特許 6954779 永久磁石式回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6954779

(24)【登録日】2021年10月4日

(45)【発行日】2021年10月27日

(54)【発明の名称】永久磁石式回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/32 20060101AFI20211018BHJP

   H02K 9/19 20060101ALI20211018BHJP

   H02K 1/27 20060101ALI20211018BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/32 Z

   H02K9/19 B

   H02K1/27 501Z

   H02K1/27 501K

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-144046(P2017-144046)

(22)【出願日】2017年7月26日

(65)【公開番号】特開2019-30051(P2019-30051A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年6月19日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 公開１ 開催名：ＦＩＡ世界耐久選手権２０１７ 公式テスト 開催日：平成２９年４月１日〜平成２９年４月２日 公開２ 開催名：ＦＩＡ世界耐久選手権２０１７ 第１戦 シルバーストーン６時間レース 開催日：平成２９年４月１４日〜平成２９年４月１６日 公開３ 開催名：ＦＩＡ世界耐久選手権２０１７ 第２戦 スパ・フランコルシャン６時間レース 開催日：平成２９年５月４日〜平成２９年５月６日 公開４ 開催名：ＦＩＡ世界耐久選手権２０１７ ル・マン２４時間テストデー 開催日：平成２９年６月４日 公開５ 開催名：ＦＩＡ世界耐久選手権２０１７ 第３戦 ル・マン２４時間レース 開催日：平成２９年６月１４日〜平成２９年６月１８日 公開６ 開催名：ＦＩＡ世界耐久選手権２０１７ 第４戦 ニュルブルクリンク６時間レース 開催日：平成２９年７月１４日〜平成２９年７月１６日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前原 茂

(72)【発明者】

【氏名】中岡 卓郎

(72)【発明者】

【氏名】種治 芳尚

(72)【発明者】

【氏名】加地 雅哉

(72)【発明者】

【氏名】立松 和高

【審査官】 宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２３１２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８３６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２６２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２６０４６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２１３２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２３１２６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／３２

Ｈ０２Ｋ ９／１９

Ｈ０２Ｋ １／２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータ（１００、１００ａ〜１００ｍ）とステータ（７０）とを有する永久磁石式回転電機（２００）であって、
前記ロータは、
自身の軸方向の両端面（１１、１２）間に連なる貫通孔（１５、１５ｅ、１５ｆ）であって、前記軸方向と平行な貫通孔が形成されたロータコア（１０、１０ｅ〜１０ｉ）と、
前記貫通孔に配置され、前記両端面間に連なる永久磁石（４０、４０ｅ〜４０ｉ）と、
前記ロータコアの前記軸方向の一方の端面（１１）に接して配置された端板（２０、２０ａ〜２０ｄ）と、
前記ロータコアと前記永久磁石とのうちの少なくとも一方の内部に形成され、前記軸方向と平行に前記両端面間に連なる冷媒流路（４５、４５ｅ〜４５ｉ）と、
を有し、
前記端板は、
前記軸方向の外側面において開口し、前記軸方向に見て環状に形成され、冷媒が導入される冷媒導入口（２６）と、
前記端板の内部に形成された前記冷媒を貯留する冷媒貯留部（２７、２７ａ〜２７ｄ）であって、前記冷媒導入口と連通し、前記冷媒導入口よりも径方向の外側に配置された冷媒貯留部と、
前記冷媒貯留部における前記径方向の外側の位置において、前記冷媒貯留部と前記冷媒流路とを連通させる連通部（２５）と、
を有し、
前記冷媒貯留部の平均流路断面積の大きさは、前記連通部の平均流路断面積よりも大きい、
永久磁石式回転電機。

【請求項2】

請求項１に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記冷媒貯留部（２７）の前記軸方向に沿った長さは、前記径方向に沿ったいずれの位置においても、前記冷媒導入口との連通位置（Ｃ）における前記軸方向に沿った前記冷媒貯留部の長さと等しい、
永久磁石式回転電機。

【請求項3】

請求項１に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記冷媒貯留部（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ）には、前記径方向に沿った少なくとも一部において、前記冷媒導入口との連通位置における前記軸方向に沿った前記冷媒貯留部の長さよりも、前記軸方向に沿った長さが短い狭幅部（Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ）が形成されている、
永久磁石式回転電機。

【請求項4】

請求項３に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記狭幅部（Ｎａ、Ｎｃ）は、前記径方向の外側に向かうにつれて前記軸方向に沿った長さが短くなるテーパ部（２８ａ、２８ｃ）を有する、
永久磁石式回転電機。

【請求項5】

請求項３に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記端板（２０ｂ、２０ｃ）は、前記冷媒貯留部の前記軸方向の外側面を構成する外側壁面部（２４ｂ、２４ｃ）を有し、
前記外側壁面部は、前記軸方向に沿って前記冷媒貯留部に突出する突出部（２９ｂ、２９ｃ）であって、前記狭幅部（Ｎｂ、Ｎｃ）の少なくとも一部を形成する突出部を有する、
永久磁石式回転電機。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記冷媒貯留部の前記径方向の外側の輪郭形状は、前記軸方向に見て、円形状である、
永久磁石式回転電機。

【請求項7】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記冷媒貯留部の前記径方向の外側の輪郭形状は、前記軸方向に見て、多角形形状であり、
前記連通部は、前記軸方向に見て、前記多角形形状の頂点から予め定められた距離以下の範囲内に配置されている、
永久磁石式回転電機。

【請求項8】

請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記冷媒流路（４５、４５ｅ、４５ｆ）は、前記永久磁石（４０、４０ｅ、４０ｆ）の内部に形成されている、
永久磁石式回転電機。

【請求項9】

請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記冷媒は、前記冷媒導入口に挿入されるノズル（８８）を介して供給される、
永久磁石式回転電機。

【請求項10】

請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記冷媒は、前記ロータを内部に収容するハウジング（８０）を介して供給される、
永久磁石式回転電機。

【請求項11】

請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機であって、
前記冷媒は、前記冷媒流路から、前記ロータを内部に収容するハウジングの内部に排出される、
永久磁石式回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、永久磁石を用いた回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、永久磁石をロータの一部に用いた永久磁石式回転電機が知られている。永久磁石式回転電機では、ロータの温度が上昇すると、永久磁石が減磁する。永久磁石の減磁に起因してトルクが低下することを抑制するために、ロータを冷却することがある。特許文献１では、永久磁石に接して設けられたフラックスバリアに冷媒を流すことにより、ロータを冷却している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２３２５５７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に記載の永久磁石式回転電機において、冷媒は、ロータの遠心力によって径方向外側に流れた後、フラックスバリアに流入して軸方向に流れる。このように、ロータの遠心力を利用して冷媒を流動させるので、低回転時に冷媒の流速が低下すると、軸方向における冷却性能が低下するおそれがあった。このように、冷媒の流速が低下することに関しては、十分な工夫がなされていないのが実情であった。このため、冷媒の流速の低下を抑制できる技術が求められていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0006】

本開示の一形態によれば、永久磁石式回転電機（２００）が提供される。この永久磁石式回転電機は、ロータ（１００、１００ａ〜１００ｍ）とステータ（７０）とを有する永久磁石式回転電機であって；前記ロータは；自身の軸方向の両端面（１１、１２）間に連なる貫通孔（１５、１５ｅ、１５ｆ）であって、前記軸方向と平行な貫通孔が形成されたロータコア（１０、１０ｅ〜１０ｉ）と；前記貫通孔に配置され、前記両端面間に連なる永久磁石（４０、４０ｅ〜４０ｉ）と；前記ロータコアの前記軸方向の一方の端面（１１）に接して配置された端板（２０、２０ａ〜２０ｄ）と；前記ロータコアと前記永久磁石とのうちの少なくとも一方の内部に形成され、前記軸方向と平行に前記両端面間に連なる冷媒流路（４５、４５ｅ〜４５ｉ）と；を有し；前記端板は；前記軸方向の外側面において開口し、前記軸方向に見て環状に形成され、冷媒が導入される冷媒導入口（２６）と；前記端板の内部に形成された前記冷媒を貯留する冷媒貯留部（２７、２７ａ〜２７ｄ）であって、前記冷媒導入口と連通し、前記冷媒導入口よりも径方向の外側に配置された冷媒貯留部と；前記冷媒貯留部における前記径方向の外側の位置において、前記冷媒貯留部と前記冷媒流路とを連通させる連通部（２５）と；を有する。前記冷媒貯留部の平均流路断面積の大きさは、前記連通部の平均流路断面積よりも大きい。

【0007】

この形態の永久磁石式回転電機によれば、冷媒導入口と連通して冷媒導入口よりも径方向の外側に配置された冷媒貯留部を端板の内部に備えるので、ロータ回転時に冷媒貯留部において冷媒に圧力が蓄えることができ、冷媒の流速の低下を抑制できる。このため、ロータの軸方向における冷却性能が低下することを抑制できる。

【0008】

本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、永久磁石式回転電機の製造方法、永久磁石式回転電機の冷却方法などの形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態としてのモータの概略構成を示す説明図である。

【図2】図１のＡ矢視図である。

【図3】ロータの外観構成を示す斜視図である。

【図4】図３の４−４線に沿った断面を示す断面図である。

【図5】図４の５−５線に沿った断面を示す断面図である。

【図6】図５の６−６線に沿った断面を示す断面図である。

【図7】図５の７−７線に沿った断面を示す断面図である。

【図8】図１の領域８を示す拡大図である。

【図9】第２実施形態の冷媒貯留部の構成を示す説明図である。

【図10】第３実施形態の冷媒貯留部の構成を示す説明図である。

【図11】第４実施形態の冷媒貯留部の構成を示す説明図である。

【図12】第５実施形態の冷媒貯留部の構成を示す説明図である。

【図13】他の実施形態１の冷媒流路の構成を示す説明図である。

【図14】他の実施形態１の冷媒流路の構成を示す説明図である。

【図15】他の実施形態２の冷媒流路の構成を示す説明図である。

【図16】他の実施形態２の冷媒流路の構成を示す説明図である。

【図17】他の実施形態２の冷媒流路の構成を示す説明図である。

【図18】他の実施形態２の冷媒流路の構成を示す説明図である。

【図19】他の実施形態２の冷媒流路の構成を示す説明図である。

【図20】他の実施形態２の冷媒流路の構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．全体構成：
図１に示すモータ２００は、ロータの内部に永久磁石が埋め込まれた同期モータ（ＩＰＭＳＭ：Interior Permanent Magnet Synchronous Motor）により構成される永久磁石式回転電機であり、車両に搭載されている。図１では、説明の便宜上、モータ２００を冷却するための冷却装置９０を、モータ２００とともに図示している。

【0011】

モータ２００は、ロータ１００と、ステータ７０と、ハウジング８０とを備える。ロータ１００は、モータ２００の回転子として機能する。ロータ１００の詳細構成は、後述する。ステータ７０は、モータ２００の固定子として機能する。ステータ７０は、ステータコア７２と、電機子巻線７５とを備える。ステータコア７２は、略円筒状の外観形状を有し、エアギャップを介してロータ１００の外周面と対向して配置されている。電機子巻線７５は、ステータコア７２の図示しないティースに巻装されている。

【0012】

図１および図２に示すように、ハウジング８０は、ロータ１００とステータ７０とを内部に収容している。なお、図２では、ハウジング８０の構成要素の一部を破線で示し、ロータ１００を二点鎖線で示すとともに、ステータ７０の図示を省略している。ハウジング８０は、円筒部８１と、第１蓋部８２と、第２蓋部８３と、冷媒入口８４と、２つの排出口８９とを備える。ハウジング８０は、板状部材により構成され、板状部材の板厚方向の内部には、冷媒が流れる流路８５、８６、８７が形成されている。

【0013】

円筒部８１は、略円筒状の外観形状を有し、内周面の周方向に沿ってステータ７０が固定されている。第１蓋部８２および第２蓋部８３は、略円盤状の外観形状をそれぞれ有し、円筒部８１の両端の開口をそれぞれ覆っている。第２蓋部８３には、鉛直方向下端から周方向にわずかにずれた位置に、冷媒入口８４が形成されている。流路８５は、円筒部８１において、冷媒入口８４と連通してロータ１００の軸線ＡＸと平行に形成されている。流路８６は、第１蓋部８２に形成され、流路８５と連通して鉛直上方に延びている。流路８７は、第１蓋部８２の内部において軸線ＡＸと平行に形成され、一端において流路８６と連通するとともに、他端においてハウジング８０の内部と連通している。ノズル８８は、流路８７の他端に配置されるとともに、後述する第１端板２０の冷媒導入口２６に挿入されている。ノズル８８は、流路８７を介して供給される冷媒を、ロータ１００に導入する。２つの排出口８９は、円筒部８１の鉛直方向下端において互いに離れて形成された貫通孔であり、ハウジング８０の内部の冷媒をハウジング８０の外部に排出する。

【0014】

Ａ−２．ロータの詳細構成：
図３から図７に示すように、ロータ１００は、ロータコア１０と、永久磁石４０と、回転軸５０と、第１端板２０と、第２端板３０とを備える。

【0015】

ロータコア１０は、円盤状の複数の鋼板を軸線ＡＸに沿った方向（以下、単に「軸方向」とも呼ぶ）に積層させた構造を有する。図５に示すように、ロータコア１０は、一方の端面１１と他方の端面１２とを有する。図４に示すように、ロータコア１０の内部における径方向外側の領域には、軸方向の両端面１１、１２間に連なる複数対の貫通孔１５が形成されている。複数対の貫通孔１５は、軸方向に見たときに、各対の貫通孔１５がそれぞれＶ字状となるように形成されている。本実施形態のロータコア１０は、６対の貫通孔１５を備える。

【0016】

永久磁石４０は、各貫通孔１５に配置され、両端面１１、１２間に連なっている。本実施形態では、６対の永久磁石４０が配置されている。永久磁石４０は、貫通孔１５内に挿入されているだけでもよく、接着剤等を用いて固定されていてもよい。本実施形態の永久磁石４０は、貫通孔１５内において両端面１１、１２間に隙間なく連なっているが、貫通孔１５の軸方向に沿った一部に隙間を設けて連なっていてもよい。例えば、軸方向に沿って２つの永久磁石４０が互いに並んで配置されていてもよい。

【0017】

本実施形態の永久磁石４０は、フェライト磁石により構成されているが、希土類磁石等、他の任意の磁石により構成されていてもよい。各永久磁石４０は、主たる着磁方向がロータ１００の径方向に沿って配されている。Ｖ字状の一対の貫通孔１５に埋め込まれている２つの永久磁石４０は、主たる着磁方向が同じとなるように着磁されている。また、一対の貫通孔１５に埋め込まれた２つの永久磁石４０は、ロータ１００の周方向において隣り合う一対の貫通孔１５に埋め込まれた２つの永久磁石４０と、主たる着磁方向が互いに反対方向となるように着磁されている。

【0018】

永久磁石４０の内部には、軸方向と平行に両端面１１、１２間に連なる冷媒流路４５が形成されている。本実施形態では、周方向に沿って１２本の冷媒流路４５が形成されている。本実施形態において、冷媒流路４５は、円形の断面形状を有するが、円形に代えて楕円形や多角形等の他の任意の断面形状であってもよい。

【0019】

本実施形態において、貫通孔１５および冷媒流路４５は、軸方向と平行に形成されているが、軸方向と略平行、例えば、軸方向に対して５度等のわずかな角度を有して形成されていてもよい。

【0020】

図１に示すように、回転軸５０は、軸線ＡＸに沿ってロータコア１０の内部を貫通している。ロータ１００は、ベアリング５８を介して回転軸５０がハウジング８０に固定されることにより、回転可能に構成されている。

【0021】

図５に示すように、第１端板２０は、ロータコア１０の一方の端面１１に接して配置されている。第２端板３０は、ロータコア１０の他方の端面１２に接して配置されている。第１端板２０および第２端板３０は、それぞれ略円盤状の外観形状を有し、ステンレスにより構成されている。なお、ステンレスに代えて、チタンや銅などの他の任意の非磁性材料により構成されてもよい。

【0022】

図８に示すように、第１端板２０は、内側壁面部２１と、内周部２２と、外周部２３と、外側壁面部２４と、冷媒導入口２６と、冷媒貯留部２７と、連通部２５とを備える。なお、図８では、冷媒導入口２６と冷媒貯留部２７との連通位置Ｃを、破線の矢印で示している。

【0023】

内側壁面部２１は、ロータコア１０の一方の端面１１と接している。内周部２２は、略円筒状の外観形状を有し、回転軸５０を周方向に取り囲んでいる。外周部２３は、第１端板２０の外周端を構成している。外周部２３は、軸線ＡＸを中心とする短い円筒状の外観形状を有する。外側壁面部２４は、外周部２３と連なる円環状の外観形状を有する。外側壁面部２４は、冷媒貯留部２７の軸方向の外側面を構成する。外側壁面部２４は、内側壁面部２１と平行に形成され、ハウジング８０の内側面と対向している。

【0024】

冷媒導入口２６は、内周部２２の径方向外側面と外側壁面部２４の径方向内側面とにより囲まれて形成されている。すなわち、冷媒導入口２６は、軸方向の外側面において開口し、軸線ＡＸを中心とする環状の平面視形状を有する。冷媒導入口２６は、ノズル８８が挿入されて配置され、軸方向に沿って冷媒が導入される。

【0025】

冷媒貯留部２７は、第１端板２０の内部に形成され、冷媒を貯留する機能を有する。冷媒貯留部２７は、冷媒導入口２６と連通するとともに、冷媒導入口２６よりも径方向の外側に形成されている。冷媒貯留部２７は、内側壁面部２１と、外周部２３と、外側壁面部２４とにより囲まれて形成されている。図６に示すように、軸方向に見て、冷媒貯留部２７の径方向の外側の輪郭形状は、円形状である。図８に示すように、冷媒貯留部２７の軸方向に沿った長さは、径方向に沿ったいずれの位置においても、冷媒導入口２６との連通位置Ｃにおける軸方向に沿った冷媒貯留部２７の長さと等しい。

【0026】

連通部２５は、内側壁面部２１において、厚さ方向（軸方向）に形成された複数の貫通孔であり、周方向に沿って互いに並んで形成されている。連通部２５は、冷媒貯留部２７における径方向の外側の位置において、冷媒貯留部２７と冷媒流路４５とを連通している。本実施形態において、連通部２５は、円形の断面形状を有するが、円形に代えて楕円形や多角形等の他の任意の断面形状であってもよい。本実施形態において、連通部２５の大きさは、冷媒流路４５の大きさと等しいが、互いに異なっていてもよい。

【0027】

図５に示すように、第２端板３０は、厚み方向に貫通する複数の冷媒排出口３５を有する。各冷媒排出口３５は、各冷媒流路４５と連通している。図７に示すように、冷媒排出口３５は、周方向に沿って互いに並んで形成されている。本実施形態において、冷媒排出口３５は、円形の断面形状を有するが、円形に代えて楕円形や多角形等の他の任意の断面形状であってもよい。また、本実施形態において、冷媒排出口３５の大きさは、冷媒流路４５の大きさと等しいが、互いに異なっていてもよい。また、本実施形態において、冷媒排出口３５の径は、第２端板３０の厚み方向において一定であるが、ハウジング８０の内側面と対向する側に向かって拡大していてもよい。なお、第２端板３０は、省略してもよい。

【0028】

本実施形態において、モータ２００は、本開示における永久磁石式回転電機の下位概念に相当し、第１端板２０は、本開示における端板の下位概念に相当する。

【0029】

Ａ−３．冷媒の流れ：
図１および図８を用いて冷媒の流れを説明する。図１および図８では、冷媒の流れを太線の矢印で示している。図１に示すように、冷却装置９０のポンプ９２から送り出されて熱交換器９４により冷却された冷媒は、モータ２００のハウジング８０に設けられた冷媒入口８４へと供給される。冷媒入口８４へと供給された冷媒は、流路８５、８６、８７を流動し、ノズル８８を介して冷媒導入口２６へと導入される。図８に示すように、冷媒導入口２６へと導入された冷媒は、ロータの遠心力により、径方向外側に流動する。換言すると、冷媒導入口２６へと導入された冷媒は、冷媒貯留部２７へと流入する。冷媒貯留部２７へと流入した冷媒は、遠心力により圧力がかけられて外周部２３の径方向内側の面に押し付けられ、連通部２５を介して冷媒流路４５へと流入する。冷媒貯留部２７において冷媒に遠心力の圧力が蓄えられるため、冷媒流路４５へと流入した冷媒は、軸方向に圧送されて冷媒流路４５を流動する。冷媒流路４５を軸方向に流動した冷媒は、冷媒排出口３５へと到達し、ハウジング８０の内側面に向かって排出される。その後、冷媒は、排出口８９からハウジング８０の外部に排出され、冷却装置９０内を循環して再び冷媒入口８４へと供給される。

【0030】

以上説明した第１実施形態のモータ２００によれば、第１端板２０が冷媒導入口２６の径方向の外側に配置された冷媒貯留部２７を備えるので、ロータ１００の回転時に冷媒貯留部２７において冷媒に圧力が蓄えることができ、冷媒の流速の低下を抑制できる。このため、ロータ１００の軸方向における冷却性能が低下することを抑制できる。したがって、永久磁石４０の減磁を抑制でき、ロータ１００のトルクが低下することを抑制できる。また、連通部２５が冷媒貯留部２７における径方向の外側の位置において冷媒貯留部２７と冷媒流路４５とを連通しているので、遠心力による圧力が最大限に蓄えられた状態の冷媒を、冷媒流路４５へと導入できる。このため、冷媒の流速の低下を抑制でき、ロータ１００の軸方向における冷却性能が低下することを抑制できる。

【0031】

また、冷媒貯留部２７の軸方向に沿った長さが、径方向に沿ったいずれの位置においても、冷媒導入口２６との連通位置Ｃにおける軸方向に沿った冷媒貯留部２７の長さと等しいので、冷媒貯留部２７の構成を簡略化でき、第１端板２０の製造工程が複雑化することを抑制できる。また、冷媒貯留部２７の径方向の外側の輪郭形状が円形状であるので、冷媒貯留部２７の構成を簡略化でき、第１端板２０の製造工程が複雑化することを抑制できる。また、永久磁石４０の内部に冷媒流路４５が形成されているので、永久磁石４０を効果的に冷却でき、永久磁石４０の減磁を効果的に抑制できる。

【0032】

また、ハウジング８０を介して冷媒導入口２６に冷媒を導入するので、ハウジング８０も冷却でき、間接的にステータ７０も冷却できる。また、回転軸から冷媒を導入する構成と比較して、固定部材である冷媒供給管と回転部材である回転軸との接合が不要であるため、固定部材と回転部材との接合部の構造が複雑化することを抑制できる。また、冷媒排出口３５から排出された冷媒が、ハウジング８０の内側面に向かって排出されるので、ハウジング８０を冷却でき、間接的にステータ７０を冷却できる。また、ノズル８８を介して冷媒導入口２６に冷媒を導入するので、冷媒導入口２６からハウジング８０の内部へ冷媒が漏れることを抑制できる。

【0033】

Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態のロータ１００ａが備える第１端板２０ａは、図９に示すように、冷媒貯留部２７に代えて冷媒貯留部２７ａを備える点において、第１実施形態の第１端板２０と異なる。その他の構成は第１実施形態の第１端板２０と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。

【0034】

図９において一点鎖線で示すように、第２実施形態の第１端板２０ａの冷媒貯留部２７ａには、狭幅部Ｎａが形成されている。狭幅部Ｎａとは、自身の軸方向の長さが、冷媒導入口２６との連通位置Ｃにおける軸方向に沿った冷媒貯留部２７ａの長さよりも短い部位を意味し、本実施形態では、冷媒貯留部２７ａのほぼ全てが狭幅部Ｎａとして形成されている。狭幅部Ｎａの軸方向に沿った長さは、冷媒導入口２６との連通位置Ｃにおける軸方向に沿った冷媒貯留部２７ａの長さよりも短い。本実施形態の狭幅部Ｎａは、テーパ部２８ａを有することにより、径方向の外側に向かうにつれて軸方向に沿った長さが短くなるように形成されている。テーパ部２８ａは、冷媒導入口２６から連通部２５へと向かって傾斜している。

【0035】

以上説明した第２実施形態の第１端板２０ａは、第１実施形態の第１端板２０と同様な効果を有する。加えて、冷媒貯留部２７ａにテーパ部２８ａが設けられているので、冷媒導入口２６から導入された冷媒を、より大きな力で連通部２５に向かって押し流すことができ、冷媒の流速の低下をより抑制できる。

【0036】

Ｃ．第３実施形態：
第３実施形態のロータ１００ｂが備える第１端板２０ｂは、図１０に示すように、冷媒貯留部２７に代えて冷媒貯留部２７ｂを備える点において、第１実施形態の第１端板２０と異なる。その他の構成は第１実施形態の第１端板２０と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。

【0037】

図１０に示すように、第３実施形態の第１端板２０ｂの外側壁面部２４ｂは、突出部２９ｂを有する。突出部２９ｂは、軸方向に沿って冷媒貯留部２７ｂに突出している。図１０において一点鎖線で示すように、外側壁面部２４ｂが突出部２９ｂを有することによって、冷媒貯留部２７ｂに狭幅部Ｎｂが形成されている。

【0038】

以上説明した第３実施形態の第１端板２０ｂは、第１実施形態の第１端板２０と同様な効果を有する。加えて、冷媒貯留部２７ｂに突出部２９ｂが設けられているので、冷媒貯留部２７ｂにおいて径方向の外側に向かって流れた冷媒が、冷媒導入口２６へと逆流することを抑制できる。このため、冷媒貯留部２７ｂの冷媒が不足することを抑制でき、低回転時であっても冷媒を連通部２５に向かって押し流すことができ、冷媒の流速の低下をより抑制できる。

【0039】

Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態のロータ１００ｃが備える第１端板２０ｃは、図１１に示すように、冷媒貯留部２７に代えて冷媒貯留部２７ｃを備える点において、第１実施形態の第１端板２０と異なる。その他の構成は第１実施形態の第１端板２０と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。

【0040】

図１１に示すように、第４実施形態の第１端板２０ｃは、冷媒貯留部２７ｃにテーパ部２８ｃと突出部２９ｃとが設けられている。より具体的には、軸方向に沿って冷媒貯留部２７ｃに突出する突出部２９ｃが外側壁面部２４ｃに設けられ、冷媒貯留部２７ｃの径方向において、突出部２９ｃの両側にテーパ部２８ｃが設けられている。図１１において一点鎖線で示すように、テーパ部２８ｃと突出部２９ｃとによって、冷媒貯留部２７ｃに狭幅部Ｎｃが形成されている。

【0041】

以上説明した第４実施形態の第１端板２０ｃは、第１実施形態ないし第３実施形態の第１端板２０、２０ａ、２０ｂと同様な効果を有する。

【0042】

Ｅ．第５実施形態：
第５実施形態のロータ１００ｄが備える第１端板２０ｄは、図１２に示すように、冷媒貯留部２７に代えて冷媒貯留部２７ｄを備える点において、第１実施形態の第１端板２０と異なる。その他の構成は第１実施形態の第１端板２０と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。

【0043】

第５実施形態の第１端板２０ｄは、冷媒貯留部２７ｄを備える。図１２に示すように、軸方向に見て、冷媒貯留部２７ｄの径方向の外側の輪郭形状は、多角形形状である。すなわち、外周部２３ｄにおける径方向の内側の面は、複数の平面が組み合わされて形成されている。各連通部２５は、多角形形状の各頂点に対応する位置に配置されている。より具体的には、連通部２５は、多角形形状の頂点から予め定められた距離以下の範囲内に配置されている。予め定められた距離は、例えば、１ｍｍや２ｍｍ等の任意の小さな値であってもよい。このため、冷媒貯留部２７ｄにおいて、回転軸５０からの距離が最大となる多角形形状の頂点近傍に連通部２５が位置する。

【0044】

以上説明した第５実施形態の第１端板２０ｄは、第１実施形態の第１端板２０と同様な効果を有する。加えて、冷媒貯留部２７ｄにおいて回転軸５０からの距離が最大となる多角形形状の頂点近傍に連通部２５が配置されているので、遠心力を受けた冷媒の流れを連通部２５へと集中させることができる。このため、冷媒の流速の低下をより抑制できる。

【0045】

Ｆ．他の実施形態：
Ｆ−１．他の実施形態１：
上記実施形態では、永久磁石４０がＶ字形に配置されたＶ字磁石配置ロータに本開示を適用したが、本開示はこれに限定されるものではない。図１３に示すように、ロータコア１０ｅの内部に断面形状が略長方形の貫通孔１５ｅが形成されて、平板形状の永久磁石４０ｅが配置されたロータ１００ｅに本開示を適用してもよい。また、図１４に示すように、ロータコア１０ｆの内部にハルバッハ配列の永久磁石４０ｆを配置し得る複数組の貫通孔１５ｆが形成されて、ハルバッハ配列の複数組の永久磁石４０ｆが配置されたロータ１００ｆに本開示を適用してもよい。また、１つの永久磁石４０、４０ｅ、４０ｆに対し、１つの冷媒流路４５、４５ｅ、４５ｆが形成されていてもよく、２つ以上の冷媒流路４５、４５ｅ、４５ｆが形成されていてもよい。また、複数の永久磁石４０、４０ｅ、４０ｆのうち、冷媒流路４５、４５ｅ、４５ｆが形成されていない永久磁石４０、４０ｅ、４０ｆが存在していてもよい。また、永久磁石４０、４０ｅ、４０ｆの周方向に沿った数は、４つや８つ等の任意の偶数であってもよい。また、冷媒流路４５、４５ｅ、４５ｆは、冷却性能を高めるために永久磁石４０、４０ｅ、４０ｆの内部において径方向外側に配置されてもよく、トルクの低下を抑制するために永久磁石４０、４０ｅ、４０ｆの内部において径方向内側に配置されてもよい。かかる構成によっても、各実施形態のモータ２００と同様な効果を奏する。

【0046】

Ｆ−２．他の実施形態２：
上記実施形態において、冷媒流路４５は、永久磁石４０の内部に形成されていたが、本開示はこれに限定されるものではない。図１５、図１６、図１７に示すように、ロータ１００ｇ、１００ｈ、１００ｉの冷媒流路４５ｇ、４５ｈ、４５ｉは、ロータコア１０ｇ、１０ｈ、１０ｉの内部に形成されていてもよい。かかる構成において、永久磁石４０ｇ、４０ｈ、４０ｉは、内部に冷媒流路４５、４５ｅ、４５ｆが形成されていなくてもよい。また、図１８、図１９、図２０に示すように、ロータ１００ｊ、１００ｋ、１００ｍは、永久磁石４０、４０ｅ、４０ｆの内部とロータコア１０ｊ、１０ｋ、１０ｍの内部との両方に、冷媒流路４５、４５ｅ、４５ｆ、４５ｇ、４５ｈ、４５ｉが形成されていてもよい。ロータコア１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｍの内部に冷媒流路４５ｇ、４５ｈ、４５ｉが形成される態様では、冷却性能を向上させる観点から、永久磁石４０、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ、４０ｈ、４０ｉの近傍に冷媒流路４５ｇ、４５ｈ、４５ｉが形成されることが好ましい。すなわち一般には、ロータ１００は、ロータコア１０と永久磁石４０とのうちの少なくとも一方の内部に形成され、軸方向と平行に両端面１１、１２間に連なる冷媒流路４５を有していてもよい。かかる構成によっても、各実施形態のモータ２００と同様な効果を奏する。

【0047】

Ｆ−３．他の実施形態３：
各実施形態における冷媒貯留部２７、２７ａ、２７ｂ、２７ｃの構成は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、冷媒貯留部２７、２７ａ、２７ｂ、２７ｃを構成する面のうちの少なくとも一部が曲面であってもよい。また、例えば、突出部２９ｃにテーパ部２８ｃが形成されていてもよい。すなわち一般には、冷媒貯留部２７ａ、２７ｂ、２７ｃには、径方向に沿った少なくとも一部において、冷媒導入口２６との連通位置Ｃにおける軸方向に沿った冷媒貯留部２７ａ、２７ｂ、２７ｃの長さよりも、軸方向に沿った長さが短い狭幅部Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃが形成されていてもよい。かかる構成によっても、各実施形態のモータ２００と同様な効果を奏する。

【0048】

Ｆ−４．他の実施形態４：
上記実施形態では、ノズル８８を介して冷媒が冷媒導入口２６へと導入されていたが、ノズル８８が省略されてもよい。例えば、ハウジング８０の流路８７から冷媒導入口２６へと冷媒が直接噴射されるような構成であってもよい。かかる構成によっても、各実施形態のモータ２００と同様な効果を奏する。

【0049】

Ｆ−５．他の実施形態５：
上記実施形態では、ハウジング８０の流路８５、８６、８７を介して冷媒が冷媒導入口２６へと導入されていたが、ハウジング８０の流路８５、８６、８７を介さずに冷媒が冷媒導入口２６へと導入されてもよい。例えば、ハウジング８０の流路８５、８６、８７が省略されて、ノズル８８がハウジング８０に貫通して形成されることにより、冷媒がハウジング８０の外部からノズル８８を介して冷媒導入口２６へと導入されてもよい。かかる構成によっても、各実施形態のモータ２００と同様な効果を奏する。

【0050】

Ｆ−６．他の実施形態６：
上記実施形態では、冷媒流路４５を流動した後の冷媒は、冷媒排出口３５を介してハウジング８０の内側面に向かって排出されていたが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、冷媒排出口３５がロータ１００の径方向外側に設けられて、ステータ７０の電機子巻線７５に向かって冷媒が排出されてもよい。すなわち一般には、冷媒は、冷媒流路４５からハウジング８０の内部に排出されてもよい。また、例えば、ハウジング８０を貫通する配管等を介して冷媒排出口３５からハウジング８０の外部に冷媒が排出されてもよい。かかる構成によっても、各実施形態のモータ２００と同様な効果を奏する。

【0051】

Ｆ−７．他の実施形態７：
上記実施形態では、永久磁石式回転電機としてモータ２００に本開示を適用したが、電動機に限らず、発電機に本開示を適用してもよい。また、かかる永久磁石式回転電機は、車両以外に搭載されてもよい。

【0052】

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0053】

１０，１０ｅ〜１０ｉ…ロータコア、１１，１２…端面、１５，１５ｅ，１５ｆ…貫通孔、２０，２０ａ〜２０ｄ…第１端板、２５…連通部、２６…冷媒導入口、２７，２７ａ〜２７ｄ…冷媒貯留部、４０，４０ｅ〜４０ｉ…永久磁石、４５，４５ｅ〜４５ｉ…冷媒流路、７０…ステータ、１００，１００ａ〜１００ｍ…ロータ、２００…モータ

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】