DE112016006316T5

DE112016006316T5 - Magnetisierungsverfahren, Rotor, Motor und Scrollverdichter

Info

Publication number: DE112016006316T5
Application number: DE112016006316.4T
Authority: DE
Inventors: Koji Yabe; Yoshikazu Fujisue; Kazuya Kumagai; Takahiro Tsutsumi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2018-10-18
Also published as: WO2017130309A1; US20180337570A1; JP6415758B2; GB2562859A; KR20180058809A; GB2562859B; JPWO2017130309A1; AU2016390095B9; AU2016390095B2; CN108475971A; US10897168B2; KR102069537B1; GB201804733D0; AU2016390095A1; CN108475971B

Abstract

Ein Magnetisierungsverfahren enthält die Schritte des Vorbereiten eines Rotors (20), der einen Rotorkern (21) mit einem Magneteinsatzloch (23) und einen Permanentmagneten (30), der in dem Magneteinsatzloch (23) angeordnet ist aufweist, Anordnen des Rotors (20) derart, dass er einem Zahn (12), um den eine Wicklung (8) gewickelt ist, zugewandt ist, Drehen des Rotors (20) in einer ersten Drehrichtung um einen ersten Winkel θ1 aus einer Drehposition, in der eine Mitte des Magneteinsatzlochs (23) in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns (21) einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung (8) in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und Zuführen von elektrischem Stroms zu der Wicklung (8), und Drehen des Rotors (20) in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um einen zweiten Winkel θ2 aus der Drehposition, und Liefern von elektrischem Stroms zu der Wicklung (8). Der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotor eines Motors des Typs mit eingebettetem Permanentmagneten, ein Magnetisierungsverfahren hierfür und den Motor und einen den Motor verwendenden Scrollverdichter.
STAND DER TECHNIK
In einem Motor des Typs mit eingebettetem Permanentmagneten ist ein Rotor, in welchem ein magnetisches Teil befestigt ist, in einem Stator oder einem Magnetisierungsjoch installiert, und elektrischer Strom wird zu einer Wicklung des Stators oder des Magnetisierungsjochs geliefert, um einen Magnetisierungsfluss zu erzeugen, so dass das magnetische Teil magnetisiert wird, um ein Permanentmagnet zu werden.
Herkömmlich wird vorgeschlagen, um das magnetische Teil gleichförmig zu magnetisieren, die Magnetisierung zweimal durchzuführen, indem eine Drehposition des Rotors geändert wird. Insbesondere wird vorgeschlagen, eine erste Magnetisierung bei einer bestimmten Drehposition durchzuführen, dann den Rotor zu drehen, und eine zweite Magnetisierung durchzuführen (siehe Patentdokument 1).
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 11-266570 (siehe Absatz 0035 und 4 und 5)
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Jedoch wird bei dem zweiten Magnetisierungsschritt eine Anziehungskraft oder Abstoßungskraft durch Zusammenwirken eines bereits magnetisierten Teils des Permanentmagneten und des Magnetisierungsflusses erzeugt. Daher ist es erforderlich, eine Welle des Rotors mit einer hohen Kraft zu halten, und es ist erforderlich, die Kraft einer Haltevorrichtung oder dergleichen zum Halten der Welle zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, das vorgenannte Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraft, die zum Halten der Welle des Rotors erforderlich ist, zu verringern und die Magnetisierung des Permanentmagneten zu vereinfachen.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Ein Magnetisierungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung enthält die Schritte: Vorbereiten eines Rotors enthaltend einen Rotorkern mit einem Magneteinsatzloch und einem Permanentmagneten, der in dem Magneteinsatzloch angeordnet ist, Anordnen des Rotors derart, dass er einem Zahn, um den eine Wicklung gewickelt ist, zugewandt ist, Drehen des Rotors in einer ersten Drehrichtung um einen ersten Winkel θ1 von einer Drehposition, in der eine Mitte des Magneteinsatzlochs in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und Liefern von elektrischem Strom zu der Wicklung, und Drehen des Rotors in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um einen zweiten Winkel θ2 aus der Drehposition, und Liefern von elektrischem Strom zu der Wicklung. Der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1.
Ein Rotor gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Rotorkern mit einem Magneteinsatzloch und einen Permanentmagneten, der in dem Einsatzloch angeordnet ist. Der Permanentmagnet wird magnetisiert durch Anordnen des Rotors derart, dass er einem Zahn, um den eine Wicklung gewickelt ist, zugewandt ist, Drehen des Rotors in einer ersten Drehrichtung um einen erst en Winkel θ1 aus einer Drehposition, in der eine Mitte des Magneteinsatzlochs in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und Drehen des Rotors in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um einen zweiten Winkel θ2 aus der Drehposition, und Liefern von elektrischem Strom zu der Wicklung. Der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1.
Ein Motor gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Stator und einen Rotor, der innerhalb des Stators angeordnet ist. Der Rotor enthält einen Rotorkern mit einem Magneteinsatzloch und einem Permanentmagneten, der in dem Magneteinsatzloch angeordnet ist. Der Permanentmagnet wird magnetisiert durch Anordnen des Rotors derart, dass er einem Zahn, um den eine Wicklung gewickelt ist, zugewandt ist, Drehen des Rotors in einer ersten Drehrichtung um einen ersten Winkel θ1 aus einer Drehposition, in der eine Mitte des Magneteinsatzlochs in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und Liefern von elektrischem Strom zu der Wicklung, und Drehen des Rotors in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um einen zweiten Winkel θ2 gegenüber der Drehposition, und Liefern von elektrischem Strom zu der Wicklung. Der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1.
Ein Scrollverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen geschlossenen Behälter, einen in dem geschlossenen Behälter angeordneten Verdichtungsmechanismus, und einen Motor zum Antreiben des Verdichtungsmechanismus. Der Motor enthält einen Stator und einen Rotor, der in dem Stator angeordnet ist. Der Rotor enthält einen Rotorkern mit einem Magneteinsatzloch und einen in dem Magneteinsatzloch angeordneten Permanentmagneten. Der Permanentmagnet wird magnetisiert durch Anordnen des Rotors derart, dass er einem Zahn, um den eine Wicklung gewickelt ist, zugewandt ist, Drehen des Rotors in einer ersten Drehrichtung um einen ersten Winkel θ1 aus einer Drehposition, in der eine Mitte des Magneteinsatzlochs in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und Liefern von elektrischem Strom zu der Wicklung, und Drehen des Rotors in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um einen zweiten Winkel θ2 aus der Drehposition, und Liefern von elektrischem Strom zu der Wicklung. Der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Rotor in der ersten Drehrichtung und in der zweiten Drehrichtung gedreht, und daher kann die Magnetisierung durchgeführt werden, während eine Richtung des Magnetisierungsflusses und eine leichte Magnetisierungsrichtung auf einer Endseite und der anderen Endseite des Permanentmagneten näher parallel zueinander gemacht werden. Weiterhin kann, indem der zweite Winkel θ2 kleiner als der erste Winkel θ1 gesetzt wird, die in dem zweiten Magnetisierungsschritt in dem Rotor erzeugte Kraft beschränkt werden. Demgemäß kann eine zum Halten einer Welle des Rotors erforderliche Kraft verringert werden.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration zur Magnetisierung von Permanentmagneten eines Rotors nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Rotors des ersten Ausführungsbeispiels in einem vergrößerten Maßstab zeigt.
3(A) und 3(B) sind schematische Diagramme zum Illustrieren eines ersten Magnetisierungsschritts und eines zweiten Magnetisierungsschritts bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
4(A), 4(B) und 4(C) sind schematische Diagramme, die eine Beziehung zwischen dem Permanentmagneten und dem Magnetisierungsfluss in einem Bezugszustand, in dem ersten Magnetisierungsschritt und in dem zweiten Magnetisierungsschritt bei dem ersten Ausführungsbeispiel zeigen.
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Winkel des Rotors und dem Magnetisierungsstrom bei dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
6 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Winkel des Rotors und einer in dem Rotor erzeugten Kraft bei dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
7 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Magnetisierungsstrom und der in dem Rotor erzeugten Kraft bei dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
8 ist eine Schnittansicht zum Illustrieren von Befestigungspositionen der Permanentmagnete in dem Rotor bei dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
9 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Scrollverdichters, der einen Motor verwendet, nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
10(A) ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration zum Magnetisieren von Permanentmagneten eines Rotors nach einem zweiten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigt, und
10(B) ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Rotors in einem vergrößerten Maßstab zeigt.
11 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Motors nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist eine Schnittansicht zum Illustrieren eines Magnetisierungsverfahrens nach dem dritten Ausführungsbeispiel.
13 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Rotors nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem vergrößerten Maßstab zeigt.
14 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Rotors nach einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Rotors nach dem fünften Ausführungsbeispiel in einem vergrößerten Maßstab zeigt.
16 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Rotors nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem vergrößerten Maßstab zeigt.
17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Stapelstruktur des Rotors nach dem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt.
18 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel für die Stapelstruktur des Rotors nach dem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt.
19 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Rotors nach einer Modifikation zeigt.
20(A) und 20(B) sind Schnittansichten, die Konfigurationen von modifizierten Rotoren zeigen.

ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
(Konfiguration des Motors)
Zuerst wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dem ersten Ausführungsbeispiel liegt die Absicht zugrunde, elektrischen Strom, der zum Magnetisieren eines Permanentmagneten erforderlich ist, zu verringern und eine Kraft, die in einem Rotor durch Zusammenwirken zwischen dem Permanentmagneten und dem Magnetisierungsfluss zu einer Zeit des Magnetisierens des in dem Rotor eines Motors des Typs mit eingebettetem Permanentmagneten befestigten Permanentmagneten erzeugte Kraft zu beschränken.
1 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration zur Magnetisierung von Permanentmagneten 30 eines Rotors 20 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 ist eine Schnittansicht in einer Ebene senkrecht zu einer Drehachse des Rotors 20. Der Rotor 20 ist vom Typ mit eingebettetem Permanentmagneten, der beispielsweise in einem Scrollverdichter 300 (sieht 8) verwendet wird.
Wie in 1 gezeigt ist, wird ein Magnetisierungsjoch 11 zum Magnetisieren der Permanentmagneten 30 des Rotors 20 verwendet. Das Magnetisierungsjoch 11 enthält einen Jochteil 13 mit einer ringförmigen Form und mehreren (in diesem Beispiel vier) Zähnen 12, die in einer radialen Richtung von dem Jochteil 13 nach innen vorstehen. Ein Schlitz ist zwischen benachbarten Zähnen 12 gebildet. Das Magnetisierungsjoch 11 ist durch Stapeln mehrerer elektromagnetischer Stahlbleche (Stapelelemente) in einer Richtung der Drehachse gebildet, wobei jedes der elektromagnetischen Stahlbleche eine Dicke von beispielsweise 0,35 mm hat.
Eine Wicklung 8 (eine Spule) ist um jeden Zahn 12 des Magnetisierungsjochs 11 gewickelt. Ein nicht gezeigter Isolationsteil (ein Isolator oder dergleichen) ist zwischen dem Zahn 12 und der Wicklung 8 angeordnet. Jeder Zahn 12 hat eine Form in der Weise, dass sein Spitzenendteil 14 auf einer vorstehenden Seite (einer inneren Seite in der radialen Richtung) sich in einer Umfangsrichtung erstreckt. Ein Spalt 12 ist zwischen den spitzen Endteilen 14 der benachbarten Zähne 12 gebildet.
(Konfiguration des Rotors)
Der Rotor 20 enthält einen Rotorkern 21 und die Permanentmagneten 30, die in dem Rotorkern 21 befestigt sind. Der Rotorkern 21 ist gebildet durch Stapeln mehrerer elektromagnetischer Stahlbleche (Stapelelemente) in der Richtung der Drehachse, wobei jedes der elektromagnetischen Stahlbleche eine Dicke von beispielsweise 0,35 mm hat. Der Rotorkern 21 hat eine zylindrische Form, und ein Wellenloch 22 ist in einer Mitte (einer Mitte in der radialen Richtung) des Rotorkerns 21 gebildet. Die die Drehachse definierende Welle geht durch das Wellenloch 22 hindurch.
Nachfolgend wird eine Richtung entlang eines äußeren Umfangs (eines Umfangs eines Kreises) des Rotorkerns 21 einfach als eine „Umfangsrichtung“ bezeichnet. Weiterhin wird eine axiale Richtung des Rotorkerns (eine Richtung der Drehachse) einfach als eine „axiale Richtung“ bezeichnet. Weiterhin wird die radiale Richtung des Rotorkerns 21 einfach als eine „radiale Richtung“ bezeichnet.
Entlang einer äußeren Umfangsfläche des Rotorkerns 21 sind mehrere (in diesem Beispiel vier) Magneteinsatzlöcher 23 gebildet, und ein Permanentmagnet 30 ist in jedes der Magneteinsatzlöcher 23 eingesetzt. Die Magneteinsatzlöcher 23 sind gleichmäßig in der Umfangsrichtung des Rotorkerns 21 angeordnet.
2 ist eine Schnittansicht, die in einem vergrößerten Maßstab einen Teil des Rotors 20, in welchem das Magneteinsatzloch 23 gebildet ist, zeigt. Das Magneteinsatzloch 23 erstreckt sich gerade entlang der Umfangsrichtung. In diesem Beispiel erstreckt sich das Magneteinsatzloch 23 in einer Richtung senkrecht zu der radialen Richtung des Rotorkerns 21 in einer Mitte des Magneteinsatzlochs 23 (d.h., einer Mitte eines Magnetpols) in der Umfangsrichtung.
Der Permanentmagnet 30 ist ein plattenartiges Teil mit einer in der axialen Richtung des Rotorkerns 21 länglichen Form und hat eine Breite in der Umfangsrichtung des Rotorkerns 21 und eine Dicke in der radialen Richtung des Rotorkerns 21. Der Permanentmagnet 30 ist in der radialen Richtung des Rotorkerns 21 (d.h., einer Dickenrichtung des Permanentmagneten 30) magnetisiert, so dass er beispielsweise einen N-Pol auf einer inneren Seite in der radialen Richtung und einen S-Pol auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung hat. Der Permanentmagnet 30 ist beispielsweise aus einem Neodym-Seltene-Erden-Magnet gebildet, wie später beschrieben wird.
In diesem Beispiel ist ein Permanentmagnet 30 in jedes Magneteinsatzloch 23 eingesetzt, und jeder Permanentmagnet 30 bildet einen Magnetpol. Vier Permanentmagnete 30 sind in dem Rotor 20 befestigt, und somit hat der Rotor 20 insgesamt vier Magnetpole. Jedoch können mehrere Permanentmagnete 30 in jedes Magneteinsatzloch 23 eingesetzt sein, so dass die mehreren Permanentmagnete 30 einen Magnetpol bilden (siehe 10), wie später beschrieben wird.
Eine Abmessung des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung ist länger als die Breite des Permanentmagneten 30. Das Magneteinsatzloch 23 hat einen Magnetleckfluss-Beschränkungsteil 24, der ein Loch ist, an jedem Ende in der Umfangsrichtung. Die Magnetleckfluss-Beschränkungsteile 24 sind vorgesehen, um einen Magnetleckfluss zwischen Permanentmagneten 30 in einem Zwischenpolteil zu beschränken. In diesem Beispiel hat der Magnetleckfluss-Beschränkungsteil 24 eine geneigte Oberfläche 24a, so dass eine Breite des Magnetleckfluss-Beschränkungsteils 24 schmaler wird, wenn ein Abstand zu einem Ende des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung abnimmt.
In dem Rotorkern 21 sind Schlitze 25 auf einer äußeren Seite des Magneteinsatzlochs 23 in der radialen Richtung gebildet. Eine Innenseite des Schlitzes 25 ist ein leerer Raum, aber kann ein nichtmagnetisches Material (siehe 19) sein. Das heißt, der Schlitz 25 ist ein Teil, der den Durchgang eines magnetischen Flusses beschränkt. Die Schlitze 25 sind vorgesehen, um eine in dem Rotor 20 durch Zusammenwirken zwischen den Permanentmagneten 30 und dem magnetischen Fluss zu einer Zeit der Magnetisierung der Permanentmagneten 30 erzeugte Kraft zu beschränken, wie später beschrieben wird.
Die Schlitze 25 befinden sich an Positionen, die symmetrisch zueinander sind mit Bezug auf eine Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung (d.h., einer Mitte des Magnetpols. Genauer gesagt, die Schlitze 25 befinden sich an beiden Enden des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung.
Der Schlitze 25 hat eine Form, die in der Umfangsrichtung des Rotorkerns 21 länglich ist. Genauer gesagt, der Schlitz 25 hat innere Wände 25a und 25b, die jeweils auf einer äußeren Seite und einer inneren Seite in der radialen Richtung angeordnet sind, und innere Wände 25c und 25d, die die Enden der inneren Wände 25a und 25b miteinander verbinden. Die inneren Wände 25a und 25b erstrecken sich parallel zu dem äußeren Umfang des Rotorkerns 21.
(Magnetisierungsverfahren für Permanentmagnete)
Als Nächstes wird ein Magnetisierungsverfahren für die Permanentmagnete 30 bei diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Die 3(A) und 3(B) sind schematische Diagramme, die jeweils einen ersten Magnetisierungsschritt und einen zweiten Magnetisierungsschritt in dem Magnetisierungsverfahren für die Permanentmagnete 30 zeigen. Die 4(A), 4(B) und 4(C) sind schematische Diagramme, die eine Beziehung zwischen dem Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsfluss in einem Bezugszustand, dem ersten Magnetisierungsschritt und dem zweiten Magnetisierungsschritt zeigen.
Die Magnetisierung der Permanentmagnete 30 wird in einem Zustand durchgeführt, in welchem der Rotor 20 durch Einsetzen magnetischer Materialien, die die Permanentmagnete 30 werden sollen, in die Magneteinsatzlöcher 23 des Rotorkerns 21 gebildet ist. Es gibt grob zwei Typen von Magnetisierungsverfahren für die Permanentmagnete 30.
Das eine ist ein Verfahren, das das Magnetisierungsjoch 11 (1) getrennt von einem Stator des Motors verwendet. In diesem Fall wird der Rotor 20 in dem Magnetisierungsjoch 11 zusammengesetzt. Dann wird der Magnetisierungsfluss erzeugt durch Zuführen von elektrischem Strom zu der um das Magnetisierungsjoch 11 gewickelten Wicklung 8, so dass die in die Magneteinsatzlöcher 23 des Rotors 20 eingesetzten Permanentmagnete 30 magnetisiert werden.
Das andere ist ein Verfahren, das einen Stator 10 (siehe 11) des Motors verwendet. In diesem Fall wird der Rotor 20 in dem Stator 10 zusammengesetzt, und dann wird der Stator 10 in einem Verdichter (z.B. dem in 9 gezeigten Scrollverdichter 300) befestigt. Dann wird der Magnetisierungsfluss durch Zuführen von elektrischem Strom zu einer Wicklung des Stators 10 (z.B. einer in 11 gezeigten Wicklung 9) erzeugt, so dass die in die Magneteinsatzlöcher 23 des Rotors 20 eingesetzten Permanentmagnete 30 magnetisiert werden.
Nachfolgend wird das Magnetisierungsverfahren der Permanentmagnete 30 unter Verwendung des in 1 gezeigten Magnetisierungsjochs 11 beschrieben. Obgleich der Permanentmagnet 30 vor der Magnetisierung ein magnetisches Material ist, wird das magnetische Material vor der Magnetisierung zur Vereinfachung der Beschreibung auch als ein Permanentmagnet 30 bezeichnet.
Zuerst wird, wie in 1 gezeigt ist, der Rotor 20 in dem Magnetisierungsjoch 11 so zusammengesetzt, dass eine äußere Umfangsfläche des Rotors 20 den Zähnen 12 zugewandt ist. In diesem Schritt wird der Rotor 20 an einer Drehposition (einer Bezugsdrehposition) angeordnet, in der die Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung einem mittleren Bereich (angezeigt durch einen Pfeil A) zwischen beiden Enden der Wicklung 8 in der Umfangsrichtung zugewandt ist.
Die Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung entspricht der Mitte des Magnetpols des Rotors 20. Weiterhin entspricht der mittlere Bereich zwischen beiden Enden der Wicklungen 8 in der Umfangsrichtung (nachfolgend als Enden in der Umfangsrichtung bezeichnet) einer Mitte des durch den durch die Wicklung fließenden elektrischen Strom bewirkten magnetischen Flusses. In einem in 1 gezeigten Beispiel ist eine Wicklung 8 einem Permanentmagnet 30 zugewandt, und somit stimmt der mittlere Bereich zwischen den Enden der Wicklung 8 in der Umfangsrichtung mit einer Wicklungsachse der Wicklung 8 überein.
In einem Fall, in welchem die Permanentmagnete 30 durch Verwendung des Stators 10 (11 und 12) des Motors magnetisiert werden, ist der Rotor 20 an einer Drehposition angeordnet, an der die Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung einem mittleren Bereich zwischen den Enden der Wicklung des Stators 10 in der Umfangsrichtung zugewandt ist (beispielsweise eine Drehposition, an der die Umfangsmitte des obersten Magneteinsatzlochs 23 dem mittleren Bereich zwischen Enden der Wicklungen 92 und 93 in der Umfangsrichtung in einem in 12 gezeigten Beispiel zugewandt ist).
Dann wird, wie in 3(A) gezeigt ist, der Rotor 20 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn (in einer ersten Drehrichtung) von der vorbeschriebenen Drehposition (1) aus um einen ersten Winkel θ1 gedreht.
Der Rotor 20 wird durch Drehen einer Welle (beispielsweise einer Welle 306 des in 9 gezeigten Scrollverdichters 300), die mit dem Wellenloch 22 ( 1) in der Mitte des Rotors 20 in Eingriff ist, durch Verwendung einer Spannvorrichtung gedreht. Der Rotor 20 ist konfiguriert, sich integral mit der in das Wellenloch 22 eingesetzten Welle mittels beispielsweise Schrumpfpassung oder Keilnuten zu drehen.
In 4(A) ist der Permanentmagnet 30 vor der Magnetisierung ein plattenartiges magnetisches Teil, und eine Dickenrichtung hiervon definiert eine leichte Magnetisierungsrichtung E. In 4(A) ist der Permanentmagnet 30 in einer Breitenrichtung in drei Teile geteilt, die als ein mittlerer Teil 31, ein erster Endteil 32 und ein zweiter Endteil 33 bezeichnet werden.
Wenn der Rotor 20 in der ersten Drehrichtung um den ersten Winkel θ1 gedreht wird (3(A)), werden eine Richtung des Magnetisierungsflusses (angezeigt durch dicke Pfeile), der durch den durch die Wicklung 8 fließenden elektrischen Stroms (auch als „Magnetisierungsstrom“ bezeichnet) bewirkt wird, und die leichte Magnetisierungsrichtung E enger parallel miteinander in einem Bereich des Permanentmagneten 30, der im Bereich von dem ersten Endteil 32 zu dem mittleren Teil 31 liegt, wie in 4(B) gezeigt ist. Somit wird der Bereich des Permanentmagneten 30, der von dem ersten Endteil 32 zu dem mittleren Teil 31 reicht (als eine Endseite des Permanentmagneten 30 bezeichnet) effizient magnetisiert.
Dann wird, wie in 3(B) gezeigt ist, der Rotor 20 in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung von der vorbeschriebenen Drehposition (1) aus um einen zweiten Winkel θ2 gedreht.
Demgemäß werden, wie in 4(C) gezeigt ist, die Richtung des Magnetisierungsflusses (durch dicke Pfeile angezeigt) und die leichte Magnetisierungsrichtung E näher parallel zueinander in einem Bereich des Permanentmagneten 30, der von dem zweiten Endteil 33 zu dem mittleren Teil 31 reicht. Somit wird der Bereich des Permanentmagneten 30, der von dem zweiten Endteil 33 zu dem mittleren Teil 31 reicht (als die andere Endseite des Permanentmagneten 30 bezeichnet) effizient magnetisiert.
Durch Ändern der Drehposition des Rotors 20 in dieser Weise werden die Richtung des Magnetisierungsflusses und die leichte Magnetisierungsrichtung E auf der einen Endseite und der anderen Endseite des Permanentmagneten 30 näher parallel zueinander gebracht. Somit kann die Magnetisierung effizient durchgeführt werden. Demgemäß kann der Magnetisierungsstrom (eine Magnetisierungsspannung), der für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderlich ist, verringert werden, der Permanentmagnet 30 kann gleichförmig magnetisiert werden.
Obgleich bei diesem Beispiel der erste Magnetisierungsschritt (3(A)) und der zweite Magnetisierungsschritt (3(B)) durchgeführt werden, ist es auch möglich, einen weiteren Magnetisierungsschritt hinzuzufügen und insgesamt drei oder mehr Magnetisierungsschritte durchzuführen.
(Rotorwinkel beim Magnetisierungsschritt)
In dem vorbeschriebenen ersten Magnetisierungsschritt (3(A)) wird die eine Endseite des Permanentmagneten 30 magnetisiert. Somit wird in dem zweiten Magnetisierungsschritt (3(B)) eine Kraft (eine Anziehungskraft oder Abstoßungskraft) durch das Zusammenwirken zwischen dem bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 und dem von dem durch die Wicklung 8 fließenden elektrischen Strom bewirkten Magnetisierungsfluss bewirkt. Diese Kraft wirkt auf den Rotor 2 in einer Richtung zum Drehen des Rotors 20 um die Welle.
Die mit dem Rotor 20 in Eingriff befindliche Welle wird durch die Spannvorrichtung gehalten. Um den Rotor 20 so zu halten, dass seine Drehung zu der Zeit der Magnetisierung verhindert wird, ist es erforderlich, die Welle des Rotors 20 mit einer großen Kraft zu halten, und es ist erforderlich, die Haltkraft der Spannvorrichtung zu erhöhen.
Nachfolgend werden erwünschte Bereiche für den ersten Winkel θ1 in dem ersten Magnetisierungsschritt und den zweiten Winkel θ2 in dem zweiten Magnetisierungsschritt zur Verringerung des Magnetisierungsstroms und zur Beschränkung der in dem Rotor durch das Zusammenwirken zwischen dem Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsfluss erzeugten Kraft beschrieben.
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Winkel des Rotors 20 und dem Magnetisierungsstrom, der für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderlich ist, zeigt. Der Winkel des Rotors 20 wird durch einen elektrischen Winkel dargestellt. Wenn der Rotor 20 beispielsweise vier magnetische Pole hat, entspricht ein mechanischer Winkel von 180 Grad einem elektrischen Winkel von 360 Grad. Wenn der Rotor 20 beispielsweise sechs magnetische Pole hat, entspricht ein mechanischer Winkel von 120 Grad einem elektrischen Winkel von 360 Grad.
6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem zweiten Winkel θ2 des Rotors 20 und der in dem Rotor 20 in dem zweiten Magnetisierungsschritt (3(B)) erzeugten Kraft zeigt. Der zweite Winkel θ2 des Rotors 20 wird durch einen elektrischen Winkel dargestellt. In 6 zeigt eine Kurve A einen Fall an, in welchem der Rotor 20 mit den Schlitzen 25 versehen ist, und eine Kurve B zeigt einen Fall an, in welchem der Rotor 20 nicht mit den Schlitzen 25 versehen ist.
Aus dem Diagramm in 56 ist ersichtlich, dass der Magnetisierungsstrom für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 beträchtlich abnimmt, wenn der Winkel θ (elektrischer Winkel) des Rotors 20 in einem Bereich 0 bis 10 ist, und dass der Magnetisierungsstrom für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 beschränkt wird, wenn der Winkel θ in einem Bereich von 10 bis 35 Grad ist. Weiterhin ist anhand der Kurven A und B in 6 ersichtlich, dass die auf den Rotor 20 wirkende Kraft abnimmt, wenn der zweite Winkel θ2 abnimmt.
Erwünschte Bereiche für den ersten Winkel θ1 in dem ersten Magnetisierungsschritt und dem zweiten Winkel θ2 in dem zweiten Magnetisierungsschritt werden anhand des in den 5 und 6 gezeigten Ergebnisses erhalten.
Genauer gesagt, der erste Magnetisierungsschritt wird in dem Zustand durchgeführt, in welchem der Permanentmagnet 30 noch nicht magnetisiert ist, und somit wird keine Kraft durch das Zusammenwirken zwischen dem Permanentmagneten 30 (magnetisches Material in dieser Stufe) und dem Magnetisierungsfluss in dem ersten Magnetisierungsschritt erzeugt. Daher ist unter dem Gesichtspunkt der Verringerung des Magnetisierungsflusses der erste Winkel θ1 innerhalb eines Bereichs von 10 bis 35 Grad (elektrischer Winkel) auf der Grundlage des in 5 gezeigten Ergebnisses wünschenswert.
Demgegenüber wird der zweite Magnetisierungsschritt in dem Zustand durchgeführt, in welchem die eine Endseite des Permanentmagneten 30 magnetisiert wird, und somit wird durch das Zusammenwirken zwischen dem bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsfluss eine Kraft in dem Rotor 20 erzeugt. Daher ist der erwünschte Bereich des zweiten Winkel θ2 verschieden von dem erwünschten Bereich des ersten Winkels θ1. Genauer gesagt, anhand des in 6 gezeigten Ergebnisses ist der zweite Winkel θ2 wünschenswerterweise so klein wie möglich.
Anhand dieser Ergebnisse ist erkennbar, dass der erste Winkel θ1 wünschenswerterweise innerhalb des Bereichs von 10 bis 35 Grad ist. Weiterhin ist erkennbar, dass der zweite Winkel θ2 wünschenswerterweise kleiner als der erste Winkel θ1 ist.
Dieser Punkt wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. 7 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Magnetisierungsstrom und der in dem zweiten Magnetisierungsschritt in dem Rotor 20 erzeugten Kraft zeigt. In 7 zeigt eine gerade Linie C Daten in einem Fall an, in welchem der zweite Winkel θ2 auf 20 Grad (elektrischer Winkel) gesetzt ist, und eine gerade Linie D zeigt Daten in einem Fall an, in welchem der zweite Winkel θ2 auf 10 Grad (elektrischer Winkel) gesetzt ist.
In dem Fall, in welchem der zweite Winkel θ2 auf 20 Grad gesetzt ist, kann, wie vorstehend beschrieben ist, der Magnetisierungsstrom gemäß 5 verringert werden. Somit kann der Permanentmagnet 30 beispielsweise mit einem Magnetisierungsstrom, der durch einen Punkt E in 7 dargestellt ist, magnetisiert werden. In dem Fall, in welchem der zweite Winkel θ2 auf 10 Grad gesetzt ist, kann gemäß 5 der Permanentmagnet 30 mit einem Magnetisierungsstrom magnetisiert werden, der geringfügig höher als der in dem Fall, in welchem der zweite Winkel θ2 gleich 20 Grad ist, ist. Genauer gesagt, der Permanentmagnet 30 kann mit einem Magnetisierungsstrom, der durch einen Punkt F in 7 dargestellt ist, magnetisiert werden.
Wenn die in 7 gezeigten Punkte E und F miteinander verglichen werden, ist ersichtlich, dass die auf den Rotor 20 wirkende Kraft an dem Punkt E, an dem der zweite Winkel θ2 größer ist, stärker ist. Anhand dieses Ergebnisses ist erkennbar, dass die auf den Rotor 20 wirkende Kraft stark von dem zweiten Winkel θ2 abhängig ist, anstatt von dem Magnetisierungsstrom. Mit anderen Worten, es ist ersichtlich, dass der zweite Winkel θ2 wünschenswerterweise so klein wie möglich ist, um die auf den Rotor 20 wirkende Kraft herabzusetzen.
In dieser Hinsicht ist aus dem Gesichtspunkt des Herabsetzens einer Last auf die Wicklung 8 und des Verringerns des Energieverbrauchs auch erwünscht, dass der Magnetisierungsstrom so niedrig wie möglich ist. Insbesondere in einem Fall, in welchem der Permanentmagnet 30 durch Verwendung des Stators 10 des Motors 1 magnetisiert wird, wie in 11 gezeigt ist, kann, wie später beschrieben wird, die Wicklung 9 nicht fest an einem Zahn 18 fixiert werden, da es erforderlich ist, eine Beschädigung der Wicklung 9 des Stators 10 zu beschränken. Daher ist dieses Ausführungsbeispiel, in welchem die in dem Rotor 20 zu der Zeit der Magnetisierung erzeugte Kraft beschränkt wird, besonders wirksam, wenn die Magnetisierung durch Verwendung des Stators 10 des Motors durchgeführt wird.
Anhand der vorgenannten Ergebnisse ist ersichtlich, dass es erwünscht ist, den Magnetisierungsstrom in dem ersten Magnetisierungsschritt zu verringern, indem der erste Winkel θ1 des Rotors 20 innerhalb des Bereichs von 10 bis 35 Grad gesetzt wird, und die Kraft, die auf den Rotor 20 in dem zweiten Magnetisierungsschritt wirkt, zu reduzieren (selbst wenn der Magnetisierungsstrom zunimmt), indem der zweite Winkel θ2 des Rotors 20 kleiner als der erste Winkel θ1 gesetzt wird. Es ist ausreichend, dass der zweite Winkel θ2 kleiner als der erste Winkel θ1 ist, und größer als oder gleich 0 Grad ist.
Weiterhin nimmt, wie vorstehend beschrieben ist, der Magnetisierungsstrom für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 ab, wenn der Winkel des Rotors 20 n dem Bereich von 0 bis 10 Grad (elektrischer Winkel) gesetzt wird, und der Magnetisierungsstrom für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 wird beschränkt, so dass er klein ist, wenn der Winkel des Rotors 20 in dem Bereich von 10 bis 35 Grad (elektrischer Winkel) ist. Somit liegt der zweite Winkel θ2 wünschenswerterweise innerhalb des Bereichs von 10 bis 35 Grad.
In einem Fall, in welchem die Welle 306 (8) und der Rotor 20 mittels Schrumpfpassung aneinander befestigt sind, hat die Kraft zum Fixieren der Welle 306 und des Rotors 20 aneinander die Tendenz, im Vergleich mit einem Fall, in welchem die Welle 306 und der Rotor 20 mittels Keilnuten aneinander fixiert zu sein, schwächer zu sein. Wie vorstehend beschrieben ist, kann in dem ersten Magnetisierungsschritt der Magnetisierungsstrom herabgesetzt werden durch Setzen des ersten Winkels θ1 des Rotors 20 innerhalb des Bereichs von 10 bis 35 Grad. In dem zweiten Magnetisierungsschritt kann die auf den Rotor 20 wirkende Kraft reduziert werden (selbst wenn der Magnetisierungsstrom zunimmt), indem der zweite Winkel θ2 des Rotors 20 kleiner als der erste Winkel θ1 gesetzt wird. Daher ist dieses Ausführungsbeispiel besonders wirksam in einem Fall, in welchem die Welle 306 und der Rotor 20 mittels einer Schrumpfpassung aneinander fixiert sind.
(Material des Permanentmagneten)
Als Nächstes wird das Material des Permanentmagneten 30 beschrieben. Der Permanentmagnet 30 ist aus einem Neodym-Seltene-Erden-Magnet enthaltend Eisen (Fe), Neodym (Nd), Bor (B) und Dysprosium (Dy) gebildet. Dysprosium ist eine Substanz, die für den Zweck der Erhöhung der Koerzitivkraft hinzugefügt, aber ist ein Seltene-Erden-Element. Somit steigen, wenn der Dysprosiumgehalt zunimmt, die Herstellungskosten. Somit ist, um die Herstellungskosten zu verringern, wünschenswert, dass der Dysprosiumgehalt weniger als oder gleich 4 Gewichtsprozent ist.
Im Allgemeinen nimmt, wenn der Dysprosiumgehalt in einem Neodym-Seltene-Erden-Magnet abnimmt, die Koerzitivkraft ab. Daher hat, um die durch Abnahme des Dysprosiumgehalts bewirkte Entmagnetisierung zu beschränken, der Permanentmagnet 30 eine ausreichende Dicke, um die Permeanz zu erhöhen. In dieser Hinsicht ist, wenn die Dicke des Permanentmagneten 30 zunimmt, der Permanentmagnet 30 weniger wahrscheinlich zu magnetisieren, und somit nimmt der elektrische Strom, der für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderlich ist, zu.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der erste Magnetisierungsschritt nach dem Drehen des Rotors 20 in der ersten Drehrichtung um den ersten Winkel θ1 durchgeführt, und der zweite Magnetisierungsschritt wird nach dem Drehen des Rotors 20 in der zweiten Drehrichtung um den zweiten Winkel θ2 durchgeführt (< dem ersten Winkel θ1). Daher kann der für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderliche Magnetisierungsstrom selbst in dem Rotor 20, in welchem der Dysprosiumgehalt kleiner als oder gleich 4 Gewichtsprozent aus Gründen der Herabsetzung der Herstellungskosten ist. Weiterhin kann durch Setzen des zweiten Winkels θ2 kleiner als den ersten Winkel θ1 die in dem zweiten Magnetisierungsschritt in dem Rotor 20 erzeugte Kraft beschränkt werden, und demgemäß kann die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft verringert werden.
Um die Abnahme der Koerzitivkraft aufgrund der Abnahme des Dysprosiumgehalts zu minimieren, ist es erwünscht, das Dysprosium in dem Permanentmagneten 30 zu verteilen. Jedoch verschlechtert die Verteilung des Dysprosiums die Magnetisierbarkeit und erhöht den für die Magnetisierung erforderlichen Magnetisierungsstrom.
Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel wird der erste Magnetisierungsschritt durchgeführt, nachdem der Rotor 20 in der ersten Drehrichtung um den ersten Winkel θ1 gedreht wurde, und der zweite Magnetisierungsschritt wird durchgeführt, nachdem der Rotor 20 in der zweiten Drehrichtung um den zweiten Winkel θ2 gedreht wurde (< als der erste Winkel θ1), wie vorstehend beschrieben ist. Somit kann, selbst in dem Rotor 20, in welchem Dysprosium für den Zweck des Beschränkens der Abnahme der Koerzitivkraft verteilt ist, der für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderliche Magnetisierungsstrom herabgesetzt werden. Weiterhin kann durch Setzen des zweiten Winkels θ2 kleiner als den ersten Winkel θ1 di ein dem Rotor 20 in dem zweiten Magnetisierungsschritt erzeugte Kraft beschränkt werden, und demgemäß kann die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft verringert werden.
Es ist auch möglich, anstelle von Dysprosium Terbium zu dem Permanentmagneten 30 hinzuzufügen. Terbium ist eine Substanz, die für den Zweck der Erhöhung der Koerzitivkraft hinzugefügt wird, aber ist ein Seltene-Erden-Element wie in dem Fall von Dysprosium. Wenn der Terbiumgehalt zunimmt, steigen die Herstellungskosten. Somit wird der Terbiumgehalt auf weniger als oder gleich 4 Gewichtsprozent gesetzt. Weiterhin ist es, um die Abnahme der Koerzitivkraft aufgrund der Abnahme des Dysprosiumgehalts zu minimieren, erwünscht, Dysprosium in dem Permanentmagneten 30 zu verteilen.
Auch in diesem Fall ist, wie vorstehend beschrieben ist, hinsichtlich des Dysprosiums die Dicke des Permanentmagneten 30 für den Zweck der Zunahme der Permeanz vergrößert, und der Magnetisierungsstrom nimmt zu aufgrund der Verteilung von Terbium. Jedoch kann der für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderliche Magnetisierungsstrom reduziert werden, indem der erste Magnetisierungsschritt und der zweite Magnetisierungsschritt wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden. Weiterhin kann durch Setzen des zweiten Winkels θ2 derart, dass er kleiner als der erste Winkel θ1 ist, die in dem Rotor 20 in dem zweiten Magnetisierungsschritt erzeugte Kraft beschränkt werden, und demgemäß kann die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft reduziert werden.
(Funktion der Schlitze)
Wie in 2 gezeigt ist, enthält der Rotor 20 die Schlitze 25 auf der äußeren Seite des Permanentmagneten 30 in der radialen Richtung. Da die Schlitze 25 (leere Teile oder nichtmagnetische Materialien) den Durchgang von magnetischem Fluss beschränken, nimmt der durch den bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 fließende Magnetisierungsfluss ab. Weiterhin kann ein Reluktanzdrehmoment durch Vorsehen der Schlitze 25 reduziert werden. Als eine Folge kann die in dem Rotor 20 durch das Zusammenwirken zwischen dem Magnetisierungsfluss und dem Permanentmagneten 30 erzeugte Kraft beschränkt werden.
Anhand der vorbeschriebenen 6 ist ersichtlich, dass die in dem Rotor 20 erzeugte Kraft in dem Fall, in welchem der Rotor 20 mit den Schlitzen 25 versehen ist (Kurve A) im Vergleich zu dem Fall, in welchem der Rotor 20 nicht mit den Schlitzen 25 versehen ist (Kurve B) um 5% bis 10% reduziert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann durch Vorsehen der Schlitze 25 auf der äußeren Seite des Permanentmagneten 30 in der radialen Richtung die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft reduziert werden. Das heißt, es ist nicht erforderlich, die Stärke der Spannvorrichtung zum Halten der Welle zu erhöhen, und der Magnetisierungsschritt der Permanentmagneten 30 kann vereinfacht werden.
(Anordnung der Permanentmagnete)
8 ist ein Diagramm, das erwünschte Anordnungspositionen der Permanentmagnete 30 in dem Rotor 20 zeigt. In 8 wird jede gerade Linie 26, die einen Zwischenpolbereich zwischen benachbarten magnetischen Polen des Rotors 20 definiert, durch eine strichpunktierte Linie angezeigt. Hier schneidet eine gerade Linie, die durch zwei Schnittpunkte 27, an denen zwei gerade Linien 26, die jeweils den Zwischenpolbereich definieren, den äußeren Umfang des Rotors 20 kreuzen, hindurchgeht, als eine gerade Bezugslinie 28 bezeichnet.
Zumindest ein teil des Magneteinsatzlochs 23 befindet sich auf einer äußeren Seite der geraden Bezugslinie 28 in der radialen Richtung. Das heißt, zumindest ein Teil des Permanentmagneten 30, der in dem Magneteinsatzloch 23 installiert ist, befindet sich auf der äußeren Seite von der geraden Bezugslinie 28 in der radialen Richtung.
Durch Anordnen des Permanentmagneten 30 in dieser Weise nahe an dem äußeren Umfang des Rotors 20 wird der Abstand zwischen dem Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsjoch 11 (der Wicklung 8) verkürzt, und somit nimmt die Dichte des magnetischen Flusses, der durch den Permanentmagneten 30 hindurchgeht, zu. Demgemäß kann der für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderliche elektrische Strom verringert werden (d.h., die Magnetisierbarkeit ist erhöht). Weiterhin kann durch Anordnen des Permanentmagneten 30 nahe des äußeren Umfangs des Rotors 20 der Permanentmagnet 30 eine große Breite haben. Demgemäß nimmt die durch den gleichen elektrischen Strom erhaltene magnetische Kraft zu und die Ausgangsleistung des Motors kann erhöht werden.
In dieser Hinsicht wird, wenn sich der Permanentmagnet 30 nahe des äußeren Umfangs des Rotors 20 befindet, die Magnetisierbarkeit durch die Verkürzung des Abstands zwischen dem Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsjoch 11 (der Wicklung 8) erhöht, aber die in dem Rotor 20 in dem zweiten Magnetisierungsschritt (3(B)) durch das Zusammenwirken zwischen dem bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsfluss erzeugte Kraft nimmt auch zu. Jedoch kann bei diesem Ausführungsbeispiel die in dem Rotor 20 erzeugte Kraft beschränkt werden, da der zweite Winkel θ2 des Rotors 20 in dem zweiten Magnetisierungsschritt kleiner als der erste Winkel θ1 des Rotors 20 in dem ersten Magnetisierungsschritt gesetzt wird.
Das heißt, zumindest ein Teil des Permanentmagneten 30 befindet sich auf der radial äußeren Seite der geraden Bezugslinie 28, die durch die zwei Schnittpunkte 27, an denen die zwei geraden Linien 26, die die Zwischenpolbereiche definieren, den äußeren Umfang des Rotors 20 kreuzen, hindurchgeht, und der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1. Somit kann die Ausgangsleistung des Motors 1 erhöht werden, die Magnetisierbarkeit der Permanentmagnete 30 kann erhöht werden, und die in dem Rotor 20 zu der Zeit der Magnetisierung erzeugte Kraft kann beschränkt werden.
(Scrollverdichter)
Als Nächstes wird der Scrollverdichter 300 als ein Verdichter, der den Motor 1 enthaltend den Rotor 20 nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet, beschrieben. 9 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration des Scrollverdichters 300 zeigt. Der Scrollverdichter 300 enthält einen geschlossenen Behälter 307, einen Kompressionsmechanismus 300, der in dem geschlossenen Behälter 307 aufgenommen ist, den Motor 1 zum Antreiben des Kompressionsmechanismus 305, die Welle 306, die den Kompressionsmechanismus 305 und den Motor 1 miteinander verbindet, und einen Subrahmen 308, der einen unteren Endteil (einen Endteil entgegengesetzt zu der Seite des Kompressionsmechanismus 305) der Welle 306 stützt.
Der Kompressionsmechanismus 305 enthält eine feste Getriebeschnecke 301 mit einem Getriebeschneckenteil, eine oszillierende Getriebeschnecke 302 mit einem Getriebeschneckenteil, der eine Kompressionskammer zwischen sich selbst und dem Getriebeschneckenteil der festen Getriebeschnecke 301 bildet, einen Ausgleichsrahmen 303, der einen oberen Endteil der Welle 306 hält, und einen Führungsrahmen 304, der an dem geschlossenen Behälter 307 befestigt ist und den Ausgleichsrahmen 303 hält.
Eine Einlassleitung 310, die den geschlossenen Behälter 307 durchdringt, ist durch Presspassung in der festen Getriebeschnecke 301 befestigt. Weiterhin ist der geschlossene Behälter 307 mit einer Ausgabeleitung 311 zum Ausgeben von Hochdruck-Kältemittelgas, das von der festen Getriebeschnecke 301 nach außen ausgegeben wird, versehen. Diese Ausgabeleitung 311 ist mit einer nicht gezeigten Öffnung verbunden, die zwischen dem Motor 1 und dem Kompressionsmechanismus 350 des geschlossenen Behälters 307 angeordnet ist. Weiterhin sind Glasanschlüsse 309 zum Liefern von elektrischer Energie zu dem Motor 1 an dem geschlossenen Behälter 307 durch Schweißen befestigt.
Der Motor 1 enthält den Stator 10 und den Rotor 20, der drehbar innerhalb des Stators 10 angeordnet ist. Der Stator 10 enthält einen Statorkern 16 und eine Wicklung 9, die um den Statorkern 10 herum gewickelt ist. Der Statorkern 16 enthält einen Jochteil 17 mit einer Ringform (11) und mehreren Zähnen 18 (11), die in der radialen Richtung von dem Jochteil 17 nach innen vorstehen. Die Wicklung 9 ist um jeden Zahn 18 herum gewickelt.
Wenn sich der Motor 1 dreht, wird die Drehung zu der oszillierenden Getriebeschnecke 302 übertragen, und die oszillierende Getriebeschnecke 302 oszilliert. Wenn die oszillierende Getriebeschnecke 302 oszilliert, ändert sich die Kapazität der zwischen dem Getriebeschneckenteil der oszillierenden Schnecke 302 und dem Getriebeschneckenteil der festen Getriebeschnecke 301 gebildeten Kompressionskammer. Demgemäß wird das Kältemittelgas durch die Einlassleitung 310 hereingeführt, verdichtet und durch die Ausgabeleitung 311 ausgegeben.
Der Motor 1 ist an dem geschlossenen Behälter 307 durch Anordnen des Stators 10 in dem geschlossenen Behälter 307 befestigt. Nachdem der Motor 1 in dem geschlossenen Behälter 307 installiert ist, werden der Kompressionsmechanismus 305 und der Subrahmen 308 an beide Enden des Motors 1 in der axialen Richtung montiert. In dieser Stufe ist ein Montagevorgang in einem Zustand, in welchem die Permanentmagnete 30 noch nicht magnetisiert sind, leichter. Somit ist es erwünscht, die Magnetisierung der Permanentmagnete 30 in einem Zustand durchzuführen, in welchem der Scrollverdichter 300 wie in 9 gezeigt zusammengesetzt ist.
Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel wird die in dem Rotor 20 in dem zweiten Magnetisierungsschritt erzeugte Kraft wie vorstehend beschrieben beschränkt. Somit kann die zum Halten der Welle 306 erforderliche Kraft klein sein, wenn die Magnetisierung der Permanentmagnete 30 in dem Zustand, in welchem der Scrollverdichter 300 zusammengesetzt ist, durchgeführt wird. Demgemäß ist es nicht erforderlich, die Kraft der Spannvorrichtung zum Halten der Welle 306 zu erhöhen, und der Magnetisierungsschritt der Permanentmagnete 30 kann vereinfacht werden.
(Wirkungen)
Wie vorstehend beschrieben ist, wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Magnetisierung der Permanentmagnete 30 durchgeführt wird, der Rotor 20 so angeordnet, dass er den Zähnen 12 des Magnetisierungsjochs 11 (oder den Zähnen 18 des Stators 10) zugewandt ist. Dann wird der Rotor 20 in der ersten Drehrichtung um den ersten Winkel θ1 aus der Drehposition, in der die Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung dem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung 8 (oder der Wicklung des Stators 10) in der Umfangsrichtung zugewandt ist, gedreht, und der erste Magnetisierungsschritt wird durchgeführt. Weiterhin wird der Rotor 20 aus der vorbeschriebenen Drehposition in der zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um den zweiten Winkel θ2 (< als der erste Winkel θ1) gedreht, und der zweite Magnetisierungsschritt wird durchgeführt. Daher kann die Magnetisierung durchgeführt werden, während die Richtung des Magnetisierungsflusses und die leichte Magnetisierungsrichtung auf der einen Endseite und der anderen Endseite des Permanentmagneten 30 näher parallel zueinander gebracht werden. Demgemäß kann der Magnetisierungsstrom (die Magnetisierungsspannung), der für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderlich ist, reduziert werden. Weiterhin kann die in dem Rotor 20 erzeugte Kraft beschränkt werden, indem der zweite Winkel θ2 kleiner als der erste Winkel θ1 gesetzt wird. Demgemäß kann die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft verringert werden. Das heißt, es ist nicht erforderlich, die Kraft der Spannvorrichtung zum Halten der Welle zu erhöhen, und der Magnetisierungsschritt der Permanentmagnete 30 kann vereinfacht werden.
Durch Setzen des ersten Winkels θ1 innerhalb des Bereichs von 10 bis 35 Grad kann der Magnetisierungsstrom für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 weiter reduziert werden.
Weiterhin können durch Bilden des Permanentmagneten 30 aus einem Neodym-Seltene-Erden-Magneten, der Eisen, Neodym, Bor und Dysprosium so enthält, dass der Dysprosiumgehalt geringer als oder gleich 4 Gewichtsprozent ist, die Herstellungskosten herabgesetzt werden. Selbst wenn der Permanentmagnet so gebildet ist, dass er dick ist, um die Entmagnetisierung aufgrund der Abnahme des Dysprosiumgehalts zu beschränken, kann der Magnetisierungsstrom verringert werden und die Kraft, die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderlich ist, kann reduziert werden, indem der erste Magnetisierungsschritt und der zweite Magnetisierungsschritt wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden.
Die Abnahme der Koerzitivkraft aufgrund des niedrigen Dysprosiumgehalts kann durch die Verteilung von Dysprosium in dem Permanentmagneten 30 beschränkt werden. Selbst wenn die Magnetisierbarkeit durch die Verteilung von Dysprosium verschlechtert wird, kann der Magnetisierungsstrom reduziert werden und die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft kann herabgesetzt werden, indem der erste Magnetisierungsschritt und der zweite Magnetisierungsschritt wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden.
Weiterhin können durch Bilden des Permanentmagneten 30 aus einem Neodym-Seltene-Erden-Magneten, der Eisen, Neodym, Bor und Terbium so enthält, dass der Terbiumgehalt kleiner als oder gleich 4 Gewichtsprozent beträgt, die Herstellungskosten herabgesetzt werden. Selbst wenn der Permanentmagnet so gebildet ist, dass er dick ist, um die Demagnetisierung aufgrund der Abnahme des Terbiumgehalts zu beschränken, kann der Magnetisierungsstrom verringert werden und die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft kann reduziert werden, indem der erste Magnetisierungsschritt und der zweite Magnetisierungsschritt wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden.
Die Abnahme der Koerzitivkraft aufgrund des geringen Terbiumgehalts kann durch die Verteilung von Terbium in dem Permanentmagneten 30 beschränkt werden. Selbst wenn die Magnetisierbarkeit durch die Verteilung von Terbium verschlechtert wird, kann der Magnetisierungsstrom reduziert werden und die zum Halten der Welle des Motors 20 erforderliche Kraft kann reduziert werden, indem der erste Magnetisierungsschritt und der zweite Magnetisierungsschritt wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden.
In einem Fall, in welchem die Magnetisierung der Permanentmagnete 30 durch Verwendung des Stators 10 als einer Komponente des Motors 1 durchgeführt wird, können die Permanentmagnete 30 beispielsweise in dem Zustand magnetisiert werden, in welchem der Scrollverdichter 300 zusammengesetzt ist. Da der Montagevorgang in dem Zustand durchgeführt werden kann, in welchem die Permanentmagnete 30 noch nicht magnetisiert sind, wird der Montagevorgang leichter.
Weiterhin befindet sich, wenn die gerade Bezugslinie 28 durch eine gerade Linie, die die beiden Schnittpunkte 27, an denen die zwei geraden Linien 26, die die Zwischenpolbereiche definieren, den äußeren Umfang des Rotorkerns 21 kreuzen, verbindet, definiert ist, zumindest ein Teil des Permanentmagneten 30 auf der äußeren Seite der geraden Bezugslinie 28 in der radialen Richtung. Somit kann eine Breite des Permanentmagneten 30 vergrößert werden, die Ausgangsleistung des Motors 1 kann vergrößert werden, und die Magnetisierbarkeit des Permanentmagneten 30 kann erhöht werden. Es ist auch möglich, den Rotor 20 unter der Annahme, dass die Breite des Permanentmagneten 30 auf eine konstante Breite fixiert ist, zu verkleinern.
Durch Versehen des Rotors 20 mit den Schlitzen 25 auf der äußeren Seite des Permanentmagneten 30 in der radialen Richtung kann der Magnetisierungsfluss, der durch den bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 hindurchgeht, reduziert werden, und somit kann die in dem Rotor 20 erzeugte Kraft beschränkt werden. Demgemäß kann die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft reduziert werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Als Nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dem zweiten Ausführungsbeispiel liegt die Absicht zugrunde, eine in dem Rotor in dem Magnetisierungsschritt der Permanentmagnete erzeugte Kraft bei einer Konfiguration, bei der jeder Permanentmagnet entsprechend einem magnetischen Pol in mehrere Permanentmagnete geteilt ist, um Wirbelstromverluste zu verringern, zu beschränken.
10(A) ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration zur Magnetisierung von Permanentmagneten eines Rotors 20A nach dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. 10(B) ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Rotors 20A nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem vergrößerten Maßstab zeigt. In dem vorbeschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist jeder Pol durch einen Permanentmagneten 30 gebildet (1). Demgegenüber ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel jeder magnetische Pol durch zwei Permanentmagnete 35 und 36 gebildet.
In dem Rotorkern 21 ist jedes Magneteinsatzloch 40 entsprechend einem Magnetpol gebildet. In diesem Beispiel sind vier Magneteinsatzlöcher 40 gebildet. Zwei Permanentmagnete 35 und 36 sind in jedes Magneteinsatzloch 40 eingesetzt.
Das Magneteinsatzloch 40 hat eine V-Form derart, dass ein mittlerer Bereich in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung nach innen vorsteht. Schlitze 25 sind auf der äußeren Seite jedes Magneteinsatzlochs 40 in der radialen Richtung gebildet. Positionen und Formen der Schlitze 25 sind ähnlich denjenigen der Schlitze 25 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Magnetisierungsverfahren der Permanentmagnete 30 ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Insbesondere wird der erste Magnetisierungsschritt durchgeführt, nachdem der Rotor 20A in der ersten Drehrichtung (zum Beispiel in 10(A) im Uhrzeigersinn) um den ersten Winkel θ1 aus der Drehposition, in der die Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung dem mittleren Bereich (durch einen Pfeil A in 10(A) angezeigt) zwischen beiden Enden der Wicklung 8 (oder der Wicklung des Stators 10) in der Umfangsrichtung zugewandt ist, gedreht wurde. Dann wird der zweite Magnetisierungsschritt durchgeführt, nachdem der Rotor 20A in der zweiten Drehrichtung (beispielsweise in 10(A) entgegen dem Uhrzeigersinn) entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um den zweiten Winkel θ2 aus der vorstehend beschriebenen Drehposition gedreht wurde. Der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1.
Das Teilen des Permanentmagneten entsprechend jedem magnetischen Pol in mehrere Permanentmagnete 35 und 36 ist wirksam für die Reduzierung von in den Permanentmagneten 35 und 36 auftretenden Wirbelstromverlusten. In dieser Hinsicht können sich zu der Zeit der Magnetisierung die Permanentmagnete 35 und 36 in dem Magneteinsatzloch 40 in Richtungen voneinander weg bewegen aufgrund der Abstoßungskraft, die zwischen den beiden Permanentmagneten 35 und 36 wirksam ist. Somit kann die Richtung des Magnetisierungsflusses von der leichten Magnetisierungsrichtung jedes der Permanentmagnete 35 und 36 abweichen, und die Magnetisierung von gegenseitig entfernten Endteilen der Permanentmagnete 35 und 36 kann unzureichend sein.
Jedoch wird der erste Magnetisierungsschritt durchgeführt, nachdem der Rotor 20A in der ersten Drehrichtung um den ersten Winkel θ1 gedreht wurde, und dann wird der zweite Magnetisierungsschritt durchgeführt, nachdem der Rotor 20A in der zweiten Drehrichtung um den zweiten Winkel θ2 (< als der erste Winkel θ1) gedreht wurde, wie vorstehend beschrieben ist. Somit kann die Magnetisierung durchgeführt werden, während die Richtung des Magnetisierungsflusses und die leichte Magnetisierungsrichtung jedes der Permanentmagnete 35 und 36 näher parallel zueinander gebracht wurden, selbst wenn sich die Permanentmagnete 35 und 36 in dem Magneteinsatzloch 40 bewegen. Demgemäß können die Permanentmagnete 35 und 36 ausreichend magnetisiert werden.
In diesem Fall besteht in dem zweiten Magnetisierungsschritt die Möglichkeit, dass eine Kraft in dem Rotor 20A durch das Zusammenwirken zwischen dem bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsfluss erzeugt werden kann. Da jedoch der zweite Winkel θ2 kleiner als der erste Winkel θ1 gesetzt ist, wie vorstehend beschrieben ist, kann die in dem Rotor 20A erzeugte Kraft beschränkt werden. Demgemäß kann die zum Halten der Welle des Rotors 20A erforderliche Kraft verringert werden.
Weiterhin ist es, da das Magneteinsatzloch 40 eine V-Form derart hat, dass eine Mitte in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung nach innen vorsteht, leicht, die Richtung des Magnetisierungsflusses näher parallel zu der leichten Magnetisierungsrichtung jedes der Permanentmagnete 35 und 36 (einer Dickenrichtung jedes der Permanentmagnete 35 und 36) zu bringen. Demgemäß kann der für die Magnetisierung der Permanentmagnete 35 und 36 erforderliche Magnetisierungsstrom herabgesetzt werden.
Auch in diesem Fall besteht in dem zweiten Magnetisierungsschritt die Möglichkeit, dass eine Kraft in dem Rotor 20A durch das Zusammenwirken zwischen dem bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsfluss erzeugt werden kann. Da jedoch der zweite Winkel θ2 kleiner als der erste Winkel θ1 gesetzt ist, wie vorstehend beschrieben ist, kann die in dem Rotor 20A erzeugte Kraft beschränkt werden. Demgemäß kann die zum Halten der Welle des Rotors 20A erforderliche Kraft herabgesetzt werden.
Der Rotor 20A nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in einer gleichen Weise wie der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Rotor 20 konfiguriert, mit Ausnahme der Magneteinsatzlöcher 40 und der Permanentmagnete 35 und 36. Weiterhin ist ein Motor, der den Rotor 20A nach dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet, in dem Scrollverdichter 300 (9), der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, verwendbar.
Bei diesem Beispiel werden zwei Permanentmagnete 35 und 36, die einen Magnetpol bilden, in jedes V-förmige Magneteinsatzloch 40 eingesetzt. Jedoch ist die Form des Magneteinsatzlochs 40 nicht auf die V-Form beschränkt. Beispielsweise kann das Magneteinsatzloch 40 eine gerade Form (siehe 20(A)) haben. Weiterhin ist es auch möglich, drei oder mehr Permanentmagnete in jedes Magneteinsatzloch 40 einzusetzen. In diesem Fall kann das Magneteinsatzloch 40 beispielsweise eine Badewannenform haben (siehe 20(B)).
Wie vorstehend beschrieben ist, können gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch Teilen des Permanentmagneten entsprechend einem Magnetpol in mehrere (beispielsweise zwei) Permanentmagnete 35 und 36 die in den Permanentmagneten 35 und 36 auftretenden Wirbelstromverluste reduziert werden. Weiterhin wird bei der Magnetisierung der Permanentmagnete 30 der erste Magnetisierungsschritt durchgeführt, nachdem der Rotor 20A in der ersten Drehrichtung (beispielsweise in 10(A) im Uhrzeigersinn) um den ersten Winkel θ1 aus der Drehposition, in der die Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung dem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung 8 (oder der Wicklung des Stators 10) zugewandt ist, in der Umfangsrichtung gedreht wurde, und der zweite Magnetisierungsschritt wird durchgeführt, nachdem der Rotor 20A aus der vorbeschriebenen Drehposition in der zweiten Drehrichtung, die entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung ist, um den zweiten Winkel θ2 (< als der erste Winkel θ1) gedreht wurde. Demgemäß kann, selbst wenn die Permanentmagnete 35 und 36 sich aufgrund der zwischen ihnen wirkenden Abstoßungskraft in dem Magneteinsatzloch 40 bewegen, der für die Magnetisierung der Permanentmagnete 35 und 36 erforderliche Magnetisierungsstrom reduziert werden. Weiterhin kann die in dem Rotor 20A erzeugte Kraft beschränkt werden, und demgemäß kann die zum Halten der Welle des Rotors 20A erforderliche Kraft verringert werden.
Weiterhin ist es, da das Magneteinsatzloch 40, in das die beiden Permanentmagnete 35 und 36 eingesetzt sind, die V-Form derart hat, dass die Mitte in der Umfangsrichtung in der radialen Richtung nach innen vorsteht, leicht, die Richtung des Magnetisierungsflusses näher parallel zu der leichten Magnetisierungsrichtung jedes der Permanentmagnete 35 und 36 zu bringen. Demgemäß kann die Magnetisierung der Permanentmagnete 35 und 36 unter Verwendung eines geringeren Magnetisierungsstroms durchgeführt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Als Nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, die Magnetisierbarkeit der Permanentmagnete durch Anwenden eines Stromzuführungsverfahrens für die um den Statorkern gewickelte Wicklung zu erhöhen.
11 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Motors 1 nach dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt. Der in 11 gezeigte Motor 1 enthält einen Stator 10 und einen Rotor 20, der innerhalb des Stators 10 drehbar angeordnet ist. Der Stator 10 enthält einen Statorkern 16 und eine Wicklung 9, die um den Statorkern 16 gewickelt ist. Der Statorkern 16 ist gebildet durch Stapeln einer Vielzahl von elektromagnetischen Stahlblechen (Stapelelemente) in der axialen Richtung, wobei jedes der elektromagnetischen Stahlbleche eine Dicke von beispielsweise 0,35 mm hat.
Der Statorkern 16 enthält einen Jochteil 17 mit einer ringförmigen Form und mehrere (in diesem Beispiel zwölf) Zähne 18, die in der radialen Richtung von dem Jochteil 17 nach innen vorstehen. Die Wicklung 9 ist um jeden Zahn 18 gewickelt. Weiterhin ist ein Isolationsteil (ein Isolator oder dergleichen) zwischen dem Zahn 18 und der Wicklung 9 angeordnet.
Hier sind die zwölf Zähne 18 als Zähne 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, 18h, 18i, 18j, 18k und 18l in einer Reihenfolge im Uhrzeigersinn in 11 bezeichnet. Die Anzahl und die Positionen der Zähne 18 sind nicht auf das hier illustrierte Beispiel beschränkt.
Die Wicklung 9 enthält Dreiphasen-Wicklungen. In diesem Beispiel enthält die Wicklung 9 U-Phasenwicklungen 91 und 94, V-Phasenwicklungen 92 und 95 und W-Phasenwicklungen 93 und 96.
Die U-Phasenwicklung 91 ist um die Zähne 18a und 18k gewickelt. Die andere U-Phasenwicklung 94 ist um die Zähne 18e und 18g gewickelt. Die V-Phasenwicklung 92 ist um die Zähne 18b und 18l gewickelt. Die andere V-Phasenwicklung ist um die Zähne 18f und 18h gewickelt. Die W-Phasenwicklung 93 ist um die Zähne 18c und 18a gewickelt. Die andere W-Phasenwicklung 96 ist um die Zähne 18g und 18i gewickelt. Das Wicklungsverfahren der Wicklungen der jeweiligen Phasen ist nicht auf das hier illustrierte Beispiel beschränkt.
Wenn die Magnetisierung durch Zuführen von elektrischem Strom zu den Dreiphasen-Wicklungen 91 bis 96 durchgeführt wird, ist eine Bezugsgröße für die Drehung des Rotors 20 eine Drehposition, an der die Umfangsmitte des Magneteinsatzlochs 23, das sich an der obersten Position in 11 befindet, einen mittleren Bereich (angezeigt durch den Pfeil A) zwischen beiden Enden der Wicklungen 91, 92 und 93 in der Umfangsrichtung zugewandt ist. Der mittlere Bereich zwischen beiden Enden der Wicklungen 91, 92 und 93 in der Umfangsrichtung entspricht einer Mitte eines magnetischen Flusses, der durch den durch die Wicklungen 91, 92, und 93 fließenden elektrischen Strom bewirkt wird. Der erste Magnetisierungsschritt wird durchgeführt, nachdem der Rotor 20 in der ersten Drehrichtung (zum Beispiel in 11 im Uhrzeigersinn) um den ersten Winkel θ1 aus der vorbeschriebenen Drehposition gedreht wurde, und der zweite Magnetisierungsschritt wird durchgeführt, nachdem der Rotor 20 in der zweiten Drehrichtung (zum Beispiel in 11 entgegen dem Uhrzeigersinn), die entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung ist, um den zweiten Winkel θ2 aus der vorbeschriebenen Drehposition gedreht wurde. Der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1.
12 ist ein Diagramm, das ein Stromzuführungsverfahren (ein elektrisches Stromzuführungsverfahren) für die Wicklung 9 für die Magnetisierung der Permanentmagnete 30 zeigt. In 11 wird elektrischer Strom zu den V-Phasenwicklungen 92 und 95 und den W-Phasenwicklungen 93 und 96 zugeführt, während elektrischer Strom nicht zu den U-Phasenwicklungen 91 und 94 geführt wird. Die Wicklungsmuster der Wicklungen 92, 93, 95 und 96 sind durch gestrichelte Linien in 12 angezeigt.
Durch Liefern von elektrischem Strom wie vorstehend zu den Zweiphasen-Wicklungen 92, 93, 95 und 96 aus den Dreiphasen-Wicklungen 91 bis 96 werden beispielsweise ein Magnetisierungsfluss, der von den Zähnen 18a und 18b zu den Zähnen 18k und 18d gerichtet ist, und ein Magnetisierungsfluss, der von den Zähnen 18g und 18h zu den Zähnen 18e und 18j gerichtet ist, bewirkt.
In diesem Fall ist eine Drehposition des Rotors 20, an der die Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung, das sich an der obersten Position in 12 befindet, einen mittleren Bereich (angezeigt durch den Pfeil A) zwischen beiden Enden der Wicklungen 92 und 93 in der Umfangsrichtung zugewandt ist, als eine Bezugsgröße für die Drehung des Rotors 20 definiert. Hier entspricht der mittlere Bereich zwischen beiden Enden der Wicklungen 92 und 93 in der Umfangsrichtung einer Mitte des magnetischen Flusses, der durch den durch die Wicklungen 92 und 93 fließenden elektrischen Strom bewirkt wird.
Der erste Magnetisierungsschritt wird durchgeführt, nachdem der Rotor 20 in der ersten Drehrichtung (beispielsweise in 12 im Uhrzeigersinn) aus der vorbeschriebenen Drehposition gedreht wurde, und der zweite Magnetisierungsschritt wird durchgeführt, nachdem der Rotor 20 in der zweiten Drehrichtung (zum Beispiel in 12 entgegen dem Uhrzeigersinn) entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung aus der vorbeschriebenen Drehposition gedreht wurde. Die Drehrichtungen sind wie vorstehend beschrieben.
Durch Zuführen von elektrischem Strom zu den Zweiphasen-Wicklungen 92, 93, 95 und 96 wie vorstehend beschrieben, können die Richtung des Magnetisierungsflusses und die leichte Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten 30 weiterhin näher parallel zueinander gebracht werden im Vergleich mit einem Fall, in welchem elektrischer Strom zu allen der Dreiphasen-Wicklungen 91 bis 96 geliefert wird. Insbesondere können die Richtung des Magnetisierungsflusses und die leichte Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten 30 näher parallel zueinander in einem Zustand gebracht werden, in welchem der Rotor 20 in der ersten Drehrichtung und in der zweiten Drehrichtung gedreht wird. Zusätzlich wird auch die Dichte des magnetischen Flusses, der durch den Permanentmagneten 30 hindurchgeht, höher. Demgemäß kann der für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderliche elektrische Strom herabgesetzt werden.
Durch Herabsetzen des für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderlichen Stroms wie vorstehend und Setzen des zweiten Winkels θ2 kleiner als den ersten Winkel θ1 kann die in dem Rotor 20 in dem zweiten Magnetisierungsschritt erzeugte Kraft beschränkt werden. Demgemäß kann die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft verringert werden.
Es wurde ein Beispiel beschrieben, in welchem elektrischer Strom zu Zweiphasen-Wicklungen aus den Dreiphasen-Wicklungen geliefert wird. Jedoch ist das Stromzuführungsverfahren nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es ist ausreichend, dass elektrischer Strom zu einem Teil der um die Zähne 18 des Stators 10 gewickelten Wicklungen geliefert wird, um die Richtung des Magnetisierungsflusses und die leichte Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten 30 näher parallel zueinander zu bringen.
Der Rotor 20 des dritten Ausführungsbeispiels ist in einer ähnlichen Weise wie der Rotor 20 nach dem ersten Ausführungsbeispiel konfiguriert. Der Motor nach dem dritten Ausführungsbeispiel ist in dem in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Scrollverdichter 300 (9) verwendbar.
Obgleich der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Rotor 20 hier verwendet wird, ist es auch möglich, den in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Rotor 20A zu verwenden.
Wie vorstehend beschrieben ist, werden gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Permanentmagnete 30 durch Liefern von elektrischem Strom zu einem Teil der Wicklungen 91 bis 96, die um die Zähne 18 des Stators 10 gewickelt sind (beispielsweise Zweiphasen-Wicklungen aus den Dreiphasen-Wicklungen) magnetisiert, und somit ist es möglich, die Richtung des Magnetisierungsflusses und die leichte Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten 30 weiterhin näher parallel zueinander zu bringen. Weiterhin wird die Magnetflussdichte höher. Demgemäß ist es möglich, den für die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 erforderlichen elektrischen Strom herabzusetzen und hierdurch die in dem Rotor 20 erzeugte Kraft zu beschränken. Das heißt, die zum Halten der Welle des Rotors 20 erforderliche Kraft kann verringert werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Als Nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, ein Reluktanzdrehmoment zu reduzieren und eine in dem Rotor erzeugte Kraft in dem zweiten Magnetisierungsschritt zu beschränken durch Vorsehen eines radial länglichen Schlitzes auf der äußeren Seite des Permanentmagneten des Rotors in der radialen Richtung.
13 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Rotors 20B nach dem vierten Ausführungsbeispiel in einem vergrößerten Maßstab zeigt. Wie in 13 gezeigt ist, hat der Rotorkern 21 des Rotors 20B Schlitze 29 (auch als längliche Löcher bezeichnet), die in der radialen Richtung länglich sind, zusätzlich zu den Schlitzen 25. Die Schlitze 29 sind auf einer radial äußeren Seite des Magneteinsatzlochs 23, in das der Permanentmagnet 30 eingesetzt ist, gebildet.
In diesem Beispiel sind vier Schlitze 29 entsprechend jedem Magneteinsatzloch 23 (d.h., jedem magnetischen Pol) vorgesehen. Die Schlitze 29 befinden sich zwischen den beiden Schlitzen 25, die an beiden Enden des Magneteinsatzlochs 23 angeordnet sind. Eine Innenseite des Schlitzes 29 ist ein Leerraum, aber kann ein nichtmagnetisches Material sein. Die Anzahl der Schlitze 29 ist nicht auf vier beschränkt. Es ist ausreichend, dass zumindest ein Schlitz 29, wünschenswerterweise zwei oder mehr Schlitze 29, entsprechend jedem Magneteinsatzloch 23 (d.h., jedem magnetischen Pol) vorgesehen sind.
Das Magnetisierungsverfahren für die Permanentmagnete 30 ist wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Genauer gesagt, der erste Magnetisierungsschritt wird durchgeführt nach der Drehung in der ersten Drehrichtung (beispielsweise in 13 im Uhrzeigersinn) um den ersten Winkel θ1 aus der Drehposition, in der die Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung dem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung 8 (oder der Wicklung des Stators 10) in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und der zweite Magnetisierungsschritt wird durchgeführt nach der Drehung in der zweiten Drehrichtung (beispielsweise in 13 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn) entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um den zweiten Winkel θ2 aus der Drehposition. Der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1.
Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist der Rotor 20B zusätzlich zu den Schlitzen 25 mit den Schlitzen 29 auf der äußeren Seite des Permanentmagneten 30 in der radialen Richtung versehen. Somit wird ein Bereich, der in der Lage ist, ein magnetischer Pfad auf der radial äußeren Seite des Permanentmagneten 30 zu werden, kleiner. Daher kann der Magnetisierungsfluss, der durch den bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 in dem zweiten Magnetisierungsschritt fließt, wirksam reduziert werden. Demgemäß kann die Kraft, die in dem Rotor 20B durch das Zusammenwirken zwischen dem bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsfluss erzeugte Kraft beschränkt werden.
Weiterhin wird, da der Schlitz 29 eine in der radialen Richtung längliche Form hat, ein elektrischer q-Achsenstrom (elektrischer Strom, der von einem Zwischenpolbereich zu einem anderen Zwischenpolbereich fließt) durch die Schlitze 29 behindert, und die q-Achseninduktivität Lq nimmt ab. Das Reluktanzdrehmoment nimmt aufgrund der Abnahme der q-Achseninduktivität Lq ab. Demgemäß kann die in dem Rotor 20B in dem zweiten Magnetisierungsschritt durch das Zusammenwirken zwischen dem bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 und dem magnetischen Fluss erzeugte Kraft weiter beschränkt werden.
Obgleich die Schlitze 29 auf einer inneren Seite des äußeren Umfangs des Rotorkerns 21 gebildet sind, können die Schlitze 29 so gebildet sein, dass sie den äußeren Umfang des Rotorkerns 21 erreichen.
Andere Konfigurationen des Rotors 20B nach dem vierten Ausführungsbeispiel sind ähnlich denjenigen des in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Rotors 20. Ein Motor, der den Rotor 20B nach dem vierten Ausführungsbeispiel verwendet, ist in dem in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Scrollverdichter 300 (9) verwendbar.
Der Rotor 20B nach dem vierten Ausführungsbeispiel kann so konfiguriert sein, dass er das Magneteinsatzloch 40 enthält, in welchem mehrere Permanentmagnete 35 und 36 eingesetzt sind, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. In einem Fall, in welchem die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 durch Verwendung des Stators 10 des Motors 1 durchgeführt wird, ist es möglich, die Anzahl und die Positionen der Zähne 18 und das Wicklungsverfahren und das Stromzuführungsverfahren für die Wicklung 9, die in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben werden, zu verwenden.
Wie vorstehend beschrieben ist, enthält gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Rotor 20B die radial länglichen Schlitze 29 auf der äußeren Seite des Permanentmagneten 30 in der radialen Richtung, und somit kann der durch den bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 in dem zweiten Magnetisierungsschritt fließende Magnetisierungsfluss herabgesetzt werden. Demgemäß kann die in dem Rotor 20B erzeugte Kraft beschränkt werden, und die zum Halten der Welle des Rotors 20B erforderliche Kraft kann reduziert werden.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Als Nächstes wird ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, das Reluktanzdrehmoment zu verringern, indem ein Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator in der q-Achsenrichtung breiter als in einer d-Achsenrichtung gemacht wird und hierdurch die in dem Rotor erzeugte Kraft beschränkt wird.
14 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines Rotors 20C eines Motors nach dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt. Ein Rotorkern 200 des Rotors 20C hat eine Form derart, dass ein äußerer Umfang 201 in der d-Achsenrichtung (eine Richtung einer geraden Linie, die durch die Mitte des Rotors 20C und die Mitte des magnetischen Pols hindurchgeht) in der radialen Richtung weiter nach außen vorsteht als ein äußerer Umfang 202 in der q-Achsenrichtung (eine Richtung einer geraden Linie, die durch die Mitte des Rotors 20C und den Zwischenpolbereich hindurchgeht). Mit anderen Worten, der Abstand von der Mitte des Rotorkerns 200 zu dem äußeren Umfang des Rotorkerns 200 ist größer in der d-Achsenrichtung als in der q-Achsenrichtung.
15 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Rotors 20C nach dem fünften Ausführungsbeispiel in einem vergrößerten Maßstab zeigt. In 15 zeigt eine gestrichelte Linie mit einem Bezugszeichen 101 einen Bogen an, der einen inneren Umfang des Stators 10 darstellt, das heißt, einen Bogen, der durch Verlängern der Spitzenenden der Zähne 12 (1) in der Umfangsrichtung gebildet ist.
Da der Rotorkern 200 eine Form derart hat, dass der äußere Umfang 201 in der d-Achsenrichtung in der radialen Richtung nach außen weiter vorsteht als der äußere Umfang 202 in der q-Achsenrichtung, wie vorstehend beschrieben ist, ist der Spalt zwischen dem Rotor 20C und dem Stator 10 in der q-Achsenrichtung (G2) breiter als in der d-Achsenrichtung (G1), wie in 15 gezeigt ist.
Der Rotor 20C enthält die Magneteinsatzlöcher 23 und die Schlitze 25, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Der in dem ersten Ausführungsbeispiele beschriebene Permanentmagnet 30 ist in jedes Magneteinsatzloch 23 eingesetzt.
Das Magnetisierungsverfahren der Permanentmagnete 30 ist wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Genauer gesagt, der erste Magnetisierungsschritt wird durchgeführt, nachdem der Rotor 20C in der ersten Drehrichtung (beispielsweise in 14 im Uhrzeigersinn) um den ersten Winkel θ1 aus der Drehposition, in der die Mitte des Magneteinsatzlochs 23 in der Umfangsrichtung dem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung 8 (oder der Wicklung des Stators 10) in der Umfangsrichtung zugewandt ist, gedreht wurde, und der zweite Magnetisierungsschritt wird durchgeführt, nachdem der Rotor 20C in der zweiten Drehrichtung (beispielsweise in 14 entgegen dem Uhrzeigersinn), die entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung ist, um den zweiten Winkel θ2 (< als der erste Winkel θ1) aus der vorbeschriebenen Drehposition gedreht wurde. Der zweite Winkel θ2 ist kleiner als der erste Winkel θ1.
Bei diesem fünften Ausführungsbeispiel ist der Spalt zwischen dem Rotor 20C und dem Stator 10 in der q-Achsenrichtung (G2) breiter als in der d-Achsenrichtung (G1), wie in 15 gezeigt ist. Daher ist die q-Achseninduktivität Lq reduziert und das Reduktanzdrehmoment ist reduziert. Demgemäß kann, wie in dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, die in dem Rotor 20C in dem zweiten Magnetisierungsschritt durch das Zusammenwirken zwischen dem bereits magnetisierten Teil des Permanentmagneten 30 und dem Magnetisierungsfluss erzeugte Kraft beschränkt werden.
Andere Konfigurationen des Rotors 20C nach dem fünften Ausführungsbeispiel sind ähnlich denjenigen des Rotors 20, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wird. Ein Motor, der den Rotor 20C nach dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet, ist in dem in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Scrollverdichter 300 (9) verwendbar.
Der Rotor 20C nach dem fünften Ausführungsbeispiel kann so konfiguriert sein, dass er das Magneteinsatzloch 40 enthält, in das mehrere Permanentmagnete 35 und 36 eingesetzt sind, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Weiterhin ist es in einem Fall, in welchem die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 durch Verwendung des Stators 10 des Motors 1 durchgeführt wird, möglich, die Anzahl und die Positionen der Zähne 18 und das Wickelverfahren für und das Stromzuführungsverfahren zu der Wicklung 9, die in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben werden, zu verwenden. Der Rotor 20C nach dem fünften Ausführungsbeispiel kann weiterhin mit den in dem vierten Ausführungsbeispiel beschriebenen Schlitzen 29 versehen sein.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Rotor 20C so konfiguriert, dass der Abstand von der Mitte des Rotors 20C zu dem äußeren Umfang des Rotors 20C in der d-Achsenrichtung größer als in der q-Achsenrichtung ist. Somit wird der Spalt zwischen dem Rotor 20C und dem Stator 10 in der q-Achsenrichtung breiter als in der d-Achsenrichtung. Daher kann die q-Achseninduktivität reduziert werden, und das Reluktanzdrehmoment kann reduziert werden. Folglich kann die in dem Rotor 20C erzeugte Kraft beschränkt werden, und die zum Halten der Welle des Rotors 20C erforderliche Kraft kann herabgesetzt werden.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Als Nächstes wird ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das sechste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, eine Verschlechterung der Magnetisierbarkeit, die durch Vorsehen von Magnetpositionierungsvorsprüngen in einer Konfiguration, in der das Magneteinsatzloch mit den Magnetpositionierungsvorsprüngen zum Positionieren des Permanentmagnets versehen ist, bewirkt wird, zu beschränken.
16 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Rotors 200 eines Motors nach dem sechsten Ausführungsbeispiel in einem vergrößerten Maßstab zeigt. Ein Rotorkern 21D des Rotors 20D enthält Magneteinsatzlöcher 50, wobei in jedes von diesen ein Permanentmagnet 30 eingesetzt ist. Das Magneteinsatzloch 50 ist gebildet durch Vorsehen der Magnetpositionierungsvorsprünge 51 in das in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Magneteinsatzloch 23. Die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 befinden sich auf beiden Seiten des Permanentmagnets 30 in der Umfangsrichtung.
Auf der äußeren Seite des Magneteinsatzlochs 50 in der radialen Richtung sind die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Schlitze 25 gebildet. An jedem Ende des Magneteinsatzlochs 50 in der Umfangsrichtung ist ein Rückhalteteil 52 für magnetischen Leckfluss ähnlich dem Rückhalteteil 24 für magnetischen Leckfluss nach dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet.
17 ist eine Schnittansicht, die eine Stapelstruktur des Rotorkerns 21D des Rotors 20D zeigt. Der Rotorkern 21D ist durch Stapeln einer Vielzahl von elektromagnetischen Stahlblechen (Stapelelemente) in der Richtung der Drehachse gebildet. Bei diesem Beispiel ist der Rotorkern 21D durch Stapeln erster elektromagnetischer Stahlbleche (Stapelelemente) 61 und zweiter elektromagnetischer Stahlbleche (zweite Stapelelemente) 62 in der Richtung der Drehachse gebildet. Jedes der ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 hat die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 in dem Magneteinsatzloch 50, wie in 16 gezeigt ist. Demgegenüber hat jedes der zweiten elektromagnetischen Stahlbleche 62 nicht die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 in dem Magneteinsatzloch 50.
In diesem Beispiel befinden sich die ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 zumindest an einem Endteil (wünschenswerterweise an beiden Endteilen) der elektromagnetischen Stahlbleche des Rotorkerns 21D in der Stapelrichtung des Rotorkerns 21D. Die zweiten elektromagnetischen Stahlbleche 52 befinden sich in einem mittleren Teil der elektromagnetischen Stahlbleche in der Stapelrichtung. Das Magnetisierungsverfahren der Permanentmagnete 30 ist wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 in dem Magneteinsatzloch 50 haben eine Funktion zum Zurückhalten der Bewegung des Permanentmagneten 30 in dem Magneteinsatzloch 50. Da jedoch die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 aus magnetischem Material bestehen, gibt es die Möglichkeit, dass ein magnetischer Fluss, der durch den Permanentmagneten 30 fließen soll, in die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 fließen kann, und die Magnetisierung des Permanentmagneten 30 kann unzureichend sein.
Somit ist bei diesem sechsten Ausführungsbeispiel der rotorkern 21D konfiguriert durch Stapeln der ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 mit den Magnetpositionierungsvorsprüngen 51 in dem Magneteinsatzloch 50 und der zweiten elektromagnetischen Stahlbleche 62, die nicht die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 in dem Magneteinsatzloch 50 haben. Eine Gesamtdicke der ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 ist geringer als eine Gesamtdicke der zweiten elektromagnetischen Stahlbleche 62.
Bei einer derartigen Konfiguration sind die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 in dem Magneteinsatzloch 50 der ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 vorgesehen, und somit kann die Bewegung des Permanentmagneten 30 in dem Magneteinsatzloch 50 beschränkt werden.
Weiterhin kann, da die Gesamtdicke der zweiten elektromagnetischen Stahlbleche 62, die nicht die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 haben, größer als die Gesamtdicke der ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61, die die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 haben, ist, der magnetische Fluss in die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 beschränkt werden und eine ausreichende Magnetisierung des Permanentmagneten 30 kann durchgeführt werden.
Insbesondere befinden sich die ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 an zumindest einem Endteil (wünschenswerterweise an beiden Endteilen) der elektromagnetischen Stahlbleche des Rotorkerns 21D in der Stapelrichtung. Somit befinden sich, wenn der Permanentmagnet 30 in das Magneteinsatzloch 50 in der Richtung der Drehachse eingesetzt ist, die Magnetpositionierungsvorsprünge 51 an einer nahen Seite in der Einsatzrichtung. Daher wird ein Einsatzvorgang des Permanentmagneten 30 erleichtert.
Die Stapelstruktur ist nicht auf die in 17 gezeigte beschränkt. Beispielsweise ist es, wie in 18 gezeigt ist, auch möglich, die ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 in beiden Endteilen und einem mittleren Teil der elektromagnetischen Stahlbleche des Rotorkerns 21D in der Stapelrichtung anzuordnen, und die zweiten elektromagnetischen Stahlbleche 62 zwischen benachbarten Sätzen der ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 anzuordnen. Auch wird in diesem Fall der Einsetzvorgang des Permanentmagneten 30 erleichtert, da die ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 sich an zumindest einem Endteil in der Stapelrichtung befinden.
Andere Konfigurationen des Rotors 20D nach dem sechsten Ausführungsbeispiel sind ähnlich denjenigen des in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Rotors 20. Ein Motor, der den Rotor 20D nach dem sechsten Ausführungsbeispiel verwendet, ist in dem in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Scrollverdichter 300 (9) verwendbar.
Das Magneteinsatzloch 50 des Rotors 20D nach dem sechsten Ausführungsbeispiel kann auch implementiert werden durch Vorsehen der Magnetpositionierungsvorsprünge 51 in dem Magneteinsatzloch 40, in das mehrere Permanentmagnete 35 und 36 eingesetzt sind, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Weiterhin ist es in einem Fall, in welchem die Magnetisierung der Permanentmagnete 30 durch Verwendung des Stators 10 des Motors 1 durchgeführt wird, möglich, die Anzahl und die Positionen der Zähne 18 sowie das Wicklungsverfahren und das Stromzuführungsverfahren für die Wicklung 9, die in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben werden, zu verwenden. Der Rotor 20D nach dem sechsten Ausführungsbeispiel kann weiterhin mit den in dem vierten Ausführungsbeispiel beschriebenen Schlitzen 29 versehen sein. Der Rotor 20D nach dem sechsten Ausführungsbeispiel kann die in dem fünften Ausführungsbeispiel beschriebene Form zum Reduzieren des Reluktanzdrehmoments haben.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Rotor 20D konfiguriert durch Stapeln der ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 (erste Stapelelemente), die mit den Magnetpositionierungsvorsprüngen 51 in dem Magneteinsatzloch 50 versehen sind, und der zweiten elektromagnetischen Stahlbleche 62 (zweite Stapelelemente), die nicht mit den Magnetpositionierungsvorsprüngen 51 in dem Magneteinsatzloch 50 versehen sind. Die Gesamtdicke der ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 ist kleiner als die Gesamtdicke der zweiten elektromagnetischen Stahlbleche 62. Somit kann die Bewegung des Permanentmagnets 30 in dem Magneteinsatzloch 50 eingeschränkt werden und eine ausreichende Magnetisierung des Permanentmagneten 30 kann durchgeführt werden.
Weiterhin kann der Einsetzvorgang des Permanentmagneten 30 erleichtert werden durch Anordnen der ersten elektromagnetischen Stahlbleche 61 an zumindest einem Endteil (wünschenswerterweise an beiden Endteilen) der elektromagnetischen Stahlbleche des Rotorkerns 21D in der Stapelrichtung.
Modifikationen
Als Nächstes werden Modifikationen der Ausführungsbeispiele beschrieben. Obgleich das Innere des Schlitzes 25 des Rotorkerns 21 bei dem vorbeschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ein leerer Raum ist, kann ein nichtmagnetischer Körper 55 (zum Beispiel Aluminium oder Kunststoff) in dem Schlitz 25 des Rotorkerns 21 angeordnet sein, wie in 18 gezeigt ist. Das Gleiche kann für die Schlitze 25 nach dem zweiten bis sechsten Ausführungsbeispiel gesagt werden.
Weiterhin können, obgleich die Permanentmagnete 35 und 36 in das Magneteinsatzloch 40 mit der V-Form (10(B)) bei dem vorbeschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt sind, die Permanentmagnete 35 und 36 in ein Magneteinsatzloch 42 mit einer geraden Form, wie in 20(A) gezeigt ist, eingesetzt sein.
Es ist auch möglich, dass drei oder mehr Permanentmagnete einen magnetischen Pol bilden. In diesem Fall können beispielsweise, wie in 20(B) gezeigt ist, drei Permanentmagnete 37, 38 und 39 in ein Magneteinsatzloch 43 mit einer Badewannenform eingesetzt sein. In dieser Hinsicht bedeutet eine Badewannenform eine Form enthaltend einen mittleren Teil, der sich gerade erstreckt, und zwei Teile, die sich von beiden Enden des mittleren Teils in einer Längsrichtung des mittleren Teils so in der radialen Richtung des Rotorkerns 21 so nach außen erstrecken, dass ein Abstand zwischen den beiden Teilen bei einer Bewegung in der radialen Richtung nach außen zunimmt.
Während bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vorstehend spezifisch beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und eine Verschiedenheit von Verbesserungen oder Modifikationen ist möglich innerhalb des Bereichs, der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht verlässt.
Bezugszeichenliste
1: Motor, 8: Wicklung des Magnetisierungsjochs, 9 (91 - 96): Wicklung des Stators, 10: Stator, 11: Magnetisierungsjoch, 12: Zähne des Magnetisierungsjochs, 16: Statorkern, 18 (18a - 18k): Zähne des Stators, 10, 20A, 20B, 20C, 20D: Rotor, 21, 21D: Rotorkern, 22: Wellenloch, 23, 40, 42, 50: Magneteinsatzloch, 24: Rückhalteteil für magnetischen Leckfluss, 25: Schlitz, 26: gerade Linie, 27: Schnittpunkt, 28: gerade Bezugslinie, 29: Schlitz, 30, 35, 36, 37, 38, 39: Permanentmagnet, 51: Magnetpositionierungsvorsprung, 52: Rückhalteteil für magnetischen Leckfluss, 55: nichtmagnetischer Körper, 61: erstes elektromagnetisches Stahlblech (erstes Stapelelement), 62: zweites elektromagnetisches Stahlblech (zweites Stapelelement), 300: Scrollverdichter, 305: Kompressionsmechanismus, 306: Welle, 307: geschlossener Behälter.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 11266570 [0004]

Claims

Magnetisierungsverfahren, aufweisend die Schritte: Vorbereiten eines Rotors aufweisend einen Rotorkern mit einem Magneteinsatzloch und einem Permanentmagneten, der in dem Magneteinsatzloch angeordnet ist; Anordnen des Rotors derart, dass er einem Zahn, um den eine Wicklung gewickelt ist, zugewandt ist; Drehen des Rotors in einer ersten Drehrichtung um einen ersten Winkel θ1 aus einer Drehposition, in der eine Mitte des Magneteinsatzlochs in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und Zuführen eines elektrischen Stroms zu der Wicklung, und Drehen des Rotors in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um einen zweiten Winkel θ2 aus der Drehposition, und Liefern eines elektrischen Stroms zu der Wicklung, wobei der zweite Winkel θ2 kleiner als der erste Winkel θ1 ist.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Winkel θ1 innerhalb eines Bereichs von 10 bis 35 Grad in Bezug auf einen elektrischen Winkel ist.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Permanentmagnet ein Neodym-Seltene-Erden-Magnet ist, der zumindest Eisen, Neodym, Bor und Dysprosium enthält, und bei dem ein Dysprosiumgehalt geringer als oder gleich 4 Gewichtsprozent ist.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 3, bei dem Dysprosium in dem Permanentmagnet verteilt ist.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Permanentmagnet ein Neodym-Seltene-Erden-Magnet ist, der zumindest Eisen, Neodym, Bor und Terbium enthält, und bei dem ein Terbiumgehalt geringer als oder gleich 4 Gewichtsprozent ist.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 5, bei dem Terbium in dem Permanentmagnet verteilt ist.
Magnetisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein Statorkern eines Stators, der mit dem Rotor gekoppelt ist, um einen Motor zu bilden, für die Magnetisierung des Permanentmagneten verwendet wird, und bei dem der Statorkern den Zahn hat.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 7, bei dem der Stator mehrere Wicklungen hat, die um den Statorkern gewickelt sind, und bei dem ein Teil der mehreren Wicklungen für die Magnetisierung des Permanentmagneten verwendet wird.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 7, bei dem der Stator Dreiphasen-Wicklungen hat, die um den Statorkern gewickelt sind, und bei dem Zweiphasen-Wicklungen aus den Dreiphasen-Wicklungen für die Magnetisierung des Permanentmagneten verwendet werden.
Magnetisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Permanentmagnet zwei in dem Magneteinsatzloch angeordnete Permanentmagnete hat.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 10, bei dem das Magneteinsatzloch eine V-Form derart hat, dass ein mittlerer Bereich des Magneteinsatzlochs in der Umfangsrichtung des Rotorkerns in einer radialen Richtung des Rotorkerns nach innen vorsteht.
Magnetisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem, wenn eine gerade Bezugslinie als eine gerade Linie, die zwei Schnittpunkte, an denen zwei gerade Linien, die jeweils einen Zwischenpolbereich definieren, einen äußeren Umfang des Rotorkerns kreuzen, verbindet, definiert wird, zumindest ein Teil des Permanentmagneten sich auf einer äußeren Seite der geraden Bezugslinie in einer radialen Richtung befindet.
Magnetisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Rotorkern einen Schlitz auf einer äußeren Seite des Permanentmagneten in einer radialen Richtung des Rotorkerns hat.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 13, bei dem der Rotorkern weiterhin zumindest einen anderen Schlitz, der in der radialen Richtung des Rotorkerns länglich ist, auf der äußeren Seite des Permanentmagneten in der radialen Richtung des Rotorkerns hat.
Magnetisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem ein Abstand von einer Mitte des Rotorkerns zu einem äußeren Umfang des Rotorkerns in einer d-Achsenrichtung größer als in einer q-Achsenrichtung ist.
Magnetisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem der Rotorkern durch Stapeln einer Vielzahl von Stapelelementen in einer Richtung einer Drehachse gebildet wird, wobei die Vielzahl von Stapelelementen ein erstes Stapelelement mit einem Magneteinsatzloch, das mit einem Magnetpositionierungsvorsprung versehen ist, und ein zweites Stapelelement mit einem Magneteinsatzloch, das nicht mit einem Magnetpositionierungsvorsprung versehen ist, hat, und bei dem eine Gesamtdicke des ersten Stapelelements geringer als eine Gesamtdicke des zweiten Stapelelements ist.
Magnetisierungsverfahren nach Anspruch 16, bei dem das erste Stapelelement sich an zumindest einem Endteil des Rotorkerns in einer Stapelrichtung des Rotorkerns befindet.
Rotor, welcher aufweist: einen Rotorkern mit einem Magneteinsatzloch, und einen Permanentmagneten, der in dem Magneteinsatzloch angeordnet ist, wobei der Permanentmagnet magnetisiert wird durch: Anordnen des Rotors derart, dass er einem Zahn, um den eine Wicklung gewickelt ist, zugewandt ist; Drehen des Rotors in einer ersten Drehrichtung um einen ersten Winkel θ1 aus einer Drehposition, in der eine Mitte des Magneteinsatzlochs in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und Zuführen von elektrischem Strom zu der Wicklung, und Drehen des Rotors in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um einen zweiten Winkel θ2 aus der Drehposition, und Zuführen von elektrischem Strom zu der Wicklung, wobei der zweite Winkel θ2 kleiner als der erste Winkel θ1 ist.
Motor, aufweisend einen Stator und einen Rotor, der innerhalb des Stators angeordnet ist, welcher Rotor aufweist: einen Rotorkern mit einem Magneteinsatzloch, und einen Permanentmagneten, der in dem Magneteinsatzloch angeordnet ist, wobei der Permanentmagnet magnetisiert wird durch: Anordnen des Rotors derart, dass er einem Zahn, um den eine Wicklung gewickelt ist, zugewandt ist; Drehen des Rotors in einer ersten Drehrichtung um einen ersten Winkel θ1 aus einer Drehposition, in der eine Mitte des Magneteinsatzlochs in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und Zuführen von elektrischem Strom zu der Wicklung, und Drehen des Rotors in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um einen zweiten Winkel θ2 aus der Drehposition, und Zuführen von elektrischem Strom zu der Wicklung, wobei der zweite Winkel θ2 kleiner als der erste Winkel θ1 ist.
Scrollverdichter, aufweisend einen geschlossenen Behälter, einen Kompressionsmechanismus, der in dem geschlossenen Behälter angeordnet ist, und einen Motor zum Antreiben des Kompressionsmechanismus, wobei der Motor einen Stator und einen Rotor, der innerhalb des Stators angeordnet ist, aufweist, und der Rotor aufweist: einen Rotorkern mit einem Magneteinsatzloch, und einen Permanentmagneten, der in dem Magneteinsatzloch angeordnet ist, wobei der Permanentmagnet magnetisiert ist durch: Anordnen des Rotors derart, dass er einem Zahn, um den eine Wicklung gewickelt ist, zugewandt ist; Drehen des Rotors in einer ersten Drehrichtung um einen ersten Winkel θ1 aus einer Drehposition, in der eine Mitte des Magneteinsatzlochs in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Wicklung in der Umfangsrichtung zugewandt ist, und Zuführen von elektrischem Strom zu der Wicklung, und Drehen des Rotors in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung um einen zweiten Winkel θ2 aus der Drehposition, und Zuführen von elektrischem Strom zu der Wicklung, wobei der zweite Winkel θ2 kleiner als der erste Winkel θ1 ist.