JP2010022193A - 永久磁石電動機並びに冷媒圧縮機及び送風機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】永久磁石(14a,14b)は磁気障壁(19)と離れて配置される。永久磁石(14a,14b)と磁気障壁(19)との間にはそれぞれ本体部分(10a,10b)が固定子に対向して露出している。永久磁石(14a)と磁気障壁(19)との間の本体部(10a)には、永久磁石(14a)の第2磁極面(14aS)から発生した磁束によって、S極性であって第1磁極面(14aN)の両側から固定子2と対向する、一対の第3磁極面(13aS1,13aS2)が発生する。同様にして、永久磁石(14b)の第2磁極面(14bN)から発生した磁束によって、N極性であって第1磁極面(14bS)の両側から固定子(2)と対向する、一対の第3磁極面(13bN1,13bN2)が発生する。
【選択図】図2
Description
本実施の形態は概説すれば、固定子と対向する側の永久磁石の磁極面を、周方向に交互に配置し、以て永久磁石数を極数の1/3まで低減するものである。更に磁束を所定の方向に誘導することにより、電動機以外の部分への磁束の漏れを低減する。
次に回転子2のシャフトの望ましい形態について説明する。図1に例示された構造では、シャフト部分が略記されていたが、当該断面に現れていない位置においてシャフトが設けられていることも望ましい形態の一つである。例えば、非磁性体12と一体成形され、回転子1の片端部または両端部から突出する樹脂製のシャフトを設けることも望ましい。
次に永久磁石と磁気障壁19との好適な位置関係について説明する。図15は、永久磁石を埋設する埋設穴11a0、11b0と、磁気障壁19の端部となる薄肉部101,102との位置関係を例示する断面図である。埋設穴11a0、11b0にはそのほぼ両端まで永久磁石11a、11b(図15では図示省略:図1、図2を参照)がそれぞれ埋設される。但し、必ずしも厳密に埋設穴11a0、11b0の両端まで永久磁石11a、11bが埋設されている必要はない。
次に好適な寸法関係について説明する。図16は回転子1、固定子2についての好適な寸法関係を例示する断面図であり、両者の間の空隙近傍を拡大している。
相互に共通する回転軸を有する回転子を複数設けて連結してもよい。図17は固定子2を一部破断してモータを示す斜視図である。回転子1A,1Bの回転軸は共通であり、回転子1A,1Bは軸方向に並んで相互に固着して連結されて回転子1を構成する。換言すれば回転子1は回転子1A,1Bに分割されている。ここでは回転子1A,1Bにシャフトが貫通していない場合が例示されている。
本実施の形態ではリラクタンストルクの利用について説明する。図2を参照して、回転子1は非磁性体12を挟んで二つの透磁性の本体部分10m,10nが並んでいる。そして永久磁石11a,11bを結ぶ方向は、磁気障壁19を横切る。他方、第3磁極面13aS1,13aS2の間や、第3磁極面13bN1,13bN2の間には磁気障壁がない。よって永久磁石11a,11bを結ぶ方向は、非磁性体12の延在する方向と比較して、インダクタンスが小さくなる。よって回転子1は非磁性体12の延在する方向をd軸とする2極のリラクタンスモータの回転子としても把握できる。
本実施の形態では種々の変形について説明する。図39は、二種の変形を併有する回転子1の構成を例示する断面図である。第1の変形点として、磁束発生部1a,1bの間に複数の非磁性体124,125が設けられている点が挙げられる。
図43は本発明の第8の実施の形態にかかる永久磁石電動機の構成を、回転軸Mに垂直な方向から見た断面図である。図44は回転子1の構成をより詳細に示す断面図である。
本実施の形態においては好適な位置関係を説明する。図47は、永久磁石を埋設する埋設用穴13と、非磁性体121a,121b,122a,122bとの位置関係を例示する断面図である。なお、必ずしも厳密に埋設用穴13の両端まで永久磁石体14が埋設されている必要はない。
次に好適な寸法関係について説明する。図48は回転子1についての好適な寸法関係を例示する断面図であり、非磁性体121bの側面100や位置10Rでの埋設用穴13近傍を拡大して示している。以下では図示された部分について説明するが、位置10Pでの埋設用穴13や非磁性体121a,122a,122bについても同様に好適な寸法を採ることが望ましい。
本発明にかかる回転子1の構造は、図43及び図44に示されたものに限定されるものではない。永久磁石体14が位置10P,10Rの間に延在し、転換位置14X,14Yが位置10P,10Rの間に少なくとも一つ存在し、転換位置14X,14Yの各々近傍から、側面100近傍へと延びる磁気障壁が存在し、永久磁石体14の着磁方向が永久磁石体14の延在する方向及び回転軸Mの双方に対してほぼ直交すればよい。磁気障壁としては非磁性体121a,121b,122a,122b及びその両側の薄肉部が例示された。
上述のように、シャフト40が本体10に貫通して設けられる場合もあるが、図43、図44、図47に示されるようにシャフト40を本体10に貫通して設けることが困難な構造もある。そこで、本項ではシャフト40の望ましい構成について説明する。
相互に共通する回転軸を有する回転子を複数設けて連結してもよい。図59は固定子2を一部破断してモータを示す斜視図である。第5の実施の形態と同様に、回転子1は回転子1A,1Bに分割されている。
なお、本発明は下記のように把握することができる。固定子2と、この固定子2に対して空隙Agi,Agmを介して対向する回転子1とを備える永久磁石電動機であり、回転子は、回転軸Mを中心とする略円筒形の側面100を有する本体10を備える。そして回転軸に垂直な断面において、磁極面の境界たる位置(ここでは磁極面境界位置と称す)が側面100において設定される。そしてこれらの間で磁気障壁が延在する。
Claims (11)
- 固定子(2)と、
前記固定子に対して空隙(Agi,Agm)を介して対向する回転子(1)とを備え、
前記回転子は、
回転軸(M)を中心とする略円筒形の側面(100)を有する本体(10)と、
前記回転軸に垂直な断面において、前記側面の第1の磁極面境界位置及び第2の磁極面境界位置(10Q1〜10Q6)の間に延在し、磁束の透過を阻害する磁気障壁(101〜104,12,45,121〜125,14X,14Y)と、
前記磁気障壁を介して相互に反対側に設けられ、その各々が相互に極性が異なる第1及び第2の磁極面(11aN,11aS,11bS,11bN,14aN,14aS,14bS,14bN,14cN,14cS)を有する複数の永久磁石(11a,11b,14a,14b,14c)と
を含み、
前記本体(10)は前記磁気障壁によって、前記回転子の周方向に隣接して配置された2n(nは1以上の整数)個の磁束発生部(1a,1b)に、区分され、
隣接する前記磁束発生部の前記永久磁石の前記第1磁極面同士は、極性が相互に反対であり、
各々の前記永久磁石はその属する前記磁束発生部において
前記第1磁極面が前記固定子に対向し、
前記第2磁極面からの磁束によって、前記永久磁石と前記磁気障壁との間の前記本体部分(10m,10n)において、前記第2磁極面と同極性で、前記第1磁極面の両側から前記固定子と対向する第3磁極面(13aS1,13aS2;13bN1,13bN2)が発生し、
前記本体部分(10m,10n)は、その一部(10j,10k)が前記第1磁極面(11aN,11bS)よりも前記固定子(2)側に位置する、永久磁石電動機。 - 前記本体部分(10m,10n)には前記永久磁石(11a,11b)を埋設する埋設穴(11a0;11b0)が設けられ、
前記磁気障壁(19)の端部(101,102)と前記埋設穴の両端とは、前記回転子(1)の外周近傍において前記磁束発生部(1a,1b)をほぼ等分する位置に配置される、請求項1記載の永久磁石電動機。 - 前記磁気障壁(19)は
隣接する前記磁束発生部(1a;1b)の前記本体部分(10m,10n)を前記回転子(1)の外周において連結する薄肉部(101,102)と、
前記薄肉部に接する一端を有して延在する非磁性体(12)と
を備え、
前記埋設穴(11a0,11b0)の端の前記固定子(2)に最も近い位置での前記周方向の幅(Tm)と、隣接する一対の前記磁束発生部の間に介在する前記薄肉部の前記固定子に最も近い位置での前記周方向の幅(Tg)とはほぼ等しい、請求項2記載の永久磁石電動機。 - 前記磁気障壁(19)は
隣接する前記磁束発生部(1a,1b)の前記本体を前記回転子(1)の外周において連結する薄肉部(101,102)と、
前記薄肉部に接する一端を有して延在する非磁性体(12)と
を備え、
前記埋設穴(11a0)の端と前記回転子の外周面との間の厚さ(Bm)と、前記薄肉部の厚さ(Bg)とはほぼ等しい、請求項2記載の永久磁石電動機。 - 前記第1磁極面(11aN,11bS)と前記固定子の間の前記空隙(Agm)は、前記第3磁極面(13aS1,13aS2,13bN1,13bN2)と前記固定子(2)の間の前記空隙(Agi)よりも大きい、請求項3記載の永久磁石電動機。
- 前記本体部分(10m,10n)には前記永久磁石(11a,11b)を埋設する埋設穴(11a0,11b0)が設けられ、
前記埋設穴の端部は前記回転子(1)の周方向に沿って延在する幅広部(9a,9b)を有する、請求項1記載の永久磁石電動機。 - 前記本体部分(10m,10n)には
前記永久磁石(11a,11b)を埋設する埋設穴(11a0,11b0)と、
前記埋設穴の端部に離隔しつつ近接して設けられた非磁性体(91a,91b)と
が設けられる、請求項1記載の永久磁石電動機。 - 前記磁気障壁(19)は
隣接する前記磁束発生部(1a,1b)の前記本体部分(10m,10n)を前記回転子(1)の外周において連結する薄肉部(101,102)と、
前記薄肉部に接する一端を有して延在する非磁性体(12)と、
前記非磁性体の端部に離隔しつつ近接して設けられた非磁性体(91c)と
を備える、請求項1記載の永久磁石電動機。 - 前記磁気障壁(19)は
隣接する前記磁束発生部(1a,1b)の前記本体部分(10m,10n)を前記回転子(1)の外周において連結する薄肉部(101,102)と、
前記薄肉部に接する一端を有して延在する非磁性体(12)と、
前記非磁性体の端部に設けられ、前記第2磁極面(11aS,11bN)と同極性で前記第2磁極面に向く磁極面を有する他の永久磁石と
を持つ、請求項1記載の永久磁石電動機。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか一つの永久磁石電動機を備える冷媒圧縮機。
- 請求項1乃至請求項9のいずれか一つの永久磁石電動機を備える送風機。
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