DE112019003611T5

DE112019003611T5 - ROTATING ELECTRIC MACHINE

Info

Publication number: DE112019003611T5
Application number: DE112019003611.4T
Authority: DE
Inventors: Yuki Hidaka; Shohei Fujikura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2021-04-01
Also published as: JPWO2020017114A1; CN112368909A; WO2020017114A1; JP6647463B1; CN112368909B

Abstract

Es wird eine rotierende elektrische Maschine angegeben, mit einem Rotor (100) und einem Stator (101). Ein erster Polkernkörper (9) und ein zweiter Polkernkörper (10), die in dem Rotor (100) enthalten sind, haben erste klauenförmige Magnetpolbereiche (14) bzw. zweite klauenförmige Magnetpolbereiche (16). Jeder der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche (14) besitzt sich verjüngende Bereiche (15) und eine Oberfläche (21), und jeder der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche (16) besitzt sich verjüngende Bereiche (17) und eine Oberfläche (22). Die Umfangsbreite (LW1) der Oberfläche (21) von jedem der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche (14) und die Umfangsbreite (LW2) einer Oberfläche (22) von jedem der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche (16) sind an zumindest einem Ende in einer axialen Richtung des Rotors gleich.A rotating electrical machine is specified, with a rotor (100) and a stator (101). A first pole core body (9) and a second pole core body (10) contained in the rotor (100) have first claw-shaped magnetic pole regions (14) and second claw-shaped magnetic pole regions (16), respectively. Each of the first claw-shaped magnetic pole regions (14) has tapered regions (15) and a surface (21), and each of the second claw-shaped magnetic pole regions (16) has tapered regions (17) and a surface (22). The circumferential width (LW1) of the surface (21) of each of the first claw-shaped magnetic pole regions (14) and the circumferential width (LW2) of a surface (22) of each of the second claw-shaped magnetic pole regions (16) are at at least one end in an axial direction of the rotor equal.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Diese Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere eine rotierende elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator.This invention relates to a rotating electrical machine, more particularly to a rotating electrical machine having a rotor and a stator.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Ein in dem Patentdokument 1 beschriebener Fahrzeugwechselstromgenerator besitzt beispielsweise einen Ankerkern mit auf seinem Umfang angeordneten Ankerkern-Zähnen und Paaren von klauenförmigen magnetischen Polen. Die Paare von klauenförmigen magnetischen Polen haben jeweils unterschiedliche Polaritäten und sind in radialer Richtung des Ankerkerns über einen kleinen Luftspalt dazwischen den Kernzähnen gegenübergestellt. Bei Rotation der klauenförmigen magnetischen Pole liegen ein hinteres Ende des einen Paares von klauenförmigen magnetischen Polen und ein vorderes Ende des anderen klauenförmigen magnetischen Pols demselben Kernzahn gegenüber.For example, an automotive alternator described in Patent Document 1 has an armature core with armature core teeth and pairs of claw-shaped magnetic poles disposed on its periphery. The pairs of claw-shaped magnetic poles each have different polarities and are opposed to the core teeth in the radial direction of the armature core via a small air gap between them. When the claw-shaped magnetic poles are rotated, a rear end of one pair of claw-shaped magnetic poles and a front end of the other claw-shaped magnetic pole oppose the same core tooth.

So sind in dem Patentdokument 1 die sich verjüngenden Bereiche an dem hinteren Magnetpol-Ende des einen Pols des Paares von klauenförmigen magnetischen Polen und dem vorderen Magnetpol-Ende des anderen klauenförmigen magnetischen Pols entsprechend der Breite des Anker-Kernzahns ausgebildet. Wie oben beschrieben, werden die sich verjüngenden Bereiche entsprechend der Breite des Anker-Kernzahns gebildet. Auf diese Weise heben sich der positive magnetische Fluss und der negative magnetische Fluss, die in die Ankerkern-Zähne fließen, gegenseitig auf, um dadurch einen unwirksamen magnetischen Fluss zu reduzieren, der erzeugt werden kann.Thus, in Patent Document 1, the tapered portions are formed on the rear magnetic pole end of one of the pair of claw-shaped magnetic poles and the front magnetic pole end of the other claw-shaped magnetic pole corresponding to the width of the armature core tooth. As described above, the tapered portions are formed according to the width of the anchor core tooth. In this way, the positive magnetic flux and the negative magnetic flux flowing into the armature core teeth cancel each other out, thereby reducing an ineffective magnetic flux that may be generated.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 51-087 705 A Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open JP 51-087 705 A

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Mit der Erfindung zu lösende ProblemeProblems to be Solved by the Invention

Eines der Paare von klauenförmigen magnetischen Polen mit unterschiedlichen Polaritäten ist zu einem N-Pol und das andere zu einem S-Pol mit dem magnetischen Fluss magnetisiert. Dadurch werden eine Rotormagnetkraft, die dem N-Pol entspricht, und eine Rotormagnetkraft, die dem S-Pol entspricht, erzeugt. Die magnetomotorische Kraft des Rotors, die dem N-Pol entspricht, wird positiv, und die magnetomotorische Kraft des Rotors, die dem S-Pol entspricht, wird negativ.One of the pairs of claw-shaped magnetic poles with different polarities is magnetized to an N pole and the other is magnetized to an S pole with the magnetic flux. Thereby, a rotor magnetic force corresponding to the N pole and a rotor magnetic force corresponding to the S pole are generated. The rotor magnetomotive force corresponding to the N pole becomes positive, and the rotor magnetomotive force corresponding to the S pole becomes negative.

In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die Kurvenform der magnetomotorischen Kraft des Rotors, die dem N-Pol entspricht, und die Kurvenform der magnetomotorischen Kraft des Rotors, die dem S-Pol entspricht, mit unterschiedlichen (positiven oder negativen) Vorzeichen symmetrisch werden. Im Folgenden werden eine liniensymmetrische Form mit unterschiedlichen (positiven oder negativen) Vorzeichen an den Seiten und eine liniensymmetrische Form mit entgegengesetzten Vorzeichen an den Seiten als „antisymmetrisch“ bezeichnet.In this case, it is desirable that the waveform of the magnetomotive force of the rotor corresponding to the N pole and the waveform of the magnetomotive force of the rotor corresponding to the S pole become symmetrical with different signs (positive or negative). In the following, a line-symmetrical shape with different (positive or negative) signs on the sides and a line-symmetrical shape with opposite signs on the sides are referred to as “antisymmetrical”.

Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Fahrzeug-Wechselstromgenerator sind jedoch die Breiten der Bänder in dem Paar von klauenförmigen magnetischen Polen, die nicht zu den sich verjüngenden Bereichen gehören, nicht gleich, wenn man sie in einer Ebene orthogonal zu einer Achse miteinander vergleicht. Infolgedessen werden die Wellenform der magnetomotorischen Kraft im Rotor, die dem N-Pol entspricht, und die Wellenform der magnetomotorischen Kraft des Rotors, die dem S-Pol entspricht, nicht antisymmetrisch. Dadurch entsteht das Problem, dass der Wirbelstromverlust, der durch den harmonischen Magnetfluss zweiter Ordnung verursacht wird, zunimmt und die Leistung der rotierenden elektrischen Maschine verringert.In the vehicle AC generator described in Patent Document 1, however, the widths of the bands in the pair of claw-shaped magnetic poles other than the tapered portions are not the same when compared with each other in a plane orthogonal to an axis. As a result, the waveform of the magnetomotive force in the rotor corresponding to the N pole and the waveform of the magnetomotive force of the rotor corresponding to the S pole do not become antisymmetric. As a result, there arises a problem that the eddy current loss caused by the second-order harmonic magnetic flux increases and decreases the output of the rotary electric machine.

Diese Erfindung soll die oben beschriebenen Probleme lösen, und hat die Aufgabe, eine rotierende elektrische Maschine anzugeben, in der der Wirbelstromverlust, der durch den harmonischen Magnetfluss zweiter Ordnung verursacht wird, reduziert wird, um eine Verbesserung der Leistung der rotierenden elektrischen Maschine zu erreichen.This invention is intended to solve the problems described above, and has an object to provide an electric rotating machine in which the eddy current loss caused by the second order harmonic magnetic flux is reduced to achieve an improvement in the performance of the electric rotating machine.

Mittel zum Lösen der ProblemeMeans of solving the problems

Die rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: einen Rotor; einen Stator, der in Bezug auf den Außenumfang des Rotors mit einem Luftspalt dazwischen angeordnet ist, wobei der Rotor Folgendes aufweist: eine Feldwicklung; und einen Polkern, der durch Kombinieren des ersten Polkernkörpers und des zweiten Polkernkörpers gebildet wird, wobei der Polkern einen Innenraum aufweist, in dem die Feldwicklung angeordnet ist, wobei der Innenraum durch einen ersten Polkernkörper und einen zweiten Polkernkörper gebildet wird, wobei der erste Polkernkörper eine Vielzahl von ersten klauenförmigen Magnetpolbereichen aufweist, die so angeordnet sind, dass sie in der Umfangsrichtung des Rotors voneinander beabstandet sind, wobei die Vielzahl von ersten klauenförmigen Magnetpolbereichen jeweils einen ersten distalen Endbereich aufweist, wobei der zweite Polkernkörper eine Vielzahl von zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichen aufweist, die so angeordnet sind, dass sie in der Umfangsrichtung des Rotors voneinander beabstandet sind, wobei die Vielzahl von zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichen jeweils einen zweiten distalen Endbereich aufweist, wobei der erste Polkernkörper und der zweite Polkernkörper so miteinander kombiniert sind, dass die Vielzahl von ersten klauenförmigen Magnetpolbereichen und die Vielzahl von zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichen abwechselnd miteinander in Eingriff stehen; wobei die Oberfläche von jedem der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche auf der Statorseite ein Paar von ersten sich verjüngenden Bereichen aufweist, die an beiden Enden in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, und eine erste Oberfläche, die zwischen dem Paar von ersten sich verjüngenden Bereichen angeordnet ist, aufweist, wobei die Oberfläche von jedem der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche auf der Statorseite ein Paar von zweiten sich verjüngenden Bereichen, die an beiden Enden bei der Umfangsrichtung ausgebildet sind, und eine zweite Oberfläche aufweist, die zwischen dem Paar von zweiten sich verjüngenden Bereichen angeordnet ist, und wobei die Länge der ersten Fläche und die Länge der zweiten Fläche einander gleich sind in zumindest einer Ebene, einer Ebene, die orthogonal zu einer axialen Richtung des Rotors ist und durch den ersten distalen Endbereich verläuft, und einer Ebene, die orthogonal zu der axialen Richtung ist und durch den zweiten distalen Endbereich verläuft.The rotating electrical machine according to the present invention includes: a rotor; a stator disposed with an air gap therebetween with respect to the outer periphery of the rotor, the rotor comprising: a field winding; and a pole core formed by combining the first pole core body and the second pole core body, the pole core having an interior space in which the field winding is arranged, the interior space being formed by a first pole core body and a second pole core body, the first pole core body being a Having a plurality of first claw-shaped magnetic pole portions which are arranged so as to be spaced from each other in the circumferential direction of the rotor, the plurality of first claw-shaped magnetic pole portions each having a first distal end portion, the second pole core body having a Having a plurality of second claw-shaped magnetic pole regions which are arranged so that they are spaced apart from one another in the circumferential direction of the rotor, the plurality of second claw-shaped magnetic pole regions each having a second distal end region, the first pole core body and the second pole core body being combined with one another so as to that the plurality of first claw-shaped magnetic pole portions and the plurality of second claw-shaped magnetic pole portions are alternately engaged with each other; wherein the surface of each of the first claw-shaped magnetic pole regions on the stator side has a pair of first tapered regions formed at both ends in the circumferential direction and a first surface disposed between the pair of first tapered regions, wherein the surface of each of the second claw-shaped magnetic pole portions on the stator side has a pair of second tapered portions formed at both ends in the circumferential direction and a second surface disposed between the pair of second tapered portions, and wherein the length of the first surface and the length of the second surface are equal to each other in at least one plane, a plane that is orthogonal to an axial direction of the rotor and passing through the first distal end portion, and a plane that is orthogonal to the axial direction and extends through the second distal end region.

Effekt der ErfindungEffect of the invention

Mit der rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Erfindung ist es möglich, den Wirbelstromverlust zu reduzieren, der durch einen harmonischen magnetischen Fluss zweiter Zeitordnung verursacht wird, und eine Verbesserung der Leistung der rotierenden elektrischen Maschine zu erreichen.With the rotary electric machine according to the invention, it is possible to reduce the eddy current loss caused by a second time order harmonic magnetic flux and to achieve an improvement in the performance of the rotary electric machine.

FigurenlisteFigure list

1 Fig. 13 is a sectional view schematically illustrating the configuration of an electric rotating machine according to a first embodiment of this invention;
2 Fig. 13 is a perspective view showing the configuration of a rotor to be attached to the electric rotating machine according to the first embodiment of this invention;
3 Fig. 13 is a perspective view showing the configuration of a first pole core body included in the rotor used in the rotary electric machine according to the first embodiment of this invention;
4th Fig. 13 is a perspective view showing the configuration of a second pole core body included in the rotor used in the rotary electric machine according to the first embodiment of this invention;
5 Fig. 13 is a view for explaining the configuration of a stator attached to the electric rotating machine according to the first embodiment of this invention;
6th Fig. 13 is a front view illustrating claw-shaped magnetic pole portions of the first pole core body and the second pole core body included in the rotor to be applied to the rotary electric machine according to the first embodiment of this invention, viewed from the stator side;
7th Fig. 13 is a diagram schematically showing a circuit configuration of the rotary electric machine according to the first embodiment of this invention;
8th Fig. 13 is a diagram showing the waveform of the magnetomotive force of the rotor in a comparative example for comparison with the first embodiment of this invention;
9 Fig. 13 is a diagram showing the waveform of rotor magnetomotive force of the rotary electric machine according to the first embodiment of this invention;
10 Fig. 13 is a graph showing a result of comparison of the effect of reducing the second-order rotor magnetic force in the rotary electric machine according to the first embodiment of this invention with that of the comparative example;
11 Fig. 13 is a view showing a result of comparison of the distribution of the second-order eddy current loss in the stator in the rotary electric machine according to the first embodiment of this invention with the distribution of the comparative example;
12th Fig. 13 is a front view illustrating claw-shaped magnetic pole portions of the first pole core body and the second pole core body included in a rotor used in an electric rotating machine according to a second embodiment of this invention, viewed from the stator side;
13th Fig. 13 is a front view illustrating claw-shaped magnetic pole portions of the first pole core body and the second pole core body included in a rotor used in an electric rotating machine according to a third embodiment of this invention, viewed from the stator side;
14th Fig. 13 is a front view illustrating claw-shaped magnetic pole portions of the first pole core body and the second pole core body included in a rotor used in an electric rotating machine according to a fourth embodiment of this invention, viewed from the stator side;
15th Fig. 13 is a front view showing claw-shaped magnetic pole portions of the first pole core body and the second pole core body included in a rotor used in an electric rotating machine according to a fifth embodiment of this invention, viewed from the stator side, and
16 Fig. 13 is a perspective view showing a rotor used in an electric rotating machine according to a sixth embodiment of this invention.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Es werden nachstehend Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind jeweils Komponenten dargestellt, die für die Beschreibung dieser Erfindung notwendig sind, wobei nicht alle tatsächlichen Komponenten dargestellt sind. Eine Richtung, wie z. B. oben, unten, rechts und links, wird anhand der Richtungen in den Zeichnungen beschrieben. Ferner ist jede der in den Zeichnungen angegebenen Abmessungen durch einen Wert definiert, der auf der Grundlage der in den Zeichnungen dargestellten Koordinatenachsen berechnet worden ist.Embodiments of this invention will be described below with reference to the drawings. Each component is shown in the drawings which are necessary for describing this invention, and not all of the actual components are shown. One direction, such as B. up, down, right and left will be described with reference to the directions in the drawings. Further, each of the dimensions shown in the drawings is defined by a value calculated on the basis of the coordinate axes shown in the drawings.

Bezugszeichen, die den gleichen Buchstaben des Alphabets in unterschiedlichen Schreibweisen (Groß- und Kleinbuchstaben) entsprechen, bezeichnen unterschiedliche Elemente. In jeder der Ausführungsformen bedeutet der Begriff „fixieren“ im Allgemeinen die Fixierung eines Objekts, und die Fixierungsmethode ist nicht beschränkt. Der Begriff „gleich“ bedeutet, gleich oder im Wesentlichen gleich. Wenn eine Differenz in den Bereich einer Maßtoleranz fällt, werden Funktionen davon als gleich angesehen. Der Begriff „ringförmig“ beinhaltet sowohl eine ringförmige als auch eine zylindrische Form.Reference symbols that correspond to the same letters of the alphabet in different spellings (uppercase and lowercase letters) denote different elements. In each of the embodiments, the term “fixing” generally means fixing an object, and the fixing method is not limited. The term "the same" means the same or substantially the same. If a difference falls within the range of a dimensional tolerance, functions thereof are considered to be equal. The term "annular" includes both an annular and a cylindrical shape.

Der Begriff „axiale Richtung“ bedeutet eine Längsrichtung der Welle 4, die später noch beschrieben wird. Der Begriff „radial nach außen gerichtet“ bedeutet eine nach außen gerichtete Richtung in einer radialen Richtung zum Rotor 100 oder zum Stator 101, die später beschrieben werden, und der Begriff „radial nach innen gerichtet“ bedeutet eine nach innen gerichtete Richtung in der radialen Richtung. Der Begriff „Umfangsrichtung nach außen“ bedeutet die Drehrichtung des Rotors 100, und der Begriff „Umfangsrichtung nach innen“ bedeutet eine Gegendrehrichtung entgegen der Drehrichtung.The term “axial direction” means a longitudinal direction of the shaft 4th which will be described later. The term “radially outward” means an outward direction in a radial direction to the rotor 100 or the stator 101, which will be described later, and the term “radially inward” means an inward direction in the radial direction . The term “circumferential direction outward” means the direction of rotation of the rotor 100, and the term “circumferential direction inward” means a counter-rotation direction counter to the direction of rotation.

Ferner werden die „radial äußere Richtung“ und die „radial innere Richtung“ gemeinsam als „radiale Richtung“ bezeichnet, und die „in Umfangsrichtung äußere Richtung“ und die „in Umfangsrichtung innere Richtung“ werden gemeinsam als „Umfangsrichtung“ bezeichnet. Ferner entspricht eine „radial äußerste Fläche“ eines „ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14“ und eines „zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16“ jeweils eine statorseitige Fläche gegenüber dem Stator 101.Further, the “radially outer direction” and the “radially inner direction” are collectively referred to as the “radial direction”, and the “circumferentially outer direction” and the “circumferentially inner direction” are collectively referred to as the “circumferential direction”. Furthermore, a “radially outermost surface” of a “first claw-shaped magnetic pole region 14” and a “second claw-shaped magnetic pole region 16” each correspond to a stator-side surface opposite the stator 101.

Ein „radial äußerstes Ende“ des „ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14“ und des „zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16“ entspricht jeweils einem Ende der radial äußersten Fläche auf der Drehrichtungsseite und ein „radial innerstes Ende“ entspricht einem Ende der radial äußersten Fläche auf der Gegendrehrichtungsseite. Die Drehrichtung entspricht jedoch einer Richtung, einer Richtung im Uhrzeigersinn und einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn und ist nicht besonders auf eine davon beschränkt.A “radially outermost end” of the “first claw-shaped magnetic pole region 14” and the “second claw-shaped magnetic pole region 16” each corresponds to an end of the radially outermost surface on the direction of rotation side and a “radially innermost end” corresponds to an end of the radially outermost surface on the opposite direction of rotation side. However, the rotating direction corresponds to a direction, a clockwise direction and a counterclockwise direction, and is not particularly limited to any of them.

Ausführungsform 1Embodiment 1

1 ist eine Schnittdarstellung zur schematischen Veranschaulichung der Konfiguration einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Bei der ersten Ausführungsform ist beispielsweise ein Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motor als Beispiel für die rotierende elektrische Maschine beschrieben. Die rotierende elektrische Maschine der vorliegenden Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Ferner ist 2 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Konfiguration des Rotors, der an dem Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motor gemäß der ersten Ausführungsform anzubringen ist. 1 Fig. 13 is a sectional view schematically showing the configuration of an electric rotating machine according to a first embodiment of this invention. In the first embodiment, for example, a vehicle AC generator-motor is described as an example of the rotary electric machine. However, the rotating electrical machine of the present invention is not limited to this. Furthermore is 2 Fig. 13 is a perspective view showing the configuration of the rotor to be attached to the vehicle AC generator-motor according to the first embodiment.

In 2 ist als Rotor eine Rotorstruktur vom Typ Lundell (Klauenpolmaschine) dargestellt. In 2 wird zur Vereinfachung der Zeichnung auf die Darstellung einiger Komponenten verzichtet, die nicht direkt mit der ersten Ausführungsform in Verbindung stehen, z. B. das Kühlgebläse. 3 und 4 sind perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung von Konfigurationen des ersten Polkernkörpers 9 und des zweiten Polkernkörpers 10, die den Polkern bilden, der an dem Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motor gemäß der ersten Ausführungsform angebracht wird.In 2 a rotor structure of the Lundell type (claw pole machine) is shown as the rotor. In 2 To simplify the drawing, some components are not shown that are not directly related to the first embodiment, e.g. B. the cooling fan. 3 and 4th are perspective views showing configurations of the first pole core body 9 and the second pole core body 10 constituting the pole core attached to the vehicle AC generator-motor according to the first embodiment.

Wie in 1 dargestellt, weist der Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motor 1 Folgendes auf: ein Gehäuse 2, den Rotor 100, den Stator 101, eine Riemenscheibe 3, ein Kühlgebläse 6, ein Paar von Schleifringen 19 und ein Paar von Bürsten 20. Im Folgenden wird jede der oben genannten Komponenten beschrieben.As in 1 shown, the vehicle has alternating current generator-motor 1 The following on: an enclosure 2 , the rotor 100, the stator 101, a Pulley 3 , a cooling fan 6th , a pair of slip rings 19 and a pair of brushes 20. Each of the above components will be described below.

Das Gehäuse 2 besitzt einen vorderen Lagerschild 2A, der an der Vorderseite angeordnet ist, und einen hinteren Lagerschild 2B, der an der Rückseite angeordnet ist. Sowohl der vordere Lagerschild 2A als auch der hintere Lagerschild 2B haben eine schalenartige Form. Der Rotor 100 und der Stator 101 sind in einem Raum angeordnet, der durch den vorderen Lagerschild 2A und den hinteren Lagerschild 2B gebildet wird. Jeder, der vordere Lagerschild 2A und der hintere Lagerschild 2B, ist beispielsweise aus einer Aluminiumstahlplatte gebildet.The case 2 has a front end shield 2A, which is arranged on the front side, and a rear end shield 2B, which is arranged on the rear side. Both the front end shield 2A and the rear end shield 2B have a shell-like shape. The rotor 100 and the stator 101 are arranged in a space which is formed by the front end shield 2A and the rear end shield 2B. Each of the front end shield 2A and the rear end shield 2B is formed from an aluminum steel plate, for example.

Der Rotor 100 besitzt eine Feldwicklung 11, den Polkern, der den ersten Polkernkörper 9 und den zweiten Polkernkörper 10 beinhaltet, und eine Welle 4. Die Welle 4 ist über Lager 5 am Gehäuse 2 abgestützt. Der Rotor 100 ist um die Welle 4 als Achse drehbar gegenüber dem Gehäuse 2 angeordnet. Wenn ein Feldstrom durch die Feldwicklung 11 fließt, erzeugt die Feldwicklung 11 einen magnetischen Fluss. Der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 sind so ausgebildet, dass sie die Feldwicklung 11 abdecken, und durch den magnetischen Fluss der Feldwicklung 11 werden magnetische Pole gebildet.The rotor 100 has a field winding 11 , the pole core, which is the first pole core body 9 and the second pole core body 10 includes, and a wave 4th . The wave 4th is about stock 5 on the housing 2 supported. The rotor 100 is around the shaft 4th rotatable as an axis relative to the housing 2 arranged. When a field current through the field winding 11 flows, creates the field winding 11 a magnetic flux. The first pole core body 9 and the second pole core body 10 are designed so that they have the field winding 11 cover, and by the magnetic flux of the field winding 11 magnetic poles are formed.

Die Riemenscheibe 3 ist an einem frontseitigen Endbereich der Welle 4 befestigt. Der frontseitige Endbereich der Welle 4 ragt über das Gehäuse 2 hinaus. Die Riemenscheibe 3 ist über einen Riemen mit einer Kurbelwelle eines Motors gekoppelt.The pulley 3 is at a front end portion of the shaft 4th attached. The front end of the shaft 4th protrudes over the housing 2 out. The pulley 3 is coupled to a crankshaft of an engine via a belt.

Das Kühlgebläse 6 ist an beiden Stirnflächen des Rotors 100 in einer axialen Richtung des Rotors 100 befestigt. Das Kühlgebläse 6 ist so ausgebildet, dass es dem Rotor 100 ein Kühlgas zuführt, um den Rotor 100 zu kühlen.The cooling fan 6th is attached to both end faces of the rotor 100 in an axial direction of the rotor 100. The cooling fan 6th is configured to supply a cooling gas to the rotor 100 to cool the rotor 100.

Der Stator 101 ist außerhalb des Rotors 100 so angeordnet, dass er die äußere Umfangsfläche des Rotors 100 umgibt. Ein Luftspalt ist zwischen der inneren Umfangsfläche des Stators 101 und der äußeren Umfangsfläche des Rotors 100 gebildet. Der Stator 101 ist fest mit dem Gehäuse 2 verbunden. Der Stator 101 besitzt einen Statorkern 7 mit einer zylindrischen Form und eine Statorspule 8, die um den Statorkern 7 gewickelt ist. Die Statorspule 8 nimmt den magnetischen Fluss auf, der von der Feldwicklung 11 zusammen mit der Rotation des Rotors 100 erzeugt wird.The stator 101 is arranged outside of the rotor 100 so as to surround the outer peripheral surface of the rotor 100. An air gap is formed between the inner peripheral surface of the stator 101 and the outer peripheral surface of the rotor 100. The stator 101 is fixed to the housing 2 connected. The stator 101 has a stator core 7th with a cylindrical shape and a stator coil 8th around the stator core 7th is wrapped. The stator coil 8th absorbs the magnetic flux from the field winding 11 is generated along with the rotation of the rotor 100.

Das Schleifringpaar 19 ist an einem rückseitigen Endbereich der Welle 4 befestigt. Das Paar von Schleifringen 19 ist so konfiguriert, dass es den Rotor 100 mit Strom versorgt.The slip ring pair 19 is at a rear end region of the shaft 4th attached. The pair of slip rings 19 are configured to supply power to the rotor 100.

Das Paar von Bürsten 20 ist so angeordnet, dass sie jeweils auf den Schleifringen 19 gleiten.The pair of brushes 20 are arranged to slide on the slip rings 19, respectively.

Nachstehend wird die Konfiguration des Polkerns des Rotors 100 unter Bezugnahme auf 2 bis 4 beschrieben.The following describes the configuration of the pole core of the rotor 100 with reference to FIG 2 to 4th described.

2 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Konfiguration des Polkerns des Rotors 100. Wie in 2 dargestellt, beinhaltet der Polkern des Rotors 100 den ersten Polkernkörper 9 und den zweiten Polkernkörper 10. Der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 sind jeweils aus einem kohlenstoffarmen Stahl, wie z.B. S10C, durch ein Kaltschmiedeverfahren hergestellt. Die Welle 4 ist in einem Zustand fixiert, in dem sie in Wellen-Einsetzlöcher eingesetzt ist, die an der axialen Mittelposition des ersten Polkernkörpers 9 und des zweiten Polkernkörpers 10 ausgebildet sind. 2 FIG. 13 is a perspective view illustrating the configuration of the pole core of the rotor 100. As in FIG 2 As shown, the pole core of the rotor 100 includes the first pole core body 9 and the second pole core body 10 . The first pole core body 9 and the second pole core body 10 are each made from a low-carbon steel, such as S10C, through a cold forging process. The wave 4th is fixed in a state of being inserted into shaft insertion holes located at the axially center position of the first pole core body 9 and the second pole core body 10 are trained.

3 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Konfiguration des ersten Polkernkörpers 9. Wie in 3 dargestellt, besitzt der erste Polkernkörper 9 einen ersten Nabenbereich 12, einen ersten Jochbereich 13 und erste klauenförmige Magnetpolbereiche 14. Der erste Nabenbereich 12 besitzt eine zylindrische Form. 3 Fig. 13 is a perspective view showing the configuration of the first pole core body 9 . As in 3 shown, has the first pole core body 9 a first hub area 12th , a first yoke area 13th and first claw-shaped magnetic pole regions 14th . The first hub area 12th has a cylindrical shape.

Die beiden Endflächen des ersten Nabenbereichs 12 haben jeweils eine perfekte Kreisform. Nachfolgend wird der eine Endbereich des ersten Nabenbereichs 12, der in 2 dargestellt ist, als „erstes Ende 121“ und der andere Endbereich des ersten Nabenbereichs 12, der in 3 dargestellt ist, als „zweites Ende 122“ bezeichnet. An der axialen Mittelposition des ersten Nabenbereichs 12 ist ein Wellen-Einsetzloch 123 zum Einsetzen der Welle 4 ausgebildet.The two end faces of the first hub area 12th each have a perfect circular shape. This is followed by the one end region of the first hub region 12th who is in 2 is shown as "first end 121" and the other end portion of the first hub portion 12th who is in 3 is shown as "second end 122". At the axially center position of the first hub area 12th is a shaft insertion hole 123 to insert the shaft 4th educated.

Das Wellen-Einsetzloch 123 ist eine Durchgangsbohrung, die vom ersten Ende 121 zum zweiten Ende 122 des ersten Nabenbereichs 12 verläuft. Der erste Jochbereich 13 ist so ausgebildet, dass er sich von einem Eckenbereich des ersten Endes 121 des ersten Nabenbereichs 12 radial nach außen erstreckt. Der erste Jochbereich 13 ist so geformt, dass er beispielsweise eine Ringform mit einer großen Dicke aufweist. Jeder der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 erstreckt sich von einem äußeren Umfangsbereich des ersten Jochbereichs 13 in Richtung des zweiten Endes 122 in axialer Richtung.The shaft insertion hole 123 is a through hole running from the first end 121 to the second end 122 of the first hub area 12th runs. The first yoke area 13th is formed so that it extends from a corner area of the first end 121 of the first hub area 12th extends radially outward. The first yoke area 13th is shaped to have a ring shape with a large thickness, for example. Each of the first claw-shaped magnetic pole regions 14th extends from an outer peripheral portion of the first yoke portion 13th towards the second end 122 in the axial direction.

Somit ist der Basisendbereich von jedem der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 an dem ersten Jochbereich 13 befestigt, und der distale Endbereich von jedem der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 ist ein freies Ende, ohne befestigt zu sein.Thus, the base end portion of each of the first claw-shaped magnetic pole portions is 14th at the first yoke area 13th and the distal end portion of each of the first claw-shaped magnetic pole portions 14th is a free end without being attached.

Die radial äußerste Oberfläche von jedem der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 besitzt eine Trapezform. Somit nimmt die Breite des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 in der Umfangsrichtung vom Basisendbereich in Richtung des distalen Endbereichs allmählich ab. Ferner ist jeder der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 so ausgebildet, dass er eine verjüngte Form aufweist. Insbesondere nimmt die Dicke des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 in radialer Richtung vom Basisendbereich in Richtung des distalen Endbereichs allmählich ab. Jeder der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 besitzt ein Paar von an beiden Enden sich in Umfangsrichtung verjüngenden Bereichen 15.The radially outermost surface of each of the first claw-shaped magnetic pole regions 14th has a trapezoidal shape. Thus, the width of the first claw-shaped magnetic pole region increases 14th gradually decreases in the circumferential direction from the base end portion toward the distal end portion. Further, each of the first claw-shaped magnetic pole regions is 14th formed to have a tapered shape. In particular, the thickness of the first claw-shaped magnetic pole region increases 14th gradually decreases in the radial direction from the base end region in the direction of the distal end region. Each of the first claw-shaped magnetic pole regions 14th has a pair of circumferentially tapered portions at both ends 15th .

Die sich verjüngenden Bereiche 15 sind so ausgebildet, dass sie die Länge des Luftspalts zwischen der inneren Umfangsfläche des Stators 101 und der radial äußersten Fläche des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 vergrößern. Ferner besitzt die radial äußerste Oberfläche des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 eine Fläche 21, die zwischen den sich verjüngenden Bereichen 15 ausgebildet ist. Die Fläche 21 besitzt in der Draufsicht eine rechteckige Form.The tapered areas 15th are formed to be the length of the air gap between the inner peripheral surface of the stator 101 and the radially outermost surface of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th enlarge. Further, the radially outermost surface of the first claw-shaped magnetic pole portion has 14th a surface 21 between the tapered areas 15th is trained. The surface 21 has a rectangular shape in plan view.

Die Länge des Luftspalts zwischen der inneren Umfangsfläche des Stators 101 und der Fläche 21, die in der radial äußersten Fläche des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 enthalten ist, ist in Umfangsrichtung konstant. Die Oberfläche 21 kann flach oder gekrümmt sein. Die sich verjüngenden Bereiche 15 sind nicht an einem Bereich des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 ausgebildet, der an den Basisendbereich angrenzt. Somit ist an dem an den Basisendbereich angrenzenden Bereich ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Wurzelbereich 23 ausgebildet.The length of the air gap between the inner peripheral surface of the stator 101 and the surface 21 that is in the radially outermost surface of the first claw-shaped magnetic pole region 14th is included is constant in the circumferential direction. The surface 21 can be flat or curved. The tapered areas 15th are not on a portion of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th formed adjacent to the base end portion. A root region 23 extending in the circumferential direction is thus formed on the region adjoining the base end region.

Eine Kombination aus der Fläche 21 und dem Wurzelbereich 23 besitzt eine T-artige Form. Der Wurzelbereich 23 muss nicht immer ausgebildet sein. Wie in 3 dargestellt, sind die mehreren ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 in gleichen Abständen in Umfangsrichtung entlang des äußeren Umfangsbereichs des ersten Jochbereichs 13 angeordnet. Im Beispiel von 3 sind acht erste klauenförmige Magnetpolbereiche 14 ausgebildet.A combination of the surface 21 and the root portion 23 has a T-like shape. The root region 23 does not always have to be formed. As in 3 illustrated are the plurality of first claw-shaped magnetic pole regions 14th at equal intervals in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the first yoke portion 13th arranged. In the example of 3 are eight first claw-shaped magnetic pole areas 14th educated.

Die Anzahl der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 ist nicht auf acht beschränkt und kann eine beliebige Anzahl sein. In diesem Fall werden die ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 als in gleichen Abständen angeordnet beschrieben. Die Anordnung der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 ist jedoch nicht immer darauf beschränkt. Die ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 müssen lediglich in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet sein.The number of the first claw-shaped magnetic pole regions 14th is not limited to eight and can be any number. In this case, the first claw-shaped magnetic pole areas become 14th described as being equally spaced. The arrangement of the first claw-shaped magnetic pole regions 14th however, it is not always limited to this. The first claw-shaped magnetic pole areas 14th only have to be arranged at a distance from one another in the circumferential direction.

4 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Konfiguration des zweiten Polkernkörpers 10. Wie in 4 dargestellt, besitzt der zweite Polkernkörper 10 die gleiche Konfiguration wie die des ersten Polkernkörpers 9. Das heißt, der zweite Polkernkörper 10 besitzt einen zweiten Nabenbereich 72, einen zweiten Jochbereich 73 und zweite klauenförmige Magnetpolbereiche 16. Der zweite Nabenbereich 72 besitzt eine zylindrische Form. Die beiden Endflächen des zweiten Nabenbereichs 72 haben jeweils eine perfekte Kreisform. Im Folgenden wird der eine Endbereich des zweiten Nabenbereichs 72, der die zylindrische Form aufweist, als „erstes Ende 721“ bezeichnet, und der andere Endbereich des zweiten Nabenbereichs 72 wird als „zweites Ende 722“ bezeichnet. 4th Fig. 13 is a perspective view showing the configuration of the second pole core body 10 . As in 4th shown, has the second pole core body 10 the same configuration as that of the first pole core body 9 . That is, the second pole core body 10 has a second hub area 72 , a second yoke area 73 and second claw-shaped magnetic pole regions 16 . The second hub area 72 has a cylindrical shape. The two end faces of the second hub area 72 each have a perfect circular shape. The following is the one end region of the second hub region 72 , which has the cylindrical shape, is referred to as “first end 721”, and the other end portion of the second hub portion 72 is referred to as "second end 722".

An einer axialen Mittelposition des zweiten Nabenbereichs 72 ist ein Wellen-Einsetzloch 723 zum Einsetzen der Welle 4 ausgebildet. Das Wellen-Einsetzloch 723 ist eine Durchgangsbohrung, die vom ersten Ende 721 zum zweiten Ende 722 des zweiten Nabenbereichs 72 verläuft. Der zweite Jochbereich 73 ist so ausgebildet, dass er sich von einem Eckenbereich des ersten Endes 721 des zweiten Nabenbereichs 72 radial nach außen erstreckt. Der zweite Jochbereich 73 ist so geformt, dass er beispielsweise eine Ringform mit einer großen Dicke aufweist.At an axially central position of the second hub area 72 is a shaft insertion hole 723 to insert the shaft 4th educated. The shaft insertion hole 723 is a through hole running from the first end 721 to the second end 722 of the second hub area 72 runs. The second yoke area 73 is formed so that it extends from a corner area of the first end 721 of the second hub area 72 extends radially outward. The second yoke area 73 is shaped to have a ring shape with a large thickness, for example.

Jeder der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 erstreckt sich vom äußeren Umfangsbereich des zweiten Jochbereichs 73 in Richtung des zweiten Endes 722 in axialer Richtung. Somit ist der Basisendbereich von jedem der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 an dem zweiten Jochbereich 73 befestigt, und der distale Endbereich von jedem der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 ist ein freies Ende, ohne befestigt zu sein.Each of the second claw-shaped magnetic pole regions 16 extends from the outer peripheral portion of the second yoke portion 73 towards the second end 722 in the axial direction. Thus, the base end portion of each of the second claw-shaped magnetic pole portions is 16 at the second yoke area 73 and the distal end portion of each of the second claw-shaped magnetic pole portions 16 is a free end without being attached.

Die radial äußerste Fläche von jedem der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 besitzt eine Trapezform. Somit nimmt die Breite des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in der Umfangsrichtung vom Basisendbereich in Richtung des distalen Endbereichs allmählich ab. Ferner ist jeder der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 so ausgebildet, dass er eine verjüngte Form aufweist. Insbesondere nimmt die Dicke des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in radialer Richtung vom Basisendbereich in Richtung des distalen Endbereichs allmählich ab. Jeder der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 besitzt an beiden Enden in Umfangsrichtung ein Paar sich verjüngender Bereiche 17.The radially outermost surface of each of the second claw-shaped magnetic pole regions 16 has a trapezoidal shape. Thus, the width of the second claw-shaped magnetic pole region increases 16 gradually decreases in the circumferential direction from the base end portion toward the distal end portion. Further, each of the second claw-shaped magnetic pole regions is 16 formed to have a tapered shape. In particular, the thickness of the second claw-shaped magnetic pole region increases 16 gradually decreases in the radial direction from the base end region in the direction of the distal end region. Each of the second claw-shaped magnetic pole regions 16 has a pair of tapered portions at both ends in the circumferential direction 17th .

Die sich verjüngenden Bereiche 17 sind so ausgebildet, dass sie die Länge des Luftspalts zwischen der inneren Umfangsfläche des Stators 101 und der radial äußersten Fläche des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 vergrößern. Ferner besitzt die radial äußerste Oberfläche des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 eine Fläche 22, die zwischen den sich verjüngenden Bereichen 17 ausgebildet ist. Die Fläche 22 besitzt in der Draufsicht eine rechteckige Form.The tapered areas 17th are formed to be the length of the air gap between the inner peripheral surface of the stator 101 and the radially outermost surface of the second claw-shaped magnetic pole area 16 enlarge. Further, the radially outermost surface of the second claw-shaped magnetic pole portion has 16 a surface 22 between the tapered areas 17th is trained. The surface 22 has a rectangular shape in plan view.

Die Länge des Luftspalts zwischen der inneren Umfangsfläche des Stators 101 und der Fläche 22, die in der radial äußersten Fläche des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 enthalten ist, ist in Umfangsrichtung konstant. Die Oberfläche 22 kann flach oder gekrümmt sein. Die sich verjüngenden Bereiche 17 sind nicht an einem Bereich des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 ausgebildet, der an den Basisendbereich angrenzt.The length of the air gap between the inner peripheral surface of the stator 101 and the surface 22 that is in the radially outermost surface of the first claw-shaped magnetic pole region 14th is included is constant in the circumferential direction. The surface 22 can be flat or curved. The tapered areas 17th are not on a portion of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 formed adjacent to the base end portion.

Somit ist an dem an den Basisendbereich angrenzenden Bereich ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Wurzelbereich 24 ausgebildet. Die Kombination aus der Fläche 22 und dem Wurzelbereich 24 besitzt eine T-artige Form. Der Wurzelbereich 24 muss nicht immer ausgebildet sein. Im Beispiel von 4 sind acht der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 in gleichen Abständen in Umfangsrichtung entlang des äußeren Umfangsbereichs des zweiten Jochbereichs 73 angeordnet.A root region 24 extending in the circumferential direction is thus formed on the region adjoining the base end region. The combination of the surface 22 and the root region 24 has a T-like shape. The root area 24 does not always have to be formed. In the example of 4th are eight of the second claw-shaped magnetic pole regions 16 at equal intervals in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the second yoke portion 73 arranged.

Die Anzahl der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 ist nicht auf acht beschränkt, sondern kann eine beliebige Anzahl sein. In diesem Fall werden die zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 als in gleichen Abständen angeordnet beschrieben. Die Anordnung der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 ist jedoch nicht immer darauf beschränkt. Die zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 müssen lediglich in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet sein.The number of the second claw-shaped magnetic pole regions 16 is not limited to eight, but can be any number. In this case, the second claw-shaped magnetic pole regions become 16 described as being equally spaced. The arrangement of the second claw-shaped magnetic pole regions 16 however, it is not always limited to this. The second claw-shaped magnetic pole regions 16 only have to be arranged at a distance from one another in the circumferential direction.

Wie in 2 dargestellt, sind der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 in axialer Richtung miteinander kombiniert. Beim Zusammenfügen werden die mehreren ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 und die zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 der mehreren zweiten Polkernkörper 10 in Umfangsrichtung abwechselnd miteinander verschränkt. Gleichzeitig werden der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 miteinander so kombiniert, dass das zweite Ende 122 des ersten Nabenbereichs 12 und das zweite Ende 722 des zweiten Nabenbereichs 72 in beiden axialen Richtungen in Anlage aneinander gebracht werden.As in 2 shown are the first pole core body 9 and the second pole core body 10 combined with one another in the axial direction. When assembled, the plurality of first claw-shaped magnetic pole areas become 14th and the second claw-shaped magnetic pole regions 16 of the plurality of second pole core bodies 10 alternately interlaced with one another in the circumferential direction. At the same time, the first pole core body 9 and the second pole core body 10 combined with each other so that the second end 122 of the first hub area 12th and the second end 722 of the second hub area 72 are brought into contact with one another in both axial directions.

Wie in 2 dargestellt, sind in einem Zustand, in dem der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 miteinander kombiniert sind, die distalen Endbereiche der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 nach unten und die distalen Endbereiche der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 nach oben ausgerichtet. Insbesondere gilt Folgendes, wobei die Beschreibung unter Bezugnahme auf 1 erfolgt: es erstrecken sich die ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 in axialer Richtung zur Rückseite, und die zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 erstrecken sich in axialer Richtung zur Vorderseite.As in 2 shown are in a state in which the first pole core body 9 and the second pole core body 10 are combined with each other, the distal end regions of the first claw-shaped magnetic pole regions 14th downward and the distal end portions of the second claw-shaped magnetic pole portions 16 aligned upwards. In particular, the following applies, the description with reference to 1 occurs: the first claw-shaped magnetic pole regions extend 14th in the axial direction to the rear, and the second claw-shaped magnetic pole regions 16 extend in the axial direction to the front.

Wie oben beschrieben, sind die Ausrichtung der ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 und die Ausrichtung der zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 entgegengesetzt zueinander. Ferner sind im kombinierten Zustand, wie in 2 dargestellt, die Position des distalen Endbereichs des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und die Position des Basisendbereichs des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 um einen Abstand H in axialer Richtung gegeneinander verschoben.As described above, the orientations are the first claw-shaped magnetic pole regions 14th and the orientation of the second claw-shaped magnetic pole regions 16 opposite to each other. Furthermore, in the combined state, as in 2 shown, the position of the distal end portion of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the position of the base end portion of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 shifted against each other by a distance H in the axial direction.

Weiterhin kann zwischen dem ersten klauenförmigen Magnetpolbereich 14 und dem zweiten klauenförmigen Magnetpolbereich 16 ein Zwischenpolmagnet 18 angeordnet sein. Das Gehäuse, in dem die Zwischenpolmagnete 18 angebracht sind, wird später im Zusammenhang mit einer sechsten Ausführungsform beschrieben.Furthermore, between the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 an intermediate pole magnet 18th be arranged. The housing in which the intermediate pole magnets 18th will be described later in connection with a sixth embodiment.

5 ist eine Abwicklungsansicht zur Veranschaulichung der Konfiguration des Stators 101. Wie in 5 dargestellt, besitzt der Stator 101 eine Vielzahl von Magnetpolzähnen 30. Jeder der Magnetpolzähne 30 besitzt einen Flanschbereich 31, einen ersten Jochbereich 32 und einen zweiten Jochbereich 33. Der Flanschbereich 31 ist in radialer Richtung nach innen ausgebildet. Der erste Jochbereich 32 ist von der radial inneren Richtung in die radial äußere Richtung geformt. Der zweite Jochbereich 33 ist so ausgebildet, dass er die ersten zueinander benachbarten Jochbereiche 32 verbindet. 5 FIG. 13 is a developed view showing the configuration of the stator 101. As in FIG 5 As shown, the stator 101 has a plurality of magnetic pole teeth 30. Each of the magnetic pole teeth 30 has a flange portion 31, a first yoke portion 32 and a second yoke portion 33. The flange portion 31 is formed inward in the radial direction. The first yoke portion 32 is formed from the radially inward direction to the radially outward direction. The second yoke region 33 is formed in such a way that it connects the first mutually adjacent yoke regions 32.

Wie oben beschrieben, weist der Rotor 100 die sich verjüngenden Bereiche 15 und 17 auf. Bei den sich verjüngenden Bereichen 15 und 17 ist die Länge des Luftspaltes zwischen einer inneren Umfangsfläche des Statorkerns 7 des Stators 101 und den radial äußersten Flächen von jedem der ersten und zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 und 16 größer als die Länge des Luftspaltes zwischen der inneren Umfangsfläche des Statorkerns 7 des Stators 101 und jeder der Flächen 21 und 22.As described above, the rotor 100 has the tapered portions 15th and 17th on. In the tapered areas 15th and 17th is the length of the air gap between an inner peripheral surface of the stator core 7th of the stator 101 and the radially outermost surfaces of each of the first and second claw-shaped magnetic pole regions 14th and 16 greater than the length of the air gap between the inner peripheral surface of the stator core 7th of the stator 101 and each of the surfaces 21 and 22.

6 ist eine Ansicht zur Darstellung von Konfigurationen des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 des ersten Polkernkörpers 9 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 des zweiten Polkernkörpers 10. 6 ist eine Darstellung der Positionsbeziehung zwischen dem ersten klauenförmigen Magnetpolbereich 14 und dem zweiten klauenförmigen Magnetpolbereich 16 in einem Zustand, in dem der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 miteinander kombiniert sind, wie in 2 dargestellt. 6th Fig. 13 is a view showing configurations of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th of the first pole core body 9 and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 of the second pole core body 10 . 6th Fig. 13 is an illustration of the positional relationship between the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 in a state in which the first pole core body 9 and the second pole core body 10 are combined with each other, as in 2 shown.

In diesem Fall ist, wie in 6 dargestellt, ein sich verjüngender Bereich 15A der beiden sich verjüngenden Bereiche 15 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 eine geneigte Fläche, die an einem umfangsmäßig äußersten Ende 41 beginnt und an einer umfangsmäßig innersten Linie LW1-1 endet. Ferner ist der andere sich verjüngende Bereich 15B eine geneigte Fläche, die an einem umfangsmäßig innersten Ende 42 beginnt und an einer umfangsmäßig äußersten Linie LW1-2 endet.In this case, as in 6th shown, a tapered portion 15A of the two tapered portions 15th of the first claw-shaped magnetic pole region 14th an inclined surface starting at a circumferentially outermost end 41 and ending at a circumferentially innermost line LW1-1. Further, the other tapered portion 15B is an inclined surface that starts at a circumferentially innermost end 42 and ends at a circumferentially outermost line LW1-2.

Die in Umfangsrichtung innerste Linie LW1-1 und die in Umfangsrichtung äußerste Linie LW1-2 entsprechen der Grenzlinie zwischen dem sich verjüngenden Bereich 15A und der Oberfläche 21 bzw. der Grenzlinie zwischen dem sich verjüngenden Bereich 15B und der Oberfläche 21. Weiterhin erstreckt sich die Oberfläche 21 in axialer Richtung vom distalen Endbereich 25 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 in axialer Richtung zum Wurzelbereich 23.The innermost line LW1-1 in the circumferential direction and the outermost line LW1-2 in the circumferential direction correspond to the boundary line between the tapered area 15A and the surface 21 and the boundary line between the tapered area 15B and the surface 21. Furthermore, the surface extends 21 in the axial direction from the distal end region 25 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th in the axial direction to the root area 23.

In ähnlicher Weise, wie in 6 dargestellt, ist der eine sich verjüngende Bereich 17A der beiden sich verjüngenden Bereiche 17 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 eine schräge Fläche, die am umfangsmäßig äußersten Ende 43 beginnt und an der umfangsmäßig innersten Linie LW2-1 endet. Ferner ist der andere sich verjüngende Bereich 17B eine geneigte Fläche, die am umfangsmäßig innersten Ende 44 beginnt und an der umfangsmäßig äußersten Linie LW2-2 endet.In a similar way as in 6th shown, is one tapered portion 17A of the two tapered portions 17th of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 an inclined surface beginning at the circumferentially outermost end 43 and ending at the circumferentially innermost line LW2-1. Further, the other tapered portion 17B is an inclined surface that starts at the circumferentially innermost end 44 and ends at the circumferentially outermost line LW2-2.

Die in Umfangsrichtung innerste Linie LW2-1 und die in Umfangsrichtung äußerste Linie LW2-2 entsprechen einer Grenzlinie zwischen dem sich verjüngenden Bereich 17A und der Oberfläche 22 bzw. einer Grenzlinie zwischen dem sich verjüngenden Bereich 17B und der Oberfläche 22. Ferner erstreckt sich die Oberfläche 22 in axialer Richtung vom distalen Endbereich 28 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in axialer Richtung zum Wurzelbereich 24.The circumferential innermost line LW2-1 and the circumferential outermost line LW2-2 correspond to a boundary line between the tapered region 17A and the surface 22 and a boundary line between the tapered region 17B and the surface 22. Further, the surface extends 22 in the axial direction from the distal end region 28 of the second claw-shaped magnetic pole region 16 in the axial direction to the root area 24.

Bei der ersten Ausführungsform sind die umfangsmäßig innerste Linie LW1-1, die umfangsmäßig äußerste Linie LW1-2, die umfangsmäßig innerste Linie LW2-1 und die umfangsmäßig äußerste Linie LW2-2 alle parallel zur axialen Richtung 40 der Welle 4.In the first embodiment, the innermost circumferential line LW1-1, the outermost circumferential line LW1-2, the innermost circumferential line LW2-1, and the outermost circumferential line LW2-2 are all parallel to the axial direction 40 of the shaft 4th .

In diesem Fall wird, wie in 6 dargestellt, bei der ersten Ausführungsform der Abstand zwischen der in Umfangsrichtung innersten Linie LW1-1 und der in Umfangsrichtung äußersten Linie LW1-2 als LW1 dargestellt, und der Abstand zwischen der in Umfangsrichtung innersten Linie LW2-1 und der in Umfangsrichtung äußersten Linie LW2-2 wird als LW2 dargestellt. In diesem Fall werden der Abstand LW1 und der Abstand LW2 so vorgegeben, dass die Relation LW1 = LW2 hergestellt wird. Bei der ersten Ausführungsform besitzt jede der Flächen 21 und 22 eine rechteckige Form.In this case, as in 6th in the first embodiment, the distance between the circumferentially innermost line LW1-1 and the circumferentially outermost line LW1-2 is shown as LW1, and the distance between the circumferentially innermost line LW2-1 and the circumferentially outermost line LW2- 2 is represented as LW2. In this case, the distance LW1 and the distance LW2 are specified in such a way that the relation LW1 = LW2 is established. In the first embodiment, each of the surfaces 21 and 22 has a rectangular shape.

Daher wird für jede der Flächen 21 und 22 als Ganzes die Relation LW1 = LW2 hergestellt. Die Festlegung der Relation LW1 = LW2 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Breite LW1 der Oberfläche 21 und die Breite LW2 der Oberfläche 22 müssen nur auf zumindest einer Ebene, einer Ebene, die orthogonal zur axialen Richtung ist und durch den distalen Endbereich 25 verläuft, und einer Ebene, die orthogonal zur axialen Richtung ist und durch den distalen Endbereich 28 verläuft, einander gleich sein.Therefore, for each of the surfaces 21 and 22 as a whole, the relation LW1 = LW2 is established. However, the definition of the relation LW1 = LW2 is not restricted to this. The width LW1 of the surface 21 and the width LW2 of the surface 22 need only be on at least one plane, a plane which is orthogonal to the axial direction and passes through the distal end region 25, and a plane which is orthogonal to the axial direction and through the distal end region 28 extends, be equal to each other.

Nachstehend wird der Betrieb des Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motors 1 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Zunächst wird der Betrieb des Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motors 1 als Motor beschrieben. Ein Fahrzeug, in dem der Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motor 1 angebracht ist, weist eine Batterie 51, eine Leistungsschaltungseinheit 52, eine Steuerschaltungseinheit 53 und eine Feldschaltungseinheit 54 auf. In diesem Fall wird beim Start des Motors Gleichstrom von der Batterie 51 über Stromversorgungsklemmen an die Leistungsschaltungseinheit 52 geliefert.The following is the operation of the vehicle AC generator-motor 1 according to the first embodiment with reference to FIG 7th described. First, the operation of the vehicle's AC generator motor 1 described as an engine. A vehicle in which the vehicle's alternator-motor 1 is attached, includes a battery 51, a power circuit unit 52, a control circuit unit 53, and a field circuit unit 54. In this case, when the engine is started, DC power is supplied from the battery 51 to the power circuit unit 52 through power supply terminals.

Die Steuerschaltungseinheit 53 führt eine EIN/AUS-Steuerung von jedem der Schaltelemente der Leistungsschaltungseinheit 52 durch, um die Gleichstromenergie in Wechselstromenergie umzuwandeln. Die AC-Energie wird an die Statorspule 8 des Stators 101 geliefert. Gleichzeitig versorgt die Feldschaltungseinheit 54 die Feldwicklung 11 des Rotors 100 über die Bürsten 20 und die Schleifringe 19 mit einem Feldstrom, basierend auf einem Befehl der Steuerschaltungseinheit 53. Auf diese Weise wird ein magnetischer Fluss in der Feldwicklung 11 erzeugt.The control circuit unit 53 performs ON / OFF control of each of the switching elements of the power circuit unit 52 to convert the DC power into AC power. The AC energy is sent to the stator coil 8th of the stator 101 is supplied. At the same time, the field switching unit 54 supplies the field winding 11 of the rotor 100 via the brushes 20 and the slip rings 19 with a field current based on a command of the control circuit unit 53. In this way, a magnetic flux is generated in the field winding 11 generated.

Durch den magnetischen Fluss werden die ersten klauenförmigen Magnetpolbereiche 14 des ersten Polkernkörpers 9 zum N-Pol und die zweiten klauenförmigen Magnetpolbereiche 16 des zweiten Polkernkörpers 10 zum S-Pol magnetisiert. Die Verkettung des magnetischen Flusses des Rotors 100 mit dem durch die Statorspule 8 fließenden Strom erzeugt ein Antriebsmoment. Mit dem Antriebsmoment wird der Rotor 100 zur Drehung angetrieben. Das Rotationsmoment des Rotors 100 wird von der Riemenscheibe 3 über den Riemen auf die Kurbelwelle des Motors übertragen, um dadurch den Motor zu starten.The magnetic flux creates the first claw-shaped magnetic pole areas 14th of the first pole core body 9 to the N pole and the second claw-shaped magnetic pole areas 16 of the second pole core body 10 magnetized to the S-pole. The concatenation of the magnetic flux of the rotor 100 with that through the stator coil 8th flowing current generates a drive torque. The rotor 100 is driven to rotate with the drive torque. The rotational moment of the rotor 100 is obtained from the pulley 3 transmitted via the belt to the crankshaft of the engine, thereby starting the engine.

Als Nächstes wird der Betrieb des Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motors 1 als Generator beschrieben. Wenn der Motor betrieben wird, so wird das Drehmoment des Motors von der Kurbelwelle über den Riemen und die Riemenscheibe 3 auf die Welle 4 übertragen, um den Rotor 100 zu drehen. Dann versorgt die Feldschaltungseinheit 54 die Feldwicklung 11 des Rotors 100 über die Bürsten 20 und die Schleifringe 19 aufgrund eines Befehls der Steuerschaltungseinheit 53 mit einem Feldstrom.Next is the operation of the vehicle's AC generator-motor 1 as a generator described. When the engine is running, the engine torque is supplied by the crankshaft through the belt and pulley 3 on the wave 4th to rotate the rotor 100. The field switching unit 54 then supplies the field winding 11 of the rotor 100 via the brushes 20 and the slip rings 19 on the basis of a command from the control circuit unit 53 with a field current.

Dadurch wird ein magnetischer Fluss in der Feldwicklung 11 erzeugt. Der magnetische Fluss wird mit der Statorspule 8 des Stators 101 gekoppelt, um eine dreiphasige Wechselspannung in der Statorspule 8 zu induzieren. Dann führt die Steuerschaltungseinheit 53 eine EIN/AUS-Steuerung von jedem der Schaltelemente der Leistungsschaltungseinheit 52 durch, um die in der Statorspule 8 induzierte dreiphasige Wechselspannung in Gleichstrom umzuwandeln, um dadurch die Batterie 51 zu laden.This creates a magnetic flux in the field winding 11 generated. The magnetic flux is with the stator coil 8th of the stator 101 coupled to a three-phase AC voltage in the stator coil 8th to induce. Then, the control circuit unit 53 performs ON / OFF control of each of the switching elements of the power circuit unit 52 to that in the stator coil 8th to convert induced three-phase AC voltage into DC current to thereby charge the battery 51.

Nachstehend werden Effekte des Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motors 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. 8 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Kurvenform eines Rotor-Magnetantriebs in einem Vergleichsbeispiel zum Vergleich mit der ersten Ausführungsform. In 8 ist die Wellenform der Rotormagnetkraft in einer Ebene dargestellt, die orthogonal zur axialen Richtung ist und durch den distalen Endbereich 25 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 verläuft.Effects of the vehicle AC generator motor are shown below 1 according to the first embodiment. 8th Fig. 13 is a diagram showing a waveform of a rotor magnet drive in a comparative example for comparison with the first embodiment. In 8th shows the waveform of the rotor magnetic force in a plane which is orthogonal to the axial direction and through the distal end portion 25 of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th runs.

Die Kurvenform der magnetomotorischen Kraft des Rotors in einer Ebene, die orthogonal zur axialen Richtung ist und durch den distalen Endbereich 28 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 verläuft, ist die gleiche wie in 8. In dem Vergleichsbeispiel ist die Relation zwischen dem Abstand LW1 und dem Abstand LW2 nicht LW1 = LW2. Die übrigen Konfigurationen des Vergleichsbeispiels sind die gleichen wie die bei der ersten Ausführungsform.The waveform of the magnetomotive force of the rotor in a plane that is orthogonal to the axial direction and through the distal end portion 28 of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 is the same as in 8th . In the comparative example, the relation between the distance LW1 and the distance LW2 is not LW1 = LW2. The other configurations of the comparative example are the same as those of the first embodiment.

Währenddessen ist 9 ein Diagramm zur Darstellung der Wellenform einer Rotormagnetkraft bei der ersten Ausführungsform, bei der LW1 = LW2 vorgegeben ist. In 9 ist - wie in 8 - die Wellenform der magnetomotorischen Kraft des Rotors in der Ebene dargestellt, die orthogonal zur axialen Richtung ist und durch den distalen Endbereich 25 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 verläuft.Meanwhile is 9 is a diagram showing the waveform of a rotor magnetic force in the first embodiment in which LW1 = LW2 is set. In 9 is - as in 8th the waveform of the magnetomotive force of the rotor is shown in the plane which is orthogonal to the axial direction and through the distal end region 25 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th runs.

Bei der ersten Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, die Relation zwischen dem Abstand LW1 und dem Abstand LW2 gegeben durch LW1 = LW2. In 8 und 9 steht die horizontale Achse für die Zeit und die vertikale Achse für die magnetomotorische Kraft des Rotors.In the first embodiment, as described above, the relation between the distance LW1 and the distance LW2 is given by LW1 = LW2. In 8th and 9 the horizontal axis stands for time and the vertical axis for the magnetomotive force of the rotor.

Bei der ersten in 9 dargestellten Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, die Relation zwischen dem Abstand LW1 und dem Abstand LW2 gleich LW1 = LW2. Somit sind die Wellenform der magnetomotorischen Kraft des Rotors, die dem N-Pol entspricht, und die Wellenform der magnetomotorischen Kraft des Rotors, die dem S-Pol entspricht, antisymmetrisch in Bezug auf eine Zeitrichtungs-Mittelachse 50. Insbesondere dann, wenn der Absolutwert der magnetomotorischen Rotorkraft, die dem S-Pol entspricht, berechnet wird, so wird die Wellenform Absolutwerts in Bezug auf die Zeitrichtungs-Mittelachse 50 liniensymmetrisch zur Wellenform der magnetomotorischen Rotorkraft, die dem N-Pol entspricht.The first in 9 In the illustrated embodiment, as described above, the relation between the distance LW1 and the distance LW2 is LW1 = LW2. Thus, the waveform of the magnetomotive force of the rotor corresponding to the N pole and the waveform of the magnetomotive force of the rotor corresponding to the S pole are antisymmetric with respect to a time-direction central axis 50. In particular, when the absolute value of the rotor magnetomotive force corresponding to the S pole is calculated, the waveform of absolute value with respect to the time-direction central axis 50 becomes line-symmetrical with the rotor magnetomotive force waveform corresponding to the N pole.

In dem in 8 dargestellten Vergleichsbeispiel ist die Relation zwischen dem Abstand LW1 und dem Abstand LW2 nicht LW1 = LW2. Somit werden die Wellenform der magnetomotorischen Kraft des Rotors, die dem N-Pol entspricht, und die Wellenform der magnetomotorischen Kraft des Rotors, die dem S-Pol entspricht, nicht antisymmetrisch in Bezug auf die Mittelachse 50 in Zeitrichtung.In the in 8th the comparative example shown, the relation between the distance LW1 and the distance LW2 is not LW1 = LW2. Thus, the waveform of the magnetomotive force of the rotor corresponding to the N pole and the waveform of the magnetomotive force of the rotor corresponding to the S pole do not become antisymmetric with respect to the central axis 50 in the time direction.

10 ist ein Diagramm zur Darstellung des Ergebnisses einer Fourierreihenentwicklung der Wellenformen der magnetomotorischen Rotorkräfte, die in 8 und 9 dargestellt sind, in der Zeitrichtung. 10 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Vergleichsergebnisses, wenn die magnetomotorische Kraft der Grundwelle im Vergleichsbeispiel und in der ersten Ausführungsform gleich vorgegeben ist. 10 FIG. 13 is a diagram showing the result of Fourier series expansion of the waveforms of rotor magnetomotive forces shown in FIG 8th and 9 are shown in the time direction. 10 Fig. 13 is a graph showing a comparison result when the magnetomotive force of the fundamental wave is set to be the same in the comparative example and the first embodiment.

Die linken Balken von 10 stellen das Ergebnis eines Vergleichs zwischen den magnetomotorischen Kräften des Rotors erster Zeitordnung dar, und die rechten Balken von 10 stellen das Ergebnis des Vergleichs zwischen den magnetomotorischen Kräften des Rotors zweiter Zeitordnung dar. Aus dem Diagramm in 10 ist ersichtlich, dass die magnetomotorische Kraft zweiter Ordnung des Rotors bei der ersten Ausführungsform im Vergleich zu der des Vergleichsbeispiels erfolgreich deutlich reduziert ist.The left bars of 10 represent the result of a comparison between the magnetomotive forces of the rotor of the first time order, and the right bars of 10 represent the result of the comparison between the magnetomotive forces of the rotor of the second time order. From the diagram in 10 It can be seen that the second-order magnetomotive force of the rotor in the first embodiment is successfully reduced significantly as compared with that of the comparative example.

11 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung der Wirbelstromverluste zweiter Ordnung in den Statoren (bzw. Statorpolen) im Stromerzeugungsbetrieb in einem Vergleichsbeispiel bzw. bei der ersten Ausführungsform. Das Vergleichsbeispiel ist auf der linken Seite von 11 dargestellt und die erste Ausführungsform ist auf der rechten Seite von 11 dargestellt. Aus dem Ergebnis von 11 ist ersichtlich, dass die Wirbelstromverluste im Stator bei der ersten Ausführungsform im Vergleich zum Vergleichsbeispiel erfolgreich reduziert werden. Hier sind die Positionen des Stators und des Rotors in axialer Richtung die gleichen wie die von 1. 11 Fig. 13 is a view showing the second-order eddy current loss in the stators (or stator poles) in the power generation operation in a comparative example and in the first embodiment, respectively. The comparative example is on the left of 11 and the first embodiment is on the right of FIG 11 shown. From the result of 11 It can be seen that the eddy current losses in the stator are successfully reduced in the first embodiment compared to the comparative example. Here, the positions of the stator and the rotor in the axial direction are the same as those of 1 .

Es versteht sich jedoch, dass im Vergleichsbeispiel ein großer Teil der Wirbelstromverluste zweiter Ordnung in den distalen Endbereichen 25 und den Wurzelbereichen 23 des ersten klauenförmigen magnetischen Polbereichs 14 und den distalen Endbereichen 28 und den Wurzelbereichen 24 des zweiten klauenförmigen magnetischen Polbereichs 16 auftritt. Hierbei versteht es sich, dass bei der ersten Ausführungsform das Auftreten des Wirbelstromverlustes zweiter Ordnung in den distalen Endbereichen 25 und den Wurzelbereichen 23 des ersten klauenförmigen magnetischen Polbereichs 14 und den distalen Endbereichen 28 und den Wurzelbereichen 24 des zweiten klauenförmigen magnetischen Polbereichs 16 erfolgreich unterdrückt wird.It goes without saying, however, that in the comparative example, a large part of the second-order eddy current losses in the distal end regions 25 and the root regions 23 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the distal end portions 28 and the root portions 24 of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 occurs. Here, it goes without saying that in the first embodiment, the occurrence of the second-order eddy current loss in the distal end portions 25 and the root portions 23 of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the distal end portions 28 and the root portions 24 of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 is successfully suppressed.

Die Unterdrückung wird dadurch erreicht, dass die Kurvenformen der magnetomotorischen Kräfte des Rotors, die dem N-Pol und dem S-Pol entsprechen, in den distalen Endbereichen 25 des ersten klauenförmigen magnetischen Polbereichs 14 und den distalen Endbereichen 28 des zweiten klauenförmigen magnetischen Polbereichs 16 antisymmetrisch in Bezug auf die Mittelachse 50 in Zeitrichtung sind, wie in 9 gezeigt.The suppression is achieved in that the waveforms of the magnetomotive forces of the rotor, which correspond to the N pole and the S pole, in the distal end regions 25 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the distal end portions 28 of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 are antisymmetric with respect to the central axis 50 in the time direction, as in FIG 9 shown.

Wie oben beschrieben, verlaufen bei der ersten Ausführungsform die Grenzlinien LW1-1 und LW1-2 zwischen den sich verjüngenden Bereichen 15 und der Oberfläche 21 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und die Grenzlinien LW2-1 und LW2-2 zwischen den sich verjüngenden Bereichen 17 und der Oberfläche 22 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 alle parallel zur axialen Richtung der Welle 4 auf den dem Stator 101 gegenüberliegenden Flächen.As described above, in the first embodiment, the boundary lines LW1-1 and LW1-2 extend between the tapered portions 15th and the surface 21 of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the boundary lines LW2-1 and LW2-2 between the tapered areas 17th and the surface 22 of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 all parallel to the axial direction of the shaft 4th on the surfaces opposite the stator 101.

Weiterhin erfüllen die Breite LW1 der Fläche 21 und die Breite LW2 der Fläche 22 die Relation LW1 = LW2. Infolgedessen werden die Wellenformen der vom Rotor 100 erzeugten magnetomotorischen Kräfte antisymmetrisch in Bezug auf die Mittelachse 50 in Zeitrichtung. Auf diese Weise wird der Wirbelstromverlust der zweiten (Zeit-) Ordnung reduziert. Infolgedessen wird die Leistung der rotierenden elektrischen Maschine verbessert.Furthermore, the width LW1 of the surface 21 and the width LW2 of the surface 22 satisfy the relation LW1 = LW2. As a result, the waveforms of the magnetomotive forces generated by the rotor 100 become antisymmetric with respect to the central axis 50 in the time direction. In this way, the eddy current loss of the second (time) order is reduced. As a result, the performance of the electric rotating machine is improved.

Bei der ersten Ausführungsform ist die Relation von LW1 = LW2 für jede der Flächen 21 und 22 insgesamt erfüllt. Die Erfüllung der oben erwähnten Relation ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Relation LW1 = LW2 muss nur auf zumindest einer der Ebenen erfüllt sein, derjenigen Ebene, die durch den distalen Endbereich 25 der Oberfläche 21 und derjenigen Ebene, die durch den distalen Endbereich 28 der Oberfläche 22 verläuft. Wie oben beschrieben, besitzt jeder, sowohl der erste klauenförmige Magnetpolbereich 14, als auch der zweite klauenförmige Magnetpolbereich 16 eine sich in axialer Richtung verjüngende Form.In the first embodiment, the relation of LW1 = LW2 is satisfied for each of the areas 21 and 22 as a whole. However, the fulfillment of the above-mentioned relation is not limited to this. The relation LW1 = LW2 only has to be fulfilled on at least one of the planes, the plane that runs through the distal end region 25 of the surface 21 and that plane that runs through the distal end region 28 of the surface 22. As described above, each has both the first claw-shaped magnetic pole portion 14th , and the second claw-shaped magnetic pole area 16 a shape that tapers in the axial direction.

Dadurch wird ein Effekt zur Reduzierung der Wirbelstromverluste zweiter Ordnung an axialen Endflächen des Stators 101 maximiert. Somit werden die Effekte der ersten Ausführungsform erhalten, solange die Relation von LW1=LW2 auf zumindest einer der Ebene, die orthogonal zur axialen Richtung ist und durch den distalen Endbereich 25 der Oberfläche 21 verläuft, und der Ebene, die orthogonal zur axialen Richtung ist und durch den distalen Endbereich 28 der Oberfläche 22 verläuft, erfüllt ist.Thereby, an effect of reducing the second-order eddy current loss at axial end faces of the stator 101 is maximized. Thus, the effects of the first embodiment are obtained as long as the relation of LW1 = LW2 on at least one of the plane orthogonal to the axial direction and passing through the distal end portion 25 of the surface 21 and the plane orthogonal to the axial direction and runs through the distal end region 28 of the surface 22 is fulfilled.

Ausführungsform 2Embodiment 2

12 ist eine Vorderansicht zur Veranschaulichung des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 des Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motors 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12 ist eine Darstellung des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in einem Zustand, in dem der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 miteinander kombiniert sind, wie in 2 dargestellt. 12th Fig. 13 is a front view illustrating the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 of the vehicle's AC generator motor 1 according to a second embodiment of the present invention. 12th Fig. 13 is an illustration of the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 in a state in which the first pole core body 9 and the second pole core body 10 are combined with each other, as in 2 shown.

In 12 sind Bereiche, die mit denen von 6 identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In 12th are areas similar to those of 6th are identical or correspond to them are provided with the same reference numerals.

Ein Unterschied zwischen der zweiten Ausführungsform und der oben beschriebenen ersten Ausführungsform besteht darin, dass weder die Fläche 21 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 noch die Fläche 22 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 eine rechteckige Form haben, wie in 12 dargestellt.A difference between the second embodiment and the first embodiment described above is that neither the surface 21 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th nor the surface 22 of the second claw-shaped magnetic pole region 16 have a rectangular shape, as in 12th shown.

Bei der zweiten Ausführungsform besitzt jede der Flächen 21 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und der Fläche 22 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 die Form eines Teils eines Rhombus oder eine Form, die durch die Verbindung der Basen zweier Trapeze gebildet wird. Die übrigen Konfigurationen sind die gleichen wie die bei der ersten Ausführungsform. Unterschiede zur ersten Ausführungsform werden im Wesentlichen im Folgenden detailliert beschrieben.In the second embodiment, each of the faces 21 of the first claw-shaped magnetic pole portion has 14th and the surface 22 of the second claw-shaped magnetic pole region 16 the shape of part of a rhombus or a shape formed by joining the bases of two trapezoids. The other configurations are the same as those in the first embodiment. Differences from the first embodiment are essentially described in detail below.

Wie in 12 dargestellt, ist der eine sich verjüngende Bereich 15A der beiden sich verjüngenden Bereiche 15 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 eine geneigte Fläche, die an einem umfangsmäßig äußersten Ende 41 beginnt und an einer umfangsmäßig innersten Linie LW1-1 endet. Ferner ist der andere sich verjüngende Bereich 15B eine geneigte Fläche, die an einem umfangsmäßig innersten Ende 42 beginnt und an einer umfangsmäßig äußersten Linie LW1-2 endet.As in 12th shown, is one tapered portion 15A of the two tapered portions 15th of the first claw-shaped magnetic pole region 14th an inclined surface starting at a circumferentially outermost end 41 and ending at a circumferentially innermost line LW1-1. Further, the other tapered portion 15B is an inclined surface that starts at a circumferentially innermost end 42 and ends at a circumferentially outermost line LW1-2.

Die in Umfangsrichtung innerste Linie LW1-1 und die in Umfangsrichtung äußerste Linie LW1-2 entsprechen einer Grenzlinie zwischen dem sich verjüngenden Bereich 15A und der Oberfläche 21 bzw. einer Grenzlinie zwischen dem sich verjüngenden Bereich 15B und der Oberfläche 21.The innermost line LW1-1 in the circumferential direction and the outermost line LW1-2 in the circumferential direction correspond to a boundary line between the tapered area 15A and the surface 21 and a boundary line between the tapered area 15B and the surface 21, respectively.

In ähnlicher Weise, wie in 12 dargestellt, ist ein sich verjüngender Bereich 17A der beiden sich verjüngenden Bereiche 17 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 eine geneigte Fläche, die an einem umfangsmäßig äußersten Ende 43 beginnt und an einer umfangsmäßig innersten Linie LW2-1 endet. Ferner ist der andere sich verjüngende Bereich 17B eine geneigte Fläche, die an einem in Umfangsrichtung innersten Ende 44 beginnt und an einer in Umfangsrichtung äußersten Linie LW2-2 endet.In a similar way as in 12th shown is a tapered portion 17A of the two tapered portions 17th of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 an inclined surface starting at a circumferentially outermost end 43 and ending at a circumferentially innermost line LW2-1. Further, the other tapered portion 17B is an inclined surface that begins at an innermost end 44 in the circumferential direction and ends at an outermost line LW2-2 in the circumferential direction.

Das heißt, die in Umfangsrichtung innerste Linie LW2-1 und die in Umfangsrichtung äußerste Linie LW2-2 entsprechen einer Grenzlinie zwischen dem sich verjüngenden Bereich 17A und der Oberfläche 22 bzw. einer Grenzlinie zwischen dem sich verjüngenden Bereich 17B und der Oberfläche 22.That is, the circumferential innermost line LW2-1 and the circumferential outermost line LW2-2 correspond to a boundary line between the tapered area 17A and the surface 22 and a boundary line between the tapered area 17B and the surface 22, respectively.

Bei der zweiten Ausführungsform sind die umfangsmäßig innerste Linie LW1-1, die umfangsmäßig äußerste Linie LW1-2, die umfangsmäßig innerste Linie LW2-1 und die umfangsmäßig äußerste Linie LW2-2 alle nicht parallel zur axialen Richtung 40 der Welle 4.In the second embodiment, the innermost circumferential line LW1-1, the outermost circumferential line LW1-2, the innermost circumferential line LW2-1 and the outermost circumferential line LW2-2 are all not parallel to the axial direction 40 of the shaft 4th .

In diesem Fall wird bei der zweiten Ausführungsform, wie in 12 dargestellt, der Abstand zwischen der umfangsmäßig innersten Linie LW1-1 und der umfangsmäßig äußersten Linie LW1-2 am distalen Endbereich 25 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 als LW1 bezeichnet.In this case, in the second embodiment, as shown in FIG 12th shown, the distance between the circumferentially innermost line LW1-1 and the circumferentially outermost line LW1-2 at the distal end region 25 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th referred to as LW1.

Ferner ist, wie in 12 dargestellt, ein Bereich der Oberfläche 22 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16, der in der Ebene liegt, die orthogonal zur axialen Richtung 40 ist und durch den distalen Endbereich 25 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 verläuft, als entsprechender Bereich 26 definiert, der dem distalen Endbereich 25 entspricht. Ferner wird der Abstand zwischen der in Umfangsrichtung innersten Linie LW2-1 und der in Umfangsrichtung äußersten Linie LW2-2 an dem entsprechenden Bereich 26 als LW2 bezeichnet.Furthermore, as in 12th shown, a portion of the surface 22 of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 which lies in the plane which is orthogonal to the axial direction 40 and through the distal end region 25 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th is defined as a corresponding region 26 which corresponds to the distal end region 25. Furthermore, the distance between the innermost line LW2-1 in the circumferential direction and the outermost line LW2-2 in the circumferential direction at the corresponding region 26 is referred to as LW2.

Nachstehend wird der entsprechende Bereich 26 näher beschrieben. Wie oben beschrieben und in 2 dargestellt, sind in einem Zustand, in dem der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 miteinander kombiniert sind, die Position des distalen Endbereichs 25 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 in axialer Richtung und die Position des Basisendbereichs 27 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in axialer Richtung um den Abstand H gegeneinander verschoben.The corresponding area 26 is described in more detail below. As described above and in 2 shown are in a state in which the first pole core body 9 and the second pole core body 10 are combined with each other, the position of the distal end portion 25 of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th in the axial direction and the position of the base end portion 27 of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 shifted in the axial direction by the distance H from one another.

Somit befindet sich der entsprechende Bereich 26 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16, der dem distalen Endbereich 25 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 entspricht, an einer um den Abstand H gegenüber dem Basisendbereich 27 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 verschobenen Position.The corresponding region 26 of the second claw-shaped magnetic pole region is thus located 16 , the distal end portion 25 of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th corresponds to, at a distance H from the base end portion 27 of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 shifted position.

Wenn die Breite des distalen Endbereichs 25 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 als LW1 und die Breite des entsprechenden Bereichs 26 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 als LW2 dargestellt wird, werden bei der zweiten Ausführungsform die sich verjüngenden Bereiche 15 und 17 so gebildet, dass die Relation LW1 = LW2 hergestellt wird.When the width of the distal end portion 25 of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th as LW1 and the width of the corresponding area 26 of the second claw-shaped magnetic pole area 16 is represented as LW2, in the second embodiment, the tapered portions become 15th and 17th formed in such a way that the relation LW1 = LW2 is established.

In ähnlicher Weise wird der Bereich der Oberfläche 21 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14, der in der Ebene liegt, die orthogonal zur axialen Richtung 40 ist und durch den distalen Endbereich 28 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 verläuft, als entsprechender Bereich 29 definiert, der dem distalen Endbereich 28 entspricht.Similarly, the area of the surface 21 becomes the first claw-shaped magnetic pole portion 14th which lies in the plane which is orthogonal to the axial direction 40 and through the distal end region 28 of the second claw-shaped magnetic pole region 16 is defined as a corresponding region 29, which corresponds to the distal end region 28.

Ferner ist die Breite des distalen Endbereichs 28 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 als Abstand LW4 definiert, und die Breite des entsprechenden Bereichs 29 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 ist als Abstand LW3 definiert. Genauer gesagt, es wird der Abstand zwischen der in Umfangsrichtung innersten Linie LW1-1 und der in Umfangsrichtung äußersten Linie LW1-2 im entsprechenden Bereich 29 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 als LW3 bezeichnet.Further, the width of the distal end portion 28 is the second claw-shaped magnetic pole portion 16 defined as the distance LW4, and the width of the corresponding region 29 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th is defined as distance LW3. More specifically, it becomes the distance between the circumferentially innermost line LW1-1 and the circumferentially outermost line LW1-2 in the corresponding region 29 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th referred to as LW3.

In diesem Fall werden die sich verjüngenden Bereiche 15 und 17 so gebildet, dass die Relation von LW3 = LW4 entsteht. Weiterhin haben LW1 und LW4 die Relation von LW1 = LW4. Somit wird die Relation LW1 = LW2 = LW3 = LW4 hergestellt.In this case, the tapered areas 15th and 17th formed in such a way that the relation LW3 = LW4 arises. Furthermore, LW1 and LW4 have the relation LW1 = LW4. Thus the relation LW1 = LW2 = LW3 = LW4 is established.

Wie oben beschrieben, sind bei der zweiten Ausführungsform die sich verjüngenden Bereiche 15 und 17 so ausgebildet, dass die Relationen LW1 = LW2 und LW3 = LW4 für die eine Endfläche und die andere Endfläche des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 bzw. des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in axialer Richtung erfüllt sind.As described above, in the second embodiment, the tapered portions are 15th and 17th formed so that the relations LW1 = LW2 and LW3 = LW4 for the one end face and the other end face of the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the second claw-shaped magnetic pole region, respectively 16 are met in the axial direction.

Mit der oben beschriebenen Konfiguration sind, wie in 9 dargestellt, bei der zweiten Ausführungsform wie bei der ersten Ausführungsform die Wellenformen der Rotormagnetkräfte, die dem N-Pol und dem S-Pol entsprechen, antisymmetrisch in Bezug auf die Zeitrichtungs-Mittelachse 50. Dadurch wird ein Effekt der Reduzierung des Wirbelstromverlustes zweiter Ordnung im Stator erzielt. Infolgedessen wird die Leistung der rotierenden elektrischen Maschine verbessert.With the configuration described above, as in 9 In the second embodiment, as in the first embodiment, the waveforms of the rotor magnetic forces corresponding to the N-pole and the S-pole are antisymmetric with respect to the time-direction central axis 50. This has an effect of reducing the Second order eddy current loss achieved in the stator. As a result, the performance of the electric rotating machine is improved.

Weiterhin sind bei der zweiten Ausführungsform die sich verjüngenden Bereiche 15 und 17 so ausgebildet, dass die Relationen LW1 = LW2 und LW3 = LW4 sowohl bei der Ebene, die durch den distalen Endbereich 25 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 verläuft, als auch in der Ebene, die durch den distalen Endbereich 28 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 verläuft, hergestellt werden.Also in the second embodiment are the tapered portions 15th and 17th designed so that the relations LW1 = LW2 and LW3 = LW4 both in the plane passing through the distal end region 25 of the first claw-shaped magnetic pole region 14th runs, as well as in the plane which passes through the distal end region 28 of the second claw-shaped magnetic pole region 16 runs, are produced.

Dadurch werden die Wellenformen der magnetomotorischen Kräfte des Rotors, die dem N-Pol und dem S-Pol entsprechen, antisymmetrisch in Bezug auf die zeitliche Mittelachse 50 auf der einen Endfläche und der anderen Endfläche des Rotors 100 in axialer Richtung. Auf diese Weise wird der Effekt der Reduzierung der Wirbelstromverluste zweiter Zeitordnung im Stator effizient erzielt.As a result, the waveforms of the magnetomotive forces of the rotor corresponding to the N pole and the S pole become antisymmetric with respect to the temporal central axis 50 on the one end face and the other end face of the rotor 100 in the axial direction. In this way, the effect of reducing the eddy current losses of the second time order in the stator is efficiently achieved.

Ausführungsform 3Embodiment 3

13 ist eine Teil-Vorderansicht zur Veranschaulichung des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 des Fahrzeug-Wechselstrom-Generatormotors 1 gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung. 13 ist eine Darstellung des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in einem Zustand, in dem der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 miteinander kombiniert sind, wie in 2 dargestellt. 13th Fig. 13 is a partial front view showing the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 of the vehicle AC generator motor 1 according to a third embodiment of this invention. 13th Fig. 13 is an illustration of the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 in a state in which the first pole core body 9 and the second pole core body 10 are combined with each other, as in 2 shown.

In 13 sind Bereiche, die mit denen von 6 identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In 13th are areas similar to those of 6th are identical or correspond to them are provided with the same reference numerals.

In 13 entspricht der von einer gestrichelten Linie 80 umgebene Bereich einem Teil der radial äußersten Flächen des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16, der dem Statorkern 7 gegenüberliegt. Die Länge LSC stellt die axiale Kernlänge des Stators 101 dar, insbesondere die Länge des Statorkerns 7 in axialer Richtung.In 13th the area surrounded by a dashed line 80 corresponds to a part of the radially outermost surfaces of the first claw-shaped magnetic pole area 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 that the stator core 7th opposite. The length LSC represents the axial core length of the stator 101, in particular the length of the stator core 7th in the axial direction.

Ein Unterschied zwischen der dritten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform besteht darin, dass die Form der radial äußersten Fläche des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16, die sich auf der dem Statorkern 7 gegenüberliegenden Fläche befindet, bei der dritten Ausführungsform ein Parallelogramm in dem von der gestrichelten Linie 80 umgebenen Bereich ist.A difference between the third embodiment and the first embodiment is that the shape of the radially outermost surface of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 that are located on the the stator core 7th opposite surface is located, in the third embodiment is a parallelogram in the area surrounded by the dashed line 80.

Konkret besitzt bei der dritten Ausführungsform die Fläche 21 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und die Fläche 22 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 jeweils die Form eines Parallelogramms. Die übrigen Konfigurationen sind die gleichen wie die der ersten Ausführungsform, so dass deren erneute Beschreibung hier entfällt.Specifically, in the third embodiment, the face 21 has the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the surface 22 of the second claw-shaped magnetic pole region 16 each the shape of a parallelogram. The other configurations are the same as those of the first embodiment, so the description thereof is omitted here.

Wie oben beschrieben, besitzt bei der dritten Ausführungsform jede der Flächen 21 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und der Fläche 22 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 eine Parallelogrammform. Somit sind für alle mit dem Stator 101 verbundenen magnetomotorischen Kräfte die Kurvenformen der vom Rotor erzeugten magnetomotorischen Kräfte so ausgebildet, dass sie in Bezug auf die Mittelachse der Zeitrichtung antisymmetrisch sind. So können Wirbelstromverluste zweiter Ordnung über den gesamten Bereich des Stators reduziert werden, um dadurch die Leistung der rotierenden elektrischen Maschine zu verbessern.As described above, in the third embodiment, each of the faces 21 has the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the surface 22 of the second claw-shaped magnetic pole region 16 a parallelogram shape. Thus, for all magnetomotive forces connected to the stator 101, the curve shapes of the magnetomotive forces generated by the rotor are designed in such a way that they are antisymmetric with respect to the central axis of the time direction. In this way, eddy current losses of the second order can be reduced over the entire area of the stator, thereby improving the performance of the rotating electrical machine.

Ausführungsform 4Embodiment 4

14 ist eine Draufsicht zur Veranschaulichung des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 des Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motors 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist eine Darstellung des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in einem Zustand, in dem der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 miteinander kombiniert sind, wie in 2 dargestellt. 14th Fig. 13 is a plan view showing the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 of the vehicle's AC generator motor 1 according to a fourth embodiment of the present invention. 14th Fig. 13 is an illustration of the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 in a state in which the first pole core body 9 and the second pole core body 10 are combined with each other, as in 2 shown.

In 14 sind Bereiche, die mit denen von 6 identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In 14th are areas similar to those of 6th are identical or correspond to them are provided with the same reference numerals.

Bei der vierten Ausführungsform sind die Form des sich verjüngenden Bereichs 15A und die Form des sich verjüngenden Bereichs 15B des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 liniensymmetrisch in Bezug auf eine in Umfangsrichtung verlaufende Mittellinie 60 des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14. In ähnlicher Weise sind die Form des sich verjüngenden Bereichs 17A und die Form des sich verjüngenden Bereichs 17B des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 liniensymmetrisch in Bezug auf eine in Umfangsrichtung verlaufende Mittellinie 61 des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16.In the fourth embodiment, the shape of the tapered portion 15A and the shape of the tapered portion 15B are the first claw-shaped magnetic pole portion 14th line-symmetrical with respect to a center line 60, which runs in the circumferential direction, of the first claw-shaped magnetic pole region 14th . Similarly, the shape of the tapered portion 17A and the shape of the tapered portion 17B of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 line-symmetrically with respect to a circumferentially extending center line 61 of the second claw-shaped magnetic pole region 16 .

In 14 sind die Flächen 21 und 22 mit rechteckigen Formen dargestellt. Die Formen der Flächen 21 und 22 sind jedoch nicht begrenzt, solange die Bedingungen erfüllt sind, dass die sich verjüngenden Bereiche 15A und 15B liniensymmetrisch sind und die sich verjüngenden Bereiche 17A und 17B liniensymmetrisch sind. Die übrigen Konfigurationen sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform, so dass deren erneute Beschreibung hier entfällt.In 14th the surfaces 21 and 22 are shown with rectangular shapes. However, the shapes of the surfaces 21 and 22 are not limited as long as the conditions are met that the tapered portions 15A and 15B are line-symmetrical and the tapered portions 17A and 17B are line-symmetrical. The other configurations are the same as in the first embodiment, so that the description thereof is omitted here.

Wie oben beschrieben, sind gemäß der vierten Ausführungsform die Form des sich verjüngenden Bereichs 15A und die Form des sich verjüngenden Bereichs 15B des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 liniensymmetrisch, und die Form des sich verjüngenden Bereichs 17A und die Form des sich verjüngenden Bereichs 17B des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 sind liniensymmetrisch. Mit den oben beschriebenen Formen werden die Kurvenverläufe der magnetomotorischen Kräfte des Rotors, die dem N-Pol und dem S-Pol entsprechen, symmetrisch in Bezug auf den Mittelpunkt des Magnetpols in Zeitrichtung. Dadurch kann eine Schwankung des magnetischen Flusses unterdrückt und somit der Eisenverlust reduziert werden.As described above, according to the fourth embodiment, the shape of the tapered portion 15A and the shape of the tapered portion 15B are the first claw-shaped magnetic pole portion 14th line symmetrical, and the shape of the tapered portion 17A and the shape of the tapered portion 17B of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 are line symmetrical. With the above-described shapes, the magnetomotive force curves of the rotor corresponding to the N pole and the S pole become symmetrical with respect to the center of the magnetic pole in the time direction. This can suppress fluctuation in the magnetic flux and thus reduce iron loss.

Ausführungsform 5Embodiment 5

15 ist eine Draufsicht zur Veranschaulichung des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 des Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motors 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 15 ist eine Darstellung des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 und des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in einem Zustand, in dem der erste Polkernkörper 9 und der zweite Polkernkörper 10 miteinander kombiniert sind, wie in 2 dargestellt. 15th Fig. 13 is a plan view showing the first claw-shaped magnetic pole portion 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 of the vehicle's AC generator motor 1 according to a fifth embodiment of the present invention. 15th Fig. 13 is an illustration of the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 in a state in which the first pole core body 9 and the second pole core body 10 are combined with each other, as in 2 shown.

In 15 sind Bereiche, die mit denen von 6 identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In 15th are areas similar to those of 6th are identical or correspond to them are provided with the same reference symbols.

Wie in 15 dargestellt, ist die Mittelachse zwischen dem ersten klauenförmigen Magnetpolbereich 14 und dem zweiten klauenförmigen Magnetpolbereich 16 in Umfangsrichtung als Mittelachse 63 in Umfangsrichtung definiert.As in 15th shown is the central axis between the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 defined in the circumferential direction as a central axis 63 in the circumferential direction.

Bei der fünften Ausführungsform sind die Form des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 als Ganzes und die Form des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 als Ganzes antisymmetrisch in Bezug auf die Umfangsrichtungs-Mittelachse 63. In diesem Fall bedeutet „antisymmetrische Formen“, dass die gleichen Formen so angeordnet sind, dass sie in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind.In the fifth embodiment, the shape of the first claw-shaped magnetic pole portion are 14th as a whole and the shape of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 antisymmetric as a whole with respect to the circumferential direction central axis 63. In this case, “antisymmetric shapes” means that the same shapes are arranged to be oriented in opposite directions.

Insbesondere haben bei der fünften Ausführungsform, wie in der vierten Ausführungsform, der sich verjüngende Bereich 15A, der auf der Drehrichtungsseite des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 in Umfangsrichtung ausgebildet ist, und der sich verjüngende Bereich 17B, der auf der Anti-Drehrichtungsseite des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in Umfangsrichtung ausgebildet ist, antisymmetrische Formen, und der sich verjüngende Bereich 15B, der auf der Anti-Drehrichtungsseite des ersten klauenförmigen Magnetpolbereichs 14 in der Umfangsrichtung ausgebildet ist, und der sich verjüngende Bereich 17A, der auf der Drehrichtungsseite des zweiten klauenförmigen Magnetpolbereichs 16 in der Umfangsrichtung ausgebildet ist, antisymmetrische Formen.Specifically, in the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, the tapered portion 15A has that on the rotational direction side of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th is formed in the circumferential direction, and the tapered portion 17B located on the anti-rotation direction side of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 is formed in the circumferential direction, antisymmetric shapes, and the tapered portion 15B that is on the anti-rotation direction side of the first claw-shaped magnetic pole portion 14th is formed in the circumferential direction, and the tapered portion 17A that is on the rotational direction side of the second claw-shaped magnetic pole portion 16 is formed in the circumferential direction, antisymmetric shapes.

In 15 sind die Flächen 21 und 22 mit rechteckigen Formen dargestellt. Die Formen der Flächen 21 und 22 sind jedoch nicht begrenzt, solange die Bedingungen erfüllt sind, dass die sich verjüngenden Bereiche 15A und 17B antisymmetrisch sind und die sich verjüngenden Bereiche 15B und 17A antisymmetrisch sind. Die übrigen Konfigurationen sind die gleichen wie die der ersten Ausführungsform, so dass deren erneute Beschreibung hier entfälltIn 15th the surfaces 21 and 22 are shown with rectangular shapes. However, the shapes of the surfaces 21 and 22 are not limited as long as the conditions are met that the tapered portions 15A and 17B are antisymmetric and the tapered portions 15B and 17A are antisymmetric. The other configurations are the same as those of the first embodiment, so the description thereof is omitted here

Wie oben beschrieben, können bei der fünften Ausführungsform die Kurvenformen der Rotormagnetkräfte in dem ersten klauenförmigen Magnetpolbereich 14 und dem zweiten klauenförmigen Magnetpolbereich 16 antisymmetrisch gemacht werden. Dadurch kann die Fluktuation des magnetischen Flusses in Drehrichtung minimiert und somit ein Effekt zur Reduzierung des Eisenverlustes maximiert werden.As described above, in the fifth embodiment, the waveforms of the rotor magnetic forces in the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 can be made antisymmetric. As a result, the fluctuation of the magnetic flux in the direction of rotation can be minimized and thus an effect for reducing the iron loss can be maximized.

Ausführungsform 6Embodiment 6

16 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Rotors, der für den Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motor 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung verwendet wird. 16 Fig. 13 is a perspective view showing a rotor used for the vehicle AC generator-motor 1 is used according to a sixth embodiment of this invention.

Bei der sechsten Ausführungsform ist ein Zwischenpolmagnet 18 zwischen dem ersten klauenförmigen Magnetpolbereich 14 und dem zweiten klauenförmigen Magnetpolbereich 16 angeordnet. Diese Ausführungsform stimmt im Übrigen mit der ersten bis fünften Ausführungsform überein, so dass deren erneute Beschreibung hier entfällt.In the sixth embodiment, there is an inter-pole magnet 18th between the first claw-shaped magnetic pole region 14th and the second claw-shaped magnetic pole portion 16 arranged. This embodiment is otherwise the same as the first to fifth embodiment, so that a repeated description thereof is omitted here.

Wenn die Zwischenpolmagnete 18 angeordnet sind, werden die harmonischen Rotormagnetkräfte s im Vergleich zu dem Fall, in dem die Zwischenpolmagnete nicht vorgesehen sind, erhöht. Somit wird im Vergleich zur ersten bis fünften Ausführungsform die Leistung der rotierenden elektrischen Maschine weiter verbessert.When the intermediate pole magnets 18th are arranged, the rotor harmonic magnetic forces s are increased as compared with the case where the interpole magnets are not provided. Thus, compared to the first to fifth embodiments, the performance of the rotary electric machine is further improved.

Bei der ersten bis sechsten Ausführungsform ist als Beispiel für eine rotierende elektrische Maschine der Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-Motor beschrieben. Die rotierende elektrische Maschine ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es ist ersichtlich, dass die ersten bis sechsten Ausführungsformen auch bei anderen rotierenden elektrischen Maschinen, wie z.B. einen Fahrzeug-Wechselstrom-Generator, verwendbar sind. Ferner ist die Verwendung der ersten bis sechsten Ausführungsform im Einsatzbereich nicht auf rotierende elektrische Maschinen für ein Fahrzeug beschränkt, und die ersten bis sechsten Ausführungsformen können auch bei rotierenden elektrischen Maschinen für andere Verwendungszweckevergewendet werden. Wie oben beschrieben, können die ersten bis sechsten Ausführungsformen dieser Erfindung bei allen rotierenden elektrischen Maschinen verwendet werden, die jeweils einen Polkern mit klauenförmigem magnetischem Polbereich aufweisen. In jedem Fall werden die gleichen Effekte erzielt.In the first to sixth embodiments, as an example of a rotary electric machine, the vehicle AC generator Engine described. However, the electric rotating machine is not limited to this. It can be seen that the first to sixth embodiments can also be used in other rotating electrical machines, such as, for example, a vehicle AC generator. Further, the application of the first to sixth embodiments is not limited to the rotary electric machines for a vehicle, and the first to sixth embodiments can be applied to the rotary electric machines for other uses. As described above, the first to sixth embodiments of this invention can be applied to any rotary electric machine each having a pole core with a claw-shaped magnetic pole portion. In either case, the same effects are achieved.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Fahrzeug-Wechselstrom-Generator-MotorVehicle AC generator engine
22: Gehäusecasing
33rd: RiemenscheibePulley
44th: Wellewave
55: Lagerwarehouse
66th: KühlgebläseCooling fan
77th: StatorkernStator core
88th: StatorspuleStator coil
99: erster Polkernkörperfirst pole core body
1010: zweiter Polkernkörpersecond pole core body
1111: FeldwicklungField winding
1212th: erster Nabenbereichfirst hub area
1313th: erster Jochbereichfirst yoke area
1414th: erster klauenförmiger Magnetpolbereichfirst claw-shaped magnetic pole area
1515th: sich verjüngender Bereichtapered area
1616: zweiter klauenförmiger Magnetpolbereichsecond claw-shaped magnetic pole area
1717th: sich verjüngender Bereichtapered area
1818th: ZwischenpolmagnetIntermediate pole magnet
7272: zweiter Nabenbereichsecond hub area
7373: zweiter Jochbereichsecond yoke area
121121: erstes Endefirst end
122122: zweites Endesecond end
123123: Wellen-EinsetzlochShaft insertion hole
721721: erstes Endefirst end
722722: zweites Endesecond end
723723: Wellen-EinsetzlochShaft insertion hole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

JP 51087705 A [0004]

Claims

A rotating electrical machine, comprising: a rotor; a stator which is arranged with respect to the outer circumference of the rotor with an air gap therebetween, wherein the rotor comprises: a field winding; and a pole core formed by combining a first pole core body and a second pole core body, the pole core including an interior space in which the field winding is arranged, the interior space being formed by the first pole core body and the second pole core body, wherein the first pole core body has a plurality of first claw-shaped magnetic pole regions which are arranged so that they are spaced from one another in the circumferential direction of the rotor, the plurality of first claw-shaped magnetic pole regions each having a first distal end region, wherein the second pole core body has a plurality of second claw-shaped magnetic pole regions which are arranged such that they are spaced from one another in the circumferential direction of the rotor, the plurality of second claw-shaped magnetic pole regions each having a second distal end region, wherein the first pole core body and the second pole core body are combined with each other so that the plurality of first claw-shaped magnetic pole portions and the plurality of second claw-shaped magnetic pole portions are alternately engaged with each other; wherein the surface of each of the first claw-shaped magnetic pole regions on the stator side has a pair of first tapered regions formed at both ends in the circumferential direction, and a first surface disposed between the pair of first tapered regions, wherein the surface of each of the second claw-shaped magnetic pole regions on the stator side has a pair of second tapered regions formed at both ends in the circumferential direction and a second surface disposed between the pair of second tapered regions, and wherein the length of the first surface and the length of the second surface in at least one plane, a plane that is orthogonal to the axial direction of the rotor and runs through the first distal end region, and a plane that is orthogonal to the axial direction and through the second distal end region runs, are equal to each other.

Rotating electric machine after Claim 1 wherein both a boundary line between each of the first tapered regions and the first surface of each of the first claw-shaped magnetic pole regions and a boundary line between each of the second tapered regions and the second surface of each of the second claw-shaped magnetic pole regions on the stator parallel to the opposite surfaces axial direction.

Rotating electric machine after Claim 1 , wherein the length of the first surface of each of the first claw-shaped magnetic pole regions and the length of the second surface of each of the second claw-shaped magnetic pole regions on the plane that is orthogonal to the axial direction and passing through the first distal end region, and the plane that is orthogonal to axial direction and passing through the second distal end portion are equal to each other.

Rotating electric machine after Claim 1 wherein each shape of the first surface of each of the first claw-shaped magnetic pole regions and each shape of the second surface of each of the second claw-shaped magnetic pole regions is a parallelogram.

Rotating electrical machine according to one of the Claims 1 to 4th , - wherein the shapes of the pair of the first tapered portions of each of the first claw-shaped magnetic pole portions are symmetrical with respect to a circumferential central axis of the first claw-shaped magnetic pole portion, and - the shapes of the pair of the second tapered portions of each of the second claw-shaped Magnetic pole portions are symmetrical with respect to a circumferential direction central axis of the second claw-shaped magnetic pole portion.

Rotating electrical machine according to one of the Claims 1 to 5 - The shape of one of the first tapered portions formed on the rotational direction side of each of the first claw-shaped magnetic pole portions in the circumferential direction, and the shape of one of the second tapered portions that is formed on an anti-rotational direction side of each of the second claw-shaped magnetic pole areas formed in the circumferential direction are antisymmetric with respect to a circumferential direction central axis between the first claw-shaped magnetic pole region and the second claw-shaped magnetic pole region, and the shape of the other of the first tapered regions that is on the anti-rotation direction side of each of the first claw-shaped magnetic pole regions is formed in the circumferential direction, and the shape of the other of the second tapered portions formed on the rotational direction side of each of the second claw-shaped magnetic pole portions in the circumferential direction is antisymmetric with respect to the circumferential direction central axis between the first claw-shaped magnetic pole portion and the second claw-shaped Magnetic pole area are.

Rotating electrical machine according to one of the Claims 1 to 6th further comprising inter-pole magnets each disposed between the first claw-shaped magnetic pole region and the second claw-shaped magnetic pole region.