JP2011061902A - Electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータに磁石が設置された電動機に関する。 The present invention relates to an electric motor in which a magnet is installed on a rotor.
従来より、ステータ側に磁界を発生するコイルが配置され、そのコイルに対向するようにロータ側に複数個の永久磁石が配置された電動機が種々開発されている。永久磁石は、モータ回転子の内部に周方向等間隔に形成されたスリットにそれぞれ1枚ずつ挿入されている。 Conventionally, various electric motors have been developed in which a coil for generating a magnetic field is disposed on the stator side and a plurality of permanent magnets are disposed on the rotor side so as to face the coil. One permanent magnet is inserted into each slit formed in the motor rotor at regular intervals in the circumferential direction.
ここで、高効率なDCモータ開発に当たり、効率向上の手段の1つとして高性能な磁石の採用が行われている。高性能な磁石を製造する手法の1つとして、最近ではジスプロシウム(Dy)やテルビウム(Tb)の粒界拡散技術による高保磁力化が挙げられるが、粒界拡散技術は磁石表面に重希土類を塗布し、表面から拡散させていくため、深部になればなるほど重希土類の拡散量が少なくなり保磁力は低下していく傾向にある。 Here, in developing a high-efficiency DC motor, a high-performance magnet is used as one of the means for improving the efficiency. One of the techniques for producing high-performance magnets recently is to increase the coercive force by the grain boundary diffusion technology of dysprosium (Dy) and terbium (Tb), but the grain boundary diffusion technology applies heavy rare earth to the magnet surface. In order to diffuse from the surface, however, the deeper the depth, the smaller the amount of heavy rare earth diffused and the lower the coercive force.
そのため、モータに使用する場合に最も保磁力が必要な磁石の中心部には拡散されにくく、保磁力を十分に上げることができないという問題がある。 Therefore, when used for a motor, there is a problem in that the coercive force cannot be sufficiently increased because it is not easily diffused in the central portion of the magnet that requires the most coercive force.
従来では、磁石表面に重希土類を塗布し、粒界拡散することにより表面から拡散させていく手法で磁石を製作し、モータ回転子の1スロット当たりに一枚の磁石でモータを構成している。 Conventionally, a magnet is manufactured by applying heavy rare earth to the magnet surface and diffusing from the surface by diffusing the grain boundary, and the motor is constituted by one magnet per slot of the motor rotor. .
なお、特許文献1(特開2003−70214号公報)、および特許文献2(特開2002−262490号公報)に記載されている電動機では、重希土類が粒界拡散されていない通常の永久磁石が、渦電流損低減のために分割してロータコアのスリットに挿入された構造はあったが、重希土類を拡散した磁石は採用されておらず、当然、拡散量の分布も考慮されていない。 In addition, in the electric motors described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-70214) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-262490), a normal permanent magnet in which heavy rare earth is not grain boundary diffused is used. Although there was a structure in which it was divided and inserted into the slit of the rotor core to reduce eddy current loss, a magnet in which heavy rare earth was diffused was not adopted, and naturally the distribution of the diffusion amount was not taken into consideration.
磁石の粒界拡散時において、重希土類を基材の表面から拡散させていくため、基材の側面に近い部分では重希土類は十分拡散されるが、基材の側面から内側に入るにつれて拡散量が低減していくので、それに伴い、磁石の保磁力が低下する。 At the time of magnet grain boundary diffusion, heavy rare earth is diffused from the surface of the base material, so the heavy rare earth is sufficiently diffused in the portion near the side surface of the base material, but the diffusion amount as it enters the inside from the side surface of the base material Accordingly, the coercive force of the magnet decreases accordingly.
電動機では減磁し易い部分として、幅方向では磁石両側面が減磁し易く、軸方向における中心部分が減磁し易くなる。そのため、軸方向の減磁し易い中心部分には十分に拡散させることができないという問題がある。 As a portion that is easily demagnetized in an electric motor, both side surfaces of the magnet are easily demagnetized in the width direction, and a central portion in the axial direction is easily demagnetized. For this reason, there is a problem in that it cannot be sufficiently diffused in the central portion where it is easy to demagnetize in the axial direction.
そのための対策として素材の保磁力の高い磁石を使う必要があるが、磁石の素材の保磁力を高くすると、素材の磁束密度(Br)が低下するため、電動機の効率が低下するという問題がある。 As a countermeasure for this, it is necessary to use a magnet having a high coercive force of the material. However, if the coercive force of the material of the magnet is increased, the magnetic flux density (Br) of the material is decreased, and the efficiency of the motor is decreased. .
本発明の課題は、耐減磁力が増大することにより電動機の効率が向上する電動機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric motor in which the efficiency of the electric motor is improved by increasing the resistance to demagnetization.
第1発明の電動機は、ステータと、ロータと、コイルと、磁石とを備えている。ステータは、取付対象に固定されている。ロータは、ステータに対して回転可能に配置されている。コイルは、ステータに固定され、磁界を発生させる。磁石は、ロータに固定され、コイルから発生する磁界に対向するように配置されている。磁石は、重希土類元素が基材の表面から拡散されることによって製造されている。重希土類元素は、コイルから発生する磁界の分布が強い部分に対向する対向位置に集中している。 The electric motor of the first invention includes a stator, a rotor, a coil, and a magnet. The stator is fixed to an attachment target. The rotor is rotatably arranged with respect to the stator. The coil is fixed to the stator and generates a magnetic field. The magnet is fixed to the rotor and arranged to face the magnetic field generated from the coil. Magnets are manufactured by diffusing heavy rare earth elements from the surface of a substrate. The heavy rare earth elements are concentrated at opposing positions that face portions where the distribution of the magnetic field generated from the coil is strong.
ここでは、磁石が重希土類元素を基材の表面から拡散することによって製造され、その重希土類元素がコイルから発生する磁界の分布が強い部分に対向する対向位置に集中しているので、減磁しやすい部分の保磁力を向上できる。その結果、耐減磁力が増大することにより電動機の効率が向上する。 Here, the magnet is manufactured by diffusing heavy rare earth elements from the surface of the base material, and the heavy rare earth elements are concentrated at the opposed positions facing the portion where the magnetic field distribution generated from the coil is strong. It is possible to improve the coercivity of the portion that is easy to do. As a result, the efficiency of the electric motor is improved by increasing the resistance to demagnetization.
ステータの積厚変化への影響については、積厚が薄い方が磁界の分布の強い部分の範囲が小さくなる。そのため、磁界の分布の強い部分に対向する対向位置の割合が増加するので、重希土類元素を対向位置に集中させた効果は大きくなる。 Regarding the influence on the change in the stator thickness, the thinner the thickness, the smaller the range of the portion where the magnetic field distribution is strong. For this reason, the ratio of the opposing positions facing the portion where the magnetic field distribution is strong increases, so that the effect of concentrating heavy rare earth elements at the opposing positions is increased.
第2発明の電動機は、第1発明の電動機であって、磁石は、コイルから発生する磁界に対向するように複数個配置されている。複数個の磁石のうちの少なくとも2個は、それらの周端面のうちの一部が対向位置に位置するように配置されている。 The electric motor of the second invention is the electric motor of the first invention, and a plurality of magnets are arranged so as to face the magnetic field generated from the coil. At least two of the plurality of magnets are arranged so that a part of their peripheral end faces is located at the opposing position.
ここでは、磁石の周端面に重希土類元素の拡散量が多い領域があることに着目して、複数個の磁石のうちの少なくとも2個は、それらの周端面のうちの一部が対向位置に位置するように配置されている。これにより、複数の磁石の配置によって、減磁しやすい部分の保磁力を向上できる。 Here, paying attention to the region where the diffusion amount of heavy rare earth elements is large on the peripheral end surface of the magnet, at least two of the plurality of magnets have a part of their peripheral end surfaces in the facing position. It is arranged to be located. Thereby, the coercive force of the part which is easy to demagnetize can be improved by arrangement | positioning of a some magnet.
第3発明の電動機は、第2発明の電動機であって、少なくとも2個の磁石は、ロータの回転軸方向に並んで配置されている。 The electric motor according to a third aspect is the electric motor according to the second aspect, wherein at least two magnets are arranged side by side in the rotation axis direction of the rotor.
ここでは、少なくとも2個の磁石がロータの回転軸方向に並んで配置されているので、ロータの回転軸方向において最も減磁しやすい部分の保磁力を向上できる。 Here, since at least two magnets are arranged side by side in the direction of the rotation axis of the rotor, the coercive force of the portion most easily demagnetized in the direction of the rotation axis of the rotor can be improved.
第4発明の電動機は、第2発明または第3発明の電動機であって、少なくとも2個の磁石は、ロータの半径方向に並んで配置されている。 The electric motor according to a fourth aspect is the electric motor according to the second aspect or the third aspect, wherein at least two magnets are arranged side by side in the radial direction of the rotor.
ここでは、少なくとも2個の磁石がロータの半径方向に並んで配置されているので、重希土類元素の拡散量が多い磁石の周端面を対向位置により多く配置することが可能であり、それにより、減磁しやすい部分の保磁力をより向上できる。 Here, since at least two magnets are arranged side by side in the radial direction of the rotor, it is possible to arrange more circumferential end surfaces of magnets with a large amount of diffusion of heavy rare earth elements in opposed positions, thereby It is possible to further improve the coercivity of the portion that is easily demagnetized.
第5発明の電動機は、第1発明または第2発明の電動機であって、磁石は、コイルに対向する面に凹部および/または凸部を有している。凹部および/または凸部は、対向位置に位置するように配置されている。 The electric motor of the fifth invention is the electric motor of the first invention or the second invention, and the magnet has a concave portion and / or a convex portion on a surface facing the coil. The concave portion and / or the convex portion are arranged so as to be located at the opposing positions.
ここでは、磁石におけるコイルに対向する面に形成された凹部および/または凸部が対向位置に位置するように配置されているので、磁石の表面積を部分的に拡大して凹凸周辺の重希土類元素の拡散量を増加させることが可能になり、減磁しやすい部分の保磁力を向上できる。 Here, since the concave portion and / or the convex portion formed on the surface of the magnet facing the coil are located at the facing position, the surface area of the magnet is partially enlarged to increase the heavy rare earth element around the concave and convex portions. Can be increased, and the coercive force of the portion that is easily demagnetized can be improved.
第6発明の圧縮機は、密閉された筒状のケーシングと、第1発明から第5発明のいずれかに記載の電動機とを備えている。電動機は、ステータがケーシングの内壁に固定された状態で、ケーシングに格納されている。 A compressor according to a sixth aspect of the invention includes a sealed cylindrical casing and the electric motor according to any one of the first to fifth aspects of the invention. The electric motor is stored in the casing in a state where the stator is fixed to the inner wall of the casing.
ここでは、圧縮機に格納された電動機の磁石が重希土類元素が基材の表面から拡散されることによって製造され、その重希土類元素がコイルから発生する磁界の分布が強い部分に対向する対向位置に集中しているので、減磁しやすい部分の保磁力を向上できる。また、圧縮機の効率も向上できる。 Here, the magnet of the electric motor stored in the compressor is manufactured by diffusing heavy rare earth elements from the surface of the base material, and the heavy rare earth elements are opposed to the portion where the distribution of the magnetic field generated from the coil is strong. Since it concentrates on the coercive force, the coercive force of the portion that is easily demagnetized can be improved. In addition, the efficiency of the compressor can be improved.
第1発明によれば、減磁しやすい部分の保磁力を向上できる。その結果、耐減磁力が増大することにより電動機の効率が向上する。 According to the first invention, it is possible to improve the coercivity of a portion that is easily demagnetized. As a result, the efficiency of the electric motor is improved by increasing the resistance to demagnetization.
第2発明によれば、複数の磁石の配置によって、減磁しやすい部分の保磁力を向上できる。 According to the second aspect of the present invention, the coercivity of the portion that is easily demagnetized can be improved by the arrangement of the plurality of magnets.
第3発明によれば、ロータの回転軸方向において最も減磁しやすい部分の保磁力を向上できる。 According to the third invention, it is possible to improve the coercive force of the portion that is most likely to be demagnetized in the rotation axis direction of the rotor.
第4発明によれば、ロータの軸方向および半径方向に磁石が多数配置されることによって、減磁しやすい対向位置の部分の保磁力をより向上できる。 According to the fourth aspect of the present invention, the coercive force of the portion at the opposite position where the demagnetization is likely can be further improved by arranging a large number of magnets in the axial direction and the radial direction of the rotor.
第5発明によれば、磁石に形成された凹凸によって減磁しやすい部分の保磁力を向上できる。 According to the fifth aspect, the coercivity of the portion that is likely to be demagnetized by the unevenness formed in the magnet can be improved.
第6発明によれば、電動機の減磁しやすい部分の保磁力を向上でき、その結果、圧縮機の効率も向上できる。 According to the sixth aspect of the invention, the coercive force of the portion of the electric motor that is likely to be demagnetized can be improved, and as a result, the efficiency of the compressor can also be improved.
つぎに本発明の電動機の実施形態を図面を参照しながら説明する。
〔実施形態〕
図1〜2示される密閉型圧縮機1は、空気調和機の冷媒を圧縮するために用いられるものであり、ケーシング2と、電動機3と、圧縮機構4と、アキュームレータ5と、シャフト6とを備えている。電動機3、圧縮機構4およびシャフト6は、ケーシング2の内部に収納されている。
Next, an embodiment of an electric motor of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment
The
密閉された筒状のケーシング2は、筒状部10と、筒状部10の上下の開口端を閉じる一対の鏡板11、12とを有している。ケーシング2の筒状部10は、後述する電動機3のステータ8およびロータ9を収納している。
The sealed
<電動機3の構成>
電動機3は、環状のステータ8(固定子)と、ステータ8の内部空間8aに回転自在に配置されたロータ9(回転子)と、複数のコイル38と、複数の磁石35、36とを備えている。電動機3は、ステータ8がケーシング2の内壁に固定された状態で、ケーシング2に格納されている、
ロータ9は、シャフト6に連結され、シャフト6とともに回転することが可能であり、ステータ8に対して回転可能に配置されている。
<Configuration of
The
The
ステータ8は、ケーシング2の筒状部10に複数個所を溶接することにより固定されている。複数の溶接部分7は、筒状部10の外周部に等間隔に形成されている。
The
複数のコイル38は、ステータ8の環状のヨーク部40から内向きに伸びる複数(例えば9本)のティース37に巻かれて固定されている。複数のコイル38に通電されることにより磁界が発生する。
The plurality of
図1〜3に示されるように、磁石35、36は、ロータ9の軸方向に延びる複数(例えば6箇所)のスロット9aに、それぞれシャフト6の方向に並んで挿入されて固定され、コイル38から発生する磁界に対向するように配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
また、図4(a)〜(d)に示されるように、磁石35、36は、重希土類元素が基材の表面から拡散され、基材の粒界間に重希土類元素が入り込むことによって製造されている。
Also, as shown in FIGS. 4A to 4D, the
磁石35、36の基材は、例えば、鉄系材料などである。
The base material of the
基材内部にに拡散される重希土類元素は、例えば、ジスプロシウム(Dy)やテルビウム(Tb)、ホルミウム(Ho)の少なくとも1種から選ばれた材料などである。 The heavy rare earth element diffused inside the substrate is, for example, a material selected from at least one of dysprosium (Dy), terbium (Tb), and holmium (Ho).
図3に示されるように、重希土類元素は、コイル38から発生する磁界の分布が強い中心部分CTに対向し、逆磁界が最もかかりやすい対向位置Iに集中している。すなわち、図3および図4(c)〜(d)の磁石35、36の幅方向および厚さ方向の断面図では、磁石35、36の基材表面から内部へ重希土類元素が拡散されるが、図中の表面の色が濃い部分において拡散量が多く、中心部へ行くにしたがって色が薄くなるにしたがって、拡散量が少なくなっている(図3〜4において拡散量の程度を色の濃さで段階的に示した高拡散領域H、中拡散領域M、低拡散領域Mご参照)。これにより、逆磁界が最もかかりやすく、最も減磁しやすい対向位置Iの部分に拡散量の多い高拡散領域Hを配置でき、保磁力を向上できる。
As shown in FIG. 3, heavy rare earth elements are opposed to the central portion CT where the distribution of the magnetic field generated from the
図3〜4に示されるように、本実施形態の磁石35、36は、コイル38から発生する磁界に対向するように、シャフト6の軸方向に上下2個並んで配置されている。これにより、磁石35、36は、それらの周端面のうちの互いに対向する面付近の高拡散領域Hが対向位置Iに位置するように配置される。これにより、複数の磁石35、36の配置によって、減磁しやすい対向位置Iの部分の保磁力を向上できる。
As shown in FIGS. 3 to 4, the
ステータ8は、ケーシング2の筒状部10との間に隙間13を確保した状態で、複数の溶接部分7の箇所でスポット溶接されている。これにより、ステータ8の振動は、ケーシング2に伝わりにくくなっている。
The
<圧縮機構4の構成>
圧縮機構4は、図1および図5に示されるように、ブレード22を有する揺動ピストン21と、ブレード22を揺動可能に支持するブッシュ23と、シリンダ27とを有している。シリンダ27は、揺動ピストン21を収納するシリンダ室24、ブッシュ23が回転自在に挿入されたブッシュ孔25、およびブッシュ孔25に連通する給油連通孔26を有している。
<Configuration of
As shown in FIGS. 1 and 5, the
揺動ピストン21は、電動機3の回転駆動力を受けてシャフト6の偏心部6aが偏心して回転することによって、シリンダ室24の内部で揺動し、これによって、吸入管28から吸入された冷媒をシリンダ室24内部で圧縮する。圧縮された冷媒は、ケーシング2の内部を通って上昇し、吐出管29から吐出される。
The
シリンダ27は、下部ブロック27aと、上部ブロック27bとを有している。シリンダ27は、マウンティングプレート30にネジ止めされている。マウンティングプレート30は、マウンティングプレート接合部31によってケーシング2の筒状部10に固定されている。マウンティングプレート接合部31は、スポット溶接により形成されている。
The
<特徴>
(1)
実施形態の電動機3では、図3に示されるように、重希土類元素は、コイル38から発生する磁界の分布が強い中心部分CTに対向する対向位置Iに集中している。これにより、逆磁界が最もかかりやすく、最も減磁しやすい対向位置Iの部分に、重希土類元素の拡散量が多い高拡散領域Hを配置できる。その結果、磁石35、36の保磁力を向上できる。
<Features>
(1)
In the
(2)
また、実施形態の電動機3では、図3〜4に示されるように、本実施形態の磁石35、36は、コイル38から発生する磁界に対向するように、シャフト6の軸方向に上下2個並んで配置されている。これにより、磁石35、36は、それらの周端面のうちの互いに対向する面付近の重希土類元素の拡散量が多い高拡散領域Hが対向位置Iに位置するように配置されている。これにより、複数の磁石35、36の配置によって、減磁しやすい対向位置Iの部分の保磁力を向上できる。
(2)
Further, in the
しかも、磁石35、36を2つに分割することによって寸法精度が良くなり、また、渦電流による損失も低減できる。
In addition, by dividing the
(3)
ここで、比較例として図6に示されるロータ9のスロット9aにおいて、重希土類元素が拡散された1枚の磁石135が挿入された電動機を見た場合、重希土類元素は、コイル38から発生する磁界の分布が強い中心部分CTに対向する対向位置Iにおいては、拡散量が低くなっている(すなわち、高拡散領域Hが少なく、低拡散領域Lが多い)ので、それに伴って磁石の保磁力の向上が困難である。
(3)
Here, when a motor in which one
それに対して、本実施形態の電動機3では、1枚の粒界拡散磁石を用いる代わりに、2枚の粒界拡散磁石に分割したことにより、高拡散領域Hを対向位置Iに配置でき、の磁石の保持力の向上を達成できる。
On the other hand, in the
なお、本明細書でいう「分割」とは、2個以上の小さな磁石が並んで配置されていることを理解容易にするために便宜上用いた表現である。前述のように、2枚の磁石35、36は、個々に、重希土類元素の粒界拡散処理が施されたものであり、従来品のような1枚の磁石を粒界拡散処理したものを、処理後に分割して製造されたものでないことはいうまでもない。
Note that “divided” as used in this specification is an expression used for convenience to facilitate understanding that two or more small magnets are arranged side by side. As described above, the two
これにより、2個の磁石35、36の電動機3の軸方向に境界面を配置することにより、軸方向中心部である対向位置Iに粒界拡散面(すなわち、高拡散領域H)を多く配置することが可能になっている。
Thereby, by arranging the boundary surface in the axial direction of the
これによって、軸方向中心部に粒界拡散面を配置することができるので、軸方向中心部の磁石保磁力が増加し耐減磁力が増加する。そのため、基材の保磁力を低くすることができるので、基材の磁束密度(Br)が高い材料を使用することができるので、モータ効率が良くなる。また、磁石の分割を行ったことにより、磁石の渦電流による損失が小さくなる。 As a result, the grain boundary diffusion surface can be disposed in the axially central portion, so that the magnet coercive force at the axially central portion increases and the demagnetization resistance increases. Therefore, since the coercive force of the base material can be lowered, a material having a high magnetic flux density (Br) of the base material can be used, and the motor efficiency is improved. Further, since the magnet is divided, the loss due to the eddy current of the magnet is reduced.
(4)
さらに、実施形態の電動機3では、少なくとも2個の磁石35、36は、ロータ9の回転軸方向に並んで配置されているので、ロータ9に配置された磁石35、36における、ロータ9の回転軸方向において最も減磁しやすい対向位置Iの部分の保磁力を向上できる。
(4)
Furthermore, in the
(5)
実施形態の密閉型圧縮機1では、電動機3は、ステータ8が密閉された筒状のケーシング2の内壁に固定された状態で、ケーシング2に格納されているので、磁石35、36の最も減磁しやすい対向位置Iの部分の保磁力を向上でき、電動機3のモータ効率を向上することができるので、その結果、圧縮機の効率を向上することができる。
(5)
In the
<変形例>
(A)
上記実施形態の磁石35、36は、図4に示されるように、同一の直方体形状であり、それらの対向面37は磁石の幅方向に平行に延びているが、本発明はこれに限定されるものではない。
<Modification>
(A)
As shown in FIG. 4, the
本発明の変形例として、図7〜8に示されるように、磁石35、36の対向面として、磁石の幅方向に対して傾斜した斜めに延びる対向面38(図7参照)、または磁石の幅方向に対して階段状に延びる対向面39(図8参照)になるようにしてもよい。
As a modification of the present invention, as shown in FIGS. 7 to 8, as the opposing surfaces of the
これらの場合、対向面38、39の長さが、前記実施形態のような磁石の幅方向に平行に延びる対向面37(図4参照)の場合よりも長くなるので、高拡散領域Hをより多く配置できる。その結果、逆磁界が最もかかりやすく、最も減磁しやすい対向位置Iの部分に高拡散領域Hをより多く配置でき、保磁力をさらに向上できる。 In these cases, the length of the facing surfaces 38 and 39 is longer than that of the facing surface 37 (see FIG. 4) extending in parallel with the width direction of the magnet as in the above-described embodiment. Many can be placed. As a result, more high diffusion regions H can be disposed in the portion of the facing position I where the reverse magnetic field is most easily applied and is most likely to be demagnetized, and the coercive force can be further improved.
(B)
上記実施形態の磁石35、36は、コイル38から発生する磁界に対向するように上下2個だけ配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、3個以上の磁石を上下に並べて配置してもよい。
(B)
In the above embodiment, only two
すなわち、図9に示されるように、本発明の変形例として、それぞれ重希土類元素の粒界拡散処理が施された4個の磁石41、42、43、44を上下に並べて配置し、そのうちの2個の磁石42、43は、それらの周端面のうちの一部の高拡散領域Hが対向位置Iに位置するように配置さればよい。この場合も、複数の磁石41、42、43、44の配置によって、減磁しやすい対向位置Iの部分の保磁力を向上できる。
That is, as shown in FIG. 9, as a modification of the present invention, four
また、4分割の磁石41〜44は、前記実施形態の2分割の磁石35、36よりも寸法が小さいので、重希土類元素を中心部に近いところまでより多く拡散させることが可能である。
Further, since the four-divided magnets 41 to 44 are smaller in size than the two-divided
しかも、磁石41〜44の4分割によって寸法精度がさらに良くなり、また、渦電流による損失もさらに低減できる。 In addition, the dimensional accuracy is further improved by the division of the magnets 41 to 44, and the loss due to the eddy current can be further reduced.
(C)
上記実施形態の磁石35、36は、コイル38から発生する磁界に対向するように上下に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロータ9の半径方向(すなち、磁石の厚さ方向)に並んで配置してもよい。
(C)
The
すなわち、図10に示されるように、本発明の変形例として、それぞれ重希土類元素の粒界拡散処理が施された6個の磁石51、52、53、54、55、56を上下方向に4個、そのうち軸方向中心近くでは磁石の厚さ方向に2個に並べて配置している。このような配置によって、軸方向中心近くの4個の磁石52、53、54、55を、それらの周端面のうちの一部の高拡散領域Hが対向位置Iに位置するように配置することが可能である。この場合、ロータ9の軸方向および半径方向に磁石51〜56が多数配置されることによって、重希土類元素の拡散量が多い高拡散領域Hがある磁石52、53、54、55の周端面を対向位置Iにより多く配置することが可能であり、それにより、減磁しやすい対向位置Iの部分の保磁力をより向上できる。
That is, as shown in FIG. 10, as a modification of the present invention, six
また、6個に分割された磁石51〜56は、前記実施形態の2分割の磁石35、36よりも寸法が小さいので、重希土類元素を中心部に近いところまでより多く拡散させることが可能である。とくに、軸方向中心近くの4個の磁石52、53、54、55は、それらの厚さが他の磁石51、56の厚さの半分なので、他の磁石51、56よりも重希土類元素を深く拡散させることが可能である(図10の高拡散領域H参照)。
Moreover, since the
しかも、磁石51〜56の6分割によって寸法精度がさらに良くなり、また、渦電流による損失もさらに低減できる。
Moreover, the dimensional accuracy is further improved by dividing the
(D)
さらに、上記実施形態の磁石35、36は、コイル38から発生する磁界に対向するように上下2個分割されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、1枚の磁石であっても、重希土類元素がコイル38から発生する磁界の分布が強い中心部分CTに対向する対向位置Iに集中していればよい。
(D)
Furthermore, although the
すなわち、本発明のさらに他の変形例として、図11に示されるように、1枚の磁石61は、コイル38に対向する面に凹部として磁石の幅方向と平行に延びる溝62を有しており、この溝62は、対向位置Iに位置するように磁石61の軸方向中心付近に配置されている。
That is, as still another modification of the present invention, as shown in FIG. 11, one
磁石61の軸方向中心付近の溝62の凹凸面によって、磁石61の表面積を部分的に拡大することが可能になり、溝62周辺の重希土類元素の拡散量を増加させることが可能になる(図11(c)、(d)の対向位置I付近の高拡散領域H参照)。これにより、減磁しやすい対向位置Iの部分の保磁力を向上できる。
The uneven surface of the
(E)
また、1枚の磁石表面に凹凸を付ける形態を用いた本発明の他の変形例として、図12に示されるように、1枚の磁石71は、コイル38に対向する面に凹部として磁石の幅方向と平行に並ぶ2個の円形凹部72を有しており、この円形凹部72は、対向位置Iに位置するように磁石61の軸方向中心付近に配置されている。
(E)
Further, as another modification of the present invention using a form in which the surface of one magnet is uneven, as shown in FIG. 12, one
この場合も、磁石61の軸方向中心付近の円形凹部72の凹凸面によって、磁石61の表面積を部分的に拡大することが可能になり、溝62周辺の重希土類元素の拡散量を増加させることが可能になる(図12(c)、(d)の対向位置I付近の高拡散領域H参照)。これにより、減磁しやすい対向位置Iの部分の保磁力を向上できる。
Also in this case, the surface area of the
なお、図11〜12に示す変形例は、1枚の磁石表面に凹凸を付ける形態の一例にすぎず、他の形態であっても、凹部および/または凸部が対向位置Iに位置するように配置されていれば(例えば、小さい凹凸を連続して付ける形態など)、磁石の表面積を部分的に拡大することが可能になり、重希土類元素の拡散量を対向位置I周辺で部分的に増加させることが可能になる。 11 to 12 is only an example of a configuration in which the surface of one magnet is provided with irregularities, and the concave portion and / or the convex portion are positioned at the facing position I even in other configurations. (For example, a form in which small irregularities are continuously applied), the surface area of the magnet can be partially enlarged, and the diffusion amount of heavy rare earth elements can be partially increased around the opposing position I. It becomes possible to increase.
(F)
さらに、本発明のさらに他の変形例として、1枚の磁石の表面に凹凸を設けずに、図13に示されるように、重希土類元素の粒界拡散処理の工程において、1枚の磁石81における軸方向における対向位置I付近の領域82に重希土類元素を集中して拡散するようにしてもよい。
(F)
Furthermore, as yet another modification of the present invention, one
この場合も、領域82周辺の重希土類元素の拡散量を増加させることが可能になり(図13(c)、(d)の対向位置I付近の高拡散領域H参照)。その結果、減磁しやすい対向位置Iの部分の保磁力を向上できる。 Also in this case, it is possible to increase the diffusion amount of heavy rare earth elements around the region 82 (see the high diffusion region H near the facing position I in FIGS. 13C and 13D). As a result, it is possible to improve the coercive force of the portion at the facing position I that is likely to be demagnetized.
重希土類元素を領域82に集中して拡散する方法としては、例えば、領域82の周囲にマスキングをした状態で重希土類元素を拡散するなど、種々の方法を採用することが可能である。
As a method of concentrating and diffusing the heavy rare earth element in the
本発明は、ロータに磁石が設置された電動機、およびその電動機を備えた密閉型圧縮機に種々適用することが可能である。 The present invention can be variously applied to an electric motor in which a magnet is installed on a rotor and a hermetic compressor including the electric motor.
1 密閉型圧縮機
2 ケーシング
3 電動機
6 シャフト
8 ステータ
9 ロータ
35、36 磁石
38 コイル
41〜44 磁石
51〜56 磁石
61、71、81 磁石
62 溝
72 円形凹部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
ステータ(8)に対して回転可能に配置されたロータ(9)と、
ステータ(8)に固定され、磁界を発生させるコイル(38)と、
ロータ(9)に固定され、コイル(38)から発生する磁界に対向するように配置された磁石(35、36、41〜44、51〜56、61、71、81)と、
を備えた電動機において、
前記磁石は、重希土類元素が基材の表面から拡散されることによって製造され、
前記重希土類元素は、前記コイル(38)から発生する磁界の分布が強い部分に対向する対向位置に集中している、
電動機(3)。 A stator (8) fixed to an attachment target;
A rotor (9) arranged rotatably with respect to the stator (8);
A coil (38) fixed to the stator (8) and generating a magnetic field;
Magnets (35, 36, 41-44, 51-56, 61, 71, 81) fixed to the rotor (9) and arranged to face the magnetic field generated from the coil (38);
In an electric motor with
The magnet is manufactured by diffusing heavy rare earth elements from the surface of the substrate,
The heavy rare earth element is concentrated at a facing position facing a portion where the distribution of the magnetic field generated from the coil (38) is strong.
Electric motor (3).
複数個の前記磁石のうちの少なくとも2個は、それらの周端面のうちの一部が前記対向位置に位置するように配置されている、
請求項1に記載の電動機(3)。 A plurality of the magnets (35, 36, 41-44, 51-56) are arranged to face the magnetic field generated from the coil (38),
At least two of the plurality of magnets are arranged such that a part of their peripheral end faces is located at the facing position.
The electric motor (3) according to claim 1.
請求項2に記載の電動機(3)。 At least two of the magnets (35, 36, 41 to 44, 51 to 56) are arranged side by side in the rotation axis direction of the rotor (9).
The electric motor (3) according to claim 2.
請求項2または3に記載の電動機(3)。 At least two of the magnets (51 to 56) are arranged side by side in the radial direction of the rotor (9),
The electric motor (3) according to claim 2 or 3.
前記凹部および/または凸部(62、72)は、前記対向位置に位置するように配置されている、
請求項1または2に記載の電動機(3)。 The magnet (61, 71) has a concave portion and / or a convex portion (62, 72) on a surface facing the coil (38),
The concave portion and / or the convex portion (62, 72) is disposed so as to be located at the facing position.
The electric motor (3) according to claim 1 or 2.
請求項1から5のいずれかに記載の電動機(3)とを備えており、
前記電動機(3)は、ステータ(8)が前記ケーシング(2)の内壁に固定された状態で、前記ケーシング(2)に格納されている、
圧縮機(1)。 A sealed cylindrical casing (2);
An electric motor (3) according to any one of claims 1 to 5,
The electric motor (3) is stored in the casing (2) in a state where the stator (8) is fixed to the inner wall of the casing (2).
Compressor (1).
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