JP6425081B2 - Rotor of electric rotating machine - Google Patents

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JP6425081B2 JP2014265105A JP2014265105A JP6425081B2 JP 6425081 B2 JP6425081 B2 JP 6425081B2 JP 2014265105 A JP2014265105 A JP 2014265105A JP 2014265105 A JP2014265105 A JP 2014265105A JP 6425081 B2 JP6425081 B2 JP 6425081B2
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Description

本発明は、例えば自動車やトラック等に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機の回転子の改良に関する。   The present invention relates to improvement of a rotor of a rotating electrical machine mounted, for example, on an automobile or a truck and used as an electric motor or a generator.

従来の回転電機として、固定子コイルが巻装された固定子と、固定子の内周側に対向して配置されたランデル型コア、及びランデル型コアに巻装された界磁コイルを有する回転子と、を備えたものが一般に知られている。ここで用いられる通常のランデル型コアは、界磁コイルの径方向内側にて界磁束を軸方向に流すボス部と、このボス部の軸方向外端から径方向外側に延在して界磁束を径方向に流すディスク部と、このディスク部から界磁コイルを囲むように軸方向に延在して固定子コアと磁束を授受する複数の爪極部とをそれぞれ有する一対のポールコアを組み付けて構成されている。一方のポールコアの各爪極部と他方のポールコアの各爪極部とは、周方向互い違いに配置される。この通常のランデル型コアは、塊状軟磁性コアからそれぞれ製造される一対のポールコアを、界磁コイルを挟んで軸方向に組み合わせることにより組み立てられる。   As a conventional electric rotating machine, a rotation having a stator on which a stator coil is wound, a Lundell-type core disposed opposite to the inner peripheral side of the stator, and a field coil wound on the Lundell-type core One having a child is generally known. The usual Lundell core used here is a boss that flows the field flux in the axial direction at the inner side in the radial direction of the field coil, and a field flux which extends radially outward from the axial outer end of the boss. By assembling a pair of pole cores each having a disc portion for flowing the magnetic flux in the radial direction and a plurality of claw pole portions extending in the axial direction so as to surround the field coil from the disc portion to exchange magnetic flux with the stator core. It is configured. The claw poles of one pole core and the claw poles of the other pole core are circumferentially staggered. This conventional Lundell core is assembled by axially combining a pair of pole cores manufactured respectively from massive soft magnetic cores with the field coil interposed therebetween.

このランデル型コアにおいて、爪極部の磁束を強化するために周方向に隣接する爪極部間の隙間に永久磁石を介設した磁石併用ランデル型コアが知られている。例えば、特許文献1には、周方向に隣接する第1及び第2爪極部間の隙間に配置される永久磁石を周方向一方側にずらし、周方向奇数番目の永久磁石と周方向偶数番目の永久磁石とを、軸方向に所定距離だけ交互にずらして配置することが提案されている。   In this Lundell core, a magnet combined Lundell core is known in which permanent magnets are interposed in gaps between claw poles adjacent in the circumferential direction in order to strengthen the magnetic flux of the claw poles. For example, in Patent Document 1, the permanent magnet disposed in the gap between the first and second claw pole portions adjacent in the circumferential direction is shifted to one side in the circumferential direction, and the circumferential odd number permanent magnet and the circumferential even number It has been proposed to arrange the permanent magnets alternately in the axial direction by a predetermined distance.

特開2007−89383号公報JP 2007-89383 A

ところで、上記の特許文献1では、ランデル型コアに対して磁束の第3高調波を低減する目的で永久磁石を添付しており、磁気回路面では考慮されていない。例えば、周方向に隣接する第1及び第2爪極部間の隙間に配置された永久磁石が、軸方向においてどちらか一方の爪極部の先端側に偏っているため、永久磁石が配置されていないどちらか他方の爪極部の先端側の磁極は磁気回路として十分に利用されていない。   By the way, in said patent document 1, the permanent magnet is attached in order to reduce the 3rd harmonic of magnetic flux with respect to a Lundell type | mold core, and it is not considered in the magnetic circuit surface. For example, since the permanent magnet disposed in the gap between the first and second claw pole portions adjacent in the circumferential direction is biased toward the tip end side of either claw pole portion in the axial direction, the permanent magnet is disposed The magnetic pole on the tip side of the other claw pole portion is not fully utilized as a magnetic circuit.

また、第1及び第2爪極部間の隙間に配置された永久磁石が、軸方向においてどちらか一方の爪極部の先端側に偏っているため、永久磁石周辺の磁極の磁気飽和があると考えられ、永久磁石の減磁や冷却面で不利となる。さらに、第1及び第2爪極部間の隙間に配置された永久磁石は、軸方向に所定距離だけ交互にずれて配置されているため、軸方向にアンバランスな構造は界磁コイルの冷却性に影響がある。   In addition, since the permanent magnet disposed in the gap between the first and second claw pole portions is biased to the tip end side of one of the claw pole portions in the axial direction, there is magnetic saturation of the magnetic pole around the permanent magnet It is considered to be disadvantageous in demagnetization and cooling of the permanent magnet. Furthermore, since the permanent magnets disposed in the gap between the first and second claw pole portions are alternately displaced by a predetermined distance in the axial direction, the axially unbalanced structure cools the field coil. It affects sex.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、磁気音の低減を図りつつ、爪極部の先端部を磁気回路に有効活用して性能の向上及び冷却性の向上を図り得るようにした回転電機の回転子を提供することを解決すべき課題とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to effectively utilize the tip of the claw pole portion for a magnetic circuit to improve the performance and the cooling performance while reducing the magnetic noise. It is an object of the invention to provide a rotor of a rotating electric machine.

上記課題を解決するためになされた第一の発明は、
界磁コイル(13)が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第1ボス部(121)と、前記第1ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第1ディスク部(122)と、各前記第1ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第1爪極部(123)とを有する第1ポールコア(12)と、
界磁コイル(13)が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第2ボス部(141)と、前記第2ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第2ディスク部(142)と、各前記第2ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第2爪極部(143)とを有し、前記第1ポールコアに向かい合わせて配置される第2ポールコア(14)と、
周方向交互に配置される前記第1爪極部と前記第2爪極部との間の隙間に介設されて前記第1爪極部を第一の極性に、前記第2爪極部を第二の極性に磁化する永久磁石(15a〜15j)と、を備えた回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、前記隙間の軸方向一端部に配置された第1永久磁石と、軸方向他端部に配置された第2永久磁石とを有するとともに、前記第1及び第2爪極部の周方向両側の端面のうち前記回転子の回転方向側の端面だけに当接されており、前記第1及び第2爪極部の先端側に当接された前記永久磁石(15c,15e)は、前記第1及び第2爪極部の根元側に当接された前記永久磁石(15d,15f)に比べて、磁石のエネルギー積の小さい材質で形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、永久磁石は、第1爪極部と前記第2爪極部との間に形成された隙間の軸方向一端部に配置された第1永久磁石と、軸方向他端部に配置された第2永久磁石とを有する。これにより、第1及び第2爪極部の先端側に永久磁石が配置されるため、磁気回路で有効活用が難しい第1及び第2爪極部の先端部を有効活用することができるので、性能の向上を図ることができる。また、第1及び第2爪極部の先端側と根元側に分散して永久磁石が配置されることから、局所的な磁気飽和を緩和することができるため、永久磁石の減磁抑制や冷却性の向上を図ることができる。さらに、永久磁石が、第1爪極部と第2爪極部との間に形成された隙間の軸方向両端部に配置されていることから、軸方向両端部に配置された2個の永久磁石の間に形成される空間により、界磁コイルを効率良く冷却することができるので、界磁コイルの冷却性の向上を図ることができる。
また、永久磁石は、第1及び第2爪極部の周方向両側の端面のうち回転子の回転方向側の端面だけに当接されている。そのため、回転子の回転による第1及び第2爪極部に対する永久磁石の保持強度が確保されるので、回転方向側に隣接する第1及び第2爪極部の反回転方向側の端面との間に介装される磁石保護カバーなどの部材を省略することができる。これにより、構造の簡素化や低コスト化を図ることができる。
また、第1及び第2爪極部の先端側に当接された永久磁石は、第1及び第2爪極部の根元側に当接された永久磁石に比べて、磁石エネルギー積の小さい材質で形成されている。これにより、永久磁石の性能の低下を限定的に抑制しつつ、低コスト化を図ることができる。
The first invention made to solve the above problems is
First the field coil (13) is wound on to the field flux projecting first boss portion that flows in the axial direction (121), radially outward from an axial end in the circumferential direction by a predetermined pitch of the first boss portion A first pole core (12) having a disk portion (122) and a first claw pole portion (123) extending axially from the tip of each of the first disk portions and surrounding the field coil;
A second boss portion (141) in which a field coil (13) is wound and field flux flows in the axial direction, and a second boss portion which protrudes radially outward at a predetermined pitch in the circumferential direction from an axial end of the second boss portion . disc portion (142), have a second Tsumekyoku portion surrounding the field coil extending in the axial direction from the tip end of each of said second disc section (143) and facing said first pole core A second pole core (14) to be arranged ;
The first claw pole portion is interposed between the first claw pole portion and the second claw pole portion alternately arranged in the circumferential direction to make the first claw pole portion into a first polarity and the second claw pole portion a second permanent magnet you magnetization polarity (15a~15j), the rotor equipped with,
The permanent magnet includes a first permanent magnet disposed at one axial end of the gap and a second permanent magnet disposed at the other axial end, and the first and second claw poles Of the end surfaces on both sides in the circumferential direction, the permanent magnets (15c, 15e) which are in contact with only the end surfaces in the rotational direction of the rotor and abut on the tip sides of the first and second claw pole portions are A material characterized in that the energy product of the magnets is smaller than that of the permanent magnets (15d, 15f) that are in contact with the root side of the first and second claw pole portions .
According to the present invention, the permanent magnet includes the first permanent magnet disposed at one axial end of the gap formed between the first claw pole and the second claw pole, and the other axial end And a second permanent magnet disposed on the Since a permanent magnet is arrange | positioned by this at the front end side of the 1st and 2nd nail pole part, since the tip part of the 1st and 2nd nail pole part where effective utilization is difficult in a magnetic circuit can be used effectively, Performance can be improved. In addition, since the permanent magnet is disposed to be dispersed on the tip side and the root side of the first and second claw pole parts, local magnetic saturation can be alleviated, so that the demagnetization suppression and cooling of the permanent magnet can be suppressed. It is possible to improve the quality. Furthermore, since the permanent magnet is disposed at both axial ends of the gap formed between the first claw pole portion and the second claw pole portion, two permanent magnets disposed at both axial end portions are provided. Since the field coil can be efficiently cooled by the space formed between the magnets, the cooling performance of the field coil can be improved.
Further, the permanent magnet is in contact with only the end surface on the rotation direction side of the rotor among the end surfaces on both sides in the circumferential direction of the first and second claw pole portions. Therefore, since the holding strength of the permanent magnet with respect to the first and second claw pole portions by the rotation of the rotor is secured, the end face of the first and second claw pole portions adjacent to the rotational direction A member such as a magnet protective cover interposed between can be omitted. As a result, simplification of the structure and cost reduction can be achieved.
In addition, the permanent magnet in contact with the tip side of the first and second claw pole parts has a material with a smaller magnetic energy product than the permanent magnet in contact with the root side of the first and second claw pole parts. It is formed of Thereby, cost reduction can be achieved, suppressing the fall of the performance of a permanent magnet in a limited manner.

上記課題を解決するためになされた第二の発明は、
界磁コイル(13)が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第1ボス部(121)と、前記第1ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第1ディスク部(122)と、各前記第1ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第1爪極部(123)とを有する第1ポールコア(12)と、
界磁コイル(13)が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第2ボス部(141)と、前記第2ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第2ディスク部(142)と、各前記第2ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第2爪極部(143)とを有し、前記第1ポールコアに向かい合わせて配置される第2ポールコア(14)と、
周方向交互に配置される前記第1爪極部と前記第2爪極部との間の隙間に介設されて前記第1爪極部を第一の極性に、前記第2爪極部を第二の極性に磁化する永久磁石(15a〜15j)と、を備えた回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、前記隙間の軸方向一端部に配置された第1永久磁石と、軸方向他端部に配置された第2永久磁石とを有するとともに、前記第1及び第2爪極部の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されていることを特徴とする。
本発明によれば、永久磁石は、第1爪極部と前記第2爪極部との間に形成された隙間の軸方向一端部に配置された第1永久磁石と、軸方向他端部に配置された第2永久磁石とを有する。これにより、第1及び第2爪極部の先端側に永久磁石が配置されるため、磁気回路で有効活用が難しい第1及び第2爪極部の先端部を有効活用することができるので、性能の向上を図ることができる。また、第1及び第2爪極部の先端側と根元側に分散して永久磁石が配置されることから、局所的な磁気飽和を緩和することができるため、永久磁石の減磁抑制や冷却性の向上を図ることができる。さらに、永久磁石が、第1爪極部と第2爪極部との間に形成された隙間の軸方向両端部に配置されていることから、軸方向両端部に配置された2個の永久磁石の間に形成される空間により、界磁コイルを効率良く冷却することができるので、界磁コイルの冷却性の向上を図ることができる。
また、永久磁石は、第1及び第2爪極部の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されている。そのため、第1爪極部と第2爪極部の対向面において、界磁による磁束密度が低い第1及び第2爪極部の先端部を2個の永久磁石で周方向両側から補助できるため、磁気回路として優位にすることができる。
The second invention made to solve the above problems is
A first boss (121) in which a field coil (13) is wound and field flux flows in the axial direction, and a first boss projecting radially outward from the axial end of the first boss at a predetermined pitch in the circumferential direction A first pole core (12) having a disk portion (122) and a first claw pole portion (123) extending axially from the tip of each of the first disk portions and surrounding the field coil;
A second boss portion (141) in which a field coil (13) is wound and field flux flows in the axial direction, and a second boss portion which protrudes radially outward at a predetermined pitch in the circumferential direction from an axial end of the second boss portion. A disc portion (142) and a second claw pole portion (143) extending in the axial direction from the tip of each of the second disc portions and surrounding the field coil, and facing the first pole core A second pole core (14) to be arranged;
The first claw pole portion is interposed between the first claw pole portion and the second claw pole portion alternately arranged in the circumferential direction to make the first claw pole portion into a first polarity and the second claw pole portion In a rotor of a rotating electrical machine provided with permanent magnets (15a to 15j) magnetized to a second polarity,
The permanent magnet includes a first permanent magnet disposed at one axial end of the gap and a second permanent magnet disposed at the other axial end, and the first and second claw poles It is characterized in that it is in contact only with the end faces on both sides in the circumferential direction of the tip end.
According to the present invention, the permanent magnet includes the first permanent magnet disposed at one axial end of the gap formed between the first claw pole and the second claw pole, and the other axial end And a second permanent magnet disposed on the Since a permanent magnet is arrange | positioned by this at the front end side of the 1st and 2nd nail pole part, since the tip part of the 1st and 2nd nail pole part where effective utilization is difficult in a magnetic circuit can be used effectively, Performance can be improved. In addition, since the permanent magnet is disposed to be dispersed on the tip side and the root side of the first and second claw pole parts, local magnetic saturation can be alleviated, so that the demagnetization suppression and cooling of the permanent magnet can be suppressed. It is possible to improve the quality. Furthermore, permanent magnets, since they are arranged in the axial end portions of the gap formed between the first Tsumekyoku portion and the second Tsumekyoku section, two disposed on both axial ends Since the field coil can be efficiently cooled by the space formed between the permanent magnets, the cooling performance of the field coil can be improved.
Further, the permanent magnet is in contact with only the end surfaces of the tip end portions of the first and second claw pole portions on both sides in the circumferential direction. Therefore, on the opposing surfaces of the first claw pole portion and the second claw pole portion, the tip portions of the first and second claw pole portions having a low magnetic flux density due to the field can be assisted from both sides in the circumferential direction by two permanent magnets. Can be superior as a magnetic circuit.

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものであり、特許請求の範囲に記載された各請求項の構成に何ら影響を及ぼすものではない。   In addition, the code | symbol in the parenthesis after each member or site | part described by this column and the claim shows the correspondence with the specific member or site | part as described in embodiment mentioned later, and a patent It has no effect on the configuration of each claim described in the claims.

参考例1に係る回転子を搭載した車両用交流発電機の軸方向断面図である。 FIG. 1 is an axial sectional view of an automotive alternator mounted with a rotor according to a first reference example . 参考例1に係る回転子の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a rotor according to a reference example 1 ; 参考例1に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。FIG. 7 is a partial front view of the rotor according to a reference example 1 as viewed from the outer peripheral side. 参考例1に係るポールコアの爪極部上において図3のIV−IV線に沿った部位の軸方向距離に対する磁束密度波形を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux density waveform with respect to the axial direction distance of the site | part along the IV-IV line of FIG. 3 on the nail | claw pole part of the pole core which concerns on the reference example 1. FIG. 比較例1の回転子の外周側から見た部分正面図である。FIG. 10 is a partial front view of the rotor of Comparative Example 1 as viewed from the outer peripheral side. 比較例1のポールコアの爪極部上において図5のVI−VI線に沿った部位の軸方向距離に対する磁束密度波形を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux density waveform with respect to the axial direction distance of the site | part along the VI-VI line of FIG. 5 on the nail | claw part of the pole core of the comparative example 1. FIG. 参考例1の回転子と比較例1の回転子の磁束の第3高調波の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the 3rd harmonic of the magnetic flux of the rotor of the reference example 1 , and the rotor of the comparative example 1. FIG. 参考例2に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。FIG. 10 is a partial front view of the rotor according to a reference example 2 as viewed from the outer peripheral side. 参考例3に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。FIG. 14 is a partial front view of the rotor according to a reference example 3 as viewed from the outer peripheral side. 実施形態1に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。FIG. 2 is a partial front view of the rotor according to Embodiment 1 as viewed from the outer peripheral side. 図10のXI−XI線矢視断面図である。It is XI-XI arrow directional cross-sectional view of FIG. 図10のXII−XII線矢視断面図である。It is XII-XII arrow sectional drawing of FIG. 参考例4に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。FIG. 16 is a partial front view of a rotor according to a reference example 4 as viewed from the outer peripheral side. 図13のXIV−XIV線矢視断面図である。It is XIV-XIV line arrow sectional drawing of FIG. 図13のXV−XV線矢視断面図である。It is XV-XV arrow sectional drawing of FIG. 実施形態2に係る回転子の外周側から見た部分正面図である。FIG. 10 is a partial front view of the rotor according to Embodiment 2 as viewed from the outer peripheral side. 図16のXVII−XVII線矢視断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII in FIG. 図16のXVIII−XVIII線矢視断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG. 参考例5に係る回転子の軸方向から見た部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a rotor according to a reference example 5 as viewed from the axial direction.

以下、本発明に係る回転電機の回転子の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。   Hereinafter, an embodiment of a rotor of a rotating electrical machine according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It is possible to change variously in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

参考例1
参考例1に係る回転子を搭載した車両用交流発電機の例を図1に示す軸方向断面図を参照して説明する。図1において、1は回転子、2は固定子、3はフロントフレーム、4はリアフレーム、5はプーリ、6はスリップリング、7はブラシ装置、8は整流器、9はレギュレータである。
[ Reference Example 1 ]
An example of a vehicular AC generator mounted with a rotor according to a reference example 1 will be described with reference to an axial sectional view shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a rotor, 2 is a stator, 3 is a front frame, 4 is a rear frame, 5 is a pulley, 6 is a slip ring, 7 is a brush device, 8 is a rectifier, and 9 is a regulator.

固定子2は、固定子コア21に固定子コイル22を巻装してなり、フロントフレーム3及びリアフレーム4の内周面に固定されている。フロントフレーム3及びリアフレーム4は、ボルトにより固定子2を囲んで締結され、軸受け31,41を介して回転子1の回転軸11を回転自在に支承している。   The stator 2 is formed by winding a stator coil 22 around a stator core 21 and is fixed to the inner circumferential surfaces of the front frame 3 and the rear frame 4. The front frame 3 and the rear frame 4 are fastened around the stator 2 by bolts, and rotatably support the rotating shaft 11 of the rotor 1 via bearings 31 and 41.

回転子1は、図2に示すように、回転軸11に固定された前側の第1ポールコア12と、界磁コイル13(図1参照)と、後側の第2ポールコア14と、複数の永久磁石15a,15bとにより構成されている。なお、第1及び第2ポールコア12,14は、従来のランデル型コアの一対のポールコアと同じ形状を有する。即ち、第1ポールコア12は、界磁コイル13の径方向内側にて界磁束を軸方向に流すボス部121と、ボス部121の軸方向前端部から周方向所定ピッチで径方向外側へ延在して界磁束を径方向に流すディスク部122と、各ディスク部122の先端から界磁コイル13を囲むように軸方向に延在して固定子コア21と磁束を授受する第1爪極部123とからなる。そして、第2ポールコア14も第1ポールコア12と同一形状を有する。但し、第2ポールコア14のボス部は141、ディスク部は142、第2爪極部は143と付番されている。これら第1及び第2ポールコア12,14は、軟磁性体からなる。   As shown in FIG. 2, the rotor 1 has a first pole core 12 on the front side fixed to the rotary shaft 11, a field coil 13 (see FIG. 1), a second pole core 14 on the rear side, and a plurality of permanent magnets. It is comprised by magnet 15a, 15b. The first and second pole cores 12 and 14 have the same shape as the pair of pole cores of the conventional Lundell core. That is, the first pole core 12 extends radially outward at a predetermined pitch in the circumferential direction from the axial direction front end portion of the boss portion 121 flowing the field flux axially in the radial direction inner side of the field coil 13. And the first claw pole portion extending axially from the tip of each disk portion 122 so as to surround the field coil 13 to exchange magnetic flux with the stator core 21. And 123. The second pole core 14 also has the same shape as the first pole core 12. However, the boss portion of the second pole core 14 is numbered 141, the disk portion 142, and the second claw pole portion 143. The first and second pole cores 12 and 14 are made of a soft magnetic material.

第1ポールコア12と第2ポールコア14は、それぞれの爪極部123,143を互い違いに向かい合わせるようにして、第1ポールコア12の軸方向後端面と第2ポールコア14の軸方向前端面とが接面されて組み付けられている。これにより、第1ポールコア12の第1爪極部123と第2ポールコア14の第2爪極部143とが周方向交互に配置されている。第1及び第2ポールコア12,14は、それぞれ8個の爪極部123,143をもち、16極のランデル型回転子コアを形成している。   The first pole core 12 and the second pole core 14 contact the axial rear end face of the first pole core 12 and the axial front end face of the second pole core 14 such that the respective claw pole portions 123 and 143 are alternately opposed to each other. It is faced and assembled. Thereby, the first claw pole portions 123 of the first pole core 12 and the second claw pole portions 143 of the second pole core 14 are alternately arranged in the circumferential direction. The first and second pole cores 12 and 14 have eight claw pole portions 123 and 143, respectively, to form a 16-pole Lundell type rotor core.

界磁コイル13は、第1及び第2ポールコア12,14のボス部121,141の外周面に巻装されて第1及び第2爪極部123,143に囲まれている。なお、ディスク部122,142は、実際には各8極の第1及び第2爪極部123,143に合わせて凹凸も有しており、実際には8本の柱部が放射状に配置された形状を有する。   The field coil 13 is wound around the outer peripheral surfaces of the bosses 121 and 141 of the first and second pole cores 12 and 14 and is surrounded by the first and second claw pole parts 123 and 143. The disc portions 122 and 142 actually have asperities in accordance with the first and second claw pole portions 123 and 143 of eight poles, respectively, and in practice, eight pillar portions are radially arranged. It has the following shape.

図2及び図3に示すように、周方向交互に配置された第1爪極部123と第2爪極部143との間には、軸方向斜めに延在する隙間が形成されており、軸方向に2分割された永久磁石15a,15bが各隙間の軸方向両端部にそれぞれ配設されている。参考例1の場合、軸方向に2分割された永久磁石15a,15bの間には、永久磁石15a,15bの軸方向長さと同じ程度の軸方向長さを有する空間部が形成されている。これにより、第1及び第2ポールコア12,14のボス部121,141の外周面に巻装された界磁コイル13が各空間部に露出している。なお、この空間部の軸方向長さは、永久磁石15a,15bの強度により変化するため、採用する永久磁石の強度や種類に応じて適宜設定される。 As shown in FIGS. 2 and 3, between the first claw pole portions 123 and the second claw pole portions 143 alternately arranged in the circumferential direction, a gap extending obliquely in the axial direction is formed, Permanent magnets 15a and 15b divided into two in the axial direction are respectively disposed at both axial ends of each gap. In the case of the first reference example , a space having an axial length substantially equal to the axial length of the permanent magnets 15a and 15b is formed between the permanent magnets 15a and 15b divided into two in the axial direction. Thereby, the field coil 13 wound around the outer peripheral surface of the bosses 121 and 141 of the first and second pole cores 12 and 14 is exposed to each space. In addition, since the axial direction length of this space part changes with the intensity | strength of permanent magnet 15a, 15b, according to the intensity | strength and the kind of permanent magnet employ | adopted, it sets suitably.

各永久磁石15a,15bは、矩形形状の外形を有し、軸方向外側の端面が周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143の先端と根本とを結ぶ線上に位置する状態に配置されている。各永久磁石15a,15bは、周方向両側の端面が第1及び第2爪極部123,143の周方向の端面にそれぞれ当接されており、これにより第1及び第2爪極部123,143に保持されている。各永久磁石15a,15bは、第1爪極部123を第一の極性に磁化し、第2爪極部143を第二の極性に磁化するように配置されている。例えば、第1爪極部123をN極に磁化するときには第2爪極部143をS極に磁化するように配置される。なお、各永久磁石15a,15bは、N極とS極が逆となるように配置してもよい。   Each permanent magnet 15a, 15b has a rectangular outer shape, and the end face on the outer side in the axial direction is located on a line connecting the tips and bases of the first and second claw pole portions 123, 143 adjacent in the circumferential direction Is located in The end faces on both sides in the circumferential direction of each permanent magnet 15a, 15b are in contact with the end faces in the circumferential direction of the first and second claw pole portions 123, 143, whereby the first and second claw pole portions 123, It is held at 143. Each permanent magnet 15a, 15b is arranged to magnetize the first claw pole portion 123 to a first polarity and to magnetize the second claw pole portion 143 to a second polarity. For example, when the first claw pole portion 123 is magnetized to the N pole, the second claw pole portion 143 is magnetized to the S pole. The permanent magnets 15a and 15b may be arranged such that the N pole and the S pole are reversed.

以上の構成を有する車両用交流発電機は、ベルト等を介してプーリ5にエンジンからの回転力が伝えられると、回転子1が回転軸11と共に所定方向に回転する。この状態で、スリップリング6を介してブラシ装置7から回転子1の界磁コイル13に励磁電圧を印加することにより、第1及び第2ポールコア12,14のそれぞれの第1及び第2爪極部123,143が励磁されて、回転子1の回転方向に沿って交互にNS磁極が形成される。これにより、固定子コイル22に三相交流電圧を発生させることができ、整流器8の出力端子から所定の直流電流を取り出すことができる。   In the automotive AC generator having the above configuration, the rotor 1 rotates in a predetermined direction together with the rotating shaft 11 when the rotational force from the engine is transmitted to the pulley 5 via a belt or the like. In this state, by applying an excitation voltage from the brush device 7 to the field coil 13 of the rotor 1 through the slip ring 6, the first and second claw poles of the first and second pole cores 12, 14 respectively. The portions 123 and 143 are excited to alternately form an NS magnetic pole along the rotational direction of the rotor 1. Thereby, the three-phase alternating voltage can be generated in the stator coil 22, and a predetermined direct current can be extracted from the output terminal of the rectifier 8.

参考例1の場合、界磁コイル13への印加により第1及び第2爪極部123,143が励磁されると、例えば第1爪極部123においては、図3に網目模様で示す領域が固定子コア21と磁束の授受を行う部位となる。即ち、網目模様の領域は、第1爪極部123の軸方向において、根元側の概ね2/3の範囲となっている。しかし、参考例1の場合には、周方向に隣接する第1爪極部123と第2爪極部143との間の隙間の軸方向両端部に、軸方向に2分割された永久磁石15a,15bが配置されている。そのため、これら永久磁石15a,15bによって、第1及び第2爪極部123,143の先端部に、固定子コア21と磁束の授受を行う磁気回路(図3に斜線で示す領域)が形成される。これにより、第1及び第2爪極部123,143の先端部が磁気回路として有効利用される。 In the case of the first reference example , when the first and second claw pole portions 123 and 143 are excited by application to the field coil 13, for example, in the first claw pole portion 123, a region shown by a mesh pattern in FIG. It becomes a part which performs exchange of magnetic flux with the stator core 21. That is, in the axial direction of the first claw pole portion 123, the mesh pattern area is in the range of approximately 2/3 of the root side. However, in the case of the first reference example , the permanent magnet 15a axially divided into two at both axial ends of the gap between the first claw pole portion 123 and the second claw pole portion 143 adjacent in the circumferential direction. , 15b are arranged. Therefore, a magnetic circuit (a region indicated by hatching in FIG. 3) is formed by these permanent magnets 15a and 15b at the tip of the first and second claw pole portions 123 and 143 to exchange magnetic flux with the stator core 21. Ru. As a result, the tip end portions of the first and second claw pole portions 123 and 143 are effectively used as a magnetic circuit.

図4は、第1爪極部123の周方向一方側の端面(図3のIV−IV線)に沿った部位の軸方向距離に対する磁束密度の関係を示す磁束密度波形である。参考例1の場合には、第1爪極部123の軸方向両端部に、軸方向に2分割された永久磁石15a,15bが配置されているため、永久磁石15aの配置位置に磁束密度の第1ピークが存在し、永久磁石15bの配置位置に磁束密度の第2ピークが存在している。しかも、第1ピークと第2ピークの差Bは小さく、全体として平均化されている。 FIG. 4 is a magnetic flux density waveform showing the relationship of the magnetic flux density to the axial distance of the portion along the circumferential end surface (IV-IV line in FIG. 3) of the first claw pole portion 123. In the case of the first reference example, since the permanent magnets 15a and 15b which are divided into two in the axial direction are disposed at both axial end portions of the first claw pole portion 123, the magnetic flux density at the arrangement position of the permanent magnet 15a The first peak is present, and the second peak of the magnetic flux density is present at the arrangement position of the permanent magnet 15 b. Moreover, the difference B between the first peak and the second peak is small and averaged as a whole.

なお、比較例1として、図5に示すように、周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143間の隙間に配置される永久磁石に関して、前記特許文献1のように、周方向奇数番目の永久磁石150aと周方向偶数番目の永久磁石150bとを、軸方向に所定距離だけ交互にずらして配置した点で異なるものを準備した。そして、上記と同様に、第1爪極部123の周方向一方側の端面(図5のVI−VI線)に沿った部位の軸方向距離に対する磁束密度の関係を示す磁束密度波形を調べたところ、図6に示す結果が得られた。   As Comparative Example 1, as shown in FIG. 5, with respect to the permanent magnet disposed in the gap between the first and second claw pole portions 123 and 143 adjacent in the circumferential direction, as shown in the patent document 1, circumferential A different magnet was prepared in that the odd-numbered permanent magnets 150 a and the circumferential even-numbered permanent magnets 150 b were alternately shifted in the axial direction by a predetermined distance. Then, in the same manner as described above, the magnetic flux density waveform showing the relationship of the magnetic flux density to the axial distance of the portion along the circumferential end face (line VI-VI in FIG. 5) of the first claw pole portion 123 was examined. By the way, the result shown in FIG. 6 was obtained.

図6から明らかなように、比較例1の場合には、第1爪極部123の軸方向根元側にだけ永久磁石150aが配置されているため、永久磁石150aの軸方向中央部に高い第1ピークが存在している。また、第1爪極部123の軸方向先端側には、第1爪極部123の周方向他方側に配置された永久磁石150bの影響により第1ピークよりも格段に低い第2ピークが存在している。このように、第1ピークと第2ピークの差Aは、上記参考例1における第1ピークと第2ピークの差Bに比べて格段に大きい。 As apparent from FIG. 6, in the case of Comparative Example 1, since the permanent magnet 150a is disposed only on the axial root side of the first claw pole portion 123, the height of the permanent magnet 150a is high at the axial center There is one peak. In addition, a second peak significantly lower than the first peak is present on the tip end side in the axial direction of the first claw pole portion 123 due to the influence of the permanent magnet 150 b disposed on the other side in the circumferential direction of the first claw pole portion 123 doing. Thus, the difference A between the first peak and the second peak is much larger than the difference B between the first peak and the second peak in the first embodiment .

以上のことから、参考例1の場合には、第1及び第2爪極部123,143の先端部を磁気回路として有効活用することができ、これにより性能の向上を図ることができる。なお、参考例1及び比較例1の磁気音の要因となる磁束の第3高調波を測定して調べたところ、図7に示すように、参考例1の場合にも、比較例1と同等に磁束の第3高調波を低減できることが解った。 From the above, in the case of the first reference example , the tip end portions of the first and second claw pole portions 123 and 143 can be effectively used as a magnetic circuit, whereby the performance can be improved. Incidentally, it was investigated by measuring the third harmonic flux that causes the magnetic sound of Reference Example 1 and Comparative Example 1, as shown in FIG. 7, in the case of Reference Example 1 is also equivalent to Comparative Example 1 It can be seen that the third harmonic of the magnetic flux can be reduced.

以上のように構成された参考例1の回転子1によれば、周方向交互に配置される第1爪極部123と第2爪極部143との間の隙間に介設された永久磁石15a,15bは、軸方向に2分割されて前記隙間の軸方向両端部に配置されている。これにより、第1及び第2爪極部123,143の先端側に永久磁石15a,15bが配置されるため、磁気回路で有効活用が難しい第1及び第2爪極部123,143の先端部を有効活用することができるので、性能の向上を図ることができる。 According to the rotor 1 of the reference example 1 configured as described above, permanent magnets interposed in the gap between the first claw pole portions 123 and the second claw pole portions 143 alternately arranged in the circumferential direction 15a and 15b are divided into two in the axial direction and arranged at both axial ends of the gap. As a result, since the permanent magnets 15a and 15b are disposed on the tip side of the first and second claw pole portions 123 and 143, the tip portions of the first and second claw pole portions 123 and 143 which are difficult to effectively utilize in the magnetic circuit. Performance can be improved.

また、参考例1では、第1及び第2爪極部123,143の先端側と根元側に分散して永久磁石15a,15bが配置されることから、局所的な磁気飽和を緩和することができるため、永久磁石15a,15bの減磁を抑制することができる。さらに、軸方向に2分割された永久磁石15a,15bの間に空間部が形成されて、ボス部121,141の外周面に巻装された界磁コイル13が各空間部に露出するようにされているため、界磁コイル13を効率良く冷却することができるので、冷却性の向上を図ることができる。 Further, in the reference example 1 , since the permanent magnets 15a and 15b are disposed to be dispersed on the tip side and the root side of the first and second claw pole portions 123 and 143, it is possible to alleviate the local magnetic saturation. Since it can do, demagnetization of permanent magnet 15a, 15b can be controlled. Furthermore, a space is formed between the permanent magnets 15a and 15b divided into two in the axial direction so that the field coil 13 wound around the outer peripheral surface of the bosses 121 and 141 is exposed to each space. Since the field coil 13 can be cooled efficiently, the cooling performance can be improved.

また、参考例1では、永久磁石15a,15bは、周方向両側の端面が第1及び第2爪極部12,14に保持されているため、遠心力に弱い第1及び第2爪極部12,14の先端部を永久磁石15a,15bで固定することができるので、遠心力に対する強度を向上させることができる。 Further, in the reference example 1 , since the end faces on both sides in the circumferential direction of the permanent magnets 15a and 15b are held by the first and second claw pole portions 12 and 14, the first and second claw pole portions that are weak against centrifugal force Since the tip end portions 12 and 14 can be fixed by the permanent magnets 15a and 15b, the strength against the centrifugal force can be improved.

参考例2
参考例2の回転子1は、図8に示すように、周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143間の隙間に配置される永久磁石15a,15bが、第1及び第2爪極部123,143のそれぞれの先端よりも軸方向外側に突出した位置に配置されている点で、参考例1と異なる。即ち、第1爪極部123の先端側に配置された永久磁石15bは、各第1爪極部123の先端を結ぶ基準線L1よりも、軸方向外側に一部が突出した位置に配置されている。また、第2爪極部143の先端側に配置された永久磁石15aは、各第2爪極部143の先端を結ぶ基準線L2よりも、軸方向外側に一部が突出した位置に配置されている。なお、他の構成は、参考例1と同じであるので、詳しい説明は省略する。
[ Reference Example 2 ]
In the rotor 1 of the reference example 2 , as shown in FIG. 8, the permanent magnets 15a and 15b disposed in the gap between the first and second claw pole portions 123 and 143 adjacent in the circumferential direction are the first and the second. than the tip of each of 2 Tsumekyoku 123, 143 in that it is arranged at a position protruding axially outward, different from the reference example 1. That is, the permanent magnet 15b disposed on the tip end side of the first claw pole portion 123 is disposed at a position where a part thereof protrudes axially outward beyond the reference line L1 connecting the tip ends of the first claw pole portions 123. ing. Further, the permanent magnet 15a disposed on the tip side of the second claw pole portion 143 is disposed at a position where a part thereof protrudes axially outward with respect to the reference line L2 connecting the tips of the second claw pole portions 143. ing. In addition, since the other structure is the same as the reference example 1 , detailed description is abbreviate | omitted.

以上のように構成された参考例2の回転子1によれば、参考例1と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、参考例2の場合には、上記の構成を有することから、採用する永久磁石15a,15bの軸方向長さや強度に応じて、永久磁石15a,15bを最適位置に配置することが可能となる。 According to the rotor 1 of the reference example 2 configured as described above, the same operation and effect as the reference example 1 can be obtained. Furthermore, in the case of Reference Example 2 , since it has the above-described configuration, it is possible to arrange the permanent magnets 15a and 15b in the optimum position according to the axial length and strength of the permanent magnets 15a and 15b to be adopted. Become.

参考例3
参考例3の回転子1は、図9に示すように、周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143間の隙間に配置される永久磁石15a,15bが、第1及び第2爪極部123,143のそれぞれの先端よりも軸方向内側に入り込んだ位置に配置されている点で、参考例1と異なる。即ち、第1爪極部123の先端側に配置された永久磁石15bは、各第1爪極部123の先端を結ぶ基準線L1よりも、軸方向内側に所定距離入り込んだ位置に配置されている。また、第2爪極部143の先端側に配置された永久磁石15aは、各第2爪極部143の先端を結ぶ基準線L2よりも、軸方向内側に所定距離入り込んだ位置に配置されている。なお、他の構成は、参考例1と同じであるので、詳しい説明は省略する。
[ Reference Example 3 ]
In the rotor 1 of the reference example 3 , as shown in FIG. 9, the permanent magnets 15a and 15b disposed in the gaps between the first and second claw pole portions 123 and 143 adjacent in the circumferential direction are the first and than the tip of each of 2 Tsumekyoku 123, 143 in that it is arranged at a position entering in the axially inward, different from the reference example 1. That is, the permanent magnet 15b disposed on the tip end side of the first claw pole portion 123 is disposed at a position axially inward of the reference line L1 connecting the tip ends of the first claw pole portions 123 by a predetermined distance There is. Further, the permanent magnet 15a disposed on the tip end side of the second claw pole portion 143 is disposed at a position axially inward of the reference line L2 connecting the tip ends of the second claw pole portions 143 by a predetermined distance There is. In addition, since the other structure is the same as the reference example 1 , detailed description is abbreviate | omitted.

以上のように構成された参考例3の回転子1によれば、参考例1と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、参考例3の場合には、上記の構成を有することから、採用する永久磁石15a,15bの軸方向長さや強度に応じて、永久磁石15a,15bを最適位置に配置することが可能となる。 According to the rotor 1 of the third embodiment configured as described above, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the case of Reference Example 3 , since it has the above-described configuration, it is possible to arrange the permanent magnets 15a and 15b at the optimum position according to the axial length and strength of the permanent magnets 15a and 15b to be adopted. Become.

実施形態1
実施形態1の回転子1は、図10、図11及び図12に示すように、周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143間の隙間に配置される永久磁石15c〜15fが、第1及び第2爪極部123,143の周方向両側の端面のうち回転子1の回転方向側の端面だけに当接されている点で、参考例1と異なる。即ち、第1爪極部123の回転方向側の端面に当接されている永久磁石15c,15dは、回転方向側に隣接する第2爪極部143の反回転方向側の端面と所定距離だけ離間している。また、第2爪極部143の回転方向側の端面に当接されている永久磁石15e,15fは、回転方向側に隣接する第1爪極部123の反回転方向側の端面と所定距離だけ離間している。
[ Embodiment 1 ]
As shown in FIGS. 10, 11, and 12, the rotor 1 according to the first embodiment includes permanent magnets 15c to 15f disposed in the gaps between the first and second claw pole portions 123 and 143 adjacent in the circumferential direction. However, the second embodiment differs from the first embodiment in that only the end surface on the rotation direction side of the rotor 1 among the end surfaces on both sides in the circumferential direction of the first and second claw pole portions 123 and 143 is abutted. That is, the permanent magnets 15c and 15d being in contact with the end surface of the first claw pole portion 123 in the rotational direction are only a predetermined distance from the end surface of the second claw pole portion 143 adjacent to the rotational direction It is separated. The permanent magnets 15e and 15f being in contact with the end face on the rotation direction side of the second claw pole portion 143 are only a predetermined distance from the end face on the counter rotation direction side of the first claw pole portion 123 adjacent to the rotation direction side. It is separated.

また、第1及び第2爪極部123,143の先端側に当接された永久磁石15c,15eは、第1及び第2爪極部123,143の根元側に当接された永久磁石15d,15fに比べて、磁石のエネルギー積の小さい材質で形成されている点で、参考例1と異なる。一般に、磁石のエネルギー積の大きい材質としては、例えば、ネオジム、フェライト等が挙げられる。また、磁石のエネルギー積の小さい材質としては、例えば、アルニコ、フェライト等が挙げられる。これらの内から、磁石のエネルギー積の相対的な強弱の関係を有する材質を選択すればよい。なお、他の構成は、参考例1と同じであるので、詳しい説明は省略する。 The permanent magnets 15c and 15e that are in contact with the tip end sides of the first and second claw pole portions 123 and 143 are permanent magnets 15d that are in contact with the root sides of the first and second claw pole portions 123 and 143. , 15f, it differs from the reference example 1 in that it is formed of a material having a smaller energy product of magnets. In general, examples of the material having a large energy product of magnets include neodymium and ferrite. Moreover, as a material with a small energy product of a magnet, an alnico, a ferrite, etc. are mentioned, for example. From among these, it is sufficient to select a material having a relative strength relation of energy products of magnets. In addition, since the other structure is the same as the reference example 1 , detailed description is abbreviate | omitted.

以上のように構成された実施形態1の回転子1によれば、参考例1と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、実施形態1の場合には、周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143間の隙間に配置される永久磁石15c〜15fが、第1及び第2爪極部123,143の周方向両側の端面のうち回転子1の回転方向側の端面だけに当接されている。これにより、回転子1の回転による第1及び第2爪極部123,143に対する永久磁石15c〜15fの保持強度が確保されるので、回転方向側に隣接する第1及び第2爪極部123,143の反回転方向側の端面との間に介装される磁石保護カバーなどの部材を省略することができる。これにより、構造の簡素化や低コスト化を図ることができる。 According to the rotor 1 of Embodiment 1 configured as described above, the same operation and effect as those of Reference Example 1 can be obtained. Furthermore, in the case of Embodiment 1, the permanent magnets 15c to 15f disposed in the gaps between the first and second claw pole portions 123 and 143 adjacent in the circumferential direction are the first and second claw pole portions 123, Of the end surfaces on both sides in the circumferential direction of 143, only the end surface on the rotation direction side of the rotor 1 is abutted. As a result, since the holding strength of the permanent magnets 15c to 15f with respect to the first and second claw pole portions 123 and 143 due to the rotation of the rotor 1 is secured, the first and second claw pole portions 123 adjacent to the rotation direction side , 143, and members such as a magnet protective cover interposed between the end surfaces on the side opposite to the rotational direction can be omitted. As a result, simplification of the structure and cost reduction can be achieved.

また、実施形態1では、第1及び第2爪極部123,143の先端側に当接された永久磁石15c,15eは、第1及び第2爪極部123,143の根元側に当接された永久磁石15d,15fに比べて、磁石エネルギー積の小さい材質で形成されている。通常、第1及び第2爪極部123,143間の隙間に配置される永久磁石は、配置箇所や回転方向により、磁気回路への貢献度が異なり、また、永久磁石の価格は磁石のエネルギー積に比例する。そのため、上記の構成を採用することで、性能の低下を限定的に抑制しつつ、低コスト化を図ることができる。 In the first embodiment , the permanent magnets 15c and 15e that are in contact with the distal end sides of the first and second claw pole parts 123 and 143 are in contact with the root sides of the first and second claw pole parts 123 and 143. It is formed of a material having a smaller magnetic energy product than the permanent magnets 15d and 15f. In general, the permanent magnet disposed in the gap between the first and second claw pole portions 123 and 143 differs in the degree of contribution to the magnetic circuit depending on the location and the rotational direction, and the price of the permanent magnet is the energy of the magnet It is proportional to the product. Therefore, by adopting the above-described configuration, it is possible to reduce the cost while limiting the decrease in performance in a limited manner.

参考例4
参考例4の回転子1は、図13、図14及び図15に示すように、周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143間の隙間に配置される永久磁石15gが、前記隙間の周方向中央部に配置されて、周方向両側の第1及び第2爪極部123,143との間に磁気的空隙部16が形成されている点で、参考例1と異なる。この場合、磁気的空隙部16には、図示が省略されているが、例えばスペーサやばね部材、磁石保護カバーなどの非磁性材料で形成された公知の部材を配置して、永久磁石15gを所定位置に保持するようにされている。なお、他の構成は、参考例1と同じであるので、詳しい説明は省略する。
[ Reference Example 4 ]
In the rotor 1 of the reference example 4 , as shown in FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15, the permanent magnet 15g disposed in the gap between the first and second claw pole portions 123, 143 adjacent in the circumferential direction are arranged in the circumferential direction central portion of the gap, in that the magnetic gap portion 16 between the first and second Tsumekyoku 123, 143 of the circumferential sides are formed, different from the reference example 1. In this case, although not shown, a known member formed of a nonmagnetic material, such as a spacer, a spring member, a magnet protection cover, etc., is disposed in the magnetic gap 16, and the permanent magnet 15g is set. It is intended to be held in position. In addition, since the other structure is the same as the reference example 1 , detailed description is abbreviate | omitted.

以上のように構成された参考例4の回転子1によれば、参考例1と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、参考例4の場合には、上記の構成を有するため、この回転子1を正逆両方向に回転可能に構成される電動機に搭載した場合でも、正逆両方向において同じ性能を出すことができる。 According to the rotor 1 of the fourth embodiment configured as described above, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the case of Reference Example 4 , since it has the above configuration, even when the rotor 1 is mounted on a motor configured to be rotatable in both forward and reverse directions, the same performance can be obtained in both forward and reverse directions. .

実施形態2
実施形態2の回転子1は、図16、図17及び図18に示すように、周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143間の隙間に配置される永久磁石15h,15iが、第1及び第2爪極部123,143の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されている点で、参考例1と異なる。即ち、第1爪極部123の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されている永久磁石15hは、これと対向する第2爪極部143の根元側の端面との間に磁気的空隙部16が形成されている。また、第2爪極部143の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されている永久磁石15iは、これと対向する第2爪極部143の根元側の端面との間に磁気的空隙部16が形成されている。なお、他の構成は、参考例1と同じであるので、詳しい説明は省略する。
[ Second embodiment ]
In the rotor 1 of the second embodiment , as shown in FIGS. 16, 17 and 18, permanent magnets 15h, 15i disposed in the gaps between the first and second claw pole portions 123, 143 adjacent in the circumferential direction. but in that only been abut on end faces of both sides in the peripheral direction of the distal end of the first and second Tsumekyoku 123, 143, different from the reference example 1. That is, the permanent magnet 15h that is in contact with only the end surfaces on both sides in the circumferential direction of the tip end portion of the first claw pole portion 123 is magnetically connected to the end surface on the root side of the second claw pole portion 143 opposed thereto. An air gap 16 is formed. In addition, the permanent magnet 15i that is in contact with only the end surfaces on both sides in the circumferential direction of the tip end portion of the second claw pole portion 143 is magnetically connected to the end surface on the root side of the second claw pole portion 143 opposed thereto. An air gap 16 is formed. In addition, since the other structure is the same as the reference example 1 , detailed description is abbreviate | omitted.

以上のように構成された実施形態2の回転子1によれば、参考例1と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、実施形態2の場合には、上記の構成を有することから、第1爪極部123と第2爪極部143の対向面において、界磁による磁束密度が低い第1及び第2爪極部123,143の先端部を2個の永久磁石15h,15iで周方向両側から補助できるため、磁気回路として優位にすることができる。 According to the rotor 1 of Embodiment 2 configured as described above, the same operation and effect as those of Reference Example 1 can be obtained. Furthermore, in the case of Embodiment 2 , since it has the above-mentioned configuration, the first and second claw poles having a low magnetic flux density due to the field on the opposing surface of the first claw pole portion 123 and the second claw pole portion 143 Since the tip portions of the portions 123 and 143 can be assisted from both sides in the circumferential direction by two permanent magnets 15 h and 15 i, they can be superior as a magnetic circuit.

参考例5
参考例5の回転子1は、図19に示すように、周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143間の隙間に配置される永久磁石15jが、磁石保護カバー17に収容されて磁石保護カバー17を介して第1及び第2爪極部123,143に保持されている点で、参考例1と異なる。この場合、磁石保護カバー17は、箱状に形成されて、周方向両側に配置された一対のスペーサ18と共に磁石保護カバー17を内部に収容している。この磁石保護カバー17は、周方向両側の端面が、周方向に隣接する第1及び第2爪極部123,143の対向面に当接した状態で保持されている。
[ Reference Example 5 ]
In the rotor 1 of the reference example 5 , as shown in FIG. 19, the permanent magnet 15 j disposed in the gap between the first and second claw pole portions 123 and 143 adjacent in the circumferential direction is accommodated in the magnet protection cover 17. The second embodiment differs from the first embodiment in that the first and second claw pole portions 123 and 143 are held via the magnet protection cover 17. In this case, the magnet protection cover 17 is formed in a box shape, and accommodates the magnet protection cover 17 inside with the pair of spacers 18 disposed on both sides in the circumferential direction. The magnet protection cover 17 is held in a state in which the end surfaces on both sides in the circumferential direction abut on the opposing surfaces of the first and second claw pole portions 123 and 143 adjacent in the circumferential direction.

なお、磁石保護カバー17及びスペーサ18は、例えば、樹脂や非磁性金属などの非磁性材料で形成することができる。また、磁石保護カバー17とスペーサ18を一体に形成してもよく、スペーサ18を省略して空間部としてもよい。   The magnet protection cover 17 and the spacer 18 can be formed of, for example, a nonmagnetic material such as a resin or a nonmagnetic metal. Further, the magnet protection cover 17 and the spacer 18 may be integrally formed, or the spacer 18 may be omitted to form a space.

以上のように構成された参考例5の回転子1によれば、参考例1と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、参考例5の場合には、上記の構成を有することから、回転子1の高速回転時における永久磁石15jの破損や脱落をより確実に防止することができる。

According to the rotor 1 of the fifth embodiment configured as described above, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the case of the reference example 5 , since it has the above-described configuration, it is possible to more reliably prevent breakage or falling off of the permanent magnet 15 j at the time of high speed rotation of the rotor 1.

1…回転子、 12…第1ポールコア、 121…ボス部、 122…ディスク部、 123…第1爪極部、 13…界磁コイル、 14…第2ポールコア、 141…ボス部、 142…ディスク部、 143…第2爪極部、 15a〜15j…永久磁石、 16…磁気的空隙部、 17…磁石保護カバー、 18…スペーサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor, 12 ... 1st pole core, 121 ... Boss part, 122 ... Disk part, 123 ... 1st nail pole part, 13 ... Field coil, 14 ... 2nd pole core, 141 ... Boss part, 142 ... Disk part , 143: second claw pole, 15a to 15j, permanent magnet, 16: magnetic gap, 17: magnet protective cover, 18: spacer.

Claims (5)

界磁コイル(13)が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第1ボス部(121)と、前記第1ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第1ディスク部(122)と、各前記第1ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第1爪極部(123)とを有する第1ポールコア(12)と、
界磁コイル(13)が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第2ボス部(141)と、前記第2ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第2ディスク部(142)と、各前記第2ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第2爪極部(143)とを有し、前記第1ポールコアに向かい合わせて配置される第2ポールコア(14)と、
周方向交互に配置される前記第1爪極部と前記第2爪極部との間の隙間に介設されて前記第1爪極部を第一の極性に、前記第2爪極部を第二の極性に磁化する永久磁石(15a〜15j)と、を備えた回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、前記隙間の軸方向一端部に配置された第1永久磁石と、軸方向他端部に配置された第2永久磁石とを有するとともに、前記第1及び第2爪極部の周方向両側の端面のうち前記回転子の回転方向側の端面だけに当接されており、前記第1及び第2爪極部の先端側に当接された前記永久磁石(15c,15e)は、前記第1及び第2爪極部の根元側に当接された前記永久磁石(15d,15f)に比べて、磁石のエネルギー積の小さい材質で形成されていることを特徴とする回転電機の回転子。
First the field coil (13) is wound on to the field flux projecting first boss portion that flows in the axial direction (121), radially outward from an axial end in the circumferential direction by a predetermined pitch of the first boss portion A first pole core (12) having a disk portion (122) and a first claw pole portion (123) extending axially from the tip of each of the first disk portions and surrounding the field coil;
A second boss portion (141) in which a field coil (13) is wound and field flux flows in the axial direction, and a second boss portion which protrudes radially outward at a predetermined pitch in the circumferential direction from an axial end of the second boss portion . disc portion (142), have a second Tsumekyoku portion surrounding the field coil extending in the axial direction from the tip end of each of said second disc section (143) and facing said first pole core A second pole core (14) to be arranged ;
The first claw pole portion is interposed between the first claw pole portion and the second claw pole portion alternately arranged in the circumferential direction to make the first claw pole portion into a first polarity and the second claw pole portion a second permanent magnet you magnetization polarity (15a~15j), the rotor equipped with,
The permanent magnet includes a first permanent magnet disposed at one axial end of the gap and a second permanent magnet disposed at the other axial end, and the first and second claw poles Of the end surfaces on both sides in the circumferential direction, the permanent magnets (15c, 15e) which are in contact with only the end surfaces in the rotational direction of the rotor and abut on the tip sides of the first and second claw pole portions are An electric rotating machine characterized in that the material has a smaller energy product of the magnets than the permanent magnets (15d, 15f) abutted on the root side of the first and second claw pole portions Rotor.
界磁コイル(13)が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第1ボス部(121)と、前記第1ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第1ディスク部(122)と、各前記第1ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第1爪極部(123)とを有する第1ポールコア(12)と、
界磁コイル(13)が巻装されて界磁束が軸方向に流れる第2ボス部(141)と、前記第2ボス部の軸方向端から周方向所定ピッチで径方向外側へ突出する第2ディスク部(142)と、各前記第2ディスク部の先端から軸方向へ延在して前記界磁コイルを囲む第2爪極部(143)とを有し、前記第1ポールコアに向かい合わせて配置される第2ポールコア(14)と、
周方向交互に配置される前記第1爪極部と前記第2爪極部との間の隙間に介設されて前記第1爪極部を第一の極性に、前記第2爪極部を第二の極性に磁化する永久磁石(15a〜15j)と、を備えた回転電機の回転子において、
前記永久磁石は、前記隙間の軸方向一端部に配置された第1永久磁石と、軸方向他端部に配置された第2永久磁石とを有するとともに、前記第1及び第2爪極部の先端部の周方向両側の端面にだけ当接されていることを特徴とする回転電機の回転子。
First the field coil (13) is wound on to the field flux projecting first boss portion that flows in the axial direction (121), radially outward from an axial end in the circumferential direction by a predetermined pitch of the first boss portion A first pole core (12) having a disk portion (122) and a first claw pole portion (123) extending axially from the tip of each of the first disk portions and surrounding the field coil;
A second boss portion (141) in which a field coil (13) is wound and field flux flows in the axial direction, and a second boss portion which protrudes radially outward at a predetermined pitch in the circumferential direction from an axial end of the second boss portion . disc portion (142), have a second Tsumekyoku portion surrounding the field coil extending in the axial direction from the tip end of each of said second disc section (143) and facing said first pole core A second pole core (14) to be arranged ;
The first claw pole portion is interposed between the first claw pole portion and the second claw pole portion alternately arranged in the circumferential direction to make the first claw pole portion into a first polarity and the second claw pole portion a second permanent magnet you magnetization polarity (15a~15j), the rotor equipped with,
The permanent magnet includes a first permanent magnet disposed at one axial end of the gap and a second permanent magnet disposed at the other axial end, and the first and second claw poles A rotor of a rotating electrical machine, wherein the rotor is in contact only with end surfaces on both sides in the circumferential direction of a tip end portion .
前記永久磁石は、前記第1及び第2爪極部のそれぞれの先端よりも軸方向外側に突出した位置に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転電機の回転子。 The rotor of the rotating electrical machine according to claim 1 or 2 , wherein the permanent magnet is disposed at a position projecting outward in the axial direction with respect to the respective tips of the first and second claw pole portions. . 前記永久磁石は、前記第1及び第2爪極部のそれぞれの先端よりも軸方向内側に入り込んだ位置に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転電機の回転子。 The rotor of the rotating electrical machine according to claim 1 or 2 , wherein the permanent magnet is disposed at a position axially inward of the respective tips of the first and second claw pole portions. . 前記永久磁石は、磁石保護カバー(17)に収容されて前記磁石保護カバーを介して前記第1及び第2爪極部に保持されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の回転電機の回転子。 The permanent magnet, any one of the preceding claims, characterized in that it is held in the first and second Tsumekyoku section through the magnet protecting cover is accommodated in the magnet protection cover (17) The rotor of the rotating electric machine according to the above item.
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