JPWO2010140208A1

JPWO2010140208A1 - Rotating electric machine

Info

Publication number: JPWO2010140208A1
Application number: JP2011518092A
Authority: JP
Inventors: 新也佐野; 英治山田; 知彦宮本; 平本　健二; 健二平本; 中井　英雄; 英雄中井; 相木　宏介; 宏介相木; 紀元蓑島; 稔彦吉田
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2009-06-01
Filing date: 2009-06-01
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2029-06-01
Also published as: JP5478619B2; WO2010140208A1

Abstract

回転電機は、周面に複数のロータティース（１１２）が形成された環状のロータコア（１１１）と、ロータティース（１１２）に装着されたロータコイル（１１３）とを含み、回転可能に設けられたロータ（１１０）と、ロータと対向するように配置されたステータ（１３０）とを備え、ロータコア（１１１）の最外径（Ｒ１）とロータコイルの最外径（Ｒ２）との差が、ロータコアの最外径（Ｒ１）の０％以上４％以下とされる。The rotating electrical machine includes an annular rotor core (111) having a plurality of rotor teeth (112) formed on a peripheral surface, and a rotor coil (113) attached to the rotor teeth (112), and is provided rotatably. A rotor (110) and a stator (130) disposed so as to face the rotor, and the difference between the outermost diameter (R1) of the rotor core (111) and the outermost diameter (R2) of the rotor coil is The outermost diameter (R1) is 0% or more and 4% or less.

Description

本発明は、回転電機に関し、特に、出力の向上が図られた回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine, and more particularly, to a rotating electrical machine with improved output.

従来から各種の回転電機が提案されている。たとえば、特開２００７−１８５０８２号公報（特許文献１）に記載された界磁巻線型同期機は、ロータコイルが設けられたロータと、ステータコイルが設けられたステータとを備えている。そして、ロータコイルに整流回路が設けられており、交流電流を整流することで、ロータコイルに所望方向の界磁束電流を形成している。 Conventionally, various rotating electrical machines have been proposed. For example, a field winding type synchronous machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-185082 (Patent Document 1) includes a rotor provided with a rotor coil and a stator provided with a stator coil. A rectifier circuit is provided in the rotor coil, and a field flux current in a desired direction is formed in the rotor coil by rectifying the alternating current.

さらに、特開２００８−０８６１６１号公報（特許文献２）に記載された回転電機は、ステータとロータとを備え、ステータには、ステータコイルが設けられており、ロータには、ロータコイルが設けられている。そして、ステータコイルには、同期電流にロータ励磁用電流を重畳させた電機子電流が供給されている。 Furthermore, the rotating electrical machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-086161 (Patent Document 2) includes a stator and a rotor, the stator is provided with a stator coil, and the rotor is provided with a rotor coil. ing. The stator coil is supplied with an armature current obtained by superimposing a rotor exciting current on a synchronous current.

特開２００７−１８５０８２号公報JP 2007-185082 A 特開２００８−０８６１６１号公報JP 2008-086161 A

上記のような回転電機においては、ステータからの空間高調波を利用してロータコイルの誘起電圧を発生させている。そして、ロータコイルの端面とステータとの間の距離が広がると、ロータコイルに十分な誘電電圧を発生させることができなくなる。 In the rotating electric machine as described above, an induced voltage of the rotor coil is generated using spatial harmonics from the stator. When the distance between the end face of the rotor coil and the stator is increased, a sufficient dielectric voltage cannot be generated in the rotor coil.

しかし、上記従来の回転電機においては、ロータコイルとステータとの間の距離については何等記載も示唆もされていない。 However, in the conventional rotating electric machine, there is no description or suggestion about the distance between the rotor coil and the stator.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、十分な誘起電圧を得ることができる回転電機を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a rotating electrical machine capable of obtaining a sufficient induced voltage.

本発明に係る回転電機は、周面に複数のロータティースが形成された環状のロータコアと、ロータティースに装着されたロータコイルとを含み、回転可能に設けられたロータと、ロータと対向するように配置されたステータとを備える。そして、上記ロータコアの最外径とロータコイルの最外径との差が、ロータコアの最外径の０％以上４％以下とされる。 A rotating electrical machine according to the present invention includes an annular rotor core having a plurality of rotor teeth formed on a peripheral surface thereof, a rotor coil mounted on the rotor teeth, and a rotor provided rotatably and opposed to the rotor. And a stator disposed on the surface. The difference between the outermost diameter of the rotor core and the outermost diameter of the rotor coil is 0% or more and 4% or less of the outermost diameter of the rotor core.

好ましくは、上記ロータコイルをロータコアに固定する固定部材をさらに備え、固定部材は、非磁性材料から形成される。 Preferably, a fixing member for fixing the rotor coil to the rotor core is further provided, and the fixing member is made of a nonmagnetic material.

好ましくは、上記固定部材は、第１係止部材と、第２係止部材と、コイル周面固定部とを含み、第１係止部材は、ロータコアの中心軸線方向に配列するロータコイルの一方の端部と係合し、第２係止部材は、ロータコアの中心軸線方向に配列するロータコイルの他方の端部と係合し、コイル周面固定部は、ロータの周面を覆うように設けられる。 Preferably, the fixing member includes a first locking member, a second locking member, and a coil circumferential surface fixing portion, and the first locking member is one of the rotor coils arranged in the central axis direction of the rotor core. The second locking member engages with the other end of the rotor coil arranged in the direction of the central axis of the rotor core, and the coil peripheral surface fixing portion covers the peripheral surface of the rotor. Provided.

好ましくは、上記ロータコアの最外径とロータコイルの最外径との差が、ロータコアの最外径の１．３％以上４％以下とされる。 Preferably, the difference between the outermost diameter of the rotor core and the outermost diameter of the rotor coil is 1.3% or more and 4% or less of the outermost diameter of the rotor core.

好ましくは、上記コイル周面固定部は、カーボンファイバによって形成される。好ましくは、上記ロータコアの最外径とロータコイルの最外径との差が、ロータコアの最外径の１．３％以下とされる。 Preferably, the coil peripheral surface fixing portion is formed of a carbon fiber. Preferably, the difference between the outermost diameter of the rotor core and the outermost diameter of the rotor coil is 1.3% or less of the outermost diameter of the rotor core.

好ましくは、上記ロータティースは、ロータコアの周面に交互に設けられた第１ロータティースおよび第２ロータティースを複数含み、ロータコイルは、各第１ロータティースに装着された第１ロータコイルと、各第２ロータティースに装着された第２ロータコイルとを含む。そして、上記第１ロータコイル同士は、互いに接続され、第２ロータコイル同士は互いに接続され、第１ロータコイル内を流れる電流の流通方向を規定し、第１ロータティースの端面に第１磁極の磁気を帯びさせる第１整流器と、第２ロータコイル内を流れる電流の流通方向を規定し、第２ロータティースの端面に第２磁極の磁気を帯びさせる第２整流器とをさらに備える。 Preferably, the rotor teeth include a plurality of first rotor teeth and second rotor teeth alternately provided on the peripheral surface of the rotor core, and the rotor coils include first rotor coils mounted on the first rotor teeth, And a second rotor coil mounted on each second rotor tooth. The first rotor coils are connected to each other, the second rotor coils are connected to each other, the flow direction of the current flowing in the first rotor coil is defined, and the first magnetic pole is formed on the end face of the first rotor teeth. A first rectifier that is magnetized and a second rectifier that regulates the flow direction of the current flowing through the second rotor coil and causes the second magnetic pole to be magnetized on the end face of the second rotor teeth.

本発明に係る回転電機によれば、十分な誘起電圧を得ることができる、 According to the rotating electrical machine according to the present invention, a sufficient induced voltage can be obtained.

本発明に係る回転電機を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the rotary electric machine which concerns on this invention. ロータティース１１２Ａと、回転中心線Ｏに対してロータティース１１２Ａと反対側に位置するロータティース１１２Ｂとを示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a rotor tooth 112A and a rotor tooth 112B located on the opposite side of the rotation center line O from the rotor tooth 112A. FIG. {（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）と、回転電機１００の最大トルクとの関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between {(R1-R2) / R1} × 100 (%) and the maximum torque of rotating electrical machine 100. ロータ１１０とステータ１３０との間に生じる空間高調波のうち、基本波磁束成分と倍長波磁束成分とを示す図である。It is a figure which shows a fundamental wave magnetic flux component and a double long wave magnetic flux component among the spatial harmonics produced between the rotor 110 and the stator 130. FIG. ロータ１１０の一部を展開した展開図である。FIG. 3 is a development view in which a part of a rotor 110 is developed. 図５に示す状態から倍長波磁束Ｐ２の１／２周期後の状態を示すロータ１１０の展開図である。FIG. 6 is a development view of the rotor 110 showing a state after a half cycle of the double long wave magnetic flux P2 from the state shown in FIG. 図５および図６に示す状態から所定期間経過した状態を示すロータ１１０の展開図である。FIG. 7 is a development view of the rotor 110 showing a state in which a predetermined period has elapsed from the state shown in FIGS. 図７に示す状態における磁束の流れを示すロータ１１０の展開図である。FIG. 8 is a development view of the rotor 110 showing the flow of magnetic flux in the state shown in FIG. 7. 図７に示す状態から倍長波磁束Ｐ２の１／２周期後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state after 1/2 period of the double long wave magnetic flux P2 from the state shown in FIG. 図９に示す状態における磁束の流れを示すロータ１１０の展開図である。FIG. 10 is a development view of the rotor 110 showing the flow of magnetic flux in the state shown in FIG. 9. ロータ１１０の斜視図である。2 is a perspective view of a rotor 110. FIG. ロータ１１０の分解斜視図である。2 is an exploded perspective view of a rotor 110. FIG. 図１１に示す状態から周面固定部材１６３およびフランジ部材１６１，１６２を取り外した状態におけるロータ１１０を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing the rotor 110 in a state where the peripheral surface fixing member 163 and the flange members 161 and 162 are removed from the state shown in FIG. 11. 図１３に示す状態に、フランジ部材１６１およびフランジ部材１６２を装着した状態を示すロータ１１０の斜視図である。It is a perspective view of the rotor 110 which shows the state which mounted | wore the state shown in FIG. 13 with the flange member 161 and the flange member 162. FIG. ロータ１１０の断面図である。2 is a cross-sectional view of a rotor 110. FIG.

図１から図１５を用いて、本発明に係る回転電機について説明する。
図１は、本発明に係る回転電機を模式的に示す断面図である。この図１に示すように、回転電機１００は、回転シャフト１４０に固定され、回転中心線Ｏを中心に回転可能に設けられたロータ１１０と、このロータ１１０の周囲を取り囲むように環状に形成されたステータ１３０とを備えている。A rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a rotating electrical machine according to the present invention. As shown in FIG. 1, the rotating electrical machine 100 is fixed to a rotating shaft 140 and is formed in an annular shape so as to surround the rotor 110 and a rotor 110 provided to be rotatable around a rotation center line O. And a stator 130.

ステータ１３０の内周面は、ロータ１１０の外周面と対向しており、ステータ１３０の内周面とロータ１１０の外周面とは僅かに離れている。 The inner peripheral surface of the stator 130 faces the outer peripheral surface of the rotor 110, and the inner peripheral surface of the stator 130 and the outer peripheral surface of the rotor 110 are slightly separated from each other.

ステータ１３０は、環状に形成されたステータコア１５０と、このステータコア１５０に装着されたステータコイル１５２とを備えている。 The stator 130 includes an annular stator core 150 and a stator coil 152 attached to the stator core 150.

ステータコア１５０は、環状に形成されたステータヨーク部１５３と、ステータヨーク部１５３の内周面に間隔を隔てて形成された複数のステータティース１５１とを備えている。そして、ステータコイル１５２は、各ステータティース１５１に巻回されている。このように、この図１に示す回転電機１００は集中巻型の回転電機である。 The stator core 150 includes a stator yoke portion 153 formed in an annular shape and a plurality of stator teeth 151 formed on the inner peripheral surface of the stator yoke portion 153 at intervals. The stator coil 152 is wound around each stator tooth 151. Thus, the rotating electrical machine 100 shown in FIG. 1 is a concentrated winding rotating electrical machine.

そして、ステータコイル１５２は、Ｕ相コイルと、Ｖ相コイルと、Ｗ相コイルとを含み、３相コイルとされている。 Stator coil 152 is a three-phase coil including a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil.

ロータ１１０は、環状に形成されたロータコア１１１と、このロータコア１１１に装着されたロータコイル１１３，１２３とを備えている。 The rotor 110 includes an annularly formed rotor core 111 and rotor coils 113 and 123 attached to the rotor core 111.

ロータコア１１１は、環状に形成されたロータヨーク部１０９と、このロータヨーク部１０９の外周面に間隔を隔てて形成された複数のロータティース１１２，１２２とを備えている。 The rotor core 111 includes a rotor yoke portion 109 formed in an annular shape, and a plurality of rotor teeth 112 and 122 formed on the outer peripheral surface of the rotor yoke portion 109 at intervals.

そして、各ロータティース１１２には、ロータコイル１１３が巻回されており、各ロータティース１２２にはロータコイル１２３が装着されている。ロータティース１１２およびロータコイル１１３は、複数設けられており、各ロータコイル１１３同士は互いに直列に接続されている。なお、ロータコイル１１３同士は、ダイオード（整流器）１１４を介して短絡されている。そして、ロータティース１２２およびロータコイル１２３は、複数設けられており、各ロータコイル１２３同士は互いに直列に接続されている。そして、ロータコイル１２３同士は、ダイオード（整流器）１２４を介して短絡されている。 A rotor coil 113 is wound around each rotor tooth 112, and a rotor coil 123 is attached to each rotor tooth 122. A plurality of rotor teeth 112 and rotor coils 113 are provided, and the rotor coils 113 are connected to each other in series. The rotor coils 113 are short-circuited via a diode (rectifier) 114. A plurality of rotor teeth 122 and rotor coils 123 are provided, and the rotor coils 123 are connected in series with each other. The rotor coils 123 are short-circuited via a diode (rectifier) 124.

そして、ロータコイル１１３を流れる電流方向は、ダイオード１１４によって規定されている。その結果、ロータティース１１２の外周端面がＳ磁極（第２磁極）の磁気を帯びる方向に電流がロータコイル１１３内を流れる一方で、ロータティース１１２の外周端面がＮ磁極の磁気を帯びる方向に電流は流れない。 The direction of current flowing through the rotor coil 113 is defined by the diode 114. As a result, current flows in the rotor coil 113 in the direction in which the outer peripheral end surface of the rotor tooth 112 is magnetized by the S magnetic pole (second magnetic pole), while the current flows in the direction in which the outer peripheral end surface of the rotor tooth 112 is magnetized by the N magnetic pole. Does not flow.

また、ロータコイル１２３を流れる電流方向は、ダイオード１２４によって規定されている。その結果、ロータティース１２２の外周端面がＮ磁極（第１磁極）の磁気を帯びる方向に電流が流れる一方で、ロータティース１２２の外周端面がＳ磁極の磁気を帯びる方向に電流は流れない。 The direction of current flowing through the rotor coil 123 is defined by the diode 124. As a result, current flows in a direction in which the outer peripheral end surface of the rotor tooth 122 is magnetized by the N magnetic pole (first magnetic pole), while no current flows in a direction in which the outer peripheral end surface of the rotor tooth 122 is magnetized by the S magnetic pole.

なお、本実施の形態に係る回転電機１００は、ロータティースは、１２個、ステータティースは、１８個、設けられている。 The rotating electrical machine 100 according to the present embodiment is provided with 12 rotor teeth and 18 stator teeth.

図２は、ロータティース１１２Ａと、回転中心線Ｏに対してロータティース１１２Ａと反対側に位置するロータティース１１２Ｂとを示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the rotor teeth 112A and the rotor teeth 112B located on the opposite side of the rotation center line O from the rotor teeth 112A.

この図２に示すように、ロータティース１１２Ａとロータティース１１２Ｂとは、回転中心線Ｏを中心に対称的に配置されている。 As shown in FIG. 2, the rotor teeth 112A and the rotor teeth 112B are arranged symmetrically about the rotation center line O.

ロータティース１１２Ａの周面には、ロータコイル１１３Ａが装着されており、ロータティース１１２Ｂには、ロータコイル１１３Ｂが装着されている。 A rotor coil 113A is attached to the peripheral surface of the rotor teeth 112A, and a rotor coil 113B is attached to the rotor teeth 112B.

ロータティース１１２Ａの周面のうち径方向外方側に位置する部分には、円弧状の径方向端面１１５Ａが形成されている。同様に、ロータティース１１２Ｂの周面のうち径方向外方側に位置する部分には、円弧状の径方向端面１１５Ｂが形成されている。 An arcuate radial end surface 115A is formed on a portion of the peripheral surface of the rotor teeth 112A located on the radially outer side. Similarly, an arcuate radial end surface 115B is formed on a portion of the peripheral surface of the rotor teeth 112B located on the radially outer side.

そして、回転中心線Ｏをとおり、径方向端面１１５Ａと径方向端面１１５Ｂとの間の距離をロータコア最外径Ｒ１とし、回転中心線Ｏをとおり、コイル端面１１７Ａとコイル端面１１７Ｂとの間の距離をロータコイル最外径Ｒ２とする。さらに、具体的には、ロータコア最外径Ｒ１は、径方向端面１１５Ａおよび径方向端面１１５Ｂをとおり、回転中心線Ｏを中心とする仮想円の直径であり、ロータコイル最外径Ｒ２は、コイル端面１１７Ａおよびコイル端面１１７Ｂの最も外側に位置する部分をとおり、回転中心線Ｏを中心とする仮想円の直径である。 The distance between the radial end face 115A and the radial end face 115B is taken as the rotor core outermost diameter R1 along the rotation center line O, and the distance between the coil end face 117A and the coil end face 117B is taken along the rotation center line O. Is the outermost diameter R2 of the rotor coil. More specifically, the outermost diameter R1 of the rotor core is a diameter of a virtual circle that passes through the radial end face 115A and the radial end face 115B and is centered on the rotation center line O. The outermost diameter R2 of the rotor coil is This is the diameter of an imaginary circle that passes through the outermost portion of the end face 117A and the coil end face 117B and has the rotation center line O as the center.

図３は、{（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）と、回転電機１００の最大トルクとの関係を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between {(R1−R2) / R1} × 100 (%) and the maximum torque of the rotating electrical machine 100.

この図３において、横軸は、{（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）を示し、縦軸は、回転電機１００の最大トルクを示す。なお、図３は、電磁界解析ソフトウェアJMAG（登録商標）を用いた解析結果である。 In FIG. 3, the horizontal axis represents {(R1−R2) / R1} × 100 (%), and the vertical axis represents the maximum torque of the rotating electrical machine 100. FIG. 3 shows an analysis result using electromagnetic field analysis software JMAG (registered trademark).

この図３に示すように、{（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）が４％より大きくなると、急激に回転電機１００の最大トルクが小さくなることが分かる。その一方で、{（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）が０％以上４％以下の範囲では、回転電機１００の出力トルクが大きいことが分かる。 As can be seen from FIG. 3, when {(R1-R2) / R1} × 100 (%) is greater than 4%, the maximum torque of the rotating electrical machine 100 is abruptly reduced. On the other hand, it can be seen that the output torque of the rotating electrical machine 100 is large when {(R1-R2) / R1} × 100 (%) is in the range of 0% to 4%.

そこで、本実施の形態に係る回転電機１００においては、{（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）が０％以上４％以下となるように設定している。これにより、回転電機１００の出力を高めることができる。 Therefore, in rotating electric machine 100 according to the present embodiment, {(R1-R2) / R1} × 100 (%) is set to be 0% or more and 4% or less. Thereby, the output of the rotary electric machine 100 can be increased.

さらに、この図３に示すように、{（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）が０％以上１．３％以下の範囲では、回転電機１００の出力が高いことが分かる。したがって、より好ましい範囲の一例として、{（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）が０％以上１．３％以下となるようにロータコイル１１３Ａ，１１３Ｂの位置を設定する。 Further, as shown in FIG. 3, it can be seen that the output of the rotating electrical machine 100 is high when {(R1-R2) / R1} × 100 (%) is in the range of 0% to 1.3%. Therefore, as an example of a more preferable range, the positions of the rotor coils 113A and 113B are set so that {(R1-R2) / R1} × 100 (%) is 0% or more and 1.3% or less.

図４は、ロータ１１０とステータ１３０との間に生じる空間高調波のうち、基本波磁束成分と倍長波磁束成分とを示す図である。そして、図５は、ロータ１１０の一部を展開した展開図である。 FIG. 4 is a diagram showing the fundamental wave magnetic flux component and the double wave magnetic flux component among the spatial harmonics generated between the rotor 110 and the stator 130. FIG. 5 is a developed view in which a part of the rotor 110 is developed.

図５には、ロータコイル１１３が装着されたロータティース１１２と、このロータティース１１２と隣り合うロータティース１２２と、ロータティース１２２に装着されたロータコイル１２３と、ロータティース１１２に装着されたロータコイル１１３とが示されている。この図５は、回転電機１００が駆動し始めた初期状態を示す。 In FIG. 5, a rotor tooth 112 to which the rotor coil 113 is attached, a rotor tooth 122 adjacent to the rotor tooth 112, a rotor coil 123 attached to the rotor tooth 122, and a rotor coil attached to the rotor tooth 112. 113. FIG. 5 shows an initial state in which the rotating electrical machine 100 starts to be driven.

ここで、ロータティース１１２の径方向端面１１５の周方向中央部をとおり、ロータ１１０の径方向に延びる仮想軸線を周方向中心線１１６とし、さらに、ロータティース１２２の径方向端面１２５の周方向中央部をとおりロータ１１０の径方向に延びる仮想軸線を周方向中心線１２６とする。周方向中心線１１６と周方向中心線１２６との間の距離をティース間距離Ｌとする。 Here, a virtual axis extending in the radial direction of the rotor 110 passing through the central portion in the circumferential direction of the radial end surface 115 of the rotor tooth 112 is defined as a circumferential center line 116, and further, A virtual axis extending through the portion in the radial direction of the rotor 110 is defined as a circumferential center line 126. A distance between the circumferential center line 116 and the circumferential center line 126 is defined as a distance L between teeth.

そして、図４に示すように、基本波磁束Ｐ１の半波長が、ティース間距離Ｌとなっており、倍長波磁束Ｐ２の全波長が、ティース間距離Ｌとなっている。 And as shown in FIG. 4, the half wavelength of the fundamental wave magnetic flux P1 is the distance L between teeth, and all the wavelengths of the double long wave magnetic flux P2 are the distance L between teeth.

このため、たとえば、基本波磁束Ｐ１は、径方向端面１１５および径方向端面１２５の一方からロータ１１０内に入り込み、径方向端面１１５および径方向端面１２５の他方から外方に放射される。 Therefore, for example, the fundamental wave magnetic flux P 1 enters the rotor 110 from one of the radial end face 115 and the radial end face 125 and is radiated outward from the other of the radial end face 115 and the radial end face 125.

その一方で、倍長波磁束Ｐ２は、径方向端面１１５からロータ１１０内に入り込むときには、図５に示すように、径方向端面１２５からも、ロータ１１０内に入り込む。このため、径方向端面１１５から入り込んだ倍長波磁束Ｐ２と、径方向端面１２５から入り込んだ倍長波磁束Ｐ２とが互い反発する。 On the other hand, when the double long wave magnetic flux P2 enters the rotor 110 from the radial end face 115, it also enters the rotor 110 also from the radial end face 125, as shown in FIG. For this reason, the double long wave magnetic flux P2 entering from the radial end face 115 and the double long wave magnetic flux P2 entering from the radial end face 125 repel each other.

このため、図５に示すような初期状態では、倍長波磁束Ｐ２は、ロータティース１１２およびロータティース１２２の側面から外部に漏れだす。そして、各ロータティース１１２およびロータティース１２２に装着されたロータコイル１１３およびロータコイル１２３と交差する。 Therefore, in the initial state as shown in FIG. 5, double wave magnetic flux P 2 leaks to the outside from the side surfaces of rotor teeth 112 and rotor teeth 122. Then, it intersects with the rotor coil 113 and the rotor coil 123 attached to each of the rotor teeth 112 and the rotor teeth 122.

図６は、上記図５に示す状態から倍長波磁束Ｐ２の１／２周期後の状態を示すロータ１１０の展開図である。この図６に示す状態では、倍長波磁束Ｐ２は、外部から各ロータコイル１１３およびロータコイル１２３と交差し、各ロータティース１１２およびロータティース１２２の側面から各ロータティース１１２およびロータティース１２２内に入り込んでいる。その後、ロータティース１１２およびロータコイル１２３内において、倍長波磁束Ｐ２同士が反発し、ロータティース１１２の径方向端面１１５およびロータティース１２２の径方向端面１２５から外部に放射されている。 FIG. 6 is a development view of the rotor 110 showing a state after a half cycle of the double long wave magnetic flux P2 from the state shown in FIG. In the state shown in FIG. 6, double long wave magnetic flux P 2 intersects with each rotor coil 113 and rotor coil 123 from the outside, and enters each rotor tooth 112 and rotor tooth 122 from the side surface of each rotor tooth 112 and rotor tooth 122. It is out. Thereafter, in the rotor teeth 112 and the rotor coil 123, the double long wave magnetic fluxes P2 repel each other and are radiated to the outside from the radial end face 115 of the rotor teeth 112 and the radial end face 125 of the rotor teeth 122.

このように、倍長波磁束Ｐ２は、各ロータコイル１１３およびロータコイル１２３を交差すると共に、時間の経過と共に、交差する方向および磁束量が変化する。 As described above, the double long wave magnetic flux P2 intersects each rotor coil 113 and the rotor coil 123, and the intersecting direction and the amount of magnetic flux change with time.

図７は、上記図５および図６に示す状態から所定期間経過した状態を示すロータ１１０の展開図である。この図７に示す状態では、倍長波磁束Ｐ２は、径方向端面１１５からロータティース１１２内に入り込み、ロータティース１１２の側面から外部に出て行き、ロータコイル１１３と交差している。この倍長波磁束Ｐ２の磁束量が変動することで、ロータコイル１１３内に誘電電圧が生じている。そして、ロータコイル１１３内に誘導電流が流れ、誘導電流は、ロータティース１１２の径方向端面１１５がＳ磁極（第１磁極）の磁気を帯びるように、ロータコイル１１３内を流れている。 FIG. 7 is a development view of the rotor 110 showing a state in which a predetermined period has elapsed from the state shown in FIGS. 5 and 6. In the state shown in FIG. 7, the double long wave magnetic flux P 2 enters the rotor teeth 112 from the radial end face 115, exits from the side face of the rotor teeth 112, and intersects the rotor coil 113. As the amount of magnetic flux of the double long wave magnetic flux P 2 fluctuates, a dielectric voltage is generated in the rotor coil 113. An induced current flows in the rotor coil 113, and the induced current flows in the rotor coil 113 so that the radial end surface 115 of the rotor teeth 112 is magnetized by the S magnetic pole (first magnetic pole).

ここで、ロータコイル１１３は、ダイオード１１４を介して短絡されており、ダイオード１１４は、上記のように、径方向端面１１５がＳ磁極の磁気を帯びるように電流がロータコイル１１３内を流れることを許容している。 Here, the rotor coil 113 is short-circuited via the diode 114, and the diode 114 has a current flowing in the rotor coil 113 so that the radial end face 115 is magnetized by the S magnetic pole as described above. Allowed.

このため、ロータコイル１１３内を誘導電流が流れ、この誘導電流が流れることで、ロータティース１１２内に磁束２０３が発生している。 For this reason, an induced current flows in the rotor coil 113, and a magnetic flux 203 is generated in the rotor teeth 112 due to the induced current flowing.

この際、ロータコイル１２３と交差する倍長波磁束Ｐ２の磁束量も変動しており、ロータコイル１２３内にも誘起電圧が発生している。そして、ロータティース１２２の径方向端面１２５がＳ磁極の磁気を帯びるように、ロータコイル１２３内に誘起電圧が発生している。 At this time, the amount of the double long wave magnetic flux P 2 intersecting with the rotor coil 123 also fluctuates, and an induced voltage is also generated in the rotor coil 123. An induced voltage is generated in the rotor coil 123 so that the radial end face 125 of the rotor tooth 122 is magnetized by the S magnetic pole.

その一方で、ロータコイル１２３に接続されたダイオード１２４は、径方向端面１２５がＳ磁極の磁気を帯びるように電流がロータコイル１２３内を流れることを防止している。このため、ロータコイル１２３には電流が流れない。 On the other hand, the diode 124 connected to the rotor coil 123 prevents the current from flowing through the rotor coil 123 so that the radial end face 125 is magnetized by the S magnetic pole. For this reason, no current flows through the rotor coil 123.

この結果、図８に示すように、径方向端面１１５からロータヨーク部１０９内に入り込み、径方向端面１２５から出て行くように流れる磁束の磁束量が多くなり、径方向端面１２５から入り込む磁束に打ち勝つようになる。その結果、径方向端面１１５からロータヨーク部１０９内に入り込み、径方向端面１２５から外部に放射されるような磁束の流れが生じる。 As a result, as shown in FIG. 8, the amount of magnetic flux flowing into the rotor yoke portion 109 from the radial end surface 115 and flowing out from the radial end surface 125 increases, and overcomes the magnetic flux entering from the radial end surface 125. It becomes like this. As a result, a magnetic flux flows that enters the rotor yoke portion 109 from the radial end face 115 and is radiated to the outside from the radial end face 125.

このように、基本波磁束Ｐ１のみならず、倍長波磁束Ｐ２をも利用して、ロータコイル１１３に誘電電流を発生させることができ、回転電機１００の駆動効率の向上が図られている。 In this way, not only the fundamental wave magnetic flux P1 but also the double wave magnetic flux P2 can be used to generate a dielectric current in the rotor coil 113, and the drive efficiency of the rotating electrical machine 100 is improved.

図９は、上記図７に示す状態から倍長波磁束Ｐ２の１／２周期後の状態を示す断面図である。この図９に示す状態では、ロータコイル１２３と交差し、ロータティース１２２の側面からロータティース１２２内に入り込む倍長波磁束Ｐ２の磁束量が変動している。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state after ½ period of double long wave magnetic flux P2 from the state shown in FIG. In the state shown in FIG. 9, the magnetic flux amount of the double long wave magnetic flux P 2 that intersects the rotor coil 123 and enters the rotor teeth 122 from the side surface of the rotor teeth 122 varies.

そして、ロータコイル１２３内には、誘起電圧が生じ、ロータティース１２２の径方向端面１２５がＮ磁極の磁気を帯びるように、誘導電流がロータコイル１２３内を流れている。この際、ロータコイル１２３に接続されたダイオード１２４は、径方向端面１２５がＮ磁極（第２磁極）の磁気を帯びるように、電流がロータコイル１２３内を流れることを許容している。 An induced voltage is generated in the rotor coil 123, and an induced current flows in the rotor coil 123 so that the radial end face 125 of the rotor tooth 122 is magnetized with an N magnetic pole. At this time, the diode 124 connected to the rotor coil 123 allows current to flow through the rotor coil 123 so that the radial end face 125 is magnetized as an N magnetic pole (second magnetic pole).

このため、誘導電流がロータコイル１２３内を流れ、ロータティース１２２内に磁束が発生している。 For this reason, an induced current flows in the rotor coil 123, and a magnetic flux is generated in the rotor teeth 122.

その一方で、ロータティース１１２に装着されたロータコイル１１３においても、同様の誘起電圧が発生している。この誘起電圧によって、ロータコイル１１３内には、ロータティース１１２の径方向端面１１５がＮ磁極の磁気を帯びるように誘導電流がながれようとしている。しかし、ダイオード１１４は、径方向端面１１５がＮ磁極の磁気を帯びるように電流がロータコイル１１３内を流れることを抑制している。このため、ロータコイル１１３内に誘導電流が発生していない。 On the other hand, a similar induced voltage is also generated in the rotor coil 113 attached to the rotor teeth 112. This induced voltage causes an induced current to flow in the rotor coil 113 so that the radial end face 115 of the rotor tooth 112 is magnetized with N magnetic poles. However, the diode 114 suppresses the current from flowing through the rotor coil 113 so that the radial end face 115 is magnetized with N magnetic poles. For this reason, no induced current is generated in the rotor coil 113.

この結果、図１０に示すように、倍長波磁束Ｐ２および磁束２０１は、ロータティース１１２からロータヨーク部１０９内に入り込み、その後、ロータティース１２２内に入り込む。そして、倍長波磁束Ｐ２および磁束２０１はロータティース１２２の径方向端面１２５から外部に出て行く。このように、基本波磁束Ｐ１のみならず、倍長波磁束Ｐ２をも利用して、ロータコイル１２３に誘電電流を発生させることができ、回転電機１００の駆動効率の向上が図られている。 As a result, as shown in FIG. 10, double wave magnetic flux P 2 and magnetic flux 201 enter rotor rotor 112 from rotor tooth 112 and then enter rotor tooth 122. The double long wave magnetic flux P 2 and the magnetic flux 201 go out from the radial end face 125 of the rotor tooth 122. In this way, not only the fundamental wave magnetic flux P1 but also the double wave magnetic flux P2 can be used to generate a dielectric current in the rotor coil 123, so that the drive efficiency of the rotating electrical machine 100 is improved.

図１１は、ロータ１１０の斜視図であり、図１２は、ロータ１１０の分解斜視図である。この図１１および図１２に示すように、ロータ１１０は、ロータコア１１１と、このロータコア１１１に形成されたロータティース１１２，１２２に装着されたロータコイル１１３，１２３とを備え、ロータコイル１１３，１２３は固定部材１６０によってロータティース１１２，１１３に固定されている。固定部材１６０は、非磁性体材料によって形成されており、比抵抗の高い材料によって構成されている。 FIG. 11 is a perspective view of the rotor 110, and FIG. 12 is an exploded perspective view of the rotor 110. As shown in FIGS. 11 and 12, the rotor 110 includes a rotor core 111 and rotor coils 113 and 123 attached to rotor teeth 112 and 122 formed on the rotor core 111. It is fixed to the rotor teeth 112 and 113 by a fixing member 160. The fixing member 160 is made of a nonmagnetic material and is made of a material having a high specific resistance.

図１２に示すように、固定部材１６０は、フランジ部材１６１と、フランジ部材１６２と、周面固定部材１６３とを備えている。 As shown in FIG. 12, the fixing member 160 includes a flange member 161, a flange member 162, and a peripheral surface fixing member 163.

フランジ部材１６１は、回転中心線Ｏ方向に配列するロータコア１１１の一方の端面に装着され、フランジ部材１６２は、ロータコア１１１の他方の端面に装着されている。 The flange member 161 is attached to one end surface of the rotor core 111 arranged in the direction of the rotation center line O, and the flange member 162 is attached to the other end surface of the rotor core 111.

フランジ部材１６１は、回転シャフト１４０が挿入される貫通孔が形成された天板部１７０と、この天板部１７０の周縁部から垂下する周壁部１７１とを備えている。 The flange member 161 includes a top plate portion 170 in which a through hole into which the rotary shaft 140 is inserted is formed, and a peripheral wall portion 171 that hangs down from a peripheral portion of the top plate portion 170.

また、フランジ部材１６２も、回転シャフト１４０が挿入される貫通孔が形成された天板部１７２と、この天板部１７２の周縁部から垂下するように形成された周壁部１７３とを備えている。 The flange member 162 also includes a top plate portion 172 in which a through hole into which the rotary shaft 140 is inserted is formed, and a peripheral wall portion 173 formed so as to hang from the peripheral edge portion of the top plate portion 172. .

図１３は、上記図１１に示す状態から周面固定部材１６３およびフランジ部材１６１，１６２を取り外した状態におけるロータ１１０を示す斜視図である。 FIG. 13 is a perspective view showing the rotor 110 in a state in which the peripheral surface fixing member 163 and the flange members 161 and 162 are removed from the state shown in FIG.

この図１３に示すように、各ロータティース１１２にロータコイル１１３が装着され、ロータティース１２２にロータコイル１２３が装着されている。 As shown in FIG. 13, a rotor coil 113 is attached to each rotor tooth 112, and a rotor coil 123 is attached to the rotor tooth 122.

ロータコイル１１３は、円弧状に湾曲したコイルエンド部１３１およびコイルエンド部１３３と、コイルエンド部１３１およびコイルエンド部１３３間に位置する中腹部１３２とを含む。同様に、ロータコイル１２３は、円弧状に湾曲したコイルエンド部１３４と、コイルエンド部１３６と、コイルエンド部１３４およびコイルエンド部１３６間に位置する中腹部１３５とを含む。 The rotor coil 113 includes a coil end portion 131 and a coil end portion 133 that are curved in an arc shape, and a middle abdomen portion 132 that is located between the coil end portion 131 and the coil end portion 133. Similarly, the rotor coil 123 includes a coil end part 134 that is curved in an arc shape, a coil end part 136, and a middle part 135 that is positioned between the coil end part 134 and the coil end part 136.

そして、ロータティース１１２に装着された状態においては、ロータコイル１１３のコイルエンド部１３１およびコイルエンド部１３３は、回転中心線Ｏ方向に配列している。また、ロータティース１２２に装着された状態において、ロータコイル１２３のコイルエンド部１３４およびコイルエンド部１３６は、回転中心線Ｏ方向に配列している。 When the rotor teeth 112 are mounted, the coil end portion 131 and the coil end portion 133 of the rotor coil 113 are arranged in the direction of the rotation center line O. Further, in a state where the rotor teeth 122 are mounted, the coil end portion 134 and the coil end portion 136 of the rotor coil 123 are arranged in the direction of the rotation center line O.

各ロータコイル１１３，１２３の一方のコイルエンド部１３３，１３６は、回転中心線Ｏを中心に環状に配列しており、他方のコイルエンド部１３１，１３４も、回転中心線Ｏを中心に環状に配列している。 The coil end portions 133 and 136 of the rotor coils 113 and 123 are arranged in an annular shape around the rotation center line O, and the other coil end portions 131 and 134 are also arranged in an annular shape around the rotation center line O. Arranged.

図１４は、上記図１３に示す状態に、フランジ部材１６１およびフランジ部材１６２を装着した状態を示すロータ１１０の斜視図である。この図１４に示すように、フランジ部材１６１が、回転中心線Ｏ方向に配列するロータコア１１１の一方の端部に装着されている。そして、フランジ部材１６１の周壁部１７１が、環状に配列するコイルエンド部１３３およびコイルエンド部１３６と係合し、各ロータコイル１１３およびロータコイル１２３をロータコア１１１に固定する。 FIG. 14 is a perspective view of the rotor 110 showing a state in which the flange member 161 and the flange member 162 are attached to the state shown in FIG. As shown in FIG. 14, the flange member 161 is attached to one end of the rotor core 111 arranged in the direction of the rotation center line O. Then, the peripheral wall portion 171 of the flange member 161 engages with the coil end portion 133 and the coil end portion 136 that are annularly arranged, and the rotor coil 113 and the rotor coil 123 are fixed to the rotor core 111.

同様に、フランジ部材１６２は、回転中心線Ｏ方向に配列するロータコア１１１の他方の端部に装着されており、フランジ部材１６２の周壁部１７３が環状に配列するコイルエンド部１３１およびコイルエンド部１３４と係合して、ロータコイル１１３およびロータコイル１２３をロータコア１１１に固定している。これにより、ロータコイル１１３およびロータコイル１２３の脱落が防止されている。 Similarly, the flange member 162 is attached to the other end portion of the rotor core 111 arranged in the direction of the rotation center line O, and the coil end portion 131 and the coil end portion 134 in which the peripheral wall portion 173 of the flange member 162 is arranged in an annular shape. And the rotor coil 113 and the rotor coil 123 are fixed to the rotor core 111. This prevents the rotor coil 113 and the rotor coil 123 from falling off.

図１５は、ロータ１１０の断面図である。この図１５に示すように、フランジ部材１６１の天板部１７２には、支持部１７４が形成されている。支持部１７４は、周壁部１７１に対して径方向内方側に位置している。フランジ部材１６１がロータコア１１１の一方の端面に装着されることで、フランジ部材１６１が装着されると、周壁部１７１が、コイルエンド部１３３，１３６の外側面を支持し、さらに、支持部１７４がコイルエンド部１３３，１３６の内側面を支持する。 FIG. 15 is a cross-sectional view of the rotor 110. As shown in FIG. 15, a support portion 174 is formed on the top plate portion 172 of the flange member 161. The support portion 174 is located on the radially inner side with respect to the peripheral wall portion 171. When the flange member 161 is mounted by mounting the flange member 161 on one end surface of the rotor core 111, the peripheral wall portion 171 supports the outer surface of the coil end portions 133, 136, and the support portion 174 The inner side surfaces of the coil end portions 133 and 136 are supported.

同様に、フランジ部材１６２の天板部１７２には、周壁部１７３より内側に支持部１７５が形成されている。 Similarly, a support portion 175 is formed on the top plate portion 172 of the flange member 162 inside the peripheral wall portion 173.

そして、フランジ部材１６２がロータコア１１１の他方の端部に装着されることで、周壁部１７３がコイルエンド部１３４の外側面を支持し、支持部１７５がコイルエンド部１３１の内側面を支持する。 The flange member 162 is attached to the other end of the rotor core 111, so that the peripheral wall portion 173 supports the outer surface of the coil end portion 134 and the support portion 175 supports the inner surface of the coil end portion 131.

このように、各周壁部１７１，１７３および支持部１７４，１７５によって、ロータコイル１１３，１２３が正確に位置決めされる。なお、フランジ部材１６１およびフランジ部材１６２は、ボルト（位置決め部材）１７６によって位置決めされている。 As described above, the rotor coils 113 and 123 are accurately positioned by the peripheral wall portions 171 and 173 and the support portions 174 and 175. The flange member 161 and the flange member 162 are positioned by bolts (positioning members) 176.

フランジ部材１６２には、支持部１７５を貫通するネジ穴１８０が形成されており、ロータコア１１１にも貫通孔１８１が形成されている。そして、フランジ部材１６１には、支持部１７４にネジ穴１８２が形成されている。 A screw hole 180 that penetrates the support portion 175 is formed in the flange member 162, and a through hole 181 is also formed in the rotor core 111. In the flange member 161, a screw hole 182 is formed in the support portion 174.

そして、ボルト１７６は、ネジ穴１８０および貫通孔１８１に挿入され、ネジ穴１８２の内周面に形成されたネジ部と螺合している。このようなボルト１７６等は、ロータコア１１１の周方向に複数設けられており、フランジ部材１６１およびフランジ部材１６２が正確に位置決めされている。 The bolt 176 is inserted into the screw hole 180 and the through hole 181, and is screwed with a screw portion formed on the inner peripheral surface of the screw hole 182. A plurality of such bolts 176 and the like are provided in the circumferential direction of the rotor core 111, and the flange member 161 and the flange member 162 are accurately positioned.

この図１５に示す例においては、{（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）が１．３％以上４％以下の範囲内に収まるように、ロータコイル１１３およびロータコイル１２３が位置決めされている。 In the example shown in FIG. 15, the rotor coil 113 and the rotor coil 123 are positioned so that {(R1-R2) / R1} × 100 (%) falls within the range of 1.3% to 4%. ing.

このような範囲に設置することで、ロータコイル１１３，１２３が、ロータティース１１２，ロータティース１２２の径方向端面１１５，１２５よりも径方向内方側に位置する。 By installing in such a range, the rotor coils 113 and 123 are positioned on the radially inward side with respect to the radial end surfaces 115 and 125 of the rotor teeth 112 and the rotor teeth 122.

これにより、回転中心線Ｏ方向に配列するロータティース１１２，１２２の上端面および下端面の一部が、ロータコイル１１３，１２３から外方に露出する。そして、周壁部１７１，１７３をロータティース１１２，１２２上に配置させることができ、周壁部１７１，１７３が、径方向端面１１５，１２５より径方向外方に突出することを抑制することができる。なお、{（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１}×１００（％）が１．３％以上４％以下の範囲においても、図３に示すように、回転電機１００の駆動効率を高く維持することができる。 Thereby, a part of upper end surface and lower end surface of the rotor teeth 112, 122 arranged in the direction of the rotation center line O is exposed outward from the rotor coils 113, 123. And the surrounding wall parts 171 and 173 can be arrange | positioned on the rotor teeth 112 and 122, and it can suppress that the surrounding wall parts 171 and 173 protrude radially outward from the radial direction end surfaces 115 and 125. FIG. In addition, even if {(R1-R2) / R1} × 100 (%) is in the range of 1.3% to 4%, the driving efficiency of the rotating electrical machine 100 can be maintained high as shown in FIG. .

図１１および図１５に示すように、周面固定部材１６３は、ロータ１１０の外周面を覆うように設けられ、ロータコイル１１３およびロータコイル１２３がロータティース１１２およびロータティース１２２から脱落することを抑制している。 As shown in FIGS. 11 and 15, the peripheral surface fixing member 163 is provided so as to cover the outer peripheral surface of the rotor 110, and the rotor coil 113 and the rotor coil 123 are prevented from dropping from the rotor teeth 112 and the rotor teeth 122. is doing.

周面固定部材１６３は、たとえば、カーボンファイバによって形成されている。カーボンファイバによって周面固定部材１６３を構成することで、周面固定部材１６３の質量を低く抑えることができると共に、強度も高くすることができ、ロータコイル１１３およびロータティース１２２の脱落を抑制することができる。 The peripheral surface fixing member 163 is formed of, for example, a carbon fiber. By configuring the peripheral surface fixing member 163 with the carbon fiber, the mass of the peripheral surface fixing member 163 can be suppressed low, the strength can be increased, and the rotor coil 113 and the rotor teeth 122 can be prevented from falling off. Can do.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、回転電機に適用することができ、特に車両に搭載される回転電機として好適である。 The present invention can be applied to a rotating electrical machine, and is particularly suitable as a rotating electrical machine mounted on a vehicle.

１００回転電機、１１０ロータ、１１２，１２２ロータティース、１１３，１２３ロータコイル、１３０ステータ。 100 rotating electric machine, 110 rotor, 112, 122 rotor teeth, 113, 123 rotor coil, 130 stator.

【０００２】
の距離については何等記載も示唆もされていない。
［０００７］
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、十分な誘起電圧を得ることができる回転電機を提供することである。
課題を解決するための手段
［０００８］
本発明に係る回転電機は、周面に複数のロータティースが形成された環状のロータコアと、ロータティースに装着されたロータコイルとを含み、回転可能に設けられたロータと、ロータと対向するように配置されたステータと、ステータに設けられたステータコイルと、ロータコイルを短絡させると共に、ロータコイル内を流れる電流の流通方向を規定する整流器とを備える。そして、上記ロータコアの最外径とロータコイルの最外径との差が、ロータコアの最外径の０％以上４％以下とされる。
［０００９］
好ましくは、上記ロータコイルをロータコアに固定する固定部材をさらに備え、固定部材は、非磁性材料から形成される。
［００１０］
好ましくは、上記固定部材は、第１係止部材と、第２係止部材と、コイル周面固定部とを含み、第１係止部材は、ロータコアの中心軸線方向に配列するロータコイルの一方の端部と係合し、第２係止部材は、ロータコアの中心軸線方向に配列するロータコイルの他方の端部と係合し、コイル周面固定部は、ロータの周面を覆うように設けられる。
［００１１］
好ましくは、上記ロータコアの最外径とロータコイルの最外径との差が、ロータコアの最外径の１．３％以上４％以下とされる。
［００１２］
好ましくは、上記コイル周面固定部は、カーボンファイバによって形成される。好ましくは、上記ロータコアの最外径とロータコイルの最外径との差が、ロータコアの最外径の１．３％以下とされる。
［００１３］
好ましくは、上記ロータティースは、ロータコアの周面に交互に設けられた第１ロータティースおよび第２ロータティースを複数含み、ロータコイルは、各第１ロータティースに装着された第１ロータコイルと、各第２ロータティースに装着された第２ロータコイルとを含む。そして、上記第１ロータコイル同士は、互いに接続され、第２ロータコイル同士は互いに接続され、第１ロータコイル内を流れる電流の流通方向を規定し、整流器は、第１ロータティースの端面に第１磁極の磁気を帯びさせる第１整流器と、第２ロータコイル内を[0002]
There is no description or suggestion about the distance.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a rotating electrical machine capable of obtaining a sufficient induced voltage.
Means for Solving the Problems [0008]
A rotating electrical machine according to the present invention includes an annular rotor core having a plurality of rotor teeth formed on a peripheral surface thereof, a rotor coil mounted on the rotor teeth, and a rotor provided rotatably and opposed to the rotor. And a stator coil provided in the stator, and a rectifier that short-circuits the rotor coil and defines a flow direction of the current flowing in the rotor coil. The difference between the outermost diameter of the rotor core and the outermost diameter of the rotor coil is 0% or more and 4% or less of the outermost diameter of the rotor core.
[0009]
Preferably, a fixing member for fixing the rotor coil to the rotor core is further provided, and the fixing member is made of a nonmagnetic material.
[0010]
Preferably, the fixing member includes a first locking member, a second locking member, and a coil circumferential surface fixing portion, and the first locking member is one of the rotor coils arranged in the central axis direction of the rotor core. The second locking member engages with the other end of the rotor coil arranged in the direction of the central axis of the rotor core, and the coil peripheral surface fixing portion covers the peripheral surface of the rotor. Provided.
[0011]
Preferably, the difference between the outermost diameter of the rotor core and the outermost diameter of the rotor coil is 1.3% or more and 4% or less of the outermost diameter of the rotor core.
[0012]
Preferably, the coil peripheral surface fixing portion is formed of a carbon fiber. Preferably, the difference between the outermost diameter of the rotor core and the outermost diameter of the rotor coil is 1.3% or less of the outermost diameter of the rotor core.
[0013]
Preferably, the rotor teeth include a plurality of first rotor teeth and second rotor teeth alternately provided on the peripheral surface of the rotor core, and the rotor coils include first rotor coils mounted on the first rotor teeth, And a second rotor coil mounted on each second rotor tooth. The first rotor coils are connected to each other, the second rotor coils are connected to each other, the flow direction of the current flowing in the first rotor coil is defined, and the rectifier is connected to the end face of the first rotor teeth. A first rectifier for magnetizing one magnetic pole, and a second rotor coil

【０００３】
流れる電流の流通方向を規定し、第２ロータティースの端面に第２磁極の磁気を帯びさせる第２整流器とを含む。
発明の効果
［００１４］
本発明に係る回転電機によれば、十分な誘起電圧を得ることができる、
図面の簡単な説明
［００１５］
［図１］本発明に係る回転電機を模式的に示す断面図である。
［図２］ロータティース１１２Ａと、回転中心Ｏに対してロータティース１１２Ａと反対側に位置するロータティース１１２Ｂとを示す断面図である。
［図３］｛（Ｒ１−Ｒ２）／Ｒ１｝×１００（％）と、回転電機１００の最大トルクとの関係を示すグラフである。
［図４］ロータ１１０とステータ１３０との間に生じる空間高調波のうち、基本波磁束成分と倍長波磁束成分とを示す図である。
［図５］ロータ１１０の一部を展開した展開図である。
［図６］図５に示す状態から倍長波磁束Ｐ２の１／２周期後の状態を示すロータ１１０の展開図である。
［図７］図５および図６に示す状態から所定期間経過した状態を示すロータ１１０の展開図である。
［図８］図７に示す状態における磁束の流れを示すロータ１１０の展開図である。
［図９］図７に示す状態から倍長波磁束Ｐ２の１／２周期後の状態を示す断面図である。
［図１０］図９に示す状態における磁束の流れを示すロータ１１０の展開図である。
［図１１］ロータ１１０の斜視図である。
［図１２］ロータ１１０の分解斜視図である。
［図１３］図１１に示す状態から周面固定部材１６３およびフランジ部材１６１，１６２を取り外した状態におけるロータ１１０を示す斜視図である。
［図１４］図１３に示す状態に、フランジ部材１６１およびフランジ部材１６２[0003]
A second rectifier that regulates a flow direction of the flowing current and causes the end face of the second rotor tooth to have magnetism of the second magnetic pole.
Effect of the Invention [0014]
According to the rotating electrical machine according to the present invention, a sufficient induced voltage can be obtained.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0015]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a rotating electrical machine according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a rotor tooth 112A and a rotor tooth 112B located on the opposite side of the rotation center O from the rotor tooth 112A.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between {(R1-R2) / R1} × 100 (%) and the maximum torque of rotating electrical machine 100.
FIG. 4 is a diagram showing a fundamental wave magnetic flux component and a double wave magnetic flux component among spatial harmonics generated between the rotor 110 and the stator 130.
FIG. 5 is a development view in which a part of the rotor 110 is developed.
6 is a development view of the rotor 110 showing a state after a half cycle of the double long wave magnetic flux P2 from the state shown in FIG.
FIG. 7 is a development view of the rotor 110 showing a state in which a predetermined period has elapsed from the states shown in FIGS.
8 is a development view of the rotor 110 showing the flow of magnetic flux in the state shown in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state after ½ cycle of double long wave magnetic flux P2 from the state shown in FIG.
10 is a development view of the rotor 110 showing the flow of magnetic flux in the state shown in FIG.
FIG. 11 is a perspective view of the rotor 110.
FIG. 12 is an exploded perspective view of the rotor 110.
13 is a perspective view showing the rotor 110 in a state where the peripheral surface fixing member 163 and the flange members 161 and 162 are removed from the state shown in FIG.
FIG. 14 shows the flange member 161 and the flange member 162 in the state shown in FIG.

Claims

An annular rotor core (111) having a plurality of rotor teeth (112, 122) formed on the peripheral surface, and a rotor coil (113, 123) mounted on the rotor teeth (112, 122), are rotatable. A provided rotor (110);
A stator (130) disposed to face the rotor;
With
A rotating electrical machine in which a difference between an outermost diameter (R1) of the rotor core (111) and an outermost diameter (R2) of the rotor coil is not less than 0% and not more than 4% of an outermost diameter (R1) of the rotor core.

A fixing member (160) for fixing the rotor coil (113, 123) to the rotor core (111);
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the fixing member (160) is made of a nonmagnetic material.

The fixing member (160) includes a first locking member (161), a second locking member (162), and a peripheral surface fixing portion (163),
The first locking member (161) engages with one end of the rotor coil (113, 123) arranged in the central axis direction (O) of the rotor core (111), and the second locking member (162) engages with the other end of the rotor coil (113, 123) arranged in the direction of the central axis of the rotor core (111), and the peripheral surface fixing portion (163) is the peripheral surface of the rotor The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotating electrical machine is provided so as to cover.

The difference between the outermost diameter (R1) of the rotor core and the outermost diameter (R2) of the rotor coil is 1.3% to 4% of the outermost diameter (R1) of the rotor core. The rotating electrical machine according to item 3.

The rotating electrical machine according to claim 3, wherein the peripheral surface fixing portion (163) is formed of a carbon fiber.

The range according to claim 1, wherein the difference between the outermost diameter (R1) of the rotor core and the outermost diameter (R2) of the rotor coil is 1.3% or less of the outermost diameter (R1) of the rotor core. The rotating electrical machine described.

The rotor teeth (112, 122) include a plurality of first rotor teeth (112) and second rotor teeth (122) provided alternately on the peripheral surface of the rotor core (111),
The rotor coils (113, 123) include a first rotor coil (113) attached to each of the first rotor teeth (112) and a second rotor coil (attached to each of the second rotor teeth (122). 123),
The first rotor coils (113) are connected to each other, the second rotor coils (123) are connected to each other,
The flow direction of the current flowing through the first rotor coil is defined, and the flow direction of the current flowing through the second rotor coil is defined by a first rectifier that regulates the flow direction of the current flowing through the first rotor coil, 2. The rotating electrical machine according to claim 1, further comprising a second rectifier that regulates and causes the end face of the second rotor teeth to have magnetism of the second magnetic pole.