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公開番号2024177786
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-24
出願番号2023096120
出願日2023-06-12
発明の名称回転電機
出願人株式会社アイシン,株式会社豊田中央研究所
代理人弁理士法人坂本国際特許商標事務所
主分類H02K 21/14 20060101AFI20241217BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ロータコアの軸方向全長を有意に増加させることなく、ロータコアの軸方向端部を適切に励磁可能とする。
【解決手段】ロータは、ロータコアと、永久磁石と、界磁巻線と、を含み、永久磁石は、ロータコアにおいて、S極とN極とを、周方向で交互にかつ軸方向の異なる位置に、形成し、界磁巻線は、周方向でS極とN極の間を通りつつロータコアの軸方向全体にわたって延在する第1部位と、S極を挟んで周方向で隣り合う対の第1部位の軸方向一端側同士を接続する態様で周方向に延在する第2部位と、N極を挟んで周方向で隣り合う対の第1部位の軸方向他端側同士を接続する態様で周方向に延在する第3部位と、を備える、回転電機が開示される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ロータと、
前記ロータに径方向に対向するステータと、を備え、
前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアに配置される複数の永久磁石と、前記ロータコアに周方向全体にわたって巻装される界磁巻線と、を含み、
前記複数の永久磁石は、前記ロータコアにおいて、Ｓ極とＮ極とを、周方向で交互にかつ軸方向の異なる位置に、形成し、
前記界磁巻線は、
周方向でＳ極とＮ極の間を通りつつ前記ロータコアの軸方向全体にわたって延在する第１部位と、
Ｓ極を挟んで周方向で隣り合う対の前記第１部位の軸方向一端側同士を接続する態様で周方向に延在する第２部位と、
Ｎ極を挟んで周方向で隣り合う対の前記第１部位の軸方向他端側同士を接続する態様で周方向に延在する第３部位と、を備える、回転電機。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
前記ロータコアは、外周部に、径方向外側に開口しかつ軸方向に貫通するスロットを有し、
前記第１部位は、前記スロットに挿入され、
前記第２部位及び前記第３部位は、前記ロータコアの軸方向端面よりも外側に配置される、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ロータコアは、前記複数の永久磁石のうちのＳ極の永久磁石が配置されるＳ極コア部が、Ｓ極間の突極部位を介して周方向に複数配置され、かつ、前記複数の永久磁石のうちのＮ極の永久磁石が配置されるＮ極コア部が、Ｎ極間の突極部位を介して周方向に複数配置され、
軸方向で前記Ｓ極コア部とＮ極間の突極部位との間、及び、軸方向で前記Ｎ極コア部とＳ極間の突極部位との間に、前記ロータと前記ステータとの間の径方向の隙間以上の軸方向の隙間が形成され、前記軸方向の隙間に、非磁性材料の部材が配置される、請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第２部位及び前記第３部位のうちの少なくともいずれか一方に向けて冷媒を供給する冷媒供給手段を更に備える、請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転電機に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
コンシクエントポール型のロータとステータとからなるハイブリッド励磁式回転電機が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－２１２０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来技術では、界磁コイルをロータコア中央部にトロイダル巻で実現するため、ロータコアを２分割し、分割コア間に、界磁巻線配置用の隙間を確保する必要がある。その結果、界磁巻線配置用の隙間の分だけ、ロータコアの軸方向全長が長くなってしまうという課題がある。また、界磁巻線が軸方向中央部に巻き回されるため、ロータコアの積厚が比較的大きい場合は軸方向の磁気抵抗が大きくなってしまう。その結果、ロータコアの軸方向端部を励磁し難くなるという課題がある。
【０００５】
そこで、１つの側面では、本開示は、ロータコアの軸方向全長を有意に増加させることなく、ロータコアの軸方向端部を適切に励磁可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの側面では、コンシクエントポール型のロータと、
前記ロータに径方向に対向するステータと、を備え、
前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアに配置される永久磁石と、前記ロータコアに周方向全体にわたって巻装される界磁巻線と、を含み、
前記永久磁石は、前記ロータコアにおいて、Ｓ極とＮ極とを、周方向で交互にかつ軸方向の異なる位置に、形成し、
前記界磁巻線は、
周方向でＳ極とＮ極の間を通りつつ前記ロータコアの軸方向全体にわたって延在する第１部位と、
Ｓ極を挟んで周方向で隣り合う対の前記第１部位の軸方向一端側同士を接続する態様で周方向に延在する第２部位と、
Ｎ極を挟んで周方向で隣り合う対の前記第１部位の軸方向他端側同士を接続する態様で周方向に延在する第３部位と、を備える、回転電機が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
１つの側面では、本開示によれば、ロータコアの軸方向全長を有意に増加させることなく、ロータコアの軸方向端部を適切に励磁することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
回転電機の全体の概要を示す概略的な断面図であり、回転電機の回転軸を含む平面による断面図である。
回転電機の断面の一部を示す概略的な断面図であり、回転電機の回転軸に垂直な平面による断面図である。
回転電機のロータの一部を示す概略的な斜視図である。
図３のラインＡ－Ａに沿った概略的な断面図である。
本実施例の回転電機において界磁巻線に電流を流したときの磁束の形成態様を模式的に示す図であり、図３と同様の斜視図である。
本実施例の回転電機において界磁巻線に電流を流したときの磁束の形成態様を模式的に示す図であり、ロータコアと界磁巻線とを含む周方向の一部を平面上に展開した模式図である。
比較例による回転電機の説明図であり、図５と同様に、周方向の一部を平面上に展開した模式図である。
変形例による回転電機のロータコアの一部を示す斜視図である。
図７のうちの、ロータコア内に埋設される永久磁石を透視で示す図である。
冷却構造の説明図であり、図１において冷却構造を追加した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。また、図面では、見易さのために、複数存在する同一属性の部位には、一部のみしか参照符号が付されていない場合がある。
【００１０】
図１は、回転電機１の全体の概要を示す概略的な断面図であり、回転電機１の回転軸Ａ１を含む平面による断面図である。図２は、回転電機１の断面の一部を示す概略的な断面図であり、回転電機１の回転軸Ａ１に垂直な平面による断面図である。図３は、回転電機１のロータ３１０の一部（ロータシャフト３１４を除く部分）を示す概略的な斜視図である。図３Ａは、図３のラインＡ－Ａに沿った平面であって回転軸Ａ１を含む平面による概略的な断面図である。図１には、Ｚ方向と、Ｚ方向に沿ったＺ１側とＺ２側が定義されている。ここでは、Ｚ方向は、上下方向に対応するものとし、Ｚ１側は上側に対応する。なお、Ｚ方向は、必ずしも厳密に鉛直方向と一致する必要はない。また、図１には、Ｘ方向と、Ｘ方向に沿ったＸ１側とＸ２側が定義されている。ここでは、Ｘ方向は、回転軸Ａ１の方向（軸方向）に平行であるものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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