JP6785278B2 - ロータ - Google Patents

Description

本発明は、回転電機のロータに関する。

特許文献１には、ロータシャフトが締め付けられるロータシャフト孔と、径方向において該ロータシャフト孔の外側に設けられ、周方向に配置された複数の孔部を有する冷媒流路孔と、径方向において冷媒流路孔の外側に設けられ、それぞれ磁石が挿入される複数の磁石挿入孔を有する電磁部と、を備えた、ロータが開示されている。

特許文献１では、ロータコアに設けられた冷媒流路孔を流れる冷媒をロータの回転による遠心力を利用してコイルエンドに供給することが記載されている。

特開２０１０−０８１６５７号

ところで、近年の回転電機の大型化に伴って、磁石の発熱による回転電機の性能の低下が無視できなくなっており、磁石を効率的に冷却する方法が模索されている。特許文献１に記載のロータは、ステータのコイルを冷却するものであり、ロータに配置される磁石を冷却するものではない。そのため、特許文献１に記載の冷媒流路孔をそのまま流用することができない。ロータに配置される磁石を冷却するためには、冷媒流路孔を磁石に近づける必要があるが、冷媒供給孔を磁極部近傍に配置すると、ロータシャフトのロータシャフト孔への締付荷重によって冷媒供給孔が変形し、ロータコアの外周部が変形する虞があった。

本発明は、ロータシャフトの締付荷重によってロータコアの外周部が変形するのを抑制しつつ、冷却性能に優れたロータを提供する。

本発明は、
ロータシャフトが締め付けられるロータシャフト孔と、周方向に沿って設けられた複数の磁石挿入孔と、を有するロータコアと、
前記磁石挿入孔に挿入された磁石によって構成される複数の磁極部と、を備えるロータであって、
前記ロータコアは、
前記ロータシャフト孔の径方向外側に設けられ、周方向に配置された複数の第１孔部を有する第１孔部群と、
前記第１孔部群の径方向外側に設けられ、周方向に配置された複数の第２孔部を有する第２孔部群と、
径方向において前記第２孔部群の外側であって前記複数の磁極部の内側に設けられ、周方向に沿って配置された複数の冷媒流路孔を有する冷却部と、を備え、
前記第１孔部は、各磁極部の中心軸であるｄ軸に一致する第１仮想線と交差する位置と、前記ｄ軸に対し電気角で９０°隔てたｑ軸に一致する第２仮想線と交差する位置と、に配置され、
周方向で隣接する前記第１孔部間には、第１リブが形成され、
前記第２孔部は、前記ロータコアの中心と前記第１リブの周方向中心位置とを通る第３仮想線と交差するように配置され、
周方向で隣接する前記第２孔部間には、周方向位置において、前記第１仮想線上及び前記第２仮想線上に位置するように第２リブが形成され、
前記複数の冷媒流路孔は、各磁極部の周方向両端部側で前記第２仮想線上に位置するように配置され、
前記冷媒流路孔は、径方向において内側に突出する内径側頂部を備え、
前記冷媒流路孔の外周壁は、径方向において外側に突出する外径側頂部を備える。

本発明によれば、冷媒流路孔は、径方向において内側に突出する内径側頂部を備えるので、ロータシャフトの締付荷重に対して、内径側頂部が径方向外側に押されるように変形する。これにより、ロータシャフトの締付荷重を吸収でき、ロータコアの外周部が変形するのを抑制できるので、冷媒流路孔をロータコアのより外周側に配置することが可能となり、ロータの冷却性能が向上する。また、冷媒流路孔の外周壁は、径方向において外側に突出する外径側頂部を備えるので、ロータコアのより外周側に冷媒流路を構成することができ、ロータの冷却性能が向上する。

本発明の第１実施形態のロータコアの正面図である。 図１の部分拡大図である。 第１孔部群の孔部の拡大図である。 第１孔部群の外径側頂部が交点Ｘよりも内側に位置する場合に作用する力を示す図である。 第１孔部群の外径側頂部が交点Ｘに位置する場合に作用する力を示す図である。 第１孔部群の外径側頂部が交点Ｘよりも外側に位置する場合に作用する力を示す図である。 第２孔部群の孔部の拡大図である。 第２孔部群の孔部に作用する力を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、添付図面に基づいて説明する。

［ロータコア］
ロータコア１は、複数の電磁鋼板をロータシャフト２の軸方向に積層して構成され、ロータコア１に組付けられるロータシャフト２及び複数の磁石３と共にモータのロータ１００を構成する。

図１に示すように、ロータコア１は、圧入によってロータシャフト２が締め付けられるロータシャフト孔４が中心ＣＬに設けられた円環形状を有する。ロータコア１は、ロータシャフト孔４の径方向外側に設けられ、周方向に配置された複数の孔部５を有する第１孔部群６と、径方向においてロータシャフト孔４と第１孔部群６との間に設けられたシャフト保持部７と、を備える。さらに、ロータコア１は、第１孔部群６の径方向外側に設けられ、周方向に配置された複数の孔部８を有する第２孔部群９と、径方向において第１孔部群６と第２孔部群９との間に設けられた円環部１０と、径方向において第２孔部群９の外側に設けられ、周方向に沿って配置された複数の冷媒流路孔３０を有する冷却部３３と、径方向において冷媒流路孔３０の外側に設けられ、それぞれ磁石３が挿入される複数の磁石挿入孔１４を有する電磁部１５と、を備える。

［電磁部］
電磁部１５は、ロータコア１の外周部に配置され、不図示のステータと対向する。電磁部１５には、複数の磁極部２０が周方向に沿って等間隔に形成される。各磁極部２０は、径方向外側に向かって開く略Ｖ字形状に配置された２つの磁石挿入孔１４に挿入される２つの磁石３で構成されている。磁石３は、例えばネオジム磁石等の永久磁石である。なお、磁極部２０は、周方向中央部が、周方向両端部よりもロータコア１の径方向内側となるように構成されていることが好ましい。例えば、磁極部２０は、径方向内側に凸の略円弧状に配置された３つの磁石挿入孔に挿入される３つの磁石で構成されていてもよいし、径方向内側に凸の円弧状に形成された１つの磁石挿入孔に配置された１つの円弧磁石によって構成されていてもよい。

［冷却部］
冷却部３３は、電磁部１５の径方向内側に配置され、周方向に沿って配置された複数の冷媒流路孔３０を有する。冷媒流路孔３０は、ロータシャフト２の内部に設けられた不図示の冷媒供給路と連通し、冷媒が軸方向において冷媒流路孔３０の一方側から他方側に流れることで、各磁極部２０に配置された磁石３を冷却する。なお、冷媒は軸方向において冷媒流路孔３０の中央から両側へ流れることで各磁極部２０に配置された磁石３を冷却してもよい。各磁極部２０に配置された磁石３を冷却した冷媒は、ロータコア１の端面から外部に排出されてもよく、ロータシャフト２に戻ってもよい。

［冷媒流路孔の配置］
冷媒流路孔３０は、各磁極部２０の中心とロータコア１の中心ＣＬとを結ぶ仮想線Ｌ１に対し線対称となるように、各磁極部２０の周方向端部とロータコア１の中心ＣＬとを通る仮想線Ｌ２上に位置する。なお、仮想線Ｌ１は、磁極部２０の中心軸であるｄ軸に一致し、仮想線Ｌ２は、ｄ軸に対し電気角で９０°隔てたｑ軸に一致する。

そして、磁極部２０の周方向両端部のうち、周方向第１端部側に位置する冷媒流路孔３０は、該周方向第１端部側に隣接する磁極部２０の周方向第２端部側に位置する冷媒流路孔３０と共通であり、磁極部２０の周方向両端部のうち、周方向第２端部側に位置する冷媒流路孔３０は、該周方向第２端部側に隣接する磁極部２０の周方向第１端部側に位置する冷媒流路孔３０と共通である。

これにより、冷媒流路孔３０に冷媒が流れることによって、磁極部２０の周方向第１端部側と、該周方向第１端部側に隣接する磁極部２０の周方向第２端部側とが冷却され、同様に、磁極部２０の周方向第２端部側と、該周方向第２端部側に隣接する磁極部２０の周方向第１端部側とが冷却されるので、ロータコア１の構造をシンプルにすることができる。

［冷媒流路孔の形状］
図２に示すように、冷媒流路孔３０は、周方向両側及び径方向両側に凸の略四角形状である。冷媒流路孔３０は、周方向両端部を形成する第１端部３０ａ及び第２端部３０ｂと、仮想線Ｌ２上に配置され、第１端部３０ａ及び第２端部３０ｂよりもロータコア１の中心ＣＬからの径方向距離が長く、径方向外側の頂部を形成する外径側頂部３０ｃと、仮想線Ｌ２上に配置され、第１端部３０ａ及び第２端部３０ｂよりもロータコア１の中心ＣＬからの径方向距離が短く、径方向内側の頂部を形成する内径側頂部３０ｄと、を有する。

さらに、冷媒流路孔３０は、第１端部３０ａから外径側頂部３０ｃへと略直線状に延びる第１外周壁３０ｆと、第２端部３０ｂから外径側頂部３０ｃへと略直線状に延びる第２外周壁３０ｇと、を有する外周壁３０ｅを備える。また、冷媒流路孔３０は、第１端部３０ａから内径側頂部３０ｄへと略直線状に延びる第１内周壁３０ｉと、第２端部３０ｂから内径側頂部３０ｄへと略直線状に延びる第２内周壁３０ｊと、を有する内周壁３０ｈを備える。

冷媒流路孔３０の外径側頂部３０ｃは、磁極部２０の最内径部よりも径方向外側に位置している。これにより、磁極部２０の周方向端部近傍に冷媒流路を形成することができるので、ロータ１００の冷却性能が向上する。

磁極部２０の周方向第１端部側に位置する冷媒流路孔３０の外周壁３０ｅは、第２外周壁３０ｇが、磁極部２０の周方向第１端部側に配置された磁石３の径方向内側端面３ａと略平行であり、第１外周壁３０ｆが、該周方向第１端部側に隣接する磁極部２０の周方向第２端部側に配置された磁石３の径方向内側端面３ａと略平行である。同様に、磁極部２０の周方向第２端部側に位置する冷媒流路孔３０の外周壁３０ｅは、第１外周壁３０ｆが、磁極部２０の周方向第２端部側に配置された磁石３の径方向内側端面３ａと略平行であり、第２外周壁３０ｇが、該周方向第２端部側に隣接する磁極部２０の周方向第１端部側に配置された磁石３の径方向内側端面３ａと略平行である。

これにより、ｑ軸磁路を確保しつつ冷媒流路孔３０を磁極部２０の周方向端部近傍に形成できるので、ｑ軸インダクタンスが低下することなくロータ１００の冷却性能が向上する。

冷媒流路孔３０の内周壁３０ｈは、第１内周壁３０ｉが、後述するリブ１７の周方向第１端部側に隣接する第２孔部群９の孔部８の第２外周壁８ｇと略平行であり、第２内周壁３０ｊが、後述するリブ１７の周方向第２端部側に隣接する第２孔部群９の孔部８の第１外周壁８ｆと略平行である。

冷媒流路孔３０の内径側頂部３０ｄは、仮想線Ｌ２上に配置されているので、冷媒流路孔３０は、ロータシャフト２の締付荷重に対して、内径側頂部３０ｄが径方向外側に押されるように変形する。この冷媒流路孔３０の変形によって、ロータシャフト２の締付荷重は、冷媒流路孔３０で吸収される。これにより、ロータシャフト２の締付荷重によってロータコアの外周部が変形するのを抑制しつつ、冷媒流路孔３０をロータコア１のより外周側に配置することが可能となり、ロータ１００の冷却性能が向上する。

続いて、冷却部３３の径方向内側に配置される、第１孔部群６及び第２孔部群９と、これらの孔部群６、９によって形成される円環部１０について説明する。円環部１０は、ロータの回転による遠心力及びロータシャフト２の締付荷重を吸収する領域として機能する。

［孔部の配置］
第１孔部群６の各孔部５は、仮想線Ｌ１と交差する位置と、仮想線Ｌ２と交差する位置とに配置されている。第１孔部群６の隣接する孔部５間には、リブ１６が形成される。第２孔部群９の各孔部８は、ロータコア１の中心ＣＬとリブ１６の周方向中心位置とを通るリブ１６の仮想延長線である仮想線Ｌ１６と交差するように配置されている。すなわち、第１孔部群６の孔部５と第２孔部群９の孔部８とは、周方向において互い違いに配置されている。これにより、遠心力を第２孔部群９の孔部８で吸収することができ、遠心力がリブ１６に伝わるのを抑制できる。

本実施形態の第２孔部群９の各孔部８は、周方向中心位置が、仮想線Ｌ１６上となるように配置されている。さらに、第２孔部群９の各孔部８は、周方向長さがリブ１６よりも長く、該リブ１６を挟んで隣接する孔部５の両方と周方向でオーバーラップしている。

第２孔部群９の隣接する孔部８間には、リブ１７が形成される。リブ１７は、周方向中心位置が、仮想線Ｌ１または仮想線Ｌ２上となるように配置されている。

また、第１孔部群６の複数の孔部５、及び第２孔部群９の複数の孔部８は、それぞれ周方向において等間隔に配置されている。これにより、各孔部群６、９は、周方向全体に亘って遠心力を均等に受けることができる。

［孔部の形状］
図３Ａに示すように、第１孔部群６の各孔部５は、径方向外側に凸の略三角形状である。第１孔部群６の孔部５は、周方向両端部を形成する第１端部５ａ及び第２端部５ｂと、第１端部５ａ及び第２端部５ｂよりもロータコア１の中心ＣＬからの径方向距離が長く、径方向外側の頂部を形成する外径側頂部５ｃと、を有する。外径側頂部５ｃは、仮想線Ｌ１上または仮想線Ｌ２上に位置している。さらに、第１孔部群６の孔部５は、第１端部５ａから外径側頂部５ｃへと略直線状に延びる第１外周壁５ｆと、第２端部５ｂから外径側頂部５ｃへと略直線状に延びる第２外周壁５ｇと、を有する外周壁５ｅを備える。また、第１孔部群６の孔部５は、仮想線Ｌ１または仮想線Ｌ２と略直交し、第１端部５ａから第２端部５ｂへと略直線状に延びる内周壁５ｈを備える。

第１孔部群６の各孔部５は、遠心力に対して、外径側頂部５ｃが径方向外側に引っ張られるように変形する。この孔部５の変形によって、遠心力は、孔部５で吸収される。これにより、遠心力がロータコア１の径方向内側に伝わることを抑制できるので、遠心力によってロータシャフト孔４が広がって締め代が減少するのを抑制できる。

さらに、第１孔部群６の孔部５は、内周壁５ｈが仮想線Ｌ１または仮想線Ｌ２と略直交する略直線状であるので、遠心力が孔部５の外径側頂部５ｃに作用したときに内周壁５ｈに作用する力は、内周壁５ｈの周方向中央部において径方向成分をほぼ有しない。このため、シャフト保持部７の変形を低減することができるので、遠心力によって、ロータシャフト孔４が広がって締め代が減少するのを抑制できる。

第１孔部群６の孔部５は、外径側頂部５ｃが仮想線Ｌ２上に位置しており、仮想線Ｌ２について対称な形状を有する。

第１孔部群６の孔部５の外径側頂部５ｃは、ロータコア１の中心ＣＬと第１端部５ａとを結ぶ仮想線Ｌ３と直交し、第１端部５ａを通る仮想線Ｌ４と、ロータコア１の中心ＣＬと第２端部５ｂとを結ぶ仮想線Ｌ５と直交し、第２端部５ｂを通る仮想線Ｌ６との交点Ｘに位置している、または交点Ｘよりも径方向外側に位置している。本実施形態では、第１孔部群６の孔部５の外径側頂部５ｃは、交点Ｘよりも径方向外側に位置している。

図３Ｂに示すように、外径側頂部５ｃが交点Ｘよりも径方向内側に位置している場合、外径側頂部５ｃに遠心力Ｆが作用すると、外周壁５ｅには、張力Ｔｅに加えて、径方向内側方向の曲げ応力Ｓｅが生じる。このため、外周壁５ｅの第１端部５ａ及び第２端部５ｂ周辺領域は、曲げモーメントが大きくなり、曲げ応力が集中する。

これに対し、図３Ｃに示すように、外径側頂部５ｃが交点Ｘに位置している場合、第１外周壁５ｆは仮想線Ｌ４に沿っており、第２外周壁５ｇは仮想線Ｌ６に沿っているので、外径側頂部５ｃに遠心力Ｆが作用しても、外周壁５ｅには曲げ応力がほぼ発生しない。このため、外周壁５ｅの第１端部５ａ及び第２端部５ｂ周辺領域への応力集中を緩和できる。

また、図３Ｄに示すように、外径側頂部５ｃが交点Ｘよりも径方向外側に位置している場合、外周壁５ｅと第１端部５ａから交点Ｘまでの仮想線Ｌ４上との間、及び外周壁５ｅと第２端部５ｂから交点Ｘまでの仮想線Ｌ６上との間には、空洞が形成されることとなる。このため、外径側頂部５ｃに遠心力Ｆが作用すると、外周壁５ｅに張力が生じるのに加えて、内周壁５ｈに張力Ｔｈが生じる。したがって、外径側頂部５ｃに作用する遠心力Ｆによって孔部５に生じる応力は、外周壁５ｅと内周壁５ｈとに分散される。これにより、外周壁５ｅに生じる曲げ応力を低減でき、外周壁５ｅの第１端部５ａ及び第２端部５ｂ周辺領域への応力集中を緩和できる。

このように、第１孔部群６の孔部５の外径側頂部５ｃは、仮想線Ｌ４と仮想線Ｌ６との交点Ｘに位置している、または交点Ｘよりも径方向外側に位置していることにより、遠心力が発生した際に第１外周壁５ｆ及び第２外周壁５ｇに生じる曲げ応力を低減できるので、遠心力による外周壁５ｅの第１端部５ａ及び第２端部５ｂ周辺領域への応力集中を緩和できる。

第１孔部群６の孔部５は、内周壁５ｈが略直線形状であるので、遠心力が孔部５の外径側頂部５ｃに作用したときに内周壁５ｈに作用する力は、内周壁５ｈの周方向中央部において径方向成分をほぼ有しない。このため、遠心力によって、ロータシャフト孔４が広がって締め代が減少するのを抑制できる。

図４Ａに示すように、第２孔部群９の各孔部８は、周方向両側及び径方向両側に凸の略四角形状である。第２孔部群９の各孔部８は、周方向両端部を形成する第１端部８ａ及び第２端部８ｂと、第１端部８ａ及び第２端部８ｂよりもロータコア１の中心ＣＬからの径方向距離が長く、径方向外側の頂部を形成する外径側頂部８ｃと、第１端部８ａ及び第２端部８ｂよりもロータコア１の中心ＣＬからの径方向距離が短く、径方向内側の頂部を形成する内径側頂部８ｄと、を有する。これにより、孔部８の孔面積を大きくすることができ、ロータコア１の軽量化を図ることができる。また、遠心力及びロータシャフト２の締付荷重による、第１端部８ａ及び第２端部８ｂの応力集中を緩和できる。

さらに、第２孔部群９の孔部８は、第１端部８ａから外径側頂部８ｃへと略直線状に延びる第１外周壁８ｆと、第２端部８ｂから外径側頂部８ｃへと略直線状に延びる第２外周壁８ｇと、を有する外周壁８ｅを備える。また、第２孔部群９の孔部８は、第１端部８ａから内径側頂部８ｄへと略直線状に延びる第１内周壁８ｉと、第２端部８ｂから内径側頂部８ｄへと略直線状に延びる第２内周壁８ｊと、を有する内周壁８ｈを備える。

第２孔部群９の各孔部８は、遠心力に対して、外径側頂部８ｃが径方向外側に引っ張られるように変形する。この孔部８の変形によって、遠心力は、孔部８で吸収される。これにより、遠心力がロータコア１の径方向内側に伝わることを抑制できるので、遠心力によってロータシャフト孔４が広がって締め代が減少するのを抑制できる。

さらに、第２孔部群９の孔部８は、ロータシャフト２の締付荷重に対して、内径側頂部８ｄが径方向外側に押されるように変形する。この孔部８の変形によって、ロータシャフト２の締付荷重は、孔部８で吸収される。これにより、ロータシャフト２の締付荷重がロータコア１の径方向外側に伝わることを抑制できるので、ロータシャフト２の締付荷重によってロータコア１の外周部が変形するのを抑制できる。

第２孔部群９の孔部８は、外径側頂部８ｃ及び内径側頂部８ｄが、仮想線Ｌ１６上に位置しており、仮想線Ｌ１６について対称な形状を有する。

第２孔部群９の孔部８の外径側頂部８ｃは、ロータコア１の中心ＣＬと第１端部８ａとを結ぶ仮想線Ｌ７と直交し、第１端部８ａを通る仮想線Ｌ８と、ロータコア１の中心ＣＬと第２端部８ｂとを結ぶ仮想線Ｌ９と直交し、第２端部８ｂを通る仮想線Ｌ１０との交点Ｙに位置している、または交点Ｙよりも径方向外側に位置している。本実施形態では、第２孔部群９の孔部８の外径側頂部８ｃは、交点Ｙよりも径方向外側に位置している。

これにより、第２孔部群９の孔部８は、遠心力が発生した際に第１外周壁８ｆ及び第２外周壁８ｇに生じる曲げ応力を低減できるので、遠心力による外周壁８ｅの第１端部８ａ及び第２端部８ｂ周辺領域への応力集中を緩和できる。

図２に戻って、第２孔部群９の孔部８の内周壁８ｈは、円環部１０を挟んで対向する孔部５の外周壁５ｅと平行である。より具体的には、第２孔部群９の孔部８の第１内周壁８ｉは、円環部１０を挟んで対向する孔部５の第２外周壁５ｇと略平行である。同様に、第２孔部群９の孔部８の第２内周壁８ｊは、円環部１０を挟んで対向する孔部５の第１外周壁５ｆと略平行である。

さらに、孔部５の第１端部５ａと、該第１端部５ａと周方向で隣り合う孔部５の第２端部５ｂとの距離がリブ１６の幅Ｗ１６となっている。同様に、孔部８の第１端部８ａと、該第１端部８ａと周方向で隣り合う孔部８の第２端部８ｂとの距離がリブ１７の幅Ｗ１７となっている。

そして、リブ１７の幅Ｗ１７は、リブ１６の幅Ｗ１６よりも太くなっている。すなわち、ロータコア１の径方向外側に位置するリブほど幅が太くなっている。

したがって、ロータコア１の径方向外側に位置するリブほど幅が太くなっているので、ロータコア１は径方向外側に向かって剛性が高くなり変形しにくくなる。これにより、遠心力によってロータコア１の外周部が変形するのを抑制できる。またロータコア１の径方向外側に位置するリブほど幅が太くなっているので、遠心力に対するリブへの応力集中を緩和できる。

図４Ａに戻って、第２孔部群９の孔部８の第１外周壁８ｆと第２外周壁８ｇとの成す角θ１と、第２孔部群９の孔部８の第１内周壁８ｉと第２内周壁８ｊとの成す角θ２は、ロータコア１の中心ＣＬにおける第１端部８ａと第２端部８ｂとの成す角をφとして、次の式（１）を満たしている。なお、θ１及びθ２は、いずれも０°より大きく１８０°より小さい角である。φは、０°より大きく３６０°／（ロータコア１の磁極部２０の数）より小さい角である。本実施形態では、ロータコア１の磁極部２０の数は１２であるので、φは、０°より大きく３０°より小さい角である。
θ１＋２φ≧θ２≧θ１ ・・・（１）

図４Ｂに示すように、遠心力Ｆ１が孔部８の外径側頂部８ｃに作用すると、第１端部８ａには仮想線Ｌ８に沿って交点Ｙに向かう方向に作用する力Ｆａ、第２端部８ｂには仮想線Ｌ１０に沿って交点Ｙに向かう方向へ作用する力Ｆｂ、内径側頂部８ｄには仮想線Ｌ１に沿って径方向内側へ作用する力Ｆ２、が発生する。

第２孔部群９の孔部８は、仮想線Ｌ１６について対称な形状であるので、遠心力Ｆ１によって第１外周壁８ｆに生じる張力をｆ１とすると、次の式（２）が成り立つ。
Ｆ１＝２・ｆ１・ｃｏｓ（θ１／２） ・・・（２）
同様に、力Ｆ２によって第１内周壁８ｉに生じる張力をｆ２とすると、次の式（３）が成り立つ。
Ｆ２＝２・ｆ２・ｃｏｓ（θ２／２） ・・・（３）

第２孔部群９の孔部８の第１端部８ａにおける第１外周壁８ｆと仮想線Ｌ８との成す角をθ３、第１端部８ａにおける第１内周壁８ｉと仮想線Ｌ８との成す角をθ４、とすると、次の式（４）が成り立つ。
Ｆａ＝ｆ１・ｃｏｓθ３＋ｆ２・ｃｏｓθ４ ・・・（４）
さらに、第１端部８ａに作用する力Ｆａは、仮想線Ｌ８に沿って交点Ｙに向かう方向にのみ作用するので、仮想線Ｌ８に直交する成分は打ち消し合い、次の式（５）が成り立つ。
ｆ１・ｓｉｎθ３＝ｆ２・ｓｉｎθ４ ・・・（５）

また、第２孔部群９の孔部８は、仮想線Ｌ１６について対称な形状であるので、次の式（６）及び式（７）が成り立つ。
θ３＝９０°−（θ１＋φ）／２ ・・・（６）
θ４＝９０°−（θ２−φ）／２ ・・・（７）

式（２）〜（７）より、ｆ１、ｆ２、θ３、θ４及びＦａを消去すると、次の式（８）が導かれる。

ここで、θ１、θ２及びφは、式（１）を満たしているので、次の式（９）及び式（１０）が成り立つ。
θ１＋φ≧θ２−φ ・・・（９）
θ２≧θ１ ・・・（１０）

よって、次の式（１１）及び式（１２）が成り立つ。

したがって、式（８）と、式（１１）及び式（１２）とから、孔部８の外径側頂部８ｃに作用する遠心力Ｆ１と、遠心力Ｆ１により内径側頂部８ｄに作用する力Ｆ２とは、常にＦ２≦Ｆ１が成り立っている。

すなわち、第２孔部群９の孔部８は、外径側頂部８ｃに作用する遠心力Ｆ１よりも、遠心力Ｆ１により内径側頂部８ｄに作用する力Ｆ２の方が常に小さい。これにより、内径側頂部８ｄに作用する力Ｆ２の反力は、遠心力Ｆ１よりも常に小さくなるので、遠心力によってロータシャフト孔４が広がって締め代が減少するのを抑制できる。

さらに、第２孔部群９の孔部８は、外径側頂部８ｃ及び内径側頂部８ｄが仮想線Ｌ１６上に位置しており、仮想線Ｌ１６について対称な形状を有することで、孔部８は、遠心力によってロータシャフト孔４が広がって締め代が減少するのをより抑制でき、ロータシャフト２の締付荷重をより効果的に吸収することができる。

また、第１孔部群６の複数の孔部５は、全て同一形状であり、第２孔部群９の複数の孔部８は全て同一形状である。さらに、第１孔部群６の複数の孔部５の外径側頂部５ｃは、ロータコア１の中心ＣＬからの径方向距離が全て等距離となるように配置されている。第２孔部群９の複数の孔部８の外径側頂部８ｃは、ロータコア１の中心ＣＬからの径方向距離が全て等距離となるように配置されており、第２孔部群９の複数の孔部８の内径側頂部８ｄは、ロータコア１の中心ＣＬからの径方向距離が全て等距離となるように配置されている。

このようにすると、第１孔部群６及び第２孔部群９で、遠心力をバランスよく受けることができ、第１孔部群６の複数の孔部５における変形、第２孔部群９の複数の孔部８における変形をそれぞれ均等にできる。

なお、本実施形態の孔部８の第１端部８ａ及び第２端部８ｂ、外径側頂部８ｃ、内径側頂部８ｄは、いずれも角に丸みをもたせた角丸形状を有するが、第１端部８ａ及び第２端部８ｂ、外径側頂部８ｃ、内径側頂部８ｄの形状は、適宜変更することができる。

また、第１孔部群６の孔部５は、外径方向に凸の略三角形状であり、第２孔部群９の孔部８は、周方向両側及び径方向両側に凸の略四角形状であるとしたが、孔部５、８の形状は、適宜変更することができる。

なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） ロータシャフト（ロータシャフト２）が締め付けられるロータシャフト孔（ロータシャフト孔４）と、周方向に沿って設けられた複数の磁石挿入孔（磁石挿入孔１４）と、を有するロータコア（ロータコア１）と、
前記磁石挿入孔に挿入された磁石（磁石３）によって構成される複数の磁極部（磁極部２０）と、を備えるロータ（ロータ１００）であって、
前記ロータコアは、
径方向において前記複数の磁極部の内側に設けられ、周方向に沿って配置された複数の冷媒流路孔（冷媒流路孔３０）を有する冷却部（冷却部３３）を備え、
前記複数の冷媒流路孔は、各磁極部の周方向両端部側に配置され、
前記冷媒流路孔は、径方向において内側に突出する内径側頂部（内径側頂部３０ｄ）を備え、
前記冷媒流路孔の外周壁（外周壁３０ｅ）は、径方向において外側に突出する外径側頂部（外径側頂部３０ｃ）を備える、ロータ。

（１）によれば、冷媒流路孔は、径方向において内側に突出する内径側頂部を備えるので、ロータシャフトの締付荷重に対して、内径側頂部が径方向外側に押されるように変形する。これにより、ロータシャフトの締付荷重を吸収でき、ロータコアの外周部が変形するのを抑制できるので、冷媒流路孔をロータコアのより外周側に配置することが可能となり、ロータの冷却性能が向上する。また、冷媒流路孔の外周壁は、径方向において外側に突出する外径側頂部を備えるので、ロータコアのより外周側に冷媒流路を構成することができ、ロータの冷却性能が向上する。

（２） （１）に記載のロータであって、
前記冷媒流路孔の前記外周壁は、少なくとも一部が前記磁石の径方向内側端面（径方向内側端面３ａ）と平行である、ロータ。

（２）によれば、冷媒流路孔の外周壁は、少なくとも一部が磁石の径方向内側端面と平行であるので、ｑ軸磁路を確保しつつ冷媒流路孔を磁極部の周方向端部近傍に形成できる。これにより、ｑ軸インダクタンスを低下させることなくロータの冷却性能を向上させることができる。

（３） （１）または（２）に記載のロータであって、
前記磁極部の周方向第１端部側に位置する前記冷媒流路孔は、前記周方向第１端部側に隣接する磁極部の周方向第２端部側に位置する前記冷媒流路孔と共通であり、
前記磁極部の周方向第２端部側に位置する前記冷媒流路孔は、前記周方向第２端部に隣接する磁極部の周方向第１端部側に位置する前記冷媒流路孔と共通である、ロータ。

（３）によれば、磁極部の周方向第１端部側と、該周方向第１端部側に隣接する磁極部の周方向第２端部側とを１つの冷媒流路で冷却することができ、同様に、磁極部の周方向第２端部側と、該周方向第２端部側に隣接する磁極部の周方向第１端部側とを１つの冷媒流路で冷却することができるので、ロータコアの構造をシンプルにすることができる。

（４） （１）〜（３）のいずれかに記載のロータであって、
前記磁極部は、周方向中心が、前記周方向両端部側よりも前記ロータコアの径方向内側となる形状を有し、
前記冷媒流路孔の前記外径側頂部は、前記磁極部の最内径部よりも径方向外側に位置する、ロータ。

（４）によれば、冷媒流路孔の外径側頂部は、磁極部の最内径部よりも径方向外側に位置している。これにより、磁極部の周方向端部近傍に冷媒流路を形成することができるので、ロータの冷却性能が向上する。

１ ロータコア
２ ロータシャフト
３ 磁石
３ａ 径方向内側端面
４ ロータシャフト孔
１４ 磁石挿入孔
２０ 磁極部
３０ 冷媒流路孔
３０ｃ 外径側頂部
３０ｄ 内径側頂部
３０ｅ 外周壁
３３ 冷却部
１００ ロータ

Claims (4)

1. ロータシャフトが締め付けられるロータシャフト孔と、周方向に沿って設けられた複数の磁石挿入孔と、を有するロータコアと、
   前記磁石挿入孔に挿入された磁石によって構成される複数の磁極部と、を備えるロータであって、
   前記ロータコアは、
   前記ロータシャフト孔の径方向外側に設けられ、周方向に配置された複数の第１孔部を有する第１孔部群と、
   前記第１孔部群の径方向外側に設けられ、周方向に配置された複数の第２孔部を有する第２孔部群と、
   径方向において前記第２孔部群の外側であって前記複数の磁極部の内側に設けられ、周方向に沿って配置された複数の冷媒流路孔を有する冷却部と、を備え、
   前記第１孔部は、各磁極部の中心軸であるｄ軸に一致する第１仮想線と交差する位置と、前記ｄ軸に対し電気角で９０°隔てたｑ軸に一致する第２仮想線と交差する位置と、に配置され、
   周方向で隣接する前記第１孔部間には、第１リブが形成され、
   前記第２孔部は、前記ロータコアの中心と前記第１リブの周方向中心位置とを通る第３仮想線と交差するように配置され、
   周方向で隣接する前記第２孔部間には、周方向位置において、前記第１仮想線上及び前記第２仮想線上に位置するように第２リブが形成され、
   前記複数の冷媒流路孔は、各磁極部の周方向両端部側で前記第２仮想線上に位置するように配置され、
   前記冷媒流路孔は、径方向において内側に突出する内径側頂部を備え、
   前記冷媒流路孔の外周壁は、径方向において外側に突出する外径側頂部を備える、ロータ。
2. 請求項１に記載のロータであって、
   前記冷媒流路孔の前記外周壁は、少なくとも一部が前記磁石の径方向内側端面と平行である、ロータ。
3. 請求項１または２に記載のロータであって、
   前記磁極部の周方向第１端部側に位置する前記冷媒流路孔は、前記周方向第１端部側に隣接する磁極部の周方向第２端部側に位置する前記冷媒流路孔と共通であり、
   前記磁極部の周方向第２端部側に位置する前記冷媒流路孔は、前記周方向第２端部側に隣接する磁極部の周方向第１端部側に位置する前記冷媒流路孔と共通である、ロータ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータであって、
   前記磁極部は、周方向中心が、前記周方向両端部側よりも前記ロータコアの径方向内側となる形状を有し、
   前記冷媒流路孔の前記外径側頂部は、前記磁極部の最内径部よりも径方向外側に位置する、ロータ。

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