JP2011188703A - 単相誘導電動機及び密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】電気抵抗率の低い導電性材料が充填された回転子スロットを所定の位置に連続して並べて配置することで，起動特性を改善させた単相誘導電動機を提供する。
【解決手段】この発明に係る単相誘導電動機は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を所定枚数積層して製作される固定子鉄心の内周縁に沿って形成される複数の固定子スロットに挿入される主巻線と、補助巻線とを有する固定子と、固定子の内周側に空隙を介して配置される回転子とを備えた単相誘導電動機であって、回転子は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を所定枚数積層して製作される回転子鉄心と、回転子鉄心の外周縁に沿って形成されると共に導電性材料が充填される回転子スロットと、を具備し、回転子スロットのうち電気抵抗率の低い導電性材料が充填された回転子スロットを所定の位置に所定個数連続して配置したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、二種類以上の導電性材料が充填された回転子スロットを有する単相誘導電動機に関する。また、その単相誘導電動機を搭載した密閉型圧縮機に関する。

従来、かご形回転子のスロット高調波による振動や騒音を低減させることを目的として、円形の薄鉄板の外周に複数の歯部を設け、この歯部の幅を徐々に変化させて、スロット間隔が徐々に小さくなるように不均等にスロットが形成されるようにし、さらに円周上にスロットを不均等に設けることによる動的アンバランスを低減させるため、スロットの断面積も徐々に変化させて形成するかご形回転子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２７４４５７号公報

しかしながら、上記特許文献１のかご形回転子を単相誘導電動機に使用した場合、単相誘導電動機の始動時の固定子巻線（主巻線、補助巻線）に電流を流すことにより発生する回転磁界が楕円磁界であるため、かご形回転子の停止位置によっては、起動トルクが低くなり、起動特性が悪化する課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電気抵抗率の低い導電性材料が充填された回転子スロットを所定の位置に連続して並べて配置することで、起動特性を改善させた単相誘導電動機及びその単相誘導電動機を用いた密閉型圧縮機を提供する。

この発明に係る単相誘導電動機は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を所定枚数積層して製作される固定子鉄心の内周縁に沿って形成される複数の固定子スロットに挿入される主巻線と、補助巻線とを有する固定子と、固定子の内周側に空隙を介して配置される回転子とを備えた単相誘導電動機であって、
回転子は、
所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を所定枚数積層して製作される回転子鉄心と、
回転子鉄心の外周縁に沿って形成されると共に導電性材料が充填される回転子スロットと、を具備し、
回転子スロットのうち電気抵抗率の低い導電性材料が充填された回転子スロットを所定の位置に所定個数連続して配置したものである。

この発明に係る単相誘導電動機は、回転子スロットのうち電気抵抗率の低い導電性材料が充填された回転子スロットを所定の位置に所定個数連続して配置することで、起動トルクを改善することができるという効果がある。

実施の形態１を示す図で、単相誘導電動機１００の横断面図。 図１のＡ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、固定子１２の横断面図。 実施の形態１を示す図で、固定子１２の巻線２０の１極分を示す図。 実施の形態１を示す図で、固定子鉄心１２ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子１１の斜視図。 実施の形態１を示す図で、単相誘導電動機１００の角度αに対する起動トルク特性図。 実施の形態１を示す図で、ロータリ圧縮機５１０の縦断面図。 図１０のＡ−Ａ断面図。 実施の形態１を示す図で、角度αの位置に円形（小）の風穴部１１ｂ−１を設けた回転子１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、角度αの位置に円形（大）の風穴部１１ｂ−２を設けた回転子１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、角度αの位置に四角形の風穴部１１ｂ−３を設けた回転子１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、角度αの位置に楕円の風穴部１１ｂ−４を設けた回転子１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１の単相誘導電動機２００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子２１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心２１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、角度αに対する起動トルク特性図。 実施の形態１を示す図で、変形例２の単相誘導電動機３００の横断面図。 図２０のＢ部拡大図。 図２０のＣ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、偏心位置βに対する起動トルク特性図。 実施の形態１を示す図で、変形例３の単相誘導電動機４００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子４１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心４１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例４の単相誘導電動機５００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子５１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心５１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例５の単相誘導電動機６００の横断面図。 図３０のＤ部拡大図。 図３０のＥ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、変形例６の単相誘導電動機７００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子７１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、図３４のＦ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心７１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子スロット７４０ａ，７４０ｃの拡大断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例７の単相誘導電動機８００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子８１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心８１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例８の単相誘導電動機９００の横断面図。 図４１のＧ部拡大図。 図４２のＨ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、変形例９の単相誘導電動機１０００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子１０１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１０１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１０の単相誘導電動機１１００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子１１１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１１１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１１の単相誘導電動機１２００の横断面図。 図５０のＩ部拡大図。 図５０のＪ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、変形例１２の単相誘導電動機１３００の横断面図。 図５３のＫ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、回転子１３１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１３１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、（ａ）は回転子大スロット４０ｆの横断面図、（ｂ）は回転子小スロット４０ｅの横断面図。 実施の形態１を示す図で、径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた回転子１３１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた回転子鉄心１３１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、（ａ）は回転子大スロット４０ｈの横断面図、（ｂ）は回転子小スロット４０ｅの横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１３の単相誘導電動機１４００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子１４１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１４１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた回転子１４１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた回転子鉄心１４１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１４の単相誘導電動機１５００の横断面図。 図６６のＬ部拡大図。 図６６のＭ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、変形例１５の単相誘導電動機１６００の横断面図。 図６９のＮ部拡大図。 図６９のＰ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、変形例１６の単相誘導電動機１７００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子１７１１の横断面図。 図７３のＱ部拡大図（銅バー入りアルミバー７３０ｆの横断面図）。 実施の形態１を示す図で、アルミバー７３０ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１７１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、（ａ）は回転子大スロット７４０ｆの横断面図、（ｂ）は回転子小スロット７４０ａ−０の横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１７の単相誘導電動機１８００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子１８１１の横断面図。 図７９のＲ部拡大図（銅バー入りアルミバー７３０ｈの横断面図）。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１８１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、（ａ）は回転子大スロット７４０ｈの横断面図、（ｂ）は回転子小スロット７４０ａ−０の横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１８の単相誘導電動機１９００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子１９１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１９１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１９の単相誘導電動機２０００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子２０１１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心２０１１ａの横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例２０の単相誘導電動機２１００の横断面図。 図８９のＳ部拡大図。 図８９のＴ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、変形例２１の単相誘導電動機２２００の横断面図。 図９２のＵ部拡大図。 図９３のＶ部拡大図。

実施の形態１．
図１乃至図９は実施の形態１を示す図で、図１は単相誘導電動機１００の横断面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３は固定子１２の横断面図、図４は固定子１２の巻線２０の１極分を示す図、図５は固定子鉄心１２ａの横断面図、図６は回転子１１の横断面図、図７は回転子鉄心１１ａの横断面図、図８は回転子１１の斜視図、図９は単相誘導電動機１００の角度αに対する起動トルク特性図である。

図１乃至図８により、単相誘導電動機１００の構成を説明する。

単相誘導電動機１００は、固定子１２と回転子１１とを備える。

単相誘導電動機１００を、以下、単にモータまたは電動機と呼ぶ場合もある。

固定子１２は、固定子鉄心１２ａと、固定子鉄心１２ａの固定子スロット１２ｂに挿入される主巻線２０ｂ及び補助巻線２０ａとを備える。主巻線２０ｂ及び補助巻線２０ａには一般的に、銅線の外側に絶縁被膜が施されたマグネットワイヤなどが用いられる。

尚、固定子スロット１２ｂには、巻線２０（主巻線２０ｂ及び補助巻線２０ａ）と固定子鉄心１２ａとの間に、電気的に絶縁を確保するために絶縁材（例えば、スロットセル、ウェッジ、セパレータ等）が挿入されるが、ここでは図示を省略している。

固定子鉄心１２ａは、板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板（例えば、無方向性電磁鋼板（鋼板の特定方向に偏って磁気特性を示さないよう、各結晶の結晶軸方向をできる限りランダムに配置させたもの））を所定の形状に打ち抜いた後、所定枚数軸方向（積層方向）に積層し、抜きカシメや溶接等により固定して製作される。

固定子鉄心１２ａには、内周縁に沿って固定子スロット１２ｂが形成されている。固定子スロット１２ｂは、周方向にほぼ等間隔に配置される。図１の例では、固定子スロット１２ｂはすべて同じ形状であるが、一部の大きさを変更した大小スロットで構成しても良い。例えば、固定子鉄心１２ａの外周縁に切欠きが形成される場合には、コアバックの磁路面積を確保するために、外周縁に切欠きがある箇所の固定子スロットを、外周縁に切欠きがない箇所の固定子スロットよりも小さくする（径方向の寸法が小さい）。

図５に示すように、固定子スロット１２ｂの間の鉄心部をティース１２ｅという。ティース１２ｅは、周方向の幅が略等しく径方向に延びている。図５に示す例では、ティース１２ｅの数は、固定子スロット１２ｂと同数の、２４個である。また、固定子鉄心１２ａの外周部は、略円筒状のコアバック１２ｄになっている。この略円筒状のコアバック１２ｄから、複数（図５では、２４個）のティース１２ｅが放射状に、周方向に略等間隔に内側に延びている。

固定子スロット１２ｂは、半径方向に延在している。固定子スロット１２ｂは、内周縁に開口している。この開口部をスロットオープニングと言う。このスロットオープニングから主巻線２０ｂ及び補助巻線２０ａが挿入される。図１の例では、固定子鉄心１２ａは、２４個の固定子スロット１２ｂを備える。但し、固定子スロット１２ｂの数は、２４個に限定されない。

主巻線２０ｂは、二極の同心巻方式の巻線である。図１の例では、固定子スロット１２ｂ内の内周側（回転子１１に近い側）に、主巻線２０ｂが配置される。ここでは、同心巻方式の主巻線２０ｂは、大きさ（特に周方向の長さ）が異なる５個（５段）のコイルから構成される。そして、それらの５個のコイルの中心が同じ位置になるように固定子スロット１２ｂに挿入される。そのため、同心巻方式と呼ばれる。主巻線２０ｂが５個のコイルのものを示したが、一例であって、その数は問わない。

主巻線２０ｂの５個のコイルを、大きい方（固定子スロット１２ｂのスロットピッチが１１のもの、図４（図３も参照）の＃１〜＃１２（もしくは＃１３〜＃２４）に跨って巻かれるもの）から順にＭ１、Ｍ２（固定子スロット１２ｂのスロットピッチが９、図４（図３も参照）の＃２〜＃１１（もしくは＃１４〜＃２３）に跨って巻かれる）、Ｍ３（固定子スロット１２ｂのスロットピッチが７、図４（図３も参照）の＃３〜＃１０（もしくは＃１５〜＃２２）に跨って巻かれる）、Ｍ４（図３も参照）（固定子スロット１２ｂのスロットピッチが５、図４（図３も参照）の＃４〜＃９（もしくは＃１６〜＃２１）に跨って巻かれる）、Ｍ５（固定子スロット１２ｂのスロットピッチが３、図４（図３も参照）の＃５〜＃８（もしくは＃１７〜＃２０）に跨って巻かれる）とする。それら（Ｍ１〜Ｍ５コイル）の分布（巻数の分布）が略正弦波になるように選択される。主巻線２０ｂに主巻線電流が流れた場合に発生する主巻線磁束が正弦波になるようにするためである。即ち、Ｍ１〜Ｍ５の巻数は、通常は、Ｍ１≧Ｍ２≧Ｍ３＞Ｍ４＞Ｍ５である。

主巻線２０ｂは、固定子スロット１２ｂ内の内周側、外周側のどちらに配置しても良い。但し、主巻線２０ｂを固定子スロット１２ｂ内の内周側に配置すると、固定子スロット１２ｂの外周側に配置する場合に比べて、巻線（コイル）周長が短くなる。また、主巻線２０ｂを固定子スロット１２ｂ内の内周側に配置すると、固定子スロット１２ｂ内の外周側に配置する場合に比べて、漏れ磁束が少なくなる。よって、主巻線２０ｂを固定子スロット１２ｂ内の内周側に配置すると、固定子スロット１２ｂ内の外周側に配置する場合に比べて、主巻線２０ｂのインピーダンス（抵抗値、漏れリアクタンス）が小さくなる。そのため、単相誘導電動機１００の特性が良くなる。

主巻線２０ｂに主巻線電流を流すことで、主巻線磁束が生成される。この主巻線磁束の向きは、図１の左右方向である。前述したように、この主巻線磁束の波形ができるだけ正弦波になるように、主巻線２０ｂの５個のコイル（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５）の巻数が選ばれる。主巻線２０ｂに流れる主巻線電流は交流であるから、主巻線磁束も流れる主巻線電流に従って大きさと向きを変える。

また、固定子スロット１２ｂには、主巻線２０ｂと同様に同心巻方式の補助巻線２０ａが挿入される。図１では、補助巻線２０ａは、固定子スロット１２ｂ内の外側に配置されている。補助巻線２０ａに補助巻線電流を流すことで補助巻線磁束が生成される。この補助巻線磁束の向きは、主巻線磁束の向きに直交する（図１の上下方向）。つまり、補助巻線２０ａは主巻線２０ｂに対して、９０度ずれた位置に配置されている。補助巻線２０ａに流れる補助巻線電流は交流であるから、補助巻線磁束も電流に従って大きさと向きを変える。

一般的には主巻線磁束と補助巻線磁束のなす角度が電気角で９０度（ここでは極数が二極であるため、機械角も９０度である）になるように、主巻線２０ｂと補助巻線２０ａとが固定子スロット１２ｂに挿入される。

図１の例では、補助巻線２０ａは大きさ（周方向の長さが特に）が異なる３個のコイルから構成される。補助巻線２０ａの３個のコイルを、大きい方（固定子スロット１２ｂのスロットピッチが１１のもの、図４（図３も参照）の＃７〜＃１８（もしくは＃６〜＃１９）に跨って巻かれるもの）から順にＡ１、Ａ２（固定子スロット１２ｂのスロットピッチが９、図４（図３も参照）の＃８〜＃１７（もしくは＃５〜＃２０）に跨って巻かれる）、Ａ３（固定子スロット１２ｂのスロットピッチが７、図４（図３も参照）の＃９〜＃１６（もしくは＃４〜＃２１）に跨って巻かれる）とする。その分布が、略正弦波になるように選択される。補助巻線２０ａに補助巻線電流が流れた場合に発生する補助巻線磁束が正弦波になるようにするためである。

そして、それらの３個のコイル（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の中心が同じ位置になるように固定子スロット１２ｂに挿入される。

補助巻線磁束の波形ができるだけ正弦波になるように、補助巻線２０ａの３個のコイル（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の巻線が選ばれる。通常は、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３である。

補助巻線２０ａと直列に運転コンデンサ（図示せず）を接続したものに主巻線２０ｂを並列に接続させる。その両端を単相交流電源へ接続する。運転コンデンサを補助巻線２０ａに直列に接続することにより、補助巻線２０ａに流れる補助巻線電流の位相を主巻線２０ｂに流れる主巻線電流の位相に対して約９０度進めることができる。

主巻線２０ｂと補助巻線２０ａの固定子鉄心１２ａにおける位置を電気角で９０度ずらし、且つ主巻線２０ｂと補助巻線２０ａの電流の位相を約９０度異なるようにすることで、二極の回転磁界が発生する。

固定子鉄心１２ａの外周面には、外周円形状を略直線状に切り欠いた略直線部をなす固定子切欠１２ｃが四ヶ所に設けられている。四ヶ所の固定子切欠１２ｃは、隣り合うもの同士が略直角に配置される。従って、四ヶ所の固定子切欠１２ｃを通る直線により略四角形が形成される。但し、これは一例であり、固定子切欠１２ｃの数、配置は任意でよい。

密閉型圧縮機に図１の単相誘導電動機１００を搭載する場合、固定子１２は密閉型圧縮機の円筒状の密閉容器の内周に焼き嵌めされる。密閉型圧縮機の内部では、冷媒（冷凍機油も含む）が単相誘導電動機１００を通過する。そのため、単相誘導電動機１００には、冷媒の通路が必要である。

略直線部の固定子切欠１２ｃを設けることにより、固定子１２と密閉容器との間に冷媒の通路が形成される。単相誘導電動機１００の冷媒の通路には、この固定子鉄心１２ａの外周面の固定子切欠１２ｃによるもの以外に、例えば、回転子１１の風穴部１１ｂ（図６参照）、固定子１２と回転子１１のと間の空隙６０（図２参照）がある。

例えば、後述するロータリ圧縮機の場合、密閉容器の内部に圧縮要素と電動機が収納され、且つ電動機が上部に、圧縮要素が下部に配置される。圧縮要素は、密閉容器の底部に貯留する冷凍機油を吸い上げ、冷凍機油で圧縮要素の摺動部を潤滑し、冷凍機油の一部は圧縮要素から吐出される冷媒とともに電動機を通過する。このとき、冷凍機油を含む冷媒は、電動機の回転子の風穴、固定子と回転子の間の空隙、固定子鉄心の外周面の固定子切欠等を通過する。電動機を通過した冷凍機油を含む冷媒は、電動機の上部において、油分離機等により冷媒から冷凍機油が分離され、冷凍機油は主に固定子鉄心の外周面の固定子切欠から密閉容器の底部に戻る。冷媒は、密閉容器の外部の冷凍サイクルへ吐出される。

また、固定子１２の内周側には空隙６０（図２参照）を介して回転子１１が設けられ、回転子１１は回転子鉄心１１ａとかご形二次導体（バー（例えば、アルミバー）と、エンドリング３２とで構成される）を備える。固定子１２と回転子１１との間の空隙６０は、例えば、径方向寸法が０．２〜２．０ｍｍ程度である。

回転子鉄心１１ａは、固定子鉄心１２ａと同様に板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板（例えば、無方向性電磁鋼板（鋼板の特定方向に偏って磁気特性を示さないよう、各結晶の結晶軸方向をできる限りランダムに配置させたもの））を所定の形状に打ち抜き、軸方向に積層して製作される。通常、固定子鉄心１２ａの内側（内周側）の部分の電磁鋼板を利用する。

一般的に回転子鉄心１１ａは固定子鉄心１２ａと同一の材料から打ち抜くことが多いが、回転子鉄心１１ａは固定子鉄心１２ａと材料を変えても構わない。

回転子鉄心１１ａには半径方向外周側に、回転子鉄心１１ａの外周縁に沿って設けられ、アルミバー３０ａが形成される回転子スロット４０ａと、アルミ以外に一部に銅バー３０ｃ（アルミよりも電気抵抗率の低い導電性材料）が挿入される回転子スロット４０ｃとを有する。

図１（図７）の例では、回転子スロットの数は、回転子スロット４０ａが２６個、回転子スロット４０ｃが４個であり、合わせて３０個である。結局、図１の単相誘導電動機１００は、固定子鉄心１２ａのスロット数が２４、回転子鉄心１１ａの総スロット数が３０の組合せである。但し、これは一例であり、固定子鉄心１２ａのスロット数と、回転子鉄心１１ａのスロット数の組合せは、この限りではない。

かご形誘導電動機は、同期トルク、非同期トルク、振動・騒音等の異常現象があることが知られている。かご形誘導電動機の異常現象は、空隙磁束密度の空間高調波によって起きるものであることは明白であるが、その空間高調波が生じる原因としては次の二つが考えられる。一つは巻線配置に起因する起磁力に含まれる高調波であり、他は固定子スロット、回転子スロットが存在するために空隙のパーミアンス（磁気抵抗の逆数）が一様でないことから生じる、空隙磁束密度中に含まれる高調波である。

このように、かご形誘導電動機では、固定子のスロット数と回転子のスロット数との組合せが、同期トルク、非同期トルク、振動・騒音等の異常現象に密接に関係する。そのため、固定子のスロット数と回転子のスロット数との組合せは、慎重に選ばれる。

回転子スロット４０ｃに銅バー３０ｃを挿入した後、回転子スロット４０ａと共に、導電性材料であるアルミが鋳込まれ（アルミダイキャスティング）、アルミバー３０ａを形成する。導電性材料は、アルミが一般的に用いられる。

銅バー３０ｃが挿入された回転子スロット４０ｃに形成されるバー（アルミと銅からなる）は、回転子スロット４０ａに形成されるアルミバー３０ａよりも抵抗値が小さくなる。

アルミバー３０ａ（正確には、２６個のアルミのみのバー、４個のアルミと銅からなるバー）は、回転子１１の積層方向端面に設けられたエンドリング３２（図８参照）と共にかご形二次導体を形成する。一般的にアルミバー３０ａとエンドリング３２はダイキャスティングにより同時にアルミを鋳込むことで製作される。

図１及び図６に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）。単相誘導電動機１００の停止時、もしくは始動時に上記位置関係になるようにしている。

また、図９に示す起動トルク特性図は、図６に示す角度αに対する起動トルク比率を表しており、縦軸の起動トルク比は、全ての回転子スロットが，アルミバー３０ａのみで構成された回転子スロット４０ａである場合の起動トルクに対する比率を示している。

図９において、角度αを変更すると起動トルク特性が変化しており、αが約４５度及び約２２５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最大となり、またαが約１３５度及び約３１５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最小となることがわかる。二極の単相誘導電動機１００であるため、１８０度毎に周期性を持つ。

単相誘導電動機の場合、起動時において、補助巻線２０ａに流れる補助巻線電流に対して、主巻線２０ｂに流れる主巻電電流が非常に大きく、つまり、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束に対して、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束が大きくなり、それぞれの合成磁界からなる二極の回転磁界は、交番磁界に近い楕円磁界となる傾向がある。

回転子スロットを、アルミバー３０ａのみで構成された回転子スロット４０ａ（２６個）と、アルミに加えて銅バー３０ｃが充填された回転子スロット４０ｃ（連続した４個）とからなる非対称な構成とすると、楕円磁界の影響により、図９に示すように、角度αに対する起動トルク特性が変化することになる。

本実施の形態では、角度αが約４５度の位置になるように、回転子スロット４０ｃを配置することで、起動トルク特性が良好となり、信頼性の高い単相誘導電動機を得ることができる。

図４に示すように、角度αが約４５度の位置で起動トルクが最大となり、最も良好な起動特性を示しているが、角度αは、２０〜７０度の範囲であれば、良好な起動特性を得ることが可能である。

前述の通り、起動トルク特性は１８０度の周期性を持つため、角度αは、２００〜２５０度の範囲に設定しても同様の特性を示す。

また、銅バー３０ｃが充填された回転子スロット４０ｃを非対称に配置することにより起動トルクが改善するが、全てアルミバー３０ａのみで構成された回転子スロット４０ａと同等の起動トルクで良い場合は、固定子鉄心１２ａ及び回転子鉄心１１ａの積層枚数（積層厚さ）を少なくすることが可能である。

固定子鉄心１２ａ及び回転子鉄心１１ａの積層枚数が少なくなると、電磁鋼板の使用量が減ると共に、主巻線２０ｂ及び補助巻線２０ａの周長が減ることに伴う、巻線の使用量も削減することができ、低コストな単相誘導電動機１００を得ることができる。更には、電磁鋼板及び巻線の使用量削減による、軽量な単相誘導電動機１００を得ることができる。

この単相誘導電動機１００を密閉型圧縮機に搭載した場合、回転子１１の回転軸５０は密閉型圧縮機の圧縮要素に連結され、圧縮要素の圧力がバランスして停止しているときは一般的に、回転子１１は所定の回転位置で停止する。例えば、密閉型圧縮機がロータリ圧縮機の場合、圧縮要素の圧力がバランスして停止しているときは、ローリングピストンが下死点に位置する傾向がある。従って、図１及び図６の角度α＝４５度（連続して配置される４個の回転子スロット４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置）の位置と、圧縮要素の下死点（後述する）の位置とが略一致するように、ロータリ圧縮機を組立れば、ロータリ圧縮機の起動性を改善することができ、信頼性の高いロータリ圧縮機を得ることができる。角度α＝４５度が最も好ましいが、角度α＝２０〜７０度でもよい。

ここで、ロータリ圧縮機について、説明する。図１０、図１１は実施の形態１を示す図で、図１０はロータリ圧縮機５１０の縦断面図、図１１は図１０のＡ−Ａ断面図である。

図１０に示すロータリ圧縮機５１０の一例は、密閉容器７０内が高圧の縦型のものである。密閉容器７０内の下部に圧縮要素５０１が収納される。密閉容器７０内の上部で、圧縮要素５０１の上方に圧縮要素５０１を駆動する電動要素である単相誘導電動機１００（図１参照）が収納される。

密閉容器７０内の底部に、圧縮要素５０１の各摺動部を潤滑する冷凍機油９０が貯留されている。

先ず、圧縮要素５０１の構成を説明する。内部に圧縮室が形成されるシリンダ１は、外周が平面視略円形で、内部に平面視略円形の空間であるシリンダ室１ｂを備える。シリンダ室１ｂは、軸方向両端が開口している。シリンダ１は、側面視で所定の軸方向の高さを持つ。

シリンダ１の略円形の空間であるシリンダ室１ｂに連通し、半径方向に延びる平行なベーン溝１ａが軸方向に貫通して設けられる。

また、ベーン溝１ａの背面（外側）に、ベーン溝１ａに連通する平面視略円形の空間である背圧室１ｃが設けられる。

シリンダ１には、冷凍サイクルからの吸入ガスが通る吸入ポート（図示せず）が、シリンダ１の外周面からシリンダ室１ｂに貫通している。

シリンダ１には、略円形の空間であるシリンダ室１ｂを形成する円の縁部付近（単相誘導電動機１００側の端面）を切り欠いた吐出ポート（図示せず）が設けられる。

シリンダ１の材質は、ねずみ鋳鉄、焼結、炭素鋼等である。

ローリングピストン２が、シリンダ室１ｂ内を偏心回転する。ローリングピストン２はリング状で、ローリングピストン２の内周が回転軸５０の偏心軸部５０ａに摺動自在に嵌合する。

ローリングピストン２の外周と、シリンダ１のシリンダ室１ｂの内壁との間は、常に一定の隙間があるように組立られる。

ローリングピストン２の材質は、クロム等を含有した合金鋼等である。

ベーン３がシリンダ１のベーン溝１ａ内に収納され、背圧室１ｃに設けられるベーンスプリング８でベーン３が常にローリングピストン２に押し付けられている。ロータリ圧縮機５１０は、密閉容器７０内が高圧であるから、運転を開始するとベーン３の背面（背圧室１ｃ側）に密閉容器７０内の高圧とシリンダ室１ｂの圧力との差圧による力が作用するので、ベーンスプリング８は主にロータリ圧縮機５１０の起動時（密閉容器７０内とシリンダ室１ｂの圧力に差がない状態）に、ベーン３をローリングピストン２に押し付ける目的で使用される。

ベーン３の形状は、平たい（周方向の厚さが、径方向及び軸方向の長さよりも小さい）略直方体である。

ベーン３の材料には、高速度工具鋼が主に用いられている。

主軸受け４は、回転軸５０の主軸部５０ｂ（偏心軸部５０ａより上の部分で、回転子１１に嵌合する部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ１のシリンダ室１ｂ（ベーン溝１ａも含む）の一方の端面（単相誘導電動機１００側）を閉塞する。

主軸受け４は、吐出弁（図示せず）を備える。但し、主軸受け４、副軸受け５のいずれか一方、または、両方に付く場合もある。

主軸受け４は、側面視略逆Ｔ字状である。

副軸受け５が、回転軸５０の副軸部５０ｃ（偏心軸部５０ａより下の部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ１のシリンダ室１ｂ（ベーン溝１ａも含む）の他方の端面（冷凍機油９０側）を閉塞する。

副軸受け５は、側面視略Ｔ字状である。

主軸受け４、副軸受け５の材質は、シリンダ１の材質と同じで、ねずみ鋳鉄、焼結、炭素鋼等である。

主軸受け４には、その外側（単相誘導電動機１００側）に吐出マフラ７が取り付けられる。主軸受け４の吐出弁から吐出される高温・高圧の吐出ガスは、一端吐出マフラ７に入り、その後吐出マフラ７から密閉容器７０内に放出される。但し、副軸受け５側に吐出マフラ７を持つ場合もある。

密閉容器７０の横に、冷凍サイクルからの低圧の冷媒ガスを吸入し、液冷媒が戻る場合に液冷媒が直接シリンダ１のシリンダ室に吸入されるのを抑制する吸入マフラ２１が設けられる。吸入マフラ２１は、シリンダ１の吸入ポートに吸入管２２を介して接続する。吸入マフラ２１本体は、溶接等により密閉容器７０の側面に固定される。

密閉容器７０には、電力の供給源である電源に接続する端子２４（ガラス端子という）が、溶接により固定されている。図１の例では、密閉容器７０の上面に端子２４が設けられる。端子２４には、電動要素である単相誘導電動機１００からのリード線２３が接続される。

密閉容器７０の上面に、両端が開口した吐出管２５が嵌挿されている。圧縮要素５０１から吐出される吐出ガスは、密閉容器７０内から吐出管２５を通って外部の冷凍サイクルへ吐出される。

ロータリ圧縮機５１０の一般的な動作について説明する。端子２４、リード線２３から電動要素である単相誘導電動機１００の固定子１２（巻線２０）に電力が供給されることにより、回転子１１が回転する。すると回転子１１に固定された回転軸５０が回転し、それに伴いローリングピストン２はシリンダ１のシリンダ室１ｂ内で偏心回転する。シリンダ１のシリンダ室１ｂとローリングピストン２との間の空間は、ベーン３によって２分割されている。回転軸５０の回転に伴い、それらの２つの空間の容積が変化し、片側はだんだん容積が広がることにより吸入マフラ２１より冷媒を吸入し、他側は容積が除々に縮小することにより、中の冷媒ガスが圧縮される。圧縮された吐出ガスは、吐出マフラ７から密閉容器７０内に一度吐出され、更に電動要素である単相誘導電動機１００を通過して密閉容器７０の上面にある吐出管２５より密閉容器７０外へ吐出される。

電動要素である単相誘導電動機１００を通過する吐出ガスは、例えば、図１、図２、図６に示すように、単相誘導電動機１００の回転子１１の風穴部１１ｂ（貫通孔）、固定子鉄心１２ａのスロットオープニング（図示せず、スロット開口部ともいう）含む空隙６０、固定子鉄心１２ａの外周に配置された固定子切欠１２ｃ等を通る。

ロータリ圧縮機５１０が上記運転動作を行う場合、部品同士が摺動する摺動部が以下に示すように複数ある。
（１）第１の摺動部：ローリングピストン２の外周２ａとベーン３の先端３ａ（内側）；
（２）第２の摺動部：シリンダ１のベーン溝１ａとベーン３の側面部３ｂ（両側面）；
（３）第３の摺動部：ローリングピストン２の内周２ｂと回転軸５０の偏心軸部５０ａ；
（４）第４の摺動部：主軸受け４の内周と回転軸５０の主軸部５０ｂ；
（５）第５の摺動部：副軸受け５の内周と回転軸５０の副軸部５０ｃ。

圧縮要素５０１に設けられる、摺動部を構成する部品をまとめる。
（１）シリンダ１；
（２）ローリングピストン２；
（３）ベーン３；
（４）主軸受け４；
（５）副軸受け５；
（６）回転軸５０。

既に述べたように、ロータリ圧縮機５１０の場合、圧縮要素５０１の圧力がバランスして停止しているときは、ローリングピストン２が下死点に位置する傾向がある（図１１の状態）。従って、図１及び図６の角度α＝４５度（連続して配置される４個の回転子スロット４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置）の位置と、圧縮要素の下死点の位置とが略一致するように、ロータリ圧縮機５１０を組立れば、ロータリ圧縮機５１０の起動性を改善することができ、信頼性の高いロータリ圧縮機５１０を得ることができる。

上記のように、停止時の回転方向の位置（下死点）が略一定の負荷（この場合はロータリ圧縮機５１０の圧縮要素５０１）と本実施の形態の単相誘導電動機１００を組み合わせることで、図１及び図６の角度α＝４５度（連続して配置される４個の回転子スロット４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置）で起動トルクが最大になるという特徴を生かすことができる。

停止時の回転方向の位置が一定しない負荷（例えば、送風ファン等）と、本実施の形態の単相誘導電動機１００を組み合わせても、図１０のどの角度αで起動するか決まらないので、本実施の形態の単相誘導電動機１００の特徴を生かすことができない。

図１及び図６の角度α＝４５度（連続して配置される４個の回転子スロット４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置）の位置と、圧縮要素５０１の下死点の位置とが略一致するように、ロータリ圧縮機５１０を組立るために、例えば、以下に示す方法がある。即ち、図１（図３、図５）に示すように、固定子鉄心１２ａの外周縁の角度αの位置に切欠１２ｆを設ける。この切欠１２ｆは、例えば、略半円形のものを示すが、形状は任意でよい。四角、三角、楕円、台形、楔状等どのような形状でもよい。

さらに、圧縮要素５０１側では、シリンダ１の外周縁の下死点の位置に切欠１ｄを設ける。この切欠１ｄは、例えば、略半円形のものを示すが、形状は任意でよい。四角、三角、楕円、台形、楔状等どのような形状でもよい。

ロータリ圧縮機５１０の組立時に、圧縮要素５０１と固定子１２とが密閉容器７０に焼き嵌めされる。密閉容器７０を加熱して、密閉容器７０の内径を常温よりも大きくし、その状態で圧縮要素５０１と固定子１２とを密閉容器７０に挿入し、密閉容器７０の温度が常温もしくは常温に近づけば、密閉容器７０の内径が高温の状態よりも小さくなって、圧縮要素５０１と固定子１２とを固定される。このとき、シリンダ１の切欠１ｄ（外周縁の下死点の位置）と、固定子１２の切欠１２ｆとを周方向において一致するようにすれば、先ず、固定子１２の角度αの位置と圧縮要素５０１のシリンダ１の下死点の位置とを合わせることができる。

図１２は実施の形態１を示す図で、角度αの位置に円形（小）の風穴部１１ｂ−１を設けた回転子１１の横断面図である。回転子１１の角度αの位置とシリンダ１の下死点の位置とを合わせるためには、回転軸５０の偏心軸部５０ａの偏心方向が回転子１１の角度αの位置と一致させる必要がある。そのために、図１２に示すように、回転子１１の角度αの位置にある風穴部１１ｂ−１の形状を他の風穴部１１ｂの形状と異なるようにする。

そして、回転軸５０の主軸部５０ｂ（偏心軸部５０ａより上の部分で、回転子１１に嵌合する部分）に回転子１１を嵌合するときに、回転軸５０の偏心軸部５０ａの偏心方向が風穴部１１ｂ−１の位置（周方向）と一致するようにする。

そのように構成することにより、回転子１１の角度αの位置とシリンダ１の下死点の位置とを合わせることができる。

尚、回転子１１の角度αの位置にある風穴の形状は、他の風穴部１１ｂの形状と異なるようにすればよいので、どのような形状でもよい。

図１３乃至図１５は実施の形態１を示す図で、図１３は角度αの位置に円形（大）の風穴部１１ｂ−２を設けた回転子１１の横断面図、図１４は角度αの位置に四角形の風穴部１１ｂ−３を設けた回転子１１の横断面図、図１５は角度αの位置に楕円の風穴部１１ｂ−４を設けた回転子１１の横断面図である。

回転子１１の角度αの位置にある風穴の形状は、図１２の円形（小）の風穴部１１ｂ−１以外に、図１３に示すように、円形（大）の風穴部１１ｂ−２としてもよい。また、図１４に示すように、四角形の風穴部１１ｂ−３としてもよい。さらに、図１５に示すように、楕円の風穴部１１ｂ−４としてもよい。

以上のように、単相誘導電動機１００の回転子１１のスロット（ここでは、一例として、３０スロット）を、銅バー３０ｃが挿入される回転子スロット４０ｃ（例えば、４個）と、アルミバー３０ａが形成される回転子スロット４０ａ（例えば、２６個）とで構成し、且つ回転子１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置（反時計方向）に並べて配置した位置（角度α）とする。さらに、ロータリ圧縮機５１０の圧縮要素５０１の下死点の位置を、単相誘導電動機１００の回転子１１の上記角度αと一致するようにする。そのように構成することにより、通常、ロータリ圧縮機５１０が高低圧がバランスして停止した場合、圧縮要素５０１の下死点の位置で停止するので、起動トルクが大きくなる回転子１１の上記角度αの位置と圧縮要素５０１の下死点とを略一致させることにより、ロータリ圧縮機５１０の起動性を改善することができる。

ロータリ圧縮機５１０の組立時の、圧縮要素５０１と固定子１２とが密閉容器７０に焼き嵌めされるときに、シリンダ１の切欠１ｄ（外周縁の下死点の位置）と、固定子１２の切欠１２ｆとを周方向において一致するようにすれば、固定子１２の角度αの位置とシリンダ１の下死点の位置とを合わせることができる。また、回転軸５０の主軸部５０ｂ（偏心軸部５０ａより上の部分で、回転子１１に嵌合する部分）に回転子１１に嵌合するときに、回転軸５０の偏心軸部５０ａの偏心方向が風穴部１１ｂ−１（風穴部１１ｂ−２、風穴部１１ｂ−３、風穴部１１ｂ−４）の位置（周方向）と一致するようにすることにより、回転子１１の角度αの位置とシリンダ１の下死点の位置とを合わせることができる。それにより、起動トルクが大きくなる回転子１１の上記角度αの位置と圧縮要素５０１の下死点とを略一致させることが可能になる。

次に、変形例１の単相誘導電動機２００について、図１６乃至図１９を参照しながら説明する。

図１６乃至図１９は実施の形態１を示す図で、図１６は変形例１の単相誘導電動機２００の横断面図、図１７は回転子２１１の横断面図、図１８は回転子鉄心２１１ａの横断面図、図１９は角度αに対する起動トルク特性図である。

図１６乃至図１８に示す変形例１の単相誘導電動機２００は、図１に示す単相誘導電動機１００と比べると、回転子２１１の形状が異なる（図１７参照）。

回転子２１１は、角度α＝４５度（補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子２１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している）に４個並べて配置された回転子スロット４０ｃ（銅バー３０ｃが挿入される回転子スロット）を、１８０度ずれた位置にも４個並べて配置させている。つまり、回転子スロット４０ｃ（銅バー３０ｃが挿入される回転子スロット）が合計８個、アルミバー３０ａが形成される回転子スロット４０ａが合計２２個で、合わせて３０個の回転子スロットを有している。

また、図１９に示す起動トルク特性図は、図１７等に示す角度αに対する起動トルク比率を表しており、縦軸の起動トルク比は、回転子スロットが、全て回転子スロット４０ａ（アルミバー３０ａが形成される）で構成された場合の起動トルクに対する比率を示している。

図１９において、前述の図９と同様に、角度αを変更すると起動トルク特性が変化しており、αが約４５度及び約２２５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最大となっている。図９の特性図と比べても、更に大きな起動トルク特性を持つことがわかる。

本実施の形態では、角度αが約４５度の位置になるように、回転子スロット４０ｃ（銅バー３０ｃが挿入される回転子スロット）を１８０度ずれた位置にも配置することで、更に起動トルク特性が良好となり、交流電源の電圧が低くなった状態でも起動が可能な、信頼性の高い単相誘導電動機２００を得ることができる。

次に、変形例２の単相誘導電動機３００について、図２０乃至図２３を参照しながら説明する。

図２０乃至図２３実施の形態１を示す図で、図２０は変形例２の単相誘導電動機３００の横断面図、図２１は図２０のＢ部拡大図、図２２は図２０のＣ部拡大図、図２３は偏心位置βに対する起動トルク特性図である。

図２０に示す変形例２の単相誘導電動機３００は、図１に示す単相誘導電動機１００と比べると、固定子１２の中心軸に対して、回転子１１の中心軸（回転軸）が右下にずれた位置（偏心）に設けられている。回転子１１の形状は図１と同一であり、回転子スロット４０ｃ（銅バー３０ｃが挿入される回転子スロット）及び回転子スロット４０ａ（アルミバー３０ａが形成される）からなる非対称配置の回転子スロットを有しており、図１に示すように、角度αは４５度である。

図２０において、回転子１１が時計回りに回転する場合、図中下向きの補助巻線磁束に対して、回転子１１の偏心位置をβと設定すると、図２０に示す単相誘導電動機３００はβ＝４５度である。

固定子１２に対して回転子１１を偏心させた位置に配置しているため、固定子１２と回転子１１の間の空隙寸法が一定ではなく、図２１、図２２に示すように、空隙６０ａ（図２０のＢ部、図２１に拡大図を示す）と空隙６０ｂ（図２０のＣ部、図２２に拡大図を示す）の径方向寸法が異なる。例えば、空隙６０ａの径方向寸法Ｇａを０．７ｍｍ、空隙６０ｂの径方向寸法Ｇｂを０．３ｍｍに設定するが、この寸法は一例であり、この限りではない。

図２３に示す起動トルク特性は、偏心位置βに対するものであり、縦軸の起動トルク比は、図１に示す固定子１２の中心軸と、回転子１１の中心軸（回転軸）が一致している、偏心がない場合の起動トルクに対する比率である。

図２３において、偏心位置βを変更することで、起動トルクが変化しており、偏心位置β＝４５度の位置、つまり回転子スロット４０ｃ（銅バー３０ｃが挿入される回転子スロット）が配置された位置に回転子１１を偏心させることで起動トルクを更に大きくすることができる。

図２０の例では、偏心位置β＝４５度の場合について説明したが、βは０〜６０度程度の範囲であれば、起動特性が良好な単相誘導電動機３００を得ることができる。

起動トルクが改善するということは、単相誘導電動機３００に印加される交流電源の電圧が低くなった場合でも起動することが可能な、信頼性の高い単相誘導電動機３００を得ることができる。

図２４乃至図２６は実施の形態１を示す図で、図２４は変形例３の単相誘導電動機４００の横断面図、図２５は回転子４１１の横断面図、図２６は回転子鉄心４１１ａの横断面図である。

図２４に示す変形例３の単相誘導電動機４００は、回転子が単相誘導電動機１００（図１）と異なる。単相誘導電動機１００の回転子１１は、回転子スロット４０ｃの一部に銅バー３０ｃが挿入される構成であるが、変形例３の単相誘導電動機４００の回転子４１１は、回転子スロット４０ｃに相当する回転子スロット４０ｄ（連続する４個）全体に銅バー３０ｄが挿入される。

銅バー３０ｄは、断面形状が回転子スロット４０ｄと略相似形で、銅バー３０ｄの面積は回転子スロット４０ｄの面積より若干小さい。スキュー（斜溝、ねじる）が施される場合は、回転子スロット４０ｄと銅バー３０ｄとの隙間が大きくなる。また、その隙間には、アルミが充填される。

その他の構成は、図１に示す単相誘導電動機１００と同じである。即ち、図２４乃至図２６に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子４１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット４０ｄ（スロット全体に銅バー３０ｄが挿入される）の中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）。単相誘導電動機４００の停止時、もしくは始動時に上記位置関係になるようにしている。

変形例３の単相誘導電動機４００の回転子４１１は、回転子スロット４０ｄ（連続する４個）全体に銅バー３０ｄが挿入されるので、回転子スロット４０ｄ内での銅バー３０ｄの位置決めが不要という利点がある。図１に示す単相誘導電動機１００の回転子１１では、回転子スロット４０ｃ内での銅バー３０ｃの位置決めが必要である。

次に、変形例４の単相誘導電動機５００について、図２７乃至図２９を参照しながら説明する。

図２７乃至図２９は実施の形態１を示す図で、図２７は変形例４の単相誘導電動機５００の横断面図、図２８は回転子５１１の横断面図、図２９は回転子鉄心５１１ａの横断面図である。

図２７に示す変形例４の単相誘導電動機５００は、回転子が単相誘導電動機１００（図１）と異なる。

回転子５１１は、角度α＝４５度（補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子５１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット４０ｄ（スロット全体に銅バー３０ｄが挿入される）の中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している）に４個並べて配置された回転子スロット４０ｄ（スロット全体に銅バー３０ｄが挿入される）を、１８０度ずれた位置にも４個並べて配置させている。つまり、回転子スロット４０ｄ（スロット全体に銅バー３０ｄが挿入される）が合計８個、アルミバー３０ａが形成される回転子スロット４０ａが合計２２個で、合わせて３０個の回転子スロットを有している。

変形例４の単相誘導電動機５００の起動トルク特性は、図１９に示す特性と略同等となる。即ち、図９と同様に、角度αを変更すると起動トルク特性が変化しており、αが約４５度及び約２２５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最大となっている。図９の特性図と比べても、更に大きな起動トルク特性を持つことがわかる。

本実施の形態では、角度αが約４５度の位置になるように、回転子スロット４０ｄ（スロット全体に銅バー３０ｄが挿入される）を１８０度ずれた位置にも配置することで、更に起動トルク特性が良好となり、交流電源の電圧が低くなった状態でも起動が可能な、信頼性の高い単相誘導電動機５００を得ることができる。

次に、変形例５の単相誘導電動機６００について、図３０乃至図３２を参照しながら説明する。

図３０乃至図３２は実施の形態１を示す図で、図３０は変形例５の単相誘導電動機６００の横断面図、図３１は図３０のＤ部拡大図、図３２は図３０のＥ部拡大図である。

図３０に示す変形例５の単相誘導電動機６００は、図２４に示す単相誘導電動機４００と比べると、固定子１２の中心軸に対して、回転子４１１の中心軸（回転軸）が右下にずれた位置（偏心）に設けられている。回転子４１１の形状は図２４と同一であり、回転子スロット４０ｄ（スロット全体に銅バー３０ｄが挿入される）及び回転子スロット４０ａ（アルミバー３０ａが形成される）からなる非対称配置の回転子スロットを有しており、図２４に示すように、角度αは４５度である。

図３０において、回転子４１１が時計回りに回転する場合、図中下向きの補助巻線磁束に対して、回転子４１１の偏心位置をβと設定すると、図３０に示す単相誘導電動機６００はβ＝４５度である。

固定子１２に対して回転子４１１を偏心させた位置に配置しているため、固定子１２と回転子４１１の間の空隙寸法が一定ではなく、図３１、図３２に示すように、空隙６０ａ（図３０のＤ部、図３１に拡大図を示す）と空隙６０ｂ（図３０のＥ部、図３２に拡大図を示す）の径方向寸法が異なる。例えば、空隙６０ａの径方向寸法Ｇａを０．７ｍｍ、空隙６０ｂの径方向寸法Ｇｂを０．３ｍｍに設定するが、この寸法は一例であり、この限りではない。

単相誘導電動機６００の起動トルク特性は、図２３に示した起動トルク特性と略同等である。即ち、図２３において、偏心位置βを変更することで、起動トルクが変化しており、偏心位置β＝４５度の位置、つまり回転子スロット４０ｃ（銅バー３０ｃが挿入される回転子スロット）が配置された位置に回転子１１を偏心させることで起動トルクを更に大きくすることができる。

起動トルクが改善するということは、単相誘導電動機６００に印加される交流電源の電圧が低くなった場合でも起動することが可能な、信頼性の高い単相誘導電動機６００を得ることができる。

次に、変形例６の単相誘導電動機７００について、図３３乃至図３６を参照しながら説明する。

図３３乃至図３７は実施の形態１を示す図で、図３３は変形例６の単相誘導電動機７００の横断面図、図３４は回転子７１１の横断面図、図３５は図３４のＦ部拡大図、図３６は回転子鉄心７１１ａの横断面図、図３７は回転子スロット７４０ａ，７４０ｃの拡大断面図である。

図３３に示す変形例６の単相誘導電動機７００は、回転子が単相誘導電動機１００（図１）と異なる。単相誘導電動機１００（図１）の回転子１１は普通かご形であるが、変形例６の単相誘導電動機７００の回転子７１１は、二重かご形である。

変形例６の単相誘導電動機７００は、固定子１２と、回転子７１１とを備える。固定子１２は、単相誘導電動機１００（図１）のものと同じである。回転子７１１は、回転子鉄心７１１ａと、二重かご形導体とを備える。

回転子鉄心７１１ａには半径方向外周側に、回転子鉄心７１１ａの外周縁に沿って設けられる回転子スロット７４０ａ（アルミバーが形成されるスロット）と、回転子スロット７４０ｃ（銅バーが挿入されるスロット）とが形成されている。但し、回転子スロット７４０ａと回転子スロット７４０ｃとは、同一形状である（図３７参照）。

図３３（図３６）の例では、回転子スロットの数は、回転子スロット７４０ａ（アルミバーが形成されるスロット）が２６個、回転子スロット７４０ｃ（銅バーが挿入されるスロット）が４個であり、合わせて３０個である。結局、図３３の単相誘導電動機７００は、固定子鉄心１２ａのスロット数が２４、回転子鉄心７１１ａの総スロット数が３０の組合せである。

回転子スロット７４０ａには、導電性材料であるアルミが鋳込まれており（アルミダイキャスティング）、アルミバー７３０ａ（図３４参照）を形成する。アルミバー７３０ａは、外層アルミバー７３０ａ−１と、内層アルミバー７３０ａ−２と、連結アルミバー７３０ａ−３とを有する。導電性材料は、アルミが一般的であるが、銅を用いても良い。

また、回転子スロット７４０ｃにも、導電性材料であるアルミが鋳込まれるが、アルミの他に銅バーが挿入される。回転子スロット７４０ｃには、銅バー入りアルミバー７３０ｃが形成される。

図３５（ａ）に示すように、銅バー入りアルミバー７３０ｃは、内層スロット７４０ａ−２に、銅バー７３０ｃ−１が挿入される。さらに内層スロット７４０ａ−２には、アルミが鋳込まれて内層アルミバー７３０ａ−２が形成される。内層スロット７４０ａ−２には、銅バー７３０ｃ−１並びに内層アルミバー７３０ａ−２が存在することになる。回転子スロット７４０ｃの外層スロット７４０ａ−１は、回転子スロット７４０ａと同様、アルミが鋳込まれて外層アルミバー７３０ａ−１が形成される。また、連結スロット７４０ａ−３にもアルミが鋳込まれて連結アルミバー７３０ａ−３が形成される。

図３５（ｂ）に示すように、アルミバー７３０ａは、回転子スロット７４０ａの外層スロット７４０ａ−１、内層スロット７４０ａ−２、連結スロット７４０ａ−３にアルミのみが鋳込まれて、夫々外層アルミバー７３０ａ−１、内層アルミバー７３０ａ−２、連結アルミバー７３０ａ−３が形成される。

アルミバー７３０ａ、銅バー入りアルミバー７３０ｃは、回転子７１１の積層方向両端面に設けられたエンドリング３２（図９参照）と共に二重かご形二次導体を形成する。

回転子スロット７４０ａ，７４０ｃは、回転子鉄心７１１ａの外周縁に沿って設けられる外層スロット７４０ａ−１と、外層スロット７４０ａ−１の内周側に設けられた内層スロット７４０ａ−２と、外層スロット７４０ａ−１と内層スロット７４０ａ−２を連結する連結スロット７４０ａ−３とからなる（図３７参照）。連結スロット７４０ａ−３にも、アルミが鋳込まれる。

図３３、図３４に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子７１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット７４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）。

二重かご形状の回転子７１１を有する単相誘導電動機７００は、以下に示すような一般的な特徴を有する。即ち、起動時はすべり周波数（回転磁界の周波数と回転子７１１の回転数との差）が高くなる。内層アルミバー（例えば、内層アルミバー７３０ａ−２）の漏れ磁束は、外層アルミバー（例えば、外層アルミバー７３０ａ−１）の漏れ磁束より多くなる。すべり周波数が大きい起動時には、リアクタンス分により電流分布が決まり、二次電流は外層アルミバー（例えば、外層アルミバー７３０ａ−１）に主に流れる。そのため、二次抵抗が大きくなることにより起動トルクが増大して起動特性が改善される。

また通常運転時は、すべり周波数が低いので、二次電流はアルミバー全体に流れるため、アルミ断面積が大きくなり、二次抵抗が小さくなる。従って、二次銅損が低くなることで、高効率化が実現できるという特性を有している。

それに加えて、変形例６の単相誘導電動機７００は、図３３、図３４に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子７１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット７４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）ので、図９に示した起動トルク特性を有し、さらに起動トルク特性が改善される。

次に、変形例７の単相誘導電動機８００について、図３８乃至図４０を参照しながら説明する。

図３８乃至図４０は実施の形態１を示す図で、図３８は変形例７の単相誘導電動機８００の横断面図、図３９は回転子８１１の横断面図、図４０は回転子鉄心８１１ａの横断面図である。

図３８乃至図４０に示す変形例７の単相誘導電動機８００は、図３３に示す変形例６の単相誘導電動機７００と比べると、回転子８１１の形状が異なる（図３９参照）。

回転子８１１は、角度α＝４５度（補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子８１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット７４０ｃの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している）に４個並べて配置された回転子スロット７４０ｃ（銅バー７３０ｃ−１が挿入される回転子スロット）を、１８０度ずれた位置にも４個並べて配置させている。つまり、回転子スロット７４０ｃ（銅バー７３０ｃ−１が挿入される回転子スロット）が合計８個、アルミバー７３０ａが形成される回転子スロット７４０ａが合計２２個で、合わせて３０個の回転子スロットを有している。

変形例７の単相誘導電動機８００の起動トルク特性は、図１９に示す起動トルク特性と略同等である。

図１９において、前述の図９と同様に、角度αを変更すると起動トルク特性が変化しており、αが約４５度及び約２２５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最大となっている。図９の特性図と比べても、更に大きな起動トルク特性を持つことがわかる。

本実施の形態では、角度αが約４５度の位置になるように、回転子スロット７４０ｃ（銅バー７３０ｃ−１が挿入される回転子スロット）を１８０度ずれた位置にも配置することで、更に起動トルク特性が良好となり、交流電源の電圧が低くなった状態でも起動が可能な、信頼性の高い単相誘導電動機８００を得ることができる。

次に、変形例８の単相誘導電動機９００について、図４１乃至図４３を参照しながら説明する。

図４１乃至図４３は実施の形態１を示す図で、図４１は変形例８の単相誘導電動機９００の横断面図、図４２は図４１のＧ部拡大図、図４３は図４２のＨ部拡大図である。

図４１に示す変形例８の単相誘導電動機９００は、図３３に示す単相誘導電動機７００と比べると、固定子１２の中心軸に対して、回転子７１１の中心軸（回転軸）が右下にずれた位置（偏心）に設けられている。回転子７１１の形状は図３３と同一であり、回転子スロット７４０ｃ（銅バー７３０ｃ−１が挿入される）及び回転子スロット７４０ａ（アルミバー７３０ａが形成される）からなる非対称配置の回転子スロットを有しており、図３３に示すように、角度αは４５度である。

図４１において、回転子７１１が時計回りに回転する場合、図中下向きの補助巻線磁束に対して、回転子７１１の偏心位置をβと設定すると、図４１に示す単相誘導電動機９００はβ＝４５度である。

固定子１２に対して回転子７１１を偏心させた位置に配置しているため、固定子１２と回転子７１１の間の空隙寸法が一定ではなく、図４２、図４３に示すように、空隙６０ａ（図４１のＧ部、図４２に拡大図を示す）と空隙６０ｂ（図４１のＨ部、図４３に拡大図を示す）の径方向寸法が異なる。例えば、空隙６０ａの径方向寸法Ｇａを０．７ｍｍ、空隙６０ｂの径方向寸法Ｇｂを０．３ｍｍに設定するが、この寸法は一例であり、この限りではない。

単相誘導電動機９００の起動トルク特性は、図２３に示した起動トルク特性と略同等である。即ち、図２３において、偏心位置βを変更することで、起動トルクが変化しており、偏心位置β＝４５度の位置、つまり回転子スロット７４０ｃ（銅バー７３０ｃ−１が挿入される）が配置された位置に回転子７１１を偏心させることで起動トルクを更に大きくすることができる。

起動トルクが改善するということは、単相誘導電動機９００に印加される交流電源の電圧が低くなった場合でも起動することが可能な、信頼性の高い単相誘導電動機９００を得ることができる。

次に、変形例９の単相誘導電動機１０００について、図４４乃至図４６を参照しながら説明する。

図４４乃至図４６は実施の形態１を示す図で、図４４は変形例９の単相誘導電動機１０００の横断面図、図４５は回転子１０１１の横断面図、図４６は回転子鉄心１０１１ａの横断面図である。

図４４に示す変形例９の単相誘導電動機１０００は、単相誘導電動機７００（図３３）と同様、回転子が二重かご形ではある。しかし、単相誘導電動機７００の回転子７１１は、回転子スロット７４０ｃの一部に銅バー７３０ｃ−１が挿入される構成であるが、変形例９の単相誘導電動機１０００の回転子１０１１は、回転子スロット７４０ｃに相当する回転子スロット７４０ｄ（連続する４個）全体に銅バー７３０ｄが挿入される。

銅バー７３０ｄは、断面形状が回転子スロット７４０ｄと略相似形で、銅バー７３０ｄの面積は回転子スロット７４０ｄの面積より若干小さい。スキュー（斜溝、ねじる）が施される場合は、回転子スロット７４０ｄと銅バー７３０ｄとの隙間が大きくなる。また、その隙間には、アルミが充填される。

その他の構成は、図３３に示す単相誘導電動機７００と同じである。即ち、図４４乃至図４６に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１０１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット７４０ｄ（スロット全体に銅バー７３０ｄが挿入される）の中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）。単相誘導電動機１０００の停止時、もしくは始動時に上記位置関係になるようにしている。

変形例９の単相誘導電動機１０００の回転子１０１１は、回転子スロット７４０ｄ（連続する４個）全体に銅バー７３０ｄが挿入されるので、回転子スロット７４０ｄ内での銅バー７３０ｄの位置決めが不要という利点がある。図３３に示す単相誘導電動機７００の回転子７１１では、回転子スロット７４０ｃ内での銅バー７３０ｃ−１の位置決めが必要である。

次に、変形例１０の単相誘導電動機１１００について、図図４７乃至図４９を参照しながら説明する。

図４７乃至図４９は実施の形態１を示す図で、図４７は変形例１０の単相誘導電動機１１００の横断面図、図４８は回転子１１１１の横断面図、図４９は回転子鉄心１１１１ａの横断面図である。

図４７乃至図４９に示す変形例１０の単相誘導電動機１１００は、図４４に示す変形例９の単相誘導電動機１０００と比べると、回転子１１１１の形状が異なる（図４８参照）。

回転子１１１１は、角度α＝４５度（補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１１１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子スロット７４０ｄの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している）に４個並べて配置された回転子スロット７４０ｄ（スロット全体に銅バー７３０ｄが挿入される）を、１８０度ずれた位置にも４個並べて配置させている。つまり、回転子スロット７４０ｄ（スロット全体に銅バー７３０ｄが挿入される）が合計８個、アルミバー７３０ａが形成される回転子スロット７４０ａが合計２２個で、合わせて３０個の回転子スロットを有している。

変形例１０の単相誘導電動機１１００の起動トルク特性は、図１９に示す起動トルク特性と略同等である。

図１９において、前述の図９と同様に、角度αを変更すると起動トルク特性が変化しており、αが約４５度及び約２２５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最大となっている。図９の特性図と比べても、更に大きな起動トルク特性を持つことがわかる。

本実施の形態では、角度αが約４５度の位置になるように、回転子スロット７４０ｄ（スロット全体に銅バー７３０ｄが挿入される）を１８０度ずれた位置にも配置することで、更に起動トルク特性が良好となり、交流電源の電圧が低くなった状態でも起動が可能な、信頼性の高い単相誘導電動機１１００を得ることができる。

次に、変形例１１の単相誘導電動機１２００について、図５０乃至図５２を参照しながら説明する。

図５０乃至図５２は実施の形態１を示す図で、図５０は変形例１１の単相誘導電動機１２００の横断面図、図５１は図５０のＩ部拡大図、図５２は図５０のＪ部拡大図である。

図５０に示す変形例１１の単相誘導電動機１２００は、図４４に示す単相誘導電動機１０００と比べると、固定子１２の中心軸に対して、回転子１０１１の中心軸（回転軸）が右下にずれた位置（偏心）に設けられている。回転子１０１１の形状は図４４と同一であり、回転子スロット７４０ｄ（スロット全体に銅バー７３０ｄが挿入される）及び回転子スロット７４０ａ（アルミバー７３０ａが形成される）からなる非対称配置の回転子スロットを有しており、図４４に示すように、角度αは４５度である。

図５０において、回転子１０１１が時計回りに回転する場合、図中下向きの補助巻線磁束に対して、回転子１０１１の偏心位置をβと設定すると、図５０に示す単相誘導電動機９００はβ＝４５度である。

固定子１２に対して回転子１０１１を偏心させた位置に配置しているため、固定子１２と回転子１０１１の間の空隙寸法が一定ではなく、図４２、図４３に示すように、空隙６０ａ（図４１のＧ部、図４２に拡大図を示す）と空隙６０ｂ（図４１のＨ部、図４３に拡大図を示す）の径方向寸法が異なる。例えば、空隙６０ａの径方向寸法Ｇａを０．７ｍｍ、空隙６０ｂの径方向寸法Ｇｂを０．３ｍｍに設定するが、この寸法は一例であり、この限りではない。

単相誘導電動機１２００の起動トルク特性は、図２３に示した起動トルク特性と略同等である。即ち、図２３において、偏心位置βを変更することで、起動トルクが変化しており、偏心位置β＝４５度の位置、つまり回転子スロット７４０ｃ（銅バー７３０ｃ−１が挿入される）が配置された位置に回転子１０１１を偏心させることで起動トルクを更に大きくすることができる。

起動トルクが改善するということは、単相誘導電動機１２００に印加される交流電源の電圧が低くなった場合でも起動することが可能な、信頼性の高い単相誘導電動機１２００を得ることができる。

次に、変形例１２の単相誘導電動機１３００について、図５３乃至図５７を参照しながら説明する。

図５３乃至図５７は実施の形態１を示す図で、図５３は変形例１２の単相誘導電動機１３００の横断面図、図５４は図５３のＫ部拡大図、図５５は回転子１３１１の横断面図、図５６は回転子鉄心１３１１ａの横断面図、図５７（ａ）は回転子大スロット４０ｆの横断面図、図５７（ｂ）は回転子小スロット４０ｅの横断面図である。

これまで説明してきた単相誘導電動機１００〜１２００は、回転子スロット（例えば、回転子スロット４０ａ，４０ｃ）が同じ形状である。変形例１２の単相誘導電動機１３００の回転子スロットは、銅バーを挿入する回転子スロットを他の回転子スロットよりも面積を大きくする点に特徴がある。何らかな理由（例えば、銅とアルミの比重の違いによる回転子のアンバランス）で、銅バーの断面積（重量）を大きくできない場合に有効である。

変形例１２の単相誘導電動機１３００は、固定子１２と、固定子１２の内周側に空隙６０（図５４参照）を介して設けられる回転子１３１１とを備える。

固定子１２は、単相誘導電動機１００のものと同じ故、説明を省略する。

回転子１３１１は回転子鉄心１３１１ａとかご形二次導体（バー（例えば、アルミバーもしくは銅バーが挿入されるアルミバー））と、エンドリング３２（図８参照）とで構成される）を備える。固定子１２と回転子１３１１との間の空隙６０は、例えば、径方向寸法が０．２〜２．０ｍｍ程度である。

回転子鉄心１３１１ａは、固定子鉄心１２ａと同様に板厚が０．１〜１．５ｍｍの電磁鋼板（例えば、無方向性電磁鋼板（鋼板の特定方向に偏って磁気特性を示さないよう、各結晶の結晶軸方向をできる限りランダムに配置させたもの））を所定の形状に打ち抜き、軸方向に積層して製作される。通常、固定子鉄心１２ａの内側（内周側）の部分の電磁鋼板を利用する。

一般的に回転子鉄心１３１１ａは固定子鉄心１２ａと同一の材料から打ち抜くことが多いが、回転子鉄心１３１１ａは固定子鉄心１２ａと材料を変えても構わない。

回転子鉄心１３１１ａには半径方向外周側に、回転子鉄心１３１１ａの外周縁に沿って設けられる回転子小スロット４０ｅと、回転子大スロット４０ｆからなる回転子スロットを有する。

図５３（図５６）の例では、回転子スロットの数は、回転子小スロット４０ｅ（図５７（ｂ）参照）が２６個、回転子大スロット４０ｆ（図５７（ａ）参照）が４個であり、合わせて３０個である。結局、図５３の単相誘導電動機１３００は、固定子鉄心１２ａのスロット数が２４、回転子鉄心１３１１ａの総スロット数が３０の組合せである。但し、これは一例であり、固定子鉄心１２ａのスロット数と、回転子鉄心１３１１ａのスロット数の組合せは、この限りではない。

回転子小スロット４０ｅには、導電性材料であるアルミが鋳込まれており（アルミダイキャスティング）、アルミバー３０ｅ（図５５参照）を形成する。

回転子大スロット４０ｆには、先ず断面形状が略円形の銅バー３０ｇが挿入される。その後、導電性材料であるアルミが鋳込まれており（アルミダイキャスティング）、アルミバー３０ｆが形成されて銅バー３０ｇが固定される（図５５参照）。銅バー３０ｇは、断面形状が略円形でなくてもよい。また、銅バー３０ｇの回転子大スロット４０ｆ内での位置は、図５５では回転子鉄心１３１１ａの外周側にしているが、その位置は問わない。

アルミバー３０ｅ（２６個）、銅バー３０ｇが挿入されるアルミバー３０ｆ（４個）は、回転子１３１１の積層方向両端面に設けられたエンドリング３２（図８参照）と共にかご形二次導体を形成する。

図５３に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１３１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子大スロット４０ｆの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）。単相誘導電動機１３００の停止時、もしくは始動時に上記位置関係になるようにしている。

単相誘導電動機１３００の起動トルク特性は、図９に示す起動トルク特性と略同等になる。

図９において、角度αを変更すると起動トルク特性が変化しており、αが約４５度及び約２２５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最大となり、またαが約１３５度及び約３１５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最小となることがわかる。二極の単相誘導電動機１３００であるため、１８０度毎に周期性を持つ。

単相誘導電動機の場合、起動時において、補助巻線２０ａに流れる補助巻線電流に対して、主巻線２０ｂに流れる主巻電電流が非常に大きく、つまり、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束に対して、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束が大きくなり、それぞれの合成磁界からなる二極の回転磁界は、交番磁界に近い楕円磁界となる傾向がある。

楕円磁界の影響により、回転子スロットを、回転子大スロット４０ｆと回転子小スロット４０ｅからなる非対称に配置するとともに、回転子小スロット４０ｅにはアルミバー３０ｅ（図５５参照）が形成され、且つ回転子大スロット４０ｆには銅バー３０ｇとともにアルミバー３０ｆが形成されることにより、図９に示すように、角度αに対する起動トルク特性が変化することになる。

本実施の形態では、角度αが約４５度の位置になるように、回転子大スロット４０ｆを配置することで、起動トルク特性が良好となり、信頼性の高い単相誘導電動機１３００を得ることができる。

図９に示すように、角度αが約４５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最大となり、最も良好な起動特性を示しているが、角度αは、２０〜７０度の範囲であれば、良好な起動特性を得ることが可能である。

前述の通り、起動トルク特性は１８０度の周期性を持つため、角度αは、２００〜２５０度の範囲に設定しても同様の特性を示す。

また、回転子スロットを非対称に配置することにより起動トルクが改善するが、回転子スロットが全て同じ形状であるものと同等の起動トルクで良い場合は、固定子鉄心１２ａ及び回転子鉄心１３１１ａの積層枚数（積層厚さ）を少なくすることが可能である。

固定子鉄心１２ａ及び回転子鉄心１３１１ａの積層枚数が少なくなると、電磁鋼板の使用量が減ると共に、主巻線２０ｂ及び補助巻線２０ａの周長が減ることに伴う、巻線の使用量も削減することができ、低コストな単相誘導電動機１３００を得ることができる。更には、電磁鋼板及び巻線の使用量削減による、軽量な単相誘導電動機１３００を得ることができる。

尚、図５５に示す回転子鉄心１３１１ａは、回転子小スロット４０ｅに対して、回転子大スロット４０ｆを周方向の幅を広げて面積を大きくしたが、径方向の長さを長くして面積を大きくしてもよい。

図５８乃至図６０は実施の形態１を示す図で、図５８は径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた回転子１３１１の横断面図、図５９は径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた回転子鉄心１３１１ａの横断面図、図６０（ａ）は回転子大スロット４０ｈの横断面図、図６０（ｂ）は回転子小スロット４０ｅの横断面図である。

図５８に示す回転子１３１１は、回転子鉄心１３１１ａの半径方向外周側に、回転子鉄心１３１１ａの外周縁に沿って設けられる回転子小スロット４０ｅと、回転子大スロット４０ｈからなる回転子スロットを有する。

図５８の例でも、回転子スロットの数は、回転子小スロット４０ｅ（図６０（ｂ）参照）が２６個、回転子大スロット４０ｈ（図６０（ａ）参照）が４個であり、合わせて３０個である。

回転子大スロット４０ｆ（図５７（ａ）参照）は回転子小スロット４０ｅに対して周方向に面積を拡大しているが、回転子大スロット４０ｈ（図６０（ａ）参照）は、回転子小スロット４０ｅに対して径方向に面積を拡大している。

回転子小スロット４０ｅには、導電性材料であるアルミが鋳込まれており（アルミダイキャスティング）、アルミバー３０ｅ（図５８参照）を形成する。

回転子大スロット４０ｈには、先ず断面形状が略円形の銅バー３０ｇが挿入される。その後、導電性材料であるアルミが鋳込まれており（アルミダイキャスティング）、アルミバー３０ｆが形成されて銅バー３０ｇが固定される（図５８参照）。銅バー３０ｇは、断面形状が略円形でなくてもよい。また、銅バー３０ｇの回転子大スロット４０ｈ内での位置は、図５８では回転子鉄心１３１１ａの外周側にしているが、その位置は問わない。

図５８のような構成でも、図９に示す起動トルク特性と略同等の特性が得られる。

次に、変形例１３の単相誘導電動機１４００について、図６１乃至図６３を参照しながら説明する。

図６１乃至図６３は実施の形態１を示す図で、図６１は変形例１３の単相誘導電動機１４００の横断面図、図６２は回転子１４１１の横断面図、図６３は回転子鉄心１４１１ａの横断面図である。

図６１乃至図６３に示す変形例１３の単相誘導電動機１４００は、図５３に示す単相誘導電動機１３００と比べると、回転子１４１１の形状が異なる（図６２参照）。

回転子１４１１は、角度α＝４５度（補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１４１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子大スロット４０ｆの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している）に４個並べて配置された回転子大スロット４０ｆ（銅バー３０ｇが挿入される回転子スロット）を、１８０度ずれた位置にも４個並べて配置させている。つまり、回転子大スロット４０ｆ（銅バー３０ｇが挿入される回転子スロット）が合計８個、アルミバー３０ｅが形成される回転子小スロット４０ｅが合計２２個で、合わせて３０個の回転子スロットを有している。

変形例１３の単相誘導電動機１４００の起動トルク特性は、図１９に示す起動トルク特性と略同等である。

図１９において、前述の図９と同様に、角度αを変更すると起動トルク特性が変化しており、αが約４５度及び約２２５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最大となっている。図９の特性図と比べても、更に大きな起動トルク特性を持つことがわかる。

本実施の形態では、角度αが約４５度の位置になるように、回転子大スロット４０ｆ（銅バー３０ｇが挿入される回転子スロット）を１８０度ずれた位置にも配置することで、更に起動トルク特性が良好となり、交流電源の電圧が低くなった状態でも起動が可能な、信頼性の高い単相誘導電動機１４００を得ることができる。

図６４、図６５は実施の形態１を示す図で、図６４は径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた回転子１４１１の横断面図、図６５は径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた回転子鉄心１４１１ａの横断面図である。

変形例１３の単相誘導電動機１４００においても、回転子大スロットは、周方向だけではなく、回転子小スロット４０ｅよりも径方向に長い形状にしてもよい。

図６４に示す回転子１４１１は、回転子鉄心１４１１ａ（図６５）の半径方向外周側に、回転子鉄心１４１１ａの外周縁に沿って設けられる回転子小スロット４０ｅと、径方向に長い回転子大スロット４０ｈからなる回転子スロットを有する。

図６４、図６５の例でも、回転子スロットの数は、回転子小スロット４０ｅ（図６０（ｂ）参照）が２２個、回転子大スロット４０ｈ（図６０（ａ）参照）が８個であり、合わせて３０個である。

図６４のような構成でも、図２３に示す起動トルク特性と略同等の特性が得られる。

次に、変形例１４の単相誘導電動機１５００について、図６６乃至図６８を参照しながら説明する。

図６６乃至図６８は実施の形態１を示す図で、図６６は変形例１４の単相誘導電動機１５００の横断面図、図６７は図６６のＬ部拡大図、図６８は図６６のＭ部拡大図である。

図６６に示す変形例１４の単相誘導電動機１５００は、図５３に示す単相誘導電動機１３００と比べると、固定子１２の中心軸に対して、回転子１３１１の中心軸（回転軸）が右下にずれた位置（偏心）に設けられている。回転子１３１１の形状は図５３と同一であり、回転子大スロット４０ｆ（銅バー３０ｇが挿入される回転子スロット）及び回転子小スロット４０ｅ（アルミバー３０ｅが形成される）からなる非対称配置の回転子スロットを有しており、図５３に示すように、角度αは４５度である。

図６６において、回転子１３１１が時計回りに回転する場合、図中下向きの補助巻線磁束に対して、回転子１３１１の偏心位置をβと設定すると、図６６に示す単相誘導電動機１５００は、β＝４５度である。

固定子１２に対して回転子１３１１を偏心させた位置に配置しているため、固定子１２と回転子１３１１の間の空隙寸法が一定ではなく、図６７、図６８に示すように、空隙６０ａ（図６６のＬ部、図６７に拡大図を示す）と空隙６０ｂ（図６６のＭ部、図６８に拡大図を示す）の径方向寸法が異なる。例えば、空隙６０ａの径方向寸法Ｇａを０．７ｍｍ、空隙６０ｂの径方向寸法Ｇｂを０．３ｍｍに設定するが、この寸法は一例であり、この限りではない。

変形例１４の単相誘導電動機１５００の起動トルク特性は、図２３に示す起動トルク特性と略同等である。

図２３において、偏心位置βを変更することで、起動トルクが変化しており、偏心位置β＝４５度の位置、つまり回転子スロット４０ｃ（銅バー３０ｃが挿入される回転子スロット）が配置された位置に回転子１３１１を偏心させることで起動トルクを更に大きくすることができる。

図６６の例では、偏心位置β＝４５度の場合について説明したが、βは０〜６０度程度の範囲であれば、起動特性が良好な単相誘導電動機３００を得ることができる。

起動トルクが改善するということは、単相誘導電動機１５００に印加される交流電源の電圧が低くなった場合でも起動することが可能な、信頼性の高い単相誘導電動機１５００を得ることができる。

次に、変形例１５の単相誘導電動機１６００について、図図６９乃至図７１を参照しながら説明する。

図６９乃至図７１は実施の形態１を示す図で、図６９は変形例１５の単相誘導電動機１６００の横断面図、図７０は図６９のＮ部拡大図、図７１は図６９のＰ部拡大図である。

図６９に示す径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた変形例１５の単相誘導電動機１６００は、図６６に示す単相誘導電動機１５００と比べると、回転子大スロットの形状が異なる。図６６に示す単相誘導電動機１５００では、回転子大スロット４０ｈが回転子小スロット４０ｅよりも周方向の幅が大きい構成であるが、図６９に示す径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた変形例１５の単相誘導電動機１６００では、回転子大スロット４０ｈが回転子小スロット４０ｅよりも径方向の長さが長い構成である。

このように、回転子小スロット４０ｅよりも径方向の長さが長い回転子大スロット４０ｈを用い、固定子１２に対して回転子１３１１を偏心させた位置に配置し、固定子１２と回転子１３１１の間の空隙寸法が一定ではなく、図７０、図７１に示すように、空隙６０ａ（図６９のＮ部、図７０に拡大図を示す）と空隙６０ｂ（図６９のＰ部、図７１に拡大図を示す）の径方向寸法が異なる。例えば、空隙６０ａの径方向寸法Ｇａを０．７ｍｍ、空隙６０ｂの径方向寸法Ｇｂを０．３ｍｍに設定する。このような構成においても、図２９に示す起動トルク特性と略同等の起動トルク特性が得られる。

次に、変形例１６の単相誘導電動機１７００について、図図７２乃至図７７を参照しながら説明する。

図７２乃至図７７は実施の形態１を示す図で、図７２は変形例１６の単相誘導電動機１７００の横断面図、図７３は回転子１７１１の横断面図、図７４は図７３のＱ部拡大図（銅バー入りアルミバー７３０ｆの横断面図）、図７５はアルミバー７３０ａの横断面図、図７６は回転子鉄心１７１１ａの横断面図、図７７（ａ）は回転子大スロット７４０ｆの横断面図、図７７（ｂ）は回転子小スロット７４０ａ−０の横断面図である。

図７２に示す変形例１６の単相誘導電動機１７００は、図３３に示す変形例６の単相誘導電動機７００と同様、回転子１７１１が、二重かご形である。

変形例１６の単相誘導電動機１７００は、固定子１２と、回転子１７１１とを備える。固定子１２は、単相誘導電動機１００（図１）のものと同じである。回転子１７１１は、回転子鉄心１７１１ａと、二重かご形導体とを備える。

回転子鉄心１７１１ａには半径方向外周側に、回転子鉄心１７１１ａの外周縁に沿って設けられる回転子小スロット７４０ａ−０（アルミバーが形成されるスロット）と、回転子大スロット７４０ｆ（銅バーが挿入されるスロット）とが形成されている。

回転子大スロット７４０ｆ（銅バーが挿入されるスロット）は、回転子小スロット７４０ａ−０（アルミバーが形成されるスロット）よりも面積が大きい。回転子大スロット７４０ｆは、回転子小スロット７４０ａ−０よりも周方向に長い形状である。

図７７（ａ）に示すように、回転子大スロット７４０ｆは、回転子鉄心１７１１ａの外周縁に沿って設けられる外層スロット７４０ｆ−１と、外層スロット７４０ｆ−１の内周側に設けられる内層スロット７４０ｆ−２と、外層スロット７４０ｆ−１と内層スロット７４０ｆ−２を連結する連結スロット７４０ｆ−３とからなる。

図７４に示すように、回転子大スロット７４０ｆには、銅バー入りアルミバー７３０ｆが形成される。即ち、外層スロット７４０ｆ−１に、外層アルミバー７３０ｆ−１が形成されるとともに、内層スロット７４０ｆ−２に、銅バー７３０ｇ−１が挿入されるとともに内層アルミバー７３０ｆ−２が形成される。連結スロット７４０ｆ−３にも、アルミが鋳込まれ、連結アルミバー７３０ｆ−３が形成される。

また、図７７（ｂ）に示すように、回転子小スロット７４０ａ−０は、回転子鉄心１７１１ａの外周縁に沿って設けられる外層スロット７４０ａ−１と、外層スロット７４０ａ−１の内周側に設けられた内層スロット７４０ａ−２と、外層スロット７４０ａ−１と内層スロット７４０ａ−２を連結する連結スロット７４０ａ−３とからなる。

回転子小スロット７４０ａ−０には、アルミのみが鋳込まれる。外層スロット７４０ａ−１に、外層アルミバー７３０ａ−１が形成されるとともに、内層スロット７４０ａ−２に、内層アルミバー７３０ａ−２が形成される。連結スロット７４０ａ−３にも、アルミが鋳込まれて、連結アルミバー７３０ａ−３が形成される（図７５参照）。

図７２（図７６）の例では、回転子スロットの数は、回転子小スロット７４０ａ−０（アルミバーが形成されるスロット）が２６個、回転子大スロット７４０ｆ（銅バーが挿入されるスロット）が４個であり、合わせて３０個である。結局、図７２の単相誘導電動機１７００は、固定子鉄心１２ａのスロット数が２４、回転子鉄心１７１１ａの総スロット数が３０の組合せである。

アルミバー７３０ａ（２６個）、銅バー入りアルミバー７３０ｆ（４個）は、回転子１７１１の積層方向両端面に設けられたエンドリング３２（図９参照）と共に二重かご形二次導体を形成する。

図７２、図７３に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１７１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子大スロット７４０ｆの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）。

二重かご形状の回転子１７１１を有する単相誘導電動機１７００は、以下に示すような一般的な特徴を有する。即ち、起動時はすべり周波数（回転磁界の周波数と回転子１７１１の回転数との差）が高くなる。内層アルミバー（例えば、内層アルミバー７３０ａ−２）の漏れ磁束は、外層アルミバー（例えば、外層アルミバー７３０ａ−１）の漏れ磁束より多くなる。すべり周波数が大きい起動時には、リアクタンス分により電流分布が決まり、二次電流は外層アルミバー（例えば、外層アルミバー７３０ａ−１）に主に流れる。そのため、二次抵抗が大きくなることにより起動トルクが増大して起動特性が改善される。

また通常運転時は、すべり周波数が低いので、二次電流はアルミバー全体に流れるため、アルミ断面積が大きくなり、二次抵抗が小さくなる。従って、二次銅損が低くなることで、高効率化が実現できるという特性を有している。

それに加えて、変形例１６の単相誘導電動機１７００は、図７２、図７３に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１７１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子大スロット７４０ｆの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）ので、図９に示した起動トルク特性を有し、さらに起動トルク特性が改善される。

次に、変形例１７の単相誘導電動機１８００について、図７８乃至図８２を参照しながら説明する。

図７８乃至図８２は実施の形態１を示す図で、図７８は変形例１７の単相誘導電動機１８００の横断面図、図７９は回転子１８１１の横断面図、図８０は図７９のＲ部拡大図（銅バー入りアルミバー７３０ｈの横断面図）、図８１は回転子鉄心１８１１ａの横断面図、図８２（ａ）は回転子大スロット７４０ｈの横断面図、図８２（ｂ）は回転子小スロット７４０ａ−０の横断面図である。

図７８に示す変形例１７の単相誘導電動機１８００は、図７２に示す変形例１６の単相誘導電動機１７００と同様、回転子１７１１が、二重かご形であるが、銅バー入りアルミバー７３０ｈが形成される回転子大スロット７４０ｈが、径方向に長く形成されている。

変形例１７の単相誘導電動機１８００は、固定子１２と、回転子１８１１とを備える。固定子１２は、単相誘導電動機１００（図１）のものと同じである。回転子１８１１は、回転子鉄心１８１１ａと、二重かご形導体とを備える。

回転子鉄心１８１１ａには半径方向外周側に、回転子鉄心１８１１ａの外周縁に沿って設けられる回転子小スロット７４０ａ−０（アルミバーが形成されるスロット）と、回転子大スロット７４０ｈ（銅バーが挿入されるスロット）とが形成されている。

回転子大スロット７４０ｈ（銅バーが挿入されるスロット）は、回転子小スロット７４０ａ−０（アルミバーが形成されるスロット）よりも面積が大きい。回転子大スロット７４０ｈは、回転子小スロット７４０ａ−０よりも径方向に長い形状である。

図８２（ａ）に示すように、回転子大スロット７４０ｈは、回転子鉄心１８１１ａの外周縁に沿って設けられる外層スロット７４０ｈ−１と、外層スロット７４０ｈ−１の内周側に設けられる内層スロット７４０ｈ−２と、外層スロット７４０ｈ−１と内層スロット７４０ｈ−２を連結する連結スロット７４０ｈ−３とからなる。

図７９、図８０に示すように、回転子大スロット７４０ｈには、銅バー入りアルミバー７３０ｈが形成される。即ち、外層スロット７４０ｈ−１に、外層アルミバー７３０ｈ−１が形成されるとともに、内層スロット７４０ｈ−２に、銅バー７３０ｊ−１が挿入されるとともに内層アルミバー７３０ｈ−２が形成される。連結スロット７４０ｈ−３にも、アルミが鋳込まれ、連結アルミバー７３０ｈ−３が形成される。

また、図８２（ｂ）に示すように、回転子小スロット７４０ａ−０は、回転子鉄心１７１１ａの外周縁に沿って設けられる外層スロット７４０ａ−１と、外層スロット７４０ａ−１の内周側に設けられた内層スロット７４０ａ−２と、外層スロット７４０ａ−１と内層スロット７４０ａ−２を連結する連結スロット７４０ａ−３とからなる。

回転子小スロット７４０ａ−０には、アルミのみが鋳込まれる。外層スロット７４０ａ−１に、外層アルミバー７３０ａ−１が形成されるとともに、内層スロット７４０ａ−２に、内層アルミバー７３０ａ−２が形成される。連結スロット７４０ａ−３にも、アルミが鋳込まれて、連結アルミバー７３０ａ−３が形成される（図７５参照）。

図７８（図８１）の例では、回転子スロットの数は、回転子小スロット７４０ａ−０（アルミバーが形成されるスロット）が２６個、回転子大スロット７４０ｈ（銅バーが挿入されるスロット）が４個であり、合わせて３０個である。結局、図７８の単相誘導電動機１８００は、固定子鉄心１２ａのスロット数が２４、回転子鉄心１８１１ａの総スロット数が３０の組合せである。

アルミバー７３０ａ（２６個）、銅バー入りアルミバー７３０ｈ（４個）は、回転子１８１１の積層方向両端面に設けられたエンドリング３２（図９参照）と共に二重かご形二次導体を形成する。

図７８、図７９に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１８１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子大スロット７４０ｈの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）。

二重かご形状の回転子１８１１を有する単相誘導電動機１８００は、既に述べたように、起動時はすべり周波数（回転磁界の周波数と回転子１８１１の回転数との差）が高くなる。内層アルミバー（例えば、内層アルミバー７３０ａ−２）の漏れ磁束は、外層アルミバー（例えば、外層アルミバー７３０ａ−１）の漏れ磁束より多くなる。すべり周波数が大きい起動時には、リアクタンス分により電流分布が決まり、二次電流は外層アルミバー（例えば、外層アルミバー７３０ａ−１）に主に流れる。そのため、二次抵抗が大きくなることにより起動トルクが増大して起動特性が改善される。

また通常運転時は、すべり周波数が低いので、二次電流はアルミバー全体に流れるため、アルミ断面積が大きくなり、二次抵抗が小さくなる。従って、二次銅損が低くなることで、高効率化が実現できるという特性を有している。

それに加えて、変形例１７の単相誘導電動機１８００は、図７８、図７９に示すように、補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１８１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子大スロット７４０ｈの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している（角度α＝４５度）ので、図９に示した起動トルク特性を有し、さらに起動トルク特性が改善される。

次に、変形例１８の単相誘導電動機１９００について、図８３乃至図８５を参照しながら説明する。

図８３乃至図８５は実施の形態１を示す図で、図８３は変形例１８の単相誘導電動機１９００の横断面図、図８４は回転子１９１１の横断面図、図８５は回転子鉄心１９１１ａの横断面図である。

図８３乃至図８５に示す変形例１８の単相誘導電動機１９００は、図７２に示す単相誘導電動機１７００と比べると、回転子１９１１の形状が異なる（図８４参照）。

回転子１９１１は、角度α＝４５度（補助巻線２０ａで生成された補助巻線磁束の向きを下向き、主巻線２０ｂで生成された主巻線磁束の向きを右向き、回転子１９１１の回転方向を時計回りとした場合、連続して配置される４個の回転子大スロット４０ｆの中央部を、補助巻線磁束の向きに対して、４５度遅れた位置に並べて配置している）に４個並べて配置された回転子大スロット７４０ｆ（銅バー７３０ｇ−１が挿入される回転子スロット）を、１８０度ずれた位置にも４個並べて配置させている。つまり、回転子大スロット７４０ｆ（銅バー７３０ｇ−１が挿入される回転子スロット）が合計８個、アルミバー７３０ａが形成される回転子小スロット７４０ａ−０が合計２２個で、合わせて３０個の回転子スロットを有している。

変形例１８の単相誘導電動機１９００の起動トルク特性は、図１９に示す起動トルク特性と略同等である。

図１９において、前述の図９と同様に、角度αを変更すると起動トルク特性が変化しており、αが約４５度及び約２２５度の位置で起動トルク（起動トルク比）が最大となっている。図９の特性図と比べても、更に大きな起動トルク特性を持つことがわかる。

本実施の形態では、角度αが約４５度の位置になるように、回転子大スロット７４０ｆ（銅バー７３０ｇ−１が挿入される回転子スロット）を１８０度ずれた位置にも配置することで、更に起動トルク特性が良好となり、交流電源の電圧が低くなった状態でも起動が可能な、信頼性の高い単相誘導電動機１９００を得ることができる。

次に、変形例１９の単相誘導電動機２０００について、図８６乃至図８８を参照しながら説明する。

図８６乃至図８８は実施の形態１を示す図で、図８６は変形例１９の単相誘導電動機２０００の横断面図、図８７は回転子２０１１の横断面図、図８８は回転子鉄心２０１１ａの横断面図である。

変形例１８の単相誘導電動機１９００においても、回転子大スロットは、周方向だけではなく、回転子小スロット７４０ａ−０よりも径方向に長い形状にしてもよい。

図８６、図８７に示す回転子２０１１は、回転子鉄心２０１１ａ（図８８）の半径方向外周側に、回転子鉄心２０１１ａの外周縁に沿って設けられる回転子小スロット７４０ａ−０と、径方向に長い回転子大スロット７４０ｈからなる回転子スロットを有する。

図８６乃至図８８の例でも、回転子スロットの数は、回転子小スロット７４０ａ−０が２２個、回転子大スロット７４０ｈが８個であり、合わせて３０個である。

図８６のような構成でも、図２３に示す起動トルク特性と略同等の特性が得られる。

次に、変形例２０の単相誘導電動機２１００について、図８９乃至図９１を参照しながら説明する。

図８９乃至図９１は実施の形態１を示す図で、図８９は変形例２０の単相誘導電動機２１００の横断面図、図９０は図８９のＳ部拡大図、図９１は図８９のＴ部拡大図である。

図８９に示す変形例２０の単相誘導電動機２１００は、図７２に示す単相誘導電動機１７００と比べると、固定子１２の中心軸に対して、回転子１７１１の中心軸（回転軸）が右下にずれた位置（偏心）に設けられている。回転子１７１１の形状は図８９と同一であり、回転子大スロット７４０ｆ（銅バー７３０ｇ−１が挿入される回転子スロット）及び回転子小スロット７４０ａ−０（アルミバー７３０ａが形成される）からなる非対称配置の回転子スロットを有しており、図７２に示すように、角度αは４５度である。

図８９において、回転子１７１１が時計回りに回転する場合、図中下向きの補助巻線磁束に対して、回転子１７１１の偏心位置をβと設定すると、図８９に示す単相誘導電動機２１００は、β＝４５度である。

固定子１２に対して回転子１７１１を偏心させた位置に配置しているため、固定子１２と回転子１７１１の間の空隙寸法が一定ではなく、図９０、図９１に示すように、空隙６０ａ（図８９のＳ部、図９０に拡大図を示す）と空隙６０ｂ（図８９のＴ部、図９１に拡大図を示す）の径方向寸法が異なる。例えば、空隙６０ａの径方向寸法Ｇａを０．７ｍｍ、空隙６０ｂの径方向寸法Ｇｂを０．３ｍｍに設定するが、この寸法は一例であり、この限りではない。

変形例１４の単相誘導電動機２１００の起動トルク特性は、図２３に示す起動トルク特性と略同等である。

図２３において、偏心位置βを変更することで、起動トルクが変化しており、偏心位置β＝４５度の位置、つまり回転子スロット４０ｃ（銅バー３０ｃが挿入される回転子スロット）が配置された位置に回転子１７１１を偏心させることで起動トルクを更に大きくすることができる。

図８９の例では、偏心位置β＝４５度の場合について説明したが、βは０〜６０度程度の範囲であれば、起動特性が良好な単相誘導電動機２１００を得ることができる。

起動トルクが改善するということは、単相誘導電動機２１００に印加される交流電源の電圧が低くなった場合でも起動することが可能な、信頼性の高い単相誘導電動機２１００を得ることができる。

次に、変形例２１の単相誘導電動機２２００について、図９２乃至図９４を参照しながら説明する。

図９２乃至図９４は実施の形態１を示す図で、図９２は変形例２１の単相誘導電動機２２００の横断面図、図９３は図９２のＵ部拡大図、図９４は図９３のＶ部拡大図である。

図９２に示す径方向に長い回転子大スロット４０ｈを設けた変形例２１の単相誘導電動機２２００は、図８９に示す単相誘導電動機２１００と比べると、回転子大スロットの形状が異なる。図８９に示す単相誘導電動機２１００では、回転子大スロット７４０ｆが回転子小スロット７４０ａ−０よりも周方向の幅が大きい構成であるが、図９２に示す変形例２１の単相誘導電動機２２００では、回転子大スロット７４０ｈが回転子小スロット７４０ａ−０よりも径方向の長さが長い構成である。

このように、回転子小スロット７４０ａ−０よりも径方向の長さが長い回転子大スロット７４０ｈを用い、固定子１２に対して回転子１８１１を偏心させた位置に配置し、固定子１２と回転子１８１１の間の空隙寸法が一定ではなく、図９３、図９４に示すように、空隙６０ａ（図９２のＵ部、図９３に拡大図を示す）と空隙６０ｂ（図９２のＶ部、図９４に拡大図を示す）の径方向寸法が異なる。例えば、空隙６０ａの径方向寸法Ｇａを０．７ｍｍ、空隙６０ｂの径方向寸法Ｇｂを０．３ｍｍに設定する。このような構成においても、図２９に示す起動トルク特性と略同等の起動トルク特性が得られる。

本発明の活用例として、密閉型圧縮機に用いられる単相誘導電動機がある。

１ シリンダ、１ａ ベーン溝、１ｂ シリンダ室、１ｃ 背圧室、１ｄ 切欠、２ ローリングピストン、２ａ 外周、２ｂ 内周、３ ベーン、３ａ 先端、３ｂ 側面部、４ 主軸受け、５ 副軸受け、７ 吐出マフラ、８ ベーンスプリング、１１ 回転子、１１ａ 回転子鉄心、１１ｂ 風穴部、１１ｂ−１ 風穴部、１１ｂ−２ 風穴部、１１ｂ−３ 風穴部、１１ｂ−４ 風穴部、１１ｃ 軸孔、１２ 固定子、１２ａ 固定子鉄心、１２ｂ 固定子スロット、１２ｃ 固定子切欠、１２ｄ コアバック、１２ｅ ティース、１２ｆ 切欠、２０ 巻線、２０ａ 補助巻線、２０ｂ 主巻線、２１ 吸入マフラ、２２ 吸入管、２３ リード線、２４ 端子、２５ 吐出管、３０ａ アルミバー、３０ｃ 銅バー、３０ｄ 銅バー、３０ｅ アルミバー、３０ｆ アルミバー、３０ｇ 銅バー、３２ エンドリング、４０ａ 回転子スロット、４０ｃ 回転子スロット、４０ｄ 回転子スロット、４０ｅ 回転子小スロット、４０ｆ 回転子大スロット、４０ｈ 回転子大スロット、５０ 回転軸、５０ａ 偏心軸部、５０ｂ 主軸部、５０ｃ 副軸部、６０ 空隙、６０ａ 空隙、６０ｂ 空隙、７０ 密閉容器、９０ 冷凍機油、１００ 単相誘導電動機、２００ 単相誘導電動機、２１１ 回転子、２１１ａ 回転子鉄心、３００ 単相誘導電動機、４００ 単相誘導電動機、４１１ 回転子、４１１ａ 回転子鉄心、５００ 単相誘導電動機、５０１ 圧縮要素、５１０ ロータリ圧縮機、５１１ 回転子、５１１ａ 回転子鉄心、６００ 単相誘導電動機、７００ 単相誘導電動機、７１１ 回転子、７１１ａ 回転子鉄心、７３０ａ アルミバー、７３０ａ−１ 外層アルミバー、７３０ａ−２ 内層アルミバー、７３０ａ−３ 連結アルミバー、７３０ｃ 銅バー入りアルミバー、７３０ｃ−１ 銅バー、７３０ｄ 銅バー、７３０ｆ 銅バー入りアルミバー、７３０ｆ−１ 外層アルミバー、７３０ｆ−２ 内層アルミバー、７３０ｆ−３ 連結アルミバー、７３０ｇ−１ 銅バー、７３０ｈ 銅バー入りアルミバー、７３０ｈ−１ 外層アルミバー、７３０ｈ−２ 内層アルミバー、７３０ｈ−３ 連結アルミバー、７３０ｊ−１ 銅バー、７４０ａ 回転子スロット、７４０ａ−０ 回転子小スロット、７４０ｃ 回転子スロット、７４０ｄ 回転子スロット、７４０ｆ 回転子大スロット、７４０ｆ−１ 外層スロット、７４０ｆ−２ 内層スロット、７４０ｆ−３ 連結スロット、７４０ｈ 回転子大スロット、７４０ｈ−１ 外層スロット、７４０ｈ−２ 内層スロット、７４０ｈ−３ 連結スロット、８００ 単相誘導電動機、８１１ 回転子、８１１ａ 回転子鉄心、９００ 単相誘導電動機、１０００ 単相誘導電動機、１０１１ 回転子、１０１１ａ 回転子鉄心、１１００ 単相誘導電動機、１１１１ 回転子、１１１１ａ 回転子鉄心、１２００ 単相誘導電動機、１３００ 単相誘導電動機、１３１１ 回転子、１３１１ａ 回転子鉄心、１４００ 単相誘導電動機、１４１１ 回転子、１４１１ａ 回転子鉄心、１５００ 単相誘導電動機、１６００ 単相誘導電動機、１７００ 単相誘導電動機、１７１１ 回転子、１７１１ａ 回転子鉄心、１８００ 単相誘導電動機、１８１１ 回転子、１８１１ａ 回転子鉄心、１９００ 単相誘導電動機、１９１１ 回転子、１９１１ａ 回転子鉄心、２０００ 単相誘導電動機、２０１１ 回転子、２０１１ａ 回転子鉄心、２１００ 単相誘導電動機、２２００ 単相誘導電動機。

Claims (7)

1. 所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を所定枚数積層して製作される固定子鉄心の内周縁に沿って形成される複数の固定子スロットに挿入される主巻線と、補助巻線とを有する固定子と、前記固定子の内周側に空隙を介して配置される回転子とを備えた単相誘導電動機であって、
   前記回転子は、
   所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を所定枚数積層して製作される回転子鉄心と、
   前記回転子鉄心の外周縁に沿って形成されると共に導電性材料が充填される回転子スロットと、を具備し、
   前記回転子スロットのうち電気抵抗率の低い導電性材料が充填された回転子スロットを所定の位置に所定個数連続して配置したことを特徴とする単相誘導電動機。
2. 当該単相誘導電動機の起動時において，
   前記補助巻線に流れる電流により生成される補助巻線磁束の方向から、電気抵抗の低い複数個の前記回転子スロットの中央部を、前記回転子の回転方向に対して、電気角で２０度から７０度の間で遅れた位置に設定されることを特徴とする請求項１記載の単相誘導電動機。
3. 前記固定子の中心軸に対して、前記回転子の回転軸を偏心させて配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の単相誘導電動機。
4. 前記補助巻線に流れる電流により生成される補助巻線磁束の方向から、前記回転子の回転方向に対して、電気角で０度から６０度の間で遅れた位置に偏心させたことを特徴とする請求項３記載の単相誘導電動機。
5. 銅バーが充填された後に、アルミダイキャストを行うことで、かご形二次導体を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の単相誘導電動機。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の単相誘導電動機を備えたことを特徴とする密閉型圧縮機。
7. ロータリ式の圧縮要素を備えた密閉型圧縮機であって、
   回転軸の偏心軸部の偏心方向と、電気抵抗率の低い導電性材料が充填された前記回転子スロットの位置が略一致するとともに、前記偏心軸部の偏心方向と前記主巻線及び前記補助巻線とが所定の位置関係に設定されることを特徴とする請求項６記載の密閉型圧縮機。

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