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公開番号2025009007
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023111699
出願日2023-07-06
発明の名称巻線界磁型回転電機
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 19/36 20060101AFI20250109BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ロータと一体回転する回路モジュールにおいて遠心力によるコンデンサの不具合の発生を抑制する。
【解決手段】巻線界磁型回転電機において、ロータ60は、周方向に並ぶ磁極ごとに設けられた主極部を有するロータコアと、主極部に巻回された界磁巻線とを有する。回路モジュール102は、界磁巻線に接続された第1コンデンサ91を有し、ロータ60と一体回転可能に設けられている。第1コンデンサ91は、誘電体151と内部電極152とが積層された積層型コンデンサであり、回路モジュール102において、誘電体151及び内部電極152の積層方向がロータ60の径方向に直交する向きで配置されている。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
ステータ巻線（５２）を有するステータ（５０）と、
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た界磁巻線（７０）とを有するロータ（６０）と、を備え、
前記界磁巻線に界磁電流を誘起させるための高周波電流が前記ステータ巻線に流れる巻線界磁型回転電機（４０）であって、
前記ロータと一体回転可能に設けられ、前記界磁巻線に接続されたコンデンサ（９１，９２）を有する回路モジュール（１０２）を備え、
前記コンデンサは、誘電体（１５１）と電極（１５２）とが積層された積層型コンデンサであり、前記回路モジュールにおいて、前記誘電体及び前記電極の積層方向が前記ロータの径方向に直交する向きで配置されている、巻線界磁型回転電機。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記コンデンサは、前記回路モジュールにおいて、少なくとも径方向外側となる外周側部分を含む範囲で樹脂材によりモールドされている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項３】
前記コンデンサは、径方向内側となる内周側部分は樹脂モールドされていない、請求項２に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項４】
前記コンデンサは、
前記誘電体に前記電極としての複数の内部電極（１５２）が埋め込まれていることにより前記誘電体と前記内部電極とが積層された積層構造を有するとともに、前記誘電体において一対の対向面には前記各内部電極の端部が露出しかつ一対の外部電極（１５３）が設けられており、
前記誘電体及び前記内部電極の積層方向が前記ロータの径方向に直交し、かつ前記一対の外部電極が前記ロータの径方向に延びる向きで配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項５】
前記回路モジュールは、前記界磁巻線において前記ロータコアよりも軸方向外側となるコイルエンド部に軸方向に対向する位置に設けられており、
前記コンデンサにおける前記積層方向が、前記ロータの径方向に直交しかつ周方向となる向きになっている、請求項１～３のいずれか１項に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項６】
前記回路モジュールにおいて、前記コンデンサは周方向に複数並べて配置され、それら各コンデンサがバスバー（１４１～１４３）を介して前記界磁巻線に電気的に接続されており、
前記バスバーは、前記コンデンサの径方向外側の外周面に接するように配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項７】
前記バスバーは、周方向に並ぶ前記コンデンサを径方向外側から囲み、かつ軸方向から見た平面視において少なくとも半円分の長さを有している、請求項６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】
この明細書における開示は、巻線界磁型回転電機に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
巻線界磁型回転電機において、ロータは、周方向に並ぶ磁極ごとに設けられた複数の主極部（磁気突極部）を有するロータコアと、主極部に巻回された界磁巻線と、を有する。また、ロータの軸方向端部に、電気部品として回路モジュールが設けられた構成が知られている（例えば特許文献１参照）。回路モジュールはコンデンサを有し、界磁巻線とコンデンサとにより共振回路が形成されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１２４１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のとおり巻線界磁型回転電機においてコンデンサを有する回路モジュールをロータの軸方向端部に設けた構成では、ロータの回転時に回路モジュールが一体回転する。この場合、回転の遠心力に起因してコンデンサの変形等が生じることが懸念される。具体的には、積層型コンデンサを使用する場合において誘電体と電極とが径方向に積層されていると、その積層方向に遠心力が作用する。そのため、誘電体層や電極層に変形が生じ、クラック等の不具合に至ることが懸念される。積層型コンデンサは、薄膜の積層体で構成されていることが考えられ、積層方向に遠心力が作用すると、薄膜の曲げや破損の発生が懸念される。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロータと一体回転する回路モジュールにおいて遠心力によるコンデンサの不具合の発生を抑制することができる巻線界磁型回転電機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】
【０００６】
本開示は、
ステータ巻線を有するステータと、
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た界磁巻線とを有するロータと、を備え、
前記界磁巻線に界磁電流を誘起させるための高周波電流が前記ステータ巻線に流れる巻線界磁型回転電機であって、
前記ロータと一体回転可能に設けられ、前記界磁巻線に接続されたコンデンサを有する回路モジュールを備え、
前記コンデンサは、誘電体と電極とが積層された積層型コンデンサであり、前記回路モジュールにおいて、前記誘電体及び前記電極の積層方向が前記ロータの径方向に直交する向きで配置されている。
【０００７】
巻線界磁型回転電機において、積層型のコンデンサを有する回路モジュールがロータと一体回転可能に設けられている構成では、コンデンサにおける積層方向との関係で遠心力に起因する不具合の発生が懸念される。この点を考慮し、コンデンサを、誘電体及び電極の積層方向がロータの径方向に直交する向きとなるように配置する構成とした。この場合、コンデンサ内部において遠心力による曲げ等が抑制される。その結果、ロータと一体回転する回路モジュールにおいて遠心力によるコンデンサの不具合の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
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。
ロータ及びステータの横断面図。
ロータが備える電気回路を示す図。
ロータの全体の構成を示す斜視図。
ロータの分解斜視図。
ロータの縦断面図。
ロータ主部において、巻線ユニットを分解して示す斜視図。
ロータ主部の横断面図。
回路モジュールの斜視図。
部品ホルダの斜視図。
コンデンサ及びダイオードの配置態様を示す斜視図。
バスバーの斜視図。
コンデンサ、ダイオード及びバスバーの配置態様を示す斜視図。
回路モジュールにおけるコンデンサの配置状態を模式的に示す縦断面図。
コンデンサを樹脂モールドした状態を示す縦断面図。
回路モジュールにおけるコンデンサの配置状態を模式的に示す縦断面図。
周方向に並ぶコンデンサとバスバーとの配置態様を示す平面図。
コンデンサを樹脂モールドした状態を示す縦断面図。
周方向に並ぶコンデンサの配置態様を示す平面図。
周方向に並ぶコンデンサの配置態様を示す平面図。
周方向に並ぶコンデンサの配置態様を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示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。回転電機は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両において走行動力源として用いられる。
【００１０】
まず、図１を用いて、回転電機を備える制御システムについて説明する。制御システムは、直流電源１０、インバータ２０、制御装置３０及び回転電機４０を備えている。回転電機４０は、巻線界磁型の同期機である。例えば、回転電機４０、インバータ２０及び制御装置３０は機電一体型駆動装置として構成されていてもよいし、回転電機４０、インバータ２０及び制御装置３０それぞれが各コンポーネントで構成されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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