WO2022085306A1 - 回転電機 - Google Patents

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WO2022085306A1
WO2022085306A1 PCT/JP2021/031873 JP2021031873W WO2022085306A1 WO 2022085306 A1 WO2022085306 A1 WO 2022085306A1 JP 2021031873 W JP2021031873 W JP 2021031873W WO 2022085306 A1 WO2022085306 A1 WO 2022085306A1
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WO
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flow path
inflow side
permanent magnet
groove
rotor core
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PCT/JP2021/031873
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English (en)
French (fr)
Inventor
英明 後藤
滋久 青柳
隆樹 板谷
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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Priority to JP2022557252A priority patent/JP7411825B2/ja
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a rotary electric machine provided with a permanent magnet.
  • Patent Document 1 provides a through hole in the permanent magnet that penetrates the non-magnetic pole surface of the permanent magnet, and a refrigerant is circulated through the through hole to cool the permanent magnet and suppress demagnetization. The method is disclosed.
  • An object of the present invention is to provide a rotary electric machine capable of suppressing both demagnetization due to high temperature and demagnetization due to shape of a permanent magnet inserted in a magnet insertion hole of a rotor core.
  • the refrigerant flows through at least one of a rotor core having a magnet insertion hole, a magnet inserted in the magnet insertion hole, and a plurality of non-magnetic pole surfaces of the magnet. Equipped with a possible groove.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a permanent magnet according to another embodiment of the present invention. It is a cross-sectional analysis figure which analyzed the part where demagnetization of a permanent magnet which concerns on a comparative example is easy with a computer. It is a perspective view which shows the structure of the flow path of the refrigerant in one of the plurality of magnetic poles of a rotor by 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a rotary electric machine 10 and a cooling system 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the rotary electric machine 10 is a rotary electric machine having a magnet embedded structure (IPM: Interior Permanent Magnet). As shown in FIG. 1, the rotary electric machine 10 includes a stator 1, a rotor 2, a shaft 3, a bearing 4, an end bracket 5, and a housing 6.
  • IPM Interior Permanent Magnet
  • the stator 1 is an armature, and includes a stator core 11 and a coil 12.
  • the stator core 11 is a cylindrical iron core in which electromagnetic steel sheets are laminated, and a plurality of teeth (not shown) are provided on the inner circumference, and a coil 12 is wound around the plurality of teeth.
  • the outer periphery of the stator core 11 is covered with a cylindrical housing 6, and the stator 1 is fixed to the housing 6.
  • the rotor 2 is a field magnet, is inserted into the internal space of the stator 1, and is rotatably attached to the stator 1 via a predetermined gap.
  • the rotor 2 includes a plurality of permanent magnets 21, a rotor core 22, and two end rings 23.
  • FIG. 2 is a perspective view of the permanent magnet 21 according to the first embodiment of the present invention.
  • Each of the plurality of permanent magnets 21 has a shape like a curved flat plate as shown in FIG. 2, and is a so-called segment type magnet having a substantially annular sector cross section in the bending direction, which is a flat plate. It is magnetized in one direction in the thickness direction.
  • the annular fan shape is a part of the annular region (also referred to as annulus) surrounded by two concentric circles, which is sandwiched between two straight lines extending in the radial direction of the two concentric circles. It is a shape. Therefore, each of the plurality of permanent magnets 21 has a curved concave surface 21a, a curved convex surface 21b, two rectangular surfaces 21c, and two annular fan-shaped surfaces 21d.
  • the curved concave surface 21a is a concave surface of the two curved surfaces of the permanent magnet 21.
  • the curved convex surface 21b is a convex surface of the two curved surfaces of the permanent magnet 21.
  • each of the plurality of permanent magnets 21 is magnetized in one direction in the thickness direction of the flat plate. Therefore, the curved concave surface 21a is the magnetic pole surface of either the S pole or the N pole, and the curved convex surface 21b is the magnetic pole surface of the opposite pole of the curved concave surface 21a.
  • the two rectangular surfaces 21c and the two annular fan-shaped surfaces 21d are non-magnetic pole surfaces.
  • Each of the two rectangular surfaces 21c is a rectangular plane located at the end of the permanent magnet 21 in the circumferential direction, and has a first groove 21cc.
  • the first groove 21cc is a groove through which a refrigerant can flow, and the cross-sectional shape of the first groove 21cc is a semicircular shape.
  • Each of the two rectangular surfaces 21c includes a first line of intersection 21ca that intersects the curved concave surface 21a and a second line of intersection 21cc that intersects the curved convex surface 21b.
  • the first groove 21cc is provided between the first line of intersection 21ca and the second line of intersection 21cc, and extends along each of the first line of intersection 21ca and the second line of intersection 21cc.
  • Each of the two annular fan-shaped surfaces 21d is an annular fan-shaped plane located at the axial end of the permanent magnet 21 and includes a second groove 21dc.
  • the second groove 21dc is also a groove through which the refrigerant can flow, and the cross-sectional shape of the second groove 21dc is semicircular as in the cross-sectional shape of the first groove 21cc.
  • Each of the two annular fan-shaped surfaces 21d includes a first line of intersection 21da that intersects the curved concave surface 21a and a second line of intersection 21db that intersects the curved convex surface 21b.
  • the second groove 21dc is provided between the first line of intersection 21da and the second line of intersection 21db, and extends along each of the first line of intersection 21da and the second line of intersection 21db.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotor 2 and the shaft 3 along the AA'line of FIG.
  • Each of the plurality of permanent magnets 21 is embedded in the axial direction of the rotor core 22 and is arranged in the circumferential direction of the rotor core 22 as shown in FIG.
  • Permanent magnets 21 having the same polarity (N pole, S pole) of the curved concave surface 21a are arranged so as to be adjacent to each other on one side in the circumferential direction of the rotor core 22, thereby axially on the outer peripheral surface of the rotor 2.
  • a plurality of magnetic poles 24 extending to the surface are formed.
  • the plurality of magnetic poles 24 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core 22, and the polarities of the two adjacent magnetic poles 24 in the circumferential direction of the rotor core 22 are different.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the rotor core 22 along the AA'line of FIG.
  • the rotor core 22 is a cylindrical iron core in which steel plates are laminated.
  • the rotor core 22 includes a shaft hole 22a, a plurality of first magnet insertion holes 22b, a plurality of second magnet insertion holes 22c, and a plurality of refrigerant flow holes 22d. ..
  • the shaft hole 22a is a through hole provided in the central axis of the rotor core 22. As shown in FIGS. 1 and 3, the shaft 3 is inserted into the shaft hole 22a, and the rotor core 22 is coupled to the shaft 3 by a tight fit such as press fitting or shrink fitting.
  • Each of the plurality of first magnet insertion holes 22b and each of the plurality of second magnet insertion holes 22c are holes that penetrate the rotor core 22 in the axial direction of the rotor core 22 and alternate in the circumferential direction of the rotor core 22. Is located in.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the adjacent first magnet insertion hole 22b and the second magnet insertion hole 22c according to the first embodiment of the present invention as viewed from the axial direction of the rotor core.
  • a permanent magnet 21 having the same polarity as the curved concave surface 21a was inserted into each of the first magnet insertion hole 22b and the second magnet insertion hole 22c, and was applied to at least one of the curved concave surface 21a and the curved convex surface 21b of the permanent magnet 21. It is fixed with a foam adhesive.
  • the first magnet insertion hole 22b has two rectangular surfaces, a first inner side surface 22ba facing the curved concave surface 21a of the permanent magnet 21, a second inner side surface 22bb facing the curved convex surface 21b of the permanent magnet 21, and a permanent magnet 21.
  • a third inner side surface 22bc located on the inner diameter side of the rotor core 22 and a fourth inner side surface 22bd located on the outer diameter side of the rotor core 22 are provided.
  • the second magnet insertion hole 22c has two, a first inner side surface 22ca facing the curved concave surface 21a of the permanent magnet 21, a second inner side surface 22cc facing the curved convex surface 21b of the permanent magnet 21, and a permanent magnet 21.
  • the third inner side surface 22cc located on the inner diameter side of the rotor core 22 and the fourth inner side surface 22cd located on the outer diameter side of the rotor core 22 are provided. ..
  • each of the plurality of first magnet insertion holes 22b and each of the plurality of second magnet insertion holes 22c has a curved concave surface 21a of each of the plurality of permanent magnets 21 outside the rotor core 22.
  • the first inner side surfaces 22ba and 22ca are arranged on the outer diameter side of the rotor core 22 so as to be arranged on the diameter side.
  • the first magnet insertion hole 22b and the second magnet insertion hole 22c are inserted so that the permanent magnets 21 adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor core 22 and having the same polarity are inserted to form the magnetic pole 24.
  • the first inner side surfaces 22ba and 22ca of the first magnet insertion hole 22b and the second magnet insertion hole 22c to be formed intersect each other on the outer diameter side of the rotor core 22.
  • the rotary electric machine 10 can increase the magnetic anisotropy of the plurality of magnetic poles 24 formed on the outer peripheral surface of the rotor 2, and can increase the reluctance torque.
  • each of the plurality of refrigerant flow holes 22d is a hole provided on the inner surface of the shaft hole 22a of the rotor core 22, and is a shaft hole 22a, a first magnet insertion hole 22b, and a second magnet insertion hole. Communicate with 22c.
  • each of the plurality of refrigerant flow holes 22d extends from the inner side surface of the shaft hole 22a of the rotor core 22 in the radial direction of the rotor core 22 to form the magnetic pole 24, and the first magnet insertion hole 22b and the first. 2 Openings 22db and 22dc are formed in the third inner side surfaces 22bc and 22cc of the magnet insertion hole 22c, respectively.
  • the first magnet insertion hole 22b and the second magnet insertion hole 22c communicate with each other through these openings 22db and 22dc and the refrigerant flow hole 22d.
  • the two end rings 23 are two disks covering both ends of the rotor core 22, and are on the side (hereinafter referred to as the inflow side) in which the refrigerant inflow hole 3a described later is provided in the axial direction of the shaft 3.
  • the end ring 23 is referred to as an inflow side end ring 231 and the end ring 23 on the opposite side (hereinafter referred to as an anti-inflow side) is referred to as an anti-inflow side end ring 232.
  • the outer diameter of the inflow side end ring 231 is the outer diameter of each rotor core 22 of the inflow side second circumferential flow path 25d and the inflow side fourth circumferential flow path 27d (see FIGS. 3 and 7), which will be described later.
  • the distance between the end and the center of the rotor core 22 is at least smaller than that of the first groove cc and the rotor core 22 of the inflow side second axial flow path 25b and the inflow side fourth axial flow path 27b, which will be described later. It is equal to the shortest distance in the radial direction of the central rotor core 22.
  • the outer diameter of the anti-inflow side end ring 232 is the outer diameter of the rotor core 22 of each of the anti-inflow side second circumferential flow path 26d and the anti-inflow side fourth circumferential flow path 28d, which will be described later. At least smaller than the distance of the center of the rotor core 22, preferably, the first groove cc of the anti-inflow side second axial flow path 26b and the anti-inflow side fourth axial flow path 28b and the rotor core 22 described later. It is equal to the shortest distance in the radial direction of the central rotor core 22.
  • each of the inflow side end ring 231 and the anti-inflow side end ring 232 is provided with a shaft hole 23a.
  • the shaft hole 23a is a through hole provided at the center of each of the inflow side end ring 231 and the anti-inflow side end ring 232.
  • the inner diameter of the shaft hole 23a is larger than the outer diameter of the shaft 3. The shaft 3 is inserted into the shaft hole 23a as shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the shaft along the AA'line of FIG.
  • the shaft 3 is a rotating shaft, which is rotatably supported by two bearings 4 as shown in FIG. 1 and rotates together with a rotor core 22 to be coupled.
  • the shaft 3 is provided with a refrigerant inflow hole 3a and a plurality of refrigerant flow holes 3b.
  • the refrigerant inflow hole 3a is a hole provided along the central axis at the center of one end surface of the shaft 3 and communicates with each of the plurality of refrigerant flow holes 3b.
  • Each of the plurality of refrigerant flow holes 3b is a hole extending from the inner peripheral surface of the refrigerant inflow hole 3a in the outer diameter direction of the shaft 3 and penetrating the outer peripheral surface of the shaft 3.
  • Each of the plurality of openings 3c formed on the outer peripheral surface of the shaft 3 by each of the plurality of refrigerant flow holes 3b was formed on the inner surface of the shaft hole 22a by each of the plurality of refrigerant flow holes 22d of the rotor core 22. It overlaps with a plurality of openings 22da (see FIG. 4).
  • each of the plurality of refrigerant flow holes 3b of the shaft 3 communicates with each of the plurality of refrigerant flow holes 22d of the rotor core 22.
  • Each of the two bearings 4 is a radial ball bearing as shown in FIG. 1 and is fixed to each of the two end brackets 5.
  • the bearing 4 is not limited to the radial ball bearing, and may be, for example, a radial roller bearing.
  • the two end brackets 5 are disk-shaped parts that are attached to the ends of the housing 6 and close the opening of the housing 6.
  • the housing 6 is a rigid body of a cylinder that covers and fixes the stator 1. On the side surface of the housing 6, one or more (two in FIG. 1) refrigerant discharge holes 6a penetrating the side surface of the housing 6 are provided. As shown in FIG. 1, one or more refrigerant discharge holes 6a are arranged in the lower part of the installed rotary electric machine 10.
  • the rotary electric machine 10 configured in this way becomes an electric motor that outputs torque from the shaft 3 when power is supplied to the stator 1, and power is supplied from the stator 1 when rotational power is input to the shaft 3. It becomes a generator that outputs.
  • the cooling system 100 is a cooling system that cools the permanent magnet 21 and suppresses demagnetization of the permanent magnet 21, and is a cooling system that cools the refrigerant 101, the oil pump 102 that sends the refrigerant 101 toward the rotary electric machine 10, and the refrigerant 101. It is equipped with 103. Oil, particularly automatic oil (ATF), is used as the refrigerant 101.
  • ATF automatic oil
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the flow path of the refrigerant 101 in one of the plurality of magnetic poles 24 of the rotor 2 according to the first embodiment of the present invention.
  • the flow path shown in FIG. 7 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 5.
  • the first permanent magnet 211 is inserted on the inflow side, and the second permanent magnet 212 is inserted on the anti-inflow side.
  • Each of the two first grooves 21cc of the first permanent magnet 211 forms an inflow side first axial flow path 25a between the third inner side surfaces 22bc of the first magnet insertion hole 22b, and the first magnet insertion hole 22b.
  • a second axial flow path 25b on the inflow side is formed between the fourth inner side surfaces 22b of the above.
  • each of the two first grooves 21cc of the second permanent magnet 212 forms a counter-inflow side first axial flow path 26a between the third inner side surfaces 22bc of the first magnet insertion hole 22b, and the first magnet.
  • a second axial flow path 26b on the anti-inflow side is formed between the fourth inner side surface 22b of the insertion hole 22b.
  • each of the two second grooves 21dc of the first permanent magnet 211 has an inflow side first circumferential flow path 25c between the annular fan-shaped surfaces 21d of the second permanent magnet 212 facing the axial direction of the rotor core 22. It is formed, and the inflow side second circumferential flow path 25d is formed between the inflow side end ring 231 and the facing surface with the rotor core 22.
  • each of the two second grooves 21dc of the second permanent magnet 212 is located between the annular fan-shaped surfaces 21d of the first permanent magnet 211 facing the axial direction of the rotor core 22 in the anti-inflow side first circumferential flow path 26c. Is formed, and a second circumferential flow path 26d on the anti-inflow side is formed between the end ring 232 on the anti-inflow side and the facing surface with the rotor core 22.
  • the inflow side first circumferential flow path 25c and the anti-inflow side first circumferential flow path 26c face each other, and the inflow side first circumferential flow path 25c and the anti-inflow side first circumferential flow path flow.
  • the road 26c is one flow path (first circumferential flow path 256).
  • the third permanent magnet 213 is inserted on the inflow side
  • the fourth permanent magnet 214 is inserted on the anti-inflow side.
  • Each of the two first grooves 21cc of the third permanent magnet 213 forms an inflow side third axial flow path 27a between the third inner side surfaces 22cc of the second magnet insertion hole 22c, and the second magnet insertion hole 22c.
  • a fourth axial flow path 27b on the inflow side is formed between the fourth inner side surfaces 22cd of the above.
  • each of the two first grooves 21cc of the fourth permanent magnet 214 forms a counter-inflow side third axial flow path 28a between the third inner side surfaces 22cc of the second magnet insertion hole 22c, and the second magnet.
  • An anti-inflow side fourth axial flow path 28b is formed between the fourth inner side surface 22cd of the insertion hole 22c.
  • each of the two second grooves 21dc of the third permanent magnet 213 has an inflow side third circumferential flow path 27c between the annular fan-shaped surfaces 21d of the fourth permanent magnet 214 facing in the axial direction of the rotor core 22. It is formed, and the inflow side fourth circumferential flow path 27d is formed between the inflow side end ring 231 and the facing surface with the rotor core 22.
  • each of the two second grooves 21dc of the fourth permanent magnet 214 is located between the annular fan-shaped surfaces 21d of the third permanent magnet 213 facing the axial direction of the rotor core 22 and the counterflow side third circumferential flow path 28c. Is formed, and the anti-inflow side fourth circumferential flow path 28d is formed between the anti-inflow side end ring 232 and the facing surface with the rotor core 22.
  • the inflow side third circumferential flow path 27c and the anti-inflow side third circumferential flow path 28c face each other, and the inflow side third circumferential flow path
  • the 27c and the third circumferential flow path 28c on the anti-inflow side form one flow path (third circumferential flow path 278).
  • the refrigerant 101 sent out from the oil pump 102 of the cooling system 100 and cooled by the oil cooler 103 is supplied to the refrigerant inflow hole 3a provided in the shaft 3 of the rotary electric machine 10.
  • the refrigerant 101 supplied to the refrigerant inflow hole 3a is sent from the refrigerant inflow hole 3a to each of the plurality of refrigerant flow holes 3b.
  • the refrigerant 101 sent to each of the refrigerant flow holes 3b flows through each of the refrigerant flow holes 3b, and from each of the plurality of openings 3c formed on the outer peripheral surface of the shaft 3, the shaft hole 22a of the rotor core 22 It is sent to each of the plurality of openings 22da (see FIGS. 4 and 7) formed on the inner surface.
  • the refrigerant 101 sent to each of the plurality of openings 22da circulates through each of the plurality of refrigerant flow holes 22d of the rotor core 22, and the first magnet insertion hole 22b and the second magnet. It is sent to each of the openings 22db and 22dc formed in each of the third inner side surfaces 22bc and 22cc of the insertion hole 22c.
  • the refrigerant 101 sent to the opening 22db is sent to the inflow side first axial flow path 25a, the anti-inflow side first axial flow path 26a, and the first circumferential flow path 256 communicating with the opening 22db.
  • the refrigerant 101 sent to the inflow side first axial flow path 25a is sent to the inflow side second circumferential flow path 25d while cooling the first groove 21cc of the first permanent magnet 211.
  • the refrigerant 101 sent to the inflow side second circumferential flow path 25d cools the second groove 21dc of the first permanent magnet 211 and is discharged from the discharge port 25e toward the coil 12.
  • the refrigerant 101 sent to the anti-inflow side first axial flow path 26a is sent to the anti-inflow side second circumferential flow path 26d while cooling the first groove 21cc of the second permanent magnet 212.
  • the refrigerant 101 sent to the second circumferential flow path 26d on the anti-inflow side cools the second groove 21 dc of the second permanent magnet 212 and is discharged from the discharge port 26e toward the coil 12.
  • the refrigerant 101 sent to the first circumferential flow path 256 cools each of the first groove 21cc of the first permanent magnet 211 and the second permanent magnet 212, and counterflows with the inflow side second axial direction flow path 25b. It is sent to the side second axial flow path 26b.
  • the refrigerant 101 sent to the inflow side second axial flow path 25b cools the first groove 21cc of the first permanent magnet 211 and is discharged from the discharge port 25e toward the coil 12.
  • the refrigerant 101 sent to the second axial flow path 26b on the non-inflow side cools the first groove 21cc of the second permanent magnet 212 and is discharged from the discharge port 26e toward the coil 12.
  • the refrigerant 101 sent to the opening 22dc is sent to the inflow side third axial flow path 27a, the anti-inflow side third axial flow path 28a, and the third circumferential flow path 278 communicating with the opening 22dc.
  • the refrigerant 101 sent to the inflow side third axial flow path 27a is sent to the inflow side fourth circumferential flow path 27d while cooling the first groove 21cc of the third permanent magnet 213.
  • the refrigerant 101 sent to the inflow side fourth circumferential flow path 27d cools the second groove 21dc of the third permanent magnet 213 and is discharged from the discharge port 27e toward the coil 12.
  • the refrigerant 101 sent to the third axial flow path 28a on the anti-inflow side is sent to the fourth circumferential flow path 28d on the anti-inflow side while cooling the first groove 21cc of the fourth permanent magnet 214.
  • the refrigerant 101 sent to the non-inflow side fourth circumferential flow path 28d cools the second groove 21dc of the fourth permanent magnet 214 and is discharged from the discharge port 28e toward the coil 12.
  • the refrigerant 101 sent to the third circumferential flow path 278 cools each of the first groove 21cc of the third permanent magnet 213 and the fourth permanent magnet 214, and counterflows with the inflow side fourth axial flow path 27b. It is sent to the side fourth axial flow path 28b.
  • the refrigerant 101 sent to the inflow side fourth axial flow path 27b cools the first groove 21cc of the third permanent magnet 213 and is discharged from the discharge port 27e toward the coil 12.
  • the refrigerant 101 sent to the non-inflow side fourth axial flow path 28b cools the first groove 21cc of the fourth permanent magnet 214 and is discharged from the discharge port 28e toward the coil 12.
  • the refrigerant 101 discharged from each of the discharge ports 25e to 28e toward the coil 12 is discharged to the outside of the rotary electric machine 10 from one or more refrigerant discharge holes 6a of the housing 6 after cooling the coil 12, and is a cooling system. It circulates 100 and is supplied again to the refrigerant inflow hole 3a provided in the shaft 3 of the rotary electric machine 10.
  • the inflow side first circumferential flow path 25c and the anti-inflow side first circumferential flow path 26c face each other, and the inflow side first circumferential flow path 25c and the anti-inflow side first circumferential flow path flow.
  • the path 26c becomes one flow path (first circumferential flow path 256), and the inflow side third circumferential flow path 27c and the anti-inflow side third circumferential flow path 28c face each other, and the inflow side third circumferential direction.
  • the flow path 27c and the counter-inflow side third circumferential flow path 28c form one flow path (third circumferential flow path 278).
  • one of the annular fan-shaped surfaces 21d of the two permanent magnets 21 adjacent to each other in the axial direction of the rotor core 22 may include the second groove 21dc.
  • the rotary electric machine 10 of the first embodiment described above has a rotor core 22 having magnet insertion holes (first magnet insertion hole 22b and second magnet insertion hole 22c) and a magnet insertion hole (first magnet insertion hole 22b and second magnet insertion hole 22c).
  • the permanent magnet 21 inserted into the two magnet insertion holes 22c) is provided in at least one of the plurality of non-magnetic pole surfaces (two rectangular surfaces 21c and two annular fan-shaped surfaces 21d) of the permanent magnet 21, and the refrigerant 101 flows through. It is provided with possible grooves (first groove 21cc and second groove 21dc). Therefore, the permanent magnet 21 can be cooled by flowing the refrigerant 101 through this groove, and demagnetization due to the high temperature of the permanent magnet 21 can be suppressed.
  • FIG. 9 is a cross-sectional analysis diagram showing the ease of demagnetization by analyzing the easily demagnetized portion of the rotor 200 according to the comparative example by a computer.
  • the ease of demagnetization increases in the order of blue ⁇ yellow ⁇ red.
  • the non-magnetic pole surface 201c is not provided with a groove.
  • the permanent magnet 201 in the rotor 200 according to this comparative example is red in the central portion of the cross section of the non-magnetic pole surface 201c, and is easily demagnetized.
  • the permanent magnet 21 of the rotary electric machine 10 of the present embodiment has a groove through which the refrigerant 101 can flow in at least one of a plurality of non-magnetic pole surfaces (two rectangular surfaces 21c and two annular fan-shaped surfaces 21d) of the permanent magnet 21. (1st groove 21cc and 2nd groove 21dc) are provided. That is, as shown in FIG.
  • a groove (first groove 21cc and second groove 21dc) is provided in the center of the cross section of the non-magnetic pole surface analyzed to be easily demagnetized by the permanent magnet 201 according to the comparative example.
  • Demagnetization due to the shape of the permanent magnet 21 can be suppressed.
  • demagnetization due to heat generation can be suppressed without reducing the volume of the permanent magnet 21 (executive magnet volume) that contributes to the torque that is not demagnetized.
  • leakage flux is likely to occur at the bridge 202 of the rotor core in contact with the non-magnetic pole surface 201c of the permanent magnet 201.
  • the rotor 2 of the present embodiment has a groove (first groove 21cc and second groove 21cc) in at least one of a plurality of non-magnetic pole surfaces (two rectangular surfaces 21c and two annular fan-shaped surfaces 21d) which are ends of the permanent magnet 21.
  • a groove 21 dc) is provided, and a gap is provided between the plurality of non-magnetic pole surfaces and the rotor core 22. The generation of leakage flux can be suppressed by this void.
  • the groove (first groove 21cc) through which the refrigerant 101 can flow is the first magnet insertion hole 22b and the second magnet insertion among the plurality of non-magnetic pole surfaces of the permanent magnet 21. It is provided on at least one of the non-magnetic pole surfaces (two rectangular surfaces 21c) facing the inner side surface (third inner side surface 22bc, 22cc and fourth inner side surface 22bd, cd) of the hole 22c.
  • the flow path formed by the first groove 21cc of the permanent magnet 21 and the third inner side surfaces 22bc and 22cc inflow side first axial flow path 25a and anti-inflow side first axial flow path shown in FIG. 7).
  • the inflow side 4th axial direction flow path 27b and the anti-inflow side 4th axial direction flow path 28b) can efficiently cool the temperature rise due to the harmonics generated on the outer diameter side of the rotor 2, and the temperature of the permanent magnet 21 is increased. It is possible to suppress demagnetization due to.
  • a plurality of permanent magnets 21 are inserted into the magnet insertion holes (first magnet insertion hole 22b and second magnet insertion hole 22c) and arranged in the axial direction of the rotor core 22.
  • the magnet 21 and the flowable groove face each other in two adjacent permanent magnets 21 of the plurality of permanent magnets 21 among the plurality of non-magnetic pole surfaces (two rectangular surfaces 21c and two annular fan-shaped surfaces 21d). It is provided on at least one of the non-magnetic pole surfaces (two annular fan-shaped surfaces 21d).
  • the non-magnetic pole surfaces (two annular fan-shaped surfaces 21d) facing each other in the two adjacent permanent magnets 21 in the plurality of permanent magnets 21 are arranged inside the rotor 2, and heat is more likely to be trapped than the outside of the rotor 2. However, with the above configuration, it can be cooled by the refrigerant 101.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the flow path of the refrigerant 101 in one of the plurality of magnetic poles 24 of the rotor 2 according to the second embodiment of the present invention.
  • the difference between the rotor 2 according to the present embodiment and the first embodiment is that the rotor 2 is inserted into the first rotor core 221 and the second rotor core 222 and the second magnet insertion hole 22c inserted in the first magnet insertion hole 22b.
  • Each of the third rotor core 223 and the fourth rotor core 224 is divided in the axial direction of the rotor core 22. That is, in the first embodiment, two permanent magnets 21 are inserted in each of the first magnet insertion hole 22b and the second magnet insertion hole 22c in the axial direction of the rotor core 22. On the other hand, in the rotor 2 of the present embodiment, four permanent magnets 21 are inserted in each of the first magnet insertion hole 22b and the second magnet insertion hole 22c in the axial direction of the rotor core 22.
  • the flow path of the refrigerant 101 of the present embodiment is, in addition to the flow path of the refrigerant 101 of the first embodiment, the first circumferential flow path 256 and the inflow side second circumference in the axial direction of the rotor core 22.
  • the refrigerant flow hole 22d is provided between the first circumferential flow path 256 and the third circumferential flow path 278.
  • the present invention is not limited to this embodiment, and is not limited to this embodiment, but is between the inflow side fifth circumferential flow path 25f and the inflow side sixth circumferential flow path 27f, and between the anti-inflow side fifth circumferential flow path 26f and the anti-inflow side sixth.
  • a refrigerant flow hole 22d may be provided between the circumferential flow path 28f and the flow path 28f.
  • the present invention is not limited to this embodiment, and a number of permanent magnets 21 different from those in the above embodiment are inserted in each of the first magnet insertion hole 22b and the second magnet insertion hole 22c in the axial direction of the rotor core 22. May be good.
  • the rotor 2 In addition to the flow path of the refrigerant 101 of the first embodiment, the rotor 2 according to the present embodiment has an inflow side fifth circumferential flow path 25f, an anti-inflow side fifth circumferential flow path 26f, and an inflow side sixth circumference. A directional flow path 27f and a non-inflow side sixth circumferential direction flow path 28f are provided. Therefore, the cooling performance of the permanent magnet 21 can be improved as compared with the rotor 2 according to the first embodiment, and the occurrence of demagnetization of the permanent magnet 21 can be suppressed.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG. 1 of the rotor 2 according to the third embodiment of the present invention.
  • the difference between the rotor 2 according to the present embodiment and the first embodiment is that the plurality of permanent magnets 21, the plurality of first magnet insertion holes 22b, and the plurality of second magnet insertion holes 22c are perpendicular to the axis of the rotor core 22. It is a cross-sectional shape in the direction.
  • each of the plurality of permanent magnets 21 is a so-called segment type magnet, and the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the rotor core 22 is a substantially annular sector.
  • each of the plurality of permanent magnets 21 of the present embodiment is a so-called square magnet, and the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the rotor core 22 is substantially rectangular, and corresponds to the curved concave surface 21a of the first embodiment.
  • each of the plurality of first magnet insertion holes 22b and each of the plurality of second magnet insertion holes 22c has a substantially annular fan shape in the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the rotor core 22. It is a through hole of.
  • each of the plurality of first magnet insertion holes 22b and each of the plurality of second magnet insertion holes 22c of the present embodiment are through holes having a rectangular cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the rotor core 22.
  • first inner side surface 22ba and the second inner side surface 22ba of the first magnet insertion hole 22b and the first inner side surface 22ca and the second inner side surface 22cc of the second magnet insertion hole 22c which were curved surfaces in the first embodiment, Is a flat surface in this embodiment.
  • the permanent magnet 21 according to the present embodiment is a flat plate magnet and has the same shape of the magnetic pole surface, all the magnetic poles 24 can be formed by one type of permanent magnet 21 unlike the first embodiment. Therefore, the manufacturing cost can be suppressed as compared with the rotor 2 according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the shape of the end faces of the permanent magnets 21 adjacent to each other in the axial direction of the rotor 2 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the permanent magnet 21 according to the present embodiment is different from the second embodiment in that each of the facing non-magnetic pole surfaces 21dd of the two adjacent permanent magnets 21 among the plurality of permanent magnets 21 is in the axial direction of the rotor core 22.
  • a point is that a protruding surface 21de is provided on the protruding surface 21de, and a second groove 21dc is provided on the protruding surface 21de.
  • each of the opposite non-magnetic pole surfaces 21d of the two adjacent permanent magnets 21 is rectangular from the rectangular surface 21dd and the rectangular surface 21dd. It is provided with a protruding surface 21de protruding in the normal direction of the surface 21dd. A second groove 21 dc is provided on the protruding surface 21 de.
  • the non-magnetic pole surfaces 21d of the first permanent magnet 211 and the second permanent magnet 212 inserted into the magnet insertion holes are the protruding surfaces 21de of the first permanent magnet 211 and the second permanent magnet 212.
  • the rectangular surface 21dd is in contact with the rectangular surface 21dd, and the rectangular surface 21dd of the first permanent magnet 211 and the protruding surface 21de of the second permanent magnet 212 are held in contact with each other.
  • the circumferential flow path 21df is formed by the second groove 21dc provided on each protruding surface 21de.
  • the permanent magnet 21 is an example of the flat plate magnet of the second embodiment, but the segment type magnet of the first embodiment may be used.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a groove provided on the non-magnetic pole surface of the permanent magnet 21 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the differences between the permanent magnet 21 according to the present embodiment and the first embodiment are as follows. That is, in the first embodiment, the surfaces of the grooves (first groove 21cc and second groove 21dc) provided in the non-magnetic pole surfaces (two rectangular surfaces 21c and two annular fan-shaped surfaces 21d) of the permanent magnet 21 become smooth. There is. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, the surface of the groove 21cdc provided in the non-magnetic pole surface 21cd of the permanent magnet 21 is provided with irregularities.
  • the groove on the non-magnetic pole surface of the permanent magnet 21 of the present embodiment has an uneven surface, and the surface area of the groove is smoother than that of the permanent magnet 21 of the first embodiment, and the cooling performance can be improved. ..
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a groove provided on the non-magnetic pole surface of the permanent magnet 21 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the differences between the permanent magnet 21 according to the present embodiment and the first embodiment are as follows. That is, in the first embodiment, the cross section of the grooves (first groove 21cc and second groove 21dc) provided in the non-magnetic pole surfaces (two rectangular surfaces 21c and two annular fan-shaped surfaces 21d) of the permanent magnet 21 is semicircular. It has become. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, the cross section of the groove 21cdc provided in the non-magnetic pole surface 21cd of the permanent magnet 21 is rectangular.
  • the groove on the non-magnetic pole surface of the permanent magnet 21 of the present embodiment has a rectangular cross section, it can be formed by, for example, cutting, and the manufacturing cost can be suppressed.
  • FIG. 15 is a schematic view showing a magnetic pole 24 according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the points that the magnetic pole 24 according to this embodiment is different from that of the first embodiment are as follows. That is, in the first embodiment, the magnetic pole 24 is formed by two permanent magnets 21 adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor 2. On the other hand, in the first embodiment, the magnetic pole 24 is formed by a plurality of (three in FIG. 15) permanent magnets 21 adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor 2.
  • the permanent magnets 21 are a plurality of (three in FIG. 15) permanent magnets 21 forming one magnetic pole 24, and each of the plurality of permanent magnets 21 is an individual magnet. Inserted into the insertion holes 22b, 22c, 22e, the grooves (first groove 21cc, second groove 21dc) of the permanent magnet 21 are non-magnetic pole surfaces (rectangular) facing each other in two adjacent permanent magnets 21 of the plurality of permanent magnets 21. It is provided on at least one (both in this embodiment) of the surface 21c and the annular fan-shaped surface 21d).
  • Each of the plurality of permanent magnets 21 forming the magnetic pole 24 of the present embodiment is provided with a groove on at least one of the non-magnetic pole surfaces facing each other in the two adjacent permanent magnets 21. Therefore, the magnetic pole 24 is formed by arranging three or more permanent magnets 21 in the circumferential direction of the rotor 2, and even the permanent magnet 21e sandwiched between the permanent magnets 21 in the circumferential direction of the rotor 2 has a groove on the non-magnetic pole surface. ..
  • the arrangement of the permanent magnets 21 on the magnetic pole 24 is different from that of the first embodiment and the second embodiment, and even when the permanent magnets 21e are provided with the permanent magnets 21 sandwiching both sides of the rotor 2 in the circumferential direction. Since the permanent magnet 21e is provided with a groove through which the refrigerant 101 can flow on the non-magnetic pole surface, it is possible to suppress heat generation and demagnetization due to the shape without reducing the effective magnet volume.
  • FIG. 16 is a front surface in which the end ring according to the eighth embodiment of the present invention is attached to the end surface of the rotor core
  • FIG. 17 shows a schematic configuration of the rotary electric machine 10 according to the eighth embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows.
  • the outer diameter of the end ring 23 (inflow side end ring 231 and anti-inflow side end ring 232) of the first embodiment is the flow path on the outer diameter side of the rotor 2 (inflow side second circumferential flow path 25d).
  • the outer diameter of the end ring 23 of the present embodiment is at least larger than the distance between the outer end in the radial direction of the rotor core 22 and the center of the rotor core 22 in the flow path on the outer diameter side of the rotor 2.
  • the end ring 23 is provided with a plurality of refrigerant discharge holes 23b.
  • Each of the plurality of refrigerant discharge holes 23b has a plurality of first magnet insertion holes 22b of the rotor core 22 and a plurality of them when each of the two end rings 23 is attached and fixed to each of the end faces of the rotor core 22. It communicates with the second groove 21dc of the permanent magnet 21 inserted into each of the second magnet insertion holes 22c. Therefore, the inner diameter value and the center position of each of the plurality of refrigerant discharge holes 23b are determined based on the positions and widths of the first groove 21cc and the second groove 21dc.
  • each of the two end rings 23 is attached and fixed to each of the end faces of the rotor core 22, it is inserted into each of the plurality of first magnet insertion holes 22b and the plurality of second magnet insertion holes 22c of the rotor core 22. It is preferable to position the center of each of the plurality of refrigerant discharge holes 23b at the center of the center line of the second groove 21dc of the inserted permanent magnet 21.
  • the refrigerant 101 that has passed through each flow path of the rotor 2 is discharged from the discharge ports 25e to 28e toward the coil 12.
  • the refrigerant 101 that has passed through each flow path of the rotor 2 is discharged from each of the plurality of refrigerant discharge holes 23b toward the coil 12.
  • the end ring 23 of the present embodiment has a plurality of rotor cores 22 when each of the plurality of refrigerant discharge holes 23b attaches and fixes each of the two end rings 23 to each of the end faces of the rotor core 22. It communicates with the second groove 21dc of the permanent magnet 21 inserted into each of the first magnet insertion hole 22b and the plurality of second magnet insertion holes 22c. As a result, the refrigerant 101 that has passed through each flow path of the rotor 2 is discharged from each of the plurality of refrigerant discharge holes 23b.
  • the present embodiment can discharge the refrigerant 101 at a position separated from the end face of the rotor core 22 by the thickness of the end ring 23, and is between the rotor 2 and the stator 1. It is possible to prevent the refrigerant 101 from entering the voids.
  • each of the two end rings 23 is attached and fixed to each of the end faces of the rotor core 22 and the end ring 23 is viewed from the axial direction of the rotor 2, it rotates with each of the plurality of refrigerant discharge holes 23b.
  • a plurality of flow paths extending in the axial direction on the outer diameter side of the child 2 (rotor 2 inflow side second axial flow path 25b, anti-inflow side second axial flow path 26b, and inflow side fourth axial flow path 27b).
  • each of the anti-inflow side fourth axial flow path 28b) are preferably not overlapped with each other.
  • each of the plurality of flow paths extending in the axial direction on the outer diameter side of the rotor 2 is oriented in the axial direction of the rotor 2. It is preferable that the ejected refrigerant 101 abuts on the facing surface of each of the two end rings 23 with the rotor core 22. As a result, the cooling material 101 flowing through each of the plurality of flow paths extending in the axial direction on the outer diameter side of the rotor 2 and ejecting in the axial direction of the rotor 2 is directly transmitted from each of the plurality of refrigerant discharge holes 23b to the rotor 2. It is suppressed that the coil 12 is discharged to the outside of the rotary electric machine 10 without being cooled, and the coil 12 can be efficiently cooled (see FIG. 17).
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
  • the flow path of the refrigerant 101 may include a flow path formed by a groove (at least one of the first groove 21cc and the second groove 21dc) provided on the non-magnetic pole surface of the permanent magnet 21, and the like.
  • the flow path of the above is not limited to the above-described embodiment.
  • the embodiment of the present invention may have the following aspects.
  • the example in which the magnetic pole 24 of the rotor 2 has 8 poles is shown, but other poles may be used.

Landscapes

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Abstract

磁石挿入孔（２２ｂ）（２２ｃ）を有する回転子鉄心（２２）と、磁石挿入孔（２２ｂ）（２２ｃ）に挿入された永久磁石（２１）と、永久磁石（２１）の複数の非磁極面（２１ｃ）（２１ｄ）の少なくとも１つに設けられ、冷媒（１０１）が流通可能な溝（２１ｃｃ）（２１ｄｃ）とを備える。

Description

回転電機
　本発明は、永久磁石を備える回転電機に関する。
　永久磁石を備える回転電機では、外部から印加される磁界や温度変化により永久磁石が減磁することが知られている。特に近年開発されている小型で出力の大きい高出力密度化された回転電機では、高出力密度化に伴う磁石損失により永久磁石が高温化し、それによる減磁が問題となっている。
　このことを解決するため、特許文献１には、永久磁石の非磁極面を貫通する貫通孔を永久磁石に設け、その貫通孔に冷媒を流通させて永久磁石を冷却させ、減磁を抑制する方法が開示されている。
特開２０１９－５８０４８
　しかし、貫通孔を設けた永久磁石についてコンピュータで解析したところ、貫通孔の内側面と磁極面とに挟まれた部分で減磁する可能性が高いことが分かった。つまり、永久磁石に貫通孔を設けると、高温化による減磁を抑制できるものの、形状による減磁が生じ得ることが分かった。
　本発明の目的は、回転子鉄心の磁石挿入孔に挿入された永久磁石の高温化による減磁と形状による減磁の両方を抑制できる回転電機を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔に挿入された磁石と、前記磁石の複数の非磁極面の少なくとも１つに、冷媒が流通可能な溝とを備える。
　本発明によれば、回転電機に備わる永久磁石の高温化による減磁と形状による減磁を抑制できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の第１の実施形態による回転電機の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態による永久磁石の斜視図である。 図１のＡ－Ａ‘線による回転子とシャフトの断面図である。 図１のＡ－Ａ‘線による回転子鉄心の断面図である。 本発明の第１の実施形態の隣合う第１磁石挿入孔と第２磁石挿入孔の１つを回転子鉄心の軸方向から見た拡大図である。 図１のＡ－Ａ‘線によるシャフトの断面図である。 本発明の第１の実施形態による回転子の複数の磁極の１つにおける冷媒の流路の構成を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態による永久磁石の部分断面図である。 比較例に係る永久磁石の減磁しやすい箇所をコンピュータにより解析した断面解析図である。 本発明の第２の実施形態による回転子の複数の磁極の１つにおける冷媒の流路の構成を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る回転子における図１のＡ－Ａ‘線による断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る回転子の軸方向に隣合う永久磁石の端面の形状を示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る永久磁石の非磁極面に備わる溝の断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る永久磁石の非磁極面に備わる溝の断面図である。 本発明の第７実施形態に係る磁極を示す概略図である。 本発明の第８の実施形態に係る、回転子鉄心の端面に取り付けられたエンドリングの正面面である。 本発明の第８の実施形態による回転電機の概略構成を示す断面図である。
　以下、図面を用いて、本発明の第１～第８の実施形態による回転電機の構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態による回転電機１０と冷却システム１００の概略構成を示す断面図である。
　本発明の第１の実施形態による回転電機１０は、磁石埋込構造（ＩＰＭ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）を有する回転電機である。図１に示すように、回転電機１０は、固定子１と、回転子２と、シャフト３と、軸受４と、エンドブラケット５と、ハウジング６とを備える。
　固定子１は電機子で、固定子鉄心１１と、コイル１２とを備える。固定子鉄心１１は電磁鋼板を積層した円筒状の鉄心で、内周には複数のティース（図示せず）が設けられ、この複数のティースにコイル１２が巻回されている。固定子鉄心１１の外周は、円筒状のハウジング６に覆われ、固定子１はハウジング６に固定されている。
　回転子２は界磁で、固定子１の内部空間内に挿入され、固定子１に対して所定の空隙を介して回転自在に取り付けられる。回転子２は複数の永久磁石２１と回転子鉄心２２と２枚のエンドリング２３とを備える。
　図２は、本発明の第１の実施形態による永久磁石２１の斜視図である。複数の永久磁石２１の各々は、図２に示すように平板を湾曲させたような形状を有し、湾曲方向の断面が略環状扇形（ａｎｎｕｌａｒ　ｓｅｃｔｏｒ）となった所謂セグメント型磁石で、平板の厚み方向における一方向に着磁されている。なお、環状扇形とは、二つの同心円で囲まれる円環状の領域（アニュラスともいう）のうち、当該二つの同心円の径方向に延びる二つの直線で挟まれた当該円環状の領域の一部の形状のことである。したがって、複数の永久磁石２１の各々は、湾曲凹面２１ａと湾曲凸面２１ｂと、２つの矩形面２１ｃと、２つの環状扇形面２１ｄを有している。
　湾曲凹面２１ａは、永久磁石２１の湾曲した２つの面のうちの凹面である。また、湾曲凸面２１ｂは、永久磁石２１の湾曲した２つの面のうちの凸面である。上記の通り、複数の永久磁石２１の各々は、平板の厚み方向における一方向に着磁されている。そのため、湾曲凹面２１ａはＳ極またはＮ極のいずれか一方の磁極面となっており、湾曲凸面２１ｂは、湾曲凹面２１ａの反対極の磁極面となっている。一方、２つの矩形面２１ｃと２つの環状扇形面２１ｄは、非磁極面となっている。
　２つの矩形面２１ｃの各々は、永久磁石２１の周方向における端部に位置する長方形の平面で、第１溝２１ｃｃを備えている。第１溝２１ｃｃは冷媒が流通可能な溝であり、第１溝２１ｃｃの断面形状は半円状となっている。２つの矩形面２１ｃの各々は、湾曲凹面２１ａと交わる第１交線２１ｃａと、湾曲凸面２１ｂと交わる第２交線２１ｃｂを備える。第１溝２１ｃｃは、第１交線２１ｃａと第２交線２１ｃｂとの間に設けられ、第１交線２１ｃａと第２交線２１ｃｂの各々に沿って伸びている。
　２つの環状扇形面２１ｄの各々は、永久磁石２１の軸方向における端部に位置する環状扇形の平面で、第２溝２１ｄｃを備えている。第２溝２１ｄｃも冷媒が流通可能な溝であり、第１溝２１ｃｃの断面形状と同様に第２溝２１ｄｃの断面形状は半円状となっている。２つの環状扇形面２１ｄの各々は、湾曲凹面２１ａと交わる第１交線２１ｄａと、湾曲凸面２１ｂと交わる第２交線２１ｄｂを備える。第２溝２１ｄｃは、第１交線２１ｄａと第２交線２１ｄｂとの間に設けられ、第１交線２１ｄａと第２交線２１ｄｂの各々に沿って伸びている。
　図３は図１のＡ－Ａ’線による回転子２とシャフト３の断面図である。複数の永久磁石２１の各々は、回転子鉄心２２の軸方向に埋め込まれ、図３に示すよう回転子鉄心２２の周方向に配列されている。そして、湾曲凹面２１ａの極性（Ｎ極、Ｓ極）が同じ永久磁石２１が回転子鉄心２２の周方向の一方で隣合うように配置されており、これにより回転子２の外周面に軸方向に伸びる複数の磁極２４を形成している。この複数の磁極２４は回転子鉄心２２の周方向に等間隔に設けられており、回転子鉄心２２の周方向において隣合う２つの磁極２４の各々は極性が異なっている。
　図４は図１のＡ－Ａ‘線による回転子鉄心２２の断面図である。回転子鉄心２２は、鋼板を積層した円筒状の鉄心である。図４に示すように、回転子鉄心２２には、シャフト孔２２ａと、複数の第１磁石挿入孔２２ｂと、複数の第２磁石挿入孔２２ｃと、複数の冷媒流通穴２２ｄとを備えている。
　シャフト孔２２ａは、回転子鉄心２２の中心軸に設けられた貫通孔である。シャフト孔２２ａには図１と図３に示すようにシャフト３が挿入され、圧入や焼嵌め等のしまりばめにより回転子鉄心２２はシャフト３と結合されている。
　複数の第１磁石挿入孔２２ｂの各々と複数の第２磁石挿入孔２２ｃの各々は、回転子鉄心２２の軸方向に回転子鉄心２２を貫通する孔で、回転子鉄心２２の周方向に交互に配置されている。
　図５は、本発明の第１実施形態の隣合う第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃを回転子鉄心の軸方向から見た拡大図である。第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃの各々には、湾曲凹面２１ａの極性が同じ永久磁石２１が挿入され、永久磁石２１の湾曲凹面２１ａと湾曲凸面２１ｂの少なくとも一方に塗布された発砲接着剤により固定されている。
　第１磁石挿入孔２２ｂは、永久磁石２１の湾曲凹面２１ａに対向する第１内側面２２ｂａと、永久磁石２１の湾曲凸面２１ｂに対向する第２内側面２２ｂｂと、永久磁石２１の２つの矩形面２１ｃの対向する２つの内周面のうち、回転子鉄心２２の内径側に位置する第３内側面２２ｂｃと、回転子鉄心２２の外径側に位置する第４内側面２２ｂｄとを備える。
　また、第２磁石挿入孔２２ｃは、永久磁石２１の湾曲凹面２１ａに対向する第１内側面２２ｃａと、永久磁石２１の湾曲凸面２１ｂに対向する第２内側面２２ｃｂと、永久磁石２１の２つの矩形面２１ｃの対向する２つの内周面のうち、回転子鉄心２２の内径側に位置する第３内側面２２ｃｃと、回転子鉄心２２の外径側に位置する第４内側面２２ｃｄとを備える。
　図４、５からわかるように、複数の第１磁石挿入孔２２ｂの各々と複数の第２磁石挿入孔２２ｃの各々は、複数の永久磁石２１の各々の湾曲凹面２１ａが回転子鉄心２２の外径側に配置されるように、第１内側面２２ｂａ，２２ｃａが回転子鉄心２２の外径側に配置されている。
　また、回転子鉄心２２の周方向に隣合い湾曲凹面２１ａの極性が同じ永久磁石２１が挿入され磁極２４を形成する第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃ（以下、「磁極２４を形成する第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃ」という。）の第１内側面２２ｂａ、２２ｃａは、各々の法線が回転子鉄心２２の外径側で交わる。このことにより、回転電機１０は、回転子２の外周面に形成される複数の磁極２４の磁気異方性を高めることができ、リラクタンストルクを大きくすることができる。
　複数の冷媒流通穴２２ｄの各々は、図４に示すように回転子鉄心２２のシャフト孔２２ａの内側面に設けられた穴で、シャフト孔２２ａと第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃとを連通させる。具体的には、複数の冷媒流通穴２２ｄの各々は、回転子鉄心２２のシャフト孔２２ａの内側面から回転子鉄心２２の径方向に伸び、磁極２４を形成する第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃの第３内側面２２ｂｃ，２２ｃｃの各々に開口２２ｄｂ、２２ｄｃを形成する。これらの開口２２ｄｂ、２２ｄｃと冷媒流通穴２２ｄを介して、第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃとは連通する。
　２枚のエンドリング２３は、回転子鉄心２２の両端を覆う２枚の円板で、シャフト３の軸方向において後述する冷媒流入穴３ａが設けられている側（以下、流入側という。）のエンドリング２３を流入側エンドリング２３１とし、反対側（以下、反流入側という。）のエンドリング２３を反流入側エンドリング２３２とする。
　流入側エンドリング２３１の外径は、後述する流入側第２周方向流路２５ｄと流入側第４周方向流路２７ｄ（図３，７参照）の各々の回転子鉄心２２の径方向における外端と回転子鉄心２２の中心の距離よりも少なくとも小さく、好適には後述する流入側第２軸方向流路２５ｂと流入側第４軸方向流路２７ｂの第１溝ｃｃと回転子鉄心２２の中心の回転子鉄心２２の径方向における最短距離と等しい。これにより、流入側エンドリング２３１を回転子鉄心の両端面の各々に取り付けたときに、流入側第２周方向流路２５ｄと流入側第４周方向流路２７ｄの各々における回転子鉄心２２の外径方向の端部は、流入側エンドリング２３１によって覆われずに露出し、吐出口２５ｅ、２７ｅを形成する（図１参照）。
　また、反流入側エンドリング２３２の外径は、後述する反流入側第２周方向流路２６ｄと反流入側第４周方向流路２８ｄの各々の回転子鉄心２２の径方向における外端と回転子鉄心２２の中心の距離よりも少なくとも小さく、好適には後述する反流入側第２軸方向流路２６ｂと反流入側第４軸方向流路２８ｂの第１溝ｃｃと回転子鉄心２２の中心の回転子鉄心２２の径方向における最短距離と等しい。これにより、反流入側エンドリング２３２を回転子鉄心の両端面の各々に取り付けたときに反流入側第２周方向流路２６ｄと反流入側第４周方向流路２８ｄの各々における回転子鉄心２２の外径方向の端部は、反流入側エンドリング２３２によって覆われずに露出し、吐出口２６ｅ、２８ｅを形成する（図１参照）。
　また、図１に示すように、流入側エンドリング２３１と反流入側エンドリング２３２の各々には、シャフト孔２３ａが設けられている。シャフト孔２３ａは、流入側エンドリング２３１と反流入側エンドリング２３２の各々の中心に設けられた貫通孔である。シャフト孔２３ａの内径は、シャフト３の外径より大きい。シャフト孔２３ａには図１に示すようにシャフト３が挿入される。
　図６は図１のＡ－Ａ‘線によるシャフトの断面図である。シャフト３は回転軸で、図１に示すように２つの軸受４により回転可能に支持され、結合する回転子鉄心２２とともに回転する。シャフト３には、図６に示すように冷媒流入穴３ａと複数の冷媒流通孔３ｂが設けられている。
　冷媒流入穴３ａは、シャフト３の一方の端面の中心に中心軸に沿って設けられた穴で、複数の冷媒流通孔３ｂの各々と連通する。
　複数の冷媒流通孔３ｂの各々は、冷媒流入穴３ａの内周面からシャフト３の外径方向に伸び、シャフト３の外周面を貫通する孔である。複数の冷媒流通孔３ｂの各々によってシャフト３の外周面に形成された複数の開口３ｃの各々は、回転子鉄心２２の複数の冷媒流通穴２２ｄの各々によりシャフト孔２２ａの内側面に形成された複数の開口２２ｄａ（図４参照）と重なる。このことにより、図３に示すように、シャフト３の複数の冷媒流通孔３ｂの各々は、回転子鉄心２２の複数の冷媒流通穴２２ｄの各々と連通する。
　２つの軸受４の各々は、図１に示すようにラジアル玉軸受で、２枚のエンドブラケット５の各々に固定されている。なお、軸受４はラジアル玉軸受に限定されず、例えば、ラジアルころ軸受でもよい。２枚のエンドブラケット５は円盤状の部品で、ハウジング６の端部に取り付けられ、ハウジング６の開口を塞いでいる。
　ハウジング６は固定子１を覆って固定する円筒の剛体である。ハウジング６の側面には、ハウジング６の側面を貫通する１つ以上（図１では２つ）の冷媒排出孔６ａが設けられている。図１に示すように、１つ以上の冷媒排出孔６ａは、設置された回転電機１０の下部に配置される。
　このように構成された回転電機１０は、固定子１に電力を供給した場合には、シャフト３からトルクを出力する電動機となり、シャフト３に回転動力を入力した場合には、固定子１から電力を出力する発電機となる。
　冷却システム１００は、永久磁石２１を冷却し永久磁石２１の減磁を抑制する冷却システムで、冷媒１０１と、冷媒１０１を回転電機１０に向かって送り出すオイルポンプ１０２と、冷媒１０１を冷却するオイルクーラー１０３とを備えている。冷媒１０１にはオイル、特にオートマチックオイル（ＡＴＦ）が用いられる。
　図７は、本発明の第１の実施形態による回転子２の複数の磁極２４の１つにおける冷媒１０１の流路の構成を示す斜視図である。以下、図７に示される流路を図２と図５を参考にしつつ詳細に説明する。
　第１磁石挿入孔２２ｂには、流入側に第１永久磁石２１１が挿入され、反流入側に第２永久磁石２１２が挿入されている。第１永久磁石２１１の２つの第１溝２１ｃｃの各々は、第１磁石挿入孔２２ｂの第３内側面２２ｂｃの間において流入側第１軸方向流路２５ａを形成し、第１磁石挿入孔２２ｂの第４内側面２２ｂｄの間において流入側第２軸方向流路２５ｂを形成する。
　一方、第２永久磁石２１２の２つの第１溝２１ｃｃの各々は、第１磁石挿入孔２２ｂの第３内側面２２ｂｃの間において反流入側第１軸方向流路２６ａを形成し、第１磁石挿入孔２２ｂの第４内側面２２ｂｄの間において反流入側第２軸方向流路２６ｂを形成する。
　また、第１永久磁石２１１の２つの第２溝２１ｄｃ各々は、回転子鉄心２２の軸方向に対向する第２永久磁石２１２の環状扇形面２１ｄの間に流入側第１周方向流路２５ｃを形成し、流入側エンドリング２３１の回転子鉄心２２との対向面との間に流入側第２周方向流路２５ｄを形成する。
　一方、第２永久磁石２１２の２つの第２溝２１ｄｃ各々は、回転子鉄心２２の軸方向に対向する第１永久磁石２１１の環状扇形面２１ｄの間に反流入側第１周方向流路２６ｃを形成し、反流入側エンドリング２３２の回転子鉄心２２との対向面との間に反流入側第２周方向流路２６ｄを形成する。
　なお、本実施形態では、流入側第１周方向流路２５ｃと反流入側第１周方向流路２６ｃとは対向し、流入側第１周方向流路２５ｃと反流入側第１周方向流路２６ｃとが１つの流路（第１周方向流路２５６）となっている。
　また、第２磁石挿入孔２２ｃには、流入側に第３永久磁石２１３が挿入され、反流入側に第４永久磁石２１４が挿入されている。第３永久磁石２１３の２つの第１溝２１ｃｃの各々は、第２磁石挿入孔２２ｃの第３内側面２２ｃｃの間において流入側第３軸方向流路２７ａを形成し、第２磁石挿入孔２２ｃの第４内側面２２ｃｄの間において流入側第４軸方向流路２７ｂを形成する。
　一方、第４永久磁石２１４の２つの第１溝２１ｃｃの各々は、第２磁石挿入孔２２ｃの第３内側面２２ｃｃの間において反流入側第３軸方向流路２８ａを形成し、第２磁石挿入孔２２ｃの第４内側面２２ｃｄの間において反流入側第４軸方向流路２８ｂを形成する。
　また、第３永久磁石２１３の２つの第２溝２１ｄｃ各々は、回転子鉄心２２の軸方向に対向する第４永久磁石２１４の環状扇形面２１ｄの間に流入側第３周方向流路２７ｃを形成し、流入側エンドリング２３１の回転子鉄心２２との対向面との間に流入側第４周方向流路２７ｄを形成する。
　一方、第４永久磁石２１４の２つの第２溝２１ｄｃ各々は、回転子鉄心２２の軸方向に対向する第３永久磁石２１３の環状扇形面２１ｄの間に反流入側第３周方向流路２８ｃを形成し、反流入側エンドリング２３２の回転子鉄心２２との対向面との間に反流入側第４周方向流路２８ｄを形成する。
　なお、第１磁石挿入孔２２ｂと同様に、本実施形態では、流入側第３周方向流路２７ｃと反流入側第３周方向流路２８ｃとは対向し、流入側第３周方向流路２７ｃと反流入側第３周方向流路２８ｃとが１つの流路（第３周方向流路２７８）となっている。
　次に、冷媒１０１の流れを、図面を用いて説明する。なお、図１と図７では、矢印により冷媒１０１の流れを示している。
　図１に示すように、冷却システム１００のオイルポンプ１０２から送り出されオイルクーラー１０３により冷却された冷媒１０１は、回転電機１０のシャフト３に設けられた冷媒流入穴３ａへと供給される。
　冷媒流入穴３ａへと供給された冷媒１０１は、冷媒流入穴３ａから複数の冷媒流通孔３ｂの各々に送られる。冷媒流通孔３ｂの各々に送られた冷媒１０１は、冷媒流通孔３ｂの各々を流通し、シャフト３の外周面に形成された複数の開口３ｃの各々から、回転子鉄心２２のシャフト孔２２ａの内側面に形成された複数の開口２２ｄａ（図４、７参照）の各々に送られる。
　図４、７に示すように、複数の開口２２ｄａの各々に送られた冷媒１０１は、回転子鉄心２２の複数の冷媒流通穴２２ｄの各々を流通し、第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃの第３内側面２２ｂｃ，２２ｃｃの各々に形成された開口２２ｄｂ、２２ｄｃの各々に送られる。
　開口２２ｄｂに送られた冷媒１０１は、開口２２ｄｂと連通する流入側第１軸方向流路２５ａと反流入側第１軸方向流路２６ａと第１周方向流路２５６とに送られる。
　流入側第１軸方向流路２５ａに送られた冷媒１０１は、第１永久磁石２１１の第１溝２１ｃｃを冷却しつつ、流入側第２周方向流路２５ｄに送られる。流入側第２周方向流路２５ｄに送られた冷媒１０１は、第１永久磁石２１１の第２溝２１ｄｃを冷却し、吐出口２５ｅからコイル１２に向かって吐出される。
　反流入側第１軸方向流路２６ａに送られた冷媒１０１は、第２永久磁石２１２の第１溝２１ｃｃを冷却しつつ、反流入側第２周方向流路２６ｄに送られる。反流入側第２周方向流路２６ｄに送られた冷媒１０１は、第２永久磁石２１２の第２溝２１ｄｃを冷却し、吐出口２６ｅからコイル１２に向かって吐出される。
　第１周方向流路２５６に送られた冷媒１０１は、第１永久磁石２１１と第２永久磁石２１２の第１溝２１ｃｃの各々を冷却しつつ、流入側第２軸方向流路２５ｂと反流入側第２軸方向流路２６ｂとに送られる。流入側第２軸方向流路２５ｂに送られた冷媒１０１は、第１永久磁石２１１の第１溝２１ｃｃを冷却し、吐出口２５ｅからコイル１２に向かって吐出される。反流入側第２軸方向流路２６ｂに送られた冷媒１０１は、第２永久磁石２１２の第１溝２１ｃｃを冷却し、吐出口２６ｅからコイル１２に向かって吐出される。
　開口２２ｄｃに送られた冷媒１０１は、開口２２ｄｃと連通する流入側第３軸方向流路２７ａと反流入側第３軸方向流路２８ａと第３周方向流路２７８とに送られる。
　流入側第３軸方向流路２７ａに送られた冷媒１０１は、第３永久磁石２１３の第１溝２１ｃｃを冷却しつつ、流入側第４周方向流路２７ｄに送られる。流入側第４周方向流路２７ｄに送られた冷媒１０１は、第３永久磁石２１３の第２溝２１ｄｃを冷却し、吐出口２７ｅからコイル１２に向かって吐出される。
　反流入側第３軸方向流路２８ａに送られた冷媒１０１は、第４永久磁石２１４の第１溝２１ｃｃを冷却しつつ、反流入側第４周方向流路２８ｄに送られる。反流入側第４周方向流路２８ｄに送られた冷媒１０１は、第４永久磁石２１４の第２溝２１ｄｃを冷却し、吐出口２８ｅからコイル１２に向かって吐出される。
　第３周方向流路２７８に送られた冷媒１０１は、第３永久磁石２１３と第４永久磁石２１４の第１溝２１ｃｃの各々を冷却しつつ、流入側第４軸方向流路２７ｂと反流入側第４軸方向流路２８ｂとに送られる。流入側第４軸方向流路２７ｂに送られた冷媒１０１は、第３永久磁石２１３の第１溝２１ｃｃを冷却し、吐出口２７ｅからコイル１２に向かって吐出される。反流入側第４軸方向流路２８ｂに送られた冷媒１０１は、第４永久磁石２１４の第１溝２１ｃｃを冷却し、吐出口２８ｅからコイル１２に向かって吐出される。
　吐出口２５ｅ～２８ｅの各々からコイル１２に向かって吐出された冷媒１０１は、コイル１２を冷却した後、ハウジング６の１つ以上の冷媒排出孔６ａから回転電機１０の外に排出され、冷却システム１００を循環し、再び、回転電機１０のシャフト３に設けられた冷媒流入穴３ａへと供給される。
　なお、本実施形態では、流入側第１周方向流路２５ｃと反流入側第１周方向流路２６ｃとは対向し、流入側第１周方向流路２５ｃと反流入側第１周方向流路２６ｃとが１つの流路（第１周方向流路２５６）となり、流入側第３周方向流路２７ｃと反流入側第３周方向流路２８ｃとは対向し、流入側第３周方向流路２７ｃと反流入側第３周方向流路２８ｃとが１つの流路（第３周方向流路２７８）となっている。しかし、流入側第１周方向流路２５ｃと反流入側第１周方向流路２６ｃのいずれか一方、若しくは流入側第３周方向流路２７ｃと反流入側第３周方向流路２８ｃのいずれか一方が備えなくともよい。即ち、図８のように、回転子鉄心２２の軸方向に隣合う２つの永久磁石２１の環状扇形面２１ｄのいずれか一方が第２溝２１ｄｃを備えてもよい。
　（効果）
　上記の第１実施形態の回転電機１０は、磁石挿入孔（第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃ）を有する回転子鉄心２２と、磁石挿入孔（第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃ）に挿入された永久磁石２１と、永久磁石２１の複数の非磁極面（２つの矩形面２１ｃと２つの環状扇形面２１ｄ）の少なくとも１つに設けられ、冷媒１０１が流通可能な溝（第１溝２１ｃｃと第２溝２１ｄｃ）を備える。そのため、この溝に冷媒１０１を流すことにより永久磁石２１を冷却でき、永久磁石２１の高温化による減磁を抑制できる。
　図９は、比較例に係る回転子２００の減磁しやすい箇所をコンピュータにより解析し、減磁しやすさを色の分布により示した断面解析図である。なお、青→黄→赤の順に減磁しやすさが増加する。また、比較例に係る回転子２００の永久磁石２０１では非磁極面２０１ｃに溝が設けられていない。
　この比較例に係る回転子２００における永久磁石２０１は、図８によれば、非磁極面２０１ｃの断面の中央部分で赤くなっており減磁しやすくなっている。一方、本実施形態の回転電機１０の永久磁石２１は、永久磁石２１の複数の非磁極面（２つの矩形面２１ｃと２つの環状扇形面２１ｄ）の少なくとも１つに冷媒１０１が流通可能な溝（第１溝２１ｃｃと第２溝２１ｄｃ）が設けられている。すなわち、比較例に係る永久磁石２０１で減磁しやすいと解析された非磁極面の断面の中央に、図２に示すように、溝（第１溝２１ｃｃと第２溝２１ｄｃ）が設けられ、永久磁石２１の形状による減磁を抑制できる。これにより、減磁されていないトルクに寄与する永久磁石２１の体積（実行磁石体積）を減らすことなく、発熱による減磁を抑制することができる。
　また、比較例に係る回転子２００は、永久磁石２０１の非磁極面２０１ｃと接する回転子鉄心のブリッジ２０２で漏れ磁束が生じやすい。本実施形態の回転子２は、永久磁石２１の端部である複数の非磁極面（２つの矩形面２１ｃと２つの環状扇形面２１ｄ）の少なくとも１つに溝（第１溝２１ｃｃと第２溝２１ｄｃ）が設けられ、複数の非磁極面と回転子鉄心２２の間に空隙が設けられている。この空隙により漏れ磁束の発生を抑制できる。
　また、本実施形態の回転電機１０は、冷媒１０１の流通可能な溝（第１溝２１ｃｃ）が、永久磁石２１の複数の非磁極面のうちの、第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃの内側面（第３内側面２２ｂｃ，２２ｃｃと第４内側面２２ｂｄ，ｃｄ）に対向する非磁極面（２つの矩形面２１ｃ）の少なくとも１つに設けられている。このことにより、永久磁石２１の第１溝２１ｃｃと第３内側面２２ｂｃ，２２ｃｃにより形成された流路（図７に示す流入側第１軸方向流路２５ａ、反流入側第１軸方向流路２６ａ、流入側第３軸方向流路２７ａ、反流入側第３軸方向流路２８ａ）は、回転子２の内径側に籠る熱を効率よく冷却でき、永久磁石２１の高温化による減磁を抑制できる。また、永久磁石２１の第１溝２１ｃｃと第４内側面２２ｂｄ，ｃｄにより形成された流路（図７に示す流入側第２軸方向流路２５ｂ、反流入側第２軸方向流路２６ｂ、流入側第４軸方向流路２７ｂ、反流入側第４軸方向流路２８ｂ）は、回転子２の外径側に発生する高調波による温度上昇を効率よく冷却でき、永久磁石２１の高温化による減磁を抑制できる。
　また、本実施形態の回転電機１０は、永久磁石２１が磁石挿入孔（第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃ）に挿入され回転子鉄心２２の軸方向に配列された複数の永久磁石２１であり、流通可能な溝が、複数の非磁極面（２つの矩形面２１ｃと２つの環状扇形面２１ｄ）のうちの、複数の永久磁石２１の隣合う２つの永久磁石２１において対向する非磁極面（２つの環状扇形面２１ｄ）の少なくとも一方に設けられている。複数の永久磁石２１においての隣合う２つの永久磁石２１において対向する非磁極面（２つの環状扇形面２１ｄ）は回転子２の内側に配置され、回転子２の外側に比べて熱が籠りやすいが、上記の構成にすることで冷媒１０１により冷却できる。
　　（第２の実施形態）
　図１０は、本発明の第２実施形態に係る回転子２の複数の磁極２４の１つにおける冷媒１０１の流路の構成を示す斜視図である。
　本実施形態に係る回転子２が第１実施形態と異なる点は、第１磁石挿入孔２２ｂに挿入された第１回転子鉄心２２１と第２回転子鉄心２２２、第２磁石挿入孔２２ｃに挿入された第３回転子鉄心２２３と第４回転子鉄心２２４の各々が回転子鉄心２２の軸方向に分割されている点である。即ち、第１実施形態では第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃの各々に、永久磁石２１が回転子鉄心２２の軸方向に２枚挿入されている。それに対し、本実施形態の回転子２では第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃの各々に、永久磁石２１が回転子鉄心２２の軸方向に４枚挿入されている。
　これにより、本実施形態の冷媒１０１の流路は、第１実施形態の冷媒１０１の流路に加えて、回転子鉄心２２の軸方向において、第１周方向流路２５６と流入側第２周方向流路２５ｄの間に流入側第５周方向流路２５ｆと、第１周方向流路２５６と反流入側第２周方向流路２６ｄの間に反流入側第５周方向流路２６ｆと、第３周方向流路２７８と流入側第４周方向流路２７ｄの間に流入側第６周方向流路２７ｆと、第３周方向流路２７８と反流入側第４周方向流路２８ｄの間に反流入側第６周方向流路２８ｆとを備える。
　なお、本実施形態では、第１周方向流路２５６と第３周方向流路２７８との間に冷媒流通穴２２ｄを備える例を示した。しかし、この実施形態に限定されず、流入側第５周方向流路２５ｆと流入側第６周方向流路２７ｆとの間や、反流入側第５周方向流路２６ｆと反流入側第６周方向流路２８ｆとの間に、冷媒流通穴２２ｄを備えてもよい。
　また、本実施形態では、第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃの各々に、永久磁石２１が回転子鉄心２２の軸方向に４枚挿入されている例を示した。しかし、この実施形態に限定されず、第１磁石挿入孔２２ｂと第２磁石挿入孔２２ｃの各々に、回転子鉄心２２の軸方向に上記実施形態と異なる枚数の永久磁石２１が挿入されていてもよい。
　（効果）
　本実施形態に係る回転子２は、第１実施形態の冷媒１０１の流路に加えて、流入側第５周方向流路２５ｆと反流入側第５周方向流路２６ｆと流入側第６周方向流路２７ｆと反流入側第６周方向流路２８ｆとを備える。そのため、第１実施形態に係る回転子２より永久磁石２１の冷却性能を向上でき、永久磁石２１の減磁の発生を抑制できる。
　　（第３の実施形態）
　図１１は、本発明の第３実施形態に係る回転子２の図１のＡ－Ａ‘線による断面図である。本実施形態に係る回転子２が第１実施形態と異なる点は、複数の永久磁石２１と複数の第１磁石挿入孔２２ｂと複数の第２磁石挿入孔２２ｃの回転子鉄心２２の軸に対する垂直方向の断面形状である。
　即ち、第１実施形態では複数の永久磁石２１の各々は所謂セグメント型磁石で、回転子鉄心２２の軸に対する垂直方向の断面形状が略環状扇形（ａｎｎｕｌａｒ　ｓｅｃｔｏｒ）である。一方、本実施形態の複数の永久磁石２１の各々は、所謂角型磁石で回転子鉄心２２の軸に対する垂直方向の断面形状が略長方形であって、第１実施形態の湾曲凹面２１ａに対応する外径側平面２１ａと、第１実施形態の湾曲凸面２１ｂに対応する内径側平面２１ｂと、第１実施形態の２つの矩形面２１ｃに対応する２つの矩形面２１ｃと、第１実施形態の２つの環状扇形面２１ｄに対応する２つの軸方向平面２１ｄを備える。
　また、第１実施形態では複数の第１磁石挿入孔２２ｂの各々と複数の第２磁石挿入孔２２ｃの各々は、回転子鉄心２２の軸に対する垂直方向の断面形状が略環状扇形（ａｎｎｕｌａｒ　ｓｅｃｔｏｒ）の貫通孔である。一方、本実施形態の複数の第１磁石挿入孔２２ｂの各々と複数の第２磁石挿入孔２２ｃの各々は、回転子鉄心２２の軸に対する垂直方向の断面形状が長方形の貫通孔である。また、は、第１実施形態では曲面だった第１磁石挿入孔２２ｂの第１内側面２２ｂａと第２内側面２２ｂｂ並びに第２磁石挿入孔２２ｃの第１内側面２２ｃａと第２内側面２２ｃｂとが本実施形態では平面になっている。
　（効果）
　本実施形態に係る永久磁石２１は平板磁石で、磁極面の形状が同じため、第１実施形態と異なり一種類の永久磁石２１ですべての磁極２４を形成できる。そのため、第１実施形態に係る回転子２より製造コストを抑制できる。
　　（第４の実施形態）
　図１２は、本発明の第４実施形態に係る回転子２の軸方向に隣合う永久磁石２１の端面の形状を示す斜視図である。本実施形態に係る永久磁石２１が第２実施形態と異なる点は、複数の永久磁石２１のうち隣合う２つの永久磁石２１の対向する非磁極面２１ｄｄの各々が、回転子鉄心２２の軸方向に突出する突出面２１ｄｅを備え、第２溝２１ｄｃが突出面２１ｄｅに設けられている点である。
　詳細には、本実施形態に係る隣合う２つの永久磁石２１（第１永久磁石２１１と第２永久磁石２１２）の対向する非磁極面２１ｄの各々は、矩形面２１ｄｄと、矩形面２１ｄｄから矩形面２１ｄｄの法線方向に突き出た突出面２１ｄｅとを備える。そして、突出面２１ｄｅには第２溝２１ｄｃが設けられている。
　磁石挿入孔に挿入された第１永久磁石２１１と第２永久磁石２１２の各々の非磁極面２１ｄは、図１２に示すように、第１永久磁石２１１の突出面２１ｄｅと第２永久磁石２１２の矩形面２１ｄｄが当接し、第１永久磁石２１１の矩形面２１ｄｄと第２永久磁石２１２の突出面２１ｄｅが当接した状態で保持される。これにより、各々の突出面２１ｄｅに設けられた第２溝２１ｄｃにより周方向流路２１ｄｆが形成される。なお、本実施形態では、永久磁石２１が第２実施形態の平板磁石の例を示したが、第１実施形態のセグメント型磁石でもよい。
　（効果）
　本実施形態では、複数の永久磁石２１のうち隣合う２つの永久磁石２１が、対向する非磁極面２１ｄが組み合い、位置決めの精度を向上させることができる。
　　（第５の実施形態）
　図１３は、本発明の第５実施形態に係る永久磁石２１の非磁極面に備わる溝の断面図である。本実施形態に係る永久磁石２１が第１実施形態と異なる点は以下の通りである。即ち、第１本実施形態では永久磁石２１の非磁極面（２つの矩形面２１ｃと２つの環状扇形面２１ｄ）に備わる溝（第１溝２１ｃｃと第２溝２１ｄｃ）の表面が平滑となっている。一方、本実施形態では、図１３に示すように永久磁石２１の非磁極面２１ｃｄに備わる溝２１ｃｄｃの表面に凸凹を備える。
　（効果）
　本実施形態の永久磁石２１の非磁極面の溝は、表面に凸凹を備え、溝の表面が平滑である第１本実施形態の永久磁石２１より表面積が広く、冷却性能を向上させることができる。
　　（第６の実施形態）
　図１４は、本発明の第６実施形態に係る永久磁石２１の非磁極面に備わる溝の断面図である。本実施形態に係る永久磁石２１が第１実施形態と異なる点は以下の通りである。即ち、第１本実施形態では永久磁石２１の非磁極面（２つの矩形面２１ｃと２つの環状扇形面２１ｄ）に備わる溝（第１溝２１ｃｃと第２溝２１ｄｃ）の断面が半円状となっている。一方、本実施形態では、図１４に示すように永久磁石２１の非磁極面２１ｃｄに備わる溝２１ｃｄｃの断面が矩形となっている。
　（効果）
　本実施形態の永久磁石２１の非磁極面の溝は断面が矩形であるため、例えば、削りだしにより形成でき、製造コストを抑制できる。
　　（第７の実施形態）
　図１５は、本発明の第７実施形態に係る磁極２４を示す概略図である。本実施形態に係る磁極２４が第１実施形態と異なる点は、以下の通りである。即ち、第１実施形態では磁極２４は、回転子２の周方向に隣合う２つの永久磁石２１により形成されている。一方、第１実施形態では磁極２４は、回転子２の周方向に隣合う複数（図１５は３つ）の永久磁石２１により形成されている。
　詳述すると、本実施形態に係る永久磁石２１は、１つの磁極２４を形成する複数（図１５では３つ）の永久磁石２１であり、これらの複数の永久磁石２１の各々は、個別の磁石挿入孔２２ｂ、２２ｃ、２２ｅに挿入され、永久磁石２１の溝（第１溝２１ｃｃ，第２溝２１ｄｃ）は、複数の永久磁石２１の隣合う２つの永久磁石２１において対向する非磁極面（矩形面２１ｃ、環状扇形面２１ｄ）の少なくとも一方（本実施形態では双方）に設けられている。
　（効果）
　本実施形態の磁極２４を形成する複数の永久磁石２１の各々は、隣合う２つの永久磁石２１において対向する非磁極面の少なくとも一方に溝が設けられている。そのため、磁極２４が回転子２の周方向に永久磁石２１を３以上配列することにより形成され、回転子２の周方向に永久磁石２１に挟まれた永久磁石２１ｅでも非磁極面に溝を備える。
　したがって、磁極２４における永久磁石２１の配列が第１実施形態や第２実施形態と異なり、回転子２の周方向の両側を永久磁石２１に挟まれた永久磁石２１ｅが設けられる場合であっても、永久磁石２１ｅは、非磁極面に冷媒１０１の流通可能な溝を備えるため、実効磁石体積を減らすことなく発熱と形状による減磁を抑制することができる。
　　（第８の実施形態）
　図１６は、本発明の第８の実施形態に係るエンドリングを回転子鉄心の端面に取り付けた正面面であり、図１７は、本発明の第８の実施形態による回転電機１０の概略構成を示す断面図である。
　本実施形態に係るエンドリング２３が第１実施形態と異なる点は以下の通りである。即ち、第１実施形態のエンドリング２３（流入側エンドリング２３１と反流入側エンドリング２３２）の外径は、回転子２の外径側の流路（流入側第２周方向流路２５ｄと流入側第４周方向流路２７ｄ又は反流入側第２周方向流路２６ｄと反流入側第４周方向流路２８ｄ）の各々の回転子鉄心２２の径方向における外端と回転子鉄心２２の中心の距離よりも少なくとも小さい。
　一方、本実施形態のエンドリング２３の外径は、回転子２の外径側の流路の回転子鉄心２２の径方向における外端と回転子鉄心２２の中心の距離よりも少なくとも大きい。
　また、本実施形態に係るエンドリング２３には第１実施形態と異なり、複数の冷媒排出孔２３ｂが設けられている。複数の冷媒排出孔２３ｂの各々は、２枚のエンドリング２３の各々を回転子鉄心２２の端面の各々に取り付け固定したときに、回転子鉄心２２の複数の第１磁石挿入孔２２ｂと複数の第２磁石挿入孔２２ｃの各々に挿入された永久磁石２１の第２溝２１ｄｃと連通する。したがって、複数の冷媒排出孔２３ｂの各々の内径値と中心位置は、第１溝２１ｃｃと第２溝２１ｄｃの位置と幅に基づいて決められる。特に、２枚のエンドリング２３の各々を回転子鉄心２２の端面の各々に取り付け固定したときに回転子鉄心２２の複数の第１磁石挿入孔２２ｂと複数の第２磁石挿入孔２２ｃの各々に挿入された永久磁石２１の第２溝２１ｄｃの中心線の中央に、複数の冷媒排出孔２３ｂの各々の中心を位置させることが好適である。
　また、第１実施形態では、回転子２の各流路を通過した冷媒１０１は、吐出口２５ｅ～２８ｅからコイル１２に向かって吐出される。一方、本実施形態では、図１６に示すように、回転子２の各流路を通過した冷媒１０１は、複数の冷媒排出孔２３ｂの各々からコイル１２に向かって吐出される。
　（効果）
　本実施形態のエンドリング２３は、複数の冷媒排出孔２３ｂの各々が、２枚のエンドリング２３の各々を回転子鉄心２２の端面の各々に取り付け固定したときに、回転子鉄心２２の複数の第１磁石挿入孔２２ｂと複数の第２磁石挿入孔２２ｃの各々に挿入された永久磁石２１の第２溝２１ｄｃと連通する。これにより、回転子２の各流路を通過した冷媒１０１は、複数の冷媒排出孔２３ｂの各々から吐出される。そのため、本実施形態は、第１実施形態と異なり、回転子鉄心２２の端面からエンドリング２３の厚さだけ離れた位置で冷媒１０１を排出することができ、回転子２と固定子１の間の空隙に冷媒１０１が入り込むことを抑制できる。
　また、２枚のエンドリング２３の各々を回転子鉄心２２の端面の各々に取り付け固定し回転子２の軸方向からエンドリング２３を見たときに、複数の冷媒排出孔２３ｂの各々と、回転子２の外径側の軸方向に伸びる複数の流路（回転子２の流入側第２軸方向流路２５ｂと反流入側第２軸方向流路２６ｂと流入側第４軸方向流路２７ｂと反流入側第４軸方向流路２８ｂ）（図７参照）の各々とは重ならないことが好ましい。即ち、２枚のエンドリング２３の各々を回転子鉄心２２の端面の各々に取り付け固定した場合、回転子２の外径側の軸方向に伸びる複数流路の各々から回転子２の軸方向に噴出する冷媒１０１は、２枚のエンドリング２３の各々の回転子鉄心２２との対向面に突き当たることが好ましい。これにより、回転子２の外径側の軸方向に伸びる複数の流路の各々を流れ、回転子２の軸方向に噴出する冷媒１０１が、そのまま複数の冷媒排出孔２３ｂの各々から回転子２の軸方向に吐出され、コイル１２を冷却せずに回転電機１０の外に排出されることを抑制され、コイル１２を効率的に冷却することができる（図１７参照）。
　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。具体的には、冷媒１０１の流路は、永久磁石２１の非磁極面に設けられた溝（第１溝２１ｃｃと第２溝２１ｄｃの少なくとも一方）により形成された流路を含めばよく、その他の流路については上記した実施形態に限定されない。
　なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。回転子２の磁極２４が８極の例を示したが他の極数でもよい。
１０…回転電機、２…回転子、２１,２１１～２１４…永久磁石、２１ｃ（矩形面），２１ｄ（環状扇形面），…非磁極面、２１ｃｃ（第１溝），２１ｄｃ（第２溝）…溝、２２…回転子鉄心、２２ｂ（第１磁石挿入孔），２２ｃ（第２磁石挿入孔）…磁石挿入孔、２２ｂｃ,２２ｃｃ（第３内側面），２２ｂｄ,２２ｃｄ（第４内側面）…磁石挿入孔の内側面、２１ｄｅ…突出面

Claims (7)

  1. 　磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、
    　前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、
    　前記永久磁石の複数の非磁極面の少なくとも１つに設けられ、冷媒が流通可能な溝とを備えることを特徴とする回転電機。
  2. 　請求項１に記載の回転電機において、
    　前記溝が、前記複数の非磁極面のうちの、前記磁石挿入孔の内側面に対向する非磁極面の少なくとも１つに設けられていることを特徴とする回転電機。
  3. 　請求項１に記載の回転電機において、
    　前記永久磁石は、前記磁石挿入孔に挿入され前記回転子鉄心の軸方向に配列された複数の永久磁石であり、
    　前記溝が、前記複数の非磁極面のうちの、前記複数の永久磁石の隣合う２つの永久磁石において対向する非磁極面の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする回転電機。
  4. 　請求項３に記載の回転電機において、
    　前記複数の永久磁石のうち隣合う２つの永久磁石の対向する非磁極面の各々は、前記回転子鉄心の軸方向に突出する突出面を備え、
    　前記溝が、前記突出面に設けられていることを特徴とする回転電機。
  5. 　請求項１に記載の回転電機において、
    　前記溝は、表面に凸凹を備えることを特徴とする回転電機。
  6. 　請求項１に記載の回転電機において、
    　前記永久磁石は、１つの磁極を形成する複数の永久磁石であり、
    　前記複数の永久磁石の各々は、個別の前記磁石挿入孔に挿入され、
    　前記溝は、前記複数の永久磁石の隣合う２つの永久磁石において対向する非磁極面の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする回転電機。
  7. 　請求項１に記載の回転電機において、
    　前記溝が、前記複数の非磁極面の全てに設けられていることを特徴とする回転電機。
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