JP2019187063A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータ、及びステータコアの軸方向両端のコイルエンドを十分に冷却可能であり、且つ、冷媒流路を設ける際の加工が容易な回転電機を提供する。【解決手段】回転電機１は、シャフト１１に設けられる第１流路３１と、ロータコア１２に形成される第２及び第３流路３２，３３と、ロータコア１２に形成される第４流路３４と、第１エンドプレート１３に形成され、第１流路３１と第２流路３２とを接続するとともに、第１流路３１と第３流路３３とに接続される第５流路３５と、第２エンドプレート１４に形成され、第３流路３３と第４流路３４とを接続するＵターン流路３７と、を備える。第１エンドプレート１３には、第４流路３４を通過した冷媒をロータ１０の外部に排出する第１排出ポート３６が形成され、第２エンドプレート１４には、第２流路３２を通過した冷媒をロータ１０の外部に排出する第２排出ポート３８が形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機に関する。

従来、シャフトと、ロータコアのそれぞれに、モータの軸方向に延びる冷媒流路が設けられたモータの冷却構造が知られている。特許文献１には、ロータコアの軸方向両端面に設けられたエンドプレートの一方にシャフトとロータコアの冷媒流路を連結する通路が、他方のエンドプレートに冷媒の排出口が形成されたモータの冷却構造が開示されている。

このモータの冷却構造では、シャフトの軸方向一方端面から冷媒が流され、一方のエンドプレートに形成された連結通路を介してロータコアの冷媒流路に冷媒が供給された後、他方のエンドプレートを介して排出口から冷媒が排出される。排出された冷媒は、ロータを取り囲むステータ内のコイルエンドに噴きかかる。

また、特許文献２には、シャフト内部に軸方向に延設された冷媒流路と、シャフトの外周面に螺旋状に設けられた冷媒流路とを、シャフトの軸方向中央部に設けた径方向の流路によって接続するモータの冷却構造が開示されている。シャフトの外周面に設けられた螺旋状の冷媒流路は、両端部がロータコア両端のエンドプレートに設けられた排出口と接続している。

このモータの冷却構造では、軸方向に延びるシャフト内部の冷媒流路に流された冷媒が、シャフトの軸方向中央部から径方向に延びる流路を通って、シャフトの外周面に設けられた螺旋状の冷媒流路へと供給される。シャフト外周面の冷媒流路に供給された冷媒は、両端部に向かって２方向に流れ、端部に到達するとエンドプレートに設けられた排出口から排出される。

特開２０１０−２２０３４０号公報 特開２００９−８１９５３号公報

モータの冷却構造では、モータを構成するロータ及びステータのうち、特に高温化しやすいロータ内の磁石及びステータ内のコイルを冷却することが求められる。特許文献１に記載されたモータの冷却構造では、冷媒の排出口が一方のエンドプレートにのみ設けられているため、ステータコアの軸方向両端のコイルエンドのうち、一方のコイルエンドのみに冷媒が吹き付けられる。そのため、他方のコイルエンドは冷却されず、ステータコイルを十分に冷却することができない。

一方、特許文献２に記載されたモータの冷却構造では、シャフトの軸方向の冷媒流路を少なくともシャフトの軸方向中央部付近まで延設する必要があり、シャフト内に長い冷媒流路を設けなければならない。そのため、シャフト内に冷媒流路を設けるために必要なドリル加工の長さも長くなり、加工費が高くなる。

本発明は上記課題に鑑み、ロータ、及びステータコアの軸方向両端のコイルエンドを十分に冷却可能であり、且つ、冷媒流路を設ける際の加工が容易な回転電機を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、シャフトと、シャフトが取り付けられるロータコアと、ロータコアの軸方向の両端面に設けられる第１及び第２エンドプレートと、を含むロータと、ロータを取り囲むように配置されたステータと、を備える回転電機が提供される。該回転電機は、シャフトに設けられ、第１エンドプレートに近い側の端面から直線的に延設された後に第１エンドプレートに向かって延設される第１流路と、ロータコアに形成され、第１エンドプレート側の端面から第２エンドプレート側端面に向かって冷媒を流す第２及び第３流路と、ロータコアに形成され、第２エンドプレート側の端面から第１エンドプレート側端面に向かって冷媒を流す第４流路と、第１エンドプレートに形成され、第１流路と第２流路とを接続するとともに、第１流路と第３流路とに接続される第５流路と、第２エンドプレートに形成され、第３流路と第４流路とを接続するＵターン流路と、を備える。第１エンドプレートには、第４流路を通過した冷媒をロータの外部に排出する第１排出ポートが形成され、第２エンドプレートには、第２流路を通過した冷媒をロータの外部に排出する第２排出ポートが形成される。

本発明によれば、シャフトの第１流路から第２流路に供給された冷却オイルは、第１排出ポートから液圧によってコイルエンドに噴きかかる。一方、シャフトの第１流路から第３流路に供給された冷却オイルは、Ｕターン流路によってＵターンされ、第４流路を第２流路とは逆方向に流れ、第２排出ポートから液圧によってコイルエンドに噴きかかる。これにより、ロータ、及びステータコアの軸方向両端のコイルエンドを十分に冷却することができる。また、シャフトに形成された第１流路が、シャフトの第１エンドプレートに近い側の端面から直線的に延設された後に第１エンドプレートに向かって延設されている。このため、シャフト内の第１流路は短く構成される。これにより、シャフト内の流路を設けるためのドリル加工の長さを短くでき、加工費を低減することができる。

図１は、第１実施形態によるモータを示す概略構成図である。 図２は、モータの軸方向から見た第１エンドプレートの径方向断面図である。 図３は、モータの軸方向から見た第２エンドプレートの径方向断面図である。 図４は、モータの軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図５は、冷却油路の軸方向断面の概略構成図である。 図６は、第１実施形態の変形例によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図７は、第１実施形態の変形例によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図８は、第１実施形態の変形例によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図９は、第１実施形態の変形例によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図１０は、第２実施形態によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図１１は、第２実施形態の変形例によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図１２は、第３実施形態によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図１３は、第４実施形態によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図１４は、第４実施形態の変形例によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図１５は、第５実施形態によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図１６は、第５実施形態の変形例によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。 図１７は、第５実施形態の変形例によるモータにおける、軸方向から見たロータコアの径方向一部断面図である。

以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ１を示す概略構成図である。図１に示すモータ１は、バッテリ等の電源から電力の供給を受けて回転し、車両の車輪を駆動する電動機として機能する。また、モータ１は、外力により駆動されて発電する発電機としても機能する。従って、モータ１は、電動機及び発電機として機能する、いわゆる回転電機（モータジェネレータ）として構成されている。なお、モータ１は、車両駆動用のモータではなく、車両以外のシステムの駆動源として用いられてもよい。

図１に示すように、モータ１は、ロータ１０と、ロータ１０の外周側に配置されるステータ２０と、を備えている。ロータ１０とステータ２０は、ケース（図示しない）に収容されている。

ロータ１０は、ステータ２０の内部に、ステータ２０に対して回転可能に配置されている。ロータ１０は、回転軸としてのシャフト１１、複数枚の電磁鋼板を積層して形成された円筒状部材であるロータコア１２、及びロータコア１２の軸方向の両端面上にそれぞれ設けられる円環形状の第１及び第２エンドプレート１３，１４から構成されている。シャフト１１は、ケースに設けられた軸受１５，１６により回転自在に支持されている。ロータコア１２は、例えば内周面の一部にシャフト１１を圧入するなどして、シャフト１１と締結されている。第１及び第２エンドプレート１３，１４は、内周面がシャフト１１の外周面と接しており、ロータコア１２の軸方向の両端面において、例えば収縮締結などの方法で、シャフト１１に固定されている。第１及び第２エンドプレート１３，１４は、後述する磁石１７の飛び出し等を防止する。

ステータ２０は、複数枚の電磁鋼板を積層して形成された円筒状部材であるステータコア２１と、ステータコア２１のティースに巻き回されているステータコイルから構成される。巻回されたステータコイルの端部（以下、コイルエンド２２という）は、ステータコア２１よりもモータ１の軸方向外側に突出している。ステータコア２１の外周面は、ケースの内周面に面接触した状態でケースに固定されている。

シャフト１１の軸方向の一方側には、軸受１５，１６よりも軸方向外側に、シャフト１１外周上に設置されたレゾルバロータ１８が備えられている。レゾルバロータ１８は、シャフト１１と一体回転し、ロータ１０の回転角度を検出するために設けられている。

ロータコア１２の外周よりの位置には、磁石１７を収納するための複数（例えば８本）の孔１７１が軸方向に穿設され、この孔１７１に磁石１７が挿入されている。

次に、図１〜図５を参照して、ロータ１０内に設けられた冷却油路（冷媒流路）３０について説明する。

ロータ１０内の冷却油路３０は、第１〜第５の流路３１〜３５、Ｕターン流路３７及び第１、第２の排出ポート３６，３８から構成され、冷却油路３０内を冷却オイルが流れることで、モータ１が冷却される。

図１に示すように、第１流路３１はシャフト１１内に形成され、シャフト１１の第１エンドプレート１３に近い側の端面から直線的に延設された後、第１エンドプレート１３に向かって２本に分岐して延設されている。第１流路３１は、ロータ１０外部でオイルポンプ（図示しない）に接続されており、オイルポンプから冷却オイルが供給される。なお、本実施形態では、第１流路３１は２本に分岐しているが、これに限られない。例えば、第１流路３１は分岐せずに第１エンドプレート１３に向かって延設されていてもよく、また、３本以上に分岐して、それぞれ第１エンドプレート１３に向かって延設されていてもよい。

第２流路３２は、ロータコア１２内に４本形成され、ロータコア１２の軸方向一方端面から他方端面まで、例えば直線状にモータ１の軸方向に延設される。第２流路３２を冷却オイルが流れると、ロータコア１２及びロータコア１２に嵌装された磁石１７が冷却される。

第３流路３３は、内周面の一部がシャフト１１の外周面により構成され、ロータコア１２の第２流路３２よりも内周側の位置に８本形成される。第３流路３３は、ロータコア１２の軸方向一方端面から他方端面まで、例えば直線状にモータ１の軸方向に延設される。

第４流路３４は、ロータコア１２内に４本形成され、ロータコア１２の軸方向一方端面から他方端面まで、例えば直線状にモータ１の軸方向に延設される。第４流路３４は、ロータコア１２の中心軸から第２流路３２までの距離と、ロータコア１２の中心軸から第４流路３４までの距離とが等しくなるような位置に形成される。第４流路３４を冷却オイルが流れると、ロータコア１２及びロータコア１２に嵌装された磁石１７が冷却される。

第５流路３５は、第１エンドプレート１３のロータコア１２の一方端面と接する位置に、シャフト１１の外周面に沿って形成される。第５流路３５の内周面はシャフト１１の外周面で構成され、底部３５０はロータコア１２の端面で構成される。第５流路３５は、第１エンドプレート１３の内周面（シャフト１１の外周面）において、第１流路３１と接続し、底部３５０において第２流路３２及び第３流路３３と接続している。即ち、第５流路３５は、第１流路３１と第２流路３２とを接続するとともに、第１流路３１と第３流路３３とを接続する。

Ｕターン流路３７は、第２エンドプレート１４のロータコア１２の他方端面と接する位置に、シャフト１１の外周面に沿って形成される。Ｕターン流路３７の内周面はシャフト１１の外周面で構成され、上部３７０はロータコア１２の端面で構成される。Ｕターン流路３７は、上部３７０において、第３流路３３及び第４流路３４と接続している。即ち、Ｕターン流路３７は、第３流路３３と第４流路３４とを接続する。

第１排出ポート３６は、第２エンドプレート１４に４本形成され、第２エンドプレート１４のロータコア１２と接する端面（第２エンドプレート１４の上端面）から他方の端面（第２エンドプレート１４の下端面）まで延設される。第１排出ポート３６は、第２エンドプレート１４の上端面において、それぞれ４本の第２流路３２に接続され、第２エンドプレート１４の下端面には、ロータ１０外部に向かって開口された開口部３６１を備える。

第２排出ポート３８は、第１エンドプレート１３に４本形成され、第１エンドプレート１３のロータコア１２に接する端面（第１エンドプレート１３の下端面）から他方の端面（第１エンドプレート１３の上端面）まで延設される。第２排出ポート３８は、第１エンドプレート１３の下端面において、それぞれ４本の第４流路３４に接続され、第１エンドプレート１３の上端面には、ロータ１０外部に向かって開口された開口部３８１を備える。

図２は、モータ１の軸方向から見た第１エンドプレート１３の径方向断面図である。図２に示すように、第５流路３５は、内周部３５１、連結部３５２から構成される。内周部３５１は、シャフト１１の外周面を取り囲むように形成され、シャフト１１の外周面において第１流路３１と接続している。また、内周部３５１は、第５流路３５の底部３５０において、シャフト１１の外周面に接する８本の第３流路３３に接続している。連結部３５２は、内周部３５１から、第３流路３３よりも外周側に形成された４本の第２流路３２のそれぞれに向かって延設され、第２流路３２と接続している。このように、第５流路３５は、内周部３５１を介して第１流路３１と８本の第３流路３３とを接続し、内周部３５１及び連結部３５２を介して第１流路３１と４本の第２流路３２とを接続している。なお、第５流路３５の構成は上記に限られるものではなく、第１流路３１と、第２流路３２及び第３流路３３とを接続するように形成されていればよい。

図３は、モータ１の軸方向から見た第２エンドプレート１４の径方向断面図である。図３に示すように、Ｕターン流路３７は、内周部３７１、連結部３７２から構成される。内周部３７１は、シャフト１１の外周面を取り囲むように形成され、また内周部３７１は、Ｕターン流路３７の上部３７０において、シャフト１１の外周面に接する８本の第３流路３３と接続している。連結部３７２は、内周部３７１から、第３流路３３よりも外周側に形成された４本の第４流路３４のそれぞれに向かって延設され、第４流路３４と接続している。このように、Ｕターン流路３７は、内周部３７１及び連結部３７２を介して８本の第３流路３３と４本の第４流路３４とを接続している。なお、Ｕターン流路３７の構成は上記に限られるものではなく、第３流路３３と、第４流路３４とを接続するように形成されていればよい。例えば２本の第３流路３３と１本の第４流路３４を接続するＵターン流路３７をそれぞれ４つ設けるような構成にしてもよい。

以上のように構成された冷却油路３０によれば、オイルポンプにより第１流路３１に供給された冷却オイルは、シャフト１１の外周面から第５流路３５に流入する。第５流路３５に流入した冷却オイルは、第５流路３５の内周部３５１を介して第３流路３３に、内周部３５１及び連結部３５２を介して第２流路３２に、それぞれ供給される。第２流路３２に供給された冷却オイルは、第２エンドプレート１４の上端面から第１排出ポート３６に流入し、第２エンドプレート１４の下端面の開口部３６１からロータ外部に排出される。開口部３６１から排出される冷却オイルは、液圧によって一方のコイルエンド２２ａに噴きかかり、コイルエンド２２ａを冷却する。一方、第３流路３３に供給された冷却オイルは、第２エンドプレート１４の上部３７０からＵターン流路３７に流入する。Ｕターン流路３７に流入した冷却オイルは、Ｕターン流路３７の内周部３７１を介して連結部３７２から第４流路３４に、Ｕターンするように供給される。第４流路３４に供給された冷却オイルは、第１エンドプレート１３の下端面から第２排出ポート３８に流入し、第１エンドプレート１３の上端面の開口部３８１からロータ外部に排出される。開口部３８１から排出される冷却オイルは、液圧によって他方のコイルエンド２２ｂに噴きかかり、コイルエンド２２ｂを冷却する。

このように、冷却油路３０は、第１流路３１から第５流路３５、第２流路３２及び第１排出ポート３６を流れるルートと、第１流路３１から第５流路３５、第３流路３３、Ｕターン流路３７、第４流路３４及び第２排出ポート３８を流れるルートという２種類の経路を備えている。

図４は、モータ１の軸方向から見たロータコア１２の径方向一部断面図である。図４に示すように、ロータコア１２には、磁石１７が挿入された孔１７１、第２流路３２、第３流路３３、第４流路３４が形成されている。

磁石１７が挿入される孔１７１は、ロータコア１２の外周寄りの位置に形成され、２つの孔１７１が略Ｖ字型をなすように設けられている。磁石１７は２枚で１磁極を構成し、ロータコア１２の周方向に沿って、２つの磁石１７が構成する磁極が互いに等間隔で、且つ、互いに隣接する磁極の極性が異極性となるように配置されている。この２枚の磁石１７がつくる１磁極の中心とロータ１０の回転中心を結ぶ直線をｄ軸、ｄ軸と電気的に直交する方向をｑ軸とする。

磁石１７は、長手方向の幅が孔１７１よりも小さく形成されており、孔１７１の周方向両端部分には、空間部分としてのフラックスバリア１７２が形成される。この空間部分は、電磁鋼板よりも透磁率が低く、磁気抵抗が大きい。従って、フラックスバリア１７２は、磁石１７がロータコア１２に構成する磁気回路において、磁束が通りにくい磁気的障壁として作用する。

第３流路３３は、ロータコア１２の径方向断面視において略半円状（弓状）に形成され、第２流路３２及び第４流路３４よりも内周側に、１磁極ごとに２本ずつ配置されている。第３流路３３の内周面の一部はシャフト１１の外周面により構成されている。ロータコア１２は、内周面の一部にシャフト１１を圧入してシャフト１１と締結されるが、第３流路３３は、ロータコア１２の内周面のうち、圧入機能を持たない部分に形成されている。なお、本実施形態では、第３流路３３の内周面の一部をシャフト１１の外周面により構成しているが、必ずしもこれに限られず、シャフト１１に接しない位置に第３流路３３を形成してもよい。また、本実施形態では、第３流路３３は略半円状（弓状）に形成されているが、第３流路３３の形状はこれに限られない。

第２流路３２及び第４流路３４は、ロータコア１２の径方向断面視において楕円形状をなし、１磁極ごとに１本ずつ、第３流路３３よりも外周側の孔１７１近傍に形成され、且つ２枚の磁石１７がつくる磁極のｄ軸をはさんで線対称な位置に配置されている。即ち、第２流路３２及び第４流路３４は、第３流路３３よりも磁石１７に近い位置に、ｄ軸をはさんで線対称に形成されている。

図５は、冷却油路３０の軸方向断面の概略構成図である。

図５に示すように、第２流路３２及び第４流路３４は径方向断面積が等しく、かつ第３流路３３よりも径方向断面積が小さい。流路を流れる冷媒の流速は、流路の断面積に反比例するため、第３流路３３よりも径方向断面積が小さい第２流路３２及び第４流路３４を流れる冷却オイルの流速は、第３流路３３を流れる冷却オイルの流速よりも速くなる。また、熱伝達率は流速に比例するため、第２流路３２及び第４流路３４を流れる冷却オイルによる冷却効率はほぼ等しくなる。

上記した第１実施形態のモータ１によれば、以下の効果を得ることができる。

モータ１（回転電機）は、ロータコア１２に第２流路３２、第３流路３３及び第４流路３４を備えている。第２流路３２は第１排出ポート３６に接続し、第３流路３３はＵターン流路３７によって第４流路３４に接続し、第４流路３４は第２排出ポート３８に接続する。このため、第２流路３２を流れた冷却オイルは、第１排出ポート３６の開口部３６１から液圧によってコイルエンド２２ａに噴きかかる。一方、第３流路３３を流れた冷却オイルは、Ｕターン流路３７によってＵターンされ、第４流路３４を第２流路３２とは逆方向に流れ、第２排出ポート３８の開口部３８１から液圧によってコイルエンド２２ｂに噴きかかる。これにより、ロータ１０、及びステータコア２１の軸方向両端のコイルエンド２２ａ，２２ｂを十分に冷却することができる。

モータ１は、シャフト１１に形成された第１流路３１が、シャフト１１の第１エンドプレート１３に近い側の端面から直線的に延設された後に第１エンドプレート１３に向かって延設されている。このため、シャフト１１内の第１流路３１は短く構成される。これにより、シャフト１１内の流路を設ける際のドリル加工の長さを短くでき、加工費を低減することができる。また、ドリル加工の長さが長くなると、より太いドリルを使用する必要が生じ、シャフト１１内の流路の径が大きくなり、シャフト１１に設けられた回転検出器も大型のものを使用しなければならなくなる。一方、本実施形態のモータ１は、ドリル加工の長さが短いため、細いドリルにより加工することができ、より細いシャフト１１を使用することができる。従って、レゾルバロータ１８も小型のものを使用でき、省スペース化及びコストダウンを図ることができる。

モータ１は、シャフト１１に形成された第１流路３１と、ロータコア１２に形成された第２、第３流路３２，３３とを接続する第５流路３５を第１エンドプレート１３に設けている。ロータコアは一般的に電磁鋼板を積層して構成されているため、ロータコア１２に径方向の流路を設けてシャフト１１の流路とロータコア１２の流路を接続する場合、加工が複雑になる。即ち、ロータコア１２に径方向の流路を設ける場合、一部の積層鋼板には軸方向及び径方向の流路を設け、一部の積層鋼板は軸方向の流路のみを設けることになり、積層鋼板への加工を一括して行うことができない。一方、本実施形態のモータ１は、シャフト１１の流路とロータコア１２の流路とを接続する径方向の流路を第１エンドプレート１３に設けているため、ロータコア１２に径方向流路を設ける場合に比べ、ロータコア１２への加工が容易である。

モータ１は、互いに軸方向における反対方向に冷却オイルが流れる第２流路３２と第４流路３４が、ｄ軸をはさんで線対称な位置に配置されている。これにより、磁石１７を均等に冷却することができ、一部の磁石１７のみが冷却されないなどの悪影響を防止することができる。

また、モータ１は、第２流路３２及び第４流路３４の径方向断面積が等しい。このため、第２流路３２及び第４流路３４を流れる冷媒の流速が等しくなり、第２流路３２及び第４流路３４における熱伝導率もほぼ等しくなる。従って、第２流路３２及び第４流路３４を流れる冷却オイルによる冷却効率はほぼ等しくなり、磁石１７を均等に冷却することができる。また、第２流路３２と第４流路３４を対称に配置し、かつ断面積も等しくすることで、ロータ１０の内部応力が対称に等しく生じるため、ロータ回転時のバランスも良好になる。

また、モータ１は、第２流路３２及び第４流路３４の径方向断面積が第３流路３３の径方向断面積より小さく、且つ第２流路３２及び第４流路３４が、第３流路３３よりも磁石１７に近い位置に形成されている。流路を流れる冷媒の流速は、径方向断面積小さい第２流路３２及び第４流路３４の方が第３流路３３より速くなり、第２流路３２及び第４流路３４の熱伝達率は第３流路３３より高くなる。即ち、第２流路３２及び第４流路３４による冷却効率は第３流路３３より高くなる。このように、冷却効率の高い第２流路３２及び第４流路３４が、第３流路３３よりも磁石１７に近い位置に形成されているため、磁石１７の冷却効率が向上する。

なお、本実施形態では、磁石１７を８枚、第２流路３２を４本、第３流路３３を８本、第４流路３４を４本形成しているが、磁石１７、流路の数はこれらに限られない。

また、本実施形態では、磁石１７が略Ｖ字型をなすように配置されているが、磁石１７の配置はこれに限られない。

（第１実施形態の変形例）
図６を参照して、第１実施形態の変形例によるモータ１を説明する。

図６は、第１実施形態の変形例によるモータ１における、軸方向から見たロータコア１２の径方向一部断面図である。図６に示すように、本変形例では、第２流路３２及び第４流路３４がｑ軸をはさんで線対称な位置に配置されている。

このような構成によっても、磁石１７を均等に冷却することができ、一部の磁石１７のみが冷却されないなどの悪影響を防止することができる。

なお、第１実施形態及びその変形例では、第２流路３２及び第４流路３４が楕円形状をなしているが、流路の形状はこれに限られない。例えば、図７のように、第２流路３２及び第４流路３４がロータコア１２の径方向断面視において、丸形状をなしていてもよく、図８のように長穴形状をなしていてもよく、また図９のように四角穴形状をなしていてもよい。また、後述する第２及び第３実施形態においても同様に、流路の形状を自由に変形することができる。

（第２実施形態）
図１０を参照して、第２実施形態によるモータ１を説明する。

図１０は、第２実施形態によるモータ１における、軸方向から見たロータコア１２の径方向一部断面図である。第２実施形態では、第２流路３２及び第４流路３４の配置と本数が第１実施形態と異なる。なお、以下の実施形態では第１実施形態と同じ機能を果たす構成には同一の符号を用い、重複する記載を適宜省略して説明する。

図１０に示すように、本実施形態では、第２流路３２が、１磁極ごとに２本ずつ形成され、該２本の第２流路３２は、ロータコア１２の中心軸から等距離の位置に、ｄ軸をはさんで線対称に配置されている。第４流路３４は、１磁極ごとに２本ずつ形成され、該２本の第４流路３４は、第２流路３２よりも内周側に、ロータコア１２の中心軸から等距離の位置に、ｄ軸をはさんで線対称に配置されている。

このような構成によっても、磁石１７を均等に冷却することができ、一部の磁石１７のみが冷却されないなどの悪影響を防止することができる。

なお、本実施形態では、第２流路３２及び第４流路３４が１磁極ごとに２本ずつ形成されているが、第２流路３２及び第４流路３４の数はこれに限られず、例えば図１１のように１磁極ごとに４本ずつ、それぞれｄ軸をはさんで線対称に形成されていてもよい。

また、本実施形態では、複数の第２流路３２及び複数の第４流路３４がそれぞれｄ軸をはさんで線対称に配置されているが、複数の第２流路３２及び複数の第４流路３４がそれぞれｑ軸をはさんで線対称に配置されていてもよい。

また、本実施形態では、第４流路３４が第２流路３２よりも内周側に配置されているがこれに限られず、第４流路３４が第２流路３２よりも外周側に配置されていてもよい。

（第３実施形態）
図１２を参照して、第３実施形態によるモータ１を説明する。

図１２は、第３実施形態によるモータ１における、軸方向から見たロータコア１２の径方向一部断面図である。第３実施形態では、第２流路３２と第４流路３４がｄ軸及びｑ軸上に形成される点が他の実施形態と異なる。

図１２に示すように、第２流路３２はｄ軸及びｑ軸上にそれぞれ１本ずつ形成される。また、第４流路３４は、第２流路３２よりも内周側に、ｄ軸及びｑ軸上にそれぞれ１本ずつ形成される。

このような構成によっても、上記した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、第２流路３２及び第４流路３４がｄ軸及びｑ軸上にそれぞれ１本ずつ形成されているが、流路の本数はこれに限られず、ｄ軸及びｑ軸上にそれぞれ２本以上形成されていてもよい。

また、本実施形態では、第４流路３４が第２流路３２よりも内周側に配置されているがこれに限られず、第４流路３４が第２流路３２よりも外周側に配置されていてもよい。

（第４実施形態）
図１３を参照して、第４実施形態によるモータ１を説明する。

図１３は、第４実施形態によるモータ１における、軸方向から見たロータコア１２の径方向一部断面図である。第４実施形態では、第２流路３２と第４流路３４がｄ軸上のみに形成される点が第３実施形態と異なる。

図１３に示すように、第２流路３２はロータコア１２の径方向断面視において楕円形状をなし、ｄ軸上の磁石１７近傍に、１磁極ごとに１本形成される。また、第４流路３４はロータコア１２の径方向断面視において楕円形状をなし、ｄ軸上の第２流路３２よりも内周側に、１磁極ごとに１本形成される。

このような構成によっても、上記した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、第２流路３２及び第４流路３４がｄ軸上にそれぞれ１本ずつ形成されているが、流路の本数はこれに限られず、ｄ軸上にそれぞれ２本以上形成されていてもよい。

また、本実施形態では、第４流路３４が第２流路３２よりも内周側に形成されているが、第４流路３４がｄ軸上の磁石１７近傍に、第２流路３２がｄ軸上の第４流路３４よりも内周側に形成されていてもよい。

また、本実施形態では、第２流路３２及び第４流路３４がｄ軸上のみに形成されているが、これに限らず、第２流路３２及び第４流路３４はｑ軸上のみに形成されていてもよい。

また、本実施形態では、第２流路３２及び第４流路３４が、ロータコア１２の径方向断面視において楕円形状をなしているが、流路の形状はこれに限られず、例えば図１４のように第２流路３２及び第４流路３４が、ロータコア１２の径方向断面視において長方形をなしていてもよい。

（第５実施形態）
図１５を参照して、第５実施形態によるモータ１を説明する。

図１５は、第５実施形態によるモータ１における、軸方向から見たロータコア１２の径方向一部断面図である。第５実施形態では、フラックスバリア１７２を第２流路３２及び第４流路３４としている点が他の実施形態と異なる。

図１５に示すように、１磁極を構成する２枚の磁石１７が挿入される２つの孔１７１のｄ軸に近い側の端部に形成されたフラックスバリア１７２ａ，１７２ｃは、第２流路３２として活用される。また、１磁極を構成する２枚の磁石１７が挿入される２つの孔１７１のｑ軸に近い側の端部に形成されたフラックスバリア１７２ｂ，１７２ｄは、第４流路３４として活用される。両端部にフラックスバリア１７２が形成される孔１７１は、１磁極ごとに２つ、ｄ軸対称に配置されているため、第２流路３２及び第４流路３４もそれぞれ１磁極ごとに２本、ｄ軸をはさんで線対称に形成されている。

上記した第５実施形態のモータ１によれば、第１実施形態のモータ１により得られる効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

モータ１は、磁石１７の両端に形成されたフラックスバリア１７２を、第２流路３２及び第４流路３４として活用している。このように構成されたモータ１は、冷却オイルが流れる第２流路３２及び第４流路３４が磁石１７に接するため、磁石１７の冷却効率が向上する。また、フラックスバリア１７２を利用して冷却用の流路としているため、ロータコア１２に別途冷却用の流路を設ける必要がなく、ロータコア強度への悪影響を低減できる。

また、第２流路３２及び第４流路３４は、それぞれ１磁極ごとに２本ずつ、ｄ軸をはさんで線対称に配置される。従って、磁石１７を均等に冷却することができ、一部の磁石１７のみが冷却されないなどの悪影響を防止することができる。

なお、本実施形態では、ｄ軸に近い側のフラックスバリア１７２ａ，１７２ｃに第２流路３２が、ｑ軸に近い側のフラックスバリア１７２ｂ，１７２ｄに第４流路３４が形成されているが、これに限られない。図１６のように、ｄ軸に近い側のフラックスバリア１７２ａ，１７２ｃに第４流路３４が、ｑ軸に近い側のフラックスバリア１７２ｂ，１７２ｄに第２流路３２が形成されていてもよい。

（第５実施形態の変形例）
図１７を参照して、第５実施形態の変形例によるモータ１を説明する。

図１７は、第５実施形態の変形例によるモータ１における、軸方向から見たロータコア１２の径方向一部断面図である。図１７に示すように、１磁極を構成する２枚の磁石１７のうち、一方の磁石１７両端部に形成されたフラックスバリア１７２ａ，１７２ｂを、第２流路３２として活用している。また、１磁極を構成する２枚の磁石１７のうち、他方の磁石１７両端部に形成されたフラックスバリア１７２ｃ，１７２ｄを、第４流路３４として活用している。且つ、第２流路３２及び第４流路３４はｄ軸をはさんで線対称に形成される。

このような構成によっても、上記した第５実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

なお、いずれの実施形態においても、冷媒流路３０を流れる冷媒を冷却オイルとしたが、冷媒はこれに限られず、例えば窒素ガスなどの気体であってもよい。

上記した各実施形態は、それぞれ単独の実施形態として説明したが、適宜組み合わせてもよい。

１ モータ
１０ ロータ
１１ シャフト
１２ ロータコア
１３ 第１エンドプレート
１４ 第２エンドプレート
２０ ステータ
２１ ステータコア
２２ コイルエンド
３０ 冷却油路
３１ 第１流路
３２ 第２流路
３３ 第３流路
３４ 第４流路
３５ 第５流路
３６ 第１排出ポート
３７ Ｕターン流路
３８ 第２排出ポート
１７２ フラックスバリア

Claims (8)

1. シャフトと、前記シャフトが取り付けられるロータコアと、前記ロータコアに嵌装される複数の永久磁石と、前記ロータコアの軸方向の両端面に設けられる第１及び第２エンドプレートと、を含むロータと、
   前記ロータを取り囲むように配置されたステータと、を備える回転電機であって、
   前記シャフトに設けられ、前記第１エンドプレートに近い側の端面から直線的に延設された後に前記第１エンドプレートに向かって延設される第１流路と、
   前記ロータコアに形成され、前記第１エンドプレート側の端面から前記第２エンドプレート側の端面に向かって冷媒を流す第２及び第３流路と、
   前記ロータコアに形成され、前記第２エンドプレート側の端面から前記第１エンドプレート側の端面に向かって冷媒を流す第４流路と、
   前記第１エンドプレートに形成され、前記第１流路と前記第２流路とを接続するとともに、前記第１流路と前記第３流路とに接続される第５流路と、
   前記第２エンドプレートに形成され、前記第３流路と前記第４流路とを接続するＵターン流路と、を備え、
   前記第１エンドプレートには、前記第４流路を通過した冷媒を前記ロータの外部に排出する第１排出ポートが形成され、
   前記第２エンドプレートには、前記第２流路を通過した冷媒を前記ロータの外部に排出する第２排出ポートが形成される、
   回転電機。
2. 前記第２及び第４流路は、それぞれ１磁極ごとに１又は複数本形成され、
   前記第３流路は、１磁極ごとに複数本形成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記第２流路と前記第４流路は、１磁極が構成するｄ軸またはｄ軸と電気的に直交するｑ軸をはさんで線対称に配置される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記第２及び第４流路は、それぞれ１磁極ごとに複数本形成され、
   前記第３流路は、１磁極ごとに複数本形成され、
   複数の前記第２流路の各々は、隣り合う前記第２流路と１磁極が構成するｄ軸またはｄ軸と電気的に直交するｑ軸をはさんで線対称に配置され、且つ、複数の前記第４流路の各々は、隣り合う前記第４流路とｄ軸またはｑ軸をはさんで線対称に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
5. 前記第３流路は、前記第２流路及び前記第４流路よりも前記ロータコアの内周側に配置される、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の回転電機。
6. 前記第２流路及び前記第４流路の径方向断面積は等しく、且つ、前記第３流路の径方向断面積より小さい、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の回転電機。
7. 前記第２流路及び前記第４流路は、前記第３流路よりも前記永久磁石に近い位置に形成される、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の回転電機。
8. 前記ロータコアは、複数の前記永久磁石が嵌装されるとともに、両端部分にフラックスバリアが形成される複数の孔を備え、
   前記フラックスバリアは、前記第２流路及び前記第４流路を構成する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の回転電機。

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