(57)【要約】【課題】電動機の性能の向上を図ることができるロータを提供する。【解決手段】軸線Ｏ方向に貫通する複数の磁石埋込孔５３が周方向に間隔をあけて複数形成されたロータコア５０と、各磁石埋込孔５３に設けられるとともに、該磁石埋込孔５３内の空間を内側空間６１と該内側空間６１よりも径方向外側で軸線Ｏ方向に延びる外側空間６２とに区画する複数の永久磁石８０と、外部から供給される冷却媒体を、内側空間６１と外側空間６２とのうち内側空間６１のみに供給する分配路９２を有する第一エンドプレート９０と、内側空間６１を流通した冷却媒体を外部に排出する排出路９８を有する第二エンドプレート９６と、を備え、第一エンドプレート９０と第二エンドプレート９６とが、外側空間６２の軸線Ｏ方向の端部を外部に連通させる第一排出口６２ａ、第二排出口６２ｂを形成している。【選択図】図４
2018170943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びるシャフトと、
前記軸線方向に積層された複数の鋼板を有して前記シャフトの径方向外側に固定されるとともに、前記軸線方向に貫通する複数の磁石埋込孔が周方向に間隔をあけて複数形成されたロータコアと、
各前記磁石埋込孔に設けられるとともに、該磁石埋込孔内の空間を内側空間と該内側空間よりも径方向外側で前記軸線方向に延びる外側空間とに区画する複数の永久磁石と、
前記ロータコアの前記軸線方向一方側の端面に当接するように設けられて、外部から供給される冷却媒体を、前記内側空間と前記外側空間とのうち前記内側空間のみに供給する分配路を有する第一エンドプレートと、
前記ロータコアの前記軸線方向他方側の端面に当接するように設けられて、前記内側空間を流通した前記冷却媒体を外部に排出する排出路を有する第二エンドプレートと、
を備え、
前記第一エンドプレートと前記第二エンドプレートとの少なくとも一方が、前記外側空間の前記軸線方向の端部を外部に連通させる排出口を形成しているロータ。
【請求項２】
前記第一エンドプレートと前記第二エンドプレートとの少なくとも一方の外周面の外径が、前記軸線を中心として前記外側空間の径方向外側の端部を通る第一仮想円の直径よりも小さく形成されていることによって、前記排出口が形成されている請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記第一エンドプレートと前記第二エンドプレートとの少なくとも一方の外周面の外径が、前記軸線を中心として前記外側空間の内周側の径方向内側の端部を通る第二仮想円の直径よりも大きい請求項２に記載のロータ。
【請求項４】
前記永久磁石の前記軸線方向の少なくとも一方の端面が、前記ロータコアの端面よりも前記磁石埋込孔内に後退していることで、該永久磁石の端面と前記第一エンドプレートと前記第二エンドプレートとの間に、前記内側空間と前記外側空間とを連通させる端部連通路が形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項５】
前記永久磁石は、前記磁石埋込孔内で前記軸線方向に複数が配列された磁石片からなり、  
互いに前記軸線方向に隣り合う前記磁石片の間に、前記内側空間と前記外側空間とを連通させる内部連通路が形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項６】
前記分配路は、
径方向に延びて、径方向内側の端部に冷却冷媒が供給される径方向流路と、
該径方向流路の径方向外側の端部から該径方向流路に交差して周方向両側に延びて、該周方向両側で前記内側空間に連通する周方向流路と、
を有する請求項１から５のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のロータと、
前記ロータコアを外周側から囲うステータコア、及び、該ステータコアに周方向に間隔をあけて複数設けられたコイルを有するステータと、
前記ロータコアに前記冷却媒体を供給する冷却媒体供給部と、
を備える電動機。
【請求項８】
下部走行体と、
下部走行体上に設けられた上部旋回体と、
前記軸線が上下方向に延びるように配置されて、前記下部走行体に対して前記上部旋回体を前記軸線回りに旋回させる請求項７に記載の電動機と、
を備える油圧ショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータ、電動機及び油圧ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、油圧ショベル等の作業機械に用いられる電動機が開示されている。電動機のロータコアは多数の鋼板を積層させた積層鋼板構造をなしている。ロータコア内には、周方向に間隔をあけて複数の磁石埋込孔が形成されており、各磁石埋込孔には永久磁石が埋め込まれている。
【０００３】
各永久磁石の周方向両端にはフラックスバリアとしての空間が形成されている。これら空間のうちの一方は、径方向内側寄りに配置された内側空間とされており、他方は径方向外側寄りに配置された外側空間とされている。内側空間は、冷却油が流通する流路として利用されている。
【０００４】
ロータコアは、鋼板の積層方向から一対のエンドプレートによって挟み込まれている。一方のエンドプレートには、内側空間に冷却油を供給する流路が形成されており、他方のエンドプレートには内側空間を流通した冷却油をロータコアの外部に排出する流路が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記電動機では、内側空間を流通する冷却油の一部が、ロータコアと永久磁石との隙間や鋼板間の隙間を介して、外側空間に染み出ることがある。このように染み出た冷却媒体が外側空間内に滞留すると、冷却媒体が吸熱して高温となることにより永久磁石の熱減磁が生じ、電動機の性能が低下する。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、電動機の性能を維持することができるロータ及びこれを備えた電動機、油圧ショベル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】
【０００７】
本発明の第１の態様に係るロータは、軸線方向に延びるシャフトと、前記軸線方向に積層された複数の鋼板を有して前記シャフトの径方向外側に固定されるとともに、前記軸線方向に貫通する複数の磁石埋込孔が周方向に間隔をあけて複数形成されたロータコアと、各前記磁石埋込孔に設けられるとともに、該磁石埋込孔内の空間を内側空間と該内側空間よりも径方向外側で前記軸線方向に延びる外側空間とに区画する複数の永久磁石と、前記ロータコアの前記軸線方向一方側の端面に当接するように設けられて、外部から供給される冷却媒体を、前記内側空間と前記外側空間とのうち前記内側空間のみに供給する分配路を有する第一エンドプレートと、前記ロータコアの前記軸線方向他方側の端面に当接するように設けられて、前記内側空間を流通した前記冷却媒体を外部に排出する排出路を有する第二エンドプレートと、を備え、前記第一エンドプレートと前記第二エンドプレートとの少なくとも一方が、前記外側空間の前記軸線方向の端部を外部に連通させる排出口を形成している。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様によれば、電動機の性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電動機を備えた油圧ショベルの側面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る電動機を備えた油圧ショベルの平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る電動機の縦断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る電動機のロータの模式的な縦断面図である。
【図５】図４のV−V断面図である。
【図６】図５の一部拡大図である。
【図７】図４のVII−VII断面図である。
【図８】図４のVIII−VIII断面図である。
【図９】本発明の第一実施形態の第一変形例に係る電動機のロータの一部を示す模式的な断面図である。
【図１０】本発明の第一実施形態の第二変形例に係る電動機のロータの一部を示す模式的な断面図である。
【図１１】本発明の第一実施形態の第三変形例に係る電動機のロータの一部を示す模式的な断面図である。
【図１２】本発明の第一実施形態の第四変形例に係る電動機のロータの一部を示す模式的な断面図である。
【図１３】本発明の第二実施形態に係る電動機のロータの一部を示す模式的な縦断面図である。
【図１４】本発明の第三実施形態に係る電動機の第一エンドプレートの軸線に直交する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図１〜図８を参照して詳細に説明する。
【００１１】
＜作業機械＞
図１及び図２に示すように、作業機械としての油圧ショベル１００は、下部走行体１１０、スイングサークル１２０及び上部旋回体１３０を備えている。以下では、作業機械が水平面に設置された状態における重力が作用する方向を「上下方向」と称する。
下部走行体１１０は、左右一対の履帯１１１，１１１を有しており、これら履帯１１１，１１１が走行用油圧モータ（図示省略）によって駆動されることで油圧ショベル１００を走行させる。
【００１２】
スイングサークル１２０は、下部走行体１１０と上部旋回体１３０とを接続する部材であって、アウターレース１２１、インナーレース１２２及びスイングピニオン１２３を備えている。アウターレース１２１は下部走行体１１０に支持されており、上下方向に一致して延びる旋回軸線Ｌを中心とした環状をなしている。インナーレース１２２はアウターレース１２１と同軸をなす環状の部材であって、アウターレース１２１の内側に配置されている。インナーレース１２２は、アウターレース１２１に対して旋回軸線Ｌ回りに相対回転可能に支持されている。スイングピニオン１２３はインナーレース１２２の内歯に噛み合っており、スイングピニオン１２３が回転することでインナーレース１２２がアウターレース１２１に対して相対回転する。
【００１３】
上部旋回体１３０は、インナーレース１２２に支持されることで下部走行体１１０に対して旋回軸線Ｌ回りに旋回可能に配置されている。上部旋回体１３０は、キャブ１３１、作業機１３２、これらの後方に設けられたエンジン１３６、発電機モータ１３７、油圧ポンプ１３８、インバータ１３９、キャパシタ１４０、及び、旋回モータとしての電動機１を備えている。
【００１４】
キャブ１３１は、上部旋回体１３０の前方左側に配置されており、作業者の運転席が設けられている。作業機１３２は上部旋回体１３０の前方に延びるように設けられており、ブーム１３３、アーム１３４及びバケット１３５を有する。作業機１３２は、ブーム１３３、アーム１３４及びバケット１３５がそれぞれ各油圧シリンダ（図示省略）により駆動されることで掘削等の各種作業を行う。
【００１５】
エンジン１３６及び発電機モータ１３７は、互いの回転軸がスプライン結合されている。発電機モータ１３７はエンジン１３６によって駆動されることで電力を生成する。発電機モータ１３７及び油圧ポンプ１３８は、互いの回転軸がスプライン結合されている。油圧ポンプ１３８は、エンジン１３６によって駆動される。油圧ポンプ１３８の駆動により生成される油圧は、上述した走行用油圧モータ、各油圧シリンダを駆動する。
【００１６】
発電機モータ１３７、キャパシタ１４０及び電動機１はインバータ１３９を介して互いに電気的に接続されている。
電動機１は、回転中心となる軸線Ｏが上下方向に一致する縦置きの状態で配置されている。この電動機１の出力は、インナーレース１２２の内歯に噛み合あったスイングピニオン１２３に伝達される。
【００１７】
油圧ショベル１００は、発電機モータ１３７で生成される電力によって電動機１を駆動する。電動機１の駆動力はスイングピニオン１２３を介してインナーレース１２２に伝達される。これによってインナーレース１２２がアウターレース１２１に対して相対回転することで上部旋回体１３０が旋回する。
上部旋回体１３０の旋回の減速時には電動機１が発電機として機能することで回生エネルギーとしての電力を生成する。この電力はインバータ１３９を介してキャパシタ１４０に蓄積される。キャパシタ１４０に蓄積された電力は、エンジン１３６加速時に発電機モータ１３７に供給される。キャパシタの電力によって発電機モータ１３７が駆動されることで、該発電機モータ１３７がエンジン１３６の出力を補助する。
【００１８】
＜電動機＞
図３に示すように電動機１は、ケーシング２、冷却油供給部２０、ステータ３０及びロータ４０を備えている。
＜ケーシング＞
ケーシング２は、電動機１の外形をなす部材である。ケーシング２は、上下方向（軸線Ｏ方向）に延びる筒状をなして内側が収容空間とされた筒状部３と、収容空間を上下から閉塞する第一蓋部４及び第二蓋部７を有している。
【００１９】
第一蓋部４の中央には、上方（軸線Ｏ方向他方側）に向かって突出するシャフト収容部５が形成されている。シャフト収容部５の上端側の部分には、軸線Ｏに沿ってシャフト収容部５を貫通する流路としての冷却油導入孔６が形成されている。シャフト収容部５の内周面には、軸線Ｏを中心とした環状をなす第一軸受１１と、該第一軸受１１よりも上方に配置された第一シール部１３が固定されている。
【００２０】
第二蓋部７の中央には、下方（軸線Ｏ方向一方側）に向かって筒状に延びるとともに、収容空間と外部の空間とを上下に連通させるシャフト貫通部８が形成されている。シャフト貫通部８の内周面には、軸線Ｏを中心とした環状をなす第二軸受１２と、該第二軸受１２よりも下方に配置された第二シール部１４が固定されている。第二蓋部７には、収容空間と外部とを連通させることで収容空間内の冷却油を外部に排出させる冷却油排出路９が形成されている。
【００２１】
＜冷却油供給部＞
冷却油供給部２０は、ケーシング２内に冷却油を供給する。本実施形態では、ケーシング２内に供給された冷却油は回収され、冷却された後、再びケーシング２内に供給される。即ち、冷却油供給部２０によって冷却油を循環させている。
冷却油供給部２０は、冷却油貯留部２１、導入流路２２、還流流路２３、冷却油ポンプ２４及び冷却部２５を備えている。
【００２２】
冷却油貯留部２１は、冷却油を貯留する。導入流路２２は、上流側の端部が冷却油貯留部２１に接続され、下流側の端部がケーシング２における冷却油導入孔６に外部から接続されている。還流流路２３は、上流側の端部がケーシング２における冷却油排出路９に外部から接続され、下流側の端部が冷却油貯留部２１に接続されている。冷却油ポンプ２４は、導入流路２２に設けられており、冷却油貯留部２１の冷却油を、導入流路２２を介してケーシング２の冷却油導入孔６に圧送する。冷却部２５は、還流流路２３に設けられており、ケーシング２の冷却油排出路９から排出されて還流流路２３を流通する冷却油を冷却する。冷却部２５は、例えば外部からの空気と冷却油との間で熱交換させることで冷却油を冷却する。
【００２３】
＜ステータ＞
ステータ３０は、ステータコア３１及びコイル３４を備えている。
ステータコア３１は、軸線Ｏを中心とした円筒状をなして外周面がケーシング２の内周面に固定されたヨーク３２と、該ヨーク３２の内周面から突出するようにヨーク３２の周方向に互いに間隔をあけて複数形成されたティース３３とを有する。ステータコア３１は、電磁鋼板を上下方向に複数積層させることで構成されている。
【００２４】
コイル３４は各ティース３３に対応するように複数設けられており、各ティース３３に巻き掛けられている。これによってコイル３４は、周方向に間隔をあけて複数が設けられている。各コイル３４におけるステータコア３１から上方に突出する部分は上部コイルエンド３４ａとされている。各コイル３４におけるステータコア３１から下方に突出する部分は下部コイルエンド３４ｂとされている。コイル３４を構成する巻線としては、例えば断面形状が四角形状とされた平角巻線が採用されている。
【００２５】
＜ロータ＞
ロータ４０は、図３及び図４に示すように、シャフト４１、ロータコア５０、永久磁石８０、第一エンドプレート９０、第二エンドプレート９６及び軸力付与部７０を備えている。
【００２６】
＜シャフト＞
シャフト４１は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の部材である。以下では、シャフト４１の軸線Ｏに対する径方向を単に「径方向」と称し、シャフト４１の軸線Ｏに対する周方向を単に「周方向」と称する。
シャフト４１は、ケーシング２内でステータ３０の内側を上下方向に貫通するように配置されている。シャフト４１の上端は、ケーシング２内におけるシャフト収容部５内に延びている。シャフト４１の下端は、ケーシング２のシャフト貫通部８を挿通してケーシング２の外部まで延びている。シャフト４１は、第一軸受１１及び第二軸受１２によってケーシング２に対して軸線Ｏ回りに相対回転可能に支持されている。シャフト４１の外周面は第一シール部１３及び第二シール部１４に接触しており、これら第一シール部１３及び第二シール部１４の設置個所での液密性が担保されている。
【００２７】
シャフト４１には、該シャフト４１の上端から下方に向かって延びるシャフト中心孔４４と、該シャフト中心孔４４からシャフト４１の外周面までシャフト径方向孔４５とが形成されている。
シャフト中心孔４４は、シャフト４１の上下方向全域にわたっては延びておらず、シャフト４１の上端から下端に向かう中途まで延びている。これによってシャフト４１は、上端から下端に向かってのシャフト中心孔４４が形成されている部分が中空構造とされており、残りの下方側の部分が中実構造とされている。
【００２８】
シャフト径方向孔４５は、延在方向を軸線Ｏに直交する方向に一致させるようにして径方向に延びている。シャフト径方向孔４５の径方向内側の端部は、シャフト中心孔４４の下端に連通している。換言すれば、シャフト中心孔４４は、シャフト径方向孔４５の上下方向位置までのみ延びており、シャフト径方向孔４５よりも下方には延びていない。
シャフト径方向孔４５の径方向外側の端部は、シャフト４１の外周面における固定面４３の上端に開口している。固定面４３にはロータコア５０が外嵌される。固定面４３は、シャフト径方向孔４５の開口から下方に向かっての所定の領域とされている。シャフト径方向孔４５は、周方向に間隔をあけて複数形成されている。本実施形態では、周方向に９０°の間隔をあけて計４つのシャフト径方向孔４５が放射状に形成されている。
【００２９】
＜ロータコア＞
ロータコア５０は、図３及び図４に示すように、全体としての外形が軸線Ｏを中心とした円筒形状をなしており、シャフト４１の外周面の固定面４３に外嵌されている。シャフト４１に外嵌されたロータコア５０の上端面５０ｃは、シャフト中心孔４４の下端に対応する上下方向位置とされている。シャフト中心孔４４は、シャフトの上端から下方の端部に向かって、ロータコア５０の上端面５０ｃに対応する上下方向位置まで延びている。シャフト径方向孔４５もロータコア５０の上端面５０ｃに対応する上下方向位置に位置している。ロータコア５０の外周面５０ａは、軸線Ｏを中心とした円筒面状をなしている。ロータコア５０は、複数の鋼板（電磁鋼板）を上下方向に積層させることで構成されている。複数の鋼板は互いに同様の形状をなしている。
【００３０】
ロータコア５０には、図３〜図５に示すように、コア中央孔５１、軸方向流路５２、磁石埋込孔５３が形成されている。
コア中央孔５１は、ロータコア５０の上下方向にわたって該ロータコアの中央に形成された孔部である。コア中央孔５１は軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなしている。ロータコア５０は、コア中央孔５１を介してシャフト４１の固定面４３に外嵌されている。
【００３１】
軸方向流路５２は、ロータコア５０の内周側の部分に周方向に互いに間隔をあけて複数形成されている。軸方向流路５２は、ロータコア５０の上下方向全域にわたって一様な形状で延びている。軸方向流路５２はロータコア５０の下端面５０ｂ及び上端面５０ｃに開口している。本実施形態では、軸方向流路５２はシャフト４１の外周面の固定面４３に沿って接するように形成されている。軸方向流路５２の上端は、シャフト径方向孔４５の径方向外側の端部と連通している。シャフト径方向孔４５は、軸方向流路５２の上端と接続される上下方向位置に位置している。
【００３２】
磁石埋込孔５３は、図５に示すように、ロータコア５０の径方向外側の部分に、周方向に間隔をあけて複数形成されている。磁石埋込孔５３は、ロータコア５０の上下方向全域にわたって一様な形状で延びている。磁石埋込孔５３はロータコア５０の下端面５０ｂ及び上端面５０ｃに開口している。
【００３３】
磁石埋込孔５３は、軸線Ｏ方向視で周方向かつ径方向に延びる長孔状、即ち、径方向に対して傾斜して延びる長孔状をなしている。複数の磁石埋込孔５３は、一対の磁石埋込孔５３，５３を一組として、各組が径方向内側に突出するＶ字状をなすように配置されている。各組のＶ字の頂点側が、各磁石埋込孔５３の径方向内側の端部となる。各組のＶ字の開口側が、各磁石埋込孔５３の径方向外側の端部となる。各本実施形態では、それぞれＶ字状をなす計８つの組が周方向に等間隔をあけて設けられている。
【００３４】
詳しくは図６に示すように、各磁石埋込孔５３は、一対の磁石固定壁５４，５５、内側空間形成壁５６及び外側空間形成壁５７によって区画されている。なお、図３及び図４に示す縦断面図では、外側空間形成壁５７及び内側空間形成壁５６は同一の縦断面には実際は存在しないが、説明上、仮想的に同一の縦断面に存在するものとして示している。
一対の磁石固定壁５４，５５は、軸線Ｏ方向視で、該磁石埋込孔５３の長手方向に延びている。一対の磁石固定壁５４，５５は、互いに平行をなし、かつ、互いに対向している。
【００３５】
内側空間形成壁５６は、軸線Ｏ方向視で、一対の磁石固定壁５４，５５における径方向内側の端部同士を接続している。内側空間形成壁５６は、軸線Ｏ方向視で、一対の磁石固定壁５４，５５よりも径方向内側の径方向内側に向かって凹むように形成されている。
外側空間形成壁５７は、軸線Ｏ方向視で、一対の磁石固定壁５４，５５における径方向外側の端部同士を接続している。内側空間形成壁５６は、軸線Ｏ方向視で、磁石固定壁５４，５５よりも径方向外側に凹むように形成されている。
【００３６】
＜永久磁石＞
永久磁石８０は、図３及び図４に示すように、ロータコア５０の上下方向全域にわたって延びる長尺形状をなしている。永久磁石８０は、周方向に間隔をあけて複数がロータコア５０に固定されている。
【００３７】
本実施形態では、各永久磁石８０は、磁石埋込孔５３に配置されており、該磁石埋込孔５３内でロータコア５０に固定されている。永久磁石８０は、図５及び図６に示すように、軸線Ｏに直交する断面形状が矩形状をなしている。永久磁石８０の軸線Ｏ方向の一対の端面８０ａ，８０ｂは、ロータコア５０の下端面５０ｂ、上端面５０ｃと面一とされている。即ち、永久磁石８０の端面８０ａ，８０ｂと、ロータコア５０の下端面５０ｂ、上端面５０ｃとの軸線Ｏ方向の位置は同一とされている。永久磁石８０の一対の端面８０ａ，８０ｂ同士を上下方向に接続する側面のうち断面矩形における長辺をなす一対の側面は、それぞれ長側面８１，８２とされている。永久磁石８０の側面のうち断面矩形における短辺をなす一対の側面は、それぞれ短側面８３，８４とされている。
【００３８】
永久磁石８０の一対の長側面８１，８２は、磁石埋込孔５３の一対の磁石固定壁５４，５５に当接している。即ち、永久磁石８０は、一対の長側面８１，８２が一対の磁石固定壁５４，５５によって挟み込まれることでロータコア５０に固定されている。なお、磁石埋込孔５３は、永久磁石８０を固定するための他の壁を有していてもよい。例えば、磁石固定壁５４，５５と内側空間形成壁５６との間や、磁石固定壁５４，５５と外側空間形成壁５７との間に、永久磁石８０を長手方向の端部側から固定する他の壁を有していてもよい。
【００３９】
永久磁石８０は、隣り合う磁極の極性が互いに相違するように設置されている。一組の磁石埋込孔５３と同様に軸線Ｏ方向視でＶ字状をなす一対一組の永久磁石８０，８０によって一つの磁極が形成される。本実施形態では、８つのＶ字状の磁石埋込孔５３の組が形成されているため、複数の磁石埋込孔５３のそれぞれに永久磁石８０が固定されることでロータ４０の極数は８極とされている。
【００４０】
詳しくは図６に示すように、磁石埋込孔５３内の空間は、該磁石埋込孔５３内に設けられる永久磁石８０によって、内側空間６１と外側空間６２とに区画されている。内側空間６１及び外側空間６２はそれぞれフラックスバリアとして機能する。
【００４１】
内側空間６１は、永久磁石８０における径方向内側の短側面８３と磁石埋込孔５３の内側空間形成壁５６とによって区画形成されている。内側空間６１は、ロータコア５０の上下方向の全領域、即ち、永久磁石８０の上下方向の全領域にわたって永久磁石８０に径方向内側から接している。内側空間６１は、ロータコア５０の上端面５０ｃ及び下端面５０ｂに開口している。内側空間６１は、軸線Ｏ方向視にて、永久磁石８０の短側面８３から径方向内側に突出して延びるように配置されている。内側空間６１は、上記Ｖ字の頂点に位置している。
【００４２】
ロータコア５０における一組の磁石埋込孔５３のＶ字の頂点に位置する一対の内側空間６１の間の部分、即ち、周方向に近接して隣り合う一組の内側空間６１の間の部分は、インナーブリッジ５８とされている。インナーブリッジ５８は、一組の内側空間６１の径方向の存在範囲で、径方向に延在している。
【００４３】
外側空間６２は、永久磁石８０の径方向外側の短側面８４と磁石埋込孔５３の外側空間形成壁５７とによって区画形成されている。外側空間６２は、ロータコア５０の上下方向の全領域、即ち、永久磁石８０の上下方向の全領域にわたって永久磁石８０に径方向外側から接している。外側空間６２は、ロータコア５０の上端面５０ｃ及び下端面５０ｂに開口している。
【００４４】
ここで、外側空間形成壁５７は、第一壁面５７ａ、第二壁面５７ｂ及び外周側壁面５７ｃから構成されている。
第一壁面５７ａは、軸線Ｏ方向視で、一対の磁石固定壁５４，５５のうち径方向内側の磁石固定壁５４から径方向外側に向かって延びている。第二壁面５７ｂは、軸線Ｏ方向視で、一対の磁石固定壁５４，５５のうち径方向外側の磁石固定壁５５から径方向外側に向かって延びている。
第一壁面５７ａ及び第二壁面５７ｂは、軸線Ｏ方向視でそれぞれ永久磁石８０に接触している。第二壁面５７ｂの永久磁石８０への接触箇所は、第一壁面５７ａの永久磁石８０の接触箇所よりも径方向外側に一致している。本実施形態では、第二壁面５７ｂは、永久磁石８０の径方向外側の端部となる長側面８２と短側面８４との角部に接触している。
【００４５】
外周側壁面５７ｃは、軸線Ｏ方向視で、第一壁面５７ａと第二壁面５７ｂとの径方向外側の端部を接続するように周方向に延びている。外周側壁面５７ｃは、軸線Ｏ方向視で、軸線Ｏを中心とした第一仮想円Ｃ１に沿って円弧状に延びている。第一仮想円Ｃ１は、外側空間６２の径方向外側の端部を通過する円であって、本実施形態では、軸線Ｏ方向視で外周側壁面５７ｃに一致する。外周側壁面５７ｃの周方向の寸法は、第二壁面５７ｂの径方向の寸法、即ち、永久磁石８０の径方向外側の端部と第一仮想円Ｃ１との径方向の距離よりも大きい。
【００４６】
ここで、軸線Ｏを中心として外側空間６２の径方向内側の端部を通過する円を第二仮想円Ｃ２とする。本実施形態では、第二仮想円Ｃ２は外側空間形成壁５７の第一壁面５７ａと磁石固定壁５４の接続箇所を通過している。
軸線Ｏを中心として永久磁石８０の径方向外側の端部を通過する円を第三仮想円Ｃ３とする。永久磁石８０の径方向外側の端部は、外側空間６２の径方向外側の端部よりも径方向内側に位置し、かつ、外側空間６２の径方向内側の端部よりも径方向外側に位置している。そのため、第三仮想円Ｃ３の直径は、第一仮想円Ｃ１の直径より小さく、第二仮想円Ｃ２の直径より大きい。
【００４７】
ロータコア５０における外周側壁面５７ｃと該ロータコア５０の外周面５０ａとの間の部分は、アウターブリッジ５９とされている。アウターブリッジ５９は外周側壁面５７ｃの形成範囲にわたって周方向に延在している。
【００４８】
＜第一エンドプレート＞
第一エンドプレート９０は、図３、図４及び図７に示すように、軸線Ｏに直交する方向に延在するとともに、外形が軸線Ｏを中心とした円形をなす円板状の部材である。第一エンドプレート９０はロータコア５０の下方から該ロータコア５０に積層されるように固定されている。
第一エンドプレート９０は、ロータコア５０の下端面５０ｂに下方から当接する上面９０ａを有する。第一エンドプレート９０は、軸線Ｏを中心とした円筒面状をなして径方向外側を向く外周面９０ｂを有する。第一エンドプレート９０の外周面９０ｂの外径は軸線Ｏ方向で一定とされている。第一エンドプレート９０の外周面９０ｂの上端は、該第一エンドプレート９０の上面９０ａに接続されるとともにロータコア５０の下端面５０ｂに当接している。
第一エンドプレート９０は、中央に軸線Ｏを中心とした円形をなす円形孔９１が形成されている。第一エンドプレート９０は円形孔９１がシャフト４１の外周面の固定面４３に外嵌されることで該シャフト４１に固定されている。
【００４９】
第一エンドプレート９０内には、径方向に延びる分配路９２が形成されている。分配路９２は、ロータコア５０の軸方向流路５２と内側空間６１とを径方向に接続する。分配路９２は、外側空間６２やロータ４０の外部の空間とは連通していない。即ち、分配路９２は、軸方向流路５２と内側空間６１とのみを連通させている。分配路９２は、軸方向流路５２を介してシャフト４１内のシャフト径方向孔４５と連通されている。分配路９２は、第一エンドプレート９０に形成された凹部９３と第一エンドプレート９０が上方からロータコア５０の下端面５０ｂとによって画成されている。
【００５０】
図７に示すように、凹部９３は、第一エンドプレート９０の上方を向く面、即ち、ロータコア５０の下端に接する面から窪むように、周方向に間隔をあけて複数形成されている。本実施形態では、周方向に等間隔をあけて４つの凹部９３が形成されている。
【００５１】
各凹部９３は、それぞれ径方向に延びる一対一組の分配路形成部９４，９４によって構成されている。一組の分配路形成部９４，９４は、径方向内側の端部が互いに合流して円形孔９１に接続されている。一組の分配路形成部９４，９４は、径方向外側に向かうにしたがって次第に周方向に離間するように分岐している。これによって、各凹部９３は、頂点が径方向内側を向くＶ字状をなしている。各凹部９３における一組の分配路形成部９４，９４の径方向外側の端部は、第一エンドプレート９０の外周面９０ｂに開口することなく閉塞されている。
【００５２】
各凹部９３のＶ字の頂点に該当する箇所の周方向位置は、ロータコア５０の軸方向流路５２の周方向位置と同一とされている。各凹部９３における一組の分配路形成部９４，９４の径方向外側の端部の位置は、軸線Ｏ方向視にて互いに近接する一対の内側空間６１を含む位置とされている。
【００５３】
分配路９２は、ロータコア５０の軸方向流路５２と内側空間６１とをこれらの下端同士で径方向に連通させている。本実施形態では計８つの分配路形成部９４が形成されているため、軸線Ｏ方向視で８つの分配路９２が画成されている。
【００５４】
第一エンドプレート９０の外周面９０ｂの外径は、ロータコア５０の外径及び第一仮想円Ｃ１の直径よりも小さく設定されている。即ち、第一エンドプレート９０の外周面９０ｂは、外側空間６２の径方向外側の端部を形成する外周側壁面５７ｃよりも径方向内側に位置している。したがって、第一エンドプレート９０は、外側空間６２のロータコア５０の下端面５０ｂでの開口をロータ４０の外部に開放させている。これによって、第一エンドプレート９０は、外側空間６２の下端を外部に連通させる第一排出口６２ａを形成している。
【００５５】
ここで、図４及び図６に示すように、第一エンドプレート９０の外周面９０ｂの外径は、第二仮想円Ｃ２の直径よりも大きく設定されている。そのため、第一エンドプレート９０は、外側空間６２におけるロータコア５０の下端での開口における径方向内側の部分を閉塞するとともに、当該開口における径方向外側の部分を開放させている。即ち、第一エンドプレート９０は、外側空間６２の開口の径方向内側の部分のみを閉塞している。これにより、第一排出口６２ａは、外側空間６２の下端における径方向外側の部分のみに偏って形成されている。
【００５６】
第一エンドプレート９０の外周面９０ｂの外径は、第三仮想円Ｃ３の直径よりも大きく設定されている。そのため、第一エンドプレート９０は、外側空間６２におけるロータコア５０の下端での開口における径方向外側の部分の僅かな部分を開放させている。これにより、第一排出口６２ａは、外側空間６２の下端における径方向外側の部分のみに周方向に延びるスリット状の第一排出口６２ａを形成している。第一排出口６２ａの軸線Ｏ方向視で該第一排出口６２ａの延在方向に直交する幅寸法、即ち、第一排出口６２ａの径方向の寸法は、例えば０．２〜１．５ｍｍ、好ましくは０．３〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ程度に設定されている。
【００５７】
第一エンドプレート９０の上下方向の位置は、図３に示すように、ステータ３０における上部コイルエンド３４ａの上下方向位置と同様とされている。したがって、第一排出口６２ａの径方向外側には上部コイルエンド３４ａが位置している。
【００５８】
＜第二エンドプレート＞
第二エンドプレート９６は、図３、図４及び図８に示すように、第一エンドプレート９０と同様、軸線Ｏに直交する方向に延在するとともに、外形が軸線Ｏを中心とした円形をなす円板状の部材である。
第二エンドプレート９６は、ロータコア５０の上端面５０ｃに上方から当接する下面９６ａを有する。第二エンドプレート９６は、軸線Ｏを中心とした円筒面状をなして径方向外側を向く外周面９６ｂを有する。第二エンドプレート９６の外周面９６ｂの外径は軸線Ｏ方向で一定とされている。第二エンドプレート９６の外周面９６ｂの下端は、該第二エンドプレート９６の下面９６ａに接続されるとともにロータコア５０の上端面５０ｃに当接している。
第二エンドプレート９６には、中央に軸線Ｏを中心とした円形をなす円形孔９７が形成されている。第二エンドプレート９６は円形孔９７がシャフト４１の外周面の固定面４３に外嵌されることで該シャフト４１に固定されている。第二エンドプレート９６は第一エンドプレート９０とともにロータコア５０を上下から挟み込むように支持している。
【００５９】
第二エンドプレート９６は、下面９６ａによってロータコア５０内の軸方向流路５２を上方から閉塞している。
第二エンドプレート９６には、図８に示すように、上下方向に貫通する貫通孔（排出路）９８が周方向に間隔をあけて複数形成されている。本実施形態では、貫通孔９８は、周方向に等間隔をあけて計８つが形成されている。
【００６０】
各貫通孔９８の位置は、軸線Ｏ方向視にてロータコア５０における互いに近接する一対の軸方向流路５２を含む位置とされている。第二エンドプレート９６の貫通孔９８とロータコア５０の内側空間６１とが互いに連通されている。
これによって、ロータ４０内には、シャフト中心孔４４、シャフト径方向孔４５、軸方向流路５２、分配路９２、内側空間６１及び貫通孔９８の順序で冷却油が流通する冷却流路が形成されている。
【００６１】
第二エンドプレート９６の外周面９６ｂの外径は、ロータコア５０の外径及び第一仮想円Ｃ１の直径よりも小さく設定されている。即ち、第二エンドプレート９６の外周面９６ｂは、外側空間６２の径方向外側の端部を形成する外周側壁面５７ｃよりも径方向内側に位置している。したがって、第二エンドプレート９６は、外側空間６２のロータコア５０の上端面５０ｃでの開口をロータ４０の外部に開放させている。これによって、第二エンドプレート９６は、外側空間６２の上端を外部に連通させる第二排出口６２ｂを形成している。
【００６２】
ここで、図４及び図６に示すように、第二エンドプレート９６の外周面９６ｂの外径は、第二仮想円Ｃ２の直径よりも大きく設定されている。そのため、第二エンドプレート９６は、外側空間６２におけるロータコア５０の上端面５０ｃでの開口における径方向内側の部分を上方から閉塞するとともに、当該開口における径方向外側の部分を開放させている。即ち、第二エンドプレート９２は、外側空間６２の開口の径方向内側の部分のみを閉塞している。これによって、第二排出口６２ｂは、外側空間６２の上端における径方向外側の部分のみに偏って形成されている。
【００６３】
第二エンドプレート９６の外周面９６ｂの外径は、第三仮想円Ｃ３の直径よりも大きく設定されている。そのため、第二エンドプレート９６は、外側空間６２におけるロータコア５０の上端面５０ｃでの開口における径方向外側の僅かな部分を開放させている。これにより、第二排出口６２ｂは、外側空間６２の上端における径方向外側の部分のみに周方向に延びるスリット状の第二排出口６２ｂを形成している。第二排出口６２ｂの軸線Ｏ方向視で該第二排出口６２ｂの延在方向に直交する幅寸法、即ち、第二排出口６２ｂの径方向の寸法は、例えば０．２〜１．５ｍｍ、好ましくは０．３〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ程度に設定されている。
【００６４】
第二エンドプレート９６の上下方向の位置は、ステータ３０における下部コイルエンド３４ｂの上下方向位置と同様とされている。したがって、第二排出口６２ｂの径方向外側には下部コイルエンド３４ｂが位置している。
【００６５】
＜軸力付与部＞
軸力付与部７０は、第一エンドプレート９０と第二エンドプレート９６とが近接する方向に軸力を付与する役割を有しており、図３及び図４に示すように、段差部７１及びリング７２から構成されている。
【００６６】
段差部７１は、シャフト４１の外周面における上下方向の一部から周方向全周にわたって径方向外側にフランジ状に張り出している。段差部７１は、シャフト４１に一体に設けられている。段差部７１は、シャフトの固定面４３の下端に設けられている。これによって、段差部７１には、固定面４３に外嵌されるロータコア５０の下端面５０ｂが上方から当接する。
【００６７】
リング７２は、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。リング７２の内周には、シャフト４１の外周面に形成された雄ネジと螺合する雌ネジが形成されている。リング７２は、シャフト４１の雄ネジに螺合した状態で、第二エンドプレート９６に上方から当接している。リング７２をシャフト４１に対して相対回転させることで、該リング７２は雄ネジ及び雌ネジのピッチにしたがって下方に進行させられる。これによって、第二エンドプレート９６には上方から力が加えられる。その結果、ロータコア５０、第一エンドプレート９０及び第二エンドプレート９６には段差部７１及びリング７２によって上下方向から挟み込まれる方向に軸力が付与されている。そのため、第一エンドプレート９０と第二エンドプレート９６とによって、ロータコア５０を軸線Ｏ方向から挟み込むように該ロータコア５０に付勢力が付与される。これによって、ロータコア５０の鋼板同士が一体に固定されている。
【００６８】
＜電動機の動作及び作用効果＞
電動機１の駆動時には、インバータ１３９を介してステータ３０の各コイル３４に交流電力が供給される。そして、コイル３４によって生成される回転磁界に各永久磁石８０が追従することでロータ４０がステータ３０に対して回転する。油圧ショベル１００の上部旋回体１３０の旋回時には電動機１が高トルクで駆動される。そのため、ロータコア５０での鉄損及び永久磁石８０内の渦電流損によりロータコア５０及び永久磁石８０が高温になる。また、コイル３４での銅損及びステータコア３１での鉄損によりステータ３０が高温となる。特コイル３４に平角巻線を用いた場合には、ロータコア５０に熱が籠り易くなる。ステータ３０が高温となれば、該ステータ３０の輻射熱によりロータコア５０はさらに高温となる。そのため、冷却油供給部２０により電動機１内に冷却油が供給される。
【００６９】
冷却油供給部２０の冷却油ポンプ２４が作動すると、冷却油貯留部２１の冷却油が導入流路２２を介して電動機１のケーシング２の冷却油導入孔６に供給される。冷却油導入孔６を流通する冷却油は、回転駆動するロータ４０のシャフト４１の上端からシャフト中心孔４４内に導入される。シャフト中心孔４４を下方に向かって流通した冷却油は、該シャフト中心孔４４から分岐するシャフト径方向孔４５に導入され径方向外側に向かって流通する。シャフト径方向孔４５を介してシャフト４１の外周面に冷却油が到達することで、該冷却油はロータコア５０内の軸方向流路５２の上端に導入される。冷却油は軸方向流路５２をシャフト４１の外周面に沿って下方に向かって流通し、ロータコア５０から第一エンドプレート９０に到達した段階で、第一エンドプレート９０内の分配路９２に導入される。
【００７０】
冷却油は分配路９２を径方向外側に向かって流通した後、ロータコア５０の内側空間６１にその下端から導入される。内側空間６１内では冷却油は永久磁石８０に接しながら上方に向かって流通する。そのため、永久磁石８０が冷却油によって直接的に冷却され、高温化による永久磁石８０の熱減磁が抑制される。内側空間６１の上端まで到達した冷却油は、第二エンドプレート９６の貫通孔９８に導入され、該貫通孔９８の上端より第二エンドプレート９６の外部、即ち、ロータ４０の外部に排出される。この際、冷却油は、ロータ４０の回転による遠心力によって径方向外側に向かって散布されるように排出される。これによって、ステータ３０のステータコア３１及びコイル３４に冷却油が供給され、該ステータ３０の冷却が図られる。その後、ステータ３０から垂れ落ちた冷却油は、ケーシング２の冷却油排出路９を通過してケーシング２の外部に排出される。そして、冷却油は、還流流路２３を通過する過程で冷却部２５によって冷却され、再び冷却油貯留部２１に貯留される。
【００７１】
ここで、冷却油がロータコア５０を冷却する過程で、内側空間６１を上方に向かって流通する冷却油の一部が外側空間６２に染み出してしまうことがある。
即ち、永久磁石８０とロータコア５０における磁石埋込孔５３の磁石固定壁５４，５５との間には部分的に隙間が形成される場合がある。また、ロータコア５０を形成する複数の鋼板間には微小な隙間が形成される場合がある。このような場合には、当該隙間を介して内側空間６１を上方に向かって流通する冷却油の一部が外側空間６２内に侵入してしまう。
【００７２】
仮に外側空間６２の上端及び下端が閉塞されている場合には、外側空間６２内に侵入した冷却油は該外側空間６２内から排出されず、外側空間６２内に滞留してしまう。外側空間６２は、ステータ３０に近接しているため、ステータ３０からの放射熱の影響を受け易い。また、永久磁石８０の渦電流は、ステータ３０からの交番磁界の影響により、該永久磁石８０の断面矩形状の長手方向両端部であって特に第二壁面５７ｂに近い位置で最も顕著となる。そのため、上記放射熱と相まって外側空間６２は高温になり易い。よって、外側空間６２に滞留して高温となった冷却油が排出されなければ、永久磁石８０を熱減磁させ、電動機１の性能を低下させてしまう。
【００７３】
これに対して本実施形態では、外側空間６２の下端は第一排出口６２ａを介して外部と連通されており、該外側空間６２の上端は第二排出口６２ｂを介して外部と連通されている。そのため、内側空間６１から外側空間６２に染み出た冷却油は、第一排出口６２ａ又は第二排出口６２ｂを介して外部に放出される。よって、外側空間６２に高温の冷却油が滞留することはないため、外側空間６２内が不用意に高温となってしまうことはない。これにおり、外側空間６２内の冷却油の高温化による熱減磁の影響を低減することができる。その結果、電動機１の性能低下を回避することができる。
【００７４】
また、内側空間６１から外側空間６２に侵入していく冷却油は、外側空間６２内を上方又は下方に進行した後、第一排出口６２ａ又は第二排出口６２ｂから順次排出される。そのため、冷却油による外側空間６２内の冷却効果を副次的に得ることができる。これによって、外側空間６２に面する永久磁石８０の径方向外側の端部（径方向外側の短側面８４）の冷却を行うことができる。
さらに、第一排出口６２ａ、第二排出口６２ｂから排出される冷却油は、ロータ４０の遠心力に従って径方向外側に放出される。そのため、これら第一排出口６２ａ、第二排出口６２ｂから放出される冷却油によって、特に上部コイルエンド３４ａ、下部コイルエンド３４ｂの冷却を図ることができる。
【００７５】
また、第一排出口６２ａ及び第二排出口６２ｂは、それぞれ円形をなす第一エンドプレート９０と第二エンドプレート９６の外周面９６ｂの外径を外側空間６２の外径よりも小さくすることによって形成されている。そのため、第一エンドプレート９０及び第二エンドプレート９６を貫通する排出口を別途形成する必要がない。これによって、第一エンドプレート９０、第二エンドプレート９６の強度が低下してしまうことを回避できる。
特に本実施形態のように軸力付与部７０によって第一エンドプレート９０及び第二エンドプレート９６に軸力が付与される場合であっても、当該軸力に対抗できるだけの第一エンドプレート９０及び第二エンドプレート９６の強度を確保することができる。
【００７６】
ここで、仮に外側空間６２の冷却油を外部に排出するためにロータコア５０自体に、外側空間６２と外部とを連通させる排出口を形成した場合には、以下のような問題が生じる。
即ち、ロータコア５０のアウターブリッジ５９に対応する箇所に上下方向にわたって開口する排出口を形成した場合、永久磁石８０が遠心力の影響により外れてしまう可能性がある。また、磁束が縦に漏れてしまうことで、電動機１の性能低下にもつながる。
また、ロータコア５０のアウターブリッジ５９に対応する箇所に、上下方向に間隔をあけて排出口を形成した場合には、ロータコア５０を形成するために複数の型の鋼板が必要となる。即ち、排出口が形成される部分の鋼板と該排出口が形成されない部分の鋼板との少なくとも２種類の型を用いる必要があり、製造コストが増加する。また、強度の低下や上下方向の磁束の漏れもやはり避けられない。
【００７７】
これに対して本実施形態では、ロータコア５０に排出口を別途形成するのではなく、第一エンドプレート９０及び第二エンドプレート９６の外径を適宜設定することで、外側空間６２の上端及び下端から冷却油を排出する構成を採用している。そのため、ロータコア５０自体の形状を変えずとも外側空間６２の冷却油を排出することができるため、上記欠点は生じない。
【００７８】
さらに、第一エンドプレート９０、第二エンドプレート９６の外径が第一仮想円Ｃ１より小さく第二仮想円Ｃ２より大きいため、第一排出口６２ａ及び第二排出口６２ｂは、外側空間６２の下端、上端における径方向外側の部分のみに偏って形成されている。そのため、外側空間６２から排出される冷却油を積極的に径方向外側へと向かって排出することができる。よって、ロータ４０の回転による遠心力に相まって、第一排出口６２ａ及び第二排出口６２ｂから排出される冷却油を径方向外側に導くことができる。これにより、上部コイルエンド３４ａ、下部コイルエンド３４ｂの冷却をより効果的に行うことができる。
また、第一エンドプレート９０及び第二エンドプレート９６の外径が上記範囲に設定されていることで、第一エンドプレート９０、第二エンドプレート９６は、ロータコア５０の外周側の領域まで存在している。そのため、第一エンドプレート９０、第二エンドプレート９６によって、ロータコア５０の外周側の領域でも該ロータコア５０を構成する鋼板に対して適切に付勢力を与えることができる。
このように、第一エンドプレート９０及び第二エンドプレート９６の外径を第一仮想円Ｃ１の外径と第二仮想円Ｃ２の外径との間の値とすることで、外側空間６２の冷却油の排出とロータコア５０の固定との両立を図ることができる。
【００７９】
また、第一排出口６２ａ、第二排出口６２ｂは、それぞれ周方向を長手方向とするスリット状に延びている。これによって、外側空間６２の冷却油を周方向に分散させながら外部に放出することができる。したがって、各第一排出口６２ａ、第二排出口６２ｂから冷却油を周方向の広い範囲に放出することができる。即ち、上部コイルエンド３４ａ、下部コイルエンド３４ｂの周方向一部領域に偏ることなく、これらの周方向全域に均一に冷却油を供給することできる。
【００８０】
ここでアウターブリッジ５９は、磁路の幅を小さくして磁気飽和させることで、それ以上の磁束の通過を抑制している。これによって、電動機１の回転に寄与しない漏れ磁束の増加を抑制している。本実施形態では、第一排出口６２ａ、第二排出口６２ｂが周方向に延びるスリット状に形成されていることにより、アウターブリッジ５９もまた周方向に延在している。即ち、アウターブリッジ５９が長大化されることで、磁束が通過できない領域を広げることができ、漏れ磁束の増加をより一層抑制することが可能となる。
【００８１】
ここで、例えば第一実施形態の第一変形例として、図９に示すような第二排出口６２ｂを採用してもよい。第一変形例では、第二エンドプレート９６の外周面９６ｂのうち、該第二エンドプレート９６の下面９６ａに接続される下端の部分が、ロータコア５０に近づくにしたがって外径が小さくなるように面取りされたテーパ面９６ｃとされている。第二エンドプレート９６の外周面９６ｂのうち、テーパ面９６ｃを除く該テーパ面９６ｃの上方の部分は、軸線Ｏを中心とした円筒面９６ｄとされている。
【００８２】
第二エンドプレート９６の外周面９６ｂにおける円筒面９６ｄの外径は、第一仮想円Ｃ１の直径以上の値に設定されている。一方、第二エンドプレート９６の外周面９６ｂにおけるテーパ面９６ｃの下端の外径は、第一実施形態同様、第一仮想円Ｃ１の直径より小さく設定されている。テーパ面９６ｃの下端の外径は、第二仮想円Ｃ２の直径より大きく、好ましくは第三仮想円Ｃ３の直径より大きく設定されている。
【００８３】
このように、第二エンドプレート９６の外周面９６ｂの一部（ロータコア５０側の端部）の外径が外側空間６２の径方向外側の端部を通過する第一仮想円Ｃ１の直径よりも小さい場合であっても、第一実施形態同様に第二排出口６２ｂが形成される。これにより外側空間６２の冷却油を第二排出口６２ｂを介して円滑に外部に排出することができる。
特に第一変形例では、テーパ面９６ｃが外側空間６２から離間するに従って径方向外側に向かって延びているため、外側空間６２内の冷却油を第二排出口６２ｂを介して径方向外側へと案内できる。そのため、上部コイルエンド３４ａにより積極的に冷却油を供給することができる。
【００８４】
また、例えば第一実施形態の第二変形例として、図１０に示すような第二排出口６２ｂを採用してもよい。第二変形例では、第二排出口６２ｂは、第二エンドプレート９６を上下方向に貫通する孔部９９ａとして形成されている。この孔部９９ａは、各外側空間６２に対応する周方向位置に形成されており、該外側空間６２と連通している。そのため、外側空間６２内の冷却油を、当該孔部９９ａを介して上方に排出することができる。
【００８５】
さらに、例えば第一実施形態の第三変形例として、図１１に示す構成であってもよい。第三変形例では、第二排出口６２ｂは、第二エンドプレート９６の下面９６ａに開口して外側空間６２に連通するとともに、第二エンドプレート９６の外周面９６ｂに開口する孔部９９ｂとしている。当該孔部９９ｂは、外側空間６２に対応する位置に形成されている。この場合、孔部９９ｂを介して外側空間６２の冷却油が、径方向外側へと積極的に排出される。これによって、上部コイルエンド３４ａをより効果的に冷却することができる。
【００８６】
また、例えば第一実施形態の第四変形例として、図１２に示す構成であってもよい。第四変形例では、第二エンドプレート９６の外周面９６ｂの外径を第一仮想円Ｃ１よりも大きく形成しながら、該外周面から径方向内側に向かって凹む凹部９９ｃを周方向に間隔をあけて形成している。当該凹部９９ｃは外側空間６２と対応する位置に形成されており、外側空間６２の上端に連通している。これによって、外側空間６２を外部と連通させる第二排出口６２ｂが形成されている。この場合であっても、上記同様、外側空間６２の冷却油を外部に排出することができる。
【００８７】
なお、上記第二〜図四変形例では、孔部９９ａ，９９ｂ、凹部９９ｃを形成した分だけ、第一エンドプレート９０からロータコア５０に対する付勢力が外周側の位置で低下する。そのため、ロータコア５０を構成する鋼板同士が樹脂等で固定されていることが好ましい。
また、上記第一〜第四変形例では、第二エンドプレート９６及び第二排出口６２ｂについて説明したが、第一エンドプレート９０及び第二排出口６２ｂを同様の構成としてもよい。
【００８８】
次に本発明の第二実施形態に係るロータ４０Ａについて図１３を参照して説明する。第二実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第二実施形態は、永久磁石１８０の構成が第一実施形態と異なる。第二実施形態の永久磁石１８０の上下方向の両方の端面１８０ａ，１８０ｂは、それぞれロータコア５０の上端面５０ｃ、下端面５０ｂよりも磁石埋込孔５３内、即ち、磁石埋込孔５３の軸線Ｏ方向内側に後退して配置されている。
【００８９】
即ち、永久磁石１８０の下方の端面１８０ａは、ロータコア５０の下端面５０ｂから上方に離間して配置されている。永久磁石１８０の下方の端面１８０ａは、第一エンドプレート９０の上面９０ａからも上方に離間している。これによって、永久磁石１８０の下方の端面１８０ａと第一エンドプレート９０の上面９０ａとの間には、磁石埋込孔５３内で内側空間６１と外側空間６２とを連通させる下端部連通路１８５が区画形成されている。下端部連通路１８５は、内側空間６１と外側空間６２とを軸線Ｏ方向視における磁石埋込孔５３の長手方向（径方向かつ周方向）に連通させている。
【００９０】
永久磁石１８０の上方の端面１８０ｂは、ロータコア５０の上端面５０ｃから下方に離間して配置されている。永久磁石１８０の上方の端面１８０ｂは、第二エンドプレート９６の下面９６ａからも下方に離間している。これによって、永久磁石１８０の上方の端面１８０ｂと第二エンドプレート９６の下面９６ａとの間には、磁石埋込孔５３内で内側空間６１と外側空間６２とを連通させる上端部連通路１８６が区画形成されている。上端部連通路１８６は、内側空間６１と外側空間６２とを軸線Ｏ方向視における磁石埋込孔５３の長手方向（径方向かつ周方向）に連通させている。
【００９１】
ここで、本実施形態では、永久磁石１８０は、複数（本実施形態では２つ）の磁石片１８２が上下方向に互いに間隔あけて配列されることで構成されている。軸線Ｏ方向に隣り合う磁石片１８２の間には、磁石埋込孔５３内で内側空間６１と外側空間６２とを連通させる内部連通路１８７が区画形成されている。内部連通路１８７は、内側空間６１と外側空間６２とを軸線Ｏ方向視における磁石埋込孔５３の長手方向（径方向かつ周方向）に連通させている。
【００９２】
本実施形態では、内側空間６１を流通する冷却油が外側空間６２に染み出ることに加えて、上記の下端部連通路１８５、上端部連通路１８６及び内部連通路１８７を介して、内側空間６１の冷却油を外側空間６２へと積極的に供給することができる。そのため、外側空間６２により多くの冷却油を流通させることができる。これによって、特に高温になり易い外側空間６２内に冷却油を適切に供給することができ、渦電流が大きく発生する永久磁石１８０の径方向外側を効果的に冷却することができる。
【００９３】
ここで、外側空間６２に冷却油を導入するための流路を第一エンドプレート９０や第二エンドプレート９６内に形成した場合、新たに流路を付加する分だけ、第一エンドプレート９０、第二エンドプレート９６の剛性が低下してしまう。特に本実施形態のように、軸力付与部７０による軸力によって第一エンドプレート９０、第二エンドプレート９６及びロータコア５０が締結された構造の場合には、当該軸力に抗するだけの剛性を付与すべく、第一エンドプレート９０、第二エンドプレート９６の厚さを増大させる等の措置が必要となってしまう。
さらに、ロータコア５０に流路を形成しようとすれば、形状の異なる複数種類の鋼板が必要となり、これら鋼板に対応する複数の型を使用する分だけコストが増加してしまう。
【００９４】
これに対して本実施形態では、第一エンドプレート９０、第二エンドプレート９６に新たに流路を形成せずに、永久磁石１８０、磁石片１８２のサイズを調整することのみで、外側空間６２に冷却油を導く流路を形成している。そのため、上記欠点が生じることなく、外側空間６２に冷却油を適切に供給できる。
【００９５】
次に本発明の第三実施形態に係るロータ４０Ｂについて図１４を参照して説明する。第三実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第三実施形態は、第一エンドプレート１９０の分配路１９２の構成が第一実施形態と異なる。
【００９６】
第三実施形態の分配路１９２は、周方向に間隔をあけて複数が形成されている。本実施形態での複数の分配路１９２は、周方向に９０°の間隔をあけて４つが形成されている。各分配路１９２は、径方向流路１９３と周方向流路１９４とを有している。
【００９７】
径方向流路１９３は、径方向に延びており、径方向内側の端部が円形孔９１に接続されている。径方向流路１９３の径方向内側の端部の周方向位置は、ロータコア５０の軸方向流路５２の周方向位置と同一とされている。径方向流路１９３の外側の端部は、第二エンドプレート９６の外周面９６ｂまで至っていない。径方向流路１９３は、径方向に一致して延びる基準線Ｐに沿って延びている。本実施形態では、径方向流路１９３の幅方向(周方向)の中央を基準線Ｐが通過している。
【００９８】
周方向流路１９４は、径方向流路１９３の径方向外側の端部に接続されている。周方向流路１９４は、該径方向流路１９３の径方向外側の端部から周方向両側に向かって延びている。本実施形態では、周方向流路１９４は、軸線Ｏ方向視で、径方向流路１９３に直交して直線状に延びている。これによって、本実施形態の分配路１９２は、軸線Ｏ方向視でＴ字状をなしている。なお、周方向流路１９４は径方向流路１９３に対して交差していればよい。
周方向流路１９４の周方向の両端側は、軸線Ｏ方向視にて互いに近接する一対の内側空間６１を含む位置とされている。即ち、周方向流路１９４は、周方向の両端側の部分でそれぞれ内側空間６１の下端に連通している。
【００９９】
このような分配路１９２は、第一エンドプレート１９０の上面９０ａから凹む凹部１９５によって形成されている。凹部１９５は、径方向流路１９３を形成する径方向凹部１９６と、周方向流路１９４を形成する径方向凹部１９６とから構成されている。
【０１００】
周方向凹部１９７における径方向外側の部分は、径方向流路１９３の中央線から周方向一方側及び他方側に向かって直線状に延びる一対の流路背面１９８とされている。当該流路背面１９８は、軸線Ｏに平行な面とされている。本実施形態では流路背面１９８は、径方向流路１９３の基準線Ｐに対して直交して延びている。そのため、流路背面１９８は、基準線Ｐから周方向に離間するにしたがって、徐々に径方向に向かって延びている。
【０１０１】
本実施形態では、軸方向流路５２から分配路１９２に供給される冷却冷媒は、径方向流路１９３、周方向流路１９４を経由してロータコア５０の内側空間６１に導入される。本実施形態では、周方向流路１９４が、ロータコア５０の径方向外側の部分で、周方向に延びている。そのため、周方向流路１９４を冷却油が流通する過程で、周方向の広範囲にわたって第一エンドプレート１９０を冷却することができる。特に第一エンドプレート１９０の径方向外側の部分は、ステータ３０からの輻射熱やステータ３０からの交番磁束による渦電流の影響で高温になり易い。本実施形態では、周方向流路１９４が形成されていることで、第一エンドプレート１９０の外周側の部分での高温化を抑制できる。
【０１０２】
さらに、本実施形態では、周方向流路１９４を形成する一対の流路背面１９８は、径方向流路１９３に直交しているため、周方向に離間するにしたがって径方向外側に向かって延びている。よって、冷却冷媒が径方向流路１９３から周方向流路１９４の端部に流通する過程で、該冷却冷媒が滞留してしまう箇所はない。仮に、流路背面１９８の一部が、径方向外側から離間するにしたがって径方向内側に延びている場合、当該箇所には遠心力の影響で冷却油が滞留してしまう。本実施形態では、流路背面１９８が周方向流路１９４の端部に向かうにしたがって径方向外側に向かっているため、冷却油の対流箇所はない。径方向流路１９３から周方向流路１９４に導入された冷却油は、遠心力によって周方向流路１９４の端部に円滑に導かれ、内側空間６１に導入される。
【０１０３】
なお、流路背面１９８は軸線Ｏ方向視で必ずしも直線状をなしていなくともよい。この場合であっても、径方向流路１９３から周方向に離間するにしたがって径方向内側に向かう箇所がなければよい。即ち、流路背面１９８は、径方向流路１９３から周方向に離間するにしたがって、徐々に径方向外側に向かっていればよい。なお、流路背面１９８の一部に、軸線Ｏを中心とした円弧状に延びる部分があってもよい。
【０１０４】
なお、流路背面１９８が軸線Ｏ方向視で直線状に延びる場合、以下の関係が成立していればよい。即ち、流路背面１９８における周方向の端部の軸線Ｏからの距離をＲ１、流路背面１９８における径方向流路１９３の基準線Ｐとの交点における軸線Ｏからの距離をＲ２とする場合、Ｒ１＞Ｒ２の関係が成立していればよい。ここで、極数をＰとした場合、Ｒ２＝Ｒ１ｃｏｓ（π／Ｐ）である。この場合には、流路背面１９８は、径方向流路１９３から周方向の端部に向かうにしたがって常に径方向外側に向かって延びることになる。
【０１０５】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば実施形態では、第一エンドプレート９０によって第一排出口６２ａが形成され、第二エンドプレート９６によって第二排出口６２ｂが形成されている例について説明したが、第一排出口６２ａ、第二排出口６２ｂの少なくとも一方が形成されていればよい。
【０１０６】
第一排出口６２ａ、第二排出口６２ｂの形状は周方向に一様な幅寸法で延びるスリット状に限られず、他の形状であってもよい。例えば周方向一方側に向かうにしたがって幅寸法が大きくなる又は小さくなるスリット状であってもよい。また、第一排出口６２ａ、第二排出口６２ｂはスリット状に限られず、他の形状であってもよい。
第一実施形態では、ロータ４０内部を流通した冷却油をステータ３０に散布する構成としたが、ロータ４０内部の冷却経路とは別にステータ３０を冷却する冷却経路を設けてもい。ステータ３０に対して冷却油を外部から直接供給する構成であってもよい。
第一実施形態では、軸方向流路５２がシャフト４１の外周面に沿って延びる構成とした。軸方向流路５２は、シャフト４１の外周面に接することなく、ロータコア５０の内部に形成してもよい。
【０１０７】
第一エンドプレート９０の分配路９２に冷却油を供給する流路は、実施形態の構成に限られず、他の構成を採用してもよい。外部から供給される冷却油が分配路９２に供給されるならば、他のいかなる構成であってもよい。
実施形態では、冷却媒体として冷却油を用いた例について説明したが、冷却空気や他の媒体からなる冷却媒体を用いてもよい。
【０１０８】
実施形態では、電動機１の軸線Ｏを上下方向に一致させた縦置き型について説明したが、該軸線Ｏを水平方向に一致させる横置き型に適用してもよいし、軸線Ｏを斜め方向に一致させて配置してもよい。
また、実施形態では、電動機１の出力をスイングピニオン１２３に伝達する例について説明したが、例えば、電動機１が遊星歯車減速機を介してスイングピニオン１２３に接続されていてもよい。
【０１０９】
電動機１をＰＴＯを介してエンジン１３６や油圧ポンプ１３８に接続してもよい。これにより、油圧ポンプ１３８駆動時にエンジン１３６をアシストすることができる。
実施形態では、本発明を作業機械としての油圧ショベル１００の電動機１に適用した例について説明したが、他の作業機械の電動機１に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１…電動機，２…ケーシング，３…筒状部，４…第一蓋部，５…シャフト収容部，６…冷却油導入孔，７…第二蓋部，８…シャフト貫通部，９…冷却油排出路，１１…第一軸受，１２…第二軸受，１３…第一シール部，１４…第二シール部，１６…冷却油導入路，１７…冷却油排出路，２０…冷却油供給部（冷却媒体供給部），２１…冷却油貯留部，２２…導入流路，２３…還流流路，２４…冷却油ポンプ，２５…冷却部，３０…ステータ，３１…ステータコア，３２…ヨーク，３３…ティース，３４…コイル，３４ａ…上部コイルエンド，３４ｂ…下部コイルエンド，４０…ロータ，４１…シャフト，４３…固定面，４４…シャフト中心孔，４５…シャフト径方向孔，５０…ロータコア，５０ａ…外周面，５０ｂ…下端面，５０ｃ…上端面，５１…コア中央孔，５２…軸方向流路，５３…磁石埋込孔，５４…磁石固定壁，５５…磁石固定壁，５６…内側空間形成壁，５７…外側空間形成壁，５７ａ…第一壁面，５７ｂ…第二壁面，５７ｃ…外周側壁面，５８…インナーブリッジ，５９…アウターブリッジ，６１…内側空間，６２…外側空間，６２ａ…第一排出口，６２ｂ…第二排出口，７０…軸力付与部，７１…段差部，７２…リング，８０…永久磁石，８０ａ…端面，８０ｂ…端面，８１…長側面，８２…長側面，８３…短側面，８４…短側面，９０…第一エンドプレート，９０ａ…上面，９０ｂ…外周面，９１…円形孔，９２…分配路，９３…凹部，９４…分配路形成部，９６…第二エンドプレート，９６ａ…下面，９６ｂ…外周面，９６ｃ…テーパ面，９６ｄ…円筒面，９７…円形孔，９８…貫通孔（排出路），９９ａ…孔部，９９ｂ…孔部，９９ｃ…凹部，１００…油圧ショベル，１１０…下部走行体，１１１…履帯，１２０…スイングサークル，１２１…アウターレース，１２２…インナーレース，１２３…スイングピニオン，１３０…上部旋回体，１３１…キャブ，１３２…作業機，１３３…ブーム，１３４…アーム，１３５…バケット，１３６…エンジン，１３７…発電機モータ，１３８…油圧ポンプ，１３９…インバータ，１４０…キャパシタ，１８０…永久磁石，１８０ａ…端面，１８０ｂ…端面，１８２…磁石片，１８５…下端部連通路，１８６…上端部連通路，１８７…内部連通路，１９０…第一エンドプレート，１９２…分配路，１９３…径方向流路，１９４…周方向流路，１９５…凹部，１９６…径方向凹部，１９７…周方向凹部，１９８…流路背面，Ｌ…旋回軸線，Ｏ…軸線，Ｐ…基準線，Ｃ１…第一仮想円，Ｃ２…第二仮想円，Ｃ３…第三仮想円
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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