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公開番号2025123057
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018909
出願日2024-02-09
発明の名称回転電機のロータ
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類H02K 1/28 20060101AFI20250815BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ロータコアを良好に冷却しつつ、締め代による応力を緩和すると共に、高回転時の遠心力による締め代の減少を抑制することができる回転電機のロータの提供。
【解決手段】回転電機のロータは、それぞれシャフト中心孔に連通するようにシャフトに周方向に間隔をおいて形成された複数の冷媒孔と、それぞれコア中心孔の径方向外側で軸方向に延在するようにロータコアに周方向に間隔をおいて形成された複数の冷媒通路と、それぞれ対応する冷媒孔に連通すると共に軸方向における異なる2箇所で対応する冷媒通路に連通するようにロータコアに周方向に間隔をおいて形成された複数の連通路と、複数の連通路と干渉することなく複数の冷媒通路の径方向内側でコア中心孔を包囲するようにロータコアに周方向に間隔をおいて形成された複数の応力緩和スロットとを含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
中空のシャフトと、前記シャフトに締まり嵌めにより固定される環状のロータコアとを含む回転電機のロータにおいて、
それぞれ前記シャフトのシャフト中心孔に連通するように前記シャフトに周方向に間隔をおいて形成された複数の冷媒孔と、
それぞれ前記ロータコアのコア中心孔の径方向外側で軸方向に延在するように前記ロータコアに周方向に間隔をおいて形成された複数の冷媒通路と、
それぞれ対応する前記冷媒孔に連通すると共に前記軸方向における異なる２箇所で対応する前記冷媒通路に連通するように前記ロータコアに周方向に間隔をおいて形成された複数の連通路と、
前記複数の連通路と干渉することなく前記複数の冷媒通路の径方向内側で前記コア中心孔を包囲するように前記ロータコアに周方向に間隔をおいて形成された複数の応力緩和スロットと、
を備える回転電機のロータ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のロータにおいて、
前記複数の冷媒孔は、前記シャフトの軸方向における中央領域に周方向に間隔をおいて形成され、
前記複数の連通路は、前記ロータコアの軸方向における中央領域に周方向に間隔をおいて形成され、
前記連通路は、前記冷媒孔に連通する内側連通部と、それぞれ前記冷媒通路に連通するように前記軸方向に間隔をおいて形成された一対の外側連通部と、それぞれ前記内側連通部および前記一対の外側連通部の対応する一方に連通するように前記軸方向に間隔をおいて形成された一対の中間連通部とを含み、
前記複数の応力緩和スロットは、前記複数の連通路の前記内側連通部の径方向外側に形成された複数の第１スロットと、前記複数の連通路の前記中間連通部同士の周方向における間に形成された複数の第２スロットと、前記複数の連通路の前記外側連通部の径方向内側に形成された複数の第３スロットと、前記ロータコアの前記中央領域以外で前記コア中心孔に沿って周方向に並ぶように形成された複数の第４スロットとを含む回転電機のロータ。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機のロータにおいて、
前記ロータコアは、軸方向に積層された複数のコアプレートを含み、
前記複数のコアプレートは、
前記内側連通部を画成する内側スリットおよび前記第１スロットを画成する第１スリットを含む複数の第１コアプレートと、
前記中間連通部を画成する中間スリットおよび前記第２スロットを画成する第２スリットを含む複数の第２コアプレートと、
前記外側連通部を画成する外側スリットおよび前記第３スロットを画成する第３スリットを含む複数の第３コアプレートと、
前記冷媒通路を画成するスリットおよび前記第４スロットを画成する第４スリットを含む第４コアプレートとを含み、
前記複数の第１コアプレートの軸方向における両側に前記複数の第２コアプレートが積層され、
前記複数の第１コアプレートの軸方向における両側から、前記複数の第２コアプレートに対して前記複数の第３コアプレートが積層され、
前記複数の第１コアプレートの軸方向における両側から、前記複数の第３コアプレートに対して前記複数の第４コアプレートが積層される回転電機のロータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、中空のシャフトと、当該シャフトに締まり嵌めにより固定される環状のロータコアとを含む回転電機のロータに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒通路および冷媒供給口を有するシャフトと、鋼板を積層して形成されると共にシャフトに固定されるロータコアと、軸方向に延在するようにロータコア内に収容される磁石とを含む回転電機のロータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このロータのロータコアは、磁石近傍で磁石に沿って延びる第１流路と、シャフトの冷媒供給口と第１流路とをつなぐ第２流路とを有する。第２流路は、ロータコアの軸方向の中央領域を構成する複数の鋼板に設けられた第２スリットによりロータコアの径方向に関して対称に形成されている。そして、第１および第２流路は、ロータコアの軸方向の中央領域で合流し、冷媒流路を形成する。かかる回転電機のロータでは、スリットの形成による鋼板の強度低下を抑制しつつ、温度が高くなる磁石周辺に冷却媒体をより低温な状態で供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１７６２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述のような第１および第２流路を含むロータコアが中空のシャフトに締まり嵌めにより固定されるロータでは、締め代による応力を緩和しつつ、高回転時の遠心力による締め代の減少を抑制する必要がある。しかしながら、上記特許文献１には、締め代による応力を緩和したり、高回転時の遠心力による締め代の減少を抑制したりするための対策が開示も示唆もされていない。
【０００５】
そこで、本開示は、ロータコアを良好に冷却しつつ、締め代による応力を緩和すると共に、高回転時の遠心力による締め代の減少を抑制することができる回転電機のロータの提供を主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の回転電機のロータは、中空のシャフトと、前記シャフトに締まり嵌めにより固定される環状のロータコアとを含む回転電機のロータにおいて、それぞれ前記シャフトのシャフト中心孔に連通するように前記シャフトに周方向に間隔をおいて形成された複数の冷媒孔と、それぞれ前記ロータコアのコア中心孔の径方向外側で軸方向に延在するように前記ロータコアに周方向に間隔をおいて形成された複数の冷媒通路と、それぞれ対応する前記冷媒孔に連通すると共に前記軸方向における異なる２箇所で対応する前記冷媒通路に連通するように前記ロータコアに周方向に間隔をおいて形成された複数の連通路と、前記複数の連通路と干渉することなく前記複数の冷媒通路の径方向内側で前記コア中心孔を包囲するように前記ロータコアに周方向に間隔をおいて形成された複数の応力緩和スロットとを含むものである。
【０００７】
本開示の回転電機のロータは、中空のシャフトと、当該シャフトに締まり嵌めにより固定される環状のロータコアとを含む。ロータコアは、複数の冷媒通路と、複数の連通路と、複数の応力緩和スロットとを含む。複数の冷媒通路は、それぞれロータコアのコア中心孔の径方向外側で軸方向に延在するようにロータコアに周方向に間隔をおいて形成されている。また、複数の連通路は、それぞれシャフトに形成された対応する冷媒孔に連通すると共に軸方向における異なる２箇所で対応する冷媒通路に連通するようにロータコアに周方向に間隔をおいて形成されている。これにより、シャフトのシャフト中心孔に供給された冷媒を遠心力により複数の冷媒孔および複数の連通路を介して各冷媒通路に供給し、ロータコアを良好に冷却することができる。更に、複数の応力緩和スロットは、複数の連通路と干渉することなく複数の冷媒通路の径方向内側でコア中心孔を包囲するようにロータコアに周方向に間隔をおいて形成されている。これにより、ロータコアのコア中心孔の周囲で、シャフトとロータコアとの締まり嵌めにより生じる応力を低減化すると共に、回転するロータコアの各応力緩和スロットの径方向内側の部分に作用する遠心力を低下させることができる。この結果、本開示の回転電機のロータでは、ロータコアを良好に冷却しつつ、締め代による応力を緩和すると共に、高回転時の遠心力による締め代の減少を抑制することが可能になる。
【０００８】
また、前記複数の冷媒孔は、前記シャフトの軸方向における中央領域に周方向に間隔をおいて形成されてもよく、前記複数の連通路は、前記ロータコアの軸方向における中央領域に周方向に間隔をおいて形成されてもよく、前記連通路は、前記冷媒孔に連通する内側連通部と、それぞれ前記冷媒通路に連通するように前記軸方向に間隔をおいて形成された一対の外側連通部と、それぞれ前記内側連通部および前記一対の外側連通部の対応する一方に連通するように前記軸方向に間隔をおいて形成された一対の中間連通部とを含むものであってもよく、前記複数の応力緩和スロットは、前記複数の連通路の前記内側連通部の径方向外側に形成された複数の第１スロットと、前記複数の連通路の前記中間連通部同士の周方向における間に形成された複数の第２スロットと、前記複数の連通路の前記外側連通部の径方向内側に形成された複数の第３スロットとを含むものであってもよい。
【０００９】
これにより、複数の連通路と複数の応力緩和スロットとを互いに干渉させることなくロータコアに形成すると共に、複数の連通路を介して各冷媒通路に冷媒をスムースに供給することが可能になる。
【００１０】
更に、前記ロータコアは、軸方向に積層された複数のコアプレートを含むものであってもよく、前記複数のコアプレートは、前記内側連通部を画成する内側スリットおよび前記第１スロットを画成する第１スリットを含む複数の第１コアプレートと、前記中間連通部を画成する中間スリットおよび前記第２スロットを画成する第２スリットを含む複数の第２コアプレートと、前記外側連通部を画成する外側スリットおよび前記第３スロットを画成する第３スリットを含む複数の第３コアプレートと、前記冷媒通路を画成するスリットおよび前記応力緩和スロットを画成する第４スリットを含む第４コアプレートとを含むものであってもよく、前記複数の第１コアプレートの軸方向における両側に前記複数の第２コアプレートが積層されてもよく、前記複数の第１コアプレートの軸方向における両側から、前記複数の第２コアプレートに対して前記複数の第３コアプレートが積層されてもよく、前記複数の第１コアプレートの軸方向における両側から、前記複数の第３コアプレートに対して前記複数の第４コアプレートが積層されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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