[发明专利]永磁式旋转电机和具备永磁式旋转电机的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及永磁式旋转电机和具备该永磁式旋转电机的车辆。

背景技术

作为混合动力车（HV）和电动车（EV）等电动车辆的驱动而使用的永磁式旋转电机，要求高速旋转化。特别优选在高速旋转区域也能够实现高输出功率的永磁式旋转电机。因此，以往，永磁式旋转电机较多地使用高速旋转时能够削弱磁场，并且能够应用磁阻转矩的带有辅助凸极的嵌入型永磁式旋转电机。例如，专利文献1中记载了能够同时提高输出功率和提高机械转速的永磁式旋转电机的结构。

在这样的耐高速旋转的永磁式旋转电机的转子中，插入了矩形截面的较长的永磁铁。对于每个磁极设置了具有大致矩形截面的磁铁插入孔。在该磁铁插入孔中插入永磁铁，旋转电机被驱动、转子旋转时，因离心力，特别在与永磁铁的角部相接的磁铁插入孔拐角部，较大的应力发生作用。该应力较大的情况下，可能发生磁铁的破损或转子的破损。

专利文献2中，记载了一种转子，其在磁铁用沟的角部向外侧形成有圆弧状的凸起，使永磁铁的角部不与插入该永磁铁的磁铁用沟的角部接触。

专利文献3中，记载了一种磁铁型旋转电机，其按每个磁极设置多个插入永磁铁的磁铁槽，在同一个转子磁极中相邻的磁铁槽之间的转子铁芯部分设置窄铁芯部和宽铁芯部，以该窄铁芯部的宽度连续地变化的方式设置有圆弧部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-187189号公报

专利文献2：日本特开平09-294344号公报

专利文献3：日本特开2002-281700号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

专利文献1和3记载的永磁式旋转电机的转子中，在每个磁极的多个磁铁插入孔的相邻两个磁铁插入孔之间设置有桥部（磁铁槽内铁芯部）。该桥部一侧的磁铁插入孔的拐角部不是考虑了转子的径向和周向的双方向的应力和桥部的磁饱和的设计。从而，不是充分支持高速旋转的永磁式旋转电机。

用于解决技术问题的手段

根据本发明的第一方式，永磁式旋转电机是具有定子和与定子隔着空隙对应配置的转子的永磁式旋转电机，转子具备：按每个磁极设置了具有大致矩形的截面的多个磁铁插入孔的转子铁芯；和分别被插入到磁铁插入孔中的永磁铁，在按转子的每个磁极设置的多个磁铁插入孔的周向上的两端部，分别形成非磁性部，在多个磁铁插入孔的相邻的磁铁插入孔之间，设置有将磁铁插入孔的外侧的转子铁芯部与磁铁插入孔的内侧的转子铁芯部机械连接的桥部，在作为磁铁插入孔的桥部一侧的面与磁铁插入孔的转子外侧的面之间的拐角部的第一拐角部、和作为磁铁插入孔的桥部一侧的面与磁铁插入孔的转子内侧的面之间的拐角部的第二拐角部，各自设有分别向转子的周向和径向凸出的退避部，使得插入到磁铁插入孔中的具有矩形截面的长条的永磁铁的角部不与磁铁插入孔的桥部一侧的面、以及转子外侧的面和转子内侧的面接触，磁铁插入孔的桥部一侧的面的退避部的大小（尺寸）在永磁铁的角部处减小，磁铁插入孔的转子外侧的面和磁铁插入孔的转子内侧的面的退避部的大小（尺寸）在永磁铁的角部处减小。

根据本发明的第二方式，在第一方式的永磁式旋转电机中，优选在非磁性部的外周侧的转子铁芯的最小宽度为W1、桥部的最小宽度为W2、磁铁插入孔的第一拐角部处的转子外周侧的铁芯的最小宽度为W3时，W2<W1<W3成立。

根据本发明的第三方式，在第二方式的永磁式旋转电机中，优选在桥部的最大宽度为W4时，W2<W4<W1<W3成立。

根据本发明的第四方式，在第一至三中任一方式的永磁式旋转电机中，永磁铁的角部被施予R形（圆弧状）或平面状的倒角，磁铁插入孔的第一拐角部和磁铁插入孔的第二拐角部各自具备：与永磁铁的角部接近的曲面部；与曲面部连接的形成周向的退避部的平面部；和与曲面部连接的形成径向的退避部的平面部。

根据本发明的第五方式，在第一至三中任一方式的永磁式旋转电机中，优选永磁铁的角部被施予R形（圆弧状）或平面状的倒角，磁铁插入孔的第一拐角部和磁铁插入孔的第二拐角部各自具备：与永磁铁的角部接近的平面部；与平面部连接的形成周向的退避部的曲面部；和与平面部连接的形成径向的退避部的曲面部。

根据本发明的第六方式，在第四或第五方式的永磁式旋转电机中，曲面部的曲率小于永磁铁的倒圆角的曲率。

根据本发明的第七方式，车辆的电动驱动装置具备：第一至六中任一方式的永磁式旋转电机；和供给用于驱动该旋转电机的电力的电力转换部。