(10)을 구성하는 모든 전자강판(101)의 내주(13)에, 샤프트(3)가 감합되어 있다.

단판(4)은, 자석 삽입구멍(11) 내의 영구자석(2)의 탈락을 방지하는 것이다. 회전자 철심(10)과 단판(4)을 관통하도록 리벳(31)이 마련되고, 이 리벳(31)에 의해 단판(4)이 회전자 철심(10)에 고정된다. 리벳(31)은, 회전자 철심(10)의 바람구멍(14)(도 3)에 삽입된다. 또한, 회전자 철심(10)에, 바람구멍(14)과는 별도로, 리벳(31)을 삽입하는 구멍을 형성하여도 좋다.

도 6은, 단판(4)을 도시하는 평면도이다. 단판(4)은, 모두 축선(C1)을 중심으로 하는 환형상의 내주(43) 및 외주(49)와, 내주(43)에 따라 형성된 복수의 슬릿(45)과, 슬릿(45)보다도 지름방향 외측에 형성된 바람구멍(44)을 갖는다.

단판(4)의 내주(43) 및 외주(49)의 형상 및 치수는, 각각, 회전자 철심(10)의 내주(13) 및 외주(19)의 형상 및 치수에 대응하고 있지만, 엄밀하게 같지 않아도 좋다. 특히, 단판(4)의 내주(43)는, 회전자 철심(10)의 내주(13)보다도 크게 형성되어 있다. 또한, 단판(4)의 슬릿(45) 및 바람구멍(44)의 형상 및 치수는, 각각, 회전자 철심(10)의 슬릿(15) 및 바람구멍(14)의 형상 및 치수에 대응하고 있지만, 엄밀하게 같지 않아도 좋다.

또한, 단판(4)은, 회전자 철심(10)의 자석 삽입구멍(11)에 대응하는 부분에는, 공극을 갖지 않는다. 자석 삽입구멍(11)으로부터의 영구자석(2)의 탈락을 방지하기 위해서다.

<실시의 형태의 작용>

다음에, 이 실시의 형태 1의 작용에 관해 설명한다. 회전자(1)의 제조시에는, 프레스기로 전자강판을 타발(打拔)한 후, 타발한 복수의 전자강판을 축방향으로 적층하고, 코킹 등에 의해 일체화하여, 회전자 철심(10)을 얻는다.

그 후, 회전자 철심(10)의 자석 삽입구멍(11)에, 영구자석(2)을 삽입한다. 영구자석(2)은, 헐거운끼워맞춤(隙間嵌め)에 의해 자석 삽입구멍(11) 내에 고정된다. 또한, 회전자 철심(10)의 축방향 양단에 단판(4)을 마련하고, 리벳(31)에 의해 회전자 철심(10)과 단판(4)을 고정한다.

다음에, 회전자 철심(10)의 내주(13)에 의해 규정되는 축구멍에, 샤프트(3)를 수축끼워맞춤에 의해 고정한다. 수축끼워맞춤할 때에는, 회전자 철심(10)을, 내주(13) 측부터 유도가열(誘導加熱)(IH)에 의해 가열하여, 회전자 철심(10)을 열팽창시켜, 축구멍의 내경을 확대한다. 이와 같이 회전자 철심(10)의 축구멍의 내경이 확대한 상태에서, 샤프트(3)를 축구멍에 삽입한다.

축구멍에 샤프트(3)를 삽입한 후, 회전자 철심(10)을 상온 또는 저온 환경에서 냉각한다. 이에 의해 회전자 철심(10)의 축구멍의 내경이 축소하여, 샤프트(3)가 축구멍에 감합된다. 이에 의해, 회전자 철심(10)과 샤프트(3)가 일체적으로 고정된다.

이 수축끼워맞춤 공정에서는, 회전자 철심(10)의 내주(13)측부터 추가된 열이, 자석 삽입구멍(11) 내의 영구자석(2)에도 전하여진다. 영구자석(2)이 임계치 이상의 열을 받으면, 영구자석(2)의 특성이 열화된다. 예를 들면, 착자된 영구자석(2)인 경우에는 감자가 생겨, 자력이 저하된다. 또한, 착자되지 않은(즉 착자 처리를 행하기 전의) 영구자석(2)인 경우에는, 영구자석(2)의 성능 및 품질이 저하된다. 이하에서는, 착자된 영구자석(2)이 자석 삽입구멍(11)에 배치되어 있는 경우에 관해 설명한다.

샤프트(3)의 수축끼워맞춤은, 회전자(1)가 고정자(5)의 내측에 조립되지 않은 상태에서 행하는 것이 일반적이다. 이 상태에서는, 회전자(1)가 고정자(5)의 내측에 조립된 상태(도 1)와 비교하여, 자기 회로의 공극부분이 많기 때문에, 영구자석(2)의 퍼미언스가 저하되고, 감자가 생기기 쉽다.

또한, 희토류 원소인 디스푸로슘(Dy)을 포함하지 않는, 또는 함유량을 2중량% 이하로 억제한 영구자석인 경우, 열에 의한 감자가 특히 생기기 쉽다. 그때문에, 수축끼워맞춤 공정에서의 영구자석(2)의 온도는, 100∼140℃ 이하로 억제하는 것이 바람직하고, 100℃ 이하로 억제하는 것이 특히 바람직하다.

영구자석(2)이 삽입된 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어렵게 하기 위한 구성으로서고, 이하의 3개를 들 수 있다.

(1) 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 자석 삽입구멍(11)까지의 영역 내에서, 공극을 가능한 한 크게 한다.

(2) 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 자석 삽입구멍(11)까지의 열의 경로를, 지름방향으로, 가능한 한 길게 한다.

(3) 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 자석 삽입구멍(11)까지의 열의 경로를, 둘레방향으로, 가능한 한 좁게 한다.

상기한 구성(1)은, 회전자 철심(10)의 내주(13)에 따라 복수의 슬릿(15)을 마련하고, 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 지름방향의 거리(최소거리)(D1)보다도, 슬릿(15)의 지름방향의 폭(최소폭)(W1)을 크게 함(D1<W1)에 의해 실현된다.

회전자 철심(10)의 내주(13)의 주위에는, 회전자 철심(10)이 내주(13)측부터 가열된 후, 샤프트(3)의 삽입이 완료될 때까지의 사이, 축구멍의 내경이 확대한 상태를 유지하는데 충분한 열을 축적하는 영역이 필요하다. 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 지름방향의 거리(D1)는, 이 열을 축적한 영역을 확보할 수 있도록 결정된다.

그리고, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 자석 삽입구멍(11)까지의 영역 내에서 공극을 가능한 한 크게 하기 위해, 슬릿(15)의 지름방향의 폭(최소폭)(W1)을, 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 지름방향의 거리(D1)보다도 크게 하고 있다. 이에 의해, 회전자 철심(10)의 내주(13)의 주위에 열을 축적하는 영역을 확보하면서, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어려운 구성을 얻을 수 있다.

또한, 상기한 구성(2)은, 열의 경로가 되는 슬릿간부(16)를, 극간부(P2)의 지름방향 내측에 배치함에 의해 실현된다. 슬릿간부(16)를 극간부(P2)의 지름방향 내측에 배치하면, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 자석 삽입구멍(11)까지의 열의 경로가 우회하여 길어지기 때문에, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어렵게 할 수 있다.

또한, 상기한 구성(2)에 관해, 슬릿간부(16)의 지름방향의 길이(W2)를, 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 지름방향의 거리(D1)보다도 크게 하고 있다(D1<W2). 회전자 철심(10)의 내주(13)의 주위에 열을 축적한 영역을 확보하는 한편으로, 폭이 좁은 열의 경로(즉 슬릿간부(16))를 보다 길게 함으로써, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어려운 구성을 얻을 수 있다.

도 7은, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 거리(D1)에 대한 슬릿(15)의 지름방향의 폭(W1)의 비(치수비(W1/D1)라고 칭한다)와, 영구자석(2)의 온도와의 관계를 도시하는 그래프이다. 횡축은 치수비(W1/D1)를 나타내고, 종축은 영구자석(2)의 온도를 나타낸다.

도 7로부터, 치수비(W1/D1)가 클수록, 영구자석(2)의 온도가 저하됨을 알 수 있다. 환언하면, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 거리(D1)에 대해, 슬릿(15)의 지름방향의 폭(W1)이 클수록, 영구자석(2)의 온도가 저하됨을 알 수 있다.

특히, 치수비(W1/D1)가 1보다도 큰 경우, 즉, 슬릿(15)의 지름방향의 폭(W1)이 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 거리(D1)보다도 큰 경우(D1<W1)에, 영구자석(2)의 온도의 억제 효과가 높음을 알 수 있다. 또한, 치수비(W1/D1)가 0.95보다도 큰 경우에는, 영구자석(2)의 온도를 100℃ 이하로 억제할 수 있음을 알 수 있다.

도 8은, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 거리(D1)에 대한 슬릿간부(16)의 지름방향의 길이(W2)의 비(치수비(W2/D1)라고 칭한다)와, 영구자석(2)의 온도와의 관계를 도시하는 그래프이다. 횡축은 치수비(W2/D1)를 나타내고, 종축은 영구자석(2)의 온도를 나타낸다.

도 8로부터, 치수비(W2/D1)가 클수록, 영구자석(2)의 온도가 저하됨을 알 수 있다. 환언하면, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 거리(D1)에 대해, 슬릿간부(16)의 지름방향의 길이(W2)가 클수록, 영구자석(2)의 온도가 저하됨을 알 수 있다.

특히, 치수비(W2/D1)가 1보다도 큰 경우, 즉, 슬릿간부(16)의 지름방향의 길이(W2)가 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 거리(D1)보다도 큰 경우(D1<W2)에, 영구자석(2)의 온도의 억제 효과가 높음을 알 수 있다. 또한, 치수비(W2/D1)가 0.95보다도 큰 경우에는, 영구자석(2)의 온도를 100℃ 이하로 억제할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 7 및 도 8의 결과로부터, 슬릿(15)의 지름방향의 폭(W1)을, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 거리(D1)보다도 크게 하고(D1<W1), 또한, 슬릿간부(16)의 지름방향의 길이(W2)를, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 거리(D1)보다도 크게 함으로써(D1<W2), 영구자석(2)의 온도를 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 상기한 구성(3)은, 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(최소폭)(S1)을, 가능한 한 작게 함으로써 실현된다. 단, 전자강판을 타발 가공할 때, 전자강판의 판두께보다도 미세한 형상을 형성하는 것은 어렵다. 그때문에, 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(최소폭)(S1)은, 타발 가공이 가능한 범위에서 가능한 만큼 작은 폭이 되도록, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이상으로, 또한 판두께의 2배보다 작은 폭으로 설정된다.

도 9는, 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)과, 영구자석(2)의 온도와의 관계를 도시하는 그래프이다. 횡축은 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)을 나타내고, 종축은 영구자석(2)의 온도를 나타낸다.

도 9로부터, 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)이 작을수록, 영구자석(2)의 온도가 저하됨을 알 수 있다. 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)이 작을수록, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열의 경로가 좁아지고, 또한, 그 좁은 경로가 지름방향에 거리(W2)만큼 계속되기 때문에, 자석 삽입구멍(11)에의 열의 전하여짐을 억제하는 효과가 크다.

특히, 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)이 0.55㎜보다도 작은 경우에는, 영구자석(2)의 온도를 100℃ 이하로 억제할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 바람구멍(14)이, 슬릿(15)보다도 지름방향 외측에 형성되어 있기 때문에, 바람구멍(14)이 슬릿(15)보다도 지름방향 내측 또는 슬릿간부(16)에 형성되어 있는 경우와 비교하여, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 지름방향의 거리(D1) 및 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)을 함께 작게 할 수 있다.

특히, 바람구멍(14)을, 슬릿간부(16)의 지름방향 외측(환언하면, 극간부(P2)의 지름방향 내측)에 형성하면, 회전자 철심(10)의 외주(19)측을 향하는 열은 슬릿(15)과 바람구멍(14) 사이를 통과하게 되기 때문에, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열의 경로를, 더욱 좁게 할 수 있다.

또한, 바람구멍(14)과 슬릿(15)과의 거리(최소거리)(G1)는, 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 단, 전자강판을 타발 가공할 때, 전자강판의 판두께보다도 미세한 형상을 형성하는 것은 어렵다. 그때문에, 바람구멍(14)과 슬릿(15)과의 거리(G1)는, 타발 가공이 가능한 범위에서 될 수 있는 한 작은 거리가 되도록, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이상으로, 또한 판두께의 2배보다 작은 거리로 설정되어 있다.

도 10은, 바람구멍(14)과 슬릿(15)과의 거리(G1)와, 영구자석(2)의 온도와의 관계를 도시하는 그래프이다. 횡축은 바람구멍(14)과 슬릿(15)과의 거리(G1)를 나타내고, 종축은 영구자석(2)의 온도를 나타낸다.

도 10으로부터, 바람구멍(14)과 슬릿(15)과의 거리(G1)가 작을수록, 영구자석(2)의 온도가 저하됨을 알 수 있다. 이것은, 바람구멍(14)과 슬릿(15)과의 거리(G1)를 작게 할수록, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열의 경로가 좁아지는 것에 의한다.

특히, 바람구멍(14)과 슬릿(15)과의 거리(G1)가 1.1㎜보다도 작은 경우에는, 영구자석(2)의 온도를 100℃ 이하로 억제할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 10에서는, 도 9와 비교하여, 변화의 비율(구배)이 완만하다. 이것은, 바람구멍(14)과 슬릿(15)과의 거리(G1)를 작게 한 경우에는, 열의 경로가 1개소에서 좁아질 뿐임에 대해, 도 9에 나타내 바와 같이 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)을 작게 한 경우에는, 좁은 열의 경로(즉 슬릿간부(16))가 지름방향으로 거리(W2)만큼 계속되기 때문에, 자석 삽입구멍(11)에의 열의 전하여짐을 억제하는 효과가 크기 때문이다.

또한, 도 7∼도 10에 도시한 결과를 정리하면,

W1/D1>0.95,

W2/D1>0.95,

S1<0.55㎜, 및

G1<1.1㎜

라는 조건을 충족시키는 경우에는, 영구자석(2)의 온도가 100℃ 이하로 억제됨을 알 수 있다.

이에 의해, 영구자석(2)이 디스푸로슘을 포함하지 않고, 또는 함유량이 2중량% 이하이고, 또한, 회전자(1)가 고정자(5)의 내부에 조립되지 않은 상태(즉 영구자석(2)의 퍼미언스가 저하되어 있는 상태)라도, 영구자석(2)의 감자를 억제할 수 있다.

또한, 바람구멍(14)에 리벳(31)(도 5)을 삽입하면, 리벳(31)은 금속제이기 때문에, 리벳(31)을 경유하여 열이 전하여질 가능성이 있다. 그 때문에, 하나의 자석 삽입구멍(11)에 복수의 바람구멍(14)이 대향하는 구성에서는, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 쉽다. 이 실시의 형태 1에서는, 바람구멍(14)의 수가, 자석 삽입구멍(11)의 수와 같기 때문에, 하나의 자석 삽입구멍(11)에는 하나의 바람구멍(14)이 대향한다. 그때문에, 모든 바람구멍(14)에 리벳(31)을 삽통시켰다고 하여도, 하나의 자석 삽입구멍(11)에 복수의 바람구멍(14)이 대향하는 구성과 비교하여, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어렵다.

또한, 슬릿(15)의 수가 극수(즉 자석 삽입구멍(11)의 수)보다도 많은 경우에는, 슬릿간부(16)의 수도 많아지고, 열의 경로가 증가한다. 이 실시의 형태에서는, 슬릿(15)의 수가 극수와 같기 때문에, 열의 경로가 되는 슬릿간부(16)의 수를 적게 할 수가 있어서, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어렵게 할 수 있다.

또한, 슬릿(15)의 대향부(15c)에서, 내측단부(21)를 포함하는 만곡부(A1) 및 외측단부(22)를 포함하는 만곡부(A2)의 곡률 반경은, 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 구체적으로는, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이하인 것이 바람직하다.

슬릿(15)의 대향부(15c)의 만곡부(A1, A2)의 곡률 반경이 작을수록, 대향부(15c)의 직선부분의 비율이 많아진다. 그때문에, 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)이 최소가 되는 부분의 비율이 많아지고, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열의 경로가 더욱 좁아진다.

또한, 슬릿(15)의 대향부(15c)의 만곡부(A1, A2)의 곡률 반경은, 전자강판의 판두께 이하인 것이 바람직하고, 또한, 최소라도, 타발용의 금형의 치핑이 발생되지 않는 크기, 구체적으로는 0.1㎜ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 회전자 철심(10)의 내주(13)에 따른 온도 분포도 생긴다. 즉, 슬릿(15)의 둘레방향 단부의 열은 슬릿간부(16)부터 외주측으로 이동함에 대해, 슬릿(15)의 둘레방향의 중앙부의 열은 이동이 적기 때문에, 슬릿(15)의 둘레방향의 중앙부의 온도가 높아지기 쉽다.

그래서, 슬릿(15)의 둘레방향의 중앙부에, 자석 삽입구멍(11)을 향하여 연재되는 공극부(15d)를 마련함에 의해, 슬릿(15)의 지름방향의 폭을, 둘레방향의 중앙부에서 국소적으로 크게 하고 있다. 이에 의해, 회전자 철심(10)의 내주(13)에서, 슬릿(15)의 둘레방향의 중앙부의 온도가 높아진 경우에도, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어렵게 할 수 있다.

또한, 영구자석(2)의 가열을 억제함에 있어서는, 모든 슬릿(15)이 공극부(15d)를 갖는 것이 바람직하다. 도 2에 도시한 예에서는, 하나의 슬릿(15)(제1의 슬릿)이 공극부(15d)(제1의 공극부)를 가지며, 둘레방향으로 인접하는 슬릿(15)(제2의 슬릿)이 공극부(15d)(제2의 공극부)를 갖는다.

공극부(15d)와 자석 삽입구멍(11)과의 거리(최소거리)(D2)는, 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 단, 전자강판을 타발 가공할 때, 전자강판의 판두께보다도 미세한 형상을 형성하는 것은 어렵다. 그때문에, 공극부(15d)와 자석 삽입구멍(11)과의 거리(D2)는, 타발 가공이 가능한 범위에서 될 수 있는 한 작은 거리가 되도록, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이상으로, 또한 판두께의 2배보다 작은 거리로 설정되어 있다.

또한, 회전자(1)에서는, 축선(C1)부터 회전자 철심(10)의 내주(13)까지의 거리(즉 축구멍의 내경)을 거리(L1)로 하고, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 자석 삽입구멍(11)까지의 최소거리를 거리(L2)로 하면, L1은 L2 이상이다(즉 L1≥L2이다). 이와 같은 회전자(1)에서는, 내주(13)의 길이에 대해, 내주(13)부터 자석 삽입구멍(11)까지의 거리가 짧기 때문에, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 쉽고, 따라서 영구자석(2)이 가열되기 쉽다.

그때문에, 이와 같이 L1≥L2를 만족한 회전자(1)에, 이 실시의 형태 1의 회전자(1)의 구성을 적용함으로써, 보다 현저한 영구자석(2)의 감자 억제 효과를 얻을 수 있다.

<실시의 형태의 효과>

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1에서는, 회전자 철심(10)은, 외주(19)에 따라, 둘레방향으로 이웃하는 자석 삽입구멍(11)(제1의 자석 삽입구멍과 제2의 자석 삽입구멍)을 가지며, 내주(13)에 따라, 둘레방향으로 이웃하는 복수의 슬릿(15)(제1의 슬릿 및 제2의 슬릿)을 갖는다. 각 슬릿(15)은, 인접하는 슬릿(15)에 대향하는 대향부(15c)(제1의 대향부 및 제2의 대향부)를 갖는다. 각 대향부(15c)는, 내측단부(21)(제1의 내측단부 및 제2의 내측단부) 및 외측단부(22)(제1의 외측단부 및 제2의 외측단부)를 갖는다. 회전자 철심(10)은, 서로 대향하는 대향부(15c)(제1의 대향부와 제2의 대향부)의 사이에, 내측단부(21)끼리(제1의 내측단부 및 제2의 내측단부)를 잇는 직선(23)과, 외측단부(22)끼리(제1의 외측단부 및 제2의 외측단부)를 잇는 직선(24)으로 규정된 슬릿간부(16)를 갖는다. 슬릿간부(16)는, 이웃하는 자석 삽입구멍(11) 사이의 극간부(P2)에 대해 지름방향의 내측에 배치되어 있다. 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 각 슬릿(15)까지의 지름방향의 최소거리를 D1로 하고, 각 슬릿(15)의 지름방향의 최소폭을 W1로 하고, 슬릿간부(16)의 지름방향의 길이를 W2로 하면, D1<W1 및 D1<W2의 적어도 일방이 성립한다.

이와 같이 구성되어 있기 때문에, D1<W1이 성립하는 경우에는, 회전자 철심(10)의 내주(13)와 자석 삽입구멍(11) 사이의 영역에서의 공극을 크게할 수 있고, D1<W2가 성립하는 경우에는, 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열의 경로를 길게 할 수 있다. 어느 경우도, 회전자 철심(10)의 축구멍에 샤프트(3)를 수축끼워맞춤할 때에, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어려워지고, 영구자석(2)의 가열을 억제할 수 있다. 이에 의해, 영구자석(2)의 열에 의한 감자를 억제하고, 성능을 향상할 수 있다.

또한, D1<W1 및 D1<W2의 양방이 성립함에 의해, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지는 것을 효과적으로 억제하고, 영구자석(2)의 가열을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

또한, 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(최소폭)(S1)이, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이상이고, 판두께의 2배보다 작기 때문에, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열의 경로를 좁게 할 수 있다. 이에 의해, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어려워지고, 영구자석(2)의 가열을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

또한, 슬릿(15)(제1의 슬릿 및 제2의 슬릿)의 둘레방향의 중앙부부터 자석 삽입구멍(11)을 향하여 연재되는 공극부(15d)(제1의 공극부 및 제2의 공극부)가 형성되어 있기 때문에, 회전자 철심(10)의 내주(13)에서 슬릿(15)의 둘레방향의 중앙부가 가장 고온으로 가열된 경우에도, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어려워져서, 영구자석(2)의 가열을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

또한, 자석 삽입구멍(11)과 공극부(15d)와의 거리가, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이상이기 때문에, 자석 삽입구멍(11)에 더욱 열이 전하여지기 어려워진다.

또한, 회전자 철심(10)에서, 슬릿(15)보다도 지름방향 외측에 바람구멍(14)이 배치되어 있기 때문에, 슬릿(15)보다도 지름방향 내측 또는 슬릿간부(16)에 바람구멍(14)이 형성되어 있는 경우와 비교하여, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 슬릿(15)까지의 지름방향의 거리(D1) 및 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)을 함께 작게 할 수 있다.

또한, 바람구멍(14)이, 극간부(P2)의 지름방향의 내측에 배치되어 있기 때문에, 슬릿(15)과 바람구멍(14) 사이가 열의 경로가 되어, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열의 경로를 좁힐 수 있다.

또한, 바람구멍(14)부터 슬릿(15)까지의 거리(최소거리)(G1)가, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이상이고, 판두께의 2배보다 작기 때문에, 열의 경로를 더욱 좁힐 수 있다.

또한, 자석 삽입구멍(11)의 수(즉 극간부(P2)의 수)와, 바람구멍(14)의 수가 같기 때문에, 하나의 자석 삽입구멍(11)에는 하나의 바람구멍(14)이 대향한다. 그때문에, 모든 바람구멍(14)에 리벳(31)을 삽입하였다고 하여도, 하나의 자석 삽입구멍(11)에 복수의 바람구멍(14)이 대향하는 구성과 비교하여, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어려워진다.

또한, 슬릿(15)의 수가 자석 삽입구멍(11)의 수와 같기 때문에, 슬릿(15)의 수가 자석 삽입구멍(11)의 수보다도 많은 구성과 비교하여, 열의 경로가 되는 슬릿간부(16)의 수를 적게 할 수 있다. 이에 의해, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어려워지고, 또한, 회전자(1)의 중량 밸런스를 향상할 수 있다.

또한, 축선(C1)부터 회전자 철심(10)의 내주(13)까지의 거리(L1)가, 내주(13)부터 자석 삽입구멍(11)까지의 거리(최소거리)(L2) 이하인 경우에는, 내주(13)의 길이에 대해, 내주(13)부터 자석 삽입구멍(11)까지의 거리(L2)가 짧고, 자석 삽입구멍(11)까지 열이 전하여지기 쉽다. 그때문에, 이 실시의 형태 1의 회전자(1)의 구성을 적용함으로써, 열에 의한 영구자석(2)의 감자를 억제하는, 보다 현저한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 슬릿간부(16)의 양측을 규정하는 대향부(15c)(제1의 대향부 및 제2의 대향부)에서, 내측단부(21)를 포함하는 만곡부(A1) 및 외측단부(22)를 포함하는 만곡부(A2)의 곡률 반경이 전자강판의 판두께 이하이기 때문에, 대향부(15c)의 직선부분의 비율이 많아진다. 이에 의해, 슬릿간부(16)의 둘레방향의 폭(S1)이 최소가 되는 부분이 많아져서, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열의 경로를 더욱 좁게 할 수 있다.

실시의 형태 2.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 2에 관해 설명한다. 도 11은, 실시의 형태 2의 회전자(1A)를 도시하는 횡단면도이다. 상술한 실시의 형태 1의 회전자(1)에서는, 슬릿(15)의 수가 자석 삽입구멍(11)의 수(즉 극수)와 동일하였다. 이에 대해, 이 실시의 형태 2의 회전자(1A)에서는, 슬릿(15)의 수가 자석 삽입구멍(11)의 수보다도 적다.

보다 구체적으로는, 실시의 형태 2의 회전자(1A)에서는, 슬릿(15)의 수가, 자석 삽입구멍(11)의 수를 자연수(N)로 나눈 수로 되어 있다. 도 11에 도시한 예에서는, 자석 삽입구멍(11)의 수(즉 극수)가 6이고, 슬릿(15)의 수는 3이다. 즉, N=2이다. 이에 대해, 실시의 형태 1은, N=1인 경우에 상당한다.

즉, 둘레방향으로 인접하는 2개의 자석 삽입구멍(11)에 대응하도록, 하나의 슬릿(15)이 형성되어 있다. 이웃하는 슬릿(15) 사이에 형성된 슬릿간부(16)의 수는, 3개가 된다. 환언하면, 6개소의 극간부(P2) 중, 3개소의 극간부(P2)에 대응하는 위치에는 슬릿간부(16)가 형성되고, 나머지 3개소의 극간부(P2)에 대응하는 위치에는 슬릿(15)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있기 때문에, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열(熱)의 경로의 수가 적어진다. 그 결과, 자석 삽입구멍(11)에는, 더욱 열이 전하여지기 어려워져서, 영구자석(2)의 가열을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 슬릿(15)의 수가, 자석 삽입구멍(11)의 수를 자연수(N)로 나눈 수이기 때문에, 회전자의 중량 밸런스가 좋고, 전동기(100)의 진동을 억제할 수 있다.

바람구멍(14)은, 슬릿간부(16)의 지름방향 외측(즉 극간부(P2)의 지름방향 내측)에 배치되어 있다. 슬릿(15)과 바람구멍(14)에 끼여진 부분이 열의 경로가 되기 때문에, 열의 경로를 좁게 할 수 있다. 또한, 극간부(P2)의 지름방향 내측으로, 또한 슬릿(15)의 지름방향 외측에도 배치되어 있다.

슬릿(15)에는, 자석 삽입구멍(11)을 향하여 연재되는 공극부(15d)를 마련하는 것이 바람직하다. 도 11에 도시한 예에서는, 하나의 슬릿(15)로부터, 2개의 자석 삽입구멍(11)의 각각의 둘레방향의 중앙부를 향하여, 2개의 공극부(15d)가 형성되어 있다. 자석 삽입구멍(11)과 공극부(15d)와의 거리는, 실시의 형태 1에서 설명한 바와 같이, 회전자 철심(10)을 구성하는 전자강판의 판두께 이상이고, 판두께의 2배보다 작다.

실시의 형태 2의 전동기는, 회전자(1A)의 슬릿(15)의 수 및 형상을 제외하고, 실시의 형태 1의 전동기와 마찬가지로 구성되어 있다.

또한, 여기서는, 6개의 자석 삽입구멍(11)에 대해, 3개의 슬릿(15)을 마련하였지만, 자석 삽입구멍(11)의 수 및 슬릿(15)의 수는, 이들로 한정되는 것이 아니다. 슬릿(15)의 수가, 자석 삽입구멍(11)의 수(즉 극수)를 자연수(N)로 나눈 수라면 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 이 실시의 형태 2에서는, 슬릿(15)의 수(제2의 수)가, 자석 삽입구멍(11)의 수(제1의 수)보다도 적고, 또한 자석 삽입구멍(11)의 수를 자연수(N)로 나눈 수이기 때문에, 회전자 철심(10)의 내주(13)부터 외주(19)측으로 전하여지는 열의 경로가 적어진다. 그때문에, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 어려워지고, 영구자석(2)의 가열을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

실시의 형태 3.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 3에 관해 설명한다. 도 12는, 실시의 형태 3의 회전자(1B)를 도시하는 횡단면도이다. 이 실시의 형태 3에서는, 회전자(1B)의 바람구멍(14)에 삽입하는 리벳(31)의 수를, 자석 삽입구멍(11)의 수(즉 극수)의 반분 이하로 하고 있다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 회전자(1B)의 회전자 철심(10)은, 외주(19)에 따라 6개의 자석 삽입구멍(11)을 가지며, 내주(13)에 따라 6개의 슬릿(15)을 갖는다. 이웃하는 슬릿(15) 사이의 슬릿간부(16)의 지름방향 외측(극간부(P2)에 대응하는 위치)에, 바람구멍(14)이 형성되어 있다.

바람구멍(14)의 수는, 자석 삽입구멍(11)의 수(제1의 수)와 같고, 여기서는 6개이다. 6개의 바람구멍(14) 중, 자석 삽입구멍(11)의 수의 반분인 3개의 바람구멍(14)에, 리벳(31)이 삽입되어 있다. 리벳(31)이 삽입된 바람구멍(14)과, 리벳(31) 삽입되지 않은 바람구멍(14)은, 둘레방향으로 교대로 배치되어 있다. 즉, 각 자석 삽입구멍(11)의 둘레방향 양측(극간부(P2))에 위치하는 2개의 바람구멍(14) 중, 일방의 바람구멍(14)에는 리벳(31)이 삽입되어 있지 않다.

리벳(31)은 금속제이기 때문에, 열의 경로가 된다. 그때문에, 모든 바람구멍(14)에 리벳(31)이 삽입되면, 내주(13)부터 외주(19)측을 향하는 열의 경로가 증가하고, 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지기 쉽게 될 가능성이 있다.

그래서, 이 실시의 형태 3에서는, 리벳(31)의 수를, 자석 삽입구멍(11)의 수의 반분 이하로 하고 있다. 또한, 각 자석 삽입구멍(11)의 둘레방향 양측(극간부(P2))에 위치하는 2개의 바람구멍(14) 중, 적어도 일방의 바람구멍(14)에는 리벳(31)을 삽입하지 않음에 의해, 자석 삽입구멍(11)에 둘레방향 양측부터 열이 전하여지는 것을 억제하고 있다.

실시의 형태 3의 전동기는, 회전자(1B)에서 리벳(31)이 삽입되는 바람구멍(14)의 수를 제외하고, 실시의 형태 1의 전동기와 마찬가지로 구성되어 있다.

또한, 여기서는, 회전자 철심(10)의 6개의 바람구멍(14) 중, 3개의 바람구멍(14)에 리벳(31)을 삽입하였지만, 이들로 한정되는 것이 아니다. 리벳(31)이 삽입되는 바람구멍(14)의 수(제3의 수)가, 자석 삽입구멍(11)의 수(제1의 수)의 반분 이하면 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 이 실시의 형태 3에서는, 회전자 철심(10)에 마련된 복수(제3의 수)의 바람구멍(14) 중, 자석 삽입구멍(11)의 수(제1의 수)의 반분 이하의 바람구멍(14)에 리벳(31)이 삽입되기 때문에, 리벳(31)을 경유하여 자석 삽입구멍(11)에 열이 전하여지는 것이 억제된다. 그때문에, 영구자석(2)의 가열을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

또한, 이 실시의 형태 3에서, 실시의 형태 2에서 설명한 바와 같이 슬릿(15)의 수를 자석 삽입구멍(11)의 수(극수)보다 적게 한 구성을 적용하여도 좋다.

실시의 형태 4.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 4에 관해 설명한다. 도 13은, 실시의 형태 4의 전동기의 회전자(1C)를 도시하는 종단면도이다. 상술한 실시의 형태 1의 회전자(1)는, 1종류의 전자강판(101)(도 5)의 적층체로 구성되어 있다. 이에 대해, 실시의 형태 4의 회전자(1C)는, 2종류의 전자강판(101, 102)의 적층체로 구성되어 있다.

즉, 실시의 형태 4의 회전자(1C)에서는, 전자강판(101, 102)이 축방향으로 적층되고, 코킹 등에 의해 고정되어 있다. 회전자(1C)의 축방향의 양단에는 전자강판(102)이 배치되고, 중앙부에는 전자강판(101)이 배치되어 있다. 전자강판(101)의 구성은, 실시의 형태 1의 회전자(1)의 전자강판과 마찬가지이다. 이에 대해, 전자강판(102)은, 샤프트(3)의 외경보다도 큰 내경을 갖는다. 환언하면, 전자강판(102)의 내주(18)는, 샤프트(3)의 외주에 대해 지름방향 외측으로 이간하여 있다.

도 14는, 전자강판(102)을 도시하는 평면도이다. 전자강판(102)의 내주(18)는, 실시의 형태 1의 회전자(1)의 전자강판(101)의 내주(13)(도 3)를, 지름방향 외측으로 확대한 것이다. 여기서는, 전자강판(102)의 내주(18)는, 슬릿(15)의 가장 지름방향 내측의 부분인 내주연(15a)(도 3)보다도 지름방향 외측에 형성되어 있다. 그때문에, 전자강판(102)에는, 슬릿(15)의 외주연(15b) 및 공극부(15d) 및 대향부(15c)의 일부는 존재하지만, 내주연(15a)(도 3)은 존재하지 않는다.

전자강판(102)의 내주(18)는, 샤프트(3)의 외주에 대해 지름방향 외측으로 이간하여 있기 때문에, 샤프트(3)를 수축끼워맞춤할 때에 가열할 필요가 없다. 환언하면, 샤프트(3)를 수축끼워맞춤할 때에는, 회전자 철심(10)의 전자강판(101)의 내주(13)를 중점적으로 가열(유도가열)하게 된다.

또한, 예를 들면 유도가열 히터로 전자강판(101)의 내주(13)를 가열할 때, 전자강판(102)의 내주(18)는, 전자강판(101)의 내주(13)보다도 지름방향 외측으로 퇴피한 위치에 있기 때문에, 비교적 가열되기 어렵다. 그때문에, 전자강판(102)의 내주(18)로부터 자석 삽입구멍(11)에 전하여지는 열의 양은 적어지고, 영구자석(2)의 가열을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

또한, 샤프트(3)와 전자강판(102)의 내주(18) 사이에 간극이 있어도, 샤프트(3)는 전자강판(101)의 내주(13)에 수축끼워맞춤 되기 때문에, 샤프트(3)와 회전자 철심(10) 사이의 충분한 마찰력을 확보할 수 있다. 즉, 회전자 철심(10)을 샤프트(3)에 강고하게 고정하는 것이 가능하다.

또한, 축구멍의 내경이 큰 회전자 철심(10)일수록, 샤프트(3)와 회전자 철심(10)과의 마찰력을 확보하기 쉽기 때문에, 그와 같은 회전자 철심(10)에서는 전자강판(102)의 비율을 많게 할 수 있다.

또한, 전자강판(102)이 회전자(1C)의 적층방향의 적어도 일단에 배치되어 있으면, 회전자(1C)의 축구멍에 샤프트(3)를 삽입할 때에, 입구측의 축구멍의 내경이 커지기 때문에, 샤프트(3)를 삽입하기 쉽다.

또한, 전자강판(102)이 회전자(1C)의 적층방향의 양단에 배치되어 있으면, 회전자(1C)에 어느 축방향 단부로부터 샤프트(3)를 삽입한 경우에도, 입구측의 축구멍의 내경이 커지기 때문에, 샤프트(3)의 삽입이 용이해지고, 작업성이 향상한다.

실시의 형태 4의 전동기는, 회전자(1C)가 전자강판(102)을 갖는 점을 제외하고, 실시의 형태 1의 전동기와 마찬가지로 구성되어 있다.

또한, 도 14에 도시한 예에서는, 전자강판(102)의 내주(18)가, 슬릿(15)(도 3)에 대응하는 위치에 형성되어 있지만, 샤프트(3)의 외주로부터 지름방향 외측으로 이간하는 위치에 형성되어 있으면 된다.

이상 설명한 바와 같이, 이 실시의 형태 4에서는, 회전자 철심(10)이, 샤프트(3)의 외경보다도 큰 내경을 갖는 전자강판(102)을 갖기 때문에, 그 전자강판(102)으로부터 영구자석(2)에 열이 전하여지기 어려워진다. 그때문에, 영구자석(2)의 가열을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

또한, 샤프트(3)가 전자강판(101)의 내주(13)에 수축끼워맞춤 되기 때문에, 샤프트(3)와 회전자 철심(10) 사이의 충분한 마찰력을 확보하고, 회전자 철심(10)을 샤프트(3)에 강고하게 고정하는 것이 가능하다.

또한, 전자강판(102)이 회전자(1C)의 적층방향의 적어도 일단에 배치되어 있으면, 회전자(1C)의 축구멍에의 샤프트(3)의 삽입이 용이해지고, 전자강판(102)이 회전자(1C)의 적층방향의 양단에 배치되어 있으면, 작업성이 더욱 향상한다.

또한, 이 실시의 형태 4에서, 실시의 형태 2에서 설명한 바와 같이 슬릿(15)의 수를 자석 삽입구멍(11)의 수(극수)보다 적게 한 구성을 적용하여도 좋고, 또한, 실시의 형태 3에서 설명한 바와 같이 극수의 반분 이하의 바람구멍(14)에 리벳(31)을 삽입하는 구성을 적용하여도 좋다.

실시의 형태 5.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 5에 관해 설명한다. 도 15는, 실시의 형태 5의 회전자의 단판(4A)을 도시하는 평면도이다. 실시의 형태 1에서 설명한 단판(4)(도 6)은, 회전자 철심(10)의 내주(13)(도 3)에 대응하는 위치에 내주(43)를 가지며, 그 내주(43)에 따라, 회전자 철심(10)의 슬릿(15)에 대응하는 슬릿(45)을 갖고 있다.

이에 대해, 도 15에 도시하는 단판(4A)의 내주(43A)는, 회전자 철심(10)의 슬릿(15)(도 3)에 따라 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 단판(4A)의 내주(43A)는, 회전자 철심(10)의 슬릿(15)의 가장 내주측의 부분인 내주연(15a)(도 3)보다도 지름방향 외측에 형성되어 있다. 여기서는, 단판(4A)의 내주(43A)는, 슬릿(15)의 외주연(15b)에 대응하는 위치에 형성되어 있다.

단판(4A)은, 또한, 내주(43A)에 따라, 복수의 바람구멍(44)과, 복수의 공극부(45d)를 갖는다. 단판(4A)의 바람구멍(44)은, 회전자 철심(10)의 바람구멍(14)(도 3)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 단판(4A)의 공극부(45d)는, 회전자 철심(10)의 공극부(15d)(도 3)에 대응하는 위치에 형성되어 있다.

단판(4A)은, 실시의 형태 1의 단판(4)과 마찬가지로 회전자 철심(10)의 축방향 양단에 배치되고, 자석 삽입구멍(11) 내의 영구자석(2)의 탈락을 방지하는 기능을 이룬다. 그때문에, 단판(4A)의 내주(43A)가 샤프트(3)의 외주로부터 지름방향 외측으로 이간하여 있어도, 단판(4A)의 기능에는 영향이 없다.

또한, 단판(4A)의 내주(43A)가, 샤프트(3)의 외주로부터 지름방향 외측으로 이간하여 있기 때문에, 샤프트(3)의 수축끼워맞춤시에 단판(4A)의 내주(43A)가 가열되기 어렵다. 그때문에, 단판(4A)을 경유하여 영구자석(2)에 열이 전하여지는 것이 억제된다.

또한, 단판(4A)이, 회전자 철심(10)의 바람구멍(14)(도 3)에 대응하는 위치에 바람구멍(44)을 갖기 때문에, 회전자 철심(10)의 바람구멍(14) 내의 유체(공기, 냉매 등)의 통과 또는 리벳(31)의 삽입이 가능해진다. 또한, 회전자 철심(10)의 공극부(15d)(도 3)에 대응하는 위치에 공극부(45d)를 갖기 때문에, 단판(4A)을 경유하고 영구자석(2)에 열이 전하여지기 어려워진다.

실시의 형태 5의 전동기는, 회전자의 단판(4A)의 구성을 제외하고, 실시의 형태 1의 전동기와 마찬가지로 구성되어 있다.

또한, 단판(4A)은, 회전자 철심(10)의 축방향 양단에 배치되어 있지만, 회전자 철심(10)의 축방향의 일단에만 단판(4A)을 배치하고, 타단에는 실시의 형태 1의 단판(4)(도 6)을 배치하여도 좋다.

도 16은, 실시의 형태 5의 변형례의 회전자의 단판(4B)을 도시하는 평면도이다. 도 16에 도시한 단판(4B)의 내주(43B)는, 도 15에 도시한 단판(4A)의 내주(43A)보다도, 더욱 지름방향 외측에 형성되고, 공극부(45d)와 이어져 있다. 이와 같이 단판(4B)의 내주(43B)가 지름방향 외측에 형성되어 있기 때문에, 샤프트(3)의 수축끼워맞춤시에, 단판(4B)의 내주(43B)가 더욱 가열되기 어려워지고, 단판(4B)을 경유하여 영구자석(2)에 열이 전하여지는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 이 실시의 형태 5에서는, 단판(4A, 4B)의 내주(43A, 43B)가, 회전자 철심(10)의 슬릿(15)에 따라 형성되어 있기 때문에, 단판(4A, 4B)의 기능을 손상시키는 일 없이, 단판(4A, 4B)을 경유하여 열이 영구자석(2)에 전하여지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 영구자석(2)의 가열을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

특히, 단판(4A, 4B)의 내주(43A)가, 회전자 철심(10)의 슬릿(15)의 내주연(15a)보다도 지름방향 외측에 위치하고 있기 때문에, 샤프트(3)의 수축끼워맞춤할 때에 단판(4A, 4B)이 가열되기 어려워지고, 영구자석(2)의 가열을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

또한, 단판(4A, 4B)의 내주(43A, 43B)는, 도 15 및 도 16에서는 환형상으로 연재되어 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 회전자 철심(10)의 내주(13)보다도 지름방향 외측에 위치하고 있으면, 예를 들면 다각형상으로 연재되어 있어도 좋다.

또한, 이 실시의 형태 5에서, 실시의 형태 2에서 설명한 바와 같이 슬릿(15)의 수를 자석 삽입구멍(11)의 수(극수)보다 적게 한 구성을 적용하여도 좋고, 또한, 실시의 형태 3에서 설명한 바와 같이 극수의 반분 이하의 바람구멍(14)에 리벳(31)을 삽입한 구성을 적용하여도 좋다. 또한, 실시의 형태 4에서 설명한 바와 같이, 회전자 철심(10)이 샤프트(3)로부터 내주(18)가 이간한 전자강판(102)을 갖는 구성을 적용하여도 좋다.

<로터리 압축기>

다음에, 상술한 실시의 형태 1∼5의 전동기(100)가 적용 가능한 로터리 압축기(300)에 관해 설명한다. 도 17은, 로터리 압축기(300)의 구성을 도시하는 종단면도이다. 로터리 압축기(300)는, 예를 들면 공기조화 장치에 사용되는 것이고, 밀폐 용기(307)와, 밀폐 용기(307) 내에 배설된 압축요소(301)와, 압축요소(301)를 구동하는 전동기(100)를 구비하고 있다.

압축요소(301)는, 실린더실(303)을 갖는 실린더(302)와, 전동기(100)에 의해 회전하는 샤프트(3)와, 샤프트(3)에 고정된 롤링 피스톤(304)과, 실린더실(303) 내를 흡입측과 압축측으로 나누는 베인(도시 생략)과, 샤프트(3)가 삽입되어 실린더실(303)의 축방향 단면을 폐쇄하는 상부 프레임(305) 및 하부 프레임(306)을 갖는다. 상부 프레임(305) 및 하부 프레임(306)에는, 상부 토출 머플러(308) 및 하부 토출 머플러(309)가 각각 장착되어 있다.

밀폐 용기(307)는, 원통형상의 용기이다. 밀폐 용기(307)의 저부에는, 압축요소(301)의 각 활주부를 윤활하는 냉동기유(도시 생략)가 저류되어 있다. 샤프트(3)는, 축받이부로서의 상부 프레임(305) 및 하부 프레임(306)에 의해 회전 가능하게 유지되어 있다.

실린더(302)는, 내부에 실린더실(303)을 구비하고 있고, 롤링 피스톤(304)은, 실린더실(303) 내에서 편심 회전한다. 샤프트(3)는 편심축부를 가지며, 그 편심축부에 롤링 피스톤(304)이 감합되어 있다.

전동기(100)의 고정자(5)는, 수축끼워맞춤, 압입 또는 용접 등의 방법에 의해, 밀폐 용기(307)의 프레임의 내측에 조립되어 있다. 고정자(5)의 코일(55)에는, 밀폐 용기(307)에 고정된 유리 단자(311)로부터 전력이 공급된다. 샤프트(3)는, 회전자(1)의 회전자 철심(10)(도 2)의 중앙에 형성된 축구멍에 고정되어 있다.

밀폐 용기(307)의 외부에는, 냉매 가스를 저류하는 어큐뮬레이터(310)가 부착되어 있다. 밀폐 용기(307)에는 흡입 파이프(313)가 고정되고, 이 흡입 파이프(313)를 통하여 어큐뮬레이터(310)로부터 실린더(302)에 냉매 가스가 공급된다. 또한, 밀폐 용기(307)의 상부에는, 냉매를 외부에 토출하는 토출 파이프(312)가 마련되어 있다.

어큐뮬레이터(310)로부터 공급된 냉매 가스는, 흡입 파이프(313)를 통과하여 실린더(302)의 실린더실(303) 내에 공급된다. 인버터의 통전에 의해 전동기(100)가 구동되어 회전자(1)가 회전하면, 회전자(1)와 함께 샤프트(3)가 회전한다. 그리고, 샤프트(3)에 감합되는 롤링 피스톤(304)이 실린더실(303) 내에서 편심 회전하고, 실린더실(303) 내에서 냉매가 압축된다. 실린더실(303)에서 압축된 냉매는, 토출 머플러(308, 309)를 통과하고, 또한 회전자 철심(10)의 바람구멍(14) 등(도 2)을 통과하여 밀폐 용기(307) 내를 상승한다. 밀폐 용기(307) 내를 상승한 냉매는, 토출 파이프(312)로부터 토출되어, 냉동사이클의 고압측에 공급된다.

상술한 실시의 형태 1∼5의 전동기(100)는, 영구자석(2)의 열에 의한 감자를 억제함에 의해, 영구자석(2)의 자속 저하를 억제하고, 이에 의해 모터 효율을 향상하고, 출력을 증대시킬 수 있다. 그때문에, 이 전동기(100)를 로터리 압축기(300)에 적용함에 의해, 로터리 압축기(300)의 운전 효율을 향상하고, 출력을 증대시킬 수 있다.

또한, 실시의 형태 1∼5의 전동기(100)는, 로터리 압축기(300)로 한하지 않고, 다른 종류의 압축기에도 이용할 수 있다.

<냉동사이클 장치>

다음에, 상술한 로터리 압축기(300)를 구비한 냉동사이클 장치(400)(공기조화 장치)에 관해 설명한다. 도 18은, 냉동사이클 장치(400)의 구성을 도시하는 도면이다. 냉동사이클 장치(400)는, 압축기(로터리 압축기)(300)와, 4방밸브(401)와, 응축기(402)와, 감압장치(팽창기)(403)와, 증발기(404)와, 냉매배관(405)과, 제어부(406)를 구비하고 있다. 압축기(300), 응축기(402), 감압장치(403) 및 증발기(404)는, 냉매배관(405)에 의해 연결되고, 냉동사이클을 구성하고 있다.

냉동사이클 장치(400)의 동작은, 다음과 같다. 압축기(300)는, 흡입한 냉매를 압축하여 고온 고압의 가스 냉매로서 송출한다. 4방밸브(401)는, 냉매의 흐름 방향을 전환하는 것인데, 도 18에 도시한 상태에서는, 압축기(300)로부터 송출된 냉매를 응축기(402)에 흘린다. 응축기(402)는, 압축기(300)로부터 송출된 냉매와 공기(예를 들면, 실외의 공기)와의 열교환을 행하고, 냉매를 응축하여 액화시켜서 송출한다. 감압장치(403)는, 응축기(402)로부터 송출된 액냉매를 팽창시켜서, 저온 저압의 액냉매로서 송출한다.

증발기(404)는, 감압장치(403)로부터 송출된 저온 저압의 액냉매와 공기(예를 들면, 실내의 공기)와의 열교환을 행하여, 냉매에 공기의 열을 빼앗기게 하여 증발(기화)시켜, 가스 냉매로서 송출한다. 증발기(404)에서 열이 빼앗겨진 공기는, 도시하지 않은 송풍기에 의해, 대상 공간(예를 들면 실내)에 공급된다. 또한, 4방밸브(401) 및 압축기(300)의 동작은, 제어부(406)에 의해 제어된다.

냉동사이클 장치(400)의 압축기(300)는, 상술한 실시의 형태 1∼5의 전동기(100)가 적용 가능하고, 이에 의해 운전 효율을 향상하고 있다. 그때문에, 냉동사이클 장치(400)의 에너지 효율을 향상할 수 있다.

<공기조화 장치>

다음에, 상술한 각 실시의 형태의 전동기를 적용한 공기조화 장치에 관해 설명한다. 도 19는, 실시의 형태 1∼5의 전동기(100)가 적용 가능한 공기조화 장치(500)의 구성을 도시하는 도면이다. 공기조화 장치(500)는, 실외기(501)와, 실내기(502)와, 이들을 접속하는 냉매배관(503)을 구비한다. 실외기(501)는, 송풍기로서의 실외송풍기(505)를 구비하고 있다.

도 20(A)는, 실외기(501)의 구성을 도시하는 정면도이다. 도 20(B)는, 도 20(A)에 도시한 선분(20B-20B)에서의 단면도이다. 실외기(501)는, 하우징(506)과, 하우징(506) 내에 고정된 프레임(507)을 갖는다. 프레임(507)에는, 실외송풍기(505)의 구동원으로서의 전동기(100)가 고정되어 있다. 전동기(100)의 샤프트(3)에는, 허브(508)를 통하여 날개바퀴(504)가 부착되어 있다.

전동기(100), 허브(508) 및 날개바퀴(504)에 의해, 실외송풍기(505)가 구성된다. 도 20(A)에는, 냉매를 압축한 압축기(509)도 도시되어 있다. 이 압축기(509)로서, 도 17에 도시한 로터리 압축기(300)를 이용하여도 좋다. 전동기(100)의 회전자(1)가 회전하면, 샤프트(3)에 장착된 날개바퀴(504)가 회전하고, 실외에 송풍한다. 공기조화 장치(500)의 냉방 운전시에는, 압축기(509)에서 압축된 냉매가 응축기(도시 생략)에서 응축된 때에 방출된 열을, 실외송풍기(505)의 송풍에 의해 실외에 방출한다.

상술한 각 실시의 형태의 전동기(100)는, 영구자석(2)의 감자를 억제함에 의해, 영구자석(2)의 자속 저하를 억제하고, 이에 의해 모터 효율을 향상하고, 출력을 증대시킬 수 있다. 그때문에, 이 전동기(100)를 실외송풍기(505)의 동력원에 이용함에 의해, 공기조화 장치(500)의 운전 효율을 향상하고, 출력을 증대시킬 수 있다.

또한, 여기서는, 실외기(501)의 실외송풍기(505)에, 각 실시의 형태에서 설명한 전동기를 이용하였지만, 실내기(502)의 송풍기에 각 실시의 형태의 전동기를 이용하여도 좋다.

또한, 여기서는, 착자된 영구자석(2)을 자석 삽입구멍(11)에 배치한 경우에 관해 설명하였지만, 착자되지 않은 영구자석(2)을 자석 삽입구멍(11)에 배치한 경우라도, 같은 효과를 얻을 수 있다. 단, 착자된 영구자석(2)이 감자하는 온도의 쪽이, 착자되지 않은 영구자석(2)의 성능 및 품질이 저하된 온도보다도 낮기 때문에, 착자된 영구자석(2)을 자석 삽입구멍(11)에 배치한 경우의 쪽이, 각 실시의 형태의 효과를 보다 현저하게 발휘할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시의 형태에 관해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러가지의 개량 또는 변형을 행할 수 있다.

1, 1A, 1B, 1C : 회전자
10 : 회전자 철심
11 : 자석 삽입구멍
12 : 플럭스 배리어
13 : 내주
14 : 바람구멍
15 : 슬릿
15a : 내주연부
15b : 외주연부
15c : 대향부
15d : 공극부
16 : 슬릿간부
18 : 내주
19 : 외주
21 : 내주단
22 : 외주단
23 : 제1의 직선
24 : 제2의 직선
2 : 영구자석
3 : 샤프트
31 : 리벳
4, 4A, 4B : 단판
43, 43A, 43B : 내주
44 : 바람구멍
45 : 슬릿
45d : 공극부
49 : 외주
5 : 고정자
50 : 고정자 철심
53 : 인슐레이터
55 : 코일
100 : 전동기
101 : 전자강판
102 : 전자강판
300 : 압축기(로터리 압축기)
301 : 압축요소
307 : 밀폐 용기
400 : 냉동사이클 장치(공기조화 장치)
401 : 4방밸브
402 : 응축기
403 : 감압장치
404 : 증발기
405 : 냉매배관
406 : 제어부
500 : 공기조화 장치
501 : 실외기
502 : 실내기
503 : 냉매배관
504 : 날개바퀴
505 : 실외송풍기
506 : 하우징
507 : 프레임
508 : 허브
509 : 압축기

Claims (23)

1. 축선을 중심으로 하는 환형상의 내주와, 상기 축선을 중심으로 하는 지름방향에서 상기 내주의 외측에 위치하는 외주를 가지며, 전자강판으로 구성된 회전자 철심을 구비하고,
   상기 회전자 철심은, 상기 외주에 따라, 상기 축선을 중심으로 하는 둘레방향으로 이웃하는 제1의 자석 삽입구멍과 제2의 자석 삽입구멍을 가지며, 상기 내주에 따라, 상기 둘레방향으로 이웃하는 제1의 슬릿과 제2의 슬릿을 가지며,
   상기 제1의 자석 삽입구멍에는 제1의 영구자석이 배치되고, 상기 제2의 자석 삽입구멍에는 제2의 영구자석이 배치되고,
   상기 제1의 슬릿은, 상기 제2의 슬릿에 대향하는 제1의 대향부를 가지며,
   상기 제2의 슬릿은, 상기 제1의 슬릿에 대향하는 제2의 대향부를 가지며,
   상기 제1의 대향부는, 상기 지름방향에서의 내측의 단부에 제1의 내측단부를 가지며, 상기 지름방향에서의 외측의 단부에 제1의 외측단부를 가지며,
   상기 제2의 대향부는, 상기 지름방향에서의 내측의 단부에 제2의 내측단부를 가지며, 상기 지름방향에서의 외측의 단부에 제2의 외측단부를 가지며,
   상기 회전자 철심은, 상기 제1의 대향부와 상기 제2의 대향부 사이에, 상기 제1의 내측단부와 상기 제2의 내측단부를 잇는 제1의 직선과, 상기 제1의 외측단부와 상기 제2의 외측단부를 잇는 제2의 직선으로 규정되는 슬릿간부를 가지며,
   상기 슬릿간부는, 상기 제1의 자석 삽입구멍과 상기 제2의 자석 삽입구멍 사이의 극간부에 대해 상기 지름방향의 내측에 배치되고,
   상기 회전자 철심의 상기 내주부터 상기 제1의 슬릿 및 상기 제2의 슬릿까지의 상기 지름방향의 최소거리를 D1로 하고,
   상기 제1의 슬릿 및 상기 제2의 슬릿의 상기 지름방향의 최소폭을 W1로 하고,
   상기 슬릿간부의 상기 지름방향의 길이를 W2로 하면,
   D1<W1 및 D1<W2의 적어도 일방이 성립하는 것을 특징으로 하는 회전자.
2. 제1항에 있어서,
   D1<W1 및 D1<W2의 양방이 성립하는 것을 특징으로 하는 회전자.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 슬릿간부의 상기 둘레방향의 최소폭이, 상기 전자강판의 판두께 이상이며, 또한, 상기 판두께의 2배보다 작은 것을 특징으로 하는 회전자.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전자 철심은, 상기 제1의 슬릿부터 상기 제1의 자석 삽입구멍을 향하여 연재되는 제1의 공극부, 및, 상기 제2의 슬릿부터 상기 제2의 자석 삽입구멍을 향하여 연재되는 제2의 공극부를 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1의 공극부로부터 상기 제1의 자석 삽입구멍까지의 거리, 및, 상기 제2의 공극부로부터 상기 제2의 자석 삽입구멍까지의 거리가, 모두, 상기 전자강판의 판두께 이상이고, 또한, 상기 판두께의 2배보다 작은 것을 특징으로 하는 회전자.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전자 철심은, 상기 제1의 자석 삽입구멍 및 상기 제2의 자석 삽입구멍을 포함하는 제1의 수의 자석 삽입구멍을 가지며,
   상기 회전자 철심은, 상기 슬릿간부를 포함하는 제2의 수의 슬릿간부를 가지며,
   상기 제2의 수는, 상기 제1의 수를 자연수로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 회전자.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전자 철심은, 상기 제1의 슬릿 및 상기 제2의 슬릿보다도 상기 지름방향의 외측에 배치된 바람구멍을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
8. 제7항에 있어서,
   상기 바람구멍은, 상기 극간부에 대해 상기 지름방향의 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전자.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 바람구멍부터 상기 제1의 슬릿 및 상기 제2의 슬릿까지의 최소거리는, 상기 전자강판의 판두께 이상이고, 또한, 상기 판두께의 2배보다 작은 것을 특징으로 하는 회전자.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 철심은, 상기 제1의 자석 삽입구멍 및 상기 제2의 자석 삽입구멍을 포함하는 제1의 수의 자석 삽입구멍을 가지며,
    상기 회전자 철심은, 상기 제1의 슬릿 및 상기 제2의 슬릿보다도 상기 지름방향의 외측에, 상기 바람구멍을 포함하는 상기 제1의 수의 바람구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1의 수의 바람구멍 중, 상기 제1의 수의 반분 이하의 제3의 수의 바람구멍에, 리벳이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 회전자.
12. 제11항에 있어서,
    상기 리벳이 삽입된 상기 바람구멍과, 상기 리벳이 삽입되지 않은 상기 바람구멍이, 상기 둘레방향으로 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 회전자.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축선부터 상기 회전자 철심의 상기 내주까지의 거리가, 상기 회전자 철심의 상기 내주부터 상기 제1의 자석 삽입구멍 및 상기 제2의 자석 삽입구멍까지의 최소거리 이하인 것을 특징으로 하는 회전자.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 대향부는, 상기 지름방향의 양단에 만곡부를 가지며, 상기 제2의 대향부는, 상기 지름방향의 양단에 만곡부를 가지며,
    상기 제1의 대향부의 상기 만곡부 및 상기 제2의 대향부의 상기 만곡부는, 모두, 상기 전자강판의 판두께 이하의 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1의 대향부는, 상기 만곡부 사이에 직선형상으로 연재되는 부분을 가지며, 상기 제2의 대향부는, 상기 만곡부 사이에 직선형상으로 연재되는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 철심의 상기 내주에 고정된 샤프트를 또한 구비하고,
    상기 회전자 철심은, 상기 전자강판을 포함하는 제4의 수의 전자강판이, 상기 축선의 방향으로 적층되고 구성되고,
    상기 제4의 수의 전자강판은, 상기 축선의 방향의 단부에 배치된 적어도 하나의 전자강판을 가지며,
    상기 적어도 하나의 전자강판은, 상기 샤프트의 외주부터 상기 지름방향의 외측으로 이간한 내주를 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
17. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자강판의 상기 내주가, 상기 제1의 슬릿 및 상기 제2의 슬릿의 상기 지름방향의 가장 내측의 부분보다도 상기 지름방향의 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전자.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축선의 방향에서 상기 회전자 철심의 적어도 일단에, 단판을 가지며,
    상기 단판은, 상기 회전자 철심의 상기 제1의 슬릿 및 상기 제2의 슬릿의 상기 지름방향의 가장 내측의 부분보다도 상기 지름방향의 외측에 위치하는 내주를 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
19. 제18항에 있어서,
    상기 단판은, 당해 단판의 상기 내주부터 상기 지름방향의 외측을 향하여 연재되는 공극을 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 회전자와,
    상기 회전자의 상기 지름방향의 외측에 마련되고, 상기 회전자를 둘러싸는 고정자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
21. 전동기와, 상기 전동기에 의해 구동되는 압축요소를 구비한 압축기로서,
    상기 전동기는,
    제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 회전자와,
    상기 회전자의 상기 지름방향의 외측에 마련되고, 상기 회전자를 둘러싸는 고정자를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.
22. 날개바퀴와, 날개바퀴를 회전시키는 전동기를 구비한 송풍기로서,
    상기 전동기는,
    제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 회전자와,
    상기 회전자의 상기 지름방향의 외측에 마련되고, 상기 회전자를 둘러싸는 고정자를 구비하는 것을 특징으로 하는 송풍기.
23. 실외기와, 실내기와, 상기 실외기와 상기 실내기를 연결하는 냉매배관을 구비하고,
    상기 실외기 및 상기 실내기의 적어도 일방은, 송풍기를 가지며,
    상기 송풍기는, 날개와, 상기 날개를 회전시키는 전동기를 가지며,
    상기 전동기는,
    제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 회전자와,
    상기 회전자의 상기 지름방향의 외측에 마련되고, 상기 회전자를 둘러싸는 고정자를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기조화 장치.

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