(57)【要約】【課題】冷媒流路の自由度が高く、冷媒を適切に供給することができる回転電機を実現する。【解決手段】ステータコア２１０と、ステータコア２１０に巻回されたコイル２２０と、を有する略円筒状のステータ２００と、ステータ２００の内周側で、シャフト１４０，１４２を中心として回転するロータ１００と、ロータ１００に向かって冷媒を吐出する冷媒管５２，５４と、ロータ１００に装着され、冷媒管５２，５４から吐出された冷媒を貯留し、貯留した冷媒をコイル２２０に向かって供給する複数の冷媒吐出孔を有する冷媒貯留部２０，３０と、を設けた。【選択図】図１
2018160981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、前記ステータコアに巻回されたコイルと、を有する略円筒状のステータと、
前記ステータの内周側で、シャフトを中心として回転するロータと、
前記ロータに向かって冷媒を吐出する冷媒管と、
前記ロータに装着され、前記冷媒管から吐出された冷媒を貯留し、貯留した冷媒を前記コイルに向かって供給する複数の冷媒吐出孔を有する冷媒貯留部と、
を備えることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記冷媒貯留部は、前記ロータの周回方向に沿って設けられ、半径方向に沿って外向きに凹む凹部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記コイルは、冷媒が各コイル表面に行き渡り易い高冷却効率部と、冷媒が前記高冷却効率部よりも各コイル表面に行き渡り難い低冷却効率部と、を有し、
前記高冷却効率部に対して、前記低冷却効率部よりも多くの冷媒を供給するように、前記冷媒貯留部には、前記ロータの軸方向に沿って複数の前記冷媒吐出孔が配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記コイルは、冷媒が各コイル表面に行き渡り易い高冷却効率部と、冷媒が前記高冷却効率部よりも各コイル表面に行き渡り難い低冷却効率部と、を有し、
前記高冷却効率部に対して、前記低冷却効率部よりも多くの冷媒を供給するように、前記冷媒吐出孔は、前記ロータの軸方向に長軸を持つ長孔状に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項５】
前記冷媒貯留部には、前記ロータの周回方向に沿って、複数の前記冷媒吐出孔が等間隔で配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項６】
前記回転電機は車両に搭載されるものであり、
前記冷媒管は、前記車両の移動中に吐出された冷媒が前記シャフトに接触する以前に前記冷媒貯留部に到達するように、配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項７】
前記ロータは、前記冷媒貯留部よりも半径方向内側に、前記車両の駆動系機構部を備える
ことを特徴とする請求項６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、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に適用される回転電機において、ステータに巻回されているコイルのうち、ステータから突出する部分（コイルエンド）には、熱が蓄積されやすい。そのため、下記特許文献１においては、ロータの端部に一対の円板状のエンドプレートを設けるとともに、各エンドプレートに筒状のフランジ部を設け、これらフランジ部からコイルエンドに冷媒を供給する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９６７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の技術では、回転電機のシャフトの中心軸に冷媒の流路を形成し、この流路からフランジ部に冷媒が供給される。しかし、回転電機のロータに、例えばクラッチ等の部品を含ませると、シャフトの中心軸を冷媒の流路とすることが困難になる場合がある。このため、回転電機における冷媒流路の自由度を高めることが求められていた。また、特許文献１の構成では、フランジ部の端部から冷媒が外周方向に溢れると、コイルエンドに対して冷媒を適切に供給することができなくなる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、冷媒流路の自由度が高く、冷媒を適切に供給することができ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】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明の回転電機にあっては、ステータコアと、前記ステータコアに巻回されたコイルと、を有する略円筒状のステータと、前記ステータの内周側で、シャフトを中心として回転するロータと、前記ロータに向かって冷媒を吐出する冷媒管と、前記ロータに装着され、前記冷媒管から吐出された冷媒を貯留し、貯留した冷媒を前記コイルに向かって供給する複数の冷媒吐出孔を有する冷媒貯留部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の回転電機によれば、冷媒流路の自由度が高く、冷媒を適切に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態による回転電機の断面図である。
【図２】一実施形態におけるロータの要部の一部切欠斜視図である。
【図３】一実施形態における冷媒管の配置位置の変形例を示す模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、冷媒吐出孔の各種変形例を示す図である。
【図５】端面板の変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施形態の構成］
図１は、本発明の一実施形態による車両用の回転電機Ｓの断面図である。
回転電機Ｓは、電動機または発電機として動作する。図中に示す「左右」、「上下」の向きは、車両に回転電機Ｓが装着された際、車両の進行方向に対する向きである。そして、紙面に垂直な方向が前後方向になる。回転電機Ｓは、略円筒状に形成されたステータ２００と、該ステータ２００の内周側に配置されたロータ１００と、を有している。
【０００９】
ステータ２００は、磁性材料等によって形成されたステータコア２１０と、導体線を被覆したコイル２２０と、を有している。そして、ステータコア２１０は、略円筒状に形成されたバックヨーク２１２と、該バックヨークから中心方向に向かって突出する複数のティース２１４と、を有している。コイル２２０は、ティース２１４に巻回されている。コイル２２０のうち、ステータコア２１０に埋設されている部分を埋設部２２６と呼び、ステータコア２１０から左にはみ出している部分をコイルエンド２２２と呼び、右にはみ出している部分をコイルエンド２２４と呼ぶ。
【００１０】
ロータ１００は、略円筒状に形成されたロータコア１１０と、ロータコア１１０に埋設された磁石１１２と、断面略Ｌ字状の端面板２０，３０（冷媒貯留部）と、を有している。ロータコア１１０の内周側には、左端を閉塞した略円筒枠状のロータシャフト１２０が設けられており、ロータシャフト１２０の右端は蓋材１３０によって閉塞されている。
【００１１】
また、ロータシャフト１２０から左方に向かって略円柱状のシャフト１４０が突出しており、蓋材１３０から右方に向かって、円筒状のシャフト１４２が突出している。これらシャフト１４０，１４２は、ロータ１００が回転する際の回転軸になる。また、ロータシャフト１２０および蓋材１３０によって囲まれた空間には、クラッチ機構１５０（駆動系機構部）が収納されている。
【００１２】
ロータシャフト１２０の右端部には、半径方向に沿って外側に突出した環状凸部１２２が形成されている。また、ロータコア１１０の左右端には、端面板２０，３０が衝合している。これら端面板２０，３０は、磁石１１２の飛散を防止する。
【００１３】
また、ロータシャフト１２０の外周左端部付近には、略リング状の圧入リング１６０が圧入されている。これにより、端面板２０，３０と、ロータコア１１０とは、圧入リング１６０と、環状凸部１２２とに押圧されつつ挟持される。また、端面板２０，３０の下端よりやや上方には、端面板２０，３０に向かって、冷媒管５２，５４が突出している。これら冷媒管５２，５４は、各々端面板２０，３０に向かって冷媒（図示せず）を吐出するものである。
【００１４】
図２は、ロータ１００の要部の一部切欠斜視図である。
すなわち、ロータ１００の構成要素のうち、蓋材１３０、シャフト１４０，１４２、クラッチ機構１５０等（図１参照）は図示を省略している。
端面板３０は、幅広円環部３２と、円筒部３４と、幅狭円環部３６と、を有している。幅広円環部３２は、円環板状に形成され、ロータコア１１０の右端に衝合する。また、円筒部３４は、幅広円環部３２の外周端付近から軸方向に延びる円筒状に形成されている。また、幅狭円環部３６は、円筒部３４の右端部から内側に突出する円環板状に形成され、その半径方向の幅は幅広円環部３２のものよりも狭くなっている。
【００１５】
また、円筒部３４の周回方向等分４箇所においては、軸方向（左右方向）に沿って各々３個の貫通孔である冷媒吐出孔３４ａが形成されている。ここで、ロータ１００が回転すると、冷媒管５４（図１参照）から吐出された冷媒は、幅広円環部３２に衝突した後、遠心力によって、円筒部３４に沿って溜まり、溜まった冷媒は、冷媒吐出孔３４ａからコイルエンド２２４（図１参照）に向かって遠心力によって吐出される。すなわち、幅広円環部３２の外周部分と、円筒部３４と、幅狭円環部３６とは、半径方向に沿って外向きに凹む凹部を形成している。
【００１６】
また、端面板２０は、端面板３０に対して、略左右対称形状になるように構成されている。すなわち、端面板２０は、幅広円環部２２と、円筒部２４と、幅狭円環部２６と、を有している。幅広円環部２２は、ロータコア１１０の左端に衝合する。また、冷媒管５２（図１参照）も冷媒管５４と対向する位置に設けられている。また、円筒部２４の周回方向等分４箇所においては、左右方向に沿って各々３個の冷媒吐出孔２４ａが形成されている。
【００１７】
ところで、コイルエンド２２２，２２４は、冷媒がコイルそれぞれの表面に行き渡り易く冷却効率の良い高冷却効率部と、これと比較して冷媒がコイルそれぞれの表面に行き渡り難く冷却効率の落ちる低冷却効率部と、を有している。コイルエンド２２２，２２４のうち密度が高い部分は、例えば、上方からの冷媒が容易に通り抜け難くなり、コイルそれぞれに接触する機会が増えるため、高冷却効率部になりやすい。また、コイルエンド２２２，２２４のうち、ステータコア２１０に近接する部分および軸方向端部に寄った部分は密度が低く、例えば、上方からの冷媒が滞ることなくコイルエンド２２２，２２４の周方向に沿った流れを形成して流れ落ちてしまい、低冷却効率部になりやすい。上述した冷媒吐出孔２４ａ，３４ａは、高冷却効率部に対して、低冷却効率部よりも多くの冷媒を吐出するように配置されている。
【００１８】
［実施形態の動作］
上記構成において、冷媒管５２，５４（図１参照）から冷媒を吐出し、ロータ１００を回転させると、吐出された冷媒は、遠心力によって、円筒部２４，３４に沿って溜まり、溜まった冷媒は、冷媒吐出孔２４ａ，３４ａからコイルエンド２２２，２２４に向かって吐出される。ロータ１００の回転速度がある程度高くなると、冷媒吐出孔２４ａ，３４ａからの冷媒の吐出量は、全周に渡って、ほぼ一定にすることができる。これにより、コイルエンド２２２，２２４に対して、全周に渡って、冷媒を適切に供給することができる。
【００１９】
［実施形態の効果］
以上のように、本実施形態の回転電機Ｓは、冷媒管（５２，５４）から吐出された冷媒を貯留し、貯留した冷媒をコイル（２２０）に向かって供給する複数の冷媒吐出孔（２４ａ，３４ａ）を有する冷媒貯留部（２０，３０）を備えるため、コイル（２２０）に向かって冷媒を適切に供給することができる。さらに、冷媒管（５２，５４）は、冷媒貯留部（２０，３０）に冷媒を供給できる位置に配置すればよいため、冷媒流路の自由度を高めることができる。
【００２０】
また、冷媒貯留部（２０，３０）は、ロータ（１００）の周回方向に沿って設けられ、半径方向に沿って外向きに凹む凹部を有するため、凹部において冷媒を適切に貯留することができる。さらに、本実施形態によれば、高冷却効率部に対して、低冷却効率部よりも多くの冷媒を供給するように、冷媒貯留部（２０，３０）には、ロータ（１００）の軸方向に沿って複数の冷媒吐出孔（２４ａ，３４ａ）が配置されている。これにより、各部の温度上昇に応じて、より適切にコイル（２２０）を冷却できる。
【００２１】
また、本実施形態によれば、冷媒貯留部（２０，３０）には、ロータ（１００）の周回方向に沿って、複数の冷媒吐出孔（２４ａ，３４ａ）が等間隔で配置されている。これにより、冷媒貯留部（２０，３０）の周回方向に沿って、コイル（２２０）に均等に冷媒を供給することができる。
【００２２】
また、本実施形態によれば、回転電機（Ｓ）は車両に搭載されるものであり、冷媒管（５２，５４）は、車両の移動中に吐出された冷媒がシャフト（１４０，１４２）に接触する以前に冷媒貯留部（２０，３０）に到達するように、配置されている。これにより、シャフトを介した冷媒の飛散を防止し、より適切にコイル（２２０）を冷却できる。また、ロータ（１００）は、冷媒貯留部（２０，３０）よりも半径方向内側に、車両の駆動系機構部（１５０）を備える。これにより、回転電機（Ｓ）のスペースを有効利用できる。
【００２３】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
【００２４】
（１）上記実施形態において、冷媒管５４は、図３に示す位置に設けられていた。しかし、冷媒管５４の位置は当該位置に限られるものではない。すなわち、吐出された冷媒が端面板３０に溜まるのであれば、任意の位置に設けることができる。但し、冷媒管５４の位置は、シャフト１４２の上方を避けることが好ましい。その理由は、吐出された冷媒がシャフト１４２に降り掛かると、シャフト１４２の軸方向を伝わって冷媒が幅狭円環部３６の外側に流れ、端面板３０に溜まる冷媒が少なくなるためである。
【００２５】
また、車両が加減速する際、冷媒管５４から吐出された冷媒の落下経路は、ロータ１００から見て鉛直ではなく、斜め前後方向に傾いたものになる。このような場合にも、シャフト１４２に冷媒が降り掛かりにくくするためには、図３においてハッチングを示した範囲内に冷媒管５４を設けることが好ましい。また、冷媒管５２（図１参照）の設置位置も、図３においてハッチングを示した範囲内と対称な範囲内にするとよい。
【００２６】
（２）端面板３０の円筒部３４に形成される冷媒吐出孔３４ａの形状、数、位置については、図２に示したものに限られず、適宜変更してもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、４個以上の冷媒吐出孔３４ｂを、不等間隔で配置することができる。この場合、コイルエンド２２４の高冷却効率部付近の冷媒吐出孔３４ｂの間隔を密にし、高冷却効率部に対して、低冷却効率部よりも多くの冷媒を供給できるようにすると好ましい。
【００２７】
また、図４（ｂ）に示すように、軸方向に長軸を持つ長孔状の冷媒吐出孔３４ｃを形成してもよい。また、図４（ｃ）に示すように、長孔状であって、一部の（高冷却効率部付近の）幅が広がるような冷媒吐出孔３４ｄを適用してもよい。この冷媒吐出孔３４ｄによっても、高冷却効率部に対して、低冷却効率部よりも多くの冷媒を供給することができる。また、図４（ｄ）に示すように、円形の冷媒吐出孔３４ｅと、長孔状の冷媒吐出孔３４ｆとを組み合わせてもよい。
【００２８】
（３）また、上記実施形態における端面板２０，３０に代えて、図５に示す端面板４０を適用してもよい。端面板４０は、円環部４２と、円錐台部４４と、を有している。円環部４２は、上記実施形態における幅広円環部２２，３２（図２参照）と略同形状である。円錐台部４４は、円環部４２の外周部分から右に向かって突出し、右に向かうほど小径になる円錐台板状に形成されている。
【００２９】
また、円錐台部４４には、複数の冷媒吐出孔４４ａが周回方向等分４箇所に形成されている。図５の構成においては、円環部４２および円錐台部４４によって、半径方向に沿って外向きに凹む凹部が形成される。本変形例においても、この凹部において、冷媒を適切に貯留することができ、冷媒吐出孔４４ａを介して冷媒をコイル２２０に吐出することができる。
【００３０】
（４）上記実施形態においては、駆動系機構部の例として、クラッチ機構１５０を適用した例を説明した。しかし、駆動系機構部は、クラッチ機構１５０に限定されるものではなく、例えば、変速機、過給機、エンジン等の機構であってもよい。
【００３１】
（５）また、上記実施形態の回転電機Ｓは、車両のみならず、種々の電気機器に適用することができる。これにより、これらの電気機器においては、その用途に応じて、冷媒流路の自由度を高め、冷媒を適切に供給できるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００３２】
２４ａ，３４ａ  冷媒吐出孔
５２，５４  冷媒管
１００  ロータ
１４０，１４２  シャフト
１５０  クラッチ機構（駆動系機構部）
２０，３０  端面板（冷媒貯留部）
２００  ステータ
２１０  ステータコア
２２０  コイル
Ｓ  回転電機
【図１】
2018160981.tif 000003
【図２】
2018160981.tif 000004
【図３】
2018160981.tif 000005
【図４】
2018160981.tif 000006
【図５】
2018160981.tif 000007