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公開番号2025017222
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-05
出願番号2023120215
出願日2023-07-24
発明の名称回転電機
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人開知
主分類H02K 9/19 20060101AFI20250129BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】簡易かつ低コストな構造で冷却流路を流れる冷媒の流量を十分に確保することができる直接冷却構造を備えた回転電機を提供する。
【解決手段】回転子2を液体冷媒により冷却するものであって、回転子2のシャフト5に水平な端面へと液体冷媒を供給する導入口13と、回転子2内に設けられており、液体冷媒をシャフト5方向に流す第1流路9と、第1流路9の第1流路入口9a側に設けられた第2流路10と、第1流路9の第1流路出口9b側に設けられた第3流路11と、を備え、第2流路10は径方向内側に向けて開く開口を有し、第3流路11は径方向外側に向けて開く開口を有し、導入口13は、第2流路10の開口よりも径方向内側に、かつ第2流路10の開口の方向に向けて液体冷媒を吐出するように設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転子を液体冷媒により冷却する回転電機であって、
前記回転子の回転軸に水平な端面へと前記液体冷媒を供給する導入口と、
前記回転子内に設けられており、前記液体冷媒を前記回転軸方向に流す第１流路と、
前記第１流路の入口側に設けられた第２流路と、
前記第１流路の出口側に設けられた第３流路と、を備え、
前記第２流路は径方向内側に向けて開く開口を有し、
前記第３流路は径方向外側に向けて開く開口を有し、
前記導入口は、前記第２流路の前記開口よりも径方向内側に、かつ前記第２流路の前記開口の方向に向けて前記液体冷媒を吐出するように設けられている
回転電機。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記第２流路は、前記第１流路の入口側から径方向内側へと延伸する第１板羽根、及び前記第１流路の入口をその径方向外側から径方向内側へと閉塞する第１カバーを有し、
前記第３流路は、前記第１流路の出口側から径方向外側へと延伸する第２板羽根、及び前記第１流路の出口をその径方向内側から径方向外側へと閉塞する第２カバーを有する
回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記第１板羽根は、前記導入口よりも内径側まで延伸している
回転電機。
【請求項４】
請求項１に記載の回転電機において、
前記第１流路の出口は、前記第１流路の入口より径方向外側となるように、径方向にずれて配置されている
回転電機。
【請求項５】
請求項１に記載の回転電機において、
前記第１流路の出口は、前記第１流路の入口より前記回転子の回転方向と反対に周方向にずれて配置されている
回転電機。
【請求項６】
請求項４に記載の回転電機において、
前記第１流路は、
前記回転子の鉄心に設けられ、断面が径方向に長いスリット状の貫通孔と、
前記第１流路の入口側ほど幅が大きく、前記貫通孔の径方向外周側に設けられた第１楔と、
前記第１流路の出口側ほど幅が大きく、前記貫通孔の径方向内周側に設けられた第２楔と、により形成された
回転電機。
【請求項７】
請求項１に記載の回転電機において、
前記回転電機は回転軸が重力の方向に据付けられており、
前記導入口は、前記回転子の鉛直方向上側に配置されている
回転電機。
【請求項８】
請求項１に記載の回転電機において、
前記回転電機は回転軸が重力に対して垂直の方向に据付けられており、
前記導入口は、前記回転軸の鉛直方向下側に配置されている
回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「ロータと、回転軸に沿ってロータを貫通し、軸受に軸支されるシャフトと、ロータを内側に収容するステータと、ロータの軸方向端面に取り付けられるロータカバーと、軸受にオイルを供給する流路を有する筐体と、を備える。ロータカバーは、シャフトとの間に同心状の隙間を形成し、軸受からのオイルを隙間で受けるオイル受け部と、オイル受け部からロータの軸方向端面に連通する配油路と、を有する。回転電機は、隙間に導かれたオイルを遠心力により配油路に供給してロータの冷却を行う。」回転電機が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、「インナーロータとアウターロータとを備える対ロータ電動機において、アウターロータの外周部に油路を設ける。冷却油はケースに固定された供給部からアウターロータの回転面に吐出して供給する。冷却油は遠心力の作用によって油受部に流れ、供給口から内部に流れ込む。冷却油は油路を通過した後、排出口から外部に排出される。かかる冷却構造において、供給部は回転方向に沿った速度成分を与える方向に冷却油を吐出する。また、排出部は油路よりも回転中心に近い位置に設け、冷却油の回転速度を低減させてから排出する。」電動機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許７２４３７８０号
特開２０００－３５８３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
産業用やモビリティの分野において、モータ等の回転電機は固定子や回転子を冷却する必要があり、そのための冷却構造が設けられている。産業用では、設置面積の削減のため、モータの小型化、高出力密度化が求められている。また近年は、モビリティの電動化が進展し、重量制限が大きい航空機向け、次いで自動車向けモータの高出力密度化が進められている。このような状況から、いずれの分野でも更なる回転電機の冷却性能向上が求められている。
【０００６】
回転電機の高冷却化には、油冷などの直接液冷方式が有効であるが、回転子に関しては可動部であるために冷却構造が複雑になりやすい。
【０００７】
本発明の背景技術として、上記の特許文献１や特許文献２等が知られている。
【０００８】
特許文献１では、回転電機の軸方向端部側のハウジングカバー内に径方向に設けた流路から軸受を通してモータハウジング内部に冷却油を供給し、回転子端部にロータカバーを設置して形成した径方向流路内を径方向外側へ流れた後、回転子内に軸方向に設けた冷却流路を通過して回転子を直接冷却する技術が開示されている。
【０００９】
また特許文献２では、回転子端部に油受けを設け、油受けに向かって供給部から油を吹き付け、油受け内の冷却油を回転子内に設けた軸方向の油路に導くことで回転子を直接冷却する技術が開示されている。
【００１０】
回転電機の回転子の冷却について以下のような課題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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