CN102474141A

CN102474141A - 转子

Info

Publication number: CN102474141A
Application number: CN2010800269338A
Authority: CN
Inventors: 荒木辰太郎; 山际昭雄
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-07-09
Also published as: CN102474141B; US20120112593A1; AU2010274456B2; KR101278008B1; KR20120036881A; WO2011010565A1; EP2458713A1; AU2010274456A1; US8803395B2; EP2458713A4

Abstract

本发明提供一种转子，其能够抑制以转子的振摆回转为起因的振动。多个永久磁铁(20)在预定的轴线(P)的周围配置成环状。转子铁芯(10)具有2N(N是3以上的自然数)个磁极面和(2N+1)个磁屏蔽部(111)，其中，通过多个永久磁铁(20)，2N个磁极面向径向产生在轴线(P)的周围交替地具有不同极性的磁极，(2N+1)个磁屏蔽部相对于永久磁铁(20)被设置于磁极面侧。各个磁屏蔽部(111)被设置于沿轴线(P)的周围按角度将转子铁芯(10)等分成(2N+1)份而获得的各个区域。

Description

转子

技术领域

本发明涉及转子、特别涉及转子铁芯的形状。

背景技术

在专利文献1中，记载有通过减小齿槽转矩并降低感应电压的谐波含量而减少了振动和噪音的转子。所述转子具有转子铁芯和多个永久磁铁。多个永久磁铁以呈环状的方式配置在旋转轴线的周围。这些多个永久磁铁被埋入设置于转子铁芯。转子铁芯的外周侧面的直径在永久磁铁的两端减小。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-52825号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在专利文献1中，完全没有考虑以转子的振摆回转为起因的振动，从而不能够减小所述振动。此外，在此提到的转子的振摆回转是指：例如以转子的中心与定子的中心之间的偏差为起因，转子的中心绕定子的中心旋转的现象。

由于所述振摆回转，径向的电磁力增大，由此导致了振动的增大。

因此，本发明的目的在于提供一种转子，能够抑制以转子的振摆回转为起因的振动。

用于解决问题的手段

本发明涉及的转子的第一形态包括：多个永久磁铁(20)，所述多个永久磁铁在预定的轴线(P)的周围配置成环状；以及转子铁芯(10)，所述转子铁芯具有2N(N是自然数)个磁极面(11)和多个磁屏蔽部，通过所述多个永久磁铁，所述2N个磁极面向以所述轴线为中心的径向分别产生磁极，所述磁极在所述轴线的周围交替地具有不同的极性，所述多个磁屏蔽部相对于所述多个永久磁铁被设置于靠所述磁极面侧，并且在沿所述轴线的周围按角度将所述转子铁芯等分成(2N+1)份而获得的各个区域中，存在所述多个磁屏蔽部中的至少一个。

本发明涉及的转子的第二形态包括：多个永久磁铁(20)，所述多个永久磁铁在预定的轴线(P)的周围配置成环状；以及转子铁芯(10)，所述转子铁芯具有2N(N是自然数)个磁极面(11)和多个磁屏蔽部，通过所述多个永久磁铁，所述2N个磁极面向以所述轴线为中心的径向产生磁极，所述磁极在所述轴线的周围交替地具有不同的极性，所述多个磁屏蔽部相对于所述永久磁铁被设置于靠所述磁极面侧，并且在沿所述轴线的周围按角度将所述转子铁芯等分成((N+1)×2)份而获得的各个区域中，存在所述多个磁屏蔽部中的至少一个。

本发明涉及的转子的第三形态包括：多个永久磁铁(20)，所述多个永久磁铁在预定的轴线(P)的周围配置成环状；以及转子铁芯，所述转子铁芯具有磁屏蔽部(111)和2N(N是3以上的自然数)个磁极面(11)，通过所述多个永久磁铁，所述2N个磁极面向以所述轴线为中心的径向产生磁极，所述磁极在所述轴线的周围交替地具有不同的极性，所述多个磁屏蔽部相对于所述多个永久磁铁被设置于靠所述磁极面侧，并且在沿所述轴线的周围按角度将所述转子铁芯等分成((N-1)×2)份而获得的各个区域中，存在所述多个磁屏蔽部中的至少一个。

本发明涉及的转子的第四形态是第一至第三形态中的任一形态涉及的转子，所述多个磁屏蔽部(111)在以所述轴线(P)为中心的周向上相互等间隔地设置。

本发明涉及的转子的第五形态是第一至第四形态中的任一形态涉及的转子，所述多个磁屏蔽部(111)是设置于所述磁极面的槽部(112)。

本发明涉及的转子的第六形态是第一至第四形态中的任一形态涉及的转子，所述多个磁屏蔽部(111)是设置于所述多个永久磁铁和所述磁极面之间的非磁性体(113)。

本发明涉及的转子的第七形态是第一至第四形态中的任一形态涉及的转子，所述转子铁芯具有在沿着所述轴线(P)的方向上层叠的多个电磁钢板，在所述多个电磁钢板中的至少多个上设置有在沿着所述轴线的方向上相互嵌合的凹凸(114)，所述凹凸作为所述磁屏蔽部(111)发挥作用。

本发明涉及的转子的第八形态是第六或第七形态涉及的转子，相对于穿过所述多个永久磁铁(20)的圆中的具有最大直径的圆(R1)，所述磁屏蔽部(111)被设置在与所述轴线(P)相反的一侧。

发明效果

根据本发明涉及的转子的第一形态，通过将定子配置为在径向上隔着气隙与磁极面相对，能够实现旋转电机。

在所述旋转电机中，在沿轴线的周围按角度将转子铁芯等分成(2N+1)份而获得的各个区域中，设置有至少一个磁屏蔽部。通过所述磁屏蔽部，能够减小电磁力的(2N+1)次谐波成分。

电磁力的(2N+1)次谐波成分通过转子的振摆回转而产生，并且比其他次数的电磁力的谐波成分更容易招致振动，因此根据使用了本转子的旋转电机，能够高效地减小所述振动。

根据本发明涉及的转子的第二形态，通过将定子配置为在径向上隔着气隙与磁极面相对，能够实现旋转电机。

在所述旋转电机中，在沿轴线的周围按角度将转子铁芯等分成((N+1)×2)份而获得的区域中，设置有至少一个磁屏蔽部。因此，磁屏蔽部被设置于与转子向定子供应的磁通密度的(N+1)次谐波成分(基本波为将以轴线为中心的一周作为一个周期的正弦波)的周期对应的位置的附近，因此能够比较均衡地减小(N+1)次谐波成分。

(N+1)次谐波成分以转子的振摆回转为起因而产生，并且所述谐波成分使(2N+1)次的电磁激振力增大。(2N+1)次的电磁激振力是使振动增大的主要原因，因此，因为能够减小磁通密度的(N+1)次谐波成分，所以能够更高效地减小以转子的振摆回转为起因的振动。

根据本发明涉及的转子的第三形态，通过将定子配置为在径向上隔着气隙与磁极面相对，能够实现旋转电机。

在所述旋转电机中，在沿轴线的周围按角度将转子铁芯等分成((N-1)×2)份而获得的各个区域中，设置有至少一个磁屏蔽部。因此，磁屏蔽部被设置于与转子向定子供应的磁通密度的(N-1)次谐波成分(基本波为将以轴线为中心的一周作为一个周期的正弦波)的周期对应的位置的附近。因此能够比较均衡地减小(N-1)次谐波成分。(N-1)次谐波成分是由于转子的振摆回转而产生的，因此能够减小以转子的振摆回转为起因的振动。

根据本发明涉及的转子的第四形态，磁屏蔽部被设置于与电磁力的(2N+1)次谐波成分的周期对应的位置，因此能够适当地减小电磁力的(2N+1)次谐波成分，或者，磁屏蔽部被设置于与磁通密度的(N±1)次谐波成分的周期对应的位置，因此能够适当地减小磁通密度的(N±1)次谐波成分。

根据本发明涉及的转子的第五形态，在设置有槽部的位置，能够使转子与定子之间的气隙增大，因此能够使槽部作为磁屏蔽部发挥作用。

根据本发明涉及的转子的第六形态，磁屏蔽部被设置为离开磁极面，因此磁屏蔽部不会阻碍转子的侧面(磁极面)与定子之间的气隙的测量。因此，可以不考虑磁屏蔽部的位置地对气隙进行测量。

根据本发明涉及的转子的第七形态，磁屏蔽部发挥固定电磁钢板的功能和作为磁阻挡壁的功能，因此，相比于设置发挥各自功能的专用的固定部和磁屏蔽部的情况，能够降低制造成本。

根据本发明涉及的转子的第八形态，能够提高利用磁屏蔽部减小电磁力的(2N+1)次谐波成分的量，或能够提高利用磁屏蔽部减小磁通密度的(N±1)次谐波成分的量。

通过以下的详细的说明和附图，所述发明的目的、特征、情况以及优点将变得更加明确。

附图说明

图1是示出第一实施方式涉及的转子的示意性结构的剖视图。

图2是用于对振摆回转进行说明的图。

图3是用于对振摆回转进行说明的图。

图4是用于对振摆回转进行说明的图。

图5是用于对振摆回转进行说明的图。

图6是示出磁通密度的平方的曲线图。

图7是示出磁通密度中有助于转矩的成分的曲线图。

图8是示出第一实施方式涉及的转子的示意性结构的另一个例子的剖视图。

图9是示出第二实施方式涉及的转子的示意性结构的剖视图。

图10是示出磁通密度的平方的曲线图。

图11是示出磁通密度中有助于转矩的成分的曲线图。

图12是示出第二实施方式涉及的转子的示意性结构的另一个例子的剖视图。

图13是示出第三实施方式涉及的转子的示意性结构的剖视图。

图14是示出第三实施方式涉及的转子的示意性结构的剖视图。

图15是示出从中心到磁屏蔽部的距离、与三次谐波成分相对于磁通密度中有助于转矩的成分的比之间的关系的曲线图。

图16是示出第三实施方式涉及的转子的示意性结构的剖视图。

图17是示出第三实施方式涉及的转子的示意性结构的剖视图。

图18是示出包括具有本转子的马达的压缩机的示意性结构的剖视图。

具体实施方式

第一实施方式.

<转子的结构>

图1示出了转子1的垂直于轴线P(后述)的截面。如在此例示的那样，转子1包括转子铁芯10和多个永久磁铁20。

多个永久磁铁20是例如稀土类磁铁(例如以钕、铁、硼为主要成分的稀土类磁铁)，并以呈环状排列的方式配置在预定的轴线P的周围。在图1的例示中，各永久磁铁20具有长方体状的板状形状。各永久磁铁20被配置为以下姿势：在以轴线P为中心的周向(以下简称作周向)上的各永久磁铁20自身的中央，其厚度方向沿着以轴线P为中心的径向(以下简称作径向)。此外，各永久磁铁20无需一定被配置成图1所示的形状。当在沿着轴线P的方向(以下简称作轴向)进行观察时，各永久磁铁20例如也可以具有向轴线P相反侧(以下也称作外周侧)或轴线P侧(以下也称作内周侧)开口的V字形状、或者向外周侧或内周侧开口的圆弧状的形状。

另外，在图1的例示中，在周向上相邻的任意一对永久磁铁20被配置为使极性相互不同的磁极面20a朝向外周侧。由此，各永久磁铁20作为向未图示的定子供应励磁磁通的所谓励磁磁铁发挥作用。

此外，在图1的例示中，例示有四个永久磁铁20(所谓四极转子1)，但转子1也可以具有两个永久磁铁20或六个以上的永久磁铁20。另外，在图1的例示中，四个永久磁铁20中的每个构成了一个励磁磁极，但例如也可以利用多个永久磁铁20构成一个励磁磁极。换而言之，例如图1中的各永久磁铁20也可以被分割成多个永久磁铁。

转子铁芯10利用软磁体(例如铁)构成。在图1的例示中，转子铁芯10具有例如以轴线P为中心的大致呈圆柱状的形状。

在转子铁芯10中穿设有多个磁铁收纳孔12，所述多个磁铁收纳孔12收纳多个永久磁铁20。各磁铁收纳孔12具有与各永久磁铁20的形状和配置相对应的形状。在图1的例示中，穿设有四个磁铁收纳孔12。

通过永久磁铁20，在转子铁芯10的外周侧面11形成2p(p是1以上的整数)个磁极面，所述磁极面朝径向产生在轴线的周围交替地具有不同极性的磁极。在图1的例示中，具有极性为正的磁极面20a的两个永久磁铁20分别在外周侧面11形成极性为正的磁极面，具有极性为负的磁极面20a的两个永久磁铁20分别在外周侧面11形成极性为负的磁极面。由此，在图1的例示中，在外周侧面11形成有四个磁极面。

转子铁芯10也可以利用例如在轴向上层叠的电磁钢板构成。由此能够提高转子铁芯10在轴向上的电阻，从而能够减少以流过转子铁芯10的磁通为起因的涡电流的产生。另外，转子铁芯10也可以由压粉磁芯构成，所述压粉磁芯被有意地形成为包含电绝缘物质(例如树脂)。因为包含有绝缘物质，所以压粉磁芯的电阻较高，由此能够减少涡电流的产生。

在转子铁芯10中例如也可以设置有以轴线P为中心的大致呈圆柱状的轴用通孔13。形成轴用通孔13的侧面可以被理解为相对于外周侧面11的内周侧侧面。通过将未图示的轴嵌合于所述轴用通孔13，转子铁芯10与轴被固定。另外，当不设置轴用通孔13时，只需例如在转子铁芯10的轴向的两侧设置端板(未图示)，并将轴安装于所述端板即可。

在图1的例示中，在转子铁芯10中，在形成一个励磁磁极的永久磁铁20的周向的两侧穿设有空隙121。空隙121从永久磁铁20的两侧向外周侧延伸。通过空隙121，能够抑制磁通在永久磁铁20的外周侧的磁极面20a与内周侧的磁极面20b之间短路。

在图1的例示中，空隙121与磁铁收纳孔12连结，但空隙121也可以与磁铁收纳孔12分开。在该情况下，空隙121与磁铁收纳孔12之间夹有转子铁芯10的一部分，因此能够提高转子铁芯10的强度。

在图1的例示中，在周向上相邻的永久磁铁20之间夹有作为转子铁芯10的一部分的肋部14。所述肋部14能够提高所谓的q轴磁阻。由此，能够增大d轴磁阻与q轴磁阻的差，进而能够提高磁阻转矩。

在图1的例示中，肋部14与存在于永久磁铁20的外周侧的铁芯部(转子铁芯10的一部分)在空隙121的外周侧相互连结。所述连结部15也被形成为转子铁芯10的一部分。由此，能够提高转子铁芯10的强度。此外，优选所述连结部15在径向上的厚度小到所述连结部15容易通过穿过自身的磁通而达到磁饱和的程度。由此，能够防止磁通在永久磁铁20的磁极面20a和20b之间、经由永久磁铁20的外周侧的铁芯部、连结部15、肋部14以及永久磁铁20的内周侧的铁芯部(转子铁芯10的一部分)而短路。

在转子铁芯10设置有磁屏蔽部111。磁屏蔽部111相对于永久磁铁20被设置在外周侧面11侧。在图1的例示中，磁屏蔽部111被表示为形成于外周侧面11的槽部112。在图1的例示中，槽部112具有沿着周向的面112a、和从所述面112a的周向的两端向径向的外周侧延伸的面112b，并且面112b在面112a的相反侧与槽部112以外的外周侧面11连结。

在沿轴线P的周围按角度将转子铁芯10等分成(2p+1)份而得到的各个区域中，设置有所述磁屏蔽部111(在图1的例示中为槽部112)中的至少一个。在图1中，所述区域的一个例子被表示成以轴线P为中心的呈放射状的双点划线中的相邻二者所夹的区域。

在图1的例示中，磁屏蔽部111的个数被设置为在转子1的磁极的对数(以下称作极对数)p的2倍的基础上加1而计算出的个数。此外，转子1的极对数p可以被理解为在转子铁芯10的外周侧面11形成的磁极面的对数。在图1的例示中，转子1的极对数p为2，因此设置有5(＝2×2+1)个磁屏蔽部111。

通过相对于本转子1以在径向上隔着气隙与外周侧面11相对的方式配置定子(未图示)，能够实现旋转电机。并且，根据本转子1，例如能够减小当电流流过定子所具有的线圈从而使转子1旋转时的、以转子1的振摆回转为起因的振动。以下，对以振摆回转为起因的磁通密度进行说明，并在随后对振动的减小进行具体的说明。

<以振摆回转为起因的电磁力>

在理想情况下，转子1进行以旋转轴线P为中心的旋转运动，但在实际情况下，例如由于在转子1的中心与定子的中心之间产生的差，转子1同时也进行以轴线P为中心的振摆回转。在此，所述旋转运动是指转子1的以轴线P为中心的自转运动，所述振摆回转是指转子1的中心以轴线P为中心进行旋转的公转运动。

并且，由于所述振摆回转，转子1与定子之间的气隙发生变动。针对如下场合的气隙进行考察：例如，如图2所示，转子1的中心Q1相比于定子的中心Q2更偏向于纸面的下方向。此外，在图2中，更简略地示出了转子1，并且定子的与转子1相对的面由虚线表示。另外，在实际中，转子1的中心Q1与定子的中心Q2的偏差为0.1mm左右，而在此夸张地示出了所述偏差。

如图2所示，气隙在纸面的上侧最大，在纸面的下侧最小，在纸面的左侧和右侧，气隙与当转子1的中心Q1的位置和定子的中心Q2的位置相互一致时的气隙大致相同。

接下来，在转子1旋转的情况下，对例如位于纸面的最上侧的点A处的气隙的变化进行考察。以中心Q1、Q2位于图2所示的位置的状况作为旋转的初始位置，在初始时，点A处的气隙为最大值。然后，转子1例如向逆时针方向伴随着振摆回转而旋转，由此点A处的气隙减小。并且当转子1旋转至旋转角为90度时，如图3所示，点A处的气隙与当转子1的中心Q1和定子的中心Q2相互一致时的气隙大致相同。

接下来的旋转也导致点A处的气隙减小。并且当转子1旋转至旋转角为180度时，如图4所示，点A处的气隙为最小值。接下来的旋转导致点A处的气隙增大。并且当转子1旋转至旋转角为270度时，如图5所示，点A处的气隙与当转子1的中心Q1和定子的中心Q2相互一致时的气隙大致相同。接下来的旋转也导致点A处的气隙增大，当转子1旋转至旋转角为360度时，气隙再次取得最大值。

从所述点A处的气隙的变动能够理解，点A处的气隙较多地具有以360度的旋转角为一个周期的余弦波成分。

另外，鉴于磁阻伴随着气隙的增大而增大这一情况，以转子1的振摆回转为起因，导磁率与气隙的变动同样地进行变动。因此，若利用余弦波成分来理解点A处的气隙的变动，则通过点A的导磁率Rm可以由下式表示：

Rm＝1+a·cosθ …(1)

在此，将转子1的中心Q1与定子的中心Q2相互一致时的导磁率标准化为1。另外，a是因转子的中心Q1与定子的中心Q2之间的距离(偏差)而变化的值。转子1的中心Q1与定子的中心Q2的偏差越大，a的值越大。

当转子1的中心Q1与定子的中心Q2相互一致时，以旋转运动为起因的磁动势B11由下式表示：

B1＝cos(pθ) …(2)

此外，为了简单，设导磁率Rm与磁动势B1的相位差为零。另外，在将磁通密度的振幅标准化为1的情况下理解磁动势B1。

并且，在点A处流过转子1与定子之间的磁通密度B2由以旋转运动为起因的磁动势B1和以振摆回转为起因而发生变动的导磁率Rm的乘积表示。

B2＝Rm·B1

＝(1+a·cosθ)cos(pθ)

＝cos(pθ)+a/2·{cos(p+1)θ+cos(p-1)θ} …(3)

式(3)的右边所示的cos(pθ)是以旋转运动为起因的磁通密度。式(3)的右边所示的a{cos(p+1)θ+cos(p-1)θ}为以振摆回转为起因的磁通密度。当转子1稳定地旋转时，因为转子和定子各自具有对称性，所以可以认为值a不依存于角度θ而是为固定值。因此，以振摆回转为起因，在磁通密度B2中生成有(p±1)次谐波成分，所述(p±1)次谐波成分的基本波是以360度的旋转角为一个周期的余弦波。

此外，在此假设了导磁率Rm与磁通密度B1之间的相位差为零，但即使假设所述相位差为

来进行计算，也能够推导出在磁通密度B2中生成有(p±1)次谐波成分。

另外，如算式(2)所示，以振摆回转为起因的导磁率Rm由cosθ表示，但是实际上，导磁率Rm具有多次谐波成分。但是，能够如算式(2)那样利用cosθ表示导磁率Rm的变动的主要成分。因此，相比于其他次数的谐波成分，磁通密度B2更多地含有(p±1)次谐波成分。此外，cos(pθ)是有助于转矩的成分，并且相比于其他谐波成分，磁通密度B2含有的p次谐波成分最多。

电磁力由磁通密度B2的平方表示，因此如下式所示，电磁力包含cos(pθ)与cos(p+1)θ的乘积。

B2²＝[cos(pθ)+a/2·{cos(p+1)θ+cos(p-1)θ}]²

＝cos²(pθ)+a²/4·cos²(p+1)θ+a²/4·cos²(p-1)θ

+a·cos(pθ)cos(p+1)θ+a²/2·cos(p+1)θcos(p-1)θ

+a·cos(pθ)cos(p-1)θ…(4)

在式(1)中，值a被认为小于1，因此可以忽略系数中具有a²的项。因此，上式近似于cos²(pθ)+a·{cos(pθ)cos(p+1)θ+cos(pθ)cos(p-1)θ}。此外，若将三角函数的积化和差公式应用于此，则电磁力近似于下式：

B2²＝1/2+cos(2pθ)/2+a/2{cos(2p+1)θ+cos(2p-1)θ+2cosθ}

…(5)

换而言之，电磁力包含(2p+1)次谐波成分。这是因为：如上所述，相比于其他次数的谐波成分，磁通密度B2更多地包含p次、(p±1)次谐波成分。并且，电磁力的(2p+1)次谐波成分比电磁力的其他次数的谐波成分更容易招致振动。因此，希望减小电磁力的(2p+1)次谐波成分。

<振动的减小>

在图6中，示出了对本转子1进行模拟而得到的电磁力的五次谐波成分的一个例子。在图6的例示中，利用实线表示不具有磁屏蔽部111的转子的电磁力的五次谐波成分，利用虚线表示图1的转子1的电磁力的五次谐波成分。如图6所示，根据具有磁屏蔽部111的转子1，能够减小电磁力的五次谐波成分。在图6的例示中，电磁力的五次谐波成分的振幅被减小至三分之一以下。

在图7中，示出了磁通密度B2中的有助于转矩的成分(在此为二次谐波成分)的一个例子。在图7的例示中，利用实线表示不具有磁屏蔽部111的转子的磁通密度，利用虚线表示图1的转子1的磁通密度。如图7所示，根据具有磁屏蔽部111的转子1，有助于转矩的成分的振幅几乎不减小。

如上所示，相比于不具有磁屏蔽部111的转子，根据本转子1，能够在对有助于转矩的成分的振幅的减小进行抑制的同时，减小电磁力的五次谐波成分。电磁力的五次谐波成分是使以转子1的振摆回转为起因而产生的振动增大的主要原因。根据本转子1，能够减小电磁力的五次谐波成分，因此能够高效率地减小振动。

此外，在图6、图7中示出了针对极对数为2的转子的结果，但转子的极对数并不仅限于2。即使是具有(2p+1)(p为极对数)个磁屏蔽部111的转子，也能够在对有助于转矩的成分的振幅的减小进行抑制的同时，减小电磁力的(2p+1)次谐波成分。

另外，在图1的例示中，磁屏蔽部111在周向上相互以大致相等的间隔配置。因此，磁屏蔽部111被设置为与电磁力的(2p+1)次谐波成分的周期对应。由此，能够更加高效地减小电磁力的(2p+1)次谐波成分。

另外，也可以将空隙121理解为磁屏蔽部111。从图8的例示来说，存在于一个区域内的空隙121实现了一个磁屏蔽部111的功能。在剩余的四个区域中，由槽部112分别实现磁屏蔽部111的功能。由此，也能够减小电磁力的5(＝2p+1)次谐波成分。

第二实施方式.

从磁屏蔽部111的个数来看，在图9中例示的转子1与在图1中例示的转子1不同。

在图9的例示中，在沿轴线P的周围按角度将转子铁芯10等分成((p+1)×2)份而得到的各个区域中，存在磁屏蔽部111中的至少一个(在图9的例示中为槽部112)。在图9中，所述区域的一个例子被表示成以轴线P为中心的呈放射状的双点划线中的相邻二者所夹的区域。

如在第一实施方式中所述的那样，参照算式(3)，磁通密度B2的p次谐波成分是以转子1的旋转运动为起因而生成的成分，所述p次谐波成分是有助于旋转电机的转矩、并且不会招致振动增大的成分。除此以外的谐波成分是作为径向上的电磁力的因子并能够招致振动的成分。特别地，以p与p+1的和、即(2p+1)作为次数的电磁力是使振动增大的比较大的原因。本申请的申请人对所述见解进行过实验上的确认。并且，如通过算式(4)能够理解的那样，(2p+1)次的电磁力以p次谐波成分和(p+1)次谐波成分为因子被计算出来。

<振动的减小>

在图9所示的转子1中，{(p+1)×2}个磁屏蔽部111被分别设置于以下区域：即，沿轴线P的周围按角度将转子铁芯10等分成{(p+1)×2}份而获得的区域。因此，磁屏蔽部111被设置于与磁通密度B2的(p+1)次谐波成分的周期对应的位置附近。由于磁屏蔽部111会引起磁阻的增大，因此能够均衡地减小磁通密度B2中的(p+1)次谐波成分。

在图9的例示中，磁屏蔽部111在周向上以大致相等的间隔设置。由此，磁屏蔽部111被设置为与磁通密度B2的(p+1)次谐波成分的周期对应。当磁屏蔽部111的位置与相当于所述(p+1)次谐波成分的波峰和波谷的位置一致时，能够最大程度地减小所述(p+1)次谐波成分。

如上所述，能够均衡地减小磁通密度B2中的(p+1)次谐波成分，因此能够减小由于p次谐波成分和(p+1)次谐波成分而产生的(2p+1)次的电磁力，相比于减小其他次数的谐波成分，能够更加高效地减小振动。

在图10中，对于磁通密度B2的平方(即电磁力)，示出了五次的电磁力的一个例子。在图10的例示中，利用实线表示不具有磁屏蔽部111的转子的五次的电磁力，利用虚线表示图10的转子1的五次的电磁力。如图10所示，根据具有磁屏蔽部111的转子1，能够减小五次的电磁力。在图10的例示中，五次的电磁力的振幅被减小了大约十分之一强。

在图11中，示出了磁通密度B2中的有助于转矩的成分(在此是二次谐波成分)的一个例子。在图11的例示中，利用实线表示不具有磁屏蔽部111的转子的磁通密度B1，利用虚线表示图11的转子1的磁通密度B2。如图11所示，根据具有磁屏蔽部111的转子1，有助于转矩的成分的振幅几乎不减小。

如上所示，相比于不具有磁屏蔽部111的转子，根据本转子1，能够在对有助于转矩的成分的振幅的减小进行抑制的同时，减小五次的电磁力。五次的电磁力是使以转子1的振摆回转为起因而产生的振动增大的主要原因。根据本转子1，能够减小五次的电磁力，因此能够高效地减小振动。另外，由于在减小振动的同时对有助于转矩的成分的振幅的减小进行抑制，因此能够抑制转矩的减小。

此外，如在第一实施方式中所述的那样，参照算式(3)，以转子1的振摆回转为起因，磁通密度B2包含(p±1)次谐波成分。在图9的转子1中，((p+1)×2)个磁屏蔽部111被设置于转子铁芯10，因此能够均衡地减小磁通密度B2的(p+1)次谐波成分。另一方面，通过将((p-1)×2)个磁屏蔽部111设置于转子铁芯10，能够均衡地减小磁通密度B2的(p-1)次谐波成分。所述(p-1)次谐波成分也会使径向上的电磁力增大，从而招致振动的增大。在该情况下，因为能够减小磁通密度B2的(p-1)次谐波成分，所以能够减小振动。并且，如通过算式(3)能够理解的那样，磁通密度B2包含振幅比较大的(p-1)次谐波成分，因此，由于能够减小所述(p-1)次谐波成分，所以能够高效地减小振动。但是，如上所述，(2p+1)次的电磁力对振动有大的影响，因此相比于减小(p+1)次谐波成分的情况，振动的减小效果不明显。

另外，也可以根据(p±1)次谐波成分，在转子铁芯10上设置(((p+1)×2)+((p-1)×2))个磁屏蔽部111。在该情况下，能够减小(p±1)次谐波成分，由此能够进一步减小振动。此外，当与(p+1)次谐波成分对应的磁屏蔽部111中的若干个、和与(p-1)次谐波成分对应的磁屏蔽部111中的若干个设置于周向上的彼此相同的位置时，对于这些磁屏蔽部111中的每个，只需在所述位置设置一个磁屏蔽部111即可。

另外，如图12所示，也可以将空隙121理解为磁屏蔽部111。在图12的例示中，在沿轴线P的周围按角度将转子铁芯10等分成6(＝(p+1)×2)份而获得的区域中，四个区域中存在有空隙121。因此，也可以不在所述四个区域设置槽部112、而在剩余的两个区域设置槽部112。由此，也能够比较均衡地减小磁通密度B2的3(＝(p+1))次谐波成分。

以下，对其他形态的磁屏蔽部111进行例示，但磁屏蔽部111的个数及其在周向上的位置与第一或第二实施方式相同，因此省略详细的说明。

第三实施方式.

在磁屏蔽部111的结构上，图13、图14所示的转子1分别与图1、图9所示的转子1不同。

磁屏蔽部111作为孔113被示出。在孔113的内部填充有例如空气或制冷剂等流体，因此孔113能够作为磁屏蔽部发挥作用。孔113设置于转子铁芯10的外周侧面11与永久磁铁20之间(更具体地说，设置于穿过永久磁铁20的圆环与外周侧面11之间)。此外，磁屏蔽部111并不仅限于孔113，也可以在孔113内填充非磁性体。若填充非磁性体，则能够提高转子1的强度。

在图13、14的例示中，磁屏蔽部111(孔113)被配置为：当沿轴向观察时，所述磁屏蔽部111具有长条状的形状，并且其长边与周向相切。在转子铁芯10中穿设有空隙121的情况下，如图13所示，空隙121也可以实现例如一个磁屏蔽部111的功能。关于这一点，在图14中例示的转子1也是相同的。从图14的例示来说，例如也可以不设置与空隙121接近的四个孔113，而是以空隙121作为磁屏蔽部111。

与第一或第二实施方式相同，所述磁屏蔽部111也能够减小以转子1的振摆回转为起因的振动。此外，优选磁屏蔽部111在径向上的位置接近转子铁芯10的外周侧面11。这是因为：如果磁通在所述外周与磁屏蔽部111之间流过，则减小电磁力的(2p+1)次谐波成分的效果被减弱。

图15示出了以下二者的关系：在图14中例示的从转子1的中心Q2到磁屏蔽部111的距离、以及磁通密度B2中的三次谐波成分相对于磁通密度B2的有助于转矩的成分(二次谐波成分)的比。图15示出了从中心Q2到外周侧面11的半径为29.8mm的转子1的结果。此外，在曲线图中，从中心Q2到磁屏蔽部111之间的距离被作为29.8mm示出的数据表示未在转子铁芯10中设置磁屏蔽部111时的数据。

如图15所示，磁屏蔽部111越接近外周侧面11越能够减小三次谐波成分。并且，当磁屏蔽部111从外周侧与永久磁铁20的外接圆R1相切(中心Q2和磁屏蔽部111之间的距离与外接圆R1的半径相等)时，三次谐波成分相对于有助于转矩的成分的比与未设置磁屏蔽部111时的所述比一致。因此，要求磁屏蔽部111位于永久磁铁20的外接圆R1与外周侧面11之间。此外，该内容也能够应用于在图13中例示的转子1。

另外，在图13、14的转子1中，本磁屏蔽部111被设置在外周侧面11与永久磁铁20之间，因此无需在外周侧面11形成槽。因此，在外周侧面11的周向的任一位置都能够测量气隙。换而言之，磁屏蔽部111不会妨碍气隙的测量。因此，能够提高气隙测量的操作性。

第四实施方式.

在磁屏蔽部111的结构上，图16、图17所示的转子1分别与图1、图9所示的转子1不同。

转子铁芯10由在轴向上层叠的多个电磁钢板构成。通过使分别设置于各电磁钢板的凹凸在轴向嵌合，所述多个电磁钢板被相互固定。所述凹凸如下设置：通过沿轴向将预定的部件压入到电磁钢板，来在该电磁钢板的一个面形成凹部并在另一个面的相同位置形成凸部。这样，凹凸通过电磁钢板的变形而形成。因此，凹凸处的磁特性恶化。另外，一个电磁钢板的凸部和在轴向上与所述凸部相接的凹部并不完全连续，因此在其交界处也会产生磁特性的恶化。

考虑到所述磁特性的恶化，在图16、图17所示的转子1中，采用使电磁钢板相互固定的凹凸114作为磁屏蔽部111。图16的凹凸114在周向上位于在第一实施方式中说明了的位置，并且在径向上位于在第三实施方式中说明了的位置。另外，图17的凹凸114在周向上位于在第二实施方式中说明了的位置，并且在径向上位于在第三实施方式中说明了的位置。但是，当凹凸114的作为磁屏蔽部的能力比孔113的作为磁屏蔽部的能力小时，优选使凹凸114相对于永久磁铁20的外接圆R1更靠近外周侧面11侧。

由此，能够减小转子1的振动，并且能够与第三实施方式相同地提高气隙测量的操作性。并且，磁屏蔽部111发挥以下功能：使多个电磁钢板相互固定的功能、和用于减小振动的磁屏蔽部的功能。因此，相比于设置发挥各自的功能的专用的固定部和磁屏蔽部的情况，能够降低制造成本。

此外，与第一或第二实施方式相同，也可以将空隙121理解为磁屏蔽部111。从图16的例示来说，通过空隙121而实现了例如一个磁屏蔽部111的功能。从图17的例示来说，也可以不设置与空隙121接近的四个凹凸114，而是将空隙121作为磁屏蔽部111。但是，对电磁钢板进行相互之间的固定的凹凸114的数目越多，固定电磁钢板的力越大，因此，优选设置一定数目的凹凸114。

第五实施方式.

将第一至第四实施方式所说明的转子1用于例如密闭式压缩机用的马达。图18是应用所述马达的压缩机的纵剖视图。图18所示的压缩机是高压圆顶型的旋转压缩机，其制冷剂采用例如二氧化碳。此外，在图18中，还图示了储气筒K100。

所述压缩机包括密闭容器K1、压缩机构部K2以及马达K3。压缩机构部K2被配置在密闭容器K1内。马达K3被配置在密闭容器K1内，并且位于压缩机构部K2的上侧。在此，上侧是指沿着密闭容器K1的中心轴线的上侧，而不论密闭容器K1的中心轴线是否相对于水平面倾斜。

马达K3经由旋转轴K4对压缩机构部K2进行驱动。马达K3包括转子1和定子3。

在密闭容器K1的下侧的侧方连接有吸入管K11，并且密闭容器K1的上侧与排出管K12连接。来自储气筒K100的制冷剂气体(省略图示)经由吸入管K11被供应给密闭容器K1，并被向压缩机构部K2的吸入侧导入。所述旋转压缩机为纵型旋转压缩机，至少在马达K3的下部具有油槽(油溜め)。

定子3被配置成相对于旋转轴K4比转子1更靠外周侧，并且定子3被固定于密闭容器K1。

压缩机构部K2包括缸状的主体部K20、上端板K8以及下端板K9。上端板K8及下端板K9被分别安装于主体部K20的上下的开口端。旋转轴K4贯穿上端板K8及下端板K9，并被插入到主体部K20的内部。旋转轴K4以能够自由旋转的方式由轴承K21和轴承K22支撑，其中，所述轴承K21设置于上端板K8，所述轴承K22设置于下端板K9。

在主体部K20内、且在旋转轴K4上设置有曲柄销K5。活塞K6被嵌合于曲柄销K5从而被驱动。在活塞K6和与其对应的气缸之间形成有压缩室K7。活塞K6在偏心了的状态下旋转、或者进行公转运动，由此使压缩室K7的容积变化。

接下来，对上述旋转压缩机的动作进行说明。从储气筒K100经由吸入管K11向压缩室K7供应制冷剂气体。通过马达K3来驱动压缩机构部K2，从而制冷剂气体被压缩。被压缩了的制冷剂气体与冷冻机油(省略图示)一起从压缩机构部K2经由排出孔K23被运送至压缩机构部K2的上侧，随后经由马达K3从排出管K12排出到密闭容器K1的外部。

制冷剂气体与冷冻机油一起在马达K3的内部向上侧移动。制冷剂气体被引导至比马达K3更靠上侧的位置，冷冻机油由于转子1的离心力而飞向密闭容器K1的内壁。冷冻机油在通过以微粒的状态附着在密闭容器K1的内壁上而液化后，借助重力的作用而返回到马达K3的制冷剂气体的气流的上游侧。

在所述密闭型压缩机中，通过采用第一至第四实施方式涉及的转子1作为马达K3的转子1，能够减小转子1的振动乃至密闭型压缩机的振动。

虽然对本发明进行了详细的说明，但上述说明在所有情况下都只是例示，本发明并非仅限于此。没有被例示的无数变形例应该被理解为在不脱离本发明的范围的情况下所能够想到的。

标号说明

1：转子；

10：转子铁芯；

20：永久磁铁；

111：磁屏蔽部；

112：槽部；

113：孔；

114：凹凸；

121：空隙。

Claims

1.一种转子，其包括：

多个永久磁铁(20)，所述多个永久磁铁在预定的轴线(P)的周围配置成环状；以及

转子铁芯(10)，所述转子铁芯具有2N(N是自然数)个磁极面(11)和多个磁屏蔽部，通过所述多个永久磁铁，所述2N个磁极面向以所述轴线为中心的径向分别产生磁极，所述磁极在所述轴线的周围交替地具有不同的极性，

所述多个磁屏蔽部相对于所述多个永久磁铁被设置于靠所述磁极面侧，并且，在沿所述轴线的周围按角度将所述转子铁芯等分成(2N+1)份而获得的各个区域中，存在所述多个磁屏蔽部中的至少一个。

2.一种转子，其包括：

转子铁芯(10)，所述转子铁芯具有2N(N是自然数)个磁极面(11)和多个磁屏蔽部，通过所述多个永久磁铁，所述2N个磁极面向以所述轴线为中心的径向产生磁极，所述磁极在所述轴线的周围交替地具有不同的极性，

所述多个磁屏蔽部相对于所述永久磁铁被设置于靠所述磁极面侧，并且，在沿所述轴线的周围按角度将所述转子铁芯等分成((N+1)×2)份而获得的各个区域中，存在所述多个磁屏蔽部中的至少一个。

3.一种转子，其包括：

转子铁芯(10)，所述转子铁芯具有磁屏蔽部(111)和2N(N是3以上的自然数)个磁极面(11)，通过所述多个永久磁铁，所述2N个磁极面向以所述轴线为中心的径向产生磁极，所述磁极在所述轴线的周围交替地具有不同的极性，

所述多个磁屏蔽部相对于所述多个永久磁铁被设置于靠所述磁极面侧，并且，在沿所述轴线的周围按角度将所述转子铁芯等分成((N-1)×2)份而获得的各个区域中，存在所述多个磁屏蔽部中的至少一个。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的转子，其中，

所述多个磁屏蔽部(111)在以所述轴线(P)为中心的周向上相互等间隔地设置。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的转子，其中，

所述多个磁屏蔽部(111)是设置于所述磁极面的槽部(112)。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的转子，其中，

所述多个磁屏蔽部(111)是设置于所述多个永久磁铁和所述磁极面之间的非磁性体(113)。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的转子，其中，

所述转子铁芯具有在沿着所述轴线(P)的方向上层叠的多个电磁钢板，

在所述多个电磁钢板中的至少多个上设置有在沿着所述轴线的方向上相互嵌合的凹凸(114)，所述凹凸作为所述磁屏蔽部(111)发挥作用。

8.根据权利要求6所述的转子，其中，

相对于穿过所述多个永久磁铁(20)的圆中的具有最大直径的圆(R1)，所述磁屏蔽部(111)被设置在与所述轴线(P)相反的一侧。

9.根据权利要求7所述的转子，其中，