JP5417960B2

JP5417960B2 - 回転電機

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Publication number: JP5417960B2
Application number: JP2009099893A
Authority: JP
Inventors: 伸一馬場
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: JP2010252544A

Description

本発明は、回転電機に関し、特にステータとロータとを備える回転電機に関するものである。

例えば、車両を駆動する駆動装置などには、電気エネルギを機械的動力に変換して出力する電動機や、機械的動力を電気エネルギに変換して回収する発電機等のいわゆる回転電機を備えたものが知られている。このような回転電機は、例えば、ハイブリッド車両（ＨＶ：ＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）、電気車両（ＥＶ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、燃料電池車両（ＦＣＶ：ＦｕｅｌＣｅｌｌＶｅｈｉｃｌｅ）などに走行用駆動源として搭載される。そして、この回転電機は、作動に伴って熱を発生するものであるため、冷却媒体（例えば、潤滑油）などによって冷却される。

従来の回転電機として、例えば、特許文献１に記載されているハイブリッド車両の駆動装置は、ステータとロータとを有する電動モータ（回転電機）を備え、このロータの内部に径方向内側から外側に向かって潤滑油路が設けられている。そして、この特許文献１に記載のハイブリッド車両の駆動装置は、ロータ内周部に一旦溜められた潤滑油をロータの回転に伴う遠心力により潤滑油路を介して径方向内側から外側に向けて移動させることで、この潤滑油により電動モータを冷却している。

特開２００３−１６９４４８号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されているハイブリッド車両の駆動装置では、例えば、ロータの回転に伴う遠心力により潤滑油路を径方向内側から外側に移動し潤滑油路から排出された潤滑油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おそれがあった。そして、このハイブリッド車両の駆動装置は、例えば、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潤滑油がロータの回転に対する抵抗として作用し、これにより、ロータの回転に伴う潤滑油の引き摺り損失や攪拌損失が増大し、この結果、電動モータ（回転電機）の回転効率が低下するおそれがあった。

そこで本発明は、回転効率を向上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。

上記目的を達成するために、本発明による回転電機は、筒状に形成されるステータと、前記ステータの内面側に回転軸線を中心として回転自在に設けられるロータと、前記ロータに前記回転軸線と交差する方向に沿って設けられ内部を媒体が流動可能であると共に前記ロータの前記回転軸線に沿った方向の端面に当該媒体が流出可能な流出開口を有する媒体通路と、前記流出開口が設けられた前記ロータの前記端面と前記回転軸線に沿った方向に隣接し、かつ、前記ステータの内面と前記回転軸線と交差する方向に隣接して当該ステータの内面に沿って設けられると共に、前記回転軸線と交差する方向において前記流出開口と前記ステータの内面との間に設けられる壁体とを備えることを特徴とする。

また、上記回転電機において、前記壁体は、前記回転軸線に沿った方向に対して一部が前記ロータと重なるように構成してもよい。

また、上記回転電機において、前記媒体通路は、前記流出開口側に設けられる湾曲部であって前記回転軸線と交差する方向に対して前記ステータの内面側にいくほど徐々に前記端面側に向かって湾曲する湾曲部を有するように構成してもよい。

また、上記回転電機において、前記壁体は、前記流出開口側の面に前記ステータの前記回転軸線に沿った方向の端部に向かって傾斜する傾斜部を有するように構成してもよい。

また、上記回転電機において、前記ロータは、前記流出開口が設けられた前記端面の当該流出開口より前記ステータの内面側に前記回転軸線周り方向に沿って複数のブレードが設けられるように構成してもよい。

本発明に係る回転電機によれば、回転効率を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態１に係る回転電機の模式的な概略構成図である。図２は、本発明の実施形態２に係る回転電機の模式的な概略構成図である。図３は、本発明の実施形態３に係る回転電機の模式的な概略構成図である。図４は、本発明の実施形態４に係る回転電機の模式的な概略構成図である。図５は、本発明の実施形態５に係る回転電機の模式的な概略構成図である。

以下に、本発明に係る回転電機の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る回転電機の模式的な概略構成図である。

本実施形態の回転電機１は、図１に示すように、固定子であるステータ２と回転子であるロータ３とを備えるものである。この回転電機１は、電気エネルギを機械的動力に変換して出力する電動機や機械的動力を電気エネルギに変換して回収する発電機等として適用されるものである。すなわち、この回転電機１は、電力の供給により駆動し電気エネルギを機械エネルギに変換して出力する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。

本実施形態の回転電機１は、例えば、ハイブリッド車両（ＨＶ：ＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）、電気車両（ＥＶ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、燃料電池車両（ＦＣＶ：ＦｕｅｌＣｅｌｌＶｅｈｉｃｌｅ）などの車両を駆動するための駆動装置に主として走行用回転電機として搭載される。なお、以下の説明では、本発明に係る回転電機は、車両を駆動するための駆動装置に備えられる走行用回転電機であるものとして説明するが、車両の作業用回転電機や補機用回転電機などとして適用してもよいし、車両に限らず他の装置の電動機又は発電機として適用してもよい。また、本発明に係る回転電機である電動機と発電機とはほぼ同じ構造を有するため、ここでは主として電動機（電動モータ）について説明し発電機に関する説明をできるだけ省略する。

なお、以下の説明では、特に断りのない限り、ロータ３の回転中心である回転軸線Ｘ１に沿った方向を軸方向といい、回転軸線Ｘに直交する方向、すなわち、軸方向に直交する方向を径方向といい、回転軸線Ｘ周りの方向を周方向という。

具体的には、本実施形態の回転電機１は、ステータ２と、ロータ３と、ケース４と、ロータ軸５とを備えている。回転電機１は、例えば両端が閉塞した円筒状のケース４の内部空間部にステータ２、ロータ３、ロータ軸５などが収容される。回転電機１は、ステータ２がケース４の内部空間部に固定されて支持されるのに対して、ロータ３がケース４の内部空間部にロータ軸５、軸受６を介して回転軸線Ｘ１を回転中心として回転可能に支持される。この回転電機１は、ステータ２、ロータ３、ロータ軸５の中心軸線が回転軸線Ｘ１で一致するようにケース４に位置決めされる。

具体的には、ステータ２は、円筒状に形成される。ステータ２は、円筒形の中心軸線がロータ３の回転軸線Ｘ１と一致するようにケース４の内周面に固定される。すなわち、ステータ２は、回転軸線Ｘ１と同軸の円筒状に形成され、ケース４の内部空間部にこのケース４に対して相対回転不能に支持される。

ステータ２は、ステータコア（ステータ鉄心）２１と、ステータコイル２２とを含んで構成される。

ステータコア２１は、ステータ２の円筒状の鉄心をなし、軸方向に沿って複数の電磁鋼板（積層鋼板）を積層させて構成される。つまり、ステータコア２１は、軸方向に沿って積層された複数の電磁鋼板からなる。なお、このステータコア２１は、電磁鋼板に限定されず、例えば圧粉磁心から構成されてもよい。

ステータコイル２２は、ステータコア２１に巻回されて設けられる。ステータコイル２２は、例えば、三相ケーブルなどを介して車両の制御装置（不図示）に電気的に接続されている。例えば、この制御装置には、車両に搭載されたＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）から回転電機１が出力すべきトルク指令値が送られる。そして、この制御装置は、そのトルク指令値によって指定されたトルクを出力するための制御電流を生成し、その制御電流を三相ケーブルを介してステータコイル２２に供給する。

ロータ３は、円筒状に形成される。ロータ３は、ステータ２の内周面２３側、すなわち、ステータ２の径方向内側に回転軸線Ｘ１を中心として回転自在に設けられる。ロータ３は、円柱状に形成されるロータ軸５の外周面に設けられる。このロータ軸５は、軸受６を介して回転軸線Ｘ１を回転中心として回転可能にケース４に支持される。つまり、ロータ３は、ケース４の内部空間部にロータ軸５、軸受６を介して回転軸線Ｘ１を回転中心として回転可能に支持される。ロータ３は、ロータ軸５と共にケース４、ステータ２に対して回転軸線Ｘ１を中心として相対回転可能である。

ロータ３は、ロータコア（ロータ鉄心）３１と、永久磁石３２とを含んで構成される。

ロータコア３１は、ロータ３の円筒状の鉄心をなし、軸方向に沿って複数の電磁鋼板（積層鋼板）を積層させて構成される。つまり、ロータコア３１は、軸方向に沿って積層された複数の電磁鋼板からなる。なお、このロータコア３１は、電磁鋼板に限定されず、例えば圧粉磁心から構成されてもよい。

永久磁石３２は、ロータコア３１に複数埋め込まれて設けられている。複数の永久磁石３２は、例えば、ロータコア３１の周方向に沿って等間隔で設けられており、周方向にとなりあう２つの永久磁石３２の極性が互いに異なるように設定されている。なおここでは、ロータ３は、埋込磁石型の永久磁石ロータを使用することとしたが、これに限らず、例えば、表面磁石型の永久磁石ロータを使用することにしてもよい。

上記のように構成されるステータ２とロータ３とは、ステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３とが径方向に対向する。また、ステータ２とロータ３とは、ステータ２の軸方向に沿った長さがロータ３の軸方向に沿った長さより長く設定されている。ここでは、ステータ２とロータ３とは、ステータコア２１とロータコア３１の軸方向に沿った長さがほぼ同等に設定されているが、ステータコア２１から軸方向両側に突出したステータコイル２２のコイルエンド部２４の分だけステータ２がロータ３よりも軸方向の両側に突出した形状となっている。

なお、このステータ２の各コイルエンド部２４は、ステータ２の軸方向の両端部において周方向に沿って円環状に形成される。つまり、各コイルエンド部２４は、ステータ２の軸方向の両端部において回転軸線Ｘ１と同軸の円環状に形成される部分である。ステータ２は、ステータコア２１の軸方向両端面から軸方向両側に突出するこの一対のコイルエンド部２４を例えば樹脂モールドすることで両端部に一対の樹脂モールドコイルエンド部を有する構成としてもよい。また、ロータ３は、ロータコア３１の軸方向の両端部に不図示のエンドプレートが設けられる構成としてもよい。

上記のように構成される回転電機１は、制御装置（不図示）から三相ケーブル（不図示）などを介してステータコイル２２に電力が供給されることで、ステータ２に電磁力が生じ、この電磁力によりロータ３が回転駆動する。すなわち、ステータ２のステータコイル２２からの磁束がロータ３内を通りロータ３が回転する。ロータ３の回転は、ロータ軸５から車両の動力伝達部材に入力され、最終的には車両の駆動輪に伝達され、この駆動輪を回転駆動させる。このとき、制御装置から電力は、例えばインバータなどにて高電圧に変換されて回転電機１に供給される。

そして、この回転電機１は、作動に伴って熱を発生するものであるため、冷却媒体、ここではオイル（潤滑油）によって冷却している。

具体的には、回転電機１は、オイル通路７を備えている。オイル通路７は、オイル供給装置８から供給される冷却媒体としてのオイルが流動可能な通路である。オイル通路７は、ロータ軸通路７１と、本発明の媒体通路としてのロータ通路７２とを含んで構成される。ここで、オイル供給装置８は、回転電機１にオイルを供給するものである。

ロータ軸通路７１は、ロータ軸５の内部に設けられオイルが流動可能なものである。つまり、ロータ軸５は、内部に中空部が形成されこの中空部がロータ軸通路７１をなす。このロータ軸通路７１は、オイル供給装置８から供給されるオイルをロータ通路７２に導くものである。

このロータ軸通路７１は、主通路部７１ａと分岐通路部７１ｂとを含んで構成される。主通路部７１ａは、ロータ軸５の内部に軸方向に沿って設けられる。分岐通路部７１ｂは、ロータ軸５の内部に軸方向に交差する方向に沿って、ここでは径方向に沿って設けられる。

ロータ軸通路７１の主通路部７１ａは、軸方向の一端部が閉塞して形成される一方、軸方向の他端部が種々の通路を介してオイル供給装置８に接続される。ロータ軸通路７１の分岐通路部７１ｂは、複数設けられそれぞれ径方向内側の端部が主通路部７１ａと連通する一方、径方向外側の端部が後述のロータ通路７２と連通する。

ロータ通路７２は、本発明の媒体通路であり、ロータ３の内部に設けられ内部をオイルが流動可能なものである。ロータ通路７２は、例えば、ロータ３のロータコア３１あるいはエンドプレート（不図示）などに設けられる。ロータ通路７２は、ロータ軸通路７１のオイルを径方向内側から外側に向かって導くものである。

ロータ通路７２は、径方向通路７３と、流出通路７４とを含んで構成される。径方向通路７３は、ロータ３の内部に軸方向に交差する方向に沿って、ここでは径方向に沿って設けられる。流出通路７４は、ロータ３の内部に軸方向に沿って設けられる。

径方向通路７３は、ロータ３の軸方向の両端部側に、永久磁石３２を軸方向に挟むようにしてそれぞれ複数設けられる。複数の径方向通路７３は、例えば、ロータ３の周方向に沿って等間隔で設けられている。各径方向通路７３は、径方向内側の端部がそれぞれ対応する分岐通路部７１ｂを介してロータ軸通路７１の主通路部７１ａと連通する一方、径方向外側の端部が閉塞して形成される。

流出通路７４は、径方向通路７３に対応して複数設けられる。各流出通路７４は、一方の端部がロータ３の軸方向端面３４で開口する一方、他方の端部がそれぞれ対応する径方向通路７３と連通する。ここで、ロータ３の軸方向端面３４は、ロータ３の回転軸線Ｘ１に沿った方向、すなわち軸方向の端面である。つまり、各流出通路７４は、ロータ３の軸方向端面３４にオイルが流出可能な流出開口７５を有する。

なお、ステータ２の内側の空間部の一部は、流出開口７５から流出したオイルが滞留する滞留空間部７６となっている。滞留空間部７６は、ケース４と、ステータ２の内周面２３と、ロータ３の軸方向端面３４とで区画される。各流出開口７５は、この滞留空間部７６に開口している。

上記のように構成される回転電機１は、オイル供給装置８からロータ軸通路７１の主通路部７１ａに冷却用のオイルが供給される。ロータ軸通路７１の主通路部７１ａに供給されたオイルは、ロータ３及びロータ軸５の回転に伴って径方向内側から外側に向けて遠心力が作用することにより、各分岐通路部７１ｂを介して各ロータ通路７２に導かれる。このとき、ロータ軸通路７１の主通路部７１ａのオイルは、各分岐通路部７１ｂでロータ通路７２の各径方向通路７３に分岐されて導入される。

ロータ通路７２の各径方向通路７３に導入されたオイルは、ロータ３及びロータ軸５の回転に伴って径方向内側から外側に向けて遠心力が作用することにより、この径方向通路７３の内部を径方向内側から外側に向かって導かれて流動し、永久磁石３２の軸方向端部近傍を通って各流出通路７４に流入した後、各流出開口７５を介して滞留空間部７６に流出する。この間、ロータ軸通路７１の主通路部７１ａ、分岐通路部７１ｂ、ロータ通路７２の径方向通路７３、流出通路７４を通過するオイルは、ロータコア３１や永久磁石３２などの回転電機１の各部を冷却し、この結果、この回転電機１は、過剰な温度上昇が抑制される。

そして、各流出開口７５を介して滞留空間部７６に流出したオイルは、この滞留空間部７６に一旦滞留した後に不図示の排出口から滞留空間部７６の外部（例えば、ケース４の外部）に排出される。

ところで、このような回転電機１は、例えば、ロータ３の回転に伴う遠心力によりロータ通路７２を径方向内側から外側に移動し流出開口７５から流出したオイルがステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込むと、回転電機１の回転効率が低下するおそれがある。すなわち、この場合、回転電機１は、ステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込んだオイルがロータ３の回転に対する抵抗として作用し、これにより、ロータ３の回転に伴うオイルの引き摺り損失や攪拌損失が増大し、この結果、回転電機１の回転効率が低下するおそれがある。

なお、本実施形態の回転電機１は、上記のようにステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込んだオイルがロータ３の回転に対する引き摺り抵抗や攪拌抵抗として作用することで摩擦熱などによりこのオイル自体が温度上昇し、これにより、回転電機１の冷却効率が悪化し、回転電機１の温度が過剰に上昇するおそれもある。回転電機１は、例えば、耐熱性の低い永久磁石３２が高温になると、この永久磁石３２が減磁し磁石としての特性が低下する傾向にあることから、永久磁石３２の温度が過剰に上昇すると、この永久磁石３２の減磁によってもモータトルクが減少しモータ効率が悪化するおそれもある。

そこで、本実施形態の回転電機１は、ステータ２の内周面２３側に壁体１００を設けることで、回転効率の向上を図っている。

本実施形態の壁体１００は、軸方向に対してロータ３を挟むようにして一対でステータ２の内周面２３側に設けられる。

各壁体１００は、それぞれ円筒状に形成される。各壁体１００は、円筒形の中心軸線がロータ３の回転軸線Ｘ１と一致するようにステータ２の内周面２３側に設けられる。すなわち、各壁体１００は、回転軸線Ｘ１と同軸の円筒状に形成される。

各壁体１００は、流出開口７５が設けられたロータ３の軸方向端面３４と回転軸線Ｘ１に沿った方向に隣接するようにして設けられる。つまり、一方の壁体１００は、ロータ３の軸方向の一方の軸方向端面３４と軸方向に隣接するようにして設けられ、他方の壁体１００は、ロータ３の軸方向の他方の軸方向端面３４と軸方向に隣接するようにして設けられる。さらに言えば、本実施形態の各壁体１００は、ステータ２のコイルエンド部２４の内周面２３側に設けられる。

また、各壁体１００は、ステータ２の内周面２３と回転軸線Ｘ１と交差する方向、ここでは回転軸線Ｘ１と直交する径方向に隣接して設けられる。そして、各壁体１００は、このステータの内周面２３に沿って設けられる。つまり、各壁体１００は、上述したように、回転軸線Ｘ１と同軸の円筒状に形成され、ステータ２と同軸で形成される。

さらに、各壁体１００は、回転軸線Ｘ１と交差する方向、ここでは回転軸線Ｘ１と直交する径方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられる。つまり、各壁体１００は、各流出開口７５より径方向外側に設けられる。さらに言えば、各壁体１００は、径方向に対して流出開口７５とステータ２の内周面２３との間に設けられる。

この各壁体１００は、例えば、不図示のボルトや溶接などによりステータ２の内周面２３に固定されている。つまり、各壁体１００は、ステータ２に対して相対回転不能に支持されている。なお、各壁体１００は、例えば、ケース４に固定されていてもよい。すなわち、各壁体１００は、例えば、ケース４の内壁面から回転軸線Ｘ１に沿ってロータ３の軸方向端面３４に向かって突出するようにしてケース４と一体で形成されてもよい。

上記のように構成される回転電機１は、壁体１００が軸方向端面３４と軸方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と径方向に隣接してこのステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、この壁体１００が径方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられることから、流出開口７５から流出したオイルがステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込むことを壁体１００によって抑制することができるので、回転効率を向上することができる。すなわち、回転電機１は、流出開口７５から流出したオイルがステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込むことを壁体１００によって抑制することができるので、オイルがロータ３の回転に対する抵抗として作用することを抑制することができ、ロータ３の回転に伴うオイルの引き摺り損失や攪拌損失が増大することを抑制することができる。また、回転電機１は、ロータ３とオイルとの接触部の外径が壁体１００によって相対的に小さくなることから、この結果、ロータ３の外径側のオイルとの接触部分の周速度を相対的に抑制することができるので、これによってもロータ３の回転に伴うオイルの攪拌損失を抑制することができる。

また、本実施形態の回転電機１は、流出開口７５から流出したオイルがステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込むことを壁体１００によって抑制することができるので、オイルがロータ３の回転に対する引き摺り抵抗や攪拌抵抗として作用することによる摩擦熱などの発熱を抑制することができる。これにより、回転電機１は、オイルがロータ３の回転に対する引き摺り抵抗や攪拌抵抗として作用することによる発熱を抑制することができることから、オイル自体の温度上昇を抑制することができ、回転電機１の冷却効率が悪化することを抑制することができ、回転電機１の温度が過剰に上昇することを確実に抑制することができる。この結果、回転電機１は、回転電機１の冷却効率が悪化することを抑制することができ、回転電機１の温度が過剰に上昇することを確実に抑制することができるので、耐熱性の低い永久磁石３２が高温となることを防止することができ、永久磁石３２の減磁を抑制することができ、永久磁石３２の磁石としての特性が低下することを抑制することができる。したがって、回転電機１は、永久磁石３２の磁石としての特性が低下することを抑制することができるので、モータトルクが減少しモータ効率が悪化することを抑制することができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る回転電機１によれば、筒状に形成されるステータ２と、ステータ２の内周面２３側に回転軸線Ｘ１を中心として回転自在に設けられるロータ３と、ロータ３に回転軸線Ｘ１と交差する方向（径方向）に沿って設けられ内部をオイルが流動可能であると共にロータ３の回転軸線Ｘ１に沿った方向（軸方向）の軸方向端面３４にこのオイルが流出可能な流出開口７５を有するロータ通路７２と、流出開口７５が設けられたロータ３の軸方向端面３４と回転軸線Ｘ１に沿った方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と回転軸線Ｘ１と交差する方向に隣接してステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、回転軸線Ｘ１と交差する方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられる壁体１００とを備える。

したがって、回転電機１は、壁体１００が軸方向端面３４と軸方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と径方向に隣接してこのステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、径方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられることから、壁体１００によって流出開口７５から流出したオイルがステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込むことを抑制することができるので、回転効率を向上することができる。

（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２に係る回転電機の模式的な概略構成図である。実施形態２に係る回転電機は、実施形態１に係る回転電機と略同様の構成であるが壁体の設置位置が実施形態１に係る回転電機とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。

本実施形態の回転電機２０１は、図２に示すように、ステータ２の内周面２３側に壁体２００を設けることで、回転効率の向上を図っている。各壁体２００は、流出開口７５が設けられたロータ３の軸方向端面３４と回転軸線Ｘ１に沿った方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と回転軸線Ｘ１と交差する方向に隣接してステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、回転軸線Ｘ１と交差する方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられる。

そして、本実施形態の壁体２００は、回転軸線Ｘ１に沿った方向、ここでは軸方向に対して一部がロータ３と重なるような設置位置に設けられている。

具体的には、本実施形態のロータ３は、壁体収容凹部２３５を有している。壁体収容凹部２３５は、流出開口７５が設けられたロータ３の軸方向端面３４の縁部に回転軸線Ｘ１に沿った方向、すなわち、軸方向に窪んだ部分、言い換えれば、切り欠き部分として形成される。すなわち、壁体収容凹部２３５は、ロータ３の軸方向端面３４の縁部にロータ３の周方向に沿った円環状の凹部として形成される。

壁体２００は、回転軸線Ｘ１に沿った方向の一方の端部２００ａが壁体収容凹部２３５内に収容され他方の端部２００ｂが軸方向端面３４から回転軸線Ｘ１に沿った方向に突出するようにして配置される。

この結果、回転電機２０１は、壁体２００の一部が軸方向に対してロータ３と重なる構成となる。すなわち、回転電機２０１は、壁体２００とロータ３とが軸方向に沿ってオーバーラップした部分（オーバーラップ部）を有することとなる。

上記のように構成される回転電機２０１は、回転軸線Ｘ１に沿った方向に対して壁体２００の一部がロータ３と重なるので、ロータ３の回転に伴う遠心力によるオイルの加速方向すなわち径方向に対して、軸方向端面３４の縁部と壁体２００との隙間がほぼ垂直に形成されることとなる。この結果、回転電機２０１は、壁体２００にオイルが衝突することで流出開口７５から流出したオイルの速度を低下することができると共に、ロータ３の軸方向端面３４の縁部と壁体２００との隙間を介してステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間にオイルが入り込むことを確実に抑制することができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る回転電機２０１によれば、回転電機２０１は、壁体２００が軸方向端面３４と軸方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と径方向に隣接してこのステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、径方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられることから、壁体２００によって流出開口７５から流出したオイルがステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込むことを抑制することができるので、回転効率を向上することができる。

さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係る回転電機２０１によれば、壁体２００は、回転軸線Ｘ１に沿った方向（軸方向）に対して一部がロータ３と重なる。したがって、回転電機２０１は、回転軸線Ｘ１に沿った方向に対して壁体２００の一部がロータ３と重なることから、壁体２００にオイルが衝突することで流出開口７５から流出したオイルの速度を大幅に低下することができると共に、ロータ３の軸方向端面３４の縁部と壁体２００との隙間を介してステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間にオイルが入り込むことを確実に抑制することができる。

（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態３に係る回転電機の模式的な概略構成図である。実施形態３に係る回転電機は、実施形態１に係る回転電機と略同様の構成であるが媒体通路の構成が実施形態１に係る回転電機とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。

本実施形態の回転電機３０１は、図３に示すように、ステータ２の内周面２３側に壁体１００を設けることで、回転効率の向上を図っている。各壁体１００は、流出開口７５が設けられたロータ３の軸方向端面３４と回転軸線Ｘ１に沿った方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と回転軸線Ｘ１と交差する方向に隣接してステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、回転軸線Ｘ１と交差する方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられる。

そして、本実施形態の媒体通路としてのロータ通路７２は、本発明の湾曲部としての流出通路３７４を有している。

流出通路３７４は、径方向通路７３に対応して複数設けられる。各流出通路３７４は、一方の端部がロータ３の軸方向端面３４で開口する一方、他方の端部がそれぞれ対応する径方向通路７３と連通する。つまり、各流出通路３７４は、ロータ３の軸方向端面３４にオイルが流出可能な流出開口７５を有する。

そして、流出通路３７４は、ロータ通路７２において、この流出開口７５側に設けられる本発明の湾曲部である。湾曲部としての流出通路３７４は、ロータ通路７２において、回転軸線Ｘ１と交差する方向に対してステータ２の内周面２３側にいくほど徐々に軸方向端面３４側に向かって湾曲する部分である。つまり、流出通路３７４は、ロータ通路７２の流出開口７５近傍にて、径方向内側から径方向外側にいくほど徐々に軸方向端面３４側に向かって湾曲する部分である。さらに言い換えれば、ロータ通路７２は、流出通路３７４において、径方向内側から径方向外側にいくほど軸方向端面３４からの深さ（軸方向に沿った軸方向端面３４からの距離）が徐々に浅くなるように形成されている。

上記のように構成される回転電機３０１は、ロータ通路７２が流出開口７５側に設けられる湾曲部であって径方向に対してステータ２の内周面２３側にいくほど徐々に軸方向端面３４側に向かって湾曲する湾曲部としての流出通路３７４を有することから、ロータ通路７２を流動するオイルがこの湾曲部としての流出通路３７４により案内されて流出開口７５から流出されステータ２の軸方向端部側に向けて放出されるので、流出したオイルを滞留空間部７６内にたまりにくくすることができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る回転電機３０１によれば、回転電機３０１は、壁体１００が軸方向端面３４と軸方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と径方向に隣接してこのステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、径方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられることから、壁体１００によって流出開口７５から流出したオイルがステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込むことを抑制することができるので、回転効率を向上することができる。

さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係る回転電機３０１によれば、ロータ通路７２は、流出開口７５側に設けられる流出通路３７４であって回転軸線Ｘ１と交差する方向（径方向）に対してステータ２の内周面２３側にいくほど徐々に軸方向端面３４側に向かって湾曲する流出通路３７４を有する。したがって、回転電機３０１は、ロータ通路７２がステータ２の内周面２３側にいくほど徐々に軸方向端面３４側に向かって湾曲する流出通路３７４を有することから、ロータ通路７２を流動するオイルが流出通路３７４により案内されて流出開口７５からステータ２の軸方向端部側に向けて放出されるので、流出したオイルが滞留空間部７６内にたまりにくくすることができ、この結果、ロータ３の回転に伴うオイルの引き摺り損失や攪拌損失をさらに抑制することができ、ステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間にオイルが入り込むことを確実に抑制することができる。

（実施形態４）
図４は、本発明の実施形態４に係る回転電機の模式的な概略構成図である。実施形態４に係る回転電機は、実施形態２、３に係る回転電機と略同様の構成であるが壁体が傾斜部を有する点で実施形態２、３に係る回転電機とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。

本実施形態の回転電機４０１は、図４に示すように、ステータ２の内周面２３側に壁体４００を設けることで、回転効率の向上を図っている。各壁体４００は、流出開口７５が設けられたロータ３の軸方向端面３４と回転軸線Ｘ１に沿った方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と回転軸線Ｘ１と交差する方向に隣接してステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、回転軸線Ｘ１と交差する方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられる。

そして、本実施形態の壁体４００は、実施形態２の壁体２００（図２参照）と同様に、回転軸線Ｘ１に沿った方向、ここでは軸方向に対して一部がロータ３と重なるような設置位置に設けられている。つまり、本実施形態のロータ３は、壁体収容凹部２３５を有し、各壁体４００は、回転軸線Ｘ１に沿った方向の一方の端部４００ａが壁体収容凹部２３５内に収容され他方の端部４００ｂが軸方向端面３４から回転軸線Ｘ１に沿った方向に突出するようにして配置される。

また、本実施形態の媒体通路としてのロータ通路７２は、実施形態３のロータ通路７２（図３参照）と同様に、本発明の湾曲部としての流出通路３７４を有している。

そして、本実施形態の壁体４００は、さらに傾斜部４００ｃを有する。傾斜部４００ｃは、壁体４００の流出開口７５側の面に設けられる傾斜部分であり、すなわち、壁体４００の流出開口７５側の面において、ステータ２の回転軸線Ｘ１に沿った方向の端部に向かって傾斜した部分である。つまり、傾斜部４００ｃは、壁体４００の流出開口７５側の面である壁体４００の内周面に、ステータ２の軸方向端部に向かって傾斜するようにして形成される。

さらに言えば、壁体４００は、外径が軸方向に沿ってほぼ一定に設定される一方、内径が傾斜部４００ｃにおいてステータ２の軸方向端部側に行くにしたがって、徐々に大きくなるように設定される。言い換えれば、傾斜部４００ｃは、壁体４００の軸方向外側端部（ロータ３側とは反対側の端部）において、壁体４００の内周面に沿って円環状のテーパ部として形成される。

上記のように構成される回転電機４０１は、壁体４００が流出開口７５側の面にステータ２の回転軸線Ｘ１に沿った方向（軸方向）の端部に向かって傾斜する傾斜部４００ｃを有することから、ロータ通路７２を流動し流出通路３７４により案内されて流出開口７５からステータ２の軸方向端部側に向けて放出されるオイルをさらに壁体４００の傾斜部４００ｃによりステータ２の軸方向端部側に向けて案内することができるので、流出したオイルを確実に滞留空間部７６内にたまりにくくすることができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る回転電機４０１によれば、回転電機４０１は、壁体４００が軸方向端面３４と軸方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と径方向に隣接してこのステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、径方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられることから、壁体４００によって流出開口７５から流出したオイルがステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込むことを抑制することができるので、回転効率を向上することができる。

さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係る回転電機４０１によれば、壁体４００は、流出開口７５側の面にステータ２の回転軸線Ｘ１に沿った方向の端部に向かって傾斜する傾斜部４００ｃを有する。したがって、回転電機４０１は、壁体４００が流出開口７５側の面にステータ２の軸方向端部に向かって傾斜する傾斜部４００ｃを有することから、流出開口７５から放出されるオイルを壁体４００の傾斜部４００ｃによりステータ２の軸方向端部側に向けて案内することができるので、流出したオイルを滞留空間部７６内にたまりにくくすることができ、この結果、ロータ３の回転に伴うオイルの引き摺り損失や攪拌損失をさらに抑制することができ、ステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間にオイルが入り込むことを確実に抑制することができる。

（実施形態５）
図５は、本発明の実施形態５に係る回転電機の模式的な概略構成図である。実施形態５に係る回転電機は、実施形態１に係る回転電機と略同様の構成であるがブレードを有する点で実施形態１に係る回転電機とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。

本実施形態の回転電機５０１は、図５に示すように、ステータ２の内周面２３側に壁体１００を設けることで、回転効率の向上を図っている。各壁体１００は、流出開口７５が設けられたロータ３の軸方向端面３４と回転軸線Ｘ１に沿った方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と回転軸線Ｘ１と交差する方向に隣接してステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、回転軸線Ｘ１と交差する方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられる。

そして、本実施形態のロータ３は、複数のブレード（羽根）５３６が設けられる。

各ブレード５３６は、それぞれ軸方向に沿って設けられる。複数のブレード５３６は、流出開口７５が設けられた軸方向端面３４の縁部に設けられる。複数のブレード５３６は、軸方向端面３４の流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられる。すなわち、複数のブレード５３６は、軸方向端面３４の流出開口７５の径方向外側に設けられる。つまり、本実施形態の回転電機５０１は、径方向内側から外側に向かって流出開口７５、複数のブレード５３６、壁体１００の順で設けられている。複数のブレード５３６は、回転軸線Ｘ１周り方向、すなわち、ロータ３の周方向に沿って等間隔で設けられる。

上記のように構成される回転電機５０１は、ロータ３に複数のブレード５３６が設けられることから、ロータ３の回転に伴って複数のブレード５３６が周方向に沿って回転することで、流出開口７５から放出されるオイルをこの回転する複数のブレード５３６の作用によりステータ２の軸方向端部側に向けて飛び散らすことができるので、流出したオイルを滞留空間部７６内にたまりにくくすることができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る回転電機５０１によれば、回転電機５０１は、壁体１００が軸方向端面３４と軸方向に隣接し、かつ、ステータ２の内周面２３と径方向に隣接してこのステータ２の内周面２３に沿って設けられると共に、径方向に対して流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に設けられることから、壁体１００によって流出開口７５から流出したオイルがステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間に入り込むことを抑制することができるので、回転効率を向上することができる。

さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係る回転電機５０１によれば、ロータ３は、流出開口７５が設けられた軸方向端面３４の流出開口７５よりステータ２の内周面２３側に回転軸線Ｘ１周り方向に沿って複数のブレード５３６が設けられる。したがって、回転電機５０１は、ロータ３に複数のブレード５３６が設けられることから、ロータ３の回転に伴って複数のブレード５３６が回転軸線Ｘ１周り方向に沿って回転することで、流出開口７５から放出されるオイルをこの回転する複数のブレード５３６の作用によりステータ２の軸方向端部側に向けて飛び散らすことができるので、流出したオイルを滞留空間部７６内にたまりにくくすることができ、この結果、ロータ３の回転に伴うオイルの引き摺り損失や攪拌損失をさらに抑制することができ、ステータ２の内周面２３とロータ３の外周面３３との間にオイルが入り込むことを確実に抑制することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る回転電機は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本発明の実施形態に係る回転電機は、以上で説明した実施形態を複数組み合わせることで構成してもよい。

以上の説明では、回転電機は、例えば、ハイブリッド車両、電気車両、燃料電池車両などの車両を駆動するための駆動装置に主として走行用回転電機として用いられるものとして説明したが、これに限らず、車両の作業用回転電機や補機用回転電機などとして適用してもよいし、車両に限らず他の装置の電動機として適用してもよい。また、本発明に係る回転電機は、発電機として用いられてもよい。

以上のように、本発明に係る回転電機は、回転効率を向上することができるものであり、ステータとロータとを備える種々の回転電機に適用して好適である。

１、２０１、３０１、４０１、５０１回転電機
２ステータ
３ロータ
４ケース
５ロータ軸
６軸受
７オイル通路
８オイル供給装置
２１ステータコア
２２ステータコイル
２３内周面（内面）
２４コイルエンド部
３１ロータコア
３２永久磁石
３３外周面
３４軸方向端面（端面）
７１ロータ軸通路
７２ロータ通路（媒体通路）
７３径方向通路
７４流出通路
７５流出開口
７６滞留空間部
１００、２００、４００壁体
２３５壁体収容凹部
３７４流出通路（湾曲部）
４００ｃ傾斜部
５３６ブレード
Ｘ１回転軸線

Claims

筒状に形成されるステータと、
前記ステータの内面側に回転軸線を中心として回転自在に設けられるロータと、
前記ロータに前記回転軸線と交差する方向に沿って設けられ内部を媒体が流動可能であると共に前記ロータの前記回転軸線に沿った方向の端面に当該媒体が流出可能な流出開口を有する媒体通路と、
前記流出開口が設けられた前記ロータの前記端面と前記回転軸線に沿った方向に隣接し、かつ、前記ステータの内面と前記回転軸線と交差する方向に隣接して当該ステータの内面に沿って設けられると共に、前記回転軸線と交差する方向において前記流出開口と前記ステータの内面との間に設けられる壁体とを備えることを特徴とする、
回転電機。
前記壁体は、前記回転軸線に沿った方向に対して一部が前記ロータと重なる、
請求項１に記載の回転電機。
前記媒体通路は、前記流出開口側に設けられる湾曲部であって前記回転軸線と交差する方向に対して前記ステータの内面側にいくほど徐々に前記端面側に向かって湾曲する湾曲部を有する、
請求項１又は請求項２に記載の回転電機。
前記壁体は、前記流出開口側の面に前記ステータの前記回転軸線に沿った方向の端部に向かって傾斜する傾斜部を有する、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
前記ロータは、前記流出開口が設けられた前記端面の当該流出開口より前記ステータの内面側に前記回転軸線周り方向に沿って複数のブレードが設けられる、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。