(57)【要約】【課題】磁石が運転中に磁石挿入孔内で動き振動が発生するのを抑制しながらも、その磁石の動きを抑える手段に起因した減磁を低減することができ、尚且つ、磁石の挿入性の悪化を防止することができる、永久磁石埋込型電動機の提供。【解決手段】空隙を隔ててステータ２５と対向するように設置されたロータ１を備え、ロータは、複数の磁石挿入穴７を有するロータコア３と、複数の磁石挿入穴のそれぞれに挿入された複数の永久磁石５とを含み、ロータコアは、磁石位置決め突起が第一高さｈ１である複数枚の第一電磁鋼板９と、磁石位置決め突起が第二高さｈ２である複数枚の第二電磁鋼板１１とを積層して形成されており、第一高さｈ１＞第二高さｈ２であり、且つ、第一電磁鋼板の合計厚さＡ＜第二電磁鋼板の合計厚さＢである。【選択図】図５
2014193065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空隙を隔ててステータと対向するように設置されたロータを備え、
前記ロータは、複数の磁石挿入穴を有するロータコアと、前記複数の磁石挿入穴のそれぞれに挿入された複数の永久磁石とを含み、
前記ロータコアは、複数の積層要素を積層して形成されている、永久磁石埋込型電動機であって、
前記複数の積層要素は、前記磁石挿入穴に形成された磁石位置決め突起が第一高さｈ１である少なくとも一つの第一積層要素と、前記磁石挿入穴に形成された磁石位置決め突起が第二高さｈ２である少なくとも一つの第二積層要素とを含み、
前記第一高さｈ１＞前記第二高さｈ２であり、且つ、前記第一積層要素の合計厚さＡ＜前記第二積層要素の合計厚さＢである、
永久磁石埋込型電動機。
【請求項２】
前記ロータコアは、前記複数の積層要素としての複数枚の電磁鋼板を積層して形成されており、
前記複数の積層要素は、前記第一積層要素としての複数枚の第一電磁鋼板と、前記第二積層要素としての複数枚の第二電磁鋼板とを含み、
前記複数枚の第一電磁鋼板の合計厚さＡ＜前記複数枚の第二電磁鋼板の合計厚さＢである、
請求項１の永久磁石埋込型電動機。
【請求項３】
前記永久磁石の厚さをｔ１とし、
前記第二電磁鋼板における前記磁石位置決め突起の先端と、前記磁石挿入穴の外側画定ラインとの間の距離を間隔ｔ２とした場合、
厚さｔ１＞間隔ｔ２を満たす、
請求項２の永久磁石埋込型電動機。
【請求項４】
前記第二電磁鋼板の前記磁石位置決め突起の第二高さｈ２は、前記永久磁石の厚さｔ１の１５％以下である、
請求項２または３の永久磁石埋込型電動機。
【請求項５】
前記第一電磁鋼板の前記磁石位置決め突起の第一高さｈ１は、前記永久磁石の厚さｔ１の５０％以下である、
請求項２〜４の何れか一項の永久磁石埋込型電動機。
【請求項６】
前記ロータの高さは、前記ステータの高さよりも大きく、該ステータに対して前記ロータはオーバーハングしており、
前記ロータにおけるオーバーハングしていない部分に設けられた前記複数の第一電磁鋼板の合計厚さよりも、オーバーハングしている部分に設けられた前記複数の第一電磁鋼板の合計厚さの方が大きい、
請求項２〜５の何れか一項の永久磁石埋込型電動機。
【請求項７】
前記ロータの高さは、前記ステータの高さよりも大きく、該ステータに対して前記ロータはオーバーハングしており、
前記複数の第一電磁鋼板は、前記ロータにおけるオーバーハング部だけに配置されている、
請求項２〜５の何れか一項の永久磁石埋込型電動機。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項の永久磁石埋込型電動機により圧縮部を駆動する、圧縮機。
【請求項９】
請求項８の圧縮機を冷凍回路の構成要素として含む、冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍空調装置の圧縮機に搭載する電動機は、省エネ・低騒音を求められると共に、約１５０℃の高温雰囲気中での使用を保証する必要がある。
【０００３】
一般に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は、残留磁束密度が高く、電動機の小型・高効率化に向いている。その一方で、かかる希土類磁石は、高温になるほど保磁力が低下するため、同一電流で比較した場合、高温雰囲気で使用する電動機ほど減磁し易い課題がある。そのため、高温雰囲気中で使用する希土類磁石には、例えば、Ｄｙ（ディスプロシウム）、Ｔｂ（テルビウム）といった重希土類元素を添加することで、保磁力を向上させ、減磁しないように使用している。
【０００４】
しかし、近年、重希土類元素は希少価値が高まり、調達性や価格高騰のリスクが大きくなっている。そのような情勢を反映して、高効率且つ低騒音な電動機であって、尚且つ、高温雰囲気中では保持力が高くない希土類磁石を、減磁を抑えて使用することができる、減磁に強い電動機が求められている。
【０００５】
従来の電動機に関しては、例えば、特許文献１に開示の構成がある。特許文献１に開示の永久磁石式ブラシレスＤＣモータの回転子では、永久磁石挿入孔の周方向両側に磁石固定用の突起と空隙とを設け、それら空隙によって磁束の漏れを防ぐと共に、それら突起によって永久磁石の位置決めを行っていた。
【０００６】
さらに、当該特許文献１には、複数の電磁鋼板を積層してロータコアを構成するにあたって、電磁鋼板の永久磁石挿入孔に突起があるものと、突起がないものとを組み合わせることで、上述した磁石固定用の突起を得ると共に、特性の悪化を防ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１８１２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に例示された構成のように、永久磁石を回転子表面近くに埋め込み、磁石挿入孔の径方向内側に磁石位置決め用突起を設けるように回転子を構成した場合、磁束が突起に集中して流れようとし、永久磁石において突起に隣接した部位が減磁し易くなるという問題が生じる。さらに、永久磁石位置決め用突起が有る鋼板と無い鋼板とを組み合わせてロータコアを構成することで、磁石位置決め突起の存在が原因となる減磁の影響を緩和することはできるものの、今度は、永久磁石を挿入する際、永久磁石の傾きが生じやすくなり、挿入性が悪化し、つまりは生産性が悪くなるという新たな問題が生じうる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、磁石が運転中に磁石挿入孔内で動き振動が発生するのを抑制しながらも、その磁石の動きを抑える手段に起因した減磁を低減することができ、尚且つ、磁石の挿入性の悪化を防止することができる、永久磁石埋込型電動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】
上述した目的を達成するため、本発明は、空隙を隔ててステータと対向するように設置されたロータを備え、前記ロータは、複数の磁石挿入穴を有するロータコアと、前記複数の磁石挿入穴のそれぞれに挿入された複数の永久磁石とを含み、前記ロータコアは、複数の積層要素を積層して形成されている、永久磁石埋込型電動機であって、前記複数の積層要素は、前記磁石挿入穴に形成された磁石位置決め突起が第一高さｈ１である少なくとも一つの第一積層要素と、前記磁石挿入穴に形成された磁石位置決め突起が第二高さｈ２である少なくとも一つの第二積層要素とを含み、前記第一高さｈ１＞前記第二高さｈ２であり、且つ、前記第一積層要素の合計厚さＡ＜前記第二積層要素の合計厚さＢである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の永久磁石埋込型電動機によれば、磁石が運転中に磁石挿入孔内で動き振動が発生するのを抑制しながらも、その磁石の動きを抑える手段に起因した減磁を低減することができ、尚且つ、磁石の挿入性の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機のロータの概要を示す図である。
【図２】第一電磁鋼板における永久磁石が挿入されていない状態の磁石挿入穴近傍を拡大して示す図である。
【図３】第一電磁鋼板における磁石位置決め突起の高さを示す図である。
【図４】第二電磁鋼板における磁石位置決め突起の高さを示す図である。
【図５】ロータコアを構成する複数の電磁鋼板の内訳を示す図である。
【図６】ロータコアを構成する複数の電磁鋼板の内訳と、ステータとの対面関係を示す図である。
【図７】（磁石位置決め突起高さ／永久磁石厚さ）と減磁電流との関係性を示すグラフである。
【図８】位置決め突起の有無に関して減磁耐力の比較結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機のロータの概要を示す図である。なお、図１は、その紙面がロータの回転軸を垂線する面に相当し、図の明瞭性を優先し、ハッチングや中央のシャフト、風穴等の細部を省略している。
【００１５】
永久磁石埋込型電動機は、環状の空隙（図示省略）を隔てて環状のステータ（なお模式的には図６に符号２５として図示）と対向するようにステータの内側に設置されたロータ１を備えている。ステータの構成は、特に限定されるものではなく、既存の構成でよいものとする。
【００１６】
ロータ１は、ロータコア３と、複数の永久磁石５とを含んでいる。ロータコア３は、複数の磁石挿入穴７を有している。複数の永久磁石５はそれぞれ、対応する磁石挿入穴７に挿入されている。一例であるが、図１では、ロータが６極の場合を例示しており、Ｎ極とＳ極とが交互になるように着磁された６個の永久磁石５とそれに対応する６つの磁石挿入穴７とが示されている。本発明においては、ロータの磁極数は、２極以上であればよく、６極に限定されるものではない。
【００１７】
ロータコア３は、複数枚の電磁鋼板を積層して形成されている。本発明では、複数枚の電磁鋼板は、詳細は後述するが複数枚の第一電磁鋼板９と、複数枚の第二電磁鋼板１１という二種類の電磁鋼板が用いられている。そのうちの第一電磁鋼板９を例に主に磁石挿入穴７周りの構成について説明する。
【００１８】
図２は、第一電磁鋼板における永久磁石が挿入されていない状態の磁石挿入穴近傍を拡大して示す図である。図１及び図２に示されるように、磁石挿入穴７はそれぞれ、ロータ１の回転軸ＣＬを中心とする半径方向に延びる極中心線Ｘと直交する方向（以下、周方向と称する）に延びている。また、磁石挿入穴７はそれぞれ、対応する極中心線Ｘに関して線対称をなしている。また、磁石挿入穴７、並びに、それに対応する極中心線Ｘ及び後述するスリット群は、同じ形状をなしており、且つ、等角度間隔で並んでいるので、以下、一つの磁石挿入穴７周りの構成について説明する。
【００１９】
磁石挿入穴７は、図２に示されるように、ロータコア３に形成されている、径方向外側の外側画定ライン１３と、径方向内側の内側画定ライン１５と、左右一対のエンドライン１７とによって、画定されている。
【００２０】
外側画定ライン１３は、図２においてみて、周方向に直線的に延びるラインであり、内側画定ライン１５は、外側画定ライン１３よりも径方向内側に位置し、直線的に且つ外側画定ライン１３とほぼ平行に延びるラインである。一対のエンドライン１７はそれぞれ、外側画定ライン１３及び内側画定ライン１５の対応する周方向端部をつなげており、かかるエンドライン１７の内側には、径方向外側に突出する空間１９が生じる。これらの空間１９は、磁石挿入穴７の周方向両端部において磁束短絡防止用穴であるフラックスバリアとして機能する。
【００２１】
磁石挿入穴７の内側画定ライン１５における周方向両端部には、磁石位置決め突起２１が形成されている。これら左右一対の磁石位置決め突起２１は、径方向外側すなわち外側画定ライン１３に向けて突出している。また、一対の磁石位置決め突起２１における極中心線Ｘ側の側面は、それぞれ、永久磁石５における対応する周方向側端面と面接触する。
【００２２】
外側画定ライン１３と、ロータコア３の外周面との間には、複数のスリット２３が形成されている。スリット２３は、磁石挿入穴７同様、回転軸ＣＬの延びる方向に沿って電磁鋼板（積層後はロータコア３全体）を貫通する穴（空隙）である。かかるスリット２３により、トルクの脈動や誘起電圧の高調波を低減することが可能となっている。
【００２３】
上述した第一電磁鋼板９に対して、第二電磁鋼板１１は、以下に説明するように磁石位置決め突起の高さが異なる以外は、第一電磁鋼板９と同様に構成されている。図３は、第一電磁鋼板における磁石位置決め突起の高さを示す図であり、図４は、第二電磁鋼板における磁石位置決め突起の高さを示す図である。第二電磁鋼板１１も、第一電磁鋼板９と同数、同位置に、磁石挿入穴７及びスリット２３を有しており、第二電磁鋼板１１の磁石挿入穴７も、外側画定ライン１３、内側画定ライン１５及び一対のエンドライン１７によって画定されている。一方、第二電磁鋼板１１の磁石挿入穴７の磁石位置決め突起２１’は、挿入された永久磁石５の端面とは接触するものの、その高さは、第一電磁鋼板９の磁石挿入穴７の磁石位置決め突起２１よりも低く形成されている。図３及び図４に示すように、第一電磁鋼板９の磁石位置決め突起２１の高さ（内側画定ライン１５からの突出量）を第一高さｈ１とし、第二電磁鋼板１１の磁石位置決め突起２１’の高さ（内側画定ライン１５からの突出量）を第二高さｈ２とした場合、第一高さｈ１＞第二高さｈ２となる。また、永久磁石５の厚さ（挿入時の径方向の寸法）を厚さｔ１とし、第二電磁鋼板１１における磁石位置決め突起２１’の先端と、外側画定ライン１３との間の距離を間隔ｔ２とした場合、厚さｔ１＞間隔ｔ２を満たすように構成されている。
【００２４】
以上のような構成を有する第一電磁鋼板９及び第二電磁鋼板１１は、共に、同じ厚さを有しており、一例を示すと、厚さ０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度の薄い電磁鋼板から形成されている。
【００２５】
図５は、ロータコアを構成する複数の電磁鋼板の内訳を示す図である。また図６は、ロータコアを構成する複数の電磁鋼板の内訳と、ステータとの対面関係を示す図である。ロータコア３は、図５に示されるように、積層に関する下側（下層領域）と上側（上層領域）とにそれぞれまとめて複数の第一電磁鋼板９が積層されており、積層に関する真ん中（中間領域）に複数の第二電磁鋼板１１が積層されている。
【００２６】
さらに、上層領域の複数の第一電磁鋼板９の合計厚さを厚さＡ１とし、下層領域の複数の第一電磁鋼板９の合計厚さを厚さＡ２とし、それら厚さＡ１と厚さＡ２との合計厚さを、すなわち、ロータコア３中における全第一電磁鋼板９の合計厚さを、合計厚さＡとし、中間領域の複数の第二電磁鋼板１１の合計厚さ（すなわち全第二電磁鋼板１１の合計厚さ）を合計厚さＢとした場合、合計厚さＡ＜合計厚さＢを満たす。
【００２７】
また、上記のようなロータコアの電磁鋼板の内訳に対して、ステータ２５は、図６に示されるような関係で配置されている。すなわち、ロータ１の高さ（回転軸ＣＬ方向の寸法）は、ステータ２５の高さよりも大きく、ステータ２５に対してロータ１がオーバーハングする。かかる態様において、ステータ２５の上端２５ａ及び下端２５ｂは、それらの高さ位置が第二電磁鋼板１１の積層されている範囲に位置するように配置されている。換言すれば、ステータ２５は、ロータコア３における第二電磁鋼板１１だけが積層されている中間領域と対面するように、ロータ１と向き合っている。また、別の言い方をすれば、複数の第一電磁鋼板９はすべて、ロータ１におけるオーバーハング部１ａだけに配置されている。なお、オーバーハング部１ａのみに磁石位置決め突起２１を設けるのが最も適しているが、改変形態として、オーバーハング部１ａに存在する第一電磁鋼板９の合計厚さよりも少ない合計厚さとなる枚数の第一電磁鋼板９を、ステータ２５と対面する部分（ロータにおけるオーバーハングしていない部分）に設けても効果を示すことができる。
【００２８】
複数の電磁鋼板を積層して構成されたロータコア３の磁石挿入穴７のそれぞれには、永久磁石５が収容されている。具体的一例であるが、永久磁石５はそれぞれ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジム−鉄−ボロン）系の希土類磁石で構成されている。なお、永久磁石の種類はこれに限るものではない。また、１極あたり１個の永久磁石５が周方向に平行に磁化され極性が交互となるように配置され、それによって、それぞれの磁極が構成される。
【００２９】
挿入された永久磁石５はそれぞれ、第一電磁鋼板９の部分においても、第二電磁鋼板１１の部分においても、対応する一対の磁石位置決め突起２１の間、及び、対応する一対の磁石位置決め突起２１’の間に配置され、それら一対の磁石位置決め突起２１，２１’に挟まれて位置決めされている。
【００３０】
以上のように構成された本実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機においては、磁石挿入穴内に二種類の高さの突起を形成しているので、磁石位置決め突起による減磁耐力の悪化を最小限に抑え、さらに永久磁石の挿入性を改善し、生産性を改善することができる。
【００３１】
すなわち、磁石位置決め突起が大きいと磁束が磁石位置決め突起の部分に多く流れるため、永久磁石が減磁しやすくなるが、磁石位置決め突起の高さが大きい領域は、ロータコアにおいて部分的にあるだけであるので、磁石位置決め突起による減磁耐力の悪化を低く抑えることができる。具体的には、ロータコア中における全第一電磁鋼板の合計厚さを合計厚さＡとし、全第二電磁鋼板の合計厚さを合計厚さＢとした場合、合計厚さＡ＜合計厚さＢを満たすように構成するので、磁石位置決め突起による減磁耐力の悪化を少なく抑えることができる。
【００３２】
その一方で、磁石位置決め突起が小さい領域においても、突起自体は存在しているため、つまり、本実施の形態では、磁石挿入穴内には高さの大小はあるものの回転軸ＣＬに沿って連続して常に突起自体があるため、永久磁石を挿入する際、永久磁石は、常に磁石位置決め突起にガイドされ突起に沿って挿入されるため、挿入途中で永久磁石が傾き挿入性を悪化させることがなく、生産性を改善することができる。
【００３３】
また、通常、磁石挿入穴に対して、永久磁石は若干小さく構成される。そのため、小さい方の磁石位置決め突起先端と磁石挿入穴の画定面との間隔を、永久磁石の厚さよりも大きくしてしまうと、永久磁石を挿入する際に永久磁石が傾く可能性が大きくなる。この点、本実施の形態１では、永久磁石の厚さを厚さｔ１とし、第二電磁鋼板における磁石位置決め突起の先端と外側画定ラインとの間の距離を間隔ｔ２とした場合、厚さｔ１＞間隔ｔ２を満たすように構成されている。よって、永久磁石を挿入する際に、永久磁石を、確実に第二電磁鋼板の磁石位置決め突起に沿って挿入することができる。
【００３４】
図７は、（磁石位置決め突起高さ／永久磁石厚さ）と減磁電流との関係性を示すグラフである。図７の縦軸は、突起の高さが０（突起がない状態）であるときの減磁電流を１００％としている。つまり、減磁電流が１００％よりも小さくなると減磁電流が低減したこと示しており、低い電流で減磁することを示し、減磁耐力が悪化していることを示している。
【００３５】
図７のグラフより（磁石位置決め突起高さ／永久磁石厚さ）が０．１５までは減磁電流がほぼ１００％のまま推移していることが分かる。つまり、磁石位置決め突起の高さは、永久磁石の厚さに対して１５％以下に構成すれば永久磁石の減磁に与える影響が小さいといえる。そのため、第二電磁鋼板１１の磁石位置決め突起２１’の高さｈ２は、好適には、永久磁石の厚さｔ１の１５％以下とする。
【００３６】
その一方で、第一電磁鋼板９の磁石位置決め突起２１の高さｈ１は、確実に永久磁石を位置決めする必要があるが、大きすぎると突起部分の影響で磁束の漏れが発生してしまう。そのため、磁石位置決め突起の高さｈ１は、好適には、永久磁石の厚さｔ１の半分以下（永久磁石の厚さｔ１の５０％以下）とし、永久磁石を確実に位置決めしつつ磁束の漏れを最小限に抑える構造にする。
【００３７】
また、図６に示したように、ロータ１の高さ（回転軸ＣＬ方向の寸法）がステータ２５の高さよりも大きい場合、ステータ２５に対してロータ１がオーバーハングする構造となる。ロータ１におけるオーバーハング部１ａは、ステータ２５からの磁束の影響を受けにくく、減磁しにくい傾向にある。このため、本実施の形態１では、より高さの大きい磁石位置決め突起２１が設けられた領域は、オーバーハングした部分だけにとどめ、減磁の影響を小さくすることができる利点が得られている。特にロータ１が電磁鋼板で構成された物は、軸方向に磁束が流れにくいため、より顕著にオーバーハング部１ａの部分は減磁しにくい特徴がある。また、オーバーハング部１ａのみに磁石位置決め突起２１を設けるのが最も適しているが、オーバーハング部１ａに存在する第一電磁鋼板９の合計厚さよりも少ない合計厚さとなる枚数の第一電磁鋼板９を、ステータ２５と対面する部分に設けても効果を示すことができる。
【００３８】
また、本実施の形態１は、スリット自体の有無にかかわらず、上述した効果を示すことができるが、スリットを設けると、磁石のパーミアンスの低下、ステータからの反磁界の集中が発生し、減磁耐力が悪化する。そのため、ロータコアにスリットを設けた形状ではスリットなしにくらべて減磁耐力を上げるため永久磁石の厚さを厚くする必要がある。本実施の形態１を適用することで、減磁耐力が改善することから、スリット２３を設けても永久磁石を厚くする必要がなく、スリットなしに比べてより効果を示すことができる。また、スリット形状はスリットによりステータからの磁束を集中させてしまうため、磁石位置決め突起による減磁耐力の悪化が大きい。このことからもスリット形状を用いたロータに本実施の形態１を適用することで、スリットがない態様よりも効果を示すことができる。また、本実施の形態で示すスリットとは、ロータコアにおいて磁石挿入穴よりも径方向外側に位置する空隙を示しており、スリットは２箇所以上であればスリットとなる。
【００３９】
また，磁石挿入穴７は、回転軸ＣＬよりもロータ１の外周面の方が近くなるように配置されている。磁石挿入穴が外周面に近いロータは、磁石挿入穴が回転軸に近いロータよりも、減磁しやすい特徴を持つ。そのため，磁石挿入穴７が回転軸ＣＬよりもロータ１の外周面の方に近くなるように配置した本実施の形態のロータ１では、減磁耐力の悪化を防ぐ必要性が大きい。言い換えると、本発明は、磁石挿入穴７が回転軸ＣＬよりもロータ１の外周面の方に近い形状でこそ、より効果を示すことができる。
【００４０】
図８に、位置決め突起の有無に関して減磁耐力の比較結果を示す。本結果は、簡易的に位置決め突起ありと、位置決め突起なしとの間で比較をするが、スリットがある場合の方が、位置決め突起がない時に対する減磁耐力改善の増加分が大きく、位置決め突起を設けた効果が大きいことを示している。よって、スリットが存在する方が本実施の形態の磁石位置決め突起の形成態様の効果を、より享受できることとなる。
【００４１】
また、磁石位置決め突起を設けることで磁石固定のための接着剤等が不要となるため、接着剤を使用できない環境や接着剤に掛かるコストを削減することができる。
【００４２】
また、磁束が、磁石位置決め突起に集中して流れようとし、磁石位置決め突起に隣接する永久磁石の部位が減磁し易くなる。このため、永久磁石の径方向外側の表面と、磁石位置決め突起との距離が、永久磁石の厚さよりも狭い状態であると、より磁束が通りやすくなり、減磁しやすくなるため、永久磁石の表面が電磁鋼板で覆われている形状で、より顕著に効果を示すことができる。
【００４３】
なお、本実施の形態１の永久磁石埋込型電動機は、巻線方式、ステータのスロット数、極数によらず効果を奏する。
【００４４】
従来と同じ減磁耐力であれば、低保磁力な磁石を使用することが可能となり、重希土類元素の添加量の少ない、安価な希土類磁石を使用することが可能となる。さらに、重希土類元素の添加量を減らすと、磁石の残留磁束密度が向上するため、マグネットトルクが向上し、同一トルクを発生させるための電流を小さくすることができ、銅損、及び、インバータの通電損失を低減することが可能となる。また、減磁に強い電動機となるため、従来と同じ減磁耐力であれば、磁石厚さを薄くすることが可能であり、高価な希土類磁石の使用量を抑制し、安価な電動機を構成することが可能となる。
【００４５】
上述した本実施の形態によれば、次のような優れた作用効果がある。まず、磁石位置決め突起の高さが大きいと永久磁石の減磁に悪影響を及ぼす。そのため、そのような観点では、磁石位置決め突起は小さいか、もしくは、全く無いことが望ましい。そのため、比較的大き目の磁石位置決め突起をロータコアの一部分のみに設けることにより、磁石位置決め突起による永久磁石の減磁への影響を最小限に抑えることができる。しかし、一部分にのみ磁石位置決め突起を設け、そのほかに磁石位置決め突起を設けないと、永久磁石を挿入する際に、永久磁石が傾き永久磁石の挿入の生産性が悪化する課題がある。そこで、磁石位置決め突起の高さがｈ１、ｈ２と異なる２種類のコアを用い、ｈ１＞ｈ２の関係とする。磁石位置決め突起の高さｈ１の高さのロータコアにより永久磁石の位置決めを確実に行い、磁石位置決め突起の高さｈ２は最小限に設定し、永久磁石を挿入する際のガイドとなり、磁石位置決め突起に沿って挿入される。磁石位置決め突起の高さｈ２は最小限に設定されているため、永久磁石の減磁への影響が小さくなり、永久磁石の減磁耐力が改善する。さらに、磁石位置決め突起の高さｈ１であるコアは減磁に僅かながら悪影響を与えることから、少ない方が望ましい。そのため、磁石位置決め突起の高さｈ１であるコアの積厚の合計幅Ａと、位置決め突起の高さｈ２であるコアの積厚の合計幅Ｂの関係がＡ＜Ｂにすることで、より効果を示すことができる。
【００４６】
また、永久磁石の厚さをｔ１とし、第二電磁鋼板における磁石位置決め突起の先端と、磁石挿入穴の外側画定ラインとの間の距離を間隔ｔ２とした場合、厚さｔ１＞間隔ｔ２を満たすように構成することで、永久磁石を挿入する際、永久磁石が横にずれることがなく、生産性を改善することができる。
【００４７】
第二電磁鋼板の磁石位置決め突起の第二高さｈ２を、永久磁石の厚さｔ１の１５％以下とした場合、減磁耐力の大幅な悪化を防ぐことができる。
【００４８】
第一電磁鋼板の磁石位置決め突起の第一高さｈ１を、永久磁石の厚さｔ１の５０％以下とした場合、漏れ磁束を低減することができる。
【００４９】
ロータの高さは、ステータの高さよりも大きく、ステータに対してロータはオーバーハングしており、複数の第一電磁鋼板は、ロータにおけるオーバーハング部だけに配置されているようにした場合、オーバーハング部は減磁しにくいため、オーバーハング部に減磁がしやすい磁石位置決め突起高さｈ１のコア構成要素を配置することで減磁の悪化を抑えることができる。
【００５０】
実施の形態２．
また、本発明は、実施の形態２として、圧縮機として実施することができ、その圧縮機において、上述した実施の形態１の永久磁石埋込型電動機を、圧縮部を駆動する要素として機能させる。さらに、本発明は、そのように実施の形態１の永久磁石埋込型電動機を有する圧縮機を、冷凍回路の構成要素として含む、冷凍空調装置として実施することも可能である。なお、圧縮機の種別や圧縮機における永久磁石埋込型電動機以外の構成は、特に、限定されるものではなく、また、冷凍空調装置の冷凍回路における、圧縮機以外の構成要素の構成も、特に、限定されるものではない。
【００５１】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【００５２】
例えば、上述した実施の形態では、ロータコアが、複数枚の電磁鋼板を積層して形成されており、それら複数枚の電磁鋼板は、磁石挿入穴に形成された磁石位置決め突起が第一高さｈ１である複数枚の第一電磁鋼板と、磁石位置決め突起が第二高さｈ２である複数枚の第二電磁鋼板とを含む態様として説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロータコアは、複数の積層要素を積層して形成されており、複数の積層要素は、磁石位置決め突起が第一高さｈ１である少なくとも一つの第一積層要素と、磁石位置決め突起が第二高さｈ２である少なくとも一つの第二積層要素とを含む態様であればよい。したがって、一例であるが、第一積層要素及び第二積層要素それぞれが、金属製の一塊のブロック状の部分であり、上記実施の形態との対応として厚さＢの一つの第二積層要素の上下に、それぞれ厚さＡ１，Ａ２である上下一対の第一積層要素が設けられている態様のロータコアを用いて実施することも可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ロータ、３  ロータコア、５  永久磁石、７  磁石挿入穴、９  第一電磁鋼板、１１  第二電磁鋼板、１３  外側画定ライン、２１  磁石位置決め突起、２５  ステータ。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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