特開 2022-39661 回転電機用冷却構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022039661

(43)【公開日】2022-03-10

(54)【発明の名称】回転電機用冷却構造

(51)【国際特許分類】

   H02K 9/19 20060101AFI20220303BHJP

   H02K 1/32 20060101ALI20220303BHJP

【ＦＩ】

H02K9/19 B

H02K1/32 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020144798

(22)【出願日】2020-08-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】特許業務法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】村上 聡

【テーマコード（参考）】

5H601

5H609

【Ｆターム（参考）】

5H601AA16

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD25

5H601DD30

5H601DD32

5H601DD47

5H601EE26

5H601GE11

5H609BB03

5H609BB16

5H609PP02

5H609PP06

5H609PP07

5H609PP08

5H609PP09

5H609PP10

5H609PP11

5H609QQ04

5H609QQ05

5H609QQ07

5H609QQ08

5H609QQ09

5H609QQ20

5H609RR26

5H609RR37

5H609RR40

5H609RR42

5H609RR53

(57)【要約】      （修正有）

【課題】中空内部内の冷媒の温度を中空内部内で下げる回転電機用冷却構造を提供する。
【解決手段】回転電機用冷却構造は、中空のロータシャフト３４及びロータコア３２を有するロータ３０と、ステータコア２１１及びコイル２２を有するステータ２１と、ロータ及びステータが収容される室を形成するケース１０と、ロータシャフトの中空内部に延在し、第１冷媒が流れる冷媒流路７０と、を含み、冷媒流路は、中空内部内に供給される又は封入される第２冷媒と冷媒流路内の第１冷媒との間で熱交換が生じるように設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空のロータシャフト及びロータコアを有するロータと、
ステータコア及びコイルを有するステータと、
前記ロータ及び前記ステータが収容される室を形成するケースと、
前記ロータシャフトの中空内部に延在し、第１冷媒が流れる冷媒流路と、を含み、
前記冷媒流路は、前記中空内部内に供給される又は封入される第２冷媒と前記冷媒流路内の前記第１冷媒との間で熱交換が生じるように設けられる、回転電機用冷却構造。

【請求項2】

前記ロータシャフトには、前記ロータの回転時に内周面から径方向の厚みを有する態様で前記第２冷媒が溜まるように堰部が形成され、
前記冷媒流路は、前記ロータシャフトの内周面に対して前記第２冷媒の厚み以下の距離まで近接する、請求項１に記載の回転電機用冷却構造。

【請求項3】

前記ロータシャフトは、前記ロータコアが取り付けられる大径部と、軸方向の一端に前記大径部より径が小さい小径部とを有し、
前記堰部は、軸方向の一端側において、前記大径部と前記小径部との間の径方向の段差に基づいて形成される、請求項２に記載の回転電機用冷却構造。

【請求項4】

前記ケースに対して前記ロータシャフトを回転可能に支持するベアリングを更に含み、
前記堰部は、軸方向の前記一端とは逆側の他端において、前記ロータシャフトの内周面に支持される前記ベアリングのアウタレースにより形成される、請求項３に記載の回転電機用冷却構造。

【請求項5】

前記冷媒流路は、前記ロータの回転軸まわりに螺旋状をなす態様で、軸方向に延在する、請求項１～４のうちのいずれか１項に記載の回転電機用冷却構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、回転電機用冷却構造に関する。

【背景技術】

【0002】

ロータシャフトの中空内部を形成する内周面に、油が溜まる周溝を備える回転電機が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２３９７３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来技術では、ロータシャフトの中空内部から油を供給する構成において、中空内部内の油の温度を中空内部内で下げることが難しい。中空内部内に供給された油の温度を中空内部内で下げることができれば、ロータシャフトの径方向内側からロータコア等を効果的に冷却できる。なお、上記の課題は、ロータシャフトの中空内部から油を供給する構成に限られず、ロータシャフトの中空内部から冷媒によりロータコア等を冷却する任意の構成に当てはまる。

【0005】

そこで、１つの側面では、本開示は、中空内部内の冷媒の温度を中空内部内で下げることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

１つの側面では、中空のロータシャフト及びロータコアを有するロータと、
ステータコア及びコイルを有するステータと、
前記ロータ及び前記ステータが収容される室を形成するケースと、
前記ロータシャフトの中空内部に延在し、第１冷媒が流れる冷媒流路と、を含み、
前記冷媒流路は、前記中空内部内に供給される又は封入される第２冷媒と前記冷媒流路内の前記第１冷媒との間で熱交換が生じるように設けられる、回転電機用冷却構造が提供される。

【発明の効果】

【0007】

１つの側面では、本開示によれば、中空内部内の冷媒の温度を中空内部内で下げることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施例による回転電機用冷却構造が適用される回転電機の断面構造を概略的に示す断面図である。

【図2】車両用駆動装置の冷却構造に関する全体構成を概略的に示す図である。

【図3】図１に示す断面図に冷媒の流れを矢印等で模式的に示す図である。

【図4】回転電機の組み付け方法を模式的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

【0010】

図１は、一実施例による回転電機用冷却構造が適用される回転電機１の断面構造を概略的に示す断面図である。図１は、回転電機１の回転軸１２を通る平面による断面図である。図２は、本実施例における油（第２冷媒の一例）の流れ及び冷却水（第１冷媒の一例）の流れの説明図である。図２では、点線の矢印Ｒ１１０から矢印Ｒ１１３により油の流れが模式的に示され、実線の矢印Ｒ１２０から矢印Ｒ１２２により冷却水の流れが模式的に示されている。

【0011】

図１には、回転電機１の回転軸１２が図示されている。以下の説明において、軸方向とは、回転電機１の回転軸（回転中心）１２が延在する方向を指し、径方向とは、回転軸１２を中心とした径方向を指す。従って、径方向外側とは、回転軸１２から離れる側を指し、径方向内側とは、回転軸１２に向かう側を指す。また、周方向とは、回転軸１２まわりの回転方向に対応する。

【0012】

また、図１には、Ｘ方向と、Ｘ方向に沿ったＸ１側とＸ２側が定義されている。Ｘ方向は、軸方向に平行である。以下の説明において、Ｘ１側とＸ２側の各用語は、相対的な位置関係を表すために用いられる場合がある。

【0013】

回転電機１は、例えばハイブリッド車両や電気自動車で使用される車両駆動用のモータであってよい。ただし、回転電機１は、他の任意の用途に使用されるものであってもよい。

【0014】

回転電機１は、ケース１０内にステータ２１及びロータ３０等を含む。ケース１０は、ステータ２１及びロータ３０を収容する室ＳＰ１を形成する。ケース１０は、後述するカウンタギヤ機構４や差動歯車機構５等を収容する室（図示せず）を更に形成してもよい。ケース１０は、２つ以上のケース部材により形成されてもよい。図１に示す例では、ケース１０は、周壁部を形成するケース部材１１０と、ケース部材１１０のＸ１側の開口を覆うカバー部材１１２とを含む。この場合、ケース部材１１０とカバー部材１１２とは、軸方向（Ｘ方向）に突き合せられた状態で互いに対して結合される。

【0015】

回転電機１は、インナロータタイプであり、ステータ２１がロータ３０の径方向外側を囲繞するように設けられる。ステータ２１は、径方向外側がケース１０に固定される。ステータ２１は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなるステータコア２１１を備え、ステータコア２１１の径方向内側には、コイル２２が巻回される複数のスロット（図示せず）が形成される。

【0016】

ロータ３０は、ステータ２１の径方向内側に配置される。ロータ３０は、ロータコア３２と、ロータシャフト３４とを備える。ロータコア３２は、ロータシャフト３４の外周面３４８に固定され、ロータシャフト３４と一体となって回転する。ロータシャフト３４は、ケース１０にベアリング１４ａ、１４ｂを介して回転可能に支持される。なお、ロータシャフト３４は、回転電機１の回転軸１２を画成する。

【0017】

ベアリング１４ａは、図１に示すように、ロータシャフト３４のＸ１側の端部（縮径した部位）における径方向外側に設けられる。具体的には、ベアリング１４ａは、アウタレースの径方向外側がケース１０に支持され、インナレースの径方向内側がロータシャフト３４の外周面３４８に支持される。

【0018】

ベアリング１４ｂは、図１に示すように、ロータシャフト３４のＸ２側の端部（縮径していない部位）における径方向内側に設けられる。具体的には、ベアリング１４ｂは、アウタレースの径方向外側がロータシャフト３４の内周面３４９に支持される。なお、ベアリング１４ｂは、インナレースの径方向内側がケース１０のケース部材１１０に支持される。より具体的には、ケース部材１１０は、Ｘ方向Ｘ２側からロータシャフト３４の中空内部３４Ａへと延在する円筒状の部位１１０２を有し、部位１１０２の外周面にベアリング１４ｂのインナレースが支持される。

【0019】

ロータ３０は、例えば図２に示すように、入力部材３、カウンタギヤ機構４、差動歯車機構５、及び中継部材６を介して、車輪（図示せず）に連結される。ロータ３０により発生される回転トルクは、入力部材３、カウンタギヤ機構４、差動歯車機構５、及び中継部材６を介して、車輪（図示せず）に伝達される。なお、ロータ３０と車輪との間の動力伝達機構は、任意であり、図２以外の構成であってもよい。

【0020】

ロータコア３２は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなる。ロータコア３２の内部には、永久磁石３２５が埋め込まれる。あるいは、永久磁石３２５のような永久磁石は、ロータコア３２の外周面に埋め込まれてもよい。なお、永久磁石３２５の配列等は任意である。

【0021】

ロータコア３２の軸方向の両側には、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂが取り付けられる。エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、ロータコア３２からの永久磁石３２５の離脱を防止する機能の他、ロータ３０のアンバランスの調整機能（切削等されることでアンバランスをなくす機能）を有してよい。

【0022】

ロータシャフト３４は、図１に示すように、ロータコア３２と結合する大径部３４０Ａと、Ｘ方向Ｘ１側の端部を形成する小径部３４０Ｂとを有する。小径部３４０Ｂは、大径部３４０Ａよりも外径が小さい。なお、かかる外径の異なるロータシャフト３４は、鋳造やフローフォーミング、ハイドロフォーミング等により形成できる。また、ロータシャフト３４は、複数のピースにより形成されてもよい。

【0023】

ロータシャフト３４は、図１に示すように、中空内部３４Ａを有する。中空内部３４Ａは、ロータシャフト３４の軸方向の全長にわたり延在する。中空内部３４Ａは、軸方向の両側で軸方向に開口する。

【0024】

ロータシャフト３４は、Ｘ方向Ｘ１側の端部が縮径するが、Ｘ方向Ｘ２側の端部が縮径しないような外形を有する。ただし、他の実施例では、ロータシャフト３４は、Ｘ方向Ｘ２側の端部も縮径するような外形を有してもよい。あるいは、ロータシャフト３４は、一定の径を有してもよい。また、ロータシャフト３４は、２以上のシャフト部材（ピース）により形成されてもよい。

【0025】

ロータシャフト３４は、第１油孔３４１を有する。第１油孔３４１は、中空内部３４Ａから軸方向外側へと軸方向に貫通する。具体的には、第１油孔３４１は、中空内部３４Ａに開口する内周面３４９側の開口３４１ａと、外周面３４８側の開口３４１ｂとを有し、開口３４１ａ及び開口３４１ｂ間に延在する。なお、他の実施例では、第１油孔３４１は、中空内部３４Ａから径方向外側へと径方向に貫通する形態であってもよい。

【0026】

第１油孔３４１の開口３４１ｂは、コイル２２のコイルエンド２２Ａに対向する態様で、ロータコア３２に対し軸方向にずれた位置に配置される。すなわち、第１油孔３４１の開口３４１ｂは、ロータコア３２の軸方向端面よりも軸方向外側に配置される。従って、第１油孔３４１の開口３４１ｂの径方向外側には、ロータコア３２が存在しないことになる。なお、第１油孔３４１は、周方向に複数個形成されてもよい。

【0027】

ロータシャフト３４は、更に、第１油孔３４１とは異なる軸方向の位置に、第２油孔３４２を有する。第２油孔３４２は、中空内部３４Ａから径方向外側へと径方向に貫通する。具体的には、第２油孔３４２は、中空内部３４Ａに開口する内周面３４９側の開口３４２ａと、外周面３４８側の開口３４２ｂとを有し、開口３４２ａ及び開口３４２ｂ間に延在する。

【0028】

第２油孔３４２の開口３４２ｂは、コイル２２のコイルエンド２２Ｂに対向する態様で、ロータコア３２に対し軸方向にずれた位置に配置される。すなわち、第２油孔３４２の開口３４２ｂは、ロータコア３２の軸方向端面よりも軸方向外側に配置される。従って、第２油孔３４２の開口３４２ｂの径方向外側には、ロータコア３２が存在しないことになる。なお、第２油孔３４２は、周方向に複数個形成されてもよい。また、第２油孔３４２は、第１油孔３４１とは異なる周方向の位置（位相）に形成されてもよい。

【0029】

本実施例では、回転電機１は、ロータシャフト３４の中空内部３４Ａを介して冷却用の油を循環させるための油路構造９０を有する。油路構造９０は、オイルポンプ９８に連通し、ロータシャフト３４内に、ロータシャフト３４の一端（Ｘ２側の端部）側から油を供給するように構成される。ただし、変形例では、油路構造９０は、ロータシャフト３４内に、ロータシャフト３４の他端（Ｘ１側の端部）側から油を供給するように構成されてもよい。

【0030】

オイルポンプ９８の種類や駆動態様は任意である。例えば、オイルポンプ９８は、回転電機１の回転トルクにより動作するギアポンプであってもよいし、電動式であってもよい。なお、図２に示す例では、オイルポンプ９８は、カウンタギヤ機構４のカウンタシャフトに同芯に設けられるが、他の態様で設けられてもよい。

【0031】

オイルポンプ９８は、ケース１０内の油溜め部８０（図２参照）に貯溜された油を汲み上げ、当該汲み上げた油を吐出するポンプである。なお、オイルポンプ９８は、油溜め部８０内の油をストレーナ９９（図２参照）を介して吸い込んでもよい。

【0032】

本実施例では、一例として、油路構造９０は、ケース内油路９１と、管路部材９２と、ロータ軸油路９５とを含む。

【0033】

ケース内油路９１は、図２に示すように（図１では可視でない）、オイルポンプ９８と管路部材９２との間に設けられる。ケース内油路９１は、オイルポンプ９８から吐出された油を管路部材９２に供給する。ケース内油路９１は、ケース１０に形成される。ただし、変形例では、ケース内油路９１は、ケース１０とは別体の管路部材により形成されてもよい。

【0034】

管路部材９２は、一端（Ｘ２側の端部）側がケース内油路９１を介してオイルポンプ９８に連通する。管路部材９２は、中空に形成され、内部が油路を画成する。すなわち、管路部材９２は、油路として機能する中空内部９２Ａを有する。中空内部９２Ａは、管路部材９２の軸方向の全長にわたり延在する。ただし、中空内部９２Ａは、他端側（Ｘ方向Ｘ１側の端部であって、オイルポンプ９８側とは逆側の端部）は開口しない。すなわち、管路部材９２は、他端（Ｘ方向Ｘ１側の端部）が閉塞される。ただし、変形例では、後述の吐出孔９３に代えて、管路部材９２のＸ方向Ｘ１側の端部が開口されてもよい。

【0035】

管路部材９２は、内部から外部へと径方向に貫通する連通孔９４を有する。連通孔９４は、オイルポンプ９８からケース内油路９１（図２参照）（図１では可視でない）に連通する。この場合、管路部材９２には、ケース内油路９１及び連通孔９４を介してオイルポンプ９８からの油が供給される。なお、他の実施例では、ケース内油路９１に代えて、管路部材９２のような別の管路部材が用いられてもよい。この場合、当該別の管路部材は、管路部材９２と一体的に形成されてもよいし、管路部材９２のＸ２側端部と連通されてもよい。

【0036】

管路部材９２は、ロータシャフト３４の内周面３４９に対して径方向で隙間を有する態様でロータシャフト３４の中空内部３４Ａ内に延在する。管路部材９２の中心軸は、回転軸１２と一致する。なお、管路部材９２は、図１に示すように、ケース１０に固定されてよい。

【0037】

管路部材９２は、内部から外部へと径方向に貫通する吐出孔９３を備える。吐出孔９３は、径方向外側がロータシャフト３４の中空内部３４Ａに連通する。この場合、管路部材９２に供給された油は、吐出孔９３を介してロータシャフト３４の中空内部３４Ａに供給される。なお、管路部材９２の軸方向の長さは任意であり、ロータシャフト３４の中空内部３４Ａに油を供給できる吐出孔９３を形成できる限り、図示の長さよりも長くても短くてもよい。また、吐出孔９３は、複数設けられてもよいし、軸方向の位置や径方向の位置は任意である。

【0038】

ロータ軸油路９５は、ロータシャフト３４に形成される。すなわち、ロータ軸油路９５は、上述したロータシャフト３４内の中空内部３４Ａにより実現される。

【0039】

本実施例では、回転電機１は、更に、水路構造として、冷却水路７０と、ケース内水路７２とを備える。

【0040】

冷却水路７０は、ロータシャフト３４の中空内部３４Ａに延在する。なお、冷却水は、例えばＬＬＣ（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）である。

【0041】

冷却水路７０は、中空内部３４Ａの油と冷却水路７０内の冷却水との間で熱交換が生じるように設けられる。なお、冷却水路７０は、図１に示すように、ケース１０に固定されてよい。

【0042】

具体的には、冷却水路７０は、ロータシャフト３４の内周面３４９に対して径方向で僅かな隙間Δ１だけ離間する態様で、近接する。隙間Δ１は、回転部材であるロータシャフト３４と、ケース１０に対して固定される冷却水路７０との間で、確保されるべき最小のクリアランスに対応してよい。

【0043】

図１に示す例では、冷却水路７０は、ロータ３０の回転軸（回転軸１２）まわりに螺旋状をなす態様で、軸方向に延在する。すなわち、冷却水路７０は、ロータシャフト３４の内周面３４９に対して径方向で僅かな隙間Δ１だけ離間しつつ、螺旋状をなす態様で、軸方向に延在する。これにより、冷却水路７０のうちの、ロータシャフト３４の内周面３４９に対して隙間Δ１だけ離れて対向する部分を、効率的に増加できる。この結果、ロータシャフト３４の内周面３４９に厚さ（径方向の厚さ）Δ２（図３参照）で溜まりうる油と、冷却水路７０内の冷却水との間の、熱交換を効率的に促進できる。

【0044】

なお、変形例では、冷却水路７０は、軸方向Ｘ１側とＸ２側との間で行き来しながら回転軸１２まわりを周回する態様で形成されてもよい。この場合も、冷却水路７０のうちの、ロータシャフト３４の内周面３４９に対して隙間Δ１だけ離れて対向する部分を、効率的に増加できる。

【0045】

冷却水路７０は、ケース１０（ケース部材１１０）に入口部７０１と出口部７０２とを有する。入口部７０１及び出口部７０２は、ケース１０に形成されてもよいし、ケース１０の外部に形成されてもよい。冷却水路７０のうちの、螺旋状をなす部位のＸ２側端部７０Ｂは、入口部７０１に連通し、同螺旋状をなす部位のＸ１側端部７０Ａは、出口部７０２に連通する。

【0046】

ケース内水路７２は、例えばケース部材１１０に形成される。例えば、ケース内水路７２は、回転軸１２まわりを周回する螺旋状に形成されてもよい。あるいは、ケース内水路７２は、冷却水がピンフィンまわりを通る態様で形成されてよい。あるいは、ケース内水路７２は、単なる空間により形成されてもよいし、冷却水が蛇行等する態様で形成されてもよい。ただし、変形例では、ケース内水路７２は、ケースとは別体の管路部材により形成されてもよい。ケース内水路７２は、供給側水路７２１と、排出側水路７２２とを含む。

【0047】

供給側水路７２１は、一端が冷却水路７０の入口部７０１に連通し、他端がウォーターポンプ７８（図２参照）の吐出側に連通する。排出側水路７２２は、一端が冷却水路７０の出口部７０２に連通し、他端がウォーターポンプ７８（図２参照）の吸入側に連通する。

【0048】

次に、図２を引き続き参照しつつ図３を参照して、回転電機１の回転時における油の流れ及び冷却水の流れとともに、本実施例の効果を説明する。

【0049】

なお、図２は、車両用駆動装置１００の冷却構造に関する全体構成を概略的に示す。車両用駆動装置１００は、回転電機１と、入力部材３と、カウンタギヤ機構４、差動歯車機構５等を含む。図３は、図１に示す断面図に冷媒（油及び冷却水）の流れを矢印等で模式的に示す図である。

【0050】

図２に示す例では、冷却水路７０は、インバータモジュールＭＪ内に連通する。インバータモジュールＭＪは、回転電機１を駆動するためのインバータやインバータ制御装置等（図示せず）を内蔵するモジュールである。なお、インバータモジュールＭＪは、ケース１０に取り付けられてよい。

【0051】

ウォーターポンプ７８は、インバータモジュールＭＪ、供給側水路７２１（ケース内水路７２）、冷却水路７０、排出側水路７２２（ケース内水路７２）をこの順で通過するように、冷却水を循環させる（矢印Ｒ１２０～矢印Ｒ１２２参照）。排出側水路７２２からの冷却水は、ラジエータ７９により冷却される。なお、ラジエータ７９は、空気（例えば車両の走行時に通過する空気）と冷却水との間で熱交換を実現するものであってよい。なお、ウォーターポンプ７８やラジエータ７９の位置は、任意であり、図２に示す位置に限られない。例えば、ウォーターポンプ７８は、ラジエータ７９とインバータモジュールＭＪの間に設けられてもよい。

【0052】

このようにして、図２に示す例では、冷却水は、インバータモジュールＭＪ内にてパワーモジュール（図示せず）のような発熱素子の熱を奪い、ついで、ロータ軸油路９５内の油の熱を奪ってから、ラジエータ７９にて冷却される。この場合、インバータモジュールＭＪ（及びそれに伴いパワーモジュール）は、ラジエータ７９に対して最も上流側に配置されるので冷却水により効果的に冷却される。また、図２に示す例では、冷却水路７０は、ラジエータ７９に対してインバータモジュールＭＪ（及びそれに伴いパワーモジュール）の次に上流側に配置されるので、ロータ軸油路９５内の油を効果的に冷却できる。ただし、変形例では、ラジエータ７９に対して上流側から順に、冷却水路７０及びインバータモジュールＭＪが設けられてもよい。また、更なる他の変形例ではラジエータ７９からの循環経路が、インバータモジュールＭＪへの経路と、冷却水路７０への経路へと分岐してもよい。この場合、インバータモジュールＭＪからの分岐路と、冷却水路７０からの分岐路は、合流してから、ラジエータ７９に導かれてよい（戻されてよい）。

【0053】

また、図２に示す例では、油路構造９０内の油は、ロータ軸油路９５においてラジエータ７９からの冷却水にて冷却されるので、ロータ軸油路９５を介して各種冷却対象部位を適切に冷却できる。具体的には、オイルポンプ９８から吐出される油は、ロータ軸油路９５内に供給される（矢印Ｒ１１０参照）。ロータ軸油路９５内に供給された油は、図３に模式的に示すように、ロータ３０の回転時、遠心力によって内周面３４９上に層状となる。図３では、ロータ軸油路９５において厚みΔ２で溜まった油がハッチング領域８２により模式的に示される。

【0054】

本実施例では、図３に示すように、ベアリング１４ｂのアウタレースが、Ｘ方向Ｘ２側の堰部９６Ａとして機能し、かつ、ロータシャフト３４のＸ方向Ｘ１側の端部の段差（大径部３４０Ａと小径部３４０Ｂとの間の遷移に係る段差）が、Ｘ方向Ｘ１側の堰部９６Ｂとして機能する。堰部９６Ａ、９６Ｂは、ロータ軸油路９５内の油が、遠心力によって内周面３４９上に、厚みΔ２の層状の形態となるように機能する。この場合、ロータシャフト３４内の冷却水路７０を通る冷却水と、ロータ軸油路９５内の層状の油との間で効率的に熱交換が実現される。すなわち、ロータ軸油路９５内の層状の油が、ロータシャフト３４内の冷却水路７０を通る冷却水によって効率的に冷却される。

【0055】

このようにして冷却水路７０により冷却されたロータ軸油路９５内の油は、内周面３４９を介してロータコア３２及びそれに伴い永久磁石３２５を冷却できる。特に本実施例では、ロータシャフト３４は、図１等に示すように、ロータコア３２と結合する大径部３４０Ａが比較的大きい外径であるので、永久磁石３２５と内周面３４９との間の径方向の距離が短くなりやすい。このため、永久磁石３２５がロータコア３２における比較的径方向外側に配置される場合でも、ロータコア３２を効率的に冷却できる。

【0056】

また、このようにして冷却水路７０により冷却されたロータ軸油路９５内の油は、ロータ３０の回転時の遠心力等によって、第１油孔３４１及び第２油孔３４２（図１参照）を介してコイルエンド２２Ａ、２２Ｂに向けて径方向内側から供給される（矢印Ｒ１１１参照）。これにより、コイルエンド２２Ａ、２２Ｂを径方向内側から効果的に冷却できる。

【0057】

コイルエンド２２Ａ、２２Ｂ等の冷却に供された油は、重力により油溜め部８０に溜まる（矢印Ｒ１１２参照）。そして、油溜め部８０内の油は、オイルポンプ９８によりストレーナ９９等を介して（矢印Ｒ１１３参照）、再び、コイルエンド２２Ａ等へと吐出される。このようして油は、ロータ軸油路９５内で冷却水路７０の冷却水により冷却されながら循環し、各種冷却対象部位を適切に冷却できる。

【0058】

このように、本実施例によれば、ロータ軸油路９５内の油を、ロータシャフト３４の中空内部３４Ａに延在する冷却水路７０により冷却できる。これにより、ロータシャフト３４の中空内部３４Ａから油を供給する構成において、中空内部３４Ａ内に供給された油の温度を中空内部３４Ａ内で下げることができる。従って、中空内部３４Ａ内に供給された油によりコイルエンド２２Ａ、２２Ｂを径方向内側から効果的に冷却できる。また、ロータ軸油路９５内において冷却水路７０により冷却された油は、ロータシャフト３４の内周面３４９を介してロータコア３２及び永久磁石３２５を径方向内側から冷却できる。従って、本実施例によれば、中空内部３４Ａ内に供給された油により回転電機１全体を効率的に冷却できる。

【0059】

また、本実施例によれば、ロータ軸油路９５内の油を、ロータシャフト３４の中空内部３４Ａに延在する冷却水路７０により冷却できるので、ロータ軸油路９５に供給される油を冷却するためのオイルクーラを省略又は簡略化できる。例えば、図２にて点線で示すようなオイルクーラ７３を省略できる。なお、図２にて点線で示すオイルクーラ７３は、インバータモジュールＭＪを通った後の冷却水を利用して、ロータ軸油路９５に供給される油を冷却する。

【0060】

なお、オイルクーラ７３が設けられる変形例では、オイルクーラ７３は、図示とは異なる位置に設けられてもよい。例えば、オイルクーラ７３は、ストレーナ９９とオイルポンプ９８との間に設けられてもよい。

【0061】

また、本実施例によれば、冷却水路７０に供給される冷却水は、インバータモジュールＭＪの冷却に供される冷却水と同じであるので、これらを別個独立に循環させる場合に比べて、簡易な構成を実現できる。すなわち、一のウォーターポンプ７８を利用して、ステータ１１及びインバータモジュールＭＪを冷却水により冷却できる。ただし、変形例では、冷却水路７０に供給される冷却水は、インバータモジュールＭＪの冷却に供される冷却水とは異なってもよい。

【0062】

なお、図２に示す例では、ロータ軸油路９５には、オイルポンプ９８により吐出された油がケース内油路９１を介して供給されるが、これに限られない。例えば、入力部材３に、ロータ軸油路９５に連通する油路が形成されてもよい。この場合、オイルポンプ９８により吐出された油は、当該油路を介してロータ軸油路９５に供給されてよい。

【0063】

また、図２に示す例では、ケース内油路９１は、ロータ軸油路９５にのみ連通するが、他の油路や油孔に連通してもよい。例えば、ケース１０には、コイルエンド２２Ａ、２２Ｂに対して径方向に対向する油孔が形成されてもよく、この場合、ケース内油路９１は、当該油孔に連通してもよい。この場合、コイルエンド２２Ａ、２２Ｂに対して径方向外側から油を供給（滴下）できるので、コイルエンド２２Ａ、２２Ｂに対する冷却能力を効果的に高めることができる。

【0064】

また、図２に示す例では、ステータコア２１１の外周面に径方向に当接するカバー部材１１２に、ケース内水路７２が形成されるので、ケース内水路７２を通る冷却水によりステータコア２１１及びそれに伴いコイル２２を冷却できる。この場合、ケース内水路７２は、回転軸１２まわりを周回する態様で、ステータコア２１１まわりに形成されてもよい。

【0065】

次に、図４を参照して、本実施例による回転電機１の組み付け方法について説明する。

【0066】

図４は、回転電機１の組み付け方法を模式的に示す説明図である。

【0067】

図４に示すように、３つのサブアセンブリ４００、４１０、４２０が準備される。

【0068】

サブアセンブリ４００は、ケース部材１１０に、ベアリング１４ｂ、冷却水路７０、管路部材９２等が組み付けられてなる。

【0069】

サブアセンブリ４１０は、ロータ３０に係るサブアセンブリであり、ロータシャフト３４に、ロータコア３２や永久磁石３２５、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂ等を組み付けてなる。

【0070】

サブアセンブリ４２０は、カバー部材１１２に、ステータ１１やベアリング１４ａ等を組み付けてなる。

【0071】

この場合、図４に矢印Ｒ４０で示すように、サブアセンブリ４２０にサブアセンブリ４１０を組み付け、ついで、図４に矢印Ｒ４１で示すように、サブアセンブリ４２０に組み付けられたサブアセンブリ４１０に、サブアセンブリ４００を組み付けることができる。あるいは、図４に矢印Ｒ４１で示すように、サブアセンブリ４１０に、サブアセンブリ４００を組み付け、ついで、図４に矢印Ｒ４０で示すように、サブアセンブリ４２０に、サブアセンブリ４００を組み付けたサブアセンブリ４１０を組み付けてもよい。このようにして本実施例によれば、組み付け性が良好な回転電機１を得ることができる。

【0072】

特に、本実施例では、ロータシャフト３４は、上述したように、Ｘ方向Ｘ１側の端部（大径部３４０Ａの一部）が、Ｘ方向Ｘ２側の端部（小径部３４０Ｂ）とは異なり、縮径されていないので、ロータシャフト３４の中空内部３４Ａ内へと冷却水路７０を軸方向に組み付けることが可能である。また、本実施例によれば、ロータシャフト３４は、上述したように、Ｘ方向Ｘ１側の端部が縮径されていないものの、ベアリング１４ｂが堰部９６Ｂとして機能できる。これにより、ロータシャフト３４への冷却水路７０の組み付け性を良好としつつ、ロータシャフト３４の中空内部３４Ａにおける堰部９６Ａ、９８Ａによる油溜めを可能とすることができる。

【0073】

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

【0074】

例えば、上述した実施例では、ベアリング１４ｂが堰部９６Ｂとして機能するが、これに限られない。例えば、ベアリング１４ｂは、ベアリング１４ａと同様、ロータシャフト３４の径方向外側に設けられてもよい。この場合、ロータシャフト３４には、堰部９６Ｂに対応する堰部を形成するリング状の部材（堰部材）が嵌合されてもよい。あるいは、ロータシャフト３４を２つ以上のピースにより構成することで、冷却水路７０を内蔵するロータシャフト３４を実現してもよい。

【0075】

また、上述した実施例では、冷却水路７０がロータシャフト３４内に延在することで、冷却水路７０内の冷却水と、ロータシャフト３４内に供給される油との間で熱交換が可能であるが、これに限られない。例えば、熱交換する冷媒は、水と油である必要はなく、双方が、油であってもよいし、双方が水であってもよいし、他の冷媒が利用されてもよい。また、ロータシャフト３４内に供給される油に代えて、ロータシャフト３４内に封入される水又は油が利用されてもよい。この場合、冷却水路７０がロータシャフト３４内に延在することで、冷却水路７０内の冷却水と、ロータシャフト３４内に封入される水又は油との間で熱交換が可能である。

【符号の説明】

【0076】

１・・・回転電機、１０・・・ケース、１１・・・ステータ、１２・・・回転軸、１４ｂ・・・ベアリング、２１・・・ステータ、２２・・・コイル、３０・・・ロータ、３２・・・ロータコア、３４・・・ロータシャフト、３４Ａ・・・中空内部、７０・・・冷却水路（冷媒流路）、９０・・・油路構造、９６Ａ・・・堰部、９６Ｂ・・・堰部、２１１・・・ステータコア、３４０Ａ・・・大径部、３４０Ｂ・・・小径部、ＳＰ１・・・室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】