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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】P2024119180
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】回転電機
(51)【国際特許分類】
H02K 7/102 20060101AFI20240827BHJP
【ＦＩ】
H02K7/102
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023025903
(22)【出願日】2023-02-22
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100121821
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 強
(74)【代理人】
【識別番号】100139480
【弁理士】
【氏名又は名称】日野 京子
(74)【代理人】
【識別番号】100125575
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100175134
【弁理士】
【氏名又は名称】北 裕介
(74)【代理人】
【識別番号】100207859
【弁理士】
【氏名又は名称】塩谷 尚人
(72)【発明者】
【氏名】寺田 健吾
【テーマコード（参考）】
5H607
【Ｆターム（参考）】
5H607AA02
5H607AA12
5H607BB01
5H607BB07
5H607BB14
5H607CC03
5H607EE07
5H607EE10
5H607EE19
(57)【要約】
【課題】無励磁ブレーキのトルク付与機構で発生した熱の影響を抑制できる回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機１０は、無励磁ブレーキ装置１４０、センター支持部９１、仕切板部９２及び蓋部１０３を備えている。無励磁ブレーキ装置１４０は、ロータ６０のシャフト１１に固定されたブレーキロータ１４１と、ブレーキロータ１４１に制動トルクを付与するトルク付与機構１４２とを備えている。無励磁ブレーキ装置１４０は、センター支持部９１、仕切板部９２及び蓋部１０３に囲まれた空間に配置されている。トルク付与機構１４２は、ブレーキロータ１４１よりも仕切板部９２側に配置されるとともに、仕切板部９２に例えば直接取り付けられている。
【選択図】 図２
【解決手段】回転電機１０は、無励磁ブレーキ装置１４０、センター支持部９１、仕切板部９２及び蓋部１０３を備えている。無励磁ブレーキ装置１４０は、ロータ６０のシャフト１１に固定されたブレーキロータ１４１と、ブレーキロータ１４１に制動トルクを付与するトルク付与機構１４２とを備えている。無励磁ブレーキ装置１４０は、センター支持部９１、仕切板部９２及び蓋部１０３に囲まれた空間に配置されている。トルク付与機構１４２は、ブレーキロータ１４１よりも仕切板部９２側に配置されるとともに、仕切板部９２に例えば直接取り付けられている。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステータ巻線（７１）を有するステータ（７０）と、
前記ステータの径方向外側に配置されたロータ（６０）と、
を備えるアウタロータ型の回転電機（１０）において、
前記ロータのシャフト（１１）に固定されるとともに前記シャフトと一体回転するブレーキロータ（１４１）、及び前記ブレーキロータに制動トルクを付与するトルク付与機構（１４２）を有し、前記ステータの径方向内側に配置された無励磁ブレーキ装置（１４０）と、
前記ステータ及び前記無励磁ブレーキを支持するベース部材（９０，１００）と、
を備え、
前記ベース部材は、
前記ステータを径方向内側から支持するとともに、円筒状をなすセンター支持部（９１）と、
前記センター支持部の軸方向における第１端側の開口部（９２ｃ）を覆う蓋部（１０３）と、
前記センター支持部の軸方向における第２端側から径方向内側に延びるとともに円盤状をなす仕切板部（９２）と、
を有し、
前記仕切板部の中央部には、前記シャフトが挿通される挿通孔（９２ｂ）が形成されており、
前記無励磁ブレーキ装置は、前記センター支持部、前記仕切板部及び前記蓋部に囲まれた空間に配置されており、
前記トルク付与機構は、非通電状態で前記ブレーキロータに制動トルクを付与し、通電状態で前記ブレーキロータへの制動トルクの付与を解除し、
前記トルク付与機構は、軸方向において前記ブレーキロータよりも前記仕切板部側に配置されるとともに、前記仕切板部に直接取り付けられている又は空気よりも熱伝導率の高い伝熱層（１５０）を介して前記仕切板部に取り付けられている、回転電機。
前記ステータの径方向外側に配置されたロータ（６０）と、
を備えるアウタロータ型の回転電機（１０）において、
前記ロータのシャフト（１１）に固定されるとともに前記シャフトと一体回転するブレーキロータ（１４１）、及び前記ブレーキロータに制動トルクを付与するトルク付与機構（１４２）を有し、前記ステータの径方向内側に配置された無励磁ブレーキ装置（１４０）と、
前記ステータ及び前記無励磁ブレーキを支持するベース部材（９０，１００）と、
を備え、
前記ベース部材は、
前記ステータを径方向内側から支持するとともに、円筒状をなすセンター支持部（９１）と、
前記センター支持部の軸方向における第１端側の開口部（９２ｃ）を覆う蓋部（１０３）と、
前記センター支持部の軸方向における第２端側から径方向内側に延びるとともに円盤状をなす仕切板部（９２）と、
を有し、
前記仕切板部の中央部には、前記シャフトが挿通される挿通孔（９２ｂ）が形成されており、
前記無励磁ブレーキ装置は、前記センター支持部、前記仕切板部及び前記蓋部に囲まれた空間に配置されており、
前記トルク付与機構は、非通電状態で前記ブレーキロータに制動トルクを付与し、通電状態で前記ブレーキロータへの制動トルクの付与を解除し、
前記トルク付与機構は、軸方向において前記ブレーキロータよりも前記仕切板部側に配置されるとともに、前記仕切板部に直接取り付けられている又は空気よりも熱伝導率の高い伝熱層（１５０）を介して前記仕切板部に取り付けられている、回転電機。
【請求項2】
前記センター支持部には、冷却流体が流通する冷却流路（４３）が形成されている、請求項１に記載の回転電機。
【請求項3】
前記ステータ巻線に通電するための中継通電部材（１１４，１１５）を備え、
前記蓋部には、前記中継通電部材が挿通されるとともに前記空間に繋がる第１挿通孔（１０３ａ）が形成されており、
前記センター支持部には、前記中継通電部材が挿通されるとともに前記空間に繋がる第２挿通孔（９１ａ）が形成されており、
前記中継通電部材は、前記第１挿通孔、前記空間及び前記第２挿通孔を通って軸方向に延びている、請求項２に記載の回転電機。
前記蓋部には、前記中継通電部材が挿通されるとともに前記空間に繋がる第１挿通孔（１０３ａ）が形成されており、
前記センター支持部には、前記中継通電部材が挿通されるとともに前記空間に繋がる第２挿通孔（９１ａ）が形成されており、
前記中継通電部材は、前記第１挿通孔、前記空間及び前記第２挿通孔を通って軸方向に延びている、請求項２に記載の回転電機。
【請求項4】
前記センター支持部及び前記仕切板部は、前記トルク付与機構よりも熱抵抗が小さい材料で構成されている、請求項２又は３に記載の回転電機。
【請求項5】
前記ベース部材は、前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジング部材（１００）として、
筒状をなす外筒部（１０２）と、
前記外筒部の軸方向一端側から径方向内側に延びる円盤部（１０１）と、
を有し、
環状をなすオイルシール（１０６）を備え、
前記円盤部には、前記シャフトのうち軸方向において前記ブレーキロータとは反対側の先端部（１２）の側が挿通されるシャフト挿通孔（１０１ａ）が形成されており、
前記先端部には、変速機構（２０）が接続され、
前記円盤部のうち軸方向において前記ブレーキロータとは反対側には、前記変速機構の潤滑油（２２）が封入される封入部（２１）が取り付けられており、
前記円盤部において前記シャフト挿通孔の内周面と、前記シャフトの外周面との間がオイルシールにより塞がれている、請求項２又は３に記載の回転電機。
筒状をなす外筒部（１０２）と、
前記外筒部の軸方向一端側から径方向内側に延びる円盤部（１０１）と、
を有し、
環状をなすオイルシール（１０６）を備え、
前記円盤部には、前記シャフトのうち軸方向において前記ブレーキロータとは反対側の先端部（１２）の側が挿通されるシャフト挿通孔（１０１ａ）が形成されており、
前記先端部には、変速機構（２０）が接続され、
前記円盤部のうち軸方向において前記ブレーキロータとは反対側には、前記変速機構の潤滑油（２２）が封入される封入部（２１）が取り付けられており、
前記円盤部において前記シャフト挿通孔の内周面と、前記シャフトの外周面との間がオイルシールにより塞がれている、請求項２又は３に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、アウタロータ型の回転電機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ステータと、ステータの径方向外側に配置されたロータとを備えるアウタロータ型の回転電機が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－１４７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ロータのシャフトに制動トルクを付与するために、無励磁ブレーキ装置が回転電機に備えられることがある。無励磁ブレーキ装置は、シャフトに固定されたブレーキロータと、トルク付与機構とを備えている。トルク付与機構の非通電状態において、トルク付与機構はブレーキロータに制動トルクを付与し、トルク付与機構の通電状態において、トルク付与機構はブレーキロータへの制動トルクの付与を解除する。
【0005】
ロータを回転させるためには、ステータが備えるステータ巻線に通電するとともに、ブレーキロータへの制動トルクの付与を解除するためにトルク付与機構を通電状態にする必要がある。この場合、トルク付与機構も発熱し、発生した熱がステータ巻線等、回転電機の構成部品に悪影響を及ぼす懸念がある。
【0006】
本開示は、無励磁ブレーキのトルク付与機構で発生した熱の影響を抑制できる回転電機を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第１の開示は、ステータ巻線を有するステータと、
前記ステータの径方向外側に配置されたロータと、
を備えるアウタロータ型の回転電機において、
前記ロータのシャフトに固定されるとともに前記シャフトと一体回転するブレーキロータ、及び前記ブレーキロータに制動トルクを付与するトルク付与機構を有し、前記ステータの径方向内側に配置された無励磁ブレーキ装置と、
前記ステータ及び前記無励磁ブレーキを支持するベース部材と、
を備え、
前記ベース部材は、
前記ステータを径方向内側から支持するとともに、円筒状をなすセンター支持部と、
前記センター支持部の軸方向における第１端側の開口部を覆う蓋部と、
前記センター支持部の軸方向における第２端側から径方向内側に延びるとともに円盤状をなす仕切板部と、
を有し、
前記仕切板部の中央部には、前記シャフトが挿通される挿通孔が形成されており、
前記無励磁ブレーキ装置は、前記センター支持部、前記仕切板部及び前記蓋部に囲まれた空間に配置されており、
前記トルク付与機構は、非通電状態で前記ブレーキロータに制動トルクを付与し、通電状態で前記ブレーキロータへの制動トルクの付与を解除し、
前記トルク付与機構は、軸方向において前記ブレーキロータよりも前記仕切板部側に配置されるとともに、前記仕切板部に直接取り付けられている又は空気よりも熱伝導率の高い伝熱層を介して前記仕切板部に取り付けられている。
前記ステータの径方向外側に配置されたロータと、
を備えるアウタロータ型の回転電機において、
前記ロータのシャフトに固定されるとともに前記シャフトと一体回転するブレーキロータ、及び前記ブレーキロータに制動トルクを付与するトルク付与機構を有し、前記ステータの径方向内側に配置された無励磁ブレーキ装置と、
前記ステータ及び前記無励磁ブレーキを支持するベース部材と、
を備え、
前記ベース部材は、
前記ステータを径方向内側から支持するとともに、円筒状をなすセンター支持部と、
前記センター支持部の軸方向における第１端側の開口部を覆う蓋部と、
前記センター支持部の軸方向における第２端側から径方向内側に延びるとともに円盤状をなす仕切板部と、
を有し、
前記仕切板部の中央部には、前記シャフトが挿通される挿通孔が形成されており、
前記無励磁ブレーキ装置は、前記センター支持部、前記仕切板部及び前記蓋部に囲まれた空間に配置されており、
前記トルク付与機構は、非通電状態で前記ブレーキロータに制動トルクを付与し、通電状態で前記ブレーキロータへの制動トルクの付与を解除し、
前記トルク付与機構は、軸方向において前記ブレーキロータよりも前記仕切板部側に配置されるとともに、前記仕切板部に直接取り付けられている又は空気よりも熱伝導率の高い伝熱層を介して前記仕切板部に取り付けられている。
【0008】
無励磁ブレーキ装置は、ベース部材を構成するセンター支持部、仕切板部及び蓋部に囲まれた空間に配置されている。この場合、無励磁ブレーキ装置のトルク付与機構が通電状態にされることに伴い発生する熱が上記空間にこもりやすい。
【0009】
この点、第１の開示のトルク付与機構は、軸方向においてブレーキロータよりも仕切板部側に配置されている。また、トルク付与機構は、仕切板部に直接取り付けられている又は空気よりも熱伝導率の高い伝熱層を介して仕切板部に取り付けられている。これにより、トルク付与機構が通電状態にされることに伴い発生する熱を、ベース部材を構成する仕切板部を介してセンター支持部側へと極力逃がすことができる。その結果、センター支持部、仕切板部及び蓋部に囲まれた空間に熱がこもりにくくなり、無励磁ブレーキ装置のトルク付与機構で発生した熱の影響を抑制できる。
【0010】
第２の開示は、第１の開示において、前記センター支持部には、冷却流体が流通する冷却流路が形成されている。
【0011】
これにより、トルク付与機構が通電状態にされることに伴い発生する熱を、仕切板部を介して、センター支持部に形成された冷却流路の冷却流体に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態に係るシステムの全体構成図。
【図2】回転電機の縦断面図。
【図3】ステータの斜視図。
【図4】ステータの分解斜視図。
【図5】変速機構及びその周辺構成を示す縦断面図。
【図6】第２実施形態に係る回転電機の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には同一の参照符号、又は百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
【0014】
＜第１実施形態＞
以下、本開示に係る回転電機を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の回転電機は、産業用、車両用、航空機用、家電用、ＯＡ機器用、遊技機用など広く用いられることが可能となっている。本実施形態では、特に、回転電機が産業用の建機に用いられ、具体的には、建機は電動パワーショベルである。
以下、本開示に係る回転電機を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の回転電機は、産業用、車両用、航空機用、家電用、ＯＡ機器用、遊技機用など広く用いられることが可能となっている。本実施形態では、特に、回転電機が産業用の建機に用いられ、具体的には、建機は電動パワーショベルである。
【0015】
図１は、回転電機を備えるシステムの全体概要図である。本実施形態のシステムは、建機に備えられ、回転電機１０及び変速機構２０を備えている。回転電機１０は、建機の可動部３０を駆動させるために用いられる。本実施形態の可動部３０は、電動パワーショベルのバケット、アーム及びブーム等である。変速機構２０は、減速機構であり、回転電機１０の出力トルクを増幅して可動部３０に供給する。
【0016】
システムは、回転電機１０を冷却する冷却装置を備えている。冷却装置は、回転電機１０の外部の冷却流路を備えている。外部の冷却流路と、回転電機１０の内部に形成された冷却流路４３（図２参照）とを含む冷媒循環流路が構成されている。外部の冷却流路は、ポンプ４１と、放熱装置であるラジエータ４２と、配管４０とを含む。配管４０は、冷却流路４３、ポンプ４１及びラジエータ４２を繋ぐ。ポンプ４１は、例えば電動式のポンプであり、冷媒循環流路の液状の冷媒（例えば冷却水）を循環させる。
【0017】
システムは、電力変換回路５０を備えている。電力変換回路５０は、例えば３相インバータであり、上，下アームスイッチを備えている。上，下アームスイッチのスイッチング制御により、蓄電池の直流電力が交流電力に変換されて回転電機１０のステータ巻線７１に供給される。電力変換回路５０は、回転電機１０に内蔵されていてもよいし、回転電機１０の外部に設けられていてもよい。本実施形態において、電力変換回路５０は、回転電機１０の外部に設けられていることとする。
【0018】
システムは、制御装置５１を備えている。制御装置５１は、マイコンを主体として構成されており、電力変換回路５０のスイッチング制御を行ったり、冷媒を循環させるためにポンプ４１を駆動させたりする。なお、電力変換回路５０のスイッチング制御及びポンプ４１の駆動制御は、各別の制御装置により実行され得る。ただし、本実施形態では、各別に実行されることは要部ではないため、図１には、各制御の実行主体として１つの制御装置５１を示している。
【0019】
まず、図２を用いて、回転電機１０について説明する。以下の記載では、回転電機１０において、ロータ６０の回転軸線の延びる方向を軸方向とし、回転軸線の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸線を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
【0020】
回転電機１０は、アウタロータ型の表面磁石型多相交流モータであり、ロータ６０と、ロータ６０の径方向内側に配置されたステータ７０とを備えている。ロータ６０及びステータ７０は、円環状に延びるエアギャップを挟んで径方向に互いに対向配置されている。
【0021】
ロータ６０は、円筒状のロータキャリア６１と、ロータキャリア６１に固定された環状の磁石ユニット６２とを備えている。ロータキャリア６１は、円筒状をなす円筒部６３と、円筒部６３の軸方向一端の側に設けられ、径方向に延びる端板部６４とを有している。円筒部６３の内周面には磁石ユニット６２が固定されている。また、ロータキャリア６１は、端板部６４の径方向内側端部から軸方向において磁石ユニット６２の側に延びる円筒状をなす内側円筒部６５と、内側円筒部６５の軸方向端部から径方向内側に延びる円環状をなすシャフト取付部６６とを有している。ロータキャリア６１の軸方向他端側は開放されている。ロータキャリア６１は、磁石保持部材として機能する。
【0022】
磁石ユニット６２は、ロータキャリア６１の円筒部６３の内周面に固定された複数の磁石を有している。磁石ユニット６２において、磁石は、ロータ６０の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べられている。これにより、磁石ユニット６２には、周方向に複数の磁極が形成されている。磁石は、例えば、極異方性の永久磁石であり、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上である焼結ネオジム磁石である。ちなみに、回転電機１０としては、埋込磁石型の同期機（ＩＰＭＳＭ）であってもよい。
【0023】
ステータ７０は、ステータ巻線７１と、ステータコア７２とを有している。ステータコア７２の径方向外側にステータ巻線７１が組み付けられている。ステータ巻線７１は、複数の相巻線を有し、各相の相巻線が周方向に所定順序で配置されることで円筒状に形成されている。本実施形態では、ステータ巻線７１がＵ，Ｖ，Ｗ相の３相巻線で構成されている。ステータコア７２は、円筒状をなし、バックヨークとして設けられている。
【0024】
本実施形態において、ステータ７０は、スロットを形成するためのティースを有していないティースレス構造を有するものである。この構造は以下（Ａ）～（Ｃ）のいずれかを用いた構造とすればよい。
（Ａ）ステータ７０において、周方向における各導線部（後述する中間導線部８２）の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石ユニット６２を構成する磁石の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料が用いられる構造。
（Ｂ）ステータ７０において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、非磁性材料が用いられる構造。
（Ｃ）ステータ７０において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられていない構造。
（Ａ）ステータ７０において、周方向における各導線部（後述する中間導線部８２）の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石ユニット６２を構成する磁石の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料が用いられる構造。
（Ｂ）ステータ７０において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、非磁性材料が用いられる構造。
（Ｃ）ステータ７０において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられていない構造。
【0025】
【0026】
ステータ巻線７１は、単位コイルである複数の部分巻線８１を有し、これら各部分巻線８１が周方向に並ぶ状態で配置されることで構成されている。部分巻線８１は、導線材を多重に巻回することで構成された空芯コイルであり、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部８２と、一対の中間導線部８２を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部８３，８４とを有し、一対の中間導線部８２と一対の渡り部８３，８４とにより環状に形成されている。部分巻線８１における一対の中間導線部８２の間に、他相の部分巻線８１における一対の中間導線部８２のうち一方の中間導線部８２が配置されることにより、各相の中間導線部８２同士が近接状態で周方向に並べて配置されている。
【0027】
軸方向両側の各渡り部８３，８４は、コイルエンド部に相当する部分として設けられ、各渡り部８３，８４のうち、一方の渡り部８３は径方向に屈曲形成され、他方の渡り部８４は径方向に屈曲されることなく形成されている。各部分巻線８１には、渡り部８３が径方向内側に屈曲された部分巻線８１（図４の部分巻線８１Ａ）と、渡り部８３が径方向外側に屈曲された部分巻線８１（図４の部分巻線８１Ｂ）とが含まれている。図３で言えば、ステータ７０において、軸方向一端側（図３の上側）のコイルエンドエリアＣＥ１では、部分巻線８１の渡り部８３が径方向内側に屈曲され、軸方向他端側（図３の下側）のコイルエンドエリアＣＥ２では、部分巻線８１の渡り部８３が径方向外側に屈曲されている。
【0028】
回転電機１０は、ステータ７０を径方向内側から支持するフレーム部材９０を備えている。フレーム部材９０は、例えばアルミニウムで構成されており、軸方向に延びるとともに円筒状をなすセンター支持部９１と、センター支持部９１の軸方向における第１端側から径方向内側に延びるとともに円盤状をなす仕切板部９２とを備えている。センター支持部９１の外周面には、ステータコア７２が取り付けられている。
【0029】
センター支持部９１には、冷媒循環流路を構成する冷却流路４３が形成されている。冷却流路４３は、軸方向に扁平状に延び、かつセンター支持部９１に沿って環状に設けられており、配管４０に接続された入口部及び出口部を有している。入口部と出口部との間で周方向に冷媒を流通させる。
【0030】
仕切板部９２の中央部には、シャフト１１が挿通される第１シャフト挿通孔９２ｂが形成されている。仕切板部９２のうち第１シャフト挿通孔９２ｂの周縁部には、軸方向に凹むとともに第２軸受１９が設けられる段差部９２ａが形成されている。
【0031】
フレーム部材９０は、センター支持部９１の軸方向における第２端側から径方向外側に延びる円環状をなす土台部９３を備えている。土台部９３及びセンター支持部９１により、樹脂モールドされたステータ巻線７１が支持されている。
【0032】
回転電機１０は、ロータ６０及びステータ７０を収容するハウジング部材１００を備えている。ハウジング部材１００は、例えばアルミニウムで構成されており、円盤状をなす円盤部１０１と、円盤部１０１の径方向外側端部から軸方向に延びる円筒状をなす外筒部１０２と、蓋部１０３とを備えている。外筒部１０２の内周面は、ロータキャリア６１の円筒部６３の外周面と対向している。外筒部１０２の軸方向端部は、フレーム部材９０の土台部９３の径方向外側端部にボルト１４により固定されている。なお、本実施形態において、フレーム部材９０及びハウジング部材１００が「ベース部材」に相当する。
【0033】
円盤部１０１の中央部には、シャフト１１が挿通される第２シャフト挿通孔１０１ａが形成されている。円盤部１０１のうち第２シャフト挿通孔１０１ａの周縁部には、軸方向に凹むとともに第１軸受１８が設けられる段差部１０４が形成されている。
【0034】
回転電機１０は、シャフト１１を回転可能に支持する第１軸受１８及び第２軸受１９を備えている。本実施形態の各軸受１８，１９は、内輪部材と、外輪部材と、外輪部材及び内輪部材の間に設けられた複数の転動体（例えば玉）とを備える転がり軸受である。
【0035】
シャフト１１の中間部には、径方向外側に延びる円環状の取付部１３が形成されている。取付部１３は、ボルト１５によってロータキャリア６１のシャフト取付部６６に固定されている。これにより、シャフト１１、ロータキャリア６１及び磁石ユニット６２が一体回転する。
【0036】
ハウジング部材１００の段差部１０４には、第１軸受１８の外輪部材が固定されている。第１軸受１８の内輪部材には、シャフト１１のうち取付部１３よりも先端部１２側の部分が固定されている。第１軸受１８の外輪部材のうち軸方向においてフレーム部材９０側の部分は、円環状をなす位置規制部１０５に当接している。位置規制部１０５は、円盤部１０１にボルト１７によって固定されている。位置規制部１０５により、第１軸受１８の軸方向変位が規制される。フレーム部材９０の段差部９２ａには、第２軸受１９の外輪部材が固定されている。第２軸受１９の内輪部材には、シャフト１１のうち取付部１３よりも仕切板部９２側の部分が固定されている。
【0037】
ハウジング部材１００を構成する蓋部１０３は、センター支持部９１の軸方向一端側の開口部９２ｃを塞ぐように、土台部９３にボルト１６によって固定されている。なお、蓋部１０３には、ステータ巻線７１を電力変換回路５０に電気的に接続するための外部コネクタ等が備えられるが、便宜上、蓋部１０３を簡単化して図示している。
【0038】
図２～図４に示すように、ステータ７０の軸方向端部には、ステータ巻線７１の各部分巻線８１に電気的に接続される円環状の配線モジュール１１０が設けられている。配線モジュール１１０は、導電部材として各相用、及び中性線用の複数のバスバー１１１を有している。配線モジュール１１０は、複数のバスバー１１１を一体で樹脂モールドしたものであってもよいし、複数のバスバー１１１を組み付け具により一体化したものであってもよい。配線モジュール１１０により、各相の部分巻線８１が相ごとに並列又は直列に接続され、かつ各相の相巻線が中性点接続されている。配線モジュール１１０は、ステータ７０の軸方向両側のコイルエンドエリアＣＥ１，ＣＥ２のうち、フレーム部材９０の側とは反対側であるコイルエンドエリアＣＥ１側に設けられている。
【0039】
続いて、バスバー１１１と電力変換回路５０とを電気的に接続するための構成について説明する。相ごとに設けられるバスバー１１１には、径方向内側に延びる導電部材である接続端部１１２が設けられている。各相の接続端部１１２には、中継モジュール１１４の各相に対応する第１端子が接続されている。中継モジュール１１４は、センター支持部９１のうち冷却流路４３よりも径方向内側に形成されるとともに軸方向に貫通する挿通孔９１ａ（「第２挿通孔」に相当）に挿通されている。中継モジュール１１４は、挿通孔９１ａを塞ぐように設けられている。これにより、センター支持部９１、仕切板部９２及び蓋部１０３により囲まれる空間（以下、ブレーキ室）と、フレーム部材９０及びロータキャリア６１により囲まれる空間とが中継モジュール１１４により遮断されている。
【0040】
中継モジュール１１４の各相に対応する第２端子には、導電部材である中継バスバー１１５の第１端が接続されている。中継バスバー１１５は、相数分設けられている。中継バスバー１１５は、蓋部１０３のうち軸方向において挿通孔９１ａと対向する位置に形成されるとともに軸方向に貫通する挿通孔１０３ａ（「第１挿通孔」に相当）に挿通されている。これにより、中継バスバー１１５の第２端側の部分は、挿通孔１０３ａからブレーキ室外に引き出されている。中継バスバー１１５の第２端は、図示しない外部コネクタ等を介して電力変換回路５０に電気的に接続されている。これにより、ステータ巻線７１に対する電力の入出力が行われるようになっている。中継バスバー１１５は、ブレーキ室において、センター支持部９１の内周面に沿って軸方向に延びている。なお、本実施形態において、中継モジュール１１４及び中継バスバー１１５が「中継通電部材」に相当する。また、センター支持部９１の内周面に、中継バスバー１１５の少なくとも一部が当接していてもよい。この場合、中継バスバー１１５の冷却性能を高めることができる。
【0041】
本実施形態では、ステータ巻線７１及び配線モジュール１１０のアセンブリに対して樹脂モールドが施されている。この場合、少なくとも軸方向両側の各コイルエンドエリアＣＥ１，ＣＥ２を含む範囲で樹脂層１３０が形成されている。具体的には、コイルエンドエリアＣＥ１側では、センター支持部９１の軸方向端面の外側において、ステータ巻線７１の各渡り部８３，８４よりも径方向内側を含む範囲で樹脂モールドが施されている。この場合、コイルエンドエリアＣＥ１側では、センター支持部９１の軸方向端部と端板部６４との間の空間に、ステータ巻線７１のコイルエンド部と配線モジュール１１０とを覆う状態で樹脂モールドにより樹脂層１３０が形成されている。
【0042】
また、コイルエンドエリアＣＥ２側では、ステータ巻線７１の各渡り部８３，８４よりも径方向外側を含む範囲で樹脂モールドが施されている。
【0043】
続いて、図５を用いて、変速機構２０について説明する。
【0044】
シャフト１１の先端部１２には、変速機構２０の入力軸が接続されている。変速機構２０の出力軸は、可動部３０に接続されている。変速機構２０は、例えば遊星歯車機構である。本実施形態の変速機構２０は、減速機構である。このため、シャフト１１から変速機構２０の入力軸に入力されたトルクは、増幅されて出力軸から可動部３０に供給される。
【0045】
変速機構２０は、ケース２１（「封入部」に相当）に収容されており、ケース２１には、変速機構２０の潤滑油２２が封入されている。ケース２１は、円盤部１０１のうち第２シャフト挿通孔１０１ａの周縁部を取り囲むように円盤部１０１に取り付けられている。
【0046】
本実施形態では、円盤部１０１において第２シャフト挿通孔１０１ａの内周面と、シャフト１１の外周面との間が、円環状をなすオイルシール１０６により塞がれている。これにより、ケース２１からハウジング部材１００内部に潤滑油２２が浸入することを抑制する。
【0047】
図２に示すように、回転電機１０は、無励磁ブレーキ装置１４０を備えている。無励磁ブレーキ装置１４０は、ブレーキ室に配置されている。無励磁ブレーキ装置１４０は、シャフト１１に固定されるとともにシャフト１１と一体回転する円板状をなすブレーキロータ１４１と、ブレーキロータ１４１に制動トルクを付与するトルク付与機構１４２とを備えている。本実施形態の無励磁ブレーキ装置１４０は、乾式のブレーキ装置である。
【0048】
トルク付与機構１４２は、磁性材料で構成されたフィールドコア１４３と、フィールドコア１４３内に設けられたフィールド巻線１４４と、円板状をなすアーマチュアプレート１４５と、サイドプレート１４６と、スプリング１４７とを備えている。フィールドコア１４３は、フレーム部材９０よりも熱抵抗が小さい材料で構成されており、例えば鉄で構成されている。スプリング１４７は、フィールドコア１４３の凹部に設けられており、アーマチュアプレート１４５をブレーキロータ１４１に押圧するための弾性部材である。
【0049】
サイドプレート１４６は、フィールドコア１４３に対して相対変位しないようにボルト１４６ａによって固定されている。軸方向において、サイドプレート１４６とアーマチュアプレート１４５との間にブレーキロータ１４１が配置されている。
【0050】
フィールド巻線１４４には、フィールド巻線１４４に通電するための配線１４８の第１端が接続されている。配線１４８の第２端は、蓋部１０３の挿通孔１０３ａから引き出されている。配線１４８の第２端は、図示しない外部コネクタ等を介して電源装置（例えば）直流電源に電気的に接続されている。電源装置から配線１４８等を介したフィールド巻線１４４への通電制御は、制御装置５１により実行される。
【0051】
フィールドコア１４３は、軸方向においてブレーキロータ１４１よりも仕切板部９２側に配置されるとともに、仕切板部９２の凹部９２ｄに図示しないボルトによって直接取り付けられている
制御装置５１は、フィールド巻線１４４に対する通電制御を行う。フィールド巻線１４４に通電されない非通電状態では、圧縮状態で設けられたスプリング１４７によりアーマチュアプレート１４５がブレーキロータ１４１に押しつけられる。その結果、ブレーキロータ１４１にアーマチュアプレート１４５が押し付けられ、ブレーキロータ１４１（つまりシャフト１１）に制動トルクが付与され、シャフト１１の回転が規制される。一方、フィールド巻線１４４に通電される通電状態では、フィールド巻線１４４への通電により発生する磁力により、アーマチュアプレート１４５は、スプリング１４７の押し付け力に打ち勝ってフィールドコア１４３側に吸引される。その結果、アーマチュアプレート１４５がブレーキロータ１４１から離間し、ブレーキロータ１４１への制動トルクの付与が解除される。
制御装置５１は、フィールド巻線１４４に対する通電制御を行う。フィールド巻線１４４に通電されない非通電状態では、圧縮状態で設けられたスプリング１４７によりアーマチュアプレート１４５がブレーキロータ１４１に押しつけられる。その結果、ブレーキロータ１４１にアーマチュアプレート１４５が押し付けられ、ブレーキロータ１４１（つまりシャフト１１）に制動トルクが付与され、シャフト１１の回転が規制される。一方、フィールド巻線１４４に通電される通電状態では、フィールド巻線１４４への通電により発生する磁力により、アーマチュアプレート１４５は、スプリング１４７の押し付け力に打ち勝ってフィールドコア１４３側に吸引される。その結果、アーマチュアプレート１４５がブレーキロータ１４１から離間し、ブレーキロータ１４１への制動トルクの付与が解除される。
【0052】
無励磁ブレーキ装置１４０は、ブレーキ室に配置されている。この場合、無励磁ブレーキ装置１４０のフィールド巻線１４４が通電状態にされることに伴い発生する熱がブレーキ室にこもりやすい。この点、本実施形態のトルク付与機構１４２は、軸方向においてブレーキロータ１４１よりも仕切板部９２側に配置されている。また、トルク付与機構１４２は、仕切板部９２に直接取り付けられている。これにより、フィールド巻線１４４が通電状態にされることに伴い発生する熱を、仕切板部９２を介してセンター支持部９１側へと極力逃がすことができる。その結果、ブレーキ室に熱がこもりにくくなり、フィールド巻線１４４で発生した熱が回転電機１０の構成部材に及ぼす影響を抑制できる。
【0053】
センター支持部９１には、冷媒が流通する冷却流路４３が形成されている。これにより、フィールド巻線１４４が通電状態にされることに伴い発生する熱を、仕切板部９２を介して、センター支持部９１に形成された冷却流路４３の冷媒に放出することができる。その結果、ブレーキ室の昇温を抑制できる。
【0054】
フィールドコア１４３は、フレーム部材９０よりも熱抵抗が小さい材料（例えば鉄）で構成されている。これにより、ブレーキ室の昇温抑制効果を高めることができる。
【0055】
なお、フィールド巻線１４４の非通電状態において、アーマチュアプレート１４５がブレーキロータ１４１の回転を阻止できるトルクよりも大きいトルクが外部からシャフト１１に付与され、ブレーキロータ１４１において発熱し得る。この場合であっても、本実施形態によれば、ブレーキ室の昇温を抑制できる。
【0056】
本実施形態では、例えばロータキャリア６１の端板部６４とフレーム部材９０のセンター支持部９１とで挟まれた空間を有効活用するために、この空間に、ステータ巻線７１に電気的に接続されたバスバー１１１を含む配線モジュール１１０が配置されている。バスバー１１１に通電するための中継バスバー１１５がブレーキ室を通って延びている。ステータ巻線７１への通電に伴い中継バスバー１１５及び中継モジュール１１４等の通電部材が発熱する。この状況下において、中継バスバー１１５に、フィールド巻線１４４への通電に伴い発生した熱が更に作用し、例えば、中継バスバー１１５の温度上昇に伴う抵抗増加が発生する。この点、本実施形態によれば、ブレーキ室の昇温を抑制できるため、中継バスバー１１５に熱の影響が及ぼされる事態の発生を抑制できる。
【0057】
ハウジング部材１００を構成する円盤部１０１において第２シャフト挿通孔１０１ａの内周面と、シャフト１１の外周面との間がオイルシール１０６により塞がれている。これにより、ケース２１から第２シャフト挿通孔１０１ａを介して回転電機１０の内部へと潤滑油２２が浸入することを抑制できる。その結果、ブレーキ室に潤滑油２２が浸入することを抑制でき、無励磁ブレーキ装置１４０からシャフト１１に付与する制動トルクが低下する事態の発生を抑制できる。
【0058】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。図６に示すように、無励磁ブレーキ装置１４０を構成するフィールドコア１４３が、空気よりも熱伝導率の高い伝熱層１５０を介して、仕切板部９２の凹部９２ｄに取り付けられていてもよい。本実施形態の伝熱層１５０は、グリースで構成されている。
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。図６に示すように、無励磁ブレーキ装置１４０を構成するフィールドコア１４３が、空気よりも熱伝導率の高い伝熱層１５０を介して、仕切板部９２の凹部９２ｄに取り付けられていてもよい。本実施形態の伝熱層１５０は、グリースで構成されている。
【0059】
仕切板部９２の凹部９２ｄの加工精度等に起因して、凹部９２ｄとフィールドコア１４３との間に隙間が発生し得る。この場合、隙間に空気が介在することにより、フィールドコア１４３から仕切板部９２への熱の伝達効率が低下し得る。この点、本実施形態の伝熱層１５０によれば、上記隙間を埋めることができ、上述した熱の伝達効率の低下を抑制できる。
【0060】
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【0061】
・中継バスバー１１５及び配線１４８が、蓋部１０３の挿通孔１０３ａではなく、例えば、土台部９３に形成されるとともに径方向に貫通する挿通孔を介して引き出されていてもよい。
【0062】
・回転電機としては、表面磁石型のものに限らず、埋込磁石型のものであってもよい。また、回転電機としては、ステータにティースが設けられるものであってもよい。
【0063】
以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
［構成１］
ステータ巻線（７１）を有するステータ（７０）と、
前記ステータの径方向外側に配置されたロータ（６０）と、
を備えるアウタロータ型の回転電機（１０）において、
前記ロータのシャフト（１１）に固定されるとともに前記シャフトと一体回転するブレーキロータ（１４１）、及び前記ブレーキロータに制動トルクを付与するトルク付与機構（１４２）を有し、前記ステータの径方向内側に配置された無励磁ブレーキ装置（１４０）と、
前記ステータ及び前記無励磁ブレーキを支持するベース部材（９０，１００）と、
を備え、
前記ベース部材は、
前記ステータを径方向内側から支持するとともに、円筒状をなすセンター支持部（９１）と、
前記センター支持部の軸方向における第１端側の開口部（９２ｃ）を覆う蓋部（１０３）と、
前記センター支持部の軸方向における第２端側から径方向内側に延びるとともに円盤状をなす仕切板部（９２）と、
を有し、
前記仕切板部の中央部には、前記シャフトが挿通される挿通孔（９２ｂ）が形成されており、
前記無励磁ブレーキ装置は、前記センター支持部、前記仕切板部及び前記蓋部に囲まれた空間に配置されており、
前記トルク付与機構は、非通電状態で前記ブレーキロータに制動トルクを付与し、通電状態で前記ブレーキロータへの制動トルクの付与を解除し、
前記トルク付与機構は、軸方向において前記ブレーキロータよりも前記仕切板部側に配置されるとともに、前記仕切板部に直接取り付けられている又は空気よりも熱伝導率の高い伝熱層（１５０）を介して前記仕切板部に取り付けられている、回転電機。
［構成２］
前記センター支持部には、冷却流体が流通する冷却流路（４３）が形成されている、構成１に記載の回転電機。
［構成３］
前記ステータ巻線に通電するための中継通電部材（１１４，１１５）を備え、
前記蓋部には、前記中継通電部材が挿通されるとともに前記空間に繋がる第１挿通孔（１０３ａ）が形成されており、
前記センター支持部には、前記中継通電部材が挿通されるとともに前記空間に繋がる第２挿通孔（９１ａ）が形成されており、
前記中継通電部材は、前記第１挿通孔、前記空間及び前記第２挿通孔を通って軸方向に延びている、構成２に記載の回転電機。
［構成４］
前記センター支持部及び前記仕切板部は、前記トルク付与機構よりも熱抵抗が小さい材料で構成されている、構成２又は３に記載の回転電機。
［構成５］
前記ベース部材は、前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジング部材（１００）として、
筒状をなす外筒部（１０２）と、
前記外筒部の軸方向一端側から径方向内側に延びる円盤部（１０１）と、
を有し、
環状をなすオイルシール（１０５）を備え、
前記円盤部には、前記シャフトのうち軸方向において前記ブレーキロータとは反対側の先端部（１２）の側が挿通されるシャフト挿通孔（１０１ａ）が形成されており、
前記先端部には、変速機構（２０）が接続され、
前記円盤部のうち軸方向において前記ブレーキロータとは反対側には、前記変速機構の潤滑油（２２）が封入される封入部（２１）が取り付けられており、
前記円盤部において前記シャフト挿通孔の内周面と、前記シャフトの外周面との間がオイルシールにより塞がれている、構成２～４のいずれか１つに記載の回転電機。
［構成１］
ステータ巻線（７１）を有するステータ（７０）と、
前記ステータの径方向外側に配置されたロータ（６０）と、
を備えるアウタロータ型の回転電機（１０）において、
前記ロータのシャフト（１１）に固定されるとともに前記シャフトと一体回転するブレーキロータ（１４１）、及び前記ブレーキロータに制動トルクを付与するトルク付与機構（１４２）を有し、前記ステータの径方向内側に配置された無励磁ブレーキ装置（１４０）と、
前記ステータ及び前記無励磁ブレーキを支持するベース部材（９０，１００）と、
を備え、
前記ベース部材は、
前記ステータを径方向内側から支持するとともに、円筒状をなすセンター支持部（９１）と、
前記センター支持部の軸方向における第１端側の開口部（９２ｃ）を覆う蓋部（１０３）と、
前記センター支持部の軸方向における第２端側から径方向内側に延びるとともに円盤状をなす仕切板部（９２）と、
を有し、
前記仕切板部の中央部には、前記シャフトが挿通される挿通孔（９２ｂ）が形成されており、
前記無励磁ブレーキ装置は、前記センター支持部、前記仕切板部及び前記蓋部に囲まれた空間に配置されており、
前記トルク付与機構は、非通電状態で前記ブレーキロータに制動トルクを付与し、通電状態で前記ブレーキロータへの制動トルクの付与を解除し、
前記トルク付与機構は、軸方向において前記ブレーキロータよりも前記仕切板部側に配置されるとともに、前記仕切板部に直接取り付けられている又は空気よりも熱伝導率の高い伝熱層（１５０）を介して前記仕切板部に取り付けられている、回転電機。
［構成２］
前記センター支持部には、冷却流体が流通する冷却流路（４３）が形成されている、構成１に記載の回転電機。
［構成３］
前記ステータ巻線に通電するための中継通電部材（１１４，１１５）を備え、
前記蓋部には、前記中継通電部材が挿通されるとともに前記空間に繋がる第１挿通孔（１０３ａ）が形成されており、
前記センター支持部には、前記中継通電部材が挿通されるとともに前記空間に繋がる第２挿通孔（９１ａ）が形成されており、
前記中継通電部材は、前記第１挿通孔、前記空間及び前記第２挿通孔を通って軸方向に延びている、構成２に記載の回転電機。
［構成４］
前記センター支持部及び前記仕切板部は、前記トルク付与機構よりも熱抵抗が小さい材料で構成されている、構成２又は３に記載の回転電機。
［構成５］
前記ベース部材は、前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジング部材（１００）として、
筒状をなす外筒部（１０２）と、
前記外筒部の軸方向一端側から径方向内側に延びる円盤部（１０１）と、
を有し、
環状をなすオイルシール（１０５）を備え、
前記円盤部には、前記シャフトのうち軸方向において前記ブレーキロータとは反対側の先端部（１２）の側が挿通されるシャフト挿通孔（１０１ａ）が形成されており、
前記先端部には、変速機構（２０）が接続され、
前記円盤部のうち軸方向において前記ブレーキロータとは反対側には、前記変速機構の潤滑油（２２）が封入される封入部（２１）が取り付けられており、
前記円盤部において前記シャフト挿通孔の内周面と、前記シャフトの外周面との間がオイルシールにより塞がれている、構成２～４のいずれか１つに記載の回転電機。
【符号の説明】
【0064】
１０…回転電機、１１…シャフト、６０…ロータ、７０…ステータ、９０…フレーム部材、１００…ハウジング部材、１４０…無励磁ブレーキ装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】