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公開番号2024153498
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-29
出願番号2023067431
出願日2023-04-17
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 3/04 20060101AFI20241022BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ロータコイルが細線から構成される場合に、スロットにおけるロータコイルの占積率が低下するのを抑制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】この巻線界磁型回転電機100では、ロータコイル20は、第1のティースT1のC1側(周方向の一方側)に隣接する第1のスロットS1から、第1のティースT1に対してC方向(周方向)における90度の位置と270度の位置との間に配置された第2のティースT2のC2側(周方向の他方側)に隣接する第2のスロットS2に向かって巻き渡されている第1非隣接巻き渡し部23aと、第2のティースT2のC1側に隣接する第3のスロットS3から、第1のティースT1のC2側に隣接する第4のスロットS4に向かって巻き渡されている第2非隣接巻き渡し部23bと、を有するように、ロータコア10に対して波巻き形状に配置された波巻きコイル部23を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ステータと、
前記ステータに対して径方向に対向するように配置されたロータと、を備え、
前記ロータは、
軸方向に延びるとともに周方向に並ぶ複数のスロットと、前記周方向に隣接する前記スロット同士の間に配置された複数のティースと、を有するロータコアと、
細線から構成され、前記ロータコアに対して前記複数のスロットの各々を前記軸方向に沿って通過するように配置された界磁巻線としてのロータコイルと、を含み、
前記ロータコイルは、第１の前記ティースの前記周方向の一方側に隣接する第１の前記スロットから、前記第１のティースに対して前記周方向における９０度の位置と２７０度の位置との間に配置された第２の前記ティースの前記周方向の他方側に隣接し前記第１のスロットの前記周方向に隣接しない第２の前記スロットに向かって巻き渡されている第１非隣接巻き渡し部と、前記第２のティースの前記周方向の一方側に隣接する第３の前記スロットから、前記第１のティースの前記周方向の他方側に隣接し前記第３のスロットの前記周方向に隣接しない第４の前記スロットに向かって巻き渡されている第２非隣接巻き渡し部と、を有するように、前記ロータコアに対して波巻き形状に配置された波巻きコイル部を含む、巻線界磁型回転電機。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記第１非隣接巻き渡し部は、前記第１のティースの前記周方向の一方側に隣接する前記第１のスロットから、前記第１のティースに対して前記周方向における１８０度の位置に配置された前記第２のティースの前記周方向の他方側に隣接し前記第１のスロットの前記周方向に隣接しない前記第２のスロットに向かって巻き渡されている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項３】
前記ロータコイルは、前記第１のスロットから前記第２のスロットに向かって巻き渡されている前記第１非隣接巻き渡し部と、前記第３のスロットから前記第４のスロットに向かって巻き渡されている前記第２非隣接巻き渡し部と、を有する前記波巻きコイル部に加えて、前記第１のティースに対して集中巻き形状に配置された第１集中巻きコイル部、および、前記第２のティースに対して集中巻き形状に配置された第２集中巻きコイル部を含む、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項４】
前記ロータコイルは、前記第１非隣接巻き渡し部および前記第２非隣接巻き渡し部が前記軸方向の一方側において巻き渡されている第１の前記波巻きコイル部と、前記第１非隣接巻き渡し部および前記第２非隣接巻き渡し部が前記軸方向の他方側において巻き渡されている第２の前記波巻きコイル部と、を含む、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、巻線界磁型回転電機に関する。
続きを表示（約 4,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ロータコアに対して界磁巻線としてのロータコイルが配置されたロータを備える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、ロータコアに対して界磁巻線としてのロータコイルが配置されたロータを備える回転電機（巻線界磁型回転電機）が開示されている。この回転電機のロータでは、ロータコアに対してロータコイルが波巻き形状に配置されている。
【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の回転電機のように、ロータコアに対してロータコイルが波巻き形状に配置される回転電機において、ロータコイルが細線から構成される場合がある。このように、ロータコアに対して細線から構成されたロータコイルが波巻き形状に配置される場合、ロータコイルが隣接するスロット同士の間を周方向に沿って巻き渡されることに起因して、ロータコアの複数のスロットの各々の内部において、細線から構成されたロータコイルは、径方向から見て軸方向に対して斜めに配置されやすい。このため、ロータコアの複数のスロットの各々の内部において、細線から構成されたロータコイルとティースとの間に隙間が生じやすい。すなわち、スロットにおけるロータコイルの占積率が低下しやすい。このため、ロータコイルが細線から構成される場合に、スロットにおけるロータコイルの占積率が低下するのを抑制することが可能な回転電機（巻線界磁型回転電機）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、ロータコイルが細線から構成される場合に、スロットにおけるロータコイルの占積率が低下するのを抑制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、ステータに対して径方向に対向するように配置されたロータと、を備え、ロータは、軸方向に延びるとともに周方向に並ぶ複数のスロットと、周方向に隣接するスロット同士の間に配置された複数のティースと、を有するロータコアと、細線から構成され、ロータコアに対して複数のスロットの各々を軸方向に沿って通過するように配置された界磁巻線としてのロータコイルと、を含み、ロータコイルは、第１のティースの周方向の一方側に隣接する第１のスロットから、第１のティースに対して周方向における９０度の位置と２７０度の位置との間に配置された第２のティースの周方向の他方側に隣接し第１のスロットの周方向に隣接しない第２のスロットに向かって巻き渡されている第１非隣接巻き渡し部と、第２のティースの周方向の一方側に隣接する第３のスロットから、第１のティースの周方向の他方側に隣接し第３のスロットの周方向に隣接しない第４のスロットに向かって巻き渡されている第２非隣接巻き渡し部と、を有するように、ロータコアに対して波巻き形状に配置された波巻きコイル部を含む。
【０００８】
この発明の一の局面における巻線界磁型回転電機では、上記のように、ロータコイルは、細線から構成され、第１のティースの周方向の一方側に隣接する第１のスロットから、第１のティースに対して周方向における９０度の位置と２７０度の位置との間に配置された第２のティースの周方向の他方側に隣接し第１のスロットの周方向に隣接しない第２のスロットに向かって巻き渡されている第１非隣接巻き渡し部と、第２のティースの周方向の一方側に隣接する第３のスロットから、第１のティースの周方向の他方側に隣接し第３のスロットの周方向に隣接しない第４のスロットに向かって巻き渡されている第２非隣接巻き渡し部と、を有するように、ロータコアに対して波巻き形状に配置された波巻きコイル部を含む。これにより、細線から構成された波巻きコイル部を第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有するようにロータコアに対して波巻き形状に配置する際に、波巻きコイル部を、第４のスロットから第１のスロットに向かって周方向に沿って巻き渡した後に、かつ、第２のスロットから第３のスロットに向かって周方向に沿って巻き渡す前に、第１非隣接巻き渡し部として、第１のティースの周方向の一方側に隣接する第１のスロットから、第１のティースに対して周方向における９０度の位置と２７０度の位置との間に配置された第２のティースの周方向の他方側に隣接し第１のスロットの周方向に隣接しない第２のスロットに向かって、軸方向から見て周方向に沿わない方向に巻き渡すことができる。これにより、細線から構成された波巻きコイル部を第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有するようにロータコアに対して波巻き形状に配置する際に、波巻きコイル部を、第１のスロットおよび第２のスロットの各々の内周面の径方向の内側の部分に沿わせながら、径方向から見て軸方向に対して平行に配置させやすい。また、細線から構成された波巻きコイル部を第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有するようにロータコアに対して波巻き形状に配置する際に、波巻きコイル部を、第２のスロットから第３のスロットに向かって周方向に沿って巻き渡した後に、かつ、第４のスロットから第１のスロットに向かって周方向に沿って巻き渡す前に、第２非隣接巻き渡し部として、第２のティースの周方向の一方側に隣接する第３のスロットから、第２のティースに対して周方向における９０度の位置と２７０度の位置との間に配置された第１のティースの周方向の他方側に隣接し第３のスロットの周方向に隣接しない第４のスロットに向かって、軸方向から見て周方向に沿わない方向に巻き渡すことができる。これにより、細線から構成された波巻きコイル部を第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有するようにロータコアに対して波巻き形状に配置する際に、波巻きコイル部を、第３のスロットおよび第４のスロットの各々の内周面の径方向の内側の部分に沿わせながら、径方向から見て軸方向に対して平行に配置させやすい。以上のように、細線から構成された波巻きコイル部を第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有するようにロータコアに対して波巻き形状に配置する際に、波巻きコイル部を、ロータコアの複数のスロットの各々の内部において、複数のスロットの各々の内周面の径方向の内側の部分に沿わせながら、径方向から見て軸方向に対して平行に配置させやすい。これにより、細線から構成された波巻きコイル部がロータコアに対して第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有さない従来の波巻き形状に配置される場合と比較して、ロータコアの複数のスロットの各々の内部において、波巻きコイル部（ロータコイル）とティースとの間に隙間が生じにくい。すなわち、細線から構成された波巻きコイル部がロータコアに対して第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有さない従来の波巻き形状に配置される場合と比較して、スロットにおけるロータコイルの占積率が低下しにくい。その結果、ロータコイルが細線から構成される場合に、スロットにおけるロータコイルの占積率が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
ここで、細線から構成されたロータコイルが複数のティースの全てに対して集中巻き形状に配置されている場合、ロータコイルをロータコアに対して配置する際に、複数のスロットの各々の内部において、ロータコイルをロータコアに対して配置するための治具（ノズル）を、ティース側からスロットの中央部に向かって徐々に移動させる必要がある。このため、細線から構成されたロータコイルが、複数のティースの全てに対して集中巻き形状に配置されている場合、複数のスロットの各々の中央部において、治具のためのスペース分だけ、ロータコイルを配置できない。一方、上記一の局面における巻線界磁型回転電機のように細線から構成された波巻きコイル部を第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有するようにロータコアに対して波巻き形状に配置する際には、第１のスロット、第２のスロット、第３のスロットおよび第４のスロットの内部において、治具を、径方向の内側から径方向の外側に向かって徐々に移動させる。しがたって、細線から構成された波巻きコイル部を第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有するようにロータコアに対して波巻き形状に配置する際に、第１のスロット、第２のスロット、第３のスロットおよび第４のスロットの内部において、治具のためにロータコイルを配置できない部分が生じにくい。すなわち、上記一の局面における巻線界磁型回転電機のように細線から構成された波巻きコイル部を第１非隣接巻き渡し部と第２非隣接巻き渡し部とを有するようにロータコアに対して波巻き形状に配置することによって、細線から構成されたロータコイルが複数のティースの全てに対して集中巻き形状に配置されている場合と比較しても、スロットにおけるロータコイルの占積率が低下しにくい。
【００１０】
上記一の局面における巻線界磁型回転電機において、好ましくは、第１非隣接巻き渡し部は、第１のティースの周方向の一方側に隣接する第１のスロットから、第１のティースに対して周方向における１８０度の位置に配置された第２のティースの周方向の他方側に隣接し第１のスロットの周方向に隣接しない第２のスロットに向かって巻き渡されている。なお、この場合、第２非隣接巻き渡し部は、第２のティースの周方向の一方側に隣接する第３のスロットから、第２のティースに対して周方向における１８０度の位置に配置された第１のティースの周方向の他方側に隣接し第３のスロットの周方向に隣接しない第４のスロットに向かって巻き渡されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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