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公開番号2025129523
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026206
出願日2024-02-26
発明の名称回転電機
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類H02K 9/19 20060101AFI20250829BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コイルエンドを均一に冷却することができる回転電機を提供する。
【解決手段】ステータ13と回転軸11に締結されたロータ12とケーシング14とを有する回転電機10であって、ステータコイル22はステータコア20から軸方向外側に突出したコイルエンド21a、21bをそれぞれ有し、ケーシングの内部に一方のコイルエンドに対して冷却液を吐出する第1冷却液吐出機構30と、他方のコイルエンドに対して冷却液を吐出する第2冷却液吐出機構40とを備え、第1冷却液吐出機構は回転軸を囲み複数の吐出孔50を有する円環状の第1冷却液流路32を有し、第2冷却液吐出機構は回転軸を囲み複数の吐出孔50を有する円環状の第2冷却液流路42を有している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ステータと、前記ステータに対して回転可能に支持された回転軸に締結されたロータと、前記ステータおよび前記ロータを密閉するケーシングとを有する回転電機であって、
前記ステータは、複数のティースを備えたステータコアと、複数の前記ティースに巻き回されたステータコイルとを有し、
前記ステータコイルは、軸方向両端部に前記ステータコアから軸方向外側に突出したコイルエンドをそれぞれ有し、
前記ケーシングの内部に一方の前記コイルエンドに対して軸方向外側から冷却液を吐出する第１冷却液吐出機構と、他方の前記コイルエンドに対して軸方向外側から冷却液を吐出する第２冷却液吐出機構とを備え、
前記第１冷却液吐出機構は、前記回転軸を囲み複数の吐出孔を有する円環状の第１冷却液流路を有し、
前記第２冷却液吐出機構は、前記回転軸を囲み複数の吐出孔を有する円環状の第２冷却液流路を有することを特徴とする回転電機。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記回転軸は水平方向と平行な方向に配置されており、前記第１冷却液流路および前記第２冷却液流路は、鉛直方向の上側の第１円弧部と鉛直方向の下側の第２円弧部とをそれぞれ有し、前記第１円弧部の半径は前記コイルエンドの中心半径よりも大きく、前記第２円弧部の半径は前記コイルエンドの中心半径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記第１円弧部の半径は前記コイルエンドの外縁部の半径よりも大きく、前記第２円弧部の半径は前記コイルエンドの内縁部の半径よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第１冷却液流路および前記第２冷却液流路は、前記第１円弧部と前記第２円弧部との間に第３円弧部をそれぞれ有し、前記第１円弧部と前記第３円弧部との間に第１直線部を有し、前記第２円弧部と前記第３円弧部との間に第２直線部を有することを特徴とする請求項２または３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記第１冷却液流路および前記第２冷却液流路の前記第１直線部、前記第２直線部および前記第３円弧部に吐出孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記ステータコイルと電気的に接続された入出力端子をさらに備え、
前記入出力端子は前記一方のコイルエンドよりも外径側に設置されており、前記第１冷却液流路は前記入出力端子と対向する位置に前記第１円弧部と連通する第３直線部を有し、前記第３直線部は前記入出力端子に対して冷却液を吐出する吐出孔を有することを特徴とする請求項２または３に記載の回転電機。
【請求項７】
前記第１円弧部および前記第２円弧部にそれぞれ形成された複数の吐出孔において、鉛直方向の上側に形成された吐出孔の直径が鉛直方向の下側に形成された吐出孔の直径よりも大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の回転電機。
【請求項８】
複数の前記吐出孔は、冷却液の出口に向かって鉛直方向の上側に傾斜した吐出孔と、冷却液の出口に向かって鉛直方向の下側に傾斜した吐出孔とが混在していることを特徴とする請求項２または３に記載の回転電機。
【請求項９】
前記ケーシングの外部から前記第１冷却液吐出機構に冷却液を供給する第１冷却液供給経路と、前記ケーシングの内部に前記第１冷却液吐出機構と前記第２冷却液吐出機構とを連通する第２冷却液供給経路とをさらに備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記第２冷却液供給経路は前記ステータよりも鉛直上側に配置されており、前記第２冷却液供給経路に複数の吐出孔が形成されていることを特徴とする請求項９項に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転電機に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
回転電機は、回転駆動に伴って銅損、鉄損、機械損といった損失が生じ、これらの損失によって熱が発生する。この発熱により回転電機が過度に高温になると、構成部品の劣化、永久磁石の減磁などを引き起こす。そこで、回転電機の発熱を抑制するために、ステータコアよりも軸方向外側に突出するコイルエンドに冷却液、例えば冷却油を噴射する技術が提案されている。例えば、回転軸が水平方向となるように設置された回転電機において、鉛直方向の上側のみのコイルエンドに冷却液を噴射させ、重力によって冷却液を鉛直方向の下側のコイルエンドへ流すことでコイルエンドを冷却する冷却構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６７６００９９号公報
【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、従来の回転電機においては、コイルエンドの上側のみに冷却液を噴射させているので、回転軸の下側に位置するコイルエンドに冷却液が十分に行き渡らず、下側のコイルエンドに対する冷却性能が低下する可能性がある。また、冷却液がコイルエンドに接触するとコイルエンドの熱が冷却液に伝達するため、冷却液の温度が上昇する。そのため、従来の回転電機においては、コイルエンドの下側を流れる冷却液の温度はコイルエンドの上側を流れる冷却液の温度よりも高くなる。このように、従来の回転電機においては、上側のコイルエンドに対する冷却性能と下側のコイルエンドに対する冷却性能とに差が生じ、コイルエンドを均一に冷却することができないという問題があった。
【０００５】
本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、コイルエンドを均一に冷却することができる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】
【０００６】
本開示の回転電機は、ステータと、ステータに対して回転可能に支持された回転軸に締結されたロータと、ステータおよびロータを密閉するケーシングとを有する回転電機であって、ステータは、複数のティースを備えたステータコアと、複数のティースに巻き回されたステータコイルとを有し、ステータコイルは、軸方向両端部にステータコアから軸方向外側に突出したコイルエンドをそれぞれ有し、ケーシングの内部に一方のコイルエンドに対して軸方向外側から冷却液を吐出する第１冷却液吐出機構と、他方のコイルエンドに対して軸方向外側から冷却液を吐出する第２冷却液吐出機構とを備え、第１冷却液吐出機構は、回転軸を囲み複数の吐出孔を有する円環状の第１冷却液流路を有し、第２冷却液吐出機構は、回転軸を囲み複数の吐出孔を有する円環状の第２冷却液流路を有している。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の回転電機は、ケーシングの内部に一方のコイルエンドに対して軸方向外側から冷却液を吐出する第１冷却液吐出機構と、他方のコイルエンドに対して軸方向外側から冷却液を吐出する第２冷却液吐出機構とを有し、第１冷却液吐出機構が回転軸を囲み複数の吐出孔を有する円環状の第１冷却液流路を有し、第２冷却液吐出機構が回転軸を囲み複数の吐出孔を有する円環状の第２冷却液流路を有しているので、コイルエンドを均一に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る回転電機の斜視図である。
実施の形態１に係る回転電機の断面図である。
実施の形態１に係る回転電機における第１冷却液吐出機構を説明するための図である。
実施の形態１に係る回転電機における第２冷却液吐出機構を説明するための図である。
実施の形態２に係る回転電機における第１冷却液吐出機構を説明するための図である。
実施の形態２に係る回転電機における第２冷却液吐出機構を説明するための図である。
実施の形態３に係る回転電機における第２冷却液吐出機構を説明するための図である。
実施の形態３に係る回転電機における図７のＡ－Ａで示す箇所の拡大断面図である。
実施の形態３に係る回転電機における図７のＢ－Ｂで示す箇所の拡大断面図である。
実施の形態４に係る回転電機における第２冷却液吐出機構を説明するための図である。
実施の形態５に係る回転電機の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示を実施するための実施の形態に係る回転電機について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る回転電機の斜視図である。また、図２は、本実施の形態に係る回転電機の断面図である。本実施の形態の回転電機は、電動車両、例えばハイブリッド自動車、電気自動車などに搭載される回転電機である。電動車両において、この回転電機は車両を走行させる走行用ジェネレータとして用いられてもよいし、回生制動力およびエンジンの余剰動力によって発電する電力用ジェネレータとして用いられてもよい。なお、図１および図２において、Ｚ軸方向は鉛直方向であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向である。本実施の形態の回転電機においては、Ｙ軸方向が回転電機１０の回転軸と平行な方向とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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