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公開番号2025157790
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-16
出願番号2024060027
出願日2024-04-03
発明の名称非接触給電可能な回転電機
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社アイシン
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類H02K 9/19 20060101AFI20251008BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コイルエンド等の冷却が必要な箇所に冷却油を十分に供給可能な回転電機を提供する。
【解決手段】ロータ10に設けられ、ロータ10の状態を計測して出力する計測装置102と、ロータ10に設けられ、計測装置102に電力を供給する受電コイル16と、ロータ10の回転軸の周方向に沿って円環状に巻回され、受電コイル16に対して非接触で電力を給電する送電コイル24と、を備え、ロータシャフト12に冷却油を供給するための噴射穴18が設けられており、受電コイル16は、ロータ10の径方向に沿って噴射穴18と重ならない位置に配置されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ロータを回転させる回転電機であって、
前記ロータに設けられ、前記ロータの状態を計測して出力する計測装置と、
前記ロータに設けられ、前記計測装置に電力を供給する受電コイルと、
前記ロータの回転軸の周方向に沿って円環状に巻回され、前記受電コイルに対して非接触で電力を給電する送電コイルと、
を備え、
前記ロータのシャフトに冷却油を供給するための噴射穴が設けられており、
前記受電コイルは、前記ロータの径方向に沿って前記噴射穴と重ならない位置に配置されていることを特徴とする回転電機。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記受電コイルは、前記ロータの回転軸の周方向に沿った弧形状であることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記受電コイルは、前記ロータの回転軸の周方向に沿って複数並べて配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の回転電機であって、
前記受電コイルは、前記送電コイルと反対側に磁気シールド層が設けられていることを特徴とする回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電可能な回転電機に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
駆動用モータ等、回転電機として広く用いられている永久磁石同期モータでは、磁石が高温になるとコイルに通電する電流で逆磁界が加わることで磁石が不可逆減磁を引き起こす。これによって、モータの特性が低下してしまうおそれがある。特に、不可逆減磁が生ずると元に磁力に戻すことができないため、磁石の温度を管理することが重要である。
【０００３】
通常の回転電機は、不可逆減磁を防止するために上限温度に余裕を設けて、上限温度にならないように安全に使用できるように設計されている。そのため、磁石温度を直接計測できるようになれば、計測された磁石温度に応じてコイルに通電可能な電流を調整できることから、より高い電流を通電可能となって、回転電機の特性の限界まで使用することが可能になる。
【０００４】
そこで、スリップリングを用いて回転電機の回転側（ロータ）と固定側（ステータ）に電気的な接触部を設けることで、ロータ内の磁石に設けた温度センサの計測データをステータ等の外部に伝える構成が知られている。しかしながら、接触部分における摩耗によって回転電機の寿命が短縮されたり、接触があることで摩擦が増加して回転電機の損失が悪化したりする問題がある。
【０００５】
そのため、従来技術では、非接触でロータ内の温度を計測するため、計測器やデータ伝送装置を含む計測装置をロータに設置し、その計測装置に電力を給電する方法が提案されている。例えば、非接触で電力を送るためにロータに設けたドーナツ型の受電コイルと、ステータに設けたドーナツ型の送電コイルとを対向させて、外部から送電コイルに高周波の電流を通電することによって受電コイルに非接触で電力を供給する技術が開示されている。受電コイルと送電コイルの対向配置としては、回転軸方向に並べる構成又は径方向に並べる構成等が知られている（特許文献１～３等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２１－０６４９８５号公報
特開２０１１－１０１４８５号公報
特開２０２１－０１３２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、回転電機では、ロータやステータの温度を下げるために冷却油を用いて冷却する構造が採用されている。例えば、ロータの回転軸であるシャフトの軸心を中空の油路として冷却油を流し、シャフトの一部において径方向に向けて噴射穴を開けることで、遠心力によって当該噴射穴から冷却油を外側に噴射させて供給している。当該冷却油がロータのエンドプレートやステータのコイルエンド等に掛かることで回転電機を冷却することができる。
【０００８】
しかしながら、回転電機に非接触で電力を供給する機構を搭載した場合、ロータに設けられた受電コイルと冷却油供給のための噴射穴との相対的な位置関係が考慮されておらず、噴射穴から供給された冷却油が受電コイルによって邪魔されてコイルエンド等の冷却油が必要な箇所に十分に供給されないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様は、ロータを回転させる回転電機であって、前記ロータに設けられ、前記ロータの状態を計測して出力する計測装置と、前記ロータに設けられ、前記計測装置に電力を供給する受電コイルと、前記ロータの回転軸の周方向に沿って円環状に巻回され、前記受電コイルに対して非接触で電力を給電する送電コイルと、を備え、前記ロータのシャフトに冷却油を供給するための噴射穴が設けられており、前記受電コイルは、前記ロータの径方向に沿って前記噴射穴と重ならない位置に配置されていることを特徴とする回転電機である。
【００１０】
ここで、前記受電コイルは、前記ロータの回転軸の周方向に沿った弧形状であることが好適である。
（【００１１】以降は省略されています）

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