JP6544151B2 - Electric rotating machine - Google Patents

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Description

本発明は、通電により磁束を発生させる電機子コイルを有するステータと、磁束の通過により回転するロータと、を備える回転電機に関する。   The present invention relates to a rotary electric machine including a stator having an armature coil that generates a magnetic flux by energization and a rotor that rotates by the passage of the magnetic flux.

ハイブリッド車両等に搭載される回転電機として、通電により磁束を発生させる電機子コイルを有するステータと、磁束の通過により回転するロータと、を備える回転電機が用いられている。   As a rotating electric machine mounted on a hybrid vehicle or the like, a rotating electric machine including a stator having an armature coil generating magnetic flux by energization and a rotor rotating by passage of magnetic flux is used.

従来のこの種の回転電機として、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載の回転電機は、隣り合うロータ突極に巻き方向が逆になるようにロータコイルを巻き回し、各ロータコイルの閉回路に整流素子を設けることでロータコイルに流れる誘導電流を一方向に整流している。また、この回転電機は、閉回路にトランジスタを設け、トランジスタによって誘導電流を遮断または通電させている。   As a conventional rotary electric machine of this type, one described in Patent Document 1 is known. The rotary electric machine described in Patent Document 1 winds the rotor coil so that the winding direction is reversed on the adjacent rotor salient poles, and providing a rectifying element in the closed circuit of each rotor coil to induce the induced current flowing in the rotor coil. It rectifies in one direction. In addition, this rotary electric machine is provided with a transistor in a closed circuit, and the transistor cuts off or conducts an induced current.

特許文献1に記載の回転電機は、ロータ突極がステータ磁極に対向した後に離れるときにトランジスタによって誘導電流を遮断することで、ロータ突極とステータ磁極との磁気吸引力がロータの逆転方向に作用することを防止し、ロータのトルクを向上することができる。   The rotary electric machine described in Patent Document 1 cuts off the induced current by the transistor when it leaves after the rotor salient pole faces the stator magnetic pole, so that the magnetic attraction force between the rotor salient pole and the stator magnetic pole is in the reverse direction of the rotor. It is possible to prevent the action and to improve the torque of the rotor.

特開2015−6103号公報JP, 2015-6103, A

特許文献1のようにロータに整流素子を設けた回転電機では、整流素子を保持するダイオードホルダには、整流素子の熱を放熱するヒートシンクとしての機能と、ロータの回転時の遠心力に耐える強度が要求される。   In a rotating electrical machine in which a rectifying element is provided on a rotor as in Patent Document 1, the diode holder holding the rectifying element has a function as a heat sink for radiating heat of the rectifying element and strength to endure centrifugal force when the rotor rotates. Is required.

しかしながら、従来の回転電機は、ダイオードホルダで整流素子を保持する構造についてしか検討されておらず、ダイオードホルダを介したダイオードの放熱性やダイオードホルダの強度が劣ってしまうおそれがあった。   However, the conventional rotary electric machine is only considered about the structure which hold | maintains a rectification element by a diode holder, and there existed a possibility that the heat dissipation of the diode and the intensity | strength of a diode holder may be inferior via a diode holder.

そこで、本発明は、整流素子の放熱性を改善でき、整流素子を保持するダイオードホルダの強度を向上できる回転電機を提供することを目的としている。   Then, an object of this invention is to provide the rotary electric machine which can improve the heat dissipation of a rectifier, and can improve the intensity | strength of the diode holder holding a rectifier.

上記課題を解決する回転電機の発明の一態様は、通電により磁束を発生させる電機子コイルを有するステータと、前記磁束の通過により回転するロータと、を備える回転電機であって、前記ロータは、前記磁束に重畳する高調波成分が鎖交することにより誘導電流を発生する複数の誘導コイルと、前記誘導電流が通電されることにより電磁力を発生する複数の界磁コイルと、前記誘導コイルで発生される前記誘導電流を整流して前記界磁コイルに界磁電流として通電する複数の整流素子と、を有し、前記誘導コイルおよび前記界磁コイルは、前記整流素子と閉回路を形成しており、前記整流素子は、前記ロータに取付けられるカバーの外面に、回転軸の周りに複数配置されているホルダ内に取付け可能に形成されており、前記カバーは、隣接する前記ホルダ間を連通する溝を有することを特徴とする。 One aspect of the invention of a rotating electrical machine that solves the above problems is a rotating electrical machine including a stator having an armature coil that generates a magnetic flux by energization and a rotor that rotates by passing the magnetic flux, wherein the rotor is A plurality of induction coils that generate an induction current by linking harmonic components superimposed on the magnetic flux, a plurality of field coils that generate an electromagnetic force by energizing the induction current, and the induction coil And a plurality of rectifying elements configured to rectify the induced current to be supplied to the field coil as a field current, and the induction coil and the field coil form a closed circuit with the rectifying element And the rectifying element is formed on the outer surface of the cover attached to the rotor so as to be attachable in a plurality of holders arranged around the rotation axis, and the cover is adjacent Between the holder and having a groove communicating with that.

このように本発明によれば、整流素子の放熱性を改善でき、整流素子を保持するダイオードホルダの強度を向上できる。   As described above, according to the present invention, the heat dissipation of the rectifying element can be improved, and the strength of the diode holder for holding the rectifying element can be improved.

図1は、本発明の一実施の形態に係る回転電機を示す図であり、その概略構成の1/2モデルを示す回転軸に直交する断面図である。FIG. 1 is a view showing a rotary electric machine according to an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view orthogonal to a rotation axis showing a half model of its schematic configuration. 図2は、インナロータに設置するダイオードの接続閉回路を示す結線図である。FIG. 2 is a connection diagram showing a connection closed circuit of diodes installed in the inner rotor. 図3は、本発明の一実施の形態に係る回転電機の回転軸に平行な断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view parallel to the rotation axis of the rotary electric machine according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施の形態に係る回転電機のアウタロータを示す分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view showing the outer rotor of the rotary electric machine according to one embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施の形態に係る回転電機のインナロータを示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing an inner rotor of a rotary electric machine according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施形態に係る回転電機を示す図であり、インナロータのロータ巻線を軸線方向の他端部側から見た正面図である。FIG. 6 is a view showing a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, and is a front view of a rotor winding of an inner rotor as viewed from the other end side in the axial direction. 図7は、本発明の一実施形態に係る回転電機を示す図であり、インナロータの回転軸を通る面における断面図である。FIG. 7 is a view showing a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view in a plane passing through the rotation axis of the inner rotor. 図8は、本発明の一実施形態に係る回転電機を示す図であり、ダイオードホルダの一方の面を示す斜視図である。FIG. 8 is a view showing a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, and is a perspective view showing one surface of a diode holder. 図9は、本発明の一実施形態に係る回転電機を示す図であり、ダイオードホルダの他方の面を示す斜視図である。FIG. 9 is a view showing a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, and a perspective view showing the other surface of the diode holder. 図10は、本発明の一実施形態に係る回転電機を示す図であり、ダイオードホルダとダイオードの分解斜視図である。FIG. 10 is a view showing a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, and is an exploded perspective view of a diode holder and a diode. 図11は、本発明の一実施形態に係る回転電機を示す図であり、ダイオードホルダとバランスプレートの分解斜視図である。FIG. 11 is a view showing a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, and is an exploded perspective view of a diode holder and a balance plate. 図12は、本発明の一実施形態に係る回転電機を示す図であり、ダイオードホルダとバランスプレートの組み付け状態を示す斜視図である。FIG. 12 is a view showing a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, and a perspective view showing an assembled state of a diode holder and a balance plate.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図12は本発明の一実施形態に係る回転電機を説明する図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1-12 is a figure explaining the rotary electric machine which concerns on one Embodiment of this invention.

図1において、回転電機1は、ダブルロータ形式の回転電機として構成されており、円筒形状に形成されたステータ100と、このステータ100よりも回転軸1C側に設けられた第2のロータとしてのアウタロータ200と、このアウタロータ200よりも回転軸1C側に設けられた第1のロータとしてのインナロータ300とを備えている。アウタロータ200およびインナロータ300は、回転軸1Cを回転中心として相対回転可能にそれぞれ支持されている。なお、図1は機械角360度のうちの180度分(1/2)の径方向断面図を図示している。インナロータ300は、本発明におけるロータを構成している。   In FIG. 1, the rotary electric machine 1 is configured as a double-rotor type rotary electric machine, and has a cylindrical stator 100 and a second rotor provided closer to the rotary shaft 1C than the stator 100. An outer rotor 200 and an inner rotor 300 as a first rotor provided closer to the rotating shaft 1C than the outer rotor 200 are provided. The outer rotor 200 and the inner rotor 300 are supported so as to be relatively rotatable around the rotation axis 1C. FIG. 1 shows a radial cross-sectional view of 180 degrees (1/2) of the mechanical angle of 360 degrees. The inner rotor 300 constitutes a rotor in the present invention.

ステータ100はステータコア101を備えており、このステータコア101には、軸心に向かう径方向に延伸されている複数本のステータティース102が周方向に並列されている。このステータティース102は、後述するアウタロータ200の磁路部材201の外周面201aにエアギャップG1を介して内周面102a側を対面させるように形成されている。   The stator 100 is provided with a stator core 101. On the stator core 101, a plurality of stator teeth 102 extending in the radial direction toward the axial center are arranged in parallel in the circumferential direction. The stator teeth 102 are formed such that the inner circumferential surface 102 a side faces the outer circumferential surface 201 a of the magnetic path member 201 of the outer rotor 200 described later via the air gap G 1.

このステータ100は、ステータティース102の側面102b間をスロット103として、三相交流のW相、V相、U相に対応する電機子コイル104が納められている。電機子コイル104は分布巻きによりステータティース102に巻き回されている。電機子コイル104は、通電により磁束を発生させる。   In the stator 100, armature coils 104 corresponding to W-phase, V-phase, and U-phase of three-phase alternating current are accommodated with slots 103 between side surfaces 102b of the stator teeth 102. The armature coil 104 is wound around the stator teeth 102 by distributed winding. The armature coil 104 generates a magnetic flux by energization.

ステータ100は、この電機子コイル104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し、発生した磁束をアウタロータ200やインナロータ300に鎖交させることによりこれらアウタロータ200およびインナロータ300をそれぞれ回転駆動させる。   The stator 100 generates a rotating magnetic field rotating in the circumferential direction by supplying a three-phase alternating current to the armature coil 104, and interlinks the generated magnetic flux with the outer rotor 200 and the inner rotor 300, thereby providing the outer rotor 200 and the outer rotor 200. The inner rotor 300 is rotationally driven.

アウタロータ200は、透磁率の高い鋼材などの軟磁性体からなる磁路部材201と、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂等の磁束を通さない非磁性体からなる非磁性部材202とを有する。磁路部材201および非磁性部材202は軸線方向に延伸されている。なお、軸線方向は、回転軸1Cが延伸する方向と同じ方向を示す。   The outer rotor 200 has a magnetic path member 201 made of a soft magnetic material such as steel having high magnetic permeability and a nonmagnetic member 202 made of a nonmagnetic material impermeable to magnetic flux such as PPS (polyphenylene sulfide) resin. The magnetic path member 201 and the nonmagnetic member 202 are stretched in the axial direction. The axial direction indicates the same direction as the direction in which the rotation axis 1C extends.

磁路部材201は、周方向で非磁性部材202に対向するポールピース部201Aと、非磁性部材202のステータ側とインナロータ側とにおいて隣り合うポールピース部201Aを接続するブリッジ部201Bとを有する。   The magnetic path member 201 has a pole piece portion 201A facing the nonmagnetic member 202 in the circumferential direction, and a bridge portion 201B connecting the pole piece portions 201A adjacent on the stator side and the inner rotor side of the nonmagnetic member 202.

ポールピース部201Aとブリッジ部201Bとは、一体形成されている。したがって、磁路部材201は、ポールピース部201Aとブリッジ部201Bとが一体形成された一体コアとして構成されている。一体コアとして構成された磁路部材201は、複数の電磁鋼板を軸線方向に積層したものからなる。   The pole piece portion 201A and the bridge portion 201B are integrally formed. Therefore, the magnetic path member 201 is configured as an integral core in which the pole piece portion 201A and the bridge portion 201B are integrally formed. The magnetic path member 201 configured as an integral core is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction.

非磁性部材202は、ポールピース部201Aおよびブリッジ部201Bで囲まれる空間に設けられている。したがって、本実施の形態のアウタロータ200は、軟磁性体のポールピース部201Aと非磁性部材202とが周方向に交互に配置されている。磁路部材201および非磁性部材202の詳細な構成については後述する。   The nonmagnetic member 202 is provided in a space surrounded by the pole piece portion 201A and the bridge portion 201B. Therefore, in the outer rotor 200 of the present embodiment, the pole piece portions 201A of the soft magnetic material and the nonmagnetic members 202 are alternately arranged in the circumferential direction. The detailed configurations of the magnetic path member 201 and the nonmagnetic member 202 will be described later.

アウタロータ200は、ステータ100のステータティース102の内周面102aと、後述するインナロータ300のロータティース302の外周面302aに対して、磁路部材201の外周面201aと内周面201bとが対面するように形成されている。   In the outer rotor 200, the outer peripheral surface 201a and the inner peripheral surface 201b of the magnetic path member 201 face the inner peripheral surface 102a of the stator teeth 102 of the stator 100 and the outer peripheral surface 302a of the rotor teeth 302 of the inner rotor 300 described later. It is formed as.

このアウタロータ200は、ステータ100の電機子コイル104で発生し鎖交する磁束が磁路部材201のポールピース部201Aを効率よく通過する一方、非磁性部材202ではその磁束の通過を妨げる。このステータ100の電機子コイル104で発生する磁束は、アウタロータ200のポールピース部201Aを通過した後には、後述するように、インナロータ300のロータティース302の外周面302aに鎖交して、再度、アウタロータ200のポールピース部201Aを通過することにより、ステータ100に戻る磁気回路を形成する。   In the outer rotor 200, the magnetic flux generated and linked by the armature coil 104 of the stator 100 efficiently passes through the pole piece portion 201A of the magnetic path member 201, while the nonmagnetic member 202 prevents the magnetic flux from passing. After passing through the pole piece portion 201A of the outer rotor 200, the magnetic flux generated by the armature coil 104 of the stator 100 interlinks with the outer peripheral surface 302a of the rotor teeth 302 of the inner rotor 300, as described later. By passing through the pole piece portion 201A of the outer rotor 200, a magnetic circuit returning to the stator 100 is formed.

このとき、アウタロータ200は、ステータ100に対して相対回転するので、磁束を通過させる磁路部材201のポールピース部201Aと磁束の通過を制限する非磁性部材202とが繰り返し切り換えられて磁気回路を形成する。   At this time, since the outer rotor 200 rotates relative to the stator 100, the pole piece portion 201A of the magnetic path member 201 for passing the magnetic flux and the nonmagnetic member 202 for limiting the passing of the magnetic flux are repeatedly switched to form a magnetic circuit. Form.

このようにアウタロータ200が回転することで、電機子コイル104で発生する回転磁界の極数および周波数を変更させることができる。この変調された回転磁界とインナロータ300が同期回転することによりトルクが発生する。   By rotating the outer rotor 200 in this manner, the number of poles and the frequency of the rotating magnetic field generated by the armature coil 104 can be changed. The synchronous rotation of the modulated rotating magnetic field and the inner rotor 300 generates a torque.

インナロータ300は、複数の電磁鋼板を軸線方向に積層したロータコア301を備えている。このロータコア301には、軸心から離隔する径方向に向かって延長されている複数本のロータティース(突極部)302が周方向に並列されている。ロータティース302は、アウタロータ200の磁路部材201の内周面201bにエアギャップG2を介して外周面302aを対面させるように形成されている。   The inner rotor 300 includes a rotor core 301 in which a plurality of electromagnetic steel plates are stacked in the axial direction. In the rotor core 301, a plurality of rotor teeth (salient pole portions) 302 extended in the radial direction away from the axial center are arranged in parallel in the circumferential direction. The rotor teeth 302 are formed such that the outer peripheral surface 302a faces the inner peripheral surface 201b of the magnetic path member 201 of the outer rotor 200 via the air gap G2.

このロータティース302は、誘導コイルIと界磁コイルFとからなるロータ巻線330を有している。誘導コイルIは、隣接するロータティース302の側面302b間をスロット303として、ロータティース302のアウタロータ200側に巻き付けられている。界磁コイルFは、隣接するロータティース302の側面302b間をスロット303として、ロータティース302の軸心側に巻き付けられている。すなわち、誘導コイルIは、スロット303においてインナロータ300の径方向外側に巻き付けられており、界磁コイルFは、スロット303においてインナロータ300の径方向内側に巻き付けられている。誘導コイルIと界磁コイルFとからなるロータ巻線330は、本発明におけるコイルを構成している。   The rotor teeth 302 have a rotor winding 330 composed of an induction coil I and a field coil F. The induction coil I is wound around the outer rotor 200 of the rotor teeth 302 with the slots 303 between the side surfaces 302 b of the adjacent rotor teeth 302. The field coil F is wound around the axial center side of the rotor teeth 302 as a slot 303 between the side surfaces 302 b of the adjacent rotor teeth 302. That is, the induction coil I is wound radially outward of the inner rotor 300 in the slot 303, and the field coil F is wound radially inward of the inner rotor 300 in the slot 303. A rotor winding 330 comprising an induction coil I and a field coil F constitutes a coil in the present invention.

誘導コイルIは、ロータティース302毎にインナロータ300の周方向において隣同士が逆向きの周回巻線となる集中巻に形成されて、インナロータ300の周方向に配列されている。この誘導コイルIは、磁束が鎖交することにより誘導電流を発生(誘起)する。   The induction coil I is formed in a concentrated winding in which the adjacent winding turns in opposite directions in the circumferential direction of the inner rotor 300 for each rotor tooth 302, and is arranged in the circumferential direction of the inner rotor 300. The induction coil I generates (induces) an induced current by linking magnetic fluxes.

界磁コイルFは、ロータティース302毎にインナロータ300の周方向において隣同士が逆向きの周回巻線となる集中巻になるように形成されて、インナロータ300の周方向に配列されている。この界磁コイルFは、界磁電流を供給されることにより励磁されて電磁石として機能する。
このように、誘導コイルIと界磁コイルFは、電流の向きが等しくなるように巻き回されている。
The field coils F are formed so as to form concentrated windings each having an opposite turn in the circumferential direction of the inner rotor 300 for each rotor tooth 302, and are arranged in the circumferential direction of the inner rotor 300. The field coil F is excited by being supplied with a field current and functions as an electromagnet.
Thus, the induction coil I and the field coil F are wound so that the directions of the currents are equal.

ここで、図1の機械角180度分の8つの誘導コイルIを、回転方向(反時計方向)に誘導コイルI1〜I8と呼んで区別する。また、機械角180度分の8つの界磁コイルFを回転方向に界磁コイルF1〜F8と呼んで区別する。   Here, the eight induction coils I for the mechanical angle of 180 degrees in FIG. 1 are distinguished by being called induction coils I1 to I8 in the rotational direction (counterclockwise direction). Also, the eight field coils F for 180 mechanical angles are distinguished as being called field coils F1 to F8 in the rotational direction.

図2において、誘導コイルI1、I3、I5、I7と界磁コイルF1、F2、F3、F4は、ダイオードD1、D2と共に閉回路である整流回路C1を形成している。この整流回路C1において、3つ置きの誘導コイルI1、I5とダイオードD1が直列接続され、3つ置きの誘導コイルI3、I7とダイオードD2が直列接続され、界磁コイルF1、F2、F3、F4が直列接続されている。また、誘導コイルI1、I5、ダイオードD1からなる直列接続と誘導コイルI3、I7、ダイオードD2からなる直列接続は、両端部で並列接続された後、ダイオードD1、D2のカソード側で、界磁コイルF1、F2、F3、F4からなる直列接続に接続されている。このように、整流回路C1は、誘導コイルI1、I3、I5、I7で発生する交流の誘導電流をダイオードD1、D2でそれぞれ一方向に整流して界磁コイルF1、F2、F3、F4に直流界磁電流として供給するように結線された回路構成となっている。   In FIG. 2, induction coils I1, I3, I5, I7 and field coils F1, F2, F3, F4 form a rectifier circuit C1 which is a closed circuit together with diodes D1, D2. In this rectifier circuit C1, every third induction coil I1, I5 and diode D1 are connected in series, every third induction coil I3, I7 and diode D2 are connected in series, and field coils F1, F2, F3, F4 Are connected in series. The series connection of the induction coils I1 and I5 and the diode D1 and the series connection of the induction coils I3 and I7 and the diode D2 are connected in parallel at both ends and then the field coil on the cathode side of the diodes D1 and D2. It is connected to the series connection which consists of F1, F2, F3, and F4. Thus, the rectifier circuit C1 rectifies the alternating current induced current generated by the induction coils I1, I3, I5 and I7 in one direction with the diodes D1 and D2, respectively, to direct the direct current to the field coils F1, F2, F3 and F4. It has a circuit configuration connected to supply as a field current.

また、誘導コイルI2、I4、I6、I8と界磁コイルF5、F6、F7、F8は、ダイオードD3、D4と共に閉回路である整流回路C2を形成している。この整流回路C2において、3つ置きの誘導コイルI2、I6とダイオードD3が直列接続され、3つ置きの誘導コイルI4、I8とダイオードD4が直列接続され、界磁コイルF5、F6、F7、F8が直列接続されている。また、誘導コイルI2、I6、ダイオードD3からなる直列接続と誘導コイルI4、I8、ダイオードD4からなる直列接続は、両端部で並列接続された後、ダイオードD3、D4のカソード側で界磁コイルF5、F6、F7、F8からなる直列接続に接続されている。このように、整流回路C2は、誘導コイルI2、I4、I6、I8で発生する交流の誘導電流をダイオードD3、D4でそれぞれ一方向に整流して界磁コイルF5、F6、F7、F8に直流界磁電流として供給するように結線された回路構成となっている。   The induction coils I2, I4, I6, I8 and the field coils F5, F6, F7, F8 form a rectifier circuit C2 which is a closed circuit together with the diodes D3, D4. In this rectifier circuit C2, every third induction coil I2, I6 and diode D3 are connected in series, every third induction coil I4, I8 and diode D4 are connected in series, and field coils F5, F6, F7, F8 Are connected in series. The series connection of the induction coils I2 and I6 and the diode D3 and the series connection of the induction coils I4 and I8 and the diode D4 are connected in parallel at both ends, and then the field coil F5 is formed on the cathode side of the diodes D3 and D4. , F6, F7, and F8 are connected in series. Thus, the rectifier circuit C2 rectifies the alternating current induced current generated by the induction coils I2, I4, I6 and I8 in one direction with the diodes D3 and D4, respectively, to direct the field coils F5, F6, F7 and F8 to DC It has a circuit configuration connected to supply as a field current.

この回路構成により、誘導コイルIで発生させた誘導電流を整流し界磁電流として界磁コイルFを励磁させることができるため、ロータティース302を電磁石として機能させることができる。   With this circuit configuration, it is possible to rectify the induction current generated by the induction coil I and excite the field coil F as a field current, so that the rotor teeth 302 can function as an electromagnet.

ここで、ダイオードD1、D2、D3、D4は、誘導コイルIや界磁コイルFを多極化させる場合でも、直列接続することにより使用数を抑えており、大量使用を回避するために、一般的なHブリッジ型の全波整流回路を形成するのではなく、それぞれ180度位相差になるように結線して、一方の誘導電流を反転させて半波整流出力する中性点クランプ型の半波整流回路を形成している。   Here, the diodes D1, D2, D3 and D4 are used in series even when the induction coil I and the field coil F are multipolarized, and the number of diodes D1, D2, D3 and D4 is reduced in series by connecting in series. Neutral point clamp half-wave rectification that connects by 180 degrees phase difference and inverts one of the induced current to form half-wave rectification output instead of forming an H-bridge full-wave rectification circuit Form a circuit.

整流回路C1、C2の界磁コイルFは、隣接するロータティース302毎の巻付方向を逆向きにされている。このことから、磁気回路の一部を構成するインナロータ300の一つのロータティース302は、アウタロータ200のポールピース部201Aから誘導する方向となるS極を対面させる電磁石として機能するように磁化されている。また、隣接するもう一つのロータティース302は、磁束をアウタロータ200側に誘導する方向となるN極を対面させる電磁石として機能するように磁化されている。   The field coils F of the rectifier circuits C1 and C2 are reversed in the winding direction for each of the adjacent rotor teeth 302. From this, one of the rotor teeth 302 of the inner rotor 300 that constitutes a part of the magnetic circuit is magnetized so as to function as an electromagnet that faces the S pole in the direction guided from the pole piece portion 201A of the outer rotor 200. . Further, the other adjacent rotor teeth 302 are magnetized so as to function as an electromagnet that causes an N pole in a direction to guide the magnetic flux to the outer rotor 200 side.

ここで、回転電機1のトルクの発生原理を説明する。インナロータ300は、ステータ100からアウタロータ200を介して鎖交する磁束のうち、そのアウタロータ200の回転によって変調された磁束がインナロータ300の回転と同期して鎖交する。   Here, the principle of torque generation of the rotary electric machine 1 will be described. Among the magnetic fluxes interlinked from the stator 100 via the outer rotor 200, the magnetic flux modulated by the rotation of the outer rotor 200 interlinks in synchronization with the rotation of the inner rotor 300.

また、一方で、回転電機1は、インナロータ300の誘導コイルIに鎖交する磁束に、アウタロータ200により変調されずに(インナロータ300の回転に同期せずに)変動する成分が含まれており、これにより誘導コイルIに交流の誘導電流を発生させることができる。そして、その交流の誘導電流をダイオードD1、D2で整流して直流の界磁電流とし、界磁コイルFに通電することにより、ロータティース302を電磁石として機能させて界磁磁束を発生させることができる。このようにして、回転電機1はトルクを発生することができる。   On the other hand, in the rotating electrical machine 1, the magnetic flux linked to the induction coil I of the inner rotor 300 contains a component that is not modulated by the outer rotor 200 (that is not synchronized with the rotation of the inner rotor 300), Thereby, an induction current of alternating current can be generated in the induction coil I. Then, the AC induction current is rectified by the diodes D1 and D2 to be a DC field current, and the field coil F is energized to cause the rotor teeth 302 to function as an electromagnet to generate a field magnetic flux. it can. Thus, the rotary electric machine 1 can generate torque.

なお、このとき、ステータ100のステータティース102からアウタロータ200のポールピース部201Aを介してインナロータ300のロータティース302に鎖交する磁束は、分布巻きした電機子コイル104に交流電源から電力供給して発生させる。   At this time, the magnetic flux interlinked from the stator teeth 102 of the stator 100 to the rotor teeth 302 of the inner rotor 300 through the pole piece portion 201A of the outer rotor 200 supplies power from the AC power supply to the distributedly wound armature coil 104. generate.

ところで、この電機子コイル104は、本実施の形態では分布巻きを採用するが、集中巻きを採用してもよい。集中巻きを採用する場合には、ロータティース302に鎖交する磁束に分布巻きのコイルで発生する場合よりも多くの高調波成分を重畳させることができる。この磁束に重畳される高調波成分は、磁束量の変動として作用するため、誘導コイルIに誘導電流を効果的に発生させることができ、より大きな界磁電流を界磁コイルFに供給して界磁磁束を発生させることができる。   By the way, although this armature coil 104 adopts distributed winding in the present embodiment, concentrated winding may be adopted. When concentrated winding is employed, more harmonic components can be superimposed on the magnetic flux linked to the rotor teeth 302 than in the case of the distributed winding coil. The harmonic component superimposed on the magnetic flux acts as a fluctuation in the amount of magnetic flux, so that an induction current can be effectively generated in the induction coil I, and a larger field current is supplied to the field coil F. Field flux can be generated.

これらのことから、回転電機1は、永久磁石を設けることなく、インナロータ300を電磁石トルク(回転力)により相対回転させることができる。このインナロータ300では、磁化方向(N極、S極)が周方向に向かって交互になるように並列されている電磁石としてロータティース302を機能させることにより、アウタロータ200およびステータ100との間で鎖交させる磁束をスムーズにスロット303を迂回させて受け渡すことができる。   From these things, the rotary electric machine 1 can relatively rotate the inner rotor 300 by electromagnet torque (rotational force) without providing a permanent magnet. In this inner rotor 300, a chain is formed between the outer rotor 200 and the stator 100 by causing the rotor teeth 302 to function as electromagnets arranged in parallel so that the magnetization directions (N and S poles) alternate in the circumferential direction. The magnetic flux to be exchanged can be smoothly diverted around the slot 303 and delivered.

この回転電機1は、ステータ100に対してアウタロータ200が相対回転し、また、その回転するアウタロータ200(磁路部材201)を経由する磁束が鎖交されるインナロータ300が電磁石トルクにより相対回転されるので、アウタロータ200を低速回転させ、インナロータ300を高速回転させることができる。また、反対に、アウタロータ200を高速回転させ、インナロータ300を低速回転させることもできる。   In the electric rotating machine 1, the outer rotor 200 rotates relative to the stator 100, and the inner rotor 300 where the magnetic flux passing through the rotating outer rotor 200 (magnetic path member 201) is linked is relatively rotated by the electromagnet torque. Therefore, the outer rotor 200 can be rotated at low speed, and the inner rotor 300 can be rotated at high speed. Also, conversely, the outer rotor 200 can be rotated at high speed, and the inner rotor 300 can be rotated at low speed.

この回転電機1は、ステータ100、アウタロータ200およびインナロータ300の構造に応じて上述の回転駆動に必要なトルクが発生するようになっている。具体的には、ステータ100の電機子コイル104の極対数をAとし、アウタロータ200の極数となるポールピース部201Aの数をHとし、インナロータ300の極対数となるロータティース(電磁石)302の極対数をPとしたときに、次式(1)を成立させる組み合わせとなる。
H=|A±P| ......(1)
According to the structure of the stator 100, the outer rotor 200, and the inner rotor 300, the rotary electric machine 1 generates torque necessary for the above-described rotational drive. Specifically, the number of pole pairs of the armature coil 104 of the stator 100 is A, the number of pole piece portions 201A as the number of poles of the outer rotor 200 is H, and the number of pole pairs of the inner rotor 300 is When the number of pole pairs is P, the combination is such that the following equation (1) holds.
H = | A ± P | (1)

この構造では、トルクを効果的に発生させてアウタロータ200とインナロータ300とをステータ100に対して効率よく相対回転させることができる。例えば、本実施の形態の回転電機1では、ステータ100の電機子コイル104の極対数A=4、アウタロータ200の極数H=12、および、インナロータ300のロータティース302の極対数P=8であり、上記の式(1)を満たしている。   In this structure, torque can be effectively generated to rotate the outer rotor 200 and the inner rotor 300 relative to the stator 100 efficiently. For example, in rotating electric machine 1 of the present embodiment, the number of poles A = 4 of armature coil 104 of stator 100, the number of poles H of outer rotor 200 H = 12, and the number of poles P = 8 of rotor teeth 302 of inner rotor 300. Yes, and satisfies the above equation (1).

図3に示すように、回転電機1は、ステータ100内にアウタロータ200が回転自在に収容されており、さらに、そのアウタロータ200内にインナロータ300が回転自在に収容されている。   As shown in FIG. 3, in the rotary electric machine 1, the outer rotor 200 is rotatably accommodated in the stator 100, and the inner rotor 300 is rotatably accommodated in the outer rotor 200.

また、アウタロータ200の磁路部材201には、アウタ回転軸210が一体回転可能に連結されている。インナロータ300のロータコア301には、インナ回転軸310が一体回転可能に連結されている。これにより、回転電機1は、磁気変調原理を利用してアウタ回転軸210およびインナ回転軸310のそれぞれに動力を伝達することのできる磁気変調型二軸モータとして構成される。   Further, an outer rotation shaft 210 is connected to the magnetic path member 201 of the outer rotor 200 so as to be integrally rotatable. An inner rotation shaft 310 is coupled to the rotor core 301 of the inner rotor 300 so as to be integrally rotatable. Thus, the rotary electric machine 1 is configured as a magnetic modulation type two-axis motor capable of transmitting power to each of the outer rotation shaft 210 and the inner rotation shaft 310 by using the magnetic modulation principle.

したがって、回転電機1は、例えばステータ100を遊星歯車機構のサンギヤ、アウタロータ200を遊星歯車機構のキャリヤ、インナロータ300を遊星歯車機構のリングギヤとして機能させることができ、機械式の遊星歯車機構と同等の機能を備えることができる。なお、本実施の形態に係る回転電機1は、アウタロータ200がキャリヤとして機能するよう構成される。   Therefore, the rotary electric machine 1 can function, for example, the stator 100 as a sun gear of a planetary gear mechanism, the outer rotor 200 as a carrier of a planetary gear mechanism, and the inner rotor 300 as a ring gear of a planetary gear mechanism. It can be equipped with functions. The rotary electric machine 1 according to the present embodiment is configured such that the outer rotor 200 functions as a carrier.

この構造により、回転電機1は、例えば、ハイブリッド自動車にエンジン(内燃機関)と共に駆動源として搭載する場合、アウタロータ200のアウタ回転軸210とインナロータ300のインナ回転軸310とをそれぞれ車両の動力伝達経路に直接連結して、ステータ100の電機子コイル104にインバータを介して車両のバッテリを接続することにより駆動源と共に動力伝達機構としても機能させることができる。   With this structure, for example, when the rotary electric machine 1 is mounted as a drive source together with an engine (internal combustion engine) in a hybrid vehicle, the power transmission path of the vehicle is the outer rotary shaft 210 of the outer rotor 200 and the inner rotary shaft 310 of the inner rotor 300, respectively. By connecting the vehicle battery directly to the armature coil 104 of the stator 100 via the inverter, the motor 100 can also function as a power transmission mechanism together with the drive source.

(アウタロータ)
図3、図4において、アウタロータ200は、上述した磁路部材201および非磁性部材202に加えて、鉄材からなるアウタ回転軸210と、円環状のフランジ215と、円筒状の円筒軸214とを備えている。
(Outer rotor)
3 and 4, in addition to the magnetic path member 201 and the nonmagnetic member 202 described above, the outer rotor 200 includes an outer rotary shaft 210 made of iron material, an annular flange 215, and a cylindrical cylindrical shaft 214. Have.

アウタ回転軸210は、円柱状の小径部210Aと、この小径部210Aの他端部に連続するフランジ形状の大径部210Bとからなる。大径部210Bは、回転軸1Cを中心とした径方向が小径部210Aの径方向よりも大きく形成されており、軸線方向の他端部側で磁路部材201に対向している。   The outer rotary shaft 210 includes a cylindrical small diameter portion 210A and a flange-shaped large diameter portion 210B continuous with the other end of the small diameter portion 210A. The large diameter portion 210B is formed such that the radial direction around the rotation shaft 1C is larger than the radial direction of the small diameter portion 210A, and the large diameter portion 210B faces the magnetic path member 201 at the other end side in the axial direction.

アウタ回転軸210の小径部210Aには、軸線方向の一端部から他端部に向かって、レゾルバリング221、レゾルバロータ220、リテーナ218が設けられている。レゾルバロータ220は、レゾルバリング221によって小径部210Aに一体回転自在に固定されている。   A resolver ring 221, a resolver rotor 220, and a retainer 218 are provided on the small diameter portion 210A of the outer rotation shaft 210 from one end to the other end in the axial direction. The resolver rotor 220 is integrally rotatably fixed to the small diameter portion 210A by a resolver ring 221.

リテーナ218は、円環状に形成されており、その内縁部の軸線方向の一端部側の側面で、後述するラジアルボールベアリング21の外輪を支持している。また、リテーナ218にはナット部218Aが設けられており、このナット部218Aには、後述するボルト26が螺合される。   The retainer 218 is formed in an annular shape, and supports the outer ring of the radial ball bearing 21 described later on the side surface on the one end side in the axial direction of the inner edge portion. Further, the retainer 218 is provided with a nut portion 218A, and a bolt 26 described later is screwed into the nut portion 218A.

フランジ215は、アウタ回転軸210の大径部210Bと磁路部材201および非磁性部材202との間に設けられている。フランジ215は、例えばアルミ材などの非磁性体からなる。これにより、電機子コイル104により発生した磁束が鉄材からなるアウタ回転軸210に漏れ磁束として流れてしまうことが防止される。   The flange 215 is provided between the large diameter portion 210 B of the outer rotary shaft 210 and the magnetic path member 201 and the nonmagnetic member 202. The flange 215 is made of, for example, a nonmagnetic material such as an aluminum material. Thereby, the magnetic flux generated by the armature coil 104 is prevented from flowing as the leakage magnetic flux to the outer rotary shaft 210 made of iron material.

大径部210Bおよびフランジ215には、周方向に並んだ複数の挿通孔210B1、215Aがそれぞれ形成されており、これらの挿通孔210B1、215Aには非磁性体ボルト219が挿通されている。非磁性部材202には挿通孔202Aが形成されており、この挿通孔202Aには非磁性体ボルト219が挿通されている。   A plurality of insertion holes 210B1 and 215A aligned in the circumferential direction are respectively formed in the large diameter portion 210B and the flange 215, and nonmagnetic bolts 219 are inserted through the insertion holes 210B1 and 215A. An insertion hole 202A is formed in the nonmagnetic member 202, and a nonmagnetic bolt 219 is inserted through the insertion hole 202A.

非磁性体ボルト219は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂等の磁束を通さない非磁性体で構成されている。このため、アウタロータ200は、各ポールピース部201A(図1参照)が磁気的に独立し、非磁性体ボルト219を磁性体で構成した場合と比べて各ポールピース部201Aによるパーミアンス変動(突極比)を大きくすることができる。これにより、回転電機1におけるトルク密度が向上する。   The nonmagnetic bolt 219 is made of a nonmagnetic material that does not pass magnetic flux, such as PPS (polyphenylene sulfide) resin. Therefore, in the outer rotor 200, permeance fluctuation (salient pole) occurs due to each pole piece portion 201A as compared to the case where each pole piece portion 201A (see FIG. 1) is magnetically independent and the nonmagnetic bolt 219 is made of magnetic material. Ratio can be increased. Thereby, the torque density in the rotary electric machine 1 is improved.

また、非磁性体ボルト219が非磁性体で構成されるため、ギャップ中に発生する高調波磁束に起因して非磁性体ボルト219内で発生する渦電流、および非磁性体ボルト219間で発生する渦電流による損失を低減することができる。   Further, since the nonmagnetic bolt 219 is formed of a nonmagnetic substance, it is generated between the eddy current generated in the nonmagnetic bolt 219 and the nonmagnetic bolt 219 due to harmonic flux generated in the gap. It is possible to reduce the loss due to the eddy current.

円筒軸214は、磁路部材201および非磁性部材202の軸線方向の他端部側(図3中、左端側)に設けられており、この円筒軸214には、非磁性体ボルト219の軸線方向の他端部が螺合される雌ねじ214Aが形成されている。   The cylindrical shaft 214 is provided on the other end side (left end side in FIG. 3) of the magnetic path member 201 and the nonmagnetic member 202 in the axial direction, and an axial line of the nonmagnetic bolt 219 is provided on the cylindrical shaft 214. A female screw 214A is formed in which the other end of the direction is screwed.

円筒軸214は、例えば非磁性体のステンレスで構成されている。これにより、電機子コイル104により発生した磁束が円筒軸214を介して外部に漏れ磁束として流れてしまうことが防止される。   The cylindrical shaft 214 is made of, for example, nonmagnetic stainless steel. As a result, the magnetic flux generated by the armature coil 104 is prevented from flowing as leakage magnetic flux to the outside through the cylindrical shaft 214.

アウタロータ200において、非磁性体ボルト219を軸線方向の他端部側から大径部210Bの挿通孔210B1、フランジ215の挿通孔215A、非磁性部材202の挿通孔202Aに順次挿通し、円筒軸214の雌ねじ214Aに螺合することで、磁路部材201および非磁性部材202の軸線方向の一端部側(図3中、右端側)にフランジ215およびアウタ回転軸210が固定されるとともに、磁路部材201および非磁性部材202の軸線方向の他端部側に円筒軸214が固定される。   In the outer rotor 200, the nonmagnetic bolt 219 is inserted sequentially from the other end side in the axial direction into the insertion hole 210B1 of the large diameter portion 210B, the insertion hole 215A of the flange 215, and the insertion hole 202A of the nonmagnetic member 202. The flange 215 and the outer rotary shaft 210 are fixed to one end side (right end side in FIG. 3) of the magnetic path member 201 and the nonmagnetic member 202 in the axial direction by screwing to the female screw 214A of The cylindrical shaft 214 is fixed to the other end side in the axial direction of the member 201 and the nonmagnetic member 202.

(インナロータ)
図3、図5において、インナロータ300は鉄材からなるインナ回転軸310を備えている。このインナ回転軸310の外周部には、軸線方向の一端部側から他端部側に向かって、バランスプレート311、スペーサ312、ロータ巻線330、スペーサ314、ダイオードホルダ315、バランスプレート316、Uナット317、リテーナ318、レゾルバロータ319、レゾルバリング320が設けられている。
(Inner rotor)
In FIGS. 3 and 5, the inner rotor 300 is provided with an inner rotation shaft 310 made of iron material. The balance plate 311, the spacer 312, the rotor winding 330, the spacer 314, the diode holder 315, the balance plate 316, U are arranged on the outer peripheral portion of the inner rotation shaft 310 from one end to the other end in the axial direction. A nut 317, a retainer 318, a resolver rotor 319, and a resolver ring 320 are provided.

バランスプレート311は、鉄材を円環状に形成したものからなり、内周縁部でインナ回転軸310の鍔部によって軸線方向に位置決めされている。バランスプレート311は、ロータ巻線330の軸線方向の一端部側(図3中、右端側)からスペーサ312を介してロータ巻線330を支持している。   The balance plate 311 is formed by forming an iron material in an annular shape, and is positioned in the axial direction by the flange portion of the inner rotation shaft 310 at the inner peripheral edge portion. The balance plate 311 supports the rotor winding 330 via the spacer 312 from the one end side (right end side in FIG. 3) of the rotor winding 330 in the axial direction.

スペーサ312は、ロータ巻線330の軸線方向の一端部とバランスプレート311との間に介装されている。スペーサ312は、回転軸1Cを中心とした径方向がロータ巻線330の径方向より小さく形成されており、ロータ巻線330とバランスプレート311との間に空間を形成している。スペーサ312は、アルミ材を円環状に形成したものからなる。バランスプレート311およびスペーサ312は、ロータ巻線330と一体回転するようにインナ回転軸310に対して回り止めされている。   The spacer 312 is interposed between one end of the rotor winding 330 in the axial direction and the balance plate 311. The spacer 312 is formed such that the radial direction about the rotation axis 1 C is smaller than the radial direction of the rotor winding 330, and a space is formed between the rotor winding 330 and the balance plate 311. The spacer 312 is made of an aluminum material formed in an annular shape. The balance plate 311 and the spacer 312 are locked against the inner rotation shaft 310 so as to rotate integrally with the rotor winding 330.

バランスプレート316は、鉄材を円環状に形成したものからなり、内周縁部でUナット317によって軸線方向に位置決めされている。バランスプレート316は、ロータ巻線330の軸線方向の他端部側(図3中、左端側)からダイオードホルダ315およびスペーサ314を介してロータ巻線330を支持している。   The balance plate 316 is formed of an iron material in an annular shape, and is positioned in the axial direction by the U-nut 317 at the inner peripheral edge portion. The balance plate 316 supports the rotor winding 330 through the diode holder 315 and the spacer 314 from the other end side (the left end side in FIG. 3) of the rotor winding 330 in the axial direction.

スペーサ314は、ロータ巻線330の軸線方向の他端部とダイオードホルダ315との間に介装されている。スペーサ314は、ロータ巻線330より回転軸1Cを中心とした径方向の寸法が小さく形成されており、ロータ巻線330とダイオードホルダ315との間に空間を形成している。スペーサ314は、アルミ材を円環状に形成したものからなる。   The spacer 314 is interposed between the other axial end of the rotor winding 330 and the diode holder 315. The spacer 314 is formed smaller in size in the radial direction centering on the rotation axis 1 C than the rotor winding 330, and forms a space between the rotor winding 330 and the diode holder 315. The spacer 314 is made of an aluminum material formed in an annular shape.

ダイオードホルダ315は、円環状に形成された回路基板からなり、前述のダイオードD1〜D4を保持している。バランスプレート316、ダイオードホルダ315およびスペーサ314は、ロータ巻線330と一体回転するようにインナ回転軸310に対して回り止めされている。   The diode holder 315 is formed of a circuit board formed in an annular shape, and holds the diodes D1 to D4 described above. The balance plate 316, the diode holder 315 and the spacer 314 are fixed to the inner rotation shaft 310 so as to rotate integrally with the rotor winding 330.

Uナット317は、内周面に図示しない雌ねじが形成されており、インナ回転軸310の外周面に形成された図示しない雄ねじに螺合している。Uナット317がインナ回転軸310に螺合することで、ロータ巻線330は、スペーサ312、314およびダイオードホルダ315を介してバランスプレート311、316により軸線方向の両側から挟まれた状態で、インナ回転軸310に対して軸線方向および回転方向に固定される。   The U nut 317 has a female screw (not shown) formed on the inner peripheral surface, and is screwed with a male screw (not shown) formed on the outer peripheral surface of the inner rotation shaft 310. The U-nut 317 is screwed to the inner rotation shaft 310, whereby the rotor winding 330 is sandwiched by the balance plates 311 and 316 from both sides in the axial direction via the spacers 312 and 314 and the diode holder 315. It is fixed in the axial direction and in the rotational direction with respect to the rotation axis 310.

リテーナ318は、円環状に形成されており、その内縁部の軸線方向の他端部側(図3中、左端側)の側面で、後述するラジアルボールベアリング23の外輪を支持している。また、リテーナ318の外縁部の軸線方向の一端部側(図3中、右端側)には、ナット部318Aが設けられており、このナット部318Aには、後述するボルト25が螺合される。   The retainer 318 is formed in an annular shape, and supports an outer ring of a radial ball bearing 23 described later on the side surface of the other end side (the left end side in FIG. 3) of the inner edge portion in the axial direction. Further, a nut portion 318A is provided on one axial end side (the right end side in FIG. 3) of the outer edge of the retainer 318, and a bolt 25 described later is screwed into the nut portion 318A. .

(ケースを含めた全体構造)
図3において、回転電機1はケース10を備えており、このケース10の内部に前述のステータ100、アウタロータ200およびインナロータ300を収容している。
(Overall structure including the case)
In FIG. 3, the rotary electric machine 1 includes a case 10, and the above-described stator 100, the outer rotor 200, and the inner rotor 300 are accommodated in the case 10.

ケース10は、軸線方向の一端部側から他端部側に向かって、第1フランジ11、第1スペーサ12、第1ケース13、第2ケース14、第2スペーサ15、第2フランジ16を備えている。   The case 10 includes a first flange 11, a first spacer 12, a first case 13, a second case 14, a second spacer 15, and a second flange 16 in the axial direction from one end to the other end. ing.

第1ケース13は、円盤状のプレート部13Aと、このプレート部13Aの外縁部の他端部側に連続する円筒状の円筒部13Bとからなる。プレート部13Aの中心部には貫通孔13Cが形成されており、この貫通孔13Cにはアウタ回転軸210の小径部210Aが貫通している。   The first case 13 includes a disk-like plate portion 13A and a cylindrical portion 13B which is continuous with the other end of the outer edge of the plate portion 13A. A through hole 13C is formed at the center of the plate portion 13A, and a small diameter portion 210A of the outer rotary shaft 210 penetrates through the through hole 13C.

円筒部13Bの内周面にはステータ100が固定されている。また、円筒部13Bは、アウタロータ200の磁路部材201および非磁性部材202と、インナロータ300のロータコア301およびロータ巻線330とに径方向で対向している。   The stator 100 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 13B. Further, the cylindrical portion 13 B radially faces the magnetic path member 201 and the nonmagnetic member 202 of the outer rotor 200, and the rotor core 301 and the rotor winding 330 of the inner rotor 300.

このように、円筒部13Bの径方向内方には、回転電機1の主要部であるステータ100と、アウタロータ200の磁路部材201および非磁性部材202と、インナロータ300のロータコア301およびロータ巻線330とが収容されている。   In this manner, the stator 100 which is the main part of the rotary electric machine 1, the magnetic path member 201 and the nonmagnetic member 202 of the outer rotor 200, and the rotor core 301 and the rotor winding of the inner rotor 300 And 330 are accommodated.

貫通孔13Cにはラジアルボールベアリング21が設けられている。ラジアルボールベアリング21は、第1ケース13のプレート部13Aに軸線方向の一端部からボルト26を挿通してリテーナ218のナット部218Aに螺合することで、軸線方向に位置決めされる。第1ケース13のプレート部13Aは、このラジアルボールベアリング21を介してアウタ回転軸210の小径部210Aを回転自在に支持している。   Radial ball bearings 21 are provided in the through holes 13C. The radial ball bearing 21 is positioned in the axial direction by inserting the bolt 26 into the plate portion 13A of the first case 13 from one end in the axial direction and screwing it into the nut portion 218A of the retainer 218. The plate portion 13A of the first case 13 rotatably supports the small diameter portion 210A of the outer rotation shaft 210 via the radial ball bearing 21.

また、貫通孔13Cにはレゾルバセンサ31が固定されている。一方、アウタ回転軸210の小径部210Aには、レゾルバセンサ31と径方向で対向するように、円環状のレゾルバロータ220が設けられている。レゾルバロータ220は、レゾルバリング221によってアウタ回転軸210の小径部210Aに一体回転自在に固定されている。   Further, the resolver sensor 31 is fixed to the through hole 13C. On the other hand, an annular resolver rotor 220 is provided on the small diameter portion 210A of the outer rotation shaft 210 so as to radially face the resolver sensor 31. The resolver rotor 220 is integrally rotatably fixed to the small diameter portion 210A of the outer rotation shaft 210 by a resolver ring 221.

レゾルバセンサ31は、レゾルバロータ220の回転角を検出することで、アウタロータ200の回転角を検出している。   The resolver sensor 31 detects the rotation angle of the resolver rotor 220 to detect the rotation angle of the outer rotor 200.

第2ケース14は、円筒状の外筒部14Aと、この外筒部14Aの内周側に配置された円筒状の内筒部14Bと、外筒部14Aおよび内筒部14Bの軸線方向の他端部側に連続する円盤状のプレート部14Cとを有している。   The second case 14 includes a cylindrical outer cylinder portion 14A, a cylindrical inner cylinder portion 14B disposed on the inner peripheral side of the outer cylinder portion 14A, and axial directions of the outer cylinder portion 14A and the inner cylinder portion 14B. It has the disk shaped plate part 14C which follows the other end side.

第1ケース13と第2ケース14は、第1ケース13の円筒部13Bと第2ケース14の外筒部14Aとを軸線方向に付き合わせて図示しないボルトで締結することにより、ステータ100、アウタロータ200およびインナロータ300を収容した状態で連結されている。   The first case 13 and the second case 14 are formed by joining together the cylindrical portion 13B of the first case 13 and the outer cylindrical portion 14A of the second case 14 in the axial direction and fastening them with bolts (not shown). It is connected in the state which accommodated 200 and the inner rotor 300. As shown in FIG.

外筒部14Aは、アウタロータ200の円筒軸214の軸線方向の他端部と径方向に対向しており、ラジアルボールベアリング22を介して、円筒軸214を回転自在に支持している。   The outer cylindrical portion 14A is radially opposed to the other axial end of the cylindrical shaft 214 of the outer rotor 200, and rotatably supports the cylindrical shaft 214 via the radial ball bearing 22.

ここで、本実施の形態のアウタロータ200は、磁路部材201および非磁性部材202が軸線方向の一端部側でアウタ回転軸210の大径部210Bに固定された、カップ型構造となっている。   Here, the outer rotor 200 according to the present embodiment has a cup type structure in which the magnetic path member 201 and the nonmagnetic member 202 are fixed to the large diameter portion 210B of the outer rotation shaft 210 at one end in the axial direction. .

このようなカップ型構造のアウタロータ200を、第1ケース13に対して例えば片持ち支持させると、固有振動が発生した場合や、アウタロータ200に作用する電磁吸引力とアウタロータ200の固有振動とが共振して過大な力が作用した場合に、電磁振動が大きくなってしまう。また、アウタロータ200が偏心駆動した場合には、片持ち支持しているラジアルボールベアリングに過大な負荷がかかり、そのラジアルボールベアリングの耐久性に影響を与えてしまう。   When the cup-shaped outer rotor 200 is supported, for example, in a cantilever manner with respect to the first case 13, when natural vibration occurs, the electromagnetic attraction force acting on the outer rotor 200 and natural vibration of the outer rotor 200 resonate. When an excessive force acts, the electromagnetic vibration becomes large. Further, when the outer rotor 200 is driven eccentrically, an excessive load is applied to the cantilevered radial ball bearing, which affects the durability of the radial ball bearing.

そこで、本実施の形態では、アウタロータ200の軸線方向の他端部側、すなわち円筒軸214を、アウタ回転軸210を支持しているラジアルボールベアリング21よりも回転軸1Cを中心とした径方向の寸法が大きいラジアルボールベアリング22によって第2ケース14に対して支持する構成とした。   Therefore, in the present embodiment, the other end side of the outer rotor 200 in the axial direction, that is, the cylindrical shaft 214, is radially more centered on the rotation shaft 1C than the radial ball bearing 21 supporting the outer rotation shaft 210. The second case 14 is supported by the radial ball bearing 22 having a large size.

これにより、本実施の形態のアウタロータ200は、両持ち支持構造をとることができ、上述したような電磁振動の増大や、ラジアルボールベアリング21に対して偏心駆動による過大な負荷がかかることを防止することができる。   Thus, the outer rotor 200 according to the present embodiment can have a double-supported support structure, and can prevent the increase in the electromagnetic vibration as described above and the excessive load due to the eccentric drive on the radial ball bearing 21. can do.

内筒部14Bの内周にはレゾルバセンサ32が固定されている。一方、インナ回転軸310には、レゾルバセンサ32と径方向で対向するように、円環状のレゾルバロータ319が設けられている。レゾルバロータ319は、レゾルバリング320によってインナ回転軸310に一体回転自在に固定されている。   A resolver sensor 32 is fixed to the inner periphery of the inner cylindrical portion 14B. On the other hand, an annular resolver rotor 319 is provided on the inner rotation shaft 310 so as to radially face the resolver sensor 32. The resolver rotor 319 is integrally rotatably fixed to the inner rotation shaft 310 by a resolver ring 320.

レゾルバセンサ32は、レゾルバロータ319の回転角を検出することで、インナロータ300の回転角を検出している。   The resolver sensor 32 detects the rotation angle of the inner rotor 300 by detecting the rotation angle of the resolver rotor 319.

内筒部14Bの軸線方向の一端部の内周にはラジアルボールベアリング23が設けられている。ラジアルボールベアリング23は、内筒部14Bに軸線方向の他端部からボルト25を挿通してリテーナ318のナット部318Aに螺合することで、軸線方向に位置決めされる。第2ケース14の内筒部14Bは、ラジアルボールベアリング23を介してインナ回転軸310を回転自在に支持している。   A radial ball bearing 23 is provided on the inner circumference of one end in the axial direction of the inner cylindrical portion 14B. The radial ball bearing 23 is positioned in the axial direction by inserting the bolt 25 into the inner cylindrical portion 14B from the other end in the axial direction and screwing it into the nut portion 318A of the retainer 318. The inner cylindrical portion 14 B of the second case 14 rotatably supports the inner rotation shaft 310 via the radial ball bearing 23.

アウタ回転軸210の大径部210Bの内周にはラジアルボールベアリング24が設けられている。大径部210Bは、ラジアルボールベアリング24を介してインナ回転軸310の一端部を回転自在に支持している。   A radial ball bearing 24 is provided on the inner periphery of the large diameter portion 210 </ b> B of the outer rotary shaft 210. The large diameter portion 210 </ b> B rotatably supports one end of the inner rotation shaft 310 via the radial ball bearing 24.

第1スペーサ12には貫通孔12Aが形成されており、この貫通孔12Aは、レゾルバセンサ31から延びる配線31Aが貫通している。また、第1スペーサ12は、第1ケース13と第1フランジ11との間に介装されることで、配線31Aが通過する空間を第1ケース13と第1フランジ11との間に確保している。   A through hole 12A is formed in the first spacer 12, and a wire 31A extending from the resolver sensor 31 passes through the through hole 12A. Further, the first spacer 12 is interposed between the first case 13 and the first flange 11 to secure a space through which the wiring 31 A passes between the first case 13 and the first flange 11. ing.

第2スペーサ15には貫通孔15Aが形成されており、この貫通孔15Aは、レゾルバセンサ32から延びる配線32Aが貫通している。また、第2スペーサ15は、第2ケース14と第2フランジ16との間に介装されることで、配線32Aが通過する空間を第2ケース14と第2フランジ16との間に確保している。   A through hole 15A is formed in the second spacer 15, and a wire 32A extending from the resolver sensor 32 passes through the through hole 15A. Further, the second spacer 15 is interposed between the second case 14 and the second flange 16 to secure a space through which the wiring 32A passes between the second case 14 and the second flange 16. ing.

第1ケース13の軸線方向の一端部側には、円筒状の第1スペーサ12を介して、図示しないボルトにより第1フランジ11が固定されている。第1フランジ11は、第1ケース13より回転軸1Cを中心とした径方向の寸法が大きいフランジ形状に形成されており、図示しないボルトにより車両の車体に固定される。   The first flange 11 is fixed to an end of the first case 13 in the axial direction via a cylindrical first spacer 12 by a bolt (not shown). The first flange 11 is formed in a flange shape having a larger dimension in the radial direction centering on the rotation shaft 1C than the first case 13 and is fixed to the vehicle body of the vehicle by a bolt not shown.

第1フランジ11の内周側において、アウタ回転軸210の小径部210Aの軸線方向の一端部にはカップリング33が設けられている。アウタ回転軸210の小径部210Aには、カップリング33を介して、例えば図示しない車両の駆動軸が連結される。アウタ回転軸210の回転は、このカップリング33を介して車両の駆動軸に伝達される。   On the inner peripheral side of the first flange 11, a coupling 33 is provided at one axial end of the small diameter portion 210A of the outer rotary shaft 210. For example, a drive shaft of a vehicle (not shown) is connected to the small diameter portion 210 </ b> A of the outer rotation shaft 210 via a coupling 33. The rotation of the outer rotary shaft 210 is transmitted to the drive shaft of the vehicle via the coupling 33.

第2ケース14の軸線方向の他端部側には、円筒状の第2スペーサ15を介して、図示しないボルトにより第2フランジ16が固定されている。第2フランジ16は、第2ケース14より回転軸1Cを中心とした径方向の寸法が大きいフランジ形状に形成されており、図示しないボルトにより車両の車体に固定される。   The second flange 16 is fixed to the other end side in the axial direction of the second case 14 via a cylindrical second spacer 15 by a bolt (not shown). The second flange 16 is formed in a flange shape having a larger dimension in the radial direction centering on the rotation shaft 1C than the second case 14, and is fixed to the vehicle body of the vehicle by a bolt not shown.

第2フランジ16の内周側において、インナロータ300のインナ回転軸310の軸線方向の他端部にはカップリング34が設けられおり、このカップリング34の他端部には、例えば、車両の図示しないエンジンの出力軸が連結される。インナ回転軸310には、このカップリング34を介してエンジンの回転が伝達される。
なお、本実施の形態の回転電機1では、アウタ回転軸210に車両の駆動軸が連結され、インナ回転軸310にエンジンの出力軸が連結されるが、他の実施の形態の回転電機として、アウタ回転軸210にエンジンの出力軸が連結され、インナ回転軸310に車両の駆動軸が連結されてもよい。
A coupling 34 is provided on the other end of the inner rotor 300 in the axial direction of the inner rotor 300 on the inner peripheral side of the second flange 16, and the other end of the coupling 34 may be, for example, a vehicle The engine output shaft is connected. The rotation of the engine is transmitted to the inner rotation shaft 310 via the coupling 34.
In the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the drive shaft of the vehicle is connected to the outer rotary shaft 210, and the output shaft of the engine is connected to the inner rotary shaft 310. The output shaft of the engine may be connected to the outer rotation shaft 210, and the drive shaft of the vehicle may be connected to the inner rotation shaft 310.

(インシュレータについて)
このように構成された回転電機1は、インナロータ300がエンジンの出力軸に直結される場合、エンジンの振動が出力軸を伝ってインナロータ300に伝達され、インナロータ300のロータ巻線330が振動する。特に、ロータ巻線330は共振が発生した場合に大きく振動する。
(About insulator)
In the rotary electric machine 1 configured in this manner, when the inner rotor 300 is directly connected to the output shaft of the engine, the vibration of the engine is transmitted to the inner rotor 300 along the output shaft, and the rotor winding 330 of the inner rotor 300 vibrates. In particular, the rotor winding 330 vibrates largely when resonance occurs.

ロータ巻線330が振動すると、電磁鋼板からなるロータティース302との間でロータ巻線330の皮膜が擦れて破れるおそれがある。ロータ巻線330の皮膜が破れるとロータ巻線330が地絡してしまう。   When the rotor winding 330 vibrates, there is a possibility that the film of the rotor winding 330 may be rubbed and broken with the rotor teeth 302 made of electromagnetic steel sheet. When the film of the rotor winding 330 is broken, the rotor winding 330 is grounded.

そこで、本実施形態では、図6において、インナロータ300は、ロータティース302とロータ巻線330との間に、電気絶縁性を有する樹脂等からなるインシュレータ340を備えている。   So, in this embodiment, in FIG. 6, the inner rotor 300 is provided with the insulator 340 which consists of resin etc. which have electrical insulation between the rotor teeth 302 and the rotor winding 330 in FIG.

このインシュレータ340は、予めロータ巻線330を外側に巻き回した状態で保持し、ロータティース302ごとに装着される。これにより、ロータ巻線330がロータティース302に直接接触することがなくなるため、ロータ巻線330の皮膜がロータティース302との間で擦れて破れることが防止される。本実施形態では、ロータティース302は、従来の回転電機のロータティースのように先端の鍔部を備えておらず、先端部と基部とで断面形状が等しいか、緩やかに拡大するように形成されている。   The insulator 340 holds the rotor winding 330 in a state of being wound outward in advance, and is mounted for each rotor tooth 302. This prevents the rotor winding 330 from coming into direct contact with the rotor teeth 302, so that the film of the rotor winding 330 is prevented from being rubbed against the rotor teeth 302 and broken. In the present embodiment, the rotor teeth 302 do not have the ridges at the tip like the rotor teeth of the conventional rotary electric machine, and are formed to have the same cross-sectional shape at the tip and base or to be gradually enlarged. ing.

これにより、ステータ100で発生してインナロータ300の誘導コイルIに鎖交する磁束のうち、インナロータ300の回転に同期せずに変動する非同期磁束がロータティース302の鍔部により遮られることが防止され、効率よく誘導コイルIに誘導電流を発生させることができる。また、ロータティース302にインシュレータ340を径方向外方から装着できる。   As a result, among the magnetic flux generated in stator 100 and linked to induction coil I of inner rotor 300, asynchronous magnetic flux fluctuating without being synchronized with the rotation of inner rotor 300 is prevented from being blocked by the ridge portion of rotor teeth 302. The induction current can be efficiently generated in the induction coil I. Further, the insulator 340 can be attached to the rotor teeth 302 from the radially outer side.

インシュレータ340は、ロータ巻線330が巻き回される軸となる図示しない筒部と、この筒部のロータ径方向外側端部に設けられた鍔部342とを有する。   The insulator 340 has a cylindrical portion (not shown) which is a shaft around which the rotor winding 330 is wound, and a flange portion 342 provided at an outer end in the rotor radial direction of the cylindrical portion.

筒部のロータ径方向外側には鍔部342と隙間を隔てて誘導コイルIが巻き回されている。筒部341のロータ径方向内周側には界磁コイルFが巻き回されている。   The induction coil I is wound on the outer side in the rotor radial direction of the cylindrical portion with a gap from the flange portion 342. A field coil F is wound on the radially inner peripheral side of the cylindrical portion 341 in the rotor radial direction.

鍔部342は、筒部341のロータ径方向外側の端部からインナロータ300の外周面に沿うように周方向に延出して形成されている。また、鍔部342は軸線方向にも延出しており、この延出する部分は、周方向の長さよりも軸線方向の長さが大きく形成されている。   The flange portion 342 is formed to extend in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the inner rotor 300 from the end portion of the cylindrical portion 341 on the outer side in the rotor radial direction. Further, the collar portion 342 also extends in the axial direction, and the extending portion is formed such that the length in the axial direction is larger than the length in the circumferential direction.

このインシュレータ340は、誘導コイルIと界磁コイルFが巻き回されたカセットボビンの状態で、径方向外方からロータティース302に装着される。   The insulator 340 is attached to the rotor teeth 302 from the radially outer side in a state of the cassette bobbin in which the induction coil I and the field coil F are wound.

このように、インシュレータ340は、ロータ巻線330が巻き回された状態でロータコア301のロータティース302に対して径方向外方からロータティース302ごとに装着自在であり、いわゆるカセットボビンの構造となっているため、ロータ巻線330の皮膜が保護されるという効果に加えて、インナロータ300の組み付け性が向上するという効果も奏する。   As described above, the insulator 340 can be attached to the rotor teeth 302 of the rotor core 301 from the radially outer side with respect to the rotor teeth 302 in a state in which the rotor winding 330 is wound. Therefore, in addition to the effect that the film of the rotor winding 330 is protected, the effect that the assemblability of the inner rotor 300 is improved is also exhibited.

(ダイオードホルダについて)
次に、ダイオードホルダ315の詳細な構成について説明する。図7において、インナロータ300は、ロータ巻線330の他端部側にダイオードホルダ315を有している。また、ダイオードホルダ315の他端部側にはバランスプレート316が設けられている。ダイオードホルダ315は本発明におけるカバーを構成する。バランスプレート316は本発明におけるプレートを構成する。
(About the diode holder)
Next, the detailed configuration of the diode holder 315 will be described. In FIG. 7, the inner rotor 300 has a diode holder 315 on the other end side of the rotor winding 330. Further, on the other end side of the diode holder 315, a balance plate 316 is provided. The diode holder 315 constitutes a cover in the present invention. The balance plate 316 constitutes the plate in the present invention.

図8、図9において、ダイオードホルダ315の他端部側の外面、すなわちバランスプレート316と対向する側の外面には、ダイオード収容部315Aが形成されている。ダイオード収容部315Aは、矩形のダイオードDを収容可能な矩形の凹形状に形成されており、回転軸1Cの周りに90°間隔で4つ配置されている。4つのダイオード収容部315Aは、全て同じ深さに形成されており、その底面は同一の平面となっている。ダイオード収容部315Aは本発明におけるホルダを構成する。   In FIG. 8 and FIG. 9, a diode accommodating portion 315A is formed on the outer surface on the other end side of the diode holder 315, that is, the outer surface on the side facing the balance plate 316. The diode accommodating portion 315A is formed in a rectangular concave shape capable of accommodating the rectangular diode D, and four diode accommodating portions 315A are arranged at intervals of 90 ° around the rotation axis 1C. The four diode accommodating portions 315A are all formed at the same depth, and the bottom surfaces thereof are in the same plane. The diode housing portion 315A constitutes a holder in the present invention.

また、ダイオードホルダ315には、隣接するダイオード収容部315A間を同一の平面で連通する溝315Bが設けられる。したがって、全てのダイオード収容部315Aの底面と溝315Bの底面は同一の平面となっている。溝315Bは、ダイオード収容部315Aの内周側の2つの角を連通するように形成されている。   Further, the diode holder 315 is provided with a groove 315B for communicating the adjacent diode accommodating portions 315A in the same plane. Therefore, the bottom surfaces of all the diode accommodating portions 315A and the bottom surfaces of the grooves 315B are in the same plane. The groove 315B is formed to connect two corners on the inner peripheral side of the diode housing portion 315A.

図10において、整流素子としてのダイオードDは、矩形形状に形成され、3つの端子Daを有している。このダイオードDは、前述の整流回路C1で用いる一対のダイオードD1、D2、または整流回路C2で用いる一対のダイオードD3、D4を、カソードコモンのセンタータップ方式で接続して一体化したものである。ダイオードDは、このダイオード収容部315A内にすきまばめの状態で取付け可能に、ダイオード収容部315Aよりも小さく形成されている。   In FIG. 10, a diode D as a rectifying element is formed in a rectangular shape and has three terminals Da. The diode D is formed by connecting and integrating a pair of diodes D1 and D2 used in the rectification circuit C1 or a pair of diodes D3 and D4 used in the rectification circuit C2 in a center tap system of cathode common. The diode D is formed smaller than the diode accommodating portion 315A so as to be attachable in the diode accommodating portion 315A in a loosely fitted manner.

ダイオードDには、ボルト360が挿通されるボルト挿通孔Dhが形成されている。一方、ダイオードホルダ315には、ボルト360が螺合される雌ねじ315Eが形成されている。   In the diode D, a bolt insertion hole Dh through which a bolt 360 is inserted is formed. On the other hand, the diode holder 315 is formed with a female screw 315E in which a bolt 360 is screwed.

図11において、ダイオードDは、ダイオード収容部315Aに収容された状態でボルト360をボルト挿通孔Dhに挿通して雌ねじ315Eに螺合することで、ダイオードホルダ315に締結されている。   In FIG. 11, the diode D is fastened to the diode holder 315 by inserting the bolt 360 into the bolt insertion hole Dh and screwing it to the female screw 315E in a state of being accommodated in the diode accommodation portion 315A.

このように、ダイオードDは、すきまばめの状態でダイオードホルダ315のダイオード収容部315Aに取付けられているため、ダイオードDとダイオード収容部315Aとの間には隙間が生じている。   As described above, since the diode D is attached to the diode accommodation portion 315A of the diode holder 315 in a close fit state, a gap is generated between the diode D and the diode accommodation portion 315A.

本実施形態では、ダイオードDとダイオード収容部315Aとの隙間に、樹脂等からなる図示しないモールド材が流し込まれ、このモールド材によりダイオードDがダイオードホルダ315に一体化される。   In the present embodiment, a molding material (not shown) made of resin or the like is poured into the gap between the diode D and the diode housing portion 315A, and the diode D is integrated with the diode holder 315 by this molding material.

モールド材の注入工程では、それぞれのダイオード収容部315Aに、このダイオード収容部315Aが上方に開口する姿勢でモールド材が流し込まれる。すると、モールド材は、互いに隣り合うダイオード収容部315A間で溝315Bを介して流通する。   In the injection step of the molding material, the molding material is poured into each of the diode housings 315A in such a manner that the diode housings 315A open upward. Then, the mold material flows through the grooves 315B between the diode accommodating portions 315A adjacent to each other.

これにより、モールド材が溝315Bを介して流通することで全てのダイオード収容部315Aに均等に行き渡るため、ダイオードDとの隙間をモールド材で均等に満たすことができる。   As a result, the mold material evenly distributes to all the diode accommodating portions 315A by flowing through the groove 315B, so that the gap with the diode D can be uniformly filled with the mold material.

また、モールド材によりダイオードDがダイオードホルダ315に隙間なく一体化されることで、ダイオードDの発生する熱がダイオードホルダ315に効率よく伝達さるため、ダイオードホルダ315をヒートシンクとして機能させてダイオードDの発生する熱を放熱でき、ダイオードDの放熱性を改善できる。   In addition, the diode D is integrated with the diode holder 315 without a gap by the molding material, so that the heat generated by the diode D can be efficiently transmitted to the diode holder 315. The generated heat can be dissipated, and the heat dissipation of the diode D can be improved.

また、モールド材によりダイオードDがダイオードホルダ315に隙間なく一体化されることで、ダイオードDが一体化されたダイオードホルダ315の強度を向上できる。   Further, by integrating the diode D into the diode holder 315 without a gap by the molding material, the strength of the diode holder 315 in which the diode D is integrated can be improved.

ここで、本実施形態では、ダイオード収容部315Aが、ダイオードホルダ315の他端部側に形成されているため、ダイオードホルダ315の一端部側に配置されている誘導コイルIおよび界磁コイルFの導線を、途中で地絡することなく短い経路でダイオードホルダ315の側まで配線し、ダイオードDに結線する必要がある。   Here, in the present embodiment, since the diode housing portion 315A is formed on the other end side of the diode holder 315, the induction coil I and the field coil F disposed on the one end side of the diode holder 315 It is necessary to wire the lead wire to the side of the diode holder 315 by a short route without grounding to the middle of the wire and to wire to the diode D.

そこで、図8、図9、図10において、ダイオードホルダ315は、ダイオード収容部315Aが形成される側に結線領域315Cを有している。結線領域315Cは、ダイオード収容部315Aの近傍に隣接して設けられており、ダイオードDの3つの端子Daが配置されている。   Therefore, in FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10, the diode holder 315 has a wire connection area 315C on the side where the diode accommodation portion 315A is formed. The connection region 315C is provided adjacent to the diode accommodation portion 315A, and the three terminals Da of the diode D are disposed.

また、結線領域315Cには挿通孔315Dが設けられており、この挿通孔315Dには、ロータ巻線330を構成する誘導コイルIおよび界磁コイルFの導線が通される。挿通孔315Dは、各結線領域315Cに3つ設けられており、ダイオードホルダ315の外周縁部において軸線方向の一端部側と他端部側とを貫通している。   In addition, an insertion hole 315D is provided in the connection region 315C, and the lead wire of the induction coil I and the field coil F constituting the rotor winding 330 is passed through the insertion hole 315D. Three insertion holes 315D are provided in each wire connection area 315C, and the outer peripheral edge of the diode holder 315 penetrates one end side and the other end side in the axial direction.

誘導コイルIおよび界磁コイルFの導線は、挿通孔315Dを図10の背面側(回転電機1の一端部側)から正面側(回転電機1の他端部側)に軸方向に通された後、結線領域315CにおいてダイオードDの端子Daに結線される。このような構造とすることで、ロータ巻線330とダイオードDとを地絡することなく確実に接続することができる。   The conductors of the induction coil I and the field coil F axially pass through the insertion hole 315D from the back side (one end side of the rotary electric machine 1) to the front side (the other end side of the rotary electric machine 1) of FIG. Thereafter, it is connected to the terminal Da of the diode D in the connection area 315C. With such a structure, the rotor winding 330 and the diode D can be reliably connected without grounding.

このように構成されたダイオードホルダ315において、インナロータ300の回転時の遠心力や振動は、ダイオードDをダイオード収容部315Aから回転電機1の軸線方向に飛び出させるように作用する。また、ダイオードDは、ダイオード収容部315Aが開口する側の面、すなわち、回転電機1の軸線方向の他端部側の面においても発熱する。   In the diode holder 315 configured as described above, the centrifugal force or vibration at the time of rotation of the inner rotor 300 acts to cause the diode D to pop out from the diode accommodating portion 315A in the axial direction of the rotary electric machine 1. The diode D also generates heat on the surface on which the diode housing portion 315A is opened, that is, the surface on the other end side in the axial direction of the rotary electric machine 1.

そこで、図11、図12において、ダイオードホルダ315のダイオード収容部315Aが形成される側には、バランスプレート316が配置されており、このバランスプレート316は、ダイオードDと図示しない絶縁体を介して接触している。   Therefore, in FIGS. 11 and 12, a balance plate 316 is disposed on the side of the diode holder 315 where the diode accommodation portion 315A is formed, and the balance plate 316 is connected to the diode D via an insulator (not shown). It is in contact.

これにより、バランスプレート316がダイオードDに絶縁材を介して面で接触するため、ダイオードDの軸方向への飛び出しを防止する保持部材としてバランスプレート316を機能させることができるとともに、ダイオードDの放熱のためのヒートシンクとしてバランスプレート316を機能させることができる。したがって、バランスプレート316に保持部材およびヒートシンクとしての機能を持たせることができることで、部品点数を削減できるため、回転電機1を軽量化することができる。   As a result, the balance plate 316 contacts the diode D at the surface via the insulating material, so that the balance plate 316 can function as a holding member that prevents the diode D from jumping out in the axial direction, and the heat of the diode D is dissipated. The balance plate 316 can function as a heat sink for the Therefore, since the balance plate 316 can have the functions as the holding member and the heat sink, the number of parts can be reduced, so that the weight of the rotary electric machine 1 can be reduced.

ここで、バランスプレート316には、ボルト360と軸線方向で対向する位置に孔316Aが形成されている。このため、バランスプレート316がダイオードDに接触した状態で、バランスプレート316の孔316Aにボルト360の頭部360Aが挿入される。これにより、ボルト360の頭部360Aがバランスプレート316に干渉することが回避され、ボルト360の頭部360Aの干渉によってバランスプレート316がダイオードDに接触できなくなることが防止される。   Here, holes 316A are formed in the balance plate 316 at positions opposed to the bolts 360 in the axial direction. Therefore, with the balance plate 316 in contact with the diode D, the head 360A of the bolt 360 is inserted into the hole 316A of the balance plate 316. This prevents the head 360A of the bolt 360 from interfering with the balance plate 316 and prevents the interference of the head 360A of the bolt 360 from making the balance plate 316 incapable of contacting the diode D.

以上のように説明した本実施形態の回転電機の作用効果について説明する。本実施形態の回転電機1において、インナロータ300は、電機子コイル104の磁束に重畳する高調波成分が鎖交することにより誘導電流を発生する複数の誘導コイルIと、誘導電流が通電されることにより電磁力を発生する複数の界磁コイルFと、誘導コイルIで発生される誘導電流を整流して界磁コイルFに界磁電流として通電する複数のダイオードDと、を有している。誘導コイルIおよび界磁コイルFは、ダイオードDと閉回路を形成している。   The effect of the rotary electric machine of this embodiment demonstrated as mentioned above is demonstrated. In the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the inner rotor 300 is energized with a plurality of induction coils I that generate induction current by interlinking the harmonic components superimposed on the magnetic flux of the armature coil 104. A plurality of field coils F that generate an electromagnetic force, and a plurality of diodes D that rectify the induced current generated by the induction coil I and pass the field coil F as a field current are provided. The induction coil I and the field coil F form a closed circuit with the diode D.

そして、ダイオードDは、インナロータ300に取付けられるダイオードホルダ315の外面に、回転軸1Cの周りに複数配置されているダイオード収容部315A内に取付け可能に形成されている。また、ダイオードホルダ315は、隣接するダイオード収容部315A間を同一の平面で連通する溝315Bを有している。   The diodes D are formed on the outer surface of the diode holder 315 attached to the inner rotor 300 so as to be attachable in a plurality of diode accommodating portions 315A arranged around the rotation axis 1C. Moreover, the diode holder 315 has the groove | channel 315B which connects between adjacent diode accommodating parts 315A by the same plane.

この構成により、ダイオードDの放熱性を改善するとともに、ダイオードDを保持するダイオードホルダ315の強度を向上できる。   With this configuration, the heat dissipation of the diode D can be improved, and the strength of the diode holder 315 that holds the diode D can be improved.

また、本実施形態の回転電機1において、ダイオードホルダ315は、ダイオード収容部315Aが形成される側に、誘導コイルIおよび界磁コイルFとダイオードDとを結線する結線領域315Cを有し、結線領域315Cには、誘導コイルIおよび界磁コイルFの導線を通す挿通孔315Dが設けられる。   Moreover, in the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the diode holder 315 has a connection area 315C for connecting the induction coil I and the field coil F to the diode D on the side where the diode housing portion 315A is formed. In the region 315C, an insertion hole 315D for passing the lead of the induction coil I and the field coil F is provided.

この構成により、ロータ巻線330とダイオードDとを地絡することなく確実に接続することができる。   With this configuration, the rotor winding 330 and the diode D can be reliably connected without grounding.

また、本実施形態の回転電機1において、インナロータ300は、ダイオードホルダ315のダイオード収容部315Aが形成される側に、ダイオードDと絶縁体を介して接触されるバランスプレート316を有する。   Further, in the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the inner rotor 300 has the balance plate 316 in contact with the diode D via the insulator on the side of the diode holder 315 where the diode housing portion 315A is formed.

この構成により、バランスプレート316に保持部材およびヒートシンクとしての機能を持たせることができることで、部品点数を削減できるため、回転電機1を軽量化することができる。   With this configuration, since the balance plate 316 can have the functions as the holding member and the heat sink, the number of parts can be reduced, so that the rotary electric machine 1 can be reduced in weight.

本発明の実施形態を開示したが、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 present invention have been disclosed, it will be apparent to one skilled in the art that modifications can be made without departing from the scope of the present invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.

本実施形態の回転電機1は、ラジアルギャップ構造のインナーロータタイプであるが、アキシャルギャップ構造またはアウタロータ構造であってもよい。また、各コイルには、銅線、アルミ導体、リッツ線を用いることができる。また、磁路部材201やロータコア301には、積層電磁鋼板に代えて、軟磁性複合材料であるSMC(Soft Magnetic Composite)コアを用いることができる。また、回転電機1は、ハイブリッド車両のみでなく、風力発電機、工作機械等の他の産業分野にも適用することができる。   The rotary electric machine 1 of the present embodiment is an inner rotor type of radial gap structure, but may be an axial gap structure or an outer rotor structure. Moreover, a copper wire, an aluminum conductor, and a litz wire can be used for each coil. Further, as the magnetic path member 201 and the rotor core 301, an SMC (Soft Magnetic Composite) core, which is a soft magnetic composite material, can be used in place of the laminated electromagnetic steel plates. The rotary electric machine 1 can be applied not only to hybrid vehicles but also to other industrial fields such as wind power generators and machine tools.

1...回転電機、1C...回転軸、100...ステータ、104...電機子コイル、300...インナロータ(ロータ)、315...ダイオードホルダ(カバー)、315A...ダイオード収容部(ホルダ)、315B...溝、315C...結線領域、315D...挿通孔、316...バランスプレート(プレート)、I...誘導コイル、F...界磁コイル、C...整流回路(閉回路)、D...ダイオード(整流素子) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... rotary electric machine, 1C ... rotation shaft, 100 ... stator, 104 ... armature coil, 300 ... inner rotor (rotor), 315 ... diode holder (cover), 315A .. .. Diode housing portion (holder), 315B: Groove, 315C: Connection area, 315D: Insertion hole, 316: Balance plate (plate), I: Induction coil, F: Field Magnetic coil, C: Rectification circuit (closed circuit), D: Diode (rectification element)

Claims (3)

通電により磁束を発生させる電機子コイルを有するステータと、
前記磁束の通過により回転するロータと、を備える回転電機であって、
前記ロータは、前記磁束に重畳する高調波成分が鎖交することにより誘導電流を発生する複数の誘導コイルと、前記誘導電流が通電されることにより電磁力を発生する複数の界磁コイルと、前記誘導コイルで発生される前記誘導電流を整流して前記界磁コイルに界磁電流として通電する複数の整流素子と、を有し、
前記誘導コイルおよび前記界磁コイルは、前記整流素子と閉回路を形成しており、
前記整流素子は、前記ロータに取付けられるカバーの外面に、回転軸の周りに複数配置されているホルダ内に取付け可能に形成されており、
前記カバーは、隣接する前記ホルダ間を連通する溝を有することを特徴とする回転電機。
A stator having an armature coil that generates a magnetic flux by energization;
A rotating electrical machine comprising a rotor which is rotated by the passage of the magnetic flux;
The rotor includes a plurality of induction coils that generate an induction current by linking harmonic components superimposed on the magnetic flux, and a plurality of field coils that generate an electromagnetic force by energizing the induction current. And a plurality of rectifying elements configured to rectify the induction current generated by the induction coil and to supply the field coil with a field current,
The induction coil and the field coil form a closed circuit with the rectifying element,
The rectifying element is formed on a surface of a cover attached to the rotor so as to be attachable in a plurality of holders disposed around a rotation axis.
The rotary electric machine, wherein the cover has a groove communicating between the adjacent holders.
前記溝は、隣接する前記ホルダと同一平面で連通することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to claim 1, wherein the groove communicates with the adjacent holder in the same plane . 前記ロータは、前記カバーの前記ホルダが形成される側に、前記整流素子と絶縁体を介して接触されるプレートを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。   The rotary electric machine according to claim 1 or 2, wherein the rotor has a plate on the side of the cover on which the holder is formed, the plate being in contact with the rectifying element via an insulator.
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