特許ウォッチ

公開番号2025121294
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-19
出願番号2024016658
出願日2024-02-06
発明の名称巻線界磁ロータ
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 3/51 20060101AFI20250812BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】界磁巻線における極コイル間の渡り線を適正な状態で維持することができる巻線界磁ロータを提供する。
【解決手段】ロータは、ロータコアと界磁巻線と回路モジュールとを備える。回路モジュールは、電気部品を保持する部品ホルダ141を有している。界磁巻線は、界磁巻線の軸方向外側となる位置に、磁極ごとのコイルモジュールどうしを繋ぐ導線端部125,126を有している。回路モジュールは、電気部品を保持する部品ホルダ141を有している。部品ホルダ141においてロータコア側である第2面側には、軸方向に突出し、かつ導線端部125,126に対して軸方向に直交する方向に対向する突起部171が設けられている。
【選択図】図23
特許請求の範囲【請求項１】
磁極ごとに設けられた複数の主極部（６２）を有するロータコア（６１）と、
前記主極部に導線材が巻回されてなる複数の極コイル（１１０，１９１）を有する界磁巻線（７０）と、
前記ロータコアの軸方向一端側に配置され、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（１０６）と、
を備える巻線界磁ロータ（６０）であって、
前記界磁巻線は、当該界磁巻線の軸方向外側となる位置に、磁極ごとの前記極コイルどうしを繋ぐ渡り線（Ｗ）を有し、
前記回路モジュールは、前記電気部品を保持する部品ホルダ（１４１）を有し、
前記部品ホルダにおいて軸方向両側の第１面側及び第２面側のうち前記ロータコア側である前記第２面側には、軸方向に突出し、かつ前記渡り線に対して軸方向に直交する方向に対向する突起部（１７１）が設けられている、巻線界磁ロータ。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記極コイルは、前記主極部に前記導線材が巻回された巻回部と、その巻回部から延び前記導線材の端部である導線端部（１２５，１２６）とを有し、
前記界磁巻線において、前記渡り線は、前記各極コイルの前記導線端部どうしが接続されるか、又は前記各極コイルの前記導線端部がバスバ（１３４）を介して接続されることで構成されており、
前記導線端部が前記界磁巻線の軸方向外側において軸方向に交差する向きに延び、
前記突起部は、前記導線端部に対して軸方向に直交する方向に対向している、請求項１に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項３】
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き線数が多く、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にて、前記渡り線と前記突起部とが軸方向に直交する方向に対向している、請求項２に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項４】
前記部品ホルダの前記第２面側に、前記バスバを保持するバスバモジュール（１０５）を有し、
前記バスバモジュールは、前記部品ホルダよりも径方向寸法が小さくなっており、
前記各極コイルにおいて、前記導線端部の先端側は、径方向外側から径方向内側に向けて延び、当該導線端部の径方向内側の先端部にて前記バスバと接続されている、請求項２に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項５】
前記部品ホルダの前記第２面側には、前記渡り線を挟んで両側の前記突起部により溝部（１７２）が形成されており、前記溝部内に充填材が充填されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の巻線界磁ロータ。
【請求項６】
周方向に並ぶ少なくとも２つの前記極コイルにおいて前記導線材が連続的に巻回され、磁極間の中間部分となる前記導線材が前記渡り線となっており、
前記部品ホルダの前記第２面側において、前記突起部に架け渡された状態で前記渡り線が設けられている、請求項１に記載の巻線界磁ロータ。

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用いられる巻線界磁ロータに関する。
続きを表示（約 2,600 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、界磁巻線が、磁極ごとに設けられた極コイル（巻線ユニット）を有し、それら各極コイルが渡り線により直列に接続された構成が知られている（例えば特許文献１参照）。
【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】
巻線界磁ロータでは、界磁巻線の軸方向外側となる位置、すなわち軸方向に見て界磁巻線のコイルエンド上となる位置において、界磁巻線における各磁極の極コイルが渡り線により互いに接続される構成が考えられる。この場合、ロータの回転時において、遠心力や、回転変動による回転方向の力が渡り線に作用すると、渡り線が意図せず変位することが考えられる。そして、渡り線の変位により、渡り線の破断が生じることが懸念される。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、界磁巻線における極コイル間の渡り線を適正な状態で維持することができる巻線界磁ロータ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、
磁極ごとに設けられた複数の主極部を有するロータコアと、
前記主極部に導線材が巻回されてなる複数の極コイルを有する界磁巻線と、
前記ロータコアの軸方向一端側に配置され、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、
を備える巻線界磁ロータであって、
前記界磁巻線は、当該界磁巻線の軸方向外側となる位置に、磁極ごとの前記極コイルどうしを繋ぐ渡り線を有し、
前記回路モジュールは、前記電気部品を保持する部品ホルダを有し、
前記部品ホルダにおいて軸方向両側の第１面側及び第２面側のうち前記ロータコア側である前記第２面側には、軸方向に突出し、かつ前記渡り線に対して軸方向に直交する方向に対向する突起部が設けられている。
【０００７】
巻線界磁ロータの界磁巻線では、磁極ごとに極コイルが設けられ、各極コイルは渡り線により互いに接続されている。また、渡り線は、界磁巻線の軸方向外側となる位置、すなわち軸方向に見て界磁巻線のコイルエンド上となる位置に設けられている。そして特に、部品ホルダにおいて軸方向両側の第１面側及び第２面側のうちロータコア側である第２面側に、軸方向に突出し、かつ渡り線に対して軸方向に直交する方向に対向する突起部が設けられている構成とした。これにより、ロータの回転時において、遠心力や、回転変動による回転方向の力が渡り線に作用しても、渡り線が意図せず変位することが抑制される。その結果、界磁巻線における極コイル間の渡り線を適正な状態で維持することができる。
【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。
ロータにおいて被覆部とコイルエンドカバーを取り外した状態を示す斜視図。
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。
ロータ主部の一部の断面構造を示す横断面図。
バスバモジュールの斜視図。
バスバモジュールの内部の構成を示す図。
回路モジュールの分解斜視図。
部品ホルダの内部の構成を示す図。
ロータ主部において軸方向端部の構成を示す斜視図。
ロータ主部にバスバモジュールが組み付けられた状態を示す斜視図。
ロータ主部に部品ホルダが組み付けられた状態を示す斜視図。
バスバモジュールと部品ホルダとを重ねた状態でこれらをバスバモジュール側から見た平面図。
部品ホルダにおいて配線接続が行われる部位を拡大して示す斜視図。
部品ホルダにおける配線接続部の断面構造を示す縦断面図。
界磁巻線の渡り線の構成を説明するための図。
周方向に並ぶ各第１コイルモジュールの結線状態を模式的に示す図。
バスバモジュールと部品ホルダとを第２面側から見た平面図。
バスバモジュールと部品ホルダとを第２面側から見た斜視図。
界磁巻線のコイルエンド付近の構成を示す縦断面図。
部品ホルダにおいて配線接続が行われる部位を拡大して示す斜視図。
部品ホルダにおける配線接続部の断面構造を示す縦断面図。
部品ホルダにおける配線接続部の断面構造を示す縦断面図。
部品ホルダにおける配線接続部の断面構造を示す縦断面図。
部品ホルダにおける配線接続部の断面構造を示す縦断面図。
部品ホルダにおける配線接続部の断面構造を示す縦断面図。
部品ホルダにおける配線接続部の断面構造を示す縦断面図。
各極の第１コイルモジュールを導線材により連続的に巻回した場合の構成を示す概略図。
別例において渡り線の保持構造を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示に係る巻線界磁型回転電機を具体化した実施形態について、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、自励式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）

関連特許