JP2020145782A - ロータ及び回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアの外周面に配置された永久磁石を確実に固定するとともに、冷却効率を向上したロータ及びこのロータを用いた回転電機を提供する。【解決手段】ロータ３は、ロータコア５と、ロータコア５と一体回転し、内部に冷媒Ｓが流通可能な軸心冷却路４１を有するシャフト４と、軸心冷却路４１に流れる冷媒Ｓをロータコア５の外周部に流通する第一流路８６を有するプレート部材８と、ロータコア５の外周部に配置される永久磁石６と、永久磁石６の外周部に巻回されたフィラメントワインディング層７と、フィラメントワインディング層７の外周部に配置された筒体９と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ロータ及び回転電機に関するものである。

従来、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源として回転電機が使用されている。回転電機では、ロータコアの外周部に永久磁石が配置される。これらの永久磁石は回転時に発熱するため、ロータコアに冷媒を供給することにより永久磁石を冷却する技術が種々提案されている。

例えば特許文献１には、ロータと、ロータの中心部に挿通された回転体と、ロータと回転体との間に設けられたスリーブ部材と、回転体とスリーブ部材との間に形成された溝と、を備え、ロータコアに設けられた孔に永久磁石が埋め込まれた、いわゆる埋込磁石型回転電機（ＩＰＭ）の構成が記載されている。特許文献１に記載の技術によれば、回転軸とロータとの間の溝にオイルが流れ込むことによって、ロータコア及び永久磁石を効率的に冷却できるとされている。

国際公開第２０１２／０８６２２８号

しかしながら、特許文献１に記載の技術にあっては、ロータコアの外周面に永久磁石が配置される表面磁石型回転電機（ＳＰＭ）に適用する場合に、回転体に形成された溝と永久磁石との距離が離れることにより、永久磁石を効率的に冷却できないおそれがある。また、ロータコアに永久磁石を確実に固定できないおそれがある。

ところで、ＳＰＭにおいて、永久磁石をロータコアの外周面に固定する方法として、フィラメントワインディングをロータの外周部に巻回する方法が知られている。しかしながら、近年、ロータの高回転化に伴い、さらに確実な固定が要求される。

そこで、本発明は、ロータコアの外周面に配置された永久磁石を確実に固定するとともに、冷却効率を向上したロータ及びこのロータを用いた回転電機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係るロータ（例えば、第１実施形態におけるロータ３）は、ロータコア（例えば、第１実施形態におけるロータコア５）と、前記ロータコアと一体回転し、内部に冷媒（例えば、第１実施形態における冷媒Ｓ）が流通可能な軸心冷却路（例えば、第１実施形態における軸心冷却路４１）を有するシャフト（例えば、第１実施形態におけるシャフト４）と、前記軸心冷却路に流れる冷媒を前記ロータコアの外周部に流通する第一流路（例えば、第１実施形態における第一流路８６）を有するプレート部材（例えば、第１実施形態におけるプレート部材８）と、前記ロータコアの外周部に配置される永久磁石（例えば、第１実施形態における永久磁石６）と、前記永久磁石の外周部に巻回されたフィラメントワインディング層（例えば、第１実施形態におけるフィラメントワインディング層７）と、前記フィラメントワインディング層の外周部に配置された筒体（例えば、第１実施形態における筒体９）と、を備えることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明に係るロータは、前記フィラメントワインディング層は、前記ロータコアの周方向に沿って巻回され、前記筒体の内周部には、前記第一流路に連通する内周側流路（例えば、第１実施形態における内周側流路９１）が設けられていることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明に係るロータは、前記内周側流路は螺旋状に形成されていることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明に係るロータは、前記プレート部材は、前記ロータの軸方向の中央部に配置されるオイルパスプレート（例えば、第１実施形態におけるオイルパスプレート８３）を含み、前記内周側流路は、前記ロータの回転方向の下流側から上流側へ向かうにしたがい、前記ロータの軸方向の中央部側から前記軸方向の外側へ向かうように傾斜していることを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明に係るロータは、前記筒体の外周部には、螺旋状に形成された外周側流路（例えば、第１実施形態における外周側流路９５）が設けられていることを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明に係るロータは、前記内周側流路及び前記外周側流路は、互いに平行となるように形成されていることを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明に係るロータは、前記筒体は非磁性体であることを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明に係る回転電機（例えば、第１実施形態における回転電機１）は、上述のロータと、前記ロータの外周部に配置されるステータ（例えば、第１実施形態におけるステータ２）と、を備えることを特徴としている。

本発明の請求項１に記載のロータによれば、永久磁石の外周面にフィラメントワインディング層が巻回されるので、永久磁石をロータコアの外周部に保持できる。フィラメントワインディング層の外周部にはさらに筒体が配置されているので、筒体がフィラメントワインディング層を外周から保持することにより、フィラメントワインディング層のほつれを抑制できる。これにより、永久磁石をより確実にロータコアに固定できる。また、ロータの回転によりフィラメントワインディング層がステータに接触することを確実に防止できる。よって、従来技術と比較して高回転に好適なロータとすることができる。
プレート部材は第一流路を有するので、軸心冷却路を流れる冷媒は、第一流路を通ってロータコアの外周部に供給される。さらに、ロータコアの外周部に供給された冷媒は、フィラメントワインディング層の繊維間に浸透する。これにより、フィラメントワインディング層の内側に配置された永久磁石を外周部から効率的に冷却できる。
したがって、ロータコアの外周面に配置された永久磁石を確実に固定するとともに、冷却効率を向上したロータを提供できる。

本発明の請求項２に記載のロータによれば、筒体の内周部には第一流路に連通する内周側流路が設けられているので、軸心冷却路を流れる冷媒は、第一流路を通って内周側流路に供給される。これにより、筒体とフィラメントワインディング層との間に積極的に冷媒を供給できる。よって、フィラメントワインディング層及びフィラメントワインディング層の内側に配置された永久磁石を、外周部から効率的に冷却できる。

本発明の請求項３に記載のロータによれば、内周側流路は螺旋状に形成されているので、内周側流路に供給された冷媒は、ロータの回転により周方向に移動するとともに軸方向の一方側から他方側へ向かって移動する。これにより、内周側流路に供給された冷媒の流通効率を向上できる。よって、ロータの冷却効率を向上できる。

本発明の請求項４に記載のロータによれば、オイルパスプレートはロータの軸方向の中央部に配置されているので、冷媒は、ロータコアの中央部を通ってロータの外周部に供給される。一方、内周側流路は、ロータの回転方向の下流側から上流側へ向かうにしたがい軸方向の中央部側から外側へ向かうように傾斜している。このため、内周側流路に供給された冷媒は、ロータの回転に伴う慣性力により傾斜に沿ってロータの中央部側から外側に移動する。これにより、オイルパスプレートによって軸方向の中央部に供給された冷媒を、軸方向外側に向かって積極的に排出できる。よって、ロータの冷却効率を向上できる。

本発明の請求項５に記載のロータによれば、筒体の外周部には螺旋状に形成された外周側流路が設けられているので、例えばこのロータを用いた回転電機において、ロータとステータとの間のエアギャップに入り込んだ冷媒を、外周側流路に沿ってエアギャップの外部へ排出できる。よって、エアギャップに冷媒が浸入することによる回転電機のフリクショントルクの発生を抑制できる。

本発明の請求項６に記載のロータによれば、内周側流路及び外周側流路は互いに平行となるように形成されているので、筒体の内周部及び外周部の双方において、ロータの回転により冷媒を軸方向の中央部側から軸方向の外側へ向かって流通させることができる。よって、内周側流路の冷媒の流通効率を向上することによりロータの冷却効率を向上し、かつエアギャップへ誤って浸入した冷媒を、外周側流路によってエアギャップ外に素早く排出し、このロータを用いた回転電機におけるフリクショントルクの発生を抑制した、高性能なロータとすることができる。

本発明の請求項７に記載のロータによれば、筒体は非磁性体なので、筒体を設けることによる磁束漏れを抑制できる。これにより、磁気効率の低下を抑制した、高効率なロータとすることができる。

本発明の請求項８に記載の回転電機によれば、ロータコアの外周面に配置された永久磁石を確実に固定するとともに、冷却効率を向上したロータを備えた高性能な回転電機を提供できる。

第１実施形態に係る回転電機の部分断面図。 図１のＩＩ部拡大図。 第１実施形態に係る筒体の斜視図。 第１実施形態に係る筒体の内周面における展開図。 第１実施形態に係る筒体の外周面における展開図。 第２実施形態に係る筒体の斜視図。 第２実施形態に係る筒体の内周面における展開図。 第２実施形態に係る筒体の外周面における展開図。

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。

（第１実施形態）
（回転電機）
図１は、第１実施形態に係る回転電機１の部分断面図である。図１において、軸線Ｃより下半分には、上半分と同等の構成が設けられている。図２は、図１のＩＩ部拡大図である。
回転電機１は、例えば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。但し、本発明の構成は、走行用モータに限らず、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）としても適用可能である。
図１に示すように、回転電機１は、ステータ２と、ロータ３と、を備える。

（ステータ）
ステータ２は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されている。ステータ２の外周部は、不図示のケースの内壁に固定されている。ステータ２は、ケースの内部において、一部が冷媒Ｓに浸漬された状態で配置されている。なお、冷媒Ｓ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）等が好適に用いられている。ステータ２には、不図示のコイルが装着されている。
以下の説明では、ステータ２の軸線Ｃに沿う方向を単に軸方向といい、軸線Ｃに直交する方向を径方向といい、軸線Ｃ周りの方向を周方向という場合がある。

（ロータ）
ロータ３は、ステータ２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３は、軸線Ｃを中心とする筒状に形成されている。ロータ３は、軸線Ｃ回りに回転可能に構成されている。ロータ３は、シャフト４と、ロータコア５と、永久磁石６と、フィラメントワインディング層７と、プレート部材８と、筒体９と、を備える。なお、図１以降の各図においては、わかり易くするために、フィラメントワインディング層７及びプレート部材８の厚さを誇張して図示している。

（シャフト）
シャフト４は、軸線Ｃと同軸に配置されている。シャフト４は、軸線Ｃを中心とする筒状に形成されている。シャフト４は、ステータ２及びロータ３を収容する不図示のケースに取り付けられた軸受を介してケースに回転可能に支持されている。シャフト４の内部には、冷媒Ｓが流通可能な軸心冷却路４１と、径方向流路４２と、が形成されている。軸心冷却路４１は、軸線Ｃと同軸となるようにシャフト４を軸方向に貫通している。径方向流路４２は、シャフト４の軸方向の中央部に設けられている。径方向流路４２は、径方向に延びている。径方向流路４２は、軸心冷却路４１とシャフト４の外周部とを連通している。径方向流路４２は、周方向に複数設けられている。

（ロータコア）
ロータコア５は、シャフト４の外周部に設けられている。ロータコア５は、環状に形成されている。ロータコア５は、軸線Ｃ回りにシャフト４と一体で回転可能に構成されている。ロータコア５は、内部流路５１を有する。内部流路５１は、ロータコア５を軸方向に貫通している。内部流路５１には、冷媒Ｓが流通可能とされている。本実施形態において、ロータコア５は、軸方向に２分割されることにより一対設けられている。一対のロータコア５はそれぞれ同等の構成とされている。

（永久磁石）
永久磁石６は、ロータコア５の外周面に配置されている。なお、ロータコア５の外周面には、永久磁石６の周方向の位置決めをするための凹部等が設けられていてもよい。永久磁石６は、軸方向に沿って延びている。永久磁石６は、周方向に複数設けられている。永久磁石６は、例えば希土類磁石である。希土類磁石としては、例えばネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石、プラセオジム磁石等が挙げられる。

（フィラメントワインディング層）
フィラメントワインディング層７は、永久磁石６の外周部に設けられている。具体的に、フィラメントワインディング層７は、図２に示すように、ガラス繊維や樹脂等の材料を糸状に成形したフィラメント繊維７１をロータコア５の周方向に沿って螺旋状に巻回することにより形成されている。フィラメント繊維７１は、断面円形状に形成されている。フィラメントワインディング層７は、永久磁石６の外周部に巻回されることにより、永久磁石６をロータコア５の外周面に固定している。なお、フィラメントワインディング層７は、ロータコア５の径方向に複数回巻き回して積層させてもよい。

（プレート部材）
図１に示すように、プレート部材８は、ロータコア５の軸方向における端部及び中央部に設けられている。具体的に、プレート部材８は、エンドプレート８１と、オイルパスプレート８３と、を含む。

エンドプレート８１は、ロータコア５の軸方向の一方側及び他方側において、ロータコア５の外側を向く端部にそれぞれ設けられている。エンドプレート８１は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されている。エンドプレート８１の径方向内側端部は、シャフト４の外周部に当接している。エンドプレート８１の軸方向のうちロータ３の中央部側を向く端面は、ロータコア５の軸方向外側を向く端面に当接している。エンドプレート８１には、エンドプレート８１を軸方向に貫通する排出孔８２が形成されている。排出孔８２は、ロータコア５の内部流路５１に連通している。排出孔８２は、内部流路５１内を流通する冷媒Ｓをロータ３の軸方向外側へ排出可能としている。

オイルパスプレート８３は、ロータコア５の軸方向における中央部に設けられている。具体的に、オイルパスプレート８３は、軸方向において一対のロータコア５間に設けられている。オイルパスプレート８３は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されている。オイルパスプレート８３の径方向内側端部は、シャフト４の外周部に当接している。オイルパスプレート８３の径方向外側端部は、フィラメントワインディング層７の外周部よりも径方向内側で終端している（図２も参照）。オイルパスプレート８３の軸方向の両端面は、一対のロータコア５の軸方向における中央部側を向く端面にそれぞれ当接している。オイルパスプレート８３は、第一流路８６と、第二流路８７とを有する。

第一流路８６は、オイルパスプレート８３の内部を径方向に貫通している。第一流路８６の径方向内側端部は、シャフト４の径方向流路４２に連通している。第一流路８６の径方向外側端部は、オイルパスプレート８３の外周部に連通している。第一流路８６は、径方向流路４２に流れる冷媒Ｓをロータコア５の外周部まで流通可能としている。第一流路８６は、周方向に複数設けられている。

第二流路８７は、オイルパスプレート８３の内部を軸方向に貫通している。第二流路８７は、第一流路８６に連通している。第二流路８７の軸方向における一方側及び他方側の端部は、ロータコア５に形成された内部流路５１にそれぞれ連通している。第二流路８７は、第一流路８６に流れる冷媒Ｓをロータコア５の内部流路５１内へ流通可能としている。第二流路８７は、周方向に複数設けられている。

（筒体）
筒体９は、フィラメントワインディング層７の外周部に配置されている。筒体９は、軸線Ｃを中心とする筒状に形成されている。筒体９は、例えばチタンやステンレス、ニッケル合金等の非磁性体の材料により形成されている。筒体９は、例えば圧入によりフィラメントワインディング層７の外周部に固定されている。図２に示すように、筒体９の内周面は、フィラメントワインディング層７に当接している。これにより、筒体９の内周面と、軸方向に隣り合うフィラメント繊維７１と、の間に空隙部Ｐが形成されている。また、筒体９の内周面と、オイルパスプレート８３の径方向外側端部と、の間には隙間Ｑがあいている。筒体９は、内周側流路９１と、外周側流路９５と、を有する。

図３は、第１実施形態に係る筒体９の斜視図である。図４は、第１実施形態に係る筒体９の内周面における展開図である。
図３に示すように、内周側流路９１は、筒体９の内周面に形成されている。内周側流路９１は、筒体９の内周面から径方向外側に凹んだ溝である。内周側流路９１は、螺旋状に形成されている。具体的に、内周側流路９１は、ロータ３の回転方向（図３における矢印Ｗの方向）の下流側から上流側へ向かうにしたがい、軸方向の中央部側から軸方向の外側へ向かうように傾斜している。図２に示すように、内周側流路９１には、オイルパスプレート８３の第一流路から供給された冷媒Ｓが流通可能とされている。

図４に示すように、内周側流路９１は、軸方向の一方側に形成された第一内周側流路９２と、軸方向の他方側に形成された第二内周側流路９３と、を有する。

第一内周側流路９２の始点９２ａは、軸方向における中央部に設けられている。第一内周側流路９２の終点９２ｂは、軸方向における一方側端部に設けられている。第一内周側流路９２は、始点９２ａから終点９２ｂまで螺旋状に延びている。第一内周側流路９２は、ロータ３の回転方向（図４における矢印Ｗの方向）の下流側から上流側へ向かうにしたがい、始点９２ａから終点９２ｂへ向かうように傾斜している。第一内周側流路９２は、始点９２ａから終点９２ｂへ向かうまでに周方向に１周している。

第二内周側流路９３は、少なくとも一部が第一内周側流路９２よりも軸方向他方側に設けられている。第二内周側流路９３の始点９３ａは、軸方向における中央部に設けられている。第二内周側流路９３の終点９３ｂは、軸方向における他方側端部に設けられている。第二内周側流路９３は、始点９３ａから終点９３ｂまで螺旋状に延びている。第二内周側流路９３は、ロータ３の回転方向の下流側から上流側へ向かうにしたがい、始点９３ａから終点９３ｂへ向かうように傾斜している。第二内周側流路９３は、始点９３ａから終点９３ｂへ向かうまでに周方向に１周している。

図３に戻って、外周側流路９５は、筒体９の外周面に形成されている。外周側流路９５は、筒体９の外周面から径方向内側に凹んだ溝である。外周側流路９５は、内周側流路９１と略平行な螺旋状に形成されている。図１に示すように、ステータ２とロータ３との間のエアギャップＧに入り込んだ冷媒Ｓは、外周側流路９５を流通可能とされている。

図５は、第１実施形態に係る筒体９の外周面における展開図である。
外周側流路９５は、軸方向の一方側に形成された第一外周側流路９６と、軸方向の他方側に形成された第二外周側流路９７と、を有する。

第一外周側流路９６は、軸方向の中央部を含み中央部よりも軸方向の一方側に設けられている。第一外周側流路９６は、始点９６ａから終点９６ｂまで螺旋状に延びている。第一外周側流路９６の始点９６ａは、軸方向における中央部に設けられている。第一外周側流路９６の終点９６ｂは、軸方向における一方側端部に設けられている。第一外周側流路９６は、ロータ３の回転方向（図５における矢印Ｗの方向）の下流側から上流側へ向かうにしたがい、始点９６ａから終点９６ｂへ向かうように傾斜している。第一外周側流路９６は、始点９６ａから終点９６ｂへ向かうまでに周方向を１周している。

第二外周側流路９７は、少なくとも一部が第一外周側流路９６よりも軸方向他方側に設けられている。本実施形態において、第二外周側流路９７は、軸方向の中央部を含み中央部よりも軸方向の他方側に設けられている。第二外周側流路９７は、始点９７ａから終点９７ｂまで螺旋状に延びている。第二外周側流路９７の始点９７ａは、軸方向における中央部に設けられている。第二外周側流路９７の終点９７ｂは、軸方向における他方側端部に設けられている。第二外周側流路９７は、ロータ３の回転方向の下流側から上流側へ向かうにしたがい、始点９７ａから終点９７ｂへ向かうように傾斜している。第二外周側流路９７は、始点９７ａから終点９７ｂへ向かうまでに周方向を１周している。

次に、ロータ３の内部を流れる冷媒Ｓの流れについて説明する。
図１に示すように、始めに、ロータ３の外部に設けられた不図示のポンプ等により、冷媒Ｓがシャフト４の軸心冷却路４１内に供給される。冷媒Ｓは、軸心冷却路４１内を軸方向に沿って流通した後、ロータ３が回転した際の遠心力により、径方向流路４２を通ってオイルパスプレート８３の第一流路８６へ流入する。
第一流路８６へ流入した冷媒Ｓの一部は、第二流路８７を通ってロータコア５の内部流路５１へ流入する。さらに冷媒Ｓは、内部流路５１内を軸方向の外側に向かって流通し、エンドプレート８１の排出孔８２からロータ３の外部へ排出される。これにより、冷媒Ｓは、ロータコア５を冷却する。
一方、図２に示すように、第一流路８６へ流入した冷媒Ｓの残りの一部は、第一流路８６を径方向外側に向かって流通し、ロータ３の外周部へ供給される。具体的に、冷媒Ｓは、フィラメントワインディング層７と筒体９との間の隙間Ｑに供給される。フィラメントワインディング層７と筒体９との間に供給された冷媒Ｓは、軸方向に隣り合うフィラメント繊維７１と筒体９との間の空隙部Ｐに入り込んで周方向に流通するとともに、筒体９の内周面に形成された内周側流路９１を通って周方向及び軸方向外側へ向かって流通する。内周側流路９１に沿って軸方向外側へ流通した冷媒Ｓは、ロータコア５の端部から外部へ排出される。これにより、冷媒Ｓは、フィラメントワインディング層７及びフィラメントワインディング層７の径方向内側に配置された永久磁石６を冷却する。また、ロータ３の外周部に供給された冷媒Ｓの一部は、フィラメント繊維７１間に浸透する。これにより、冷媒Ｓは、外周部から永久磁石６を冷却する。

（作用、効果）
次に、ロータ３及び回転電機１の作用、効果について説明する。
本実施形態のロータ３によれば、永久磁石６の外周面にフィラメントワインディング層７が巻回されるので、永久磁石６をロータコア５の外周部に保持できる。フィラメントワインディング層７の外周部にはさらに筒体９が配置されているので、筒体９がフィラメントワインディング層７を外周から保持することにより、フィラメントワインディング層７のほつれを抑制できる。これにより、永久磁石６をより確実にロータコア５に固定できる。また、ロータ３の回転によりフィラメントワインディング層７がステータ２に接触することを確実に防止できる。よって、従来技術と比較して高回転に好適なロータ３とすることができる。
プレート部材８は第一流路８６を有するので、軸心冷却路４１を流れる冷媒Ｓは、第一流路８６を通ってロータコア５の外周部に供給される。さらに、ロータコア５の外周部に供給された冷媒Ｓは、フィラメントワインディング層７のフィラメント繊維７１間に浸透する。これにより、フィラメントワインディング層７の内側に配置された永久磁石６を外周部から効率的に冷却できる。
したがって、ロータコア５の外周面に配置された永久磁石６を確実に固定するとともに、冷却効率を向上したロータ３を提供できる。

筒体９の内周部には第一流路８６に連通する内周側流路９１が設けられているので、軸心冷却路４１を流れる冷媒Ｓは、第一流路８６を通って内周側流路９１に供給される。これにより、筒体９とフィラメントワインディング層７との間に積極的に冷媒Ｓを供給できる。よって、フィラメントワインディング層７及びフィラメントワインディング層７の内側に配置された永久磁石６を、外周部から効率的に冷却できる。

内周側流路９１は螺旋状に形成されているので、内周側流路９１に供給された冷媒Ｓは、ロータ３の回転により周方向に移動するとともに軸方向の一方側から他方側へ向かって移動する。これにより、内周側流路９１に供給された冷媒Ｓの流通効率を向上できる。よって、ロータ３の冷却効率を向上できる。

オイルパスプレート８３はロータ３の軸方向の中央部に配置されているので、冷媒Ｓは、ロータコア５の中央部を通ってロータ３の外周部に供給される。一方、内周側流路９１は、ロータ３の回転方向Ｗの下流側から上流側へ向かうにしたがい軸方向の中央部側から外側へ向かうように傾斜している。このため、内周側流路９１に供給された冷媒Ｓは、ロータ３の回転に伴う慣性力により傾斜に沿ってロータ３の中央部側から外側に移動する。これにより、オイルパスプレート８３によって軸方向の中央部に供給された冷媒Ｓを、軸方向外側に向かって積極的に排出できる。よって、ロータ３の冷却効率を向上できる。

筒体９の外周部には螺旋状に形成された外周側流路９５が設けられているので、例えばこのロータ３を用いた回転電機１において、ロータ３とステータ２との間のエアギャップＧに入り込んだ冷媒Ｓを、外周側流路９５に沿ってエアギャップＧの外部へ排出できる。よって、エアギャップＧに冷媒Ｓが浸入することによる回転電機１のフリクショントルクの発生を抑制できる。

内周側流路９１及び外周側流路９５は互いに平行となるように形成されているので、筒体９の内周部及び外周部の双方において、ロータ３の回転により冷媒Ｓを軸方向の中央部側から軸方向の外側へ向かって流通させることができる。よって、内周側流路９１の冷媒Ｓの流通効率を向上することによりロータ３の冷却効率を向上し、かつエアギャップＧへ誤って浸入した冷媒Ｓを、外周側流路９５によってエアギャップＧ外に素早く排出し、このロータ３を用いた回転電機１におけるフリクショントルクの発生を抑制した、高性能なロータ３とすることができる。

筒体９は非磁性体なので、筒体９を設けることによる磁束漏れを抑制できる。これにより、磁気効率の低下を抑制した、高効率なロータ３とすることができる。

本実施形態の回転電機１によれば、ロータコア５の外周面に配置された永久磁石６を確実に固定するとともに、冷却効率を向上したロータ３を備えた高性能な回転電機１を提供できる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係る筒体９の斜視図である。図７は、第２実施形態に係る筒体９の内周面における展開図である。図８は、第２実施形態に係る筒体９の外周面における展開図である。本実施形態では、内周側流路９１及び外周側流路９５が始点から終点へ向かうまでに周方向を５周している点において上述した実施形態と相違している。

本実施形態において、内周側流路９１は、第一内周側流路９２と、第二内周側流路９３と、を有する。第一内周側流路９２は、始点９２ａから終点９２ｂへ向かうまでに周方向を５周している。第二内周側流路９３は、始点９３ａから終点９３ｂへ向かうまでに周方向を５周している。
外周側流路９５は、第一外周側流路９６と、第二外周側流路９７と、を有する。第一外周側流路９６は、始点９６ａから終点９６ｂへ向かうまでに周方向を５周している。第二外周側流路９７は、始点９７ａから終点９７ｂへ向かうまでに周方向を５周している。
なお、螺旋の傾斜方向や始点９２ａ，９３ａ，９６ａ，９７ａ及び終点９２ｂ，９３ｂ，９６ｂ，９７ｂの位置は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用、効果を奏することに加え、内周側流路９１により多くの冷媒Ｓを保持できるので、筒体９の熱容量を増加させることができる。これにより、筒体９に接するフィラメントワインディング層７及びフィラメントワインディング層７の内径側に配置された永久磁石６の熱を効率的に吸収し、ロータ３の冷却効率を向上できる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、内周側流路９１及び外周側流路９５が始点９２ａ，９３ａ，９６ａ，９７ａから終点９２ｂ，９３ｂ，９６ｂ，９７ｂへ向かうまでの周回数は、上述した周回数に限られない。始点９２ａ，９３ａ，９６ａ，９７ａ及び終点９２ｂ，９３ｂ，９６ｂ，９７ｂの軸方向における位置は、上述した実施形態に限られない。また、内周側流路９１及び外周側流路９５は、二重螺旋や三重螺旋等であってもよい。
内周側流路９１と外周側流路９５との周回数が異なっていてもよい。内周側流路９１と外周側流路９５とが交差していてもよい。
外周側流路９５はなくてもよい。但し、エアギャップＧに入り込んだ冷媒Ｓを外部に排出し易くすることで回転電機１の性能低下を抑制できる点で、外周側流路９５を設けない場合よりも外周側流路９５を設けた場合の方が優位性を有する。

ロータコア５における内部流路５１は、径方向に複数形成されてもよい。この場合、内部流路５１が形成された位置に合わせて、オイルパスプレート８３の第二流路８７を径方向に複数形成してもよい。

エンドプレート８１は軸方向の一方側にのみ設けられてもよい。また、エンドプレート８１はなくてもよい。
本実施形態では、オイルパスプレート８３が軸方向の中央部に設けられる構成について説明したが、これに限らない。オイルパスプレート８３がロータコア５の軸方向における一方側の端部に設けられてもよい。すなわち、軸方向の一方側から他方側へ向かって冷媒Ｓが内周側流路９１内を流通するように構成してもよい。特に、オイルパスプレート８３がロータコア５の軸方向における端部に設けられる場合、第二内周側流路９３はなくてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態及び変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 回転電機
２ ステータ
３ ロータ
４ シャフト
５ ロータコア
６ 永久磁石
７ フィラメントワインディング層
８ プレート部材
９ 筒体
４１ 軸心冷却路
８３ オイルパスプレート
９１ 内周側流路
９５ 外周側流路
Ｓ 冷媒

Claims (8)

1. ロータコアと、
   前記ロータコアと一体回転し、内部に冷媒が流通可能な軸心冷却路を有するシャフトと、
   前記軸心冷却路に流れる冷媒を前記ロータコアの外周部に流通する第一流路を有するプレート部材と、
   前記ロータコアの外周部に配置される永久磁石と、
   前記永久磁石の外周部に巻回されたフィラメントワインディング層と、
   前記フィラメントワインディング層の外周部に配置された筒体と、
   を備えることを特徴とするロータ。
2. 前記フィラメントワインディング層は、前記ロータコアの周方向に沿って巻回され、
   前記筒体の内周部には、前記第一流路に連通する内周側流路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロータ。
3. 前記内周側流路は螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のロータ。
4. 前記プレート部材は、前記ロータの軸方向の中央部に配置されるオイルパスプレートを含み、
   前記内周側流路は、前記ロータの回転方向の下流側から上流側へ向かうにしたがい、前記ロータの軸方向の中央部側から前記軸方向の外側へ向かうように傾斜していることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のロータ。
5. 前記筒体の外周部には、螺旋状に形成された外周側流路が設けられていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のロータ。
6. 前記内周側流路及び前記外周側流路は、互いに平行となるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載のロータ。
7. 前記筒体は非磁性体であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のロータ。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のロータと、
   前記ロータの外周部に配置されるステータと、
   を備えることを特徴とする回転電機。

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