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公開番号2024095179
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-10
出願番号2022212277
出願日2022-12-28
発明の名称回転電機
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02K 21/14 20060101AFI20240703BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機の体格を抑制したり出力性能を向上したりすることができる回転電機を提供する。
【解決手段】軸線を中心とする円筒状であり且つスロットが設けられていないステータコア22及びステータコイル24を含むステータ20と、ステータ20よりも内周側に配置され且つロータコア42及び永久磁石44を含むロータ40と、を備える回転電機MGであって、(a)ステータコイル24は、ステータコア22の内側である内周面22iに固定され、(b)軸線CL方向において、ステータコイル24がステータコア22の両端部22t1,22t2よりもそれぞれ外方に突出したコイルエンド部26e,28eを有し、(c)軸線CL方向において、ロータコア42及び永久磁石44の長さL2がステータコア22の長さL1よりも長く且つロータコア42及び永久磁石44はステータコア22を含む位置に配置されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
軸線を中心とする円筒状であり且つスロットが設けられていないステータコア及びステータコイルを含むステータと、前記ステータよりも内周側に配置され且つロータコア及び永久磁石を含むロータと、を備える回転電機であって、
前記ステータコイルは、前記ステータコアの内側に固定され、
前記軸線方向において、前記ステータコイルが前記ステータコアの両端部よりもそれぞれ外方に突出した突出部を有し、
前記軸線方向において、前記ロータコア及び前記永久磁石の長さが前記ステータコアの長さよりも長く且つ前記ロータコア及び前記永久磁石は前記ステータコアを含む位置に配置されている
ことを特徴とする回転電機。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記軸線方向において、前記ステータコイルは前記ロータコア及び前記永久磁石を含む位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ステータコイルは、円環状に配置された複数の第１コイルと、円環状に配置された複数の第２コイルと、をそれぞれ同数備え、前記第１コイルにおける前記突出部は、前記第２コイルにおける前記突出部よりも内周側にそれぞれ位置し、
前記第１コイルは、前記ステータコアの内周面に沿い且つ前記軸線方向に延びる一対の第１直線部をそれぞれ有し、
前記第２コイルは、前記ステータコアの内周面に沿い且つ前記軸線方向に延びる一対の第２直線部をそれぞれ有し、
前記第２コイルにおける前記一対の第２直線部は、周方向に隣接する２個の前記第１コイルにおける前記一対の第１直線部の間の空間にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
スロットが設けられていないステータコア及びステータコイルを含むステータと、そのステータよりも内周側に配置されたロータと、を備える回転電機に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
軸線方向において、ロータコアの端部がステータコアの端部よりも外方へ突出したオーバーハング部を有し且つロータコアにおけるオーバーハング部の外周面がオーバーハング部以外の外周面よりも軸線方向側に後退している、埋込磁石型の回転電機が知られている。例えば、特許文献１に記載のものがそれである。特許文献１に記載の回転電機では、軸線方向において、ロータコアの外周部に埋め込まれた永久磁石の長さはステータコアの内周部の長さと略同じである。オーバーハング部が設けられることによりロータコアの外周面とステータコアの内周面との距離が取られて磁気抵抗が増大させられることで、ロータコアのオーバーハング部からステータコアの内周部に磁束が流れ込むことが抑制される。このように、ロータ形状を工夫して渦電流損を低減しつつ出力効率を向上させる試みが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－２４９３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の回転電機を実現するには、軸線方向において、ステータコア及びロータコアに埋め込まれた永久磁石の長さを略同じにする必要がある。そのため、回転電機の軸線方向の長さは、オーバーハング部が設けられた分だけ長くなる。これにより、回転電機の体格が大きくなってしまう。例えば、このような回転電機がハイブリッド車両や電気自動車等の車両の走行用動力源である場合、車両への回転電機の搭載性が悪化するおそれがある。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、回転電機の体格を抑制したり出力性能を向上したりすることができる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の要旨とするところは、軸線を中心とする円筒状であり且つスロットが設けられていないステータコア及びステータコイルを含むステータと、前記ステータよりも内周側に配置され且つロータコア及び永久磁石を含むロータと、を備える回転電機であって、（ａ）前記ステータコイルは、前記ステータコアの内側に固定され、（ｂ）前記軸線方向において、前記ステータコイルが前記ステータコアの両端部よりもそれぞれ外方に突出した突出部を有し、（ｃ）前記軸線方向において、前記ロータコア及び前記永久磁石の長さが前記ステータコアの長さよりも長く且つ前記ロータコア及び前記永久磁石は前記ステータコアを含む位置に配置されていることにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の回転電機によれば、（ａ）前記ステータコイルは、前記ステータコアの内側に固定され、（ｂ）前記軸線方向において、前記ステータコイルが前記ステータコアの両端部よりもそれぞれ外方に突出した突出部を有し、（ｃ）前記軸線方向において、前記ロータコア及び前記永久磁石の長さが前記ステータコアの長さよりも長く且つ前記ロータコア及び前記永久磁石は前記ステータコアを含む位置に配置されている。例えば、回転電機が電動機として用いられる場合、ステータコイルにおける突出部以外の部分にロータから流れてくる磁束が鎖交することでトルクが発生するとともに、突出部にロータから流れてくる磁束が鎖交することでもトルクが発生する。これにより、軸線ＣＬ方向において、ロータコア及び永久磁石の長さがステータコアの長さよりも長く且つロータコア及び永久磁石がステータコアを含む位置に配置されている場合には、そうでない場合に比較して、回転電機の体格を抑制したり出力性能を向上したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
回転電機のステータコイルの斜視図である。
回転電機のステータについて周方向の一部を平面に展開し、軸線側から径方向の外周側に見た図である。
回転電機のステータについて周方向の一部を平面に展開し、径方向に切断した断面図である。
回転電機を軸線方向に切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。本明細書では、「軸線ＣＬに平行な方向」、「ステータ２０の周方向（＝ロータ４０の周方向）」、及び「ステータ２０の径方向（＝ロータ４０の径方向）」を、それぞれ単に「軸線ＣＬ方向」、「周方向」、及び「径方向」と記す。
【実施例】
【００１０】
図１は、回転電機ＭＧのステータコイル２４の斜視図である。図１では、ステータコイル２４のうち巻線部分のみが図示されている。回転電機ＭＧは、回転中心線である軸線ＣＬを中心とする円筒状のステータ２０（図４参照）と、ステータ２０よりも内周側に配置されたロータ４０（図４参照）と、を備える。回転電機ＭＧは、例えばハイブリッド車両や電気自動車である車両１０に搭載された走行用動力源であって三相同期電動機である。回転電機ＭＧは、例えば電動機機能及び発電機機能を有する回転電機である所謂モータジェネレータである。
（【００１１】以降は省略されています）

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