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公開番号2025173757
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024079494
出願日2024-05-15
発明の名称回転電機
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人開知
主分類H02K 9/19 20060101AFI20251120BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】簡易かつ低コストな構造で、モータの回転速度が小さい低速時にも冷媒流量を確保することができる直接冷却構造を備えた回転電機を提供する。
【解決手段】液体冷媒によって冷却される回転電機50は、回転子2と、回転子2内に形成されており、液体冷媒が流れる低速時第1流路9aと、低速時第1流路9aに液体冷媒を供給するオイルポンプ19と、回転子2の回転数が所定閾値以下の時にオイルポンプ19と低速時第1流路9aとを接続するクラッチと、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
液体冷媒によって冷却される回転電機であって、
回転子と、
前記回転子内に形成されており、前記液体冷媒が流れる冷媒流路と、
前記冷媒流路に前記液体冷媒を供給するポンプと、
前記回転子の回転数が所定閾値以下の時に前記ポンプと前記冷媒流路とを接続するクラッチと、を備える
回転電機。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記クラッチは、前記回転数が前記所定閾値以下のときに前記ポンプと前記冷媒流路とを接続する遠心型クラッチであり、
前記ポンプの駆動軸が、前記回転子の出力軸と同軸上に配置されている
回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機において、
前記クラッチは、前記回転数を検出する検出部、及び前記検出部により検出された前記回転数が前記所定閾値以下のときに前記ポンプと前記冷媒流路とを接続する制御部を有する
回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機において、
前記制御部は、更に前記回転子の温度、供給される電流、トルクのうち、少なくとも一つが閾値以上のときにも前記ポンプと前記冷媒流路とを接続する
回転電機。
【請求項５】
請求項１に記載の回転電機において、
前記回転子内に形成されており、遠心ポンプ作用を利用して自励的に前記液体冷媒が流れる遠心ポンプ流路を更に備えた
回転電機。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機において、
前記回転子内において、前記冷媒流路は前記遠心ポンプ流路より外径側に配置された
回転電機。
【請求項７】
液体冷媒によって冷却される回転電機であって、
回転子と、
前記回転子内に形成されており、前記液体冷媒が流れる冷媒流路と、
前記冷媒流路に前記液体冷媒を供給するポンプと、
前記回転子の回転数が所定閾値以下の時に前記ポンプと前記冷媒流路とを接続するクラッチと、を備え、
前記クラッチは、前記回転子の温度、供給される電流、トルクのうち、少なくとも一つを検出する検出部、及び前記検出部により検出された前記回転子の温度、供給される電流、トルクのうちいずれか１つ以上が前記所定閾値以下のときに前記ポンプと前記冷媒流路とを接続する制御部を有する
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、特に縦軸方向に冷媒が流れるように冷却流路が形成された回転子を備える回転電機に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「ロータと、回転軸に沿ってロータを貫通し、軸受に軸支されるシャフトと、ロータを内側に収容するステータと、ロータの軸方向端面に取り付けられるロータカバーと、軸受にオイルを供給する流路を有する筐体と、を備える。ロータカバーは、シャフトとの間に同心状の隙間を形成し、軸受からのオイルを隙間で受けるオイル受け部と、オイル受け部からロータの軸方向端面に連通する配油路と、を有する。回転電機は、隙間に導かれたオイルを遠心力により配油路に供給してロータの冷却を行う。」ことが記載されている。
【０００３】
特許文献２には、「インナーロータとアウターロータとを備える対ロータ電動機において、アウターロータの外周部に油路を設ける。冷却油はケースに固定された供給部からアウターロータの回転面に吐出して供給する。冷却油は遠心力の作用によって油受部に流れ、供給口から内部に流れ込む。冷却油は油路を通過した後、排出口から外部に排出される。かかる冷却構造において、供給部は回転方向に沿った速度成分を与える方向に冷却油を吐出する。また、排出部は油路よりも回転中心に近い位置に設け、冷却油の回転速度を低減させてから排出する。」ことが記載されている。
【０００４】
特許文献３には「冷却機構は、車両に設けられた発熱機器を冷却媒体を用いて冷却する。冷却配管は、冷却媒体が充填され、発熱機器の近傍と冷却媒体を冷却するラジエータとの間を結ぶ。ウォーターポンプは、電動車の車軸の回転を利用して駆動し、冷却配管内に冷却水の流れを発生する。電磁クラッチは、車軸の回転のウォーターポンプへの伝達を断接する。車両ＥＣＵは、走行用バッテリーの充電率が所定値以上かつ電動車の減速要求がある場合に、電磁クラッチを接続してウォーターポンプを駆動させる。」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許７２４３７８０号
特開２０００－３５８３４５号公報
特開２０１７－７７０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
産業用やモビリティの分野において、モータ等の回転電機は固定子や回転子を冷却する必要があり、そのための冷却構造が設けられている。
【０００７】
産業用では、設置面積の削減のため、モータの小型化、高出力密度化が求められている。また近年は、モビリティの電動化が進展し、重量制限が大きい航空機向け、次いで自動車向けモータの高出力密度化が進められている。
【０００８】
このような状況から、いずれの分野でもさらなる回転電機の冷却性能の向上が求められている。
【０００９】
回転電機の高冷却化には、油冷などの直接液冷方式が有効であるが、回転子に関しては可動部であるために冷却構造が複雑になりやすい、との課題がある。
【００１０】
本発明の背景技術として、下記の特許文献１および特許文献２が知られている。
（【００１１】以降は省略されています）

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