(57)【要約】【課題】鋼板を積層してなる回転子１の内部に積層方向に冷媒を流して冷却する一方、積層鋼板間からの冷媒の外周側への流出を防止する。【解決手段】回転子１の内部に、鋼板を積層方向に貫通する冷媒通路４を設ける。また、回転子１の内部に、鋼板を積層方向に貫通し、前記冷媒通路４に対し回転子半径方向外側に配置されるスリット５を設ける。スリット５は、回転子１を軸方向視で、前記冷媒通路４の回転子半径方向外側を囲む屈曲形状（「く」の字状）をなす。そして、前記スリット５内の全域に樹脂を充填する。また、前記鋼板は、積層状態でカシメダボ６により連結するが、前記スリット５の回転子半径方向外側に前記カシメダボ６を位置させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に回転軸取付部を有し、外周側に複数の永久磁石取付部を有する鋼板を積層してなる永久磁石式電動機回転子の冷却構造であって、
前記回転子の内部に前記鋼板を積層方向に貫通して設けられ、冷媒が流通する冷媒通路と、
前記回転子の内部に前記鋼板を積層方向に貫通して設けられ、前記冷媒通路に対し回転子半径方向外側に配置されるスリットと、を備え、
前記スリットは、前記回転子を軸方向に視たときに、前記冷媒通路の回転子半径方向外側を囲む屈曲形状をなし、
前記スリット内の全域に樹脂を充填したことを特徴とする永久磁石式電動機回転子の冷却構造。
【請求項２】
前記鋼板は、積層状態でカシメダボにより連結され、前記回転子を軸方向に視たときに、前記スリットの回転子半径方向外側に前記カシメダボを位置させることを特徴とする請求項１記載の永久磁石式電動機回転子の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石式電動機における回転子の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石式電動機としては、特許文献１に示されるようなものがある。
【０００３】
これは、固定子（ステータ）と、固定子内にて回転する永久磁石付きの回転子（ロータ）とを含んで構成され、前記回転子は、複数の鋼板を積層してなり、中心部に回転軸取付孔が形成され、外周側に複数の永久磁石取付孔が形成される。
【０００４】
また、回転子の内部には、永久磁石近傍を軸方向に貫通する冷媒通路が形成され、オイルポンプにより回転軸の中空部に供給した冷媒（潤滑油）を、回転子の両端に配置される一対のエンドプレートのうち、一方のエンドプレートに形成した入口側冷媒通路を介して、回転子内の冷媒通路に流通させ、他方のエンドプレートに形成した出口側冷媒通路を介して排出させるようにして、回転子（永久磁石）を冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２８６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、回転子内の冷媒通路は、回転子を構成する積層鋼板にプレスによって打抜きした孔によって形成されるため、その孔にそのまま冷媒を流すと、遠心力により積層鋼板間の微小な隙間から冷媒が外径側に漏洩し、固定子・回転子間のギャップ（空気層）に浸入することで、そのせん断粘性により攪拌損失を悪化させる現象を生じる。
【０００７】
本発明は、回転子内に冷媒を流して冷却する一方、その冷媒が固定子・回転子間に浸入するのを防ぐことができる永久磁石式電動機回転子の冷却構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明では、回転子の内部に積層鋼板を積層方向に貫通して設けられ、冷媒が流通する冷媒通路と、回転子の内部に積層鋼板を積層方向に貫通して設けられ、前記冷媒通路に対し回転子半径方向外側に配置されるスリットと、を備える構成とする。
【０００９】
そして、前記スリットは、前記回転子を軸方向に視たときに、前記冷媒通路の回転子半径方向外側を囲む屈曲形状をなすようにし、前記スリット内の全域に樹脂を充填する構成とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転子内の冷媒通路を流れる冷媒により回転子を冷却できる一方、冷媒通路内の冷媒が遠心力によって積層鋼板間の隙間へ浸入しても、冷媒通路の回転子半径方向外側にスリットに充填された樹脂による囲み壁が実質的に形成されるため、それより外周側へは流出せず、固定子・回転子間への浸入を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示す回転子の正面図
【図２】参考例（１）を示す回転子の正面図
【図３】参考例（２）を示す回転子の正面図
【図４】参考例（３）を示す回転子の正面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態を示す回転子の正面図である。
【００１４】
回転子１は、中心部に回転軸取付孔（取付部）２を有し、外周側に複数の永久磁石取付孔（取付部）３を有する鋼板を、複数（多数）、積層してなる。
【００１５】
言い換えれば、回転子１は、複数の鋼板を積層してなり、予め各鋼板にプレス抜きした孔によって、中心部に回転軸取付孔２が形成され、外周部に複数の永久磁石取付孔３が形成される。
【００１６】
回転軸取付孔２には、中空の回転軸（図示せず）が焼嵌め等により挿入固定される。また、回転軸取付孔２内周のキー２ａと回転軸外周のキー溝（図示せず）とで回転方向の位置決めがなされる。
【００１７】
永久磁石取付孔３は、Ｖ字状をなす２つの孔３ａ、３ｂから構成され、周方向に所定の間隔（この例では４５°間隔）で複数（８極分）設けられており、これらには、軸方向に延びる永久磁石（図示せず）が挿入され、樹脂モールドで固定される。
【００１８】
従って、永久磁石は、回転子１の外周面近傍に周方向に所定の間隔（４５°間隔）で複数（８極分）埋設され、各永久磁石は２分割されて、Ｖ字状に配置される。
【００１９】
また、回転子１には、積層鋼板を積層方向（軸方向）に貫通する軽量化孔を兼ねる冷媒通路４が、複数、周方向に所定の間隔（この例では４５°間隔）で、設けられる。冷媒通路４は、回転軸取付孔２及び永久磁石取付孔３と同様、各積層鋼板にプレス抜きによって予め形成されるもので、この例では特に、各冷媒通路４は、半径方向には、回転軸取付孔２と永久磁石取付孔３との間に位置させ、周方向には、隣り合う永久磁石取付孔３（３ａ、３ｂ）と永久磁石取付孔３（３ａ、３ｂ）との間に位置させている。
【００２０】
ここで、冷媒通路４は、その一端を冷媒入口、他端を冷媒出口とし、冷媒通路４の冷媒入口は、回転子１の積層方向の一端側に配置されるエンドプレート（図示せず）に形成された入口側冷媒通路を経て、オイルポンプ（図示せず）から冷媒（潤滑油）が導かれる回転軸の中空部に接続されるようになる。また、冷媒通路４の冷媒出口は、回転子１の積層方向の他端側に配置されるエンドプレート（図示せず）に形成された出口側冷媒通路を経て、排出側に接続されるようになる。
【００２１】
また、回転子１には、積層鋼板を積層方向（軸方向）に貫通するスリット５が、前記各冷媒通路４に対応させて、前記各冷媒通路４の回転子半径方向外側に、設けられる。従って、スリット５は、前記冷媒通路４と同数、周方向に同間隔（４５°間隔）で、設けられる。もちろん、スリット５も、前記冷媒通路４と同様、各積層鋼板にプレス抜きによって予め形成される。
【００２２】
ここで、前記スリット５は、回転子１を軸方向に視たときに、前記冷媒通路４の回転子半径方向外側を囲む屈曲形状をなすようにする。具体的には、「く」の字状、又は見方によるが「Ｌ」字状に屈曲させ、凹部側（「く」の字の右側、「Ｌ」の字の右上側）を冷媒通路４側に向ける。この他、括弧記号の「（」形状の屈曲（湾曲）形状としてもよく、冷媒通路４の回転子半径方向外側を囲む屈曲形状とは、角部を有さない屈曲形状（湾曲形状）であってもよい。
【００２３】
そして、前記スリット５内には、その全域に樹脂（ハッチングで示す）を樹脂モードルによって充填する。従って、前記スリット５内に充填した樹脂により、冷媒通路４の回転子半径方向外側に、積層方向に連続する囲み壁が実質的に形成される。
【００２４】
また、回転子１の積層鋼板はカシメダボ６により積層方向に連結固定するが、前記回転子１を軸方向に視たときに、前記スリット５の回転子半径方向外側にカシメダボ６を位置させる。
【００２５】
以下に本実施形態の作用・効果を説明するが、これに先立って、永久磁石式電動機における回転子冷却の背景、従来の冷却構造、及び各種参考例などについて、説明する。
【００２６】
近年、自動車駆動用電動機に対する小型化・高出力化への要求が高まっており、永久磁石式電動機の各種構造が提案されている。
【００２７】
永久磁石式電動機の出力は、固定子・回転子の熱性能、詳しくは、固定子側の絶縁耐熱性、回転子側の磁石耐熱性（磁石消磁が発生する温度）により制限される。
【００２８】
回転子の熱性能向上には、磁石の保磁力向上が最も単純な対策として考えられるが、コスト増が大きな背反となる。従って、性能、コストの両立のためには、回転子の冷却性能を向上させなければならず、また回転子の冷却には、空冷式よりも流体による冷却の方が効果的である。
【００２９】
電動機の固定子・回転子は、損失低減のため、順送プレスにて打抜き成形された薄板鋼板を積層して製造されるが、自動車駆動用の永久磁石式電動機回転子には、通常、軽量化のためのプレス抜き貫通孔（軽量化孔）が配設される。従って、この軽量化孔を冷媒通路として用い、冷媒を流して、回転子磁石冷却を行う。
【００３０】
しかしながら、回転子は、薄板鋼板を積層して製造されており、積層鋼板間には微小な隙間が存在する。また、回転子とその内部を流通する冷媒には遠心力が加わる。従って、プレス抜きによる軽量化孔にそのまま冷媒を流すと、遠心力により積層鋼板間の微小な隙間から冷媒が外径側に漏洩し、固定子・回転子間のギャップ（空気層）に浸入することで、そのせん断粘性により攪拌損失が増大し、電動機の出力低下につながる。従って、固定子・回転子間のギャップへの冷媒流出を防ぐ必要がある。
【００３１】
このため、図２の参考例（１）に示すように、軽量化孔（冷媒通路）１１の内周に樹脂（ハッチングで示す）をモールド成形して被覆し、外周側への冷媒の浸入を防止することが考えられるが、電動機軸長が長いものに対しては、モールド後の型抜きが困難となる。
【００３２】
また、図３の参考例（２）に示すように、軽量化孔１１の内部に非磁性材料で成形された冷媒通路形成用のパイプ１２材を配設し、軽量化孔１１とパイプ材１２との間に樹脂（ハッチングで示す）を充填してモールド固定し、パイプ材１２の内部に冷媒を流すことが考えられるが、軽量化孔１１のほぼ全体に樹脂を充填することになり、軽量化効果が大きく低減される。
【００３３】
また、図４の参考例（３）に示すように、軽量化孔１３とは別に孔１４を設けて、この別の孔１４に冷媒通路形成用のパイプ材１４を挿入して樹脂（ハッチングで示す）で固定することも考えられる。
【００３４】
しかし、いずれにしても、別部品（パイプ材１２、１４）を配設することによる、生産性・コストメリットの低下、またモールド時にパイプ材１２、１４の内部に樹脂が流入しないよう成形型内で封止する必要など、製造面での課題も大きい。
【００３５】
そこで、図１の本実施形態では、回転子１における軽量化孔を兼ねる冷媒通路４の回転子半径方向外側に所定形状のスリット５を設け、このスリット５内の全域に樹脂を充填する。
【００３６】
これによれば、回転子１内の冷媒通路４を流れる冷媒により回転子１（磁石）を冷却できる一方、冷媒通路４内の冷媒が遠心力によって積層鋼板間の隙間へ浸入しても、冷媒通路４の回転子半径方向外側にスリット５に充填された樹脂による積層方向に連続した囲み壁があるため、それより外周側へは流出せず、固定子・回転子間のギャップへの冷媒の浸入を防ぐことができる。従って、攪拌損失すなわち機械損失の悪化を抑えることが可能となる。
【００３７】
また、製造面でもパイプ材等の別部品が不要で、軸長の大きい電動機でも型抜き不要のため、生産性合理化が可能となる。
【００３８】
また、本実施形態では、回転子１を軸方向に視たときに、スリット５の回転子半径方向外側にカシメダボ６を位置させているが、これは次のような理由による。
【００３９】
回転子１の加減速時には慣性による影響で、スリット５内に充填された樹脂による囲み壁の周方向端部から冷媒が外周側へ流出することが考えられる。
【００４０】
通常、積層鋼板間の隙間から流出する冷媒流出経路は、積層方向では回転子製造時の精度向上のために行っている転積部、回転子周方向では積層固定を行っているカシメダボ部である。これはカシメダボ部では積層方向の固定と共にバネにより積層方向の反発力が発生しているためであり、転積部では微小な金型精度の相違により、積層方向の反発力が増大しているためである。
【００４１】
そこで、スリット５の回転子半径方向外側に積層鋼板固定用のカシメダボ６を配設し、積層反発力大なる部位（カシメダボ６部）をスリット５内のモールド樹脂で封止する一方、積層反発力小なる部位に周方向のモールド樹脂間の間隙を対応させて配設することにより、スリット５内に充填された樹脂による囲み壁の周方向端部から外周側へ流出しにくくして、囲み壁端部からの漏洩冷媒による攪拌損失悪化を低減する。
【００４２】
以上述べたように、本実施形態によれば、冷媒通路からの漏洩冷媒が固定子・回転子間のギャップに浸入して、攪拌抵抗による電動機出力の低下を生じるのを確実に防止できる一方、コストアップ等を招くことなく、比較的容易に製造できるようになる。
【符号の説明】
【００４３】
１  回転子
２  回転軸取付孔
３  永久磁石取付孔
４  軽量化孔を兼ねる冷媒通路
５  スリット（樹脂充填）
６  カシメダボ
【図１】
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【図２】
2010268659.tif 000004
【図３】
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【図４】
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