CN105531910B - 永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置。在永磁铁埋入型电动机(1)中，永磁铁(19)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)，磁铁插入孔(21)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与径向外侧插入孔外形面分别由第一圆弧面构成，径向内侧磁铁外形面与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，直面抑制永磁铁沿着弧状的磁铁插入孔移动这一情况。

Description

永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置
技术领域
本发明涉及永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置。
背景技术
作为现有的永磁铁埋入型电动机，在专利文献1中公开了以朝转子的中心侧凸出的朝向将多个圆弧状的永磁铁埋入于转子铁心的结构。永磁铁分别插入于在转子铁心形成的磁铁插入孔中，在构成磁铁插入孔的圆弧两端的两侧端面与构成永磁铁的圆弧两端的两侧端面之间确保有空隙部。而且，在将永磁铁的侧端面与转子铁心的外周面之间的距离设为Q，将定子与转子之间的气隙设为Lg时，形成为Lg＜Q＜3Lg，在将磁铁插入孔中的收纳永磁铁的侧端面的部分的开度角设为Am，将定子的齿的开度角设为As时，形成为(1/10)As＜Am＜(1/4)As，由此来防止反磁场进入永磁铁，谋求提高抗退磁能力。
专利文献1:日本特开平11－146584号公报
如上所述，在以向转子的中心侧凸出的朝向将多个圆弧状的永磁铁埋入于转子铁心的结构中，永磁铁的距转子的外周面最近的部位是永磁铁的弧状的侧端面，当在定子中流过有较大的电流而对转子施加有反磁场的情况下，永磁铁的侧端面最容易退磁。因此，此前在磁铁插入孔与永磁铁的侧端面之间设置空隙部，抑制永磁铁的退磁。
然而，对于圆弧状的永磁铁，通常形成为永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同心，因此会出现如下情况：因马达驱动中的电磁力而导致永磁铁在磁铁插入孔中移动，难以确保用于抑制退磁的空隙部。
另外，针对该情况，能够设想如下技术方案：通过使磁铁插入孔的两侧端面的宽度比永磁铁的两侧端面的宽度小，在磁铁插入孔的侧端面附近形成与永磁铁的侧端面分别接触的一对抵接部，借助上述抵接部与永磁铁的两侧端面之间的接触，在磁铁插入孔的两侧端面与永磁铁的两侧端面之间确保空隙部，同时限制永磁铁移动这一情况。
但是，在上述的技术方案中，通过使磁铁插入孔的宽度变窄，磁阻减少，因此相应地存在通过空隙部获得的退磁抑制效果缩小的可能性。发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种不依靠与永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磁铁的移动的永磁铁埋入型电动机。
用于达成上述目的的本发明的永磁铁埋入型电动机具备：定子；以及转子，上述转子以能够旋转的方式与上述定子对置地设置，上述转子具有转子铁心，上述转子铁心形成有分别供对应的永磁铁插入的多个磁铁插入孔，多个上述永磁铁以及多个上述磁铁插入孔形成为朝上述转子的中心侧凸出的朝向的弧状，其中，上述永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，上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，上述径向外侧磁铁外形面与上述径向外侧插入孔外形面分别由第一圆弧面构成，上述径向内侧磁铁外形面与上述径向内侧插入孔外形面分别由第二圆弧面以及至少一个直面构成，其中，直面抑制上述永磁铁沿着弧状的上述磁铁插入孔移动这一情况，在上述永磁铁插入于对应的上述磁铁插入孔后的状态下，在上述侧端磁铁外形面与上述侧端插入孔外形面之间形成有空隙部。
并且，也可以构成为：遍及上述转子的旋转中心线CL的延伸方向观察，上述径向内侧磁铁外形面的上述直面的至少一部分与上述径向内侧插入孔外形面的上述直面的至少一部分接触。
此外，也可以构成为：遍及上述转子的旋转中心线CL的延伸方向观察，上述径向外侧磁铁外形面的至少一部分与上述径向外侧插入孔外形面的至少一部分接触，上述径向内侧磁铁外形面的上述第二圆弧面的至少一部分与上述径向内侧插入孔外形面的上述第二圆弧面的至少一部分接触，并且上述径向内侧磁铁外形面的上述直面的至少一部分与上述径向内侧插入孔外形面的上述直面的至少一部分接触。
也可以构成为：在与上述转子的旋转中心线正交的截面上观察，上述直面沿与对应的上述磁极中心线正交的方向形成。
也可以构成为：在将上述永磁铁的上述第一圆弧面与上述第二圆弧面之间的壁厚设为T1，将该永磁铁的上述磁极中心线上的壁厚设为T2时，处于0.85≤(T2/T1)≤0.95的范围。
也可以构成为：在上述转子铁心形成有位于上述磁铁插入孔的上述直面的径向内侧的至少一个风孔。
也可以构成为：在上述转子的转子外周面与上述定子的定子内周面之间确保有气隙，在与上述转子的旋转中心线正交的截面上观察，上述转子外周面由多个第一半径面与多个第二半径面构成，上述第一半径面分别位于上述转子外周面上的对应的磁极中心部，上述第二半径面分别位于上述转子外周面上的对应的极间部，上述第一半径面比上述第二半径面更向径向外侧鼓出，由此，上述气隙以随着从上述磁极中心部分别趋向相邻的上述极间部而变大的方式变化。
也可以构成为：上述永磁铁是铁氧体磁铁。
此外，为了达成该目的，本发明还提供压缩机，本发明所涉及的压缩机在密闭容器内具备电动机与压缩单元，上述电动机是上述的本发明所涉及的永磁铁埋入型电动机。
此外，为了达成该目的，本发明还提供制冷空调装置，本发明所涉及的制冷空调装置作为制冷回路的构成单元包括上述的本发明所涉及的压缩机。
根据本发明，不依靠与永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磁铁的移动。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1所涉及的永磁铁埋入型电动机的与旋转中心线正交的截面的图。
图2是将图1中一个永磁铁的周围部以及与其对应的一个齿顶部的周围部放大示出的图。
图3涉及本实施方式1，是对一个永磁铁的形状进行说明的图。
图4是对图2中未插入有永磁铁的状态下的磁铁插入孔的形状进行说明的图。
图5是针对相对于马达电流的退磁率，将本实施方式1与说明例进行比较的图表。
图6是与说明例相关的、与图2相同方式的图。
图7涉及本发明的实施方式2，是与图2相同方式的图。
图8是示出永磁铁的壁厚与定子交链磁通量之间的关系的图表。
图9涉及本发明的实施方式3，是与图3相同方式的图。
图10是搭载有永磁铁埋入型电动机的、本发明的实施方式5所涉及的旋转式压缩机的纵剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，图中相同的标号表示相同或者对应的部分。此外，图2、图4、以及图7均是从图1的形式的整体结构中将其一部分提取出来而得的局部放大图，优先考虑图的明确性而省略了剖面线。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1所涉及的永磁铁埋入型电动机的与旋转中心线正交的截面的图，图2是将一个永磁铁的周围部以及与其对应的一个齿顶部的周围部放大示出的图。另外，图3是对一个永磁铁的形状进行说明的图，图4是对未插入有永磁铁的状态下的磁铁插入孔的形状进行说明的图。
永磁铁埋入型电动机1具备定子3、以及以能够旋转的方式与定子对置地设置的转子5。定子3具有多个齿部7。多个齿部7分别隔着对应的槽部9而与其他的齿部7相邻。多个齿部7与多个槽部9在周向交替地、且以等间隔排列的方式配置。在多个齿部7分别以公知的方式卷绕有省略图示的公知的定子绕组。
转子5具有转子铁心11与轴13。轴13通过热装、压入等而与转子铁心11的轴心部连结，朝转子铁心11传递旋转能量。在转子5的外周面与定子3的内周面之间确保有气隙15。
在这样的结构中，转子5在隔着气隙15的定子3的内侧被保持为以旋转中心线CL(转子的旋转中心、轴的轴线)为中心旋转自如。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，产生旋转磁场，使转子5旋转。定子3与转子5之间的气隙15举例来说是0.3～1mm的空隙。
接下来，对定子3与转子5的结构详细地进行说明。定子3具有定子铁心17。定子铁心17例如通过如下方式构成：将每一张的厚度为0.1～0.7mm左右的电磁钢板冲裁为规定的形状，通过铆接将规定张数的电磁钢板紧固并层叠。这里，作为一个例子，使用板厚0.35mm的电磁钢板。
在定子铁心17的内径侧，在周向大致等间隔地呈放射状地形成有九个槽部9。而且，将定子铁心17中邻接的槽部9之间的区域称为齿部7。齿部7分别沿径向延伸，并朝旋转中心线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，但在构成齿部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朝周向扩展的伞状的形状。
在齿部卷绕有构成产生旋转磁场的线圈(未图示)的定子绕组(未图示)。线圈通过将磁导线隔着绝缘体直接卷绕于磁极齿而形成。将该绕线方式称为集中绕组。而且，线圈以3相Y接线的方式接线。线圈的匝数、线径根据所要求的特性(转速、转矩等)、电压规格、槽的截面积来决定。这里，为了便于绕线，将分割齿展开为带状，例如将线径φ0.8～1.0mm左右的磁导线在各磁极齿卷绕50～100匝左右，在绕线后，将分割齿卷圆为环状，并进行焊接而构成定子。
在定子3的中心附近，配置有被保持为能够旋转的轴13。而且，在该轴13嵌合有转子5。转子5具有转子铁心11，该转子铁心11也与定子铁心17同样例如通过如下方式构成：将厚度0.1～0.7mm左右的电磁钢板冲裁为规定的形状，通过铆接将规定张数的电磁钢板紧固并层叠。这里，作为一个例子，使用板厚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，存在壁厚一样的极间薄壁部。上述极间薄壁部分别成为邻接的磁极间的漏磁通的路径，因此优选尽可能薄。这里，作为一个例子，作为能够冲压的最小宽度，设定成电磁钢板的板厚的程度即0.35mm。
在转子铁心11的内部，设置有以N极与S极交替的方式磁化的多个(在本具体例中为6个)永磁铁19。在图1中观察，永磁铁19分别弯曲成弧状，且以该弧形状的凸部侧朝向转子5的中心侧的方式配置。更详细地说，在转子铁心11，形成有与多个永磁铁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磁铁19。即，多个永磁铁19以及多个磁铁插入孔21均形成为朝转子5的中心侧凸出的朝向的弧状。另外，如图1所示，在每一个磁铁插入孔21插入有一个永磁铁19。此外，转子5的磁极数只要为2极以上即可，可以为任意个，在本例中例示出6极的情况。
图2是将图1中一个永磁铁的周围部以及与其对应的一个齿顶部的周围部放大示出的图。如图2所示，转子外周面25与定子内周面27之间的气隙15在周向变化。在本实施方式1中，从旋转中心线CL起的、定子内周面27的半径R0是恒定的，转子外周面25局部地朝径向外侧鼓出，由此来实现上述气隙15的周向的变化。
在图2的截面上观察(在与旋转中心线CL正交的截面上观察)，转子外周面25由多个第一半径面29与多个第二半径面31构成。第一半径面29分别是位于转子外周面25上的对应的磁极中心部的凸面的截面。第二半径面31分别是位于转子外周面25上的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的端部相连。即，多个第一半径面29以及多个第二半径面31在周向交替排列。
通过这样的转子外周面25与定子内周面27之间的对置，气隙15以随着从磁极中心部分别趋向相邻的极间部而变大的方式遍及整周变化。
示出具体的一个例子，转子外周面25的第一半径面29与定子内周面27之间的气隙15中的最小的、磁极中心线ML上的气隙15为0.6mm。另外，在图2的截面中观察，通过第一半径面29与第二半径面31的交点(连接点、边界点)的分界线BL上的气隙15为0.9mm。第一半径面29与定子内周面27之间的气隙15在第一半径面29的范围内越趋向磁极中心线ML则越小，另一方面，第二半径面31与定子内周面27之间的气隙15在第二半径面31的范围内是一样的。此外，各个第一半径面29与其两侧的相邻的一对第二半径面31形成为关于该第一半径面29的磁极中心线ML线对称。
此外，上述第一半径面29的半径R1的中心位于磁极中心线ML上的、与转子中心(旋转中心线CL)相比向对应的磁极侧(径向外侧)偏移的位置。第二半径面31的半径R2的中心与定子内周面27的半径R0的中心处于转子中心(旋转中心线CL)。
接下来，对永磁铁以及磁铁插入孔的详细情况进行说明。图3涉及本实施方式1，是对一个永磁铁的形状进行说明的图，图4是对图2中未插入永磁铁的状态下的磁铁插入孔的形状进行说明的图。
永磁铁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A1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A1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。
此外，由于存在永磁铁19插入于磁铁插入孔21内的关系，因此，与磁铁插入孔21有关的第一圆弧半径A1以及第二圆弧半径A2、和与永磁铁19有关的第一圆弧半径A1以及第二圆弧半径A2极其严格来说并不相同，但存在永磁铁19恰好嵌入磁铁插入孔21的关系，并且为了便于容易理解说明，在永磁铁侧与磁铁插入孔侧使用共用的语句、标号。
第一圆弧半径A1与第二圆弧半径A2具有共用的半径中心，该共用的半径中心位于比永磁铁19以及磁铁插入孔21靠径向外侧的位置、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磁铁的取向中心(取向焦点)一致。
在图2～图4那样的以转子5的旋转中心线CL作为垂线的截面中观察，直面49以及直面59沿着与磁极中心线ML正交的假想基面延伸。即、直面49以及直面59以与对应的磁极中心线ML正交的方向形成。
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，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。
如图2所示，在永磁铁19插入于对应的磁铁插入孔21后的状态下，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。此外，只是一个例子，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之间的间隔)为1.5mm左右。
另外，在以转子5的旋转中心线CL作为垂线的截面中观察，永磁铁19以及磁铁插入孔21形成为相对于对应的磁极中心线ML而线对称，特别是在本实施方式1中，在以转子5的旋转中心线CL作为垂线的截面中观察，直面49以及直面59设置成相对于对应的磁极中心线而线对称。
接下来，对以上述方式构成的本实施方式1所涉及的永磁铁埋入型电动机的作用进行说明。在将圆弧状的永磁铁以凸部侧朝向转子的中心侧的方式配置于转子铁心的内部的转子中，由于磁铁表面弯曲成圆弧状，因此能够将磁铁表面积构成得较大，能够增加从永磁铁产生的磁通量，能够降低施加于电动机的电流，能够构成高效的电动机。或者，能够将电动机的体积构成得较小。但是，在上述结构的转子中，永磁铁的距转子外周面最近(磁阻最小)的部位是弧状的永磁铁的侧面部，当在定子中流动有较大的电流、对转子施加有反磁场的情况下，永磁铁的侧面部最容易退磁。因此，关于侧端，将永磁铁构成为比磁铁插入孔的尺寸小，使得在磁铁插入孔的侧端插入孔外形面与永磁铁的侧端磁铁外形面之间确保有空隙部，能够使永磁铁难以退磁。此外，在永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，形成距磁铁插入孔21的侧端插入孔外形面57的间隔更大的倒角部47a，构成为反磁场难以与永磁铁交链。
另外，另一方面，在如上所述永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，会出现因马达驱动中的电磁力而永磁铁在磁铁插入孔中移动，难以确保用于抑制退磁的空隙部的情况。对此，能够设想如下的技术方案：通过使磁铁插入孔的两侧端面的宽度小于永磁铁的两侧端面的宽度，在磁铁插入孔的侧端面附近，形成与永磁铁的侧端面分别接触的一对抵接部，通过上述抵接部与永磁铁的两侧端面之间的接触，在磁铁插入孔的两侧端面与永磁铁的两侧端面之间确保空隙部，并且限制永磁铁移动这一情况。但是，在上述的技术方案中存在如下问题：通过缩窄磁铁插入孔的宽度，磁阻减少，因此相应地存在通过空隙部获得的退磁抑制效果缩小的可能性。
针对这样的问题，在本实施方式1中，通过在永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这两方设置直面，将永磁铁以及磁铁插入孔形成为朝转子的中心侧凸出的朝向的弧状，且在永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，同时，在永磁铁欲沿着弧状的磁铁插入孔移动的情况下，永磁铁的直面被磁铁插入孔的径向内侧插入孔外形的圆弧面卡住、或者永磁铁的径向内侧磁铁外形的圆弧面被磁铁插入孔的直面卡住，由此能够抑制永磁铁沿着弧状的磁铁插入孔移动这一情况。上述抑制例如通过如下方法得到：在永磁铁插入于磁铁插入孔后的状态下，遍及转子的旋转中心线CL的延伸方向(永磁铁的插入方向)观察，径向内侧磁铁外形面的直面的至少一部分与径向内侧插入孔外形面的直面的至少一部分接触。并且，关于图示的一个例子进行叙述，在永磁铁插入于磁铁插入孔后的状态下，遍及转子的旋转中心线CL的延伸方向(永磁铁的插入方向)观察，径向外侧磁铁外形面与径向外侧插入孔外形面整面接触或者一部分接触，径向内侧磁铁外形面的第二圆弧面与径向内侧插入孔外形面的第二圆弧面整面接触或者一部分接触，并且，径向内侧磁铁外形面的直面与径向内侧插入孔外形面的直面整面接触或者一部分接触，由此，能够将永磁铁以及磁铁插入孔形成为朝转子的中心侧凸出的朝向的弧状、且在永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，并且能够抑制永磁铁在磁铁插入孔内移动这一情况。如上，能够实现电动机的高效化、小型化，并且，既能够避免退磁抑制效果的缩小、又能够限制永磁铁的移动。特别是如果永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矫顽力小，因此使得磁铁难以退磁的效果更加显著。即，不依靠与永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磁铁的移动。
另外，直面在永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，因此能够在不使性能、退磁特性变差的情况下限制永磁铁的移动，能够扩大驱动电流范围、提高输出。
永磁铁使用铁氧体磁铁，第一圆弧面的中心以及第二圆弧面的中心形成为与永磁铁的取向中心一致。这里，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，除直面外将铁氧体磁铁的弯曲径向的厚度一致地维持在6mm左右，使用从同心圆弧的中心施加取向磁场的磁铁，并且将磁铁插入沿着该磁铁的形状的磁铁插入孔。由此，在相对于第一圆弧面和第二圆弧面垂直的方向产生永磁铁的磁通，因此永磁铁的磁通在磁极表面的铁心部均匀地产生而不会在局部磁通集中，并有效地与定子交链。另外，铁氧体磁铁利用金属模成形为一个一个的形状，因此与将已成形的块切成薄片的稀土类磁铁相比形状自由度高，也适于实现上述的圆弧面以及直面混杂的特定的弯曲形状。
此外，示出本实施方式1中的永磁铁埋入型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磁铁相反相位的电枢磁通的方式对定子通电的情况下的、相对于马达电流的退磁率，对本实施方式1与说明例进行比较的图表。图表中的实线是本实施方式1的结果，虚线是说明例的结果。图6是与说明例相关的、与图2相同方式的图。如图6所示，作为比较对象的说明例形成为如下的结构：虽然在磁铁插入孔的侧端插入孔外形面与永磁铁的侧端磁铁外形面之间确保有空隙部，但不存在本实施方式1所示的直面。因此，在驱动中，永磁铁会在磁铁插入孔内移动。
退磁率表示通电前后的转子表面的磁通量之比。若永磁铁退磁，则电动机的性能变化，因此，为了确保电动机的可靠性，例如，在电路设置使得不会流过有使得退磁率为3％以上的电流的过电流切断保护功能。以小电流退磁的电动机切断电流小，因此无法进行高负载区域的运转。基于这样的背景，在图5中，在说明例与本实施方式1之间对退磁率为3％的电流值进行比较，本实施方式1的情况大接近35％，可知：与说明例的结构相比，大幅改善了针对退磁的抗力。因此可知：本实施方式1的电动机能够构成为直至高负载区域都不退磁的、可靠性高的电动机。
另外，在本实施方式1中构成为：转子外周面与定子内周面之间的气隙随着从磁极中心部趋向极间部而变大，因此转子表面的磁阻随着从磁极中心部趋向极间部而变大，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，能够减少磁通密度的高谐波成分，能够减小电动机的振动噪声。除此之外，位于容易退磁的永磁铁的侧面部的径向外侧的部分的转子外周面由第二圆弧构成，因此距齿部的气隙宽，磁阻变大，形成为电枢磁通难以与永磁铁交链的结构，能够使得永磁铁难以退磁。
实施方式2.
接下来，对本发明的实施方式2所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。图7是与本发明的实施方式2相关的、与图2相同方式的图。图8是示出永磁铁的壁厚与定子交链磁通量之间的关系的图表。此外，本实施方式2除了以下说明的部分之外都与上述实施方式1相同。
在本实施方式2中，永磁铁19构成为：在将第一圆弧面与第二圆弧面之间的壁厚(圆弧径向的尺寸)设为T1，将磁极中心线ML上的壁厚设为T2时，处于0.85≤(T2/T1)≤0.95的范围。
在以这种方式构成的本实施方式2中，除了上述实施方式1的优点之外，还能够得到如下的优点。当在永磁铁的磁极中心部设置直面的情况下，磁极中心部的磁铁厚度相应地变薄，同时，与未设置直面的构造相比磁铁的体积减少。因此，在本实施方式2中，在设置直面时，磁铁量的减少与磁铁自身的磁阻的减少相抵，从确保磁通量的观点来看，实现合适的磁铁厚度。即，在本实施方式2中，通过如上所述将永磁铁的壁厚T1、T2形成为0.85≤(T2/T1)≤0.95的范围，如图8所示，即便因直面的存在而导致磁极中心部的磁铁厚度变薄，也能够利用磁铁量减少与磁铁自身的磁阻减少的相抵效果，将磁通量的降低抑制在1％以下。此外，作为具体的一个例子，永磁铁19构成为上述壁厚T1＝6mm，上述壁厚T2＝5.5mm。
实施方式3.
接下来，对本发明的实施方式3所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。图9是与本实施方式3相关的、与图3相同方式的图。此外，本实施方式3除了以下说明的部分之外都与上述实施方式1相同。
本发明所涉及的永磁铁的直面并不限定于设置在磁极中心线ML上，只要在永磁铁的径向内侧磁铁外形面上形成有至少一个即可。本实施方式3中的永磁铁219在径向内侧磁铁外形面243包括两个直面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。此外，虽然省略图示，但收纳上述永磁铁219的磁铁插入孔还具有与永磁铁219的一对直面249接触的一对直面，即、在本实施方式3中也与上述实施方式1的情况同样，磁铁插入孔与永磁铁219构成为除了侧端部的空隙部的存在之外都恰好接触。
在这样的本实施方式3中，也能够得到与上述实施方式1同样的优点，即、不依靠与永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磁铁的移动。
实施方式4.
接下来，对本发明的实施方式4所涉及的永磁铁埋入型电动机进行说明。此外，本实施方式4除了以下说明的部分之外都与上述实施方式1～3中的任一方式相同。
本实施方式4所涉及的永磁铁埋入型电动机的特征在于磁铁插入孔以及永磁铁的直面与风孔之间的关系。作为具体的图示例，能够举出上述图1、图2、图4、图7。如上述图1、图2、图4、图7所示，在转子铁心的磁铁插入孔的径向内侧、特别是在直面的径向内侧，设置有在将永磁铁埋入型电动机搭载于压缩机时供制冷剂、油通过的至少一个风孔(在图示例中为多个风孔71)。此外，标号73是铆钉孔。风孔71以及铆钉孔73在周向交替地排列，并且风孔71以及铆钉孔73分别以等角度间隔排列。风孔71以及铆钉孔73分别位于对应的极间部。
在图示例中，三个风孔71是朝永磁铁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相对于转子中心在同一圆周上以等角度间隔隔开配置。每一个长孔分别以骑跨对应的两个永磁铁的径向内侧的部分的方式配置，形成为风孔71位于全部永磁铁的直面49(249)的径向内侧(磁极中心线上)的结构。为了容易对永磁铁进行冷却，优选直面与风孔之间的间隔窄，磁极中心轴上的直面与风孔之间的间隔优选为3mm以下。这里，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。
在这样的本实施方式4中，除了能够得到与实施方式1～3的对应的任一方式相同的优点之外，还能够得到如下的优点。即，通过在磁铁插入孔设置直面，转子铁心的比磁铁插入孔靠径向内侧的空间扩大，风孔形成于该扩大后的空间。因此，当在压缩机中使用永磁铁埋入型电动机时，制冷剂、油容易通过，能够提高压缩机的特性。另外，永磁铁的厚度在磁极中心部最小，相应地，存在磁极中心部附近的磁通密度稍微降低的可能性。然而，通过在直面的径向内侧设置风孔，产生对永磁铁的磁极中心部进行冷却的效果，由此产生因冷却而引起的磁铁的残留磁通密度的提高，因此能够抑制因在磁极中心部使磁铁厚度变薄而导致的磁通密度的降低。
另外，一般情况下，若在永磁铁的径向内侧附近的宽范围设置风孔，则风孔成为磁阻而使从永磁铁产生的磁通量减少，但在将圆弧状的永磁铁以凸部侧朝向转子的中心侧的方式配置的转子中，能够使永磁铁与风孔之间的间隔随着从磁极中心部趋向极间部而扩大，因此能够减轻风孔的作为磁阻的影响，作为磁路也能够得到性能影响小的构造。
实施方式5.
接下来，作为本发明的实施方式5，对搭载有上述实施方式1～4中任一方式的永磁铁埋入型电动机的旋转式压缩机进行说明。此外，本发明包含搭载有上述实施方式1～4中任一方式的永磁铁埋入型电动机的压缩机，但压缩机的类别并不限定于旋转式压缩机。
图10是搭载有永磁铁埋入型电动机的旋转式压缩机的纵剖视图。旋转式压缩机100在密闭容器101内具备永磁铁埋入型电动机1(电动单元)和压缩单元103。虽未图示，但在密闭容器101的底部存积有对压缩单元103的各滑动部进行润滑的冷冻机油。
压缩单元103作为主要单元包括：以上下层叠状态设置的缸体105；借助永磁铁埋入型电动机1旋转的轴即旋转轴107；嵌插于旋转轴107的活塞109；将缸体105内分为吸入侧与压缩侧的叶片(未图示)；供旋转轴107旋转自如地嵌插、并将缸体105的轴向端面封闭的上下一对上部框架111以及下部框架113；以及在上部框架111以及下部框架113分别装配的消声器115。
永磁铁埋入型电动机1的定子3通过热装或者焊接等方法直接安装并被保持于密闭容器101。从固定于密闭容器101的玻璃端子对定子3的线圈供给电力。
转子5隔着空隙配置在定子3的内径侧，并经由转子5中心部的旋转轴107(轴13)而由压缩单元103的轴承部(上部框架111以及下部框架113)以旋转自如的状态保持。
接下来，对上述旋转式压缩机100的动作进行说明。从储存器117供给的制冷剂气体从固定于密闭容器101的吸入管119被吸入缸体105内。通过变频器的通电，永磁铁埋入型电动机1旋转，由此，与旋转轴107嵌合的活塞109在缸体105内旋转。由此，在缸体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，在被压缩后的制冷剂混入有冷冻机油。该制冷剂与冷冻机油的混合物在通过设置于转子铁心11的风孔时，制冷剂与冷冻机油的分离得到促进，能够防止冷冻机油流入排出管121。这样，被压缩后的制冷剂通过设置于密闭容器101的排出管121被朝制冷循环装置的高压侧供给。
此外，旋转式压缩机100的制冷剂可以使用以往存在的R410A、R407C、R22等，但也能够应用低GWP(地球变暖系数)的制冷剂等任意制冷剂。从防止温室效应的观点来看，优选为低GWP制冷剂。作为低GWP制冷剂的代表例，存在以下的制冷剂。
(1)在组分中具有碳的双键的卤代烃：例如HFO－1234yf(CF3CF＝CH2)。HFO是碳氢氟烯烃(Hydro－Fluoro－Olefin)的简称，烯烃(Olefin)是具有一个双键的不饱和烃。此外，HFO－1234yf的GWP为4。
(2)在组分中具有碳的双键的烃：例如R1270(丙烯)。此外，虽然GWP为3，比HFO－1234yf小，但可燃性比HFO－1234yf大。
(3)包含在组分中具有碳的双键的卤代烃或者在组分中具有碳的双键的烃中的至少一种的混合物：例如HFO－1234yf与R32的混合物等。HFO－1234yf是低压制冷剂，因此压损大，制冷循环装置(特别是蒸发器)的性能容易降低。因此，与HFO－1234yf相比为高压制冷剂的R32或者R41等与HFO－1234yf的混合物在实用方面更有效。
在以上构成的本实施方式5所涉及的旋转式压缩机中，也具有与上述的实施方式1～4对应的任一方式相同的优点。
实施方式6.
另外，本发明也能够作为包含上述实施方式5的压缩机来作为制冷回路的构成单元的制冷空调装置实施。此外，制冷空调装置的制冷回路中的压缩机以外的构成单元的结构并无特殊限定。
以上，参照优选实施方式对本发明的内容具体地进行了说明，但本领域技术人员能够基于本发明的基本技术构思以及启示而采用各种变更方式，这是显而易见的。
标号说明
1：永磁铁埋入型电动机；3：定子；5：转子；11：转子铁心；15：气隙；19、219：永磁铁；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：风孔；100：旋转式压缩机；101：密闭容器；103：压缩单元；105：缸体；A1：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。

Claims (10)

1.一种永磁铁埋入型电动机，具备：
定子；以及
转子，所述转子以能够旋转的方式与所述定子对置地设置，
所述转子具有转子铁心，所述转子铁心形成有分别供对应的永磁铁插入的多个磁铁插入孔，
多个所述永磁铁以及多个所述磁铁插入孔形成为朝所述转子的中心侧凸出的朝向的弧状，
所述永磁铁埋入型电动机的特征在于，
所述永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与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与所述径向内侧插入孔外形面分别由第二圆弧面以及至少一个直面构成，其中，直面抑制所述永磁铁沿着弧状的所述磁铁插入孔移动这一情况，
所述第一圆弧面的圆弧半径和所述第二圆弧面的圆弧半径具有共用的半径中心，
在所述永磁铁插入于对应的所述磁铁插入孔后的状态下，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。
2.根据权利要求1所述的永磁铁埋入型电动机，其特征在于，
遍及所述转子的旋转中心线的延伸方向观察，所述径向内侧磁铁外形面的所述直面的至少一部分与所述径向内侧插入孔外形面的所述直面的至少一部分接触。
3.根据权利要求2所述的永磁铁埋入型电动机，其特征在于，
遍及所述转子的旋转中心线的延伸方向观察，所述径向外侧磁铁外形面的至少一部分与所述径向外侧插入孔外形面的至少一部分接触，所述径向内侧磁铁外形面的所述第二圆弧面的至少一部分与所述径向内侧插入孔外形面的所述第二圆弧面的至少一部分接触，并且所述径向内侧磁铁外形面的所述直面的至少一部分与所述径向内侧插入孔外形面的所述直面的至少一部分接触。
4.根据权利要求1所述的永磁铁埋入型电动机，其特征在于，
在与所述转子的旋转中心线正交的截面上观察，所述直面沿与对应的磁极中心线正交的方向形成。
5.根据权利要求4所述的永磁铁埋入型电动机，其特征在于，
在将所述永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T1，将该永磁铁的所述磁极中心线上的壁厚设为T2时，
处于0.85≤(T2/T1)≤0.95的范围。
6.根据权利要求1所述的永磁铁埋入型电动机，其特征在于，
在所述转子铁心形成有位于所述磁铁插入孔的所述直面的径向内侧的至少一个风孔。
7.根据权利要求1所述的永磁铁埋入型电动机，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气隙，
在与所述转子的旋转中心线正交的截面上观察，所述转子外周面由多个第一半径面与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的对应的磁极中心部，所述第二半径面分别位于所述转子外周面上的对应的极间部，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，所述气隙以随着从所述磁极中心部分别趋向相邻的所述极间部而变大的方式变化。
8.根据权利要求1所述的永磁铁埋入型电动机，其特征在于，
所述永磁铁是铁氧体磁铁。
9.一种压缩机，所述压缩机在密闭容器内具备电动机与压缩单元，
所述压缩机的特征在于，
所述电动机是权利要求1～8中任一项所述的永磁铁埋入型电动机。
10.一种制冷空调装置，其特征在于，
所述制冷空调装置作为制冷回路的构成单元包括权利要求9的压缩机。
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