(57)【要約】【課題】  回転電機の回転子の温度上昇を従来よりも抑制できるようにする。【解決手段】  "回転子１２（の鉄心）の内周面全体と当接している外周面"と、"回転シャフト１５の外周面と当接する当接領域と、回転シャフト１５の外周面と間隔を有する非当接領域とを有する内周面"とを有する回転子保持部材１６の内周面に、回転シャフト１５に形成された孔１５ａ〜１５ｄから冷却媒体３１冷却媒体３１を流すようにした。したがって、回転子保持部材１６は、冷却媒体３１により冷却されながら回転子１２（の鉄心）と熱交換を行うことができる。回転子保持部材１６の外周面は、回転子１２（の鉄心）の内周面全体と当接しているので、従来よりも広い領域で回転子１２との熱交換を行うことができる。【選択図】  図１
2010172132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に延在するヨークと、当該ヨークから径方向に延在するティースと、前記ティースに対して巻き回されているコイルとを有する固定子と、
外周面が前記固定子の内周面と間隔を有して対向するように、前記固定子の軸心と軸心が同一になる位置に配置された回転子と、
外周面が前記回転子の内周面より軸心側となるように、前記固定子及び前記回転子の軸心と軸心が同一になる位置に配置された回転シャフトと、
前記回転子の内周面と、前記回転シャフトの外周面との間に配置された回転子保持部材とを有し、
前記回転子保持部材は、前記軸心の方向に延在する外周面と内周面とを有し、
前記回転子保持部材の外周面は、前記回転子の内周面と当接しており、
前記回転子保持部材の内周面は、前記回転シャフトの外周面と当接する当接領域と、前記回転シャフトの外周面と間隔を有している非当接領域とを有し、
前記回転子保持部材の内周面の非当接領域に冷却媒体が供給されることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記回転子保持部材の内周面の非当接領域には、前記回転子保持部材の内周面の非当接領域と、前記回転子の軸心との間隔が、前記軸心の方向における端部に向かうほど大きくなるような傾斜が形成されており、
前記傾斜の相対的に上側の領域から冷却媒体が供給されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記回転子保持部材の内周面の非当接領域には、周方向に延在する複数の凸部が、前記軸心の方向において間隔を有して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記回転シャフトの中には冷却媒体が流れ、
前記回転シャフトの側面には、当該回転シャフトの中と前記回転子保持部材の内周面の非当接領域とが連通する孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記回転シャフトの中に配置され、前記回転シャフトの孔を開放及び閉鎖するために動作する冷却媒体供給部材を有することを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記回転子保持部材の内周面の非当接領域に冷却媒体を供給するノズルを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
周方向に延在するヨークと、当該ヨークから径方向に延在するティースと、前記ティースに対して巻き回されているコイルとを有する固定子と、
外周面が前記固定子の内周面と間隔を有して対向するように、前記固定子の軸心と軸心が同一になる位置に配置された回転子と、
外周面が前記回転子の内周面より軸心側となるように、前記固定子及び前記回転子の軸心と軸心が同一になる位置に配置された回転シャフトと、
前記回転子の内周面と、前記回転シャフトの外周面との間に配置された回転子保持部材とを有し、
前記回転子保持部材は、前記軸心の方向に延在する外周面と内周面とを有し、
前記回転子保持部材の外周面は、前記回転子の内周面と当接しており、
前記回転子保持部材の内周面は、前記回転シャフトの外周面と当接する当接領域と、前記回転シャフトの外周面と間隔を有している非当接領域とを有する回転電機の冷却方法であって、
前記回転子保持部材の内周面の非当接領域に冷却媒体を供給する供給工程を有することを特徴とする回転電機の冷却方法。
【請求項８】
前記回転子保持部材の内周面の非当接領域には、前記回転子保持部材の内周面の非当接領域と、前記回転子の軸心との間隔が、前記軸心の方向における端部に向かうほど大きくなるような傾斜が形成されており、
前記供給工程は、前記傾斜の相対的に上側の領域から冷却媒体を供給することを特徴とする請求項７に記載の回転電機の冷却方法。
【請求項９】
前記回転子保持部材の内周面の非当接領域には、周方向に延在する複数の凸部が、前記軸心の方向において間隔を有して形成されていることを特徴とする請求項８に記載の回転電機の冷却方法。
【請求項１０】
前記回転シャフトの側面には、当該回転シャフトの中と前記回転子保持部材の内周面の非当接領域とが連通する孔が形成されており、
前記供給工程は、前記回転シャフトの中に冷却媒体を流し、前記回転シャフトの側面に形成されている孔から、前記回転子保持部材の内周面の非当接領域に当該冷却媒体を供給することを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の回転電機の冷却方法。
【請求項１１】
前記回転電機は、前記回転シャフトの中に配置され、前記回転シャフトの孔を開放及び閉鎖するために動作する冷却媒体供給部材を有し、
前記回転電機の冷却方法は、前記冷却媒体供給部材を駆動する駆動工程を有し、
前記駆動工程は、前記回転電機の所定の位置における温度に基づき、前記冷却媒体供給部材を駆動して、前記回転シャフトの孔の開口度を調整することを特徴とする請求項１０に記載の回転電機の冷却方法。
【請求項１２】
前記供給工程は、ノズルを用いて、前記回転子保持部材の内周面の非当接領域に冷却媒体を供給することを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の回転電機の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機及び回転電機の冷却方法に関し、特に、回転電機の回転子を冷却するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
固定子（ステータ）と回転子（ロータ）とを備えたモータ等の回転電機では、回転子の鉄心の鉄損等によって回転子が発熱する。この回転子は、固定子よりも軸心側に設けられており、回転子の外周面は固定子の内周面に近接している。よって、回転子が固定子で発生した熱を受けることにもなる。しかるに、回転子から回転電機の外部に熱を伝達するに適した固体部材は、一般的に断面積の小さい回転シャフトに限られるため、回転子で発生した熱を外に逃がすことが難しい。
また、回転子の磁極として永久磁石を用いた場合には、永久磁石の温度が上昇すると永久磁石が減磁してしまい、永久磁石の磁石としての機能が低下してしまう虞がある（すなわち、回転子としての機能が低下してしまう虞がある）。
【０００３】
そこで、従来から、回転電機の回転子を冷却するための技術がある。
特許文献１〜３には、回転電機の軸心部分に設けられた回転シャフトの中空部分に形成された油路から連通する油路を、回転子の鉄心の内部において径方向に形成するようにする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１６８２６号公報
【特許文献２】特開２００６−６７７７７号公報
【特許文献３】特開２００８−８６１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１〜３に記載の技術では、回転子の鉄心としての機能を確保する必要があるため、鉄心の内部に多数の油路を形成したり大きな油路を形成したりすることが困難である。したがって、冷却油と回転子の鉄心との接触面積が小さくなるので、回転子の温度上昇を抑制することが困難であるという問題点があった、
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、回転電機の回転子の温度上昇を従来よりも抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回転電機は、周方向に延在するヨークと、当該ヨークから径方向に延在するティースと、前記ティースに対して巻き回されているコイルとを有する固定子と、外周面が前記固定子の内周面と間隔を有して対向するように、前記固定子の軸心と軸心が同一になる位置に配置された回転子と、外周面が前記回転子の内周面より軸心側となるように、前記固定子及び前記回転子の軸心と軸心が同一になる位置に配置された回転シャフトと、前記回転子の内周面と、前記回転シャフトの外周面との間に配置された回転子保持部材とを有し、前記回転子保持部材は、前記軸心の方向に延在する外周面と内周面とを有し、前記回転子保持部材の外周面は、前記回転子の内周面と当接しており、前記回転子保持部材の内周面は、前記回転シャフトの外周面と当接する当接領域と、前記回転シャフトの外周面と間隔を有している非当接領域とを有し、前記回転子保持部材の内周面の非当接領域に冷却媒体が供給されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の回転電機の冷却方法は、周方向に延在するヨークと、当該ヨークから径方向に延在するティースと、前記ティースに対して巻き回されているコイルとを有する固定子と、外周面が前記固定子の内周面と間隔を有して対向するように、前記固定子の軸心と軸心が同一になる位置に配置された回転子と、外周面が前記回転子の内周面より軸心側となるように、前記固定子及び前記回転子の軸心と軸心が同一になる位置に配置された回転シャフトと、前記回転子の内周面と、前記回転シャフトの外周面との間に配置された回転子保持部材とを有し、前記回転子保持部材は、前記軸心の方向に延在する外周面と内周面とを有し、前記回転子保持部材の外周面は、前記回転子の内周面と当接しており、前記回転子保持部材の内周面は、前記回転シャフトの外周面と当接する当接領域と、前記回転シャフトの外周面と間隔を有している非当接領域とを有する回転電機の冷却方法であって、前記回転子保持部材の内周面の非当接領域に冷却媒体を供給する供給工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転子の内周面と当接している外周面と、回転シャフトの外周面と当接する当接領域と、回転シャフトの外周面と間隔を有する非当接領域とを有する内周面とを有する回転子保持部材の内周面に、冷却媒体を供給するようにした。したがって、従来よりも広い領域において回転子との熱交換を行うことが可能になる。よって、回転電機の回転子の温度上昇を従来よりも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、ＩＰＭモータの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、図１のＡ−Ａ´方向から見たＩＰＭモータの断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示し、回転子保持部材の内周面の非当接領域を流れるＡＴＦの様子の一例を概念的に示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示し、冷却油供給部材が、回転シャフトの孔を開放している様子の一例と、冷却油供給部材が、回転シャフトの孔を閉鎖している様子の一例とを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示し、ＩＰＭモータの構成の一例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示し、ＩＰＭモータの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、回転電機の一例であるＩＰＭモータの構成の一例を示す図である。具体的に図１では、ＩＰＭモータの回転軸（回転シャフト１５の回転軸）を通り、且つ、当該回転軸に沿って切った場合のＩＰＭモータの断面図の一例を示す。また、図２は、図１のＡ−Ａ´方向から見たＩＰＭモータの断面図である。尚、図１において、符号１６ｈ以外の符号が指している部分が断面である。また、本実施形態では、ＩＰＭモータが電気自動車等の車両駆動モータとして用いられる場合を例に挙げて説明する。また、各図では、説明の都合上、必要な部分の概略だけを示している。
【００１２】
図１、図２において、ＩＰＭモータ１０は、固定子（ステータ）１１と、永久磁石１３ａ〜１３ｈを備えた回転子（ロータ）１２と、ケース１４と、回転シャフト１５と、回転子保持部材１６と、冷却媒体供給部材１７と、端面板１８とを有している。
【００１３】
固定子１１は、周方向に延在するヨークと、ヨークの内周側から軸心方向に延在する複数のティースとを有している。複数のティースは、周方向において略等間隔で設けられている（図２１に示す例では、１２個のティースが設けられている）。尚、ティースには、コイルが巻き回されている。本実施形態では、コイルが分布巻である場合を例に挙げて説明する。したがって、図２に示すように、ＩＰＭモータ１０には、コイルエンド１９ａ〜１９ｄが存在している。ただし、コイルは分布巻に限定されるものではなく、集中巻であってもよい。
【００１４】
回転子１２は、肉厚の中空円筒形状を有し、その外周面が、回転子２１１のティースの先端面と所定の間隔を有して相互に対向し、且つ、その軸心（回転軸）が固定子１１の軸心と同一となる位置に配置される。
このような回転子１２は、外周側において円周方向に相互に間隔を有して複数の孔が形成された円形の複数の電磁鋼板をその厚み方向に積み重ねることにより構成された鉄心と、鉄心に形成された孔に埋め込まれた（挿入された）複数の永久磁石１３ａ〜１３ｈとを有している。そして、本実施形態では、永久磁石１３ａ〜１３ｈのうち、相対的に回転子１２の回転軸側で相互に隣接している２つの永久磁石（例えば永久磁石１３ａ、１３ｂ）により回転子１２の１つのポール（極）を形成するようにしている。
【００１５】
ケース１４は、焼き嵌め等が行われることにより、固定子１１の周囲（外周）から固定子１１に密接して、固定子１１を固定する。ケース１４は、例えば、鉄等の磁性体あるいはアルミニウム等の非磁性体により構成される。
回転シャフト１５は、回転子１２を回転させるためのものであり、その軸心（回転軸）がＩＰＭモータ１０の軸心（回転軸）と一致するように、回転子１２の内周面よりも軸心側に配置されている。尚、以下の説明では、ＩＰＭモータ１０の回転軸、軸心（回転シャフト１５の回転軸、軸心）を必要に応じて回転軸又は軸と略称する。
【００１６】
回転シャフト１５は、中空円筒形状を有し、その中空部が、図示しないポンプにより供給される冷却媒体３１が通る冷却媒体路となっている。また、回転シャフト１５の側面のうち、後述する回転子保持部材１６の内周面が当接していない領域のうち、ＩＰＭモータ１０の軸心方向の中央に近い領域には、回転シャフト１５の外周面と内周面との間を貫通する孔１５ａ〜１５ｄが形成されている。尚、冷却媒体３１は、ＩＰＭモータ１０に付随するベアリングあるいは動力伝達部（ギヤ等）にＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）等の潤滑油が使用されている場合には、当該潤滑油を用いることが好ましい。また、冷却媒体３１はＩＰＭモータの下部に溜まっており、前述のポンプにより前述の冷却媒体路に供給され、循環されるが、その循環経路において冷却媒体３１を熱交換器で冷却するようにすることができる。
【００１７】
回転子保持部材１６は、その軸心がＩＰＭモータ１０の軸心（回転軸）と一致するように、回転シャフト１５の外周面と、回転子１２（の鉄心）の内周面との間に設けられる。回転子保持部材１６は、回転子１２（の鉄心）を保持する機能と、回転子１２（の鉄心）を冷却する機能とを有する。回転子保持部材１６は、機械的強度および熱伝導率の点から金属製であることが好ましい。
【００１８】
回転子保持部材１６は、ＩＰＭモータ１０の軸心方向に延在する外周面と内周面とを有している。本実施形態では、回転子保持部材１６の外周面は、回転子１２（の鉄心）の内周面全体と当接している。また、回転子保持部材１６の内周面には、回転シャフト１５の外周面と当接する領域と、回転シャフト１５の外周面と間隔を有している領域とがある。本実施形態では、ＩＰＭモータ１０の軸心方向の中央付近で回転子保持部材１６の内周面と回転シャフト１５の外周面とが当接し、回転子保持部材１６の内周面のそれ以外の領域では、回転子保持部材１６の内周面と回転シャフト１５の外周面とは間隔を有している。
尚、以下の説明では、回転子保持部材１６の内周面のうち、回転シャフト１５の外周面と当接する領域を、必要に応じて、回転子保持部材１６の内周面の当接領域、或いは単に当接領域と称する。また、回転子保持部材１６の内周面のうち、回転シャフト１５の外周面と間隔を有している領域を、必要に応じて、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域、或いは単に非当接領域と称する。
【００１９】
図３は、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域を流れる冷却媒体３１の様子の一例を概念的に示す図である。
図３に示すように、本実施形態では、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域と、回転子１２の軸心との間隔が、ＩＰＭモータ１０（回転子保持部材１６）の軸心方向の端部に向かうほど大きくなるように、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域は傾斜している。このように、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄから流れ出た冷却媒体３１を、回転子１２の回転により冷却媒体３１に作用する遠心力により、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に形成されている傾斜に沿って（すなわち、当該傾斜の相対的に上側の領域から下側の領域に向けて）流すことで、冷却媒体３１を当該傾斜に沿って軸方向に流れ易くすることができる。図面においては当該傾斜を説明の都合上やや誇張して描いているが、回転子の回転速度と冷却媒体の流量に適した傾斜角度を選択できる。
【００２０】
また、図３に示すように、本実施形態では、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域には、軸方向において所定の間隔を有するように、複数の凸部１６ａ〜１６ｊが回転子保持部材１６の周方向に形成されている。複数の凸部１６ａ〜１６ｊは、回転子１２の回転に伴う回転子保持部材１６の回転が起こっても、非当接領域の周方向において冷却媒体３１が滞留してしまうことを可及的に抑制することができる程度の高さと断面形状を有している。このようにすることで、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄから流れ出た冷却媒体３１の少なくとも一部が、回転シャフト１５の回転に伴う回転子保持部材１６の回転により、複数の凸部１６ａ〜１６ｊで一時的にせき止められ、回転子保持部材１６の内周面を周方向に移動する。したがって、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄから流れ出た冷却媒体３１を、回転子保持部材１６の内周面の周方向に広がり流れ易くすることができる。
【００２１】
本実施形態では、以上のようにして回転子保持部材１６を構成することで、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄから流れ出た冷却媒体３１を、可及的に回転子保持部材１６の内周面全体に行き渡らせるようにすることができる。
前述したように回転子保持部材１６の外周面は、回転子１２の内周面と当接しており、回転子１２（の鉄心）と回転子保持部材１６とが熱交換を行う。そして、回転子保持部材１６は冷却媒体３１により冷却される。すなわち、回転子保持部材１６は、冷却媒体３１により冷却されながら、回転子１２（の鉄心）と熱交換を行う。これにより、回転子１２の温度を低下させることが可能になる。本実施形態では、このようにして回転子１２の温度を低下させるので、金属などの熱伝導度の大きな材料で回転子保持部材１６を形成するのが好ましい。
【００２２】
冷却媒体供給部材１７は、回転シャフト１５の中空部である油路内に配置され、駆動装置２０の制御に従って軸方向に移動し、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄを開放したり、閉鎖したりする機能を有する。
図４は、冷却媒体供給部材１７が、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄを開放している様子の一例（図４（ａ））と、冷却媒体供給部材１７が、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄを閉鎖している様子の一例（図４（ｂ））とを示す図である。
【００２３】
本実施形態では、冷却媒体供給部材１７は、中空円筒形状を有している。また、冷却媒体供給部材１７には、冷却媒体供給部材１７の外周面と内周面との間を貫通する孔１７ａ〜１７ｌが形成されている。これらの孔１７ａ〜１７ｌによって、回転シャフト１５内の冷却媒体路に供給された冷却媒体３１が、冷却媒体供給部材１７の内外を行き来することができる（すなわち、回転シャフト１５内の冷却媒体路全体に冷却媒体３１を行き渡らせることができる）。
【００２４】
また、冷却媒体供給部材１７の外周面には、複数の凸部１７ｍ〜１７ｐが形成されている。これら複数の凸部１７ｍ〜１７ｐは、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄとの相対的な位置関係が同じになる位置に形成されている。更に、複数の凸部１７ｍ〜１７ｐの周方向の面の面積が、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄの面積以上となるようにしている。
【００２５】
前述したように冷却媒体供給部材１７は、駆動装置２０によって軸方向に移動する。駆動装置２０は、ＩＰＭモータ１０の所定の位置における温度信号、例えば、ＩＰＭモータ１０の駆動条件により予測される回転子１２の所定の位置における温度の推定値、あるいは回転子保持部材１６の内周面から固定子１１のコイルエンド１９ａに流れ落ちる冷却媒体の温度を測定する温度計からの信号に基づいて、回転子保持部材１６の内周面に流す冷却媒体の所要流量を判定する。この判定に基づき冷却媒体３１の流量を増加させる場合には、駆動装置２０は、冷却媒体供給部材１７を図４（ｂ）に示す白抜きの矢印の方向に所要距離だけ移動させる。これにより、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄの開口度が増加し、前述したようにして冷却媒体３１が回転子支持部材１６に流れる流量を増加させることができる。
【００２６】
また、前述の判定に基づき冷却媒体３１の流量を減少させる場合には、駆動装置２０は、冷却媒体供給部材１７を図４（ａ）に示す白抜きの矢印の方向に所要距離だけ移動させる。これにより、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄの開口度が減少し、冷却媒体３１が回転子保持部材１６に流れ出る流量を減少させることができる。そして、回転子１２の所定の位置における温度が所定値以下であり、冷却の必要がないと判定された場合には、その間、駆動装置２０は、冷却油供給部材１７の位置を図４（ｂ）に示す位置に移動し保持し続ける（すなわち、駆動装置２０は、冷却油供給部材１７の動作を制御しない）。
本実施形態では、駆動装置２０が以上のような制御を行うことにより、冷却媒体供給部材１７が、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄの開口度を調整する。開口度の調整は、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄを全開及び全閉してもよいし、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄの一部を開閉してもよいし、これらを組み合わせてもよい。尚、駆動装置２０は、温度計からの信号を受信するインターフェースと、マイクロコンピュータと、冷却媒体供給部材１７を駆動するための機構部品とを用いることにより実現される。
【００２７】
端面板１８は、回転子１２の鉄心が軸方向に広がるのを押さえるとともに、永久磁石１８が回転子１２の鉄心から抜けないようにするためのものであり、回転子１２の軸方向における端面に形成されている。本実施形態では、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域から流れ出た冷却媒体３１が、固定子１１と回転子１２の近接するすき間に浸入するのを防ぐとともに、コイルエンド１９ａ〜１９ｄの発熱量が大きい所定の位置にかかるように端面板１８が傾斜している。このようにすることにより、固定子１１と回転子１２との間に冷却媒体が浸入することによるモータの効率の低下を回避するとともに、回転子１２を冷却する際に、固定子１１（コイルエンド１９ａ）も併せて冷却することができる。
尚、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域から流れ出た冷却媒体３１が、コイルエンド１９ａ〜１９ｄにかかるように端面板１８が配置されていれば、必ずしも端面板１８を傾斜する必要はない。また、端面板１８に、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域から流れ出た冷却媒体３１をコイルエンド１９ａ〜１９ｄに誘導するための溝及び、冷却媒体３１を飛沫にするための突起の少なくとも何れか一方を、前記傾斜に加えて、又は前記傾斜に代えて形成するようにしてもよい。
【００２８】
回転子保持部材１６から流れ出た冷却媒体３１は、以上のようにして端面板１８を流れた後、又は、回転子保持部材１６から直接、ＩＰＭモータ１０の下部に排出される。すなわち、本実施形態では、ＩＰＭモータ１０の下部の領域に溜まっている冷却媒体３１を、ＩＰＭモータ１０の下部の領域→回転シャフト１５→回転子保持部材１６（→端面板１８）→ＩＰＭモータ１０の下部の領域の経路で循環させるようにしている。
【００２９】
以上のように本実施形態では、"回転子１２（の鉄心）の内周面全体と当接している外周面"と、"回転シャフト１５の外周面と当接する当接領域と、回転シャフト１５の外周面と間隔を有する非当接領域とを有する内周面"とを有する回転子保持部材１６の内周面に、回転シャフト１５に形成された孔１５ａ〜１５ｄから冷却媒体３１を流すようにした。したがって、回転子保持部材１６は、冷却媒体３１により冷却されながら回転子１２（の鉄心）と熱交換を行うことができる。回転子保持部材１６の外周面は、回転子１２（の鉄心）の内周面全体と当接しているので、冷却媒体３１は従来よりも広い領域で回転子１２との熱交換を行うことができる。したがって、回転子１２の冷却を効率的に行うことができ、回転子１２の温度上昇を従来よりも抑制することができる。これにより、永久磁石１３ａ〜１３ｄの温度が上昇し、永久磁石１３ａ〜１３ｄの磁石としての機能が低下してしまうことを従来よりも抑制することができる。よって、例えば、永久磁石１３ａ〜１３ｄとして、例えば希少元素の添加量を増やして耐熱性を向上させたネオジウム−鉄−ボロン（Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ）のような、高価な材料を用いなくてもよくなる。
【００３０】
また、本実施形態では、軸方向の端部の方向に向かい広がる勾配の傾斜を回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に形成するようにしたので、回転子１２の回転に伴い冷却媒体に作用する遠心力により、冷却媒体３１を、当該傾斜に沿って、軸方向に流れ易くすることができる。
また、本実施形態では、軸方向において所定の間隔を有するように、複数の凸部１６ａ〜１６ｊを回転子保持部材１６の内周面の非当接領域において円周方向に形成するようにしたので、回転子保持部材１６の内周面における周方向に冷却媒体３１を広げて流れ易くすることができる。
したがって、回転子保持部材１６の内周面全体にわたって冷却媒体３１を流すことができる。
【００３１】
また、本実施形態では、例えばＩＰＭモータ１０の所定の位置における温度に基づき、冷却媒体供給部材１７が、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄの開口度を調整するようにしたので、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄの開口度が小さい場合にはポンプの吐出量を低く抑えることができ、ポンプの駆動エネルギーの無駄を抑制することができる。
また、本実施形態では、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域から流れ出た冷却媒体３１が、コイルエンド１９ａ〜１９ｄにかかるように端面板１８の形状を加工するようにしたので、回転子１２を冷却する際に、固定子１１（コイルエンド１９ａ）も併せて冷却することができる。
【００３２】
尚、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に、前述したような傾斜や凸部１６ａ〜１６ｊを設けるようにすれば、前述した効果が得られるので好ましいが、必ずしもこのようにする必要はない。回転子１２の回転に伴い回転子保持部材が回転することによって、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に供給した冷却媒体は、遠心力により圧縮され当該内周面の軸端の開放部から押し出されるからである。
また、冷却媒体供給部材１７を設けなくても、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄから回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に冷却媒体３１を流すことができるので、必ずしも冷却媒体供給部材１７及び駆動装置２０を設ける必要はない。
【００３３】
また、ＩＰＭモータ１０の下部に溜まっている冷却媒体３１を外気又は水冷により冷却してから回転子保持部材１６に供給するようにしてもよい。
また、冷却媒体３１の循環を、ポンプではなく、回転子１２の回転により回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄを通る冷却媒体３１に作用する遠心力を利用して行うようにしてもよい。この場合には、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に供給される冷却媒体の流量は、回転体の回転数が高いほど増加する。また、同じ回転数における前記冷却媒体の流量は、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄの断面積及び、孔１５ａ〜１５ｄの外周側出口の軸心からの距離により調整することができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態では、駆動装置２０により、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄを必要に応じて開放したり閉鎖したりした。これに対し、本実施形態では、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄを開放し続けるようにする。このように本実施形態と前述した第１の実施形態とは、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄに冷却媒体３１を誘導する構成が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、前述した図１〜図４と同じ部分については、図１〜図４に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００３５】
図５は、回転電機の一例であるＩＰＭモータの構成の一例を示す図である。図５は、図１に対応する図である。
本実施形態のＩＰＭモータ５０は、図１に示したＩＰＭモータ１０の冷却媒体供給部材１７の代わりに、冷却媒体供給部材５１を有している。また、本実施形態では、図１に示した駆動装置２０は使用しない。
【００３６】
図５において、冷却媒体供給部材５１は、回転シャフト１５の中空部である油路内に固定されている。本実施形態では、冷却媒体供給部材５１は、中空円筒形状を有している。また、冷却媒体供給部材５１の側面のうち、軸方向の先端の領域は回転シャフト１５の内周面と当接しており、その他の領域は、回転シャフト１５の内周面及び孔１５ａ〜１５ｄの部分と間隔を有している。
このように本実施形態では、回転シャフト１５の油路として、動力伝達部に伝わる油路５２ａと、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄに伝わる冷却媒体路５２ｂとを個別に形成するようにし（すなわち、これらの油路５２ａ、冷却媒体５２ｂ間で冷却媒体３１が行き来することがないようにし）、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄが一時的に閉鎖されることがないようにした。したがって、第１の実施形態で説明した効果のうち、回転シャフト１５の孔１５ａ〜１５ｄを必要に応じて開口度を調整することによる効果は得られないが、特別な駆動装置を設けなくても、図示しない冷却媒体を循環させるポンプの吐出量を、ＩＰＭモータ１０の所定の位置にける温度に基づいて調節することにより、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に供給される冷却媒体の流量を調整することができるので、第１の実施形態のものに対して、省スペース化、低コスト化を実現することができる。
【００３７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。前述した第１、第２の実施形態では、冷却媒体３１を回転シャフト１５の油路を経て、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に供給した場合について説明した。これに対し、本実施形態では、回転子保持部材１６に対して、回転シャフト１５の油路を経ずに冷却媒体３１を供給する場合について説明する。このように本実施形態と前述した第１、第２の実施形態とは、回転子保持部材１６に対して冷却媒体を供給する構成が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１、第２の実施形態と同じ部分については、図１〜図５に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００３８】
図６は、回転電機の一例であるＩＰＭモータの構成の一例を示す図である。図５は、図１に対応する図である。
本実施形態のＩＰＭモータ６０は、図１に示したＩＰＭモータ１０、図５に示したＩＰＭモータ５０の冷却媒体供給部材１７、５１は有していない。また、本実施形態では、図１に示した駆動装置２０は使用しない。また、本実施形態では、ノズル６１ａ、６１ｂが設けられている。ノズル６１ａ、６１ｂはそれぞれ、１個のノズルであっても、角度等が異なる複数個のノズルからなる構成であってもよい。
【００３９】
ノズル６１ａ、６１ｂは、ケース１４等に取り付けられ、図示しないポンプにより供給された冷却媒体３１が、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域のうち、可及的に奥の方に到達するように、冷却媒体３１を回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に吹き付ける。本実施形態では、このようにすることによって、前述した第１の実施形態で説明したのと同様に、回転子保持部材１６の内周面全体にわたって冷却媒体３１を流すことができる。このとき、冷却媒体３１を回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に、流束として吹き付けても、液滴あるいは霧状に吹き付けてもよい。
また、本実施形態では、ＩＰＭモータ６０の下部の領域→ノズル６１ａ、６１→ＩＰＭモータ６０の下部の領域の経路で冷却媒体３１を循環させるようにしている。また、前記循環経路に熱交換器を設けて冷却媒体３１を冷却させるようにしてもよい。
以上のようにノズル６１ａ、６１ｂを用いても、前述した第１、第２の実施形態で説明した効果を得ることができる。尚、ノズル６１ａ、６１ｂを動かして、ノズル６１ａ、６１ｂの冷却媒体３１の吹き付け方向を異ならせるようにしてもよい。
【００４０】
尚、前述した各実施形態では、ＡＴＦ等の潤滑油を冷却媒体３１として用いた場合を例に挙げて説明したが、冷却媒体３１に潤滑油以外の冷却媒体（ＡＴＦ等の潤滑油以外の油、又は油以外の液体、又は気体と液体の混合物）を、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域に供給するようにしてもよい。このようにした場合には、回転子保持部材１６の内周面の非当接領域から流れ出た冷却媒体がＩＰＭモータ１０に付随するベアリングあるいはギヤ等の動力伝達部に使用されているＡＴＦ等の潤滑油と混ざらないように、当該冷却媒体の循環路あるいは滞留部と、潤滑油の循環路あるいは滞留部を区分する部材を設けるようにする。
【００４１】
尚、前述した各実施形態では、回転電機としてＩＰＭモータを例に挙げて説明したが、ＩＰＭモータ以外の回転電機であっても前述した各実施形態を適用することが可能である。
【００４２】
また、前述した各実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０、５０、６０  ＩＰＭモータ
１１  固定子
１２  回転子
１３  永久磁石
１４  ケース
１５  シャフト
１６  回転子保持部材
１７、５１  冷却油供給部材
１８  端面板
１９  コイルエンド
２０  駆動装置
６１  ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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