JP5913160B2 - 回転電機のロータ、および、回転電機 - Google Patents

回転電機のロータ、および、回転電機 Download PDF

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Description

本発明は、回転電機のロータに関し、特に、内部に磁石を備えたロータコアを含むロータに関する。
従来、磁石が埋設された回転電機のロータにおいて、冷却油等の冷媒を用いてロータを冷却することが行われている。
例えば、特開2008−228522号公報(特許文献1)には、磁石を備えるロータコアにおいて、スリットが形成された鋼板を積層して組み合わせることにより、コアの内周から外周に連通する冷媒流路を形成した回転電機のロータが記載されている。
また、特開2006−67777号公報(特許文献2)には、コア中心部のシャフト穴から径方向外周部まで連通して延びるスリットが形成された鋼板を転積して、コアの内周から外周に連通する冷媒流路を形成した回転電機の冷却構造が記載されている。
また、特開2008−312343号公報(特許文献3)には、ロータコアの軸方向中心位置においてシャフトから供給される冷却媒体を磁石に向かって導いた後、ロータコアの軸方向両側へ流してロータコアに設けられた磁石を冷却する構造を備えたモータ装置が記載されている。
さらに、ロータコアに設けた磁石を冷却するものではないが、特開2010−263757号公報(特許文献4)には、かご形誘導機において、スリットが形成された積層鋼板を組み合わせて、コアの内周から外周に連通する冷媒流路を形成することが記載されている。
特開2008−228522号公報 特開2006−67777号公報 特開2008−312343号公報 特開2010−263757号公報
ロータコア内において軸方向に延びる磁石は、軸方向の中央領域において熱がこもって高温になりやすい。そのため、高温による不可逆的減磁を抑制するには、磁石の軸方向の中央部分を優先的に冷却するのが好ましい。この場合、電磁鋼板を軸方向に積層して構成されるロータコアでは、シャフトから供給される冷媒をロータコア内で磁石に向かって導く冷媒流路を径方向に長く延びるスリットで形成すると、回転時の遠心力によって電磁鋼板のスリット形成部分に作用することとなる応力が大きくなって電磁鋼板の強度が低下する可能性がある。
本発明の目的は、スリット形成による鋼板の強度低下を抑制しながら、温度が高くなる磁石部分に冷却媒体をより低温な状態で供給して冷却できる回転電機のロータ、および、これを備えた回転電機を提供することである。
本発明に係る回転電機のロータは、内部に冷媒を流通させる冷媒通路および冷媒を外部に供給する冷媒供給口を有するシャフトと、前記シャフトに固定され、鋼板を積層して形成されるロータコアと、前記ロータコアにおいて軸方向に延びて収容されている磁石と、を備え、前記ロータコアには前記冷媒が流れる冷媒流路が設けられ、この冷媒流路は磁石近傍で軸方向に延びる第1流路と前記シャフトの冷媒供給口と前記第1流路とをつなぐ第2流路とを有し、前記第1流路は前記ロータコアを構成する全ての鋼板に形成された第1スリットが連通することにより前記ロータコアを軸方向に貫通して形成され、前記第2流路は、前記ロータコアの軸方向の中央領域を構成する鋼板に設けられた第2スリットが連通して形成され、かつ、前記第2スリットの形成位置が異なる鋼板を組み合わせて形成されており、前記第1流路と前記第2流路とは前記ロータコアの軸方向の中央領域で合流し、前記磁石は前記ロータコア内において周方向に等間隔で複数配置された磁極を構成し、前記第1流路および前記第2流路は周方向に関して前記各磁極の中間に対応してそれぞれ設けられ、前記第1流路は略円弧状をなして周方向両側で前記磁極を構成する磁石に近接しているものである。
本発明に係る回転電機のロータにおいて、前記第1流路の周方向幅は前記第2流路の周方向幅よりも広く形成されており、前記第1流路と前記第2流路の合流点を形成する鋼板に形成された第2スリットは、径方向外側へ向かって広がって前記第1流路を構成する前記第1スリットに接続する形状であってもよい。
また、本発明に係る回転電機のロータにおいて、前記第2流路は、前記第1流路に向かって二股に分かれ、かつ、径方向に関して対称な形状を有してもよい。
さらに、本発明に係る回転電機のロータにおいて、前記第2流路を形成する第2スリットに関し、前記ロータコアのシャフト穴に径方向一端が開口して径方向他端が閉じた内径側スリット部は、前記径方向の両端が閉じて形成される中間スリット部よりも短く形成されていてもよい。
本発明の別の態様である回転電機は、上記いずれかの構成のロータと、該ロータに隙間を介して対向する固定子とを備えるものである。
本発明に係る回転電機のロータ、および、これを用いた回転電機によれば、スリット形成による鋼板の強度低下を抑制しながら、温度が高くなる磁石部分に冷却媒体をより低温な状態で供給して冷却できる。
本発明の実施の形態である回転電機の軸方向に沿った断面図である。 図1におけるロータコアに形成された冷媒流路を示す拡大図である。 図2における冷媒流路を構成する各電磁鋼板に形成されたスリット形状を示す平面図であり、(a)は内径側スリット部、(b)は中間スリット部、(c)は外径側スリット部をそれぞれ示す。 (a)は本実施の形態のロータにおける磁石の冷却作用を概略的に示す図であり、(b),(c)は2つの比較例における磁石の冷却作用を概略的に示す図である。 ロータコアに形成された第2流路の変形例を示す、図2に対応する図である。 ロータコアに形成された第2流路の別の変形例を示す、図2に対応する図である。
以下に、本発明に係る実施の形態(以下、実施形態という)について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
図1は、本発明の実施形態である回転電機10の軸方向に沿った断面図である。回転電機10は、ステータ12と、ロータ14とを備える。ステータ12は固定子とも呼ばれる。また、ロータ14は回転子とも呼ばれる。
ステータ12は、例えば略円環状に打ち抜き加工された電磁鋼板を軸方向に積層して形成された筒状のステータコア16と、ステータコア16の内側に周方向に等間隔で突設された複数のティースに巻装されたコイル18とを有する。回転電機10の外部からコイル18に例えば交流電圧が印加されることによって、ステータ12の内側に回転磁界が生成されるようになっている。
ロータ14は、ステータ12の内側にギャップ20を隔てて配置されている。ロータ14は、図示しない軸受部材によって回転可能に支持されたシャフト22と、シャフト22の外周に固定されたロータコア24とを備える。ロータ14は、ステータ12の内周側に生成される回転磁界に対する吸引反発作用によって回転駆動されるように構成されている。
シャフト22の内部には、例えば冷却油等の冷媒が流通する冷媒通路26が形成されている。図1においてシャフト22の回転中心軸Xが示されるが、冷媒通路26は、シャフト22の回転中心軸Xに沿って延びて形成されている。また、シャフト22には、内部の冷媒通路26から冷却油をロータコア24に供給する冷媒供給口28が形成されている。
ここで、シャフト22の回転中心軸Xに沿った方向がステータ12およびロータ14の軸方向に相当する。また、回転中心軸Xを中心とする放射方向がステータ12およびロータ14の径方向に相当する。これらのことは、本願の明細書および特許請求の範囲を通じで同様である。
なお、以下の説明では冷媒が冷却油であるものとして説明するが、これに限定されるものではない。冷媒は、例えば冷却水等の冷却油以外の液体であってもよいし、あるいは、例えば空気等の気体であってもよい。
ロータコア24は、例えば円柱状の外形状を有する。また、ロータコア24は、例えば円環状に打ち抜き加工された電磁鋼板を軸方向に積層して構成されている。ロータコア24の中心部にはシャフト穴30が軸方向に貫通して形成されている。ロータコア24は、シャフト穴30にシャフト22が挿通された状態で、かしめ、圧入、締り嵌め(焼嵌め)、溶接、ねじ留め等の手法によりシャフト22に固定される。
ロータコア24の外周面近傍の内部には、磁石32が埋設されている。磁石32は、ロータコア24と略同じ長さを有して軸方向に延びて収容されている。また、図3に示されるように、ロータコア24内において周方向に等間隔で複数配置された磁極を構成する磁石32は一対の磁石32a,32bで構成され、ロータコア24の外周面に向かって略V字状に広がるように配置されている。ただし、各磁極に含まれる磁石の数は、2つに限定されるものではなく、1つであってもよいし、あるいは、3つ以上であってもよい。
ロータコア24には、冷却油が流れる冷媒流路が設けられ、この冷媒流路は、磁石32に沿って径方向内側の近傍で軸方向に延びる第1流路34と、シャフト22の冷媒供給口28と第1流路34とをつなぐ第2流路36とを備える。第1流路34と第2流路36とは、ロータコア24の軸方向の中央領域A(図2参照)で合流するよう構成されている。次に、図2および図3を参照して、ロータコア24の第1流路34および第2流路36について詳細に説明する。
図2は、図1におけるロータコア24に形成された冷媒流路34,36を示す拡大図である。図2では、ロータコア24の径方向半分だけを拡大して示しており、シャフト22の図示が省略されている。また、図3は、図2における冷媒流路34,36を構成する各電磁鋼板に形成されたスリット形状を示す平面図であり、(a)は内径側スリット部、(b)は中間スリット部、(c)は外径側スリット部をそれぞれ示す。
図2および図3に示すように、第1流路34は、ロータコア24を構成する全ての電磁鋼板に形成された第1スリット40が連通することにより、ロータコア24を軸方向に貫通して形成されている。本実施形態では、第1スリット40は、ロータ14において磁極の周方向の中間に対応して設けられている。より詳細には、第1スリット40は、周方向に隣接する2つの磁極にそれぞれ含まれる一対の磁石32a,32bに関し、一方の磁極の磁石32aと他方の磁極の磁石32bとの間であって径方向内側に形成されている。第1スリット40は、例えば、略円弧状に開口する形状を有しており、周方向の両端部において磁石32a,32bに最も近接している。
ロータコア24の第2流路36は、ロータコア24の軸方向の中央領域Aを構成する電磁鋼板に設けられた第2スリット37が連通して形成されている。また、第2流路36は、第2スリット37の形成位置が異なる電磁鋼板を組み合わせて形成されている。
第2流路36を構成する第2スリット37は、シャフト穴30に臨んで最も内径側に位置する内径側スリット部37aと、径方向の中間に位置して内径側スリット部37aに径方向外側で連通する中間スリット部37bと、径方向の外側に位置して中間スリット部37bおよび第1スリット40に連通する外径側スリット部37cとを含む。
より詳しくは、図2および図3(a)に示すように、第2スリット37の内径側スリット部37aは、ロータコア24の軸方向中央領域Aのうちの更に中心部Bを構成する複数枚の電磁鋼板25bにそれぞれ形成されている。本実施形態では、内径側スリット部37aは、径方向の内側端部がシャフト穴30に開口し、径方向に所定長さL1だけ延びており、径方向の外側端部が略円形状をなして形成されている。
ここで、内径側スリット部37aの径方向長さL1は、下記する中間スリット部37bの径方向長さL2よりも短く形成されるのが好ましい。これは、内周側端部が開口した形状をなす内径側スリット部37aの径方向長さが長くなるほど、ロータ14の回転時の遠心力によって内径側スリット部37aの径方向外側端部周辺に作用する応力が大きくなり、電磁鋼板25bの強度、ひいてはロータコア24の強度が低下することになるからである。
図2および図3(b)に示すように、第2スリット37の中間スリット部37bは、ロータコア24の軸方向中央領域Aにおいて中心部Bの軸方向両側に隣り合う領域Cを構成する複数枚の電磁鋼板25cにそれぞれ形成されている。中間スリット部37bは、径方向に所定長さL2にわたって延びており、両端が閉じた長穴として形成されている。また、本実施形態における中間スリット部37bは、径方向の内側端部が内径側スリット部37aに対応して略円形状をなして形成されている。
図2および図3(c)に示すように、第2スリット37の外径側スリット部37cは、ロータコア24の軸方向中央領域Aのうち上記領域Bの軸方向外側の両方に隣り合って位置する領域Dを構成する複数枚の電磁鋼板25dにそれぞれ形成されている。
本実施形態における外径側スリット部37cは、3つの角部が湾曲した縁部をなす略三角形状の貫通孔として形成され、頂角部が径方向内側を向けて設けられている。外径側スリット部37cの径方向内側の部分は、図3(c)において一点鎖線で示すように、第2スリット37の中間スリット部37bの径方向外側端部と連通する部分である。他方、外径側スリット部37cの径方向外側の部分は、図3(c)において破線で示すように、第1流路34を構成する第1スリット40に連通する部分である。
第1流路34を構成する第1スリット40は、第2スリット37よりも周方向幅が広く形成されている。このため、第2スリットの中間スリット部37bを第1スリット40に接続するための外径側スリット部37cは径方向外側へ向かって広がって第1スリット40に接続する形状に形成されている。
上記のように第2流路36を構成する第2スリット37では、シャフト穴30から内径側スリット部37aが径方向に延びて、二股に分岐して中間スリット部37bがさらに径方向外側へ向かって延びている。そして、中間スリット部37bは、更に軸方向外側に位置する外径側スリット部37cに連通して径方向外側へ延びて第1流路34を構成する第1スリット40に連通している。
ここで、第2流路36は、ロータコア24の軸方向中心部Bにおける径方向に関して対称な形状を有するのが好ましい。これにより、ロータ14の回転バランスが良好になる利点がある。同様の理由から、第1流路34および第2流路36は、ロータコア24の回転中心軸Xに関して回転対称位置に形成されるのが好ましい。
図2において冷却油の流れが太線矢印で示される。シャフト22内の冷媒通路26に流れる冷却油は、ロータ回転時の遠心力によって冷媒供給口28からロータコア24に吐出されて、第2スリット37に導入される。
第2スリット37に導入された冷却油は、径方向外側に向かって階段状に連通する第2スリット37の各部37a,37b,37cを通って流れて、第1スリット40からなる第1流路34に流入する。
第1流路34に流れ込んだ冷却油は軸方向へ流れる。これにより、冷却油は、第1流路34内を径方向外側の壁面に接触しつつ流れる際に、ロータコア24を構成する電磁鋼板を介して磁石32を冷却する。
このようにロータコア24から受熱して温度が上昇した冷却油は、ロータコア24の軸方向端面に開口する第1流路34の端部から排出され、遠心力によって径方向外側に向かって飛散することになる。なお、放熱器やポンプ等を含む図示しない冷却油循環システムによって、冷却油は回収されて降温した後に、シャフト22の冷媒通路26に循環供給される。
図4(a)は本実施の形態のロータ14における磁石32の冷却作用を概略的に示す図であり、(b),(c)は2つの比較例における磁石の冷却作用を概略的に示す図である。(a)〜(c)のそれぞれにおいて、上側にロータ冷却構造の概略図が示され、下側に磁石の軸方向位置と温度との関係を概略的に示すグラフが示されている。各グラフでは、横軸に磁石の軸方向位置が取られ、縦軸に磁石温度が採られている。また、各グラフでは、冷却前の磁石温度分布が実線で、冷却後の磁石温度分布が一点鎖線で、冷却目標温度が破線でそれぞれ示されている。
図4(b)に示す比較例では、シャフトからロータコアの一方端面側に供給された冷却油が、磁石近傍の冷媒通路を通って軸方向の他方側へと流れる冷却構造のロータが示される。この場合、軸方向中央領域で最も高温となる磁石は、新鮮でより低温の冷却油が供給されて冷却性能が大きい軸方向一端側で大きく低下する一方で、磁石の最も冷却したい部分である軸方向中央領域では冷却油の昇温による冷却性能の低下によって所望の冷却目標温度に冷却できず、また、軸方向に関して磁石を一様に冷却することができない。
また、図4(c)に示す比較例では、シャフトからロータコアの軸方向中央位置に供給された冷却油は、ロータコア内を径方向外側に流れ、二股に分岐した後にさらに径方向外側へと流れてロータコアの外周面から放出される。この場合、磁石の軸方向中央領域は新鮮で低温の冷却油で冷却されることで比較的大きく温度低下するが、他の部分では昇温した冷却油の冷却性能の低下により所望の冷却目標温度まで冷却できず、また、軸方向に関して磁石を一様に冷却することができない。また、ロータとステータとの間に冷却油が入り込むと、ロータ回転時の引きずり損失が発生する。
これに対し、図4(a)に示すように、本実施形態のロータ14によれば、高温となる磁石の軸方向中央領域をより低温の冷却油で冷却して所望の冷却目標温度まで低下させることができ、また、そこから軸方向外側へと流れる冷却油によって磁石32を軸方向端部までほぼ一様に冷却目標温度まで冷却することができる。このように磁石32の全体をほぼ均一に冷却できることで、耐減磁性を高めるために磁石32に添加されるジスプロシウム(Dy)やテルビウム(Tb)等の希土類元素の添加量を抑制することができ、磁石の製造コストを低減できる。
また、本実施形態におけるロータ14では、第2流路36を構成する第2スリット37は、内径側スリット部37aを有する電磁鋼板25bと、中間スリット部37bを有する電磁鋼板25cと、外径側スリット部37cを有する電磁鋼板25dとが組み合わされて構成されている。各電磁鋼板25b,25c,25dでは、スリット部37a,37b,37cの形成位置が異なっていることから、ロータ回転時の遠心力によって作用する応力を各電磁鋼板25b,25c,25dについて分散して抑制することできる。したがって、第2スリット37が形成された各電磁鋼板25b,25c,25dの強度低下、ひいてはロータコア24の強度低下を抑制できる。
さらに、ロータコア24内において第1流路34を構成する第1スリット40は第2流路36を構成する第2スリット37の内径側スリット部37aおよび中間スリット部37bよりも周方向幅が広く形成されている。これにより、磁石32の近傍に形成された第1流路34の冷却油との接触面積が大きくなり、第1流路34を流れる冷却油による磁石冷却性能を向上させることができる。
図5は、ロータコア24に形成された第2流路36の変形例を示す、図2に対応する図である。この変形例では、第2流路36が二股に分岐することなくロータコア24の径方向中心部のシャフト穴30から第1流路34へと階段状に延びて、ロータコア24の軸方向中央領域Aにおいて第1流路34に合流している。より詳しくは、この変形例の第2流路36は、内径側スリット部37aが形成された複数枚の電磁鋼板25bの軸方向一方側に隣り合う位置に中間スリット部37bが形成された複数枚の電磁鋼板25cを配置し、さらに上記電磁鋼板25cの軸方向一方側に隣り合う位置に外径側スリット部37cが形成された複数枚の電磁鋼板25dを配置することにより形成される。この変形例によっても、第2スリット37の形成による電磁鋼板の強度低下を抑制しながら、温度が高くなる磁石部分に冷却油をより低温な状態で供給して冷却できる。
図6は、ロータコア24に形成された第2流路36の別の変形例を示す、図2に対応する図である。この別の変形例では、第1流路34が第2スリット37の外径側スリット部37cと同じ形状の穴としてロータ端部まで伸びている。より詳しくは、この別の変形例における第2流路36は、内径側スリット部37aが形成された複数枚の電磁鋼板25bの軸方向両側に隣り合う位置に中間スリット部37bが形成された複数枚の電磁鋼板25cを配置し、上記電磁鋼板25cの軸方向両側に隣り合う位置に外径側スリット部37cが形成された複数枚の電磁鋼板25dを配置することにより形成される。この別の変形例によっても、第2スリット37の形成による電磁鋼板の強度低下を抑制しながら、温度が高くなる磁石部分に冷却油をより低温な状態で供給して冷却できる。また、第1流路34が第2スリット37の外径側スリット部37cと同じ形状の穴としてロータ端部まで延びていることで、第1流路34が大きくなってロータコア24の軽量化を図ることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例の構成に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲内において種々の変更や改良が可能である。
例えば、上記では第2スリット37について内径側スリット部37aの径方向長さが中間スリット部37bの径方向長さより短く形成されると説明したが、これに限定されるものではない。これとは反対に、内径側スリット部37aが中間スリット部37bよりも長く形成されてもよいし、あるいは、等しい長さであってもよい。
また、上記においては第1流路34をロータコア24の磁極間に対応して設けるものと説明したが、これに限定されるものではなく、各磁極に対応する位置の径方向内側に対応して第1流路34および第2流路36を形成してもよい。
さらに、第1流路34は、ロータコア24内において磁束の流れる通路を画定するフラックスバリアの機能を有してもよい。
10 回転電機、12 ステータ(固定子)、14 ロータ、16 ステータコア、18 コイル、20 ギャップ、22 シャフト、24 ロータコア、25b,25c,25d 電磁鋼板、26 冷媒通路、28 冷媒供給口、30 シャフト穴、32 磁石、32a,32b 一対の磁石、34 第1流路または冷媒流路、36 第2流路または冷媒流路、37 第2スリット、37a 内径側スリット部、37b 中間スリット部、37c 外径側スリット部、40 第1スリット、A (ロータコアの)軸方向中央領域、B (ロータコアの)軸方向中心部、C,D (ロータコアの)領域、X 回転中心軸。

Claims (5)

  1. 内部に冷媒を流通させる冷媒通路および冷媒をロータコアに供給する冷媒供給口を有するシャフトと、
    前記シャフトに固定され、鋼板を積層して形成されるロータコアと、
    前記ロータコアにおいて軸方向に延びて収容されている磁石と、を備え、
    前記ロータコアには前記冷媒が流れる冷媒流路が設けられ、この冷媒流路は磁石近傍で軸方向に延びる第1流路と、前記シャフトの冷媒供給口と前記第1流路とをつなぐ第2流路とを有し、
    前記第1流路は前記ロータコアを構成する全ての鋼板に形成された第1スリットが連通することにより前記ロータコアを軸方向に貫通して形成され、
    前記第2流路は、前記ロータコアの軸方向の中央領域を構成する鋼板に設けられた第2スリットが連通して形成され、かつ、前記第2スリットの形成位置が異なる鋼板を組み合わせて形成されており、
    前記第1流路と前記第2流路とは前記ロータコアの軸方向の中央領域で合流し、
    前記磁石は前記ロータコア内において周方向に等間隔で複数配置された磁極を構成し、前記第1流路および前記第2流路は周方向に関して前記各磁極の中間に対応してそれぞれ設けられ、前記第1流路は略円弧状をなして周方向両側で前記磁極を構成する磁石に近接している、
    回転電機のロータ。
  2. 請求項1に記載のロータにおいて、
    前記第1流路の周方向幅は前記第2流路の周方向幅よりも広く形成されており、
    前記第1流路と前記第2流路の合流点を形成する鋼板に形成された第2スリットは、径方向外側へ向かって広がって前記第1流路を構成する前記第1スリットに接続する形状である、回転電機のロータ。
  3. 請求項1または2に記載のロータにおいて、
    前記第2流路は、前記第1流路に向かって二股に分かれ、かつ、径方向に関して対称な形状を有する、回転電機のロータ。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のロータにおいて、
    前記第2流路を形成する第2スリットに関し、前記ロータコアのシャフト穴に径方向一端が開口して径方向他端が閉じた内径側スリット部は、前記径方向の両端が閉じて形成される中間スリット部よりも短く形成されている、回転電機のロータ。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のロータと、該ロータに隙間を介して対向する固定子とを備える回転電機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10868453B2 (en) 2018-02-19 2020-12-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotor of rotating electric machine

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5913160B2 (ja) 2013-03-11 2016-04-27 トヨタ自動車株式会社 回転電機のロータ、および、回転電機
JP6098578B2 (ja) * 2014-06-27 2017-03-22 トヨタ自動車株式会社 回転電機のロータ
CN105720707A (zh) * 2014-12-05 2016-06-29 深圳市风发科技发展有限公司 风冷电机及其散热方法
JP2016146704A (ja) 2015-02-09 2016-08-12 トヨタ自動車株式会社 回転電機
JP6389793B2 (ja) * 2015-04-09 2018-09-12 株式会社三井ハイテック 積層鉄心の検査方法及びその検査装置
JP6194926B2 (ja) 2015-06-16 2017-09-13 トヨタ自動車株式会社 回転電機のロータ
JP2018074758A (ja) * 2016-10-28 2018-05-10 日産自動車株式会社 回転電機のロータ
JP2018074759A (ja) * 2016-10-28 2018-05-10 日産自動車株式会社 回転電機のロータ
DE102016222846A1 (de) * 2016-11-21 2018-05-24 Audi Ag Elektrische Maschine
DE102016124632A1 (de) 2016-12-16 2018-06-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektromotor
JP6841130B2 (ja) * 2017-03-30 2021-03-10 Tdk株式会社 モータ
WO2018189881A1 (ja) * 2017-04-14 2018-10-18 三菱電機株式会社 ロータ、電動機および空気調和装置
JP7078360B2 (ja) * 2017-06-27 2022-05-31 トヨタ自動車株式会社 ロータコア
JP6962078B2 (ja) 2017-09-04 2021-11-05 トヨタ自動車株式会社 回転電機のロータ、および、回転電機の冷却方法
JP6911724B2 (ja) * 2017-11-17 2021-07-28 トヨタ自動車株式会社 回転電機
US10630134B2 (en) * 2018-02-20 2020-04-21 Ford Global Technologies, Llc Electric machine cooling passage with internal fin structure
JP7115912B2 (ja) * 2018-06-13 2022-08-09 本田技研工業株式会社 ロータの製造方法
DE102018118275A1 (de) * 2018-07-27 2020-01-30 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Rotoranordnung für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine für ein Fahrzeug und Fahrzeug
US11121597B2 (en) * 2018-08-08 2021-09-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid module including rotor having coolant flow channels
CN111130240A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 法雷奥日本株式会社 转子以及使用该转子的ipm电机
US11509178B2 (en) * 2019-08-20 2022-11-22 Deere & Company Electric machine distributed cooling system and method
CN110571976A (zh) * 2019-09-18 2019-12-13 精进电动科技股份有限公司 一种发动机和电机总成
US11476733B2 (en) * 2019-11-01 2022-10-18 GM Global Technology Operations LLC Electric machine with forced convection-based rotor cooling of rotor magnets
JP7346287B2 (ja) * 2019-12-25 2023-09-19 株式会社クボタ 液冷モータ及び液冷モータを用いた冷却装置
JP2022107336A (ja) * 2021-01-08 2022-07-21 トヨタ自動車株式会社 モータの磁石油冷構造及びモータ
US11545860B2 (en) 2021-02-22 2023-01-03 GM Global Technology Operations LLC Inserts for motor rotor core
KR20220126890A (ko) * 2021-03-10 2022-09-19 현대자동차주식회사 구동모터의 회전자 냉각 구조
US11770039B2 (en) * 2021-03-15 2023-09-26 GM Global Technology Operations LLC Rotor cooling with heat conductive material
US11646620B2 (en) 2021-04-14 2023-05-09 GM Global Technology Operations LLC Preloading magnets in a rotor core
US11777348B2 (en) 2021-08-03 2023-10-03 GM Global Technology Operations LLC Rotor core with load bearing polymer and insert

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4365178A (en) * 1981-06-08 1982-12-21 General Electric Co. Laminated rotor for a dynamoelectric machine with coolant passageways therein
US6091168A (en) * 1998-12-22 2000-07-18 Hamilton Sundstrand Corporation Rotor for a dynamoelectric machine
US6943469B2 (en) * 2002-11-01 2005-09-13 Siemens Westinghouse Power Corporation Supplemented zonal ventilation system for electric generator
JP4664737B2 (ja) 2004-07-30 2011-04-06 本田技研工業株式会社 回転電機の冷却構造
JP4816522B2 (ja) 2007-03-15 2011-11-16 株式会社豊田自動織機 回転電機およびその回転子
JP2008312343A (ja) * 2007-06-14 2008-12-25 Toyota Motor Corp モータ装置
JP5118920B2 (ja) * 2007-08-28 2013-01-16 トヨタ自動車株式会社 ロータおよび回転電機
DE102008064498A1 (de) * 2008-12-23 2010-07-01 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit radial versetztem Kühlstrom und Kühlverfahren
JP2010263757A (ja) 2009-05-11 2010-11-18 Toyota Industries Corp かご形誘導機における回転子及びかご形誘導機
JP5773196B2 (ja) * 2011-07-19 2015-09-02 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機
JP5913160B2 (ja) 2013-03-11 2016-04-27 トヨタ自動車株式会社 回転電機のロータ、および、回転電機
US9985501B2 (en) * 2013-08-16 2018-05-29 Hamilton Sundstrand Corporation Generators with open loop active cooling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10868453B2 (en) 2018-02-19 2020-12-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotor of rotating electric machine

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Publication number Publication date
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EP2973949A2 (en) 2016-01-20
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