JP6275558B2 - マルチギャップ型回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、ロータ、ステータコア、ステータコイル、ケースを備えるマルチギャップ型回転電機に関する。

限られたスペースで特に偏平構造が求められる分野では高トルクを出す方法として、磁気ギャップを複数有する回転電機が知られている。例えば、自動車ではエンジンと変速機との間に配設されるエンジン直結型モータや、洗濯機などの家電用機器に用いられるモータなどが該当する。

従来では、作業性の向上を図りつつ、偏平構造とステータの高い軸心精度を確保し得るようにしたマルチギャップ型回転電機に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。このマルチギャップ型回転電機は、ステータコアは外側コアと内側コアが連結コアにより一体的に連結されて一体化される。

特開２０１２−０８０６９２号公報

しかし、３つあるコイルエンドのうち、回転子支持部材の内径側に位置するコイルエンドにケースから冷媒をかけることができない。よって、コイルエンドを効率的に冷却することができないという問題があった。

仮に回転軸から遠心力により冷媒を放出して所定のコイルエンドを冷却する場合には、他のコイルエンドと冷媒通路を分割する必要がある。よって、冷却のために構造が複雑化するという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、ステータコイルのコイルエンド部を冷却する冷却性能を向上させ、冷却のために構造が複雑化するのを抑制できるマルチギャップ型回転電機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、回転軸（２４）とロータ支持部材（１６）を介して連結され、前記回転軸とともに回転するロータ（４０）と、前記ロータの外周側に位置して周方向（Ｃｄ）に配列された複数の外側スロット（３６ｂ）を有する円環状の外側コア（３６）と、前記ロータの内周側に位置して周方向に配列された複数の内側スロット（４２ｂ）を有する円環状の内側コア（４２）とが前記ロータとギャップ（Ｇ）を介して備えられるステータコア（Ｓ）と、前記外側スロットと前記内側スロットとにそれぞれ収容されるスロット収容部（６０）を有し、前記ステータコアの周方向に周回するように前記ステータコアに巻装されたステータコイル（Ｌ）と、前記ロータ、前記ステータコアおよび前記ステータコイルを収容するケース本体部（３０）と、前記ケース本体部を塞ぐカバー部（３４）とを有するケース（Ｃ）とを備えるマルチギャップ型回転電機（１０，１０Ａ，１０Ｂ）において、前記ステータコイルは、前記スロット収容部とともに、前記内側コアから前記ロータ支持部材側の軸方向（Ａｘ）にはみ出す第１コイルエンド部（１８）と、前記外側コアから前記ロータ支持部材側の軸方向にはみ出す前記ステータコイルの第２コイルエンド部（１２）と、前記第１コイルエンド部および前記第２コイルエンド部とは反対側に前記内側コアおよび前記外側コアからはみ出す第３コイルエンド部（３８）とを有し、前記ケースは、前記ステータコイルに向けて放出するように冷媒（５４）を入れる一以上のケース入口孔（３２）と、前記冷媒を排出する一以上の出口孔（２６）とを有し、前記ロータ支持部材は、径方向（Ｒｙ）成分を含むように前記ロータの外周側空間と内周側空間とを連通する一以上の第１連通孔（１４）を有し、前記第１連通孔は、前記第１コイルエンド部および前記第２コイルエンド部のうちで一方または双方が存在する範囲内（Ｅ１，Ｅ２）に設けられることを特徴とする。

この構成によれば、ケース入口孔から放出された冷媒は、まず第３コイルエンド部を冷却する。次に、回転するロータ支持部材による遠心力を受けて、第１コイルエンド部を冷却する。そして、第１連通孔１４を通って、第２コイルエンド部を冷却する。すなわち、ステータコイルを構成する第１コイルエンド部から第３コイルエンド部まで全て冷却するので、冷却性能を向上させることができる。また、ケース入口孔と第１連通孔を必要とするに過ぎないので、冷却のために構造が複雑化するのを抑制することができる。

第２の発明は、前記ロータ支持部材は、前記内側コアと前記回転軸の間に設けられ、軸方向に伸びる鍔部（２２）を有し、前記鍔部は、径方向成分を含むように前記鍔部の外周側空間と内周側空間とを連通する一以上の第２連通孔（２０）と、前記第２連通孔よりも前記第３コイルエンド部側に設けられて内径側に突出する第１凸部（４４）とを有し、前記第２連通孔は、前記第１コイルエンド部が存在する範囲内（Ｅ１）に設けられることを特徴とする。

この構成によれば、鍔部の第１凸部によって冷媒を回転軸側に誘導する。さらに、回転軸とともに回転するロータ支持部材による遠心力を受けて、冷媒を第２連通孔に通す。第２連通孔は第１コイルエンド部が存在する範囲内に設けられるので、確実に第１コイルエンド部を冷却することができる。

第３の発明は、前記ステータコアの少なくとも一部に設けられ、前記冷媒が前記ステータコアよりも前記カバー部側に漏れるのを防止する冷媒漏れ防止板（４８）を有することを特徴とする。

この構成によれば、冷媒は冷媒漏れ防止板によってロータ支持部材側に誘導されるので、第１コイルエンド部や第２コイルエンド部の冷却をより確実に行うことができる。

第４の発明は、回転軸（２４）とロータ支持部材（１６）を介して連結され、前記回転軸とともに回転するロータ（４０）と、前記ロータの外周側に位置して周方向に配列された複数の外側スロット（３６ｂ）を有する円環状の外側コア（３６）と、前記ロータの内周側に位置して周方向に配列された複数の内側スロット（４２ｂ）を有する円環状の内側コア（４２）とが前記ロータとギャップ（Ｇ）を介して備えられるステータコア（Ｓ）と、前記外側スロットと前記内側スロットとにそれぞれ収容されるスロット収容部（６０）を有する複数の導体線からなり、前記ステータコアの周方向に周回するように前記ステータコアに巻装されたステータコイル（Ｌ）と、前記ロータ、前記ステータコアおよび前記ステータコイルを収容するケース本体部（３０）と、前記ケース本体部を塞ぐカバー部（３４）とを有するケースとを備えるマルチギャップ型回転電機（１０，１０Ｃ）において、前記ステータコイルは、前記スロット収容部とともに、前記内側コアから前記ロータ支持部材側の軸方向（Ａｘ）にはみ出す第１コイルエンド部（１８）と、前記外側コアから前記ロータ支持部材側の軸方向にはみ出す前記ステータコイルの第２コイルエンド部（１２）と、前記第１コイルエンド部および前記第２コイルエンド部とは反対側に前記内側コアおよび前記外側コアからはみ出す第３コイルエンド部（３８）とを有し、前記回転軸は、中空状に成形され、前記ステータコイルに向けて放出するように冷媒（５４）を入れる一以上の回転軸入口孔（２４ａ，２４ｂ）を有し、前記ケースは、前記冷媒を排出する一以上の出口孔（２６）を有し、前記ロータ支持部材は、径方向（Ｒｙ）成分を含むように前記ロータの外周側空間と内周側空間とを連通する一以上の第１連通孔（１４）を有し、前記第１連通孔は、前記第１コイルエンド部および前記第２コイルエンド部のうちで一方または双方が存在する範囲内（Ｅ１，Ｅ２）に設けられることを特徴とする。

この構成によれば、回転する回転軸による遠心力を受けて第１回転軸入口孔から放出された冷媒は第１コイルエンド部を冷却し、同じく第２回転軸入口孔から放出された冷媒は第３コイルエンド部を冷却する。第１コイルエンド部を冷却した冷媒は、第１連通孔１４を通って、第２コイルエンド部を冷却する。すなわち、ステータコイルを構成する第１コイルエンド部から第３コイルエンド部まで全て冷却するので、冷却性能を向上させることができる。また、第１回転軸入口孔と第２回転軸入口孔を必要とするに過ぎないので、冷却のために構造が複雑化するのを抑制することができる。

第５の発明は、前記ロータ支持部材は、前記第１コイルエンド部と前記回転軸の間に設けられ、前記カバー部側に突出する第３凸部（２８）を有することを特徴とする。

この構成によれば、第３凸部によって冷媒を第１コイルエンド部に誘導するので、第１コイルエンド部の冷却をより確実に行うことができる。

マルチギャップ型回転電機の第１構成例を模式的に示す断面図である。 外側コア、ロータおよび内側コアの構成例を示す模式図である。 冷媒の流れを模式的に示す断面図である。 図３に示すIV−IV線の断面図である。 冷媒の流れを模式的に示す断面図である。 マルチギャップ型回転電機の第２構成例を模式的に示す断面図である。 冷媒の流れを模式的に示す断面図である。 冷媒の流れを模式的に示す断面図である。 図８に示すIX−IX線の断面図である。 マルチギャップ型回転電機の第３構成例を模式的に示す断面図である。 入口孔の第１変形例を示す模式図である。 入口孔の第２変形例を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。以下では簡単化のために、マルチギャップ型回転電機を単に「回転電機」と称する。回転電機は、電動発電機でもよく、電動機でもよく、発電機でもよい。「巻装」は巻いた状態に装うことを意味し、巻き回しと同義である。「連通」は連なって通じることを意味する。特に明示しない限り、部材を成形するための材質（材料）を問わない。

〔実施の形態１〕
実施の形態１は図１〜図５を参照しながら説明する。図１に示す回転電機１０Ａは、回転電機１０の一例である。当該回転電機１０Ａは、ケースＣ，ステータコアＳ，ステータコイルＬ，ロータ支持部材１６，回転軸２４，ロータ４０などを有する。ステータコアＳとステータコイルＬは「固定子」に相当し、ロータ４０は「回転子」に相当する。なお、必要に応じて参照する図２は、見やすくするためにハッチ線の図示を省略する。

図１に示すケースＣは、ケース本体部３０やカバー部３４などを有する。ケース本体部３０は、ロータ４０、ステータコアＳおよびステータコイルＬなどを収容可能な所定形状（本形態では開口部分を有するカップ形状）で成形される。当該ケース本体部３０には、冷却のために冷媒５４を入れるケース入口孔３２と、冷媒５４を排出する出口孔２６が設けられる。カバー部３４は、ケース本体部３０（具体的には開口部分）を塞ぐ部材である。当該カバー部３４には、内側コア４２と回転軸２４の間に突出する第２凸部４６が設けられる。第２凸部４６は、樋形状に成形され（図４を参照）、ロータ支持部材１６側（図面左側）に向かって伸びる。

ステータコアＳは、いずれも円環状（円筒状とも言える。以下同じである。）に成形される磁性体からなる外側コア３６や内側コア４２などを有する。外側コア３６は、ロータ４０の外周側に位置し、周方向Ｃｄに配列された複数の外側スロット３６ｂを有する（図２を参照）。内側コア４２は、ロータ４０の内周側に位置し、周方向Ｃｄに配列された複数の内側スロット４２ｂを有する（図２を参照）。外側コア３６とロータ４０の間や、ロータ４０と内側コア４２の間は、いずれもギャップＧが設けられる（図２を参照）。

外側コア３６と内側コア４２は、いずれも固定手段によってケースＣ（ケース本体部３０またはカバー部３４）に固定される。固定手段は任意であり、例えばボルトやネジ等の締結部材を用いる締結や、母材を溶かすことでハンダ付けやアーク溶接等を行う接合、接着剤を用いる接着などが該当する。例えば図１，図４に示す構成例では、外側コア３６に固定用孔３６ｃを設け、内側コア４２に固定用孔４２ｃを設けている。そのため、締結部材を用いた締結によって外側コア３６と内側コア４２をケースＣに固定できる。

ステータコイルＬは、ステータコアＳ（具体的には上述した外側スロット３６ｂや内側スロット４２ｂ）の周方向に周回するように巻装される導体線である。一本の導体線で構成してもよく、複数の導体線を接続して構成してもよい。当該ステータコイルＬは、第１コイルエンド部１８，第２コイルエンド部１２，第３コイルエンド部３８，スロット収容部６０などの構成部位に分けられる。

第１コイルエンド部１８は、内側スロット４２ｂに収容されず、内側コア４２からロータ支持部材１６側（図１の図面左側）の軸方向Ａｘにはみ出す部位である。はみ出す部位は、露出部位，突出部位とも呼び、以下同じである。第２コイルエンド部１２は、外側スロット３６ｂに収容されず、外側コア３６からロータ支持部材１６側の軸方向Ａｘにはみ出す部位である。第３コイルエンド部３８は、第１コイルエンド部１８および第２コイルエンド部１２とは反対側（図１の図面右側）に内側コア４２および外側コア３６からはみ出す部位である。スロット収容部６０は、外側スロット３６ｂと内側スロット４２ｂとにそれぞれ収容される部位である（図２を参照）。

ロータ支持部材１６は、回転軸２４とロータ４０を連結する部材である。言い換えると、ロータ４０を回転軸２４に固定する部材でもある。ロータ支持部材１６の形状は、回転軸２４とロータ４０を連結できれば任意である。図１の成形例は、回転軸２４に沿う部位、軸方向Ａｘ（図面左右方向）に沿ってロータ４０を固定する部位、径方向Ｒｙ（図面上下方向）に沿うディスク状部位などで構成される。ロータ支持部材１６によって、ロータ４０は回転軸２４とともに回転する。

上述したロータ支持部材１６は、さらに第１連通孔１４や鍔部２２などを有する。第１連通孔１４は、径方向Ｒｙ成分を含む貫通孔であり、第１空間ＳＰ１および第２空間ＳＰ２と第３空間ＳＰ３とを連通する。当該第１連通孔１４を成形する数は問わず、図示するように複数でもよく、一つでもよい。

第１連通孔１４を設ける範囲は、第１コイルエンド部１８が存在するコイルエンド存在範囲Ｅ１と、第２コイルエンド部１２が存在するコイルエンド存在範囲Ｅ２とのうちで一方または双方の範囲内が望ましい。第１空間ＳＰ１および第２空間ＳＰ２は「ロータ４０の内周側空間」に相当する。第３空間ＳＰ３は「ロータ４０の外周側空間」に相当する。径方向Ｒｙ成分を含む貫通孔は、径方向Ｒｙと同一方向に貫通してもよく、径方向Ｒｙと交差する方向に貫通してもよい。

鍔部２２は、内側コア４２と回転軸２４の間に設けられ、ロータ支持部材１６のディスク状部位から軸方向Ａｘ（図１では図面右方向）に伸びて円環状に成形される部位である。なお、図３に矢印Ｄ１，Ｄ２で示すように遠心力を受ける冷媒５４がロータ支持部材１６に向かって流れるようにするため、ロータ支持部材１６側の径を大きくし、第１凸部４４側の径を小さく成形するのが望ましい。言い換えると、鍔部２２は円環状かつ円錐状に成形するのが望ましい。

上述した鍔部２２は、第２連通孔２０や第１凸部４４などを有する。第２連通孔２０は、径方向Ｒｙ成分を含む貫通孔であり、第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２とを連通する。当該第２連通孔２０を成形する数は問わず、図示するように複数でもよく、一つでもよい。第２連通孔２０を設ける範囲は、第１コイルエンド部１８が存在するコイルエンド存在範囲Ｅ１の範囲内が望ましい。第１空間ＳＰ１は「鍔部２２の内周側空間」に相当する。第２空間ＳＰ２は「鍔部２２の外周側空間」に相当する。第１凸部４４は、第２連通孔２０よりも第３コイルエンド部３８側に設けられて内径側に突出する部位である。当該第１凸部４４は、鍔部２２に誘導された冷媒５４がカバー部３４側に落下するのを防止する防波堤のような役割を担う。

回転軸２４は「シャフト」とも呼ばれ、ベアリング５２を介して回転自在にケースＣに支持される。図１の構成例に示す回転軸２４は、ケース本体部３０とカバー部３４の双方でベアリング５２を介して支持されている。回転軸２４は、ロータ４０の回転で生じる回転力（トルク）を外部に伝達したり、外部から伝達される回転力によってロータ４０を回転させたりする。回転軸２４は、図１に示す中空状（円筒状）に成形してもよく、円柱状に成形してもよい。ベアリング５２は、ケースＣ内で流れる冷媒５４が外部に漏れないように封止するシール機能をも担う。

ロータ４０は、外側コア３６と内側コア４２の間に配置される磁性体（主に軟磁性体）である。当該ロータ４０は、外側コア３６と内側コア４２の起磁力を受けて回転軸２４を回転させ、外部からの回転力を受けて回転してステータコイルＬに起電力を発生させる構成あれば任意である。

回転電機１０Ａの外部には、ポンプ５０や貯留部５６などが設けられる。ポンプ５０は、貯留部５６に貯留される冷媒５４を汲み上げてケース入口孔３２に輸送する。貯留部５６は、出口孔２６から排出される冷媒５４を貯めておく部位，部材，容器等である。当該貯留部５６は、貯留部５６を貯留するだけでなく、貯留中の冷媒５４を冷却する冷却機能を持たせるとよい。冷媒５４は、油，冷却水，空気などの流体が該当する。ポンプ５０とケース入口孔３２の間、出口孔２６と貯留部５６の間、貯留部５６とポンプ５０の間は、それぞれ冷媒５４を輸送するための輸送管（配管）が設けられる。

上述のように構成される回転電機１０Ａにおいて、冷媒５４を用いて主に回転駆動時に行われる冷却について、図３〜図５を参照しながら説明する。

図３に示すポンプ５０で汲み上げられた冷媒５４は、輸送管やケース入口孔３２を経てケースＣに入る。ケース入口孔３２は、第３コイルエンド部３８に対応するケース本体部３０の上部に設けられる。そのため、ケース入口孔３２から入った冷媒５４は第３コイルエンド部３８を流下して冷却した後、第２凸部４６（図４をも参照）によってロータ支持部材１６側に向けて誘導される。この誘導によって、冷媒５４の一部は矢印Ｄ１，Ｄ２で示すように鍔部２２を伝ってロータ支持部材１６に向かう。このように冷媒５４が流れるのは遠心力を受けるためである。すなわち、鍔部２２がロータ支持部材１６に設けられ、回転軸２４とともに回転するために冷媒５４が遠心力を受ける。

第２凸部４６で誘導されない冷媒５４は、図４に太線矢印で示すように第３コイルエンド部３８を冷却しながら流下する。また図３に矢印Ｄ３で示すように、第１凸部４４を乗り越えて下側の第３コイルエンド部３８に向けて落下し流下する。

鍔部２２を伝ってロータ支持部材１６に向かう冷媒５４は、図５に示す矢印Ｄ４，Ｄ５（外径方向）に沿って流れる。すなわち、冷媒５４は第２連通孔２０を通って第１コイルエンド部１８を流れて冷却する。さらに、冷媒５４は第１連通孔１４を通って第２コイルエンド部１２を流れて冷却する。ロータ支持部材１６に設けられる第１連通孔１４は、回転軸２４とともに回転するので、再び冷媒５４が遠心力を受けるためである。よって、各コイルエンド部（第１コイルエンド部１８，第２コイルエンド部１２，第３コイルエンド部３８）は、ケースＣ内の位置にかかわらず冷媒５４が流れて冷却される。

ケースＣに収容される部材（特に各コイルエンド部）を冷却した冷媒５４は、最終的にケースＣの下部に落下し、図５に矢印Ｄ７で示すように出口孔２６から排出される。排出された冷媒５４は、輸送管を経て貯留部５６に輸送される。このように冷媒５４を循環させることで、各コイルエンド部の冷却を継続することができる。

〔実施の形態２〕
実施の形態２は図６〜図９を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態１と異なる点を説明する。

図６に示す回転電機１０Ｂは、回転電機１０の一例である。当該回転電機１０Ｂは、回転電機１０Ａと同様に、ケースＣ，ステータコアＳ，ステータコイルＬ，ロータ支持部材１６，回転軸２４，ロータ４０などを有する。

回転電機１０Ｂが回転電機１０Ａと異なるのは、次の点である。第１に、鍔部２２を無くす代わりに第３凸部２８を設けた点である。第２に、冷媒漏れ防止板４８を追加して設けた点である。

第３凸部２８は、ロータ支持部材１６のディスク状部位であって、カバー部３４側（図面右側）に成形される凸状部位である。当該第３凸部２８は、内径側（回転軸２４側）から外径側（外側コア３６側）に向かうにつれて突出量が増えるようにテーパ２８ａを設けるとよい。

冷媒漏れ防止板４８は、ステータコアＳの少なくとも一部に設けられ、冷媒５４がステータコアＳよりもカバー部３４側に漏れるのを防止する部材である。当該冷媒漏れ防止板４８は、内側コア４２とカバー部３４の間であって、第２凸部４６と内側コア４２の一部を塞ぐように設けられる。言い換えると、冷媒漏れ防止板４８は第２凸部４６と内側コア４２を塞がずに開口する開口部４８ａ（図９を参照）を有する。開口部４８ａは、第２凸部４６とともに、流下してきた冷媒５４をロータ支持部材１６側に向けて誘導する。

上述のように構成される回転電機１０Ｂにおいて、冷媒５４を用いて主に回転駆動時に行われる冷却について、図７〜図９を参照しながら説明する。

図７に示すポンプ５０で汲み上げられた冷媒５４は、輸送管やケース入口孔３２を経てケースＣに入る。ケース入口孔３２から入った冷媒５４は第３コイルエンド部３８を流下して冷却した後、第２凸部４６や開口部４８ａ（図９を参照）を経てロータ支持部材１６側に向けて誘導される。この誘導によって、冷媒５４の一部は遠心力を受けて矢印Ｄ１１，Ｄ１２で示すようにロータ支持部材１６に向かう。矢印Ｄ１２のように落下した冷媒５４は、冷媒漏れ防止板４８によってカバー部３４側に向かうのが阻止される。一方、第２凸部４６や開口部４８ａで誘導されない冷媒５４は、図９に太線矢印で示すように第３コイルエンド部３８を冷却しながら流下する。

ロータ支持部材１６に向かう冷媒５４は、図８に示す矢印Ｄ１３，Ｄ１４に沿って流れる。すなわち冷媒５４は、ロータ支持部材１６のディスク状部位まで流れた後、第３凸部２８によって第１コイルエンド部１８に向かうように流れが変えられる。第１コイルエンド部１８を流れて冷却した冷媒５４は、さらに第１連通孔１４を通って第２コイルエンド部１２を流れて冷却する。よって、各コイルエンド部は、ケースＣ内の位置にかかわらず冷媒５４が流れて冷却される。

ケースＣに収容される部材（特に各コイルエンド部）を冷却した冷媒５４は、最終的にケースＣの下部に落下し、出口孔２６から排出される。排出された冷媒５４は、輸送管を経て貯留部５６に輸送される。このように冷媒５４を循環させることで、各コイルエンド部の冷却を継続することができる。

〔実施の形態３〕
実施の形態３は図１０を参照しながら説明する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１，２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。よって、主に実施の形態１，２と異なる点を説明する。

図１０に示す回転電機１０Ｃは、回転電機１０の一例である。当該回転電機１０Ｃは、回転電機１０Ａ，１０Ｂと同様に、ケースＣ，ステータコアＳ，ステータコイルＬ，ロータ支持部材１６，回転軸２４，ロータ４０などを有する。

回転電機１０Ｃが回転電機１０Ａ，１０Ｂと異なるのは、次の点である。第１に、ケース本体部３０からケース入口孔３２を無くす代わりに、回転軸２４に第１回転軸入口孔２４ａと第２回転軸入口孔２４ｂを設けた点である。第２に、図１に示す鍔部２２や図６に示す冷媒漏れ防止板４８を無くした点である。第３に、回転軸２４は、冷媒５４を流すため、図１０に示すように中空状（円筒状）に成形する必要がある。

第１回転軸入口孔２４ａと第２回転軸入口孔２４ｂは、いずれも冷却のために冷媒５４をケースＣに入れる部位である。第１回転軸入口孔２４ａを設ける範囲は、コイルエンド存在範囲Ｅ１およびコイルエンド存在範囲Ｅ２のうちで一方または双方の範囲内が望ましい。当該範囲内であれば、第１回転軸入口孔２４ａの数は一以上で任意に設定してよい。回転軸２４に第１回転軸入口孔２４ａを設けるだけでは、ロータ支持部材１６で塞がれてしまう場合がある。この場合には、第１回転軸入口孔２４ａと連通する支持部材入口孔１６ａをロータ支持部材１６に設ける必要がある。第２回転軸入口孔２４ｂは、冷媒５４が遠心力により第３コイルエンド部３８に向かって放出されるように、第３コイルエンド部３８に対応する位置に設けられる。第２回転軸入口孔２４ｂの数は一以上で任意に設定してよい。

上述のように構成される回転電機１０Ｃでは、ポンプ５０で汲み上げられた冷媒５４が、輸送管や回転軸２４を経て、第１回転軸入口孔２４ａや第２回転軸入口孔２４ｂから放出される。第１回転軸入口孔２４ａから放出される冷媒５４は、矢印Ｄ３１，Ｄ３３で示すように流れる。すなわち、始めに第１コイルエンド部１８を流れて冷却する。さらに冷媒５４は、第１連通孔１４を通って第２コイルエンド部１２を流れて冷却する。第２回転軸入口孔２４ｂから放出される冷媒５４は、矢印Ｄ３２，Ｄ３４で示すように第３コイルエンド部３８を流れて冷却する。各コイルエンド部は、ケースＣ内の位置にかかわらず冷媒５４が流れて冷却される。

ケースＣに収容される部材（特に各コイルエンド部）を冷却した冷媒５４は、最終的にケースＣの下部に落下し、出口孔２６から排出される。排出された冷媒５４は、輸送管を経て貯留部５６に輸送される。このように冷媒５４を循環させることで、各コイルエンド部の冷却を継続することができる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜３に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態１では鍔部２２を備える構成とし（図１を参照）、実施の形態２では第３凸部２８や冷媒漏れ防止板４８を備える構成とし（図６を参照）、実施の形態３では第１回転軸入口孔２４ａと第２回転軸入口孔２４ｂを有する回転軸２４を備える構成とした（図１０を参照）。この形態に代えて、鍔部２２を回転電機１０Ｂ，１０Ｃに備える構成としてもよい。第３凸部２８や冷媒漏れ防止板４８を回転電機１０Ａ，１０Ｃに備える構成としてもよい。第１回転軸入口孔２４ａと第２回転軸入口孔２４ｂを回転電機１０Ａ，１０Ｂに備える構成としてもよい。これらの構成では、備える部材が有する作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１，２では、ケース入口孔３２と出口孔２６をそれぞれ一つずつ設ける構成とした（図１，図６を参照）。この形態に代えて、複数のケース入口孔３２を設けてもよく、複数の出口孔２６を設けてもよい。すなわち、ケース入口孔３２と出口孔２６の数は、いずれも任意に設定してよい。例えば図４，図９には、二点鎖線で示すケース入口孔３２を含めると、三つのケース入口孔３２が設けられる。図４，図９に二点鎖線で示すケース入口孔３２のように、位置や傾斜を異ならせてもよい。ケース入口孔３２ごとに冷媒５４の流量を異ならせてもよく、同一流量としてもよい。複数のケース入口孔３２Ａを設ける場合には、第３コイルエンド部３８を満遍なく冷媒５４を流下させて冷却することができる。

上述した実施の形態１，２に示すケース入口孔３２や、実施の形態３に示す第１回転軸入口孔２４ａ、第２回転軸入口孔２４ｂは、いずれも直線状で分岐しない貫通孔で成形する構成とした（図１，図６，図１０を参照）。この形態に代えて、ケースＣの構造等に応じて非直線状（例えば曲線状やジグザク状）の貫通孔で成形してもよい。また、一以上の分岐路を有する貫通孔で成形してもよい。例えば、図１１に示すケース入口孔３２Ａや、図１２に示すケース入口孔３２Ｂなどが該当する。ケース入口孔３２，３２Ａ，３２Ｂは、いずれもケース本体部３０に設けてもよく、カバー部３４に設けてもよい。ケース入口孔３２Ａは、主通路３２ａと、主通路３２ａから分岐する分岐路３２ｂ，３２ｃを有する。主通路３２ａは図４，図９に実線で示すケース入口孔３２に対応し、分岐路３２ｂ，３２ｃは図４，図９に二点鎖線で示すケース入口孔３２に対応する。ケース入口孔３２Ｂは、円弧状に成形される通路部３２ｅや、通路部３２ｅから分岐する複数の分岐路３２ｄなどを有する。複数の分岐路３２ｄは、許容範囲内で流量が同じになるように放出部分の面積を調整するとよい。ケース入口孔３２Ａ，３２Ｂによれば、回転電機１０が所定角度（例えば１５度）以下の範囲で傾斜しても、第３コイルエンド部３８を満遍なく冷媒５４を流下させて冷却することができる。

上述した実施の形態１，２では、第２凸部４６は樋形状に成形する構成とした（図４，図９を参照）。この形態に代えて、ロータ支持部材１６側に向かって伸びて冷媒５４を誘導できれば、樋形状以外の形状で成形してもよい。例えば、Ｖ字形状，湾曲形状，平板形状などが該当する。樋形状以外の形状で成形しても、ロータ支持部材１６側に向かって冷媒５４を誘導するので、実施の形態１，２と同様の作用効果が得られる。

上述した実施の形態１〜３では、ロータ支持部材１６は、回転軸２４やロータ４０と別体に成形して連結する構成とした（図１，図６，図１０を参照）。この形態に代えて、ロータ支持部材１６と回転軸２４を一体成形してもよく、ロータ支持部材１６とロータ４０を一体成形してもよく、ロータ支持部材１６，回転軸２４，ロータ４０を一体成形してもよい。別体成形か一体成形かの相違に過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果が得られる。

上述した実施の形態１〜３では、冷媒５４（流体）を用いて冷却を行う構成とした（図３〜図５，図６〜図８を参照）。この形態に代えて、冷媒５４を用いて加温を行う構成としてもよい。寒冷地や寒冷期等でも容易に回転電機１０を作動させることができる。

上述した実施の形態１〜３では、貯留部５６からポンプ５０によって冷媒５４を汲み上げて冷却する構成とした（図１，図６，図１０を参照）。この形態に代えて、冷媒５４やケースＣ内部の温度を温度センサで計測し、計測された温度に基づいて冷媒５４やケースＣ内部が目的温度になるようにポンプ５０の稼働量を制御する制御装置を備える構成としてもよい。冷媒５４の温度を計測する温度センサの設置は、ケースＣの内外を問わない。ケースＣ内部の温度を計測する温度センサの設置は、ケースＣ内であれば問わない。この構成によれば、冷媒５４やケースＣ内部が目的温度になるように制御される。

〔作用効果〕
上述した実施の形態１〜３および他の実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。

（１）回転電機１０（１０Ａ，１０Ｂ）において、ステータコイルＬはスロット収容部６０とともに第１コイルエンド部１８，第２コイルエンド部１２，第３コイルエンド部３８を有し、ケースＣは一以上のケース入口孔３２と一以上の出口孔２６とを有し、ロータ支持部材１６はロータ４０の第３空間ＳＰ３（外周側空間）と第１空間ＳＰ１（内周側空間）とを連通する一以上の第１連通孔１４を有し、第１連通孔１４は第１コイルエンド部１８および第２コイルエンド部１２のうちで一方または双方が存在する範囲内（コイルエンド存在範囲Ｅ１，コイルエンド存在範囲Ｅ２）に設けられる構成とした（図１，図６，図１０を参照）。この構成によれば、ケース入口孔３２から放出された冷媒５４は、まず第３コイルエンド部３８を冷却する。次に、回転するロータ支持部材１６による遠心力を受けて、第１コイルエンド部１８を冷却する。そして、第１連通孔１４を通って、第２コイルエンド部１２を冷却する。すなわち、ステータコイルＬを構成する第１コイルエンド部１８から第３コイルエンド部３８まで全て冷却するので、冷却性能を向上させることができる。また、ケース入口孔３２と第１連通孔１４を必要とするに過ぎないので、冷却のために構造が複雑化するのを抑制することができる。

（２）ロータ支持部材１６は、内側コア４２と回転軸２４の間に設けられ、軸方向Ａｘに伸びる鍔部２２を有し、鍔部２２は、径方向Ｒｙ成分を含むように鍔部２２の第２空間ＳＰ２（外周側空間）と第１空間ＳＰ１（内周側空間）とを連通する一以上の第２連通孔２０と、第２連通孔２０よりも第３コイルエンド部３８側に設けられて内径側に突出する第１凸部４４とを有し、第２連通孔２０は、第１コイルエンド部１８が存在する範囲内（コイルエンド存在範囲Ｅ１）に設けられる構成とした（図１〜図５を参照）。この構成によれば、鍔部２２の第１凸部４４によって冷媒５４を回転軸２４側に誘導する。さらに、回転軸２４とともに回転するロータ支持部材１６による遠心力を受けて、冷媒５４を第２連通孔２０に通す。第２連通孔２０は第１コイルエンド部１８が存在する範囲内に設けられるので、確実に第１コイルエンド部１８を冷却することができる。

（３）ステータコアＳの少なくとも一部に設けられ、冷媒５４がステータコアＳよりもカバー部３４側に漏れるのを防止する冷媒漏れ防止板４８を有する構成とした（図６〜図９を参照）。この構成によれば、冷媒５４は冷媒漏れ防止板４８によってロータ支持部材１６側に誘導されるので、第１コイルエンド部１８や第２コイルエンド部１２の冷却をより確実に行うことができる。

（４）カバー部３４は、ロータ支持部材１６に向けて軸方向Ａｘに突出して成形され、第１連通孔１４および第２連通孔２０のうち一方または双方に向けて冷媒５４を誘導する第２凸部４６を有する構成とした（図１，図３〜図９を参照）。この構成によれば、第２凸部４６はロータ支持部材１６に向けて軸方向Ａｘに突出して成形されるので、第３コイルエンド部３８を冷却した後の冷媒５４をロータ支持部材１６側に誘導する。ロータ支持部材１６側に誘導された冷媒５４は、第２連通孔２０を経て第１コイルエンド部１８を冷却したり、第１連通孔１４を経て第２コイルエンド部１２を冷却したりする。よって、第１コイルエンド部１８や第２コイルエンド部１２の冷却をより確実に行うことができる。

（５）回転電機１０（１０Ｃ）において、回転軸２４は中空状に成形されるとともに第１回転軸入口孔２４ａと第２回転軸入口孔２４ｂ（一以上の回転軸入口孔）を有し、ケースＣは一以上の出口孔２６を有し、ロータ支持部材１６は第３空間ＳＰ３（外周側空間）と第１空間ＳＰ１（内周側空間）とを連通する一以上の第１連通孔１４を有し、第１連通孔１４は第１コイルエンド部１８および第２コイルエンド部１２のうちで一方または双方が存在する範囲内に設けられる構成とした（図１０を参照）。この構成によれば、第１回転軸入口孔２４ａから放出された冷媒５４は第１コイルエンド部１８や第２コイルエンド部１２を冷却する。第２回転軸入口孔２４ｂから放出された冷媒５４は第３コイルエンド部３８を冷却する。すなわち、ステータコイルＬを構成する第１コイルエンド部１８から第３コイルエンド部３８まで全て冷却するので、冷却性能を向上させることができる。また、一以上の回転軸入口孔と第１連通孔１４を必要とするに過ぎないので、冷却のために構造が複雑化するのを抑制することができる。

（６）一以上の回転軸入口孔は、第１コイルエンド部１８に向けて冷媒５４を放出する第１回転軸入口孔２４ａと、第３コイルエンド部３８に向けて冷媒５４を放出する第２回転軸入口孔２４ｂとを含む構成とした（図１０を参照）。この構成によれば、第１回転軸入口孔２４ａから放出される冷媒５４によって第１コイルエンド部１８が冷却され、第２回転軸入口孔２４ｂから放出される冷媒５４によって第２コイルエンド部１２が冷却される。よって、第１コイルエンド部１８や第２コイルエンド部１２の冷却をより確実に行うことができる。

（７）ロータ支持部材１６は、第１コイルエンド部１８と回転軸２４の間に設けられ、カバー部３４側に突出する第３凸部２８を有する構成とした（図６〜図９を参照）。この構成によれば、第３凸部２８によって冷媒５４を第１コイルエンド部１８に誘導するので、第１コイルエンド部１８の冷却をより確実に行うことができる。

（８）第３凸部２８は、内径側から外径側に向かうにつれて突出量が増えるようにテーパ２８ａが設けられる構成とした（図６〜図９を参照）。この構成によれば、冷媒５４が第３凸部２８のテーパ２８ａをつたって第１コイルエンド部１８に誘導されるので、第１コイルエンド部１８の冷却をより確実に行うことができる。

１０ 回転電機（マルチギャップ型回転電機）
１２ 第２コイルエンド部（固定子）
１４ 第１連通孔
１６ ロータ支持部材
１８ 第１コイルエンド部（固定子）
２４ 回転軸（シャフト）
３４ カバー部
３６ 外側コア（固定子）
３８ 第３コイルエンド部（固定子）
４０ ロータ（回転子）
４２ 内側コア（固定子）
５４ 冷媒

Claims (8)

1. 回転軸（２４）とロータ支持部材（１６）を介して連結され、前記回転軸とともに回転するロータ（４０）と、
   前記ロータの外周側に位置して周方向（Ｃｄ）に配列された複数の外側スロット（３６ｂ）を有する円環状の外側コア（３６）と、前記ロータの内周側に位置して周方向に配列された複数の内側スロット（４２ｂ）を有する円環状の内側コア（４２）とが前記ロータとギャップ（Ｇ）を介して備えられるステータコア（Ｓ）と、
   前記外側スロットと前記内側スロットとにそれぞれ収容されるスロット収容部（６０）を有し、前記ステータコアの周方向に周回するように前記ステータコアに巻装されたステータコイル（Ｌ）と、
   前記ロータ、前記ステータコアおよび前記ステータコイルを収容するケース本体部（３０）と、前記ケース本体部を塞ぐカバー部（３４）とを有するケース（Ｃ）と、
   を備えるマルチギャップ型回転電機（１０，１０Ａ，１０Ｂ）において、
   前記ステータコイルは、前記スロット収容部とともに、前記内側コアから前記ロータ支持部材側の軸方向（Ａｘ）にはみ出す第１コイルエンド部（１８）と、前記外側コアから前記ロータ支持部材側の軸方向にはみ出す前記ステータコイルの第２コイルエンド部（１２）と、前記第１コイルエンド部および前記第２コイルエンド部とは反対側に前記内側コアおよび前記外側コアからはみ出す第３コイルエンド部（３８）とを有し、
   前記ケースは、前記ステータコイルに向けて放出するように冷媒（５４）を入れる一以上のケース入口孔（３２）と、前記冷媒を排出する一以上の出口孔（２６）とを有し、
   前記ロータ支持部材は、径方向（Ｒｙ）成分を含むように前記ロータの外周側空間と内周側空間とを連通する一以上の第１連通孔（１４）を有し、
   前記第１連通孔は、前記第１コイルエンド部および前記第２コイルエンド部のうちで一方または双方が存在する範囲内（Ｅ１，Ｅ２）に設けられることを特徴とするマルチギャップ型回転電機。
2. 前記ロータ支持部材は、前記内側コアと前記回転軸の間に設けられ、軸方向に伸びる鍔部（２２）を有し、
   前記鍔部は、径方向成分を含むように前記鍔部の外周側空間と内周側空間とを連通する一以上の第２連通孔（２０）と、前記第２連通孔よりも前記第３コイルエンド部側に設けられて内径側に突出する第１凸部（４４）とを有し、
   前記第２連通孔は、前記第１コイルエンド部が存在する範囲内（Ｅ１）に設けられることを特徴とする請求項１に記載のマルチギャップ型回転電機。
3. 前記ステータコアの少なくとも一部に設けられ、前記冷媒が前記ステータコアよりも前記カバー部側に漏れるのを防止する冷媒漏れ防止板（４８）を有することを特徴とする請求項１または２に記載のマルチギャップ型回転電機。
4. 前記カバー部は、前記ロータ支持部材に向けて軸方向に突出して成形され、前記第１連通孔および前記第２連通孔のうち一方または双方に向けて前記冷媒を誘導する第２凸部（４６）を有す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マルチギャップ型回転電機。
5. 回転軸（２４）とロータ支持部材（１６）を介して連結され、前記回転軸とともに回転するロータ（４０）と、
   前記ロータの外周側に位置して周方向に配列された複数の外側スロット（３６ｂ）を有する円環状の外側コア（３６）と、前記ロータの内周側に位置して周方向に配列された複数の内側スロット（４２ｂ）を有する円環状の内側コア（４２）とが前記ロータとギャップ（Ｇ）を介して備えられるステータコア（Ｓ）と、
   前記外側スロットと前記内側スロットとにそれぞれ収容されるスロット収容部（６０）を有する複数の導体線からなり、前記ステータコアの周方向に周回するように前記ステータコアに巻装されたステータコイル（Ｌ）と、
   前記ロータ、前記ステータコアおよび前記ステータコイルを収容するケース本体部（３０）と、前記ケース本体部を塞ぐカバー部（３４）とを有するケースと、
   を備えるマルチギャップ型回転電機（１０，１０Ｃ）において、
   前記ステータコイルは、前記スロット収容部とともに、前記内側コアから前記ロータ支持部材側の軸方向（Ａｘ）にはみ出す第１コイルエンド部（１８）と、前記外側コアから前記ロータ支持部材側の軸方向にはみ出す前記ステータコイルの第２コイルエンド部（１２）と、前記第１コイルエンド部および前記第２コイルエンド部とは反対側に前記内側コアおよび前記外側コアからはみ出す第３コイルエンド部（３８）とを有し、
   前記回転軸は、中空状に成形され、前記ステータコイルに向けて放出するように冷媒（５４）を入れる一以上の回転軸入口孔（２４ａ，２４ｂ）を有し、
   前記ケースは、前記冷媒を排出する一以上の出口孔（２６）を有し、
   前記ロータ支持部材は、径方向（Ｒｙ）成分を含むように前記ロータの外周側空間と内周側空間とを連通する一以上の第１連通孔（１４）を有し、
   前記第１連通孔は、前記第１コイルエンド部および前記第２コイルエンド部のうちで一方または双方が存在する範囲内（Ｅ１，Ｅ２）に設けられることを特徴とするマルチギャップ型回転電機。
6. 前記一以上の回転軸入口孔は、前記第１コイルエンド部に向けて前記冷媒を放出する第１回転軸入口孔（２４ａ）と、前記第３コイルエンド部に向けて前記冷媒を放出する第２回転軸入口孔（２４ｂ）とを含むことを特徴とする請求項５に記載のマルチギャップ型回転電機。
7. 前記ロータ支持部材は、前記第１コイルエンド部と前記回転軸の間に設けられ、前記カバー部側に突出する第３凸部（２８）を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のマルチギャップ型回転電機。
8. 前記第３凸部は、内径側から外径側に向かうにつれて突出量が増えるようにテーパ（２８ａ）が設けられることを特徴とする請求項７に記載のマルチギャップ型回転電機。

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