特許 7328588 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-08

(45)【発行日】2023-08-17

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/50 20060101AFI20230809BHJP

   H02K 3/28 20060101ALI20230809BHJP

【ＦＩ】

H02K3/50 A

H02K3/28 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022049009

(22)【出願日】2022-03-24

【審査請求日】2023-06-09

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】599161580

【氏名又は名称】株式会社デンソートリム

(74)【代理人】

【識別番号】100096998

【弁理士】

【氏名又は名称】碓氷 裕彦

(72)【発明者】

【氏名】疋田 貴彦

(72)【発明者】

【氏名】森 幸司

【審査官】尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０６５４５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１７９７９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－９３１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２２２４１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／５０

Ｈ０２Ｋ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

周方向に永久磁石を複数配置し、シャフトと共に回転するロータと、
固定部に固定される円盤状の基盤部、この基盤部より径方向外方に延びるｘ数のティース部、及びこのティース部に配置され導線を巻線してなるｘ数のコイルを備え、前記ティース部の径方向外方端部が前記永久磁石と対向するステータと、
前記導線と電気接続するリード線と、
このリード線と前記導線の前記コイルの巻き始め端部及び前記コイルの巻き終わり端部とを連通する巻き始め引き出し線及び巻き終わり引き出し線と、
前記巻き始め引き出し線及び前記巻き終わり引き出し線と前記リード線との連結部を前記ステータに固定するクリップと、
前記リード線と電気接続して前記コイルの入出力電力を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は前記コイルをｋ相に通電制御し、
前記コイルはｎ系統にｎ分割され、ｎは２以上で前記ティース部のｘ数を前記コイルのｋ相で除した数と同数以下の自然数であり、ｎ分割された前記コイルは３６０度をｎで除した角度の範囲に連続して配置され、
前記導線は、前記ティース部のｘ数をｎと前記コイルのｋ相とで除した数の同じ相の前記コイルを周方向に連続して巻線し、
前記クリップの数はｎであり、
前記クリップは前記コイルをｎ分割する分割線の略中間に位置する前記コイルの近傍で前記ステータの前記基盤部に固定され、
前記巻き始め引き出し線及び前記巻き終わり引き出し線は、前記ティース部間を縫うように配線され、かつ、前記クリップが固定された位置の近傍に位置する収束部で収束する ことを特徴とする回転電機。

【請求項2】

前記基盤部は固定穴を介して前記固定部に固定され、
前記固定穴は、前記コイルをｎ分割する分割線に対して、略線対称となるように配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。

【請求項3】

前記制御装置は前記コイルを３相に入出力電力を制御し、
前記ｎは偶数であり、
前記制御装置は奇数番目の系統に属する前記コイルと偶数番目の系統に属する前記コイルとを巻方向が互いに逆方向とすることで互いの入出力電力が逆位相となるように通電制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書の記載は回転電機に関し、例えば二輪車の発電機や始動機として使用して有用である。

【背景技術】

【0002】

近年、様々な車両における電力需要増加に伴い、車両用発電機の出力も向上が図られてきている。この出力向上に伴い、回転電機のステータに巻線されたコイルの温度も高くなっていきている。コイルの温度を上昇させないための方策として、コイルへの通電経路を複数経路とすることが考えられる。特許文献１では、選択的に出力特性を変更することができる巻線構造が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許公開第２０１０－１１５０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、コイルが１系統であれば、コイルを形成する巻線は巻き始めのコイルから周方向に一周して巻き終わりのコイル迄連続することとなる。即ち、コイルが１系統であれば、コイルを形成する導線の巻き始め位置と巻き終り位置とを近くに設定することができる。一方、コイルを複数系統（ｎ系統）として３６０度をｎで除した角度の範囲に連続して配置すると、コイルを形成する導線の巻き始め位置と巻き終り位置とが引き離されることとなる。その為、導線とリード線との結線部までの引出し線がステータ上に長く配置されることとなる。ただ、特許文献１に記載の回転電機では、この引き出し線の構成までは検討していない。

【0005】

本件の開示は、引き出し線とリード線の配置を工夫することで、引き出し線の耐振性を高め、コイルリード線の放熱性を向上させて温度上昇を抑制することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１は、周方向に永久磁石を複数配置しシャフトと共に回転するロータと、複数のティース部及びこのティース部に配置される複数のコイルを有しティース部の径方向外方端部が磁石と対向するステータとを備える回転電機である。本開示の第１のステータは、固定部に固定される円盤状の基盤部、この基盤部より径方向外方に延びるｘ数のティース部、及びこのティース部に配置され導線を巻線してなるｘ数のコイルを備えている。

【0007】

本開示の第１は、導線と電気接続するリード線と、このリード線と導線のコイルの巻き始め端部及びコイルの巻き終わり端部とを連結する巻き始め引き出し線及び巻き終わり引き出し線と、この巻き始め引き出し線及び巻き終わり引き出し線とリード線との連結部をステータに固定するクリップと、リード線と電気接続してコイルの入出力電力を制御する制御装置とを備えている。

【0008】

本開示の第１は、制御装置がコイルをｋ相に通電制御し、コイルはｎ系統にｎ分割され、ｎは２以上でティース部のｘ数をコイルのｋ相で除した数と同数以下の自然数であり、ｎ分割されたコイルは３６０度をｎで除した角度の範囲に連続して配置されている。そして、導線は、ティース部のｘ数をｎとコイルのｋ相とで除した数の同じ相のコイルを周方向に連続して巻線し、クリップの数はｎであり、クリップはコイルをｎ分割する分割線の略中間に位置するコイルの近傍でステータの基盤部に固定される。そして、巻き始め引き出し線及び巻き終わり引き出し線は、ティース部間を縫うように配線され、かつ、クリップが固定された位置の近傍に位置する収束部で収束している。

【0009】

本開示の第１では、引き出し線とリード線との連結部をステータに固定するクリップを、コイルをｎ分割する分割線の略中間に位置するコイルの近傍でステータの基盤部に固定しているので、引き出し線の長さを短くすることができる。そのため、本開示の第１では、引き出し線の質量増加も抑制され、引き出し線の耐振性悪化も抑制できている。

【0010】

本開示の第１では、巻き始め引き出し線及び巻き終わり引き出し線は、ティース部間を縫うように配線され、かつ、クリップが固定された位置の近傍に位置する収束部で収束することを前提としている。その為、特に収束部で巻き始め引き出し線及び巻き終わり引き出し線が集中し、放熱性の悪化要因となる。それに対し、本開示の第１はｎ数のクリップを用いているので、クリップで束ねられる引き出し線の数を少なくすることができる。その結果、コイルを覆う引き出し線の数が少なくなって、コイル周りの冷却風の流れがスムーズになり、収束部を含めて巻き始め引き出し線及び巻き終わり引き出し線の配置に起因する放熱性の悪化の要因を抑えることができている。これにより、コイルの温度上昇も抑制できる。加えて、クリップで束ねられるリード配線の線数も少なくすることができる。その為、リード配線によるコイル放熱性の悪化も抑制できる。

【0011】

本開示の第２は、ステータの基盤部は固定穴を介して固定部に固定され、固定穴の配置は、コイルをｎ分割する分割線に対して、略対称となるように配置されている。ステータの固定穴とクリップの配置位置を分割線に対して共に対称に配置することで、ｎ系統の引き出し線及びリード線の振動の挙動を同じにすることができる。これにより、引き出し線及びリード線の耐振性を高めることができる。即ち、対称でない場合には、第１系統から第ｎ系統のいずれかの系統に相対的に大きい振動ストレスが加わることがなくなる。それを略対称配置とすれば、大きい振動ストレスが加わっていた方の系統の振動ストレスが軽減される。その結果、引き出し線及びリード線の耐振性が良くなる。なお、本開示では略対称として、厳密な対称を求めている訳ではない。組付け位置等を考慮してバランスに悪影響を及ぼさない範囲で配置の自由度を許容している。

【0012】

本開示の第３は、制御装置はコイルを３相の入出力電力を制御し、ｎは偶数であり、制御装置は奇数番目の系統に属するコイルと偶数番目の系統に属するコイルの巻方向を互いに逆方向とすることで、互いの入出力電力が逆位相となるように通電制御している。これにより、コイルの誘導起電力に起因する回転電機自身の振動も抑制でき、耐振性が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、回転電機がクランクシャフト及びエンジンカバーに組み合わされた状態の斜視図である。

【図2】図２は、ロータ及びステータを示す斜視図である。

【図3】図３は、ステータとセンサケースを示す正面図である。

【図4】図４は、ステータとセンサケースを示す斜視図である。

【図5】図５は、コイルと引き出し線及びリード線を示す配線図である。

【図6】図６は、第１系統のコイルと引き出し線及びリード線を示す配線図である。

【図7】図７は、第２系統のコイルと引き出し線及びリード線を示す配線図である。

【図8】図８は、第１系統及び第２系統のコイルと引き出し線及びリード線と制御装置を示す配線図である。

【図9】図９は、コイルとリード線を示す正面図である。

【図10】図１０は、ステータの固定穴とクリップの配置を示す正面図である。

【図11】図１１は、ステータの固定穴とクリップの配置の他の例を示す正面図である。

【図12】図１２は、ステータの固定穴とクリップの配置の他の例を示す正面図である。

【図13】図１３は、ステータの固定穴とクリップの配置の他の例を示す正面図である。

【図14】図１４は、回転電機がクランクシャフト及びエンジンカバーに組み合わされた状態の断面図である。

【図15】図１５は、参考例の第１系統及び第２系統のコイルと引き出し線を示す配線図である。

【図16】図１６は、図５と同様の引き出し線を展開して示す配線図である。

【図17】図１７は、参考例の第１系統及び第２系統のコイルと引き出し線の収束部を示す配線図である。

【図18】図１８は、図５と同様の引き出し線の収束部を示す配線図である。

【図19】図１９は、第１系統及び第２系統のコイルを同位相とした状態を示す配線図である。

【図20】図２０は、第１系統及び第２系統のコイルを逆位相とした状態を示す配線図である。

【図21】図２１は、第１系統及び第２系統のコイルを同位相とした状態での出力電圧を説明する図である。

【図22】図２２は、第１系統及び第２系統のコイルを逆位相とした状態での出力電圧を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示の一例を図に基づいて説明する。図１は、回転電機１がクランクシャフト１００及びエンジンカバー２００に組み合わされた状態の斜視図である。１０１は、ウェブであり、図示しないピストンが図示しないシリンダ内を往復動する動きを、図示しないコンロッドを介して受けて、クランクシャフト１００を回転させる。クランクシャフト１００は、直径２０ミリメートル程度の鉄材からなり、シリンダブロック１１０（図１４図示）に回転支持されている。

【0015】

エンジンカバー２００は、シリンダブロック１１０の開口部１１１を覆い、ボルト通し穴２０１により、シリンダブロック１１０にボルト固定される。エンジンカバー２００は、アルミニウム若しくはアルミニウム合金のダイキャスト製であり、肉厚は４ミリメートル程度である。エンジンカバー２００は、シリンダブロック１１０の開口部１１１に連続するので、内部環境はシリンダブロック１１０と同様である。

【0016】

クランクシャフト１００には、回転電機１のロータ３００が、基部３０１（図２、図１４図示）で固定されている。従って、ロータ３００はクランクシャフト１００と一体に回転する。ロータ３００は、鉄材料製で、クランクシャフト１００と係合する基部３０１より径方向外方に延びる円盤部３０２と、この円盤部３０２の径方向外方部に形成される円筒部３０３を備えている。図２に示すように、円筒部３０３の内方には、永久磁石３０４が１２個、周方向に並んで配置されている。永久磁石３０４の厚みは、４～５ミリメートル程度である。なお、永久磁石３０４の磁極の数は、１２極に限らず、２０極や２４極等要求性能に応じて適宜設定できる。

【0017】

ロータ３００の内部には、図２及び図１４に示すように、ステータ４００が配置されている。図２は、ステータ４００をエンジンカバー２００側から見た斜視図である。ステータ４００は、複数の磁性鋼板を積層してなり、エンジンカバー２００に取り付けられる基盤部４０１を有している。本例においては、エンジンカバー２００が固定部となる。ステータ４００は、基盤部４０１より径方向外方に延びる複数のティース部４０２を基盤部４０１と一体に形成している。図３の例ではティース部４０２の数は１８であるが、ティース部４０２の数は要求性能や磁極の数に応じて適宜変更可能である。また、図３ではティース部４０２の先端と、ティース部４０２に巻装されたコイル４０４を示している。ステータ４００の外径は、１１０～１３０ミリメートル程度となっており、従って、ロータ３００の内径は、ステータ４００の外径と永久磁石３０４との間に微小間隙が形成される大きさとなっている。

【0018】

基盤部４０１には、エンジンカバー２００にステータ４００をボルト固定するための固定穴４０３が３カ所貫通形成されている。また、基盤部４０１には、後述するセンサケース５００をステータ４００に固定するためのセンサケースボルト通し穴も１カ所形成されている。

【0019】

ティース部４０２はポリアミド等の絶縁樹脂からなるインシュレーターで電気絶縁され、インシュレーターの上に銅線若しくはアルミニウム線からなるコイル４０４が巻装されている。図３は、図２からロータ３００を外して、ステータ４００とセンサケース５００を示す正面図である。図４は、図３とは逆の方向から、ステータ４００とセンサケース５００を示す斜視図である。

【0020】

図３に示すように、隣接するコイル４０４の間には隙間４０５が形成され、その隙間４０５は径方向外側に向けて広くなっている。尤も、隙間４０５が一定となるようにコイル４０４を巻装して占積率を上げるようにしても良い。また、図４に示すように、この隙間４０５にセンサケース５００が配置されている。センサケース５００は、ガラス繊維で強化したポリアミド等の樹脂でモールド成形されている。

【0021】

第１ないし第４ホールセンサ５０２～５０５は、２ミリメートル程度×３ミリメートル程度の大きさで、それぞれ電源線、接地線とセンサ出力線と共に、樹脂でモールド成形されている。なお、図４では第１ないし第４ホールセンサ５０２～５０５自体は示されていない。図４の符号５０２～５０５は、センサケース５００のうち第１ないし第４ホールセンサが位置する部位を指している。

【0022】

第１ホールセンサ５０２は、点火制御のための基準位置を検出する。第１ホールセンサ５０２は、他の第２ないし第４ホールセンサ５０３、５０４、５０５とは、クランクシャフト１００の軸方向で異なる位置に配置されている。より具体的には、第１ホールセンサ５０２は、ティース部４０２間の隙間４０５の軸方向の中央位置に配置されている。それに対し、第２ないし第４ホールセンサ５０３、５０４、５０５とは、隙間４０５のエンジンカバー２００側に配置されている。

【0023】

第１ホールセンサ５０２の配置位置では、基準位置でＮ極からＳ極への反転がなく、Ｎ極が３つの永久磁石３０４で連続する。この３つのＮ極の連続を検知することで、基準位置が検出できる。ロータ３００はクランクシャフト１００と一体回転するので、基準位置はクランクシャフト１００の回転方向の位置を示すことになる。クランクシャフト１００が基準位置にあることと他のホールセンサの磁極の切り替わりを利用して、エンジンのシリンダに配置された図示しないスパークプラグの点火タイミングを制御する。

【0024】

第２ないし第４ホールセンサ５０３、５０４、５０５はＮ極とＳ極とが交互に着磁された永久磁石３０４と対向して、Ｎ極とＳ極とが交互に変動する位置を検出する。第２ないし第４ホールセンサ５０３、５０４、５０５のそれぞれの検出位置は、三相（Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相）の通電時期に対応しており、この検出位置に応じ、回転電機１が始動器としてモータ使用されるときには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するコイル４０４への電圧の供給を制御する。回転電機１が発電機として使用される際にもＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するコイル４０４からの電流を制御するためのタイミング信号として用いられる。

【0025】

本開示では、三相コイルを２系統に分離している。図５に示す分割線Ａの右側の三相コイルは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相巻線からなる三相の電気回路が形成されている。同様に、左側の三相コイルもＸ相、Ｙ相、Ｚ相の三相の電気回路を有する。これら別の電気回路からなる２系統の三相コイルを左右の分割配置としている。換言すれば、本開示は２系統に分離した各三相コイルが連続して配置し、２系統の三相コイルを分離する線が分割線Ａとして示される。即ち、分離した各三相コイルは、分割線Ａを超えて別の三相コイルの領域に入ることは無い。

【0026】

なお、図５では、コイル４０４の導線４５０と三相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び三相コイルの巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７との配線を簡略化して示している。コイル４０４の導線４５０と巻き始め引き出し線４５１、４５２，４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７は連続した線で、上記の通り、銅若しくはアルミニウム製である。

【0027】

三相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び三相コイルの巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７は、第１ないし第３リード線４６０、４６１、４６２に接続する。第１ないし第３リード線４６０、４６１、４６２は、銅製の線材である。符号４７０、４７１、４７２は、第１ないし第３リード線４６０、４６１、４６２と三相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び三相の巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７との接続部を示す。それぞれ、第１接続部４７０、第２接続部４７１、及び第３接続部４７２とする。これにより、同一系統の三相コイルでは、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３と対応する巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７とを、１つのリード線４６０、４６１、４６２に並べて接続することができる。

【0028】

次に、第１ないし第３リード線４６０、４６１、４６２と、三相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３、及びコイル４０４の導線４５０との接続状態を説明する。第１リード線４６０は第１接続部４７０でＵ相コイルの巻き始め引き出し線４５１と電気的に接続される。Ｕ相コイルの巻き始め引き出し線４５１は、図５でＵ１と示されたコイル４０４の導線４５０となりティース部４０２の周りを多数回巻線する。従って、コイル４０４は導線が連続して多数回巻装される集中巻となる。図５では省略しているが、Ｕ１のコイル４０４の導線は図５でＵ２と示されたコイル４０４の導線４５０と連続している。また、Ｕ２のコイル４０４の導線は図５でＵ３と示されたコイル４０４の導線４５０と連続している。即ち、導線４５０はティース部４０２に巻装されてコイル４０４を集中巻する線と、コイル４０４間を繋ぐ線（いわゆる渡線）が連続している。

【0029】

同様に、第２リード線４６１は第２接続部４７１でＶ相コイルの巻き始め引き出し線４５１と電気的に接続される。Ｖ相コイルの巻き始め引き出し線４５２は、図５でＶ１、Ｖ２及びＶ３と示されたコイル４０４の導線４５０となりティース部４０２の周りを多数回巻線して集中巻のコイル４０４を形成する。かつ、コイル４０４間を繋ぐ渡線となる導線４５０ともなる。

【0030】

Ｗ相コイルも同様である。第３リード線４６２は第３接続部４７２でＷ相コイルの巻き始め引き出し線４５２と電気的に接続される。Ｗ相コイルの巻き始め引き出し線４５２は、図５でＷ１、Ｗ２及びＷ３と示されたコイル４０４の導線４５０となり、かつ、コイル４０４間を繋ぐ渡線になる導線４５０ともなる。

【0031】

そして、Ｕ３、Ｖ３及びＷ３と示された導線４５０は、そのまま連続して三相コイルの巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７となる。このように、三相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３と三相のコイル４０４の導線４５０及び三相コイルの巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７は、夫々が連続した一本の線である。

【0032】

Ｕ相コイルのコイル４０４のうち巻き終わりとなるＵ３のコイル４０４からの巻き終わり引き出し線４５５は第２接続部４７１で第２リード線４６１と電気接続する。Ｖ相コイルの巻き終わり引き出し線４５６は、第３接続部４７２で第３リード線４６２と電気接続する。そして、Ｗ相コイルの巻き終わり引き出し線４５７は、第１接続部４７０で第１リード線４６０と電気接続する。上述の通り、各リード線４６０、４６１、４６２は、対応する巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３と巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７との２本を纏めて接続する。

【0033】

図６は、図５のＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３、コイル４０４の導線４５０、及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７との配線を更に簡略化して示している。第１リード線４６０は第１接続部４７０でＵ相コイルの巻き始め引き出し線４５１及びＷ相コイルの巻き終わり引き出し線４５７と接続している。

【0034】

また、第２リード線４６１は第２接続部４７１でＶ相コイルの巻き始め引き出し線４５２及びＵ相コイルの巻き終わり引き出し線４５５と接続している。同様に、第３リード線４６２は第３接続部４７２でＷ相コイルの巻き始め引き出し線４５３及びＶ相コイルの巻き終わり引き出し線４５６と接続している。図６に示すように、三相のコイル４０４の配線はデルタ結線となっている。

【0035】

図５に示す分割線Ａの左側の三相コイル（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相）も、右側の三相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）と同様である。図５においてＸ相、Ｙ相、Ｚ相がそれぞれ三相コイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する。従って、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３に対応するコイル４０４には、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の記号を付す。第１リード線ないし第３リード線に対応する線及び第１接続ないし第３接続部に対応する箇所にも同じ符号を付す。三相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７も同様である。図７は図６と同様に、デルタ結線としたＸ相、Ｙ相、Ｚ相の電気接続状態を示している。

【0036】

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相コイル及びＸ相、Ｙ相、Ｚ相の三相コイルの第１リード線ないし第３リード線４６０、４６１、４６２のそれぞれは、図８に示す制御装置４８０に電気接続する。上述の通り、回転電機１が始動機としてモータ使用されるときには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相及びＸ相、Ｙ相、Ｚ相に対応するコイル４０４への電力の供給は、バッテリ４８１から入力される電力がこの制御装置４８０により制御される。それにより、回転電機１の回転方向や回転速度が制御される。なお、制御装置は電圧と電流との双方による変換を行うので、総称して電力の制御とする。

【0037】

また、回転電機１が発電機として使用される際にもＵ相、Ｖ相、Ｗ相及びＸ相、Ｙ相、Ｚ相に対応するコイル４０４から出力される電力は制御装置４８０によって制御される。制御装置４８０により、三相の交流が直流電力に変換されてバッテリ４８１に充電される。

【0038】

ここで、三相コイルを２系統としても、各巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７を１カ所で収束させて、第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２で接続することも可能である。ただ、１カ所で収束させた場合には、図１５に示すように、全ての巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７が集中してしまう。図１５の例では、Ｗ２相のコイル４０４、Ｕ３相のコイル４０４及びＶ３相のコイル４０４間に巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７が集中している。即ち、隣接する１組のコイル４０４の間に、全ての巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３と全ての巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７とを通すこととなり、その部位で集中してしまう。なお、集中した巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７は後述するクリップ４９０によって束ねられる。

【0039】

それに対し、図１８に示すように、２系統の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７を２つに分ければ、集中の程度は半減する。即ち、隣接するコイル４０４は２組となり、各々のコイル４０４間に半分の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３と半分の巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７とを通すことができ、集中の程度は半減する。この場合は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７を第１クリップ４９０で束ねる。そして、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の三相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７を第２クリップ４９２で束ねる。

【0040】

なお、図５や図１６では、三相コイルの巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７を簡略して記載しているが、実際には、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７は各コイル４０４の間を縫うように配線されている。そのため、１カ所で収束させようとすると、図１７に示すように、クリップ４９０の近傍以外のコイル４０４の間にも、多数の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７が集中することとなる。図１７の例では、Ｗ３相のコイル４０４、Ｘ１層のコイル４０４及びＹ１層のコイル４０４の間にも多数の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７が配線されている。

【0041】

一方、２系統の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７を２つに分ければ、コイル４０４間の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７の集中を避けることができる。図１８に示すように、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７がコイル４０４間を縫うように配線されていても、どのコイル４０４の間にも集中する部位は存在しない。

【0042】

特に、図１０に示すように、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７は第１クリップ４９０及び第２クリップ４９２の近傍に位置する収束部４６８で収束している。即ち、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７は、収束部４６８でコイル４０４の表面に密着し、コイル４０４に接着材又は粉体樹脂で固定されている。そして、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７はこの収束部４６８から第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２に向けて指向している。このように、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７が収束部４６８で固定され、指向することで、リード配線４６０、４６１、４６２とのハンダ固定を容易に行うことができる。かつ、第１クリップ４９０及び第２クリップ４９２との結合も容易となる。なお、２系統の第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２は、それぞれ第１クリップ４９０及び第２クリップ４９２内に位置している。

【0043】

上述のように、２系統の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７を１カ所に収束させ、１つの収束部４６８とした場合には、コイル４０４間の隙間４０５に多数の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７が集中することとなる。

【0044】

そして、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７は、それぞれコイル４０４に接着剤や粉体樹脂により接着している。巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７が集中するとその部位での質量も増え、振動に対する耐性が低下することとなる。特に、回転電機１はエンジンカバー２００に固定され、エンジンのシリンダブロック１１０と同じ環境で使用されるので、耐振性の悪化は避けるべきである。

【0045】

加えて、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７はコイル４０４の間に配置されるため、それらが集中するとコイル４０４間を通過する冷却風の流れを阻害することになる。コイル４０４はシリンダブロック１１０内の空気やミスト状のエンジンオイルにより冷却されている。巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７はコイル４０４間に取り廻される結果、コイル４０４間が狭くなり、空気やエンジンオイルの流れに対して抵抗となる。

【0046】

本開示では、既述のように、図５の分割線Ａを挟んで、右側の三相をＵ相、Ｖ相、Ｗ相と、左側の三相をＸ相、Ｙ相、Ｚ相とにコイル４０４を分割する分割配置としている。そのため、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７が集中することによる上記の問題は生じない。

【0047】

本開示は、図９や図１０に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２を一カ所に集めて第１クリップ４９０で固定している。そして、３本のリード線４６１、４６２、４６３を束ねてリード配線４６４としている。同様に、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２も一カ所に集めて第２クリップ４９２で固定し、３本のリード配線４６１、４６２、４６３を束ねてリード配線４６４としている。これにより、引き出し線集中故に生じる上述の不具合は抑制できる。

【0048】

なお、第１クリップ４９０は、ステータ４００の基盤部４０１に第１固定ネジ４９１で固定される。第１クリップ４９０が配置される場所は分割線Ａに対して略中間としている。即ち、第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２を保持する第１クリップ４９０は、分割線Ａに対して略中間の位置に配置されている。ここで、略中間とは、一つの系統に含まれる周方向に複数配置される三相コイルの周方向の中間で、図５ではＵ１のコイル４０４とＷ３のコイル４０４との中間であるＶ２のコイル４０４周辺の位置となる。これにより、２系統の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７をバランス良く配置することができている。

【0049】

なお、図１０では、第１クリップ４９０と第２クリップ４９２とは分割線Ａを挟んで線対称となる位置に配置されている。一方で、図９の第１クリップ４９０と第２クリップ４９２とは、分割線Ａを挟んで線対称ではなく、多少ずれている。本開示の略対称とは図９のような例も含んでいる。回転電機１が二輪車に組付けられる時に他の部品との干渉を避けるため、第１クリップ４９０や第２クリップ４９２の位置を多少ずらすのは許容される。

【0050】

より具体的には、本開示の第１クリップ４９０や第２クリップ４９２は、分割線Ａの略中間に位置するコイル４０４の近傍で、ステータ４００の基盤部４０１に固定される。そこで、まず分割線Ａの略中間に位置するコイル４０４の位置を説明する。分割線Ａの略中間に位置するコイル４０４とは、対称位置にコイル４０４が位置する場合にはその対称位置のコイル４０４とそのコイル４０４に隣接するコイル４０４を指している。また、対称位置にコイル４０４が存在しない場合は、対称位置に最も近いコイル４０４と２番目に近いコイル４０４を指している。

【0051】

そして、分割線の略中間に位置するコイル４０４の近傍とは、このように特定されたコイル４０４の近くに第１クリップ４９０や第２クリップ４９２が固定されることを意味している。近くとは、角度として５度程度までの位置を近傍に含んでいる。

【0052】

以上は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２で説明したが、Ｘ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルの第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２でも同様である。Ｘ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルの第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２は、第２クリップ４９２でステータ４００の基盤部４０１に固定している。固定には第２固定ネジ４９３を用いる。

【0053】

そのため、図９や図１０に示すように、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２とＸ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルの第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２とは、分割線Ａを挟んで左右略対称の配置となる。これは、第１クリップ４９０、第１固定ネジ４９１と第２クリップ４９２、第２固定ネジ４９３との関係でも同様である。分割線Ａを挟んで略対称な位置のため、リード配線４６４の質量を左右でバランス良く支持することができる。なお、リード配線４６４の長さは５０～１００センチメートル程度である。リード配線４６４の端部は制御装置４８０に接続されるコネクタ４６５となっている。

【0054】

上述のように、エンジンカバー２００にステータ４００をボルト固定するための固定穴４０３が、基盤部４０１に３カ所形成されている。特に、本開示では、この３カ所形成されている固定穴４０３も分割線Ａに対して略左右対称に配置されている。そのため、リード線４６０、４６１、４６２を含めてステータ４００をエンジンカバー２００にバランス良く固定することができる。エンジンの振動はシリンダブロック１１０からエンジンカバー２００を介して回転電機１に伝達される。より具体的には、振動はステータ４００の基盤部４０１の固定穴４０３を介して回転電機１に伝達される。その為、固定穴４０３が分割線Ａに対して略対称であるのは、エンジンからの振動系にあって第１クリップ４９０及び第２クリップ４９２の対称性を保つことができて望ましい。即ち、分割線Ａに対して、固定穴４０３と第１クリップ４９０及び第２クリップ４９２を共に略対称となる配置とすることで、第１系統と第２系統で、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７と、第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２と、更に、第１クリップ４９０及び第２クリップ４９２との全てに亘って挙動を合わせることができる。

【0055】

特に本例では、第１クリップ４９０を固定する固定ネジ４９１と第２クリップ４９２を固定する固定ネジ４９３を、共に固定穴４０３の近傍（３０度程度）に位置している。共振を含めステータ４００の振動は固定穴４０３から離れる程大きくなる。本例では、固定穴４０３の近傍に位置することで、第１クリップ４９０及び第２クリップ４９２部分での耐振性を高めることができる。

【0056】

かつ、本例では、第１クリップ４９０及び第２クリップ４９２からのリード配線４６４を同一方向に引き出している。そのため、３本のリード線４６１、４６２、４６３と第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２とのハンダ付けも同一方向から行うことができ、作業性も向上する。これは、コネクタ４６５を制御装置４８０に組付けたり、制御装置４８０から延びた相手方のコネクタに組付ける作業においても同様である。

【0057】

また、本例では２系統とすることで、回転電機１自身に起因する振動も低減している。例えば、図１９に示すように、集中巻の巻き線方向を同一方向（図１９で時計方向）として２系統の三相コイルの導線４５０を同位相に巻線することも考えられる。この場合には、２系統の三相コイルが同じ出力位相となる。その為、図２１に示すように、デルタ結線であれスター結線であれ、コイル４０４には誘導起電力が同時に同じベクトルで発生する。即ち、一系統（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）と他系統（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相）とが同位相となり、出力電圧はどのタイミングで見ても対称性がない。なお、スター結線では、巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３と巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７とを、対応する１本のリード線に電気接続している。

【0058】

それに対し、図２０に示すように、２系統の三相コイルの導線４５０を逆位相に巻線すると、２系統の三相コイルは互いに逆となる出力位相となる。即ち、図２０ではＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの第１系統を時計方向に集中巻し、Ｘ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルの第２系統は反時計方向に集中巻している。このように集中巻の巻き線方向が互いに異なる方向である場合に逆となる出力位相になる。その為、図２２に示すように、第１系統（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）と第２系統（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相）とが１８０度ずれた位相となる。その結果、どのタイミングで見ても出力電圧に対称性がある。出力電圧の対称性は回転電機１を発電機として利用する場合であるが、始動機として利用する場合も同様である。始動機として利用する場合には入力電圧に対称性があり、発電機及び始動機のいずれの利用においても対称性を有する。これにより、ステータ４００には互いに逆位相となる振動が生ずることとなって、振動を互いに打ち消し合うことができる。結果として、ステータ４００がコイル４０４の励磁によって振動するのが抑制でき、磁歪音というステータ４００振動に起因する異音の発生も抑制できる。コイル４０４の巻線がデルタ結線であってもスター結線であっても同様なことは図２１の例と同様である。

【0059】

本例では、上記内容を踏まえて、２系統の三相コイルを逆位相となるように配置している。なお、図１９及び図２０では、導線４５０のみを記載して巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７は記載していないが、導線４５０と巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７とが連続した線であることは、上記の通りである。

【0060】

なお、固定穴４０３の数は３カ所に限るものではない。図１１は固定穴４０３を４カ所に設けた例を示している。この図１１の例でも、固定穴４０３も分割線Ａに対して略左右対称に配置されている。この配置でも、ステータ４００をエンジンカバーにバランス良く固定することができる。

【0061】

図１２は、固定穴４０３を５カ所とした例であるが、この配置でも、固定穴４０３は分割線Ａに対して略左右対称に配置されている。従って、この配置でもステータ４００をエンジンカバーにバランス良く固定することができる。

【0062】

また、上述の例ではコイル４０４を２系統に分割したが、３系統以上に分割することも可能である。図１３は三相のコイル４０４を３系統に分割した例を示す。この例では、３系統目の第１ないし第３接続部４７０、４７１、４７２を第３クリップ４９４と第３固定ネジ４９５でステータ４００の基盤部４０１に固定している。図１３の例では固定穴４０３は３カ所で、固定穴４０３の配置は分割線Ａの中心点に対して略対称になっている。この固定穴４０３の配置によっても、３系統の配線（第１クリップ４０、第２クリップ４９２、第３クリップ４９４等）をバランス良く配置することができている。従って、本開示において分割線Ａに対して線対称とは、分割線が３本以上の場合、分割線Ａが交わる中心点に対して点対称であることを意味する。

【0063】

上述の例では、コイル４０４を三相に巻線したが、相数を変えることも可能である。本開示は、単相にしてもよく、５相の回転電機１に使用しても良い。また、上述の例では、三相の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３、コイル４０４の導線４５０及び巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７を連続した１本の線としていた。配線の作業性が良く、好適な例である。ただ、配線は必ずしも連続している必要は無い。ティース部４０２の回りに巻装してコイル４０４を形成しておき、コイル４０４間の渡線を別の導線４５０で電気接続するようにしても良い。三相の巻き始め引き出し線４５１、４５２、４５３と、コイル４０４の導線４５０とを別の配線として電気接続するようにしても良い。同様に、導線４５０と巻き終わり引き出し線４５５、４５６、４５７とを別の配線としても良い。

【0064】

また、上述の例で示した材料や寸法は一例であり、求められる性能等に応じて種々変更可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ 回転電機
３００ ロータ
４００ ステータ
４０３ 固定穴
４６０、４６１、４６２ リード線
４５１、４５２、４５３ 巻き始め引き出し線
４５５、４５６、４５７ 巻き終わり引き出し線
４８０ 制御装置

【要約】

【課題】引き出し線の耐振性を高め、コイルやリード線の耐熱性を高める。
【解決手段】コイルはステータのティース部に導線を巻線してなり、制御装置はコイルをｋ相に通電制御する。コイルはｎ系統にｎ分割され、ｎ分割されたコイルは３６０度をｎで除した角度の範囲に連続して配置され、導線はティース部のｘ数をｎとコイルのｋ相とで除した数の同じ相のコイルを周方向に連続して巻線している。リード線と導線のコイルの巻き始め端部とを巻き始め引き出し線で連結し、リード線と導線のコイルの巻き終わり端部とを巻き終わり引き出し線で連結する。リード線との連結部をクリップでステータに固定する。クリップの数はｎであり、ｎ分割する分割線の略中間に位置する。
【選択図】図８

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】