(57)【要約】【課題】回転軸と、ロータと、ステータをケーシング内に有し、ケーシング内の冷媒を用いて冷却する回転電機に関し、冷媒による冷却効率を高めつつ、容易に搭載可能な回転電機を提供する。【解決手段】回転電機１は、ロータ１０と、ステータ２０と、回転軸３０と、冷媒攪拌ユニット４０を、冷却油Ｏが貯留されているケーシング内に有している。冷媒攪拌ユニット４０は、ロータ１０の軸方向端面において、回転軸３０に対して固設されており、取付部材４５と、複数の攪拌部材５０と、コイルスプリング５５を有している。各攪拌部材５０は、取付部材４５に形成された複数の軸部４５Ａに軸支されており、攪拌突出部５１と本体部５２を有している。冷媒攪拌ユニット４０がロータ１０と共に回転すると、当該回転電機１は、前記取付部材４５の外周縁から突出する攪拌突出部５１によって、ケーシング内の冷却油Ｏを掬いあげて飛散させ、回転電機１の構成要素を冷却する。【選択図】図１
2013229979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に配設された回転軸と、
前記回転軸に対して固設され、前記回転軸と共に回転するロータと、
コイルが巻装され前記回転軸の軸方向端部側に前記コイルのコイルエンド部を有するステータと、をケーシング内に有する回転電機であって、
前記回転軸の軸方向における前記ロータの少なくとも一端部側において、前記回転軸に対して固設され、前記ロータの回転に伴って、前記ケーシング内に貯留されている冷媒を攪拌する冷媒攪拌ユニットを有し、
前記冷媒攪拌ユニットは、
前記回転軸の周囲に分散配置される複数の軸部を有し、前記回転軸に固設された取付部材と、
前記複数の軸部に対して回動可能に軸支されると共に、前記ロータの回転に伴い、前記冷媒を掬い上げて攪拌する攪拌突出部と、前記軸部を介して前記攪拌突出部と反対側に位置する本体部を有する攪拌部材と、
前記攪拌部材の本体部に対して、前記回転軸側に向かう弾性力を作用させる弾性部材と、を有し、
前記攪拌部材は、
前記軸部よりも前記本体部側にオフセットした位置に、当該攪拌部材の重心を有し、
前記ロータの回転速度に応じて、前記取付部材の外縁から突出する前記攪拌突出部の突出量が変化するように取り付けられている
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機であって、
前記攪拌突出部の突出量は、
前記ロータの回転速度が低速である程、前記弾性部材の弾性力によって大きくなり、
前記ロータの回転速度が高速である程、当該ロータの回転に伴う遠心力によって小さくなることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の回転電機であって、
前記攪拌部材の攪拌突出部は、
前記ロータの回転に伴い前記冷媒を掬い上げて保持する冷媒保持面を、その一側面に有し、
前記冷媒攪拌ユニットは、
前記冷媒保持面と前記軸方向により構成される傾斜角度が相違する複数種類の攪拌部材を有する
ことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の回転電機であって、
前記冷媒攪拌ユニットは、
前記軸方向に直交する断面において、前記攪拌部材の本体部から突出する前記攪拌突出部の突出角度の相違する複数種類の攪拌部材を有する
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、回転軸と、ロータと、ステータをケーシング内に有する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の分野においては、回転電機を冷却する為の発明として、特許文献１及び特許文献２記載の発明が知られている。特許文献１及び特許文献２記載の発明においては、ケーシング内に配設された回転電機の構成部品（例えば、ロータ、ステータ等）を、冷媒としての冷却油によって冷却するように構成されている。
【０００３】
具体的に説明すると、特許文献１記載の発明は、ロータ、ステータ、駆動軸を有する回転電機を収容したケーシングの下部に、回転電機の構成要素の一部を浸漬させた状態で、冷媒としての冷却油を貯留する貯留部を有している。当該貯留部には、回転電機の駆動軸に対して機械的に連結されたギヤ機構の一部が浸漬されており、当該ギヤ機構は、駆動軸の回転に伴って駆動することで、貯留部に貯留されている冷却油を循環させるように構成されている。当該特許文献１では、ギヤ機構の駆動に伴い循環する冷却油によって、回転電機の構成要素であるロータやステータを冷却すると共に、当該冷却油をギヤ機構における潤滑剤として用いている。
【０００４】
又、特許文献２記載の発明は、ロータ、ステータ、駆動軸を有する回転電機を収容したケーシングに対して、当該ケーシングの外部に配設された循環ポンプを接続して構成されている。そして、特許文献２においては、循環ポンプの駆動によって、冷媒としての冷却液を、ケーシング内部を介して循環させることによって、回転電機の構成要素であるロータやステータを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１７７９０号公報
【特許文献２】特開２００９−０２７８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載の発明においては、冷却油を循環させて、回転電機の構成要素を冷却する為には、ケーシング内にギヤ機構が配設されていることが必要である。この点、回転電機は、当該回転電機の構成要素と同一のケーシング内にギヤ機構が配設されている構成である必要性はなく、回転電機を収容したケーシングと、ギヤ機構を収容したケーシングが別体である場合もある。即ち、特許文献１に係る発明は、回転電機と、ギヤ機構が夫々個別のケーシングに収容されている場合に適用することはできず、回転電機を冷媒によって冷却することはできなかった。
【０００７】
一方、特許文献２記載の発明によれば、回転電機と、ギヤ機構が夫々個別のケーシングに収容されている場合であっても、ケーシング外部に配設された循環ポンプで冷媒を循環させることにより、ケーシング内に配設された回転電機の構成要素を冷却することができる。しかしながら、特許文献２記載の発明では、ケーシング外部に循環ポンプを配設することが必要となる為、循環ポンプを配設するスペースを確保する必要があり、当該回転電機を搭載する装置の大型化の要因となってしまう。又、循環ポンプを別途配設する為、当該循環ポンプの分だけ、コストを増大させてしまう。
【０００８】
本発明は、回転軸と、ロータと、ステータをケーシング内に有し、ケーシング内の冷媒を用いて冷却する回転電機に関し、冷媒による冷却効率を高めつつ、容易に搭載可能な回転電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に係る回転電機は、回転可能に配設された回転軸と、前記回転軸に対して固設され、前記回転軸と共に回転するロータと、コイルが巻装され前記回転軸の軸方向端部側に前記コイルのコイルエンド部を有するステータと、をケーシング内に有する回転電機であって、前記回転軸の軸方向における前記ロータの少なくとも一端部側において、前記回転軸に対して固設され、前記ロータの回転に伴って、前記ケーシング内に貯留されている冷媒を攪拌する冷媒攪拌ユニットを有し、前記冷媒攪拌ユニットは、前記回転軸の周囲に分散配置される複数の軸部を有し、前記回転軸に固設された取付部材と、前記複数の軸部に対して回動可能に軸支されると共に、前記ロータの回転に伴い、前記冷媒を掬い上げて攪拌する攪拌突出部と、前記軸部を介して前記攪拌突出部と反対側に位置する本体部を有する攪拌部材と、前記攪拌部材の本体部に対して、前記回転軸側に向かう弾性力を作用させる弾性部材と、を有し、前記攪拌部材は、前記軸部よりも前記本体部側にオフセットした位置に、当該攪拌部材の重心を有し、前記ロータの回転速度に応じて、前記取付部材の外縁から突出する前記攪拌突出部の突出量が変化するように取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
当該回転電機は、回転軸と、ロータと、ステータと、冷媒攪拌ユニットをケーシング内に有している。冷媒攪拌ユニットは、前記回転軸の軸方向における前記ロータの少なくとも一端部側において、前記回転軸に対して固設されており、取付部材と、複数の攪拌部材と、弾性部材を有して構成されている。ここで、冷媒攪拌ユニットは、ロータの一端部側で、攪拌突出部がステータコアやコイルエンド等に干渉しない位置であれば良い。例えば、エンドプレートと離間して配置されたり、エンドプレートと一体的に配置されていても良く、又、ロータコアとエンドプレートとの間に配置されていても良い。攪拌部材は、取付部材に形成された複数の軸部に対して回動可能に軸支されており、前記ロータの回転に伴い、前記冷媒を掬い上げて攪拌する攪拌突出部と、前記軸部を介して前記攪拌突出部と反対側に位置する本体部を有している。従って、当該回転電機によれば、ロータと共に回転軸に固設された冷媒攪拌ユニットを、当該ロータの回転と共に回転させることにより、前記ケーシング内に貯留されている冷媒を攪拌し、ケーシング内における回転電機の構成要素（例えば、ステータのコイルエンド部等）を冷却することができる。即ち、当該回転電機によれば、ケーシング内にギヤ機構がない場合であっても、ケーシング内に貯留している冷媒によって、回転電機の構成要素を冷却し得る。又、当該回転電機によれば、ケーシング外に循環ポンプ等を配設する必要はないので、少ないスペースで冷却効率の良い回転電機を搭載することができる。更に、当該回転電機において、各攪拌部材は、前記軸部よりも前記本体部側にオフセットした位置に、当該攪拌部材の重心を有しており、前記攪拌部材の本体部には、弾性部材により、前記回転軸側に向かう弾性力が作用している。従って、ロータの回転に伴い、冷媒攪拌ユニットが回転すると、前記取付部材の外縁から突出する前記攪拌突出部の突出量は、前記ロータの回転速度に応じて変化する。前記攪拌突出部の突出量は、ケーシング内に貯留されている冷媒を掬いあげる量に対応する為、当該回転電機は、ロータの回転速度に応じて、当該回転電機の構成要素を適切に冷却し得る。
【００１１】
そして、本発明の他の側面に係る回転電機は、請求項１記載の回転電機であって、前記攪拌突出部の突出量は、前記ロータの回転速度が低速である程、前記弾性部材の弾性力によって大きくなり、前記ロータの回転速度が高速である程、当該ロータの回転に伴う遠心力によって小さくなることを特徴とする。
【００１２】
当該回転電機においては、攪拌突出部の突出量は、前記ロータの回転速度が低速である程、前記弾性部材の弾性力によって大きくなる。ここで、回転電機においては、ロータの回転速度が低速である場合に、熱的に問題となる場合が多い。当該回転電機においては、ロータの回転速度が低速である程、攪拌突出部の突出量が大きくなるので、より多くの冷媒を攪拌・飛散させることができ、熱的な問題が生じる低速回転時に、回転電機の構成要素を適切に冷却し得る。ここで、ロータ及び冷媒攪拌ユニットが高速で回転している場合に、攪拌突出部が突出していると、当該攪拌突出部がケーシング内に貯留されている冷媒内を移動する際に抗力を受ける為、ロータの回転に係る抵抗となる。この点、当該回転電機によれば、ロータ及び冷媒攪拌ユニットが高速で回転している場合には、攪拌突出部の突出量が小さくなるので、ロータの回転に対する抵抗を減じることができ、回転電機の出力低下を防止し得る。
【００１３】
又、本発明の他の側面に係る回転電機は、請求項１又は請求項２記載の回転電機であって、前記攪拌部材の攪拌突出部は、前記ロータの回転に伴い前記冷媒を掬い上げて保持する冷媒保持面を、その一側面に有し、前記冷媒攪拌ユニットは、前記冷媒保持面と前記軸方向により構成される傾斜角度が相違する複数種類の攪拌部材を有することを特徴とする。
【００１４】
当該回転電機においては、攪拌部材の攪拌突出部は、前記ロータの回転に伴い前記冷媒を掬い上げて保持する冷媒保持面を、その一側面に有している。そして、冷媒攪拌ユニットは、前記冷媒保持面と前記軸方向により構成される傾斜角度が相違する複数種類の攪拌部材を有している。従って、当該回転電機によれば、ロータの回転に伴って冷媒攪拌ユニットが回転すると、ケーシング内に貯留されている冷媒は、傾斜角度が相違する複数種類の攪拌部材によって、軸方向に沿った様々な位置に飛散する。これにより、当該回転電機は、ケーシング内において、軸方向に沿った様々な位置における回転電機の構成要素を冷却することができ、もって効率良く、回転電機の構成要素を冷却し得る。
【００１５】
又、本発明の他の側面に係る回転電機は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の回転電機であって、前記冷媒攪拌ユニットは、前記軸方向に直交する断面において、前記攪拌部材の本体部から突出する前記攪拌突出部の突出角度の相違する複数種類の攪拌部材を有することを特徴とする。
【００１６】
当該回転電機において、冷媒攪拌ユニットは、前記軸方向に直交する断面において、前記攪拌部材の本体部から突出する前記攪拌突出部の突出角度の相違する複数種類の攪拌部材を有している。ここで、前記攪拌突出部の突出角度の相違は、冷媒攪拌ユニットの回転に伴い冷媒を掬いあげた状態で保持している期間に対応する。従って、当該回転電機によれば、ロータの回転に伴って冷媒攪拌ユニットが回転すると、ケーシング内に貯留されている冷媒は、突出角度が相違する複数種類の攪拌部材によって、回転軸の径方向外側における様々な部分に飛散する。これにより、当該回転電機は、ケーシング内において、径方向外側における様々な部分に位置する回転電機の構成要素を冷却することができ、もって効率良く、回転電機の構成要素を冷却し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る回転電機に関し、ケーシング内における概略構成を示す断面図である。
【図２】冷媒攪拌ユニットの一部を省略して示すロータの外観斜視図である。
【図３】冷媒攪拌ユニットの内部構成を示す平面図である。
【図４】冷媒攪拌ユニットを構成する第１攪拌部材を示す平面図である。
【図５】冷媒攪拌ユニットを構成する第２攪拌部材を示す平面図である。
【図６】冷媒攪拌ユニットを構成する第３攪拌部材を示す平面図である。
【図７】冷媒攪拌ユニットにおける攪拌部材の動作を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る回転電機を、回転電機１に具体化した実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
先ず、本実施形態に係る回転電機１の概略構成について、図１を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る回転電機１に関して、ケーシング内における構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る回転電機１は、ロータ１０と、ステータ２０と、回転軸３０と、冷媒攪拌ユニット４０と、を有して構成されており、これらの構成要素は、ケーシング（図示せず）の内部に収容されている。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る回転電機１のケーシング内の下部には、本実施形態における「冷媒」に相当する冷却油Ｏが貯留されている。当該冷却油Ｏは、ケーシング内部に収容された回転電機１の構成要素（例えば、ロータ１０やステータ２０）を冷却すると共に、当該回転電機１における駆動機構部（例えば、ベアリング３５）等を潤滑する機能を果たす。
【００２１】
図１、図２に示すように、ロータ１０は、ロータコア１１と、エンドプレート１２を有しており、ステータ２０の径方向内側において、回転軸３０の軸芯周りに回転可能に支持されている。
【００２２】
ロータコア１１は、複数の電磁鋼板製のプレートを積層することによって、回転軸３０を取り囲むように円筒形状に構成されており、回転軸３０に対して固定されている。又、当該ロータコア１１の外周面は、上述したステータ２０の内周面（回転軸３０側の面）と間隔を隔てた状態で対向している。
【００２３】
エンドプレート１２は、アルミニウム、焼結材、又は冷間圧延鋼板等により略円板形状に形成されており、当該回転電機１におけるロータ１０の重量バランスをとるために配設されている。エンドプレート１２は、ロータコア１１の軸方向端面と接触するように、回転軸３０に対して固定されている。
【００２４】
尚、当該ロータ１０は、その周方向に沿ってステータ２０に対する磁界の向きが交互に反対となるように磁界を発生させるように構成されている。この点、磁界の発生源としては、永久磁石であってもよく、電磁石であってもよい。又、ロータ１０は、誘導機のロータであってもよい。
【００２５】
そして、ステータ２０は、ケーシング内部において固定されており、三相交流電流によって回転磁束を発生させる。図１に示すように、当該ステータ２０は、略円筒形状のステータコア２１と、ステータコア２１に巻装されたコイル２２とを備えている。そして、図１に示すように、ステータ２０の一部（ステータ２０の下部）は、ケーシング内の下部に貯留されている冷却油Ｏ内に浸漬されている。
【００２６】
ステータコア２１は、複数枚の電磁鋼板を積層して構成されている。また、ステータコア２１は、周方向に分散配置されて軸方向に延びる複数のスロット（図示せず）を有しており、当該スロットには、導体で構成されたコイル２２が巻装されている。本実施形態においては、ステータ２０は、三相交流で駆動される回転電機１に用いられるステータとして構成されており、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相のコイル２２を備えている。そして、それぞれのコイル２２のうち、ステータコア２１の軸方向両側に突出する部分がコイルエンド部２３とされる。
【００２７】
回転軸３０は、ロータ１０の回転中心として構成されており、ケーシング（図示せず）に固設されたベアリング３５によって、その両端が回転可能に支持されている。上述したように、ロータ１０は、当該回転軸３０に対して固設されている為、ステータ２０からの回転磁界によってロータ１０が回転すると、当該回転軸３０も回転する。
【００２８】
冷媒攪拌ユニット４０は、図１に示すように、ロータ１０の軸方向両端部において、回転軸３０に対して固設されており、取付部材４５と、複数の攪拌部材５０と、コイルスプリング５５を有して構成されている。従って、冷媒攪拌ユニット４０は、ステータ２０からの回転磁束によって、回転軸３０を介して、ロータ１０と共に回転する。そして、当該冷媒攪拌ユニット４０は、回転軸３０を中心に回転することによって、ケーシング内の下部に貯留されている冷却油Ｏを攪拌すると共に、当該冷却油Ｏを掬いあげて、ケーシング内に飛散させることにより、回転電機１の構成要素（例えば、ロータ１０やステータ２０等）を冷却する。尚、冷媒攪拌ユニット４０の詳細な構成については、後に図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
又、本実施形態においては、キャッチタンク６０が、ケーシング内に配設されている。当該キャッチタンク６０は、冷媒攪拌ユニット４０の回転により飛散した冷却油Ｏを受けて、一時的に貯留する。又、キャッチタンク６０には、オイル供給管路６１が接続されている。オイル供給管路６１は、キャッチタンク６０とベアリング３５を接続しており、キャッチタンク６０内に一時的に貯留された冷却油Ｏを、ベアリング３５へ供給する。
【００３０】
尚、図１に示すように、冷却油Ｏの液面は、ロータコア１１下部及び冷媒攪拌ユニット４０の取付部材４５の下部よりも下方に位置している。尚、取付部材４５の外径は、ロータコア１１と同じに形成されている。冷却油Ｏがロータ１０の下部を浸漬している場合、当該冷却油Ｏが、ロータ１０の回転に対する抵抗となり、回転電機１の出力低下や、回転電機１における各構成要素の温度上昇の要因となる為、本実施形態における冷却油Ｏの液面は、ロータ１０に掛からない程度の位置となっている。
【００３１】
続いて、本実施形態に係る回転電機１における冷媒攪拌ユニット４０の構成について、図２〜図６を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、冷媒攪拌ユニット４０は、ロータ１０の軸方向両端部において、回転軸３０に固設されており、円盤状に形成された２枚の取付部材４５の間に、複数の攪拌部材５０と、コイルスプリング５５を配置して構成されている（図１、図２参照）。
【００３２】
図２、図３に示すように、取付部材４５は、円盤状に形成された板状部材であり、その中心を挿通する回転軸３０に対して固設されている。図３に示すように、取付部材４５には、複数の軸部４５Ａと、複数のスプリング取付部４５Ｂが形成されている。
【００３３】
複数の軸部４５Ａは、夫々、回転軸３０の軸方向と平行に延びる軸部であり、円盤状をなす取付部材４５の外周縁側において分散配置されている。各軸部４５Ａは、夫々、攪拌部材５０を回動自在に軸支する。
【００３４】
又、複数のスプリング取付部４５Ｂは、円盤状をなす取付部材４５の内径側（即ち、回転軸３０の周囲）において分散配置されており、夫々に、コイルスプリング５５の一端が取り付けられる。尚、コイルスプリング５５の他端は、攪拌部材５０の内、後述する本体部５２に取り付けられている。
【００３５】
そして、攪拌部材５０は、取付部材４５に形成された軸部４５Ａに対して、回動自在に軸支されており、攪拌突出部５１と、本体部５２を有している。上述したように、各軸部４５Ａは、円盤状をなす取付部材４５の外周縁側において分散配置されている為、各攪拌部材５０は、円盤状をなす取付部材４５の外周縁側において、軸部４５Ａを中心として回動可能に軸支されている。
【００３６】
又、攪拌部材５０は、軸方向から見た場合に、平面視で、コンマ若しくは勾玉状に形成されており、略円形に形成された本体部５２から、湾曲しつつ所定方向に突出した攪拌突出部５１を有している。図２、図３等に示すように、各攪拌部材５０は、攪拌突出部５１の付け根部分（攪拌突出部５１と本体部５２の境界部分）において、軸部４５Ａによって回動可能に軸支されている。
【００３７】
攪拌突出部５１は、攪拌部材５０が軸部４５Ａを中心として回動し所定位置に移動すると、取付部材４５の外周縁から外側に向かって突出する。上述したように、ケーシング内において、冷却油Ｏの液面は、冷媒攪拌ユニット４０を構成する取付部材４５の下縁に対してやや下方に位置している（図１参照）。従って、ロータ１０の回転に伴い、冷媒攪拌ユニット４０が回転軸３０を中心に回転すると、攪拌部材５０の攪拌突出部５１は、ケーシング下部に貯留されている冷却油Ｏ内を移動し、冷却油Ｏを掬い上げて攪拌する。
【００３８】
そして、攪拌突出部５１の一側面には、冷媒保持面５１Ｓが形成されている。具体的には、冷媒保持面５１Ｓは、軸方向から見た場合に、平面視で弧を描くように湾曲しつつ所定方向に突出した攪拌突出部５１において、弧の内側にあたる側面に形成されており、ロータ１０が回転方向Ｒに回転すると、攪拌部材５０において、最初に冷却油Ｏ内へ進入する面である。上述したように、冷媒保持面５１Ｓは、軸方向から見た場合に、平面視で弧を描くように湾曲している為、前記ロータ１０が回転方向Ｒに回転することで、攪拌突出部５１が冷却油Ｏ内を移動すると、当該冷媒保持面５１Ｓは、冷却油Ｏを掬い上げて、所定期間保持する。冷媒保持面５１Ｓに保持された冷却油Ｏは、回転軸３０を中心とした冷媒攪拌ユニット４０の回転に伴う遠心力によって、冷媒保持面５１Ｓに沿って移動し、冷媒攪拌ユニット４０の外形側へ飛散する。
【００３９】
本体部５２は、軸方向から見た場合に、平面視で略円形に形成されており、前記軸部４５Ａを介して前記攪拌突出部５１と反対側に位置する。図２〜図６に示すように、当該本体部５２は、攪拌突出部５１と比較して大きく形成されているので、攪拌部材５０の重心Ｇは、攪拌部材５０の回動中心である軸部４５Ａよりも本体部５２側に位置している。
【００４０】
尚、冷媒攪拌ユニット４０に配設される攪拌部材５０には、傾斜角度が相違する複数種類の攪拌部材５０が含まれる。ここで、傾斜角度とは、回転軸３０の軸方向に関し、当該軸方向と、冷媒保持面５１Ｓによって形成される角度を意味する。即ち、攪拌部材５０に形成される冷媒保持面５１Ｓは、軸方向に対して傾斜して形成され、各攪拌部材５０は、傾斜角度がそれぞれ相違している。上述したように、冷媒保持面５１Ｓに保持された冷却油Ｏは、冷媒攪拌ユニット４０の回転に伴う遠心力によって、冷媒保持面５１Ｓに沿って移動し、ケーシング内へ飛散する。従って、冷媒保持面５１Ｓの傾斜角度は、冷媒攪拌ユニット４０の回転に伴い飛散する冷却油Ｏが飛散する方向の内、回転軸３０の軸方向成分に影響を及ぼす。即ち、冷媒攪拌ユニット４０は、傾斜角度が相違する複数種類の攪拌部材５０を有しているので、その回転によって、ケーシング内の軸方向における様々な位置へ、冷却油Ｏを飛散させることができる。
【００４１】
図７に示すように、コイルスプリング５５は、各攪拌部材５０の本体部５２に対して、その一端が取り付けられており、当該攪拌部材５０に対して弾性力Ｆを作用させる。上述したように、コイルスプリング５５の端部は、取付部材４５における回転軸３０の周囲に形成されたスプリング取付部４５Ｂに取り付けられる。従って、コイルスプリング５５の弾性力Ｆは、攪拌部材５０の本体部５２を、回転軸３０の周囲に位置するスプリング取付部４５Ｂへ向かって引っ張る方向に働く。
【００４２】
これにより、ロータ１０の回転停止時や、ロータ１０の低速回転時においては、各攪拌部材５０は、コイルスプリング５５の弾性力Ｆによって、本体部５２が回転軸３０側に位置する状態となる。上述したように、攪拌部材５０は、軸部４５Ａを中心に回動可能に軸支されており、且つ、攪拌突出部５１は、軸部４５Ａを介して本体部５２と逆側に位置している。従って、各攪拌部材５０の攪拌突出部５１は、取付部材４５の外周縁から外経方向に所定量突出した状態となる（図３等参照）。
【００４３】
ここで、図３に示すように、冷媒攪拌ユニット４０は、攪拌部材５０として、第１攪拌部材５０Ａと、第２攪拌部材５０Ｂと、第３攪拌部材５０Ｃを有しており、取付部材４５の周方向に、第１攪拌部材５０Ａ、第２攪拌部材５０Ｂ、第３攪拌部材５０Ｃ、第１攪拌部材５０Ａ・・・の順序で規則的に配設されている。
【００４４】
先ず、第１攪拌部材５０Ａの構成について、図４を参照しつつ詳細に説明する。図４に示すように、第１攪拌部材５０Ａは、軸方向から見た場合に、平面視で、コンマ若しくは勾玉状に形成されており、攪拌突出部５１と、本体部５２を有して構成されている。又、第１攪拌部材５０Ａは、攪拌突出部５１の付け根部分（攪拌突出部５１と本体部５２の境界部分）において、軸部４５Ａによって回動可能に軸支されている（図４参照）。
【００４５】
そして、第１攪拌部材５０Ａにおいては、攪拌突出部５１は、前記軸方向に直交する断面において、所定の第１突出角度αで本体部５２から突出するように形成されている。ここで、突出角度とは、本体部５２に対して、攪拌突出部５１がなす角度を意味し、本実施形態では、冷媒保持面５１Ｓの軸部４５Ａに最も近い部分の接線と、攪拌突出部５１の中心線とのなす角度を示す。第１攪拌部材５０Ａに係る本体部５２は、軸方向から見た場合に、平面視で略円形に形成されており、前記軸部４５Ａを介して前記攪拌突出部５１と反対側に位置する。図４に示すように、第１攪拌部材５０Ａにおいても、本体部５２は、攪拌突出部５１と比較して大きく形成されているので、第１攪拌部材５０Ａの重心Ｇは、第１攪拌部材５０Ａの回動中心である軸部４５Ａよりも本体部５２側にオフセットした位置に位置している。又、第１攪拌部材５０Ａの本体部５２には、コイルスプリング５５の一端が取り付けられており、回転軸３０側へ引っ張る方向に弾性力Ｆが作用している。
【００４６】
次に、第２攪拌部材５０Ｂの構成について、図５を参照しつつ詳細に説明する。図５に示すように、第２攪拌部材５０Ｂは、軸方向から見た場合に、平面視で、コンマ若しくは勾玉状に形成されており、攪拌突出部５１と、本体部５２を有して構成されている。又、第２攪拌部材５０Ｂも、攪拌突出部５１の付け根部分（攪拌突出部５１と本体部５２の境界部分）において、軸部４５Ａによって回動可能に軸支されている（図５参照）。
【００４７】
そして、第２攪拌部材５０Ｂに係る攪拌突出部５１は、前記軸方向に直交する断面において、第２突出角度βで本体部５２から突出するように形成されている。図３〜図５からわかるように、第２突出角度βは、第１攪拌部材５０Ａにおける第１突出角度αよりも小さい。そして、第２攪拌部材５０Ｂにおける冷媒保持面５１Ｓは、軸方向から見た平面視で、第１攪拌部材５０Ａと比べて、曲率半径の小さな円弧を描くように形成される。
【００４８】
又、第２攪拌部材５０Ｂに係る本体部５２は、軸方向から見た場合に、平面視で略円形に形成されており、第１攪拌部材５０Ａに係る本体部５２と同一形状を為している。図５に示すように、第２攪拌部材５０Ｂにおいても、本体部５２は、軸部４５Ａを介して前記攪拌突出部５１と反対側に位置し、攪拌突出部５１と比較して大きく形成されている。従って、第２攪拌部材５０Ｂの重心Ｇは、第２攪拌部材５０Ｂの回動中心である軸部４５Ａよりも本体部５２側にオフセットした位置に位置する。又、第２攪拌部材５０Ｂの本体部５２には、コイルスプリング５５の一端が取り付けられており、回転軸３０側へ引っ張る方向に弾性力Ｆが作用している。
【００４９】
続いて、第３攪拌部材５０Ｃの構成について、図６を参照しつつ詳細に説明する。図６に示すように、第３攪拌部材５０Ｃは、軸方向から見た場合に、平面視で、コンマ若しくは勾玉状に形成されており、攪拌突出部５１と、本体部５２を有して構成されている。又、第３攪拌部材５０Ｃも、攪拌突出部５１の付け根部分（攪拌突出部５１と本体部５２の境界部分）において、軸部４５Ａによって回動可能に軸支されている（図６参照）。
【００５０】
そして、第３攪拌部材５０Ｃに係る攪拌突出部５１は、前記軸方向に直交する断面において、第３突出角度γで本体部５２から突出するように形成されている。図３〜図６からわかるように、第３突出角度γは、第１攪拌部材５０Ａにおける第１突出角度α、及び第２攪拌部材５０Ｂにおける第２突出角度βよりも小さい。そして、第３攪拌部材５０Ｃにおける冷媒保持面５１Ｓは、軸方向から見た平面視で、第１攪拌部材５０Ａ、第２攪拌部材５０Ｂと比べて、曲率半径の小さな円弧を描くように形成される。
【００５１】
又、第３攪拌部材５０Ｃに係る本体部５２は、軸方向から見た場合に、平面視で略円形に形成されており、第１攪拌部材５０Ａ、第２攪拌部材５０Ｂに係る本体部５２と同一形状を為している。図６に示すように、第３攪拌部材５０Ｃにおいても、本体部５２は、軸部４５Ａを介して前記攪拌突出部５１と反対側に位置し、攪拌突出部５１と比較して大きく形成されている。従って、第３攪拌部材５０Ｃの重心Ｇは、第３攪拌部材５０Ｃの回動中心である軸部４５Ａよりも本体部５２側にオフセットした位置に位置する。又、第３攪拌部材５０Ｃの本体部５２には、コイルスプリング５５の一端が取り付けられており、回転軸３０側へ引っ張る方向に弾性力Ｆが作用している。
【００５２】
続いて、冷媒攪拌ユニット４０がロータ１０と共に回転軸３０を中心として回転した場合における各攪拌部材５０（第１攪拌部材５０Ａ〜第３攪拌部材５０Ｃ）の動きについて、図７を参照しつつ詳細に説明する。
【００５３】
先ず、冷媒攪拌ユニット４０が停止している場合における各攪拌部材５０の状態について説明する。上述したように、各攪拌部材５０は、攪拌突出部５１と本体部５２の間に位置で、軸部４５Ａによって回動可能に軸支されている。更に、各攪拌部材５０の本体部５２には、コイルスプリング５５の一端が取り付けられており、当該コイルスプリング５５の弾性力Ｆが、当該本体部５２を回転軸３０側へ引っ張る方向に作用している。従って、各攪拌部材５０は、コイルスプリング５５の弾性力Ｆによって、軸部４５Ａを中心に、本体部５２が回転軸３０に近づく方向へ回動する。この軸部４５Ａを中心とした回動に伴って、各攪拌部材５０の攪拌突出部５１は、取付部材４５の外周縁から外側へ突出する（図７中、破線で示す状態）。
【００５４】
次に、ロータ１０の回転に伴い、冷媒攪拌ユニット４０が回転軸３０を中心として回転した場合について説明する。上述したように、各攪拌部材５０は、回転軸３０に固設された取付部材４５の軸部４５Ａによって軸支されており、各軸部４５Ａは、取付部材４５の外周縁近傍に立設されている。従って、ロータ１０と共に、冷媒攪拌ユニット４０が回転すると、各攪拌部材５０には、回転軸３０を中心とした回転に伴う遠心力が作用する。
【００５５】
各攪拌部材５０の重心Ｇは、軸部４５Ａに対して本体部５２側にオフセットした位置に位置している為、当該攪拌部材５０の本体部５２を、取付部材４５の外周縁側に向かって回動させるように作用する。つまり、冷媒攪拌ユニット４０が回転している場合、各攪拌部材５０の本体部５２において、コイルスプリング５５の弾性力Ｆと、冷媒攪拌ユニット４０の回転に伴う遠心力が、軸部４５Ａを中心として回動させる力として、相反する向きに作用する。
【００５６】
ここで、本体部５２に作用する遠心力の大きさは、ロータ１０の回転速度の大きさに対応する。即ち、前記ロータ１０の回転速度が大きくなる程、各攪拌部材５０の本体部５２に作用する遠心力は大きくなる。従って、各攪拌部材５０の本体部５２は、前記ロータ１０の回転速度が徐々に高速化すると、それに伴う遠心力が増大するため、前記コイルスプリング５５の弾性力Ｆに抗して、より取付部材４５の外周縁側に向かって回動する。上述したように、攪拌突出部５１の先端は、軸部４５Ａを介して、本体部５２と逆側に位置する為、この攪拌部材５０の回動に伴って、取付部材４５の外周縁から突出した状態から、回転軸３０側に向かって徐々に移動する。即ち、取付部材４５の外周縁から突出する攪拌突出部５１の突出量は、ロータ１０の回転速度に対応する遠心力と、コイルスプリング５５の弾性力Ｆに対応し、前記ロータ１０の回転速度が低速である場合には、前記コイルスプリング５５の弾性力Ｆの影響を強く受けて大きくなり、前記ロータ１０の回転速度が高速である程、当該ロータ１０の回転に伴う遠心力の影響を受けて小さくなる。
【００５７】
本実施形態のような回転電機１においては、低回転・高トルクでの使用を行った場合に、コイル２２等の発熱によって、回転電機１自体について熱的な問題となる。上述したように、本実施形態に係る回転電機１では、ロータ１０の回転速度が低速である場合、ロータ１０の回転に伴う遠心力は、コイルスプリング５５の弾性力Ｆよりも小さいので、各攪拌部材５０は、本体部５２が回転軸３０側に向かうように、軸部４５Ａを中心に回動することになる（図７中、破線で示す状態）。
【００５８】
従って、各攪拌部材５０の攪拌突出部５１の先端部分は、取付部材４５の外周縁から外側に突出することになる為、各攪拌部材５０の攪拌突出部５１は、冷媒攪拌ユニット４０の回転に伴って、ケーシング下部に貯留されている冷却油Ｏ内を移動する。これにより、各攪拌部材５０は、冷媒保持面５１Ｓによって冷却油Ｏを掬い上げ、保持することができる。冷媒保持面５１Ｓに保持された冷却油Ｏは、冷媒攪拌ユニット４０の回転に伴って、ケーシング内へ飛散することになる為、本実施形態に係る回転電機１は、ケーシング内に配設されている回転電機１の構成要素（ロータ１０や、ステータ２０のコイルエンド部２３等）を冷却し得る。上述したように、当該回転電機１においては、ロータ１０の回転速度が低速である程、攪拌突出部５１の突出量が大きくなるので、より多くの冷却油Ｏを攪拌・飛散させることができ、熱的な問題が生じる低速回転時に、回転電機１の構成要素を適切に冷却し得る。
【００５９】
一方、ロータ１０及び冷媒攪拌ユニット４０が高速で回転している場合に、各攪拌突出部５１が取付部材４５の外周縁から外側に突出していると、当該攪拌突出部５１がケーシング内に貯留されている冷却油Ｏ内を移動する際に、より大きな抗力を受ける。各攪拌部材５０における攪拌突出部５１が冷却油Ｏによって受ける抗力は、ロータ１０の回転に対する抵抗として作用する為、回転電機１の出力低下を招く要因となる。
【００６０】
この点、本実施形態に係る回転電機１によれば、ロータ１０及び冷媒攪拌ユニット４０が高速で回転している場合には、高速であるほど、各攪拌突出部５１の突出量が小さくなり、所定以上の回転速度である場合、図７中、実線で示すように、取付部材４５の外周縁よりも内側に位置する。これにより、当該回転電機１によれば、ロータ１０の回転に対する抵抗を減じることができ、回転電機１の出力低下を防止し得る。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態に係る回転電機１は、ロータ１０と、ステータ２０と、回転軸３０と、冷媒攪拌ユニット４０を、冷却油Ｏが下部に貯留されたケーシング内に有している。冷媒攪拌ユニット４０は、回転軸３０に固設されたロータ１０の軸方向端面において、回転軸３０に対して固設されており、取付部材４５と、複数の攪拌部材５０（第１攪拌部材５０Ａ〜第３攪拌部材５０Ｃ）と、コイルスプリング５５を有して構成されている。各攪拌部材５０は、取付部材４５に形成された複数の軸部４５Ａに対して回動可能に軸支されており、攪拌突出部５１と、本体部５２を有している。
【００６２】
図４〜図７に示すように、各攪拌部材５０は、前記軸部４５Ａよりも前記本体部５２側にオフセットした位置に、当該攪拌部材５０の重心Ｇを有しており、前記攪拌部材５０の本体部５２には、コイルスプリング５５により、前記回転軸３０側に向かう弾性力Ｆが作用している。従って、ロータ１０の回転に伴い、冷媒攪拌ユニット４０が回転すると、前記取付部材４５の外周縁から突出する前記攪拌突出部５１の突出量は、前記ロータ１０の回転速度に応じて変化する。前記攪拌突出部５１の突出量は、ケーシング内に貯留されている冷却油Ｏを掬いあげる量に対応する為、当該回転電機１は、ロータ１０の回転速度に応じて、当該回転電機１の構成要素（例えば、ステータ２０のコイルエンド部２３等）を適切に冷却し得る。
【００６３】
ロータ１０の回転速度が低速である場合、各攪拌部材５０の攪拌突出部５１は、取付部材４５の外周縁から外側に突出しているので、取付部材４５の下縁よりもやや下方に貯留されている冷却油Ｏを攪拌しつつ掬い上げて、ケーシング内へ飛散させることができる。ここで、回転電機においては、ロータ１０の回転速度が低速である場合に、熱的に問題となる場合が多い。当該回転電機１においては、ロータ１０の回転速度が低速である程、攪拌突出部５１の突出量が大きくなるので、より多くの冷却油Ｏを攪拌・飛散させることができ、熱的な問題が生じる低速回転時に、回転電機１の構成要素を適切に冷却し得る。
【００６４】
ロータ１０が高速で回転している場合に、各攪拌突出部５１が取付部材４５の外周縁から突出していると、当該攪拌突出部５１がケーシング内に貯留されている冷却油Ｏ内を移動する際に抗力を受ける為、ロータ１０の回転に係る抵抗となる。この点、当該回転電機１によれば、ロータ１０が高速で回転している場合には、各攪拌突出部５１の突出量が小さくなり、取付部材４５の外周縁よりも内側に攪拌突出部５１が位置することになる。従って、当該回転電機１によれば、高速回転時におけるロータ１０の回転に対する抵抗を減じることができ、回転電機１の出力低下を防止し得る。
【００６５】
又、当該回転電機１によれば、ケーシング内にギヤ機構がない場合であっても、ケーシング内に貯留している冷却油Ｏによって、回転電機１の構成要素を冷却し得る。更に、当該回転電機１によれば、ケーシング外に循環ポンプ等を配設する必要はないので、少ないスペースで冷却効率の良い回転電機１を搭載することができる。
【００６６】
そして、当該回転電機１によれば、ロータ１０の回転に伴い、冷媒攪拌ユニット４０によって飛散した冷却油Ｏを、ケーシング内に配設されたキャッチタンク６０、オイル供給管路６１を介して、回転軸３０を軸支するベアリング３５に供給することができる。これにより、当該回転電機１によれば、冷却油Ｏを、回転軸３０とベアリング３５における潤滑に用いることができるので、当該回転電機１における最高回転数を向上させ得る。
【００６７】
更に、当該回転電機１においては、冷媒攪拌ユニット４０は、第１攪拌部材５０Ａ〜第３攪拌部材５０Ｃを、攪拌部材５０として備えている。第１攪拌部材５０Ａ〜第３攪拌部材５０Ｃは、前記軸方向に直交する断面において、本体部５２から突出する前記攪拌突出部５１の突出角度（第１突出角度α〜第３突出角度γ）が相違するように構成されている（図３〜図６参照）。ここで、前記攪拌突出部５１の突出角度の相違は、冷媒攪拌ユニット４０の回転に伴い冷却油Ｏを掬いあげた状態で保持している期間に対応する。従って、当該回転電機１によれば、ロータ１０の回転に伴って冷媒攪拌ユニットが回転すると、ケーシング内に貯留されている冷却油Ｏは、第１攪拌部材５０Ａ〜第３攪拌部材５０Ｃによって、回転軸３０の径方向外側における様々な部分に飛散する。これにより、当該回転電機１は、ケーシング内において、径方向外側における様々な部分に位置する回転電機１の構成要素を冷却することができ、もって効率良く、回転電機１の構成要素を冷却し得る。
【００６８】
又、当該回転電機１において、冷媒攪拌ユニット４０は、前記冷媒保持面５１Ｓと前記軸方向により構成される傾斜角度が相違する複数種類の攪拌部材５０を有している。冷媒保持面５１Ｓに保持された冷却油Ｏは、冷媒攪拌ユニット４０の回転に従って、冷媒保持面５１Ｓに沿って移動してケーシング内へ飛散する。従って、ロータ１０の回転に伴って冷媒攪拌ユニット４０が回転すると、ケーシング内に貯留されている冷却油Ｏは、傾斜角度が相違する複数種類の攪拌部材５０によって、軸方向に沿った様々な位置に飛散する。これにより、当該回転電機１は、ケーシング内において、軸方向に沿った様々な位置における回転電機１の構成要素を冷却することができ、もって効率良く、回転電機１の構成要素を冷却し得る。
【００６９】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、ロータ１０の軸方向両端側にあたる２箇所に、冷媒攪拌ユニット４０が配設されていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、ロータ１０の軸方向における何れか一方の端部側に、冷媒攪拌ユニット４０を配設する構成であってもよい。この場合においては、ステータ２０に巻装されたコイル２２の引き出し端子側にあたる端部側に、冷媒攪拌ユニット４０を配設することが望ましい。コイル２２の引き出し端子側は、回転電機１使用時に高温になる為、冷媒攪拌ユニット４０をそれに対応する端部側に配設することにより、冷却油Ｏによって効率的に冷却することができるからである。
【００７０】
又、上述した実施形態においては、図１に示すように、冷媒攪拌ユニット４０を、ロータコア１１及びエンドプレート１２よりも、回転軸３０の軸方向における外側部分に配設していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、ステータ２０との干渉を回避することができれば、ロータコア１１とエンドプレート１２の間に、冷媒攪拌ユニット４０を配設してもよい。
【００７１】
そして、上述した実施形態においては、冷媒攪拌ユニット４０を構成する弾性部材として、コイルスプリング５５を用いていたが、この態様に限定されるものではない。即ち、攪拌部材５０の本体部５２に、弾性力Ｆを作用させることができればよく、例えば、ねじりバネを用いる態様であってもよい。この場合、冷媒攪拌ユニット４０及び回転電機１の軽量化を図ることができる点で有効である。又、上述した実施形態においては、傾斜角度について、単に傾斜角度を相違させた攪拌部材５０を設けるようにしたが、例えば、突出角度が同じ攪拌部材５０について、傾斜角度を相違させるようにしても良い。つまり、第１突出角度α、第２突出角度β、第３突出角度γの攪拌部材５０が夫々４つある場合、傾斜角度を４通り設定し、第１突出角度αの攪拌部材５０について傾斜角度を相違させるようにし、第２突出角度β、第３突出角度γの攪拌部材５０についても傾斜角度を相違させるようにする。このようにすれば、径方向外側についても、軸方向に沿った方向についても、様々な位置に冷却油Ｏを飛散させることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１      回転電機
１０    ロータ
１１    ロータコア
２０    ステータ
２２    コイル
３０    回転軸
４０    冷媒攪拌ユニット
４５    取付部材
４５Ａ  軸部
５０    攪拌部材
５１    攪拌突出部
５２    本体部
５５    コイルスプリング
Ｏ      冷却油
Ｒ      回転方向
【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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