JP2010166787A - Rotating electrical machine - Google Patents

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Shinichi Naito
真一 内藤
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Asmo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating electrical machine that can suppress occurrence of cogging torque by a permanent magnet in the rotating electrical machine that supplies power to the field winding of a rotor by non-contact power supply. <P>SOLUTION: A permanent magnet M is arranged in a rotor 20. The permanent magnet M is so arranged as to generate a magnetic field along a magnetic circuit by a field winding 23 when power is supplied, and as to form a magnetic circuit that rotates the magnetism of the rotor 20 in the circumferential direction at a circumferentially continued part 22 apart from a stator 14 when power is not supplied. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロータの界磁巻線に非接触にて給電する回転電機に関するものである。   The present invention relates to a rotating electrical machine that supplies power to a field winding of a rotor in a non-contact manner.

従来、例えば特許文献1に示すように、ロータのコイルに非接触給電を行う回転電機が考案されている。
このような回転電機では、ステータ側に配置した1次コイルと、その1次コイルと対向してロータ側に配置した2次コイルとを設けている。そして、1次コイルから給電(電流を流す)することで、1次コイル−2次コイル間に磁気回路が形成される。そのため、2次コイルに電流が誘起され、その2次コイルの電流がロータの界磁巻線に供給されてその界磁巻線が電磁石として作用する。このため、ステータ側の電機子巻線に対して回転作用が発生するように電流を流すことで、ロータ及び回転軸を回転させることが可能となっている。
Conventionally, as shown in Patent Document 1, for example, a rotating electrical machine that performs non-contact power supply to a coil of a rotor has been devised.
In such a rotating electrical machine, a primary coil arranged on the stator side and a secondary coil arranged on the rotor side facing the primary coil are provided. A magnetic circuit is formed between the primary coil and the secondary coil by supplying power (flowing current) from the primary coil. Therefore, a current is induced in the secondary coil, the current of the secondary coil is supplied to the field winding of the rotor, and the field winding acts as an electromagnet. For this reason, it is possible to rotate the rotor and the rotating shaft by flowing an electric current so that a rotating action is generated with respect to the armature winding on the stator side.

また、このような回転電機では、特許文献1の図5に示されるように、回転軸の外周にN極及びS極を有する永久磁石を設け、この永久磁石の軸方向端面に界磁巻線を設けている。そのため、界磁巻線に電流を供給することで発生する磁界と永久磁石の磁界とを合わせてロータの回転力(トルク)を高めることができるようになっている。   In such a rotating electrical machine, as shown in FIG. 5 of Patent Document 1, a permanent magnet having N and S poles is provided on the outer periphery of the rotating shaft, and a field winding is provided on the axial end face of the permanent magnet. Is provided. Therefore, the rotational force (torque) of the rotor can be increased by combining the magnetic field generated by supplying current to the field winding and the magnetic field of the permanent magnet.

特開2005−269868号公報JP 2005-269868 A

しかしながら、上記の回転電機では、永久磁石をステータ(電機子巻線)の近傍において対向配置しているため、永久磁石の磁極によってロータ及びステータ間に所謂コギングトルクが発生するといった問題があり、これらの改善が望まれている。   However, in the above rotating electric machine, since the permanent magnets are arranged opposite to each other in the vicinity of the stator (armature winding), there is a problem that so-called cogging torque is generated between the rotor and the stator by the magnetic poles of the permanent magnets. Improvement is desired.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、非接触給電にてロータの界磁巻線に給電する回転電機において、永久磁石によるコギングトルクの発生を抑えることができる回転電機を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress the generation of cogging torque by a permanent magnet in a rotating electrical machine that supplies power to a rotor field winding by non-contact power supply. An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can perform the above.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ステータコアのティースに電機子巻線が巻回されてなるステータと、ロータコアのティースに界磁巻線が巻回されてなるロータとを備え、前記ステータ側に配置された1次コイルと、該1次コイルに対向配置となるように前記ロータ側に配置された2次コイルとによる非接触給電にて前記ステータに対して前記ロータが回転されるように構成された回転電機であって、前記ロータには永久磁石が配置されるものであり、該永久磁石は、給電時に前記界磁巻線による磁気回路に沿った磁界を形成するとともに、非給電時に前記ロータの磁気を前記ステータから離れた位置において周方向に回転する磁気回路を形成するように配置されたことをその要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 includes a stator in which armature windings are wound around teeth of a stator core, and a rotor in which field windings are wound around teeth of a rotor core. The rotor with respect to the stator by non-contact power feeding by a primary coil disposed on the stator side and a secondary coil disposed on the rotor side so as to be opposed to the primary coil. A rotating electric machine configured so that a permanent magnet is disposed on the rotor, and the permanent magnet forms a magnetic field along the magnetic circuit by the field winding during power feeding In addition, the gist is that the magnetic circuit of the rotor is arranged to form a magnetic circuit that rotates in the circumferential direction at a position away from the stator when power is not supplied.

この発明では、ロータには永久磁石が配置される。そして、その永久磁石は、給電時に界磁巻線による磁気回路に沿った磁界を形成するとともに、非給電時にロータの磁気をステータから離れた位置において周方向に回転する磁気回路を形成するように配置される。つまり、永久磁石は、非給電時におけるロータの磁気をステータから離れた位置において周方向に回転する磁気回路を形成するように配置されるため、永久磁石の磁極によってロータ及びステータ間に発生するコギングトルクを抑制させることができる。また、給電時において界磁巻線による磁気回路に沿った磁界を形成することで、界磁巻線による磁気回路(磁界)と永久磁石の磁界とを合わせ、ロータの回転力(トルク)を高めることが可能となる。   In the present invention, a permanent magnet is disposed on the rotor. The permanent magnet forms a magnetic field along the magnetic circuit by the field winding during power feeding, and forms a magnetic circuit that rotates the magnetism of the rotor in the circumferential direction at a position away from the stator during non-power feeding. Be placed. In other words, the permanent magnet is arranged so as to form a magnetic circuit that rotates the magnetism of the rotor when not supplied with power in the circumferential direction at a position away from the stator, so that cogging generated between the rotor and the stator by the magnetic pole of the permanent magnet. Torque can be suppressed. In addition, by forming a magnetic field along the magnetic circuit by the field winding during power feeding, the magnetic circuit (magnetic field) by the field winding and the magnetic field of the permanent magnet are combined to increase the rotational force (torque) of the rotor. It becomes possible.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の回転電機において、前記ロータコアには、複数の前記ティース間の前記ステータとは反対側が周方向に連続するように周方向連続部が設けられており、前記永久磁石は、前記ロータコアのティース間の前記周方向連続部に配置されたことをその要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the rotating electric machine according to the first aspect, the rotor core is provided with a circumferential continuous portion such that a side opposite to the stator between the plurality of teeth is continuous in the circumferential direction. The gist of the present invention is that the permanent magnet is disposed in the circumferentially continuous portion between the teeth of the rotor core.

この発明では、ロータコアには、複数の前記ティース間の前記ステータとは反対側が周方向に連続するように周方向連続部が設けられる。そして、永久磁石は、ロータコアのティース間の周方向連続部に配置される。このような構成とすることで、永久磁石をステータから離れた位置とすることができるため、永久磁石の磁気がステータ側に伝わることを抑え、永久磁石の磁極によってロータ及びステータ間に発生するコギングトルクを抑制させることができる。   In this invention, the circumferential direction continuous part is provided in the rotor core so that the opposite side of the stator between the plurality of teeth is continuous in the circumferential direction. And a permanent magnet is arrange | positioned at the circumferential direction continuous part between the teeth of a rotor core. By adopting such a configuration, the permanent magnet can be positioned away from the stator, so that the magnetism of the permanent magnet is prevented from being transmitted to the stator side, and cogging generated between the rotor and the stator by the magnetic pole of the permanent magnet. Torque can be suppressed.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の回転電機において、前記永久磁石は、前記ロータコアのティース間の前記周方向連続部の周方向1つおきに配置されたことをその要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the rotating electrical machine according to the second aspect, the permanent magnet is arranged at every other circumferential direction of the circumferentially continuous portion between the teeth of the rotor core. To do.

この発明では、永久磁石は、ロータコアのティース間の周方向連続部の周方向1つおきに配置される。ここで、1次コイル及び2次コイル間で非接触給電行ってロータの界磁巻線に給電する場合について説明すると、給電することによってロータコアの各ティースの先端側(周方向連続部と径方向において反対側)にN極若しくはS極の磁極が発生されるとともに、周方向にN極とS極とが交互となるように磁極が発生される。この場合、隣接するN極及びS極のティース間で磁気回路が形成される。そして、永久磁石が周方向連続部の周方向1つおきに配置されることで、隣接するN極及びS極のティース間に形成される磁気回路上の配置とすることができる。この時、S極側からN極側となるように永久磁石を着磁することで磁気回路の形成を妨げることなく、永久磁石の磁力も働いて回転力(トルク)の向上に寄与することが可能となる。   In this invention, a permanent magnet is arrange | positioned every other circumferential direction of the circumferential direction continuous part between the teeth of a rotor core. Here, the case where non-contact power feeding is performed between the primary coil and the secondary coil to feed the field winding of the rotor will be described. By feeding, the tip side of each tooth of the rotor core (circumferential continuous portion and radial direction) N poles or S poles are generated on the opposite side), and magnetic poles are generated so that the N poles and S poles alternate in the circumferential direction. In this case, a magnetic circuit is formed between adjacent N-pole and S-pole teeth. And it can be set as arrangement | positioning on the magnetic circuit formed between the teeth of the adjacent N pole and S pole by arrange | positioning a permanent magnet every other circumferential direction of the circumferential direction continuous part. At this time, by magnetizing the permanent magnet from the S pole side to the N pole side, the magnetic force of the permanent magnet works and contributes to the improvement of the rotational force (torque) without disturbing the formation of the magnetic circuit. It becomes possible.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転電機において、前記永久磁石は、複数設けられるとともに、各永久磁石の着磁方向が周方向において同方向となるように構成されたことをその要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the rotating electrical machine according to any one of the first to third aspects, a plurality of the permanent magnets are provided, and the magnetization directions of the permanent magnets are the same in the circumferential direction. The gist of the configuration is as follows.

この発明では、永久磁石は、複数設けられるとともに、各永久磁石の着磁方向が周方向において同方向となるように構成される。つまり、永久磁石の着磁方向が全て同方向であるため、非給電時において、ロータ内を周方向に回転する磁気回路を形成することが可能となる。また、給電時において、同一方向の磁気によって一方向への回転力(トルク)を向上させることが可能となる。   In the present invention, a plurality of permanent magnets are provided, and the magnetization direction of each permanent magnet is configured to be the same in the circumferential direction. That is, since the permanent magnets are all magnetized in the same direction, it is possible to form a magnetic circuit that rotates in the circumferential direction in the rotor when no power is supplied. Further, at the time of power feeding, it is possible to improve the rotational force (torque) in one direction by the magnetism in the same direction.

従って、上記記載の発明によれば、ロータの界磁巻線に非接触にて給電する回転電機において、永久磁石によるコギングトルクの発生を抑えることができる回転電機を提供することができる。   Therefore, according to the above-described invention, it is possible to provide a rotating electrical machine that can suppress the occurrence of cogging torque by a permanent magnet in a rotating electrical machine that supplies power to the field winding of the rotor in a non-contact manner.

本実施形態における回転電機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the rotary electric machine in this embodiment. 永久磁石の配置を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating arrangement | positioning of a permanent magnet. (a)(b)は、非給電時と給電時における磁界の発生について説明するための説明図である。(A) (b) is explanatory drawing for demonstrating generation | occurrence | production of the magnetic field at the time of non-power feeding and at the time of power feeding.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態の回転電機としてのブラシレスモータの概略構成を示す。図1に示すように、ブラシレスモータ10は、略有底円筒状をなすヨークハウジング11と、そのヨークハウジング11の開口を塞ぐエンドフレーム12とで構成されるモータケース13を備え、モータケース13のヨークハウジング11の内周面には円筒状のステータ14が固定されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a brushless motor as a rotating electrical machine of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the brushless motor 10 includes a motor case 13 including a yoke housing 11 having a substantially bottomed cylindrical shape and an end frame 12 that closes the opening of the yoke housing 11. A cylindrical stator 14 is fixed to the inner peripheral surface of the yoke housing 11.

ステータ14のステータコア15は、周方向に並設された複数のティース15a(図1中、2つのみ図示)を備え、ステータコア15に備えられた各ティース15aは、ステータコア15の外周側で連結されて一体的に構成されている。またステータコア15のティース15aには、図示しないインシュレータを介して電機子巻線16が巻装されている。この電機子巻線16には、三相交流電源17からU相、V相及びW相の交流電源が供給されるようになっている。   The stator core 15 of the stator 14 includes a plurality of teeth 15 a (only two are shown in FIG. 1) arranged side by side in the circumferential direction, and the teeth 15 a included in the stator core 15 are connected on the outer peripheral side of the stator core 15. Are integrally configured. An armature winding 16 is wound around the teeth 15a of the stator core 15 via an insulator (not shown). The armature winding 16 is supplied with U-phase, V-phase, and W-phase AC power from a three-phase AC power source 17.

また、ステータ14の内周には、回転可能に支持されたロータ20が設けられている。このロータ20のロータコア21は、周方向に並設された複数のティース21aを備え、ロータコア21に備えられた各ティース21aは、ロータコア21の内周側の周方向連続部22で連結されて一体的に構成されている。また、ロータコア21のティース21aには、界磁巻線23が巻装されている。ロータコア21の径方向内側(中心側)の周方向連続部22には、複数の永久磁石Mが設けられている。より詳しくは、周方向連続部22の1つおきに1つずつ、計4つ(図2では2つのみ図示)の永久磁石Mが周方向連続部22に配置されている。また、これらの永久磁石Mは、その着磁方向が周方向において同方向となるように配置されている。   A rotor 20 that is rotatably supported is provided on the inner periphery of the stator 14. The rotor core 21 of the rotor 20 includes a plurality of teeth 21 a arranged side by side in the circumferential direction, and each tooth 21 a provided in the rotor core 21 is connected and integrated by a circumferential continuous portion 22 on the inner circumferential side of the rotor core 21. It is structured. A field winding 23 is wound around the teeth 21 a of the rotor core 21. A plurality of permanent magnets M are provided on the circumferentially continuous portion 22 on the radially inner side (center side) of the rotor core 21. More specifically, a total of four permanent magnets M (only two are shown in FIG. 2) are arranged in the circumferential continuous portion 22, one for every other circumferential continuous portion 22. Further, these permanent magnets M are arranged so that their magnetization directions are the same in the circumferential direction.

ロータコア21の内周には、ヨークハウジング11の底部側に設けられる軸受30とエンドフレーム12に設けられる軸受31とによって回転可能に支持される回転軸32が設けられており、この回転軸32とロータコア21とが一体回転可能に構成されている。   A rotary shaft 32 that is rotatably supported by a bearing 30 provided on the bottom side of the yoke housing 11 and a bearing 31 provided on the end frame 12 is provided on the inner periphery of the rotor core 21. The rotor core 21 is configured to be integrally rotatable.

また、回転軸32には、該回転軸32と一体回転可能に固定用フレーム33が設けられている。この固定用フレーム33には、周方向に収容溝33aが形成されており、この収容溝33aには、2次コイル34が設けられている。この2次コイル34は、エンドフレーム12の固定用フレーム35の収容溝35aに設けられる1次コイル36と軸方向で対向するように設けられており、1次コイル36に接続された直流電源(バッテリ)37からの直流電流が図示しないインバータで交流電流に変換されて1次コイル36に供給されることで、2次コイル34に交流電流が誘起されるようになっている。   The rotating shaft 32 is provided with a fixing frame 33 so as to be rotatable integrally with the rotating shaft 32. An accommodation groove 33a is formed in the fixing frame 33 in the circumferential direction, and a secondary coil 34 is provided in the accommodation groove 33a. The secondary coil 34 is provided so as to face the primary coil 36 provided in the receiving groove 35 a of the fixing frame 35 of the end frame 12 in the axial direction, and is connected to the DC power source ( The direct current from the battery 37 is converted into an alternating current by an inverter (not shown) and supplied to the primary coil 36, so that an alternating current is induced in the secondary coil 34.

また、1次コイル36が設けられる固定用フレーム33には、前記2次コイル34とは軸方向反対側に平滑回路38が設けられている。この平滑回路38は、図示しないダイオードとコンデンサとを備え、2次コイル34に誘起された交流電流を直流電流に変換してロータ20(ロータコア21)のティース21aに巻回された界磁巻線23に供給されるようになっている。   Further, the fixing frame 33 provided with the primary coil 36 is provided with a smoothing circuit 38 on the side opposite to the secondary coil 34 in the axial direction. The smoothing circuit 38 includes a diode and a capacitor (not shown), converts an alternating current induced in the secondary coil 34 into a direct current, and is wound around a tooth 21a of the rotor 20 (rotor core 21). 23 is supplied.

上記の様に構成された所謂インナロータ型のモータ10の非給電時及び給電時におけるロータ20の磁束の発生について図3(a)(b)を用いて説明する。
図3(a)は界磁巻線23に給電を行っていない場合(非給電時)の状態を示し、図3(b)は界磁巻線23に給電を行っている場合(給電時)の状態を示している。尚、図3(a)(b)中、矢印にて磁気の方向を示している。
Generation of magnetic flux of the rotor 20 when the so-called inner rotor type motor 10 configured as described above is not supplied with power and when supplied with power will be described with reference to FIGS.
FIG. 3A shows a state where power is not supplied to the field winding 23 (when power is not supplied), and FIG. 3B shows a case where power is supplied to the field winding 23 (when power is supplied). Shows the state. In FIGS. 3A and 3B, the direction of magnetism is indicated by an arrow.

図3(a)に示すように、永久磁石Mが周方向連続部22内において、永久磁石Mの着磁方向が周方向において同方向(図中反時計回り)となるように配置されている。そのため、界磁巻線23に対して給電が行われていない場合には、永久磁石Mによる磁気の流れは、周方向連続部22内を通り、ロータコア21(ロータ20)の根元を周方向に回転するような磁気回路が発生するようになっている。そのため、ロータコア21のティース21a先端にはN極及びS極の磁極は発生せず、コギングトルクの発生が起きないようになっている。   As shown in FIG. 3A, the permanent magnet M is arranged in the circumferential continuous portion 22 so that the magnetization direction of the permanent magnet M is the same direction (counterclockwise in the figure) in the circumferential direction. . For this reason, when power is not supplied to the field winding 23, the magnetic flow by the permanent magnet M passes through the circumferential continuous portion 22, and the root of the rotor core 21 (rotor 20) extends in the circumferential direction. A rotating magnetic circuit is generated. Therefore, N pole and S pole magnetic poles are not generated at the tips of the teeth 21a of the rotor core 21, so that cogging torque is not generated.

また、図3(b)に示すように、界磁巻線23に対して給電が行われている場合には、界磁巻線23中を通る電流による電磁界でロータコア21のティース21a先端にN,Sの磁極が周方向において交互に発生するようになっている。そして、隣接するN極及びS極のティース21a間で磁気回路が形成される。この時、永久磁石Mは、周方向連続部22の周方向1つおきに配置されているため、隣接するN極及びS極のティース21a間に形成される磁気回路上の配置とすることができる。そして、前述したように永久磁石Mの着磁方向が周方向において同一方向となるように永久磁石Mが配置されるとともに永久磁石Mの着磁方向が磁気回路中のS極側からN極側を向くように構成されることで、磁気回路の形成を妨げることなく、永久磁石Mの磁力も働いて回転力(トルク)の向上に寄与することができる。   In addition, as shown in FIG. 3B, when power is supplied to the field winding 23, an electromagnetic field due to a current passing through the field winding 23 causes the tip of the teeth 21 a of the rotor core 21 to be applied. N and S magnetic poles are alternately generated in the circumferential direction. A magnetic circuit is formed between adjacent N-pole and S-pole teeth 21a. At this time, since the permanent magnets M are arranged every other circumferential direction of the circumferential continuous portion 22, the permanent magnets M may be arranged on the magnetic circuit formed between adjacent N pole and S pole teeth 21 a. it can. As described above, the permanent magnet M is arranged so that the magnetization direction of the permanent magnet M is the same in the circumferential direction, and the magnetization direction of the permanent magnet M is changed from the S pole side to the N pole side in the magnetic circuit. The magnetic force of the permanent magnet M also works and contributes to the improvement of the rotational force (torque) without disturbing the formation of the magnetic circuit.

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)ロータ20には永久磁石Mが配置される。そして、その永久磁石Mは、給電時に界磁巻線23による磁気回路に沿った磁界を形成するとともに、非給電時にロータ20の磁気をステータ14から離れた位置において周方向に回転する磁気回路を形成するように配置される。つまり、永久磁石Mは、非給電時におけるロータ20の磁気をステータ14から離れた位置において周方向に回転する磁気回路を形成するように配置されるため、永久磁石Mの磁極によってロータ20及びステータ14間に発生するコギングトルクを抑制させることができる。また、給電時において界磁巻線23による磁気回路に沿った磁界を形成することで、界磁巻線23による磁気回路(磁界)と永久磁石Mの磁界とを合わせてロータ20の回転力(トルク)を高めることが可能となる。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) A permanent magnet M is disposed on the rotor 20. And the permanent magnet M forms a magnetic field along the magnetic circuit by the field winding 23 at the time of power feeding, and rotates the magnetic circuit of the rotor 20 in the circumferential direction at a position away from the stator 14 at the time of non-power feeding. Arranged to form. In other words, the permanent magnet M is arranged so as to form a magnetic circuit that rotates the magnetism of the rotor 20 in the circumferential direction at a position away from the stator 14 when no power is supplied. The cogging torque generated between the fourteen can be suppressed. Further, by forming a magnetic field along the magnetic circuit by the field winding 23 at the time of feeding, the magnetic circuit (magnetic field) by the field winding 23 and the magnetic field of the permanent magnet M are combined and the rotational force ( Torque) can be increased.

(2)ロータコア21には、複数のティース21a間のステータ14とは反対側(径方向内側)が周方向に連続するように周方向連続部22が設けられる。そして、永久磁石Mは、ロータコア21のティース21a間の周方向連続部22に配置される。このような構成とすることで、永久磁石Mをステータ14から離れた位置とすることができるため、永久磁石Mの磁気がステータ14側に伝わることを抑え、永久磁石Mの磁極によってロータ20及びステータ14間に発生するコギングトルクを抑制させることができる。   (2) The rotor core 21 is provided with a circumferential continuous portion 22 so that the opposite side (diameter inner side) of the stator 14 between the plurality of teeth 21a is continuous in the circumferential direction. And the permanent magnet M is arrange | positioned at the circumferential direction continuous part 22 between the teeth 21a of the rotor core 21. As shown in FIG. With such a configuration, the permanent magnet M can be positioned away from the stator 14, so that the magnetism of the permanent magnet M is prevented from being transmitted to the stator 14 side, and the rotor 20 and the magnetic poles of the permanent magnet M are controlled by the magnetic poles of the permanent magnet M. Cogging torque generated between the stators 14 can be suppressed.

(3)永久磁石Mは、ロータコア21のティース21a間の周方向連続部22の周方向1つおきに配置される。ここで、1次コイル36及び2次コイル34間で非接触給電行ってロータ20の界磁巻線23に給電する場合について説明すると、給電することによってロータコア21の各ティース21aの先端側(周方向連続部22と径方向において反対側)にN極若しくはS極の磁極が発生されるとともに、周方向にN極とS極とが交互となるように磁極が発生される。この場合、隣接するN極及びS極のティース21a間で磁気回路が形成される。そして、永久磁石Mが周方向連続部22の周方向1つおきに配置されることで、隣接するN極及びS極のティース21a間に形成される磁気回路上の配置とすることができる。この時、S極側からN極側となるように永久磁石Mを着磁することで磁気回路の形成を妨げることなく、永久磁石Mの磁力も働いて回転力(トルク)の向上に寄与することが可能となる。   (3) The permanent magnets M are disposed at every other circumferential direction of the circumferential continuous portion 22 between the teeth 21 a of the rotor core 21. Here, a case where non-contact power feeding is performed between the primary coil 36 and the secondary coil 34 to feed the field winding 23 of the rotor 20 will be described. N-pole or S-pole magnetic poles are generated on the opposite side of the direction continuous portion 22 in the radial direction), and magnetic poles are generated so that N-poles and S-poles alternate in the circumferential direction. In this case, a magnetic circuit is formed between adjacent N-pole and S-pole teeth 21a. Then, by arranging the permanent magnets M every other circumferential direction of the circumferential direction continuous portion 22, the permanent magnet M can be disposed on the magnetic circuit formed between the adjacent N-pole and S-pole teeth 21 a. At this time, by magnetizing the permanent magnet M from the S pole side to the N pole side, the magnetic force of the permanent magnet M works and contributes to the improvement of the rotational force (torque) without disturbing the formation of the magnetic circuit. It becomes possible.

(4)永久磁石Mは、複数設けられるとともに、各永久磁石Mの着磁方向が周方向において同方向となるように構成される。つまり、永久磁石Mの着磁方向が全て同方向であるため、非給電時において、ロータ20内を周方向に回転する磁気回路を形成することが可能となる。また、給電時において、同一方向の磁気によって一方向への回転力(トルク)を向上させることが可能となる。   (4) A plurality of permanent magnets M are provided, and each permanent magnet M is configured such that the magnetization direction of the permanent magnets M is the same in the circumferential direction. In other words, since the magnetization directions of the permanent magnets M are all the same direction, it is possible to form a magnetic circuit that rotates in the rotor 20 in the circumferential direction when no power is supplied. Further, at the time of power feeding, it is possible to improve the rotational force (torque) in one direction by the magnetism in the same direction.

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、1つおきに永久磁石Mを1つ配置したが、1つおきでなくてもよい。また、永久磁石Mを各周方向連続部22に複数設けてもよい。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
-In the above-mentioned embodiment, every other permanent magnet M is arranged, but every other magnet is not necessary. A plurality of permanent magnets M may be provided in each circumferential continuous portion 22.

・上記実施形態では、永久磁石Mをロータコア21の周方向連続部22に設けたが、これに限らない。要は、ステータ14の電機子巻線16にて発生する磁界に対して影響を与え難い遠い位置に配置すればよく、このような配置とすることで、コギングトルクの発生を抑えることが可能となる。   -In above-mentioned embodiment, although the permanent magnet M was provided in the circumferential direction continuous part 22 of the rotor core 21, it is not restricted to this. In short, it suffices to arrange it at a distant position that hardly affects the magnetic field generated by the armature winding 16 of the stator 14, and with this arrangement it is possible to suppress the occurrence of cogging torque. Become.

・上記実施形態では、永久磁石Mをロータコア21の一部である周方向連続部22に設けたが、周方向連続部22をロータコア21とは異なる部材にて構成し、その部材内に永久磁石Mを配置する構成であってもよい。   In the above embodiment, the permanent magnet M is provided in the circumferential continuous portion 22 that is a part of the rotor core 21, but the circumferential continuous portion 22 is configured by a member different from the rotor core 21, and the permanent magnet is included in the member. The structure which arrange | positions M may be sufficient.

・上記実施形態では、永久磁石Mの着磁の方向を周方向において同方向としたが、これ以外の構成であってもよい。
・上記実施形態では、インナロータ型の回転電機(モータ)について述べたが、これに限らず、アウタロータ型の回転電機(モータ)に上記実施形態を適用してもよい。
In the above embodiment, the magnetization direction of the permanent magnet M is the same in the circumferential direction, but other configurations may be used.
In the above embodiment, the inner rotor type rotating electrical machine (motor) has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the above embodiment may be applied to an outer rotor type rotating electrical machine (motor).

・上記実施形態では、直流電源(バッテリ)37から直流電流を供給して図示しないインバータにて直流電流を交流電流に変換して1次コイル36に電力供給したが、これに限らず、例えば、交流電源から交流電流を1次コイル36に供給してもよい。   In the above embodiment, a direct current is supplied from the direct current power source (battery) 37, the direct current is converted into an alternating current by an inverter (not shown), and power is supplied to the primary coil 36. An alternating current may be supplied to the primary coil 36 from an alternating current power source.

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ) 請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転電機において、前記ロータは前記ステータよりも径方向内側に設けられ、前記ロータコアのティースは、その先端が径方向外側を向くように配置されたことを特徴とする回転電機。
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment and another example will be added below.
(A) In the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4, the rotor is provided radially inward of the stator, and the teeth of the rotor core have their tips facing radially outward. A rotating electric machine characterized by being arranged.

このような構成とすることで、ステータの径方向内側にロータを有する、所謂インナロータ型の回転電機において請求項1〜4のいずれか一項に記載の効果と同様の効果を奏する回転電機を提供することができる。   By providing such a configuration, a so-called inner rotor type rotating electrical machine having a rotor on the radially inner side of the stator provides a rotating electrical machine that exhibits the same effect as the effect described in any one of claims 1 to 4. can do.

10…回転電機としてのブラシレスモータ、14…ステータ、15…ステータコア、15a…ティース、16…電機子巻線、20…ロータ、21…ロータコア、21a…ティース、22…周方向連続部、23…界磁巻線、34…2次コイル、36…1次コイル、M…永久磁石。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Brushless motor as a rotary electric machine, 14 ... Stator, 15 ... Stator core, 15a ... Teeth, 16 ... Armature winding, 20 ... Rotor, 21 ... Rotor core, 21a ... Teeth, 22 ... Circumferential continuous part, 23 ... Field Magnetic winding, 34 ... secondary coil, 36 ... primary coil, M ... permanent magnet.

Claims (4)

ステータコアのティースに電機子巻線が巻回されてなるステータと、ロータコアのティースに界磁巻線が巻回されてなるロータとを備え、
前記ステータ側に配置された1次コイルと、該1次コイルに対向配置となるように前記ロータ側に配置された2次コイルとによる非接触給電にて前記ステータに対して前記ロータが回転されるように構成された回転電機であって、
前記ロータには永久磁石が配置されるものであり、該永久磁石は、給電時に前記界磁巻線による磁気回路に沿った磁界を形成するとともに、非給電時に前記ロータの磁気を前記ステータから離れた位置において周方向に回転する磁気回路を形成するように配置されたことを特徴とする回転電機。
A stator in which armature windings are wound around the teeth of the stator core, and a rotor in which field windings are wound around the teeth of the rotor core,
The rotor is rotated with respect to the stator by non-contact power feeding by a primary coil disposed on the stator side and a secondary coil disposed on the rotor side so as to face the primary coil. A rotating electric machine configured to have
A permanent magnet is disposed on the rotor, and the permanent magnet forms a magnetic field along the magnetic circuit by the field winding when power is supplied and separates the magnetism of the rotor from the stator when power is not supplied. A rotating electrical machine, wherein the rotating electrical machine is arranged to form a magnetic circuit that rotates in a circumferential direction at a certain position.
請求項1に記載の回転電機において、
前記ロータコアには、複数の前記ティース間の前記ステータとは反対側が周方向に連続するように周方向連続部が設けられており、
前記永久磁石は、前記ロータコアのティース間の前記周方向連続部に配置されたことを特徴とする回転電機。
In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotor core is provided with a circumferential continuous portion such that the side opposite to the stator between the plurality of teeth is continuous in the circumferential direction,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the permanent magnet is disposed in the circumferentially continuous portion between the teeth of the rotor core.
請求項2に記載の回転電機において、
前記永久磁石は、前記ロータコアのティース間の前記周方向連続部の周方向1つおきに配置されたことを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 2,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the permanent magnets are arranged at every other circumferential direction of the circumferential continuous portion between the teeth of the rotor core.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記永久磁石は、複数設けられるとともに、各永久磁石の着磁方向が周方向において同方向となるように構成されたことを特徴とする回転電機。
In the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3,
A rotating electric machine characterized in that a plurality of the permanent magnets are provided and the magnetization directions of the permanent magnets are the same in the circumferential direction.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013128374A (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Toyota Central R&D Labs Inc Rotary electric machine
JP2015065803A (en) * 2013-08-26 2015-04-09 梨木 政行 Motor
WO2025013548A1 (en) * 2023-07-11 2025-01-16 株式会社デンソー Rotary electric machine control device and program
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