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公開番号2025057102
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023166769
出願日2023-09-28
発明の名称回転電機のロータ
出願人株式会社豊田自動織機
代理人
主分類H02K 9/06 20060101AFI20250402BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機の小型化およびロータの冷却向上を可能とする回転電機のロータの提供にある。
【解決手段】ロータ本体15と、回転軸16と、ロータ本体15に埋め込まれる永久磁石17と、を有する回転電機のロータ12である。ロータ本体15は、回転軸16に同軸状に支持され、電磁鋼板の積層により形成される円筒状の円筒コア部18と、円筒コア部18の一方の開口を塞ぐように円筒コア部18と接続された閉塞部と、を有し、円筒コア部18および閉塞部により筒内空間30が形成され、円筒コア部18は、永久磁石17を挿通する磁石挿入孔18と、永久磁石17に沿って軸方向に形成される通気路31と、を備え、円筒コア部18の閉塞部側に形成され、通気路31と筒内空間30を連通する接続通路32と、を有し、ロータ本体15と一体回転するファンが筒内空間30に配置された。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ロータ本体と、
前記ロータ本体の中心に挿通され、前記ロータ本体と一体化された回転軸と、
前記回転軸の軸方向に沿って前記ロータ本体に埋め込まれる永久磁石と、を有する回転電機のロータにおいて、
前記ロータ本体は、
前記回転軸に同軸状に支持され、電磁鋼板の積層により形成される円筒状の円筒コア部と、
前記円筒コア部の一方の開口を塞ぐように前記円筒コア部と接続された閉塞部と、を有し、
前記円筒コア部および前記閉塞部により筒内空間が形成され、
前記円筒コア部は、
前記永久磁石を挿通する磁石挿入孔と、
前記永久磁石に沿って軸方向に形成される流路と、を備え、
前記円筒コア部の前記閉塞部側に形成され、前記流路と前記筒内空間を連通する接続通路と、を有し、
前記ロータ本体と一体回転するファンが前記筒内空間に配置されていることを特徴とする回転電機のロータ。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記流路を複数有し、前記複数の流路の流路断面積を加算し流路断面積は、前記筒内空間の流路断面積よりも小さく、
前記ファンは、前記ロータ本体の回転により前記筒内空間から前記接続通路を通じて前記流路へ流れる流体の流れを発生させることを特徴とする請求項１記載の回転電機のロータ。
【請求項３】
前記接続通路の通路断面積は、前記筒内空間から前記流路へ向かうにつれて低減されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機のロータ。
【請求項４】
前記永久磁石の一部は、前記流路に露出されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の回転電機のロータ。
【請求項５】
前記ファンは、前記筒内空間において軸流を発生させる軸流ファンであることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の回転電機のロータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機のロータに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
回転電機のロータに関係する従来技術として、例えば、特許文献１に開示された電動機が知られている。特許文献１に開示された電動機では、ステータ鉄心内に、このステータ鉄心と相対向してロータ鉄心が配置され、このロータ鉄心内にシャフトが挿通されている。このシャフトにロータ鉄心の軸方向一側端面と対向するように、メインファンが取り付けられ、さらにロータ鉄心内軸方向中心部にロータ鉄心内面とシャフト外面間に内部ファンが設けられている。メインファンが取り付けられたシャフトの軸方向と反対側の軸方向端近傍にロータ鉄心支持板および仕切板が取り付けられている。ロータ鉄心、ステータ鉄心には、径方向へ延在する複数の溝が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実願昭５８－１８３８６１号（実開昭６０－９３４８０号）のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された電動機では、メインファンがロータの一方の端面と対向する構造であるため、メインファンにより発生する空気流は、ロータのメインファンに近い部位の溝を通り難い。内部ファンが設けられているもののロータ鉄心には、軸方向に沿って空気を通す溝はない。このため、ロータの冷却にばらつきが生じ、十分に冷却できない。また、メインファンがロータの一方の端面と対向して設けられることで、メインファンの分だけ回転軸の長さが増大し、回転電機の大型化を回避することができない。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、回転電機の小型化およびロータの冷却向上を可能とする回転電機のロータの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、ロータ本体と、前記ロータ本体の中心に挿通され、前記ロータ本体と一体化された回転軸と、前記回転軸の軸方向に沿って前記ロータ本体に埋め込まれる永久磁石と、を有する回転電機のロータにおいて、前記ロータ本体は、前記回転軸に同軸状に支持され、電磁鋼板の積層により形成される円筒状の円筒コア部と、前記円筒コア部の一方の開口を塞ぐように前記円筒コア部と接続された閉塞部と、を有し、前記円筒コア部および前記閉塞部により筒内空間が形成され、前記円筒コア部は、前記永久磁石を挿通する磁石挿入孔と、前記永久磁石に沿って軸方向に形成される流路と、を備え、前記円筒コア部の前記閉塞部側に形成され、前記流路と前記筒内空間を連通する接続通路と、を有し、前記ロータ本体と一体回転するファンが前記筒内空間に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、筒内空間にファンが配置されるので、回転軸の長さの増大を防止でき、回転電機の小型化に寄与できる。また、ロータが回転することにより筒内空間、接続通路および流路を一方向に向けて流体が流れる。軸方向に沿って形成された流路に流体が流れることで永久磁石の冷却向上を図ることができる。
【０００８】
また、上記の回転電機のロータにおいて、前記流路を複数有し、前記複数の流路の流路断面積を加算し流路断面積は、前記筒内空間の流路断面積よりも小さく、
前記ファンは、前記ロータ本体の回転により前記筒内空間から前記接続通路を通じて前記流路へ流れる流体の流れを発生させる構成としてもよい。
この場合、ロータが回転することでファンが筒内空間に流体を導入する。筒内空間に導入された流体は、接続通路を通じて複数の流路を流れる。複数の流路の流体の流れの方向は筒内空間の流体の流れの方向と逆方向となる。複数の流路を加算した流路断面積が筒内空間の通路断面積よりも小さいので、筒内空間に導入された流体が接続通路を通じて複数の流路を流れると、複数の流路における流体の流速は、筒内空間における流体の流速よりも増大する。複数の流路における流速が増加するにつれて、永久磁石の冷却をより促進することができる。
【０００９】
また、上記の回転電機のロータにおいて、前記接続通路の通路断面積は、前記筒内空間から前記流路へ向かうにつれて低減されている構成としてもよい。
この場合、筒内空間と流路とを接続する接続通路の通路断面積は、筒内空間から流路へ向かうにつれて低減されているので、流体を筒内空間から流路へ導入し易くなる。
【００１０】
また、上記の回転電機のロータにおいて、前記永久磁石の一部は、前記流路に露出されている構成としてもよい。
この場合、永久磁石の一部が流路に露出されているので、永久磁石の一部が流路に露出されていない場合と比較すると、永久磁石と流体との直接的な熱交換により永久磁石の冷却を促進することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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