(57)【要約】【課題】ロータの均一な冷却を可能とする回転電機、を提供する。【解決手段】回転電機であるモータジェネレータ１０は、ロータ２１と、ロータ２１とともに回転するロータシャフト５１と、ロータ２１の両端にそれぞれ設けられるエンドプレート３１および３６とを備える。ロータシャフト５１には、互いに独立して設けられ、オイルが流通されるオイル通路６０および７０が形成される。エンドプレート３１および３６には、それぞれ、オイル通路６０および７０と連通し、オイルをロータ２１に導くオイル通路３２および３７が形成される。オイル通路６０および３２は、その経路上において、オイル流れのベクトル成分が中心軸１０１の軸方向において対向しないように形成される。オイル通路７０および３７は、その経路上において、オイル流れのベクトル成分が中心軸１０１の軸方向において対向しないように形成される。【選択図】図１
2010104206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータの回転軸に沿って延び、前記ロータとともに回転するシャフトと、
前記ロータの回転軸方向における両端にそれぞれ設けられる第１プレートおよび第２プレートとを備え、
前記シャフトには、互いに独立して設けられ、前記ロータの回転軸方向に沿って延び、冷媒が流通される第１冷媒通路および第２冷媒通路が形成され、
前記第１プレートおよび前記第２プレートには、それぞれ、前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路と連通し、冷媒を前記ロータに導く第３冷媒通路および第４冷媒通路が形成され、
前記第１冷媒通路および前記第３冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分が前記ロータの回転軸方向において対向しないように形成され、前記第２冷媒通路および前記第４冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分が前記ロータの回転軸方向において対向しないように形成される、回転電機。
【請求項２】
前記シャフトは、筒形状を有し、
前記第１冷媒通路は、前記シャフトの内周面に形成され、前記ロータの回転軸方向に沿って延びる第１溝部を含み、
前記第２冷媒通路は、前記シャフトの内周面に形成され、前記ロータの回転軸方向に沿って延び、前記シャフトの回転軸周りにおいて前記第１溝部とは異なる位相に設けられた第２溝部を含む、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記第１冷媒通路は、前記第１溝部から前記シャフトの外周面に貫通し、前記第３冷媒通路に連通する第１孔部をさらに含み、前記第２冷媒通路は、前記第２溝部から前記シャフトの外周面に貫通し、前記第４冷媒通路に連通する第２孔部をさらに含み、
前記第１孔部および前記第２孔部は、それぞれ、前記シャフトの回転軸方向において前記第１プレートおよび前記第２プレートと重なる位置に設けられる、請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路には、各冷媒通路の経路上に冷媒を貯留するための貯留部が設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記シャフトは、筒形状を有し、
前記第１冷媒通路は、前記シャフトの内周面に形成され、前記ロータの回転軸に沿って螺旋状に延びる第３溝部を含み、
前記第２冷媒通路は、前記シャフトの内周面に形成され、前記ロータの回転軸に沿って螺旋状に延び、前記第３溝部と交差しないように設けられた第４溝部を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記シャフトを回転自在に支持するベアリングをさらに備え、
前記シャフトには、前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路とは独立して延び、前記ベアリングを冷却するための冷媒が流通される第５冷媒通路が形成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記第１冷媒通路および前記第３冷媒通路を通じて前記ロータに導かれる冷媒流量と、前記第２冷媒通路および前記第４冷媒通路を通じて前記ロータに導かれる冷媒流量とが、各冷媒通路の通路形状の変更によって変化する、請求項１から６のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、回転電機に関し、より特定的には、ロータを冷却するための油冷機構を備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機に関して、たとえば、特開２００５−６４２８号公報には、電動機において左右のステータコイルエンドを均一に冷却することを目的とした回転電機におけるロータ構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたロータ構造は、回転軸の内部の回転軸冷却油路と、回転軸に垂直な方向に回転軸冷却油路からの冷却油を分岐する第１および第２回転軸分岐油路と、回転軸に平行であって互いに独立した第１および第２ロータ冷却油路と、ロータ端面に設けられた円周溝状の第１および第２ロータ端面油路とを含む。
【０００３】
また、特開平９−１８２３７５号公報には、ロータのコアを冷却して、渦電流損やヒステリシス損の発生による発熱を抑えることを目的としたモータの冷却回路が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示されたモータの冷却回路は、コアを軸方向に貫通する第１および第２の軸方向油路と、ロータシャフト内の軸方向油路と、第１および第２の軸方向油路とロータシャフト内の軸方向油路とをそれぞれ連通し、ロータシャフト内の軸方向油路に流通する油を第１および第２の軸方向油路に導く第１および第２の径方向油路と、供給手段とからなる。供給手段から供給された油は、遠心力によりロータシャフト内の軸方向油路からコアに供給され、第１および第２の軸方向油路を流れてコアを冷却する。
【０００４】
また、特開２００７−３３６６４６号公報には、回転子の冷却性能を向上させることにより、固定子枠に冷媒室を設けるなどの必要性をなくし、製造費用、製造期間の縮小、短縮および部品点数の削減、適用範囲の拡大を可能にし、品質の安定化を図ることを目的とした回転電機が開示されている（特許文献３）。また、特開２００６−１５８１０５号公報には、冷媒を自己循環させることによって、冷却システムの小型化および軽量化を達成することを目的としたモータの冷却装置が開示されている（特許文献４）。
【０００５】
また、特開２００４−１６６４９２号公報には、車両駆動用の電動モータの磁石に冷媒が触れることなく、冷媒による磁石の劣化、変質を回避することを目的とした車両用電動モータの冷却装置が開示されている（特許文献５）。また、特開２００５−２７８３１９号公報には、電動モータの局所的な高温箇所を集中的に冷却する構成でありながら、動力ロスの少ない構成を備えることを目的としたモータ式動力装置が開示されている（特許文献６）。
【特許文献１】特開２００５−６４２８号公報
【特許文献２】特開平９−１８２３７５号公報
【特許文献３】特開２００７−３３６６４６号公報
【特許文献４】特開２００６−１５８１０５号公報
【特許文献５】特開２００４−１６６４９２号公報
【特許文献６】特開２００５−２７８３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に開示された回転電機におけるロータ構造では、回転軸冷却油路に流通する冷却油が、第１および第２回転軸分岐油路に分岐され、各分岐通路を通じて左右のステータコイルエンドに供給される。
【０００７】
しかしながら、このようなロータ構造では、回転軸冷却油路に流通する冷却油流れに対して、第１ロータ冷却油路の冷却油流れは、回転軸に沿って反対側方向となり、第２ロータ冷却油路の冷却油流れは、回転軸に沿って同一方向となる。この場合、回転軸冷却油路を流通する冷却油は、回転軸の内部で流れ方向の運動エネルギを有するため、冷却油が回転軸冷却油路から第１ロータ冷却油路に分岐する際に、冷却油流れに抵抗が生じる。結果、第１ロータ冷却油油路を通じて供給される冷却油の流量と、第２ロータ冷却油油路を通じて供給される冷却油の流量との間に差が生じ、ロータの均一な冷却が実現されないおそれがある。
【０００８】
また、上述の特許文献２に開示されたモータの冷却回路においては、第１および第２の径方向油路が、それぞれ、ロータシャフトの軸方向において油流れの上流側と下流側とに分かれて、ロータシャフト内の軸方向油路に連通している。このような構成にあたっては、上流側に配置された第１の径方向油路を通じて供給される油の流量と、下流側に配置された第２の径方向油路を通じて供給される油の流量との間に差が生じ、均一な冷却が実現されないおそれがある。
【０００９】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ロータの均一な冷却を可能とする回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に従った回転電機は、ロータと、ロータの回転軸に沿って延び、ロータとともに回転するシャフトと、ロータの回転軸方向における両端にそれぞれ設けられる第１プレートおよび第２プレートとを備える。シャフトには、互いに独立して設けられ、ロータの回転軸方向に沿って延び、冷媒が流通される第１冷媒通路および第２冷媒通路が形成される。第１プレートには、第１冷媒通路と連通し、冷媒をロータに導く第３冷媒通路が形成される。第２プレートには、第２冷媒通路と連通し、冷媒をロータに導く第４冷媒通路が形成される。第１冷媒通路および第３冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分がロータの回転軸方向において対向しないように形成される。第２冷媒通路および第４冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分がロータの回転軸方向において対向しないように形成される。
【００１１】
このように構成された回転電機によれば、第１冷媒通路および第２冷媒通路を互いに独立して設けることにより、第１冷媒通路から第３冷媒通路を通じてロータに導かれる冷媒流量と、第２冷媒通路から第４冷媒通路を通じてロータに導かれる冷媒流量との間に差が生じることを抑制できる。また、第１冷媒通路および第３冷媒通路を、冷媒流れのベクトル成分がロータの回転軸方向において対向しないように形成し、第２冷媒通路および第４冷媒通路を、冷媒流れのベクトル成分がロータの回転軸方向において対向しないように形成することにより、第１冷媒通路および第３冷媒通路内における冷媒の流通抵抗と、第２冷媒通路および第４冷媒通路内における冷媒の流通抵抗とを、小さく抑えつつ、両者の間に差が生じることを抑制できる。以上の理由により、本発明によれば、ロータの均一な冷却が可能となる。
【００１２】
また好ましくは、シャフトは、筒形状を有する。第１冷媒通路は、シャフトの内周面に形成され、ロータの回転軸方向に沿って延びる第１溝部を含む。第２冷媒通路は、シャフトの内周面に形成され、ロータの回転軸方向に沿って延び、シャフトの回転軸周りにおいて第１溝部とは異なる位相に設けられた第２溝部を含む。このように構成された回転電機によれば、シャフト内部に導入された冷媒は、シャフトの回転に伴って発生する遠心力により、膜状になってシャフトの内周面を覆う。この際、シャフトの内周面を覆う冷媒が、第１溝部および第２溝部に分配されることによって、各溝部に均一な流量の冷媒を流通させることができる。
【００１３】
また好ましくは、第１冷媒通路は、第１溝部からシャフトの外周面に貫通し、第３冷媒通路に連通する第１孔部をさらに含む。第２冷媒通路は、第２溝部からシャフトの外周面に貫通し、第４冷媒通路に連通する第２孔部をさらに含む。第１孔部および第２孔部は、それぞれ、シャフトの回転軸方向において第１プレートおよび第２プレートと重なる位置に設けられる。このように構成された回転電機によれば、シャフトの回転に伴って発生する遠心力により、第１溝部および第２溝部に流通する冷媒をそれぞれ第１孔部および第２孔部を通じて第３冷媒通路および第４冷媒通路に導くことができる。
【００１４】
また好ましくは、第１冷媒通路および第２冷媒通路には、各冷媒通路の経路上に冷媒を貯留するための貯留部が設けられる。このように構成された回転電機によれば、第１冷媒通路および第２冷媒通路への冷媒の供給量が少なくなるタイミングが生じても、貯留部に貯留された冷媒を第３冷媒通路および第４冷媒通路に導くことで冷却効率の低下を抑制することができる。
【００１５】
また好ましくは、シャフトは、筒形状を有する。第１冷媒通路は、シャフトの内周面に形成され、ロータの回転軸に沿って螺旋状に延びる第３溝部を含む。第２冷媒通路は、シャフトの内周面に形成され、ロータの回転軸に沿って螺旋状に延び、第３溝部と交差しないように設けられた第４溝部を含む。このように構成された回転電機によれば、螺旋状の第３溝部および第４溝部を設けることにより、シャフトの回転に伴って発生する遠心力を利用して、第１冷媒流路および第２冷媒流路において冷媒を円滑に流通させることができる。
【００１６】
また好ましくは、回転電機は、シャフトを回転自在に支持するベアリングをさらに備える。シャフトには、第１冷媒通路および第２冷媒通路とは独立して延び、ベアリングを冷却するための冷媒が流通される第５冷媒通路が形成される。このように構成された回転電機によれば、第１冷媒通路および第２冷媒通路とは独立して延びる第５冷媒通路を形成することにより、より確実に所定流量の冷媒をベアリングに供給することができる。
【００１７】
また好ましくは、第１冷媒通路および第３冷媒通路を通じてロータに導かれる冷媒流量と、第２冷媒通路および第４冷媒通路を通じてロータに導かれる冷媒流量とが、各冷媒通路の通路形状の変更によって変化する。このように構成された回転電機によれば、各冷媒通路の通路形状の変更を通じて冷媒の供給流量を調整することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上に説明したように、この発明に従えば、ロータの均一な冷却を可能とする回転電機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるモータジェネレータを搭載する車両用駆動ユニットを模式的に表わす断面図である。図中に示す車両用駆動ユニットは、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）から電力供給を受けるモータとを動力源とするハイブリッド自動車に設けられている。
【００２１】
図１を参照して、まず、本実施の形態における回転電機としてのモータジェネレータ１０の基本的な構造について説明すると、モータジェネレータ１０は、ロータ２１と、ロータ２１の回転軸としての中心軸１０１に沿って延び、ロータ２１とともに回転するシャフトとしてのロータシャフト５１と、ロータ２１の、中心軸１０１の軸方向における両端にそれぞれ設けられる第１プレートとしてのエンドプレート３１および第２プレートとしてのエンドプレート３６とを備える。
【００２２】
ロータシャフト５１には、互いに独立して設けられ、中心軸１０１の軸方向に沿って延び、冷媒としてのオイルが流通される第１冷媒通路としてのオイル通路６０および第２冷媒通路としてのオイル通路７０が形成される。エンドプレート３１およびエンドプレート３６には、それぞれ、オイル通路６０およびオイル通路７０と連通し、オイルをロータ２１に導く第３冷媒通路としてのオイル通路３２および第４冷媒通路としてのオイル通路３７が形成される。オイル通路６０およびオイル通路３２は、その経路上において、オイル流れのベクトル成分が中心軸１０１の軸方向において対向しないように形成される。オイル通路７０およびオイル通路３７は、その経路上において、オイル流れのベクトル成分が中心軸１０１の軸方向において対向しないように形成される。
【００２３】
続いて、本実施の形態におけるモータジェネレータ１０の構造について詳細に説明する。
【００２４】
図１中に示す車両用駆動ユニットは、モータジェネレータ１０を有する。モータジェネレータ１０は、ハイブリッド自動車の走行状態に合わせて電動機もしくは発電機として機能する回転電機である。
【００２５】
モータジェネレータ１０は、ロータシャフト５１と、ロータ２１と、ステータ４１とを有する。ロータ２１は、ロータシャフト５１と一体となって、仮想軸である中心軸１０１を中心に回転する。ロータ２１の外周上には、ステータ４１が配置されている。
【００２６】
ロータシャフト５１は、中心軸１０１の軸方向に延びる。ロータシャフト５１は、中空部５２が形成された円筒形状を有する。ロータシャフト５１は、中心軸１０１の軸方向に距離を隔てて設けられたベアリング５７およびベアリング５８を介して、図示しないケース体に対して回転自在に支持されている。ロータシャフト５１は、複数の歯車を含んで構成された減速機構１５に接続されている。
【００２７】
ロータシャフト５１の一方の端部には、オイルポンプ５６が設けられている。オイルポンプ５６は、ロータシャフト５１の回転に伴ってオイルを吐出するギヤ式オイルポンプである。オイルポンプ５６から吐出されたオイルは、モータジェネレータ１０の各部を冷却もしくは潤滑するため、中空部５２に供給される。
【００２８】
なお、中空部５２にオイルを供給する手段は、図中に示すようなポンプに限られず、たとえば、ギヤによって掻き揚げられたオイルをキャッチタンクに集合させ、そのオイルを重力により中空部５２に導く機構であってもよい。
【００２９】
ロータ２１は、ロータコア２２と、永久磁石２７とを含んで構成されている。ロータコア２２は、中心軸１０１の軸方向に円筒状に延びる形状を有する。ロータコア２２は、中心軸１０１の軸方向に積層された複数の電磁鋼板２３からなる。ロータコア２２は、中心軸１０１が延びる方向の一方端に端面２２ａを有し、他方端に端面２２ｂを有する。ロータコア２２には、複数の永久磁石２７が埋設されている。複数の永久磁石２７は、中心軸１０１を中心とする周方向に互いに間隔を隔てて設けられている。
【００３０】
なお、本実施の形態では、永久磁石２７がロータコア２２に埋設されるＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）タイプのロータ２１について説明したが、本発明はこれに限られず、たとえば、ロータ表面に磁石が貼り付けられるＳＰＭ（surface permanent magnet）タイプのロータであってもよい。
【００３１】
モータジェネレータ１０は、エンドプレート３１およびエンドプレート３６をさらに有する。エンドプレート３１，３６は、非磁性材料、たとえばアルミニウムから形成されている。エンドプレート３１およびエンドプレート３６は、積層された複数の電磁鋼板２３の両側にそれぞれ配置されている。エンドプレート３１およびエンドプレート３６は、それぞれ、ロータコア２２の端面２２ａおよび端面２２ｂを覆うように設けられており、ロータコア２２を一体に保持する。
【００３２】
ステータ４１は、ステータコア４２と、コイル４４とを含んで構成されている。ステータコア４２は、中心軸１０１の軸方向に円筒状に延びる形状を有する。ステータコア４２は、中心軸１０１の軸方向に積層された複数の電磁鋼板４３からなる。
【００３３】
ステータコア４２には、コイル４４が巻回されている。コイル４４は、たとえば絶縁被膜された銅線から形成されている。コイル４４は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相コイルを含む。これら各相コイルに対応する端子が、端子台１２に接続されている。端子台１２は、インバータ１３を介してバッテリ１４に電気的に接続されている。インバータ１３は、バッテリ１４からの直流電流をモータ駆動用の交流電流に変換するとともに、回生ブレーキにより発電された交流電流を、バッテリ１４に充電するための直流電流に変換する。
【００３４】
モータジェネレータ１０から出力された動力は、減速機構１５からディファレンシャル機構１６を介してドライブシャフト受け部１７に伝達される。ドライブシャフト受け部１７に伝達された動力は、ドライブシャフトを介して図示しない車輪に回転力として伝達される。
【００３５】
一方、ハイブリッド自動車の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部１７、ディファレンシャル機構１６および減速機構１５を介してモータジェネレータ１０が駆動される。このとき、モータジェネレータ１０が発電機として作動する。モータジェネレータ１０により発電された電力は、インバータ１３を介してバッテリ１４に蓄えられる。
【００３６】
次に、図１中のモータジェネレータ１０の冷却構造について説明する。
図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿ったロータシャフトの断面図である。図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿ったロータシャフトの断面図である。
【００３７】
図２および図３を参照して、ロータシャフト５１には、溝部６１および溝部７１が形成されている。溝部６１および溝部７１は、中空部５２を規定するロータシャフト５１の内周面から凹んで形成されている。溝部６１および溝部７１は、中心軸１０１の軸方向に沿って延びて形成されている。本実施の形態では、溝部６１および溝部７１が、中心軸１０１の軸方向に平行に延びて形成されている。溝部６１および溝部７１は、中心軸１０１の軸周りにおいて互いにずれた位相に形成されている。本実施の形態では、溝部６１および溝部７１が、中心軸１０１の軸周りにおいて互いに１８０°ずれた位相に形成されている。
【００３８】
ロータシャフト５１には、さらに、孔部６２および孔部７２が形成されている。孔部６２は、溝部６１の溝底から中心軸１０１を中心とする半径方向外側に延伸し、ロータシャフト５１を貫通するように形成されている。孔部７２は、溝部７１の溝底から中心軸１０１を中心とする半径方向外側に延伸し、ロータシャフト５１を貫通するように形成されている。孔部６２および孔部７２は、それぞれ、中心軸１０１の軸方向において、エンドプレート３１およびエンドプレート３６に重なる位置に形成されている。
【００３９】
このような構成により、本実施の形態では、ロータシャフト５１に形成された溝部６１および孔部６２によりオイル通路６０が構成され、ロータシャフト５１に形成された溝部７１および孔部７２により、オイル通路７０が構成されている。オイル通路６０とオイル通路７０とは、各通路が延びる経路上において互いに交差することなく独立して形成されている。
【００４０】
図４は、図１中のモータジェネレータに設けられたエンドプレートを示す斜視図である。図１および図４を参照して、エンドプレート３１，３６はリング形状を有し、その内周側に円周溝３４が形成されている、円周溝３４は、中心軸１０１を中心に環状に延びて形成されている。エンドプレート３１，３６には、さらに、中心軸１０１の軸方向に延伸し、円周溝３４に連通する貫通孔３３が形成されている。
【００４１】
エンドプレート３１，３６は、各プレートに形成された円周溝３４と端面２２ａ，２２ｂとが向い合わせとなるように、ロータコア２２に取り付けられている。エンドプレート３１に形成された円周溝３４は、孔部６２と連通し、エンドプレート３６に形成された円周溝３４は、孔部７２と連通する。
【００４２】
このような構成により、本実施の形態では、エンドプレート３１に形成された円周溝３４の内壁と、ロータコア２２の端面２２ａとに囲まれた空間によりオイル通路３２が構成され、エンドプレート３６に形成された円周溝３４の内壁と、ロータコア２２の端面２２ｂとに囲まれた空間によりオイル通路３７が構成されている。オイル通路３２は、オイル通路６０と連通し、オイル通路３７は、オイル通路７０と連通する。
【００４３】
図５は、図１中のロータシャフト内を流通するオイルの状態を示す断面図である。図中には、図１中のＶ−Ｖ線上に沿った断面が示されている。
【００４４】
図１および図５を参照して、オイルポンプ５６から中空部５２に供給されたオイルは、ロータシャフト５１の回転に伴って発生する遠心力により、中空部５２を規定するロータシャフト５１の内周面に添う形態を取りながら、中空部５２に供給される際の慣性力により中心軸１０１の軸方向に流れる。オイルは、溝部６１および孔部６２を通じて、エンドプレート３１に形成された円周溝３４内に流入し、端面２２ａ側からロータコア２２および永久磁石２７を冷却する。また、オイルは、溝部７１および孔部７２を通じて、エンドプレート３６に形成された円周溝３４内に流入し、端面２２ｂ側からロータコア２２および永久磁石２７を冷却する。円周溝３４内に流入したオイルは、さらに、貫通孔３３を通じて、コイル４４のコイルエンド部分に噴射される。
【００４５】
本実施の形態におけるモータジェネレータ１０においては、オイルが、溝部６１および溝部７１の内部を満たすこととなるため、中空部５２に供給された時点からオイルをオイル通路６０およびオイル通路７０の各通路に分配した形態で流通させることができる。これにより、オイル通路６０およびオイル通路３２を通じてロータ２１に供給されるオイル流量と、オイル通路７０およびオイル通路３７を通じてロータ２１に供給されるオイル流量との間に差が生じることを抑制できる。
【００４６】
また、本実施の形態では、溝部６１におけるオイルの流れ方向は、中心軸１０１の軸方向に沿った一方向（図１中の左側から右側に向かう方向）であり、孔部６２におけるオイルの流れ方向は、中心軸１０１を中心とする半径方向であり、エンドプレート３１に形成された円周溝３４におけるオイルの流れ方向は、中心軸１０１に直交する平面内の方向（中心軸１０１を中心とする半径方向もしくは周方向）である。このため、オイル通路６０およびオイル通路３２におけるオイル流れのベクトル成分が、その経路上において、中心軸１０１の軸方向において対向することがない。
【００４７】
また、溝部７１におけるオイルの流れ方向は、中心軸１０１の軸方向に沿った一方向（図１中の左側から右側に向かう方向）であり、孔部７２におけるオイルの流れ方向は、中心軸１０１を中心とする半径方向であり、エンドプレート３６に形成された円周溝３４におけるオイルの流れ方向は、中心軸１０１に直交する平面内の方向（中心軸１０１を中心とする半径方向もしくは周方向）である。このため、オイル通路７０およびオイル通路３７におけるオイル流れのベクトル成分が、その経路上において、中心軸１０１の軸方向において対向することがない。
【００４８】
これにより、オイル通路６０およびオイル通路３２におけるオイルの流通抵抗と、オイル通路７０およびオイル通路３７におけるオイルの流通抵抗とを、小さく抑えつつ、両者の間に差が生じることを抑制できる。
【００４９】
このように構成された、この発明の実施の形態１におけるモータジェネレータ１０によれば、オイル通路６０およびオイル通路３２を通じてロータ２１の端面２２ａ側に供給するオイル流量と、オイル通路７０およびオイル通路３７を通じてロータ２１の端面２２ｂ側に供給するオイル流量とを均一化することにより、温度偏差が少ないロータ２１の冷却が可能となる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、本発明における回転電機をハイブリッド自動車に搭載されるモータジェネレータに適用した場合を説明したが、これに限られず、電気自動車に搭載されるモータや、一般的な産業用モータに適用してもよい。
【００５１】
（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２におけるモータジェネレータを示す断面図である。図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったロータシャフトを示す断面図である。本実施の形態におけるモータジェネレータは、実施の形態１におけるモータジェネレータ１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００５２】
図６および図７を参照して、本実施の形態におけるモータジェネレータにおいては、ロータシャフト５１にオイル通路７５がさらに形成されている。
【００５３】
その構造について詳細に説明すると、ロータシャフト５１には、溝部７６が形成されている。溝部７６は、中空部５２を規定するロータシャフト５１の内周面から凹んで形成されている。溝部７６は、中心軸１０１の軸方向に延びて形成されている。溝部７６と、溝部６１および溝部７１とは、中心軸１０１の軸周りにおいて互いにずれた位相に形成されている。本実施の形態では、溝部７６が、中心軸１０１の軸周りにおいて溝部６１および溝部７１から９０°ずれた位相に形成されている。
【００５４】
ロータシャフト５１には、孔部７７が形成されている。孔部７７は、溝部７６の溝底から中心軸１０１を中心とする半径方向外側に延伸し、ロータシャフト５１を貫通するように形成されている。孔部７７は、中心軸１０１の軸方向において、ベアリング５７およびベアリング５８に重なる位置にそれぞれ形成されている。
【００５５】
このような構成により、本実施の形態では、ロータシャフト５１に形成された溝部７６および孔部７７により、オイル通路７５が構成されている。図１中のオイルポンプ５６から供給されたオイルは、溝部６１、溝部７１および溝部７６の内部を満たすこととなるため、中空部５２に供給された時点からオイルをオイル通路６０、オイル通路７０およびオイル通路７５の各通路に分配した形態で流通させることができる。
【００５６】
このように構成された、この発明の実施の形態２におけるモータジェネレータによれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。加えて、本実施の形態では、ロータシャフト５１にオイル通路７５を形成することにより、より確実に所定量のオイルをベアリング５７，５８に供給することができる。これにより、ベアリング５７，５８の焼き付きを防ぎ、車両用駆動ユニットの信頼性を向上させることができる。
【００５７】
また、各オイル通路の形状（溝部の幅や深さ、孔部の径など）を変更することによって、たとえば、ロータ２１に供給されるオイル流量を多めに設定し、ベアリング５７，５８に供給されるオイル流量を少なく設定するということが可能となる。
【００５８】
（実施の形態３）
図８は、この発明の実施の形態３におけるモータジェネレータを示す断面図である。図９は、図８中のＩＸ−ＩＸ線上に沿ったモータジェネレータの断面図である。本実施の形態におけるモータジェネレータは、実施の形態２におけるモータジェネレータを比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
【００５９】
図８および図９を参照して、本実施の形態におけるモータジェネレータにおいては、オイル通路６０、オイル通路７０およびオイル通路７５が、それぞれ、各通路の経路上においてオイルを貯留するためのオイル貯留部８２、オイル貯留部８３およびオイル貯留部８４を有する。
【００６０】
本実施の形態におけるモータジェネレータは、通路形成部材８１を有する。通路形成部材８１は、中空部５２に挿入されている。
【００６１】
溝部６１および溝部７１は、それぞれ、中心軸１０１の軸方向においてロータシャフト５１の一方端から孔部６２および孔部７２が形成された位置まで延びて形成されている。溝部７６は、中心軸１０１の軸方向においてロータシャフト５１の一方端から、ベアリング５８に連通する孔部７７が形成された位置まで延びて形成されている。
【００６２】
図１０は、図８中のモータジェネレータに設けられた通路形成部材を示す斜視図である。図８から図１０を参照して、通路形成部材８１は、中実の軸形状を有し、その外周面には径方向の段差を生じさせる段差部８６，８７，８８が形成されている。段差部８６，８７，８８は、通路形成部材８１の軸周りにおいて互いにずれた位相範囲に形成されており、その位相範囲は、ロータシャフト５１に形成された溝部６１，７１，７６の位置に対応している。
【００６３】
端部が閉塞された溝部６１と、通路形成部材８１に形成された段差部８６とにより、オイル貯留部８２が構成されている。端部が閉塞された溝部７１と、通路形成部材８１に形成された段差部８７とにより、オイル貯留部８３が構成されている。端部が閉塞された溝部７６と、通路形成部材８１に形成された段差部８８とにより、オイル貯留部８４が構成されている。
【００６４】
このように構成された、この発明の実施の形態３におけるモータジェネレータによれば、実施の形態１および２に記載の効果を同様に得ることができる。加えて、本実施の形態では、オイル供給量が少なくなったり、オイル供給が断続的になる場合（たとえば、ハイブリッド自動車の低速走行時）であっても、オイル貯留部８２，８３，８４に貯留されたオイルをロータ２１に導くことで冷却効率の低下を防ぐことができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、中空部５２に通路形成部材８１を配置したが、本発明はこれに限られず、溝部６１，７１，７６を孔部６２，７２，７７の位置で終端させるだけの構成で、オイル貯留部８２，８３，８４を構成してもよい。
【００６６】
（実施の形態４）
図１１は、この発明の実施の形態４におけるモータジェネレータを示す断面図である。本実施の形態におけるモータジェネレータは、実施の形態２におけるモータジェネレータ１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
【００６７】
図１１を参照して、本実施の形態におけるモータジェネレータにおいては、溝部６１、溝部７１および溝部７６が、中心軸１０１を中心に螺旋状に延びて形成されている。溝部６１、溝部７１および溝部７６は、中心軸１０１の軸方向において所定のピッチだけ互いにずれて形成されている（螺子でいう多条ねじの形態）。溝部６１、溝部７１および溝部７６は、それぞれ、孔部６２、孔部７２および孔部７７がロータシャフト５１の内周面に開口する位置に重なるように形成されている。
【００６８】
このように構成された、この発明の実施の形態４におけるモータジェネレータによれば、実施の形態１および２に記載の効果を同様に得ることができる。加えて、本実施の形態では、螺旋状の溝部６１、溝部７１および溝部７６を形成することにより、図１中のオイルポンプ５６が設けられない場合であっても、オイルの円滑な供給が可能となる。
【００６９】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるモータジェネレータを搭載する車両用駆動ユニットを模式的に表わす断面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿ったロータシャフトの断面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿ったロータシャフトの断面図である。
【図４】図１中のモータジェネレータに設けられたエンドプレートを示す斜視図である。
【図５】図１中のロータシャフト内を流通するオイルの状態を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２におけるモータジェネレータを示す断面図である。
【図７】図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったロータシャフトを示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３におけるモータジェネレータを示す断面図である。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ線上に沿ったモータジェネレータの断面図である。
【図１０】図８中のモータジェネレータに設けられた通路形成部材を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態４におけるモータジェネレータを示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  モータジェネレータ、２１  ロータ、３１，３６  エンドプレート、３２，３７，６０，７０，７５  オイル通路、５１  ロータシャフト、５７，５８  ベアリング、６１，７１，７６  溝部、６２，７２，７７  孔部、８２，８３，８４  オイル貯留部、１０１  中心軸。
【図１】
2010104206.tif 000003
【図２】
2010104206.tif 000004
【図３】
2010104206.tif 000005
【図４】
2010104206.tif 000006
【図５】
2010104206.tif 000007
【図６】
2010104206.tif 000008
【図７】
2010104206.tif 000009
【図８】
2010104206.tif 000010
【図９】
2010104206.tif 000011
【図１０】
2010104206.tif 000012
【図１１】
2010104206.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月5日(2010.2.5)
【手続補正１】
【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、
前記ロータの回転軸に沿って延び、前記ロータとともに回転するシャフトと、
前記ロータの回転軸方向における両端にそれぞれ設けられる第１プレートおよび第２プレートとを備え、
前記シャフトには、互いに独立して設けられ、前記ロータの回転軸方向に沿って延び、冷媒が流通される第１冷媒通路および第２冷媒通路が形成され、
前記第１プレートおよび前記第２プレートには、それぞれ、前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路と連通し、冷媒を前記ロータに導く第３冷媒通路および第４冷媒通路が形成され、
前記第１冷媒通路および前記第３冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分が前記ロータの回転軸方向において対向しないように形成され、前記第２冷媒通路および前記第４冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分が前記ロータの回転軸方向において対向しないように形成され、
前記シャフトは、筒形状を有し、
前記第１冷媒通路は、前記シャフトの内周面に形成され、前記ロータの回転軸方向に沿って延びる第１溝部を含み、
前記第２冷媒通路は、前記シャフトの内周面に形成され、前記ロータの回転軸方向に沿って延び、前記シャフトの回転軸周りにおいて前記第１溝部とは異なる位相に設けられた第２溝部を含む、回転電機。
【請求項２】
前記第１冷媒通路は、前記第１溝部から前記シャフトの外周面に貫通し、前記第３冷媒通路に連通する第１孔部をさらに含み、前記第２冷媒通路は、前記第２溝部から前記シャフトの外周面に貫通し、前記第４冷媒通路に連通する第２孔部をさらに含み、
前記第１孔部および前記第２孔部は、それぞれ、前記シャフトの回転軸方向において前記第１プレートおよび前記第２プレートと重なる位置に設けられる、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
ロータと、
前記ロータの回転軸に沿って延び、前記ロータとともに回転するシャフトと、
前記ロータの回転軸方向における両端にそれぞれ設けられる第１プレートおよび第２プレートとを備え、
前記シャフトには、互いに独立して設けられ、前記ロータの回転軸方向に沿って延び、冷媒が流通される第１冷媒通路および第２冷媒通路が形成され、
前記第１プレートおよび前記第２プレートには、それぞれ、前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路と連通し、冷媒を前記ロータに導く第３冷媒通路および第４冷媒通路が形成され、
前記第１冷媒通路および前記第３冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分が前記ロータの回転軸方向において対向しないように形成され、前記第２冷媒通路および前記第４冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分が前記ロータの回転軸方向において対向しないように形成され、
前記シャフトは、筒形状を有し、
前記第１冷媒通路は、前記シャフトの内周面に形成され、前記ロータの回転軸に沿って螺旋状に延びる第３溝部を含み、
前記第２冷媒通路は、前記シャフトの内周面に形成され、前記ロータの回転軸に沿って螺旋状に延び、前記第３溝部と交差しないように設けられた第４溝部を含む、回転電機。
【請求項４】
ロータと、
前記ロータの回転軸に沿って延び、前記ロータとともに回転するシャフトと、
前記ロータの回転軸方向における両端にそれぞれ設けられる第１プレートおよび第２プレートとを備え、
前記シャフトには、互いに独立して設けられ、前記ロータの回転軸方向に沿って延び、冷媒が流通される第１冷媒通路および第２冷媒通路が形成され、
前記第１プレートおよび前記第２プレートには、それぞれ、前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路と連通し、冷媒を前記ロータに導く第３冷媒通路および第４冷媒通路が形成され、
前記第１冷媒通路および前記第３冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分が前記ロータの回転軸方向において対向しないように形成され、前記第２冷媒通路および前記第４冷媒通路は、その経路上において、冷媒流れのベクトル成分が前記ロータの回転軸方向において対向しないように形成され、
前記シャフトを回転自在に支持するベアリングをさらに備え、
前記シャフトには、前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路とは独立して延び、前記ベアリングを冷却するための冷媒が流通される第５冷媒通路が形成される、回転電機。
【請求項５】
前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路には、各冷媒通路の経路上に冷媒を貯留するための貯留部が設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記第１冷媒通路および前記第３冷媒通路を通じて前記ロータに導かれる冷媒流量と、前記第２冷媒通路および前記第４冷媒通路を通じて前記ロータに導かれる冷媒流量とが、各冷媒通路の通路形状の変更によって変化する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機。