(57)【要約】【課題】  回転子鉄心の磁石挿入孔に発生する応力集中を緩和し高速回転化が可能な回転電機の回転子、回転電機、及び車両を提供する。【解決手段】  磁極毎に複数の磁石挿入孔２５３を備えた回転子鉄心２５２と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石２５４とを備え、隣り合う磁石挿入孔２５３の間に、磁石挿入孔２５３の外周側にある回転子鉄心の磁極外側部２５６と内周側にある回転子鉄心の磁極内側部２６３とを機械的に接続するブリッジ部２６０が設けられ、ブリッジ部２６０は、当該ブリッジ部２６０の外周側に２つの変曲点２６６ａ，２６６ｂを有するように回転電機の回転子２５０を構成する。【選択図】図６
2020174529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極毎に複数の磁石挿入孔を備えた回転子鉄心と、
前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを備え、
隣り合う前記磁石挿入孔の間に、前記磁石挿入孔の外周側の回転子鉄心部と内周側の回転子鉄心部とを機械的に接続するブリッジ部が設けられた回転電機の回転子であって、
前記ブリッジ部は、当該ブリッジ部の外周側に２つの変曲点を有する回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機の回転子であって、
前記ブリッジ部が、外周側の２つの変曲点の間に、当該２つの変曲点を結んだ辺、または円弧を有することを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転電機の回転子であって、
前記ブリッジ部が、当該ブリッジ部の内周側に２つの変曲点を有することを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機の回転子であって、
前記ブリッジ部が、内周側の２つの変曲点の間に、当該２つの変曲点を結んだ辺、または円弧を有することを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項５】
請求項３に記載の回転電機の回転子であって、
内周側の２つの変曲点を結んだ斜辺部が成す角が、外周側の２つの変曲点を結んだ斜辺部が成す角より大きいことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項６】
請求項３に記載の回転電機の回転子であって、
外周側２つの変曲点を結んだ斜辺部が成す角が、内周側２つの変曲点を結んだ斜辺部が成す角より大きいことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項７】
請求項３に記載の回転電機の回転子であって、
外周側２つの変曲点を結んだ斜辺部が成す角と、内周側２つの変曲点を結んだ斜辺部が成す角とが等しいことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の回転電機の回転子と、
前記回転子に空隙を介して対向する固定子とを有する回転電機。
【請求項９】
請求項８に記載の回転電機を備え、
前記回転電機を走行時の駆動力源として用いる車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機の回転子、回転電機、及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両駆動用として用いられる回転電機においては、通常の回転電機に比べ、高速回転化が要求されている。高速回転化にあたって、回転子の遠心力に対する機械的な強度を向上させる必要があるが、例えば、特許文献１には高出力化と機械的な高速回転化の両立が可能な永久磁石式回転電機の構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０１５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
更なる高速回転化に対応するため、回転子の遠心力に対する機械的な強度向上が求められている。
【０００５】
そこで本発明は、回転子鉄心の磁石挿入孔に発生する応力集中を緩和し高速回転化が可能な回転電機の回転子、回転電機、及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【０００７】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、磁極毎に複数の磁石挿入孔を備えた回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを備え、隣り合う前記磁石挿入孔の間に、前記磁石挿入孔の外周側の回転子鉄心部と内周側の回転子鉄心部とを機械的に接続するブリッジ部が設けられた回転電機の回転子であって、前記ブリッジ部は、当該ブリッジ部の外周側に２つの変曲点を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転子鉄心の磁石挿入孔に発生する応力集中を緩和し高速回転化が可能な回転電機の回転子、回転電機、及び車両を提供することができる。
【０００９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】回転電機を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図。
【図２】電力変換装置６００の回路図。
【図３】回転電機の断面図。
【図４】固定子２３０および回転子２５０の断面図。
【図５】固定子２３０および回転子２５０の１磁極分の拡大図。
【図６】図５の回転子鉄心の磁石間ブリッジ部２６０付近の拡大図。
【図７】回転子鉄心の磁石間ブリッジ部２６０付近の拡大図（別の実施例）。
【図８】回転子鉄心の磁石間ブリッジ部２６０付近の拡大図（別の実施例）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１２】
本実施例では、以下に説明するように回転子鉄心の磁石挿入孔の逃げ部に発生する応力を低減し高回転化が可能である。そのため、例えば、電気自動車の走行用モータとして好適である。本発明による回転電機は、回転電機のみによって走行する純粋な電気自動車や、エンジンと回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車にも適用できるが、以下ではハイブリッド型の電気自動車を例に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例の回転電機を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図である。車両１００には、エンジン１２０と第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２とバッテリ１８０とが搭載されている。バッテリ１８０は、回転電機２００、２０２に直流電力を供給し、回生走行時には回転電機２００、２０２から直流電力を受ける。バッテリ１８０と回転電機２００、２０２との間の直流電力の授受は、電力変換装置６００を介して行われる。また、図示していないが、車両には低電圧電力（例えば、１４ボルト系電力）を供給するバッテリが搭載されており、以下に説明する制御回路に直流電力を供給する。
【００１４】
エンジン１２０および回転電機２００、２０２による回転トルクは、変速機１３０とデファレンシャルギア１６０を介して前輪１１０に伝達される。変速機１３０は変速機制御装置１３４により制御され、エンジン１２０はエンジン制御装置１２４により制御される。バッテリ１８０は、バッテリ制御装置１８４により制御される。変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４、電力変換装置６００および統合制御装置１７０は、通信回線１７４によって接続されている。
【００１５】
統合制御装置１７０は、変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４、電力変換装置６００およびバッテリ制御装置１８４よりも上位の制御装置であり、変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４、電力変換装置６００およびバッテリ制御装置１８４の各状態を表す情報を通信回線１７４を介してそれらからそれぞれ受け取る。統合制御装置１７０は、取得したそれらの情報に基づき各制御装置の制御指令を演算する。演算された制御指令は通信回線１７４を介してそれぞれの制御装置へ送信される。
【００１６】
高電圧のバッテリ１８０はリチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの２次電池で構成され、２５０ボルトから６００ボルト、あるいはそれ以上の高電圧の直流電力を出力する。バッテリ制御装置１８４は、バッテリ１８０の充放電状況やバッテリ１８０を構成する各単位セル電池の状態を、通信回線１７４を介して統合制御装置１７０に出力する。
【００１７】
統合制御装置１７０は、バッテリ制御装置１８４からの情報に基づいてバッテリ１８０の充電が必要と判断すると、電力変換装置６００に発電運転の指示を出す。また、統合制御装置１７０は、主に、エンジン１２０および回転電機２００、２０２の出力トルクの管理、エンジン１２０の出力トルクと回転電機２００、２０２の出力トルクとの統合トルクやトルク分配比の演算処理を行い、その演算処理結果に基づく制御指令を、変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４および電力変換装置６００へ送信する。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力あるいは発電電力が必要が発生するように回転電機２００、２０２を制御する。
【００１８】
電力変換装置６００には、回転電機２００、２０２を運転するためのインバータを構成するパワー半導体が設けられている。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からの指令に基づきパワー半導体のスイッチング動作を制御する。このパワー半導体のスイッチング動作により、回転電機２００、２０２は電動機としてあるいは発電機として運転される。
【００１９】
回転電機２００、２０２を電動機として運転する場合は、高電圧のバッテリ１８０からの直流電力が電力変換装置６００のインバータの直流端子に供給される。電力変換装置６００は、パワー半導体のスイッチング動作を制御して供給された直流電力を３相交流電力に変換し、回転電機２００、２０２に供給する。一方、回転電機２００、２０２を発電機として運転される場合には、回転電機２００、２０２の回転子が外部から加えられる回転トルクで回転駆動され、回転電機２００、２０２の固定子巻線に３相交流電力が発生する。発生した３相交流電力は電力変換装置６００で直流電力に変換され、その直流電力が高電圧のバッテリ１８０に供給されることにより、バッテリ１８０が充電される。
【００２０】
図２は、図１の電力変換装置６００の回路図を示す。電力変換装置６００には、回転電機２００のための第１のインバータ装置と、回転電機２０２のための第２のインバータ装置とが設けられている。第１のインバータ装置は、パワーモジュール６１０と、パワーモジュール６１０の各パワー半導体２１のスイッチング動作を制御する第１の駆動回路６５２と、回転電機２００の電流を検知する電流センサ６６０とを備えている。駆動回路６５２は駆動回路基板６５０に設けられている。
【００２１】
一方、第２のインバータ装置は、パワーモジュール６２０と、パワーモジュール６２０における各パワー半導体２１のスイッチング動作を制御する第２の駆動回路６５６と、回転電機２０２の電流を検知する電流センサ６６２とを備えている。駆動回路６５６は駆動回路基板６５４に設けられている。制御回路基板６４６に設けられた制御回路６４８、コンデンサモジュール６３０およびコネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４は、第１のインバータ装置と第２のインバータ装置とで共通して使用される。
【００２２】
パワーモジュール６１０、６２０は、それぞれ対応する駆動回路６５２、６５６から出力された駆動信号によって動作する。パワーモジュール６１０、６２０は、それぞれバッテリ１８０から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、その電力を対応する回転電機２００、２０２の電機子巻線である固定子巻線に供給する。また、パワーモジュール６１０、６２０は、回転電機２００、２０２の固定子巻線に誘起された交流電力を直流に変換し、高電圧バッテリ１８０に供給する。
【００２３】
パワーモジュール６１０、６２０は図２に記載のごとく３相ブリッジ回路を備えており、３相に対応した直列回路が、それぞれバッテリ１８０の正極側と負極側との間に電気的に並列に接続されている。各直列回路は上アームを構成するパワー半導体２１と下アームを構成するパワー半導体２１とを備え、それらのパワー半導体２１は直列に接続されている。パワーモジュール６１０とパワーモジュール６２０とは、図２に示す如く回路構成はほぼ同じであり、ここではパワーモジュール６１０を代表して説明する。
【００２４】
本実施の形態では、スイッチング用パワー半導体素子としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）２１を用いている。ＩＧＢＴ２１は、コレクタ電極、エミッタ電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。ＩＧＢＴ２１のコレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード３８が電気的に接続されている。ダイオード３８は、カソード電極及びアノード電極の２つの電極を備えており、ＩＧＢＴ２１のエミッタ電極からコレクタ電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極がＩＧＢＴ２１のコレクタ電極に、アノード電極がＩＧＢＴ２１のエミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２５】
なお、スイッチング用パワー半導体素子として、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ）を用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴは、ドレイン電極、ソース電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。ＭＯＳＦＥＴの場合には、ソース電極とドレイン電極との間に、ドレイン電極からソース電極に向かう方向が順方向となる寄生ダイオードを備えているので、図２のダイオード３８を設ける必要がない。
【００２６】
各相のアームは、ＩＧＢＴ２１のエミッタ電極とＩＧＢＴ２１のコレクタ電極とが電気的に直列に接続されて構成されている。なお、本実施の形態では、各相の各上下アームのＩＧＢＴを１つしか図示していないが、制御する電流容量が大きいので、実際には複数のＩＧＢＴが電気的に並列に接続されて構成されている。以下では、説明を簡単にするため、１個のパワー半導体として説明する。
【００２７】
図２に示す例では、各相の各上下アームはそれぞれ３個のＩＧＢＴによって構成されている。各相の各上アームのＩＧＢＴ２１のコレクタ電極はバッテリ１８０の正極側に、各相の各下アームのＩＧＢＴ２１のソース電極はバッテリ１８０の負極側にそれぞれ電気的に接続されている。各相の各アームの中点（上アーム側ＩＧＢＴのエミッタ電極と下アーム側のＩＧＢＴのコレクタ電極との接続部分）は、対応すうｒ回転電機２００、２０２の対応する相の電機子巻線（固定子巻線）に電気的に接続されている。
【００２８】
駆動回路６５２、６５６は、対応する第１，第２インバータ装置を制御するための駆動部を構成しており、制御回路６４８から出力された制御信号に基づいて、ＩＧＢＴ２１を駆動させるための駆動信号を発生する。それぞれの駆動回路６５２、６５６で発生した駆動信号は、対応するパワーモジュール６１０、６２０の各パワー半導体素子のゲートにそれぞれ出力される。駆動回路６５２、６５６には、各相の各上下アームのゲートに供給する駆動信号を発生する集積回路がそれぞれ６個設けられており、６個の集積回路を１ブロックとして構成されている。
【００２９】
制御回路６４８は第１，第２インバータ装置の制御部を構成しており、複数のスイッチング用パワー半導体素子を動作（オン・オフ）させるための制御信号（制御値）を演算するマイクロコンピュータによって構成されている。制御回路６４８には、上位制御装置からのトルク指令信号（トルク指令値）、電流センサ６６０、６６２のセンサ出力、回転電機２００、２０２に搭載された回転センサのセンサ出力が入力される。制御回路６４８はそれらの入力信号に基づいて制御値を演算し、駆動回路６５２、６５６にスイッチングタイミングを制御するための制御信号を出力する。
【００３０】
コネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４は、電力変換装置６００と外部の制御装置との間を電気的に接続するためのもので、図１の通信回線１７４を介して他の装置と情報の送受信を行う。コンデンサモジュール６３０は、ＩＧＢＴ２１のスイッチング動作によって生じる直流電圧の変動を抑制するための平滑回路を構成するもので、第１のパワーモジュール６１０や第２のパワーモジュール６２０における直流側の端子に電気的に並列に接続されている。
【００３１】
図３は、図１の回転電機の断面図を示す。なお、回転電機２００と回転電機２０２とはほぼ同じ構造を有しており、以下では回転電機２００の構造を代表例として説明する。ただし、以下に示す構造は回転電機２００、２０２の双方に採用されている必要はなく、一方だけに採用されても良い。
【００３２】
ハウジング２１２の内部には固定子２３０が保持されており、固定子２３０は固定子鉄心２３２と固定子巻線２３８とを備えている。固定子鉄心の内周側には、回転子２５０が空隙を介して回転可能に保持されている。回転子２５０は、シャフト２１８に固定された回転子鉄心２５２と、永久磁石２５４と、非磁性体のあて板２２６とを備えている。ハウジング２１２は軸受２１６が設けられた一対のエンドブラケット２１４を有しており、シャフト２１８はこれらの軸受２１６により回転自在に保持されている。
【００３３】
シャフト２１８には、回転子２５０の極の位置や回転速度を検出するレゾルバ２２４が設けられている。このレゾルバ２２４からの出力は、図２に示した制御回路６４８に取り込まれる。制御回路６４８は、取り込まれた出力に基づいて制御信号を駆動回路６５２に出力する。駆動回路６５２は、その制御信号に基づく駆動信号をパワーモジュール６１０に出力する。パワーモジュール６１０は、制御信号に基づきスイッチング動作を行い、バッテリ１８０から供給される直流電力を３相交流電力に変換する。この３相交流電力は図３に示した固定子巻線２３８に供給され、回転磁界が固定子２３０に発生する。３相交流電流の周波数はレゾルバ２２４の出力値に基づいて制御され、３相交流電流の回転子２５０に対する位相も同じくレゾルバ２２４の出力値に基づいて制御される。
【００３４】
図４は固定子２３０及び回転子２５０の断面を示す図であり、図３のＡ−Ａ断面図を示したものである。なお、図４ではハウジング２１２、シャフト２１８及び固定子巻線２３８の記載を省略した。固定子鉄心２３２の内周側には、多数のスロット２３７とティース２３６とが全周に渡って均等に配置されている。図４では、スロット及びティースの全てに符号を付すことはせず、代表として一部のティースとスロットにのみに符号を付した。スロット２３７内にはスロット絶縁材（図示省略）が設けられ、図３の固定子巻線２３８を構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の複数の相巻線が装着されている。本実施の形態では、スロット２３７は等間隔に４８個形成されている。
【００３５】
また、回転子鉄心２５２の外周近傍には、矩形の磁石を挿入するための複数の磁石挿入孔２５３が周方向に沿って１６個配設されている。各磁石挿入孔２５３は軸方向に沿って形成されており、その磁石挿入孔２５３には永久磁石２５４（２５４ａ、２５４ｂ）がそれぞれ埋め込まれ、接着剤などで固定されている。磁石挿入孔２５３の円周方向の幅は、永久磁石２５４の円周方向の幅よりも大きく設定されており、永久磁石２５４の磁極外側の穴空間は磁気的空隙２５７として機能する。この磁気的空隙２５７は接着剤で埋め込んでも良いし、成型用樹脂で永久磁石２５４と一体に固めても良い。永久磁石２５４は回転子２５０の界磁極として作用し、本実施の形態では８極構成となっている。
【００３６】
永久磁石２５４の磁化方向は永久磁石の長辺に対して垂直方向を向いており、界磁極毎に磁化方向の向きが反転している。すなわち、永久磁石２５４ａの固定子側面がＮ極、軸側の面がＳ極であったとすれば、永久磁石２５４ｂの固定子側面はＳ極、軸側の面はＮ極となっている。そして、それらの永久磁石２５４ａ、２５４ｂが円周方向に交互に配置されている。
【００３７】
永久磁石２５４は、磁化した後に磁石挿入孔２５３に挿入しても良いし、回転子鉄心２５２の磁石挿入孔２５３に挿入した後に強力な磁界を与えて磁化するようにしても良い。ただし、磁化後の永久磁石２５４は強力な磁石なので、回転子２５０に永久磁石２５４を固定する前に磁石を着磁すると、永久磁石２５４の固定時に回転子鉄心２５２との間に協力な吸引力が生じて組み付け作業の妨げとなる。また、永久磁石２５４の強力な吸引力により、永久磁石２５４に鉄粉などのごみが付着する恐れがある。そのため、回転電機の生産性を考慮した場合、永久磁石２５４を回転子鉄心２５２に挿入した後に磁化するのが好ましい。
【００３８】
なお、永久磁石２５４には、ネオジウム系、サマリウム系の焼結磁石やフェライト磁石、ネオジウム系のボンド磁石などを用いることができる。永久磁石２５４の残留磁束密度はほぼ０．４〜１．４Ｔ程度である。
【００３９】
三相交流電流を固定子巻線２３８に流すことで回転磁界が固定子２３０に発生すると、この回転磁界が回転子２５０の永久磁石２５４ａ、２５４ｂに作用してトルクが生じる。このトルクは、永久磁石２５４から出される磁束のうち各相巻線に鎖交する成分と、各相巻線に流れる交流電流の鎖交磁束に直交する成分の積で表される。ここで、交流電流波形が正弦波形状であると考えれば、鎖交磁束の基本波成分と交流電流の基本波成分の積がトルクの時間平均成分となり、鎖交磁束の高調波成分と交流電流の基本波成分の積がトルクの高調波成分であるトルクリプルとなる。つまりトルクリプルを低減するには、鎖交磁束の高調波成分を低減すれば良い。言い換えれば、鎖交磁束と回転子の回転する角加速度の積が誘起電圧であるから、鎖交磁束の高調波成分を低減することは、誘起電圧の高調波成分を低減することに略等しい。
【００４０】
図５は図４に示した断面図の１磁極分を拡大して示したものである。回転子鉄心２５２に設けられている磁石挿入孔２５３は、１極あたりの中央であるｄ軸３００に対して対称形状となっている。永久磁石２５４の磁極外側に磁気的空隙２５７が形成されており、これはコギングトルクや通電時のトルク脈動を低減するために設けられたものである。さらには、磁気的空隙２５７の径方向の厚さは永久磁石２５４の径方向の厚さよりも小さく、磁気的空隙２５７の内周側の回転子鉄心の部分である磁極端押え部２６４は永久磁石２５４の周方向への動きを規制している。また、永久磁石２５４が挿入される磁石挿入孔２５３と回転子鉄心２５２の外周との間に存在する回転子鉄心の磁極外側部２５６では、径方向寸法において磁極端ブリッジ部２５８の幅Ｗ１が最も薄くなるように設定されている。磁極端ブリッジ部２５８の幅Ｗ１を小さくすると、回転子内の磁路に流れる永久磁石からの磁束が減り、より多くの磁束が固定子側に到達するようになり、マグネットトルクを大きくすることができる。従って、磁極端ブリッジ部２５８の幅Ｗ１は、回転子が回転した時の応力に耐えられる程度にできるかぎり小さくすることが好ましい。
【００４１】
図６は図５に示す回転子鉄心の磁石間ブリッジ部２６０（Ｂで示された領域）を拡大して示したものである。１対の永久磁石２５４の間には、永久磁石２５４の外周側にある回転子鉄心の磁極外側部２５６と、内周側の回転子鉄心の磁極内側部２６３とを機械的に接続するように、磁石間ブリッジ部２６０が設けられている。また、永久磁石２５４の周方向への動きを規制するために、永久磁石のブリッジ部付近の内周側の磁極押え部２６５が設けられている。磁石間ブリッジ部２６０は、回転子鉄心の外周側にｄ軸３００を挟んで左右対称に２か所ずつ外周側変曲点２６６ａ、２６６ｂを持ち、また内周側にはｄ軸３００を挟んで左右対称に２か所ずつ内周側変曲点２６７ａ、２６７ｂを持ち、磁石間ブリッジの形状は外周側変曲点２６６ａと２６６ｂ、外周側変曲点２６６ｂと内周側変曲点２６７ｂ、内周側変曲点２６７ｂと２６７ａとをそれぞれ直線で結んだ形状となっている。この外周側変曲点２６６ａ、２６６ｂ、内周側変曲点２６７ａ、２６７ｂは、回転子鉄心の製造の関係上、角とすることはできず、角Ｒを設ける。この角Ｒも変曲点として含める。本実施例では、変曲点同士を結んだ直線としているが、曲率半径の大きい境界線でも良い。外周側変曲点２６６ａと２６６ｂとを結んだ直線が成す角度Ａと、内周側変曲点２６７ａと２６７ｂとを結んだ直線が成す角度Ｂとでは角度Ａ＜角度Ｂという関係になっている。図５、図６に示すブリッジ形状は角度Ａ＜角度Ｂとなっているが、図７に示すような角度Ａ＝角度Ｂ、または図８に示すような角度Ａ＞角度Ｂという関係でもよい。このように変曲点を複数設け、それぞれ変曲点に発生する応力の度合いによって角度Ａと角度Ｂを調整することにより、ひとつの変曲点の応力集中を回避し、高回転化が可能となる。
【００４２】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
２５０  回転子
２５２  回転子鉄心
２５３  磁石挿入孔
２５４  永久磁石
２５６  回転子鉄心の磁極外側部
２６０  磁石間ブリッジ部
２６３  回転子鉄心の磁極内側部
２６５  磁極押え部
２６６ａ，２６６ｂ  外周側変曲点
２６７ｂ，２６７ａ  内周側変曲点
３００  ｄ軸
Ａ  外周側変曲点２６６ａと２６６ｂとを結んだ直線が成す角度
Ｂ  内周側変曲点２６７ａと２６７ｂとを結んだ直線が成す角度
【図１】
2020174529.tif 000003
【図２】
2020174529.tif 000004
【図３】
2020174529.tif 000005
【図４】
2020174529.tif 000006
【図５】
2020174529.tif 000007
【図６】
2020174529.tif 000008
【図７】
2020174529.tif 000009
【図８】
2020174529.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月8日(2020.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極毎に複数の磁石挿入孔を備えた回転子鉄心と、
前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを備え、
隣り合う前記磁石挿入孔の間に、前記磁石挿入孔の外周側の回転子鉄心部と内周側の回転子鉄心部とを機械的に接続するブリッジ部が設けられた回転電機の回転子であって、
隣り合う前記磁石挿入孔は、前記永久磁石の磁極端が外周側に位置し、前記ブリッジ部側が内周側に位置するようにＶ字状に配置され、
前記ブリッジ部付近の内側には前記永久磁石の周方向への移動を規制するための磁極押え部を有し、
前記ブリッジ部は、当該ブリッジ部の外周側にｄ軸を挟んで左右対称に２か所ずつ設けられた外周側変曲点と、当該ブリッジ部の内周側にｄ軸を挟んで左右対称に２か所ずつ設けられた内周側変曲点とを有すると共に、前記２か所の外周側変曲点を結ぶ直線と、前記２か所の内周側変曲点を結ぶ直線と、前記２か所の外周側変曲点のうち内周側に位置する外周側変曲点と前記２か所の内周側変曲点のうち外周側に位置する内周側変曲点とを結ぶ直線とで形成され、
隣り合う前記磁石挿入孔の外周側に位置する辺のＶ字状に成す角が、前記２か所の外周側変曲点を結ぶ直線が成す角より大きくしたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１において、
前記２か所の内周側変曲点を結ぶ直線が成す角が、前記２か所の外周側変曲点を結ぶ直線が成す角より大きくしたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項１において、
前記２か所の外周側変曲点を結ぶ直線が成す角が、前記２か所の内周側変曲点を結ぶ直線が成す角より大きくしたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項４】
請求項１において、
前記２か所の外周側変曲点を結ぶ直線が成す角と、前記２か所の内周側変曲点を結ぶ直線が成す角とを等しくしたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の回転電機の回転子と、
前記回転子に空隙を介して対向する固定子とを有する回転電機。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機を備え、
前記回転電機を走行時の駆動力源として用いる車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、磁極毎に複数の磁石挿入孔を備えた回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを備え、隣り合う前記磁石挿入孔の間に、前記磁石挿入孔の外周側の回転子鉄心部と内周側の回転子鉄心部とを機械的に接続するブリッジ部が設けられた回転電機の回転子であって、隣り合う前記磁石挿入孔は、前記永久磁石の磁極端が外周側に位置し、前記ブリッジ部側が内周側に位置するようにＶ字状に配置され、前記ブリッジ部付近の内側には前記永久磁石の周方向への移動を規制するための磁極押え部を有し、前記ブリッジ部は、当該ブリッジ部の外周側にｄ軸を挟んで左右対称に２か所ずつ設けられた外周側変曲点と、当該ブリッジ部の内周側にｄ軸を挟んで左右対称に２か所ずつ設けられた内周側変曲点とを有すると共に、前記２か所の外周側変曲点を結ぶ直線と、前記２か所の内周側変曲点を結ぶ直線と、前記２か所の外周側変曲点のうち内周側に位置する外周側変曲点と前記２か所の内周側変曲点のうち外周側に位置する内周側変曲点とを結ぶ直線とで形成され、隣り合う前記磁石挿入孔の外周側に位置する辺のＶ字状に成す角が、前記２か所の外周側変曲点を結ぶ直線が成す角より大きくしたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
統合制御装置１７０は、バッテリ制御装置１８４からの情報に基づいてバッテリ１８０の充電が必要と判断すると、電力変換装置６００に発電運転の指示を出す。また、統合制御装置１７０は、主に、エンジン１２０および回転電機２００、２０２の出力トルクの管理、エンジン１２０の出力トルクと回転電機２００、２０２の出力トルクとの統合トルクやトルク分配比の演算処理を行い、その演算処理結果に基づく制御指令を、変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４および電力変換装置６００へ送信する。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力あるいは発電電力が発生するように回転電機２００、２０２を制御する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図２に示す例では、各相の各上下アームはそれぞれ３個のＩＧＢＴによって構成されている。各相の各上アームのＩＧＢＴ２１のコレクタ電極はバッテリ１８０の正極側に、各相の各下アームのＩＧＢＴ２１のソース電極はバッテリ１８０の負極側にそれぞれ電気的に接続されている。各相の各アームの中点（上アーム側ＩＧＢＴのエミッタ電極と下アーム側のＩＧＢＴのコレクタ電極との接続部分）は、対応する回転電機２００、２０２の対応する相の電機子巻線（固定子巻線）に電気的に接続されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
永久磁石２５４は、磁化した後に磁石挿入孔２５３に挿入しても良いし、回転子鉄心２５２の磁石挿入孔２５３に挿入した後に強力な磁界を与えて磁化するようにしても良い。ただし、磁化後の永久磁石２５４は強力な磁石なので、回転子２５０に永久磁石２５４を固定する前に磁石を着磁すると、永久磁石２５４の固定時に回転子鉄心２５２との間に強力な吸引力が生じて組み付け作業の妨げとなる。また、永久磁石２５４の強力な吸引力により、永久磁石２５４に鉄粉などのごみが付着する恐れがある。そのため、回転電機の生産性を考慮した場合、永久磁石２５４を回転子鉄心２５２に挿入した後に磁化するのが好ましい。