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公開番号2025112613
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006944
出願日2024-01-19
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 20060101AFI20250725BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】体格縮小を図ることができる巻線界磁型回転電機を提供する。
【解決手段】巻線界磁型の回転電機40は、ステータ巻線52を有するステータ50と、ロータコア61及び界磁巻線70を有するロータ60と、ロータ60に一体回転可能に設けられ、界磁巻線70に接続された電気部品を有する回路モジュール102と、を有する。界磁巻線70は、ロータコア61の主極部ごとに導線材が巻回されてなる複数の極コイルを有し、各主極部の極コイルどうしが導線繋ぎ部CNを介して電気的に接続されている。ロータコア61の軸方向一方側である第1端X1側に回路モジュール102が設けられる一方、ロータコア61の軸方向他端側である第2端X2側に導線繋ぎ部CNが設けられている。
【選択図】図10
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複数の主極部（６２）を有するロータコア（６１）と、前記各主極部に巻回された界磁巻線（７０）とを有するロータ（６０）と、
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電気部品を有する回路モジュール（１０２）と、
を有する巻線界磁型回転電機（４０）であって、
前記界磁巻線は、前記主極部ごとに導線材が巻回されてなる複数の極コイル（１１０）を有し、前記各主極部の前記極コイルどうしが導線繋ぎ部（ＣＮ）を介して電気的に接続されており、
前記ロータコアの軸方向一方側である第１端側に前記回路モジュールが設けられる一方、前記ロータコアの軸方向他端側である第２端側に前記導線繋ぎ部が設けられている、巻線界磁型回転電機。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記ステータ巻線において軸方向両側がステータコイルエンドとなっており、
前記ロータの前記第１端側において、前記ロータコアの軸方向端面から前記回路モジュールの反ロータコア側の先端部までの軸方向寸法が、前記第１端側における前記ステータコイルエンド（ＳＥ１）の軸方向高さ以下である、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項３】
前記ステータ巻線において軸方向両側がステータコイルエンドとなっており、
前記ロータの前記第２端側において、前記ロータコアの軸方向端面から前記導線繋ぎ部の反ロータコア側の先端部までの軸方向寸法が、前記第２端側における前記ステータコイルエンド（ＳＥ２）の軸方向高さ以下である、請求項１又は２に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項４】
前記ステータ巻線において、軸方向両端のステータコイルエンドのうち一方が第１コイルエンド（ＳＥ１）、他方が第２コイルエンド（ＳＥ２）であり、
前記第１コイルエンドは、前記ステータ巻線用の導線材の端部どうしが接合された接合部を有し、前記第２コイルエンドは、前記ステータ巻線用の導線材の端部どうしが接合された接合部を有しておらず、
前記ロータは、前記ロータコアの前記第１端側が前記ステータ巻線の前記第１コイルエンドの側となり、かつ前記ロータコアの前記第２端側が前記ステータ巻線の前記第２コイルエンドの側となる向きとなっている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項５】
前記界磁巻線において、前記極コイルは、径方向外側では径方向内側に比べて前記導線材の巻数が多く、前記界磁巻線のコイルエンドは径方向外側において径方向内側に比べてコイルエンド高さが高くなっており、
前記界磁巻線の前記第２端側のコイルエンドにおいて、前記コイルエンド高さが最も高い部位よりも内周側である内側空間の少なくとも一部に、前記導線繋ぎ部が配置されている、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】
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、電気部品としてコンデンサやダイオードを具備する回路モジュールが設けられた構成が知られている（特許文献１参照）。回路モジュールには、部品ホルダによりコンデンサ等が保持されている。
【０００３】
上記特許文献１に記載の巻線界磁型回転電機では、回路モジュールの部品ホルダにおいて、コンデンサ等の電気部品を収容する部品収容部が回転軸を囲むように設けられている。また、界磁巻線は、主極部ごとに設けられた複数の巻線部（極コイル）を有している。そして、部品ホルダにおいて部品収容部の径方向外側には、各巻線部から軸方向に延びる導線端部が固定される巻線固定部が設けられ、その巻線固定部において各主極部の巻線部から延びる導線端部どうしが溶接等により接続されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
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】
【０００５】
巻線界磁型のロータにおいて、回路モジュールに搭載する電気部品が大型化されたり、電気部品が増えたりすると、部品ホルダにおいて電気部品の収容に要する領域が大きくなり、界磁巻線から延びる導線端部を固定する領域が確保できなくなる。この場合、ロータの軸方向両側のうち一方の側において、回路モジュール（部品ホルダ）と界磁巻線との間の領域で、各巻線部から軸方向に延びる導線端部どうしを接続する構成が考えられる。しかしながら、各巻線部の導線端部どうしの接続部が回路モジュールと界磁巻線との間の領域に設けられる構成において、回路モジュールと各巻線部の導線端部との干渉を避けるには、界磁巻線の軸方向先端から回路モジュールまでの距離を拡張する必要が生じる。そのため、ロータにおいて軸方向片側の軸長が長くなり、ひいては回転電機の体格の増加が生じることが懸念される。
【０００６】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、体格縮小を図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】
【０００７】
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複数の主極部を有するロータコアと、前記各主極部に巻回された界磁巻線とを有するロータと、
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電気部品を有する回路モジュールと、
を有する巻線界磁型回転電機であって、
前記界磁巻線は、前記主極部ごとに導線材が巻回されてなる複数の極コイルを有し、前記各主極部の前記極コイルどうしが導線繋ぎ部を介して電気的に接続されており、
前記ロータコアの軸方向一方側である第１端側に前記回路モジュールが設けられる一方、前記ロータコアの軸方向他端側である第２端側に前記導線繋ぎ部が設けられている。
【０００８】
巻線界磁型回転電機において、ロータでは、ロータコアの主極部ごとに極コイルが設けられ、例えば周方向に隣り合う極コイルどうしが導線繋ぎ部を介して互いに接続された構成となっている。また、ロータには、一体回転可能な状態で回路モジュールが設けられている。この場合、ロータコアの軸方向一方側に極コイルの導線繋ぎ部と回路モジュールとが設けられる構成では、回路モジュールと導線繋ぎ部との干渉を避ける必要があり、ロータにおいて軸方向片側の軸長が長くなることが懸念される。
【０００９】
この点、ロータコアの軸方向一方側である第１端側に回路モジュールを設け、かつロータコアの軸方向他端側である第２端側に導線繋ぎ部を設ける構成とすることで、回路モジュールと導線繋ぎ部との干渉を回避できる。また、極コイルの導線繋ぎ部と回路モジュールとがロータの軸方向両側に分けて設けられる構成では、ロータとステータとが径方向内外に対向配置される回転電機において、ステータ巻線よりも軸方向外側に回路モジュールがはみ出ることが抑制される。以上により、巻線界磁型回転電機の体格縮小を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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。
ロータの分解斜視図。
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。
回路モジュールの構成例を示す斜視図。
回転電機の構成を模式的に示す図。
回転電機の構成を模式的に示す図。
界磁巻線と回路モジュールとの接続に関する構成を模式的に示す図。
界磁巻線と回路モジュールとの接続に関する構成を模式的に示す図。
ステータの正面図。
導体セグメントの正面図。
巻線ユニットの側面図。
ロータ主部を軸方向片側から見た図。
【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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