JP2015198558A - Rotary electric machine - Google Patents

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清 上辻
Kiyoshi Kamitsuji
清 上辻
陽介 ▲高▼家
陽介 ▲高▼家
Yosuke Koge
康二 吉原
Koji Yoshihara
康二 吉原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a double rotor type rotary electric machine that prevents deviation of a coil from a rotor and that reduces a rotary torque change due to a magnetic flux generated by the rotor.SOLUTION: The inner rotor 101 of a rotary electric machine 100 comprises: an inner core 11; a rotor coil 12 wound around the inner core 11; and insulators 13, 14 interposed between the inner core 11 and rotor coil 12. The inner core 11 has a plurality of teeth 11b circumferentially arranged on the inner periphery side thereof so as to be spaced from one another and projecting radially inwards. Spaces between the teeth 11b are filled with the belt-like projections 2c of an inside rotary shaft 2. The insulators 13, 14 have coil external parts 13b, 14b so as to surround a coil end 12a from radially outside the inner core 11, the coil external wall parts 13b, 14b projecting by an amount of projection beyond the coil end 12a of the rotor coil 12 from the end parts 11e, 11f of the inner core 11.

Description

この発明は、回転電機に係り、特にダブルロータ型の回転電機に関する。   The present invention relates to a rotary electric machine, and more particularly to a double rotor type rotary electric machine.

例えば特許文献1には、固定子と、固定子内に回転自在に収納される外回転子と、外回転子内に回転自在に収納される内回転子とを備えるダブルロータ型の回転電機が記載されている。固定子には、外回転子の外周面に向かって延在する複数のステータティースが形成されている。さらに、ステータティースには、磁束発生用の三相巻線が分布巻にて巻回されている。外回転子には、永久磁石が埋め込まれている。内回転子には、外回転子に向かって延在する複数のロータティースが形成されている。さらに、ロータティースには、磁束発生用の三相巻線が分布巻にて巻回されている。   For example, Patent Document 1 discloses a double rotor type rotating electrical machine including a stator, an outer rotor that is rotatably accommodated in the stator, and an inner rotor that is rotatably accommodated in the outer rotor. Have been described. The stator is formed with a plurality of stator teeth extending toward the outer peripheral surface of the outer rotor. Further, a three-phase winding for generating magnetic flux is wound around the stator teeth by distributed winding. A permanent magnet is embedded in the outer rotor. The inner rotor is formed with a plurality of rotor teeth extending toward the outer rotor. Furthermore, a three-phase winding for generating magnetic flux is wound around the rotor teeth in a distributed manner.

特開2013−162613号公報JP 2013-162613 A

特許文献1に記載の回転電機において、内回転子に巻回された三相巻線は、内回転子の端部から突出するコイルエンドを形成する。内回転子が高速で回転すると、遠心力によってコイルエンドが変形及び広がって内回転子の外周側の部品に接触し、電気短絡が生じるという問題がある。さらに、内回転子の外周には、複数のロータティース同士の間にスロットが形成されており、内回転子に巻回された三相巻線が、遠心力によってこれらのスロットから逸出するという問題もある。また、スロットが内回転子の外周に開放しているため、三相巻線から発生する磁束が外周側で不連続になり、外回転子を回転させる回転トルクに変動が生じる、つまりトルクリップルが生じるという問題もある。   In the rotating electrical machine described in Patent Document 1, the three-phase winding wound around the inner rotor forms a coil end protruding from the end of the inner rotor. When the inner rotor rotates at a high speed, the coil end deforms and expands due to centrifugal force, and contacts with the components on the outer peripheral side of the inner rotor, causing an electrical short circuit. Further, slots are formed between the plurality of rotor teeth on the outer periphery of the inner rotor, and the three-phase winding wound around the inner rotor escapes from these slots by centrifugal force. There is also a problem. In addition, since the slot is open to the outer periphery of the inner rotor, the magnetic flux generated from the three-phase winding becomes discontinuous on the outer peripheral side, resulting in fluctuations in the rotational torque that rotates the outer rotor, that is, torque ripple There is also a problem that arises.

この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、回転子からの巻線の逸出を防ぎ、且つこの回転子から発生する磁束による回転トルクの変動を低減するダブルロータ型の回転電機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a double rotor type that prevents the winding from escaping from the rotor and reduces fluctuations in rotational torque due to magnetic flux generated from the rotor. An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine.

上記の課題を解決するために、この発明に係る回転電機は、内回転子、内回転子の径方向外側に相対回転可能に設けられる外回転子、及び外回転子の径方向外側に設けられる固定子を含む回転電機において、内回転子及び外回転子のうちの少なくとも一方にコイルが巻回され、コイルが巻回される回転子は、磁性材料から形成される円筒状のコアと、コアに巻回されるコイルと、電気的な絶縁性を有する材料から形成され、コアとコイルとの間に介在するように設けられるインシュレータとを備え、コアは、内周側及び外周側のうちの一方に、コアの径方向に放射状に突出し且つコアの周方向に沿って互いに間隔をあけて並んで配置される複数の歯部を有し、歯部同士の間の間隙が、歯部の突出端側で、コアとは別の磁性体によって塞がれ、コイルは、コアの歯部に巻回され、インシュレータは、コアの円筒軸方向の端部からコイル以上の突出量で突出する壁部を、コイルをコアの径方向の外側から囲むように有する。   In order to solve the above-described problems, a rotating electrical machine according to the present invention is provided on an inner rotor, an outer rotor provided to be relatively rotatable radially outside the inner rotor, and a radially outer side of the outer rotor. In a rotating electrical machine including a stator, a coil is wound around at least one of an inner rotor and an outer rotor, and a rotor around which the coil is wound includes a cylindrical core formed of a magnetic material, and a core And an insulator formed of a material having electrical insulation and provided to be interposed between the core and the coil, and the core includes an inner peripheral side and an outer peripheral side. On the other hand, it has a plurality of teeth that protrude radially in the radial direction of the core and are arranged side by side along the circumferential direction of the core, and the gap between the teeth is a protrusion of the teeth On the end side, it is blocked by a magnetic material different from the core, Yl is wound around the tooth portion of the core, the insulator has a wall portion projecting in protrusion amount above the coil from the end of the cylindrical axis direction of the core has to surround the coil from outside in the radial direction of the core.

歯部は、コアの径方向内側に向かって突出してよい。
磁性体は、歯部同士の間の間隙をそれぞれ個々に塞ぐ複数の部材からなるものであってよい。
又は、磁性体は、歯部同士の間の間隙の全てを塞ぐ単一の筒状部材からなるものであってよい。
内回転子にコイルが巻回され、磁性体は、歯部同士の間の間隙をそれぞれ個々に塞ぎ且つ内回転子の回転軸に設けられた突起であってよい。
インシュレータの壁部は、ステータよりもコアの円筒軸方向に突出しないように設けられてよい。
The tooth portion may protrude toward the radially inner side of the core.
The magnetic body may be composed of a plurality of members that individually close the gaps between the tooth portions.
Or a magnetic body may consist of a single cylindrical member which plugs up all the gaps between tooth parts.
The coil may be wound around the inner rotor, and the magnetic body may be a protrusion that individually closes the gap between the tooth portions and is provided on the rotation shaft of the inner rotor.
The wall portion of the insulator may be provided so as not to protrude in the cylindrical axis direction of the core from the stator.

この発明に係る回転電機によれば、回転子からの巻線の逸出を防ぎ、且つ回転子から発生する磁束による回転トルクの変動を低減することが可能になる。   According to the rotating electrical machine according to the present invention, it is possible to prevent the winding from escaping from the rotor and to reduce fluctuations in the rotational torque due to the magnetic flux generated from the rotor.

この発明の実施の形態1に係る回転電機の構成を示す模式的な断面側面図である。It is a typical section side view showing the composition of the rotary electric machine concerning Embodiment 1 of this invention. 図1のインナーロータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the inner rotor of FIG. 図2のインナーロータの組み立て後の斜視図である。It is a perspective view after the assembly of the inner rotor of FIG. 図3のインナーロータにおける内側回転軸の軸心を通る断面側面図をIV−IV方向から見た図である。It is the figure which looked at the cross-sectional side view which passes along the axial center of the inner side rotating shaft in the inner rotor of FIG. 3 from the IV-IV direction. 図3のインナーロータにおける内側回転軸に垂直な断面図をV−V方向から見た図である。It is the figure which looked at sectional drawing perpendicular | vertical to the inner side rotating shaft in the inner rotor of FIG. 3 from the VV direction. この発明の実施の形態1に係る回転電機のインナーロータの変形例を図5と同様に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modified example of the inner rotor of the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention, similar to FIG. 5. この発明の実施の形態2に係る回転電機のインナーロータを図5と同様に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inner rotor of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 2 of this invention similarly to FIG. この発明の実施の形態3に係る回転電機のインナーロータを図5と同様に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inner rotor of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 3 of this invention similarly to FIG. インシュレータの変形例を図4と同様に示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the modification of an insulator similarly to FIG.

以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
まず、この発明の実施の形態1に係る回転電機100の構成を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
First, the configuration of the rotary electric machine 100 according to Embodiment 1 of the present invention will be described.

図1を参照すると、ダブルロータ型のモータである回転電機100は、内側回転軸2、円筒状のインナーロータ101、円筒状のアウターロータ20及び円筒状のステータ30を内部に含む筐体1を有している。内側回転軸2は、金属等の磁性材料から形成されている。ここで、インナーロータ101は内回転子を構成し、アウターロータ20は外回転子を構成し、ステータ30は固定子を構成している。   Referring to FIG. 1, a rotating electrical machine 100 that is a double rotor type motor includes a housing 1 that includes an inner rotary shaft 2, a cylindrical inner rotor 101, a cylindrical outer rotor 20, and a cylindrical stator 30. Have. The inner rotating shaft 2 is made of a magnetic material such as metal. Here, the inner rotor 101 constitutes an inner rotor, the outer rotor 20 constitutes an outer rotor, and the stator 30 constitutes a stator.

インナーロータ101は、内側回転軸2の外周面2a上に一体に回転するように設けられている。
インナーロータ101は、内側回転軸2の外周面2aを囲み且つ一体に回転するように設けられた円筒状のインナーコア11と、インナーコア11の内部で周方向に沿って環状に埋め込まれたロータコイル12とを有している。インナーコア11は、金属等の磁性材料から形成した複数の層を円筒軸方向に積層した積層体である。
The inner rotor 101 is provided on the outer peripheral surface 2a of the inner rotary shaft 2 so as to rotate integrally.
The inner rotor 101 includes a cylindrical inner core 11 provided so as to surround and rotate integrally with the outer peripheral surface 2 a of the inner rotary shaft 2, and a rotor embedded in an annular shape along the circumferential direction inside the inner core 11. And a coil 12. The inner core 11 is a laminate in which a plurality of layers made of a magnetic material such as metal are laminated in the cylindrical axis direction.

アウターロータ20は、インナーロータ101の径方向外側の周囲を間隔をあけて囲むようにして設けられている。アウターロータ20は、インナーロータ101に対して相対的に回転することができる。
アウターロータ20は、インナーロータ101の外周を囲み且つ内側回転軸2に同軸上に設けられた円筒状のアウターコア21と、アウターコア21の内周面近傍でインナーロータ101に対向するように周方向に沿って環状に埋め込まれた複数の第一永久磁石22と、アウターコア21の外周面近傍に周方向に沿って環状に埋め込まれた複数の第二永久磁石23とを有している。アウターコア21は、金属等の磁性材料から形成されている。
The outer rotor 20 is provided so as to surround the outer periphery of the inner rotor 101 in the radial direction with a space therebetween. The outer rotor 20 can rotate relative to the inner rotor 101.
The outer rotor 20 has a cylindrical outer core 21 that surrounds the outer periphery of the inner rotor 101 and is coaxially provided on the inner rotary shaft 2, and a circumferential surface that faces the inner rotor 101 in the vicinity of the inner peripheral surface of the outer core 21. A plurality of first permanent magnets 22 embedded in a ring shape along the direction, and a plurality of second permanent magnets 23 embedded in a ring shape along the circumferential direction in the vicinity of the outer peripheral surface of the outer core 21. The outer core 21 is made of a magnetic material such as metal.

アウターコア21は、内側回転軸2及びインナーロータ101の外周を包む略有底円筒状のロータブラケット24及び25によって、両端部で挟持されて支持されている。ロータブラケット24及び25はそれぞれ、内側回転軸2の外周面2aによって回転自在に支持されている。ロータブラケット24及び25は、アウターコア21と共に内側回転軸2上を相対的に回転することができる。
また、ロータブラケット25の有底部には、内側回転軸2の外周を囲繞するようにして突出する円筒状の外側回転軸3が、一体成形されている。外側回転軸3は、アウターロータ20と一体に回転する回転軸を構成している。
The outer core 21 is sandwiched and supported at both ends by substantially bottomed cylindrical rotor brackets 24 and 25 that enclose the outer periphery of the inner rotary shaft 2 and the inner rotor 101. Each of the rotor brackets 24 and 25 is rotatably supported by the outer peripheral surface 2a of the inner rotary shaft 2. The rotor brackets 24 and 25 can relatively rotate on the inner rotary shaft 2 together with the outer core 21.
A cylindrical outer rotary shaft 3 that projects so as to surround the outer periphery of the inner rotary shaft 2 is integrally formed on the bottomed portion of the rotor bracket 25. The outer rotating shaft 3 constitutes a rotating shaft that rotates integrally with the outer rotor 20.

ステータ30は、アウターロータ20の径方向外側の周囲を間隔をあけて囲むようにして設けられている。
ステータ30は、アウターロータ20のアウターコア21の外周を囲み且つ筐体1に固定された円筒状のステータコア31と、ステータコア31の内部でアウターコア21に対向するように周方向に沿って環状に埋め込まれたステータコイル32とを有している。ステータコア31は、金属等の磁性材料から形成されている。
The stator 30 is provided so as to surround the outer periphery of the outer rotor 20 in the radial direction with a space therebetween.
The stator 30 has a cylindrical stator core 31 that surrounds the outer periphery of the outer core 21 of the outer rotor 20 and is fixed to the housing 1, and an annular shape in the circumferential direction so as to face the outer core 21 inside the stator core 31. And an embedded stator coil 32. The stator core 31 is made of a magnetic material such as metal.

また、内側回転軸2における外側回転軸3と反対側の端部2bには、スリップリング4が一体に回転するように取り付けられている。スリップリング4は、ブラシを介して外部の電気機器と電気的に接続されて、交流電流の需給を行うことができる。スリップリング4は、内側回転軸2の内部を通る導体5を介して、インナーロータ101のロータコイル12に電気的に接続されている。   A slip ring 4 is attached to an end 2b of the inner rotary shaft 2 opposite to the outer rotary shaft 3 so as to rotate integrally. The slip ring 4 is electrically connected to an external electric device via a brush, and can supply and demand alternating current. The slip ring 4 is electrically connected to the rotor coil 12 of the inner rotor 101 via a conductor 5 that passes through the inside of the inner rotary shaft 2.

さらに、図2〜図5を参照して、インナーロータ101の詳細な構成を説明する。
図2及び図3をあわせて参照すると、インナーロータ101は、磁性材料からなる円筒状のインナーコア11と、電気的な絶縁性を有する材料から形成され且つインナーコア11に取り付けられる第一及び第二インシュレータ13及び14と、インシュレータ13及び14が取り付けられたインナーコア11に巻回され且つ三相巻線からなるロータコイル12とを有している。インシュレータ13及び14を形成する材料として、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂を用いることができる。
Furthermore, the detailed configuration of the inner rotor 101 will be described with reference to FIGS.
Referring to FIGS. 2 and 3 together, the inner rotor 101 includes a cylindrical inner core 11 made of a magnetic material, and a first and a first attached to the inner core 11 that are made of an electrically insulating material. Two insulators 13 and 14, and a rotor coil 12 wound around an inner core 11 to which the insulators 13 and 14 are attached and composed of three-phase windings. As a material for forming the insulators 13 and 14, a resin such as polybutylene terephthalate, a liquid crystal polymer, or polyphenylene sulfide can be used.

インナーコア11は、円筒状の外周壁部11aと、外周壁部11aの内周面から径方向に沿って外周壁部11aの軸心に向かって突出して形成された複数のティース11bとを有している。ティース11bは、外周壁部11aと一体成形され、外周壁部11aの軸方向に沿って延在している。ティース11bにおける外周壁部11aの軸方向に垂直な断面は、軸心側で広がるT字状形状を有している。つまり、各ティース11bは、外周壁部11aから突出し且つ外周壁部11aの軸方向に沿って延在する板状のウェブ部11baと、ウェブ部11baの先端で周方向に広がるように延在するフランジ部11bbとによって構成されている。複数のティース11bは、外周壁部11aの内周に沿って互いに間隔をあけて等間隔に並ぶように環状に配置されている。各ティース11bのフランジ部11bbは全体で、内側回転軸2の外周面2aに整合する円筒状の内周面11cを形成する。ここで、ティース11bは、インナーコア11の歯部を構成している。   The inner core 11 includes a cylindrical outer peripheral wall portion 11a and a plurality of teeth 11b formed to project from the inner peripheral surface of the outer peripheral wall portion 11a along the radial direction toward the axial center of the outer peripheral wall portion 11a. doing. The teeth 11b are integrally formed with the outer peripheral wall portion 11a and extend along the axial direction of the outer peripheral wall portion 11a. A cross section of the tooth 11b perpendicular to the axial direction of the outer peripheral wall portion 11a has a T-shape that spreads on the axial center side. That is, each tooth 11b protrudes from the outer peripheral wall portion 11a and extends in the circumferential direction at the tip of the web portion 11ba and the plate-like web portion 11ba extending along the axial direction of the outer peripheral wall portion 11a. It is comprised by the flange part 11bb. The plurality of teeth 11b are annularly arranged so as to be arranged at equal intervals along the inner periphery of the outer peripheral wall portion 11a. The flange portion 11bb of each tooth 11b forms a cylindrical inner peripheral surface 11c aligned with the outer peripheral surface 2a of the inner rotary shaft 2 as a whole. Here, the teeth 11 b constitute the teeth of the inner core 11.

ティース11bのフランジ部11bb同士の間には、外周壁部11aの軸方向に沿って延在するスリット11dが形成されている。ティース11b同士の間におけるフランジ部11bbの外周側には、コイル収容空間11bcが形成されている。コイル収容空間11bcにおける外周壁部11aの軸方向に垂直な断面は、略台形状である。
さらに、外周壁部11a及び複数のティース11bによって、インナーコア11の軸方向の両端部11e及び11fが形成されている。
Between the flange portions 11bb of the teeth 11b, a slit 11d extending along the axial direction of the outer peripheral wall portion 11a is formed. A coil housing space 11bc is formed on the outer peripheral side of the flange portion 11bb between the teeth 11b. A cross section perpendicular to the axial direction of the outer peripheral wall portion 11a in the coil housing space 11bc is substantially trapezoidal.
Further, both end portions 11e and 11f in the axial direction of the inner core 11 are formed by the outer peripheral wall portion 11a and the plurality of teeth 11b.

第一及び第二インシュレータ13及び14は、同一の形状を有している。
第一インシュレータ13は、インナーコア11の端部11eと略同形状をした円環板状の端部プレート13aと、端部プレート13aの外周縁から端部プレート13aと垂直な方向に突出する円筒状のコイル外壁部13bと、端部プレート13aからコイル外壁部13bと反対方向に突出する複数の筒部13cとが一体成形されて形成されている。
The first and second insulators 13 and 14 have the same shape.
The first insulator 13 includes an annular plate-like end plate 13a having substantially the same shape as the end portion 11e of the inner core 11, and a cylinder projecting from the outer peripheral edge of the end plate 13a in a direction perpendicular to the end plate 13a. A coil-shaped outer wall portion 13b and a plurality of cylindrical portions 13c protruding from the end plate 13a in the opposite direction to the outer coil wall portion 13b are integrally formed.

複数の筒部13cは、インナーコア11の複数のコイル収容空間11bcのそれぞれに位置が合うように配置され、インナーコア11の軸方向長さの半分の長さを有している。各筒部13cは、各コイル収容空間11bcに整合する形状を有しており、各コイル収容空間11bc内に挿入されると密接に嵌合する。各筒部13cは、端部プレート13aを貫通する開口部13aaで開口する。さらに、各筒部13cには、筒部13cがコイル収容空間11bcに挿入されたときにスリット11dに整合し且つ連通するスリット13caが、軸方向に沿って形成されている。また、端部プレート13aには、筒部13cがコイル収容空間11bcに挿入されたときにスリット11dの端部に整合し且つ連通する複数のスリット13abが形成されており、各スリット13abは、各開口部13aa及び各スリット13caにつながっている。   The plurality of cylindrical portions 13c are disposed so as to be aligned with the plurality of coil housing spaces 11bc of the inner core 11, and have a length that is half the axial length of the inner core 11. Each cylindrical portion 13c has a shape that matches each coil housing space 11bc, and fits closely when inserted into each coil housing space 11bc. Each cylinder part 13c opens by opening part 13aa which penetrates the edge part plate 13a. Further, each cylindrical portion 13c is formed with a slit 13ca that aligns with and communicates with the slit 11d when the cylindrical portion 13c is inserted into the coil housing space 11bc along the axial direction. In addition, the end plate 13a is formed with a plurality of slits 13ab that align with and communicate with the end of the slit 11d when the cylindrical portion 13c is inserted into the coil housing space 11bc. It is connected to the opening 13aa and each slit 13ca.

さらに、第二インシュレータ14も、第一インシュレータ13と同様にして、端部プレート14a、コイル外壁部14b及び複数の筒部14cによって構成されている。
また、内側回転軸2の外周面2a上には、軸方向に沿って延在する複数の帯状突起2cが一体成形されている。複数の帯状突起2cは、インナーコア11のスリット11dに整合し且つ対応する位置に形成されている。ここで、帯状突起2cは、磁性体を構成している。
Further, the second insulator 14 is also constituted by an end plate 14 a, a coil outer wall portion 14 b, and a plurality of cylindrical portions 14 c in the same manner as the first insulator 13.
A plurality of band-like protrusions 2 c extending along the axial direction are integrally formed on the outer peripheral surface 2 a of the inner rotary shaft 2. The plurality of band-like protrusions 2 c are formed at positions corresponding to the slits 11 d of the inner core 11. Here, the belt-like protrusion 2c constitutes a magnetic body.

よって、インナーコア11は、以下に説明するようにして組み立てられて内側回転軸2に取り付けられる。
図2及び図4に示すように、第二インシュレータ14の端部プレート14aがインナーコア11の端部11fに当接するまで、第二インシュレータ14の各筒部14cをインナーコア11の各コイル収容空間11bc内に挿入する。さらに、第一インシュレータ13の端部プレート13aがインナーコア11の端部11eに当接するまで、第一インシュレータ13の各筒部13cをインナーコア11の各コイル収容空間11bc内に挿入する。このとき、図4に示すように、筒部13cの先端及び筒部14cが互いに当接し、第一インシュレータ13及び第二インシュレータ14が、インナーコア11の各コイル収容空間11bcの壁面全体、並びに端部11e及び11fにわたって延在する。さらに、スリット13ca及び14caは、インナーコア11のスリット11dと合致する位置にある。
Therefore, the inner core 11 is assembled and attached to the inner rotary shaft 2 as described below.
As shown in FIGS. 2 and 4, each cylindrical portion 14 c of the second insulator 14 is placed in each coil accommodating space of the inner core 11 until the end plate 14 a of the second insulator 14 abuts on the end portion 11 f of the inner core 11. Insert into 11bc. Further, each cylindrical portion 13c of the first insulator 13 is inserted into each coil housing space 11bc of the inner core 11 until the end plate 13a of the first insulator 13 contacts the end portion 11e of the inner core 11. At this time, as shown in FIG. 4, the tip of the cylinder portion 13 c and the cylinder portion 14 c are in contact with each other, and the first insulator 13 and the second insulator 14 are connected to the entire wall surface and end of each coil housing space 11 bc of the inner core 11. It extends over the parts 11e and 11f. Furthermore, the slits 13ca and 14ca are at positions that match the slit 11d of the inner core 11.

次いで、図2〜図5に示すように、インナーコア11の全てのティース11bにわたって、三相巻線が集中巻、分布巻等で巻回され、ロータコイル12を形成する。
巻線は、スリット11dを通って各ティース11bのウェブ部11baの周りに、第一インシュレータ13及び第二インシュレータ14の上から巻き付けられる。このとき、第一インシュレータ13及び第二インシュレータ14が、巻線とインナーコア11との間に介在する。そして、巻線は、コイル収容空間11bcに位置すると共に、端部プレート13a及び14aから突出する。図4に示すように、端部プレート13a及び14aから突出する巻線が形成するロータコイル12のコイルエンド12aに対して、第一インシュレータ13及び第二インシュレータ14のコイル外壁部13b及び14bは、インナーコア11の軸方向で端部プレート13a及び14aから同等以上に突出し、円筒状のコイルエンド12aをインナーコア11の径方向の外側から囲んでいる。つまり、コイル外壁部13b及び14bは、コイルエンド12aに対して同等以上の高さを有して外側から囲んでいる。
さらに、図1を参照すると、コイル外壁部13b及び14bはそれぞれ、軸方向端部13ba及び14baの内側回転軸2に垂直な方向の位置が、ステータ30の軸方向端部の内側回転軸2に垂直な方向の位置よりも突出しないように形成されている。なお、本実施の形態では、ステータ30の軸方向端部は、ステータコイル32のコイルエンド32aの軸方向端部32aaである。この構成は、回転電機100の内側回転軸2方向の大型化を防ぐためのものである。
Next, as shown in FIGS. 2 to 5, the three-phase winding is wound with concentrated winding, distributed winding, or the like over all the teeth 11 b of the inner core 11 to form the rotor coil 12.
The winding is wound from above the first insulator 13 and the second insulator 14 around the web portion 11ba of each tooth 11b through the slit 11d. At this time, the first insulator 13 and the second insulator 14 are interposed between the winding and the inner core 11. The winding is located in the coil housing space 11bc and protrudes from the end plates 13a and 14a. As shown in FIG. 4, the coil outer wall portions 13b and 14b of the first insulator 13 and the second insulator 14 with respect to the coil end 12a of the rotor coil 12 formed by the windings protruding from the end plates 13a and 14a are: In the axial direction of the inner core 11, it protrudes from the end plates 13 a and 14 a more than equivalently, and surrounds the cylindrical coil end 12 a from the outer side in the radial direction of the inner core 11. That is, the coil outer wall portions 13b and 14b have a height equal to or greater than that of the coil end 12a and are surrounded from the outside.
Further, referring to FIG. 1, the positions of the coil outer wall portions 13 b and 14 b in the direction perpendicular to the inner rotation shaft 2 of the axial end portions 13 ba and 14 ba are respectively on the inner rotation shaft 2 of the axial end portion of the stator 30. It is formed so as not to protrude from the position in the vertical direction. In the present embodiment, the axial end portion of the stator 30 is the axial end portion 32aa of the coil end 32a of the stator coil 32. This configuration is for preventing an increase in the size of the rotary electric machine 100 in the direction of the inner rotary shaft 2.

さらに、図2、図3及び図5に示すように、上述のようにして組み立てられてロータコイル12が巻回されたインナーコア11の内周面11cの内側に、内側回転軸2が挿入される。挿入時、内側回転軸2の各帯状突起2cが、インナーコア11の各スリット11dにはめ込まれる。これにより、各帯状突起2cが各スリット11dを埋め、各コイル収容空間11bcの周囲は、インナーコア11及び帯状突起2cによる磁性を有する部材によって切れ目なく囲繞される。
この結果、インナーコア11への内側回転軸2の取り付けが完了する。
Further, as shown in FIGS. 2, 3 and 5, the inner rotary shaft 2 is inserted inside the inner peripheral surface 11c of the inner core 11 assembled as described above and wound with the rotor coil 12. The At the time of insertion, each band-like protrusion 2 c of the inner rotary shaft 2 is fitted into each slit 11 d of the inner core 11. As a result, each band-shaped protrusion 2c fills each slit 11d, and the periphery of each coil housing space 11bc is surrounded without interruption by the member having magnetism by the inner core 11 and the band-shaped protrusion 2c.
As a result, the attachment of the inner rotary shaft 2 to the inner core 11 is completed.

次に、この発明の実施の形態1に係る回転電機100の動作を説明する。
図1、図4及び図5をあわせて参照すると、スリップリング4を介してインナーロータ101のロータコイル12に三相交流電流が供給された場合、ロータコイル12から回転磁界が発生する。この回転磁界は、インナーコア11の内部に、各コイル収容空間11bcを囲むループ状の磁束を形成する。インナーコア11の各スリット11dが磁性材料からなる帯状突起2cによって埋められているため、ループ状の磁束は、偏りのない一様な磁束強度を有し、これにより、インナーコア11の内部では、偏りの少ない一様に分布した磁束が形成される。
Next, the operation of the rotary electric machine 100 according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
Referring to FIGS. 1, 4, and 5 together, when a three-phase alternating current is supplied to the rotor coil 12 of the inner rotor 101 via the slip ring 4, a rotating magnetic field is generated from the rotor coil 12. This rotating magnetic field forms a loop-shaped magnetic flux surrounding each coil housing space 11 bc inside the inner core 11. Since each slit 11d of the inner core 11 is filled with the band-shaped protrusion 2c made of a magnetic material, the loop-shaped magnetic flux has a uniform magnetic flux intensity without bias. A uniformly distributed magnetic flux with little bias is formed.

そして、インナーコア11の磁束は、アウターロータ20の第一永久磁石22に作用して回転トルクを与え、アウターロータ20をインナーロータ101に対して相対的に回転させる。
なお、インナーコア11におけるアウターロータ20側の部位が、周方向に円滑に連続する外周壁部11aによって形成されているため、アウターロータ20には、トルクリップルのない円滑に連続した回転トルクが与えられる。
The magnetic flux of the inner core 11 acts on the first permanent magnet 22 of the outer rotor 20 to give a rotational torque, and rotates the outer rotor 20 relative to the inner rotor 101.
In addition, since the outer rotor 20 side portion of the inner core 11 is formed by the outer peripheral wall portion 11a that smoothly continues in the circumferential direction, the outer rotor 20 is given a smoothly continuous rotational torque without torque ripple. It is done.

また、インナーロータ101に三相交流電流が供給されずに内側回転軸2に外力が加えられて回転された場合、アウターロータ20の第一永久磁石22が形成する磁束内を、インナーロータ101のロータコイル12が移動することによって、ロータコイル12に三相交流電流である誘導電流が発生する。発生した誘導電流は、スリップリング4を介して外部に取り出すことができる。   Further, when the inner rotor 101 is not supplied with a three-phase alternating current and is rotated by applying an external force to the inner rotary shaft 2, the inner rotor 101 has the magnetic flux formed by the first permanent magnet 22 of the inner rotor 101. As the rotor coil 12 moves, an induced current that is a three-phase alternating current is generated in the rotor coil 12. The generated induced current can be taken out through the slip ring 4.

インナーロータ101の回転時、ロータコイル12には、径方向外側への遠心力が働く。この遠心力によって、インナーコア11から突出するコイルエンド12aが径方向外側に向かって変形したとしても、コイルエンド12aを径方向外側から囲むインシュレータ13及び14のコイル外壁部13b及び14bがコイルエンド12aの変形及び広がりを阻止する。さらに、コイル外壁部13b及び14bは、コイルエンド12a以上の高さを有しているため、コイルエンド12aの変形及び広がりを確実に阻止する。   When the inner rotor 101 rotates, the rotor coil 12 is subjected to a centrifugal force radially outward. Even if the coil end 12a projecting from the inner core 11 is deformed radially outward by this centrifugal force, the coil outer wall portions 13b and 14b of the insulators 13 and 14 surrounding the coil end 12a from the radially outer side are the coil end 12a. Prevents deformation and spread of Furthermore, since the coil outer wall portions 13b and 14b have a height higher than the coil end 12a, the coil end 12a is reliably prevented from being deformed and spread.

また、ステータ30のステータコイル32に三相交流電流が供給された場合、ステータコイル32から発生する回転磁界がアウターロータ20の第二永久磁石23に作用して、アウターロータ20と共に外側回転軸3を回転させる。
一方、ステータ30に三相交流電流が供給されずに外側回転軸3に外力が加えられて回転された場合、アウターロータ20の第二永久磁石23及び第一永久磁石22が形成する磁束が回転することによって、ステータコイル32及びロータコイル12に三相交流電流である誘導電流が発生する。発生した誘導電流は、ステータコイル32及びロータコイル12からそれぞれ外部に取り出される。
Further, when a three-phase alternating current is supplied to the stator coil 32 of the stator 30, the rotating magnetic field generated from the stator coil 32 acts on the second permanent magnet 23 of the outer rotor 20, and the outer rotating shaft 3 together with the outer rotor 20. Rotate.
On the other hand, when an external force is applied to the outer rotary shaft 3 without being supplied with the three-phase alternating current to the stator 30, the magnetic flux formed by the second permanent magnet 23 and the first permanent magnet 22 of the outer rotor 20 rotates. As a result, an induced current that is a three-phase alternating current is generated in the stator coil 32 and the rotor coil 12. The generated induced current is extracted from the stator coil 32 and the rotor coil 12 to the outside.

このように、この発明の実施の形態1に係る回転電機100のインナーロータ101は、磁性材料から形成される円筒状のインナーコア11と、インナーコア11に巻回されるロータコイル12と、電気的な絶縁性を有する材料から形成され且つインナーコア11及びロータコイル12の間に介在するように設けられるインシュレータ13,14とを備える。インナーコア11は、その内周側に、インナーコア11の径方向に放射状に突出し且つ周方向に沿って互いに間隔をあけて並んで配置される複数のティース11bを有する。ティース11b同士の間の間隙は、ティース11bの突出端側で、内側回転軸2の帯状突起2cによって塞がれる。インシュレータ13及び14は、インナーコア11の端部11e及び11fそれぞれから、ティース11bに巻回されたロータコイル12のコイルエンド12a以上の突出量で突出するコイル外壁部13b及び14を、コイルエンド12aをインナーコア11の径方向の外側から囲むように有する。   As described above, the inner rotor 101 of the rotary electric machine 100 according to the first embodiment of the present invention includes the cylindrical inner core 11 formed of a magnetic material, the rotor coil 12 wound around the inner core 11, and the electric And insulators 13 and 14 which are formed of a material having a typical insulating property and are provided so as to be interposed between the inner core 11 and the rotor coil 12. The inner core 11 has a plurality of teeth 11b that protrude radially in the radial direction of the inner core 11 and are arranged side by side along the circumferential direction on the inner peripheral side thereof. The gap between the teeth 11b is closed by the belt-like protrusion 2c of the inner rotary shaft 2 on the protruding end side of the tooth 11b. The insulators 13 and 14 include coil outer wall portions 13b and 14 that protrude from the end portions 11e and 11f of the inner core 11 with a protruding amount that is greater than or equal to the coil end 12a of the rotor coil 12 wound around the teeth 11b. So as to surround from the outside in the radial direction of the inner core 11.

このとき、インシュレータ13及び14のコイル外壁部13b及び14bは、インナーロータ101の回転時に遠心力を受けるコイルエンド12aが径方向外側に広がるのを防ぐことができる。そして、コイル外壁部13b及び14bは、コイルエンド12a以上に突出しているため、コイルエンド12aの広がりを効果的に防ぐことができる。また、ティース11b間の間隙を帯状突起2cが塞ぐことによって、ティース11b間のコイル収容空間11bcが磁性を有する部材によって囲繞されるため、ロータコイル12から発生する回転磁界は、磁性を有する部材内にコイル収容空間11bcを囲むループ状の強力な磁束を形成することができる。これにより、アウターロータ20へ作用する回転トルクが増大する。さらに、ティース11bの先端側で磁性を有する部材の間欠がないため、ティース11bの先端側での磁束の変化による回転トルクの変動(トルクリップル)の発生を抑えることができる。   At this time, the coil outer wall portions 13 b and 14 b of the insulators 13 and 14 can prevent the coil end 12 a that receives centrifugal force when the inner rotor 101 rotates from spreading outward in the radial direction. And since the coil outer wall parts 13b and 14b protrude beyond the coil end 12a, the expansion of the coil end 12a can be prevented effectively. Further, since the band-shaped protrusion 2c closes the gap between the teeth 11b, the coil housing space 11bc between the teeth 11b is surrounded by a magnetic member. Therefore, the rotating magnetic field generated from the rotor coil 12 is generated in the magnetic member. A strong magnetic flux in a loop shape surrounding the coil housing space 11bc can be formed. Thereby, the rotational torque which acts on the outer rotor 20 increases. Furthermore, since there is no intermittent member having magnetism on the tip side of the tooth 11b, it is possible to suppress the occurrence of fluctuations in torque (torque ripple) due to a change in magnetic flux on the tip side of the tooth 11b.

また、回転電機100のインナーロータ101において、ティース11bは、インナーコア11の径方向内側に向かって突出する。これによって、インナーロータ101の回転時、ロータコイル12は、ティース11b間の間隙の開放側と反対側への遠心力を受けるため、この間隙からのロータコイル12の逸出を確実に防ぐことができる。
また、回転電機100において、内側回転軸2の複数の帯状突起2cが、インナーコア11のティース11b間の間隙をそれぞれ個々に塞ぐ。これによって、内側回転軸2にインナーコア11を取り付けるだけで、ティース11b間の間隙を磁性材料で塞ぐことができる。
また、回転電機100のインナーロータ101において、インシュレータ13及び14のコイル外壁部13b及び14bは、ステータ30よりもインナーコア11の円筒軸方向に突出しないように設けられる。これにより、回転電機100の内側回転軸2の軸方向における長さの増加を抑えることができる。
Further, in the inner rotor 101 of the rotating electrical machine 100, the teeth 11 b protrude toward the radially inner side of the inner core 11. As a result, when the inner rotor 101 rotates, the rotor coil 12 receives a centrifugal force to the side opposite to the opening side of the gap between the teeth 11b, so that the escape of the rotor coil 12 from this gap can be reliably prevented. it can.
Further, in the rotary electric machine 100, the plurality of band-like protrusions 2c of the inner rotary shaft 2 individually close the gaps between the teeth 11b of the inner core 11. As a result, the gap between the teeth 11b can be closed with the magnetic material only by attaching the inner core 11 to the inner rotary shaft 2.
Further, in the inner rotor 101 of the rotating electrical machine 100, the coil outer wall portions 13 b and 14 b of the insulators 13 and 14 are provided so as not to protrude in the cylindrical axis direction of the inner core 11 from the stator 30. Thereby, the increase in the length in the axial direction of the inner side rotating shaft 2 of the rotary electric machine 100 can be suppressed.

また、実施の形態1の回転電機100におけるインナーロータ101では、インナーコア11のティース11b同士の間のスリット11dを、内側回転軸2の帯状突起2cで埋めていたが、これに限定されるものでなく、内側回転軸2と別の部材で埋めてもよい。図6に示すように、各スリット11dを個別に、ティース11bのフランジ部11bbと同じ径方向に沿った断面を有し且つ磁性材料からなるストリップ状の磁性部材15で埋めてもよい。例えば、磁性部材15として、電磁鋼板を用いることができる。或いは、液体状の磁性材料をスリット11dに流し込み、固化させてもよい。   Further, in the inner rotor 101 in the rotating electrical machine 100 according to the first embodiment, the slit 11d between the teeth 11b of the inner core 11 is filled with the belt-like protrusion 2c of the inner rotating shaft 2, but this is not limitative. Instead, the inner rotary shaft 2 may be filled with another member. As shown in FIG. 6, each slit 11d may be individually filled with a strip-like magnetic member 15 having a cross section along the same radial direction as the flange portion 11bb of the tooth 11b and made of a magnetic material. For example, an electromagnetic steel plate can be used as the magnetic member 15. Alternatively, a liquid magnetic material may be poured into the slit 11d and solidified.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る回転電機は、実施の形態1に係る回転電機100のインナーロータ101においてインナーコア11のティース11b同士の間に磁性を有する部材を埋めるようにしていたものを、インナーコア11の内周側に磁性材料から形成された円筒状のリングを設けるようにしたものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention, the inner rotor 101 of the rotating electrical machine 100 according to the first embodiment is configured such that a magnetic member is buried between the teeth 11b of the inner core 11. A cylindrical ring made of a magnetic material is provided on the inner peripheral side of the inner core 11.
In the following embodiments, the same reference numerals as those in the previous drawings are the same or similar components, and thus detailed description thereof is omitted.

図7を参照すると、実施の形態2に係る回転電機のインナーロータ201は、インナーコア211と、実施の形態1のインナーロータ101と同様のインシュレータ13及び14と、ロータコイル12とを備えている。
インナーコア211は、円筒状の外周壁部211aと、外周壁部211aの内周面から径方向に沿って外周壁部211aの軸心に向かって突出して形成された複数の歯部211bとを有している。歯部211bは、外周壁部211aと一体成形され、外周壁部211aの軸方向に沿って延在する板状の形状を有している。複数の歯部211bは、外周壁部211aの内周に沿って互いに間隔をあけて等間隔に並ぶように環状に配置されている。
Referring to FIG. 7, the inner rotor 201 of the rotating electrical machine according to the second embodiment includes an inner core 211, insulators 13 and 14 similar to the inner rotor 101 of the first embodiment, and the rotor coil 12. .
The inner core 211 includes a cylindrical outer peripheral wall portion 211a and a plurality of tooth portions 211b formed to project from the inner peripheral surface of the outer peripheral wall portion 211a along the radial direction toward the axial center of the outer peripheral wall portion 211a. Have. The tooth part 211b is integrally formed with the outer peripheral wall part 211a and has a plate-like shape extending along the axial direction of the outer peripheral wall part 211a. The plurality of tooth portions 211b are annularly arranged so as to be arranged at equal intervals along the inner periphery of the outer peripheral wall portion 211a.

インシュレータ13及び14は、それぞれの筒部13c及び14cを、インナーコア211の歯部211b同士の間に形成される台形柱状のコイル収容凹部211bcに挿入するようにして、インナーコア211に取り付けられる。筒部13c及び14cは、コイル収容凹部211bcに整合する外形を有している。   The insulators 13 and 14 are attached to the inner core 211 such that the respective cylindrical portions 13c and 14c are inserted into a trapezoidal columnar coil housing recess 211bc formed between the tooth portions 211b of the inner core 211. The cylindrical portions 13c and 14c have an outer shape that matches the coil housing recess 211bc.

インシュレータ13及び14が取り付けられたインナーコア211に対して、全ての歯部211bの周りに三相巻線が巻回されてロータコイル12が形成され、この形成後に、複数の歯部211bの内側に円筒状の磁性リング215が挿入される。磁性リング215は、磁性材料から形成されている。挿入された磁性リング215は、全ての歯部211bの径方向内側の端面211baに対して全体的に接触し、歯部211b同士の間のコイル収容凹部211bcを歯部211bの先端側で塞ぐ。これにより、各コイル収容凹部211bcの周囲は、インナーコア211及び磁性リング215による磁性を有する部材によって切れ目なく囲繞される。そして、ロータコイル12から発生する磁束は、各コイル収容凹部211bcを囲むループ状の磁束を磁性を有する部材内に形成する。
また、この発明の実施の形態2に係る回転電機のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
With respect to the inner core 211 to which the insulators 13 and 14 are attached, three-phase windings are wound around all the tooth portions 211b to form the rotor coil 12, and after this formation, the inner sides of the plurality of tooth portions 211b A cylindrical magnetic ring 215 is inserted into the magnetic field. The magnetic ring 215 is made of a magnetic material. The inserted magnetic ring 215 is in total contact with the radially inner end surface 211ba of all the tooth portions 211b, and closes the coil housing recess 211bc between the tooth portions 211b on the distal end side of the tooth portion 211b. Thereby, the circumference | surroundings of each coil accommodation recessed part 211bc are surrounded by the member which has the magnetism by the inner core 211 and the magnetic ring 215 seamlessly. And the magnetic flux which generate | occur | produces from the rotor coil 12 forms the loop-shaped magnetic flux surrounding each coil accommodation recessed part 211bc in the member which has magnetism.
Moreover, since the other structure and operation | movement of the rotary electric machine which concern on Embodiment 2 of this invention are the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

そして、この発明の実施の形態2に係る回転電機によれば、実施の形態1の回転電機100と同様の効果が得られる。
また、この発明の実施の形態2に係る回転電機のインナーロータ201では、単一の磁性リング215が、インナーコア211の歯部211b同士の間の間隙であるコイル収容凹部211bcの開放端の全てを塞ぐ。これよって、磁性を有する部材で歯部211b間の間隙を塞ぐ構造が簡易になり、この構造の組み立ても容易になる。
And according to the rotary electric machine which concerns on Embodiment 2 of this invention, the effect similar to the rotary electric machine 100 of Embodiment 1 is acquired.
Further, in the inner rotor 201 of the rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention, the single magnetic ring 215 is all the open end of the coil housing recess 211bc that is the gap between the teeth 211b of the inner core 211. Block. This simplifies the structure of closing the gap between the tooth portions 211b with a member having magnetism, and facilitates the assembly of this structure.

実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る回転電機は、実施の形態1に係る回転電機100のインナーロータ101においてインナーコア11のティース11bを径方向内側に向けて突出するように設けていたものを、径方向外側に向けて突出するように設けたものである。
Embodiment 3 FIG.
In the rotating electrical machine according to Embodiment 3 of the present invention, what is provided in the inner rotor 101 of the rotating electrical machine 100 according to Embodiment 1 so as to protrude the teeth 11b of the inner core 11 toward the radially inner side is provided. It is provided so as to protrude outward in the radial direction.

図8を参照すると、実施の形態3に係る回転電機のインナーロータ301は、インナーコア311と、インシュレータ313及び314と、ロータコイル12とを備えている。
インナーコア211は、円筒状の内周壁部311aと、内周壁部311aの外周面から径方向外側に向かって突出するように一体成形された複数のティース311bとを有している。各ティース311bは、T字状の断面を有しており、内周壁部311aの軸方向に沿って突出するように延在する板状のウェブ部311baと、ウェブ部311baの先端で周方向に広がるように延在するフランジ部311bbとによって構成されている。複数のティース311bは、内周壁部311aの外周に沿って互いに間隔をあけて等間隔に並ぶように環状に配置されている。フランジ部11bbは全体で、インナーコア311の外周面311gを形成している。
Referring to FIG. 8, the inner rotor 301 of the rotating electrical machine according to the third embodiment includes an inner core 311, insulators 313 and 314, and a rotor coil 12.
The inner core 211 has a cylindrical inner peripheral wall portion 311a and a plurality of teeth 311b integrally formed so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface of the inner peripheral wall portion 311a. Each tooth 311b has a T-shaped cross section, and has a plate-like web portion 311ba extending so as to protrude along the axial direction of the inner peripheral wall portion 311a, and a circumferential direction at the tip of the web portion 311ba. The flange portion 311bb extends so as to expand. The plurality of teeth 311b are annularly arranged so as to be arranged at equal intervals along the outer periphery of the inner peripheral wall portion 311a. As a whole, the flange portion 11bb forms an outer peripheral surface 311g of the inner core 311.

ティース311bのフランジ部311bb同士の間には、スリット311dが形成されている。ティース311b同士の間におけるフランジ部311bbの内周側には、台形柱状のコイル収容空間311bcが形成されている。   A slit 311d is formed between the flange portions 311bb of the teeth 311b. A trapezoidal columnar coil housing space 311bc is formed on the inner peripheral side of the flange portion 311bb between the teeth 311b.

インシュレータ313及び314は、同一の形状を有している。
インシュレータ313及び314はそれぞれ、コイル収容空間311bcに整合する外形の筒部313c及び314c、端部プレート(図示せず)並びにコイル外壁部(図示せず)を有し、実施の形態1のインシュレータ13及び14とほぼ同様の構成を有している。しかしながら、第一インシュレータ313の筒部313c及び第二インシュレータ314の筒部314cには、軸方向に沿って延在するスリット313ca及び314caが、径方向内側でなく径方向外側に形成されている。スリット313ca及び314caは、インシュレータ313及び314をインナーコア311に取り付けたとき、インナーコア311のスリット311dと位置が合致するように配置されている。
The insulators 313 and 314 have the same shape.
Each of the insulators 313 and 314 includes cylindrical portions 313c and 314c having an outer shape matching the coil housing space 311bc, an end plate (not shown), and a coil outer wall portion (not shown), and the insulator 13 according to the first embodiment. And 14 have substantially the same configuration. However, the cylindrical portion 313c of the first insulator 313 and the cylindrical portion 314c of the second insulator 314 are formed with slits 313ca and 314ca extending along the axial direction not on the radially inner side but on the radially outer side. The slits 313ca and 314ca are arranged so that their positions coincide with the slit 311d of the inner core 311 when the insulators 313 and 314 are attached to the inner core 311.

インシュレータ313及び314が、それぞれの筒部313c及び314cをコイル収容空間311bcに挿入するようにしてインナーコア311に取り付けられた後、インナーコア311の全てのティース311bの周りに三相巻線が巻回されてロータコイル12が形成され、さらに、ティース311bのフランジ部311bb同士の間の各スリット311d内に、ストリップ状の磁性部材315が個々に埋め込まれる。磁性部材315は、磁性材料から形成され、例えば、電磁鋼板とすることができる。或いは、磁性部材315は、液体状の磁性材料をスリット311dに流し込み、固化させてもよい。磁性部材315は、インナーロータ301の回転時、ロータコイル12がスリット311dから逸出することを阻止する。   After the insulators 313 and 314 are attached to the inner core 311 so that the respective cylindrical portions 313c and 314c are inserted into the coil housing space 311bc, three-phase windings are wound around all the teeth 311b of the inner core 311. The rotor coil 12 is formed by being rotated, and strip-like magnetic members 315 are individually embedded in the slits 311d between the flange portions 311bb of the teeth 311b. The magnetic member 315 is made of a magnetic material and can be, for example, an electromagnetic steel plate. Alternatively, the magnetic member 315 may be solidified by pouring a liquid magnetic material into the slit 311d. The magnetic member 315 prevents the rotor coil 12 from escaping from the slit 311d when the inner rotor 301 rotates.

また、磁性部材315は、ティース311bのフランジ部311bbと同じ径方向に沿った断面を有し、フランジ部311bbと共に円筒状の外周面311gを形成する。これにより、各コイル収容空間311bcの周囲は、インナーコア311及び磁性部材315による磁性を有する部材によって切れ目なく囲繞される。そして、ロータコイル12から発生する磁束は、各コイル収容空間311bcを囲むループ状の磁束を磁性を有する部材内に形成する。
また、この発明の実施の形態3に係る回転電機のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
The magnetic member 315 has a cross section along the same radial direction as the flange portion 311bb of the tooth 311b, and forms a cylindrical outer peripheral surface 311g together with the flange portion 311bb. Thereby, the circumference | surroundings of each coil accommodation space 311bc are surrounded by the member which has the magnetism by the inner core 311 and the magnetic member 315 seamlessly. And the magnetic flux which generate | occur | produces from the rotor coil 12 forms the loop-shaped magnetic flux surrounding each coil accommodation space 311bc in the member which has magnetism.
Moreover, since the other structure and operation | movement of the rotary electric machine which concern on Embodiment 3 of this invention are the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

そして、この発明の実施の形態3に係る回転電機によれば、実施の形態1の回転電機100と同様の効果が得られる。
また、実施の形態3の回転電機のインナーロータ301において、実施の形態2のように、各ティース311bを板状の歯部とし、磁性部材315の代わりに全ての歯部の外周を囲むように磁性リングを設けるようにしてもよい。
And according to the rotary electric machine which concerns on Embodiment 3 of this invention, the effect similar to the rotary electric machine 100 of Embodiment 1 is acquired.
Further, in the inner rotor 301 of the rotating electrical machine of the third embodiment, as in the second embodiment, each tooth 311b is formed as a plate-like tooth portion so as to surround the outer periphery of all the tooth portions instead of the magnetic member 315. A magnetic ring may be provided.

また、実施の形態1〜3の回転電機のインナーロータでは、コイルエンド12aの径方向外側にコイルの広がりを防ぐためのコイル外壁部をインシュレータに一体成形して設けていたが、コイルエンド12aの径方向内側にも壁部を設けてもよい。例えば図9に示すように、コイルエンド12aの径方向内側に、インシュレータ13及び14とそれぞれ一体成形された円筒状のコイル内壁部13d及び14dを、コイルエンド12aと同等以上の高さで設けてもよい。これにより、遠心力等によってコイルエンド12aが変形しても、コイルエンド12aが径方向外側だけでなく径方向内側へも広がることが防がれる。   In the inner rotor of the rotating electrical machine of the first to third embodiments, the coil outer wall portion for preventing the spread of the coil is formed integrally with the insulator on the radially outer side of the coil end 12a. You may provide a wall part also inside radial direction. For example, as shown in FIG. 9, cylindrical coil inner wall portions 13d and 14d integrally formed with the insulators 13 and 14, respectively, are provided on the radially inner side of the coil end 12a at a height equal to or higher than the coil end 12a. Also good. Thereby, even if the coil end 12a is deformed by centrifugal force or the like, the coil end 12a is prevented from spreading not only radially outward but also radially inward.

また、実施の形態1〜3の回転電機のインナーロータでは、インシュレータ13,313の各筒部13c,313c及びインシュレータ14,314の各筒部14c,314cはそれぞれ、同一の長さを有していたが、これに限定されるものでなく、互いに異なっていてもよい。インナーコア11,211,311に取り付けられたときに、互いに対向する全ての筒部13c,313cと筒部14c,314cとが当接するように、互いに対向する筒部の長さの合計が、インナーコア11,211,311の軸方向長さと合致すればよい。
また、実施の形態1〜3の回転電機では、インナーロータ101〜301にロータコイル12が設けられていたが、アウターロータ20にロータコイルが設けられる場合でも、実施の形態1〜3で説明したインシュレータの構成、磁性部材の構成、磁性リングの構成を適用することができる。
In the inner rotor of the rotating electrical machine according to the first to third embodiments, the cylindrical portions 13c and 313c of the insulators 13 and 313 and the cylindrical portions 14c and 314c of the insulators 14 and 314 have the same length. However, it is not limited to this, and they may be different from each other. When attached to the inner cores 11, 211, 311, the total length of the cylinder portions facing each other is such that all the cylinder portions 13c, 313c facing each other and the cylinder portions 14c, 314c come into contact with each other. What is necessary is just to correspond with the axial direction length of the core 11,211,311.
Further, in the rotating electrical machines of the first to third embodiments, the rotor coils 12 are provided in the inner rotors 101 to 301. However, even when the outer rotor 20 is provided with the rotor coils, the description is given in the first to third embodiments. The configuration of the insulator, the configuration of the magnetic member, and the configuration of the magnetic ring can be applied.

2 内側回転軸、2c 帯状突起(磁性体)、3 外側回転軸、101,201,301 インナーロータ(内回転子)、11,211,311 インナーコア、11e,11f 端部(コアの端部)、11b,311b ティース(歯部)、211b 歯部、12 ロータコイル、12a コイルエンド、13,14,313,314 インシュレータ、13b,14b コイル外壁部、15,315 磁性部材(磁性体)、215 磁性リング(磁性体)、20 アウターロータ(外回転子)、30 ステータ(固定子)、32 ステータコイル、32aa 端部(固定子の端部)、100 回転電機。   2 Inner rotating shaft, 2c Band-shaped protrusion (magnetic material), 3 Outer rotating shaft, 101, 201, 301 Inner rotor (inner rotor), 11, 211, 311 Inner core, 11e, 11f End (end of core) 11b, 311b Teeth (tooth portion), 211b Tooth portion, 12 Rotor coil, 12a Coil end, 13, 14, 313, 314 Insulator, 13b, 14b Coil outer wall portion, 15, 315 Magnetic member (magnetic body), 215 Magnetic Ring (magnetic material), 20 outer rotor (outer rotor), 30 stator (stator), 32 stator coil, 32aa end (end of stator), 100 rotating electric machine.

Claims (6)

内回転子、前記内回転子の径方向外側に相対回転可能に設けられる外回転子、及び前記外回転子の径方向外側に設けられる固定子を含む回転電機において、
前記内回転子及び前記外回転子のうちの少なくとも一方にコイルが巻回され、
前記コイルが巻回される回転子は、
磁性材料から形成される円筒状のコアと、
前記コアに巻回される前記コイルと、
電気的な絶縁性を有する材料から形成され、前記コアと前記コイルとの間に介在するように設けられるインシュレータと
を備え、
前記コアは、内周側及び外周側のうちの一方に、前記コアの径方向に放射状に突出し且つ前記コアの周方向に沿って互いに間隔をあけて並んで配置される複数の歯部を有し、
前記歯部同士の間の間隙が、前記歯部の突出端側で、前記コアとは別の磁性体によって塞がれ、
前記コイルは、前記コアの前記歯部に巻回され、
前記インシュレータは、前記コアの円筒軸方向の端部から前記コイル以上の突出量で突出する壁部を、前記コイルを前記コアの径方向の外側から囲むように有する、回転電機。
In a rotating electrical machine including an inner rotor, an outer rotor provided so as to be relatively rotatable on a radially outer side of the inner rotor, and a stator provided on a radially outer side of the outer rotor,
A coil is wound around at least one of the inner rotor and the outer rotor,
The rotor around which the coil is wound is
A cylindrical core formed from a magnetic material;
The coil wound around the core;
An insulator formed of a material having electrical insulation, and provided to be interposed between the core and the coil;
The core has, on one of an inner peripheral side and an outer peripheral side, a plurality of teeth that protrude radially in the radial direction of the core and are arranged side by side along the circumferential direction of the core. And
The gap between the tooth portions is blocked by a magnetic material different from the core on the protruding end side of the tooth portions,
The coil is wound around the teeth of the core;
The insulator has a rotating electrical machine having a wall portion projecting from the end portion of the core in the cylindrical axis direction with a projecting amount larger than the coil so as to surround the coil from the outside in the radial direction of the core.
前記歯部は、前記コアの径方向内側に向かって突出する請求項1に記載の回転電機。   The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the tooth portion protrudes radially inward of the core. 前記磁性体は、前記歯部同士の間の間隙をそれぞれ個々に塞ぐ複数の部材からなる請求項1または2に記載の回転電機。   The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the magnetic body includes a plurality of members that individually close gaps between the tooth portions. 前記磁性体は、前記歯部同士の間の間隙の全てを塞ぐ単一の筒状部材からなる請求項1または2に記載の回転電機。   The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the magnetic body is a single cylindrical member that closes all gaps between the tooth portions. 前記内回転子に前記コイルが巻回され、
前記磁性体は、前記歯部同士の間の間隙をそれぞれ個々に塞ぎ且つ前記内回転子の回転軸に設けられた突起である請求項2に記載の回転電機。
The coil is wound around the inner rotor,
The rotating electrical machine according to claim 2, wherein the magnetic body is a protrusion that individually closes a gap between the tooth portions and is provided on a rotation shaft of the inner rotor.
前記インシュレータの前記壁部は、前記ステータよりも前記コアの円筒軸方向に突出しないように設けられる請求項1〜5のいずれか一項に記載の回転電機。   The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the wall portion of the insulator is provided so as not to protrude in a cylindrical axis direction of the core from the stator.
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