JP2009118713A - 回転電機および駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの外表面における冷媒の滞留を抑制し得る、回転電機を提供する。
【解決手段】この回転電機は、回転可能に設けられた回転シャフト５８と、回転シャフト５８に固設されたコア体と、コア体に埋設された永久磁石と、コア体の軸方向端面に対向して設けられたエンドプレート２９とを有する。回転シャフト５８には、冷媒が流通可能な第１冷媒通路が形成されている。エンドプレート２９とコア体の軸方向端面との間には、第１冷媒通路に連通する第２冷媒通路が形成されている。第２冷媒通路の内部には、第２冷媒通路を周方向に仕切る隔壁４５と、第２冷媒通路へ導入された冷媒を永久磁石が配置されている軸方向端面の外周縁領域にまで導く経路壁４６が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、回転電機および駆動装置に関し、特に、永久磁石が埋設された回転電機と、その回転電機を備える駆動装置に関する。

永久磁石が埋設された回転電機では、高効率化および小型化を実現するために、永久磁石として希土類磁石が用いられる場合がある。特に、非常に高い磁気特性を有するＮｄ（ネオジム）磁石が用いられる場合がある。Ｎｄ磁石は、卓越した磁気特性を有するものの、高温になるほど磁石の保持力が低下するという温度特性（熱減磁）を有する。Ｎｄ磁石の保持力が低下すると、外部からの反磁界により磁石が不可逆減磁し、回転電機の性能が低下してしまうという問題がある。よって、回転電機に用いられる永久磁石の温度保護のために、永久磁石の冷却構造が重要となる。

従来、冷却油などを用いて磁石やステータのコイルエンドを冷却する電動機などの回転電機が各種提案されている（たとえば、特許文献１〜３参照）。特許文献１〜３では、回転軸の軸芯およびエンドプレートに冷却油通路を形成し、この冷却油通路を経由して供給された冷却油によって冷却を行なう構造が開示されている。
特開２００７−２０３３７号公報 特開２００２−３４５１８８号公報 特開２００６−２５５４５号公報

永久磁石が埋設された回転電気用のロータでは、一般に、内部よりも外表面の方が磁束の変化が大きくなる。鉄心を磁化（電磁石化）するときには、電気エネルギーが熱となって失われる損失（鉄損）が発生する。そのため、ロータの外表面の方が、より温度が高くなる。

特許文献１〜３において提案されている冷却構造では、冷却用の冷媒は、エンドプレートに形成された冷媒通路を通して、より温度の高くなるロータの外表面に流れる。エンドプレートに形成された冷媒通路においては、回転により発生する遠心力の作用によって、当該冷媒通路に導入された冷媒にはエンドプレートの外周部に向かう力が働く。

このとき、冷媒が当該冷媒通路から排出される排出口へ向かう、冷媒の流れが形成される。その液流れに接するロータの外表面では、常に温度の低い冷媒が供給される。しかしながら、特にエンドプレートの外周部において、冷媒の流れが澱み滞留する部分が発生する場合がある。冷媒の流れが滞留するロータの外表面は、液流れに接しておらず、温度の低い冷媒が供給されない。つまり、冷媒がロータの外表面全体に行き渡らず、冷媒が滞留している部分でロータの温度が上昇して、熱減磁が発生し、磁石の保持力が低下してしまうという問題があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ロータの外表面における冷媒の滞留を抑制し得る、回転電機を提供することである。

本発明に係る回転電機は、回転可能に設けられた回転シャフトと、回転シャフトに固設されたコア体と、コア体に埋設された永久磁石と、コア体の軸方向端面に対向して設けられたエンドプレートとを有する。回転シャフトには、冷媒が流通可能な第１冷媒通路が形成されている。エンドプレートとコア体の軸方向端面との間には、第１冷媒通路に連通する第２冷媒通路が形成されている。第２冷媒通路の内部には、第２冷媒通路を周方向に仕切る隔壁と、第２冷媒通路へ導入された冷媒を永久磁石が配置されている軸方向端面の外周縁領域にまで導く経路壁が形成されている。

上記回転電機において好ましくは、回転シャフトには、第１冷媒通路から第２冷媒通路へ冷媒を導入する、導入口が形成されている。エンドプレートには、第２冷媒通路から冷媒を排出可能な、排出口が形成されている。導入口は、隔壁に対して回転方向後方側に位置するように、形成されている。排出口は、導入口と回転中心とを結ぶ直線に対して回転方向後方側に位置するように、形成されている。

また好ましくは、経路壁は、隔壁に沿うように、隔壁の回転方向後方側に形成されており、導入口は、隔壁と経路壁との間に形成されている。

また好ましくは、排出口は、エンドプレートの外周部に形成されている。
本発明に係る駆動装置は、第１回転電機と第２回転電機とを備える。第１回転電機は、片方向にのみ回転可能である、上記の回転電機のいずれかである。第２回転電機は、両方向に回転可能に設けられた回転シャフトと、回転シャフトに固設されたコア体と、コア体に埋設された永久磁石と、コア体の軸方向端面に対向して設けられたエンドプレートとを有する。第２回転電機の回転シャフトには、冷媒が流通可能な第１冷媒通路が形成されている。第２回転電機のエンドプレートとコア体の軸方向端面との間には、第１冷媒通路に連通する第２冷媒通路が形成されている。第２回転電機の第２冷媒通路の内部には、第２冷媒通路を周方向に仕切る隔壁が形成されている。第２回転電機のエンドプレートには、第２冷媒通路から冷媒を排出可能な排出口が、隔壁の延在方向に沿ってエンドプレートの外周部に形成されている。また、第２回転電機の回転シャフトには、第１冷媒通路から第２冷媒通路へ冷媒を導入する導入口が形成されており、導入口は、導入口と回転中心とを結ぶ直線により、隣接する隔壁の形成する角が二等分されるように形成されている。

本発明の回転電機によると、第２冷媒通路の内部に隔壁と経路壁とが形成されている。そのため、第２冷媒通路の内部において、冷媒は、永久磁石が配置されているコア体の軸方向端面の外周縁領域へ流れるので、温度の低い冷媒を永久磁石に常に供給して、効率的に冷却することができる。また、第２冷媒通路を構成するコア体の軸方向端面における冷媒の流れが、回転方向に対し逆方向の一方向に規定される。そのため、上記軸方向端面における冷媒の滞留が抑制され、冷媒を常に軸方向端面の周方向の全体に行き渡らせることができるので、冷媒によって永久磁石を冷却する冷却能のばらつき（冷却ばらつき）を低減させ、磁石の熱減磁を抑制することができる。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の、回転電機が適用されるハイブリッド車両の構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド車両は、エンジン１００と、駆動ユニット２００と、ＰＣＵ３００と、バッテリ４００とを含んで構成される。駆動ユニット２００は、ケーブル５００を介してＰＣＵ３００と電気的に接続される。また、ＰＣＵ３００は、ケーブル６００を介してバッテリ４００と電気的に接続される。

内燃機関であるエンジン１００は、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。駆動ユニット２００は、エンジン１００とともに、車両を駆動する駆動力を発生させる。エンジン１００および駆動ユニット２００は、ともにハイブリッド車両のエンジンルーム内に設けられている。ＰＣＵ３００は、駆動ユニット２００の動作を制御する制御装置である。バッテリ４００は、充放電可能な２次電池である。ハイブリッド車両は、エンジン１００と、バッテリ４００から電力供給される駆動ユニット２００とを動力源として走行する。

図２は、駆動ユニットの構成を示す模式図である。図２に示すように、駆動ユニット２００は、回転電機２１０と、動力分割機構２２０と、カウンタギヤ２３０と、ディファレンシャルギヤ２４０とを含んで構成される。

回転電機２１０は、回転電機２１１，２１２を含む。動力分割機構２２０は、回転電機２１１，２１２の間に設けられる。回転電機２１１，２１２は、電動機および発電機の少なくともいずれか一方の機能を有する。カウンタギヤ２３０は、動力分割機構２２０とディファレンシャルギヤ２４０との間に設けられる。そして、ディファレンシャルギヤ２４０は、ドライブシャフトと接続される。回転電機２１１，２１２、動力分割機構２２０、カウンタギヤ２３０およびディファレンシャルギヤ２４０は、ケーシング（図示せず）内に設けられる。

回転電機２１１，２１２は、それぞれ、ロータ２１１Ａ，２１２Ａと、ステータ２１１Ｂ，２１２Ｂと、ステータ２１１Ｂ，２１２Ｂに巻回されるステータコイル２１１Ｃ，２１２Ｃとを含んで構成される。

動力分割機構２２０は、プラネタリギヤ２２１，２２２を含んで構成される。プラネタリギヤ２２１，２２２は、それぞれ、サンギヤ２２１Ａ，２２２Ａ、ピニオンギヤ２２１Ｂ，２２２Ｂ、プラネタリキャリヤ２２１Ｃ，２２２Ｃおよびリングギヤ２２１Ｄ，２２２Ｄを含んで構成される。

エンジン１００のクランクシャフト１００Ａと、回転電機２１１のロータ２１１Ａと、回転電機２１２のロータ２１２Ａとは、同じ軸を中心に回転する。

プラネタリギヤ２２１におけるサンギヤ２２１Ａは、クランクシャフト１００Ａに軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合される。リングギヤ２２１Ｄは、クランクシャフト１００Ａと同軸上で回転可能に支持されている。ピニオンギヤ２２１Ｂは、サンギヤ２２１Ａとリングギヤ２２１Ｄとの間に配置され、サンギヤ２２１Ａの外周を自転しながら公転する。プラネタリキャリヤ２２１Ｃは、クランクシャフト１００Ａの端部に結合され、各ピニオンギヤ２２１Ｂの回転軸を支持する。

回転電機２１２のロータ２１２Ａは、減速機としてのプラネタリギヤ２２２を介して、プラネタリギヤ２２１のリングギヤ２２１Ｄと一体的に回転するリングギヤケースに結合されている。

プラネタリギヤ２２２は、回転要素の１つであるプラネタリキャリヤ２２２Ｃがケーシングに固定された構造により減速を行なう。すなわち、プラネタリギヤ２２２は、ロータ２１２Ａのシャフトに結合されたサンギヤ２２２Ａと、リングギヤ２２１Ｄと一体的に回転するリングギヤ２２２Ｄと、リングギヤ２２２Ｄおよびサンギヤ２２２Ａに噛み合い、サンギヤ２２２Ａの回転をリングギヤ２２２Ｄに伝達するピニオンギヤ２２２Ｂとを含む。

車両の走行時において、エンジン１００から出力された動力は、クランクシャフト１００Ａに伝達され、動力分割機構２２０により２経路に分割される。

上記２経路のうちの一方は、カウンタギヤ２３０から、ディファレンシャルギヤ２４０を介してドライブシャフトに伝達される経路である。ドライブシャフトに伝達された駆動力は、駆動輪に回転力として伝達されて、車両を走行させる。

もう一方は、回転電機２１１を駆動させて発電する経路である。回転電機２１１は、動力分割機構２２０により分配されたエンジン１００の動力により発電する。回転電機２１１により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ４００の状態に応じて使い分けられる。たとえば、車両の通常走行時および急加速時においては、回転電機２１１により発電された電力はそのまま回転電機２１２を駆動させる電力となる。一方、バッテリ４００において定められた条件の下では、回転電機２１１により発電された電力は、ＰＣＵ３００内に設けられたインバータおよびコンバータを介してバッテリ４００に蓄えられる。

回転電機２１２は、バッテリ４００に蓄えられた電力および回転電機２１１により発電された電力のうちの少なくとも一方の電力により駆動する。回転電機２１２の駆動力は、カウンタギヤ２３０からディファレンシャルギヤ２４０を介してドライブシャフトに伝達される。このようにすることで、回転電機２１２からの駆動力によりエンジン１００の駆動力をアシストしたり、回転電機２１２からの駆動力のみにより車両を走行させたりすることができる。

一方、車両の回生制動時には、駆動輪は車体の慣性力により回転させられる。駆動輪からの回転力によりディファレンシャルギヤ２４０およびカウンタギヤ２３０を介して回転電機２１２が駆動される。このとき、回転電機２１２が発電機として作動する。このように、回転電機２１２は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。回転電機２１２により発電された電力は、ＰＣＵ３００内に設けられたインバータを介してバッテリ４００に蓄えられる。

本実施の形態では、回転電機２１１は、発電機（ジェネレータ）としての機能を有する。また回転電機２１２は、バッテリ４００から電力供給されて駆動力を発生させる電動機（モータ）および発電機としての機能を有する。

図３は、回転電機の詳細を示す断面図である。図３では回転電機２１０を例として、回転電機の構造について説明する。図３に示すように、回転電機２１０は、ロータ１０と、ロータ１０の外周上に配置されたステータ５０とを備える。ロータ１０は、中心線１０１に沿って延びる、回転シャフトとしてのシャフト５８に設けられている。ロータ１０は、シャフト５８とともに、中心線１０１を中心に回転可能に設けられている。

ロータ１０は、シャフト５８に固設されたコア体としてのロータコア２０と、ロータコア２０に埋設された永久磁石３１とを有する。すなわち、回転電機２１０は、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータである。ロータコア２０は、中心線１０１に沿った円筒形状を有する。ロータコア２０は、中心線１０１の軸方向に積層された複数の電磁鋼板２１から構成されている。

ロータ１０の中心線１０１方向（軸方向）には、ロータコア２０の軸方向端面２０ａに対向するように、エンドプレート２９が設けられている。エンドプレート２９は、電磁鋼板２１の積層構造を軸方向に対して挟持する。永久磁石３１に対向する電磁鋼板２１の端部が磁化されたとき、磁力の作用によって電磁鋼板２１が分離しようとする力が働くが、エンドプレート２９を配置して電磁鋼板２１の積層構造を挟持することにより、電磁鋼板２１の分離を防止する。エンドプレート２９は、ねじ止め、かしめ、圧入などの任意の方法によって、シャフト５８に固定されており、シャフト５８の回転に伴って回転運動を行なう。

ステータ５０は、ステータコア５５と、ステータコア５５に巻回されたコイル５１とを有する。ステータコア５５は、中心線１０１の軸方向に積層された複数の電磁鋼板５２から構成されている。なお、ロータコア２０およびステータコア５５は、電磁鋼板に限定されず、たとえば圧粉磁心から構成されても良い。

コイル５１は、３相ケーブル６０によって制御装置７０に電気的に接続されている。３相ケーブル６０は、Ｕ相ケーブル６１、Ｖ相ケーブル６２およびＷ相ケーブル６３からなる。コイル５１は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなり、これらの３つのコイルの端子に、それぞれ、Ｕ相ケーブル６１、Ｖ相ケーブル６２およびＷ相ケーブル６３が接続されている。

制御装置７０には、ハイブリッド自動車に搭載されたＥＣＵ（Electrical Control Unit）８０から、回転電機２１０が出力すべきトルク指令値が送られる。制御装置７０は、そのトルク指令値によって指定されたトルクを出力するためのモータ制御電流を生成し、そのモータ制御電流を、３相ケーブル６０を介してコイル５１に供給する。

次に、本実施の形態の回転電機の、冷却構造について説明する。図３に示すように、シャフト５８は中空に形成されている。シャフト５８の内部には、シャフト５８の回転の中心軸である中心線１０１を含むように、軸方向に沿って延びる、冷媒通路４１が形成されている。また、シャフト５８の内部には、シャフト５８の径方向に沿って延びる冷媒通路４２が形成されている。冷媒通路４１および冷媒通路４２は、第１冷媒通路を形成する。エンドプレート２９と、ロータコア２０の軸方向端面２０ａとの間には、冷媒通路４２に連通するように隙間が形成されており、この隙間が冷媒通路４３となる。冷媒通路４３は、第２冷媒通路を形成する。エンドプレート２９には、冷媒通路４３と外部とを連通するように、排出口４４が形成されている。

図３中の矢印に示すように、永久磁石３１を冷却するための冷媒は、冷媒通路４１から冷媒通路４２を経由して冷媒通路４３へと流通可能とされている。冷媒通路４３へ供給された冷媒は、排出口４４を経由して、冷媒通路４３から排出可能とされている。

エンドプレート２９とロータコア２０との接触部は、メタルタッチ面として形成してもよい。また、エンドプレート２９とロータコア２０との間に、たとえばＯリングなどのシール部材を介在させてもよい。シール部材を設ければ、冷媒通路４３から冷媒が漏れ出すことを抑制できるので、より圧力の高い冷媒を供給して冷却することができる。

図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を示す、部分断面模式図である。図４は、ロータコア２０側から、冷媒通路４３を介してエンドプレート２９を見た場合を示す概略図である。図４に示すように、冷媒通路４３の内部には、冷媒通路４３を周方向に仕切って冷媒通路４３を複数の空間に分離する、隔壁４５が形成されている。平板形状の隔壁４５は、図４に示すエンドプレート２９の外形をなす円形状の径に沿って（典型的には隔壁４５は当該円の径方向に形成され、隔壁４５の延長線が当該円の中心を通るように）形成されている。

また、冷媒通路４３の内部には、経路壁４６が形成されている。経路壁４６は、隔壁４５に沿うように（典型的には隔壁４５の延在方向と経路壁４６の延在方向とが平行となるように）、形成されている。図４には、シャフト５８およびエンドプレート２９の回転方向を矢印ＲＤにて示している。本実施の形態では、矢印ＲＤが示すように、回転方向は時計回り方向である。経路壁４６は、隔壁４５に対して回転方向後方側（すなわち、反時計周り方向側）に形成されている。

隔壁４５および経路壁４６は、ロータコア２０の軸方向端面２０ａに対向するエンドプレート２９の表面から突起するように、エンドプレート２９と一体となるように形成されている。なお、隔壁４５および経路壁４６は、ロータコア２０に固定されるように形成されてもよいが、図４に示すような、エンドプレート２９と一体として形成される構造であれば、回転電機の部品点数を低減することができるのでより好ましい。

図４に示す回転電機の冷却構造における、冷媒の流れを以下説明する。まず、シャフト５８に形成されている冷媒通路４１より供給された、たとえば絶縁性の冷却油などの冷媒は、回転によって発生した遠心力の作用によって、冷媒通路４２内を径方向外側へ流れる。シャフト５８には、冷媒通路４２から冷媒通路４３へ冷媒を導入する導入口４２ａが形成されている。冷媒は、冷媒通路４２から導入口４２ａを経由して、冷媒通路４３へ導入される。

冷媒通路４３に導入された冷媒は、回転によって発生した遠心力の作用によってエンドプレート２９の径方向外側へ流れる。図４に示すように、導入口４２ａは、隔壁４５と経路壁４６との間に形成されている。そのため、冷媒は、隔壁４５と経路壁４６との間の隙間に形成された通路内を、径方向外側へ向かって流れる。冷媒通路４３の内部に経路壁４６が形成されており、経路壁４６はエンドプレート２９の外周部に至るように延在しているために、冷媒通路４３へ導入された冷媒は、エンドプレート２９の外周部にまで導かれる。つまり、冷媒通路４３へ導入された冷媒は、図３に示すように、ロータコア２０の軸方向端面２０ａにおいて永久磁石３１が配置されている径方向の位置である、軸方向端面２０ａの外周縁領域にまで、経路壁４６によって導かれる。たとえば、経路壁４６の外周側の端部は永久磁石３１が配置されている位置に対して径方向内側に位置するように、経路壁４６の径方向の長さを調整することができる。

冷媒はさらに、エンドプレート２９の回転によって発生する慣性力（コリオリの力）の作用を受ける。そのため冷媒は、エンドプレート２９の外周部に設けられている径方向外側の経路壁４６の端部に至ると、隔壁４５と経路壁４６との間の流路から流出口４７を通過して流れ出し、図４の矢印ＲＦに示すように、エンドプレート２９の周方向に沿って回転方向後方側へ向かって流れる。冷媒の流れＲＦは、図４に示すように、回転方向ＲＤに対し逆方向である一方向に規定されている。図４に示すように、排出口４４は、エンドプレート２９の外周部に形成されている。よって冷媒は、エンドプレート２９の外周部を流れて排出口４４に到達し、冷媒通路４３から排出される。

冷媒がエンドプレート２９の外周部を流れるということは、すなわち、ロータコア２０において永久磁石３１が埋設されている軸方向端面２０ａの外周縁領域を冷媒が流れるということである。したがって、軸方向端面２０ａの外周縁領域において冷媒が滞留することを抑制することができ、ロータコア２０の軸方向端面２０ａに露出している永久磁石３１の端部に温度の低い冷媒を常に供給して、効率的に永久磁石３１を冷却することができる。

上述のように、回転しているエンドプレート２９の表面を流れる冷媒には、慣性力が作用する。そこで、冷媒通路４３に冷媒を導入するための導入口４２ａを、隔壁４５に対して回転方向後方側に位置するように形成することができる。また、冷媒通路４３から冷媒を排出する排出口４４を、導入口４２ａよりも回転方向後方側に（たとえば、排出口４４が、導入口４２ａと回転中心とを結ぶ直線に対して、回転方向後方側に位置するように）形成することができる。このようにすれば、シャフト５８およびエンドプレート２９の回転時の慣性力によって、冷媒は導入口４２ａから排出口４４へ向かって流れるので、冷媒の流れの滞留を抑制する効果をより顕著に得ることができる。

導入口４２ａは、一の隔壁の回転方向後方側の近傍部に形成されていることが望ましい。また排出口４４は、上記一の隔壁に対し回転方向後方側に隣接する他の隔壁の、回転方向前方側の近傍部に形成されていることが望ましい。つまり、ある一つの隔壁４５の近傍部において、当該隔壁４５に対し回転方向後方側には経路壁４６が形成されており、当該隔壁４５に対し回転方向前方側には排出口４４が形成されているように、エンドプレート２９を作製することができる。このように、隔壁４５により近接する位置に導入口４２ａおよび排出口４４を形成することによって、エンドプレート２９の表面を流れる冷媒の経路をより長くとることができる。その結果、永久磁石３１に冷媒が接触する時間をより長くすることができるので、冷媒の流れによって永久磁石３１をより効率的に冷却することができる。

たとえば、平板状の隔壁４５がエンドプレート２９の外形の円の径方向に形成されている場合、導入口４２ａと当該円の中心とを結ぶ直線が隔壁４５の延在方向に対して１０°以下の角度を形成するように、導入口４２ａを形成することができる。また、排出口４４と当該円の中心とを結ぶ直線が隔壁４５の延在方向に対して１０°以下の角度を形成するように、排出口４４を形成することができる。

以上説明したように、本実施の形態の回転電機では、冷媒通路４３の内部に、冷媒通路４３を周方向に仕切る隔壁４５と、冷媒通路４３へ導入された冷媒を永久磁石３１が配置されているロータコア２０の軸方向端面２０ａの外周縁領域にまで導く経路壁４６とが形成されている。この構成によれば、経路壁４６が形成されているために、冷媒は確実に永久磁石３１が配置されている位置を流れ、冷媒の滞留は抑制されている。したがって、温度の低い冷媒を永久磁石３１に常に供給して、永久磁石３１を効率的に冷却することができる。

また、排出口４４は導入口４２ａに対して回転方向後方側に形成されているために、回転時の慣性力によって冷媒は排出口４４へ向かって流れ、冷媒の流れの滞留を抑制する効果をより顕著に得ることができる。

また、経路壁４６が隔壁４５に沿うように隔壁４５の回転方向後方側に形成されており、導入口４２ａは隔壁４５と経路壁４６との間に形成されている。そのため、エンドプレート２９の表面を流れる冷媒の経路をより長くとることができ、永久磁石３１に冷媒が接触する時間をより長くすることができるので、冷媒の流れによって永久磁石３１をより効率的に冷却することができる。

また、排出口４４はエンドプレート２９の外周部に形成されているために、排出口４４へ向かって流れる冷媒を、永久磁石３１が配置されているエンドプレート２９の外周部を確実に流れるようにすることができる。

なお、シャフト５８およびシャフト５８に固設されたロータコア２０およびエンドプレート２９が時計回り方向に回転するとき、冷媒は粘性を有することから、冷媒通路４３の内部に隔壁４５が形成されていれば、経路壁４６が形成されていなくとも、冷媒の流れを回転方向に対し逆方向の一方向に規定することができる。図５は、図４に示す断面図の変形例であって、経路壁の形成されていない変形例を示す部分断面模式図である。

図５において、矢印ＲＦに示すように、回転によって発生する慣性力（遠心力およびコリオリ力）の作用によって、導入口４２ａから冷媒通路４３に導入された冷媒は、排出口４４へ向かって流れ、冷媒の滞留を抑制する効果を得ることができると考えられる。但し、エンドプレート２９の外周部の、隔壁４５に対し回転方向後方側の近傍部では、コリオリ力の作用のために冷媒が流れにくくなる。冷媒が流れにくい場所が存在すれば、永久磁石３１の冷却ばらつきが発生する可能性がある。そのため、図４に示すように、経路壁４６を設ける構成がより好適であると考えられる。

（実施の形態２）
実施の形態１で説明した隔壁および経路壁の形成されている回転電機は、車軸に直結される主機モータなど片方向にのみ回転可能である回転電機に好適である。一方、たとえば減速機の役割も果たすモータなど、両方向に回転可能であっていずれの方向への回転頻度も同等であるような回転電機には、冷媒の流れが一方向に規定される実施の形態１の回転電機は適さない場合がある。そこで、両方向への回転に対応した冷媒の流れにすることで、両方向に回転可能な回転電機に好適な冷却構造を提供することができる。

図６は、図４に示す断面図の変形例であって、回転シャフトが両方向に回転可能な場合の変形例を示す部分断面模式図である。図６に示すように、実施の形態１と同様に、エンドプレート２９とコア体の軸方向端面との間の冷媒通路には、当該冷媒通路を周方向に仕切る隔壁４５が形成されている。

また、エンドプレート２９には、排出口４４が形成されている。排出口４４は、隔壁４５の延在方向に沿って、エンドプレート２９の外周部に形成されている。また、シャフト５８には、導入口４２ａが形成されている。導入口４２ａは、隣接する２つの隔壁４５の間に形成されている。

この構成によれば、たとえばシャフト５８が時計回り方向に回転した場合には、慣性力の作用により、冷媒はエンドプレート２９の外周部に向かい、かつ反時計周り方向へ向かって流れる。またたとえばシャフト５８が反時計周り方向に回転した場合には、冷媒は時計回り方向に向かって流れる。そして冷媒は、導入口４２ａに対して回転方向後方側に形成されている隔壁４５の延在方向に形成された排出口４４を経由して、排出される。

このように、回転時の慣性力によって、冷媒は導入口４２ａに対して回転方向後方側に形成された排出口４４へ向かって流れるため、冷媒の流れの滞留は抑制される。したがって、温度の低い冷媒を永久磁石３１に常に供給して、永久磁石３１を効率的に冷却することができる。

導入口４２ａが一方の隔壁４５に対して近在するように形成されていると、回転可能な両方向のうちのいずれか一方向へ回転する場合に、エンドプレート２９の外周部において冷媒が流れる表面積が小さくなり、冷却ばらつきが発生して、永久磁石の熱減磁が発生する可能性がある。そこで、導入口４２ａは、隣接する２つの隔壁４５により囲まれた空間の略中央部に形成されることが望ましい。たとえば導入口４２ａは、導入口４２ａと回転中心とを結ぶ直線により、隣接する２つの隔壁４５が形成する角が二等分されるように、形成することができる。

ここで、図２に示す駆動ユニット２００では、発電機としての機能を有する回転電機２１１は、片方向にのみ回転可能である。また電動機および発電機としての機能を有する回転電機２１２は、両方向に回転可能であり、いずれの方向にも同じような頻度で回転する。そこで、回転電機２１１を第１回転電機とし、第１回転電機に実施の形態１で説明した回転電機の構成を用い、また回転電機２１２を第２回転電機とし、第２回転電機に実施の形態２で説明した回転電気の構成を用いることができる。このように、回転電機を回転方向特性に合わせた構成とする（つまり、回転電機の主な回転方向に応じた冷媒の経路を構成する）ことで、効率的に回転電機を冷却することのできる冷却構造を備える、駆動装置を得ることができる。

これまでの説明においては、エンドプレートとコア体の軸方向端面との間の冷媒通路に平板状の隔壁が４箇所に形成されている例について説明したが、本発明はこのような構成に限られるものではない。たとえば、より多い数の隔壁が形成されていてもよい。またたとえば、隔壁および経路壁は、平板形状ではなく曲がった板形状などの異形でもよい。また隔壁は、エンドプレートとコア体の軸方向端面との間の冷媒通路を等分するように、形成されていることが望ましい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の回転電機は、車両に搭載される回転電機に、特に有利に適用され得る。

実施の形態１の、回転電機が適用されるハイブリッド車両の構成を示す概略図である。 駆動ユニットの構成を示す模式図である。 回転電機の詳細を示す断面図である。 図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を示す、部分断面模式図である。 経路壁の形成されていない変形例を示す部分断面模式図である。 シャフトが両方向に回転可能な場合の変形例を示す部分断面模式図である。

符号の説明

１０ ロータ、２０ ロータコア、２０ａ 軸方向端面、２１ 電磁鋼板、２９ エンドプレート、３１ 永久磁石、４１，４２，４３ 冷媒通路、４２ａ 導入口、４４ 排出口、４５ 隔壁、４６ 経路壁、４７ 流出口、５０ ステータ、５１ コイル、５２ 電磁鋼板、５５ ステータコア、５８ シャフト、６０ ３相ケーブル、６１ Ｕ相ケーブル、６２ Ｖ相ケーブル、６３ Ｗ相ケーブル、７０ 制御装置、１００ エンジン、１００Ａ クランクシャフト、１０１ 中心線、２００ 駆動ユニット、２１０，２１１，２１２ 回転電機、２１１Ａ，２１２Ａ ロータ、２１１Ｂ，２１２Ｂ ステータ、２１１Ｃ，２１２Ｃ ステータコイル、２２０ 動力分割機構、２２１，２２２ プラネタリギヤ、２２１Ａ，２２２Ａ サンギヤ、２２１Ｂ，２２２Ｂ ピニオンギヤ、２２１Ｃ，２２２Ｃ プラネタリキャリヤ、２２１Ｄ，２２２Ｄ リングギヤ、２３０ カウンタギヤ、２４０ ディファレンシャルギヤ、４００ バッテリ、５００，６００ ケーブル、ＲＤ，ＲＦ 矢印。

Claims (5)

1. 回転可能に設けられた回転シャフトと、
   前記回転シャフトに固設されたコア体と、
   前記コア体に埋設された永久磁石と、
   前記コア体の軸方向端面に対向して設けられたエンドプレートとを有し、
   前記回転シャフトには、冷媒が流通可能な第１冷媒通路が形成されており、
   前記エンドプレートと前記コア体の前記軸方向端面との間には、前記第１冷媒通路に連通する第２冷媒通路が形成されており、
   前記第２冷媒通路の内部には、前記第２冷媒通路を周方向に仕切る隔壁と、前記第２冷媒通路へ導入された冷媒を前記永久磁石が配置されている前記軸方向端面の外周縁領域にまで導く経路壁とが形成されている、回転電機。
2. 前記回転シャフトには、前記第１冷媒通路から前記第２冷媒通路へ冷媒を導入する導入口が形成されており、
   前記エンドプレートには、前記第２冷媒通路から冷媒を排出可能な排出口が形成されており、
   前記導入口は、前記隔壁に対して回転方向後方側に位置するように形成されており、
   前記排出口は、前記導入口と回転中心とを結ぶ直線に対して回転方向後方側に位置するように形成されている、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記経路壁は、前記隔壁に沿うように、前記隔壁の回転方向後方側に形成されており、
   前記導入口は、前記隔壁と前記経路壁との間に形成されている、請求項２に記載の回転電機。
4. 前記排出口は、前記エンドプレートの外周部に形成されている、請求項２または請求項３に記載の回転電機。
5. 第１回転電機と第２回転電機とを備える駆動装置において、
   前記第１回転電機は、片方向にのみ回転可能である、請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転電機であって、
   前記第２回転電機は、
   両方向に回転可能に設けられた回転シャフトと、
   前記回転シャフトに固設されたコア体と、
   前記コア体に埋設された永久磁石と、
   前記コア体の軸方向端面に対向して設けられたエンドプレートとを有し、
   前記回転シャフトには、冷媒が流通可能な第１冷媒通路が形成されており、
   前記エンドプレートと前記コア体の前記軸方向端面との間には、前記第１冷媒通路に連通する第２冷媒通路が形成されており、
   前記第２冷媒通路の内部には、前記第２冷媒通路を周方向に仕切る隔壁が形成されており、
   前記エンドプレートには、前記第２冷媒通路から冷媒を排出可能な排出口が、前記隔壁の延在方向に沿って前記エンドプレートの外周部に形成されており、
   前記回転シャフトには、前記第１冷媒通路から前記第２冷媒通路へ冷媒を導入する導入口が形成されており、
   前記導入口は、前記導入口と回転中心とを結ぶ直線により、隣接する前記隔壁の形成する角が二等分されるように形成されている、回転電機である、駆動装置。

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