电动机

摘要

本发明提供一种电动机，将第1非磁性层(4)的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ1，并且，将第2非磁性层(5)的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间的夹角设为θ2，在将极对数取为Pn时，则使：0＜θ1＜180/(5·Pn)，并且：180/(5·Pn)≤θ2≤180×2/(5·Pn)，或使：0＜θ1＜180/(7·Pn)，并且：180/(7·Pn)≤θ2≤180×2/(7·Pn)。从而，既可确保充分的磁通，又能降低磁通密度分布波形(感应电压波形)的特定因次，例如5次和7次谐波，并且，不会产生不必要的径向力或轴向力。

权利要求

1.一种电动机，其特征在于，

在转子铁心的内部埋设多个永久磁铁，同时，各永久磁铁的周向端部在极间附近延伸到转子表面附近，并且，在各永久磁铁的周向端部的靠近极中心侧，在转子表面附近设置有非磁性层，所有的极均等角度扩展，极相互间的间隔相等，各永久磁铁的周向端部以及非磁性层配置成使感应电压的5次谐波或7次谐波相互抵消，将各永久磁铁的周向端部的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ1，并且，将非磁性层的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的角度设为θ2，在将极对数取为Pn时，θ1与θ2为，“0＜θ1＜180/(5·Pn)并且，

180/(5·Pn)≤θ2≤180×2/(5·Pn)”或者，

“0＜θ1＜180/(7·Pn)并且，

180/(7·Pn)≤θ2≤180×2/(7·Pn)”。

2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，角度θ1、θ2满足下述式(i)、(ii)中的任意一个：(i)0＜θ1＜180/(5·Pn)并且θ2＝180/(5·Pn)(ii)0＜θ1＜180/(7·Pn)并且θ2＝180/(7·Pn)。

3.一种电动机，其特征在于，

在转子铁心的内部埋设多个永久磁铁，同时，各永久磁铁的周向端部在极间附近延伸到转子表面附近，并且，在各永久磁铁的周向端部的靠近极中心侧，在转子表面附近设置有非磁性层，所有的极均等角度扩展，极相互间的间隔相等，各永久磁铁的周向端部以及非磁性层，配置成使感应电压的5次谐波或7次谐波相互抵消，将各永久磁铁的周向端部的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ5，并且，将非磁性层的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ6，在将极对数取为Pn时，θ5与θ6为：

0＜θ5＜180/(5·Pn)

并且，

180/(5·Pn)≤θ6≤180×2/(5·Pn)进而，在各永久磁铁的周向端部以及非磁性层与转子表面之间所夹持的转子铁心部的宽度上，具有拐折点，在将极对数取为Pn时，各拐折点与极间所构成的夹角θ7、θ8为：

0＜θ7＜180/(7·Pn)

并且，

180/(7·Pn)≤θ8≤180×2/(7·Pn)，而且，角度θ5、θ6、θ7、θ8的关系为：θ7＜θ5＜θ8＜θ6。

4.如权利要求3所述的电动机，其特征在于，角度θ5为：0＜θ5＜180/(5·Pn)，以及角度θ7为：0＜θ7＜180/(7·Pn)，角度θ6为：180/(5·Pn)，以及角度θ8为：180/(7·Pn)。

5.如权利要求1至4中任何一项所述的电动机，其特征在于，所述各永久磁铁沿半径方向被分割为多层。

6.如权利要求5所述的电动机，其特征在于，所述各永久磁铁沿半径方向被分割为2层，将位于转子内周侧的永久磁铁的周围方向端部的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ3，并且，将位于转子外周侧的永久磁铁的周围方向端部的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ4，在将极对数取为Pn时，θ3与θ4为：“0＜θ3＜180/(5·Pn)并且，

180/(5·Pn)≤θ4≤180×2/(5·Pn)”或者，

“0＜θ3＜180/(7·Pn)并且，

180/(7·Pn)≤θ4≤180×2/(7·Pn)”。

7.如权利要求6所述的电动机，其特征在于，角度θ3、θ4满足下述式(i)、(ii)中的任意一个：(i)0＜θ3＜180/(5·Pn)并且θ4＝180/(5·Pn)(ii)0＜θ3＜180/(7·Pn)并且θ4＝180/(7·Pn)。

8.如权利要求5所述的电动机，其特征在于，所述各永久磁铁沿半径方向被分割为2层，将位于转子内周侧的永久磁铁的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ9，并且，将位于转子外周侧的永久磁铁的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ10，在将极对数取为Pn时，θ9与θ10为：

0＜θ9＜180/(5·Pn)

并且，

180/(5·Pn)≤θ10≤180×2/(5·Pn)进而，在转子内周侧的永久磁铁的周向端部以及转子外周侧的永久磁铁的周向端部、与转子表面间所夹持的转子铁心部的宽度上，具有拐折点，在将极对数取为Pn时，各拐折点与极间构成的夹角θ11、θ12为：

0＜θ11＜180/(7·Pn)并且，

180/(7·Pn)≤θ12≤180×2/(7·Pn)，而且，角度θ9、θ10、θ11、θ12的关系为：θ11＜θ9＜θ12＜θ10。

9.如权利要求8所述的电动机，其特征在于，角度θ9为：0＜θ9＜180/(5·Pn)，角度θ11为：0＜θ11＜180/(7·Pn)，角度θ10为：180/(5·Pn)，角度θ12为：180/(7·Pn)。

说明书

电动机

[0001] 本申请是申请日为2004年7月5日、发明名称为“电动机”、申请号为200480019113.0(PCT/JP2004/009887)的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及在转子铁心内部埋设多个永久磁铁而构成的电动机，特别地，涉及适合用于对静音化具有要求的电动机。

背景技术

[0003] 迄今为止，电动机的静音化已被探讨，但是，主要地，大多是着眼于由齿槽效应转矩(cogging torque)等由转子位置引起的沿旋转方向的引力变化，以达成静音化的技术。

[0004] 例如，日本特开平10-201147号公报、日本特开平11-98731号公报、日本特开2000-69695号公报都谋求降低齿槽效应转矩。

[0005] 日本特开平10-201147号公报如图1所示，其通过使埋设在转子铁心内部的2层永久磁铁沿周向的目标位置，满足特定的公式关系，来降低齿槽效应力矩，实现低振动、低噪声的电动机。

[0006] 但是，由于日本特开平10-201147号公报着眼于齿槽效应力矩，因此，因齿槽效应力矩的周期而使公式不同，特别地，在密集绕组的情况下，第1图中的θ值变大，存在着不能增大配置在转子外周侧的永久磁铁的这一缺点。

[0007] 进而，由于在各极上，磁极的开度角不同，产生旋转力的不平衡，此外，由于感应电压波形也变为非对称形状，因此可以预想到会产生由其它原因引起的噪声增加或对位置检测精度产生影响等种种弊病。

[0008] 日本特开平11-98731号公报如第2图所示，通过使每个磁极的开度角变化，以降低齿槽效应力矩。

[0009] 但是，由于磁极的开度角不同，因此产生旋转力的不平衡，此外，由于感应电压波形也变为非对称形状，因此，可以预想会产生由其它原因引起的噪声增加、或对位置检测精度产生影响等种种弊病。

[0010] 日本特开2000-69695号公报如第3图所示，用于埋设永久磁铁的冲孔的形状相同，并使设置成与永久磁铁的端面接触的长孔部的形状变化。这是模拟地施行歪斜(skew)，以谋求降低齿槽效应力矩的效果。

[0011] 但是，要将轴向不同的转子铁心层叠起来，就会使模具复杂化，此外，由于沿轴向产生有轴向力，因此存在引起轴向力振动的可能性。加之，也不能忽视因存在磁极开度角非常狭窄的极而引起的弊病。例如，不得不考虑存在因磁通密度集中而引起的铁损耗增大，或激磁时并没有充分的磁通到达整个永久磁铁端部等问题。

[0012] 此外，这些技术都着眼于齿槽效应力矩，但是当电动机运转时，特别地，在负载较大的情况下，将齿槽效应力矩抑制成小于等于某个值来减小影响，当然会加大感应电压的高次谐波分量的影响。特别地，在使用如稀土类磁铁那样的磁力强的永久磁铁的情况下，会更大地受到感应电压的高次谐波的影响。

[0013] 日本特开2002-44888号公报可以解决上述课题中的存在磁极开度角很窄的极的这一课题。具体地，如第4图所示，将设置成与永久磁铁端面接触的长孔部沿周向分割，并设置“辅助加强筋”。日本特开2002-44888号公报在于谋求防止转子的变形。

[0014] 但是，由于在“辅助加强筋”中也有磁通流过，因此，由于“辅助加强筋”的位置，有时反而会使噪声增大。

[0015] 如上所述，对于确保充分的永久磁铁磁通，以及不产生因不平衡振动引起噪声或因轴向力引起噪声的弊病，使齿槽效应力矩降低，不能说一定会成功。此外，并不能成为针对感应电压的特定谐波、例如5次谐波和7次谐波的对策，特别地，在负载较大的电动机的情况下，不是可以充分减小噪声的结构。

发明内容

[0016] 本发明鉴于上述问题点而进行，目的在于提供一种电动机，其既可确保充分的磁通，又能降低磁通密度分布波形(感应电压波形)的特定因次(次元)，例如5次和7次谐波，并且，不会产生不必要的径向力或轴向力。

[0017] 本发明第一方面的电动机，在转子铁心的内部埋设多个永久磁铁，同时，各永久磁铁的周向端部、或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层，在极间附近延伸到转子表面附近。并且，在靠近各永久磁铁的周向端部或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层的极中心侧，并在转子表面附近设置有第2非磁性层。将各永久磁铁的周向端部、或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层和第2非磁性层配置成，使感应电压的n次谐波(n是大于等于3的奇数)相互抵消。

[0018] 本发明第二方面的电动机，作为n次谐波，其采用除3的倍数之外的大于3的奇数次数的谐波。

[0019] 本发明第三方面，作为n次谐波，其采用除3的倍数之外的大于等于13的奇数次数的谐波。

[0020] 本发明第四方面，作为n次谐波，其采用5次谐波或7次谐波。

[0021] 本发明第五方面，其使各永久磁铁的周向端部、或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层，与第2非磁性层相互独立，并在其相互间插入转子铁心。

[0022] 本发明第六方面，将各永久磁铁的周向端部、或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ1，并且，将第2非磁性层的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ2，在将极对数取为Pn时，θ1、θ2为：

[0023] 0＜θ1＜180/(5·Pn)

[0024] 并且

[0025] 180/(5·Pn)≤θ2≤180×2/(5·Pn)

[0026] 或者

[0027] 0＜θ1＜180/(7·Pn)

[0028] 并且

[0029] 180/(7·Pn)≤θ2≤180×2/(7·Pn)。

[0030] 本发明第七方面的电动机，角度θ1和角度θ2满足下述(i)、(ii)中任一项：

[0031] (i)0＜θ1＜180/(5·Pn)且θ2＝180/(5·Pn)

[0032] (ii)0＜θ1＜180/(7·Pn)且θ2＝180/(7·Pn)。

[0033] 本发明第八方面的电动机，将各永久磁铁的周向端部、或在与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ5，并且，将第2非磁性层的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ6，在将极对数取为Pn时，θ5、θ6为：

[0034] 0＜θ5＜180/(5·Pn)

[0035] 并且，

[0036] 180/(5·Pn)≤θ6≤180×2/(5·Pn)。

[0037] 进而，在各永久磁铁的周向端部、或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层以及第2非磁性层与转子表面之间所夹持的转子铁心部的宽度上，具有拐折点，在将极对数取为Pn时，各拐折点与极间构成的夹角θ7、θ8为：

[0038] 0＜θ7＜180/(7·Pn)

[0039] 并且，

[0040] 180/(7·Pn)≤θ8≤180×2/(7·Pn)，

[0041] 而且，角度θ5、θ6、θ7、θ8的关系为：

[0042] θ7＜θ5＜θ8＜θ6。

[0043] 本发明第九方面的电动机，角度θ5、θ6、θ7、θ8满足下述条件：0＜θ5＜180/(5·Pn)，且θ6＝180/(5·Pn)，且0＜θ7＜180/(7·Pn)，且θ8＝180/(7·Pn)。

[0044] 本发明第十方面的电动机，作为上述各永久磁铁，其采用沿半径方向分割为多层的结构。

[0045] 本发明第十一方面的电动机，作为上述各永久磁铁，其采用沿半径方向分割为2层的结构，将转子内周侧的永久磁铁的周围方向端部或与永久磁铁的周围方向端部连续或接近的非磁性层的、接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ3，并且，将转子外周侧的永久磁铁的周围方向端部或与永久磁铁的周围方向端部连续或接近的非磁性层的、接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ4，在将极对数取为Pn时，θ3、θ4为：

[0046] 0＜θ3＜180/(5·Pn)

[0047] 并且，

[0048] 180/(5·Pn)≤θ4≤180×2/(5·Pn)

[0049] 或者，

[0050] 0＜θ3＜180/(7·Pn)

[0051] 并且，

[0052] 180/(7·Pn)≤θ4≤180×2/(7·Pn)。

[0053] 本发明第十二方面的电动机，角度θ3、θ4满足下述(i)、(ii)中的任一项：(i)0＜θ3＜180/(5·Pn)，且θ4＝180/(5·Pn)；(ii)0＜θ3＜180/(7·Pn)，且θ4＝180/(7·Pn)。

[0054] 本发明第十三方面的电动机，作为上述各永久磁铁，采用沿半径方向分割为2层的结构，将转子内周侧的永久磁铁的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ9，并且，将转子外周侧的永久磁铁的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ10，在将极对数取为Pn时，θ9、θ10为：

[0055] 0＜θ9＜180/(5·Pn)

[0056] 并且，

[0057] 180/(5·Pn)≤θ10≤180×2/(5·Pn)

[0058] 进而，在转子内周侧的永久磁铁的周向端部或与永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层、以及转子外周侧的永久磁铁的周向端部或者与永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层与转子表面间所夹持的转子铁心部的宽度上，具有拐折点，在将极对数取为Pn时，各拐折点与极间构成的夹角θ11、θ12为：

[0059] 0＜θ11＜180/(7·Pn)

[0060] 并且，

[0061] 180/(7·Pn)≤θ12≤180×2/(7·Pn)，

[0062] 而且，角度θ9、θ10、θ11、θ12的关系为：

[0063] θ11＜θ9＜θ12＜θ10。

[0064] 本发明第十四方面的电动机，角度θ9、θ10、θ11、θ12满足下述条件：

[0065] 0＜θ9＜180/(5·Pn)，且

[0066] θ10＝180/(5·Pn)，且

[0067] 0＜θ11＜180/(7·Pn)，且

[0068] θ12＝180/(7·Pn)。

[0069] 另外，在本说明书中，“极”被用作表示大约等间隔、等角度配置的N极或S极的用语，“磁极”被用作表示在极中以永久磁铁的磁通为主流出的范围的用语。

[0070] 如果是本发明第一方面的电动机，则为在转子铁心的内部埋设多个永久磁铁而构成，同时，各永久磁铁的周向端部、或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层，在极间附近延伸到转子表面附近。并且，在靠近各永久磁铁的周向端部或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层的极中心侧，并在转子表面附近设置有第2非磁性层。由于各永久磁铁的周向端部或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层，和第2非磁性层，被配置为使感应电压的n次谐波(n是大于等于3的奇数)相互抵消，因此，既可确保充分的磁通，又能降低磁通密度分布波形(感应电压波形)的n次谐波，并且，可以防止产生不必要的径向力或轴向力。

[0071] 若为本发明第二方面的电动机，由于作为n次谐波，其采用除3的倍数之外的大于3的奇数次数的谐波，因此，既可确保充分的磁通，又能降低磁通密度分布波形(感应电压波形)的除3的倍数之外的大于3的奇数次数的谐波，并且，可以防止产生不必要的径向力或轴向力。

[0072] 若为本发明第三方面的电动机，由于作为n次谐波，其采用除3的倍数之外的大于等于13的奇数次数的谐波，因此，既可确保充分的磁通，又能降低磁通密度分布波形(感应电压波形)的除3的倍数之外的大于等于13的奇数次数的谐波，并且，可以防止产生不必要的径向力或轴向力。

[0073] 若为本发明第四方面的电动机，由于作为n次谐波，其采用5次谐波或7次谐波，因此，既可确保充分的磁通，又能降低磁通密度分布波形(感应电压波形)的5次谐波或7次谐波，并且，可以防止产生不必要的径向力或轴向力。

[0074] 若为本发明第五方面的电动机，其使各永久磁铁的周向端部或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层，与第2非磁性层相互独立，并在其相互间介入转子铁心，因此，除可以提高机械强度之外，还可以达成与本发明第四方面同样的作用。

[0075] 若为本发明第六方面的电动机，将各永久磁铁的周向端部或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层的、接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ1，并且，将第2非磁性层的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ2，在将极对数为Pn时，则θ1、θ2为：

[0076] 0＜θ1＜180/(5·Pn)

[0077] 并且，

[0078] 180/(5·Pn)≤θ2≤180×2/(5·Pn)

[0079] 或者，

[0080] 0＜θ1＜180/(7·Pn)

[0081] 并且，

[0082] 180/(7·Pn)≤θ2≤180×2/(7·Pn)，

[0083] 因此，考虑了对称性，可以达成与本发明第四方面或本发明第五方面同样的作用。

[0084] 若为本发明第七方面的电动机，由于角度θ1和角度θ2满足下述(i)、(ii)中任一项：

[0085] (i)0＜θ1＜180/(5·Pn)且θ2＝180/(5·Pn)，

[0086] (ii)0＜θ1＜180/(7·Pn)，且θ2＝180/(7·Pn)，

[0087] 因此，除可以达成静音化之外，还可以达成与本发明第四方面或本发明第五方面同样的作用。

[0088] 若为本发明第八方面的电动机，将各永久磁铁的周向端部或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层的、接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与磁极间构成的夹角设为θ5，并且，将第2非磁性层的接近转子表面部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ6，在将极对数设为Pn时，则θ5、θ6为：

[0089] 0＜θ5＜180/(5·Pn)

[0090] 并且，

[0091] 180/(5·Pn)≤θ6≤180×2/(5·Pn)，

[0092] 进而，在各永久磁铁的周向端部或与各永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层和第2非磁性层与转子表面之间所夹持的转子铁心部的宽度上，具有拐折点，在将极对数取为Pn时，各拐折点与极间构成的夹角θ7、θ8为：

[0093] 0＜θ7＜180/(7·Pn)

[0094] 并且，

[0095] 180/(7·Pn)≤θ8≤180×2/(7·Pn)，

[0096] 而且，角度θ5、θ6、θ7、θ8的关系为：

[0097] θ7＜θ5＜θ8＜θ6，

[0098] 因此，考虑了对称性，可以达成与本发明第四方面或本发明第五方面同样的作用。

[0099] 若为本发明第九方面的电动机，由于角度θ5、θ6、θ7、θ8满足下述条件：0＜θ5＜180/(5·Pn)，且θ6＝180/(5·Pn)，且0＜θ7＜180/(7·Pn)，且θ8＝180/(7·Pn)，因此，除可以达成静音化之外，还可以达成与本发明第四方面或本发明第五方面同样的作用。

[0100] 若为本发明第十方面的电动机，由于作为上述各永久磁铁，采用沿半径方向分割为多层的结构，因此，即使在将永久磁铁沿转子内周侧和转子外周侧分割为多个的情况下，也可以达成与本发明第一方面至本发明第四方面的任意一方面同样的作用。

[0101] 若为本发明第十一方面的电动机，由于作为上述各永久磁铁，采用沿半径方向分割为2层的结构，并将转子内周侧的永久磁铁的周围方向端部或与永久磁铁的周围方向端部连续或接近的非磁性层的、接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ3，并且，将转子外周侧的永久磁铁的周围方向端部或与永久磁铁的周围方向端部连续或接近的非磁性层的、接近转子表面的部分的靠近磁极中心的端部与磁极间的夹角设为θ4，在将磁极对数取为Pn时，则θ3、θ4为：

[0102] 0＜θ3＜180/(5·Pn)

[0103] 并且，

[0104] 180/(5·Pn)≤θ4≤180×2/(5·Pn)

[0105] 或者，

[0106] 0＜θ3＜180/(7·Pn)

[0107] 并且，

[0108] 180/(7·Pn)≤θ4≤180×2/(7·Pn)，

[0109] 因此，考虑了对称性，可以达成与本发明第十方面同样的作用。

[0110] 若为本发明第十二方面的电动机，由于角度θ3、θ4满足下述(i)、(ii)中的任一项：

[0111] (i)0＜θ3＜180/(5·Pn)，且θ4＝180/(5·Pn)；

[0112] (ii)0＜θ3＜180/(7·Pn)，且θ4＝180/(7·Pn)，

[0113] 因此，除可以达成静音化之外，还可以达成与本发明第十方面同样的作用。

[0114] 若为本发明第十三方面的电动机，作为上述各永久磁铁，采用沿半径方向分割为2层的结构，将转子内周侧的永久磁铁的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ9，并且，将转子外周侧的永久磁铁的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ10，在将极对数为Pn时，则θ9、θ10为：

[0115] 0＜θ9＜180/(5·Pn)

[0116] 并且，180/(5·Pn)≤θ10≤180×2/(5·Pn)，

[0117] 进而，在转子内周侧的永久磁铁的周向端部或与永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层、以及转子外周侧的永久磁铁的周向端部或者与永久磁铁的周向端部连续或接近的非磁性层与转子表面之间所夹持的转子铁心部的宽度上，具有拐折点，在将极对数取为Pn时，各拐折点与极间构成的夹角θ11、θ12为：

[0118] 0＜θ11＜180/(7·Pn)

[0119] 并且，

[0120] 180/(7·Pn)≤θ12≤180×2/(7·Pn)，

[0121] 而且，角度θ9、θ10、θ11、θ12的关系为：

[0122] θ11＜θ9＜θ12＜θ10，

[0123] 因此，考虑了对称性，可以达成与本发明第十方面同样的作用。

[0124] 若为本发明第十四方面的电动机，由于角度θ9、θ10、θ11、θ12满足下述条件：0＜θ9＜180/(5·Pn)，且θ10＝180/(5·Pn)，且0＜θ11＜180/(7·Pn)，且θ12＝
180/(7·Pn)，因此，除可以达成静音化之外，还可以达成与本发明第十方面同样的作用。

附图说明

[0125] 图1是表示现有的电动机的一例的概略图。

[0126] 第2图是表示现有的电动机的其它例的概略图。

[0127] 第3图是表示现有的电动机的又一其它例的概略图。

[0128] 第4图是表示现有的电动机的再一其它例的概略图。

[0129] 第5图是表示转子表面周向的磁通密度分布的图。

[0130] 第6图是表示本发明的电动机的第1实施方式的转子的概略图。

[0131] 第7图是表示转子表面的磁通密度分布与非磁性层的关系的图。

[0132] 第8图是表示θ2＝23°时，5次谐波、7次谐波对θ1的特性图。

[0133] 第9图是表示θ1＝6°时，5次谐波、7次谐波对θ2的特性图。

[0134] 第10图是表示分布式绕组的定子的概略图。

[0135] 图11是表示集中式绕组的定子的概略图。

[0136] 第12图是表示第1实施方式的转子的一个变形例的概略图。

[0137] 第13图是表示第1实施方式的转子的其它变形例的概略图。

[0138] 第14图是表示本发明的电动机的第2实施方式的转子的概略图。

[0139] 第15图是表示第2实施方式的转子的一个变形例的概略图。

[0140] 第16图是表示本发明的电动机的第3实施方式的转子的概略图。

[0141] 第17图是表示转子表面的磁通密度分布的图。

[0142] 第18图是表示在没有第2非磁性层的情况下，与第3实施方式的情况下的感应电压波形的比较图。

[0143] 第19图是表示作为压缩机用电动机运转时的噪声的高次谐波分量的图。

[0144] 第20图是表示第3实施方式的转子的变形例的概略图。

[0145] 第21图是表示本发明的电动机的第4实施方式的转子的概略图。

具体实施方式

[0146] 以下，参考附图，对本发明的电动机的实施方式详细进行说明。

[0147] 并且，在以下的实施方式中，虽对感应电压的5次谐波和/或7次谐波相互抵消的情况进行说明，但当然可以使这些以外的谐波相互抵消。

[0148] 首先，对电动机的一般例进行说明。

[0149] 电动机的转子表面沿周向的磁通密度分布在每个极上是对称的。此外，如果各极的形状基本相同，则在极间，其磁通密度为0。

[0150] 因此，转子表面沿周向的磁通密度分布形成以一个极对为基本波，并包含其奇数次谐波。例如，当对单纯的矩形波进行傅立叶展开时，如第5图所示，3次、5次、7次、9次，以及奇数次分量重叠到基本波上。此处，3次、9次这样的3n次高次谐波励磁力(n：1、2、3、4、…)同步，在具有6极的定子中，发生称为六角形谐振模式这样的与定子极数同数的谐振模式。此外，高次谐振模式一般远远超过可听区域，难以形成噪声。

[0151] 此外，5次、7次与11次或11次以上相比较，振幅较大，容易成为噪声，此外，由于频率低，具有难以屏蔽的性质。因此，着眼于5次谐波和7次谐波加以研究。

[0152] 当对5次谐波和7次谐波采取对策时，可以以下列2点为前提。

[0153] 1)、由于转子表面的磁通密度波形具有对称性，因此在极间，无论多少次都一定为0。

[0154] 2)、在磁极开始位置等的磁通密度开始急剧变化的位置，高次分量可变为零交叉(zero cross)。

[0155] (第1实施方式)

[0156] 以下，参考附图对第1实施方式进行说明。

[0157] 第6图是表示本发明的电动机的第1实施方式的转子结构的概略图。

[0158] 该转子1是在其转子铁心2的内部埋设多个(本实施方式中为4极，4个)永久磁铁3而构成的。

[0159] 此外，与各永久磁铁3的周向端部连续的非磁性层4(以下，称为“第1非磁性层”)，在极间附近延伸到转子表面附近。进而，在靠近第1非磁性层4的极中心侧，并且，在转子表面附近，设置第2非磁性层5。此处，非磁性层是贯通的孔，即空气层。

[0160] 第1非磁性层4和第2非磁性层5相互独立，在其相互间介入由转子铁心构成的辅助加强筋2a。

[0161] 此外，将第1非磁性层4的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ1，以及将第2非磁性层5的接近转子表面的部分的、靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ2，在将极对数取为Pn时，则θ1、θ2为：

[0162] 0＜θ1＜180/(5·Pn)

[0163] 并且

[0164] 180/(5·Pn)≤θ2≤180×2/(5·Pn)

[0165] 或者

[0166] 0＜θ1＜180/(7·Pn)

[0167] 并且

[0168] 180/(7·Pn)≤θ2≤180×2/(7·Pn)。

[0169] 另外，以上的关系式对应5次谐波的降低或7次谐波的降低，当对n次谐波(n是大于等于3的奇数)进行降低时，代替5、7，采用n即可。对以下各式也相同。

[0170] 在本实施方式中，极对数Pn＝2，当期望降低5次谐波时，利用上一部分的关系式。具体地，取θ1＝9°、θ2＝18°即可。

[0171] 以下，对上述结构使电动机噪声降低的原理进行说明。

[0172] 例如，在实现降低5次谐波的同时，由于极对数是2，因此，如果θ1＝0°、θ2＝18°的话，则相位错开180°，而相互抵消。但是，在将永久磁铁埋设在转子铁心内部的结构中，使θ1＝0°比较困难。从而，通过对称性，如果θ1＜18°就已足够。此外，当降低7次谐波时，利用下一部分关系式，如果θ1＜12.9°、12.9°≤θ2≤25.7°就已足够。此时，为了使转矩最大，可以使θ2尽可能增大，使环绕永久磁铁的磁通增多。

[0173] 在第7图中，表示该实施方式中的转子表面的磁通密度分布与非磁性层4、5之间的关系。在具有非磁性层4、5的部分上，磁通密度增加或减少，在其它部分，磁通密度基本保持一定。从而，从各非磁性层4、5的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部起，磁通密度急剧变化。从而，在各个点上，出现高次分量的零交叉点。在第2非磁性层5的情况下，从极间起，相当于5/7次谐波的一个波长，根据对称性，可以认为，零交叉点出现在极间。在第1非磁性层4的情况下，从极间起，是5/7次谐波的半个波长，根据对称性，可以认为，零交叉点出现在极间。从而，由于由非磁性层4、5引起的5/7次谐波错开半个波长，因此，可以相互抵消。

[0174] 在第8图中，表示θ2＝23°时，5次谐波、7次谐波对θ1的特性，在第9图中，表示θ1＝6°时，5次谐波、7次谐波对θ2的特性。

[0175] 从第8图、第9图可知，通过将角度θ1、θ2按如上述关系式进行设定，就可以达成大幅降低5次谐波、7次谐波的效果。

[0176] 此处，在第1非磁性层4以及第2非磁性层5与转子表面之间所夹持的转子铁心部(以下，称为“第1桥部2b1”“第2桥部2b2”)的宽度是一定的，为了防止磁通泄漏，优选使其减小。

[0177] 此外，在第1非磁性层4与第2非磁性层5之间，还具有成为磁路的转子铁心(辅助加强筋)2a，如果永久磁铁的磁通不通过辅助加强筋2a的话，就不能得到充分的效果。

[0178] 此处，永久磁铁与非磁性层也可以并不一定连续，稍稍离开一点距离相互接近即可。

[0179] 并且，本发明中的定子，既可以是如第10图所示那样的分布绕组、也可以是如图11所示那样的密集绕组。特别地，对密集绕组，其5次谐波、7次谐波变得特别大，因此应用本发明就比较有效。

[0180] 第12图、第13图是表示第6图的变形例的概略图。

[0181] 第12图是在第6图的转子的永久磁铁的两侧附近，存在转子铁心2c的变形例，如果使第1、第2非磁性层6、7配置成，使从表面发出的磁通的高次谐波相互抵消的话，就会有充分的效果。

[0182] 第13图是永久磁铁层一直存在到转子表面附近的变形例，如果配置第2非磁性层8，使从表面发出的磁通的高次谐波相互抵消的话，就有同样的效果。但是，在此情况下，必须对永久磁铁进行激磁，使永久磁铁端部的磁铁磁通不朝转子法线方向发出。

[0183] (第2实施方式)

[0184] 以下，参考附图对第2实施方式进行说明。

[0185] 第14图是表示本发明的电动机的第2实施方式的转子结构的概略图。

[0186] 转子11在其转子铁心12的内部埋设有永久磁铁，永久磁铁(13：转子内周侧永久磁铁，14：转子外周侧永久磁铁)是在每个极上，沿半径方向分割为2层而构成的。此外，各永久磁铁13、14的周向端部13a、14a在极间附近一直延伸到转子表面附近。

[0187] 转子内周侧的永久磁铁13和转子外周侧的永久磁铁14的周向端部13a、14a相互独立，在其相互间，介入由转子铁心构成的所谓q轴磁通通路12a。

[0188] 由于存在q轴磁通通路12a，可以使q轴电感Lq增大，因此，可以更多地利用磁阻转矩，此外，不必增大转子大小，就可以增加永久磁铁的磁通。

[0189] 将转子内周侧的永久磁铁13的周向端部13a的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ3，以及将转子外周侧的永久磁铁14的周向端部14a的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ4，在将极对数取为Pn时，θ3、θ4为：

[0190] 0＜θ3＜180/(5·Pn)

[0191] 并且

[0192] 180/(5·Pn)≤θ4≤180×2/(5·Pn)

[0193] 或者

[0194] 0＜θ3＜180/(7·Pn)

[0195] 并且

[0196] 180/(7·Pn)≤θ4≤180×2/(7·Pn)。

[0197] 在该实施方式中，极对数Pn＝2，由于谋求降低5次谐波，因此采用上一部分的关系式。具体地，取θ1＝9°、θ2＝18°即可。当然，在谋求降低7次谐波时，采用后一部分的关系式即可。

[0198] 由于上述结构减小电动机中的噪声的原理与第1实施方式相同，故省略其说明。

[0199] 第15图是表示本实施方式的变形例的概略图。

[0200] 在该变形例中，代替弯曲的永久磁铁，采用平板状的永久磁铁。

[0201] 从而，即使在采用本变形例的情况下，也可以减小噪声。

[0202] (第3实施方式)

[0203] 以下，参考附图对第3实施方式进行说明。

[0204] 第16图是表示本发明的电动机的第3实施方式的转子结构的概略图。

[0205] 转子31是在其转子铁心32的内部埋设有多个(本实施方式为4极，共4个)永久磁铁33而构成的。

[0206] 此外，与各永久磁铁33的周向端部连续的非磁性层34(以下，称为“第1非磁性层”)，其在极间附近延伸到转子表面附近。并且，在第1非磁性层34的靠近极中心侧，并且，在转子表面附近，设置第2非磁性层35。此处，非磁性层是贯通孔，即空气层。

[0207] 进而，将第1非磁性层34的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ5，将第2非磁性层35的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部与极间构成的夹角设为θ6。

[0208] 第1非磁性层34和第2非磁性层35相互独立，在其相互间介入由转子铁心构成的辅助加强筋32a。

[0209] 进而，在第1非磁性层34以及第2非磁性层35与转子表面之间所夹持的转子铁心部(以下，称为“第1桥部32b1”“第2桥部32b2”)的宽度上，具有拐折点36a、36b，将各拐折点36a、36b与极间构成的夹角设为θ7、θ8，则在将极对数取为Pn时，角度θ7、θ8以及上述角度θ5、θ6为：

[0210] 0＜θ5＜180/(5·Pn)

[0211] 并且，

[0212] 180/(5·Pn)≤θ6≤180×2/(5·Pn)

[0213] 并且，

[0214] 0＜θ7＜180/(7·Pn)

[0215] 并且，

[0216] 180/(7·Pn)≤θ8≤180×2/(7·Pn)，

[0217] 并且，

[0218] θ7＜θ5＜θ8＜θ6。

[0219] 另外，在本实施方式中，极对数Pn为2，且设θ6＝18°、θ8＝12.9°、θ5＝9°、θ7＝6.4°。

[0220] 此处，所谓拐折点36a、36b，是指第1桥部32b1和第2桥部32b2的宽度为一定的范围32b11、32b21，与逐渐扩展的范围32b12、32b22的交点，在该点上，转子表面的磁通密度分布急剧变化。

[0221] 本实施方式中的转子表面的磁通密度分布，表示在第17图中。

[0222] 从第17图和第1实施方式的说明可知，通过拐折点36a、36b，7次谐波被抵消，通过第1非磁性层34的接近转子表面的部分中靠近极中心的端部，以及第2非磁性层35的接近转子表面的部分的靠近极中心的端部，5次谐波被抵消。

[0223] 在第18图中，表示在没有第2非磁性层35的情况下，与本实施方式的情况下的感应电压波形的比较。表1中表示高次谐波分量振幅的比较。此外，在作为压缩机用电动机运转时，将其噪声的高次谐波分量表示在第19图中。

[0224] 表1

[0225]

[0226] 另外，非磁性层34、35的形状并不限于本实施方式的形状，例如，如第20图所示，也可以将桥部37b1、37b2的宽度分为小宽度部37b11、37b21，以及大宽度部37b12、37b22，将小宽度部37b11、37b21和大宽度部37b12、37b22的变化点，看作为拐折点38a、38b。

[0227] (第4实施方式)

[0228] 以下，参考附图对第4实施方式进行说明。

[0229] 第21图是表示本发明的电动机的第4实施方式的转子结构的概略图。

[0230] 转子41在其转子铁心42的内部埋设有永久磁铁，永久磁铁(43：转子内周侧永久磁铁，44：转子外周侧永久磁铁)在每个极上，沿半径方向分割为2层而形成。此外，各永久磁铁43、44的周向端部43a、44a，其在极间附近一直延伸到转子表面附近。

[0231] 转子内周侧的永久磁铁43以及转子外周侧的永久磁铁44的周向端部43a、44a相互独立，在其相互间，介入由转子铁心构成的所谓q轴磁通通路42a。

[0232] 由于存在q轴磁通通路42a，可以使q轴电感Lq增大，因此，可以更多地利用磁阻转矩，此外，不必增大转子大小，就可以增加永久磁铁的磁通。

[0233] 此外，转子内周侧的永久磁铁43的周向端部43a在极间附近一直延伸到转子表面附近，转子外周侧的永久磁铁44的周向端部44a在极间附近也一直延伸到转子表面附近。此处，在永久磁铁43、44的周向端部43a、44a上，也可以具有空气层等。将转子内周侧的永久磁铁43的周向端部43a的极中心侧的端部与极间构成的夹角设为θ9，以及将转子外周侧的永久磁铁44的周向端部44a的极中心侧的端部与极间构成的夹角设为θ10。

[0234] 进而，在转子内周侧的永久磁铁43的周向端部43a以及转子外周侧的永久磁铁44的周向端部44a与转子表面之间所夹持的转子铁心部(以下，称为“第1桥部42b1”“第2桥部42b2”)的宽度上，具有拐折点46a、46b，将各拐折点46a、46b与极间构成的夹角设为θ11、θ12，将极对数取为Pn时，θ11、θ12以及上述角度θ9、θ10为：

[0235] 0＜θ9＜180/(5·Pn)

[0236] 并且，

[0237] 180/(5·Pn)≤θ10≤180×2/(5·Pn)

[0238] 并且，

[0239] 0＜θ11＜180/(7·Pn)

[0240] 并且，

[0241] 180/(7·Pn)≤θ12≤180×2/(7·Pn)，

[0242] 并且，

[0243] θ11＜θ9＜θ12＜θ10。

[0244] 另外，在本实施方式中，极对数Pn为2，设θ10＝18°、θ12＝12.9°、θ9＝9°、θ11＝6.4°。

[0245] 由于本实施方式中的噪声的减小作用与第3实施方式相同，故省略其说明。

[0246] 本发明第一方面的发明达成如下特有的效果：既可确保充分的磁通，又能降低磁通密度分布波形(感应电压波形)的大于等于3的奇数次谐波，并且，可以防止产生不必要的径向力或轴向力。

[0247] 本发明第二方面的发明可以降低除3的倍数之外的大于3的奇数次谐波，并且，可以达成与本发明第一方面同样的效果。

[0248] 本发明第三方面的发明可以降低除3的倍数之外的大于等于13的奇数次谐波，并且，可以达成与本发明第一方面同样的效果。

[0249] 本发明第四方面的发明可以降低5次或7次谐波，并且，可以达成与本发明第二方面同样的效果。

[0250] 本发明第五方面的发明除可以提高机械强度之外，并且，可以达成与本发明第四方面同样的效果。

[0251] 本发明第六方面的发明考虑了对称性，可以达成与本发明第四方面或本发明第五方面同样的效果。

[0252] 本发明第七方面的发明除可以达成静音化之外，还可以达成与本发明第四方面或本发明第五方面同样的效果。

[0253] 本发明第八方面的发明考虑了对称性，可以达成与本发明第四方面或本发明第五方面同样的效果。

[0254] 本发明第九方面的发明除可以达成静音化之外，还可以达成与本发明第四方面或本发明第五方面同样的效果。

[0255] 本发明第十方面的发明，即使将永久磁铁在转子内周侧和转子外周侧分割为多个，在这样的情况下，也可以达到与本发明第一方面到本发明第四方面中任意一方面同样的效果。

[0256] 本发明第十一方面的发明考虑了对称性，可以达成与本发明第十方面同样的效果。

[0257] 本发明第十二方面的发明除可以达成静音化之外，还可以达成与本发明第十方面同样的效果。

[0258] 本发明第十三方面的发明考虑了对称性，可以达成与本发明第十方面同样的效果。

[0259] 本发明第十四方面的发明除可以达成静音化之外，还可以达成与本发明第十方面同样的效果。