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公開番号2025169016
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2024073962
出願日2024-04-30
発明の名称ロータシャフト
出願人日産自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02K 9/19 20060101AFI20251105BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】沸騰冷却機能を有するロータシャフトにおいて、作動流体の充填空間を密閉する封止部材への荷重を軽減し、良好なシール性を維持し得るロータシャフトを提供する。
【解決手段】回転電機のロータRを構成するロータシャフト1であって、ロータコア11と、その両端に連結したロータ軸12,13とを同軸線上に備え、ロータコア11が、作動流体Fを充填した沸騰部S1を備えると共に、片方のロータ軸12が、沸騰部S1に連通する凝縮部S3を備えており、凝縮部S3の先端部及び沸騰部S1の反凝縮部側の端部のいずれか一方に、ロータコア11の内外に連通する貫通孔8が形成してあると共に、貫通孔8に挿入状態で固定した封止部材9を設けたロータシャフト1。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転電機のロータを構成するロータシャフトであって、
ロータコアと、前記ロータコアの両端に連結したロータ軸とを同軸線上に備え、
前記ロータコアが、その内部に、作動流体を充填した円柱状空間である沸騰部を備えると共に、片方の前記ロータ軸が、その内部に、前記沸騰部の内径よりも小さい内径を有して前記沸騰部に連通する円柱状空間である凝縮部を備えており、
前記凝縮部の先端部及び前記沸騰部の反凝縮部側の端部のいずれか一方に、前記ロータコアの内外に連通する貫通孔が形成してあると共に、前記貫通孔に挿入状態で固定した封止部材を設けたことを特徴とするロータシャフト。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記貫通孔が、前記凝縮部の内径よりも小さい内径を有し、
前記封止部材が、前記貫通孔への挿入方向において、その前端側である固定用の圧入部と、後端側である気密用の接合部とを有することを特徴とする請求項１に記載のロータシャフト。
【請求項３】
前記封止部材の前記圧入部が、前端に向けて直径が漸次増大するテーパ形状を成していると共に、前記圧入部が、前記接合部との境界部分に、前記貫通孔の内側周縁部に係合する段差部を有することを特徴とする請求項２に記載のロータシャフト。
【請求項４】
前記封止部材の前記接合部と前記貫通孔との間に介装されるシール部を備えたことを特徴とする請求項２に記載のロータシャフト。
【請求項５】
前記貫通孔が、前記ロータコアの軸線上に突出した突軸部に形成してあると共に、前記封止部材の前記接合部が、前記圧入部の直径よりも大きい直径を有し、
前記突軸部の先端面と前記接合部との間に介装されるシール部を備えたことを特徴とする請求項２に記載のロータシャフト。
【請求項６】
前記貫通孔と前記封止部材との間にメッキ層を備えたことを特徴とする請求項２に記載のロータシャフト。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか１項に記載のロータシャフトを含むロータと、前記ロータに対応するステータとを備えた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、回転電機のロータを構成するロータシャフトに関し、とくに、沸騰冷却機能を有するロータシャフトに関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、沸騰冷却機能を有するロータシャフトとしては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１には、回転子軸の密閉中空孔に冷却液媒体を封入し、密閉中空孔内に、加熱伝熱領域と冷却伝熱領域を設けたヒートパイプが開示されている。このヒートパイプは、一端が開放された密閉中空孔を有する回転子軸と、密閉中空孔の開放部を閉塞する蓋とを備える。そして、ヒートパイプは、密閉中空孔内に冷却液媒体を注入した後、回転子軸の端部に蓋を摩擦圧接させることにより、密閉中空孔を閉じて冷却液媒体を封入する。
【０００３】
上記のヒートパイプは、回転電機の作動時において、ロータで発生した熱を加熱伝熱領域で吸収して冷却液媒体を気化させ、その気化熱によりロータを冷却する。そして、ヒートパイプは、冷却伝熱領域において、加熱伝熱領域の熱を外部に放出すると共に、冷却液媒体を液化し、その冷却液媒体を加熱伝熱領域に戻すというサイクルを繰り返す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開昭５７－１９５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、沸騰冷却機能を有するロータシャフトでは、ヒートパイプ内部の温度上昇に伴って内圧も増大し、その内圧が蓋に直接加わると共に、蓋の接合部分に大きな応力が生じる。このようなロータシャフトでは、仮に、蓋の接合部分にクラックが生じると、シール性が損なわれ、作動流体の漏出により冷却機能が低下する恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、沸騰冷却用の作動流体の充填空間を封止部材で密閉した構造を有するロータシャフトであって、封止部材に加わる荷重を軽減して、長期にわたって封止部材の良好なシール性を維持することができるロータシャフトを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係わるロータシャフトは、回転電機のロータを構成するものであって、ロータコアと、ロータコアの両端に連結したロータ軸とを同軸線上に備えている。ロータコアは、その内部に、作動流体を充填した円柱状空間である沸騰部を備えると共に、片方のロータ軸が、その内部に、沸騰部の内径よりも小さい内径を有して沸騰部に連通する円柱状空間である凝縮部を備えている。そして、ロータシャフトは、凝縮部の先端部及び沸騰部の反凝縮部側の端部のいずれか一方に、ロータコアの内外に連通する貫通孔が形成してあると共に、貫通孔に挿入状態で固定した封止部材を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係わるロータシャフトは、沸騰冷却用の作動流体の充填空間を封止部材で密閉した構造を有するロータシャフトにおいて、充填空間に対する封止部材の面積を小さくして、封止部材に加わる荷重を軽減することが可能になり、これにより封止部材の接合部に生じる応力も減少するので、長期にわたって封止部材の良好なシール性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
ロータシャフトの第１実施形態を示す断面説明図（Ａ）、及び図Ａ中のＡ－Ａ線矢視に基づく断面図（Ｂ）である。
ロータシャフトの第２実施形態を示す断面図である。
ロータシャフトの第３実施形態を示す断面図（Ａ，Ｂ）、第４実施形態を示す断面図（Ｃ）、第５実施形態を示す断面図（Ｄ）、及び第６実施形態を示す断面図（Ｅ，Ｆ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１（Ａ）に示すロータシャフト１は、回転電機であるモータＭのロータＲを構成している。なお、図１（Ａ）は、ステータＳの片側半分を省略したモータの断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中のＡ－Ａ線矢視に基づく断面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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