JP7368197B2

JP7368197B2 - Rotating electric machine and manufacturing method of rotating electric machine

Info

Publication number: JP7368197B2
Application number: JP2019211184A
Authority: JP
Inventors: 真一磯部; 匡彦江積; 幹人佐々木; 雅裕二井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2023-10-24
Anticipated expiration: 2039-11-22
Also published as: JP2021083273A

Description

本開示は、アキシャルギャップ型でコアレスの回転電機に関する。 The present disclosure relates to an axial gap type coreless rotating electric machine.

回転電機は、電力の供給源である発電機および供給される電力に基づいて回転エネルギを生成する電動機として利用される。つまり、回転電機とは、発電機と電動機の総称である。回転電機およびと回転電機と軸結合され回転する機器、例えばタービン、コンプレッサは高速化による小型化が望まれる。 A rotating electric machine is used as a generator that is a power supply source and a motor that generates rotational energy based on the supplied power. In other words, a rotating electric machine is a general term for a generator and an electric motor. 2. Description of the Related Art Rotating electric machines and equipment that is shaft-coupled to rotating electric machines and rotating, such as turbines and compressors, are desired to be made smaller by increasing their speed.

回転電機の一種としてアキシャルギャップ型の回転電機が広く知られている。アキシャルギャップ型の回転電機は、例えば特許文献１に開示されるように、ロータ（回転子）とステータ（固定子）が軸方向に対向して配置される。アキシャルギャップ型の回転電機において、複数段のロータとステータの組み合わせを有することにより、高速化に対応できる。 Axial gap type rotating electrical machines are widely known as a type of rotating electrical machines. In an axial gap type rotating electrical machine, for example, as disclosed in Patent Document 1, a rotor and a stator are arranged to face each other in the axial direction. In an axial gap type rotating electrical machine, by having a combination of multiple stages of rotors and stators, it is possible to cope with higher speeds.

特開２０１２－１５７１５７号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-157157

回転電機を高速化する場合の課題の一つとして、ロータの回転に伴う振動が掲げられる。この振動の要因の一つとして、回転軸に対するロータのアンバランスが掲げられる。特に、複数段のロータとステータの組み合わせを備える回転電機においては、ロータのアンバランスによる振動が顕著になるおそれがある。 One of the issues when increasing the speed of a rotating electric machine is vibration caused by the rotation of the rotor. One of the causes of this vibration is the unbalance of the rotor with respect to the rotating shaft. In particular, in a rotating electrical machine that includes a combination of multiple stages of rotors and stators, vibrations due to rotor imbalance may become noticeable.

以上より、本開示は、複数段のロータとステータの組み合わせを備える回転電機において、回転動作時の振動を抑制する技術を提供することを目的とする。 As described above, an object of the present disclosure is to provide a technique for suppressing vibration during rotational operation in a rotating electric machine including a combination of a plurality of stages of rotors and stators.

本開示に係るアキシャルギャップ型でコアレスの回転電機は、ロータ、ステータおよびケースを備える。
ロータは、複数の界磁磁石が軸線方向に間隔を隔てて回転軸に固定される。ステータは、界磁磁石と対向して配置される複数の電機子コイルを有する。ケースは、ロータおよび複数のステータを収容し、かつ、回転軸を回転可能に支持する。
本開示において、ステータの電機子コイルは、第１コイルセグメントと、第１コイルセグメントに対向して配置される第２コイルセグメントと、を有する。
本開示において、ケースは、第１ケースセグメントと、第１ケースセグメントに対向して配置される第２ケースセグメントと、を有する。 An axial gap type coreless rotating electric machine according to the present disclosure includes a rotor, a stator, and a case.
In the rotor, a plurality of field magnets are fixed to a rotating shaft at intervals in the axial direction. The stator has a plurality of armature coils arranged facing the field magnets. The case accommodates a rotor and a plurality of stators, and rotatably supports a rotating shaft.
In the present disclosure, the armature coil of the stator has a first coil segment and a second coil segment disposed opposite to the first coil segment.
In the present disclosure, the case has a first case segment and a second case segment disposed opposite to the first case segment.

本開示は、上述したロータ、ステータおよびケースを備えるアキシャルギャップ型でコアレスの回転電機の製造方法を提供する。この製造方法は、以下の第１ステップ、第２ステップおよび第３ステップを備える。
第１ステップ：複数の第１コイルセグメントが所定位置に配置された第１ケースセグメントを用意する。
第２ステップ：複数の界磁磁石が回転軸に取り付けられたロータを、第１ケースセグメントの所定位置に配置する。
第３ステップ：複数の第２コイルセグメントが所定位置に配置された第２ケースセグメントを第１ケースセグメントに突き合わせる。
本開示に係る製造方法おいて、ケースは、第１ケースセグメントと第２ケースセグメントを含み、電機子コイルは、第１コイルセグメントと第２コイルセグメントを含む。 The present disclosure provides a method for manufacturing an axial gap type coreless rotating electric machine including the rotor, stator, and case described above. This manufacturing method includes the following first step, second step, and third step.
First step: providing a first case segment in which a plurality of first coil segments are arranged at predetermined positions.
Second step: A rotor with a plurality of field magnets attached to the rotating shaft is placed at a predetermined position in the first case segment.
Third step: butting the second case segment with the plurality of second coil segments in place against the first case segment.
In the manufacturing method according to the present disclosure, the case includes a first case segment and a second case segment, and the armature coil includes a first coil segment and a second coil segment.

本開示によれば、ケースが第１ケースセグメントと第２ケースセグメントに分割され、かつ、ステータの電機子コイルが第１コイルセグメントと第２コイルセグメントに分割される。これにより、複数の第１コイルセグメントが所定位置に配置された第１ケースセグメントに、複数の界磁磁石が回転軸に取り付けられたロータを一体として配置できる。したがって、第１ケースセグメントに配置されたロータについて、一体としてバランスの調整ができる。これにより、複数段のロータとステータの組み合わせを備える回転電機において、ロータのアンバランスによる振動を抑制できる。 According to the present disclosure, the case is divided into a first case segment and a second case segment, and the armature coil of the stator is divided into a first coil segment and a second coil segment. Thereby, the rotor, in which the plurality of field magnets are attached to the rotating shaft, can be integrally arranged in the first case segment in which the plurality of first coil segments are arranged at predetermined positions. Therefore, the balance of the rotor disposed in the first case segment can be adjusted as a whole. This makes it possible to suppress vibrations due to rotor imbalance in a rotating electric machine including a combination of multiple stages of rotors and stators.

本開示の第一実施形態に係る回転電機の概略構成を示す縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a rotating electric machine according to a first embodiment of the present disclosure. 第一実施形態に係るロータを示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing a rotor according to a first embodiment. 第一実施形態に係るロータを示す横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a rotor according to a first embodiment. 第一実施形態に係るステータを構成するコイルを軸線方向から示す図である。It is a figure showing a coil which constitutes a stator concerning a first embodiment from an axial direction. 第一実施形態に係るコイルから１相分を抜き出して示す図である。It is a diagram showing one phase extracted from the coil according to the first embodiment. 第一実施形態に係るコイルの一つの巻回部を示す斜視図であるIt is a perspective view showing one winding part of the coil concerning a first embodiment. 第一実施形態に係る回転電機システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a rotating electrical machine system according to a first embodiment. 図１の回転電機を分解して示す図である。FIG. 2 is an exploded view showing the rotating electric machine of FIG. 1. FIG. 第一実施形態に係る回転電機の製造手順を示す図である。It is a figure showing the manufacturing procedure of the rotary electric machine concerning a first embodiment. 図９に続き、第一実施形態に係る回転電機の製造手順を示す図である。Continuing from FIG. 9, it is a diagram showing the manufacturing procedure of the rotating electric machine according to the first embodiment. 図１０に続き、第一実施形態に係る回転電機の製造手順を示す図である。Continuing from FIG. 10, it is a diagram showing the manufacturing procedure of the rotating electric machine according to the first embodiment. 本開示の第二実施形態に係る回転電機の概略構成を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a rotating electrical machine according to a second embodiment of the present disclosure. 図１２の回転電機を軸線方向から示す部分断面図である。FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing the rotating electrical machine of FIG. 12 from the axial direction.

以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
〔第一実施形態〕
第一実施形態に係る回転電機システム１は、図７に示すように、回転電機１００と電力変換器２００とを備えている。この第一実施形態の回転電機には、アキシャルギャップ型の電動機が適用される。この電動機は、複数段のロータとステータの組み合わせを備える交流電動機であり、高速回転時における振動を抑えることができる。なお、回転電機１００を発電機に適用することもできる。
以下、回転電機システム１の構成を回転電機１００、電力変換器２００の順に説明し、その後、回転電機１００の製造手順に言及する。 Embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings.
[First embodiment]
The rotating electrical machine system 1 according to the first embodiment includes a rotating electrical machine 100 and a power converter 200, as shown in FIG. An axial gap type electric motor is applied to the rotating electric machine of this first embodiment. This electric motor is an AC electric motor that includes a combination of multiple stages of rotors and stators, and can suppress vibrations during high-speed rotation. Note that the rotating electric machine 100 can also be applied to a generator.
Hereinafter, the configuration of the rotating electrical machine system 1 will be explained in the order of the rotating electrical machine 100 and the power converter 200, and then the manufacturing procedure of the rotating electrical machine 100 will be described.

［回転電機１００］
図１に示すように、回転電機１００は、回転軸１０と、回転軸１０に固定され回転軸１０とともに回転するロータ２０と、ロータ２０と軸線方向Ｄａに対向して配置されるステータ３０と、を備える。また、回転電機１００は、ロータ２０およびステータ３０を収容するとともに、回転軸１０を回転可能に支持するケース４０を備える。
回転電機１００は、軸線方向Ｄａにできるだけ多くのロータ２０およびステータ３０を設けるために、二つのロータ２０が接し、かつ、二つのステータ３０が接して設けられている。 [Rotating electrical machine 100]
As shown in FIG. 1, the rotating electrical machine 100 includes a rotating shaft 10, a rotor 20 that is fixed to the rotating shaft 10 and rotates together with the rotating shaft 10, and a stator 30 that is disposed facing the rotor 20 in the axial direction Da. Equipped with The rotating electrical machine 100 also includes a case 40 that accommodates the rotor 20 and the stator 30 and rotatably supports the rotating shaft 10.
In order to provide as many rotors 20 and stators 30 as possible in the axial direction Da, the rotating electrical machine 100 is provided with two rotors 20 in contact and two stators 30 in contact with each other.

［回転軸１０］
回転軸１０は、図１に示すように、軸受４９を介して、軸線ａの回りに回転可能にケース４０に支持されている。回転電機１００が駆動すると回転軸１０には回転エネルギが生じ、回転軸１０に直接的にまたは間接的に接続される回転機械、例えば圧縮機、タービンを駆動させる。
回転軸１０は、回転電機１００に生じた回転エネルギを外部の負荷に伝達するものであり、これに耐えうる強度を備えるように、例えば金属材料により作製される。 [Rotating shaft 10]
As shown in FIG. 1, the rotating shaft 10 is supported by the case 40 via a bearing 49 so as to be rotatable around an axis a. When the rotating electrical machine 100 is driven, rotational energy is generated in the rotating shaft 10, which drives a rotating machine such as a compressor or a turbine that is directly or indirectly connected to the rotating shaft 10.
The rotating shaft 10 transmits the rotational energy generated in the rotating electric machine 100 to an external load, and is made of, for example, a metal material so as to have enough strength to withstand this.

［ロータ２０］
ロータ２０は、図１に示すように、回転軸１０の外周面１１から軸線ａを中心とした径方向Ｄｒの外側（以下、単に径方向外側Ｄｒｏと称する）に向かって延びている。すなわち、ロータ２０は、回転軸１０と共に軸線ａの回りに回転可能となっている。ここで例示するロータ２０は、軸線ａを中心とした円盤状に形成され、その径方向Ｄｒの中央部に図１には図示を省略する永久磁石を有している。この実施形態の回転電機１００では、軸線方向Ｄａに間隔をあけて複数段のロータ２０が設けられている。なお、ロータ２０において永久磁石よりも径方向外側Ｄｒｏに配置される部分には、ロータ２０回転時に作用する遠心力に対して補強を行う補強材を配置してもよい。図１に示すように、軸線方向Ｄａに対向する一対のロータ２０が対応するステータ３０を間に挟むように配置されている。径方向Ｄｒは鉛直方向Ｖに沿っており、軸線方向Ｄａは水平方向Ｈに沿っている。 [Rotor 20]
As shown in FIG. 1, the rotor 20 extends from the outer circumferential surface 11 of the rotating shaft 10 toward the outside in the radial direction Dr (hereinafter simply referred to as the radial outside Dr) about the axis a. That is, the rotor 20 is rotatable around the axis a together with the rotating shaft 10. The rotor 20 illustrated here is formed in a disk shape centered on the axis a, and has a permanent magnet (not shown in FIG. 1) at the center in the radial direction Dr. In the rotating electric machine 100 of this embodiment, a plurality of rotors 20 are provided at intervals in the axial direction Da. Note that a reinforcing material for reinforcing against the centrifugal force that acts when the rotor 20 rotates may be arranged in a portion of the rotor 20 that is disposed radially outward Dro from the permanent magnets. As shown in FIG. 1, a pair of rotors 20 facing each other in the axial direction Da are arranged with a corresponding stator 30 sandwiched therebetween. The radial direction Dr is along the vertical direction V, and the axial direction Da is along the horizontal direction H.

図２および図３を参照して、好ましいロータ２０の例を説明する。
ロータ２０は、径方向Ｄｒの内側に設けられる内側リング部２２と、内側リング部２２の外側に設けられるトルク伝達部２３と、を備える。また、ロータ２０は、トルク伝達部２３の外側に設けられる界磁磁石２１と、界磁磁石２１の外側に設けられる外側リング部２４と、を備えている。界磁磁石２１は、永久磁石から構成される。 An example of a preferred rotor 20 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
The rotor 20 includes an inner ring portion 22 provided on the inner side in the radial direction Dr, and a torque transmission portion 23 provided on the outer side of the inner ring portion 22. Further, the rotor 20 includes a field magnet 21 provided outside the torque transmission section 23 and an outer ring section 24 provided outside the field magnet 21. The field magnet 21 is made of a permanent magnet.

内側リング部２２は、回転軸１０に固定される。内側リング部２２は、図３に示すように、複数の扇台状の第１ブロック２２Ａを周方向Ｄｃに並べて配置されている。これら第１ブロック２２Ａは、図２に示すように、それぞれボルト等の締結具により回転軸１０の外周面１１に形成された凸部１３に締結される。この実施形態における内側リング部２２は、フェノール樹脂等の合成樹脂により形成することができる。また、内側リング部２２は、炭素繊維強化プラスチック等の複合材により形成することもできる。また、これら第１ブロック２２Ａは、図３に示すように、その径方向外側Ｄｒｏを向く外周面に、それぞれ径方向内側Ｄｒｉに凹むように形成されたキー溝２２Ｋを有している。 The inner ring portion 22 is fixed to the rotating shaft 10. As shown in FIG. 3, the inner ring portion 22 includes a plurality of fan-shaped first blocks 22A arranged side by side in the circumferential direction Dc. As shown in FIG. 2, these first blocks 22A are each fastened to a convex portion 13 formed on the outer circumferential surface 11 of the rotating shaft 10 using fasteners such as bolts. The inner ring portion 22 in this embodiment can be formed of synthetic resin such as phenol resin. Moreover, the inner ring part 22 can also be formed from a composite material such as carbon fiber reinforced plastic. Further, as shown in FIG. 3, each of the first blocks 22A has key grooves 22K formed on the outer circumferential surface facing the radially outer Dro so as to be recessed toward the radially inner Dri.

トルク伝達部２３は、界磁磁石２１を径方向外側Ｄｒｏに押圧するとともに、界磁磁石２１に作用する軸線ａを中心とした回転方向へのトルクを回転軸１０へ伝達する。言い換えれば、トルク伝達部２３は、ロータ２０の回転時、遠心力による界磁磁石２１の変位や変形によっても、界磁磁石２１の回転方向へのトルクを回転軸１０へ効率よく伝達する。このトルク伝達部２３は、キー２３Ｋと、バネ２３Ｓと、接触面２３Ｃと、をそれぞれ有している。 The torque transmission unit 23 presses the field magnet 21 radially outward Dro, and transmits the torque acting on the field magnet 21 in the rotational direction around the axis a to the rotating shaft 10. In other words, the torque transmission section 23 efficiently transmits torque in the rotational direction of the field magnet 21 to the rotating shaft 10 even when the field magnet 21 is displaced or deformed due to centrifugal force when the rotor 20 rotates. This torque transmission section 23 includes a key 23K, a spring 23S, and a contact surface 23C.

キー２３Ｋの端部は、上述したキー溝２２Ｋ内に配置され、径方向Ｄｒにスライド可能とされている。言い換えれば、キー２３Ｋは、キー溝２２Ｋに対して径方向Ｄｒに出没可能に形成されている。
バネ２３Ｓは、キー２３Ｋを径方向外側Ｄｒｏに向かって付勢している。バネ２３Ｓは、図３では白抜きで示されているが、例えば、キー２３Ｋの径方向内側Ｄｒｉの端部と、キー溝２２Ｋの底部との間に圧縮状態で配置することができる。このバネ２３Ｓとしては、例えば、コイルバネを用いることができる。バネ２３Ｓは、キー２３Ｋを径方向外側Ｄｒｏに向かって付勢可能なバネであれば板バネ等、他の弾性部材であってもよい。 The end of the key 23K is disposed within the above-mentioned key groove 22K and is slidable in the radial direction Dr. In other words, the key 23K is formed to be retractable in the radial direction Dr with respect to the key groove 22K.
The spring 23S biases the key 23K toward the radially outer side Dro. Although the spring 23S is shown in outline in FIG. 3, it can be arranged in a compressed state between the end of the radially inner Dri of the key 23K and the bottom of the keyway 22K, for example. For example, a coil spring can be used as the spring 23S. The spring 23S may be any other elastic member, such as a plate spring, as long as it can bias the key 23K toward the radially outer Dro.

接触面２３Ｃは、リング状に配置された界磁磁石２１の径方向Ｄｒの内周面２１Ｉに平行な外側面２３Ｏを有している。接触面２３Ｃは、キー２３Ｋにより径方向内側Ｄｒｉから径方向外側Ｄｒｏに向けて界磁磁石２１の内周面２１Ｉに押圧されている。これにより外側面２３Ｏの全面が内周面２１Ｉに対して面接触するようになっている。この実施形態における界磁磁石２１の内周面２１Ｉは、軸線ａを中心とした円筒状に形成されている。接触面２３Ｃの外側面２３Ｏは、軸線方向Ｄａから見て、この内周面２１Ｉと同等の曲率半径を有している。 The contact surface 23C has an outer surface 23O that is parallel to the inner peripheral surface 21I in the radial direction Dr of the field magnet 21 arranged in a ring shape. The contact surface 23C is pressed against the inner circumferential surface 21I of the field magnet 21 from the radially inner side Dri to the radially outer side Dro by the key 23K. As a result, the entire surface of the outer surface 23O comes into surface contact with the inner peripheral surface 21I. The inner circumferential surface 21I of the field magnet 21 in this embodiment is formed into a cylindrical shape centered on the axis a. The outer surface 23O of the contact surface 23C has the same radius of curvature as the inner peripheral surface 21I when viewed from the axial direction Da.

界磁磁石２１は、軸線ａを中心としたリング状に形成されている。この界磁磁石２１は、周方向Ｄｃに並んで配置された複数の扇台状の磁石ブロック２１Ａによって形成されている。隣接する磁石ブロック２１Ａ，２１Ａは、互いに逆の磁極を有するように配置されている。 The field magnet 21 is formed in a ring shape centered on the axis a. The field magnet 21 is formed by a plurality of fan-shaped magnet blocks 21A arranged in line in the circumferential direction Dc. Adjacent magnet blocks 21A, 21A are arranged so as to have opposite magnetic poles.

外側リング部２４は、ロータ２０の回転時に作用する遠心力に対して補強を行う補強材として機能する。言い換えれば、外側リング部２４は、遠心力等により界磁磁石２１が径方向外側Ｄｒｏに変位することを抑えている。この実施形態における外側リング部２４は、界磁磁石２１を径方向外側Ｄｒｏから覆うリング状に形成されている。この外側リング部２４は、炭素繊維強化プラスチック等の複合材により形成することができる。 The outer ring portion 24 functions as a reinforcing member that provides reinforcement against centrifugal force that acts when the rotor 20 rotates. In other words, the outer ring portion 24 prevents the field magnet 21 from being displaced radially outward due to centrifugal force or the like. The outer ring portion 24 in this embodiment is formed in a ring shape that covers the field magnet 21 from the radially outer side Dro. This outer ring portion 24 can be formed from a composite material such as carbon fiber reinforced plastic.

したがって、ロータ２０によれば、接触面２３Ｃが径方向外側Ｄｒｏに向かって内周面２１Ｉに付勢されるので、界磁磁石２１に遠心力が作用したとしても、接触面２３Ｃの外側面２３Ｏの全面が界磁磁石２１の内周面２１Ｉに面接触した状態を維持できる。その結果、界磁磁石２１と回転軸１０との間のトルク伝達力が低下するのを抑制することが可能となる。
なお、ここでは、ロータ２０が内側リング部２２を備える場合について説明したが、例えば、内側リング部２２のキー溝２２Ｋを回転軸１０に形成して内側リング部２２を省略してもよい。 Therefore, according to the rotor 20, since the contact surface 23C is biased toward the inner peripheral surface 21I toward the radially outer side Dro, even if centrifugal force acts on the field magnet 21, the outer surface 23O of the contact surface 23C The entire surface of the field magnet 21 can maintain a state in which it is in surface contact with the inner circumferential surface 21I of the field magnet 21. As a result, it becomes possible to suppress the torque transmission force between the field magnet 21 and the rotating shaft 10 from decreasing.
In addition, although the case where the rotor 20 is provided with the inner ring part 22 was demonstrated here, the keyway 22K of the inner ring part 22 may be formed in the rotation shaft 10, and the inner ring part 22 may be omitted, for example.

［ステータ３０］
次に、図４、図５および図６を参照して、ステータ３０について説明する。
ステータ３０は、図４に示すように、周方向Ｄｃに１／２に分割された第１コイルセグメント３２Ａと第２コイルセグメント３２Ｂを備える電機子コイル３２を主たる構成要素とする。図４は、第１コイルセグメント３２Ａと第２コイルセグメント３２Ｂが分割されたものであることを明確に示すために両者を相当の距離だけ離して示しているが、実際には適切な隙間を空けて設けられる。隙間は、電機子コイル３２を冷却する冷媒の流路となって、電機子コイル３２の冷却を促進する。
本開示において、セグメント（segment）とは、一つのものを分割した一部分を意味する。電機子コイル３２と第１コイルセグメント３２Ａおよび第２コイルセグメント３２Ｂとを例にすると、電機子コイル３２が「一つのもの」に該当し、第１コイルセグメント３２Ａおよび第２コイルセグメント３２Ｂのそれぞれが「一つのものを分割した一部分」に該当する。ケース４０におけるセグメントも同様である。 [Stator 30]
Next, the stator 30 will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.
As shown in FIG. 4, the stator 30 has an armature coil 32 as a main component, which includes a first coil segment 32A and a second coil segment 32B divided into 1/2 in the circumferential direction Dc. In FIG. 4, the first coil segment 32A and the second coil segment 32B are shown separated by a considerable distance in order to clearly show that they are separated, but in reality, they are separated by an appropriate distance. It will be established. The gap serves as a flow path for a refrigerant that cools the armature coil 32, thereby promoting cooling of the armature coil 32.
In the present disclosure, a segment means a part of one thing. Taking the armature coil 32, the first coil segment 32A, and the second coil segment 32B as an example, the armature coil 32 corresponds to "one thing", and each of the first coil segment 32A and the second coil segment 32B corresponds to "one thing". It corresponds to "a divided part of one thing". The same applies to the segments in case 40.

交流の電力で駆動する回転電機１００の電機子コイル３２は、三相分の第１コイル３２Ｕ、第２コイル３２Ｖ、第３コイル３２Ｗを備えている。これら三相分の第１コイル３２Ｕ、第２コイル３２Ｖ、第３コイル３２Ｗは、第１コイルセグメント３２Ａに属するコイル要素３２ＵＡ、３２ＶＡ、３２ＷＡと、第２コイルセグメント３２Ｂに属するコイル要素３２ＵＢ、３２ＶＢ、３２ＷＢと、を備える。なお、以下の説明において、コイル３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗの相を区別する必要のない場合には、単に電機子コイル３２と総称する場合がある。また、コイル要素３２ＵＡ、３２ＶＡ、３２ＷＡとコイル要素３２ＵＢ、３２ＶＢ、３２ＷＢとを区別する必要がない場合には、コイル３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗと称する場合がある。 The armature coil 32 of the rotating electric machine 100 driven by AC power includes a first coil 32U, a second coil 32V, and a third coil 32W for three phases. The first coil 32U, second coil 32V, and third coil 32W for these three phases include coil elements 32UA, 32VA, and 32WA belonging to the first coil segment 32A, and coil elements 32UB, 32VB belonging to the second coil segment 32B, It is equipped with 32WB. In the following description, if there is no need to distinguish between the phases of the coils 32U, 32V, and 32W, they may be simply referred to as armature coils 32. Further, when there is no need to distinguish between the coil elements 32UA, 32VA, and 32WA and the coil elements 32UB, 32VB, and 32WB, they may be referred to as coils 32U, 32V, and 32W.

コイル３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗは、導電性の優れた金属材料、例えば銅、銅合金などによってそれぞれ同一形状に形成されている。これら三相分のコイル３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗは、電機子コイル３２において、軸線方向Ｄａ（図４における紙面表裏方向）で重なるように配置されている。これら三相分のコイル３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗは、軸線ａの回りの位相が互いに異なっている。この実施形態においては、それぞれ３０度ずつ位相が異なっている。なお、コイル３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗのそれぞれの表面には、絶縁性の被膜が形成され、コイル３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗは互いに電気的に絶縁されている。 The coils 32U, 32V, and 32W are each formed in the same shape from a metal material with excellent conductivity, such as copper or copper alloy. These three-phase coils 32U, 32V, and 32W are arranged in the armature coil 32 so as to overlap in the axial direction Da (the front and back directions in FIG. 4). These three phase coils 32U, 32V, and 32W have mutually different phases around the axis a. In this embodiment, the phases differ by 30 degrees. Note that an insulating film is formed on the surface of each of the coils 32U, 32V, and 32W, and the coils 32U, 32V, and 32W are electrically insulated from each other.

コイル要素３２ＵＡとコイル要素３２ＵＢの両端は電気的に接続され、一方端、例えば、図中右側は端子などを介して後述する電力変換器２００のＵ相に接続される。コイル要素３２ＶＡとコイル要素３２ＶＢ、コイル要素３２ＷＡとコイル要素３２ＷＢについても同様である。 Both ends of coil element 32UA and coil element 32UB are electrically connected, and one end, for example, the right side in the figure, is connected to the U phase of power converter 200, which will be described later, via a terminal or the like. The same applies to coil element 32VA and coil element 32VB, and coil element 32WA and coil element 32WB.

図５に示すように、一相分の電機子コイル３２は、軸線ａを中心とした径方向外側Ｄｒｏに突出するように形成された四つの巻回部３３を備えている。これら四つの巻回部３３は、軸線ａを中心とした周方向Ｄｃで、１８０度毎に設けられている。 As shown in FIG. 5, the armature coil 32 for one phase includes four winding portions 33 formed to protrude outward in the radial direction around the axis a. These four winding portions 33 are provided every 180 degrees in the circumferential direction Dc centered on the axis a.

電機子コイル３２は、内側コイルエンド３４と、外側コイルエンド３５と、コイルスロット３６と、を備えている。
内側コイルエンド３４は、周方向Ｄｃに延びている。内側コイルエンド３４は、電機子コイル３２における軸線ａに近い位置に配置されている。この実施形態における内側コイルエンド３４は、四つ設けられ、周方向Ｄｃに等間隔で配置されている。この実施形態で例示する内側コイルエンド３４は、軸線方向Ｄａから見て、径方向内側Ｄｒｉに向かって凸となる曲線状に形成されている。内側コイルエンド３４は、内側コイルエンド３４の延びる方向に垂直な断面が矩形状に形成されている。 The armature coil 32 includes an inner coil end 34, an outer coil end 35, and a coil slot 36.
The inner coil end 34 extends in the circumferential direction Dc. The inner coil end 34 is arranged at a position close to the axis a of the armature coil 32. In this embodiment, four inner coil ends 34 are provided and arranged at equal intervals in the circumferential direction Dc. The inner coil end 34 illustrated in this embodiment is formed in a curved shape that is convex toward the radial inner side Dri when viewed from the axial direction Da. The inner coil end 34 has a rectangular cross section perpendicular to the direction in which the inner coil end 34 extends.

外側コイルエンド３５は、内側コイルエンド３４よりも径方向外側Ｄｒｏに配置されている。外側コイルエンド３５は、周方向Ｄｃに延びている。この実施形態における外側コイルエンド３５は、四つ設けられ、周方向Ｄｃに等間隔で配置されている。外側コイルエンド３５の周方向の一端部３５Ａは、径方向外側Ｄｒｏから見て、内側コイルエンド３４の周方向の他端部３４Ｂと重なるように配置されている。 The outer coil end 35 is arranged radially outward Dro than the inner coil end 34. The outer coil end 35 extends in the circumferential direction Dc. In this embodiment, four outer coil ends 35 are provided and arranged at equal intervals in the circumferential direction Dc. One circumferential end 35A of the outer coil end 35 is arranged to overlap the other circumferential end 34B of the inner coil end 34 when viewed from the radially outer Dro.

同様に、外側コイルエンド３５の周方向の他端部３５Ｂは、径方向外側Ｄｒｏから見て、内側コイルエンド３４の周方向の一端部３４Ａと重なるように配置されている。この実施形態で例示する外側コイルエンド３５は、軸線方向Ｄａから見て、周方向Ｄｃの中央部に角部３５Ｃが配置されたＬ字状に形成されている。また、外側コイルエンド３５は、内側コイルエンド３４と同様に、外側コイルエンド３５の延びる方向に対して垂直な断面が矩形状になっている。なお、外側コイルエンド３５の断面形状は上記形状に限られない。 Similarly, the other end 35B of the outer coil end 35 in the circumferential direction is arranged to overlap with one end 34A of the inner coil end 34 in the circumferential direction when viewed from the radially outer Dro. The outer coil end 35 exemplified in this embodiment is formed in an L-shape with a corner 35C disposed at the center in the circumferential direction Dc when viewed from the axial direction Da. Further, like the inner coil end 34, the outer coil end 35 has a rectangular cross section perpendicular to the direction in which the outer coil end 35 extends. Note that the cross-sectional shape of the outer coil end 35 is not limited to the above shape.

コイルスロット３６は、径方向Ｄｒに延びて内側コイルエンド３４の一端部３４Ａと、外側コイルエンド３５の他端部３５Ｂと、を電気的に接続するとともに、内側コイルエンド３４の他端部３４Ｂと、外側コイルエンド３５の一端部３５Ａと、を電気的に接続する。この第一実施形態におけるコイルスロット３６は、径方向Ｄｒに直線状に延びている。 The coil slot 36 extends in the radial direction Dr and electrically connects the one end 34A of the inner coil end 34 and the other end 35B of the outer coil end 35, and also connects the other end 34B of the inner coil end 34 to the other end 34B of the inner coil end 34. , and one end 35A of the outer coil end 35 are electrically connected. The coil slot 36 in this first embodiment extends linearly in the radial direction Dr.

図６は、この発明の第一実施形態におけるコイルの一つの巻回部３３およびその近傍を示す斜視図である。
図６に示すように、内側コイルエンド３４は、軸線方向Ｄａから見て、軸線方向Ｄａで隣接する他相の電機子コイル３２の内側コイルエンド３４と重なる位置（図４参照）に、内側切欠き部３７Ａおよび内側切欠き部３７Ｂを備えている。ここで、他相の電機子コイル３２とは、図６に示す電機子コイル３２がコイル３２Ｖの場合、コイル３２Ｕおよびコイル３２Ｗ（図４参照）が相当する。 FIG. 6 is a perspective view showing one winding portion 33 of the coil and its vicinity in the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the inner coil end 34 has an inner cut at a position (see FIG. 4) overlapping with the inner coil end 34 of the armature coil 32 of the other phase adjacent in the axial direction Da. It includes a notch 37A and an inner notch 37B. Here, when the armature coil 32 shown in FIG. 6 is the coil 32V, the armature coil 32 of the other phase corresponds to the coil 32U and the coil 32W (see FIG. 4).

内側切欠き部３７Ａ、３７Ｂは、他相の電機子コイル３２の内側コイルエンド３４を軸線方向Ｄａから収容する。この実施形態で例示する内側切欠き部３７Ａ、３７Ｂは、他相の電機子コイル３２の内側コイルエンド３４の幅よりも僅かに大きい幅を有した角溝状に形成されている。内側切欠き部３７Ａ、３７Ｂの深さ寸法ｄ１は、内側コイルエンド３４のうち内側切欠き部３７Ａ、３７Ｂが形成されていない箇所における軸線方向Ｄａの寸法ｗ１の半分以上になっている。この実施形態では、内側切欠き部３７Ａ、３７Ｂの深さ寸法ｄ１が軸線方向Ｄａの寸法ｗ１の半分の場合を例示している。 The inner notches 37A and 37B accommodate the inner coil end 34 of the armature coil 32 of the other phase from the axial direction Da. The inner notches 37A and 37B illustrated in this embodiment are formed in the shape of a square groove with a width slightly larger than the width of the inner coil end 34 of the armature coil 32 of the other phase. The depth dimension d1 of the inner notches 37A and 37B is more than half of the dimension w1 in the axial direction Da at a portion of the inner coil end 34 where the inner notches 37A and 37B are not formed. In this embodiment, a case is illustrated in which the depth dimension d1 of the inner notches 37A and 37B is half the dimension w1 in the axial direction Da.

外側コイルエンド３５は、内側コイルエンド３４と同様に、軸線方向Ｄａから見て、軸線方向Ｄａで隣接する他相の電機子コイル３２の外側コイルエンド３５と重なる位置（図４参照）に、外側切欠き部３８Ａおよび外側切欠き部３８Ｂを備えている。外側切欠き部３８Ａ、３８Ｂは、他相の電機子コイル３２の外側コイルエンド３５を軸線方向Ｄａから収容する。この実施形態で例示する外側切欠き部３８Ａ、３８Ｂも、内側切欠き部３７Ａ、３７Ｂと同様に、他相の電機子コイル３２の外側コイルエンド３５の幅よりも僅かに大きい幅を有した角溝状に形成されている。外側切欠き部の深さ寸法ｄ２は、内側コイルエンド３４のうち内側切欠き部３７Ａ、３７Ｂが形成されていない箇所における軸線方向Ｄａの寸法ｗ２の半分以上になっている。この実施形態では、外側切欠き部の深さ寸法ｄ２が軸線方向Ｄａの寸法ｗ２の半分の場合であり、且つ、寸法ｗ１と寸法ｗ２が等しい場合を例示している。 Similar to the inner coil end 34, the outer coil end 35 is located at a position (see FIG. 4) where it overlaps the outer coil end 35 of the armature coil 32 of the other phase adjacent in the axial direction Da, when viewed from the axial direction Da. It includes a notch portion 38A and an outer notch portion 38B. The outer notches 38A and 38B accommodate the outer coil end 35 of the armature coil 32 of the other phase from the axial direction Da. Like the inner notches 37A and 37B, the outer notches 38A and 38B illustrated in this embodiment also have corners having a width slightly larger than the width of the outer coil end 35 of the armature coil 32 of the other phase. It is formed in the shape of a groove. The depth dimension d2 of the outer notch is more than half the dimension w2 in the axial direction Da at a portion of the inner coil end 34 where the inner notches 37A, 37B are not formed. In this embodiment, a case is illustrated in which the depth dimension d2 of the outer notch is half the dimension w2 in the axial direction Da, and the dimension w1 and the dimension w2 are equal.

例えば、コイル３２Ｖの巻回部３３の場合、一つの巻回部３３は、周方向第一側Ｄｃ１に、コイル３２Ｕの内側コイルエンド３４を収容する内側切欠き部３７Ａと、Ｕ相コイルの外側コイルエンド３５を収容する外側切欠き部３８Ａと、を備えている。その一方で、周方向第二側Ｄｃ２に、コイル３２Ｗの内側コイルエンド３４を収容する内側切欠き部３７Ｂと、コイル３２Ｗの外側コイルエンド３５を収容する外側切欠き部３８Ｂと、を備えている。つまり、電機子コイル３２の一つの巻回部３３には、内側コイルエンド３４と外側コイルエンド３５とが二つずつ形成されている。二つの内側切欠き部３７Ａ、３７Ｂは、それぞれ軸線方向Ｄａで互いに反対側に開口するように形成され、同様に、二つの外側切欠き部３８Ａ、３８Ｂは、それぞれ軸線方向Ｄａで互いに反対側に開口するように形成されている。 For example, in the case of the winding part 33 of the coil 32V, one winding part 33 has an inner notch part 37A that accommodates the inner coil end 34 of the coil 32U on the first side Dc1 in the circumferential direction, and an outer cutout part 37A that accommodates the inner coil end 34 of the coil 32U. An outer notch 38A that accommodates the coil end 35 is provided. On the other hand, the second circumferential side Dc2 includes an inner notch 37B that accommodates the inner coil end 34 of the coil 32W, and an outer notch 38B that accommodates the outer coil end 35 of the coil 32W. . That is, each winding portion 33 of the armature coil 32 has two inner coil ends 34 and two outer coil ends 35 formed therein. The two inner notches 37A and 37B are each formed to open on opposite sides in the axial direction Da, and similarly, the two outer notches 38A and 38B are respectively formed in opposite directions in the axial direction Da. It is formed to be open.

したがって、コイル３２Ｕ、コイル３２Ｖおよびコイル３２Ｗをそれぞれ軸線方向Ｄａで重ねることで、隣接する電機子コイル３２の内側切欠き部３７Ａ、３７Ｂ同士および外側切欠き部３８Ａ、３８Ｂ同士が向かい合って互いを収容し合う状態になる。そのため、コイル３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗを重ねたコイル組立体であるステータ３０の軸線方向Ｄａの寸法を、一つの電機子コイル３２における軸線方向Ｄａの寸法程度に短くすることができる。 Therefore, by stacking the coil 32U, the coil 32V, and the coil 32W in the axial direction Da, the inner notches 37A and 37B and the outer notches 38A and 38B of the adjacent armature coils 32 face each other and accommodate each other. They become in a state of mutual respect. Therefore, the dimension in the axial direction Da of the stator 30, which is a coil assembly in which the coils 32U, 32V, and 32W are stacked, can be made as short as the dimension in the axial direction Da of one armature coil 32.

コイルスロット３６は、複数の積層板部３９を備えている。積層板部３９は、軸線方向Ｄａと交差する方向に複数積層されている。積層板部３９は、外側コイルエンド３５や内側コイルエンド３４と同じ銅などの金属によって形成されている。これら積層板部３９は、コイルスロット３６を流れる電流の周波数に対する表皮深さよりも積層される方向（以下、単に積層方向と称する）の厚さが小さい。例えば、表皮深さｄは、ｄ＝（２ρ／ωμ）１／２で求めることができる。ここで、ωは角速度、ρは導電率、μは透磁率である。
この第一実施形態における積層板部３９は、幅寸法および厚さが一定な帯状に形成されている。 The coil slot 36 includes a plurality of laminated plate portions 39. A plurality of laminated plate portions 39 are laminated in a direction intersecting the axial direction Da. The laminated plate portion 39 is made of the same metal as the outer coil end 35 and the inner coil end 34, such as copper. These laminated plate portions 39 have a thickness smaller in the direction in which they are laminated (hereinafter simply referred to as the lamination direction) than the skin depth with respect to the frequency of the current flowing through the coil slot 36. For example, the skin depth d can be determined by d=(2ρ/ωμ) 1/2. Here, ω is angular velocity, ρ is electrical conductivity, and μ is magnetic permeability.
The laminated plate portion 39 in this first embodiment is formed into a belt shape with a constant width and thickness.

上述したステータ３０は、鉄心等のコアを有していないコアレス型である。電機子コイル３２を形成する銅の透磁率は、空気の透磁率と同等である。そのため、図４のように配置された電機子コイル３２のコイルスロット３６は、軸線方向Ｄａで隣接する他相の電機子コイル３２によって発生した磁束が鎖交し易い。磁束が鎖交することによって生じる渦電流の大きさは、板厚に比例するので、上記のように表皮深さｄよりも厚さの小さい積層板部３９を複数積層することで、鎖交磁束により生じる渦電流を小さくすることができる。この実施形態で例示する積層板部３９は、コイルスロット３６の延びる方向である径方向Ｄｒに延びている場合を例示している。しかし、積層板部３９の延びる方向は、磁束が鎖交する軸線方向Ｄａと交差する方向であればよい。 The stator 30 described above is a coreless type that does not have a core such as an iron core. The magnetic permeability of copper forming the armature coil 32 is equivalent to that of air. Therefore, in the coil slots 36 of the armature coils 32 arranged as shown in FIG. 4, magnetic fluxes generated by armature coils 32 of other phases adjacent in the axial direction Da are likely to interlink. The magnitude of the eddy current caused by magnetic flux linkage is proportional to the plate thickness, so by laminating a plurality of laminated plate parts 39 whose thickness is smaller than the skin depth d as described above, the interlinking magnetic flux can be reduced. The eddy current caused by this can be reduced. The laminated plate portion 39 illustrated in this embodiment is illustrated as extending in the radial direction Dr, which is the direction in which the coil slot 36 extends. However, the direction in which the laminated plate portion 39 extends may be any direction as long as it intersects the axial direction Da interlinked with the magnetic flux.

［ケース４０］
ケース４０は、図１に示すように、ロータ２０およびステータ３０を収容するとともに、回転軸１０を回転可能に支持する。
本実施形態に係るケース４０は、図１および図８に示すように、鉛直方向Ｖに二つに分割される第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂを備える。第１ケースセグメント４０Ａは鉛直方向Ｖの下側に配置され、第２ケースセグメント４０Ｂは鉛直方向Ｖの上側に配置され、第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂとがそれぞれの開口４２Ａ，４２Ｂを突き合わせることで、収容室４５が形成される。収容室４５には、回転軸１０、ロータ２０およびステータ３０が収容される。
ケース４０は、軸線方向Ｄａの両端部に軸孔４６，４７が設けられており、回転軸１０はこの軸孔４６，４７に挿入された状態で、軸受４９により支持される。軸受４９は、第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂの間で支持されている。 [Case 40]
As shown in FIG. 1, the case 40 houses the rotor 20 and the stator 30, and rotatably supports the rotating shaft 10.
The case 40 according to this embodiment includes a first case segment 40A and a second case segment 40B that are divided into two in the vertical direction V, as shown in FIGS. 1 and 8. The first case segment 40A is arranged below the vertical direction V, the second case segment 40B is arranged above the vertical direction V, and the first case segment 40A and the second case segment 40B have respective openings 42A and 42B. By butting them together, a storage chamber 45 is formed. The storage chamber 45 accommodates the rotating shaft 10, the rotor 20, and the stator 30.
The case 40 is provided with shaft holes 46 and 47 at both ends in the axial direction Da, and the rotating shaft 10 is supported by a bearing 49 while being inserted into the shaft holes 46 and 47. Bearing 49 is supported between first case segment 40A and second case segment 40B.

［回転電機システム１］
本実施形態に係る回転電機システム１は、図７に示すように、電動機として機能する回転電機１００と、外部電源から供給される電力を変換して回転電機１００に供給する電力変換器２００と、を備えている。図７において、回転電機１００のステータ３０は記載が省略されている。 [Rotating electrical machine system 1]
As shown in FIG. 7, the rotating electrical machine system 1 according to the present embodiment includes a rotating electrical machine 100 that functions as an electric motor, a power converter 200 that converts power supplied from an external power source, and supplies the converted power to the rotating electrical machine 100. It is equipped with In FIG. 7, the stator 30 of the rotating electric machine 100 is omitted.

［電力変換器２００］
電力変換器２００は、複数のコンバータ７１と、複数のインバータ７２と、を備える。コンバータ７１が外部の交流電源からの交流電流を直流電流に変換し、コンバータ７１から受ける直流電流をインバータ７２が交流電流に変換して、回転電機１００に供給する。 [Power converter 200]
Power converter 200 includes multiple converters 71 and multiple inverters 72. Converter 71 converts alternating current from an external alternating current power source into direct current, and inverter 72 converts the direct current received from converter 71 into alternating current and supplies it to rotating electrical machine 100 .

コンバータ７１は、複数段設けられたステータ３０の各電機子コイル３２にそれぞれが接続されている。これらコンバータ７１は、一例として、一つのステータ３０に対して三つずつ設けられており、交流電源のＵ相、Ｖ相、３２相からそれぞれ供給される交流電力を直流電力に変換する。なお、コンバータ７１としては、ダイオードを用いる整流回路や、スイッチング素子によるブリッジ回路を用いることができる。 Converter 71 is connected to each armature coil 32 of stator 30 provided in multiple stages. These converters 71 are provided, for example, three for each stator 30, and convert AC power supplied from the U-phase, V-phase, and 32-phase of the AC power supply, respectively, into DC power. Note that as the converter 71, a rectifier circuit using diodes or a bridge circuit using switching elements can be used.

インバータ７２は、複数のコンバータ７１のそれぞれとステータ３０の各電機子コイル３２の間に接続されている。つまり、一つのコンバータ７１に対して一つのインバータ７２が接続されている。インバータ７２は、コンバータ７１の直流出力を交流変換する。これら複数のインバータ７２のうち、同相の交流出力を行う複数のインバータ７２の出力端子は、それぞれ直列接続されている。より具体的には、Ｕ相の交流出力を行う複数のインバータ７２Ｕの出力端子がそれぞれ直列接続され、Ｖ相の交流出力を行う複数のインバータ７２Ｖの出力端子がそれぞれ直列接続され、Ｗ相の交流出力を行う複数のインバータ７２Ｗの出力端子がそれぞれ直列接続されている。上述したインバータ７２Ｕが直列接続されたＵ相の電力線ＵＬ、インバータ７２Ｖが直列接続されたＶ相の電力線ＶＬ、および、インバータ７２Ｗが直列接続されたＷ相の電力線ＷＬは、それぞれ中性点で接続されたＹ結線となっている場合を例示している。しかし、Ｙ結線に限られるものではなく、他の結線形態であってもよい。 Inverter 72 is connected between each of the plurality of converters 71 and each armature coil 32 of stator 30 . That is, one inverter 72 is connected to one converter 71. Inverter 72 converts the DC output of converter 71 into AC. Output terminals of the plurality of inverters 72 that perform in-phase alternating current output are each connected in series. More specifically, the output terminals of a plurality of inverters 72U that output U-phase AC are connected in series, the output terminals of multiple inverters 72V that output V-phase AC are connected in series, and The output terminals of the plurality of inverters 72W that perform output are connected in series. The above-described U-phase power line UL to which the inverter 72U is connected in series, the V-phase power line VL to which the inverter 72V is connected in series, and the W-phase power line WL to which the inverter 72W is connected in series are each connected at a neutral point. This example shows a case where a Y-connection is used. However, it is not limited to the Y connection, and other connection forms may be used.

なお、コンバータ７１やインバータ７２の設置数は、上述した設置数に限られず、コンバータ７１やインバータ７２の定格電流が小さい場合などには、複数のコンバータ７１やインバータ７２を並列に接続して用いるようにしてもよい。 Note that the number of converters 71 and inverters 72 installed is not limited to the above-mentioned number of installations, and in cases where the rated current of converters 71 and inverters 72 is small, multiple converters 71 and inverters 72 may be connected in parallel and used. You may also do so.

［回転電機１００の製造方法］
次に、回転電機１００の製造手順を図８から図１１を参照して説明する。
回転電機１００の要素が図８に分解して示されているが、これらの要素を順に組み付けることで、回転電機１００が製造される。なお、ロータ２０は予め回転軸１０に組付けられているものとするが、実際には回転軸１０にロータ２０を組付ける手順が事前に行われる。 [Method for manufacturing rotating electric machine 100]
Next, the manufacturing procedure of the rotating electrical machine 100 will be explained with reference to FIGS. 8 to 11.
Although the elements of the rotating electric machine 100 are shown exploded in FIG. 8, the rotating electric machine 100 is manufactured by assembling these elements in order. It is assumed that the rotor 20 has been assembled to the rotating shaft 10 in advance, but in reality, the procedure for assembling the rotor 20 to the rotating shaft 10 is performed in advance.

始めに、図９に示すように、第１ケースセグメント４０Ａにステータ３０の第１コイルセグメント３２Ａを取り付ける。ロータ２０が配置される軸線方向Ｄａの間隔を空けて、所定数の第１コイルセグメント３２Ａが取り付けられる。第１コイルセグメント３２Ａは、例えば図示を省略するモールドを介して第１ケースセグメント４０Ａの内周面に固定される。第２コイルセグメント３２Ｂと第２ケースセグメント４０Ｂの固定についても同様である。
なお、図示を省略するが、第２ケースセグメント４０Ｂについて、第２コイルセグメント３２Ｂを所定位置に取り付けておく。 First, as shown in FIG. 9, the first coil segment 32A of the stator 30 is attached to the first case segment 40A. A predetermined number of first coil segments 32A are attached at intervals in the axial direction Da in which the rotor 20 is arranged. The first coil segment 32A is fixed to the inner circumferential surface of the first case segment 40A, for example, via a mold (not shown). The same holds true for fixing the second coil segment 32B and the second case segment 40B.
Although not shown, the second coil segment 32B is attached to the second case segment 40B at a predetermined position.

次に、図１０に示すように、複数のロータ２０が組み付けられた回転軸１０を第１ケースセグメント４０Ａに支持させる。回転軸１０には軸線方向Ｄａの両端に軸受４９，４９が取り付けられており、軸受４９，４９を第１ケースセグメント４０Ａの軸線方向Ｄａの両端に支持されるように、回転軸１０を第１ケースセグメント４０Ａに載せる。回転軸１０に支持された複数のロータ２０は、それぞれが対応するステータ３０に対向して配置される。
回転軸１０およびロータ２０を第１ケースセグメント４０Ａに載せた後に、回転軸１０を含めたロータ２０のバランスの調整を行うことができる。バランスの調整作業は、ロータ２０を回転軸１０とともに回転させてバランス状態を把握してから行われる。バランスの調整作業は、公知の手段を採用できる。 Next, as shown in FIG. 10, the rotating shaft 10 to which the plurality of rotors 20 are assembled is supported by the first case segment 40A. Bearings 49, 49 are attached to both ends of the rotating shaft 10 in the axial direction Da, and the rotating shaft 10 is attached to the first Place it on case segment 40A. The plurality of rotors 20 supported by the rotating shaft 10 are arranged to face respective stators 30 to which they correspond.
After the rotating shaft 10 and the rotor 20 are mounted on the first case segment 40A, the balance of the rotor 20 including the rotating shaft 10 can be adjusted. The balance adjustment work is performed after rotating the rotor 20 together with the rotating shaft 10 and grasping the balance state. For the balance adjustment work, known means can be employed.

次に、図１１に示すように、第２コイルセグメント３２Ｂが取り付けられている第２ケースセグメント４０Ｂを、回転軸１０が支持されている第１ケースセグメント４０Ａに載せる。図示を省略するが、第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂとは相対的な移動ができないように、互いに固定される。
以上の手順を経ることにより、回転電機１００を得ることができる。 Next, as shown in FIG. 11, the second case segment 40B to which the second coil segment 32B is attached is placed on the first case segment 40A to which the rotating shaft 10 is supported. Although not shown, the first case segment 40A and the second case segment 40B are fixed to each other so that they cannot move relative to each other.
The rotating electric machine 100 can be obtained through the above steps.

［効果］
次に、回転電機１００が奏する効果を説明する。
回転電機１００は、ステータ３０を上下に分割される第１コイルセグメント３２Ａと第２コイルセグメント３２Ｂとから構成するとともに、ケース４０を上下に分割される第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂとから構成する。したがって、図１０に示すように、ステータ３０の第１コイルセグメント３２Ａがすでに固定された第１ケースセグメント４０Ａに、回転軸１０とロータ２０が一体となったロータ組立体２５を設置できる。 [effect]
Next, the effects of the rotating electric machine 100 will be explained.
The rotating electric machine 100 has a stator 30 configured with a first coil segment 32A and a second coil segment 32B that are divided into upper and lower parts, and a case 40 that is configured with a first case segment 40A and a second case segment 40B that are divided into upper and lower parts. Consists of. Therefore, as shown in FIG. 10, the rotor assembly 25 in which the rotating shaft 10 and the rotor 20 are integrated can be installed in the first case segment 40A to which the first coil segment 32A of the stator 30 has already been fixed.

第１ケースセグメント４０Ａに載せられた状態のロータ組立体２５は、回転体としてのバランスを欠いていることがある。高速で回転されるロータ組立体２５は、バランスを欠いていると、振動が顕著になる。したがって、ロータ組立体２５についてバランスの調整をする必要があるが、本実施形態においては、回転軸１０と複数段のロータ２０が一体となったロータ組立体２５が第１ケースセグメント４０Ａに載せられているので、ロータ組立体２５の全体についてバランスの調整を容易に行うことができる。 The rotor assembly 25 placed on the first case segment 40A may lack balance as a rotating body. When the rotor assembly 25 rotates at high speed and is unbalanced, vibration becomes noticeable. Therefore, it is necessary to adjust the balance of the rotor assembly 25, but in this embodiment, the rotor assembly 25, in which the rotating shaft 10 and the multiple stages of rotors 20 are integrated, is mounted on the first case segment 40A. Therefore, the balance of the entire rotor assembly 25 can be easily adjusted.

〔第二実施形態〕
次に、第二実施形態に係る回転電機３００について、図１２および図１３を参照して説明する。回転電機３００は、ステータ３０を構成する電機子コイル３２の温度上昇を抑制できる機能を備える。 [Second embodiment]
Next, a rotating electric machine 300 according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. The rotating electric machine 300 has a function of suppressing a temperature rise in the armature coil 32 that constitutes the stator 30.

［構成］
回転電機３００は、ケース４０の周囲を覆う外ケース６０が設けられる。以下、ケース４０は、外ケース６０との関係を明確にするために、内ケース４０と表記する。外ケース６０は、第１内ケースセグメント４０Ａを覆い鉛直方向の下側に設けられる第１外ケースセグメント６０Ａと、第２内ケースセグメント４０Ｂを覆い鉛直方向の上側に設けられる第２外ケースセグメント６０Ｂと、を備えている。内ケース４０と外ケース６０の間には、所定の空隙が設けられている。 [composition]
The rotating electrical machine 300 is provided with an outer case 60 that covers the periphery of the case 40. Hereinafter, case 40 will be referred to as inner case 40 to clarify its relationship with outer case 60. The outer case 60 includes a first outer case segment 60A that covers the first inner case segment 40A and is provided on the lower side in the vertical direction, and a second outer case segment 60B that covers the second inner case segment 40B and is provided on the upper side in the vertical direction. It is equipped with. A predetermined gap is provided between the inner case 40 and the outer case 60.

外ケース６０には、図示を省略する供給源から供給される冷却媒体ＣＭを外ケース６０の内部に導く外導入口６２と、外ケース６０および内ケース４０を通過して冷却媒体ＣＭを外部に向けて排出する外排出口６４と、を備える。また、内ケース４０には、冷却媒体ＣＭが導入される内導入口５２と、冷却媒体ＣＭが排出される内排出口５４と、を備える。図１３に示すように、対応する外導入口６２と内導入口５２は鉛直方向Ｖおよび水平方向Ｈが一致する位置に設けられ、かつ、外排出口６４と内排出口５４も鉛直方向Ｖおよび水平方向Ｈが一致する位置に設けられる。図１２において、外導入口６２、内導入口５２、外排出口６４および内排出口５４が設けられる位置を図１２に破線で示すが、水平方向Ｈの複数個所に内導入口５２、外排出口６４および内排出口５４が設けられている。本実施形態においては、冷却の対象である電機子コイル３２に対応して外導入口６２などが設けられている。 The outer case 60 has an outer inlet 62 that guides the coolant CM supplied from a supply source (not shown) into the outer case 60, and an outer inlet 62 that introduces the coolant CM to the outside after passing through the outer case 60 and the inner case 40. and an external discharge port 64 for discharging toward the outside. The inner case 40 also includes an inner inlet 52 into which the cooling medium CM is introduced, and an inner discharge port 54 through which the coolant CM is discharged. As shown in FIG. 13, the corresponding outer inlet 62 and inner inlet 52 are provided at positions where the vertical direction V and the horizontal direction H coincide, and the outer outlet 64 and the inner outlet 54 are also provided in the vertical direction V and the horizontal direction H. It is provided at a position where the horizontal direction H coincides with each other. In FIG. 12, the positions where the outer inlet 62, the inner inlet 52, the outer outlet 64, and the inner outlet 54 are provided are shown by broken lines in FIG. An outlet 64 and an internal outlet 54 are provided. In this embodiment, an external inlet 62 and the like are provided corresponding to the armature coil 32 that is the object of cooling.

回転電機３００は、その動作中において、ステータ３０の電機子コイル３２に冷却媒体ＣＭを吹き付けて、電機子コイル３２の温度上昇を抑制することができる。冷却媒体ＣＭの種類はその目的を果たすことができる限り任意であり、常温または常温以下に冷却されたガス、例えば空気を用いることができる。 During operation, the rotating electric machine 300 can spray the coolant CM onto the armature coil 32 of the stator 30 to suppress a rise in temperature of the armature coil 32. The type of cooling medium CM is arbitrary as long as it can fulfill its purpose, and room temperature or a gas cooled to below room temperature, such as air, can be used.

［動作］
供給源から供給された冷却媒体ＣＭは、外導入口６２から外ケース６０の内部に導入され、さらに、内導入口５２から外ケース６０の内部に導入され、電機子コイル３２の冷却に供される。電機子コイル３２の冷却に供された冷却媒体ＣＭは、外ケース６０の内部から内排出口５４および外ケース６０の外排出口６４を通って外ケース６０の外部に排出される。排出された冷却媒体ＣＭは、例えば空気の場合には大気中に放出することができる。または、外排出口６４から排出された冷却媒体ＣＭを回収して、外導入口６２から外ケース６０の内部に導入する、冷却媒体ＣＭの循環経路を設けることもできる。 [motion]
The cooling medium CM supplied from the supply source is introduced into the outer case 60 from the outer introduction port 62 and further introduced into the outer case 60 from the inner introduction port 52 to cool the armature coil 32. Ru. The cooling medium CM used for cooling the armature coil 32 is discharged from the inside of the outer case 60 to the outside of the outer case 60 through the inner discharge port 54 and the outer discharge port 64 of the outer case 60 . For example, in the case of air, the discharged cooling medium CM can be discharged into the atmosphere. Alternatively, a circulation path for the cooling medium CM may be provided in which the cooling medium CM discharged from the external discharge port 64 is recovered and introduced into the outer case 60 from the external introduction port 62.

［効果］
回転電機３００によれば、第１コイルセグメント３２Ａと第２コイルセグメント３２Ｂの間の隙間を介して冷却がしにくい電機子コイル３２の内径側に冷媒を流すことにより、電機子コイル３２の温度上昇を抑制できる。特に、電機子コイル３２は、コアレス構造であるために、電機子コイル３２の内部の空隙に冷媒が入り込むので高い冷却能力が得られる一方、空隙があってもトルク低下の影響はほとんどない。
る。 [effect]
According to the rotating electric machine 300, the temperature of the armature coil 32 is increased by flowing the refrigerant through the gap between the first coil segment 32A and the second coil segment 32B to the inner diameter side of the armature coil 32, which is difficult to cool. can be suppressed. In particular, since the armature coil 32 has a coreless structure, the refrigerant enters the void inside the armature coil 32, resulting in a high cooling capacity, while the presence of the void has little effect on torque reduction.
Ru.

以上の実施形態に記載の回転電機は、以下のように把握される。
［第１の態様に係る回転電機］
第１の態様に係るアキシャルギャップ型コアレスの回転電機１００，３００は、ロータ２０、ステータ３０およびケース４０を備える。
ロータ２０は、複数の界磁磁石２１が軸線ａ方向に間隔を隔てて回転軸１０に固定される。ステータ３０は、界磁磁石２１と対向して配置される複数の電機子コイル３２を有する。ケース４０は、ロータ２０および複数のステータ３０を収容し、かつ、回転軸１０を回転可能に支持する。
本開示において、ステータ３０の電機子コイル３２は、第１コイルセグメント３２Ａと、第１コイルセグメント３２Ａと回転軸１０の径方向に対向して配置される第２コイルセグメント３２Ｂと、を有する。
本開示において、ケース４０は、第１ケースセグメント４０Ａと、第１ケースセグメントと回転軸の径方向に対向して配置される第２ケースセグメント４０Ｂと、を有する。 The rotating electric machine described in the above embodiments can be understood as follows.
[Rotating electrical machine according to the first aspect]
The axial gap type coreless rotating electric machine 100, 300 according to the first aspect includes a rotor 20, a stator 30, and a case 40.
In the rotor 20, a plurality of field magnets 21 are fixed to the rotating shaft 10 at intervals in the direction of the axis a. The stator 30 has a plurality of armature coils 32 arranged facing the field magnets 21. Case 40 accommodates rotor 20 and a plurality of stators 30, and rotatably supports rotary shaft 10.
In the present disclosure, the armature coil 32 of the stator 30 includes a first coil segment 32A and a second coil segment 32B arranged to face the first coil segment 32A in the radial direction of the rotating shaft 10.
In the present disclosure, the case 40 includes a first case segment 40A and a second case segment 40B arranged to face the first case segment in the radial direction of the rotation axis.

［第１の態様に係る回転電機の作用・効果］
第１の態様に係る回転電機１００，３００によれば、ケース４０が第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂに分割され、かつ、ステータ３０の電機子コイル３２が第１コイルセグメント３２Ａと第２コイルセグメント３２Ｂに分割される。これにより、複数の第１コイルセグメント３２Ａが所定位置に配置された第１ケースセグメント４０Ａに、複数の界磁磁石２１が回転軸１０に取り付けられたロータ２０を一体として配置できる。したがって、第１ケースセグメント４０Ａに配置されたロータ２０について、一体としてバランスの調整ができる。これにより、複数段のロータ２０とステータ３０の組み合わせを備える回転電機１００，３００において、ロータ２０のアンバランスによる振動を抑制できる。 [Actions and effects of the rotating electric machine according to the first aspect]
According to the rotating electric machine 100, 300 according to the first aspect, the case 40 is divided into the first case segment 40A and the second case segment 40B, and the armature coil 32 of the stator 30 is divided into the first coil segment 32A and the second case segment 40B. It is divided into two coil segments 32B. Thereby, the rotor 20 in which the plurality of field magnets 21 are attached to the rotating shaft 10 can be integrally arranged in the first case segment 40A in which the plurality of first coil segments 32A are arranged at predetermined positions. Therefore, the balance of the rotor 20 disposed in the first case segment 40A can be adjusted as a whole. Thereby, in the rotating electric machine 100, 300 including a combination of multiple stages of rotors 20 and stators 30, vibrations due to unbalance of the rotor 20 can be suppressed.

［第２の態様に係る回転電機］
第２の態様に係る回転電機１００，３００において、好ましくは、第１コイルセグメント３２Ａと第２コイルセグメント３２Ｂは、電機子コイル３２の周期の１／２ずつを担う。 [Rotating electrical machine according to second aspect]
In the rotating electric machine 100, 300 according to the second aspect, preferably, the first coil segment 32A and the second coil segment 32B each take on 1/2 of the period of the armature coil 32.

［第２の態様に係る回転電機の作用・効果］
第２の態様に係る回転電機１００，３００によれば、第１コイルセグメント３２Ａと第２コイルセグメント３２Ｂが同じ形状、寸法にできる。したがって、電機子コイル３２の周方向に均一な磁界を発生させることができるので、ロータ２０の回転を安定させることができる。 [Actions and effects of the rotating electric machine according to the second aspect]
According to the rotating electric machine 100, 300 according to the second aspect, the first coil segment 32A and the second coil segment 32B can have the same shape and dimensions. Therefore, since a uniform magnetic field can be generated in the circumferential direction of the armature coil 32, the rotation of the rotor 20 can be stabilized.

［第３の態様に係る回転電機］
第３の態様に係る回転電機１００，３００の電機子コイル３２は、回転軸１０軸線ａの回りの位相が互いに異なる第１コイル３２Ｕ、第２コイル３２Ｖおよび第３コイル３２Ｗを有する。
第３の態様に係る第１コイルセグメント３２Ａは、第１コイル３２Ｕの一部をなす第１Ａコイル要素と、第２コイル３２Ｖの一部をなす第１Ｂコイル要素と、第３コイル３２Ｗの一部をなす第１Ｃコイル要素と、を備える。また、第３の態様に係る第２コイルセグメントは、第１コイル３２Ｕの他部をなす第１ａコイル要素と、第２コイル３２Ｖの他部をなす第１ｂコイル要素と、第３コイル３２Ｗの他部をなす第１ｃコイル要素と、を備える。 [Rotating electrical machine according to third aspect]
The armature coil 32 of the rotating electric machine 100, 300 according to the third aspect includes a first coil 32U, a second coil 32V, and a third coil 32W that have mutually different phases around the axis a of the rotating shaft 10.
The first coil segment 32A according to the third aspect includes a first A coil element forming a part of the first coil 32U, a first B coil element forming a part of the second coil 32V, and a part of the third coil 32W. and a first C coil element. Further, the second coil segment according to the third aspect includes a 1a coil element forming the other part of the first coil 32U, a 1b coil element forming the other part of the second coil 32V, and a 1b coil element forming the other part of the third coil 32W. and a 1c coil element forming a section.

［第３の態様に係る回転電機の作用・効果］
第３の態様に係る回転電機１００，３００によれば、３相交流型の回転電機に適用される。 [Actions and effects of the rotating electric machine according to the third aspect]
According to the rotating electrical machine 100, 300 according to the third aspect, it is applied to a three-phase AC rotating electrical machine.

［第４の態様に係る回転電機］
第４の態様に係る回転電機１００，３００において、好ましくは、第１コイルセグメント３２Ａおよび第２コイルセグメント３２Ｂは、鉛直方向に分割される。 [Rotating electrical machine according to fourth aspect]
In the rotating electric machine 100, 300 according to the fourth aspect, preferably the first coil segment 32A and the second coil segment 32B are divided in the vertical direction.

［第４の態様に係る回転電機の作用・効果］
第４の態様に係る回転電機１００，３００によれば、第１コイルセグメント３２Ａを第１ケースセグメント４０Ａに設置し、第２コイルセグメント３２Ｂを第２ケースセグメント４０Ｂに設置する作業が容易である。 [Actions and effects of the rotating electric machine according to the fourth aspect]
According to the rotating electric machine 100, 300 according to the fourth aspect, it is easy to install the first coil segment 32A in the first case segment 40A and the second coil segment 32B in the second case segment 40B.

［第５の態様に係る回転電機］
第５の態様に係る回転電機１００，３００によれば、好ましくは、第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂは、鉛直方向に分割される。 [Rotating electrical machine according to fifth aspect]
According to the rotating electric machine 100, 300 according to the fifth aspect, preferably, the first case segment 40A and the second case segment 40B are divided in the vertical direction.

［第５の態様に係る回転電機の作用・効果］
第５の態様に係る回転電機１００，３００によれば、第１ケースセグメント４０Ａにロータ２０を設置する作業が容易である。 [Actions and effects of the rotating electric machine according to the fifth aspect]
According to the rotating electric machine 100, 300 according to the fifth aspect, it is easy to install the rotor 20 in the first case segment 40A.

［第６の態様に係る回転電機］
第６の態様に係る回転電機１００，３００によれば、好ましくは、ケースの中に冷却媒体を供給する冷却機構を備える。 [Rotating electrical machine according to the sixth aspect]
According to the rotating electric machine 100, 300 according to the sixth aspect, preferably, the case includes a cooling mechanism that supplies a cooling medium.

［第６の態様に係る回転電機の作用・効果］
第６の態様に係る回転電機１００，３００によれば、電機子コイル３２を効果的に冷却できる。 [Actions and effects of the rotating electric machine according to the sixth aspect]
According to the rotating electric machine 100, 300 according to the sixth aspect, the armature coil 32 can be effectively cooled.

以上の実施形態に記載の回転電機の製造方法は、以下のように把握される。
［第１の態様に係る回転電機の製造方法］
本開示は、上述したロータ、ステータおよびケースを備えるアキシャルギャップ型コアレス回転電機の製造方法を提供する。この製造方法は、以下の第１ステップ、第２ステップおよび第３ステップを備える。
第１ステップ：複数の第１コイルセグメントが所定位置に配置された第１ケースセグメントを用意する。
第２ステップ：複数の界磁磁石が回転軸に取り付けられたロータを、第１ケースセグメントの所定位置に配置する。
第３ステップ：複数の第２コイルセグメントが所定位置に配置された第２ケースセグメントを第１ケースセグメントに突き合わせる。
本開示に係る製造方法おいて、ケースは、第１ケースセグメントと第２ケースセグメントを含み、電機子コイルは、第１コイルセグメントと第２コイルセグメントを含む。 The method for manufacturing the rotating electrical machine described in the above embodiments can be understood as follows.
[Method for manufacturing rotating electrical machine according to first aspect]
The present disclosure provides a method for manufacturing an axial gap type coreless rotating electric machine including the rotor, stator, and case described above. This manufacturing method includes the following first step, second step, and third step.
First step: providing a first case segment in which a plurality of first coil segments are arranged at predetermined positions.
Second step: A rotor with a plurality of field magnets attached to the rotating shaft is placed at a predetermined position in the first case segment.
Third step: butting the second case segment with the plurality of second coil segments in place against the first case segment.
In the manufacturing method according to the present disclosure, the case includes a first case segment and a second case segment, and the armature coil includes a first coil segment and a second coil segment.

［第１の態様に係る回転電機の製造方法の作用・効果］
第１の態様に係る回転電機の製造方法によれば、ケース４０が第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂに分割され、かつ、ステータ３０の電機子コイル３２が第１コイルセグメント３２Ａと第２コイルセグメント３２Ｂに分割される。これにより、複数の第１コイルセグメント３２Ａが所定位置に配置された第１ケースセグメント４０Ａに、複数の界磁磁石２１が回転軸１０に取り付けられたロータ２０を一体として配置できる。したがって、第１ケースセグメント４０Ａに配置されたロータ２０について、一体としてバランスの調整ができる。これにより、複数段のロータ２０とステータ３０の組み合わせを備える回転電機１００，３００において、ロータ２０のアンバランスによる振動を抑制できる。 [Operations and effects of the method for manufacturing a rotating electric machine according to the first aspect]
According to the method for manufacturing a rotating electric machine according to the first aspect, the case 40 is divided into the first case segment 40A and the second case segment 40B, and the armature coil 32 of the stator 30 is divided into the first coil segment 32A and the second case segment 40B. It is divided into two coil segments 32B. Thereby, the rotor 20 in which the plurality of field magnets 21 are attached to the rotating shaft 10 can be integrally arranged in the first case segment 40A in which the plurality of first coil segments 32A are arranged at predetermined positions. Therefore, the balance of the rotor 20 disposed in the first case segment 40A can be adjusted as a whole. Thereby, in the rotating electric machine 100, 300 including a combination of multiple stages of rotors 20 and stators 30, vibrations due to unbalance of the rotor 20 can be suppressed.

［第２の態様に係る回転電機の製造方法］
第１の態様に係る回転電機の製造方法によれば、好ましくは、第２ステップと第３ステップの間に、ロータのバランス調整が行われる。 [Method for manufacturing rotating electrical machine according to second aspect]
According to the method for manufacturing a rotating electrical machine according to the first aspect, preferably, the balance adjustment of the rotor is performed between the second step and the third step.

［第２の態様に係る回転電機の製造方法の作用・効果］
第２の態様に係る回転電機の製造方法によれば、複数段のロータ２０とステータ３０の組み合わせを備える回転電機１００，３００において、ロータ２０のアンバランスによる振動を容易に抑制できる。 [Operations and effects of the method for manufacturing a rotating electric machine according to the second aspect]
According to the method for manufacturing a rotating electric machine according to the second aspect, vibrations due to unbalance of the rotor 20 can be easily suppressed in the rotating electric machines 100 and 300 including a combination of rotors 20 and stators 30 in multiple stages.

［付記］
上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、実施形態においては、ケース４０は鉛直方向Ｖに第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂに分割される最も好ましい例を示した。しかし、本開示においては、ロータ２０のバランスを一体として調整できる限り、ケース４０を水平方向Ｈに分割することもできる。この場合、第１ケースセグメント４０Ａと第２ケースセグメント４０Ｂとを組み付けるまでの間、他の部材により回転軸１０を含む複数段のロータ２０を支持しておけばよい。 [Additional notes]
In addition to the above, it is possible to select the configurations mentioned in the above embodiments or to change them to other configurations as appropriate.
For example, in the embodiment, the most preferable example is shown in which the case 40 is divided into the first case segment 40A and the second case segment 40B in the vertical direction V. However, in the present disclosure, the case 40 can also be divided in the horizontal direction H as long as the balance of the rotor 20 can be adjusted as a unit. In this case, the multi-stage rotor 20 including the rotating shaft 10 may be supported by other members until the first case segment 40A and the second case segment 40B are assembled.

区部が鉛直方向Ｖに限らないのは、ケース４０だけではなく電機子コイル３２についても当てはまる。つまり、実施形態においては、ケース４０が鉛直方向Ｖに分割されているのに対応して、電機子コイル３２についても鉛直方向Ｖに分割されているが、例えばケース４０が水平方向Ｈに分割されるのであれば、これに対応して電機子コイル３２を水平方向Ｈに分割できる。 The fact that the section is not limited to the vertical direction V applies not only to the case 40 but also to the armature coil 32. That is, in the embodiment, corresponding to the case 40 being divided in the vertical direction V, the armature coil 32 is also divided in the vertical direction V, but for example, the case 40 is divided in the horizontal direction H. If so, the armature coil 32 can be divided in the horizontal direction H accordingly.

また、実施形態で示した電機子コイル３２は好ましい形態である。しかし、二つに分割されたとしても、ステータとして磁界を発生できる限り本開示に適用される電機子コイルに制限はない。 Moreover, the armature coil 32 shown in the embodiment is a preferable form. However, even if the armature coil is divided into two, there is no limit to the armature coil that can be applied to the present disclosure as long as it can generate a magnetic field as a stator.

１回転電機システム
１０回転軸
１１外周面
１３凸部
２０ロータ
２１界磁磁石
２１Ａ磁石ブロック
２１Ｉ内周面
２２内側リング部
２２Ａ第１ブロック
２２Ｋキー溝
２３トルク伝達部
２３Ｃ接触面
２３Ｋキー
２３Ｏ外側面
２３Ｓバネ
２４外側リング部
２５ロータ組立体
３０ステータ
３２電機子コイル
３２Ａ第１コイルセグメント
３２Ｂ第２コイルセグメント
３２Ｕ第１コイル
３２ＵＡコイル要素（第１Ａコイル要素）
３２ＵＢコイル要素（第１ａコイル要素）
３２Ｖ第２コイル
３２ＶＡコイル要素（第１Ｂコイル要素）
３２ＶＢコイル要素（第１ｂコイル要素）
３２Ｗ第３コイル
３２ＷＡコイル要素（第１Ｃコイル要素）
３２ＷＢコイル要素（第１ｃコイル要素）
３３巻回部
３４内側コイルエンド
３５外側コイルエンド
３５Ｃ角部
３６コイルスロット
３７Ａ，３７Ｂ内側切欠き部
３８Ａ，３８Ｂ外側切欠き部
３９積層板部
４０ケース
４０Ａ第１ケースセグメント
４０Ｂ第２ケースセグメント
４２Ａ，４２Ｂ開口
４５収容室
４６，４７軸孔
４９軸受
５２内導入口
５４内排出口
６０外ケース
６０Ａ第１外ケースセグメント
６０Ｂ第２外ケースセグメント
６２外導入口
６４外排出口
７１コンバータ
７２，７２Ｕ，７２Ｖ，７２Ｗインバータ
１００回転電機
２００電力変換器
３００回転電機
ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ電力線
ＣＭ冷却媒体
1 Rotating electrical machine system 10 Rotating shaft 11 Outer surface 13 Convex portion 20 Rotor 21 Field magnet 21A Magnet block 21I Inner surface 22 Inner ring portion 22A First block 22K Keyway 23 Torque transmission portion 23C Contact surface 23K Key 23O Outer surface 23S Spring 24 Outer ring portion 25 Rotor assembly 30 Stator 32 Armature coil 32A First coil segment 32B Second coil segment 32U First coil 32UA Coil element (1st A coil element)
32UB Coil element (1a coil element)
32V 2nd coil 32VA Coil element (1st B coil element)
32VB coil element (1b coil element)
32W 3rd coil 32WA Coil element (1st C coil element)
32WB coil element (1c coil element)
33 Winding part 34 Inner coil end 35 Outer coil end 35C Corner part 36 Coil slots 37A, 37B Inner notch part 38A, 38B Outer notch part 39 Laminated plate part 40 Case 40A First case segment 40B Second case segment 42A, 42B Opening 45 Storage chambers 46, 47 Shaft hole 49 Bearing 52 Inner inlet 54 Inner outlet 60 Outer case 60A First outer case segment 60B Second outer case segment 62 Outer inlet 64 Outer outlet 71 Converter 72, 72U, 72V ,72W Inverter 100 Rotating electric machine 200 Power converter 300 Rotating electric machine UL, VL, WL Power line CM Cooling medium

Claims

複数の界磁磁石が軸線方向に間隔を隔てて回転軸に固定されるロータと、
前記界磁磁石と対向して配置される複数の電機子コイルを有するステータと、
前記ロータおよび複数の前記ステータを収容し、かつ、前記回転軸を回転可能に支持するケースと、を備え、
前記ステータの前記電機子コイルは、
第１コイルセグメントと、前記第１コイルセグメントに対向して配置される第２コイルセグメントと、を有し、
前記ケースは、
第１ケースセグメントと、前記第１ケースセグメントに対向して配置される第２ケースセグメントと、を有し、
前記ステータの前記電機子コイルは、
前記回転軸の軸線回りの位相が互いに異なる複数の電機子コイルを含み、
前記複数の電機子コイルは、それぞれ、前記軸線方向で隣接する他相の電機子コイルと重なる位置に切欠き部を備え、
前記切欠き部は、前記他相の電機子コイルを前記軸線方向から収容している、
アキシャルギャップ型でコアレスの回転電機。
a rotor in which a plurality of field magnets are fixed to a rotating shaft at intervals in the axial direction;
a stator having a plurality of armature coils disposed facing the field magnet;
a case that accommodates the rotor and the plurality of stators and rotatably supports the rotating shaft,
The armature coil of the stator is
a first coil segment; and a second coil segment disposed opposite to the first coil segment;
The case is
a first case segment; and a second case segment disposed opposite to the first case segment;
The armature coil of the stator is
including a plurality of armature coils having mutually different phases around the axis of the rotating shaft,
Each of the plurality of armature coils has a notch at a position overlapping with an armature coil of another phase adjacent to the armature coil in the axial direction,
The notch accommodates the armature coil of the other phase from the axial direction,
Axial gap type, coreless rotating electric machine.

前記第１コイルセグメントと前記第２コイルセグメントは、
前記電機子コイルの周期の１／２ずつを担う、
請求項１に記載の回転電機。
The first coil segment and the second coil segment are
responsible for each half of the period of the armature coil,
The rotating electric machine according to claim 1.

前記回転軸の軸線回りの位相が互いに異なる前記複数の電機子コイルは、第１コイル、第２コイルおよび第３コイルを含み、
前記第１コイルセグメントは、
前記第１コイルの一部をなす第１Ａコイル要素と、前記第２コイルの一部をなす第１Ｂコイル要素と、前記第３コイルの一部をなす第１Ｃコイル要素と、を備え、
前記第２コイルセグメントは、
前記第１コイルの他部をなす第１ａコイル要素と、前記第２コイルの他部をなす第１ｂコイル要素と、前記第３コイルの他部をなす第１ｃコイル要素と、を備える、
請求項１または請求項２に記載の回転電機。
The plurality of armature coils having mutually different phases around the axis of the rotating shaft include a first coil, a second coil, and a third coil,
The first coil segment is
A first A coil element forming part of the first coil, a first B coil element forming part of the second coil, and a first C coil element forming part of the third coil,
The second coil segment is
A 1a coil element forming the other part of the first coil, a 1b coil element forming the other part of the second coil, and a 1c coil element forming the other part of the third coil,
The rotating electric machine according to claim 1 or claim 2.

前記第１コイルセグメントおよび前記第２コイルセグメントは、
鉛直方向に分割される、
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
The first coil segment and the second coil segment are
divided vertically,
The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3.

前記第１ケースセグメントと前記第２ケースセグメントは、
鉛直方向に分割される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機。
The first case segment and the second case segment are
divided vertically,
The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 4.

前記ステータの前記電機子コイルは、The armature coil of the stator is
周方向に延び、前記電機子コイルにおける軸線に近い位置に配置されている内側コイルエンドと、an inner coil end extending in the circumferential direction and disposed near the axis of the armature coil;
周方向に延び、前記内側コイルエンドよりも径方向外側に配置されている外側コイルエンドと、 an outer coil end that extends in the circumferential direction and is disposed radially outward than the inner coil end;
径方向に延び、前記内側コイルエンドの一端部と、前記外側コイルエンドの他端部と、を電気的に接続するとともに、前記内側コイルエンドの他端部と、前記外側コイルエンドの一端部と、を電気的に接続するコイルスロットと、を備え、 Extending in the radial direction, electrically connecting one end of the inner coil end and the other end of the outer coil end, and connecting the other end of the inner coil end and one end of the outer coil end. , a coil slot for electrically connecting the
前記切欠き部は、内側切欠き部と、外側切欠き部と、を含み、 The cutout includes an inner cutout and an outer cutout,
前記内側コイルエンドは、前記軸線方向で隣接する他相の電機子コイルの内側コイルエンドと重なる位置に前記内側切欠き部を備え、前記内側切欠き部は、前記他相の電機子コイルの前記内側コイルエンドを前記軸線方向から収容しており、 The inner coil end is provided with the inner notch portion at a position overlapping with the inner coil end of the armature coil of the other phase adjacent in the axial direction, and the inner notch portion is provided with the inner coil end of the armature coil of the other phase adjacent to The inner coil end is accommodated from the axial direction,
前記外側コイルエンドは、前記軸線方向で隣接する他相の電機子コイルの外側コイルエンドと重なる位置に前記外側切欠き部を備え、前記外側切欠き部は、前記他相の電機子コイルの前記外側コイルエンドを前記軸線方向から収容している、 The outer coil end is provided with the outer notch portion at a position overlapping with the outer coil end of the armature coil of the other phase adjacent to the outer coil end in the axial direction, and the outer notch portion overlaps the outer coil end of the armature coil of the other phase adjacent to accommodating the outer coil end from the axial direction;
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機。The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 5.

前記ケースの中に冷却媒体を供給する冷却機構を備える、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の回転電機。
comprising a cooling mechanism that supplies a cooling medium into the case;
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6 .

複数の界磁磁石が軸線方向に間隔を隔てて回転軸に設けられるロータと、
前記界磁磁石と対向して配置される複数の電機子コイルを有するステータと、
前記ロータおよび複数の前記ステータを収容し、かつ、前記回転軸を回転可能に支持するケースと、を備えるアキシャルギャップ型でコアレスの回転電機の製造方法であって、
複数の第１コイルセグメントが所定位置に配置された第１ケースセグメントを用意する第１ステップと、
複数の前記界磁磁石が前記回転軸に取り付けられた前記ロータを、前記第１ケースセグメントの所定位置に配置する第２ステップと、
複数の第２コイルセグメントが所定位置に配置された第２ケースセグメントを前記第１ケースセグメントに突き合わせる第３ステップと、を備え、
前記第２ステップと前記第３ステップの間に、
前記ロータのバランス調整が行われ、
前記ケースは、前記第１ケースセグメントと前記第２ケースセグメントを含み、
前記電機子コイルは、前記第１コイルセグメントと前記第２コイルセグメントを含む、回転電機の製造方法。
a rotor in which a plurality of field magnets are provided on a rotating shaft at intervals in the axial direction;
a stator having a plurality of armature coils disposed facing the field magnet;
A method for manufacturing an axial gap type coreless rotating electrical machine, comprising: a case that accommodates the rotor and a plurality of stators and rotatably supports the rotating shaft, the method comprising:
a first step of providing a first case segment with a plurality of first coil segments disposed in position;
a second step of arranging the rotor, in which a plurality of field magnets are attached to the rotating shaft, at a predetermined position of the first case segment;
a third step of butting a second case segment with a plurality of second coil segments in place against the first case segment;
Between the second step and the third step,
Balance adjustment of the rotor is performed,
The case includes the first case segment and the second case segment,
The method for manufacturing a rotating electric machine, wherein the armature coil includes the first coil segment and the second coil segment.