[发明专利]车辆用旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及车辆用旋转电机。

背景技术

基于发动机和旋转电机这两方的输出而进行行驶的混合动力机动车、仅基于旋转电机的输出转矩而进行行驶的纯粹电动机动车的开发正在进行。在本说明书中，将包括混合动力机动车、纯粹电动机动车这两方的机构车记载为电动机动车。由于搭载在电动机动车上的行驶用的旋转电机要求大输出，因此将能够保持强力的磁能的希土类烧结磁铁作为永久磁铁使用。另外，搭载在电动机动车上的行驶用的旋转电机在转子铁心内埋入有永久磁铁。

旋转电机中产生齿槽转矩等引起的转矩脉动。旋转电机的转矩脉动可能成为噪声或振动的原因。尤其是在电动机动车中，转矩脉动可能对车辆起步时的乘车舒适度带来不良影响。因此，以往进行降低旋转电机的转矩脉动的尝试，而采取沿轴向将转子的永久磁铁的位置略微向周向移动的方法。这样的技术在专利文献1、专利文献2中有记载。

在专利文献1所记载的旋转电机中公开了如下技术，即，埋入转子铁心的永久磁铁的位置根据旋转电机的旋转轴方向的位置略微向周向移动。这样，通过将永久磁铁的位置根据旋转轴方向的位置略微向周向移动，来降低转矩脉动。

在机动车用旋转电机中，为了减少高速旋转区域中产生的转矩输出的降低，而形成增大磁阻转矩的产生的结构。即，形成相对于流过定子的电流所产生的q轴的磁通，而q轴的磁通所通过的辅助磁极的磁阻减少的转子结构，由此来实现磁阻转矩的增大。通过利用磁阻转矩，从而形成为永久磁铁所产生的磁铁转矩占旋转电机的输出转矩的比例减小，且磁铁量减小，并且抑制高速旋转区域的内部感应电压的转子结构。在利用这样的磁阻转矩的旋转电机中，期望除了降低磁铁转矩的脉动，还降低磁阻转矩的脉动。

专利文献1所记载的旋转电机不是利用磁阻的结构。因此，在该专利文献1中，仅涉及磁铁转矩的转矩脉动，而完全不涉及磁阻转矩的转矩脉动，并且也没有启示。另外，由于专利文献1所记载的转矩脉动包括与旋转电机的产生转矩对应的大的轴向的成分，因此具有与产生转矩对应而在轴向上产生大的推力的问题。

专利文献2所记载的旋转电机具有利用磁阻的结构，但未提及磁阻转矩的转矩脉动。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本国特开2006-060952号公报

【专利文献2】日本国特开2003-333778号公报

期望如上述那样在旋转电机中降低转矩脉动。尤其是在机动车用的旋转电机中存在转矩脉动对车的乘车舒适度带来影响的可能性，从而转矩脉动的降低为更重要的课题。

发明内容

根据本发明的第一方式，车辆用旋转电机具备：定子，其具有定子铁心和卷绕在该定子铁心上的定子绕组；转子，其相对于定子设置成旋转自如，且具有转子铁心和多个永久磁铁，该转子铁心通过将形成有多个磁铁插入孔的电磁钢板层叠而形成，多个永久磁铁分别保持在多个磁铁插入孔中，并分别形成磁极，其中，各永久磁铁分别具备沿转子轴向延伸，且转子周向的长度具有两种以上的长度的形状。

根据本发明的第二方式，在第一方式的车辆用旋转电机的基础上，各永久磁铁由沿转子轴向排列配置的n(n为2以上的整数)种磁铁片构成，n种磁铁片的转子周向的长度各相差相当于电气角的约120/n度的长度，各磁铁片的转子周向上的中心线以沿转子轴向对齐成大致一条直线的方式配置。通过形成为这样的结构，能够降低磁铁转矩的至少6次的转矩脉动。通过增加上述n的数目，还能够降低其它次的转矩脉动。

根据本发明的第三方式，在第二方式的车辆用旋转电机的基础上，优选构成各永久磁铁的n种磁铁片从定子侧观察到的形状分别为大致四边形形状。

根据本发明的第四方式，在第二或第三方式的车辆用旋转电机的基础上，优选构成各永久磁铁的n种磁铁片分别为关于各磁铁片的中心线对称的对称形状。

根据本发明的第五方式，在第二至第四方式中任一方式的车辆用旋转电机的基础上，优选磁铁插入孔通过将孔内周面的转子周向的长度不同的m(m为2以上的整数)种孔沿转子轴向配置而成，m种孔的孔内周面的转子周向的长度各相差相当于电气角的约120/m度的长度。通过形成为这样的结构，能够降低磁铁转矩的至少6次的转矩脉动。通过增加上述m的数目，还能够降低其它次的转矩脉动。

根据本发明的第六方式，在第二至第四方式中任一方式的车辆用旋转电机的基础上，优选各永久磁铁的转子周向的长度设定在从相当于电气角(120/n-5)度的长度到相当于电气角(120/n+5)度的长度的范围内。