JP2019047644A - 回転電機のロータ、および、回転電機の冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却液に含まれる異物を低減できるロータを提供する。【解決手段】回転電機のロータ１２は、ロータコア２０と、前記ロータコア２０の内部または外周面において周方向に配設された複数の永久磁石２４と、を備える。前記ロータコア２０の内部には、冷却液が流れる１以上の第一流路２６であって、軸方向に延びるとともに前記ロータ１２の外部に連通する１以上の第一流路２６と、前記第一流路２６から径方向外側に延びるとともに、その末端が閉塞している１以上の第二流路２８と、が形成されている。【選択図】図１

Description

本明細書は、回転電機のロータ、特にその冷却構造、および、回転電機の冷却方法を開示する。

周知の通り、回転電機は、その駆動に伴い発熱し、温度上昇する。かかる回転電機を冷却するために、従来から、回転電機の各部に冷却液を流して冷却することが提案されている。

例えば、特許文献１には、ロータコア内に、軸方向に延びる流路を設け、当該流路に冷却液を流すことが提案されている。流路に供給された冷却液は、ロータコアの軸方向両端面から外部に出る。そして、このロータコアの軸方向端面から出た冷却液が、遠心力により外周側に位置するステータに向かって飛散することで、ステータも冷却される。

特開２０１４−１７６２３５号公報

ここで、通常、こうした冷却に用いられる冷却液は、所定の経路を循環させながら繰り返し使用されることが多い。例えば、ロータコアから噴出してステータに当てられた冷却液は、回収されて冷却された後、再度、回転軸等を介してロータコアに供給される。そのため、冷却液は、長期間、使用し続けると、循環経路途中にある部材から摩耗剥離した異物が混入することがある。特に、冷却液を回転電機だけでなく、ギヤ等の機械部品の周辺にも流す場合、ギヤ等の機械部品同士が噛み合うことで摩耗剥離した金属粉が、冷却液に混入することがある。

かかる異物が混入した冷却液を用いた場合、冷却対象物と異物とが衝突し、冷却対象物の損傷を招くことがあった。特に、ロータコアからステータコイルに噴出する冷却液に異物が混入していると、ステータコイルのエナメル被覆の劣化等を招く。また、冷却液に異物が多量に混入していると、冷却液が流れる流路が目詰まりする恐れもある。

そこで、本明細書では、冷却液に含まれる異物を低減できるロータコア、および、回転電機の冷却方法を開示する。

本明細書で開示する回転電機のロータは、ロータコアと、前記ロータコアの内部または外周面において周方向に配設された複数の永久磁石と、を備えた回転電機のロータであって、前記ロータコアの内部には、冷却液が流れる１以上の第一流路であって、軸方向に延びるとともに前記ロータの外部に連通する１以上の第一流路と、前記第一流路から径方向外側に延びるとともに、その末端が閉塞している１以上の第二流路と、が形成されている、ことを特徴とする。

かかる構成とすることで、第一流路に流れる冷却液に含まれる異物は、ロータの回転に伴い生じる遠心力により、第二流路に流れ込み、留まる。その結果、第一流路に流れる冷却液に含まれる異物を低減できる。

前記第一流路は、前記永久磁石よりも径方向内側に形成されており、前記第二流路の末端は、当該第二流路の末端に到達した磁性材料からなる異物を、前記永久磁石が磁気吸引可能な位置にあってもよい。

かかる構成とすることで、磁性材料からなる異物は、遠心力に加え、永久磁石の磁力も受けるため、より確実に第二流路に流れ込み、留まる。結果として、第一流路に流れる冷却液に含まれる異物をより確実に低減できる。また、ロータの回転が停止した後も、磁性材料からなる異物が、第一流路に戻ることを防止できる。

また、前記第一流路は、前記冷却液の流入口を有しており、前記第二流路の少なくとも一つは、前記第一流路の前記流入口と同じ軸方向位置から延びていてもよい。

冷却液の流入口、すなわち、冷却液の流れの上流端と同じ軸方向位置に、第二流路を設けることで、異物を冷却液の流れの上流端でキャッチすることができ、下流に流れる異物を低減できる。

また、前記ロータコアは、複数の鋼板を軸方向に積層した積層体であり、前記第一流路の長尺方向は、軸方向と平行であってもよい。

かかる構成とすることで、ロータコアを構成する鋼板の種類数を低減できる。

また、各第一流路には、軸方向に間隔を空けて複数の第二流路が接続されていてもよい。

第二流路を複数設けることで、冷却液がロータコアから噴出する前に、当該冷却液に混入する異物をより確実にキャッチできる。結果として、冷却液に含まれる異物による、ステータの損傷を効果的に防止できる。

本明細書で開示する回転電機の冷却方法は、ロータと、前記ロータと同心に配されたステータと、前記ロータの中心に固着されて前記ロータとともに回転する回転軸と、を備えた回転電機の冷却方法であって、前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアの内部または外周面において周方向に配設された複数の永久磁石と、を有しており、前記ロータコアの内部には、冷却液が流れる１以上の第一流路であって、軸方向に延びるとともに前記ロータの外部に連通する１以上の第一流路と、前記第一流路から径方向外側に延びるとともに、その末端が閉塞している１以上の第二流路と、が形成されており、冷却液への混入が予想される異物よりも比重が小さい冷却液を、前記第一流路に供給することで前記回転電機を冷却する。

異物よりも比重が小さい冷却液を流すことで、冷却液より比重の重い異物は、遠心分離作用により、第二流路に流れ込み、留まる。結果として、第一流路に流れる冷却液に含まれる異物を低減できる。

本明細書で開示するロータコアおよび回転電機の冷却方法によれば、第一流路に流れる冷却液に含まれる異物は、ロータの回転に伴い生じる遠心力により、第二流路に流れ込み、留まる。その結果、第一流路に流れる冷却液に含まれる異物を低減できる。

回転電機の概略縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線におけるロータの断面図である。 図１のＢ−Ｂ線におけるロータの断面図である。 図１のＣ−Ｃ線におけるロータの断面図である。 図１のＤ部拡大図である。 他のロータの一例を示す図である。 他のロータの一例を示す図である。 他のロータの一例を示す図である。 電磁鋼板の他の一例を示す図である。 電磁鋼板の他の一例を示す図である。

以下、回転電機１０の構成について図面を参照して説明する。図１は、回転電機１０の概略縦断面図である。また、図２Ａは、図１におけるＡ−Ａ線におけるロータ１２の断面図である。同様に、図２Ｂは、図１におけるＢ−Ｂ線、図２Ｃは、図１におけるＣ−Ｃ線におけるロータ１２の断面図である。なお、以下の説明において、「軸方向」、「径方向」、「周方向」とは、ロータ軸方向、ロータ径方向、ロータ周方向の意味である。

回転電機１０は、ロータコア２０の内部に永久磁石２４が埋め込まれた永久磁石同期回転電機である。この回転電機１０は、ロータ１２およびステータ１４を備えている。ステータ１４は、その内周に複数のティースが形成された略環状のステータコア１８と、各ティースに巻回されたステータコイル１９と、を有する。ロータ１２は、このステータ１４の内側に、ステータ１４と同心に配される。ロータ１２の外周面とステータ１４の内周面との間には、ほぼ均一な距離のギャップが存在している。

ロータ１２は、ロータコア２０および当該ロータコア２０に埋め込まれた永久磁石２４を備えている。ロータコア２０の中心には、回転軸１６が挿通されている。回転軸１６は、ロータコア２０に強固に固着されており、ロータ１２とともに回転する。また、回転軸１６は、ベアリング（図示せず）等を介してモータケース（図示せず）に回転自在に支持されている。

ロータコア２０は、複数の電磁鋼板２２を軸方向に積層して構成される。なお、図１では、見易さのために各電磁鋼板２２の厚みを大きく図示しているが、実際には、各電磁鋼板２２は、十分に薄く、一つのロータコア２０は、図１に示す場合よりも多数の電磁鋼板２２で構成されている。各電磁鋼板２２は、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、円盤形状であり、例えば、ケイ素電磁鋼板等である。ロータコア２０の外周近傍には、永久磁石２４を埋め込むための磁石孔が複数形成されている。複数の磁石孔は、ロータコア２０の周方向に均等に並んでおり、各磁石孔は、ロータコア２０を軸方向に貫通している。

各磁石孔には、磁極を構成する永久磁石２４が埋め込まれている。永久磁石２４は、軸方向視で略長方形をしており、ロータ１２径方向に磁化されている。この複数の永久磁石２４は、磁極の極性が周方向に交互に並ぶように、周方向に均等に配置される。なお、ここで例示した永久磁石２４の形状および個数は、一例であり、回転電機１０の求められる特性に応じて適宜、変更されてもよい。したがって、永久磁石２４は、例えば、略円弧状でもよい。また、２以上の永久磁石２４で一つの磁極を構成してもよい。例えば、ロータコア２０の外周側に向かって略Ｖ字状に広がるような姿勢で配置された２つの永久磁石２４で一つの磁極を構成してもよい。さらに、図２Ａ〜図２Ｃでは、８つの永久磁石２４で８磁極を構成する例を挙げているが、永久磁石２４で構成される磁極数は、偶数であれば、特に限定されない。さらに、永久磁石２４は、ロータコア２０の内部ではなく、ロータコア２０の外周面に設けられてもよい。

回転軸１６およびロータコア２０には、ロータ１２およびステータ１４を冷却するための冷却液が通る流路が形成されている。流路は、回転軸１６内に形成された軸内流路４０と、ロータコア２０内に形成されたコア内流路と、に大別される。軸内流路４０は、回転軸１６の軸心を通る穴である。軸内流路４０は、回転軸１６の一端から、回転軸１６のほぼ中央まで延びた後、径方向に分岐し、ロータコア２０の内周端まで延びる。

コア内流路は、軸方向に延びる第一流路２６と、第一流路２６から径方向外側に延びる第二流路２８と、第一流路２６と軸内流路４０とを接続する第三流路３０と、に大別される。第一流路２６は、ロータコア２０を軸方向に貫通しており、ロータ１２の外部と連通している流路である。この第一流路２６は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。この第一流路２６の個数および配置は、特に限定されないが、図示例では、第一流路２６は、磁極と同数、すなわち、８つ設けられている。また、第一流路２６の位置は、特に限定されない。ただし、後述するように、冷却液に含まれる異物を永久磁石２４の磁力で吸引保持する場合には、第一流路２６は、永久磁石２４よりも径方向内側に位置することが望ましい。また、この場合、第一流路２６の周方向位置は、永久磁石２４の周方向範囲Ｒ（図２Ａ参照）内であることも望ましい。ただし、図２Ａで、二点鎖線で示すように、第一流路〜第三流路２６〜３０は、磁極と磁極との間に設けられてもよい。また、第一流路２６は、ロータ１２の回転バランスを保つために、周方向に均等に設けられることが望ましい。さらに、第一流路２６は、その長尺方向が、軸方向成分を含むのであれば、必ずしも、ロータ１２の軸方向と完全平行である必要はなく、ロータ１２の軸方向に対して傾斜していてもよい。ただし、後述するように第一流路２６を構成するための電磁鋼板２２の種類を低減するためには、第一流路２６は、ロータ１２軸方向と平行方向に延びることが望ましい。

第二流路２８は、後述するように、冷却液に混入した異物をキャッチして保持するための流路である。この第二流路２８は、第一流路２６から径方向外側、より望ましくは、永久磁石２４に近づく方向に延びている。また、第二流路２８の末端（径方向外側端部）は、永久磁石２４よりも径方向内側位置において閉塞している。したがって、この第二流路２８に流れ込んだ冷却液、および、当該冷却液に混入する異物は、原則として、外部に抜けずに、当該第二流路２８に留まることになる。

一つの第一流路２６に接続される第二流路２８の個数は、特に限定されず、１つでもよく、２以上でもよい。図示例では、一つの第一流路２６に、三つの第二流路２８が軸方向に間隔を空けて接続されている。ここで、第二流路２８の少なくとも一つは、第一流路２６の冷却液の流入口２６ｉと、同じ軸方向位置に設けられることが望ましい。冷却液の流入口２６ｉとは、第一流路２６の上流端となる。かかる上流端と同じ軸方向位置に、第二流路２８を設けることで、冷却液に含まれる異物を、上流端でキャッチでき、下流に流れる異物の量を低減できる。

第三流路３０は、軸内流路４０と、第一流路２６と、を接続する流路で、ロータコア２０の内周端から第一流路２６まで径方向に延びる流路である。この第三流路３０は、ロータ１２の軸方向略中央にのみ設けられている。

こうした第一〜第三流路２６〜３０は、三種類の電磁鋼板２２ａ〜２２ｃに形成されたスリット３６ａ〜３６ｃで構成される。具体的には、ロータコア２０は、第一〜第三流路２６〜３０に対応するスリット３６ａが形成された第一鋼板２２ａ（図２Ａ参照）と、第一流路２６に対応するスリット３６ｂが形成された第二鋼板２２ｂ（図２Ｂ）と、第一流路２６および第二流路２８に対応するスリット３６ｃが形成された第三鋼板２２ｃ（図２Ｃ）と、で構成される。ここで、第一流路２６の長尺方向を、軸方向と平行方向とすれば、第一流路２６に対応する孔位置が、いずれの鋼板２２においても変化しないことになる。そのため、かかる構成とすることで、第二鋼板２２ｂの種類数を低減できる。

なお、図１では、第一鋼板２２ａを一枚だけとしているが、実際には、複数の第一鋼板２２ａを軸方向に連続して並べる。第一鋼板２２ａを連続して積層する枚数を変えることで、第二流路２８および第三流路３０の軸方向の寸法、ひいては、第二、第三流路２８，３０の断面積が変化する。同様に、図１では、一枚の第三鋼板２２ｃの両側に第二鋼板２２ｂを配しているが、複数の第三鋼板２２ｃを軸方向に連続して並べてもよい。第三鋼板２２ｃを連続して積層する枚数を変えることで、第二流路２８の軸方向の寸法、ひいては、第二流路２８の断面積が変化する。

次に、こうした回転電機１０の冷却方法について説明する。回転電機１０の駆動に伴い回転電機１０が発熱し、回転電機１０の冷却が必要となれば、回転軸１６の一端から、軸内流路４０に、冷却液を供給する。この冷却液は、ポンプ等により、回転電機１０の外部に設けられた冷却液供給源（図示せず）から供給される。軸内流路４０に供給された冷却液は、続いて、第三流路３０を介して第一流路２６に流れ込む。第一流路２６に流れ込んだ冷却液は、軸方向両側に分岐して第一流路２６内を通過する。この通過の過程で、ロータコア２０からの熱が冷却液に奪われることで、ロータコア２０の冷却が図られる。

第一流路２６を通過した冷却液は、最終的には、ロータ１２の軸方向端面から外部に放出される。このとき、冷却液は、ロータ１２の回転に伴い生じる遠心力を受けているため、径方向外側に吹き出し、ステータ１４、特に、ステータコイル１９のコイルエンドへと向かう。そして、冷却液が、ステータ１４に当たることで、ステータ１４も冷却されることになる。その後、冷却液は、重力により、モータケースの底部に落下する。落下した冷却液は、適宜、回収され、冷却された後、冷却液供給源に戻される。

ここで、これまでの説明で明らかな通り、回転電機１０の冷却に用いられる冷却液は、所定の経路を循環して、繰り返し使用される。この場合、冷却液を長期間、使用し続けると、循環経路途中にある部材から摩耗剥離した異物が冷却液に混入することがある。特に、冷却液として、オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）と呼ばれる潤滑油を用いた場合、当該冷却液は、回転電機１０だけでなく、ギヤ等の機械部品にも供給される。この場合、冷却液には、機械部品同士が擦れ合って生じる金属粉が混入しやすくなる。例えば、車両の動力源の一つとして車両に搭載される回転電機１０の場合、当該回転電機１０の近くに変速機を構成するためのギヤ群が設けられることが多い。この場合、回転電機１０を冷却するための冷却液（ＡＴＦ等）を、このギヤ群にも流すことが多く、その場合、ギヤ同士の噛み合い時に発生する金属粉が冷却液に混入しやすくなる。

このように異物、特に、硬い金属粉が混入した冷却液を使用し続けると、冷却液と接触する回転電機１０、特にステータコイル１９の被膜等の劣化を招く。また、冷却液に混入する異物が多いと、冷却液流路の目詰まりが生じる場合もある。

第二流路２８は、こうした冷却液に混入した異物、特に、磁性材料から成る異物（金属粉）を、冷却液から除去するために設けられている。また、こうした異物を確実に第二流路２８に導くために、冷却液は、混入が想定されている異物、換言すれば、第二流路２８でキャッチしたい異物よりも比重（密度）が小さい液体、例えば、ＡＴＦを冷却液として用いている。かかる構成とすることで、冷却液に混入する異物を低減できる。

これについて図３を参照して説明する。図３は、図１のＤ部の概略拡大図である。高速回転しているロータ１２に供給された冷却液は、遠心力の影響で、径方向外側に進もうとする。したがって、冷却液がロータ１２に供給されると、比較的、短時間で、第二流路２８は、冷却液で満たされる。ただし、第二流路２８の末端は、閉塞しているため、一度、第二流路２８が冷却液で満たされると、新たな冷却液は、殆ど、第二流路２８に流入しなくなる。結果として、冷却液の殆どは、第二流路２８には進まず、第一流路２６を軸方向に進むことになる。

一方、冷却液に混入する異物１００は、冷却液よりも比重が大きいため、冷却液よりも大きな遠心力を受けることになる。その結果、異物１００は、冷却液の流れに抗して、より径方向外側に進もうとする。したがって、第二流路２８が冷却液で満たされた状態であっても、異物１００は、当該第二流路２８内に進む。すなわち、遠心分離の作用により、第二流路２８の末端には、冷却液よりも比重の大きい異物１００が溜まっていくことになる。

また、第二流路２８は、永久磁石２４に近づく方向に延びている。したがって、異物１００のうち、磁性材料からなる異物（以下「磁性異物」と呼ぶ）は、遠心分離の作用に加え、この永久磁石２４の磁力の影響も受けることになる。結果として、磁性異物は、より確実に、第二流路２８の末端へと進む。

以上の通り、冷却液に混入する異物１００は、遠心分離の作用、および、永久磁石２４の磁力の作用により、第二流路２８を進み、当該第二流路２８の末端で留まる。そして、これにより、循環利用される冷却液に含まれる異物を低減できる。結果として、異物による冷却液流路の目詰まりや、冷却対象物の損傷を効果的に防止できる。

また、ロータ１２においては、永久磁石２４が最も発熱しやすく、高温になりやすい。かかる永久磁石２４は、過度に高温になると不可逆的に減磁することがあるため、永久磁石２４は、効率的に冷却されることが望まれる。本例では、永久磁石２４近傍まで延びる第二流路２８を設けているため、冷却液を、永久磁石２４の近傍まで導くことができ、永久磁石２４をより効果的に冷却できる。

なお、第二流路２８の冷却液は、上述した通り、一度、ロータ１２が回転し始めると、その後は、殆ど、入れ替わらない。したがって、第二流路２８内の冷却液による冷却効果は、やや低いと言える。ただし、第二流路２８の冷却液が、ロータコア２０および永久磁石２４より高温にならない限りは、当該冷却液が永久磁石２４の近傍に位置することで、永久磁石２４の冷却効果はあるといえる。また、第二流路２８と第一流路２６とで冷却液の温度差が大きくなれば、当該温度差を小さくするために、冷却液の流入出が多少、生じる。そして、これにより、第二流路２８内の冷却液が過度に高温になることが防止され、当該冷却液による永久磁石２４の冷却が図られる。つまり、第二流路２８を設けることで、循環利用される冷却液に混入している異物１００を低減できるばかりでなく、永久磁石２４の冷却効率も向上できる。

なお、第二流路２８の末端は、永久磁石２４が、当該第二流路２８の末端に到達した磁性異物を磁気吸引可能な位置に設定されることが望ましい。かかる構成とすれば、ロータ１２が減速または回転停止した後（遠心力が低下またはゼロになった後）でも、磁性異物を第二流路２８内に保持し続けることができる。

また、第二流路２８の少なくとも一つは、第一流路２６の冷却液の流入口２６ｉ、すなわち、第一流路２６の上流端と同じ軸方向位置に設けられることが望ましい。かかる構成とすることで、第一流路２６の上流側で異物１００をキャッチ、除去できるため、当該異物１００による第一流路２６の損傷等が効果的に防止できる。

また、第二流路２８の少なくとも一つは、軸方向中央付近に設けられることが望ましい。これは、永久磁石２４の熱は、軸方向中央付近に籠もりやすいからである。かかる軸方向中央付近に、永久磁石２４近傍まで延びる第二流路２８を設けることで、永久磁石２４をより効果的に冷却できる。

さらに、第二流路２８は、軸方向に間隔を空けて複数設けることが望ましい。かかる構成とすることで、第一流路２６の上流側でキャッチできなかった異物１００も、下流側でキャッチでき、最終的にロータ１２から噴出される冷却液に含まれる異物１００をより確実に低減できる。そして、これにより、異物１００に起因するステータコイル１９の被膜の損傷等を効果的に防止できる。

なお、これまで説明した構成は、一例であり、少なくとも、ロータコア２０内に軸方向に延びる第一流路２６と、第一流路２６から径方向外側に延びて末端が閉塞する第二流路２８と、が設けられているのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、これまでの説明では、第二流路２８を、径方向にストレートに延びる形状としているが、図４に示すように、第二流路２８の末端を、径方向外側に進んだ後、軸方向外側に延び、その後、さらに径方向内側に進む、略Ｊ字状としてもよい。このとき、径方向外側端面は、径方向外側に向かうにつれて軸方向外側に進むような傾斜面２８ａとしておく。かかる構成とすれば、ロータ１２の回転中、異物１００は、図４の矢印Ｅで示すように、遠心力により当該傾斜面２８ａに沿って、軸方向外側端部まで進む。その後、ロータ１２の回転が停止し、遠心力がなくなったとする。このとき、非磁性体からなる異物１００は、重力に従って動く。第二流路２８の末端をＪ字状としておけば、異物１００が、重力により永久磁石２４から離れる方向（例えば図４に示す矢印Ｆ方向）に動いたとしても、第一流路２６に戻ることはなく、第二流路２８内に留まる。つまり、第二流路２８の末端を略Ｊ字状としておけば、第二流路２８でキャッチされた、非磁性体からなる異物１００が、循環利用される冷却液に戻ることを防止できる。

また、これまでの説明では、第一流路２６の長尺方向を、ロータ１２の軸方向と平行としているが、第一流路２６は、ロータ１２の軸方向に対して傾斜していてもよい。例えば、図５に示すように、第一流路２６は、冷却液の流入口２６ｉから軸方向外側に向かうに従って径方向外側に向かうように傾斜していてもよい。かかる構成とすれば、第一流路２６を流れる冷却液の流速をより向上でき、冷却効率をより向上できる。すなわち、回転中心からの距離が大きくなるほど、遠心力は、大きくなる。そのため、第一流路２６を、図５に示すように傾斜させた場合、第一流路２６は、軸方向中央（上流側）よりも、軸方向外側（下流側）のほうが、第一流路２６内に作用する遠心力が大きくなる。換言すれば、図５の第一流路２６では、軸方向に沿って遠心力差が生じることになる。この遠心力差があることにより、軸方向中央に供給された冷却液は、遠心力のより大きい方向、すなわち、軸方向外側へと進みやすくなる。結果として、第一流路２６を流れる冷却液の流速を向上でき、冷却効率をより向上できる。

また、図６に示すように、複数の第二流路２８のうち少なくとも一つは、径方向外側に向かうにつれて軸方向外側（冷却液の流れの下流側）に向かうように傾斜していてもよい。かかる構成とすれば、第一流路２６に沿って軸方向に流れていた異物１００が、第二流路２８へと分岐しやすくなる。結果として、冷却液に混入する異物１００をより確実に低減できる。

また、これまでの説明では、径方向に長く延びる流路を、一種類の電磁鋼板２２で構成していたが、径方向に長く延びる流路は、複数種類の電磁鋼板２２で構成してもよい。例えば、図２Ａに示した第一鋼板２２ａは、第一〜第三流路２６〜３０に対応するスリット３６ａが形成されている。図２Ａから明らかな通り、このスリット３６ａは、径方向に長く延びている。かかるスリット３６ａは、磁束の流れを妨げる磁気抵抗となる。特に、リラクタンストルクを生成するためのｑ軸磁束は、図７Ａ、図７Ｂにおいて、破線で示すように、磁極と磁極の間（突極）からロータ１２内に入り、ｄ軸を横断した後、隣接する突極から抜ける。径方向に長く延びるスリット３６ａは、こうしたｑ軸磁束の流れを妨げ、リラクタンストルクの低下を招く。そこで、径方向に長く延びるスリット３６ａが形成された第一鋼板２２に替えて、図７Ａ、図７Ｂに示す第四鋼板２２ｄおよび第五鋼板２２ｅを用いてもよい。第四鋼板２２ｄには、内周端近傍に延びる内側スリット３６ｉと、永久磁石２４近傍に形成された外側スリット３６ｏと、が形成されている。内側スリット３６ｉと外側スリット３６ｏは、繋がっておらず、両者の間には、磁路として機能する鋼板材料が存在している。したがって、この場合、リラクタンストルクを生成するｑ軸磁束は、内側スリット３６ｉと外側スリット３６ｏの間を通る。

また、第五鋼板２２ｅには、内側スリット３６ｉと外側スリット３６ｏを連結するための中間スリット３６ｍが形成されている。中間スリット３６ｍの内周端は、内側スリット３６ｉの外周端よりも径方向内側に位置しており、中間スリット３６ｍの外周端は、外側スリット３６ｏの内周端よりも径方向外側に位置している。また、中間スリット３６ｍから永久磁石２４までの幅は、十分に磁束が流れる幅となっている。したがって、この場合、リラクタンストルクを生成するｑ軸磁束は、中間スリット３６ｍと永久磁石２４の間を通る。

そして、この第四鋼板２２ｄと第五鋼板２２ｅを上下に重ねると、内側スリット３６ｉと中間スリット３６ｍが軸方向に連通し、中間スリット３６ｍと外側スリット３６ｏが軸方向に連通し、結果として、第一〜第三流路２６〜３０に対応する流路が形成される。一方で、上述した通り、いずれの鋼板２２ｄ，２２ｅにおいても、ｑ軸磁束が通るための磁路が十分に確保されるため、リラクタンストルクの低下を低減できる。

また、これまでの説明では、冷却液は、軸方向中央位置から第一流路２６に供給しているが、冷却液の供給位置は、特に限定されず、冷却液は、第一流路２６の軸方向一端近傍から供給されてもよい。また、第一流路２６は、最終的に、ロータ１２外部と連通していればよく、必ずしも、ロータコア２０を貫通していなくてもよい。したがって、例えば、第一流路２６を軸方向両端において閉鎖するとともに、当該軸方向両端の近傍に、第一流路２６からロータコア２０の外周端まで延びる放出用流路を設け、冷却液をロータコア２０の外周面から噴出させてもよい。さらに、これまで説明した永久磁石２４や、流路の個数、形状、位置は、全て一例であり、適宜、変更されてもよい。さらに、これまでの説明ではステータ１４の内側にロータ１２を配したインナーロータ型の回転電機１０を例に挙げて説明したが、本明細書で開示した技術は、アウタロータ型の回転電機１０に適用されてもよい。

１０ 回転電機、１２ ロータ、１４ ステータ、１６ 回転軸、１８ ステータコア、１９ ステータコイル、２０ ロータコア、２２ 電磁鋼板、２４ 永久磁石、２６ 第一流路、２６ｉ 流入口、２８ 第二流路、３０ 第三流路、４０ 軸内流路、１００ 異物。

Claims (6)

1. ロータコアと、前記ロータコアの内部または外周面において周方向に配設された複数の永久磁石と、を備えた回転電機のロータであって、
   前記ロータコアの内部には、
   冷却液が流れる１以上の第一流路であって、軸方向に延びるとともに前記ロータの外部に連通する１以上の第一流路と、
   前記第一流路から径方向外側に延びるとともに、その末端が閉塞している１以上の第二流路と、
   が形成されている、ことを特徴とする回転電機のロータ。
2. 請求項１に記載の回転電機のロータであって、
   前記第一流路は、前記永久磁石よりも径方向内側に形成されており、
   前記第二流路の末端は、当該第二流路の末端に到達した磁性材料からなる異物を、前記永久磁石が磁気吸引可能な位置にある、
   ことを特徴とする回転電機のロータ。
3. 請求項１または２に記載の回転電機のロータであって、
   前記第一流路は、前記冷却液の流入口を有しており、
   前記第二流路の少なくとも一つは、前記第一流路の前記流入口と同じ軸方向位置から延びている、
   ことを特徴とする回転電機のロータ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機のロータであって、
   前記ロータコアは、複数の鋼板を軸方向に積層した積層体であり、
   前記第一流路の長尺方向は、軸方向と平行である、
   ことを特徴とする回転電機のロータ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機のロータであって、
   各第一流路には、軸方向に間隔を空けて複数の第二流路が接続されている、ことを特徴とする回転電機のロータ。
6. ロータと、前記ロータと同心に配されたステータと、前記ロータの中心に固着されて前記ロータとともに回転する回転軸と、を備えた回転電機の冷却方法であって、
   前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアの内部または外周面において周方向に配設された複数の永久磁石と、を有しており、
   前記ロータコアの内部には、
   冷却液が流れる１以上の第一流路であって、軸方向に延びるとともに前記ロータの外部に連通する１以上の第一流路と、
   前記第一流路から径方向外側に延びるとともに、その末端が閉塞している１以上の第二流路と、
   が形成されており、
   冷却液への混入が予想される異物よりも比重が小さい冷却液を、前記第一流路に供給することで前記回転電機を冷却する、
   ことを特徴とする回転電機の冷却方法。
   

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