WO2013011782A1 - 回転電機 - Google Patents

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WO2013011782A1
WO2013011782A1 PCT/JP2012/065517 JP2012065517W WO2013011782A1 WO 2013011782 A1 WO2013011782 A1 WO 2013011782A1 JP 2012065517 W JP2012065517 W JP 2012065517W WO 2013011782 A1 WO2013011782 A1 WO 2013011782A1
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WO
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hole
rotor core
specific
magnetic
axial direction
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PCT/JP2012/065517
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山本義久
大竹新一
竹内孝昌
杉本雅俊
村上聡
Original Assignee
アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a rotor core formed by laminating a plurality of annular plate-like magnetic plates in the axial direction, a permanent magnet inserted into a magnet insertion hole formed in the rotor core, and a shaft surrounded by an inner peripheral surface of the rotor core
  • the present invention relates to a rotating electrical machine having a rotor having a rotor shaft inserted through an insertion hole and a stator.
  • Patent Document 1 As a conventional technique of the rotating electric machine as described above, for example, there is a technique described in Patent Document 1 below.
  • a nonmagnetic portion [segment-yoke non-magnetic portion 18] is provided in the vicinity of the permanent magnets [11, 12] in the rotor core [10].
  • Such a nonmagnetic portion is formed by, for example, a hole (gap) and functions as a magnetic resistance against the magnetic flux flowing in the rotor core.
  • Patent Document 1 does not show a cooling mechanism for permanent magnets.
  • a cooling mechanism suitable for a rotor core whose strength is likely to be reduced by providing a nonmagnetic portion has not yet been found. Absent.
  • a rotating electrical machine having a rotor having a rotor shaft inserted into the shaft insertion hole and a stator is characterized in that the rotor is composed of the permanent magnet and the magnetic poles extending in the axial direction are distributed in the circumferential direction.
  • a plurality of magnetoresistive holes each of which is formed to extend in the axial direction corresponding to each of the plurality of magnetic poles, and serves as a magnetic resistance with respect to the magnetic flux flowing in the rotor core;
  • a specific direction magnetism that is a part of the plurality of magnetic plates constituting the rotor core, each of the magnetoresistive holes and a radial communication path extending in a radial direction so as to communicate with the shaft insertion hole.
  • Body board A through hole formed between the shaft insertion hole and the magnetoresistive hole in the radial direction and penetrating in the axial direction.
  • the radial communication path is divided into at least two specific magnetic plates and A plurality of through holes formed so as to have different radial positions and partially overlap when viewed in the axial direction are communicated through a group of through holes that sequentially communicate in the radial direction from the shaft insertion hole to the magnetoresistive hole. It is in the point which is comprised.
  • the “rotary electric machine” is used as a concept including a motor (electric motor), a generator (generator), and a motor / generator that performs both functions of the motor and the generator as necessary.
  • coolant can be supplied to a magnetoresistive hole via a radial direction communicating path by supplying a refrigerant
  • the permanent magnet can be indirectly cooled by heat exchange with the rotor core.
  • the magnetoresistive hole is a hole provided for the purpose of becoming a magnetic resistance against the magnetic flux flowing in the rotor core, it is provided at a position relatively close to the permanent magnet, and the inside of the hole is Basically, it is a portion that does not constitute a magnetic circuit.
  • the radial communication path is constituted by a group of through holes (communication through hole group) formed by being divided into at least two specific magnetic plates, one magnetic body Compared with the case where the radial communication path is formed only by the plate, the dimension (particularly the radial dimension) of the through hole formed in each specific magnetic plate can be suppressed to be short. Therefore, it is possible to form the radial communication path while appropriately ensuring the strength of each specific magnetic plate constituting the rotor core.
  • the plurality of magnetic plates constituting the rotor core include the specific magnetic plate and a normal magnetic plate different from the specific magnetic plate, and the normal magnetic plate is viewed in the axial direction.
  • the communication through-hole group is formed by a specific magnetic plate group that has a blocking portion that closes the through-hole at a position overlapping with the through-hole, and is formed by laminating at least two of the specific magnetic plates in the axial direction.
  • the normal magnetic plates are arranged on both sides in the axial direction across the specific magnetic plate group, and the number of the normal magnetic plates is larger than the number of the specific magnetic plates. Is preferred.
  • the radial communication path can be appropriately partitioned in the axial direction, and the strength of the rotor core can be easily ensured.
  • the radial communication path is formed in the central portion of the rotor core in the axial direction for each of the plurality of magnetoresistive holes.
  • the radial communication path is formed in the axial central portion of the rotor core, the axial central portion of the rotor core where heat tends to be trapped can be intensively cooled, and the axial direction of the magnetoresistive hole By flowing the refrigerant from the central portion toward both axially outer sides, the rotor core can be uniformly cooled on both sides in the axial direction.
  • one radial communication path is formed for each of the plurality of magnetoresistive holes, the radial communication path can be formed with a simple configuration, and the strength of the rotor core can be easily secured.
  • each of the through holes is formed in a part of a radial region between the shaft insertion hole and the magnetoresistive hole, and the communication through hole group opens radially inward to form the shaft insertion hole.
  • the shape of the through hole as viewed in the axial direction is a circular shape, an elliptical shape, or a shape in which an arc and a straight line are connected.
  • Each of the plurality of magnetic poles includes a plurality of the permanent magnets, and the magnetoresistive hole is formed at a position that is an equal distance from each of the plurality of permanent magnets constituting the corresponding magnetic pole. It is preferable to adopt a configuration.
  • a plurality of permanent magnets constituting each magnetic pole can be uniformly cooled with a simple configuration.
  • the stator includes a stator core disposed radially outward of the rotor core, and coil end portions protruding from the stator core on both sides in the axial direction, and the magnetoresistive holes are provided on both sides in the axial direction of the rotor core.
  • a configuration having an end surface opening that opens to the end surface is preferable.
  • the coil end portion can be further cooled by using the refrigerant after cooling the permanent magnet via the rotor core, and the entire rotating electrical machine can be efficiently cooled.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. It is a partial top view of the 1st specific magnetic body board concerning the embodiment of the present invention. It is a partial top view of the 2nd specific magnetic body board concerning the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of a part of a normal magnetic plate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a rotor core according to an embodiment of the present invention. It is a partial exploded perspective view of the rotor core which concerns on embodiment of this invention.
  • the rotating electrical machine 1 includes a rotor 2 as a field, a stator 4 as an armature, and a case 100 that houses the rotor 2 and the stator 4.
  • the stator 4 is fixed to the case 100, and the rotor 2 is disposed on the radially inner side R ⁇ b> 1 of the stator 4 so as to be rotatable with respect to the stator 4.
  • the rotor 2 includes a rotor core 3, a permanent magnet 11, and a rotor shaft 10.
  • the rotor core 3 is formed by laminating a plurality of annular plate-like magnetic plates 50 (for example, steel plates, see FIG. 6 and the like) in the axial direction L, and is formed in a cylindrical shape as a whole. .
  • the permanent magnet 11 is inserted into a magnet insertion hole 21 formed in the rotor core 3.
  • the rotor shaft 10 is inserted into a shaft insertion hole 20 surrounded by the inner peripheral surface of the rotor core 3 and connected so as to rotate integrally with the rotor core 3 (for example, connected by shrink fitting, key connection, spline connection, or the like). Has been.
  • the rotor shaft 10 is disposed so as to protrude from the rotor core 3 on both sides in the axial direction L, and is supported rotatably with respect to the case 100 by bearings 90 on both sides in the axial direction L across the rotor core 3. .
  • the rotor shaft 10 is formed in a cylindrical shape having a radially inner side R1 and an in-axis flow path 81 is formed using the hollow portion. Further, the rotor shaft 10 is formed with a radial through hole 82 for communicating the in-shaft channel 81 and the outer peripheral surface of the rotor shaft 10 in the radial direction R.
  • the in-shaft channel 81 and the radial through-hole 82 constitute a refrigerant supply unit 80 that supplies the refrigerant supplied from a refrigerant supply source (for example, an oil pump or the like) to the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 20. is doing.
  • a refrigerant supply source for example, an oil pump or the like
  • the stator 4 includes a stator core 5 and a coil end portion 6.
  • the stator core 5 is disposed on the radially outer side R ⁇ b> 2 of the rotor core 3, and a plurality of slots (not shown) are formed at predetermined intervals along the circumferential direction C on the inner peripheral portion of the stator core 5.
  • the coil end part 6 is formed by the part which protrudes from the stator core 5 to the axial direction L (this example both sides of the axial direction L) among the coils wound by the slot.
  • the rotor core 3 is formed with a plurality of magnetic poles, which are constituted by the permanent magnets 11 and extend in the axial direction L, dispersed in the circumferential direction C.
  • the number of magnetic poles of the rotor 2 is “8”, and eight magnetic poles are arranged along the circumferential direction C at equal intervals.
  • an area in the circumferential direction C (hereinafter referred to as “partition”) constituting one magnetic pole is represented by a symbol “P”.
  • Each of the plural (eight in this example) sections P is configured in the same manner except for the position in the circumferential direction C and the polarity direction of the permanent magnet 11, and the rotor core 3 has the configuration of one section P in the circumferential direction. It can be regarded as a configuration in which a plurality (eight in this example) of C are arranged.
  • Each of the plurality of magnetic poles is composed of one or more permanent magnets 11.
  • each magnetic pole is composed of a plurality of permanent magnets 11, specifically, three permanent magnets 11. Therefore, in this embodiment, each section P is provided with three magnet insertion holes 21 for inserting the permanent magnets 11.
  • the magnet insertion hole 21 is formed so as to extend in the axial direction L.
  • the magnet insertion hole 21 is provided so as to penetrate the rotor core 3 in the axial direction L as shown in FIG.
  • the rotor core 3 is provided with a magnetoresistive hole 22 formed so as to extend in the axial direction L.
  • the magnetoresistive hole 22 is provided through the rotor core 3 in the axial direction L.
  • the magnetic resistance hole 22 functions as a magnetic resistance (flux barrier) against the magnetic flux flowing in the rotor core 3. That is, the magnetoresistive hole 22 changes the path of the magnetic circuit (magnetic path) in the rotor core 3 to form a desired path.
  • the magnetoresistive holes 22 are provided independently of each other corresponding to the plurality of magnetic poles, and the rotor core 3 is provided with the plurality of magnetoresistive holes 22 as a whole.
  • the magnetic flux flowing in the rotor core 3 includes a field magnetic flux caused by the permanent magnet 11 and an armature magnetic flux caused by a coil wound around the stator core 5.
  • the magnetoresistive hole 22 has a hole mainly for controlling the flow of field flux so as to suppress a short circuit (short circuit in the rotor core 3) of the magnetic circuit formed by the permanent magnet 11, and mainly an armature magnetic flux. And a hole for controlling the flow.
  • Each section P is provided with at least one magnetoresistive hole 22.
  • a plurality (9 in this example) of magnetoresistive holes 22 are provided in each section P.
  • the specific magnetoresistive hole 22a which is the magnetoresistive hole 22 which becomes the supply target of the refrigerant
  • the rotor core 3 includes a plurality of specific magnetoresistive holes 22a formed independently of each other as a whole.
  • the specific magnetoresistive hole 22a corresponds to the “magnetoresistive hole” in the present invention.
  • each section P six of the nine magnetoresistive holes 22 are formed integrally with the magnet insertion hole 21 so as to communicate with the magnet insertion hole 21.
  • the remaining three magnetoresistive holes 22 do not communicate with the magnet insertion hole 21 and are formed independently (that is, apart from) the magnet insertion hole 21.
  • the specific magnetoresistive hole 22 a is set to the magnetoresistive hole 22 formed in the innermost radial direction R ⁇ b> 1 among the three magnetoresistive holes 22 independent of the magnet insertion hole 21.
  • the specific magnetoresistive holes 22a are evenly spaced from each of the plurality of permanent magnets 11 constituting the corresponding magnetic pole in order to prevent the temperature of the plurality of permanent magnets 11 constituting each magnetic pole from becoming uneven. It is provided at a position where the distance is small.
  • the specific magnetoresistive hole 22 a in a cross section orthogonal to the axial direction L, has an equidistant point H at an equal distance from the center of gravity G of each permanent magnet 11. It is assumed that the specific magnetoresistive hole 22a is provided at an equal distance from each of the permanent magnets 11 when formed so as to include.
  • the specific magnetoresistive hole 22a is formed in the central portion in the circumferential direction in the section P.
  • the specific magnetoresistive hole 22a is, in a cross section orthogonal to the axial direction L, a straight line along the radial direction R passing through the central portion in the circumferential direction (in this example, along the radial direction R passing through the equidistant point H). It is formed in a line-symmetric shape with the same axis as the symmetry line.
  • the specific magnetoresistive hole 22a is disposed on the radially inner side R1 as a whole with respect to any permanent magnet 11.
  • the end portion of the specific magnetoresistive hole 22a on the radially outer side R2 and the end portion on the radially inner side R1 of the radial region occupied by the permanent magnet 11 are located at substantially the same radial position.
  • the radial communication path 30 is formed so as to communicate the specific magnetoresistive hole 22a and the shaft insertion hole 20 as shown in FIG.
  • the specific magnetic resistance hole 22 a is supplied with the refrigerant through the refrigerant supply unit 80 and the radial communication path 30.
  • the cross-sectional area of the radial through-hole 82 (the cross-sectional area in the cross section cut along the cylindrical surface with the axis A as a reference) is used as the cross-sectional area of the radial communication path 30.
  • the flow rate of the refrigerant supplied to the specific magnetoresistive hole 22a can be adjusted by the diameter of the radial through hole 82 that is relatively easy to change in design.
  • the rotor core 3 includes a plurality of radial communication passages 30 so that each of the plurality of specific magnetoresistive holes 22 a communicates with the shaft insertion hole 20.
  • the rotor shaft 10 includes a plurality of radial communication passages 30.
  • a plurality of radial through holes 82 are formed corresponding to each of the above.
  • one specific magnetoresistive hole 22a is provided for each magnetic pole, and the rotor core 3 includes radial communication paths 30 corresponding to the number of magnetic poles (eight in this example).
  • the specific magnetoresistive hole 22 a has end surface openings 23 that open to the end surfaces on both axial sides of the rotor core 3.
  • coolant supplied to the specific magnetoresistive hole 22a via the radial direction communicating path 30 flows the inside of the specific magnetoresistive hole 22a toward an axial outer side.
  • the rotor core 3 containing the permanent magnet 11 is cooled by the heat exchange between the rotor core 3 performed at this time and the refrigerant in the specific magnetic resistance hole 22a.
  • Each of the end face opening portions 23 on both sides in the axial direction is disposed on the radially inner side R1 with respect to the coil end portion 6 on the same side in the axial direction L with respect to the rotor core 3.
  • the refrigerant that has reached the end surface opening 23 can be discharged toward the coil end portion 6 by centrifugal force as conceptually indicated by a broken line arrow in FIG. 1, and the refrigerant after cooling the rotor core 3.
  • the coil end portion 6 can be cooled using
  • the case 100 is also provided with a refrigerant supply pipe 83 for supplying refrigerant from the radially outer side R2 to the coil end portion 6.
  • the rotor core 3 having the above-described configuration is a laminated structure in which a plurality of annular plate-like magnetic plates 50 are laminated in the axial direction L.
  • the configuration of the magnetic plate 50 and the laminated form thereof will be described in detail.
  • the plurality of magnetic plates 50 constituting the rotor core 3 are a specific magnetic plate (in this example, a first specific magnetic plate 51 (see FIG. 3) and a second specific magnetic plate 52 (see FIG. 4)). Type) and a normal magnetic plate 53 (see FIG. 5) different from the specific magnetic plate.
  • a specific magnetic plate in this example, a first specific magnetic plate 51 (see FIG. 3) and a second specific magnetic plate 52 (see FIG. 4)).
  • Type a normal magnetic plate 53 (see FIG. 5) different from the specific magnetic plate.
  • specific magnetic board 51,52 when it is not necessary to distinguish the 1st specific magnetic board 51 and the 2nd specific magnetic board 52, it describes with "specific magnetic board 51,52". 3 to 5, only the portion corresponding to one section P (see FIG. 2) in each magnetic plate 50 formed in an annular plate shape is shown.
  • the specific magnetic material plates 51 and 52 and the normal magnetic material plate 53 constitute the rotor core 3. That is, some of the plurality of magnetic plates 50 constituting the rotor
  • each of the first specific magnetic plate 51, the second specific magnetic plate 52, and the normal magnetic plate 53 has a through-hole penetrating the magnetic plate 50 in the axial direction L. 40 is formed.
  • the through hole 40 for forming the magnet insertion hole 21 and the magnetic resistance hole 22 (including the specific magnetic resistance hole 22a) described above includes the first specific magnetic plate 51, the second specific magnetic plate 52, and the normal magnetic body. It is formed on all of the plates 53. Thereby, in a state where the magnetic plates 50 are stacked in the axial direction L, the through holes 40 formed in the respective magnetic plates 50 communicate with each other in the stacking direction (axial direction L), and the inside of the rotor core 3 is axially moved. A magnet insertion hole 21 and a magnetoresistive hole 22 extending to L are formed.
  • the first specific magnetic plate 51 and the second specific magnetic plate 52 have a radial communication passage 30 as shown in FIGS. 3 and 4 in addition to the through-hole 40 normally formed in the magnetic plate 53.
  • the specific through-hole 40a which is the through-hole 40 for forming is also formed.
  • the radial communication passage 30 is formed by a communication through hole group 31 (see FIGS. 6 and 7) configured by a plurality of specific through holes 40a.
  • the specific through hole 40a corresponds to the “through hole” in the present invention.
  • the specific through hole 40a is formed between the shaft insertion hole 20 and the specific magnetoresistive hole 22a in the radial direction R as shown in FIGS. Specifically, each of the specific through holes 40a is formed in a part of a region in the radial direction R between the shaft insertion hole 20 and the specific magnetic resistance hole 22a. In the present embodiment, each of the specific through-holes 40a is formed at the center in the circumferential direction in the section P, and the extending direction of the radial communication path 30 formed to extend in the radial direction R is: The direction is parallel to the radial direction R.
  • the specific through hole 40a has an inner opening through hole 41 that opens in the radial inner side R1 and communicates with the shaft insertion hole 20, and an outer opening through hole 42 that opens in the radial outer side R2 and communicates with the specific magnetic resistance hole 22a. And a complete through-hole 43 having a closed shape that is not communicated with the shaft insertion hole 20 or the specific magnetoresistive hole 22a and is surrounded by a plate-like part.
  • the inner opening through hole 41 is formed in the second specific magnetic plate 52, and the outer opening through hole 42 is formed in the first specific magnetic plate 51. That is, the inner opening through hole 41 and the outer opening through hole 42 are formed on different specific magnetic plates 51 and 52, respectively.
  • both the shape of the inner opening through-hole 41 in the axial direction and the shape of the outer opening through-hole 42 in the axial direction are formed by connecting arcs and straight lines.
  • the shape of the complete through-hole 43 in the axial direction is a circular shape.
  • the communication through hole group 31 which is a group of a plurality of specific through holes 40 a forming the radial communication path 30, has at least two specific magnetic plates 51 and 52 in the axial direction L. It is formed by a specific magnetic plate group 54 that is laminated.
  • the single magnetic plate 50 does not necessarily need to be physically constituted by one annular plate member, and the same shape of the annular plate member in the axial direction L with the same phase.
  • a single magnetic plate 50 may be configured by superimposing a plurality of layers.
  • the specific through hole 40a constituting the communication through hole group 31 includes at least the inner opening through hole 41 and the outer opening through hole 42, and further includes the complete through hole 43 in this example.
  • the plurality of specific through holes 40a constituting the communication through hole group 31 are formed by being divided into at least two specific magnetic plates 51 and 52 constituting the specific magnetic plate group 54, and the plurality of specific identification holes 40a.
  • the through hole 40a has at least a part of the specific through holes so that the shaft insertion hole 20 (inner opening through hole 41) and the specific magnetoresistive hole 22a (outer opening through hole 42) can communicate sequentially in the radial direction R.
  • the holes 40a are arranged so that their radial positions are different from each other and a part thereof overlaps when viewed in the axial direction.
  • the two specific through holes 40a that are continuous in the communication order in the radial direction R in the communication through hole group 31 are divided into two specific magnetic plates 51 and 52 that are adjacent to each other in the axial direction L.
  • the specific magnetic body in the specific magnetic body plate group 54 such that the specific through hole 40a (on the outer opening through hole 42 side) is positioned on the radially outer side R2 from the specific through hole 40a on the upstream side (inner opening through hole 41 side).
  • the stacking order of the plates 51 and 52 is set.
  • the dimensions (particularly the dimension in the radial direction R) of the specific through-holes 40a formed in the specific magnetic plates 51 and 52 can be kept short, and the specific magnetic elements constituting the rotor core 3 can be suppressed.
  • the radial communication path 30 can be formed while ensuring the strength of the body plates 51 and 52 appropriately.
  • the specific magnetic plate group 54 is configured by four specific magnetic plates 51 and 52, specifically, the first specific magnetic plate.
  • a plurality of first units 51 in the same phase (two in this example) are laminated in the axial direction L, and a plurality of second specific magnetic plates 52 in the same phase (two in this example) in the axial direction L.
  • a specific magnetic body plate group 54 is formed by laminating the second unit laminated in the axial direction L. Therefore, in the present embodiment, in the path of the radial communication path 30 formed by the communication through hole group 31, the specific through hole 40a formed in the two specific magnetic plates 51 and 52 adjacent in the axial direction L.
  • Two specific magnetic plates 51 and 52 adjacent to each other in the axial direction L in addition to a portion arranged so as to be shifted in the radial direction R so as to communicate with each other only in a partial region in the radial direction R.
  • the specific through-holes 40a formed at the same position in the radial direction R are included so that the specific through holes 40a communicate with the axial direction L in the entire radial direction R.
  • the former part is formed in the boundary part (boundary part of a 1st unit and a 2nd unit) of the 1st specific magnetic board 51 and the 2nd specific magnetic board 52, and the latter part is 1st. It is formed at the boundary between the first specific magnetic plates 51 in the unit and at the boundary between the second specific magnetic plates 52 in the second unit.
  • normal magnetic plates 53 are arranged on both sides in the axial direction L with the specific magnetic plate group 54 interposed therebetween.
  • the magnetic plate 53 has a closing portion 53a that closes the specific through hole 40a at a position overlapping the specific through hole 40a in the axial direction.
  • the radial communication passage 30 that connects the shaft insertion hole 20 formed by the communication through hole group 31 and the specific magnetic resistance hole 22a is closed on both sides in the axial direction L by the normal magnetic plate 53, and supplies the refrigerant.
  • the refrigerant supplied from the portion 80 can be appropriately supplied to the specific magnetoresistive hole 22a.
  • the normal magnetic plate 53 has a plate-like portion extending over the entire region between the shaft insertion hole 20 and the specific magnetic resistance hole 22a in the radial direction R. And the plate-like portion constitutes a closing portion 53a.
  • the radial communication path 30 is the central portion in the axial direction of the rotor core 3.
  • the number of the normal magnetic plates 53 constituting the rotor core 3 is the number of the specific magnetic plates 51 and 52 constituting the rotor core 3 (four in this example). ) More.
  • the strength of the rotor core 3 can be improved as the ratio of the number of the normal magnetic plates 53 to the number of the specific magnetic plates 51 and 52 is increased.
  • the number of normal magnetic plates 53 can be about 20 to 30 times the number of the specific magnetic plates 51 and 52.
  • the specific magnetic plates 51 and 52 and the normal magnetic plate 53 have different thicknesses in the axial direction L, the number of sheets converted so that the thicknesses of the same plate are the same is compared.
  • each of the plurality of magnetic poles is formed by the three permanent magnets 11 has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and a configuration in which one magnetic pole is formed by a plurality of permanent magnets 11 other than “3” or one magnetic pole is formed by one permanent magnet 11. It is also possible to adopt a configuration.
  • FIG. 8 illustrates a configuration in which one magnetic pole is formed by two permanent magnets 11 as an example.
  • a region (section) in the circumferential direction C that constitutes one magnetic pole is represented by “P”.
  • the rotor core 3 is formed using two types of specific magnetic plates, the first specific magnetic plate 51 (see FIG. 9) and the second specific magnetic plate 52 (see FIG. 10). Is formed.
  • the specific magnetoresistive hole 22a is not provided at a position at an equal distance from each of the plurality of permanent magnets 11 constituting the corresponding magnetic pole. It is formed so as to straddle the boundary between two sections P adjacent in the direction C. Specifically, in this example, a plurality (two in this example) of the sections P included in the section S shifted in the circumferential direction C by a half pitch of the section P (half the circumferential range occupied by the section P). A specific magnetoresistive hole 22a is provided at a position at an equal distance from each of the permanent magnets 11.
  • the entire rotor core 3 is provided with a plurality of specific magnetic resistance holes 22a (specifically, the same number as the number of magnetic poles) corresponding to the plurality of magnetic poles.
  • the inner opening through hole 41 and the outer opening through hole 42 are formed on the first specific magnetic plate 51 (see FIG. 9), which is the same specific magnetic plate.
  • the shape of the complete through-hole 43 in the axial direction is not a circle but an ellipse, specifically, an ellipse whose major axis coincides with the circumferential direction C. It has a shape (see FIG. 10).
  • each specific through hole 40a in the axial direction is not limited to a circular shape, an elliptical shape, and a shape in which an arc and a straight line are connected, but a shape in which only a straight line is connected (for example, a triangular shape, a rectangular shape, or the like) ) Is also possible.
  • the configuration in which the radial communication path 30 is formed in the axial center of the rotor core 3 has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and the configuration in which the radial communication path 30 is formed at a position shifted from the axial central portion of the rotor core 3 to either one of the axial directions L.
  • the radial communication path 30 can be formed at the axial end of the rotor core 3.
  • the end opening 23 of the specific magnetoresistive hole 22a is provided only on the end surface opposite to the axial direction L from the side where the radial communication path 30 is formed. Can be configured.
  • the radial communication passages 30 corresponding to the plurality of specific magnetoresistive holes 22a are formed at the same position in the axial direction L (specifically, the central portion in the axial direction of the rotor core 3).
  • the above configuration has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and the configuration is such that the radial communication paths 30 corresponding to each of the at least two specific magnetoresistive holes 22a are formed at different positions in the axial direction L. can do.
  • each of the specific magnetic plates 51 and 52 has a specific through hole 40a for forming the radial communication path 30 only in the number of sections P smaller than the number of magnetic poles. Provided.
  • the configuration in which the radial communication path 30 is formed for each of the plurality of specific magnetoresistive holes 22a has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and the specific magnetic plate group 54 is provided in a plurality of locations in the axial direction L in the rotor core 3, and the axial direction L with respect to one specific magnetoresistive hole 22 a.
  • a plurality of radial communication paths 30 having different positions may be formed. Even in such a case, it is preferable that the number of the normal magnetic plates 53 constituting the rotor core 3 is larger than the number of the specific magnetic plates 51 and 52 constituting the rotor core 3. Note that the number of the normal magnetic plates 53 constituting the rotor core 3 may be smaller than the number of the specific magnetic plates 51 and 52 constituting the rotor core 3.
  • the configuration in which the specific magnetic plate group 54 is formed of two types of specific magnetic plates, the first specific magnetic plate 51 and the second specific magnetic plate 52, has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and the specific magnetic plate group 54 may be formed of three or more types (for example, three types) of specific magnetic plates.
  • the specific magnetic plate group 54 can be formed.
  • a specific magnetic plate having a configuration in which the sections P shown in FIG. 3 and the sections P shown in FIG. 4 are alternately arranged along the circumferential direction C is used.
  • the specific magnetic plate group 54 may be formed so as to have portions that are shifted in the direction C by 45 degrees and stacked in the axial direction L.
  • the specific through hole 40a constituting the communication through hole group 31 is described as an example in which the complete through hole 43 is included in addition to the inner opening through hole 41 and the outer opening through hole 42. did.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and the end portion on the radially outer side R2 of the inner opening through hole 41 is radially outer than the end portion on the radially inner side R1 of the outer opening through hole 42.
  • the communication through hole group 31 may be formed only by the inner opening through hole 41 and the outer opening through hole 42.
  • each of the specific through-holes 40a is formed in the central portion in the circumferential direction in the section P, and the extending direction of the radial communication passage 30 formed to extend in the radial direction R is
  • the configuration in the direction parallel to the radial direction R has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and at least a part of the specific through hole 40a is formed at a position different from the central portion in the circumferential direction in the section P, and the radial communication passage 30 extends. It can also be set as the structure from which a present direction becomes a direction which cross
  • the configuration in which the end plates are not provided on the end surfaces on both axial sides of the rotor core 3 has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and an end plate having a plate-like portion overlapping with the magnet insertion hole 21 as viewed in the axial direction is provided on one or both end surfaces in the axial direction L of the rotor core 3. It can also be set as the provided structure.
  • the end plate has a through hole penetrating in the axial direction L at a position corresponding to the end surface opening 23 of the specific magnetoresistive hole 22a so that the refrigerant can be supplied to the coil end portion 6.
  • a configuration is preferable.
  • the present invention relates to a rotor core formed by laminating a plurality of annular plate-like magnetic plates in the axial direction, a permanent magnet inserted into a magnet insertion hole formed in the rotor core, and a shaft surrounded by an inner peripheral surface of the rotor core It can utilize suitably for the rotary electric machine which has a rotor which has a rotor shaft inserted in the insertion hole, and a stator.

Landscapes

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Abstract

　ロータコアの強度を適切に確保しつつ永久磁石を効率良く冷却可能な回転電機を実現する。ロータコア３が、複数の磁極のそれぞれに対応して形成された複数の磁気抵抗孔２２ａと、複数の磁気抵抗孔２２ａのそれぞれと軸挿通孔２０とを連通するように径方向Ｒに延びる径方向連通路３０とを備え、ロータコア３を構成する複数の磁性体板５０の内の一部である特定磁性体板５１，５２が、軸挿通孔２０と磁気抵抗孔２２ａとの径方向Ｒの間に形成されて軸方向Ｌに貫通する貫通孔４０ａを備え、径方向連通路３０は、少なくとも２枚の特定磁性体板５１，５２に分かれて互いに径方向位置が異なると共に軸方向視で一部が重複するように形成された複数の貫通孔４０ａを、軸挿通孔２０から磁気抵抗孔２２ａまで径方向Ｒに順に連通してなる連通貫通孔群３１により構成されている。

Description

回転電機
　本発明は、円環板状の磁性体板を軸方向に複数積層してなるロータコアと、ロータコアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、ロータコアの内周面に囲まれた軸挿通孔に挿通されるロータ軸と、を有するロータと、ステータとを有する回転電機に関する。
　上記のような回転電機の従来技術として、例えば下記の特許文献１に記載された技術がある。以下、この背景技術の欄の説明では、〔〕内に特許文献１における符号（必要に応じて、対応する部材の名称を含む）を引用して説明する。特許文献１に記載の構成では、ロータコア〔１０〕における永久磁石〔１１，１２〕の近傍に、非磁性部分〔セグメント・ヨーク部間非磁性部１８〕を設ける構成が記載されている。このような非磁性部分は、例えば孔（空隙）により形成され、ロータコア内を流れる磁束に対して磁気抵抗として機能する。
　ところで、ロータコアに備えられた永久磁石の発熱が過度に進行すると、永久磁石が不可逆減磁を起こすおそれがあるため、永久磁石の温度上昇は適切に抑制される必要がある。しかしながら、上記特許文献１には、永久磁石の冷却機構が示されておらず、当然ながら、非磁性部分を設けることで強度が低下しやすくなるロータコアに対して好適な冷却機構は未だ判明していない。
特開２００９－１２４８９９号公報
　そこで、ロータコアの強度を適切に確保しつつ永久磁石を効率良く冷却可能な回転電機の実現が望まれる。
　本発明に係る、円環板状の磁性体板を軸方向に複数積層してなるロータコアと、前記ロータコアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記ロータコアの内周面に囲まれた軸挿通孔に挿通されるロータ軸と、を有するロータと、ステータとを有する回転電機の特徴構成は、前記ロータが、前記永久磁石により構成されて軸方向に延びる磁極を周方向に分散して複数備え、前記ロータコアが、複数の前記磁極のそれぞれに対応して軸方向に延びるように形成されて当該ロータコア内を流れる磁束に対して磁気抵抗となる複数の磁気抵抗孔と、複数の前記磁気抵抗孔のそれぞれと前記軸挿通孔とを連通するように径方向に延びる径方向連通路と、を備え、前記ロータコアを構成する複数の前記磁性体板の内の一部である特定磁性体板が、前記軸挿通孔と前記磁気抵抗孔との径方向の間に形成されて軸方向に貫通する貫通孔を備え、前記径方向連通路は、少なくとも２枚の前記特定磁性体板に分かれて互いに径方向位置が異なると共に軸方向視で一部が重複するように形成された複数の前記貫通孔を、前記軸挿通孔から前記磁気抵抗孔まで径方向に順に連通してなる連通貫通孔群により構成されている点にある。
　本願において「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
　上記の特徴構成によれば、軸挿通孔の内周面に冷媒を供給することで、当該冷媒を径方向連通路を介して磁気抵抗孔に供給することができるため、磁気抵抗孔における冷媒とロータコアとの間の熱交換により、永久磁石を間接的に冷却することができる。この際、磁気抵抗孔は、ロータコア内を流れる磁束に対する磁気抵抗となることを目的として設けられる孔部であるため、永久磁石に対して比較的近接した位置に設けられるとともに、孔部の内部は基本的に磁気回路を構成しない部分となる。よって、冷媒が磁気回路に与える影響を抑制して回転電機の性能を適切に確保しつつ、永久磁石に対して比較的近接した位置に冷媒を流して永久磁石を効率的に冷却することが可能となっている。また、複数の磁極に対応して形成された複数の磁気抵抗孔のそれぞれに対して径方向連通路を介して冷媒を供給可能であるため、永久磁石の冷却を各磁極に対して一様に行うことが可能となる。
　さらに、上記の特徴構成によれば、径方向連通路が少なくとも２枚の特定磁性体板に分かれて形成された貫通孔の群（連通貫通孔群）により構成されるため、１枚の磁性体板のみにより径方向連通路を形成する場合に比べ、各特定磁性体板に形成する貫通孔の寸法（特に径方向寸法）を短く抑えることができる。よって、ロータコアを構成する各特定磁性体板の強度を適切に確保しつつ、径方向連通路を形成することができる。
　ここで、前記ロータコアを構成する複数の前記磁性体板が、前記特定磁性体板と、当該特定磁性体板とは異なる通常磁性体板とを有し、前記通常磁性体板は、軸方向視で前記貫通孔と重複する位置において前記貫通孔を閉塞する閉塞部を有し、少なくとも２枚の前記特定磁性体板を軸方向に積層してなる特定磁性体板群により前記連通貫通孔群が形成されているとともに、前記特定磁性体板群を挟んだ軸方向の両側に前記通常磁性体板が配置され、前記通常磁性体板の枚数が、前記特定磁性体板の枚数より多い構成とすると好適である。
　この構成によれば、径方向連通路を軸方向に適切に区画することができるとともに、ロータコアの強度を容易に確保することができる。
　また、前記径方向連通路は、前記ロータコアの軸方向中央部に、複数の前記磁気抵抗孔のそれぞれについて１本ずつ形成されている構成とすると好適である。
　この構成によれば、径方向連通路がロータコアの軸方向中央部に形成されるため、熱がこもりやすいロータコアの軸方向中央部を重点的に冷却することができるとともに、磁気抵抗孔の軸方向中央部から軸方向両外側に向けて冷媒を流すことで、ロータコアを軸方向の両側で均等に冷却することが可能となる。
　また、径方向連通路が複数の磁気抵抗孔のそれぞれについて１本ずつ形成されるため、簡易な構成で径方向連通路を形成することができるとともに、ロータコアの強度の確保も容易となる。
　また、前記貫通孔のそれぞれは、前記軸挿通孔と前記磁気抵抗孔との間の径方向の領域の一部に形成され、前記連通貫通孔群は、径方向内側に開口して前記軸挿通孔に連通する前記貫通孔である内側開口貫通孔と、径方向外側に開口して前記磁気抵抗孔に連通する前記貫通孔である外側開口貫通孔と、を含み、前記内側開口貫通孔と前記外側開口貫通孔とが互いに異なる前記特定磁性体板に形成されている構成とすると好適である。
　この構成によれば、内側開口貫通孔と外側開口貫通孔とが同一の特定磁性体板に形成される場合に比べ、各特定磁性体板の強度を適切に確保するのが容易となる。
　また、前記貫通孔の軸方向視での形状が、円形状、楕円形状、及び円弧と直線とをつないだ形状、のいずれかである構成とすると好適である。
　この構成によれば、ロータの回転に伴う遠心力に起因して貫通孔の形成部位において発生し得る応力を、円弧状の周縁部により緩和することが容易となり、応力の集中を抑制してロータコアの耐久性を向上させることができる。
　また、複数の前記磁極のそれぞれは、複数の前記永久磁石により構成され、前記磁気抵抗孔は、対応する前記磁極を構成する複数の前記永久磁石のそれぞれから均等な距離となる位置に形成されている構成とすると好適である。
　この構成によれば、簡素な構成で、各磁極を構成する複数の永久磁石を一様に冷却することが可能となる。
　また、前記ステータは、前記ロータコアの径方向外側に配置されるステータコアと、当該ステータコアから軸方向の両側に突出するコイルエンド部と、を備え、前記磁気抵抗孔が、前記ロータコアの軸方向両側の端面に開口する端面開口部を有する構成とすると好適である。
　この構成によれば、ロータコアを介して永久磁石を冷却した後の冷媒を利用して、更にコイルエンド部を冷却することができ、回転電機全体を効率良く冷却することができる。
本発明の実施形態に係る回転電機の一部の軸方向に沿う断面形状を示す図である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ断面図である。 本発明の実施形態に係る第一特定磁性体板の一部の平面図である。 本発明の実施形態に係る第二特定磁性体板の一部の平面図である。 本発明の実施形態に係る通常磁性体板の一部の平面図である。 本発明の実施形態に係るロータコアの一部の断面図である。 本発明の実施形態に係るロータコアの一部の分解斜視図である。 本発明のその他の実施形態に係るロータコアの一部の軸方向に直交する断面形状を示す図である。 本発明のその他の実施形態に係る第一特定磁性体板の一部の平面図である。 本発明のその他の実施形態に係る第二特定磁性体板の一部の平面図である。
　本発明に係る回転電機の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明では、特に断らない限り、「軸方向Ｌ」、「径方向Ｒ」、及び「周方向Ｃ」は、ロータコア３（回転電機１）の軸心Ａを基準として定義している（図１、図２参照）。なお、各部材についての方向は、当該各部材が回転電機１に組み付けられた状態での方向を表す。また、各部材についての方向や位置に関する記載（例えば「平行」や「直交」等）は、製造上の誤差に応じたずれを含む概念として用いている。このような製造上の誤差は、例えば、寸法や取付位置の公差の範囲内のずれにより生じる。
１．回転電機の全体構成
　回転電機１の全体構成について図１を参照して説明する。回転電機１は、界磁としてのロータ２と、電機子としてのステータ４と、ロータ２及びステータ４を収容するケース１００と、を備えている。ステータ４はケース１００に固定され、ロータ２は、ステータ４の径方向内側Ｒ１に当該ステータ４に対して回転自在に配置されている。
　ロータ２は、ロータコア３と永久磁石１１とロータ軸１０とを備えている。ロータコア３は、詳細は後述するが、円環板状の磁性体板５０（例えば鋼板等、図６等参照）を軸方向Ｌに複数積層して構成され、全体として円筒状に形成されている。永久磁石１１は、ロータコア３に形成された磁石挿入孔２１に挿入されている。ロータ軸１０は、ロータコア３の内周面に囲まれた軸挿通孔２０に挿通されており、ロータコア３と一体回転するように連結（例えば、焼き嵌め、キー結合、或いはスプライン結合等により連結）されている。ロータ軸１０は、ロータコア３から軸方向Ｌの両側に突出するように配置されており、ロータコア３を挟んだ軸方向Ｌの両側で、軸受９０によりケース１００に対して回転可能に支持されている。
　ロータ軸１０は、径方向内側Ｒ１が中空の円筒状に形成されており、当該中空の部分を利用して軸内流路８１が形成されている。また、ロータ軸１０には、軸内流路８１と当該ロータ軸１０の外周面とを径方向Ｒに連通するための径方向貫通孔８２が形成されている。これら軸内流路８１及び径方向貫通孔８２が、冷媒供給源（例えばオイルポンプ等、図示せず）から供給された冷媒を軸挿通孔２０の内周面に供給する冷媒供給部８０を構成している。
　ステータ４は、ステータコア５とコイルエンド部６とを備えている。ステータコア５は、ロータコア３の径方向外側Ｒ２に配置され、ステータコア５の内周部には、周方向Ｃに沿って所定間隔で複数のスロット（図示せず）が形成されている。そして、スロットに巻装されたコイルのうち、ステータコア５から軸方向Ｌ（本例では軸方向Ｌの両側）に突出する部分によりコイルエンド部６が形成されている。
２．ロータコアの構成
　次に、本発明の要部であるロータコア３の構成について説明する。ロータコア３には、永久磁石１１により構成されて軸方向Ｌに延びる磁極が、周方向Ｃに分散して複数形成されている。本例では、図２に示すように、ロータ２の磁極数は「８」とされ、８個の磁極が周方向Ｃに沿って均等な間隔で配置されている。なお、図２においては、１つの磁極を構成する周方向Ｃの領域（以下、「区画」という。）を符号「Ｐ」で表している。複数（本例では８個）の区画Ｐのそれぞれは、周方向Ｃの位置及び永久磁石１１の極性方向を除けば同様に構成されており、ロータコア３は、１つの区画Ｐの構成を周方向Ｃに複数（本例では８個）並べた構成とみなせる。
　複数の磁極のそれぞれは、単数又は複数の永久磁石１１により構成される。本実施形態では、図２に示すように、各磁極は複数の永久磁石１１により、具体的には３つの永久磁石１１により構成されている。よって、本実施形態では、各区画Ｐには、永久磁石１１を挿入するための磁石挿入孔２１が３つ設けられている。磁石挿入孔２１は、軸方向Ｌに延びるように形成され、本例では図１に示すように、ロータコア３を軸方向Ｌに貫通して設けられている。
　ロータコア３には、軸方向Ｌに延びるように形成された磁気抵抗孔２２が設けられている。本例では図１に示すように、磁気抵抗孔２２は、ロータコア３を軸方向Ｌに貫通して設けられている。磁気抵抗孔２２は、ロータコア３内を流れる磁束に対して磁気抵抗（フラックスバリア）として機能する。すなわち、磁気抵抗孔２２は、ロータコア３内における磁気回路（磁路）の経路を変更し、所望の経路を形成する。また、磁気抵抗孔２２は、複数の磁極のそれぞれに対応して互いに独立に設けられており、ロータコア３の全体で複数の磁気抵抗孔２２が備えられている。なお、ロータコア３内を流れる磁束には、永久磁石１１に起因する界磁束と、ステータコア５に巻装されたコイルに起因する電機子磁束とが含まれる。そして、磁気抵抗孔２２には、永久磁石１１が形成する磁気回路の短絡（ロータコア３内での短絡）を抑制すべく主に界磁束の流れを制御するための孔と、主に電機子磁束の流れを制御するための孔とが含まれる。
　各区画Ｐには少なくとも１つの磁気抵抗孔２２が設けられる。本実施形態では、図２に示すように、各区画Ｐには複数（本例では９個）の磁気抵抗孔２２が設けられている。そして、径方向連通路３０（後述する）による冷媒の供給対象となる磁気抵抗孔２２である特定磁気抵抗孔２２ａが、複数ある区画Ｐ（本例では８区画）のそれぞれに対して設定されている。すなわち、ロータコア３は、全体として、互いに独立に形成された複数の特定磁気抵抗孔２２ａを備える。本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａが本発明における「磁気抵抗孔」に相当する。
　図２に示すように、各区画Ｐにおいて、９つある磁気抵抗孔２２の内の６つは、磁石挿入孔２１に連通するように、磁石挿入孔２１と一体的に形成されている。一方、残りの３つの磁気抵抗孔２２は、磁石挿入孔２１に連通することなく、磁石挿入孔２１とは独立に（すなわち離間して）形成されている。そして、本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａは、磁石挿入孔２１とは独立した３つの磁気抵抗孔２２のうち、最も径方向内側Ｒ１に形成された磁気抵抗孔２２に設定されている。
　本実施形態では、各磁極を構成する複数の永久磁石１１の温度が不均一になるのを抑制すべく、特定磁気抵抗孔２２ａを、対応する磁極を構成する複数の永久磁石１１のそれぞれから均等な距離となる位置に設けている。なお、本明細書では、図２に示すように、軸方向Ｌに直交する断面において、特定磁気抵抗孔２２ａが、各永久磁石１１の重心Ｇから均等な距離にある等距離点Ｈを内部に含むように形成されている場合に、特定磁気抵抗孔２２ａが当該各永久磁石１１のそれぞれから均等な距離に設けられているとする。
　また、本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａは、区画Ｐ内における周方向中央部に形成されている。そして、この特定磁気抵抗孔２２ａは、軸方向Ｌに直交する断面において、当該周方向中央部を通る径方向Ｒに沿った直線（本例では、上記等距離点Ｈを通る径方向Ｒに沿った直線と同一）を対称軸として線対称な形状に形成されている。
　更に、本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａは、何れの永久磁石１１に対しても、全体として径方向内側Ｒ１に配置されている。本例では、特定磁気抵抗孔２２ａの径方向外側Ｒ２の端部と、永久磁石１１が占有する径方向領域の径方向内側Ｒ１の端部とが、概ね同じ径方向位置に位置する。これにより、マグネットトルクに寄与する界磁束の流れに与える影響を抑えつつ、特定磁気抵抗孔２２ａと、冷媒供給部８０の冷媒供給対象部位である軸挿通孔２０の内周面との間で、径方向Ｒに延びる径方向連通路３０を形成することが可能となっている。また、冷媒が流れる特定磁気抵抗孔２２ａにおける径方向外側Ｒ２の部分と永久磁石１１との距離を短くして、永久磁石１１の冷却性能を向上させることも可能となっている。
　径方向連通路３０の構成についての詳細は後述するが、径方向連通路３０は、図２に示すように、特定磁気抵抗孔２２ａと軸挿通孔２０とを連通するように形成される。これにより、図２において破線矢印で概念的に示すように、特定磁気抵抗孔２２ａには、冷媒供給部８０及び径方向連通路３０を介して冷媒が供給される。なお、本実施形態では、径方向貫通孔８２の流路断面積（軸心Ａを基準とする円筒面に沿って切断した断面における断面積）を、径方向連通路３０の流路断面積に対して小さくすることで、比較的設計変更のしやすい径方向貫通孔８２の径によって、特定磁気抵抗孔２２ａに供給される冷媒の流量を調節可能としている。
　ロータコア３は、複数の特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれと軸挿通孔２０とを連通するように、複数の径方向連通路３０を備えており、ロータ軸１０には、複数の径方向連通路３０のそれぞれに対応して複数の径方向貫通孔８２が形成されている。本実施形態では、特定磁気抵抗孔２２ａは各磁極に対して１つずつ設けられており、ロータコア３は、磁極数分（本例では８個）の径方向連通路３０を備えている。
　図１に示すように、特定磁気抵抗孔２２ａは、ロータコア３の軸方向両側の端面に開口する端面開口部２３を有している。これにより、特定磁気抵抗孔２２ａに径方向連通路３０を介して供給された冷媒は、図１に示すように、特定磁気抵抗孔２２ａの内部を軸方向両外側に向かって流れる。そして、この際に行われるロータコア３と特定磁気抵抗孔２２ａにおける冷媒との間の熱交換により、永久磁石１１を含むロータコア３が冷却される。そして、軸方向両側にある端面開口部２３のそれぞれは、ロータコア３に対して軸方向Ｌの同じ側にあるコイルエンド部６に対して径方向内側Ｒ１に配置されている。これにより、端面開口部２３に到達した冷媒を、図１において破線矢印で概念的に示すように、遠心力によりコイルエンド部６に向けて排出することができ、ロータコア３を冷却した後の冷媒を用いてコイルエンド部６を冷却することが可能となっている。なお、本例では、ケース１００内には、コイルエンド部６に対して径方向外側Ｒ２から冷媒を供給するための冷媒供給管８３も備えられている。
　上記のような構成を備えたロータコア３は、円環板状の磁性体板５０を軸方向Ｌに複数積層してなる積層構造体とされている。以下、磁性体板５０の構成及びその積層形態について詳細に説明する。
　ロータコア３を構成する複数の磁性体板５０は、特定磁性体板（本例では、第一特定磁性体板５１（図３参照）と第二特定磁性体板５２（図４参照）との２種類）と、当該特定磁性体板とは異なる通常磁性体板５３（図５参照）とを有している。以下では、第一特定磁性体板５１と第二特定磁性体板５２とを区別する必要がない場合には、「特定磁性体板５１，５２」と表記する。図３～図５においては、円環板状に形成された各磁性体板５０における、１つの区画Ｐ（図２参照）に対応する部分のみを示している。本例では、特定磁性体板５１，５２と通常磁性体板５３とによりロータコア３が構成される。すなわち、ロータコア３を構成する複数の磁性体板５０の内の一部は特定磁性体板５１，５２であり、残りは全て通常磁性体板５３とされている。
　図３～図５に示すように、第一特定磁性体板５１、第二特定磁性体板５２、及び通常磁性体板５３のそれぞれには、磁性体板５０を軸方向Ｌに貫通する貫通孔４０が形成されている。上述した磁石挿入孔２１及び磁気抵抗孔２２（特定磁気抵抗孔２２ａを含む）を形成するための貫通孔４０は、第一特定磁性体板５１、第二特定磁性体板５２、及び通常磁性体板５３の全てに形成されている。これにより、磁性体板５０を軸方向Ｌに積層した状態で、それぞれの磁性体板５０に形成された貫通孔４０同士が積層方向（軸方向Ｌ）に連通して、ロータコア３内を軸方向Ｌに延びる磁石挿入孔２１及び磁気抵抗孔２２が形成される。
　第一特定磁性体板５１及び第二特定磁性体板５２には、通常磁性体板５３に形成されている貫通孔４０に加えて、図３及び図４に示すように、径方向連通路３０を形成するための貫通孔４０である特定貫通孔４０ａも形成されている。以下に説明するように、径方向連通路３０は、複数の特定貫通孔４０ａにより構成される連通貫通孔群３１（図６、図７参照）により形成される。本実施形態では、特定貫通孔４０ａが本発明における「貫通孔」に相当する。
　特定貫通孔４０ａは、図３及び図４に示すように、軸挿通孔２０と特定磁気抵抗孔２２ａとの径方向Ｒの間に形成されている。具体的には、特定貫通孔４０ａのそれぞれは、軸挿通孔２０と特定磁気抵抗孔２２ａとの間の径方向Ｒの領域の一部に形成されている。また、本実施形態では、特定貫通孔４０ａのそれぞれは、区画Ｐ内における周方向中央部に形成されており、径方向Ｒに延びるように形成される径方向連通路３０の延在方向は、径方向Ｒに平行な方向となる。
　特定貫通孔４０ａには、径方向内側Ｒ１に開口して軸挿通孔２０に連通する内側開口貫通孔４１と、径方向外側Ｒ２に開口して特定磁気抵抗孔２２ａに連通する外側開口貫通孔４２と、軸挿通孔２０にも特定磁気抵抗孔２２ａにも連通せず、全周を板状部に囲まれて閉じた形状を有する完全貫通孔４３とが含まれる。
　そして、本実施形態では、内側開口貫通孔４１は第二特定磁性体板５２に形成され、外側開口貫通孔４２は第一特定磁性体板５１に形成されている。すなわち、内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とは互いに異なる特定磁性体板５１，５２に形成されている。また、本実施形態では、内側開口貫通孔４１の軸方向視での形状、及び外側開口貫通孔４２の軸方向視での形状の双方は、円弧と直線とをつないだ形状とされている。また、完全貫通孔４３の軸方向視での形状は、円形状とされている。
　図６及び図７に示すように、径方向連通路３０を形成する複数の特定貫通孔４０ａの群である連通貫通孔群３１は、少なくとも２枚の特定磁性体板５１，５２を軸方向Ｌに積層してなる特定磁性体板群５４により形成される。ここで、１枚の磁性体板５０は、必ずしも物理的に１枚の円環板状部材で構成される必要はなく、同一の形状の円環板状部材を同一の位相で軸方向Ｌに複数重ね合わせたもので１枚の磁性体板５０を構成しても良い。
　連通貫通孔群３１を構成する特定貫通孔４０ａには、少なくとも内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とが含まれ、本例では更に完全貫通孔４３も含まれる。そして、連通貫通孔群３１を構成する複数の特定貫通孔４０ａは、特定磁性体板群５４を構成する少なくとも２枚の特定磁性体板５１，５２に分かれて形成されるとともに、当該複数の特定貫通孔４０ａは、軸挿通孔２０（内側開口貫通孔４１）から特定磁気抵抗孔２２ａ（外側開口貫通孔４２）まで径方向Ｒに順に連通することが可能なように、少なくとも一部の特定貫通孔４０ａが互いに径方向位置が異なると共に軸方向視で一部が重複するように配置される。言い換えれば、連通貫通孔群３１における径方向Ｒの連通順序において連続する２つの特定貫通孔４０ａが、軸方向Ｌに隣接する２つの特定磁性体板５１，５２に分かれて配置されるともに下流側（外側開口貫通孔４２側）の特定貫通孔４０ａが上流側（内側開口貫通孔４１側）の特定貫通孔４０ａより径方向外側Ｒ２に位置するように、特定磁性体板群５４における特定磁性体板５１，５２の積層順序が設定されている。
　上記のような構成を備えることで、各特定磁性体板５１，５２に形成する特定貫通孔４０ａの寸法（特に径方向Ｒの寸法）を短く抑えることができ、ロータコア３を構成する各特定磁性体板５１，５２の強度を適切に確保しつつ、径方向連通路３０を形成することが可能となっている。
　本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、特定磁性体板群５４は、４枚の特定磁性体板５１，５２により構成されており、具体的には、第一特定磁性体板５１を同一位相で複数枚（本例では２枚）軸方向Ｌに積層してなる第一ユニットと、第二特定磁性体板５２を同一位相で複数枚（本例では２枚）軸方向Ｌに積層してなる第二ユニットとを、軸方向Ｌに積層して特定磁性体板群５４が形成されている。そのため、本実施形態では、連通貫通孔群３１により形成される径方向連通路３０の経路中には、軸方向Ｌに隣接する２つの特定磁性体板５１，５２に形成された特定貫通孔４０ａ同士が、径方向Ｒの一部の領域でのみ軸方向Ｌに連通するように径方向Ｒにずらして配置された部分に加えて、軸方向Ｌに隣接する２つの特定磁性体板５１，５２に形成された特定貫通孔４０ａ同士が、径方向Ｒの全域で軸方向Ｌに連通するように径方向Ｒの同じ位置に配置された部分が含まれる。なお、前者の部分は、第一特定磁性体板５１と第二特定磁性体板５２との境界部（第一ユニットと第二ユニットとの境界部）に形成され、後者の部分は、第一ユニット内における第一特定磁性体板５１同士の境界部、並びに第二ユニット内における第二特定磁性体板５２同士の境界部に形成される。
　そして、特定磁性体板群５４を挟んだ軸方向Ｌの両側には、図６及び図７に示すように、通常磁性体板５３が配置されている。通常磁性体板５３は、軸方向視で特定貫通孔４０ａと重複する位置において特定貫通孔４０ａを閉塞する閉塞部５３ａを有している。これにより、連通貫通孔群３１により形成される軸挿通孔２０と特定磁気抵抗孔２２ａとを連通する径方向連通路３０は、軸方向Ｌの両側を通常磁性体板５３により閉塞され、冷媒供給部８０（図２参照）から供給された冷媒を、適切に特定磁気抵抗孔２２ａに対して供給することが可能となっている。なお、本実施形態では、通常磁性体板５３は、図５に示すように、軸挿通孔２０と特定磁気抵抗孔２２ａとの径方向Ｒの間の全域に亘って延在する板状部を備え、当該板状部が閉塞部５３ａを構成している。
　本実施形態では、特定磁性体板群５４は、ロータコア３の軸方向中央部に１つのみ備えられ、図１及び図２に示すように、径方向連通路３０は、ロータコア３の軸方向中央部に、複数（本例では８個）の特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれについて１本ずつ形成されている。そして、図１及び図６（ｂ）より明らかなように、ロータコア３を構成する通常磁性体板５３の枚数は、ロータコア３を構成する特定磁性体板５１，５２の枚数（本例では４枚）よりも多くなっている。そして、特定磁性体板５１，５２の枚数に対する通常磁性体板５３の枚数の比を大きくする程、ロータコア３の強度を向上させることができる。例えば、通常磁性体板５３の枚数を、特定磁性体板５１，５２の枚数の２０倍～３０倍程度とすることができる。なお、特定磁性体板５１，５２と通常磁性体板５３とで１枚の軸方向Ｌの厚さが異なる場合には、１枚の厚さが同じとなるように換算した枚数同士を比べるものとする。
３．その他の実施形態
　最後に、本発明に係る回転電機の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
（１）上記の実施形態では、複数の磁極のそれぞれが、３つの永久磁石１１により形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、「３」以外の複数の永久磁石１１により１つの磁極が形成された構成や、１つの永久磁石１１により１つの磁極が形成された構成とすることもできる。
　図８に、２つの永久磁石１１により１つの磁極が形成された構成を例として説明する。なお、図８では図２と同様、１つの磁極を構成する周方向Ｃの領域（区画）を符号「Ｐ」で表している。本例においても、上記実施形態と同様、第一特定磁性体板５１（図９参照）と第二特定磁性体板５２（図１０参照）との２種類の特定磁性体板を用いてロータコア３が形成されている。
　図８に示す例では、上記実施形態とは異なり、特定磁気抵抗孔２２ａは、対応する磁極を構成する複数の永久磁石１１のそれぞれから均等な距離となる位置には設けられておらず、周方向Ｃに隣接する２つの区画Ｐの境界部を跨ぐように形成されている。具体的には、本例では、区画Ｐを周方向Ｃに当該区画Ｐの半ピッチ（区画Ｐが占める周方向範囲の半分）分ずらした区画Ｓに含まれる複数（本例では２つ）の永久磁石１１のそれぞれから均等な距離となる位置に、特定磁気抵抗孔２２ａが設けられている。なお、図８に示す例においても、ロータコア３の全体では、複数の磁極のそれぞれに対応して複数（具体的には磁極数と同数の）の特定磁気抵抗孔２２ａが設けられている。
　また、図８に示す例では、上記実施形態とは異なり、内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とは同じ特定磁性体板である第一特定磁性体板５１（図９参照）に形成されている。さらに、図８に示す例では、上記実施形態と異なり、完全貫通孔４３の軸方向視での形状が、円形ではなく楕円形状、具体的には、長軸方向が周方向Ｃに一致する楕円形状とされている（図１０参照）。なお、各特定貫通孔４０ａの軸方向視での形状は、円形状、楕円形状、及び円弧と直線とをつないだ形状に限らず、直線のみをつないだ形状（例えば、三角形状や四角形状等）とすることも可能である。
（２）上記の実施形態では、径方向連通路３０が、ロータコア３の軸方向中央部に形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、径方向連通路３０が、ロータコア３の軸方向中央部から軸方向Ｌのいずれか一方側にずれた位置に形成された構成とすることもできる。例えば、径方向連通路３０が、ロータコア３の軸方向端部に形成された構成とすることができる。このような構成では、上記実施形態とは異なり、特定磁気抵抗孔２２ａの端面開口部２３が、径方向連通路３０が形成された側とは軸方向Ｌの反対側の端面にのみに設けられた構成とすることができる。
（３）上記の実施形態では、複数の特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれに対応する径方向連通路３０が、軸方向Ｌの互いに同じ位置（具体的にはロータコア３の軸方向中央部）に形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、少なくとも２つの特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれに対応する径方向連通路３０が、軸方向Ｌの互いに異なる位置に形成された構成とすることができる。このような構成では、上記実施形態とは異なり、各特定磁性体板５１，５２には、磁極数より少ない個数の区画Ｐにおいてのみ、径方向連通路３０を形成するための特定貫通孔４０ａが設けられる。
（４）上記の実施形態では、径方向連通路３０が、複数の特定磁気抵抗孔２２ａのそれぞれについて１本ずつ形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、特定磁性体板群５４をロータコア３内において軸方向Ｌにおける複数箇所に備え、１つの特定磁気抵抗孔２２ａに対して軸方向Ｌ位置の異なる複数の径方向連通路３０が形成された構成とすることもできる。このような場合であっても、ロータコア３を構成する通常磁性体板５３の枚数が、ロータコア３を構成する特定磁性体板５１，５２の枚数よりも多いことが好ましい。なお、ロータコア３を構成する通常磁性体板５３の枚数が、ロータコア３を構成する特定磁性体板５１，５２の枚数よりも少ない構成とすることも可能である。
（５）上記の実施形態では、第一特定磁性体板５１と第二特定磁性体板５２との２種類の特定磁性体板により特定磁性体板群５４が形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、３種類以上（例えば３種類）の特定磁性体板により特定磁性体板群５４が形成された構成とすることもできる。特定磁性体板の種類を増やすことで、径方向連通路３０内において冷媒を円滑に流すことが容易となる。
　また、特定貫通孔４０ａの形成位置（径方向Ｒの位置）が互いに異なる複数の区画Ｐが形成された１種類の特定磁性体板のみを用いて、位相を互いにずらして複数の特定磁性体を軸方向Ｌに積層することで、特定磁性体板群５４が形成された構成とすることもできる。この場合、例えば、図３に示す区画Ｐと図４に示す区画Ｐとが周方向Ｃに沿って交互に並べられた構成の特定磁性体板を用い、２枚の当該特定磁性体板が周方向Ｃに４５度分ずらして軸方向Ｌに積層された部分を有するように特定磁性体板群５４が形成された構成とすることができる。
（６）上記の実施形態では、連通貫通孔群３１を構成する特定貫通孔４０ａに、内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とに加えて完全貫通孔４３も含まれる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、内側開口貫通孔４１の径方向外側Ｒ２の端部が、外側開口貫通孔４２の径方向内側Ｒ１の端部よりも径方向外側Ｒ２に位置する構成として、内側開口貫通孔４１と外側開口貫通孔４２とによってのみ連通貫通孔群３１が形成されても良い。
（７）上記の実施形態では、特定貫通孔４０ａのそれぞれが、区画Ｐ内における周方向中央部に形成され、径方向Ｒに延びるように形成される径方向連通路３０の延在方向が、径方向Ｒに平行な方向となる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、特定貫通孔４０ａの少なくとも一部が、区画Ｐ内における周方向中央部とは異なる位置に形成され、径方向連通路３０の延在方向が、径方向Ｒに交差する方向となる構成とすることもできる。
（８）上記の実施形態では、図１に示すように、ロータコア３の軸方向両側の端面にエンドプレートが備えられない構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、ロータコア３の軸方向Ｌの一方又は双方の端面に、軸方向視で磁石挿入孔２１と重複する板状部を有するエンドプレートが設けられた構成とすることもできる。このような構成では、コイルエンド部６への冷媒供給を可能とすべく、エンドプレートが、少なくとも特定磁気抵抗孔２２ａの端面開口部２３に対応する位置に軸方向Ｌに貫通する貫通孔を有する構成とすると好適である。
（９）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、本願の特許請求の範囲に記載されていない構成に関しては、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
　本発明は、円環板状の磁性体板を軸方向に複数積層してなるロータコアと、ロータコアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、ロータコアの内周面に囲まれた軸挿通孔に挿通されるロータ軸と、を有するロータと、ステータとを有する回転電機に好適に利用することができる。
１：回転電機
２：ロータ
３：ロータコア
４：ステータ
５：ステータコア
６：コイルエンド部
１０：ロータ軸
１１：永久磁石
２０：軸挿通孔
２１：磁石挿入孔
２２ａ：特定磁気抵抗孔（磁気抵抗孔）
２３：端面開口部
３０：径方向連通路
３１：連通貫通孔群
４０ａ：特定貫通孔（貫通孔）
４１：内側開口貫通孔
４２：外側開口貫通孔
５０：磁性体板
５１：第一特定磁性体板（特定磁性体板）
５２：第二特定磁性体板（特定磁性体板）
５３：通常磁性体板
５３ａ：閉塞部
５４：特定磁性体板群
Ｌ：軸方向
Ｒ：径方向
Ｒ１：径方向内側
Ｒ２：径方向外側

Claims (7)

  1. 　円環板状の磁性体板を軸方向に複数積層してなるロータコアと、前記ロータコアに形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記ロータコアの内周面に囲まれた軸挿通孔に挿通されるロータ軸と、を有するロータと、ステータとを有する回転電機であって、
    　前記ロータが、前記永久磁石により構成されて軸方向に延びる磁極を周方向に分散して複数備え、
    　前記ロータコアが、複数の前記磁極のそれぞれに対応して軸方向に延びるように形成されて当該ロータコア内を流れる磁束に対して磁気抵抗となる複数の磁気抵抗孔と、複数の前記磁気抵抗孔のそれぞれと前記軸挿通孔とを連通するように径方向に延びる径方向連通路と、を備え、
    　前記ロータコアを構成する複数の前記磁性体板の内の一部である特定磁性体板が、前記軸挿通孔と前記磁気抵抗孔との径方向の間に形成されて軸方向に貫通する貫通孔を備え、
    　前記径方向連通路は、少なくとも２枚の前記特定磁性体板に分かれて互いに径方向位置が異なると共に軸方向視で一部が重複するように形成された複数の前記貫通孔を、前記軸挿通孔から前記磁気抵抗孔まで径方向に順に連通してなる連通貫通孔群により構成されている回転電機。
  2. 　前記ロータコアを構成する複数の前記磁性体板が、前記特定磁性体板と、当該特定磁性体板とは異なる通常磁性体板とを有し、
    　前記通常磁性体板は、軸方向視で前記貫通孔と重複する位置において前記貫通孔を閉塞する閉塞部を有し、
    　少なくとも２枚の前記特定磁性体板を軸方向に積層してなる特定磁性体板群により前記連通貫通孔群が形成されているとともに、前記特定磁性体板群を挟んだ軸方向の両側に前記通常磁性体板が配置され、
    　前記通常磁性体板の枚数が、前記特定磁性体板の枚数より多い請求項１に記載の回転電機。
  3. 　前記径方向連通路は、前記ロータコアの軸方向中央部に、複数の前記磁気抵抗孔のそれぞれについて１本ずつ形成されている請求項１又は２に記載の回転電機。
  4. 　前記貫通孔のそれぞれは、前記軸挿通孔と前記磁気抵抗孔との間の径方向の領域の一部に形成され、
    　前記連通貫通孔群は、径方向内側に開口して前記軸挿通孔に連通する前記貫通孔である内側開口貫通孔と、径方向外側に開口して前記磁気抵抗孔に連通する前記貫通孔である外側開口貫通孔と、を含み、
    　前記内側開口貫通孔と前記外側開口貫通孔とが互いに異なる前記特定磁性体板に形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。
  5. 　前記貫通孔の軸方向視での形状が、円形状、楕円形状、及び円弧と直線とをつないだ形状、のいずれかである請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機。
  6. 　複数の前記磁極のそれぞれは、複数の前記永久磁石により構成され、
    　前記磁気抵抗孔は、対応する前記磁極を構成する複数の前記永久磁石のそれぞれから均等な距離となる位置に形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機。
  7. 　前記ステータは、前記ロータコアの径方向外側に配置されるステータコアと、当該ステータコアから軸方向の両側に突出するコイルエンド部と、を備え、
    　前記磁気抵抗孔が、前記ロータコアの軸方向両側の端面に開口する端面開口部を有する請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機。
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