JP4770441B2

JP4770441B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP4770441B2
Application number: JP2005360555A
Authority: JP
Inventors: 佑公原田; 誠冨田; 整安芸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: JP2007166802A

Description

本発明は、回転軸の径方向に突出する突極が、周方向に配列されているロータを有する回転電機に関する。

電動機等の回転電機には、そのロータに、回転軸の径方向に突出する突極が、周方向に所定の間隔で配列されているものがある。このようなロータに突極を有する回転電機としてリラクタンスモータが知られている。突極が周方向に配列されていることで、リラクタンスすなわち磁気抵抗が低い部分と高い部分が、ロータ周方向に交互に配置されることになる。このようなロータの周囲に、ステータによって回転磁界を形成すると、突極が回転磁界に引き付けられ、ロータを回転させるトルクを発生することができる。

リラクタンスモータは、ロータに永久磁石を配しておらず、上記のようにリラクタンスの差によりトルクを発生するモータである。ロータに永久磁石を用いていないため、その分だけ安価であり、また、ロータに永久磁石を固定するための構造が不要で、構造を簡単なものとすることができる。さらに、永久磁石が、回転による遠心力でロータより剥れることについての考慮も不要であり、高速回転での使用にも適している。このような利点から、リラクタンスモータは、例えば、自動車の動力源として採用することが有望視されている。

ところで、前述のような回転電機には、ロータの回転軸を支持するベアリングを潤滑するため、またロータやステータを冷却するために、これら部位に外部から潤滑油を供給し、ロータ及びステータを収容するハウジング内（以下、モータ室と記す）の底に、潤滑油が溜まっている状態、又は潤滑油が流れている状態など、「潤滑油が存在する状態」で作動するものがある（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平５−２８４６９１号公報特開２００５−１０６２６６号公報

このような潤滑系を採用する回転電機が、上述の突極を備えたロータを有する場合、隣り合う突極の間の溝状の空隙（以下、スロットと記す）に、潤滑油が流入すると、突極がこの潤滑油を叩き、これがロータの回転抵抗となる。このようなロータに突極を備える回転電機の場合、潤滑油の攪拌に起因するロータの回転抵抗（以下、「潤滑油の攪拌抵抗」と記す）は、ロータの形状が略円柱形状を呈するものに比べて大きなものとなり、回転電機が出力するトルクを低下させることとなる。

特に、回転電機が、その動力を伝達する動力伝達機構と一体に結合されて車両用の駆動装置を構成している場合、回転電機の潤滑油は、駆動装置で共用されていることがあり、駆動装置が非作動状態にあるとき、モータ室に溜まっている潤滑油に、突極が浸かっていることがある。このような状態にある回転電機を作動させると、突極が潤滑油を攪拌し、ロータには、極めて大きな潤滑油の攪拌抵抗が作用することとなり、車両の燃費悪化の要因となる。以上のように、突極を備えたロータを有する回転電機には、潤滑油の攪拌抵抗を低減する技術が要望されている。

そこで、本発明は、ロータ回転時にモータ室の油に流れを形成することで、潤滑油の攪拌抵抗を低減可能な回転電機を提供する。

本発明に係る回転電機は、軸方向に沿って磁極が設けられるステータと、回転軸の径方向に突出する突極が、周方向に所定の間隔で配列されたロータと、を有し、ロータを収容するモータ室に潤滑油が存在する状態で作動する回転電機であって、突極は、ステータの磁極に対応してロータの一方側端面と他方側端面の間に亘って設けられる中央の部分である本体部と、本体部から連続して軸方向外側にロータ端面まで、軸方向に対し所定の傾斜角度で傾斜して延設する面を有する軸流形成部と、を有し、軸流形成部は、所定の傾斜角度がロータの回転方向に対して後退するように設定され、これによって、ロータが回転して突極がモータ室の潤滑油に当るときに、突極の両端部において、潤滑油を軸方向外側に排出させるような流れを形成することを特徴とする。このように、突極の軸流形成部の面が、これに当たる潤滑油に軸方向外向きの流れを形成することで、隣り合う突極の間からの潤滑油の排出を促進している。なお、ステータは、その磁極が、従来の軸方向に沿って延びる形式のものを利用することができ、潤滑油に軸方向外向きの流れを形成する回転電機を、低コストで実現することができる。

また好ましくは、ロータを収容し、底部に潤滑油が溜まっているモータ室と、ロータ端面より前記軸方向外側に設けられ、モータ室外に連通する油通路とを有しており、ロータが回転すると、軸流形成部が油通路に向かう流れを形成することで、モータ室に溜まっている潤滑油をモータ室外に排出する。

また好ましくは、回転電機は、回転電機からの動力を伝達するギアを有する動力伝達機構と一体に結合されて、車両を駆動する駆動装置を構成するものであり、駆動装置には、モータ室と、ギアを収容するギア室と、モータ室及びギア室に供給する潤滑油を貯留するタンク室が設けられている。ロータが回転すると、モータ室に溜まっている潤滑油が、油通路からギア室に送られ、さらにギアによりタンク室に掻き揚げられることにより、タンク室に貯留され、ロータの抵抗面に当たる油量が減少する。

本発明の回転電機によれば、スロット内にある潤滑油に軸方向外向きの流れを形成し、潤滑油をスロット外に排出することで、ロータ回転時における潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。一例として、車両の駆動装置に一体に結合された回転電機について説明する。

まず、本実施形態の回転電機１０が適用される車両１の駆動装置５及びその制御系について、図１を用いて説明する。図１には、車両１の駆動装置５および制御系の概略構成を示している。車両１には、動力源として、発電可能な電動機である回転電機１０が設けられている。また、回転電機１０が出力した動力を駆動輪４８に伝達させる機構として、回転電機１０から伝達された回転を減速してトルクを増大する減速装置３０と、減速装置３０から伝達された動力を左右の駆動輪４８に分配する差動装置４０が設けられている。また車両１には、回転電機１０に供給する電力を貯蔵する二次電池５０と、二次電池５０と回転電機１０との間に介在して電力の授受を行うインバータ５２と、インバータ５２を制御することで回転電機１０の駆動を制御する電子制御装置５４（以下、ＥＣＵと記す）が設けられている。

回転電機１０は、インバータ５２から供給された電力を、動力に変換して回転軸１２から出力する電動機としての機能と、回転軸１２から入力された動力を、電力に変換してインバータ５２に出力する発電機としての機能とを兼ね備えており、これら電動機又は発電機としての機能は、ＥＣＵ５４により逐次、切換可能に制御される。回転電機１０は、電動機として、駆動輪４８に動力を出力する一方、発電機として、駆動輪４８から伝達された動力を電力に変換して回収することができる。

回転電機１０は、ステータ１６とロータ１８とを有している。ステータ１６は、インバータ５２に電気的に接続されており、インバータ５２から電力供給を受けて回転磁界を形成することができる。ロータ１８は、ステータ１６に形成される回転磁界に引き付けられて回転駆動する。ロータ１８には、回転軸１２が結合されており、ロータ１８に生じる回転駆動力は、この回転軸１２から減速装置３０に伝達される。回転電機１０のロータ１８や、これに配列されている突極の構造については、後述する。

減速装置３０は、回転電機１０の回転軸１２に連結されているメインシャフト３２と、メインシャフト３２に結合されているカウンタドライブギア３３と、カウンタドライブギア３３と噛み合うカウンタドリブンギア３４と、カウンタドリブンギア３４と結合されているカウンタシャフト３５と、カウンタシャフト３５に結合されており、差動装置４０のリングギア４２と噛み合うファイナルドライブギア３６とを有している。

回転電機１０の回転軸１２からメインシャフト３２に伝達された回転は、カウンタドライブギア３３とカウンタドリブンギア３４により、回転速度が減速しトルクが増大してカウンタシャフト３５に伝達される。カウンタシャフト３５に伝達された回転は、ファイナルドライブギア３６と差動装置４０のリングギア４２により、さらに回転速度が減速しトルクが増大して差動装置４０に伝達される。このようにして、減速装置３０は、回転電機１０の回転軸１２から出力された回転を減速しトルクを増大させて、回転電機１０の出力した動力を、差動装置４０に伝達する。

差動装置４０は、ファイナルドライブギア３６に噛み合うリングギア４２と、リングギア４２に固定された差動ケース４３とを有している。差動ケース４３は、左右の駆動軸４６にそれぞれ接続している左右のサイドギア４５と、このサイドギア４５と直交して噛み合うピニオンギア４４とを、回転可能に保持している。

減速装置３０のファイナルドライブギア３６からリングギア４２を介して差動ケース４３に伝達された回転は、差動ケース４３と共に回転するピニオンギア４４からサイドギア４５に伝達される。サイドギア４５の回転は、左右の駆動軸４６を介して駆動輪４８に伝達される。車両１が旋回する場合など、左右の駆動輪４８に回転速度の差が生じる場合は、サイドギア４５にも回転速度差が生じることとなるが、この場合は、ピニオンギア４４が自転することで、この回転速度差を吸収することができる。このようにして、差動装置４０は、減速装置３０から出力された動力を、左右の駆動軸４６、すなわち駆動輪４８に分配して伝達することができる。

以上のように車両１を構成することで、回転電機１０は、二次電池５０から供給された電力から発生した動力を、減速装置３０及び差動装置４０を介して、駆動輪４８に伝達させて、車両１を推進させることができる。また、車両減速時においては、駆動輪４８から差動装置４０及び減速装置３０に入力された動力を、回転電機１０に伝達し、ここで電力に変換して、二次電池５０に回収することが可能となっている。回転電機１０の動力発生及び電力回収は、アクセルポジションセンサ５６の操作量に基づき算出された要求駆動力や、二次電池５０から検出された電池残存容量に応じて、ＥＣＵ５４により適宜、制御されている。

以上に説明した回転電機１０、減速装置３０、及び差動装置４０は、一体に結合されて駆動装置５を構成している。この駆動装置５において、回転電機１０、減速装置３０、及び差動装置４０を潤滑する潤滑油は、共用されており、潤滑油は、駆動装置５内を循環して、これら装置を、順次、潤滑及び冷却するよう構成されている。以下に、駆動装置５の構造と、駆動装置５内を循環する潤滑油の流れについて、図２〜図３を用いて説明する。図２には、回転電機１０及び駆動装置５の横断面図を示し、図３には、図２のＡ−Ａ線による断面図、すなわち駆動装置の縦断面図を示す。なお、これらの図において、矢印Ｘは、車両左方を、矢印Ｙは、車両前方を、矢印Ｚは、車両上方を示している。

駆動装置５には、図２に示すように、前述のロータ１８、ステータ１６及び回転軸１２を収容するモータ室１０ａと、減速装置３０のギア３３，３４，３６及びシャフト３２，３５と差動装置４０のリングギア４２及び差動ケース４３を収容するギア室３０ａと、駆動装置５内の潤滑油を貯留するタンク室６０ａが形成されている。また、図３に示すように、回転電機１０のステータ１６の車両上方には、タンク室６０ａに連通し、駆動装置５の作動時に潤滑油を一時的に貯留する上部タンク室６２ａが形成されている。これらモータ室１０ａ、ギア室３０ａ、タンク室６０ａ及び上部タンク室６２ａは、駆動装置５のハウジング１４により仕切られている。タンク室６０ａとギア室３０ａの間には、図２に示すように、油通路６４が形成されている。

また、図３に示すように、モータ室１０ａとギア室３０ａとの間にあるハウジング１４ｂには、これらを連通する油通路６６が形成されており、この油通路６６は、ロータ端面１８ｂより、回転軸１２の軸方向（矢印Ｔで示す）の外側に設けられている。また、モータ室１０ａと上部タンク室６２ａの間には、連通穴６８が形成されている。このように、モータ室１０ａ、ギア室３０ａ、タンク室６０ａ、及び上部タンク室６２ａは連通しており、潤滑油が流通可能となっている。また、減速装置３０のメインシャフト３２及びカウンタシャフト３５、及び回転電機１０の回転軸１２は、内部が中空に形成されており、この中空部分の両端は、開放されている。つまり、シャフト及び回転軸１２の、一端から他端へ潤滑油が流通可能となっている。

次に、駆動装置５内を循環する潤滑油の流れについて説明する。車両１が静止しているとき、すなわち駆動装置５及び回転電機１０が非作動状態にあるとき、モータ室１０ａ及びギア室３０ａの底部１０ｃ，３０ｃには、所定の量の潤滑油が溜まっており、その油面の高さは、略同一となっている。このとき、回転電機１０のロータ１８は、潤滑油に浸かった状態となっている。

そして、駆動装置５すなわち回転電機１０がロータ１８を回転させて車両１を前進させると、ロータ１８の回転に伴い、リングギア４２が回転して、ギア室３０ａにある潤滑油を上部タンク６２ａに掻き揚げる。上部タンク６２ａに掻き揚げられた潤滑油は、連通穴６８から滴下してステータ１６を冷却すると共に、図示しない潤滑油通路からタンク室６０ａに流入する。タンク室６０ａに流入した潤滑油は、油通路６４からギア室３０ａに流入する。

ギア室３０ａに流入した潤滑油は、ギア室３０ａにあるメインシャフト３２及びカウンタシャフト３５を保持するベアリング７１〜７４を潤滑する一方、図２に矢印Ｈで示すように、メインシャフト３２の端（車両１右側）からメインシャフト３２の中空部分に流入する。この中空部分から、さらに矢印Ｉで示すように回転軸１２の中空部分１２ａに流れた潤滑油は、矢印Ｊで示すように回転軸１２を保持するベアリング７６，７７を潤滑してモータ室１０ａに流入する。

さらに、図３に示すように、モータ室１０ａに流入した潤滑油は、ステータ１６とハウジング１４の間に形成されている潤滑油通路６５やステータ１６とロータ１８の間を流れ、さらにモータ室１０ａとギア室３０ａの間にある油通路６４を矢印Ｋで示すように、軸方向Ｔを外向きに流れて、再びギア室３０ａに戻る。

モータ室１０ａからギア室３０ａに流れた潤滑油と、タンク室６０ａからベアリング７１〜７４を潤滑してギア室３０ａに流れた潤滑油は合流して、図２に矢印Ｌで示すように差動装置４０に向けて流れる。差動装置４０に流れた潤滑油は、差動ケース４３を保持するベアリング７８，７９や、差動ケース４３内にあるサイドギア４５やピニオンギア４４を潤滑する一方、再び、リングギア４２の回転により、上部タンク室６２ａに掻き揚げられる。

このように、ロータ１８の回転に伴うリングギア４２の回転により、駆動装置５内に潤滑油を循環させることで、上部タンク室６２ａから供給する潤滑油によりステータ１６を冷却する一方、モータ室１０ａ及びギア室３０ａに潤滑油を供給して各ベアリングを潤滑する。また、リングギア４２がギア室３０ａにある潤滑油を掻き揚げて、タンク室６０ａ，６２ａに潤滑油を貯留することで、この分、ギア室３０ａと、これに連通するモータ室１０ａに溜まっている潤滑油の油面を低下させて、ロータ１８の突極８０が攪拌する潤滑油の油量を減少させる。

次に、回転電機１０のロータ１８の構造について、図３及び図４を用いて説明する。図４には、図３のＢ−Ｂ線による断面図、すなわちロータ１８の略中央の断面図を示す。なお、図４には、回転電機１０が非作動状態のときに、モータ室１０ａに溜まっている潤滑油の油面の一例を、一点鎖線Ｄで示す。

回転電機１０は、リラクタンスモータであり、そのロータ１８には、図４に示すように、回転軸１２の径方向（矢印Ｓで示す）を外向きに突出する突極８０が、周方向（矢印Ｒで示す）に所定の間隔で配列されている。つまり、隣り合う突極８０の間には、溝状の空隙８２が形成されていることとなり、以下、この「溝状の空隙」をスロット８２と記す。

この突極８０は、図３に示すように、ロータ端面１８ａから、もう一方のロータ端面１８ｂの間に亘って、設けられている。詳細には、２つのロータ端面１８ａ，１８ｂの間の略中央の部分８０ａ（以下、本体部と記す）において、回転軸の軸方向（矢印Ｔで示す）に沿って延設されている。この本体部８０ａに対応して、ステータ１６の磁極１６ａが、軸方向Ｔに沿って設けられている。なお、本体部８０ａより軸方向外側の部分８０ｃは、軸方向Ｔに対して傾斜して延設されており、この部分の詳細については後述する。

このような突極８０を有するロータ１８を回転させると、突極８０は、モータ室１０ａに溜まっている潤滑油に当たって、これを攪拌し、その反力としての抵抗を潤滑油より受ける。すなわち、突極８０を構成する面の中には、モータ室１０ａに溜まっている潤滑油が当たって、その抵抗を受ける面がある。この面は、ロータが回転する向きに応じて定まる。

本実施形態の回転電機１０は、車両１用の駆動装置５を構成しており、また、車両１は、前後進が可能な自動車であることから、ロータ１８が主に回転する向き（以下、主回転方向と記す）は、回転電機１０すなわち駆動装置５が、車両１を前進させる方向に規定されている。本実施形態のロータ１８の主回転方向を、図３〜図６に、矢印Ｒｍで示す。

以上から、本実施形態のロータの各突極８０には、これを構成する面のうち、ロータ１８が主回転方向Ｒｍに回転したときに、潤滑油が当たって抵抗を受ける面を定義することができる。以下の説明において、この抵抗を受ける面を「抵抗面」と記し、図３〜図６に符号９０（９０ａ，９０ｃ）で示す。つまり、抵抗面９０は、図４に示すように、突極８０と、スロット８２との境界面のうち、主回転方向Ｒｍ側の境界面となる。

上述のような潤滑系を採用し、かつ突極８０を有する回転電機１０において、モータ室１０ａからスロット８２に潤滑油が流入すると、突極８０の抵抗面９０がこの潤滑油を叩き、これがロータ１８の回転抵抗となって、回転電機１０が出力するトルクを低下させる。

加えて、回転電機１０すなわち駆動装置５が非作動状態にあるときは、モータ室１０ａの底部に潤滑油が溜まっており、この潤滑油には、図４に示すように、ロータ１８の突極８０が浸かっている。回転電機１０が作動を開始してロータ１８が主回転方向Ｒｍに回転すると、突極８０の抵抗面９０が溜まっている潤滑油を攪拌し、ロータ１８には極めて大きな潤滑油の攪拌抵抗が作用する。このとき、ロータ１８と共にリングギア４２が回転して潤滑油を掻き揚げ、タンク室６０ａ，６２ａに潤滑油を貯留することで、ロータ１８の突極８０が攪拌する潤滑油の油量は減少していく。しかし、リングギア４２の回転により、タンク室６０ａ，６２ａに潤滑油が十分に貯留されて、モータ室１０ａの底部１０ｃに溜まっている潤滑油の油面が低下するまでには、回転電機１０の作動開始から、ある程度の時間がかかる。この間、突極８０は潤滑油に浸かっているため、ロータ１８には極めて大きな回転抵抗が作用することとなる。

以上のようなロータ回転時における潤滑油の攪拌抵抗を低減するために、本実施形態においては、ロータ１８の回転時において、突極８０の抵抗面９０に当たる潤滑油に、回転軸１２の軸方向外向きの流れを形成している。以下に、本実施形態における突極８０の詳細な構造について、図３〜図６を用いて説明する。図５には、図３に矢印Ｃで示す方向から見たロータの端面図を示し、図６には、図５に矢印Ｕで示す径方向Ｓの外側から見た突極の上面図を示す。なお、図６においては、理解を容易とするため、円柱状のロータを平面状に展開した状態を示している。

突極８０は、図３に示すように、軸方向Ｔの略中央に設けられている本体部８０ａと、本体部８０ａから軸方向Ｔ外側に延設されている軸流形成部８０ｃから構成されている。軸流形成部８０ｃは、本体部８０ａから連続して、ロータ端面１８ａ，１８ｂまで延設されている。なお、本体部８０ａと軸流形成部８０ｃは、図４に二点鎖線Ｅで囲う、略同一の軸直交断面を有している。

本体部８０ａは、図６に示すように、ロータ回転軸１２の軸方向Ｔに沿って延設されている。この本体部８０ａに対応して、ステータ１６の磁極１６ａが、軸方向Ｔに沿って設けられている。ステータ１６が回転磁界を形成すると、ステータ１６の磁極１６ａと突極８０の本体部８０ａとの間が、磁束の通り道となる。一方、軸流形成部８０ｃは、軸方向Ｔに対し、所定の角度θで傾斜して延設されている。傾斜角度θは、本体部８０ａからロータの端面１８ａに向けて、主回転方向Ｒｍに対して後退するよう設定されている。

このように突極８０を構成することで、ロータ１８の回転により定義される抵抗面９０は、図６に示すように、本体部８０ａとスロット８２との境界面である本体面９０ａと、軸流形成部８０ｃとスロット８２との境界面である軸流形成面９０ｃに区画される。つまり、抵抗面９０のうち、軸流形成部８０ｃに対応する、軸方向Ｔの端部が、軸流形成面９０ｃとなる。上述のように、軸流形成面９０ｃは、本体面９０ａから軸方向Ｔを外向きに離れるに従って、本体面９０ａから主回転方向Ｒｍとは逆方向に離れるよう、回転軸１２の軸方向Ｔに対して、角度θで傾斜している。図５に示すように、ロータ端面１８ａを軸方向Ｔから見ると、スロット開口８６を通して、軸流形成面９０ｃが、その面を覗かせている。

なお、軸流形成面の傾斜角度θは、回転電機１０が非作動状態から作動を開始して、モータ室１０ａに溜まっている潤滑油の排出が必要となるような回転速度域や、回転電機１０にとって使用頻度の高い回転速度域など、潤滑油に軸方向外向きの流れを形成する目的に応じて、任意の角度に設定することができる。

ロータ１８が、主回転方向Ｒｍに回転する、すなわち図６において突極８０が主回転方向Ｒｍに「移動する」と、スロット８２内にある潤滑油は、矢印Ｆで示すように、抵抗面９０に向けて相対的に移動することとなる。そして、抵抗面９０に向けて移動する潤滑油のうち、軸流形成面９０ｃに当たった潤滑油は、矢印Ｇで示すように、向きを変えて軸方向Ｔを外向きに移動する。つまり、ロータ１８が主回転方向Ｒｍに回転することにより、軸流形成面９０ｃは、これに当たる潤滑油に、軸方向外向きの流れを形成する。

さらに、ロータ１８の回転により、軸流形成面９０ｃが、潤滑油に軸方向外向きの流れ（矢印Ｇで示す）を形成することで、図３に示すように、モータ室１０ａの底部１０ｃに溜まっていた潤滑油は、モータ室１０ａとギア室３０ａとの間のハウジング１４ｂ側に押し付けられる。これにより、モータ室１０ａ内の潤滑油は、矢印Ｋで示すように、油通路６６からギア室３０ａに圧送されて排出される。

ギア室３０ａに送られた潤滑油は、さらに、リングギア４２により掻き揚げられて、タンク室６０ａ，６２ａに貯留される。タンク室６０ａ，６２ａに貯留される潤滑油量が、回転電機１０が非作動状態のときに比べて増加することにより、この分だけ、モータ室１０ａ及びギア室３０ａに溜まる潤滑油量が減少し、モータ室１０ａの油面が低下する。これにより、ロータ１８の突極８０の抵抗面９０に当たる潤滑油量が減少する。

以上説明したように本実施形態においては、突極８０の抵抗面９０のうち、軸方向Ｔの端部に軸流形成面９０ｃを形成することで、ロータ１８が主回転方向Ｒｍに回転しているとき、スロット８２内にある潤滑油に軸方向外向きの流れを形成することで、スロット開口８６からの潤滑油の排出を促進している。この結果、従来の突極をロータに備える回転電機に比べて、ロータ回転時における潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。

また、本実施形態においては、ステータ１６の磁極１６ａが軸方向Ｔに沿って延設されており、これに対応して、同じく軸方向Ｔに沿って延びる本体部８０ａが設けられている。本体部８０ａの外側に、本体部８０ａに対して傾斜が付けられた軸流形成部８０ｃを設けるだけで良く、ステータ１６については、その磁極１６ａが従来の軸方向Ｔに沿って延びる形式のものを利用することができる。潤滑油に軸方向外向きの流れを形成する回転電機を、低コストで実現することができる。

また、本実施形態においては、ロータ端面より軸方向外側に、モータ室１０ａとギア室３０ａとを連通する油通路６６が設けられている。ロータ１８が回転を開始すると、軸流形成面が潤滑油に形成する軸方向外向きの流れにより、モータ室の底部に溜まっていた潤滑油を、油通路からギア室に排出する。回転電機の非作動状態において、モータ室の底部に溜まっていた潤滑油を、ロータの回転開始と同時に、モータ室外に排出させることができる。これにより、モータ室に溜まる潤滑油の油面を低下させ、ロータの抵抗面に当たる潤滑油量を減少させることができる。

なお、本実施形態において、突極８０の軸流形成部８０ｃは、本体部８０ａと略同一の断面を有し、本体部８０ａに対して傾斜しているものとしたが、本発明は、これに限定されるものではない。ロータ回転時に、これに当たる潤滑油に軸方向外向きの流れを形成する軸流形成面を有していれば良く、例えば、突極を、主回転方向Ｒｍ側に上底を有する台形形状とすることも好適である。略直方体を呈する突極に対して、主回転方向Ｒｍ側の二辺を面取りするだけで良く、容易に製造することができる。

第１実施形態の回転電機が適用される車両の概略構成を示す図である。第１実施形態の回転電機が一体に結合される駆動装置の横断面図である。第１実施形態の回転電機の縦断面図であり、図２のＡ−Ａ線による断面図である。図３のＢ−Ｂ線によるロータの断面図である。図３に矢印Ｃで示す方向から見たロータ端面図である。図５に矢印Ｕで示す方向から見た突極の上面図であり、略円柱状のロータを、平面状に展開した展開図である。

符号の説明

１車両、５駆動装置、１０回転電機、１２回転軸、１４ハウジング、１６ステータ、１８ロータ、３０減速装置、４０差動装置、５０二次電池、５４電子制御装置（ＥＣＵ）、８０突極、８０ａ本体部、８０ｃ軸流形成部、８２、スロット、８６スロット開口、９０抵抗面、９０ｃ軸流形成面。

Claims

軸方向に沿って磁極が設けられるステータと、
回転軸の径方向に突出する突極が、周方向に所定の間隔で配列されたロータと、を有し、
ロータを収容するモータ室に潤滑油が存在する状態で作動する回転電機であって、
突極は、
ステータの磁極に対応してロータの一方側端面と他方側端面の間に亘って設けられる中央の部分である本体部と、
本体部から連続して軸方向外側にロータ端面まで、軸方向に対し所定の傾斜角度で傾斜して延設する面を有する軸流形成部と、
を有し、
軸流形成部は、
所定の傾斜角度がロータの回転方向に対して後退するように設定され、これによって、ロータが回転して突極がモータ室の潤滑油に当るときに、突極の両端部において、潤滑油を軸方向外側に排出させるような流れを形成することを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機であって、
ロータを収容し、底部に潤滑油が溜まっているモータ室と、
ロータ端面より前記軸方向外側に設けられ、モータ室外に連通する油通路と、
を有し、
ロータが回転すると、軸流形成部が油通路に向かう流れを形成することで、モータ室に溜まっている潤滑油を、モータ室外に排出することを特徴とする回転電機。
請求項２に記載の回転電機であって、
回転電機は、回転電機からの動力を伝達するギアを有する動力伝達機構と一体に結合されて、車両を駆動する駆動装置を構成するものであり、
駆動装置には、モータ室と、ギアを収容するギア室と、モータ室及びギア室に供給する潤滑油を貯留するタンク室が設けられており、
ロータが回転すると、
モータ室に溜まっている潤滑油が、油通路からギア室に送られ、さらにギアによりタンク室に掻き揚げられることにより、タンク室に貯留され、
これによって突極に当る油量が減少することを特徴とする回転電機。