(57)【要約】【課題】回転電機のロータとステータコアとの間のエアギャップに冷媒を供給して、ロータ内部の磁石やステータコアを冷却することである。【解決手段】ステータコア１５と、ステータコア１５の軸方向の端面に装着された円環状のカフサ２０と、複数のティースにそれぞれ巻回されたコイル４０と、ステータコア１５の内側にエアギャップＧを介して配置され、冷媒吐出口５２ｃを有するロータ５０とを備えたモータジェネレータ１であって、カフサ２０の内周縁にエアギャップＧに対向するように延出して設けられた冷媒案内部２５を有し、この冷媒案内部２５によって、ロータ５０の回転遠心力を利用して冷媒吐出口５２ｃからカフサ２０に向けて飛散したＡＴＦをエアギャップＧに導く。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のステータヨーク及び当該ステータヨークから内周側に突出する複数のティースを有するステータコアと、前記ステータコアの軸方向の端面に装着された円環状のカフサと、前記カフサを介して前記複数のティースにそれぞれ巻回されたコイルと、前記ステータコアの内側にエアギャップを介して配置され、軸方向の端面に冷媒吐出口を有するロータとを備え、前記ロータの回転遠心力を利用して前記冷媒吐出口から前記カフサに向けて冷媒を飛散させる回転電機であって、
前記カフサの内周縁に前記エアギャップに対向するように延出して設けられ、前記冷媒吐出口から飛散する前記冷媒を前記エアギャップに導く冷媒案内部を有することを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関し、特に、ロータから冷媒を飛散させる回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機においては、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）等の冷媒をステータ及びロータに供給して、ステータ及びロータを冷却している。特に、回転電機のステータコイルを冷却するために、ロータからステータコイルのコイルエンドに向けて冷媒を供給している。この構成として、ロータの軸方向端面に径方向に延びる溝を形成し、ロータの回転軸から供給される冷媒をこの溝によってコイルエンドに案内する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−００９４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の構成は、冷媒をコイルエンドに積極的に供給することによって、ステータコイルを冷却している。しかし、ロータやステータコアも高温となることから、これらロータやステータコアにも積極的に冷媒を供給して、これらを冷却することが求められている。特に、ロータ内部の磁石も高温になるが、特許文献１に記載の構成では、ロータ内部の磁石の冷却は困難である。
【０００５】
そこで、本発明では、回転電機のロータとステータコアとの間のエアギャップに冷媒を供給して、ロータ内部の磁石やステータコアを冷却することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回転電機は、円環状のステータヨーク及び当該ステータヨークから内周側に突出する複数のティースを有するステータコアと、前記ステータコアの軸方向の端面に装着された円環状のカフサと、前記カフサを介して前記複数のティースにそれぞれ巻回されたコイルと、前記ステータコアの内側にエアギャップを介して配置され、軸方向の端面に冷媒吐出口を有するロータとを備え、前記ロータの回転遠心力を利用して前記冷媒吐出口から前記カフサに向けて冷媒を飛散させる回転電機であって、前記カフサの内周縁に前記エアギャップに対向するように延出して設けられ、前記冷媒吐出口から飛散する前記冷媒を前記エアギャップに導く冷媒案内部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転電機のロータとステータコアとの間のエアギャップに冷媒を供給することによって、ロータ内部の磁石やステータコアを冷却することができ、ロータとステータコアの冷却性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。
【図２】ステータコア、カフサ、コイルの部分的な分解斜視図である。
【図３】カフサの冷媒案内部の変形例を示す回転電機の概略構成断面図である。
【図４】カフサの冷媒案内部の別の変形例を示す回転電機の概略構成断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態における回転電機は、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等に搭載されるモータジェネレータ１である。図１に示すように、モータジェネレータ１は、円環状のステータ１０と、ステータ１０の内側に配置されるロータ５０とを備えている。ステータ１０の内周面とロータ５０の外周面との間には、所定間隔のエアギャップＧが形成されている。
【００１０】
ステータ１０は、図１、２に示すように、円環状のステータヨーク１１、ステータヨーク１１から内周側に突出する複数のティース１２及びティース１２の間に形成された複数のスロット１３を有するステータコア１５と、ステータコア１５の軸方向の両端面にそれぞれ装着された円環状のカフサ２０，３０と、ティース１２及びカフサ２０，３０の周囲に巻装されたコイル４０とを備えている。
【００１１】
ステータコア１５は、それぞれ略円環状に打ち抜き加工された多数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して一体に連結して構成されている。
【００１２】
カフサ２０は樹脂成形部品であり、ステータコア１５の軸方向一端面に装着されている。  カフサ２０は、外側環状部２１と、内側環状部２２と、外側環状部２１と内側環状部２２を連結する複数の連結部２３と、隣接する連結部２３の間に設けられる複数の開口部２４とを備えている。カフサ２０の複数の開口部２４は、ステータコア１５のスロット１３に対応している。
【００１３】
また、内側環状部２２の内周縁には、エアギャップＧにＡＴＦ（冷媒）を導く冷媒案内部２５が形成されている。冷媒案内部２５は、図１に示すように、内側環状部２２の内周縁からエアギャップＧを覆うように延出しており、エアギャップＧに対向する面が先端に向かって薄くなる斜面２５ａとなっている。なお、冷媒案内部２５によりＡＴＦをエアギャップＧに導く動作については後述する。
【００１４】
カフサ３０は、カフサ２０と同様に樹脂成形部品であり、ステータコア１５の軸方向他端面に装着されている。カフサ３０は、冷媒案内部２５を備えていない点を除いて、カフサ２０と同様の構成である。
【００１５】
図２に示すように、カフサ２０の開口部２４とステータコア１５のスロット１３には、コイル４０を構成するＵ字形の導体セグメント４０ａが挿入されている。ステータコア１５の軸方向の端面から突出した導体セグメント４０ａの隣接する開放端が順次互いに溶接されてコイル４０が形成される。この溶接された部分及びＵ字形の先端部分はコイルエンド４０ｂ，４０ｃをそれぞれ構成する。
【００１６】
図１に示すように、ロータ５０は、中空の回転軸５１と、この回転軸５１の外周に固定されたロータコア５２と、ロータコア５２に埋め込まれた永久磁石５３とを備えている。ロータコア５２は、ステータコア１５と同様に、それぞれ略円環状に打ち抜き加工された多数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して一体に連結して構成されている。また、ロータコア５２は、ステータコア１５と略同じ軸方向長さを有しており、軸方向の端面同士が略面一となっている。永久磁石５３は、ロータコア５２の軸方向と略同じ長さの板状部材である。永久磁石５３は、回転軸５１を中心としてロータコア５２の周方向の外周近傍に複数設けられている。
【００１７】
回転軸５１の内部には、図示しないオイルポンプからＡＴＦ（冷媒）が供給される冷媒流路５１ａが設けられている。冷媒流路５１ａは回転軸５１の中空部分を利用して形成されている。回転軸５１の周面には、径方向に開口する冷媒流路５１ｂが設けられている。
【００１８】
ロータコア５２の内部には、冷媒流路５１ｂに連通する冷媒流路５２ａが設けられている。冷媒流路５２ａは、ロータコア５２の周方向に複数設けられており、それぞれロータコア５２の径方向に延在している。冷媒流路５２ａのロータコア５２の内側端部には、ロータコア５２の軸方向の一端面に開口する冷媒流路５２ｂが接続している。冷媒流路５２ｂのロータコア５２の一端面の開口が冷媒吐出口５２ｃを形成している。すなわち、冷媒吐出口５２ｃは、カフサ２０に対応するロータコア５２の一端面に開口している。
【００１９】
また、冷媒流路５１ｂ、冷媒流路５２ａ及び冷媒流路５２ｂは、ロータ５０の周方向において複数設けられている。そして、図示しないオイルポンプから圧送されるＡＴＦは、図中、矢印Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３で示すように、冷媒流路５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂを介して冷媒吐出口５２ｃから吐出される。
【００２０】
続いて、ＡＴＦによるモータジェネレータ１の冷却について説明する。冷媒吐出口５２ｃから吐出されたＡＴＦは、ロータ５０の回転遠心力によって、図中矢印Ｆ４で示すように、カフサ２０の冷媒案内部２５に向かって飛散する。すなわち、ロータコア５２とステータコア１５とは、軸方向の端面同士が略面一となっているので、冷媒吐出口５２ｃから吐出されたＡＴＦは、カフサ２０の冷媒案内部２５の斜面２５ａに衝突する。斜面２５ａに衝突したＡＴＦは、図中矢印Ｆ５で示すように、エアギャップＧの内部に導かれる。
【００２１】
また、ＡＴＦは回転遠心力によってロータ５０の全周に亘って飛散する。カフサ２０の冷媒案内部２５はステータコア１５の全周に亘って形成されているので、斜面２５ａに衝突したＡＴＦは、カフサ２０の全周から略均一にエアギャップＧの内部に導かれる。なお、冷媒案内部２５の先端をエアギャップＧから離れる方向に反らすことによって、より多くのＡＴＦをエアギャップＧに導くことができる。
【００２２】
また、冷媒吐出口５２ｃから吐出されたＡＴＦの一部は、カフサ２０の冷媒案内部２５を超えてコイルエンド４０ｂに飛散するので、コイルエンド４０ｂにも供給される。このため、コイルエンド４０ｂの冷却も行うことができる。
【００２３】
このように、熱がこもりやすいエアギャップＧにＡＴＦが供給されるので、ステータ１０及びロータ５０を効率よく同時に冷却することができ、ステータ１０及びロータ５０の冷却性能を向上することができる。特に、エアギャップＧにＡＴＦが供給されることによって、ロータ５０の外周面が冷却されるので、ロータ５０の外周近傍に配置された永久磁石５３を効率的に冷却することができ、永久磁石５３が高温になったときの減磁を抑制できる。このため、モータジェネレータ１の出力特性を向上することができる。
【００２４】
また、ＡＴＦがエアギャップＧの全周に亘って略均一にエアギャップＧ内に供給されるので、ステータ１０及びロータ５０を全周に亘って略均一に冷却することができる。また、冷媒案内部２５をカフサ２０と一体成形しているので、他の部品を必要とせず、組立工程の増加を抑制しつつ、ステータ１０及びロータ５０の冷却性能を向上することができる。
【００２５】
次に、案内面の変形例について図３、４を参照して説明する。図３において、図１に示される構成と同様の構成には同符号を付してその説明を省略し、異なる構成について説明する。図３に示す変形例では、冷媒案内部６０の形状が異なっている。
【００２６】
図３に示すように、冷媒案内部６０のエアギャップＧに対向する部分に、凹形状の湾曲面６０ａが形成されている。このように湾曲面６０ａを形成することによって、冷媒吐出口５２ｃから飛散したＡＴＦをエアギャップＧの内部に導くことができる。特に、湾曲面６０ａのエアギャップＧ側の縁を、エアギャップＧの縁に一致させることにより、湾曲面６０ａに衝突したＡＴＦを滑らかにエアギャップＧの内部に導くことができる。
【００２７】
また、図４に示すように、冷媒案内部６１のエアギャップＧに対向する部分に、階段形状の段部６１ａが形成されている。このように段部６１ａを形成することによって、冷媒吐出口５２ｃから飛散したＡＴＦをエアギャップＧの内部に導くことができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  モータジェネレータ、１０  ステータ、１１  ステータヨーク、１２  ティース、１３  スロット、１５  ステータコア、２０，３０  カフサ、２１  外側環状部、２２  内側環状部、２３  連結部、２４  開口部、２５，６０，６１  冷媒案内部、２５ａ  斜面、４０  コイル、４０ｂ，４０ｃ  コイルエンド、５０  ロータ、５１  回転軸、５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ  冷媒流路、５２  ロータコア、５２ｃ  冷媒吐出口、５３  永久磁石、６０ａ  湾曲面、６１ａ  段部、Ｇ  エアギャップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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