CN104426266B - 永磁型电动机、使用其的压缩机及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供使用轮辐形磁铁的永磁型电动机，能够减少永久磁铁的漏磁通且实现转矩、效率的提高。为了实现所述目的，本发明的永磁型电动机包括：定子，其具有多个齿；以及转子，其配置为相对于该定子而在径向上隔开间隙，其中，所述转子通过被磁化为S极侧的S极芯材和被磁化为N极侧的N极芯材彼此在轴向上组合而构成，所述S极芯材形成有多个向周向外侧凸起的S侧凸部，并且所述N极芯材形成有多个向周向外侧凸起的N侧凸部，通过组合所述S极芯材与所述N极芯材，各自的所述S侧凸部与所述N侧凸部以彼此相异的方式配置，在以彼此相异的方式配置的所述S侧凸部与所述N侧凸部之间，以S侧凸部侧为S极且N侧凸部侧为N极的方式配置有凸部用永久磁铁。

Description

永磁型电动机、使用其的压缩机及制冷循环装置

技术领域

本发明涉及永磁型电动机、使用该永磁型电动机的压缩机、以及制冷循环装置。

背景技术

在永磁型电动机中，广泛采用在转子中埋设永久磁铁的Interior PermanentMagnet(以下称作IPM)构造。在IPM构造中，根据磁铁***孔的配置方法决定能最大限度确保的磁铁表面积的大小。为了实现马达的小形化、转矩提高以及效率提高，需要在转子剖面的有限空间内尽可能增大磁铁表面积，作为针对此的手段，有日本特开平6-245451所公开的在周向上配置起磁后的磁铁的技术(以下，称作轮辐形磁铁配置)。

通过采用轮辐形磁铁配置，能够确保磁通产生面是在径向上延伸的面。因此，与将磁铁***孔配置为大致V字状且沿着径向***起磁后的磁铁的方法相比较，具有容易增大磁铁表面积的优点。该优点在磁铁由多极构成的情况下尤其有效，无需减少单位极的磁铁表面积就能够增加极数(磁铁个数)。即，能够与极数的增加成比例地增加从转子产生的磁通量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-245451号公报

发明概要

发明要解决的课题

然而，如图9所示，在采用轮辐形磁铁配置的情况下，出于确保转子铁心2针对离心力的强度，需要在磁铁的径向内周侧设置芯材内周连结部101。因此，在芯材内周连结部101的局部产生漏磁通，存在无法获得与磁铁表面积相应的磁通量的问题。

作为针对该问题的解决对策，具有图10的结构。在图10中，利用非磁性体构成芯材内周连结部101，以极为单位使转子铁心2成为分层芯材2a、2b、…2h，从而消除磁铁的径向内周侧的磁短路。通过采用上述结构，能够抑制芯材内周连结部101的漏磁通，能够确保与磁铁表面积相应的磁通量。但是，在采用图10的结构的情况下，为了将分层芯材2紧固于芯材内周连结部101而需要楔102，该部分的强度确保成为问题。同时，需要在芯材内周连结部101设置楔形的凹部(或者凸部)，存在成形/加工困难这样的问题。

另外，作为图9、图10的结构共同的课题，能够列举出，越是在径向上增长轮辐形磁铁，永久磁铁的起磁越是变得困难。

发明内容

本发明的目的在于，在使用轮辐形磁铁的永磁型电动机中，减少永久磁铁的漏磁通，实现转矩提高/效率提高。

解决方案

为了实现所述目的，本发明的特征在于：

一种永磁型电动机，其包括：定子，其具有多个齿；以及转子，其配置为相对于该定子在径向上隔开间隙，其中，

所述转子通过被磁化为S极侧的S极芯材和被磁化为N极侧的N极芯材彼此在轴向上组合而构成，

所述S极芯材形成有多个向周向外侧凸起的S侧凸部，并且所述N极芯材形成有多个向周向外侧凸起的N侧凸部，通过组合所述S极芯材与所述N极芯材，从而所述S极芯材与所述N极芯材各自的所述S侧凸部与所述N侧凸部以彼此相异的方式配置，

在以彼此相异的方式配置的所述S侧凸部与所述N侧凸部之间，以S侧凸部侧为S极且N侧凸部侧为N极的方式配置有凸部用永久磁铁。

发明效果

根据本发明，在使用轮辐形磁铁的永磁型电动机中，能够抑制永久磁铁的漏磁通，能够实现转矩提高/效率提高。

所述以外的课题、结构以及效果由以下实施方式的说明予以明确。

附图说明

图1是立体地示出发明的第一实施例中的永磁型电动机的、定子与转子的周向1/4部分的图。

图2A是对本发明的第一实施例中的转子的、S极芯材2S与N极芯材2N的组装方法进行说明的图。

图2B是对本发明的第一实施例中的转子的、S极芯材2S与N极芯材2N的组装方法进行说明的图。

图3A是利用与旋转轴垂直的横剖面示出本发明的第一实施例中的永磁型电动机的转子的局部剖视图。

图3B是利用沿着旋转轴的纵剖面示出本发明的第一实施例中的永磁型电动机的转子的局部剖视图。

图4是立体地示出本发明的第一实施例中的永磁型电动机的、定子与转子的周向1/4部分的图。

图5是立体地示出本发明的第二实施例中的永磁型电动机的、定子与转子的周向1/4部分的图。

图6A是利用与旋转轴垂直的横剖面示出本发明的第三实施例中的永磁型电动机的转子的局部剖视图。

图6B是利用沿着旋转轴的纵剖面示出本发明的第三实施例中的永磁型电动机的转子的局部剖视图。

图7是立体地示出本发明的第四实施例中的永磁型电动机的、定子与转子的周向1/4部分的图。

图8是本发明的第五实施例中的压缩机的剖面结构图。

图9是利用与旋转轴垂直的横剖面示出与本发明进行比较的第一比较例中的永磁型电动机的定子与转子的局部剖视图。

图10是利用与旋转轴垂直的横剖面示出与本发明进行比较的第二比较例中的永磁型电动机的转子的局部剖视图。

附图标记说明如下：

1…转子；2…转子铁心；2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h…转子铁心凸部；2S…S极侧芯材；2N…N极侧芯材；3、3a、3b…在周向上被起磁后的永久磁铁；3Z…在轴向上被起磁后的永久磁铁；4…永久磁铁收容孔；5…铆接用铆钉；6…轴体或者曲轴；7a、7b…狭缝；8a、8b…肋；9…定子；10…定子铁心；11…齿；12(12u1、12u2、12v1、12v2、12w1、12w2)…定子线圈；13…固定涡盘构件；14…端板；15…漩涡状卷板；16…回旋涡盘构件；17…端板；18…漩涡状卷板；19(19a、19b)…压缩室；20…排出口；21…框架；22…压力容器；23…排出管；24…平衡重块；25…贮油部；26…油孔；27…滑动轴承；30…端子箱；101、101N、101S…芯材内周连结部；102…楔；103…永磁式马达；104…励磁绕组；105a、105b…芯材内周空穴

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。在以下说明中，对相同的结构要素标注相同的附图标记。这些附图标记的名称以及功能相同，省略重复说明。另外，在以下说明中，以内转子作为对象，但本发明的效果不限定于内转子，也能够应用于具有相同结构的外转子。另外，定子的绕线方式既可以是同心绕法，也可以是分布绕法。另外，转子的极数、定子线圈的相数也不限定于实施例的结构。另外，在以下说明中，以变换器驱动的永磁式马达作为对象，但本发明也能够应用于自起动型永磁式马达。

(实施例1)

以下，使用图1～图4对本发明的第一实施例进行说明。图1是立体地示出本实施例中的永磁型电动机的、定子与转子的周向1/4部分的图。图2是对图1的转子的组装方法进行说明的图。图3A是利用与旋转轴垂直的横剖面示出图1、2的转子的局部剖视图。图3B是利用沿着旋转轴的纵剖面示出图3A的转子的局部剖视图。图4示出在图1的永磁型电动机设置有狭缝的图，且是立体地示出与图1相同的定子与转子的周向1/4部分的图。

如图1所示，在本实施例的永磁型电动机中，在定子9的内周侧具备转子1。转子1以相对于定子9隔开间隙G的方式由未图示的轴承保持为旋转自如。定子9由定子铁心10与卷绕于齿11的定子线圈12构成。定子线圈12在周向上依次配置有三相绕组U、V、W。U相、V相以及W相的各相连接有线圈。在此，图示了三个线圈12u1、12v1、12w1，但相同地，U、V、W各相线圈的另外三组、即12u2、12v2、12w2、12u3、12v3、12w3、12u4、12v4、12w4分开卷绕于各齿11，构成同心卷绕的永磁型电动机。因此，在定子9设置有12处齿11以及槽。转子1包括具备永久磁铁收容孔4的转子铁心2和以构成8极(极对数p＝4)的方式配置的永久磁铁3。永久磁铁3上所记载的箭头的方向表示磁铁的磁化方向。

为了防止因离心力而导致的永久磁铁3飞散，在永久磁铁3的径向外周侧端部设置有相对于转子铁心2在周向上凸起的肋8a。由于肋8a成为永久磁铁的磁通的短接通路并使漏磁通增加，因此如图1那样在周向上设置有适当宽度的间隙，以便抑制漏磁通。在转子1的中心部形成有供轴体(旋转轴、输出轴)6贯通的贯通孔6a，在贯通孔6a中穿过有轴体6。

如图2A、图2B所示，本实施例的永磁型电动机的转子1通过被磁化为S极侧的S极芯材2S和被磁化为N极侧的N极芯材2N彼此在轴向上组合而构成，在S极芯材2S形成有向周向外侧凸起的S侧凸部2b、2d、2f、2h(在图1中仅图示2b)，并且在N极芯材形成有向周向外侧凸起的N侧凸部2a、2c、2e、2g(在图1中仅图示2a)，通过组合S极芯材与N极芯材，各个S侧凸部2b、2d、2f、2h与N侧凸部2a、2c、2e、2g以彼此相异的方式配置。

并且，在以彼此相异的方式配置的S侧凸部与N侧凸部之间配置有凸部用永久磁铁3a、3b、3c…，该永久磁铁以S侧凸部侧为S极且N侧凸部侧为N极的方式配置。另外，在S极芯材2S与N极芯材2N之间还配置有其他芯材用永久磁铁3Z，该芯材用永久磁铁以N极芯材侧为N极且S极芯材侧为S极的方式配置。需要说明的是，图2A示出转子1的分层芯材中的、在S极芯材2S安装有凸部用永久磁铁(3a、3b、3c…)、并且在N极芯材2N安装有芯材用永久磁铁3Z的状态，图2B示出没有安装凸部用永久磁铁(3a、3b、3c…)而是想要利用N极芯材2N与S极芯材2S夹住芯材用永久磁铁3Z的状态。另外，在图1中，各个凸部用永久磁铁3a、3b、3c以一体示出，但它们采用图2所示的S极与N极的磁极配置。这一点对于芯材用永久磁铁3Z也相同。在图1中，各个凸部用永久磁铁3a、3b、3c以一体示出，但如图2所示，它们由成为S极的永久磁铁与成为N极的永久磁铁构成。这一点对于芯材用永久磁铁3Z也相同。

N侧凸部2a在图1的状态下看似浮在半空，但并非如此，该N侧凸部2a利用设置于N侧凸部2a的在轴向上贯通的铆接用铆钉5a而与N极芯材2N机械式连结/固定。另外，N侧凸部2a也借助铆接用铆钉5a而与设置于转子1的轴向端部的端板14(未图示)机械式连结/固定。因此，N侧凸部2a不会因离心力而飞散。另一方面，S侧凸部2b利用芯材内周连结部101S在周向上与其他S侧凸部机械式连结，构成为螺旋桨状。在S侧凸部2b也设置有在轴向上贯通的铆接用铆钉5b，浮在半空的状态的S侧凸部2b(在图1中因是盲区而未明示)利用铆钉5b而与S极芯材2S机械式连结/固定。另外，S侧凸部2b也借助铆接用铆钉5b而与设置于转子1的轴向端部的端板14(未图示)机械式连结/固定。需要说明的是，在图1中，为了使铆钉***的工时最少，采用在每个极设置一处铆钉5的结构，但出于提高连结强度的目的，也可以在每个极设置多处铆钉5。另外，关于配置铆钉5的位置，也可以设置在极的中央，以避免成为永久磁铁的磁通路径的阻碍，在利用磁性体构成铆钉5的情况下，由于铆钉5本身也能够有效利用作磁路，因此不一定需要配置在极的中央。

如图3所示，以上结构若分为轴向三个剖面A、B、C进行说明会易于理解。在此，一并说明利用本实施例的结构抑制永久磁铁的漏磁通从而实现转矩提高/效率提高的原理。需要说明的是，图3所示的z轴方向与图1的z轴方向对应。

首先，N侧凸部2a、2c、2e、2g在剖面A、B中分别形成为浮在半空的状态，与此相对地，在剖面C中，构成为利用芯材内周连结部101N连结的螺旋桨状的N极芯材2N。剖面A、B的N侧凸部2a、2c、2e、2g分别利用在轴向上贯通的铆接用铆钉5而与剖面C的N侧凸部2a、2c、2e、2g机械式连结/固定。因此，剖面A、B的N侧凸部不会因离心力而飞散。对于穿透N侧凸部的磁铁磁通，在剖面A、B中，由于芯材内周空穴105a、105b成为磁通势垒，因此能够抑制朝向芯材内周侧的漏磁通，能够使由凸部用永久磁铁3(在周向上被磁化后的磁铁)产生的磁通的绝大部分作为有效磁通而向定子侧穿透。另一方面，在剖面C中，由于存在芯材内周连结部101N，因此N侧凸部2a、2c、2e、2g看似在芯材内周侧被磁短路，但因为N侧凸部毋庸置疑彼此是同极，所以不会在芯材内周侧形成短接通路，在剖面C中，也能够使由凸部用永久磁铁3产生的磁通的绝大部分作为有效磁通而向定子侧穿透。

对于S侧凸部2b、2d、2f、2h，同样也在剖面B、C中分别形成为浮在半空的状态，相对于此地，在剖面A中，构成为利用芯材内周连结部101S连结的螺旋桨状的S极芯材2S。剖面B、C的S侧凸部2b、2d、2f、2h分别利用在轴向上贯通的铆接用铆钉5而与剖面A的S侧凸部2b、2d、2f、2h机械式连结/固定。因此，剖面B、C的S侧凸部不会因离心力而飞散。对于穿透S侧凸部的磁铁磁通，由于在剖面B、C中，芯材内周空穴105a、105b成为磁通势垒，因此能够抑制朝向芯材内周侧的漏磁通，能够使由凸部用永久磁铁3产生的磁通的绝大部分作为有效磁通而向定子侧穿透。另一方面，虽然在剖面A中存在芯材内周连结部101S，但由于S侧凸部2b、2d、2f、2h毋庸置疑彼此是同极，所以不会在芯材内周侧形成短接通路，在剖面A中，也能够使由凸部用永久磁铁3产生的磁通的绝大部分作为有效磁通而向定子侧穿透。

需要说明的是，只要能够利用芯材内周空穴105a构成足够的磁通势垒，则不一定需要设置芯材内周空穴105b，也可以为了提高连结强度/机械强度而在105b的局部采用铁并设置铆钉孔。

接着，对配置于剖面B的芯材用永久磁铁3Z的结构、磁铁磁通的穿透路径进行说明。如图2、3所示，芯材用永久磁铁3Z构成为环状，以负的z轴方向成为N极的方式被磁化。芯材用永久磁铁3Z可以利用一体的环状磁铁构成，也可以利用在周向被分割后的多个扇状的磁铁构成，还可以利用多个方形的磁铁构成。图2所示的树脂106是为了进行S极芯材2S与N极芯材2N之间的嵌合的定位、防止旋转时的两个芯材的空转而设置的。树脂106的形状不一定限定为图示的形状，只要能实现所述目的，也可以是其他形状。另外，也可以在轴向上被分割为多个。由芯材用永久磁铁3Z产生的磁通在剖面C中穿过芯材内周连结部101N而呈放射状扩散，并朝向间隔G而穿过N侧凸部2a、2c、2e、2g，从而作为有效磁通向定子侧穿透。在芯材内周连结部101N与S侧凸部2b、2d、2f、2h之间存在芯材内周空穴105a、105b，由于芯材内周空穴105a、105b作为磁通势垒发挥作用，因此能够抑制穿过该路径的漏磁通。从这样的观点出发，优选径向宽度大的芯材内周空穴105a，并且优选设置芯材内周空穴105b。另外，芯材用永久磁铁3Z的径向宽度越大，该磁铁所产生的磁通量越是增加，因此不需要将轮辐形磁铁3配置在内径侧。由此，能够解决前述的难以进行轮辐形磁铁的起磁的课题。

从芯材用永久磁铁3Z向定子侧穿透的磁通形成如下闭环：在轴向上穿过定子铁心10，通过间隙G并穿过S侧凸部2b、2d、2f、2h，穿过芯材内周连结部101S后返回芯材用永久磁铁3Z。在此，在由层叠钢板构成定子铁心10的情况下，需要注意以下事项。一般来说，由于层叠钢板的透磁率低，因此磁阻大，芯材用永久磁铁3Z的有效磁通减少。因此，在层叠钢板的情况下，采用在轴向磁通容易穿透的铁心剖面设置磁性体的***孔并***磁性材料的结构，或者由磁性体构成定子保持用的壳体即可。作为除此之外的方法，也可以采用不由层叠钢板构成定子铁心10，而是由压粉磁芯构成定子铁心10的方法。

另一方面，优选转子铁心2由层叠钢板构成，并且轴体6由非磁性材料构成。通过采用上述结构，能够抑制芯材用永久磁铁3Z的z轴方向的漏磁通。

需要说明的是，在图3B中，使剖面A、B、C的轴向长度大致相同，但不一定需要如此，在想要增加芯材用永久磁铁3Z所产生的磁通量的情况下，可以采用增加该磁铁的磁化方向厚度并增加磁导系数、即、使剖面B的轴向长度比剖面A或者C长的结构，相反地，也可以采用使剖面B的轴向长度比剖面A或者C短的结构，通过减少芯材用永久磁铁3Z的磁铁量来实现材料成本降低。但是，从确保退磁耐力的观点出发，若凸部用永久磁铁3的磁阻与芯材用永久磁铁3Z的磁阻存在极端差异，则退磁磁场会集中于其中某一方，因此优选分别将永久磁铁的磁化方向厚度与保持力选定为适当的值，以减小磁阻的差异。

根据以上结构，在使用轮辐形磁铁的情况下，能够在减少转子内周侧的漏磁通的同时确保转子的机械强度，并且，由于通过配置芯材用永久磁铁3Z来增加磁通量，因此能够实现转矩提高/效率提高。另外，由于将轮辐形磁铁3配置在转子外周侧，因此该磁铁的起磁变得容易，可制造性显著提高，并且能够大幅减少缘于永久磁铁的起磁性的性能偏差。

然而，图1的结构是在转子铁心中嵌入有永久磁铁的IPM结构，在能够有效利用磁阻转矩的情况下可以认为是适合的结构。然而，根据用途、输出以及马达尺寸的不同，有时即便采用图1的IPM构造，即，即便增大凸极比，也难以有效利用磁阻转矩。这是因为，磁阻转矩的大小并非仅取决于凸极比的大小，还取决于与磁铁转矩之间的相对关系。在这样的情况下，若采用图1的结构，由于凸极比大，因此电感增大，导致铁损增加或高速化变得困难。

对此，通过将图3所示的由非磁性体构成的狭缝7a、7b配置为在S侧凸部与N侧凸部的轴向上贯通，由此减少了正交轴电感，缓和了定子铁心的磁饱和。由此，能够以更高速的高速旋转进行驱动，同时能够进一步实现转矩提高以及效率提高。

狭缝7a、7b只要配置为在不阻碍磁铁磁通的穿透的同时阻碍正交轴磁通的穿透即可，既可以设置为直线状，也可以设置为圆弧状。另外，既可以连续地构成，也可以用肋等分割而构成。另外，在图4中，每个极配置有四个，但只要在可制造范围内，可以是任意个数。另外，各狭缝7a、7b的宽度既可以是均匀的，也可以是不均匀的。

如上所述，狭缝7a、7b不阻碍磁铁磁通的穿透，但阻碍正交轴磁通的穿透。因此，对于在没有设置狭缝7a、7b的状态下穿透转子铁心2的磁铁磁通与正交轴磁通，狭缝7a、7b设置为横穿正交轴磁通，并设置为尽可能地不横穿磁铁磁通而是沿着磁铁磁通。若以适合该条件的方式设置狭缝7a、7b，则狭缝7a、7b形成为在横穿正交轴磁通的方向(沿着磁铁磁通的方向)上较长(尺寸大)，且在横穿磁铁磁通的方向(沿着正交轴磁通的方向)上较短(尺寸小或宽度薄)的形状。

需要说明的是，在不设置狭缝7b的情况下也能够获得狭缝7a所带来的效果，因此不一定需要设置狭缝7b。但是，通过设置狭缝7b，正交轴电感的减少效果进一步增高，能够进一步缓和定子铁心的磁饱和。由此，能够进一步实现高速旋转驱动，同时能够进一步实现转矩提高以及效率提高。

(实施例2)

以下，使用图5对本发明的第二实施例进行说明。图5是立体地示出本发明的第二实施例的永磁型电动机的、定子与转子的周向1/4部分的图。

本实施例的结构与图1的不同之处在于，利用设置于永久磁铁3的径向外周侧端部的肋8a与设置于转子铁心2的内周部的肋8b使N侧凸部2a、2c、2e、2g(2c、2e、2g未图示)与S侧凸部2b、2d、2f、2h(2d、2f、2h未图示)构成为机械式连结的状态。换句话说，在图1中，N侧凸部2a与S侧凸部2b利用单独的芯材构成，但在图5中形成为一体。

通过采用这样的结构，能够以一体处理转子铁心2，因此组装作业变得格外容易，制造成本随之大幅降低。另外，由于N侧凸部、S侧凸部没有构成为浮在半空，因此，即使利用铆钉5以及端板14(未图示)对该部分进行连结/固定，也能够减少施加于铆钉5的离心力负载。即，由于即使降低铆钉5的机械强度也可以，因此能够使用更细的铆钉，或者通过减少铆钉的根数来实现材料成本的降低。

需要说明的是，既可以使肋8a、肋8b中的任一者与N侧凸部、S侧凸部一体构成，另一者如图1的肋8a那样采用在周向上设置有适当的宽度间隙的结构，在着眼于任意一个磁铁时，也可以采用肋8a、肋8b中的任一者将N侧凸部与S侧凸部机械式连结的结构。通过采用这样的结构，能够同时获得转子铁心2的一体化、铆钉的离心力负载减少以及漏磁通的减少等多种效果。

然而，如图5所示，在设置肋8a、8b的情况下，能够获得前述的效果，另一方面，由于该部分成为永久磁铁的磁通的短接通路，漏磁通增加，因此存在导致转矩降低、效率降低的问题。为了解决该问题，永久磁铁3使用稀土类磁铁等保持力高的磁铁即可。以下对理由进行说明。

在图5中，肋8a、8b出于减小漏磁通的目的而构成为较窄的宽度。因此，虽然产生漏磁通，但该部分容易发生磁饱和。若发生磁饱和，则成为与间隙同等程度的磁阻，因此漏磁通稳定在某一恒定的水准，剩余的磁通成为穿过间隙并向定子侧穿透的有效磁通。例如，在永久磁铁3使用铁氧体磁铁这样的保持力低的磁铁的情况下，为了发生肋8a，8b的磁饱和而需要比较大的比例的漏磁通，有效磁通相对减少。与此相对地，例如，在永久磁铁3使用钕磁铁这样的保持力高的磁铁的情况下，容易发生肋8a、8b的磁饱和，能够减小漏磁通占磁铁的产生磁通量整体的比例。

因此，在图5的结构中，通过永久磁铁3使用稀土类磁铁等保持力高的磁铁，由此能够进一步减少永久磁铁3的漏磁通，因此能够实现转矩提高/效率提高，同时能够确保转子的机械强度，另外，能够实现组装作业变容易所带来的制造成本的大幅度降低、铆钉的离心力负载减少以及铆钉的材料成本降低。

(实施例3)

以下，使用图6对本发明的第三实施例进行说明。图6A是利用与旋转轴垂直的横剖面示出本发明的第三实施例的永磁型电动机的转子的局部剖视图。图6B是利用沿着旋转轴的纵剖面示出本发明的第三实施例的永磁型电动机的转子的局部剖视图。由于图6A的结构与图3A的结构相同，因此省略其说明。

图6B的结构与图3B的结构的不同之处在于，在轴向上连接多组由轴向三个剖面A、B、C构成的一组组件。在此，示出三组组件结构。组件1的结构与图3B的结构相同，从正的z轴方向朝向负的z轴方向以剖面A、B、C的顺序构成。与此相对地，组件2从正的z轴方向朝向负的z轴方向以剖面C、B、A的顺序构成，另外，永久磁铁3Z2以正的z轴方向为N极的方式被磁化。根据上述结构，由于永久磁铁3Z1产生的磁通与永久磁铁3Z2产生的磁通相互对置，因此不会在转子1的内部形成短接通路，而是成为穿过间隙并向定子侧穿透的有效磁通。组件3也同样地从正的z轴方向朝向负的z轴方向以剖面A、B、C的顺序构成，并且永久磁铁3Z3以负的z轴方向成为N极的方式被磁化。根据上述结构，永久磁铁3Z3产生的磁通不会在转子1的内部形成短接通路，而是成为穿过间隙并穿透到定子侧的有效磁通。通过以此方式采用多组组件的结构，能够增加永久磁铁3Z的个数，因此在因转子外径的尺寸制约、起磁性的制约而无法在径向上延长轮辐形磁铁的情况下，也能够实现磁通量的增加。另外，由于组件2采用使组件1在z轴方向上反转180°后的结构，组件3的结构与组件1的结构相同，因此虽说是组合多组组件，但不需要改变每组组件的制造工序，仅制造组件1即可。因此，不会有损于作业性，且不会导致制造成本的上升，能够实现磁通量的增加、以及转矩提高/效率提高。

需要说明的是，在图6B中，使剖面A、B、C的轴向长度大致相同，但不一定需要如此，在想要增加永久磁铁3Z所产生的磁通量的情况下，可以采用增加该磁铁的磁化方向厚度并增加磁导系数、即、使剖面B的轴向长度比剖面A或者C长的结构，相反，也可以采用使剖面B的轴向长度比剖面A或者C短的结构，通过减少永久磁铁3Z的磁铁量来实现材料成本降低。另外，也可以减小各组件的轴向长度，增加组件的组数。由于组件1的剖面C与组件2的剖面C采用相同的结构，因此也可以采用省略其中一者、或者减小其中一者的轴向长度的结构。对于组件2的剖面A与组件3的剖面A也相同。

此外，本实施例也能够应用于实施例2所示的结构。尤其是在利用稀土类磁铁等保持力高的磁铁构成轮辐形永久磁铁3的情况下，永久磁铁3Z使用铁氧体磁铁等保持力低的磁铁，也可以由多组组件构成。根据上述结构，能够实现磁通量的增加、以及转矩提高/效率提高，同时能够减少稀土类材料的使用量，能够减少材料成本以及筹措风险。但是，从确保退磁耐力的观点出发，例如，钕磁铁与铁氧体磁铁的保持力存在三倍的差，因此在考虑到该问题的基础上，优选将永久磁铁3与永久磁铁3Z的磁化方向厚度和保持力选定为适当的值，以减小永久磁铁3与永久磁铁3Z的磁阻的差异。

(实施例4)

以下，使用图7对本发明的第四实施例进行说明。图7是立体地示出本发明的第四实施例的永磁型电动机的、定子与转子的周向1/4部分的图。

本实施例的结构与图1的结构的不同之处在于，在被磁化为S极侧的S极芯材2S与被磁化为N极侧的N极芯材2N之间配置有励磁绕组104，向该励磁绕组供给直流电流，以使N极芯材侧成为N极且使S极芯材侧成为S极。在采用上述结构的情况下，能够获得与实施例1、实施例2或者实施例3相同的效果。另外，将本实施例与实施例1、实施例2或者实施例3所记载的结构组合也能够获得相同的效果。

需要说明的是，为了向转子的外部引出励磁绕组104，轴体6仅***到转子铁心2的z轴方向中央部。但是，若是要对转子铁心2保持足够的紧固强度，也可以采用芯材内周连结部101S的z轴方向的局部与轴体6接触的结构。通过采用上述结构，不使用集电环等机械部件就能够向励磁绕组104供给直流电流，因此除了产品可靠性提高之外，对于用户还具有无需维修的优点。另外，由于轴体6仅与被磁化为S极侧的S极芯材2S接触，因此，永久磁铁3、永久磁铁3Z产生的磁通不会形成为短接通路。因此，轴体6能够使用通用的铁材，能够降低材料成本。

另一方面，本实施例在应用于如图1所示那样利用非磁性材料构成轴体6的结构的基础上，还能够应用于在z轴方向上***整体的结构。在该情况下，能够通过使用集电环等向励磁绕组104供给直流电流。在采用上述结构的情况下，也能够获得与实施例1、实施例2或者实施例3相同的效果。另外，将本实施例与实施例1、实施例2或者实施例3所记载的构成组合也能够获得相同的效果。

(实施例5)

以下，使用图8对本发明的第五实施例进行说明。图8是本实施例的压缩机的剖面结构图。

在图8中，压缩机构部通过使竖直设立在固定涡盘构件13的端板14上的漩涡状卷板15与竖直设立在回旋涡盘构件16的端板17上的漩涡状卷板18啮合而形成。并且，通过利用曲轴6使回旋涡盘构件16进行回旋运动来进行压缩动作。利用固定涡盘构件13以及回旋涡盘构件16形成的压缩室19(19a、19b、……)中的、位于最靠外径侧的压缩室19伴随着回旋运动而朝向两个涡盘构件13、16的中心移动，容积逐渐缩小。

当两个压缩室19a、19b到达两个涡盘构件13、16的中心附近时，两个压缩室19内的压缩气体从与压缩室19连通的排出口20排出。排出后的压缩气体穿过设置于固定涡盘构件13以及框架21的气体通路(未图示)而到达框架21下部的压力容器22内，从设置于压力容器22的侧壁的排出管23向压缩机外排出。在压力容器22内装入由定子9与转子1构成的永磁式马达103，转子1旋转而进行压缩动作。在永磁式马达103的下部设置有贮油部25。贮油部25内的油利用因旋转运动而产生的压力差穿过设置在曲轴6内的油孔26，用于回旋涡盘构件16与曲轴6的滑动部、滑动轴承27等的润滑。在压力容器22的侧壁设置有用于将定子线圈12引出到压力容器22的外侧的端子箱30，例如，在三相永磁式马达的情况下，共容纳有三个U、V、W各绕组的端子。通过在永磁式马达103中应用前述的实施例1、实施例2、实施例3或者实施例4所记载的永磁型电动机，能够实现转矩提高以及效率提高。

然而，在现在的家庭用、商业用空调机中，大多在压缩容器22内封入有R410A制冷剂，永磁式马达103的周围温度大多在80℃以上。考虑到以后逐渐采用全球增温潜能值较小的R32制冷剂，通过利用压缩机压缩制冷剂并使制冷剂循环而构成制冷循环的情况下，能够通过在该制冷循环中封入70重量％以上的R32制冷剂来降低全球增温潜能值。

但是，在封入有70重量％以上的R32制冷剂的情况下，对于R410A制冷剂，由于循环周围温度上升，因此磁铁的残留磁通密度(Br)降低更为显著。在这样的情况下，通过应用前述的实施例1、实施例2、实施例3或者实施例4所记载的永磁型电动机，能够补偿Br降低所导致的转矩降低、效率降低。尤其是在由铁氧体磁铁构成永久磁铁3、永久磁铁3Z的情况下，由于从原理上不会发生因钕磁铁而导致问题的高温退磁，因此对于伴随采用R32制冷剂而发生的周围温度上升是有效的对策。需要说明的是，在将前述的实施例1、实施例2、实施例3或者实施例4所记载的永磁型电动机应用于本实施例的压缩机时，制冷剂的种类不受限制。

需要说明的是，压缩机结构既可以采用图8所记载的涡旋式压缩机，也可以采用回转式压缩机，也可以采用具有其他压缩机构的结构。另外，根据本发明，如以上所说明，能够实现小形且高输出的马达。于是，能够扩大可进行高速运转等的运转范围，此外，与R22、R407C、R410A等制冷剂相比，He、R32等制冷剂从缝隙泄漏的泄漏量大，尤其是在低速运转时，泄漏量相对于循环量之比显著增大，因此效率的降低较大。为了提高低循环量(低速运转)时的效率，使压缩机构部小型化可以是有效的手段，为了获得相同的循环量，通过提高转速来减少泄漏损失可以是有效的手段，但为了确保最大循环量，还需要提高最大转速。根据具备本发明的永磁型电动机的压缩机，能够增大最大转矩，因此能够提高最大转速，对于He、R32等制冷剂的效率提高是有效的手段。

Claims (8)

1.一种永磁型电动机，其具备：定子，其具有多个齿；以及转子，其在径向上与该定子隔开间隙地配置，

所述永磁型电动机的特征在于，

所述转子通过被磁化为S极侧的S极芯材和被磁化为N极侧的N极芯材彼此在轴向上组合而构成，

所述S极芯材形成有利用S侧芯材内周连结部在周向上连结的多个向周向外侧凸起的S侧凸部，并且所述N极芯材形成有利用N侧芯材内周连结部在周向上连结的多个向周向外侧凸起的N侧凸部，通过组合所述S极芯材与所述N极芯材，所述S极芯材的所述S侧凸部与所述N极芯材的所述N侧凸部以彼此相异的方式配置，

在以彼此相异的方式配置的所述S侧凸部与所述N侧凸部之间，以S侧凸部侧成为S极且N侧凸部侧成为N极的方式配置有凸部用永久磁铁，

在所述S极芯材的所述S侧芯材内周连结部与所述N极芯材的所述N侧凸部之间、以及所述N极芯材的所述N侧芯材内周连结部与所述S极芯材的所述S侧凸部之间，存在第一芯材内周空穴以及与所述第一芯材内周空穴连续的第二芯材内周空穴，

在所述S侧凸部与所述N侧凸部上配置有由非磁性体构成的狭缝，

所述狭缝形成为在横穿正交轴磁通的方向上较长，且在横穿磁铁磁通的方向上较短的形状。

2.根据权利要求1所述的永磁型电动机，其特征在于，

在所述S极芯材与所述N极芯材之间，以N极芯材侧成为N极且S极芯材侧成为S极的方式配置有相对于所述凸部用永久磁铁不同的其他芯材用永久磁铁。

3.根据权利要求2所述的永磁型电动机，其特征在于，

所述转子通过多组转子组件在轴向上重叠而构成，该转子组件通过组合一组所述S极芯材以及所述N极芯材而构成，

该多个转子组件中的、从一侧的轴向观察时配置于第n个的转子组件以使第n-1个转子组件在轴向上反转180°后的结构配置，其中，n为2以上的整数。

4.根据权利要求2所述的永磁型电动机，其特征在于，

所述芯材用永久磁铁由保持力比所述凸部用永久磁铁低的永久磁铁构成。

5.根据权利要求1或2所述的永磁型电动机，其特征在于，

所述转子在所述S极芯材与所述N极芯材之间配置有励磁绕组，向该励磁绕组供给直流电流，以使得N极芯材侧成为N极，且S极芯材侧成为S极。

6.根据权利要求1或2所述的永磁型电动机，其特征在于，

在所述凸部用永久磁铁的径向外周侧端部与径向内周侧端部这两者或者任一者上配置肋，该肋将与该凸部用永久磁铁邻接的S侧凸部和N侧凸部机械式连结。

7.一种压缩机，其具备：压缩机构部，其吸入制冷剂并对该制冷剂进行压缩后排出；以及永磁式马达，其用于驱动该压缩机构部，

所述压缩机的特征在于，

所述永磁式马达是权利要求1或2所述的永磁型电动机。

8.一种制冷循环装置，其应用权利要求7所述的压缩机，

所述制冷循环装置的特征在于，

向由该制冷循环装置形成的制冷循环封入有70重量％以上的R32制冷剂。