CN112335154A - 电动机、压缩机、送风机以及制冷空调装置 - Google Patents

电动机、压缩机、送风机以及制冷空调装置 Download PDF

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Abstract

电动机(1)具有转子(2)和定子(3)。定子(3)具有位于轴向上的第一侧的第一定子铁芯(31)和位于第二侧的第二定子铁芯(32)。径向上的从转子(2)的转子铁芯(21)到第一定子铁芯(31)的最短距离(G1)比径向上的从转子铁芯(21)到第二定子铁芯(32)的最短距离(G2)短。第一定子铁芯(31)的齿(311)具有齿顶端部(314)。齿顶端部(314)具有沿径向延伸的本体部(313)、沿周向延伸的第一部分(315)、和从第一部分沿径向突出的第二部分(316)。

Description

电动机、压缩机、送风机以及制冷空调装置
技术领域
本发明涉及一种具有永久磁铁的电动机。
背景技术
通常，使用具备转子的电动机，该转子的轴仅由轴向上的一方支承。在这样的电动机中，在电动机的驱动中，支承轴的轴承成为支点，有时轴会产生挠曲。若轴产生挠曲，则转子的位置会沿径向移动，因此转子有时会与定子接触。通过增大自由端侧的气隙，能够防止转子与定子接触。然而，存在气隙越大而电动机中的磁力越降低这样的问题。因此，提出了将自由端侧的气隙设定得较宽、且将支承侧的气隙设定为比自由端侧的气隙窄的电动机(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平2-68645号公报
发明内容
发明所要解决的课题
通常，绕组的卷绕使用用于定子铁芯的定位的夹具来进行，齿顶端部的内周面被利用于用于将绕组插入槽(即，齿间的区域)的定位。在专利文献1所记载的技术中，作为彼此相邻的齿顶端部间的区域的槽开口的形状在轴向上不同。因此，需要根据定子铁芯的内径进行夹具的调整或变更。其结果，绕线工序复杂化。
本发明的目的在于提供一种电动机，其防止电动机中的磁力的降低，并且容易进行绕组的卷绕。
用于解决课题的技术方案
本发明的电动机具备：转子，具有：轴；转子铁芯，固定于所述轴；以及永久磁铁，固定于所述转子铁芯；以及定子，具有：第一定子铁芯，具有沿径向延伸的第一齿，且位于轴向上的第一侧；以及第二定子铁芯，在所述轴向上与所述第一定子铁芯相邻，且在所述轴向上位于所述第一侧的相反侧即第二侧，所述定子位于所述转子的外侧，所述轴仅在所述第一侧被支承，所述径向上的从所述转子铁芯到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子铁芯到所述第二定子铁芯的最短距离短，所述径向上的从所述转子的旋转中心到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子的所述旋转中心到所述第二定子铁芯的最短距离短，所述第一齿具有：本体部，沿所述径向延伸；以及第一齿顶端部，具有沿周向延伸的第一部分和从所述第一部分沿所述径向突出的第二部分。
发明效果
根据本发明，能够提供一种电动机，其防止电动机中的磁力的降低，并且容易进行绕组的卷绕。
附图说明
图1是概略地表示本发明的实施方式1的电动机的第一侧的构造的俯视图。
图2是概略地表示电动机的第二侧的构造的俯视图。
图3是概略地表示电动机的结构的剖视图。
图4是概略地表示图1所示的第一定子铁芯的构造的放大图。
图5是概略地表示图2所示的第二定子铁芯的构造的放大图。
图6是表示电动机的驱动中的转子的状态的一例的图。
图7是表示第一定子铁芯的构造的另一例的图。
图8是表示第一转子铁芯的构造的又一例的图。
图9是概略地表示实施方式2的压缩机的构造的剖视图。
图10是概略地表示实施方式3的空气调节机的结构的图。
具体实施方式
实施方式1
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
在各图所示的xyz直角坐标系中，z轴方向(z轴)表示与电动机1的轴线Ax平行的方向，x轴方向(x轴)表示与z轴方向(z轴)正交的方向，y轴方向(y轴)表示与z轴方向及x轴方向双方正交的方向。轴线Ax是转子2的旋转中心。与轴线Ax平行的方向也称为“转子2的轴向”或简称为“轴向”。径向是与轴线Ax正交的方向。xy平面是与轴向正交的平面。
图1是概略地表示本发明的实施方式1的电动机1的第一侧的构造的俯视图。在图1所示的电动机1中，从轴26卸下轴承4。箭头D1表示以轴线Ax为中心的定子3的周向。箭头D1也表示以轴线Ax为中心的转子2的周向。转子2及定子3的周向也简称为“周向”。
图2是概略地表示电动机1的第二侧的构造的俯视图。
图3是概略地表示电动机1的构造的剖视图。在图3中，下侧(即+z侧)为第一侧，上侧(即-z侧)为第二侧。即，在轴向上，第二侧为第一侧的相反侧。在本实施方式中，将第一侧也称为轴承侧，将第二侧也称为轴承相反侧。
电动机1具有转子2、定子3和轴承4。电动机1例如是永久磁铁埋入型电动机等永久磁铁同步电动机(也称为无刷DC马达)。电动机1例如被用作制冷循环装置所使用的高效率密闭型压缩机内的电动机。
转子2能够旋转地配置在定子3的内侧。转子2具有转子铁芯21、至少一个永久磁铁220、和轴26。在图1至图3所示的例子中，转子2的旋转轴与轴线Ax一致。转子铁芯21固定于轴26。轴承4支承轴26的第一侧(图3)。
轴26插入到在xy平面中的转子2的中心部形成的轴孔202中。轴26固定于转子铁芯21(具体而言，轴孔202)，并且仅在第一侧被支承为能够旋转。具体而言，轴26在第一侧被轴承4支承为能够旋转。
转子铁芯21具有在轴向上层叠的多个电磁钢板201、轴孔202和至少一个磁铁插入孔203。转子铁芯21为圆筒形状。
多个电磁钢板201各自的厚度例如为0.1mm以上且1mm以下。各电磁钢板201通过冲裁而形成为预先确定的形状。轴孔202及磁铁插入孔203形成于多个电磁钢板201。轴孔202形成于xy平面中的电磁钢板201的中心。
在图1及图2所示的例子中，磁铁插入孔203的数量与转子2的磁极的数量相同。
各永久磁铁220埋入转子铁芯21。具体而言，永久磁铁220插入磁铁插入孔203，固定于转子铁芯21。永久磁铁220例如是稀土类磁铁。但是，永久磁铁220并不限定于稀土类磁铁。径向上的永久磁铁220的宽度比径向上的磁铁插入孔203的宽度小。
如图1及图2所示，永久磁铁220在磁铁插入孔203内位于径向的内侧。因此，在磁铁插入孔203的内壁与径向上的永久磁铁220的外侧的表面之间形成有空隙。该空隙中也可以存在油或制冷剂。
定子3位于转子2的外侧。如图1至图3所示，定子3具有第一定子铁芯31和第二定子铁芯32。如图3所示，定子3还具有卷绕于第一定子铁芯31和第二定子铁芯32的绕组33。在图1和图2所示的定子3中，绕组33从第一定子铁芯31和第二定子铁芯32脱离。例如，在第一定子铁芯31以及第二定子铁芯32与绕组33之间配置有绝缘体。在电动机1驱动时，电流被供给到绕组33，由此，转子2旋转。
如图3所示，第一定子铁芯31位于轴向上的第一侧。第二定子铁芯32位于第二侧。第二定子铁芯32在轴向上与第一定子铁芯31相邻。即，第一定子铁芯31位于定子3的第一侧，第二定子铁芯32位于定子3的第二侧。
第一定子铁芯31形成为环状。第一定子铁芯31通过在轴向上层叠多个电磁钢板而形成。多个电磁钢板分别被冲裁成预先确定的形状。
如图1所示，第一定子铁芯31具有沿径向延伸的至少一个齿311和沿周向延伸的磁轭312。在图1所示的例子中，第一定子铁芯31具有多个齿311(具体而言，6个齿311)。
图4是概略地表示图1所示的第一定子铁芯31的构造的放大图。在图4中，示出了第一定子铁芯31的一部分的构造。
第一定子铁芯31的齿311具有沿径向延伸的本体部313和沿周向延伸的齿顶端部314。
本体部313从磁轭312沿径向延伸。齿顶端部314具有沿周向延伸的第一部分315和从第一部分315沿径向突出的第二部分316。齿顶端部314(具体而言，第二部分316)面向转子铁芯21。第一部分315从本体部313的两侧沿周向突出。在图1及图4所示的例子中，多个齿311的形状彼此相同。
面向转子铁芯21的第一部分315的表面(也称为内周面)在xy平面中为半径R3的圆弧形状。半径R3也称为距离R3。面向转子铁芯21的第二部分316的表面(也称为内周面)在xy平面中为半径R1的圆弧形状。半径R1也称为距离R1。在图4所示的例子中，第一部分315的内周面的曲率半径恒定，第二部分316的内周面的曲率半径也恒定。
在xy平面中，齿顶端部314的第一部分315的内周面的长度E1大于0.4mm。由此，在绕线工序中，容易将夹具固定于齿顶端部314的第一部分315的内周面。
在xy平面中，与径向正交的方向上的齿顶端部314的第一部分315的内周面的两端的长度C1比与径向正交的方向上的齿311的本体部313的最小宽度C2大。换言之，第一部分315从本体部313的两侧沿与径向正交的方向突出。由此，能够使来自永久磁铁220的有效的磁通增加。即，能够使来自转子2的较多的磁通流入齿311。
第二定子铁芯32形成为环状。第二定子铁芯32通过在轴向上层叠多个电磁钢板而形成。多个电磁钢板分别被冲裁成预先确定的形状。
如图2所示，第二定子铁芯32具有沿径向延伸的至少一个齿321和沿周向延伸的磁轭322。在图2所示的例子中，第二定子铁芯32具有多个齿321(具体而言，6个齿321)。在图2所示的例子中，在xy平面中，从轴线Ax到第二定子铁芯32的齿321的距离在周向上是恒定的。
图5是概略地表示图2所示的第二定子铁芯32的构造的放大图。在图5中，示出了第二定子铁芯32的一部分的构造。
第二定子铁芯32的齿321具有沿径向延伸的本体部323和沿周向延伸的齿顶端部324。本体部323从磁轭322沿径向延伸。齿顶端部324沿周向延伸。
齿顶端部324面向转子铁芯21。面向转子铁芯21的齿顶端部324的表面(也称为内周面)在xy平面中为半径R2的圆弧形状。半径R2也称为距离R2。在图5所示的例子中，齿顶端部324的内周面的曲率半径是恒定的。在图2及图5所示的例子中，多个齿321的形状彼此相同。
第一定子铁芯31还具有至少一个槽开口317。槽开口317是在图1中用虚线包围的区域。在图1所示的例子中，第一定子铁芯31具有多个槽开口317(具体而言，6个槽开口317)。槽开口317也称为第一侧槽开口。
将图4所示的3个齿311中的中央的齿称为“第一齿311”，将在周向上与第一齿311相邻的、左侧的齿311或右侧的齿311称为“第二齿311”。在该情况下，将第一齿311的齿顶端部314称为“第一齿顶端部314”，将第二齿311的齿顶端部314称为“第二齿顶端部314”。即，在周向上，第二齿顶端部314与第一齿顶端部314相邻。
槽开口317是在xy平面上第一齿顶端部314的第一部分315与第二齿顶端部314的第一部分315之间的空间。
第二定子铁芯32还具有至少一个槽开口325。槽开口325是在图2中用虚线包围的区域。在图2所示的例子中，第二定子铁芯32具有多个槽开口325(具体而言，6个槽开口325)。槽开口325也称为第二侧槽开口。
将图5所示的3个齿321中的中央的齿称为“第三齿321”，将在周向上与第三齿321相邻的、左侧的齿321或右侧的齿321称为“第四齿321”。在该情况下，将第三齿321的齿顶端部324称为“第三齿顶端部324”，将第四齿321的齿顶端部324称为“第四齿顶端部324”。即，在周向上，第四齿顶端部324与第三齿顶端部324相邻。
槽开口325是在xy平面上第三齿顶端部324与第四齿顶端部324之间的空间。
在xy平面中，槽开口317(即，第一侧槽开口)的形状与槽开口325(即，第二侧槽开口)的形状相同。换言之，在xy平面中，槽开口317的径向的宽度以及周向的宽度与槽开口325的径向的宽度以及周向的宽度相同。即，在xy平面中，槽开口317的面积与槽开口325的面积相同。xy平面中的槽开口317和325的形状在轴向上是恒定的。由此，能够容易地进行绕组33的卷绕。
在xy平面中，齿顶端部314的第一部分315的内周面的位置与齿顶端部324的内周面的位置一致。换言之，在xy平面中，齿顶端部314的第一部分315的内周面的曲率与齿顶端部324的内周面的曲率相同。因此，在xy平面中，从转子2的旋转中心到齿顶端部314的第一部分315的半径R3与从转子2的旋转中心到齿顶端部324的半径R2相同。优选第一部分315的内周面、第二部分316的内周面以及齿顶端部324的内周面形成同心圆。
距离R1是在xy平面中转子2的旋转中心与定子3的中心一致时的径向上的从转子2的旋转中心到第一定子铁芯31的最短距离。距离R2是在xy平面中转子2的旋转中心与定子3的中心一致时的径向上的从转子2的旋转中心到第二定子铁芯32的最短距离。距离R1比距离R2短。
距离L1是轴向上的从第二定子铁芯32的第二侧的端部到轴承4的最短距离。距离L1也是轴向上的从转子铁芯21的第二侧的端部到轴承4的最短距离。距离M1是从第一定子铁芯31到轴承4的最短距离。厚度N1是第一定子铁芯31在轴向上的厚度。
距离G1是在xy平面中转子2的旋转中心与定子3的中心一致时的径向上的从转子铁芯21到第一定子铁芯31的最短距离。换言之，距离G1是转子铁芯21与第一定子铁芯31之间的气隙的最短距离。
距离G2是在xy平面中转子2的旋转中心与定子3的中心一致时的径向上的从转子铁芯21到第二定子铁芯32的最短距离。换言之，距离G2是转子铁芯21与第二定子铁芯32之间的气隙的最短距离。
在xy平面中转子2的旋转中心与定子3的中心一致时，转子2的旋转中心与轴线Ax一致。即，轴线Ax也是表示定子3的中心的线。在该情况下，电动机1满足G2＞G1。
如图3所示，在zx平面中，在轴26倾斜时，在第一定子铁芯31的-z方向上的端部、即第一定子铁芯31的第二侧端部，转子铁芯21的径向的最大移动距离用G2×(M1+N1)/L1近似。因此，在第一定子铁芯31的-z方向上的端部，第一定子铁芯31与转子2之间的气隙需要大于G2×(M1+N1)/L1。因此，需要使距离G1大于G2×(M1+N1)/L1。
在图3所示的例子中，电动机1满足G1＞G2×(M1+N1)/L1(即，G2×(M1+N1)/L1<G1<G2)。由此，能够在减小气隙的同时防止轴26倾斜时转子2(具体而言，转子铁芯21)与第一定子铁芯31以及第二定子铁芯32接触。
图6是表示电动机1的驱动中的转子2的状态的一例的图。轴线Ax′表示图6所示的轴26的中心。在图6所示的例子中，作为转子2的旋转中心的轴线Ax′偏离当初设定的轴线Ax。
倾斜度θ1是与轴向平行的平面即zx平面中的轴26的最大倾斜度。换言之，倾斜度θ1是zx平面中的从轴线Ax起的轴26的最大倾斜度。即，倾斜度θ1是转子2(具体而言，转子铁芯21)与定子3接触时的倾斜度。
在zx平面中，在轴26的倾斜度为θ1时，转子铁芯21的径向的移动距离在转子铁芯21的第二侧的端部用L1×sinθ1表示。因此，距离G2(图3)需要大于L1×sinθ1。因此，电动机1满足G2＞L1×sinθ1(即，L1×sinθ1＜G1＜G2)。由此，能够在减小气隙的同时防止转子2(具体而言，转子铁芯21)与第二定子铁芯32接触。
并且，在zx平面中，在轴26的最大倾斜度为θ1时，在第一定子铁芯31的-z方向上的端部、即第一定子铁芯31的第二侧端部，转子铁芯21的径向的移动距离用(M1+N1)×sinθ1表示。因此，距离G1需要大于(M1+N1)×sinθ1。因此，电动机1满足G1＞(M1+N1)×sinθ1(即，(M1+N1)×sinθ1<G1<G2)。由此，能够在减小气隙的同时防止轴26倾斜时转子2(具体而言，转子铁芯21)与第一定子铁芯31以及第二定子铁芯32接触。
以下说明本实施方式的电动机1的效果。
通常，定子和转子之间的气隙被设计得较窄。由此，能够减小电动机中的磁阻，能够防止磁力的降低。然而，在转子的轴仅由轴向上的一方支承为能够旋转的情况下，转子受到径向的磁力，转子的轴有时会产生挠曲。因此，在转子的轴仅由轴向上的一方支承为能够旋转的情况下，定子与转子之间的气隙优选设计得较宽。然而，气隙越大，磁力越降低。
在使用了永久磁铁的电动机中，由于径向上的永久磁铁的磁力大，因此转子的轴容易产生挠曲。因此，在转子的轴仅由轴向上的一方的轴承支承为能够旋转的情况下，轴的轴承侧成为支点，有时轴产生挠曲。在该情况下，轴承相反侧的气隙变得比轴承侧的气隙窄。因此，在以往的电动机中，为了防止转子铁芯的轴承相反侧与定子接触，需要减小转子铁芯的外径。然而，若减小转子铁芯的外径，则产生气隙较宽的部分，引起磁力的降低。
在本实施方式的电动机1中，如图3所示，距离G1比距离G2短。由此，能够考虑轴26的挠曲而适当地设定定子3与转子2之间的气隙。即，即使在转子2的轴26产生挠曲的情况下，转子2的第二侧也不与第二定子铁芯32接触，第二侧的气隙(例如，距离G2)被维持得较窄。并且，由于距离G1比距离G2短，因此也能够将第一侧的气隙(例如，距离G1)维持得较窄。其结果是，能够防止电动机1中的磁力的降低。
在周向上，转子铁芯21的外径是恒定的。由此，通过设定第一定子铁芯31的内径以及第二定子铁芯32的内径，能够容易地调整2种气隙(即，距离G1以及G2)的大小。在电动机1中，距离R1比距离R2短，因此能够使距离G1比距离G2短。
在使用了永久磁铁220的电动机1中，由于径向上的永久磁铁220的磁力大，因此转子2的轴26容易产生挠曲。电动机1满足G1＞G2×(M1+N1)/L1(即，G2×(M1+N1)/L1<G1<G2)。由此，能够在减小气隙的同时防止轴26倾斜时转子2(具体而言，转子铁芯21)与第一定子铁芯31以及第二定子铁芯32接触。
并且，在zx平面中，在轴26的倾斜度为θ1时，转子铁芯21的径向的移动距离在转子铁芯21的第二侧的端部用L1×sinθ1表示。电动机1满足G2＞L1×sinθ1(即，L1×sinθ1＜G1＜G2)。由此，能够在减小气隙的同时防止转子2(具体而言，转子铁芯21)与第二定子铁芯32接触。
通常，形成定子铁芯的电磁钢板通过冲压加工而形成。若在第一定子铁芯31及第二定子铁芯32中彼此不同的形状较多，则需要用于对第一定子铁芯31及第二定子铁芯32各自的电磁钢板进行加工的模具，模具的成本增加。相对于此，在本实施方式的电动机1中，只要以距离G1及G2的关系满足G1＜G2的方式变更齿顶端部314的形状即可，因此能够降低加工成本及模具费用。
通常，绕组的卷绕使用用于定子铁芯的定位的夹具来进行，齿顶端部的内周面利用于用于将绕组插入槽(即，齿间的区域)的定位。在定子铁芯的内径在轴向上不同的情况下，绕组容易钩挂于定子铁芯。若绕组钩挂于定子铁芯，则绕组的品质降低。因此，需要根据定子铁芯的内径进行夹具的调整或变更。在该情况下，绕线工序复杂化，制造成本增加。
当槽开口的形状在轴向上不同时，需要根据各槽开口的形状来进行夹具的调整或者变更。其结果，绕线工序变得复杂，制造成本增加。在本实施方式的电动机1中，距离R1比距离R2短，且在xy平面中，槽开口317(即，第一侧槽开口)的形状与槽开口325(即，第二侧槽开口)的形状相同。由此，能够在距离G1以及G2的关系满足G1＜G2的同时，在绕线工序中减少夹具的调整或者变更，能够容易地进行绕组33的卷绕。其结果，能够降低制造成本。
此外，xy平面中的槽开口317和325的形状在轴向上是恒定的。由此，能够防止夹具钩挂于第一定子铁芯31以及第二定子铁芯32，能够防止形成第一定子铁芯31以及第二定子铁芯32的电磁钢板的排列紊乱。
在xy平面中，齿顶端部314的第一部分315的内周面的位置与齿顶端部324的内周面的位置相互一致。换言之，齿顶端部314的第一部分315的内周面的曲率与齿顶端部324的内周面的曲率相同。因此，在xy平面中，从转子2的旋转中心到齿顶端部314的第一部分315的半径R3与从转子2的旋转中心到齿顶端部324的半径R2相同。由此，如上所述，能够减少夹具的调整或者变更，能够容易地进行绕组33的卷绕。其结果，能够降低制造成本。
通常，在电动机的制造工序中，转子与定子之间的气隙使用间隙规进行管理。在xy平面中，当齿顶端部314的第一部分315的内周面的位置与齿顶端部324的内周面的位置一致时，使用了间隙规的气隙的管理变得容易。换言之，当齿顶端部314的第一部分315的内周面的曲率与齿顶端部324的内周面的曲率相同时，使用了间隙规的气隙的管理变得容易。其结果，能够改善转子2与定子3之间的气隙的精度。
通常，优选从定子铁芯的内径小的一侧进行绕组的插入。因此，在本实施方式的电动机1的制造工序中，优选从第一侧将绕组33插入定子3内。在将绕组33从第二侧向定子3内插入的情况下，绕组33容易钩挂于在径向上突出的第二部分316。因此，通过将绕组33从第一侧向定子3内插入，能够容易地进行绕线。
齿顶端部314的第二部分316的周向上的长度越大，来自转子2的磁通越容易流入齿311。另一方面，第二部分316的周向上的长度越长，第一部分315的内周面的长度E1越短。在第一部分315的内周面的长度E1短的情况下，在绕线工序中夹具变得不稳定。在xy平面中，齿顶端部314的第一部分315的内周面的长度E1大于0.4mm。由此，在绕线工序中，容易将夹具固定于齿顶端部314的第一部分315的内周面。
为了防止角的缺损，第一部分315的周向上的端部以半径0.2mm左右被倒角。在该情况下，第一部分315的内周面的长度E1大于0.4mm，因此能够在第一部分315形成在周向上能够与夹具接触的内周面，在绕线工序中能够使第一部分315的内周面与夹具接触。因此，第一部分315的内周面与齿顶端部324的内周面在xy平面上优选为彼此相同的曲率。
在xy平面中，与径向正交的方向上的齿顶端部314的第一部分315的内周面的两端的长度C1比与径向正交的方向上的齿311的本体部313的最小宽度C2大。由此，能够使来自永久磁铁220的有效的磁通增加。即，能够使来自转子2的较多的磁通流入齿311。在该情况下，齿顶端部314具有从第一部分315沿径向突出的第二部分316。由此，在来自转子2的磁通容易流入齿311的区域中，能够减小第一定子铁芯31和转子2之间的气隙，能够使来自转子2的磁通高效地流入第一定子铁芯31。
在永久磁铁220为稀土类磁铁时，转子2的磁力变得非常大，因此对轴26施加较大的力。在该情况下，在电动机1中，轴26仅由轴向上的一方的轴承4支承，因此轴26容易产生挠曲。因此，在以往的电动机中，为了防止转子铁芯与定子接触，需要增大转子铁芯与定子之间的气隙。然而，若增大气隙，则引起磁力的降低。在本实施方式中，通过电动机1具有上述的构造，即使在使用稀土类磁铁作为永久磁铁的情况下，也能够防止转子2与第一定子铁芯31以及第二定子铁芯32接触，并且能够将转子2与定子3之间的气隙维持得较小。由此，能够防止电动机1中的磁力的降低，并且能够在绕线工序中容易地进行绕组33的卷绕。
变形例1
图7是表示第一定子铁芯31的构造的另一例的图。
在变形例1中，第一定子铁芯31具有第一铁芯部31a和第二铁芯部31b。第一定子铁芯31以外的构造与上述的实施方式1相同。
在变形例1中，距离G1是在xy平面中转子2的旋转中心与定子3的中心一致时的径向上的从转子铁芯21到第二铁芯部31b的最短距离。在变形例1中，距离G3是在xy平面中转子2的旋转中心与定子3的中心一致时的径向上的从转子铁芯21到第一铁芯部31a的最短距离。距离G1小于距离G3。因此，距离G1、G2以及G3的关系满足G1＜G2且G1＜3。由此，在电动机1的第一侧气隙较小，因此能够容易地使来自转子2的磁通流入第一定子铁芯31。其结果，能够提高电动机1的效率。
在电动机1的第二侧，气隙较大，因此能够防止在轴26倾斜时转子2与第二定子铁芯32接触。即，由于电动机1满足G1＜G2且G1＜3，因此能够防止转子2与第二定子铁芯32接触，并且能够提高电动机1的效率。
距离M2是轴向上的从第二铁芯部31b的第二侧的端部到轴承4的最短距离。在该情况下，电动机1满足G3×M2/(M1+N1)＜G1＜G3。由此，能够在减小气隙的同时防止轴26倾斜时转子2与第一定子铁芯31以及第二定子铁芯32接触。
在变形例1中，与图6所示的例子同样地，在zx平面中，在轴26的倾斜度为θ1时，在第二铁芯部31b的第二侧端部，转子铁芯21的径向的移动距离用M2×sinθ1表示。如上所述，倾斜度θ1是转子2(具体而言，转子铁芯21)与定子3接触时的倾斜度。因此，电动机1满足M2×sinθ1＜G1＜G3。由此，能够防止转子铁芯21与第一定子铁芯31接触。
变形例2
图8是表示第一定子铁芯31的构造的又一例的图。
在变形例2中，第一定子铁芯31具有第一铁芯部31a和第二铁芯部31b。第一定子铁芯31以外的构造与上述的实施方式1相同。
在变形例2中，距离G1是在xy平面中转子2的旋转中心与定子3的中心一致时的径向上的从转子铁芯21到第一铁芯部31a的最短距离。在变形例2中，距离G3是在xy平面中转子2的旋转中心与定子3的中心一致时的径向上的从转子铁芯21到第二铁芯部31b的最短距离。距离G1小于距离G3。因此，距离G1、G2以及G3的关系满足G1＜G2且G1＜3。由此，在电动机1的第一侧气隙较小，因此能够容易地使来自转子2的磁通流入第一定子铁芯31。其结果，能够提高电动机1的效率。
在电动机1的第二侧，气隙较大，因此能够防止在轴26倾斜时转子2与第二定子铁芯32接触。即，由于电动机1满足G1＜G2且G1＜3，因此能够防止转子2与第二定子铁芯32接触，并且能够提高电动机1的效率。
变形例1和2所示的电动机1得到与实施方式1中说明的优点相同的优点。即，如变形例1及2中说明的那样，电动机1只要满足G1＜G2即可，第一定子铁芯31与转子2之间的气隙的构造并不限定于实施方式1。
实施方式2
对本发明的实施方式2的压缩机6进行说明。
图9是概略地表示实施方式2的压缩机6的构造的剖视图。
压缩机6具有作为电动元件的电动机60、作为壳体的密闭容器61、和作为压缩元件的压缩机构62。在本实施方式中，压缩机6是旋转式压缩机。但是，压缩机6并不限定于旋转式压缩机。
电动机60是实施方式1的电动机1。在本实施方式中，电动机60是永久磁铁埋入型电动机，但并不限定于此。
密闭容器61覆盖电动机60及压缩机构62。在密闭容器61的底部储存有对压缩机构62的滑动部分进行润滑的冷冻机油。
压缩机6还具有固定于密闭容器61的玻璃端子63、蓄积器64、吸入管65和排出管66。
压缩机构62具有缸体62a、活塞62b、上部框架62c(第一框架)、下部框架62d(第二框架)、和分别安装于上部框架62c以及下部框架62d的多个消音器62e。压缩机构62还具有将缸体62a内分为吸入侧和压缩侧的叶片。压缩机构62由电动机60驱动。
电动机60通过压入或热装而固定于密闭容器61内。也可以代替压入以及热装而通过焊接将定子3直接安装于密闭容器61。
经由玻璃端子63向电动机60的定子3的绕组供给电力。
电动机60的转子(具体而言，轴26的一端侧)由分别设置于上部框架62c和下部框架62d的轴承支承为旋转自如。
在活塞62b插通有轴26。在上部框架62c以及下部框架62d旋转自如地插通有轴26。上部框架62c和下部框架62d闭塞缸体62a的端面。蓄积器64经由吸入管65向缸体62a供给制冷剂(例如制冷剂气体)。
接着，对压缩机6的动作进行说明。从蓄积器64供给的制冷剂从固定于密闭容器61的吸入管65被吸入到缸体62a内。电动机60因逆变器的通电而旋转，由此，与轴26嵌合的活塞62b在缸体62a内旋转。由此，在缸体62a内进行制冷剂的压缩。
制冷剂通过消音器62e，在密闭容器61内上升。在被压缩的制冷剂中混入有冷冻机油。制冷剂与冷冻机油的混合物在通过形成于转子铁芯的通风孔36时，促进制冷剂与冷冻机油的分离，由此，能够防止冷冻机油流入排出管66。这样，被压缩的制冷剂通过排出管66向制冷循环的高压侧供给。
作为压缩机6的制冷剂，能够使用R410A、R407C或R22等。但是，压缩机6的制冷剂不限于此。例如，作为压缩机6的制冷剂，能够使用GWP(地球温室效应系数)小的制冷剂等。
作为GWP小的制冷剂的代表例，有以下的制冷剂。
(1)组成中具有碳双键的卤代烃例如为HFO-1234yf(CF3CF＝CH2)。HFO是Hydro-Fluoro-Olefin的简称。Olefin是具有1个双键的不饱和烃。HFO-1234yf的GWP为4。
(2)组成中具有碳双键的烃例如为R1270(丙烯)。R1270的GWP为3，比HFO-1234yf的GWP小，但R1270的可燃性比HFO-1234yf的可燃性好。
(3)含有组成中具有碳双键的卤代烃及组成中具有碳双键的烃中的至少1种的混合物例如为HFO-1234yf和R32的混合物。HFO-1234yf由于是低压制冷剂，因此压损增大，制冷循环(特别是蒸发器中)的性能容易降低。因此，优选使用与作为高压制冷剂的R32或R41等的混合物。
根据实施方式2的压缩机6，具有在实施方式1中说明的效果。
进而，通过使用实施方式1的电动机1作为电动机60，能够改善电动机60的效率，其结果，能够改善压缩机6的效率。
实施方式3
对本发明的实施方式3的空气调节机50(也称为制冷空调装置或制冷循环装置)进行说明。
图10是概略地表示实施方式3的空气调节机50的结构的图。
实施方式3的空气调节机50具备作为送风机(第一送风机)的室内机51、制冷剂配管52、以及经由制冷剂配管52与室内机51连接的作为送风机(第二送风机)的室外机53。
室内机51具有：电动机51a(例如，实施方式1的电动机1)；送风部51b，通过由电动机51a驱动而进行送风；以及壳体51c，覆盖电动机51a和送风部51b。送风部51b例如具有由电动机51a驱动的叶片51d。例如，叶片51d固定于电动机51a的轴(例如，轴26)，生成气流。
室外机53具有电动机53a(例如，实施方式1的电动机1)、送风部53b、压缩机54和热交换器(未图示)。送风部53b通过由电动机53a驱动而进行送风。送风部53b例如具有由电动机53a驱动的叶片53d。例如，叶片53d固定于电动机53a的轴(例如，轴26)，生成气流。压缩机54具有电动机54a(例如，实施方式1的电动机1)、由电动机54a驱动的压缩机构54b(例如制冷剂回路)、和覆盖电动机54a及压缩机构54b的壳体54c。压缩机54例如是实施方式2中说明的压缩机6。
在空气调节机50中，室内机51以及室外机53中的至少一个具有在实施方式1中说明的电动机1。具体而言，作为送风部的驱动源，在电动机51a以及53a中的至少一方应用实施方式1中说明的电动机1。并且，作为压缩机54的电动机54a，也可以使用在实施方式1中说明的电动机1。
空气调节机50例如能够进行从室内机51吹送冷空气的制冷运转或者吹送暖空气的制热运转等运转。在室内机51中，电动机51a是用于驱动送风部51b的驱动源。送风部51b能够对调节后的空气进行送风。
根据实施方式3的空气调节机50，由于在电动机51a以及53a中的至少一方应用实施方式1中说明的电动机1，因此能够得到与实施方式1中说明的效果相同的效果。由此，能够改善空气调节机50的效率。
而且，作为送风机(例如，室内机51)的驱动源，通过使用实施方式1的电动机1，能够得到与实施方式1中说明的效果相同的效果。由此，能够改善送风机的效率。具有实施方式1的电动机1和由电动机1驱动的叶片(例如叶片51d或53d)的送风机能够作为送风的装置单独使用。该送风机也能够应用于空气调节机50以外的设备。
并且，作为压缩机54的驱动源，通过使用实施方式1的电动机1，能够得到与实施方式1中说明的效果相同的效果。由此，能够改善压缩机54的效率。
在实施方式1中说明的电动机1除了空气调节机50以外，还能够搭载于换气扇、家电设备或者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能够相互适当组合。
附图标记的说明
1、51a、53a、54a、60电动机、2转子、3定子、4轴承、6压缩机、21转子铁芯、26轴、31第一定子铁芯、32第二定子铁芯、50空气调节机、51室内机(送风机)、53室外机(送风机)、220永久磁铁、311、321齿、314、324齿顶端部、315第一部分、316第二部分、317、325槽开口。

Claims (12)

1.一种电动机，其中，
该电动机具备：
转子，具有：轴；转子铁芯，固定于所述轴；以及永久磁铁，固定于所述转子铁芯；以及
定子，具有：第一定子铁芯，具有沿径向延伸的第一齿，且位于轴向上的第一侧；以及第二定子铁芯，在所述轴向上与所述第一定子铁芯相邻，且在所述轴向上位于所述第一侧的相反侧即第二侧，所述定子位于所述转子的外侧，
所述轴仅在所述第一侧被支承，
所述径向上的从所述转子铁芯到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子铁芯到所述第二定子铁芯的最短距离短，
所述径向上的从所述转子的旋转中心到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子的所述旋转中心到所述第二定子铁芯的最短距离短，
所述第一齿具有：
本体部，沿所述径向延伸；以及
第一齿顶端部，具有沿周向延伸的第一部分和从所述第一部分沿所述径向突出的第二部分。
2.根据权利要求1所述的电动机，其中，
所述第一定子铁芯具有在所述周向上与所述第一齿相邻且沿径向延伸的第二齿，
所述第二齿具有：
本体部，沿所述径向延伸；以及
第二齿顶端部，具有沿所述周向延伸的第一部分和从所述第一部分沿所述径向突出的第二部分，
所述第二定子铁芯具有沿径向延伸的第三齿和在所述周向上与所述第三齿相邻且沿径向延伸的第四齿，
所述第三齿具有：
本体部，沿所述径向延伸；以及
第三齿顶端部，沿所述周向延伸，
所述第四齿具有：
本体部，沿所述径向延伸；以及
第四齿顶端部，沿所述周向延伸，
在与所述轴向正交的平面中，所述第一齿顶端部的所述第一部分与所述第二齿顶端部的所述第一部分之间的第一侧槽开口的形状与所述第三齿顶端部与所述第四齿顶端部之间的第二侧槽开口的形状相同。
3.根据权利要求2所述的电动机，其中，
在与所述轴向正交的平面中，所述第一齿顶端部的所述第一部分的内周面的曲率与所述第三齿顶端部的内周面的曲率相同。
4.根据权利要求2或3所述的电动机，其中，
在与所述轴向正交的平面中，从所述旋转中心到所述第一齿顶端部的所述第一部分的半径与从所述旋转中心到所述第三齿顶端部的半径相同。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机，其中，
在与所述轴向正交的平面中，所述第一齿顶端部的所述第一部分的内周面的长度大于0.4mm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机，其中，
在与所述轴向正交的平面中，与径向正交的方向上的所述第一齿顶端部的所述第一部分的内周面的两端的长度比与所述径向正交的方向上的所述第一齿的所述本体部的最小宽度大。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动机，其中，
所述永久磁铁为稀土类磁铁。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动机，其中，
该电动机还具备对所述轴的所述第一侧进行支承的轴承，
在将所述轴向上的从所述第二定子铁芯的所述第二侧的端部到所述轴承的最短距离设为L1，将从所述第一定子铁芯到所述轴承的最短距离设为M1，将所述轴向上的所述第一定子铁芯的厚度设为N1，将在与所述轴向正交的平面中所述转子的所述旋转中心与所述定子的中心一致时的所述径向上的从所述转子铁芯到所述第一定子铁芯的最短距离设为G1，将在所述平面中所述转子的旋转中心与所述定子的中心一致时的所述径向上的从所述转子铁芯到所述第二定子铁芯的最短距离设为G2时，
所述电动机满足
G2×(M1+N1)/L1<G1<G2。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的电动机，其中，
该电动机还具备对所述轴的所述第一侧进行支承的轴承，
在将在与所述轴向平行的平面中所述轴的最大倾斜度设为θ1，将从所述第一定子铁芯到所述轴承的最短距离设为M1，将所述轴向上的所述第一定子铁芯的厚度设为N1，将在与所述轴向正交的平面中所述转子的所述旋转中心与所述定子的中心一致时的所述径向上的从所述转子铁芯到所述第一定子铁芯的最短距离设为G1，将在与所述轴向正交的所述平面中所述转子的旋转中心与所述定子的中心一致时的所述径向上的从所述转子铁芯到所述第二定子铁芯的最短距离设为G2时，
所述电动机满足
(M1+N1)×sinθ1<G1<G2。
10.一种压缩机，其中，
该压缩机具备：
电动机；
压缩机构，由所述电动机驱动；以及
壳体，覆盖所述电动机和所述压缩机构，
所述电动机具有：
转子，具有：轴；转子铁芯，固定于所述轴；以及永久磁铁，固定于所述转子铁芯；以及
定子，具有：第一定子铁芯，具有沿径向延伸的第一齿，且位于轴向上的第一侧；以及第二定子铁芯，在所述轴向上与所述第一定子铁芯相邻，且在所述轴向上位于所述第一侧的相反侧即第二侧，所述定子位于所述转子的外侧，
所述轴仅在所述第一侧被支承，
所述径向上的从所述转子铁芯到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子铁芯到所述第二定子铁芯的最短距离短，
所述径向上的从所述转子的旋转中心到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子的所述旋转中心到所述第二定子铁芯的最短距离短，
所述第一齿具有：
本体部，沿所述径向延伸；以及
第一齿顶端部，具有沿周向延伸的第一部分和从所述第一部分沿所述径向突出的第二部分。
11.一种送风机，其中，
该送风机具备：
电动机；以及
叶片，由所述电动机驱动，
所述电动机具有：
转子，具有：轴；转子铁芯，固定于所述轴；以及永久磁铁，固定于所述转子铁芯；以及
定子，具有：第一定子铁芯，具有沿径向延伸的第一齿，且位于轴向上的第一侧；以及第二定子铁芯，在所述轴向上与所述第一定子铁芯相邻，且在所述轴向上位于所述第一侧的相反侧即第二侧，所述定子位于所述转子的外侧，
所述轴仅在所述第一侧被支承，
所述径向上的从所述转子铁芯到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子铁芯到所述第二定子铁芯的最短距离短，
所述径向上的从所述转子的旋转中心到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子的所述旋转中心到所述第二定子铁芯的最短距离短，
所述第一齿具有：
本体部，沿所述径向延伸；以及
第一齿顶端部，具有沿周向延伸的第一部分和从所述第一部分沿所述径向突出的第二部分。
12.一种制冷空调装置，其中，
该制冷空调装置具备：
室内机；以及
室外机，与所述室内机连接，
所述室内机和所述室外机中的至少一个具有电动机，
所述电动机具有：
转子，具有：轴；转子铁芯，固定于所述轴；以及永久磁铁，固定于所述转子铁芯；以及
定子，具有：第一定子铁芯，具有沿径向延伸的第一齿，且位于轴向上的第一侧；以及第二定子铁芯，在所述轴向上与所述第一定子铁芯相邻，且在所述轴向上位于所述第一侧的相反侧即第二侧，所述定子位于所述转子的外侧，
所述轴仅在所述第一侧被支承，
所述径向上的从所述转子铁芯到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子铁芯到所述第二定子铁芯的最短距离短，
所述径向上的从所述转子的旋转中心到所述第一定子铁芯的最短距离比所述径向上的从所述转子的所述旋转中心到所述第二定子铁芯的最短距离短，
所述第一齿具有：
本体部，沿所述径向延伸；以及
第一齿顶端部，具有沿周向延伸的第一部分和从所述第一部分沿所述径向突出的第二部分。
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