JP2022077888A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の冷却効率を向上させる。【解決手段】回転電機１０は、ケースと、該ケース２０内に収容されたステータ３０と、ステータ３０の内周側に配置されたロータ４０とを有する。ロータ４０には、冷却油が流れる冷却油路６１が設けられ、冷却油路６１は、冷却油をロータ４０から排出する排出口６７Ａを含み、ケース２０及びステータ３０において、冷却油路の排出口６７Ａと対向する位置には、凹凸形状に形成された第１凹凸面２２Ａ、第２凹凸面２３Ａ、及び第３凹凸面３１１Ｂが配置されており、これら凹凸面は、異なる位置に配置された面に比して、冷却油が付着したときの油滴の接触角が小さい。【選択図】図４

Description

本発明は、回転電機に関する。

特許文献１に記載の回転電機は、ケースと、該ケースに収容されたステータとを備えている。ステータの内周側にはロータが配置されている。ロータの内部には、冷却油が流れる冷却油路が設けられている。冷却油路は、ロータの外周面に開口した排出口を有している。特許文献１に記載の回転電機では、ロータの冷却油路に供給された冷却油を排出口から排出する。ロータは回転体であることから、回転時の遠心力により、排出された冷却油は外周側のステータへ向かって飛散する。ステータに付着した冷却油は、ステータを伝って流れ落ちてケースの下方へと集められる。ケースの下方に集まった冷却油は、ケースの外へと排出されてラジエータで放熱した後、再度ロータへ供給される。特許文献１に記載の回転電機では、このように冷却油を循環させることで各部の冷却を行っている。

特開２０１７－２００３３３号公報

特許文献１に記載の回転電機では、ロータからステータへ冷却油を供給した後、ステータを伝わせて冷却油をケース下方へと流すようにしている。冷却油は、ステータの表面を自重で流れ落ちることから、ステータと熱交換を行う時間を十分に確保できているとは言い難い。特許文献１に記載の回転電機では、この点については考慮されておらず、改善の余地がある。

上記課題を解決するための回転電機は、ケースと、該ケース内に収容されたステータと、ステータの内周側に配置されたロータとを有する回転電機であって、前記ロータには、冷却油が流れる冷却油路が設けられ、前記冷却油路は、冷却油をロータから排出する排出口を含み、前記ケース及び前記ステータの少なくとも一方において、前記冷却油路の前記排出口と対向する位置には、凹凸形状に形成された凹凸面が配置されており、前記凹凸面は、前記排出口と対向する位置とは異なる位置に配置された面に比して、冷却油が付着したときの油滴の接触角が小さい。

上記構成では、ケース及びステータの少なくとも一方において冷却油の排出口と対向する位置に、凹凸面が形成されている。凹凸面では、油滴の接触角が他の位置にある面に比して小さいことから、冷却油が付着したときに油滴が濡れ広がる。そのため、冷却油が凹凸面に保持され易くなり、凹凸面が設けられていない他の部分に比して、冷却油はケースの表面又はステータの表面に長く留まることが可能になる。したがって、上記構成によれば、冷却油とケース又はステータとの熱交換の時間を長くすることに貢献でき、その結果、回転電機の冷却効率を向上させることが可能になる。

回転電機の概略構成を示す断面図。 凹凸面のパターンを示す模式図。 図１の３－３線に沿った断面図。 図３の４－４線に沿った断面図。 ロータコアを軸方向から見たときの磁石孔の構成を示す模式図。 回転電機のケース内における冷却油の移動態様を模式的に示す断面図。 冷却油の油滴における接触角の違いを模式的に示す断面図。 凹凸面の他のパターンを示す模式図。 凹凸面の他のパターンを示す模式図。 回転電機の他の例のロータの構成を模式的に示す断面図。 回転電機の他の例におけるケース内の冷却油の移動態様を模式的に示す断面図。

回転電機の一実施形態について、図１～図７を参照して説明する。
図１に示すように、回転電機１０は、ケース２０を有している。ケース２０は、例えばアルミニウムによって構成されている。ケース２０は、円筒状の周壁２１と、該周壁２１の一端（図１の右端）に設けられた円環形状の第１端壁２２と、周壁２１の他端（図１の左端）に設けられた円環形状の第２端壁２３とを有している。また、ケース２０は、第１端壁２２の内周縁から外方（図１の右方）に突出した形状の第１フランジ壁２４を有している。第１フランジ壁２４は、先端部が開口した円筒状に形成されている。ケース２０には、第２端壁２３の内周縁から外方（図１の左方）に突出した形状の第２フランジ壁２５が設けられている。第２フランジ壁２５の先端には、円板状の連結壁２６が連結されている。

ケース２０において、第１端壁２２の内周面には、凹凸形状に形成された第１凹凸面２２Ａが配置されている。第１凹凸面２２Ａは、第１端壁２２の内周面に対して、例えばレーザ加工等の微小な凹凸構造を形成するための加工を施すことで形成されている。なお、第１端壁２２の内周面にナノ粒子基材をコーティングして積層することで微小な凹凸構造を有する第１凹凸面２２Ａを形成してもよい。

図２に示すように、第１凹凸面２２Ａにおける凸部２２１Ａは、格子状に並んだクロスパターンで配置されている。このように、ケース２０において、第１凹凸面２２Ａが形成されている部分を他の部分に比して粗した状態とすることで、後述するように第１端壁２２の濡れ性を向上させている。

図１に示すように、第１凹凸面２２Ａは、第１端壁２２の内周縁から外周側に所定範囲に亘って設けられており、円環状に配置されている。第１凹凸面２２Ａにおける凸部２２１Ａの高さとしては、例えば数百ｎｍ～数十μｍとすることができる。なお、第１端壁２２の内周面において、第１凹凸面２２Ａとは異なる位置に配置された外周側の面を第１平滑面２２Ｂという。第１平滑面２２Ｂには、上述した微細な凹凸構造が設けられていない。

また、ケース２０において、第２端壁２３の内周面には、凹凸形状に形成された第２凹凸面２３Ａが配置されている。第２凹凸面２３Ａは、第２端壁２３の内周面に対して、例えばレーザ加工等の微小な凹凸構造を形成するための加工を施すことで形成されている。なお、第２端壁２３の内周面にナノ粒子基材をコーティングして積層することで微小な凹凸構造を有する第２凹凸面２３Ａを形成してもよい。第２凹凸面２３Ａは、上述した第１凹凸面２２Ａと同様に凸部がクロスパターンで配置されている。このように、ケース２０において、第２凹凸面２３Ａが形成されている部分を他の部分に比して粗した状態とすることで、後述するように第２端壁２３の濡れ性を向上させている。第２凹凸面２３Ａは、第２端壁２３の内周縁から外周側に所定範囲に亘って設けられており、円環状に配置されている。第２凹凸面２３Ａにおける凸部の高さとしては、例えば数百ｎｍ～数十μｍとすることができる。第２端壁２３の内周面において、第２凹凸面２３Ａとは異なる位置に配置された外周側の面を第２平滑面２３Ｂという。第２平滑面２３Ｂには、上述した微細な凹凸構造が設けられていない。

ケース２０の内部には、ステータ３０が収容されている。ステータ３０は、磁性体である電磁鋼板を複数枚積層して円環柱状に構成されたステータコア３１を有している。
図３に示すように、ステータコア３１は、円環状に形成されているヨーク３１Ａと、該ヨーク３１Ａの内周面から径方向内側に突出した形状の複数のティース３１Ｂとを有している。ヨーク３１Ａの外周面は、ケース２０における周壁２１の内周面に固定されている。これにより、ケース２０にステータ３０が固定されている。ティース３１Ｂは、径方向内側の先端部分が部分的に拡幅されている。

ステータ３０において、ティース３１Ｂの先端部分の内周面には、凹凸形状に形成された第３凹凸面３１１Ｂが配置されている。第３凹凸面３１１Ｂは、ティース３１Ｂの内周面に対して、例えばレーザ加工等の微小な凹凸構造を形成するための加工を施すことで形成されている。なお、ティース３１Ｂの内周面にナノ粒子基材をコーティングして積層することで微小な凹凸構造を有する第３凹凸面３１１Ｂを形成してもよい。第３凹凸面３１１Ｂは、上述した第１凹凸面２２Ａ及び第２凹凸面２３Ａと同様に凸部がクロスパターンで配置されている。このように、ステータコア３１において、第３凹凸面３１１Ｂが形成されている部分を他の部分に比して粗した状態とすることで、後述するようにティース３１Ｂの内周面の濡れ性を向上させている。第３凹凸面３１１Ｂは、周方向に複数設けられたティース３１Ｂの全てに形成されている。なお、第３凹凸面３１１Ｂにおける凸部の高さとしては、例えば数百ｎｍ～数十μｍとすることができる。なお、ティース３１Ｂにおいて、第３凹凸面３１１Ｂとは異なる位置に配置された両側面を第３平滑面３１２Ｂという。第３平滑面３１２Ｂには、上述した微細な凹凸構造が設けられていない。

ステータ３０には、隣り合うティース３１Ｂとヨーク３１Ａとによってスロット３１Ｃが区画されている。ステータ３０は、ステータコア３１のスロット３１Ｃに巻かれたコイル３２を有している。図１に示すように、コイル３２は、ステータコア３１の積層方向における両端部がステータコア３１よりも突出している。コイル３２は、第１端壁２２に形成された第１凹凸面２２Ａ、及び第２端壁２３に形成された第２凹凸面２３Ａと対向した位置に配置されている。

ロータ４０は、ケース２０内においてステータ３０の内周側に配置されている。ロータ４０は、ステータコア３１の積層方向に延びるロータシャフト４１を有している。以下では、ロータシャフト４１の中心軸Ｌの延びる方向を単に軸方向という。

ロータシャフト４１は、一端部が第１フランジ壁２４の内域を通じて外方まで延びている。ロータシャフト４１の他端部は、第２フランジ壁２５の内域に配置されている。ロータシャフト４１は、第１端壁２２の内周面に固定された第１軸受け５０と、第２端壁２３の内周面に固定された第２軸受け５１とを介してケース２０に回転自在に軸支されている。ロータ４０は、ロータシャフト４１の外周面に固定された円環柱形状をなすロータコア４２を備えている。ロータコア４２は、磁性体である電磁鋼板を複数枚積層した積層体４３と、該積層体４３の積層方向における両端に配置された一対のエンドプレート４８とによって構成されている。エンドプレート４８は、例えば鉄を主成分とする金属によって構成されている。

図３及び図４に示すように、ロータコア４２には、ロータシャフト４１の軸方向に沿って貫通した磁石孔４２Ａが設けられている。すなわち、磁石孔４２Ａは、ロータコア４２の積層体４３を構成する電磁鋼板とエンドプレート４８との各々に孔を形成することで構成されている。これらの孔が互いに連通するように、電磁鋼板やエンドプレート４８が積層されている。

図３に示すように、磁石孔４２Ａは、ロータコア４２の外周側において周方向に並んで複数配置されている。なお、本実施形態では、ロータコア４２に、該ロータコア４２の外周側が開いたＶ字状をなすように配置された一対の磁石孔４２Ａを、周方向に間隔を開けて８つ設けた場合を例示している。図３に示すロータシャフト４１の軸方向と直交する断面において、磁石孔４２Ａの内周面は、互いに対向して平行に延びる一対の内側面４２Ｂと、一対の内側面４２Ｂを繋ぐ一対の湾曲内面４２Ｃとによって構成されている。磁石孔４２Ａ内には、磁石４９が配置されている。

磁石４９は、断面が長方形の棒状に形成されている。磁石４９は、断面の長手方向に延びる長辺の長さが磁石孔４２Ａの一対の内側面４２Ｂの長さと略同一であり、断面の短手方向に延びる短辺の長さが磁石孔４２Ａの一対の内側面４２Ｂの間隔よりも若干短い。磁石４９は、長辺と磁石孔４２Ａの一対の内側面４２Ｂとの隙間に配置された図示しない固定部材を介してロータコア４２に固定されている。固定部材は、公知の接着シートや熱膨張シートを採用できる。上記一対の磁石孔４２Ａに配置された磁石４９によって、ロータコア４２の１つの磁極が形成されている。上述したように一対の磁石孔４２Ａは周方向に８つ並んで設けられていることから、本実施形態のロータコア４２には８つの磁極が形成されている。

図４に示すように、磁石４９の軸方向における長さは、ロータコア４２の積層体４３の軸方向における長さよりも短い。すなわち、軸方向において、磁石４９は磁石孔４２Ａよりも短い。ロータコア４２の積層体４３を構成する電磁鋼板のうち磁石４９が配置されていない電磁鋼板を排出側電磁鋼板４４といい、磁石４９が配置されている電磁鋼板を磁石収容電磁鋼板４７という。

排出側電磁鋼板４４は、積層体４３において上記軸方向における両端部に２枚ずつ設けられている。２枚の排出側電磁鋼板４４のうち磁石４９に近い側に位置する電磁鋼板を第１排出電磁鋼板４５といい、磁石４９に遠い側に位置する電磁鋼板を第２排出電磁鋼板４６という。磁石収容電磁鋼板４７は、磁石孔４２Ａを構成する第１構成孔４７Ａの径が同一である。

一方で、排出側電磁鋼板４４は、磁石孔４２Ａを構成する第２構成孔４４Ａが磁石収容電磁鋼板４７の第１構成孔４７Ａに比して小さい。第２構成孔４４Ａは、第１排出電磁鋼板４５において磁石孔４２Ａを構成する第２１構成孔４５Ａと第２排出電磁鋼板４６において磁石孔４２Ａを構成する第２２構成孔４６Ａとを有する。

すなわち、図５に二点鎖線で示す磁石収容電磁鋼板４７の第１構成孔４７Ａに対して、図５に一点鎖線で示す第１排出電磁鋼板４５の第２１構成孔４５Ａは小さい。また、図５に一点鎖線で示す第１排出電磁鋼板４５の第２１構成孔４５Ａに対して、図５に破線で示す第２排出電磁鋼板４６の第２２構成孔４６Ａは小さい。なお、本実施形態では、第２構成孔４４Ａの一対の内側面４２Ｂの間隔を短くすることによって、第２構成孔４４Ａを第１構成孔４７Ａに比して小さくするとともに、第２２構成孔４６Ａを第２１構成孔４５Ａに比して小さくしている。

なお、図５に実線で示すエンドプレート４８の磁石孔４２Ａを構成する第３構成孔４８Ａは、図５に破線で示す第２排出電磁鋼板４６の第２構成孔４４Ａよりも小さい。エンドプレート４８の第３構成孔４８Ａは、第２排出電磁鋼板４６の第２構成孔４４Ａにおける一対の内側面４２Ｂの中央部に配置されている。このように、磁石孔４２Ａは、磁石４９から遠い位置に行くほど孔径、すなわち流路断面積が小さくなっている。なお、磁石孔４２Ａの孔径とは、一対の内側面４２Ｂの間隔である。磁石孔４２Ａの孔径として一対の湾曲内面４２Ｃの頂点の間隔を採用してもよい。

図４に示すように、ロータ４０には、冷却油が流れる冷却油路６１が設けられている。冷却油路６１は、ロータシャフト４１の内部に形成されていて、ロータシャフト４１内において軸方向に延びる主通路６２と、該主通路６２の先端から径方向に延びる複数の分岐通路６３とを有している。

また、冷却油路６１は、ロータコア４２の内部に形成されていて、分岐通路６３に対応して周方向に複数設けられた第１油路６４を有している。第１油路６４は、ロータコア４２の内周面に開口する供給口６４Ａを有している。供給口６４Ａは、分岐通路６３と連通しており、分岐通路６３から冷却油が供給される。第１油路６４は、径方向に延びて磁石孔４２Ａに接続されている。第１油路６４は、ロータコア４２を構成する積層体４３の内、積層方向における中央に位置する２枚の磁石収容電磁鋼板４７に形成されたスリットによって構成されている。スリットは、磁石収容電磁鋼板４７においてロータシャフト４１に固定されている内周縁から磁石孔４２Ａを構成する孔まで切り欠かれた形状に形成されている。

冷却油路６１は、第１油路６４が接続された第２油路６５を有している。第２油路６５は、磁石孔４２Ａの内周面及び磁石４９の外周面によって区画形成されている。すなわち、ロータシャフト４１の軸方向と直交する断面で見たときに、磁石孔４２Ａを構成する一対の湾曲内面４２Ｃと磁石孔４２Ａの短辺とによって囲まれる領域が第２油路６５の流路断面となる。第２油路６５において、第１油路６４が接続されている中央部分を接続部６６という。

第２油路６５は、ロータコア４２において軸方向の両端面に開口した排出口６７Ａを有する排出部６７を備えている。排出部６７は、排出側電磁鋼板４４とエンドプレート４８とによって構成されている。排出口６７Ａは、エンドプレート４８に形成されている。上述したように排出側電磁鋼板４４に形成された第２構成孔４４Ａとエンドプレート４８に形成されている第３構成孔４８Ａにおいては、磁石４９から遠い位置ほど、すなわち排出口６７Ａに近い位置ほど小さくなるように設けられている。これにより、第２油路６５は、接続部６６の流路断面積よりも、排出部６７、特に排出口６７Ａの流路断面積の方が小さくなっている。

なお、以下では、一対のエンドプレート４８のうち、ケース２０の第１端壁２２側に位置するエンドプレート４８に設けられた排出口６７Ａを第１排出口６７１Ａといい、ケース２０の第２端壁２３側に位置するエンドプレート４８に設けられた排出口６７Ａを第２排出口６７２Ａという。第１排出口６７１Ａは、第１端壁２２の内周縁側に対向する位置に設けられており、第２排出口６７２Ａは、第２端壁２３の内周縁側に対向する位置に設けられている。そのため、第１端壁２２の内周縁側に配置されている第１凹凸面２２Ａは、第１排出口６７１Ａに対向する位置に配置されている。また、第２端壁２３の内周縁側に配置されている第２凹凸面２３Ａは、第２排出口６７２Ａに対向する位置に配置されている。

また、冷却油路６１は、第２油路６５から径方向に延びて、ロータコア４２の外周面に開口した第３油路６８及び第４油路６９を備えている。第３油路６８は、接続部６６よりも第１排出口６７１Ａ側において第２油路６５に接続されている。第４油路６９は、接続部６６よりも第２排出口６７２Ａ側において第２油路６５に接続されている。第３油路６８及び第４油路６９はそれぞれ、ロータコア４２を構成する積層体４３の内、１枚の磁石収容電磁鋼板４７に形成されたスリットによって構成されている。スリットは、磁石収容電磁鋼板４７における第１構成孔４７Ａから外周縁まで切り欠かれた形状に形成されている。第３油路６８においてロータコア４２の外周面に開口した第３排出口６８Ａは、ステータコア３１のティース３１Ｂの内周面に対向する位置に設けられている。また、第４油路６９においてロータコア４２の外周面に開口した第４排出口６９Ａは、ステータコア３１のティース３１Ｂの内周面に対向する位置に設けられている。そのため、ステータコア３１の内周面に形成されている第３凹凸面３１１Ｂは、第３排出口６８Ａ及び第４排出口６９Ａに対向する位置に配置されている。

図１に示すように、回転電機１０のケース２０の下方には、回転電機１０に供給された冷却油が溜まる。この冷却油にステータコア３１の一部が浸っている。ケース２０の下方に溜まった冷却油を排出するために、周壁２１の下方には排液口２１Ａが設けられている。排液口２１Ａは、ラジエータ７０に繋がっている。排液口２１Ａからラジエータ７０へ流れた冷却油は、該ラジエータ７０において空気との熱交換によって放熱した後、オイルパン７５へ戻される。オイルパン７５に戻された冷却油は、オイルポンプ８０によって汲み上げられてロータシャフト４１の主通路６２へと供給される。主通路６２へ供給された冷却油は、分岐通路６３から第１油路６４及び第２油路６５を順に流れてロータシャフト４１、ロータコア４２、及び磁石４９を冷却する。その後、第２油路６５の第１排出口６７１Ａ、第２排出口６７２Ａ、第３油路６８の第３排出口６８Ａ、及び第４油路６９の第４排出口６９Ａからロータ４０の外部へ排出される。なお、第２油路６５は、磁石４９の外周面によって構成されていることから、磁石４９と冷却油とが直接接触することとなり、磁石４９が好適に冷却される。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）第２油路６５では、第１油路６４と接続される接続部６６の流路断面積よりも冷却油を排出する排出部６７の流路断面積が小さい。流路断面積が小さくなることで、第２油路６５の排出部６７を流れる冷却油の速度は上昇する。そのため、第２油路６５に供給されたときの冷却油の速度よりも第２油路６５から排出されるときの冷却油の速度の方が速くなる。

図６に実線の矢印で示すように、こうしてロータコア４２の排出部６７から排出される冷却油の流速を上げることで、排出口６７Ａからはロータシャフト４１の軸方向へ噴出させた状態でロータコア４２から冷却油が排出される。なお、ロータ４０が回転しているときには遠心力が作用することから、ケース２０に向かうほど径方向外側に位置するように冷却油は噴出される。

本実施形態では、ケース２０において冷却油の排出口６７Ａと対向する位置に凹凸形状に形成された第１凹凸面２２Ａ又は第２凹凸面２３Ａを配置している。そのため、ロータ４０から排出された冷却油は、第１凹凸面２２Ａ又は第２凹凸面２３Ａへと到達し、これらに付着する。

図７に示すように、第１凹凸面２２Ａ又は第２凹凸面２３Ａには微小な凹凸構造が形成されており、ケース２０の異なる位置に配置された面に比して、冷却油が付着したときの油滴の接触角が小さくなっている。すなわち、図７に実線で示すように、第１凹凸面２２Ａに付着した冷却油の油滴の接触角θ１は、図７に一点鎖線で示すように、第１凹凸面２２Ａが配置されている部分とは異なる位置に配置された第１平滑面２２Ｂに付着した冷却油の油滴の接触角θ２よりも小さい。なお、第２凹凸面２３Ａと第２平滑面２３Ｂとにおける上記接触角の関係も同様である。これにより、第１凹凸面２２Ａ及び第２凹凸面２３Ａにおける濡れ性が向上し、冷却油が付着したときに油滴が第１凹凸面２２Ａ及び第２凹凸面２３Ａで濡れ広がることから、冷却油が第１凹凸面２２Ａ及び第２凹凸面２３Ａに保持され易くなる。

ケース２０は、回転電機１０において他の部位に比して比較的低温である。そのため、ケース２０に到達した冷却油は、ケース２０を介して放熱を行う。ケース２０において、第１凹凸面２２Ａ及び第２凹凸面２３Ａに付着した冷却油は、第１凹凸面２２Ａ及び第２凹凸面２３Ａとは異なる面に付着した冷却油に比して長く留まることが可能になる。その後、図７に二点鎖線の矢印で示すように、冷却油は自重でケース２０を伝って下方へ移動してケース２０の下方に集められる。

このように、第１凹凸面２２Ａ及び第２凹凸面２３Ａにおいてケース２０に付着した冷却油を長時間かけて伝わせることで、ケース２０の下方に流動する冷却油の温度を低下させることに寄与できる。そして、こうした冷却油をラジエータ７０において再度放熱させた後に循環させることができるため、より低温の冷却油を回転電機１０内に循環させることが可能になる。

また、図５に一点鎖線の矢印で示すように、ロータコア４２の第３排出口６８Ａ及び第４排出口６９Ａから排出された冷却油は、遠心力によってステータコア３１の内周面へと飛散する。ステータコア３１において第３排出口６８Ａ及び第４排出口６９Ａと対向する位置には、第３凹凸面３１１Ｂが配置されている。そのため、ロータ４０から排出された冷却油は、第３凹凸面３１１Ｂへと到達して付着する。第３凹凸面３１１Ｂには微小な凹凸構造が形成されており、ステータ３０の異なる位置に配置された面に比して、冷却油が付着したときの油滴の接触角が小さくなっている。すなわち、第３凹凸面３１１Ｂに付着した冷却油の油滴の接触角は、第３凹凸面３１１Ｂが配置されている部分とは異なる位置に配置された第３平滑面３１２Ｂに付着した冷却油の油滴の接触角よりも小さい。そのため、ステータ３０において、第３凹凸面３１１Ｂに付着した冷却油は、第３凹凸面３１１Ｂとは異なる面に付着した冷却油に比して長く留まることが可能になる。このように、第３凹凸面３１１Ｂに付着した冷却油を長く留まらせることで、ステータコア３１からの受熱量を増大させてステータ３０を冷却することができる。その後、冷却油は自重でステータ３０を伝って下方へ移動して、ケース２０の下方に集められる。このように、ステータ３０を伝わせて冷却油を流動させる際に、ステータ３０に冷却油を長く留まらせることでステータ３０からの受熱量を多くすることができる。

以上のように、ケース２０及びステータ３０において、冷却油が付着する部分における冷却油の保持性を高めることで、冷却油とケース２０及びステータ３０との熱交換の時間が長くなる。その結果、冷却油のケース２０を介した放熱量を増大させつつ、ステータ３０からの受熱量を増大させることができ、回転電機１０の冷却効率を向上させることが可能になる。

（２）本実施形態では、第２油路６５の排出部６７を、２枚の排出側電磁鋼板４４及びエンドプレート４８によって構成した。そして、排出部６７において磁石孔４２Ａを構成する第２構成孔４４Ａ及び第３構成孔４８Ａの大きさを排出口６７Ａ側ほど徐々に小さくなるように形成した。このように排出部６７の流路断面積を徐々に小さくすることで、流路断面積が小さくなることに起因する第２油路６５の圧力損失の増大を抑えることが可能になる。

したがって、第２油路６５の排出部６７を流れる冷却油の流速をより一層高めることができるため、ロータ４０からケース２０への冷却油の到達を確実にすることが可能になる。その結果、回転電機１０における冷却効率の一層の向上に寄与できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、第２油路６５の排出部６７において、排出口６７Ａ側ほど徐々に流路断面積が小さくなるように３段階で絞る構成としたが、こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、第２油路６５の排出部６７において流路断面積を２段階で絞ってもよい。この場合には、排出口６７Ａを含む流路面積の小さい部分と、該部分よりも流路面積の大きい部分とが設けられる。また、流路断面積の変化を４段階以上として、少しずつ絞る構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、第２油路６５において、排出部６７の流路断面積を接続部６６の流路断面積と同じにしてもよいし、排出部６７の流路断面積を接続部６６の流路断面積よりも大きくしてもよい。こうした場合であっても、オイルポンプ８０の駆動量を大きくする等して、ロータ４０からケース２０へ冷却油を噴出させることは可能である。

・上記実施形態では、ロータコア４２の軸方向における両端面に排出口６７Ａを設けた構成を例示したが、排出口６７Ａを軸方向における一端面に形成してもよい。すなわち、第１排出口６７１Ａ及び第２排出口６７２Ａの少なくとも一方を省略してもよい。

・上記実施形態では、第１凹凸面２２Ａ、第２凹凸面２３Ａ、及び第３凹凸面３１１Ｂを、凸部が格子状に配置されたクロスパターンとなるように構成した。こうしたパターンは適宜変更が可能である。例えば、第１凹凸面２２Ａ、第２凹凸面２３Ａ、及び第３凹凸面３１１Ｂの少なくとも１つを、図８及び図９に示すパターンで構成してもよい。

すなわち、図８に示すように、凹凸面の凸部１００を水平方向に沿った方向に延びるように一筋状に構成するとともに、該凸部１００を鉛直方向に間隔をあけて複数配置する。このように複数の凸部１００を平行に配置することで、凹凸面をボーダーパターンとしてもよい。なお、図８に示す例では、凸部１００の幅ｗを例えば数μｍとし、凸部１００間の距離ｄを幅十数μｍとしてこれらの長さを異なるようにしているが、幅ｗと距離ｄとを同じにすることも可能である。また、凹凸面を、図８に示すパターンを９０°回転させて凸部１００が鉛直方向に沿った方向に延びるように配置したストライプパターンとすることも可能であるし、図８に示すパターンを凸部１００が水平方向に対して所定角度傾斜した方向に延びるように回転させたハッチパターンとしてもよい。

また、図９に示すように、凸部１００をピン状に構成して複数配置したドットパターンとすることも可能である。
・第３凹凸面３１１Ｂを、周方向に複数設けられたティース３１Ｂの全てに形成したが、周方向に複数設けられたティース３１Ｂのうち一部のみに形成するようにしてもよい。また、第１凹凸面２２Ａ、第２凹凸面２３Ａ、及び第３凹凸面３１１Ｂの少なくとも１つを省略してもよい。

・上記実施形態では、冷却油路６１の第１油路６４は、供給口６４Ａから磁石孔４２Ａを径方向に直線的に繋ぐ構成とした。こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、第１油路６４を供給口６４Ａから分岐させて軸方向における複数箇所で磁石孔４２Ａに接続する構成としてもよい。

・上記実施形態では、第２油路６５を磁石孔４２Ａの内周面と磁石４９の外周面とによって構成した例を説明した。第２油路６５を磁石孔４２Ａとは異なる孔によって構成してもよい。この構成であっても、上記孔をロータコア４２内を軸方向に貫通した孔とすることにより、ロータコア４２の軸方向における両端面に排出口を形成できるため、第２油路の開口からケース２０へ向けて冷却油を排出できる。

・第３油路６８及び第４油路６９の構成は上記実施形態のものに限らない。例えば、図１０に示す構成を採用してもよい。なお、図１０に示す構成では、第４油路の構成以外は、上記実施形態と同様である。そのため、図１０に示す構成において、上記実施形態と同様の構成については共通の符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、ロータコア９０は、磁性体である電磁鋼板を複数枚積層した積層体９１と、該積層体９１の積層方向における両端に配置された一対のエンドプレート９２とによって構成されている。積層体９１を構成する各電磁鋼板のうち、接続部６６よりもエンドプレート９２側に位置する４枚の電磁鋼板によって第４油路９３が形成されている。第４油路９３は、エンドプレート９２側（図１０の左側）に向かうほど外周側（図１０の上側）に位置するように径方向に対して傾斜して設けられている。第４油路９３の第４排出口９３Ａは、ロータコア９０の外周面に開口している。なお、第４油路９３の流路断面積は、第２油路６５の接続部６６の流路断面積よりも小さい。

図１１に実線の矢印で示すように、こうした構成では、ロータコア９０の排出口６７Ａから排出される冷却油はケース２０へ向けて噴出される。
また、図１１に一点鎖線の矢印で示すように、ロータコア９０の第４排出口９３Ａから排出される冷却油は、第４油路９３の傾斜に沿ってケース２０の第２端壁２３側へ向けて噴出される。第２端壁２３には、第２凹凸面２３Ａが配置されていることから、排出口６７Ａ及び第４排出口９３Ａから排出された冷却油は、第２凹凸面２３Ａへと到達して付着し、ケース２０の表面を長時間かけて流動する。こうした構成では、上記実施形態に比して、第２凹凸面２３Ａに付着する冷却油の量を多くすることが可能になる。こうした構成であっても、上記（１）と同様の作用効果を得ることができる。なお、凹凸面が排出口と対向する位置に配置されているとは、上記実施形態のように排出口の開口面に対して、該開口面に垂直な方向に凹凸面が配置されている場合の他、図１０及び図１１に示す構成のように排出口の開口面に対して、排出される冷却油の排出方向に凹凸面が配置されている場合も含む。

・上記実施形態において、第２油路６５、第３油路６８、及び第４油路６９の少なくとも１つ又は２つを省略してもよい。なお、第２油路６５を省略した場合には、第１油路６４を磁石孔４２Ａに接続するのではなく、第３油路６８や第４油路６９と直接接続するようにすればよい。こうした構成では、ロータコア４２から排出される冷却油は第３排出口６８Ａ及び第４排出口６９Ａを通じてステータ３０に供給されることとなる。

・上記実施形態では、エンドプレート４８に設けられた第３構成孔４８Ａが、第２排出電磁鋼板４６の第２２構成孔４６Ａにおける一対の内側面４２Ｂの内域の中央部に配置されるように、エンドプレート４８と第２排出電磁鋼板４６とを積層して磁石孔４２Ａを構成した。こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、エンドプレート４８に設けられた第３構成孔４８Ａが、第２排出電磁鋼板４６の第２２構成孔４６Ａにおける湾曲内面４２Ｃの内域と重なる位置となるようにこれらを積層してもよい。また、第１排出電磁鋼板４５及び第２排出電磁鋼板４６に設けられる第２構成孔４４Ａを、磁石収容電磁鋼板４７に設けられた第１構成孔４７Ａの湾曲内面４２Ｃの内域と重なる領域のみに形成してもよい。この場合には、第１排出電磁鋼板４５及び第２電磁鋼板において一対の湾曲内面４２Ｃの内域と重なる領域の内、少なくとも一方の領域に第２構成孔４４Ａを設ければよい。また、ロータコア４２に必ずしも磁石孔４２Ａを設ける必要はない。

・上記実施形態において、エンドプレート４８を省略することも可能である。この場合には、ロータコア４２を構成する電磁鋼板のうち、軸方向における端部に位置する電磁鋼板によって排出口６７Ａが構成される。

１０…回転電機
２０…ケース
２１…周壁
２１Ａ…排液口
２２…第１端壁
２２Ａ…第１凹凸面（凹凸面）
２２１Ａ…凸部
２２Ｂ…第１平滑面
２３…第２端壁
２３Ａ…第２凹凸面（凹凸面）
２３Ｂ…第２平滑面
２４…第１フランジ壁
２５…第２フランジ壁
２６…連結壁
３０…ステータ
３１…ステータコア
３１Ａ…ヨーク
３１Ｂ…ティース
３１１Ｂ…第３凹凸面（凹凸面）
３１２Ｂ…第３平滑面
３１Ｃ…スロット
３２…コイル
４０…ロータ
４１…ロータシャフト
４２…ロータコア
４２Ａ…磁石孔
４２Ｂ…内側面
４２Ｃ…湾曲内面
４３…積層体
４４…排出側電磁鋼板
４４Ａ…第２構成孔
４５…第１排出電磁鋼板
４５Ａ…第２１構成孔
４６…第２排出電磁鋼板
４６Ａ…第２２構成孔
４７…磁石収容電磁鋼板
４７Ａ…第１構成孔
４８…エンドプレート
４８Ａ…第３構成孔
４９…磁石
５０…第１軸受け
５１…第２軸受け
６１…冷却油路
６２…主通路
６３…分岐通路
６４…第１油路
６４Ａ…供給口
６５…第２油路
６６…接続部
６７…排出部
６７Ａ…排出口
６７１Ａ…第１排出口
６７２Ａ…第２排出口
６８…第３油路
６８Ａ…第３排出口
６９…第４油路
６９Ａ…第４排出口
７０…ラジエータ
７５…オイルパン
８０…オイルポンプ
９０…ロータコア
９１…積層体
９２…エンドプレート
９３…第４油路
９３Ａ…第４排出口
１００…凸部

Claims (1)

1. ケースと、該ケース内に収容されたステータと、ステータの内周側に配置されたロータとを有する回転電機であって、
   前記ロータには、冷却油が流れる冷却油路が設けられ、
   前記冷却油路は、冷却油をロータから排出する排出口を含み、
   前記ケース及び前記ステータの少なくとも一方において、前記冷却油路の前記排出口と対向する位置には、凹凸形状に形成された凹凸面が配置されており、
   前記凹凸面は、前記排出口と対向する位置とは異なる位置に配置された面に比して、冷却油が付着したときの油滴の接触角が小さい回転電機。

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