CN108781008A - 转子、电动机、压缩机及制冷空调机 - Google Patents

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Abstract

转子(3)具备转子铁芯(4)和插入形成于转子铁芯(4)的磁铁插入孔(6)的磁铁(5)。磁铁插入孔(6)与转子铁芯(4)的旋转轴(C)平行地延伸，在沿着旋转轴(C)观察的情况下，磁铁插入孔(6)为具有朝向旋转轴(C)凸出的中央部分的圆弧形状。磁铁插入孔(6)的圆弧形状形成为具有第一圆弧面(61)和与第一圆弧面(61)中心相同且半径比第一圆弧面(61)的半径大的第二圆弧面(62)。第二圆弧面(62)具有朝向第一圆弧面(61)突出的两个突部(7)。磁铁(5)插入两个突部(7)之间并与两个突部(7)抵接。

Description

转子、电动机、压缩机及制冷空调机
技术领域
本发明涉及转子、电动机、压缩机以及制冷空调机。
背景技术
在电动机中存在埋入磁铁型电动机，该埋入磁铁型电动机使用在形成于转子铁芯的磁铁插入孔中插入有板状的磁铁的转子。在专利文献1中，磁铁插入孔以及插入其中的磁铁形成为以随着朝向端部而接近转子的外周面的方式翘曲的形状。
在埋入磁铁型电动机中，磁铁因来自定子的退磁场而退磁，从而转子的磁力下降，除了导致效率恶化以外，还可能因电动机特性变化而导致控制性恶化。因此，为了抑制磁铁因来自定子的退磁场而退磁，有时在磁铁的两端部在磁铁与磁铁插入孔之间设置空隙。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-136011号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，由于在磁铁的端部设置空隙，磁铁有可能在磁铁插入孔的内部移动。由于磁铁在磁铁插入孔的内部移动，有时转子铁芯与磁铁接触，磁铁破损。另外，由于磁铁在磁铁插入孔的内部移动，在磁铁的端部空隙的大小不足，存在电动机的效率因来自定子的退磁场所引起的退磁而恶化的情况。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于得到一种转子，能够通过抑制磁铁在磁铁插入孔的内部的移动来实现可靠性以及效率的提高。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现目的，本发明的转子具备转子铁芯和磁铁，所述磁铁插入到形成于转子铁芯的磁铁插入孔中。磁铁插入孔与转子铁芯的旋转轴平行地延伸，在与旋转轴垂直的截面中，所述磁铁插入孔具有朝向旋转轴凸出的中央部分的圆弧形状。磁铁插入孔的圆弧形状形成为具有第一圆弧面和第二圆弧面，所述第二圆弧面与第一圆弧面中心相同并且半径比第一圆弧面的半径大。第二圆弧面具有朝向第一圆弧面突出的两个突部。磁铁插入两个突部之间并与两个突部抵接。
发明效果
本发明的转子通过抑制磁铁在磁铁插入孔的内部的移动，起到能够实现可靠性及效率的提高的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的电动机的概略结构的立体图。
图2是以与旋转轴垂直的截面观察实施方式1的电动机的图。
图3是放大了图2所示的A部分的局部放大图。
图4是使用了实施方式1的电动机的压缩机的截面图。
图5是使用实施方式1的压缩机而构成的制冷空调机的结构图。
图6是以与旋转轴垂直的截面观察实施方式2的电动机的图。
图7是放大了图6所示的G部分的局部放大图。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本发明的实施方式的转子、电动机、压缩机以及制冷空调机。另外，本发明并不限定于该实施方式。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的电动机的概略结构的立体图。电动机51具备筒状形状的定子1和设置于定子1的内侧的圆柱形状或圆筒形状的转子3。定子1和转子3配置成使彼此的旋转轴C一致，转子3以旋转轴C为中心旋转。
图2是以与旋转轴C垂直的截面观察实施方式1的电动机51的图。定子1构成为对朝向内侧突出的多个齿1a卷绕绕组8。转子3在与定子1之间设置间隙地配置。
转子3具备转子铁芯4和磁铁5。转子铁芯4形成为将多个电磁钢板在沿着旋转轴C的方向上层叠。转子铁芯4为圆筒形状或圆柱形状，构成转子3的外轮廓。在转子铁芯4上形成有在沿着旋转轴C的方向上延伸的磁铁插入孔6。在磁铁插入孔6中插入并嵌入作为永久磁铁的磁铁5。磁铁5是以钕及镝为主要成分的稀土类磁铁。通过使用稀土类磁铁而具有高的剩余磁通密度和矫顽力，因此通过使用稀土类磁铁，能够构成高效率和退磁耐力优异的永久磁铁埋入型电动机。
在转子铁芯4上形成有与电动机51的极数相同数量的磁铁插入孔6，在本实施方式1中形成有6个磁铁插入孔6。磁铁插入孔6形成为与旋转轴C平行地延伸，贯通转子铁芯4。
图3是放大了图2所示的A部分的局部放大图。磁铁插入孔6在与旋转轴C垂直的截面中为圆弧形状，该圆弧形状具有朝向旋转轴C凸出的中央部。该圆弧形状形成为具有第一圆弧面61和第二圆弧面62，该第一圆弧面61和第二圆弧面62以相同的中心点D为中心。第二圆弧面62的半径大于第一圆弧面61的半径。
另外，第一圆弧面61的端部与第二圆弧面62的端部通过与转子铁芯4的外周面平行的连结面63连结。转子铁芯4的外周面与连结面63之间的距离、即作为转子铁芯4的外周面与磁铁插入孔6的间隔的外周桥宽度B在磁铁插入孔6的两端相等。另外，在通过冲压加工制造构成转子铁芯4的电磁钢板的情况下，外周桥宽度B需要为构成转子铁芯4的电磁钢板的板厚以上。在与旋转轴C垂直的截面中，若将连结磁铁插入孔6的第一圆弧面61的中点和第二圆弧面62的中点的线作为假想线E，则磁铁插入孔6成为关于假想线E对称的形状。
在第二圆弧面62，形成有朝向第一圆弧面61突出的两个突部7。在两个突部7上分别形成有与磁铁5抵接的突部侧抵接面7a。突部侧抵接面7a为平面。形成于两个突部7的突部侧抵接面7a彼此相互平行。另外，突部侧抵接面7a彼此形成为关于假想线E对称。
与磁铁插入孔6相同地，插入磁铁插入孔6的磁铁5在与旋转轴C垂直的截面中为圆弧形状，与第一圆弧面61以及第二圆弧面62抵接。另外，磁铁5插入两个突部7彼此之间。
在磁铁5的两端形成有与突部侧抵接面7a抵接的磁铁侧抵接面5a。磁铁侧抵接面5a为平面。因此，突部侧抵接面7a与磁铁侧抵接面5a的抵接成为平面之间的抵接。在插入磁铁插入孔6的状态下，磁铁5为关于假想线E对称的形状，磁铁侧抵接面5a彼此也关于假想线E对称。因此，转子3的磁极中心线与假想线E一致。另外，磁极中心线是从旋转轴C延伸并通过磁铁5的极的中心的线。
另外，在磁铁5插入磁铁插入孔6的状态下，在磁铁插入孔6的连结面63与磁铁5之间形成有空隙。连结面63与磁铁5的距离、即空隙的宽度F在磁铁5的两端相等。
根据以上说明的电动机，形成于磁铁5的磁铁侧抵接面5a与形成于转子铁芯4的突部侧抵接面7a抵接，因此能够抑制在转子3旋转时磁铁5在磁铁插入孔6的内部的移动。由此，能够抑制磁铁5的破损，实现电动机51的可靠性的提高。另外，能够抑制因空隙的宽度F的缩小而导致的电动机51的效率的恶化。
另外，如果是本实施方式1的磁铁侧抵接面5a那样彼此平行的平面，则容易准确地测算出以任意一个面为基准面到另一个面的距离。与此相对，难以准确地测量不是平面的面彼此的距离或不平行的面彼此的距离。因此，在形成于磁铁5的磁铁侧抵接面5a彼此为平面且平行的转子3中，在磁铁5的制造工序中，容易实现磁铁侧抵接面5a彼此的距离的精度提高。由此，能够更可靠地抑制磁铁5在磁铁插入孔6内的晃动。
另外，由于突部侧抵接面7a与磁铁侧抵接面5a的抵接是平面之间的抵接，因此与使曲面抵接的情况相比，容易高精度地抵接，容易防止突部侧抵接面7a与磁铁侧抵接面5a点接触或线接触而抵接面积变少。因此，能够充分确保突部侧抵接面7a与磁铁侧抵接面5a抵接的面积，并且能够更可靠地抑制磁铁5在磁铁插入孔6内的晃动。
另外，在突部7形成于第一圆弧面61的情况下，在转子3旋转时从磁铁5施加于突部7的力集中并施加于转子铁芯4的外周面与连结面63之间的部分。在此，转子铁芯4的外周面与连结面63之间的部分的宽度、即外周桥宽度B为了提高电动机51的效率而尽量减小。因此，在突部7形成于第一圆弧面61的情况下，由于施加于突部7的力，有可能在转子铁芯4的外周面与连结面63之间的部分产生破损。但是，在本实施方式1的电动机51中，由于在第二圆弧面62形成有突部7，因此在转子铁芯4的外周面与连结面63之间的部分不易产生破损。
另外，突部7的形状不限于图2、3所示的形状，在与旋转轴C垂直的截面中，可以是四边形，也可以是其他形状。
接着，对使用电动机51的压缩机进行说明。图4是使用了实施方式1的电动机51的压缩机的截面图。压缩机200的密闭容器16是对钢板进行拉深加工而形成为圆筒形状的容器。在密闭容器16中设置有电动机51和压缩部60，在密闭容器16的底部贮存有对压缩部60的滑动部进行润滑的冷冻机油。压缩部60使用涡旋式、旋转式或往复式等的机构。
定子1通过热装、冷装或压入而保持于密闭容器16的内周部。来自固定于密闭容器16的玻璃端子14的电力被供给到卷绕于定子1的绕组8。
转子3的从转子3延伸的轴部3a保持于作为轴承部的上部框架66及下部框架65，成为旋转自如的状态。
压缩部60具有：设置成上下层叠状态的缸体72、插入有轴部3a的活塞73、插入有轴部3a且封闭缸体72的轴向端面的上下一对的上部框架66及下部框架65、安装于上部框架66的上部排出消音器71、安装于下部框架65的下部排出消音器64、将缸体72的内部划分为吸入侧和压缩侧的未图示的叶片。
说明压缩机200的动作。从储液器12供给的制冷剂气体从固定于密闭容器16的吸入管13被吸入到缸体72内。通过逆变器的通电转子3旋转，从而与轴部3a嵌合的活塞73在缸体72内旋转，在缸体72内进行制冷剂的压缩。被压缩的高温的制冷剂在经过上部排出消音器71以及下部排出消音器64之后，通过定子1和转子3的间隙、或者形成于转子3的未图示的风孔并在密闭容器16内上升，通过设置于密闭容器16的排出管15向制冷循环的高压侧供给。
接下来，对使用电动机51的制冷空调机进行说明。图5是使用实施方式1中的压缩机200构成的制冷空调机的结构图。制冷空调机300由以下部分构成：具备电动机51的压缩机200；四通阀35；冷凝器32，其使在压缩机200中被压缩的高温高压的制冷剂气体的热与空气进行热交换并冷凝而成为液体制冷剂；膨胀器33，其使液体制冷剂膨胀而成为低温低压的液体制冷剂；蒸发器34，其使低温低压的液体制冷剂吸热而成为低温低压的气体制冷剂；控制部36，其对压缩机200、膨胀器33以及四通阀35进行控制。压缩机200、四通阀35、冷凝器32、膨胀器33及蒸发器34分别由制冷剂配管31连接而构成制冷循环。通过使用压缩机200，能够提供高效率且高输出的制冷空调机300。
实施方式2.
图6是以与旋转轴垂直的截面观察实施方式2的电动机151的图。图7是放大了图6所示的G部分的局部放大图。此外，对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记并省略详细的说明。
在本实施方式2的电动机151中，形成于磁铁插入孔6的第二圆弧面62的突部107的形状、特别是突部侧抵接面107a的形状与实施方式1不同。具体而言，突部侧抵接面107a彼此随着从第二圆弧面62离开而相互之间的距离变近。换言之，突部侧抵接面107a形成为朝向假想线E延伸，也可换言之，突起侧抵接面107a形成为朝向磁极中心线延伸。
在插入磁铁插入孔6的磁铁105形成有与突部侧抵接面107a抵接的磁铁侧抵接面105a。磁铁侧抵接面105a彼此在插入磁铁插入孔6的状态下，随着从第二圆弧面62离开而相互之间的距离变近。
在实施方式2的电动机151中，由于突部侧抵接面107a与磁铁侧抵接面105a抵接，因此与实施方式1相同，能够抑制磁铁105在磁铁插入孔6的内部的移动。
另外，如图7所示，由于突部侧抵接面107a从转子铁芯4的外周侧与磁铁105抵接，因此能够由突部侧抵接面107a承受转子3旋转时在磁铁105产生的离心力。因此，在转子3旋转时能够更可靠地抑制磁铁105在磁铁插入孔6内的移动。
另外，由于在转子3旋转时由突部侧抵接面107a承受在磁铁105产生的离心力，所以要求突部107具有一定程度的强度。因此，突部107优选使根部的宽度H、即突部107与第二圆弧面62的在边界部分的宽度H比外周桥宽度B大，确保突部107的强度。
突部107的形状不限于图6、7所示的形状，在与旋转轴C垂直的截面中可以是三角形形状，也可以是其他形状。另外，突部侧抵接面107a和磁铁侧抵接面105a可以都为平面，也可以都为曲面。另外，通过都设为平面，容易防止突部侧抵接面107a与磁铁侧抵接面105a点接触或线接触而抵接面积变少。
另外，也可以将本实施方式2的电动机151用于图4及图5所示的压缩机及制冷空调机。
以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一例，也能够与其他公知的技术组合，在不脱离本发明的主旨的范围内，也能够省略、变更结构的一部分。
附图标记说明
1定子、1a齿、3转子、3a轴部、4转子铁芯、5、105磁铁、5a、105a磁铁侧抵接面、6磁铁插入孔、7、107突部、7a、107a突部侧抵接面、8绕组、51、151电动机、61第一圆弧面、62第二圆弧面、63连结面。

Claims (8)

1.一种转子，其中，
具有：
转子铁芯；以及
磁铁，所述磁铁插入到形成于所述转子铁芯的磁铁插入孔中，
所述磁铁插入孔与所述转子铁芯的旋转轴平行地延伸，在与所述旋转轴垂直的截面中，所述磁铁插入孔为具有朝向所述旋转轴凸出的中央部分的圆弧形状，
所述磁铁插入孔的圆弧形状形成为具有第一圆弧面和第二圆弧面，所述第二圆弧面与所述第一圆弧面中心相同并且半径比所述第一圆弧面的半径大，
所述第二圆弧面具有朝向所述第一圆弧面突出的两个突部，
所述磁铁插入所述两个突部之间并与所述两个突部抵接。
2.根据权利要求1所述的转子，其中，
在所述突部的每一个上分别形成有突部侧抵接面，所述突部侧抵接面为平面且相互平行地与所述磁铁抵接，
在所述磁铁上形成有磁铁侧抵接面，所述磁铁侧抵接面为平面且与所述突部侧抵接面抵接。
3.根据权利要求1所述的转子，其中，
在所述突部的每一个上分别形成有与所述磁铁抵接的突部侧抵接面，
在所述磁铁上形成有与所述突部侧抵接面抵接的磁铁侧抵接面，
所述突部侧抵接面随着从所述第一圆弧面离开而彼此的距离接近。
4.根据权利要求3所述的转子，其中，
所述突部侧抵接面及所述磁铁侧抵接面为平面。
5.根据权利要求3所述的转子，其中，
在与所述旋转轴垂直的截面中，所述突部的宽度比所述转子的外周面与所述磁铁插入孔的间隔大。
6.一种电动机，其中，
具有：
筒状形状的定子；以及
能够旋转地设置于所述定子的内侧的权利要求1所述的转子。
7.一种压缩机，其中，
具备权利要求6所述的电动机。
8.一种制冷空调机，其中，
具备权利要求7所述的压缩机。
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