WO2023095716A1 - 回転電機 - Google Patents

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WO2023095716A1
WO2023095716A1 PCT/JP2022/042741 JP2022042741W WO2023095716A1 WO 2023095716 A1 WO2023095716 A1 WO 2023095716A1 JP 2022042741 W JP2022042741 W JP 2022042741W WO 2023095716 A1 WO2023095716 A1 WO 2023095716A1
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flow pipe
refrigerant
end side
cooling hole
cooling
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French (fr)
Inventor
雅浩 萱野
翔梧 田中
Original Assignee
愛知製鋼株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Definitions

  • the present disclosure relates to a rotating electrical machine with a cooling mechanism.
  • a cooling hole is provided in the rotor shaft, and a coolant supply pipe is inserted into the cooling hole.
  • a device such as a rotor is cooled by supplying coolant from a coolant supply pipe.
  • the present disclosure discloses an example of a rotating electric machine capable of improving cooling efficiency compared to conventional ones.
  • One aspect of the present disclosure is a rotating electrical machine that includes a rotor and cooling holes provided in a shaft of the rotor. It is desirable that the rotating electric machine have at least one of the following configuration requirements, for example.
  • a rotating electric machine includes a coolant flow pipe that is inserted into a cooling hole and extends along the cooling hole, the coolant flow pipe through which a cooling coolant flows, and the outer peripheral surface of the coolant flow pipe. and a turbulence inducing portion that disturbs the flow of the coolant flowing through the gap between the outer peripheral surface and the inner wall of the cooling hole.
  • the geared electric motor shown in the present disclosure includes at least components such as the members or parts labeled and described, as well as the structural parts shown.
  • an example of the rotary electric machine according to the present disclosure is applied to an electric motor used in transportation equipment such as an electric vehicle.
  • the electric vehicle according to the present application may include a vehicle that can run only with an electric motor, a vehicle that can run with both an electric motor and an internal combustion engine, and the like.
  • the electric motor 1 includes at least a stator 3, a rotor 5, a housing 7, a coolant flow pipe 13, etc., as shown in FIG. Incidentally, the electric motor 1 is an interior magnet type (IPM) type synchronous reluctance electric motor.
  • IPM interior magnet type
  • the stator 3 is composed of coils that generate a rotating magnetic field.
  • the stator 3 is fixedly supported by the inner peripheral surface of the housing 7 .
  • the rotor 5 has a gap for forming saliency and a permanent magnet or the like embedded in the gap.
  • the housing 7 constitutes a casing that accommodates the stator 3, the rotor 5, and the like.
  • the shaft 9 of the rotor 5 is integrated with the rotor 5 and supports the rotor 5 .
  • the shaft 9 is rotatably supported by the housing 7 via at least two bearings 10,11.
  • the rotor 5 is configured to move relative to the stator 3 by rotating the rotor 5 .
  • the bearing 10 is arranged on the side of the first end (hereinafter referred to as the first end of the shaft 9) in the longitudinal direction of the shaft 9 (the right end in FIG. 1).
  • the bearing 11 is arranged on the side of the second end (hereinafter referred to as the second end of the shaft 9) in the longitudinal direction of the shaft 9 (the left end in FIG. 1).
  • Cooling Mechanism> ⁇ 2.1 Outline of cooling mechanism>
  • the electric motor 1 has a cooling mechanism.
  • the cooling mechanism has a function of cooling the components of the electric motor 1 such as the rotor 5 .
  • the cooling mechanism includes a coolant flow pipe 13, a turbulent flow inducer 15, and the like.
  • the refrigerant circulation pipe 13 is a pipe through which a cooling refrigerant flows.
  • the refrigerant flow pipe 13 extends along the cooling hole 9A while being inserted into the cooling hole 9A.
  • the cooling hole 9A is a hole that extends from the first end of the shaft 9 to the second end along the longitudinal direction of the shaft 9 .
  • the cooling hole 9A extends along the longitudinal direction of the shaft 9, opens at the first end of the shaft 9, and closes at the second end of the shaft 9.
  • a first end of the coolant flow pipe 13 in the extending direction (hereinafter referred to as the first end of the coolant flow pipe 13, the right end in FIG. 1) is positioned outside the cooling hole 9A.
  • a second end in the extending direction of the refrigerant flow pipe 13 (hereinafter referred to as the second end of the refrigerant flow pipe 13, the left end in FIG. 1) is located inside the cooling hole 9A.
  • the longitudinal direction of the shaft 9 and the extending direction of the refrigerant flow pipe 13 are the same.
  • the coolant flow pipe 13 is configured such that the first end side of the coolant flow pipe 13 is supported by the housing 7 and the second end of the coolant flow pipe 13 communicates with the inside of the cooling hole 9A.
  • the refrigerant according to the present embodiment is a liquid in which ethylene glycol or the like is mixed with water.
  • the cooling mechanism has an electric pump (not shown), a radiator (not shown), etc., in addition to the refrigerant flow pipe 13 and the like.
  • the electric pump circulates the refrigerant between the electric motor 1 and the radiator.
  • the radiator cools the refrigerant by heat-exchanging the refrigerant flowing out of the electric motor 1 with the atmosphere or cooling water.
  • the refrigerant cooled by the radiator is supplied to the refrigerant flow pipe 13 .
  • the refrigerant flowing into the refrigerant circulation pipe 13 from the first end of the refrigerant circulation pipe 13 flows out of the refrigerant circulation pipe 13 at the second end of the refrigerant circulation pipe 13 and flows into the cooling hole 9A.
  • the coolant that has flowed into the cooling hole 9A flows through a gap 9C (hereinafter referred to as a cooling passage 9C) between the outer peripheral surface 13A of the coolant flow pipe 13 and the inner wall 9B of the cooling hole 9A, and flows from the first end of the shaft 9. It flows out of the cooling passage 9C.
  • a gap 9C hereinafter referred to as a cooling passage 9C
  • the refrigerant whose temperature rises by absorbing heat from the rotor 5 in the cooling passage 9C is sucked by the electric pump and sent to the radiator.
  • the refrigerant cooled by the radiator is supplied to the refrigerant flow pipe 13 again.
  • the turbulent flow inducer 15 is provided on the outer peripheral surface 13A of the refrigerant flow pipe 13 and has a function of disturbing the flow of the refrigerant flowing through the cooling passage 9C.
  • the turbulent flow inducer 15 is provided on the second end side of the shaft 9 , that is, on the second end side of the refrigerant flow pipe 13 .
  • the turbulent flow induction part 15 is configured with at least one groove part 15A, as shown in Fig. 2 .
  • the turbulent flow inducer 15 of this embodiment includes a plurality of grooves 15A.
  • Each groove portion 15A extends from the longitudinal second end portion of the groove portion 15A (hereinafter referred to as the second end portion of the groove portion 15A) side (the left end side in FIG. 2) to the longitudinal first end portion of the groove portion 15A (hereinafter referred to as the groove portion 15A). (first end) side (right end side in FIG. 2).
  • Each groove 15A extends to an end face 15B on the second end (left end in FIG. 2) side of the groove 15A and communicates with the cooling hole 9A at the end face 15B. That is, the end face 15B side of each groove 15A is opened at the end face 15B.
  • each groove portion 15A is bent so as to protrude in a direction that intersects (perpendicularly in this embodiment) the extending direction of the refrigerant flow pipe 13 . Specifically, each groove portion 15A is bent at substantially the center in the extending direction of the groove portion 15A.
  • each groove portion 15A is bent so as to protrude in the circumferential direction of the refrigerant flow pipe 13 .
  • Each groove 15A according to the present embodiment is bent so as to be convex toward the direction of rotation of the inner wall 9B (the direction of the dashed-dotted line arrow in FIG. 2).
  • the turbulence inducing portion 15 is provided with a coolant introduction groove 15C in addition to the groove portion 15A.
  • channels are annular groove parts connected with each groove part 15A on the opposite side to the end surface 15B.
  • the coolant introduction groove 15C is a groove for guiding the coolant from the opposite side to each groove 15A.
  • a turbulent flow inducer 15 is provided in the coolant flow pipe 13 . This can inhibit the growth of the temperature boundary layer of the coolant flowing through the cooling passage 9C. Therefore, a decrease in the heat transfer coefficient between the refrigerant and the shaft 9 can be suppressed, making it possible to improve the cooling efficiency compared to the conventional art.
  • the turbulence inducing part 15 functions like a hydrodynamic bearing due to the dynamic pressure generated by the refrigerant flow induced in the turbulence inducing part 15 by the rotation of the shaft 9, the axial vibration of the refrigerant flow pipe 13 is reduced. can be suppressed.
  • the gap between the refrigerant circulation pipe 13 and the shaft 9 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the outer diameter of the shaft 9, so that the size of the rotor 5 and the electric motor 1 can be reduced.
  • the refrigerant flow pipe 13 has a cantilever support structure. left end of ), large-amplitude oscillations may occur.
  • the turbulence inducing portion 15 is provided on the second end side (left end side in FIG. 2) of the refrigerant flow pipe 13, which is the tip side of the refrigerant flow pipe 13, and Since the turbulence inducing portion 15 functions like a hydrodynamic bearing, vibration of the refrigerant flow pipe 13 can be effectively suppressed. Therefore, contact between the refrigerant flow pipe 13 and the shaft 9 (inner wall 9B) can be suppressed.
  • each groove 15A is open at the end surface 15B. That is, the end face 15B side of the groove portion 15A faces the upstream side of the coolant flowing through the cooling passage 9C. This can make it possible to reliably introduce the coolant into each groove 15A. Therefore, the coolant can be efficiently introduced into the grooves 15A compared to the configuration in which the grooves 15A are not open at the end faces 15B.
  • the turbulence inducing portion 15 can reliably function as a hydrodynamic bearing, and the coolant flow flowing through the cooling passage 9C can be reliably disturbed. That is, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to reliably improve the cooling efficiency as compared with the conventional art, and it is possible to suppress the amplitude of the refrigerant flow pipe 13 from increasing.
  • Each groove portion 15A is bent so as to protrude in the circumferential direction of the refrigerant flow pipe 13 .
  • the dynamic pressure becomes higher during high-speed rotation, so that the effect of suppressing vibration of the refrigerant flow pipe 13 can be improved, and the flow of the refrigerant flowing through the cooling passage 9C can be reliably disturbed.
  • each groove 15A according to the above-described embodiment are constant regardless of the position of the groove 15A.
  • each groove 15D according to the present embodiment as shown in FIG. It shrinks toward the first end side (the right end side in FIG. 3).
  • each groove portion 15D is constant irrespective of the portion, while the groove width W is on the second end side in the longitudinal direction (the left end side in FIG. 3). from (the right end side of FIG. 3). Therefore, in the present embodiment, the shape of each groove 15D projected onto the outer peripheral surface 13A is triangular.
  • each groove 15D is configured such that the shape of each groove 15D projected onto the outer peripheral surface 13A is an isosceles triangle.
  • each groove portion 15E according to the present embodiment is formed so that the shape of each groove portion 15D projected onto the outer peripheral surface 13A becomes a triangular shape inclined in the circumferential direction. 15D is constructed.
  • each groove 15D projected onto the outer peripheral surface 13A is a triangle
  • the central axis of the refrigerant flow pipe 13 projected onto the outer peripheral surface 13A is assumed to be the central axis
  • the median line of the triangle is Tilted with respect to the central axis. Then, the part of the median line corresponding to the vertex of the triangle is shifted in the direction of rotation of the inner wall 9B (the direction of the dashed-dotted line arrow in FIG. 4) with respect to the central axis.
  • the rotary electric machine according to the present disclosure is used as an electric motor used in transportation equipment.
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure may be, for example, a rotating electric machine used for other purposes.
  • the above-described embodiment is an example in which the rotating electric machine according to the present disclosure is used as an electric motor (electric motor).
  • the present disclosure is not so limited. That is, the rotating electric machine according to the disclosure can be used as, for example, a generator for regenerative braking.
  • the cooled refrigerant flows from the refrigerant flow pipe 13, flows through the cooling passage 9C, and flows out to the outside.
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure may be configured such that, for example, the cooled coolant flows into the cooling passage 9 ⁇ /b>C and flows out to the outside via the coolant flow pipe 13 .
  • the coolant according to the above embodiment was water mixed with ethylene glycol.
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure may be configured to use a fluid such as oil or gas as a coolant, for example.
  • the turbulent flow induction part 15 was configured to function also as a hydrodynamic bearing.
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure may be, for example, the turbulence inducing portion 15 that does not function as a hydrodynamic bearing.
  • the turbulent flow induction part 15 was configured to be provided only on the second end side (the left end side in FIG. 1) of the refrigerant flow pipe 13 .
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure includes, for example, a configuration provided only on the first end side (right end side in FIG. 1) of the refrigerant flow pipe 13, a configuration provided only in the center in the longitudinal direction of the refrigerant flow pipe 13, or a configuration provided only in the longitudinal direction of the refrigerant flow pipe 13 A configuration or the like provided over the entire area may be used.
  • the turbulence inducing portion 15 was configured with grooves 15A, 15D, and 15E.
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure may be, for example, the turbulence inducing portion 15 configured by a convex portion.
  • the turbulence inducing portion 15 is provided only on the outer peripheral surface 13A of the refrigerant flow pipe 13.
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure may be, for example, a configuration in which the inner wall 9B of the cooling hole 9A is provided with a turbulence inducing portion.
  • the shape of the grooves forming the turbulent flow induction part 15 in the above embodiment is not limited to the shapes shown in FIGS. That is, the shape of the groove may be other shapes such as a straight groove extending parallel to the extending direction of the refrigerant flow pipe 13 . In addition, in FIG. 2, the configuration may be such that the coolant introduction groove 15C is eliminated.
  • Each groove portion 15A according to the above-described embodiment is bent so as to protrude in the circumferential direction at substantially the center in the extending direction of the groove portion 15A.
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure may be, for example, the groove portion 15A bent so as to be convex in a direction inclined with respect to the extension direction at a position shifted from the approximate center in the extension direction.
  • Each groove 15A according to the above-described embodiment has a curved shape that is convex in the direction of rotation of the inner wall 9B.
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure may be configured such that each groove portion 15A is bent so as to be convex in the direction opposite to the direction of rotation of the inner wall 9B.
  • each groove portion 15A was the same at any portion in the extending direction.
  • the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure may be configured such that, for example, the cross-sectional area becomes smaller so that the depth of the groove becomes smaller as it approaches the center in the extending direction, that is, the bent portion.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiments as long as it conforms to the gist of the disclosure described in the above-described embodiments. Therefore, in the configuration in which at least two of the above-described embodiments are combined, or in the above-described embodiments, any one of the illustrated constituent elements or the constituent elements described with reference numerals is abolished. It may be configured as

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

回転電機を提供する。回転電機は、ロータを備えるとともに、シャフト内に冷却孔が設けられる。回転電機は、前記冷却孔に挿入され、当該冷却孔に沿って延びる冷媒流通管であって、冷却用の冷媒が流通する冷媒流通管と、前記冷媒流通管の外周面に設けられ、当該外周面と前記冷却孔の内壁との隙間を流通する冷媒の流れを乱す乱流誘起部とを備える。

Description

回転電機 関連出願の相互参照
　本国際出願は、２０２１年１１月２４日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０２１－１９０２９９号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０２１－１９０２９９号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
　本開示は、冷却機構を備える回転電機に関する。
　例えば、下記特許文献１に記載の電動モータは、ロータシャフト内に冷却孔が設けられ、当該冷却孔に冷媒供給管が挿入されている。この電動モータでは、冷媒供給管から冷媒が供給されることにより、ロータ等の機器が冷却される。
登録実用新案第２５７１３０２号公報
　本開示は、従来に比べて冷却効率を向上させることが可能な回転電機の一例を開示する。
　本開示の一態様は、ロータを備えるとともに、ロータのシャフト内に冷却孔が設けられた回転電機である。回転電機は、例えば、以下の構成要件のうち少なくとも１つを備えることが望ましい。
　すなわち、本開示の一態様の回転電機は、冷却孔に挿入され、当該冷却孔に沿って延びる冷媒流通管であって、冷却用の冷媒が流通する冷媒流通管と、冷媒流通管の外周面に設けられ、当該外周面と冷却孔の内壁との隙間を流通する冷媒の流れを乱す乱流誘起部とを備える。
　これにより、当該回転電機では、冷媒流通管の外周面と冷却孔の内壁との隙間を流通する冷媒の温度境界層が成長することが阻害され得る。したがって、冷媒及びシャフト間の熱伝達率の低下が抑制され得るので、従来に比べて冷却効率を向上させることが可能となる。
第１実施形態に係る電動モータを示す図である。 第１実施形態に係る乱流誘起部を示す図である。 第２実施形態に係る乱流誘起部を示す図である。 第３実施形態に係る乱流誘起部を示す図である。
　１…電動モータ、３…ステータ、５…ロータ、７…ハウジング、９…シャフト、９Ａ…冷却孔、９Ｃ…隙間（冷却通路）、１３…冷媒流通管、１５…乱流誘起部、１５Ａ…溝部。
　以下の「発明の実施形態」は、本開示の技術的範囲に属する実施形態の一例を示す。つまり、請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されない。
　なお、各図に付された方向を示す矢印及び斜線等は、各図相互の関係及び各部材又は部位の形状を理解し易くするために記載されている。したがって、本開示に示された構成は、各図に付された方向に限定されない。斜線が付された図は、必ずしも断面図を示すとは限らない。
　少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位は、「１つの」等の断りがされた場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。本開示に示された歯車付電動モータは、少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位等の構成要素、並びに図示された構造部位を備える。
　（第１実施形態）
　＜１．電動モータの概要＞
　本実施形態は、電動車両等の輸送機器に用いられる電動モータに本開示に係る回転電機の一例が適用されている。なお、本願に係る電動車両には、電動モータのみで走行可能な車両、及び電動モータと内燃機関とを併用して走行可能な車両等が含まれうる。
　電動モータ１は、図１に示されるように、ステータ３、ロータ５、ハウジング７、及び冷媒流通管１３等を少なくとも備える。因みに、電動モータ１は、埋込磁石型（ＩＰＭ）型の同期リラクタンス電動機である。
　このため、ステータ３は、回転磁界を発生させるコイルにより構成されている。ステータ３はハウジング７の内周面にて固定支持されている。ロータ５は、突極性を構成するための空隙及び当該空隙に埋設された永久磁石等を有する。ハウジング７は、ステータ３及びロータ５等を収納するケーシングを構成する。
　ロータ５のシャフト９は、当該ロータ５に一体化されて当該ロータ５を支持する。当該シャフト９は、少なくとも２つの軸受１０、１１を介してハウジング７に回転可能に支持されている。ロータ５が回転することで、ロータ５はステータ３に対して相対移動するように構成される。なお、軸受１０は、シャフト９の長手方向の第１端部（以下、シャフト９の第１端部）側（図１では、右端側）に配置されている。軸受１１は、シャフト９の長手方向の第２端部（以下、シャフト９の第２端部）側（図１では、左端側）に配置されている。
　＜２．冷却機構＞
　＜２．１　冷却機構の概要＞
　電動モータ１は冷却機構を備える。冷却機構は、ロータ５等の電動モータ１を構成する機器を冷却する機能を含む。当該冷却機構は、冷媒流通管１３、及び乱流誘起部１５等を有して構成されている。
　冷媒流通管１３は、冷却用の冷媒が流通する管である。当該冷媒流通管１３は、冷却孔９Ａに挿入された状態で当該冷却孔９Ａに沿って延びている。冷却孔９Ａは、シャフト９の長手方向に沿って、当該シャフト９の第１端部から第２端部側に延びる孔である。
　つまり、冷却孔９Ａは、シャフト９の長手方向に沿って延び、シャフト９の第１端部にて開口し、シャフト９の第２端部側にて閉塞されている。そして、冷媒流通管１３の延び方向での第１端部（以下、冷媒流通管１３の第１端部、図１では、右端）は、冷却孔９Ａの外部に位置している。冷媒流通管１３の延び方向での第２端部（以下、冷媒流通管１３の第２端部、図１では、左端）は、冷却孔９Ａの内部に位置している。なお、シャフト９の長手方向と、冷媒流通管１３の延び方向とは同じ方向である。
　このため、冷媒流通管１３は、冷媒流通管１３の第１端部側がハウジング７に支持され、かつ、冷媒流通管１３の第２端部にて冷却孔９Ａ内と連通するように構成される。因みに、本実施形態に係る冷媒は、水にエチレングリコール等が混合された液体である。
　冷却機構は、冷媒流通管１３等に加え、電動ポンプ（図示せず。）及び放熱器（図示せず。）等も有する。電動ポンプは、冷媒を電動モータ１と放熱器との間で循環させる。放熱器は、電動モータ１から流出した冷媒を大気又は冷却水と熱交換して冷媒を冷却する。
　なお、本実施形態では、放熱器にて冷却された冷媒は、冷媒流通管１３に供給される。冷媒流通管１３の第１端部から当該冷媒流通管１３に流入した冷媒は、冷媒流通管１３の第２端部にて冷媒流通管１３から流出して冷却孔９Ａに流入する。
　冷却孔９Ａに流入した冷媒は、冷媒流通管１３の外周面１３Ａと冷却孔９Ａの内壁９Ｂとの隙間９Ｃ（以下、冷却通路９Ｃという。）を流通して、シャフト９の第１端部から冷却通路９Ｃの外に流出する。
　そして、冷却通路９Ｃにてロータ５から吸熱して温度が上昇した冷媒は、電動ポンプにて吸引されて放熱器に送水される。放熱器にて冷却された冷媒は、再び、冷媒流通管１３に供給される。
　＜２．２　冷媒流通管及び乱流誘起部の詳細＞
　乱流誘起部１５は、冷媒流通管１３の外周面１３Ａに設けられ、冷却通路９Ｃを流通する冷媒の流れを乱す機能を備える。当該乱流誘起部１５は、シャフト９の第２端部側、つまり冷媒流通管１３の第２端部側に設けられている。
　本実施形態に係る乱流誘起部１５は、図２に示されるように、少なくとも１つの溝部１５Ａを備えて構成されている。本実施形態の乱流誘起部１５は、複数の溝部１５Ａを備える。各溝部１５Ａは、溝部１５Ａの長手方向の第２端部（以下、溝部１５Ａの第２端部）側（図２の左端側）から溝部１５Ａの長手方向の第１端部（以下、溝部１５Ａの第１端部）側（図２の右端側）に延びている。
　そして、各溝部１５Ａは、溝部１５Ａの第２端部（図２の左端）側の端面１５Ｂまで延びて当該端面１５Ｂにて冷却孔９Ａと連通している。つまり、各溝部１５Ａの端面１５Ｂ側は、当該端面１５Ｂにて開放されている。
　さらに、各溝部１５Ａは、冷媒流通管１３の延び方向と交差（本実施形態では、直交）する方向に向けて凸となるように屈曲している。具体的には、各溝部１５Ａは、当該溝部１５Ａの延び方向略中央にて屈曲している。
　そして、各溝部１５Ａは、冷媒流通管１３の周方向に向けて凸となるように屈曲する。なお、本実施形態に係る各溝部１５Ａは、内壁９Ｂの回転の向き（図２の一点鎖線の矢印の向き）側に凸となるように屈曲している。
　なお、本実施形態に係る乱流誘起部１５では、溝部１５Ａに加えて、冷媒導入溝１５Ｃも設けられている。冷媒導入溝１５Ｃは、端面１５Ｂと反対側にて各溝部１５Ａと連通する環状の溝部である。当該冷媒導入溝１５Ｃは、当該反対側から各溝部１５Ａに冷媒を導くための溝部である。
　＜３．本実施形態に係る電動モータの特徴＞
　本実施形態の構成では、冷媒流通管１３に乱流誘起部１５が設けられている。これにより、冷却通路９Ｃを流通する冷媒の温度境界層が成長することが阻害され得る。したがって、冷媒及びシャフト９間の熱伝達率の低下が抑制され得るので、従来に比べて冷却効率を向上させることが可能となる。
　また、シャフト９が回転することにより、乱流誘起部１５に誘起された冷媒流れによる動圧により、乱流誘起部１５が動圧流体軸受のごとく機能するので、冷媒流通管１３の軸振れが抑制され得る。
　そして、冷媒流通管１３の軸振れが抑制されるので、冷媒流通管１３とシャフト９との間の隙間を小さくすることができる。したがって、シャフト９の外径寸法を小さくすることが可能となり得るので、ロータ５及び電動モータ１の小型化が可能となり得る。
　本実施形態に係る冷媒流通管１３は、図１に示されるように、片持支持構造であるので、ロータ５の回転振動により冷媒流通管１３が共振すると、冷媒流通管１３の先端（図１の左端）において大きな振幅の振動が発生する可能性がある。
　これに対して、本実施形態の構成では、冷媒流通管１３の先端側である冷媒流通管１３の第２端部側（図２の左端側）に乱流誘起部１５が設けられ、かつ、当該乱流誘起部１５が動圧流体軸受のごとく機能するので、効果的に冷媒流通管１３の振動を抑制でき得る。したがって、冷媒流通管１３とシャフト９（内壁９Ｂ）との接触を抑制でき得る。
　各溝部１５Ａの端面１５Ｂ側は、当該端面１５Ｂにて開放されている。つまり、溝部１５Ａの端面１５Ｂ側は、冷却通路９Ｃを流れる冷媒の上流側に面している。これにより、冷媒を確実に各溝部１５Ａに導入することが可能となり得る。したがって、各溝部１５Ａが端面１５Ｂにて開放されていない構成に比べて、冷媒を効率よく溝部１５Ａに導入でき得る。
　延いては、乱流誘起部１５を確実に動圧流体軸受として機能させることができ得るとともに、冷却通路９Ｃを流通する冷媒流れを確実に乱すことが可能となり得る。つまり、本実施形態の構成によれば、従来に比べて冷却効率を確実に向上させることが可能となるとともに、冷媒流通管１３の振幅が大きくなることが抑制され得る。
　各溝部１５Ａは、冷媒流通管１３の周方向に向けて凸となるように屈曲している。これにより、高速回転時により動圧が高くなるので、冷媒流通管１３の振動抑制効果が向上し得るとともに、冷却通路９Ｃを流通する冷媒の流れを確実に乱すことが可能となり得る。
　（第２実施形態）
　上述の実施形態に係る各溝部１５Ａは溝幅及び溝深さが溝部１５Ａの部位によらず一定であった。これに対して、本実施形態に係る各溝部１５Ｄでは、図３に示されるように、当該溝部１５Ｄの断面積が、溝部１５Ｄの第２端部側（図３の左端側）から溝部１５Ｄの第１端部側（図３の右端側）に向かうほど縮小している。
　具体的には、本実施形態に係る各溝部１５Ｄでは、溝深さＤが部位によらず一定であるのに対して、溝幅Ｗが長手方向第２端部側（図３の左端側）から（図３の右端側）に向かうほど縮小している。このため、本実施形態では、外周面１３Ａに投影された各溝部１５Ｄの形状は、三角形状となる。
　これにより、本実施形態の構成では、シャフト９がいずれの向きに回転しても、確実に動圧を発生せることができ得る。よって、冷媒流通管１３の振幅が大きくなることが抑制され得る。また本実施形態の構成では、冷却通路９Ｃを流通する冷媒の流れを乱すことができ得るので、従来に比べて冷却効率を確実に向上させることが可能となる。
　なお、上述の実施形態と同一の構成要件等は、上述の実施形態と同一の符号が付されている。このため、本実施形態では、重複する説明は省略されている。
　（第３実施形態）
　本実施形態は、第２実施形態の変形例である。すなわち、第２実施形態では、外周面１３Ａに投影された各溝部１５Ｄの形状が二等辺三角形状となるように各溝部１５Ｄが構成されていた。
　これに対して、本実施形態に係る各溝部１５Ｅは、図４に示されるように、外周面１３Ａに投影された各溝部１５Ｄの形状が、周方向に傾いた三角形状となるように各溝部１５Ｄが構成されている。
　つまり、外周面１３Ａに投影された各溝部１５Ｄの形状を三角形とし、外周面１３Ａに投影された冷媒流通管１３の中心軸線を中心軸線としたとき、本実施形態では、当該三角形の中線が中心軸線に対して傾いている。そして、当該中線のうち当該三角形の頂点に対応する部位は、中心軸線に対して内壁９Ｂの回転の向き（図４の一点鎖線の矢印の向き）にずれている。
　（その他の実施形態）
　上述の実施形態では、輸送機器に用いられる電動モータに本開示に係る回転電機を用いた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、その他用途に用いられる回転電機であってもよい。
　上述の実施形態では、本開示に係る回転電機を電動モータ（電動機）として利用した例であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示に係る回転電機は、例えば、回生制動用の発電機としても利用可能である。
　上述の実施形態では、冷却された冷媒が冷媒流通管１３から流入し、冷却通路９Ｃを流通して外部に流出する構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、冷却された冷媒が冷却通路９Ｃに流入し、冷媒流通管１３を経由して外部に流出する構成であってもよい。
　上述の実施形態に係る冷媒は、エチレングリコールが混合された水であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、オイルやガス等の流体を冷媒とした構成であってもよい。
　上述の実施形態に係る乱流誘起部１５は、動圧流体軸受としても機能する構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、動圧流体軸受として機能しない乱流誘起部１５であってもよい。
　上述の実施形態に係る乱流誘起部１５は、冷媒流通管１３の第２端部側（図１の左端側）のみに設けられた構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、冷媒流通管１３の第１端部側（図１の右端側）のみに設けられた構成、冷媒流通管１３の長手方向中央のみに設けられた構成、又は長手方向全域に設けられた構成等であってもよい。
　上述の実施形態に係る乱流誘起部１５は溝部１５Ａ、１５Ｄ、１５Ｅを備えて構成されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、凸部により構成された乱流誘起部１５であってもよい。
　上述の実施形態では、乱流誘起部１５が冷媒流通管１３の外周面１３Ａのみに設けられていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、冷却孔９Ａの内壁９Ｂに乱流誘起部が設けられた構成であってもよい。
　上述の実施形態における乱流誘起部１５を構成する溝部の形状は、図２～図４に示された形状に限定されない。すなわち、当該溝部の形状は、冷媒流通管１３の延び方向と平行に延びる真っ直ぐな溝部等、その他の形状であってもよい。なお、図２においては、冷媒導入溝１５Ｃが廃止された構成であってもよい。
　上述の実施形態に係る各溝部１５Ａは、当該溝部１５Ａの延び方向略中央にて周方向に向けて凸となるように屈曲していた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、延び方向略中央からずれた位置にて当該延び方向に対して傾斜した方向に凸となるように屈曲した溝部１５Ａであってもよい。
　上述の実施形態に係る各溝部１５Ａは、内壁９Ｂの回転の向きに凸となる屈曲形状であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、各溝部１５Ａが内壁９Ｂの回転の向きと反対向きに凸となるように屈曲した構成であってもよい。
　上述の実施形態に係る各溝部１５Ａの断面積は、延び方向いずれの部位であっても同一であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、延び方向中央、つまり屈曲した部位に近づくほど、溝深さが小さくなるように断面積が小さくなる構成であってもよい。
　さらに、本開示は、上述の実施形態に記載された開示の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態が組み合わせられた構成、又は上述の実施形態において、図示された構成要件もしくは符号を付して説明された構成要件のうちいずれかが廃止された構成であってもよい。

Claims (5)

  1. 　回転電機であって、
    　ロータと、シャフトと、冷媒流通管と、乱流誘起部と、を備え、
    　前記シャフトは、該シャフト内に冷却孔が設けられ、前記ロータを支持するように構成され、
    　前記冷媒流通管は、前記冷却孔に挿入され、当該冷却孔に沿って延び、冷却用の冷媒が流通するように構成され、
    　前記乱流誘起部は、前記冷媒流通管の外周面に設けられ、当該外周面と前記冷却孔の内壁との隙間を流通する冷媒の流れを乱すように構成された
    　回転電機。
  2. 　少なくとも前記ロータ及び前記シャフトを収納するように構成されたハウジングをさらに備え、
    　前記冷媒流通管は、長手方向の第１端部側が前記ハウジングに支持された片持支持構造であって、前記長手方向の第２端部にて前記冷却孔と連通しており、
    　前記乱流誘起部は、少なくとも前記長手方向の第２端部側に設けられている請求項１に記載の回転電機。
  3. 　前記乱流誘起部は、前記長手方向の第２端部側から前記長手方向の第１端部側に延びる溝部により構成されており、
    　前記溝部の断面積は、前記長手方向の第２端部側から前記長手方向の第１端部側に向かうほど縮小する
    　ように構成された請求項２に記載の回転電機。
  4. 　前記乱流誘起部は、前記長手方向の第２端部側から前記長手方向の第１端部側に延びる溝部により構成されているとともに、前記冷媒流通管の周方向に凸となるように屈曲する
    　ように構成された請求項２又は請求項３に記載の回転電機。
  5. 　前記溝部は、前記長手方向の第２端部の端面まで延びて当該端面にて前記冷却孔と連通するように構成された請求項３又は４に記載の回転電機。
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