(57)【要約】【課題】回転電機全体を冷却する。【解決手段】回転電機１０のハウジング６０には、冷媒供給口１１０から供給された冷媒を流すジャケット１１２が設けられている。ジャケット１１２は、吐出口１１２ｂを介してステータ６８に冷媒を吐出させると共に、分岐通路１１２ｃを介してロータシャフト６６の冷媒通路１２０に冷媒を供給する。ロータ６４の２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒには、冷媒通路１２０から供給される冷媒を流す冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒが形成されている。ハウジング６０の第１内部空間６２から落下する冷媒は、冷媒貯留部１１４に貯留される。ポンプ４４は、冷媒貯留部１１４に貯留した冷媒を外部に排出する。【選択図】図２
2020054074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、前記ロータに同軸に連結されたロータシャフトと、ステータとを有する回転電機であって、
前記ステータの外周を覆うように前記ロータ、前記ロータシャフト及び前記ステータを収納し、外部からの冷媒が供給される冷媒供給口を備えたハウジングと、
前記ハウジングと前記ステータとの間に設けられ、前記冷媒供給口から供給される前記冷媒を流す第１冷媒通路と、前記第１冷媒通路を流れる前記冷媒を前記ステータに吐出する第１吐出口と、前記第１冷媒通路を流れる前記冷媒を分岐させて前記ロータシャフトに供給する分岐通路とを備えるジャケットと、
前記分岐通路から供給された前記冷媒を流す第２冷媒通路を備える前記ロータシャフトと、
前記ロータの軸方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２冷媒通路から供給される前記冷媒を流す第３冷媒通路を備える２つのエンドプレートと、
前記ハウジングの底部に設けられ、前記ハウジング内の前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、
前記ロータの回転に応じて駆動することで、前記冷媒貯留部に貯留した前記冷媒を外部に排出するポンプと、
をさらに有する、回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機において、
前記ロータは、前記第３冷媒通路から供給される前記冷媒を流す第４冷媒通路を備え、
２つの前記エンドプレートは、前記第４冷媒通路を流れる前記冷媒を前記ステータに吐出する第２吐出口をさらに備える、回転電機。
【請求項３】
請求項２記載の回転電機において、
前記第２冷媒通路は、
前記ロータシャフトの内部で前記軸方向に設けられ、前記分岐通路から供給された前記冷媒を流す内部流路と、
前記内部流路から前記ロータシャフトの径方向に開口する第３吐出口と、
前記ロータシャフトの外周面で前記軸方向に設けられ、前記内部流路から前記第３吐出口を介して供給された前記冷媒を前記第３冷媒通路又は前記ロータに流す外部流路と、
から構成される、回転電機。
【請求項４】
請求項３記載の回転電機において、
前記ロータシャフトの外周面には、断面視で、複数の前記外部流路が放射状に形成され、
複数の前記外部流路は、それぞれ、前記ロータシャフトに形成された複数の前記第３吐出口のうち、いずれか１つの第３吐出口に連通している、回転電機。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記ロータには、前記軸方向に延びる複数の前記第４冷媒通路が、前記軸方向から視て放射状に形成され、
２つの前記エンドプレートには、それぞれ、複数の前記第３冷媒通路が前記軸方向から視て前記ロータシャフトから放射状に形成されると共に、複数の前記第３冷媒通路の間に前記第２吐出口が設けられ、
前記軸方向から視て、一方のエンドプレートの第３冷媒通路と、他方のエンドプレートの第３冷媒通路とが角度又は位置をずらして設けられると共に、前記一方のエンドプレートの第２吐出口と、前記他方のエンドプレートの第２吐出口とが角度又は位置をずらして設けられ、
複数の前記第４冷媒通路は、それぞれ、前記一方のエンドプレートの第３冷媒通路と前記他方のエンドプレートの第２吐出口とに連通するか、又は、前記一方のエンドプレートの第２吐出口と前記他方のエンドプレートの第３冷媒通路とに連通する、回転電機。
【請求項６】
請求項５記載の回転電機において、
前記ロータには、磁石を収納する磁極スロットが複数設けられ、
複数の前記第４冷媒通路は、複数の前記磁極スロットに対応して前記ロータに設けられる、回転電機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記第１冷媒通路は、前記ステータの外周面と対向するように、Ｓ字状又は螺旋状に設けられている、回転電機。
【請求項８】
請求項７記載の回転電機において、
前記冷媒供給口は、前記ハウジングの上端部に設けられ、
前記第１冷媒通路は、前記ハウジングの内側で、前記ステータの外周面に沿って、前記冷媒供給口から前記冷媒貯留部に向かって設けられ、
前記分岐通路は、前記第１冷媒通路の上側部分から前記ロータシャフトに向かって設けられている、回転電機。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記ハウジング内で前記ロータシャフトの一方側に連結され、前記ロータシャフトの回転を前記ポンプに伝達するポンプ用ギヤと、
前記ハウジング内で前記ロータシャフトの一方側に連結され、前記ロータシャフトの回転を外部の負荷に伝達する外部負荷用ギヤと、
をさらに備える、回転電機。
【請求項１０】
請求項９記載の回転電機において、
前記回転電機は、電動車両の駆動用電動機であり、
前記負荷は、前記電動車両の車輪であり、
前記外部負荷用ギヤは、リダクションギヤであり、
前記リダクションギヤ及び前記ポンプ用ギヤは、前記ロータシャフトから径方向に位置をずらして配置されている、回転電機。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記ロータシャフトの前記軸方向の両側は、それぞれ、ベアリングを介して前記ハウジング内に支持され、
前記冷媒は、２つの前記ベアリングの潤滑と、前記ハウジング、前記ロータ、前記ロータシャフト及び前記ステータの冷却とを行うオイルである、回転電機。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記ポンプによって前記回転電機の外部に排出された前記冷媒は、外部の冷媒クーラによって冷却され、
冷却後の前記冷媒が前記冷媒供給口に供給される、回転電機。
【請求項１３】
請求項１２記載の回転電機において、
前記回転電機は、電動車両の駆動用電動機であり、
前記冷媒クーラは、前記電動車両の車体前方に配置されている、回転電機。
【請求項１４】
請求項１０又は１３記載の回転電機において、
前記電動車両は、電動二輪車である、回転電機。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記ロータは、磁石を収納する磁極スロットが設けられたインナロータであり、
前記ステータは、巻線を収納する巻線スロットが設けられたアウタステータであり、
前記回転電機は、ブラシレスモータである、回転電機。
【請求項１６】
ロータと、前記ロータに同軸に連結されたロータシャフトと、ステータと、  前記ロータの軸方向の両端にそれぞれ設けられた２つのエンドプレートとを有する回転電機であって、
前記ロータシャフトは、前記ロータシャフトの内部で前記軸方向に設けられ、外部から供給される冷媒を流す内部流路と、前記内部流路から前記ロータシャフトの径方向に開口するロータシャフト側吐出口と、前記ロータシャフトの外周面で前記軸方向に設けられ、前記内部流路から前記ロータシャフト側吐出口を介して供給された前記冷媒を前記エンドプレート又は前記ロータに流す外部流路とを備え、
２つの前記エンドプレートは、それぞれ、前記軸方向から視て前記ロータシャフトから放射状に形成された複数のエンドプレート側冷媒通路と、複数の前記エンドプレート側冷媒通路の間に設けられたエンドプレート側吐出口とを備え、
前記ロータは、前記エンドプレート側冷媒通路から供給される前記冷媒を流すロータ側冷媒通路を備え、
前記軸方向から視て、一方のエンドプレートのエンドプレート側冷媒通路と、他方のエンドプレートのエンドプレート側冷媒通路とが角度又は位置をずらして設けられると共に、前記一方のエンドプレートのエンドプレート側吐出口と、前記他方のエンドプレートのエンドプレート側吐出口とが角度又は位置をずらして設けられ、
複数の前記ロータ側冷媒通路は、前記一方のエンドプレートのエンドプレート側冷媒通路と前記他方のエンドプレートのエンドプレート側吐出口とに連通するか、又は、前記一方のエンドプレートのエンドプレート側吐出口と前記他方のエンドプレートのエンドプレート側冷媒通路とに連通する、回転電機。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の回転電機と、前記回転電機の外部に排出された前記冷媒を冷却し、冷却後の前記冷媒を前記冷媒供給口に供給する冷媒クーラとを有する、回転電機の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータ、ロータに同軸に連結されたロータシャフト、及び、ステータを有する回転電機と、その冷却システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、ロータ、ロータに同軸に連結されたロータシャフト、及び、ステータを有するモータの冷却構造が開示されている。この場合、中空のロータシャフトに冷媒を供給し、供給された冷媒をロータコアのフラックスバリアに流通させる。これにより、ロータコアに埋め込まれた永久磁石が冷却される。また、ロータのエンドプレートには、フラックスバリアに連通する溝が径方向に形成され、フラックスバリアから溝を介してステータに冷媒を飛散させることで、ステータの巻線が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来は、ロータ及びステータの冷却に主眼が置かれており、回転電機の全体を冷却するという観点については、充分に考慮されていなかった。
【０００５】
また、回転電機の内部を冷却するための最適な冷媒経路を構築する必要もある。
【０００６】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、回転電機の全体を冷却すると共に、周囲から受ける熱の影響を抑えることができる回転電機及びその冷却システムを提供することを目的とする。また、本発明は、最適な冷媒経路が構築された回転電機及びその冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、ロータ、前記ロータに同軸に連結されたロータシャフト、及び、ステータを有する回転電機に関する。第１の態様において、前記回転電機は、ハウジング、ジャケット、２つのエンドプレート、冷媒貯留部及びポンプをさらに有する。
【０００８】
前記ハウジングは、前記ステータの外周を覆うように前記ロータ、前記ロータシャフト及び前記ステータを収納し、外部からの冷媒が供給される冷媒供給口を備える。前記ジャケットは、前記ハウジングと前記ステータとの間に設けられ、前記冷媒供給口から供給される前記冷媒を流す第１冷媒通路と、前記第１冷媒通路を流れる前記冷媒を前記ステータに吐出する第１吐出口と、前記第１冷媒通路を流れる前記冷媒を分岐させて前記ロータシャフトに供給する分岐通路とを備える。前記ロータシャフトは、前記分岐通路から供給された前記冷媒を流す第２冷媒通路を備える。２つの前記エンドプレートは、前記ロータの軸方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２冷媒通路から供給される前記冷媒を流す第３冷媒通路を備える。前記冷媒貯留部は、前記ハウジングの底部に設けられ、前記ハウジング内の前記冷媒を貯留する。前記ポンプは、前記ロータの回転に応じて駆動することで、前記冷媒貯留部に貯留した前記冷媒を外部に排出する。
【０００９】
本発明の第２の態様は、ロータ、前記ロータに同軸に連結されたロータシャフト、ステータ、及び、前記ロータの軸方向の両端にそれぞれ設けられた２つのエンドプレートを有する回転電機に関する。
【００１０】
第２の態様において、前記ロータシャフトは、前記ロータシャフトの内部で前記軸方向に設けられ、外部から供給される冷媒を流す内部流路と、前記内部流路から前記ロータシャフトの径方向に開口するロータシャフト側吐出口と、前記ロータシャフトの外周面で前記軸方向に設けられ、前記内部流路から前記ロータシャフト側吐出口を介して供給された前記冷媒を前記エンドプレート又は前記ロータに流す外部流路とを備える。また、２つの前記エンドプレートは、それぞれ、前記軸方向から視て前記ロータシャフトから放射状に形成された複数のエンドプレート側冷媒通路と、複数の前記エンドプレート側冷媒通路の間に設けられたエンドプレート側吐出口とを備える。さらに、前記ロータは、前記エンドプレート側冷媒通路から供給される前記冷媒を流すロータ側冷媒通路を備える。
【００１１】
この場合、前記軸方向から視て、一方のエンドプレートのエンドプレート側冷媒通路と、他方のエンドプレートのエンドプレート側冷媒通路とが角度又は位置をずらして設けられると共に、前記一方のエンドプレートのエンドプレート側吐出口と、前記他方のエンドプレートのエンドプレート側吐出口とが角度又は位置をずらして設けられる。また、複数の前記ロータ側冷媒通路は、前記一方のエンドプレートのエンドプレート側冷媒通路と前記他方のエンドプレートのエンドプレート側吐出口とに連通するか、又は、前記一方のエンドプレートのエンドプレート側吐出口と前記他方のエンドプレートのエンドプレート側冷媒通路とに連通する。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１の態様又は第２の態様の回転電機と、前記回転電機の外部に排出された前記冷媒を冷却し、冷却後の前記冷媒を前記冷媒供給口に供給する冷媒クーラとを有する回転電機の冷却システムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、ハウジングを含めた回転電機の全体を冷却することで、回転電機の周囲から受ける熱の影響を抑えると共に、最適な冷媒経路が構築された回転電機を実現することができる。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、隣接するロータ側冷媒通路を流れる冷媒の方向が互いに異なる方向になることで、ロータの軸方向に沿った温度勾配が均一となるため、ロータの冷却性が向上する。さらに、回転電機の周囲から受ける熱の影響も抑えることができるようになる。これにより、最適な冷媒経路が構築された回転電機を実現することができる。
【００１５】
本発明の第３の態様によれば、回転電機の周囲から受ける熱の影響を効率よく抑えつつ、回転電機を効率よく冷却することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る回転電機及びその冷却システムが適用される電動車両の左側面図である。
【図２】図１の回転電機の断面図である。
【図３】図２のロータ、ロータシャフト及びステータの概略図である。
【図４】図１及び図２の回転電機の一部分解斜視図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、図２のＶＡ−ＶＡ線及びＶＢ−ＶＢ線に沿った断面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、図２及び図４の左側のエンドプレートの左側面図及び右側面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、図２及び図４の右側のエンドプレートの右側面図及び左側面図である。
【図８】図２のハウジングの斜視図である。
【図９】回転電機における冷媒の経路を図示した斜視図である。
【図１０】ロータ側からステータ側への冷媒の飛散を図示した斜視図である。
【図１１】回転電機における冷媒の経路を図示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る回転電機及びその冷却システムについて好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１８】
［１．電動車両１４の概略構成］
図１は、本実施形態に係る回転電機１０及び冷却システム１２が適用される電動車両１４の左側面図である。以下の説明では、電動車両１４のシート１６に着座した運転者から見て前後、左右及び上下の方向を説明する。
【００１９】
電動車両１４は、鞍乗型の電動二輪車であって、車体フレーム１８を備える。車体フレーム１８の前端部には、ヘッドパイプ２０が設けられている。ヘッドパイプ２０は、ハンドル２２を操向可能に支持する。運転者は、ハンドル２２を操作することにより、フロントフォーク２４を介して前輪２６を操舵する。
【００２０】
バッテリ２８は、車体フレーム１８に支持される不図示のバッテリケースに収納されている。車体フレーム１８の後方には、シート１６が支持されている。車体フレーム１８の後部、且つ、シート１６の下方には、回転電機１０が支持されている。また、車体フレーム１８の下方には、インバータ３２が支持されている。さらに、車体フレーム１８の後部には、スイングアーム３４がピボット軸３６を中心に上下に揺動可能に支持されている。スイングアーム３４の後端には後輪３８（負荷）が支持されている。
【００２１】
回転電機１０は、ブラシレスモータであって、バッテリ２８から供給される直流電力をインバータ３２が交流電力に変換した際に、変換後の交流電力によって駆動する駆動用電動機である。回転電機１０の出力軸４０は、電動車両１４の車幅方向（左右方向）の左側に突出している。出力軸４０と後輪３８との間には、チェーン４２が架け渡されている。電動車両１４は、出力軸４０からチェーン４２を介して後輪３８に回転電機１０の出力を伝達させることで走行する。一方、回転電機１０の回生時には、回転電機１０で発電された交流電力がインバータ３２で直流電力に変換され、バッテリ２８に充電される。
【００２２】
回転電機１０の左側には、ポンプ４４が配設されている。また、電動車両１４には、回転電機１０を冷却するための冷却システム１２が搭載されている。冷却システム１２は、冷却対象の回転電機１０と、車体フレーム１８の前側部分と前輪２６との間の空間で支持される冷媒クーラ４６と、冷媒クーラ４６と回転電機１０の上端部とを接続する不図示の供給配管と、ポンプ４４と冷媒クーラ４６とを接続する排出配管５０とから構成される。
【００２３】
冷媒クーラ４６は、電動車両１４の走行中、前方からの風（走行風）によって冷媒を冷却する空冷式のクーラである。回転電機１０の駆動に起因してポンプ４４が駆動すると、冷媒クーラ４６で冷却された冷媒が供給配管を介して回転電機１０に供給され、回転電機１０の内部が冷却される。ポンプ４４は、回転電機１０の内部を冷却することで熱を帯びた冷媒を、排出配管５０を介して冷媒クーラ４６に排出する。
【００２４】
なお、電動車両１４は、ウィンドスクリーン５２や、カウル等のカバー部材５４によって覆われている。
【００２５】
［２．回転電機１０の構成］
次に、本実施形態に係る回転電機１０の構成について、図２〜図１０を参照しながら説明する。
【００２６】
＜２．１  回転電機１０の概略構成＞
回転電機１０は、ハウジング６０を有する。図２及び図８に示すように、ハウジング６０は、左右方向に延びて右側が大きく開口し、左側に壁部６０ａが形成された有底筒状のハウジング本体６０ｂと、ハウジング本体６０ｂの開口部を塞ぐ右カバー部材６０ｃと、ハウジング本体６０ｂの壁部６０ａを覆う左カバー部材６０ｄとを有する。ハウジング本体６０ｂと右カバー部材６０ｃとによって、比較的大きな容積の第１内部空間６２が形成される。また、壁部６０ａと左カバー部材６０ｄとによって、比較的小さな容積の第２内部空間６３が形成される。
【００２７】
第１内部空間６２には、ロータ６４、ロータシャフト６６及びステータ６８が収納される。ロータ６４は、第１内部空間６２の中央部分において、左右方向（ロータ６４の軸方向）に延びる筒状のロータである。なお、ロータ６４は、複数の鋼板を軸方向に積層することにより構成される。
【００２８】
ロータ６４の左右方向の両端には、円盤状の２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒが設けられている。ロータ６４及び２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒは、図２及び図４に示すように、左右方向に挿通するボルト７２とナット７４とが螺合することで、左右方向に締結される。
【００２９】
ロータシャフト６６は、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒを貫通するようにロータ６４と同軸に連結され、左右方向に延びている。ロータシャフト６６の左端側は、壁部６０ａを貫通して第２内部空間６３に臨入している。この場合、ロータシャフト６６の左端側は、壁部６０ａに配設されたベアリング７６Ｌに軸支されている。また、ロータシャフト６６の右端側は、右カバー部材６０ｃに配設されたベアリング７６Ｒに軸支されている。
【００３０】
図２及び図３に示すように、ステータ６８は、ハウジング本体６０ｂとロータ６４との間で、ハウジング本体６０ｂの内周面に固定されている。従って、ロータ６４はインナロータであり、ステータ６８はアウタステータである。なお、ステータ６８は、複数の鋼板を軸方向に積層することにより構成される。また、ステータ６８の内周面側には、巻線６８ａを収納する巻線スロット６８ｂが設けられている。さらに、ハウジング６０は、ステータ６８の外周を覆うように、ロータ６４、ロータシャフト６６及びステータ６８を収納する。
【００３１】
図３及び図４に示すように、ロータ６４には、磁石７８を収納する複数の磁極スロット８０が該ロータ６４の外周面側に所定角度間隔で設けられている。磁極スロット８０のうち、磁石７８が収納されていない部分は、磁気飽和を抑制するフラックスバリア８２として機能する。また、ロータ６４の内周面側には、複数の磁極スロット８０に対応して、後述する複数の冷媒通路１２８（第４冷媒通路）が設けられている。複数の磁極スロット８０及び複数の冷媒通路１２８は、図２及び図４に示すように、左右方向に延びている。
【００３２】
なお、図３及び図４に示す巻線スロット６８ｂの形状及び個数、磁極スロット８０の形状及び個数、並びに、回転電機１０の極数は、回転電機１０の仕様に応じて適宜設定すればよい。図３及び図４では、一例として、１２極の回転電機１０を図示しているが、６極又は８極の回転電機１０でもよいことは勿論である。
【００３３】
図３、図４及び図６Ａ〜図７Ｂに示すように、ロータ６４及び２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの各内周面には、それぞれ、内側に突出する２つの凸部８４、８６Ｌ、８６Ｒが軸方向に形成されている。また、図３〜図７Ｂに示すように、ロータシャフト６６の外周面には、これらの凸部８４、８６Ｌ、８６Ｒに嵌合可能な複数の溝８８が形成されている。
【００３４】
図２に示すように、第２内部空間６３において、ロータシャフト６６の左端部には、ロータ側ギヤ９０が同軸に取り付けられている。第２内部空間６３の上側部分には、出力軸４０が２つのベアリング９２に軸支されている。出力軸４０の左端部は、左カバー部材６０ｄを貫通して左方向に突出している。出力軸４０の右端部には、ロータ側ギヤ９０に噛合するリダクションギヤ９４（外部負荷用ギヤ）が取り付けられている。
【００３５】
一方、第２内部空間６３の下側部分には、ポンプ４４の入力軸９６が２つのベアリング９８に軸支されている。ポンプ４４は、左カバー部材６０ｄに取り付けられ、入力軸９６が第２内部空間６３に臨入している。入力軸９６の先端部（右端部）には、ロータ側ギヤ９０に噛合するポンプ用ギヤ１００が取り付けられている。従って、リダクションギヤ９４及びポンプ用ギヤ１００は、ロータシャフト６６のロータ側ギヤ９０から径方向に位置をずらして配置されている。
【００３６】
ロータシャフト６６の右端部の近傍には、ロータ６４（ロータシャフト６６）の回転角度を検出するレゾルバ１０２が配設されている。レゾルバ１０２は、ロータシャフト６６の右端部に固定されたレゾルバロータ１０２ａと、レゾルバロータ１０２ａの外周面に対向するように右カバー部材６０ｃに固定されたレゾルバステータ１０２ｂとから構成される。なお、レゾルバ１０２の構成及び動作は周知であるため、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
＜２．２  回転電機１０の特徴的な構成＞
次に、本実施形態に係る回転電機１０の特徴的な構成について説明する。該回転電機１０の特徴的な構成とは、冷却システム１２（図１参照）から供給される冷媒の回転電機１０内での経路に関するものである。
【００３８】
具体的に、図２、図８及び図９に示すように、ハウジング本体６０ｂの上端部には、供給配管に接続される冷媒供給口１１０が設けられている。
【００３９】
ハウジング６０には、供給配管及び冷媒供給口１１０を介して供給される冷媒によって、ハウジング６０を冷却するためのジャケット１１２が設けられている。ジャケット１１２は、ハウジング６０とステータ６８との間、具体的には、ハウジング本体６０ｂの内周面側、及び、右カバー部材６０ｃの内側に設けられる。一方、ハウジング６０の底部、すなわち、ハウジング本体６０ｂの下方には、第１内部空間６２から落下した冷媒を貯留する冷媒貯留部１１４が設けられている。なお、冷媒がオイルである場合、冷媒貯留部１１４は、オイルパンである。
【００４０】
ジャケット１１２は、ハウジング本体６０ｂの内周面側に設けられ、冷媒供給口１１０から供給される冷媒を流す冷媒通路１１２ａ（第１冷媒通路）と、冷媒通路１１２ａと第１内部空間６２とを連通させ、冷媒通路１１２ａを流れる冷媒をステータ６８に吐出させる吐出口１１２ｂ（第１吐出口）と、右カバー部材６０ｃの内側に設けられ、冷媒通路１１２ａを流れる冷媒を分岐させてロータシャフト６６に供給する分岐通路１１２ｃとを備える。
【００４１】
冷媒通路１１２ａは、冷媒供給口１１０に連通し、ハウジング本体６０ｂの内側で、ステータ６８の外周面に沿って、冷媒供給口１１０から冷媒貯留部１１４に向かって設けられている。すなわち、冷媒通路１１２ａは、ハウジング本体６０ｂの内側に所定角度間隔で設けられ、左右方向に延びる複数本を１組とする冷媒流路１１６ａと、ハウジング本体６０ｂの左端部又は右端部で、周方向に隣接する一方の１組の冷媒流路１１６ａと他方の１組の冷媒流路１１６ａとを連結する連結流路１１６ｂとから構成される。従って、１組の冷媒流路１１６ａは、左右方向の一端部が一方の連結流路１１６ｂに連結され、他端部が他方の連結流路１１６ｂに連結されている。
【００４２】
この結果、図９に示すように、冷媒通路１１２ａは、全体的に、ステータ６８の外周面と対向するように、Ｓ字状又は螺旋状に設けられる。また、図２、図８及び図９に示すように、吐出口１１２ｂは、冷媒通路１１２ａのうち、上側の前後の２組の冷媒流路１１６ａと、第１内部空間６２とを連通するように形成されていることが望ましい。
【００４３】
なお、冷媒通路１１２ａは、図８及び図９の形状に限定されることはなく、Ｓ字状又は螺旋状に形成されていればよい。例えば、ハウジング本体６０ｂの内側にＳ字状又は螺旋状に形成した空洞を冷媒通路１１２ａとしてもよい。
【００４４】
図２及び図９に示すように、ジャケット１１２には、２本の分岐通路１１２ｃが設けられている。すなわち、一方の分岐通路１１２ｃは、前方の右上側の連結流路１１６ｂから斜め下後方に延び、後述するロータシャフト６６の内部流路１２０ａに連結している。他方の分岐通路１１２ｃは、後方の右上側の連結流路１１６ｂから斜め下前方に延び、ロータシャフト６６の内部流路１２０ａに連結している。
【００４５】
図２〜図５Ｂ、図９及び図１０に示すように、ロータシャフト６６は、２本の分岐通路１１２ｃから供給される冷媒を流す冷媒通路１２０（第２冷媒通路）を備える。冷媒通路１２０は、ロータシャフト６６の中心に左右方向に設けられ、分岐通路１１２ｃに連通する内部流路１２０ａと、内部流路１２０ａから径方向に開口する吐出口１２０ｂ（第３吐出口、ロータシャフト側吐出口）と、ロータシャフト６６の外周面で左右方向に設けられた複数の外部流路１２０ｃとから構成される。なお、外部流路１２０ｃの本数は、前述のフラックスバリア８２の本数と同数である。
【００４６】
内部流路１２０ａは、図２に示すように、第１内部空間６２に対応する部分、具体的には、ロータシャフト６６を支持する２つのベアリング７６Ｌ、７６Ｒの間で左右方向に設けられる。また、図２〜図７Ｂに示すように、ロータシャフト６６の外周面に周方向に所定角度間隔で溝８８が設けられることで、ロータ６４の内周面と各溝８８とによって、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの間で左右方向に延びる複数の外部流路１２０ｃが形成される。従って、ロータシャフト６６の外周面には、断面視で、複数の外部流路１２０ｃが放射状に形成される。
【００４７】
複数の外部流路１２０ｃは、それぞれ、複数の吐出口１２０ｂのうち、いずれか１つの吐出口１２０ｂと連通している。図２、図４、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、複数の吐出口１２０ｂは、ロータシャフト６６の左側又は右側に設けられている。この場合、ロータシャフト６６の周方向に隣接する２つの外部流路１２０ｃのうち、一方の外部流路１２０ｃは左側の吐出口１２０ｂと連通し、他方の外部流路１２０ｃは右側の吐出口１２０ｂと連通している。従って、ロータシャフト６６には、左側の吐出口１２０ｂに連通する外部流路１２０ｃと、右側の吐出口１２０ｂに連通する外部流路１２０ｃとが、周方向に交互に設けられている。なお、ロータシャフト６６の２つのベアリング７６Ｌ、７６Ｒの近傍には、内部流路１２０ａと第１内部空間６２とを連通させる他の吐出口１２２も形成されている。
【００４８】
図２、図４、図６Ａ〜図７Ｂ、図９及び図１０に示すように、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの左右方向に沿った内側部分（ロータ６４の端部に対向する平面部分）には、ロータシャフト６６の複数の外部流路１２０ｃから供給される冷媒を流す複数の冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒ（第３冷媒通路、エンドプレート側冷媒通路）と、複数の吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒ（第２吐出口）とが設けられている。また、ロータ６４は、エンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒから供給される冷媒を流す冷媒通路１２８を備える。
【００４９】
この場合、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの内側部分には、それぞれ、複数の冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒが所定角度間隔で設けられている。複数の冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒは、左右方向から視て、エンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの内周面（ロータシャフト６６）から放射状に延びるように形成されている。また、複数の吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒは、それぞれ、所定角度間隔で、エンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの周方向に隣接する２つの冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒの中間に位置するように形成されている。なお、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒには、それぞれ、前述のボルト７２が挿通する挿通孔１３０が４箇所形成されている。
【００５０】
但し、左右方向から視て、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの間では、複数の冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒが角度又は位置をずらして設けられると共に、複数の吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒが角度又は位置をずらして設けられている。すなわち、エンドプレート７０Ｌ、７０Ｒでは、冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒ及び吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒが非対称に配設されている。要は、左右方向から見たときに、複数の冷媒通路１２４Ｌと複数の冷媒通路１２４Ｒとが重なり合わず、且つ、複数の吐出口１２６Ｌと複数の吐出口１２６Ｒとが重なり合わなければよい。
【００５１】
図６Ｂには、左側のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌ及び吐出口１２６Ｌに対する右側のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒ及び吐出口１２６Ｒの位置を一点鎖線で図示している。
【００５２】
すなわち、ロータ６４に形成されている複数の冷媒通路１２８のうち、隣接する２つの冷媒通路１２８について、一方の冷媒通路１２８は、左側のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌと、右側のエンドプレート７０Ｒの吐出口１２６Ｒとに連通している。また、他方の冷媒通路１２８は、左側のエンドプレート７０Ｌの吐出口１２６Ｌと、右側のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒとに連通している。つまり、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８は、ロータ６４の周方向に沿って、互い違いに、異なるエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒと吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒとに連通している。
【００５３】
具体的に、図２、図６Ｂ、図７Ｂ、図９及び図１０に示すように、左側のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌは、それぞれ、ロータシャフト６６の右側の吐出口１２０ｂに連通する複数の外部流路１２０ｃのうち、いずれか１つの外部流路１２０ｃと連通する。また、左側のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌは、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８のうち、いずれか１つの冷媒通路１２８を介して、右側のエンドプレート７０Ｒの吐出口１２６Ｒのいずれかに連通している。
【００５４】
一方、右側のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒは、それぞれ、ロータシャフト６６の左側の吐出口１２０ｂに連通する複数の外部流路１２０ｃのうち、いずれか１つの外部流路１２０ｃと連通する。また、右側のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒは、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８のうち、いずれか１つの冷媒通路１２８を介して、左側のエンドプレート７０Ｌの吐出口１２６Ｌのいずれかに連通している。
【００５５】
そのため、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８について、ロータ６４の周方向に隣接する２つの冷媒通路１２８のうち、一方の冷媒通路１２８は、その左端部が左側のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌのいずれかに連通し、右端部が右側のエンドプレート７０Ｌの吐出口１２６Ｒのいずれかに連通する。また、当該隣接する２つの冷媒通路１２８のうち、他方の冷媒通路１２８は、その右端部が右側のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒのいずれかに連通し、左端部が左側のエンドプレート７０Ｌの吐出口１２６Ｌのいずれかに連通している。
【００５６】
なお、複数の冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒ及び複数の吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒは、図４、図６Ａ〜図７Ｂ、図９及び図１０に示す形状に限定されることはない。冷媒通路１２８に連通できるのであれば、どのような形状であってもよい。また、複数の冷媒通路１２８についても、図３、図４、図９及び図１０に示す形状に限定されることはなく、ロータ６４内で左右方向に冷媒を流すことができるものであれば、どのような形状であってもよい。
【００５７】
［３．回転電機１０及び冷却システム１２の動作］
次に、本実施形態に係る回転電機１０及び冷却システム１２の動作について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この動作説明では、必要に応じて、図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００５８】
バッテリ２８からインバータ３２に直流電力が供給されると、インバータ３２は直流電力を三相の交流電力に変換し、変換後の交流電力を回転電機１０のステータ６８の巻線６８ａに供給する。巻線６８ａへの交流電力の供給によってロータ６４が励磁され、ロータ６４及びロータシャフト６６が回転することで、回転電機１０が駆動される。ロータシャフト６６の回転は、ロータ側ギヤ９０からリダクションギヤ９４を介して出力軸４０に伝達される。出力軸４０は、チェーン４２を介して後輪３８を駆動させる。この結果、電動車両１４が走行を開始する。
【００５９】
また、ロータシャフト６６の回転は、ロータ側ギヤ９０からポンプ用ギヤ１００を介して入力軸９６に伝達される。これにより、ポンプ４４は、入力軸９６の回転に基づき駆動し、冷媒貯留部１１４に貯留されている冷媒（オイル）を汲み出し、外部への排出を開始する。排出された冷媒は、排出配管５０を介して冷媒クーラ４６に送出される。冷媒クーラ４６は、電動車両１４の前方からの走行風により、供給された冷媒を冷却し、冷却した冷媒を供給配管を介して回転電機１０の冷媒供給口１１０に供給する。これにより、冷却システム１２による回転電機１０の冷却が開始される。
【００６０】
回転電機１０の内部において、冷媒供給口１１０に供給された冷媒は、ジャケット１１２の冷媒通路１１２ａを流れる。前述のように、冷媒通路１１２ａは、１組の冷媒流路１１６ａと連結流路１１６ｂとによって、ステータ６８の外周面を囲むように、ハウジング本体６０ｂの内周面側でＳ字状又は螺旋状に形成されている。従って、冷媒は、ステータ６８の外周面に沿って、ハウジング本体６０ｂの上端部側からハウジング本体６０ｂの底部の冷媒貯留部１１４に向かって、Ｓ字状又は螺旋状の冷媒通路１１２ａを流れる。これにより、外方から回転電機１０の内部への熱の伝達を抑えつつ、ハウジング本体６０ｂの冷却を行うことができる。
【００６１】
また、冷媒通路１１２ａの上端部側には、複数の吐出口１１２ｂが設けられているので、冷媒は、各吐出口１１２ｂからステータ６８に向けて、第１内部空間６２内に吐出される。吐出された冷媒がステータ６８の巻線６８ａに付着することで、巻線６８ａを冷却することができる。巻線６８ａから熱を奪った冷媒は、ステータ６８から第１内部空間６２の下方に落下し、冷媒貯留部１１４に貯留される。
【００６２】
一方、冷媒の一部は、冷媒通路１１２ａに連結された分岐通路１１２ｃを介してロータシャフト６６の内部流路１２０ａに供給される。冷媒が内部流路１２０ａに流れることで、ロータシャフト６６が冷却される。また、ロータシャフト６６には複数の吐出口１２０ｂ、１２２が形成されている。このうち、内部流路１２０ａを流れる冷媒の一部は、ロータシャフト６６の左端側又は右端側に形成されている複数の吐出口１２２から第１内部空間６２に吐出される。
【００６３】
この場合、ロータシャフト６６が回転しているので、冷媒は、当該各吐出口１２２から遠心力によって径方向に飛散される。この結果、飛散した冷媒は、ベアリング７６Ｌ、７６Ｒ、ステータ６８、ロータ６４（エンドプレート７０Ｌ、７０Ｒ）の車幅方向外側の面、右カバー部材６０ｃ、及び、ハウジング本体６０ｂの壁部６０ａ等に付着し、これらの部分を冷却する。これらの部分から熱を奪った冷媒は、下方に落下して冷媒貯留部１１４に貯留される。なお、ベアリング７６Ｌ、７６Ｒに付着した冷媒は、ベアリング７６Ｌ、７６Ｒの潤滑も行う。
【００６４】
また、内部流路１２０ａを流れる冷媒の一部は、複数の外部流路１２０ｃに連通する複数の吐出口１２０ｂを介して、いずれか１つの外部流路１２０ｃに流れる。前述のように、複数の外部流路１２０ｃは、ロータシャフト６６の周方向に沿って、互い違いに、左右両側の吐出口１２０ｂに連通している。そのため、隣接する２つの外部流路１２０ｃの間では、冷媒の流れる方向は、互いに逆向きになる。図２には、一例として、右側の吐出口１２０ｂから上側の外部流路１２０ｃを介して左側のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌに向かって冷媒が左方向に流れ、一方で、左側の吐出口１２０ｂから下側の外部流路１２０ｃを介して右側のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒに向かって冷媒が右方向に流れる場合を図示している。
【００６５】
前述のように、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの間では、角度又は位置をずらして冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒ及び吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒが設けられている。これにより、図２、図９及び図１０に示すように、ロータ６４において、隣接する２つの冷媒通路１２８では、互いに異なる方向に冷媒が流れる。具体的に、ロータ６４の周方向に隣接する２つの冷媒通路１２８について、一方の冷媒通路１２８では、一方のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌ→ロータ６４の一方の冷媒通路１２８→他方のエンドプレート７０Ｒの吐出口１２６Ｒの順に冷媒が流れ、他方の冷媒通路１２８では、他方のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒ→ロータ６４の他方の冷媒通路１２８→一方のエンドプレート７０Ｌの吐出口１２６Ｌの順に冷媒が流れる。
【００６６】
そして、冷媒は、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒから第１内部空間６２に左右方向に吐出される。この場合、ロータ６４が回転しているため、複数の吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒから吐出された冷媒は、遠心力によって、径方向外側、すなわち、ステータ６８に向かって飛散する。これにより、飛散した冷媒は、ステータ６８（巻線６８ａ）に付着し、ステータ６８を冷却する。ステータ６８から熱を奪った冷媒は、下方に落下して冷媒貯留部１１４に貯留される。
【００６７】
このように、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒは、冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒ及び吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒの角度又は位置をずらすことで、ロータ６４の周方向に互い違いとなるように、冷媒の流れる方向を調整している。この結果、ロータ６４、ロータシャフト６６及びステータ６８の全体として、左右方向の熱勾配を均一化しつつ、ロータ６４、ロータシャフト６６及びステータ６８を冷却することができる。
【００６８】
そして、ポンプ４４は、ロータシャフト６６の回転に応じて駆動するので、冷媒貯留部１１４に貯留されている冷媒を汲み出し、排出配管５０を介して冷媒クーラ４６に送出する。電動車両１４の走行中、冷却システム１２が駆動するので、回転電機１０の内部を効率よく冷却することができる。
【００６９】
［４．本実施形態の効果］
以上のように、本実施形態に係る回転電機１０は、ロータ６４、ロータ６４に同軸に連結されたロータシャフト６６、及び、ステータ６８を有する。この場合、回転電機１０は、ハウジング６０、ジャケット１１２、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒ、冷媒貯留部１１４及びポンプ４４をさらに有する。
【００７０】
ハウジング６０は、ステータ６８の外周を覆うようにロータ６４、ロータシャフト６６及びステータ６８を収納し、外部からの冷媒が供給される冷媒供給口１１０を備える。ジャケット１１２は、ハウジング６０とステータ６８との間に設けられ、冷媒供給口１１０から供給される冷媒を流す冷媒通路１１２ａ（第１冷媒通路）と、冷媒通路１１２ａを流れる冷媒をステータ６８に吐出する吐出口１１２ｂ（第１吐出口）と、冷媒通路１１２ａを流れる冷媒を分岐させてロータシャフト６６に供給する分岐通路１１２ｃとを備える。ロータシャフト６６は、分岐通路１１２ｃから供給された冷媒を流す冷媒通路１２０（第２冷媒通路）を備える。２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒは、ロータ６４の軸方向の両端にそれぞれ設けられ、ロータシャフト６６の冷媒通路１２０から供給される冷媒を流す冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒ（第３冷媒通路）を備える。冷媒貯留部１１４は、ハウジング６０の底部に設けられ、ハウジング６０内の冷媒を貯留する。ポンプ４４は、ロータ６４の回転に応じて駆動することで、冷媒貯留部１１４に貯留した冷媒を外部に排出する。
【００７１】
これにより、ハウジング６０を含めた回転電機１０の全体が冷却され、回転電機１０の周囲から受ける熱の影響を抑えると共に、最適な冷媒経路が構築された回転電機１０を実現することができる。また、回転電機１０を構成する各部に冷媒の経路が形成されているため、回転電機１０の内部を万遍なく冷却することが可能となる。さらに、ハウジング６０とステータ６８との間、具体的には、ハウジング６０の内周面側にジャケット１１２が設けられることで、回転電機１０の全体を積極的に冷却することが可能となる。さらにまた、ポンプ４４は、ロータ６４の回転に応じて、適切な流量の冷媒を冷媒クーラ４６から回転電機１０に供給することができるので、より高い冷却性能を実現することができる。
【００７２】
また、ロータ６４は、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒから供給される冷媒を流す冷媒通路１２８（第４冷媒通路）を備える。一方、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒは、ロータ６４の冷媒通路１２８を流れる冷媒をステータ６８に吐出する吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒ（第２吐出口）をさらに備える。これにより、ロータ６４を効率よく冷却することができると共に、吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒから吐出された冷媒をロータ６４の回転による遠心力でステータ６８に飛散させ、ステータ６８を効率よく冷却することができる。
【００７３】
この場合、ロータシャフト６６の冷媒通路１２０は、ロータシャフト６６の内部で軸方向に設けられ、分岐通路１１２ｃから供給された冷媒を流す内部流路１２０ａと、内部流路１２０ａからロータシャフト６６の径方向に開口する吐出口１２０ｂ（第３吐出口）と、ロータシャフト６６の外周面で軸方向に設けられ、内部流路１２０ａから吐出口１２０ｂを介して供給された冷媒をエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒ又はロータ６４に流す外部流路１２０ｃとから構成される。これにより、ロータシャフト６６、ロータ６４及びエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの冷却を効率よく行うことができる。
【００７４】
また、ロータシャフト６６の外周面には、断面視で、複数の外部流路１２０ｃが放射状に形成され、複数の外部流路１２０ｃは、それぞれ、ロータシャフト６６に形成された複数の吐出口１２０ｂのうち、いずれか１つの吐出口１２０ｂに連通している。これにより、複数の外部流路１２０ｃに冷媒を効率よく流しつつ、ロータ６４及びロータシャフト６６の冷却を行うことができる。
【００７５】
また、ロータ６４には、軸方向に延びる複数の冷媒通路１２８が、軸方向から視て放射状に形成されている。一方、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒには、それぞれ、複数の冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒが軸方向から視てロータシャフト６６から放射状に形成されると共に、複数の冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒの間に吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒが設けられている。この場合、軸方向から視て、一方のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌと、他方のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒとが角度又は位置をずらして設けられると共に、一方のエンドプレート７０Ｌの吐出口１２６Ｌと、他方のエンドプレート７０Ｒの吐出口１２６Ｒとが角度又は位置をずらして設けられている。そして、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８は、それぞれ、一方のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌと他方のエンドプレート７０Ｒの吐出口１２６Ｒとに連通するか、又は、一方のエンドプレート７０Ｌの吐出口１２６Ｌと他方のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒとに連通している。
【００７６】
すなわち、２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒの角度又は位置をずらすことで、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８における冷媒の流れる方向を調整することができる。これにより、軸方向から視て、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８における冷媒の流れる方向は、互い違いに異なる方向となる。この結果、ハウジング６０の内部における軸方向に沿った熱勾配を均一にすることができるので、回転電機１０の内部を一層効率よく冷却することができる。
【００７７】
この場合、ロータ６４には、磁石７８を収納する磁極スロット８０が複数設けられ、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８は、複数の磁極スロット８０に対応してロータ６４に設けられる。これにより、ロータ６４に設けられる複数のフラックスバリア８２を冷媒通路１２８として利用しつつ、複数の磁石７８を効率よく冷却することが可能となる。
【００７８】
また、ジャケット１１２の冷媒通路１１２ａは、ステータ６８の外周面と対向するように、Ｓ字状又は螺旋状に設けられている。これにより、外部から回転電機１０の内部への熱の伝達を遮断しつつ、ハウジング６０を効率よく冷却することができる。
【００７９】
この場合、冷媒供給口１１０は、ハウジング６０の上端部に設けられ、冷媒通路１１２ａは、ハウジング６０の内側で、ステータ６８の外周面に沿って、冷媒供給口１１０から冷媒貯留部１１４に向かって設けられ、分岐通路１１２ｃは、冷媒通路１１２ａの上側部分からロータシャフト６６に向かって設けられている。このように、ハウジング６０の上方から下方に向かって冷媒の経路が設けられることで、回転電機１０の内部を一層効率よく冷却することが可能となる。
【００８０】
また、回転電機１０は、ハウジング６０内でロータシャフト６６の一方側に連結され、ロータシャフト６６の回転をポンプ４４に伝達するポンプ用ギヤ１００と、ハウジング６０内でロータシャフト６６の一方側に連結され、ロータシャフト６６の回転を後輪３８（負荷）に伝達するリダクションギヤ９４（外部負荷用ギヤ）とをさらに備える。このように、ロータシャフト６６の一方側に負荷を駆動させるための２つのギヤが配置されるので、回転電機１０をコンパクトに構成することができる。
【００８１】
この場合、回転電機１０は、電動車両１４の駆動用電動機であり、電動車両１４の後輪３８が回転電機１０の負荷であり、リダクションギヤ９４及びポンプ用ギヤ１００は、ロータシャフト６６から径方向に位置をずらして配置されている。これにより、出力軸４０の位置設定の自由度が増し、回転電機１０を最適なレイアウトに設計することが可能となる。特に、出力軸４０からチェーン４２を介して後輪３８を駆動させる電動車両１４の場合、最適なレイアウト設計を実現することができる。
【００８２】
また、ロータシャフト６６の軸方向の両側は、それぞれ、ベアリング７６Ｌ、７６Ｒを介してハウジング６０内に支持されている。さらに、冷媒がオイルであるため、２つのベアリング７６Ｌ、７６Ｒの潤滑と、ハウジング６０、ロータ６４、ロータシャフト６６及びステータ６８の冷却とを効率よく行うことができる。
【００８３】
また、ポンプ４４によって回転電機１０の外部に排出された冷媒は、外部の冷媒クーラ４６によって冷却され、冷却後の冷媒が冷媒供給口１１０に供給される。これにより、回転電機１０を効率よく冷却することが可能となる。
【００８４】
この場合、回転電機１０は、電動車両１４の駆動用電動機であり、冷媒クーラ４６は、電動車両１４の車体フレーム１８の前方に配置されている。これにより、電動車両１４の走行中、前方から受ける風によって、冷媒を効率よく冷却することができる。また、電動車両１４の運転状態に応じて、回転電機１０に対する冷却性能を向上させることができる。
【００８５】
また、電動車両１４が電動二輪車であるため、上述の回転電機１０や冷却系統を電動二輪車に適切に配置することができる。
【００８６】
さらに、ロータ６４は、磁石７８を収納する磁極スロット８０が設けられたインナロータであり、ステータ６８は、巻線６８ａを収納する巻線スロット６８ｂが設けられたアウタステータであり、回転電機１０は、ブラシレスモータである。これにより、上述の冷却系統の構成を適切に配設することができる。
【００８７】
また、本実施形態に係る回転電機１０は、ロータ６４、ロータ６４に同軸に連結されたロータシャフト６６、ステータ６８、及び、ロータ６４の軸方向の両端にそれぞれ設けられた２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒを有する。
【００８８】
この場合、ロータシャフト６６は、ロータシャフト６６の内部で軸方向に設けられ、外部から供給される冷媒を流す内部流路１２０ａと、内部流路１２０ａからロータシャフト６６の径方向に開口する吐出口１２０ｂ（ロータシャフト側吐出口）と、ロータシャフト６６の外周面で軸方向に設けられ、内部流路１２０ａから吐出口１１２ｂを介して供給された冷媒をエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒ又はロータ６４に流す外部流路１２０ｃとを備える。
【００８９】
２つのエンドプレート７０Ｌ、７０Ｒは、それぞれ、軸方向から視てロータシャフト６６から放射状に形成された複数の冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒ（エンドプレート側冷媒通路）と、複数の冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒの間に設けられた吐出口１２６Ｌ、１２６Ｒ（エンドプレート側吐出口）とを備える。また、ロータ６４は、エンドプレート７０Ｌ、７０Ｒの冷媒通路１２４Ｌ、１２４Ｒから供給される冷媒を流す冷媒通路１２８（ロータ側冷媒通路）を備える。
【００９０】
この場合、軸方向から視て、一方のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌと、他方のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒとが角度又は位置をずらして設けられると共に、一方のエンドプレート７０Ｌの吐出口１２６Ｌと、他方のエンドプレート７０Ｒの吐出口１２６Ｒとが角度又は位置をずらして設けられている。また、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８は、一方のエンドプレート７０Ｌの冷媒通路１２４Ｌと他方のエンドプレート７０Ｒの吐出口１２６Ｒとに連通するか、又は、一方のエンドプレート７０Ｌの吐出口１２６Ｌと他方のエンドプレート７０Ｒの冷媒通路１２４Ｒとに連通する。
【００９１】
これにより、ロータ６４において、隣接する冷媒通路１２８を流れる冷媒の方向が互いに異なる方向になるので、ロータ６４の軸方向に沿った温度勾配が均一となるため、ロータ６４の冷却性が向上する。さらに、回転電機１０の周囲から受ける熱の影響も抑えることができるようになる。これにより、最適な冷媒経路が構築された回転電機１０を実現することができる。
【００９２】
また、本実施形態に係る冷却システム１２は、上述の回転電機１０と、回転電機１０の外部に排出された冷媒を冷却し、冷却後の冷媒を冷媒供給口１１０に供給する冷媒クーラ４６とを有する。これにより、回転電機１０の周囲から受ける熱の影響を効率よく抑えつつ、回転電機１０を効率よく冷却することが可能となる。
【００９３】
なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００９４】
１０…回転電機                        １２…冷却システム
４４…ポンプ                          ４６…冷媒クーラ
６０…ハウジング                      ６４…ロータ
６６…ロータシャフト                  ６８…ステータ
７０Ｌ、７０Ｒ…エンドプレート        １１０…冷媒供給口
１１２…ジャケット                    １１２ａ…冷媒通路（第１冷媒通路）
１１２ｂ…吐出口（第１吐出口）        １１２ｃ…分岐通路
１１４…冷媒貯留部                    １２０…冷媒通路（第２冷媒通路）
１２０ａ…内部流路
１２０ｂ…吐出口（第３吐出口、ロータシャフト側吐出口）
１２０ｃ…外部流路
１２４Ｌ、１２４Ｒ…冷媒通路（第３冷媒通路、エンドプレート側冷媒通路）
１２６Ｌ、１２６Ｒ…吐出口（第２吐出口、エンドプレート側吐出口）
１２８…冷媒通路（第４冷媒通路、ロータ側冷媒通路）
【図１】
2020054074.tif 000003
【図２】
2020054074.tif 000004
【図３】
2020054074.tif 000005
【図４】
2020054074.tif 000006
【図５】
2020054074.tif 000007
【図６】
2020054074.tif 000008
【図７】
2020054074.tif 000009
【図８】
2020054074.tif 000010
【図９】
2020054074.tif 000011
【図１０】
2020054074.tif 000012
【図１１】
2020054074.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月28日(2019.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
この場合、ロータ６４には、磁石７８を収納する磁極スロット８０が複数設けられ、ロータ６４の複数の冷媒通路１２８は、複数の磁極スロット８０に対応してロータ６４に設けられる。これにより、複数の磁石７８を効率よく冷却することが可能となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、前記ロータに同軸に連結されたロータシャフトと、ステータとを有する回転電機であって、
前記ステータの外周を覆うように前記ロータ、前記ロータシャフト及び前記ステータを収納し、冷媒が供給される冷媒供給口を備えたハウジングと、
前記ハウジングと前記ステータとの間に設けられ、前記冷媒供給口から供給される前記冷媒を流す第１冷媒通路と、
前記ロータシャフトに備わる第２冷媒通路と、
前記第１冷媒通路を流れる前記冷媒を異なる位置で分岐させ、前記冷媒を異なる経路で前記第２冷媒通路に供給する少なくとも２つの分岐通路を備えるジャケットと、
前記ロータの軸方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２冷媒通路から供給される前記冷媒を流す第３冷媒通路を備える２つのエンドプレートと、
前記ロータを貫通して設けられ、一方の前記エンドプレートの前記第３冷媒通路から、他方の前記エンドプレートで前記ハウジング内に開口する吐出口に前記冷媒を流す第４冷媒通路と、
前記ハウジングの底部に設けられ、前記ハウジング内の前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、
前記ロータの回転に応じて駆動され、前記冷媒貯留部に貯留した前記冷媒を外部に排出すると共に、前記冷媒供給口に供給するポンプと、
をさらに有する、回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機において、
前記冷媒供給口は、前記ハウジングの上端部に設けられ、
前記第１冷媒通路は、前記ハウジングの内側で、前記ステータの外周面に沿って、前記冷媒供給口から前記冷媒貯留部に向かって設けられ、
２つの前記分岐通路は、前記軸方向から視たときに、前記第１冷媒通路の上側部分から前記第２冷媒通路に向かうようにＶ字状に設けられている、回転電機。
【請求項３】
ロータと、前記ロータに同軸に連結されたロータシャフトと、ステータとを有する回転電機であって、
前記ステータの外周を覆うように前記ロータ、前記ロータシャフト及び前記ステータを収納し、冷媒が供給される冷媒供給口を備えたハウジングと、
前記ハウジングと前記ステータとの間に設けられ、前記冷媒供給口から供給される前記冷媒を流す第１冷媒通路と、
前記ロータシャフトに備わる第２冷媒通路と、
前記第１冷媒通路を流れる前記冷媒を分岐させて前記第２冷媒通路に供給する分岐通路を備えるジャケットと、
前記ロータの軸方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２冷媒通路から供給される前記冷媒を流す第３冷媒通路を備える２つのエンドプレートと、
前記ロータを貫通して設けられ、一方の前記エンドプレートの前記第３冷媒通路から他方の前記エンドプレートで前記ハウジング内に開口する吐出口に前記冷媒を流す第４冷媒通路と、
前記ハウジングの底部に設けられ、前記ハウジング内の前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、
前記ロータの回転に応じて駆動され、前記冷媒貯留部に貯留した前記冷媒を外部に排出すると共に、前記冷媒供給口に供給するポンプと、
をさらに有し、
前記第４冷媒通路は、前記軸方向から視て、前記ロータの径方向に沿って長穴状に延び、且つ、前記ロータの周方向に間隔をおいて放射状に複数設けられ、
２つの前記エンドプレートの複数の前記吐出口は、前記第４冷媒通路を流れる前記冷媒を前記ステータに向けて吐出する、回転電機。  
【請求項４】
請求項３記載の回転電機において、
２つの前記エンドプレートの前記複数の吐出口は、前記第４冷媒通路における前記径方向の外側部分に連通するように前記ハウジング内に開口している、回転電機。
【請求項５】
請求項３又は４記載の回転電機において、
前記ロータにおける複数の前記第４冷媒通路よりも前記径方向の外側部分には、磁石を収納する磁極スロットが複数設けられ、
複数の前記第４冷媒通路の各々は、前記軸方向から視たときに、前記周方向に隣り合う２つの前記磁極スロットの間を、該第４冷媒通路の前記径方向に延びる中心線が通るように前記ロータに設けられる、回転電機。
【請求項６】
ロータと、前記ロータに同軸に連結されたロータシャフトと、ステータとを有する回転電機であって、
前記ステータの外周を覆うように前記ロータ、前記ロータシャフト及び前記ステータを収納し、冷媒が供給される冷媒供給口を備えたハウジングと、
前記ハウジングと前記ステータとの間に設けられ、前記冷媒供給口から供給される前記冷媒を流す第１冷媒通路と、
前記ロータシャフトに備わる第２冷媒通路と、
前記第１冷媒通路を流れる前記冷媒を分岐させて前記第２冷媒通路に供給する分岐通路を備えるジャケットと、
前記ロータの軸方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２冷媒通路から供給される前記冷媒を流す第３冷媒通路を備える２つのエンドプレートと、
前記ロータを貫通して設けられ、一方の前記エンドプレートの前記第３冷媒通路から、他方の前記エンドプレートで前記ハウジング内に開口するエンドプレート側吐出口に前記冷媒を流す第４冷媒通路と、
前記ハウジングの底部に設けられ、前記ハウジング内の前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、
前記ロータの回転に応じて駆動され、前記冷媒貯留部に貯留した前記冷媒を外部に排出すると共に、前記冷媒供給口に供給するポンプと、
をさらに有し、
前記ロータには、磁石を収納する磁極スロットが複数設けられ、
前記ロータシャフトには、前記ロータの径方向にロータシャフト側吐出口が開口し、
前記ロータシャフトの外周面には、前記第２冷媒通路から前記ロータシャフト側吐出口を介して供給された前記冷媒を、前記第３冷媒通路又は前記ロータに流す複数の外部流路が設けられ、
複数の前記外部流路は、断面視で、放射状に形成された複数の溝であって、
複数の前記外部流路は、複数の前記磁極スロットに対応するように配置されると共に、複数の前記磁極スロットの数だけ前記ロータシャフトの外周面に設けられ、
複数の前記外部流路は、それぞれ、複数の前記ロータシャフト側吐出口のうち、いずれか１つのロータシャフト側吐出口に連通している、回転電機。
【請求項７】
請求項６記載の回転電機において、
前記第２冷媒通路は、
前記ロータシャフトの内部で前記軸方向に設けられ、前記分岐通路から供給された前記冷媒を流す内部流路と、
前記ロータシャフトにおける２つの前記エンドプレートの内側で前記内部流路から前記径方向に開口する複数の前記ロータシャフト側吐出口と、
前記ロータシャフトにおける２つの前記エンドプレートの外側であって、前記ロータの前記軸方向の両側を前記ハウジング内に支持するベアリングよりも内側で、前記内部流路から前記径方向に開口し、前記内部流路から供給された前記冷媒を前記ハウジング内に吐出する複数の外側吐出口と、
前記ロータシャフトの外周面で前記軸方向に設けられた複数の前記外部流路と、
から構成される、回転電機。
【請求項８】
ロータと、前記ロータに同軸に連結されたロータシャフトと、ステータとを有する回転電機であって、
前記ステータの外周を覆うように前記ロータ、前記ロータシャフト及び前記ステータを収納し、冷媒が供給される冷媒供給口を備えたハウジングと、
前記ハウジングと前記ステータとの間に設けられ、前記冷媒供給口から供給される前記冷媒を流す第１冷媒通路と、
前記ロータシャフトに備わる第２冷媒通路と、
前記第１冷媒通路を流れる前記冷媒を分岐させて前記第２冷媒通路に供給する分岐通路を備えるジャケットと、
前記ロータの軸方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２冷媒通路から供給される前記冷媒を流す第３冷媒通路を備える２つのエンドプレートと、
前記ロータを貫通して設けられ、一方の前記エンドプレートの前記第３冷媒通路から、他方の前記エンドプレートで前記ハウジング内に開口する吐出口に前記冷媒を流す第４冷媒通路と、
前記ハウジングの底部に設けられ、前記ハウジング内の前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、
前記ロータの回転に応じて駆動され、前記冷媒貯留部に貯留した前記冷媒を外部に排出すると共に、前記冷媒供給口に供給するポンプと、
をさらに有し、
前記ロータには、磁石を収納する磁極スロットが複数設けられ、
２つの前記エンドプレートには、それぞれ、複数の前記磁極スロットの半分の数だけの複数の前記第３冷媒通路が前記軸方向から視て前記ロータシャフトから放射状に形成されると共に、複数の前記第３冷媒通路の間に前記半分の数だけの前記吐出口が設けられ、
前記軸方向から視て、一方の前記エンドプレートの前記第３冷媒通路と、他方の前記エンドプレートの前記第３冷媒通路とが角度又は位置をずらして設けられると共に、前記一方のエンドプレートの前記吐出口と、前記他方のエンドプレートの前記吐出口とが角度又は位置をずらして設けられ、
複数の前記第４冷媒通路は、それぞれ、前記一方のエンドプレートの前記第３冷媒通路を前記他方のエンドプレートの前記吐出口に連通させ、又は、前記他方のエンドプレートの前記第３冷媒通路を前記一方のエンドプレートの前記吐出口に連通させ、
複数の前記吐出口の開口面積は、前記第４冷媒通路の流路面積よりも小さく、
複数の前記吐出口は、前記第４冷媒通路における前記ロータの径方向の外側部分に連通する、回転電機。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記第１冷媒通路は、前記ステータの外周面と対向するように、Ｓ字状又は螺旋状に設けられている、回転電機。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記ハウジング内で前記ロータシャフトの端部に連結された単一のロータギヤと、
前記ロータギヤからの前記ロータシャフトの回転を前記ポンプに伝達するポンプ用ギヤと、
前記ロータシャフトを挟んで、前記ポンプ用ギヤと対称の位置に配置され、前記ロータギヤからの前記ロータシャフトの回転を外部の負荷に伝達する外部負荷用ギヤと、
をさらに備え、
前記ロータギヤは、前記ポンプ用ギヤと前記外部負荷用ギヤとに前記回転電機の駆動力を振り分け、
前記回転電機は、電動車両の駆動用電動機であり、
前記負荷は、前記電動車両の車輪であり、
前記外部負荷用ギヤは、リダクションギヤであり、
前記ロータギヤ、前記ポンプ用ギヤ及び前記外部負荷用ギヤは、平面視及び側面視で、一直線に並ぶように配置されている、回転電機。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記ロータシャフトの前記軸方向の両側は、それぞれ、ベアリングを介して前記ハウジング内に支持され、
前記冷媒は、２つの前記ベアリングの潤滑と、前記ハウジング、前記ロータ、前記ロータシャフト及び前記ステータの冷却とを行うオイルである、回転電機。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記冷媒は、前記ポンプによって前記回転電機の外部に排出され、外部の冷媒クーラによって冷却され、
冷却後の前記冷媒が前記冷媒供給口に供給される、回転電機。
【請求項１３】
請求項１２記載の回転電機において、
前記回転電機は、電動車両の駆動用電動機であり、
前記冷媒クーラは、前記電動車両の車体前方に配置されている、回転電機。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記ロータは、磁石を収納する磁極スロットが設けられたインナロータであり、
前記ステータは、巻線を収納する巻線スロットが設けられたアウタステータであり、
前記回転電機は、ブラシレスモータである、回転電機。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の回転電機と、前記回転電機の外部に排出された前記冷媒を冷却し、冷却後の前記冷媒を前記冷媒供給口に供給する冷媒クーラとを有し、前記回転電機が電動二輪車の駆動用電動機である、回転電機の冷却システムであって、
前記冷媒クーラを、前記電動二輪車におけるフロントフォークの後方で、且つ、ハンドルの下方に配置した、回転電機の冷却システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2020054074.tif 000014