JP2014087097A - Two-phase rotary electric machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-phase rotary electric machine, the capability of which can be prevented from being reduced.SOLUTION: When the number of magnetic poles is defined as P, the number of teeth 16 is defined as T and (n) is a natural number, in the two-phase rotary electric machine, the number P of magnetic poles and the number T of teeth 16 are set to satisfy P:T=4n:4(n+1). The teeth 16 are formed from: a winding body part 61 which extends in a radial direction and around which an armature coil is wound; and a front end part 62 which extends circumferentially from a distal end of the winding body part 61. The teeth 16 are formed in such a manner that a position of a central portion in the circumferential direction of the front end part 62 corresponding to one phase becomes a position opposing the central portion of the magnetic pole in the circumferential direction and that the position of the central portion in the circumferential direction of the front end part 62 corresponding to the other phase becomes a position opposing a gap between two magnetic poles neighboring in the circumferential direction.

Description

この発明は、例えば、自動二輪車に搭載される二相回転電機に関するものである。   The present invention relates to, for example, a two-phase rotating electrical machine mounted on a motorcycle.

例えば、自動二輪車に搭載される回転電機としては、永久磁石を備えた発電機と、スタータモータ機能とが一体化されたものがある。このような回転電機は、自動二輪車のエンジンのクランクシャフトに連係される有底筒状のフライホイール（ロータ）と、エンジンのケースの内側に固定されたステータとを備えている。フライホイールの内周面側には瓦状の永久磁石が設けられている一方、ステータには複数の電機子コイルが巻装されるティースが周方向に沿って突設されている。   For example, as a rotating electrical machine mounted on a motorcycle, there is one in which a generator having a permanent magnet and a starter motor function are integrated. Such a rotating electrical machine includes a bottomed cylindrical flywheel (rotor) linked to a crankshaft of a motorcycle engine, and a stator fixed to the inside of the engine case. A tile-like permanent magnet is provided on the inner peripheral surface side of the flywheel, while teeth on which a plurality of armature coils are wound project from the stator along the circumferential direction.

そして、フライホイールが回転することにより、ティースを通過する磁束量が変化し、これが起電力となって電機子コイルに電流が流れるようになっている。一方、バッテリに蓄電された電流を電機子コイルに供給すると、ティースに磁束が発生し、この磁束とフライホイールの永久磁石との間に、磁気的な吸引力や反発力が発生し、フライホイールが回転する（例えば、特許文献１参照）。   When the flywheel rotates, the amount of magnetic flux passing through the teeth changes, and this becomes an electromotive force so that a current flows through the armature coil. On the other hand, when the current stored in the battery is supplied to the armature coil, a magnetic flux is generated in the teeth, and a magnetic attractive force or a repulsive force is generated between the magnetic flux and the permanent magnet of the flywheel. Rotates (see, for example, Patent Document 1).

特開２００９−２１３２５９号公報JP 2009-213259 A

ところで、二相の電機子コイルからなる二相回転電機にあっては、磁極の数をＰとし、ティースの数をＴとし、ｎを自然数としたとき、磁極の数Ｐ、及びティースの数Ｔは、
Ｐ：Ｔ＝４ｎ：４（ｎ＋１）・・・（１）
を満たすように設定されている。 By the way, in a two-phase rotating electric machine composed of a two-phase armature coil, the number of magnetic poles is P, the number of teeth is T, and n is a natural number, the number of magnetic poles P and the number of teeth T Is
P: T = 4n: 4 (n + 1) (1)
It is set to satisfy.

より具体的に、図５に基づいて二相回転電機の一例について説明する。
図５は、式（１）において、ｎ＝３に設定した場合の二相回転電機１０１である。
同図に示すように、二相回転電機１０１は、有底筒状のフライホイール１０２と、フライホイール１０２の径方向内側に設けられたステータ１０３とを備えている。
フライホイール１０２の周壁１０２ａには、内周面側に１２個の瓦状の永久磁石１０４が周方向に沿って磁極が順番となるように配置されている。一方、ステータ１０３は、径方向外側に向かって突出する１６個のティース１０５を有している。 More specifically, an example of a two-phase rotating electrical machine will be described based on FIG.
FIG. 5 shows the two-phase rotating electrical machine 101 when n = 3 in the equation (1).
As shown in the figure, the two-phase rotating electrical machine 101 includes a bottomed cylindrical flywheel 102 and a stator 103 provided radially inward of the flywheel 102.
On the peripheral wall 102a of the flywheel 102, twelve tile-shaped permanent magnets 104 are arranged on the inner peripheral surface side so that the magnetic poles are in order along the circumferential direction. On the other hand, the stator 103 has 16 teeth 105 protruding outward in the radial direction.

ティース１０５は断面略Ｔ字状に形成されており、径方向に沿って延びる巻胴部１０６と、この巻胴部１０６の径方向外側の先端に一体成形され、周方向に沿って延びる先端部１０７とにより構成されている。巻胴部１０６は、周方向に等間隔に配置され、先端部１０７は、この周方向中央部が巻胴部１０６の先端に位置するように形成されている。そして、隣接するティース１０５間に蟻溝状のスロット１０８が形成されている。このスロット１０８に電機子コイルを通し、絶縁性のインシュレータ（何れも不図示）が装着された各ティース１０５に、電機子コイルを巻装する。そして、電機子コイルにより、位相が９０°ずれた磁気回路が構成される。   The teeth 105 are formed in a substantially T-shaped cross section, and a winding drum portion 106 extending along the radial direction, and a tip portion formed integrally with the distal end on the radial outer side of the winding drum portion 106 and extending along the circumferential direction. 107. The winding drum portions 106 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the tip portion 107 is formed so that the central portion in the circumferential direction is located at the tip of the winding drum portion 106. A dovetail slot 108 is formed between adjacent teeth 105. The armature coil is passed through the slot 108, and the armature coil is wound around each of the teeth 105 on which an insulating insulator (not shown) is mounted. The armature coil forms a magnetic circuit whose phase is shifted by 90 °.

ここで、ステータ１０３の電機子コイルによって形成される磁束の磁束量は、先端部１０７の周方向中央部で最大となる。しかしながら、例えば、機械角で９０°ずれている図５におけるＸ部にあっては、同相同士のティース１０５の先端部１０７が永久磁石１０４の周方向中央部に位置しておらず、この永久磁石１０４の周方向中央部に対して、先端部１０７の周方向中央部が角度θ１００だけずれてしまっている。このような場合、電機子コイルによって形成される磁束や永久磁石１０４の磁束を有効利用できず、二相回転電機１０１の能力が低下してしまうという課題がある。   Here, the magnetic flux amount of the magnetic flux formed by the armature coil of the stator 103 is maximized at the center portion in the circumferential direction of the tip portion 107. However, for example, in the portion X in FIG. 5 which is shifted by 90 ° in mechanical angle, the tip portion 107 of the teeth 105 of the same phase is not located in the circumferential central portion of the permanent magnet 104, and this permanent The circumferential central portion of the tip portion 107 is shifted by an angle θ100 with respect to the circumferential central portion of the magnet 104. In such a case, there is a problem that the magnetic flux formed by the armature coil and the magnetic flux of the permanent magnet 104 cannot be effectively used, and the capability of the two-phase rotating electrical machine 101 is reduced.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、能力の低下を抑制することができる二相回転電機を提供するものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a two-phase rotating electrical machine capable of suppressing a decrease in capability.

上記の課題を解決するために、本発明に係る二相回転電機は、回転自在に支持され、周方向に沿って複数の磁極が設けられているロータと、複数のティースが周方向に沿って突設されているステータとを備え、前記磁極の数をＰとし、前記ティースの数をＴとし、ｎを自然数としたとき、前記磁極の数Ｐ、及び前記ティースの数Ｔは、Ｐ：Ｔ＝４ｎ：４（ｎ＋１）を満たすように設定されている二相回転電機であって、前記ティースは、径方向に沿って延在し、巻線が巻装される巻胴部と、前記巻胴部の先端から周方向に沿って延在する先端部とにより構成され、一方の相に対応する前記先端部の周方向中央部の位置が、前記磁極の周方向中央部に対向する位置となるように、且つ他方の相に対応する前記先端部の周方向中央部の位置が、周方向に隣接する２つの前記磁極の間に対向する位置となるように形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a two-phase rotating electrical machine according to the present invention includes a rotor that is rotatably supported and provided with a plurality of magnetic poles along the circumferential direction, and a plurality of teeth along the circumferential direction. And the number of magnetic poles is P, the number of teeth is T, and n is a natural number, the number P of magnetic poles and the number T of teeth are P: T = 4n: A two-phase rotating electric machine set to satisfy 4 (n + 1), wherein the teeth extend along a radial direction and the winding body portion around which the winding is wound, and the winding A tip portion extending in the circumferential direction from the tip of the body portion, and the position of the circumferential center portion of the tip portion corresponding to one phase is opposed to the circumferential center portion of the magnetic pole. And the position of the central portion in the circumferential direction of the tip corresponding to the other phase is Characterized in that it is formed to be opposed located between two of said magnetic poles adjacent to direction.

このように構成することで、ティースに巻装される電機子コイルによって形成される磁束や磁極の磁束を有効利用することができ、二相回転電機の能力の低下を抑制することができる。   By comprising in this way, the magnetic flux formed with the armature coil wound by the teeth and the magnetic flux of a magnetic pole can be used effectively, and the fall of the capability of a two-phase rotary electric machine can be suppressed.

本発明に係る二相回転電機は、周方向に隣接する異相同士の前記ティースは、それぞれの前記巻胴部が互いに離間する方向に向かって変位するように形成されており、各先端部の周方向端部に、各巻胴部の先端が接続されていることを特徴とする。   In the two-phase rotating electrical machine according to the present invention, the teeth of different phases adjacent to each other in the circumferential direction are formed so as to be displaced in directions in which the respective winding drum portions are separated from each other. The tip of each winding drum part is connected to the direction end part.

ここで、一方の相に対応するティースの先端部の周方向中央部の位置を、磁極の周方向中央部に対向する位置とすると共に、他方の相に対応するティースの先端部の周方向中央部の位置を、周方向に隣接する２つの磁極の間に対向する位置とすると、異相同士の先端部が互いに近接配置されることになる。この状態で、先端部の周方向中央部と巻胴部の先端とが接続されるように巻胴部を形成すると、異相のティース間のスロットが狭くなり、占積率が低下してしまう。このため、各先端部の周方向端部に巻胴部の先端が接続されるように巻胴部を形成することにより、スロットが狭くなってしまうことを抑制できる。   Here, the position of the center in the circumferential direction of the tip of the tooth corresponding to one phase is the position facing the center in the circumferential direction of the magnetic pole, and the center in the circumferential direction of the tip of the tooth corresponding to the other phase When the position of the portion is a position facing between two magnetic poles adjacent in the circumferential direction, the tip portions of different phases are arranged close to each other. In this state, if the winding drum portion is formed so that the circumferential center portion of the tip portion and the tip of the winding drum portion are connected, the slot between the different-phase teeth becomes narrow, and the space factor decreases. For this reason, it can suppress that a slot becomes narrow by forming a winding drum part so that the tip of a winding drum part may be connected to the peripheral direction end of each tip part.

本発明に係る二相回転電機は、前記巻胴部は、前記先端部の周方向中央部と前記ステータの径方向中央部とを結んだ直線と略平行となるように延在していることを特徴とする。   In the two-phase rotating electrical machine according to the present invention, the winding body portion extends so as to be substantially parallel to a straight line connecting the circumferential center portion of the tip portion and the radial center portion of the stator. It is characterized by.

このように構成することで、異相のティース間のスロットを可能な限り大きくすることができる。   By comprising in this way, the slot between teeth of different phases can be enlarged as much as possible.

本発明によれば、ティースに巻装される電機子コイルによって形成される磁束や磁極の磁束を有効利用することができ、二相回転電機の能力の低下を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the magnetic flux formed by the armature coil wound by the teeth and the magnetic flux of a magnetic pole can be used effectively, and the fall of the capability of a two-phase rotary electric machine can be suppressed.

本発明の実施形態における二相回転電機の平面図である。It is a top view of the two phase rotating electrical machine in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における二相回転電機の断面図である。It is sectional drawing of the two-phase rotary electric machine in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるステータの平面図である。It is a top view of the stator in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるティースの拡大図である。It is an enlarged view of teeth in an embodiment of the present invention. 従来のステータの平面図である。It is a top view of the conventional stator.

（二相回転電機）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、二相回転電機の平面図、図２は、二相回転電機の断面図である。
図１、図２に示すように、二相回転電機１は、例えば自動二輪車に用いられるアウタロータ型のもであって、永久磁石を備えた発電機の機能と、スタータモータ機能とが一体化されている。二相回転電機１は、エンジンのクランクシャフト（不図示）と同期回転するフライホイール２と、不図示のエンジンブロックに固定されるステータ４とを備え、このステータ４に二相からなる電機子コイル１８が巻装されている。 (Two-phase rotating electric machine)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of a two-phase rotating electrical machine, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the two-phase rotating electrical machine.
As shown in FIGS. 1 and 2, the two-phase rotating electrical machine 1 is an outer rotor type used in, for example, a motorcycle, and the function of a generator provided with a permanent magnet and the starter motor function are integrated. ing. The two-phase rotating electrical machine 1 includes a flywheel 2 that rotates synchronously with an engine crankshaft (not shown), and a stator 4 that is fixed to an engine block (not shown). 18 is wound.

フライホイール２は、略円板状に形成されたベース部５０と、ベース部５０のステータ４側（図２における左側）に固定されたフライホイール本体３とを備えている。ベース部５０の径方向略中央には、ステータ４側に向かってボス部５１が突出形成されている。ボス部５１の径方向中央部には、不図示のクランクシャフトが挿入される貫通孔５２が形成されている。   The flywheel 2 includes a base portion 50 formed in a substantially disc shape, and a flywheel body 3 fixed to the stator 4 side (left side in FIG. 2) of the base portion 50. A boss portion 51 is formed so as to protrude toward the stator 4 side at a substantially radial center of the base portion 50. A through hole 52 into which a crankshaft (not shown) is inserted is formed at the central portion in the radial direction of the boss portion 51.

この貫通孔５２には、キー溝５３が形成されている一方、不図示のクランクシャフトには、キー溝５３と係合する不図示のキーが設けられている。これにより、ベース部５０と不図示のクランクシャフトは、相対回転不能な状態となる。さらに、クランクシャフトの先端にナット等を螺入することにより、ベース部５０とクランクシャフトにベース部５０が固定される。
また、ベース部５０には、周方向に等間隔で複数の挿通孔５４が形成されている。この挿通孔５４は、ベース部５０を厚さ方向に貫通するように形成されており、フライホイール本体３とベース部５０とを固定するためのリベット２７が挿入されるようになっている。 A key groove 53 is formed in the through hole 52, and a key (not shown) that engages with the key groove 53 is provided on a crank shaft (not shown). Thereby, the base part 50 and a crankshaft not shown become a state which cannot be relatively rotated. Furthermore, the base part 50 is fixed to the base part 50 and the crankshaft by screwing a nut or the like into the tip of the crankshaft.
A plurality of insertion holes 54 are formed in the base portion 50 at equal intervals in the circumferential direction. The insertion hole 54 is formed so as to penetrate the base portion 50 in the thickness direction, and a rivet 27 for fixing the flywheel main body 3 and the base portion 50 is inserted therein.

フライホイール本体３は、磁性を有する金属により有底筒状に形成されている。フライホイール本体３の底壁３１には、径方向略中央に貫通孔３１ｂが形成されている。この貫通孔３１ｂには、ベース部５０のボス部５１及び不図示のクランクシャフトが挿入される。また、フライホイール本体３の底壁３１には、ベース部５０の挿通孔５４に対応する位置に、厚さ方向に貫通する挿通孔３２が形成されている。
これら挿通孔５４，３２にリベット２７を挿入し、このリベット２７の先端を座屈変形させることにより、フライホイール本体３とベース部５０とが一体化される。 The flywheel body 3 is formed in a bottomed cylindrical shape from a metal having magnetism. A through hole 31b is formed in the bottom wall 31 of the flywheel main body 3 at substantially the center in the radial direction. The boss portion 51 of the base portion 50 and a crankshaft (not shown) are inserted into the through hole 31b. Further, an insertion hole 32 penetrating in the thickness direction is formed in the bottom wall 31 of the flywheel body 3 at a position corresponding to the insertion hole 54 of the base portion 50.
The flywheel main body 3 and the base portion 50 are integrated by inserting the rivet 27 into the insertion holes 54 and 32 and buckling the tip of the rivet 27.

フライホイール本体３の周壁３３には、内周面側に１２極に磁化された永久磁石８が周方向に磁極が順番に変わるように設けられている。永久磁石８としては、例えばフェライト磁石が使用されている。
また、フライホイール本体３の周壁３３には、外周面側に凸条のリラクタ７１が一体成形されている。このリラクタ７１は、エンジンの点火時期などを検出するためのものであって、後述のパルス発生器７２と共に用いられる。 On the peripheral wall 33 of the flywheel main body 3, permanent magnets 8 magnetized to 12 poles are provided on the inner peripheral surface side so that the magnetic poles are changed in order in the circumferential direction. For example, a ferrite magnet is used as the permanent magnet 8.
In addition, a projecting rib 71 is integrally formed on the peripheral wall 33 of the flywheel body 3 on the outer peripheral surface side. The reluctator 71 is for detecting the ignition timing of the engine and is used together with a pulse generator 72 described later.

パルス発生器７２は、フライホイール本体３の周壁３３の外周面に形成されたリラクタ７１に対向するように配置されている。そして、リラクタ７１のエッジ部（角部）がパルス発生器７２を横切ることで、このパルス発生器７２からパルス信号（正電圧パルスと負電圧パルス）を発生させ、これを不図示の制御部（ＣＤＩユニットなど）が受信することによってエンジンの回転速度情報や不図示のクランクシャフトの回転角度情報を得ることができるようになっている。例えば、エンジンの点火時期は、リラクタ７１とパルス発生器７２によって得られたエンジンの回転速度情報やクランクシャフトの回転角度情報に基づいて制御される。   The pulse generator 72 is disposed so as to face the reluctator 71 formed on the outer peripheral surface of the peripheral wall 33 of the flywheel main body 3. Then, the edge portion (corner portion) of the reluctator 71 crosses the pulse generator 72 to generate a pulse signal (positive voltage pulse and negative voltage pulse) from the pulse generator 72, which is supplied to a control unit (not shown). (A CDI unit or the like) can receive information on the rotational speed of the engine and rotational angle information of a crankshaft (not shown). For example, the ignition timing of the engine is controlled based on engine rotation speed information and crankshaft rotation angle information obtained by the reluctator 71 and the pulse generator 72.

（ステータ）
図３は、ステータの平面図である。
図１〜図３に示すように、ステータ４は、フライホイール本体３の周壁３３の内側に配置されたステータコア１７を有している。ステータコア１７は、例えば電磁鋼板等の板材を軸線方向に積層して形成されたものであって、略円環状のステータ本体１７ａを有している。 (Stator)
FIG. 3 is a plan view of the stator.
As shown in FIGS. 1 to 3, the stator 4 has a stator core 17 disposed inside a peripheral wall 33 of the flywheel main body 3. The stator core 17 is formed by laminating plate materials such as electromagnetic steel plates in the axial direction, and has a substantially annular stator body 17a.

ステータ本体１７ａの径方向略中央には、フライホイール２のボス部５１、及び不図示のクランクシャフトとの干渉を回避するため、逃げ孔１７ｂが形成されている。また、ステータ本体１７ａには、ボルト挿通孔２０が周方向に沿って複数箇所形成されている。これらボルト挿通孔２０は、不図示のボルトが挿通されてステータ４をエンジンブロックに締結固定するためのものである。   In order to avoid interference with the boss portion 51 of the flywheel 2 and a crankshaft (not shown), a clearance hole 17b is formed in the substantially radial center of the stator body 17a. Further, a plurality of bolt insertion holes 20 are formed in the stator body 17a along the circumferential direction. These bolt insertion holes 20 are used for fastening and fixing the stator 4 to the engine block by inserting bolts (not shown).

ステータ本体１７ａの外周部には、径方向外側に向かって突出する１６個のティース１６が周方向に並んで設けられている。そして、各ティース１６の間には、それぞれ蟻溝状のスロット２１が形成されている。このスロット２１に電機子コイル１８が通され、ステータコア１７に装着されるインシュレータ４０の上から各ティース１６に電機子コイル１８が巻装される。   Sixteen teeth 16 protruding outward in the radial direction are provided side by side in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the stator body 17a. And between each tooth | gear 16, the dovetail slot 21 is formed, respectively. The armature coil 18 is passed through the slot 21, and the armature coil 18 is wound on each tooth 16 from above the insulator 40 attached to the stator core 17.

ここで、二相回転電機１は、磁極の数をＰとし、ティース１６の数をＴとし、ｎを自然数としたとき、磁極の数Ｐ、及びティース１６の数Ｔが、
Ｐ：Ｔ＝４ｎ：４（ｎ＋１）・・・（２）
を満たすように設定されている。
この実施形態の二相回転電機１は、周方向に磁極が順番となるように永久磁石８が１２個設けられているので磁極の数Ｐは１２となる。また、ティース１６の数Ｔが１６に設定されているので、ｎ＝３としたとき、
Ｐ：Ｔ＝４×３：４（３＋１）＝１２：１６
となり、式（２）を満たす。 Here, in the two-phase rotating electrical machine 1, when the number of magnetic poles is P, the number of teeth 16 is T, and n is a natural number, the number P of magnetic poles and the number T of teeth 16 are
P: T = 4n: 4 (n + 1) (2)
It is set to satisfy.
In the two-phase rotating electrical machine 1 of this embodiment, 12 permanent magnets 8 are provided so that the magnetic poles are in order in the circumferential direction, so the number P of magnetic poles is 12. Further, since the number T of the teeth 16 is set to 16, when n = 3,
P: T = 4 × 3: 4 (3 + 1) = 12: 16
Thus, the expression (2) is satisfied.

また、二相回転電機１のティース１６は、機械角で９０°ずれて存在するスロット２１（図３におけるＡ部参照）を形成する２つが一方の相の電機子コイル１８が巻装される同相同士のティース１６ａ，１６ａとして構成され、それ以外のティース１６が他方の相の電機子コイル１８が巻装される同相同士のティース１６ｂ，１６ｂとして構成される。これにより、電機子コイル１８は、位相が９０°ずれた二相の磁気回路を構成する。
尚、以下の説明においては、一方の相の電機子コイル１８が巻装される同相同士のティース１６ａ，１６ａを、単に一方の相のティース１６ａと称し、他方の相の電機子コイル１８が巻装される同相同士のティース１６ｂ，１６ｂを、単に他方の相のティース１６ｂと称して説明する。また、ティース１６ａ，１６ｂを総称する場合、単にティース１６と称して説明する場合がある。 Further, the teeth 16 of the two-phase rotating electrical machine 1 are the same in which the armature coil 18 of one phase is wound with two forming the slot 21 (see A part in FIG. 3) that is present with a mechanical angle shifted by 90 °. The teeth 16a and 16a are configured as phases, and the other teeth 16 are configured as teeth 16b and 16b of the same phase around which the armature coil 18 of the other phase is wound. As a result, the armature coil 18 constitutes a two-phase magnetic circuit whose phase is shifted by 90 °.
In the following description, the in-phase teeth 16a, 16a around which the one-phase armature coil 18 is wound are simply referred to as one-phase teeth 16a, and the other-phase armature coil 18 is referred to as the other-phase armature coil 18. The wound in-phase teeth 16b and 16b will be simply referred to as the other-phase teeth 16b. Moreover, when generically referring to the teeth 16a and 16b, the teeth 16a and 16b may be simply referred to as the teeth 16 for explanation.

図４は、ティースの拡大図である。
図３、図４に示すように、ティース１６は、径方向に沿って延在され電機子コイル１８が巻装される巻胴部６１と、この巻胴部６１の先端に一体成形され、周方向に沿って延在する先端部６２とにより構成されている。
ここで、一方の相のティース１６ａにおける先端部６２は、この周方向中央部の位置が永久磁石８の周方向中央部の位置と対向するように配置されている。また、他方の相のティース１６ｂにおける先端部６２は、この周方向中央部の位置が、周方向に隣接する２つの永久磁石８，８の間と対向するように配置されている。 FIG. 4 is an enlarged view of the teeth.
As shown in FIGS. 3 and 4, the teeth 16 are formed integrally with a winding drum 61 that extends along the radial direction and around which the armature coil 18 is wound, and a tip of the winding drum 61. It is comprised by the front-end | tip part 62 extended along a direction.
Here, the distal end portion 62 of the one-phase tooth 16 a is disposed such that the position of the center portion in the circumferential direction faces the position of the center portion in the circumferential direction of the permanent magnet 8. The tip 62 of the other phase tooth 16b is disposed so that the position of the central portion in the circumferential direction faces the space between the two permanent magnets 8 and 8 adjacent in the circumferential direction.

このように各ティース１６ａ，１６ｂの先端部６２を配置すると、周方向に隣接する異相同士のティース１６ａ，１６ｂの先端部６２，６２の間隔Ｗ１は、周方向に隣接する一方の相のティース１６ａ，１６ａの先端部６２，６２の間隔Ｗ２、及び周方向に隣接する他方の相のティース１６ｂ，１６ｂの先端部６２，６２の間隔Ｗ３よりも狭くなる。
このため、周方向に隣接する異相同士のティース１６ａ，１６ｂの巻胴部６１は、互いに離間する方向に向かって変位するように形成されている。 When the tip portions 62 of the teeth 16a and 16b are arranged in this manner, the interval W1 between the tip portions 62 and 62 of the teeth 16a and 16b that are adjacent to each other in the circumferential direction is the tooth 16a of one phase that is adjacent in the circumferential direction. , 16a, and the interval W2 between the tip portions 62, 62 of the teeth 16b, 16b of the other phase adjacent in the circumferential direction.
For this reason, the winding drum portions 61 of the teeth 16a, 16b of different phases adjacent in the circumferential direction are formed so as to be displaced in directions away from each other.

より詳しくは、一方の相のティース１６ａにおける先端部６２には、他方の相のティース１６ｂにおける先端部６２とは反対側の端部に、巻胴部６１の先端が接続されている。また、他方の相のティース１６ｂにおける先端部６２には、一方の相のティース１６ａにおける先端部６２とは反対側の端部に、巻胴部６１の先端が接続されている。
ここで、各巻胴部６１は、この中心線Ｌ１が、ステータ４の中心Ｃ１と、各先端部６２の周方向中央部Ｃ２とを結ぶ直線Ｌ２に対して略平行となるように延在している。 More specifically, the tip of the winding drum 61 is connected to the tip 62 of the one-phase tooth 16a at the end opposite to the tip 62 of the other-phase tooth 16b. Further, the tip of the winding drum 61 is connected to the tip 62 of the other phase of the tooth 16b at the end opposite to the tip 62 of the one phase of the tooth 16a.
Here, each winding drum portion 61 extends such that the center line L1 is substantially parallel to a straight line L2 connecting the center C1 of the stator 4 and the circumferential center portion C2 of each tip portion 62. Yes.

図１、図２に戻り、このように構成されたティース１６に巻装されている電機子コイル１８の端末は、ハーネス２６の引き出し位置近傍に導き出され、このハーネス２６に接続されている。ハーネス２６は、電機子コイル１８に電流を供給したり、発電された電流を外部のバッテリ等に供給したりするためのものである。   Returning to FIG. 1 and FIG. 2, the terminal of the armature coil 18 wound around the tooth 16 configured as described above is led out in the vicinity of the drawing position of the harness 26 and connected to the harness 26. The harness 26 is for supplying a current to the armature coil 18 and supplying a generated current to an external battery or the like.

このような構成のもと、不図示のクランクシャフトを介してフライホイール２が回転すると、ティース１６を通過する磁束量が変化する。この磁束量の変化が起電力となって電機子コイル１８に電流が発生する。電機子コイル１８に発生する電流は、ハーネス２６を介して不図示のバッテリに蓄電されたり、不図示の付属電機機器に電力供給を行ったりする用途に用いられる。
一方、バッテリに蓄電された電流をハーネス２６を介して電機子コイル１８に供給すると、ティース１６に磁束が発生する。そして、この磁束とフライホイール２の永久磁石８との間に、磁気的な吸引力や反発力が発生し、フライホイール２が回転する。 Under such a configuration, when the flywheel 2 rotates via a crankshaft (not shown), the amount of magnetic flux passing through the teeth 16 changes. This change in the amount of magnetic flux becomes an electromotive force, and current is generated in the armature coil 18. The current generated in the armature coil 18 is stored in a battery (not shown) via the harness 26 or used for power supply to an attached electric machine (not shown).
On the other hand, when the current stored in the battery is supplied to the armature coil 18 via the harness 26, magnetic flux is generated in the teeth 16. A magnetic attractive force or a repulsive force is generated between the magnetic flux and the permanent magnet 8 of the flywheel 2, and the flywheel 2 rotates.

ここで、一方の相のティース１６ａにおける先端部６２は、この周方向中央部の位置が永久磁石８の周方向中央部の位置と対向するように配置されていると共に、他方の相のティース１６ｂにおける先端部６２は、この周方向中央部の位置が、周方向に隣接する２つの永久磁石８，８の間と対向するように配置されている。このため、永久磁石８の磁束量が最も多い位置に、それぞれ一方の相のティース１６ａの先端部６２の周方向中央部が同時に配置される。すなわち、電機子コイル１８によって発生する磁束や永久磁石８の磁束を有効利用することができる。   Here, the tip 62 of the one-phase tooth 16a is arranged so that the position of the circumferential center portion thereof faces the position of the circumferential center portion of the permanent magnet 8, and the other-phase tooth 16b. The tip portion 62 is disposed so that the position of the central portion in the circumferential direction faces the space between the two permanent magnets 8 and 8 adjacent in the circumferential direction. For this reason, the circumferential center part of the front-end | tip part 62 of the tooth | gear 16a of one phase is arrange | positioned simultaneously in the position with the largest magnetic flux amount of the permanent magnet 8, respectively. That is, the magnetic flux generated by the armature coil 18 and the magnetic flux of the permanent magnet 8 can be used effectively.

（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、効率よく電機子コイル１８に電流を発生させたり、電機子コイル１８によって磁束を発生させたりすることができ、永久磁石８の磁束を最大限活かすことができるので、二相回転電機１の能力を向上させることができる。 (effect)
Therefore, according to the above-described embodiment, current can be efficiently generated in the armature coil 18 or magnetic flux can be generated by the armature coil 18, and the magnetic flux of the permanent magnet 8 can be utilized to the maximum extent. Therefore, the capability of the two-phase rotating electrical machine 1 can be improved.

また、一方の相のティース１６ａにおける先端部６２には、他方の相のティース１６ｂにおける先端部６２とは反対側の端部に、巻胴部６１の先端が接続されている。また、他方の相のティース１６ｂにおける先端部６２には、一方の相のティース１６ａにおける先端部６２とは反対側の端部に、巻胴部６１の先端が接続されている。さらに、各巻胴部６１は、この中心線Ｌ１が、ステータ４の中心Ｃ１と、各先端部６２の周方向中央部Ｃ２とを結ぶ直線Ｌ２に対して略平行となるように延在している。   Further, the tip of the winding drum 61 is connected to the tip 62 of the one-phase tooth 16a at the end opposite to the tip 62 of the other-phase tooth 16b. Further, the tip of the winding drum 61 is connected to the tip 62 of the other phase of the tooth 16b at the end opposite to the tip 62 of the one phase of the tooth 16a. Furthermore, each winding drum 61 extends so that the center line L1 is substantially parallel to a straight line L2 connecting the center C1 of the stator 4 and the circumferential center C2 of each tip 62. .

すなわち、周方向に隣接する異相同士のティース１６ａ，１６ｂの先端部６２，６２の間隔Ｗ１は、周方向に隣接する一方の相のティース１６ａ，１６ａの先端部６２，６２の間隔Ｗ２、及び周方向に隣接する他方の相のティース１６ｂ，１６ｂの先端部６２，６２の間隔Ｗ３よりも狭くなるが、異相のティース１６ａ，１６ｂの巻胴部６１，６１を互いに離間させるように配置することにより、これら異相のティース１６ａ，１６ｂ間のスロット２１が狭くなってしまことを抑制できる。このため、このスロット２１を可能な限り大きくすることができる。よって、電機子コイル１８の占積率の低下を抑制でき、さらに、二相回転電機１の能力を向上させることができる。   That is, the interval W1 between the tip portions 62, 62 of the teeth 16a, 16b adjacent to each other in the circumferential direction is equal to the interval W2 between the tips 62, 62 of the teeth 16a, 16a adjacent in the circumferential direction, and the circumference. Although it becomes narrower than the interval W3 between the tip portions 62, 62 of the teeth 16b, 16b of the other phase adjacent in the direction, the winding drum portions 61, 61 of the teeth 16a, 16b of different phases are arranged so as to be separated from each other. The slot 21 between the different-phase teeth 16a and 16b can be prevented from becoming narrow. For this reason, this slot 21 can be made as large as possible. Therefore, a decrease in the space factor of the armature coil 18 can be suppressed, and further, the ability of the two-phase rotating electrical machine 1 can be improved.

尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、二相回転電機１は、周方向に磁極が順番となるように１２極に磁化された永久磁石８が設けられていると共に、ティース１６の数Ｔが１６に設定されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、磁極の数をＰとし、ティース１６の数をＴとし、ｎを自然数としたとき、磁極の数Ｐ、及びティース１６の数Ｔが、式（２）を満たすように設定されていればよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the two-phase rotating electrical machine 1 is provided with the permanent magnets 8 magnetized to 12 poles so that the magnetic poles are in the circumferential direction, and the number T of the teeth 16 is set to 16. Explained the case. However, the present invention is not limited to this. When the number of magnetic poles is P, the number of teeth 16 is T, and n is a natural number, the number P of magnetic poles and the number T of teeth 16 are expressed by Equation (2). It only has to be set to satisfy.

１ 二相回転電機
２ フライホイール（ロータ）
３ フライホイール本体（ロータ）
４ ステータ
８ 永久磁石（磁極）
１６ ティース
１６ａ 一方の相のティース
１６ｂ 他方の相のティース
１８ 電機子コイル（巻線）
６１ 巻胴部
６２ 先端部 1 Two-phase rotating electrical machine 2 Flywheel (rotor)
3 Flywheel body (rotor)
4 Stator 8 Permanent magnet (magnetic pole)
16 Teeth 16a Teeth of one phase 16b Teeth of the other phase 18 Armature coil (winding)
61 Winding body part 62 Tip part

Claims (3)

回転自在に支持され、周方向に沿って複数の磁極が設けられているロータと、
複数のティースが周方向に沿って突設されているステータとを備え、
前記磁極の数をＰとし、前記ティースの数をＴとし、ｎを自然数としたとき、
前記磁極の数Ｐ、及び前記ティースの数Ｔは、
Ｐ：Ｔ＝４ｎ：４（ｎ＋１）
を満たすように設定されている二相回転電機であって、
前記ティースは、
径方向に沿って延在し、巻線が巻装される巻胴部と、
前記巻胴部の先端から周方向に沿って延在する先端部とにより構成され、
一方の相に対応する前記先端部の周方向中央部の位置が、前記磁極の周方向中央部に対向する位置となるように、
且つ他方の相に対応する前記先端部の周方向中央部の位置が、周方向に隣接する２つの前記磁極の間に対向する位置となるように形成されていることを特徴とする二相回転電機。 A rotor rotatably supported and provided with a plurality of magnetic poles along the circumferential direction;
A plurality of teeth projecting along the circumferential direction,
When the number of magnetic poles is P, the number of teeth is T, and n is a natural number,
The number P of the magnetic poles and the number T of the teeth are:
P: T = 4n: 4 (n + 1)
A two-phase rotating electric machine set to satisfy
The teeth are
A winding body extending along the radial direction and wound with a winding;
It is constituted by a tip portion extending along the circumferential direction from the tip of the winding drum portion,
The position of the circumferential center portion of the tip corresponding to one phase is a position facing the circumferential center portion of the magnetic pole,
In addition, the two-phase rotation is characterized in that the position of the central portion in the circumferential direction of the tip corresponding to the other phase is a position facing between the two magnetic poles adjacent in the circumferential direction. Electric. 周方向に隣接する異相同士の前記ティースは、それぞれの前記巻胴部が互いに離間する方向に向かって変位するように形成されており、
各先端部の周方向端部に、各巻胴部の先端が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の二相回転電機。 The teeth of the different phases adjacent in the circumferential direction are formed so as to be displaced toward the direction in which the respective winding drum portions are separated from each other,
2. The two-phase rotating electrical machine according to claim 1, wherein the tip of each winding drum is connected to a circumferential end of each tip. 前記巻胴部は、前記先端部の周方向中央部と前記ステータの径方向中央部とを結んだ直線と略平行となるように延在していることを特徴とする請求項２に記載の二相回転電機。   The said winding drum part is extended so that it may become substantially parallel to the straight line which connected the circumferential direction center part of the said front-end | tip part, and the radial direction center part of the said stator. Two-phase rotating electric machine.
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