CN115699520A - 电动机、压缩机、送风机及冷冻装置 - Google Patents

Abstract

提供一种在转子中,能够进一步提高磁铁的与定子相对的磁极的磁通的技术。本发明的一个实施方式的电动机(1)包括:定子(10)；转子(20),其与定子(10)在轴向(第一方向)相对,并且构成为在与轴向正交的周向(第二方向)旋转自如；以及短路抑制部件(25、26),转子(20)包括:主磁铁(22),其在与定子(10)相对的面具有第一磁极；以及辅助磁铁(23、24),其与主磁铁(22)相邻配置,具有第二磁极和与第二磁极极性不同的第三磁极,并且使第一磁极的磁通提高,辅助磁铁(23、24)相对于主磁铁(22)在与轴向正交的径向(第三方向)相邻配置,短路抑制部件(25、26)设于与连结第二磁极和第三磁极的假想线并列面对的、辅助磁铁(23、24)的周围的部分,用于抑制第二磁极和第三磁极之间的磁通的短路。

Description

电动机、压缩机、送风机及冷冻装置

技术领域

本发明涉及电动机等。

背景技术

例如,对于在与定子相对的面上具有磁极的主磁铁,为了提高主磁铁的与定子相对的磁极的磁通,以海尔贝克阵列来配置辅助磁铁,从而使电动机的输出提高的技术为人所知(参照专利文献1)。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1:日本国特开2019-161760号公报

发明内容

<本发明要解决的问题>

但是,在专利文献1中,于转子铁芯(rotor core)设置辅助磁铁。因此,通过转子铁芯产生使辅助磁铁的磁极间短路的磁通,其结果,存在无法充分提高主磁铁的与定子相对的磁极的磁通的可能性。

本发明的目的在于,提供一种在转子中,能够进一步提高磁铁的与定子相对的磁极的磁通的技术。

<用于解决问题的方法>

在本发明的一个实施方式中,提供一种电动机,包括:

定子；

转子,其构成为与上述定子在第一方向相对,并且在与上述第一方向正交的第二方向上旋转自如；以及

短路抑制部,

上述转子包括:

第一磁铁,其在与上述定子相对的面上具有第一磁极；

第二磁铁,其与上述第一磁铁相邻配置,具有第二磁极和极性与上述第二磁极不同的第三磁极,并且使上述第一磁极的磁通提高,

上述第二磁铁相对于上述第一磁铁在与上述第一方向正交的第三方向上相邻配置,

上述短路抑制部设于与连结上述第二磁极和上述第三磁极的假想线并列面对的上述第二磁铁的周围的部分,从而抑制上述第二磁极和上述第三磁极之间的磁通的短路。

根据本实施方式,通过与连结第二磁铁的内部的磁极彼此的假想线并列面对的周围的部分,难以产生使第二磁铁的磁极间短路的磁通。因此,能够进一步提高与第一磁铁的定子相对的磁极的磁通。

另外,在上述实施方式中,

上述第三方向可以与上述第二方向正交。

另外,在上述实施方式中,

上述转子和上述定子在轴向相对配置,

上述第一磁铁以多个上述第一磁极将旋转轴作为中心在周向排列的方式配置,

上述第二磁铁可以以上述第二磁极或上述第三磁极在多个上述第一磁极的各自的径向相邻的方式配置。

另外,在上述实施方式中,

上述转子和上述定子在径向相对配置,

上述第一磁铁以多个上述第一磁极将旋转轴作为中心在周向排列的方式配置,

上述第二磁铁可以以上述第二磁极或上述第三磁极在多个上述第一磁极的各自的轴向相邻的方式配置。

另外,在上述实施方式中,

上述第三方向可以与上述第二方向相同。

另外,在上述实施方式中,

上述转子和上述定子在轴向相对配置,

上述第一磁铁以多个上述第一磁极将旋转轴作为中心在周向排列的方式配置,

上述第二磁铁可以以上述第二磁极或上述第三磁极在多个上述第一磁极的各自的周向相邻的方式配置。

另外,在上述实施方式中,

上述转子和上述定子在径向相对配置,

上述第一磁铁以多个上述第一磁极将旋转轴作为中心在周向排列的方式配置,

上述第二磁铁可以以自轴向观察时,上述第二磁极或上述第三磁极在多个上述第一磁极的各自的与主磁通正交的方向的端部相邻的方式配置。

另外,在上述实施方式中,

上述第一磁铁在与具有上述第一磁极的面不同的面上具有第四磁极,

上述转子包括:

多个上述第一磁铁；以及

第一部件,其构成多个上述第四磁极之间的磁路,

上述短路抑制部的磁阻可以比上述第一部件高。

另外,在上述实施方式中,

可以于上述短路抑制部设置非磁性体。

另外,在上述实施方式中,

可以在上述短路抑制部中设有不存在部件的空间。

另外,在上述实施方式中,

上述第二磁铁可以在与上述第一磁铁的磁化方向垂直的方向被磁化。

另外,在上述实施方式中,

上述第二磁铁可以在以比0度大且比90度小的角度与上述第一磁铁的磁化方向交叉的方向被磁化。

另外,在上述实施方式中,

上述第一磁铁以及上述第二磁铁的至少一者可以以极各向异性的磁化取向被磁化。

另外,在上述实施方式中,

上述第一磁铁以及上述第二磁铁可以一体构成。

另外,在本发明的另一实施方式中,提供一种压缩机,其搭载上述电动机。

另外,在本发明的进一步的另一实施方式中,提供一种送风机,其搭载上述电动机。

另外,在本发明的进一步的另一实施方式中,提供一种冷冻装置,包括压缩机和送风机,

在上述压缩机以及上述送风机的至少一者中搭载上述电动机。

<发明效果>

根据上述实施方式,在转子中,能够进一步提高与磁铁的定子相对的磁极的磁通。

附图说明

图1是示出第一实施方式的电动机的一个例子的分解立体图。

图2是示出第一实施方式的转子的一个例子的轴视图。

图3是示出第一实施方式的电动机的一个例子的剖视图。

图4是示出比较例的电动机的剖视图。

图5是示出第二实施方式的电动机的一个例子的剖视图。

图6是示出第二实施方式的电动机的另一例子的剖视图。

图7是示出第三实施方式的转子的一个例子的轴视图。

图8是示出第三实施方式的电动机的一个例子的剖视图。

图9是示出第四实施方式的转子的一个例子的轴视图。

图10是示出第四实施方式的电动机的一个例子的剖视图。

图11是示出第五实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。

图12是示出第五实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。

图13是示出第五实施方式的转子的一个例子的立体图。

图14是示出第五实施方式的转子的一个例子的分解立体图。

图15是示出第五实施方式的电动机的一个例子的纵剖视图。

图16是示出第五实施方式的电动机的一个例子的纵剖视图。

图17是示出第五实施方式的电动机的另一例子的横剖视图。

图18是示出第五实施方式的转子的另一例子的立体图。

图19是示出第五实施方式的转子的另一例子的分解立体图。

图20是示出第五实施方式的电动机的另一例子的纵剖视图。

图21是示出第五实施方式的电动机的另一例子的纵剖视图。

图22是示出第六实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。

图23是示出第六实施方式的电动机的一个例子的纵剖视图。

图24是示出第七实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。

图25是示出第七实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。

图26是示出第七实施方式的转子的一个例子的立体图。

图27是示出第七实施方式的转子的一个例子的分解立体图。

图28是示出第七实施方式的主磁铁的一个例子的图。

图29是示出第七实施方式的主磁铁的另一例子的图。

图30是示出第七实施方式的辅助磁铁的一个例子的图。

图31是示出第七实施方式的电动机的一个例子的纵剖视图。

图32是示出第七实施方式的电动机的另一例子的纵剖视图。

图33是示出第七实施方式的电动机的进一步的另一个例的纵剖视图。

图34是示出第八实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。

图35是示出第八实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。

图36是示出第八实施方式的转子的一个例子的立体图。

图37是示出第八实施方式的转子的一个例子的分解立体图。

图38是示出第八实施方式的主磁铁的一个例子的图。

图39是示出第八实施方式的辅助磁铁的一个例子的图。

图40是示出第八实施方式的电动机的一个例子的纵剖视图。

图41是示出第九实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。

图42是示出第九实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。

图43是示出第九实施方式的电动机的一个例子的纵剖视图。

图44是示出搭载电动机的空调机的一个例子的图。

具体实施方式

以下,参照附图对实施方式进行说明。

[第一实施方式]

对于第一实施方式进行说明。

<电动机的基本构成>

首先,参照图1～图3,对第一实施方式的电动机1的基本构成进行说明。

图1是示出第一实施方式的电动机1的一个例子的分解立体图。具体而言,图1是示出使转子20在自定子10离开的方向上在轴向移动时的电动机1的立体图。在图1中,省略了安装于转子20的、绕旋转轴心AX旋转的旋转轴部件、以及图3的背磁轭部211和短路抑制部件25、26的图示。图2是示出第一实施方式的转子20的一个例子的轴视图。具体而言,图2示出了图1的轴向的下侧、即自定子10观察的转子20。图中的粗实线箭头表示辅助磁铁23之间、以及辅助磁铁24之间的磁通的流动,图2中的虚线箭头表示表示辅助磁铁23、24的磁化方向(磁化取向)。图3是示出第一实施方式的电动机1的一个例子的剖视图。具体而言,图3是与图2的A-A线对应的电动机1的剖视图(纵剖视图)。图3中的粗实线箭头表示辅助磁铁23、24与主磁铁22之间的磁通的流动以及主磁铁22与定子10之间的磁通的流动,图中的虚线箭头表示主磁铁22以及辅助磁铁23、24的磁化方向(磁化取向)。

第一实施方式的电动机(也称为“马达”)1例如搭载于空调机(冷冻装置的一个例子)的压缩机、送风机。以下,对于后述第二实施方式～第四实施方式的电动机1也可以相同。

如图1所示,电动机1包括定子10和转子20。第一实施方式的电动机1是定子10和转子20在轴向(第一方向的一个例子)隔开规定的空隙(也称为“气隙”)相对的方式的所谓轴向间隙型。

定子(stator)10是电枢,其固定于未图示的壳体。如图1、图3所示,定子10包括定子铁芯11和绕组12。

定子铁芯(stator core)11例如由电磁钢板、铸铁、压粉磁芯等的强磁性体的材料形成。定子铁芯11包括背磁轭部11A和多个齿部11B。

背磁轭部11A在轴视时具有以电动机1的旋转轴心AX为中心的大致圆环形状,并且具有以旋转轴心AX为中心的插通孔。“大致”是允许例如制造误差等的意图,在以下的说明中也以相同的意义来使用。由此,可以使安装于转子20的旋转轴部件穿过插通孔,在电动机1的轴向的两端将旋转轴部件支承为能够绕旋转轴心AX宣战。背磁轭部11A使绕组12所卷绕的多个齿部11B之间磁短路,从而构成基于流过各个绕组12的电流的磁场的磁路。

多个(在本例中为15个)齿部11B在背磁轭部11A的与转子20相对的面中以在轴向突出的方式在周向等间隔配置。

绕组12卷绕于多个齿部11B的每一个。在绕组12和齿部11B之间,例如设置PET(Polyethylene Terephthalate:聚对苯二甲酸乙二醇酯)制的绝缘膜等的绝缘部件。

需要说明的是,齿部11B的个数可以为14以下,也可以为16以上。

转子(rotor)20是励磁元件,如上所述,其以在轴向隔开规定的空隙而与定子10相对的方式配置,并且能够在与和定子10相对的方向(轴向)正交的周向(第二方向的一个例子)旋转。转子20安装于未图示的旋转轴部件,旋转轴部件例如通过设于两端部的轴承(bearing)等,以能够相对于壳体等的固定部旋转的方式被支承。由此,转子20通过旋转轴部件构成为能够相对于电动机1的壳体等的固定部旋转。如图1～图3所示,转子20包括转子铁芯21、多个主磁铁22、多个辅助磁铁23、多个辅助磁铁24、短路抑制部件25、以及短路抑制部件26。

转子铁芯(rotor core)21是构成主磁铁22以及辅助磁铁23、24的磁场等中的磁路的构成要素。转子铁芯21例如由电磁钢板、铸铁、压粉磁芯等的强磁性体的材料形成。如图1～图3所示,转子铁芯21包括背磁轭部211、内环部212、以及外环部213。

背磁轭部211(第一部件的一个例子)在轴向中在主磁铁22的与在轴向和定子10相对的面相反侧的面相邻设置。背磁轭部211在轴视时具有遍布整周覆盖与主磁铁22所设置的径向的范围大致相同的范围的方式的圆环形状。即,背磁轭部211在径向中成为将旋转轴心AX作为中心的内周面和外周面分别与主磁铁22的内周面和外周面大致一致的状态。背磁轭部211作为多个主磁铁22之间的磁通的磁路被使用。

内环部212在辅助磁铁23的径向在内侧相邻设置。内环部212在轴视中具有大致圆环形状。另外,内环部212具有与辅助磁铁23大致相同的轴向的厚度,并且以占据与辅助磁铁23大致相同的轴向的范围的方式配置。即,辅助磁铁23的在轴向与定子10相对的面和内环部212的在轴向与定子10相对的面成为大致一致的状态(大致齐平的状态)。如图1、图2所示,内环部212例如在周向构成为一个部件。另外,内环部212可以在周向由多个部件构成。如图2所示,内环部212作为辅助磁铁23的在周向相邻的径向内侧的磁极间的磁路被使用。

外环部213在辅助磁铁24的径向外侧相邻设置。外环部213在轴视下具有大致圆环形状。另外,外环部213具有与辅助磁铁24大致相同的轴向的厚度,以占据与辅助磁铁24相同的轴向的范围的方式配置。即,辅助磁铁24的在轴向与定子10相对的面和外环部213的在轴向与定子10相对的面成为大致一致(大致齐平)的状态。如图2所示,外环部213作为辅助磁铁24的在周向相邻的径向外侧的磁极间的磁路被使用。

多个(本例中为10个)主磁铁22(第一磁铁的一个例子)以旋转轴心AX为中心,遍布全周而在周向排列配置。另外,如图3所示,主磁铁22在轴向以与定子10的齿部11B相对的方式配置。如图1、图2所示,例如,多个主磁铁22以相邻的主磁铁22彼此相接的方式配置。多个主磁铁22各自在轴视中具有大致扇形,并且以彼此占据将旋转轴心AX作为中心的大致相同的径向的范围且占据大致相同的角度宽度(即,周向的宽度)的方式设置。即,多个主磁铁22彼此可以具有大致相同的形状。如图3所示,多个主磁铁22是在轴向磁化的永磁体,其分别在与定子10相对的面及其相反面具有极性不同的磁极(N极以及S极)(第一磁极以及第四磁极的一个例子)。并且,如图2所示,多个主磁铁22以与定子10相对的面的磁极在于周向相邻的两个主磁铁22不同的方式、即S极以及N极于在周向与定子10相对的面交替排列的方式配置。主磁铁22例如为钕烧结磁铁、铁氧体磁铁等。

需要说明的是,主磁铁22的个数可以为9个以下,也可以为11个以上。以下,对于后述第二实施方式～第四实施方式的情况也相同。

多个(在本例中为10个)辅助磁铁23(第二磁铁的一个例子)以在主磁铁22的径向(第三方向的一个例子)在内侧相邻的方式,在周向排列配置。另外,如图3所示,辅助磁铁23以在轴向不与定子10的齿部11B相对的方式配置。辅助磁铁23与主磁铁22一同构成海尔贝克阵列,相对提高了主磁铁22的在轴向与定子10相对的面的磁极的磁通。由此,能够提高电动机1的输出。

多个辅助磁铁23分别在轴视时具有在周向与主磁铁22所占范围相当的角度范围的大致扇形。辅助磁铁23是在与主磁铁22的磁化方向(轴向)正交的径向被磁化的永磁体,其分别在径向的外侧以及内侧具有极性不同的磁极(N极以及S极)(第二磁极以及第三磁极的一个例子)。在径向于外侧被磁化为N极的一个辅助磁铁23在于轴向与定子10相对的面被磁化为N极的主磁铁22的径向在内侧相邻配置。另一方面,在径向于外侧被磁化为S极的另一辅助磁铁23在于轴向与定子10相对的面被磁化为S极的主磁铁22的径向在内侧相邻配置。由此,能够提高(加强)主磁铁22中的在轴向与定子10相对的面的磁极的磁通。辅助磁铁23例如为钕烧结磁铁、铁氧体磁铁等。

多个(在本例中为10个)辅助磁铁24以在主磁铁22的径向在外侧相邻的方式,在周向排列配置。另外,如图3所示,辅助磁铁24以在轴向不与定子10的齿部11B相对的方式配置。辅助磁铁24与辅助磁铁23相同,与主磁铁22一同构成海尔贝克阵列,相对提高主磁铁22的在轴向与定子10相对的面的磁极的磁通。由此,能够提高电动机1的输出。

多个辅助磁铁24分别在轴视时具有在周向与主磁铁22所占范围相当的角度范围的大致扇形。辅助磁铁24在径向被磁化,其在径向的内侧以及外侧分别具有极性不同的磁极(N极以及S极)(第二磁极以及第三磁极的一个例子)。在径向于内侧被磁化为N极的一个辅助磁铁24在于轴向与定子10相对的面被磁化为N极的主磁铁22的径向在外侧相邻配置。另一方面,在径向于内侧被磁化为S极的另一辅助磁铁24在于轴向与定子10相对的面被磁化为S极的主磁铁22的径向在外侧相邻配置。由此,能够提高(加强)主磁铁22中的在轴向与定子10相对的面的磁极的磁通。辅助磁铁24例如为钕烧结磁铁、铁氧体磁铁等。

短路抑制部件25(短路抑制部的一个例子)例如为非磁性体,其由具有比背磁轭部211等的转子20中的构成磁路的部件相对高的磁阻的材料形成。短路抑制部件25在轴向中与辅助磁铁23的与和定子10相对的面相反侧的面相邻设置。短路抑制部件25在轴视时具有遍布整周覆盖与内环部212以及辅助磁铁23所设置的径向的范围大致相同的范围的方式的圆环形状。即,短路抑制部件25在径向成为将旋转轴心AX作为中心的内周面以及外周面分别与内环部212的内周面以及辅助磁铁23的外周面大致一致的状态,并且在背磁轭部211的径向在内侧相邻配置。另外,短路抑制部件25与背磁轭部211在轴向具有大致相同的厚度。

短路抑制部件26(短路抑制部的一个例子)例如为非磁性体,其由具有与背磁轭部211等的转子20中的构成磁路的部件相比磁阻相对较高的材料形成。短路抑制部件26在轴向中与辅助磁铁24的与和定子10相对的面相反侧的面相邻设置。短路抑制部件26在轴视时具有遍布整周覆盖与辅助磁铁24以及外环部213所设置的径向的范围大致相同的范围的方式的圆环形状。即,短路抑制部件26在径向成为将旋转轴心AX作为中心的内周面以及外周面分别与辅助磁铁24的内周面以及外环部213的外周面大致一致的状态,并且在背磁轭部211的径向在外侧相邻配置。另外,短路抑制部件26与背磁轭部211在轴向具有大致相同的厚度。

<辅助磁铁的短路磁通的抑制方法>

接下来,除了图1～图3之外,还参照图4,对第一实施方式的电动机1的辅助磁铁23、24的短路磁通的抑制方法进行说明。

图4是示出比较例的电动机1c的剖视图。具体而言,图4与图3相同,是电动机1c的纵剖视图,图4中的无附图标记的粗实线箭头表示辅助磁铁23、24与主磁铁22之间、以及主磁铁22与定子10之间的磁通的流动。比较例的电动机1c在省略了短路抑制部件25、26,以及背磁轭部211被置换为背磁轭部211c这点与第一实施方式的电动机1不同。

如图4所示,比较例的电动机1c的背磁轭部211c以与内环部212、辅助磁铁23、主磁铁22、辅助磁铁24、以及外环部213的与和定子10相对的面相反侧的面相邻,并且覆盖这些部件的径向的整个范围的方式配置。另外,背磁轭部211c与电动机1的背磁轭部211相同,例如由强磁性体的材料形成,磁阻相对较低。因此,通过背磁轭部211c,有可能产生使辅助磁铁23的一对磁极间以及辅助磁铁24的一对磁极间短路的磁通(以下,称为“短路磁通”)SMF。因此,存在基于辅助磁铁23、24的提高主磁铁22的在轴向与定子10相对的面的磁极的磁通的效果相对减小的可能性。

与此相对,如图3所示,在第一实施方式的电动机1中,在轴向中,在辅助磁铁23、24的与和定子10相对的面相反侧的面处设置与背磁轭部211等的构成转子20的磁路的部件相比磁阻相对较高的短路抑制部件25、26。

由此,在与连结辅助磁铁23、24的内部的一对磁极之间的假想线(在径向延伸的线)并列面对的、辅助磁铁23、24的周围的部分中,能够实现与背磁轭部211等的构成转子20的磁路的部件相比磁阻相对较高的状态。因此,能够抑制在辅助磁铁23、24的一对磁极间的短路磁通,进一步提高主磁铁22的在轴向与定子10相对的面的磁极的磁通。因此,能够使电动机1的输出进一步提高。

[第二实施方式]

接下来,对于第二实施方式进行说明。

以下,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明,有时省略关于与第一实施方式相同或对应的部分的说明。另外,由于第二实施方式的电动机1的基本构成与第一实施方式大致相同,因此省略其说明,在以下的第二实施方式的电动机1的说明中引用图1、图2。

<辅助磁铁的短路磁通的抑制方法>

参照图5、图6,对于第二实施方式的电动机1的辅助磁铁23、24的短路磁通的抑制方法进行说明。

图5、图6分别是示出第二实施方式的电动机1的一个例子以及另一例子的剖视图。具体而言,图5、图6是关于第二实施方式的电动机1的一个例子以及另一例子的图2的A-A剖视图(纵剖视图)。图5、图6中的粗实线箭头表示辅助磁铁23、24与主磁铁22之间的磁通的流动以及主磁铁22与定子10之间的磁通的流动,图中的虚线箭头表示主磁铁22以及辅助磁铁23、24的磁化方向(磁化取向)。

如图5、图6所示,在第二实施方式的电动机1中,在辅助磁铁23、24的在轴向与定子10相对的面的相反侧的面,代替短路抑制部件25、26而设置不存在部件的空间。

例如,如图5所示,本例的电动机1的背磁轭部211以与内环部212、辅助磁铁23、主磁铁22、辅助磁铁24、以及外环部213的与和定子10相对的面相反侧的面相邻,且覆盖这些部件的径向的整个范围的方式配置。在背磁轭部211中,在径向的整体的范围中的、面向辅助磁铁23的部分以及面向辅助磁铁24的部分设置凹部。由此,在与连结辅助磁铁23、24的内部的一对磁极之间的假想线并列面对的部分设置与背磁轭部211等的构成转子20的磁路的部件相比磁阻较高的空隙25A、26A(短路抑制部、不存在部件的空间的一个例子)。因此,能够抑制在辅助磁铁23、24的一对磁极间的短路磁通。

另外,例如,如图6所示,在本例的电动机1中,在设置第一实施方式的短路抑制部件25、26的部分,设置不存在任何部件的空间25B、26B(短路抑制部、不存在部件的空间的一个例子)。由此,能够将与连结辅助磁铁23、24的内部的一对磁极之间的假想线并列面对的空间25B、26B的磁阻设定为比背磁轭部211等的构成转子20的磁路的部件高。因此,能够抑制在辅助磁铁23、24的一对磁极间的短路磁通。

如此,在第二实施方式的电动机1中,在并列面对连结辅助磁铁23、24的内部的一对磁极之间的假想线(在径向延伸的线)的、辅助磁铁23、24的周围的部分设置不存在部件的空间。由此,能够抑制在辅助磁铁23、24的一对磁极间的短路磁通,进一步提高主磁铁22的在轴向与定子10相对的面的磁极的磁通。因此,能够进一步使电动机1的输出提高。

[第三实施方式]

接下来,对于第三实施方式进行说明。

以下,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明,有时简略或省略与第一实施方式相同或对应的内容的说明。另外,第三实施方式的电动机1仅定子10以及转子20中的转子20的构成不同。因此,省略相当于图1的、表示包括定子10以及转子20的电动机1的整体的分解立体图的图示,引用图1进行第三实施方式的电动机1的说明。

<电动机的基本构成>

参照图7、图8,对于第三实施方式的电动机1的基本构成进行说明。

图7是示出第三实施方式的转子20的一个例子的轴视图。具体而言,图7示出了相当于图1的分解立体图的轴向的下侧、即自定子10观察的转子20,图7中的粗实线箭头表示辅助磁铁23、以及辅助磁铁24的磁化取向(磁化方向)。图8是示出第三实施方式的电动机1的一个例子的剖视图。具体而言,图8是与图7的B-B线对应的电动机1的剖视图(纵剖视图)。图8中的粗实线箭头表示辅助磁铁23、24与主磁铁22之间的磁通的流动以及主磁铁22与定子10之间的磁通的流动,图8中的虚线箭头表示主磁铁22的磁化方向(磁化取向)。

如图7、图8所示,第三实施方式的转子20与第一实施方式的情况相同,包括转子铁芯21、多个主磁铁22、辅助磁铁23、多个辅助磁铁24、短路抑制部件25、以及短路抑制部件26。

转子铁芯21包括背磁轭部211,与第一实施方式不同,其省略了内环部212以及外环部213。

辅助磁铁23是由一个部件构成的环形磁铁。辅助磁铁23与第一实施方式不同,以与主磁铁22的磁化方向(轴向)正交的方式以极各向异性的磁化取向被磁化。具体而言,辅助磁铁23在径向的外侧具有彼此极性不同的一对磁极(N极以及S极)(第二磁极以及第三磁极的一个例子),具有不存在向径向的内侧的漏磁通的海尔贝克阵列的磁回路构造。由此,能够省略在辅助磁铁23的径向的内侧构成磁路的部件(即,第一实施方式的内环部212)。

辅助磁铁23在径向的外侧具有多组(在本例中为5组)在周向分离的一对磁极(N极以及S极)。具体而言,辅助磁铁23以相邻的磁极彼此极性不同的方式,在周向以大致等间隔具有与主磁铁22的数量相同数量(在本例中为10)的磁极。辅助磁铁23以各个N极以及S极于在轴向与定子10相对的面被磁化为N极以及S极的主磁铁22的径向在内侧相邻的方式配置。由此,辅助磁铁23能够提高(加强)两个主磁铁22中的在轴向与定子10相对的面的磁极的磁通。另外,如图8所示,辅助磁铁23以在轴向不与定子10的齿部11B相对的方式配置。

辅助磁铁24是由一个部件构成的环形磁铁。辅助磁铁24与第一实施方式不同,以极各向异性的磁化取向被磁化。具体而言,辅助磁铁24在径向的内侧具有一对磁极,具有不存在向径向的外侧的漏磁通的海尔贝克阵列的磁回路构造。由此,能够省略在辅助磁铁24的径向的外侧构成磁路的部件(即,第一实施方式的外环部213)。

辅助磁铁24在径向的内侧具有在周向分离的一对磁极(N极以及S极)。辅助磁铁24以各个N极以及S极于在轴向与定子10相对的面被磁化为N极以及S极的主磁铁22的径向在外侧相邻的方式配置。由此,辅助磁铁24能够提高(加强)两个主磁铁22中的在轴向与定子10相对的面的磁极的磁通。另外,如图8所示,辅助磁铁24以在轴向不与定子10的齿部11B相对的方式配置。

短路抑制部件25与第一实施方式不同,其具有在轴视中遍布整周覆盖与辅助磁铁23所设置的径向的范围大致相同的范围的方式的圆环形状。即,短路抑制部件25成为在径向中将旋转轴心AX作为中心的内周面以及外周面分别与辅助磁铁23的内周面以及外周面大致一致的状态,并且在背磁轭部211的径向在内侧相邻配置。这是由于相对于第一实施方式,省略了内环部212。

短路抑制部件26与第一实施方式不同,其具有在轴视中遍布整周覆盖与辅助磁铁24所设置的径向的范围大致相同的范围的方式的圆环形状。即,短路抑制部件26成为在径向中将旋转轴心AX作为中心的内周面以及外周面分别与辅助磁铁24的内周面以及外周面大致一致的状态,并且在背磁轭部211的径向在外侧相邻配置。这是由于相对于第一实施方式,省略了外环部213。

如此,在第三实施方式的电动机1中,利用以极各向异性的磁化取向被磁化的辅助磁铁23、24。由此,能够省略构成辅助磁铁23以及辅助磁铁24的各自的径向的内侧以及外侧的磁路的部件(第一实施方式的内环部212以及外环部213)。因此,能够将电动机1的径向的尺寸设定为小型化。

[第四实施方式]

接下来,对于第四实施方式进行说明。

以下,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明,有时简略或省略与第一实施方式相同或对应的内容的说明。另外,第四实施方式的电动机1相对于第一实施方式仅定子10以及转子20中的转子20的构成不同。因此,省略相当于图1的、表示包括定子10以及转子20的电动机1的整体的分解立体图的图示,引用图1进行第四实施方式的电动机1的说明。

<电动机的基本构成>

首先,参照图9、图10,对于第四实施方式的电动机1的基本构成进行说明。

图9是示出第四实施方式的转子20的构成的一个例子的轴视图。具体而言,图9示出了相当于图1的分解立体图的轴向的下侧、即自定子10观察的第四实施方式的转子20。图9中的虚线箭头表示辅助磁铁27的磁化方向(磁化取向)。图10是示出第四实施方式的电动机1的一个例子的剖视图。具体而言,图10是与图9的C-C线对应的电动机1的剖视图(周向的剖视图)。图10中的粗实线箭头表示辅助磁铁27与主磁铁22之间的磁通的流动以及主磁铁22与定子10之间的磁通的流动,图10中的虚线箭头表示主磁铁22以及辅助磁铁27的磁化方向(磁化取向)。

如图9、图10所示,第四实施方式的转子20包括转子铁芯21、多个主磁铁22、多个辅助磁铁27、以及短路抑制部件28。

转子铁芯21包括背磁轭部211。

背磁轭部211在轴向中与主磁铁22的与在轴向和定子10相对的面相反侧的面相邻设置。背磁轭部211在轴视中具有遍布整周覆盖与主磁铁22所设置的径向的范围大致相同的范围的方式的圆环形状。背磁轭部211作为多个主磁铁22之间的磁通的磁路被使用。另外,在背磁轭部211中设置用于容纳短路抑制部件28的凹部。

多个(在本例中为10个)主磁铁22在周向以相对较大的等间隔排列配置。另外,如图10所示,主磁铁22以在轴向与定子10的齿部11B相对的方式配置。多个主磁铁22分别在轴视中具有大致扇形,以占据将旋转轴心AX作为中心的相同角度宽度(相同周向的宽度)的方式设置。多个主磁铁22是在轴向被磁化的永磁体,以与定子10相对的面的磁极在周向相邻的两个主磁铁22之间不同的方式、即S极以及N极在周向于与定子10相对的面交替排列的方式配置。主磁铁22例如为钕烧结磁铁、铁氧体磁铁等。

多个(在本例中为10个)辅助磁铁27(第二磁铁的一个例子)分别以在主磁铁22的周向(第三方向的一个例子)的端部相邻的方式设置。另外,如图10所示,辅助磁铁27以在轴向与定子10的齿部11B相对的方式配置。辅助磁铁27与主磁铁22一同构成海尔贝克阵列,从而相对提高主磁铁22的在轴向中与定子10相对的面的磁极的磁通。由此,能够使电动机1的输出提高。

多个辅助磁铁27分别配置于在周向相邻的两个主磁铁22之间。多个辅助磁铁27分别在轴视中具有扇形,并且以容纳于相邻的两个主磁铁22的周向的间隔(角度宽度)的方式设置。多个辅助磁铁27分别是在与主磁铁22的磁化方向(轴向)正交的周向被磁化的永磁体,其在周向的一端面以及另一端面分别具有极性不同的磁极(N极以及S极)(第二磁极的一个例子以及第三磁极的一个例子)。辅助磁铁27配置为其N极与在轴向与定子10相对的面被磁化为N极的主磁铁22的周向的端部相邻,其S极与在轴向与定子10相对的面被磁化为S极的主磁铁22的周向的端部相邻配置。由此,辅助磁铁27能够提高主磁铁22的与定子10相对的面的磁极的磁通。辅助磁铁27例如为钕烧结磁铁、铁氧体磁铁等。

短路抑制部件28(短路抑制部的一个例子)例如为非磁性体,其由与背磁轭部211等的构成转子20中的磁路的部件相比具有相对较高的磁阻的材料形成。短路抑制部件28以在轴视中覆盖与辅助磁铁27大致相同的范围的方式,与辅助磁铁27的与和定子10相对的面相反侧的面相邻配置。即,短路抑制部件28具有与辅助磁铁27相同数量(在本例中为10个),并且在轴视中具有占据与辅助磁铁27相同范围的大致扇形。短路抑制部件28在轴视中以容纳于具有相同形状的背磁轭部211的凹部的方式设置。

<辅助磁铁的短路磁通的抑制方法>

接下来,继续参照图10,对于第四实施方式的电动机1的辅助磁铁27的短路磁通的抑制方法进行说明。

如图10所示,在辅助磁铁27的与在轴向和定子10相对的面相反侧的面处,相邻配置磁阻比背磁轭部211等的构成转子20的磁路的部件高的短路抑制部件28。由此,在并列面对连结辅助磁铁27的内部的一对磁极之间的假想线(将旋转轴心AX作为中心的圆弧线)的、辅助磁铁27的周围的部分中,能够实现与背磁轭部211等的构成转子20的磁路的部件相比磁阻相对较高的状态。因此,能够抑制在辅助磁铁27的一对磁极间的短路磁通。因此,能够使用辅助磁铁27进一步提高主磁铁22的与定子10相对的面的磁极的磁通。

[第五实施方式]

接下来,对于第五实施方式进行说明。

<电动机的基本构成>

首先,参照图11～图21,对于第五实施方式的电动机1的基本构成进行说明。

图11、图12是示出第五实施方式的电动机1的一个例子的横剖视图。具体而言,图11是电动机1的轴向的中央部的横剖视图,图12是电动机1的轴向的端部的横剖视图。图13是示出第五实施方式的转子40的一个例子的立体图。图14是示出第五实施方式的转子40的一个例子的分解立体图。在图13、图14中,描绘了转子40的轴向的自中央部至一端部的范围,省略了自中央部至另一端部的范围的描绘。另外,在图14中,省略了旋转轴部件50的描绘。图15、图16是示出第五实施方式的电动机1的一个例子的纵剖视图。具体而言,图15、图16分别是与关于第五实施方式的电动机1的一个例子的图11、图12的D-D线以及E-E线对应的剖视图。图15、图16中的粗实线箭头表示辅助磁铁43与主磁铁42之间的磁通的流动以及主磁铁42与定子30之间的磁通的流动。另外,图15中的虚线箭头表示主磁铁42的磁化方向(磁化取向),图16中的虚线箭头表示主磁铁42以及辅助磁铁43的磁化方向(磁化取向)。图17是示出第五实施方式的电动机1的另一例子的横剖视图。具体而言,图17是电动机1的轴向的端部的横剖视图。图18是示出第五实施方式的转子40的另一例子的立体图。图19是示出第五实施方式的转子40的另一例子的分解立体图。在图18、图19中,描绘了转子40的轴向的自中央部至一端部的范围,省略了自中央部至另一端部的范围的描绘。另外,在图19中,省略了旋转轴部件50的描绘。图20、图21是示出第五实施方式的电动机1的另一例子的纵剖视图。具体而言,图20、图21分别是与关于第五实施方式的电动机1的另一例子的图17的G-G线以及H-H线对应的剖视图。图20、图21中的粗实线箭头表示辅助磁铁43与主磁铁42之间的磁通的流动以及主磁铁42与定子30之间的磁通的流动。另外,图20中的虚线箭头表示主磁铁42的磁化方向(磁化取向),图21中的虚线箭头表示主磁铁42以及辅助磁铁43的磁化方向(磁化取向)。

需要说明的是,由于关于第五实施方式的电动机1的另一例子的轴向的中央部的横剖视图与图11相同,因此省略图示。另外,在图12、图17中,仅示出了在定子30以及转子40中的转子40存在的轴向的位置处的电动机1的剖视图,描绘了定子30的自轴向观察的状态、以及转子40的剖面。

第五实施方式的电动机1例如搭载于空调机的送风机、压缩机等。以下,对于后述第六～第九实施方式的电动机1也可以相同。

如图11～图21所示,电动机1包括定子30、转子40、以及旋转轴部件50。第五实施方式的电动机1是定子30和转子40在径向(第一方向的一个例子)隔开规定的空隙(气隙)而相对的方式的所谓径向间隙型。另外,第五实施方式的电动机1是主磁铁42埋设于转子40的主磁轭部411的方式的所谓埋入磁铁型(IPM:Interior Permanent Magnet)。

定子30配置于电动机1的外周侧,其固定于未图示的壳体。定子30包括定子铁芯31和绕组32。

定子铁芯31例如由电磁钢板、压粉磁芯等的强磁性体的材料形成。定子铁芯31包括具有大致圆筒形状的背磁轭部31A、以及自背磁轭部31A的内周面向径向突出的多个(在本例中为6个)齿部31B。

多个齿部31B在背磁轭部31A的内周面在周向以大致等间隔配置。在于周向相邻的两个齿部31B之间,形成用于容纳绕组32的槽(以下称为“线圈槽”)。在本例中,形成6个线圈槽。

绕组32通过集中绕组方式卷绕于多个齿部31B的每一个。在绕组32和齿部31B之间,例如设置PET制的绝缘膜等的绝缘部件。

需要说明的是,绕组32可以通过分布绕组方式而以跨多个齿部31B的方式被卷绕。另外,齿部31B的数量、即形成于相邻的两个齿部31B之间的线圈槽的数量可以为5个以下,也可以为7个以上。

转子40在定子30的径向在内侧相对配置,设置为能够在与径向正交的周向(第二方向的一个例子)旋转。转子40包括转子铁芯41、多个主磁铁42、多个辅助磁铁43、以及短路抑制部件44。

转子铁芯41是转子40的构成部分中的、构成基于流过定子30的绕组32的电流的磁场的磁路、以及主磁铁42和辅助磁铁43的磁场的磁路的构成元件。转子铁芯41例如由电磁钢板、压粉磁芯等的强磁性体的材料形成。转子铁芯41包括主磁轭部411和辅助磁轭部412。

主磁轭部411(第一部件的一个例子)被用作基于流过定子30的绕组32的电流的磁场的磁路、以及主磁铁42的磁场的磁路。具有大致圆柱形状,固定于旋转轴部件50。如图14所示,在转子铁芯41中,设置用于埋设多个主磁铁42的每一个的空间(以下,称为“主磁铁槽”)。在主磁铁槽中的与主磁铁42的主磁通的方向正交的方向的端部处可以设置在埋设有主磁铁42的状态下成为空洞的部分。该空洞部作为用于抑制主磁铁42的端部中的磁通的短路的磁通屏障起作用。另外,可以通过在空洞部中填充导磁率比转子铁芯41低的材料来确保磁通屏障的功能。

辅助磁轭部412构成为多个辅助磁铁43的磁场的磁路。如后所述,辅助磁轭部412与设于主磁铁42的轴向的两端部的各个辅助磁铁43的轴向的外侧相邻设置。

例如,如图12～图16所示,辅助磁轭部412在轴视时具有覆盖多个辅助磁铁43的每一个的一部分的方式的圆环形状。

另外,例如,如图17～图21所示,辅助磁轭部412可以为在轴视时具有占据转子40的整体的圆盘形状,并且在中心部分设置供旋转轴部件50贯通的贯通孔的方式。在本例中,辅助磁轭部412以与多个辅助磁铁43以及多个辅助磁铁43被埋设的短路抑制部件44相邻的方式,配置于转子40的端部。

多个(在本例中为4个)主磁铁42(第一磁铁的一个例子)分别埋设于转子铁芯41(主磁轭部411)中。

需要说明的是,主磁铁42分别可以为3个以下,也可以为5个以上。以下,对于后述第六实施方式的情况也可以相同。

多个主磁铁42在主磁轭部411的规定的径向的位置处,在周向以等间隔配置。另外,如图16、图21所示,主磁铁42以在径向与定子30的齿部31B相对的方式配置。主磁铁42例如为钕烧结磁铁、铁氧体磁铁等。

多个主磁铁42分别以在轴视时具有一边相对于另一边充分长的大致矩形形状,长边在大致中央与径向大致正交的方式配置。多个主磁铁42分别以在短边方向的两端部彼此具有极性不同的磁极(N极以及S极)(第一磁极以及第四磁极的一个例子)的方式被磁化。

多个主磁铁42分别以在与定子30相对的面被磁化的磁极与在周向相邻配置的另一主磁铁42不同的方式配置。例如,在一个主磁铁42的与定子30相对的面被磁化为S极的情况下,与一个主磁铁42在周向相邻的另一主磁铁42的与定子30相对的面被磁化为N极。

需要说明的是,主磁铁42在轴视时可以具有细长矩形形状之外的形状。例如,主磁铁42可以在轴视时具有在径向向内侧凸的V字型、U字型的形状。另外,在主磁铁42在轴视时具有V字型的形状的情况下,可以通过具有细长的矩形形状的两个磁铁部件的组合来实现V字型的形状。在该情况下,两个磁铁部件磁并联配置。另外,在主磁铁42在轴视时具有U字型的形状的情况下,可以通过一个磁铁部件实现构成为曲线状的U字型(即,圆弧型)的形状。另外,可以通过具有细长的矩形形状的多个(例如3个)的磁铁部件的组合来实现U字型的形状。在该情况下,三个磁铁部件磁并联配置。另外,主磁铁42可以以在径向多个磁串联配置的方式排列。

多个(在本例中为8个)辅助磁铁43(第二磁铁的一个例子)在主磁铁42的轴向的两端部相邻配置。另外,如图16、图21所示,辅助磁铁43以在径向不与定子30的齿部31B相对的方式配置。辅助磁铁43例如为钕烧结磁铁、铁氧体磁铁等。辅助磁铁43与主磁铁42一同构成海尔贝克阵列,使主磁铁42的与定子30相对的面的磁极的磁通相对提高。由此,能够使电动机1的输出提高。

辅助磁铁43在轴视时具有与主磁铁42大致相同的细长矩形形状。多个辅助磁铁43分别在与主磁铁42的磁化方向正交的轴向被磁化,在轴向的内侧以及外侧分别具有极性不同的磁极(N极以及S极)(第二磁极以及第三磁极的一个例子)。具体而言,辅助磁铁43以与相邻的主磁铁42的与定子30在径向相对的面的磁极相同的磁极成为轴向的内侧、也就是与主磁铁42相邻一侧的方式,在轴向被磁化。例如,如图16所示,在与定子30在径向相对的面的磁极为N极的情况下,其轴向的两端部的辅助磁铁43以轴向的内侧的端部成为N极、以及外侧成为S极的方式在轴向被磁化。由此,两端部的两个辅助磁铁43能够提高(加强)相邻的主磁铁42的与定子30相对的面的磁极的磁通。

短路抑制部件44(短路抑制部的一个例子)例如为非磁性体,其由与主磁轭部411等的构成转子40中的磁路的部件相比具有相对较高的磁阻的材料形成。

例如,如图13、图14所示,短路抑制部件44具有沿旋转轴心AX配置的大致圆柱形状,其配置于主磁轭部411的轴向的两端部。在本例中,在短路抑制部件44中,在主磁轭部411的相邻中设置用于埋设辅助磁铁43的、多个(在本例中为4个)在轴视时为细长矩形形状的孔部,在其相反面中设置用于埋设辅助磁轭部412的、在轴视时为圆环状的孔部。

另外,例如,如图18、图19所示,短路抑制部件44可以具有沿旋转轴心AX配置的大致圆柱形状,并且在轴向在主磁轭部411和辅助磁轭部412之间相邻配置。在本例中,在短路抑制部件44中设置具有与辅助磁铁43大致相同的轴向的厚度,供辅助磁铁43埋设的贯通孔。

旋转轴部件50被支承为能够相对于电动机1的壳体进行旋转。由此,固定于旋转轴部件50的转子40(转子铁芯41)能够相对于壳体、定子30进行旋转。

<辅助磁铁的短路磁通的抑制方法>

接下来,继续参照图16、图21,对于第五实施方式的电动机1的辅助磁铁43的短路磁通的抑制方法进行说明。

如图16、图21所示,在辅助磁铁43的与定子30相对的面及其相反的面,分别相邻配置与主磁轭部411等的构成转子40的磁路的部件相比磁阻相对较高的短路抑制部件44。

由此,在与连结辅助磁铁43的内部的一对磁极之间的假想线(沿轴向的线)并列面对的辅助磁铁43的周围的部分,能够实现与主磁轭部411等的构成转子40的磁路的部件相比磁阻相对较高的状态。因此,能够抑制在辅助磁铁43的一对磁极间的短路磁通,进一步提高与主磁铁42的定子30相对的面的磁极的磁通。因此,能够进一步提高电动机1的输出。

[第六实施方式]

接下来,对于第六实施方式进行说明。

以下,以与第五实施方式不同的部分为中心进行说明,有时简略或省略与第五实施方式相同或对应的内容的说明。

<电动机的基本构成>

首先,参照图22、图23,对于第六实施方式的电动机1的基本构成进行说明。

图22是第六实施方式的电动机1的横剖视图。图22中的实线箭头示出了主磁铁42以及辅助磁铁43的磁化方向(磁化取向)。图23是第六实施方式的电动机1的纵剖视图。具体而言,图23是与图22的F-F线对应的电动机1的剖视图。

如图22、图23所示,转子40包括转子铁芯41、多个主磁铁42、多个辅助磁铁46、短路抑制部件47、以及短路抑制部件48。

转子铁芯41具有大致圆柱形状,其固定于旋转轴部件50。在转子铁芯41中设置用于埋设多个主磁铁42的每一个的主磁铁槽。另外,在主磁铁槽中的与主磁铁42的主磁通的方向正交的方向的两端部,设置用于埋设辅助磁铁46、短路抑制部件47、以及短路抑制部件48的空间(以下,称为“辅助磁铁槽”)。主磁铁槽与辅助磁铁槽连通。

多个(在本例中为8个)辅助磁铁46(第二磁铁的一个例子)分别以在主磁铁42的与主磁通的方向正交的方向(在本例中为细长矩形形状的主磁铁42的长边方向)的端部相邻的方式,埋设于转子铁芯41。另外,如图23所示,辅助磁铁46以在径向与定子30的齿部31B相对的方式配置。辅助磁铁46例如为钕烧结磁铁、铁氧体磁铁等。辅助磁铁46与主磁铁42一同构成海尔贝克阵列,其相对提高主磁铁42的与定子30相对的面的磁极的磁通。由此,电能够提高动机1的输出。辅助磁铁46例如为钕烧结磁铁、铁氧体磁铁等。

辅助磁铁46在与相邻的主磁铁42的主磁通的方向正交的方向被磁化,其在与主磁铁42相邻的面及其相反的面具有彼此极性不同的磁极(N极以及S极)(第二磁极以及第三磁极的一个例子)。具体而言,辅助磁铁46以与主磁铁42相邻的面的磁极成为和主磁铁42的与定子30相对的面的磁极相同的方式被磁化。例如,在主磁铁42的与定子30相对的面的磁极为N极的情况下,与主磁铁42的主磁通的方向正交的方向的两端部的辅助磁铁46以与主磁铁42相邻的面的磁极成为N极的方式,在与主磁铁42的主磁通的方向正交的方向被磁化。同样,在主磁铁42的与定子30相对的面的磁极为S极的情况下,与主磁铁42的主磁通的方向正交的方向的两端部的辅助磁铁46以与主磁铁42相邻的面的磁极成为S极的方式,在与主磁铁42的主磁通的方向正交的方向被磁化。由此,两端部的两个辅助磁铁46能够提高(加强)相邻的主磁铁42的与定子30相对的面的磁极的磁通。

短路抑制部件47(短路抑制部的一个例子)例如为非磁性体,其由与主磁轭部411等的构成转子40中的磁路的部件相比具有相对较高的磁阻的材料形成。短路抑制部件47以相对于辅助磁铁46的与和定子30相对的面相反侧的面,覆盖辅助磁铁46的沿磁化方向的整个范围而相邻的方式,埋设于转子铁芯41。

短路抑制部件48(短路抑制部的一个例子)与短路抑制部件47相同,例如为非磁性体,其由与主磁轭部411等的构成转子40中的磁路的部件相比具有相对较高的磁阻的材料形成。短路抑制部件48以相对于辅助磁铁46的与定子30相对的面覆盖辅助磁铁46的沿磁化方向的整个范围而相邻的方式,埋设于转子铁芯41。

<辅助磁铁的短路磁通的抑制方法>

接下来,继续参照图22、图23,对于第六实施方式的电动机1的辅助磁铁46的短路磁通的抑制方法进行说明。

如图22、图23所示,在辅助磁铁46的与定子30相对的面及其相反的面分别相邻配置与主磁轭部411等的构成转子40的磁路的部件相比磁阻相对较高的短路抑制部件48以及短路抑制部件47。

由此,在与连结辅助磁铁46的内部的一对磁极之间的假想线(在与主磁铁42的主磁通正交的方向延伸的线)并列面对的、辅助磁铁46的周围的部分,能够实现与主磁轭部411等的构成转子20的磁路的部件相比磁阻相对较高的状态。因此,能够抑制在辅助磁铁46的一对磁极间的短路磁通,进一步提高主磁铁42的与定子10相对的面的磁极的磁通。因此,能够进一步使电动机1的输出提高。

[第七实施方式]

接下来,对于第七实施方式进行说明。

以下,以与第五实施方式、第六实施方式不同的部分为中心进行说明,有时简略或省略与第五实施方式、第六实施方式相同或对应的内容的说明。

<电动机的基本构成>

首先,参照图24～图33,对于第七实施方式的电动机1的基本构成进行说明。

图24、图25是示出第七实施方式的电动机1的一个例子的横剖视图。具体而言,图24是电动机1的轴向的中央部的横剖视图,图25是电动机1的轴向的端部的横剖视图。图26是示出第七实施方式的转子20的一个例子的立体图。图27是示出第七实施方式的转子20的一个例子的分解立体图。在图26、图27中,描绘了转子60的轴向中的自中央部至一端部的范围,省略了自中央部至另一端部的范围的描绘。图28、图29是示出第七实施方式的主磁铁62的一个例子以及另一例子的图。图28、图29的虚线箭头表示主磁铁62的磁化方向(磁化取向)。图30是示出第七实施方式的辅助磁铁63的一个例子的图。图30的虚线箭头表示辅助磁铁63的磁化方向(磁化取向)。图31～图33是示出第七实施方式的电动机1的一个例子、另一例子、以及进一步的另一例子的纵剖视图。具体而言,图31～图33是与图24、25的I-I线对应的剖视图。图31～33中的粗实线箭头表示辅助磁铁63与主磁铁62之间的磁通的流动以及主磁铁62与定子30之间的磁通的流动。图31～图33中的虚线箭头表示主磁铁62以及辅助磁铁63的磁化方向(磁化取向)。

需要说明的是,在图25中,示出了在仅存在定子30以及转子60中的转子60的轴向的位置处的电动机1的剖视图,描绘了定子30的自轴向观察的状态、以及转子60的剖面。

如图24～图32所示,电动机1包括定子30、转子60、以及旋转轴部件50。第七实施方式的电动机是定子30和转子60在径向(第一方向的一个例子)隔开规定的空隙(气隙)而相对的方式的所谓径向间隙型。另外,第七实施方式的电动机1是在转子60的主磁轭部611的表面设置主磁铁62的方式的所谓表面磁铁型(SPM:Surface Permanent Magnet)。

定子30配置于电动机1的外周侧,其固定于未图示的壳体。定子30包括定子铁芯31和绕组32。

转子60在定子30的径向在内侧相对配置,其设置为能够在与和定子30相对的方向(径向)正交的周向(第二方向的一个例子)进行旋转。转子60包括转子铁芯61、多个主磁铁62、多个辅助磁铁63、短路抑制部件64、以及保护管65。

转子铁芯61是转子60的构成部分中的、构成基于流过定子30的绕组32的电流的磁场的磁路、以及主磁铁62和辅助磁铁63的磁场的磁路的构成要素。转子铁芯61包括主磁轭部611和辅助磁轭部612。

主磁轭部611被用作基于流过定子30的绕组32的电流的磁场的磁路、以及主磁铁62的磁场的磁路。主磁轭部611具有将旋转轴心AX作为中心的大致圆筒形状。具体而言,主磁轭部611配置于转子60的轴向的中央部,具有在径向的中心部具有供旋转轴部件50穿过的孔部的大致圆筒形状。

辅助磁轭部612被用作辅助磁铁63的磁场的磁路。辅助磁轭部612设于转子60的轴向的两端部,以在轴视时覆盖辅助磁铁63以及短路抑制部件64的区域的方式,在轴向的外侧(端部侧)与辅助磁铁63以及短路抑制部件64相邻配置。辅助磁轭部612具有将旋转轴心AX作为中心的大致圆筒形状。具体而言,辅助磁轭部612在径向的中心部具有供旋转轴部件50穿过的孔部,具有轴向的尺寸相对较小的大致圆筒形状。

主磁铁62在主磁轭部611的表面、具体而言在主磁轭部611的径向的外侧相邻配置。另外,如图31～图33所示,主磁铁62以在径向与定子30的齿部31B相对的方式配置。主磁铁62具有将旋转轴心AX作为中心的大致圆筒形状。具体而言,主磁铁62具有与主磁轭部611相同的轴向的尺寸,并且,在能够与主磁轭部611紧固的范围内,具有与主磁轭部611的外径尺寸同等的内径尺寸的大致圆筒形状。

如图28、图29所示,主磁铁62是在径向被磁化的永磁体,其在各个内周面以及外周面具有极性不同的磁极(N极以及S极)(第一磁极以及第四磁极的一个例子)。另外,主磁铁62构成为其内周面以及外周面的磁极的组合在周向针对每规定角度(例如,每半周)不同。例如,如图28所示,主磁铁62是一体的部件被磁化的永磁体。另外,例如,如图29所示,主磁铁62可以如下制造:针对每个内周面以及外周面的极性的组合不同的、在周向每规定角度设置的多个(例如两个)部件进行磁化且作为磁化的永磁体的多个部件在周向被连结。

辅助磁铁63与短路抑制部件64的表面、具体而言径向的外侧相邻,且与主磁铁62的轴向的两端部相邻配置。另外,如图31～图33所示,辅助磁铁63以在径向不与定子30的齿部31B相对的方式配置。辅助磁铁63与主磁铁62一同构成海尔贝克阵列,其使主磁铁62的在径向与定子30相对的面的磁极的磁通相对提高。由此,能够使电动机1的输出提高。

辅助磁铁63具有将旋转轴心AX作为中心的大致圆筒形状。具体而言,辅助磁铁63在轴视时具有与主磁铁62大致相同的圆环形状,具有轴向的尺寸相对较小的大致圆筒形状。

辅助磁铁63是在轴向的两端面分别具有极性不同的磁极(N极以及S极)(第二磁极以及第三磁极的一个例子)的永磁体。例如,如图31、图32所示,辅助磁铁63在与主磁铁62的磁化方向(径向)正交的轴向被磁化。另外,例如,如图33所示,辅助磁铁63可以在其磁化方向的向量在具有轴向的分量的范围内被磁化,具体而言在与主磁铁62的磁化方向(径向)在比0度大比90度销的范围内交叉的方向被磁化。具体而言,辅助磁铁63以与主磁铁62相邻的面的磁极成为与主磁铁62的与定子30相对的面(即径向外侧的面)的磁极相同的方式在轴向被磁化。例如,如图31、图32所示,在主磁铁62的与定子30相对的面的磁极为N极的周向的角度范围内,辅助磁铁63以轴向的内侧(中央部侧)成为N极、以及外侧(端部侧)成为S极的方式在轴向被磁化。如图30所示,辅助磁铁63以如下方式制造:针对轴向的内侧以及外侧的磁极的极性的组合不同的每规定角度的多个(例如两个)部件进行磁化,作为被磁化的永磁体的多个部件在周向结合。

短路抑制部件64(短路抑制部的一个例子)例如由非磁性体构成,并且由与主磁轭部611等的构成转子60的磁路的部件相比具有相对较高的磁阻的材料形成。短路抑制部件64具有将旋转轴心AX作为中心的大致圆筒形状,其以在轴向的外侧(端部侧)与主磁轭部611相邻,并且在周向的内侧与辅助磁铁63相邻的方式配置。具体而言,短路抑制部件64在轴视时具有与主磁轭部611大致相同的圆环形状,具有具有与辅助磁铁63大致相同的轴向的尺寸的大致圆筒形状。

保护管65(短路抑制部的一个例子)例如由非磁性体构成,其在主磁铁62以及辅助磁铁63的周向的外侧配置。由此,电动机1能够抑制伴随转子60的旋转而作用的离心力所引起的主磁铁62以及辅助磁铁63的自转子60的脱离的产生。

保护管65具有覆盖主磁铁62以及辅助磁铁63的径向外侧的大致圆筒形状。例如,如图31、图33所示,保护管65为具有与主磁铁62以及辅助磁铁63的整体相同的周向的尺寸,并且在能够与主磁铁62以及辅助磁铁63紧固的范围内,具有与主磁铁62以及辅助磁铁63的各自的外径尺寸同等的内径尺寸的大致圆筒形状。在该情况下,辅助磁轭部612具有与保护管65的外径尺寸大致相同的外径尺寸的大致圆筒形状,并且在辅助磁铁63、短路抑制部件64、以及保护管65的轴向的外侧(端部侧)相邻配置。另外,如图32所示,保护管65可以为与主磁铁62、辅助磁铁63、以及辅助磁轭部612的整体具有相同的轴向的尺寸,并且在能够与主磁铁62、辅助磁铁63、以及辅助磁轭部612紧固的范围内,具有与主磁铁62、辅助磁铁63、以及辅助磁轭部612的各自的外径尺寸同等的内径尺寸的大致圆筒形状。在该情况下,保护管65不仅覆盖主磁铁62以及辅助磁铁63,还覆盖辅助磁轭部612的径向外侧,辅助磁轭部612在能够与保护管65紧固的范围,具有与保护管65的内径尺寸相同的外径尺寸。

<辅助磁铁的短路磁通的抑制方法>

接下来,参照图31～图32,对于第七实施方式的电动机1的辅助磁铁63的短路磁通的抑制方法进行说明。

如图31、图32所示,在辅助磁铁63的径向的内侧的面相邻配置与主磁轭部611等的构成转子60的磁路的部件相比磁阻相对较高的短路抑制部件64。另外,在辅助磁铁63的径向的外侧的面相邻配置与主磁轭部611等的构成转子60的磁路的部件相比磁阻相对较高的保护管65。

由此,在与连结辅助磁铁63的内部的一对磁极之间的假想线(在轴向延伸的线)并列面对的辅助磁铁63的周围的部分处,能够实现与主磁轭部611等的构成转子60的磁路的部件相比磁阻相对较高的状态。因此,能够抑制在辅助磁铁63的一对磁极间的短路磁通,能够进一步提高主磁铁62的与定子30相对的面的磁极的磁通。因此,能够进一步使电动机1的输出提高。

[第八实施方式]

接下来,对于第八实施方式进行说明。

以下,以与第七实施方式不同的部分为中心进行说明,有时省略与第七实施方式相同或对应的内容的说明。

<电动机的基本构成>

首先,参照图34～图40,对于第八实施方式的电动机1的基本构成进行说明。

图34、图35是示出第八实施方式的电动机1的一个例子的横剖视图。具体而言、图34是电动机1的轴向的中央部的横剖视图,图35是电动机1的轴向的端部的横剖视图。图36是示出第八实施方式的转子60的一个例子的立体图。图37是示出第八实施方式的转子60的一个例子的分解立体图。在图36、图37中,描绘了转子60的轴向中的自中央部至一端部的范围,省略了自中央部至另一端部的范围的描绘。图38是示出第八实施方式的主磁铁62的一个例子的图。图39是示出第八实施方式的辅助磁铁63的一个例子的图。图38、图39中的实线箭头分别表示主磁铁62以及辅助磁铁63的磁化取向(磁化方向)。图40是示出第八实施方式的电动机1的一个例子的纵剖视图。具体而言,图40是与图34、图35的J-J线对应的剖视图。图40中的粗实线箭头表示辅助磁铁63与主磁铁62之间的磁通的流动以及主磁铁62与定子30之间的磁通的流动。

需要说明的是,在图35中,示出了在仅存在定子30以及转子60中的转子60的轴向的位置处的电动机1的剖视图,描绘了定子30的自轴向观察的状态、以及转子60的剖面。

如图34～图40所示,转子60与第七实施方式不同,省略了转子铁芯21,并且除了主磁铁62、辅助磁铁63、短路抑制部件64、以及保护管65之外还包括端板66。

主磁铁62以在短路抑制部件64的表面、具体而言在短路抑制部件64的径向的外侧相邻的方式,配置于转子60的轴向的中央部。

如图38所示,主磁铁62作为一个部件构成,其与第七实施方式不同,以极各向异性的磁化取向被磁化。具体而言,主磁铁62在径向的外侧的面(外周面)具有彼此极性不同的一对磁极(N极以及S极)(第一磁极的一个例子),具有不存在向径向的内侧的漏磁通的海尔贝克阵列的磁回路构造。由此,能够省略构成主磁铁62的径向的内侧的磁路的部件(即第七实施方式的主磁轭部611),将该部分置换为其他部件(在本例中为短路抑制部件64)。

主磁铁62在径向的外周面具有多组(在本例中为两组)在周向分开的一对磁极(N极以及S极)。具体而言,主磁铁62以相邻的磁极彼此极性不同的方式,在周向以大致等间隔具有多个(在本例中为四个)磁极。另外,如图40所示,主磁铁62以在径向与定子30的齿部31B相对的方式配置。

需要说明的是,配置于主磁铁62的径向的外周面的磁极的数量(极数)只要为偶数即可,可以比四个多。

辅助磁铁63与短路抑制部件64的表面、具体而言短路抑制部件64的径向的外侧相邻且与主磁铁62的轴向的外侧(端部侧)相邻配置。另外,如图40所示,辅助磁铁63以在径向不与定子30的齿部31B相对的方式配置。

如图39所示,辅助磁铁63作为一个部件构成,与第七实施方式不同,其以极各向异性的磁化取向被磁化。具体而言,辅助磁铁63在与主磁铁62相邻的、轴向的内侧(中央部侧)具有彼此极性不同的一对磁极(N极以及S极)(第二磁极以及第三磁极的一个例子),具有不存在向轴向的外侧(端部侧)的漏磁通的海尔贝克阵列的磁回路构造。由此,能够省略构成辅助磁铁63的轴向的外侧(端部侧)的磁路的部件(即第七实施方式的辅助磁轭部612)。

辅助磁铁63在轴向的内侧的面具有多组(在本例中为两组)在周向分离的一对磁极(N极以及S极)。具体而言,辅助磁铁63以与相邻的磁极彼此极性不同的方式,在周向以大致等间隔具有多个(在本例中为四个)磁极。并且,辅助磁铁63以在周向中各个N极以及S极成为与主磁铁62的N极以及S极相同位置的方式,在主磁铁62的轴向的外侧相邻配置。由此,辅助磁铁63能够提高(加强)主磁铁62中的在径向与定子30相对的面的磁极的磁通。

需要说明的是,配置于辅助磁铁63的轴向的内侧(中央部侧)的面的磁极的数量(极数)与主磁铁62相同即可,可以比四个多。

短路抑制部件64具有将旋转轴心AX作为中心的大致圆筒形状,在轴向的中央部处,与主磁铁62以及辅助磁铁63的径向的内侧相邻配置。具体而言,在能够与主磁铁62以及辅助磁铁63紧固的范围内,具有与主磁铁62以及辅助磁铁63的内径尺寸同等的外径尺寸,且具有具有与主磁铁62以及辅助磁铁63的合计相同的轴向的尺寸的大致圆筒形状。

端板66以自轴向的外侧覆盖辅助磁铁63以及短路抑制部件64的方式设于转子60的轴向的两端部。具体而言,端板66具有与辅助磁铁63大致相同的外径形状且具有在中央部具有旋转轴部件50的插通孔的、相对轴向的尺寸较小的大致圆筒形状。端板66只要能够起到其功能即可,可以由任意的材料构成,例如,可以为磁性体,也可以为非磁性体。由此,能够抑制自转子60的轴向的端部的辅助磁铁63等的脱离的产生。

需要说明的是,端板66可以被省略。

如此,在第八实施方式的电动机1中,利用以极各向异性的磁化取向被磁化的主磁铁62以及辅助磁铁63。由此,能够省略构成主磁铁62的径向的内侧、辅助磁铁63的轴向的外侧的磁路的部件。因此,能够提高电动机1的构成的自由度,例如能够实现电动机1的小型化、成本降低等。

[第九实施方式]

接下来,对于第九实施方式进行说明。

以下,以与第七实施方式不同的部分为中心进行说明,有时省略与第七实施方式相同或对应的内容的说明。

<电动机的基本构成>

参照图41～图43,对于第九实施方式的电动机1的基本构成进行说明。

图41、图42是示出第九实施方式的电动机1的一个例子的横剖视图。具体而言,图41是电动机1的轴向的中央部的横剖视图,图42是电动机1的轴向的端部的横剖视图。图43是第九实施方式的电动机1的一个例子的纵剖视图。具体而言,图43是与图41、图42的K-K线对应的剖视图。图43中的粗实线箭头表示磁铁62A与定子30之间的磁通的流动。图43的虚线箭头表示磁铁62A的磁化取向(磁化方向)。

需要说明的是,在图42中,示出了在仅存在定子30以及转子60中的转子60的轴向的位置处的电动机1的剖视图,描绘了定子30的自轴向观察的状态、以及转子60的剖面。

如图41～图43所示,转子60与第七实施方式不同,其代替主磁铁62以及辅助磁铁63而包括磁铁62A。

磁铁62A由一个部件构成,在主磁轭部611以及短路抑制部件64的表面、具体而言主磁轭部611以及短路抑制部件64的径向的外侧相邻配置。磁铁62A具有将旋转轴心AX作为中心的大致圆筒形状。具体而言,磁铁62A具有与主磁轭部611以及短路抑制部件64的合计相同的轴向的尺寸,且在能够与主磁轭部611以及短路抑制部件64紧固的范围内,具有与主磁轭部611以及短路抑制部件64的外形尺寸同等的内径尺寸的大致圆筒形状。

磁铁62A中的、与齿部31B在径向相对的部位是相当于第七实施方式、第八实施方式中的主磁铁62的部位,不与齿部31B在径向相对的部位是相当于第七实施方式、第八实施方式中的辅助磁铁63的部位。

如图43所示,磁铁62A在转子60的任意的周向的角度位置处,在轴向的端面、以及径向外侧的端面具有彼此极性不同的一对磁极(N极以及S极)(第二磁极以及第一磁极、或者第三磁极以及第一磁极的一个例子)。并且,对于磁铁62A,在转子60的任意的相同周向的角度位置处,其轴向的端面的磁极和径向的端面的磁极之间以连结为向径向的内侧凸的曲线状的磁化取向被磁化。具体而言,磁铁62A中的相当于辅助磁铁63的部位的磁化取向与相当于主磁铁62的部位的磁化取向方向不同。磁铁62A在相当于主磁铁62的部位和相当于辅助磁铁63的部位的边界面处具有彼此极性不同的一对磁极。具体而言,磁铁62A在边界面处的相当于辅助磁铁63的部位具有与磁铁62A的轴向的端面的磁极不同极性的磁极(第三磁极或第二磁极的一个例子)。另外,磁铁62A在边界面处的相当于主磁铁62的部位具有与磁铁62A的径向的端面的磁极不同的极性的磁极(第四磁极的一个例子)。并且,磁铁62A以相当于辅助磁铁63的部位的轴向内侧的端部的磁极与相当于主磁铁62的部位的轴向外侧的端部的磁极在轴向相对的方式一体构成。由此,磁铁62A在径向的内侧具有不存在漏磁通的海尔贝克阵列的磁回路构造。因此,能够提高(加强)磁铁62A的在径向与定子30相对的面的磁极的磁通。

需要说明的是,磁铁62A以其轴向的端面以及径向外侧的端面的一对磁极的极性的组合在转子60的周向的每规定角度切换的方式被磁化。具体而言,在磁铁62A的轴向的端面,在周向的每规定角度,N极以及S极交替配置,在磁铁62A的径向外侧的端面,在周向的每规定角度,N极以及S极以与相同的角度范围的轴向的端面不同的极性交替配置。

如此,在本例中,磁铁62A自轴向的端面朝向径向外侧的端面以磁化方向(磁化取向)自轴向的分量相对较大的状态变化为径向的分量相对较大的状态的方式被磁化。由此,磁铁62A能够通过一个部件实现第七实施方式的主磁铁62以及辅助磁铁63的功能。

[其他实施方式]

接下来,对于其他实施方式进行说明。

上述第一实施方式～第九实施方式可以适当组合。

例如,在第三实施方式中,可以省略短路抑制部件25、26,与第二实施方式的空间25B、26B的情况相同,置换为不存在部件的空间(短路抑制部、不存在部件的空间的一个例子)。

另外,例如,在第四实施方式中,可以省略短路抑制部件28,与第二实施方式的空隙25A、26A的情况相同,置换为通过背磁轭部211的凹部来实现的空隙(短路抑制部、不存在部件的空间的一个例子)。

另外,例如,在第五实施方式中,可以省略短路抑制部件44,与第二实施方式的空间25B、26B的情况相同,置换为不存在部件的空间(短路抑制部、不存在部件的空间的一个例子)。

另外,例如,在第五实施方式中,可以省略短路抑制部件44,主磁轭部411在轴向延长至辅助磁铁43以及辅助磁轭部412的部分。并且,可以通过在主磁轭部411的与辅助磁铁43相邻的面设置凹部,与第二实施方式的空隙25A、26A的情况相同,在与连结辅助磁铁43的内部的一对磁极的假想线并列面对的辅助磁铁43的周围的部分设置空隙(短路抑制部、不存在部件的空间的一个例子)。

另外,例如,在第六实施方式中,可以省略短路抑制部件47、48,与第二实施方式的空隙25A、26A的情况相同,置换为通过转子铁芯41的辅助磁铁槽的空洞部实现的空隙(短路抑制部、不存在部件的空间的一个例子)。

另外,例如,在第一实施方式、第二实施方式中,辅助磁铁23、24与第七实施方式的辅助磁铁63(图33)的情况相同,在以大于0度且小于90度的角度与主磁铁22的磁化方向交叉的方向被磁化。

另外,例如,在第四实施方式中,辅助磁铁27可以与第七实施方式的辅助磁铁63(图33)的情况相同,在以大于0度且小于90度的角度与主磁铁22的磁化方向交叉的方向被磁化。

另外,例如,在第五实施方式中,辅助磁铁43可以与第七实施方式的辅助磁铁63(图33)的情况相同,在以大于0度且小于90度的角度与主磁铁42的磁化方向交叉的方向被磁化。

另外,例如,在第一实施方式～第三实施方式中,主磁铁22可以于在轴向与定子10相对的面以在周向配置多组彼此极性不同的一对磁极的极各向异性的磁化取向被磁化。

另外,例如,在第一实施方式、第二实施方式中,主磁铁22以及辅助磁铁23、24可以与第九实施方式的磁铁62A的情况相同,置换为在径向的端面以及与定子10相对的轴向的端面具有一对磁极的一个磁铁部件。

另外,例如,在第五实施方式中,主磁铁42以及辅助磁铁43可以与第九实施方式的磁铁62A的情况相同,置换为在轴向的端面以及与定子30相对的径向外侧的端面具有一对磁极的一个磁铁部件。

另外,例如,在第六实施方式中,主磁铁42以及辅助磁铁46可以与第九实施方式的磁铁62A的情况相同,置换为在轴视的长边方向的端面以及与定子30相对的短边方向的端面具有一对磁极的一个磁铁部件。

另外,可以分别对上述第一实施方式～第九实施方式施加适当变形、变更。

例如,在第一实施方式～第三实施方式中,可以省略多个辅助磁铁23以及多个辅助磁铁24中的配置于径向的外侧的多个辅助磁铁24。在该情况下,一并省略外环部213。另外,在该情况下,在第一实施方式中,一并省略短路抑制部件26,在第二实施方式中,伴随多个辅助磁铁24以及外环部213的省略而缩短背磁轭部211的径向的尺寸。由此,能够抑制电动机1的径向的尺寸的增加。因此,能够抑制电动机1的大型化,并且能够实现电动机1的输出提高。

另外,例如,在第一实施方式～第三实施方式中,可以省略多个辅助磁铁23以及多个辅助磁铁24中的配置于径向的内侧的多个辅助磁铁23。在该情况下,一并省略内环部212。另外,在该情况下,在第一实施方式中,一并省略短路抑制部件25,在第二实施方式中,伴随多个辅助磁铁23以及内环部212的省略而缩短背磁轭部211的径向的尺寸。由此,能够在主磁铁22的径向的内侧充分确保配置轴承、旋转轴部件(传动轴)的空间。因此,能够确保用于配置主磁铁22的径向的内侧的部件的空间,并且能够实现电动机1的输出提高。

另外,例如,在第五实施方式中,可以省略配置于轴向的两端部的辅助磁铁43中的任一端部的辅助磁铁43。在该情况下,在省略了辅助磁铁43的一端部,一并省略辅助磁轭部412以及短路抑制部件44。由此,能够抑制电动机1的轴向的尺寸的增加。因此,能够抑制电动机1的轴向的尺寸的大型化,并且能够实现电动机1的输出提高。

另外,例如,在第六实施方式中,可以省略在主磁铁42的与主磁通正交的方向的两端部相邻配置的两个辅助磁铁46中的任一端部的辅助磁铁46。在该情况下,在省略了辅助磁铁46的一端部,一并省略短路抑制部件47、48。

另外,例如,在第八实施方式中,可以仅主磁铁42以及辅助磁铁43中的主磁铁42以极各向异性的磁化取向被磁化,辅助磁铁43为与第七实施方式相同的方式。在该情况下,代替端板66,与第七实施方式的情况相同,设置辅助磁轭部612。

[电动机的应用例]

接下来,参照图44,对于本实施方式的电动机1的具体的应用例进行说明。

图44是示出搭载了本实施方式的电动机1的空调机100的一个例子的图。

空调机100(冷冻装置的一个例子)包括室外机110、室内机120、以及制冷剂路径130、140。空调机100使由室外机110、室内机120、以及制冷剂路径130、140等构成的制冷剂回路动作,从而对室内机120所设置的室内的温度、湿度等进行调整。

室外机110配置于温度等的调整对象的建筑物的室外。室外机110与制冷剂路径130、140的各自的一端连接,其自制冷剂路径130、140的任一者吸入制冷剂,并且将制冷剂排出至任另一者。

室内机120配置于温度等的调整对象的建筑物的室内。室内机120与制冷剂路径130、140的各自的另一端连接,其自制冷剂路径130、140的任一者吸入制冷剂,并且将制冷剂排出至任另一者。

制冷剂路径130、140例如由管路构成,其以制冷剂能够在室外机110和室内机120之间循环的方式,将室外机110以及室内机120之间连接。

室外机110包括制冷剂路径L1～L6、四通转换阀111、压缩机112、室外热交换器113、室外膨胀阀114、以及风扇115。

制冷剂路径L1～L6例如由管路构成。

制冷剂路径L1将室外机110的外部的制冷剂路径130的一端和四通转换阀111之间连接。

制冷剂路径L2将四通转换阀111和压缩机112的入口之间连接。

制冷剂路径L3将四通转换阀111和压缩机112的出口之间连接。

制冷剂路径L4将四通转换阀111和室外热交换器113之间连接。

制冷剂路径L5将室外热交换器113和室外膨胀阀114之间连接。

制冷剂路径L6将室外机110的外部的制冷剂路径140的一端和室外膨胀阀114之间连接。

四通转换阀111使在空调机100的冷气运转的情况和暖气运转的情况下制冷剂循环的流动反转。

在空调机100的冷气运转时,四通转换阀111将图44中的实线的路径连接。具体而言,在空调机100的冷气运转时,四通转换阀111使制冷剂路径L1和制冷剂路径L2之间、以及制冷剂路径L3和制冷剂路径L4之间连接。

另一方面,在空调机100的暖气运转的情况下,四通转换阀111将图44中的点线的路径连接。具体而言,在空调机100的暖气运转时,四通转换阀111使制冷剂路径L4和制冷剂路径L2之间、以及制冷剂路径L1和制冷剂路径L3之间连接。

压缩机112自制冷剂路径L2吸入制冷剂,将其压缩为高压并喷出至制冷剂路径L3。压缩机112搭载(内置)有电动机1,通过电动机1被电驱动。

在空调机100的冷气运转时,被压缩机112压缩的高温高压的制冷剂通过制冷剂路径L3以及制冷剂路径L4,流入室外热交换器113。

另一方面,在空调机100的暖气运转时,被压缩机112压缩的高温高压的制冷剂通过制冷剂路径L3以及制冷剂路径L1流出至室外机110的外部的制冷剂路径130。并且,高温高压的制冷剂通过制冷剂路径130流入室内机120。

室外热交换器113在外部气体和通过内部的制冷剂之间进行热交换。具体而言,于室外热交换器113设置风扇115,室外热交换器113在通过风扇115进行送风的外部气体和在内部流通的制冷剂之间进行热交换。

在空调机100的冷气运转时,室外热交换器113使自制冷剂路径L4流入的、被压缩机112压缩的高温高压的制冷剂向外部气体进行放热,使冷凝/液化的制冷剂(液制冷剂)流出至制冷剂路径L5。

另外,在空调机100的暖气运转时,室外热交换器113使自制冷剂路径L5流入的低温低压的液制冷剂自外部气体进行吸热,使蒸发的制冷剂流出至制冷剂路径L4。

室外膨胀阀114在空调机100的暖气运转时被关闭为规定的开度,其使自制冷剂路径L6流入的制冷剂(液制冷剂)减压至规定的压力。另一方面,室外膨胀阀114在空调机100的冷气运转时,被设定为全开状态,使制冷剂(液制冷剂)自制冷剂路径L5通过至制冷剂路径L6。

如上所述,风扇115(送风机的一个例子)对室外热交换器113进行送风,促进室外热交换器113中的热交换。风扇115搭载电动机1,通过电动机1被电驱动。

室内机120包括室内膨胀阀121、室内热交换器122、以及风扇123。

室内膨胀阀121在空调机100的冷气运转时被关闭为规定的开度,使自制冷剂路径140流入的、过冷却状态的液制冷剂减压至规定的压力。另一方面,室内膨胀阀121在空调机100的暖气运转时,被设定为全开状态,使自室内热交换器122流出的制冷剂(液制冷剂)朝向制冷剂路径140通过。

室内热交换器122在室内空气和通过内部的制冷剂之间进行热交换。具体而言,在搭载于室内机120的风扇123的作用下,使室内空气通过室内热交换器122的周围,通过将在与室内热交换器122的内部的制冷剂之间进行了热交换的室内空气吹出至室内机120的外部,实现室内的冷气或暖气。

具体而言,在空调机100的冷气运转时,室内热交换器122使被室内膨胀阀121减压的低温低压的液制冷剂自室内空气吸热,使室内空气的温度下降。

另一方面,在空调机100的暖气运转时,室内热交换器122使通过制冷剂路径130自室外机110流入的高温高压的制冷剂进行向室内空气的放热,使室内空气的温度提高。

如上所述,风扇123(送风机的一个例子)向室内热交换器122进行送风,使在与室内热交换器122的内部的制冷剂之间进行了热交换的室内空气向室内机120的外部吹出。风扇123搭载有电动机1,通过电动机1被电驱动。

需要说明的是,可以是在压缩机112、风扇115、以及风扇123中的一部分、即任一者或两者搭载电动机1的方式。

如此,在本例中,于搭载于空调机100的、压缩机112、风扇115、风扇123搭载上述本实施方式的电动机1。因此,通过采用输出相对较大的电动机1,获得相同输出所需的电力相对变小,能够使压缩机112、风扇115、风扇123的能量效率提高。其结果,能够使空调机100的能量效率提高。

[作用]

接下来,对于本实施方式的电动机1的作用进行说明。

在本实施方式中,电动机1包括:定子；转子,其与定子在第一方向相对,并且构成为在与第一方向正交的第二方向旋转自如；以及短路抑制部。定子例如为定子10、定子30。转子例如为转子20、转子40、转子60。短路抑制部例如为短路抑制部件25、26、空隙25A,26A、空间25B,26B、短路抑制部件44、短路抑制部件47、48、以及短路抑制部件64等。具体而言,转子具有:第一磁铁,其在与定子相对的面具有第一磁极；以及第二磁铁,其与第一磁铁相邻配置,具有第二磁极和与第二磁极极性不同的第三磁极,并且使第一磁极的磁通提高。另外,第二磁铁相对于第一磁铁在与第一方向正交的第三方向相邻配置。第一磁铁例如为主磁铁22、主磁铁42、主磁铁62等。第二磁铁例如为辅助磁铁23、24、辅助磁铁27、辅助磁铁43、辅助磁铁46、以及辅助磁铁63等。并且,短路抑制部设于与连结第二磁极和第三磁极的假想线并列面对的第二磁铁的周围的部分,抑制第二磁极和第三磁极之间的磁通的短路。

由此,难以通过与连结第二磁铁的内部的磁极彼此的假想线并列面对的周围的部分产生使第二磁铁的磁极间短路的磁通。因此,能够进一步提高第一磁铁的与定子相对的磁极的磁通。

另外,在本实施方式(第一实施方式～第三实施方式)中,第三方向可以与第二方向正交。具体而言,转子20和定子10可以在轴向相对配置。另外,主磁铁22可以将旋转轴心AX作为中心以多个第一磁极在周向排列的方式配置。并且,辅助磁铁23、24可以以第二磁极或第三磁极在多个第一磁极的各自的径向(第三方向)相邻的方式配置。

另外,在本实施方式(第四实施方式)中,第三方向可以与第二方向相同。具体而言,转子20和定子10可以在轴向相对配置。另外,主磁铁22可以将旋转轴心AX作为中心以多个第一磁极在周向排列的方式配置。并且,辅助磁铁27可以以第二磁极或第三磁极在多个第一磁极的各自的周向(第三方向)相邻的方式配置。

由此,在轴向间隙型的电动机1中,具体而言,能够使用辅助磁铁23、24、辅助磁铁27进一步提高主磁铁22的与定子30相对的磁极的磁通。因此,能够进一步提高轴向间隙型的电动机1的输出。

另外,在本实施方式(第五实施方式、第七实施方式)中,第三方向可以与第二方向正交。具体而言,转子40和定子30可以在径向相对配置。另外,主磁铁42可以以将旋转轴心AX作为中心,多个第一磁极在周向排列的方式配置。并且,辅助磁铁43可以以第二磁极或第三磁极在多个第一磁极的各自的轴向(第三方向)相邻的方式配置。同样,转子60和定子30可以在径向相对配置。另外,主磁铁62可以以将旋转轴心AX作为中心,多个第一磁极在周向排列的方式配置。并且,辅助磁铁63可以以第二磁极或第三磁极在多个第一磁极的各自的轴向(第三方向)相邻的方式配置。

另外,在本实施方式(第六实施方式)中,第三方向可以与第二方向相同。具体而言,转子40和定子30可以在径向相对配置。另外,主磁铁42可以以将旋转轴心AX作为中心,多个第一磁极在周向排列的方式配置。并且,辅助磁铁46可以以自轴向观察时第二磁极或第三磁极在多个第一磁极的与各自的主磁通正交的方向(第三方向)的端部相邻的方式配置。

由此,在径向间隙型的电动机1中,具体而言,能够使用辅助磁铁43、辅助磁铁46进一步提高主磁铁42的与定子30相对的磁极的磁通。因此,能够进一步提高径向间隙型的电动机1的输出。

另外,在本实施方式(第一实施方式～第七实施方式、第九实施方式)中,第一磁铁可以在与具有第一磁极的面不同的面具有第四磁极。另外,转子可以包括构成多个第一磁铁和多个第四磁极之间的磁路的第一部件。第一部件例如为背磁轭部211、主磁轭部411、主磁轭部611等。并且,短路抑制部的磁阻可以比第一部件高。

由此,短路抑制部能够具体地抑制第二磁铁的短路磁通。

另外,在本实施方式(第一实施方式、第三实施方式～第九实施方式)中,可以于短路抑制部设置非磁性体。

由此,通过磁阻相对较高的非磁性体的部件,具体而言,能够抑制使辅助磁铁的磁极间短路的磁通。

另外,在本实施方式(第二实施方式)中,可以在短路抑制部中设置不存在部件的空间。

由此,通过磁阻相对较高的不存在部件的空间,具体而言,能够抑制使辅助磁铁的磁极间短路的磁通。

另外,在本实施方式(第一实施方式～第九实施方式)中,第二磁铁可以在与第一磁铁的磁化方向垂直的方向被磁化。

由此,能够在第一磁铁和第二磁铁之间实现海尔贝克阵列,具体而言,能够提高第一磁铁的与定子相对的磁极的磁通。

另外,在本实施方式中,第二磁铁可以在以大于0度且小于90度的角度与第一磁铁的磁化方向交叉的方向被磁化。

由此,能够在第一磁铁和第二磁铁之间实现海尔贝克阵列,具体而言,能够提高第一磁铁的与定子相对的磁极的磁通。

另外,在本实施方式中,第一磁铁以及第二磁铁的至少一者可以以极各向异性的磁化取向被磁化。

由此,不需要设置构成第一磁铁彼此的磁路、第二磁铁彼此的磁路的磁性体的部件。因此,能够提高电动机1的构成的自由度,例如,能够实现电动机1的小型化、成本降低等。

另外,在本实施方式(第九实施方式)中,第一磁铁以及第二磁铁可以由一体的磁铁62A构成。

由此,能够通过一个部件实现第一磁铁以及第二磁铁的功能。

另外,在本实施方式中,压缩机112可以搭载电动机1。

由此,压缩机112能够使能量效率提高。

另外,在本实施方式中,风扇115、风扇123可以搭载电动机1。

由此,风扇115、风扇123能够使能量效率提高。

另外,在本实施方式中,空调机100可以包括压缩机112、以及风扇115、123。并且,可以于压缩机112以及风扇115、123的至少一者搭载电动机1。

由此,空调机100能够使能量效率提高。

[变形/变更]

以上,虽然对实施方式进行了说明,但是可以理解为在不超出权利要求书的主旨及范围内,能够进行方式、详细内容的各种变更。

例如,在上述第五实施方式～第九实施方式中,虽然对于内转子型的电动机1,公开了抑制在使第一磁铁(主磁铁42、62)的与定子30相对的面的磁极的磁通提高的第二磁铁(辅助磁铁43、46、63)的一对磁极间的短路磁通的方法,但是在外转子型的电动机的转子中也可以采用同样的方法。

最后,本申请要求基于2020年6月9日申请的日本国专利申请2020-100025号的优先权,并且在本申请中通过参照引用日本国专利申请的全部内容。

附图标记说明

1 电动机

10 定子

11 定子铁芯

11A 背磁轭部

11B 齿部

12 绕组

20 转子

21 转子铁芯

22 主磁铁(第一磁铁)

23、24 辅助磁铁(第二磁铁)

25、26 短路抑制部件(短路抑制部)

25A,26A 空隙(不存在部件的空间)

25B,26B 空间(不存在部件的空间)

27 辅助磁铁(第二磁铁)

28 短路抑制部件(短路抑制部)

30 定子

31 定子铁芯

31A 背磁轭部

31B 齿部

32 绕组

40 转子

41 转子铁芯

42 主磁铁(第一磁铁)

43 辅助磁铁(第二磁铁)

44 短路抑制部件(短路抑制部)

46 辅助磁铁(第二磁铁)

47,48 短路抑制部件(短路抑制部)

50 旋转轴部件

60 转子

61 转子铁芯

62 主磁铁(第一磁铁)

63 辅助磁铁(第二磁铁)

64 短路抑制部件(短路抑制部)

65 保护管

66 端板

211 背磁轭部(第一部件)

212 内环部

213 外环部

411 主磁轭部(第一部件)

412 辅助磁轭部

611 主磁轭部(第一部件)

612 辅助磁轭部

AX 旋转轴心

Claims (17)

1.一种电动机,包括:

定子；

转子,其构成为与上述定子在第一方向相对,并且在与上述第一方向正交的第二方向旋转自如；以及

短路抑制部,

上述转子包括:

第一磁铁,其在与上述定子相对的面具有第一磁极；以及

第二磁铁,其与上述第一磁铁相邻配置,具有第二磁极和极性与上述第二磁极不同的第三磁极,并且使上述第一磁极的磁通提高,

上述第二磁铁相对于上述第一磁铁在与上述第一方向正交的第三方向相邻配置,上述短路抑制部设于与连结上述第二磁极和上述第三磁极的假想线并列面对的上述第二磁铁的周围的部分,从而抑制上述第二磁极和上述第三磁极之间的磁通的短路。

2.根据权利要求1所述的电动机,其中,

上述第三方向与上述第二方向正交。

3.根据权利要求1或2所述的电动机,其中,

上述转子和上述定子在轴向相对配置,

上述第一磁铁以多个上述第一磁极将旋转轴作为中心在周向排列的方式配置,

上述第二磁铁以上述第二磁极或上述第三磁极在多个上述第一磁极的各自的径向相邻的方式配置。

4.根据权利要求1或2所述的电动机,其中,

上述转子和上述定子在径向相对配置,

上述第一磁铁以多个上述第一磁极将旋转轴作为中心在周向排列的方式配置,

上述第二磁铁以上述第二磁极或上述第三磁极在多个上述第一磁极的各自的轴向相邻的方式配置。

5.根据权利要求1所述的电动机,其中,

上述第三方向与上述第二方向相同。

6.根据权利要求1或5所述的电动机,其中,

上述转子和上述定子在轴向相对配置,

上述第一磁铁以多个上述第一磁极将旋转轴作为中心在周向排列的方式配置,

上述第二磁铁以上述第二磁极或上述第三磁极在多个上述第一磁极的各自的周向相邻的方式配置。

7.根据权利要求1或5所述的电动机,其中,

上述转子和上述定子在径向相对配置,

上述第一磁铁以多个上述第一磁极将旋转轴作为中心在周向排列的方式配置,

上述第二磁铁以自轴向观察时,上述第二磁极或上述第三磁极在多个上述第一磁极的各自的与主磁通正交的方向的端部相邻的方式配置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动机,其中,

上述第一磁铁在与具有上述第一磁极的面不同的面具有第四磁极,

上述转子包括:

多个上述第一磁铁；以及

第一部件,其构成多个上述第四磁极之间的磁路,

上述短路抑制部的磁阻比上述第一部件的磁阻高。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动机,其中,

于上述短路抑制部设置非磁性体。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电动机,其中,

于上述短路抑制部设置不存在部件的空间。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的电动机,其中,

上述第二磁铁在与上述第一磁铁的磁化方向垂直的方向被磁化。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的电动机,其中,

上述第二磁铁在以大于0度且小于90度的角度与上述第一磁铁的磁化方向交叉的方向被磁化。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的电动机,其中,

上述第一磁铁以及上述第二磁铁的至少一者以极各向异性的磁化取向被磁化。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的电动机,其中,

上述第一磁铁以及上述第二磁铁一体构成。

15.一种压缩机,其搭载权利要求1至14中任一项所述的电动机。

16.一种送风机,其搭载权利要求1至14中任一项所述的电动机。

17.一种冷冻装置,其包括压缩机和送风机,

于上述压缩机以及上述送风机的至少一者搭载权利要求1至14中任一项所述的电动机。

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