CN112425033B - 电动机、压缩机及空调装置 - Google Patents

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Abstract

电动机具有能够以旋转轴为中心旋转的转子和以包围转子的方式设置的定子。转子具有在旋转轴的轴向上将层叠钢板层叠而成的转子芯和嵌入转子芯的永久磁铁。定子具有在轴向上将层叠钢板层叠而成的定子芯和卷绕于定子芯的线圈。定子芯具有收容线圈的槽。定子芯具有位于轴向上的端部的第一芯部和位于轴向上的中央部的第二芯部，第一芯部中的槽的面积大于第二芯部中的槽的面积。转子芯的层叠钢板的板厚T0及层叠间隙L0与定子芯的第一芯部中的层叠钢板的板厚T1及层叠间隙L1之间，T0>T1及L0<L1中的至少一方成立。

Description

电动机、压缩机及空调装置
技术领域
本发明涉及电动机、压缩机及空调装置。
背景技术
电动机的定子具备定子芯，所述定子芯具有卷绕线圈的多个齿。在定子芯的相邻的齿之间，形成有收容线圈的槽。近年来，为了增大槽的面积，提出了在定子芯的轴向端部缩窄齿的宽度而成的结构(例如参照专利文献1～4)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-103850号公报(参照图1)
专利文献2：日本特开2015-171249号公报(参照图3)
专利文献3：日本特开2017-99044号公报(参照图5)
专利文献4：日本特开2017-17784号公报(参照图2)
发明内容
发明要解决的课题
来自转子的磁通会流入齿，在宽度较窄的齿中，磁通密度容易变高。当在宽度较窄的齿内磁通密度饱和时，磁通的一部分在定子芯内沿轴向流动。因此，磁通在与构成定子芯的层叠钢板的板面垂直的方向上流动，产生涡电流，由于涡流损耗(铁损)而招致电机效率的下降。
本发明为解决上述课题而做出，其目的在于降低电动机中的涡流损耗。
用于解决课题的手段
本发明的电动机具有：转子，所述转子能够以旋转轴为中心旋转，并具有在旋转轴的轴向上将层叠钢板层叠而成的转子芯和嵌入转子芯的永久磁铁；以及定子，所述定子以包围转子的方式设置，并具有在轴向上将层叠钢板层叠而成的定子芯和卷绕于定子芯的线圈。定子芯具有收容线圈的槽。定子芯具有位于轴向上的端部的第一芯部和位于轴向上的中央部的第二芯部，第一芯部中的槽的面积大于第二芯部中的槽的面积。在转子芯的层叠钢板的板厚T0及层叠间隙L0与定子芯的第一芯部中的层叠钢板的板厚T1及层叠间隙L1之间，0.05mm≤T0-T1≤0.15mm及L0<L1中的至少一方成立。
发明的效果
在本发明中，由于T0>T1及L0<L1中的至少一方成立，所以在定子芯内沿轴向流动的磁通减少。由此，能够抑制涡电流的产生，降低涡流损耗(铁损)，并提高电机效率。
附图说明
图1是示出实施方式1的电动机的剖视图。
图2是示出实施方式1的第二芯部的剖视图。
图3是放大并示出实施方式1的第二芯部的一部分的剖视图。
图4是示出实施方式1的第一芯部的剖视图。
图5是放大并示出实施方式1的第一芯部的一部分的剖视图。
图6是示出实施方式1的定子芯的一部分的立体图(A)及示出在定子芯上安装有绝缘件及绝缘薄膜的状态的立体图(B)。
图7是将实施方式1的齿、绝缘件及绝缘薄膜的截面构造(A)与比较例的截面构造(B)进行对比并示出的图。
图8是示出实施方式1的电动机的纵剖视图。
图9是用于说明V铆接的俯视图(A)及剖视图(B)。
图10是用于说明圆铆接的俯视图(A)及剖视图(B)。
图11是示出比较例的电动机的纵剖视图。
图12是用于说明层叠钢板中的涡电流的产生的示意图。
图13是示出层叠钢板的层叠间隙之差L1-L0与电机效率的关系的图表。
图14是示出实施方式2的电动机的纵剖视图。
图15是示出实施方式3的电动机的纵剖视图。
图16是示出层叠钢板的板厚之差T0-T1与电机效率的关系的图表。
图17是示出实施方式4的电动机的纵剖视图。
图18是示出实施方式5的电动机的纵剖视图。
图19是示出实施方式5的电动机的其他结构例的纵剖视图。
图20是示出能够应用各实施方式的电动机的回转压缩机的剖视图。
图21是示出具备图20的回转压缩机的空调装置的图。
具体实施方式
实施方式1.
<电动机的结构>
以下说明本发明的实施方式1的电动机100。图1是示出本发明的实施方式1的电动机100的剖视图。电动机100是在转子5中嵌入永久磁铁53而成的永久磁铁嵌入型电动机，例如用于回转压缩机300(图20)。
电动机100是称为内转子型的电动机，具有定子1和能够旋转地设置在定子1的内侧的转子5。在定子1与转子5之间形成有例如0.3～1.0mm的气隙。
以下，将作为转子5的旋转轴的中心轴C1的方向仅称为“轴向”。另外，将以中心轴C1为中心的周向(在图1中用箭头R1示出)仅称为“周向”。另外，将以中心轴C1为中心的半径方向仅称为“径向”。此外，图1是与中心轴C1正交的面中的剖视图。
<转子的结构>
转子5具有圆筒状的转子芯50、嵌入转子芯50的永久磁铁53以及固定于转子芯50的中央部的轴58。轴58例如是压缩机300(图20)的轴。
转子芯50是使层叠钢板501(图8)在轴向上层叠并利用铆接部等一体化而成的部件。层叠钢板501例如是电磁钢板。将在后面说明层叠钢板501的板厚及层叠间隙。
沿着转子芯50的外周面形成有供永久磁铁53插入的多个磁铁插入孔51。磁铁插入孔51是在轴向上贯通转子芯50的贯通孔。在此，磁铁插入孔51的数量为6个。但是，磁铁插入孔51的数量不限定于6，是两个以上即可。各磁铁插入孔51相当于一个磁极。相邻的磁铁插入孔51之间成为极间。
磁铁插入孔51以其周向中央部最向中心轴C1侧突出的方式形成为V字形。在各磁铁插入孔51中，隔着周向中心部配置有两个永久磁铁53。磁铁插入孔51内的两个永久磁铁53以相互相同的极朝向径向外侧的方式被磁化。
永久磁铁53是轴向上较长的平板状构件，在转子芯50的周向上具有宽度，并在径向上具有厚度。永久磁铁53的厚度例如为2mm。永久磁铁53例如用稀土类磁铁构成，所述稀土类磁铁以钕(Nd)、铁(Fe)及硼(B)为主成分。永久磁铁53在厚度方向上被磁化。
在此，在各磁铁插入孔51中配置有两个永久磁铁53，但也可以在各磁铁插入孔51中分别配置一个永久磁铁53。在该情况下，磁铁插入孔51形成为直线状，而不是上述V字形。
在磁铁插入孔51的周向两端部形成有磁通壁垒(漏磁通抑制孔)52。磁通壁垒52抑制相邻的磁极间的漏磁通。磁通壁垒52与转子芯50的外周之间的芯部分成为用于抑制相邻磁极间的磁通的短路的薄壁部。薄壁部的厚度优选与转子芯50的层叠钢板501的厚度相同。
<定子的结构>
定子1具有定子芯10和卷绕于定子芯10的线圈4。定子芯10具有以中心轴C1为中心的环状的磁轭11和从磁轭11向径向内侧(即朝向中心轴C1的方向)延伸的多个齿12。在齿12的径向内侧的端部，形成有与转子5的外周面相向的齿顶部13。
在此，9个齿12在周向上以一定间隔配置，齿12的数量是3个以上即可。在周向上相邻的齿12之间形成有槽14，所述槽14是收容线圈4的空间。
另外，定子芯10具有分别包含一个齿12的多个(在此为9个)分割芯9呈环状连结而成的结构。这些分割芯9由分割面部15相互连结，所述分割面部15形成于在磁轭11中相邻的两个齿12的中间位置。更具体而言，分割芯9利用设置在分割面部15的外周侧的结点重叠部(joint wrap)或能够塑性变形的薄壁部(未图示)相互连结。
线圈4是将电磁线经由绝缘件2及绝缘薄膜3(图6(B))卷绕于齿12而成的部件。线圈4的线径例如为1.0mm。线圈4通过集中卷绕方式在各齿12上例如卷绕80匝，并以三相Y接线方式接线。线圈4的线径及匝数根据要求的转速、转矩、施加电压或槽14的面积决定。在线圈4的绕线时，通过将定子芯10的分割芯9展开为带状，从而绕线作业变容易。
如后述的图8所示，定子芯10具有位于轴向两端部的第一芯部10A和位于轴向中央部的第二芯部10B。此外，第一芯部10A设置于轴向上的至少一端部即可，不限于定子芯10的轴向两端部。
图2是示出第二芯部10B的俯视图。第二芯部10B是使层叠钢板101(图8)在轴向上层叠并通过铆接等一体化而成的部件。层叠钢板101例如是电磁钢板。将在后面说明层叠钢板101的板厚及层叠间隙。
第二芯部10B具有环状的第二磁轭部11B和从第二磁轭部11B向径向内侧延伸的多个第二齿部12B。在此，第二齿部12B的数量为9个。第二齿部12B在其径向内侧的端部具有宽度比第二齿部12B的其他部分宽的第二齿顶部13B。
第二芯部10B具有分别包含一个第二齿部12B的多个分割芯9B由上述分割面部15呈环状连结而成的结构。
图3是示出第二芯部10B的一个分割芯9B的图。第二磁轭部11B具有径向外侧的外周面110和径向内侧的内周面111B。第二齿部12B具有周向两侧的侧面121B。第二齿顶部13B具有与转子5相向的前端面130和径向外侧的外周面131B。
第二磁轭部11B的内周面111B、第二齿部12B的侧面121B及第二齿顶部13B的外周面131B面向槽14。
在第二磁轭部11B的外周面110形成有凹部19。凹部19是在线圈4的绕线作业时供保持定子芯10的夹具卡合的部分，另外，是在电动机100安装于压缩机的状态下成为制冷剂流路的部分。凹部19例如位于通过第二齿部12B的宽度方向中心的径向上的直线上。
在第二磁轭部11B形成有供后述的绝缘件2的突起26(图6(B))压入的固定孔16。固定孔16位于通过第二齿部12B的宽度方向中心的径向上的直线上，但不限定于该位置。另外，在此，固定孔16的截面形状为半圆形，但不限定于半圆形。
在第二磁轭部11B，形成有将第二芯部10B的层叠钢板101相互固定的铆接部17及铆接部18。铆接部17形成于固定孔16的径向内侧，两个铆接部18形成于固定孔16的周向两侧。但是，铆接部17、18的位置不限定于这些位置。另外，铆接部17是圆铆接(参照图10(A)、(B))，铆接部18是V铆接(参照图9(A)、(B))，但不限定于此。
图4是示出第一芯部10A的俯视图。第一芯部10A是使层叠钢板101(图8)在轴向上层叠并用铆接部等一体化而成的部件。层叠钢板101例如是电磁钢板。将在后面说明层叠钢板101的板厚及层叠间隙。
第一芯部10A具有环状的第一磁轭部11A和从第一磁轭部11A向径向内侧延伸的多个第一齿部12A。在此，第一齿部12A的数量为9个。第一齿部12A在其径向内侧的端部具有宽度比第一齿部12A的其他部分宽的第一齿顶部13A。
第一芯部10A具有分别包含一个第一齿部12A的多个分割芯9A由上述分割面部15呈环状连结而成的结构。
图5是示出第一芯部10A的一个分割芯9A的图。在图5中还用虚线示出第二芯部10B的分割芯9B(图3)的轮廓。第一磁轭部11A具有径向外侧的外周面110和径向内侧的内周面111A。第一齿部12A具有周向两侧的侧面121A。第一齿顶部13A具有与转子5相向的前端面130和径向外侧的外周面131A。
第一磁轭部11A的内周面111A、第一齿部12A的侧面121A及第一齿顶部13A的外周面131A均面向槽14。
第一磁轭部11A的内周面111A位于比第二磁轭部11B的内周面111B靠径向外侧的位置。另外，第一齿部12A的侧面121A位于比第二齿部12B的侧面121B靠宽度方向(周向)内侧的位置。第一齿顶部13A的外周面131A位于比第二齿顶部13B的外周面131B靠径向内侧的位置。
即，第一磁轭部11A的内周面111A、第一齿部12A的侧面121A及第一齿顶部13A的外周面131A位于向增大槽14的面积的方向位移后的位置。
因此，在与第一磁轭部11A的内周面111A相邻的部分、与第一齿部12A的侧面121A相邻的部分及与第一齿顶部13A的外周面131A相邻的部分形成有台阶部125。换句话说，形成有面向槽14的台阶部125。
此外，不限于这种结构，第一磁轭部11A的内周面111A、第一齿部12A的侧面121A及第一齿顶部13A的外周面131A中的至少一个(例如第一齿部12A的侧面121A)向增大槽14的面积的方向位移，并在此设置台阶部125即可。
第一磁轭部11A的外周面110与第二磁轭部11B的外周面110(图3)位于同一面上。另外，第一齿顶部13A的前端面130与第二齿顶部13B的前端面130(图3)位于同一面上。
在第一磁轭部11A形成有固定孔16、铆接部17、18及凹部19，但它们的配置及形状与形成于第二磁轭部11B(图3)的部分相同。
图6(A)是示出定子芯10(分割芯9)的立体图。如上所述，在与第一磁轭部11A的内周面111A相邻的部分、与第一齿部12A的侧面121A相邻的部分及与第一齿顶部13A的外周面131A相邻的部分形成有台阶部125。该台阶部125是供接下来说明的绝缘件2嵌合的部分。
图6(B)是示出在定子芯10安装有绝缘件2及绝缘薄膜3的状态的立体图。绝缘件2逐个安装于定子芯10的轴向上的两端部(即第一芯部10A)。绝缘件2例如由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等树脂构成。
各绝缘件2具有安装于磁轭11的壁部25、安装于齿12的躯干部22及安装于齿顶部13的凸缘部21。凸缘部21与壁部25隔着躯干部22在径向上相互相向。
在躯干部22卷绕有线圈4。凸缘部21及壁部25从径向两侧引导卷绕于躯干部22的线圈4。也可以在凸缘部21及壁部25设置台阶部23，所述台阶部23对卷绕于躯干部22的线圈4进行定位。
在绝缘件2的壁部25形成有被压入定子芯10的固定孔16(图6(A))中的突起26(在图6(B)中用虚线示出)。突起26在轴向上突出，并具有半圆形的截面。但是，突起26的截面形状不限于半圆形，只要是与固定孔16对应的形状即可。
在定子芯10中的第二芯部10B的槽14侧的面安装有绝缘薄膜3。绝缘薄膜3例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂构成。绝缘薄膜3覆盖第二磁轭部11B的内周面111B、第二齿部12B的侧面121B及第二齿顶部13B的外周面131B(图6(A))。
绝缘件2及绝缘薄膜3使定子芯10与槽14内的线圈4电绝缘。
图7(A)是示出齿12和其周围的绝缘件2及绝缘薄膜3的与径向正交的面上的剖视图。如上所述，在第一齿部12A的周向两侧形成有台阶部125。各绝缘件2通过与台阶部125嵌合，从而安装于齿12的轴向端部。此外，如上所述，台阶部125也形成于第一磁轭部11A的内周面111A(图6(A))的径向内侧及第一齿顶部13A的外周面131A(图6(A))的径向外侧。
由于按这种方式构成，所以绝缘件2以不从齿12向槽14侧突出的方式安装。由此，能够增大槽14的面积并增多线圈4的匝数。
图7(B)是示出比较例的齿12和绝缘件200的与图7(A)对应的剖视图。在比较例中，齿12具有矩形的截面，并以从轴向两端和周向两端(即两侧面)包围该齿12的方式设置绝缘件200。在该比较例中，由于绝缘件200向槽14侧突出，所以与图7(A)所示的结构相比，槽14的面积变小。
<用于降低涡流损耗的结构>
接着，说明用于降低涡流损耗的结构。图8是示出电动机100的纵剖视图。如上所述，定子芯10是使多块层叠钢板101在轴向上层叠而成的部件，转子芯50是使多块层叠钢板501在轴向上层叠而成的部件。定子芯10及转子芯50的轴向上的长度相互相同。此外，在图8中，为了便于图示，较厚地示出层叠钢板101、501的厚度。
层叠钢板501的板厚T0及层叠间隙L0在转子芯50的轴向上的整个区域中为恒定。板厚T0是指一块层叠钢板501的厚度。层叠间隙L0是指在轴向上重合的两块层叠钢板501之间的间隙(空隙)。
转子芯50的层叠钢板501的板厚T0例如为0.1～0.7mm(作为一例，0.35mm)。另外，在板厚T0为0.35mm的情况下，层叠间隙L0例如为0.003mm。
定子芯10的层叠钢板101的板厚T1及层叠间隙L1均在定子芯10的轴向上的整个区域中为恒定。板厚T1是指一块层叠钢板101的厚度。层叠间隙L1是指在轴向上重合的两块层叠钢板101之间的间隙(空隙)。
层叠钢板101的板厚T1例如为0.1～0.7mm(作为一例，0.35mm)。另外，在层叠钢板101的板厚T1为0.35mm的情况下，层叠间隙L1例如为0.01mm。
例如，在定子芯10的轴向长度为45mm的情况下，第一芯部10A的轴向长度分别为5mm，第二芯部10B的轴向长度为35mm。
在该实施方式1中，转子芯50的层叠钢板501的板厚T0与定子芯10的层叠钢板101的板厚T1相同。另一方面，转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0和定子芯10的层叠钢板101的层叠间隙L1具有L0<L1的关系。
层叠钢板101的层叠间隙L1能够利用铆接部17、18(图1)的形状进行调整。图9(A)及(B)是示意地示出作为V铆接的铆接部18的俯视图及剖视图。铆接部18通过层叠钢板101的冲压加工而形成。例如，通过使形成在层叠钢板101的背面上的V字形的凸部18a嵌合到形成在其下侧的层叠钢板101的表面的V字形的凹部18b，从而将多块层叠钢板101相互固定。通过在冲压加工时调整凸部18a的突出量即凹部18b的深度(称为铆接深度)P，从而能够调整层叠钢板101的层叠间隙L1。
图10(A)及(B)是示意地示出作为圆铆接的铆接部17的俯视图及剖视图。铆接部17通过层叠钢板101的冲压加工而形成。例如，通过使形成在层叠钢板101的背面的圆筒状的凸部17a嵌合到形成在其下侧的层叠钢板101的表面的圆筒状的凹部17b，从而将多块层叠钢板101相互固定。通过在冲压加工时调整凸部17a的突出量即凹部17b的深度(称为铆接深度)P，从而能够调整层叠钢板101的层叠间隙L1。
在图9及图10中示出定子芯10的层叠钢板101的铆接部17、18，但转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0也能够与之同样地调整。在该实施方式1中，定子芯10的层叠钢板101的铆接深度比转子芯50的层叠钢板501的铆接深度深。
<作用>
接着，说明该实施方式1的电动机100的作用。图11是示出比较例的电动机100F的纵剖视图。为了便于说明，也对比较例的电动机100F的构成要素标注与实施方式1的电动机100的构成要素同样的附图标记并进行说明。
比较例的电动机100F的定子芯10是使板厚T1的层叠钢板101以层叠间隙L1在轴向上层叠而成的部件，但该层叠间隙L1与转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0相同(L1＝L0)。电动机100F的其他结构与电动机100相同。
与实施方式1同样地，比较例的电动机100F的定子芯10具有第一芯部10A和第二芯部10B，第一芯部10A的第一齿部12A与第二芯部10B的第二齿部12B相比，宽度较窄(参照图5)。因此，当从转子5的永久磁铁53流出的磁通流入第一齿部12A时，在第一齿部12A中，磁通密度容易变高。
当在第一齿部12A中磁通密度饱和时，磁通的一部分在轴向上向宽度较宽的第二齿部12B流动。即，由于磁通在与定子芯10的层叠钢板101的板面垂直的方向上流动，所以有可能产生涡电流。
图12是用于说明层叠钢板101中的涡电流的产生的示意图。由于层叠钢板101的板厚T1薄至0.1～0.7mm，所以如箭头F1所示，即使磁通从层叠钢板101的端面侵入，也难以产生涡电流。与此相对，当如箭头F2所示磁通与层叠钢板101的板面垂直地侵入时，容易产生涡电流。
因此，如图11所示的比较例那样，当磁通在定子芯10内从第一齿部12A向第二齿部12B沿轴向流动时，有可能产生涡流损耗(铁损)并招致电机效率的下降。
与此相对，如图8所示，该实施方式1的电动机100的构成定子芯10的层叠钢板101的层叠间隙L1大于构成转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0(L0<L1)。
换句话说，定子芯10的每单位长度(更具体而言为轴向上的单位长度)的层叠钢板101的块数少于转子芯50的每单位长度的层叠钢板501的块数。因此，在定子芯10中，与转子芯50相比，轴向上的磁阻较大，磁通难以在轴向上流动。
因此，当第一齿部12A中磁通密度饱和时，磁通的一部分在转子芯50的磁铁插入孔51的外周侧的区域中沿轴向流动并侵入第二齿部12B。由于第二齿部12B的宽度较宽且难以产生磁饱和，所以难以产生轴向上的磁通的流动。
结果，能够减少在定子芯10内沿轴向流动的磁通，由此，能够抑制参照图12说明的涡电流的产生。即，能够抑制涡流损耗并提高电机效率。
此外，在该实施方式1中，如上所述，磁通在转子芯50的磁铁插入孔51的外周侧的区域中沿轴向流动，但由于转子芯50中的永久磁铁53的位置不变化，所以伴随着转子5的旋转的、转子芯50内的磁通密度变化较小。因此，即使磁通在转子芯50的磁铁插入孔51的外周侧的区域中沿轴向流动，由此引起的涡流损耗的增加也比较小。
与此相对，在定子芯10中，由于伴随着转子5的旋转，齿12与永久磁铁53的位置关系变化，所以伴随着转子5的旋转的、定子芯10内的磁通密度变化较大。因此，当磁通在定子芯10内沿轴向流动时，由此引起的涡流损耗容易增加。因此，在该实施方式1中，使定子芯10成为与转子芯50相比磁通难以沿轴向流动的结构，并降低涡流损耗。
图13是示出定子芯10的层叠钢板101的层叠间隙L1与转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0之差(L1-L0)和电机效率的关系的图表。在此，示出将层叠间隙L0设为0.003mm并使层叠间隙L1变化的情况下的电机效率的变化。用相对于L1＝L0＝0.003mm的情况下的电机效率的比例表示电机效率。
从图13可知：在层叠间隙之差L1-L0处于0.004～0.012mm的范围时，能够得到特别高的电机效率(100.07％以上)。这是由于，层叠间隙之差L1-L0越增加，磁通越难以在定子芯10内沿轴向流动而降低涡流损耗，但当层叠间隙L1变得过大时，定子芯10本身的铁损增加。因此，层叠间隙之差L1-L0优选处于0.004～0.012mm的范围。
<实施方式的效果>
如以上说明的那样，在实施方式1中，定子芯10具有轴向端部的第一芯部10A和轴向中央部的第二芯部10B，在第一芯部10A中，槽14的面积比第二芯部10B大。另外，转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0与定子芯10的层叠钢板101的层叠间隙L1之间，L0<L1成立。因此，在定子芯10中，与转子芯50相比，轴向上的磁阻较大，磁通难以在轴向上流动。由此，即使在第一芯部10A的第一齿部12A中产生磁饱和的情况下，也能够抑制定子芯10的层叠钢板101中的涡电流的产生。即，能够降低涡流损耗并提高电机效率。
另外，由于定子芯10的第一芯部10A中的第一齿部12A的周向上的宽度比第二芯部10B中的第二齿部12B的周向上的宽度窄，所以能够在第一齿部12A的侧方形成台阶部125，能够使绝缘件2与该台阶部125嵌合。
另外，由于定子芯10的层叠钢板101的铆接深度比转子芯50的层叠钢板501的铆接深度深，所以能够以简单的结构实现上述层叠间隙L0、L1的关系(L0<L1)。
另外，通过定子芯10的层叠钢板101与转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙之差L1-L0满足0.004mm≤L1-L0≤0.012mm，从而能够提高涡流损耗的降低效果，并进一步提高电机效率。
另外，由于永久磁铁53为稀土类磁铁，残留磁通密度较高，所以在第一齿部12A中容易产生磁饱和。因此，更有效地发挥该实施方式1的涡流损耗的抑制效果。
另外，由于转子芯50的磁铁插入孔51以周向中央部向径向内侧突出的方式形成为V字形，所以磁通容易在磁铁插入孔51的外周侧的区域中沿轴向流动。因此，能够提高定子芯10中的涡流损耗的降低效果。
另外，由于绝缘件2嵌合到定子芯10的第一芯部10A与第二芯部10B之间的台阶部125，所以能够减小绝缘件2向槽14侧的突出量。由此，能够增大槽14的面积并使线圈4的匝数增加。结果，能够降低线圈电阻(即铜损)并进一步提高电机效率。
另外，由于在定子芯10的槽14的内表面设置有绝缘薄膜3，所以能够一边确保槽14的面积一边使线圈4与定子芯10绝缘。
实施方式2.
图14是示出实施方式2的电动机100A的纵剖视图。在上述实施方式1中，定子芯10的层叠钢板101以恒定的层叠间隙L1层叠。与此相对，在该实施方式2中，在定子芯10的第一芯部10A和第二芯部10B中，层叠钢板101的层叠间隙不同。
更具体而言，第一芯部10A的层叠钢板101的层叠间隙L1、第二芯部10B的层叠钢板101的层叠间隙L2及转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0满足L0≤L2<L1的关系。
换句话说，第一芯部10A的层叠钢板101的铆接深度比第二芯部10B的层叠钢板101的铆接深度深，第二芯部10B的层叠钢板101的铆接深度为转子芯50的层叠钢板501的铆接深度以上。
再换句话说，第一芯部10A的每单位长度的层叠钢板101的块数少于第二芯部10B的每单位长度的层叠钢板101的块数。另外，第二芯部10B的每单位长度的层叠钢板101的块数为转子芯50的每单位长度的层叠钢板501的块数以下。
因此，在该实施方式2中，第一芯部10A中的轴向上的磁阻大于第二芯部10B中的轴向上的磁阻，第二芯部10B中的轴向上的磁阻为转子芯50中的轴向上的磁阻以上。
在该实施方式2中，通过上述L0≤L2<L1的关系，在第一芯部10A中磁通最难以沿轴向流动，在转子芯50的磁铁插入孔51的外周侧的区域中磁通最容易沿轴向流动。因此，在第一齿部12A中产生磁饱和的情况下，磁通在转子芯50的磁铁插入孔51的外周侧的区域中沿轴向流动。
结果，与实施方式1同样地，能够减少在定子芯10内沿轴向流动的磁通，并抑制涡电流的产生。即，能够抑制涡流损耗(铁损)并提高电机效率。
此外，与实施方式1同样地，定子芯10的第一芯部10A的层叠钢板101的层叠间隙L1与转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0之差(L1-L0)优选处于0.004～0.012mm的范围。
除了定子芯10的结构，实施方式2的电动机100A的结构与实施方式1的电动机100(图8)相同。
如以上说明的那样，在实施方式2中，由于转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0、定子芯10的第一芯部10A的层叠钢板101的层叠间隙L1及第二芯部10B的层叠钢板101的层叠间隙L2满足L0≤L2<L1的关系，所以在第一芯部10A中磁通最难以沿轴向流动，在转子芯50的磁铁插入孔51的外周侧的区域中磁通最容易沿轴向流动。因此，能够减少定子芯10内的轴向上的磁通的流动，由此，降低涡流损耗并提高电机效率。
实施方式3.
图15是示出实施方式3的电动机100B的纵剖视图。在上述实施方式1中，定子芯10的层叠钢板101的板厚T1与转子芯50的层叠钢板501的板厚T0相同。与此相对，在该实施方式3中，在定子芯10和转子芯50中，层叠钢板101、501的板厚不同。
更具体而言，转子芯50的层叠钢板501的板厚T0比定子芯10的层叠钢板101的板厚T1厚。换句话说，转子芯50的层叠钢板501的板厚T0与定子芯10的层叠钢板101的板厚T1满足T0>T1的关系。
转子芯50的层叠钢板501的板厚T0例如为0.35mm，定子芯10的层叠钢板101的板厚T1例如为0.25mm。
此外，在此，定子芯10的层叠钢板101的层叠间隙L1与转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0相同(L0＝L1)。
层叠钢板的板厚越薄，每单位长度的层叠块数变得越多。因此，即使层叠钢板101、501的层叠间隙L0、L1相同，层叠钢板101的每单位长度的层叠间隙L1的合计也大于层叠钢板501的每单位长度的层叠间隙L0的合计。
因此，在定子芯10中，与转子芯50相比，轴向上的磁阻较大，磁通难以在轴向上流动。因此，当在第一齿部12A中磁通密度饱和时，磁通在转子芯50内沿轴向流动。
结果，与实施方式1同样地，能够减少在定子芯10内沿轴向流动的磁通，并抑制涡电流的产生。即，能够抑制涡流损耗并提高电机效率。
图16是示出转子芯50的层叠钢板501的板厚T0与定子芯10的层叠钢板101的板厚T1之差(T0-T1)与电机效率的关系的图表。在此，示出将板厚T0设为0.35mm并使板厚T1变化的情况下的电机效率的变化。另外，用相对于T0＝T1＝0.35mm的情况下的电机效率的比例表示电机效率。
从图16可知：板厚之差T0-T1处于0.05mm～0.15mm的范围时，能够得到特别高的电机效率(100.10％以上)。这是由于，板厚之差T0-T1越增加，磁通越难以在定子芯10内沿轴向流动而降低涡流损耗，但当板厚T1变得过薄时，定子芯10的磁滞损耗增加。因此，板厚之差T0-T1优选处于0.05mm～0.15mm的范围。
此外，除了定子芯10的结构，实施方式3的电动机100B的结构与实施方式1的电动机100(图8)相同。
如以上说明的那样，在实施方式3中，在转子芯50的层叠钢板501的板厚T0与定子芯10的层叠钢板101的板厚T1之间，T0>T1成立。因此，在定子芯10中，与转子芯50相比，磁通难以沿轴向流动。由此，能够抑制定子芯10的层叠钢板101中的涡电流的产生。即，能够降低涡流损耗并提高电机效率。
另外，通过转子芯50的层叠钢板501与定子芯10的层叠钢板101的板厚之差T0-T1满足0.05mm≤T0-T1≤0.15mm，从而能够提高涡流损耗的降低效果，并进一步提高电机效率。
此外，在此，定子芯10的层叠钢板101的层叠间隙L1与转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0相同(L0＝L1)，但也可以如实施方式1那样满足L0<L1。在该情况下，层叠间隙之差(L1-L0)优选处于0.004～0.012mm的范围。
另外，也可以如实施方式2那样，第一芯部10A的层叠钢板101的层叠间隙L1、第二芯部10B的层叠钢板101的层叠间隙L2及转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0满足L0≤L2<L1的关系。
实施方式4.
图17是示出实施方式4的电动机100C的纵剖视图。在上述实施方式3中，定子芯10的层叠钢板101的板厚T1为恒定。与此相对，在该实施方式4中，在定子芯10的第一芯部10A和第二芯部10B中，层叠钢板101的板厚不同。
更具体而言，转子芯50的层叠钢板501的板厚T0、第一芯部10A的层叠钢板101的板厚T1及第二芯部10B的层叠钢板101的板厚T2满足T0≥T2＞T1的关系。
换句话说，第一芯部10A的每单位长度的层叠钢板101的块数少于第二芯部10B的每单位长度的层叠钢板101的块数。另外，第二芯部10B的每单位长度的层叠钢板101的块数为转子芯50的每单位长度的层叠钢板501的块数以下。
因此，在该实施方式4中，第一芯部10A中的轴向上的磁阻大于第二芯部10B中的轴向上的磁阻，另外，第二芯部10B中的轴向上的磁阻为转子芯50中的轴向上的磁阻以上。
在该实施方式4中，通过上述T0≥T2＞T1的关系，在第一芯部10A中磁通最难以沿轴向流动，在转子芯50的磁铁插入孔51的外周侧的区域中磁通最容易沿轴向流动。因此，在第一齿部12A中产生磁饱和的情况下，磁通在转子芯50的磁铁插入孔51的外周侧的区域中沿轴向流动。
结果，与实施方式1同样地，能够减少在定子芯10内沿轴向流动的磁通，并抑制涡电流的产生。即，能够抑制涡流损耗并提高电机效率。
此外，除了定子芯10的结构，实施方式4的电动机100C的结构与实施方式1的电动机100(图8)相同。
如以上说明地，在实施方式4中，由于转子芯50的层叠钢板501的板厚T0、定子芯10的第一芯部10A的层叠钢板101的板厚T1及第二芯部10B的层叠钢板101的板厚T2满足T0≥T2＞T1的关系，所以在第一芯部10A中磁通最难以沿轴向流动，在转子芯50的磁铁插入孔51的外周侧的区域中磁通最容易沿轴向流动。因此，能够减少定子芯10内的轴向上的磁通的流动，由此，降低涡流损耗并提高电机效率。
此外，在此，定子芯10的层叠钢板101的层叠间隙L1与转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0相同(L0＝L1)，但也可以如实施方式1那样满足L0<L1。在该情况下，层叠间隙之差(L1-L0)优选处于0.004～0.012mm的范围。
另外，也可以如实施方式2那样，第一芯部10A的层叠钢板101的层叠间隙L1、第二芯部10B的层叠钢板101的层叠间隙L2及转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0满足L0≤L2<L1的关系。
实施方式5.
图18是示出实施方式5的电动机100D的纵剖视图。在上述实施方式1～4中，转子芯50的轴向长度与定子芯10的轴向长度相互相同。与此相对，在该实施方式5中，转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长。
如图18所示，转子芯50的轴向两端部在轴向上从定子芯10突出。转子芯50的轴向长度Hr例如为50mm，定子芯10的轴向长度Hs例如为45mm。
其他结构如在实施方式4中说明的那样。即，转子芯50的层叠钢板501的板厚T0、第一芯部10A的层叠钢板101的板厚T1及第二芯部10B的层叠钢板101的板厚T2满足T0≥T2＞T1的关系。
在该实施方式5中，转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长。因此，能够使与线圈4交链的永久磁铁53的磁通增加而不延长线圈4的线长。即，能够减小线圈电阻并进一步提高电机效率。
另一方面，由于转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长，所以定子芯10的轴向两端部(即第一芯部10A)处的磁通密度变高，结果，从转子芯50向第一齿部12A流动的磁通增加。因此，通过第一齿部12A中的磁饱和而容易产生轴向上的磁通流动，特别容易产生上述涡流损耗。
在该实施方式5中，通过上述T0≥T2＞T1的关系，抑制了定子芯10中的涡流损耗的产生，在转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长的电动机10D中，特别有效地发挥该涡流损耗的抑制效果。
如以上说明的那样，在实施方式5中，由于转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长，所以特别有效地发挥由上述T0≥T2＞T1的关系带来的涡流损耗的降低效果(即电机效率的提高效果)。
此外，在该实施方式5中，在上述实施方式4中说明的电动机中，采用转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长的结构。然而，也可以在实施方式1～3中说明的电动机中，采用转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长的结构。
图19是示出在实施方式1中说明的电动机100(图8)采用了转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长的结构的电动机100E的纵剖视图。如图19所示，转子芯50的轴向两端在轴向上从定子芯10突出。
除了轴向长度不同，定子芯10及转子芯50与实施方式1同样地构成。即，定子芯10的层叠钢板101的层叠间隙L1比转子芯50的层叠钢板501的层叠间隙L0宽(L0<L1)。
通过上述L0<L1的关系，能够抑制定子芯10中的涡流损耗的产生，在转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长的电动机10E中，特别有效地发挥该涡流损耗的抑制效果。
另外，在对实施方式2及3中说明的电动机采用转子芯50的轴向长度Hr比定子芯10的轴向长度Hs长的结构的情况下，也特别有效地发挥涡流损耗的抑制效果。
<回转压缩机>
接着，说明能够应用上述各实施方式的电动机的回转压缩机300。图20是示出回转压缩机300的剖视图。回转压缩机300具备框架301、配设在框架301内的压缩机构310及驱动压缩机构310的电动机100。
压缩机构310具有：具有缸室312的缸体311、固定在电动机100的轴58的滚动活塞314、将缸室312内分为吸入侧和压缩侧的叶片(未图示)以及被插入轴58并封闭缸室312的轴向端面的上部框架316及下部框架317。在上部框架316及下部框架317分别安装有上部排出消音器318及下部排出消音器319。
框架301例如是对厚度3mm的钢板进行拉深加工而形成的圆筒形状的容器。在框架301的底部，积存有对压缩机构310的各滑动部进行润滑的冷冻机油(未图示)。轴58由上部框架316及下部框架317保持为能够旋转。
缸体311在内部具备缸室312。滚动活塞314在缸室312内偏心旋转。轴58具有偏心轴部，滚动活塞314与该偏心轴部嵌合。
电动机100的定子芯10通过热装安装在框架301的内侧。从固定于框架301的玻璃端子305向卷绕于定子芯10的线圈4供给电力。在转子5的轴孔55(图1)中固定有轴58。
在框架301的外部安装有储存制冷剂气体的储存器302。在框架301固定有吸入管303，经由该吸入管303从储存器302向缸体311供给制冷剂气体。另外，在框架301的上部设置有向外部排出制冷剂的排出管307。
作为制冷剂，例如能够使用R410A、R407C或R22等。另外，从防止全球变暖的观点出发，优选使用低GWP(全球变暖系数)的制冷剂。作为低GWP的制冷剂，例如能够使用以下的制冷剂。
(1)首先，能够使用在组成中具有碳的双键的卤化烃，例如HFO(Hydro FluoroOrefin)-1234yf(CF3CF＝CH2)。HFO-1234yf的GWP为4。
(2)另外，可以使用在组成中具有碳的双键的烃，例如R1270(丙烯)。R1270的GWP为3，比HFO-1234yf低，可燃性比HFO-1234yf高。
(3)另外，可以使用包含在组成中具有碳的双键的卤化烃或在组成中具有碳的双键的烃中的至少任一种的混合物，例如HFO-1234yf与R32的混合物。上述HFO-1234yf由于是低压制冷剂而具有压力损失变大的倾向，有可能招致制冷循环(特别是蒸发器)的性能下降。因此，实用上优选使用与R32或R41的混合物，所述R32或R41与HFO-1234yf相比是高压制冷剂。
回转压缩机300的工作如以下那样。从储存器302供给的制冷剂气体通过吸入管303供给到缸体311的缸室312内。当驱动电动机100而转子5旋转时，轴58与转子5一起旋转。然后，与轴58嵌合的滚动活塞314在缸室312内偏心旋转，在缸室312内压缩制冷剂。压缩得到的制冷剂通过排出消音器318、319，进一步通过设置于电动机100的孔(未图示)而在框架301内上升，并从排出管307排出。
在上述各实施方式中说明的电动机通过涡电流的抑制而具有较高的电机效率。因此，通过使用在各实施方式中说明的电动机作为压缩机300的驱动源，从而能够提高压缩机300的运转效率。
<空调装置>
接着，说明具备图20所示的压缩机300的空调装置400。图21是示出空调装置400的图。图21所示的空调装置400具备压缩机401、冷凝器402、节流装置(减压装置)403及蒸发器404。压缩机401、冷凝器402、节流装置403及蒸发器404利用制冷剂配管407连结并构成制冷循环。即，制冷剂按压缩机401、冷凝器402、节流装置403及蒸发器404的顺序循环。
压缩机401、冷凝器402及节流装置403设置于室外机410。压缩机401由图20所示的回转压缩机300构成。在室外机410中设置有向冷凝器402供给室外的空气的室外侧送风机405。蒸发器404设置于室内机420。在该室内机420中设置有向蒸发器404供给室内的空气的室内侧送风机406。
空调装置400的工作如下。压缩机401将吸入的制冷剂压缩并送出。冷凝器402进行从压缩机401流入的制冷剂与室外的空气的热交换，使制冷剂冷凝并液化，并向制冷剂配管407送出。室外侧送风机405向冷凝器402供给室外的空气。节流装置403通过使开度变化，从而调整在制冷剂配管407中流动的制冷剂的压力等。
蒸发器404进行利用节流装置403设为低压状态的制冷剂与室内的空气的热交换，使制冷剂夺取空气的热而蒸发(气化)，并向制冷剂配管407送出。室内侧送风机406向蒸发器404供给室内的空气。由此，在蒸发器404中被夺取了热的冷风供给到室内。
空调装置400使用了通过应用在各实施方式中说明的电动机而提高了运转效率的压缩机401。因此，能够提高空调装置400的运转效率。
以上，具体地说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限定于上述实施方式，能够在不偏离本发明的要旨的范围内进行各种改良或变形。
附图标记的说明
1定子，2绝缘件，3绝缘薄膜，4线圈，5转子，9、9A、9B分割芯，10定子芯，10A第一芯部，10B第二芯部，11磁轭，11A第一磁轭部，11B第二磁轭部，12齿，12A第一齿部，12B第二齿部，13齿顶部，13A第一齿顶部，13B第二齿顶部，14槽，16孔，17、18铆接部，20躯干部，21凸缘部，25壁部，26突起，50转子芯，51磁铁插入孔，52磁通壁垒，53永久磁铁，55轴孔，58轴，100、100A、100B、100C、100D、100E电动机，101层叠钢板，111A、111B内周面，121A、121B侧面，125台阶部，131A、131B外周面，300回转压缩机(压缩机)，301框架，310压缩机构，400空调装置，401压缩机，402冷凝器，403节流装置，404蒸发器，405室外侧送风机，406室内侧送风机，407制冷剂配管，410室外机，420室内机，501层叠钢板。

Claims (13)

1.一种电动机，其中，具有：
转子，所述转子能够以旋转轴为中心旋转，并具有在旋转轴的轴向上将层叠钢板层叠而成的转子芯和嵌入所述转子芯的永久磁铁；以及
定子，所述定子以包围所述转子的方式设置，并具有在所述轴向上将层叠钢板层叠而成的定子芯和卷绕于所述定子芯的线圈，
所述定子芯具有收容所述线圈的槽，
所述定子芯具有位于所述轴向上的端部的第一芯部和位于所述轴向上的中央部的第二芯部，
所述第一芯部中的所述槽的面积大于所述第二芯部中的所述槽的面积，
在所述转子芯的所述层叠钢板的层叠间隙L0与所述定子芯的所述第一芯部中的所述层叠钢板的层叠间隙L1之间，L0<L1成立，
所述定子芯的所述第一芯部中的所述层叠钢板的铆接深度比所述转子芯的所述层叠钢板的铆接深度深。
2.一种电动机，其中，具有：
转子，所述转子能够以旋转轴为中心旋转，并具有在旋转轴的轴向上将层叠钢板层叠而成的转子芯和嵌入所述转子芯的永久磁铁；以及
定子，所述定子以包围所述转子的方式设置，并具有在所述轴向上将层叠钢板层叠而成的定子芯和卷绕于所述定子芯的线圈，
所述定子芯具有收容所述线圈的槽，
所述定子芯具有位于所述轴向上的端部的第一芯部和位于所述轴向上的中央部的第二芯部，
所述第一芯部中的所述槽的面积大于所述第二芯部中的所述槽的面积，
所述转子芯的所述层叠钢板的层叠间隙L0、
所述定子芯的所述第一芯部中的所述层叠钢板的层叠间隙L1及
所述定子芯的所述第二芯部中的所述层叠钢板的层叠间隙L2满足
L0≤L2<L1。
3.一种电动机，其中，具有：
转子，所述转子能够以旋转轴为中心旋转，并具有在旋转轴的轴向上将层叠钢板层叠而成的转子芯和嵌入所述转子芯的永久磁铁；以及
定子，所述定子以包围所述转子的方式设置，并具有在所述轴向上将层叠钢板层叠而成的定子芯和卷绕于所述定子芯的线圈，
所述定子芯具有收容所述线圈的槽，
所述定子芯具有位于所述轴向上的端部的第一芯部和位于所述轴向上的中央部的第二芯部，
所述第一芯部中的所述槽的面积大于所述第二芯部中的所述槽的面积，
所述定子芯的所述第一芯部中的所述层叠钢板的层叠间隙L1与所述转子芯的所述层叠钢板的层叠间隙L0之差L1-L0满足
0.004mm≤L1-L0≤0.012mm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，
所述定子芯具有在以所述旋转轴为中心的周向上延伸的磁轭和从所述磁轭向所述旋转轴延伸的齿，
所述定子芯的所述第一芯部中的所述齿的所述周向上的宽度比所述第二芯部中的所述齿的所述周向上的宽度窄。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，
所述转子芯的所述层叠钢板的板厚T0、
所述定子芯的所述第一芯部中的所述层叠钢板的板厚T1及
所述定子芯的所述第二芯部中的所述层叠钢板的板厚T2满足
T0≥T2＞T1。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，
所述转子芯的所述层叠钢板的板厚T0与所述定子芯的所述第一芯部中的所述层叠钢板的板厚T1之差T0-T1满足0.05mm≤T0-T1≤0.15mm。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，
所述转子芯的所述轴向上的长度比所述定子芯的所述轴向上的长度长。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，
所述永久磁铁为稀土类磁铁。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，
所述转子芯具有供所述永久磁铁插入的磁铁插入孔，
所述磁铁插入孔按以所述旋转轴为中心的周向上的中央部向所述旋转轴突出的方式形成为V字形。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，
所述电动机还具备配置于所述定子芯与所述线圈之间的绝缘件，
所述绝缘件嵌合到形成于所述定子芯的所述第一芯部与所述第二芯部之间的台阶部。
11.根据权利要求10所述的电动机，其中，
所述绝缘件配置于所述定子芯的所述第一芯部，
在所述定子芯的所述槽的内表面配置有绝缘薄膜。
12.一种压缩机，其中，具备：
权利要求1至11中任一项所述的电动机和由所述电动机驱动的压缩机构。
13.一种空调装置，其中，
具备压缩机、冷凝器、减压装置及蒸发器，
所述压缩机具备权利要求1至11中任一项所述的电动机和由所述电动机驱动的压缩机构。
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