回転電機用ロータ
【課題】ロータに形成された冷媒流路に流される冷媒と接する冷媒流路面との面積を増大させ、ロータの冷却効果を高めることができる回転電機用ロータを提供する。
【解決手段】回転軸４０により軸支されたロータ本体１０に回転軸４０の軸芯方向に貫通する冷媒流路１０ａを設け、冷媒流路１０ａの内面に冷媒流路１０ａの内側に突出する放熱部７２を形成した。
【解決手段】回転軸４０により軸支されたロータ本体１０に回転軸４０の軸芯方向に貫通する冷媒流路１０ａを設け、冷媒流路１０ａの内面に冷媒流路１０ａの内側に突出する放熱部７２を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸によってケースに軸支されるとともに、前記回転軸の軸芯方向に積層された磁性を有する複数の板状部材により構成され、前記軸芯方向に貫通する冷媒流路を有するロータ本体を備えた回転電機用ロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機用のロータは、温度が高くなると磁性が低下し、回転電機の性能の低下を招くことが知られている。そのため、ロータやロータに挿通された磁石を冷却する技術が求められている。従来のロータを冷却する技術として、例えば、ロータ、上記ロータに近接して配置されるステータ、上記ステータに配設されたステータ巻線、上記ロータ内の上記ステータ巻線に近接した位置に埋め込まれた一対の磁石、を備え、上記ロータには、冷却媒体を流すために、又は、重量低減のために、断面略三角形状の空洞が形成されたものがある（特許文献１参照）。上記ロータは、ロータ軸に連結されているとともに、上記ステータとの間に空隙を形成するように該ステータに対して回転可能に設けられている。上記空洞は、上記モータ・モードで作動しているときに、上記磁石と上記空洞との間の領域における上記ロータの磁束密度が平準化されるように、上記一対の磁石に対して非対称となる位置に設けられている。
【０００３】
この特許文献１の回転電機では、ロータに形成された断面略三角形状の空洞にオイルを流すことにより、ロータを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５０１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の回転電機では、ロータに形成された空洞の断面形状は略三角形状であるため、オイルと空洞面とが接する面積が小さく、十分な冷却効果を得ることができない可能性がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータに形成された冷媒流路に流される冷媒と接する冷媒流路面との面積を増大させ、ロータの冷却効果を高めることができる回転電機用ロータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の回転電機用ロータは、回転軸によってケースに軸支されるとともに、前記回転軸の軸芯方向に積層された磁性を有する複数の板状部材により構成され、前記軸芯方向に貫通する冷媒流路を有するロータ本体を備え、前記冷媒流路の内面に当該冷媒流路の内側に突出する放熱部が形成されている。
【０００８】
この構成では、ロータ本体には冷媒を流すための冷媒流路が備えられており、その冷媒流路の内面には冷媒流路の内側に突出する放熱部が形成されている。したがって、冷媒流路の内面には凹凸形状が形成されることとなり、冷媒との接触面積が増大し、ロータの熱を冷媒に伝達し易くなるため、冷却効果を高めることができる。
【０００９】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記板状部材は貫通孔が形成され、複数の前記板状部材は第１姿勢と第２姿勢とで積層された際に前記第１姿勢の前記板状部材の前記貫通孔と前記第２姿勢の前記板状部材の前記貫通孔とが連通することにより前記冷媒流路および前記放熱部を形成している。
【００１０】
この構成では、ロータ本体は同形状の板状部材を第１姿勢と第２姿勢とで積層して構成しているため、簡易な構成でありながら冷媒流路の内面に放熱部を形成することができる。
【００１１】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記貫通孔は前記回転軸の軸芯を中心とする円周を均等間隔に分割する基準位置に対して、当該円周の正方向の位相を有する位置に形成された正位相貫通孔と当該円周の負方向の位相を有する負位相貫通孔とを当該円周上に交互に備え、前記第２姿勢は前記第１姿勢に対して隣接する前記基準位置の間の位相差に対応する回転が施された姿勢である。
【００１２】
この構成では、複数の貫通孔を基準位置から正位相方向と負位相方向とに交互にずらして形成している。そのため、第２姿勢を第１姿勢からの回転姿勢とすれば、第１姿勢にある板状部材の正位相貫通孔と第２姿勢にある板状部材の負位相貫通孔とが連通する。また、第１姿勢にある板状部材の負位相貫通孔と第２姿勢にある板状部材の正位相貫通孔とが連通する。ただし、正位相貫通孔と負位相貫通孔との連通により冷媒流路が形成されるが、位相が異なっているためにこれらの貫通孔は全体が重複するのではなく部分的に重複するように連通する。したがって、貫通孔の重複しない内面により放熱部を形成することができる。このように、この構成では第１姿勢の板状部材と第１姿勢から所定角度回転させた第２姿勢の板状部材を積層するだけで、放熱部が形成された冷媒流路を有するロータ本体を構成することができる。
【００１３】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記貫通孔は前記回転軸の軸芯を中心とする円周を均等間隔に分割する基準位置に対して所定の位相差を有する位置に形成され、前記第２姿勢は前記第１姿勢の表裏方向の反転姿勢である。
【００１４】
この構成では、貫通孔は基準位置に対して所定の位相差を有する位置に形成されている。基準位置とは例えば磁石を挿通するための磁石孔である。このような貫通孔が形成された板状部材を裏返すと、貫通孔は基準位置に対して逆位相の位相差を有することとなる。したがって、第１姿勢の板状部材と第１姿勢を裏返した（表裏方向に反転させた）姿勢の第２姿勢の板状部材とを積層すると、貫通孔が部分的に重複するように連通する。これにより、放熱部が形成された冷媒流路を有するロータ本体を構成することができる。
【００１５】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記貫通孔は、前記回転軸の軸芯を中心とする第１円の周上に形成された第１貫通孔と、前記回転軸の軸芯を中心とする第２円の周上に形成された第２貫通孔とを備え、前記第２貫通孔は前記第１貫通孔に対して前記板状部材の周方向に対して所定の位相差を有する位置に形成され、前記第２姿勢は前記第１姿勢に対して前記所定の位相差に対応する回転が施された姿勢である。
【００１６】
この構成では、板状部材は第１円の円周上に形成された第１貫通孔と第２円の円周上に形成された第２貫通孔を備えている。また、第２貫通孔は第１貫通孔に対して所定の位相差を有する位置に形成されている。そのため、第２姿勢を第１姿勢から所定の位相差に対応する回転を施した姿勢とすると、第１貫通孔と第２貫通孔とが連通し冷媒流路を形成する。このとき、第１貫通孔と第２貫通孔とは板状部材の径方向のずれを持っているため、これらは部分的に重複するように連通している。したがって、放熱部が形成された冷媒流路を有するロータ本体を構成することができる。
【００１７】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記板状部材は第１貫通孔を有する第１板状部材と当該第１板状部材の開口形状と異なる開口形状の第２貫通孔を有する第２板状部材とを備え、前記第１板状部材と前記第２板状部材とを積層した状態において前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを連通させることにより前記冷媒流路を構成している。
【００１８】
この構成では、第１板状部材には第１貫通孔が形成され、第２板状部材には第１貫通孔の開口形状と異なる開口形状を有する第２貫通孔が形成されている。そのため、第１板状部材と第２板状部材とを積層することにより、第１貫通孔と第２貫通孔とが連通する。このとき、第１貫通孔と第２貫通孔との開口形状の差により、冷媒流路の内面に放熱部を形成することができる。
【００１９】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記第２貫通孔は前記第１貫通孔の開口形状と異なる開口形状を有し、前記第１貫通孔のうち前記回転軸に対して最も径方向外側に位置する縁部と前記第２貫通孔のうち前記回転軸に対して最も径方向外側に位置する縁部とを前記回転軸の軸芯方向に沿って重畳配置している。
【００２０】
この構成では、第１貫通孔と第２貫通孔とを連通させた際に、冷媒流路の内面のうち板状部材の径方向外側の縁部には凹凸形状が形成されない。ロータ本体を回転させると冷媒流路の内部の冷媒は、遠心力により冷媒流路の内面のうち板状部材の径方向外側の内面側への力を受ける。この構成では、冷媒流路の内面のうち最も冷媒が集中する部位に凹凸形状を形成していないため、冷媒の流れの阻害を低減している。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る回転電機用ロータを採用した回転電機の断面図である。
【図２】本発明に係る回転電機用ロータのロータ本体の例の平面図である。
【図３】冷媒流路の拡大断面図である。
【図４】本発明に係る回転電機用ロータを採用した回転電機の分解斜視図である。
【図５】実施例１におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図６】実施例２におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図７】実施例３におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図８】実施例４におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図９】実施例５におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図１０】実施例６におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図１１】実施例７におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図１２】実施例８におけるロータ本体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、図面を用いて本発明の回転電機用ロータを採用した回転電機の実施形態を説明する。図1から図４はそれぞれ本実施形態の回転電機の断面図、ロータ本体１０の断面図、冷媒流路１０ａの拡大断面図および回転電機用ロータの分解斜視図である。なお、各図の破線矢印は冷媒の流れを示している。
【００２３】
本実施形態では、回転電機を電動モータ１としている。この電動モータ１は永久磁石型モータであり、ハイブリッド車や電気自動車の駆動源として利用可能なものである。電動モータ１は、回転軸４０によってケース３０に軸支されるロータ本体１０と、ロータ本体１０の径方向外側に配置され、ケース３０に固定されるステータ２０とを備えている。ケース３０は、図１における左側部分を構成するケース部材３０ａと、右側部分を構成するケース部材３０ｂとを接合することにより構成されている。なお、回転軸４０を駆動するように構成すれば、本回転電機を発電機として機能させることも可能である。
【００２４】
ロータ本体１０は、複数の電磁鋼板７０（本発明の板状部材の例）を積層することにより構成されている。この電磁鋼板７０には、積層される方向に貫通する貫通孔７１と磁石孔７３とがプレス加工により形成されている。本実施形態では、このような電磁鋼板７０を磁石孔７３が連通するように積層し、磁石を挿通している（図２，４参照）。また、詳細は後述するが、この積層状態において貫通孔７１が連通し、冷媒流路１０ａを形成している。なお、磁石孔７３と貫通孔７１との位置関係は本実施形態に示すものに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００２５】
図１および図３に示すように、この冷媒流路１０ａの内面には冷媒流路１０ａの径方向内側に突出する放熱部７２が形成されている。本実施形態では、放熱部７２は、ロータ本体１０の軸芯方向に対して凹凸形状を有している。このように、本発明では、冷媒流路１０ａの内面に凹凸形状の放熱部７２を備えたことにより、オイルや空気等の冷媒と冷媒流路１０ａの内面とが接する面積を増大させ、冷却効率を高めている。
【００２６】
ステータ２０は、ロータ本体１０と同様に、複数の電磁鋼板を積層させることにより構成されている。ステータ２０にはコイル２１が備えられており、コイル２１に通電を行うとステータ２０に磁界が発生するため、永久磁石１１を備えたロータ本体１０が回転する。
【００２７】
回転軸４０は、ケース３０に設けられた一対のベアリング３１を介してケース３０に軸支されている。回転軸４０は、内部空間４０ａを有する円筒状に構成されており、壁面には内部空間４１ａと外部とを連通する連通孔４０ｂが形成されている。回転軸４０の一端には、回転軸４０と同心軸を有し、回転軸４０と一体回転する出力軸４１が接続されている。回転軸４０と同様に、出力軸４１は内部空間４１ａを有する円筒状に構成されている。ポンプ（図示せず）より送られる冷媒は、出力軸４１の内部空間４１ａを介して、回転軸４０の内部空間４０ａに導入される。なお、回転軸４０と出力軸４１とを一体に構成しても構わない。
【００２８】
ロータ本体１０の出力軸４１側（図１における右側）の端面にはプレート部材６０、反対側の端面には規制部材５０が取り付けられている。プレート部材６０には回転軸４０の連通孔４０ｂとロータ本体１０の冷媒流路１０ａとを連通する連通空間６０ａが形成されている。そのため、回転軸４０の内部空間４０ａに導入された冷媒は、回転軸４０の連通孔４０ｂおよびプレート部材６０の連通空間６０ａを介して、冷媒流路１０ａに流入し、ロータ本体１０を冷却する。プレート部材６０は、ロータ本体１０の端面に接着や溶接等の適当な手段で取り付けることができるが、プレート部材６０とロータ本体１０との間に冷媒漏れを防止する弾性部材等を設けると好適である。
【００２９】
規制部材５０はプレート状に形成されており、ロータ本体１０の端面に当接させて取り付けられている。図１に示すように、回転軸４０の外周面の一部にはねじ山が形成されており、このねじ山と係合するナット５１を締め付けることにより、規制部材５０はロータ本体１０に対して固定されている。また、規制部材５０の冷媒流路１０ａと対応する位置には、連通孔５０ｄが形成されている。冷媒流路１０ａを流れた冷媒は、この連通孔５０ｄを介してロータ本体１０の外部に排出される。
【００３０】
連通孔５０ｄの形成位置は、電動モータ１が使用される条件等に応じて適宜決定することができる。例えば、連通孔５０ｄを冷媒流路１０ａの径方向外側寄りに形成すると、ロータ本体１０が回転した際の遠心力により径方向外側に沿って流れる冷媒が連通孔５０ｄから排出され易くなる。一方、連通孔５０ｄを冷媒流路１０ａの径方向内側寄りに形成すると、一定量以上の冷媒が冷媒流路１０ａに溜まってから、冷媒が連通孔５０ｄから排出される
【実施例１】
【００３１】
図５（ａ）は本実施例における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。本実施例では、貫通孔７１および磁石孔７３は回転軸４０の軸芯を中心とする同一円周上に形成されているが、貫通孔７１と磁石孔７３とは異なる円周上に形成しても構わない。また、本実施例では、それぞれの電磁鋼板７０に８つの貫通孔７１と８つの磁石孔７３とが形成されているが、それらの数は適宜変更可能である。なお、以下の説明では、貫通孔７１が形成される位置とは貫通孔７１の開口形状の重心位置を意味する。なお、本実施例から実施例４までは、一の形状、すなわち、同一形状の電磁鋼板７０を積層することによりロータ本体１０を構成している。
【００３２】
上述したように、本実施例では８つの貫通孔７１が形成されているため、貫通孔７１を円周上に均等配置した際には、隣接する貫通孔７１の位相差は４５°となる。なお、位相とは電磁鋼板７０の円周方向の角度を表している（以下の説明も同様）。図中の直線は電磁鋼板７０の円周方向の角度の８等分線、すなわち、４５°間隔位置（以下、基準位置と称する）を示すものである。本実施例では、貫通孔７１をこの基準位置から円周の正方向に角度θ回転させた正位相貫通孔７１ａと負方向に角度θ回転させた負位相貫通孔７１ｂとが交互に形成されている。このように正位相貫通孔７１ａと負位相貫通孔７１ｂとが形成された電磁鋼板７０を４５°回転すると、第２姿勢の電磁鋼板７０となる（図５（ｂ）参照）。
【００３３】
図５（ｃ）は第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層したロータ本体１０の平面図である。図に示すように、本実施例では正位相貫通孔７１ａと負位相貫通孔７１ｂとが部分的に重複するように連通する状態で電磁鋼板７０が積層され、冷媒流路１０ａを構成している。この冷媒流路１０ａの内部には電磁鋼板７０の周方向側に突出する放熱部７２が形成されている。そのため、上記の角度θの値は、貫通孔７１の開口形状に応じて、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層した際に正位相貫通孔７１ａと負位相貫通孔７１ｂとが部分的に重複する値を設定すればよい。
【実施例２】
【００３４】
図６（ａ）は本実施例における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。本実施例の貫通孔７１および磁石孔７３は実施例１と同様に回転軸４０の軸芯を中心とする同一円周上に形成されている。
【００３５】
図中の直線は実施例１と同様に電磁鋼板７０の円周方向の角度の８等分線、４５°間隔の基準位置を示している。本実施例では、磁石孔７３は同一円周上の基準位置の中間位置に等間隔（４５°間隔）で形成されている。一方、貫通孔７１は円周上に等間隔で形成されているが、基準位置から周方向に角度θ回転した位置に形成している。このような電磁鋼板７０の表裏方向を逆にすると図６（ｂ）となる。この図６（ｂ）の姿勢が本実施例における第２姿勢である。
【００３６】
図６（ｃ）は第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層したロータ本体１０の平面図である。図から明らかなように、第１姿勢の電磁鋼板７０の貫通孔７１の位置と第２姿勢の電磁鋼板７０の貫通孔７１の位置とは逆位相となるため、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層するとこれらの貫通孔７１が部分的に重複するように連通し、冷媒流路１０ａを構成している。また、貫通孔７１の部分的な重複により冷媒流路１０ａの内部には放熱部７２が形成されている。なお、本実施例における角度θの値は、貫通孔７１の開口形状に応じて、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層した際にこれらの姿勢の電磁鋼板７０に形成された貫通孔７１が部分的に重複する値を設定すればよい。
【実施例３】
【００３７】
図７（ａ）は本実施例における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。図に示すように、本実施例の貫通孔７１は回転軸４０の軸芯を中心とする第１円の円周上に形成された第１貫通孔７１ａと第１円よりも半径が大きい第２円の円周上に形成された第２貫通孔７１ｂとにより構成されており、第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとは電磁鋼板７０の周方向に交互に形成されている。なお、貫通孔７１どうしは４５°間隔で形成されている。
【００３８】
この第１姿勢の電磁鋼板７０を４５°回転させると図７（ｂ）に示す第２姿勢となり、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層すると図７（ｃ）のようになる。図から明らかなように、本実施例では、電磁鋼板７０の径方向にずれた第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとが部分的に重複するように連通し、内部に電磁鋼板７０の径方向側に突出する放熱部７２が形成された冷媒流路１０ａを構成している。
【実施例４】
【００３９】
図８（ａ）は本実施例における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。本実施例の電磁鋼板７０には、第１貫通孔７１ａと第１貫通孔７１ａの開口形状と異なる形状の第２貫通孔７１ｂが形成されている。また、本実施例の第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとは、周方向に交互に４５°の間隔で形成されている。なお、本実施例では、実施例３と同様に、第1円の円周上に第1貫通孔７１ａ、第２円の円周上に第２貫通孔７１ｂを形成しているが、第１円の半径と第２円の半径を同一、すなわち、第１円と第２円とを同一としても構わない。
【００４０】
このような電磁鋼板７０を４５°回転させると図８（ｂ）に示す第２姿勢となり、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層すると、図８（ｃ）のようになる。図から明らかなように、本実施例では開口形状の異なる第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとが部分的に重複するように連通し、内部に突出する放熱部７２が形成された冷媒流路１０ａを構成している。
【００４１】
上述の実施例１から実施例４までの構成では、単一の形状を有する電磁鋼板７０を第１姿勢と第２姿勢とで積層することにより、それぞれの姿勢の電磁鋼板７０に形成された貫通孔７１が部分的に重複するように連通するため、内部に放熱部７２が形成された冷媒流路１０ａを構成している。したがって、製造コストの削減に寄与することができる。
【実施例５】
【００４２】
図９（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施例における第1電磁鋼板７０ａ，第２電磁鋼板７０ｂの平面図である。第1電磁鋼板７０ａには回転軸４０の軸芯を中心とする第１円の円周上に等間隔（４５°間隔）で第１貫通孔７１ａが形成されている。一方、第２電磁鋼板７０ｂには回転軸４０を中心とする第１円の円周上に等間隔（４５°間隔）で第１貫通孔７１ａの開口形状と異なる開口形状を有する第２貫通孔７１ｂが形成されている。
【００４３】
このような第１電磁鋼板７０ａと第２電磁鋼板７０ｂとを積層すると、図９（ｃ）に示すように、第１貫通孔７１ａの開口形状と第２貫通孔７１ｂの開口形状との差により、これらが部分的に重複するように連通する。したがって、第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとにより、内部に突出した放熱部７２が形成された冷媒流路７２を構成することができる。
【００４４】
なお、本実施例では第１円の半径と第２円の半径とは同一としているが、異ならせても構わない。
【実施例６】
【００４５】
図１０（ａ）は本実施形態における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。本実施例の電磁鋼板７０には、第１貫通孔７１ａと第１貫通孔７１ａの開口形状と異なる開口形状を有する第２貫通孔７１ｂとが電磁鋼板７０の周方向に交互に４５°の間隔で形成されている。図から明らかなように、第１貫通孔７１ａのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部と、第２貫通孔７１ｂのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部とが、回転軸４０の軸芯を中心とする円に接するように第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとが形成されている。
【００４６】
このような第１姿勢の電磁鋼板７０と、図１０（ｂ）に示す第１姿勢の電磁鋼板７０を４５°回転した第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層すると、図１０（ｃ）に示すように、第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとが部分的に重複するように連通し、冷媒流路１０ａを構成している。このように、本実施例では、第1貫通孔７１ａのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部と第２貫通孔７１ｂのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部とが回転軸４０の軸芯方向に沿って重畳配置されるため、冷媒流路１０ａのその重畳配置された位置では内部への突出量は０となる。
【実施例７】
【００４７】
図１１（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施例における第１電磁鋼板７０ａと第２電磁鋼板７０ｂの平面図である。本実施例の第１電磁鋼板７０ａと第２電磁鋼板７０ｂとは実施例５におけるものとほぼ同様であるが、第１円の半径と第２円の半径とが異なっている。
【００４８】
本実施例では、実施例６と同様に第１貫通孔７１ａのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部と、第２貫通孔７１ｂのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部とが回転軸４０を中心とする円に接するように、第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとに基づいて、第１円の半径と第２円の半径とが決定されている。これにより、図１１（ｃ）に示すように、第１電磁鋼板７０ａと第２電磁鋼板７０ｂとを積層した際に、第1貫通孔７１ａのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部と第２貫通孔７１ｂのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部とが回転軸４０の軸芯方向に沿って重畳配置されることとなる。したがって、冷媒流路１０ａのその重畳配置された位置では内部への突出量は０となる。
【００４９】
実施例６および７では、冷媒流路１０ａの内部の突出量は回転軸４０に対して最も径方向外側の端部（以下、径外方向端部と称する）では０となっている。ロータ本体１０が回転すると、遠心力により冷媒流路１０ａ中の冷媒は径外方向側端部の側への力が作用する。このとき、径外方向側端部に大きな突出量の放熱部７２が形成されていると冷媒の流れを阻害するおそれがある。これは、冷媒の量が少ない場合には顕著となる。したがって、実施例６および７のように、径外方向側端部の突出量を小さく、特に０とすることは、このような観点から好ましい。
【実施例８】
【００５０】
図１２は本実施例におけるロータ本体１０の斜視図である。図から明らかなように、本実施例の電磁鋼板７０に形成された貫通孔７１は、その開口形状の輪郭線が外に凸な部分と内に凸な部分とを含んだ形状（歯車形状）となっている。したがって、このような電磁鋼板７０を積層すると、冷媒流路１０ａの内面にはその軸芯方向に沿う山と谷が形成される。すなわち、本実施例では冷媒流路１０ａの内面には周方向の凹凸形状を有することとなる。このような凹凸形状も放熱部７２を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、回転軸によってケースに軸支されるとともに、前記回転軸の軸芯方向に積層された磁性を有する複数の板状部材により構成され、前記軸芯方向に貫通する冷媒流路を有するロータ本体を備えた回転電機用ロータに適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１：電動モータ
１０：ロータ本体
１０ａ：冷媒流路
４０：回転軸
７０：電磁鋼板
７０ａ：第1電磁鋼板（電磁鋼板）
７０ｂ：第２電磁鋼板（電磁鋼板）
７１：貫通孔
７１ａ：正位相貫通孔（貫通孔）
７１ｂ：負位相貫通孔（貫通孔）
７１ａ：第１貫通孔（貫通孔）
７１ｂ：第２貫通孔（貫通孔）
７２：放熱部
７３：磁石孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸によってケースに軸支されるとともに、前記回転軸の軸芯方向に積層された磁性を有する複数の板状部材により構成され、前記軸芯方向に貫通する冷媒流路を有するロータ本体を備えた回転電機用ロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機用のロータは、温度が高くなると磁性が低下し、回転電機の性能の低下を招くことが知られている。そのため、ロータやロータに挿通された磁石を冷却する技術が求められている。従来のロータを冷却する技術として、例えば、ロータ、上記ロータに近接して配置されるステータ、上記ステータに配設されたステータ巻線、上記ロータ内の上記ステータ巻線に近接した位置に埋め込まれた一対の磁石、を備え、上記ロータには、冷却媒体を流すために、又は、重量低減のために、断面略三角形状の空洞が形成されたものがある（特許文献１参照）。上記ロータは、ロータ軸に連結されているとともに、上記ステータとの間に空隙を形成するように該ステータに対して回転可能に設けられている。上記空洞は、上記モータ・モードで作動しているときに、上記磁石と上記空洞との間の領域における上記ロータの磁束密度が平準化されるように、上記一対の磁石に対して非対称となる位置に設けられている。
【０００３】
この特許文献１の回転電機では、ロータに形成された断面略三角形状の空洞にオイルを流すことにより、ロータを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５０１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の回転電機では、ロータに形成された空洞の断面形状は略三角形状であるため、オイルと空洞面とが接する面積が小さく、十分な冷却効果を得ることができない可能性がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータに形成された冷媒流路に流される冷媒と接する冷媒流路面との面積を増大させ、ロータの冷却効果を高めることができる回転電機用ロータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の回転電機用ロータは、回転軸によってケースに軸支されるとともに、前記回転軸の軸芯方向に積層された磁性を有する複数の板状部材により構成され、前記軸芯方向に貫通する冷媒流路を有するロータ本体を備え、前記冷媒流路の内面に当該冷媒流路の内側に突出する放熱部が形成されている。
【０００８】
この構成では、ロータ本体には冷媒を流すための冷媒流路が備えられており、その冷媒流路の内面には冷媒流路の内側に突出する放熱部が形成されている。したがって、冷媒流路の内面には凹凸形状が形成されることとなり、冷媒との接触面積が増大し、ロータの熱を冷媒に伝達し易くなるため、冷却効果を高めることができる。
【０００９】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記板状部材は貫通孔が形成され、複数の前記板状部材は第１姿勢と第２姿勢とで積層された際に前記第１姿勢の前記板状部材の前記貫通孔と前記第２姿勢の前記板状部材の前記貫通孔とが連通することにより前記冷媒流路および前記放熱部を形成している。
【００１０】
この構成では、ロータ本体は同形状の板状部材を第１姿勢と第２姿勢とで積層して構成しているため、簡易な構成でありながら冷媒流路の内面に放熱部を形成することができる。
【００１１】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記貫通孔は前記回転軸の軸芯を中心とする円周を均等間隔に分割する基準位置に対して、当該円周の正方向の位相を有する位置に形成された正位相貫通孔と当該円周の負方向の位相を有する負位相貫通孔とを当該円周上に交互に備え、前記第２姿勢は前記第１姿勢に対して隣接する前記基準位置の間の位相差に対応する回転が施された姿勢である。
【００１２】
この構成では、複数の貫通孔を基準位置から正位相方向と負位相方向とに交互にずらして形成している。そのため、第２姿勢を第１姿勢からの回転姿勢とすれば、第１姿勢にある板状部材の正位相貫通孔と第２姿勢にある板状部材の負位相貫通孔とが連通する。また、第１姿勢にある板状部材の負位相貫通孔と第２姿勢にある板状部材の正位相貫通孔とが連通する。ただし、正位相貫通孔と負位相貫通孔との連通により冷媒流路が形成されるが、位相が異なっているためにこれらの貫通孔は全体が重複するのではなく部分的に重複するように連通する。したがって、貫通孔の重複しない内面により放熱部を形成することができる。このように、この構成では第１姿勢の板状部材と第１姿勢から所定角度回転させた第２姿勢の板状部材を積層するだけで、放熱部が形成された冷媒流路を有するロータ本体を構成することができる。
【００１３】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記貫通孔は前記回転軸の軸芯を中心とする円周を均等間隔に分割する基準位置に対して所定の位相差を有する位置に形成され、前記第２姿勢は前記第１姿勢の表裏方向の反転姿勢である。
【００１４】
この構成では、貫通孔は基準位置に対して所定の位相差を有する位置に形成されている。基準位置とは例えば磁石を挿通するための磁石孔である。このような貫通孔が形成された板状部材を裏返すと、貫通孔は基準位置に対して逆位相の位相差を有することとなる。したがって、第１姿勢の板状部材と第１姿勢を裏返した（表裏方向に反転させた）姿勢の第２姿勢の板状部材とを積層すると、貫通孔が部分的に重複するように連通する。これにより、放熱部が形成された冷媒流路を有するロータ本体を構成することができる。
【００１５】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記貫通孔は、前記回転軸の軸芯を中心とする第１円の周上に形成された第１貫通孔と、前記回転軸の軸芯を中心とする第２円の周上に形成された第２貫通孔とを備え、前記第２貫通孔は前記第１貫通孔に対して前記板状部材の周方向に対して所定の位相差を有する位置に形成され、前記第２姿勢は前記第１姿勢に対して前記所定の位相差に対応する回転が施された姿勢である。
【００１６】
この構成では、板状部材は第１円の円周上に形成された第１貫通孔と第２円の円周上に形成された第２貫通孔を備えている。また、第２貫通孔は第１貫通孔に対して所定の位相差を有する位置に形成されている。そのため、第２姿勢を第１姿勢から所定の位相差に対応する回転を施した姿勢とすると、第１貫通孔と第２貫通孔とが連通し冷媒流路を形成する。このとき、第１貫通孔と第２貫通孔とは板状部材の径方向のずれを持っているため、これらは部分的に重複するように連通している。したがって、放熱部が形成された冷媒流路を有するロータ本体を構成することができる。
【００１７】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記板状部材は第１貫通孔を有する第１板状部材と当該第１板状部材の開口形状と異なる開口形状の第２貫通孔を有する第２板状部材とを備え、前記第１板状部材と前記第２板状部材とを積層した状態において前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを連通させることにより前記冷媒流路を構成している。
【００１８】
この構成では、第１板状部材には第１貫通孔が形成され、第２板状部材には第１貫通孔の開口形状と異なる開口形状を有する第２貫通孔が形成されている。そのため、第１板状部材と第２板状部材とを積層することにより、第１貫通孔と第２貫通孔とが連通する。このとき、第１貫通孔と第２貫通孔との開口形状の差により、冷媒流路の内面に放熱部を形成することができる。
【００１９】
本発明の回転電機用ロータの好適な実施形態の一つでは、前記第２貫通孔は前記第１貫通孔の開口形状と異なる開口形状を有し、前記第１貫通孔のうち前記回転軸に対して最も径方向外側に位置する縁部と前記第２貫通孔のうち前記回転軸に対して最も径方向外側に位置する縁部とを前記回転軸の軸芯方向に沿って重畳配置している。
【００２０】
この構成では、第１貫通孔と第２貫通孔とを連通させた際に、冷媒流路の内面のうち板状部材の径方向外側の縁部には凹凸形状が形成されない。ロータ本体を回転させると冷媒流路の内部の冷媒は、遠心力により冷媒流路の内面のうち板状部材の径方向外側の内面側への力を受ける。この構成では、冷媒流路の内面のうち最も冷媒が集中する部位に凹凸形状を形成していないため、冷媒の流れの阻害を低減している。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る回転電機用ロータを採用した回転電機の断面図である。
【図２】本発明に係る回転電機用ロータのロータ本体の例の平面図である。
【図３】冷媒流路の拡大断面図である。
【図４】本発明に係る回転電機用ロータを採用した回転電機の分解斜視図である。
【図５】実施例１におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図６】実施例２におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図７】実施例３におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図８】実施例４におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図９】実施例５におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図１０】実施例６におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図１１】実施例７におけるロータ本体を構成する電磁鋼板の平面図およびロータ本体の平面図である。
【図１２】実施例８におけるロータ本体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、図面を用いて本発明の回転電機用ロータを採用した回転電機の実施形態を説明する。図1から図４はそれぞれ本実施形態の回転電機の断面図、ロータ本体１０の断面図、冷媒流路１０ａの拡大断面図および回転電機用ロータの分解斜視図である。なお、各図の破線矢印は冷媒の流れを示している。
【００２３】
本実施形態では、回転電機を電動モータ１としている。この電動モータ１は永久磁石型モータであり、ハイブリッド車や電気自動車の駆動源として利用可能なものである。電動モータ１は、回転軸４０によってケース３０に軸支されるロータ本体１０と、ロータ本体１０の径方向外側に配置され、ケース３０に固定されるステータ２０とを備えている。ケース３０は、図１における左側部分を構成するケース部材３０ａと、右側部分を構成するケース部材３０ｂとを接合することにより構成されている。なお、回転軸４０を駆動するように構成すれば、本回転電機を発電機として機能させることも可能である。
【００２４】
ロータ本体１０は、複数の電磁鋼板７０（本発明の板状部材の例）を積層することにより構成されている。この電磁鋼板７０には、積層される方向に貫通する貫通孔７１と磁石孔７３とがプレス加工により形成されている。本実施形態では、このような電磁鋼板７０を磁石孔７３が連通するように積層し、磁石を挿通している（図２，４参照）。また、詳細は後述するが、この積層状態において貫通孔７１が連通し、冷媒流路１０ａを形成している。なお、磁石孔７３と貫通孔７１との位置関係は本実施形態に示すものに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００２５】
図１および図３に示すように、この冷媒流路１０ａの内面には冷媒流路１０ａの径方向内側に突出する放熱部７２が形成されている。本実施形態では、放熱部７２は、ロータ本体１０の軸芯方向に対して凹凸形状を有している。このように、本発明では、冷媒流路１０ａの内面に凹凸形状の放熱部７２を備えたことにより、オイルや空気等の冷媒と冷媒流路１０ａの内面とが接する面積を増大させ、冷却効率を高めている。
【００２６】
ステータ２０は、ロータ本体１０と同様に、複数の電磁鋼板を積層させることにより構成されている。ステータ２０にはコイル２１が備えられており、コイル２１に通電を行うとステータ２０に磁界が発生するため、永久磁石１１を備えたロータ本体１０が回転する。
【００２７】
回転軸４０は、ケース３０に設けられた一対のベアリング３１を介してケース３０に軸支されている。回転軸４０は、内部空間４０ａを有する円筒状に構成されており、壁面には内部空間４１ａと外部とを連通する連通孔４０ｂが形成されている。回転軸４０の一端には、回転軸４０と同心軸を有し、回転軸４０と一体回転する出力軸４１が接続されている。回転軸４０と同様に、出力軸４１は内部空間４１ａを有する円筒状に構成されている。ポンプ（図示せず）より送られる冷媒は、出力軸４１の内部空間４１ａを介して、回転軸４０の内部空間４０ａに導入される。なお、回転軸４０と出力軸４１とを一体に構成しても構わない。
【００２８】
ロータ本体１０の出力軸４１側（図１における右側）の端面にはプレート部材６０、反対側の端面には規制部材５０が取り付けられている。プレート部材６０には回転軸４０の連通孔４０ｂとロータ本体１０の冷媒流路１０ａとを連通する連通空間６０ａが形成されている。そのため、回転軸４０の内部空間４０ａに導入された冷媒は、回転軸４０の連通孔４０ｂおよびプレート部材６０の連通空間６０ａを介して、冷媒流路１０ａに流入し、ロータ本体１０を冷却する。プレート部材６０は、ロータ本体１０の端面に接着や溶接等の適当な手段で取り付けることができるが、プレート部材６０とロータ本体１０との間に冷媒漏れを防止する弾性部材等を設けると好適である。
【００２９】
規制部材５０はプレート状に形成されており、ロータ本体１０の端面に当接させて取り付けられている。図１に示すように、回転軸４０の外周面の一部にはねじ山が形成されており、このねじ山と係合するナット５１を締め付けることにより、規制部材５０はロータ本体１０に対して固定されている。また、規制部材５０の冷媒流路１０ａと対応する位置には、連通孔５０ｄが形成されている。冷媒流路１０ａを流れた冷媒は、この連通孔５０ｄを介してロータ本体１０の外部に排出される。
【００３０】
連通孔５０ｄの形成位置は、電動モータ１が使用される条件等に応じて適宜決定することができる。例えば、連通孔５０ｄを冷媒流路１０ａの径方向外側寄りに形成すると、ロータ本体１０が回転した際の遠心力により径方向外側に沿って流れる冷媒が連通孔５０ｄから排出され易くなる。一方、連通孔５０ｄを冷媒流路１０ａの径方向内側寄りに形成すると、一定量以上の冷媒が冷媒流路１０ａに溜まってから、冷媒が連通孔５０ｄから排出される
【実施例１】
【００３１】
図５（ａ）は本実施例における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。本実施例では、貫通孔７１および磁石孔７３は回転軸４０の軸芯を中心とする同一円周上に形成されているが、貫通孔７１と磁石孔７３とは異なる円周上に形成しても構わない。また、本実施例では、それぞれの電磁鋼板７０に８つの貫通孔７１と８つの磁石孔７３とが形成されているが、それらの数は適宜変更可能である。なお、以下の説明では、貫通孔７１が形成される位置とは貫通孔７１の開口形状の重心位置を意味する。なお、本実施例から実施例４までは、一の形状、すなわち、同一形状の電磁鋼板７０を積層することによりロータ本体１０を構成している。
【００３２】
上述したように、本実施例では８つの貫通孔７１が形成されているため、貫通孔７１を円周上に均等配置した際には、隣接する貫通孔７１の位相差は４５°となる。なお、位相とは電磁鋼板７０の円周方向の角度を表している（以下の説明も同様）。図中の直線は電磁鋼板７０の円周方向の角度の８等分線、すなわち、４５°間隔位置（以下、基準位置と称する）を示すものである。本実施例では、貫通孔７１をこの基準位置から円周の正方向に角度θ回転させた正位相貫通孔７１ａと負方向に角度θ回転させた負位相貫通孔７１ｂとが交互に形成されている。このように正位相貫通孔７１ａと負位相貫通孔７１ｂとが形成された電磁鋼板７０を４５°回転すると、第２姿勢の電磁鋼板７０となる（図５（ｂ）参照）。
【００３３】
図５（ｃ）は第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層したロータ本体１０の平面図である。図に示すように、本実施例では正位相貫通孔７１ａと負位相貫通孔７１ｂとが部分的に重複するように連通する状態で電磁鋼板７０が積層され、冷媒流路１０ａを構成している。この冷媒流路１０ａの内部には電磁鋼板７０の周方向側に突出する放熱部７２が形成されている。そのため、上記の角度θの値は、貫通孔７１の開口形状に応じて、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層した際に正位相貫通孔７１ａと負位相貫通孔７１ｂとが部分的に重複する値を設定すればよい。
【実施例２】
【００３４】
図６（ａ）は本実施例における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。本実施例の貫通孔７１および磁石孔７３は実施例１と同様に回転軸４０の軸芯を中心とする同一円周上に形成されている。
【００３５】
図中の直線は実施例１と同様に電磁鋼板７０の円周方向の角度の８等分線、４５°間隔の基準位置を示している。本実施例では、磁石孔７３は同一円周上の基準位置の中間位置に等間隔（４５°間隔）で形成されている。一方、貫通孔７１は円周上に等間隔で形成されているが、基準位置から周方向に角度θ回転した位置に形成している。このような電磁鋼板７０の表裏方向を逆にすると図６（ｂ）となる。この図６（ｂ）の姿勢が本実施例における第２姿勢である。
【００３６】
図６（ｃ）は第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層したロータ本体１０の平面図である。図から明らかなように、第１姿勢の電磁鋼板７０の貫通孔７１の位置と第２姿勢の電磁鋼板７０の貫通孔７１の位置とは逆位相となるため、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層するとこれらの貫通孔７１が部分的に重複するように連通し、冷媒流路１０ａを構成している。また、貫通孔７１の部分的な重複により冷媒流路１０ａの内部には放熱部７２が形成されている。なお、本実施例における角度θの値は、貫通孔７１の開口形状に応じて、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層した際にこれらの姿勢の電磁鋼板７０に形成された貫通孔７１が部分的に重複する値を設定すればよい。
【実施例３】
【００３７】
図７（ａ）は本実施例における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。図に示すように、本実施例の貫通孔７１は回転軸４０の軸芯を中心とする第１円の円周上に形成された第１貫通孔７１ａと第１円よりも半径が大きい第２円の円周上に形成された第２貫通孔７１ｂとにより構成されており、第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとは電磁鋼板７０の周方向に交互に形成されている。なお、貫通孔７１どうしは４５°間隔で形成されている。
【００３８】
この第１姿勢の電磁鋼板７０を４５°回転させると図７（ｂ）に示す第２姿勢となり、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層すると図７（ｃ）のようになる。図から明らかなように、本実施例では、電磁鋼板７０の径方向にずれた第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとが部分的に重複するように連通し、内部に電磁鋼板７０の径方向側に突出する放熱部７２が形成された冷媒流路１０ａを構成している。
【実施例４】
【００３９】
図８（ａ）は本実施例における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。本実施例の電磁鋼板７０には、第１貫通孔７１ａと第１貫通孔７１ａの開口形状と異なる形状の第２貫通孔７１ｂが形成されている。また、本実施例の第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとは、周方向に交互に４５°の間隔で形成されている。なお、本実施例では、実施例３と同様に、第1円の円周上に第1貫通孔７１ａ、第２円の円周上に第２貫通孔７１ｂを形成しているが、第１円の半径と第２円の半径を同一、すなわち、第１円と第２円とを同一としても構わない。
【００４０】
このような電磁鋼板７０を４５°回転させると図８（ｂ）に示す第２姿勢となり、第１姿勢の電磁鋼板７０と第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層すると、図８（ｃ）のようになる。図から明らかなように、本実施例では開口形状の異なる第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとが部分的に重複するように連通し、内部に突出する放熱部７２が形成された冷媒流路１０ａを構成している。
【００４１】
上述の実施例１から実施例４までの構成では、単一の形状を有する電磁鋼板７０を第１姿勢と第２姿勢とで積層することにより、それぞれの姿勢の電磁鋼板７０に形成された貫通孔７１が部分的に重複するように連通するため、内部に放熱部７２が形成された冷媒流路１０ａを構成している。したがって、製造コストの削減に寄与することができる。
【実施例５】
【００４２】
図９（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施例における第1電磁鋼板７０ａ，第２電磁鋼板７０ｂの平面図である。第1電磁鋼板７０ａには回転軸４０の軸芯を中心とする第１円の円周上に等間隔（４５°間隔）で第１貫通孔７１ａが形成されている。一方、第２電磁鋼板７０ｂには回転軸４０を中心とする第１円の円周上に等間隔（４５°間隔）で第１貫通孔７１ａの開口形状と異なる開口形状を有する第２貫通孔７１ｂが形成されている。
【００４３】
このような第１電磁鋼板７０ａと第２電磁鋼板７０ｂとを積層すると、図９（ｃ）に示すように、第１貫通孔７１ａの開口形状と第２貫通孔７１ｂの開口形状との差により、これらが部分的に重複するように連通する。したがって、第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとにより、内部に突出した放熱部７２が形成された冷媒流路７２を構成することができる。
【００４４】
なお、本実施例では第１円の半径と第２円の半径とは同一としているが、異ならせても構わない。
【実施例６】
【００４５】
図１０（ａ）は本実施形態における第１姿勢の電磁鋼板７０の平面図である。本実施例の電磁鋼板７０には、第１貫通孔７１ａと第１貫通孔７１ａの開口形状と異なる開口形状を有する第２貫通孔７１ｂとが電磁鋼板７０の周方向に交互に４５°の間隔で形成されている。図から明らかなように、第１貫通孔７１ａのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部と、第２貫通孔７１ｂのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部とが、回転軸４０の軸芯を中心とする円に接するように第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとが形成されている。
【００４６】
このような第１姿勢の電磁鋼板７０と、図１０（ｂ）に示す第１姿勢の電磁鋼板７０を４５°回転した第２姿勢の電磁鋼板７０とを積層すると、図１０（ｃ）に示すように、第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとが部分的に重複するように連通し、冷媒流路１０ａを構成している。このように、本実施例では、第1貫通孔７１ａのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部と第２貫通孔７１ｂのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部とが回転軸４０の軸芯方向に沿って重畳配置されるため、冷媒流路１０ａのその重畳配置された位置では内部への突出量は０となる。
【実施例７】
【００４７】
図１１（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施例における第１電磁鋼板７０ａと第２電磁鋼板７０ｂの平面図である。本実施例の第１電磁鋼板７０ａと第２電磁鋼板７０ｂとは実施例５におけるものとほぼ同様であるが、第１円の半径と第２円の半径とが異なっている。
【００４８】
本実施例では、実施例６と同様に第１貫通孔７１ａのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部と、第２貫通孔７１ｂのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部とが回転軸４０を中心とする円に接するように、第１貫通孔７１ａと第２貫通孔７１ｂとに基づいて、第１円の半径と第２円の半径とが決定されている。これにより、図１１（ｃ）に示すように、第１電磁鋼板７０ａと第２電磁鋼板７０ｂとを積層した際に、第1貫通孔７１ａのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部と第２貫通孔７１ｂのうち回転軸４０に対して最も径方向外側に位置する縁部とが回転軸４０の軸芯方向に沿って重畳配置されることとなる。したがって、冷媒流路１０ａのその重畳配置された位置では内部への突出量は０となる。
【００４９】
実施例６および７では、冷媒流路１０ａの内部の突出量は回転軸４０に対して最も径方向外側の端部（以下、径外方向端部と称する）では０となっている。ロータ本体１０が回転すると、遠心力により冷媒流路１０ａ中の冷媒は径外方向側端部の側への力が作用する。このとき、径外方向側端部に大きな突出量の放熱部７２が形成されていると冷媒の流れを阻害するおそれがある。これは、冷媒の量が少ない場合には顕著となる。したがって、実施例６および７のように、径外方向側端部の突出量を小さく、特に０とすることは、このような観点から好ましい。
【実施例８】
【００５０】
図１２は本実施例におけるロータ本体１０の斜視図である。図から明らかなように、本実施例の電磁鋼板７０に形成された貫通孔７１は、その開口形状の輪郭線が外に凸な部分と内に凸な部分とを含んだ形状（歯車形状）となっている。したがって、このような電磁鋼板７０を積層すると、冷媒流路１０ａの内面にはその軸芯方向に沿う山と谷が形成される。すなわち、本実施例では冷媒流路１０ａの内面には周方向の凹凸形状を有することとなる。このような凹凸形状も放熱部７２を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、回転軸によってケースに軸支されるとともに、前記回転軸の軸芯方向に積層された磁性を有する複数の板状部材により構成され、前記軸芯方向に貫通する冷媒流路を有するロータ本体を備えた回転電機用ロータに適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１：電動モータ
１０：ロータ本体
１０ａ：冷媒流路
４０：回転軸
７０：電磁鋼板
７０ａ：第1電磁鋼板（電磁鋼板）
７０ｂ：第２電磁鋼板（電磁鋼板）
７１：貫通孔
７１ａ：正位相貫通孔（貫通孔）
７１ｂ：負位相貫通孔（貫通孔）
７１ａ：第１貫通孔（貫通孔）
７１ｂ：第２貫通孔（貫通孔）
７２：放熱部
７３：磁石孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸によってケースに軸支されるとともに、前記回転軸の軸芯方向に積層された磁性を有する複数の板状部材により構成され、前記軸芯方向に貫通する冷媒流路を有するロータ本体を備え、
前記冷媒流路の内面に当該冷媒流路の内側に突出する放熱部が形成されている回転電機用ロータ。
【請求項２】
前記板状部材は貫通孔が形成され、
複数の前記板状部材は第１姿勢と第２姿勢とで積層された際に前記第１姿勢の前記板状部材の前記貫通孔と前記第２姿勢の前記板状部材の前記貫通孔とが連通することにより前記冷媒流路および前記放熱部を形成している請求項１記載の回転電機用ロータ。
【請求項３】
前記貫通孔は前記回転軸の軸芯を中心とする円周を均等間隔に分割する基準位置に対して、当該円周の正方向の位相を有する位置に形成された正位相貫通孔と当該円周の負方向の位相を有する負位相貫通孔とを当該円周上に交互に備え、
前記第２姿勢は前記第１姿勢に対して隣接する前記基準位置の間の位相差に対応する回転が施された姿勢である請求項２記載の回転電機用ロータ。
【請求項４】
前記貫通孔は前記回転軸の軸芯を中心とする円周を均等間隔に分割する基準位置に対して所定の位相差を有する位置に形成され、
前記第２姿勢は前記第１姿勢の表裏方向の反転姿勢である請求項２記載の回転電機用ロータ。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記回転軸の軸芯を中心とする第１円の周上に形成された第１貫通孔と、前記回転軸の軸芯を中心とする第２円の周上に形成された第２貫通孔とを備え、
前記第２貫通孔は前記第１貫通孔に対して前記板状部材の周方向に対して所定の位相差を有する位置に形成され、
前記第２姿勢は前記第１姿勢に対して前記所定の位相差に対応する回転が施された姿勢である請求項２記載の回転電機用ロータ。
【請求項６】
前記板状部材は第１貫通孔を有する第１板状部材と当該第１板状部材の開口形状と異なる開口形状の第２貫通孔を有する第２板状部材とを備え、
前記第１板状部材と前記第２板状部材とを積層した状態において前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを連通させることにより前記冷媒流路を構成している請求項１記載の回転電機用ロータ。
【請求項７】
前記第２貫通孔は前記第１貫通孔の開口形状と異なる開口形状を有し、
前記第１貫通孔のうち前記回転軸に対して最も径方向外側に位置する縁部と前記第２貫通孔のうち前記回転軸に対して最も径方向外側に位置する縁部とを前記回転軸の軸芯方向に沿って重畳配置している請求項５または６記載の回転電機用ロータ。
【請求項１】
回転軸によってケースに軸支されるとともに、前記回転軸の軸芯方向に積層された磁性を有する複数の板状部材により構成され、前記軸芯方向に貫通する冷媒流路を有するロータ本体を備え、
前記冷媒流路の内面に当該冷媒流路の内側に突出する放熱部が形成されている回転電機用ロータ。
【請求項２】
前記板状部材は貫通孔が形成され、
複数の前記板状部材は第１姿勢と第２姿勢とで積層された際に前記第１姿勢の前記板状部材の前記貫通孔と前記第２姿勢の前記板状部材の前記貫通孔とが連通することにより前記冷媒流路および前記放熱部を形成している請求項１記載の回転電機用ロータ。
【請求項３】
前記貫通孔は前記回転軸の軸芯を中心とする円周を均等間隔に分割する基準位置に対して、当該円周の正方向の位相を有する位置に形成された正位相貫通孔と当該円周の負方向の位相を有する負位相貫通孔とを当該円周上に交互に備え、
前記第２姿勢は前記第１姿勢に対して隣接する前記基準位置の間の位相差に対応する回転が施された姿勢である請求項２記載の回転電機用ロータ。
【請求項４】
前記貫通孔は前記回転軸の軸芯を中心とする円周を均等間隔に分割する基準位置に対して所定の位相差を有する位置に形成され、
前記第２姿勢は前記第１姿勢の表裏方向の反転姿勢である請求項２記載の回転電機用ロータ。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記回転軸の軸芯を中心とする第１円の周上に形成された第１貫通孔と、前記回転軸の軸芯を中心とする第２円の周上に形成された第２貫通孔とを備え、
前記第２貫通孔は前記第１貫通孔に対して前記板状部材の周方向に対して所定の位相差を有する位置に形成され、
前記第２姿勢は前記第１姿勢に対して前記所定の位相差に対応する回転が施された姿勢である請求項２記載の回転電機用ロータ。
【請求項６】
前記板状部材は第１貫通孔を有する第１板状部材と当該第１板状部材の開口形状と異なる開口形状の第２貫通孔を有する第２板状部材とを備え、
前記第１板状部材と前記第２板状部材とを積層した状態において前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを連通させることにより前記冷媒流路を構成している請求項１記載の回転電機用ロータ。
【請求項７】
前記第２貫通孔は前記第１貫通孔の開口形状と異なる開口形状を有し、
前記第１貫通孔のうち前記回転軸に対して最も径方向外側に位置する縁部と前記第２貫通孔のうち前記回転軸に対して最も径方向外側に位置する縁部とを前記回転軸の軸芯方向に沿って重畳配置している請求項５または６記載の回転電機用ロータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２５４５７６（Ｐ２０１１−２５４５７６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２４７２７（Ｐ２０１０−１２４７２７）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]