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公開番号2024058000
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165072
出願日2022-10-13
発明の名称巻線界磁ロータ
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02K 3/18 20060101AFI20240418BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】界磁巻線を簡易かつ適正に巻回させることができる巻線界磁ロータを提供する。
【解決手段】ロータは、周方向に並ぶ磁極ごとに設けられ径方向に突出する主極部を有するロータコアと、主極部に巻回される界磁巻線とを有している。界磁巻線は、主極部ごとに、径方向に多層に導線材が巻回されてなるコイル体90を有し、それら各コイル体90が周方向に直列に接続されている。各コイル体90は、コイル体90の径方向内側となる位置に導線材の一端であるコイル端部93を有し、径方向外側となる位置に導線材の他端であるコイル端部94を有している。コイル体90において、コイル端部93が、周方向一方の側に隣り合う別のコイル体90のコイル端部93に接続されるとともに、前コイル端部94が、周方向他方の側に隣り合う別のコイル体90のコイル端部94に接続されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
巻線界磁式の回転電機（４０）に適用され、周方向に並ぶ磁極ごとに設けられ径方向に突出する主極部（６２）を有するロータコア（６１）と、前記主極部に巻回される界磁巻線（７０）と、を有する巻線界磁ロータ（６０）であって、
前記界磁巻線は、前記主極部ごとに、径方向に多層に導線材が巻回されてなるコイル体（９０）を有し、それら各コイル体が周方向に直列に接続されており、
前記各コイル体は、当該コイル体の径方向内側となる位置に前記導線材の一端である内側端部（９３）を有し、径方向外側となる位置に前記導線材の他端である外側端部（９４）を有しており、
前記コイル体において、前記内側端部が、周方向一方の側に隣り合う別の前記コイル体の前記内側端部に接続されるとともに、前記外側端部が、周方向他方の側に隣り合う別の前記コイル体の前記外側端部に接続されている、巻線界磁ロータ。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
周方向に隣り合う前記各コイル体の前記内側端部及び前記外側端部はそれぞれ、少なくとも一方が、周方向において接続相手となる前記コイル体の側に延伸された延伸部分を有する、請求項１に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項３】
前記コイル体は、前記導線材として平角線を用い、径方向内側となる内側コイル部（９１）と径方向外側となる外側コイル部（９２）とを有するα巻コイルであり、
前記内側コイル部に前記内側端部が設けられ、前記外側コイル部に前記外側端部が設けられており、
周方向に隣り合う前記各コイル体の前記内側端部及び前記外側端部はそれぞれ、少なくとも一方が、周方向において接続相手となる前記コイル体の側に延伸された延伸部分を有する、請求項１に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項４】
周方向に隣り合う前記各コイル体において、前記内側端部及び前記外側端部における各々の接合部は、周方向に交互となり、かつ１磁極ピッチとなる間隔で設けられている、請求項２又は３に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項５】
前記界磁巻線は、周方向に並ぶ前記各主極部に巻回されたロータ１周分の前記コイル体を直列接続してなる直列巻線部を複数有し、径方向に並ぶ前記直列巻線部どうしを直列接続して構成されている、請求項１に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項６】
径方向に並ぶ前記直列巻線部のうち径方向外側の直列巻線部における前記内側端部と、径方向内側の直列巻線部における前記内側端部との少なくともいずれか、又は径方向に並ぶ前記直列巻線部のうち径方向外側の直列巻線部における前記外側端部と、径方向内側の直列巻線部における前記外側端部との少なくともいずれかが径方向にオフセットされ、そのオフセット部分で前記直列巻線部どうしが互いに接続されている、請求項５に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項７】
前記界磁巻線は、互いに直列接続された第１巻線部（７１ａ）及び第２巻線部（７１ｂ）を有し、
前記第１巻線部及び前記第２巻線部の両端間に整流素子（８１）が接続され、前記第２巻線部（７１ｂ）にコンデンサ（８２）が並列接続されており、
前記第１巻線部及び前記第２巻線部は、それぞれ周方向に並ぶ前記各主極部に巻回された少なくともロータ１周分の前記コイル体を直列接続してなる直列巻線部であり、径方向において前記第１巻線部を前記回転電機のステータ（５０）の側、前記第２巻線部を反ステータの側として前記主極部に巻回されており、
前記第１巻線部における前記内側端部及び前記外側端部のいずれかの端部と、前記第２巻線部における前記内側端部及び前記外側端部のうち前記第１巻線部と同じ側の端部との少なくともいずれかが径方向にオフセットされ、そのオフセット部分で前記第１巻線部と前記第２巻線部とが接続されている、請求項１に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項８】
前記ロータコアは、周方向に延びるヨーク部（６１ａ）を有し、そのヨーク部から前記主極部が径方向に突出しており、
前記ヨーク部において軸方向一方の端面が、前記整流素子及び前記コンデンサが配置される設置面（６５）となっており、
前記第１巻線部及び前記第２巻線部において、前記整流素子及び前記コンデンサに接続される接続端部は軸方向において前記設置面と同じ側に突出しており、その突出部で前記整流素子及び前記コンデンサに接続されている、請求項７に記載の巻線界磁ロータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、巻線界磁ロータに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
巻線界磁型の回転電機では、ロータコアの各主極部に界磁巻線が巻回され、その界磁巻線を通電することにより界磁磁界を生じさせるようにしている。この場合、周方向に隣り合う各磁極では、Ｎ極及びＳ極を交互に並べるべく互いに逆となる向きで界磁巻線が巻回されている。
【０００３】
また、界磁巻線を各主極部に巻回する技術としては、磁極ごとに各主極部で必要となる巻き数分の巻線を施してから、すなわち磁極ごとに巻線を完結させてから、周方向に隣り合う隣磁極に巻線を連続させる構成が知られている。例えば特許文献１には、磁極ごとに、各主極部で径方向に多層となる巻線を完結させるとともに、周方向に隣り合う各磁極間において、一方の磁極における径方向最内側の位置と他方の磁極における径方向最外側の位置とを接続することで、周方向に隣り合う各磁極で界磁巻線を連続させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－２２２９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のとおり磁極ごとに巻線を完結させつつ周方向に巻線を連続させる構成では、周方向に隣り合う各磁極間で巻線を接続する際に、径方向最内側と径方向最外側とを接続するために導線材に大きな捻りが強いられることが考えられる。この場合、導線材に対して大きな負荷が生じることや、導線材の絶縁被膜の損傷が生じることが懸念される。また、導線材の過剰な捻りを回避すべく、各磁極の界磁巻線を別体の中継線を用いて接続することが考えられるが、かかる場合には、構成の煩雑化や作業工程の増加が懸念される。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、界磁巻線を簡易かつ適正に巻回させることができる巻線界磁ロータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における巻線界磁ロータは、
巻線界磁式の回転電機に適用され、周方向に並ぶ磁極ごとに設けられ径方向に突出する主極部を有するロータコアと、前記主極部に巻回される界磁巻線と、を有する巻線界磁ロータであって、
前記界磁巻線は、前記主極部ごとに、径方向に多層に導線材が巻回されてなるコイル体を有し、それら各コイル体が周方向に直列に接続されており、
前記各コイル体は、当該コイル体の径方向内側となる位置に前記導線材の一端である内側端部を有し、径方向外側となる位置に前記導線材の他端である外側端部を有しており、
前記コイル体において、前記内側端部が、周方向一方の側に隣り合う別の前記コイル体の前記内側端部に接続されるとともに、前記外側端部が、周方向他方の側に隣り合う別の前記コイル体の前記外側端部に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、巻線界磁ロータの界磁巻線において、周方向に隣り合う各主極部に設けられたコイル体どうしは、径方向内側の内側端部（すなわち内層側）で互いに接続されるとともに、径方向外側の外側端部（すなわち外層側）で互いに接続され、これにより周方向に直列接続されている。この場合、各コイル体が、内側端部どうし及び外側端部どうしの接続により周方向に直列接続されることで、導線材の径方向への過剰な捻りが生じないものとなっている。したがって、導線材に対して大きな負荷が生じることや、導線材の絶縁被膜の損傷が生じることが抑制される。その結果、界磁巻線を簡易かつ適正に巻回させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
回転電機の制御システムの全体構成図。
インバータ及びその周辺構成を示す図。
ロータの横断面図。
ロータに備えられる電気回路を示す図。
コイル体の構成を示す斜視図。
各コイル体の接続を模式的に示す図。
各コイル体の接続を模式的に示す図。
ロータコアの各主極部にコイル体が巻装された状態を示す概略図。
コイル体の構成例を示す斜視図。
複数のコイル体を周方向及び径方向に並べて配置した状態を示す平面図。
各巻線部とダイオード及びコンデンサとの接続の状態を示す図。
別例においてロータコアの各主極部にコイル体が巻装された状態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る回転電機を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。回転電機を備える制御システムは車両に搭載されている。回転電機は、車両の走行動力源である。
（【００１１】以降は省略されています）

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