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公開番号2024119307
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-03
出願番号2023026106
出願日2023-02-22
発明の名称巻線界磁型回転電機
出願人株式会社アイシン
代理人個人
主分類H02K 3/51 20060101AFI20240827BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ロータのコイルエンド部を径方向外側から支持するコイルエンド支持部材を高強度化することが可能な巻線界磁型回転電機を提供する。
【解決手段】巻線界磁型回転電機100は、ステータ101と、ロータシャフト1、ロータコア2、ロータコア2に配置されたコイル3、および、ロータコア2の軸方向の端部2aに配置されてコイルエンド部3aを支持するコイルエンド支持部材4を含み、ステータ101の径方向に所定の隙間Gを隔てて対向して配置されたロータ102とを備え、コイルエンド支持部材4は、コイルエンド部3aを径方向外側から支持する外側リング部40と、外側リング部40の内周面40aから径方向内側に延びるリブ部42と、外側リング部40よりも径方向内側において、リブ部42が接続されて外側リング部40とともにリブ部42を保持するように構成され、ロータシャフト1に取り付けられる内側リング部41とを有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ステータと、
ロータシャフト、前記ロータシャフトが挿入されたロータコア、前記ロータコアに配置されたコイル、および、前記ロータコアの軸方向の端部に配置されて前記コイルのコイルエンド部を支持するコイルエンド支持部材を含み、前記ステータの径方向に所定の隙間を隔てて対向して配置されたロータとを備え、
前記コイルエンド支持部材は、
前記コイルエンド部を径方向外側から支持する外側リング部と、
前記外側リング部の内周面から径方向内側に延びるリブ部と、
前記外側リング部よりも前記径方向内側において、前記リブ部が接続されて前記外側リング部とともに前記リブ部を保持するように構成され、前記ロータシャフトに取り付けられるリブ保持部とを有する、巻線界磁型回転電機。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記リブ保持部は、前記外側リング部の前記径方向内側に配置され、外周面に前記リブ部が接続される円筒状の内側リング部を有する、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項３】
前記ロータコアは、前記軸方向の一方側から視て前記コイルエンド部が配置される周方向に並ぶ複数の第１ティースと、隣接する前記第１ティースの間に設けられ、前記軸方向の一方側から視て前記コイルエンド部が配置されない第２ティースとを含み、
前記リブ部は、前記軸方向の一方側から視て、前記第２ティースと重なる位置で、かつ、前記周方向に隣接する前記コイルエンド部に挟まれる位置に配置されている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項４】
前記ロータコアは、前記第１ティースを有する第１分割コア部材と、前記第２ティースを有する第２分割コア部材とを含み、前記第１分割コア部材と前記第２分割コア部材とを互いに組み合わせることにより形成され、
前記コイルエンド支持部材は、互いに組み合わされた前記第１分割コア部材および前記第２分割コア部材の前記軸方向の一方側および他方側に１つずつ設けられている、請求項３に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項５】
前記コイルは、前記軸方向に繰り返し折り返しながら周方向に延びる波巻状に形成され、
前記リブ部は、波巻状の前記コイルの前記周方向に隣接する前記コイルエンド部に挟まれる位置に配置されている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項６】
前記リブ部は、周方向に並ぶように複数設けられ、
複数の前記リブ部は、前記径方向に放射状かつ直線状に延びている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアルギャップ型の巻線界磁型回転電機に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ラジアルギャップ型の巻線界磁型回転電機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、ステータと、ステータに対して径方向に所定の隙間を隔てて対向して配置されるロータとを備えたラジアルギャップ型の巻線界磁型回転電機が開示されている。上記ロータは、ロータコアおよびロータコアに配置されたコイルを有している。ロータのコイルは、ロータコアの軸方向の端部から突出するコイルエンド部を有している。巻線界磁型回転電機は、ロータに永久磁石が設けられてはおらず、ロータに巻回されたコイル（巻線）に電流が供給されることにより駆動する方式の回転電機である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－２２３６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記特許文献１には明記されていないが、巻線界磁型回転電機の分野では、ロータのコイルのコイルエンド部の遠心力による変形を抑制するために、ロータの軸方向の端部には、コイルエンド部を径方向外側から支持する円環状の支持部材が設けられることが知られている。このような巻線界磁型回転電機の分野では、ロータの回転数をより大きくすることが可能となるように、コイルエンド部により大きな遠心力が作用したとしてもコイルエンド部を支持することが可能な高強度の支持部材が望まれている。すなわち、ロータのコイルエンド部を径方向外側から支持する支持部材の高強度化が望まれている。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ロータのコイルエンド部を径方向外側から支持するコイルエンド支持部材を高強度化することが可能な巻線界磁型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】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における巻線界磁型回転電機は、ステータと、ロータシャフト、ロータシャフトが挿入されたロータコア、ロータコアに配置されたコイル、および、ロータコアの軸方向の端部に配置されてコイルのコイルエンド部を支持するコイルエンド支持部材を含み、ステータの径方向に所定の隙間を隔てて対向して配置されたロータとを備え、コイルエンド支持部材は、コイルエンド部を径方向外側から支持する外側リング部と、外側リング部の内周面から径方向内側に延びるリブ部と、外側リング部よりも径方向内側において、リブ部が接続されて外側リング部とともにリブ部を保持するように構成され、ロータシャフトに取り付けられるリブ保持部とを有する。
【０００８】
この発明の一の局面による巻線界磁型回転電機では、上記のように、コイルエンド支持部材に、コイルエンド部を径方向外側から支持する外側リング部と、外側リング部の内周面から径方向内側に延びるリブ部と、外側リング部よりも径方向内側において、リブ部が接続されて外側リング部とともにリブ部を保持するように構成され、ロータシャフトに取り付けられるリブ保持部とを設ける。これによって、コイルエンド部を径方向外側から支持する外側リング部を径方向内側からリブ部により補強することができる。すなわち、コイルエンド部に遠心力が作用して、コイルエンド部により外側リング部が径方向外側に押圧される場合に、リブ保持部に接続されるリブ部により外側リング部が径方向外側に移動することがないように引き留めて、外側リング部の変形を効果的に抑制することができる。その結果、リブ部およびリブ保持部を備えない従来の支持部材と比較して、ロータのコイルエンド部を径方向外側から支持するコイルエンド支持部材を高強度化することができる。なお、外側リング部の肉厚を大きくすることによっても、コイルエンド支持部材の高強度化を図ることは可能である。しかしながら、外側リング部の肉厚を大きくした場合、コイルエンド部の配置スペースが小さくなることからコイルの巻き数を減らす必要があるという不都合があるとともに、ロータが大型化するという不都合がある。上記コイルエンド支持部材がリブ部およびリブ保持部を備える構成では、外側リング部の肉厚を大きくすることなく、上記のような不都合を伴わずにコイルエンド支持部材の高強度化を図ることができる。
【０００９】
上記一の局面による巻線界磁型回転電機において、好ましくは、リブ保持部は、外側リング部の径方向内側に配置され、外周面にリブ部が接続される円筒状の内側リング部を有する。
【００１０】
このように構成すれば、内側リング部に接続されるリブ部により、容易に外側リング部が径方向外側に移動することがないように引き留めて外側リング部の変形を抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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