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公開番号2025119722
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024014669
出願日2024-02-02
発明の名称ロータ、回転電機、およびロータの製造方法
出願人住友ベークライト株式会社
代理人個人
主分類H02K 9/02 20060101AFI20250807BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機において、液漏れせずにロータを効果的に冷却する技術を提供する。
【解決手段】複数の電磁鋼板を積層してなるロータコア20(ロータ本体)と、前記ロータコア20に設けられた永久磁石95(磁石)またはコイルと、前記ロータコア20の回転軸に設けられたシャフト3と、を有するロータ2であって、前記シャフト3は、軸方向に貫通する貫通孔によって内部に形成されたシャフト内冷却エア流路60(空洞)と、前記シャフト内冷却エア流路60の少なくとも一部に設けられた、冷却用のエア99を通気可能な伝熱構造80と、を有する、ロータ2が提供される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の電磁鋼板を積層してなるロータ本体と、前記ロータ本体に設けられた磁石またはコイルと、前記ロータ本体の回転軸に設けられたシャフトと、を有するロータであって、
前記シャフトは、
軸方向に貫通する貫通孔によって内部に形成された空洞と、
前記空洞の少なくとも一部に設けられた、冷却用のエアを通気可能な伝熱構造と、
を有する、ロータ。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記伝熱構造がフィン構造を有する、請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記フィン構造は、金属板を波形に折り曲げたコルゲートフィンを有する、請求項２に記載のロータ。
【請求項４】
前記フィン構造は、金属板を列設したプレートフィンを有する、請求項２または３に記載のロータ。
【請求項５】
前記フィン構造は、隔壁によって区画された筒部が複数並んだハニカムフィンを有する、請求項２または３に記載のロータ。
【請求項６】
前記フィン構造は、放射方向に対して複数層に形成された多重構造を有する、請求項２または３に記載のロータ。
【請求項７】
前記多重構造は、前記層間を区画する筒状のスリーブを有する、請求項６に記載のロータ。
【請求項８】
前記伝熱構造は、多孔質構造を有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載のロータ。
【請求項９】
前記伝熱構造は、軸方向に複数並んで設けられている、請求項１から３までのいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１０】
前記伝熱構造の少なくとも一部は、前記空洞の内壁方向に付勢されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載のロータ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータ、回転電機、およびロータの製造方法に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、モータ等の回転電機において、ロータを冷却用流体により冷却する技術が知られている。例えば、ロータコアとして積層する方向に隣接する電磁鋼板の間に、冷却用流体通路から磁石挿入孔に挿入された磁石に向かって冷却用流体を流すことが可能な隙間を有するようにした技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１４８７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、モータ等の回転電機への需要が大きくなっており、また、高出力のモータへの市場要請も強くなっている。高出力のモータは発熱が大きくなる傾向があることから、効果的に冷却する技術についても求められていた。
ロータに永久磁石を持つ構造の場合、ロータ冷却により磁石の温度上昇による性能低下が抑えられる。そのためには磁石の発熱をシャフトに効率よく伝える必要がある。従来より、ロータシャフトに、冷媒として液体を流す冷却構造が知られているが、液漏れの課題により高速回転での対応が困難であった。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みなされたものであって、液漏れせずにロータを効果的に冷却する技術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】
【０００６】
本発明によれば、以下の技術が提供される。
（１）複数の電磁鋼板を積層してなるロータ本体と、前記ロータ本体に設けられた磁石またはコイルと、前記ロータ本体の回転軸に設けられたシャフトと、を有するロータであって、
前記シャフトは、
軸方向に貫通する貫通孔によって内部に形成された空洞と、
前記空洞の少なくとも一部に設けられた、冷却用のエアを通気可能な伝熱構造と、
を有する、ロータ。
（２）前記伝熱構造がフィン構造を有する、（１）に記載のロータ。
（３）前記フィン構造は、金属板を波形に折り曲げたコルゲートフィンを有する、（２）に記載のロータ。
（４）前記フィン構造は、金属板を列設したプレートフィンを有する、（２）または（３）に記載のロータ。
（５）前記フィン構造は、隔壁によって区画された筒部が複数並んだハニカムフィンを有する、（２）から（４）までのいずれか１に記載のロータ。
（６）前記フィン構造は、放射方向に対して複数層に形成された多重構造を有する、（２）から（５）までのいずれか１に記載のロータ。
（７）前記多重構造は、前記層間を区画する筒状のスリーブを有する、（６）に記載のロータ。
（８）前記伝熱構造は、多孔質構造を有する、（１）から（７）までのいずれか１に記載のロータ。
（９）前記伝熱構造は、軸方向に複数並んで設けられている、（１）から（８）までのいずれか１に記載のロータ。
（１０）前記伝熱構造の少なくとも一部は、前記空洞の内壁方向に付勢されている、（１）から（９）までのいずれか１に記載のロータ。
（１１）前記貫通孔の少なくとも一方の端部は、テーパ形状またはラウンド形状になっている、（１）から（１０）までのいずれか１に記載のロータ。
（１２）前記ロータ本体は、
前記磁石と、
前記磁石を収容する磁石配置部と、
前記磁石を前記磁石配置部に収容したときに、前記磁石と前記磁石配置部の壁面との間に形成される空間に充填された樹脂組成物の硬化物からなる磁石封止樹脂部と、
を有し、
前記磁石封止樹脂部の硬化物の熱伝導率は０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、
（１）から（１１）までのいずれか１に記載のロータ。
（１３）前記ロータ本体は、
前記シャフトが配置される、前記ロータ本体の軸中心に貫通するシャフト配置用貫通孔と、
前記シャフト配置用貫通孔に配置されたときに、前記シャフトと前記シャフト配置用貫通孔の壁面との間の空間に充填された樹脂組成物の硬化物からなるシャフト封止樹脂部と、
を有し、
前記シャフト封止樹脂部の硬化物の熱伝導率が０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、
（１）から（１２）までのいずれか１に記載のロータ。
（１４）（１）から（１３）までのいずれか１に記載のロータと、ステータとを有する回転電機であって、
前記ロータが有するシャフトに設けられた貫通孔の一方の端部を囲むように設けられており、前記貫通孔に冷却用のエアを導入する際に、前記エアが通過するエア導入部、を有する回転電機。
（１５）前記貫通孔の他方の端部を囲むように設けられており、前記貫通孔から前記エアを排出する際に、前記エアが通過するエア排出部を有する（１４）に記載の回転電機。
（１６）複数の電磁鋼板を積層してなるロータ本体と、前記ロータ本体に設けられた磁石またはコイルと、前記ロータ本体の回転軸に設けられたシャフトと、を有するロータの製造方法であって、
軸方向に貫通する貫通孔を有して内部が空洞となったシャフトを用意するシャフト準備工程と、
通気可能な伝熱構造を用意する熱伝導構造準備工程と、
前記空洞に少なくとも１つの前記伝熱構造を挿入する熱伝導構造挿入工程と、
を有するロータの製造方法。
（１７）前記貫通孔の少なくとも一方の端部は、テーパ形状またはラウンド形状になっている、（１６）に記載のロータの製造方法。
（１８）前記伝熱構造において、前記空洞に挿入する方向に対して垂直方向の幅が、前記空洞の外径より大きく、
前記熱伝導構造挿入工程は、前記伝熱構造の少なくとも一部を前記空洞の内壁に押し潰す、
（１６）または（１７）に記載のロータの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、液漏れせずにロータを効果的に冷却する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係るモータの回転軸に垂直に切断した断面図である。
実施形態に係るモータの回転軸に沿って切断した断面図である。
実施形態に係るロータの回転軸に垂直に切断した断面図である。
実施形態に係るシャフトの回転軸に沿って切断した断面図である。
実施形態に係るシャフトの回転軸に垂直に切断した断面図である。
実施形態に係る伝熱構造の断面図である。
実施形態に係る伝熱構造の分解断面図である。
実施形態に係るシャフト内冷却エア流路の端部形状を説明する図である。
実施形態の変形例に係るシャフトの回転軸に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１０】
＜モータ１＞
図１はモータ１００のシャフト３（回転軸Ｌ）に垂直に切断した断面図である。図２はモータ１００のシャフト３（回転軸Ｌ）に沿って切断した断面図である。
図３はロータ２の回転軸Ｌに垂直に切断した断面図である。図４はシャフト３の回転軸Ｌに沿って切断した断面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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