特開 2024-119307 巻線界磁型回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024119307

(43)【公開日】2024-09-03

(54)【発明の名称】巻線界磁型回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/51 20060101AFI20240827BHJP

【ＦＩ】

H02K3/51 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023026106

(22)【出願日】2023-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】三好 洋一

(72)【発明者】

【氏名】古賀 清隆

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604AA05

5H604BB07

5H604BB10

5H604BB14

5H604CC02

5H604DB01

5H604QA06

5H604QA08

(57)【要約】

【課題】ロータのコイルエンド部を径方向外側から支持するコイルエンド支持部材を高強度化することが可能な巻線界磁型回転電機を提供する。
【解決手段】巻線界磁型回転電機１００は、ステータ１０１と、ロータシャフト１、ロータコア２、ロータコア２に配置されたコイル３、および、ロータコア２の軸方向の端部２ａに配置されてコイルエンド部３ａを支持するコイルエンド支持部材４を含み、ステータ１０１の径方向に所定の隙間Ｇを隔てて対向して配置されたロータ１０２とを備え、コイルエンド支持部材４は、コイルエンド部３ａを径方向外側から支持する外側リング部４０と、外側リング部４０の内周面４０ａから径方向内側に延びるリブ部４２と、外側リング部４０よりも径方向内側において、リブ部４２が接続されて外側リング部４０とともにリブ部４２を保持するように構成され、ロータシャフト１に取り付けられる内側リング部４１とを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータと、
ロータシャフト、前記ロータシャフトが挿入されたロータコア、前記ロータコアに配置されたコイル、および、前記ロータコアの軸方向の端部に配置されて前記コイルのコイルエンド部を支持するコイルエンド支持部材を含み、前記ステータの径方向に所定の隙間を隔てて対向して配置されたロータとを備え、
前記コイルエンド支持部材は、
前記コイルエンド部を径方向外側から支持する外側リング部と、
前記外側リング部の内周面から径方向内側に延びるリブ部と、
前記外側リング部よりも前記径方向内側において、前記リブ部が接続されて前記外側リング部とともに前記リブ部を保持するように構成され、前記ロータシャフトに取り付けられるリブ保持部とを有する、巻線界磁型回転電機。

【請求項2】

前記リブ保持部は、前記外側リング部の前記径方向内側に配置され、外周面に前記リブ部が接続される円筒状の内側リング部を有する、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。

【請求項3】

前記ロータコアは、前記軸方向の一方側から視て前記コイルエンド部が配置される周方向に並ぶ複数の第１ティースと、隣接する前記第１ティースの間に設けられ、前記軸方向の一方側から視て前記コイルエンド部が配置されない第２ティースとを含み、
前記リブ部は、前記軸方向の一方側から視て、前記第２ティースと重なる位置で、かつ、前記周方向に隣接する前記コイルエンド部に挟まれる位置に配置されている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。

【請求項4】

前記ロータコアは、前記第１ティースを有する第１分割コア部材と、前記第２ティースを有する第２分割コア部材とを含み、前記第１分割コア部材と前記第２分割コア部材とを互いに組み合わせることにより形成され、
前記コイルエンド支持部材は、互いに組み合わされた前記第１分割コア部材および前記第２分割コア部材の前記軸方向の一方側および他方側に１つずつ設けられている、請求項３に記載の巻線界磁型回転電機。

【請求項5】

前記コイルは、前記軸方向に繰り返し折り返しながら周方向に延びる波巻状に形成され、
前記リブ部は、波巻状の前記コイルの前記周方向に隣接する前記コイルエンド部に挟まれる位置に配置されている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。

【請求項6】

前記リブ部は、周方向に並ぶように複数設けられ、
複数の前記リブ部は、前記径方向に放射状かつ直線状に延びている、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】

本発明は、ラジアルギャップ型の巻線界磁型回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ラジアルギャップ型の巻線界磁型回転電機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、ステータと、ステータに対して径方向に所定の隙間を隔てて対向して配置されるロータとを備えたラジアルギャップ型の巻線界磁型回転電機が開示されている。上記ロータは、ロータコアおよびロータコアに配置されたコイルを有している。ロータのコイルは、ロータコアの軸方向の端部から突出するコイルエンド部を有している。巻線界磁型回転電機は、ロータに永久磁石が設けられてはおらず、ロータに巻回されたコイル（巻線）に電流が供給されることにより駆動する方式の回転電機である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－２２３６５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、上記特許文献１には明記されていないが、巻線界磁型回転電機の分野では、ロータのコイルのコイルエンド部の遠心力による変形を抑制するために、ロータの軸方向の端部には、コイルエンド部を径方向外側から支持する円環状の支持部材が設けられることが知られている。このような巻線界磁型回転電機の分野では、ロータの回転数をより大きくすることが可能となるように、コイルエンド部により大きな遠心力が作用したとしてもコイルエンド部を支持することが可能な高強度の支持部材が望まれている。すなわち、ロータのコイルエンド部を径方向外側から支持する支持部材の高強度化が望まれている。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ロータのコイルエンド部を径方向外側から支持するコイルエンド支持部材を高強度化することが可能な巻線界磁型回転電機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における巻線界磁型回転電機は、ステータと、ロータシャフト、ロータシャフトが挿入されたロータコア、ロータコアに配置されたコイル、および、ロータコアの軸方向の端部に配置されてコイルのコイルエンド部を支持するコイルエンド支持部材を含み、ステータの径方向に所定の隙間を隔てて対向して配置されたロータとを備え、コイルエンド支持部材は、コイルエンド部を径方向外側から支持する外側リング部と、外側リング部の内周面から径方向内側に延びるリブ部と、外側リング部よりも径方向内側において、リブ部が接続されて外側リング部とともにリブ部を保持するように構成され、ロータシャフトに取り付けられるリブ保持部とを有する。

【0008】

この発明の一の局面による巻線界磁型回転電機では、上記のように、コイルエンド支持部材に、コイルエンド部を径方向外側から支持する外側リング部と、外側リング部の内周面から径方向内側に延びるリブ部と、外側リング部よりも径方向内側において、リブ部が接続されて外側リング部とともにリブ部を保持するように構成され、ロータシャフトに取り付けられるリブ保持部とを設ける。これによって、コイルエンド部を径方向外側から支持する外側リング部を径方向内側からリブ部により補強することができる。すなわち、コイルエンド部に遠心力が作用して、コイルエンド部により外側リング部が径方向外側に押圧される場合に、リブ保持部に接続されるリブ部により外側リング部が径方向外側に移動することがないように引き留めて、外側リング部の変形を効果的に抑制することができる。その結果、リブ部およびリブ保持部を備えない従来の支持部材と比較して、ロータのコイルエンド部を径方向外側から支持するコイルエンド支持部材を高強度化することができる。なお、外側リング部の肉厚を大きくすることによっても、コイルエンド支持部材の高強度化を図ることは可能である。しかしながら、外側リング部の肉厚を大きくした場合、コイルエンド部の配置スペースが小さくなることからコイルの巻き数を減らす必要があるという不都合があるとともに、ロータが大型化するという不都合がある。上記コイルエンド支持部材がリブ部およびリブ保持部を備える構成では、外側リング部の肉厚を大きくすることなく、上記のような不都合を伴わずにコイルエンド支持部材の高強度化を図ることができる。

【0009】

上記一の局面による巻線界磁型回転電機において、好ましくは、リブ保持部は、外側リング部の径方向内側に配置され、外周面にリブ部が接続される円筒状の内側リング部を有する。

【0010】

このように構成すれば、内側リング部に接続されるリブ部により、容易に外側リング部が径方向外側に移動することがないように引き留めて外側リング部の変形を抑制することができる。

【0011】

上記一の局面による巻線界磁型回転電機において、好ましくは、ロータコアは、軸方向の一方側から視てコイルエンド部が配置される周方向に並ぶ複数の第１ティースと、隣接する第１ティースの間に設けられ、軸方向の一方側から視てコイルエンド部が配置されない第２ティースとを含み、リブ部は、軸方向の一方側から視て、第２ティースと重なる位置で、かつ、周方向に隣接するコイルエンド部に挟まれる位置に配置されている。

【0012】

このように構成すれば、ロータコアの軸方向の一方側において、リブ部を、コイルが配置されない第２ティースと重なる位置で、かつ、周方向に隣接するコイルエンド部に挟まれる位置に配置することができるので、リブ部がコイルエンド部に干渉することを容易に防ぐことができる。

【0013】

この場合、好ましくは、ロータコアは、第１ティースを有する第１分割コア部材と、第２ティースを有する第２分割コア部材とを含み、第１分割コア部材と第２分割コア部材とを互いに組み合わせることにより形成され、コイルエンド支持部材は、互いに組み合わされた第１分割コア部材および第２分割コア部材の軸方向の一方側および他方側に１つずつ設けられている。

【0014】

このように構成すれば、第１分割コア部材と第２分割コア部材とに分割した状態のロータコアに対してコイルを配置することができる。このため、容易にロータコアに対してコイルを配置することができる。

【0015】

上記一の局面による巻線界磁型回転電機において、好ましくは、コイルは、軸方向に繰り返し折り返しながら周方向に延びる波巻状に形成され、リブ部は、波巻状のコイルの周方向に隣接するコイルエンド部に挟まれる位置に配置されている。

【0016】

このように構成すれば、コイルが波巻状であるので、軸方向の一方側および他方側のコイルエンド部を、周方向において交互に配置することができる。このため、軸方向の一方側および他方側において、周方向に隣接する２つのコイルエンド部の間に位置するコイルエンド部が配置されていない空間を、リブ部を配置する空間として有効に利用することができる。

【0017】

上記一の局面による巻線界磁型回転電機において、好ましくは、リブ部は、周方向に並ぶように複数設けられ、複数のリブ部は、径方向に放射状かつ直線状に延びている。

【0018】

このように構成すれば、コイルエンド部に作用する遠心力が向く方向に沿って複数のリブ部を配置することができるので、ロータのコイルエンド部を径方向外側から支持するコイルエンド支持部材を効果的に高強度化することができる。

【0019】

上記巻線界磁型回転電機に関して、以下のような構成も考えられる。

【0020】

（付記項１）
上記巻線界磁型回転電機において、好ましくは、リブ保持部は、ロータシャフトを挿入するシャフト挿入孔を有し、軸方向においてリブ部および外側リング部に対してリブ部の上端部および外側リング部の上端部に接続され、外側リング部の上端部から径方向内側に延びる円板部を含む。

【0021】

このように構成すれば、円板部に接続されるリブ部により、容易に外側リング部が径方向外側に移動することがないように引き留めて外側リング部の変形を抑制することができる。また、円板部がリブ部および外側リング部の両方に接続されるので、コイルエンド支持部材をより高強度化することができる。

【0022】

（付記項２）
上記リブ保持部が内側リング部を有する構成において、好ましくは、リブ部は、外側リング部および内側リング部に対して、一体的に形成されている。

【0023】

このように構成すれば、リブ部が外側リング部および内側リング部とは別体である場合と比較して、リブ部、外側リング部および内側リング部を有するコイルエンド支持部材をより高強度化することができる。また、一体化によりロータの部品点数を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態による巻線界磁型回転電機のロータおよびステータを径方向から示した図である。

【図2】実施形態によるコイルエンド支持部材を備えるロータを示した分解斜視図である。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿ったロータの断面図である。

【図4】図１のＩＶ－ＩＶ線に沿ったロータの断面図である。

【図5】実施形態によるロータの組立方法の各工程について順に説明するための図である。

【図6】第１の変形例によるコイルエンド支持部材を示した斜視図である。

【図7】第２の変形例によるコイルエンド支持部材を示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

【0026】

［実施形態］
図１～図５を参照して、実施形態による巻線界磁型回転電機１００について説明する。

【0027】

各図では、ロータシャフト１の軸方向をＺ方向により示す。Ｚ方向は、ロータシャフト１およびロータコア２の回転中心軸線Ｃに沿った方向である。

【0028】

各図では、ロータシャフト１およびロータコア２の径方向をＲ方向により示す。Ｒ方向のうち、径方向外側をＲ１方向により示し、径方向内側をＲ２方向により示す。Ｒ方向は、Ｚ方向に直交している。

【0029】

各図では、ロータシャフト１およびロータコア２の周方向（回転方向）をＲＯ方向により示す。ＲＯ方向は、Ｚ方向およびＲ方向に直交している。

【0030】

図１に示すように、巻線界磁型回転電機１００は、ステータ１０１と、ロータ１０２とを備えている。ロータ１０２は、ステータ１０１の径方向（内側）に所定の隙間Ｇを隔てて対向して配置されている。すなわち、巻線界磁型回転電機１００は、ラジアルギャップ型の回転電機である。また、巻線界磁型回転電機１００は、インナーロータ型の回転電機である。

【0031】

巻線界磁型回転電機１００は、巻線（コイル）形のロータ１０２を備える巻線界磁式の同期モータ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｏｔｏｒ、ＥＥＳＭ）である。ロータ１０２のコイル３（巻線）は、ブラシおよびスリップリングを介して電流が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。なお、ロータ１０２には、永久磁石が設けられていない。

【0032】

ここで、本実施形態の巻線界磁型回転電機１００のロータ１０２は、コイル３のコイルエンド部３ａを支持するコイルエンド支持部材４を備えている。コイルエンド支持部材４は、コイルエンド部３ａが遠心力によって径方向外側に変形した場合において、径方向外側からコイルエンド部３ａに接触することによりコイルエンド部３ａを支持するように構成されている。その結果、コイルエンド部３ａは、径方向外側への変形が抑制される。コイルエンド支持部材４は、リブ部４２を含んでいる。コイルエンド支持部材４は、リブ部４２によって、コイルエンド部３ａから受ける径方向外側を向く押圧力に耐えられるように高強度化が図られている。詳細については後述する。

【0033】

（ステータの構成）
ステータ１０１は、ステータコア１０１ａと、ステータコア１０１ａに配置されたコイル１０１ｂとを備えている。

【0034】

ステータコア１０１ａは、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されており、磁束を通過可能に構成されている。コイル１０１ｂは、外部の電源部に接続されており、電流（たとえば、３相交流の電流）が供給されるように構成されている。そして、コイル１０１ｂは、電流が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。

【0035】

（ロータの構成）
図１～図３に示すように、ロータ１０２は、ロータシャフト１と、ロータコア２と、コイル３と、コイルエンド支持部材４とを備えている。

【0036】

（ロータのロータシャフトの構成）
ロータシャフト１は、巻線界磁型回転電機１００の回転中心となる軸部分である。ロータシャフト１は、円形状の外周面を有する丸棒状に形成されている。一例ではあるが、ロータシャフト１は、鋼により形成されている。ロータシャフト１は、ロータコア２のシャフト挿入孔２２に挿入されている。

【0037】

（ロータのロータコアの構成）
図３および図４に示すロータコア２は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されており、磁束を通過可能に構成されている。ロータコア２は、複数の第１ティース２０ａと、複数の第２ティース２０ｂと、第１ティース２０ａおよび第２ティース２０ｂの径方向内側に配置された円環状の環状部２１とを含んでいる。環状部２１は、ロータシャフト１の外周面に沿って配置されている。一例ではあるが、ロータコア２には、第１ティース２０ａおよび第２ティース２０ｂが４つずつ設けられている。

【0038】

複数の第１ティース２０ａには、軸方向の一方側であるＺ１方向側から視て、コイル３が配置されている。複数の第１ティース２０ａは、周方向に並ぶように配置されている。複数の第２ティース２０ｂには、軸方向の一方側であるＺ１方向側から視てコイル３が配置されない。第２ティース２０ｂは、隣接する第１ティース２０ａの間に設けられている。したがって、第１ティース２０ａと第２ティース２０ｂとは、周方向において交互に配置されている。第１ティース２０ａと第２ティース２０ｂとは、周方向において等角度間隔で配置されている。環状部２１には、ロータシャフト１が挿入されるシャフト挿入孔２２が設けられている。

【0039】

なお、軸方向の他方側であるＺ２方向側から視た場合、第２ティース２０ｂにはコイルエンド部３ａが配置される一方、第１ティース２０ａにはコイルエンド部３ａが配置されない。

【0040】

ロータコア２は、第１分割コア部材２３と、第２分割コア部材２４とに分割可能に構成されている。詳細には、ロータコア２は、第１ティース２０ａを有する複数の第１分割コア部材２３と、複数の第２ティース２０ｂおよび環状部２１を一体的に有する単一の第２分割コア部材２４とを含んでいる。各々の第１分割コア部材２３は、単一の第１ティース２０ａを有している。

【0041】

第２分割コア部材２４の環状部２１には、径方向内側に窪む切り欠き状の嵌合溝２４ａが設けられている。嵌合溝２４ａは、周方向に等角度間隔で複数設けられている。嵌合溝２４ａは、第１分割コア部材２３と同数設けられている。嵌合溝２４ａは、第２分割コア部材２４の軸方向の全域に設けられている。第１分割コア部材２３（第１ティース２０ａ）の径方向内側の端部には、第２分割コア部材２４の嵌合溝２４ａに嵌合する嵌合部２３ａが設けられている。

【0042】

ロータコア２は、第２分割コア部材２４の嵌合溝２４ａに第１分割コア部材２３の嵌合部２３ａを嵌合させて、第１分割コア部材２３と第２分割コア部材２４とを互いに組み合わせることにより形成されている。第２分割コア部材２４の嵌合溝２４ａに第１分割コア部材２３の嵌合部２３ａが嵌合することによって、第１分割コア部材２３（第１ティース２０ａ）は、第２分割コア部材２４（第２ティース２０ｂ）に対して位置決めされる。なお、第１分割コア部材２３と第２分割コア部材２４との軸方向の大きさは、等しい。このため、第１分割コア部材２３と第２分割コア部材２４とは、軸方向の端部の位置を合わせた状態で位置決めされる。

【0043】

なお、第２分割コア部材２４に対して第１分割コア部材２３が径方向外側に抜ける（移動する）ことがないように、嵌合溝２４ａおよび嵌合部２３ａは、径方向内側の部分の周方向の幅が径方向外側の部分の周方向の幅よりも大きくなる抜け止め形状（くびれ形状）を有している。

【0044】

（ロータのコイルの構成）
図２に示すように、コイル３は、ロータコア２に配置されている。コイル３は、第１ティース２０ａと第２ティース２０ｂとに巻き付けられている。コイル３は、第１ティース２０ａと第２ティース２０ｂとの間（スロット）において、軸方向に延びている。ロータコア２の軸方向の端部２ａから突出するコイルエンド部３ａは、概して円弧状に湾曲しながら隣接するスロットに向けて延びている。

【0045】

コイル３は、いわゆる波巻状のコイルである。詳細には、コイル３は、軸方向に繰り返し折り返しながら周方向に延びる波巻状に形成されている。すなわち、コイル３は、軸方向に蛇行しながら周方向に延びるミアンダ状に形成されている。したがって、軸方向の一方側（Ｚ方向側）のコイルエンド部３ａと、軸方向の他方側（Ｚ２方向側）のコイルエンド部３ａとは、周方向において交互に配置されている。

【0046】

（ロータのコイルエンド支持部材の構成）
コイルエンド支持部材４は、ロータコア２の軸方向の端部２ａに配置されてコイル３のコイルエンド部３ａを支持している。コイルエンド支持部材４は、互いに組み合わされた第１分割コア部材２３および第２分割コア部材２４の軸方向の一方側および他方側に１つずつ設けられている。すなわち、コイルエンド支持部材４は、ロータコア２を軸方向の両側から挟み込む一対の構成である。

【0047】

コイルエンド支持部材４は、外側リング部４０と、内側リング部４１（特許請求の範囲の「リブ保持部」の一例）と、外側リング部４０および内側リング部４１を接続するリブ部４２とを有している。

【0048】

一例ではあるが、コイルエンド支持部材４は、樹脂材料により形成されている。詳細には、コイルエンド支持部材４は、炭素繊維により強化された樹脂材料であるＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）により形成されている。この他に一例ではあるが、コイルエンド支持部材は、金属材料や、金属材料がインサートされた樹脂材料などにより形成されてもよい。

【0049】

（ロータのコイルエンド支持部材の外側リング部の構成）
外側リング部４０は、軸方向から視て、円環状となる円筒状に形成されている。外側リング部４０は、コイルエンド部３ａを径方向外側から支持している。軸方向から視て、外側リング部４０の最外径寸法は、ロータコア２の最外径寸法と略同じである。

【0050】

外側リング部４０の径方向内側には、コイルエンド部３ａが配置されている。外側リング部４０は、コイルエンド部３ａが遠心力によって径方向外側に変形した場合において、外側リング部４０の内周面４０ａに対して、径方向外側に変形したコイルエンド部３ａが接触するように構成されている。その結果、コイルエンド部３ａは、外側リング部４０により径方向外側から支持されて、径方向外側への変形が抑制される。

【0051】

（ロータのコイルエンド支持部材の内側リング部の構成）
内側リング部４１は、外側リング部４０の径方向内側に配置されている。内側リング部４１は、外側リング部４０よりも径方向内側において、ロータシャフト１に取り付けられている。すなわち、内側リング部４１は、軸方向から視て、外側リング部４０よりも一回り小さい円環状となる円筒状に形成されている。内側リング部４１は、ロータシャフト１を挿入するシャフト挿入孔４１ａを有している。内側リング部４１は、外周面４１ｂにリブ部４２が接続されている。内側リング部４１は、外側リング部４０よりも径方向内側において、リブ部４２が接続されて外側リング部４０とともにリブ部４２を保持するように構成されている。

【0052】

一例ではあるが、内側リング部４１（コイルエンド支持部材４）は、シャフト挿入孔４１ａにロータシャフト１が圧入されることによって、ロータシャフト１に対して固定されている。この他に一例ではあるが、内側リング部は、かしめや、ネジなどの固定部材を用いる手段などによりロータシャフトに対して固定されてもよい。

【0053】

また、一例ではあるが、図３に示すように、内側リング部４１の径方向の厚みＤ１は、外側リング部４０の径方向の厚みＤ２よりも大きい（Ｄ１＞Ｄ２）。より詳細な一例ではあるが、内側リング部４１の径方向の厚みＤ１は、外側リング部４０の径方向の厚みＤ２の２倍よりも大きい（Ｄ１＞２×Ｄ２）。なお、内側リング部４１の軸方向の長さは、外側リング部４０の軸方向の長さと略同じである。内側リング部４１および外側リング部４０の軸方向の長さは、コイルエンド部３ａの軸方向の長さ（突出量）よりも大きく、ロータコア２の軸方向の長さよりも小さい。

【0054】

（ロータのコイルエンド支持部材のリブ部の構成）
リブ部４２は、外側リング部４０の内周面４０ａから径方向内側に延びており、径方向内側において内側リング部４１に接続されている。すなわち、リブ部４２は、径方向外側の外側リング部４０と径方向内側の内側リング部４１とを接続している。リブ部４２は、外側リング部４０および内側リング部４１に対して一体的に形成されている。

【0055】

リブ部４２は、周方向に並ぶように複数設けられている。複数のリブ部４２は、径方向に放射状かつ直線状に延びている。すなわち、リブ部４２は、コイルエンド部３ａに作用する遠心力の向きに沿って延びている。リブ部４２は、波巻状のコイル３の周方向に隣接するコイルエンド部３ａに挟まれる位置に配置されている。ロータコア２の軸方向の一方側（他方側）には４つのコイルエンド部３ａが配置されているため、ロータコア２の軸方向の一方側（他方側）にはコイルエンド部３ａと同数の４つのリブ部４２が配置されている。

【0056】

複数のリブ部４２は、周方向に等角度間隔で設けられている。したがって、ロータコア２の軸方向の一方側において周方向に隣接する２つのリブ部４２がなす角度θ（図３参照）は、９０度である。ロータコア２の軸方向の他方側のリブ部４２は、ロータコア２の軸方向の一方側のリブ部４２に対して、上記角度θの半分の角度だけ周方向にずれた位置に配置されている。

【0057】

リブ部４２は、軸方向の一方側（Ｚ１方向側）から視て、第２ティース２０ｂと重なる位置で、かつ、周方向に隣接するコイルエンド部３ａに挟まれる位置に配置されている（図４参照）。また、リブ部４２は、軸方向の一方側（Ｚ１方向側）から第２ティース２０ｂに接触している。

【0058】

リブ部４２は、軸方向の他方側（Ｚ２方向側）から視て、第１ティース２０ａと重なる位置で、かつ、周方向に隣接するコイルエンド部３ａに挟まれる位置に配置されている。また、リブ部４２は、軸方向の他方側（Ｚ２方向側）から第１ティース２０ａに接触している。

【0059】

また、一例ではあるが、リブ部４２の周方向の厚みＤ３は、外側リング部４０の径方向の厚みＤ２よりも大きい（Ｄ３＞Ｄ２）。より詳細な一例ではあるが、リブ部４２の周方向の厚みＤ３は、外側リング部４０の径方向の厚みＤ２の２倍よりも大きい（Ｄ３＞２×Ｄ２）。なお、リブ部４２の軸方向の長さは、外側リング部４０の軸方向の長さと略同じである。すなわち、コイルエンド支持部材４の軸方向の厚みは、略一定である。

【0060】

リブ部４２は、コイルエンド部３ａが遠心力によって径方向外側に変形した場合において、コイルエンド部３ａによって径方向外側に押圧される外側リング部４０を、径方向内側に引っ張るように構成されている。

【0061】

すなわち、リブ部４２には、外側リング部４０が径方向外側に移動することがないように引き留める引張荷重が作用する。その結果、コイルエンド支持部材４は、外側リング部４０がコイルエンド部３ａから径方向外側に向けた押圧力を受けて外側リング部４０に周方向の引張荷重が作用した場合でも、リブ部４２によって、外側リング部４０が径方向外側に変形することを抑制することができる。

【0062】

（ロータの組立方法）
次に、図５を参照して、ロータ１０２の組立方法（製造方法）について説明する。以下、ロータ１０２を組み立てる各工程について順に説明する。

【0063】

はじめに、ロータ１０２の組立方法は、第１工程として、単一の第２分割コア部材２４に対してコイル３を組み付ける工程を備える。

【0064】

詳細には、第１工程として、第２分割コア部材２４と波巻状に成形されたコイル３とを軸方向に並ぶように配置する。そして、コイル３を軸方向に移動させて、第２分割コア部材２４の第２ティース２０ｂにコイル３が配置されるように、第２分割コア部材２４に対してコイル３を組み付ける。第１工程の結果、第２分割コア部材２４の軸方向の両端部（端部２ａ）からコイルエンド部３ａが突出した状態になる。

【0065】

次に、ロータ１０２の組立方法は、第２工程として、第２分割コア部材２４に対して複数（４つ）の第１分割コア部材２３を組み付ける工程を備える。

【0066】

詳細には、第２工程として、第２分割コア部材２４と複数（４つ）の第１ティース２０ａを有する第１分割コア部材２３とを軸方向に並ぶように配置する。そして、第１分割コア部材２３を軸方向に移動させて、第１分割コア部材２３の嵌合部２３ａを第２分割コア部材２４の嵌合溝２４ａに嵌合させることによって、第２分割コア部材２４に対して複数（４つ）の第１分割コア部材２３を組み付ける。

【0067】

第２工程の結果、第１ティース２０ａと第２ティース２０ｂとが周方向に交互に並ぶように配置される。また、第２工程の結果、軸方向の一方側であるＺ１方向側から視て第１ティース２０ａにコイルエンド部３ａが配置される一方、Ｚ１方向側から視て第２ティース２０ｂにコイルエンド部３ａが配置されない。

【0068】

次に、ロータ１０２の組立方法は、第３工程として、ロータコア２の軸方向の両側にコイルエンド支持部材４を１つずつ配置する工程を備える。

【0069】

詳細には、第３工程として、ロータシャフト１に対してコイルエンド支持部材４の内側リング部４１を圧入することにより、ロータコア２の軸方向の両側にコイルエンド支持部材４を１つずつ配置する。この際、リブ部４２がコイルエンド部３ａに干渉することがないように、コイルエンド支持部材４のリブ部４２が第１ティース２０ａまたは第２ティース２０ｂの軸方向の端部（端部２ａ）に接触するような所定の周方向の向きにより、コイルエンド支持部材４を配置する。なお、上記の通り、圧入によらずに、かしめや、ネジなどの固定部材を用いる手段などにより内側リング部をロータシャフトに対して固定してもよい。第３工程の結果、ロータ１０２の組立が完了する。

【0070】

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0071】

本実施形態では、上記のように、コイルエンド支持部材４に、コイルエンド部３ａを径方向外側から支持する円筒状の外側リング部４０と、外側リング部４０の内周面４０ａから径方向内側に延びるリブ部４２と、外側リング部４０よりも径方向内側において、リブ部４２が接続されて外側リング部４０とともにリブ部４２を保持するように構成され、ロータシャフト１に取り付けられるリブ保持部（内側リング部４１）とを設ける。これによって、コイルエンド部３ａを径方向外側から支持する円筒状の外側リング部４０を径方向内側からリブ部４２により補強することができる。すなわち、コイルエンド部３ａに遠心力が作用して、コイルエンド部３ａにより外側リング部４０が径方向外側に押圧される場合に、リブ保持部に接続されるリブ部４２により外側リング部４０が径方向外側に移動することがないように引き留めて、外側リング部４０の変形を効果的に抑制することができる。その結果、リブ部およびリブ保持部を備えない従来の支持部材と比較して、ロータ１０２のコイルエンド部３ａを径方向外側から支持するコイルエンド支持部材４を高強度化することができる。なお、外側リング部の肉厚を大きくすることによっても、コイルエンド支持部材の高強度化を図ることは可能である。しかしながら、外側リング部の肉厚を大きくした場合、コイルエンド部の配置スペースが小さくなることからコイルの巻き数を減らす必要があるという不都合があるとともに、ロータが大型化するという不都合がある。上記コイルエンド支持部材４がリブ部４２およびリブ保持部を備える構成では、外側リング部４０の肉厚を大きくすることなく、上記のような不都合を伴わずにコイルエンド支持部材４の高強度化を図ることができる。

【0072】

本実施形態では、上記のように、リブ保持部は、外側リング部４０の径方向内側に配置され、外周面４１ｂにリブ部４２が接続される円筒状の内側リング部４１を有する。これによって、内側リング部４１に接続されるリブ部４２により、容易に外側リング部４０が径方向外側に移動することがないように引き留めて外側リング部４０の変形を抑制することができる。

【0073】

本実施形態では、上記のように、ロータコア２は、軸方向の一方側から視てコイルエンド部３ａが配置される周方向に並ぶ複数の第１ティース２０ａと、隣接する第１ティース２０ａの間に設けられ、軸方向の一方側から視てコイルエンド部３ａが配置されない第２ティース２０ｂとを含み、リブ部４２は、軸方向の一方側から視て、第２ティース２０ｂと重なる位置で、かつ、周方向に隣接するコイルエンド部３ａに挟まれる位置に配置されている。これによって、ロータコア２の軸方向の一方側において、リブ部４２を、コイル３が配置されない第２ティース２０ｂと重なる位置で、かつ、周方向に隣接するコイルエンド部３ａに挟まれる位置に配置することができるので、リブ部４２がコイルエンド部３ａに干渉することを容易に防ぐことができる。

【0074】

本実施形態では、上記のように、ロータコア２は、第１ティース２０ａを有する第１分割コア部材２３と、第２ティース２０ｂを有する第２分割コア部材２４とを含み、第１分割コア部材２３と第２分割コア部材２４とを互いに組み合わせることにより形成され、コイルエンド支持部材４は、互いに組み合わされた第１分割コア部材２３および第２分割コア部材２４の軸方向の一方側および他方側に１つずつ設けられている。これによって、第１分割コア部材２３と第２分割コア部材２４とに分割した状態のロータコア２に対してコイル３を配置することができる。このため、容易にロータコア２に対してコイル３を配置することができる。

【0075】

本実施形態では、上記のように、コイル３は、軸方向に繰り返し折り返しながら周方向に延びる波巻状に形成され、リブ部４２は、波巻状のコイル３の周方向に隣接するコイルエンド部３ａに挟まれる位置に配置されている。これによって、コイル３が波巻状であるので、軸方向の一方側および他方側のコイルエンド部３ａを、周方向において交互に配置することができる。このため、軸方向の一方側および他方側において、周方向に隣接する２つのコイルエンド部３ａの間に位置するコイルエンド部３ａが配置されていない空間を、リブ部４２を配置する空間として有効に利用することができる。

【0076】

本実施形態では、上記のように、リブ部４２は、周方向に並ぶように複数設けられ、複数のリブ部４２は、径方向に放射状かつ直線状に延びている。これによって、コイルエンド部３ａに作用する遠心力が向く方向に沿って複数のリブ部４２を配置することができるので、ロータ１０２のコイルエンド部３ａを径方向外側から支持するコイルエンド支持部材４を効果的に高強度化することができる。

【0077】

本実施形態では、上記のように、リブ部４２は、外側リング部４０および内側リング部４１に対して、一体的に形成されている。これによって、リブ部４２が外側リング部４０および内側リング部４１とは別体である場合と比較して、リブ部４２、外側リング部４０および内側リング部４１を有するコイルエンド支持部材４をより高強度化することができる。また、一体化によりロータ１０２の部品点数を削減することができる。

【0078】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0079】

たとえば、上記実施形態では、本発明のリブ保持部を、内側リング部により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明のリブ保持部を、図６に示す第１の変形例のようにコイルエンド支持部材２０４の円板部２４１により構成してもよい。詳細には、円板部２４１は、ロータシャフト１を挿入するシャフト挿入孔２４１ａを有している。円板部２４１は、軸方向（Ｚ方向）においてリブ部４２および外側リング部４０に対してリブ部４２の上端部および外側リング部４０の上端部に接続されている。円板部２４１は、外側リング部４０の上端部から径方向内側（Ｒ２方向側）に延びている。

【0080】

上記第１の変形例とは別の例として、本発明のリブ保持部を、図７に示す第２の変形例のようにコイルエンド支持部材３０４の内側リング部４１および円板部２４１の両方により構成してもよい。上記第１の変形例および第２の変形例のような円板部２４１を備える構成によって、円板部２４１に接続されるリブ部４２により、容易に外側リング部４０が径方向外側に移動することがないように引き留めて外側リング部４０の変形を抑制することができる。また、円板部２４１がリブ部４２および外側リング部４０の両方に接続されるので、コイルエンド支持部材２０４、３０４をより高強度化することができる。

【0081】

また、上記実施形態では、巻線界磁型回転電機をインナーロータ型の回転電機により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、巻線界磁型回転電機をアウターロータ型の回転電機により構成してもよい。

【0082】

また、上記実施形態では、１つのコイルエンド支持部材が４つのリブ部を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１つのコイルエンド支持部材が４つとは異なる数のリブ部を備えていてもよい。

【0083】

また、上記実施形態では、ロータコアが４つ第１ティース（第２ティース）を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロータコアが４つとは異なる数の第１ティース（第２ティース）を備えていてもよい。

【0084】

また、上記実施形態では、ロータコアを、互いに分割可能な複数の部材（第１分割コア部材および第２分割コア部材）により形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロータコアを、１つの部材により形成してもよい。

【0085】

また、上記実施形態では、コイルを波巻状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コイルを集中巻状に形成してもよい。すなわち、上記実施形態のように１つのコイルを蛇行させながら複数のティースに巻き付けるのではなく、１つの環状のコイルを１つのティースに巻き付けてもよい。この場合、上記実施形態とは異なり、巻線界磁型回転電機は複数のコイルを備える。

【0086】

また、上記実施形態では、リブ部を、径方向に直線状に延びるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リブ部を、湾曲させるなど直線状とは異なる形状に形成してもよい。

【0087】

また、上記実施形態では、軸方向において、リブ部とロータコアとを接触させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、軸方向において、リブ部とロータコアとを接触させることなく、離間させてもよい。

【0088】

また、上記実施形態では、コイルエンド支持部材を、ロータシャフトに対して固定した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コイルエンド支持部材を、ロータシャフトではなく、ロータコアに対して固定してもよい。

【0089】

また、上記実施形態では、リブ部、外側リング部、および、内側リング部を一体的に形成して、コイルエンド支持部材を構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リブ部、外側リング部、および、内側リング部を互いに別体の部材で構成した上で、リブ部、外側リング部、および、内側リング部を、互いに固定して、コイルエンド支持部材を構成してもよい。

【0090】

また、上記実施形態では、外側リング部を円筒状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外側リング部を円弧状に形成してもよい。この場合、外側リング部は、周方向に並ぶ複数の部分により構成される。

【符号の説明】

【0091】

１ ロータシャフト
２ ロータコア
２ａ （ロータコアの軸方向の）端部
３ コイル
３ａ コイルエンド部
４、２０４、３０４ コイルエンド支持部材
２０ａ 第１ティース
２０ｂ 第２ティース
２３ 第１分割コア部材
２４ 第２分割コア部材
４０ 外側リング部
４０ａ 内周面
４１ 内側リング部（リブ保持部）
４１ｂ 外周面
４２ リブ部
１００ 巻線界磁型回転電機
１０１ ステータ
１０２ ロータ
２４１ 円板部（リブ保持部）
Ｇ 所定の隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】