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(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】P2024118725
(43)【公開日】2024-09-02
(54)【発明の名称】回転電機の冷却構造
(51)【国際特許分類】
H02K 9/19 20060101AFI20240826BHJP
【ＦＩ】
H02K9/19 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023025164
(22)【出願日】2023-02-21
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001081
【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 修平
(72)【発明者】
【氏名】久保田 敦
(72)【発明者】
【氏名】高野 将吾
(72)【発明者】
【氏名】二村 圭哉
【テーマコード（参考）】
5H609
【Ｆターム（参考）】
5H609BB03
5H609PP07
5H609QQ05
5H609QQ11
5H609RR27
5H609RR37
(57)【要約】
【課題】アウターリングの遠心方向の強度低下を抑制すると共にロータとステータ間のエアギャップに冷媒を流入し難くし、かつ、ロータの冷却性能を向上可能な回転電機の冷却構造を提供すること。
【解決手段】アウターリング（２３）は、ロータコア（２２）の軸方向に延びる外周部（２３Ｇ）と、ロータコア（２２）の軸方向端面（２２Ｔ）から離れた位置で外周部（２３Ｇ）から内周側に延びる端面部（２３Ｔ）と、を有し、冷媒は、ロータコア（２２）の軸方向端面（２２Ｔ）と端面部（２３Ｔ）との間に供給され、端面部（２３Ｔ）には、冷媒を排出する冷媒排出孔（５３）が設けられ、冷媒排出孔（５３）は、外周部（２３Ｇ）よりも内周側に位置する。
【選択図】図６
【解決手段】アウターリング（２３）は、ロータコア（２２）の軸方向に延びる外周部（２３Ｇ）と、ロータコア（２２）の軸方向端面（２２Ｔ）から離れた位置で外周部（２３Ｇ）から内周側に延びる端面部（２３Ｔ）と、を有し、冷媒は、ロータコア（２２）の軸方向端面（２２Ｔ）と端面部（２３Ｔ）との間に供給され、端面部（２３Ｔ）には、冷媒を排出する冷媒排出孔（５３）が設けられ、冷媒排出孔（５３）は、外周部（２３Ｇ）よりも内周側に位置する。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロータとステータとを備え、前記ロータが、ロータ軸と、前記ロータ軸に固定されるロータコアと、前記ロータコアの軸方向外側に配置されるアウターリングとを有する回転電機を、冷媒を利用して冷却する回転電機の冷却構造において、
前記アウターリングは、前記ロータコアの軸方向に延びる外周部と、前記ロータコアの軸方向端面から離れた位置で前記外周部から内周側に延びる端面部と、を有し、前記冷媒は、前記ロータコアの軸方向端面と前記端面部との間に供給され、
前記端面部には、前記冷媒を排出する冷媒排出孔が設けられ、
前記冷媒排出孔は、前記外周部よりも内周側に位置する、
回転電機の冷却構造。
前記アウターリングは、前記ロータコアの軸方向に延びる外周部と、前記ロータコアの軸方向端面から離れた位置で前記外周部から内周側に延びる端面部と、を有し、前記冷媒は、前記ロータコアの軸方向端面と前記端面部との間に供給され、
前記端面部には、前記冷媒を排出する冷媒排出孔が設けられ、
前記冷媒排出孔は、前記外周部よりも内周側に位置する、
回転電機の冷却構造。
【請求項2】
前記冷媒排出孔は、前記ロータ軸の軸心を基準にして所定の角度間隔で設けられる、
請求項１に記載の回転電機の冷却構造。
請求項１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項3】
前記冷媒排出孔は、円断面の孔であり、前記端面部を前記ロータの軸線に沿って貫通する孔である、
請求項１に記載の回転電機の冷却構造。
請求項１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項4】
前記冷媒排出孔は、前記外周部の内周面よりも所定の距離だけ内周側にオフセットした位置に設けられる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項5】
前記回転電機は、前記ロータに界磁巻線を有する巻線界磁式であり、
前記冷媒排出孔は、前記界磁巻線の外周端よりも内周側に設けられる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
前記冷媒排出孔は、前記界磁巻線の外周端よりも内周側に設けられる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項6】
前記アウターリングは、金属製であって、前記ロータコアに当接する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項7】
前記冷媒排出孔の出口は、複数の孔に分割した分割構造である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機の冷却構造に関する。
【背景技術】
【0002】
ロータ、及びステータを有する回転電機には、冷媒を利用した冷却構造が採用される場合がある。この種の回転電機には、インナーロータのロータコアの軸方向端面にアウターリングを備え、アウターリングのうちの軸方向に延びる外周部に、径方向に貫通する冷媒排出孔を設けた構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５３６９６３４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、従来の構成は、アウターリングの外周部に冷媒排出孔を設けるので、外周部の強度が低下し、遠心方向の強度低下を招く懸念や、冷媒排出孔を通過した冷媒がロータとステータとの間のエアギャップに流入し、回転抵抗が増大する懸念がある。また、従来の構成は、遠心力によって冷媒が速やかに冷媒排出孔を通過するので、冷媒によるロータの冷却効率を高くすることが難しかった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、アウターリングの遠心方向の強度低下を抑制すると共にロータとステータ間のエアギャップに冷媒を流入し難くし、かつ、ロータの冷却性能を向上可能な回転電機の冷却構造を提供することを目的とする。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、アウターリングの遠心方向の強度低下を抑制すると共にロータとステータ間のエアギャップに冷媒を流入し難くし、かつ、ロータの冷却性能を向上可能な回転電機の冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
ロータとステータとを備え、前記ロータが、ロータ軸と、前記ロータ軸に固定されるロータコアと、前記ロータコアの軸方向外側に配置されるアウターリングとを有する回転電機を、冷媒を利用して冷却する回転電機の冷却構造において、前記アウターリングは、前記ロータコアの軸方向に延びる外周部と、前記ロータコアの軸方向端面から離れた位置で前記外周部から内周側に延びる端面部と、を有し、前記冷媒は、前記ロータコアの軸方向端面と前記端面部との間に供給され、前記端面部には、前記冷媒を排出する冷媒排出孔が設けられ、前記冷媒排出孔は、前記外周部よりも内周側に位置する、回転電機の冷却構造を提供する。
【発明の効果】
【0006】
アウターリングの遠心方向の強度低下を抑制すると共にロータとステータ間のエアギャップに冷媒を流入し難くし、かつ、ロータの冷却性能を向上可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の回転電機の実施形態に係るモータの構造を示す概略図である。
【図2】アウターリングを周辺構成と共に示す概略断面図である。
【図4】オイル吐出孔をモータの軸方向から周辺構成と共に示す概略図である。
【図6】ロータコア両側のオイル経路を示す図である。
【図7】オイル供給系の一例を示す図である。
【図8】オイル排出孔の変形例の説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0009】
［実施形態］
図１は、本発明の回転電機の実施形態に係るモータの構造を示す概略図である。
モータ１０は、モータケースを構成するハウジング１１内にステータ１２が固定され、ステータ１２の内周側にエアギャップＧＰを空けてロータ１３が回転可能に配置される。このモータ１０は、電動車両、又はハイブリッド車両の駆動源等として利用されるインナーロータ型のモータである。図１中の符号ＬＣは、ロータ軸２１の軸心を示す。ロータ軸２１の軸心ＬＣは、ロータ軸２１の中心軸、モータ１０の軸心及び中心軸と一致する。
図１は、本発明の回転電機の実施形態に係るモータの構造を示す概略図である。
モータ１０は、モータケースを構成するハウジング１１内にステータ１２が固定され、ステータ１２の内周側にエアギャップＧＰを空けてロータ１３が回転可能に配置される。このモータ１０は、電動車両、又はハイブリッド車両の駆動源等として利用されるインナーロータ型のモータである。図１中の符号ＬＣは、ロータ軸２１の軸心を示す。ロータ軸２１の軸心ＬＣは、ロータ軸２１の中心軸、モータ１０の軸心及び中心軸と一致する。
【0010】
本実施形態のモータ１０は、ロータ１３が永久磁石の代わりにロータ巻線１３Ｗを備える巻線界磁式である。そのため、このモータ１０は、ロータ巻線１３Ｗを有するロータ１３と、ステータ巻線１２Ｗを有するステータ１２と、を備えた構成である。ロータ巻線１３Ｗは界磁巻線とも称され、ステータ巻線１２Ｗは電気子巻線とも称される。なお、図１及び後述する各図においては、ロータ巻線１３Ｗ及びステータ巻線１２Ｗ等を模式的に示している。
【0011】
ロータ１３には、不図示のロータ給電用のスリップリングが固定され、このスリップリングとブラシを介して電流がロータ巻線１３Ｗに供給される。なお、本実施形態では、モータ１０が巻線界磁式の場合を説明するが、巻線界磁式に限定されず、例えば、ロータ１３に永久磁石を有する永久磁石式でもよい。
【0012】
ロータ１３は、ロータ軸２１と、ロータ軸２１に固定されるロータコア２２と、ロータコア２２の軸方向両側に配置されるアウターリング２３と、を備える。アウターリング２３は、ロータ軸２１に固定されており、エンドプレートとも称されるモータ構成部品である。
ロータコア２２とアウターリング２３との間には、絶縁材からなるインシュレータ２７が配置される。なお、モータ１０は、図１及び図２に記載するモータ構造に限定されず、ステータ１２、ロータ１３及びアウターリング２３を有する任意のモータ構造を適用してもよい。
ロータコア２２とアウターリング２３との間には、絶縁材からなるインシュレータ２７が配置される。なお、モータ１０は、図１及び図２に記載するモータ構造に限定されず、ステータ１２、ロータ１３及びアウターリング２３を有する任意のモータ構造を適用してもよい。
【0013】
図２は、アウターリング２３を周辺構成と共に示す概略断面図である。図３は、一方のアウターリング２３側の構造を示しているが、他方のアウターリング２３側の構造も同構造である。
アウターリング２３は、ロータコア２２の軸方向に延びる筒状の外周部２３Ｇと、外周部２３Ｇから内周側に延びる端面部２３Ｔと、を備えている。アウターリング２３は、剛性を有する材料で形成され、本実施形態では金属材で形成される。外周部２３Ｇは、ロータコア２２の軸方向両側に位置する軸方向端面２２Ｔに当接し、又は隣接する。また、外周部２３Ｇは、インシュレータ２７を外周から覆う。
アウターリング２３は、ロータコア２２の軸方向に延びる筒状の外周部２３Ｇと、外周部２３Ｇから内周側に延びる端面部２３Ｔと、を備えている。アウターリング２３は、剛性を有する材料で形成され、本実施形態では金属材で形成される。外周部２３Ｇは、ロータコア２２の軸方向両側に位置する軸方向端面２２Ｔに当接し、又は隣接する。また、外周部２３Ｇは、インシュレータ２７を外周から覆う。
【0014】
図２中、符号ＰＴは、ロータ巻線１３Ｗの端部位置を示し、距離ＬＴは、ロータコア２２の軸方向端面２２Ｔからロータ巻線１３Ｗの端部位置ＰＴまでの距離を示している。
アウターリング２３の端面部２３Ｔは、端部位置ＰＴよりもロータコア２２から軸方向に離間する位置に設けられ、外周部２３Ｇの軸方向一端から内周側、つまり、軸心ＬＣ側に延出する。図３中の距離Ｌ１は、ロータコア２２の軸方向端面２２Ｔから端面部２３Ｔまでの距離であり、距離Ｌ１＞距離ＬＴである。
アウターリング２３の端面部２３Ｔは、端部位置ＰＴよりもロータコア２２から軸方向に離間する位置に設けられ、外周部２３Ｇの軸方向一端から内周側、つまり、軸心ＬＣ側に延出する。図３中の距離Ｌ１は、ロータコア２２の軸方向端面２２Ｔから端面部２３Ｔまでの距離であり、距離Ｌ１＞距離ＬＴである。
【0015】
端面部２３Ｔは、外周部２３Ｇから内周側に延びることによって、インシュレータ２７及びロータ巻線１３Ｗのそれぞれと軸方向で重なる。本構成では、端面部２３Ｔが、ロータ巻線１３Ｗの外周側半分の領域と軸方向に重なる長さである。端面部２３Ｔの最内周に位置する端部２３Ｖは、ロータ軸２１から径方向に離れている。
【0016】
図３は、図３のＩＩＩ方向からアウターリング２３を周辺構成と共に示す概略図である。図３に示すように、端面部２３Ｔは、軸心ＬＣの周方向に沿って連続する環形状に形成される。そのため、端面部２３Ｔによって、ロータコア２２、インシュレータ２７及びロータ巻線１３Ｗの少なくとも外周部分が、軸心ＬＣを中心とする周方向全体に渡って覆われる。
【0017】
アウターリング２３は、インシュレータ２７及びロータ巻線１３Ｗのそれぞれと軸方向で重なるので、ロータコア２２からのロータ巻線１３Ｗ、及びインシュレータ２７の抜けを防止できる。また、アウターリング２３は、インシュレータ２７を径方向外側から覆うので、インシュレータ２７の径方向等へのずれを規制できる。
図２及び図３に示すように、ロータ１３及びアウターリング２３の外周側には、ステータ巻線１２Ｗが配置される。
図２及び図３に示すように、ロータ１３及びアウターリング２３の外周側には、ステータ巻線１２Ｗが配置される。
【0018】
次にモータ１０の冷却構造について説明する。
図２に示すように、ロータ軸２１には、オイルが供給されるオイル供給通路５１が軸心ＬＣに沿って形成される。オイルは、モータ１０を搭載する車両の動力伝達系の潤滑を行うものであるが、モータ１０の各部を冷却する冷媒を兼用する流体である。
ロータ軸２１の周壁には、オイル供給通路５１内のオイルを、ロータ軸２１の外周側に吐出するオイル吐出孔５２が形成される。オイル吐出孔５２は、ロータ軸２１の周壁のうち、ロータコア２２の軸方向端面２２Ｔと、アウターリング２３の端面部２３Ｔとの間の領域に設けられる。
図２に示すように、ロータ軸２１には、オイルが供給されるオイル供給通路５１が軸心ＬＣに沿って形成される。オイルは、モータ１０を搭載する車両の動力伝達系の潤滑を行うものであるが、モータ１０の各部を冷却する冷媒を兼用する流体である。
ロータ軸２１の周壁には、オイル供給通路５１内のオイルを、ロータ軸２１の外周側に吐出するオイル吐出孔５２が形成される。オイル吐出孔５２は、ロータ軸２１の周壁のうち、ロータコア２２の軸方向端面２２Ｔと、アウターリング２３の端面部２３Ｔとの間の領域に設けられる。
【0019】
図４は、オイル吐出孔５２をモータ１０の軸方向から周辺構成と共に示す概略図である。図４には、オイル吐出孔５２からのオイルの流れを矢印で示している。
図４に示すように、オイル吐出孔５２は、軸心ＬＣを基準にして周方向に間隔を空けて設けられ、遠心方向に延出する。そのため、ロータ１３の回転による遠心力を利用して、各オイル吐出孔５２からオイルが遠心方向に吐出される。
図４に示すように、オイル吐出孔５２は、軸心ＬＣを基準にして周方向に間隔を空けて設けられ、遠心方向に延出する。そのため、ロータ１３の回転による遠心力を利用して、各オイル吐出孔５２からオイルが遠心方向に吐出される。
【0020】
ロータ巻線１３Ｗで構成されるコイルは、周方向に間隔を空けて設けられるので、コイル間に隙間１３Ｓが等角度間隔で形成される。オイル供給通路５１は、コイル間の隙間１３Ｓの隙間に対し、所定の角度θｖだけオフセットした位置に設けられている。この角度θｖは、図４中のオイルの流れを示すように、オイル吐出孔５２からのオイルがコイル間の隙間１３Ｓに流入する角度に設定されている。より具体的には、モータ１０が所定の回転数、又は回転範囲のときに、オイル吐出孔５２からのオイルがコイル間の隙間１３Ｓに効率良く流入する角度に設定されている。これにより、オイルを、ロータ巻線１３Ｗの周囲に行き渡らせたり、ロータコア２２の広い範囲に接触させたりしやすくなり、ロータ１３の冷却に有利となる。なお、所定の回転数、又は回転範囲は、モータ１０の仕様や、車両の仕様等に応じて適宜に設定すればよい。
【0021】
図５には、図２のモータ断面視におけるオイル経路Ｋを示している。
図５に示すように、オイル吐出孔５２からのオイルは、ロータコア２２の軸方向端面２２Ｔと、アウターリング２３とによって囲まれる領域αに流入する。
領域αに流入したオイルは、アウターリング２３の端面部２３Ｔに設けられたオイル排出孔５３を通ることによって領域α外に流出する。
図５に示すように、オイル吐出孔５２からのオイルは、ロータコア２２の軸方向端面２２Ｔと、アウターリング２３とによって囲まれる領域αに流入する。
領域αに流入したオイルは、アウターリング２３の端面部２３Ｔに設けられたオイル排出孔５３を通ることによって領域α外に流出する。
【0022】
図５に示すように、オイル排出孔５３の中心位置ＰＸは、アウターリング２３の外周部２３Ｇよりも内周側にオフセットしている。図５には、オイル排出孔５３のオフセット量を符号ＳＴで示している。このオフセット量ＳＴは、アウターリング２３の外周部２３Ｇの内周面に対し、オイル排出孔５３の中心位置ＰＸの内周側へのオフセット量である。
本構成では、オイル排出孔５３がアウターリング２３の外周部２３Ｇよりも内周側にオフセットしているので、外周部２３Ｇの内周側にオイルが溜まるオイル溜まりαを形成できる。オイル溜まりαが形成されることによって、オイルがロータコア２２の軸方向端面２２Ｔやロータ巻線１３Ｗに接触する時間を長くしたり、軸方向端面２２Ｔやロータ巻線１３Ｗに接触する範囲を拡大したりすることができ、ロータコア２２やロータ巻線１３Ｗを効率良く冷却できる。
本構成では、オイル排出孔５３がアウターリング２３の外周部２３Ｇよりも内周側にオフセットしているので、外周部２３Ｇの内周側にオイルが溜まるオイル溜まりαを形成できる。オイル溜まりαが形成されることによって、オイルがロータコア２２の軸方向端面２２Ｔやロータ巻線１３Ｗに接触する時間を長くしたり、軸方向端面２２Ｔやロータ巻線１３Ｗに接触する範囲を拡大したりすることができ、ロータコア２２やロータ巻線１３Ｗを効率良く冷却できる。
【0023】
また、オイル溜まりαによって、アウターリング２３とオイルとの接触範囲が増大し、アウターリング２３に伝わった熱を効率良く冷却できる。しかも、オイル溜まりαには、インシュレータ２７が存在するので、インシュレータ２７に伝わった熱も効率良く冷却できる。これらにより、ロータ１３を効率良く冷却することが可能になる。
なお、オイル溜まりαのオイルは、オイル吐出孔５２からのオイルによって攪拌されながら、一部がオイル排出孔５３から流出するので、オイル溜まりαの温度上昇は抑えられる。
なお、オイル溜まりαのオイルは、オイル吐出孔５２からのオイルによって攪拌されながら、一部がオイル排出孔５３から流出するので、オイル溜まりαの温度上昇は抑えられる。
【0024】
オイル溜まりαのオイル量は、アウターリング２３の外周部２３Ｇに作用する遠心圧力を許容範囲に抑える量に設定される。オイル溜まりαのオイル量は、オイル排出孔５３のオフセット量ＳＴ、オイル排出孔５３の開口面積、及び、オイル排出孔５３の数の少なくともいずれかを調整することによって容易に調整可能である。
上記したように、オイル排出孔５３は円断面であるので、オイル排出孔５３の孔加工が容易であり、オイル排出孔５３の開口面積の調整も容易である。但し、オイル排出孔５３は円断面に限定されず、楕円断面や矩形断面等の適宜な断面形状にしてもよい。
上記したように、オイル排出孔５３は円断面であるので、オイル排出孔５３の孔加工が容易であり、オイル排出孔５３の開口面積の調整も容易である。但し、オイル排出孔５３は円断面に限定されず、楕円断面や矩形断面等の適宜な断面形状にしてもよい。
【0025】
本構成では、図６に示すように、ロータコア２２の両側に、オイル溜まりαを含むオイル経路Ｋが形成される。そのため、ロータ１３等を均等に冷却しやすくなる。
また、図２及び図３に示すように、オイル排出孔５３から流出したオイルは、ロータの回転に伴う遠心力によって、外周側へと流れ、ステータ巻線１２Ｗを冷却する。オイル排出孔５３は、軸心ＬＣを基準にして所定の角度間隔で設けられるので、アウターリング２３から広い範囲にオイルを排出でき、ステータ巻線１２Ｗを効率良く冷却できる。
また、図２及び図３に示すように、オイル排出孔５３から流出したオイルは、ロータの回転に伴う遠心力によって、外周側へと流れ、ステータ巻線１２Ｗを冷却する。オイル排出孔５３は、軸心ＬＣを基準にして所定の角度間隔で設けられるので、アウターリング２３から広い範囲にオイルを排出でき、ステータ巻線１２Ｗを効率良く冷却できる。
【0026】
図７は、オイル供給系の一例を示す図である。
オイルは、オイルパン等のオイル貯留部６１に貯留され、オイルポンプ６２によって吸引され、冷却器６３に向けて吐出される。オイルポンプ６２は、例えば電動式のオイルポンプである。冷却器６３は、車両が備える空調装置の冷媒や外気を利用してオイルを冷却する構成であり、オイルクーラとも称される。
オイルポンプ６２下流のオイル経路は複数のオイル経路に分岐する。分岐した一つのオイル経路は、オイル供給通路５１、オイル吐出孔５２、オイル排出孔５３を含むオイル経路Ｋであり、ロータ軸２１、ロータ巻線１３Ｗ、及びステータ巻線１２Ｗ等を冷却した後、重力等を利用してオイル貯留部６１に回収される。
オイルは、オイルパン等のオイル貯留部６１に貯留され、オイルポンプ６２によって吸引され、冷却器６３に向けて吐出される。オイルポンプ６２は、例えば電動式のオイルポンプである。冷却器６３は、車両が備える空調装置の冷媒や外気を利用してオイルを冷却する構成であり、オイルクーラとも称される。
オイルポンプ６２下流のオイル経路は複数のオイル経路に分岐する。分岐した一つのオイル経路は、オイル供給通路５１、オイル吐出孔５２、オイル排出孔５３を含むオイル経路Ｋであり、ロータ軸２１、ロータ巻線１３Ｗ、及びステータ巻線１２Ｗ等を冷却した後、重力等を利用してオイル貯留部６１に回収される。
【0027】
また、分岐した他のオイル通路は、モータ１０の駆動力を伝達する動力伝達系に利用されるベアリング６５にオイルを供給する経路と、その動力伝達系に含まれるギヤ６６にオイルを供給経路とである。これによって、ベアリング６５及びギヤ６６が潤滑される。ベアリング６５及びギヤ６６を潤滑したオイルは、重力等を利用してオイル貯留部６１に回収される。
【0028】
以上説明したように、本実施の形態のアウターリング２３は、ロータコア２２の軸方向に延びる外周部２３Ｇと、ロータコア２２の軸方向端面２２Ｔから離れた位置で外周部２３Ｇから内周側に延びる端面部２３Ｔと、を有している。モータ冷却用の冷媒を兼ねるオイルは、ロータコア２２の軸方向端面２２Ｔと端面部２３Ｔとの間に供給される。また、端面部２３Ｔには、オイルを排出するオイル排出孔５３が設けられ、オイル排出孔５３は、外周部２３Ｇよりも内周側に位置する。
この構成によれば、アウターリング２３の外周部２３Ｇにオイル排出孔５３を設けないので、アウターリング２３の外周部２３Ｇの強度低下を抑制できると共に、ロータ１３とステータ１２間のエアギャップＧＰにオイルを流入し難くできる。また、オイル排出孔５３は、外周部２３Ｇよりも内周側に位置するので、外周部２３Ｇの内周側にオイルを留めることができ、ロータコア２２等のロータ構成部品を効率良く冷却できる。
これにより、アウターリング２３の遠心方向の強度低下を抑制すると共に、ロータ１３とステータ１２間のエアギャップＧＰに冷媒を流入し難くし、かつ、ロータ１３の冷却性能を向上できる。
この構成によれば、アウターリング２３の外周部２３Ｇにオイル排出孔５３を設けないので、アウターリング２３の外周部２３Ｇの強度低下を抑制できると共に、ロータ１３とステータ１２間のエアギャップＧＰにオイルを流入し難くできる。また、オイル排出孔５３は、外周部２３Ｇよりも内周側に位置するので、外周部２３Ｇの内周側にオイルを留めることができ、ロータコア２２等のロータ構成部品を効率良く冷却できる。
これにより、アウターリング２３の遠心方向の強度低下を抑制すると共に、ロータ１３とステータ１２間のエアギャップＧＰに冷媒を流入し難くし、かつ、ロータ１３の冷却性能を向上できる。
【0029】
また、オイル排出孔５３は、ロータ軸２１の軸心ＬＣを基準にして所定の角度間隔で設けられる。この構成によれば、アウターリング２３から周方向に間隔を空けてオイルを排出でき、アウターリング２３外周に位置するステータ１２を効率良く冷却できる。
また、オイル排出孔５３は、円断面の孔であるので、オイル排出孔５３の孔加工が容易であり、かつ、オイル排出孔５３の開口面積を容易に調整できる。また、オイル排出孔５３は、端面部２３Ｔを軸方向に貫通する孔であるので、これによってもオイル排出孔５３の孔加工が容易である。また、オイルをエアギャップＧＰに流入させずにアウターリング２３外へスムーズに排出できる。
また、オイル排出孔５３は、円断面の孔であるので、オイル排出孔５３の孔加工が容易であり、かつ、オイル排出孔５３の開口面積を容易に調整できる。また、オイル排出孔５３は、端面部２３Ｔを軸方向に貫通する孔であるので、これによってもオイル排出孔５３の孔加工が容易である。また、オイルをエアギャップＧＰに流入させずにアウターリング２３外へスムーズに排出できる。
【0030】
また、オイル排出孔５３は、外周部２３Ｇの内周面よりも所定の距離に相当するオフセット量ＳＴだけ内周側にオフセットした位置に設けられる。この構成によれば、オフセット量ＳＴに対応するオイル溜まりαを設けることができる。オイル溜まりαを設けることによって、ロータコア２２等のロータ構成部品とオイルとの接触時間及び接触範囲を増やすことができ、ロータ構成部品を効率良く冷却できる。
【0031】
また、モータ１０は、ロータ１３に界磁巻線からなるロータ巻線１３Ｗを有する巻線界磁式であり、オイル排出孔５３は、ロータ巻線１３Ｗの外周端よりも内周側に設けられる。この構成によれば、アウターリング２３の外周部２３Ｇの内周側に留まるオイルによって、ロータ巻線１３Ｗを効率良く冷却できる。
【0032】
また、アウターリング２３は金属製であって、ロータコア２２に当接する。これにより、アウターリング２３の外周部２３Ｇの内周側に留まるオイルによって、ロータコア２２を直接冷却すると共に、アウターリング２３を介してロータコア２２を冷却できる。
【0033】
上記の実施形態は、あくまでも本発明の一実施の態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、各オイル排出孔５３の出口を、複数の孔に分割した分割構造にしてもよい。図８では、各オイル排出孔５３内に格子体を設けることによって、各オイル排出孔５３の出口を複数の孔に分割している。この構成によれば、ロータ１３の回転に伴う遠心力によって、オイル排出孔５３を通過したオイルを拡散して排出することが可能になる。これにより、オイルを、ステータ巻線１２Ｗを含むステータ構成部品の広い範囲に吹き付け易くなり、ステータ１２の冷却性能を向上しやすくなる。
例えば、各オイル排出孔５３の出口を、複数の孔に分割した分割構造にしてもよい。図８では、各オイル排出孔５３内に格子体を設けることによって、各オイル排出孔５３の出口を複数の孔に分割している。この構成によれば、ロータ１３の回転に伴う遠心力によって、オイル排出孔５３を通過したオイルを拡散して排出することが可能になる。これにより、オイルを、ステータ巻線１２Ｗを含むステータ構成部品の広い範囲に吹き付け易くなり、ステータ１２の冷却性能を向上しやすくなる。
【0034】
また、上記の実施形態では、車両の動力伝達系の潤滑に使用するオイルを、モータ冷却用の冷媒としても使用する場合を説明したが、これに限定されず、冷却専用の冷媒を使用してもよい。なお、オイル供給通路５１は、本発明の「冷媒供給通路」に相当し、オイル吐出孔５２は、本発明の「冷媒吐出孔」に相当し、オイル排出孔５３は、本発明の「冷媒排出孔」に相当している。
【0035】
また、上記の実施形態では、モータ１０の冷却構造に本発明を適用する場合を説明したが、発電機の冷却構造に本発明を適用してもよい。本発明は、モータ及び発電機を含む任意の回転電機の冷却構造に適用することが可能である。
【0036】
［上記実施の形態によりサポートされる構成］
上記実施の形態は、以下の構成をサポートする。
上記実施の形態は、以下の構成をサポートする。
【0037】
（構成１）ロータとステータとを備え、前記ロータが、ロータ軸と、前記ロータ軸に固定されるロータコアと、前記ロータコアの軸方向外側に配置されるアウターリングとを有する回転電機を、冷媒を利用して冷却する回転電機の冷却構造において、前記アウターリングは、前記ロータコアの軸方向に延びる外周部と、前記ロータコアの軸方向端面から離れた位置で前記外周部から内周側に延びる端面部と、を有し、前記冷媒は、前記ロータコアの軸方向端面と前記端面部との間に供給され、前記端面部には、前記冷媒を排出する冷媒排出孔が設けられ、前記冷媒排出孔は、前記外周部よりも内周側に位置する、回転電機の冷却構造。
この構成によれば、アウターリングの外周部に冷媒排出孔を設けないので、アウターリングの遠心方向の強度低下を抑制すると共に、ロータとステータ間のエアギャップに冷媒を流入し難くできる。また、冷媒排出孔は、外周部よりも内周側に位置するので、外周部の内周側に冷媒を留め、ロータの冷却性能を向上できる。
この構成によれば、アウターリングの外周部に冷媒排出孔を設けないので、アウターリングの遠心方向の強度低下を抑制すると共に、ロータとステータ間のエアギャップに冷媒を流入し難くできる。また、冷媒排出孔は、外周部よりも内周側に位置するので、外周部の内周側に冷媒を留め、ロータの冷却性能を向上できる。
【0038】
（構成２）前記冷媒排出孔は、前記ロータ軸の軸心を基準にして所定の角度間隔で設けられる、構成１に記載の回転電機の冷却構造。
この構成によれば、アウターリングから周方向に間隔を空けて冷媒を排出でき、アウターリング外周に位置するステータを効率良く冷却できる。
この構成によれば、アウターリングから周方向に間隔を空けて冷媒を排出でき、アウターリング外周に位置するステータを効率良く冷却できる。
【0039】
（構成３）前記冷媒排出孔は、円断面の孔であり、前記端面部を前記ロータの軸線に沿って貫通する孔である、構成１又は２に記載の回転電機の冷却構造。
この構成によれば、冷媒排出孔の孔加工が容易であり、冷媒排出孔の開口面積を容易に調整でき、冷媒をアウターリング外へスムーズに排出できる。
この構成によれば、冷媒排出孔の孔加工が容易であり、冷媒排出孔の開口面積を容易に調整でき、冷媒をアウターリング外へスムーズに排出できる。
【0040】
（構成４）前記冷媒排出孔は、前記外周部の内周面よりも所定の距離だけ内周側にオフセットした位置に設けられる、構成１から３のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
この構成によれば、オフセット量に対応する冷媒溜まりを設けることができる。冷媒溜まりを設けることによって、ロータコア等のロータ構成部品と冷媒との接触時間及び接触範囲を増やすことができ、ロータ構成部品を効率良く冷却できる。
この構成によれば、オフセット量に対応する冷媒溜まりを設けることができる。冷媒溜まりを設けることによって、ロータコア等のロータ構成部品と冷媒との接触時間及び接触範囲を増やすことができ、ロータ構成部品を効率良く冷却できる。
【0041】
（構成５）前記回転電機は、前記ロータに界磁巻線を有する巻線界磁式であり、前記冷媒排出孔は、前記界磁巻線の外周端よりも内周側に設けられる、構成１から４のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
この構成によれば、アウターリングの外周部の内周側に留まる冷媒によって、界磁巻線を効率良く冷却できる。
この構成によれば、アウターリングの外周部の内周側に留まる冷媒によって、界磁巻線を効率良く冷却できる。
【0042】
（構成６）前記アウターリングは、金属製であって、前記ロータコアに当接する、構成１から５のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
この構成によれば、アウターリングの外周部の内周側に留まる冷媒によって、ロータコアを直接冷却すると共に、アウターリングを介してロータコアを冷却できる。
この構成によれば、アウターリングの外周部の内周側に留まる冷媒によって、ロータコアを直接冷却すると共に、アウターリングを介してロータコアを冷却できる。
【0043】
（構成７）前記冷媒排出孔の出口は、複数の孔に分割した分割構造である、構成１から６のいずれか一項に記載の回転電機の冷却構造。
この構成によれば、冷媒排出孔から冷媒を拡散して排出でき、冷媒をステータ構成部品の広い範囲に吹き付け易くなる。
この構成によれば、冷媒排出孔から冷媒を拡散して排出でき、冷媒をステータ構成部品の広い範囲に吹き付け易くなる。
【符号の説明】
【0044】
１０…モータ（回転電機）、１２…ステータ、１２Ｗ…ステータ巻線、１３…ロータ、１３Ｗ…ロータ巻線（界磁巻線）、２１…ロータ軸、２２…ロータコア、２２Ｔ…軸方向端面、２３…アウターリング、２３Ｇ…外周部、２３Ｔ…端面部、２７…インシュレータ、５１…オイル供給通路（冷媒供給通路）、５２…オイル吐出孔（冷媒吐出孔）、５３…オイル排出孔（冷媒排出孔）、Ｋ…オイル経路、ＬＣ…軸心。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】