专利名称：永磁体埋设型旋转电机、汽车空调电动机及电动压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁体埋设型旋转电机，一种用于汽车空调的电动机，和一种密闭型电动压缩机。这种旋转电机包括具有线圈的定子和可旋转地设置在定子中的转子。永磁体作为磁极埋设在转子的内部。
背景技术：
永磁体埋设在这种旋转电机的转子内部，使其在转子的圆周方向上彼此相邻。一对在转子的圆周方向上彼此相邻的永磁体设置成具有不同的极性。在两个相邻的永磁体，即磁极切换部分之间的位置会发生突然的磁通量密度变动。因而发生了扭矩脉动，其造成旋转电机中的振动和噪声。以下将扭矩脉动称为扭矩波动。扭矩波动代表旋转电机的输出扭矩的变动范围。
日本公开的专利出版物No.2001-69701公开了一种抑制扭矩脉动的电动机。转子的半径在磁极切换部分是最小的，并且在永磁体的中心部分，即磁极中心是最大的。转子具有外圆周，其具有正弦曲线的波形。
日本公开的专利出版物No.2002-95194公开了一种具有转子的电动机，该转子与磁极中心相对应的外圆周部分向外突出成弧形形状。
日本公开的专利出版物No.2002-136011公开了一种具有转子的电动机，该转子与磁极中心相对应的外圆周部分形成与转子的旋转中心同轴的圆周部分。转子的外圆周部分在两个永磁体的相邻磁极的末端附近是带沟槽的。
在日本公开的专利出版物No.10-285851中，转子的铁芯具有磁体插入孔，其可容纳永磁体。铁芯具有在磁体插入孔的外部成形的狭缝。
然而，在上面出版物No.2001-69701和No.2002-95194的电动机中，定子齿和转子的外圆周之间的间隙只是在一些点位变成最小。这些点位是在转子外圆周的侧横截面上与磁极中心相对应的部分。因而同例如转子的外圆周半径在整个圆周上恒定不变的情况相比，电动机的扭矩常数，即每单位电流可能输出的扭矩较小。
在上面出版物No.2002-136011的电动机中，定子齿和转子的外圆周之间的间隙在所述圆周部分和所述带沟槽部分之间变化极大。因此，难以抑制扭矩脉动。当沟槽很深时，上面出版物No.2002-136011中所公开的电动机的扭矩常数比出版物No.2001-69701和No.2002-95194中所公开的电动机的扭矩常数更小。
出版物No.10-285851描述了狭缝可防止面向朝着转子旋转方向的铁芯部分的齿的磁饱和。然而，出版物No.10-285851没有描述狭缝的存在和抑制扭矩波动之间的关系。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种能够防止扭矩减小和制止扭矩波动的永磁体埋设型旋转电机。此外，本发明的一个目的是提供一种装备有所述旋转电机的用于汽车空调的电动机，以及一种装备有这种电动机的密闭型电动压缩机。
根据本发明的一个方面，提供了一种永磁体埋设型旋转电机。这种旋转电机包括限定了径向方向的环形定子；和多个设置在定子内圆周上的齿。在每对相邻的齿之间限定了凹槽。多个线圈各设置在相应的凹槽中。转子定位在定子的内部。转子可在旋转方向上旋转。转子限定了旋转轴线，围绕旋转轴线的虚拟圆周和外圆周。外圆周交替地设有多个圆周部分和多个凸出部分。圆周部分包括在虚拟圆周中。各圆周部分包括圆周中心。凸出部分定位在虚拟圆周的径向内侧，并且径向向外凸出。凸出部分各包括第一和第二角度部分。三条直线彼此连接起来而限定了所述第一和第二角度部分。各自将旋转轴线连接到其中一个圆周中心上的直线被称为径向线。各自将其中一个凸出部分二等分的直线被称为等分线。多个永磁体埋设在转子的内部。各永磁体具有磁极中心。多个磁通量阻挡区域(magnetic flux blocking region)定位在转子上。其中一个磁通量阻挡区域定位在径向线和相邻于且在旋转方向上先于径向线的等分线之间的范围内。
从以下作为本发明原理的示例所示的详细描述中并结合附图，可以清楚本发明的其它方面和优点。
参照以下对当前优选实施例的说明及附图，可以最好地理解本发明及其目的和优点。
图1A是根据本发明第一实施例的电动机定子和转子的正面剖视图。
图1B是图1A的局部放大的剖视图；图2是显示了图1A所示定子和转子的侧剖视图。
图3是显示了图1A所示定子的透视图；图4是用于说明图1A所示定子线圈的波形绕组的简图；图5是图1A的另一放大的剖视图；图6是图5的放大的剖视图；图7A是显示了作用于一个齿上的力和转子旋转位置的图；图7B是显示了基于图7A的力的扭矩波动和转子旋转位置的图；图8是显示了当使用图17的第一比较转子15A和图1A的转子15时，作用于一个齿上的力和转子旋转位置的图；图9是显示了当使用图17的第一比较转子15A和图1A的转子15时，总扭矩和转子旋转位置的图；
图10A是显示了当使用图17的第一比较转子15A时，扭矩波动比和扭矩波动的阶分量比(order component ratio)的柱形图；图10B是显示了当使用图1A的第一比较转子15时，扭矩波动比和扭矩波动的阶分量比的柱形图；图10C是显示了当使用图17的第一比较转子15A时，扭矩波动的阶分量比的柱形图；图10D是显示了当使用图18的第二比较转子25时，扭矩波动的阶分量比的柱形图；图11是显示了当使用图17的第一比较转子15A和图18的第二比较转子25时，单个齿的磁阻扭矩根据转子的旋转位置而变化的图；图12A是显示合成的磁阻扭矩根据转子的旋转位置而变化的图，合成的磁阻扭矩通过合成图11所示齿的磁阻而获得，；图12B是显示了当使用图17的第一比较转子15A和图18的第二比较转子25时，磁矩根据转子的旋转位置而变化的图；图12C是显示了合成的扭矩波形的图，所述合成的扭矩波形通过将图12A的合成的磁阻扭矩和图12B的磁矩合成起来而获得；图13A是显示了当使用图17的第一比较转子15A时，空气隙根据转子的旋转位置而变化的图；图13B是显示了当使用图18的第二比较转子25时，空气隙根据转子的旋转位置而变化的图；图14A是显示了当使用图17的第一比较转子15A时，磁矩的基阶分量波形和磁阻扭矩的基阶分量波形的图，以显示图12C的曲线Q1rm的扭矩波动；图14B是显示了当使用图18的第二比较转子25时，磁矩的基阶分量波形和磁阻扭矩的基阶分量波形的图，以显示图12C的曲线Q2rm的扭矩波动；图15A是通过执行图12C的曲线Q1rm的傅里叶级数展开而获得的图，以显示曲线Q1rm的扭矩波动；
图15B是通过执行图12C的曲线Q2rm的傅里叶级数展开而获得的图，以显示曲线Q2rm的扭矩波动；图16A是显示正弦波的图；图16B是显示第一相加波形的图；图16C是显示第二相加波形的图；图16D是显示了代表图16A的波形和图16B的波形之和的第一模型波形(model waveform)的图；图16E是显示了代表图16A的波形和图16C的波形之和的第二模型波形的图；图16F是显示图16D波形的第18阶分量波形和图16E波形的第18阶分量波形的图，用以解释在图12C中的曲线Q1rm的扭矩波动和曲线Q2rm的扭矩波动之间的差异；图17是显示第一比较转子15A的局部剖视图；图18是显示第二比较转子25的局部剖视图；图19是显示图1A中的转子15的局部剖视图；图20A是显示图1A中的定子和转子的局部剖视图；图20B是显示相对于图20A中的定子而旋转的转子的局部剖视图；图21是显示本发明的第二转子15B的局部剖视图；图22是显示第一角宽度Wa的合适值和对于图19中的转子15的第一磁通量阻挡区域的第一角位置合适值的图；图23是显示本发明的第三转子15C的局部剖视图；图24是显示本发明的第四转子15D的局部剖视图；图25是显示第二角宽度Wb的合适值和使用图24中的第四转子15时的第二磁通量阻挡区域的第二角位置合适值的图；图26是显示了当使用图19的转子15时，第四角宽度Wd的合适值的图；图27是显示合适的比值(t/2R)的图；
图28是显示本发明的第五转子15E的局部剖视图；和图29是显示里面装配有图1A所示旋转电机的压缩机的纵向剖视图。
具体实施例方式
现在将参见图1A至18描述本发明的第一实施例。
如图1A中所示，旋转电机M包括环形定子11和定位在定子11内部的转子15。定子11包括环形定子铁芯12，设置在定子铁芯12内圆周上的齿121，和设于凹槽122中且位于齿121之间的线圈13。在第一实施例中，齿121的数量和凹槽122的数量各为十八。凹槽122等间距地设置在定子11的圆周方向上。如图2中所示，定子铁芯12由层压芯板14构成，芯板14是磁性体(钢板)。线圈13缠绕在波形绕组上。
通常，当极数表示为p(整数)，相数表示为m(整数)，每极每相的凹槽数表示为q，并且定子的凹槽数表示为K时，满足以下关系式。凹槽的数量q具有每隔0.5的值，例如q＝0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，…。
K＝q×p×m例如，在3相、q＝1的情况下，凹槽数K和极数p之间的关系为4个极和12个凹槽、6个极和18个凹槽、8个极和24个凹槽等。例如，在3相、q＝1.5的情况下，凹槽数K和极数P的关系为4个极和18个凹槽、6个极和27个凹槽、8个极和36个凹槽，等等。
图3和4显示了线圈13缠绕到用于6个极和18个凹槽的波形绕组上的情况。如图4中所示，逆变器100包括与U-相线圈13U相连的U-相端子101，V-相线圈13V所连接的V-相端子102，以及W-相线圈13W所连接的W-相端子103。U-相线圈13U延伸穿过一组第一凹槽122U。V-相线圈13V延伸穿过一组第二凹槽122V。W-相线圈13W延伸穿过一组第三凹槽122W。由实线所示的线圈13U，13V，13W的部分设置在可从这个图中看到的定子11的前端面上。由虚线所示的线圈13U，13V，13W的部分设置在不能从这个图中看到的定子11的相反端面上。线圈13U，13V，13W的实线部分和虚线部分的连接部分延伸穿过凹槽122U，122V，122W。中性点N将各线圈13U，13V，13W的终端连接起来。
如图1A所示，转子15包括转子芯16，埋设在转子芯16中的第一永磁体17A和第二永磁体17B。在第一实施例中，第一永磁体17A的数量是3，并且第二永磁体17B的数量也是3。第一永磁体17A和第二永磁体17B交替地设置在转子15的圆周方向上。永磁体17A，17B都具有相同平直的形状和相同的尺寸。18个凹槽122等间距地设置在定子11的圆周方向上。凹槽122的间距的角宽度9为20°。该角宽度具有位于转子15的旋转轴线C上的中心。
如图2中所示，转子芯16由层压芯板18构成，芯板14是磁性体(钢板)。轴孔161延伸穿过转子芯16的中心。输出轴(图29中所示的旋转轴32)延伸穿过轴孔161并固定在轴孔161上。
如图1B中所示，转子15包括六个容纳孔162，其中，三个第一永磁体17A和三个第二永磁体17B装配在该容纳孔中。容纳孔162延伸穿过转子芯16，与轴孔161平行。各个第一永磁体17A的磁极不同于在转子15圆周方向上相邻的第二永磁体17B。也就是说，第一永磁体17A和第二永磁体17B埋设在转子15中，使其在圆周方向上交替地具有不同的极性。
第一及第二永磁体17A，17B各包括第一磁极端171和位于相反端上的第二磁极端172。磁极中心173定位在各个第一磁极端171和相关的第二磁极端172之间的中间位置。转子15限定了六条径向线151，其各自延伸穿过其中一个磁极中心173。各径向线151与相应的第一永磁体17A或第二永磁体17B正交。径向线151从旋转轴线C中延伸出来。这六条径向线151围绕旋转轴线C间隔开相等的间隔角(60°)。第一永磁体17A和第二永磁体17B与旋转轴线C间隔开相等的距离。第一永磁体17A和第二永磁体17B以相等的间距设置在转子15的圆周方向上。
在各容纳孔162的末端提供了一对开口163。也就是说，在永磁体17A，17B容纳在容纳孔162中的状态下，开口163被限定在磁极端171，172的附近。开口163防止了磁路的短路。
如图5中所示，转子15的外圆周包括三个第一圆周部分19A和三个第二圆周部分19B。第一圆周部分19A对应于第一永磁体17A。第二圆周部分19B对应于第二永磁体17B。第一圆周部分19A和第二圆周部分19B各具有角宽度A。第一圆周部分19A和第二圆周部分19B各具有半径R，并且围绕旋转轴线C而延伸。延伸穿过相关的第一永磁体17A的各径向线151，其与相应的第一圆周部分19A的中心191相交。延伸穿过相关的第二永磁体17B的各径向线151，其与相应的第二圆周部分19B的中心191相交。中心191也被称为圆周中心。
第一和第二圆周部分19A，19B各自具有第一边缘192和与第一边缘192相反地定位的第二边缘193。转子15限定了径向线152，其延伸穿过第一及第二圆周部分19A，19B的第一边缘192。转子15还限定了径向线153，其延伸穿过第一及第二圆周部分19A，19B的第二边缘193。在穿过第一圆周部分19A的第一边缘192的径向线152与相关的穿过第一圆周部分19A的中心191的径向线151之间的角宽度，等于在相关的穿过第一圆周部分19A的第二边缘193的径向线153与穿过第一圆周部分19A的中心191的径向线151之间的角宽度。在穿过第二圆周部分19B的第一边缘192的径向线152与相关的穿过第二圆周部分19B的中心191的径向线152之间的角宽度，等于在相关的穿过第二圆周部分19B的第二边缘193的径向线153与穿过第二圆周部分19B的中心191的径向线151之间的角宽度。
也就是说，径向线151用作圆周部分的等分线，其将第一圆周部分19A或第二圆周部分19B在圆周方向上二等分。用语″二等分″在这里指的是将第一圆周部分19A或第二圆周部分19B的角宽度相等地分成两半。
与第一永磁体17A相对应的第一圆周部分19A同与第二永磁体17B相对应的第二圆周部分19B是间隔开的。在转子15的外圆周上形成了六个凸出部分20。各个凸出部分20将其中一个第一圆周部分19A连接到与该第一圆周部分19A相邻的相关第二圆周部分19B上。也就是说，转子15的外圆周交替地设有多个圆周部分19A，19B和多个凸出部分20。在磁极切换部分164上形成了凸出部分20。凸出部分20从转子15中径向向外地凸出。凸出部分20都具有相同的形状和相同的尺寸。
其中一些凸出部分20各自将其中一个第一圆周部分19A的第二边缘193连接到相关第二圆周部分19B的第一边缘192上。其中一些凸出部分20各自将其中一个第一圆周部分19A的第一边缘192连接到相关第二圆周部分19B的第二边缘193上。各凸出部分20由第一直线H1限定，所述第一直线H1将第二直线H2连接到第三直线H3上。第一直线H1与虚拟限定的直线H平行，该直线H将第一边缘192连接到相关的第二边缘193上。第二直线H2将第一直线H1的第一端连接到第一边缘192上。第三直线H3将第一直线H1的第二端连接到第二边缘193上。也就是说，在限定了凸出部分20的第一直线H1、第二直线H2和第三直线H3中，第二直线H2和第三直线H3定位在第一直线H1的两侧。
彼此相邻的第一直线H1和第二直线H2限定了钝角的第一角度部分H11，其径向凸出到转子15的外部。彼此相邻的第一直线H1和第三直线H3限定了钝角的第二角度部分H12，其径向凸出到转子15的外部。角度部分H11和H12是第一直线H1的两端。
各个第一直线H1的中心对应于其中一个磁极切换部分164。图1B中所示，齿121和转子15的外圆周之间的间隙尺寸在与磁极切换部分164对应的间隙G处是最大的。
如图1B和图5中所示，转子15限定了六条等分线154，各条等分线154将相应的凸出部分20在圆周方向上二等分成两半。等分线154是直线，其各自从旋转轴线C延伸到相应凸出部分20的中心201。用语″二等分″在这里指的是将凸出部分20的角宽度相等地一分为二。等分线154用作凸出部分的等分线。在各径向线151与相应等分线154之间的角度为30°。
具有半径R的虚拟圆周E包括第一圆周部分19A和第二圆周部分19B。位于各个第一边缘192和相应第二边缘193之间的虚拟圆周E的一部分在中间位置190处被二等分。中间位置190位于沿着各等分线154的延长线上。图5中所示的深度Dh代表凸出部分20的中心201与虚拟圆周E的中间位置190之间的直接距离。
各第一直线H1垂直于相应的等分线154。在第一直线H1和等分线154之间的交点相当于第一直线H1的中心201。在第一直线H1的中心201和第一角度部分H11之间的距离等于在第一直线H1的中心201和第二角度部分H12之间的距离。如图5中所示，第二直线H2关于旋转轴线C的角宽度θc等于第三直线H3关于旋转轴线C的角宽度θc。
各个凸出部分20定位在虚拟圆周E的内部，并且位于相应的虚拟限定的直线H的外部。也就是说，凸出部分20定位在虚拟圆周E和虚拟限定的直线H之间的区域中。凸出部分20并不存在于虚拟圆周E上或虚拟限定的直线H上。因此，角度部分H11，H12径向地定位在虚拟圆周E的内部和虚拟限定的直线H的径向外部。
第二直线H2和第三直线H3具有反射对称性，即相对于等分线154的左-右对称性，等分线154在圆周方向上二等分凸出部分20。第一角度部分H11和第二角度部分H12具有反射对称性，即相对于等分线154的左-右对称性。
图6显示了从第二直线H2延伸到虚拟圆周E上的第二延长线H21，以及从第三直线H3延伸到虚拟圆周E上的第三延长线H31。第二延长线H21与虚拟圆周E相交于位置E2。第三延长线H31与虚拟圆周E相交于位置E3。第二直线H2比第二延长线H21更长。第三直线H3比第三延长线H31更长。
图5的右上部分显示了位于壁面上的限定了与第一永磁体17A相对应的开口163的第一起始点165，以及位于壁面上的限定了与第二永磁体17B相对应的开口163的第二起始点166。第一起始点165是在其中一条从旋转轴线C朝向第一直线H1延伸的直线155，与限定了开口163的壁面之间的交点。第二起始点166是在其中一条从旋转轴线C朝向第一直线H1延伸的直线156，与限定了开口163的壁面之间的交点。
第一起始点165和第二起始点166如下所述地被限定。在属于第一直线H1变换的直线和限定了与第一永磁体17A相对应的容纳孔162(开口163)的壁面之间的接触被称为点H01(未示出)。在属于第三直线H3变换的直线和限定与第一永磁体17A相对应的容纳孔162(开口163)的壁面之间的接触被称为点H30(未示出)。对于在第一直线H1和点H01之间的距离以及在第三直线H3和点H30之间的距离，与较短距离相对应的其中一个点H01，H30将是用于第一起始点165的候选点。
同样，在属于第一直线H1变换的直线和限定了与第二永磁体17B相对应的容纳孔162(开口163)的壁面之间的接触被称为点H02(未示出)。在属于第二直线H2变换的直线和限定了与第二永磁体17B相对应的容纳孔162(开口163)的壁面之间的接触被称为点H20(未示出)。对于在第一直线H1和点H02之间的距离以及在第二直线H2和点H20之间的距离，与较短距离相对应的其中一个点H02，H20将是用于第二起始点166的候选点。
根据容纳孔162(开口163)的形状，可选择不止一个或无数个点H01，H30，H02或H20作为候选点。例如，属于第一直线H1变换的直线可线性地重叠在限定了容纳孔162(开口163)的壁面上。在这种情况下，可选择不止一个或无数个点作为第一起始点的165的候选点，即候选点X1。类似地，可选择不止一个或无数个点作为第二起始点的166的候选点，即候选点X2。在这些情况下，采用限定了它们之间关于旋转轴线C的最大角宽度的候选点X1和候选点X2，来作为第一起始点165和第二起始点166。
图5和图6显示了在第一起始点165和第二起始点166之间关于旋转轴线C的角宽度，即桥间角度Θb。也就是说，桥间角度Θb代表直线155和直线156之间的角宽度，直线155将旋转轴线C连接到第一起始点165上，而直线156将旋转轴线C连接到第二起始点166上。
图5显示了转子15的旋转方向Y。旋转方向Y在图5中是逆时针方向。
如图1B和图5中所示，转子芯16包括六个第一磁通量阻挡孔21，六个第二磁通量阻挡孔22，和六个第三磁通量阻挡孔23。第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23沿着旋转轴线C而穿过转子芯16。第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23彼此间隔开。第一磁通量阻挡孔21各限定了第一磁通量阻挡部分。第二磁通量阻挡孔22各限定了第二磁通量阻挡部分。第三磁通量阻挡孔23各限定了第三磁通量阻挡部分。
转子芯16具有六个磁通量阻挡区域40。磁通量阻挡区域40各具有其中一个第一磁通量阻挡孔21，其中一个第二磁通量阻挡孔22，和其中一个第三磁通量阻挡孔23。
出于便于说明的目的，图1B和图5中右边部分所示的径向线151被称为典型径向线151A，从典型径向线151A朝着旋转方向Y定位的凸出部分20被称为典型凸出部分20A。从典型径向线151A朝向旋转方向定位的等分线154被称为典型等分线154A。与典型径向线151A相交的第一永磁体17A相对应的磁通量阻挡区域40被称为典型磁通量阻挡区域40A。典型磁通量阻挡区域40A定位在典型径向线151A和典型等分线154A之间的范围内。也就是说，各个磁通量阻挡区域40位于径向线151与相邻于且在旋转方向Y上先于径向线151的等分线之间的范围内。
对于典型凸出部分20A的这两个角度部分H11，H12，第二角度部分H12更靠近典型径向线151A，并被称为典型角度部分。也就是说，第二角度部分H12比第一角度部分H11更靠近径向线151。直线158用作典型角度直线，其将第二角度部分H12连接到旋转轴线C上。典型磁通量阻挡区域40A定位在典型径向线151A和相应直线158之间的范围内。第一磁通量阻挡孔21定位在比第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23更靠近等分线154的位置。
第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23都是圆形的孔。第二磁通量阻挡孔22的内径等于第三磁通量阻挡孔23的内径。第一磁通量阻挡孔21的内径小于第二磁通量阻挡孔22的内径和第三磁通量阻挡孔23的内径。在第一实施例中，第一磁通量阻挡孔21的内径设为0.6mm。第二磁通量阻挡孔22的内径和第三磁通量阻挡孔23的内径设为1.4mm。
第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23都与转子15的外圆周间隔开一段比各芯板18厚度更大或相等的距离。否则，难以保证转子15的外圆周所需的强度。在转子15的外圆周与第一、第二及第三磁通量阻挡孔21，22，23之间的那部分处，第一实施例容易保证转子15的强度。
如图5和图6中所示，典型磁通量阻挡部分40A中的第一磁通量阻挡孔21定位成可部分地重叠在从典型等分线154A沿着与旋转方向Y相反的方向旋转了角度α的位置。也就是说，第一磁通量阻挡孔21各定位成可部分地重叠在从等分线154(154A)沿着与旋转方向Y相反的方向上旋转了角度α的位置。换句话说，第一磁通量阻挡孔21各定位成可部分地重叠在从等分线154(154A)相对于旋转方向Y延迟一角度α的位置。第一磁通量阻挡孔21的中心211定位在从等分线154(154A)处沿着与旋转方向Y相反的方向旋转了角度α的位置。
第二磁通量阻挡孔22各定位成可部分地重叠在从等分线154(154A)沿着与旋转方向Y相反的方向旋转了角度β的位置。角度β大于角度α(β＞α)。第二磁通量阻挡孔22的中心221定位在从等分线154(154A)沿着与旋转方向Y相反的方向旋转了角度β的位置。第三磁通量阻挡孔23各定位成可部分地重叠在从等分线154(154A)沿着与旋转方向Y相反的方向旋转了角度γ的位置上。角度γ大于角度β(γ＞β)。第三磁通量阻挡孔23的中心231定位在从等分线154(154A)沿着与旋转方向Y相反的方向旋转了角度γ的位置。
在第一实施例中，α设为8.5°，β设为15.6°，并且γ设为20°。
如上所述的第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23定位在第三直线H3的附近。
图7A的图显示了在转子的旋转位置和作用在一个齿121上的力之间的关系。以下，作用在一个齿121上的力将被称为齿扭矩。图7A显示了理想波形Δ和实际波形Eλ。理想波形Δ和横坐标轴限定了一个等腰三角形。在这个等腰三角形中，在横坐标轴上的起始端和终结端之间的间隔角是40°。图7B中所示的直线TΔ通过将与所有齿121相关的这种理想波形Δ合成起来而获得。也就是说，如果由理想波形Δ所代表的齿扭矩作用在转子的每个齿121上，那么转子的输出扭矩将是恒定的。结果，扭矩脉动(即扭矩波动)变成零。以下，将转子的输出扭矩称为总扭矩。
图7A中的实际波形Eλ显示了在圆形转子(未示出)的旋转位置和作用在一个齿121上的齿扭矩之间的关系，该转子具有沿着整个外圆周半径为R的圆周表面。图7B的图中所示的直线Te通过将与所有齿121相关的实际波形Eλ合成起来而获得。也就是说，如果作用在一个齿121上的齿扭矩是实际波形Eλ所显示的力，那么就产生了具有不为零的扭矩波动的总扭矩。当实际波形Eλ的形状越接近理想波形Δ的形状时，扭矩波动变得越小。
图17显示了有待与转子15进行比较的第一比较转子15A。除了不提供第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23以外，第一比较转子15A具有与转子15相同的配置。第一比较转子15A包括凸出部分20。图8的图显示了第一比较波形Eλ11，Eλ12，Eλ13，它们代表在第一比较转子15A的旋转位置和作用在一个齿121上的齿扭矩之间的关系。
图8的图还显示了波形Eλ21，Eλ22，Eλ23，它们代表在图1A中所示的转子15的旋转位置和作用在一个齿121上的齿扭矩之间的关系。
图8和9的横坐标轴代表转子15的旋转位置。图5和图6中所示的转子15的旋转位置规定为0°。在图5和图6所示的情况下，各径向线151(151A)定位在彼此相邻的两个齿121的中间。从图5和图6中所示的状态开始沿着旋转方向Y而旋转了30°的转子15，定位在30°的旋转位置上。径向线151(151A)被切换到图5和图6中所示的等分线154(154A)的位置。
图5和图17显示了沿着旋转方向Y设置的齿121A，121B，121C。图8的第一比较波形Eλ11代表作用在图17的齿121A上的齿扭矩。第一比较波形Eλ12代表作用在图17的齿121B上的齿扭矩。第一比较波形Eλ13代表作用在图17的齿121C上的齿扭矩。第一比较波形Eλ11，Eλ12，Eλ13彼此之间有相位移。
图8的波形Eλ21代表作用在图5的齿121A上的齿扭矩。波形Eλ22代表作用在图5的齿121B上的齿扭矩。波形Eλ23代表作用在图5的齿121C上的齿扭矩。波形Eλ21，Eλ22，Eλ23彼此之间有相位移。
通过将与所有齿121相关的第一比较波形Eλ11，Eλ12，Eλ13合成起来，就获得图9中的比较合成波形Te1。通过将与所有齿121相关的波形Eλ21，Eλ22，Eλ23合成起来，就获得了图9中的合成波形Te2。
通过将比较合成波形Te1与合成波形Te2进行比较可看出，当使用图1A中所示转子15时的旋转电机M的扭矩波动小于当使用图17中所示第一比较转子15A时的旋转电机的扭矩波动。
以下在第一比较波形Eλ11，Eλ12，Eλ13中，第一比较波形Eλ11用作代表。在波形Eλ21，Eλ22，Eλ23中，波形Eλ21用作代表。
图8的图显示了通过利用执行计算机FEM(有限元方法)分析而获得的第一比较波形Eλ11和波形Eλ21。图9的图还显示了通过FEM分析而获得的比较合成波形Te1和合成波形Te2。在图8和图9的情况下，FEM分析的条件如下角宽度A＝25.5°，角宽度θc＝12.5°，桥间角度Θb＝5.2°，深度Dh＝0.5mm，并且半径R＝25.2mm。
现在将描述六个极和十八个凹槽的情况。图10A的柱形图显示了在当使用图17中所示第一比较转子15A时的旋转电机的总扭矩(图9的比较合成波形Te1)的扭矩波动的大小，与扭矩波动的阶分量的大小之间的比较。扭矩波动的阶分量相当于通过总扭矩(Te1)的傅里叶级数展开所获得的特定阶数。第一柱形L1代表总扭矩(图9的Te1)的扭矩波动比。第二柱形L2代表在基阶(＝18)下的扭矩波动的阶分量比。第三柱形L代表阶数(＝36)两倍于基阶下的扭矩波动的阶分量比。第一柱形L1的扭矩波动比等于一。
图10B中所示的柱形图显示了在当使用转子15时，总扭矩(图9的合成波形Te2)的扭矩波动的大小，以及在特定阶数下通过总扭矩(Te2)的傅里叶级数展开所获得的扭矩波动的阶分量的大小之间的比较。第四柱形L4代表总扭矩(图9的Te2)的扭矩波动比。第五柱形L5代表在基阶(＝18)下的扭矩波动的阶分量比。第六柱形L6代表阶数(＝36)两倍于基阶下的扭矩波动的阶分量比以下，将基阶(＝18)下的扭矩波动的阶分量称为基阶分量。将两倍于基阶的阶数(＝36)下的扭矩波动的阶分量将被称为第36阶分量。
图10A和10B显示了利用计算机执行FEM分析的结果。
比较第一柱形L1和第四柱形L4，比较合成波形Te1的扭矩波动比的大小大于合成波形Te2的扭矩波动比。
比较第二柱形L2和第五柱形L5，大小转子15的基阶分量比大于第一比较转子15A的基阶分量比。然而，比较第三柱形L3和第六柱形L6，转子15的第36阶分量比的大小小于第一比较转子15A。第一比较转子15A的第36阶分量比(第三柱形L3)接近于第一比较转子15A的总扭矩的扭矩波动比(第一柱形L1)。然而，转子15的基阶分量比(第五柱形L5)和第36阶分量(第六柱形L6)的大小小于或等于第一比较转子15A的第36阶分量(第三柱形L3)的一半。
也就是说，同第一比较转子15A的第36阶分量比(第三柱形L3)比较而言，很大程度上减少了转子15的第36阶分量比(第六柱形L6)。结果，当使用转子15时的总扭矩的扭矩波动的大小小于当使用第一比较转子15A时的总扭矩的扭矩波动。
在图8的图中被第一指示圆C1封闭的区域和被第二指示圆C2封闭的区域中，第一比较波形Eλ11相对于理想波形Δ向上移位的量大于第一比较波形Eλ11其它部分。随着第一比较波形Eλ11相对于理想波形Δ移位的量在被第一指示圆C1封闭的区域和在被第二指示圆C2封闭的区域中增加，图9中的比较合成波形Te1的峰值就变得越高，并且扭矩波动增加。比较合成波形Te1的峰值包括位于被第三指示圆C3封闭的区域中的峰值，和在被第四指示圆C4封闭的区域中的峰值。比较合成波形Te1的峰值的位置代表第36阶分量的峰值的位置。因此，通过使被第一指示圆C1封闭的区域和第一比较波形Eλ11位于第一指示圆C1附近的部分、以及被第二指示圆C2封闭的区域和第一比较波形Eλ11位于第二指示圆C2附近的部分更接近理想波形Δ，就可减小比较合成波形Te1的峰值。
所提供的第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23，可使被第一指示圆C1封闭的区域和第一比较波形Eλ11位于第一指示圆C1附近的部分、以及被第二指示圆C2封闭的区域和第一比较波形Eλ11位于第二指示圆C2附近的部分，更加接近理想波形Δ。在图8中被第五指示圆C5封闭的区域和被第六指示圆C6封闭的区域中，波形Eλ21比第一比较波形Eλ11更接近理想波形Δ。也就是说，由于在转子15中提供第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23，使得波形Eλ21接近理想波形Δ，从而获得图9中所示的合成波形Te2。合成波形Te2的峰值低于比较合成波形Te1的峰值。
本发明人通过执行FEM分析发现了以下事实。也就是说，在图5中所示的各条第三直线H3附近的转子磁心16的部分集中产生了与第一指示圆C1所封闭的区域和第二指示圆C2所封闭的区域相对应的齿扭矩部分。基于FEM分析的结果，在集中产生齿扭矩的区域，即在第三直线H3的附近，提供第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23。设于第三直线H3附近的第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23提高了第三直线H附近的磁阻。结果，由图8中所示的第五指示圆C5和第六指示圆C6封闭的区域，以及其附近的波形Eλ21，就更接近理想波形Δ。
所提供的各个第一磁通量阻挡孔21可部分地重叠在从相关的等分线154(154A)相对于旋转方向Y而延迟8.5°角度的位置。提供的各个第二磁通量阻挡孔22可部分地重叠在从相关的等分线154(154A)延迟15.6°角度的位置。提供的各个第三磁通量阻挡孔23可部分地重叠在从相关的等分线154(154A)延迟20°角度的位置。上面限定的位置特别适合于减小总扭矩的第36阶分量的峰值。
第一磁通量阻挡孔21的内径小于第二磁通量阻挡孔22的内径和第三磁通量阻挡孔23的内径。然而，第一磁通量阻挡孔21极大地有助于减小总扭矩的第36阶分量的峰值。第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23有助于减小总扭矩(输出扭矩)的基阶(第18阶)分量的峰值。第一磁通量阻挡孔21各用于第一磁通量阻挡区域，其用于抑制两倍于输出扭矩基阶的阶分量的扭矩波动。各个第二磁通量阻挡孔22和相关的第三磁通量阻挡孔23用作第二磁通量阻挡区域24，其用于抑制输出扭矩的基阶分量的扭矩波动。第二磁通量阻挡区域24用作复合的磁通量阻挡区域，其包括第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23。第一磁通量阻挡区域(21)用作接近等分线154(154A)的磁通量阻挡区域。第二磁通量阻挡区域(24)用作接近径向线151(151A)的磁通量阻挡区域。
图10C的图显示了当使用第一比较转子15A时，通过总扭矩的傅里叶级数展开所获得的基阶分量比和第36阶分量比的大小。图10D的图显示了当使用第二比较转子25时，通过总扭矩的傅里叶级数展开所获得的基阶分量比和第36阶分量比的大小。准备图18中所示的第二比较转子25，用于与第一比较转子15A的基阶分量比和第36阶分量比进行比较。
如图18中所示，在第二比较转子25的外圆周表面上形成了弓形凸出部分26。弓形凸出部分26各限定了一个弓形圆周表面，其径向凸出到第二比较转子25的外侧。各个弓形凸出部分26将其中一个第一圆周部分19A连接到与该第一圆周部分19A相邻的第二圆周部分19B上。
各弓形凸出部分26将其中一个第一圆周部分19A的第二边缘193连接到与第二边缘193相邻的第二圆周部分19B的第一边缘192上。弓形凸出部分26由比圆周部分19A，19B的半径R更大的半径来限定。转子芯16外圆周上的弓形凸出部分26都具有相同的形状和相同的尺寸。各个弓形凸出部分26定位在虚拟圆周E的内侧，和相应的虚拟限定的直线H的外侧。也就是说，弓形凸出部分26定位在虚拟圆周E和虚拟限定的直线H之间的区域中。弓形凸出部分26并不位于虚拟圆周E上或虚拟限定的直线H上。
图10C的柱形L21显示了当使用第一比较转子15A时的扭矩波动的基阶分量比(第18阶分量比)。柱形L31显示了当使用第一比较转子15A时的扭矩波动的第36阶分量比。图10D的第七柱形L7显示了当使用第二比较转子25时的扭矩波动的基阶分量比(第18阶分量比)。第八柱形L8显示了当使用第二比较转子25时的扭矩波动的第36阶分量比。
根据图10C和10D的FEM分析结果，图17中所示的第一比较转子15A的基阶分量比(柱形L21)小于图18中所示的第二比较转子25的基阶分量比(第七柱形L7)。第一比较转子15A的第36阶分量比(柱形L31)小于第二比较转子25的第36阶分量比(第八柱形L8)。
出于以下将参见图11至16F所描述的原因，来获得如图10C和10D中所示的结果。
图11的图显示了单个齿121的磁阻扭矩的波动。曲线Qr11代表当使用图17所示第一比较转子15A时的磁阻扭矩的波动。曲线Qr21代表当使用图18所示第二比较转子25时的磁阻扭矩的波动。图11中的曲线Qr11和曲线Qr21是利用计算机执行FEM分析的示例。在这种情况下，FEM分析在以下条件下执行角宽度A＝28°，角宽度θc＝13°，桥间角度Θb＝5.2°，深度Dh＝0.3mm，并且半径R＝25.5mm。
图12A中的曲线Qr12代表通过合成图11所示十八个齿121中各齿的曲线Qr11而获得的合成磁阻扭矩的波动。曲线Qr22代表通过合成图11所示十八个齿121中各齿的曲线Qr21而获得的合成磁阻扭矩的波动。
在下文中，永磁体17A，17B的扭矩被称为磁矩。图12B的图中的曲线Qm1代表当使用第一比较转子15A时的磁矩的波动。曲线Qm2代表当使用第二比较转子25时的磁矩。
图12C中的曲线Q1rm是通过合成图12A的曲线Qr12和图12B的曲线Qm1而获得的扭矩波形。图12C中的曲线Q2rm是通过合成图12A的曲线Qr22和图12B的曲线Qm2而获得的扭矩波形。也就是说，曲线Q1rm是通过对具有凸出部分20的第一比较转子15A进行FEM分析而获得的扭矩波形。曲线Q2rm是通过对图18的第二比较转子25进行FEM分析而获得的扭矩波形。
比较曲线Q1rm和曲线Q2rm，由曲线Q1rm所示的扭矩波动明显小于由曲线Q2rm所示的扭矩波动。这个差异基于在曲线Qr12中的高出部分Qro12的高出程度和图12A的曲线Qr22的高出部分Qro22的高出程度之间的差异。高出部分Qro12、Qro22的高出程度上的差异主要是由于在第一空气隙gh1上的变化和第二空气隙gh2上的变化之间的差异。如图6中所示，第一空气隙gh1代表凸出部分20和齿121之间的间隔的尺寸。如图18中所示，第一空气隙gh2代表弓形凸出部分26和齿121之间的间隔的尺寸。
图13A的图中的曲线Gh1显示了第一空气隙gh1的变化。图13B的图中的曲线Gh2显示了第一空气隙gh2的变化。由曲线Gh2代表的第二空气隙gh2的变化具有从单调增加至最大值、之后变换到单调递减的变换型式。由曲线Gh1代表的第一空气隙gh1的变化具有包括一对从单调递减突然转化为单调递增的转化部分ho的型式。产生这对转化部分ho的原因在于角度部分H11，H12。也就是说，角度部分H11，H12的存在提高了曲线Qr12的高出部分Qro12的高出程度。
对代表合成磁阻扭矩的具有高出部分Qro12的曲线Qr12和磁矩曲线Qm1进行合成，就减小了如图12C中的曲线Q1rm所示的扭矩波动。对代表合成磁阻扭矩的具有高出部分Qro22的曲线Qr22和磁矩曲线Qm2进行合成，就减小了如图12C中的曲线Q2rm所示的扭矩波动。然而，由图12C中的曲线Q1rm所示的扭矩波动小于由图12C中的曲线Q2rm所示的扭矩波动。
现在将参见图14A至图16F描述在曲线Q1rm的扭矩波动和曲线Q2rm的扭矩波动之间的差异。
出于以下两个原因，曲线Q1rm的扭矩波动不同于曲线Q2rm的扭矩波动。
<1>在磁阻扭矩的基阶(第18阶)分量的振幅和磁矩的基阶(第18阶)分量的振幅之间的差异，其对于曲线Q1rm要比对于曲线Q2rm更小。
<2>在磁阻扭矩的基阶(第18阶)分量的相位和磁矩的基阶(第18阶)分量的相位之间的差异，对于曲线Q1rm要比对于曲线Q2rm更接近反相。
以下将描述原因<1>和<2>。
图14A的图中的曲线п1代表当使用具有图17中所示的凸出部分20的第一比较转子15A时，磁矩的基阶(第18阶)分量的波形。曲线п2代表当使用第一比较转子15A时，磁阻扭矩的基阶(第18阶)分量的波形。曲线п1位于由横坐标轴(旋转位置)和左侧的纵坐标轴TL(扭矩大小)表示的坐标系中。曲线п2位于由横坐标轴(旋转位置)和右侧的纵坐标轴TR(扭矩大小)表示的坐标系中。
图14B的图中的曲线Ω1代表当使用具有图18所示弓形凸出部分26的第二比较转子25时，磁矩的基阶(第18阶)分量的波形。曲线Ω2代表当使用第二比较转子25时，磁阻扭矩的基阶(第18阶)分量的波形。曲线Ω1位于由横坐标轴(旋转位置)和左侧的纵坐标轴TL(扭矩大小)表示的坐标系中。曲线Ω2位于由横坐标轴(旋转位置)和右侧的纵坐标轴TR(扭矩大小)表示的坐标系中。
当使用第一比较转子15A时，通过比较图14A的曲线п1，п2而当使用第二比较转子25时，通过比较图14B的曲线Ω1，Ω2即可清楚上面的原因<1>、<2>，即特征<1>、<2>。
如图12A中所示，当使用第一比较转子15A时的合成磁阻扭矩的曲线Qr12具有特征<1>和<2>。因此，通过将图12B所示合成磁阻扭矩的波形Qr12和磁矩曲线Qm1合成起来，就可抵消基阶(第18阶)分量，保留第36阶分量，从而显著地实现较高的阶数。
如上面的特征<1>和<2>所示，当将使用第二比较转子25时的合成磁阻扭矩的曲线Qr22(图12A所示)和图12B所示磁矩曲线Qm2合成起来时，基阶(第18阶)分量的抵消(cancellation)程度是很小的。结果，曲线Q2rm的扭矩波动就大于曲线Q1rm的扭矩波动。
现在将详细地描述上面的原因<1>。
当使用第二比较转子25时，空气隙变化如图13B所示是较为平滑的。在第二比较转子25中，具有向外凸出弧形的弓形凸出部分26构造出在第一永磁体17A和第二永磁体17B之间的部分，即极间部分。因此，当使用第二比较转子25时的磁阻扭矩波动较为平滑而且较小。相对于磁矩波形的旋转基阶(第18阶)分量波形的振幅而言，作为波长基础的第18阶旋转分量通常是较小的。
如图17中所示，由于第一比较转子15A包括角度部分H11，H12，因此，使用第一比较转子15A时的第一空气隙gh1如图13A中所示。空气隙上的这种变化加重(emphasize)了当使用第一比较转子15A时的合成磁阻扭矩的第18阶分量和第36阶分量。
图15A的柱形图显示了曲线Qr12的傅里叶级数展开的结果。柱形Bo1代表通过对曲线Qr12执行傅里叶级数展开而获得的第18阶分量的大小。柱形Bo2代表通过对曲线Qr12执行傅里叶级数展开而获得的第36阶分量的大小。图15B的柱形图显示了曲线Qr22的傅里叶级数展开的结果。柱形B51代表通过对曲线Qr22执行傅里叶级数展开而获得的第18阶分量的大小。柱形B52代表通过对曲线Qr22执行傅里叶级数展开而获得的第36阶分量的大小。
如从图15A和15B中可看出，曲线Qr12中的第18阶分量(Bo1)大于曲线Qr22中的第18阶分量(B51)。曲线Qr12中的第36阶分量(Bo2)大于曲线Qr22中的第36阶分量(B52)。结果，就有利地支持了原因<1>。也就是说，在曲线Q1rm中，磁阻扭矩中的基阶(第18阶)分量的振幅容易与磁矩中的基阶(第18阶)分量的振幅达到平衡。
现在将详细地描述上面的原因<2>。
磁阻扭矩中的第18阶分量波形的相位可通过产生高出部分Qro12的位置进行调整。例如，将考虑图16D的波形п6和图16E的波形п7。波形п6是通过将图16B的波形п4叠加到图16A的正弦波п3上而产生的模型波形。波形п7是通过将图16C的波形п5叠加到图16A的正弦波п3上而产生的模型波形。图16D的波形п6和图16E的波形п7具有在相同的正弦波п3的不同位置产生的高出部分Qro。
图16F的波形п8是从图16D的波形п6中提取的第18阶分量波形。图16F的波形п9是从图16E的波形п7中提取的第18阶分量波形。如从图16F中可看出，第18阶分量波形п8的相位不同于第18阶分量波形п9的相位。也就是说，通过改变高出部分Qro的位置来调整第18阶分量波形п8，п9的相位。也就是说，通过适当地调整角度部分H11，H12的位置，就可将磁阻扭矩的第18阶分量调整到磁矩的第18阶分量的反相上。
在没有形成角度部分H11，H12的第二比较转子25中，不能加重第18阶分量和第36阶分量。此外，在第二比较转子25中不能调整磁阻扭矩的第18阶分量的相位。也就是说，不像第一比较转子15A，在第二比较转子25中不能获得高得多的阶数。
从上面的详细描述中，将清楚以下方面。与第一比较转子15A相似，转子15可加重磁阻扭矩的第18阶分量和第36阶分量，并调整磁阻扭矩的第18阶分量的相位。这是因为，类似于第一比较转子15A的是，转子15包括第一角度部分H11、第二角度部分H12、第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23。
第一实施例具有以下优点。
(1)转子15包括凸出部分20，其各包括角度部分H11，H12。第二比较转子25包括弓形凸出部分26。通过将磁矩和合成磁阻扭矩合成起来，则转子15和第二比较转子25都获得输出扭矩波形的较高的阶数。然而，通过获得较高的输出扭矩的阶数而减小扭矩波动的效应，其对于包括凸出部分20的转子15比对于包括弓形凸出部分26的第二比较转子25更大。
也就是说，当对输出扭矩即总扭矩进行傅里叶级数展开时，当使用包括凸出部分20的转子15时输出扭矩的基阶分量的扭矩波动，就小于当使用包括弓形凸出部分26的第二比较转子25时输出扭矩的基阶分量的扭矩波动。也就是说，包括两个角度部分H11，H12的各个凸出部分20有助于使转子15的外圆周表面上的磁通量波动平滑化，并抑制扭矩波动。
(2)转子15包括第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23。因此，当使用转子15时两倍于输出扭矩即总扭矩的基阶的阶分量的扭矩波动，就小于例如当使用没有磁通量阻挡孔的第一比较转子15A时的扭矩波动。
(3)各个第一磁通量阻挡孔21设置成部分地重叠在从等分线154(154A)相对于旋转方向Y延迟8.5°的位置。结果，当使用转子15时，可靠地抑制了两倍于总扭矩的基阶(第18阶)的阶分量(第36阶)中的扭矩波动。
(4)各个第一磁通量阻挡孔21设置成部分地重叠在从等分线154(154A)相对于旋转方向Y延迟8.5°的位置。此外，各个第二磁通量阻挡孔22设置成部分地重叠在从等分线154(154A)相对于旋转方向Y延迟15.6°的位置。此外，各个第三磁通量阻挡孔23设置成部分地重叠在从等分线154(154A)开始相对于旋转方向Y延迟20°的位置。结果，当使用转子15时，就可靠地抑制了两倍于总扭矩的基阶(第18阶)的阶分量(第36阶)中的扭矩波动。
(5)如图6中所示，在单个凸出部分20的三条直线H1，H2，H3中，位于两端的直线H2，H3的长度分别比延长线H21，H31长。这种配置产生了如图13A中的曲线Gh1所示的第一空气隙gh1的变化。直线H2，H3分别比延长线H21，H31更长的配置，有利于获得更高的输出扭矩阶数，以减小当使用转子15时输出扭矩的基阶分量的扭矩波动。
(6)定子11的绕组方法是三相的波形绕组。因此，定子11有利于抑制旋转电机的振动。
(7)在转子15的外圆周和磁通量阻挡孔21，22，23之间的距离大于或等于一个芯板18的厚度。因此，即使转子15具有磁通量阻挡孔21，22，23，也易于在芯板18的处于转子15外圆周与磁通量阻挡孔21，22，23之间的那部分保证所需的强度。
参看图19至图22，其说明了第一磁通量阻挡孔21的角位置的合适值，以及第一磁通量阻挡孔21的角宽度的合适值。以下，将相同的标号赋予那些与第一实施例中相应部分相同的部分。
如图19中所示，各个第一磁通量阻挡孔21的角位置由在与旋转方向Y相反的方向上从相关的等分线154(154A)至第一磁通量阻挡孔21的中心211的角度α来代表。等分线154(154A)用作基准线。以下将第一磁通量阻挡孔21的角位置称为第一角位置α。第一磁通量阻挡孔21的角宽度由在一对经过旋转中心C并与第一磁通量阻挡孔21的缘边相接触的切线212，213之间所形成的角度Wa来代表。以下将第一磁通量阻挡孔21的角宽度称为第一角宽度Wa。换句话说，靠近等分线的磁通量阻挡区域的角位置，即第一磁通量阻挡孔21的角位置，由第一角宽度Wa中心的角位置、即中心211的角位置来表示。
图19显示了第一外切线222和第二外切线232，其夹在第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23之间。第一外切线222经过旋转中心C，并与第二磁通量阻挡孔22的缘边相接触。第二外切线232经过旋转中心C，并与第三磁通量阻挡孔23的缘边相接触。在第一外切线222和第二外切线232之间的角度Wd代表第二磁通量阻挡区域24的角宽度，即第四角宽度Wd。
此外，图19显示了第一内切线223和第二内切线233，其定位在第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23之间。第一内切线223经过旋转中心C，并与第二磁通量阻挡孔22的缘边相接触。第二内切线233经过旋转中心C，并与第三磁通量阻挡孔23的缘边相接触。在第一内切线223和第二内切线233之间的角度Wc代表第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23之间的间隔角，即第三角宽度Wc。
中线27经过旋转中心C，并将第四角宽度Wd二等分。中线27的角位置由角度δ表示。角度δ在与旋转方向Y相反的方向上从用作基准线的等分线154(154A)延伸至中线27。以下将角度δ称为中线27的角位置，即第二角位置δ。换句话说，靠近径向线(151A)的磁通量阻挡区域的角位置，即第二磁通量阻挡孔24的角位置，由第四角宽度Wd的中心的角位置、即第二角位置δ来表示。
图19显示了虚拟直线Z，其从旋转中心C延伸至转子15的外圆周。第一磁通量阻挡孔21的第一角位置α定位在虚拟直线Z和等分线154(154A)之间的区域内。第二磁通量阻挡区域24的第二角位置δ定位在虚拟直线Z和径向线151(151A)之间的区域内。
如图20A中所示，当转子15在旋转方向Y上旋转、并且齿121D接近其中一个磁极切换部分164时，作用在齿121D上的齿扭矩开始升高。此外，当如图20B所示随着转子15旋转，齿121D的圆周中心接近第一永磁体17A的磁极中心173时，作用在齿121D上的齿扭矩接近为零。
一对相邻磁极切换部分164的角宽度为(360°/p)，p代表磁极的数量。凹槽122的间距的角宽度为(360°/K)。K代表凹槽的数量。从当齿扭矩提高时起直到齿扭矩变为零时的转子15的旋转角度θr，大致由相邻磁极切换部分164之间的一半角宽度与凹槽122间距的一半角宽度之和来表示。图20B显示了旋转角度θr。从当齿扭矩提高时起直到其变成零时的转子15的旋转角度θr，大致由以下表达式(7)来表示。图20A和20B所示直线D将旋转中心C连到磁极中心173。由图20B中的虚线所示的直线D代表与图20A中实线所示的直线D相同的位置。旋转角度θr代表当转子15从图20A所示状态旋转到图20B所示状态时，直线D的旋转角度。
θr＝(360°/p)/2+(360°/K)/2...(7)在第一实施例中，极数p＝6。凹槽数K＝18。θr为40°。输出扭矩的基阶(18)是极数p(＝6)和凹槽数目K(＝18)的最小公倍数。
如图19中所示，与第一磁通量阻挡孔21相接触的切线212，213的角位置，从虚拟直线Z的角位置朝着旋转方向Y定位。与第二磁通量阻挡区域24相接触的第一外切线222和第二外切线232，从虚拟直线Z的角位置朝着与旋转方向Y相反的方向定位。第一磁通量阻挡孔21是设置在虚拟直线Z和等分线154(154A)之间的区域中的第一磁通量阻挡区域。第二磁通量阻挡孔24是设置在虚拟直线Z和径向线151(151A)之间的区域中的第二磁通量阻挡区域。虚拟直线Z设置在从等分线154(154A)处沿着与旋转方向Y相反的方向(图19所示)旋转一个角度θz的位置，角度θz是旋转角度θr＝[(360°/p)/2+(360°/K)/2]的3/8。
通过这种方式，当在永磁体埋设型旋转电机中将输出扭矩的基阶设置为极数p和凹槽数K的最小公倍数时，第一磁通量阻挡区域(21)的第一角位置α就设置在虚拟直线Z和等分线154(154A)之间的区域内。此外，第二磁通量阻挡区域24的第二角位置δ设置在虚拟直线Z和径向线151(151A)之间的区域内。第一磁通量阻挡区域(21)用作一种用于抑制两倍于输出扭矩基阶的阶分量的扭矩波动的措施。第二磁通量阻挡区域24用作一种用于抑制输出扭矩基阶分量的扭矩波动的措施。
上面的描述概括以下。只要第一磁通量阻挡区域(21)的第一角位置α定位在虚拟直线Z和等分线154(154A)之间的区域中，那么第一磁通量阻挡区域(21)就可重叠在虚拟直线Z上。只要第二磁通量阻挡区域24的第二角位置δ定位在虚拟直线Z和径向线151(151A)之间的区域中，那么第二磁通量阻挡区域24就可重叠在虚拟直线Z上。
也就是说，假设第一磁通量阻挡区域(21)的第一角位置α定位在虚拟直线Z和等分线154(154A)之间的区域中，那么第一磁通量阻挡区域21就可从虚拟直线Z朝着径向线151(151A)突出。假设第二磁通量阻挡区域24的第二角位置δ定位在虚拟直线Z和径向线151(151A)之间的区域中，那么第二磁通量阻挡区域24就可从虚拟直线Z朝着等分线151(151A)突出。
因此，第一磁通量阻挡区域(21)可设置在任何位置，只要它设置在虚拟直线Z和等分线154(154A)之间的区域中或设置在与虚拟直线Z重叠的区域中即可。第一磁通量阻挡孔21的第一角位置(α)可设置在虚拟直线Z和等分线154(154A)之间的区域中。第二磁通量阻挡区域24可设置在任何位置，只要它设置在虚拟直线Z和径向线151(151A)之间的区域中或设置在与虚拟直线Z重叠的区域中即可。第二磁通量阻挡孔24的角位置(δ)可设置在虚拟直线Z和径向线151(151A)之间的区域中。
图22的图显示了在当使用转子15时，在第一角宽度Wa和第一角位置α变化的情况下，对扭矩波动比变化进行FEM分析的示例，转子15包括第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23。图22中的横坐标轴代表第一角位置α的值。纵坐标轴代表扭矩波动比的值。图中的黑点代表通过FEM分析所获得的实际数据。扭矩波动比＝1显示了其中通过对图21所示第二转子15B的FEM分析所获得的扭矩波动为一的情况。如图21中所示，第二转子15B不具有第一磁通量阻挡孔21，而只具有第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23。
在图22的图中，共用的第一分析条件J1如下半径R＝25.5mm，角宽度A＝27°，角宽度θc＝12°，深度Dh＝0.45mm，第二角位置δ＝19°，第四角宽度Wd＝4°，第三角宽度Wc＝1°。
图22的图中的实际数据组Γa(1)，Γa(2)，Γa(3)，Γa(4)，Γa(5)代表当第一角宽度Wa分别设为0.4°，0.9°，1.4°，1.9°，2.4°时所获得的数据。也就是说，第一角宽度Wa从0.4°以0.5°的角度进行递增。
根据图22中的分析结果，当第一角位置α满足以下表达式(1-1)，并且第一角宽度Wa满足以下表达式(2-1)时，那么，两倍于基阶(第18阶)的第36阶分量的扭矩波动比就被抑制为一或更小。
7°≤α≤10° ...(1-1)Wa≤2.4° ...(2-1)表达式(1-1)、(2-1)与极数p＝6的情况相对应。为了对应于极数p不等于六的情况，将表达式(1-1)、(2-1)扩展为以下表达式(1)、(2)。
7°×6/p≤α≤10°×6/p ...(1)Wa≤2.4°×6/p...(2)现在将参见图23至25来描述第二磁通量阻挡区域24的第二角宽度Wb的合适值，以及第二角位置δ的合适值。
图23显示了第三转子15C，它包括六个第一磁通量阻挡孔21和六个椭圆形的细长的磁通量阻挡孔28。也就是说，第三转子15C包括六个简单的磁通量阻挡区域。细长的磁通量阻挡孔28各自限定了第三转子15C的第二磁通量阻挡区域的其中一个磁通量阻挡区域。也就是说，细长的磁通量阻挡孔28各自定位在与第三转子15C的旋转方向Y相反的方向上与第一磁通量阻挡孔21间隔开的位置。图23显示了一对经过旋转中心C、并与细长磁通量阻挡孔28的外圆周相接触切线281，282。在切线281，282之间的角度Wb代表细长磁通量阻挡孔28的角宽度。经过旋转中心C的中线283将第二角宽度Wb二等分。中线283的角位置由第二角度δ表示。第二角位置δ在与旋转方向Y相反的方向上从等分线154(154A)延伸至中线283。第二角位置δ代表第二角宽度Wb中心的角位置。也就是说，第二角位置δ代表细长磁通量阻挡孔28的角位置。
在第三转子15C中，第一磁通量阻挡孔21的第一角位置α限定了靠近等分线的磁通量区域，并且定位在虚拟直线Z和等分线154(154A)之间的区域内。细长磁通量阻挡孔28的第二角位置δ限定了靠近径向线的磁通量区域，并且定位在虚拟直线Z和径向线151(151A)之间的区域内。
图25的图显示了在当使用第三转子15C时，在第二角宽度Wb和第二角位置δ变化的情况下，对扭矩波动比变化进行FEM分析的示例，其包括第一磁通量阻挡孔21和细长的磁通量阻挡孔28。图25的横坐标轴代表第二角位置δ的值，并且纵坐标轴代表扭矩波动比的值。图中的黑点代表通过FEM分析所获得的实际的数据。图24显示了和第三转子15C进行比较的第四转子15D。第四转子15D不包括细长的磁通量阻挡孔28，而只包括第一磁通量阻挡孔21。图25中显示的扭矩波动比＝1代表当使用图24所示第四转子15D时FEM分析示例中的扭矩波动设为一的情况。
图25的图中的共用的第二分析条件J2如下半径R＝25.5mm，角宽度A＝27°，角宽度θc＝12°，深度Dh＝0.45mm，第一角位置α＝8°，并且第一角宽度Wa＝1.4°。
图25中的实际数据组Γb(1)，Γb(2)，Γb(3)，Γb(4)，Γb(5)代表当第二角宽度Wb分别设为3.3°，4.3°，5.3°，6.3°，7.3°时所获得的数据。也就是说，第二角宽度Wb从3.3°以1.0°的角度大小而递增。
根据图25中的分析结果，当第二角位置δ满足以下表达式(3-1)、并且第二角宽度Wb满足以下表达式(4-1)时，那么基阶(第18阶)分量的扭矩波动比被抑制为一或更小。
17°≤δ≤24°...(3-1)Wb≤7.3° ...(4-1)表达式(3-1)，(4-1)与极数p＝6的情况相对应。为了对应于极数p不等于六的情况，将表达式(3-1)，(4-1)扩展为以下表达式(3)，(4)。
17°×6/p≤δ≤24°×6/p...(3)Wb≤7.3°×6/p ...(4)现在将参见图26，来描述在第二磁通量阻挡区域24由图19所示转子15的一对磁通量阻挡孔22，23构成的情况下的第四角宽度Wd的合适值。
图26的图显示了在当使用转子15时，在第四角宽度Wd和第三角宽度Wc变化的情况下，对扭矩波动比的变化进行FEM分析的示例，转子15包括第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23。图26的横坐标轴代表第四角位置Wd的值，并且纵坐标轴代表扭矩波动比的值。图中的黑点代表通过FEM分析所获得的实际数据。扭矩波动比＝1显示了当第三角宽度Wc＝0°时，扭矩波动设为一的情况。图26中的共用的第三分析条件J3如下半径R＝25.5mm，角宽度A＝27°，角宽度θc＝12°，深度Dh＝0.45mm，第一角位置α＝8°，第二角位置δ＝19°，第一角宽度Wa＝1.4°，且第二角宽度Wb＝6.3°。
图26中的实际数据组Γc(1)，Γc(2)，Γc(3)代表当第三角宽度Wc分别设为1°，2°，3°时所获得的数据。也就是说，第三角宽度Wc从1°以1°的角度大小而递增。
根据图26的分析结果，当第四角宽度Wd满足以下表达式(5)时，基阶(第18阶)分量的扭矩波动比被抑制为一或更小。
Wb+0.75×(Wc2+Wc)-(0.5×Wc+0.5)≤Wd≤Wb+0.75×(Wc2+Wc)+(0.5×Wc+0.5) ...(5)表达式(5)中的第二角宽度Wb是基于满足表达式(3)和(4)的假设。基于第二角宽度Wb，通过表达式(5)，可获得第四角宽度Wd。与表达式(5)中的第四角宽度Wd相对应的第二磁通量阻挡区域24将基阶(第18阶)分量的扭矩波动抑制为例如小于或等于图23中与第二角宽度Wb相对应的细长磁通量阻挡孔28的扭矩波动，其基于满足表达式(3)和(4)的假设。
图23显示了当使用第三转子15C时，在各个第一圆周部分19A和相关细长的磁通量阻挡孔28之间的距离t。距离t显示了在第一圆周部分19A和细长的磁通量阻挡孔28的缘边之间的最短距离。
现在将参见图27，来描述在每个第二磁通量阻挡区域仅由图23中所示的一个细长磁通量阻挡孔28构成的简单磁通量阻挡区域的情况下，在距离t和转子15的直径2R之间的合适关系。
图27的图显示了在当使用第三转子15C时，在距离t和直径2R之比(t/2R)变化的情况下，对扭矩波动比变化进行FEM分析的示例，其中第三转子15C包括第一磁通量阻挡孔21和细长的磁通量阻挡孔28。直径2R是恒定值。图27的横坐标轴代表百分数形式的比(t/2R)的值，并且纵坐标轴代表扭矩波动比的值。图中的黑点代表通过FEM分析所获得的实际数据。扭矩波动比＝1代表当不为图24所示第四转子15D提供细长的磁通量阻挡孔28时，通过FEM分析所获得的扭矩波动设为一的情况。
用于获得图27的图的共用的第四分析条件J2如下半径R＝25.5mm，角宽度A＝27°，角宽度θc＝12°，深度Dh＝0.45mm，第一角位置α＝8°，第二角位置δ＝19°，第一角宽度Wa＝1.4°，且第二角宽度Wb＝6.3°。
根据图27中的实际数据组Γd所示的结果分析，当比值(t/2R)满足以下表达式(6)时，就足以实现将基阶(第18阶)分量的扭矩波动比减小至1/4或更小(＝0.25或更小)的效果。
0.006≤t/2R≤0.019...(6)本发明可如下所述进行修改。
如图28中所示，第五转子15E包括辅助的第一磁通量阻挡孔21A、辅助的第二磁通量阻挡孔22A和辅助的第三磁通量阻挡孔23A。此外，第五转子15E包括第一磁通量阻挡孔21、第二磁通量阻挡孔22和第三磁通量阻挡孔23。辅助的第一磁通量阻挡孔21A、辅助的第二磁通量阻挡孔22A和辅助的第三磁通量阻挡孔23A定位在第二直线H2的附近。
在图28中，沿着图中的垂直方向延伸的径向线151被称为第二典型径向线151B。第二典型径向线151B定位成从典型径向线151A朝着旋转方向Y。辅助的虚拟直线Zm设置成可使辅助的虚拟直线Zm和虚拟直线Z相对于等分线154(154A)具有反射对称性。各个辅助的第一磁通量阻挡孔21A构成了辅助的第一磁通量阻挡区域。各个辅助的第二磁通量阻挡孔22A和相应的辅助的第三磁通量阻挡孔23A构成了辅助的第二磁通量阻挡区域。
辅助的第一磁通量阻挡孔21的角位置定位在辅助的虚拟直线Zm和等分线154(154A)之间的区域内。辅助的第二磁通量阻挡区域的角位置定位在辅助的虚拟直线Zm和径向线151(151B)之间的区域内。
各个辅助的第一磁通量阻挡孔21A设置成使得辅助的第一磁通量阻挡孔21A和相关的第一磁通量阻挡孔21相对于等分线154(154A)具有反射对称性。各个辅助的第二磁通量阻挡孔22A设置成使得辅助的第二磁通量阻挡孔22A和相关的第二磁通量阻挡孔22相对于等分线154(154A)具有反射对称性。各个辅助的第三磁通量阻挡孔23A设置成使得辅助的第三磁通量阻挡孔23A和相关的第三磁通量阻挡孔23相对于等分线154(154A)具有反射对称性。
直线157将第一角度部分H11连到旋转中心C上(见图1B)。在定位成朝着与第二典型径向线151B之旋转方向Y相反的方向的典型凸出部分20的第三角度部分H11，H12中，第一角度部分H11是更靠近第二典型径向线151B的角度部分。辅助的第一磁通量阻挡孔21A、辅助的第二磁通量阻挡孔22A和辅助的第三磁通量阻挡孔23A，定位在第二典型径向线151B与朝着第二典型径向线151B之旋转方向Y相反的方向定位的直线157之间的范围内。
在任一方向上旋转第五转子15E，将抑制输出扭矩的第36阶分量的扭矩波动。
如图29中所示，本发明可应用于一种密闭型电动压缩机30。电动压缩机30是一种涡轮型电动压缩机。旋转电机M用作汽车空调的电动机。旋转电机M包括电动机外壳35，定子11，转子15和旋转轴32。定子11固定在电动机外壳35的内圆周面上。旋转电机M可包括第五转子15E，以替代转子15。转子15或第五转子15E固定在旋转轴32上。
电动压缩机30包括可移动的涡轮31和固定的涡轮33。移动涡轮31用作压缩操作体。当旋转轴32旋转时，可移动的涡轮31旋转，从而压缩制冷剂。也就是说，减小了由可移动的涡轮31和固定的涡轮33所限定的压缩室34的容积。从外部制冷剂回路(未示出)导入到电动机外壳35中的制冷剂，就通过吸入口36而被抽吸到压缩室34中。压缩室34的制冷剂被传送通过排放口37，而被迫离开排出阀38，并排放到排放室39中。排放室39中的制冷剂流入到外部制冷剂回路中，从而流回到电动机外壳35中。
本发明的旋转电机M是比较优越的，因为它具有低的脉动，即低的振动，并且适合应用于密闭型电动压缩机30。在不降低输出扭矩平均值的条件下减小噪声和振动，这种需求对于车辆密闭型电动机驱动的压缩机来说是很强烈的。本发明的永磁体埋设型旋转电机M满足了这种需求。
通过在第一磁通量阻挡孔21，21A，第二磁通量阻挡孔22，22A，和第三磁通量阻挡孔23，23A的各个磁通量阻挡孔上提供非磁性材料，可构成磁通量阻挡部分。
权利要求
1.一种永磁体埋设型旋转电机(M)，包括环形定子(11)，所述定子(11)限定了径向方向；多个设置在所述定子(11)内圆周上的齿(121)，在每一对相邻的所述齿(121)之间限定了凹槽(122)；多个线圈(13)，各个所述线圈(13)设置在相应的所述凹槽(122)中；定位在所述定子(11)内部的转子(15)，所述转子(15)可在旋转方向(Y)上旋转，所述转子(15)限定了旋转轴线(C)，围绕所述旋转轴线(C)的虚拟圆周(E)，以及外圆周，其中，所述外圆周交替地设有多个圆周部分(19A，19B)和多个凸出部分(20)，所述圆周部分(19A，19B)包括在所述虚拟圆周(E)中，各个所述圆周部分(19A，19B)包括圆周中心(191)，所述旋转电机(M)其特征在于，所述凸出部分(20)定位在所述虚拟圆周(E)的径向内侧并且径向向外地凸出，各个所述凸出部分(20)包括第一和第二角度部分(H11，H12)，以及三条直线(H1，H2，H3)，所述三条直线(H1，H2，H3)彼此连接，以便限定所述第一和第二角度部分(H11，H12)，各自将所述旋转轴线(C)连到其中一个所述圆周中心(191)上的直线被称为径向线，各自将其中一个所述凸出部分(20)二等分的直线被称为等分线(154)；多个埋设在所述转子(15)内部的永磁体(17A，17B)，各个所述永磁体(17A，17B)具有磁极中心(173)；和多个定位在所述转子(15)上的磁通量阻挡区域(40)，其中一个所述磁通量阻挡区域(40)定位在所述径向线(151)与相邻于且在所述旋转方向(Y)上先于所述径向线(151)的所述等分线(154)之间的范围内。
2.根据权利要求1所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述第二角度部分(H12)比所述第一角度部分(H11)更靠近所述径向线(151)，其中，将所述第二角度部分(H12)连到所述旋转轴线(C)上的直线，被称为角度直线(158)，和其中，所述磁通量阻挡区域(40)定位在所述径向线(151)与所述角度直线(158)之间的范围内。
3.根据权利要求1所述的旋转电机(M)，其特征在于，每一个所述磁通量阻挡区域(40)都包括多个磁通量阻挡部分(21-23)。
4.根据权利要求1所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述永磁体(17A，17B)限定了所述旋转电机(M)中的极数(p)，其中，所述凹槽(122)的数量为K，其中，所述旋转电机(M)的输出扭矩包括与基阶相对应的基阶分量以及与两倍于所述基阶的阶数相对应的两倍阶分量，所述基阶是所述极数(p)和所述凹槽(122)的数量(K)的最小公倍数，其中，所述磁通量阻挡区域(40)包括更靠近所述等分线(154)的第一磁通量阻挡区域(21)和更靠近所述径向线(151)的第二磁通量阻挡区域(22，23)，所述第一磁通量阻挡区域(21)抑制所述两倍阶分量的扭矩波动，而所述第二磁通量阻挡区域(22，23)抑制所述基阶分量的扭矩波动，其中，所述转子(15)限定了虚拟直线(Z)，其从所述旋转轴线(C)延伸至所述转子的外圆周，所述虚拟直线(Z)定位在沿着与所述旋转方向(Y)相反的方向从所述等分线(154)开始旋转了[(360°/p)/2+(360°/K)/2]×3/8的角位置，其中，所述第一磁通量阻挡区域(21)设置在所述虚拟直线(Z)与所述等分线(154)之间的区域内或在与所述虚拟直线(Z)部分地重叠的区域内，并且其中，所述第二磁通量阻挡区域(24)设置在所述虚拟直线(Z)与所述径向线(151)之间的区域内或在与所述虚拟直线(Z)部分地重叠的区域内。
5.根据权利要求4所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述第一磁通量阻挡区域(21)定位在第一角位置(α)，所述第一角位置(α)是在与所述旋转方向(Y)相反的方向上从所述等分线(154)起始旋转了角度(α)的位置，其中，所述第一磁通量阻挡区域(21)在所述圆周方向上围绕所述旋转轴线(C)延伸了第一角宽度(Wa)，其中，所述第一角位置(α)和所述极数(p)满足以下表达式(1)，并且其中，所述第一角宽度(Wa)和所述极数(p)满足以下表达式(2)，7°×6/p≤α≤10°×6/p…(1)Wa≤2.4°×6/p …(2)。
6.根据权利要求5所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述极数(p)设为六，其中，所述凹槽(122)的数量(K)为十八，其中，所述第二角度部分(H12)比所述第一角度部分(H11)更靠近所述径向线(151)，将所述第二角度部分(H12)连到所述旋转轴线(C)上的直线被称为角度直线(158)，并且所述角度直线(158)定位在所述第一磁通量阻挡部分(21)与所述等分线(154)之间。
7.根据权利要求4所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述第二磁通量阻挡区域(28)定位在第二角位置δ，所述第二角位置(δ)是在与所述旋转方向(Y)相反的方向上从所述等分线(154)起始旋转了角度(δ)的位置，所述第二角位置(δ)和所述极数(p)满足以下表达式(3)，其中，所述第二磁通量阻挡区域(24，28)限定了围绕所述旋转轴线(C)的第二角宽度(Wb)，并且其中，所述第二角宽度(Wb)和所述极数(p)满足以下表达式(4)，17°×6/p≤δ≤24°×6/p…(3)Wb≤7.3°×6/p …(4)。
8.根据权利要求7所述的旋转电机(M)，其特征在于，第二磁通量阻挡区域(24)包括第二磁通量阻挡部分(22)和第三磁通量阻挡部分(23)，所述第二磁通量阻挡部分(22)与所述第三磁通量阻挡部分(23)是间隔开的。
9.根据权利要求7所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述第二磁通量阻挡区域(24，28)是由单个磁通量阻挡部分(28)形成的简单的磁通量阻挡区域(28)和由第二磁通量阻挡部分(22)及第三磁通量阻挡部分(23)形成的复杂的磁通量阻挡区域(24)中的一个区域，其中，所述简单的磁通量阻挡区域(28)在所述圆周方向上延伸了所述第二角宽度(Wb)，其中，在所述第二磁通量阻挡部分(22)与第三磁通量阻挡部分(23)之间的间隔，在所述圆周方向上围绕所述旋转轴线(C)而延伸了第三角宽度(Wc)，其中，所述第一磁通量阻挡区域(24)在所述圆周方向上围绕所述旋转轴线(C)而延伸了第四角宽度(Wd)，其中，所述第二角宽度(Wb)、所述第三角宽度(Wc)和所述第四角宽度(Wd)满足以下表达式(5)，Wb+0.75×(Wc2+Wc)-(0.5×Wc+0.5)≤Wd≤Wb+0.75×(Wc2+Wc)+(0.5×Wc+0.5) …(5)。
10.根据权利要求8所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述第二磁通量阻挡部分(22)定位成部分地重叠在从所述等分线(154)起始沿着与所述旋转方向(Y)相反的方向而旋转了角度15.6°的位置，和其中，所述第三磁通量阻挡部分(23)定位成部分地重叠在从所述等分线(154)起始沿着与所述旋转方向(Y)相反的方向而旋转了角度20°的位置。
11.根据权利要求4所述的旋转电机(M)，其特征在于，在各所述圆周部分(19A，19B)与相关的所述第二磁通量阻挡区域(24)之间的距离被称为t，并且所述圆周部分(19A，19B)的直径被称为2R，并且其中，所述距离t和所述直径2R满足以下表达式(6)，0.006≤t/2R≤0.019 …(6)。
12.根据权利要求4所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述凸出部分(20)的所述第一和第二角度部分(H11，H12)具有相对于所述等分线(154)的反射对称性，并且其中，所述转子(15E)还包括辅助的第一磁通量阻挡区域(21A)，所述第一磁通量阻挡区域(21)和所述辅助的第一磁通量阻挡区域(21A)具有相对于所述等分线(154)的反射对称性。
13.根据权利要求4所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述凸出部分(20)的所述第一和第二角度部分(H11，H12)具有相对于所述等分线(154)的反射对称性，并且其中，所述转子(15E)还包括辅助的第二磁通量阻挡区域(22A，23A)，所述第二磁通量阻挡区域(22，23)和所述辅助的第二磁通量阻挡区域(22A，23A)具有相对于所述等分线(154)的反射对称性。
14.根据权利要求1所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述转子(15)包括多个彼此层压在一起的芯板(18)，各个所述芯板(18)具有厚度，并且其中，在所述转子外圆周与所述磁通量阻挡区域(21-23)之间的距离设定为大于或等于其中一个所述芯板(18)。
15.根据权利要求1所述的旋转电机(M)，其特征在于，限定了各所述凸出部分(20)的所述三条直线包括位于中心的第一直线(H1)，以及将所述第一直线(H1)夹在中间的第二直线(H2)和第三直线(H3)，其中，在所述第二直线(H2)的延长线上从所述第一直线(H1)延伸至所述虚拟圆周(E)的直线被称为第二延长线(H21)，在所述第三直线(H3)的延长线上从所述第一直线(H1)延伸至所述虚拟圆周(E)的直线被称为第三延长线(H31)，其中，所述第二直线(H2)比所述第二延长线(H21)更长，和其中，所述第三直线(H3)比所述第三延长线(H31)更长。
16.根据权利要求1所述的旋转电机(M)，其特征在于，所述永磁体(17A，17B)定位成在所述圆周方向上交替地具有不同的极性。
17.根据权利要求1至16中任一权项所述的旋转电机(M)用于汽车空调的用途。
18.一种密闭型电动压缩机(30)，包括根据权利要求17所述的用于汽车空调的所述电动机(M)；由所述电动机(M)驱动的旋转轴(32)；压缩室(34)；和压缩操作体(31)，其基于所述旋转轴(32)的旋转来压缩所述压缩室(34)中的气体，并排放已压缩的气体。
全文摘要
转子(15)的外圆周交替地设有多个圆周部分(19A，19B)和多个凸出部分(20)。各自将旋转轴线(C)连接到圆周部分(19A，19B)的其中一个圆周中心(191)上的直线被称为径向线(151)。各自将其中一个凸出部分(20)二等分的直线被称为等分线(154)。多个磁通量阻挡区域(40)定位在转子(15)上。其中一个磁通量阻挡区域(40)定位在径向线(151)与相邻于且在旋转方向(Y)上先于径向线(151)的等分线(154)之间的范围内。因此，永磁体埋设型旋转电机能够防止扭矩减小，并且能够抑制扭矩波动(图1B)。
文档编号H02K21/14GK101060261SQ20071010137
公开日2007年10月24日 申请日期2007年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者安谷屋拓, 堀场达也, 平野泰三, 猪饲健介, 米良实 申请人:株式会社丰田自动织机