CN111193341B - Dc电动机及使用dc电动机的旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种DC电动机及使用DC电动机的旋转压缩机。在DC电动机中，为了减少转子高速旋转时的铁损并改善效率，在转子的各磁极的圆弧状外周面中，在转子的旋转方向侧的外表面上形成有切割部，该切割部是在规定范围倾斜地朝向转子的内侧以直线切割而形成的。通过直线状切割，在定子和转子之间的气隙中产生的磁通密度变化变得剧烈，由于在定子的齿部前端产生的吸引力的变化而导致轻微的变形，成为转子高速旋转时的振动及噪音发生的原因。本申请提供降低施加在定子的齿部的吸引力，实现转子高速旋转时的振动及噪音的降低的技术。与定子对置的转子的磁极的外表面中转子的旋转方向侧外周面具有朝向所述转子的内侧切割成圆弧状的缺口部。

Description

DC电动机及使用DC电动机的旋转压缩机

技术领域

本申请是关于在铁心处绕线形成定子组件，定子组件内配备有内部有磁石的转子组件，定子组件和转子组件配置成可以旋转的DC电动机，及密闭容器内带有前述DC电动机要素和前述转子和收到驱动转动的压缩要素的回转压缩机。

背景技术

此种回转压缩机C，例如，特许文件1中所示

特许文件1的电动机要素由DC电动机构成，这种电动机是4极6槽型的，定子组件的定子铁心具有6个齿部和6个槽的形态，利用齿部和槽部的空间，对定子直接绕线，通过所述的集中卷的方式构成定子的磁极。

转子，除了由4极的磁极构成，外面还有等角度间隔形成的圆弧状的磁极，转子的中心处具有轴孔，其中热装回转轴。各磁极顶点间的外径形成转子的直径，定子各齿部的内径形成定子的内径，转子直径比定子的内径尺寸略小，定子和转子之间的圆形状形成定转子间隙，使转子能在定子内旋转。

转子由内部对应藏有的磁性体(永久磁石)的磁极构成，各磁极对应的，转子的回转中心到各磁极中心部的延长的线的径向直线方向，在垂直该直线的槽中插入永久磁石，和前述的直线垂直配置；

永久磁石，表面采用钕系磁石(由钕、铁、硼构成)钐钴系磁铁、镨系磁铁等所谓稀土类磁石。

上述DC电动机，转子的各磁极对应定子的齿部的部位为圆弧状外周面，转子的旋转方向，(图示的顺时针方向)侧的外面，在所定范围向转子内方向直线斜切，形成切割部36～39。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-210898的公报

发明内容

发明所要解决的问题

这种直线状的切割部36～39是为了降低转子高速旋转时的铁损并改善效率，但在形成于定子和转子之间的气隙中产生的磁通密度变化因该切割部36～39而变得剧烈，由于在定子的齿部前端(气隙侧)的左右两侧的壁厚薄的部位产生的吸引力的变化，导致在该部分有轻微的变形，由此，特别是成为转子高速旋转时的振动及噪音发生的原因。

本申请鉴于这一点，提供一种可以降低施加在定子的齿部的吸引力，实现转子高速旋转时的振动及噪音的降低的技术。

另外，提供一种转子从低速旋转到高速旋转的平均转矩大、波动转矩小的无刷DC电动机。

用于解决问题的方案

第一发明提供一种DC电动机，在定子内配置有由永磁体以等间隔形成磁极的转子，其特征在于，

所述转子的各磁极的外周面具有以沿着转子的旋转方向逐渐变深的方式切割成截面圆弧状的缺口部。

第二发明提供一种DC电动机，在定子内配置有由永磁体以等间隔形成磁极的转子，其特征在于，

所述各磁极具有从所述转子的旋转中心起以规定半径形成的圆弧状外周面，

所述圆弧状外周面的所述转子的旋转方向侧外周面具有被切成圆弧状的缺口部，所述缺口部是沿着以从所述转子的旋转中心穿过所述各磁极的中央部的直线上的靠近所述磁极侧的位置为中心绘制的圆并朝向所述转子的内侧切割而成的。

第三发明提供一种DC电动机，在定子内配置有由永磁体以等间隔形成磁极的转子，其特征在于，

所述各磁极形成从所述转子的旋转中心起以规定半径形成的圆弧状外周面，

在所述各磁极内，与从所述转子的旋转中心穿过所述各磁极的中央部的直线成直角配置所述永磁体，

与所述定子对置的所述圆弧状外周面中所述转子的旋转方向侧外周面具有被切成圆弧状的缺口部，所述缺口部是沿着以所述直线上的靠近所述磁极侧的位置为中心绘制的圆并朝向所述转子的内侧切割而成的。

第四发明是在第一发明～第三发明中任一发明的基础上，其特征在于，

所述缺口部由以从所述转子的旋转中心穿过所述各磁极的中央部的直线上的向所述磁极侧靠近规定尺寸的位置为中心并以半径R2绘制的圆弧形成，

将形成所述转子的圆弧状外周面的半径设为R1时，

R2/(R1－R2＝B)＞2。

第五发明提供一种旋转压缩机，其特征在于，

在所述压缩机中，电动机元件和通过所述电动机元件的旋转轴的旋转而压缩吸入空气的旋转压缩元件配置于密闭容器内，其中，所述电动机元件是第一发明～第四发明中任一项所述的DC电动机。

发明效果

本申请提供一种DC电动机，其在定子内配置有由永磁体以等间隔形成磁极的转子，其中，所述转子的各磁极的外周面具有缺口部，所述缺口部是以沿着转子的旋转方向逐渐变深的方式切割成截面圆弧状而不是如现有技术那样的直线状切割，由此，可以降低施加在定子的齿部的吸引力，实现转子高速旋转时的振动及噪音的降低。

另外，可以提供转子从低速旋转到高速旋转的平均转矩高、波动转矩小的无刷DC电动机。

另外，通过使旋转压缩机的电动机元件采用本申请的DC电动机，在旋转压缩机被用于家庭用空调或冰箱、冰柜的冷冻循环的情况下，可以提供噪音很小的家电设备。

附图说明

图1是本申请的旋转压缩机的纵剖视图。

图2是说明本申请的DC电动机的定子和转子的关系的横剖视图。

图3是说明本申请的DC电动机的转子的结构的横剖视图。

图4是表示在本申请的DC电动机和其它方式的电动机的定子的齿部产生的吸引力的比较的图。

图5是表示本申请的DC电动机和其它方式的电动机的转矩波动的比较的图。

图6是表示本申请的DC电动机和其它方式的电动机的平均转矩与波动转矩的比较的图。

图7是本申请的DC电动机的定子齿部的吸引力的矢量图。

图8是表示本申请的DC电动机的转子旋转时的磁通线的图。

图9是说明在本申请的DC电动机的转子上形成的缺口部的最大切割结构的图。

图10是说明在本申请的DC电动机的转子上形成的缺口部的中间切割结构的图。

图11是表示本申请的DC电动机的永磁体的配置不同的其它实施方式的图。

图12是表示本申请的DC电动机的永磁体的配置不同的其它实施方式的图。

图13是说明在本申请的DC电动机的转子上形成的现有方式的直线切割的结构的图。

具体实施方式

本申请提供一种DC电动机，其在定子内配置有由永磁体以等间隔形成磁极的转子，其特征在于，上述转子的各磁极的外周面具有以沿着转子的旋转方向逐渐变深的方式切割成截面圆弧状的缺口部。

作为其结构之一，其特征在于，上述各磁极形成从上述转子的旋转中心起以规定半径形成的圆弧状外周面，在上述各磁极内，与从上述转子的旋转中心穿过上述各磁极的中央部的直线成直角配置上述永磁体，与上述定子对置的上述圆弧状外周面中上述转子的旋转方向侧外周面具有缺口部，该缺口部是上述转子的各磁极的外周面通过如下方式被切成截面圆弧状而形成，即，从上述转子的旋转中心起()，沿着以上述直线上的靠近上述磁极侧的位置为中心绘制的圆朝向上述转子的内侧切割成圆弧状(以下，切割与“切除”具有相同的含义)，且上述缺口部沿着转子的旋转方向逐渐变深。

另外，本申请提供一种旋转压缩机，在上述旋转压缩机中，电动机元件和通过上述电动机元件的旋转轴的旋转而压缩吸入气体的旋转压缩元件配置于密闭容器内，其中，通过将上述电动机元件设为本申请的DC电动机，可以提供优选的旋转压缩机。

以下，在记载本申请的DC电动机的实施例时，对旋转压缩机采用了DC电动机时的实施例进行记载。

【实施例1】

如图1所示，这种旋转压缩机C在密闭容器1内配置有电动机元件2，在该电动机元件2的下部配置并收容有旋转压缩元件3。密闭容器1的结构为，由上端开口的有底圆筒形状的壳部1A和封闭该壳部1A的上端开口的端盖部1B构成，将电动机元件2及旋转压缩元件3收容配置在壳部1A内之后，将端盖部1B盖在壳部1A，通过高频焊接等将该接合部密闭，在壳部1A内底部形成有贮存旋转压缩元件3的润滑用油的贮油部SO。

构成电动机元件2的本申请的DC电动机2由无刷DC电动机2构成，该无刷DC电动机2具备通过焊接固定于密闭容器1的内壁上的定子(定子)4和以在该定子4内旋转的方式固定于由轴承部29、30支承的旋转轴12上的转子(旋转子)5。

图2及图3的实施例所示的DC电动机2是4极6槽类型，该定子4由将多片大致圆环形的硅钢板6F层叠而构成的定子铁芯6和用于对转子5赋予旋转磁场的定子绕组7构成。定子铁芯6是抵接固定于壳部1A内周面，并具有6个齿部6A和6个槽部6B的形式，其构成为，在多个齿部6A之间形成有向内侧及上下开放的槽部6B，通过利用槽部6B的空间将定子绕组7直接卷绕在该齿部6A的所谓集中卷绕方式形成定子4的磁极。

转子5是如下结构，将厚度1.3mm～0.7mm等的电磁钢板以以等角度间隔形成规定数量的磁极5A～5D的方式冲裁加工成圆板状的规定形状，将多片由此得到的转子钢板5P层叠，并通过相互铆接或焊接一体层叠而成，以构成4极的磁极的方式从电磁钢板冲裁出外表面为圆弧状的磁极5A～5D，并在等角度间隔配置的磁极5A～5D彼此之间形成凹部8～11。

旋转轴12通过热装安装在形成于转子5的中心的轴孔5F中。

例如，在15框架的压缩机中，各磁极5A～5D的顶点之间的外径55(转子5的直径55)为50mm，比以定子4的各齿6A部的内径形成的定子4的内径SN的尺寸稍小，在定子4和转子5之间形成有圆形状的气隙AG。

转子5是以构成以等角度间隔形成的各磁极5A～5D的方式，在各磁极5A～5D内设置有磁性体15(永磁体15)的结构，平板状的磁性体15(永磁体15)插入对应各磁极5A～5D而形成的槽S1～S4中，构成4个磁极。

在图示的实施例中，与从转子5的旋转中心C1穿过各磁极5A～5D的中央部的直线L1成直角并且贯穿转子5的轴向长度(转子5的厚度)以贯通状态形成有槽S1～S4，各永磁体15具有贯穿转子5的大致轴向长度(转子5的厚度)的长度，并且分别插入槽S1～S4，与上述直线L1成直角。

在图示的实施例的DC电动机2中，从转子5的旋转中心C1穿过各磁极5A～5D的中央部的直线L1，用从转子5的旋转中心C1向各磁极5A～5D的左右间的中心部延伸的半径方向的直线L1表示。

为了实现DC电动机2的小型化，永磁体15采用BH积较大的钕系磁铁(由钕、铁、硼构成，对表面实施了镀镍)、钐钴系磁铁、镨系磁铁等所谓稀土类磁铁，来代替铁氧体系磁铁。

为了防止永磁体15在转子5旋转时等从槽S1～S4飞出，在转子5的上下表面安装有比转子5的直径稍小的直径的如铝那样的非磁性端面部件16、17。在端面部件16的上方位置具备圆盘状的油分离板18，该油分离板18安装在转子5上。用于取得转子5旋转时的平衡的平衡配重19被安装在端面部件16和油分离板18之间。

在图1中，旋转压缩元件3具备被中间隔板20隔开的第一旋转用气缸21及第二旋转用气缸22。各气缸21、22上下贯通地形成于气缸部件21F、22F内，该气缸部件21F、22F分别固定成与壳部1A的内周面抵接，在各气缸21、22上安装有由旋转轴12旋转驱动的偏心部23、24，这些偏心部23、24的偏心位置相互错开180度相位。

25、26是分别在气缸21、22内旋转的第一滚子、第二滚子，分别通过偏心部23、24的旋转而在气缸21、22内回转。27、28分别是第一框体、第二框体，第一框体27通过多个螺丝50固定于气缸部件21F的上表面，第一框体27在其与中间隔板20之间形成气缸21的封闭的压缩空间。另外，第二框体22通过多个螺丝51固定于气缸部件22F的下表面，同样地，第二框体28在其与中间隔板8之间形成有气缸22的封闭的压缩空间。另外，第一框体27、第二框体28分别具备旋转自如地轴支承旋转轴12的下部的轴承部29、30。

31、32是杯状消声器，分别以覆盖第一框体17、第二框体28的方式安装。此外，气缸21和杯状消声器31通过设置于第一框体27上的未图示的连通孔连通，气缸22和杯状消声器32也通过设置于第二框体28的上未图示的连通孔连通。而且，在该发明中，下表面的杯状消声器32内经由构成气缸21、22的气缸部件21F、22F和贯通中间隔板20的贯通孔33与上表面的杯状消声器31内连通。杯状消声器31、32具有作为消音室的功能。

34是设置于密闭容器1的上方的喷出管，35、36是从储液器37分别连接到气缸21、22的吸入管。另外，38是密闭接线柱，从密闭容器1的外部供应的电力被供应到密闭接线柱38，经由未图示的引线将电力供应到定子4的定子绕组7。

当DC电动机2的定子4的定子绕组7被通电时，形成旋转磁场，转子5旋转。通过该旋转子5的旋转，气缸21、22内的滚子25、26经由旋转轴12进行偏心旋转，从吸入管35、36吸入的吸入气体被压缩。油槽SO的油通过与转子5一起旋转的旋转轴12的旋转，从形成于旋转轴12上的供油路径(未图示)供应到旋转压缩元件3，进行该部分的润滑。

被压缩的高压气体经由上述连通孔从气缸21喷出到杯状消声器31内，从该杯状消声器31上形成的喷出孔(未图示)喷出到上方的密闭容器1内。另一方面，从气缸22经由上述连通孔喷出到杯状消声器32，通过贯通孔33供应到上表面的杯状消声器31，从杯状消声器31上形成的喷出孔(未图示)喷出到上方的密闭容器1内。

这样喷出到密闭容器1内的高压气体穿过设于DC电动机2的上述定子4内的间隙或定子铁芯6和转子5之间的气隙AG、转子5的凹部8～11等而上升。而且，气体撞击板18，通过离心力的作用朝向外侧上升，从喷出管34喷出。另外，与气体一起喷出的油通过板18的旋转产生的离心力而朝向外侧，经由电动机元件2(DC电动机2)或旋转压缩元件3和密闭容器1之间的间隙流到油槽SO。

旋转压缩机C的出口侧的喷出管34与冷凝器40连接，冷凝器40的出口侧经由未图示的受液器、液管电磁阀与作为减压装置的膨胀阀41连接。膨胀阀41与蒸发器42连接，蒸发器42的出口侧经由储液器37与旋转压缩机C的吸込侧35、36连接，构成环状的制冷剂回路。从旋转压缩机C喷出的高温高压的气体制冷剂通过冷凝器40散热，凝结液化。而且，被膨胀阀41减压后，进入蒸发器42，因此，重复从周围获取热并使其气化的循环。

本申请如上所述，在定子4内配置有由永磁体15以等间隔形成磁极5A～5D的转子5的DC电动机2中，转子5的各磁极5A～5D的外周面具有缺口部50，该缺口部50以沿着转子5的旋转方向P逐渐变深的方式切割成截面圆弧状。

作为该实施方式，与定子4对置的磁极5A～5D的外表面中，转子5的旋转方向侧外周面具有缺口部50，该缺口部50以朝向转子5的内侧逐渐变深的方式切割成截面圆弧状，以使转子5的旋转方向侧朝向转子5的内侧逐渐变深。

因此，作为形成的缺口部50之一，在转子5的磁极5A～5D的与定子4的齿部6A对置的圆弧状外周面(以形成转子5的直径55的方式从转子5的中心C1以转子5的半径R1形成的外表面)中、转子5的旋转方向(图示的是逆时针方向)侧的外表面上，通过以比磁极5A～5D的外表面小的曲率并朝向转子5的内侧以曲线切割与定子4对置的磁极5A～5D的外表面中、转子5的旋转方向侧外周面而形成缺口部50。

在该缺口部50的形成中，作为优选的实施方之一，如图所示，在各磁极5A～5D内分别配置永磁体15，在与定子4对置的转子5的圆弧状外周面中、转子5的旋转方向侧的外表面形成有缺口部50，该缺口部50是以从转子5的旋转中心C1朝向各磁极5A～5D的左右之间的中央部延伸的直线L1上的向磁极5A～5D侧靠近规定尺寸B的位置C2为中心，沿着以规定的半径R2绘制的圆并朝向转子5的内侧切割而形成的。

具体而言，理想的是，转子5的半径R1和形成缺口部50的半径R2的关系设定为如下状态，即，在形成于永磁体15的左右端部的磁极5A～5D的壁厚较薄的部分Q残留最小限度的壁厚，使得即使在转子5旋转时，各磁极5A～5D也不会发生变形。因此，是在缺口部50和永磁体15之间也必须残存最小限度的各磁极5A～5D的壁厚部的状态。

因此，理想的是，R2/(R1－R2＝B)大于2，即，理想的是，R2/(R1－R2＝B)＞2。关于这一点，以下，基于用于测试的DC电动机2进行说明。

为了表示本申请的作用效果，用于测试的DC电动机2是如图2及图3所示的4极6槽类型，转子5的直径55(圆弧状外形尺寸)为57mm，定子4的直径(外形尺寸)为109mm，将其用于旋转压缩机C，在使DC电动机2在旋转压缩机C的额定负载附近运行的状态下，测试的电流为4Arms(产生转矩：2.8Nm)。

在缺口部50以向转子5的内侧侵入直到在形成于永磁体15的左右端部的磁极5A～5D的壁厚薄的部分Q残留最小限度的壁厚的状态的方式形成的状态(将其称为最大切割，图9所示)下，在测试的DC电动机2中，R1＝20.5mm、B＝8mm，R2/(R1－R2＝B)＝2.56。另外，在与最大切割相比，缺口部50向转子5的内侧的侵入较少的状态(将其称为中间切割，图10所示)下，R2的中心成为靠近转子5的中心的位置，在测试的其它DC电动机2中，R1＝24.5mm、B＝4mm，R2/(R1－R2＝B)＝6.13。

此外，在其它DC电动机2中，在最大切割的情况下，获得R2/(R1－R2＝B)＝2.1，在中间切割的情况下，获得R2/(R1－R2＝B)＝6。

由此，在图3中，由G1表示的转子5的后半部(从转子5的旋转方向观察，为后方侧)的外周面范围是半径R1的圆弧状外周面，但在用G2表示的转子5的前半部(从转子5的旋转方向观察，为前方侧)的外周面范围内，各磁极5A～5D的圆弧状的外周面成为缺口部50，该缺口部50是从直线L1向转子5的旋转方向(图示的是逆时针方向)侧的外周面被沿着以直线L1上的点为中心的半径R2绘制的圆并朝向转子5的内侧以圆弧状切割而形成的，缺口部50朝向转子5的内侧，转子5的旋转方向侧逐渐变深。

因此，定子4的齿部6A和转子5的各磁极5A～5D之间的气隙AG处于转子5的旋转方向(图示的方向是逆时针方向)侧以圆弧状逐渐变大的关系。

另外，作为设置于各磁极5A～5D内的永磁体15的配置优选的实施方式之一，设定为如下结构，如图3所示，在各磁极5A～5D内，与从转子5的旋转中心C1朝向各磁极5A～5D的左右之间的中央部延伸的直线L1成直角分别配置永磁体15。

在这种情况下，理想的是，转子5的外表面成为缺口部50，该缺口部50是沿着以从转子5的旋转中心C1向各磁极5A～5D的圆弧状的外周面的中央部延伸的直线L1上的任一点为中心C2绘制的圆切割成圆弧状而形成，以使形成于永磁体15的左右端部的磁极5A～5D的壁厚薄的部分Q的壁厚、即缺口部50的转子5的外表面与永磁体15的最短距离部分的壁厚、及磁极5A～5D的侧壁与永磁体15的最短距离t部分的磁极5A～5D的壁厚成为如下状态，即，具有即使在转子5的最大转速下也不会变形的最小限的厚度。图示记载了一个磁极5C，但对于其它磁极也同样。

直线L1是从转子5的旋转中心C1朝向各磁极5A～5D的左右之间的中央部延伸的直线，也可以稍微偏离各磁极5A～5D的左右之间的中心，但在图2及图3所示的实施方式中，通过设定为从转子5的旋转中心C1穿过以半径R1形成的圆弧状外周面的中心的直线L1，可以在转子5的圆弧状外周面的前半部分形成缺口部50，因此，转子5的设计及制造便于了获得期望的效果。

在实施例中，因为在最小限的范围确保了形成于永磁体15的左右端部的磁极5A～5D的壁厚较薄的部分Q的壁厚，所以在磁极5A～5D中，其侧壁和永磁体15之间的最短距离t部分设定为残存有不会因通过转子5的旋转产生的永磁体15的离心力而变形的壁厚的结构，设为t＝0.3mm～1.0mm的范围，通常，0.5mm左右是合适的。

在图3中，对于最短距离t，仅对磁极5C进行了图示，但对于磁极5A～5D而言，也是一样的。

向现有技术那样设定为直线状切割的情况下，DC电动机2运行，转子5旋转，从而在永磁体15接近和远离定子4的齿部6A期间，气隙AG内的磁通密度变化剧烈，随之，定子4的齿部6A产生的吸引力急剧变化，因此，由于由此产生的齿部6A的变形而产生噪音。

如图2所示，在定子4的齿部6A的前端(气隙AG侧)的左右两侧，为了形成槽6B而形成有齿部6A的壁厚较薄的部位，因此，如果因上述吸引力的作用而导致在该部分产生变形，则会由此产生噪音，特别是成为转子高速旋转时的振动及噪音发生的原因。

在本申请中，通过形成缺口部50，气隙AG具有如下关系：转子5的旋转方向(图示的方向是逆时针方向)侧以圆弧状逐渐增大，因此，与直线状切割相比，气隙AG的急剧变化减少。

因此，通过缺口部50，可以减少转子5在高速旋转时的铁损并改善效率，并且，可以减小振动造成的噪音。

即，能够提供可以降低施加在定子4的齿部6A的剧烈的吸引力的变化，降低了转子5在高速旋转时的振动及噪音的技术。

另外，提供一种转子5从低速旋转到高速旋转的平均转矩大、波动转矩小的无刷DC电动机2。

下面，基于图4～图6记载这些情况。

用于显示本申请的作用效果的测试所采用的DC电动机2是图2及图3所示的4极6槽类型，转子5的直径55(圆弧状外形尺寸)为57mm，定子4的直径(外形尺寸)为109mm，将其用于旋转压缩机C，使其在旋转压缩机C的额定负载附近运行的状态下，测试电流为4Arms(产生转矩为2.8Nm)。

作用于磁极5A～5D上的吸引力的计算方法中，实施磁场分析并计算作用于定子4的齿部6A的节点力的方法是图7，图7中箭头所示的各矢量表示吸引力，由箭头的长度表示吸引力的大小。

在图8中，当转子5旋转时，由多个线J表示其一个状态下的磁通密度，图示省略了定子绕组7。

图4是表示根据在转子5的磁极5A～5D的转子5的旋转方向侧的外表面形成的切割部的形状的种类，通过DC电动机2的运行而在定子齿部6A产生的吸引力如何变化的图。

在本申请的实施测试中，通过DC电动机2的运行，在定子4的各齿部6A，沿图2中箭头Y所示的方向产生吸引力。在实施的DC电动机2中，图7是用矢量表示有关一个磁极的吸引力的图，但各磁极5A～5D的吸引力也同样。

关于转子5的外周面的切割种类，在图3中示出了各磁极5A～5D的圆弧状的外周面为如下形式时的定子齿部6A产生的吸引力相对于转子的旋转角的变化，上述形式分别是：从直线L1向转子5的旋转方向(图示的方向是逆时针方向)侧的外周面与半径R1的圆弧状外周面相同的形式(无切割形式)，即，在图3中，转子5的外周面在用G1及G2表示的整个范围内是半径R1的圆弧的形式；如专利文献1(特开2005－210898)所示，转子5的外周面是图3的G1的范围为半径R1的圆弧而G2的范围被直线切割的形式(称为直线切割形式，图13所示)；如本申请所示，转子5的外周面是图3的G1的范围为半径R1的圆弧形而G2的范围是以圆弧状切割形成的缺口部50且以小的曲率切割的形式(称为最大切割形式，图9所示)；如本申请所示，转子5的外周面是图3的G1的范围为半径R1的圆弧状而G2的范围是以圆弧状切割形成的缺口部50且以比转子最大切割的曲率大的曲率切割的形式(称为中间切割形式，图10所示)。

在上述中，最大切割是指这样的状态，即，缺口部50的转子5的外周面与永磁体15之间的最短距离具有即使在转子的最大转速下也不变形的最小限的厚度。另外，中间切割是指如下情况，即，缺口部50以规定的曲率形成圆弧状，使得切口部50与越达到最大切割，越深地进入转子5内侧的状态相比，成为较少地进入转子5内侧的状态。

因此，理想的是，根据转子的外径、各磁极5A～5D的宽度以及各磁极5A～5D的磁铁15的插入位置等，转子的外表面成为沿着以从转子5的旋转中心C1向各磁极5A～5D的圆弧状的外周面延伸的直线L1上的任一点为中心C2绘制的圆并以圆弧状切割而形成的缺口部50，达到如下状态，即，使得缺口部50的转子5的外表面与永磁体15之间的最短距离及磁极5A～5D的侧壁与永磁体15之间的最短距离t具有即使在转子的最大转速下也不变形的最小限的厚度。

图4是关于定子齿部6A之一，转子5的旋转角在0度～180度的范围内的数据，由于转子5旋转一圈时的定子齿部6A上产生的吸引力的变化进行同样的变化，所以可以了解转子5旋转一圈时在定子齿部6A上产生的吸引力的变化。

由此，在现有技术的直线切割的方式和本申请的圆弧状的缺口部50的方式中，在定子齿部6A上产生的吸引力大致相同，因此，不必担心在定子齿部6A上产生的变形受本申请的圆弧状的缺口部50的干扰。

在与图4的定子齿部6A的吸引力相同的条件下计算图5中的转矩。

图5与图4的情况相同，是比较转子5的外周面的切割的种类为如下形式时的转矩波动相对于转子的旋转角的状态，所述形式分别是：在图3中，各磁极5A～5D的圆弧状的外周面是从直线L1向转子5的旋转方向(图示的方向是逆时针方向)侧的外周面与半径R1的圆弧状外周面相同的形式(无切割的形式)，即，在图3中，转子5的外周面在用G1及G2表示的整个范围内是半径R1的圆弧的形式；如专利文献1(特开2005－210898)所示，转子5的外周面是图3的G1的范围为半径R1的圆弧而G2的范围被直线状切割的形式(称为直线切割的形式，图13所示)；如本申请所示，转子5的外周面是图3的G1的范围为半径R1的圆弧状而G2的范围是以圆弧状切割的缺口部50且以小的曲率切割的形式(称为最大切割形式，图9所示)；如本申请所示，转子5的外周面是图3的G1的范围为半径R1的圆弧状而G2的范围是以圆弧状切割的缺口部50且以比转子最大切割时的曲率大的曲率切割的形式(称为中间切割的形式，图10所示)。

最大切割形式是指形成最大限度的缺口部50直到通过转子5的旋转而在缺口部50与永磁体15之间的最短距离t的部分中不发生变形的状态的情况。

从图5可以看出，本申请的DC电动机2中，转矩相对于转子5的旋转角的波动幅度为0.5Nm以下。

从图5可以看出，与无切割的方式和直线切割的方式相比，在本申请的圆弧状的缺口部50的方式中，本申请的转矩波动少，特别是，最大切割形式中的转矩波动很小。

如果转矩波动增大，则产生振动，成为噪音产生的原因，特别是，越是高速旋转，该振动越大。据此，在本申请中，即使在高速旋转过程中噪音也减小，成为适用于噪音很小的家电设备的DC电动机2。

在与图4的定子齿部6A的吸引力相同的条件下计算图6中的转矩。

图6与图4的情况相同，是比较转子5的外周面的切割种类是如下方式时的平均转矩和波动转矩的大小的图，所述方式是：在图3中，各磁极5A～5D的圆弧状的外周面是从直线L1向转子5的旋转方向(图示的方向是逆时针方向)侧的外周面与半径R1的圆弧状外周面同样地形成的方式(无切割的方式)，即，在图3中，转子5的外周面在由G1及G2所示的整个范围内是半径R1的圆弧的方式；如专利文献1(特开2005－210898)所示，转子5的外周面是图3的G1的范围为半径R1的圆弧而G2的范围被以直线状切割的方式(称为直线切割的方式，图13所示)；如本申请所示，转子5的外周面是图3的G1的范围为半径R1的圆弧状而G2的范围被以圆弧状切割的缺口部50的方式，且是以小曲率切割的方式(称为最大切割形式，图9所示)；如本申请所示，转子5的外周面是图3的G1的范围为半径R1的圆弧状而G2的范围被以圆弧状切割的缺口部50的方式，且是以比转子最大切割时的曲率大的曲率切割的方式(称为中间切割形式，图10所示)。

平均转矩大、波动转矩小的DC电动机2在运行中的噪音很小。

从图6可以看出，与无切割的方式和直线切割的方式相比，在本申请的圆弧状的缺口部50的方式中，本申请的平均转矩大，波动转矩小，因此，噪音变小，成为适用于噪音很小的家电设备的DC电动机2。

特别是，如果是最大切割形式，则形成平均转矩大、波动转矩小的电动机，可以制成在高速旋转中的噪音很小的DC电动机2，因此，成为适用于噪音很小的家电设备的DC电动机2。

此外，无切割形式与其它形式相比，波动转矩和平均转矩都较大，因此，可以说适合在低速旋转下使用的电动机，可以忽略噪音。

从图6中可以看出，本申请的测试的DC电动机2从低速旋转到高速旋转的平均转矩和波动转矩之间的差为2Nm以上。

上述说明的DC电动机2是4极6槽类型，但根据磁极及槽的数量，可以如4极6槽、6极9槽、8极12槽那样设定为规定方式。在这种情况下，在6极9槽及8极12槽的DC电动机中，只是定子4及转子5的结构和极数及槽数不同，与之相关的结构、功能及效果与在4极6槽类型中说明的结构、功能及效果基本相同。

在家庭用鼓风机采用了本申请的DC电动机的情况以及家庭用空调或冰箱、冰柜的冷冻循环采用了本申请的DC电动机的旋转压缩机的情况下，可以提供噪音小的家电设备。

本申请提供一种DC电动机，在定子内配置有由永磁体以等间隔形成有磁极的转子，其特征在于，上述转子的各磁极的外周面具有以沿着转子的旋转方向逐渐变深的方式切出的截面为圆弧状的缺口部。作为具备该技术思想的方式的DC电动机，图11和图12表示永磁体15的配置与上述实施方式不同的方式。

图11中的配置为，形成各磁极5A～5D的平板状的永磁体15从转子5的旋转方向观察，在磁极的后端部和前端部从磁极的内侧朝向外侧，各磁极5A～5D形成扇形状。图示的电动机是4极6槽类型，各磁极5A～5D的永磁体15在各磁极5A～5D间的凹部8～11为并行相向的配置，图11中示出通过标注了N、S符号的磁化状态的配置而形成如箭头F所示的从S极侧朝向N极侧的弧状的磁通通路(箭头F的磁通通路是针对磁极5A图示的，但在其它磁极中也同样)。60是与旋转轴12并行贯通转子5的流量阀。

与图1～图10相同的符号部位与图1～图10中所记载的结构及效果相同。

图12中，形成各磁极5A～5F的平板状的永磁体15与从转子5的旋转中心C1朝向各磁极5A～5F的左右之间的中央部延伸的直线L1成直角，且平板状的永磁体15配置于各磁极5A～5F的内侧部。图示的转子5是6极型，通过图12中标注了N、S符号的磁化状态的配置，形成如箭头F所示的从S极侧朝向N极侧的弧状的磁通通路(箭头F的磁通通路是针对磁极5A图示的，但在其它磁极中也同样)。60是与旋转轴12并行地贯通转子5的流量阀。

与图1～图10相同的符号部位与图1～图10中所记载的结构及效果相同。

在图11及图12的方式中，与上述同样，也形成有缺口部50，获得与图1～图9中说明的效果同样的作用效果，可以降低施加在定子4的齿部的吸引力，降低转子5高速旋转时的振动及噪音。

另外，可以提供转子5的从低速旋转到高速旋转的平均转矩高、波动转矩小的无刷DC电动机。

而且，通过使旋转压缩机的电动机元件采用本申请的DC电动机，在将旋转压缩机用于家庭用空调或冰箱、冰柜的冷冻循环的情况下，可以提供噪音少的家电设备。

以上，对本申请的一实施方式进行了说明，但以上的说明是用于容易地理解本申请的说明，并不限定本申请。不用说，本申请在不脱离其宗旨的范围内可以进行变更、改良，并且其等效物包含在本申请中。

附图标记说明

1：密闭容器

2：电动机元件(DC电动机)

3：旋转压缩元件

4：定子

5：转子

5A～5D：磁极

6：定子铁芯

6A：齿部

6B：槽

7：定子绕组

12：旋转轴

15：永磁体

20：中间隔板

21、22：气缸

23、24：偏心部

25、26：滚子

27：第一框体

28：第二框体

29、30：轴承部

50：缺口部

55：转子5的直径

AG：气隙

C：旋转压缩机

C1：转子5的旋转中心

C2：缺口部50的中心；L1：从转子的旋转中心穿过各磁极的中央部的直线

R1：转子5的半径

R2：绘制缺口部50的半径

S1～S4：永磁体15的插入用槽。

Claims (4)

1.一种用于搭载于压缩机中的DC电动机，在定子内配置有由永磁体以等间隔形成磁极的转子，其特征在于，所述转子的各磁极的外周面具有以沿着转子的旋转方向逐渐变深的方式切割成截面圆弧状的缺口部；

所述缺口部由以从所述转子的旋转中心C1穿过各磁极的中央部的直线L1上的向磁极侧靠近规定尺寸B的位置C2为中心并以半径R2绘制的圆并朝向转子的内侧切割而形成的，所述缺口部在所述转子的圆弧状外周面的前半部分形成，将形成所述转子的圆弧状外周面的半径设为R1时，R2/B＞2，B＝R1－R2。

2.一种用于搭载于压缩机中的DC电动机，在定子内配置有由永磁体以等间隔形成磁极的转子，其特征在于，各磁极形成从所述转子的旋转中心起以规定半径形成的圆弧状外周面，所述圆弧状外周面的所述转子的旋转方向侧外周面中具有被切成圆弧状的缺口部，所述缺口部是沿着以从所述转子的旋转中心穿过各磁极的中央部的直线上的靠近磁极侧的位置为中心绘制的圆并朝向所述转子的内侧切割而成的，所述缺口部在所述转子的圆弧状外周面的前半部分形成；

所述缺口部由以从所述转子的旋转中心穿过各磁极的中央部的直线上的向磁极侧靠近规定尺寸B的位置为中心并以半径R2绘制的圆弧形成，将形成所述转子的圆弧状外周面的半径设为R1时，R2/B＞2，B＝R1－R2。

3.一种用于搭载于压缩机中的DC电动机，在定子内配置有由永磁体以等间隔形成磁极的转子，其特征在于，各磁极具有从所述转子的旋转中心起以规定半径形成的圆弧状外周面，在各磁极内，与从所述转子的旋转中心穿过各磁极的中央部的直线成直角配置所述永磁体，与所述定子对置的所述圆弧状外周面中所述转子的旋转方向侧外周面具有被切成圆弧状的缺口部，所述缺口部是沿着以所述直线上的靠近磁极侧的位置为中心绘制的圆朝向所述转子的内侧切割而成的，所述缺口部在所述转子的圆弧状外周面的前半部分形成；

所述缺口部由以从所述转子的旋转中心穿过各磁极的中央部的直线上的向磁极侧靠近规定尺寸B的位置为中心并以半径R2绘制的圆弧形成，将形成所述转子的圆弧状外周面的半径设为R1时，R2/B＞2，B＝R1－R2。

4.一种旋转压缩机，其特征在于，在所述旋转压缩机中，电动机元件和通过所述电动机元件的旋转轴的旋转而压缩吸入空气的旋转压缩元件配置于密闭容器内，其中，所述电动机元件是权利要求1～3中任一项所述的用于搭载于压缩机中的DC电动机。

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