JP2013027100A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアの強度を適切に確保しつつ永久磁石を効率良く冷却可能な回転電機を実現する。
【解決手段】ロータコア３が、複数の磁極のそれぞれに対応して形成された複数の磁気抵抗孔２２ａと、複数の磁気抵抗孔２２ａのそれぞれと軸挿通孔２０とを連通するように径方向Ｒに延びる径方向連通路３０とを備え、ロータコア３を構成する複数の磁性体板５０の内の一部である特定磁性体板５１，５２が、軸挿通孔２０と磁気抵抗孔２２ａとの径方向Ｒの間に形成されて軸方向Ｌに貫通する貫通孔４０ａを備え、径方向連通路３０は、少なくとも２枚の特定磁性体板５１，５２に分かれて互いに径方向位置が異なると共に軸方向視で一部が重複するように形成された複数の貫通孔４０ａを、軸挿通孔２０から磁気抵抗孔２２ａまで径方向Ｒに順に連通してなる連通貫通孔群３１により構成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、円環板状の磁性体板を軸方向に複数積層してなるロータコアと、ロータコアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、ロータコアの内周面に囲まれた軸挿通孔に挿通されるロータ軸と、を有するロータと、ステータとを有する回転電機に関する。

上記のような回転電機の従来技術として、例えば下記の特許文献１に記載された技術がある。以下、この背景技術の欄の説明では、〔〕内に特許文献１における符号（必要に応じて、対応する部材の名称を含む）を引用して説明する。特許文献１に記載の構成では、ロータコア〔１０〕における永久磁石〔１１，１２〕の近傍に、非磁性部分〔セグメント・ヨーク部間非磁性部１８〕を設ける構成が記載されている。このような非磁性部分は、例えば孔（空隙）により形成され、ロータコア内を流れる磁束に対して磁気抵抗として機能する。

ところで、ロータコアに備えられた永久磁石の発熱が過度に進行すると、永久磁石が不可逆減磁を起こすおそれがあるため、永久磁石の温度上昇は適切に抑制される必要がある。しかしながら、上記特許文献１には、永久磁石の冷却機構が示されておらず、当然ながら、非磁性部分を設けることで強度が低下しやすくなるロータコアに対して好適な冷却機構は未だ判明していない。

特開２００９−１２４８９９号公報

そこで、ロータコアの強度を適切に確保しつつ永久磁石を効率良く冷却可能な回転電機の実現が望まれる。

本発明に係る、円環板状の磁性体板を軸方向に複数積層してなるロータコアと、前記ロータコアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記ロータコアの内周面に囲まれた軸挿通孔に挿通されるロータ軸と、を有するロータと、ステータとを有する回転電機の特徴構成は、前記ロータが、前記永久磁石により構成されて軸方向に延びる磁極を周方向に分散して複数備え、前記ロータコアが、複数の前記磁極のそれぞれに対応して軸方向に延びるように形成されて当該ロータコア内を流れる磁束に対して磁気抵抗となる複数の磁気抵抗孔と、複数の前記磁気抵抗孔のそれぞれと前記軸挿通孔とを連通するように径方向に延びる径方向連通路と、を備え、前記ロータコアを構成する複数の前記磁性体板の内の一部である特定磁性体板が、前記軸挿通孔と前記磁気抵抗孔との径方向の間に形成されて軸方向に貫通する貫通孔を備え、前記径方向連通路は、少なくとも２枚の前記特定磁性体板に分かれて互いに径方向位置が異なると共に軸方向視で一部が重複するように形成された複数の前記貫通孔を、前記軸挿通孔から前記磁気抵抗孔まで径方向に順に連通してなる連通貫通孔群により構成されている点にある。

本願において「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。

上記の特徴構成によれば、軸挿通孔の内周面に冷媒を供給することで、当該冷媒を径方向連通路を介して磁気抵抗孔に供給することができるため、磁気抵抗孔における冷媒とロータコアとの間の熱交換により、永久磁石を間接的に冷却することができる。この際、磁気抵抗孔は、ロータコア内を流れる磁束に対する磁気抵抗となることを目的として設けられる孔部であるため、永久磁石に対して比較的近接した位置に設けられるとともに、孔部の内部は基本的に磁気回路を構成しない部分となる。よって、冷媒が磁気回路に与える影響を抑制して回転電機の性能を適切に確保しつつ、永久磁石に対して比較的近接した位置に冷媒を流して永久磁石を効率的に冷却することが可能となっている。また、複数の磁極に対応して形成された複数の磁気抵抗孔のそれぞれに対して径方向連通路を介して冷媒を供給可能であるため、永久磁石の冷却を各磁極に対して一様に行うことが可能となる。
さらに、上記の特徴構成によれば、径方向連通路が少なくとも２枚の特定磁性体板に分かれて形成された貫通孔の群（連通貫通孔群）により構成されるため、１枚の磁性体板のみにより径方向連通路を形成する場合に比べ、各特定磁性体板に形成する貫通孔の寸法（特に径方向寸法）を短く抑えることができる。よって、ロータコアを構成する各特定磁性体板の強度を適切に確保しつつ、径方向連通路を形成することができる。

ここで、前記ロータコアを構成する複数の前記磁性体板が、前記特定磁性体板と、当該特定磁性体板とは異なる通常磁性体板とを有し、前記通常磁性体板は、軸方向視で前記貫通孔と重複する位置において前記貫通孔を閉塞する閉塞部を有し、少なくとも２枚の前記特定磁性体板を軸方向に積層してなる特定磁性体板群により前記連通貫通孔群が形成されているとともに、前記特定磁性体板群を挟んだ軸方向の両側に前記通常磁性体板が配置され、前記通常磁性体板の枚数が、前記特定磁性体板の枚数より多い構成とすると好適である。

この構成によれば、径方向連通路を軸方向に適切に区画することができるとともに、ロータコアの強度を容易に確保することができる。

また、前記径方向連通路は、前記ロータコアの軸方向中央部に、複数の前記磁気抵抗孔のそれぞれについて１本ずつ形成されている構成とすると好適である。

この構成によれば、径方向連通路がロータコアの軸方向中央部に形成されるため、熱がこもりやすいロータコアの軸方向中央部を重点的に冷却することができるとともに、磁気抵抗孔の軸方向中央部から軸方向両外側に向けて冷媒を流すことで、ロータコアを軸方向の両側で均等に冷却することが可能となる。
また、径方向連通路が複数の磁気抵抗孔のそれぞれについて１本ずつ形成されるため、簡易な構成で径方向連通路を形成することができるとともに、ロータコアの強度の確保も容易となる。

また、前記貫通孔のそれぞれは、前記軸挿通孔と前記磁気抵抗孔との間の径方向の領域の一部に形成され、前記連通貫通孔群は、径方向内側に開口して前記軸挿通孔に連通する前記貫通孔である内側開口貫通孔と、径方向外側に開口して前記磁気抵抗孔に連通する前記貫通孔である外側開口貫通孔と、を含み、前記内側開口貫通孔と前記外側開口貫通孔とが互いに異なる前記特定磁性体板に形成されている構成とすると好適である。

この構成によれば、内側開口貫通孔と外側開口貫通孔とが同一の特定磁性体板に形成される場合に比べ、各特定磁性体板の強度を適切に確保するのが容易となる。

また、前記貫通孔の軸方向視での形状が、円形状、楕円形状、及び円弧と直線とをつないだ形状、のいずれかである構成とすると好適である。

この構成によれば、ロータの回転に伴う遠心力に起因して貫通孔の形成部位において発生し得る応力を、円弧状の周縁部により緩和することが容易となり、応力の集中を抑制してロータコアの耐久性を向上させることができる。

また、複数の前記磁極のそれぞれは、複数の前記永久磁石により構成され、前記磁気抵抗孔は、対応する前記磁極を構成する複数の前記永久磁石のそれぞれから均等な距離となる位置に形成されている構成とすると好適である。

この構成によれば、簡素な構成で、各磁極を構成する複数の永久磁石を一様に冷却することが可能となる。

また、前記ステータは、前記ロータコアの径方向外側に配置されるステータコアと、当該ステータコアから軸方向の両側に突出するコイルエンド部と、を備え、前記磁気抵抗孔が、前記ロータコアの軸方向両側の端面に開口する端面開口部を有する構成とすると好適である。

この構成によれば、ロータコアを介して永久磁石を冷却した後の冷媒を利用して、更にコイルエンド部を冷却することができ、回転電機全体を効率良く冷却することができる。

本発明の実施形態に係る回転電機の一部の軸方向に沿う断面形状を示す図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。 本発明の実施形態に係る第一特定磁性体板の一部の平面図である。 本発明の実施形態に係る第二特定磁性体板の一部の平面図である。 本発明の実施形態に係る通常磁性体板の一部の平面図である。 本発明の実施形態に係るロータコアの一部の断面図である。 本発明の実施形態に係るロータコアの一部の分解斜視図である。 本発明のその他の実施形態に係るロータコアの一部の軸方向に直交する断面形状を示す図である。 本発明のその他の実施形態に係る第一特定磁性体板の一部の平面図である。 本発明のその他の実施形態に係る第二特定磁性体板の一部の平面図である。

本発明に係る回転電機の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明では、特に断らない限り、「軸方向Ｌ」、「径方向Ｒ」、及び「周方向Ｃ」は、ロータコア３（回転電機１）の軸心Ａを基準として定義している（図１、図２参照）。なお、各部材についての方向は、当該各部材が回転電機１に組み付けられた状態での方向を表す。また、各部材についての方向や位置に関する記載（例えば「平行」や「直交」等）は、製造上の誤差に応じたずれを含む概念として用いている。このような製造上の誤差は、例えば、寸法や取付位置の公差の範囲内のずれにより生じる。

１．回転電機の全体構成
回転電機１の全体構成について図１を参照して説明する。回転電機１は、界磁としてのロータ２と、電機子としてのステータ４と、ロータ２及びステータ４を収容するケース１００と、を備えている。ステータ４はケース１００に固定され、ロータ２は、ステータ４の径方向内側Ｒ１に当該ステータ４に対して回転自在に配置されている。

ロータ２は、ロータコア３と永久磁石１１とロータ軸１０とを備えている。ロータコア３は、詳細は後述するが、円環板状の磁性体板５０（例えば鋼板等、図６等参照）を軸方向Ｌに複数積層して構成され、全体として円筒状に形成されている。永久磁石１１は、ロータコア３に形成された磁石挿入孔２１に挿入されている。ロータ軸１０は、ロータコア３の内周面に囲まれた軸挿通孔２０に挿通されており、ロータコア３と一体回転するように連結（例えば、焼き嵌め、キー結合、或いはスプライン結合等により連結）されている。ロータ軸１０は、ロータコア３から軸方向Ｌの両側に突出するように配置されており、ロータコア３を挟んだ軸方向Ｌの両側で、軸受９０によりケース１００に対して回転可能に支持されている。

ロータ軸１０は、径方向内側Ｒ１が中空の円筒状に形成されており、当該中空の部分を利用して軸内流路８１が形成されている。また、ロータ軸１０には、軸内流路８１と当該ロータ軸１０の外周面とを径方向Ｒに連通するための径方向貫通孔８２が形成されている。これら軸内流路８１及び径方向貫通孔８２が、冷媒供給源（例えばオイルポンプ等、図示せず）から供給された冷媒を軸挿通孔２０の内周面に供給する冷媒供給部８０を構成している。

ステータ４は、ステータコア５とコイルエンド部６とを備えている。ステータコア５は、ロータコア３の径方向外側Ｒ２に配置され、ステータコア５の内周部には、周方向Ｃに沿って所定間隔で複数のスロット（図示せず）が形成されている。そして、スロットに巻装されたコイルのうち、ステータコア５から軸方向Ｌ（本例では軸方向Ｌの両側）に突出する部分によりコイルエンド部６が形成されている。

２．ロータコアの構成
次に、本発明の要部であるロータコア３の構成について説明する。ロータコア３には、永久磁石１１により構成されて軸方向Ｌに延びる磁極が、周方向Ｃに分散して複数形成されている。本例では、図２に示すように、ロータ２の磁極数は「８」とされ、８個の磁極が周方向Ｃに沿って均等な間隔で配置されている。なお、図２においては、１つの磁極を構成する周方向Ｃの領域（以下、「区画」という。）を符号「Ｐ」で表している。複数（本例では８個）の区画Ｐのそれぞれは、周方向Ｃの位置及び永久磁石１１の極性方向を除けば同様に構成されており、ロータコア３は、１つの区画Ｐの構成を周方向Ｃに複数（本例では８個）並べた構成とみなせる。

複数の磁極のそれぞれは、単数又は複数の永久磁石１１により構成される。本実施形態では、図２に示すように、各磁極は複数の永久磁石１１により、具体的には３つの永久磁石１１により構成されている。よって、本実施形態では、各区画Ｐには、永久磁石１１を挿入するための磁石挿入孔２１が３つ設けられている。磁石挿入孔２１は、軸方向Ｌに延びるように形成され、本例では図１に示すように、ロータコア３を軸方向Ｌに貫通して設けられている。

ロータコア３には、軸方向Ｌに延びるように形成された磁気抵抗孔２２が設けられている。本例では図１に示すように、磁気抵抗孔２２は、ロータコア３を軸方向Ｌに貫通して設けられている。磁気抵抗孔２２は、ロータコア３内を流れる磁束に対して磁気抵抗（フラックスバリア）として機能する。すなわち、磁気抵抗孔２２は、ロータコア３内における磁気回路（磁路）の経路を変更し、所望の経路を形成する。また、磁気抵抗孔２２は、複数の磁極のそれぞれに対応して互いに独立に設けられており、ロータコア３の全体で複数の磁気抵抗孔２２が備えられている。なお、ロータコア３内を流れる磁束には、永久磁石１１に起因する界磁束と、ステータコア５に巻装されたコイルに起因する電機子磁束とが含まれる。そして、磁気抵抗孔２２には、永久磁石１１が形成する磁気回路の短絡（ロータコア３内での短絡）を抑制すべく主に界磁束の流れを制御するための孔と、主に電機子磁束の流れを制御するための孔とが含まれる。

各区画Ｐには少なくとも１つの磁気抵抗孔２２が設けられる。本実施形態では、図２に示すように、各区画Ｐには複数（本例では９個）の磁気抵抗孔２２が設けられている。そして、径方向連通路３０（後述する）による冷媒の供給対象となる磁気抵抗孔２２である特定磁気抵抗孔２２ａが、複数ある区画Ｐ（本例では８区画）のそれぞれに対して設定されている。すなわち、ロータコア３は、全体として、互いに独立に形成された複数の特定磁気抵抗孔２２ａを備える。本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａが本発明における「磁気抵抗孔」に相当する。

図２に示すように、各区画Ｐにおいて、９つある磁気抵抗孔２２の内の６つは、磁石挿入孔２１に連通するように、磁石挿入孔２１と一体的に形成されている。一方、残りの３つの磁気抵抗孔２２は、磁石挿入孔２１に連通することなく、磁石挿入孔２１とは独立に（すなわち離間して）形成されている。そして、本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａは、磁石挿入孔２１とは独立した３つの磁気抵抗孔２２のうち、最も径方向内側Ｒ１に形成された磁気抵抗孔２２に設定されている。

本実施形態では、各磁極を構成する複数の永久磁石１１の温度が不均一になるのを抑制すべく、特定磁気抵抗孔２２ａを、対応する磁極を構成する複数の永久磁石１１のそれぞれから均等な距離となる位置に設けている。なお、本明細書では、図２に示すように、軸方向Ｌに直交する断面において、特定磁気抵抗孔２２ａが、各永久磁石１１の重心Ｇから均等な距離にある等距離点Ｈを内部に含むように形成されている場合に、特定磁気抵抗孔２２ａが当該各永久磁石１１のそれぞれから均等な距離に設けられているとする。

また、本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａは、区画Ｐ内における周方向中央部に形成されている。そして、この特定磁気抵抗孔２２ａは、軸方向Ｌに直交する断面において、当該周方向中央部を通る径方向Ｒに沿った直線（本例では、上記等距離点Ｈを通る径方向Ｒに沿った直線と同一）を対称軸として線対称な形状に形成されている。

更に、本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａは、何れの永久磁石１１に対しても、全体として径方向内側Ｒ１に配置されている。本例では、特定磁気抵抗孔２２ａの径方向外側Ｒ２の端部と、永久磁石１１が占有する径方向領域の径方向内側Ｒ１の端部とが、概ね同じ径方向位置に位置する。これにより、マグネットトルクに寄与する界磁束の流れに与える影響を抑えつつ、冷媒供給部８０の冷媒供給対象部位である軸挿通孔２０の内周面との間で、径方向Ｒに延びる径方向連通路３０を形成することが可能となっている。また、冷媒が流れる特定磁気抵抗孔２２ａにおける径方向外側Ｒ２の部分と永久磁石１１との距離を短くして、永久磁石１１の冷却性能を向上させることも可能となっている。

径方向連通路３０の構成についての詳細は後述するが、径方向連通路３０は、図２に示すように、特定磁気抵抗孔２２ａと軸挿通孔２０とを連通するように形成される。これにより、図２において破線矢印で概念的に示すように、特定磁気抵抗孔２２ａには、冷媒供給部８０及び径方向連通路３０を介して冷媒が供給される。なお、本実施形態では、径方向貫通孔８２の流路断面積（軸心Ａを基準とする円筒面に沿って切断した断面における断面積）を、径方向連通路３０の流路断面積に対して小さくすることで、比較的設計変更のしやすい径方向貫通孔８２の内径によって、特定磁気抵抗孔２２ａに供給される冷媒の流量を調節可能としている。

ロータコア３は、複数の特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれと軸挿通孔２０とを連通するように、複数の径方向連通路３０を備えており、ロータ軸１０には、複数の径方向連通路３０のそれぞれに対応して複数の径方向貫通孔８２が形成されている。本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａは各磁極に対して１つずつ設けられており、ロータコア３は、磁極数分（本例では８個）の径方向連通路３０を備えている。

図１に示すように、特定磁気抵抗孔２２ａは、ロータコア３の軸方向両側の端面に開口する端面開口部２３を有している。これにより、特定磁気抵抗孔２２ａに径方向連通路３０を介して供給された冷媒は、図１に示すように、特定磁気抵抗孔２２ａの内部を軸方向両外側に向かって流れ、この際に行われるロータコア３との間の熱交換により、永久磁石１１を含むロータコア３が冷却される。そして、軸方向両側にある端面開口部２３のそれぞれは、ロータコア３に対して軸方向Ｌの同じ側にあるコイルエンド部６に対して径方向内側Ｒ１に配置されている。これにより、端面開口部２３に到達した冷媒を、図１において破線矢印で概念的に示すように、遠心力によりコイルエンド部６に向けて排出することができ、ロータコア３を冷却した後の冷媒を用いてコイルエンド部６を冷却することが可能となっている。なお、本例では、ケース１００内には、コイルエンド部６に対して径方向外側Ｒ２から冷媒を供給するための冷媒供給管８３も備えられている。

上記のような構成を備えたロータコア３は、円環板状の磁性体板５０を軸方向Ｌに複数積層してなる積層構造体とされている。以下、磁性体板５０の構成及びその積層形態について詳細に説明する。

ロータコア３を構成する複数の磁性体板５０は、特定磁性体板（本例では、第一特定磁性体板５１（図３参照）と第二特定磁性体板５２（図４参照）との２種類）と、当該特定磁性体板とは異なる通常磁性体板５３（図５参照）とを有している。以下では、第一特定磁性体板５１と第二特定磁性体板５２とを区別する必要がない場合には、「特定磁性体板５１，５２」と表記する。図３〜図５においては、円環板状に形成された各磁性体板５０における、１つの区画Ｐ（図２参照）に対応する部分のみを示している。本例では、特定磁性体板５１，５２と通常磁性体板５３とによりロータコア３が構成され、ロータコア３を構成する複数の磁性体板５０の内の一部は特定磁性体板５１，５２であり、残りは全て通常磁性体板５３とされている。

図３〜図５に示すように、第一特定磁性体板５１、第二特定磁性体板５２、及び通常磁性体板５３のそれぞれには、磁性体板５０を軸方向Ｌに貫通する貫通孔４０が形成されている。上述した磁石挿入孔２１及び磁気抵抗孔２２（特定磁気抵抗孔２２ａを含む）を形成するための貫通孔４０は、第一特定磁性体板５１、第二特定磁性体板５２、及び通常磁性体板５３の全てに形成されている。これにより、磁性体板５０を軸方向Ｌに積層した状態で、それぞれの磁性体板５０に形成された貫通孔４０同士が積層方向（軸方向Ｌ）に連通して、ロータコア３内を軸方向Ｌに延びる磁石挿入孔２１及び磁気抵抗孔２２が形成される。

第一特定磁性体板５１及び第二特定磁性体板５２には、通常磁性体板５３に形成されている貫通孔４０に加えて、図３及び図４に示すように、径方向連通路３０を形成するための貫通孔４０である特定貫通孔４０ａも形成されている。以下に説明するように、径方向連通路３０は、複数の特定貫通孔４０ａにより構成される連通貫通孔群３１（図６、図７参照）により形成される。本実施形態では、特定貫通孔４０ａが本発明における「貫通孔」に相当する。

特定貫通孔４０ａは、図３及び図４に示すように、軸挿通孔２０と特定磁気抵抗孔２２ａとの径方向Ｒの間に形成されている。具体的には、特定貫通孔４０ａのそれぞれは、軸挿通孔２０と特定磁気抵抗孔２２ａとの間の径方向Ｒの領域の一部に形成されている。また、本実施形態では、特定貫通孔４０ａのそれぞれは、区画Ｐ内における周方向中央部に形成されており、径方向Ｒに延びるように形成される径方向連通路３０の延在方向は、径方向Ｒに平行な方向となる。

特定貫通孔４０ａには、径方向内側Ｒ１に開口して軸挿通孔２０に連通する内側開口貫通孔４１と、径方向外側Ｒ２に開口して特定磁気抵抗孔２２ａに連通する外側開口貫通孔４２と、軸挿通孔２０にも特定磁気抵抗孔２２ａにも連通せず、全周を板状部に囲まれて閉じた形状を有する完全貫通孔４３とが含まれる。

そして、本実施形態では、内側開口貫通孔４１は第二特定磁性体板５２に形成され、外側開口貫通孔４２は第一特定磁性体板５１に形成されている。すなわち、内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とは互いに異なる特定磁性体板５１，５２に形成されている。また、本実施形態では、内側開口貫通孔４１の軸方向視での形状、及び外側開口貫通孔４２の軸方向視での形状の双方は、円弧と直線とをつないだ形状とされている。また、完全貫通孔４３の軸方向視での形状は、円形状とされている。

図６及び図７に示すように、径方向連通路３０を形成する複数の特定貫通孔４０ａの群である連通貫通孔群３１は、少なくとも２枚の特定磁性体板５１，５２を軸方向Ｌに積層してなる特定磁性体板群５４により形成される。ここで、１枚の磁性体板５０は、必ずしも物理的に１枚の円環板状部材で構成される必要はなく、同一の形状の円環板状部材を同一の位相で軸方向Ｌに複数重ね合わせたもので１枚の磁性体板５０を構成しても良い。

連通貫通孔群３１を構成する特定貫通孔４０ａには、少なくとも内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とが含まれ、本例では更に完全貫通孔４３も含まれる。そして、連通貫通孔群３１を構成する複数の特定貫通孔４０ａは、特定磁性体板群５４を構成する少なくとも２枚の特定磁性体板５１，５２に分かれて形成されるとともに、当該複数の特定貫通孔４０ａは、軸挿通孔２０（内側開口貫通孔４１）から特定磁気抵抗孔２２ａ（外側開口貫通孔４２）まで径方向Ｒに順に連通することが可能なように、少なくとも一部の特定貫通孔４０ａが互いに径方向位置が異なると共に軸方向視で一部が重複するように配置される。言い換えれば、連通貫通孔群３１における径方向Ｒの連通順序において連続する２つの特定貫通孔４０ａが、軸方向Ｌに隣接する２つの特定磁性体板５１，５２に分かれて配置されるともに下流側（外側開口貫通孔４２側）の特定貫通孔４０ａが上流側（内側開口貫通孔４１側）の特定貫通孔４０ａより径方向外側Ｒ２に位置するように、特定磁性体板群５４における特定磁性体板５１，５２の積層順序が設定されている。

上記のような構成を備えることで、各特定磁性体板５１，５２に形成する特定貫通孔４０ａの寸法（特に径方向Ｒの寸法）を短く抑えることができ、ロータコア３を構成する各特定磁性体板５１，５２の強度を適切に確保しつつ、径方向連通路３０を形成することが可能となっている。

本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、特定磁性体板群５４は、４枚の特定磁性体板５１，５２により構成されており、具体的には、第一特定磁性体板５１を同一位相で複数枚（本例では２枚）軸方向Ｌに積層してなる第一ユニットと、第二特定磁性体板５２を同一位相で複数枚（本例では２枚）軸方向Ｌに積層してなる第二ユニットとを、軸方向Ｌに積層して特定磁性体板群５４が形成されている。そのため、本実施形態では、連通貫通孔群３１により形成される径方向連通路３０の経路中には、軸方向Ｌに隣接する２つの特定磁性体板５１，５２に形成された特定貫通孔４０ａ同士が、径方向Ｒの一部の領域でのみ軸方向Ｌに連通するように径方向Ｒにずらして配置された部分に加えて、軸方向Ｌに隣接する２つの特定磁性体板５１，５２に形成された特定貫通孔４０ａ同士が、径方向Ｒの全域で軸方向Ｌに連通するように径方向Ｒの同じ位置に配置された部分が含まれる。なお、前者の部分は、第一特定磁性体板５１と第二特定磁性体板５２との境界部（第一ユニットと第二ユニットとの境界部）に形成され、後者の部分は、第一ユニット内における第一特定磁性体板５１同士の境界部、並びに第二ユニット内における第二特定磁性体板５２同士の境界部に形成される。

そして、特定磁性体板群５４を挟んだ軸方向Ｌの両側には、図６及び図７に示すように、通常磁性体板５３が配置されている。通常磁性体板５３は、軸方向視で特定貫通孔４０ａと重複する位置において特定貫通孔４０ａを閉塞する閉塞部５３ａを有している。これにより、連通貫通孔群３１により形成される軸挿通孔２０と特定磁気抵抗孔２２ａとを連通する径方向連通路３０は、軸方向Ｌの両側を通常磁性体板５３により閉塞され、冷媒供給部８０（図２参照）から供給された冷媒を、適切に特定磁気抵抗孔２２ａに対して供給することが可能となっている。なお、本実施形態では、通常磁性体板５３は、図５に示すように、軸挿通孔２０と特定磁気抵抗孔２２ａとの径方向Ｒの間の全域に亘って延在する板状部を備え、当該板状部が閉塞部５３ａを構成している。

本実施形態では、特定磁性体板群５４は、ロータコア３の軸方向中央部に１つのみ備えられ、図１及び図２に示すように、径方向連通路３０は、ロータコア３の軸方向中央部に、複数（本例では８個）の特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれについて１本ずつ形成されている。そして、図１及び図６（ｂ）より明らかなように、ロータコア３を構成する通常磁性体板５３の枚数は、ロータコア３を構成する特定磁性体板５１，５２の枚数（本例では４枚）よりも多くなっている。そして、特定磁性体板５１，５２の枚数に対する通常磁性体板５３の枚数の比を大きくする程、ロータコア３の強度を向上させることができる。例えば、通常磁性体板５３の枚数を、特定磁性体板５１，５２の枚数の２０倍〜３０倍程度とすることができる。なお、特定磁性体板５１，５２と通常磁性体板５３とで１枚の軸方向Ｌの厚さが異なる場合には、１枚の厚さが同じとなるように換算した枚数同士を比べるものとする。

３．その他の実施形態
最後に、本発明に係る回転電機の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記の実施形態では、複数の磁極のそれぞれが、３つの永久磁石１１により形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、「３」以外の複数の永久磁石１１により１つの磁極が形成された構成や、１つの永久磁石１１により１つの磁極が形成された構成とすることもできる。

図８に、２つの永久磁石１１により１つの磁極が形成された構成を例として説明する。なお、図８では図２と同様、１つの磁極を構成する周方向Ｃの領域（区画）を符号「Ｐ」で表している。本例においても、上記実施形態と同様、第一特定磁性体板５１（図９参照）と第二特定磁性体板５２（図１０参照）との２種類の特定磁性体板を用いてロータコア３が形成されている。

図８に示す例では、上記実施形態とは異なり、特定磁気抵抗孔２２ａは、対応する磁極を構成する複数の永久磁石１１のそれぞれから均等な距離となる位置には設けられておらず、周方向Ｃに隣接する２つの区画Ｐの境界部を跨ぐように形成されている。具体的には、本例では、区画Ｐを周方向Ｃに当該区画Ｐの半ピッチ（区画Ｐが占める周方向範囲の半分）分ずらした区画Ｓに含まれる複数（本例では２つ）の永久磁石１１のそれぞれから均等な距離となる位置に、特定磁気抵抗孔２２ａが設けられている。なお、図８に示す例においても、ロータコア３の全体では、複数の磁極のそれぞれに対応して複数（具体的には磁極数と同数の）の特定磁気抵抗孔２２ａが設けられている。

また、図８に示す例では、上記実施形態とは異なり、内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とは同じ特定磁性体板である第一特定磁性体板５１（図９参照）に形成されている。さらに、図８に示す例では、上記実施形態と異なり、完全貫通孔４３の軸方向視での形状が、円形ではなく楕円形状、具体的には、長軸方向が周方向Ｃに一致する楕円形状とされている（図１０参照）。なお、各特定貫通孔４０ａの軸方向視での形状は、円形状、楕円形状、及び円弧と直線とをつないだ形状に限らず、直線のみをつないだ形状（例えば、三角形状や四角形状等）とすることも可能である。

（２）上記の実施形態では、径方向連通路３０が、ロータコア３の軸方向中央部に形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、径方向連通路３０が、ロータコア３の軸方向中央部から軸方向Ｌのいずれか一方側にずれた位置に形成された構成とすることもできる。例えば、径方向連通路３０が、ロータコア３の軸方向端部に形成された構成とすることができる。このような構成では、上記実施形態とは異なり、特定磁気抵抗孔２２ａの端面開口部２３が、径方向連通路３０が形成された側とは軸方向Ｌの反対側の端面にのみに設けられた構成とすることができる。

（３）上記の実施形態では、複数の特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれに対応する径方向連通路３０が、軸方向Ｌの互いに同じ位置（具体的にはロータコア３の軸方向中央部）に形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、少なくとも２つの特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれに対応する径方向連通路３０が、軸方向Ｌの互いに異なる位置に形成された構成とすることができる。このような構成では、上記実施形態とは異なり、１枚の特定磁性体板５１，５２には、磁極数より少ない個数の区画Ｐにおいてのみ、径方向連通路３０を形成するための特定貫通孔４０ａが設けられる。

（４）上記の実施形態では、径方向連通路３０が、複数の特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれについて１本ずつ形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、特定磁性体板群５４をロータコア３内において軸方向Ｌにおける複数箇所に備え、１つの特定磁気抵抗孔２２ａに対して軸方向Ｌ位置の異なる複数の径方向連通路３０が形成された構成とすることもできる。このような場合であっても、ロータコア３を構成する通常磁性体板５３の枚数が、ロータコア３を構成する特定磁性体板５１，５２の枚数よりも多いことが好ましい。なお、ロータコア３を構成する通常磁性体板５３の枚数が、ロータコア３を構成する特定磁性体板５１，５２の枚数よりも少ない構成とすることも可能である。

（５）上記の実施形態では、第一特定磁性体板５１と第二特定磁性体板５２との２種類の特定磁性体板により特定磁性体板群５４が形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、３種類以上（例えば３種類）の特定磁性体板により特定磁性体板群５４が形成された構成とすることもできる。特定磁性体板の種類を増やすことで、径方向連通路３０内において冷媒を円滑に流すことが容易となる。

また、特定貫通孔４０ａの形成位置（径方向Ｒの位置）が互いに異なる複数の区画Ｐが形成された１種類の特定磁性体板のみを用いて、位相を互いにずらして複数の特定磁性体を軸方向Ｌに積層することで、特定磁性体板群５４が形成された構成とすることもできる。この場合、例えば、図３に示す区画Ｐと図４に示す区画Ｐとが周方向Ｃに沿って交互に並べられた構成の特定磁性体板を用い、２枚の当該特定磁性体板が周方向Ｃに４５度分ずらして軸方向Ｌに積層された部分を有するように特定磁性体板群５４が形成された構成とすることができる。

（６）上記の実施形態では、連通貫通孔群３１を構成する特定貫通孔４０ａに、内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とに加えて完全貫通孔４３も含まれる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、内側開口貫通孔４１の径方向外側Ｒ２の端部が、外側開口貫通孔４２の径方向内側Ｒ１の端部よりも径方向外側Ｒ２に位置する構成として、内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とによってのみ連通貫通孔群３１が形成されても良い。

（７）上記の実施形態では、特定貫通孔４０ａのそれぞれが、区画Ｐ内における周方向中央部に形成され、径方向Ｒに延びるように形成される径方向連通路３０の延在方向が、径方向Ｒに平行な方向となる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、特定貫通孔４０ａの少なくとも一部が、区画Ｐ内における周方向中央部とは異なる位置に形成され、径方向連通路３０の延在方向が、径方向Ｒに交差する方向となる構成とすることもできる。

（８）上記の実施形態では、図１に示すように、ロータコア３の軸方向両側の端面にエンドプレートが備えられない構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、ロータコア３の軸方向Ｌの一方又は双方の端面に、軸方向視で磁石挿入孔２１と重複する板状部を有するエンドプレートが設けられた構成とすることもできる。このような構成では、コイルエンド部６への冷媒供給を可能とすべく、エンドプレートが、少なくとも特定磁気抵抗孔２２ａの端面開口部２３に対応する位置に軸方向Ｌの貫通孔を有する構成とすると好適である。

（９）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、本願の特許請求の範囲に記載されていない構成に関しては、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、円環板状の磁性体板を軸方向に複数積層してなるロータコアと、ロータコアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、ロータコアの内周面に囲まれた軸挿通孔に挿通されるロータ軸と、を有するロータと、ステータとを有する回転電機に好適に利用することができる。

１：回転電機
２：ロータ
３：ロータコア
４：ステータ
５：ステータコア
６：コイルエンド部
１０：ロータ軸
１１：永久磁石
２０：軸挿通孔
２１：磁石挿入孔
２２ａ：特定磁気抵抗孔（磁気抵抗孔）
２３：端面開口部
３０：径方向連通路
３１：連通貫通孔群
４０ａ：特定貫通孔（貫通孔）
４１：内側開口貫通孔
４２：外側開口貫通孔
５０：磁性体板
５１：第一特定磁性体板（特定磁性体板）
５２：第二特定磁性体板（特定磁性体板）
５３：通常磁性体板
５３ａ：閉塞部
５４：特定磁性体板群
Ｌ：軸方向
Ｒ：径方向
Ｒ１：径方向内側
Ｒ２：径方向外側

Claims (7)

1. 円環板状の磁性体板を軸方向に複数積層してなるロータコアと、前記ロータコアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記ロータコアの内周面に囲まれた軸挿通孔に挿通されるロータ軸と、を有するロータと、ステータとを有する回転電機であって、
   前記ロータが、前記永久磁石により構成されて軸方向に延びる磁極を周方向に分散して複数備え、
   前記ロータコアが、複数の前記磁極のそれぞれに対応して軸方向に延びるように形成されて当該ロータコア内を流れる磁束に対して磁気抵抗となる複数の磁気抵抗孔と、複数の前記磁気抵抗孔のそれぞれと前記軸挿通孔とを連通するように径方向に延びる径方向連通路と、を備え、
   前記ロータコアを構成する複数の前記磁性体板の内の一部である特定磁性体板が、前記軸挿通孔と前記磁気抵抗孔との径方向の間に形成されて軸方向に貫通する貫通孔を備え、
   前記径方向連通路は、少なくとも２枚の前記特定磁性体板に分かれて互いに径方向位置が異なると共に軸方向視で一部が重複するように形成された複数の前記貫通孔を、前記軸挿通孔から前記磁気抵抗孔まで径方向に順に連通してなる連通貫通孔群により構成されている回転電機。
2. 前記ロータコアを構成する複数の前記磁性体板が、前記特定磁性体板と、当該特定磁性体板とは異なる通常磁性体板とを有し、
   前記通常磁性体板は、軸方向視で前記貫通孔と重複する位置において前記貫通孔を閉塞する閉塞部を有し、
   少なくとも２枚の前記特定磁性体板を軸方向に積層してなる特定磁性体板群により前記連通貫通孔群が形成されているとともに、前記特定磁性体板群を挟んだ軸方向の両側に前記通常磁性体板が配置され、
   前記通常磁性体板の枚数が、前記特定磁性体板の枚数より多い請求項１に記載の回転電機。
3. 前記径方向連通路は、前記ロータコアの軸方向中央部に、複数の前記磁気抵抗孔のそれぞれについて１本ずつ形成されている請求項１又は２に記載の回転電機。
4. 前記貫通孔のそれぞれは、前記軸挿通孔と前記磁気抵抗孔との間の径方向の領域の一部に形成され、
   前記連通貫通孔群は、径方向内側に開口して前記軸挿通孔に連通する前記貫通孔である内側開口貫通孔と、径方向外側に開口して前記磁気抵抗孔に連通する前記貫通孔である外側開口貫通孔と、を含み、
   前記内側開口貫通孔と前記外側開口貫通孔とが互いに異なる前記特定磁性体板に形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。
5. 前記貫通孔の軸方向視での形状が、円形状、楕円形状、及び円弧と直線とをつないだ形状、のいずれかである請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機。
6. 複数の前記磁極のそれぞれは、複数の前記永久磁石により構成され、
   前記磁気抵抗孔は、対応する前記磁極を構成する複数の前記永久磁石のそれぞれから均等な距離となる位置に形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機。
7. 前記ステータは、前記ロータコアの径方向外側に配置されるステータコアと、当該ステータコアから軸方向の両側に突出するコイルエンド部と、を備え、
   前記磁気抵抗孔が、前記ロータコアの軸方向両側の端面に開口する端面開口部を有する請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機。

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