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公開番号2025015937
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2023118860
出願日2023-07-21
発明の名称巻線界磁ロータ、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 3/04 20060101AFI20250124BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ロータの界磁巻線として撚り線を備える場合に、ロータが回転する場合に撚り線が解けることを防止する技術を提供する。
【解決手段】巻線界磁式の回転電機は、ステータ巻線を含むステータと、界磁巻線80を含むロータ60と、を有する。ロータは、周方向に並ぶ磁極ごとに設けられるとともに径方向に突出する主極部72を有するロータコア70を備え、界磁巻線は、各主極部に径方向を捲回軸方向として導線90が捲回されて構成される。導線は、複数の素線が撚り合った集合体である撚り線を導体として備え、ロータが回転する場合に導線に作用する遠心力によって導線が回転しようとする方向が、撚り線の撚りが締まる方向と一致するように、各主極部に捲回されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
巻線界磁式の回転電機（４０）に適用される巻線界磁ロータ（６０）において、
周方向に並ぶ磁極ごとに設けられるとともに径方向に突出する主極部（７２）を有するロータコア（７０）と、
界磁巻線（８０，１８０）と、
を備え、
前記界磁巻線は、前記各主極部に前記径方向を捲回軸方向として導線（９０，１９０）が捲回されて構成され、
前記導線は、複数の素線（９１ａ，１９１ａ）が撚り合った集合体である撚り線（９１，１９１）を導体として備え、
前記導線は、前記巻線界磁ロータが回転する場合に前記導線に作用する遠心力によって前記導線が回転しようとする方向が、前記撚り線の撚りが締まる方向と一致するように、前記各主極部に捲回されている、巻線界磁ロータ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
巻線界磁式の回転電機（４０）に適用される巻線界磁ロータ（６０）において、
周方向に並ぶ磁極ごとに設けられるとともに径方向に突出する主極部（７２）を有するロータコア（７０）と、
界磁巻線（８０，１８０）と、
を備え、
前記界磁巻線は、前記各主極部に前記径方向を捲回軸方向として導線（９０，１９０）が捲回されて構成され、
前記導線は、複数の素線（９１ａ，１９１ａ）が撚り合った集合体である撚り線（９１，１９１）を導体として備え、
前記径方向に沿って前記巻線界磁ロータの回転中心軸線側から前記主極部側に向かう方向に前記主極部を見た場合において、前記界磁巻線のうち、前記主極部の右側に位置する部分を右部分（８０Ｒ，１８０Ｒ）とし、前記主極部の左側に位置する部分を左部分（８０Ｌ，１８０Ｌ）とし、
前記回転中心軸線が延びる方向である軸方向から前記右部分を見た場合において、前記右部分を構成する前記撚り線は、撚り方向が反時計回りの方向（ＫＲ）であり、
前記軸方向から前記左部分を見た場合において、前記左部分を構成する前記撚り線は、撚り方向が時計回りの方向（ＫＬ）である、巻線界磁ロータ。
【請求項３】
前記素線は、少なくとも炭素繊維で構成されている、請求項１または２に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項４】
前記撚り線として、
前記撚り線を構成する全ての前記素線が炭素繊維からなる撚り線、
前記撚り線を構成する全ての前記素線のうち、一部の素線が炭素繊維からなり、残りの素線が炭素繊維とは別の材料からなる撚り線、
前記撚り線を構成する全ての前記素線が、炭素繊維と金属材料との混合材料からなる素線である撚り線、又は
前記撚り線を構成する全ての前記素線のうち、一部の素線が、炭素繊維と金属材料との混合材料からなる素線であり、残りの素線が、前記混合材料とは別の材料からなる素線である撚り線
を備える、請求項３に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項５】
前記導線の端部に、前記撚り線の撚り状態を保持する保持部材（９５）が取り付けられている、請求項１または２に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項６】
前記素線及び前記導線の前記軸方向に垂直な断面は円形状をなしており、
前記導線は、前記周方向に隣接する前記導線の軸位置が前記径方向に互いにずれた状態で、前記主極部に捲回されている、請求項１または２に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項７】
前記導線は、圧縮成形されて構成されている、請求項１または２に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項８】
請求項１または２に記載の巻線界磁ロータと、
ステータ巻線（５２）を含むステータ（５０）と、
を備え、
前記ステータ巻線に高周波電流が流れることにより前記界磁巻線に電圧が誘起されて界磁電流が流れるように構成されている、回転電機（４０）。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、巻線界磁ロータ、及び巻線界磁ロータ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】
特許文献１に、可変速発電電動機のロータコイルとして、銅や銅合金を材料とする複数の素線を束ねた素線ストランドを用いることが記載されている。ロータが回転した場合に作用する遠心力によってコイルエンド部が変形することを防止するために、素線ストランドの端部に補強部材が接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１８０１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、素線ストランドのような撚り線の端部に遠心力が作用して変形する（例えば、解ける）ことは、補強部材により防止される。しかしながら、撚り線において端部から遠い部分に遠心力が作用して変形することは、補強部材によって十分に防止できない。
【０００５】
上記に鑑み、本開示は、界磁巻線として撚り線を備える場合に、ロータが回転する際に撚り線が解けることを防止する技術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】
第１の開示は、巻線界磁式の回転電機に適用される巻線界磁ロータにおいて、
周方向に並ぶ磁極ごとに設けられるとともに径方向に突出する主極部を有するロータコアと、
界磁巻線と、
を備え、
前記界磁巻線は、前記各主極部に前記径方向を捲回軸方向として導線が捲回されて構成され、
前記導線は、複数の素線が撚り合った集合体である撚り線を導体として備え、
前記導線は、前記巻線界磁ロータが回転する場合に前記導線に作用する遠心力によって前記導線が回転しようとする方向が、前記撚り線の撚りが締まる方向と一致するように、前記各主極部に捲回されている。
【０００７】
第１の開示において、界磁巻線を構成する導線は、複数の素線が撚り合った集合体である撚り線を導体として備えている。導線は、ロータが回転する場合に導線に作用する遠心力によって導線が回転しようとする方向が、撚り線の撚りが締まる方向と一致するように、各主極部に捲回されている。このため、ロータが回転する場合に、撚り線の撚りが締まる。これにより、ロータが回転する場合に撚り線が解けることを防止できる。
【０００８】
第２の開示は、巻線界磁式の回転電機に適用される巻線界磁ロータにおいて、
周方向に並ぶ磁極ごとに設けられるとともに径方向に突出する主極部を有するロータコアと、
界磁巻線と、
を備え、
前記界磁巻線は、前記各主極部に前記径方向を捲回軸方向として導線が捲回されて構成され、
前記導線は、複数の素線が撚り合った集合体である撚り線を導体として備え、
前記径方向に沿って前記巻線界磁ロータの回転中心軸線側から前記主極部側に向かう方向に前記主極部を見た場合において、前記界磁巻線のうち、前記主極部の右側に位置する部分を右部分とし、前記主極部の左側に位置する部分を左部分とし、
前記回転中心軸線が延びる方向である軸方向から前記右部分を見た場合において、前記右部分を構成する前記撚り線は、撚り方向が反時計回りの方向であり、
前記軸方向から前記左部分を見た場合において、前記左部分を構成する前記撚り線は、撚り方向が時計回りの方向である。
【０００９】
第２の開示において、界磁巻線を構成する導線は、複数の素線が撚り合った集合体である撚り線を導体として備えている。界磁巻線のうち上記右部分を構成する撚り線は、撚り方向が反時計回りの方向であり、例えばＺ撚りである。この場合、右部分を構成する撚り線の撚り方向は、ロータが回転する場合に右部分の導線に作用する遠心力によって、右部分を構成する導線が回転しようとする方向に一致する。また、界磁巻線のうち上記左部分を構成する撚り線は、撚り方向が時計回りの方向であり、例えばＳ撚りである。この場合、左部分を構成する撚り線の撚り方向は、ロータが回転する場合に左部分の導線に作用する遠心力によって、左部分を構成する導線が回転しようとする方向に一致する。このため、第２の開示によれば、ロータが回転する場合において、右，左部分を構成する撚り線の撚りが締まる。これにより、ロータが回転する場合に撚り線が解けることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係る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。
回転電機が備えるロータの横断面図。
ロータに備えられる共振回路を示す図。
界磁巻線を構成する導線の断面図。
導線を構成する撚り線の外観図。
ロータが回転する際に導線に作用する遠心力について説明する図。
第２実施形態に係る回転電機が備えるロータの横断面図。
界磁巻線を構成する導線の断面図。
その他の実施形態に係る導線の端部に保持部材を取り付けた図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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