(57)【要約】【課題】永久磁石の冷却を図りつつ、回転子と固定子との間に冷媒が染み出すことを抑制して、回転子の回転抵抗の低減が図られた回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、回転可能に設けられ、冷媒が流通可能な冷媒通路４５が形成されたシャフト５８と、永久磁石３１Ａを収容可能な収容孔２４Ａと、収容孔２４Ａ内に設けられた永久磁石３１Ａとを有し、シャフト５８に固設された回転子と、回転子の軸方向端部１０ａに設けられたエンドプレート２９と、エンドプレート２９に形成され、永久磁石３１Ａの軸方向端部３１ａを経由し、冷媒通路４５と連通して、冷媒が流通可能な冷媒通路４３と、ロータの軸方向端部１０ａ，１０ｂに位置する収容孔２４Ａの開口部２５ａ，２５ｂと、永久磁石３１Ａとの間を閉塞して、収容孔２４Ａ内への冷媒の浸入を抑制可能な樹脂２６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられ、冷媒が流通可能な第１冷媒通路が形成された回転軸と、
永久磁石を収容可能な収容孔と、前記収容孔内に設けられた永久磁石とを有し、前記回転軸に固設された回転子と、
前記回転子に対向し、複数の巻線相を有する固定子と、
前記回転子の軸方向端部に設けられたエンドプレートと、
前記エンドプレートに形成され、前記永久磁石の軸方向端部を経由し、前記第１冷媒通路と連通して、前記冷媒が流通可能な第２冷媒通路と、
前記ロータの軸方向端部に位置する前記収容孔の開口部と、前記永久磁石との間を閉塞して、前記収容孔内への前記冷媒の浸入を抑制可能な閉塞部材とを備えた、回転電機。
【請求項２】
前記閉塞部材は、収容孔内に充填され、前記ロータの軸方向に位置する前記両軸方向端面に亘って延びる、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記永久磁石の軸方向端部の少なくとも一部は、前記閉塞部材から露出する、請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記閉塞部材は、樹脂とされた、請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関し、特に永久磁石の冷却が図られた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から冷却機能を有する電動機が各種提案されている。たとえば、特許文献１（特開２００３−１６９４４８号公報）に記載された電動機は、軸受部材に供給された潤滑油をコイルエンドに供給して、コイルエンドを冷却する。
【０００３】
また、特許文献２（特開２００６−６０９１号公報）に記載された電動機は、回転子の永久磁石に向けて冷却油を噴出する噴出口を備えており、磁性夾雑物を磁石に吸着させることで除去し、磁性夾雑物が除去された冷却油をコイルに吹き付ける。このようにして、コイル表面の絶縁皮膜が傷つけられることによるコイルの絶縁性能低下を防止が図られている。
【特許文献１】特開２００３−１６９４４８号公報
【特許文献２】特開２００６−６０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特開２００６−６０９１号公報に記載された回転電機においては、永久磁石を収容する収容孔内に潤滑油が入り込む。そして、収容孔内に入り込んだ潤滑油は、回転子を構成する積層鋼板の隙間から径方向外方に向けて染み出す。そして、回転子と固定子との間に潤滑油が入り込み、ロータの回転抵抗が高くなる。
【０００５】
そして、特開２００３−１６９４４８号公報に記載された電動機においては、固定子内に設けられた永久磁石の冷却が図られていない。
【０００６】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、永久磁石の冷却を図りつつ、回転子と固定子との間に冷媒が染み出すことを抑制して、回転子の回転抵抗の低減が図られた回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機は、回転可能に設けられ、冷媒が流通可能な第１冷媒通路が形成された回転軸と、永久磁石を収容可能な収容孔と、収容孔内に設けられた永久磁石とを有し、回転軸に固設された回転子とを備える。そして、この回転電機は、回転子に対向し、複数の巻線相を有する固定子と、回転子の軸方向端部に設けられたエンドプレートと、エンドプレートに形成され、永久磁石の軸方向端部を経由し、第１冷媒通路と連通して、冷媒が流通可能な第２冷媒通路とを備える。そして、少なくとも、上記ロータの軸方向端部に位置する収容孔の開口縁部と、永久磁石との間を閉塞して、収容孔内への冷媒の浸入を抑制可能な閉塞部材とを備える。
【０００８】
好ましくは、上記閉塞部材は、収容孔内に充填され、ロータの軸方向に位置する両軸方向端面に亘って延びる。好ましくは、上記永久磁石の軸方向端部の少なくとも一部は、閉塞部材から露出する。好ましくは、上記閉塞部材は、樹脂とされる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回転電機によれば、永久磁石を冷却することができ、さらに、回転子と固定子との間に冷媒が入り込むことを抑制することができ、回転子の回転抵抗の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本実施の形態に係る回転電機について、図１から図５を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態に係る回転電機を示す断面図である。図中に示す回転電機は、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）から電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車に搭載されたモータである。
【００１２】
図１を参照して、回転電機１００は、ロータ１０と、ロータ１０の外周上に配置されたステータ５０とを備える。ロータ１０は、中心軸１０１に沿って延びるシャフト５８に設けられている。シャフト５８は、ロータ１０とともに中心軸１０１を中心に回転する。
【００１３】
ロータ１０は、ロータコア２０と、ロータコア２０に埋設された永久磁石３１とを有する。すなわち、回転電機１００は、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータである。
ロータコア２０は、中心軸１０１に沿った円筒形状を有する。ロータコア２０は、中心軸１０１の軸方向に積層された複数の電磁鋼板２１から構成されている。
【００１４】
中心軸１０１方向に位置するロータ１０の端面には、エンドプレート２９が設けられている。
【００１５】
ステータ５０は、ステータコア５５と、ステータコア５５に巻回されたコイル５１とを有する。ステータコア５５は、中心軸１０１の軸方向に積層された複数の電磁鋼板５２から構成されている。なお、ロータコア２０およびステータコア５５は、電磁鋼板に限定されず、たとえば圧粉磁心から構成されても良い。
【００１６】
コイル５１は、３相ケーブル６０によって制御装置７０に電気的に接続されている。３相ケーブル６０は、Ｕ相ケーブル６１、Ｖ相ケーブル６２およびＷ相ケーブル６３からなる。コイル５１は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなり、これらの３つのコイルの端子に、それぞれ、Ｕ相ケーブル６１、Ｖ相ケーブル６２およびＷ相ケーブル６３が接続されている。
【００１７】
制御装置７０には、ハイブリッド自動車に搭載されたＥＣＵ（Electrical Control Unit）８０から、回転電機１００が出力すべきトルク指令値が送られる。制御装置７０は
、そのトルク指令値によって指定されたトルクを出力するためのモータ制御電流を生成し、そのモータ制御電流を、３相ケーブル６０を介してコイル５１に供給する。
【００１８】
図２は、図１の一部を拡大視した拡大断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。これら、図３に示すように、ロータ１０には、複数の磁極を規定する磁石群３０Ａ〜３０Ｈが設けられている。なお、各磁石群３０Ａ〜３０Ｈは、２つの永久磁石によって構成されており、たとえば、磁石群３０Ａは、２つの永久磁石３１Ａ，３１Ｂを備えている。永久磁石３１Ａと永久磁石３１Ｂとは、ロータ１０の周方向に配列している。そして、ロータ１０の周方向に隣り合う磁石群３０Ａ〜３０Ｈのロータ１０の外周側の磁極は、互いに異なる。
【００１９】
回転電機１００は、磁石群３０Ａ〜３０Ｈの構成する永久磁石３１Ａ，３１Ｂを冷却する磁石冷却通路４０を備えている。この磁石冷却通路４０は、シャフト５８に形成された冷媒通路４５と、この冷媒通路４５に連通し、エンドプレート２９とロータ１０の軸方向端面１０ａ，１０ｂとによって規定された冷媒通路４３と、冷媒通路４３に連通する排出孔４４とを備えている。冷媒通路４５は、中心軸１０１方向に延びる軸方向通路４１と、この軸方向通路４１に連設され、シャフト５８の径方向に延びる径方向通路４２とを備えている。径方向通路４２は、各磁石群３０Ａ〜３０Ｈに向けて延びている。そして、冷媒通路４３は、ロータ１０の径方向内方から外方に向けて、ロータ１０の周方向の長さが大きくなるように広がっている。
【００２０】
そして、冷媒通路４３は、各磁石群３０Ａ〜３０Ｈを構成する各永久磁石の軸方向端面３１ａ，３１ｂを経由する。このため、冷媒通路４３内を流通する冷媒Ａによって永久磁石３１Ａ，３１Ｂが冷却される。なお、軸方向通路４１を流れる冷媒Ａが、径方向通路４２内に入り込み、冷媒Ａが冷媒通路４３内に入り込む。
【００２１】
ここで、図２に示すように、永久磁石３１Ａは、ロータコア２０に形成された磁石収容孔２４Ａ内に収容されている。この磁石収容孔２４Ａは、中心軸１０１方向に延びており、ロータ１０の両軸方向端面１０ａ，１０ｂに達している。この磁石収容孔２４Ａ内には、樹脂（閉塞部材）２６が充填されている。この樹脂２６は、磁石収容孔２４Ａを規定するロータコア２０の内周面と、内部に収容された永久磁石３１Ａとの隙間を埋めている。
なお、永久磁石３１Ａの軸方向端面３１ａ，３１ｂは、樹脂２６に覆われておらず、樹脂２６から露出している。
【００２２】
このため、冷媒通路４３内に冷媒Ａが供給されたとしても、冷媒Ａが磁石収容孔２４Ａ内に染み込むことを抑制することができる。このように、磁石収容孔２４Ａ内に冷媒Ａが入り込むことを抑制することができるので、冷媒Ａがロータコア２０の電磁鋼板間からロータコア２０の外周面に染み出すことを抑制することができる。これにより、ロータ１０とステータ５０との間に冷媒Ａが入り込むことを抑制することができ、ロータ１０の回転抵抗の上昇を抑制することができる。特に、樹脂２６は、磁石収容孔２４Ａを規定するロータコア２０の内表面の略全面に亘って形成されているので、磁石収容孔２４Ａを規定するロータ１０の内表面からロータ１０の外表面に向けて冷媒Ａが染み出すことを抑制することができる。さらに、永久磁石３１を良好にロータコア２０に接着させることができ、永久磁石３１を良好にロータコア２０に固定することができる。
【００２３】
そして、永久磁石３１Ａの軸方向端面３１ａ，３１ｂが樹脂２６から露出しているので、冷媒Ａによって永久磁石３１Ａが良好に冷却される。このように、永久磁石３１Ａを冷却することで、永久磁石３１Ａの熱減磁を抑制することができる。
【００２４】
このように、各磁石群３０Ａ〜３０Ｈを構成する永久磁石を冷却した後に、排出孔４４から排出される。なお、樹脂２６としては、たとえば、エポキシ、不飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートまたはポリフェニレンスルフィド等の樹脂材料を採用することができる。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態に係る回転電機の第１変形例を示す断面図である。この図４に示す例においては、ロータ１０の軸方向端面１０ａ，１０ｂに位置する磁石収容孔２４Ａの開口部２５ａ，２５ｂの開口縁部と、永久磁石３１Ａとの間を閉塞する樹脂２６を備えている。この回転電機においても、永久磁石３１Ａと、開口部２５ａ，２５ｂとの間が閉塞されているので、冷媒Ａが磁石収容孔２４Ａ内に入り込むことを抑制することができる。このように、樹脂２６を磁石収容孔２４Ａ内に充填する場合に限られず、樹脂２６により永久磁石３１Ａと開口部２５ａ，２５ｂとの間の隙間を閉塞するようにしても、冷媒Ａが磁石収容孔２４Ａ内に入り込むことを抑制することができる。
【００２６】
図５は、本発明の実施の形態に係る回転電機の第２変形例を示す断面図である。この図５に示すように、電磁鋼板２１のうち、ロータ１０の軸方向端面１０ａ，１０ｂに位置する板状の閉塞部材２２ａ，２２ｂは、磁石収容孔２４の開口部２５ａ，２５ｂの開口縁部と、永久磁石３１との間に位置する隙間の開口部を閉塞している。このように、平板板状部材を用いて、冷媒Ａが磁石収容孔２４内に入り込むことを抑制してもよい。
【００２７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、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。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許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。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、回転電機に適用することができ、特に永久磁石の冷却が図られた回転電機に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態に係る回転電機を示す断面図である。
【図２】図１の一部を拡大視した拡大断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る回転電機の第１変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る回転電機の第２変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ロータ、１０ａ，１０ｂ  軸方向端面、２０  ロータコア、２１  電磁鋼板、２４  磁石収容孔、２５ａ，２５ｂ  開口部、２６  樹脂（閉塞部材）、２９  エンドプレート、３０Ａ  磁石群、３１  永久磁石、４０  磁石冷却通路、４１  軸方向通路、４２  径方向通路、４３  冷媒通路、４４  排出孔、４５  冷媒通路、５０  ステータ、１００  回転電機、１０１  中心軸、Ａ  冷媒。
【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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