车辆用旋转电机

摘要

本发明提供一种车辆用旋转电机，在能够有效利用由对励磁绕组的通电而在转子铁心上产生的磁通的同时，规定了与爪状磁极部的周方向侧面形状相对的永久磁铁的周方向侧面形状，能够高效地利用由永久磁铁产生的附加磁通。分别在周方向上相邻的第一和第二爪状磁极部(19A、19B)间配置第一和第二永久磁铁(20A、20B)，使得与第一和第二爪状磁极部(19A、19B)的周方向侧面相连。然后，构成为上述定子铁心(13)的轴向长度(L1)对于上述第一和第二磁轭部(18A，18B)的相对的端面间的轴向距离(L2)满足L1＞L2。

权利要求

1.一种车辆用旋转电机，其特征在于，具有：

转子，所述转子可自由旋转地配置在插通在轮毂部的轴心位置上的轴周围，所述转子具有转子铁心和绕装在上述轮毂部上的励磁绕组，所述转子铁心具有：圆柱状的轮毂部；第一磁轭部，从该轮毂部的轴向一端向径向外方延伸设置；第二磁轭部，从该轮毂部的轴向另一端向径向外方延伸设置；多个第一爪状磁极部，从该第一磁轭部分别向轴向另一端侧延伸设置，并且在周方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成；多个第二爪状磁极部，在周方向上与该第一爪状磁极部交互排列，从该第二磁轭部向轴向一端侧延伸设置，并且在周方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成；

定子，所述定子具有圆筒状的定子铁心和绕装在该定子铁心上的定子绕组，该定子铁心围绕上述转子铁心同轴配置；

永久磁铁，所述永久磁铁由第一和第二永久磁铁构成，分别配置在周方向上相邻的上述第一和第二爪状磁极部间，与该第一和第二爪状磁极部的周方向侧而相连，上述第一和第二永久磁铁分别形成为位于相连的上述第一和第二爪状磁极部的周方向侧面形状内的截面形状，

构成为上述定子铁心的轴向长度L1、上述第一和第二磁轭部的相对的端面间的轴向距离L2和上述永久磁铁的轴向长度L3满足L1≥L3＞L2。

2.一种车辆用旋转电机，其特征在于，具有：

转子，所述转子可自由旋转地配置在插通在轮毂部的轴心位置上的轴周围，所述转子具有转子铁心和绕装在上述轮毂部上的励磁绕组，所述转子铁心具有：圆柱状的轮毂部；第一磁轭部，从该轮毂部的轴向一端向径向外方延伸设置；第二磁轭部，从该轮毂部的轴向另一端向径向外方延伸设置；多个第一爪状磁极部，从该第一磁轭部分别向轴向另一端侧延伸设置，并且在周方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成；多个第二爪状磁极部，在周方向上与该第一爪状磁极部交互排列，从该第二磁轭部向轴向一端侧延伸设置，并且在刷方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成；

定子，所述定子具有圆筒状的定子铁心和绕装在该定子铁心上的定子绕组，该定子铁心围绕上述转子铁心同轴配置；

永久磁铁，所述永久磁铁由第一和第二永久磁铁构成，分别配置在周方向上相邻的上述第一和第二爪状磁极部间，与该第一和第二爪状磁极部的周方向侧面相连，构成为上述定子铁心的轴向长度L1对于上述第一和第二磁轭部的相对的端面间的轴向距离L2满足L1＞L2，上述第一和第二永久磁铁分别形成为位于相连的上述第一和第二爪状磁极部的周方向侧面形状内的截面形状，

上述第一和第二永久磁铁分别形成为与相连的上述第一和第二爪状磁极部的周方向侧面的尖端部吻合的形状，并且，该第一永久磁铁的尖端部和基端部的轴向位置与该第二永久磁铁的基端部和尖端部的轴向位置一致。

3.一种车辆用旋转电机，其特征在于，具有：

转子，所述转子可自由旋转地配置在插通在轮毂部的轴心位置上的轴周围，所述转子具有转子铁心和绕装在上述轮毂部上的励磁绕组，所述转子铁心具有：圆柱状的轮毂部；第一磁轭部，从该轮毂部的轴向一端向径向外方延伸设置；第二磁轭部，从该轮毂部的轴向另一端向径向外方延伸设置；多个第一爪状磁极部，从该第一磁轭部分别向轴向另一端侧延伸设置，并且在周方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成；多个第二爪状磁极部，在周方向上与该第一爪状磁极部交互排列，从该第二磁轭部向轴向一端侧延伸设置，并且在周方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成；

定子，所述定子具有圆筒状的定子铁心和绕装在该定子铁心上的定子绕组，该定子铁心围绕上述转子铁心同轴配置；

永久磁铁，所述永久磁铁由第一和第二永久磁铁构成，分别配置在周方向上相邻的上述第一和第二爪状磁极部间，与该第一和第二爪状磁极部的周方向侧面相连，构成为上述定子铁心的轴向长度L1对于上述第一和第二磁轭部的相对的端面间的轴向距离L2满足L1＞L2，上述第一和第二永久磁铁分别形成为位于相连的上述第一和第二爪状磁极部的周方向侧面形状内的截面形状，

上述第一和第二永久磁铁分别切去了与相连的上述第一和第二爪状磁极部的根部内径侧相对的部位。

4.如权利要求3所述的车辆用旋转电机，其特征在于，上述第一和第二永久磁铁分别形成为与在周方向上重叠了第一和第二爪状磁极部的相对的周方向侧面的重叠面一致的截面形状。

5.一种车辆用旋转电机，其特征在于，具有：

转子，所述转子可自由旋转地配置在插通在轮毂部的轴心位置上的轴周围，所述转子具有转子铁心和绕装在上述轮毂部上的励磁绕组，所述转子铁心具有：圆柱状的轮毂部；第一磁轭部，从该轮毂部的轴向一端向径向外方延伸设置；第二磁轭部，从该轮毂部的轴向另一端向径向外方延伸设置；多个第一爪状磁极部，从该第一磁轭部分别向轴向另一端侧延伸设置，并且在周方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成；多个第二爪状磁极部，在周方向上与该第一爪状磁极部交互排列，从该第二磁轭部向轴向一端侧延伸设置，并且在周方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成；

定子，所述定子具有圆筒状的定子铁心和绕装在该定子铁心上的定子绕组，该定子铁心围绕上述转子铁心同轴配置；

永久磁铁，所述永久磁铁由第一和第二永久磁铁构成，分别配置在周方向上相邻的上述第一和第二爪状磁极部间，与该第一和第二爪状磁极部的周方向侧面相连，构成为上述定子铁心的轴向长度L1对于上述第一和第二磁轭部的相对的端面间的轴向距离L2满足L1＞L2，上述第一和第二永久磁铁分别具有与相连的上述第一和第二爪状磁极部的周方向侧面形状相同形状的截面形状，该第一和第二永久磁铁的面积Sm对于该第一和第二爪状磁极部的周方向侧面面积Sp所占的比例Sm/Sp满足Sm/Sp≤1.0。

说明书

技术领域

本发明涉及具有配置在转子的爪状磁极部间的永久磁铁的车辆用旋转电机，特别是涉及用于实现提高各种特性的与爪状磁极形状相对的永久磁铁形状。

背景技术

现有的车辆用旋转电机中，转子铁心的爪状磁极部其外周面形状形成为梯形，由尖端侧短边、基端部侧长边和两个斜边构成，永久磁铁配置在爪状磁极部间。然后，在以防止电池过充电和高效率高输出为目的，将永久磁铁的残留磁通密度设为Br，将从爪状磁极部的尖端侧短边到基端部侧长边的磁极部长度设为L，将爪状磁极部的基端部侧长边的长度设为W，将爪状磁极部的两个斜边所构成的角度设为2θ时，将爪状磁极部和永久磁铁构成为满足0.2≤Br·{L/(W·cosθ)}≤0.8(例如参照专利文献1)。
【专利文献1】日本专利第2990810号公报
发明所要解决的课题
在现有的车辆用旋转电机中，对于流过转子铁心的磁通在爪状磁极部的基端部侧饱和所产生的无效磁通，若不加以考虑，就不能有效地利用由流过励磁绕组的励磁电流而产生的磁通。
此外，配置在爪状磁极部间的永久磁铁，由于将其周方向侧面形状形成为长方形形状，该长方形的长边是爪状磁极部的尖端侧短边到基端部侧长边的长度，该长方形的短边是爪状磁极部的基端部侧径向长度，因此，永久磁铁的周方向侧面的一部分在内径侧就不与爪状磁极部的周方向侧面接触，就不能高效地利用永久磁铁的附加磁通。
本发明的目的在于提供一种车辆用旋转电机，在能够有效利用由对励磁绕组的通电而在转子铁心上产生的磁通的同时，规定了与爪状磁极部的周方向侧面形状相对的永久磁铁的周方向侧面形状，能够高效地利用由永久磁铁产生的附加磁通。
用于解决课题的手段
本发明涉及的车辆用旋转电机具有转子，所述转子可自由旋转地配置在插通在轮毂部的轴心位置上的轴周围，所述转子具有转子铁心和绕装在轮毂部上的励磁绕组，所述转子铁心具有：圆柱状的轮毂部；第一磁轭部，从该轮毂部的轴向一端向径向外方延伸设置(日文：延设)；第二磁轭部，从该轮毂部的轴向另一端向径向外方延伸设置；多个第一爪状磁极部，从该第一磁轭部分别向轴向另一端侧延伸设置，并且在周方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成；多个第二爪状磁极部，在周方向上与该第一爪状磁极部相互排列，从该第二磁轭部向轴向一端侧延伸设置，并且在周方向上按规定节距排列，径向的最外周面形状形成为梯形，所述梯形由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成。另外，上述车辆用旋转电机具有定子和永久磁铁，所述定子具有圆筒状的定子铁心和绕装在该定子铁心上的定子绕组，该定子铁心围绕上述转子铁心同轴配置，所述永久磁铁由第一和第二永久磁铁构成，分别配置在周方向上相邻的上述第一和第二爪状磁极部间，与该第一和第二爪状磁极部的周方向侧面相连。上述第一和第二永久磁铁分别形成为位于相连的上述第一和第二爪状磁极部的周方向侧面形状内的截面形状，构成为上述定子铁心的轴向长度(L1)、上述第一和第二磁轭部的相对的端面间的轴向距离(L2)和上述永久磁铁的轴向长度(L3)满足L1≥L3＞L2。
发明的效果
根据本发明，由于构成为定子铁心的轴向长度(L1)对于上述第一和第二磁轭部的相对的端面间的轴向距离(L2)满足L1＞L2，因此，在转子铁心上产生的磁通高效地流向定子铁心，能够降低无效磁通。此外，由于配置成第一和第二永久磁铁与第一和第二爪状磁极部的周方向侧面相连，因此，第一和第二永久磁铁产生的附加磁通分量也无浪费地流到定子铁心上。
附图的简单说明
图1是示出本发明的实施方式1涉及的车辆用旋转电极的纵向剖面图。
图2是模式地示出图1中示出的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
图3是模式地示出现有的车辆用旋转电机中的由流过励磁绕组的励磁电流所产生的磁通的状态的剖面图。
图4是模式地示出本发明涉及的实施方式1涉及的车辆用旋转电机中的由流过励磁绕组的励磁电流所产生的磁通的状态的剖面图。
图5是模式地示出本发明的实施方式2涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
图6是示出在12V电压下运转的16极兰德勒(lundel)型旋转电机中，改变永久磁铁的横截面积测定了动力运转转矩增加分量和零励磁电流空载感应电压的结果的图。
图7是说明永久磁铁的横截面积与轴向长度的关系的图。
图8是模式地示出本发明的实施方式3涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
图9是模式地示出本发明的实施方式4涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
图10是模式地示出本发明的实施方式5涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
图11是模式地示出本发明的实施方式6涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
图12是模式地示出本发明的实施方式7涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
图13是表示本发明的实施方式7涉及的车辆用旋转电极中的磁铁面积比与动力运转运行时最大转矩增加分量的关系的图。

具体实施方式

实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1涉及的车辆用旋转电机的纵向剖面图，图2是模式地示出图1中示出的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
在图1中，车辆用旋转电机1具有：机壳3，由铝制的前面托架1和后面托架2构成；轴6，自由旋转地支撑在该机壳3上；皮带轮4，固定在该轴6的从机壳3伸出的一端上；兰德勒(lundel)型的转子7，该转子7配置在机壳3内，固定在轴6上；定子8，固定在机壳3上，使得围绕该转子7；汇电环9，固定在轴6的另一端上，向转子7供给电流；一对电刷11，收纳在刷握10内，在汇电环9的表面滑动；旋转位置传感器12，安装在轴6的从机壳3伸出的另一端上，检测转子7的旋转位置。
然后，转子7具有：励磁绕组15，流过电流产生磁通；转子铁心16，设置成覆盖该励磁绕组15，由利用该磁通形成磁极的铁制的第一和第二磁极铁心16A、16B构成。第一磁极铁心16A具有：圆柱状的第一轮毂部17A；从第一轮毂部17A的轴向一端向径向外方延伸设置的第一磁轭部18A；分别从第一磁轭部18A向轴向另一端侧延伸设置的第一爪状磁极部19A。同样地，第二磁极铁心16B具有：圆柱状的第二轮毂部17B、从第二轮毂部17B的轴向另一端向径向外方延伸设置的第二磁轭部18B；分别从第二磁轭部18B向轴向一端侧延伸设置的第二爪状磁极部19B。然后，分别在周方向上按规定节距排列例如8个第一和第二爪状磁极部19A、19B。另外，第一和第二爪状磁极部19A、19B各自径向的最外周面构成梯形形状，所述梯形形状由尖端侧的周方向短边、基端部侧的周方向长边和两个斜边构成，并且，其各周方向侧面形成为尖细形状，所述尖细形状由尖端侧的径向短边、构成该最外周面的斜边、连结尖端侧的径向短边的下端与第一和第二爪状磁极部19A和19B的内周根部的斜边构成。然后，第一和第二磁极铁心16A、16B将第一轮毂部17A的另一端面与第二轮毂部17B的一个端面接合，第一和第二爪状磁极部19A、19B相互啮合配置，将轴6压入到第一和第二轮毂部17A、17B的轴心位置上并一体化。再有，将励磁绕组15绕在第一和第二轮毂部17A、17B上，被第一和第二爪状磁极部19A、19B覆盖着。
此外，定子8具有：定子铁心13，层叠磁性钢板制成圆环状；定子绕组14，绕装在定子铁心13上，上述定子8与转子7同轴配置，被夹持在前面托架1和后面托架2间，使得在第一和第二爪状磁极部19A、19B的径向的最外周面与定子铁心13的内周面之间形成均匀的气隙。
此外，由第一和第二永久磁铁20A、20B构成的永久磁铁分别配置在第一和第二爪状磁极部19A、19B间。然后，在第一和第二爪状磁极部19A、19B间，挨着第一爪状磁极部19A的周方向侧面配置着第一永久磁铁20A，挨着第二爪状磁极部19B的周方向侧面配置着第二永久磁铁20B。此外，将第一和第二永久磁铁20A、20B制成主体，具有与第一和第二爪状磁极部19A、19B相连的侧面形状相等的截面形状，从周方向看，配置成位于相连的第一和第二爪状磁极部19A、19B的周方向侧面形状内。另外，第一和第二永久磁铁20A、20B已磁化，使得分别降低第一和第二爪状磁极部19A、19B彼此之间的漏磁通。即，第一和第二永久磁铁20A、20B分别已磁化，使得与出现在周方向上相连的第一和第二爪状磁极部19A、19B上的极性一致。
在此，如图2所示，定子铁心13的周方向长度L1构成为对于转子铁心16的第一和第二磁轭部18A、18B的相对的端面间距离L2成为L1＞L2。
接着，参照图3和图4关于该实施方式1涉及的效果进行说明。
图3是示出现有的车辆用旋转电机中的由流过励磁绕组的励磁电流所产生的磁通的状态的模式图。在图3中，定子铁心13的轴向长度L1对于转子铁心16的第一和第二磁轭部18A、18B的相对的端面间距离L2满足L1≤L2，并且，若将转子铁心16中的轮毂部、磁轭部和爪状磁极部的根部的磁路横截面积S1、S2、S3设计成全部相等(S1＝S2＝S3)，就能最小地抑制不通过定子铁心13的无效磁通ΦA的发生。但是，若设计成转子铁心16中的各部分的磁路横截面积S1、S2、S3为S1＝S2＞S3，磁通就在爪状磁极部的根部饱和。其结果，产生不通过定子铁心13的无效磁通ΦA而不高效。
图4是示出本发明涉及的实施方式1涉及的车辆用旋转电机中的由流过励磁绕组的励磁电流所产生的磁通的状态的模式图。在图4中，定子铁心13的轴向长度L1大于转子铁心16的第一和第二磁轭部18A、18B的相对的端面间距离L2。因此，即使设计成转子铁心16中的各部分的磁路横截面积S1、S2、S3为S1＝S2＞S3，磁通在爪状磁极部的根部饱和了，在图3中成为无效磁通ΦA的磁通也作为有效磁通附加在定子铁心13上。其结果，就有效利用了在转子铁心16上产生的磁通。此外，由与第一和第二爪状磁极部19A、19B相连配置的第一和第二永久磁铁20A、20B所产生的附加磁通分量ΦB，也无浪费地流到定子铁心13上。
这样地，根据实施方式1，由于形成为定子铁心13的轴向长度L1对于转子铁心16的第一和第二磁轭部18A、18B的相对的端面间距离L2满足L1＞L2，因此，转子铁心16上产生的磁通高效地流到定子铁心13上，能够降低无效磁通ΦA。此外，由于将第一和第二永久磁铁20A、20B配置成与第一和第二爪状磁极部19A、19B的周方向侧面相连，因此，由第一和第二永久磁铁20A、20B产生的附加磁通分量ΦB，也无浪费地流到定子铁心13上。
此外，从周方向看，由于第一和第二永久磁铁20A、20B配置成位于相连的第一和第二爪状磁极部19A、19B的周方向侧面形状内，因此，第一和第二永久磁铁20A、20B的整个周方向侧面就与第一和第二爪状磁极部19A、19B的周方向侧面接触，就高效地利用了永久磁铁的附加磁通。
实施方式2
图5是模式地示出本发明的实施方式2涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
在图5中，第一和第二永久磁铁20A、20B制成与第一和第二爪状磁极部19A、19B的周方向侧面吻合的尖细形状的侧面形状(截面形状)，所述尖细形状由尖端侧的径向短边、构成该最外周面的斜边、连结尖端侧的径向短边的下端与第一和第二爪状磁极部19A和19B的内周根部的斜边构成。然后，第一和第二永久磁铁20A、20B的基端部对于定子铁心13的轴向端面位于轴向内侧。因此，第一和第二永久磁铁20A、20B的基端部的轴向端面间的距离即永久磁铁的轴向长度L3满足L1＞L3＞L2。
再有，其他结构与上述实施方式1同样地构成。
接着，图6中示出在12V电压下运转的16极兰德勒(lundel)型旋转电机中，改变永久磁铁的横截面积测定了动力运转转矩增加分量和零励磁电流空载感应电压的结果。再有，图6(a)示出了永久磁铁的横截面积与动力运转转矩增加分量的关系，图6(b)示出了永久磁铁的横截面积与零励磁电流空载感应电压的关系。此外，图7是说明永久磁铁的横截面积与轴向长度(L3)的关系的图。
在此，永久磁铁20如图7所示，通过改变轴向长度L3，来改变与爪状磁极部19的周方向侧面相连的面积，即平行于爪状磁极部19的周方向侧面的平面中的横截面积。然后，永久磁铁20a是与图6中点A相对应的磁铁，基端部位于定子铁心13的轴向外侧(L3＞L1)。此外，永久磁铁20b是与图6中点B相对应的磁铁，基端部与定子铁心13的轴向端面一致(L3＝L1)。此外，永久磁铁20c是与图6中点C相对应的磁铁，基端部与爪状磁极19的内周根部一致(L3＝L2)。
从图6(a)可知，动力运转转矩的增加分量与磁铁面积的增加成比例增加，但磁铁面积若超过270mm2(点B)，动力运转转矩的增加分量的增加比例就降低。在磁铁面积超过了270mm2的区域中，通过增加磁铁面积而动力运转转矩增加分量的增大效果变小了。即，永久磁铁的每单位磁铁量的动力运转转矩的增加量变小。
此外，从图6(b)可知，在磁铁面积大于180mm2(点C)的区域中，零励磁电流空载感应电压与磁铁面积的增加成比例增加，若磁铁面积超过了270mm2(点B)，就超过了电源电压即12V。然后，在磁铁面积在180mm2(点C)以下的区域中，通过增加磁铁面积而动力运转转矩增加分量的增大效果变小了。即，永久磁铁的每单位磁铁量的动力运转转矩的增加量变小。
因此，从动力运转转矩和零励磁电流空载感应电压的观点出发，第一和第二永久磁铁20A、20B的横截面积最好大于180mm2、在270mm2以下。即，最好将永久磁铁的轴向长度L3设为L1≥L3＞L2。
在该实施方式2中，由于永久磁铁的轴向长度L3满足L1＞L3＞L2，因此，在能够将零励磁电流空载感应电压抑制在电源电压内的同时，每单位磁铁量的动力运转转矩和零励磁电流空载感应电压的增加量变大，成为永久磁铁的高效配置。
实施方式3
图8是模式地示出本发明的实施方式3涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
在图8中，第一和第二永久磁铁20A、20B制成与第一和第二爪状磁极部19A、19B的周方向侧面吻合的尖细形状的侧面形状(截面形状)，所述尖细形状由尖端侧的径向短边、构成该最外周面的斜边、连结尖端侧的径向短边的下端与第一和第二爪状磁极部19A，19B的内周根部的斜边构成。然后，第一和第二永久磁铁20A、20B的基端部的位置与轴向有关，与定子铁心13的轴向两端的位置一致。即，永久磁铁的轴向长度L3对于定子铁心13的轴向长度L1满足L3＝L1。
再有，其他结构与上述实施方式2同样地构成。
根据该实施方式3，制成永久磁铁的轴向长度L3与定子铁心13的轴向长度L1相等。因此，与上述实施方式2同样地，在能够将零励磁电流空载感应电压抑制在电源电压内的同时，每单位磁铁量的动力运转转矩和零励磁电流空载感应电压的增加量变大，成为永久磁铁的高效配置。
此外，由第一和第二永久磁铁20A和20B产生的附加磁通不成为漏磁通，而流到定子铁心13上。因此，由于最大限度地利用了第一和第二永久磁铁20A、20B所产生的附加磁通，故成为永久磁铁的更高效的配置。
实施方式4
图9是模式地示出本发明的实施方式4涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
在图9中，第一和第二永久磁铁20A、20B制成与第一和第二爪状磁极部19A、19B的周方向侧面吻合的尖细形状的侧面形状(截面形状)，所述尖细形状由尖端侧的径向短边、构成该最外周面的斜边、连结尖端侧的径向短边的下端与第一和第二爪状磁极部19A和19B的内周根部的斜边构成。然后，第一永久磁铁20A的基端部和尖端部的轴向端面的位置与轴向有关，与第二永久磁铁20B的尖端部和基端部的轴向端面的位置一致。另外，第一和第二永久磁铁20A、20B的基端部对于定子铁心13的轴向端面位于轴向内侧。
再有，其他结构与上述实施方式2同样地构成。
在该实施方式4中，由于永久磁铁的轴向长度L3也满足L1≥L3＞L2，因此，与上述实施方式2同样地，在能够将零励磁电流空载感应电压抑制在电源电压内的同时，每单位磁铁量的动力运转转矩和零励磁电流空载感应电压的增加量变大，成为永久磁铁的高效配置。
此外，由于第一永久磁铁20A的基端部和尖端部的轴向端面的轴向位置与第二永久磁铁20B的尖端部和基端部的轴向端面的轴向位置一致，另外，第一和第二永久磁铁20A、20B的尖端部与第一和第二爪状磁极部19A、19B的尖端部吻合，因此，能够确实降低第一和第二爪状磁极部19A、19B间的漏磁通。
实施方式5
图10是模式地示出本发明的实施方式5涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
在图10中，第一和第二永久磁铁20A、20B形成为倾斜面，切去基端部的内径侧后与基端部的轴向端面交叉，尖端部的轴向端面的轴向位置对于第一和第二爪状磁极部19A、19B的尖端部位于基端部侧。即，将第一和第二永久磁铁20A、20B制成在除了第一和第二爪状磁极部19A、19B的尖端部和基端部内周部的区域中，与尖细形状的第一和第二爪状磁极部19A、19B的周方向侧面大致吻合的侧面形状(截面形状)，所述尖细形状由尖端侧的径向短边、构成该最外周面的斜边、连结尖端侧的径向短边的下端与第一和第二爪状磁极部19A和19B的内周根部的斜边构成。
然后，第一永久磁铁20A的基端部和尖端部的轴向端面的轴向位置与第二永久磁铁20B的尖端部和基端部的轴向端面的轴向位置一致。另外，第一和第二永久磁铁20A、20B的基端部对于定子铁心13的轴向端面位于轴向内侧。
再有，其他结构与上述实施方式2同样地构成。
在实施方式5中，第一和第二永久磁铁20A、20B的径向外周部与定子铁心13接近，该部分中的永久磁铁所产生的附加磁通流到定子铁心13上，成为有效磁通。但是，第一和第二永久磁铁20A、20B的基端部的内径侧从定子铁心13离开，该部分中的永久磁铁所产生的附加磁通难以流到定子铁心13上，难以成为有效磁通。
在该实施方式5中，由于第一和第二永久磁铁20A、20B的基端部的内径侧、即对附加磁通帮助小的永久磁铁部分被切掉，因此，成为能够高效地利用永久磁铁的磁通作为有效磁通的磁铁形状，能够确保能附加的有效磁通，能够实现永久磁铁的小型化。
此外，在该实施方式5中，由于永久磁铁的轴向长度L3也满足L1≥L3＞L2，因此，得到与上述实施方式2同样的效果。
实施方式6
图11是模式地示出本发明的实施方式6涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。
在图11中，第一和第二永久磁铁20A、20B与上述实施方式5相比，增多了基端部的内径侧的缺口量，形成为与在将第一爪状磁极部19A的周方向侧面投影到相对的第二爪状磁极部19B的周方向侧面上时的两者的重叠区域(重叠面)吻合的侧面形状(截面形状)。然后，第一和第二永久磁铁20A、20B的基端部对于定子铁心13的轴向端面位于轴向内侧。
再有，其他结构与上述实施方式2同样地构成。
根据该实施方式6，由于第一和第二永久磁铁20A、20B形成为实质上与在周方向上重叠了第一和第二爪状磁极部19A、19B的相对的周方向侧面的重叠面一致的截面形状，因此，能够确实降低第一和第二爪状磁极部19A、19B间的漏磁通。
此外，由于第一和第二永久磁铁20A、20B其内径侧、即对附加磁通帮助小的永久磁铁部分被切掉，因此，成为能够高效地利用永久磁铁的磁通作为有效磁通的磁铁形状，能够确保能附加的有效磁通，能够实现永久磁铁的进一步的小型化。
此外，在该实施方式6中，由于永久磁铁的轴向长度L3也满足L1≥L3＞L2，因此，得到与上述实施方式2同样的效果。
实施方式7
在上述实施方式1至6中，规定了配置在爪状磁极部的周方向侧面上的永久磁铁的形状和配置，但在实施方式7中，规定了与爪状磁极部的单侧的周方向侧面面积相对的永久磁铁的侧面面积(横截面积)的关系。
图12是模式地示出本发明的实施方式7涉及的车辆用旋转电机的爪状磁极部周围的剖面图。图13是表示本发明的实施方式7涉及的车辆用旋转电机中的磁铁面积比与动力运转运行时最大转矩增加分量的关系的图。
在此，所述磁铁面积比，是永久磁铁的侧面面积(横截面积)Sm对于爪状磁极部的周方向侧面面积Sp所占的比例(Sm/Sp)。然后，爪状磁极部的单侧的周方向侧面面积Sp如图12中斜线所示，是在第一爪状磁极部19A的周方向侧面中，用尖端侧的径向短边、构成该最外周面的斜边、连结尖端侧的径向短边的下端与第一爪状磁极部19A的内周根部的斜边、与定子铁心13的轴向端面一致的径向的直线围起来的区域的面积。另一方面，永久磁铁的侧面面积Sm是与第一爪状磁极部19A的周方向侧面相连的第一永久磁铁20A的面积。然后，第一永久磁铁20A具有与第一爪状磁极部19A的周方向侧面吻合的侧面形状，所述第一爪状磁极部19A的周方向侧面由尖端侧的径向短边、构成该最外周面的斜边、连结尖端侧的径向短边的下端与第一爪状磁极部19A的内周根部的斜边构成，改变由径向直线构成的基端侧长边的周方向位置后，就改变了侧面面积Sm。再有，关于第二爪状磁极部19B和第二永久磁铁20B也同样。
接着，在设为转子外径：105.5mm、定子铁心外径：135mm的车辆用旋转电机中，改变永久磁铁的侧面面积(横截面积)Sm对于爪状磁极部的周方向侧面面积Sp所占的比例(Sm/Sp)后，测定由于永久磁铁附加而动力运转运行时最大转矩增加分量，图13中示出其结果。再有，设定了永久磁铁的残留磁通密度(Br)，使得零励磁电流运转时的感应电压不超过电源电压。
从图13可知，随着磁铁面积比增大，动力运转运行时最大转矩增加分量的增加量增加，在磁铁面积比约是0.9时，动力运转运行时最大转矩增加分量的增加量得到最大值6.5Nm，若磁铁面积比超过0.9，动力运转运行时最大转矩增加分量的增加量就减少了。
这样地，在零励磁电流运转时，通过选择感应电压不超过电源电压的永久磁铁的Br，并且使爪状磁极部的侧面面积与永久磁铁的面积的比(Sm/Sp)满足Sm/Sp≤1.0(考虑特性的偏差)，就能得到最有效的磁铁形状所带来的特性提高。