永久磁铁埋入式电动机、压缩机以及制冷空调装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供永久磁铁埋入式电动机、压缩机以及制冷空调装置。在永久磁铁埋入式电动机(1)中，永久磁铁(19)以及磁铁插入孔(21)形成为向转子(5)的中心侧凸出的方向的弧状，在将永久磁铁插入到磁铁插入孔的状态下，在侧端磁铁外形面(47)与侧端插入孔外形面(57)之间形成有空隙部(61)，径向外侧磁铁外形面(45)与径向外侧插入孔外形面(55)接触，径向内侧磁铁外形面(43)的第二圆弧面(43a)与径向内侧插入孔外形面(53)的第二圆弧面(53a)接触，并且径向内侧磁铁外形面的直面(49)与径向内侧插入孔外形面的直面(59)接触。
【专利说明】永久磁铁埋入式电动机、压缩机以及制冷空调装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及永久磁铁埋入式电动机、压缩机以及制冷空调装置。
【背景技术】
[0002]作为现有的永久磁铁埋入式电动机，在专利文献I中公开了如下结构，即:以向转子的中心侧凸出的方向，将多个圆弧状的永久磁铁埋入转子铁芯。永久磁铁分别插入到形成于转子铁芯的磁铁插入孔中，在磁铁插入孔的成为圆弧两端的两侧端面与永久磁铁的成为圆弧两端的两侧端面之间确保有空隙部。而且，在将永久磁铁的侧端面与转子铁芯的外周面的距离设为Q、将定子与转子之间的空隙设为Lg时，则为Lg < Q < 3Lg，在将磁铁插入孔的收容有永久磁铁的侧端面的部分的开口角设为Am、将定子的齿的开口角设为As时，则为(l/10)As<Am< (1/4)As，从而防止去磁进入永久磁铁而企图使退磁耐力提高的情况。
[0003]专利文献1:日本特开平11-146584号公报
[0004]如上所述，在以向转子的中心侧凸出的方向将多个圆弧状的永久磁铁埋入转子铁芯的结构中，离转子的外周面最近的永久磁铁的部位为永久磁铁的弧状的侧端面，在较大的电流在定子中流动，并且对转子外加去磁的情况下，永久磁铁的侧端面最容易退磁。因此，在磁铁插入孔与永久磁铁的侧端面之间设置有空隙部，从而抑制了永久磁铁的退磁。
[0005]然而，有可能存在如下情况:由于圆弧状的永久磁铁，通常情况下形成为永久磁铁的径向外侧的外形的圆弧与形成为径向内侧的外形的圆弧为同心，所以导致永久磁铁因马达驱动中的电磁力而在磁铁插入孔中移动，从而难以确保用于抑制退磁的空隙部。
[0006]另外，与此相对，能够设想如下方法:通过使磁铁插入孔的两侧端面的宽度小于永久磁铁的两侧端面的宽度，从而在磁铁插入孔的侧端面附近形成分别与永久磁铁的侧端面接触的一对抵接部，通过上述抵接部与永久磁铁的两侧端面的接触，由此在磁铁插入孔的两侧端面与永久磁铁的两侧端面之间确保空隙部，并且也限制永久磁铁移动。
[0007]但是，在上述方法中，由于通过使磁铁插入孔的宽度变窄来减少磁阻，因此该部分有可能使通过空隙部得到的退磁抑制效果缩小。
实用新型内容
[0008]本实用新型是鉴于上述情况所做出的，目的在于提供一种不依据与永久磁铁的侧端面接触的磁铁插入孔的抵接部的存在，而能够限制永久磁铁的移动的永久磁铁埋入式电动机。
[0009]为了实现上述目的本实用新型，具备:定子；转子，其能够旋转地与所述定子对置设置，所述转子具有转子铁芯，该转子铁芯形成有分别供对应的永久磁铁插入的多个磁铁插入孔，多个所述永久磁铁以及多个所述磁铁插入孔形成为:向所述转子的中心侧凸出的弧状，其中，所述永久磁铁分别具有:径向内侧磁铁外形面、径向外侧磁铁外形面以及一对侧端磁铁外形面，所述磁铁插入孔分别具有:径向内侧插入孔外形面、径向外侧插入孔外形面以及一对侧端插入孔外形面，所述径向外侧磁铁外形面和所述径向外侧插入孔外形面，分别由第一圆弧面构成，所述径向内侧磁铁外形面和所述径向内侧插入孔外形面，分别由第二圆弧面和至少一个直面构成，在将所述永久磁铁插入到对应的所述磁铁插入孔中的状态下，在所述侧端磁铁外形面与所述侧端插入孔外形面之间形成有空隙部，所述径向外侧磁铁外形面与所述径向外侧插入孔外形面接触，所述径向内侧磁铁外形面的所述第二圆弧面与所述径向内侧插入孔外形面的所述第二圆弧面接触，并且所述径向内侧磁铁外形面的所述直面与所述径向内侧插入孔外形面的所述直面接触，在以所述转子的旋转中心线为垂线的截面中观察，所述直面设置为基于对应的磁极中心线的线对称。
[0010]也可以构成为，在与所述转子的旋转中心线正交的截面中观察，所述直面在与对应的所述磁极中心线正交的方向上形成。
[0011]也可以构成为，在将所述永久磁铁的所述第一圆弧面与所述第二圆弧面之间的壁厚设为Tl、将该永久磁铁在所述磁极中心线上的壁厚设为T2时，则为0.85 ( (T2/Tl) ( 0.95的范围。
[0012]也可以构成为，在所述转子铁芯形成有至少一个风孔，所述风孔位于所述磁铁插入孔的所述直面的径向内侧。
[0013]也可以构成为，在所述转子的转子外周面与所述定子的定子内周面之间确保有空隙，在与所述转子的旋转中心线正交的截面中观察，所述转子外周面由多个第一半径面和多个第二半径面构成，所述第一半径面分别位于所述转子外周面上对应的磁极中心部，所述第二半径面分别位于所述转子外周面上对应的极间部，所述第一半径面比所述第二半径面更向径向外侧鼓出，由此所述空隙以分别从所述磁极中心部朝向相邻的所述极间部增大的方式变化。
[0014]所述永久磁铁为铁氧体磁铁。
[0015]此外，为了实现上述目的，本实用新型也提供压缩机，本实用新型的压缩机在密闭容器内具备电动机和压缩部件，所述电动机是上述本实用新型的永久磁铁埋入式电动机。
[0016]此外，为了实现上述目的，本实用新型也提供制冷空调装置，本实用新型的制冷空调装置，包含上述本实用新型的压缩机作为制冷回路的构成部件。
[0017]根据本实用新型，能够不依据与永久磁铁的侧端面接触的磁铁插入孔的抵接部的存在，而能够限制永久磁铁移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是表示本实用新型的实施方式I的永久磁铁埋入式电动机的与旋转中心线正交的截面的图。
[0019]图2是放大表示图1中的一个永久磁铁的周围部以及与其对应的一个齿顶部的周围部的图。
[0020]图3是涉及本实施方式1，是说明一个永久磁铁的形状的图。
[0021]图4是说明在图2中未插入永久磁铁的状态下的磁铁插入孔的形状的图。
[0022]图5是针对相对于马达电流的退磁率，将本实施方式I与说明例的进行比较的曲线图。
[0023]图6是涉及说明例的与图2相同方式的图。
[0024]图7是涉及本实用新型的实施方式2的与图2相同方式的图。
[0025]图8是表示永久磁铁的壁厚与定子交链磁通量的关系的曲线图。
[0026]图9是涉及本实用新型的实施方式3的与图3相同方式的图。
[0027]图10是涉及搭载有永久磁铁埋入式电动机的本实用新型的实施方式5的回转压缩机的纵剖视图。
[0028]附图标记说明:1…永久磁铁埋入式电动机；3…定子；5…转子；11…转子铁芯；15…空隙；19、219…永久磁铁；21…磁铁插入孔；25…转子外周面；27…定子内周面；29...第一半径面；31…第二半径面；43a…圆弧面；43、243…径向内侧磁铁外形面；45…径向外侧磁铁外形面；47…侧端磁铁外形面；49、249...直面；53a…圆弧面；53…径向内侧插入孔外形面；55…径向外侧插入孔外形面；57…侧端插入孔外形面；59…直面；61...空隙部；71...;100…回转压缩机；101…密闭容器；103…压缩部件；105…汽缸；AL...第一圆弧半径；A2…第二圆弧半径；CL...旋转中心线；ML...磁极中心线。
【具体实施方式】
[0029]以下，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。另外，图中相同的附图标记表示相同或者对应的部分。另外，图2、图4、图7均为从图1的形式的整体结构中抽取其一部分的局部放大图，优先考虑图的明确性而省略了截面线。
[0030]实施方式I
[0031]图1是表示本实用新型的实施方式I的永久磁铁埋入式电动机的与旋转中心线正交的截面的图，图2是放大表示一个永久磁铁的周围部以及与其对应的一个齿顶部的周围部的图。另外，图3是说明一个永久磁铁的形状的图，图4是说明未插入永久磁铁的状态下磁铁插入孔的形状的图。
[0032]永久磁铁埋入式电动机I具备:定子3、和能够旋转地与定子对置设置的转子5。定子3具有多个齿部7。多个齿部7分别经由对应的狭缝部9而与其它齿部7相邻。多个齿部7与多个狭缝部9沿周向交替且以等间隔排列的方式配置。在多个齿部7以公知的方式分别卷绕有省略图示的公知的定子绕线。
[0033]转子5具有转子铁芯11和轴13。轴13通过热装、压入等与转子铁芯11的轴心部连结，并且将旋转能量传递至转子铁芯11。在转子5的外周面与定子3的内周面之间确保有空隙15。
[0034]在这样的结构中，转子5以旋转中心线CL(转子的旋转中心、轴的轴线)为中心旋转自如的被保持在经由空隙15的定子3的内侧。具体而言，通过以与指令转速同步的频率的电流对定子3通电而产生旋转磁场，从而使转子5旋转。定子3与转子5之间的空隙15例如为0.3mm?Imm的空隙。
[0035]接下来，对定子3和转子5的结构进行详细地说明。定子3具有定子铁芯17。定子铁芯17例如以如下方式构成:将每张厚度为0.1mm?0.7mm左右的电磁钢板冲裁成规定的形状，一边通过铆接紧固规定张数的电磁钢板、一边进行层叠。其中，作为一个例子，使用板厚为0.35mm的电磁钢板。
[0036]在定子铁芯17的内径侧，沿周向大致以等间隔放射状地形成有九个狭缝部9。而且，将定子铁芯17中相邻的狭缝部9之间的区域称为齿部7。齿部7分别在径向上延伸且朝向旋转中心线CL突出。另外，齿部7的大部分从径向外侧到径向内侧具有大致相等的周向宽度，但是在齿部7的径向最内侧的前端部具有齿顶部7a。齿顶部7a分别形成为其两侧部向周向扩展的伞状的形状。
[0037]在齿部卷绕有构成产生旋转磁场的线圈(未图示)的定子绕线(未图示)。线圈通过将磁导线经由绝缘体而直接卷绕于磁极齿而形成。将该绕线方式称为集中绕线。而且，线圈接线为三相Y接线。线圈的匝数、线径根据所要求的特性(转速、扭矩等)、电压规格、狭缝的截面积而定。其中，以容易绕线的方式将分开齿展开为带状，例如将线径为Φ0.8πιπι?
1.0mm左右的磁导线在各磁极齿上卷绕50?100匝左右，绕线后将分开齿弄圆而成环状进行焊接从而构成定子。
[0038]在定子3的中心附近，配置有以能够旋转的方式保持的轴13。而且，转子5嵌合于该轴13。转子5具有转子铁芯11，另外与定子铁芯17同样，该转子铁芯11例如也以如下方式构成为:将厚度0.1mm?0.7mm左右的电磁钢板冲裁为规定的形状,一边通过铆接紧固规定张数的电磁钢板一边进行层叠。其中，作为一个例子，使用板厚为0.35mm的电磁钢板。在转子外周面25与后述的侧端插入孔外形面57之间存在一样的壁厚的极间薄壁部。由于这些极间薄壁部分别成为在相邻的磁极间的泄漏磁通的路径，因此优选尽可能薄。其中，作为一个例子，作为能够冲压的最小宽度，电磁钢板的板厚大小设定为0.35mm。
[0039]在转子铁芯11的内部，设置有以N极与S极交替的方式磁化的多个(在该具体例中为6个)永久磁铁19。在图1中观察，永久磁铁19分别弯曲为弧状，其弧形形状的凸部侧配置为朝向转子5的中心侧。更详细而言，在转子铁芯11形成有与多个永久磁铁19对应的数量的磁铁插入孔21，在多个磁铁插入孔21分别插入有对应的永久磁铁19。S卩，多个永久磁铁19以及多个磁铁插入孔21共同形成为向转子5的中心侧凸出的方向的弧状。另夕卜，如图1所示，每一个磁铁插入孔21插入有一个永久磁铁19。另外，转子5的磁极数，只要为2极以上则几个均可，在本例中，例示出6极的情况。
[0040]图2是放大表不图1中一个永久磁铁的周围部以及与其对应的一个齿顶部的周围部的图。如图2所示，转子外周面25与定子内周面27之间的空隙15在周向上变化。在本实施方式I中，定子内周面27距离旋转中心线CL的半径RO恒定，通过使转子外周面25局部地向径向外侧鼓出，来实现上述空隙15的周向上的变化。
[0041]在图2的截面中观察(在与旋转中心线CL正交的截面中观察)，转子外周面25由多个第一半径面29和多个第二半径面31构成。第一半径面29分别是转子外周面25上位于对应的磁极中心部的凸面的截面。第二半径面31分别是转子外周面25上位于对应的极间部的圆筒面的截面。第一半径面29比第二半径面31更向径向外侧鼓出。第二半径面31分别从对应的一对第一半径面29的端部连接。S卩，多个第一半径面29以及多个第二半径面31在周向上交替地排列。
[0042]通过这样的转子外周面25与定子内周面27的对置，空隙15以分别从磁极中心部朝向相邻的极间部增大的方式，遍布整周发生变化。
[0043]若示出具体的一个例子，则转子外周面25的第一半径面29与定子内周面27之间的空隙15中成为最小的在磁极中心线ML上的空隙15为0.6mm。另外，在图2的截面中观察，经过第一半径面29与第二半径面31的交点(连接点、分界点)的分界线BL上的空隙15为0.9mm。第一半径面29与定子内周面27之间的空隙15，在第一半径面29的范围内越朝向磁极中心线ML越小，另一方面，第二半径面31与定子内周面27之间的空隙15在第二半径面31的范围内相同。另外，第一半径面29各自和与其两侧相邻的一对第二半径面31，关于该第一半径面29的磁极中心线ML形成为线对称。
[0044]另外，上述第一半径面29的半径Rl的中心位于磁极中心线ML上比转子中心(旋转中心线CL)偏向对应的磁极侧(径向外侧)的位置。第二半径面31的半径R2的中心与定子内周面27的半径RO的中心，位于转子中心(旋转中心线CL)。
[0045]接下来，对永久磁铁以及磁铁插入孔的详细结构进行说明。图3涉及本实施方式1，是说明一个永久磁铁的形状的图，图4是说明图2中未插入永久磁铁的状态的磁铁插入孔的形状的图。
[0046]永久磁铁19分别具有径向内侧磁铁外形面43、径向外侧磁铁外形面45以及一对侧端磁铁外形面47。另外，磁铁插入孔21分别具有径向内侧插入孔外形面53、径向外侧插入孔外形面55以及一对侧端插入孔外形面57。径向外侧磁铁外形面45与径向外侧插入孔外形面55分别由第一圆弧半径Al的第一圆弧面构成。另一方面，径向内侧磁铁外形面43由比第一圆弧半径Al大的第二圆弧半径A2的第二圆弧面43a、和直面49构成，同样，径向内侧插入孔外形面53由第二圆弧半径A2的第二圆弧面53a和直面59构成。
[0047]另外，由于存在在磁铁插入孔21内插入永久磁铁19的关系，所以与磁铁插入孔21相关的第一圆弧半径Al以及第二圆弧半径A2、和与永久磁铁19相关的第一圆弧半径Al以及第二圆弧半径A2，极其严格来说是不相同的，但是由于具有永久磁铁19紧密地嵌入磁铁插入孔21的关系，并且为了便于容易理解说明，所以在永久磁铁侧与磁铁插入孔侧，使用共通的说法、附图标记。
[0048]第一圆弧半径Al和第二圆弧半径A2具有共通的半径中心，该共通的半径中心位于比永久磁铁19以及磁铁插入孔21靠径向外侧，并且位于对应的磁极中心线ML上。换言之，径向内侧磁铁外形面(径向内侧插入孔外形面)与径向外侧磁铁外形面(径向外侧插入孔外形面)构成为同心圆状，第一圆弧面的中心与第二圆弧面的中心同永久磁铁的定向中心(定向焦点)一致。
[0049]在以图2?图4那样的转子5的旋转中心线CL为垂线的截面中观察，直面49和直面59沿着与磁极中心线ML正交的假想的基准面延伸。即，直面49和直面59在与对应的磁极中心线ML正交的方向上形成。
[0050]另外，在图2以及图3中观察，一对侧端磁铁外形面47分别将径向内侧磁铁外形面43以及径向外侧磁铁外形面45的对应的端部彼此连结起来，在图2以及图4中观察，一对侧端插入孔外形面57分别将径向内侧插入孔外形面53以及径向外侧插入孔外形面55的对应的端部彼此连结起来。
[0051]如图2所示，在将永久磁铁19插入对应的磁铁插入孔21的状态下，在侧端磁铁外形面47与侧端插入孔外形面57之间形成有空隙部61，径向外侧磁铁外形面45与径向外侧插入孔外形面55接触,径向内侧磁铁外形面43的第二圆弧面43a与径向内侧插入孔外形面53的第二圆弧面53a接触，并且径向内侧磁铁外形面43的直面49与径向内侧插入孔外形面53的直面59接触。另外，一个例子是空隙部61的大小(侧端磁铁外形面47与侧端插入孔外形面57的间隔)为1.5mm左右。
[0052]另外，在以转子5的旋转中心线CL为垂线的截面中观察，永久磁铁19以及磁铁插入孔21形成为基于对应的磁极中心线ML的线对称，特别是在本实施方式I中，在以转子5的旋转中心线CL为垂线的截面中观察，直面49和直面59设置为基于对应的磁极中心线的线对称。
[0053]接下来，对以上述方式构成的本实施方式I的永久磁铁埋入式电动机的作用进行说明。在将圆弧状的永久磁铁以凸部侧朝向转子的中心侧的方式配置于转子铁芯的内部的转子中，由于磁铁表面弯曲为圆弧状，因此能够将磁铁表面积构成为较大，从而能够使从永久磁铁产生的磁通量增加，进而能够构成降低外加于电动机的电流且高效率的电动机。或者，能够将电动机的体积构成为较小。但在上述结构的转子中，离转子外周面最近(磁阻最小)的永久磁铁的部位，是弧状的永久磁铁的侧面部，在定子中流动较大的电流并且去磁外加于转子的情况下，永久磁铁的侧面部最容易退磁。因此，关于侧端以将永久磁铁构成为比磁铁插入孔的尺寸小、并且在磁铁插入孔的侧端插入孔外形面与永久磁铁的侧端磁铁外形面之间确保空隙部的方式，能够使永久磁铁难以退磁。另外，在永久磁铁的侧端磁铁外形面与径向内侧磁铁外形面以及径向外侧磁铁外形面之间形成如下的倒角部47a，即，与磁铁插入孔21的侧端插入孔外形面57的间隔进一步扩大的倒角部47a，从而构成为去磁难以与永久磁铁交链。
[0054]另外，另一方面，在如上述那样永久磁铁的内周侧的圆弧与外周侧的圆弧构成为同心圆状的情况下，也有可能发生永久磁铁因马达驱动中的电磁力而在磁铁插入孔中移动，从而难以确保用于抑制退磁的空隙部的情况。与此相对，能够设想存在如下方法:通过使磁铁插入孔的两侧端面的宽度小于永久磁铁的两侧端面的宽度，从而在磁铁插入孔的侧端面附近，形成分别与永久磁铁的侧端面接触的一对抵接部，通过上述抵接部与永久磁铁的两侧端面的接触，也能够在磁铁插入孔的两侧端面与永久磁铁的两侧端面之间确保空隙部，并且限制永久磁铁移动。但是，在上述方法中存在如下问题:由于将磁铁插入孔的宽度变窄从而减少磁阻，因此该部分有可能使通过空隙部获得的退磁抑制效果缩小。
[0055]针对这样的问题，在本实施方式I中，在永久磁铁的径向内侧磁铁外形面与磁铁插入孔的径向内侧插入孔外形面双方，设置直面，并且在永久磁铁插入到磁铁插入孔中时，通过使永久磁铁的直面与磁铁插入孔的直面成为接触的状态，从而将永久磁铁以及磁铁插入孔形成为向转子的中心侧凸出的方向的弧状，并且在永久磁铁的侧端磁铁外形面与磁铁插入孔的侧端插入孔外形面之间确保空隙部，并且也能够抑制永久磁铁在磁铁插入孔内移动。因此能够实现电动机的高效率化、小型化，并且能够避免退磁抑制效果缩小，且能够限制永久磁铁移动。特别是如果永久磁铁使用铁氧体磁铁，则由于铁氧体磁铁与稀土类磁铁相比，顽磁力较小，所以难以使磁铁退磁的效果更加显著。即，不依据与永久磁铁的侧端面接触的磁铁插入孔的抵接部的存在，就能够限制永久磁铁的移动。
[0056]另外，由于直面在永久磁铁以及磁铁插入孔的径向内侧的部位相对于磁极中心线垂直地设置，所以不会使性能、退磁特性恶化，而能够限制永久磁铁的移动，能够扩大驱动电流的范围、提高输出。
[0057]永久磁铁使用铁氧体磁铁，第一圆弧面的中心与第二圆弧面的中心形成为与永久磁铁的定向中心一致。其中，将铁氧体磁铁的径向内侧表面与径向外侧表面形成为恒定的同心圆弧状，除直面之外，将铁氧体磁铁的弯曲径向的厚度同样维持为6mm左右，使用从同心圆弧的中心外加有定向磁场的磁铁，并且将磁铁插入沿着该磁铁的形状的磁铁插入孔。由此，由于在相对于第一圆弧面与第二圆弧面垂直的方向上产生永久磁铁的磁通，所以永久磁铁的磁通在磁极表面的铁心部产生而不会同样局部地进行磁通集中，从而有效地与定子交链。另外，由于铁氧体磁铁通过金属模来成形一个一个形状，所以形状自由度比将成形的块切成环的稀土类磁铁高，从而也适用实现上述圆弧面以及直面混合的特定的弯曲形状。
[0058]另外，示出本实施方式I的永久磁铁埋入式电动机的退磁率的改善效果的一个例子。图5是针对以产生与转子的永久磁铁相反的相位的电枢磁通的方式对定子通电的情况下相对于马达电流的退磁率，将本实施方式I与说明例进行比较的曲线图。曲线图中的实线是本实施方式I的结果，虚线是说明例的结果。图6涉及说明例，是与图2相同方式的图。作为比较对象的说明例，如图6所示，虽然在磁铁插入孔的侧端插入孔外形面与永久磁铁的侧端磁铁外形面之间确保有空隙部，但是为不存在本实施方式I所示的直面的结构。因此在驱动过程中，导致永久磁铁在磁铁插入孔内移动。
[0059]退磁率表示通电前后的转子表面的磁通量之比。若永久磁铁退磁，则电动机的性能发生变化，因此为了确保电动机的可靠性，例如在电路中设置过电流切断保护功能，使得退磁率为3%以上的电流不能流过。以较小的电流退磁的电动机，由于切断电流较小，因此无法进行在高负荷区域的运转。基于这样的背景，从图5中可知:若将退磁率为3%的电流值在说明例与本实施方式I之间进行比较，则本实施方式I较大、接近35%，与说明例的结构相比，大幅度地改善了对退磁的耐久力。因此可知，本实施方式I的电动机能够构成为至高负荷区域也不退磁并且可靠性高的电动机。
[0060]另外，由于在本实施方式I中构成为:转子外周面与定子内周面之间的空隙，从磁极中心部朝向极间部增大，所以转子表面的磁阻从磁极中心部朝向极间部增大，转子表面的磁阻从磁极中心部朝向极间部增大，转子表面的磁通密度分布成为在磁极中心部最大的接近正弦波的分布，从而能够降低磁通密度的高谐波成分，并且能够减小电动机的振动噪声。此外，由于位于容易退磁的永久磁铁的侧面部的径向外侧的部分转子外周面，由第二圆弧构成，所以距离齿部的空隙较宽，磁阻增大，成为电枢磁通难以与永久磁铁交链的结构，从而能够使永久磁铁难以退磁。
[0061]实施方式2
[0062]接下来，对本实用新型的实施方式2的永久磁铁埋入式电动机进行说明。图7涉及本实用新型的实施方式2，是与图2相同方式的图。图8是表示永久磁铁的壁厚与定子交链磁通量的关系的曲线图。另外，除以下说明的部分之外，本实施方式2与上述实施方式I相同。
[0063]在本实施方式2中构成为，在将第一圆弧面与第二圆弧面之间的壁厚(圆弧的径向尺寸)设为Tl、将磁极中心线ML上的壁厚设为T2时，则为0.85彡(T2/T1)彡0.95的范围。
[0064]在这样构成的本实施方式2中，除具有上述实施方式I的优点之外，还具有以下优点。在永久磁铁的磁极中心部设置有直面的情况下，磁极中心部的磁铁厚度以该部分变薄，同时与未设置直面的构造相比，磁铁的体积减小。因此在本实施方式2中，在设置直面时，磁铁量的降低与磁铁本身的磁阻的减少相抵，以确保磁通量的观点来看，能够实现合理的磁铁厚度。即，在本实施方式2中，通过如上述那样，将永久磁铁的壁厚Tl、T2设为0.85^ (T2/T1) < 0.95的范围，从而如图8所示，即便因直面的存在而引起磁极中心部的磁铁厚度变薄，也能够通过磁铁量降低与磁铁本身的磁阻降低的相抵效果，将磁通量的降低抑制在1%以下。另外，作为一个具体的例子，永久磁铁19构成为:上述壁厚Tl = 6mm,上述壁厚T2 = 5.5_。
[0065]实施方式3
[0066]接下来，对本实用新型的实施方式3的永久磁铁埋入式电动机进行说明。图9涉及本实施方式3，是与图3相同方式的图。另外，除以下说明的部分之外，本实施方式3与上述实施方式I相同。
[0067]本实用新型涉及的永久磁铁的直面，不限定于设置在磁极中心线ML上，只要在永久磁铁的径向内侧磁铁外形面上至少形成有一个即可。本实施方式3中的永久磁铁219，在径向内侧磁铁外形面243含有两个直面249，上述一对直面249以磁极中心线ML为中心而线对称地配置。另外，虽然省略图示，但收容该永久磁铁219的磁铁插入孔，也还具有与永久磁铁219的一对直面249接触的一对直面，即，即便是本实施方式3，也与上述实施方式I的情况同样，磁铁插入孔和永久磁铁219，除存在侧端部的空隙部之外，也构成为紧密地接触。
[0068]在这样的本实施方式3中，也能够获得与上述实施方式I同样的优点，即，不依据与永久磁铁的侧端面接触的磁铁插入孔的抵接部的存在，就能够限制永久磁铁的移动。
[0069]实施方式4
[0070]接下来，对本实用新型的实施方式4的永久磁铁埋入式电动机进行说明。另外，除以下说明的部分之外，本实施方式4与上述实施方式I至3中的任一方式相同。
[0071]本实施方式4涉及的永久磁铁埋入式电动机的特征在于，磁铁插入孔以及永久磁铁的直面与风孔的关系。作为具体图示的例子，能够例举上述图1、图2、图4、图7。如上述图1、图2、图4、图7所示，在转子铁芯的磁铁插入孔的径向内侧，特别是在直面的径向内侦牝设置有至少一个风孔(在图示例子中有多个风孔71)，在将永久磁铁埋入式电动机搭载于压缩机时，该风孔供制冷剂、油通过。另外，附图标记73是铆接孔。风孔71以及铆接孔73沿周向交替排列，风孔71以及铆接孔73分别以等角度间隔排列。风孔71以及铆接孔73分别位于对应的极间部。
[0072]在图示例子中，三个风孔71是向永久磁铁19(219)的径向内侧磁铁外形面43(243)凸出的圆弧状的长孔，三个风孔71相对于转子中心而在同一圆周上以等角度间隔隔开配置。每个长孔分别以跨越对应的两个永久磁铁的径向内侧的部分的方式配置，风孔71构成为位于全部永久磁铁的直面49 (249)的径向内侧(磁极中心线上)。为了容易对永久磁铁进行冷却，直面与风孔之间的间隔优选为较窄的间隔，在磁极中心轴上的直面与风孔之间的间隔优选为3_以下。其中，作为一个例子，磁极中心轴上的直面与风孔之间的间隔为2mm。
[0073]即使在这样的本实施方式4中，除了能够获得与实施方式I至3中的对应的任一方式相同的优点外，还能够获得以下优点。即，通过在磁铁插入孔设置有直面，从而扩大转子铁芯的比磁铁插入孔靠径向内侧的空间，风孔形成于该被扩大的空间。因此在压缩机使用永久磁铁埋入式电动机时，制冷剂、油容易通过，因此能够提高压缩机的特性。另外，永久磁铁的厚度在磁极中心部最小，该部分有可能使磁极中心部附近的磁通密度稍微降低。然而，通过在直面的径向内侧设置有风孔，从而产生对永久磁铁的磁极中心部进行冷却的效果，由于产生由冷却引起的磁铁的残留磁通密度的提高，所以能够抑制由磁铁厚度在磁极中心部变薄弓I起的磁通密度的降低。
[0074]另外，一般情况下，若在永久磁铁的径向内侧附近的较宽的范围设置风孔，则风孔成为磁阻，导致使从永久磁铁产生的磁通量降低，但是在将圆弧状的永久磁铁配置为凸部侧朝向转子的中心侧的转子中，由于能够从磁极中心部朝向极间部扩大永久磁铁与风孔的间隔，所以能够降低风孔作为磁阻的影响，作为磁路也能够获得对性能影响较小的构造。
[0075]实施方式5
[0076]接下来，作为本实用新型的实施方式5，对搭载有上述实施方式I至4中任一方式的永久磁铁埋入式电动机的回转压缩机进行说明。另外，本实用新型包含搭载有上述实施方式I至4中任一方式的永久磁铁埋入式电动机的压缩机，但压缩机的种类不限定于回转压缩机。
[0077]图10是搭载有永久磁铁埋入式电动机的回转压缩机的纵剖视图。回转压缩机100在密闭容器101内具备永久磁铁埋入式电动机I (电动部件)和压缩部件103。虽未图示，但在密闭容器101的底部存积有制冷机油，用于对缩部件103的各滑动部进行润滑。
[0078]压缩部件103作为主要部件，包括:汽缸105，其以上下层叠状态设置；作为轴的旋转轴107，其借助永久磁铁埋入式电动机I而旋转；活塞109，其嵌插于旋转轴107 ;叶片(未图示)，其将汽缸105内分割为吸入侧与压缩侧；上下一对的上部框架111以及下部框架113，它们供旋转轴107旋转自如地嵌插，并且堵塞汽缸105的轴向端面；消声器115，其分别安装于上部框架111以及下部框架113。
[0079]永久磁铁埋入式电动机I的定子3通过热装或焊接等方法直接安装并保持于密闭容器101。从固定于密闭容器101的玻璃端子，向定子3的线圈供电。
[0080]转子5在定子3的内径侧经由空隙配置，并且经由转子5的中心部的旋转轴107 (轴13)且通过压缩部件103的轴承部(上部框架111以及下部框架113)而以能够旋转的状态被保持。
[0081]接下来，对该回转压缩机100的动作进行说明。将从蓄能器117供给的制冷剂气体，通过固定于密闭容器101的吸入管119而向汽缸105内吸入。通过变换器的通电而使永久磁铁埋入式电动机I旋转，从而使嵌合于旋转轴107的活塞109在汽缸105内旋转。由此，在汽缸105内进行制冷剂的压缩。制冷剂在经过消声器115之后，在密闭容器101内上升。此时，在压缩后的制冷剂中混入有制冷机油。该制冷剂与制冷机油的混合物，在通过设置于转子铁芯11的风孔时，促进制冷剂与制冷机油分离，从而能够防止制冷机油流入排出管121。这样，压缩后的制冷剂经过设置于密闭容器101的排出管121而向制冷循环的高压侧供给。
[0082]另外，虽然回转压缩机100的制冷剂也可以使用现有的R410A、R407C、R22等，但是也能够应用低GWP(地球变暖系数)的制冷剂等任意的制冷剂。从防止地球变暖的观点来看，优选低GWP制冷剂。作为低GWP制冷剂的代表例子，有以下制冷剂。
[0083](I)在组成中具有碳的双键的卤代烃:例如HF0_1234yf (CF3CF = CH2)。HFO是Hydro-Fluoro-Olefin的简称，Olefin是具有一个双键的不饱和烃。此外，HF0_1234yf的GWP为4。
[0084](2)在组成中具有碳的双键的烃:例如R1270 (丙烯)。此外，虽然R1270的GWP为3比HF0-1234yf小，但是可燃性比HF0_1234yf大。
[0085](3)含有在组成中具有碳的双键的卤代烃或者在组成中具有碳的双键的烃至少任意一种的混合物，例如HF0-1234yf与R32的混合物等。由于HF0_1234yf是低压制冷剂，所以压损较大，制冷循环(特别是蒸发器)的性能容易降低。因此与HF0-1234yf相比，HF0-1234yf与作为高压制冷剂的R32或者R41等的混合物在实用上更有效。
[0086]在以上构成的本实施方式5的回转压缩机中，也具有与上述实施方式I至4的对应的任一方式同样的优点。
[0087]实施方式6
[0088]另外，本实用新型也能够作为包含上述实施方式5的压缩机作为制冷回路的构成部件的制冷空调装置来实施。另外，制冷空调装置的制冷回路中除压缩机以外的构成部件的结构不做特别限定。
[0089]以上，虽然参照优选的实施方式，对本实用新型的内容进行了具体地说明，但只要是本领域技术人员，就能够基于本实用新型的基本技术思想和启示获得各种改变方式，这是显而易见的。
【权利要求】
1.一种永久磁铁埋入式电动机,具备: 定子；和 转子，其能够旋转地与所述定子对置设置， 所述转子具有转子铁芯，该转子铁芯形成有分别供对应的永久磁铁插入的多个磁铁插入孔， 多个所述永久磁铁以及多个所述磁铁插入孔形成为:向所述转子的中心侧凸出的弧状， 所述永久磁铁埋入式电动机的特征在于， 所述永久磁铁分别具有:径向内侧磁铁外形面、径向外侧磁铁外形面以及一对侧端磁铁外形面， 所述磁铁插入孔分别具有:径向内侧插入孔外形面、径向外侧插入孔外形面以及一对侧端插入孔外形面， 所述径向外侧磁铁外形面和所述径向外侧插入孔外形面，分别由第一圆弧面构成， 所述径向内侧磁铁外形面和所述径向内侧插入孔外形面，分别由第二圆弧面和至少一个直面构成， 在将所述永久磁铁插入到对应的所述磁铁插入孔中的状态下，在所述侧端磁铁外形面与所述侧端插入孔外形面之间形成有空隙部，所述径向外侧磁铁外形面与所述径向外侧插入孔外形面接触，所述径向内侧磁铁外形面的所述第二圆弧面与所述径向内侧插入孔外形面的所述第二圆弧面接触，并且所述径向内侧磁铁外形面的所述直面与所述径向内侧插入孔外形面的所述直面接触， 在以所述转子的旋转中心线为垂线的截面中观察，所述直面设置为基于对应的磁极中心线的线对称。
2.根据权利要求1所述的永久磁铁埋入式电动机，其特征在于， 在与所述转子的旋转中心线正交的截面中观察，所述直面在与对应的所述磁极中心线正交的方向上形成。
3.根据权利要求2所述的永久磁铁埋入式电动机，其特征在于， 在将所述永久磁铁的所述第一圆弧面与所述第二圆弧面之间的壁厚设为Tl、将该永久磁铁在所述磁极中心线上的壁厚设为T2时，则为0.85 ( (T2/T1) ( 0.95的范围。
4.根据权利要求1所述的永久磁铁埋入式电动机，其特征在于， 在所述转子铁芯形成有至少一个风孔，所述风孔位于所述磁铁插入孔的所述直面的径向内侧。
5.根据权利要求1所述的永久磁铁埋入式电动机，其特征在于， 在所述转子的转子外周面与所述定子的定子内周面之间确保有空隙， 在与所述转子的旋转中心线正交的截面中观察，所述转子外周面由多个第一半径面和多个第二半径面构成， 所述第一半径面分别位于所述转子外周面上对应的磁极中心部，所述第二半径面分别位于所述转子外周面上对应的极间部，所述第一半径面比所述第二半径面更向径向外侧鼓出，由此所述空隙以分别从所述磁极中心部朝向相邻的所述极间部增大的方式变化。
6.根据权利要求1所述的永久磁铁埋入式电动机，其特征在于，所述永久磁铁为铁氧体磁铁。
7.—种压缩机，在密闭容器内具备电动机和压缩部件，所述压缩机的特征在于，所述电动机是权利要求1?6中任一项所述的永久磁铁埋入式电动机。
8.一种制冷空调装置，其特征在于，包含权利要求7的压缩机作为制冷回路的构成部件。
【文档编号】H02K1/28GK204131264SQ201420525386
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】仁吾昌弘, 土田和庆, 马场和彦 申请人:三菱电机株式会社