JP2020114099A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の回転効率を向上し、かつ、コイルを効率よく冷却する。【解決手段】実施形態の回転電機は、筒状のステータコアと、ステータコアに装着されたコイルと、を有するステータと、ステータの径方向内側に配置されたロータ４と、を備え、ロータ４は、軸心冷却による冷媒が流通可能なロータ内部流路を有するロータコア２１と、ロータコア２１の軸方向端部に配置された端面板２３と、を備え、端面板２３は、ロータ内部流路に連通する冷媒流通孔３０と、冷媒流通孔３０と端面板２３の外周縁２３ａとをつなぐ冷媒通路溝３１と、を有し、軸方向から見て、冷媒通路溝３１における径方向外溝幅が径方向内溝幅以下である。【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載される回転電機では、コイルに電流が供給されることでステータコアに磁界が形成され、ロータの磁石とステータコアとの間に磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータがステータに対して回転する。
回転電機は、作動に伴って熱を発生するため、冷媒によって冷却される。例えば、ロータの内部には、径方向内側から径方向外側に向かって冷媒流路が設けられている。例えば、ロータ内周部に一旦溜められた冷媒をロータの回転に伴う遠心力により冷媒流路を介して径方向内側から径方向外側に向けて移動させることで、冷媒により回転電機を冷却している。

ところで、ロータの回転に伴う遠心力により冷媒流路を介して径方向内側から径方向外側に冷媒を移動させると、冷媒流路から排出された冷媒がステータの内周面とロータの外周面との間（エアギャップ）に入り込むおそれがある。冷媒がステータの内周面とロータの外周面との間に入り込むと、冷媒がロータの回転に対する抵抗として作用し、回転電機の回転効率が低下するおそれがある。そこで、回転電機の回転効率を向上するための構成が種々検討されている。

例えば、特許文献１には、ロータの軸方向端面と軸方向に隣接し、かつ、ステータの内周面と径方向に隣接する壁体を設け、壁体を冷媒の流出開口よりもステータの内周面側に設けた構造が開示されている。特許文献１では、壁体によって流出開口から流出した冷媒がステータの内周面とロータの外周面との間に入り込むことを抑制している。

特許第５４１７９６０号公報

しかしながら、壁体を冷媒の流出開口よりもステータの内周面側に設けると、流出開口から流出した冷媒が壁体で遮られるため、冷媒がステータのコイルに飛散しにくくなり、コイルを効率よく冷却することができないおそれがある。

そこで本発明は、回転電機の回転効率を向上し、かつ、コイルを効率よく冷却することができる回転電機を提供することを目的とする。

（１）本発明の一態様に係る回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）は、筒状のステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）と、前記ステータコアに装着されたコイル（例えば、実施形態におけるコイル１２）と、を有するステータ（例えば、実施形態におけるステータ３）と、前記ステータの径方向内側に配置されたロータ（例えば、実施形態におけるロータ４）と、を備え、前記ロータは、軸心冷却による冷媒が流通可能な冷媒流路（例えば、実施形態におけるロータ内部流路１４）を有するロータコア（例えば、実施形態におけるロータコア２１）と、前記ロータコアの軸方向端部に配置された端面板（例えば、実施形態における端面板２３）と、を備え、前記端面板は、前記冷媒流路に連通する冷媒流通孔（例えば、実施形態における冷媒流通孔３０）と、前記冷媒流通孔と前記端面板の外周縁（例えば、実施形態における外周縁２３ａ）とをつなぐ冷媒通路溝（例えば、実施形態における冷媒通路溝３１）と、を有し、軸方向から見て、前記冷媒通路溝において前記外周縁と接する部分の幅（例えば、実施形態における径方向外溝幅Ｗ１）は、前記冷媒通路溝において前記冷媒流通孔と接する部分の幅（例えば、実施形態における径方向内溝幅Ｗ２）以下である。
（２）本発明の一態様において、前記軸方向から見て、前記冷媒通路溝において前記外周縁と接する部分の幅は、前記冷媒通路溝において前記冷媒流通孔と接する部分の幅よりも狭くてもよい。
（３）本発明の一態様において、前記冷媒通路溝において前記外周縁と接する部分の深さ（例えば、実施形態における径方向外溝深さＤ１）は、前記冷媒通路溝において前記冷媒流通孔と接する部分の深さ（例えば、実施形態における径方向内溝深さＤ２）以下であってもよい。
（４）本発明の一態様において、前記軸方向から見て、前記冷媒流通孔は、径方向外側に頂部（例えば、実施形態における頂部３０ａ）を有する三角形状をなし、前記冷媒通路溝は、前記頂部から前記外周縁に向けて延在していてもよい。

上記（１）の態様によれば、端面板が冷媒流通孔と前記端面板の外周縁とをつなぐ冷媒通路溝を有することで、ロータの回転に伴う遠心力により、冷媒流通孔から流出した冷媒を冷媒通路溝に沿って流すことができる。そのため、冷媒通路溝を有しない場合と比較して、冷媒流通孔から流出した冷媒が表面張力により端面板の外周縁に向けて濡れ広がることを抑制することができる。加えて、軸方向から見て冷媒通路溝において外周縁と接する部分の幅が冷媒通路溝において冷媒流通孔と接する部分の幅以下であることで、軸方向から見て冷媒通路溝において外周縁と接する部分の幅が冷媒通路溝において冷媒流通孔と接する部分の幅よりも広い場合と比較して、冷媒通路溝において外周縁と接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。そのため、ロータの回転に伴う遠心力により、冷媒通路溝を流れる冷媒を径方向外方に飛び出しやすくすることができる。加えて、ステータの内周面側に壁体を設けた構造と比較して、冷媒流通孔から流出した冷媒がステータのコイルに飛散しやすい。したがって、回転電機の回転効率を向上し、かつ、コイルを効率よく冷却することができる。
上記（２）の態様によれば、軸方向から見て冷媒通路溝において外周縁と接する部分の幅が冷媒通路溝において冷媒流通孔と接する部分の幅よりも狭いことで、軸方向から見て冷媒通路溝において外周縁と接する部分の幅が冷媒通路溝において冷媒流通孔と接する部分の幅以上の場合と比較して、冷媒通路溝において外周縁と接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。そのため、ロータの回転に伴う遠心力により、冷媒通路溝を流れる冷媒を径方向外方により一層飛び出しやすくすることができる。
上記（３）の態様によれば、冷媒通路溝において外周縁と接する部分の深さが冷媒通路溝において冷媒流通孔と接する部分の深さ以下であることで、冷媒通路溝において外周縁と接する部分の深さが冷媒通路溝において冷媒流通孔と接する部分の深さより深い場合と比較して、冷媒通路溝において外周縁と接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。そのため、ロータの回転に伴う遠心力により、冷媒通路溝を流れる冷媒を径方向外方により一層飛び出しやすくすることができる。加えて、冷媒通路溝の深さを調整することで、端面板の重量バランスを調整することができる。
上記（４）の態様によれば、軸方向から見て冷媒流通孔が径方向外側に頂部を有する三角形状をなし、冷媒通路溝が頂部から外周縁に向けて延在していることで、ロータの回転に伴う遠心力により、冷媒流通孔の頂部に溜まる冷媒を、冷媒通路溝に沿ってスムーズに流すことができる。

第一実施形態に係る回転電機の概略構成図。 第一実施形態に係るロータの斜視図。 第一実施形態に係るロータを軸方向から見た、要部拡大図。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図。 比較例に係るロータを軸方向から見た、要部拡大図。 第一実施形態の変形例に係る冷媒通路溝の断面図。 第二実施形態に係るロータの斜視図。 第二実施形態に係るロータを軸方向から見た、要部拡大図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態においては、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される回転電機（走行用モータ）を挙げて説明する。

［第一実施形態］
＜回転電機＞
図１は、第一実施形態に係る回転電機１の全体構成を示す概略構成図である。図１は、軸線Ｃを含む仮想平面で切断した断面を含む図である。
図１に示すように、回転電機１は、ケース２、ステータ３、ロータ４、出力シャフト５、および冷媒供給機構（不図示）を備える。

ケース２は、ステータ３およびロータ４を収容する筒状の箱形をなしている。ケース２内には、冷媒（不図示）が収容されている。ステータ３の一部は、ケース２内において、冷媒に浸漬された状態で配置されている。例えば、冷媒としては、トランスミッションの潤滑や動力伝達等に用いられる作動油である、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）等が用いられる。

出力シャフト５は、ケース２に回転可能に支持されている。図２において符号６は、出力シャフト５を回転可能に支持する軸受を示す。以下、出力シャフト５の軸線Ｃに沿う方向を「軸方向」、軸線Ｃに直交する方向を「径方向」、軸線Ｃ周りの方向を「周方向」とする。

出力シャフト５は、出力シャフト５に同心で設けられた軸心冷媒路５ａと、軸心冷媒路５ａから径方向外方に延在する径方向冷媒路５ｂと、を有する。径方向冷媒路５ｂは、周方向に間隔をあけて複数配置されている。図１の例では、径方向冷媒路５ｂは、軸心冷媒路５ａの軸方向中央部から径方向外方に延びて出力シャフト５の外周面で開口している。

ステータ３は、ステータコア１１と、ステータコア１１に装着されたコイル１２と、を備える。
ステータコア１１は、軸線Ｃと同軸に配置された筒状をなしている。ステータコア１１は、ケース２の内周面に固定されている。例えば、ステータコア１１は、電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されている。なお、ステータコア１１は、金属磁性粉末を圧縮成形した、いわゆる圧粉コアであってもよい。

コイル１２は、ステータコア１１に装着されている。コイル１２は、周方向に関して互いに１２０°の位相差をもって配置されたＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを備える。コイル１２は、ステータコア１１のスロット１３に挿通された挿通部１２ａと、ステータコア１１から軸方向に突出したコイルエンド部１２ｂと、を備える。ステータコア１１には、コイル１２に電流が流れることで磁界が発生する。図１において、符号１２ｂ１は第一コイルエンド部、符号１２ｂ２は軸方向において第一コイルエンド部１２ｂ１とは反対側に位置する第二コイルエンド部をそれぞれ示す。

ロータ４は、ステータ３に対して径方向の内側に、間隔をあけて配置されている。ロータ４は、出力シャフト５に固定されている。ロータ４は、軸線Ｃ回りに出力シャフト５と一体で回転可能に構成されている。ロータ４は、ロータコア２１、磁石２２および端面板２３を備える。実施形態において、磁石２２は永久磁石である。

ロータコア２１は、軸線Ｃと同軸に配置された筒状をなしている。ロータコア２１の径方向内側には、出力シャフト５が圧入固定されている。ロータコア２１は、ステータコア１１と同様に電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されていても、圧粉コアであってもよい。

ロータコア２１の外周部には、ロータコア２１を軸方向に貫通する磁石保持孔２５が設けられている。磁石保持孔２５は、周方向に間隔をあけて複数配置されている。各磁石保持孔２５内には、磁石２２が挿入されている。

ロータコア２１は、軸心冷却による冷媒が流通可能なロータ内部流路１４（冷媒流路）を有する。ロータ内部流路１４は、径方向において出力シャフト５（シャフト挿通孔８）と磁石２２（磁石保持孔２５）との間に配置されている。

ロータ内部流路１４は、径方向に延在する径方向流路１４ａと、軸方向に延在する軸方向流路１４ｂと、を有する。径方向流路１４ａは、出力シャフト５の径方向冷媒路５ｂとロータ内部流路１４の軸方向流路１４ｂとを連通している。軸方向流路１４ｂは、端面板２３の冷媒流通孔３０とロータ内部流路１４の径方向流路１４ａとを連通している。径方向流路１４ａおよび軸方向流路１４ｂは、周方向に間隔をあけて複数配置されている。

端面板２３は、ロータコア２１に対して軸方向の両端部に配置されている。端面板２３の径方向内側には、出力シャフト５が圧入固定されている。端面板２３は、ロータコア２１における少なくとも磁石保持孔２５を軸方向の両端側から覆っている。端面板２３は、ロータコア２１の軸方向の外端面に当接している。

図２は、第一実施形態に係るロータ４の斜視図である。
図２に示すように、端面板２３は、ロータ内部流路１４（図１参照）に連通する冷媒流通孔３０と、冷媒流通孔３０と端面板２３の外周縁２３ａとをつなぐ冷媒通路溝３１と、を有する。冷媒流通孔３０および冷媒通路溝３１は、周方向に間隔をあけて複数（例えば本実施形態では１２個）配置されている。

図３は、第一実施形態に係るロータ４を軸方向から見た、要部拡大図である。
軸方向から見て、冷媒流通孔３０は、径方向外側に頂部３０ａを有する三角形状をなしている。軸方向から見て、冷媒流通孔３０の各角部は、角丸形状を有する。軸方向から見て、頂部３０ａは、径方向外側に凸の湾曲形状を有する。図中符号Ｋ１は、出力シャフト５の軸心（図１に示す軸線Ｃ）と冷媒流通孔３０の頂部３０ａ（径方向外端）とを通る仮想直線を示す。軸方向から見て、冷媒流通孔３０は、仮想直線Ｋ１を対称軸とする線対称に形成されている。

軸方向から見て、冷媒通路溝３１は、冷媒流通孔３０の頂部３０ａから端面板２３の外周縁２３ａに向けて延在している。軸方向から見て、冷媒通路溝３１は、仮想直線Ｋ１に沿って直線状に延在している。冷媒通路溝３１の幅Ｗｇは、冷媒流通孔３０の最大幅Ｗｈよりも狭い。ここで、冷媒通路溝３１の幅Ｗｇは、周方向において冷媒通路溝３１の第一縁と第二縁とを結ぶ直線の長さ（最短距離）を意味する。冷媒流通孔３０の最大幅Ｗｈは、周方向において冷媒流通孔３０の第一外縁と第二外縁とを結ぶ直線の長さ（最短距離）を意味する。

軸方向から見て、冷媒通路溝３１において端面板２３の外周縁２３ａと接する部分の幅Ｗ１（以下「径方向外溝幅Ｗ１」ともいう。）は、冷媒通路溝３１において冷媒流通孔３０と接する部分の幅Ｗ２（以下「径方向内溝幅Ｗ２」ともいう。）と実質的に同じ幅である（Ｗ１≒Ｗ２）。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
断面視で、冷媒通路溝３１の深さＤｇは、径方向で実質的に同じ深さである。ここで、冷媒通路溝３１の深さＤｇは、軸方向において端面板２３の表面と冷媒通路溝３１の底面とを結ぶ直線の長さ（最短距離）を意味する。冷媒通路溝３１において端面板２３の外周縁２３ａと接する部分の深さＤ１（以下「径方向外溝深さＤ１」ともいう。）は、冷媒通路溝３１において冷媒流通孔３０と接する部分の深さＤ２（以下「径方向内溝深さＤ２」ともいう。）と実質的に同じ深さである（Ｄ１≒Ｄ２）。

＜冷媒の流れ＞
以下、図１等を参照して第一実施形態における冷媒の流れを説明する。
実施形態においては、出力シャフト５に設けた軸心冷媒路５ａを利用して、軸心冷却が行われる。冷媒供給機構（不図示）により、冷媒が軸心冷媒路５ａに供給される。ロータ４の回転に伴う遠心力により、冷媒には、径方向外側に向かう力が作用する。軸心冷媒路５ａに供給された冷媒は、遠心力により、径方向冷媒路５ｂを通ってロータ内部流路１４に供給される。ロータ内部流路１４に供給された冷媒は、径方向流路１４ａ、軸方向流路１４ｂを通って冷媒流通孔３０からロータ４の外部へ排出される。このように、冷媒がロータ内部流路１４を移動することにより、ロータコア２１が冷却される。
ロータ４の外部へ排出される冷媒の一部は、コイルエンド部１２に向かって飛散する。また、ロータ４の外部へ排出される冷媒の残りの一部は、冷媒通路溝３１に沿って径方向外方へ移動し、コイルエンド部１２に向かって飛散する。これにより、コイル１２が冷却される。

＜作用＞
以下、第一実施形態の回転電機１の作用について説明する。
まず、比較例について説明する。
図５は、比較例に係るロータ４Ｘを軸方向から見た、要部拡大図である。
図５に示すように、比較例におけるロータ４Ｘは、実施形態における冷媒通路溝３１を有していない。比較例においては、冷媒流通孔３０から流出した冷媒は、表面張力により、端面板２３の外周縁２３ａに向けて濡れ広がる。図中符号Ｓ１は、冷媒が冷媒流通孔３０から端面板２３の外周縁２３ａに向けて濡れ広がる領域を示す。

比較例においては、端面板２３の外周縁２３ａに向けて濡れ広がった冷媒が、ステータの内周面とロータの外周面との間（エアギャップ）に入り込む可能性が高い。そのため、比較例においては、ステータの内周面とロータの外周面との間に入り込んだ冷媒がロータの回転に対する抵抗として作用し、回転電機の回転効率が低下するおそれがある。

次に、第一実施形態について説明する。
第一実施形態においては、端面板２３に冷媒流通孔３０と端面板２３の外周縁２３ａとをつなぐ冷媒通路溝３１が設けられている（図３参照）。そのため、ロータ４の回転に伴う遠心力により、冷媒流通孔３０から流出した冷媒を冷媒通路溝３１に沿って流すことができる。
加えて、冷媒通路溝３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２と実質的に同じ幅である（図３参照、Ｗ１≒Ｗ２）。そのため、冷媒通路溝３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２よりも広い場合と比較して、冷媒通路溝３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。ここで、冷媒通路溝３１を流れる冷媒の流量をＱ、冷媒通路溝３１の断面積をＡ、冷媒通路溝３１を流れる冷媒の流速をＶとすると、以下の式（１）が成り立つ。なお、冷媒通路溝３１の断面積は、冷媒通路溝３１を冷媒通路溝３１の延在方向（仮想直線Ｋ１）と直交する面で切断した断面の面積を意味する。
Ｑ＝Ａ×Ｖ ・・・（１）
上記式（１）より、流量Ｑが一定の場合、断面積Ａが大きくなると、流速Ｖは小さくなる。すなわち、冷媒通路溝３１を流れる流量が一定の場合、冷媒通路溝３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２よりも広くなると、冷媒通路溝３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速は小さくなる。また、冷媒通路溝３１を流れる流量が一定の場合、冷媒通路溝３１における径方向外溝深さＤ１が径方向内溝深さＤ２よりも深くなると、冷媒通路溝３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速は小さくなる。
これに対し、第一実施形態においては、冷媒通路溝３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２と実質的に同じ幅である。そのため、冷媒通路溝３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２よりも広い場合と比較して、冷媒通路溝３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。
また、冷媒通路溝３１において径方向外溝深さＤ１が径方向内溝深さＤ２と実質的に同じ深さである。そのため、冷媒通路溝３１における径方向外溝深さＤ１が径方向内溝深さＤ２よりも深い場合と比較して、冷媒通路溝３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。
よって、ロータ４の回転に伴う遠心力により、冷媒通路溝３１を流れる冷媒を径方向外方に飛び出しやすくすることができる。冷媒通路溝３１から径方向外方に飛び出した冷媒は、ステータ３の内周面とロータ４の外周面との間に入り込む可能性が低い。したがって、第一実施形態においては、冷媒がロータ４の回転に対する抵抗として作用する可能性は低く、回転電機１の回転効率が低下する可能性は低い。

以上説明したように、上記実施形態の回転電機１は、筒状のステータコア１１と、ステータコア１１に装着されたコイル１２と、を有するステータ３と、ステータ３の径方向内側に配置されたロータ４と、を備え、ロータ４は、軸心冷却による冷媒が流通可能なロータ内部流路１４を有するロータコア２１と、ロータコア２１の軸方向端部に配置された端面板２３と、を備え、端面板２３は、ロータ内部流路１４に連通する冷媒流通孔３０と、冷媒流通孔３０と端面板２３の外周縁２３ａとをつなぐ冷媒通路溝３１と、を有し、軸方向から見て、冷媒通路溝３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２と実質的に同じ幅である。
この構成によれば、端面板２３が冷媒流通孔３０と端面板２３の外周縁２３ａとをつなぐ冷媒通路溝３１を有することで、ロータ４の回転に伴う遠心力により、冷媒流通孔３０から流出した冷媒を冷媒通路溝３１に沿って流すことができる。そのため、冷媒通路溝３１を有しない場合と比較して、冷媒流通孔３０から流出した冷媒が表面張力により端面板２３の外周縁２３ａに向けて濡れ広がることを抑制することができる。加えて、軸方向から見て冷媒通路溝３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２と実質的に同じ幅であることで、軸方向から見て冷媒通路溝３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２よりも広い場合と比較して、冷媒通路溝３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。そのため、ロータ４の回転に伴う遠心力により、冷媒通路溝３１を流れる冷媒を径方向外方に飛び出しやすくすることができる。加えて、ステータの内周面側に壁体を設けた構造と比較して、冷媒流通孔３０から流出した冷媒がステータ３のコイル１２に飛散しやすい。したがって、回転電機１の回転効率を向上し、かつ、コイル１２を効率よく冷却することができる。加えて、冷媒通路溝３１が軸方向両側の端面板２３のそれぞれに設けられていることで、第一コイルエンド部１２ｂ１および第二コイルエンド部１２ｂ２のそれぞれを冷却することができる。したがって、冷媒通路溝３１が片側の端面板２３のみに設けられた場合と比較して、コイル１２をより一層効率よく冷却することができる。

上記実施形態では、冷媒通路溝３１において径方向外溝深さＤ１が径方向内溝深さＤ２と実質的に同じ深さであることで、以下の効果を奏する。
冷媒通路溝３１において径方向外溝深さＤ１が径方向内溝深さＤ２より深い場合と比較して、冷媒通路溝３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。そのため、ロータ４の回転に伴う遠心力により、冷媒通路溝３１を流れる冷媒を径方向外方により一層飛び出しやすくすることができる。加えて、冷媒通路溝３１の深さＤｇを調整することで、端面板２３の重量バランスを調整することができる。

上記実施形態では、軸方向から見て冷媒流通孔３０が径方向外側に頂部３０ａを有する三角形状をなし、冷媒通路溝３１が頂部３０ａから外周縁２３ａに向けて延在していることで、以下の効果を奏する。
ロータ４の回転に伴う遠心力により、冷媒流通孔３０の頂部３０ａに溜まる冷媒を、冷媒通路溝３１に沿ってスムーズに流すことができる。

上述した実施形態では、冷媒通路溝３１における径方向外溝深さＤ１が径方向内溝深さＤ２と実質的に同じ深さである例を挙げて説明したが、これに限らない。
図６は、第一実施形態の変形例に係る冷媒通路溝１３１の断面図である。図６は、第一実施形態の図４に相当する。本変形例において第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。

図６に示すように、冷媒通路溝１３１における径方向外溝深さＤ１は、冷媒通路溝１３１における径方向内溝深さＤ２よりも浅くてもよい。断面視で、冷媒通路溝１３１は、冷媒通路溝１３１の径方向内端が最も深く、冷媒通路溝１３１の径方向外端が最も浅くなるように傾斜している。言い換えると、冷媒通路溝１３１の底面は、径方向外側ほど溝深さが漸次浅くなるように径方向に対して傾斜している。

上記式（１）より、流量Ｑが一定の場合、断面積Ａが小さくなると、流速Ｖは大きくなる。すなわち、冷媒通路溝１３１を流れる流量が一定の場合、冷媒通路溝１３１における径方向外溝深さＤ１が径方向内溝深さＤ２よりも浅くなると、冷媒通路溝１３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速は大きくなる。

本変形例によれば、冷媒通路溝１３１において径方向外溝深さＤ１が径方向内溝深さＤ２よりも浅いことで、以下の効果を奏する。
冷媒通路溝１３１において径方向外溝深さＤ１が径方向内溝深さＤ２以上の場合と比較して、冷媒通路溝１３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。そのため、ロータ１０４の回転に伴う遠心力により、冷媒通路溝１３１を流れる冷媒を径方向外方により一層飛び出しやすくすることができる。加えて、冷媒通路溝１３１の深さＤｇを調整することで、端面板２３の重量バランスを調整することができる。

［第二実施形態］
第一実施形態では、冷媒通路溝３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２と実質的に同じ幅である例を挙げて説明したが、これに限らない。
図７は、第二実施形態に係るロータ２０４の斜視図である。図７は、第一実施形態の図２に相当する。
図８は、第二実施形態に係るロータ２０４を軸方向から見た、要部拡大図である。図８は、第一実施形態の図３に相当する。
第二実施形態において第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。

図８に示すように、冷媒通路溝２３１における径方向外溝幅Ｗ１は、冷媒通路溝２３１における径方向内溝幅Ｗ２よりも狭くてもよい。軸方向から見て、冷媒通路溝２３１は、冷媒通路溝２３１の径方向内端が最も広く、冷媒通路溝２３１の径方向外端が最も狭くなるように延びている。言い換えると、冷媒通路溝２３１の外形は、径方向外側ほど先細りになるようにテーパ状をなしている。軸方向から見て、冷媒通路溝２３１は、仮想直線Ｋ１を対称軸とする線対称に形成されている。

上記式（１）より、流量Ｑが一定の場合、断面積Ａが小さくなると、流速Ｖは大きくなる。すなわち、冷媒通路溝２３１を流れる流量が一定の場合、冷媒通路溝２３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２よりも狭くなると、冷媒通路溝２３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速は大きくなる。

第二実施形態によれば、軸方向から見て冷媒通路溝２３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２よりも狭いことで、以下の効果を奏する。
軸方向から見て冷媒通路溝２３１における径方向外溝幅Ｗ１が径方向内溝幅Ｗ２以上の場合と比較して、冷媒通路溝２３１において外周縁２３ａと接する部分を流れる冷媒の流速を大きくすることができる。そのため、ロータ２０４の回転に伴う遠心力により、冷媒通路溝２３１を流れる冷媒を径方向外方により一層飛び出しやすくすることができる。

上述した実施形態では、回転電機１が、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される走行用モータである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、回転電機１は、発電用モータやその他用途のモータ、車両用以外の回転電機（発電機を含む）であってもよい。

上述した実施形態では、出力シャフト５に設けた軸心冷媒路５ａを利用して、軸心冷却を行っている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ロータ４の回転により、端面板２３に設けられた誘導壁（不図示）に沿って冷媒を磁石２２に供給してもよい。例えば、ケース２等に設けた供給口を通して、端面板２３の開口部に冷媒を供給してもよい。

上述した実施形態では、冷媒通路溝が軸方向両側の端面板２３のそれぞれに設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、冷媒通路溝は、片側の端面板２３のみに設けられていてもよい。

上述した実施形態では、出力シャフト５の径方向冷媒路５ｂが軸心冷媒路５ａの軸方向中央部から径方向外方に延びる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、径方向冷媒路５ｂは、軸方向に間隔をあけて複数配置されていてもよい。例えば、径方向冷媒路５ｂは、ロータコア２１の軸方向端部寄りに配置されていてもよい。この場合、ロータ内部流路１４の径方向流路１４ａは、ロータコア２１の軸方向端部寄りに配置されていてもよい。

上述した実施形態では、冷媒通路溝が冷媒流通孔３０の頂部３０ａから外周縁２３ａに向けて延在している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、冷媒通路溝は、冷媒流通孔３０の頂部３０ａ以外の部分から外周縁２３ａに向けて延在していてもよい。例えば、冷媒通路溝は、冷媒流通孔３０の周方向外端部から外周縁２３ａに向けて延在していてもよい。

上述した実施形態では、軸方向から見て冷媒流通孔３０が径方向外側に頂部３０ａを有する三角形状をなしている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、軸方向から見て、冷媒流通孔３０は、三角形状以外の形状を有していてもよい。例えば、軸方向から見て、冷媒流通孔３０は、矩形形状を有していてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した変形例を適宜組み合わせることも可能である。

１…回転電機
３…ステータ
４，１０４，２０４…ロータ
１１…ステータコア
１２…コイル
１４…ロータ内部流路（冷媒流路）
２１…ロータコア
２３…端面板
２３ａ…外周縁
３０…冷媒流通孔
３０ａ…頂部
３１，１３１，２３１…冷媒通路溝
Ｗ１…径方向外溝幅（冷媒通路溝において外周縁と接する部分の幅）
Ｗ２…径方向内溝幅（冷媒通路溝において冷媒流通孔と接する部分の幅）
Ｄ１…径方向外溝深さ（冷媒通路溝において外周縁と接する部分の深さ）
Ｄ２…径方向内溝深さ（冷媒通路溝において冷媒流通孔と接する部分の深さ）

Claims (4)

1. 筒状のステータコアと、前記ステータコアに装着されたコイルと、を有するステータと、
   前記ステータの径方向内側に配置されたロータと、を備え、
   前記ロータは、
   軸心冷却による冷媒が流通可能な冷媒流路を有するロータコアと、
   前記ロータコアの軸方向端部に配置された端面板と、を備え、
   前記端面板は、
   前記冷媒流路に連通する冷媒流通孔と、
   前記冷媒流通孔と前記端面板の外周縁とをつなぐ冷媒通路溝と、を有し、
   軸方向から見て、前記冷媒通路溝において前記外周縁と接する部分の幅は、前記冷媒通路溝において前記冷媒流通孔と接する部分の幅以下であることを特徴とする回転電機。
2. 前記軸方向から見て、前記冷媒通路溝において前記外周縁と接する部分の幅は、前記冷媒通路溝において前記冷媒流通孔と接する部分の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記冷媒通路溝において前記外周縁と接する部分の深さは、前記冷媒通路溝において前記冷媒流通孔と接する部分の深さ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記軸方向から見て、前記冷媒流通孔は、径方向外側に頂部を有する三角形状をなし、
   前記冷媒通路溝は、前記頂部から前記外周縁に向けて延在していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。

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