CN109075681A - 电动机及空气调节机 - Google Patents

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Abstract

电动机(100)具备环状的定子(40)及交替极型的转子(20)，所述交替极型的转子具有配置在定子(40)的内侧的环状的转子铁芯、和配置在转子铁芯的内部并沿转子铁芯的周向排列的多个永久磁铁，定子(40)由不饱和聚酯树脂覆盖。由此，电动机(100)能够实现低成本化、低振动化及低噪音化，与全部的磁极均由永久磁铁(11)形成的情况相比，能够降低永久磁铁(11)的使用量和加工费。

Description

电动机及空气调节机
技术领域
本发明涉及具备交替极型的转子的电动机以及具备电动机的空气调节机。
背景技术
以往，为了提高空气调节机的节能性，作为搭载于空气调节机的压缩机的电动机的永久磁铁，通常使用钕烧结磁铁那样的能量密度高的稀土类磁铁。另外，作为空气调节机的风扇用，开发出了使用钕烧结磁铁的电动机。由于这样的永久磁铁含有贵重的稀土元素，所以造价较高。因此，想要减少永久磁铁的使用量及加工费并降低成本的要求强烈。
永久磁铁通常是通过对块状的块进行切削而加工成指定的形状。因此，在电动机中使用的永久磁铁的个数越多，则加工费越会增加。作为削减在电动机中使用的永久磁铁的个数的方法，有利用所谓的交替极来构成转子的方法。
在专利文献1公开的交替极型的转子中，基于永久磁铁的磁铁磁极和与永久磁铁无关地形成于芯材的突极沿周向交替地排列。因此，磁铁磁极的个数和突极的个数均为极数的一半的个数。另外，转子的极数中的一半的个数的磁铁磁极具有相同的极性，极数的一半的个数的突极具有与磁铁磁极不同的极性。这样，在交替极型的转子中，永久磁铁的个数为通常的一半的个数。
然而，特别是在转子铁芯设置有多个磁铁插入孔且在多个磁铁插入孔中的每一个分别插入永久磁铁的类型的交替极型的转子中，磁铁磁极与突极的电感不同，由于该电感的不平衡，存在振动及噪音变大的课题。
针对该课题，在专利文献1中，在交替极型的转子中，通过对分别形成于多个磁铁插入孔中的每一个的磁通屏障的形状进行设计，从而改善电感的非对称性，谋求振动及噪音的降低。磁通屏障为形成于磁铁插入孔的周向的两端的空隙，是在将永久磁铁配置于磁铁插入孔的状态下形成的。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-244783号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1公开的技术中，无法完全地消除电感的非对称性，与在全部的磁极均插入磁铁的没有电感的非对称性的转子相比，振动激振力会明显地增大。另外，由于分割型的定子铁芯与非分割型的定子铁芯相比，铁芯的刚性较弱，因此，如专利文献1的定子铁芯那样，保持于薄壁的密闭容器的结构对于振动激振力的降低而言并不充分。此外，上述分割铁芯包括如下结构：将具有多个磁轭和从该磁轭突出的齿的多个分割铁芯部排列成使多个分割铁芯部中的每一个分别与多个分割铁芯部中的其他相邻的一个相接，从而形成为环状。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于得到能够实现低成本化、低振动化及低噪音化的电动机。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题并实现目的，本发明的电动机具备环状的定子及交替极型的转子，所述交替极型的转子具有配置在定子的内侧的环状的转子铁芯、和配置在转子铁芯的内部并沿转子铁芯的周向排列的多个永久磁铁，定子由不饱和聚酯树脂覆盖。
发明效果
本发明的电动机可以发挥能够实现低成本化、低振动化及低噪音化的效果。
附图说明
图1是本发明的实施方式的电动机的侧视剖视图。
图2是图1所示的模制定子的侧视剖视图。
图3是表示在图2所示的模制定子插入有转子的状态的侧视剖视图。
图4是图1所示的托架的侧视剖视图。
图5是由多个分割铁芯部构成并展开成带状的定子铁芯的结构图。
图6是表示将图5所示的展开后的定子铁芯弯折并构成为环状的状态的图。
图7是图1所示的施加模制树脂之前的定子铁芯和转子的VII-VII剖视图。
图8是图7所示的转子的放大图。
图9是图8所示的转子的局部放大图。
图10是用于说明图7所示的转子的磁极的剖视图。
图11是表示针对本发明的实施方式的转子的第一比较例的图。
图12是具有第一比较例的转子的电动机的局部放大图。
图13是表示针对本发明的实施方式的转子的第二比较例的转子的结构的局部放大图。
图14是表示本实施方式的空气调节机的结构的一例的图。
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电动机及空气调节机。此外，本发明并不由该实施方式限定。
实施方式.
图1是本发明的实施方式的电动机的侧视剖视图。图1所示的电动机100具备模制定子10、转子20、以及安装于模制定子10的轴向一端部的金属制的托架30。电动机100例如为在转子20具有永久磁铁且由逆变器进行驱动的无刷DC电机。转子20为内部磁铁型且为交替极型。
模制定子10具备定子40和覆盖定子40的模制树脂50，模制定子10的轴向与转子20的轴23的轴向一致。此外，对详细内容依次进行说明，在图1中，作为定子40的构成要素，示出了：定子铁芯41、卷绕于定子铁芯41的线圈42、设置于定子铁芯41的绝缘部43、设置于绝缘部43的中性点端子44b、安装于绝缘部43的基板45、组装于基板45的导线引出部件46、从导线引出部件46引出的导线47、安装在基板45上的IC(Integrated Circuit：集成电路)49a、以及安装在基板45的转子20侧的面上的霍尔IC49b。
转子20具备：轴组装体27；树脂部24，所述树脂部24使转子20主体与轴组装体27成为一体；负载侧滚动轴承21a，所述负载侧滚动轴承21a安装于轴23，并由模制定子10的轴承支承部7支承；以及负载相反侧滚动轴承21b，所述负载相反侧滚动轴承21b安装于轴23，并由托架30支承。负载侧为电动机100的纸面左侧。负载相反侧为电动机100的纸面右侧。
轴组装体27例如具备由一对绝缘套筒26-1、26-2构成的绝缘套筒26，在负载相反侧滚动轴承21b与轴23之间配置绝缘套筒26。
图2是图1所示的模制定子的侧视剖视图。在图2中，对与图1相同的构成要素标注相同的附图标记。在模制定子10，在模制定子10的轴向一端部形成有开口部10b，转子20插入于该开口部10b。轴向一端部为模制定子10的纸面右侧的端部。在模制定子10的轴向另一端部开设有比图1所示的转子20的轴组装体27的直径大的孔11a。轴向另一端部为模制定子10的纸面左侧的端部。关于模制定子10的其他结构在后文叙述。
图3是表示在图2所示的模制定子插入有转子的状态的侧视剖视图。在图3中，对与图1相同的构成要素标注相同的附图标记。将从图2所示的模制定子10的开口部10b插入的转子20配置成使轴组装体27的负载侧贯通图2所示的孔11a并引出到模制定子10的外部。此时，安装于轴23的负载侧滚动轴承21a被压入至与模制定子10的轴承支承部7抵接，并由轴承支承部7支承。轴承支承部7是模制定子10的轴向端部，且设置在开口部10b的相反侧。
在轴组装体27的负载相反侧安装有负载相反侧滚动轴承21b。负载相反侧滚动轴承21b的安装通常是通过压入而进行的。此外，详细内容在后文叙述，在负载相反侧滚动轴承21b与轴23的负载相反侧之间设置有绝缘套筒26，所述绝缘套筒26是与轴23一体成形而形成的。在构成绝缘套筒26的绝缘套筒26-1与绝缘套筒26-2之间设置有空穴28。
图4是图1所示的托架的侧视剖视图。托架30封堵模制定子10的开口部10b，并对负载相反侧滚动轴承21b进行支承，托架30被压入到模制定子10。托架30具备轴承支承部30a和与轴承支承部30a一体形成的压入部30b。轴承支承部30a支承负载相反侧滚动轴承21b。压入部30b为环形状，其截面为コ字状。
托架30向模制定子10的安装是通过将压入部30b压入到模制定子10的内周部10a的开口部10b侧而进行的。压入部30b的外径比模制定子10的内周部10a的内径大与压入余量相应的量。托架30为具有导电性的金属制，例如由镀锌钢板形成。但是，托架30也可以由镀锌钢板以外的材料形成。作为托架30的材料，可以例示铝合金、奥氏体系不锈钢合金、铜合金、铸铁、钢或铁合金。
以下说明模制定子10的结构。图2所示的模制定子10具备定子40和模制成形用的模制树脂50。作为模制树脂50，使用不饱和聚酯树脂。特别是，优选将在不饱和聚酯树脂中加入了各种添加剂的块粘土状的热固化性树脂(Bulk Molding Compound：BMC)用于电动机。例如，对于聚对苯二甲酸丁二醇酯(PolyButylene Terephthalate：PBT)、聚苯硫醚(Poly Phenylene Sulfide：PPS)这样的热塑性树脂而言，由于能够回收利用成形时的流道，所以也具有优异的一面。
然而，由于不饱和聚酯树脂及BMC的线膨胀系数接近于定子铁芯41、负载侧滚动轴承21a及负载相反侧滚动轴承21b这样的铁系材料的线膨胀系数，热收缩率为热塑性树脂的1/10以下，因此，在尺寸精度方面表现优异。
另外，与利用铁及铝这样的金属来形成电动机100的外廓的情况相比，在利用不饱和聚酯树脂及BMC形成电动机100的外廓的情况下，散热性优异。另外，在利用金属形成电动机100的外廓的情况下，由于绝缘性的问题，会使得形成电动机100的外廓的金属从线圈42和基板45分离。相对于此，由于不饱和聚酯树脂及BMC为绝缘物，因此，即使覆盖线圈42和基板45，也没有绝缘性的问题，由于导热率也较高，所以散热性优异，能够对电动机100的高输出化作出贡献。
负载侧滚动轴承21a由轴承支承部7支承，所述轴承支承部7由模制树脂50形成，负载相反侧滚动轴承21b及托架30由内周部10a支承，所述内周部10a由模制树脂50形成。因此，在模制树脂50的尺寸精度较差的情况下，转子20的轴心与定子40的轴心偏离而成为产生振动及噪音的主要原因。然而，通过使用热收缩率小的不饱和聚酯树脂及BMC，容易确保模制成形后的尺寸精度。
另外，在使用线膨胀系数大的树脂的情况下，在电动机100成为高温时，轴承的晃动有时会成为问题。由于不饱和聚酯树脂及BMC的线膨胀系数接近于定子铁芯41、负载侧滚动轴承21a及负载相反侧滚动轴承21b这样的铁系材料的线膨胀系数，因此，不论电动机100的温度如何，都能够抑制转子20的轴心与定子40的轴心的偏离。
另外，由于不饱和聚酯树脂及BMC在固化时会对定子40进行限制，因此，能够抑制与电动机100的激振力相伴的定子40的变形，还能够抑制振动及噪音。
图5是由多个分割铁芯部构成并展开成带状的定子铁芯的结构图。图5所示的定子铁芯41A是利用多个分割铁芯部400来构成图1所示的定子铁芯的结构。定子铁芯41A为如下结构：将多个分割铁芯部400排列成使多个分割铁芯部400中的每一个分别与多个分割铁芯部400中的其他相邻的一个相接，所述多个分割铁芯部400分别具有背轭401和从背轭401突出的齿402。在相邻的背轭401之间设置有将背轭401彼此连结的薄壁部403。
图6是表示将图5所示的展开后的定子铁芯弯折并构成为环状的状态的图。图6所示的环状的定子铁芯41A为如下结构：在对图5所示的多个齿402中的每一个分别施加了图1的线圈42之后，将带状的分割铁芯部400组在薄壁部403处弯折而形成为环状。
对于如图5及图6那样由多个分割铁芯部400构成的定子铁芯41A而言，由于能够在展开成带状的状态下卷绕线圈42，因此，能够实现线圈42的高密度化，这对高效率化是有效的。然而，由于分割铁芯部400通过薄壁部403连结，因此，形成为环状时的定子铁芯41A的刚性弱，在为如交替极型的电动机100那样激振力较大的结构的情况下，利用不饱和聚酯树脂对定子铁芯41A进行模制、即利用不饱和聚酯树脂覆盖定子铁芯41A是有效的。
此外，由多个分割铁芯部400构成的定子铁芯41A除了如图5那样使相邻的背轭401彼此通过薄壁部403连结的构造以外，既可以是在背轭401的端部形成凹凸状的凸起部(日文：ダボ)并将凸起部相互连结的构造，也可以是将相互分离的多个背轭401彼此通过焊接或嵌合进行固定的构造。通过利用不饱和聚酯树脂来覆盖像这样构成的定子铁芯，从而能够降低振动及噪音。
优选的是，像这样利用不饱和聚酯树脂将定子铁芯完全覆盖，但在如图2所示那样将从定子铁芯41的外周部41-1至不饱和聚酯树脂的外周部10-1的厚度设为A、将从定子铁芯41的内周部41-2至不饱和聚酯树脂的内周部10-2的厚度设为B时，优选的是，模制定子10构成为满足A>B的关系。
如果使厚度B过大，则必须减小转子20的直径，定子铁芯41与转子20之间的磁性的间隙变大，电动机特性变差。因此，在本实施方式的模制定子10中，通过使厚度A大于厚度B，从而增大径向外侧的厚度A的刚性。
此外，当转子20的轴心与定子40的轴心偏离而在定子铁芯41与转子20之间的间隙产生不平衡时，由偏心产生的激振力重叠，因此，必须极力减小偏心地进行组装。在厚度B增大时，相应地会在上述间隙容易产生不平衡，因此，虽然使厚度B为0也是有效的，但是，在该情况下，利用不饱和聚酯树脂将定子铁芯41的相邻的齿之间的空间填埋至齿前端。作为激振力，也存在使齿前端左右摇摆的力，通过将齿之间的空间完全填埋，从而抑制该力的影响。
另外，在图5及图6所示的定子铁芯41A的情况下，通过在相邻的分割铁芯部400之间的分割面404设置不饱和聚酯树脂，从而能够抑制作用于齿402的激振力的影响。因此，在定子铁芯41A中，在图6所示的环状的定子铁芯41A的分割面404形成有孔405。
该孔405是通过在相邻的背轭401之间设置槽或切口而形成的。当在环状的定子铁芯41A对不饱和聚酯进行模制成形时，向孔405填充不饱和聚酯。在孔405中，不需要在从定子铁芯41A的轴向的一端面至另一端面的全部的区域都填充不饱和聚酯，只要从定子铁芯41的轴向的一端面稍许填充即可，在该情况下，也能够期待使振动减衰的效果。为了增多填充量，使孔405变得越大，则越会给磁性带来不良影响，因此，填充量适当地决定。此外，对于分割面404的孔405而言，即使是在定子铁芯41A的外周面开口的槽形状、或在插槽406侧开口的槽形形状，也能够得到同样的效果。
接下来，对转子20的结构进行说明。图7是图1所示的施加模制树脂之前的定子铁芯和转子的VII-VII剖视图。图8是图7所示的转子的放大图。图9是图8所示的转子的局部放大图。图10是用于说明图7所示的转子的磁极的剖视图。
转子20具备环状的转子铁芯5、和配置在转子铁芯5的内部的五个永久磁铁11。
转子铁芯5具有沿周向排列的五个磁铁孔12。磁铁孔12的个数为转子20的极数的一半。在此，周向为转子铁芯5的周向。五个磁铁孔12沿周向等间隔地排列。五个磁铁孔12距旋转轴等距离地配置。在此，旋转轴与转子铁芯5的轴一致。另外，五个磁铁孔12沿转子铁芯5的轴向延伸，并贯通转子铁芯5。磁铁孔12形成于转子铁芯5的外周缘部，并沿周向延伸。相邻的磁铁孔12间分离。转子铁芯5在中心部具有供轴插入的轴孔14。
转子铁芯5由作为软磁性材料的芯材构成，具体而言，是通过将多张电磁钢板层叠而构成的。电磁钢板的板厚通常为0.1mm～0.7mm。
在五个磁铁孔12分别插入有五个永久磁铁11。永久磁铁11例如是截面为矩形的平板状。永久磁铁11的板厚例如为2mm。
永久磁铁11为稀土类磁铁，是以Nd(钕)-Fe(铁)-B(硼)为主成分的钕烧结磁铁。
在磁铁孔12的两端部分别形成有在将永久磁铁11配置在磁铁孔12内的状态下作为空隙的磁通屏障部13。即，永久磁铁11的周向的两端面分别与由空气层构成的两个磁通屏障部13相接。磁通屏障部13具有如下作用：使转子20的外周面的磁通密度分布接近于正弦波，使相邻的永久磁铁11的磁通经由转子铁芯5短路，即，对漏磁通进行抑制。
转子20在转子铁芯5的外周面具有极性沿周向交替地排列的十个磁极。详细而言，转子20具有：五个第一磁极，所述五个第一磁极分别由五个永久磁铁11形成，且具有相同的极性；以及五个第二磁极，所述五个第二磁极分别形成于彼此相邻的永久磁铁11间的转子铁芯5，且具有与第一磁极不同的极性。在图示例中，第一磁极为N极，第二磁极为S极，但也可以相反。对于转子20的十个磁极而言，将极间距设为360度/10＝36度，并沿周向等角度间隔地配置。
像这样，转子20为交替极型，极数的一半的五个永久磁铁11分别提供五个第一磁极。而且，极数的一半的五个第二磁极分别在彼此相邻的永久磁铁11间形成于转子铁芯5的芯材。第二磁极是所谓的突极，是通过对转子20进行磁化而形成的。
因此，如图10所示，在转子20中，第一磁极部21与第二磁极部22沿转子20的周向交替地排列，所述第一磁极部21为包含永久磁铁11的磁铁磁极部，且具有第一磁极，所述第二磁极部22为不包含永久磁铁11的铁芯磁极部，且具有第二磁极。在交替极型的转子20中，极数为四以上的偶数。
转子铁芯5的外形15为所谓的花圈形状。在此，花圈形状为转子铁芯5的外径在极中心16、17处成为最大且在极间18成为最小的形状，为从极中心16、17至极间18为弧状的形状。在此，极中心16是第一磁极的极中心，极中心17是第二磁极的极中心。在图示例中，花圈形状是十片同形状同尺寸的花瓣以均等角度配置的形状。因此，极中心16处的转子铁芯5的外径与极中心17处的转子铁芯5的外径相等。此外，磁铁孔12的周向的宽度比极间距宽。
在本实施方式中，转子铁芯5具有六个作为第一狭缝的狭缝8。六个狭缝8设置在转子铁芯5的内部，且被配置在永久磁铁11的外侧，并针对每个永久磁铁11进行设置。在此，永久磁铁11的外侧为转子铁芯5的径向的外侧。即，在转子铁芯5，六个狭缝8设置于永久磁铁11与转子铁芯5的外周之间。
狭缝8为截面矩形形状，沿径向延伸，且径向的宽度d1比周向的宽度d2宽。在此，径向的宽度为d轴方向的宽度，周向的宽度为与径向正交的方向、即q轴方向的宽度。但是，六个狭缝8均未到达转子铁芯5的外周面。即，六个狭缝8均未在外周面开口。
对于六个狭缝8而言，越接近极中心16，则在径向上越纵长，六个狭缝8以极中心16为中心，沿周向对称地配置。即，狭缝8越接近极中心16，则狭缝8的宽度d1变得越宽。不论狭缝8的周向的位置如何，狭缝8的宽度d2均恒定。六个狭缝8沿转子铁芯5的轴向延伸，并贯通转子铁芯5。
而且，在本实施方式中，转子铁芯5具有八个作为第二狭缝的狭缝4。八个狭缝4设置于转子铁芯5的外周面，且被配置在彼此相邻的永久磁铁11间。八个狭缝4被设置在每个彼此相邻的各永久磁铁11间。狭缝4为截面矩形形状，沿径向延伸，且径向的宽度d3比周向的宽度d4宽。在此，径向的宽度为d轴方向的宽度，周向的宽度为与径向正交的方向、即q轴方向的宽度。狭缝4是在转子铁芯5的外周面开口的槽部。
对于八个狭缝4而言，越接近极中心17，则在径向上越纵长，八个狭缝4以极中心17为中心，沿周向对称地配置。即，狭缝4越接近极中心17，则狭缝4的宽度d3变得越宽。不论狭缝4的周向的位置如何，狭缝4的宽度d4均恒定。八个的狭缝4沿转子铁芯5的轴向延伸，并贯通转子铁芯5。
在图示例中，永久磁铁11间的狭缝4的个数比永久磁铁11的外侧的狭缝8的个数多。另外，d3的最小值比d1的最大值大。即，最接近极中心16的狭缝8的宽度d1比最接近极间18的狭缝4的宽度d3窄。此外，宽度d2与宽度d4相等。因此，永久磁铁11间的狭缝4的总面积大于永久磁铁11的外侧的狭缝8的总面积。在此，总面积为与旋转轴垂直的截面的截面面积。
通过由未图示的驱动电路的逆变器进行的PWM控制，对电动机100进行可变速驱动。在空气调节机的压缩机用电动机或风扇用电动机中，逆变器的开关载波通常从4kHz～22kHz的范围进行选择。在将磁铁埋入到转子铁芯5的类型的交替极型的电动机中，转子铁芯5的体积变大，因此，由定子电流产生的磁通容易在转子铁芯5中流动，容易受到电流的高次谐波的影响。由于逆变器的开关载波的成分的噪音有时也会成为问题，因此，将载波频率设为10kHz以上，设为容易进行隔音的噪音频率成分，减小对产品的影响。
接下来，一边与比较例进行对比，一边对本实施方式的作用效果进行说明。通常，在交替极型的转子中，在基于永久磁铁的磁铁磁极和不基于永久磁铁的突极，磁性的不平衡较大。即，在磁铁磁极中，由于永久磁铁的存在，芯材的体积相对减少，因此，磁铁磁极处的电感比突极处的电感减小，会产生磁性的不平衡。该电感的不平衡会成为磁通的不平衡，其结果是，转子表面的磁通密度分布未成为正弦波状，存在振动及噪音变大的课题。此外，振动包括旋转方向的振动和径向的振动。
径向的振动的原因在于，由在定子中流动的电流产生的磁通通过定子铁芯和转子铁芯时的定子与转子间的吸引力的不平衡。此外，以下，与由磁铁产生的磁通、即磁铁磁通进行区别，有时也将由电流产生的磁通称为电流磁通。电流磁通从定子铁芯经由空隙而向转子铁芯流动，利用该磁通来产生定子与转子间的吸引力。此时，如果能够取得各磁极处的磁通的流动容易度、即电感的平衡，则定子与转子间的吸引力取得平衡，因此，作为转子整体，不会产生径向激振力。
然而，在交替极型的转子中，通常，在磁铁磁极处，电流磁通主要在永久磁铁的外侧的转子铁芯部分流动，相对于此，在突极处，由于没有永久磁铁，所以铁芯部分相对变多，因此，电流磁通容易在突极部整体流动。这成为产生不平衡的原因。
特别是，如十极十二插槽、八极九插槽或十极九插槽那样，在定子齿与转子的磁极的间距在旋转方向上偏离的插槽组合中，该不平衡会成为更显著的问题。在八极十二插槽、六极九插槽那样的2:3系列的插槽组合中，虽然该问题会变得更小，但尽管如此，如转子偏心或转子的真圆度较低的情况那样，在存在制造误差的情况下，该不平衡的问题依然较大。
因此，如图11及图12所示，可以考虑通过在转子表面设置狭缝来抑制磁极间的电感的不平衡。
图11是表示针对本发明的实施方式的转子的第一比较例的图。图12是具有第一比较例的转子的电动机的局部放大图。此外，在图11及图12中，对与图10所示的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记。
如图11所示，第一比较例的转子20a具有：四个狭缝8a，所述四个狭缝8a设置在转子铁芯5的内部，且被配置在永久磁铁11的外侧；以及六个狭缝8b，所述六个狭缝8b设置在转子铁芯5的内部，且被配置在彼此相邻的永久磁铁11间。即，第一比较例的转子20a与本实施方式的转子20相比，不同点在于：将配置在永久磁铁11间的狭缝8b设置于转子铁芯5的内部。
在此，狭缝8a、8b具有限制磁通的流动方式的效果，因此，通过将狭缝8a、8b配置成使永久磁铁11间的磁通进一步提高，从而能够使转子表面的磁通密度分布成为更接近于正弦波的状态。即，通过使用转子20a那样的结构，从而能够使转子表面的磁通密度分布接近于正弦波，且能够使极间距均匀，能够减小成为振动及噪音的原因的转矩脉动。
然而，在转子20a那样的结构中，虽然能够抑制旋转方向的振动，但径向的振动的抑制依然会受到限制。其原因在于以下说明的理由。
在图12中，示出了在定子40中流动的电流33，并示出了由电流33产生并在转子铁芯5内流动的磁通28a、29a。磁通28a在狭缝8a与转子20a的外周面之间的薄壁部25中流动。同样地，磁通29a在狭缝8b与转子20a的外周面之间的薄壁部9中流动。对于磁通29a而言，由于未如本实施方式的狭缝4那样在转子铁芯5的外周面开口，因此，磁通29a在薄壁部9中流动，在充分地降低突极处的电感的方面存在极限。
如果增加狭缝8b的面积，则能够降低电感，以补偿在薄壁部9中流动的磁通量，但在该情况下，狭缝8b会成为磁铁磁通的磁阻，会牵涉到磁铁磁通的减少和电动机效率的下降。此外，磁铁磁通是从永久磁铁11产生的磁通。
因此，如图13所示，可以考虑通过设置在转子表面开口的狭缝来抑制磁极间的电感的不平衡。
图13是表示针对本发明的实施方式的转子的第二比较例的转子的结构的局部放大图。在图13中，对与图11所示的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记。
如图13所示，第二比较例的转子20b具有：七个狭缝4a，所述七个狭缝4a设置于转子铁芯5的外周面，且被配置在永久磁铁11的外侧；以及八个狭缝4b，所述八个狭缝4b设置于转子铁芯5的外周面，且被配置在沿周向彼此相邻的永久磁铁11间。即，第二比较例的转子20b与本实施方式的转子20相比，不同点在于：将配置于永久磁铁11的外侧的狭缝4a设置于转子铁芯5的外周面。
然而，在转子铁芯5的外周面开口并与间隙3连通的狭缝4a会减弱转子20b相对于旋转时的离心力的强度。详细而言，在磁铁磁极中，由于转子20b的旋转，施加于永久磁铁11的外侧的铁芯部及永久磁铁11的离心力会使转子铁芯5的外周面与磁通屏障部13之间的薄壁桥32产生应力。在设置有狭缝4a的情况下，在磁铁孔12与狭缝4a之间的薄壁桥31产生弯曲力矩，薄壁桥32的强度进一步减弱。
如果为了提高离心力耐力而增宽薄壁桥32的径向的宽度，则磁铁磁通的漏泄增加，会牵涉到磁通的下降及电动机效率的下降。另外，如果增宽薄壁桥31的径向的宽度，则电流磁通变得容易流动，容易产生磁通的不平衡。
此外，在突极中，由转子20b的旋转产生的离心力由铁芯部整体来承受，因此，在强度方面较强，即使狭缝4b在转子20b的外周面开口，也能够确保离心力耐力。
相对于此，在本实施方式中，在作为突极的第二磁极中，通过在转子铁芯5的外周面设置狭缝4，从而能够较大地降低电感，在作为磁铁磁极的第一极中，通过在转子铁芯5的内部设置狭缝8，从而能够较小地降低电感。由此，第一磁极与第二磁极的电感之差小于第一比较例。
另外，在本实施方式中，由于永久磁铁11的外侧的狭缝8未在转子铁芯5的外周面开口，因此，也不会产生第二比较例那样的离心力耐力的问题。由于在永久磁铁11间不存在图7那样的薄壁桥32、31，因此，离心力不会成为问题，即使设置在转子铁芯5的外周面开口的狭缝4，也不会损害离心力耐力。
此外，优选的是，将狭缝4、8设置成使该狭缝4、8不成为磁铁磁通的磁阻，而成为电流磁通的磁阻。即，将狭缝4、8配置成与磁铁磁通平行，即配置成在d轴方向上细长，另一方面，在与d轴正交的q轴方向上，以成为磁阻的方式尽可能长地配置狭缝4、8。q轴方向的磁阻会使q轴电感降低。由此，电流磁通在转子铁芯5中变得难以流动，能够降低作为振动及噪音的主要原因的q轴电感的不平衡。另外，由于在d轴方向上以不成为磁阻的方式设置狭缝4、8，因此，能够抑制永久磁铁11的磁力的下降。狭缝4、8的尺寸根据磁性的平衡、强度及基于模具冲压的生产性而适当地设定。
在本实施方式中，彼此相邻的永久磁铁11间的狭缝4的总面积大于转子铁芯5的径向上的永久磁铁11的外侧的狭缝8的总面积。由此，能够进一步抑制第一磁极与第二磁极的电感的不平衡。狭缝8的总面积和狭缝4的总面积根据磁性的平衡、强度及基于模具冲压的生产性而适当地设定。
为了使狭缝4的总面积大于狭缝8的总面积，既可以使狭缝4的个数比狭缝8的个数多，也可以使狭缝4的径向的宽度比狭缝8的径向的宽度宽，或者，还可以使狭缝4的与径向正交的方向的宽度比狭缝8的与径向正交的方向的宽度宽。
另外，在本实施方式中，针对每个永久磁铁11设置有六个狭缝8，针对每个永久磁铁11间设置有八个狭缝4，但狭缝8的个数和狭缝4的个数并不限定于此。狭缝8的个数和狭缝4的个数根据磁性的平衡、强度及基于模具冲压的生产性而适当地设定。
此外，如果仅考虑电感的平衡，则在包含有永久磁铁11的第一磁极部21不设置狭缝8更为有效，但通过利用狭缝8使电流磁通变得难以流动，从而能够减少扰乱磁铁磁通的电枢反作用，能够防止由被扰乱的磁通中的磁通的高次成分引起的振动及噪音。因此，优选的是，在包含有永久磁铁11的第一磁极部21也设置狭缝8。即，能够分别将每个永久磁铁11的狭缝8的个数和每个永久磁铁11间的狭缝4的个数设为至少一个。
在本实施方式中，转子铁芯5的外形15为花圈形状，磁铁孔12的周向的宽度比极间距宽。由此，能够使转子20的表面磁通密度分布更接近于正弦波状，能够进一步抑制旋转方向的振动及噪音。
另外，在本实施方式中，极中心16处的转子铁芯5的外径与极中心17处的转子铁芯5的外径相等。为了抑制电感的不平衡，也存在如下方法：使极中心17处的转子铁芯5的外径小于极中心16处的转子铁芯5的外径，从而扩大极中心17处的间隙3的长度，但在本实施方式中，不用在第一磁极和第二磁极不均匀地设定间隙3，就能够抑制电感的不平衡。
此外，如果间隙3在第一磁极与第二磁极不均匀，则在电动机制造时，需要使对转子20进行保持的夹具成为不是圆形而是沿着外径的高低差的夹具。另外，为了利用隙规来检查间隙3，在第一磁极和第二磁极必须将隙规分开，这会成为作业工序增加的主要原因。
通常，在空气调节机的压缩机用电动机或风扇用电动机中，根据高效率化的观点，逐步取代铁氧体烧结磁铁、铁氧体粘结磁铁或以Sm(钐)-Fe-B为主成分的粘结磁铁，而使用磁力更强的以Nd-Fe-B为主成分的钕烧结磁铁。
然而，在钕烧结磁铁中使用的Nd以及为了提高顽磁力而在钕烧结磁铁中添加的Dy(镝)、Tb(铽)的稀土类元素造价高且供应性不稳定，因此，要求永久磁铁11的使用量和加工费的降低。
另外，永久磁铁11通常是通过对块状的块进行切削而加工成指定的形状。因此，永久磁铁11越薄且越小，则材料成品率越会下降，生产性越会下降，因此，每一台电动机100所使用的永久磁铁11的个数越增加，则制造成本越会与磁铁加工费相应地提高。
因此，为了使电动机100低成本化，优选的是，在能够确保所需要的磁通量的范围，削减永久磁铁11的个数。此时，可以在每一台电动机100的永久磁铁11的总使用量不增加的范围，增大每一片永久磁铁11的体积。在不超过生产设备的适当值的范围增大永久磁铁11会使得加工费率下降，因此，即使每一台电动机100的永久磁铁11的总使用量相同，永久磁铁11的加工费的总额也会下降，每一台电动机100的成本下降。
在本实施方式中，转子20为交替极型，永久磁铁11的个数为极数的一半。由此，与全部的磁极均由永久磁铁11形成的情况相比，能够降低永久磁铁11的使用量和加工费。
如上所述，根据本实施方式，可以提供能够实现低成本化、低振动化及低噪音化的电动机100。
此外，在本实施方式中，电动机100为十极十二插槽的电动机，但并不限定于此。例如，也可以如十极九插槽、八极十二插槽、八极九插槽、六极九插槽或四极六插槽那样，根据电动机100的用途及性能来选择极数及插槽数的组合。
另外，在本实施方式中，永久磁铁11为钕烧结磁铁，但既可以是除此以外的稀土类磁铁，也可以是稀土类磁铁以外的永久磁铁。
图14是表示本实施方式的空气调节机的结构的一例的图。空气调节机300具备室内机310和与室内机310连接的室外机320。在室内机310搭载有未图示的室内机用鼓风机，在室外机320搭载有室外机用鼓风机330。另外，在室外机320搭载有未图示的压缩机。在这些鼓风机及压缩机中使用本实施方式的电动机100。
像这样，通过使用电动机100作为空气调节机300的鼓风机及压缩机的驱动源，从而能够谋求空气调节机300的低成本化、低振动化及低噪音化。
此外，本实施方式的电动机100也可以搭载于空气调节机以外的电气设备，在该情况下，也能够得到与本实施方式同样的效果。
以上的实施方式所示的结构示出了本发明的内容的一例，既可以与其他的公知的技术进行组合，也可以在不脱离本发明的主旨的范围对结构的一部分进行省略、变更。
附图标记说明
3间隙，4、4a、4b、8、8a、8b狭缝，5转子铁芯，7、30a轴承支承部，9、25、403薄壁部，10模制定子，10-1、41-1外周部，10-2、10a、41-2内周部，10b开口部，11永久磁铁，11a、405孔，12磁铁孔，13磁通屏障部，14轴孔，15外形，16、17极中心，18极间，20、20a、20b转子，21第一磁极部，21a负载侧滚动轴承，21b负载相反侧滚动轴承，22第二磁极部，23轴，24树脂部，26、26-1、26-2绝缘套筒，27轴组装体，28空穴，28a、29a磁通，30托架，30b压入部，31、32薄壁桥，33电流，40定子，41、41A定子铁芯，42线圈，43绝缘部，44b中性点端子，45基板，46导线引出部件，47导线，49b霍尔IC，50模制树脂，100电动机，300空气调节机，310室内机，320室外机，330室外机用鼓风机，400分割铁芯部，401背轭，402齿，404分割面，406插槽。

Claims (12)

1.一种电动机，其中，所述电动机具备：
环状的定子；以及
交替极型的转子，所述交替极型的转子具有配置在所述定子的内侧的环状的转子铁芯、和配置在所述转子铁芯的内部并沿所述转子铁芯的周向排列的多个永久磁铁，
所述定子由不饱和聚酯树脂覆盖。
2.根据权利要求1所述的电动机，其中，
在将从所述定子所具有的定子铁芯的外周部至所述不饱和聚酯树脂的外周部的厚度设为A、将从所述定子铁芯的内周部至所述不饱和聚酯树脂的内周部的厚度设为B时，满足A>B的关系。
3.根据权利要求2所述的电动机，其中，
所述定子铁芯通过将多个分割铁芯部排列成使所述多个分割铁芯部中的每一个分别与所述多个分割铁芯部中的其他相邻的一个相接而形成为环状，所述多个分割铁芯部分别具有磁轭和从所述磁轭突出的齿，
相邻的两个所述磁轭通过薄壁部而相互连结，或者通过分别形成于相邻的两个所述磁轭的凹凸状的凸起部而相互连结。
4.根据权利要求3所述的电动机，其中，
在相邻的两个所述磁轭之间形成有由所述磁轭和所述齿包围的孔，
在所述孔中设置有所述不饱和聚酯树脂。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电动机，其中，
所述转子铁芯具有：
至少一个第一狭缝，所述第一狭缝设置在所述转子铁芯的内部，且被配置在所述转子铁芯的径向上的所述多个永久磁铁的各自的外侧；以及
至少一个第二狭缝，所述第二狭缝设置在所述转子铁芯的外周面，且被配置在彼此相邻的所述多个永久磁铁之间。
6.根据权利要求5所述的电动机，其中，
所述至少一个第二狭缝的总面积大于所述至少一个第一狭缝的总面积。
7.根据权利要求5所述的电动机，其中，
所述至少一个第二狭缝的个数比所述至少一个第一狭缝的个数多。
8.根据权利要求5所述的电动机，其中，
所述转子铁芯的径向上的所述至少一个第二狭缝的宽度比所述径向上的所述至少一个第一狭缝的宽度宽。
9.根据权利要求5所述的电动机，其中，
与所述径向正交的方向上的所述至少一个第二狭缝的宽度比与所述径向正交的方向上的所述至少一个第一狭缝的宽度宽。
10.根据权利要求5所述的电动机，其中，
所述第一狭缝未在所述转子铁芯的外周面开口，
所述第二狭缝在所述转子铁芯的外周面开口。
11.根据权利要求5～11中任一项所述的电动机，其中，
所述转子具有：多个第一磁极，所述多个第一磁极分别由所述多个永久磁铁中的每一个形成；以及多个第二磁极，所述多个第二磁极分别形成于所述转子铁芯的彼此相邻的所述永久磁铁间，且具有与所述第一磁极的极性不同的极性，
所述第一磁极处的所述转子铁芯的外径与所述第二磁极处的所述转子铁芯的外径相等。
12.一种空气调节机，其中，所述空气调节机具备权利要求1～11中任一项所述的电动机。
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