(57)【要約】【課題】ダブルロータモータにおいて、内側ロータが停止した状態における冷却効率を向上させる。【解決手段】回転電機１０のケーシングは冷却油供給孔を有する。外側ロータ３０は、外側ロータコア３１と、回転軸Ａに対して外側ロータコア３１を回転可能に支持する第１回転支持部材３２および第２回転支持部材３３とを備える。第１回転支持部材３２および第２回転支持部材３３は、それぞれ第１開口部６０および第２開口部６１を有する。冷却油が、冷却油供給孔からステータ２０、第１開口部６０および第２開口部６１に供給され、第１開口部６０および第２開口部６１を介して内側ロータ４０に供給される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング、ステータ、外側ロータおよび内側ロータを備える回転電機であって、
前記ケーシングは冷却油供給孔を有し、
前記外側ロータは、外側ロータコアと、回転軸に対して前記外側ロータコアを回転可能に支持する回転支持部材とを備え、前記回転支持部材は開口部を有し、
冷却油が、前記冷却油供給孔から前記ステータおよび前記開口部に供給され、前記開口部を介して前記内側ロータに供給される、回転電機。
【請求項２】
前記冷却油は、前記冷却油供給孔からステータコイルのコイルエンドを介して前記開口部に供給される、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ステータにおいて、ステータコアとステータコイルのコイルエンドとの間には隙間が形成され、
前記冷却油は、前記冷却油供給孔から前記隙間を介して前記開口部に供給される、請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記冷却油は、前記隙間を介して前記開口部に供給される場合に、所定の供給領域の一部を通って供給され、
前記所定の供給領域は、回転軸に垂直な断面において、前記ステータより上側、かつ、回転軸を含む鉛直面に対して回転方向とは逆側の領域である
請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記回転支持部材はインペラ状のリブを備え、前記開口部の少なくとも一部は前記リブによって構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機に関し、とくに２つのロータを備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダブルロータモータにおいて、内側ロータ（たとえば巻線ロータ）を冷却するために、回転軸に穴を設けておき、回転軸内に注入した冷却油を、この穴を利用して遠心力で外部へ飛ばし、これによって内側ロータの巻線を冷却する構成が知られている。このような構成の例は特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６２０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、内側ロータが停止しているときには遠心力が働かず、十分な冷却効果が得られないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、内側ロータが停止した状態における冷却効率を向上する回転電機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】
【０００６】
上述の問題を解決するため、この発明に係る回転電機は、ケーシング、ステータ、外側ロータおよび内側ロータを備える回転電機であって、ケーシングは冷却油供給孔を有し、外側ロータは、外側ロータコアと、回転軸に対して外側ロータコアを回転可能に支持する回転支持部材とを備え、回転支持部材は開口部を有し、冷却油が、冷却油供給孔からステータおよび開口部に供給され、開口部を介して内側ロータに供給される。
【０００７】
このような構成によれば、冷却油が、ケーシングの冷却油供給孔から開口部を介して内側ロータに供給される。
【０００８】
冷却油は、冷却油供給孔からステータコイルのコイルエンドを介して開口部に供給されてもよい。
ステータにおいて、ステータコアとステータコイルのコイルエンドとの間には隙間が形成され、冷却油は、冷却油供給孔から隙間を介して開口部に供給されてもよい。
冷却油は、隙間を介して開口部に供給される場合に、所定の供給領域の一部を通って供給され、所定の供給領域は、回転軸に垂直な断面において、ステータより上側、かつ、回転軸を含む鉛直面に対して回転方向とは逆側の領域であってもよい。
回転支持部材はインペラ状のリブを備え、開口部の少なくとも一部はリブによって構成されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回転電機によれば、冷却油が、内側ロータの回転による遠心力に依存せず供給されるので、内側ロータが停止した状態における冷却効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る回転電機の部分断面斜視図である。
【図２】図１の回転電機の部品展開斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図３の冷却油供給位置を配置し得る供給領域の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態に係る回転電機１０の構成を図１および図２に示す。図１は回転電機１０の部分断面斜視図であり、図２は回転電機１０の部品展開斜視図である。
回転電機１０は、ステータ２０、外側ロータ３０および内側ロータ４０を備えるダブルロータモータである。外側ロータ３０は本実施形態では磁石ロータであり、内側ロータ４０は本実施形態では巻線ロータである。外側ロータ３０および内側ロータ４０は、共通の回転軸Ａの周りに回転可能に設けられ、回転方向Ｒとして示す矢印の向きに回転する。
【００１２】
回転電機１０は図示しないケーシングを備え、このケーシングがステータ２０、外側ロータ３０および内側ロータ４０を収容する。ステータ２０はケーシングにより固定支持される。また、ケーシングは、内側の構造（すなわちステータ２０、外側ロータ３０および内側ロータ４０）に対して冷却油を供給するための冷却油供給孔を有する。
【００１３】
ステータ２０は、ステータコア２１と、ステータコア２１の周囲に巻回されるステータコイル２２とを備える。ステータコア２１と、ステータコイル２２のコイルエンドとの間には隙間２３が形成される。隙間２３は、たとえば、ステータコア２１の軸方向両端においてスロットからステータコイル２２のコイル束が露出する部分において、隣り合うコイル束の間に形成される空間を意味する。隙間２３の具体的な配置、形状およびサイズは、冷却油が重力に導かれて通過可能な程度であればよく、当業者が適宜設計可能である。
【００１４】
外側ロータ３０は、外側ロータコア３１、第１回転支持部材３２および第２回転支持部材３３を備える。外側ロータコア３１は内部に磁石を有する。外側ロータコア３１、第１回転支持部材３２および第２回転支持部材３３は、ピン５３およびナット５４により互いに締結されて固定され、回転軸Ａの周りに一体に回転する。
【００１５】
内側ロータ４０は、内側ロータコア４１と、内側ロータコア４１の周囲に巻回される内側ロータコイル４２と、ブラケット４３とを備える。
【００１６】
外側ロータ３０の第１回転支持部材３２は、第１ベアリング５１を介し、ブラケット４３に対して回転可能に支持される。また、外側ロータ３０の第２回転支持部材３３は、第２ベアリング５２を介し、ブラケット４３に対して回転可能に支持される。第１回転支持部材３２および第２回転支持部材３３は、回転軸Ａの方向において、外側ロータコア３１の両端に設けられる。このような構成により、第１回転支持部材３２および第２回転支持部材３３は外側ロータコア３１を回転可能に支持する。なお、図示しないが、第１回転支持部材３２は、さらに図示しないベアリングを介し、図示しないケーシングに対して回転可能に支持されている。
【００１７】
外側ロータ３０において、第１回転支持部材３２は第１開口部６０を有する。第１開口部６０は、第１回転支持部材３２を径方向に貫通する開口である。第１回転支持部材３２はインペラ状の複数の第１リブ３４を備え、隣接する２つの第１リブ３４の間の空間が第１開口部６０となる。
【００１８】
同様に、外側ロータ３０において、第２回転支持部材３３は第２開口部６１を有する。第２開口部６１は、第２回転支持部材３３を径方向に貫通する開口である。第２回転支持部材３３はインペラ状の複数の第２リブ３５を備え、隣接する２つの第２リブ３５の間の空間が第２開口部６１となる。
【００１９】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
第１開口部６０は、第１リブ３４によって構成されている（より厳密には、第１開口部６０の周方向両側は、隣接する２つの第１リブ３４の、対向する周方向の面によって構成されている）。第１リブ３４はインペラ状に形成され、周方向に等間隔に配置されており、回転方向Ｒへの回転に伴って周囲の流体を内側に押し込むようになっている。具体的には、たとえば図３に示すように、第１リブ３４の前面３４ａの外側端３４ｂの位置は、内側端３４ｃの位置よりも回転方向前方に位置している。
【００２０】
冷却油が、冷却油供給位置Ｓ１において供給される。ここで、冷却油供給位置Ｓ１は、図示しないケーシングの冷却油供給孔と一致または整合する位置であってもよいし、冷却油供給孔から供給された冷却油が結果的に通過する位置であってもよい。冷却油供給位置Ｓ１は、軸方向において第１開口部６０と一致する位置または少なくとも一部が重複する位置である。冷却油供給位置Ｓ１において冷却油が通過する開口または断面の形状およびサイズ等は、当業者が適宜決定可能である。
【００２１】
冷却油供給孔から供給され冷却油供給位置Ｓ１に到達した冷却油は、重力により導かれてステータコア２１およびステータコイル２２に供給される。冷却油の一部は、ステータコイル２２のコイルエンドを介して、または隙間２３を介して、ステータ２０の内側に達する。ステータ２０の内側に達した冷却油の一部は、第１開口部６０に供給される。なお、図３および後述する図４には隙間２３を示さないが、図３および図４に現れる位置に隙間２３が形成されていてもよい。
【００２２】
さらに、第１開口部６０に達した冷却油の一部は、第１開口部６０を径方向内側に向けて通過し、内側ロータ４０に供給される。とくに、外側ロータ３０が回転している場合には、冷却油が第１リブ３４の前面３４ａにより強制的に径方向内側に送られる。
【００２３】
図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
第２開口部６１は、第２リブ３５によって構成されている（より厳密には、第２開口部６１の周方向両側は、隣接する２つの第２リブ３５の、対向する周方向の面によって構成されている）。第２リブ３５はインペラ状に形成され、周方向に等間隔に配置されており、回転方向Ｒへの回転に伴って周囲の流体を内側に押し込むようになっている。具体的には、たとえば図４に示すように、第２リブ３５の前面３５ａの外側端３５ｂの位置は、内側端３５ｃの位置よりも回転方向前方に位置している。
【００２４】
冷却油が、冷却油供給位置Ｓ２において供給される。ここで、冷却油供給位置Ｓ２は、図示しないケーシングの冷却油供給孔と一致または整合する位置であってもよいし、冷却油供給孔から供給された冷却油が結果的に通過する位置であってもよい。冷却油供給位置Ｓ２は、軸方向において第２開口部６１と一致する位置または少なくとも一部が重複する位置である。冷却油供給位置Ｓ２において冷却油が通過する開口または断面の形状およびサイズ等は、当業者が適宜決定可能である。また、単一の冷却油供給孔が、図３の冷却油供給位置Ｓ１および図４の冷却油供給位置Ｓ２を含む形状に構成されてもよい。
【００２５】
図３の場合と同様にして、冷却油供給孔から供給され冷却油供給位置Ｓ２に到達した冷却油の一部は、第２開口部６１に供給される。さらに、第２開口部６１に達した冷却油の一部は、第２開口部６１を径方向内側に向けて通過し、内側ロータ４０に供給される。とくに、外側ロータ３０が回転している場合には、冷却油が第２リブ３５の前面３５ａにより強制的に径方向内側に送られる。
【００２６】
このように、本発明の実施の形態１に係る回転電機１０によれば、冷却油が、内側ロータ４０の回転による遠心力に依存せず、外側から第１開口部６０および第２開口部６１を介して供給されるので、内側ロータ４０が停止した状態における冷却効率が向上する。このため、内側ロータ４０が停止していても、内側ロータ４０を十分に冷却することができる。
【００２７】
実施の形態１では、外側ロータ３０において、第１回転支持部材３２および第２回転支持部材３３のそれぞれが開口部を有するが、第１回転支持部材３２および第２回転支持部材３３のいずれか一方のみが開口部を有する構成であってもよい。
【００２８】
冷却油供給位置Ｓ１および冷却油供給位置Ｓ２の位置は、図３および図４に示す位置に限らず、所定の領域内に設けられればよい。図５にこの領域の例として供給領域Ｓ３を示す。図５の供給領域Ｓ３は、図３の冷却油供給位置Ｓ１を配置し得る領域を示す。冷却油は、ステータコイル２２のコイルエンドまたは隙間２３を介して第１開口部６０または第２開口部６１に供給される場合に、この供給領域Ｓ３の一部を通って供給されることになる。
【００２９】
供給領域は、たとえば回転軸Ａと直交する断面において、次の条件をすべて満たす位置として定義される。図５の供給領域Ｓ３はこのような位置の存在範囲の例である。
‐ステータ２０より上側である。ここで、上下はたとえば重力の向きと平行に定義される。また、「ステータ２０より上側」とは、たとえば、ステータ２０の上端より上側の位置を言うが、ステータコア２１の上端より上側の位置やステータコイル２２の上端より上側の位置としてもよい。
‐外側ロータ３０の回転方向Ｒとは逆側である。図５の例では、外側ロータコア３１の中央よりも左側である。「回転方向Ｒとは逆側」とは、たとえば、回転軸Ａを含む鉛直な平面に対して回転方向Ｒとは逆側として定義される。また、「ある平面に対して回転方向とは逆側」とは、外側ロータ３０の回転に伴い、外側ロータ３０の一部がその平面に向かって運動する場合に、上向きの運動量成分を持つこととなる側を意味する。
‐鉛直方向から見て外側ロータ３０の一部と重なる。図５の例では、外側ロータコア３１の左端よりも右側である。
【００３０】
冷却油供給孔の位置および冷却油の経路は、冷却油供給孔から供給された冷却油の少なくとも一部がその経路を介して第１開口部６０または第２開口部６１に到達する構成であれば、上記のものに限らない。たとえば、ステータコイル２２の露出部分、隙間２３、ステータコイル２２の軸方向両端よりもさらに外側、等の様々に形成可能な経路のうち、少なくとも１つが形成されていればよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  回転電機、２０  ステータ、２１  ステータコア、２２  ステータコイル、２３  隙間、３０  外側ロータ、３１  外側ロータコア、３２  第１回転支持部材（回転支持部材）、３３  第２回転支持部材（回転支持部材）、３４  第１リブ（リブ）、３５  第２リブ（リブ）、４０  内側ロータ、４１  内側ロータコア、４２  内側ロータコイル、
４３  ブラケット、６０  第１開口部（開口部）、６１  第２開口部（開口部）、Ａ  回転軸、Ｒ  回転方向、Ｓ１，Ｓ２  冷却油供給位置、Ｓ３  供給領域。
【図１】
2014212586.tif 000003
【図２】
2014212586.tif 000004
【図３】
2014212586.tif 000005
【図４】
2014212586.tif 000006
【図５】
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