(57)【要約】  回転電機の冷却構造は、複数枚の電磁鋼板（２２）からなるロータコア（２１）と、ロータコア（２１）を樹脂モールドする樹脂モールド部（５１）とを備える。ロータコア（２１）には、回転軸である中心軸（１０１）の軸方向に貫通する貫通孔（２７）が形成されている。ロータコア（２１）は、貫通孔（２７）の内部にオイルが流通するオイル通路（２８）を形成する。樹脂モールド部（５１）は、オイル通路（２８）の外周側を被覆する被覆部（５５）を有する。このような構成によれば、エネルギ損失の発生を抑制しつつ効率的な冷却を行なう回転電機の冷却構造を提供することができる。
2011045860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸方向に貫通する貫通孔（２７）が形成され、前記貫通孔（２７）の内部に冷媒が流通する冷媒通路（２８）を形成し、積層鋼板（２２）からなるロータコア（２１）と、
前記ロータコア（２１）を樹脂モールドする樹脂モールド部（５１）とを備え、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記冷媒通路（２８）の外周側を被覆する被覆部（５５）を有する、回転電機の冷却構造。
【請求項２】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面し、前記冷媒通路（２８）が開口する第１端面（２１ａ）および第２端面（２１ｂ）を有し、さらに、
前記第１端面（２１ａ）上に冷媒を供給する冷媒供給部（４３）を備え、
前記被覆部（５５）は、その厚みが、前記第２端面（２１ｂ）側よりも前記第１端面（２１ａ）側で大きくなるように設けられる、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項３】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向に面し、前記冷媒通路（２８）が開口する端面（２１ａ）を有し、さらに、
前記端面（２１ａ）上に冷媒を供給する冷媒供給部（４３）を備え、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記冷媒通路（２８）の開口面の外周側の縁に沿うように前記端面（２１ａ）上に設けられ、前記ロータコア（２１）の回転軸方向に突出する凸部（５３）をさらに有する、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項４】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面し、前記冷媒通路（２８）が開口する第１端面（２１ａ）および第２端面（２１ｂ）を有し、
複数の前記貫通孔（２７）が、前記ロータコア（２１）の回転軸を中心とする周方向において互いに間隔を隔てて形成され、さらに、
前記第１端面（２１ａ）上に冷媒を供給する第１冷媒供給部（４３ｐ）と、
前記第２端面（２１ｂ）上に冷媒を供給する第２冷媒供給部（４３ｑ）とを備え、
前記第１冷媒供給部（４３ｐ）と前記第２冷媒供給部（４３ｑ）とは、前記ロータコア（２１）の回転軸を中心とする周方向において互いにずれた位置に設けられる、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項５】
前記第１冷媒供給部（４３ｐ）から供給された冷媒が流通する前記貫通孔（２７）には、厚みが前記第２端面（２１ｂ）側よりも前記第１端面（２１ａ）側で大きくなるように前記被覆部（５５）が設けられ、前記第２冷媒供給部（４３ｑ）から供給された冷媒が流通する前記貫通孔（２７）には、厚みが前記第１端面（２１ａ）側よりも前記第２端面（２１ｂ）側で大きくなるように前記被覆部（５５）が設けられる、請求の範囲４に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項６】
前記貫通孔（２７）に挿入される磁石（２６）をさらに備え、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記磁石（２６）と前記貫通孔（２７）の内壁との間を充填するように設けられ、
前記貫通孔（２７）内において、前記磁石（２６）と前記冷媒通路（２８）とが、前記被覆部（５５）を挟んだ両側に配置される、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項７】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面する第１端面（２１ａ）および第２端面（２１ｂ）を有し、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記第１端面（２１ａ）および前記第２端面（２１ｂ）を覆うとともに、前記第１端面（２１ａ）と前記第２端面（２１ｂ）との間で繋がって設けられ、積層鋼板（２２）からなる前記ロータコア（２１）を一体に保持する、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項８】
前記ロータコア（２１）の回転軸方向に面する端面（３１ａ）を有し、前記ロータコア（２１）の外周上に配置されるステータコア（３１）と、
前記端面（３１ａ）上に位置決めされるコイルエンド部（３６ｑ）を有し、前記ステータコア（３１）に巻回されるコイル（３６）とをさらに備える、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項９】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面し、前記冷媒通路（２８）が開口する第１端面（２１ａ）および第２端面（２１ｂ）を有し、さらに、
前記第１端面（２１ａ）上に冷媒を供給する冷媒供給部（４３）を備え、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記第２端面（２１ｂ）上に配置され、前記冷媒通路（２８）を通じて排出された冷媒を前記コイルエンド部（３６ｑ）に向けて案内するように形成されたガイド部（６１）を有する、請求の範囲８に記載の回転電機の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、回転電機の冷却構造に関し、より特定的には、積層鋼板からなるロータコアを備える回転電機の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機の冷却構造に関して、たとえば、特開２００９−７１９２３号公報には、電動モータ内にポンプを設けることによってコンパクト化を実現することを目的とした電動モータの冷却構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された電動モータの冷却構造においては、ロータコアに、永久磁石の近傍を通って貫通する複数本の冷却油通路が形成されている。【０００３】
また、実開平６−４８３５５号公報には、冷却効率を向上させることを目的とした回転電機の回転子が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された回転電機の回転子においては、回転子鉄心に、回転子軸に対して傾斜して延びる風孔が形成されている。【０００４】
また、特開２００２−３４５１８８号公報には、出力を低下させることなく、永久磁石の冷却を直接的かつ効率的に行なう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）。特許文献３に開示された回転電機においては、回転子鉄心に、永久磁石が挿入、固定される磁石挿入孔が設けられている。永久磁石の内周側面には、磁石挿入孔に沿って冷媒が導かれる冷却通路がさらに設けられている。【０００５】
また、従来の回転電機の冷却構造を開示する文献として、特開２００１−１６８２６号公報（特許文献４）および特開２００５−１９８４５１号公報（特許文献５）が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−７１９２３号公報
【特許文献２】実開平６−４８３５５号公報
【特許文献３】特開２００２−３４５１８８号公報
【特許文献４】特開２００１−１６８２６号公報
【特許文献５】特開２００５−１９８４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１に開示された電動モータにおいては、冷却油が、ロータコア内の冷却油通路を流通する間、冷却油通路に近接して配置された永久磁石を冷却する。冷却油は、冷却油通路から噴出した後、さらにコイルエンドおよびステータコイルを冷却する。【０００８】
しかしながら、ロータコアが積層鋼板から形成されている場合、冷却油通路を流通する冷却油が、遠心力によって積層鋼板間の隙間に入り込み、ロータコアおよびステータコア間の隙間に侵入する。これにより、ロータコアおよびステータコア間で冷却油を引き摺ることによる抵抗が発生し、電動モータの駆動に予期しないエネルギ損失が生じるおそれがある。【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、エネルギ損失の発生を抑制しつつ効率的な冷却を行なう回転電機の冷却構造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の冷却構造は、積層鋼板からなるロータコアと、ロータコアを樹脂モールドする樹脂モールド部とを備える。ロータコアには、回転軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。ロータコアは、貫通孔の内部に冷媒が流通する冷媒通路を形成する。樹脂モールド部は、冷媒通路の外周側を被覆する被覆部を有する。【００１１】
このように構成された回転電機の冷却構造によれば、樹脂モールド部に被覆部を設けることによって、冷媒通路を流通する冷媒が積層鋼板間の隙間に入り込むことを防止する。これにより、ロータコアの回転時、ロータおよびステータ間で冷媒が介在することによる抵抗の発生を防ぐ。結果、回転電機の駆動に際してエネルギ損失の発生を抑制しつつ、回転電機を効率的に冷却することができる。【００１２】
また好ましくは、ロータコアは、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面し、冷媒通路が開口する第１端面および第２端面を有する。回転電機の冷却構造は、さらに、第１端面上に冷媒を供給する冷媒供給部を備える。被覆部は、その厚みが、第２端面側よりも第１端面側で大きくなるように設けられる。【００１３】
このように構成された回転電機の冷却構造によれば、ロータコアの回転時、第１端面側および第２端面側間における被覆部の厚みの差を利用して、冷媒供給部から供給された冷媒を冷媒通路の第１端面側から第２端面側に円滑に流通させることができる。これにより、回転電機の冷却効率を向上させることができる。【００１４】
また好ましくは、ロータコアは、回転軸方向に面し、冷媒通路が開口する端面を有する。回転電機の冷却構造は、端面上に冷媒を供給する冷媒供給部をさらに備える。樹脂モールド部は、凸部をさらに有する。凸部は、冷媒通路の開口面の外周側の縁に沿うように端面上に設けられ、ロータコアの回転軸方向に突出する。【００１５】
このように構成された回転電機の冷却構造によれば、冷媒供給部からロータコアの端面上に供給された冷媒を、凸部によって貫通孔内部の冷媒通路に導くことができる。これにより、回転電機の冷却効率を向上させることができる。【００１６】
また好ましくは、ロータコアは、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面し、冷媒通路が開口する第１端面および第２端面を有する。複数の貫通孔が、ロータコアの回転軸を中心とする周方向において互いに間隔を隔てて形成される。回転電機の冷却構造は、さらに、第１端面上に冷媒を供給する第１冷媒供給部と、第２端面上に冷媒を供給する第２冷媒供給部とを備える。第１冷媒供給部と第２冷媒供給部とは、ロータコアの回転軸を中心とする周方向において互いにずれた位置に設けられる。【００１７】
このように構成された回転電機の冷却構造によれば、第１冷媒供給部からロータコアの第１端面上に供給され、貫通孔内部の冷媒通路を通って第２端面側に向かう冷媒流れと、第２冷媒供給部からロータコアの第２端面上に供給され、貫通孔内部の冷媒通路を通って第１端面側に向かう冷媒流れとを形成することができる。【００１８】
また好ましくは、第１冷媒供給部から供給された冷媒が流通する貫通孔には、厚みが第２端面側よりも第１端面側で大きくなるように被覆部が設けられ、第２冷媒供給部から供給された冷媒が流通する貫通孔には、厚みが第１端面側よりも第２端面側で大きくなるように被覆部が設けられる。【００１９】
このように構成された回転電機の冷却構造によれば、ロータコアの回転時、第１端面側および第２端面側間における被覆部の厚みの差を利用して、冷媒を冷媒通路の第１端面側および第２端面側間で円滑に流通させることができる。これにより、回転電機の冷却効率を向上させることができる。【００２０】
また好ましくは、回転電機の冷却構造は、貫通孔に挿入される磁石をさらに備える。樹脂モールド部は、磁石と貫通孔の内壁との間を充填するように設けられる。貫通孔内において、磁石と冷媒通路とが、被覆部を挟んだ両側に配置される。【００２１】
このように構成された回転電機の冷却構造によれば、被覆部を挟んで磁石の裏側に冷媒通路が形成されるため、ロータコアの回転に伴って発熱する磁石を効率的に冷却することができる。また、貫通孔に挿入された磁石を固定するための樹脂モールド時に、外周側が被覆部によって被覆される冷媒通路を形成することができる。【００２２】
また好ましくは、ロータコアは、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面する第１端面および第２端面を有する。樹脂モールド部は、第１端面および第２端面を覆うとともに、第１端面と第２端面との間で繋がって設けられ、積層鋼板からなるロータコアを一体に保持する。【００２３】
このように構成された回転電機の冷却構造によれば、積層鋼板からなるロータコアを一体化する樹脂モールド時に、外周側が被覆部によって被覆される冷媒通路を形成することができる。【００２４】
また好ましくは、回転電機の冷却構造は、ロータコアの外周上に配置されるステータコアと、ステータコアに巻回されるコイルとをさらに備える。ステータコアは、ロータコアの回転軸方向に面する端面を有する。コイルは、ステータコアの端面上に位置決めされるコイルエンド部を有する。【００２５】
このように構成された回転電機の冷却構造によれば、冷媒通路を流通し、ステータコアの端面上に飛散された冷媒によって、コイル、特にコイルエンド部を冷却することができる。【００２６】
また好ましくは、ロータコアは、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面し、冷媒通路が開口する第１端面および第２端面を有する。回転電機の冷却構造は、さらに、第１端面上に冷媒を供給する冷媒供給部を備える。樹脂モールド部は、ガイド部を有する。ガイド部は、第２端面上に配置され、冷媒通路を通じて排出された冷媒をコイルエンド部に向けて案内するように形成されている。【００２７】
このように構成された回転電機の冷却構造によれば、冷媒通路を流通し、第２端面上に排出された冷媒を効率的にコイルエンド部に向かわせることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上に説明したように、この発明に従えば、エネルギ損失の発生を抑制しつつ効率的な冷却を行なう回転電機の冷却構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】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中の矢印ＩＩに示す方向から見たモータジェネレータを示す端面図である。
【図３】図２中の２点鎖線ＩＩＩで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。
【図４】図１中のモータジェネレータの冷却構造を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２におけるモータジェネレータの冷却構造を示す端面図である。
【図６】図５中のモータジェネレータの冷却構造を示す別の端面図である。
【図７】図５中のモータジェネレータの冷却構造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の冷却構造を示す端面図である。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ線上に沿ったモータジェネレータの冷却構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、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。
【００３２】
図１を参照して、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。
【００３３】
モータジェネレータ１０は、その構成部品として、ロータシャフト４１と、ロータコア２１と、ステータコア３１とを有する。ロータコア２１は、ロータシャフト４１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。すなわち、中心軸１０１がロータコア２１の回転軸である。ロータコア２１の外周上には、ステータコア３１が配置されている。
【００３４】
ロータシャフト４１は、中心軸１０１の軸方向に延びる。ロータシャフト４１は、中空部４２が形成された円筒形状を有する。ロータシャフト４１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４６およびベアリング４７を介して、図示しないケース体としてのモータケースに対して回転自在に支持されている。ロータシャフト４１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。
【００３５】
ロータシャフト４１の一方端には、オイルポンプ４８が設けられている。オイルポンプ４８は、ロータシャフト４１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４８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４２に導入される。ロータシャフト４１には、中空部４２に導入されたオイルをロータコア２１およびステータコア３１に向けて供給するためのオイル供給孔４３が形成されている。
【００３６】
なお、中空部４２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４２に導く機構であってもよい。
【００３７】
ロータコア２１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２１は、中心軸１０１の軸方向に積層された複数枚の電磁鋼板２２から構成されている。電磁鋼板２２は、中心軸１０１に直交する平面内で延在する平板状の円盤形状を有する。
【００３８】
ロータコア２１は、中心軸１０１が延びる方向の一方端側に面する端面２１ａと、中心軸１０１が延びる方向の他方端側に面する端面２１ｂとを有する。端面２１ａおよび端面２１ｂは、それぞれ、中心軸１０１に直交する平面内で延在している。本実施の形態では、中心軸１０１の軸方向において両端に配置された電磁鋼板２２の表面により、端面２１ａおよび端面２１ｂが構成されている。
【００３９】
モータジェネレータ１０は、その構成部品として、永久磁石２６および樹脂モールド部５１をさらに有する。ロータコア２１には、複数の永久磁石２６が埋設されている。樹脂モールド部５１は、樹脂から形成されている。樹脂モールド部５１は、複数枚の電磁鋼板２２からなるロータコア２１を一体に保持するとともに、ロータコア２１に対して永久磁石２６を固定するように、ロータコア２１の表面を局所的に覆っている。
【００４０】
ステータコア３１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３１は、中心軸１０１の軸方向に積層された複数枚の電磁鋼板３２から構成されている。ステータコア３１は、中心軸１０１が延びる方向の一方端側に面する端面３１ａと、中心軸１０１が延びる方向の他方端側に面する端面３１ｂとを有する。端面２１ａと端面３１ａとは、略同一平面上に延在するように形成されている。端面２１ｂと端面３１ｂとは、略同一平面上に延在するように形成されている。
【００４１】
モータジェネレータ１０は、その構成部品として、コイル３６をさらに有する。ステータコア３１には、コイル３６が巻回されている。コイル３６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３６は、コイルエンド部３６ｐおよびコイルエンド部３６ｑを有する。コイルエンド部３６ｐおよびコイルエンド部３６ｑは、それぞれ、端面３１ａおよび端面３１ｂから中心軸１０１の軸方向に突出するように形成されている。コイルエンド部３６ｐ，３６ｑは、端面３１ａ，３１ｂ上において、中心軸１０１を中心に環状に周回する形態に設けられている。
【００４２】
コイル３６は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相コイルを含んで構成されている。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
図２は、図１中の矢印ＩＩに示す方向から見たモータジェネレータを示す端面図である。図３は、図２中の２点鎖線ＩＩＩで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。
【００４６】
図１から図３を参照して、ロータコア２１には、複数の貫通孔２７が形成されている。貫通孔２７は、中心軸１０１の軸方向に延び、ロータコア２１を貫通するように形成されている。貫通孔２７は、ロータコア２１の端面２１ａおよび端面２１ｂに開口するように形成されている。複数の貫通孔２７は、中心軸１０１を中心にその周方向に互いに間隔を隔てて形成されている。
【００４７】
中心軸１０１の軸方向から見て、貫通孔２７は、幅広部２７ｊおよび幅狭部２７ｋから構成されている（図３中を参照）。幅広部２７ｊは、中心軸１０１を中心とする周方向において相対的に大きい幅を有し、幅狭部２７ｋは、中心軸１０１を中心とする周方向において相対的に小さい幅を有する。幅狭部２７ｋは、中心軸１０１を中心とする半径方向において、ステータコア３１と対向する位置に配置されている。幅広部２７ｊは、幅狭部２７ｋよりも内周側に配置されている。
【００４８】
各貫通孔２７には、永久磁石２６が挿入されている。永久磁石２６と貫通孔２７の内壁との間には、微小な隙間が形成されている。永久磁石２６は、幅狭部２７ｋに配置されている。
【００４９】
本実施の形態では、永久磁石２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ，２６Ｅ，２６Ｆ，２６Ｇ，２６Ｈ，２６Ｉ，２６Ｊ，２６Ｋ，２６Ｌ，２６Ｍ，２６Ｎ，２６Ｏ，２６Ｐが、挙げた順に周方向に並んで設けられている。なお、図２中に示す永久磁石２６の数は、一例であり、モータジェネレータ１０に要求される性能等によって適宜選択される。
【００５０】
樹脂モールド部５１は、ロータコア２１の端面２１ａおよび端面２１ｂをそれぞれ部分的に覆うとともに、その端面２１ａと端面２１ｂとの間を挟持するように設けられている。さらに、樹脂モールド部５１は、永久磁石２６と貫通孔２７の内壁との間の隙間を充填するように設けられている。
【００５１】
樹脂モールド部５１の形状についてより具体的に説明すると、樹脂モールド部５１は、外周部５２と、凸部としての内周部５３と、隙間充填部５４と、被覆部５５と、中間部５６とを含んで構成されている。
【００５２】
外周部５２、内周部５３および中間部５６は、ロータコア２１の端面２１ａおよび端面２１ｂ上に設けられている。外周部５２、内周部５３および中間部５６は、端面２１ａおよび端面２１ｂから、中心軸１０１の軸方向に突出するように設けられている。
【００５３】
外周部５２は、中心軸１０１を中心とする周方向に沿って連続的に延在するように設けられている。外周部５２は、中心軸１０１を中心に環状に延在するように設けられている。外周部５２は、端面２１ａおよび端面２１ｂに露出する永久磁石２６の外周側の端部を覆うように設けられている。
【００５４】
内周部５３は、中心軸１０１を中心とする周方向に沿って断続的に延在するように設けられている。内周部５３は、外周部５２よりも内周側に配置されている。内周部５３は、端面２１ａおよび端面２１ｂに露出する永久磁石２６の内周側の端部を覆うように設けられている。内周部５３は、隣接する永久磁石２６の組（永久磁石２６Ａ，２６Ｂの組、永久磁石２６Ｃ，２６Ｄの組、永久磁石２６Ｅ，２６Ｆの組、永久磁石２６Ｇ，２６Ｈの組、永久磁石２６Ｉ，２６Ｊの組、永久磁石２６Ｋ，２６Ｌの組、永久磁石２６Ｍ，２６Ｎの組、永久磁石２６Ｏ，２６Ｐの組）をそれぞれ一括に覆うように設けられている。
【００５５】
中間部５６は、内周部５３と外周部５２との間を接続するように設けられている。中間部５６は、内周部５３から、その内周部５３によって一括に覆われた永久磁石２６の間（たとえば、永久磁石２６Ａと永久磁石２６Ｂとの間）を通り、外周部５２に達するように設けられている。中間部５６は、中心軸１０１を中心とする半径方向に延びて形成されている。
【００５６】
隙間充填部５４および被覆部５５は、貫通孔２７の内部に配置されている。隙間充填部５４は、貫通孔２７の内壁と磁石２６との間の隙間を充填するように設けられている。被覆部５５は、永久磁石２６の内周側を覆うように設けられている。端面２１ａ上に配置された外周部５２および内周部５３と、端面２１ｂ上に配置された外周部５２および内周部５３とは、隙間充填部５４および被覆部５５によって互いに繋がって形成されている。
【００５７】
このような構成を備える樹脂モールド部５１によって、永久磁石２６は、貫通孔２７の内部に固定されている。また、樹脂モールド部５１によって、端面２１ａおよび端面２１ｂに対して中心軸１０１の軸方向に沿った圧縮力が作用し、複数枚の電磁鋼板２２からなるロータコア２１が一体に保持されている。
【００５８】
本実施の形態におけるモータジェネレータ１０の冷却構造においては、貫通孔２７の内部にオイル通路２８が形成されている。オイル通路２８は、中心軸１０１の軸方向に沿って延び、ロータコア２１を貫通するように形成されている。オイル通路２８は、端面２１ａおよび端面２１ｂに開口するように形成されている。オイル通路２８は、貫通孔２７の幅広部２７ｊに形成されている。
【００５９】
オイル通路２８の外周側には、被覆部５５が配置されている。言い換えれば、オイル通路２８の外周側の内壁は、被覆部５５の表面５５ａによって形成されている。被覆部５５は、端面２１ａと端面２１ｂとの間のオイル通路２８の全長に渡って設けられている。オイル通路２８と永久磁石２６とは、被覆部５５を挟んだその両側に形成されている。被覆部５５は、中心軸１０１を中心とする内周側においてオイル通路２８の空間を規定するとともに、中心軸１０１を中心とする外周側において永久磁石２６を固定する役割を果たしている。
【００６０】
図４は、図１中のモータジェネレータの冷却構造を示す断面図である。図２から図４を参照して、複数のオイル供給孔４３が、中心軸１０１を中心とする周方向に互いに間隔を隔てて形成されている。
【００６１】
オイル供給孔４３は、中心軸１０１を中心とする半径方向に延び、中空部４２とその外部空間との間を貫通させるように形成されている。オイル供給孔４３は、中心軸１０１の軸方向において、端面２１ａの直上で開口するように形成されている。オイル供給孔４３は、中心軸１０１の軸周りにおいて、隣接する永久磁石２６の各組（永久磁石２６Ａ，２６Ｂの組、永久磁石２６Ｃ，２６Ｄの組、永久磁石２６Ｅ，２６Ｆの組、永久磁石２６Ｇ，２６Ｈの組、永久磁石２６Ｉ，２６Ｊの組、永久磁石２６Ｋ，２６Ｌの組、永久磁石２６Ｍ，２６Ｎの組、永久磁石２６Ｏ，２６Ｐの組）に対応して形成されている。オイル供給孔４３は、隣接する永久磁石２６の中心位相位置（たとえば、永久磁石２６Ａと永久磁石２６Ｂとの間の中心となる位相位置）に形成されている。
【００６２】
内周部５３は、端面２１ａおよび端面２１ｂ上において、オイル通路２８の開口面の外周側の縁に沿って設けられている。内周部５３は、端面２１ａおよび端面２１ｂ上で、中心軸１０１を中心とする半径方向においてオイル供給孔４３と対向する表面５３ａを有する。表面５３ａは、被覆部５５の表面５５ａから連続して形成されている。
【００６３】
被覆部５５は、その厚みが、端面２１ｂ側よりも端面２１ａ側で大きくなるように形成されている（Ｔ２＜Ｔ１）。被覆部５５は、中心軸１０１と表面５５ａとの間の距離が、端面２１ａ側で相対的に小さくなり、端面２１ｂ側で相対的に大きくなるように形成されている。被覆部５５は、表面５５ａが端面２１ａ側から端面２１ｂ側に向かうほど拡径するように、中心軸１０１に対して傾斜して形成されている。
【００６４】
このように構成されたモータジェネレータ１０の冷却構造においては、オイルポンプ４８によって中空部４２に導入されたオイルが、オイル供給孔４３を通じて端面２１ａ上に供給される。端面２１ａ上に供給されたオイルは、ロータコア２１の回転に伴って生じる遠心力によって外周側に飛散する。オイルは、内周部５３の表面５３ａに衝突することによって、端面２１ａ上からオイル通路２８の内部に導かれる。オイルは、被覆部５５の表面５５ａに沿いながら端面２１ａ側から端面２１ｂ側に向けて流れ、この間、ロータコア２１を冷却する。
【００６５】
この際、オイル通路２８の外周側が被覆部５５によって覆われているため、遠心力を受けたオイルが電磁鋼板２２間の隙間を通って、ロータコア２１とステータコア３１との間に侵入することを防止できる。
【００６６】
また、被覆部５５の表面５５ａが端面２１ａ側から端面２１ｂ側に向けて傾斜するため、オイル通路２８においてオイルを円滑に流通させることができる。また、オイル通路２８と永久磁石２６との間が被覆部５５のみによって隔てられているため、ロータコア２１の回転時に最も発熱が大きくなる永久磁石２６を効率よく冷却することができる。
【００６７】
オイル通路２８を流通したオイルは、端面２１ｂ上に排出され、さらに遠心力によって外周側に飛散する。これにより、オイルは、飛散した先に配置されるコイルエンド部３６ｑを冷却する。
【００６８】
以上に説明した、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の冷却構造は、積層鋼板としての複数枚の電磁鋼板２２からなるロータコア２１と、ロータコア２１を樹脂モールドする樹脂モールド部５１とを備える。ロータコア２１には、回転軸方向（中心軸１０１の軸方向）に貫通する貫通孔２７が形成されている。ロータコア２１は、貫通孔２７の内部に冷媒としてのオイルが流通する冷媒通路としてのオイル通路２８を形成する。樹脂モールド部５１は、オイル通路２８の外周側を被覆する被覆部５５を有する。
【００６９】
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の冷却構造によれば、オイル通路２８の外周側に配置される被覆部５５によって、オイル通路２８を流通するオイルがロータコア２１とステータコア３１との間に侵入することを防止できる。これにより、ロータコア２１およびステータコア３１間でオイルの引き摺り抵抗が生じることを防止できる。
【００７０】
また、本実施の形態では、複数枚の電磁鋼板２２からなるロータコア２１を一体化するとともに、ロータコア２１に対して永久磁石２６を固定するための樹脂モールド部５１に、被覆部５５が設けられる。このため、ロータコア２１の樹脂モールド工程時に一括に被覆部５５を設けることができ、低コストで上記冷却構造を製造することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態では、本発明における回転電機の冷却構造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。
【００７２】
（実施の形態２）
図５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の冷却構造を示す端面図である。図６は、図５中のモータジェネレータの冷却構造を示す別の端面図である。図７は、図５中のモータジェネレータの冷却構造を示す断面図である。
【００７３】
図７中の矢印Ｖに示す方向から見たモータジェネレータが図５中に示され、図７中の矢印ＶＩに示す方向から見たモータジェネレータが図６中に示されている。図５中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったモータジェネレータが図４中に示され、図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったモータジェネレータが図７中に示されている。
【００７４】
本実施の形態におけるモータジェネレータの冷却構造は、実施の形態１におけるモータジェネレータ１０の冷却構造と比較して、基本的に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。
【００７５】
図４から図７を参照して、本実施の形態では、ロータシャフト４１に、実施の形態１におけるオイル供給孔４３に替えてオイル供給孔４３ｐおよびオイル供給孔４３ｑが形成されている。より具体的には、複数のオイル供給孔４３ｐが、中心軸１０１の軸方向において、端面２１ａの直上に開口するように形成され、複数のオイル供給孔４３ｑが、中心軸１０１の軸方向において、端面２１ｂの直上に開口するように形成されている。
【００７６】
オイル供給孔４３ｐとオイル供給孔４３ｑとは、中心軸１０１を中心とする周方向において互いにずれた位置に形成されている。オイル供給孔４３ｐは、永久磁石２６Ａ，２６Ｂの組、永久磁石２６Ｅ，２６Ｆの組、永久磁石２６Ｉ，２６Ｊの組、永久磁石２６Ｍ，２６Ｎの組に対応して形成されている。オイル供給孔４３ｑは、永久磁石２６Ｃ，２６Ｄの組、永久磁石２６Ｇ，２６Ｈの組、永久磁石２６Ｋ，２６Ｌの組、永久磁石２６Ｏ，２６Ｐの組に対応して形成されている。
【００７７】
オイル供給孔４３ｐから供給されたオイルが流通する貫通孔２７、すなわち、永久磁石２６Ａ，２６Ｂの組、永久磁石２６Ｅ，２６Ｆの組、永久磁石２６Ｉ，２６Ｊの組、永久磁石２６Ｍ，２６Ｎの組に対応する貫通孔２７には、図４中に示すように、厚みが端面２１ｑ側よりも端面２１ｐ側で大きくなるように被覆部５５が設けられている（Ｔ２＜Ｔ１）。オイル供給孔４３ｑから供給されたオイルが流通する貫通孔２７、すなわち、永久磁石２６Ｃ，２６Ｄの組、永久磁石２６Ｇ，２６Ｈの組、永久磁石２６Ｋ，２６Ｌの組、永久磁石２６Ｏ，２６Ｐの組に対応する貫通孔２７には、図７中に示すように、厚みが端面２１ｐ側よりも端面２１ｑ側で大きくなるように被覆部５５が設けられる（Ｔ２＞Ｔ１）。
【００７８】
このように構成されたモータジェネレータの冷却構造においては、中空部４２に導入されたオイルが、オイル供給孔４３ｐおよびオイル供給孔４３ｑを通じてそれぞれ端面２１ａおよび端面２１ｂ上に供給される。図４中に示すように、端面２１ａ上に供給され、オイル通路２８に導かれたオイルは、被覆部５５の表面５５ａに沿いながら端面２１ａ側から端面２１ｂ側に向けて流れる。この際、被覆部５５がＴ２＜Ｔ１の関係を満たすため、オイル通路２８においてオイルを円滑に流通させることができる。オイル通路２８を流通したオイルは、端面２１ｂ上に排出され、さらに遠心力によって外周側に飛散する。これにより、オイルは、飛散した先に配置されるコイルエンド部３６ｑを冷却する。
【００７９】
一方、図７中に示すように、端面２１ｂ上に供給され、オイル通路２８に導かれたオイルは、被覆部５５の表面５５ａに沿いながら端面２１ｂ側から端面２１ａ側に向けて流れる。この際、被覆部５５がＴ２＞Ｔ１の関係を満たすため、オイル通路２８においてオイルを円滑に流通させることができる。オイル通路２８を流通したオイルは、端面２１ａ上に排出され、さらに遠心力によって外周側に飛散する。これにより、オイルは、飛散した先に配置されるコイルエンド部３６ｐを冷却する。
【００８０】
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の冷却構造によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。さらに、本実施の形態では、ロータシャフト４１にオイル供給孔４３ｐ，４３ｑを形成するとともに、オイルの流れ方向に対応させて被覆部５５の傾斜構造を設けることによって、コイルエンド部４３ｐおよびコイルエンド部４３ｑの双方を効率的かつ均等に冷却することが可能となる。
【００８１】
（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の冷却構造を示す端面図である。図８中には、図１中のロータコア２１の端面２１ｂ側から見たモータジェネレータの冷却構造が示されている。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冷却構造を示す断面図である。
【００８２】
本実施の形態におけるモータジェネレータの冷却構造は、実施の形態１におけるモータジェネレータ１０の冷却構造と比較して、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。
【００８３】
図８および図９を参照して、本実施の形態では、端面２１ｂ上に配置される樹脂モールド部５１にガイド部６１が形成されている。ガイド部６１は、端面２１ｂにおけるオイル通路２８の開口面から外周側に延びる溝形状に形成されている。ガイド部６１は、内周部５３、中間部５６および外周部５２を順に通り、中心軸１０１を中心とする半径方向に延びる溝形状に形成されている。
【００８４】
このように構成されたモータジェネレータの冷却構造においては、オイル通路２８を流れ、端面２１ｂ上に排出されたオイルが、溝形状を有するガイド部６１によってコイルエンド部３６ｑに向けて案内される。これにより、コイルエンド部３６ｑにより多くのオイルを供給することが可能となる。
【００８５】
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の冷却構造によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。さらに、樹脂モールド部５１にガイド部６１を形成することによって、コイルエンド部３６ｑをさらに効率的に冷却することができる。
【００８６】
なお、以上に説明した実施の形態１〜３に記載のモータジェネレータの冷却構造を適宜組み合わせて、新たなモータジェネレータの冷却構造を構成してもよい。
【００８７】
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請求の範囲によって示され、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。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
この発明は、主に、動力源としてモータを備える車両に適用される。
【符号の説明】
【００８９】
１０  モータジェネレータ、１２  端子台、１３  インバータ、１４  バッテリ、１５  減速機構、１６  ディファレンシャル機構、１７  ドライブシャフト受け部、２１  ロータコア、２１ａ，２１ｂ  端面、２２  電磁鋼板、２６，２６Ａ〜２６Ｐ  永久磁石、２７  貫通孔、２７ｊ  幅広部、２７ｋ  幅狭部、２８  オイル通路、３１  ステータコア、３１ａ，３１ｂ  端面、３２  電磁鋼板、３６  コイル、３６ｐ，３６ｑ  コイルエンド部、４１  ロータシャフト、４２  中空部、４３，４３ｐ，４３ｑ  オイル供給孔、４６，４７  ベアリング、４８  オイルポンプ、５１  樹脂モールド部、５２  外周部、５３  内周部、５３ａ，５５ａ  表面、５４  隙間充填部、５５  被覆部、５６  中間部、６１  ガイド部、１０１  中心軸。
【図１】
2011045860.tif 000003
【図２】
2011045860.tif 000004
【図３】
2011045860.tif 000005
【図４】
2011045860.tif 000006
【図５】
2011045860.tif 000007
【図６】
2011045860.tif 000008
【図７】
2011045860.tif 000009
【図８】
2011045860.tif 000010
【図９】
2011045860.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月7日(2011.11.7)
【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】
回転軸方向に貫通する貫通孔（２７）が形成され、前記貫通孔（２７）の内部に冷媒が流通する冷媒通路（２８）を形成し、積層鋼板（２２）からなるロータコア（２１）と、
前記ロータコア（２１）を樹脂モールドする樹脂モールド部（５１）とを備え、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記冷媒通路（２８）の外周側を被覆する被覆部（５５）を有し、
前記冷媒通路（２８）の外周側の内壁は、前記被覆部（５５）の表面（５５ａ）によって形成される、回転電機の冷却構造。
【請求項２】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面し、前記冷媒通路（２８）が開口する第１端面（２１ａ）および第２端面（２１ｂ）を有し、さらに、
前記第１端面（２１ａ）上に冷媒を供給する冷媒供給部（４３）を備え、
前記被覆部（５５）は、その厚みが、前記第２端面（２１ｂ）側よりも前記第１端面（２１ａ）側で大きくなるように設けられる、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項３】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向に面し、前記冷媒通路（２８）が開口する端面（２１ａ）を有し、さらに、
前記端面（２１ａ）上に冷媒を供給する冷媒供給部（４３）を備え、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記冷媒通路（２８）の開口面の外周側の縁に沿うように前記端面（２１ａ）上に設けられ、前記ロータコア（２１）の回転軸方向に突出する凸部（５３）をさらに有する、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項４】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面し、前記冷媒通路（２８）が開口する第１端面（２１ａ）および第２端面（２１ｂ）を有し、
複数の前記貫通孔（２７）が、前記ロータコア（２１）の回転軸を中心とする周方向において互いに間隔を隔てて形成され、さらに、
前記第１端面（２１ａ）上に冷媒を供給する第１冷媒供給部（４３ｐ）と、
前記第２端面（２１ｂ）上に冷媒を供給する第２冷媒供給部（４３ｑ）とを備え、
前記第１冷媒供給部（４３ｐ）と前記第２冷媒供給部（４３ｑ）とは、前記ロータコア（２１）の回転軸を中心とする周方向において互いにずれた位置に設けられる、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項５】
前記第１冷媒供給部（４３ｐ）から供給された冷媒が流通する前記貫通孔（２７）には、厚みが前記第２端面（２１ｂ）側よりも前記第１端面（２１ａ）側で大きくなるように前記被覆部（５５）が設けられ、前記第２冷媒供給部（４３ｑ）から供給された冷媒が流通する前記貫通孔（２７）には、厚みが前記第１端面（２１ａ）側よりも前記第２端面（２１ｂ）側で大きくなるように前記被覆部（５５）が設けられる、請求の範囲４に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項６】
前記貫通孔（２７）に挿入される磁石（２６）をさらに備え、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記磁石（２６）と前記貫通孔（２７）の内壁との間を充填するように設けられ、
前記貫通孔（２７）内において、前記磁石（２６）と前記冷媒通路（２８）とが、前記被覆部（５５）を挟んだ両側に配置される、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項７】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面する第１端面（２１ａ）および第２端面（２１ｂ）を有し、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記第１端面（２１ａ）および前記第２端面（２１ｂ）を覆うとともに、前記第１端面（２１ａ）と前記第２端面（２１ｂ）との間で繋がって設けられ、積層鋼板（２２）からなる前記ロータコア（２１）を一体に保持する、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項８】
前記ロータコア（２１）の回転軸方向に面する端面（３１ａ）を有し、前記ロータコア（２１）の外周上に配置されるステータコア（３１）と、
前記端面（３１ａ）上に位置決めされるコイルエンド部（３６ｑ）を有し、前記ステータコア（３１）に巻回されるコイル（３６）とをさらに備える、請求の範囲１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項９】
前記ロータコア（２１）は、回転軸方向における一方端側および他方端側にそれぞれ面し、前記冷媒通路（２８）が開口する第１端面（２１ａ）および第２端面（２１ｂ）を有し、さらに、
前記第１端面（２１ａ）上に冷媒を供給する冷媒供給部（４３）を備え、
前記樹脂モールド部（５１）は、前記第２端面（２１ｂ）上に配置され、前記冷媒通路（２８）を通じて排出された冷媒を前記コイルエンド部（３６ｑ）に向けて案内するように形成されたガイド部（６１）を有する、請求の範囲８に記載の回転電機の冷却構造。
【国際調査報告】
2011045860.tif 000012
2011045860.tif 000013
2011045860.tif 000014
2011045860.tif 000015