CN118104105A - 转子、电动机、送风机以及空调装置 - Google Patents

Abstract

转子具有N/2个(N为偶数)磁铁磁极和N/2个虚拟磁极。转子具有以轴线为中心的环状的转子铁芯、以及安装于转子铁芯的多个永磁铁。N/2个磁铁磁极均由多个永磁铁中的至少一个永磁铁形成，N/2个虚拟磁极均由转子铁芯形成。各磁铁磁极的极中心线由通过磁铁磁极在转子铁芯的周向上的中心和轴线的直线来定义。形成磁铁磁极的至少一个永磁铁具有：第1角部，其与转子铁芯的外周对置且在极中心线的一侧距极中心线最远；以及第2角部，其与外周对置且在极中心线的另一侧距极中心线最远。通过第1角部和轴线的直线与通过第2角部和轴线的直线所成的角度θm满足θm≥360/N[度]。

Description

转子、电动机、送风机以及空调装置

技术领域

本公开涉及转子、电动机、送风机以及空调装置。

背景技术

近年来，开发了具有交替极型的转子的电动机。在交替极型的转子中，由安装于转子铁芯的永磁铁形成磁铁磁极，由转子铁芯的一部分形成虚拟磁极(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2020/003341号(参照图2)

发明内容

发明要解决的课题

近年来，伴随着电动机的高输出化，期望增加永磁铁的磁力。为了增加永磁铁的磁力，需要增大永磁铁的磁极面的面积来增加磁通量。另一方面，若加长永磁铁的轴向长度，则与之相应地必须加长电动机的轴向长度，导致制造成本上升。

本公开是为了解决上述课题而完成的，其目的在于在抑制制造成本上升的同时使永磁铁的磁力增加。

用于解决课题的手段

本公开的转子具有N/2个(N为偶数)磁铁磁极和N/2个虚拟磁极。转子具有以轴线为中心的环状的转子铁芯、以及安装于转子铁芯的多个永磁铁。N/2个磁铁磁极均由多个永磁铁中的至少一个永磁铁形成，N/2个虚拟磁极均由转子铁芯的一部分形成。各磁铁磁极的极中心线由通过磁铁磁极在转子铁芯的周向上的中心和轴线的直线来定义。形成磁铁磁极的至少一个永磁铁具有：第1角部，其与转子铁芯的外周对置且在极中心线的一侧距极中心线最远；以及第2角部，其与外周对置且在极中心线的另一侧距极中心线最远。通过第1角部和轴线的直线与通过第2角部和轴线的直线所成的角度θm满足θm≥360/N[度]。

发明效果

根据本公开，由于角度θm为360/N[度]以上，因此能够增大每轴向单位长度的永磁铁的磁极面的面积。其结果是，能够在抑制制造成本上升的同时使永磁铁的磁力增加。

附图说明

图1是示出实施方式1的电动机的剖视图。

图2是示出实施方式1的转子的剖视图。

图3是示出实施方式1的转子的一部分的放大图。

图4是用于说明实施方式1的转子的各磁极的配置的图。

图5是示出实施方式1的转子的磁铁磁极的图(A)以及将包含永磁铁的端部的区域放大示出的图(B)。

图6是示出流过实施方式1的转子的各磁极的磁通的示意图。

图7是示出实施方式1的转子的另一结构例的剖视图。

图8是将图7的转子的一部分放大示出的剖视图。

图9是示出实施方式1的电动机的纵剖视图。

图10是示出变形例1的转子的剖视图。

图11是示出变形例2的转子的剖视图。

图12是示出实施方式2的转子的剖视图。

图13是将图12的转子的一部分放大示出的剖视图。

图14是示出能够应用各实施方式的电动机的空调装置的图(A)以及示出空调装置的室外机的剖视图(B)。

具体实施方式

实施方式1

＜电动机2的结构＞

图1是示出实施方式1的电动机2的剖视图。电动机2是具备能够旋转的转子1、以及以包围转子1的方式设置的环状的定子5的内转子型电动机。在定子5与转子1之间设置有例如0.4～0.7mm的气隙G。

在以下内容中，将作为转子1的旋转中心的轴线设为轴线Ax，将该轴线Ax的方向称为“轴向”。将以轴线Ax为中心的圆周方向称为“周向”，将以轴线Ax为中心的半径方向称为“径向”。另外，图1是与转子1的轴线Ax垂直的面处的剖视图。

＜定子的结构＞

定子5具有定子铁芯50、以及卷绕于定子铁芯50的线圈55。定子铁芯50是将具有磁性的层叠元件沿轴向层叠并通过铆接等固定而成的。层叠元件是以铁(Fe)为主成分的铁芯材料，例如为电磁钢板。层叠元件的厚度例如为0.2mm～0.5mm。

定子铁芯50具有：以轴线Ax为中心的环状的轭52；以及从轭52向径向内侧延伸的多个齿51。齿51在周向上等间隔地配置。齿51的数量在此为12，但不限于12。在相邻的齿51之间形成有作为收纳线圈55的空间的槽53。

齿51的径向内侧的前端部的周向的宽度比齿51的其他部分的周向的宽度宽。齿51的前端部隔着上述的气隙G与转子1的外周对置。

在定子铁芯50安装有绝缘部54。绝缘部54介于定子铁芯50与线圈55之间，使定子铁芯50与线圈55绝缘。绝缘部54通过将树脂与定子铁芯50成型为一体而形成、或者通过将作为其他部件成型的树脂成型体组装于定子铁芯50而形成。

绝缘部54由例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等绝缘性树脂构成。绝缘部54也能够由厚度为0.035～0.4mm的绝缘性树脂薄膜构成。

线圈55隔着绝缘部54卷绕于齿51。线圈55具有由铜或铝形成的导体、以及覆盖导体的覆膜。线圈55的卷绕方式可以是集中卷绕，也可以是分布卷绕。

＜转子的结构＞

图2是示出转子1的剖视图。转子1具有旋转轴40、从径向外侧包围旋转轴40的环状的转子铁芯10、以及设置于它们之间的树脂部30。

旋转轴40是以上述的轴线Ax为中心轴的轴。旋转轴40由例如铁、镍(Ni)或铬(Cr)等金属构成。

树脂部30是将转子铁芯10支承于旋转轴40的部件，由非磁性材料、更具体来说由PBT等热塑性树脂构成。树脂部30是通过利用树脂对转子铁芯10和旋转轴40进行模制成型而形成的。另外，也可以在树脂部30设置肋或空洞部。

在此，在转子铁芯10与旋转轴40之间设置有树脂部30，但也可以使旋转轴40嵌合于在转子铁芯10形成的轴孔中，来代替设置树脂部30。

转子铁芯10是将具有磁性的层叠元件沿轴向层叠并通过铆接等固定而成的。层叠元件是以铁为主成分的铁芯材料，例如为电磁钢板。层叠元件的厚度例如为0.2～0.5mm。转子铁芯10的外周10a和内周10b均在以轴线Ax为中心的周向上延伸。

沿着转子铁芯10的外周10a形成有多个磁铁插入孔11。磁铁插入孔11在周向上等间隔地配置。磁铁插入孔11从转子铁芯10的轴向一端延伸到另一端。磁铁插入孔11在与通过其周向中心和轴线Ax的直线(即，后述的极中心线C1)垂直的方向上呈直线状延伸。磁铁插入孔11的数量在此为五个。

在各磁铁插入孔11中配置有永磁铁20。永磁铁20是平板状的，在周向上具有宽度，并在径向上具有厚度。此外，永磁铁20沿厚度方向被磁化。永磁铁20由例如以钕(Nd)或钐(Sm)为主成分的稀土类磁铁构成。此外，也可以由以铁为主成分的铁氧体磁铁构成。

由永磁铁20形成磁铁磁极P1。永磁铁20使彼此相同极性(例如N极)的磁极面朝向转子铁芯10的外周10a侧。因此，在转子铁芯10中相邻的永磁铁20之间形成与永磁铁20极性相反的(例如S极)的虚拟磁极P2。

即，转子1在周向上交替地具有五个磁铁磁极P1和五个虚拟磁极P2。因此，转子1的极数为十极。这样的转子结构被称为交替极型。转子1的极数不限于十极，只要是偶数即可。

当设转子1的极数为N(N为偶数)时，磁铁磁极P1的数量由N/2来表示，虚拟磁极P2的数量也由N/2来表示。磁铁磁极P1也称为第1磁极，虚拟磁极P2也称为第2磁极。

在此，在各磁铁插入孔11中配置一个永磁铁20，由一个永磁铁20构成磁铁磁极P1。然而，也可以在各磁铁插入孔11中配置两个以上的永磁铁，由该两个以上的永磁铁构成磁铁磁极P1(参照图10、图11)。此外，永磁铁20也可以不一定是平板状。

磁铁磁极P1的周向的中心、即磁铁插入孔11的周向的中心是磁铁磁极P1的极中心。将通过磁铁磁极P1的极中心和轴线Ax的直线称为极中心线C1。同样，虚拟磁极P2的周向的中心是虚拟磁极P2的极中心。将通过虚拟磁极P2的极中心和轴线Ax的直线称为极中心线C2。

转子铁芯10的外周10a具有外径在磁极P1、P2的极中心处为最大且外径在磁极P1、P2之间的极间部处为最小的形状的所谓的花边形状。但是，转子铁芯10的外周10a的形状不限于花边形状，例如也可以是圆形状。

在交替极型的转子1中，由于在虚拟磁极P2不存在实际的磁铁，因此，通过了虚拟磁极P2的磁通容易流向旋转轴40。配置于转子铁芯10与旋转轴40之间的树脂部30起到抑制磁通朝向旋转轴40泄漏的作用。

在磁铁插入孔11的周向两端形成有作为空隙部的磁通屏障12。在转子铁芯10的外周10a与磁通屏障12之间形成有薄壁部。为了抑制相邻的磁极间的漏磁通，优选薄壁部的径向的厚度等于转子铁芯10的层叠元件的厚度。

上述的虚拟磁极P2形成于相邻的磁铁插入孔11的磁通屏障12之间。即，磁通屏障12规定虚拟磁极P2的周向的两端。因此，虚拟磁极P2的上述的极中心线C2是通过虚拟磁极P2的两侧的两个磁通屏障12的周向的中间位置和轴线Ax的直线。

图3是将转子1放大示出的剖视图。另外，在图3以及后述的图4～图8、图10～图13中，省略转子铁芯10以及树脂部30的阴影线。如图3所示，永磁铁20具有外周10a侧的磁极面20a、内周10b侧的磁极面20b以及周向两侧的端面20c。磁极面20a、20b均在与极中心线C1垂直的方向上延伸。

磁铁插入孔11具有外周10a侧的外端缘11a和内周10b侧的内端缘11b。外端缘11a和内端缘11b均在与极中心线C1垂直的方向上延伸。在磁铁插入孔11的内端缘11b的两端形成有台阶部11c。

磁铁插入孔11的外端缘11a与永磁铁20的磁极面20a对置，磁铁插入孔11的内端缘11b与永磁铁20的磁极面20b对置。磁铁插入孔11的两个台阶部11c与永磁铁20的两端面20c对置。由此，永磁铁20在磁铁插入孔11内被定位。

磁通屏障12具有沿着转子铁芯10的外周10a延伸的外端缘12a、作为虚拟磁极P2侧的端缘的侧端缘12b、以及在侧端缘12b与台阶部11c之间延伸的基端缘12c。

此外，在径向上，在磁铁插入孔11与转子铁芯10的外周10a之间形成有作为非磁性部的缝隙13。在此，两个缝隙13形成于极中心线C1的两侧。缝隙13在周向上延伸。

优选的是，缝隙13在磁通屏障12的极中心线C1侧与磁通屏障12连续地形成。另外，将参照图7、图8对将缝隙13与磁通屏障12分离地形成的例子进行说明。

设各磁铁磁极P1的极中心线C1的一侧(图3中的左侧)的、永磁铁20的磁极面20a与端面20c之间的角部为角部R1。设极中心线C1的另一侧(图3中的右侧)的、永磁铁20的磁极面20a与端面20c之间的角部为角部R2。

角部R1相当于与转子铁芯10的外周10a对置且在极中心线C1的一侧距极中心线C1最远的角部。角部R2相当于在永磁铁20中与转子铁芯10的外周10a对置且在极中心线C1的另一侧距极中心线C1最远的角部。

永磁铁20的角部R1、R2均位于由磁通屏障12的外端缘12a、侧端缘12b、基端缘12c包围的空间内。另外，角部R1也称为第1角部，角部R2也称为第2角部。

图4是用于说明转子1的磁铁磁极P1以及虚拟磁极P2的配置的图。设通过永磁铁20的角部R1和轴线Ax的直线为直线L1。同样，设通过永磁铁20的角部R2和轴线Ax的直线为直线L2。

设直线L1与直线L2所成的角度为角度θm。该角度θm是用角度来表示永磁铁20在周向上所占的范围。

当用N(N为偶数)来表示转子1的极数时，角度θm满足θm≥360/N。在极数N为10的情况下，360/N为36[度]，因此，角度θm只要为36[度]以上即可。作为一例，角度θm为40[度]。

即，在本实施方式中，永磁铁20所占的范围为按极数N将360[度]等分而成的角度(即，360/N[度])以上。

设隔着虚拟磁极P2在周向上相邻的两个磁通屏障12中的一方的磁通屏障12的侧端缘12b的最接近外周10a的点为点R3。设另一方的磁通屏障12的侧端缘12b的最接近外周10a的点为点R4。

设通过点R3和轴线Ax的直线为直线L3，通过点R4和轴线Ax的直线为直线L4。设直线L3与直线L4所成的角度为角度θv。该角度θv是用角度来表示虚拟磁极P2在周向上所占的范围。

角度θv满足θv＜360/N，此外，也满足θv＜θm。作为一例，角度θv为30度。即，虚拟磁极P2所占的角度θv小于永磁铁20所占的角度θm。

另外，上述一方的磁通屏障12也称为第1空隙部，上述另一方的磁通屏障12也称为第2空隙部。点R3也称为第3点，点R4也称为第4点。

图5的(A)是将磁铁磁极P1放大示出的图。图5的(B)是将包含永磁铁20的端部的区域放大示出的图。如上所述，在磁铁磁极P1的极中心线C1的两侧形成有缝隙13。两个缝隙13之间的区域也称为缝隙间区域。

缝隙13具有沿着转子铁芯10的外周10a延伸的外端缘13a、在径向上与外端缘13a对置的内端缘13b、以及形成于它们的极中心线C1侧的前端缘13c。

在此，缝隙13的外端缘13a在磁通屏障12的外端缘12a的延长线上延伸。在缝隙13的内端缘13b与磁铁插入孔11的外端缘11a之间形成有弯曲部13d。

如图5的(B)所示，缝隙13在周向上具有长度A，在径向上具有宽度B，长度A与宽度B处于A＞B的关系。另外，长度A是从缝隙13的前端缘13c到弯曲部13d的距离。宽度B是外端缘13a与内端缘13b之间的距离。

在缝隙13的内端缘13b与磁铁插入孔11的外端缘11a之间形成有铁芯区域14。铁芯区域14构成从永磁铁20到缝隙间区域的磁路的一部分。铁芯区域14在径向上具有宽度W。宽度W是缝隙13的内端缘13b与磁铁插入孔11的外端缘11a之间的径向距离。

缝隙13的内端缘13b沿着转子铁芯10的外周10a延伸，因此，越接近极中心线C1，则缝隙13的内端缘13b距磁铁插入孔11的外端缘11a的距离越大。因此，越接近极中心线C1，则铁芯区域14的径向的宽度W越宽。

如图4所示，设磁铁磁极P1的两个缝隙13中的一方的缝隙13的前端缘13c的最接近外周10a的点为点R5。设另一方的缝隙13的前端缘13c的最接近外周10a的点为点R6。设通过点R5和轴线Ax的直线为直线L5，通过点R5和轴线Ax的直线为直线L6。

设这些直线L5与直线L6所成的角度为角度θs。该角度θs是用角度来表示缝隙间区域在周向上所占的范围。角度θs小于上述的角度θm，因此满足θs＜θm，此外满足θs≤360/N[度]。作为一例，角度θs为25度。

另外，上述一方的缝隙13也称为第1非磁性部，上述另一方的缝隙13也称为第2非磁性部。点R5也称为第1点，点R6也称为第2点。

＜作用＞

接下来，对实施方式1的作用进行说明。永磁铁20的磁极面20a的面积越大，则从磁极面20a出来的磁通的量越大，磁力越大。但是，若加长永磁铁20的轴向长度，则电动机2的轴向长度变长，导致电动机2大型化或制造成本上升。因此，优选的是，增大每轴向单位长度的永磁铁20的磁极面20a的面积。

在实施方式1中，永磁铁20所占的角度θm为360/N[度]以上。因此，能够扩大永磁铁20的磁极面20a的宽度，增大每轴向单位长度的永磁铁20的磁极面20a的面积。由此，能够使从磁极面20a出来的磁通的量增加，使永磁铁20的磁力增加。

在所有磁极配置有永磁铁的非交替极型的转子中，若使角度θm为360/N[度]以上，则相邻的永磁铁会相互干涉，因此，角度θm被设定为小于360/N[度]。

与此相对，实施方式1的转子1是交替极型，在虚拟磁极P2未配置永磁铁。因此，能够使永磁铁20所占的角度θm为360/N[度]以上。

在本实施方式1中，能够在不加长永磁铁20的轴向的长度的情况下使磁力增加，因此，能够在抑制电动机2的制造成本上升的同时使电动机2的输出增加。

此外，由于每轴向单位长度的永磁铁20的磁极面20a的面积变大，因此，能够缩短为了得到相同的磁力所需的电动机2的轴向的长度。其结果是，能够减少转子铁芯10和定子铁芯50的铁芯材料，此外，能够缩短线圈55的全长。即，能够降低电动机2的制造成本，此外，能够实现高效化。

另外，若永磁铁20的角度θm超过720/N[度]，则无法在相邻的永磁铁20之间确保形成虚拟磁极P2的空间。因此，角度θm被设定为满足360/N[度]≤θm＜720/N[度]。

在此，若如上所述那样使角度θm为360/N[度]以上，则永磁铁20所占的角度θm比虚拟磁极P2所占的角度θv大(即，θm＞θv)。因此，假设在设磁铁磁极P1为N极，虚拟磁极P2为S极的情况下，在转子1的表面处，N极的宽度比S极的宽度宽。

若在转子1的表面处N极与S极的宽度之差较大，则成为产生振动以及噪声的原因。因此，实施方式1的转子1在磁铁磁极P1的极中心线C1的两侧具有限制磁路的两个缝隙13。缝隙13在周向上较长。这是适于控制磁通的流动的形状。

图6是用于说明转子1的磁铁磁极P1以及虚拟磁极P2处的磁通的流动的示意图。在此，以磁铁磁极P1的永磁铁20的磁极面20a为N极来进行说明。

从永磁铁20的磁极面20a出来的磁通朝向转子铁芯10的外周10a。由于形成于磁铁插入孔11的外周10a侧的缝隙13的内侧为空气或其他非磁性材料，因此阻碍磁通通过。

因此，从永磁铁20的磁极面20a出来的磁通通过两个缝隙13之间的区域、即缝隙间区域而朝向定子5。缝隙间区域所占的角度为上述的角度θs。该角度θs比永磁铁20所占的角度θm小。即，缝隙13具有对从永磁铁20的磁极面20a出来的磁通的流动进行节流的作用。

通过使磁铁磁极P1的缝隙间区域的角度θs与虚拟磁极P2的角度θv接近，能够使转子1的表面处的N极与S极的宽度接近均等。由此，能够减少由N极与S极的宽度之差引起的振动以及噪声。

在此，在磁铁磁极P1的缝隙间区域的角度θs与虚拟磁极P2的角度θv彼此相等(即，θs＝θv成立)的情况下，N极与S极的宽度之差最小。

然而，由于在虚拟磁极P2不存在磁铁插入孔，因此，若使磁铁磁极P1的缝隙间区域的角度θs与虚拟磁极P2的角度θv相等，则虚拟磁极P2的铁芯量比磁铁磁极P1的铁芯量多，因此，转子1与定子5之间的磁吸引力在虚拟磁极P2处变大。另外，铁芯量是指电磁钢板等铁芯材料的量。

与此相对，如果使θv＜θs成立，则能够使磁铁磁极P1的铁芯量与虚拟磁极P2的铁芯量接近，从而能够减少由磁吸引力的差异引起的振动。基于这些理由，优选的是，磁铁磁极P1的缝隙间区域的角度θs与虚拟磁极P2的角度θv满足θv≤θs。

在此，在极中心线C1的两侧形成有两个缝隙13，但即使缝隙13为一个，也能够限制磁路，因此，缝隙13的数量也可以是一个。

此外，图5的(B)所示的铁芯区域14构成从永磁铁20的磁极面20a到缝隙间区域的磁路的一部分。当从永磁铁20的磁极面20a出来的磁通流过缝隙间区域时，越接近极中心线C1，则磁通的量越大。

在此，越接近极中心线C1，则铁芯区域14的径向的宽度W越宽，因此，能够抑制局部的磁通集中和由此引起的磁饱和。由此，能够有效地利用永磁铁20的磁通。

图7是示出转子1的另一结构例的剖视图。图8是将图7的转子1的磁铁磁极P1放大示出的图。如图7所示，在该结构例中，在各磁铁磁极P1的极中心线C1的两侧形成有缝隙15，但各缝隙15与磁通屏障12分离地形成。

如图8所示，缝隙15具有转子铁芯10的外周10a侧的外端缘15a、磁铁插入孔11侧的内端缘15b、极中心线C1侧的前端缘15c、以及磁通屏障12侧的基端缘15d。此外，缝隙15的周向的长度A与径向的宽度B处于A＞B的关系。

各缝隙15起到限制磁铁磁极P1的磁路的功能，在两个缝隙15之间形成缝隙间区域。缝隙间区域所占的角度为上述的角度θs。另一方面，由于缝隙15与磁通屏障12分离地形成，因此，在缝隙15与磁通屏障12之间形成桥部16。

因此，从永磁铁20的磁极面20a出来的磁通不仅通过缝隙间区域，还通过桥部16。即，限制磁铁磁极P1的磁路的功能会降低流过桥部16的磁通的量。

与此相对，如图1～图6所示，在缝隙13与磁通屏障12连续地形成的情况下，从转子1朝向定子5的磁通的出口被限定于缝隙间区域，因此，缝隙13能够有效地发挥限制磁铁磁极P1的磁路的功能。

在此，对磁铁磁极P1为N极的情况进行了说明，但在磁铁磁极P1为S极的情况下也相同。另外，由于磁通屏障12是磁铁插入孔11的一部分，因此，在图1～图6所示的结构中，也可以说缝隙13与磁铁插入孔11连续地形成。

＜模制电动机的结构＞

图9是示出应用了实施方式1的电动机2的模制电动机的纵剖视图。定子5被模制树脂部60覆盖，构成模制定子6。

模制树脂部60由例如BMC(团状模塑料)等热固性树脂构成。模制树脂部60在图9中的左侧具有开口部61，在与其相反的一侧具有轴承支承部62。转子1从开口部61插入到定子5的内侧的中空部分。

在模制树脂部60的开口部61安装有金属制成的托架44。在该托架44保持有轴承41。此外，在托架44的外侧安装有用于防止水等侵入轴承41的盖43。在轴承支承部62保持有轴承42。利用轴承41、42支承旋转轴40。

旋转轴40从定子5向图9中的左侧突出，在其前端部40a安装有例如送风机的叶轮。因此，将旋转轴40的突出侧(图9的左侧)称为“负载侧”，将相反侧(图9的右侧)称为“负载相反侧”。

在定子5的负载相反侧配置有电路基板70。在电路基板70安装有磁传感器71、以及用于驱动电动机2的驱动电路72，并布线有引线73。

引线73包含用于向定子5的线圈55供给电力的电源引线、以及用于将磁传感器71的信号向外部传递的传感器引线。在模制树脂部60的外周部分安装有引线引出部件74，该引线引出部件74用于将引线73引出到外部。

转子1的树脂部30除了设置于转子铁芯10与旋转轴40之间之外，还覆盖转子铁芯10的轴向两端面。在转子铁芯10的负载相反侧配置有传感器磁铁17，并由树脂部30保持。传感器磁铁46是环状的磁铁，具有与转子1相同的磁极。

安装于电路基板70的磁传感器71由例如霍尔IC构成，对传感器磁铁46的磁通进行检测。驱动电路72根据磁传感器71的检测信号而检测出转子1的旋转位置，并对流过线圈55的电流进行控制。另外，也可以进行根据流过线圈55的电流等来估计转子1的旋转位置的无传感器控制来代替检测转子1的旋转位置。

此外，在此利用模制树脂部60覆盖定子5，但也可以使定子5嵌合于金属制成的壳体的内侧。

＜实施方式的效果＞

如以上进行了说明的那样，实施方式1的转子1具有转子铁芯10和永磁铁20，由永磁铁20形成N/2个(N为偶数)磁铁磁极P1，由转子铁芯10形成N/2个虚拟磁极P2。永磁铁20具有与转子铁芯10的外周10a对置且在一侧距极中心线C1最远的角部R1、以及与转子铁芯10的外周10a对置且在另一侧距极中心线C1最远的角部R2。通过角部R1和轴线Ax的直线L1与通过角部R2和轴线Ax的直线L2所成的角度θm满足θm≥360/N[度]。

根据该结构，能够增大每轴向单位长度的永磁铁20的磁极面20a的面积，能够使永磁铁20的磁力增加。即，能够在抑制电动机2的制造成本上升的同时使输出增加，此外，能够提高效率。

此外，在永磁铁20与转子铁芯10的外周10a之间形成有在周向上延伸的作为非磁性部的缝隙13，因此，能够限制磁铁磁极P1的磁路。由此，能够抑制转子1的表面处的N极与S极的宽度之差，减少振动以及噪声。

特别是，如果缝隙13与磁铁插入孔11连续地形成，则和缝隙13与磁铁插入孔11分离地形成的情况相比较，能够提高限制磁铁磁极P1的磁路的效果。

此外，在缝隙13与磁铁插入孔11之间形成有铁芯区域14，越接近极中心线C1，则铁芯区域14的宽度W越宽，因此，能够抑制从永磁铁20的磁极面20a到缝隙间区域为止的磁路中的磁饱和的产生。

此外，在设各磁铁磁极P1的两个缝隙13中的一方的缝隙13的前端缘13c的最接近外周10a的点为点R5，另一方的缝隙13的前端缘13c的最接近外周10a的点为点R6时，通过点R5和轴线Ax的直线L5与通过点R6和轴线Ax的直线L6所成的角度θs满足θs≤360/N[度]。因此，能够使转子1的表面处的N极与S极的宽度接近均等，减少振动和噪声。

此外，在设虚拟磁极P2的周向两侧的磁通屏障12中的一方的磁通屏障12的侧端缘12b的最接近外周10a的点为点R3，另一方的磁通屏障12的侧端缘12b的最接近外周10a的点为点R4时，通过点R3和轴线Ax的直线L4与通过点R4和轴线Ax的直线L4所成的角度θv满足θv≤θs。因此，能够使转子1的表面处的N极与S极的宽度接近均等，进而减少转子1与定子5之间的磁吸引力的偏差，减少振动和噪声。

变形例1.

图10是示出变形例1的转子1A的剖视图。在上述的实施方式1的转子1中，在各磁铁插入孔11中插入有一个永磁铁20。与此相对，在变形例1的转子1A中，在各磁铁插入孔11中插入有两个永磁铁21、22。

在转子1A的转子铁芯10形成有N/2个磁铁插入孔11。磁铁插入孔11具有周向中心向转子铁芯10的内周10b侧突出的V字形状。在磁铁插入孔11中，隔着其周向中心在一侧配置有永磁铁21，在另一侧配置有永磁铁22。永磁铁21也称为第1永磁铁，永磁铁22也称为第2永磁铁。

永磁铁21具有外周10a侧的磁极面21a、内周10b侧的磁极面21b以及周向两端的端面21c。永磁铁22具有外周10a侧的磁极面22a、内周10b侧的磁极面22b以及周向两端的端面22c。

磁铁插入孔11具有外周10a侧的外端缘11a和内周10b侧的内端缘11b，外端缘11a和内端缘11b均呈V字状延伸。此外，在内端缘11b的周向两侧形成有台阶部11c。

磁铁插入孔11的外端缘11a与永磁铁21、22的磁极面21a、22a对置。磁铁插入孔11的内端缘11b与永磁铁21、22的磁极面21b、22b对置。磁铁插入孔11的台阶部11c与永磁铁21、22的端面21c、22c中的远离极中心线C1的一侧的端面21c、22c对置。

由配置于各磁铁插入孔11中的永磁铁21、22形成作为第1磁极的磁铁磁极P1。在相邻的磁铁磁极P1之间形成有作为第2磁极的虚拟磁极P2。

极中心线C1是通过磁铁磁极P1的周向的中心、即磁铁插入孔11的周向的中心和轴线Ax的直线。极中心线C2是通过虚拟磁极P2的周向的中心和轴线Ax的直线。

设永磁铁21的磁极面21a与远离极中心线C1的一侧的端面21c之间的角部为角部R1。设永磁铁22的磁极面22a与远离极中心线C1的一侧的端面22c之间的角部为角部R2。永磁铁21、22的角部R1、R2均位于磁通屏障12内。

角部R1相当于与转子铁芯10的外周10a对置且在极中心线C1的一侧(图10的左侧)距极中心线C1最远的角部。角部R2相当于与转子铁芯10的外周10a对置且在极中心线C1的另一侧(图10的右侧)距极中心线C1最远的角部。

设通过永磁铁20的角部R1和轴线Ax的直线L1与通过角部R2和轴线Ax的直线L2所成的角度为角度θm。该角度θm是用角度来表示永磁铁21、22在周向上所占的范围。

与实施方式1同样，角度θm满足θm≥360/N。由于角度θm为360/N[度]以上，因此能够增大每轴向单位长度的永磁铁21、22的磁极面21a、22a的面积。

在磁铁插入孔11的外周10a侧形成有缝隙13这一点与实施方式1相同。此外，缝隙间区域的角度θs以及虚拟磁极P2的角度θv也如在实施方式1中进行了说明的那样。

除上述的方面外，变形例1的转子1A与实施方式1的转子1同样地构成。

另外，在此，对磁铁插入孔11具有V字形状的例子进行了说明，但也可以在直线状的磁铁插入孔11中配置两个永磁铁21、22。

这样，根据变形例1，在磁铁插入孔11中插入有两个永磁铁21、22的转子1A中，通过使永磁铁21、22所占的角度θm为360/N[度]以上，也能够使每轴向单位长度的永磁铁21、22的磁极面21a、22a的面积增加，能够使磁力增加。由此，能够在抑制电动机2的制造成本上升的同时使输出增加，此外，能够提高效率。

变形例2.

图11是示出变形例2的转子1B的剖视图。在上述的实施方式1的转子1中，在各磁铁插入孔11中插入有一个永磁铁20。与此相对，在变形例2的转子1B中，在各磁铁插入孔11中插入有三个永磁铁23、24、25。

在转子1B的转子铁芯10形成有N/2个磁铁插入孔11。磁铁插入孔11具有位于其周向的中央的中央部、以及从中央部的两端朝向转子铁芯10的外周10a延伸的两个倾斜部。两个倾斜部以越远离中央部则两倾斜部的间隔越大的方式倾斜。换言之，磁铁插入孔11具有浴缸形状。

在磁铁插入孔11的中央部配置有永磁铁23，在两个倾斜部配置有永磁铁24、25。永磁铁24、25均以越远离永磁铁23则两永磁铁24、25的间隔越大的方式倾斜。换言之，永磁铁23、24、25被配置成浴缸状。永磁铁23也称为第1永磁铁，永磁铁24也称为第2永磁铁，永磁铁25也称为第3永磁铁。

永磁铁23具有外周10a侧的磁极面23a、内周10b侧的磁极面23b以及周向两端的端面23c。永磁铁24具有极中心侧的磁极面24a、与其相反的一侧的磁极面24b、以及周向两端的端面24c。永磁铁25具有极中心侧的磁极面25a、与其相反的一侧的磁极面25b、以及周向两端的端面25c。

磁铁插入孔11具有外周10a侧的外端缘11a和内周10b侧的内端缘11b。磁铁插入孔11的外端缘11a与永磁铁23、24、25的磁极面23a、24a、25b对置。磁铁插入孔11的内端缘11b与永磁铁23、24、25的磁极面23b、24b、25b对置。另外，也可以在磁铁插入孔11设置对永磁铁23、24、25进行定位的台阶部。

由配置于各磁铁插入孔11中的永磁铁23、24、25形成作为第1磁极的磁铁磁极P1。在相邻的磁铁磁极P1之间形成有作为第2磁极的虚拟磁极P2。

极中心线C1是通过磁铁磁极P1的周向的中心、即磁铁插入孔11的周向的中心和轴线Ax的直线。极中心线C2是通过虚拟磁极P2的周向的中心和轴线Ax的直线。

设永磁铁24的磁极面24a与远离极中心线C1的一侧的端面24c之间的角部为角部R1。设永磁铁25的磁极面25a与远离极中心线C1的一侧的端面25c之间的角部为角部R2。永磁铁24、25的角部R1、R2均位于磁通屏障12内。

角部R1相当于与转子铁芯10的外周10a对置且在极中心线C1的一侧距极中心线C1最远的角部。角部R2相当于与转子铁芯10的外周10a对置且在极中心线C1的另一侧距极中心线C1最远的角部。

设通过永磁铁20的角部R1和轴线Ax的直线L1与通过角部R2和轴线Ax的直线L2所成的角度为角度θm。该角度θm是用角度来表示永磁铁23、24、25在周向上所占的范围。

与实施方式1同样，角度θm满足θm≥360/N。由于角度θm为360/N[度]以上，因此能够增大每轴向单位长度的永磁铁23、24、25的磁极面23a、24a、25a的面积。

在磁铁插入孔11的外周10a侧形成有缝隙13这一点与实施方式1相同。此外，缝隙间区域的角度θs以及虚拟磁极P2的角度θv如在实施方式1中进行了说明的那样。

除上述的方面外，变形例2的转子1B与实施方式1的转子1同样地构成。

另外，在此，对磁铁插入孔11具有浴缸形状的例子进行了说明，但也可以在直线状的磁铁插入孔11中配置三个永磁铁23、24、25。

这样，根据变形例2，在磁铁插入孔11中配置有三个永磁铁23、24、25的转子1B中，通过使永磁铁23、24、25所占的角度θm为360/N[度]以上，也能够使每轴向单位长度的永磁铁23、24、25的磁极面23a、24a、25a的面积增加。由此，能够在抑制电动机2的制造成本上升的同时使输出增加，此外，能够提高效率。

实施方式2

接下来，对实施方式2进行说明。图12是示出实施方式2的转子1C的剖视图。实施方式2的转子1C的虚拟磁极P2的周向宽度在径向外侧与径向内侧是不同的。

在转子1C的转子铁芯10形成有N/2个磁铁插入孔11。磁铁插入孔11的形状如在实施方式1中进行了说明的那样。在各磁铁插入孔11中配置有一个永磁铁20。在各磁铁插入孔11的周向的两端形成有作为空隙部的磁通屏障12。

图13是将转子1C的一部分放大示出的图。如图13所示，在虚拟磁极P2的两侧形成有磁通屏障12。磁通屏障12也是规定虚拟磁极P2的周向的两端的部分。

磁通屏障12具有沿着转子铁芯10的外周10a延伸的外端缘12a、作为虚拟磁极P2侧的端缘的侧端缘12b、以及在侧端缘12b与台阶部11c之间延伸的基端缘12c。

设隔着虚拟磁极P2相邻的两个磁通屏障12中的一方的磁通屏障12的侧端缘12b的最接近外周10a的点为点R3。设另一方的磁通屏障12的侧端缘12b的最接近外周10a的点为点R4。

此外，设上述一方的磁通屏障12的侧端缘12b的最接近内周10b的点为点R7。设上述另一方的磁通屏障12的侧端缘12b的最接近内周10b的点为点R8。

设点R3与点R4之间的周向距离为距离E1。设点R7与点R8之间的周向距离为距离E2。距离E1与距离E2处于E1＞E2的关系。距离E1相当于虚拟磁极P2的径向外侧的宽度，距离E2相当于虚拟磁极P2的径向内侧的宽度。因此，E1＞E2的关系意味着虚拟磁极P2的周向的宽度在径向外侧比在径向内侧大。

这也能够使用以轴线Ax为中心的角度如下所述那样来表达。如图12所示，设通过点R3和轴线Ax的直线为直线L3，通过点R4和轴线Ax的直线为直线L4。设直线L3与直线L4所成的角度为角度θv1。该角度θv1是与上述距离E1对应的角度。

此外，设通过点R7和轴线Ax的直线为直线L7，通过点R8和轴线Ax的直线为直线L8。设直线L7与直线L8所成的角度为角度θv2。该角度θv2是与上述距离E2对应的角度。

角度θv1和角度θv2均小于360/N[度]。此外，角度θv1与角度θv2处于θv1＞θv2的关系。这与上述的E1＞E2的关系对应。

如在实施方式1中进行了说明的那样，为了增大每轴向单位长度的永磁铁20的磁极面20a的面积，优选的是，增大永磁铁20所占的角度θm。另一方面，若增大角度θm，则转子1C的表面处的N极与S极的宽度之差变大。

在本实施方式2中，作为虚拟磁极P2的径向外侧的宽度的距离E1比作为虚拟磁极P2的径向内侧的宽度的距离E2大。通过增大距离E1，能够使转子1C的表面处的N极与S极的宽度接近均等。此外，通过减小距离E2，能够扩大永磁铁20的宽度。

磁铁插入孔11与转子铁芯10的外周10a之间的缝隙13以及缝隙间区域如在实施方式1中进行了说明的那样。优选的是，缝隙间区域的角度θs为角度θv1以上，即θv1≤θs成立。由此，能够减小转子1C的表面处的N极与S极的宽度之差，并且减少由磁吸引力的差异引起的振动。

实施方式2的转子1C除了上述的方面外，与实施方式1的转子1同样地构成。

另外，在此，对在各磁铁插入孔11中配置有一个永磁铁20的例子进行了说明，但也可以如在变形例1、变形例2中进行了说明的那样，在各磁铁插入孔11中配置两个以上的永磁铁。

如以上进行了说明的那样，根据实施方式2，虚拟磁极P2的两侧的磁通屏障12间的周向距离在径向外侧比在径向内侧大。因此，能够在减小转子1C的表面处的N极与S极的宽度之差的同时增大永磁铁20的磁极面20a的面积而使磁力增加。能够在抑制电动机2的制造成本上升的同时使输出增加，此外，能够提高效率。

＜空调装置＞

接下来，对能够应用上述的各实施方式以及各变形例的电动机2的空调装置进行说明。图14的(A)是示出应用了实施方式1的电动机2的空调装置500的结构的图。空调装置500具备室外机501和室内机502。室外机501与室内机502通过制冷剂配管503连接。

室外机501具备例如作为螺旋桨式风扇的室外送风机510，室内机502具备例如作为横流式风扇的室内送风机520。室外送风机510具有叶轮511、以及驱动该叶轮511的电动机2A。室内送风机520具有叶轮521、以及驱动该叶轮521的电动机2B。电动机2A、2B均由在实施方式1中进行了说明的电动机2构成。另外，图14的(A)也示出了对制冷剂进行压缩的压缩机504。

图14的(B)是室外机501的剖视图。电动机2A由配置于室外机501的壳体508内的框架509支承。叶轮511经由轮毂512而安装于电动机2A的旋转轴40。

在室外送风机510中，叶轮511通过电动机2A而旋转，向室外送风。在空调装置500的制冷运转时，通过室外送风机510的送风而将在压缩机504中被压缩的制冷剂在冷凝器(未图示)中冷凝时释放的热散发到室外。

在室内送风机520(图14的(A))中，叶轮521通过电动机2B而旋转，向室内送风。在空调装置500的制冷运转时，通过室内送风机520的送风而将当制冷剂在蒸发器(未图示)中蒸发时被夺去热的空气送出到室内。

电动机2A、2B由实施方式1的电动机2构成，因此能够得到更高的输出。因此，能够提高室外送风机510以及室内送风机520的运转效率。

电动机2A、2B不限于实施方式1的电动机2，也可以具有实施方式2或各变形例的电动机。此外，各实施方式以及各变形例的电动机在此用于室外送风机510和室内送风机520双方，但也可以仅用于任一方。

在各实施方式中进行了说明的电动机2不限于送风机，也可以用于空调装置的压缩机，此外，还可以用于空调装置以外的电气设备、例如家用电气设备、换气扇、机床等。

以上，对优选的实施方式具体地进行了说明，但能够对这些实施方式进行各种改良或变形。

标号说明

1、1A、1B、1C：转子；2、2A、2B：电动机；3：转子；5：定子；6：模制定子；10：转子铁芯；10a：外周；10b：内周；11：磁铁插入孔；12：磁通屏障；13：缝隙；14：铁芯区域；15：缝隙；20：永磁铁；21、23：永磁铁(第1永磁铁)；22、24：永磁铁(第2永磁铁)；25：永磁铁(第3永磁铁)；20a、21a、22a、23a、24a、25a：磁极面；20b、21b、22b、23b、24b、25b：磁极面；30：树脂部；40：旋转轴；50：定子铁芯；51：齿；52：轭；54：绝缘部；55：线圈；60：模制树脂部；500：空调装置；501：室外机；502：室内机；510：室外送风机；511：叶轮；520：室内送风机；521：叶轮；Ax：轴线；C1、C2：极中心线；P1：磁铁磁极；P2：虚拟磁极；R1：角部(第1角部)；R2：角部(第2角部)；R3：端部(第3端部)；R4：角部(第4端部)；R5：端部(第1端部)；R6：端部(第2端部)；R7、R8：端部。

Claims (14)

1.一种转子，其具有N/2个(N为偶数)磁铁磁极和N/2个虚拟磁极，其中，

所述转子具有：以轴线为中心的环状的转子铁芯；以及多个永磁铁，它们安装于所述转子铁芯，

所述N/2个磁铁磁极均由所述多个永磁铁中的至少一个永磁铁形成，所述N/2个虚拟磁极均由所述转子铁芯的一部分形成，

各磁铁磁极的极中心线由通过所述磁铁磁极在所述转子铁芯的周向上的中心和所述轴线的直线来定义，

形成所述磁铁磁极的所述至少一个永磁铁具有：第1角部，其与所述转子铁芯的外周对置且在所述极中心线的一侧距所述极中心线最远；以及第2角部，其与所述外周对置且在所述极中心线的另一侧距所述极中心线最远，

通过所述第1角部和所述轴线的直线与通过所述第2角部和所述轴线的直线所成的角度θm满足θm≥360/N[度]。

2.根据权利要求1所述的转子，其中，

所述转子铁芯具有供所述至少一个永磁铁配置的磁铁插入孔，

在所述磁铁插入孔与所述转子铁芯的所述外周之间形成有在所述周向上延伸的非磁性部。

3.根据权利要求2所述的转子，其中，

所述非磁性部与所述磁铁插入孔连续地形成。

4.根据权利要求2或3所述的转子，其中，

所述转子铁芯在以所述轴线为中心的径向上在所述非磁性部与所述磁铁插入孔之间具有铁芯区域，

越接近所述极中心线，则所述铁芯区域的所述径向的宽度越宽。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的转子，其中，

所述非磁性部是第1非磁性部，所述转子铁芯在隔着所述极中心线与所述第1非磁性部相反的一侧具有第2非磁性部，

当设所述第1非磁性部中最接近所述极中心线且最接近所述外周的点为第1点，

所述第2非磁性部中最接近所述极中心线且最接近所述外周的点为第2点时，

通过所述第1点和所述轴线的直线与通过所述第2点和所述轴线的直线所成的角度θs满足θs≤360/N[度]。

6.根据权利要求5所述的转子，其中，

所述转子铁芯具有第1空隙部和第2空隙部，所述第1空隙部和第2空隙部形成为在所述周向上夹着所述虚拟磁极，

当设所述第1空隙部中与所述第2空隙部对置且最接近所述外周的点为第3点，

所述第2空隙部中与所述第1空隙部对置且最接近所述外周的点为第4点时，

通过所述第3点和所述轴线的直线与通过所述第4点和所述轴线的直线所成的角度θv满足θv≤θs[度]。

7.根据权利要求2至6中的任一项所述的转子，其中，

所述转子铁芯具有第1空隙部和第2空隙部，所述第1空隙部和第2空隙部形成为在所述周向上夹着所述虚拟磁极，

所述第1空隙部与所述第2空隙部之间的所述周向上的距离在所述第1空隙部和所述第2空隙部的以所述轴线为中心的径向的内侧比在所述径向的外侧的端部处短。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的转子，其中，

形成各磁铁磁极的所述至少一个永磁铁具有第1永磁铁和第2永磁铁，所述第1永磁铁和第2永磁铁隔着所述极中心线配置在两侧。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的转子，其中，

形成各磁铁磁极的所述至少一个永磁铁具有：第1永磁铁，其配置于所述极中心线上；以及第2永磁铁和第3永磁铁，它们相对于所述第1永磁铁配置于所述周向的两侧。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的转子，其中，

所述角度θm满足θm＜760/N[度]。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的转子，其中，

所述转子具备：

以所述轴线为中心轴的旋转轴；以及

非磁性的树脂部，其连结所述旋转轴与所述转子铁芯。

12.一种电动机，其中，所述电动机具有：

权利要求1至11中的任一项所述的转子；以及

定子，其包围所述转子。

13.一种送风机，其中，所述送风机具备：

权利要求12所述的电动机；以及

叶轮，其通过所述电动机而旋转。

14.一种空调装置，其中，

所述空调装置具备室外机和室内机，

所述室外机和所述室内机中的至少一方具有权利要求13所述的送风机。