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公開番号2025116683
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2024011243
出願日2024-01-29
発明の名称回転電機
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類H02K 21/14 20060101AFI20250801BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】構造が単純で、非磁性流体を用いずに、低回転時の高トルクを維持しつつ高回転時の出力を向上できる回転電機を提供する。
【解決手段】略円環形状のヨーク11aと、ヨーク11aから径方向に延びる複数のティース11bと、を有するステータコア11を備える回転電機であって、ティース11bの内部に磁性流体の流路11cが設けられており、ロータ2の回転速度が所定値以下の場合は、流路11cに磁性流体を流通させ、ロータ2の回転速度が所定値より高い場合は、流路11cから磁性流体が抜き出される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
略円環形状のヨークと、前記ヨークから径方向に延びる複数のティースと、を有するステータコアを備える回転電機であって、
前記ティースの内部に磁性流体の流路が設けられており、
ロータの回転速度が所定値以下の場合は、前記流路に前記磁性流体を流通させ、
前記ロータの回転速度が前記所定値より高い場合は、前記流路から前記磁性流体が抜き出され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、ステータコアのティースの内部に磁性流体の流路が設けられた回転電機に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
略円環形状のヨークから複数のティースが径方向に延びるステータコアにコイルが巻かれたステータと、永久磁石が埋め込まれたロータを備える回転電機が知られている。このような回転電機は、ティースに巻かれた複数のコイルに順次、電流を流すことで、コイルに発生した回転磁界とロータの永久磁石による磁界との相互作用により、ロータを回転させている。そして、電流を流すコイルを順次、切り替えていく速度に応じて、ロータの回転速度を制御している。
【０００３】
このような回転電機においては、永久磁石が埋め込まれたロータの回転により、ロータの回転速度に応じた誘起電圧がステータのコイルに生じる。この誘起電圧は、ステータのコイルに外部から印加される電圧を打ち消す方向に発生する。そして、この誘起電圧は、ロータの回転速度が高い領域で増加する傾向がある。そのため、高回転領域では、ステータのコイルに外部から印加される電圧より誘起電圧が低くなるように制限されることにより、ロータの回転速度が高くなるほど回転電機の出力が低下する。
【０００４】
車両走行用の回転電機では、発進直後の低回転時には高いトルクが要求され、高回転時には高い出力が要求される。このような低回転時の高トルクと高回転時の高出力を両立させるため、低回転時の高トルクを維持しつつ高回転時の出力を向上できる回転電機が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された回転電機は、ロータの内部に軸方向に延びる複数の空間が形成され、この空間内に収納された磁性流体と非磁性流体を仕切る仕切り部材を備えている。この仕切り部材は、磁性流体の圧力と非磁性流体の圧力の差によって軸方向に移動することができる。特許文献１に開示された回転電機では、低回転時に非磁性流体側から磁性流体側へ圧力をかけることにより、ロータ内の空間が非磁性流体で満たされて、ロータ内の短絡磁路を形成しなくなる。そして、高回転時に磁性流体側から非磁性流体側へ圧力をかけることにより、ロータ内の空間が磁性流体で満たされて、ロータ内の短絡磁路が形成され、誘起電圧が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００６－２８８１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された回転電機は、低回転時の高トルクを維持しつつ高回転時の出力を向上させるために、磁性流体と非磁性流体の２種類の流体の制御を必要とする上、ロータ内の空間に移動可能な仕切り板を設ける必要があるため、構造が複雑となる。
【０００７】
そこで、本発明は、構造が単純で、非磁性流体を用いずに、低回転時の高トルクを維持しつつ高回転時の出力を向上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】
【０００８】
本発明に係る回転電機は、略円環形状のヨークと、前記ヨークから径方向に延びる複数のティースと、を有するステータコアを備える回転電機であって、前記ティースの内部に磁性流体の流路が設けられており、ロータの回転速度が所定値以下の場合は、前記流路に前記磁性流体を流通させ、前記ロータの回転速度が前記所定値より高い場合は、前記流路から前記磁性流体が抜き出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、構造が単純で、非磁性流体を用いずに、低回転時の高トルクを維持しつつ高回転時の出力を向上できる回転電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の実施形態の回転電機の回転軸を含む断面を示す断面図である。
本実施形態の回転電機の制御装置が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。
本実施形態の回転電機の回転速度と出力の関係について解析した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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