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公開番号2025107100
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024000889
出願日2024-01-05
発明の名称回転子、回転電機および電動駆動システム
出願人Astemo株式会社
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類H02K 9/08 20060101AFI20250710BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】磁石温度を均一化し磁石最大温度を低減することができる回転子の提供。
【解決手段】ロータ11は、複数の分割磁石M1～M3が周方向に配置されるロータコア110と、ロータコア110を支持するロータシャフトと、分割磁石M1～M3を冷却するための冷媒流路と、を備える。冷媒流路は、分割磁石M1～M3の近傍、かつ、ロータコア110の各磁極の磁極中心軸J1の両側に形成され、ロータシャフトの軸方向に延びる複数の軸方向流路301a,301bと、ロータシャフト側から径方向に延びる径方向流路400と、径方向流路400から分岐して複数の軸方向流路301a,301bと接続される複数の分岐流路401a,401bと、を備える。
【選択図】図7A

特許請求の範囲【請求項１】
複数の永久磁石が周方向に配置される回転子コアと、前記回転子コアを支持する回転軸と、前記永久磁石を冷却するための冷媒流路と、を備える回転電機の回転子であって、
前記冷媒流路は、
前記永久磁石の近傍、かつ、前記回転子コアの各磁極の磁極中心軸の両側に形成され、前記回転軸の軸方向に延びる複数の軸方向流路と、
前記回転軸側から径方向に延びる径方向流路と、
前記径方向流路から分岐して前記複数の軸方向流路と接続される複数の分岐流路と、を備える回転子。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
請求項１に記載の回転子において、
前記回転子コアの軸方向端面に配置される端板を備え、
前記端板は、前記軸方向端面と対向する面に、径方向に延びる径方向溝と該径方向溝から分岐する複数の分岐溝とを有し、
前記径方向溝および前記複数の分岐溝と前記軸方向端面とにより、前記径方向流路および前記複数の分岐流路が形成される、回転子。
【請求項３】
請求項１に記載の回転子において、
前記分岐流路の流路断面積は前記径方向流路の流路断面積よりも大きく設定される、回転子。
【請求項４】
請求項１に記載の回転子において、
前記径方向流路の周方向位置は、前記複数の軸方向流路が配置される周方向範囲に含まれるように設定される、回転子。
【請求項５】
請求項１に記載の回転子において、
前記複数の軸方向流路の位置は、前記磁極中心軸に対して対称な位置に設定され、
前記径方向流路は、前記磁極中心軸に沿って形成される、回転子。
【請求項６】
請求項１に記載の回転子において、
前記軸方向流路の周方向位置は、前記回転子のｑ軸と前記磁極中心軸との間であって、より前記磁極中心軸に近い位置に設定される、回転子。
【請求項７】
請求項１に記載の回転子において、
前記回転子コアに設けられるフラックスバリアを前記複数の軸方向流路とする、回転子。
【請求項８】
請求項１に記載の回転子において、
前記複数の永久磁石が周方向に配置された磁石配置層が、前記回転子コアの径方向に複数層形成され、
前記複数の軸方向流路は、径方向に隣接する一対の前記磁石配置層の間に配置される、回転子。
【請求項９】
請求項１に記載の回転子と、
前記回転子の外径側に配置された固定子と、を備える回転電機。
【請求項１０】
請求項９に記載の回転電機を駆動用の動力として備える電動駆動システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子、回転電機および電動駆動システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
回転子に永久磁石を備える回転電機では、磁石損失により磁石温度が上昇する。永久磁石の温度が高くなると永久磁石が不可逆減磁を起こし、モータの性能が低下するおそれがある。そのため、回転子に冷媒通路を設けて冷却する構成が採用される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－２１０１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、回転子回転時における磁石損失は永久磁石の周方向位置によって異なるので、周方向において磁石温度が不均一になりやすい。回転電機の連続定格出力は磁石最大温度によって制限されるため、温度の不均一性は連続定格出力の低下を招く。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様による回転子は、複数の永久磁石が周方向に配置される回転子コアと、前記回転子コアを支持する回転軸と、前記永久磁石を冷却するための冷媒流路と、を備える回転電機の回転子であって、前記冷媒流路は、前記永久磁石の近傍、かつ、前記回転子コアの各磁極の磁極中心軸の両側に形成され、前記回転軸の軸方向に延びる複数の軸方向流路と、前記回転軸側から径方向に延びる径方向流路と、前記径方向流路から分岐して前記複数の軸方向流路と接続される複数の分岐流路と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、磁石温度を均一化し磁石最大温度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
電動車両の概略構成を示す図である。
電動駆動システムの要部を示す断面図である。
回転電機における冷却油の経路を説明する図である。
ロータコアの軸方向端面を示す図である。
端板のロータコア側の面を示す図である。
磁石損失のアンバランスによる磁石温度の不均一を説明する図である。
ロータ回転方向が反時計回りの場合の冷媒の流れ方を説明する図である。
ロータ回転方向が時計回りの場合の冷媒の流れ方を説明する図である。
変形例１を示す図である。
変形例２を説明する図であり、ロータコアの負荷側の端面を示す。
変形例２を説明する図であり、端板のロータコア対向面を示す。
変形例３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。また、以下の説明では、同一または類似の要素および処理には同一の符号を付し、重複説明を省略する場合がある。なお、以下に記載する内容はあくまでも本発明の実施の形態の一例を示すものであって、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではなく、他の種々の形態でも実施する事が可能である。
【０００９】
図１は、本実施形態の回転電機を適用した電動車両の概略構成を示す図である。電動車両１には、車輪２を駆動するための電動駆動システム３が搭載されている。電動駆動システム３は、回転電機、インバータ等の機器を備える車両駆動ユニットである。
【００１０】
電動駆動システム３の冷却系７の冷媒である冷却油は、オイルクーラー４により冷却される。なお、本実施形態では冷却系７の冷媒として冷却油を用いているが、冷媒は冷却油に限定されない。オイルクーラー４では、電動車両１の冷却系５の冷媒（冷却水）と冷却系７の冷却油との間で熱交換が行われ、冷却油が冷却水によって冷却される。冷却系５の冷却水の熱は最終的にチラー６から車外に放出される。
（【００１１】以降は省略されています）

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