JP5490103B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機に関し、特に、永久磁石が埋設された回転電機に関する。

永久磁石が埋設された回転電機では、高効率化および小型化を実現するために、永久磁石として希土類磁石が用いられる場合がある。特に、非常に高い磁気特性を有するＮｄ（ネオジム）磁石が用いられる場合がある。Ｎｄ磁石は、卓越した磁気特性を有するものの、高温になるほど磁石の保持力が低下するという温度特性（熱減磁）を有する。Ｎｄ磁石の保持力が低下すると、外部からの反磁界により磁石が不可逆減磁し、回転電機の性能が低下してしまうという問題がある。よって、回転電機に用いられる永久磁石の温度保護のために、永久磁石の冷却構造が重要となる。

回転電機の冷却構造に関し、従来、ロータシャフトから供給される冷却油を、ロータとエンドプレート間の空洞を通して流通させ、エンドプレート外周側の吐出口から冷却油を放出する技術が提案されている（たとえば、特開２００５−００６４２９号公報（特許文献１）参照）。また、オイル流路をロータ内に設け、オイル流れによって磁石を冷却する技術が提案されている（たとえば、特開２００８−１７８２４３号公報（特許文献２）参照）。

特開２００５−００６４２９号公報 特開２００８−１７８２４３号公報

エンドプレートの最外周付近に冷却油の吐出口を設けた場合、ロータとエンドプレート間の空洞内に流入したオイルは、遠心力によって吐出口へ向かって送られ、そのまま吐出口から放出されてしまう。そのため、空洞内にオイル溜りが形成されず、ロータや磁石と接触するオイル流れが形成されないため、オイルによる有効な冷却ができない問題があった。

また、冷却油の吐出口を内周側に設けた場合、空洞内の吐出口より外周側にオイル溜りが形成される。しかし、このオイル溜りに溜まったオイルは、遠心力により外周側へ押し付けられているため、内圧が高い。そのため、新たに空洞内に供給されるオイルはオイル溜り内に浸入することができず、供給されたオイルがオイル溜り内のオイルと入れ替わることなく放出されてしまい、結果としてオイル溜り内のオイルの入れ替えができないため、オイル冷却が有効に働かないという問題があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、冷却性能を向上できる回転電機を提供することである。

本発明に係る回転電機は、回転可能に設けられた回転シャフトと、回転シャフトに固設されたロータと、ロータに埋設された永久磁石と、ロータを挟持するエンドプレートと、ロータとエンドプレートとの間に配置された円板形状の仕切板とを備える。エンドプレートは、ロータに対し軸方向に隔てられて配置され回転シャフトに固設された円板形状の環状板部と、環状板部の外縁からロータ側へ突起しロータの軸方向端面に当接するスリーブ形状の筒部とを含む。仕切板は、ロータと仕切板との間に第一空間を形成し、環状板部と仕切板との間に第二空間を形成するように、環状板部およびロータの双方に対し軸方向に隔てられて配置されている。回転シャフトには、第一空間と連通する冷媒通路が形成されている。仕切板には、永久磁石に対し径方向外側に、第一空間と第二空間とを連通する連通路が形成されている。環状板部には、永久磁石に対し径方向内側に、軸方向に環状板部を貫通する貫通孔が形成されている。

上記回転電機において、連通路は、仕切板の径方向における最外周部に形成されていてもよい。

上記回転電機において、連通路は、永久磁石と周方向位置が一致するように形成されていてもよい。

上記回転電機において、仕切板とロータとの少なくともいずれか一方に、第一空間内へ突出する突起部が形成されていてもよい。

上記回転電機において、突起部は、径方向に沿って延在するフィン状に形成されており、永久磁石が設置されていない周方向位置において突起部間の間隔が相対的に小さく、永久磁石が埋設されている周方向位置において突起部間の間隔が相対的に大きくてもよい。

本発明の回転電機によると、回転電機の冷却性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る回転電機を示す断面図である。 図１に示すロータの一部を拡大視した拡大断面図である。 エンドプレートの部分断面斜視図である。 第一空間内に冷媒が溜められた状態を示す断面図である。 第二空間内に冷媒が溜められた状態を示す断面図である。 第一空間および第二空間内に冷媒が溜められた状態を異なる角度から示す断面図である。 実施の形態２の仕切板の形状を示す模式図である。 図７に示す仕切板が設置されたロータの断面図である。 実施の形態３の回転電機のロータの一部を拡大視した拡大断面図である。 図９中に示すＸ−Ｘ線に沿うロータの断面図である。 実施の形態４の回転電機のロータの一部を拡大視した拡大断面図である。 図１１中に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿うロータの断面図である。 実施の形態５の回転電機のロータの一部を拡大視した拡大断面図である。 図１３中に示すＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿うロータの断面図である。 実施の形態６の回転電機のロータの一部を拡大視した拡大断面図である。 図１５中に示すＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿うロータの断面図である。 ロータの軸方向端面に形成された突起部の変形例を示す断面図である。 実施の形態８の回転電機のロータの一部を拡大視した拡大断面図である。 図１８中に示すＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿うロータの断面図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機１００を示す断面図である。図中に示す回転電機１００は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な２次電池（バッテリ）から電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車に搭載されている。回転電機１００とは、電力供給されて駆動力を発生させるモータとしての機能と、発電機（ジェネレータ）としての機能との少なくとも一方の機能を有する、モータジェネレータを意味する。

図１に示すように、回転電機１００は、回転シャフト５８と、ロータ１０と、ステータ５０とを備える。ロータ１０は、中心線１０１に沿って延びる回転シャフト５８に固設されている。回転シャフト５８は、ステータ５０に発生する磁界によって、回転シャフト５８の仮想の回転中心線である中心線１０１を中心に、ロータ１０とともに回転可能に設けられている。

ロータ１０は、ロータコア１１と、ロータコア１１に埋設された永久磁石２１とを有する。すなわち、回転電機１００は、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータである。ロータコア１１は、中心線１０１に沿った円筒形状を有する。ロータコア１１は、軸方向（中心線１０１に沿う方向であって、図１中の両矢印ＤＲ１で示す方向）に積層された複数の電磁鋼板１２から構成されている。

ステータ５０は、ロータ１０の外周上に配置されている。ステータ５０は、ステータコア５１と、ステータコア５１に巻回されたコイル５５とを有する。ステータコア５１は、中心線１０１に沿う軸方向に積層された複数の電磁鋼板５２から構成されている。なお、ロータコア１１およびステータコア５１は、電磁鋼板に限定されず、たとえば圧粉磁心によって一体成形されてもよい。

コイル５５は、３相ケーブル６０によって制御装置７０に電気的に接続されている。３相ケーブル６０は、Ｕ相ケーブル６１、Ｖ相ケーブル６２およびＷ相ケーブル６３からなる。コイル５５は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなり、これらの３つのコイルの端子に、それぞれ、Ｕ相ケーブル６１、Ｖ相ケーブル６２およびＷ相ケーブル６３が接続されている。

制御装置７０には、ハイブリッド自動車に搭載されたＥＣＵ（Electrical Control Unit）８０から、回転電機１００が出力すべきトルク指令値が送られる。制御装置７０は、そのトルク指令値によって指定されたトルクを出力するためのモータ制御電流を生成し、そのモータ制御電流を、３相ケーブル６０を介してコイル５５に供給する。

軸方向におけるロータ１０の両端部に位置する軸方向端面１３，１４と対向するように、エンドプレート２５が設けられている。エンドプレート２５は、ロータ１０を構成する電磁鋼板１２の積層構造を、軸方向に挟持する。永久磁石２１に対向する電磁鋼板１２の端部が磁化されたとき、磁力の作用によって電磁鋼板１２が分離しようとする力が働くが、エンドプレート２５を配置して電磁鋼板１２の積層構造を挟持することにより、電磁鋼板１２の分離を防止する。エンドプレート２５は、ねじ止め、かしめ、圧入などの任意の方法によって、回転シャフト５８に一体回転可能に固定されており、回転シャフト５８の回転に伴って回転運動を行なう。

ロータ１０の軸方向端面１３，１４と、エンドプレート２５との間には、仕切板２９が配置されている。仕切板２９は、回転シャフト５８に対し軸方向に相対移動不能に設けられている。

回転シャフト５８は、中空に形成されている。回転シャフト５８の内部には、冷媒通路３１が形成されている。冷媒通路３１は、冷却油に代表される、永久磁石２１を冷却するための冷媒が流通可能に形成されている。冷媒通路３１は、中心線１０１を含むように軸方向に沿って延びる、軸方向通路３２を含む。冷媒通路３１はまた、軸方向通路３２に連設され、回転シャフト５８の径方向に沿って延びる、径方向通路３３を含む。

エンドプレート２５と、ロータ１０の軸方向端面１３，１４との間には、径方向通路３３に連通する空洞が形成されており、この空洞が冷媒通路４１を形成する。冷媒通路４１は、永久磁石２１を冷却するための冷媒が流通可能に形成されている。エンドプレート２５には、冷媒通路４１と外部とを連通するように、エンドプレート２５を軸方向に貫通する貫通孔４８が形成されている。

図１中の矢印に示すように、永久磁石２１を冷却するための冷媒は、図示しないポンプによって移送され、軸方向通路３２から径方向通路３３を経由して、冷媒通路４１へと導入される。冷媒通路４１へ供給された冷媒は、貫通孔４８を経由して、冷媒通路４１から排出可能とされている。

図２は、図１に示すロータ１０の一部を拡大視した拡大断面図である。図３は、エンドプレート２５の部分断面斜視図である。図２および図３に示すように、エンドプレート２５は、円板状の環状板部２６と、環状板部２６の外縁２６ａから突起した筒部２７とを含む。環状板部２６の中央部には孔２６ｂが形成されている。この孔２６ｂに回転シャフト５８が挿通されて環状板部２６が回転シャフト５８に固設されることにより、エンドプレート２５は回転シャフト５８に固定される。

図２に示すように、環状板部２６は、ロータ１０の軸方向端面１３に対し軸方向に隔てられて配置されている。筒部２７は、環状板部２６からロータ１０の軸方向端面１３側へ突起している。筒部２７の円環形状の先端面２７ａ（図３参照）がロータ１０の軸方向端面１３に当接していることにより、電磁鋼板１２の積層構造が、軸方向に保持されている。

仕切板２９は、エンドプレート２５の環状板部２６およびロータ１０の軸方向端面１３の双方に対し、軸方向に隔てられて配置されている。エンドプレート２５とロータ１０の軸方向端面１３との間の空洞は、仕切板２９によって仕切られている。環状板部２６、筒部２７、ロータ１０の軸方向端面１３および回転シャフト５８の外周面によって囲繞された空間を、仕切板２９が軸方向に仕切り二分割することにより、ロータ１０と仕切板２９との間の第一空間４２、および、環状板部２６と仕切板２９との間の第二空間４３が形成されている。

第一空間４２は、ロータ１０の軸方向端面１３と、仕切板２９のロータ１０と対向する表面とによって規定されている。第二空間４３は、環状板部２６と、仕切板２９との、互いに対向する表面によって規定されている。回転シャフト５８の外周面は、第一空間４２および第二空間４３の最内径側の壁面を規定する。筒部２７の内周面は、第一空間４２および第二空間４３の最外径側の壁面を規定する。

仕切板２９は、筒部２７の内径よりも小径の円板形状に形成されている。仕切板２９の外縁部が筒部２７と対向するように、仕切板２９が配置されている。径方向（図２中の両矢印ＤＲ２で示す方向であって、軸方向と直交する方向）において中心線１０１から最も離れる仕切板２９の最外周部と、筒部２７との間には、連通路４４が形成されている。連通路４４は、第一空間４２と第二空間４３とを連通するように、軸方向に仕切板２９を貫通して形成されている。

エンドプレート２５の環状板部２６には、軸方向に環状板部２６を貫通する貫通孔４８が形成されている。貫通孔４８は、環状板部２６に対しロータ１０と反対側の外部空間と、第二空間４３とを連通する。

ロータコア１１には、円筒形状の軸方向にロータコア１１を貫通するように、孔部が形成される。永久磁石２１は、この孔部に挿入されてロータ１０の内部に埋設されている。永久磁石２１は、軸方向にロータ１０を貫通し、永久磁石２１の軸方向端面２３が第一空間４２へ露出するように配置されている。

第一空間４２、連通路４４、第二空間４３および貫通孔４８は、冷媒通路４１を構成する。回転シャフト５８の内部に形成された径方向通路３３は、第一空間４２と連通している。第一空間４２は、径方向通路３３に接続されている。図２に示すように、連通路４４は、永久磁石２１に対し、径方向外側に形成されている。また貫通孔４８は、永久磁石２１に対し、径方向内側に形成されている。

図４は、第一空間４２内に冷媒が溜められた状態を示す断面図である。図５は、第二空間４３内に冷媒が溜められた状態を示す断面図である。図６は、第一空間４２および第二空間４３内に冷媒が溜められた状態を異なる角度から示す断面図である。図４および図５では、ロータ１０の軸方向に直交する断面が図示されている。図６では、ロータ１０の軸方向に沿う断面が図示されている。なお図４は、図６に示すＩＶ−ＩＶ線に沿うロータ１０の断面図であり、図５は、図６に示すＶ−Ｖ線に沿うロータ１０の断面図である。図４〜図６中に示す矢印は、冷媒の流れを示している。

図４および図６に示すように、回転シャフト５８内部の軸方向通路３２を経由して径方向通路３３に供給された冷媒は、ロータ１０の回転により発生する遠心力の作用によって、径方向外側へ流れる。冷媒は、径方向通路３３と第一空間４２とを連通する連通口３４を通過して、径方向通路３３から第一空間４２へ流入する。冷媒は、ロータ１０の軸方向端面１３および仕切板２９のロータ１０と対向する表面に接触しながら、第一空間４２内を径方向外側へ流れ、第一空間４２に露出している永久磁石２１の軸方向端面２３にまで達する。冷媒が永久磁石２１の軸方向端面２３に接触しながら流れるので、冷媒によって永久磁石２１の軸方向端面２３が冷却される。

図６に示すように、第一空間４２の径方向における最外周部に到達した冷媒は、仕切板２９の最外周部に形成された連通路４４を通過して、第二空間４３へ流入する。冷媒は、第二空間４３内を径方向内側へ流れ、環状板部２６に形成された貫通孔４８に至り、貫通孔４８から外部へ排出される。

貫通孔４８は、永久磁石２１よりも径方向内方に位置する部分に開口している。そのため、図５および図６に示すように、貫通孔４８の形成されている径方向位置よりも外周側の、第一空間４２および第二空間４３の内部において、冷媒が溜められた冷媒溜り１９が形成される。

本実施の形態の構成では、仕切板２９の外周側は冷媒溜り１９に溜められた冷媒中に沈潜している。そのため、第一空間４２内部の気体の圧力と、第二空間４３内部の気体の圧力との間に差が発生し、第一空間４２内部において気体の圧力が相対的に高くなる。そのため、冷媒溜り１９の内部においても冷媒の流れが生じ、結果として冷媒は淀みなく流れて、第一空間４２から連通路４４を経由して第二空間４３へ流れ、貫通孔４８から排出される。

つまり、本実施の形態では、冷媒溜り１９が形成されることによって、耐熱性の低い永久磁石２１の軸方向端面２３が冷媒に常に接触する。かつ、冷媒溜り１９内で冷媒を滞留させず淀みない冷媒の流れを形成することによって、温度の低い冷媒を常に永久磁石２１の軸方向端面２３に供給することができる。したがって、永久磁石２１を効率よく冷却することができるので、永久磁石２１が温度上昇して熱減磁を発生し永久磁石２１の保持力が低下することを抑制することができる。

また、ロータ１０とエンドプレート２５との間に仕切板２９を設置することで、冷媒溜り１９の形成と、冷媒溜り１９内の冷媒流れの形成とを行なうことができ、簡単な構成で有効な永久磁石２１の冷却方法を提供することができる。エンドプレート２５は円板形状の環状板部２６とスリーブ形状の筒部２７との組み合わせによって構成されており、また仕切板２９は円板形状であり、容易にエンドプレート２５と仕切板２９とを成形することができるので、回転電機１００の製造コストの低減および製造工程の簡略化を図ることができる。

冷媒溜り１９は、貫通孔４８の形成されている径方向位置よりも外周側に形成される。つまり、貫通孔４８の径方向における位置を変更すれば、冷媒溜り１９の深さを自在に変更できる。冷媒溜り１９の深さを変更することにより、ロータ１０の軸方向端面１３のうち、常に冷媒に被覆されている表面積を自由に変更することができる。したがって、ロータ１０が必要とする冷却性能に合わせて、冷媒がロータ１０を被覆する被覆率を自由に変更することができる。この被覆率の変更は、貫通孔４８の径方向位置を変更するだけで達成することができるので、回転電機１００の製造コストを増大させることなく任意の被覆率を得ることが容易に可能である。

また、冷媒が外部へ排出される貫通孔４８が、エンドプレート２５の内径側に形成されている。そのため、貫通孔４８から飛散する冷媒に作用する遠心力が抑制されており、冷媒が吐出されるときに発生する損失を最小限に抑制することができる。加えて、貫通孔４８から流出した冷媒がロータ１０とステータ５０との間の隙間に侵入することを抑制できるので、ロータ１０の回転時に引き摺り損失が増大することを回避することができる。

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２の仕切板２９の形状を示す模式図である。図８は、図７に示す仕切板２９が設置されたロータ１０の断面図である。図８に示す断面は、ロータ１０を図６に示すＩＶ−ＩＶ線に沿って軸方向に切断し、ＩＶ−ＩＶ線と反対方向の仕切板２９側を見た場合の断面である。実施の形態１の仕切板２９は円板形状に形成されていたのに対し、図７に示す実施の形態２の仕切板２９は、外縁部に複数の切欠部２９ａが形成されている点で、実施の形態１とは異なっている。

図８を参照して、切欠部２９ａが永久磁石２１の径方向外側に配置されるように、周方向（図８に示す両矢印ＤＲ３に示す、円筒状の回転シャフト５８または筒部２７の円の曲がりに沿った方向）における仕切板２９の位置決めがされている。このとき、仕切板２９は、回転シャフト５８に対して相対回転不能に取り付けられており、仕切板２９はロータ１０と一体回転して、永久磁石２１と切欠部２９ａとの周方向における相対位置が変化しないように構成されている。また、仕切板２９は、切欠部２９ａの形成されていない外周部が筒部２７の内周面と当接するように、外径が筒部２７の内径と同一またはわずかに小さくなるように形成されている。

第一空間４２から第二空間４３へ向かって流れる冷媒は、仕切板２９に形成された切欠部２９ａを通って流通する。つまり、仕切板２９の切欠部２９ａは、第一空間４２と第二空間４３とを連通する連通路４４を構成する。上記の通り仕切板２９の周方向における位置決めを行なうことにより、連通路４４は、永久磁石２１と周方向位置が一致するように形成される。

回転シャフト５８の径方向通路３３から連通口３４を経て第一空間４２内へ供給された冷媒は、連通路４４ヘ向かって流れる。連通路４４の位置を特定することにより、確実に冷媒が永久磁石２１の軸方向端面２３に接触して流れるように、第一空間４２内の冷媒の流れを形成することができる。したがって、永久磁石２１をより効率よく冷却することができる。

（実施の形態３）
図９は、実施の形態３の回転電機１００のロータ１０の一部を拡大視した拡大断面図である。図１０は、図９中に示すＸ−Ｘ線に沿うロータ１０の断面図である。図９および図１０に示すように、実施の形態３の仕切板２９には、第一空間４２内へ突起する突起部９０が形成されている。突起部９０は、図１０に示すように、径方向に沿って延在するフィン状に形成された複数の突起部９１を有する。

永久磁石２１の軸方向端面２３は第一空間４２に露出している。そこで、第一空間４２に突き出す放射状の突起部９１を設けることにより、第一空間４２を径方向外側へ流れる冷媒の流れに対して突起部９１が障害物となるので、第一空間４２内に渦や乱流を発生させるなど、第一空間４２内の冷媒流れを乱すことができる。したがって、永久磁石２１の軸方向端面２３に温度の低い冷媒をより効率よく接触させることができるので、永久磁石２１の冷却性能を一層向上させることができる。

なお、仕切板２９の材質は、磁束の漏れを防ぐために非磁性体材料とする必要があり、任意の非磁性体材料によって仕切板２９を形成することが可能である。たとえば、加工性の高いアルミニウムなどの金属材料製の、厚み１ｍｍ程度の薄板を用いて、仕切板２９を形成することができる。アルミニウムを用いる場合、加工が容易であるので、プレス加工などの任意の機械加工によって、容易に仕切板２９を任意の形状に成形することができる。

（実施の形態４）
図１１は、実施の形態４の回転電機１００のロータ１０の一部を拡大視した拡大断面図である。図１２は、図１１中に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿うロータ１０の断面図である。図１１および図１２に示すように、実施の形態４の仕切板２９には、第一空間４２内へ突起する突起部９０が形成されている。突起部９０は、図１２に示すように、周方向に沿って延在するフィン状に形成された複数の突起部９２を有する。

実施の形態３と同様に、突起部９２を設けることにより、第一空間４２内の冷媒流れを乱すことができ、永久磁石２１の軸方向端面２３に温度の低い冷媒をより効率よく接触させることができるので、永久磁石２１の冷却性能を一層向上させることができる。

（実施の形態５）
図１３は、実施の形態５の回転電機１００のロータ１０の一部を拡大視した拡大断面図である。図１４は、図１３中に示すＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿うロータ１０の断面図である。図１３および図１４に示すように、実施の形態５の仕切板２９には、第一空間４２内へ突起する突起部９０が形成されている。突起部９０は、図１４に示すように、複数の独立して形成された突起部９３を有する。

実施の形態３と同様に、突起部９３を設けることにより、第一空間４２内の冷媒流れを乱すことができ、永久磁石２１の軸方向端面２３に温度の低い冷媒をより効率よく接触させることができるので、永久磁石２１の冷却性能を一層向上させることができる。

（実施の形態６）
図１５は、実施の形態６の回転電機１００のロータ１０の一部を拡大視した拡大断面図である。図１６は、図１５中に示すＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿うロータ１０の断面図である。実施の形態３〜５と異なり、実施の形態６では、仕切板２９は平板状に形成されており、ロータ１０の軸方向端面１３から第一空間４２内へ突起する突起部９０が形成されている。突起部９０は、図１６に示すように、径方向に沿って延在するフィン状に形成された複数の突起部９４を有する。

実施の形態３と同様に、突起部９４を設けることにより、第一空間４２内の冷媒流れを乱すことができ、永久磁石２１の軸方向端面２３に温度の低い冷媒をより効率よく接触させることができるので、永久磁石２１の冷却性能を一層向上させることができる。加えて、突起部９０がロータ１０に形成されているために、第一空間４２に露出するロータ１０の表面積が増大している。そのため、第一空間４２を流れる冷媒へのロータ１０の接触面積を増加させることができるので、ロータ１０の冷却効率を一層向上させることができる。

（実施の形態７）
図１７は、ロータ１０の軸方向端面１３に形成された突起部９０の変形例を示す断面図である。実施の形態７の突起部９０は、径方向に沿って延在するフィン状に形成された複数の突起部９４を有する。実施の形態６のフィン状の突起部９４が周方向に均等に配置されていたのに対し、実施の形態７の突起部９４は、周方向における間隔が不均等に配置されている。具体的には、突起部９４は、永久磁石２１が埋設されている周方向位置において、より大きな間隔を隔てて配置されている。

このようにすれば、隣接する突起部９４間の間隔が相対的に小さい、永久磁石２１が設置されていない周方向位置の空間には、冷媒が流れにくくなる。これに対し、永久磁石２１が埋設されている周方向位置の空間には、冷媒が流れ易くなり、より多量の冷媒が永久磁石２１と接触する。したがって、永久磁石２１を狙って冷媒の通路を形成でき、永久磁石２１の軸方向端面２３に温度の低い冷媒を一層効率よく接触させることができるので、永久磁石２１の冷却性能をさらに向上させることができる。

（実施の形態８）
図１８は、実施の形態８の回転電機１００のロータ１０の一部を拡大視した拡大断面図である。図１９は、図１８中に示すＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿うロータ１０の断面図である。実施の形態１では、仕切板２９の外径が筒部２７の内径に対して小さくなるように仕切板２９を形成し、仕切板２９と筒部２７との間に連通路４４を形成したが、図１８および図１９に示すように、仕切板２９を厚み方向に貫通する貫通孔を外周部に形成し、この貫通孔によって第一空間４２と第二空間４３とが連通される構成としてもよい。

仕切板２９の外周部に形成される貫通孔は、図１９に示す丸孔に限られない。たとえば当該貫通孔を周方向に延びる長孔とし、この長孔によって形成される連通路４４の周方向位置が永久磁石２１と一致するように、仕切板２９を位置決めしてもよい。このようにすれば、実施の形態２と同様に、確実に永久磁石２１の軸方向端面２３に冷媒の流れを形成することができるので、永久磁石２１をより効率よく冷却することができる。

なお、これまでの説明においては、ハイブリッド車両に搭載され、車輪を駆動する駆動源およびエンジンなどの動力によって発電する発電機として機能する回転電機について説明したが、本発明の回転電機は、燃料電池車や電気自動車などに搭載され、車輪を駆動する駆動源として利用されることも可能である。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の構成を適宜組合せてもよい。また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の回転電機は、車両に搭載される回転電機に、特に有利に適用され得る。

１０ ロータ、１１ ロータコア、１２，５２ 電磁鋼板、１３，１４，２３ 軸方向端面、２１ 永久磁石、２５ エンドプレート、２６ 環状板部、２６ａ 外縁、２６ｂ 孔、２７ 筒部、２７ａ 先端面、２９ 仕切板、２９ａ 切欠部、３１ 冷媒通路、３２ 軸方向通路、３３ 径方向通路、３４ 連通口、４１ 冷媒通路、４２ 第一空間、４３ 第二空間、４４ 連通路、４８ 貫通孔、５０ ステータ、５１ ステータコア、５５ コイル、５８ 回転シャフト、９０，９１，９２，９３，９４ 突起部、１００ 回転電機、１０１ 中心線。

Claims (5)

1. 回転可能に設けられた回転シャフトと、
   前記回転シャフトに固設されたロータと、
   前記ロータに埋設された永久磁石と、
   前記ロータを挟持するエンドプレートと、
   前記ロータと前記エンドプレートとの間に配置された円板形状の仕切板とを備え、
   前記エンドプレートは、前記ロータに対し軸方向に隔てられて配置され前記回転シャフトに固設された円板形状の環状板部と、前記環状板部の外縁から前記ロータ側へ突起し前記ロータの軸方向端面に当接するスリーブ形状の筒部とを含み、
   前記仕切板は、前記ロータと前記仕切板との間に第一空間を形成し、前記環状板部と前記仕切板との間に第二空間を形成するように、前記環状板部および前記ロータの双方に対し軸方向に隔てられて配置されており、
   前記回転シャフトには、前記第一空間と連通する冷媒通路が形成されており、
   前記仕切板には、前記永久磁石に対し径方向外側に、前記第一空間と前記第二空間とを連通する連通路が形成されており、
   前記環状板部には、前記永久磁石に対し径方向内側に、前記軸方向に前記環状板部を貫通する貫通孔が形成されている、回転電機。
2. 前記連通路は、前記仕切板の径方向における最外周部に形成されている、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記連通路は、前記永久磁石と周方向位置が一致するように形成されている、請求項１に記載の回転電機。
4. 前記仕切板と前記ロータとの少なくともいずれか一方に、前記第一空間内へ突出する突起部が形成されている、請求項１に記載の回転電機。
5. 前記突起部は、径方向に沿って延在するフィン状に形成されており、前記永久磁石が設置されていない周方向位置において前記突起部間の間隔が相対的に小さく、前記永久磁石が埋設されている周方向位置において前記突起部間の間隔が相対的に大きい、請求項４に記載の回転電機。

Images