CN107852048A - 永磁铁式旋转电动机以及使用其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供容易维持转子铁芯的成形性并且实现效率提高、噪音以及振动降低的永磁铁式旋转电动机以及使用其的压缩机。转子铁芯(13)具有位于各磁铁插入孔(13c)的外径侧的外侧铁芯部(13D)。在转子铁芯(13)中，相邻的磁铁插入孔(13c)间形成有凹部(12)。外侧铁芯部(13D)具有位于永磁铁(11)的宽度方向的两端部的外径侧的端部(13D1)和位于端部(13D1)间的中央部(13D2)，在各端部(13D1)仅形成有一个切口(13a)，中央部(13D2)构成为实心。

Description

永磁铁式旋转电动机以及使用其的压缩机

技术领域

本发明涉及永磁铁式旋转电动机以及使用其的压缩机。

背景技术

作为永磁铁式旋转电机以及使用其的压缩机的现有技术，例如有专利文献1所记载的技术。专利文献1所记载的永磁铁式旋转电机中，在转子铁芯的永磁铁插入孔的外侧形成多个切口，各切口侧面的延长线在定子侧的磁极中心线上的一点相交。由此，使马达电流稳定，尤其是提高高速旋转时的运转控制性，还能得到效率改善、噪音降低的效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利4340632号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，为了有效地使用永磁铁的磁场磁通，永磁铁尽可能配置得靠近转子外径部。因此，转子铁芯中，位于比永磁铁插入孔靠定子侧的部分非常小。因此，为了得到专利文献1所记载的效果，在转子铁芯中位于比永磁铁插入孔靠定子侧的部分，形成多个小的切口。在由冲压机成形形成有多个小的切口的转子铁芯时，需要大量的精密刀具。而且，需要缩短刀具的维修保养周期来维持精密成型。

因此，本发明的目的在于提供容易维持转子铁芯的成形性并且实现效率提高、噪音以及振动的降低的永磁铁式旋转电动机以及使用其的压缩机。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的，本发明的永磁铁式旋转电动机具备：定子，具有磁轭和从所述磁轭朝向其径向的内方延伸的卷绕有电枢绕线的多个齿；以及转子，具备在外周表面附近形成有多个磁铁插入孔的转子铁芯和插入多个所述磁铁插入孔的多个板状的永磁铁，所述转子铁芯具有位于各磁铁插入孔的外径侧的外侧铁芯部，在所述转子铁芯中，在相邻的所述磁铁插入孔间形成有凹部，所述外侧铁芯部具有位于所述永磁铁的宽度方向的两端部的外径侧的端部和位于所述端部间的中央部，在各端部仅形成有一个切口，中央部构成为实心。

另外，压缩机具备上述的永磁铁式旋转电动机和被所述永磁铁式旋转电动机驱动的压缩机构部。

发明的效果

根据本发明，能够提供容易维持转子铁芯的成形性且实现效率提高、噪音以及振动降低的永磁铁式旋转电动机以及使用其的压缩机。

附图说明

图1表示将本实施方式的永磁铁式旋转电动机在与其旋转轴正交的平面切开的剖视图。

图2表示本实施方式的转子的外侧铁芯部附近的放大图。

图3是表示本实施方式的电动机的转矩波形与以往的结构的电动机的转矩波形的比较的图。

图4表示具备本实施方式的电动机的压缩机的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的永磁铁式旋转电动机以及使用其的压缩机进行说明。

图1表示将本实施方式的永磁铁式旋转电动机100(以下简称为电动机100)在与其旋转轴正交的平面切开的剖视图。图2表示转子10的外侧铁芯部13D附近的放大图。

如图1所示，电动机100主要具备定子1和转子10。定子1具有圆筒状的磁轭6和多个齿3，通过多个齿3，形成多个插槽部2。未图示的电枢绕线以围绕各齿3的方式卷绕，并配置在插槽部2内。

转子10由转子铁芯13和多个(本实施方式中为6个)永磁铁11构成。在转子铁芯13的外周表面附近形成有多个磁铁插入孔13c。对各磁铁插入孔13c插入板状的永磁铁11。由永磁铁11构成磁极。在转子铁芯13中，在相邻的永磁铁11(磁铁插入孔13c)之间形成有凹部12。

转子铁芯13具有位于磁铁插入孔13c(永磁铁11)的外径侧的外侧铁芯部13D。在外侧铁芯部13D中，在位于永磁铁11的宽度方向两端部的外径侧的端部13D1(图2)形成有一对切口13a。即，在各端部13D1仅形成有一个切口13a。另外，在外侧铁芯部13D中，位于一对端部13D1之间的中央部13D2(图2)构成为实心。

如图1、图2所示，齿3具备从磁轭6朝向径向的内方延伸的齿基部7和设置于齿基部7的前端侧并沿圆周方向延伸的齿圆弧部4。齿圆弧部4具备内周面成为圆弧状的齿中央部8和一对齿放大部5。一对齿放大部5位于齿中央部8的圆周方向的两端。各齿放大部5与外侧铁芯部13D的距离构成为比齿中央部8与外侧铁芯部13D的距离大。在本实施方式中，齿放大部5的内表面随着朝向圆周方向的外方，距离外侧铁芯部13D的距离变大。换句话说，齿放大部5的内表面比齿中央部8的内表面在径向上位于外侧。

在齿3与外侧铁芯部13D沿径向并列的状态下，齿圆弧部4的一方的齿放大部5与外侧铁芯部13D的一方的切口13a对置，齿圆弧部4的另一方的齿放大部5与外侧铁芯部13D的另一方的切口13a对置。

转子10的外侧铁芯部13D在径向的外端部具有转子圆弧部14和一对转子放大部15。转子圆弧部14的与齿3对置的外周面形成圆弧状。各转子放大部15位于切口13a与凹部12之间。各转子放大部15与齿圆弧部4的距离构成为比转子圆弧部14与齿圆弧部4的距离大。在本实施方式中，转子放大部15的外表面随着朝向圆周方向的外方，距离齿圆弧部4的距离变大。换句话说，转子放大部15的外表面比转子圆弧部14的外表面在径向上位于靠内侧。

如上所述，在转子铁芯13中，在相邻的永磁铁11(磁极)之间，形成有凹部12，所以能够防止相邻的永磁铁11间的磁场磁通的短路。在转子10的外侧铁芯部13D，在与永磁铁11的宽度方向两端部对应的端部13D1，形成有一对切口13a。在外侧铁芯部13D，位于一对切口13a之间的中央部13D2构成为实心。由此，能够进一步防止磁场磁通的短路，并且能够实现磁通分布的圆滑化，能够实现电枢反作用的降低。其结果能够提高电动机100的效率。

另外，在转子10的外侧铁芯部13D形成有一对切口13a，位于一对切口13a之间的中央部13D2形成为实心。因此，在转子铁芯13的制造时不需要大量的精密刀具，就能够容易地维持转子铁芯13的成形性。

另外，齿圆弧部4具有齿中央部8和位于齿中央部8的圆周方向的两端的一对齿放大部5，各齿放大部5与外侧铁芯13D部的距离构成为比齿中央部8与外侧铁芯部13D的距离大。在齿3与外侧铁芯部13D沿径向并列的状态下，齿圆弧部4的一方的齿放大部5与外侧铁芯部13D的一方的切口13a对置，齿圆弧部4的另一方的齿放大部5与外侧铁芯部13D的另一方的切口13a对置。

由此，能够防止磁场磁通集中在齿圆弧部4的圆周方向的端部，所以能够实现磁通分布的圆滑化，能够将转矩变动抑制得较低。即，仅在凹部12与切口13a的组合中，存在因磁场磁通集中于齿圆弧部4的圆周方向的端部，磁通分布难以变得圆滑，转矩变动变大的可能性，但能够防止这些情况。

另外，外侧铁芯部13D在径向的外端部具有转子圆弧部14和位于转子圆弧部14的圆周方向的两端的一对转子放大部15，各转子放大部15位于切口13a与凹部12之间，各转子放大部15与齿圆弧部4的距离比转子圆弧部14与齿圆弧部4的距离大。因此，能够进一步实现磁通分布的圆滑化，能够将转矩变动抑制得较低。

图3是表示本实施方式的电动机100的转矩波形与以往的结构(没有形成切口13a、凹部12等)的永磁铁式旋转电动机的转矩波形的比较的图。图3中，表示预定的运转条件(转速、轴输出)的转矩变动，横轴表示时间，纵轴表示转矩。图3中，实线101表示本实施方式的电动机100的转矩波形，虚线102表示以往的结构的电动机的转矩波形。

如图3所示，就本实施方式的电动机100的转矩波形而言，转矩变动的振幅变小，且波形的变形变小。因此，根据本实施方式的电动机100，能够降低因转矩变动而产生的振动、噪音。

图4表示具备电动机100的压缩机200的剖视图。

压缩机200具备兼用作压力容器的筒状的壳体203、电动机100、驱动轴202、压缩机构部201。

定子1被支撑于壳体203。在转子10安装有驱动轴202。驱动轴202被可旋转地支撑于壳体203。压缩机构部201是涡盘式压缩机构部。压缩机200中，转子10的旋转经由驱动轴202而传递至压缩机构部201，在压缩机构部201内气体被压缩，压缩气体被排出至壳体203外。

这样，电动机100的转矩经由驱动轴202而直接传递至压缩机构部201，因此电动机100的转矩变动成为压缩机200整体振动以及噪音的原因。然而，压缩机200具备降低本实施方式的转矩变动的电动机100，通过由电动机100驱动压缩机构部201，在压缩机200中，能够使效率提高，降低振动以及噪音。

此外，本发明并不限定于上述的实施例。本领域技术人员能够在本发明的范围内进行多种追加、改变。

例如，在上述的实施方式中，电动机100为6极、9插槽，但磁极的数量以及插槽数并不限定于此。另外，构成为，齿放大部5的内表面随着朝向圆周方向的外方，到外侧铁芯部13D的距离变大。然而，各齿放大部5与外侧铁芯部13D的距离只要构成为比齿中央部8与外侧铁芯部13D的距离大即可，齿放大部5的内表面也可以沿圆周方向与外侧铁芯部13D的距离一定。

同样地，转子放大部15的外表面构成为随着朝向圆周方向的外方而到齿圆弧部4的距离变大。然而，各转子放大部15与齿圆弧部4的距离只要构成为比转子圆弧部14与齿圆弧部4的距离大即可，转子放大部15的外表面也可以沿圆周方向与齿圆弧部4的距离一定。

符号的说明

1定子，3齿，4齿圆弧部，5齿放大部，6磁轭，7齿基部，8齿中央部，10转子，12凹部，11永磁铁，13转子铁芯，13a切口，13c磁铁插入孔，13D外侧铁芯部，13D1端部，13D2中央部，14转子圆弧部，15转子放大部，100永磁铁式旋转电动机，200压缩机，201压缩机构部。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种永磁铁式旋转电动机，其特征在于，具备：

定子，具有磁轭和从所述磁轭朝向其径向的内方延伸并卷绕有电枢绕线的多个齿；以及

转子，具备在外周表面附近形成有多个磁铁插入孔的转子铁芯和插入多个所述磁铁插入孔的多个板状的永磁铁，

所述转子铁芯具有位于各磁铁插入孔的外径侧的外侧铁芯部，

在所述转子铁芯中，在相邻的所述磁铁插入孔间形成有凹部，

所述外侧铁芯部具有位于所述永磁铁的宽度方向的两端部的外径侧的端部和位于所述端部间的中央部，

在各端部仅形成有一个切口，中央部构成为实心，

所述切口相对于所述永磁铁垂直地延伸。

2.(修改后)一种永磁铁式旋转电动机，其特征在于，具备：

定子，具有磁轭和从所述磁轭朝向其径向的内方延伸并卷绕有电枢绕线的多个齿；以及

转子，具备在外周表面附近形成有多个磁铁插入孔的转子铁芯和插入多个所述磁铁插入孔的多个板状的永磁铁，

所述转子铁芯具有位于各磁铁插入孔的外径侧的外侧铁芯部，

在所述转子铁芯中，在相邻的所述磁铁插入孔间形成有凹部，

所述外侧铁芯部具有位于所述永磁铁的宽方向的两端部的外径侧的端部和位于所述端部间的中央部，

在各端部仅形成有一个切口，中央部构成为实心，

各齿具有从所述磁轭朝向其径向的内方延伸的齿基部和设置在所述齿基部的前端侧并沿圆周方向延伸的齿圆弧部，

所述齿圆弧部具有齿中央部和位于所述齿中央部的所述圆周方向的两端的一对齿放大部，

各齿放大部与所述外侧铁芯部的距离比所述齿中央部与所述外侧铁芯部的距离大地构成，

构成为在所述齿与所述外侧铁芯部沿径向并列的状态下，所述齿圆弧部的一方的所述齿放大部与所述外侧铁芯部的一方的所述切口对置，所述齿圆弧部的另一方的所述齿放大部与所述外侧铁芯部的另一方的所述切口对置。

3.(修改后)根据权利要求2所述的永磁铁式旋转电动机，其特征在于，

所述外侧铁芯部在径向的外端部具有转子圆弧部和位于所述转子圆弧部的所述圆周方向的两端的一对转子放大部，

各转子放大部位于所述切口与所述凹部之间，各转子放大部与所述齿圆弧部的距离比所述转子圆弧部与所述齿圆弧部的距离大地构成。

4.(修改后)一种压缩机，其特征在于，具备：

权利要求1或2所记载的永磁铁式旋转电动机；以及

被所述永磁铁式旋转电动机驱动的压缩机构部。

Claims (4)

1.一种永磁铁式旋转电动机，其特征在于，具备：

定子，具有磁轭和从所述磁轭朝向其径向的内方延伸并卷绕有电枢绕线的多个齿；以及

转子，具备在外周表面附近形成有多个磁铁插入孔的转子铁芯和插入多个所述磁铁插入孔的多个板状的永磁铁，

所述转子铁芯具有位于各磁铁插入孔的外径侧的外侧铁芯部，

在所述转子铁芯中，在相邻的所述磁铁插入孔间形成有凹部，

所述外侧铁芯部具有位于所述永磁铁的宽度方向的两端部的外径侧的端部和位于所述端部间的中央部，

在各端部仅形成有一个切口，中央部构成为实心。

2.根据权利要求1所述的永磁铁式旋转电动机，其特征在于，

各齿具有从所述磁轭朝向其径向的内方延伸的齿基部和设置在所述齿基部的前端侧并沿圆周方向延伸的齿圆弧部，

所述齿圆弧部具有齿中央部和位于所述齿中央部的所述圆周方向的两端的一对齿放大部，

各齿放大部与所述外侧铁芯部的距离比所述齿中央部与所述外侧铁芯部的距离大地构成，

构成为在所述齿与所述外侧铁芯部沿径向并列的状态下，所述齿圆弧部的一方的所述齿放大部与所述外侧铁芯部的一方的所述切口对置，所述齿圆弧部的另一方的所述齿放大部与所述外侧铁芯部的另一方的所述切口对置。

3.根据权利要求1所述的永磁铁式旋转电动机，其特征在于，

所述外侧铁芯部在径向的外端部具有转子圆弧部和位于所述转子圆弧部的所述圆周方向的两端的一对转子放大部，

各转子放大部位于所述切口与所述凹部之间，各转子放大部与所述齿圆弧部的距离比所述转子圆弧部与所述齿圆弧部的距离大地构成。

4.一种压缩机，其特征在于，具备：

权利要求1～3中任一项所记载的永磁铁式旋转电动机；以及

被所述永磁铁式旋转电动机驱动的压缩机构部。