CN109155550A - 转子、电动机、压缩机、空气调节机及电动机的制造方法 - Google Patents

转子、电动机、压缩机、空气调节机及电动机的制造方法 Download PDF

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Abstract

转子(2)具有第一永久磁铁(22a)、第二永久磁铁(22b)及电磁钢板(211)。电磁钢板(211)具有磁铁插入孔(212)、突起(213)、第一端部(211a)、第二端部(211b)、第三端部(211c)及第四端部(211d)。在将电磁钢板(211)的厚度设为t、将第三端部(211c)与第四端部(211d)所成的角度设为R、将从包含第一端部(211a)的直线(L1)与包含第三端部(211c)的直线(L3)的交点(P1)到包含第三端部(211c)的直线(L3)与包含第四端部(211d)的直线(L4)的交点(P0)的距离设为w时，转子(2)满足t≤2×w×sin(R/2)≤2×t这一公式。

Description

转子、电动机、压缩机、空气调节机及电动机的制造方法
技术领域
本发明涉及具备永久磁铁的转子。
背景技术
在电动机中，在从定子产生的磁通(朝向转子的磁通)的量较多时，来自配置于转子的永久磁铁的磁通的量会降低。一般而言，将该现象称为退磁(以下，也称为“永久磁铁的退磁特性变差”。)。在由于退磁而来自永久磁铁的磁通的量降低时，电动机的效率下降。因此，为了抑制退磁，提出了一种考虑了供来自定子的磁通通过的位置的转子。例如，在专利文献1记载的永久磁铁式无刷DC电动机的转子中，通过在相邻的永久磁铁间形成空隙，从而抑制来自永久磁铁的磁通的泄漏，并抑制电动机的效率的降低。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-181254号公报(参照图10)
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1记载的转子中，为了在相邻的永久磁铁间形成空隙，形成有永久磁铁定位用的永久磁铁固定用突起。因此，来自定子的磁通容易通过该永久磁铁固定用突起。在较多的磁通流入到永久磁铁固定用突起时，永久磁铁中的与永久磁铁固定用突起相邻的部分容易产生退磁。结果，电动机的效率有时会下降。
因此，本发明的目的在于抑制设置于转子的永久磁铁的退磁。
用于解决课题的手段
本发明的转子具备：第一永久磁铁；第二永久磁铁；及电磁钢板，所述电磁钢板具有磁铁插入孔和形成于所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁之间的突起，所述第一永久磁铁及所述第二永久磁铁配置在所述磁铁插入孔内，所述电磁钢板具有：第一端部，所述第一端部面向所述第一永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；第二端部，所述第二端部面向所述第二永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；第三端部，所述第三端部面向所述第一永久磁铁，并形成所述突起；及第四端部，所述第四端部面向所述第二永久磁铁，并形成所述突起，在将所述电磁钢板的厚度设为t、将所述第三端部与所述第四端部所成的角度设为R、将从包含所述第一端部的直线与包含所述第三端部的直线的交点到包含所述第三端部的直线与包含所述第四端部的直线的交点的距离设为w时，满足t≤2×w×sin(R/2)≤2×t这一公式。
发明的效果
根据本发明，能够抑制设置于转子的永久磁铁的退磁。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施方式1的电动机的内部构造的剖视图。
图2是示意性地示出转子芯的构造的俯视图。
图3(a)是示出在图2中用虚线示出的区域C1的放大图，(b)是示出在(a)中用虚线示出的区域C2的放大图。
图4(a)是示出在图3(a)中用虚线示出的区域C2的放大图，(b)是(a)所示的电磁钢板的4b-4b剖视图，(c)是(a)所示的电磁钢板的4c-4c剖视图。
图5是示意性地示出配置有永久磁铁的转子芯及定子芯的构造的俯视图。
图6(a)是示出在图5中用虚线示出的区域C3的放大图，(b)是示出在(a)中用虚线示出的区域C4的放大图。
图7(a)是示出在图6(a)中用虚线示出的区域C4的变形例1的电动机的电磁钢板的放大图，(b)是(a)所示的电磁钢板的7b-7b剖视图，(c)是(a)所示的电磁钢板的7c-7c剖视图。
图8(a)是示出变形例2的电动机中的电磁钢板的一部分的构造的放大图，(b)是示出配置有永久磁铁的转子芯的电磁钢板的一部分的构造的放大图。
图9是示出变形例3的电动机的电磁钢板的构造的俯视图。
图10是示出变形例4的电动机的电磁钢板的一部分的构造的放大图。
图11是示出电动机的制造方法的一例的流程图。
图12是示出在定子的线圈中流动的电流与来自永久磁铁的磁通量的比率的关系的图。
图13是示意性地示出本发明的实施方式2的空气调节机的结构的图。
具体实施方式
实施方式1.
对本发明的实施方式1的电动机1进行说明。
在各图所示的xyz正交坐标系中，z轴方向(z轴)示出与电动机1的轴23的轴线A1(轴心)平行的方向(以下称为“轴线方向”。)，x轴方向(x轴)示出与z轴方向(z轴)正交的方向，y轴方向示出与z轴方向及x轴方向这双方正交的方向。
图1是示意性地示出本发明的实施方式1的电动机1的内部构造的剖视图。
电动机1具有转子2、定子3、安装有控制电路等电子部件的基板4、检测转子2的旋转位置的磁传感器5、支架6、和轴承7a及7b。电动机1例如是永久磁铁埋入型电动机。
转子2具有转子芯21、多个永久磁铁22及轴23。转子2的旋转轴与轴线A1一致。
定子3具有定子芯31、线圈32及绝缘体33。例如通过层叠多块电磁钢板而形成定子芯31。定子芯31形成为环状。例如通过将导线经由绝缘体33卷绕于定子芯31的齿部31a而形成线圈32。线圈32由绝缘体33绝缘。在本实施方式中，定子芯31、线圈32及绝缘体33由不饱和聚酯树脂这样的热塑性树脂(模制树脂)覆盖。
在定子3的内侧，隔着空隙插入有转子2。在定子3的负荷侧的开口部压入有支架6。在轴承7a插入有轴23，轴承7a固定在定子3的负荷侧。同样地，在轴承7b插入有轴23，轴承7b固定在定子3的负荷相反侧。
对转子芯21的构造进行说明。
图2是示意性地示出转子芯21的构造的俯视图。箭头D1示出转子芯21、转子2及定子芯31的周向。即，箭头D1示出沿着转子芯21、转子2及定子芯31的外周的方向。
通过层叠多块薄的电磁钢板211而形成转子芯21。在本实施方式中，一块电磁钢板211的厚度t为0.1mm至1mm。在本实施方式中，各电磁钢板211形成为预先确定的形状。即，在本实施方式中，多块电磁钢板211中的每一块均具有彼此相同的构造。但是，在多块电磁钢板211中，也可以包含具有不同构造的电磁钢板。
电磁钢板211具有至少一个磁铁插入孔212、至少一个突起213(永久磁铁定位用突起)、至少一个狭缝214a(第一狭缝)、至少一个狭缝214b(第二狭缝)、至少一个空隙215及轴孔216。
在本实施方式中，在电磁钢板211，以转子芯21的轴心(即轴线A1)为中心，在圆周方向上等间隔(等角度间隔)地形成有多个磁铁插入孔212(例如四个磁铁插入孔212)。在本实施方式中，各磁铁插入孔212在轴线方向上贯通。
突起213形成为向磁铁插入孔212的内侧突出。在本实施方式中，突起213形成为：在面向磁铁插入孔212的中央部的位置，向转子2(转子芯21)的径向(以下，也仅称为“径向”。)的外侧突出。即，突起213的突出方向为转子2(转子芯21)的径向。但是，突起213也可以向径向以外的方向突出。
虽然可以相对于一个磁铁插入孔212而形成有两个以上的突起213，但在考虑到永久磁铁22的配置空间时，优选的是，相对于一个磁铁插入孔212而形成有一个突起213。
图3(a)是示出在图2中用虚线示出的区域C1的放大图，图3(b)是示出在图3(a)中用虚线示出的区域C2的放大图。直线Y0是通过转子芯21的轴心且与径向平行的直线(假想线)。即，直线Y0通过转子2中的一个磁极的中心。在图3(b)所示的例子中，直线Y0与x轴及z轴正交，并与Y轴平行。
图4(a)是示出在图3(a)中用虚线示出的区域C2的放大图，图4(b)是(a)所示的电磁钢板211的4b-4b剖视图，图4(c)是(a)所示的电磁钢板211的4c-4c剖视图。
如图3(a)及(b)所示，电磁钢板211具有第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e。在本实施方式中，第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e彼此位于同一平面上(xy平面)。更具体而言，如图4(a)至(c)所示，第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e位于z轴方向上的电磁钢板211的表面。
第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e在与转子2的旋转轴正交的方向(与z轴正交的方向)上延伸。在本实施方式中，第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e中的每一个均形成为直线状，但它们的形状并不限于直线形状。
第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e中的每一个分别对磁铁插入孔212(具体而言，为磁铁插入孔212的一部分)进行划定。第一端部211a及第三端部211c中的每一个分别对作为磁铁插入孔212中的一部分的区域的第一区域212a(具体而言，为第一区域212a的一部分)进行划定。第二端部211b及第四端部211d中的每一个分别对作为磁铁插入孔212中的一部分的区域的第二区域212b(具体而言，为第二区域212b的一部分)进行划定。第一区域212a及第二区域212b相互连通。
当在一个磁铁插入孔212内配置有两个永久磁铁22时，第一端部211a及第三端部211c中的每一个均面向配置于第一区域212a的永久磁铁22，第二端部211b及第四端部211d中的每一个均面向配置于第二区域212b的永久磁铁22。
第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e中的每一个形成突起213。即，第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e中的每一个也均为突起213的端部。例如，第三端部211c及第四端部211d中的每一个分别是形成与径向正交的方向上的突起213的端部的直线状的缘部。第五端部211e是形成径向上的突起213的端部的直线状的缘部。
如图3(b)所示，突起213具有基部213a。因此，突起213由第三端部211c(突起213的第一端部)、第四端部211d(突起213的第二端部)、第五端部211e(突起213的顶部)及基部213a形成。在本实施方式中，在与径向正交的方向(在图3(b)中为x轴方向)上，基部213a比第五端部211e长。在本实施方式中，基部213a是在与径向(在图3(b)中为直线Y0)正交的方向(在图3(b)中为x轴方向)上延伸的部分。在本实施方式中，在xy平面上，基部213a的x轴方向上的长度由V1+V2示出。
如图3(b)所示，直线L1是包含第一端部211a的直线(假想线)，直线L2是包含第二端部211b的直线(假想线)。如图3(b)所示，直线L3是包含第三端部211c的直线(假想线)，直线L4是包含第四端部211d的直线(假想线)。在本实施方式中，直线L1、L2、L3及L4是位于同一平面上(xy平面)的直线(假想线)。换句话说，直线L1、L2、L3及L4是位于与转子2的旋转轴正交的方向(与z轴正交的方向)上的直线(假想线)。
如图3(b)所示，在xy平面上，第三端部211c与第四端部211d所成的角度用R(0°<R<180°)示出。即，直线L3与直线L4所成的角度为R。在xy平面上，直线Y0与直线L3所成的角度用r1(度)示出，直线Y0与直线L4所成的角度用r2(度)示出。在本实施方式中，R＝r1+r2。而且，在xy平面上，直线L3与直线L4的交点用点P0示出。
优选的是，点P0位于电磁钢板211的径向的外侧，以防止配置于一个磁铁插入孔212的多个永久磁铁22彼此接触。即，优选的是，将角度R调整成防止多个永久磁铁22彼此接触。
如图3(b)所示，直线L1与直线L3的交点为点P1，直线L2与直线L4的交点为点P2。在本实施方式中，第一端部211a与第三端部211c的边界位置(边界点)为点P1，第二端部211b与第四端部211d的边界位置(边界点)为点P2。在该情况下，基部213a为从点P1到点P2的部分。即，在本实施方式中，xy平面上的从点P1到点P2的距离由L1+L2示出。
而且，如图4(a)所示，包含第五端部211e的直线与直线L3的交点为点P3，包含第五端部211e的直线与直线L4的交点为点P4。第三端部211c也可以是位于点P1与点P3之间的任意长度的直线状的缘部(线段)。第四端部211d也可以是位于点P2与点P4之间的任意长度的直线状的缘部(线段)。在本实施方式中，第三端部211c与第五端部211e的边界位置(边界点)为点P3，第四端部211d与第五端部211e的边界位置(边界点)为点P4。
如图4(b)及(c)所示，突起213具有第一端面213b及第二端面213c。第一端面213b包含第三端部211c，且面向后述的第一永久磁铁22a。第二端面213c包含第四端部211d，且面向后述的第二永久磁铁22b。
第五端部211e形成在从基部213a向径向的外侧远离的位置，对磁铁插入孔212(具体而言，为磁铁插入孔212的一部分)进行划定。由此，第一区域212a及第二区域212b相互连通。
在将一块电磁钢板211的厚度设为t、将从直线L1与直线L3的交点P1到点P0的距离设为w(在图3(b)中为w1)时，转子2(具体而言，为电磁钢板211)满足以下的式(1)。
t≤2×w×sin(R/2)≤2×t (1)
同样地，在将一块电磁钢板211的厚度设为t、将从直线L2与直线L4的交点P2到点P0的距离设为w(在图3(b)中为w2)时，转子2(具体而言，为电磁钢板211)满足上述式(1)。
在本实施方式中，距离w1及w2彼此相等，但也可以彼此不同。而且，在本实施方式中，角r1及r2彼此相等，但也可以彼此不同。
如图3(b)所示，导出以下的式(2)及式(3)。
w1×sin(r1)＝V1 (2)
w2×sin(r2)＝V2 (3)
在此，在w＝w1＝w2且r1＝r2时，导出以下的公式。
V1+V2
＝w1×sin(r1)+w2×sin(r2)
＝2×w×sin(R/2)
因此，根据上述式(1)，在w1＝w2且r1＝r2时，转子2(具体而言，为电磁钢板211)满足以下的式(4)。
t≤V1+V2≤2×t (4)
在本实施方式中，在电磁钢板211，多个狭缝214a及多个狭缝214b在径向上形成在比磁铁插入孔212靠外侧的位置。具体而言，相对于一个磁铁插入孔212(一个磁极)而形成有两个狭缝214a，相对于一个磁铁插入孔212(一个磁极)而形成有两个狭缝214b。
狭缝214a是在径向上较长的空隙。换句话说，在xy平面上，狭缝214a沿以轴线A1为中心的同心圆上以外的方向形成。在本实施方式中，狭缝214a形成在与径向正交的方向(在图3(a)中为x轴方向)上的比磁铁插入孔212的两端部靠近突起213的位置。
狭缝214b是在周向上较长的空隙。在本实施方式中，在与径向正交的方向(在图3(a)中为x轴方向)上，狭缝214b形成在比突起213靠近磁铁插入孔212的两端侧的位置。
能够利用狭缝214a及狭缝214b来降低转矩的脉动及感应电压的高次谐波。
空隙215在径向上形成在比磁铁插入孔212靠内侧的位置。换句话说，空隙215形成在与突起213相邻的位置。若考虑到电磁钢板211的冲切处理(冲压加工)，则在将电磁钢板211的厚度设为t时，从空隙215到磁铁插入孔212的最短距离w3(图4(a))优选为t以上且2×t以下。在本实施方式中，空隙215的xy平面上的形状为圆，但也可以是圆以外的形状。
轴孔216(图2)是供轴23插入的贯通孔。
图5是示意性地示出配置有永久磁铁22的转子芯21及定子芯31的构造的俯视图。
在定子芯31，在用箭头D1示出的周向上形成有多个齿部31a。各齿部31a在定子芯31的径向上延伸。在定子3的内侧，隔着空隙配置有转子芯21。
在一个磁铁插入孔212内配置有两个以上的永久磁铁22。在本实施方式中，在一个磁铁插入孔212配置有两个永久磁铁22。
转子2具有两极以上即可。在本实施方式中，转子2具有四极(四个磁极)。在本实施方式中，由配置在一个磁铁插入孔212中的两个永久磁铁22形成转子2的一个磁极。永久磁铁22例如是Nd-Fe-B(钕-铁-硼)类的稀土类磁铁。但是，永久磁铁22的种类并不限于本实施方式的例子，也可以由其他材料形成。通过增大永久磁铁22的宽度(例如径向上的宽度)，从而能够使电动机1高输出化。
图6(a)是示出在图5中用虚线示出的区域C3的放大图，图6(b)是示出在图6(a)中用虚线示出的区域C4的放大图。
在磁铁插入孔212的第一区域212a，配置有多个永久磁铁22中的第一永久磁铁22a。在磁铁插入孔212的第二区域212b，配置有多个永久磁铁22中的第二永久磁铁22b。在本实施方式中，磁铁插入孔212在xy平面上形成为V字形。因此，在一个磁铁插入孔212中，两个永久磁铁22(第一永久磁铁22a及第二永久磁铁22b)被配置为V字形。
多个永久磁铁22中的每一个的磁化方向(被磁化的方向)彼此相同。配置在一个磁铁插入孔212中的两个永久磁铁22中的每一个的磁极(N极及S极)的位置关系彼此相同。例如，在以使第一永久磁铁22a的N极侧朝向径向的外侧的方式将第一永久磁铁22a配置于磁铁插入孔212时，以使第二永久磁铁22b的N极侧也朝向径向的外侧的方式将第二永久磁铁22b配置于磁铁插入孔212。
突起213形成于被插入到磁铁插入孔212中的第一永久磁铁22a与第二永久磁铁22b之间。两个永久磁铁22在磁铁插入孔212内由突起213进行定位。由此，能够防止两个永久磁铁22彼此接触。
在本实施方式中，第一端面213b(图4(b))为平面，并与第一永久磁铁22a接触。在本实施方式中，第一端面213b中的至少第三端部211c与第一永久磁铁22a接触。同样地，在本实施方式中，第二端面213c(图4(c))为平面，并与第二永久磁铁22b接触。在本实施方式中，第二端面213c中的至少第四端部211d与第二永久磁铁22b接触。但是，第一端面213b及第二端面213c也可以不与永久磁铁22接触。
第三端部211c可以不与第一永久磁铁22a接触。在该情况下，可以是，第三端部211c以外的部分与第一永久磁铁22a接触。同样地，第四端部211d可以不与第二永久磁铁22b接触。在该情况下，可以是，第四端部211d以外的部分与第二永久磁铁22b接触。
在第三端部211c不是直线形状时，可以将包含第三端部211c的与第一永久磁铁22a接触的接触部分处的切线在内的直线设定为直线L3。同样地，在第四端部211d不是直线形状时，可以将包含第四端部211d的与第二永久磁铁22b接触的接触部分处的切线在内的直线设定为直线L4。而且，在第三端部211c及第四端部211d不是直线形状时，可以将第一永久磁铁22a面向第三端部211c的端面与第二永久磁铁22b面向第四端部211d的端面所成的角度设定为R。
如图6(a)所示，也可以是，在与径向正交的方向上的磁铁插入孔212的两端侧形成有空隙212c，所述空隙212c为磁铁插入孔212的一部分的区域。由此，能够抑制来自永久磁铁22的磁通向彼此相邻的磁铁插入孔212间泄漏。
变形例1.
图7(a)是示出在图6(a)中用虚线示出的区域C4的变形例1的电动机的电磁钢板211的放大图，图7(b)是(a)所示的电磁钢板211的7b-7b剖视图，图7(c)是(a)所示的电磁钢板211的7c-7c剖视图。相对于实施方式1中的转子2的电磁钢板211，图7(a)至(c)所示的变形例1中的电磁钢板211的第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e的z轴方向上的位置不同，其他方面与实施方式1相同。
即，如图7(b)及(c)所示，第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e能够设定在z轴方向上的任意位置。但是，在变形例1中，第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e彼此位于同一平面上(xy平面)。
根据变形例1，能够得到与实施方式1同样的效果。
变形例2.
图8(a)是示出变形例2的电动机中的电磁钢板311的一部分的构造的放大图。图8(b)是示出配置有永久磁铁22的转子芯321的电磁钢板311的一部分的构造的放大图。图8(a)及(b)所示的区域C5与图2所示的区域C1对应。相对于实施方式1中的转子2的转子芯21(具体而言，为电磁钢板211)，转子芯321(具体而言，为电磁钢板311)的磁铁插入孔312的构造不同，其他方面与转子芯21相同。转子芯321能够代替转子芯21而应用于实施方式1的电动机1的转子2。
通过层叠多块薄的电磁钢板311而形成转子芯321。磁铁插入孔312具有至少一个退避槽212d(避让部)，所述至少一个退避槽212d形成为能够避让永久磁铁22的角部。在图8(a)及(b)所示的例子中，两个退避槽212d形成在与第一端部211a及第三端部211c相邻的位置。换句话说，两个退避槽212d形成在与第二端部211b及第四端部211d相邻的位置。
在该情况下，与一边参照图3(b)一边进行说明的转子芯21同样地，直线L1与直线L3的交点为点P1，直线L2与直线L4的交点为点P2。因此，与实施方式1同样地，距离w1为从交点P1到点P0的距离。同样地，距离w2为从交点P2到点P0的距离。
根据变形例2，即使在永久磁铁22(在图8(b)所示的例子中，为第一永久磁铁22a及第二永久磁铁22b)的角部突出的情况下，也能够使永久磁铁22的角部避让到退避槽212d中。因此，能够防止永久磁铁22的损伤。
变形例3.
图9是示出变形例3的电动机的电磁钢板411的构造的俯视图。代替狭缝214a及214b，电磁钢板411具有至少一个凹部414a(第一凹部)及至少一个凹部414b(第二凹部)。电磁钢板411在这一方面与实施方式1的电动机1的电磁钢板211不同，其他方面与实施方式1相同。电磁钢板411能够代替电磁钢板211而应用于实施方式1的电动机1的转子2。
通过层叠多块薄的电磁钢板411而形成变形例3的电动机的转子芯。在变形例3中，在电磁钢板411，多个凹部414a及多个凹部414b在径向上形成在比磁铁插入孔212靠外侧的位置。具体而言，相对于一个磁铁插入孔212(一个磁极)而形成有两个凹部414a，相对于一个磁铁插入孔212(一个磁极)而形成有两个凹部414b。
凹部414a在径向上较长。换句话说，在xy平面上，凹部414a沿以轴线A1为中心的同心圆上以外的方向形成。例如，凹部414a是在通过铆接方式来固定电磁钢板411彼此时形成的槽。在变形例3中，凹部414a形成在与径向正交的方向上的比磁铁插入孔212的两端部靠近突起213的位置。
凹部414b在周向上较长。例如，凹部414b是在通过铆接方式来固定电磁钢板411彼此时形成的槽。在变形例3中，在与径向正交的方向上，凹部414b形成在比突起213靠近磁铁插入孔212的两端侧的位置。
根据变形例3，能够利用凹部414a及凹部414b来降低转矩的脉动及感应电压的高次谐波。
变形例4.
图10是示出变形例4的电动机的电磁钢板511的一部分的构造的放大图。图10所示的区域C6与图3(a)所示的区域C2对应。针对实施方式1中的电磁钢板211，电磁钢板511进一步规定了电磁钢板511的构造的条件。电磁钢板511能够代替电磁钢板211而应用于实施方式1的电动机1的转子2。
如图10所示，除了第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d及第五端部211e之外，磁铁插入孔212还具有第六端部211f和第七端部211g。第六端部211f对作为磁铁插入孔212中的一部分的区域的第一区域212a(具体而言，为第一区域212a的一部分)进行划定。第七端部211g对作为磁铁插入孔212中的一部分的区域的第二区域212b(具体而言，为第二区域212b的一部分)进行划定。
第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d、第五端部211e、第六端部211f及第七端部211g彼此位于同一平面上(xy平面)。在变形例4中，第一端部211a、第二端部211b、第三端部211c、第四端部211d、第五端部211e、第六端部211f及第七端部211g中的每一个均形成为直线状，但它们的形状并不限于直线形状。
在将包含第六端部211f的直线(假想线)设为直线L5时，在xy平面上，直线L5与直线Y0形成的角由E1(度)示出。在xy平面上，直线L3与直线L4形成的角由R(0°<R<180°)示出。在该情况下，电磁钢板511满足E1＝180°-{(R/2)+90°}这一公式。
同样地，在将包含第七端部211g的直线(假想线)设为直线L6时，在xy平面上，直线L6与直线Y0形成的角由E2(度)示出。在该情况下，电磁钢板511满足E2＝180°-{(R/2)+90°}这一公式。即，在变形例4中，角E1及E2彼此相等。但是，角E1及E2也可以彼此不相等。
而且，在将一块电磁钢板211的厚度设为t(mm)、将从点P1到点P0的距离设为w1(mm)时，电磁钢板511满足以下的公式。
t≤2×w1×sinθ1°≤2×t
θ1＝45-(w1/2)
同样地，在将从点P2到点P0的距离设为w2(mm)时，电磁钢板511满足以下的公式。
t≤2×w2×sinθ2°≤2×t
θ2＝45-(w2/2)
通过满足在变形例4中说明的条件，从而能够得到与实施方式1的效果同样的效果。
以下，对电动机1的制造方法的一例进行说明。
图11是示出电动机1的制造方法的一例的流程图。电动机1的制造方法包含以下说明的步骤。
在步骤S1中，将定子芯31和绝缘体33一体成型。通过层叠多块电磁钢板而形成定子芯31。
在步骤S2中，通过将导线卷绕于一体成型的定子芯31及绝缘体33，从而制造线圈32。
在步骤S3中，将控制电路及磁传感器5等电子部件固定于基板4。
在步骤S4中，在固定有电子部件的基板4及定子芯31的周围填充模制树脂，将定子3成型。
在步骤S5中，在多块电磁钢板211中的每一块形成至少一个磁铁插入孔212和轴孔216。磁铁插入孔212和轴孔216例如能够通过冲切处理来形成。而且，也可以在各电磁钢板211形成狭缝214a及214b、和空隙215等。在该情况下，在至少一块电磁钢板211中，至少一个磁铁插入孔212形成为满足上述式(1)。电磁钢板211的厚度t例如形成为0.1mm以上且1mm以下。
在步骤S6中，将在步骤S5中形成的多块电磁钢板211层叠，制造转子芯21。多块电磁钢板211例如通过铆接方式而相互固定。
在步骤S7中，在转子芯21的磁铁插入孔212中插入永久磁铁22(例如第一永久磁铁22a及第二永久磁铁22b)，在轴孔216中插入轴23，制造转子2。
在步骤S8中，将轴承7a及7b压入轴23。
从步骤S1到步骤S8的顺序并不限于图11所示的顺序。例如，能够相互并行地进行从步骤S1到步骤S4的定子3的组装步骤、和从步骤S5到步骤S7的转子2的组装步骤。从步骤S5到步骤S7的转子2的组装步骤也可以在从步骤S1到步骤S4的定子3的组装步骤之前进行。
在步骤S9中，将转子2与轴承7a及7b一起插入到在步骤S1到步骤S4中制造出的定子3的内侧。
在步骤S10中，将支架6嵌入到插入有转子2的定子3的内侧。
通过以上说明的工序，对电动机1进行组装。
如以上说明的那样，当在一个磁铁插入孔212中配置多个永久磁铁22(例如第一永久磁铁22a及第二永久磁铁22b)时，由于在永久磁铁22间形成有突起213，所以能够对各永久磁铁22进行定位，能够防止彼此相邻的永久磁铁22彼此接触。而且，在永久磁铁22接触的突起213的端部(第三端部211c及第四端部211d)形成为平面状或直线状的情况下，能够防止永久磁铁22的损伤。
然而，在第三端部211c及第四端部211d形成为直线状时，来自定子3的磁通容易通过第一永久磁铁22a与第二永久磁铁22b之间、即突起213，流入突起213的比例变多。换句话说，当在第一永久磁铁22a与第二永久磁铁22b之间形成有在径向上延伸的突起213时，来自定子3的磁通容易通过第一永久磁铁22a与第二永久磁铁22b之间、即突起213，流入突起213的比例变多。结果，永久磁铁22中的与突起213相邻的部分容易产生退磁。
一般而言，通过对电磁钢板进行冲压加工，从而制造转子。由于电磁钢板的磁特性会因冲压加工而劣化，因此，磁通难以通过电磁钢板。由冲压加工引起的磁特性的劣化会遍及电磁钢板的深度方向(z轴方向)整体。
在本实施方式中，通过利用由冲压加工引起的磁特性的劣化，能够降低来自定子3的磁通流入突起213的比例，能够抑制永久磁铁22的退磁特性变差。特别是，如本实施方式那样，通过将转子2(具体而言，为电磁钢板211)形成为满足t≤2×w×sin(R/2)≤2×t这一公式，从而能够使来自定子3的磁通难以通过第一永久磁铁22a与第二永久磁铁22b之间、即突起213，能够抑制永久磁铁22的退磁特性变差。
而且，通过将转子2(具体而言，为电磁钢板211)形成为满足
0.1mm≤t≤1mm及t≤2×w×sin(R/2)≤2×t
这一条件，从而能够使突起213整体的磁特性劣化，能够抑制永久磁铁22的退磁特性变差，除此之外，还能够得到能够进行冲压加工的强度、及用于永久磁铁22的定位的强度。
一般而言，来自定子的磁通容易通过彼此相邻的永久磁铁之间(例如永久磁铁固定用突起)，并流入电磁钢板的径向的内侧。另一方面，在本实施方式中，由于空隙215在径向上形成在比磁铁插入孔212靠内侧的位置，所以能够得到来自定子3的磁通难以通过突起213的转子2。通过将空隙215形成在与突起213相邻的位置，从而能够进一步使来自定子3的磁通难以通过突起213。
而且，由于将空隙215形成为使空隙215到磁铁插入孔212的最短距离(在图4(a)中为w3)成为t以上且2×t以下，所以能够使突起213整体的磁特性劣化，能够抑制永久磁铁22的退磁特性变差，除此之外，还能够得到能够进行电磁钢板211的冲压加工的强度。
在本实施方式中，在电磁钢板211，由于狭缝(例如狭缝214a及狭缝214b)在径向上形成在比磁铁插入孔212靠外侧的位置，所以能够降低转矩的脉动及感应电压的高次谐波。根据形成于电磁钢板211的狭缝的位置，来自定子3的磁通有时容易通过突起213，永久磁铁22的退磁特性变差。例如，在狭缝214a形成在与径向正交的方向上的比磁铁插入孔212的两端部靠近突起213的位置时，来自定子3的磁通容易通过突起213。然而，如以上说明的那样，通过将转子2(具体而言，为电磁钢板211)形成为满足
0.1mm≤t≤1mm及t≤2×w×sin(R/2)≤2×t
这一条件，从而能够维持能够进行电磁钢板211的冲压加工的强度，且能够使突起213整体的磁特性劣化，能够抑制永久磁铁22的退磁特性变差。
根据变形例1，能够得到与实施方式1同样的效果。
根据变形例2，即使在永久磁铁22(在图8(b)所示的例子中，为第一永久磁铁22a及第二永久磁铁22b)的角部突出的情况下，也能够使永久磁铁22的角部避让到退避槽212d中。因此，能够防止永久磁铁22的损伤。
根据变形例3的转子，在电磁钢板411，由于凹部(例如凹部414a及414b)在径向上形成在比磁铁插入孔212靠外侧的位置，所以能够降低转矩的脉动及感应电压的高次谐波。根据形成于电磁钢板211的凹部的位置，来自定子3的磁通有时容易通过突起213，永久磁铁22的退磁特性变差。例如，在凹部414a形成在与径向正交的方向上的比磁铁插入孔212的两端部靠近突起213的位置时，来自定子3的磁通容易通过突起213。然而，如以上说明的那样，通过将转子2(具体而言，为电磁钢板411)形成为满足
0.1mm≤t≤1mm及t≤2×w×sin(R/2)≤2×t
这一条件，从而能够维持能够进行电磁钢板211的冲压加工的强度，且能够使突起213整体的磁特性劣化，能够抑制永久磁铁22的退磁特性变差。
根据变形例4，能够得到与实施方式1同样的效果。
图12是示出在定子的线圈中流动的电流与来自永久磁铁的磁通量的比率(％)的关系的图。在图12中，将以往的电动机中的磁通量的比率与电流的关系设为m0，并用m1示出与以往的电动机进行比较时的实施方式1的电动机1中的磁通量的比率与电流的关系。
如图12所示，由于实施方式1的电动机1与以往的电动机相比，来自永久磁铁22的磁通量的比率较高，因此，改善了永久磁铁22的退磁特性。即，由于实施方式1的电动机1的转子2(包括各变形例)满足t≤2×w×sin(R/2)≤2×t这一公式，所以与具备以往的电磁钢板的转子相比，能够改善永久磁铁22的退磁特性。
如以上记载的那样，根据实施方式1的电动机1，由于具备上述说明的转子2，所以能够抑制电动机1的效率的降低，能够提高电动机的输出。
根据实施方式1的电动机1的制造方法，能够通过电磁钢板211的冲切处理(冲压加工)来制造具备转子2的电动机1(包括各变形例)，所述转子2满足t≤2×w×sin(R/2)≤2×t这一公式。结果，能够制造抑制了效率降低的电动机1。
虽然能够通过对电磁钢板进行退火而使电磁钢板的磁特性恢复，但在本实施方式中，通过不对电磁钢板进行退火，从而能够使突起213的磁特性劣化，并能够使永久磁铁22的退磁特性得到改善。
在本实施方式中，能够使用矫顽力较小的永久磁铁作为永久磁铁22。例如，能够使用不含镝的永久磁铁或镝的含量较少的永久磁铁作为永久磁铁22。因此，由于能够通过调整矫顽力(例如镝的含量)来调整永久磁铁22的成本，所以能够降低转子2的成本。
矫顽力较小的永久磁铁例如为Nd-Fe-B(钕-铁-硼)类的稀土类磁铁中的镝的含量为4％以下的永久磁铁、通过对镝或铽进行扩散处理并削减镝或铽而抑制了矫顽力的降低的永久磁铁、及不含镝的永久磁铁。
在本实施方式中，电动机1中的绕线方式、槽数和极数并不被特别限定，能够得到上述说明的效果。即使在使用矫顽力较低的永久磁铁作为电动机1的永久磁铁22的情况下，也能够维持与以往的电动机同程度的退磁阻力。因此，能够使用重稀土类元素的添加量较少的廉价的稀土类磁铁。而且，在减小重稀土类元素相对于永久磁铁22的添加量时，由于磁铁的剩余磁通密度提高，所以磁力转矩提高，能够减小用于产生相同转矩的电流，能够降低铜损及逆变器的通电损失。而且，即使在减薄永久磁铁22的厚度(例如径向的厚度)的情况下，也能够维持与以往的电动机同程度的退磁阻力，能够抑制昂贵的稀土类磁铁的使用量，并降低电动机的成本。
实施方式2.
对本发明的实施方式2的空气调节机10进行说明。
图13是示意性地示出本发明的实施方式2的空气调节机10的结构的图。
实施方式2的空气调节机10具备室内机11、制冷剂配管12及利用制冷剂配管12与室内机11连接的室外机13。
室内机11具有电动机11a和送风机11b(室内机用送风机)。室外机13具有电动机13a、作为送风机(室外机用送风机)的风扇13b、压缩机13c及热交换器(未图示)。压缩机13c具有电动机13d(例如实施方式1的电动机1)、由电动机13d驱动的压缩机构(未图示)以及收容电动机13d和压缩机构的壳体13e。
在实施方式2的空气调节机10中，室内机11及室外机13中的至少一个具有在实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)。具体而言，作为送风机的驱动源，将在实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)应用于电动机11a及13a中的至少一方。而且，压缩机13c也可以具有在实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)。
空气调节机10例如能够进行从室内机11吹送冷空气的制冷运转或吹送热空气的制热运转等运转。在室内机11中，电动机11a是用于驱动送风机11b的驱动源。送风机11b能够吹送调整后的空气。在室外机13中，电动机13a是用于驱动风扇13b的驱动源。
根据实施方式2的空气调节机10，由于将在实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)应用于电动机11a及13a中的至少一方，所以能够得到与在实施方式1中说明的效果同样的效果。
而且，根据实施方式2，能够提供运转效率良好且噪音低的压缩机13c及空气调节机10。
除了空气调节机10以外，还能够将在实施方式1中说明的电动机1(包括各变形例)搭载于换气扇、家电设备或机床等具有驱动源的设备。
以上说明的各实施方式中的特征及各变形例中的特征能够彼此适当地进行组合。
附图标记的说明
1、11a、13a、13d电动机，2转子，3定子，4基板，5磁传感器，6支架，7a、7b轴承，10空气调节机，11室内机，12制冷剂配管，13室外机，13c压缩机，21转子芯，22永久磁铁，23轴，211、311、411、511电磁钢板，211a第一端部，211b第二端部，211c第三端部，211d第四端部，211e第五端部，212、312磁铁插入孔，213突起，213a基部，213b第一端面，213c第二端面，214a、214b狭缝，215空隙，216轴孔。

Claims (16)

1.一种转子，其中，所述转子具备：
第一永久磁铁；
第二永久磁铁；及
电磁钢板，所述电磁钢板具有磁铁插入孔和形成于所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁之间的突起，
所述第一永久磁铁及所述第二永久磁铁配置在所述磁铁插入孔内，
所述电磁钢板具有：
第一端部，所述第一端部面向所述第一永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第二端部，所述第二端部面向所述第二永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第三端部，所述第三端部面向所述第一永久磁铁，并形成所述突起；及
第四端部，所述第四端部面向所述第二永久磁铁，并形成所述突起，
在将所述电磁钢板的厚度设为t、将所述第三端部与所述第四端部所成的角度设为R、将从包含所述第一端部的直线与包含所述第三端部的直线的交点到包含所述第三端部的直线与包含所述第四端部的直线的交点的距离设为w时，满足
t≤2×w×sin(R/2)≤2×t
这一公式。
2.根据权利要求1所述的转子，其中，
所述第三端部是形成与所述转子的径向正交的方向上的所述突起的端部的缘部。
3.根据权利要求1或2所述的转子，其中，
所述第四端部是形成与所述转子的径向正交的方向上的所述突起的端部的缘部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其中，
所述突起向所述转子的径向的外侧突出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其中，
所述电磁钢板具有狭缝，所述狭缝在所述转子的径向上形成在比所述磁铁插入孔靠外侧的位置。
6.根据权利要求5所述的转子，其中，
所述狭缝在所述转子的径向上较长。
7.根据权利要求5或6所述的转子，其中，
所述狭缝形成在与所述转子的径向正交的方向上的比所述磁铁插入孔的两端部靠近所述突起的位置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的转子，其中，
所述电磁钢板具有凹部，所述凹部在所述转子的径向上形成在比所述磁铁插入孔靠外侧的位置。
9.根据权利要求8所述的转子，其中，
所述凹部在所述转子的径向上较长。
10.根据权利要求8或9所述的转子，其中，
所述凹部形成在与所述转子的径向正交的方向上的比所述磁铁插入孔的两端部靠近所述突起的位置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的转子，其中，
所述电磁钢板的厚度为0.1mm至1mm。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的转子，其中，
所述电磁钢板还具有空隙，所述空隙在所述转子的径向上形成在比所述磁铁插入孔靠内侧的位置，在将所述电磁钢板的厚度设为t时，从所述空隙到所述磁铁插入孔的最短距离为t以上且2×t以下。
13.一种电动机，其中，所述电动机具备：
定子；及
转子，
所述转子具有：
第一永久磁铁；
第二永久磁铁；及
电磁钢板，所述电磁钢板具有磁铁插入孔和形成于所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁之间的突起，
所述第一永久磁铁及所述第二永久磁铁配置在所述磁铁插入孔内，
所述电磁钢板具有：
第一端部，所述第一端部面向所述第一永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第二端部，所述第二端部面向所述第二永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第三端部，所述第三端部面向所述第一永久磁铁，并形成所述突起；及
第四端部，所述第四端部面向所述第二永久磁铁，并形成所述突起，
在将所述电磁钢板的厚度设为t、将所述第三端部与所述第四端部所成的角度设为R、将从包含所述第一端部的直线与包含所述第三端部的直线的交点到包含所述第三端部的直线与包含所述第四端部的直线的交点的距离设为w时，所述转子满足
t≤2×w×sin(R/2)≤2×t
这一公式。
14.一种压缩机，其中，所述压缩机具备：
电动机；
压缩机构，所述压缩机构由所述电动机驱动；及
壳体，所述壳体收容所述电动机及所述压缩机构，
所述电动机具有：
定子；及
转子，
所述转子具有：
第一永久磁铁；
第二永久磁铁；及
电磁钢板，所述电磁钢板具有磁铁插入孔和形成于所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁之间的突起，
所述第一永久磁铁及所述第二永久磁铁配置在所述磁铁插入孔内，
所述电磁钢板具有：
第一端部，所述第一端部面向所述第一永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第二端部，所述第二端部面向所述第二永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第三端部，所述第三端部面向所述第一永久磁铁，并形成所述突起；及
第四端部，所述第四端部面向所述第二永久磁铁，并形成所述突起，
在将所述电磁钢板的厚度设为t、将所述第三端部与所述第四端部所成的角度设为R、将从包含所述第一端部的直线与包含所述第三端部的直线的交点到包含所述第三端部的直线与包含所述第四端部的直线的交点的距离设为w时，所述转子满足
t≤2×w×sin(R/2)≤2×t
这一公式。
15.一种空气调节机，其中，所述空气调节机具备：
室内机；及
室外机，所述室外机与所述室内机连接，
所述室内机及所述室外机中的至少一个具有电动机，
所述电动机具有：
定子；及
转子，
所述转子具有：
第一永久磁铁；
第二永久磁铁；及
电磁钢板，所述电磁钢板具有磁铁插入孔和形成于所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁之间的突起，
所述第一永久磁铁及所述第二永久磁铁配置在所述磁铁插入孔内，
所述电磁钢板具有：
第一端部，所述第一端部面向所述第一永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第二端部，所述第二端部面向所述第二永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第三端部，所述第三端部面向所述第一永久磁铁，并形成所述突起；及
第四端部，所述第四端部面向所述第二永久磁铁，并形成所述突起，
在将所述电磁钢板的厚度设为t、将所述第三端部与所述第四端部所成的角度设为R、将从包含所述第一端部的直线与包含所述第三端部的直线的交点到包含所述第三端部的直线与包含所述第四端部的直线的交点的距离设为w时，所述转子满足
t≤2×w×sin(R/2)≤2×t
这一公式。
16.一种电动机的制造方法，所述电动机具备转子，所述转子具有第一永久磁铁、第二永久磁铁及电磁钢板，其中，
所述电磁钢板具有：
磁铁插入孔；
突起，所述突起形成于所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁之间；
第一端部，所述第一端部面向所述第一永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第二端部，所述第二端部面向所述第二永久磁铁，并对所述磁铁插入孔进行划定；
第三端部，所述第三端部面向所述第一永久磁铁，并形成所述突起；及
第四端部，所述第四端部面向所述第二永久磁铁，并形成所述突起，
所述电动机的制造方法具备：
在将所述电磁钢板的厚度设为t、将所述第三端部与所述第四端部所成的角度设为R、将从包含所述第一端部的直线与包含所述第三端部的直线的交点到包含所述第三端部的直线与包含所述第四端部的直线的交点的距离设为w时，将所述磁铁插入孔形成为满足
t≤2×w×sin(R/2)≤2×t
这一公式的步骤；及
将所述第一永久磁铁及所述第二永久磁铁插入到所述磁铁插入孔中的步骤。
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