(57)【要約】【課題】磁化のために必要な電流を小さくし、駆動装置の電流容量を小さくすることを可能とする。【解決手段】特性の異なる２種類以上の永久磁石３３，３４を回転子２４内に備え、駆動装置によって固定子巻線３７に電流を流し、巻線３７の作る磁界によって一方の永久磁石３４を着磁及び減磁させ、磁束量を可変して運転してなる永久磁石電動機２１であって、永久磁石３３、３４は希土類磁石を用いて構成されるとともに、着磁及び減磁させて磁束量を可変する一方の磁石３４は他方の磁石３３よりも厚さを小さくし、保磁力を小さくしたことを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特性の異なる２種類以上の永久磁石を回転子内に備え、駆動装置によって固定子巻線に電流を流し、上記固定子巻線の作る磁界によって一方の永久磁石を着磁及び減磁させ、磁束量を可変して運転してなる永久磁石電動機であって、
上記永久磁石は希土類磁石を用いて構成されるとともに、着磁及び減磁させて磁束量を可変する一方の上記永久磁石は他方の上記永久磁石よりも厚さを小さくし、保磁力を小さくしたことを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項２】
上記回転子の回転子鉄心は、永久磁石を収容する永久磁石収容穴の寸法が異なる抜板を有する２種類以上のブロックを上記回転子の軸方向において組み合わせて備えるとともに、上記各ブロックの複数の永久磁石収容穴にそれぞれ１種類の永久磁石を収容してなることを特徴とする請求項１記載の永久磁石電動機。
【請求項３】
上記回転子の回転子鉄心における永久磁石の外周側にスリット穴が設けられ、
上記２種類の永久磁石の外周側の位置は回転子の軸方向から見て同位置に配されたことを特徴とする請求項２記載の永久磁石電動機。
【請求項４】
着磁・減磁させて磁束量を可変する永久磁石として、１−５系サマリウム・コバルト（ＳｍＣｏ５）磁石を使用したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の永久磁石電動機。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の永久磁石電動機と、この永久磁石電動機により駆動される圧縮機構部とを密閉容器内に収納した密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石電動機及び密閉型圧縮機に係り、磁束量を可変して運転可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉型圧縮機に用いられる永久磁石電動機において、磁性材のステータ鉄心にコイルを巻回して電機子を構成する固定子と、磁性材のロータ鉄心の周面に主界磁用の複数の永久磁石を等間隔に配置した回転子を備え、回転子における主界磁と極間に２種類の永久磁石を具備したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば主界磁の永久磁石としては希土類（ＮｄＦｅＢ）が用いられ、極間の磁石にはアルニコまたはＦｅＣｒＣｏが用いられている。この永久磁石電動機では負荷トルクの小さい高速運転時に電機子ｄ軸電流によって弱めに界磁を行い、アルニコ磁石を主界磁の磁束を減少させる方向に磁化し、電機子コイルと鎖交する磁束を増加させる。
【０００３】
一方、永久磁石電動機において、回転子を軸方向に分割し、分割したブロック毎にそれぞれ特性の異なる１種類の永久磁石を装着する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。この永久磁石電動機は、磁石の保磁力を異ならしめ、固定子巻線の電流によって低保磁力の永久磁石の着磁量を可変し、電機子コイルと鎖交する磁束を可変させるものである。例えば一方の永久磁石を希土類で構成し、他方の永久磁石をアルニコで構成することにより、その特性を異ならしめている。この技術においては、固定子から発生する回転磁束のｄ軸成分を負方向に増大させると、低保磁力永久磁石で磁石磁束と逆方向の起磁力が増加するので磁石の磁力が低下し、ｄ軸成分を正方向に増大させると低保磁力磁石では磁石磁束と同じ方向の起磁力が増加するので磁石の磁力が増加するものとし、高保磁力永久磁石は固定子磁束より高い保磁力特性を有しているので磁石の磁力は一定に保たれるとしている。
【０００４】
永久磁石の動作は図９に示すような第２象限のＢ−Ｈ特性曲線を用いて説明され、磁気回路中の永久磁石の動作は永久磁石のＢ−Ｈ特性曲線と、磁気回路及び磁石の寸法によって定まるパーミアンス係数Ｐｃによって決まり、パーミアンス線との交点ｐで動作する。
【０００５】
このとき、固定子から発生する回転磁束のｄ軸成分を負方向に増加させると、永久磁石に負方向の磁化力がかかり、パーミアンス線が負（図９中左）方向に平行移動して動作点がｐ１に移動し、磁束密度はＢ１に低下する。一方、固定子から発生する回転磁束のｄ軸成分を正方向に増加させると、永久磁石に正方向の磁化力がかかり、パーミアンス線が正（図９中右）方向に平行移動して動作点がｐ２に移動し、磁束密度はＢ２に上昇する。
【０００６】
またこの技術は、基本的に永久磁石のＢ−Ｈ曲線の直線部（リコイル線）における動作を利用したもので、図９に示されるように、動作は可逆的である（可逆的な減磁及び増磁）。
【特許文献１】特開平８−９６１０号公報
【特許文献２】特開２００５−３０４２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の技術には以下のような問題がある。すなわち、上記アルニコ磁石を用いる技術において、アルニコ磁石は磁化力が小さいとはいえ、磁化（着磁）のためにはかなり大きな磁化力を必要とし、通常運転のｄ軸あるいはｑ軸電流で磁化することは困難である。したがって、磁化のためには大きな電流を流す必要があり、駆動装置の電流容量が大きいという問題がある。またアルニコ磁石は保磁力が小さく、通常運転電流によっても部分的な減磁が発生してしまう。減磁を防止するために永久磁石の厚さを厚くすると、ｄ軸あるいはｑ軸電流による磁化がさらに困難になる。
【０００８】
また、分割したブロック毎にそれぞれ特性の異なる材質の永久磁石を装着した上記技術において、ｄ軸成分の増減に磁束密度を変化させて磁束量を増減する現象は低保磁力永久磁石のみに起こるのではなく、高保磁力永久磁石にも同様に起こるため、低保磁力永久磁石と高保磁力永久磁石とを併用したからといって効果を得られるものではない。また、動作が可逆的であるため、磁化力を取り去ると永久磁石はもとのＢ−Ｈ曲線上を戻るため、磁束密度を大きく変化させることはできない。
【０００９】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、磁化のために必要な電流を小さくし、駆動装置の電流容量を小さくすることを可能とした永久磁石電動機及び密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態に係る永久磁石電動機は、特性の異なる２種類以上の永久磁石を回転子内に備え、駆動装置によって固定子巻線に電流を流し、上記固定子巻線の作る磁界によって一方の永久磁石を着磁及び減磁させ、磁束量を可変して運転してなる永久磁石電動機であって、上記永久磁石は希土類磁石を用いて構成されるとともに、着磁及び減磁させて磁束量を可変する一方の上記永久磁石は他方の上記永久磁石よりも厚さを小さくし、保磁力を小さくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、磁化のために必要な電流を小さくし、駆動装置の電流容量を小さくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施形態に係る永久磁石電動機２１及び圧縮機について、図１及び図２を参照して説明する。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向を示す。ここでは矢印Ｚは回転子２４の軸方向、矢印Ｘ，Ｙは径方向をそれぞれ示している。
【００１３】
冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０と、圧縮機１０に接続される凝縮器１１と、凝縮器１１に接続された膨張装置１２と、膨張装置１２に接続された蒸発器１３と、蒸発器１３に接続されるアキュムレータ１４と、を備えて構成される。
【００１４】
圧縮機１０は、永久磁石電動機２１と、永久磁石電動機２１により駆動される圧縮機構部２２と、を密閉容器２３内に収納して構成される密閉型圧縮機１０である。永久磁石電動機２１は、回転子２４と、固定子２５とを備えている。回転子２４は圧縮機構部２２に延びるシャフト２６に固定されて固定子２５内に回転可能に配置されている。
【００１５】
永久磁石電動機２１は、特性の異なる２種類以上の永久磁石３３、３４を回転子２４内に備え、駆動装置によって固定子巻線３７に電流を流し、巻線の作る磁界によって一方の永久磁石３４を着磁・減磁させ、磁束量を可変して運転してなる永久磁石電動機２１である。
【００１６】
回転子２４は、シャフト２６の外周に配される磁極鉄心としての円筒状の回転子鉄心３１と、この回転子鉄心３１にシャフト２６の外周を囲むように４箇所に設けられる複数の永久磁石部３２と、を備えて構成されている。
【００１７】
すなわち、回転子２４の回転子鉄心３１の外周側に、例えばシャフト２６に沿って、シャフト２６を囲むように、永久磁石を収容するための４つの永久磁石収容穴３１ａが設けられており、この４つの永久磁石収容穴３１ａにそれぞれ複数の永久磁石３３，３４から構成される永久磁石部３２が配置されている。
【００１８】
図２に示すように、永久磁石部３２は、特性の異なる２種類の第１の永久磁石３３と第２の永久磁石３４とを組み合わせて構成されている。磁束量が固定される第１の永久磁石３３は高保磁力永久磁石であり、磁束量が可変される第２の永久磁石３４は低保磁力永久磁石である。第１の永久磁石３３及び第２の永久磁石３４はいずれも希土類磁石を用いて矩形の板状に構成されている。
【００１９】
永久磁石部３２は、中央に第１の永久磁石３３を配し、その第１の永久磁石３３の両端にそれぞれ第２の永久磁石３４を配して構成される。一方の第２の永久磁石３４を着磁・減磁させて磁束量を可変する。着磁・減磁させて磁束量を可変する方の第２の永久磁石３４は、他方の第１の永久磁石３３よりも厚さを薄くし（磁化方向の寸法を小さくし）、着磁・減磁されやすいようにしている。すなわち、本実施形態においては厚さの違いにより着磁・減磁性を異ならしめている。
【００２０】
図３に示す固定子２５は、固定子コア３６に固定子巻線３７が集中巻されて構成されている。
【００２１】
上記のように構成された圧縮機１０においては、駆動装置によって固定子巻線３７に電流を流し、固定子巻線３７の作る磁界によって磁束可変させる一方の永久磁石としての第２の永久磁石３４を着磁・減磁させ、磁束量を可変して運転する。
【００２２】
図４に、固定子巻線３７に永久磁石の磁束を変えるための電流を流したときに永久磁石に加わる磁化力と、永久磁石の厚さの関係について示す。永久磁石に加わる磁化力は、永久磁石の厚さが薄いほど大きくなることがわかる。したがって、厚さが薄いほどより少ない電流で永久磁石の着磁、及び減磁が行える。
【００２３】
図５は本実施形態に係る永久磁石の動作を説明するグラフである。縦軸に磁束密度（Ｔ）、横軸に磁化力（Ａ／ｍ）を示す。永久磁石の動作は図５に示すような第２象限のＢ−Ｈ特性曲線を用いて説明される。磁気回路中の永久磁石の動作は永久磁石のＢ−Ｈ特性曲線と、磁気回路及び磁石の寸法によって定まるパーミアンス係数Ｐｃによって決まり、パーミアンス線との交点ｐで動作する。すなわち、永久磁石はこの動作点ｐにおける磁束密度Ｂ０で磁化される。
【００２４】
図５に示されるように、パーミアンス係数Ｐｃは、磁気回路及び磁石の磁化方向の寸法によって定まるため、低保磁力永久磁石の厚さ、すなわち磁化方向の寸法を小さくすると、パーミアンス係数Ｐｃは小さくなり、パーミアンス線は通常厚さのＰｃ１からＰｃ２になる。
【００２５】
すなわち、図５からわかるように、パーミアンス線Ｐｃ２では、パーミアンス線Ｐｃ１に比べてＢ−Ｈ曲線の屈曲点を超えやすい傾斜となっている。このため、少ない磁化力で非可逆減磁が発生することとなり、永久磁石の磁化を非可逆的に変化させやすい。
【００２６】
永久磁石の磁化を非可逆的にさせれば大きな磁束量の変化が得られるので、永久磁石の非可逆減磁及び再着磁を利用することができる。
【００２７】
図５に示すように、低保磁力永久磁石である第２の永久磁石３４に磁化力を加えると動作点はＢ−Ｈ曲線の屈曲点を越えて移動する。このようにすると、負の磁化力を取り去っても永久磁石は元のＢ−Ｈ曲線上を戻らず、非可逆減磁が発生して、動作点はｐ’点になり、磁束密度が大きく減少し、Ｂ’で磁化される。
【００２８】
一方、高保磁力永久磁石である第１の永久磁石３３では、磁化力を加えても動作点が屈曲点を越えないので非可逆減磁は発生せず元の磁束密度に戻る。
【００２９】
このような非可逆減磁を発生するためには短時間の負の磁化力を加える。すなわち電流を流せばよい。この後永久磁石の磁束密度を増大させたいときは短時間の正の磁化力を加えて再着磁を行えばよい。
【００３０】
以上により、永久磁石の着磁・減磁性の違いを利用し、着磁・減磁されやすい永久磁石である第２の永久磁石３４のみに非可逆減磁を発生させることで一定の磁量を確保した上で大きな磁束量の変化を得ることが出来る。
【００３１】
ここで比較例１として、上述した回転子２４を軸方向に分割し、分割したブロック毎にそれぞれ特性の異なる材料の永久磁石を装着した永久磁石電動機について、図９及び図１０を参照して説明する。
【００３２】
この比較例１の永久磁石の動作は図９に示すような第２象限のＢ−Ｈ特性曲線を用いて説明される。磁気回路中の永久磁石の動作は永久磁石のＢ−Ｈ特性曲線と、磁気回路及び磁石の寸法によって定まるパーミアンス係数Ｐｃによって決まり、パーミアンス線との交点ｐで動作する。すなわち、永久磁石はこの動作点ｐにおける磁束密度Ｂ０で磁化される。
【００３３】
このとき、固定子２５から発生する回転磁束のｄ軸成分を負方向に増加させると、永久磁石に負方向の磁化力がかかり、パーミアンス線が負（図９中左）方向に平行移動して動作点がｐ１に移動し、磁束密度はＢ１に低下する。一方、固定子２５から発生する回転磁束のｄ軸成分を正方向に増加させると、永久磁石に正方向の磁化力がかかり、パーミアンス線が正（図９中右）方向に平行移動して動作点がｐ２に移動し、磁束密度はＢ２に上昇する。
【００３４】
このように、固定子２５から発生する回転磁束のｄ軸成分の増減によって永久磁石の磁束密度を変化させ、磁束量を増減できる。しかしながらこの現象は低保磁力永久磁石のみに起こるのではなく、高保磁力永久磁石にも同様に起こる。すなわち、永久磁石全般に起こることで、保磁力とは関係がない。
【００３５】
また、比較例１の永久磁石の動作点はＢ−Ｈ曲線上を移動するが、Ｂ−Ｈ曲線の傾きはリコイル比透磁率μｒｅｃで表される。希土類磁石では１に近く、真空中の透磁率４π×１０−７にほぼ等しい。このため、通常の構成であれば、磁束密度を大きく変えるためにはかなり大きな磁化力を加えなければならず、このためのｄ軸成分の磁束を発生するためには大きな電流が必要となる。
【００３６】
なお、上記の比較例１の永久磁石電動機２１では、低透磁率・高保磁力と低保磁力・高透磁率の２つの磁石を組み合わせているが、高透磁率磁石ではＢ−Ｈ曲線の傾きが大きく、磁化力による動作点の磁束密度の変化が大きく、より少ない電流で磁束量を可変できることになる。しかし、この作用は保磁力とは無関係であり、高保磁力磁石と低保磁力磁石とを組み合わせることには意味がない。
【００３７】
この比較例１の永久磁石電動機２１は、基本的に永久磁石のＢ−Ｈ曲線の直線部（リコイル線）における動作を利用したもので、動作は可逆的である（可逆的な減磁及び増磁）。また、動作が可逆的であるため、磁化力を取り去ると永久磁石は元のＢ−Ｈ曲線上を戻るため、磁束密度を大きく変化させることはできない。また、屈曲点を越えるためには短時間で着磁させることが必要となるが、希土類磁石において、短時間とはいえ着磁には大きな磁化力すなわち電流が必要で、駆動装置の電流容量を増加させることが必要となる。
【００３８】
例えば、通常の設計において、固定子巻線３７による着磁には通常運転電流の数十倍が必要であるが、駆動装置の素子には数ｍｓ程度の時間であっても素子の定格ないしは定格の２倍程度の電流までしか流せない。したがって、通常運転電流の数十倍の電流を流すためには素子を定格電流の大きなものにする必要があり、大幅なコストアップとなる。
【００３９】
これに対して、本実施形態の永久磁石電動機２１は、図５に示すように、永久磁石の磁化を非可逆的に変化させて大きな磁束量の変化が得られる。すなわち、一方の永久磁石の厚さを薄く構成することによりパーミアンス線Ｐｃの傾きをずらすことで、非可逆的とする屈曲点を越えやすくすることが出来る。このため、永久磁石の非可逆減磁及び再着磁を利用することができる。
【００４０】
本実施形態に係る永久磁石電動機２１及び圧縮機１０によれば、以下のような効果が得られる。すなわち、磁束変化する第２の永久磁石３４の厚さを磁束固定する第１の永久磁石３３の厚さよりも薄くすることにより、パーミアンス線の傾きを図５におけるＰｃ２のように変化させることができるので、低保磁力永久磁石である第２の永久磁石３４の着磁及び減磁がしやすく、屈曲点を越えやすくなる。このため、少ない磁化力で非可逆減磁を発生させることが出来るので、駆動装置（インバータ）の電流容量を大きくすることなく磁束量を可変することが可能となる。
【００４１】
また、第１及び第２のいずれの永久磁石３３，３４にも希土類磁石を用いるため、通常運転のｄ軸あるいはｑ軸電流で磁化することが可能である。またアルニコ磁石と比べて保磁力が大きく、通常運転電流によっても部分的な減磁が発生するのを防止できる。なお、運転電流を永久磁石電動機の逆起電力と同相の成分と電気角で９０度位相の進んだ成分に分けて考えたときに、同相成分をｑ軸成分、９０度位相の進んだ成分をｄ軸成分と呼ぶ。
【００４２】
［第２実施形態］
以下本発明の第２実施形態にかかる永久磁石電動機２１について図６を参照して説明する。図６Ａに本実施形態の回転子４０の斜視図を示し、図６Ｂに第１ブロック４１の断面、図６Ｃに第２ブロック４２の断面をそれぞれ概念的に示す。なお、回転子４０の構成以外については上記第１実施形態にかかる永久磁石電動機２１及び密閉型圧縮機１０と同様であるため、共通する説明を省略する。
【００４３】
図６に示すように、回転子４０は、シャフト２６の外周に配される円筒状の回転子鉄心３１と、この回転子鉄心３１にシャフト２６の外周を囲むように設けられる永久磁石３３，３４と、を備えて構成されている。回転子鉄心３１は第１及び第２のブロック４１，４２の組み合わせからなる。第１のブロック４１及び第２のブロック４２は、それぞれ永久磁石収容穴４１ａ，４２ａが形成された抜板で構成され、この永久磁石収容穴４１ａ，４２ａの寸法は異なる。すなわち、回転子鉄心３１は寸法が異なる永久磁石収容穴４１ａ，４２ａを有する２種類以上の抜板で構成されている。
【００４４】
回転子４０の回転子鉄心３１の２つのブロック４１，４２において、外周側に、例えばシャフト２６に沿って、シャフト２６を囲むように、矩形状の４つの永久磁石収容穴４１ａ，４２ａがそれぞれ設けられており、この４つの永久磁石収容穴４１ａ，４２ａにそれぞれ１種類の永久磁石３３，３４が配置されている。
【００４５】
軸方向に分割された複数のブロック４１，４２においては異なる寸法を有する永久磁石３３，３４がそれぞれ配置されている。例えばここでは軸方向一方側（図中上方側）のブロック４１には薄く構成された第２の永久磁石３４が配置され、軸方向他方側（図中下方側）のブロック４２には第２の永久磁石３４よりも厚く構成された第１の永久磁石３３が配置されている。すなわち、低保磁力永久磁石である第２の永久磁石３４が図中上部に、高保磁力永久磁石である第１の永久磁石３３が図中下部に配置され、２種類の永久磁石が軸方向に並列して配置されている。回転子４０は、特性の異なる２種類の第１の永久磁石３３と第２の永久磁石３４とを上下にそれぞれ備えて構成されている。なお、第１の永久磁石３３及び第２の永久磁石３４はいずれも希土類磁石を用いて構成されている。
【００４６】
回転子鉄心は、一般的にかしめ突起により打ち抜きと同時に一体に積層されるが、鉄心の順送型において寸法が異なる２つの永久磁石収容穴打ち抜きステーションを設け、どちらかを選択的に打ち抜くことで図６に示す回転鉄心３１が得られる。
【００４７】
本実施形態にかかる永久磁石電動機２１及び密閉型圧縮機１０においても上記第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、磁束を可変する方の永久磁石３４を薄く構成することにより、非可逆変化を発生させやすく、永久磁石の非可逆減磁及び再着磁を利用することができるため、磁化のために必要な電流を小さくし、駆動装置の電流容量を小さくすることが可能となる。
【００４８】
さらに、各ブロック４１，４２の図中矢印ｚで示す軸方向長さ（積層方向厚さ）を変更することにより容易に磁束量を可変する磁石の割合を選択できる。
【００４９】
［第３実施形態］
以下本発明の第３実施形態にかかる永久磁石電動機２１について図７を参照して説明する。図７Ａには、第１ブロック４１の断面図を、図７Ｂには第２ブロック４２の断面図をそれぞれ概念的に示す。なお、回転子鉄心３１の構成以外については上記第２実施形態にかかる永久磁石電動機２１及び密閉型圧縮機１０と同様であるため、共通する説明を省略する。
【００５０】
本実施形態における回転子４０は、第２実施形態と同様に、シャフト２６の外周に配される円筒状の回転子鉄心３１と、この回転子鉄心３１にシャフト２６の外周を囲むように４箇所に設けられる複数の永久磁石３３，３４と、を備えて構成されている。回転子鉄心３１は第１ブロック４１及び第２ブロック４２の組み合わせからなり、それぞれのブロック４１，４２に形成された永久磁石収容穴４１ａ，４２ａの寸法が異なる。
【００５１】
本実子形態において、図７に示すように、回転子４０の回転子鉄心３１における永久磁石３３，３４の外周側に複数のスリット穴４３が形成されている。スリット穴４３は電機子反作用磁束の低減や回転子外周の磁束分布の制御等の目的で設けられる。
【００５２】
この回転子４０は、軸方向に並列する２つのブロック４１，４２において、永久磁石３３，３４の位置は、スリット穴４３が形成されている外周側においては揃って配置され、内周側における位置が異なっている。すなわち、永久磁石３３，３４の厚さの違いは、スリット穴４３側（外周側）ではなくて、シャフト２６側（内径側）の鉄心の形状及び寸法設定を変えることにより異なるように構成されている。すなわち回転子４０の軸方向（Ｚ方向）から見て、永久磁石３３，３４の外周側の位置は同一であり、スリット穴４３が形成された外周側の部分において２つのブロック４１，４２は同じ形状に形成されている。
【００５３】
本実施形態にかかる永久磁石電動機２１及び密閉型圧縮機１０においても上記第２実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、磁束を可変する方の永久磁石を薄く構成することにより、非可逆変化を発生させやすく、永久磁石の非可逆減磁及び再着磁を利用することができるため、磁化のために必要な電流を小さくし、駆動装置の電流容量を小さくすることが可能となる。さらに、スリット穴４３の形状は１つでよく、スリット穴４３の形状や配置をブロック４１，４２毎に変更する必要がなく、余分な型や打ち抜き工程が不要となる。また、回転子鉄心３１の抜き打ち型の形状が複雑になるのを防止することができる。
【００５４】
［第４実施形態］
以下本発明の第４実施形態にかかる永久磁石電動機２１について図８を参照して説明する。なお、永久磁石を構成する材料以外については上記第１乃至第３実施形態にかかる永久磁石電動機２１及び密閉型圧縮機１０と同様であるため、共通する説明を省略する。
【００５５】
本実施形態において、着磁・減磁させて磁束量を可変する第２の永久磁石３４である低保磁力永久磁石は、希土類の中でも着磁特性が良好である１−５系サマリウム・コバルト（ＳｍＣｏ５）磁石で構成されている。
【００５６】
図８に示すように、一般的に、希土類磁石は着磁特性が悪い。例えばネオジウム・鉄・ボロン磁石は保磁力や残留磁束密度の違いによる着磁特性の変化が少なく、一般的に１〜１．５（ＭＡ／ｍ）もの磁化力を必要とする。一方、２−１７系サマリウム・コバルト（Ｓｍ２［Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｚｒ］１７）磁石は保磁力によって着磁特性が大きく変化するが０．８〜１．２（ＭＡ／ｍ）程度の磁化力が必要である。この場合には保磁力を下げれば着磁特性は改善されるが保持力を下げすぎると通常運転時に非可逆減磁が発生する場合がある。
【００５７】
これに対して本実施形態で用いる１−５系サマリウム・コバルト（ＳｍＣｏ５）磁石は保磁力が比較的高く非可逆減磁が起こりにくいが、厚さを薄くすることでパーミアンス係数Ｐｃが小さくなるので、通常の駆動装置で出力できる電流で容易に非可逆減磁が行える。
【００５８】
本実施形態にかかる永久磁石電動機２１及び密閉型圧縮機１０においても上記第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、磁束を可変する方の第２の永久磁石３４を薄く構成することにより、非可逆変化を発生させやすく、永久磁石の非可逆減磁及び再着磁を利用することができるため、磁化のために必要な電流を小さくし、駆動装置の電流容量を小さくすることが可能となる。さらに、着磁性が良好な材料を用いたことにより、より少ない電流で着磁でき、駆動装置の電流容量の増大を防止できる。したがって、通常の駆動装置が出力できる電流で無理なく非可逆減磁、着磁が行える。
【００５９】
この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、図１において、圧縮室を２つ備える２シリンダ式の圧縮機１０を例示したが、これに限られるものではない。回転子２４、４０は、一例として４極構造について示したが、これに限られるものではない。また、永久磁石の形状は矩形の板状としたがこれに限られるものではなく、例えば断面視円弧状に構成されていてもよい。固定子２５は、集中巻きである場合を示したが、これに限られるものではなく、例えば分布巻きとしてもよい。さらに、永久磁石の種類が２種類である場合について例示したが、３種類以上用いてもよい。
【００６０】
さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置を示す説明図。
【図２】同実施形態に係る回転子の断面を概念的に示す説明図。
【図３】同実施形態に係る固定子の断面を概念的に示す説明図。
【図４】同実施形態に係る永久磁石の厚さと磁化力の関係を示すグラフ。
【図５】同実施形態に係る永久磁石の動作と磁束密度と磁化力の関係を示すグラフ。
【図６Ａ】本発明の第２実施形態に係る回転子を示す斜視図。
【図６Ｂ】同実施形態に係る回転子の第１ブロックにおける断面を概念的に示す説明図。
【図６Ｃ】同実施形態に係る回転子の第２ブロックにおける断面を概念的に示す説明図。
【図７Ａ】本発明の第３実施形態に係る回転子の第１ブロックにおける断面を概念的に示す説明図。
【図７Ｂ】同実施形態に係る回転子の第２ブロックにおける断面を概念的に示す説明図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る永久磁石の着磁率と磁化力の関係を示すグラフ。
【図９】永久磁石の一例の動作と磁束密度と磁化力の関係を示すグラフ。
【図１０】永久磁石の一例の動作と磁束密度と磁化力の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００６２】
１…冷凍サイクル装置、１０…密閉型圧縮機、１１…凝縮器、１２…膨張装置、
１３…蒸発器、４…アキュムレータ、２１…永久磁石電動機、２２…圧縮機構部、
２３…密閉容器、２４．４０…回転子、２５…固定子、２６…シャフト、
３１…回転子鉄心、３１ａ…永久磁石収容穴、３２…永久磁石部、
３３…第１の永久磁石、３４…第２の永久磁石、３６…固定子コア、３７…固定子巻線、
４０…回転子、４１…第１のブロック、４１ａ．４２ａ…永久磁石収容穴、
４２…第２のブロック、４３…スリット穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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