【手続補正書】
【提出日】平成20年1月25日(2008.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】  回転電機の回転子、固定子、電動機、圧縮機、冷凍サイクル、回転電機の回転子製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  永久磁石形回転電機の回転子において、希土類永久磁石をメッキレスにしたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】  中央を回転軸が貫通した円柱状の回転子コアと、この回転子コアに軸方向端部が開口部となるよう形成された永久磁石埋込孔と、この永久磁石埋込孔に挿入されたメッキレス永久磁石と、前記開口部を閉塞し、永久磁石埋込孔を気密状態に保持する端板とを備えたことを特徴とする請求項１記載の回転電機の回転子。
【請求項３】  酸化防止状態に封印された容器を開封してメッキレス永久磁石を取り出すステップと、回転子コアに形成された永久磁石埋込孔に前記メッキレス永久磁石を挿入するステップと、挿入後永久磁石埋込孔を気密状態に閉塞するステップとを備え、これら各ステップをメッキレス永久磁石の酸化を防止または鈍化させる温湿度環境下にて行なうことを特徴とする回転電機の回転子製造方法。
【請求項４】  酸化防止状態に封印された容器を開封してメッキレス永久磁石を取り出すステップと、回転子コアに形成された永久磁石埋込孔に前記メッキレス永久磁石を挿入するステップと、挿入後メッキレス永久磁石を外気から遮断するステップとを備え、これら各ステップをメッキレス永久磁石の酸化を防止または鈍化させる温湿度環境下にて行なうことを特徴とする回転電機の回転子製造方法。
【請求項５】  永久磁石を分割して回転子コア内に埋め込む又は永久磁石を回転子コアの表面付近に配置した永久磁石形回転電機の回転子において、分割した永久磁石同士又は永久磁石と端板とを絶縁したことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項６】  永久磁石を分割して回転子コア内に埋め込む又は永久磁石を回転子コアの表面付近に配置した永久磁石形回転電機の回転子において、永久磁石と回転子コアを絶縁したことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項７】  円弧形状の永久磁石を回転子コア表面付近に配置すると共に前記永久磁石の磁化方向をラジアル方向にしたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項８】  永久磁石形回転電機の回転子において、回転子の回転方向に沿って連続的または断続的に屈曲形成した永久磁石埋込孔と、この永久磁石埋込孔の屈曲部分を挟んで極配置を遠心方向に同じにして複数枚埋め込まれ、擬似的にラジアル配向とした平板上の永久磁石とを備えたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項９】  永久磁石形回転電機の回転子において、回転子の回転方向に沿って断続的に形成された永久磁石埋込孔と、この永久磁石埋込孔にフラックスバリア孔を残して埋め込まれた永久磁石とを備えたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１０】  フラックスバリア孔に非磁性かつ非導電性材料からなる永久磁石の位置決め部材を備えたことを特徴とする請求項９記載の回転電機の回転子。
【請求項１１】  永久磁石埋込孔内に磁石の反発力によって互いに離間する複数の永久磁石を備えたことを特徴とする請求項９記載の回転電機の回転子。
【請求項１２】  フラックスバリア孔と永久磁石間にブリッジを構成したことを特徴とする請求項９記載の回転電機の回転子。
【請求項１３】  永久磁石埋込孔端部のエッジを丸めフラックスバリア孔を形成したことを特徴とする請求項９記載の回転電機の回転子。
【請求項１４】  永久磁石形回転電機の回転子において、極配置を遠心方向に同じにして周方向に隣り合う永久磁石同士の間にブリッジを構成したことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１５】  永久磁石形回転電機の回転子において、永久磁石による磁束の短絡を抑制する薄肉部またはフラックスバリア孔を構成し、ｑ軸の磁束が通る異極の永久磁石間の距離を永久磁石の厚さ以上にしたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１６】  請求項１乃至１５の何れか記載の回転子を備えたことを特徴とする電動機。
【請求項１７】  請求項１６記載の電動機を駆動用電動機として備えたことを特徴とする圧縮機。
【請求項１８】  圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を備え、これらを冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、請求項１７記載の圧縮機を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転子コアに永久磁石を備えた永久磁石形回転電機の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電動機の高性能化のために回転数の制御が容易でかつ損失を低減した高効率な永久磁石形ＤＣブラシレスモータが広く用いられている。図２０は従来の一般的な永久磁石形電動機の回転子の断面図である。図２０において、（ａ）は回転子の平面断面図、（ｂ）は回転子の側面断面図である。図２１は図２０に示す回転子を組み込んだ３相４極のＤＣブラシレスモータを示す断面図で、以下にその構造を説明する。図２１において、１は回転軸、２は回転軸１に嵌合された回転子コア３に埋め込まれた永久磁石、４は永久磁石３側方に形成され、永久磁石端部における磁束の短絡を防止するフラックスバリア、５は回転子コア３の端部において永久磁石２を固定する端板である。１４は回転軸１に永久磁石２が埋め込まれた回転子コア３が嵌合固定されて構成された回転子である。１５は内部に回転子１４がエアギャップ１６を介して挿入された固定子で、ティース１３間に形成されたスロット１７にコイル８が巻回されている。永久磁石２は、回転軸１を有する円筒状の回転子コア３の内部に、Ｎ極Ｓ極が交互になるように配置して、固着することが一般的である。
【０００３】
以上の構成で、図に示されていない駆動回路によって固定子１５に巻かれているコイル８に通電すると、コイル８は供給された電流に応じた磁束を発生する。この磁束はエアギャップ１６を介して回転子１４に作用し、回転子１４が有している永久磁石２はこの磁束による磁界の極性に応じて反発あるいは吸引を繰り返して回転するものである。
【０００４】
図２２は特開平１１−４５５５号公報に開示された従来の永久磁石形回転電機を示す断面図である。図２２において、永久磁石形回転電機は回転子１４と固定子１５からなり、固定子１５は固定子コア７と固定子コイル８とで構成されている。回転子１４は、回転子１４の回転方向に分割され、かつ磁石幅τm1の単位磁石群で構成された導電性永久磁石２が周方向に互いに異なる極性となる様に配置した構成としている。すなわち、Ｎ・Ｓの極性を持った単位磁石群で構成された導電性永久磁石とＳ・Nの極性を持った単位磁石群で構成された導電性永久磁石が回転子コア３に形成された永久磁石埋込孔１８に挿入されて回転子１４を構成している。
【０００５】
図２３は特開２０００−２０９７９７号公報に開示されてた従来の永久磁石形回転電機の回転子構造を示す部分斜視図である。図２３において、永久磁石２aから２nで１極分の磁石を形成し、それぞれは同一寸法であり、電気的に絶縁された永久磁石で構成されている。Nd−Fe−B系の磁石では防錆のため、磁石単体で例えばエポキシ塗料などで塗装されることがある。本従来例では、この塗装を利用し電気的絶縁を行い、渦電流を抑えようとしている。
【０００６】
図２４は特開平９−１４０１０７号公報に開示された従来の電動機を示す（ａ）側断面図、（ｂ）平面断面図である。図２４において、３１ａ、３１ｂ、３１ｃは２極の突極３７ａ〜３７ｃを有する円筒状コア、３２ａ、３２ｂ、３２ｃはコアを絶縁するインシュレータ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃは各コア突極に巻かれたコイル、３４ａ、３４ｂ、３４ｃはＮ・Ｓ２極の磁極を有するマグネット、３５はスペーサ３６はシャフト、４０は有頂円筒形のフレームケース、３８はブラケット、３９ａ、３９ｂは軸受、４１は端子結線のための基板、４２はインシュレータに一体に固定された端子ピンである。
【０００７】
図２４に示すようにロータ部は、中空円筒のマグネット３４ａ、３４ｂ、３４ｃがスペーサ３５を挟んで、各マグネット３４ａ、３４ｂ、３４ｃの内円筒部がシャフト３６に挿入固定され、そのシャフト３６の一方端はフレームケース４０に取り付けられた軸受け３９ａに支承され、もう一方のシャフト端はブラケット３８に取り付けられた軸受け３９ｂに支承された両持ち支持構造のインナーロータとなっている。また、コア３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、プレス成形により珪素鋼板をスラスト方向に積層して構成し、樹脂製のインシュレータ３２ａ、３２ｂ、３２ｃにより絶縁処理されている。そして、このコア３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、インシュレータ３２ａ、３２ｂ、３２ｃの一部を突出させて成形した位置決めピンを基準として３個直列に接続し、フレームケース４０の内周に挿入固定され、端子ピン４２にはコイル３３ａ、３３ｂ、３３ｃを結線する基板４１が半田付けにより固定されている。フレームケース４０の開口部分には軸受け３９ｂが固定されたブラケット３８が挿入固定されている構成となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の永久磁石形電動機の構造においては、以下に述べる課題があった。
回転子表面付近に配置される永久磁石形電動機は、運転状況により固定子により形成される磁界によって渦電流が発生して性能低下を招く、また、高回転、高負荷な運転状況においては永久磁石が高温となり、大きな性能低下や永久磁石が減磁する問題があった。
【０００９】
また、永久磁石を回転子の表面付近に配置する場合、高回転における強度的信頼性に不安があった。
【００１０】
また、永久磁石を回転子コアの奥（中心寄り）に埋め込む電動機においては、電動機の振動、騒音が大きいという問題点があった。
【００１１】
本発明は、前述の問題点を解決するために行なったものであり、始動時、運転時の駆動特性の改善や永久磁石の減磁防止、高効率化、低騒音化を行うことができる永久磁石形回転電機を提供することを目的とする。
また、制御性が良く、運転範囲が広い高効率、低騒音な圧縮機および冷凍サイクルを得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る永久磁石形回転電機の回転子は、希土類永久磁石をメッキレスにしたものである。
【００１３】
また、中央を回転軸が貫通した円柱状の回転子コアと、この回転子コアに軸方向端部が開口部となるよう形成された永久磁石埋込孔と、この永久磁石埋込孔に挿入されたメッキレス永久磁石と、前記開口部を閉塞し、永久磁石埋込孔を気密状態に保持する端板とを備えたものである。
【００１４】
また、この発明に係る回転電機の回転子製造方法は、酸化防止状態に封印された容器を開封してメッキレス永久磁石を取り出すステップと、回転子コアに形成された永久磁石埋込孔に前記メッキレス永久磁石を挿入するステップと、挿入後永久磁石埋込孔を気密状態に閉塞するステップとを備え、これら各ステップをメッキレス永久磁石の酸化を防止または鈍化させる温湿度環境下にて行なう。
【００１５】
また、酸化防止状態に封印された容器を開封してメッキレス永久磁石を取り出すステップと、回転子コアに形成された永久磁石埋込孔に前記メッキレス永久磁石を挿入するステップと、挿入後メッキレス永久磁石を外気から遮断するステップとを備え、これら各ステップをメッキレス永久磁石の酸化を防止または鈍化させる温湿度環境下にて行なう。
【００１６】
また、この発明に係る回転電機の回転子は、永久磁石を分割して回転子コア内に埋め込む又は永久磁石を回転子コアの表面付近に配置した永久磁石形回転電機の回転子において、分割した永久磁石同士又は永久磁石と端板とを絶縁したものである。
【００１７】
また、永久磁石を分割して回転子コア内に埋め込む又は永久磁石を回転子コアの表面付近に配置した永久磁石形回転電機の回転子において、永久磁石と回転子コアを絶縁したものである。
【００１８】
また、円弧形状の永久磁石を回転子コア表面付近に配置すると共に前記永久磁石の磁化方向をラジアル方向にしたものである。
【００１９】
また、回転子の回転方向に沿って連続的または断続的に屈曲形成した永久磁石埋込孔と、この永久磁石埋込孔の屈曲部分を挟んで極配置を遠心方向に同じにして複数枚埋め込まれ、擬似的にラジアル配向とした平板上の永久磁石とを備えたものである。
【００２０】
また、回転子の回転方向に沿って断続的に形成された永久磁石埋込孔と、この永久磁石埋込孔にフラックスバリア孔を残して埋め込まれた永久磁石とを備えたものである。
【００２１】
また、フラックスバリア孔に非磁性かつ非導電性材料からなる永久磁石の位置決め部材を備えたものである。
【００２２】
また、永久磁石埋込孔内に磁石の反発力によって互いに離間する複数の永久磁石を備えたものである。
【００２３】
また、フラックスバリア孔と永久磁石間にブリッジを構成したものである。
【００２４】
また、永久磁石埋込孔端部のエッジを丸めフラックスバリア孔を形成したものである。
【００２５】
また、極配置を遠心方向に同じにして周方向に隣り合う永久磁石同士の間にブリッジを構成したものである。
【００２６】
また、永久磁石による磁束の短絡を抑制する薄肉部またはフラックスバリア孔を構成し、ｑ軸の磁束が通る異極の永久磁石間の距離を永久磁石の厚さ以上にしたものである。
【００２７】
また、この発明に係る電動機は、上記何れか記載の回転子および上記何れか記載の固定子を備えたものである。
【００２８】
また、この発明に係る圧縮機は、上記電動機を駆動用電動機として備えたものである。
【００２９】
また、この発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を備え、これらを冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、上記圧縮機を備えたものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１を示す回転電機の回転子の例で、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図において、１は回転軸、３は回転軸が中心を貫通する円柱状の回転子コア、５は後述する永久磁石１２を回転子コア３の軸方向端部において固定するための端板、９は永久磁石１２の磁化方向を示す矢印で、ここでは平行方向である。１２は回転子コア３に形成された永久磁石埋込孔１８に埋め込まれたメッキレスの希土類永久磁石、１４はこれらで構成された回転子である。永久磁石埋込孔１８は、図１（ａ）に示すように、回転子コア３表面付近にて回転子コア外周形状に沿って分割形成されている。
【００３１】
図４は同駆動条件下で、従来のメッキ仕様、上記メッキレス仕様の希土類磁石を有する回転子を備えた電動機の磁石温度と駆動時間との関係および、磁束量と駆動時間との関係を示した相関図である。このように、電動機の駆動時間が経過するにしたがってメッキ仕様とメッキレス仕様とで磁石温度に大きな温度差が生じる。そして、永久磁石をメッキレスとすることで磁束量の減少を抑えることができることが理解される。また、メッキレス仕様にすることにより、同一温度状態においても、メッキ仕様よりも大きな磁束量を得ることができる。
【００３２】
図５はメッキ仕様とメッキレス仕様の希土類磁石を有する回転子を備えた電動機のモータ効率とモータ回転数との関係を示した相関図である。図５中●と▲との比較でわかるように、メッキレス仕様とすることで、メッキ仕様の場合に比べてモータ回転数の上昇に伴うモータ効率の低下を防止できる。これは渦電流を低減でき磁石の発熱を抑え、高効率な電動機が実現できるからである。尚、ここで示したメッキの材質は(1)銅＋ニッケル（銅を下塗りした後、ニッケルを塗る）または(2)アルミが用いられる。
【００３３】
従来は磁石が高温多湿の環境下で酸化して腐食することを防止するため永久磁石表面にメッキを行なっていたが、上述したようにメッキにより磁石温度の上昇や磁束量の低下、モータ効率の低下が発生する。本実施の形態では、永久磁石１２が回転子の性能低下を引き起こさない程度の温度・湿度環境下で永久磁石１２を永久磁石埋込孔１８へ挿入し、端板５にて密閉状態にすることで、組み付け時および組み付け後の永久磁石酸化による性能低下を防止できる。
【００３４】
メッキレス永久磁石１２は空気中で酸化し、特に希土類磁石の場合、酸化が著しい。そこで、永久磁石埋込孔１８の軸方向端部に開口した開口部を端板５で塞ぐことで、永久磁石埋込孔１８内を気密状態に保持できるようにすれば、永久磁石１２組み付け後の酸化を防止することが可能になる。この場合、組み付け作業現場の温度湿度環境を管理する。温度は室温に比べてあまり高温にならない程度とし、湿度は極力低く維持し、永久磁石１２の酸化を防止または回転子組み込みごの性能低下が起きない程度にすれば良い。
【００３５】
このような作業環境下で、永久磁石１２が収納され、酸化防止状態に封印された袋や箱などの容器を開封し、永久磁石１２を取り出す。取り出した永久磁石１２を永久磁石埋込孔１８に挿入し、挿入後永久磁石埋込孔１８の開口部を端板５にて閉塞し、永久磁石埋込孔１８内を気密状態に保持する。以降は回転子１４を高温多湿の空気中にさらしても永久磁石１２の酸化を防止することができる。
【００３６】
また、冷凍サイクルを構成する圧縮機用モータに本実施の形態の回転子１４を適用する場合、圧縮機が完成した状態になれば圧縮機内部は外気と遮断される。このような場合、上述の場合と同様に温湿度を管理した作業空間で永久磁石１２を永久磁石埋込孔１８に挿入した後も、圧縮機を組み立てる工程まで温湿度管理を行ない、圧縮機内部を外気と遮断してしまえば、以降は圧縮機を高温多湿の空気中にさらしても永久磁石１２の酸化を防止することができる。
【００３７】
さらにまた、永久磁石１２を事前にガラスやエポキシ系の有機塗料など、非磁性且つ非導電性のコーティング材料によりコーティングしておけば、温湿度管理を行なわなくても酸化防止が図れ、上述したメッキ仕様の永久磁石による温度上昇や磁束量の減少を低減でき、渦電流による影響を防止できる。尚、冷凍サイクルを構成する圧縮機用モータにコーティング仕様の永久磁石を用いる場合、耐冷媒性が必要であり、ガラスコート、エポキシ系の有機塗料の使用が好ましい。特にエポキシ系の有機塗料はメッキ、ガラスに比べ膜が厚くなるため、永久磁石とコアとの間の距離が大きくなる。磁束量を稼ぐという意味では、ガラスコートの方が有利である。
【００３８】
回転子コア３には鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は0.25mm〜0.5mmを用いる。尚、方向性または２方向性珪素鋼板を使用しても良い。永久磁石１２は希土類磁石を使用しているが、希土類磁石は酸化が早いため本発明のメリットが大きいということであり、永久磁石としてはフェライト磁石やそれ以外の磁石でも良い。永久磁石１２は、外部で着磁し、その後回転子コア３に挿入しても良いし、回転子コア３に未着磁の永久磁石を挿入後、回転子ごと着磁を行っても良い。
本実施の形態では、４極の回転子を例に挙げて説明したが、４極に限定されるものではない。
【００３９】
上述の実施の形態１によれば、永久磁石をメッキレスとする事により永久磁石の磁束量の減少を抑え、低コストで高効率な永久磁石形電動機を実現できる。また、モータの発熱を抑えることができ、永久磁石の減磁を防止した信頼性の高い電動機を実現できる。さらに、メッキを施さないため、リサイクル性が良い。
【００４０】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図面を参照して説明する。図２は本発明の実施の形態２を示す回転子の例で、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図２において、１０は回転軸方向または回転子１４の周方向に分割されたメッキ仕様の永久磁石２間に設けられ、ポリエチレンテレフタレイト（PET）、ポリエチレンナフタレイト（PEN）、ポリブチレンテレフタレイト（PBT）等の非導電性、非磁性かつ耐熱性、耐冷媒性の絶縁フィルム１０である。絶縁フィルム１０は回転軸方向および回転子１４の周方向双方の分割された永久磁石２間に設けても良いし、何れか一方に設けても良い。その他の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４１】
上記のような構成とすることにより、磁石製造上の理由または渦電流低減のために永久磁石２を複数の永久磁石埋込孔へ分割挿入して使用している永久磁石形回転電機において、永久磁石２同士の接触、端板５による短絡により渦電流が増加することを防止する。絶縁フィルム１０は、冷凍サイクル用圧縮機モータに使用される回転子など冷媒中の使用であれば、耐冷媒性のものを選択するとよい。永久磁石２は、軸方向および周方向に分割されていても良い。
【００４２】
図５は永久磁石２間を絶縁した場合と絶縁なしの場合の回転子を備えた電動機におけるモータ効率とモータ回転数との関係を示した相関図である。図５中□と▲との比較でわかるように、磁石間を絶縁することでモータ効率が上昇し、特に高回転時におけるモータ効率低下を抑制できることがわかる。尚、永久磁石２を本実施の形態におけるメッキ仕様の永久磁石に代え、メッキレス仕様の希土類またはその他の永久磁石にすれば、図５中●の磁石間絶縁なしのメッキレス仕様永久磁石よりもさらにモータ効率が向上する。この場合、磁石の組み付け工程において、実施の形態１と同様な温度・湿度管理を行なう。
【００４３】
上述の実施の形態２によれば、永久磁石２間を絶縁する事により永久磁石の渦電流を抑制し、簡単に低コストで高効率な回転電機を実現できる。また、モータの発熱を抑えることができ、永久磁石の減磁を防止した信頼性の高い永久磁石形回転電機を実現できる。
【００４４】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図面を参照して説明する。図３は本発明の実施の形態３を示す回転子の平面拡大断面図である。図３において、１０はメッキ仕様の永久磁石２表面と回転子コア３との間に設けられ、ポリエチレンテレフタレイト（PET）、ポリエチレンナフタレイト（PEN）、ポリブチレンテレフタレイト（PBT）等の非導電性、非磁性かつ耐熱性、耐冷媒性の絶縁フィルム１０である。絶縁フィルム１０は、冷凍サイクル用圧縮機モータに使用される回転子など冷媒中の使用であれば、耐冷媒性のものを選択するとよい。永久磁石２は、軸方向および周方向に分割されていても良い。その他の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４５】
図５は永久磁石２表面と回転子コア３との間を絶縁した場合と絶縁なしの場合の回転子を備えた電動機におけるモータ効率とモータ回転数との関係を示した相関図である。図５中○と▲との比較でわかるように、永久磁石２表面と回転子コア３間を絶縁することでモータ効率が上昇し、特に高回転時におけるモータ効率低下を抑制できることがわかる。尚、永久磁石２間に実施の形態２のような絶縁フィルム１０を設ければ、さらにモータ効率が向上する。
【００４６】
また、永久磁石２を本実施の形態におけるメッキ仕様の永久磁石に代え、メッキレス仕様の希土類またはその他の永久磁石にすれば、図５中●の永久磁石表面と回転子コア間絶縁なしのメッキレス仕様永久磁石よりもさらにモータ効率が向上する。さらに、メッキレス仕様の永久磁石間に実施の形態２のような絶縁フィルム１０を設ければ、さらにモータ効率が向上する。この場合、磁石の組み付け工程において、実施の形態１と同様な温度・湿度管理を行なう。
【００４７】
上述の実施の形態３によれば、永久磁石２表面と回転子コア３を絶縁することにより永久磁石の渦電流を抑制し、低コストで高効率な回転電機を実現できる。また、モータの発熱を抑えることができ、永久磁石の減磁を防止した信頼性の高い永久磁石形回転電機を実現できる。
【００４８】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図面を参照して説明する。図６は本発明の実施の形態４を示す回転子の平面拡大断面図である。図６において、２は円柱状の回転子コア３の周面に沿った形状で、該周面の表面付近に配置された瓦状の永久磁石で、ラジアル方向に着磁されている。永久磁石２は、実施の形態１〜３のように軸方向および周方向に分割されていても良く、本実施の形態では周方向に４分割されている。また、実施の形態１のようなメッキレス仕様でも、実施の形態２、３のようなメッキ仕様でも良い。本実施の形態では材質として希土類磁石を使用している。その他の構成は実施の形態１と同様でありその説明を省略する。
【００４９】
回転子コア表面付近に配置された永久磁石２は固定子に近い位置となるため渦電流の影響を受け磁石温度が上昇しやすい。特に希土類磁石では体積抵抗率が鉄とあまり変わらないため影響が大きい。この結果駆動時間の経過に伴って磁石温度が上昇する。渦電流の影響を小さくするためには永久磁石を回転軸近くに配置し、固定子からの距離を長く確保すれば良いが、この場合、騒音や振動が発生する。本実施の形態では永久磁石２の磁化方向をラジアル方向にして回転子コア３の表面付近に配置したため、回転子１４そのものの効率が向上し、同一能力であれば従来に比し渦電流の影響を小さくできる。
【００５０】
上述の実施の形態４によれば、永久磁石２をラジアル配向に着磁することにより、コストを上げることなく高効率で低騒音、低振動さらに制御性の良い永久磁石形回転電機を実現できる。
【００５１】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図面を参照して説明する。図７は本発明の実施の形態５を示す回転子の平面拡大断面図である。図７において、１８は回転子１４の回転方向（回転子コア３の周方向）に沿って連続的に屈曲形成した永久磁石埋込孔で、本実施の形態では周方向に２段階屈曲させ、２つの屈曲部１８ａによって３つの平面状孔１８ｂが連結されて一つの永久磁石埋込孔１８を形成している。尚、屈曲部１８ａは連続していなくてもよく、周方向に複数断続した平面状の孔が断続部で屈曲するようにしても良い。
【００５２】
２は各平面状孔１８ｂにそれぞれ埋め込まれた平行配向で平板形状の永久磁石２で、同一の永久磁石埋込孔１８内ではＳＮの極配置を遠心方向において同じとし、擬似的にラジアル配向となるよう配置してある。また、永久磁石２は、隣り合う永久磁石埋込孔１８では極配置が逆になっている。その他の構成は実施の形態４と同様で、さらに永久磁石をメッキ仕様またはメッキレス仕様にするなどの展開も実施の形態４と同様であり、その説明を省略する。
【００５３】
本実施の形態では永久磁石埋込孔１８内で永久磁石２の磁化方向を擬似的にラジアル方向にして回転子コア３の表面付近に配置したため、実施の形態４の場合と同様、回転子１４そのものの効率が向上し、同一能力であれば従来に比し渦電流の影響を小さくできる。また、永久磁石２をラジアル配向に近い平行配向の着磁とすることができるため、実施の形態４に比べ、コストを上げることなく高効率で低騒音、低振動さらに制御性の良い永久磁石形回転電機を実現できる。
【００５４】
実施の形態６．
以下、この発明の実施の形態６を図面を参照して説明する。図８は本発明の実施の形態６を示す回転子の平面部分拡大図である。図８において、１８は回転子１４の回転方向（回転子コア３の周方向）に沿って断続的に形成した永久磁石埋込孔、２は永久磁石埋込孔に埋め込まれた永久磁石である。本実施の形態では、永久磁石２の磁束が回転子コア３内で短絡しないよう、隣り合う永久磁石埋込孔１８と永久磁石埋込孔１８との間の距離を0.25mm〜１mmと小さくして、永久磁石２を永久磁石埋込孔１８の周方向中央に、３分の２くらいの幅にわたって挿入し、永久磁石埋込孔１８の周方向両側に形成された空隙部分をフラックスバリア孔４としたものである。
【００５５】
永久磁石２は、永久磁石埋込孔１８内にコアで永久磁石位置決め部１９を設けて固定している。永久磁石位置決め部１９を除き永久磁石埋込孔１８内の奥行寸法は同じである。また、図８では４極の回転子１４の場合であるが、４極に限定されるものではない。その他の構成は実施の形態４と同様で、さらに永久磁石をメッキ仕様またはメッキレス仕様にするなどの展開も実施の形態４と同様であり、その説明を省略する。また、実施の形態５のように永久磁石を擬似的にラジアル配置にしても良い。
【００５６】
永久磁石２の配置では、永久磁石２を永久磁石埋込孔１８の一部分に挿入することにより、永久磁石２を永久磁石埋込孔１８全体に挿入する場合に比べ、回転子コア３、固定子コア７の磁束飽和を抑制できる。また、希土類磁石は高価な材料であるので、永久磁石量の低減によりコストパフォーマンスを上げることができる。永久磁石２を永久磁石埋込孔１８の一部分に挿入することにより、低コストで高効率、低騒音、運転範囲の広範囲な永久磁石形回転電機を提供できる。そして、減磁の起こり易い部分には、永久磁石２を挿入せず、減磁を避けることができる。
【００５７】
実施の形態７．
以下、この発明の実施の形態７を図面を参照して説明する。図９は本発明の実施の形態７を示す回転子の平面拡大断面図である。図９において、１８は回転子１４の回転方向（回転子コア３の周方向）に断続的に形成した永久磁石埋込孔で、平面状の孔の周方向両端が遠心方向に向いて屈曲しており、隣り合う永久磁石埋込孔１８の屈曲辺同士が平行になっている。２０は永久磁石埋込孔１８内のフラックスバリア孔４に充填され、永久磁石２を永久磁石埋込孔１８内の所定位置に固定する非磁性且つ非導電性の永久磁石位置決め部材である。その他の構成は実施の形態６と同様で、さらに永久磁石をメッキ仕様またはメッキレス仕様にするなどの展開も実施の形態６と同様であり、その説明を省略する。
【００５８】
永久磁石位置決め部材２０はポリエチレンテレフタレイト（PET）、ポリエチレンナフタレイト（PEN）、ポリブチレンテレフタレイト（PBT）等の耐熱性、体冷媒性物質で作ることにより、冷凍サイクルに用いられる圧縮機用モータ等にも容易に搭載することができる。永久磁石位置決め部材２０を用いることにより、周方向の寸法に自由度があり、様々な機種に対応して永久磁石２の周方向寸法を変更することができる。上述の実施の形態７によれば、実施の形態６と同様の効果が得られ、さらに、永久磁石２の周方向の寸法を変えられるので、様々な機種に対応した高効率な永久磁石形回転電機を実現できる。
【００５９】
実施の形態８．
以下、この発明の実施の形態８を図面を参照して説明する。図１０は本発明の実施の形態８を示す回転子の平面拡大断面図である。図１０において、１８は回転子１４の回転方向（回転子コア３の周方向）に沿って断続的に形成した永久磁石埋込孔、２は永久磁石埋込孔に埋め込まれた永久磁石である。本実施の形態では、永久磁石埋込孔１８内に永久磁石２を周方向に分割して挿入することで、永久磁石２の固定に位置決め部材２０等を使用せず、永久磁石２同士の反発力で位置を固定している。そして、反発力によって生じた永久磁石２同士間をフラックスバリア孔４としている。その他の構成は実施の形態６と同様で、さらに永久磁石をメッキ仕様またはメッキレス仕様にするなどの展開も実施の形態６と同様であり、その説明を省略する。
【００６０】
上述の構成によれば、実施の形態６と同様の効果が得られ、さらに、永久磁石２の固定に永久磁石固定部１９等を構成しなくて良く、また、永久磁石２の周方向の寸法を変えられるので、低コストで多仕様に対応した高効率な永久磁石形回転電機を実現できる。
【００６１】
実施の形態９．
以下、この発明の実施の形態９を図面を参照して説明する。図１１は本発明の実施の形態９を示す回転子の平面拡大断面図である。図１１において、１１は永久磁石２とフラックスバリア孔４との間に設けられたブリッジである。その他の構成は実施の形態６と同様で、さらに永久磁石をメッキ仕様またはメッキレス仕様にするなどの展開も実施の形態６と同様であり、その説明を省略する。ブリッジ１１の周方向の幅は主にブリッジが永久磁石２の遠心力に耐えうる強さを持つことと、コアの打ち抜き技術から決まる。現在、量産されている永久磁石形電動機の場合、最もブリッジの幅が小さいものは0.5mmで、120S-1まで回転させている。ブリッジ１１の形成について、永久磁石２を回転子コア３表面付近に配置する場合、回転子コア打ち抜きは技術的にコアの厚さと同じ0.35mm程度まで可能である。一般的にブリッジは0.5mm〜２mm程度に設定される。
【００６２】
図８に示す実施の形態６の形状は遠心力等に耐えうる強度を有しているが、異常状況等を考慮した場合、図８に比べ剛性の信頼性を向上させることができる。このような構成により90S-1以上の高回転まで駆動する電動機において、高効率を維持し、永久磁石２および回転子コア３の遠心力に耐えうる強固な回転子１４を実現することができる。上記構成により、上述した実施の形態６と同様の効果が得られ、さらに、高回転まで駆動可能で信頼性の高い高効率で低騒音な永久磁石形回転電機を実現できる。
【００６３】
実施の形態１０．
以下、この発明の実施の形態１０を図面を参照して説明する。図１２は本発明の実施の形態１０を示す回転子の平面拡大断面図である。図１２において、１８は回転子１４の回転方向（回転子コア３の周方向）に沿って断続的に形成した永久磁石埋込孔、２は永久磁石埋込孔に埋め込まれた永久磁石である。本実施の形態では、永久磁石２の磁束が回転子コア３内で短絡しないよう、隣り合う永久磁石埋込孔１８と永久磁石埋込孔１８との間の距離を最短部で0.25mm〜1mmと小さくし、且つ隣り合う永久磁石埋込孔１８端部のエッジを丸めた形状にしている。
【００６４】
そして、永久磁石２を永久磁石埋込孔１８の周方向中央に、３分の２くらいの幅にわたって挿入し、永久磁石埋込孔１８の周方向両側に連続して形成された空隙部分をフラックスバリア孔４としたものである。尚、磁石が周方向へ移動するのを規制するため、フラックスバリア孔４の内周面および外周面が永久磁石埋込孔１８の内周面および外周面よりも若干遠心方向にずれている。その他の構成は実施の形態６と同様であり、さらに永久磁石をメッキ仕様またはメッキレス仕様にするなどの展開も実施の形態６と同様であり、その説明を省略する。高回転まで駆動する電動機において、永久磁石埋込孔１８のエッジを丸めることにより、エッジに応力集中することを防止でき、永久磁石２および回転子コア３の遠心力に耐えうる回転子コア３の強度を増加させ、磁束の流れを滑らかにし鉄損増加を抑制する。
【００６５】
上述の構成によれば、実施の形態６と同様の効果が得られ、さらに、コア強度を増加させ高効率な信頼性の高い永久磁石形回転電機を実現できる。
【００６６】
実施の形態１１．
以下、この発明の実施の形態１１を図面を参照して説明する。図１３は本発明の実施の形態１１を示す回転子の平面拡大断面図である。図１３において、２は回転子コア３表面付近に配置され、極配置を遠心方向に同じにして周方向に分割した永久磁石で、本実施の形態では２つ毎に極配置を逆にしている。１１は極配置が同極および異極となる永久磁石２間に設けられたブリッジである。その他の構成は実施の形態７と同様であり、さらに永久磁石をメッキ仕様またはメッキレス仕様にするなどの展開も実施の形態７と同様であり、その説明を省略する。
【００６７】
上記のような構成により、極配置が同じ永久磁石２間にブリッジ１１を設けたので、回転子１４の剛性が向上する。この結果、90S-1以上の高回転まで駆動する電動機において、低騒音、低振動を可能とし、永久磁石２および回転子コア３の遠心力に耐えうる強固な回転子１４を実現することができる。上述の構成によれば、高回転まで駆動可能で信頼性が高く、低騒音、低振動で高効率な永久磁石形回転電機を実現できる。
【００６８】
実施の形態１２．
以下、この発明の実施の形態１２を図面を参照して説明する。図１４は本発明の実施の形態１２を示す回転子の平面拡大断面図である。本実施の形態は永久磁石に希土類磁石を用いた６極ＤＣブラシレスモータに関し、回転子コアに埋め込む永久磁石の位置を規定したものである。回転子の構造は図９に示す実施の形態７と同様であり、その説明を省略する。尚、回転子形状は実施の形態７に限定されない。
【００６９】
図１５は永久磁石体積を一定、コイルの巻数、電流値を一定とした条件での永久磁石２の位置αと平均トルクとの関係を示す相関図である。ここでαは
α＝（ロータ外径から永久磁石までの距離ｌ）／（ロータ外径ｒ）２×１００
である。このようなαについて、α＝0.4くらいまではその値が大きくなるに従って平均トルクが増大し、そこからαが大きくなるに従って平均トルクが減少していく。そしてα＝0.6くらいでα＝0.03くらいの場合とほぼ等しい値まで平均トルクが減少する。ここでα≒0.03は回転子コア表面付近に周面形状に沿った瓦形永久磁石を配置した場合の値である。即ち、α≦0.6となるようにすれば、永久磁石２が平板磁石であっても瓦形永久磁石を配置した場合と同様な平均トルクの回転子とすることができ、平板磁石をα≦0.6の条件を満たす程度の長さで周方向に分割してやれば、モータ効率が高い電動機を実現できる。
【００７０】
本実施の形態では回転子コア３に鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は0.25mm〜0.5mmにしている。尚、方向性または２方向性珪素鋼板を使用しても良い。永久磁石２は外部で着磁し、その後、回転子コア３に挿入しても良いし、回転子コア３に未着磁の永久磁石を挿入後、回転子ごと着磁を行っても良い。上述の構成によれば、高効率で低コストなコストパフォーマンスに優れた永久磁石形回転電機を実現できる。
【００７１】
実施の形態１３．
以下、この発明の実施の形態１３を図面を参照して説明する。図１６は本発明の実施の形態１３を示す回転子の平面拡大断面図である。図１６において、永久磁石埋込孔１８は端部が遠心方向を向いたフラックスバリア孔４を形成し、端面が回転子コア３表面とで薄肉部３ａを形成している。そして、薄肉部３ａで永久磁石２の磁束の短絡を抑制しつつ、遠心方向に対する極配置が逆の永久磁石が埋め込まれた隣り合う永久磁石埋込孔１８間の距離を広げ、この部分のｑ軸（磁束と垂直な方向）の磁束の通りを良くし、リラクタンストルクを増加させ、モータ効率を向上させている。この永久磁石埋込孔１８間の距離は永久磁石２の遠心方向厚さ以上に設定され、一般には0.35mm〜２mmである。
【００７２】
一般的にトルクＴは数式１で表される。
Ｔ＝Ｐｎ｛Ψa＋（Ｌｄ−Ｌｑ）ｉｄ｝ｉｑ  ・・・  （式１）
Ｐｎ：極対数
Ψa：永久磁石による磁束
Ｌｄ、Ｌｑ：ｄ軸（磁束方向）、ｑ軸インダクタンス
ｉｄ、ｉｑ：モータ電流のｄ軸、ｑ軸成分
【００７３】
式１より、ｄ軸方向の磁気通路には永久磁石２が存在するためＬｄ＜Ｌｑとなり、ｉｑを負とすることで、トルクを大きくできる。ここで、ｑ軸方向の磁気通路は回転子コア３の外径側のみであるため、ｑ軸方向の磁束は磁気飽和しやすい。そこで、磁束の短絡を抑制する薄肉部を構成しつつ、隣り合う永久磁石埋込孔１８と永久磁石埋込孔１８との距離を広げ、ｑ軸の磁束の通りを良くし、磁気飽和を避けることにより、トルクを向上させる。また、磁束の短絡を抑制する薄肉部は、スリット等で磁束の短絡を抑制する構造としても良い。
【００７４】
上述の構成によれば、回転子強度を確保し、低騒音、低振動で高効率な永久磁石形回転電機を実現できる。
【００７５】
実施の形態１４．
以下、この発明の実施の形態１４を図面を参照して説明する。図１７は本発明の実施の形態１４を示す固定子の側面図である。図１７において、６は銅棒で、一側が開放したＵ字状部材６ａと、Ｕ字状部材６ａの二つの端部に連結されるＩ字状部材６ｂとから成り、これらが連結されることでＯ字状になる。Ｕ字状部材６ａとＩ字状部材６ｂとの連結面の一方にはそれぞれ絶縁部６ｃ、６ｄが形成されている。そして、結線の一方をＵ字状部材６ａに接続し、他方をＩ字状部材６ｂに接続する。このようにして構成された銅棒６がコイルに相当する。７は固定子コアで、図２１に示す断面形状と同様である。その他の固定子の構成は図２１と同様であり、また、回転子の構成は上述した実施の形態１乃至１４の何れかの構成のものが用いられているため、その説明を省略する。回転子は従来周知の構成でも良い。
【００７６】
銅棒６の組み付けに際しては、Ｕ字状部材６ａの平行な棒状部分がティース１３を挟むようにスロット１７を通し、次にＩ字状部材６ｂを圧着、半田付け、カシメ、溶接等所定の方法でＵ字状ｂ卯材６ａの二つの端部に圧着、半田付け、カシメ、溶接等所定の方法でそれぞれ連結することによりＯ字状に構成される。連結の際、絶縁部６ｃと６ｄを一致させて当該連結部分を絶縁状態にし、他方の連結部分を導通状態にする。そして、結線の一方をＵ字状部材６ａの絶縁部６ｃ付近に接続し、他方をＩ字状部材６ｂの絶縁部６ｄ付近に接続することで、電流の入口と出口とがそれぞれＵ字状部材６ａとＩ字状部材６ｂとに振り分けられる。図１７でＵ字状部材６ａとＩ字状部材６ｂとの連結方向は上下方向であり、Ｕ字状部材６ａとティース１３との密着方向とは垂直方向であるため、Ｕ字状部材６ａとＩ字状部材６ｂとの連結度合いによって密着力が大きく変化することがない。
【００７７】
このような銅棒６の構成および固定子７の製造方法により、固定子７の製造工程を簡素化し生産性の向上、低コスト化を図ることができる。また、コイル占積率向上により銅損を低減しモータ効率を向上させることができる。本実施の形態ではコイル占有率をほぼ１００％にまで向上させている。尚、銅棒６は平形状とし、径方向に絶縁積層しても良い。また、銅棒は一つ一つのティースにコイルを巻く集中巻および複数のティースを跨いでコイルを巻く分布巻の何れにも適用可能である。上述の構成によれば、製造工程を簡素化し自動化、生産性の向上、低コスト化が可能で、高効率な回転電機を実現できる。
【００７８】
実施の形態１５．
以下、この発明の実施の形態１５を図面を参照して説明する。図１８は本発明の実施の形態１５を示す電動機の側面図である。図１８において、１４は上述した実施の形態１乃至１３の何れかの構成である回転子、１５は固定子で、図２１に示すものと同様な構造であり、回転子および固定子ともその詳細な説明を省略する。固定子１５は回転軸方向（図１８の上下方向）に複数に分割し、負荷、回転数等駆動条件に応じて駆動する固定子を選択、制御可能に構成されている。３０は複数に分割された固定子１５をそれぞれ独立して選択、回転制御する制御回路である。また、本実施の形態では軸方向について分割された固定子の単位で回転子１４の永久磁石が周方向にスキューを構成する。
【００７９】
固定子および回転子が一つの場合、負荷や回転数等の駆動条件に応じて電流または電圧を制御することができるが、効率の良いポイントは限られており、運転範囲（回転数の範囲）を広くしようとすれば、効率の悪い領域へ広げざるを得ない。上記構成では、固定子１５を回転軸方向に分割し、制御回路によってそれぞれが独立して選択、制御可能であるため、各固定子１５についての運転範囲を狭くしながら、トータルでは広い運転範囲を確保できる。
【００８０】
即ち、負荷が小さいときには複数の固定子１５の一部を選択して駆動させることで、全ての固定子に通電して駆動させる場合よりも一つ一つの固定子１５の通電量は大きくなる。負荷が大きいときは複数の固定子１５の全てに駆動させることで、一部の固定子に通電して駆動させる場合よりも一つ一つの固定子１５の通電量は小さくなる。通電すべく選択する固定子１５の数は負荷と効率との関係を予め記憶させ、負荷検出をすることで制御回路３０が適宜行なえば良い。本実施の形態における電動機は３相モータであったが、その他のモータでもよい。
【００８１】
上述の構成によれば、負荷、回転数等駆動条件に応じて駆動する回転子を選択、制御するので、高効率で運転範囲の広い永久卯磁石形回転電機を実現できる。また、回転子はスキューを構成できるので、低騒音、低振動な永久卯磁石形回転電機を実現できる。尚、永久磁石形の回転子でのスキューが製作上容易でない場合には、固定子の方を段毎に周方向へずらしてスキューをつけても良い。
【００８２】
実施の形態１６．
図１９は上記実施の形態１乃至１３の何れかに記載された回転子と実施の形態１４乃至１５何れかに記載された固定子とを用いた電動機を搭載した圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を示す概念図である。図１９において、２１は電動機で、インバータ主回路２２によってインバータ駆動される３相モータである。２３は電動機２１により駆動される圧縮機、３０はインバータ２２を通じて電動機２１を制御する制御回路である。
【００８３】
この圧縮機２３は一般に用いられる冷凍サイクル（圧縮機２３→四方弁２５→凝縮器２６又は蒸発器２８→絞り装置２７→蒸発器２８又は凝縮器２６→四方弁２５→圧縮機２３の順に冷媒配管２９で順次接続された冷凍サイクル）中に組み込まれ、冷媒としてはＲ１３４ａ、Ｒ４１０ａ、Ｒ４０７ｃ等に代表されるＨＦＣ系冷媒が、冷凍機油としてはアルキルベンゼン系油に代表される弱相溶性の油又はエステル油に代表される相溶性の油が使用される。圧縮機はレシプロ、ロータリ、スクリュー式などが使用可能である。圧縮機２３に組み込まれた電動機２１は外気と遮断され、酸化の心配は無いが、冷媒が充填されているため、耐冷媒性の仕様とする必要がある。
【００８４】
上記のように構成された圧縮機では、駆動用の電動機２１が動力性能、制御性を向上させ、高効率化、低騒音化を実現している。インバータ駆動による圧縮機では各周波数毎に入力と効率の最適値が変動するが、本実施の形態の圧縮機２３では、インバータ駆動による広い圧縮機周波数範囲にわたって高効率化が図られるため、全体的に効率を上げることが可能になる。また、低振動・低騒音化、周波数範囲を広げることができるので、圧縮機２３の利用価値を高められる。さらに、Ｒ４１０ａなどの様な従来のＲ２２に対して高圧な冷媒を用いた場合、冷凍サイクル起動時等の高圧状態となる時間を短くできるので、冷凍サイクルの信頼性を向上させることができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、永久磁石形回転電機の回転子において、希土類永久磁石をメッキレスにしたので、永久磁石の磁束量の減少を抑え、低コストで高効率な永久磁石形回転電機を実現できる。また、電動機として利用した場合、発熱を抑えることができ、永久磁石の減磁を防止した信頼性の高い電動機を実現できる。さらに、メッキを施さないため、リサイクル性が良い。
【００８６】
また、中央を回転軸が貫通した円柱状の回転子コアと、この回転子コアに軸方向端部が開口部となるよう形成された永久磁石埋込孔と、この永久磁石埋込孔に挿入されたメッキレス永久磁石と、前記開口部を閉塞し、永久磁石埋込孔を気密状態に保持する端板とを備えたので、永久磁石に表面処理を施さなくても組み付け後の性能劣化を防止できる。
【００８７】
また、酸化防止状態に封印された容器を開封してメッキレス永久磁石を取り出すステップと、回転子コアに形成された永久磁石埋込孔に前記メッキレス永久磁石を挿入するステップと、挿入後永久磁石埋込孔を気密状態に閉塞するステップとを備え、これら各ステップをメッキレス永久磁石の酸化を防止または鈍化させる温湿度環境下にて行なうので、永久磁石に表面処理を施さなくても組み付け後の性能劣化を防止できる。
【００８８】
また、酸化防止状態に封印された容器を開封してメッキレス永久磁石を取り出すステップと、回転子コアに形成された永久磁石埋込孔に前記メッキレス永久磁石を挿入するステップと、挿入後メッキレス永久磁石を外気から遮断するステップとを備え、これら各ステップをメッキレス永久磁石の酸化を防止または鈍化させる温湿度環境下にて行なうので、永久磁石に表面処理を施さなくても組み付け後の外気による性能劣化を防止できる。
【００８９】
また、永久磁石を分割して回転子コア内に埋め込む又は永久磁石を回転子コアの表面付近に配置した永久磁石形回転電機の回転子において、分割した永久磁石同士又は永久磁石と端板とを絶縁したので、永久磁石の渦電流を抑制し、簡単に低コストで高効率な回転電機を実現できる。また、電動機として利用した場合、発熱を抑えることができ、永久磁石の減磁を防止した信頼性の高い永久磁石形電動機を実現できる。
【００９０】
また、永久磁石を分割して回転子コア内に埋め込む又は永久磁石を回転子コアの表面付近に配置した永久磁石形回転電機の回転子において、永久磁石と回転子コアを絶縁したので、永久磁石の渦電流を抑制し、低コストで高効率な回転電機を実現できる。また、電動機として利用した場合、発熱を抑えることができ、永久磁石の減磁を防止した信頼性の高い永久磁石形電動機を実現できる。
【００９１】
また、円弧形状の永久磁石を回転子コア表面付近に配置すると共に前記永久磁石の磁化方向をラジアル方向にしたので、コストを上げることなく高効率で低騒音、低振動さらに制御性の良い永久磁石形回転電機を実現できる。
【００９２】
また、回転子の回転方向に沿って連続的または断続的に屈曲形成した永久磁石埋込孔と、この永久磁石埋込孔の屈曲部分を挟んで極配置を遠心方向に同じにして複数枚埋め込まれ、擬似的にラジアル配向とした平板上の永久磁石とを備えたので、低コストで高効率、低騒音・低振動、さらに制御性の良い永久磁石形回転電機を実現できる。
【００９３】
また、回転子の回転方向に沿って断続的に形成された永久磁石埋込孔と、この永久磁石埋込孔にフラックスバリア孔を残して埋め込まれた永久磁石とを備えたので、低コストで高効率、運転範囲の広範囲な永久磁石形回転電機を提供できる。また、減磁の起こり易い部分には、永久磁石を挿入せず、減磁を避けることができる。
【００９４】
また、フラックスバリア孔に非磁性かつ非導電性材料からなる永久磁石の位置決め部材を備えたので、低コストで高効率、運転範囲の広範囲な永久磁石形回転電機を提供できる。さらに、永久磁石の周方向の寸法を変えられるので、減磁を避けることができ、様々な機種に対応した高効率な永久磁石形回転電機を実現できる。
【００９５】
また、永久磁石埋込孔内に磁石の反発力によって互いに離間する複数の永久磁石を備えたので、低コストで高効率、運転範囲の広範囲な永久磁石形回転電機を提供できる。さらに、永久磁石の周方向の寸法を容易に変えられるので、減磁を避けることができ、様々な機種に対応した高効率な永久磁石形回転電機を実現できる。また、リサイクル性がよい。
【００９６】
また、フラックスバリア孔と永久磁石間にブリッジを構成したので、低コストで高回転まで駆動可能で信頼性の高い高効率で低騒音、低振動な永久磁石形回転電機を実現できる。
【００９７】
また、永久磁石埋込孔端部のエッジを丸めフラックスバリア孔を形成したので、コア強度を増加させ、また、磁束の流れを滑らかにし、低コストで高効率かつ信頼性の高い永久磁石形回転電機を実現できる。
【００９８】
また、極配置を遠心方向に同じにして周方向に隣り合う永久磁石同士の間にブリッジを構成したので、、高回転まで駆動可能で信頼性が高く、低騒音、低振動で高効率な永久磁石形回転電機を実現できる。
【００９９】
また、永久磁石による磁束の短絡を抑制する薄肉部またはフラックスバリア孔を構成し、ｑ軸の磁束が通る異極の永久磁石間の距離を永久磁石の厚さ以上にしたので、リラクタンストルクを増加させ、回転子強度を確保しつつ、低騒音、低振動で高効率な回転電機を実現できる。
【０１００】
また、電動機として上記何れか記載の回転子および上記何れか記載の固定子を備えたので、低コストで、高効率、制御性の良い、騒音の低減が可能な電動機を実現できる。
【０１０１】
また、上記電動機を圧縮機駆動用電動機としたので、運転領域が広範囲で、高効率、制御性の良い、騒音の低減が可能な圧縮機を実現できる。また、装置が簡単となりコスト削減ができる。
【０１０２】
また、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を備え、これらを冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、上記圧縮機を備えたので、高効率、低騒音な冷凍サイクルを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による回転子の(a)平面断面図、(b)側面断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態２による回転子の(a)平面断面図、(b)側面断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態３による回転子の平面断面拡大図である。
【図４】  メッキ仕様とメッキレス仕様の永久磁石温度と経過時間との関係および磁束量と経過時間との関係を示す相関図である。
【図５】  メッキ仕様とメッキレス仕様のモータ効率と回転数との関係を示す相関図である。
【図６】  この発明の実施の形態４による回転子の平面拡大断面図である。
【図７】  この発明の実施の形態５による回転子の平面拡大断面図である。
【図８】  この発明の実施の形態６による回転子の平面拡大断面図である。
【図９】  この発明の実施の形態７による回転子の平面拡大断面図である。
【図１０】  この発明の実施の形態８による回転子の平面拡大断面図である。
【図１１】  この発明の実施の形態９による回転子の平面拡大断面図である。
【図１２】  この発明の実施の形態１０による回転子の平面拡大断面図である。
【図１３】  この発明の実施の形態１１による回転子の平面拡大断面図である。
【図１４】  この発明の実施の形態１２を説明する回転子の平面拡大断面図である。
【図１５】  永久磁石の体積を一定、コイルの巻数、電流値を一定とした条件での永久磁石と平均トルクの関係を示す相関図である。
【図１６】  この発明の実施の形態１３による回転子の平面拡大断面図である。
【図１７】  この発明の実施の形態１４による固定子の側面図である。
【図１８】  この発明の実施の形態１５による電動機の側面図である。
【図１９】  この発明の実施の形態１６による冷凍サイクル装置の概念図である。
【図２０】  従来の永久磁石形電動機の(a)平面断面図、(ｂ)側面断面図である。
【図２１】  従来の永久磁石形電動機の平面断面図である。
【図２２】  従来の永久磁石形電動機の平面断面図である。
【図２３】  従来の永久磁石形電動機回転子の断面拡大図である。
【図２４】  従来の永久磁石形電動機の(a)側面断面図、(ｂ)平面断面図である。
【符号の説明】
１  回転軸、  ２  永久磁石、  ３  回転子コア、  ４  フラックスバリア孔、  ５  端板、  ６  銅棒、  ７  固定子コア、  ８  コイル、  ９  磁化方向、  １０  絶縁シート、  １１  ブリッジ、  １２  メッキレス希土類磁石、  １３  ティース  、  １４  回転子、  １５  固定子、  １６  エアギャップ、  １７  スロット、  １８  永久磁石埋込孔、  １９  永久磁石位置決め部、  ２０  永久磁石位置決め部材、  ２１  永久磁石形電動機、  ２２  インバータ主回路、  ２３  圧縮機、  ２４  ｑ軸方向の磁束。