JP6793178B2 - 回転電気のロータ - Google Patents

Description

本発明は、電動車両などに搭載される回転電気のロータに関する。

近年、駆動源として回転電機が用いられるハイブリッド車両やＥＶ車両において、回転電機の性能に大きな影響を及ぼす永久磁石の温度上昇が問題となっており、効率的に冷却することが課題となっている。

特許文献１に記載の回転電機では、ケースに対して固定された冷却油供給パイプから回転中のロータのエンドプレートの端面に冷媒を供給することで、ロータを冷却するように構成されている。

特許第５６０１５０４号公報

しかし、特許文献１に記載の回転電機では、ロータ、特に温度上昇による減磁が問題となる永久磁石が、ロータコアの両端面を覆うエンドプレートを介して冷却されるため、冷却効率が低いという問題があった。また、冷却油供給パイプから供給される冷媒は、エンドプレートと干渉して飛散してしまい、最も冷却を要する永久磁石が冷却され難く、改善の余地があった。

本発明は、ロータコアの内部から磁石を効率的に冷却することができる回転電機のロータを提供する。

第１発明は、
ロータコアと、
該ロータコアと一体に回転するロータシャフトと、を備える、回転電機のロータであって、
前記ロータシャフトには、
冷媒が供給される冷媒流路と、
前記冷媒を前記ロータコアに供給する冷媒供給部と、が設けられ、
前記ロータコアには、
前記ロータコアの内部を軸方向に延びて、各々に磁石が配置された複数の磁石挿入孔と、
前記ロータコアの内部を軸方向に延びるコア内流路と、
冷媒分配プレートと、が設けられており、
前記冷媒分配プレートは、前記冷媒供給部に連通し前記冷媒を貯留する貯留部と、該貯留部と前記コア内流路とを接続する複数の連通孔と、を有し、
前記複数の連通孔は、前記ロータシャフトの軸線から略同径位置に配置され、且つ前記コア内流路に連通する複数の第１連通孔と、前記複数の第１連通孔の外径側に配置され、前記磁石挿入孔に連通する複数の第２連通孔と、を含む。

第２発明は、
ロータコアと、
該ロータコアと一体に回転するロータシャフトと、を備える、回転電機のロータであって、
前記ロータシャフトには、
冷媒が供給される冷媒流路と、
前記冷媒を前記ロータコアに供給する冷媒供給部と、が設けられ、
前記ロータコアには、
前記ロータコアの内部を軸方向に延びて、各々に磁石が配置された複数の磁石挿入孔と、
前記ロータコアの内部を軸方向に延びるコア内流路と、
冷媒分配プレートと、が設けられており、
前記冷媒分配プレートは、前記冷媒供給部に連通し前記冷媒を貯留する貯留部と、該貯留部と前記コア内流路とを接続する複数の連通孔と、を有し、前記複数の連通孔の径方向外側に、前記貯留部を形成する内面から膨出し周方向に延設された冷媒ガイドをさらに有する。
第３発明は、
ロータコアと、
前記ロータコアの内部又は前記ロータコアの外表面に配置された複数の磁石と、
該ロータコアと一体に回転するロータシャフトと、を備える、回転電機のロータであって、
前記ロータシャフトには、
冷媒が供給される冷媒流路と、
前記冷媒を前記ロータコアに供給する冷媒供給部と、が設けられ、
前記ロータコアには、
前記ロータコアの内部を軸方向に延びるコア内流路と、
冷媒分配プレートと、が設けられており、
前記冷媒分配プレートは、前記冷媒供給部に連通し前記冷媒を貯留する貯留部と、該貯留部と前記コア内流路とを接続する複数の連通孔と、を有し、前記複数の連通孔の径方向外側に、前記貯留部を形成する内面から膨出し周方向に延設された冷媒ガイドをさらに有する。

本発明によれば、冷媒分配プレートによって形成された貯留部及び連通孔を介して冷媒がロータシャフトからコア内流路に供給されるので、コア内流路を流れる冷媒によってロータコアの内部から磁石を効率的に冷却することができる。

第１実施形態の回転電機のロータの斜視図である。 図１の回転電機のロータの断面斜視図である。 図１の回転電機のロータの断面図である。 図１の冷媒分配プレートの分解斜視図である。 図４の冷媒分配プレートの第１プレートを内側から見た図である。 図４の冷媒分配プレートの第１プレートを外側から見た図である。 第２実施形態の回転電機のロータに設けられる冷媒分配プレートの分解斜視図である。 図６の冷媒分配プレートの第２プレートを内側から見た図である。 図６の冷媒分配プレートの第２プレートを外側から見た図である。 変形例の第１プレートの一部を内側から見た図である。 他の変形例の第１プレートの一部を内側から見た図である。 本発明の第３実施形態の回転電機のロータに設けられる冷媒分配プレートの分解斜視図である。 図９の冷媒分配プレートの第２プレートを内側から見た図である。 図９の冷媒分配プレートの第２プレートを外側から見た図である。 第４実施形態の回転電機のロータの断面斜視図である。

以下、本発明の回転電機のロータの各実施形態を、添付図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
先ず、本発明の第１実施形態の回転電機のロータについて図１〜図５Ｂを参照しながら説明する。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る回転電機のロータ１０は、ロータシャフト２０と、ロータシャフト２０に軸支されるロータコア３０と、ロータコア３０の軸方向の一側に配置される第一エンドプレート５０と、ロータコア３０の軸方向の他側に配置される第二エンドプレート６０と、ロータコア３０に介在する冷媒分配プレート８０と、を備える。

ロータシャフト２０には、その内側に冷媒が流通する冷媒流路２１が形成される。冷媒流路２１は、ロータシャフト２０の内部で軸方向に延びており、冷媒が外部から供給可能に構成される。冷媒としては、例えば、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）が用いられ、ＡＴＦがトランスミッションケースとモータハウジングとを循環するように供給経路が形成される。

ロータシャフト２０には、冷媒流路２１からロータコア３０側に冷媒を送り込むための複数の冷媒供給部２２が、周方向に所定の間隔で冷媒流路２１に連通して形成される。また、ロータシャフト２０の一端（図２において左側端部）には、位置決め部２３が形成されている。

ロータコア３０は、複数の電磁鋼板が積層されてなる一対のロータコア部３０Ａ、３０Ｂを備える。一対のロータコア部３０Ａ、３０Ｂの軸方向中央部には、冷媒分配プレート８０が配置される。

一対のロータコア部３０Ａ、３０Ｂには、その中央に軸方向に貫通するロータ挿通孔３１が形成されている。一対のロータコア部３０Ａ、３０Ｂは、同じ形状を有し、その積厚（軸方向長さ）は略同じ積厚に設定されるのが好ましい。

ロータコア３０には、冷媒を流すために、ロータコア３０の内周付近に複数の空洞部３２が周方向に所定の間隔で形成されている。空洞部３２は、冷媒供給部２２から供給される冷媒が通るコア内流路３３を構成する。空洞部３２のさらに外周側には、磁石４１を埋設するための複数の磁石挿入孔３４が周方向に所定の間隔で設けられている。磁石挿入孔３４は、ロータコア３０の外径側に向かって開く略Ｖ字形に形成される。

磁石４１は、例えばネオジム磁石等の永久磁石であり、略Ｖ字形の磁石挿入孔３４に配置される２つの磁石４１で１つの磁極部４２を構成する。即ち、本実施形態のロータ１０は、いわゆるＩＰＭ型の回転電機（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｒｏｒ）である。図２に示す実施形態では、回転電機のロータ１０に８個の磁極部４２が形成されている。

磁石挿入孔３４に２つの磁石４１が埋設されることにより、磁石挿入孔３４には２つの磁石４１に挟まれた空間部が内側フラックスバリア部３７となっており、２つの磁石４１の外側の空間部がそれぞれ外側フラックスバリア部３８となっている。ここで、フラックスバリア部３７、３８は、磁石挿入孔３４と挿入された磁石４１との間に形成された空間部であり、一部に樹脂が充填されていてもよい。コア内流路３３は、空洞部３２に加えて、磁石挿入孔３４に設けられたフラックスバリア部３７、３８も含む。

図２〜図５Ｂに示すように、冷媒分配プレート８０は、第一エンドプレート５０、ロータコア３０、及び第二エンドプレート６０と同じ外径寸法に形成された円板であり、一対のロータコア部３０Ａ、３０Ｂ間であってロータコア３０の軸方向中央部に配置される。

冷媒分配プレート８０は、第１プレート８１と第２プレート８２が軸方向に重ね合わされ、外周部が溶接などにより接合されて構成される。冷媒分配プレート８０は、ロータコア３０の線膨張率と略等しい線膨張率を有する材料から構成されることが好ましい。ロータコア３０の線膨張率と冷媒分配プレート８０の線膨張率を略等しくすることで、ロータコア３０と冷媒分配プレート８０とで熱膨張による変化量の差を抑えることができ、コア内流路３３と後述する連通孔９１〜９３、１１１〜１１３とのズレを抑えることができる。「略等しい」とは、線膨張率の差が、２０％以下であることを意味し、線膨張率の差は１５％以下であることが好ましく、１２％以下であることがさらに好ましい。

また、冷媒分配プレート８０は、非磁性材且つ非導電性材から構成されていることが好ましく、フェノール系樹脂から構成されていることがさらに好ましい。冷媒分配プレート８０を非磁性材且つ非導電性材から構成することで、損失を低減できる。また、冷媒分配プレート８０を、鉄と線膨張率が略等しいフェノール系樹脂から構成することで、ロータコア３０をロータコア３０の材料として一般的な電磁鋼板から構成することができる。

第１プレート８１は、その中央に軸方向に貫通するロータシャフト孔８４が形成された円板状のプレート本体８５を備える。プレート本体８５の一方の側面（図４の左側面）には、図５Ａに示すように、その外周縁から軸方向に延設されたフランジ部８６が設けられている。また、プレート本体８５の他方の側面（図４の右側面）には、図５Ｂに示すように、内径側から３本のリング状溝８７、８８、８９が形成されている。

各リング状溝８７、８８、８９は、それぞれロータコア３０（ロータコア部３０Ａ）の空洞部３２、内側フラックスバリア部３７、及び外側フラックスバリア部３８に対応する径方向位置に形成される。

リング状溝８７内には、複数（図５Ｂに示す実施形態では４個）の第１連通孔９１が設けられ、これら第１連通孔９１はロータシャフト孔８４の中心Ｃから略同径位置（半径Ｒ１）且つ周方向に等間隔でプレート本体８５を軸方向に貫通する。リング状溝８８内には複数（図５Ｂに示す実施形態では４個）の内径側第２連通孔９２が設けられ、これら内径側第２連通孔９２はロータシャフト孔８４の中心Ｃから略同径位置（半径Ｒ２）且つ周方向に等間隔でプレート本体８５を軸方向に貫通する。また、リング状溝８９内には複数（図５Ｂに示す実施形態では４個）の外径側第２連通孔９３が設けられ、これら外径側第２連通孔９３はロータシャフト孔８４の中心Ｃから略同径位置（半径Ｒ３）且つ周方向に等間隔でプレート本体８５を軸方向に貫通する。第１連通孔９１、内径側第２連通孔９２、及び外径側第２連通孔９３の周方向位相は互いに異なる。

これにより、第１連通孔９１はリング状溝８７を介してロータコア部３０Ａの空洞部３２と連通し、内径側第２連通孔９２はリング状溝８８を介してロータコア部３０Ａの内側フラックスバリア部３７と連通し、外径側第２連通孔９３はリング状溝８９を介してロータコア部３０Ａの外側フラックスバリア部３８と連通する。

複数の第１連通孔９１は同一の孔径を有し、複数の内径側第２連通孔９２は同一の孔径を有し、さらに複数の外径側第２連通孔９３も同一の孔径を有する。

図３及び図４に示すように、第２プレート８２は、第１プレート８１と同様の形状を有し、その中央に軸方向に貫通するロータシャフト孔１０４が形成された円板状のプレート本体１０５を備える。

プレート本体１０５の他方の側面（図４の右側面）には、軸方向に突出するリング状凸部１０６が外径側に設けられている。リング状凸部１０６の外径は、第１プレート８１のフランジ部８６の内径より僅かに小さく、リング状凸部１０６がフランジ部８６に内嵌可能である。

また、プレート本体１０５の一方の側面（図４の左側面）には、内径側から３本のリング状溝１０７、１０８、１０９が形成されている。各リング状溝１０７、１０８、１０９は、それぞれロータコア３０（ロータコア部３０Ｂ）の空洞部３２、内側フラックスバリア部３７、及び外側フラックスバリア部３８に対応する径方向位置に形成される。

リング状溝１０７内には、複数（図４に示す実施形態では４個）の第１連通孔１１１が設けられ、これら第１連通孔１１１はロータシャフト孔１０４の中心Ｃから略同径位置（半径Ｒ１）且つ周方向に等間隔でプレート本体１０５を軸方向に貫通する。リング状溝１０８内には複数（図４に示す実施形態では４個）の内径側第２連通孔１１２が設けられ、これら内径側第２連通孔１１２がロータシャフト孔１０４の中心Ｃから略同径位置（半径Ｒ２）且つ周方向に等間隔でプレート本体１０５を軸方向に貫通する。また、リング状溝１０９内には複数（図４に示す実施形態では４個）の外径側第２連通孔１１３が設けられ、これら外径側第２連通孔１１３がロータシャフト孔１０４の中心Ｃから略同径位置（半径Ｒ３）且つ周方向に等間隔でプレート本体１０５を軸方向に貫通する。第１連通孔１１１、内径側第２連通孔１１２、及び外径側第２連通孔１１３の周方向位相は互いに異なる。

これにより、第１連通孔１１１はリング状溝１０７を介してロータコア部３０Ｂの空洞部３２と連通し、内径側第２連通孔１１２はリング状溝１０８を介してロータコア部３０Ｂの内側フラックスバリア部３７と連通し、外径側第２連通孔１１３はリング状溝１０９を介してロータコア部３０Ｂの外側フラックスバリア部３８と連通する。

複数の第１連通孔１１１は同一の孔径を有し、複数の内径側第２連通孔１１２は同一の孔径を有し、さらに複数の外径側第２連通孔１１３も同一の孔径を有する。

このように形成された第１プレート８１と第２プレート８２は、第１プレート８１のフランジ部８６に第２プレート８２のリング状凸部１０６を内嵌して重ね合わせ、接合部１１５を溶接などにより接合する。これにより、円板状のプレート本体８５、１０５間には、円盤状の空間である貯留部１２０が形成される。貯留部１２０の容量は、フランジ部８６及びリング状凸部１０６の高さにより容易に変更可能である。

図１〜図３に示すように、ロータコア３０を挟持して両端に配置された第一エンドプレート５０及び第二エンドプレート６０は、その中央にロータシャフト孔５１、６１が形成される。

また、第一エンドプレート５０のロータコア部３０Ａ側の側面には、複数のプレート流路５２が形成され、第二エンドプレート６０のロータコア部３０Ｂ側の側面には、複数のプレート流路６２が形成されている。プレート流路５２、６２は、その外周に外径方向に開口する開口部５３、６３を備える。開口部５３、６３は、不図示のステータのコイルエンドに対向する。

プレート流路５２は、ロータコア部３０Ａの空洞部３２及び磁石挿入孔３４に連通し、プレート流路６２は、ロータコア部３０Ｂの空洞部３２及び磁石挿入孔３４に連通する。

そして、回転電機のロータ１０は、冷媒分配プレート８０を一対のロータコア部３０Ａ、３０Ｂで挟持し、さらにロータコア３０の軸方向両側に第一エンドプレート５０、及び第二エンドプレート６０を配置した状態で、第二エンドプレート６０のロータシャフト孔６１、ロータコア部３０Ｂのロータ挿通孔３１、冷媒分配プレート８０（第１及び第２プレート８１、８２）のロータシャフト孔８４、１０４、ロータコア部３０Ａのロータ挿通孔３１、及び第一エンドプレート５０のロータシャフト孔５１にロータシャフト２０が挿入されて組み付けられる。これにより、冷媒分配プレート８０の貯留部１２０はロータシャフト２０の冷媒供給部２２に連通する。また、第二エンドプレート６０は、ロータシャフト２０の位置決め部２３に当接する。

次に、図２〜図４を参照して、ロータコア３０、特に、磁石４１の冷却作用について説明する。冷媒は、不図示の冷媒ポンプによりロータシャフト２０の冷媒流路２１に圧送され、さらに冷媒流路２１から冷媒供給部２２を介してロータコア部３０Ａ、３０Ｂ間に位置する冷媒分配プレート８０の貯留部１２０に供給される。

貯留部１２０に供給された冷媒は、第１プレート８１の第１連通孔９１からリング状溝８７を介してロータコア部３０Ａの空洞部３２（コア内流路３３）に供給されると共に、第１プレート８１の内径側第２連通孔９２からリング状溝８８を介してロータコア部３０Ａの内側フラックスバリア部３７（コア内流路３３）に供給され、さらに、第１プレート８１の外径側第２連通孔９３からリング状溝８９を介してロータコア部３０Ａの外側フラックスバリア部３８（コア内流路３３）に供給される。

ロータコア部３０Ａの空洞部３２、内側フラックスバリア部３７、及び外側フラックスバリア部３８を軸方向に流れる冷媒は、磁石４１を間接、及び直接冷却した後、第一エンドプレート５０のプレート流路５２に流出し、開口部５３から遠心力により径方向外方に排出されて、不図示のステータのコイルエンドを冷却する。

さらに、貯留部１２０に供給された冷媒は、第１プレート８１と同様に、第２プレート８２の第１連通孔１１１からリング状溝１０７を介してロータコア部３０Ｂの空洞部３２（コア内流路３３）に供給されると共に、第２プレート８２の内径側第２連通孔１１２からリング状溝１０８を介してロータコア部３０Ｂの内側フラックスバリア部３７（コア内流路３３）に供給され、さらに、第２プレート８２の外径側第２連通孔１１３からリング状溝１０９を介してロータコア部３０Ｂの外側フラックスバリア部３８（コア内流路３３）に供給される。

そして、ロータコア部３０Ｂの空洞部３２、内側フラックスバリア部３７、及び外側フラックスバリア部３８を軸方向に流れる冷媒は、磁石４１を間接、及び直接冷却した後、第二エンドプレート６０のプレート流路６２に流出し、開口部６３から遠心力により径方向外方に排出されて、不図示のステータのコイルエンドを冷却する。

これにより、回転電機の性能に重大な影響を及ぼし、最も冷却を要する磁石４１をロータコア３０の内部から効果的に冷却することができ、磁石４１の温度上昇に起因する回転電機の性能低下が防止される。

複数の第１連通孔９１、１１１同士、複数の内径側第２連通孔９２、１１２同士、及び複数の外径側第２連通孔９３、１１３同士は、それぞれ同一の孔径を有し、周方向に等間隔で設けられているので、冷媒は貯留部１２０から周方向に均等に供給される。

［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態の回転電機のロータ１０について、図６〜図７Ｂを参照しながら説明する。なお、第２実施形態の回転電機のロータ１０は、冷媒分配プレート８０が第１実施形態の回転電機のロータ１０と異なり、その他の構成は同じであるので、主に冷媒分配プレート８０について説明し、第１実施形態の回転電機のロータ１０と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。

図６に示すように、本実施形態の冷媒分配プレート８０は、第１実施形態の冷媒分配プレート８０と同様に、第１プレート８１と第２プレート８２が軸方向に重ね合わされ、接合部１１５が溶接などにより接合されて構成される。

第１プレート８１のプレート本体８５の一方の側面（図６の左側面）には、図６に示すように、第１連通孔９１、及び内径側第２連通孔９２の径方向外側に、それぞれ冷媒ガイド９４が設けられている。冷媒ガイド９４は、プレート本体８５の内面から軸方向に突出して周方向に延設された略円弧状突起部であり、第１連通孔９１、及び内径側第２連通孔９２の径方向外側を囲むように形成されている。

第２プレート８２のプレート本体１０５の他方の側面（図６の右側面）にも、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第１連通孔１１１、及び内径側第２連通孔１１２の径方向外側に、それぞれ冷媒ガイドが設けられている。冷媒ガイドは、プレート本体１０５の内面から軸方向に突出して周方向に延設された略円弧状突起部であり、第１連通孔１１１、及び内径側第２連通孔１１２の径方向外側を囲むように形成されている。

本実施形態の冷媒分配プレート８０によれば、貯留部１２０に貯留した冷媒に遠心力が作用した場合、冷媒は径方向外側に流れるが、冷媒ガイド９４により冷媒の径方向外側への流れが阻害されて第１連通孔９１、１１１、及び内径側第２連通孔９２、１１２に誘導される。なお、外径側第２連通孔９３、１１３へは、リング状凸部１０６により誘導される。これにより、冷媒を各部に適正配分することができ、冷却性能が向上する。また、遠心力が小さい低回転領域においても冷媒の供給量を確保できる。

冷媒ガイド９４の形状は、冷媒を連通孔に誘導可能な形状であれば任意の形状に設定することができる。図８Ａに示す変形例の冷媒ガイド９４Ｂは、曲率半径が小さい円弧状突起部として形成されている。また、図８Ｂに示す他の変形例の冷媒ガイド９４Ｃは内径側に向かって開くＶ字形突起部として形成されている。

変形例の冷媒ガイド９４Ｂ、９４Ｃによれば、該冷媒ガイド９４Ｂ、９４Ｃが受けた冷媒を、確実に第１連通孔９１、１１１に誘導することができる。なお、図８Ａ及び図８Ｂでは、第１連通孔９１の径方向外方に冷媒ガイド９４Ｂ、９４Ｃを配置した例を示しているが、さらに内径側第２連通孔９２、１１２の径方向外方に冷媒ガイド９４Ｂ、９４Ｃを配置することもできる。

［第３実施形態］
続いて、本発明の第３実施形態の回転電機のロータ１０について、図９〜図１０Ｂを参照しながら説明する。なお、第３実施形態の回転電機のロータ１０は、冷媒分配プレート８０の第１連通孔９１、１１１、内径側第２連通孔９２、１１２、及び外径側第２連通孔９３、１１３の孔径が第１実施形態の回転電機のロータ１０と異なり、その他の構成は同じであるので、第１実施形態の回転電機のロータ１０と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。

本実施形態の冷媒分配プレート８０は、第１連通孔９１、１１１、内径側第２連通孔９２、１１２、及び外径側第２連通孔９３、１１３の孔径が互いに異なる。具体的には、第１連通孔９１、１１１、内径側第２連通孔９２、１１２、及び外径側第２連通孔９３、１１３の順に孔径が小さくなっている。

回転電機のロータ１０が回転すると、貯留部１２０に貯留された冷媒に遠心力が作用し、ロータシャフト２０の中心Ｃからの半径が大きい領域にある冷媒の圧力が高くなって冷媒の供給量も外径側で多くなる傾向がある。しかし、第１及び第２プレート８１、８２の内径側から外径側に向かって次第に第１連通孔９１、１１１、内径側第２連通孔９２、１１２、及び外径側第２連通孔９３、１１３の孔径を小さくすることで、各部に供給する冷媒量を略同じにすることができ、均一に冷却できる。また、第１連通孔９１、１１１、内径側第２連通孔９２、１１２、及び外径側第２連通孔９３、１１３の孔径を異なる孔径に設定すれば、各部に供給する冷媒量を任意に制御できる。

［第４実施形態］
続いて、本発明の第４実施形態の回転電機のロータ１０について、図１１を参照しながら説明する。第４実施形態の回転電機のロータ１０は、第１実施形態の回転電機のロータ１０と磁石配置が異なり、その他の構成は同じであるので、第１実施形態の回転電機のロータ１０と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。なお、第４実施形態の回転電機のロータ１０の冷媒分配プレート８０としては、第１〜第３実施形態の冷媒分配プレート８０を使用することができる。

本実施形態のロータ１０は、ロータコア３０の表面に磁石４１が配置された、いわゆるＳＰＭ型の回転電機（Ｓｅｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｒｏｒ）である。磁石４１は、ロータコア３０の表面に設けられた溝部に配置され、磁石４１が配置されたロータコア３０の外径寸法と冷媒分配プレート８０の外径寸法とが略同一となるように設定される。そして、このロータコア３０及び冷媒分配プレート８０の外周面には、樹脂を含浸させた繊維を巻き付けたフィラメントワインディング層４０が設けられ、磁石４１が溝部から外れることが防止される。

本実施形態の冷媒分配プレート８０も、第１実施形態と同様に、ロータコア３０の線膨張率と略等しい線膨張率を有する材料から構成されることが好ましい。ロータコア３０の線膨張率と冷媒分配プレート８０の線膨張率を略等しくすることで、ロータコア３０と冷媒分配プレート８０とで熱膨張による外径変化量の差を抑えることができ、フィラメントワインディング層４０にせん断力が発生するのを抑制できる。「略等しい」とは、線膨張率の差が、２０％以下であることを意味し、線膨張率の差は１５％以下であることが好ましく、１２％以下であることがさらに好ましい。

また、冷媒分配プレート８０は、非磁性材且つ非導電性材から構成されていることが好ましく、フェノール系樹脂から構成されていることがさらに好まし点は、第１実施形態と同様である。

なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記各実施形態では、冷媒分配プレート８０はロータコア３０の軸方向中央部に配置されると説明したが、軸方向中央部に限定されず、例えばロータコア３０のいずれか一方の側面に配置することもできる。この場合、ロータコア３０は、ロータコア部３０Ａ、３０Ｂが一体のロータコア３０として形成される。

また、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） ロータコア（ロータコア３０）と、
該ロータコアと一体に回転するロータシャフト（ロータシャフト２０）と、を備える、回転電機のロータ（回転電機のロータ１０）であって、
前記ロータシャフトには、
冷媒が供給される冷媒流路（冷媒流路２１）と、
前記冷媒を前記ロータコアに供給する冷媒供給部（冷媒供給部２２）と、が設けられ、
前記ロータコアには、
前記ロータコアの内部を軸方向に延びて、各々に磁石（磁石４１）が配置された複数の磁石挿入孔（磁石挿入孔３４）と、
前記ロータコアの内部を軸方向に延びるコア内流路（空洞部３２）と、
冷媒分配プレート（冷媒分配プレート８０）と、が設けられており、
前記冷媒分配プレートは、前記冷媒供給部に連通し前記冷媒を貯留する貯留部（貯留部１２０）と、該貯留部と前記コア内流路とを接続する複数の連通孔（第１連通孔９１、１１１、内径側第２連通孔９２、１１２、及び外径側第２連通孔９３、１１３）と、を有する、回転電機のロータ。

（１）によれば、冷媒分配プレートによって形成された貯留部及び連通孔を介して冷媒がロータシャフトからコア内流路に供給されるので、コア内流路を流れる冷媒によってロータコアの内部から磁石を効率的に冷却することができる。

（２） （１）に記載の回転電機のロータであって、
前記複数の連通孔は、前記ロータシャフトの軸線（中心Ｃ）から略同径位置に配置され、且つ前記コア内流路に連通する複数の第１連通孔（第１連通孔９１、１１１）と、前記複数の第１連通孔の外径側に配置され、前記磁石挿入孔に連通する複数の第２連通孔（内径側第２連通孔９２、１１２、及び外径側第２連通孔９３、１１３）と、を含む、回転電機のロータ。

（２）によれば、複数の第１連通孔を介して冷媒をコア内流路に供給することでロータコアを冷却することができる。また、複数の第２連通孔を介して冷媒を磁石挿入孔に供給することで磁石を直接冷却することができる。

（３） （２）に記載の回転電機のロータであって、
前記複数の第１連通孔は、周方向に等間隔で設けられ、
前記複数の第２連通孔は、周方向に等間隔で設けられている、回転電機のロータ。

（３）によれば、第１連通孔及び第２連通孔は、それぞれ周方向に等間隔で設けられているので、周方向で均等に冷媒を供給することができる。

（４） （２）又は（３）に記載の回転電機のロータであって、
前記複数の第１連通孔は、同一の孔径を有し、
前記複数の第２連通孔は、同一の孔径を有する、回転電機のロータ。

（４）によれば、第１連通孔及び第２連通孔は、それぞれ同一の孔径を有するので、周方向でより均等に冷媒を供給することができる。

（５） （４）に記載の回転電機のロータであって、
前記複数の第１連通孔の孔径と前記複数の第２連通孔の孔径とは、異なっている、回転電機のロータ。

（５）によれば、第１連通孔の孔径と第２連通孔の孔径とを異ならせることで、径方向における流量を異ならせることができる。

（６） （５）に記載の回転電機のロータであって、
前記複数の第１連通孔の孔径は、前記複数の第２連通孔の孔径よりも大きい、回転電機のロータ。

（６）によれば、内径側に位置する第１連通孔の孔径を、外径側に位置する第２連通孔の孔径よりも大きくすることで、遠心力が作用しても第１連通孔への流量を確保することができる。

（７） （１）〜（６）のいずれかに記載の回転電機のロータであって、
前記冷媒分配プレートは、前記複数の連通孔の径方向外側に、前記貯留部を形成する内面から膨出し周方向に延設された冷媒ガイド（冷媒ガイド９４、９４Ｂ、９４Ｃ）をさらに有する、回転電機のロータ。

（７）によれば、貯留部に貯留した冷媒に遠心力が作用した場合、冷媒は径方向外側に流れるが、貯留部を形成する内面から膨出し周方向に延設された冷媒ガイドにより冷媒の径方向外側への流れが阻害され、冷媒は連通孔に誘導される。

（８） （１）〜（７）のいずれかに記載の回転電機のロータであって、
前記冷媒分配プレートは、円盤状の第１プレート（第１プレート８１）及び第２プレート（第２プレート８２）から構成され、
前記第１プレート及び前記第２プレートは、前記貯留部となる隙間を介して対向配置されたプレート本体（プレート本体８５、１０５）と、該プレート本体の外縁部に設けられ互いに接合された接合部（接合部１１５）と、をそれぞれ有する、回転電機のロータ。

（８）によれば、２枚のプレートで冷媒分配プレートを構成することで、貯留部のボリュームを容易に調整することができる。

（９） （１）〜（８）のいずれかに記載の回転電機のロータであって、
前記ロータコアの両端部には一対のエンドプレート（第一エンドプレート５０、第二エンドプレート６０）が設けられ、
前記一対のエンドプレートには、一端部が前記コア内流路に接続されるともに、他端部がステータのコイルエンド（コイルエンド）に対向するプレート流路（プレート流路５２、６２）が形成されている、回転電機のロータ。

（９）によれば、ロータコアの両端部に配置された一対のエンドプレートには、一端部がコア内流路に接続されるとともに、他端部がステータのコイルエンドに対向するプレート流路が形成されているので、仮にロータシャフトに偏心が発生したとしても、いずれかのプレート流路から冷媒が排出される。これにより、コア内流路に冷媒が残留することが防止される。また、プレート流路の他端部は、ステータのコイルエンドに対向するので、磁石とともにステータのコイルも冷却することができる。

（１０） （１）〜（９）のいずれかに記載の回転電機のロータであって、
前記冷媒分配プレートは、前記ロータコアの軸方向中央部に配置されている、回転電機のロータ。

（１０）によれば、冷媒分配プレートはロータコアの軸方向中央部に配置されているので、最も高温になりやすいロータコアの軸方向中央部に冷媒を積極的に供給できる。

（１１） ロータコア（ロータコア３０）と、
前記ロータコアの内部又は前記ロータコアの外表面に配置された複数の磁石（磁石４１）と、
該ロータコアと一体に回転するロータシャフト（ロータシャフト２０）と、を備える、回転電機のロータ（回転電機のロータ１０）であって、
前記ロータシャフトには、
冷媒が供給される冷媒流路（冷媒流路２１）と、
前記冷媒を前記ロータコアに供給する冷媒供給部（冷媒供給部２２）と、が設けられ、
前記ロータコアには、
前記ロータコアの内部を軸方向に延びるコア内流路（空洞部３２）と、
冷媒分配プレート（冷媒分配プレート８０）と、が設けられており、
前記冷媒分配プレートは、前記冷媒供給部に連通し前記冷媒を貯留する貯留部（貯留部１２０）と、該貯留部と前記コア内流路とを接続する複数の連通孔（第１連通孔９１、１１１、内径側第２連通孔９２、１１２、及び外径側第２連通孔９３、１１３）と、を有する、回転電機のロータ。

（１１）によれば、冷媒分配プレートによって形成された貯留部及び連通孔を介して冷媒がロータシャフトからコア内流路に供給されるので、コア内流路を流れる冷媒によってロータコアの内部から磁石を効率的に冷却することができる。

（１２） （１１）に記載の回転電機のロータであって、
前記ロータコアの線膨張率と前記冷媒分配プレートの線膨張率は、略等しい、回転電機のロータ。

（１２）によれば、ロータコアの線膨張率と冷媒分配プレートの線膨張率が略等しいので、ロータコアと冷媒分配プレートとで熱膨張による変化量の差を抑えることができ、コア内流路と連通孔とのズレを抑えることができる。また、外径変化量も略等しくすることができ、ロータコアの外周面にフィラメントワインディング層を形成する場合であっても、フィラメントワインディング層にせん断力が発生するのを抑制できる。

（１３） （１２）に記載の回転電機のロータであって、
前記冷媒分配プレートは、非磁性材且つ非導電性材から構成されている、回転電機のロータ。

（１３）によれば、冷媒分配プレートを非磁性材且つ非導電性材から構成することで、損失を低減できる。

（１４） （１２）又は（１３）に記載の回転電機のロータであって、
前記冷媒分配プレートは、フェノール系樹脂から構成されている、回転電機のロータ。

（１４）によれば、冷媒分配プレートを、鉄と線膨張率が略等しいフェノール系樹脂から構成することで、ロータコアをロータコアの材料として一般的な電磁鋼板から構成することができる。

１０ 回転電機のロータ
２０ ロータシャフト
２１ 冷媒流路
２２ 冷媒供給部
３０ ロータコア
３２ 空洞部
３３ コア内流路
３４ 磁石挿入孔
３７ 内側フラックスバリア部
３８ 外側フラックスバリア部
４１ 磁石
５０ 第一エンドプレート（エンドプレート）
５２、６２ プレート流路
６０ 第二エンドプレート（エンドプレート
８０ 冷媒分配プレート
８１ 第１プレート
８２ 第２プレート
８５、１０５ プレート本体
９１、１１１ 第１連通孔（連通孔）
９２、１１２ 内径側第２連通孔（連通孔、第２連通孔）
９３、１１３ 外径側第２連通孔（連通孔、第２連通孔）
９４、９４Ｂ、９４Ｃ 冷媒ガイド
１１５ 接合部
１２０ 貯留部

Claims (13)

1. ロータコアと、
   該ロータコアと一体に回転するロータシャフトと、を備える、回転電機のロータであって、
   前記ロータシャフトには、
   冷媒が供給される冷媒流路と、
   前記冷媒を前記ロータコアに供給する冷媒供給部と、が設けられ、
   前記ロータコアには、
   前記ロータコアの内部を軸方向に延びて、各々に磁石が配置された複数の磁石挿入孔と、
   前記ロータコアの内部を軸方向に延びるコア内流路と、
   冷媒分配プレートと、が設けられており、
   前記冷媒分配プレートは、前記冷媒供給部に連通し前記冷媒を貯留する貯留部と、該貯留部と前記コア内流路とを接続する複数の連通孔と、を有し、
   前記複数の連通孔は、前記ロータシャフトの軸線から略同径位置に配置され、且つ前記コア内流路に連通する複数の第１連通孔と、前記複数の第１連通孔の外径側に配置され、前記磁石挿入孔に連通する複数の第２連通孔と、を含む、回転電機のロータ。
2. 請求項１に記載の回転電機のロータであって、
   前記複数の第１連通孔は、周方向に等間隔で設けられ、
   前記複数の第２連通孔は、周方向に等間隔で設けられている、回転電機のロータ。
3. 請求項１又は２に記載の回転電機のロータであって、
   前記複数の第１連通孔は、同一の孔径を有し、
   前記複数の第２連通孔は、同一の孔径を有する、回転電機のロータ。
4. 請求項３に記載の回転電機のロータであって、
   前記複数の第１連通孔の孔径と前記複数の第２連通孔の孔径とは、異なっている、回転電機のロータ。
5. 請求項４に記載の回転電機のロータであって、
   前記複数の第１連通孔の孔径は、前記複数の第２連通孔の孔径よりも大きい、回転電機のロータ。
6. ロータコアと、
   該ロータコアと一体に回転するロータシャフトと、を備える、回転電機のロータであって、
   前記ロータシャフトには、
   冷媒が供給される冷媒流路と、
   前記冷媒を前記ロータコアに供給する冷媒供給部と、が設けられ、
   前記ロータコアには、
   前記ロータコアの内部を軸方向に延びて、各々に磁石が配置された複数の磁石挿入孔と、
   前記ロータコアの内部を軸方向に延びるコア内流路と、
   冷媒分配プレートと、が設けられており、
   前記冷媒分配プレートは、前記冷媒供給部に連通し前記冷媒を貯留する貯留部と、該貯留部と前記コア内流路とを接続する複数の連通孔と、を有し、前記複数の連通孔の径方向外側に、前記貯留部を形成する内面から膨出し周方向に延設された冷媒ガイドをさらに有する、回転電機のロータ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機のロータであって、
   前記冷媒分配プレートは、円盤状の第１プレート及び第２プレートから構成され、
   前記第１プレート及び前記第２プレートは、前記貯留部となる隙間を介して対向配置されたプレート本体と、該プレート本体の外縁部に設けられ互いに接合された接合部と、をそれぞれ有する、回転電機のロータ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機のロータであって、
   前記ロータコアの両端部には一対のエンドプレートが設けられ、
   前記一対のエンドプレートには、一端部が前記コア内流路に接続されるともに、他端部がステータのコイルエンドに対向するプレート流路が形成されている、回転電機のロータ。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機のロータであって、
   前記冷媒分配プレートは、前記ロータコアの軸方向中央部に配置されている、回転電機のロータ。
10. ロータコアと、
    前記ロータコアの内部又は前記ロータコアの外表面に配置された複数の磁石と、
    該ロータコアと一体に回転するロータシャフトと、を備える、回転電機のロータであって、
    前記ロータシャフトには、
    冷媒が供給される冷媒流路と、
    前記冷媒を前記ロータコアに供給する冷媒供給部と、が設けられ、
    前記ロータコアには、
    前記ロータコアの内部を軸方向に延びるコア内流路と、
    冷媒分配プレートと、が設けられており、
    前記冷媒分配プレートは、前記冷媒供給部に連通し前記冷媒を貯留する貯留部と、該貯留部と前記コア内流路とを接続する複数の連通孔と、を有し、前記複数の連通孔の径方向外側に、前記貯留部を形成する内面から膨出し周方向に延設された冷媒ガイドをさらに有する、回転電機のロータ。
11. 請求項１０に記載の回転電機のロータであって、
    前記ロータコアの線膨張率と前記冷媒分配プレートの線膨張率との差は、２０％以下である、回転電機のロータ。
12. 請求項１０又は１１に記載の回転電機のロータであって、
    前記冷媒分配プレートは、非磁性材且つ非導電性材から構成されている、回転電機のロータ。
13. 請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の回転電機のロータであって、
    前記冷媒分配プレートは、フェノール系樹脂から構成されている、回転電機のロータ。

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