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公開番号2021170877
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211028
出願番号2020073256
出願日20200416
発明の名称回転電機
出願人三菱電機株式会社
代理人特許業務法人ぱるも特許事務所
主分類H02K 9/06 20060101AFI20211001BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】端板の剛性を維持しつつ、端板に回転子鉄心を冷却する冷却媒体流路の役割を持たせ、回転子の冷却性を向上させる。
【解決手段】回転子10の回転子鉄心2には、軸方向に貫通する放熱用貫通孔50が設けられ、回転子鉄心2の軸方向の端面に接して配置された端板3には、回転子鉄心2の端面と接する側の面に、軸方向に掘り下げられ、径方向外側に開放された溝部4が設けられ、隣り合う溝部4の間にはファン形成部4aが設けられる。永久磁石5の軸方向の端面が溝部4に露出されると共に、永久磁石5の軸方向に沿った側面部が放熱用貫通孔50に露出され、溝部4と放熱用貫通孔50が連通されて冷却媒体流路を構成する。回転子10の正転に伴って端板3がファンとして機能し、連通された放熱用貫通孔50と溝部4に冷却媒体の流れが生じる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
固定子と回転子とを備え、
上記回転子は、シャフトに固定された回転子鉄心、上記回転子鉄心に軸方向に沿って収容された磁石、上記回転子鉄心の軸方向の端面に接して配置された端板を有し、
上記回転子鉄心には、軸方向に貫通する放熱用貫通孔が設けられ、
上記端板には、上記回転子鉄心の上記端面と接する側の面に、軸方向に掘り下げられ、径方向外側に開放された溝部が設けられ、
上記磁石の軸方向の端面が上記溝部に露出されると共に、上記磁石の軸方向に沿った側面部が上記放熱用貫通孔に露出され、上記溝部と上記放熱用貫通孔が連通されることを特徴とする回転電機。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
上記端板は、上記回転子の正転時、冷却媒体を上記溝部から径方向外側に流すようファン形成部が形成されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。
【請求項3】
上記磁石は、端面が軸方向に延在するよう形成されると共に、上記放熱用貫通孔は上記磁石の一方向に長い端面形状の長手方向の両端部に配設されたことを特徴とする請求項1記載の回転電機。
【請求項4】
上記磁石は上記回転子鉄心に開口された収容孔に収容され、上記回転子鉄心の上記収容孔に連通する上記放熱用貫通孔には、上記磁石の側面部に接する突起部が配設されたことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項5】
上記磁石の軸方向に沿った一つの側面部が上記収容孔に露出されたことを特徴とする請求項4記載の回転電機。
【請求項6】
上記回転子鉄心には、上記磁石および上記放熱用貫通孔と接しない位置において軸方向に貫通する軸方向貫通部が設けられ、上記軸方向貫通部は上記溝部に連通されたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項7】
上記軸方向貫通部は、上記磁石の一方向に長い端面形状の長手方向の面部に対向する位置に開口されていることを特徴とする請求項6記載の回転電機。
【請求項8】
上記回転子は、上記回転子鉄心の軸方向の他方の端面に接して配置された別の端板を有し、上記別の端板には、上記放熱用貫通孔に連通する開口部が設けられていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項9】
上記回転子は、上記回転子鉄心の軸方向の他方の端面に接して配置された別の端板を有し、上記別の端板には、上記回転子鉄心の他方の上記端面と接する側の面部に、軸方向に掘り下げられ、径方向外側に開放された別の溝部が設けられ、
上記端板の上記溝部と上記別の端板の上記別の溝部は異なる形状または異なる大きさに形成されたことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項10】
上記端板は押さえプレートにより上記シャフトに固定され、上記端板は非磁性の材料で構成され、上記押さえプレートは鉄系材料で構成されたことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項記載の回転電機。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本願は回転電機に関するものである。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
従来の回転電機として、回転子の内側に永久磁石が埋め込まれたIPM(Interior Permanent Magnet)モータが知られている。この種の回転子には、回転時の回転子鉄心内の永久磁石の軸方向への移動防止および飛散防止の目的で端板が備えられる。そして、永久磁石および固定子コイルの冷却のために、端板にフィンを設ける場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2010-252598号公報
特許第6017101号公報
特開2003-250248号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示されたモータでは、回転子を構成する端板にフィンを設け、端板の正転時、フィンの作用により径方向外側に向けて風を発生させ、永久磁石等から端板に伝わった熱を放熱していた。この冷却方法にあっては、永久磁石等の熱が端板を介して間接的に放熱されるため、回転子の冷却性は限定的であった。
なお、端板を介した放熱方法を採用した場合、ステンレス製の端板に磁石を近接配置させることで熱伝導性を向上させることはできるが、端板には渦電流が発生するため、モータ動作の効率が低下するという問題があった。
【0005】
特許文献2には、回転子鉄心の端面から突出した永久磁石を磁石保持部に保持し、永久磁石に直接的に冷却媒体を接触させる技術が開示されている。しかし、磁石保持部は、軸の周囲から放射状に広がる傘の骨に似た形状であり、冷却媒体流路となる開口部が広く設けられたために従来の端板として求められる剛性が不足しており、端板による固定が必要な場合があった。
特許文献3には、回転子の両端に配置された端板にそれぞれファンが形成され、ファンによって生じる気流が回転子と固定子との間に軸に沿って送られる技術が開示されている。しかし、永久磁石は冷却媒体に直接的に接することがなく、回転子の冷却性が限定的な構成であった。
【0006】
本願は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、回転子の端板の剛性を維持しつつ、より一層回転子の冷却性を向上させることが可能な回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本願に係わる回転電機は、固定子と回転子とを備え、上記回転子は、シャフトに固定された回転子鉄心、上記回転子鉄心に軸方向に沿って収容された磁石、上記回転子鉄心の軸方向の端面に接して配置された端板を有し、上記回転子鉄心には、軸方向に貫通する放熱用貫通孔が設けられ、上記端板には、上記回転子鉄心の上記端面と接する側の面に、軸方向に掘り下げられ、径方向外側に開放された溝部が設けられ、上記磁石の軸方向の端面が上記溝部に露出されると共に、上記磁石の軸方向に沿った側面部が上記放熱用貫通孔に露出され、上記溝部と上記放熱用貫通孔が連通されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0008】
本願の回転電機によれば、回転子の端板に軸方向に掘り下げた溝部設け、この溝部を冷却媒体流路およびファンとして機能させることで、端板の剛性を維持しつつ、冷却性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
実施の形態1による回転電機の回転子の軸方向に沿った断面図である。
図1のA−A線における矢視図である。
実施の形態1の永久磁石の収容状態を示す平面図である。
実施の形態1の端板の斜視図である。
実施の形態1による回転電機の要部拡大断面図である。
実施の形態2による回転電機の軸方向に沿った断面図である。
実施の形態2の回転子の軸方向における一方の端面を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態1.
本願の実施の形態1による回転電機について、図1から図5を用いて説明する。図1は回転子10の軸方向に沿った断面図である。図2は図1のA−A線に沿った軸方向に垂直な断面を矢印方向から観察した矢視図である。図3(a)および図3(b)は、回転子鉄心2に収容された永久磁石5の収容状態を示す平面図である。図4は溝部4が穿たれた端板3の斜視図である。図5は、回転子10の軸方向に沿った要部拡大断面図であり、溝部4によって構成される冷媒流路を冷却媒体が通過する状態を示している。
(【0011】以降は省略されています)

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