永磁体嵌入式电动机和压缩机的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及将永磁体嵌入转子铁心的内部的永磁体嵌入式的永磁体型电动机和压缩机。
【背景技术】
[0002]近年来，由于节能意识的提高，提出了多种通过将矫顽力高的稀土类永磁体使用于转子来实现高效率化的永磁体型马达。但是，由于稀土类永磁体昂贵，导致电动机的成本增加，因此以往的常见的永磁体嵌入式电动机的转子使用烧结铁氧体磁铁来代替稀土类永磁体。这样，在使用了烧结铁氧体磁铁来代替稀土类永磁体的情况下，表示磁力的大小的残留磁通密度降低至约1/3。为了弥补由磁力的降低导致的转矩不足，需要将永磁铁设为使表面积尽可能大的形状，用表面积弥补磁力不足。另外，除了由永磁体产生的转矩之外，积极地利用磁阻转矩，从而能够弥补由永磁体导致的磁力不足。
[0003]例如，专利文献I所公开的永磁体嵌入式电动机的转子由轴、圆弧状的永磁体以及具有容纳永磁体的冲孔的层叠铁心构成，冲孔以I极I个冲孔的比例进行设置，并且冲孔的圆弧形状为朝向转子中心形成为凸状。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平6-339420 (图1等)
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]然而，上述专利文献I所公开的永磁体嵌入式电动机在装入到压缩机的情况下，无法确保足够的制冷剂的路径，导致压缩机的性能降低。另外，存在如下的问题:制冷剂与冷冻机油难以分离，冷冻机油常常被带向密闭容器外，从而发生压缩机的油枯竭。
[0009]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种永磁体嵌入式电动机，该永磁体嵌入式电动机即使在使用了烧结铁氧体磁铁的情况下，也能够确保适当的磁力，并且，即使在装入到压缩机时，也能够充分地确保制冷剂的路径，并且促进制冷剂与冷冻机油的分离。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]为了达到上述的目的，本发明的永磁体嵌入式电动机具备:转子，该转子具有多个构成板层叠而成的转子铁心；以及定子，该定子设置成包围所述转子，所述转子铁心包括:多个磁铁容纳孔，该多个磁铁容纳孔沿着周向形成有与极数相应的数量；多个永磁体，该多个永磁体容纳于该多个磁铁容纳孔；风孔部，该风孔部成为用于供制冷剂和冷冻机油通过的路径；以及紧固孔，该紧固孔用于紧固被层叠了的所述多个构成板，多个磁铁容纳孔分别形成为，朝向所述转子铁心的径向内侧突出且朝向径向外侧凹陷的形状，所述多个风孔部和所述多个紧固孔在所述转子铁心的周向上排列成交替布置，所述风孔部的形状形成为，包括沿着所述旋转轴的外周面在所述转子铁心的周向上呈弧状地扩展的部分，由此，所述风孔部的面积比所述紧固孔的面积大。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明，发挥如下这样的效果:即使在使用了烧结铁氧体磁铁的情况下，也能够确保适当的磁力，并且充分地确保制冷剂的路径，并且促进制冷剂与冷冻机油的分离，从而能够提供高性能的压缩机。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的实施方式I的永磁体嵌入式电动机的剖视图。
[0015]图2是图1所示的转子铁心的剖视图。
[0016]图3是将铁氧体磁铁容纳于图2的转子铁心的剖视图。
[0017]图4是关于本发明的实施方式2的、与图3相同形式的图。
[0018]图5是关于本发明的实施方式3的、与图3相同形式的图。
[0019]图6是表示将本发明的电动机装入到压缩机的状态的剖视图。
【具体实施方式】
[0020]以下，基于【附图说明】本发明的永磁体嵌入式电动机的实施方式。此外，在图中，相同附图标记表示相同或者相对应的部分。
[0021]实施方式1.
[0022]图1是本发明的实施方式I的永磁体嵌入式电动机的剖视图，图2是表示图1所示的转子铁心的剖视图，图3是将铁氧体磁铁容纳于图2的转子铁心的状态的剖视图。此夕卜，图1?图3将以后述的转子的旋转轴为垂线的面设为纸面。
[0023]在图1中，本发明的实施方式I的永磁体嵌入式电动机50具备圆环状的定子I和转子100。定子I具有:呈环状的定子铁心2 ;多个槽3，该多个槽3在该定子铁心2的内周部沿周向(转子100的旋转方向)以等角间距形成；以及线圈4，该线圈4容纳于各槽3。
[0024]在定子I的内周侧，以能够旋转的方式配置有转子100，在转子100 (转子铁心12)的外周面15与定子I的内周面Ia之间，形成有圆筒状的空隙5。此外，图1所示的定子I作为一例是分布绕组的定子，但也可以是集中绕组的定子。
[0025]另一方面，转子100作为主要的结构，具有转子铁心12、旋转轴11以及多个永磁体14。从驱动源向旋转轴11传递旋转能，利用该旋转能使设于旋转轴11的周围的转子铁心12旋转。转子铁心12和旋转轴11通过例如热套和压入等连结。
[0026]然后，参照图2说明转子的详细情况。在图2中示出了容纳永磁体14之前的转子铁心12。转子铁心12是通过将用模具冲压成规定形状的硅钢板(构成板)在旋转轴11的延伸方向(图2的纸面表里方向)上层叠多片而制作的。转子铁心12的外周面15形成为圆筒状。
[0027]在转子铁心12中形成有沿着周向设于同一圆周上的6个磁铁容纳孔13。磁铁容纳孔13分别形成为在图1?图3中观察的朝向转子铁心12的径向内侧突出且朝向径向外侧凹陷的形状。作为一例，具体地说，磁铁容纳孔13分别形成为在图1?图3中观察的大致U字状(内侧划定线和外侧划定线均呈圆弧状)。另外，磁铁容纳孔13分别以上述U字中的凹部侧朝向转子的外侧的方式进行配置。
[0028]更详细地说，在图2的纸面中观察，磁铁容纳孔13分别具有圆弧状的内侧划定线13a、圆弧状的外侧划定线13b以及一对端部线13c，该一对端部线13c在转子铁心12的外周面15的附近连结内侧划定线13a的端部和外侧划定线13b的端部。
[0029]并且，磁铁容纳孔13的短边方向(与连接内侧划定线13a和外侧划定线13b的中点而成的弯曲中心线CC正交的方向)的厚度构成为，磁极的极中心部最小，随着向转子铁心12的径向外侧去而逐渐变大。
[0030]转子铁心12在转子铁心12的外周面15与各磁铁容纳孔13的各个端部线13c之间具有外周薄壁铁心部6。
[0031]通过如此构成转子铁心12，能够增大磁铁容纳孔13的两端部(端部线13c)附近的磁阻。由此，能够增大转子铁心12的凸极比(最小电感相对于最大电感之比)，从而能够有效地利用磁阻转矩，能够实现高转矩化。
[0032]如图3所示，在各个磁铁容纳孔13容纳有对应的永磁体14。S卩，构成转子铁心12的磁极的永磁体14，在转子铁心12的外周侧沿转子铁心12的周向配置有与极数相同的数量。另外，永磁体14是常温下的残留磁通密度为0.4T?0.5T左右的烧结铁氧体磁铁，永磁体14的极中心部的厚度构成为空隙5的宽度(电动机径向的尺寸)的8倍以上。
[0033]永磁体14的外缘形状与磁铁容纳孔13的内缘形状大致相似。为了避免局部的部分退磁，对永磁体14的周向两端部(径向外侧的两端部)的内侧部分14a适当地施加倒角加工14b。而且，各永磁体14被磁化成N极和S极相对于转子100的径向交替布置。具体地说，永磁体14被磁化成径向取向，以使永磁体14的取向的焦点在通过转子100的中心CA与永磁体14的磁极的中央部的中央线上且位于转子100的外侧。
[0034]烧结铁氧体磁铁具有如下这样的特性:由于与Nd、Fe、B系的烧结稀土类永磁体相比电阻较大，因此涡流损耗不易流动，但是矫顽力非常小(烧结稀土类永磁体的1/3左右)，当施加去磁场时易于退磁。另一方面，在没有磁铁容纳孔的情况下，越向铁心的中心侧磁阻越大。因此，通过使磁铁容纳孔的短边方向的厚度在铁心中心侧(极中心部)最小且随着向铁心外径侧而变大，能够缓和磁阻的不平衡，并防止去磁场集中于永磁体的端部附近。
[0035]通过如此配置永磁体，能够有效地确保永磁体的磁力。另外，能够改善永磁体的两端部的退磁耐力。
[0036]在转子铁心12中的旋转轴11与磁铁容纳孔13之间的部分形成有:多个风孔部7，该多个风孔部7成为用于供制冷剂、冷冻机油通过的路径；以及多个紧固孔8，该多个紧固孔8呈正圆形状，用于紧固为了构成转子铁心12而层叠的多个硅钢板。
[0037]风孔部7沿着旋转轴11配置与极数的一半相应的数量。风孔部7分别配置于对应的极间部。另外，风孔部7和紧固孔8在转子铁心12的周向上排列成交替布置。具体地说，在本实施方式I中，由于是6极的结构，因此风孔部7的数量为3个，紧固孔8的数量也是3个。并且，风孔部7与紧固孔8的配置形式为在每个极间部对称。
[0038]另外，风孔部7的形状形成为包括沿着旋转轴11的圆筒外周面Ila在转子铁心12的周向上呈弧状地扩展的部分7a，由此，意图使风孔部7的面积比紧固孔8的面积大。
[0039]在此，如图2所示，构成为:当设风孔部7的周向的扩展角度为Θ 1、设对应的一对磁极的间距为Θ2时，Θ1彡Θ2。换言之，当假定存在由关于转子铁心12的中心CA的半径限定的、相对于一对磁极的一对磁极中心线MC时，风孔部I具有扩展至对应的一对磁极中心线MC的周向外侧的区域的部分。
[0040]另外，风孔部7的形状形成为包括朝向转子铁心12的径向外侧的凸部7b。并且，风孔部7的形状形成为包括沿着磁铁容纳孔13的内侧划定线13a在转子铁心12的周向上延伸的部分7c。
[0041]通过如此配置风孔部7，能够确保转子的强度和适当的磁力，并且充分地确保制冷剂的路径。另外，能够促进制冷剂与冷冻机油的分离。由此，发挥如下的效果:能够抑制冷冻机油混入制冷剂之中并在制冷循环中循环而导致导热性能降低，从而能够提供高性能的压缩机。
[0042]实施方式2.
[0043]接下来，说明本发明的实施方式2的永磁体嵌入式电动机。在上述的实施方式I中，在一对磁铁容纳孔之间设有由一个空间构成的一个风孔部，但本发明不限定于此，也可以使形成于一对磁铁容纳孔之间的多个被分割的空间发挥一个风孔部的功能。本实施方式2是一个风孔部由在周向上被分割的多个(图示例中是二个)空间部分构