JP2018011426A

JP2018011426A - Rotary electric machine

Info

Publication number: JP2018011426A
Application number: JP2016138567A
Authority: JP
Inventors: 一清中島; Kazukiyo Nakajima; 真大青山; Masahiro Aoyama
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2018-01-18

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary electric machine capable of outputting a high torque at a low cost while securing robustness and easiness of maintenance.SOLUTION: A rotary electric machine comprises: a stator 10 that has a concentratedly-wound armature coil 12 for generating an armature magnetic flux; an outer rotor 20 arranged radially inside the stator 10 and that rotates by passage of the armature magnetic flux; and an inner rotor 30 arranged radially inside the outer rotor 20. The outer rotor 20 has a plurality of outer teeth 21 around which an induction coil 22 for inducing an induction current on the basis of a high harmonic component of a magnetic flux generated at an armature coil 12, and a field coil 23 for generating a magnetic field by energization of the induction current are wound. The outer rotor 20 is fixed from axial both sides by a first flange 60 and a second flange 70 on which a plurality of projection parts 60d and 70d are provided at positions corresponding to the plurality of outer teeth 21.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.

特許文献１には、複数相の第１ステータ巻線が配設された第１ステータと、第１ステータの径方向の内側に配置され複数相の第１ロータ巻線が配設された第１ロータと、第１ステータと第１ロータとの間に配置され永久磁石が配設された第３ロータと、を有し、第１ロータを第３ロータよりも速い回転速度で駆動する（すべりが負の状態とする）ことで第１ロータの回生トルクを反作用トルクとして第３ロータに伝達する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a first stator in which a plurality of first stator windings are arranged, and a first stator in which a plurality of first rotor windings are arranged inside the first stator in the radial direction. A rotor, and a third rotor disposed between the first stator and the first rotor and having a permanent magnet disposed thereon, and the first rotor is driven at a higher rotational speed than the third rotor (slip is A technique is disclosed in which the regenerative torque of the first rotor is transmitted to the third rotor as a reaction torque.

特開２００９−７３４７２号公報JP 2009-73472 A

しかしながら、このような回転電機にあっては、第１ロータの回生トルクが低い場合、第１ロータ巻線に電流を流して第１ロータの回生トルクを上げたり、第３ロータに内包する永久磁石の数を増やしたりしなければならない。 However, in such a rotating electrical machine, when the regenerative torque of the first rotor is low, a current is passed through the first rotor winding to increase the regenerative torque of the first rotor, or the permanent magnet included in the third rotor. Or increase the number of

第１ロータ巻線に電流を流す場合、スリップリングを介して電流を流す必要があり、堅牢性やメンテナンスの容易性に課題がある。第３ロータに内包する磁石の数を増やすと、多量の磁石による高コストの課題がある。 When an electric current is passed through the first rotor winding, it is necessary to pass an electric current through the slip ring, and there are problems in robustness and ease of maintenance. When the number of magnets included in the third rotor is increased, there is a problem of high cost due to a large amount of magnets.

そこで、本発明は、堅牢性やメンテナンスの容易性を確保しつつ、低コストで高いトルクを出力させることができる回転電機を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can output high torque at low cost while ensuring robustness and ease of maintenance.

上記課題を解決するため本発明は、電機子磁束を発生させる集中巻の電機子コイルを有するステータと、前記ステータよりも径方向の内側に配置され前記電機子磁束の通過により回転するアウターロータと、前記アウターロータよりも径方向の内側に配置されるインナーロータと、を備え、前記アウターロータは、前記電機子コイルで発生した磁束の高調波成分に基づいて誘導電流を誘起させる誘導コイルと前記誘導電流の通電によって磁界を発生させる界磁コイルとが巻かれている複数のアウターティースと、を有し、前記インナーロータは、前記アウターティースを通過して鎖交する前記電機子磁束と、前記界磁コイルで発生する磁束と、により励磁する励磁コイルが巻かれている複数のインナーティースを有し、前記アウターロータは、前記複数のアウターティースに対応する位置に複数の突起部が設けられたフランジにより軸方向両側から固定されているものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a stator having concentrated winding armature coils that generate armature magnetic flux, an outer rotor that is disposed radially inward of the stator and rotates by passage of the armature magnetic flux, An inner rotor disposed radially inward of the outer rotor, the outer rotor including an induction coil that induces an induction current based on a harmonic component of magnetic flux generated in the armature coil, and A plurality of outer teeth wound with a field coil that generates a magnetic field by energization of an induced current, and the inner rotor passes through the outer teeth, and the armature magnetic flux interlinks with the outer teeth. The outer rotor has a plurality of inner teeth around which an exciting coil that is excited by a magnetic flux generated by a field coil is wound. Are those fixed from both axial sides by a plurality of flanges projecting portions are provided at positions corresponding to the plurality of outer teeth.

このように本発明によれば、堅牢性やメンテナンスの容易性を確保しつつ、低コストで高いトルクを出力させることができる回転電機を提供することができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to provide a rotating electrical machine that can output high torque at low cost while ensuring robustness and ease of maintenance.

図１は、本発明の一実施例に係る回転電機を回転軸に直交する平面で切断した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention cut along a plane perpendicular to the rotation axis. 図２は、本発明の一実施例に係る回転電機の蓋部材を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a lid member of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention. 図３は、本発明の一実施例回転電機のインナーロータの励磁コイルの結線図である。FIG. 3 is a connection diagram of the excitation coil of the inner rotor of the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. 図４は、本発明の一実施例に係る回転電機における誘導コイル及び界磁コイルとダイオードとの結線を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the connection of the induction coil, field coil, and diode in the rotating electrical machine according to one embodiment of the present invention. 図５は、本発明の一実施例に係る回転電機において発生する磁束密度及び磁束線を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing magnetic flux density and magnetic flux lines generated in the rotating electrical machine according to one embodiment of the present invention. 図６は、本発明の一実施例に係る回転電機において発生する第２次空間高調波の磁束密度及び磁束線を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the magnetic flux density and magnetic flux lines of the second spatial harmonic generated in the rotating electrical machine according to one embodiment of the present invention. 図７は、本発明の一実施例に係る回転電機の回転軸に平行な断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view parallel to the rotation axis of the rotating electrical machine according to one embodiment of the present invention. 図８は、本発明の一実施例に係る回転電機のアウターロータを示す分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view showing an outer rotor of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention. 図９は、本発明の一実施例に係る回転電機の第２のフランジを示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a second flange of the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. 図１０は、本発明の一実施例に係る回転電機のアウターティースに誘導コイル及び界磁コイルが取り付けられた状態を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a state where the induction coil and the field coil are attached to the outer teeth of the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の一実施例に係る回転電機の結線基盤の組付け時の状態を示すアウターロータの斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of the outer rotor showing a state when the connection base of the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention is assembled. 図１２は、本発明の一実施例に係る回転電機の結線基盤を示す図であり、図１２（ａ）は、結線基盤の格納部が形成された面の斜視図であり、図１２（ｂ）は、結線基盤のアウターロータ側の面の斜視図である。FIG. 12 is a view showing a connection base of a rotating electrical machine according to one embodiment of the present invention, and FIG. 12 (a) is a perspective view of a surface on which a storage portion of the connection base is formed, and FIG. ) Is a perspective view of a surface of the connection base on the outer rotor side. 図１３は、本発明の一実施例に係る回転電機の整流回路の組付け時の状態を示す結線基盤の斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of the wiring board showing a state when the rectifier circuit of the rotating electrical machine according to one embodiment of the present invention is assembled. 図１４は、本発明の一実施例に係る回転電機の分解斜視図である。FIG. 14 is an exploded perspective view of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention.

本発明の一実施の形態に係る回転電機は、電機子磁束を発生させる集中巻の電機子コイルを有するステータと、ステータよりも径方向の内側に配置され電機子磁束の通過により回転するアウターロータと、アウターロータよりも径方向の内側に配置されるインナーロータと、を備え、アウターロータは、電機子コイルで発生した磁束の高調波成分に基づいて誘導電流を誘起させる誘導コイルと誘導電流の通電によって磁界を発生させる界磁コイルとが巻かれている複数のアウターティースと、を有し、インナーロータは、アウターティースを通過して鎖交する電機子磁束と、界磁コイルで発生する磁束と、により励磁する励磁コイルが巻かれている複数のインナーティースを有し、アウターロータは、複数のアウターティースに対応する位置に複数の突起部が設けられたフランジにより軸方向両側から固定されているよう構成されている。 A rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention includes a stator having a concentrated winding armature coil that generates an armature magnetic flux, and an outer rotor that is disposed radially inward of the stator and rotates by passage of the armature magnetic flux. And an inner rotor disposed radially inward of the outer rotor, the outer rotor including an induction coil for inducing an induced current based on a harmonic component of a magnetic flux generated in the armature coil and an induced current A plurality of outer teeth wound with a field coil that generates a magnetic field when energized, and the inner rotor includes an armature magnetic flux that passes through the outer teeth and interlinks, and a magnetic flux generated by the field coil And a plurality of inner teeth wound with an exciting coil to be excited, and the outer rotor is positioned corresponding to the plurality of outer teeth. It is configured to be fixed from both axial sides by a plurality of flanges projecting portions are provided.

これにより、本発明の一実施の形態に係る回転電機は、堅牢性やメンテナンスの容易性を確保しつつ、低コストで高いトルクを出力させることができる。 Thereby, the rotary electric machine which concerns on one embodiment of this invention can output a high torque at low cost, ensuring robustness and the ease of a maintenance.

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る回転電機について詳細に説明する。
図１において、本発明の一実施例に係る回転電機１は、概略円筒形状に形成されたステータ１０と、ステータ１０とエアギャップを介して径方向の内側に対向配置されるアウターロータ２０と、アウターロータ２０とエアギャップを介して径方向の内側に対向配置されるインナーロータ３０と、を備えている。アウターロータ２０およびインナーロータ３０は、回転軸４０を回転中心として後述するハウジング９０に相対回転可能にそれぞれ支持されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 1, a rotating electrical machine 1 according to an embodiment of the present invention includes a stator 10 that is formed in a substantially cylindrical shape, an outer rotor 20 that is opposed to the inner side in the radial direction via the stator 10 and an air gap, An outer rotor 20 and an inner rotor 30 disposed opposite to each other in the radial direction via an air gap. The outer rotor 20 and the inner rotor 30 are respectively supported by a housing 90, which will be described later, about the rotation shaft 40 so as to be relatively rotatable.

なお、「径方向」とは、回転軸４０が延伸する方向に直交する方向であり、回転軸４０を中心として放射方向に示される。「径方向の外側」とは、径方向において回転軸４０から遠い側のことであり、「径方向の内側」とは、径方向において回転軸４０に近い側のことである。 The “radial direction” is a direction orthogonal to the direction in which the rotating shaft 40 extends, and is indicated in the radial direction about the rotating shaft 40. “Outside in the radial direction” means a side far from the rotary shaft 40 in the radial direction, and “inside in the radial direction” means a side close to the rotary shaft 40 in the radial direction.

また、「周方向」とは、回転軸４０を中心とする円周方向を示す。また、「軸方向」とは、回転軸４０が延伸する方向を示す。 The “circumferential direction” indicates a circumferential direction around the rotation axis 40. The “axial direction” indicates a direction in which the rotating shaft 40 extends.

（ステータ）
ステータ１０は、ステータコア１１と、電機子コイル１２と、を備えている。ステータコア１１は、高透磁率の磁性部材、例えば複数の電磁鋼板を軸方向に積層したものから形成されている。 (Stator)
The stator 10 includes a stator core 11 and an armature coil 12. The stator core 11 is formed from a magnetic member having a high magnetic permeability, for example, a plurality of electromagnetic steel plates laminated in the axial direction.

ステータコア１１の径方向の内側、すなわちアウターロータ２０と対向する側には、複数のステータティース１３が形成されている。ステータティース１３は、ステータコア１１から径方向の内側に突出し、周方向に所定の間隔で複数形成されている。 A plurality of stator teeth 13 are formed on the radially inner side of the stator core 11, that is, on the side facing the outer rotor 20. The stator teeth 13 protrude radially inward from the stator core 11 and are formed in a plurality at predetermined intervals in the circumferential direction.

周方向に隣り合うステータティース１３の間には、溝状の空間であるスロット１４が形成されている。スロット１４には、三相交流のＷ相、Ｖ相、Ｕ相に対応する電機子コイル１２が収容されている。電機子コイル１２は、集中巻きによりステータティース１３に巻き回されている。電機子コイル１２は、通電により磁束（電機子磁束）を発生させる。 Slots 14 that are groove-like spaces are formed between stator teeth 13 that are adjacent in the circumferential direction. The slot 14 accommodates armature coils 12 corresponding to the three-phase AC W-phase, V-phase, and U-phase. The armature coil 12 is wound around the stator teeth 13 by concentrated winding. The armature coil 12 generates magnetic flux (armature magnetic flux) by energization.

ステータ１０は、電機子コイル１２に三相交流が供給されることで、周方向に回転する回転磁界を発生する。このステータ１０は、発生した電機子磁束をアウターロータ２０に鎖交させることにより、アウターロータ２０を回転駆動させる。 The stator 10 generates a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction when a three-phase alternating current is supplied to the armature coil 12. The stator 10 rotates the outer rotor 20 by interlinking the generated armature magnetic flux with the outer rotor 20.

ステータ１０は、上述の通り、電機子コイル１２がステータティース１３に集中巻されている。このため、電機子コイル１２に三相交流を供給した場合、ステータ１０には、アウターロータ２０の回転と同期して回転する回転磁界の他に、アウターロータ２０の回転と非同期の高調波回転磁界が発生する。この高調波回転磁界には、静止座標系における第２次空間高調波（同期回転座標系における第３次時間高調波）が含まれる。したがって、ステータ１０で発生する磁束には、高調波成分が重畳されていることとなる。 As described above, the stator 10 has the armature coil 12 concentratedly wound around the stator teeth 13. For this reason, when three-phase alternating current is supplied to the armature coil 12, the stator 10 has a harmonic rotating magnetic field that is asynchronous with the rotation of the outer rotor 20 in addition to the rotating magnetic field that rotates in synchronization with the rotation of the outer rotor 20. Will occur. This harmonic rotating magnetic field includes second-order spatial harmonics in the stationary coordinate system (third-order time harmonics in the synchronous rotating coordinate system). Therefore, the harmonic component is superimposed on the magnetic flux generated in the stator 10.

（アウターロータ）
アウターロータ２０は、アウターティース２１と、誘導コイル２２と、界磁コイル２３と、ブリッジ部２４と、を備えている。 (Outer rotor)
The outer rotor 20 includes an outer tooth 21, an induction coil 22, a field coil 23, and a bridge portion 24.

アウターティース２１は、透磁率の高い鋼材などの磁性体からなり、内部に磁路を形成する。ブリッジ部２４は、周方向に隣り合うアウターティース２１間を接続するよう、アウターティース２１と別体に形成されている。したがって、周方向に隣接したアウターティース２１の間は、ブリッジ部２４で接続されている。 The outer teeth 21 are made of a magnetic material such as steel having a high magnetic permeability, and form a magnetic path therein. The bridge portion 24 is formed separately from the outer teeth 21 so as to connect the outer teeth 21 adjacent in the circumferential direction. Therefore, the outer teeth 21 adjacent in the circumferential direction are connected by the bridge portion 24.

ブリッジ部２４は、アウターティース２１の周方向の側面に設けられた嵌合溝２１ａに嵌合される。ブリッジ部２４の周方向の両端部には、アウターティース２１の嵌合溝２１ａに嵌合される一対の嵌合部２４ａが形成されている。 The bridge portion 24 is fitted into a fitting groove 21 a provided on a circumferential side surface of the outer tooth 21. A pair of fitting portions 24 a that are fitted into the fitting grooves 21 a of the outer teeth 21 are formed at both ends in the circumferential direction of the bridge portion 24.

嵌合部２４ａは、周方向において径方向の外側へ斜めに延伸するように形成されている。具体的には、ブリッジ部２４の両端部に形成されている一対の嵌合部２４ａは、径方向の外側に向かうにしたがい互いに離隔する角度で形成されている。 The fitting portion 24a is formed so as to extend obliquely outward in the radial direction in the circumferential direction. Specifically, the pair of fitting portions 24a formed at both ends of the bridge portion 24 are formed at angles that are separated from each other as they go outward in the radial direction.

嵌合部２４ａには、周方向に延伸する２段の楔部２４ｂ、２４ｃが設けられている。嵌合溝２１ａは、軸方向に延びるように形成されている。嵌合溝２１ａは、軸方向に直交する平面の断面形状が嵌合部２４ａの外形と同一形状に形成されている。これにより、嵌合部２４ａが嵌合溝２１ａに嵌合した状態においては、２段の楔部２４ｂ、２４ｃが嵌合溝２１ａに隙間なく、または僅かな隙間を介して嵌合するようになっている。 The fitting portion 24a is provided with two stages of wedge portions 24b and 24c extending in the circumferential direction. The fitting groove 21a is formed to extend in the axial direction. The fitting groove 21a is formed so that the cross-sectional shape of the plane orthogonal to the axial direction is the same as the outer shape of the fitting portion 24a. Thus, in a state where the fitting portion 24a is fitted in the fitting groove 21a, the two-stage wedge portions 24b and 24c are fitted into the fitting groove 21a with no gap or through a slight gap. ing.

ブリッジ部２４の周方向の中心部分には、ブリッジ部２４から径方向の外側に向かって延伸する誘導ポール２５が形成されている。誘導ポール２５は、周方向に隣り合うアウターティース２１の間の各ｑ軸（図４参照）上に配置されるのが好ましい。 A guide pole 25 extending from the bridge portion 24 toward the outer side in the radial direction is formed at the center portion in the circumferential direction of the bridge portion 24. The induction pole 25 is preferably disposed on each q axis (see FIG. 4) between the outer teeth 21 adjacent in the circumferential direction.

誘導ポール２５は、ブリッジ部２４からアウターロータ２０の径方向の外側の面（外周面）よりも内側の所定位置まで延伸している。誘導ポール２５の先端部２５ａには、先端部２５ａを軸方向に貫通する貫通孔２５ｂが形成されている。 The induction pole 25 extends from the bridge portion 24 to a predetermined position inside the outer surface (outer peripheral surface) in the radial direction of the outer rotor 20. A through hole 25b that penetrates the tip 25a in the axial direction is formed in the tip 25a of the guide pole 25.

上述したアウターティース２１は、例えば複数の電磁鋼板を軸方向に積層したものにより形成されている。ブリッジ部２４と誘導ポール２５とは、例えば複数の電磁鋼板を軸方向に積層したものにより一体に形成されている。 The outer teeth 21 described above are formed by, for example, a plurality of electromagnetic steel plates laminated in the axial direction. The bridge portion 24 and the induction pole 25 are integrally formed by, for example, a plurality of electromagnetic steel plates laminated in the axial direction.

アウターティース２１の径方向の内側、すなわちインナーロータ３０と対向する側には、鍔部２６が設けられている。この鍔部２６の径方向の内側の面（内周面）は、エアギャップを介して、インナーロータ３０の後述するインナーティース３３の外周面に対向している。周方向に隣り合ったアウターティース２１の鍔部２６の間には所定の空隙が設けられている。この空隙は、界磁コイル２３に電流が供給され、アウターティース２１が磁化した場合でも、隣り合った鍔部２６間に磁束が流れない距離に設定されている。 A flange portion 26 is provided on the inner side in the radial direction of the outer teeth 21, that is, on the side facing the inner rotor 30. A radially inner surface (inner peripheral surface) of the flange portion 26 faces an outer peripheral surface of an inner tooth 33 (described later) of the inner rotor 30 through an air gap. A predetermined gap is provided between the flange portions 26 of the outer teeth 21 adjacent to each other in the circumferential direction. This gap is set to a distance at which magnetic flux does not flow between the adjacent flanges 26 even when current is supplied to the field coil 23 and the outer teeth 21 are magnetized.

このため、アウターティース２１を通過したステータ１０からの電機子磁束やアウターティース２１で発生した磁束が鍔部２６を通って隣り合ったアウターティース２１に流れてしまうことを防ぐことができる。したがって、多くの電機子磁束やアウターティース２１で発生した磁束をインナーロータ３０に鎖交させることができる。 For this reason, it can prevent that the armature magnetic flux from the stator 10 which passed the outer teeth 21, and the magnetic flux which generate | occur | produced in the outer teeth 21 flow to the adjacent outer teeth 21 through the collar part 26. Therefore, many armature magnetic fluxes and magnetic fluxes generated by the outer teeth 21 can be linked to the inner rotor 30.

誘導コイル２２は、アウターティース２１のブリッジ部２４より径方向の外側、すなわちステータ１０側に集中巻で巻き回されている。上述の誘導ポール２５は、周方向に隣り合ったアウターティース２１に巻かれた誘導コイル２２の間に位置する。周方向に隣り合った誘導コイル２２は、周方向において逆向きの周回巻線となるようアウターティース２１に巻き回されている。 The induction coil 22 is wound by concentrated winding on the outer side in the radial direction from the bridge portion 24 of the outer teeth 21, that is, on the stator 10 side. The induction pole 25 described above is located between the induction coils 22 wound around the outer teeth 21 adjacent in the circumferential direction. The induction coils 22 that are adjacent to each other in the circumferential direction are wound around the outer teeth 21 so as to form circular windings that are opposite in the circumferential direction.

誘導コイル２２は、ステータ１０側で発生した磁束に重畳された高調波成分に基づいて誘導電流を発生するようになっている。具体的には、三相交流が電機子コイル１２に供給されてステータ１０に回転磁界が発生すると、ステータ１０側で発生した高調波成分の磁束が誘導コイル２２に鎖交する。これにより、誘導コイル２２は、誘導電流を誘起させる。 The induction coil 22 generates an induction current based on a harmonic component superimposed on the magnetic flux generated on the stator 10 side. Specifically, when a three-phase alternating current is supplied to the armature coil 12 and a rotating magnetic field is generated in the stator 10, the harmonic component magnetic flux generated on the stator 10 side is linked to the induction coil 22. Thereby, the induction coil 22 induces an induced current.

誘導コイル２２の径方向の外側には、誘導コイル２２を覆うように蓋部材２７が設けられている。蓋部材２７は、例えば、ステンレス製で板状に形成されている。アウターティース２１の径方向の外側の先端部２１ｂには、周方向の側面に蓋部材２７の周方向の端部が嵌る溝２１ｃが軸方向に延びるように形成されている。蓋部材２７は、周方向の端部が溝２１ｃに軸方向から嵌められることによって、隣り合うアウターティース２１間に保持される。 A lid member 27 is provided outside the induction coil 22 in the radial direction so as to cover the induction coil 22. The lid member 27 is made of, for example, stainless steel and has a plate shape. A radially outer tip 21b of the outer teeth 21 is formed with a groove 21c that fits the circumferential end of the lid member 27 on the side surface in the circumferential direction so as to extend in the axial direction. The lid member 27 is held between the adjacent outer teeth 21 by fitting the end in the circumferential direction into the groove 21c from the axial direction.

図２に示すように、蓋部材２７は、アウターティース２１間に保持されたときの周方向の略中央の軸方向（図２中、上下方向）の両端側にスリット２７ａが形成されている。蓋部材２７の周方向の略中央には、スリット２７ａ内でスリット２７ａの開口端に向けて突出した係止部２７ｂが形成されている。係止部２７ｂの先端部には係止孔２７ｃが設けられている。 As shown in FIG. 2, the lid member 27 is formed with slits 27 a on both ends in the axial direction (vertical direction in FIG. 2) at the substantially center in the circumferential direction when held between the outer teeth 21. A locking portion 27b that protrudes toward the opening end of the slit 27a in the slit 27a is formed at the approximate center in the circumferential direction of the lid member 27. A locking hole 27c is provided at the tip of the locking portion 27b.

係止部２７ｂ及び係止孔２７ｃは、蓋部材２７がアウターティース２１間に保持され、係止部２７ｂが径方向の内側に折り曲げられたとき、係止孔２７ｃと誘導ポール２５の貫通孔２５ｂの位置が重なるように形成されている。重なった係止孔２７ｃと貫通孔２５ｂに軸方向にピンを挿通させることにより、蓋部材２７を中央部分で係止する。これにより、誘導コイル２２が遠心力でバーストしないよう保持させることができる。 The locking portion 27b and the locking hole 27c are formed so that the locking member 27c and the through hole 25b of the guide pole 25 are secured when the lid member 27 is held between the outer teeth 21 and the locking portion 27b is bent inward in the radial direction. Are formed so as to overlap each other. The cover member 27 is locked at the central portion by inserting a pin through the overlapping locking hole 27c and the through hole 25b in the axial direction. Thereby, it can hold | maintain so that the induction coil 22 may not burst with a centrifugal force.

図１において、界磁コイル２３は、アウターティース２１のブリッジ部２４より径方向の内側、すなわちインナーロータ３０側に集中巻で巻き回されている。周方向に隣り合った界磁コイル２３は、周方向において逆向きの周回巻線となるようアウターティース２１に巻き回されている。同一のアウターティース２１に巻き回されている誘導コイル２２と界磁コイル２３は、同一向きの周回巻線で巻き回されている。 In FIG. 1, the field coil 23 is wound in a concentrated manner on the inner side in the radial direction from the bridge portion 24 of the outer teeth 21, that is, on the inner rotor 30 side. The field coils 23 adjacent to each other in the circumferential direction are wound around the outer teeth 21 so as to form circular windings in the opposite direction in the circumferential direction. The induction coil 22 and the field coil 23 wound around the same outer tooth 21 are wound around the same direction of winding.

界磁コイル２３には、誘導コイル２２で発生した交流電流が、後述する整流回路５０（図４参照）によって直流電流に整流されて供給される。 The alternating current generated in the induction coil 22 is supplied to the field coil 23 after being rectified into a direct current by a rectifier circuit 50 (see FIG. 4) described later.

アウターティース２１の中心部分には、後述する第１のフランジ６０にアウターティース２１を固定するための第１の固定穴２８が軸方向に貫通するように形成されている。 A first fixing hole 28 for fixing the outer teeth 21 to a first flange 60 described later is formed in the center portion of the outer teeth 21 so as to penetrate in the axial direction.

（インナーロータ）
図１において、インナーロータ３０は、ロータコア３１と、励磁コイル３２とを備えている。ロータコア３１は、高透磁率の磁性部材、例えば複数の電磁鋼板を軸方向に積層したものから形成されている。 (Inner rotor)
In FIG. 1, the inner rotor 30 includes a rotor core 31 and an excitation coil 32. The rotor core 31 is formed of a magnetic member having a high magnetic permeability, for example, a plurality of electromagnetic steel plates laminated in the axial direction.

ロータコア３１の径方向の外側、すなわちアウターロータ２０に対向する側には、複数のインナーティース３３が形成されている。インナーティース３３は、ロータコア３１から径方向の外側に突出し、かつ、周方向に等間隔で複数形成されている。 A plurality of inner teeth 33 are formed on the outer side of the rotor core 31 in the radial direction, that is, on the side facing the outer rotor 20. The inner teeth 33 protrude from the rotor core 31 to the outside in the radial direction, and a plurality of inner teeth 33 are formed at equal intervals in the circumferential direction.

周方向に隣り合うインナーティース３３の間には、溝状の空間であるスロット３４が形成されている。スロット３４には、三相交流の各相に対応する励磁コイル３２が納められている。 A slot 34 that is a groove-like space is formed between the inner teeth 33 adjacent in the circumferential direction. In the slot 34, excitation coils 32 corresponding to the respective phases of the three-phase alternating current are accommodated.

図３に示すように、励磁コイル３２は、三相Ｙ結線されている。励磁コイル３２には、三相Ｙ結線を短絡結線と開放結線で切り替えるスイッチ３２ａ、３２ｂが設けられている。このスイッチ３２ａ、３２ｂは、インナーロータ３０の回転速度が所定回転数以上の高回転のときに短絡結線とし、インナーロータ３０の回転速度が所定回転数より低回転のときに開放結線とするよう切り替えられる。スイッチ３２ａ、３２ｂとしては、例えば、インナーロータ３０の回転による遠心力により機械的に短絡結線と開放結線とを切り替えることができるものが用いられる。 As shown in FIG. 3, the exciting coil 32 is three-phase Y-connected. The exciting coil 32 is provided with switches 32a and 32b for switching the three-phase Y connection between a short-circuit connection and an open connection. The switches 32a and 32b are switched so as to be short-circuited when the rotational speed of the inner rotor 30 is high or higher than the predetermined rotational speed, and open when the rotational speed of the inner rotor 30 is lower than the predetermined rotational speed. It is done. As the switches 32a and 32b, for example, a switch that can mechanically switch between the short-circuit connection and the open connection by a centrifugal force generated by the rotation of the inner rotor 30 is used.

ロータコア３１には、インナーロータ３０の周方向の位置を決めるための突起部３１ａが形成されている。回転軸４０には、突起部３１ａが嵌合する切欠き部４１が形成されている。インナーロータ３０は、突起部３１ａが回転軸４０の切欠き部４１に嵌合するように回転軸４０に挿通され、周方向に回転軸４０に固定される。 The rotor core 31 is formed with a protruding portion 31 a for determining the position of the inner rotor 30 in the circumferential direction. The rotating shaft 40 is formed with a notch 41 into which the protrusion 31a is fitted. The inner rotor 30 is inserted into the rotary shaft 40 so that the protrusion 31a is fitted into the notch 41 of the rotary shaft 40, and is fixed to the rotary shaft 40 in the circumferential direction.

（整流回路）
回転電機１は、誘導コイル２２によって誘起された交流の誘導電流を直流に整流して界磁コイル２３に供給する整流回路５０を備えている。 (Rectifier circuit)
The rotating electrical machine 1 includes a rectifier circuit 50 that rectifies an alternating induced current induced by the induction coil 22 into a direct current and supplies the direct current to the field coil 23.

図４に示すように、整流回路５０は、２つのダイオードＤ１，Ｄ２を整流素子として備え、これらダイオードＤ１，Ｄ２と２つの誘導コイル２２、及び２つの界磁コイル２３とを結線した閉回路として構成されている。 As shown in FIG. 4, the rectifier circuit 50 includes two diodes D1 and D2 as rectifier elements, and is a closed circuit in which the diodes D1 and D2, the two induction coils 22, and the two field coils 23 are connected. It is configured.

整流回路５０は、後述する結線基盤８３（図１２参照）に収納された状態でアウターロータ２０に設けられている。整流回路５０は、アウターロータ２０の内部に実装するようにしてもよい。 The rectifier circuit 50 is provided in the outer rotor 20 in a state of being housed in a connection base 83 (see FIG. 12) described later. The rectifier circuit 50 may be mounted inside the outer rotor 20.

整流回路５０において、２つの誘導コイル２２で発生した交流の誘導電流は、ダイオードＤ１，Ｄ２のカソードコモン式の中性点クランプ形ダイオードモジュールを用いてそれぞれ半波整流され、全波整流されたカソード側を界磁コイル２３に接続することで高効率に第２次空間高調波を界磁エネルギー源として活用することができる。２つの界磁コイル２３は、直流電流が供給されることにより誘導磁束を発生させる。 In the rectifier circuit 50, the AC induced currents generated by the two induction coils 22 are half-wave rectified and full-wave rectified cathodes using the cathode common type neutral point clamp type diode modules of the diodes D1 and D2, respectively. By connecting the side to the field coil 23, the second spatial harmonic can be utilized as a field energy source with high efficiency. The two field coils 23 generate an induced magnetic flux when supplied with a direct current.

（回転電機の作用）
本実施例の回転電機１において、集中巻の電機子コイル１２を備えたステータ１０で不可避に発生する静止座標系における第２次空間高調波（基本波同期回転座標上では第３次時間高調波）を、突極構造のアウターロータ２０の誘導コイル２２に鎖交させて誘導電流を誘起させる。誘導コイル２２で発生した交流の誘導電流は、整流回路５０で直流電流に整流され界磁コイル２３に供給される。界磁コイル２３は、直流電流が供給されることにより誘導磁束を発生させる。 (Operation of rotating electrical machine)
In the rotating electrical machine 1 of the present embodiment, the second spatial harmonic in the stationary coordinate system inevitably generated in the stator 10 having the concentrated winding armature coil 12 (the third time harmonic on the fundamental synchronous rotating coordinate). ) Is linked to the induction coil 22 of the outer rotor 20 having a salient pole structure to induce an induced current. The alternating induced current generated in the induction coil 22 is rectified into a direct current by the rectifier circuit 50 and supplied to the field coil 23. The field coil 23 generates an induced magnetic flux when supplied with a direct current.

このため、回転電機１は、ステータ１０の回転磁界によるリラクタンストルクと界磁コイル２３による自励式電磁石トルクを活用することができる。また、永久磁石を無くすことができ、コストダウンを図ることができる。 For this reason, the rotating electrical machine 1 can utilize the reluctance torque due to the rotating magnetic field of the stator 10 and the self-excited electromagnet torque due to the field coil 23. Further, the permanent magnet can be eliminated, and the cost can be reduced.

加えて、アウターロータ２０の磁路は開磁路（以下、「オープン磁路」ともいう）となっているため、インナーロータ３０に配置した励磁コイル３２にステータ１０の電機子コイル１２の電機子磁束と、アウターロータ２０の界磁コイル２３による界磁磁束が鎖交しやすい構造となっている。 In addition, since the magnetic path of the outer rotor 20 is an open magnetic path (hereinafter also referred to as “open magnetic path”), the armature of the armature coil 12 of the stator 10 is connected to the excitation coil 32 disposed in the inner rotor 30. The magnetic flux and the field magnetic flux generated by the field coil 23 of the outer rotor 20 are easily linked.

インナーロータ３０では、オープン磁路となっているアウターロータ２０を介して基本波周波数で回転する電機子コイル１２の電機子磁束と、界磁コイル２３による界磁磁束との回転磁界が鎖交して励磁源となる。この励磁源の回転磁界に対して滑る（回転磁界よりも遅くまたは速くインナーロータ３０が回転する）ことでインナーロータ３０の励磁コイル３２に誘導電流が生じ、インナーロータ３０にトルクが発生する。 In the inner rotor 30, the rotating magnetic field of the armature magnetic flux of the armature coil 12 that rotates at the fundamental frequency via the outer rotor 20 that is an open magnetic path and the field magnetic flux of the field coil 23 are linked. Becomes an excitation source. By sliding with respect to the rotating magnetic field of the excitation source (the inner rotor 30 rotates slower or faster than the rotating magnetic field), an induced current is generated in the exciting coil 32 of the inner rotor 30, and torque is generated in the inner rotor 30.

インナーロータ３０が基本波回転磁界よりも速く回転する（すなわち、すべり負）ことでインナーロータ３０に回生トルクが発生し、アウターロータ２０には反作用トルクとして力行トルクが発生する。これによって、アウターロータ２０は、電機子コイル１２による電機子磁束により発生するトルクに加えて、インナーロータ３０とアウターロータ２０間で電磁的にカップリングして発生する電磁トルクも得ることができる。 When the inner rotor 30 rotates faster than the fundamental wave rotating magnetic field (that is, slip negative), regenerative torque is generated in the inner rotor 30 and power running torque is generated as reaction torque in the outer rotor 20. Thus, the outer rotor 20 can obtain electromagnetic torque generated by electromagnetic coupling between the inner rotor 30 and the outer rotor 20 in addition to torque generated by the armature magnetic flux generated by the armature coil 12.

従来では、ロータに内包する永久磁石が励磁源となっており、励磁起磁力を変えることが困難であったが、本実施例では、電機子磁束を変える（すなわち、電機子コイル１２に流す電流を変える）ことで、インナーロータ３０の励磁磁束を変化させることができる。このため、インナーロータ３０の励磁コイル３２に電流を流して可変速特性を得る必要がなくなり、システムの簡素化を図ることができ、堅牢性やメンテナンスの容易性を確保しつつ、高いトルクを出力させることができる。 Conventionally, the permanent magnet included in the rotor is an excitation source, and it has been difficult to change the excitation magnetomotive force. However, in this embodiment, the armature magnetic flux is changed (that is, the current flowing through the armature coil 12). The excitation magnetic flux of the inner rotor 30 can be changed. For this reason, it is not necessary to pass a current through the exciting coil 32 of the inner rotor 30 to obtain variable speed characteristics, the system can be simplified, and high torque is output while ensuring robustness and ease of maintenance. Can be made.

また、従来では、インナーロータ３０の励磁コイル３２に高調波磁束が鎖交することで高調波銅損が発生していたが、整流回路５０による自励を行なうことで、高調波を瞬時的に打ち消し、インナーロータ３０に鎖交する高調波を低減させることができる。 Conventionally, the harmonic copper loss has occurred due to the linkage of the harmonic magnetic flux to the exciting coil 32 of the inner rotor 30, but the harmonics are instantaneously generated by self-excitation by the rectifier circuit 50. The harmonics that cancel out and interlink with the inner rotor 30 can be reduced.

また、アウターロータ２０をオープン磁路とし、アウターティース２１の鍔部２６の間に空隙を設け、機械強度の向上を目的として最小幅のブリッジ部２４を備えた構成としたため、径方向にかかる直列磁気抵抗を減少させつつ、周方向にかかる並列磁気抵抗を増加させ、インナーロータ３０に鎖交する磁束量を増大させることができる。 Further, since the outer rotor 20 is an open magnetic path, a gap is provided between the flange portions 26 of the outer teeth 21, and the bridge portion 24 having the minimum width is provided for the purpose of improving the mechanical strength. While reducing the magnetic resistance, the parallel magnetic resistance applied in the circumferential direction can be increased, and the amount of magnetic flux linked to the inner rotor 30 can be increased.

図５に示すように、本実施例の回転電機１においては、ステータ１０の電機子磁束がアウターティース２１を通ってインナーロータ３０の励磁コイル３２に多く鎖交しているのが分かる。 As shown in FIG. 5, in the rotating electrical machine 1 of the present embodiment, it can be seen that the armature magnetic flux of the stator 10 is linked to the exciting coil 32 of the inner rotor 30 through the outer teeth 21.

このように、アウターロータ２０の並列磁気抵抗を最大とし、直列磁気抵抗を最小にしているため、電磁結合量の低下を防ぎながら、アウターロータ２０のトルクを増加させることができる。 Thus, since the parallel magnetic resistance of the outer rotor 20 is maximized and the series magnetic resistance is minimized, the torque of the outer rotor 20 can be increased while preventing a decrease in the amount of electromagnetic coupling.

また、ブリッジ部２４の中央部（ｑ軸）に誘導ポール２５を設けているため、第２次空間高調波が誘導コイル２２に多く鎖交するようにさせ、第２次空間高調波による自己励磁量を増加させることができる。 In addition, since the induction pole 25 is provided in the central portion (q-axis) of the bridge portion 24, the second-order spatial harmonics are interlinked with the induction coil 22, and self-excitation by the second-order spatial harmonics is performed. The amount can be increased.

図６に示すように、本実施例の回転電機１においては、誘導ポール２５により、第２次空間高調波が誘導コイル２２に多く鎖交しているのが分かる。なお、図６では、アウターティース２１とブリッジ部２４が一体形成されている場合を示しているが、本実施例のように別体形成とした場合にも同様の効果が得られる。 As shown in FIG. 6, in the rotating electrical machine 1 of the present embodiment, it can be seen that the induction pole 25 causes many secondary spatial harmonics to be linked to the induction coil 22. Although FIG. 6 shows the case where the outer teeth 21 and the bridge portion 24 are integrally formed, the same effect can be obtained when the outer teeth 21 and the bridge portion 24 are formed separately as in this embodiment.

（ハウジングを含めた全体構造）
図７において、回転電機１は、ステータ１０内にアウターロータ２０が回転自在に収容されており、さらに、そのアウターロータ２０内にインナーロータ３０が回転自在に収容されている。 (Overall structure including housing)
In the rotating electrical machine 1, an outer rotor 20 is rotatably accommodated in a stator 10, and an inner rotor 30 is rotatably accommodated in the outer rotor 20.

インナーロータ３０のロータコア３１は、鉄材からなる回転軸４０に一体回転可能に連結されている。回転軸４０は、動力伝達経路に接続される接続部４０ａと、接続部４０ａと軸方向の反対側で回転軸４０を支持する支持部４０ｂと、軸方向の接続部４０ａ側で回転軸を支持する大径部４０ｃ及び大径部４０ｃよりも径方向の寸法が小さい小径部４０ｄと、ロータコア３１が連結される円柱部４０ｅと、を有している。 The rotor core 31 of the inner rotor 30 is connected to a rotating shaft 40 made of iron so as to be integrally rotatable. The rotating shaft 40 includes a connecting portion 40a connected to the power transmission path, a supporting portion 40b that supports the rotating shaft 40 on the opposite side of the connecting portion 40a in the axial direction, and a rotating shaft that supports the rotating shaft on the connecting portion 40a side in the axial direction. The large-diameter portion 40c, the small-diameter portion 40d having a smaller radial dimension than the large-diameter portion 40c, and the columnar portion 40e to which the rotor core 31 is connected.

円柱部４０ｅの支持部４０ｂ側端部には、ロータコア３１の軸方向の位置を決める係止部４０ｆが円柱部４０ｅよりも径方向の外側に突出するように形成されている。 At the end of the cylindrical portion 40e on the support portion 40b side, a locking portion 40f that determines the position of the rotor core 31 in the axial direction is formed so as to protrude outward in the radial direction from the cylindrical portion 40e.

インナーロータ３０は、インナーティース３３に励磁コイル３２が巻かれた状態で、スイッチ３２ａ、３２ｂが収納されたスイッチケース３５が軸方向の一方の端部に取り付けられている。そして、インナーロータ３０は、スイッチケース３５が取り付けられた端部とは軸方向の反対側の端部側から、回転軸４０の接続部４０ａを、ロータコア３１の突起部３１ａ（図１参照）が回転軸４０の切欠き部４１（図１参照）に嵌合するように、ロータコア３１が係止部４０ｆに当接する位置まで挿通される。 In the inner rotor 30, a switch case 35 in which the switches 32 a and 32 b are housed is attached to one end portion in the axial direction in a state where the exciting coil 32 is wound around the inner teeth 33. The inner rotor 30 is connected to the connecting portion 40a of the rotary shaft 40 from the end opposite to the end where the switch case 35 is attached, and the protrusion 31a (see FIG. 1) of the rotor core 31. The rotor core 31 is inserted through the notch 41 (see FIG. 1) of the rotary shaft 40 until the rotor core 31 contacts the locking portion 40f.

このように回転軸４０に挿通されたインナーロータ３０は、内周面が円柱部４０ｅの外径よりも径方向の寸法が小さい内径に形成された圧入リング４２が回転軸４０の接続部４０ａ側から圧入され軸方向に固定される。これにより、インナーロータ３０が軸方向に位置決めされた状態で回転軸４０に連結される。 In this way, the inner rotor 30 inserted through the rotary shaft 40 has a press-fit ring 42 whose inner peripheral surface is formed to have an inner diameter whose radial dimension is smaller than the outer diameter of the cylindrical portion 40e. It is press-fitted from and fixed in the axial direction. Thereby, the inner rotor 30 is connected to the rotating shaft 40 in a state where the inner rotor 30 is positioned in the axial direction.

このように回転軸４０に連結されたインナーロータ３０は、アウターロータ２０の径方向の内側に回転可能に収納される。 Thus, the inner rotor 30 connected to the rotating shaft 40 is rotatably housed inside the outer rotor 20 in the radial direction.

図８に示すように、アウターロータ２０は、インナーロータ３０を径方向の内側に収納した状態で、アウターティース２１が、回転軸４０を回転可能に支持する鉄材からなる第１のフランジ６０と鉄材からなる第２のフランジ７０とにより軸方向において保持され、固定される。 As shown in FIG. 8, the outer rotor 20 includes a first flange 60 and an iron material made of an iron material that the outer teeth 21 rotatably support the rotating shaft 40 in a state where the inner rotor 30 is housed inside in the radial direction. It is hold | maintained and fixed in an axial direction by the 2nd flange 70 which consists of.

第１のフランジ６０は、円盤形状の円盤部６０ａと、円盤部６０ａと同じ外径の円筒状の円筒部６０ｂと、を備えている。円筒部６０ｂは、円盤部６０ａの片面に接続されている。円盤部６０ａの中心には、インナーロータ３０と連結された回転軸４０が挿通される挿通穴６０ｃが形成されている。 The first flange 60 includes a disk-shaped disk part 60a and a cylindrical part 60b having the same outer diameter as the disk part 60a. The cylindrical part 60b is connected to one side of the disk part 60a. At the center of the disk portion 60a, an insertion hole 60c is formed through which the rotating shaft 40 connected to the inner rotor 30 is inserted.

円筒部６０ｂの外周面には、アウターティース２１を固定する位置に、アウターティース２１の径方向断面の形状と同じ径方向断面の形状を有する突起部６０ｄが設けられている。突起部６０ｄには、アウターティース２１と外形を合わせて重ねたとき、アウターティース２１の第１の固定穴２８と重なる位置にねじ切り穴６１が形成されている。また、突起部６０ｄには、アウターティース２１と外形を合わせて重ねたとき、アウターティース２１の嵌合溝２１ａと重なる位置に嵌合溝６０ｅが形成されている。また、突起部６０ｄには、アウターティース２１と外形を合わせて重ねたとき、アウターティース２１の溝２１ｃと重なる位置に溝６０ｆが形成されている。 On the outer peripheral surface of the cylindrical portion 60b, a protrusion 60d having the same radial cross-sectional shape as that of the outer teeth 21 is provided at a position where the outer teeth 21 are fixed. A threaded hole 61 is formed in the protruding portion 60d at a position overlapping the first fixing hole 28 of the outer tooth 21 when the outer shape and the outer tooth 21 are overlapped with each other. In addition, a fitting groove 60e is formed in the protruding portion 60d at a position that overlaps with the fitting groove 21a of the outer teeth 21 when the outer teeth 21 are overlapped with the outer shape. Further, a groove 60f is formed in the protrusion 60d at a position where it overlaps with the groove 21c of the outer tooth 21 when the outer teeth 21 and the outer shape 21 are overlapped with each other.

第２のフランジ７０は、円盤形状の円盤部７０ａと、円盤部７０ａと同じ外径の円筒状の円筒部７０ｂと、円盤部７０ａの中心と軸心とを同じにして接続されたアウター回転軸７１と、を備えている。円筒部７０ｂは、円盤部７０ａの片面に接続されている。アウター回転軸７１は、円盤部７０ａに円筒部７０ｂが接続されたのとは反対側において接続されている。アウター回転軸７１は、円盤部７０ａに接続される大径部７１ａと、大径部７１ａよりも径方向の寸法が小さい小径部７１ｂと、動力伝達経路に接続される接続部７１ｃと、を有している。接続部７１ｃは、小径部７１ｂよりも径方向の寸法が小さく形成されている。 The second flange 70 includes a disk-shaped disk part 70a, a cylindrical cylindrical part 70b having the same outer diameter as the disk part 70a, and an outer rotary shaft connected with the center and axis of the disk part 70a being the same. 71. The cylindrical part 70b is connected to one side of the disk part 70a. The outer rotating shaft 71 is connected on the side opposite to the cylindrical portion 70b connected to the disc portion 70a. The outer rotating shaft 71 includes a large diameter portion 71a connected to the disk portion 70a, a small diameter portion 71b having a smaller radial dimension than the large diameter portion 71a, and a connection portion 71c connected to the power transmission path. doing. The connecting portion 71c is formed to have a smaller dimension in the radial direction than the small diameter portion 71b.

円筒部７０ｂの外周面には、アウターティース２１を固定する位置にアウターティース２１の径方向断面の形状と同じ径方向断面の形状を有する突起部７０ｄが設けられている。突起部７０ｄには、アウターティース２１と外形を合わせて重ねたとき、アウターティース２１の第１の固定穴２８と重なる位置に第２の固定穴７２が形成されている。 On the outer peripheral surface of the cylindrical portion 70b, a protrusion 70d having the same radial cross-sectional shape as that of the outer tooth 21 is provided at a position where the outer tooth 21 is fixed. A second fixing hole 72 is formed in the protruding portion 70d at a position where it overlaps with the first fixing hole 28 of the outer teeth 21 when the outer teeth 21 are overlapped with the outer shape.

突起部７０ｄには、図９に示すように、第２の固定穴７２（図８参照）の軸方向の外面に、後述する非磁性体ボルト２９の頭部２９ａが収納されるボルト座部７２ａが形成されている。ここで、前述の第２の固定穴７２の軸方向の外面とは、第２の固定穴７２の軸方向においてアウターティース２１と対向する面とは反対側の面のことである。ボルト座部７２ａは、非磁性体ボルト２９の頭部２９ａの平らな面が突起部７０ｄの軸方向の外面から突出しないように所定の深さに形成されている。ここで、前述の突起部７０ｄの軸方向の外面とは、突起部７０ｄの軸方向においてアウターティース２１と対向する面とは反対側の面のことである。 As shown in FIG. 9, the protrusion 70d has a bolt seat 72a in which a head 29a of a non-magnetic bolt 29 described later is housed on the outer surface in the axial direction of the second fixing hole 72 (see FIG. 8). Is formed. Here, the above-described outer surface in the axial direction of the second fixing hole 72 is a surface on the opposite side to the surface facing the outer teeth 21 in the axial direction of the second fixing hole 72. The bolt seat 72a is formed to a predetermined depth so that the flat surface of the head 29a of the nonmagnetic bolt 29 does not protrude from the outer surface in the axial direction of the protrusion 70d. Here, the outer surface in the axial direction of the protrusion 70d described above is a surface on the opposite side of the surface facing the outer teeth 21 in the axial direction of the protrusion 70d.

突起部７０ｄには、アウターティース２１と外形を合わせて重ねたとき、アウターティース２１の溝２１ｃと重なる位置に溝７０ｅが形成されている。突起部７０ｄには、突起部６０ｄに形成された嵌合溝６０ｅのような嵌合溝は形成されていない。このため、ブリッジ部２４の嵌合部２４ａが突起部６０ｄ側から軸方向に挿入されたときに嵌合部２４ａが突起部７０ｄに突き当たることで、嵌合部２４ａが突起部７０ｄ側から外部に抜けてしまうことがないようになっている。 A groove 70e is formed in the protruding portion 70d so as to overlap with the groove 21c of the outer teeth 21 when the outer teeth 21 and the outer shape are overlapped with each other. A fitting groove such as a fitting groove 60e formed in the protruding portion 60d is not formed in the protruding portion 70d. For this reason, when the fitting part 24a of the bridge part 24 is inserted in the axial direction from the projecting part 60d side, the fitting part 24a abuts against the projecting part 70d, so that the fitting part 24a moves outward from the projecting part 70d side. It will not come out.

突起部７０ｄには、複数のスリット７０ｆが設けられている。スリット７０ｆは、突起部７０ｄの周方向の側面及び外周面のそれぞれに形成されている。突起部７０ｄの周方向の側面に形成されたスリット７０ｆと突起部７０ｄの外周面に形成されたスリット７０ｆとは、延伸する方向が異なる。複数のスリット７０ｆは、ステータ１０との間で鎖交する磁束が突起部７０ｄを介して漏れないように磁気抵抗を高めるために設けられたものである。 The protrusion 70d is provided with a plurality of slits 70f. The slit 70f is formed on each of the circumferential side surface and the outer circumferential surface of the protrusion 70d. The slit 70f formed on the circumferential side surface of the projection 70d and the slit 70f formed on the outer circumferential surface of the projection 70d are different in the extending direction. The plurality of slits 70f are provided to increase the magnetic resistance so that the magnetic flux interlinking with the stator 10 does not leak through the protrusion 70d.

図８に示すように、アウターティース２１は、第１のフランジ６０の突起部６０ｄと第２のフランジ７０の突起部７０ｄの間に外形が合うように位置決めされている。そして、アウターティース２１は、この位置決めされた状態で、固定部材としての非磁性体ボルト２９が第２のフランジ７０側から第２の固定穴７２と第１の固定穴２８を挿通されて突起部６０ｄのねじ切り穴６１に螺旋止めされることで第１のフランジ６０と第２のフランジ７０とに固定される。非磁性体ボルト２９としては、例えばステンレス製のボルトを用いることができる。 As shown in FIG. 8, the outer teeth 21 are positioned so that the outer shape matches between the protrusion 60 d of the first flange 60 and the protrusion 70 d of the second flange 70. In the outer teeth 21, the non-magnetic bolt 29 as a fixing member is inserted from the second flange 70 side through the second fixing hole 72 and the first fixing hole 28 in this positioned state. It is fixed to the first flange 60 and the second flange 70 by being screwed into the threaded hole 61 of 60d. As the non-magnetic bolt 29, for example, a stainless steel bolt can be used.

図７に示すように、インナーロータ３０は、軸受６２及び軸受７３を介してアウターロータ２０に相対回転可能に支持されている。軸受６２は、第１のフランジ６０の挿通穴６０ｃと回転軸４０の大径部４０ｃの外周面との間に設けられている。第２のフランジ７０の円盤部７０ａには、アウター回転軸７１が形成された側とは反対側の面に、回転軸４０の支持部４０ｂを収納可能な収納穴７０ｃが形成されている。軸受７３は、第２のフランジ７０の円盤部７０ａに形成された収納穴７０ｃと回転軸４０の支持部４０ｂの外周面との間に設けられている。 As shown in FIG. 7, the inner rotor 30 is supported by the outer rotor 20 via a bearing 62 and a bearing 73 so as to be relatively rotatable. The bearing 62 is provided between the insertion hole 60 c of the first flange 60 and the outer peripheral surface of the large-diameter portion 40 c of the rotary shaft 40. The disk portion 70a of the second flange 70 is formed with a storage hole 70c on the surface opposite to the side where the outer rotation shaft 71 is formed, in which the support portion 40b of the rotation shaft 40 can be stored. The bearing 73 is provided between the storage hole 70 c formed in the disk portion 70 a of the second flange 70 and the outer peripheral surface of the support portion 40 b of the rotating shaft 40.

このように、本実施例の回転電機１は、アウターティース２１を支持するために、第１のフランジ６０及び第２のフランジ７０でアウターティース２１を軸方向で挟み込むようにして非磁性体ボルト２９で固定している。このため、回転電機１は、組立性を損なうことなくインナーロータ３０を内包してアウターロータ２０を組み立てることができる。 Thus, in order to support the outer teeth 21, the rotating electrical machine 1 of the present embodiment is configured so that the outer teeth 21 are sandwiched between the first flange 60 and the second flange 70 in the axial direction, and the non-magnetic bolt 29 It is fixed with. For this reason, the rotary electric machine 1 can assemble the outer rotor 20 including the inner rotor 30 without impairing the assemblability.

また、本実施例の回転電機１は、第２のフランジ７０の突起部７０ｄに複数のスリット７０ｆを設けたため、鉄製の第２のフランジ７０の磁気抵抗を増加させ、アウターロータ２０の漏れ磁束を抑制し、性能を劣化させることなく機械強度を向上させることができる。 Moreover, since the rotary electric machine 1 of the present embodiment has a plurality of slits 70f provided on the protrusion 70d of the second flange 70, the magnetic resistance of the iron second flange 70 is increased, and the leakage magnetic flux of the outer rotor 20 is increased. It is possible to suppress and improve the mechanical strength without degrading the performance.

また、図１０に示すように、誘導コイル２２及び界磁コイル２３は、第１のフランジ６０の突起部６０ｄ及び第２のフランジ７０の突起部７０ｄを跨ぐように巻き回される。この構造とすることで、本実施例の回転電機１は、誘導コイル２２及び界磁コイル２３のコイルエンド長を抑えることができ、省スペース化、回転電機１の小型化が可能となる。また、コイル長を短くすることができるため銅損を抑制でき、効率の低下を防止することができる。また、上述したように、誘導コイル２２及び界磁コイル２３の巻線が干渉する突起部７０ｄに複数のスリット７０ｆを設けたため、漏れ磁束の発生を抑制することができる。 As shown in FIG. 10, the induction coil 22 and the field coil 23 are wound so as to straddle the protrusion 60 d of the first flange 60 and the protrusion 70 d of the second flange 70. With this structure, the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment can suppress the coil end lengths of the induction coil 22 and the field coil 23, and can save space and reduce the size of the rotating electrical machine 1. Moreover, since the coil length can be shortened, the copper loss can be suppressed and the reduction in efficiency can be prevented. Further, as described above, since the plurality of slits 70f are provided in the protrusion 70d where the windings of the induction coil 22 and the field coil 23 interfere, the generation of leakage magnetic flux can be suppressed.

本実施例の回転電機１では、第１のフランジ６０及び第２のフランジ７０で固定された状態のアウターティース２１に対し、誘導コイル２２及び界磁コイル２３が取り付けられるようになっている。 In the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the induction coil 22 and the field coil 23 are attached to the outer teeth 21 fixed by the first flange 60 and the second flange 70.

図７において、界磁コイル２３は、電気絶縁性を有する樹脂等からなる界磁コイルインシュレータ８１に巻き回された状態でアウターティース２１に取り付けられる。 In FIG. 7, the field coil 23 is attached to the outer teeth 21 in a state of being wound around a field coil insulator 81 made of an electrically insulating resin or the like.

界磁コイルインシュレータ８１は、界磁コイル２３が巻き回される軸となる筒部と、この筒部の径方向の両側端部に設けられた鍔部とを有する。筒部の内側形状は、アウターティース２１と突起部６０ｄと突起部７０ｄとが固定された状態の周方向断面の形状と略同一の形状に形成されている。界磁コイルインシュレータ８１は、界磁コイル２３が巻き回された状態で、互いに固定されたアウターティース２１と突起部６０ｄと突起部７０ｄとに径方向の外側から筒部が嵌められることによりアウターティース２１に固定される。 The field coil insulator 81 has a cylindrical portion that serves as an axis around which the field coil 23 is wound, and flanges provided at both end portions in the radial direction of the cylindrical portion. The inner shape of the cylindrical portion is formed in substantially the same shape as the shape of the circumferential cross section in a state where the outer teeth 21, the protruding portion 60d, and the protruding portion 70d are fixed. The field coil insulator 81 is configured such that, with the field coil 23 wound around, the outer teeth 21, the projecting portions 60 d, and the projecting portions 70 d are fixed to the outer teeth 21, the projecting portions 70 d, and the cylindrical portions are fitted to the outer teeth. 21 is fixed.

図８において、界磁コイル２３（図１参照）の径方向の外側には、ブリッジ部２４が第１のフランジ６０側から嵌合部２４ａ（図１参照）を嵌合溝６０ｅと嵌合溝２１ａに軸方向に挿入されて配置される。 In FIG. 8, on the outer side in the radial direction of the field coil 23 (see FIG. 1), the bridge portion 24 connects the fitting portion 24 a (see FIG. 1) from the first flange 60 side to the fitting groove 60 e and the fitting groove. 21a is inserted and arranged in the axial direction.

図７において、ブリッジ部２４（図１参照）の径方向の外側には、誘導コイル２２が電気絶縁性を有する樹脂等からなる誘導コイルインシュレータ８２に巻き回された状態でアウターティース２１に取り付けられる。 In FIG. 7, the induction coil 22 is attached to the outer tooth 21 in a state where the induction coil 22 is wound around an induction coil insulator 82 made of an electrically insulating resin or the like on the outer side in the radial direction of the bridge portion 24 (see FIG. 1). .

誘導コイルインシュレータ８２は、誘導コイル２２が巻き回される軸となる筒部と、この筒部の径方向の両側端部に設けられた鍔部とを有する。筒部の内側形状は、アウターティース２１と突起部６０ｄと突起部７０ｄとが固定された状態の周方向断面の形状と略同一の形状に形成されている。誘導コイルインシュレータ８２は、誘導コイル２２が巻き回された状態で、互いに固定されたアウターティース２１と突起部６０ｄと突起部７０ｄとに径方向の外側から筒部が嵌められることによりアウターティース２１に固定される。 The induction coil insulator 82 includes a cylindrical portion that serves as a shaft around which the induction coil 22 is wound, and flanges provided at both end portions in the radial direction of the cylindrical portion. The inner shape of the cylindrical portion is formed in substantially the same shape as the shape of the circumferential cross section in a state where the outer teeth 21, the protruding portion 60d, and the protruding portion 70d are fixed. The induction coil insulator 82 is fitted to the outer teeth 21 by fitting a cylindrical portion from the outside in the radial direction to the outer teeth 21, the projection 60d, and the projection 70d fixed to each other in a state where the induction coil 22 is wound. Fixed.

誘導コイル２２の径方向の外側には、蓋部材２７（図１参照）が第１のフランジ６０側から周方向の端部を溝６０ｆと溝２１ｃと溝７０ｅに軸方向に挿入されて配置される。 A lid member 27 (see FIG. 1) is disposed on the outer side in the radial direction of the induction coil 22 with the end in the circumferential direction from the first flange 60 side inserted into the groove 60f, the groove 21c, and the groove 70e in the axial direction. The

その後、蓋部材２７の係止部２７ｂ（図２参照）が径方向の内側に折り曲げられ、係止孔２７ｃ（図２参照）と誘導ポール２５の貫通孔２５ｂ（図１参照）の位置が重なるようにされ、重なった係止孔２７ｃと貫通孔２５ｂに軸方向にピンが挿通され固定される。 Thereafter, the locking portion 27b (see FIG. 2) of the lid member 27 is bent inward in the radial direction, and the positions of the locking hole 27c (see FIG. 2) and the through hole 25b (see FIG. 1) of the guide pole 25 overlap. In this manner, a pin is inserted and fixed in the axial direction in the overlapping locking hole 27c and through-hole 25b.

このように誘導コイル２２及び界磁コイル２３が取り付けられたインナーロータ３０を収納したアウターロータ２０は、図１１に示すように、誘導コイル２２の巻線の端部２２ａ及び界磁コイル２３の巻線の端部２３ａが第２のフランジ７０側の軸方向に延伸されている。 As shown in FIG. 11, the outer rotor 20 that houses the inner rotor 30 to which the induction coil 22 and the field coil 23 are attached as described above has a winding end 22 a of the induction coil 22 and a winding of the field coil 23. The end 23a of the line is extended in the axial direction on the second flange 70 side.

アウターロータ２０には、第２フランジ７０側から軸方向に整流回路５０が格納された樹脂製の円環状の結線基盤８３が装着される。結線基盤８３の内周面には、径方向の内側に突出した２つのキー８３ａが形成されている。このキー８３ａがアウター回転軸７１のキー溝７１ｄに嵌め込まれることで、結線基盤８３を、アウター回転軸７１に対して容易に周方向に位置決め及び回り止めすることができる。 The outer rotor 20 is mounted with a resin annular connection base 83 in which the rectifier circuit 50 is stored in the axial direction from the second flange 70 side. Two keys 83 a protruding inward in the radial direction are formed on the inner peripheral surface of the connection base 83. By fitting the key 83 a into the key groove 71 d of the outer rotary shaft 71, the connection base 83 can be easily positioned and prevented from rotating with respect to the outer rotary shaft 71 in the circumferential direction.

結線基盤８３は、図１２（ａ）に示すように、格納部８３ｂが形成されている。格納部８３ｂは、矩形の整流回路５０を収容可能な矩形の凹形状に形成されており、回転軸４０（図１参照）の周りに９０°間隔で４つ配置されている。４つの格納部８３ｂは、全て同一の深さに形成されている。 As shown in FIG. 12A, the connection base 83 has a storage portion 83b. The storage parts 83b are formed in a rectangular concave shape that can accommodate the rectangular rectifier circuit 50, and four storage parts 83b are arranged at intervals of 90 ° around the rotating shaft 40 (see FIG. 1). The four storage parts 83b are all formed at the same depth.

整流回路５０は、この格納部８３ｂ内にすきまばめの状態で取付け可能に、格納部８３ｂよりも小さく形成されている。 The rectifier circuit 50 is formed smaller than the storage portion 83b so that it can be mounted in the storage portion 83b with a clearance fit.

図１２（ｂ）に示すように、結線基盤８３には、挿通孔８３ｃが複数設けられている。挿通孔８３ｃには、誘導コイル２２の巻線の端部２２ａ及び界磁コイル２３の巻線の端部２３ａが挿通されるようになっている。このため、各挿通孔８３ｃは、結線基盤８３がアウターロータ２０に装着されたときに、誘導コイル２２の巻線の端部２２ａ及び界磁コイル２３の巻線の端部２３ａの位置と一致する位置に配置されている。これにより、図１１に示すように、結線基盤８３を第２フランジ７０側から軸方向に装着することで、誘導コイル２２の巻線の端部２２ａ及び界磁コイル２３の巻線の端部２３ａが挿通孔８３ｃを挿通して結線基盤８３の格納部８３ｂが形成される側に表出する。 As shown in FIG. 12B, the connection base 83 is provided with a plurality of insertion holes 83c. The end 22a of the winding of the induction coil 22 and the end 23a of the winding of the field coil 23 are inserted through the insertion hole 83c. For this reason, each insertion hole 83c coincides with the position of the winding end portion 22a of the induction coil 22 and the winding end portion 23a of the field coil 23 when the connection base 83 is attached to the outer rotor 20. Placed in position. Thus, as shown in FIG. 11, by attaching the connection base 83 in the axial direction from the second flange 70 side, the winding end portion 22a of the induction coil 22 and the winding end portion 23a of the field coil 23 are provided. Is inserted through the insertion hole 83c and exposed to the side of the connection base 83 where the storage portion 83b is formed.

図１２（ａ）において、結線基盤８３は、格納部８３ｂが形成される側の挿通孔８３ｃを起点に配線溝８３ｄを有している。配線溝８３ｄは、整流回路５０の端子近傍や挿通孔８３ｃの径方向の内側に設けられた結線領域８３ｅに接続されている。挿通孔８３ｃから出た巻線の端部２２ａ及び端部２３ａは、対応する結線領域８３ｅまで配線溝８３ｄに沿って収納されている。 In FIG. 12A, the connection board 83 has a wiring groove 83d starting from the insertion hole 83c on the side where the storage portion 83b is formed. The wiring groove 83d is connected to a connection region 83e provided in the vicinity of the terminal of the rectifier circuit 50 or in the radial direction of the insertion hole 83c. The ends 22a and 23a of the windings protruding from the insertion hole 83c are accommodated along the wiring groove 83d up to the corresponding connection region 83e.

図１３に示すように、誘導コイル２２の巻線の端部２２ａ及び界磁コイル２３の巻線の端部２３ａは、結線領域８３ｅにおいて整流回路５０の端子または他の巻線の端部と、例えば、圧着端子８３ｆによるカシメ結線で結線されている。整流回路５０の端子と巻線の端部２２ａまたは端部２３ａの結線、または巻線の端部２２ａ及び端部２３ａ同士の結線は、はんだ付けや溶接等で行なってもよい。 As shown in FIG. 13, the end 22a of the winding of the induction coil 22 and the end 23a of the winding of the field coil 23 are connected to the terminal of the rectifier circuit 50 or the end of another winding in the connection region 83e. For example, it is connected by caulking with a crimp terminal 83f. The connection between the terminal of the rectifier circuit 50 and the end 22a or the end 23a of the winding, or the connection between the end 22a and the end 23a of the winding may be performed by soldering or welding.

整流回路５０には、不図示の挿通孔が形成されており、その挿通孔に樹脂製のボルト８４が挿通されるようになっている。整流回路５０は、挿通孔に挿通されたボルト８４が結線基盤８３に設けられたねじ切り穴８３ｇ（図１２参照）に螺旋止めされることにより結線基盤８３に固定される。 The rectifier circuit 50 is formed with an insertion hole (not shown), and a resin bolt 84 is inserted into the insertion hole. The rectifier circuit 50 is fixed to the connection board 83 by screwing a bolt 84 inserted through the insertion hole into a threaded hole 83g (see FIG. 12) provided in the connection board 83.

このように、本実施例の回転電機１は、樹脂製の結線基盤８３に整流回路５０を格納してアウターロータ２０に装着しているため、組立性、堅牢性、絶縁性、放熱性の向上が可能となる。 As described above, the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment stores the rectifier circuit 50 in the resin connection base 83 and is attached to the outer rotor 20, so that the assemblability, robustness, insulation, and heat dissipation are improved. Is possible.

また、本実施例の回転電機１は、整流回路５０を結線基盤８３の格納部８３ｂに納めるため、アウターロータ２０の回転時の遠心力による整流回路５０の飛び出しを防止することができ、堅牢性を向上させることができる。また、整流回路５０をボルト８４により固定しているため、取り付け取り外しを容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。 In addition, since the rotating electrical machine 1 of this embodiment stores the rectifier circuit 50 in the storage portion 83b of the connection board 83, the rectifier circuit 50 can be prevented from popping out due to the centrifugal force when the outer rotor 20 rotates, and is robust. Can be improved. Further, since the rectifier circuit 50 is fixed by the bolts 84, the attachment and removal can be easily performed, and the maintainability can be improved.

また、本実施例の回転電機１は、結線基盤８３に、誘導コイル２２の端部２２ａ及び界磁コイル２３の端部２３ａを挿通させる挿通孔８３ｃを設けたため、全ての結線を樹脂製の結線基盤８３上で行なうことができ、結線作業の容易化、絶縁性の向上、結線部の断線の抑制が可能となる。 Moreover, since the rotating electrical machine 1 of the present embodiment is provided with the insertion hole 83c through which the end portion 22a of the induction coil 22 and the end portion 23a of the field coil 23 are inserted in the connection base 83, all connections are made of resin. It can be performed on the base 83, and it is possible to facilitate the connection work, improve the insulation, and suppress the disconnection of the connection part.

また、本実施例の回転電機１は、結線基盤８３に配線溝８３ｄを設けたため、誘導コイル２２の端部２２ａ及び界磁コイル２３の端部２３ａが干渉することを防止でき、絶縁性を向上させることができる。また、配線溝８３ｄに誘導コイル２２の端部２２ａ及び界磁コイル２３の端部２３ａを収納するようにしたため、スペースを有効利用することができ、回転電機１の小型化に繋がる。 In addition, since the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment is provided with the wiring groove 83d in the connection base 83, the end 22a of the induction coil 22 and the end 23a of the field coil 23 can be prevented from interfering with each other, and the insulation is improved. Can be made. Further, since the end portion 22a of the induction coil 22 and the end portion 23a of the field coil 23 are accommodated in the wiring groove 83d, space can be used effectively and the rotating electrical machine 1 can be reduced in size.

図７において、アウターロータ２０は、第１のフランジ６０側に第１のケース８５、第２のフランジ７０側に第２のケース８６が装着されている。第１のケース８５は、環状に形成されており、円筒部６０ｂを覆うように、第１のフランジ６０の挿通穴６０ｃが形成された端部に装着されている。第２のケース８６は、環状に形成されており、結線基盤８３を覆うように、第２のフランジ７０に装着されている。また、第２のケース８６は、圧入リング８７によって軸方向に位置決めされている。これにより、結線基盤８３も軸方向に位置決めされる。 In FIG. 7, the outer rotor 20 has a first case 85 mounted on the first flange 60 side and a second case 86 mounted on the second flange 70 side. The first case 85 is formed in an annular shape, and is attached to an end portion where the insertion hole 60c of the first flange 60 is formed so as to cover the cylindrical portion 60b. The second case 86 is formed in an annular shape, and is attached to the second flange 70 so as to cover the connection base 83. The second case 86 is positioned in the axial direction by a press-fit ring 87. Thereby, the connection base 83 is also positioned in the axial direction.

このように組み付けされたアウターロータ２０は、図１４に示すように、ハウジング９０に収納されるようになっている。ハウジング９０は、筒状のハウジング本体９２と、蓋部９３とを備えている。ハウジング本体９２は、第１のフランジ６０側に底部９１を有し、底部９１の径方向の中心には、回転軸４０を挿通させる挿通穴９１ａが形成されている。ハウジング本体９２において、底部９１と反対側の端部は開口されている。ハウジング本体９２の内周面には、ステータ１０（図７参照）が固定されている。 The outer rotor 20 assembled in this way is accommodated in a housing 90 as shown in FIG. The housing 90 includes a cylindrical housing main body 92 and a lid portion 93. The housing main body 92 has a bottom portion 91 on the first flange 60 side, and an insertion hole 91a through which the rotary shaft 40 is inserted is formed in the center of the bottom portion 91 in the radial direction. In the housing main body 92, the end opposite to the bottom 91 is opened. A stator 10 (see FIG. 7) is fixed to the inner peripheral surface of the housing main body 92.

また、図７に示すように、挿通穴９１ａと回転軸４０の小径部４０ｄとの間には、軸受９４が設けられている。回転軸４０は、軸受９４を介してハウジング本体９２に回転可能に支持されている。 As shown in FIG. 7, a bearing 94 is provided between the insertion hole 91 a and the small diameter portion 40 d of the rotating shaft 40. The rotary shaft 40 is rotatably supported by the housing main body 92 via a bearing 94.

蓋部９３は、径方向の中心に、アウター回転軸７１を挿通させる挿通穴９３ａが形成されている。蓋部９３の径方向の外側には、貫通孔９３ｂが周方向に等間隔で複数形成されている。これに対して、ハウジング本体９２の底部９１と反対側の端部には、貫通孔９３ｂと対応するように周方向に等間隔で複数のねじ切り穴９２ａが設けられている。蓋部９３は、ボルト９６が貫通孔９３ｂを通してねじ切り穴９２ａに螺旋止めされることで、ハウジング本体９２に対して取り付けられるようになっている。 The lid portion 93 is formed with an insertion hole 93a through which the outer rotary shaft 71 is inserted at the center in the radial direction. A plurality of through holes 93b are formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer side of the lid portion 93 in the radial direction. On the other hand, a plurality of threaded holes 92a are provided at equal intervals in the circumferential direction so as to correspond to the through-holes 93b at the end opposite to the bottom 91 of the housing main body 92. The lid portion 93 is attached to the housing main body 92 by the bolt 96 being screwed into the threaded hole 92a through the through hole 93b.

蓋部９３の挿通穴９３ａとアウター回転軸７１の小径部７１ｂとの間には、軸受９５が設けられている。アウター回転軸７１は、軸受９５を介して蓋部９３に回転可能に支持されている。 A bearing 95 is provided between the insertion hole 93 a of the lid portion 93 and the small diameter portion 71 b of the outer rotating shaft 71. The outer rotary shaft 71 is rotatably supported by the lid portion 93 via a bearing 95.

このように、アウター回転軸７１は軸受９５によりハウジング９０に支持され、回転軸４０は軸受９４によりハウジング９０に支持されている。また、アウターロータ２０の第１のフランジ６０側は、軸受６２により回転軸４０を介してハウジング９０に支持される。アウターロータ２０の第１のフランジ６０側は、第１のフランジ６０の径方向の外側に軸受を配置してハウジング９０に支持されるようにすることも考えられるが、このような方法では、軸受の外径が大型化してしまうため、回転電機１も大型化してしまう。また、軸受の外径が大型化すると同心の精度出しが難しくなる。 Thus, the outer rotating shaft 71 is supported on the housing 90 by the bearing 95, and the rotating shaft 40 is supported on the housing 90 by the bearing 94. In addition, the first flange 60 side of the outer rotor 20 is supported by the housing 90 via the rotary shaft 40 by the bearing 62. Although it can be considered that the first flange 60 side of the outer rotor 20 is supported by the housing 90 by arranging a bearing outside the first flange 60 in the radial direction, Because the outer diameter of the rotating machine increases, the rotating electrical machine 1 also increases in size. Further, when the outer diameter of the bearing is increased, it is difficult to obtain concentric accuracy.

そこで、本実施例の回転電機１は、上述のように、アウターロータ２０の第１のフランジ６０側を軸受６２により回転軸４０を介してハウジング９０に支持させることで、回転電機１の小型化、同心の精度向上、機械強度の向上が可能となる。 Therefore, in the rotating electrical machine 1 of the present embodiment, as described above, the first flange 60 side of the outer rotor 20 is supported on the housing 90 by the bearing 62 via the rotating shaft 40, thereby reducing the size of the rotating electrical machine 1. Concentric accuracy and mechanical strength can be improved.

本実施例では、回転電機１をラジアルギャップ型の回転電機に適用したが、アキシャルギャップ型の回転電機に適用してもよい。 In this embodiment, the rotary electric machine 1 is applied to a radial gap type rotary electric machine, but may be applied to an axial gap type rotary electric machine.

また、径方向の内側にステータを配置し、ステータの径方向の外側に誘導コイルと界磁コイルを備えた第１のロータを配置し、第１のロータの径方向の外側に励磁コイルを備えた第２のロータを配置する構成でもよい。 Further, a stator is disposed on the radially inner side, a first rotor having an induction coil and a field coil is disposed on the radially outer side of the stator, and an excitation coil is disposed on the radially outer side of the first rotor. Alternatively, the second rotor may be arranged.

また、ステータ１０の電機子コイル１２に流す電流は、三相に限らず、それ以上の多相でもよい。また、励磁コイル３２に電流を流して二次励磁するようにしてもよい。また、励磁コイル３２は、三相Ｙ結線とすることが望ましいが、かご形ロータ構造にしてもよい。 Further, the current flowing through the armature coil 12 of the stator 10 is not limited to three phases, and may be multiphase. Alternatively, secondary excitation may be performed by passing a current through the excitation coil 32. The exciting coil 32 is preferably a three-phase Y-connection, but may have a cage rotor structure.

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.

１回転電機
１０ステータ
１２電機子コイル
２０アウターロータ
２１アウターティース
２２誘導コイル
２２ａ端部
２３界磁コイル
２３ａ端部
２８第１の固定穴
２９非磁性体ボルト
２９ａ頭部
３０インナーロータ
３２励磁コイル
３３インナーティース
５０整流回路
６０第１のフランジ
６０ｄ突起部
６１ねじ切り穴
７０第２のフランジ
７０ｄ突起部
７０ｆスリット
７２第２の固定穴
７２ａボルト座部
８３結線基盤
８３ｂ格納部
８３ｃ挿通孔
８３ｄ配線溝
８３ｅ結線領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electric machine 10 Stator 12 Armature coil 20 Outer rotor 21 Outer teeth 22 Inductive coil 22a End part 23 Field coil 23a End part 28 First fixing hole 29 Nonmagnetic bolt 29a Head part 30 Inner rotor 32 Excitation coil 33 Inner Teeth 50 Rectifier circuit 60 First flange 60d Protruding part 61 Threaded hole 70 Second flange 70d Protruding part 70f Slit 72 Second fixing hole 72a Bolt seat part 83 Connection base 83b Storage part 83c Insertion hole 83d Wiring groove 83e Connection area

Claims

A stator having concentrated winding armature coils for generating armature magnetic flux;
An outer rotor that is disposed radially inward of the stator and rotates by passage of the armature magnetic flux;
An inner rotor disposed on the inner side in the radial direction than the outer rotor,
The outer rotor includes a plurality of outer coils each wound with an induction coil that induces an induction current based on a harmonic component of a magnetic flux generated by the armature coil and a field coil that generates a magnetic field by energization of the induction current. Teeth, and
The inner rotor has a plurality of inner teeth around which an exciting coil that is excited by the armature magnetic flux passing through the outer teeth and interlinked with the magnetic flux generated by the field coil is wound,
The outer rotor is a rotating electrical machine that is fixed from both axial sides by flanges provided with a plurality of protrusions at positions corresponding to the plurality of outer teeth.

The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the protrusion has a plurality of slits formed on a surface thereof.

The outer teeth are formed with first fixing holes extending in the axial direction,
The protrusion is formed with a second fixing hole extending in the axial direction,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the outer rotor is fixed to the flange by a fixing member that is inserted through the first fixing hole and the second fixing hole.

4. The induction coil and the field coil according to claim 1, wherein the outer coil is wound around the outer teeth and the protrusions in a state where the outer rotor is fixed to the flange. 5. The rotating electrical machine described.

A plurality of rectifier circuits for rectifying an induction current generated in the induction coil and energizing the field coil as a field current;
The rectifier circuit is stored in a wiring board disposed on the end side in the axial direction of the outer rotor,
The wiring board is provided with a storage portion in which the rectifier circuit is stored and a wiring groove in which ends of windings of the induction coil and the field coil are accommodated. The rotating electrical machine according to any one of 4.