WO2024176766A1 - 巻線界磁ロータ - Google Patents

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WO2024176766A1
WO2024176766A1 PCT/JP2024/003298 JP2024003298W WO2024176766A1 WO 2024176766 A1 WO2024176766 A1 WO 2024176766A1 JP 2024003298 W JP2024003298 W JP 2024003298W WO 2024176766 A1 WO2024176766 A1 WO 2024176766A1
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WO
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winding
coil
coil end
wound
rotor
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/003298
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English (en)
French (fr)
Inventor
吉正 金田
正弘 瀬口
智博 井口
裕之 土屋
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Publication of WO2024176766A1 publication Critical patent/WO2024176766A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • H02K3/487—Slot-closing devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto

Definitions

  • the disclosure in this specification relates to wound field rotors.
  • the rotor In a wound-field type rotating electric machine, the rotor (i.e., wound-field rotor) has a rotor core with multiple main poles (magnetic salient poles) provided for each magnetic pole aligned in the circumferential direction, and a field winding wound around the main poles.
  • a retaining member is provided between circumferentially adjacent main poles while being supported by the protruding end of the main pole, and the retaining member restricts the field winding from moving radially outward.
  • This disclosure was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a wound field rotor that can properly hold the field winding.
  • a wound-field rotor is applied to a wound-field type rotating electric machine, and includes a rotor core having main poles that are provided for each of magnetic poles arranged in a circumferential direction and protrude in a radial direction, and a field winding wound around the main poles, the field winding has a coil end portion that is axially outward of the rotor core, A circular ring member is provided radially outwardly of the coil end portion so as to surround the coil end portion.
  • the field winding is attached to the rotor core in a state where it is wound around each main pole portion.
  • a circular member is provided on the radially outer side of the coil end portion of the field winding. In this configuration, even if centrifugal force is generated in the field winding when the wound field rotor rotates, the circular member suppresses positional deviation of the coil end portion of the field winding. As a result, the field winding can be held in the appropriate state.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a control system for a rotating electrical machine
  • FIG. 2 is a diagram showing an inverter and its peripheral configuration.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotor and the stator;
  • FIG. 4 is a diagram showing an electric circuit provided in the rotor;
  • FIG. 5 is a diagram showing the transition of the fundamental current and the harmonic current;
  • FIG. 6 is a perspective view showing the overall configuration of the rotor;
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the rotor;
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the rotor;
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a control system for a rotating electrical machine
  • FIG. 2 is a diagram showing an inverter and its peripheral configuration.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotor and the stator
  • FIG. 4 is a diagram showing an electric circuit provided in the rotor
  • FIG. 5 is a diagram showing
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a winding unit in a rotor body;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a rotor body;
  • FIG. 11 is a perspective view showing an example of a configuration of a coil body;
  • FIG. 12 is a perspective view of a circuit module;
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of a component holder and an electrical component of a circuit module;
  • FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a coil end cover;
  • FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration around a coil end portion;
  • FIG. 16 is a front view showing an example of the configuration of the coil end cover after balance adjustment;
  • FIG. 17 is a front view of the coil end cover;
  • FIG. 18 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a rotor
  • FIG. 19 is a front view of a rotor body in another example
  • FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a coil end cover in a modified example
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a coil end cover in a modified example
  • FIG. 22 is a diagram showing the configuration of a rotor core in another embodiment.
  • the rotating electric machine is used as a driving power source in, for example, electric vehicles, hybrid vehicles, and other electrically powered vehicles.
  • the control system includes a DC power supply 10, an inverter 20, a control device 30, and a rotating electric machine 40.
  • the rotating electric machine 40 is a wound-field type synchronous machine.
  • the rotating electric machine 40, the inverter 20, and the control device 30 may be configured as an electromechanical integrated drive device, or the rotating electric machine 40, the inverter 20, and the control device 30 may each be configured with its own component.
  • the rotating electric machine 40 includes a housing 41, and a stator 50 and a rotor 60 housed within the housing 41.
  • the rotating electric machine 40 of this embodiment is an inner rotor type rotating electric machine in which the rotor 60 is disposed radially inside the stator 50.
  • the rotor 60 corresponds to the "wound field rotor.”
  • the stator 50 includes a stator core 51 and a stator winding 52.
  • the stator winding 52 is made of, for example, copper wire, and includes U-, V-, and W-phase windings 52U, 52V, and 52W that are arranged with an electrical angle offset of 120° from each other.
  • the rotor 60 includes a rotor core 61 and a field winding 70.
  • the field winding 70 may be made of aluminum wire, which has a low specific gravity and is easy to form.
  • the field winding 70 is not limited to aluminum wire, and may be made of copper wire or CNT (carbon nanotube), for example.
  • a rotating shaft 32 is attached to the central hole of the rotor core 61. The rotating shaft 32 is rotatably supported by the housing 41 via bearings 42 and 43.
  • the inverter 20 includes a series connection of upper arm switches SUp, SVp, SWp for the U-, V-, and W-phases, and lower arm switches SUn, SVn, SWn for the U-, V-, and W-phases.
  • First ends of the U-, V-, and W-phase windings 52U, 52V, and 52W are connected to the connection points of the upper arm switches SUp, SVp, and SWp and the lower arm switches SUn, SVn, and SWn in each phase.
  • Second ends of the U-, V-, and W-phase windings 52U, 52V, and 52W are connected at the neutral point. That is, in this embodiment, the stator winding 52 is star-connected. However, the stator winding 52 may also be delta-connected.
  • each switch SUp to SWn is an IGBT.
  • a freewheel diode is connected in inverse parallel to each switch SUp to SWn.
  • the positive terminal of the DC power supply 10 is connected to the collector of the upper arm switches SUp, SVp, SWp of each phase.
  • the negative terminal of the DC power supply 10 is connected to the emitter of the lower arm switches SUn, SVn, SWn of each phase.
  • a smoothing capacitor 11 is connected in parallel to the DC power supply 10.
  • stator 50 and rotor 60 will be described using FIG. 3.
  • the stator 50 and the rotor 60 are both arranged coaxially with the rotating shaft 32.
  • the direction in which the rotating shaft 32 extends is referred to as the axial direction
  • the direction extending radially from the center of the rotating shaft 32 is referred to as the radial direction
  • the direction extending circumferentially around the rotating shaft 32 is referred to as the circumferential direction.
  • the stator core 51 is made of laminated steel plates made of soft magnetic material, and has an annular back yoke 51a and a number of teeth 51b protruding radially inward from the back yoke 51a.
  • a number of slots 54 are formed between adjacent teeth 51b, arranged in the circumferential direction.
  • the stator winding 52 is formed by accommodating the phase windings of each phase in a predetermined order in each of these slots 54.
  • the stator 50 may employ a segment coil structure using a number of conductor segments.
  • the structure of the stator winding 52 is arbitrary.
  • the rotor core 61 is made of a soft magnetic material, for example laminated steel plates.
  • the rotor core 61 has a cylindrical portion 61a and a number of main pole portions 62 that protrude radially outward from the cylindrical portion 61a.
  • a field winding 70 is wound around the main pole portions 62 by concentrated winding.
  • eight main pole portions 62 are provided at equal intervals in the circumferential direction.
  • the field winding 70 has a first winding portion 71a and a second winding portion 71b.
  • the first winding portion 71a is wound radially outward around each main pole portion 62
  • the second winding portion 71b is wound radially inward from the first winding portion 71a.
  • the winding directions of the first winding portion 71a and the second winding portion 71b are the same.
  • the winding direction of each winding portion 71a, 71b wound around one is opposite to the winding direction of each winding portion 71a, 71b wound around the other.
  • each main pole portion 62 in the rotor core 61 and the field winding 70 wound around each main pole portion 62 form multiple magnetic poles (field poles) arranged in the circumferential direction.
  • FIG. 4 shows the electric circuit on the rotor 60 side, which includes the windings 71a and 71b wound around the main pole 62.
  • the first winding 71a and the second winding 71b are connected in series, and a diode 81 is connected between both ends of the series connection consisting of the windings 71a and 71b as a rectifying element. That is, the first end of the first winding 71a is connected to the cathode of the diode 81, and the first end of the second winding 71b is connected to the second end of the first winding 71a.
  • the anode of the diode 81 is connected to the second end of the second winding 71b.
  • a capacitor 82 is connected in parallel to the second winding 71b.
  • L1 indicates the inductance of the first winding 71a
  • L2 indicates the inductance of the second winding 71b
  • C indicates the capacitance of the capacitor 82.
  • a series resonant circuit is formed by the first winding portion 71a, the capacitor 82, and the diode 81
  • a parallel resonant circuit is formed by the second winding portion 71b and the capacitor 82.
  • a harmonic current flows through the stator winding 52, a fluctuation due to harmonics of the main magnetic flux occurs in a magnetic circuit including the stator core 51 and the rotor core 61.
  • the occurrence of the fluctuation in the main magnetic flux generates an induced voltage in each of the winding parts 71a, 71b, and a current is induced in each of the winding parts 71a, 71b.
  • the control device 30 is mainly composed of a microcomputer (corresponding to a computer), which has a CPU.
  • the control device 30 generates drive signals that turn on and off each of the switches SUp to SWn that make up the inverter 20.
  • the control device 30 generates drive signals that turn on and off each of the switches SUp to SWn in order to convert the DC power output from the DC power source 10 into AC power and supply it to the U-, V-, and W-phase windings 52U, 52V, and 52W, and supplies the generated drive signals to the gates of each of the switches SUp to SWn.
  • the control device 30 turns on and off each switch SUp to SWn so that a composite current of fundamental current and harmonic current flows through each phase winding 52U, 52V, 52W.
  • the fundamental current is a current that mainly generates torque in the rotating electric machine 40.
  • the harmonic current is a current that mainly excites the field winding 70.
  • the phase currents that flow through each phase winding 52U, 52V, 52W are shifted by 120° in electrical angle.
  • the envelope of the harmonic current has half the period of the fundamental current.
  • the envelope is shown by a dashed line in Figure 5(b).
  • the values on the vertical axis in Figure 5 indicate the relative relationship between the magnitude of the waveforms shown in Figures 5(a) and 5(b).
  • the timing at which the envelope reaches its peak value is shifted from the timing at which the fundamental current reaches its peak value. Specifically, the timing at which the envelope reaches its peak value is set to the timing at which the fundamental current reaches its center of fluctuation (0).
  • the timing when the envelope of the harmonic current reaches its peak value may be, for example, the timing when the fundamental current reaches its peak value.
  • Figure 6 is a perspective view showing the overall configuration of the rotor 60
  • Figure 7 is an exploded perspective view of the rotor 60
  • Figure 8 is a longitudinal cross-sectional view of the rotor 60.
  • the rotor 60 is roughly divided into a rotor body 101, a circuit module 102 provided at one end of the rotor body 101 in the axial direction, and coil end covers 103, 104 as annular members attached to one and the other axial ends of the rotor body 101.
  • the rotor body 101 includes a rotor core 61 and a field winding 70 as described in FIG. 3, and the rotating shaft 32 is attached to the center hole of the rotor core 61.
  • the field winding 70 is made of a plurality of winding units 110 arranged in a circumferential direction.
  • the circuit module 102 is fixed to the rotating shaft 32 with the rotating shaft 32 inserted through the hollow portion. As shown in FIG. 8, in the field winding 70 (winding unit 110), the portion radially facing the rotor core 61 is the coil side portion CS, and the portion axially outside the rotor core 61 is the coil end portion CE.
  • Figure 9 is an exploded perspective view of the winding unit 110 in the rotor body 101
  • Figure 10 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of a portion of the rotor body 101.
  • Figure 10(a) shows the winding unit 110 in an assembled state
  • Figure 10(b) shows the winding unit 110 in an exploded state.
  • the rotor body 101 has multiple winding units 110, one for each magnetic pole of the rotor 60.
  • Each winding unit 110 is formed in an annular shape with the axial direction as the longitudinal direction, and is assembled to the rotor core 61 with the main pole portion 62 of the rotor core 61 inserted into the hollow portion.
  • the winding unit 110 has a first coil module 111 that is radially outward when attached to the main pole portion 62, and a second coil module 112 that is radially inward.
  • the first coil module 111 is a coil module that corresponds to the first winding portion 71a
  • the second coil module 112 is a coil module that corresponds to the second winding portion 71b.
  • the first coil module 111 has an annular coil body 121 formed by multiple windings of a conductor material made of a rectangular wire in the circumferential and radial directions, and thin plate-like insulators 122a and 122b that are integral with the coil body 121.
  • the insulator 122a has a portion that extends in the circumferential direction and covers the outer periphery of the coil body 121 on the radial outside, and a portion that extends in the radial direction and covers the hollow portion of the coil body 121.
  • the insulator 122b has a portion that extends in the circumferential direction and covers the inner periphery of the coil body 121 on the radial inside, and a portion that extends in the radial direction and covers the hollow portion of the coil body 121.
  • the outer periphery on the radial outside, the inner periphery on the radial inside, and the hollow portion of the coil body 121 are insulated and coated with the insulators 122a and 122b.
  • the second coil module 112 has an annular coil body 123 formed by multiple windings of a conductor material made of a rectangular wire in the circumferential and radial directions, and thin plate-like insulators 124a, 124b that are integral with the coil body 123.
  • the insulator 124a has a portion that extends in the circumferential direction and covers the outer periphery of the coil body 123 on the radial outside, and a portion that extends in the radial direction and covers the hollow portion of the coil body 123.
  • the insulator 124b has a portion that extends in the circumferential direction and covers the inner periphery of the coil body 123 on the radial inside, and a portion that extends in the radial direction and covers the hollow portion of the coil body 123.
  • the outer periphery on the radial outside and the inner periphery and hollow portion of the coil body 123 are insulated and coated with the insulators 124a, 124b.
  • the flat wire used in the coil bodies 121, 123 has a generally rectangular cross-sectional shape (specifically, generally rectangular), and is made up of a conductor portion made of aluminum or the like and an insulating layer that covers the conductor portion.
  • a round wire with a circular cross-section as the conductor material.
  • the coil body 121 is an air-core coil configured as an ⁇ -wound coil, with two layers of windings arranged radially and formed as one unit.
  • the coil body 121 can also be considered a unit coil, with the two radial layers, inner and outer, forming one unit.
  • the conductor ends 125, 126 are pulled out in the axial direction from the inner and outer layers, respectively.
  • Figures 11(a) and (b) are perspective views showing an example configuration of the coil body 121 of the first coil module 111.
  • Figure 11(a) shows a state in which two coil bodies 121 arranged in the circumferential direction are connected.
  • the two coil bodies 121 shown in Figure 11(a) have different shapes of the conductor ends 125, 126, and here one of the two types of coil bodies 121 is referred to as "coil body 121A" and the other as “coil body 121B.”
  • Coil body 121A has a conductor end 125A extending from the winding portion on the radially inner side (inner layer side) and a conductor end 126A extending from the winding portion on the radially outer side (outer layer side).
  • Coil body 121B has a conductor end 125B extending from the winding portion on the radially inner side (inner layer side) and a conductor end 126B extending from the winding portion on the radially outer side (outer layer side).
  • each coil body 121A, 121B one of the conductor ends 125, 125 extends axially from the winding portion of its own coil body 121, and the other extends axially from the winding portion of another coil body 121 adjacent in the circumferential direction.
  • Coil body 121A is configured such that conductor end 125A extending from the radially inner winding portion extends to the circumferentially adjacent coil body 121
  • coil body 121B is configured such that conductor end 126B extending from the radially outer winding portion extends to the circumferentially adjacent coil body 121.
  • the winding directions of the conductor wire on the inner layer side and the outer layer side are the same.
  • the coil bodies 121 arranged in the circumferential direction are connected in series in the circumferential direction by joining the conductor ends 125, 126 of the circumferentially adjacent coil bodies 121 by welding or the like.
  • the first winding portion 71a is formed by connecting the coil bodies 121 arranged in the circumferential direction in series.
  • the conductor ends 125 on the radially inner side of the coil bodies 121 arranged in the circumferential direction are joined to each other, and the conductor ends 126 on the radially outer side of the coil bodies 121 are joined to each other.
  • current when current is applied to the first winding portion 71a, current flows in opposite directions through the coil bodies 121 adjacent in the circumferential direction.
  • Figure 11 (b) shows the coil bodies 121 lined up in the circumferential direction connected and arranged in a ring shape.
  • the coil bodies 121 are arranged such that the conductor ends 125 on the inner layer sides are joined to each other and the conductor ends 126 on the outer layer sides are joined to each other alternately in the circumferential direction.
  • the conductor end that terminates after one revolution of the rotor is a jumper section 127 that is connected to a coil body of another coil module (here, the coil body 123 of the second coil module 112), and is formed to extend inwardly and offset in the radial direction.
  • the first coil module 111 is configured with a coil body 121 arranged in one radial row.
  • the second coil module 112 is configured with a coil body 123 in which the same ⁇ -wound air-core coil as the coil body 121 is arranged in three radial rows.
  • the first winding section 71a is configured with one turn of the air-core coil (coil body 121) connected in series
  • the second winding section 71b is configured with three turns of the air-core coil connected in series.
  • each coil module 111, 112 have a different number of circumferential windings (in other words, the number of rows of rectangular wire in the circumferential direction), with the number of windings being greater on the radially outer side than on the radially inner side. This makes it possible to improve the space factor of the field winding 70. Note that, if the space factor is ignored, it is also possible to make the number of circumferential windings the same for all of the coil bodies 121, 123 arranged radially.
  • the number of radial stages of the ⁇ -wound air-core coil can be changed as desired.
  • the first coil module 111 may have two or more stages of ⁇ -wound air-core coils
  • the second coil module 112 may have two or less stages or four or more stages of ⁇ -wound air-core coils.
  • the rotor body 101 also has retaining plates 131, 132 that hold the first coil module 111 and the second coil module 112 in an assembled state when they are attached to the main pole portion 62.
  • the retaining plate 131 is attached to the radial outside of the first coil module 111, and the retaining plate 132 is attached between the first coil module 111 and the second coil module 112.
  • each main pole portion 62 of the rotor core 61 has recesses 63, 64 at the radial tip position and the radial middle position, respectively.
  • the recesses 63, 64 are provided so as to extend in the axial direction.
  • the retaining plates 131, 132 are made of a plate material having an arc-shaped cross section.
  • the retaining plate 131 is assembled to the rotor core 61 by inserting both circumferential end portions into the recesses 63 of the main pole portion 62.
  • the retaining plate 132 is assembled to the rotor core 61 by inserting both circumferential end portions into the recesses 64 of the main pole portion 62.
  • the retaining plates 131, 132 may be made of a non-magnetic material, for example, an aluminum plate.
  • the retaining plates 131, 132 may be made of a synthetic resin.
  • the second coil module 112 is held in the space between the cylindrical portion 61a and the retaining plate 132 when viewed radially
  • the first coil module 111 is held in the space between the retaining plates 131, 132 when viewed radially.
  • the retaining plates 131, 132 hold the coil side portion CS, which is the portion of the field winding 70 that faces the rotor core 61 in the radial direction.
  • the retaining plate 131 corresponds to a "retaining member” that holds the coil side portion CS of the first winding portion 71a from the radial outside between circumferentially adjacent main pole portions 62.
  • the retaining plate 132 corresponds to an "intermediate retaining member” that holds the coil side portion CS of the second winding portion 71b from the radial outside between circumferentially adjacent main pole portions 62.
  • the outer and inner peripheries of the coil body 121 are insulated and coated with insulators 122a and 122b
  • the outer and inner peripheries of the coil body 123 are insulated and coated with insulators 124a and 124b. This results in a configuration in which a resin coating layer is interposed between each coil body 121, 123 and each holding plate 131, 132.
  • Fig. 12 is a perspective view of the circuit module 102
  • Fig. 13 is a perspective view showing the component holder 141 and electrical components of the circuit module 102 disassembled.
  • the circuit module 102 has a resin molded section 155 filled with synthetic resin on one side in the axial direction, but Fig. 12 shows the resin molded section 155 removed.
  • the circuit module 102 has a diode 81 and a capacitor 82 as the resonant circuits described above, as well as a component holder 141, a first bus bar 151, and a second bus bar 152.
  • the component holder 141 is made of an electrically insulating material such as synthetic resin.
  • the part holder 141 includes a main body 142 having an annular shape and a plurality of conductor fixing portions 143 extending radially outward from the main body 142.
  • the main body 142 includes a first housing portion 145 provided at one location in the circumferential direction and a second housing portion 146 having a C-shape in plan view provided along a virtual circle centered on the axis and passing through the first housing portion 145.
  • Each of these housing portions 145, 146 is formed in a concave shape that is open on one side of the main body 142.
  • Each of the housing portions 145, 146 is a part housing portion that houses an electric part.
  • the first housing portion 145 houses a diode 81 and an electric wiring connected to the diode 81.
  • the diode 81 is fixed by a fastener such as a bolt.
  • the second housing portion 146 houses a plurality of capacitors 82 arranged in the circumferential direction and bus bars 151, 152 connected to the capacitor 82.
  • Each capacitor 82 has a rectangular or cubic shape.
  • the second accommodating section 146 accommodates a first bus bar 151 and a second bus bar 152, each of which has an arc shape (specifically, a C-shape), and a plurality of capacitors 82 sandwiched between the bus bars 151, 152.
  • the bus bars 151, 152 are arranged to face each other in the axial direction.
  • a first terminal of each capacitor 82 is connected to the first bus bar 151, and a second terminal of each capacitor 82 is connected to the second bus bar 152.
  • the capacitors 82 are connected in parallel.
  • the first bus bar 151 is a wiring member that connects the winding midpoint between the first winding portion 71a and the second winding portion 71b to the capacitor 82 in the resonant circuit of FIG. 4.
  • the second bus bar 152 is a wiring member that connects the opposite side of the winding midpoint to the capacitor 82 at both ends of the second winding portion 71b in the resonant circuit of FIG. 4.
  • the second housing 146 may house a capacitor provided for removing noise in the resonant circuit, separate from the capacitors 82 that make up the resonant circuit. This capacitor may be connected in parallel to the diode 81 in FIG. 4.
  • the component holder 141 has the same number of wire fixing portions 143 as the main pole portions 62, more specifically, eight of them are provided at equal intervals in the circumferential direction.
  • Each wire fixing portion 143 has a plurality of insertion holes 147 that penetrate in the axial direction, and the wire ends 125, 126 extending in the axial direction from the coil bodies 121, 123 of each coil module 111, 112 are inserted into each of the insertion holes 147.
  • conductor ends 125, 126 are pulled out from the axial ends of the coil modules 111, 112 in each winding unit 110, and the conductor ends 125, 126 are inserted into the insertion holes 147 of the conductor fixing portion 143.
  • the conductor ends 125 and 126 are joined together by welding or the like, so that the coil modules 111, 112 are connected in series.
  • each housing section 145, 146 electrical components such as the diode 81, capacitor 82, and bus bars 151, 152 are housed in each housing section 145, 146, and in this state, each housing section 145, 146 is filled with synthetic resin.
  • a resin mold section 155 is formed in a state in which the various electrical components that make up the resonant circuit are covered (see FIG. 7).
  • FIGS 14(a) and (b) are perspective views showing the configuration of the coil end covers 103, 104.
  • the coil end cover 103 corresponds to a "first coil end cover” provided on one axial end side of the field winding 70
  • the coil end cover 104 corresponds to a "second coil end cover” provided on the other axial end side of the field winding 70.
  • the coil end covers 103, 104 may be made of a non-magnetic material, for example, aluminum material.
  • the coil end covers 103, 104 may be made of synthetic resin.
  • the coil end covers 103, 104 have different configurations, and here, the coil end cover 103 will be described first.
  • the coil end cover 103 has an annular portion 161 that is a perfect circle when viewed from the front, and an end plate portion 162 that extends radially inward from the annular portion 161, and the end plate portion 162 is provided with a number of openings 163 that penetrate in the plate thickness direction.
  • the openings 163 are provided at a predetermined interval in the circumferential direction. However, in this embodiment, only one of the multiple openings 163 is large, and is a single opening that is two of the six openings 163 that are evenly spaced in the circumferential direction. Between each opening 163 in the end plate portion 162, a beam portion 162a extends radially from the axis center side.
  • the coil end cover 103 is attached to the first end side, which is the circuit module 102 side, of both axial ends of the rotor body 101.
  • the coil end portion CE (see FIG. 8) of the field winding 70 is surrounded from the radial outside by the annular portion 161 of the coil end cover 103.
  • the coil end cover 103 is also arranged in a state where it covers the circuit module 102 from the axial outside.
  • the coil end cover 103 has openings 163 spaced circumferentially at the same intervals as the conductor fixing parts 143 of the circuit module 102, and the conductor fixing parts 143 are exposed axially outward from the openings 163. This promotes heat dissipation from the field winding 70 at the conductor ends 125, 126.
  • the coil end cover 104 has an annular portion 171 that is a perfect circle when viewed from the front, and an end plate portion 172 that extends radially inward from the annular portion 171, and the end plate portion 172 is provided with a plurality of openings 173 that penetrate in the axial direction.
  • the openings 173 are provided at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • a beam portion 172a that extends radially from the axial center side is formed.
  • the coil end cover 104 is attached to the second end side, which is the opposite side to the circuit module 102, of both axial ends of the rotor body 101.
  • FIG. 15(a) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the configuration around the coil end portion CE on the coil end cover 103 side
  • Figure 15(b) is a cross-sectional view showing an enlarged view of the configuration around the coil end portion CE on the coil end cover 104 side.
  • the retaining plate 131 has an extension 131a extending from the coil side portion CS to the coil end portion CE.
  • the coil end cover 103 is attached such that the annular portion 161 overlaps the extension 131a of the retaining plate 131 from the radially outer side.
  • the end plate portion 162 of the coil end cover 103 is provided with a protrusion 164 extending radially inward from the annular portion 161 toward the axially inner side (i.e., the field winding 70 side).
  • the protrusion 164 is preferably formed in an arc shape on the beam portion 162a of the coil end cover 103 so as to extend along a virtual circle centered on the axis of the rotor 60.
  • a coil end ring 181 is attached between the coil end portion of the first coil module 111 and the coil end portion of the second coil module 112 as a circular member separate from the coil end cover 103.
  • the coil end ring 181 separated from the rotor body 101 is shown in FIG. 7.
  • the coil end ring 181 is disposed in a gap in the coil end portion CE formed by the retaining plate 132 being interposed between the first coil module 111 and the second coil module 112 in the radial direction.
  • the annular portion 161 of the coil end cover 103 and the coil end ring 181 are provided in positions that overlap each other radially inside and outside.
  • the coil end ring 181 is also provided in a state where it is sandwiched between the retaining plate 132 and the protruding portion 164 of the coil end cover 103 in the axial direction. As a result, the coil end ring 181 is provided in a state where its position is restricted in the axial direction by the retaining plate 132 and the coil end cover 103.
  • the coil end ring 181 is provided radially inside the annular portion 161 of the coil end cover 103, so that the centrifugal force generated in each coil module 111, 112 when the rotor 60 rotates is dispersed by the two annular members (coil end cover 103, coil end ring 181).
  • the retaining plate 131 has an extension 131a extending from the coil side portion CS to the coil end portion CE.
  • the coil end cover 104 is attached such that the annular portion 171 overlaps the extension 131a of the retaining plate 131 from the radially outer side.
  • the end plate portion 172 of the coil end cover 104 is provided with a protrusion 174 extending radially inward from the annular portion 171 toward the axially inner side (i.e., the field winding 70 side).
  • the protrusion 174 is inserted between the coil end portion of the first coil module 111 and the coil end portion of the second coil module 112 in the radial direction.
  • the protrusion 174 is preferably formed in an arc shape on the beam portion 172a of the coil end cover 104 so as to extend along a virtual circle centered on the axis of the rotor 60.
  • each coil module 111, 112 has a double radial arrangement of annular portion 171 and protruding portion 174 of coil end cover 104, so that the centrifugal force generated in each coil module 111, 112 when rotor 60 rotates is dispersed by two annular members (coil end cover 103, coil end ring 181).
  • the protrusion 164 may be inserted radially between the coil end portion of the first coil module 111 and the coil end portion of the second coil module 112.
  • the coil end ring 181 may be interposed radially between the coil end portion of the first coil module 111 and the coil end portion of the second coil module 112.
  • the coil end cover 103 functions as a balance adjustment member that adjusts the circumferential weight balance of the rotor 60, and its configuration is described below.
  • the coil end cover 103 is configured to have a rotationally asymmetric shape in the circumferential direction to adjust the weight balance.
  • FIG. 16 is a front view showing an example of the configuration of the coil end cover 103 after balance adjustment.
  • FIG. 16 shows a coil end cover 103 having the basic shape shown in FIG. 14(a) in which the opening area of one of the openings 163 has been expanded by removing a portion of the end plate portion 162.
  • FIG. 16 of the multiple openings 163, six openings 163 that are evenly spaced in the circumferential direction before expansion are designated as openings A1 to A6, and the openings 163 before area expansion are shown by dashed lines.
  • the opening area of at least one of the multiple openings 163 is expanded, so that the coil end cover 103 has a rotationally asymmetric shape in the circumferential direction.
  • n is an integer of 2 or more
  • a shape that matches when rotated around the axis by (360/n) degrees is called a rotationally symmetric shape
  • a shape that does not match is called a rotationally asymmetric shape.
  • a rotationally asymmetric shape is a shape that does not match except when rotated 360 degrees when the coil end cover 103 is rotated around the axis of the rotating electric machine 40.
  • the coil end cover 103 has a rotationally symmetric shape before a portion of the end plate portion 162 is cut off, and becomes a rotationally asymmetric shape when a portion of the end plate portion 162 is cut off.
  • opening area of opening A3 among openings A1 to A6 is expanded, making opening A3 an asymmetric portion.
  • the weight of the coil end cover 103 near opening A3 is locally reduced, and this gives the coil end cover 103 a rotationally asymmetric shape.
  • the opening area of openings A3 and A4 among openings A1 to A6 is expanded, so that the coil end cover 103 has a rotationally asymmetric shape in the circumferential direction.
  • the weight of the coil end cover 103 near openings A3 and A4 is locally reduced, so that the coil end cover 103 has a rotationally asymmetric shape.
  • FIG. 16(c) the opening area of openings A2 to A5 among openings A1 to A6 has been expanded, resulting in the coil end cover 103 having a rotationally asymmetric shape in the circumferential direction. Specifically, the beam portions 162a between openings A2 and A3, between A3 and A4, and between A4 and A5 have been cut out, resulting in the coil end cover 103 having a rotationally asymmetric shape.
  • the areas of the end plate portions 162 of the coil end cover 103 where parts have been cut out are the adjustment portions where the weight has been reduced.
  • the rotor 60 in the completed state shown in FIG. 6 is set in a rotation measuring device, and the amount of imbalance and the imbalance angle of the rotor 60 are measured by the rotation measuring device. Then, the balance is adjusted by cutting or other operations at any points in the rotor 60 where weight imbalance has occurred.
  • the circuit module 102 and the like can be cooled through the opening 163. Therefore, even if the opening area of the opening 163 is increased, the cooling performance of the circuit module 102 and the like is increased, and the rotation balance can be adjusted without causing any inconvenience.
  • the coil end cover 104 which is on the axially opposite side of the coil end cover 103, as a balance adjustment member. In this case, it is sufficient that the opening area of at least one of the multiple openings 173 of the coil end cover 104 is expanded so that the coil end cover 104 has a rotationally asymmetric shape in the circumferential direction.
  • both the coil end covers 103 and 104 at one and the other axial ends as balance adjustment members.
  • the multiple openings 163 provided in the coil end cover 103 and the multiple openings 173 provided in the coil end cover 104 may differ in their circumferential positions.
  • the circumferential center positions of the openings 163 and 173 are indicated by dashed lines, and the coil end covers 103 and 104 are configured to include openings 163 and 173 with different circumferential center positions.
  • the center position of the beam portion 162a between the circumferential openings 163 and the center position of the beam portion 172a between the circumferential openings 173 are configured to differ.
  • the amount of unbalance and the angle of unbalance of rotor 60 are measured by the rotation measurement device, and then, based on the amount of unbalance and the angle of unbalance, it is determined which coil end cover is to be subjected to balance adjustment and at which position on the coil end cover to be adjusted the balance is to be adjusted. Then, the opening area of at least one of openings 163, 173 in at least one of coil end cover 103 and coil end cover 104 is expanded, so that coil end covers 103, 104 are made rotationally asymmetric.
  • the positions of the openings 163, 173 in the coil end cover 103 at one axial end side and the coil end cover 104 at the other axial end side are different in the circumferential direction, the positions of the flesh portions of the end plate portions 162, 172 are staggered. Therefore, when removing flesh for balance adjustment, it is possible to suppress the inconvenience of not being able to remove flesh because the relevant location is open.
  • coil end covers 103, 104 are provided radially outside the coil end portion CE of the field winding 70, surrounding the coil end portion CE. In this configuration, even if centrifugal force is generated in the field winding 70 when the rotor 60 rotates, the coil end covers 103, 104 suppress misalignment of the coil end portion CE of the field winding 70. As a result, the field winding 70 can be held in the appropriate state in the rotor 60.
  • the coil end covers 103, 104 have annular portions 161, 171 that surround the radial outside of the coil end portion CE of the field winding 70, and end plate portions 162, 172 that extend radially inward of the annular portions 161, 171, with multiple openings 163, 173 provided in the end plate portions 162, 172.
  • the weight of the coil end covers 103, 104 can be reduced, while the beam portions 162a, 172a between the openings 163, 173 ensure the strength to maintain the shape of the annular portions 161, 171 in the coil end covers 103, 104. This allows the field winding 70 to be held even more properly.
  • the circumferential weight balance in the end plate portions 162, 172 can be changed.
  • the end plate portions 162, 172 of the coil end covers 103, 104 can be used as weight balance adjustment portions.
  • the coil end cover 103 is attached so as to cover the circuit module 102 from the axial outside.
  • the coil end cover 103 protects the circuit module 102, and ventilation is provided around the coil end portion CE of the field winding 70 and the circuit module 102 via the openings 163, 173 of the coil end cover 103, allowing heat dissipation from the coil end portion CE, etc.
  • the circuit module 102 is provided with a number of conductor fixing parts 143, to which the conductor ends 125, 126 of the winding unit 110 (each coil body 121, 123) are fixed, and the conductor fixing parts 143 are exposed axially outward from the openings 163 of the end plate parts 162. This allows heat dissipation from the field winding 70 through the conductor ends 125, 126.
  • a retaining plate 131 that holds the coil side portion CS of the field winding 70 from the radial outside is attached between each main pole portion 62 of the rotor core 61.
  • the axial end of the retaining plate 131 is supported from the radial outside by the annular portions 161, 171 of the coil end covers 103, 104.
  • the protrusion 174 of the coil end cover 104 is inserted between the coil end portion of the first coil module 111 and the coil end portion of the second coil module 112. This allows the centrifugal forces generated in the first coil module 111 and the second coil module 112 to be dispersed and received by the annular portion 171 and the protrusion 174 of the coil end cover 104, thereby enhancing the suppression effect against displacement of the field winding 70.
  • a protrusion 174 is interposed between the first coil module 111 and the second coil module 112 at the coil end portion CE of the field winding 70, and a retaining plate 132 is interposed between the first coil module 111 and the second coil module 112 at the coil side portion CS of the field winding 70. This allows the coil modules 111, 112 on the inner and outer radial sides to be held in an appropriate state at the coil end portion CE and coil side portion CS of the field winding 70.
  • a coil end ring 181 is assembled between the coil end portion of the first winding portion 71a and the coil end portion of the second winding portion 71b. This allows the centrifugal forces generated in the first winding portion 71a and the second winding portion 71b to be dispersed and received by the two annular members (coil end cover 103, coil end ring 181), enhancing the suppression effect against displacement of the field winding 70.
  • the coil end ring 181 is configured to be positioned between the retaining plate 132 between circumferentially adjacent main pole parts 62 and the end plate part 162 of the coil end cover 103 (more specifically, the protruding part 164 of the end plate part 162) in an axially restricted state. This makes it possible to prevent the coil end ring 181 from being displaced in the axial direction.
  • An insulating layer (insulator 122a) is interposed between the coil end portion CE of the field winding 70 and the coil end covers 103, 104. This ensures insulation between the coil end portion CE of the field winding 70 and the coil end covers 103, 104.
  • the coil end covers 103, 104 are made of a non-magnetic material. This reduces eddy current loss caused by the magnetic flux from the stator winding 52. It also reduces inertia and weight.
  • the coil end covers 103, 104 provided at the axial end of the field winding 70 are used as balance adjustment members, and at least a portion of the circumferential direction of the coil end covers 103, 104 serves as an adjustment section with a reduced or increased weight.
  • the rotor 60 which rotates integrally with the circuit module 102, can achieve appropriate rotation of the rotor 60.
  • the coil end covers 103, 104 are made rotationally asymmetric by removing at least a portion of the coil end covers 103, 104. This makes it possible to effectively eliminate the rotational imbalance of the rotor 60 without adding any additional components.
  • At least one of the annular portions 161, 171 and the end plate portions 162, 172 is configured to have a rotationally asymmetric shape in the circumferential direction. In this case, by removing a portion of the annular portions 161, 171 or the end plate portions 162, 172, the coil end covers 103, 104 have a rotationally asymmetric shape, making it possible to achieve the desired balance adjustment.
  • the opening area of at least one of the multiple openings 163, 173 provided in the end plate portions 162, 172 is expanded to give the coil end covers 103, 104 a rotationally asymmetric shape.
  • the holding strength of the coil end portion CE of the field winding 70 by the annular portions 161, 171 is ensured, while proper balance adjustment is possible.
  • the coil end cover 103 allows the circuit module 102, etc. to be cooled through the opening 163. Therefore, even if the opening area of the opening 163 is increased, the cooling performance of the circuit module 102, etc. is simply increased, and the rotational balance can be adjusted without causing any inconvenience.
  • the positions of the openings 163, 173 differ in the circumferential direction between the coil end cover 103 at one axial end side and the coil end cover 104 at the other axial end side, i.e., the circumferential centers of the openings 163, 173 in each coil end cover 103, 104 differ the positions of the flesh portions of the end plate portions 162, 172 are staggered. Therefore, when removing flesh for balance adjustment, it is possible to suppress the inconvenience of not being able to remove flesh because the relevant location is open.
  • the retaining plates 131 provided between the main poles 62 of the rotor core 61 can also be used as balance adjustment members.
  • the retaining plates 131 arranged in the circumferential direction include ones with different weights. Specifically, as shown in FIG. 18, it is preferable to make the thickness of one of the multiple retaining plates 131 (for example, the retaining plate 131X shown in the figure) different from that of the other retaining plates 131 to make the weight different (for example, by making the plate thickness thicker). In addition, it is also possible to make the weight different by providing slits or holes in a specific retaining plate 131, or by changing the material of a specific retaining plate 131.
  • Some of the multiple retaining plates 131 arranged in the circumferential direction (e.g., retaining plate 131X in FIG. 18) have a different weight from the remaining retaining plates 131.
  • the rotational balance of the rotor 60 can be adjusted by adjusting the weight of both the coil end portion CE and the coil side portion CS of the field winding 70.
  • the rotor 60 it is possible to adopt both a configuration in which the coil end covers 103, 104 are used as balance adjustment members and a configuration in which the retaining plate 131 is used as a balance adjustment member, but it is also possible to adopt only one of them.
  • the rotor 60 may be configured such that a tape- or string-shaped winding member 182 is wound as a circular member around the radial outside of the coil end portion CE of the field winding 70 (winding unit 110).
  • the winding member 182 may be made of an insulating material, and more specifically, may be a resin tape made of, for example, carbon fiber reinforced plastic (CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics) or glass fiber reinforced plastic (GFRP: Glass Fiber Reinforced Plastics).
  • CFRP Carbon Fiber Reinforced Plastics
  • GFRP Glass Fiber Reinforced Plastics
  • the winding member 182 may be provided in place of the coil end covers 103 and 104, but the coil end cover 103 may be provided at one axial end (e.g., the circuit module 102 side) and the winding member 182 may be provided at the other axial end.
  • the annular portion 161 may be cut away so that the annular portion 161 has a rotationally asymmetric shape.
  • the annular portion 161 may have a notch 183 such as a slit or hole formed in a specific circumferential portion (a portion to be subjected to balance adjustment).
  • the portion where the notch 183 is provided corresponds to the adjustment portion where the weight has been increased.
  • the coil end cover 103 may have both a portion of the end plate portion 162 and a portion of the annular portion 161 cut away. The same applies to the coil end cover 104.
  • the coil end cover 103 may have a weight member fixed to at least one of the annular portion 161 and the end plate portion 162. Specifically, as shown in FIG. 21(a), a weight member 184 may be attached to a specific circumferential portion (target portion for balance adjustment) of the annular portion 161 of the coil end cover 103. Alternatively, as shown in FIG. 21(b), a weight member 184 may be attached to a specific circumferential portion (target portion for balance adjustment) of the end plate portion 162 of the coil end cover 103. Weight members may be provided on both the annular portion 161 and the end plate portion 162. In this case, the portion where the weight member 184 is provided is the adjustment portion where the weight is increased. The same applies to the coil end cover 104. This makes it possible to preferably eliminate the rotational imbalance of the rotor 60.
  • the rotor core 61 may have a cylindrical portion 61a and a main pole portion 62 formed separately, and a holding portion that holds the coil end portion CE of the field winding 70 from the radial outside may be integrally provided on the tip side (radially outer end) of the main pole portion 62.
  • the main pole portion 62 is provided with a flange-shaped holding portion 191 at its radially outer tip, and a protrusion 192 at its radially inner base end.
  • the cylindrical portion 61a is also provided with a recess 193 that opens radially outward.
  • the rotor core 61 is formed by inserting the protrusion 192 of the main pole portion 62 into the recess 193 of the cylindrical portion 61a.
  • the coil side portion CS of the field winding 70 is held from the radial outside by the holding portion 191. This prevents the coil side portion CS of the field winding 70 from moving radially outward due to centrifugal force.
  • the capacitor 82 constituting the resonant circuit may be connected in parallel to the first winding portion 71a instead of the second winding portion 71b. Also, in the resonant circuit, the anode of the diode 81 may be connected to the first winding portion 71a side of the series-connected first and second winding portions 71a, 71b, and the cathode of the diode 81 may be connected to the second winding portion 71b side.
  • the second winding portion 71b may be positioned radially outward (toward the stator 50) than the first winding portion 71a.
  • the configuration for passing a field current through the field winding is not limited to the circuit shown in FIG. 4, and may be, for example, a configuration including a brush electrically connected to the field winding and a power source electrically connected to the brush.
  • the control device 30 controls the field current flowing through the field winding by increasing the output voltage of the power source electrically connected to the brush. Note that when a brush is used, it is not necessary to pass a harmonic current to induce a field current through the stator winding.
  • the stator core may be a stator core that does not have teeth.
  • the rotating electric machine is not limited to a rotating electric machine used as an in-vehicle main engine, but may be, for example, a rotating electric machine used as an ISG (Integrated Starter Generator), which is both a motor and a generator.
  • ISG Integrated Starter Generator
  • the moving body on which the rotating electric motor system is mounted is not limited to a vehicle, but may be, for example, an aircraft or a ship. Furthermore, the rotating electric motor system is not limited to a system mounted on a moving body, but may be a stationary system.
  • a wound field rotor (60) is applied to a wound field type rotating electric machine (40), and includes a rotor core (61) having main pole portions (62) provided for each magnetic pole arranged in the circumferential direction and protruding in the radial direction, and a field winding (70) wound around the main pole portions, the field winding has a coil end portion that is axially outward of the rotor core,
  • a wound field rotor comprising: a ring member (103, 104, 182) provided radially outside the coil end portion so as to surround the coil end portion.
  • a circuit module (102) electrically connected to the field winding is fixed to an axial end of the rotor core of the rotating shaft (32), 3.
  • the field winding has a winding unit (110) provided for each of the main pole portions, the circuit module has a plurality of conductor fixing portions (143) to which conductor ends (125, 126) extending radially outward from each of the winding units are fixed; 4.
  • a holding member (131) is attached to the rotor core between the main pole portions adjacent in the circumferential direction, and holds, from the radial outside, a coil side portion, which is a portion of the field winding that faces the rotor core, and 5.
  • the wound field rotor according to any one of configurations 2 to 4, wherein an axial end of the holding member is supported from a radially outer side by the annular portion.
  • the field winding has a first winding portion (71a) wound radially outwardly around the main pole portion and a second winding portion (71b) wound radially inwardly around the main pole portion, a protrusion (164, 174) is provided on the end plate portion of the annular member radially inward from the annular portion and extending toward the field winding, 6.
  • an intermediate holding member (132) is attached to the rotor core at a position between the main pole portions adjacent to each other in the circumferential direction and between the first winding portion and the second winding portion in the radial direction, the intermediate holding member holding a coil side portion of the second winding portion from the radially outer side; 7.
  • the field winding has a first winding portion (71a) wound radially outwardly around the main pole portion and a second winding portion (71b) wound radially inwardly around the main pole portion,
  • the wound field rotor according to any one of configurations 2 to 7, wherein a second circular member (181) different from the first circular member, which is the circular member, is assembled between the coil end portion of the first winding portion and the coil end portion of the second winding portion in the radial direction.
  • an intermediate holding member (132) is attached to the rotor core at a position between the main pole portions adjacent to each other in the circumferential direction and between the first winding portion and the second winding portion in the radial direction, the intermediate holding member holding a coil side portion of the second winding portion from the radially outer side;
  • the wound field rotor according to configuration 8 wherein the second annular member is provided between the intermediate holding member and the end plate portion of the first annular member in a state in which its position is restricted in the axial direction.
  • An insulating layer is interposed between a coil end portion of the field winding and the annular member.
  • a tape-like or string-like winding member (182) is wound as the annular member on the radially outer side of the coil end portion.

Landscapes

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Abstract

ロータ（６０）は、巻線界磁型の回転電機（４０）に適用されるものであり、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。界磁巻線は、ロータコアよりも軸方向外側となるコイルエンド部を有し、コイルエンド部の径方向外側に、そのコイルエンド部を囲む状態で円環部材（１０３，１０４，１８２）が設けられている。

Description

巻線界磁ロータ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２３年２月２１日に出願された日本出願番号２０２３－０２５３９４号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　この明細書における開示は、巻線界磁ロータに関する。
　巻線界磁型回転電機において、ロータ（すなわち巻線界磁ロータ）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。例えば特許文献１には、周方向に隣り合う主極部間において、主極部の突出端部に支持された状態で保持部材が設けられ、その保持部材により、界磁巻線が径方向外側へ移動することが規制される構成が記載されている。
特許第５０６２５１７号公報
　しかしながら、巻線界磁ロータでは、ロータ回転時に界磁巻線に遠心力が作用すると、界磁巻線においてロータコアと径方向に対向するコイルサイド部分だけでなく、コイルエンド部分でも移動が生じることが懸念される。この点、技術改善の余地があると考えられる。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、界磁巻線を適切に保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。
　本開示は、
　巻線界磁型の回転電機に適用され、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、を有する巻線界磁ロータであって、
　前記界磁巻線は、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を有し、
　前記コイルエンド部の径方向外側に、そのコイルエンド部を囲む状態で円環部材が設けられている。
　巻線界磁ロータにおいて、ロータコアには、各主極部に巻回された状態で界磁巻線が組み付けられている。また、界磁巻線のコイルエンド部には、その径方向外側に円環部材が設けられている。この構成では、巻線界磁ロータの回転時に界磁巻線に遠心力が生じても、界磁巻線のコイルエンド部の位置ずれが円環部材により抑制される。その結果、界磁巻線を適正な状態で保持することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、回転電機の制御システムの全体構成図であり、 図２は、インバータ及びその周辺構成を示す図であり、 図３は、ロータ及びステータの横断面図であり、 図４は、ロータが備える電気回路を示す図であり、 図５は、基本波電流及び高調波電流の推移を示す図であり、 図６は、ロータの全体の構成を示す斜視図であり、 図７は、ロータの分解斜視図であり、 図８は、ロータの縦断面図であり、 図９は、ロータ本体において、巻線ユニットを分解して示す斜視図であり、 図１０は、ロータ本体の横断面図であり、 図１１は、コイル体の構成例を示す斜視図であり、 図１２は、回路モジュールの斜視図であり、 図１３は、回路モジュールの部品ホルダと電気部品とを分解して示す斜視図であり、 図１４は、コイルエンドカバーの構成を示す斜視図であり、 図１５は、コイルエンド部周辺の構成を拡大して示す断面図であり、 図１６は、バランス調整後におけるコイルエンドカバーの構成例を示す正面図であり、 図１７は、コイルエンドカバーの正面図であり、 図１８は、ロータ横断面の構成を示す図であり、 図１９は、別例におけるロータ本体の正面図であり、 図２０は、別例におけるコイルエンドカバーの構成を示す図であり、 図２１は、別例におけるコイルエンドカバーの構成を示す図であり、 図２２は、別例におけるロータコアの構成を示す図である。
　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。
　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。
　回転電機４０は、ハウジング４１と、ハウジング４１内に収容されるステータ５０及びロータ６０とを備えている。本実施形態の回転電機４０は、ロータ６０がステータ５０の径方向内側に配置されたインナロータ型の回転電機である。ロータ６０が「巻線界磁ロータ」に相当する。
　ステータ５０は、ステータコア５１と、ステータ巻線５２とを備えている。ステータ巻線５２は、例えば銅線で構成されており、電気角で互いに１２０°ずれた状態で配置されたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗを含む。
　ロータ６０は、ロータコア６１と、界磁巻線７０とを備えている。界磁巻線７０は、例えば比重が小さく、かつ成形容易なアルミ線で構成されていればよい。なお、界磁巻線７０は、アルミ線に限らず、例えば、銅線又はＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等であってもよい。ロータコア６１の中心孔には、回転軸３２が組み付けられている。回転軸３２は、軸受４２，４３によりハウジング４１に回転可能に支持されている。
　図２に示すように、インバータ２０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの直列接続体を備えている。各相において上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの接続点には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗの第２端は、中性点で接続されている。すなわち、本実施形態において、ステータ巻線５２は星形結線されている。ただし、ステータ巻線５２はΔ結線されていてもよい。本実施形態において、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎは、ＩＧＢＴである。各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎには、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。
　各相の上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐのコレクタには、直流電源１０の正極端子が接続されている。各相の下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎのエミッタには、直流電源１０の負極端子が接続されている。なお、直流電源１０には、平滑コンデンサ１１が並列接続されている。
　続いて、図３を用いて、ステータ５０及びロータ６０について説明する。
　ステータ５０及びロータ６０は、いずれも回転軸３２と共に同軸上に配置されている。以下の記載では、回転軸３２が延びる方向を軸方向とし、回転軸３２の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸３２を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
　ステータコア５１は、軟磁性体からなる積層鋼板により構成されており、円環状のバックヨーク５１ａと、バックヨーク５１ａから径方向内側に向かって突出する複数のティース５１ｂとを有している。隣り合うティース５１ｂの間に、周方向並ぶ複数のスロット５４が形成されている。これら各スロット５４に各相の相巻線が所定順序で収容されることにより、ステータ巻線５２が構成されている。例えば、ステータ５０において、複数の導体セグメントを用いたセグメントコイル構造が採用されているとよい。ただし、ステータ巻線５２の構造は任意である。
　ロータコア６１は、軟磁性体からなり、例えば積層鋼板により構成されている。ロータコア６１は、円筒状の円筒部６１ａと、円筒部６１ａから径方向外側に向かって突出する複数の主極部６２とを有している。主極部６２には集中巻により界磁巻線７０が巻回されている。本実施形態において、主極部６２は、周方向に等間隔で８個設けられている。
　界磁巻線７０は、第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂを備えている。各主極部６２には、径方向外側に第１巻線部７１ａが巻回され、第１巻線部７１ａよりも径方向内側に第２巻線部７１ｂが巻回されている。各主極部６２において、第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂの巻方向は互いに同じになっている。また、周方向に隣り合う主極部６２のうち、一方に巻回された各巻線部７１ａ，７１ｂの巻方向と、他方に巻回された各巻線部７１ａ，７１ｂの巻方向とは逆になっている。このため、周方向に隣り合う主極部６２どうしで互いに磁化方向が逆になる。ロータ６０では、ロータコア６１における各主極部６２と、その各主極部６２に巻装された界磁巻線７０とにより、周方向に並ぶ複数の磁極（界磁極）が形成されている。
　図４に、主極部６２に巻回された各巻線部７１ａ，７１ｂを備えるロータ６０側の電気回路を示す。第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂは直列接続されており、それら各巻線部７１ａ，７１ｂからなる直列接続体の両端間に整流素子としてのダイオード８１が接続されている。つまり、ダイオード８１のカソードには、第１巻線部７１ａの第１端が接続され、第１巻線部７１ａの第２端には、第２巻線部７１ｂの第１端が接続されている。第２巻線部７１ｂの第２端には、ダイオード８１のアノードが接続されている。第２巻線部７１ｂには、コンデンサ８２が並列接続されている。図４において、Ｌ１は第１巻線部７１ａのインダクタンスを示し、Ｌ２は第２巻線部７１ｂのインダクタンスを示し、Ｃはコンデンサ８２の静電容量を示す。
　本実施形態では、第１巻線部７１ａ、コンデンサ８２及びダイオード８１により直列共振回路が構成され、第２巻線部７１ｂ及びコンデンサ８２により並列共振回路が構成されている。直列共振回路の共振周波数である第１共振周波数をｆ１、並列共振回路の共振周波数である第２共振周波数をｆ２とすると、これら各共振周波数ｆ１，ｆ２は、下式（１），（２）で表される。
ｆ１＝１／（２π√（Ｌ１×Ｃ））　　…（１）
ｆ２＝１／（２π√（Ｌ２×Ｃ））　　…（２）
　ステータ巻線５２に高調波電流が流れると、ステータコア５１及びロータコア６１を含む磁気回路に主磁束の高調波による変動が発生する。主磁束の変動が起きることにより、各巻線部７１ａ，７１ｂにそれぞれ誘起電圧が発生し、各巻線部７１ａ，７１ｂに電流が誘起される。この際、各巻線部７１ａ，７１ｂにそれぞれ極性の同じ誘起電圧が発生する場合、各巻線部７１ａ，７１ｂの誘起電流が相殺されないため、誘起電流が増加する。ダイオード８１により、各巻線部７１ａ，７１ｂに流れる電流が一方向に整流される。これにより、ダイオード８１により整流された方向に界磁巻線７０に界磁電流が流れ、界磁巻線７０が励磁される。
　制御装置３０は、マイコン（コンピュータに相当）を主体として構成され、マイコンは、ＣＰＵを備えている。制御装置３０は、インバータ２０を構成する各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする駆動信号を生成する。詳しくは、制御装置３０は、直流電源１０から出力された直流電力を交流電力に変換してＵ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗに供給すべく、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする駆動信号を生成し、生成した駆動信号を各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎのゲートに供給する。
　制御装置３０は、各相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗに基本波電流及び高調波電流の合成電流を流すように各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする。基本波電流は、回転電機４０にトルクを発生させることを主とする電流である。高調波電流は、界磁巻線７０を励磁することを主とする電流である。各相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗに流れる相電流は、電気角で１２０°ずつずれている。
　図５に示すように、高調波電流の包絡線は、基本波電流の１／２の周期を有している。包絡線を、図５（ｂ）に一点鎖線にて示す。図５に示す縦軸の値は、図５（ａ），（ｂ）に示す波形の大きさの相対関係を示す。包絡線がそのピーク値となるタイミングが、基本波電流がそのピーク値となるタイミングからずれている。具体的には、包絡線がそのピーク値となるタイミングが、基本波電流がその変動中心（０）となるタイミングとされている。
　なお、高調波電流の包絡線がそのピーク値となるタイミングが、例えば、基本波電流がそのピーク値となるタイミングになっていてもよい。
　次に、ロータ６０の構成をより詳細に説明する。図６は、ロータ６０の全体の構成を示す斜視図であり、図７は、ロータ６０の分解斜視図であり、図８は、ロータ６０の縦断面図である。
　ロータ６０は大別して、ロータ本体１０１と、ロータ本体１０１の軸方向両側のうち一端側に設けられた回路モジュール１０２と、ロータ本体１０１の軸方向一端側及び他端側に取り付けられた円環部材としてのコイルエンドカバー１０３，１０４とを有している。ロータ本体１０１は、図３で説明したとおりロータコア６１と界磁巻線７０とを備えており、ロータコア６１の中心孔には回転軸３２が組み付けられている。界磁巻線７０は、周方向に並べて配置された複数の巻線ユニット１１０よりなる。回路モジュール１０２は、中空部に回転軸３２が挿通された状態で、回転軸３２に固定されている。図８に示すように、界磁巻線７０（巻線ユニット１１０）において、ロータコア６１に径方向に対向する部分がコイルサイド部ＣＳであり、ロータコア６１よりも軸方向外側となる部位がコイルエンド部ＣＥである。
　図９及び図１０を用いて、ロータ本体１０１の構成を説明する。図９は、ロータ本体１０１において、巻線ユニット１１０を分解して示す斜視図であり、図１０は、ロータ本体１０１の一部について断面構造を示す横断面図である。図１０（ａ）は、巻線ユニット１１０が組み付けられた状態を示し、図１０（ｂ）は、巻線ユニット１１０が分解された状態を示している。
　ロータ本体１０１は、ロータ６０の磁極ごとに設けられた複数の巻線ユニット１１０を有している。各巻線ユニット１１０は、軸方向を長手方向とする環状に形成され、その中空部分にロータコア６１の主極部６２が挿通された状態でロータコア６１に組み付けられている。
　巻線ユニット１１０は、主極部６２への装着状態で径方向外側となる第１コイルモジュール１１１と、径方向内側となる第２コイルモジュール１１２とを有している。第１コイルモジュール１１１は、第１巻線部７１ａに相当するコイルモジュールであり、第２コイルモジュール１１２は、第２巻線部７１ｂに相当するコイルモジュールである。
　図１０（ｂ）に示すように、第１コイルモジュール１１１は、平角線からなる導線材が周方向及び径方向に多重に巻回されてなる環状のコイル体１２１と、そのコイル体１２１に一体に設けられた薄板状の絶縁体１２２ａ，１２２ｂとを有している。絶縁体１２２ａは、周方向に延びかつコイル体１２１の径方向外側の外周部を覆う部分と、径方向に延びかつコイル体１２１の中空部を覆う部分とを有している。また、絶縁体１２２ｂは、周方向に延びかつコイル体１２１の径方向内側の内周部を覆う部分と、径方向に延びかつコイル体１２１の中空部を覆う部分とを有している。コイル体１２１において径方向外側の外周部と径方向内側の内周部と中空部とは、絶縁体１２２ａ，１２２ｂにより絶縁被覆されている。
　第２コイルモジュール１１２は、平角線からなる導線材が周方向及び径方向に多重に巻回されてなる環状のコイル体１２３と、そのコイル体１２３に一体に設けられた薄板状の絶縁体１２４ａ，１２４ｂとを有している。絶縁体１２４ａは、周方向に延びかつコイル体１２３の径方向外側の外周部を覆う部分と、径方向に延びかつコイル体１２３の中空部を覆う部分とを有している。また、絶縁体１２４ｂは、周方向に延びかつコイル体１２３の径方向内側の内周部を覆う部分と、径方向に延びかつコイル体１２３の中空部を覆う部分とを有している。コイル体１２３において径方向外側の外周部と径方向内側の内周部と中空部とは、絶縁体１２４ａ，１２４ｂにより絶縁被覆されている。
　なお、コイル体１２１，１２３に用いられる平角線は、横断面形状が略矩形状（具体的には略長方形状）をなし、平角線は、アルミ等からなる導体部と、導体部を覆う絶縁層とからなる。ただし、導線材として断面が円形状をなす丸線を用いることも可能である。
　コイル体１２１は、α巻きコイルとして構成された空芯コイルであり、径方向に並ぶ２層分の巻線が一体形成されるものとなっている。コイル体１２１は、径方向の内外２層を１つの単位とする単位コイルであるとも言える。コイル体１２１では、内層側及び外層側のそれぞれから導線端部１２５，１２６が軸方向に引き出されている。
　図１１（ａ），（ｂ）は、第１コイルモジュール１１１のコイル体１２１の構成例を示す斜視図である。図１１（ａ）では、周方向に並ぶ２つのコイル体１２１を接続した状態が示されている。図１１（ａ）に示す２つのコイル体１２１は、導線端部１２５，１２６の形態が相違しており、ここでは２種類のコイル体１２１のうち一方を「コイル体１２１Ａ」、他方を「コイル体１２１Ｂ」としている。
　コイル体１２１Ａは、径方向内側（内層側）の周回部分から延びる導線端部１２５Ａと、径方向外側（外層側）の周回部分から延びる導線端部１２６Ａとを有している。コイル体１２１Ｂは、径方向内側（内層側）の周回部分から延びる導線端部１２５Ｂと、径方向外側（外層側）の周回部分から延びる導線端部１２６Ｂとを有している。各コイル体１２１Ａ，１２１Ｂでは、各々の導線端部１２５，１２５のうち一方が自身のコイル体１２１の周回部分から軸方向に延び、他方が周方向に隣り合う別のコイル体１２１の周回部分から軸方向に延びるように設けられている。コイル体１２１Ａは、径方向内側の周回部分から延びる導線端部１２５Ａが周方向隣のコイル体１２１に延びる構成であるのに対し、コイル体１２１Ｂは、径方向外側の周回部分から延びる導線端部１２６Ｂが周方向隣のコイル体１２１に延びる構成となっている。コイル体１２１Ａ，１２１Ｂにおいて、内層側及び外層側の導線材の巻回の向きはいずれも同じである。
　そして、周方向に並ぶ各コイル体１２１は、周方向に隣り合うコイル体１２１の導線端部１２５，１２６が溶接等により接合されることで、周方向に直列に接続されている。周方向に並ぶ各コイル体１２１が直列接続されることで、第１巻線部７１ａが構成されている。この場合、周方向に並ぶ各コイル体１２１は、径方向内側の導線端部１２５どうし、径方向外側の導線端部１２６どうしがそれぞれ互いに接合されている。これにより、第１巻線部７１ａを通電する際において、周方向に隣り合う各コイル体１２１に、互いに逆となる向きで電流が流れるようになっている。
　図１１（ｂ）には、周方向に並ぶ各コイル体１２１を接続して円環状に配置した状態を示す。各コイル体１２１は、内層側どうしの導線端部１２５の接合と、外層側どうしの導線端部１２６の接合とが周方向に交互に行われるものとなっている。なお、ロータ１周分で終端となる導線端部は、別のコイルモジュールのコイル体（ここでは第２コイルモジュール１１２のコイル体１２３）に接続される渡り部１２７となっており、径方向内側にオフセットする状態で延びるよう成形されている。
　図１０に示すように、第１コイルモジュール１１１は、コイル体１２１を径方向に１段で設けた構成となっている。これに対し、第２コイルモジュール１１２は、コイル体１２１と同じα巻き空芯コイルを径方向に３段に設けたコイル体１２３により構成されている。第１巻線部７１ａは、空芯コイル（コイル体１２１）の１周分の直列接続により構成されており、第２巻線部７１ｂは、空芯コイルの３周分の直列接続により構成されている。
　各コイルモジュール１１１，１１２のコイル体１２１，１２３は、周方向の巻き線数（換言すれば周方向の平角線の並び数）が相違しており、径方向外側では径方向内側に比べて巻き線数が多くなっている。これにより、界磁巻線７０における占積率の向上を図ることができる。なお、占積率を度外視すれば、径方向に並ぶ各コイル体１２１，１２３で周方向の巻き線数を全て同一にすることも可能である。
　各コイルモジュール１１１，１１２のコイル体１２１，１２３において、α巻き空芯コイルの径方向の段数は任意に変更できる。例えば、第１コイルモジュール１１１においてα巻き空芯コイルを２段以上に設けてよく、また、第２コイルモジュール１１２においてα巻き空芯コイルを２段以下又は４段以上に設けてよい。
　また、ロータ本体１０１は、主極部６２に対して第１コイルモジュール１１１及び第２コイルモジュール１１２を組み付けた状態で、これら各コイルモジュール１１１，１１２の組み付け状態を保持する保持板１３１，１３２を有している。保持板１３１は、第１コイルモジュール１１１の径方向外側に取り付けられ、保持板１３２は、第１コイルモジュール１１１と第２コイルモジュール１１２との間に取り付けられている。
　具体的には、図１０に示すように、ロータコア６１の各主極部６２には、径方向の先端位置と径方向の中間位置にそれぞれ凹部６３，６４が設けられている。凹部６３，６４は、軸方向に延びるように設けられている。保持板１３１，１３２は、横断面が円弧状をなす板材よりなる。保持板１３１は、周方向の両端部分が主極部６２の凹部６３に挿し入れられることで、ロータコア６１に対して組み付けられている。保持板１３２は、周方向の両端部分が主極部６２の凹部６４に挿し入れられることで、ロータコア６１に対して組み付けられている。保持板１３１，１３２は、非磁性体であるとよく、例えばアルミ板であるとよい。保持板１３１，１３２は合成樹脂製であってもよい。
　ロータコア６１に対して各コイルモジュール１１１，１１２と各保持板１３１，１３２とが組み付けられた状態では、径方向に見て円筒部６１ａと保持板１３２との間のスペースに収容された状態で第２コイルモジュール１１２が保持されるとともに、径方向に見て各保持板１３１，１３２の間のスペースに収容された状態で第１コイルモジュール１１１が保持されている。保持板１３１，１３２によれば、界磁巻線７０においてロータコア６１と径方向に対向する部分であるコイルサイド部ＣＳの保持が行われる。
　保持板１３１は、周方向に隣り合う主極部６２の間において、第１巻線部７１ａのコイルサイド部ＣＳを径方向外側から保持する「保持部材」に相当する。保持板１３２は、周方向に隣り合う主極部６２の間において、第２巻線部７１ｂのコイルサイド部ＣＳを径方向外側から保持する「中間保持部材」に相当する。
　上述したように第１コイルモジュール１１１では、コイル体１２１の外周部及び内周部が絶縁体１２２ａ，１２２ｂにより絶縁被覆され、第２コイルモジュール１１２では、コイル体１２３の外周部及び内周部が絶縁体１２４ａ，１２４ｂにより絶縁被覆されている。これにより、各コイル体１２１，１２３と各保持板１３１，１３２との間には、樹脂被覆層が介在する構成となっている。
　次に、回路モジュール１０２について説明する。図１２は、回路モジュール１０２の斜視図であり、図１３は、回路モジュール１０２の部品ホルダ１４１と電気部品とを分解して示す斜視図である。なお、回路モジュール１０２は、図７に示すように、軸方向の片面側に合成樹脂が充填された樹脂モールド部１５５を有するが、図１２では、樹脂モールド部１５５を取り除いた図としている。
　回路モジュール１０２は、上述した各共振回路としてダイオード８１及びコンデンサ８２を有するとともに、部品ホルダ１４１、第１バスバー１５１及び第２バスバー１５２を有している。部品ホルダ１４１は、合成樹脂等の電気的絶縁性を有する材料にて構成されている。
　部品ホルダ１４１は、円環状をなす本体部１４２と、本体部１４２から径方向外側に向けて放射状に延びる複数の導線固定部１４３とを備えている。本体部１４２は、周方向１箇所に設けられた第１収容部１４５と、軸心を中心としかつ第１収容部１４５を通る仮想円に沿って設けられた平面視Ｃ字状の第２収容部１４６とを有している。これら各収容部１４５，１４６は、本体部１４２の片面側に開放された凹状に形成されている。各収容部１４５，１４６は、電気部品を収容する部品収容部である。具体的には、第１収容部１４５には、ダイオード８１と、ダイオード８１に接続された電気配線とが収容されている。ダイオード８１は、ボルト等の固定具により固定されている。第２収容部１４６には、周方向に並ぶ複数のコンデンサ８２と、コンデンサ８２に接続されたバスバー１５１，１５２とが収容されている。なお、各コンデンサ８２は、直方体形状又は立方体形状をなしている。
　第２収容部１４６における電気部品の収容に関する構成を更に説明する。第２収容部１４６には、それぞれ円弧状（具体的にはＣ字状）をなす第１バスバー１５１及び第２バスバー１５２と、それら各バスバー１５１，１５２の間に挟まれた状態で設けられた複数のコンデンサ８２とが収容されている。各バスバー１５１，１５２は、軸方向に互いに対向するように配置されている。第１バスバー１５１には各コンデンサ８２の第１端子が接続され、第２バスバー１５２には各コンデンサ８２の第２端子が接続されている。これにより、各コンデンサ８２は並列接続されている。
　第１バスバー１５１は、図４の共振回路において、第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂの間の巻線中間点とコンデンサ８２とを接続する配線部材である。第２バスバー１５２は、図４の共振回路において、第２巻線部７１ｂの両端のうち巻線中間点の逆側とコンデンサ８２とを接続する配線部材である。
　なお、第２収容部１４６には、上記の共振回路を構成する各コンデンサ８２とは別に、共振回路におけるノイズ除去のために設けられたコンデンサが収容されていてもよい。このコンデンサは、図４においてダイオード８１に並列に接続されたものであるとよい。
　また、部品ホルダ１４１の各導線固定部１４３は、主極部６２と同数設けられており、より具体的には、周方向において等間隔に８つ設けられている。各導線固定部１４３には、軸方向に貫通する複数の挿通孔１４７が形成されており、それら各挿通孔１４７に、各コイルモジュール１１１，１１２のコイル体１２１，１２３から軸方向に延びる導線端部１２５，１２６が挿通されるようになっている。
　図６や図９に示すように、ロータ本体１０１では、各巻線ユニット１１０において各コイルモジュール１１１，１１２の軸方向端部から導線端部１２５，１２６が引き出され、その導線端部１２５，１２６がそれぞれ導線固定部１４３の各挿通孔１４７に挿通されている。そして、導線端部１２５どうし、導線端部１２６どうしが溶接等により接合されることで、各コイルモジュール１１１，１１２がそれぞれ直列接続されるようになっている。
　回路モジュール１０２では、各収容部１４５，１４６に、ダイオード８１や、コンデンサ８２、各バスバー１５１，１５２といった電気部品が収容され、その状態で、各収容部１４５，１４６内に合成樹脂が充填されている。これにより、回路モジュール１０２には、共振回路を構成する各種電気部品を覆う状態で樹脂モールド部１５５が形成されている（図７参照）。
　次に、コイルエンドカバー１０３，１０４の構成について説明する。図１４（ａ），（ｂ）は、コイルエンドカバー１０３，１０４の構成を示す斜視図である。コイルエンドカバー１０３は、界磁巻線７０の軸方向一端側に設けられた「第１コイルエンドカバー」に相当し、コイルエンドカバー１０４は、界磁巻線７０の軸方向他端側に設けられた「第２コイルエンドカバー」に相当する。コイルエンドカバー１０３，１０４は、非磁性体であるとよく、例えばアルミ材により形成されているとよい。コイルエンドカバー１０３，１０４は合成樹脂製であってもよい。コイルエンドカバー１０３，１０４は構成が相違しており、ここではまずコイルエンドカバー１０３について説明する。
　図１４（ａ）に示すように、コイルエンドカバー１０３は、正面視で真円状をなす環状部１６１と、環状部１６１の径方向内側に延びる端板部１６２とを有し、端板部１６２に、板厚方向に貫通する複数の開口部１６３が設けられている。開口部１６３は、周方向に所定間隔で設けられている。ただし本実施形態では、複数の開口部１６３のうち１つだけが大きく、周方向に均等に並ぶ６つの開口部１６３の２つ分が１つになった開口となっている。端板部１６２において各開口部１６３の間は、軸心側から放射状に延びる梁部１６２ａとなっている。
　図６に示すように、コイルエンドカバー１０３は、ロータ本体１０１の軸方向両端のうち回路モジュール１０２側である第１端側に取り付けられている。コイルエンドカバー１０３がロータ本体１０１に取り付けられた状態では、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥ（図８参照）が、コイルエンドカバー１０３の環状部１６１により径方向外側から囲まれるようになっている。また、コイルエンドカバー１０３は、回路モジュール１０２を軸方向外側から覆う状態で設けられている。
　コイルエンドカバー１０３には、周方向において回路モジュール１０２の導線固定部１４３と同じ間隔で開口部１６３が設けられており、開口部１６３から導線固定部１４３が軸方向外側に露出している。これにより、導線端部１２５，１２６からの界磁巻線７０の放熱が促進される構成となっている。
　また、図１４（ｂ）に示すように、コイルエンドカバー１０４は、正面視で真円状をなす環状部１７１と、環状部１７１の径方向内側に延びる端板部１７２とを有し、端板部１７２に、軸方向に貫通する複数の開口部１７３が設けられている。開口部１７３は、周方向に所定間隔で設けられている。端板部１７２において各開口部１７３の間は、軸心側から放射状に延びる梁部１７２ａとなっている。コイルエンドカバー１０４は、ロータ本体１０１の軸方向両端のうち回路モジュール１０２の逆側である第２端側に取り付けられている。コイルエンドカバー１０４がロータ本体１０１に取り付けられた状態では、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥ（図８参照）が、コイルエンドカバー１０４の環状部１７１により径方向外側から囲まれるようになっている。
　コイルエンドカバー１０３，１０４は、保持板１３１の軸方向端部を、環状部１６１，１７１により径方向外側から支持するものとなっている。この構成を図１５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図１５（ａ）は、コイルエンドカバー１０３側のコイルエンド部ＣＥ周辺の構成を拡大して示す断面図であり、図１５（ｂ）は、コイルエンドカバー１０４側のコイルエンド部ＣＥ周辺の構成を拡大して示す断面図である。
　図１５（ａ）に示すように、保持板１３１は、コイルサイド部ＣＳの側からコイルエンド部ＣＥの側へ延びる延出部１３１ａを有している。そして、コイルエンドカバー１０３は、環状部１６１が保持板１３１の延出部１３１ａに対して径方向外側から重なるようにして取り付けられている。また、コイルエンドカバー１０３の端板部１６２には、環状部１６１よりも径方向内側に、軸方向内側（すなわち界磁巻線７０側）に向けて延びる突出部１６４が設けられている。突出部１６４は、コイルエンドカバー１０３の梁部１６２ａにおいて、ロータ６０の軸心を中心とする仮想円に沿って延びるように円弧状に形成されているとよい。
　第１コイルモジュール１１１のコイルエンド部と第２コイルモジュール１１２のコイルエンド部との間には、コイルエンドカバー１０３とは別の円環部材としてコイルエンドリング１８１が組み付けられている。なお、ロータ本体１０１から分離させた状態のコイルエンドリング１８１は図７に示されている。
　コイルエンドリング１８１は、径方向において第１コイルモジュール１１１と第２コイルモジュール１１２との間に保持板１３２が介在していることにより形成されるコイルエンド部ＣＥの隙間に配置されている。コイルエンドカバー１０３の環状部１６１とコイルエンドリング１８１とは、径方向内外で互いに重複する位置に設けられている。また、コイルエンドリング１８１は、軸方向において、保持板１３２とコイルエンドカバー１０３の突出部１６４との間に挟まれた状態で設けられている。これにより、コイルエンドリング１８１は、保持板１３２とコイルエンドカバー１０３とにより軸方向に位置規制された状態で設けられるものとなっている。
　コイルエンドリング１８１がコイルエンドカバー１０３の環状部１６１の径方向内側に設けられていることにより、ロータ６０の回転時において各コイルモジュール１１１，１１２に生じる遠心力が、２つの円環部材（コイルエンドカバー１０３、コイルエンドリング１８１）で分散されるようになっている。
　図１５（ｂ）においても、図１５（ａ）と同様に、保持板１３１は、コイルサイド部ＣＳの側からコイルエンド部ＣＥの側へ延びる延出部１３１ａを有している。そして、コイルエンドカバー１０４は、環状部１７１が保持板１３１の延出部１３１ａに対して径方向外側から重なるようにして取り付けられている。また、コイルエンドカバー１０４の端板部１７２には、環状部１７１よりも径方向内側に、軸方向内側（すなわち界磁巻線７０側）に向けて延びる突出部１７４が設けられている。突出部１７４は、径方向において第１コイルモジュール１１１のコイルエンド部と第２コイルモジュール１１２のコイルエンド部との間に挿し入れられている。突出部１７４は、コイルエンドカバー１０４の梁部１７２ａにおいて、ロータ６０の軸心を中心とする仮想円に沿って延びるように円弧状に形成されているとよい。
　各コイルモジュール１１１，１１２のコイルエンド部において、コイルエンドカバー１０４の環状部１７１と突出部１７４とが径方向に二重に設けられていることにより、ロータ６０の回転時において各コイルモジュール１１１，１１２に生じる遠心力が、２つの円環部材（コイルエンドカバー１０３、コイルエンドリング１８１）で分散されるようになっている。
　なお、ロータ６０の軸方向両端のうちコイルエンドカバー１０３側において、コイルエンドカバー１０４側と同様に、突出部１６４が、径方向において第１コイルモジュール１１１のコイルエンド部と第２コイルモジュール１１２のコイルエンド部との間に挿し入れられている構成としてもよい。また、ロータ６０の軸方向両端のうちコイルエンドカバー１０４側において、コイルエンドカバー１０３側と同様に、径方向において第１コイルモジュール１１１のコイルエンド部と第２コイルモジュール１１２のコイルエンド部との間にコイルエンドリング１８１を介在させる構成としてもよい。
　本実施形態では、コイルエンドカバー１０３が、ロータ６０において周方向の重量バランスを調整するバランス調整部材としての機能を有するものとなっており、その構成について以下に説明する。つまり、巻線界磁型回転電機のロータ６０において、回転軸３２を囲むように回路モジュール１０２が設けられている構成では、回路モジュール１０２における電気部品の配置が周方向に均等になっていないことに起因して回転アンバランスが生じることが懸念される。そこで本実施形態では、コイルエンドカバー１０３において周方向で回転非対称形状として重量バランスを調整する構成としている。
　図１６は、バランス調整後におけるコイルエンドカバー１０３の構成例を示す正面図である。図１６には、図１４（ａ）に示す基本形状のコイルエンドカバー１０３に対して、端板部１６２の一部を切除することでいずれかの開口部１６３の開口面積が拡張されたものが示されている。図１６では、複数の開口部１６３のうち拡張前に周方向に均等に並ぶ６つの開口部１６３を開口部Ａ１～Ａ６とし、面積拡張前の開口部１６３を破線で示している。
　図１６に示す各構成では、複数の開口部１６３のうち少なくともいずれかの開口面積が拡張されることで、コイルエンドカバー１０３が周方向に回転非対称形状となっている。なお、ｎを２以上の整数とする場合に、軸の周りを（３６０／ｎ）°回転させることで形状が一致する形状を回転対称形状とし、形状が一致しない形状を回転非対称形状としている。換言すれば、回転非対称形状とは、コイルエンドカバー１０３を回転電機４０の軸の周りに回転させる場合に３６０°の回転以外では形状が一致しない形状である。コイルエンドカバー１０３は、端板部１６２の一部が切除される前は回転対称形状となり、端板部１６２の一部が切除されることで回転非対称形状となっている。
　図１６（ａ）では、開口部Ａ１～Ａ６のうち開口部Ａ３の開口面積が拡張されることで、開口部Ａ３が非対称部分となっている。具体的には、開口部Ａ３の周方向に両隣となる梁部１６２ａの一部が切除されることにより、コイルエンドカバー１０３において開口部Ａ３付近の重量が局所的に軽減されており、これによりコイルエンドカバー１０３が回転非対称形状となっている。
　図１６（ｂ）では、開口部Ａ１～Ａ６のうち開口部Ａ３，Ａ４の開口面積が拡張されることで、コイルエンドカバー１０３が周方向に回転非対称形状となっている。具体的には、開口部Ａ３，Ａ４の間の梁部１６２ａの一部が切除されることにより、コイルエンドカバー１０３において開口部Ａ３，Ａ４付近の重量が局所的に軽減されており、これによりコイルエンドカバー１０３が回転非対称形状となっている。
　図１６（ｃ）では、開口部Ａ１～Ａ６のうち開口部Ａ２～Ａ５の開口面積が拡張されることで、コイルエンドカバー１０３が周方向に回転非対称形状となっている。具体的には、開口部Ａ２，Ａ３の間、Ａ３，Ａ４の間、Ａ４，Ａ５の間の各梁部１６２ａで切除が行われていることにより、コイルエンドカバー１０３が回転非対称形状となっている。図１６（ａ）～（ｃ）では、コイルエンドカバー１０３において端板部１６２の一部が切除された部位が、重量が減少された調整部である。
　ロータ６０の製造時には、図６に示す完成状態でのロータ６０を回転計測装置にセットし、その回転計測装置によりロータ６０のアンバランス量とアンバランス角度とを計測する。そして、ロータ６０において重量アンバランスが生じている箇所について切削等の作業によりバランス調整を行う。
　コイルエンドカバー１０３では、開口部１６３を通じて回路モジュール１０２等の冷却が可能になっている。そのため、開口部１６３の開口面積を拡げたとしても、回路モジュール１０２等の冷却性が増すだけであり、不都合を生じさせることなく、回転バランスの調整が可能となっている。
　コイルエンドカバー１０３とは軸方向逆側のコイルエンドカバー１０４をバランス調整部材として用いることも可能である。この場合、コイルエンドカバー１０４の複数の開口部１７３のうち少なくともいずれかの開口面積が拡張されることで、コイルエンドカバー１０４が周方向に回転非対称形状となっていればよい。
　軸方向一端側及び他端側の両方のコイルエンドカバー１０３，１０４をバランス調整部材として用いることも可能である。ここで、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、コイルエンドカバー１０３に設けられた複数の開口部１６３と、コイルエンドカバー１０４に設けられた複数の開口部１７３とは各々の周方向の位置が相違しているとよい。具体的には、図１７（ａ），（ｂ）では、各開口部１６３，１７３の周方向の中心位置を一点鎖線で示しており、コイルエンドカバー１０３とコイルエンドカバー１０４とは、開口部１６３，１７３として周方向の中心位置が相違するものが含まれる構成となっている。換言すれば、周方向の開口部１６３どうしの間の梁部１６２ａの中心位置と、周方向の開口部１７３どうしの間の梁部１７２ａの中心位置とが相違する構成となっている。
　この場合、回転計測装置によりロータ６０のアンバランス量とアンバランス角度とが計測された後に、そのアンバランス量とアンバランス角度とに応じて、いずれのコイルエンドカバーをバランス調整対象とするか、また、調整対象のコイルエンドカバーにおいてどの位置でバランス調整するかが決定される。そして、コイルエンドカバー１０３及びコイルエンドカバー１０４の少なくともいずれかにおいて、少なくともいずれかの開口部１６３，１７３の開口面積が拡張されることで、コイルエンドカバー１０３，１０４が回転非対称形状とされる。
　ここで、軸方向一端側のコイルエンドカバー１０３と軸方向他端側のコイルエンドカバー１０４とにおいて、各々の開口部１６３，１７３の位置が周方向に相違している構成では、端板部１６２，１７２の肉部分の位置が互い違いとなる。そのため、バランス調整のために肉取りを行う場合に、該当する場所が開口されていて肉取りが行えないといった不都合を抑制できる。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
　ロータ６０において、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥの径方向外側に、そのコイルエンド部ＣＥを囲む状態でコイルエンドカバー１０３，１０４が設けられている。この構成では、ロータ６０の回転時に界磁巻線７０に遠心力が生じても、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥの位置ずれがコイルエンドカバー１０３，１０４により抑制される。その結果、ロータ６０において界磁巻線７０を適正な状態で保持することができる。
　コイルエンドカバー１０３，１０４は、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥの径方向外側を囲む環状部１６１，１７１と、環状部１６１，１７１の径方向内側に延びる端板部１６２，１７２とを有し、端板部１６２，１７２に複数の開口部１６３，１７３が設けられている。この構成では、コイルエンドカバー１０３，１０４の重量軽減を図りつつ、各開口部１６３，１７３の間の梁部１６２ａ，１７２ａによって、コイルエンドカバー１０３，１０４における環状部１６１，１７１の形状維持の強度を確保することができる。これにより、界磁巻線７０を一層適正に保持することができる。
　また、端板部１６２，１７２において開口部１６３，１７３の大きさを変えること、すなわち開口部周りの肉取りを行うことにより端板部１６２，１７２における周方向の重量バランスを変更することができる。つまり、コイルエンドカバー１０３，１０４の端板部１６２，１７２を重量バランスの調整部として用いることができる。
　回路モジュール１０２を軸方向外側から覆う状態でコイルエンドカバー１０３が取り付けられている。この場合、コイルエンドカバー１０３により回路モジュール１０２が保護されるとともに、コイルエンドカバー１０３の開口部１６３，１７３を介して界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥや回路モジュール１０２の周囲の通気が行われ、コイルエンド部ＣＥ等の放熱が可能となっている。
　回路モジュール１０２に複数の導線固定部１４３を設け、その導線固定部１４３に巻線ユニット１１０（各コイル体１２１，１２３）の導線端部１２５，１２６を固定し、端板部１６２の開口部１６３から導線固定部１４３を軸方向外側に露出させる構成とした。これにより、導線端部１２５，１２６からの界磁巻線７０の放熱が可能となっている。
　ロータコア６１の各主極部６２の間に、界磁巻線７０のコイルサイド部ＣＳを径方向外側から保持する保持板１３１が取り付けられている構成とした。これに加えて、保持板１３１の軸方向端部が、径方向外側からコイルエンドカバー１０３，１０４の環状部１６１，１７１により支持されている構成とした。これらの構成によれば、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥ及びコイルサイド部ＣＳにおいて径方向外側への変位を抑制しつつ、しかもロータコア６１において各保持板１３１の脱落を好適に抑制することができる。
　界磁巻線７０が径方向外側及び径方向内側の第１コイルモジュール１１１（第１巻線部７１ａ）と第２コイルモジュール１１２（第２巻線部７１ｂ）とを有する構成において、第１コイルモジュール１１１のコイルエンド部と第２コイルモジュール１１２のコイルエンド部との間に、コイルエンドカバー１０４の突出部１７４が挿し入れられている構成とした。これにより、第１コイルモジュール１１１に生じる遠心力と第２コイルモジュール１１２に生じる遠心力とを、コイルエンドカバー１０４の環状部１７１と突出部１７４とで分散して受け止めることができ、界磁巻線７０の変位に対する抑止効果を高めることができる。
　界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥにおいて第１コイルモジュール１１１と第２コイルモジュール１１２との間には突出部１７４が介在し、界磁巻線７０のコイルサイド部ＣＳにおいて第１コイルモジュール１１１と第２コイルモジュール１１２との間には保持板１３２が介在する構成とした。これにより、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥ及びコイルサイド部ＣＳにおいて、径方向内外の各コイルモジュール１１１，１１２を適正な状態で保持することができる。
　第１巻線部７１ａのコイルエンド部と第２巻線部７１ｂのコイルエンド部との間に、コイルエンドリング１８１を組み付ける構成とした。これにより、第１巻線部７１ａに生じる遠心力と第２巻線部７１ｂに生じる遠心力とを、２つの円環部材（コイルエンドカバー１０３、コイルエンドリング１８１）で分散して受け止めることができ、界磁巻線７０の変位に対する抑止効果を高めることができる。
　コイルエンドリング１８１が、周方向に隣り合う主極部６２の間の保持板１３２と、コイルエンドカバー１０３の端板部１６２（詳しくは端板部１６２の突出部１６４）との間において軸方向に位置規制された状態で設けられている構成とした。これにより、コイルエンドリング１８１が軸方向にずれてしまうといった不都合を抑制できる。
　界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥとコイルエンドカバー１０３，１０４との間に絶縁層（絶縁体１２２ａ）が介在する構成とした。これにより、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥとコイルエンドカバー１０３，１０４との間の絶縁を確保することができる。
　コイルエンドカバー１０３，１０４を非磁性体として構成した。これにより、ステータ巻線５２からの磁束による渦電流損を低減することができる。また、イナーシャ低減や重量軽減が可能となっている。
　ロータ６０において、界磁巻線７０の軸方向端部に設けられたコイルエンドカバー１０３，１０４がバランス調整部材として用いられ、コイルエンドカバー１０３，１０４の周方向の少なくとも一部が、重量が減少又は増加された調整部となっている。その結果、回路モジュール１０２と一体回転するロータ６０において当該ロータ６０の適切な回転を実現することができる。
　コイルエンドカバー１０３，１０４を、コイルエンドカバー１０３，１０４の少なくとも一部の切除により回転非対称形状とした。これにより、部材の追加を行うことなく、ロータ６０の回転アンバランスを好適に解消することができる。
　コイルエンドカバー１０３，１０４において、環状部１６１，１７１及び端板部１６２，１７２の少なくともいずれかを周方向に回転非対称形状となる構成とした。この場合、環状部１６１，１７１又は端板部１６２，１７２の一部を切除することにより、コイルエンドカバー１０３，１０４が回転非対称形状となり、所望とするバランス調整を実現できるものとなっている。
　コイルエンドカバー１０３，１０４において、端板部１６２，１７２に設けられた複数の開口部１６３，１７３のうち少なくともいずれかの開口面積を拡張してコイルエンドカバー１０３，１０４を回転非対称形状とした。この場合、環状部１６１，１７１による界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥの保持強度を確保しつつ、適正なバランス調整が可能となっている。
　この場合特に、コイルエンドカバー１０３では、開口部１６３を通じて回路モジュール１０２等の冷却が可能になっている。そのため、開口部１６３の開口面積を拡げたとしても、回路モジュール１０２等の冷却性が増すだけであり、不都合を生じさせることなく回転バランスの調整が可能となっている。
　軸方向一端側のコイルエンドカバー１０３と軸方向他端側のコイルエンドカバー１０４とにおいて、各々の開口部１６３，１７３の位置が周方向に相違している構成、すなわち各コイルエンドカバー１０３，１０４における開口部１６３，１７３の周方向中心が相違している構成では、端板部１６２，１７２の肉部分の位置が互い違いとなる。そのため、バランス調整のために肉取りを行う場合に、該当する場所が開口されていて肉取りが行えないといった不都合を抑制できる。
　（他の実施形態）
　上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
　・ロータ６０において、コイルエンドカバー１０３，１０４に加えて、ロータコア６１の各主極部６２の間に設けられた保持板１３１をバランス調整部材として用いることも可能である。この場合、周方向に並ぶ各保持板１３１には、重量が相違するものが含まれているとよい。具体的には、図１８に示すように、複数の保持板１３１のうちいずれかの保持板１３１（例えば図示の保持板１３１Ｘ）において、他の保持板１３１とは板厚を相違させて（例えば板厚を厚くして）重量を異ならせるとよい。その他に、特定の保持板１３１にスリットや孔を設けて重量を異ならせるものとしたり、特定の保持板１３１の素材を変更することで重量を異ならせるものとしたりすることも可能である。
　周方向に並ぶ複数の保持板１３１のうち一部の保持板１３１（例えば図１８の保持板１３１Ｘ）が、残りの保持板１３１とは重量が異なっている構成とした。この場合、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥ及びコイルサイド部ＣＳの両方での重量調整により、ロータ６０の回転バランスの調整が可能となっている。
　ロータ６０において、コイルエンドカバー１０３，１０４をバランス調整部材として用いる構成と、保持板１３１をバランス調整部材として用いる構成は、その両方を採用することが可能であるが、いずれか一方のみを採用することも可能である。
　・図１９に示すように、ロータ６０において、界磁巻線７０（巻線ユニット１１０）のコイルエンド部ＣＥの径方向外側に、円環部材としてテープ状又は紐状の巻付け部材１８２が巻付けられている構成であってもよい。巻付け部材１８２は、絶縁材よりなるものであるとよく、具体的には、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）や、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastic）よりなる樹脂テープであるとよい。本構成においても、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥが遠心力により径方向外側へ移動するのを抑制できるものとなっている。
　なお、巻付け部材１８２は、コイルエンドカバー１０３，１０４の代わりに設けられるとよいが、軸方向一端側（例えば回路モジュール１０２側）にコイルエンドカバー１０３が設けられ、軸方向他端側に巻付け部材１８２が設けられる構成であってもよい。
　・ロータ６０のコイルエンドカバー１０３において、環状部１６１の少なくとも一部が切除されることで、環状部１６１が回転非対称形状となっていてもよい。例えば、図２０に示すように、環状部１６１において、周方向の特定部位（バランス調整の対象部位）にスリットや孔等の切欠１８３が形成されているとよい。この場合、切欠１８３が設けられた部位が、重量が増加された調整部に相当する。なお、コイルエンドカバー１０３において、端板部１６２の一部切除と環状部１６１の一部切除とが共に行われている構成であってもよい。コイルエンドカバー１０４についても同様である。
　・コイルエンドカバー１０３は、環状部１６１及び端板部１６２の少なくともいずれかに固定された錘部材を有するものであってもよい。具体的には、図２１（ａ）に示すように、コイルエンドカバー１０３の環状部１６１において、周方向の特定部位（バランス調整の対象部位）に錘部材１８４が取り付けられているとよい。又は、図２１（ｂ）に示すように、コイルエンドカバー１０３の端板部１６２において、周方向の特定部位（バランス調整の対象部位）に錘部材１８４が取り付けられているとよい。環状部１６１と端板部１６２の両方に錘部材が設けられていてもよい。この場合、錘部材１８４が設けられた部位が、重量が増加された調整部である。コイルエンドカバー１０４についても同様である。これにより、ロータ６０の回転アンバランスを好適に解消することができる。
　なお、コイルエンドカバー１０３，１０４の少なくともいずれかに切除部分が設けられるとともに、コイルエンドカバー１０３，１０４の少なくともいずれかに錘部材が取り付けられている構成とすることも可能である。
　・図２２に示すように、ロータコア６１において円筒部６１ａと主極部６２とを別体構成とし、主極部６２の先端側（径方向外側の端部）に、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥを径方向外側から保持する保持部が一体に設けられていてもよい。具体的には、主極部６２には、径方向外側の先端部にフランジ状の保持部１９１が設けられるとともに、径方向内側の基端部に凸部１９２が設けられている。また、円筒部６１ａには、径方向外側に開口する凹部１９３が設けられている。円筒部６１ａの凹部１９３に、主極部６２の凸部１９２が挿し入れられることで、ロータコア６１が形成される。この場合、主極部６２に界磁巻線７０が巻回された状態では、界磁巻線７０のコイルサイド部ＣＳが保持部１９１により径方向外側から保持される。これにより、界磁巻線７０のコイルサイド部ＣＳが遠心力により径方向外側へ移動するのが抑制される。
　・共振回路を構成するコンデンサ８２は、第２巻線部７１ｂではなく第１巻線部７１ａに並列接続されていてもよい。また、共振回路において、第１，第２巻線部７１ａ，７１ｂの直列接続体のうち、第１巻線部７１ａ側にダイオード８１のアノードが接続され、第２巻線部７１ｂ側にダイオード８１のカソードが接続されていてもよい。
　・ロータ６０において、第２巻線部７１ｂが第１巻線部７１ａよりも径方向外側（ステータ５０側）に配置されていてもよい。
　・界磁巻線に界磁電流を流すための構成としては、図４に示した回路に限らず、例えば、界磁巻線に電気的に接続されたブラシと、ブラシに電気的に接続された電源とを備える構成であってもよい。この場合、制御装置３０は、ロータ６０の高回転状態において、ブラシに電気的に接続された電源の出力電圧を増加させることにより、界磁巻線に流れる界磁電流を制御する。なお、ブラシが用いられる場合、ステータ巻線に、界磁電流を誘起させるための高調波電流を流す必要はない。
　・ステータ５０において、ステータコアは、ティースが設けられていないステータコアであってもよい。
　・回転電機としては、車載主機として用いられる回転電機に限らず、例えば、電動機兼発電機であるＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として用いられる回転電機であってもよい。
　・回転電機システムが搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。また、回転電機システムは、移動体に搭載されるシステムに限らず、定置式のシステムであってもよい。
　上述の実施形態から抽出される技術思想を以下に記載する。
［構成１］
　巻線界磁型の回転電機（４０）に適用され、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、を有する巻線界磁ロータ（６０）であって、
　前記界磁巻線は、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を有し、
　前記コイルエンド部の径方向外側に、そのコイルエンド部を囲む状態で円環部材（１０３，１０４，１８２）が設けられている、巻線界磁ロータ。
［構成２］
　前記円環部材は、前記コイルエンド部の径方向外側を囲む環状部（１６１，１７１）と、前記環状部の径方向内側に延びる端板部（１６２，１７２）とを有し、前記端板部に、軸方向に貫通する複数の開口部（１６３，１７３）が設けられている、構成１に記載の巻線界磁ロータ。
［構成３］
　回転軸（３２）には、前記ロータコアの軸方向端部に、前記界磁巻線に電気的に接続された回路モジュール（１０２）が固定されており、
　前記円環部材は、前記回路モジュールを軸方向外側から覆う状態で設けられている、構成２に記載の巻線界磁ロータ。
［構成４］
　前記界磁巻線は、前記主極部ごとに設けられる巻線ユニット（１１０）を有し、
　前記回路モジュールは、前記各巻線ユニットから径方向外側に向けて延びる導線端部（１２５，１２６）が固定される複数の導線固定部（１４３）を有しており、
　前記端板部に設けられた前記開口部から前記導線固定部が軸方向外側に露出している、構成３に記載の巻線界磁ロータ。
［構成５］
　前記ロータコアには、周方向に隣り合う前記主極部の間に、前記界磁巻線において前記ロータコアに対向する部位であるコイルサイド部を径方向外側から保持する保持部材（１３１）が取り付けられており、
　前記保持部材の軸方向端部が、径方向外側から前記環状部により支持されている、構成２～４のいずれか１つに記載の巻線界磁ロータ。
［構成６］
　前記界磁巻線は、前記主極部において径方向外側に巻回される第１巻線部（７１ａ）と径方向内側に巻回される第２巻線部（７１ｂ）とを有し、
　前記円環部材の前記端板部には、前記環状部よりも径方向内側に、前記界磁巻線の側に向けて延びる突出部（１６４，１７４）が設けられており、
　径方向において前記第１巻線部のコイルエンド部と前記第２巻線部のコイルエンド部との間に前記突出部が挿し入れられている、構成２～５のいずれか１つに記載の巻線界磁ロータ。
［構成７］
　前記ロータコアには、周方向に隣り合う前記主極部の間であって、かつ径方向において前記第１巻線部と前記第２巻線部との間となる位置に、前記第２巻線部のコイルサイド部を径方向外側から保持する中間保持部材（１３２）が取り付けられており、
　前記界磁巻線のコイルエンド部において前記第１巻線部と前記第２巻線部との間には前記突出部が介在し、前記界磁巻線のコイルサイド部において前記第１巻線部と前記第２巻線部との間には前記中間保持部材が介在している、構成６に記載の巻線界磁ロータ。
［構成８］
　前記界磁巻線は、前記主極部において径方向外側に巻回される第１巻線部（７１ａ）と径方向内側に巻回される第２巻線部（７１ｂ）とを有し、
　径方向において前記第１巻線部のコイルエンド部と前記第２巻線部のコイルエンド部との間に、前記円環部材である第１円環部材とは異なる第２円環部材（１８１）が組み付けられている、構成２～７のいずれか１つに記載の巻線界磁ロータ。
［構成９］
　前記ロータコアには、周方向に隣り合う前記主極部の間であって、かつ径方向において前記第１巻線部と前記第２巻線部との間となる位置に、前記第２巻線部のコイルサイド部を径方向外側から保持する中間保持部材（１３２）が取り付けられており、
　前記第２円環部材は、前記中間保持部材と前記第１円環部材の前記端板部との間において軸方向に位置規制された状態で設けられている、構成８に記載の巻線界磁ロータ。
［構成１０］
　前記界磁巻線のコイルエンド部と前記円環部材との間に絶縁層が介在している、構成１～９のいずれか１つに記載の巻線界磁ロータ。
［構成１１］
　前記コイルエンド部の径方向外側に、前記円環部材として、テープ状又は紐状の巻付け部材（１８２）が巻付けられている、構成１～１０のいずれか１つに記載の巻線界磁ロータ。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (11)

  1. 　巻線界磁型の回転電機（４０）に適用され、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、を有する巻線界磁ロータ（６０）であって、
    　前記界磁巻線は、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を有し、
    　前記コイルエンド部の径方向外側に、そのコイルエンド部を囲む状態で円環部材（１０３，１０４，１８２）が設けられている、巻線界磁ロータ。
  2. 　前記円環部材は、前記コイルエンド部の径方向外側を囲む環状部（１６１，１７１）と、前記環状部の径方向内側に延びる端板部（１６２，１７２）とを有し、前記端板部に、軸方向に貫通する複数の開口部（１６３，１７３）が設けられている、請求項１に記載の巻線界磁ロータ。
  3. 　回転軸（３２）には、前記ロータコアの軸方向端部に、前記界磁巻線に電気的に接続された回路モジュール（１０２）が固定されており、
    　前記円環部材は、前記回路モジュールを軸方向外側から覆う状態で設けられている、請求項２に記載の巻線界磁ロータ。
  4. 　前記界磁巻線は、前記主極部ごとに設けられる巻線ユニット（１１０）を有し、
    　前記回路モジュールは、前記各巻線ユニットから径方向外側に向けて延びる導線端部（１２５，１２６）が固定される複数の導線固定部（１４３）を有しており、
    　前記端板部に設けられた前記開口部から前記導線固定部が軸方向外側に露出している、請求項３に記載の巻線界磁ロータ。
  5. 　前記ロータコアには、周方向に隣り合う前記主極部の間に、前記界磁巻線において前記ロータコアに対向する部位であるコイルサイド部を径方向外側から保持する保持部材（１３１）が取り付けられており、
    　前記保持部材の軸方向端部が、径方向外側から前記環状部により支持されている、請求項２～４のいずれか１項に記載の巻線界磁ロータ。
  6. 　前記界磁巻線は、前記主極部において径方向外側に巻回される第１巻線部（７１ａ）と径方向内側に巻回される第２巻線部（７１ｂ）とを有し、
    　前記円環部材の前記端板部には、前記環状部よりも径方向内側に、前記界磁巻線の側に向けて延びる突出部（１６４，１７４）が設けられており、
    　径方向において前記第１巻線部のコイルエンド部と前記第２巻線部のコイルエンド部との間に前記突出部が挿し入れられている、請求項２～４のいずれか１項に記載の巻線界磁ロータ。
  7. 　前記ロータコアには、周方向に隣り合う前記主極部の間であって、かつ径方向において前記第１巻線部と前記第２巻線部との間となる位置に、前記第２巻線部のコイルサイド部を径方向外側から保持する中間保持部材（１３２）が取り付けられており、
    　前記界磁巻線のコイルエンド部において前記第１巻線部と前記第２巻線部との間には前記突出部が介在し、前記界磁巻線のコイルサイド部において前記第１巻線部と前記第２巻線部との間には前記中間保持部材が介在している、請求項６に記載の巻線界磁ロータ。
  8. 　前記界磁巻線は、前記主極部において径方向外側に巻回される第１巻線部（７１ａ）と径方向内側に巻回される第２巻線部（７１ｂ）とを有し、
    　径方向において前記第１巻線部のコイルエンド部と前記第２巻線部のコイルエンド部との間に、前記円環部材である第１円環部材とは異なる第２円環部材（１８１）が組み付けられている、請求項２～４のいずれか１項に記載の巻線界磁ロータ。
  9. 　前記ロータコアには、周方向に隣り合う前記主極部の間であって、かつ径方向において前記第１巻線部と前記第２巻線部との間となる位置に、前記第２巻線部のコイルサイド部を径方向外側から保持する中間保持部材（１３２）が取り付けられており、
    　前記第２円環部材は、前記中間保持部材と前記第１円環部材の前記端板部との間において軸方向に位置規制された状態で設けられている、請求項８に記載の巻線界磁ロータ。
  10. 　前記界磁巻線のコイルエンド部と前記円環部材との間に絶縁層が介在している、請求項１に記載の巻線界磁ロータ。
  11. 　前記コイルエンド部の径方向外側に、前記円環部材として、テープ状又は紐状の巻付け部材（１８２）が巻付けられている、請求項１に記載の巻線界磁ロータ。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54709A (en) * 1977-05-31 1979-01-06 Sundstrand Corp Rotor of electric machine
JPS58153571U (ja) * 1982-04-07 1983-10-14 日本車輌製造株式会社 同期発電機の回転子の結線
JPH01166447U (ja) * 1988-05-10 1989-11-21
JP2001186730A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Hitachi Ltd 回転電機の電機巻線方法及び回転子
US20170353092A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Hyundai Motor Company Wound rotor synchronous motor for vehicle
JP2020054157A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社デンソー 界磁巻線型回転電機
JP2020124100A (ja) * 2019-01-31 2020-08-13 株式会社デンソー 界磁巻線型回転電機

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54709A (en) * 1977-05-31 1979-01-06 Sundstrand Corp Rotor of electric machine
JPS58153571U (ja) * 1982-04-07 1983-10-14 日本車輌製造株式会社 同期発電機の回転子の結線
JPH01166447U (ja) * 1988-05-10 1989-11-21
JP2001186730A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Hitachi Ltd 回転電機の電機巻線方法及び回転子
US20170353092A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Hyundai Motor Company Wound rotor synchronous motor for vehicle
JP2020054157A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社デンソー 界磁巻線型回転電機
JP2020124100A (ja) * 2019-01-31 2020-08-13 株式会社デンソー 界磁巻線型回転電機

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