JP2015006107A - Motor and compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイルが固定されたステータと磁石が配置されたロータとを備えるモータ及びそれを備えた圧縮機に関する。 The present invention relates to a motor including a stator to which a coil is fixed and a rotor in which a magnet is disposed, and a compressor including the motor.
モータの運転時において、コイルで発生する磁界(逆磁界)が磁石に加わると、磁石は減磁して磁力が低下することから、磁石では、重希土類元素を含有させて高保磁力化が図られている。特に近年では、重希土類元素の使用量を最小限に抑えるため、重希土類元素が磁石表面から拡散された磁石(以下、拡散磁石とも称する)がモータに使用されている。この磁石では、重希土類元素が磁石表面から拡散されるため、磁石の表面側では重希土類元素の濃度が高く保磁力が高い。一方で、磁石の中心側では表面側に比べて重希土類元素の濃度が低く保磁力が低い。そのため、例えば特許文献1では、減磁しやすい部分の保磁力を向上させるために、磁界(逆磁界)が強い部分の重希土類元素の濃度が高くなるように、拡散磁石をロータの軸方向や径方向に積層している。
When a magnetic field (reverse magnetic field) generated by a coil is applied to the magnet during motor operation, the magnet is demagnetized and the magnetic force is reduced. Therefore, the magnet can contain a heavy rare earth element to increase the coercive force. ing. Particularly in recent years, in order to minimize the amount of heavy rare earth elements used, magnets in which heavy rare earth elements are diffused from the magnet surface (hereinafter also referred to as diffusion magnets) are used in motors. In this magnet, since the heavy rare earth element is diffused from the magnet surface, the concentration of the heavy rare earth element is high and the coercive force is high on the surface side of the magnet. On the other hand, the concentration of heavy rare earth elements is lower and the coercive force is lower on the center side of the magnet than on the surface side. Therefore, for example, in
ところで、例えばスクリュー圧縮機などに使用される大型のモータでは、高い出力トルクと高い減磁耐力を要するため、磁石の厚みを大きくする必要がある(例えば5mm以上)。しかし、拡散磁石では、磁石の厚みが大きいと、磁石の中心側に重希土類元素が十分浸透せず、磁石の保磁力が低下する。そのため、厚みが大きい磁石を使用するモータに拡散磁石を使用できない問題がある。その結果、大型のモータでは十分な減磁耐力が得られない。 By the way, in a large motor used for a screw compressor, for example, high output torque and high demagnetization resistance are required, so that it is necessary to increase the thickness of the magnet (for example, 5 mm or more). However, in the diffusion magnet, if the magnet thickness is large, the heavy rare earth element does not sufficiently penetrate into the center side of the magnet, and the coercive force of the magnet is lowered. Therefore, there is a problem that a diffusion magnet cannot be used in a motor that uses a magnet having a large thickness. As a result, sufficient demagnetization resistance cannot be obtained with a large motor.
そこで、本発明の目的は、厚みが大きい磁石を使用するモータにおいて、減磁耐力を向上できるモータ及びそれを備えた圧縮機を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor that can improve the demagnetization resistance in a motor using a magnet having a large thickness, and a compressor including the motor.
本発明者らは、上記課題を解決するため、拡散磁石における磁石の厚みと保磁力の低下との関係について調査した。その結果、磁石の厚みが3mm以下の場合には、磁石の保磁力はほとんど低下しないが、磁石の厚みが3mmを超えると、磁石の保磁力が低下することを見出し、本発明を完成させた。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors investigated the relationship between the thickness of the magnet in the diffusion magnet and the decrease in coercive force. As a result, when the thickness of the magnet is 3 mm or less, the coercive force of the magnet is hardly reduced, but when the thickness of the magnet exceeds 3 mm, the coercive force of the magnet is reduced and the present invention has been completed. .
第1の発明に係るモータは、ステータと、前記ステータに対して回転可能に配置されたロータと、前記ステータに固定され、磁界を発生させるコイルと、前記コイルから発生する磁界と対向するように前記ロータに配置され、重希土類元素の濃度分布が表面側よりも中心側が低い磁石とを備えたモータにおいて、前記磁石は、一枚あたりの厚みが3mm以下の磁石が磁界と交差する方向に複数積層されたものであることを特徴とする。 A motor according to a first aspect of the present invention is configured to face a stator, a rotor arranged rotatably with respect to the stator, a coil fixed to the stator and generating a magnetic field, and a magnetic field generated from the coil. In the motor provided with the magnet disposed on the rotor and having a heavy rare earth element concentration distribution lower on the center side than on the surface side, the magnet has a plurality of magnets each having a thickness of 3 mm or less intersecting the magnetic field. It is characterized by being laminated.
第2の発明に係るモータは、第1の発明に係るモータにおいて、前記磁石は、重希土類元素が表面から拡散されることによって製造されたものであることを特徴とする。 A motor according to a second invention is the motor according to the first invention, wherein the magnet is manufactured by diffusing a heavy rare earth element from the surface.
このモータでは、重希土類元素の濃度分布が表面側よりも中心側が低い磁石、すなわち重希土類元素が表面から拡散されることによって製造された磁石(拡散磁石)の厚みが3mm以下とされているとともに、厚みが3mm以下の磁石が複数積層されている。その結果、磁石の保磁力を低下させることなく、磁石全体の厚みを大きくできる。したがって、例えば大型のモータなど厚みが大きい磁石を使用するモータに拡散磁石を使用することができ、大型のモータの減磁耐力を向上できる。 In this motor, the thickness of the heavy rare earth element concentration distribution is lower on the center side than on the surface side, that is, the magnet (diffusion magnet) manufactured by diffusing the heavy rare earth element from the surface is 3 mm or less. A plurality of magnets having a thickness of 3 mm or less are stacked. As a result, the entire thickness of the magnet can be increased without reducing the coercive force of the magnet. Therefore, for example, a diffusion magnet can be used for a motor that uses a magnet having a large thickness, such as a large motor, and the demagnetization resistance of the large motor can be improved.
第3の発明に係るモータは、第1または第2の発明に係るモータにおいて、前記複数積層された磁石のうち所定の第1磁石における重希土類元素の平均濃度が、前記第1磁石よりも前記ステータと反対側に配置された第2磁石における重希土類元素の平均濃度よりも高いことを特徴とする。 A motor according to a third invention is the motor according to the first or second invention, wherein the average concentration of heavy rare earth elements in the predetermined first magnet among the plurality of laminated magnets is higher than that of the first magnet. It is characterized by being higher than the average concentration of heavy rare earth elements in the second magnet disposed on the side opposite to the stator.
このモータでは、コイルで発生する磁界(逆磁界)が強い部分であるステータ側に、保磁力が高い磁石が配置されるので、磁石全体の減磁耐力を向上できる。 In this motor, since a magnet having a high coercive force is arranged on the stator side where the magnetic field (reverse magnetic field) generated by the coil is strong, the demagnetization resistance of the entire magnet can be improved.
第4の発明に係るモータは、第1〜第3のいずれかの発明に係るモータにおいて、前記重希土類元素が、ジスプロシウムおよびテルビウムの少なくとも一方を含むことを特徴とする。 A motor according to a fourth invention is the motor according to any one of the first to third inventions, wherein the heavy rare earth element includes at least one of dysprosium and terbium.
このモータでは、重希土類元素がジスプロシウムおよびテルビウムの少なくとも一方を含むので、磁石の保磁力をより向上できる。 In this motor, since the heavy rare earth element contains at least one of dysprosium and terbium, the coercive force of the magnet can be further improved.
第5の発明に係るモータは、第1〜第4のいずれかの発明に係るモータにおいて、前記複数積層された磁石同士が接着剤で固定されていることを特徴とする。 A motor according to a fifth aspect of the present invention is the motor according to any one of the first to fourth aspects, wherein the plurality of laminated magnets are fixed with an adhesive.
このモータでは、複数積層された磁石同士が接着剤で固定されているので、磁石同士がずれにくい。 In this motor, a plurality of laminated magnets are fixed with an adhesive, so that the magnets are not easily displaced.
第6の発明に係る圧縮機は、第1〜第5のいずれかの発明に係るモータを備えることを特徴とする。 A compressor according to a sixth aspect of the invention includes the motor according to any one of the first to fifth aspects of the invention.
この圧縮機では、例えば大型のモータなど、厚みが大きい磁石を使用するモータにおいて、減磁耐力を向上できる。 In this compressor, the demagnetization resistance can be improved in a motor using a magnet having a large thickness, such as a large motor.
第7の発明に係る圧縮機は、第6の発明に係る圧縮機において、前記圧縮機が、スクリュー圧縮機またはスクロール圧縮機であることを特徴とする。 A compressor according to a seventh aspect is the compressor according to the sixth aspect, wherein the compressor is a screw compressor or a scroll compressor.
この圧縮機では、厚みが大きい磁石を使用するモータが用いられるスクリュー圧縮機またはスクロール圧縮機において、減磁耐力を向上できる。 In this compressor, the demagnetization resistance can be improved in a screw compressor or a scroll compressor in which a motor using a magnet having a large thickness is used.
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
第1および第2の発明では、重希土類元素の濃度分布が表面側よりも中心側が低い磁石、すなわち重希土類元素が表面から拡散されることによって製造された磁石(拡散磁石)の厚みが3mm以下とされているとともに、厚みが3mm以下の磁石が複数積層されている。その結果、磁石の保磁力を低下させることなく、磁石全体の厚みを大きくできる。したがって、例えば大型のモータなど厚みが大きい磁石を使用するモータに拡散磁石を使用することができ、大型のモータの減磁耐力を向上できる。 In the first and second inventions, the thickness of the magnet (diffusion magnet) having a heavy rare earth element concentration distribution lower on the center side than the surface side, that is, a magnet manufactured by diffusing the heavy rare earth element from the surface is 3 mm or less. In addition, a plurality of magnets having a thickness of 3 mm or less are stacked. As a result, the entire thickness of the magnet can be increased without reducing the coercive force of the magnet. Therefore, for example, a diffusion magnet can be used for a motor that uses a magnet having a large thickness, such as a large motor, and the demagnetization resistance of the large motor can be improved.
第3の発明では、コイルで発生する磁界(逆磁界)が強い部分であるステータ側に、保磁力が高い磁石が配置されるので、磁石全体の減磁耐力を向上できる。 In the third invention, since the magnet having a high coercive force is arranged on the stator side where the magnetic field (reverse magnetic field) generated by the coil is strong, the demagnetization resistance of the entire magnet can be improved.
第4の発明では、重希土類元素がジスプロシウムおよびテルビウムの少なくとも一方を含むので、磁石の保磁力をより向上できる。 In the fourth invention, since the heavy rare earth element contains at least one of dysprosium and terbium, the coercive force of the magnet can be further improved.
第5の発明では、複数積層された磁石同士が接着剤で固定されているので、磁石同士がずれにくい。 In the fifth invention, the magnets stacked in a plurality are fixed with an adhesive, so that the magnets are not easily displaced.
第6の発明では、例えば大型のモータなど、厚みが大きい磁石を使用するモータにおいて、減磁耐力を向上できる。 In the sixth invention, the demagnetization resistance can be improved in a motor using a magnet having a large thickness, such as a large motor.
第7の発明では、厚みが大きい磁石を使用するモータが用いられるスクリュー圧縮機またはスクロール圧縮機において、減磁耐力を向上できる。 In the seventh invention, the demagnetization resistance can be improved in a screw compressor or a scroll compressor in which a motor using a magnet having a large thickness is used.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る圧縮機の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a compressor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[圧縮機の全体構成]
本実施形態に係る圧縮機10は、スクリュー圧縮機である。圧縮機10は、密閉型に構成されている。図1に示すように、この圧縮機10では、圧縮機構20と、圧縮機構20を駆動するモータ12とが金属製のケーシング11に収容されている。圧縮機構20は、駆動軸21を介してモータ12と連結されている。また、ケーシング11内には、図示しない冷媒回路の熱源側熱交換器又は利用側熱交換器から低圧のガス冷媒が流入されるとともに低圧ガスを圧縮機構20へ案内する低圧空間S1と、圧縮機構20から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間S2とが区画形成されている。
[Overall configuration of compressor]
The
圧縮機構20は、ケーシング11内に形成された円筒壁16と、円筒壁16の中に配置された1つのスクリューロータ40と、スクリューロータ40に噛み合う2つのゲートロータ50(図2参照)とを備えている。
The
スクリューロータ40は、略円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ40の外径は、円筒壁16の内径よりも若干小さく設定されており、スクリューロータ40の外周面が円筒壁16の内周面と摺接するように構成されている。スクリューロータ40の外周部には、スクリューロータ40の軸方向一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝41(図2参照)が複数(本実施形態では、6本)形成されている。
The
スクリューロータ40には、駆動軸21が挿通されている。駆動軸21の一端部には、モータ12のロータ14が連結されており、駆動軸21の他端部がスクリューロータ40の挿通孔47に挿通される。スクリューロータ40と駆動軸21は、キー22によって連結されている。駆動軸21は、スクリューロータ40と同軸上に配置されている。
The
圧縮機構20では、円筒壁16の内周面と、スクリューロータ40の螺旋溝41と、ゲートロータ50のゲート51とによって囲まれた空間が圧縮室23になる。スクリューロータ40の螺旋溝41は、吸入側端部において低圧空間S1に開放しており、この開放部分が圧縮機構20の吸入口24になっている。
In the
圧縮機10には、スライドバルブ(不図示)が設けられている。このスライドバルブは、円筒壁16がその周方向の2カ所において径方向外側に膨出したスライドバルブ収納部(不図示)内に設けられている。スライドバルブは、内面が円筒壁16の内周面の一部を構成するとともに、円筒壁16の軸心方向にスライド可能に構成されている。
The
スライドバルブには、圧縮室23と高圧空間S2とを連通させるための吐出口(不図示)が形成されている。つまり、圧縮室23で圧縮された冷媒は、スライドバルブの吐出口から高圧空間S2に吐出される。また、円筒壁16には、圧縮室23から低圧空間S1へ冷媒を戻すためのバイパス通路の上流端が開口しており、スライドバルブは、このバイパス通路の上流端を開閉して、圧縮機構20の容量を調整する。
The slide valve is formed with a discharge port (not shown) for communicating the
[圧縮機の動作]
図1に示すように、圧縮機10においてモータ12を起動すると、駆動軸21が回転するのに伴ってスクリューロータ40が回転する。このスクリューロータ40の回転に伴ってゲートロータ50も回転し、圧縮機構20が吸入工程、圧縮工程及び吐出工程を繰り返す。ここでは、図2において網掛けを付した圧縮室23に着目して説明する。
[Compressor operation]
As shown in FIG. 1, when the
図2(a)において、網掛けを付した圧縮室23は、低圧空間S1に連通している。また、この圧縮室23が形成されている螺旋溝41は、図2(a)の下側に位置するゲートロータ50のゲート51と噛み合わされている。スクリューロータ40が回転すると、このゲート51が螺旋溝41の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室23の容積が拡大する。その結果、低圧空間S1の低圧ガス冷媒が吸入口24を通じて圧縮室23へ吸い込まれる。
In FIG. 2A, the
スクリューロータ40がさらに回転すると、図2(b)の状態となる。図2(b)において、網掛けを付した圧縮室23は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室23が形成されている螺旋溝41は、図2(b)の上側に位置するゲートロータ50のゲート51と噛み合わされ、このゲート51によって低圧空間S1から仕切られている。そして、スクリューロータ40の回転に伴ってゲート51が螺旋溝41の終端へ向かって移動すると、圧縮室23の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室23内のガス冷媒が圧縮される。
When the
スクリューロータ40がさらに回転すると、図2(c)の状態となる。図2(c)において、網掛けを付した圧縮室23は、吐出口(不図示)を介して高圧空間S2と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ40の回転に伴ってゲート51が螺旋溝41の終端へ向かって移動すると、圧縮された冷媒ガスが圧縮室23から高圧空間S2へ押し出されてゆく。
When the
[モータ]
次に、圧縮機10のモータ12について詳しく説明する。図1及び図3に示すように、モータ12は、ステータ13と、ステータ13に対して回転可能に配置されたロータ14とを備えている。
[motor]
Next, the
ステータ13は、略円筒状であって、低圧空間S1においてケーシング11の内周面に固定されている。このステータ13は、例えば積層された複数枚の電磁鋼板からなる。このステータ13は、図3に示すように、環状のバックヨーク部17と、バックヨーク部17の内周面から径方向内側に突出した複数の歯部18とを有している。このステータ13には、磁界を発生させる複数のコイル15が固定されている。このコイル15は、いわゆる分布巻きのコイルであって、隣接する歯部18間にそれぞれ固定されている。また、ステータ13の外周面には、その一部が切り欠かれたコアカット部13aが形成されている。コアカット部13aは、低圧のガス冷媒を流通させる流通路を構成している。
The
ロータ14は、略円筒状であって、ステータ13の内側に配置されている。図4に示すように、ロータ14の内側には駆動軸21の一端部が連結されていて、駆動軸21がロータ14とともに回転軸X(図1参照)回りに回転するように構成されている。このロータ14は、例えば積層された複数枚の電磁鋼板からなる。
The
ロータ14には、略矩形状の4つのスロット61が上下方向に貫通して形成されている。各スロット61は、磁石挿通部62と、磁石挿通部62の周方向両端からロータ14の外周面側に延びる短絡防止部63とで構成されている。スロット61の上下両側の開口は、端板(不図示)によって塞がれている。4つの磁石挿通部62は、それぞれの長手方向中心位置と回転中心とを結ぶ直線が径方向であって、且つ、周方向に隣り合う磁石挿通部62の延長線同士が直交するように形成されている。
The
各スロット61の磁石挿通部62には、磁石70がそれぞれ挿通(配置)されている。磁石70は、2枚の永久磁石71、72から構成される。2枚の永久磁石71、72は、それぞれ厚みtが3mm以下である。また、2枚の永久磁石71、72は、図4に示すように、各スロット61のそれぞれにおいて径方向に積層された状態で配置されている。したがって、2枚の永久磁石71、72は、ともに厚み方向の端面がコイル15から発生する磁界と対向するように(交差するように)配置されている。なお、各スロット61に挿通された永久磁石71、72同士は、接着剤(例えば、ワニス)で固定されている。
各スロット61にそれぞれ配置される2枚の永久磁石71、72は、重希土類元素が磁石表面から拡散されることによって製造された磁石(拡散磁石)である。したがって、永久磁石71、72は、重希土類元素の濃度分布が表面側よりも中心側の方が低い。重希土類元素としては、ジスプロシウム(Dy)およびテルビウム(Tb)の少なくとも1つが用いられている。図5に示すように、ジスプロシウム(Dy)を拡散させた磁石では、従来の永久磁石に比べて、保磁力が向上する。また、テルビウム(Tb)を拡散させた磁石では、ジスプロシウム(Dy)を拡散させた磁石に比べて、保磁力がさらに向上する。一方で、ジスプロシウム(Dy)やテルビウム(Tb)の含有量が多くなるにつれて、残留磁束密度が低下し、また磁石のコストが上昇する。
The two
これら永久磁石71、72は、一枚当たりの厚みtが3mm以下であるので、重希土類元素が永久磁石71、72の磁石表面から拡散された場合に、重希土類元素が永久磁石71、72の中心側まで浸透する。したがって、これら永久磁石71、72では、重希土類元素の濃度分布が表面側と中心側においてほとんど差がない(僅かに中心側の濃度が低い)。そのため、永久磁石71、72の表面側と中心側において保磁力の差が小さく、磁石全体として高い保磁力を有する。
Since the
また、各スロット61において、これら永久磁石71、72のうち、径方向外側(ステータ側)に配置された第1磁石71における重希土類元素の平均濃度は、第1磁石71よりも径方向内側(ステータと反対側)に配置された第2磁石72における重希土類元素の平均濃度よりも高くされている。したがって、コイル15で発生する磁界(逆磁界)が強い部分であるステータ側に、保磁力が高い磁石が配置されるので、磁石70全体の減磁耐力が向上する。
In each
[実施例]
[実施例1]
次に、このモータ12に使用される永久磁石71、72における、磁石の厚みtと保磁力の低下との関係について図6を参照して説明する。
[Example]
[Example 1]
Next, the relationship between the magnet thickness t and the decrease in coercive force in the
磁石の厚みtが異なる複数のサンプルを用いて、磁石の厚みtと保磁力の低下(保磁力比)との関係を調査した。ここで、保磁力比とは、磁石の平均保磁力に対する磁石中心側の保磁力の比率を言い、この比率が下がるほど、磁石の保磁力が低下することを意味する。 Using a plurality of samples having different magnet thicknesses t, the relationship between the magnet thickness t and the reduction in coercivity (coercivity ratio) was investigated. Here, the coercive force ratio refers to the ratio of the coercive force on the magnet center side to the average coercive force of the magnet, and means that the coercive force of the magnet decreases as this ratio decreases.
各サンプルは、重希土類元素が磁石表面から拡散されることによって製造された拡散磁石であり、各サンプルは、磁石の厚みtが異なる以外の点で同じである。したがって、重希土類元素の拡散量や拡散方法は同じである。 Each sample is a diffusion magnet manufactured by diffusing heavy rare earth elements from the magnet surface, and each sample is the same except that the thickness t of the magnet is different. Therefore, the diffusion amount and diffusion method of heavy rare earth elements are the same.
ここで、平均保磁力は、図7(a)に示すように、重希土類元素を拡散させたサンプルをLmm角にカットして、磁気特性を測定することで計測される。また、磁石中心側の保磁力は、重希土類元素を拡散させたサンプルをLmm角にカットするとともに、磁石の中心側を残して磁石の厚みが所定の検査厚みXmmとなるように磁石の両端面側から研磨加工する。そして、Lmm角にカットするとともに研磨加工した磁石の磁気特性を測定することで計測される。例えば、図7(b)に示すように、磁石の厚みtがYmmのサンプルを用いる場合、その厚さ方向の両端面からサンプルを研磨加工して(図7(b)の斜線部分を研磨加工して)、磁石の厚みを所定の検査厚みXmmとし、磁気特性を測定する。 Here, as shown in FIG. 7A, the average coercive force is measured by cutting a sample in which a heavy rare earth element is diffused into Lmm squares and measuring magnetic characteristics. Further, the coercive force on the magnet center side is such that the sample in which the heavy rare earth element is diffused is cut into Lmm squares, and both end surfaces of the magnet are set so that the thickness of the magnet becomes a predetermined inspection thickness Xmm leaving the center side of the magnet. Polish from the side. And it measures by measuring the magnetic characteristic of the magnet which cut to Lmm square and was ground. For example, as shown in FIG. 7B, when a sample having a magnet thickness t of Ymm is used, the sample is polished from both end surfaces in the thickness direction (the hatched portion in FIG. 7B is polished). The magnet thickness is set to a predetermined inspection thickness X mm, and the magnetic properties are measured.
図6に示すように、磁石の厚みtが3mm以下の場合には、保磁力比(平均保磁力に対する磁石中心側の保磁力の比率)にほとんど差は見られない。したがって、磁石の厚みtが3mm以下の永久磁石では、重希土類元素の濃度分布が表面側と中心側においてほとんど差がなく、磁石全体として高い保磁力を有する。一方、磁石の厚みtが3mmを超える場合には、保磁力比に差が生じる。例えば磁石の厚みtが5mmになると、保磁力比が低下し、磁石の厚みtが7.5mmの場合には、保磁力比が非常に低下する。したがって、磁石の厚みtが3mmを超える永久磁石では、表面側と中心側における重希土類元素の濃度分布に大きな差が生じ、磁石全体として保磁力が低下する。 As shown in FIG. 6, when the magnet thickness t is 3 mm or less, there is almost no difference in the coercive force ratio (the ratio of the coercive force on the magnet center side to the average coercive force). Therefore, in a permanent magnet having a magnet thickness t of 3 mm or less, the concentration distribution of heavy rare earth elements is hardly different between the surface side and the center side, and the magnet as a whole has a high coercive force. On the other hand, when the magnet thickness t exceeds 3 mm, a difference occurs in the coercive force ratio. For example, when the magnet thickness t is 5 mm, the coercive force ratio is reduced, and when the magnet thickness t is 7.5 mm, the coercive force ratio is extremely reduced. Therefore, in a permanent magnet having a magnet thickness t exceeding 3 mm, a large difference occurs in the concentration distribution of heavy rare earth elements on the surface side and the center side, and the coercive force of the entire magnet is lowered.
[実施例2]
次に、減磁電流と減磁率との関係について図8を参照して説明する。ここで、減磁電流とは、永久磁石の磁力を減少させる方向に作用する電流を意味する。ここで、モータは、減磁電流が大きい場合でも減磁率が高い(永久磁石の磁力が減少しにくい)状態を維持できることが好ましい。
[Example 2]
Next, the relationship between the demagnetizing current and the demagnetizing factor will be described with reference to FIG. Here, the demagnetizing current means a current that acts in the direction of decreasing the magnetic force of the permanent magnet. Here, it is preferable that the motor can maintain a state in which the demagnetization rate is high (the magnetic force of the permanent magnet is difficult to decrease) even when the demagnetization current is large.
実施例に用いたモータは、本実施形態に記載のモータ12と同様の構成を有し、各スロット61には、それぞれ一枚当たりの磁石の厚みがt(例えばt=3mm)の拡散磁石が径方向に2枚積層されている。一方、比較例に用いたモータでは、各スロット61には、それぞれ厚みが2t(例えば2t=6mm)の磁石が1枚配置されている。比較例は上記の点で実施例と異なり、その他の点で実施例と同じである。
The motor used in the example has the same configuration as the
実施例のモータでは、使用される磁石の厚みtが3mm以下であるので、図6に示すように、保磁力が高い。そのため、目標の減磁電流(図8に示す目標値A)を流しても、図8に示すように減磁率はほとんど低下しなかった。すなわち、実施例のモータは、例えば本実施形態の圧縮機10(スクリュー圧縮機)のように大きな減磁電流が流れる圧縮機に用いられる場合であっても、永久磁石が減磁しにくい。一方で、比較例のモータでは、使用される磁石の厚みtが3mmより大きいので、図6に示すように、保磁力が低い。そのため、図8に示すように、目標の減磁電流(図8に示す目標値A)以下の減磁電流で減磁率が大きく低下した。すなわち、比較例のモータは、大きな減磁電流が流れる圧縮機に用いられる場合、永久磁石が大きく減磁してしまう。 In the motor of the embodiment, since the thickness t of the magnet used is 3 mm or less, the coercive force is high as shown in FIG. Therefore, even when a target demagnetizing current (target value A shown in FIG. 8) is passed, the demagnetization rate hardly decreased as shown in FIG. That is, the motor of the example is less likely to demagnetize the permanent magnet even when used in a compressor in which a large demagnetizing current flows, such as the compressor 10 (screw compressor) of the present embodiment. On the other hand, in the motor of the comparative example, since the thickness t of the magnet used is larger than 3 mm, the coercive force is low as shown in FIG. For this reason, as shown in FIG. 8, the demagnetization factor is greatly reduced at a demagnetizing current equal to or less than the target demagnetizing current (target value A shown in FIG. 8). That is, when the motor of the comparative example is used for a compressor in which a large demagnetizing current flows, the permanent magnet is greatly demagnetized.
[本実施形態のモータ及び圧縮機の特徴]
本実施形態のモータ12及び圧縮機10には、以下の特徴がある。
[Features of motor and compressor of this embodiment]
The
本実施形態のモータ12では、重希土類元素の濃度分布が表面側よりも中心側が低い磁石、すなわち重希土類元素が表面から拡散されることによって製造された磁石(拡散磁石)の厚みtが3mm以下とされているとともに、厚みtが3mm以下の磁石70が複数積層されている。その結果、磁石70の保磁力を低下させることなく、磁石70全体の厚みを大きくできる。したがって、例えば大型のモータなど厚みが大きい磁石を使用するモータに拡散磁石を使用することができ、大型のモータの減磁耐力を向上できる。
In the
また、本実施形態のモータ12では、コイル15で発生する磁界(逆磁界)が強い部分であるステータ13側に、ステータ13と反対側に配置される第2磁石72よりも保磁力が高い第1磁石71が配置されるので、磁石70全体の減磁耐力を向上できる。
Further, in the
また、本実施形態のモータ12では、重希土類元素がジスプロシウムおよびテルビウムの少なくとも一方を含むので、磁石70の保磁力をより向上できる。
Moreover, in the
また、本実施形態のモータ12では、永久磁石71、72(複数積層された磁石)同士が接着剤で固定されているので、磁石同士がずれにくい。
Moreover, in the
また、本実施形態のモータ12では、例えば大型のモータなど、厚みが大きい磁石を使用するモータにおいて、減磁耐力を向上できる。
Further, in the
また、本実施形態のモータ12では、厚みが大きい磁石を使用するモータが用いられるスクリュー圧縮機において、減磁耐力を向上できる。
Further, in the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成は、上記第1及び第2実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。なお、以下の変更形態は、適宜組み合わせて実施することも可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it should be considered that the specific configuration of the present invention is not limited to the first and second embodiments. The scope of the present invention is shown not only by the description of the above-described embodiment but also by the scope of claims for patent, and further includes meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope. Note that the following modifications can be implemented in combination as appropriate.
[変形例]
上記実施形態では、磁石70は、各スロット61において、2枚の永久磁石71、72が積層されたものであるが、3枚以上の永久磁石が積層されたものであってもよい。
[Modification]
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、平面視において磁石70及びスロット61の磁石挿通部62が矩形であるが、それに限られるものではない。例えば、平面視において磁石及びスロットの磁石挿通部が、ロータ14の外周面に沿った曲線状であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、磁石70がスロット61の磁石挿通部62に挿通されるが、それに限られるものではない。例えば、磁石がロータ14の外周面に配置(固定)されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、ロータ14に4つのスロット61が形成されるが、スロットの数は、それに限定されず、例えば2つでもよいし、6つでもよい。
In the embodiment described above, the four
また、上記実施形態では、永久磁石71、72のうち、径方向外側(ステータ側)に配置された第1磁石71における重希土類元素の平均濃度は、第1磁石71よりも径方向内側(ステータと反対側)に配置された第2磁石72における重希土類元素の平均濃度よりも高い。しかし、複数積層された磁石のうち所定の第1磁石における重希土類元素の平均濃度が、第1磁石よりもステータと反対側に配置された第2磁石における重希土類元素の平均濃度よりも高い構成を含んでいればよい。したがって、例えば各スロット61にそれぞれ3枚の永久磁石が積層される場合において、3枚の永久磁石のうち中間に配置された永久磁石における重希土類元素の平均濃度が、それよりステータと反対側の永久磁石における重希土類元素の平均濃度よりも高くてもよい。
Further, in the above embodiment, the average concentration of heavy rare earth elements in the
また、上記実施形態では、永久磁石71、72のうち、ステータ側に配置された第1磁石71における重希土類元素の平均濃度は、第1磁石71よりもステータと反対側に配置された第2磁石72における重希土類元素の平均濃度よりも高いが、同じであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, the average concentration of the heavy rare earth element in the
また、上記実施形態では、磁石70に拡散される重希土類元素は、ジスプロシウムおよびテルビウムの少なくとも一方を含むが、それに限られない。例えば、磁石70に拡散される重希土類元素は、ホルミウム(Ho)であってもよい。
In the above embodiment, the heavy rare earth element diffused into the
また、上記実施形態では、永久磁石71、72同士が接着剤で固定されるが、その固定方法は接着剤に限られるものではない。
Moreover, in the said embodiment, although
また、上記実施形態では、ステータ13に固定されるコイル15の巻線方式がいわゆる分布巻きであるが、コイルの巻線方式がコイルをステータの歯部に巻回するいわゆる集中巻きであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the winding system of the
また、上記実施形態では、ステータ13の内側にロータ14が配置されるモータ12に本発明を適用したが、ステータの外側にロータが配置されるモータに本発明を適用してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although this invention was applied to the
また、上記実施形態では、圧縮機10は、スクリュー圧縮機であるが、スクリュー圧縮機に比べると磁石の厚みが小さいが、磁石の厚みを大きくする必要がある(例えば5mm以上)圧縮機であるスクロール圧縮機に本発明を適用してもよい。これにより、磁石の厚みを大きくする必要がある圧縮機であるスクロール圧縮機において、減磁耐力を向上できる。また、ロータリ圧縮機に本発明を適用することもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the
本発明を利用すれば、厚みが大きい磁石を使用するモータにおいて、減磁耐力を向上できる。 By using the present invention, the demagnetization resistance can be improved in a motor using a magnet having a large thickness.
10 圧縮機
12 モータ
13 ステータ
14 ロータ
15 コイル
70 磁石
71 第1磁石
72 第2磁石
10
Claims (7)
前記ステータに対して回転可能に配置されたロータと、
前記ステータに固定され、磁界を発生させるコイルと、
前記コイルから発生する磁界と対向するように前記ロータに配置され、重希土類元素の濃度分布が表面側よりも中心側が低い磁石とを備えたモータにおいて、
前記磁石は、
一枚あたりの厚みが3mm以下の磁石が磁界と交差する方向に複数積層されたものであることを特徴とするモータ。 A stator,
A rotor arranged rotatably with respect to the stator;
A coil fixed to the stator and generating a magnetic field;
In a motor provided with a magnet disposed on the rotor so as to face a magnetic field generated from the coil and having a concentration distribution of heavy rare earth elements lower on the center side than on the surface side,
The magnet
A motor comprising a plurality of magnets each having a thickness of 3 mm or less stacked in a direction intersecting with a magnetic field.
重希土類元素が表面から拡散されることによって製造されたものであることを特徴とする請求項1に記載のモータ。 The magnet
The motor according to claim 1, wherein the motor is manufactured by diffusing heavy rare earth elements from the surface.
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