自己始動型永久磁石同期電動機及びこれを用いた圧縮機
【課題】電源の投入タイミングや電圧の位相によって変化する固定子磁束の発生位置に関わらず、安定した始動トルクを発生でき、かつ始動トルクを任意に調整できる自己始動型永久磁石同期電動機及び、これを用いた圧縮機、空気調和機を提供すること。
【解決手段】回転子の軸方向の鉄心の両端面と前記導電性のエンドリングの間に端板を設け、該端板に設けたスロット数は前記回転子鉄心のスロット数より少なく設けられ、前記回転子鉄心に設けた多数のスロットの一部を非導電性材（空孔含む）で構成した。
【解決手段】回転子の軸方向の鉄心の両端面と前記導電性のエンドリングの間に端板を設け、該端板に設けたスロット数は前記回転子鉄心のスロット数より少なく設けられ、前記回転子鉄心に設けた多数のスロットの一部を非導電性材（空孔含む）で構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自己始動型永久磁石同期電動機及びそれを用いた圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自己始動式永久磁石同期電動機において、回転子の永久磁石の脱落を防止するための端板を付ける方法について、例えば特開２００１−９５１８３号公報（特許文献１）に記載されているように、回転子鉄心の外周付近に位置する複数の導体バーと回転子軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイキャストで一体成型して始動用かご形導体を形成する。導体バーの内側に複数個の永久磁石が鉄心に埋設され、磁石の脱落の防止用端板を固定するために、回転子鉄心に数個貫通穴を空け、ダイキャストでアルミを貫通穴に注入し凸起部が形成され、凸起部を押し潰し端板を固定する。
【０００３】
また、鉄心端部の短絡環の内周に凹部を設けるようにダイキャストで形成し、端板の外周に短絡環の凹部が嵌合うような凸部の設けて、端板を嵌め合わせ後短絡環の内周に凹部周辺を回転子の軸方向に押し潰し端板を固定する。
【０００４】
自己始動型永久磁石同期電動機は、誘導電動機と同様に商用電源での直入れ始動が可能であり、インバータを付加することなく駆動部を構成できる上、定常運転時の二次銅損が僅少となるため、誘導電動機に対し駆動システムの高効率化に大きく貢献できるメリットがある。
【０００５】
一方、自己始動型永久磁石同期電動機の短所として、かご型導体の内周側に永久磁石が配置されているため、回転子の磁束軸がすでに固定されていることが挙げられる。すなわち、始動時に回転子に生じる始動トルクは、かご型導体に生じる誘導トルク、永久磁石磁束と電源印加によって生じる回転磁界との吸引力の両者の合成となる。商用電源による直入れ始動では、インバータ駆動時のように回転子位置を特定できない(電圧位相を制御できない)ことから、始動時に印加される電圧の位相によっては、磁石磁束と回転磁界とが反発する場合や、正規の回転方向と逆方向に吸引され、負のトルクを生じる場合がある。このことから、投入される電圧の位相、すなわち固定子磁束が発生する位置によって、始動時のトルクに大きな差異が生じる問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９５１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自己始動型永久磁石同期電動機の始動時において、投入される電圧の位相により、始動トルクに差異が生じることは上述した。この理由と問題点について、下記に述べる。
【０００８】
電源電圧の印加によって生じる固定子磁束が、永久磁石磁束に対し、正規の回転方向に対し遅れ側に発生した場合、回転子には正規の回転方向と逆方向に吸引される磁石トルクが生じる。回転子は軸受けにより回転自在に支持されていることから、負の回転方向へと移動する。この場合、固定子回転磁界は正転方向に回転をしているため、誘導電動機のすべり-トルク特性としてみると、すべりが１以上の領域から始動を開始するため、誘導トルクとしては所望の値に対し過大に発生する。
【０００９】
この場合、電動機の軸受けに過大な応力がかかり、軸受け寿命が短くなってしまう問題や、出力軸端に取り付けられた機器に対し、大きなねじり応力が加えられ破壊に至るなど多大な悪影響を及ぼす恐れがある。
【００１０】
一方、電源電圧の印加によって生じる固定子磁束が、永久磁石磁束に対し、正規の回転方向に対し進み側に発生した場合については、回転子には正転方向の磁石トルクが生じることから、かご型導体生ずる誘導トルクへの影響は比較的小さく、始動に対する大きな問題は発生しない。このような原理由により、電源の投入位相によって、発生し得る始動トルクに大きな差異が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、電源の投入タイミングや電圧の位相によって変化する固定子磁束の発生位置に関わらず、安定した始動トルクを発生でき、かつ始動トルクを任意に調整できる自己始動型永久磁石同期電動機、及びこれを用いた圧縮機、空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、回転子鉄心の外周部近傍に設けた多数のスロットと、これらスロット内に埋設した導電性のバーとこれらのバーを軸方向両端面で短絡する導電性のエンドリングとで構成されたかご型導体と、前記スロットの内周側に配置した少なくとも１つ以上の磁石挿入孔と、該磁石挿入孔に埋設した永久磁石を有し、該永久磁石で界磁極を構成した回転子を備えた自己始動型永久磁石同期電動機において、前記回転子の軸方向の鉄心の両端面と前記導電性のエンドリングの間に端板を設け、該端板に設けたスロット数は前記回転子鉄心のスロット数より少なく設けられ、前記回転子鉄心に設けた導電性バーの埋設用のスロットの一部が非導電性材（空孔含む）で構成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、回転子鉄心の外周部近傍に設けた多数のスロットと、これらスロット内に埋設した導電性のバーとこれらのバーを軸方向両端面で短絡する導電性のエンドリングとで構成されたかご型導体と、前記スロットの内周側に配置した少なくとも１つの磁石挿入孔と、該磁石挿入孔に埋設した永久磁石を有し、該永久磁石で界磁極を構成した回転子を備えた自己始動型永久磁石同期電動機において、前記回転子鉄心に設けた多数のスロットの一部が非導電性材（空孔含む）で構成され、その他のスロットに導電性バーを鉄心の端面から突き出すよう埋設し、前記導電性エンドリングを前記回転子鉄心の両端面から突き出した導電性バーと摩擦攪拌接合によって電気的及び機械的に接合したことを特徴とする。
【００１４】
また、前記非導電材で構成されるスロットは、前記回転子鉄心のシャフトを中心に対をなす少なくとも一対のスロットで構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電源の投入タイミングや電圧の位相によって変化する固定子磁束の発生位置に関わらず、安定した始動トルクを発生でき、かつ始動トルクを任意に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１には本発明の実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の構成を、回転子の径方向断面で示す。図１において、回転子１はシャフト６上に設けられた回転子鉄心２の外周部近傍に位置させて鉄心内部に、多数の回転子スロット８とこのスロット８内部に埋設された始動用導電性バー３を備えている。回転子スロット８は導電性バー埋設用のスロットである。また、回転子１は回転子鉄心２の前記スロットの内周側に配置された複数の磁石挿入孔７と、この挿入穴７に永久磁石４が埋設されて磁極数が２極となるように構成されている。
【００１８】
ここで、永久磁石４は、希土類を主成分とする焼結磁石であり、厚み方向の断面形状が略台形状をなしており、複数のセグメント（図では４枚：４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｃ）に分けて磁石挿入孔７に各々埋設されている。
【００１９】
なお、永久磁石４のセグメント数は、少なくとも１つ以上であれば構成可能であるので、図１に示す４枚より以下、あるいは以上でもよく、断面形状が図１に示す略台形状以外に略方形状や略円弧状となるものでも構成可能である。また、磁石の主成分としてフェライト系でも構成できるが、希土類が好ましく、焼結磁石の他にボンド磁石で形成することも可能である。また、磁極間には空孔５（５Ａ、５Ｂからなる）を施し、磁極間に生ずる漏洩磁束の防止に配慮している。
【００２０】
同図１において、永久磁石４によって構成された磁極中心軸をｄ軸とし、このｄ軸から電気角で９０°ずれた軸をｑ軸とした場合、ｄ軸最寄でかつ回転方向に対し遅れ側に位置し、かつ磁極ピッチで対となる導電性バー埋設用のスロット８ａを空孔（非導電性材）としている。ここで、本実施例では３対を空孔としたが、少なくとも一対以上を設ければ良いため、３対よりも多く、または少なく構成させても良い。また、スロット８ａは空孔としているが、非導電性部位として構成させれば良いので、樹脂等の非導電性材料を埋設して形成しても良い。
【００２１】
図２には、本発明の実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子のダイキャスト軸方向断面、およびダイキャスト湯の注入口の形状を示す。図２（１）において、前記回転子鉄心２を構成する鉄板を一定積厚に積層した回転子鉄心２Ａの両端面に、ダイキャスト湯込み側を端板９Ａとし、その反対側を端板９Ｂとして、それぞれ回転子鉄心２Ａの外周スロット８とダイキャスト湯の注入口４４の中心同士を合わせて配置する。
【００２２】
そして回転子鉄心２Ａをダイキャスト金型４２にセットし、両端面にエンドリング１０Ａと１０Ｂを形成する金型４１と４３をそれぞれ設置した後、さらにダイキャスト湯を流出防止のため軸方向に型を締める力を加え、溶かしたアルミ（または銅）を図２（２）に示している複数のダイキャスト湯込み口４４Ａ〜４４Ｈに高圧で注入する。この注入により、始動用導電性バー３とエンドリング１０Ａと１０Ｂが一体的に形成され、始動用導電性バー３の両端をエンドリング１０Ａと１０Ｂで周方向に短絡した構成のかご型導体が形成される。
【００２３】
図３には本発明の実施例１による回転子端板形状を示す。図４には本発明の実施例１による回転子鉄心２の磁石挿入口の断面を示す。図３において、端板９Ａ、９Ｂは回転子鉄心２と断面形状において相違部がある。異なる点は、回転子鉄心２には図１に示すように外周部近傍に多数の回転子スロット８を設けているが、端板９Ａ、９Ｂには前記多数の回転子スロット８の中で、磁極中心軸のｄ軸最寄でかつ回転方向遅れ側に位置する磁極ピッチでシャフト６を中心に対をなすスロット８ａの位置に該当する部分のみにスロット８を設けていない。
【００２４】
また、他の異なる点は、端板９Ｂには回転子鉄心２のスロット８での空孔で構成されたスロット８ａに対応して、スロット８ａに連通する空気抜き孔としての切欠き２１を設けていることである。このように構成した端板をｄ軸、ｑ軸各々の位置関係を整合させて回転子鉄心２の両端面へ配置し、これを介してダイカストすることで、スロット８への導電性材料の流入を防ぐことができ、空孔とすべきスロット８ａを形成できる。
【００２５】
ここで、同図（２）に示す出力軸側に配置される端板９Ｂと、同図（１）に示す反出力軸側に配置する端板９Ａとの構造上にも違いがあり、出力軸側に配置する端板９Ｂにのみ磁石挿入孔７を設けている点にある。このように構成することで、出力軸側からの磁石挿入が可能となり、かつダイキャスト時の導電性材料の反出力軸側から磁石挿入孔７への流入を防止できる。また、端板９の材質は、金属材料で、かつ非磁性材料で構成することが望ましい。
【００２６】
また、電動機を圧縮機に組込んで運転の場合は、機内に高温、高圧の冷媒があるため、回転子１の空孔で構成されるスロット８ａが密封されると内外には圧力差が生じる。実施例１では前述のように端板９Ｂに切欠き２１を設けており、切欠き２１は図４に示すように、端板９Ｂを回転子鉄心２に密着させ状態でスロット８ａの一部と重なるように、磁石挿入孔７に一部切欠いた形で２１Ａ、２１Ｂのように設けている。この重なり部分でスロット８ａの内外が連通され、圧力差によるスロット８ａの破損を防ぐことができる。
【００２７】
図５には本発明の実施例１による磁石脱落防止の端板形状を示す。永久磁石４を回転子鉄心２の磁石挿入孔７に挿入し、この磁石挿入孔７を閉じるようにその外側に端板９Ｃを設けて、磁石４の脱落を防止するようにしたものである。端板９Ｃに設けた穴２２Ａ、２２Ｂをダイキャストで回転子端面に形成した凸部２３Ａ、２３Ｂ（図６参照）に嵌め込み、前記凸部２３Ａ、２３Ｂを軸方向に潰すことにより端板９Ｃが固定される。
【００２８】
図６には本発明の実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子軸方向の断面の構成図を示す。図６において、エンドリング１０は、出力軸側のエンドリング１０Ｂと、反出力軸側のエンドリング１０Ａで異なる形状をしており、具体的には反出力軸側のエンドリング１０Ａの軸方向長Ｌ２に対し、出力軸側のエンドリング１０Ｂの軸方向長Ｌ１を短くすると共に、エンドリング断面積が出力軸側で小、反出力軸側で大となるように構成している。これにより、反出力軸側のエンドリング１０Ａに冷却用のフィンやバランスウェイト（いずれも図示せず）を取り付ける寸法を確保できる。
【００２９】
自己始動型永久磁石同期電動機の回転子を上記のように構成した場合、次のような効果がある。図７には本発明の実施例１による電源投入位相に対する始動トルク測定結果を示す。図７において、電源の投入位相による始動トルクの関係を測定したところ、図中点線で示すように、従来構造では発生する始動トルクは、投入位相によって大きな差異が生じるこが分かった。すなわち、投入位相０°近傍が顕著であり、必要始動トルク（図で１００で示す）の約２倍以上のトルクが発生するのである。
【００３０】
この理由は、電源電圧の印加によって生じる固定子磁束が、永久磁石磁束に対し、正規の回転方向に対し遅れ側に発生し、回転子には正転方向と逆方向に吸引される磁石トルクが生じていることが挙げられる。つまり、回転子は軸受けにより回転自在に支持されていることから、負の回転方向へと移動を始めるため、誘導電動機のすべり−トルク特性としてみると、すべりが１以上の領域から始動を開始することとなり、誘導トルクとして過大に発生するためである。この場合、過大な誘導トルクにより回転子が起動されるため、この回転子を支える電動機の軸受けに過大な応力がかかり、軸受け破損や寿命の短縮等の問題がある。
【００３１】
そこで、図１〜６にて述べた構成の回転子を適用した電動機に対し、同様の試験を実施したところ、図７中の実線で示す特性となり、投入位相に対する始動トルクの差異を大幅に低減することができた。この現象は、図１で述べたようにｄ軸最寄に位置するスロットを非導電性とすることで生じる事が分かった。
【００３２】
この理由は、この非導電性としたスロットについては始動時に誘導される電流が発生しないため、始動時にかご型巻線に発生する誘導磁界を一時的に低減でき、投入位相０°近傍における始動トルクを低減できることにある。
【００３３】
また、非導電性とすするスロットの配置や本数について、始動トルクが増大する傾向にある電源投入位相の条件下で、種々実験によるパラメータサーベイを実施したところ、次のことが確認された。
【００３４】
（１）非導電性材で構成された回転子スロットは、ｄ軸最寄に位置し、かつ回転方向に対し遅れ側に配置した場合に始動トルクは最も低減され、ｑ軸に近付けるに従って増加傾向を示し、q軸最寄に位置させ、かつ回転方向に対し遅れ側に配置した場合に最も大きくなる。
【００３５】
（２）ｄ軸最寄に位置し、かつ回転方向に対し遅れ側に配置した非導電性材で構成されるスロットは、その本数を増やすにつれ、始動トルクが低減する。
【００３６】
この結果を鑑み、図６に示す回転子の構造とすることで、電源投入位相に対する始動トルクの差異を低減でき、安定した始動トルクを発生させることができる。そして、非導電性材で構成されるスロットの配置位置や本数を変更することで、機器に応じた始動トルクを調整できる自己始動型永久磁石同期電動機を提供できる。
【実施例２】
【００３７】
図８には本発明の実施例２に係る同期電動機の回転子外観を示す。本実施例と実施例１と異なる点は、かご型導体の形成方法としてダイキャスト法を用いていない点にある。図８において、回転子スロットに埋設された導電性バー３ａとエンドリング１０ａ、１０ｂをそれぞれ、ダイキャスト、あるいは鍛造の製法で予め製作し、エンドリング１０ａ、１０ｂには、前記導電性バー３ａの両端が嵌め合いできるように、それぞれ複数穴３ｂ、３ｃを設けておく。
【００３８】
次いで、回転子鉄心２Ａの外周スロット８に、前記導電性バー３ａを挿入して回転子鉄心２Ａの両端面に突き出るようにセットする。前記エンドリング１０ａ、１０ｂの穴３ｂ、３ｃに、それぞれ前記回転子２Ａの両端面に突き出した導電性バー３ａの両端を嵌め合わせる。摩擦攪拌接合ツール５１を嵌め合わされた接合部に押し付けることによって摩擦攪拌接合が行われる。接合ツール５１の先端部は硬い金属材（例えばモリブデン）からなる棒状の回転ツールである。
【００３９】
まず、前記導電性バー３ａとエンドリング１０ａとの接合を行い、接合の際には接合ツール５１を回転しながら、導電性バー３ａとエンドリング１０ａの嵌め合部に押し付け、導電性バー３ａの中心付近を回転子の中心に対して同心で移動させる。接合ツール５１と導電性バー３ａ、エンドリング１０ａとの摩擦により発生する熱によって導電性バー３ａとエンドリング１０ａの接合付近が軟化し、接合ツール５１を取り去った後に冷され電気的及び機械的に接合される。導電性バー３ａとエンドリング１０ｂとの接合も同様な方法で行う。
【００４０】
上述したように回転子を構成すれば端板を排除でき、かつ、ダイカスト時に生ずる巣が生じないため、かご型導体の電気的な機能を安定化できる。製作した回転子は前記実施例1と同等な特性が得られる。
【実施例３】
【００４１】
図９は本発明の実施例３による圧縮機の断面構造図である。図９において、圧縮機８２の構造について以下説明する。圧縮機構部８３は、固定スクロール部材６０の端板６１に直立する渦巻状ラップ６２と、旋回スクロール部材６３の端板６４に直立する渦巻状ラップ６５とを噛み合わせて形成されている。そして、旋回スクロール部材６３をクランクシャフト６によって旋回運動させることで圧縮動作を行う。
【００４２】
固定スクロール部材６０及び旋回スクロール部材６３によって形成される圧縮室６６（６６ａ、６６ｂ、……）のうち、最も外径側に位置している圧縮室６６は、旋回運動に伴って両スクロール部材６０、６３の中心に向かって移動し、容積が次第に縮小する。両圧縮室６６ａ、６６ｂが両スクロール部材６０、６３の中心近傍に達すると、両圧縮室６６内の圧縮ガスは圧縮室６６と連通した吐出口６７から吐出される。吐出された圧縮ガスは、固定スクロール部材６０及びフレーム６８に設けられたガス通路（図示せず）を通ってフレーム６８下部の圧力容器６９内に至り、圧力容器６９の側壁に設けられた吐出パイプ７０から圧縮機外に排出される。
【００４３】
圧力容器６９内に、図１〜図８にて説明したように、固定子１２と回転子１とで構成される自己始動型永久磁石同期電動機１８が内封されており、一定速度で回転し、圧縮動作を行う。電動機１８の下部には、油溜め部７１が設けられている。油溜め部７１内の油は回転運動により生ずる圧力差によって、クランクシャフト６内に設けられた油孔７２を通って、旋回スクロール部材６３とクランクシャフト６との摺動部、滑り軸受け７３等の潤滑に供される。
【００４４】
このように、圧縮機駆動用電動機として、図１〜８で述べた自己始動型永久磁石同期電動機を適用すれば、一定速圧縮機の高効率化を実現できるとともに、電源投入位相によって過大に生じる始動トルクが軽減できるため、軸受け７３や旋回スクロール部材６３の応力破壊を防止できるなど、信頼性の向上に寄与することができる。
【実施例４】
【００４５】
図１０は本発明の実施例４による空気調和機の冷凍サイクルを示す図である。図において、８０は室外機、８１は室内機、８２は圧縮機であり、圧縮機８２内には自己始動型永久磁石同期電動機１８と圧縮機構部８３が封入されている。８４は凝縮器、８５は膨張弁、８６は蒸発器である。冷凍サイクルは冷媒を矢印の方向に循環させ、圧縮機８２は冷媒を圧縮して凝縮器８４、膨張弁８５からなる室外機６０と、蒸発器８６からなる室内機８１間で熱交換を行って冷房機能を発揮する。
【００４６】
本発明で示した自己始動型永久磁石同期電動機１８を空気調和機、冷蔵および冷凍装置などの圧縮機に使用すると、自己始動型永久磁石同期電動機１８の効率向上により入力を低減できることから、地球温暖化につながるＣＯ２の排出を削減できる効果がある。また、信頼性の向上にも寄与できる。
【００４７】
以上、本発明実施例によれば、電源の投入タイミングや電圧の位相によって変化する固定子磁束の発生位置に関わらず、安定した始動トルクを発生でき、かつ始動トルクを任意に調整できる自己始動型永久磁石同期電動機及び、あるいはこれを用いた圧縮機、空気調和機、冷蔵、冷凍装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子の径方向断面図。
【図２】同じく実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子のダイキャストの軸方向断面図およびダイキャスト湯注入口の説明図。
【図３】同じく実施例１による回転子の端板形状図。
【図４】同じく実施例１による磁石挿入側の回転子断面図。
【図５】同じく実施例１による磁石脱落防止の端板形状図。
【図６】同じく実施例による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子軸方向の断面の構成図。
【図７】電源投入位相に対する始動トルク測定結果の説明図。
【図８】本発明の実施例２による同期電動機の回転子の外観図。
【図９】本発明の実施例３による圧縮機の断面構造図。
【図１０】本発明の実施例４による空気調和機の冷凍サイクル構成図。
【符号の説明】
【００４９】
１…回転子、２…回転子鉄心、３…始動用導体バー、４…永久磁石、５…空孔、６…シャフト又はクランクシャフト、７…磁石挿入孔、８…回転子スロット、８ａ…空孔、非導電性材、９…回転子端板、１０…エンドリング、１１…固定子、１２…固定子鉄心、１７…絶縁部、１８…自己始動型永久磁石同期電動機、２１…空気抜き穴、２２…穴、２３…凸部、４１〜４３…ダイキャスト金型、４４…ダイキャスト湯込み口、５１…接合ツール、６０…固定スクロール部材、６１…端板、６２…渦巻状ラップ、６３…旋回スクロール部材、６４…端板、６５…渦巻状ラップ、６６…圧縮室、６７…吐出口、６８…フレーム、６９…圧力容器、７０…吐出パイプ、７１…油溜部、７２…油孔、７３…滑り軸受け、８０…室外機、８１…室内機、８２…圧縮機、８３…圧縮機構部、８４…凝縮機、８５…膨張弁、８６…蒸発器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は自己始動型永久磁石同期電動機及びそれを用いた圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自己始動式永久磁石同期電動機において、回転子の永久磁石の脱落を防止するための端板を付ける方法について、例えば特開２００１−９５１８３号公報（特許文献１）に記載されているように、回転子鉄心の外周付近に位置する複数の導体バーと回転子軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイキャストで一体成型して始動用かご形導体を形成する。導体バーの内側に複数個の永久磁石が鉄心に埋設され、磁石の脱落の防止用端板を固定するために、回転子鉄心に数個貫通穴を空け、ダイキャストでアルミを貫通穴に注入し凸起部が形成され、凸起部を押し潰し端板を固定する。
【０００３】
また、鉄心端部の短絡環の内周に凹部を設けるようにダイキャストで形成し、端板の外周に短絡環の凹部が嵌合うような凸部の設けて、端板を嵌め合わせ後短絡環の内周に凹部周辺を回転子の軸方向に押し潰し端板を固定する。
【０００４】
自己始動型永久磁石同期電動機は、誘導電動機と同様に商用電源での直入れ始動が可能であり、インバータを付加することなく駆動部を構成できる上、定常運転時の二次銅損が僅少となるため、誘導電動機に対し駆動システムの高効率化に大きく貢献できるメリットがある。
【０００５】
一方、自己始動型永久磁石同期電動機の短所として、かご型導体の内周側に永久磁石が配置されているため、回転子の磁束軸がすでに固定されていることが挙げられる。すなわち、始動時に回転子に生じる始動トルクは、かご型導体に生じる誘導トルク、永久磁石磁束と電源印加によって生じる回転磁界との吸引力の両者の合成となる。商用電源による直入れ始動では、インバータ駆動時のように回転子位置を特定できない(電圧位相を制御できない)ことから、始動時に印加される電圧の位相によっては、磁石磁束と回転磁界とが反発する場合や、正規の回転方向と逆方向に吸引され、負のトルクを生じる場合がある。このことから、投入される電圧の位相、すなわち固定子磁束が発生する位置によって、始動時のトルクに大きな差異が生じる問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９５１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自己始動型永久磁石同期電動機の始動時において、投入される電圧の位相により、始動トルクに差異が生じることは上述した。この理由と問題点について、下記に述べる。
【０００８】
電源電圧の印加によって生じる固定子磁束が、永久磁石磁束に対し、正規の回転方向に対し遅れ側に発生した場合、回転子には正規の回転方向と逆方向に吸引される磁石トルクが生じる。回転子は軸受けにより回転自在に支持されていることから、負の回転方向へと移動する。この場合、固定子回転磁界は正転方向に回転をしているため、誘導電動機のすべり-トルク特性としてみると、すべりが１以上の領域から始動を開始するため、誘導トルクとしては所望の値に対し過大に発生する。
【０００９】
この場合、電動機の軸受けに過大な応力がかかり、軸受け寿命が短くなってしまう問題や、出力軸端に取り付けられた機器に対し、大きなねじり応力が加えられ破壊に至るなど多大な悪影響を及ぼす恐れがある。
【００１０】
一方、電源電圧の印加によって生じる固定子磁束が、永久磁石磁束に対し、正規の回転方向に対し進み側に発生した場合については、回転子には正転方向の磁石トルクが生じることから、かご型導体生ずる誘導トルクへの影響は比較的小さく、始動に対する大きな問題は発生しない。このような原理由により、電源の投入位相によって、発生し得る始動トルクに大きな差異が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、電源の投入タイミングや電圧の位相によって変化する固定子磁束の発生位置に関わらず、安定した始動トルクを発生でき、かつ始動トルクを任意に調整できる自己始動型永久磁石同期電動機、及びこれを用いた圧縮機、空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、回転子鉄心の外周部近傍に設けた多数のスロットと、これらスロット内に埋設した導電性のバーとこれらのバーを軸方向両端面で短絡する導電性のエンドリングとで構成されたかご型導体と、前記スロットの内周側に配置した少なくとも１つ以上の磁石挿入孔と、該磁石挿入孔に埋設した永久磁石を有し、該永久磁石で界磁極を構成した回転子を備えた自己始動型永久磁石同期電動機において、前記回転子の軸方向の鉄心の両端面と前記導電性のエンドリングの間に端板を設け、該端板に設けたスロット数は前記回転子鉄心のスロット数より少なく設けられ、前記回転子鉄心に設けた導電性バーの埋設用のスロットの一部が非導電性材（空孔含む）で構成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、回転子鉄心の外周部近傍に設けた多数のスロットと、これらスロット内に埋設した導電性のバーとこれらのバーを軸方向両端面で短絡する導電性のエンドリングとで構成されたかご型導体と、前記スロットの内周側に配置した少なくとも１つの磁石挿入孔と、該磁石挿入孔に埋設した永久磁石を有し、該永久磁石で界磁極を構成した回転子を備えた自己始動型永久磁石同期電動機において、前記回転子鉄心に設けた多数のスロットの一部が非導電性材（空孔含む）で構成され、その他のスロットに導電性バーを鉄心の端面から突き出すよう埋設し、前記導電性エンドリングを前記回転子鉄心の両端面から突き出した導電性バーと摩擦攪拌接合によって電気的及び機械的に接合したことを特徴とする。
【００１４】
また、前記非導電材で構成されるスロットは、前記回転子鉄心のシャフトを中心に対をなす少なくとも一対のスロットで構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電源の投入タイミングや電圧の位相によって変化する固定子磁束の発生位置に関わらず、安定した始動トルクを発生でき、かつ始動トルクを任意に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１には本発明の実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の構成を、回転子の径方向断面で示す。図１において、回転子１はシャフト６上に設けられた回転子鉄心２の外周部近傍に位置させて鉄心内部に、多数の回転子スロット８とこのスロット８内部に埋設された始動用導電性バー３を備えている。回転子スロット８は導電性バー埋設用のスロットである。また、回転子１は回転子鉄心２の前記スロットの内周側に配置された複数の磁石挿入孔７と、この挿入穴７に永久磁石４が埋設されて磁極数が２極となるように構成されている。
【００１８】
ここで、永久磁石４は、希土類を主成分とする焼結磁石であり、厚み方向の断面形状が略台形状をなしており、複数のセグメント（図では４枚：４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｃ）に分けて磁石挿入孔７に各々埋設されている。
【００１９】
なお、永久磁石４のセグメント数は、少なくとも１つ以上であれば構成可能であるので、図１に示す４枚より以下、あるいは以上でもよく、断面形状が図１に示す略台形状以外に略方形状や略円弧状となるものでも構成可能である。また、磁石の主成分としてフェライト系でも構成できるが、希土類が好ましく、焼結磁石の他にボンド磁石で形成することも可能である。また、磁極間には空孔５（５Ａ、５Ｂからなる）を施し、磁極間に生ずる漏洩磁束の防止に配慮している。
【００２０】
同図１において、永久磁石４によって構成された磁極中心軸をｄ軸とし、このｄ軸から電気角で９０°ずれた軸をｑ軸とした場合、ｄ軸最寄でかつ回転方向に対し遅れ側に位置し、かつ磁極ピッチで対となる導電性バー埋設用のスロット８ａを空孔（非導電性材）としている。ここで、本実施例では３対を空孔としたが、少なくとも一対以上を設ければ良いため、３対よりも多く、または少なく構成させても良い。また、スロット８ａは空孔としているが、非導電性部位として構成させれば良いので、樹脂等の非導電性材料を埋設して形成しても良い。
【００２１】
図２には、本発明の実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子のダイキャスト軸方向断面、およびダイキャスト湯の注入口の形状を示す。図２（１）において、前記回転子鉄心２を構成する鉄板を一定積厚に積層した回転子鉄心２Ａの両端面に、ダイキャスト湯込み側を端板９Ａとし、その反対側を端板９Ｂとして、それぞれ回転子鉄心２Ａの外周スロット８とダイキャスト湯の注入口４４の中心同士を合わせて配置する。
【００２２】
そして回転子鉄心２Ａをダイキャスト金型４２にセットし、両端面にエンドリング１０Ａと１０Ｂを形成する金型４１と４３をそれぞれ設置した後、さらにダイキャスト湯を流出防止のため軸方向に型を締める力を加え、溶かしたアルミ（または銅）を図２（２）に示している複数のダイキャスト湯込み口４４Ａ〜４４Ｈに高圧で注入する。この注入により、始動用導電性バー３とエンドリング１０Ａと１０Ｂが一体的に形成され、始動用導電性バー３の両端をエンドリング１０Ａと１０Ｂで周方向に短絡した構成のかご型導体が形成される。
【００２３】
図３には本発明の実施例１による回転子端板形状を示す。図４には本発明の実施例１による回転子鉄心２の磁石挿入口の断面を示す。図３において、端板９Ａ、９Ｂは回転子鉄心２と断面形状において相違部がある。異なる点は、回転子鉄心２には図１に示すように外周部近傍に多数の回転子スロット８を設けているが、端板９Ａ、９Ｂには前記多数の回転子スロット８の中で、磁極中心軸のｄ軸最寄でかつ回転方向遅れ側に位置する磁極ピッチでシャフト６を中心に対をなすスロット８ａの位置に該当する部分のみにスロット８を設けていない。
【００２４】
また、他の異なる点は、端板９Ｂには回転子鉄心２のスロット８での空孔で構成されたスロット８ａに対応して、スロット８ａに連通する空気抜き孔としての切欠き２１を設けていることである。このように構成した端板をｄ軸、ｑ軸各々の位置関係を整合させて回転子鉄心２の両端面へ配置し、これを介してダイカストすることで、スロット８への導電性材料の流入を防ぐことができ、空孔とすべきスロット８ａを形成できる。
【００２５】
ここで、同図（２）に示す出力軸側に配置される端板９Ｂと、同図（１）に示す反出力軸側に配置する端板９Ａとの構造上にも違いがあり、出力軸側に配置する端板９Ｂにのみ磁石挿入孔７を設けている点にある。このように構成することで、出力軸側からの磁石挿入が可能となり、かつダイキャスト時の導電性材料の反出力軸側から磁石挿入孔７への流入を防止できる。また、端板９の材質は、金属材料で、かつ非磁性材料で構成することが望ましい。
【００２６】
また、電動機を圧縮機に組込んで運転の場合は、機内に高温、高圧の冷媒があるため、回転子１の空孔で構成されるスロット８ａが密封されると内外には圧力差が生じる。実施例１では前述のように端板９Ｂに切欠き２１を設けており、切欠き２１は図４に示すように、端板９Ｂを回転子鉄心２に密着させ状態でスロット８ａの一部と重なるように、磁石挿入孔７に一部切欠いた形で２１Ａ、２１Ｂのように設けている。この重なり部分でスロット８ａの内外が連通され、圧力差によるスロット８ａの破損を防ぐことができる。
【００２７】
図５には本発明の実施例１による磁石脱落防止の端板形状を示す。永久磁石４を回転子鉄心２の磁石挿入孔７に挿入し、この磁石挿入孔７を閉じるようにその外側に端板９Ｃを設けて、磁石４の脱落を防止するようにしたものである。端板９Ｃに設けた穴２２Ａ、２２Ｂをダイキャストで回転子端面に形成した凸部２３Ａ、２３Ｂ（図６参照）に嵌め込み、前記凸部２３Ａ、２３Ｂを軸方向に潰すことにより端板９Ｃが固定される。
【００２８】
図６には本発明の実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子軸方向の断面の構成図を示す。図６において、エンドリング１０は、出力軸側のエンドリング１０Ｂと、反出力軸側のエンドリング１０Ａで異なる形状をしており、具体的には反出力軸側のエンドリング１０Ａの軸方向長Ｌ２に対し、出力軸側のエンドリング１０Ｂの軸方向長Ｌ１を短くすると共に、エンドリング断面積が出力軸側で小、反出力軸側で大となるように構成している。これにより、反出力軸側のエンドリング１０Ａに冷却用のフィンやバランスウェイト（いずれも図示せず）を取り付ける寸法を確保できる。
【００２９】
自己始動型永久磁石同期電動機の回転子を上記のように構成した場合、次のような効果がある。図７には本発明の実施例１による電源投入位相に対する始動トルク測定結果を示す。図７において、電源の投入位相による始動トルクの関係を測定したところ、図中点線で示すように、従来構造では発生する始動トルクは、投入位相によって大きな差異が生じるこが分かった。すなわち、投入位相０°近傍が顕著であり、必要始動トルク（図で１００で示す）の約２倍以上のトルクが発生するのである。
【００３０】
この理由は、電源電圧の印加によって生じる固定子磁束が、永久磁石磁束に対し、正規の回転方向に対し遅れ側に発生し、回転子には正転方向と逆方向に吸引される磁石トルクが生じていることが挙げられる。つまり、回転子は軸受けにより回転自在に支持されていることから、負の回転方向へと移動を始めるため、誘導電動機のすべり−トルク特性としてみると、すべりが１以上の領域から始動を開始することとなり、誘導トルクとして過大に発生するためである。この場合、過大な誘導トルクにより回転子が起動されるため、この回転子を支える電動機の軸受けに過大な応力がかかり、軸受け破損や寿命の短縮等の問題がある。
【００３１】
そこで、図１〜６にて述べた構成の回転子を適用した電動機に対し、同様の試験を実施したところ、図７中の実線で示す特性となり、投入位相に対する始動トルクの差異を大幅に低減することができた。この現象は、図１で述べたようにｄ軸最寄に位置するスロットを非導電性とすることで生じる事が分かった。
【００３２】
この理由は、この非導電性としたスロットについては始動時に誘導される電流が発生しないため、始動時にかご型巻線に発生する誘導磁界を一時的に低減でき、投入位相０°近傍における始動トルクを低減できることにある。
【００３３】
また、非導電性とすするスロットの配置や本数について、始動トルクが増大する傾向にある電源投入位相の条件下で、種々実験によるパラメータサーベイを実施したところ、次のことが確認された。
【００３４】
（１）非導電性材で構成された回転子スロットは、ｄ軸最寄に位置し、かつ回転方向に対し遅れ側に配置した場合に始動トルクは最も低減され、ｑ軸に近付けるに従って増加傾向を示し、q軸最寄に位置させ、かつ回転方向に対し遅れ側に配置した場合に最も大きくなる。
【００３５】
（２）ｄ軸最寄に位置し、かつ回転方向に対し遅れ側に配置した非導電性材で構成されるスロットは、その本数を増やすにつれ、始動トルクが低減する。
【００３６】
この結果を鑑み、図６に示す回転子の構造とすることで、電源投入位相に対する始動トルクの差異を低減でき、安定した始動トルクを発生させることができる。そして、非導電性材で構成されるスロットの配置位置や本数を変更することで、機器に応じた始動トルクを調整できる自己始動型永久磁石同期電動機を提供できる。
【実施例２】
【００３７】
図８には本発明の実施例２に係る同期電動機の回転子外観を示す。本実施例と実施例１と異なる点は、かご型導体の形成方法としてダイキャスト法を用いていない点にある。図８において、回転子スロットに埋設された導電性バー３ａとエンドリング１０ａ、１０ｂをそれぞれ、ダイキャスト、あるいは鍛造の製法で予め製作し、エンドリング１０ａ、１０ｂには、前記導電性バー３ａの両端が嵌め合いできるように、それぞれ複数穴３ｂ、３ｃを設けておく。
【００３８】
次いで、回転子鉄心２Ａの外周スロット８に、前記導電性バー３ａを挿入して回転子鉄心２Ａの両端面に突き出るようにセットする。前記エンドリング１０ａ、１０ｂの穴３ｂ、３ｃに、それぞれ前記回転子２Ａの両端面に突き出した導電性バー３ａの両端を嵌め合わせる。摩擦攪拌接合ツール５１を嵌め合わされた接合部に押し付けることによって摩擦攪拌接合が行われる。接合ツール５１の先端部は硬い金属材（例えばモリブデン）からなる棒状の回転ツールである。
【００３９】
まず、前記導電性バー３ａとエンドリング１０ａとの接合を行い、接合の際には接合ツール５１を回転しながら、導電性バー３ａとエンドリング１０ａの嵌め合部に押し付け、導電性バー３ａの中心付近を回転子の中心に対して同心で移動させる。接合ツール５１と導電性バー３ａ、エンドリング１０ａとの摩擦により発生する熱によって導電性バー３ａとエンドリング１０ａの接合付近が軟化し、接合ツール５１を取り去った後に冷され電気的及び機械的に接合される。導電性バー３ａとエンドリング１０ｂとの接合も同様な方法で行う。
【００４０】
上述したように回転子を構成すれば端板を排除でき、かつ、ダイカスト時に生ずる巣が生じないため、かご型導体の電気的な機能を安定化できる。製作した回転子は前記実施例1と同等な特性が得られる。
【実施例３】
【００４１】
図９は本発明の実施例３による圧縮機の断面構造図である。図９において、圧縮機８２の構造について以下説明する。圧縮機構部８３は、固定スクロール部材６０の端板６１に直立する渦巻状ラップ６２と、旋回スクロール部材６３の端板６４に直立する渦巻状ラップ６５とを噛み合わせて形成されている。そして、旋回スクロール部材６３をクランクシャフト６によって旋回運動させることで圧縮動作を行う。
【００４２】
固定スクロール部材６０及び旋回スクロール部材６３によって形成される圧縮室６６（６６ａ、６６ｂ、……）のうち、最も外径側に位置している圧縮室６６は、旋回運動に伴って両スクロール部材６０、６３の中心に向かって移動し、容積が次第に縮小する。両圧縮室６６ａ、６６ｂが両スクロール部材６０、６３の中心近傍に達すると、両圧縮室６６内の圧縮ガスは圧縮室６６と連通した吐出口６７から吐出される。吐出された圧縮ガスは、固定スクロール部材６０及びフレーム６８に設けられたガス通路（図示せず）を通ってフレーム６８下部の圧力容器６９内に至り、圧力容器６９の側壁に設けられた吐出パイプ７０から圧縮機外に排出される。
【００４３】
圧力容器６９内に、図１〜図８にて説明したように、固定子１２と回転子１とで構成される自己始動型永久磁石同期電動機１８が内封されており、一定速度で回転し、圧縮動作を行う。電動機１８の下部には、油溜め部７１が設けられている。油溜め部７１内の油は回転運動により生ずる圧力差によって、クランクシャフト６内に設けられた油孔７２を通って、旋回スクロール部材６３とクランクシャフト６との摺動部、滑り軸受け７３等の潤滑に供される。
【００４４】
このように、圧縮機駆動用電動機として、図１〜８で述べた自己始動型永久磁石同期電動機を適用すれば、一定速圧縮機の高効率化を実現できるとともに、電源投入位相によって過大に生じる始動トルクが軽減できるため、軸受け７３や旋回スクロール部材６３の応力破壊を防止できるなど、信頼性の向上に寄与することができる。
【実施例４】
【００４５】
図１０は本発明の実施例４による空気調和機の冷凍サイクルを示す図である。図において、８０は室外機、８１は室内機、８２は圧縮機であり、圧縮機８２内には自己始動型永久磁石同期電動機１８と圧縮機構部８３が封入されている。８４は凝縮器、８５は膨張弁、８６は蒸発器である。冷凍サイクルは冷媒を矢印の方向に循環させ、圧縮機８２は冷媒を圧縮して凝縮器８４、膨張弁８５からなる室外機６０と、蒸発器８６からなる室内機８１間で熱交換を行って冷房機能を発揮する。
【００４６】
本発明で示した自己始動型永久磁石同期電動機１８を空気調和機、冷蔵および冷凍装置などの圧縮機に使用すると、自己始動型永久磁石同期電動機１８の効率向上により入力を低減できることから、地球温暖化につながるＣＯ２の排出を削減できる効果がある。また、信頼性の向上にも寄与できる。
【００４７】
以上、本発明実施例によれば、電源の投入タイミングや電圧の位相によって変化する固定子磁束の発生位置に関わらず、安定した始動トルクを発生でき、かつ始動トルクを任意に調整できる自己始動型永久磁石同期電動機及び、あるいはこれを用いた圧縮機、空気調和機、冷蔵、冷凍装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子の径方向断面図。
【図２】同じく実施例１による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子のダイキャストの軸方向断面図およびダイキャスト湯注入口の説明図。
【図３】同じく実施例１による回転子の端板形状図。
【図４】同じく実施例１による磁石挿入側の回転子断面図。
【図５】同じく実施例１による磁石脱落防止の端板形状図。
【図６】同じく実施例による自己始動型永久磁石同期電動機の回転子軸方向の断面の構成図。
【図７】電源投入位相に対する始動トルク測定結果の説明図。
【図８】本発明の実施例２による同期電動機の回転子の外観図。
【図９】本発明の実施例３による圧縮機の断面構造図。
【図１０】本発明の実施例４による空気調和機の冷凍サイクル構成図。
【符号の説明】
【００４９】
１…回転子、２…回転子鉄心、３…始動用導体バー、４…永久磁石、５…空孔、６…シャフト又はクランクシャフト、７…磁石挿入孔、８…回転子スロット、８ａ…空孔、非導電性材、９…回転子端板、１０…エンドリング、１１…固定子、１２…固定子鉄心、１７…絶縁部、１８…自己始動型永久磁石同期電動機、２１…空気抜き穴、２２…穴、２３…凸部、４１〜４３…ダイキャスト金型、４４…ダイキャスト湯込み口、５１…接合ツール、６０…固定スクロール部材、６１…端板、６２…渦巻状ラップ、６３…旋回スクロール部材、６４…端板、６５…渦巻状ラップ、６６…圧縮室、６７…吐出口、６８…フレーム、６９…圧力容器、７０…吐出パイプ、７１…油溜部、７２…油孔、７３…滑り軸受け、８０…室外機、８１…室内機、８２…圧縮機、８３…圧縮機構部、８４…凝縮機、８５…膨張弁、８６…蒸発器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄心の外周部近傍に設けた多数のスロットと、これらスロット内に埋設した導電性バーとこれらのバーを軸方向両端面で短絡する導電性のエンドリングとで構成されたかご型導体と、前記スロットの内周側に配置した少なくとも１つ以上の磁石挿入孔と、該磁石挿入孔に埋設した永久磁石を有し、該永久磁石で界磁極を構成した回転子を備えた自己始動型永久磁石同期電動機において、
前記回転子の軸方向の鉄心の両端面と前記導電性のエンドリングの間に端板を設け、該端板に設けたスロット数は前記回転子鉄心のスロット数より少なく設けられ、前記回転子鉄心に設けた導電性バーの埋設用のスロットの一部が非導電性材（空孔含む）で構成されたことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項２】
請求項１の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記回転子軸方向の鉄心の両端面と前記導電性のエンドリングの間に端板を設け、前記かご型導体をダイキャストで形成することを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項３】
回転子鉄心の外周部近傍に設けた多数のスロットと、これらスロット内に埋設した導電性のバーとこれらのバーを軸方向両端面で短絡する導電性のエンドリングとで構成されたかご型導体と、前記スロットの内周側に配置した少なくとも１つの磁石挿入孔と、該磁石挿入孔に埋設した永久磁石を有し、該永久磁石で界磁極を構成した回転子を備えた自己始動型永久磁石同期電動機において、
前記回転子鉄心に設けたスロットの一部が非導電性材（空孔含む）で構成され、その他のスロットに導電性バーを鉄心の端面から突き出すよう埋設し、前記導電性エンドリングを前記回転子鉄心の両端面から突き出した導電性バーと摩擦攪拌接合によって電気的及び機械的に接合したことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項４】
請求項１または３に記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記非導電材で構成されるスロットは、前記回転子鉄心のシャフトを中心に対をなす少なくとも一対のスロットで構成されたことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項５】
請求項１に記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記非導電材で構成されたスロットは空孔で構成され、この空孔に連通する空気抜き穴を前記端板に設けたことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項６】
請求項１に記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記端板は一枚または数枚の薄板金属で構成されていることを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項７】
請求項１、２、４〜６の何れかに記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記端板の材質は非磁性材料金属であることを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項８】
請求項１、２、４〜６の何れかに記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記端板の一方の材質は非磁性材料で、他方の材質は磁性材料の金属であることを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項９】
請求項１、２、４〜６の何れかに記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記端板の材質は磁性材料であることを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかに記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記かご型導体の材質はアルミまたは銅で形成されたことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項１１】
冷媒を吸い込んで圧縮して吐き出する圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機部とからなる圧縮機において、請求項１乃至１０の何れかに記載された自己始動式永久磁石同期電動機を搭載したことを特徴とする圧縮機。
【請求項１】
回転子鉄心の外周部近傍に設けた多数のスロットと、これらスロット内に埋設した導電性バーとこれらのバーを軸方向両端面で短絡する導電性のエンドリングとで構成されたかご型導体と、前記スロットの内周側に配置した少なくとも１つ以上の磁石挿入孔と、該磁石挿入孔に埋設した永久磁石を有し、該永久磁石で界磁極を構成した回転子を備えた自己始動型永久磁石同期電動機において、
前記回転子の軸方向の鉄心の両端面と前記導電性のエンドリングの間に端板を設け、該端板に設けたスロット数は前記回転子鉄心のスロット数より少なく設けられ、前記回転子鉄心に設けた導電性バーの埋設用のスロットの一部が非導電性材（空孔含む）で構成されたことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項２】
請求項１の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記回転子軸方向の鉄心の両端面と前記導電性のエンドリングの間に端板を設け、前記かご型導体をダイキャストで形成することを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項３】
回転子鉄心の外周部近傍に設けた多数のスロットと、これらスロット内に埋設した導電性のバーとこれらのバーを軸方向両端面で短絡する導電性のエンドリングとで構成されたかご型導体と、前記スロットの内周側に配置した少なくとも１つの磁石挿入孔と、該磁石挿入孔に埋設した永久磁石を有し、該永久磁石で界磁極を構成した回転子を備えた自己始動型永久磁石同期電動機において、
前記回転子鉄心に設けたスロットの一部が非導電性材（空孔含む）で構成され、その他のスロットに導電性バーを鉄心の端面から突き出すよう埋設し、前記導電性エンドリングを前記回転子鉄心の両端面から突き出した導電性バーと摩擦攪拌接合によって電気的及び機械的に接合したことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項４】
請求項１または３に記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記非導電材で構成されるスロットは、前記回転子鉄心のシャフトを中心に対をなす少なくとも一対のスロットで構成されたことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項５】
請求項１に記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記非導電材で構成されたスロットは空孔で構成され、この空孔に連通する空気抜き穴を前記端板に設けたことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項６】
請求項１に記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記端板は一枚または数枚の薄板金属で構成されていることを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項７】
請求項１、２、４〜６の何れかに記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記端板の材質は非磁性材料金属であることを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項８】
請求項１、２、４〜６の何れかに記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記端板の一方の材質は非磁性材料で、他方の材質は磁性材料の金属であることを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項９】
請求項１、２、４〜６の何れかに記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記端板の材質は磁性材料であることを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかに記載の自己始動型永久磁石同期電動機において、前記かご型導体の材質はアルミまたは銅で形成されたことを特徴とする自己始動型永久磁石同期電動機。
【請求項１１】
冷媒を吸い込んで圧縮して吐き出する圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機部とからなる圧縮機において、請求項１乃至１０の何れかに記載された自己始動式永久磁石同期電動機を搭載したことを特徴とする圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２８４５８８（Ｐ２００９−２８４５８８Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３１７８１（Ｐ２００８−１３１７８１）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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