JP5641155B2 - 回転電機用ロータ、及びこれを備えた回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、コイルが巻装された回転電機用ロータ、及びこれを備えた回転電機に関する。

従来、実開平５−２９２７５号公報（特許文献１）には、主励磁機の電機子と副励磁機の回転子と整流器とを筒状のホルダに取り付け、このホルダを回転軸に取り付けることにより、電機子と回転子と整流器とを一括して回転軸に取り付けられるようにした励磁機内蔵形のブラシレス発電機が開示されている。この発電機では、同文献の図２等を参照すると、整流器（７）が回転軸に対して平行に取り付けられている様子が示されている。

また、特開２００５−３２８６１７号公報（特許文献２）には、固定子鉄心に出力巻線とコンデンサ励磁巻線とを巻装してなる固定子と、回転子鉄心にボビンを介して界磁巻線を巻装してなる回転子を備えたコンデンサ補償式同期発電機が開示されている。この発電機においても、同文献の段落００１３および図１ないし３を参照すると、ダイオード（Ｄ）はその板面を回転子の軸線と平行な方向に向けた状態で配置されることが記載されている。

実開平５−２９２７５号公報 特開２００５−３２８６１７号公報

特許文献１および２に記載される発電機では、いずれも、整流器またはダイオードが回転軸に対して平行な状態で回転子に取り付けられている。すなわち、最長の辺部が回転軸と平行となっている。このことに関連して、ダイオードを設けた回転子と固定子とを備えた回転電機は、車両への搭載性等を考慮すると、回転電機の軸方向の長さを短くすることが好ましい。そこで、ダイオードを回転軸に対して非平行に配置することが考えられる。

しかし、そうするとダイオードの部位によって回転中心からの距離が変化することになって、回転軸方向において各部位に作用する遠心力が異なることになる。そのため、ダイオードやこれに接続されるコイルのリード線等の位置を適切に設定しなければ、故障等の不具合が発生するおそれがある。

本発明の目的は、コイルが巻装されるとともにリード線を介してコイルに接続されるダイオード等の電子機器を備えた回転電機用ロータにおいて、遠心力の作用によってコイルおよび電子機器間の接続不良等が発生するのを抑制することである。

本発明に係る回転電機用ロータは、回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに固定され、コイルが巻き回しされているロータコアと、前記ロータコアと共に回転するように前記シャフトに対して非平行な姿勢で設けられ、整流機能を有する本体と該本体に電気接続された端子部とを有して前記コイルから延びるリード線が前記端子部に接続される電子機器とを備え、前記電子機器の端子部と前記リード線との接続部が、前記ロータコアの径方向に関して前記電子機器の本体の内径側に設けられている。ここで、「本体の内径側」には、接続部が本体よりも内径側に位置することに加えて、接続部が径方向に関して本体と重なって位置するときには本体自身の径方向中央部よりも内径側に位置する場合も含まれることを意図している。

本発明に係る回転電機用ロータにおいて、前記電子機器の端子部は、前記本体から径方向内側に延出する端子線であって、前記リード線との接続部が前記電子機器の本体よりも内径側で結線されていてもよい。

また、本発明に係る回転電機用ロータにおいて、前記コイルのリード線は、コイル端部から径方向内側に前記シャフトの近傍まで引き出されてから前記電子機器側へ軸方向に引き出されていてもよい。

この場合、前記電子機器側へ軸方向に引き出されたリード線は、前記電子機器の端子部との接続部とともに、前記シャフトと一体に固定されてもよい。

また、本発明に係る回転電機用ロータにおいて、前記電子機器の端子線と前記コイルのリード線との接続部は、線接触状態または面接触状態で結線されており、前記接触部はシャフトに対して非平行方向であってもよい。

また、本発明に係る回転電機用ロータにおいて、前記電子機器は前記ロータの軸方向端面に周方向に間隔をおいて複数設けられ、前記シャフト内の冷媒流路から冷媒供給路を介して供給される液体冷媒を吐出する冷媒吐出口が周方向に関して前記電子機器の間に設けられてもよい。

この場合、前記電子機器は前記ロータの軸方向端面を構成するエンドプレートに設けられ、前記冷媒供給路は前記シャフトに形成された第１冷媒供給路と前記エンドプレートに形成された第２冷媒供給路とによって構成され、前記冷媒吐出口は前記第２冷媒供給路の端部である前記エンドプレートの表面に形成されてもよい。

または、この場合に、前記電子機器は前記ロータの軸方向端面を構成するエンドプレートに設けられ、前記冷媒供給路は前記冷媒流路から液体冷媒をシャフト外に供給するように前記シャフトに形成され、前記冷媒吐出口は前記冷媒供給路の端部である前記シャフトの表面に形成されてもよい。

さらに、これらの場合に、前記冷媒吐出口から吐出された液体冷媒が供給される前記エンドプレートの表面は径方向に対して軸方向外側に傾いていてもよい。

本発明の別態様である回転電機は、上記いずれか１の構成を有する回転電機用ロータと、前記ロータに対向配置され、前記ロータに対して回転磁界を作用させるステータとを備えたものである。

本発明に係る回転電機用ロータ、及びこれを備えた回転電機によれば、電子機器の端子部とロータコアに巻装されたコイルから延びるリード線との接続部を電子機器の本体の内径側に設けているので、上記接続部をロータのより内径側に配置することができる。したがって、ロータが高速回転することによって大きな遠心力が上記接続部に作用するのを抑制することができ、その結果、遠心力による上記接続部の剥離等の不具合を発生しにくくすることができる。

本発明の一実施形態である回転電機を示す断面図である。 本実施形態の回転電機において、ロータ及びステータの周方向一部を概略的に示す断面図である。 本実施形態の回転電機において、ロータコイルに流れる誘導電流により生成される磁束がロータ中に流れる様子を示す模式図である。 ロータコイルにダイオードを接続して示す、図３に対応する図である。 本実施形態において、ロータの周方向に隣り合う２つの突極に巻装した複数のコイルの接続回路の等価回路を示す図である。 ロータコイルに接続するダイオードの数を少なくした例を示す、図５に対応する図である。 ロータの突極に巻装される各ロータコイルにダイオードをそれぞれ接続した変形例を示す図である。 ロータコイルに接続するダイオードの数を少なくした例を示す、図７に対応する図である。 ロータの軸方向端面を示す図である。 図９におけるＣ−Ｃ断面図である。 ダイオードの端子線がコイルに向かって延伸する別の例を示す、図１０Ａに対応する図である。 コイルから延びるリード線がダイオードの端子部に挿入された更に別の例を示す、図１０Ａに対応する図である。 外径側に引き出されたダイオードの端子線が内径側に折り返してコイルのリード線に結線された更にまた別の例を示す、図１０Ａに対応する図である。 ロータコアに巻装された誘導コイルおよびコモンコイルの接続状態、および、各コイルとダイオードとの接続状態を、ロータの一部断面と共に示す図である。 図１１における矢印Ｆ方向（すなわち径方向外側）から見た矢視図である。 図９におけるＤ−Ｄ断面図である。 シャフトに冷媒吐出口を形成した別の例を示す、図１３に対応する図である。 ロータ外に冷媒吐出口を設けた更に別の例を示す、図１３に対応する図である。 エンドプレート内に冷媒通路を形成した更にまた別の例を示す、図１３に対応する図である。 図１６におけるＥ−Ｅ断面図である。 電子機器をモールド樹脂で覆ってその上に冷媒を供給する例を示す、図１３に対応する図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図１〜５は、本発明の実施形態を示す図である。図１は、本実施形態に係る回転電機用ロータを含む回転電機の一部を示す概略断面図である。図１に示すように、回転電機１０は、電動機または発電機として機能するものであり、図示しないケーシングに固定された筒状のステータ１２と、ステータ１２と所定の空隙をあけて径方向内側に対向配置され、ステータ１２に対し回転可能なロータ１４とを備える。なお、「径方向」とは、ロータ１４の回転中心軸に対し直交する放射方向をいう（本明細書全体及び特許請求の範囲で、特に断らない限り「径方向」の意味は同じである。）。

ステータ１２は、磁性材製のステータコア１６と、ステータコア１６に配設された複数相（例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のステータコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗとを含む。ロータ１４は、磁性材製のロータコア２４と、ロータコア２４の中心部に挿入して嵌合固定されたシャフト２５と、ロータコア２４の軸方向両側に配置された２つのエンドプレート２６ａ，２６ｂとを含む。

また、ロータ１４は、ロータコア２４に配設された複数のロータコイルである、Ｎ極誘導コイル２８ｎ、Ｓ極誘導コイル２８ｓ、Ｎ極コモンコイル３０ｎ、及びＳ極コモンコイル３０ｓと、Ｎ極誘導コイル２８ｎに接続された第１ダイオード３８と、Ｓ極誘導コイル２８ｓに接続された第２ダイオード４０とを含む。

まず、図２〜５を用いて回転電機１０の基本構成を説明する。図２は、本実施形態の回転電機において、ロータ及びステータの周方向一部を示す概略断面図である。図３は、本実施形態の回転電機において、ロータコイルに流れる誘導電流により生成される磁束がロータ中に流れる様子を示す模式図である。図４は、ロータコイルにダイオードを接続して示す、図３に対応する図である。

図２に示すように、ステータ１２は、ステータコア１６を含む。ステータコア１６の内周面の周方向複数個所には、径方向内側へ（すなわちロータ１４へ向けて）突出する複数のティース１８が配置されており、各ティース１８間にスロット２２が形成されている。ステータコア１６は、けい素鋼板等の磁性を有する電磁鋼板のような金属板の積層体等の磁性材料により形成される。複数のティース１８は、ロータ１４の回転軸である回転中心軸周りの周方向に沿って互いに間隔をおいて配列されている。なお、「周方向」とは、ロータ１４の回転中心軸を中心として描かれる円形に沿う方向をいう（本明細書全体及び特許請求の範囲で、特に断らない限り「周方向」の意味は同じである。）。

各相のステータコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、スロット２２を通ってステータコア１６のティース１８に短節集中巻で巻装されている。このように、ティース１８にステータコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗが巻装されることで磁極が構成される。そして、複数相のステータコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに複数相の交流電流を流すことで、周方向に並べられたティース１８が磁化し、周方向に回転する回転磁界をステータ１２に生成することができる。

なお、ステータコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、このようにステータ１２のティース１８に巻き回しする構成に限定するものではなく、例えばティース１８から外れたステータコア１６の環状部分の周方向複数個所に複数相のステータコイルを巻き回しするトロイダル巻きとし、ステータ１２に回転磁界を生じさせることもできる。

ティース１８に形成された回転磁界は、その先端面からロータ１４に作用する。図２に示す例では、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗがそれぞれ巻装された３つのティース１８により１つの極対が構成されている。

一方、ロータ１４は、磁性材料製のロータコア２４と、複数のロータコイルである、Ｎ極誘導コイル２８ｎ、Ｎ極コモンコイル３０ｎ、Ｓ極誘導コイル２８ｓ、及びＳ極コモンコイル３０ｓとを含む。ロータコア２４は、外周面の周方向複数個所に径方向外側に向けて（すなわちステータ１２に向けて）突出して設けられた複数の磁極部であって主突極であるＮ極形成突極３２ｎおよびＳ極形成突極３２ｓを有する。

Ｎ極形成突極３２ｎとＳ極形成突極３２ｓとは、ロータコア２４の周方向に沿って交互に、かつ、互いに間隔をおいて配置されており、各突極３２ｎ、３２ｓがステータ１２と対向している。ロータコア２４の環状部分であるロータヨーク３３及び複数の突極３２ｎ、３２ｓは、磁性材製の金属板を複数積層した積層体である複数のロータコア要素を環状に連結することにより、一体に構成されることができる。これについては、後で詳しく説明する。Ｎ極形成突極３２ｎとＳ極形成突極３２ｓとは、互いに同一の形状及び大きさを有する。

より詳しくは、ロータ１４の周方向に関して１つおきのＮ極形成突極３２ｎのそれぞれに、２つのＮ極ロータコイルである、Ｎ極コモンコイル３０ｎおよびＮ極誘導コイル２８ｎがそれぞれ集中巻きで巻き回しされている。また、ロータ１４において、Ｎ極形成突極３２ｎと隣り合う別の突極であり、周方向１つおきのＳ極形成突極３２ｓのそれぞれに、２つのＳ極ロータコイルであるＳ極コモンコイル３０ｓおよびＳ極誘導コイル２８ｓとが集中巻きで巻き回しされている。ロータ１４の径方向に関して、各コモンコイル３０ｎ、３０ｓは内側コイルであり、各誘導コイル２８ｎ、２８ｓは外側コイルである。

ロータ１４は、図３に示すように、周方向に隣り合う突極３２ｎ、３２ｓの間に形成されたスロット３４を有する。すなわち、ロータコア２４には、複数のスロット３４が、ロータ１４の回転軸まわりの周方向に互いに間隔をおいて形成されている。また、ロータコア２４は、回転軸であるシャフト２５（図１参照）の径方向外側に嵌合固定されている。

各Ｎ極誘導コイル２８ｎは、各Ｎ極形成突極３２ｎにおいて、Ｎ極コモンコイル３０ｎよりも先端側、すなわち、ステータ１２に近い側に巻かれている。各Ｓ極誘導コイル２８ｓは、各Ｓ極形成突極３２ｓにおいて、Ｓ極コモンコイル３０ｓよりも先端側、すなわち、ステータ１２に近い側に巻かれている。

なお、図３に示すように、各突極３２ｎ、３２ｓの周囲に巻かれる誘導コイル２８ｎ、２８ｓ及び各コモンコイル３０ｎ、３０ｓは、それぞれ突極３２ｎ（または３２ｓ）の周囲の長さ方向（図３の上下方向）に沿って設けられたソレノイドが、突極３２ｎ（または３２ｓ）の周方向（図３の左右方向）に複数層整列した整列巻きで配置されることもできる。また、各突極３２ｎ、３２ｓの先端側に巻かれる誘導コイル２８ｎ、２８ｓは、突極３２ｎ、３２ｓの周囲に複数回、すなわち複数ターン分、渦巻状に巻いた構成とすることもできる。

図４、図５に示すように、ロータ１４の周方向に隣り合う２個の突極３２ｎ、３２ｓを１組として、各組で１個のＮ極形成突極３２ｎに巻かれたＮ極誘導コイル２８ｎの一端と、別のＳ極形成突極３２ｓに巻かれたＳ極誘導コイル２８ｓの一端とを、２個の電子機器であって整流素子である第１ダイオード３８及び第２ダイオード４０を介して接続している。図５は、本実施形態において、ロータ１４の周方向に隣り合う２つの突極３２ｎ、３２ｓに巻装した複数のコイル２８ｎ、２８ｓ、３０ｎ、３０ｓの接続回路の等価回路を示している。図５に示すように、Ｎ極誘導コイル２８ｎ及びＳ極誘導コイル２８ｓの一端は、互いに順方向が逆になる第１ダイオード３８及び第２ダイオード４０を介して、接続点Ｒで接続されている。本実施形態では、後述するように第１および第２ダイオード３８，４０が１つの樹脂モールドパッケージにより一体化されたダイオード素子４１とされたものが用いられている。

なお、本実施形態では、ロータコア２４に巻装されたコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓに接続される電子機器がダイオードである場合について説明するが、これに限定されるものではない。上記電子機器は、コイルに流れる電流を整流する機能を有する他の整流器（例えば、サイリスタ、トランジスタ等）が用いられてもよいし、抵抗器、コンデンサ等の電子機器がダイオード等の整流器と併せて用いられてもよい。

図４、図５に示すように、各組でＮ極形成突極３２ｎに巻かれたＮ極コモンコイル３０ｎの一端は、Ｓ極形成突極３２ｓに巻かれたＳ極コモンコイル３０ｓの一端に接続されている。Ｎ極コモンコイル３０ｎ及びＳ極コモンコイル３０ｓは互いに直列に接続されることで、コモンコイル組３６を形成している。さらに、Ｎ極コモンコイル３０ｎの他端は接続点Ｒに接続され、Ｓ極コモンコイル３０ｓの他端は、Ｎ極誘導コイル２８ｎ及びＳ極誘導コイル２８ｓの接続点Ｒとは反対側の他端に接続されている。また、各誘導コイル２８ｎ、２８ｓ及び各コモンコイル３０ｎ，３０ｓの巻回中心軸は、ロータ１４（図２）の径方向と一致している。なお、各誘導コイル２８ｎ、２８ｓ及び各コモンコイル３０ｎ、３０ｓは、対応する突極３２ｎ（または３２ｓ）に、樹脂等により造られる電気絶縁性を有するインシュレータ（図示せず）等を介して巻装されることもできる。

このような構成では、後述するように、Ｎ極誘導コイル２８ｎ、Ｓ極誘導コイル２８ｓ、Ｎ極コモンコイル３０ｎ及びＳ極コモンコイル３０ｓに整流された電流が流れることで各突極３２ｎ、３２ｓが磁化し、磁極部として機能する。図３に戻って、ステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗに交流電流を流すことで、ステータ１２が回転磁界を生成するが、この回転磁界は、基本波成分の磁界だけでなく、基本波よりも高い次数の高調波成分の磁界を含んでいる。

より詳しくは、ステータ１２に回転磁界を発生させる起磁力の分布は、各相のステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗの配置や、ティース１８及びスロット２２（図２参照）によるステータコア１６の形状に起因して、（基本波のみの）正弦波分布にはならず、高調波成分を含むものとなる。特に、集中巻においては、各相のステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗが互いに重なり合わないため、ステータ１２の起磁力分布に生じる高調波成分の振幅レベルが増大する。例えばステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗが３相集中巻の場合は、高調波成分として、入力電気周波数の時間的３次成分であり、空間的な２次成分の振幅レベルが増大する。このようにステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗの配置やステータコア１６の形状に起因して起磁力に生じる高調波成分は空間高調波と呼ばれている。

ステータ１２からロータ１４に、この空間強調波成分を含む回転磁界が作用すると、空間高調波の磁束変動により、ロータ１４の突極３２ｎ、３２ｓ間の空間に漏れ出す漏れ磁束の変動が発生し、これにより図３に示す各誘導コイル２８ｎ、２８ｓの少なくともいずれかの誘導コイル２８ｎ、２８ｓに誘導起電力が発生する。

ステータ１２から近い、突極３２ｎ、３２ｓの先端側の誘導コイル２８ｎ、２８ｓは、主に誘導電流を発生させる機能を有する。これに対し、ステータ１２から遠い、コモンコイル３０ｎ、３０ｓは、主に突極３２ｎ、３２ｓを磁化する機能を有する。また、図５の等価回路から理解されるように、隣り合う突極３２ｎ、３２ｓ（図２〜図４参照）に巻装された誘導コイル２８ｎ、２８ｓを流れる電流の合計がコモンコイル３０ｎ、３０ｓにそれぞれ流れる電流となる。隣り合うコモンコイル３０ｎ、３０ｓ同士を直列に接続しているので、両方で巻き数を増加させたのと同じ効果を得られ、各突極３２ｎ、３２ｓに流れる磁束を同じとしたままで各コモンコイル３０ｎ、３０ｓに流す電流を低減できる。

各誘導コイル２８ｎ、２８ｓに誘導起電力が発生すると、Ｎ極誘導コイル２８ｎ、Ｓ極誘導コイル２８ｓ、Ｎ極コモンコイル３０ｎ及びＳ極コモンコイル３０ｓにダイオード３８，４０の整流方向に応じた直流電流が流れ、コモンコイル３０ｎ、３０ｓが巻装された突極３２ｎ、３２ｓが磁化することで、この突極３２ｎ、３２ｓが磁極の固定された電磁石である磁極部として機能する。

図４に示す、周方向に隣り合うＮ極誘導コイル２８ｎ及びＮ極コモンコイル３０ｎと、Ｓ極誘導コイル２８ｓ及びＳ極コモンコイル３０ｓとで巻き方向が逆になっており、周方向に隣り合う突極３２ｎ、３２ｓ同士で磁化方向が逆になる。図示の例では、Ｎ極誘導コイル２８ｎ及びＮ極コモンコイル３０ｎが巻装された突極３２ｎの先端にＮ極が生成され、Ｓ極誘導コイル２８ｓ及びＳ極コモンコイル３０ｓが巻装された突極３２ｓの先端にＳ極が生成されるようにしている。このため、ロータ１４の周方向においてＮ極とＳ極とが交互に配置される。すなわち、ロータ１４は、ステータ１２で生成される磁界に含まれる高調波成分が鎖交することにより、周方向にＮ極及びＳ極が交互に形成されるように構成される。

このようなロータ１４を含む回転電機１０（図２参照）では、３相のステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗに３相の交流電流を流すことでティース１８（図２参照）に形成された回転磁界（基本波成分）がロータ１４に作用し、これに応じて、ロータ１４の磁気抵抗が小さくなるように、突極３２ｎ、３２ｓがティース１８の回転磁界に吸引される。これによって、ロータ１４にトルク（リラクタンストルク）が作用する。

また、ティース１８に形成された空間高調波成分を含む回転磁界がロータ１４の各誘導コイル２８ｎ、２８ｓに鎖交すると、各誘導コイル２８ｎ、２８ｓには、空間高調波成分に起因するロータ１４の回転周波数（回転磁界の基本波成分）と異なる周波数の磁束変動によって、各誘導コイル２８ｎ、２８ｓに誘導起電力が発生する。この誘導起電力の発生に伴って各誘導コイル２８ｎ、２８ｓに流れる電流は、各ダイオード３８，４０により整流されることで一方向（直流）となる。

そして、各ダイオード３８，４０で整流された直流電流が各誘導コイル２８ｎ、２８ｓ及び各コモンコイル３０ｎ、３０ｓに流れるのに応じて各突極３２ｎ、３２ｓが磁化することで、各突極３２ｎ、３２ｓが磁極が（Ｎ極かＳ極のいずれか一方に）固定された磁石として機能する。前述のように、ダイオード３８，４０による誘導コイル２８ｎ、２８ｓの電流の整流方向が互いに逆方向であるため、各突極３２ｎ、３２ｓに生じる磁石は、周方向においてＮ極とＳ極が交互に配置されたものとなる。

そして、各突極３２ｎ、３２ｓ（磁極が固定された磁石）の磁界がステータ１２により生成される回転磁界（基本波成分）と相互作用して、吸引及び反発作用が生じる。このステータ１２により生成される回転磁界（基本波成分）と突極３２ｎ、３２ｓ（磁石）の磁界との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）によっても、ロータ１４にトルク（磁石トルクに相当するトルク）を作用させることができ、ロータ１４がステータ１２で生成される回転磁界（基本波成分）に同期して回転駆動する。このようにして回転電機１０は、ステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗへの供給電力を利用してロータ１４に動力（機械的動力）を発生させるモータとして機能させることができる。

なお、本実施形態では、隣り合う２つの突極３２ｎ、３２ｓを１組として、各組において、２つの突極３２ｎ、３２ｓに巻かれた誘導コイル２８ｎ、２８ｓ同士を２つのダイオード３８，４０を介して接続する場合を説明した。このため、２つの突極３２ｎ、３２ｓに対して２つのダイオード３８，４０が必要になる。これに対して、ロータ１４の全部の突極３２ｎ、３２ｓに巻かれた全部のコイル２８ｎ、２８ｓ、３０ｎ、３０ｓ同士を接続するとともに、ダイオード３８，４０として２つのみを使用することもできる。図６は、ロータコイルに接続するダイオードの数を少なくした変形例を示す、図５に対応する図である。

図６に示す変形例では、上記の図３、図４等に示した構成において、ロータの周方向１つ置きの突極である全部のＮ極形成突極３２ｎ（図３参照）の先端側に巻装した複数のＮ極誘導コイル２８ｎ同士を直列に接続することでＮ極誘導コイル組Ｋｎを形成し、ロータのＮ極形成突極３２ｎと隣り合う全部のＳ極形成突極３２ｓ（図３参照）の先端側に巻装した複数のＳ極誘導コイル２８ｓ同士を直列に接続することでＳ極誘導コイル組Ｋｓを形成している。Ｎ極誘導コイル組Ｋｎ及びＳ極誘導コイル組Ｋｓの一端は、互いに順方向が逆になる第１ダイオード３８及び第２ダイオード４０を介して、接続点Ｒで接続されている。

また、ロータの周方向に隣り合う２つのＮ極形成突極３２ｎ及びＳ極形成突極３２ｓ（図３参照）を１組とした場合に、各組においてＮ極コモンコイル３０ｎ及びＳ極コモンコイル３０ｓ同士を直列に接続することでコモンコイル組Ｃ１を形成するとともに、全部の突極３２ｎ、３２ｓに関する全部のコモンコイル組Ｃ１同士を直列接続している。さらに、直列接続した複数のコモンコイル組Ｃ１のうち、一端となる１つのコモンコイル組Ｃ１のＮ極コモンコイル３０ｎの一端を接続点Ｒに接続し、他端となる別のコモンコイル組Ｃ１のＳ極コモンコイル３０ｓの一端を、Ｎ極誘導コイル組Ｋｎ及びＳ極誘導コイル組Ｋｓの接続点Ｒとは反対側の他端に接続している。このような構成では、上記の図４、図５に示した構成と異なり、ロータに設けるダイオードの総数を第１ダイオード３８及び第２ダイオード４０の２つに減らすことができ、コスト低減と組付け工数の削減を図れる。

なお、上記においては、Ｎ極形成突極３２ｎおよびＳ極形成突極３２ｓに誘導コイル２８ｎ，２８ｓおよびコモンコイル３０ｎ，３０ｓを巻装し、２つのダイオード３８，４０を介して周方向に隣り合う突極３２ｎ，３２ｓの誘導コイル２８ｎ，２８ｓとコモンコイル３０ｎ，３０ｓとを接続したロータ構成について説明した。しかし、本発明の回転電機は、このような構成に限定されるものではない。例えば、図７に示すロータ１４ａのように、各突極３２ｎ，３２ｓにコイル３０をそれぞれ独立して巻装し、そして、各コイル３０にダイオード３８または４０をそれぞれ直列接続した構成であってもよい。この場合、各突極３２ｎ，３２ｓには、補助突極４２（図３，４参照）が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。

また、図８に示すロータ１４ｂのように、図７に示すロータ構成に比べて、使用するダイオードの数を少なくしてもよい。詳しくは、ロータ１４ｂは、Ｎ極形成突極３２ｎおよびＳ極形成突極３２ｓにコイル３０がそれぞれ独立して巻装されている点で同じであるが、周方向に１つおきのコイル３０を直列接続して１つのダイオード３８に接続する一方、残りのコイル３０を直列接続して上記ダイオード３８とは順方向が逆向きの１つのダイオード４０に接続してもよい。これによりダイオードの使用数を突極３２ｎ，３２ｓに対応した数から２つに減らすことができる。

さらに、図７および図８に示すロータ１４ａ，１４ｂでは、ロータコア２４が、それぞれ電磁鋼板を積層してなる複数の分割コア（各突極３２ｎ，３２ｎに対応する）を円環状に連結して構成されてもよいし、または、環状に打ち抜き加工された電磁鋼板を軸方向に積層してかしめ、溶接等により一体に連結して形成されてもよい。この場合、シャフトに固定されるロータコアは、キー嵌合、圧入、締り嵌め等によって周方向位置が決められることができる。

次に、図１に加えて図９から図１８を参照して、ロータに対するダイオードの取り付け、ダイオードとコイルとの接続、および、ダイオードの冷却について説明する。

図９は、ロータ１４に設けられるエンドプレート２６ａを軸方向外側から見て示した図である。図１０Ａは図９におけるＣ−Ｃ断面図である。図１０Ｂ〜１０Ｄは、ダイオードの端子線とコイルのリード線との接続状態が異なる別の例をそれぞれ示す、図１０Ａに対応する図である。図１１は、ロータコアに巻装された誘導コイルおよびコモンコイルの接続状態、および、各コイルとダイオードとの接続状態を、ロータの一部断面と共に示す図である。また、図１２は、図１１における矢印Ｆ方向（すなわち径方向外側）から見た矢視図である。なお、以下の説明では軸方向に関して、ロータコア２４に近い側を「軸方向内側」といい、ロータコア２４から遠い側を「軸方向外側」ということとし、これは本願の明細書および特許請求の範囲の全体についても同様である。

図１に示すように、ロータ１４は、図示しない両端側において回転可能に支持されたシャフト２５と、シャフト２５の周囲にかしめ、焼嵌め、圧入等の方法で嵌合固定されたロータコア２４と、ロータコア２４の軸方向両側に配置されたエンドプレート２６ａ，２６ｂとを備える。ロータコア２４には、上述したように誘導コイル２８ｎ，２８ｓおよびコモンコイル３０ｎ，３０ｓが巻装されている。エンドプレート２６ａ，２６ｂは、ロータコア２４の軸方向両端に突き当て設けられており、シャフト２５を除いて略円筒状をなすロータ１４において軸方向端部を構成している。

各エンドプレート２６ａ，２６ｂの軸方向内側には、各コイル２８ｎ、２８ｓ、３０ｎ、３０ｓにおいてロータコア２４の軸方向両端よりも外側に突出して配置されるコイルエンドを避ける内側凹部９０が形成されている。また、各エンドプレート２６ａ，２６ｂの軸方向外側には、略円錐状の空間を内包する外側凹部９１が形成されている。各エンドプレート２６ａ、２６ｂは非磁性材料で形成され、外周端部と内周端部との軸方向内側端部でロータコア２４に突き当てられている。

各エンドプレート２６ａ，２６ｂにおいて、内側凹部９０と外側凹部９１とは軸方方向に略対向した端壁部９２によって区画されている。端壁部９２は、径方向外側になるほど軸方向外側となるように傾いて形成されている。また、端壁部９２の外側表面は、ロータ１４の軸方向端面を構成する。

本実施形態のロータ１４では、２つのエンドプレート２６ａ、２６ｂのうち一方のエンドプレート２６ａに１組の第１および第２ダイオード３８，４０を一体に含むダイオード素子４１（電子機器）が取り付けられている。ダイオード素子４１は、それぞれ、第１および第２ダイオード３８，４０を樹脂モールドでパッケージした本体４１ａと、各ダイオード３８，４０をコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓに接続するための端子部４１ｂとを有する。また、本実施形態では、ダイオード素子４１の端子部４１ｂが、本体４１ａから延出する３本の端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３によって構成されている。

ダイオード素子４１は、ロータコア２４と共に回転するエンドプレート２６ａ上に、シャフト２５に対して非平行な姿勢、すなわち平行でない姿勢で設けられている。ここで、ダイオード素子４１がシャフト２５に対して平行でない姿勢とは、ダイオード素子４１の端子部４１ｂがより内径側に位置するように本体４１ａを軸方向に対して傾斜させた姿勢であり、より好ましくは本体４１ａの端子部設置面をシャフト２５側に向けた姿勢である。本実施形態では、ダイオード素子４１は、径方向に対して軸方向外側へ傾いて形成されているエンドプレート２６ａの端壁部９２の外表面上に固定されており、本体４１ａの端子部設置面がシャフト２５に略正対した姿勢または略扁平矩形状をなす本体４１ａが軸方向に略直交する姿勢で取り付けられている。

なお、本実施形態では、ダイオード素子４１が取り付けられるエンドプレート２６ａの端壁部９２を径方向に対して軸方向外側へ傾いて形成したが、これに限定されるものではなく、端壁部９２の外表面が径方向に沿って形成され、その上にダイオード素子４１が取り付けられてもよい。この場合、ダイオード素子４１のダイオード本体４１ａ（図１０Ａ参照）が軸方向に対して直交する姿勢で配置されることになる。

エンドプレート２６ａの端壁部９２の外側表面には放射方向に延びて外周部に当接壁部を有する複数の取付溝９４が放射状に且つ周方向に間隔をおいて形成されている。各取付溝９４の内径側には、各コイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓとダイオード素子４１との電気接続用の開口部９５が形成され、この開口部９５を介して内側凹部９０と外側凹部９１とが連通している。この開口部９５は、ロータコア２４に巻装されたコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓとダイオード素子４１とを電気接続するためにエンドプレート２６ａに形成された貫通孔である。

ダイオード素子４１は、上記取付溝９４内に嵌り込んで配置され、かつ、径方向外側で当接壁部９３に接した状態で例えばねじ留め等の方法で固定されている。本実施形態では、６つの取付溝９４が形成され、その中にダイオード素子４１の本体４１ａがそれぞれ配置されている。このようにダイオード素子４１が径方向外側において当接壁部９３に接して設けられることで、ロータ１４の回転時に作用する遠心力に対抗してダイオード素子４１をしっかりと保持または支持することができる。また、本実施形態では、ダイオード素子４１の端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が内径側に向けて配置されているため、ダイオード素子４１の本体４１ａの外径側側面の全体を当接壁部９３に当接させて遠心力に対してダイオード素子４１を安定して保持または支持することができる。

なお、本実施形態では全てのダイオード素子４１を一方のエンドプレート２６ａに取り付けるものとしたが、これに限定されるものではなく、他方のエンドプレート２６ｂにも分担して取り付けるようにしてもよい。具体的には、図９に示される６つのダイオード素子４１のうち３つを他方のエンドプレート２６ｂに取り付けてもよい。

また、第１および第２ダイオード３８，４０が個別にパッケージされたものが用いられてもよい。この場合、各ダイオード３８，４０の端子部（または端子線）はそれぞれ２箇所となる。また、この場合、例えば、第１ダイオード３８を一方のエンドプレート２６ａに取り付け、第２ダイオード４０を他方のエンドプレート２６ｂに取り付けるようにしてもよい。

上述したように各ダイオード素子４１は本体４１ａと端子部４１ｂとを有し、端子部４１ｂは、ダイオード素子４１の本体４１ａからそれぞれ突出するピン状の３本の端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３によって構成されている。ダイオード素子４１は、これらの端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を内径側に向けた姿勢でエンドプレート２６ａに取り付けられている。

図１１，１２を参照すると、ロータ１４において周方向に隣り合う１組のＮ極形成突極３２ｎおよびＳ極形成突極３２ｓには、それぞれ、外径側に誘導コイル２８ｎ，２８ｓが巻装され、内径側にコモンコイル３０ｎ，３０ｓが巻装されている。Ｎ極形成突極３２ｎのコモンコイル３０ｎの一端は、リード線Ｌ１を介して、Ｓ極形成突極３２ｓのコモンコイル３０ｓの一端に接続されている（図５も参照）。

リード線Ｌ１は、ロータコア２４の軸方向両端面からそれぞれ突出するコイルエンド２９の一方側に設けられている。リード線Ｌ１は、コモンコイル３０ｎの一端から径方向内側へ延びて、シャフト２５の外側凸部４６およびロータヨーク３３を含む円環状領域１１０において周方向にわたり、そして、径方向外側へ延びてコモンコイル３０ｓの一端に接続されている。

また、上記１組の突極３２ｎ，３２ｓにおいて、Ｎ極コモンコイル３０ｎの他端は、リード線Ｌ２を介してダイオード素子４１の端子線Ｔ２に接続されている（図５も参照）。リード線Ｌ２もまた、リード線Ｌ１と同じコイルエンド２９の側に設けられている。リード線Ｌ２は、Ｎ極コモンコイル３０ｎの他端から内径側の円環状領域１１０に引き出されてから、図１０Ａおよび図１２に示すように軸方向に引き出されてエンドプレート２６ａの開口部９５を通って端子線Ｔ２に接続されている。

また、図１１を参照すると、上記１組の突極３２ｎ，３２ｓにおいて、Ｓ極コモンコイル３０ｓの他端とＮ極誘導コイル２８ｎおよびＳ極誘導コイル２８ｓの各他端とが、リード線Ｌ３を介して接続されている（図５も参照）。リード線Ｌ３もまた、リード線Ｌ１，２と同じコイルエンド２９の側に設けられている。リード線Ｌ３は、各コイル端部に接続される３本の支線部が内径側に引き出されて、円環状領域１１０に配置された周方向渡り線部につながることによって構成されている。

さらに、上記１組の突極３２ｎ，３２ｓにおいて、Ｎ極誘導コイル２８ｎの一端がリード線Ｌ４を介してダイオード素子４１の端子線Ｔ１に接続されるとともに、Ｓ極誘導コイル２８ｓの一端がリード線Ｌ５を介してダイオード素子４１の端子線Ｔ３に接続されている（図５も参照）。リード線Ｌ４，５もまた、リード線Ｌ１−Ｌ３と同じコイルエンド２９の側に設けられている。各リード線Ｌ４，Ｌ５は、Ｎ極誘導コイル２８ｎおよびＳ極誘導コイル２８ｓの各一端から内径側の円環状領域１１０に引き出されてから、図１０Ａおよび図１２に示すように軸方向に引き出されてエンドプレート２６ａの開口部９５を通って端子線Ｔ２に接続されている。

このように各コイル端部同士を接続するリード線Ｌ１，Ｌ３、および、コイル端部とダイオード素子４１の端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３とを接続するリード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５は、シャフト２５の回転中心の近くに位置する円環状領域１１０まで引き出されて、周方向に渡るか、又は軸方向に延びてダイオード素子４１の端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に接続されている。各リード線Ｌ１−Ｌ５において、径方向に延伸する部分にロータの１４の回転による遠心力が作用してもリード線の長手方向の強度によって耐え得ることから変形が生じにくい。各リード線Ｌ１−Ｌ５において、円環状領域１１０で周方向に渡っている部分および軸方向に延伸する部分は、回転中心に近くに位置することからロータ１４の回転によって作用する遠心力の大きさを抑えることができ、その結果、遠心力による変形が生じにくい。したがって、このように遠心力によるリード線Ｌ１−Ｌ５の変形を抑えられることで、コイル端部およびダイオード素子４１の端子線Ｔ１−Ｔ３との結線部の剥離等が発生するのを抑制することができる。また、各リード線Ｌ１−Ｌ５をロータコア２４の端面から軸方向外側に突出するコイルエンド２９（図１２参照）の径方向内側のスペースにできるだけ集約して配置することにより、ロータ１４の軸方向長さを短くでき、ひいては回転電機１０を小型化することができる利点もある。

また、図１０Ａに示すように、本実施形態において、リード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５は、ロータコア２４の径方向に関してダイオード素子４１の本体４１ａの内径側に引き出されている。より詳しくは、リード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５は、上記円環状領域１１０において軸方向に延びてエンドプレート２６ａの開口部９５を通って軸方向外側へ突出している。そして、リード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５の各端部は、ダイオード素子４１の本体４１ａから径方向内側に突出する端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に３つの接続部１１２においてそれぞれ結線されている。つまり、ダイオード素子４１の端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３とリード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５との接続部１１２は、ダイオード素子４１の本体４１ａよりも内径側に設けられている。ただし、接続部１１２は、必ずしも本体４１ａよりも内径側に位置していなくてもよく、径方向に関して本体４１ａと重なって位置してもよく、この場合には少なくとも本体４１ａの径方向中央よりも内径側に位置していればよい。

接続部１１２は、端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３とリード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５とが線接触状態または面接触状態で例えば、溶着、半田付け、かしめ等されることによって結線されている。このように接続部１１２を線接触状態または面接触状態で結線することによって接続強度が大きくなり、接触不良および遠心力による剥離等の不具合の発生を抑制することができる。

また、接続部１１２は、シャフト２５に対して非平行な向きに沿って延伸するよう形成されている。より詳しくは、本実施形態では、接続部１１２が軸方向に対して例えば約４５度程度の角度をなす方向に沿って延びている。このようにシャフト２６に対して非平行な向きとすることで、ロータ回転時の遠心力が接続部１１２を構成する端子線およびリード線の線方向に分散され、その分、接続部１１２の剥離等の不具合の発生を抑制することができる。

さらに、接続部１１２は、図１８を参照して後述するように、樹脂モールド、接着剤、粘着テープ、固定部材等を用いてエンドプレート２６ａに、すなわちシャフト２５に一体に固定されてもよい。このようにすれば、シャフト２５に一体に固定されることで接続部１１２が振動することによって接続部１１２における剥離等の不具合が生じるのを抑制できる。

上述したように、本実施形態のロータ１４およびこれを備えた回転電機１０によれば、リード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５と端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３との各接続部１１２は、ダイオード本体４１ａの内径側で結線されているため、ロータ１４が高速回転することによって大きな遠心力が接続部１１２に作用するのを抑制することができ、その結果、遠心力による接続部１１２の剥離等の不具合を発生しにくくすることができる。

なお、上記においては、ダイオード素子４１の内径側に突出した端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、コイル端部に接続されたリード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５とを、エンドプレート２６ａの端壁部９２の軸方向外側で接続して、３箇所の接続部１１２を構成した。しかし、これに限定されるものではなく、図１０Ｂに示すように、ダイオード素子４１の端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を端壁部９２の開口部９５からコイルエンドへ向かって挿入し、エンドプレート２６ａの軸方向内側でリード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５と結線して接続部１１２を構成してよい。

また、図１０Ｃに示すように、ダイオード要素４１の端子部４１ｂがダイオード本体４１ａの内部に凹状に形成され、その凹状の端子部４１ｂにリード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５の端部がそれぞれ挿入されて、ダイオード素子４１に電気接続されてもよい。この場合にも、凹状の端子部４１ｂとリード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５との接続部は、径方向に関して本体４１ａと重なって位置していることになるが、少なくとも本体４１ａの径方向中央よりも内径側に位置していればよい。

さらに、図１０Ｄに示すように、ダイオード本体４１ａから外径側に端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が突出する向きまたは姿勢でダイオード素子４１を配置し、各端子線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に折り返して内径側へ延伸させ、ダイオード本体４１ａの内径側にて各リード線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５と結線して接続部１１２を形成してもよい。これによっても、接続部１１２がダイオード本体４１ａの内径側に配置され、遠心力の抑制によって接続部の剥離等の不具合を低減できる。

続いて、図９，１０Ａに加えて図１３を参照して、ロータ１４に設けられたダイオード素子４１の冷却について説明する。図１３は、図９におけるＤ−Ｄ断面図である。

シャフト２５の内部には冷媒流路８９が軸方向に延伸して形成されている。冷媒流路８９には、液体冷媒の一例である冷却油がオイルポンプおよびオイルクーラ等を介して循環供給されるようになっている。ただし、液体冷媒は、冷却油に限定されるものではなく、電気絶縁性を有する液体であれば、冷却油以外の液体でもよい。

図９および図１３を参照すると、エンドプレート２６ａの端壁部９２には、複数の冷媒吐出口９８が貫通形成されている。冷媒吐出口９８は、周方向に関してダイオード素子４１の間であって内径寄りの位置に形成されている。このような位置に冷媒吐出口９８を形成することで、後述するように冷媒吐出口９８から吐出された冷却油は、回転するロータ１４の遠心力によって図中点描領域として示すように略扇状に拡がって径方向外側へと流れるが、ダイオード素子４１に直に接触することはない。したがって、遠心力によって高速で径方向外側へ流れる冷却油がダイオード素子４１に接触または衝突することによる磨耗等の不具合が生じることがない。

図１３に示すように、シャフト２５には複数の冷媒供給路（第１冷媒供給路）９６が径方向に延伸し且つ周方向に間隔をおいて形成されている。冷媒供給路９６は、シャフト内の冷媒流路８９を流れる冷却油をシャフト外に供給するための通路である。冷媒供給路９６の外側端部はシャフト２５の表面において座ぐりされて広くなっており、これによりエンドプレート２６ａに形成される別の冷媒供給路（第２冷媒供給路）９７との位置合わせが容易になっている。

エンドプレート２６ａには、シャフト２５の冷媒供給路９６に連通する別の冷媒供給路９７が貫通形成されている。そして、冷媒供給路９７は、端壁部９２に開口する冷媒吐出口９８につながっている。換言すれば、端壁部９２に開口する冷媒供給路９７の端部自体が冷媒吐出口９８となっている。

図１０Ａおよび図１３に示すように、エンドプレート２６ａには、外側凹部９１の少なくとも外周部分を覆うようにしてカバー部材１００が設けられてもよい。このカバー部材１００は、円環状のプレートにより好適に構成されることができる。カバー部材１００の外周部には、冷媒排出孔１０２が形成されている。この冷媒排出孔１０２は、カバー部材１００とエンドプレート２６ａとの間の空間領域であって径方向外側に位置する冷媒溜まり部１０３に溜まる冷却油の量を決める機能を有する。

より詳しくは、冷媒排出孔１０２をより外径側に形成すると、冷媒溜まり部１０３に溜まる油量が少なくなる一方、冷媒排出孔１０２をより内径側に形成するほど冷媒溜まり部１０３に溜まる油量が多くなる。したがって、冷媒吐出口９５から流出して遠心力の作用によって径方向外側に流れてきた冷却油を所望の量として良好な冷却性能が得られるように、冷媒排出孔１０２の形成位置、大きさ、形状等を適宜に設定すればよい。

また、カバー部材１００は、冷媒吐出口９５から流出した冷却油がミスト化するのを抑制する機能も有する。より詳しくは、冷媒吐出口９８は、エンドプレート２６ａの軸方向端面から軸方向内側に奥まった位置（すなわち外側凹部９１の底部またはその付近）に形成されており、カバー部材１００がエンドプレート２６ａの外側凹部９１を略覆って設けられていることで、冷媒吐出口９８がロータ１４の回転によって周囲の空気に高速で晒されるのを抑制することができ、その結果、冷却油をエンドプレート２６ａの端壁部９２の表面に沿って径方向外側へと液体状態のままで確実に流すことが可能になる。

上記のような軸心油冷構造を採用したロータ１４を備える回転電機１０では、ロータ１４に取り付けられたダイオード素子４１に対して径方向内側に位置するシャフト２５内の冷媒流路８９に冷却油が供給され、そこから遠心力によって、または、冷却油が圧送される場合には油圧も相まって、冷却供給通路９６，９７を介してシャフト外に供給された冷却油が冷媒吐出口９８から流れ出る。そして、冷媒吐出口９８から吐出された冷却油は、ダイオード素子４１間に位置する端壁部９２の略扇状の表面領域を伝って周方向に広がりながら径方向外側へと流れる。

一方、第１および第２ダイオード３８，４０を含むダイオード素子４１は、誘導コイル２８ｎ，２８ｓによって生成された誘起電流が流れることによって発熱する。このように生じた熱は、ダイオード素子４１の腹面（すなわち取付溝９４の底面との接触面）からエンドプレート２６ａに伝わり、上記のように端壁部９２の外側表面を流れる冷却油に奪われる。つまり、ダイオード素子４１は、エンドプレート２６ａを介して冷却油により間接的に冷却される。

また、本実施形態におけるエンドプレート２６ａでは、冷媒吐出口９８に連続する端壁部９２の外表面が径方向外側へいくほど軸方向外側の位置となるように径方向に対して傾斜している。これにより、冷媒吐出口９８から流出した冷却油が端壁部９２の外表面に沿って流れるとき、冷却油には回転するロータの遠心力の分力としての上記外表面に対する押さえ付け力が作用することになる。このような押さえ付け力が作用することで、冷却油は、ミスト化することなく液体状態のままで端壁部９２の外表面に沿って径方向外側へと流れることができ、その結果、ダイオード素子４１に対する十分な冷却性能を得ることができる。

端壁部９２の外表面に沿って径方向外側へと流れた冷却油は、冷媒溜まり部１０３において一時的に溜まる。この溜まっている間にも冷却油はエンドプレート２６ａから熱を奪うことによってダイオード素子４１を間接的に冷却する。その後、冷媒溜まり部１０３から溢れた冷却油が冷媒排出孔１０２からロータ１４の外部に排出される。そして、冷却油は、回転電機１０を収容するケースの底部から抜かれて、オイルクーラを通過して放熱および降温した後、オイルポンプ等の作用によってシャフト２５内の冷媒流路８９に循環供給される。

上述したように、エンドプレート２６ａに取り付けられたダイオード素子４１に対して径方向内側あるシャフト２５の冷媒流路８９から冷却油が、回転するロータ１４の遠心力等によって、冷媒供給路９６，９７を介してエンドプレート２６ａの冷媒吐出口９８から吐出され、エンドプレート２６の端壁部９２の外表面に沿って径方向外側へ流れて、ダイオード素子４１の周囲に供給される。これにより、通電により発熱するダイオード素子４１が良好な熱伝導性を有するエンドプレート２６ａを介して十分に冷却されることができる。

また、本実施形態では、周方向に関してダイオード素子４１の間に冷却油を供給することとしたので、ダイオード素子４１の内径側に冷媒吐出口９８を形成する場合に比べてダイオード素子４１をより内径側に設けることができる。したがって、ロータ１４の回転によってダイオード素子４１（すなわち第１および第２ダイオード３８，４０）に作用する遠心力を抑制でき、径方向外側位置でダイオードに当接することにより上記遠心力に対抗する支持部（本実施形態における当接壁部９３に相当）の軽量化や電子機器の故障の抑制が達成される。

ロータに設けたダイオード素子の冷却構造は上述したものに限定されず、種々の変更が可能である。

図１４は、シャフトに冷媒吐出口を形成した別の例を示す、図１３に対応する図である。図１４に示すように、冷媒供給路９６の端部である冷媒吐出口９８がシャフト２５の表面に開口する位置に形成されてもよい。これにより、冷媒吐出口９８から吐出された冷却油は、エンドプレート２６ａの端壁部９２の外表面に直接に（すなわちエンドプレート内の冷媒供給路を介さずに）供給可能になり、エンドプレートに冷媒供給路および冷媒吐出口を設ける手間および加工コストが省ける利点がある。この場合、シャフト２５上の冷媒吐出口９８から流出した冷却油が飛び散ることなく円滑に流れ出るように、冷媒吐出口９８をエンドプレート２６ａの外側凹部９１の底部と略面一とするのが好ましい。

図１５は、ロータ外に冷媒吐出口を設けた更に別の例を示す、図１３に対応する図である。この例では、ロータ１４の外部から冷却油がエンドプレート２６ａの外側凹部９１内に供給される。具体的には、回転電機１０を収容するケース（図示せず）等の非回転部から延伸する冷媒供給管９９がロータ１４のエンドプレート２６ａに接近して設けられ、冷媒供給管９９の先端部にある冷媒吐出口９８からエンドプレート２６ａの外側凹部９１内に噴出して供給される。この場合におけるエンドプレート２６ａへの冷却油の供給位置は、エンドプレート２６ａに取り付けられたダイオード素子４１よりも内径側とするのがよい。これにより、ロータ外からエンドプレート２６ａに供給された冷却油を遠心力の作用によって径方向外側へと流してエンドプレート２６ａを介するダイオード素子４１の冷却を良好に行うことができる。また、この場合には、シャフト２５から冷却油を供給しなくてもよいので、シャフト２５に冷媒流路、冷媒供給路、冷媒吐出口等を形成する手間および加工コストが省ける利点がある。

図１６は、エンドプレート２６ａ内に冷媒通路を形成した更にまた別の例を示す、図１３に対応する図である。図１７は、図１６におけるＥ−Ｅ断面図である。なお、ここではエンドプレート２６ａの端面にカバー部材が設けられていない。

この例では、エンドプレート２６ａの端壁部９２内に冷媒通路１０４が延伸形成されている。冷媒通路１０４の径方向内側端部は、シャフト２５に形成された冷媒供給路９６に連通している。また、冷媒通路１０４の径方向外側端部は、エンドプレート２６ａに外周面に開口して冷媒吐出口９８を構成している。したがって、エンドプレート２６ａに形成された冷媒通路１０４は、軸方向に関して、端壁部９２の外表面に設けられたダイオード素子４１と、端壁部９２の内表面に対向するコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓとの間に設けられている。

このようにダイオード素子４１とコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓとの間に冷媒通路１０４を設けることで、シャフト２５の冷媒流路８９および冷媒供給路９６から供給されて冷媒通路１０４を流れる冷却油によって、ダイオード素子４１とコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓの双方を冷却することができる。

より詳しくは、ダイオード素子４１の発熱量に対してコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓの発熱量の方が大きいことが多く、ダイオード素子４１にとっては冷媒通路１０４を通る冷却油による冷却性能が過大となることがある。そのような場合にその余剰な冷却能力によってコイルコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓも冷却できるようにすることで、コイルコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓの冷却性能も担保することができる。

また、この例では、図１７に示すように、冷媒通路１０４の内壁面上であってダイオード素子４１に対応する位置に、放熱フィン１０６を形成してもよい。このようにすれば、ダイオード素子４１から端壁部９２を介して伝わった熱が放熱フィン１０６から効率よく冷媒通路１０４の冷却油に放熱することができ、ダイオード素子４１の冷却性能がより向上する。

なお、上記冷媒通路１０４は、軸方向に関してダイオード素子４１とコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓとの間に冷媒通路１０４が設けられていればよく、軸方向から見たときにダイオード素子４１に対して冷媒通路１０４が周方向にずれた位置に形成されていてもよい。

図１８は、電子機器をモールド樹脂で覆ってその上に冷媒を供給する例を示す、図１３に対応する図である。なお、ここでもカバー部材１００の図示が省略されているが、図１０Ａ等を参照して説明したような機能を有するカバー部材１００が設けられてもよい。

この例では、エンドプレート２６ａに取り付けられたダイオード素子４１がモールド樹脂部１０８によって覆われている。モールド樹脂部１０８は、ダイオード素子４１の端子とコイルコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓの端部との接続部の周囲にも充填されており、これにより溶着、かしめ等によって接続されたタイオード端子とコイル端部との接続部１１２が位置ぶれすることなくシャフト２５と一体にしっかりと固定されるので接続部１１２の剥離等の不具合が発生するのを効果的に抑制することができる。

上記モールド樹脂部１０８は、端壁部９２の外表面全体を覆って設ける必要はなく、少なくともダイオード素子４１が露出しないように形成されていればよく、例えば、ダイオード素子４１を取り付けるための取付溝９４（図９参照）を覆う程度の幅でよい。

このようにすれば、ダイオード素子４１の径方向内側に位置するシャフト２５上に冷媒吐出口９８を形成しても、この冷媒吐出口９８から吐出される冷却油がダイオード素子４１を覆うモールド樹脂１０８上を流れることで、ダイオード素子４１の冷却を十分に行うことができる。また、冷却油はダイオード素子４１の本体４１ａと直に接触しないので、遠心力の作用によって径方向外側へ高速で流れる冷却油がダイオード素子４１に接触または衝突することによる磨耗や劣化といった不具合が発生することがない。さらに、この例においても図９に示すのと同様に、周方向に関してダイオード素子４１の間に冷媒吐出口９８を形成して冷却油を供給することによって端壁部９２を介してダイオード素子４１を間接的に冷却することができ、より一層の冷却性能の向上が見込める。

なお、上記において本発明の実施形態とその変形例について説明したが、本発明に係る回転電機は上記の構成に限定されるものではなく、種々の変更や改良が可能である。

例えば、ロータコア２４に巻装されたコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓのコイルエンド部をモールド樹脂で覆って、エンドプレート２６ａがロータコア２４に組み付けられたときに上記モールド樹脂がエンドプレート２６ａの内側凹部９０に略充填されたように構成してもよい。このようにすれば、空気よりも熱伝導率が高いモールド樹脂を介してコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓからエンドプレート２６ａへの伝熱が促進され、コイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓの冷却性能も高めることができる。また、この場合、図１８に示すモールド樹脂部１０８の形成と同時に端壁部９２の開口部９５を介して内側凹部９０内にモールド樹脂を充填すれば、モールド工程を減らすことができ工数およびコストの削減を図れる。

また、上記実施形態においてはダイオード素子４１をエンドプレート２６ａに取り付けてシャフト２５の冷媒流路８９から供給された冷却油によりダイオード素子４１を冷却する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、ロータコア２４に巻装されたコイル２８ｎ，２８ｓ，３０ｎ，３０ｓを覆うモールド樹脂部を設け、このモールド樹脂部上または内にダイオード素子を固定し、そして、シャフトまたは非回転部から供給される液体冷媒を上記モールド樹脂部に向けて供給することによりダイオード素子と、必要に応じてコイルとを冷却する構成としてもよい。

さらに、上記においては、ロータコアの端部に設けたエンドプレートに別部材であるダイオード素子をねじ留め等によって取り付けるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば半導体素子からなるダイオード素子をエンドプレートと一体に作り込んだもの又はエンドプレートに内蔵したものを用いてもよい。

１０ 回転電機、１２ ステータ、１４，１４ａ，１４ｂ ロータ、１６ ステータコア、１８ ティース、２０ｕ、２０ｖ、２０ｗ ステータコイル、２２ スロット、２４ ロータコア、２５ シャフト、２６ａ、２６ｂ エンドプレート、２８ｎ Ｎ極誘導コイル、２８ｓ Ｓ極誘導コイル、２９ コイルエンド、３０ｎ Ｎ極コモンコイル、３０ｓ Ｓ極コモンコイル、３２ｎ Ｎ極形成突極、３２ｓ Ｓ極形成突極、３３ ロータヨーク、３４ スロット、３６ コモンコイル組、３８ 第１ダイオード、４０ 第２ダイオード、４１ ダイオード素子、４１ａ ダイオード本体、４１ｂ 端子部、４２ 補助突極、４４ 鍔部、４６ 外側凸部、８９ 冷媒流路、９０ 内側凹部、９１ 外側凹部、９２ 端壁部、９３ 当接壁部、９４ 取付溝、９５ 開口部、９６，９７ 冷媒供給路、９８ 冷媒吐出口、９９ 冷媒供給管、１００ カバー部材、１０２ 冷媒排出孔、１０３ 冷媒溜まり部、１０４ 冷媒通路、１０６ 放熱フィン、１０８ モールド樹脂部、１１０ 円環状領域、１１２ 接続部、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５ リード線、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 端子線。

Claims (11)

1. 回転可能に支持されたシャフトと、
   前記シャフトに固定され、コイルが巻き回しされているロータコアと、
   前記ロータコアの軸方向端部に配置されて前記ロータコアと共に回転するエンドプレートと、
   前記エンドプレートにおいて径方向に対して軸方向へ傾いて形成されている端壁部に設けられ、整流機能を有する本体と該本体に電気接続された端子部とを有して前記コイルから延びるリード線が前記端子部に接続される電子機器とを備え、
   前記リード線は、前記ロータコアの径方向に関して前記電子機器の本体の内径側に引き出されて、前記電子機器の端子部に接続される、
   回転電機用ロータ。
2. 請求項１に記載の回転電機用ロータにおいて、
   ロータ回転時の遠心力の作用によって液体冷媒が前記端壁部の外表面に沿って径方向外側へ流れるように前記エンドプレートへ液体冷媒を吐出する冷媒吐出口が設けられている、回転電機用ロータ。
3. 請求項１に記載の回転電機用ロータにおいて、
   前記電子機器の端子部は、前記本体から径方向内側に延出する端子線であって、前記リード線との接続部が前記電子機器の本体の内径側で結線されている、回転電機用ロータ。
4. 請求項３に記載の回転電機用ロータにおいて、
   前記電子機器の端子線と前記コイルのリード線との接続部は、線接触状態または面接触状態で結線されており、前記接触部はシャフトに対して非平行方向である、回転電機用ロータ。
5. 請求項２に記載の回転電機用ロータにおいて、
   前記冷媒吐出口は前記エンドプレートの内径寄りの位置に形成されている、回転電機用ロータ。
6. 請求項２に記載の回転電機用ロータにおいて、
   前記冷媒吐出口は前記シャフトの表面に開口して形成されている、回転電機用ロータ。
7. 請求項５に記載の回転電機用ロータにおいて、
   前記電子機器は前記ロータの軸方向端面に周方向に間隔をおいて複数設けられ、前記シャフト内の冷媒流路から冷媒供給路を介して供給される液体冷媒を吐出する前記冷媒吐出口が周方向に関して前記電子機器の間に設けられる、回転電機用ロータ。
8. 回転可能に支持されたシャフトと、
   前記シャフトに固定され、コイルが巻き回しされているロータコアと、
   前記ロータコアと共に回転するように前記シャフトに対して非平行な姿勢で設けられ、整流機能を有する本体と該本体に電気接続された端子部とを有して前記コイルから延びるリード線が前記端子部に接続される電子機器とを備え、前記リード線は、前記ロータコアの径方向に関して前記電子機器の本体の内径側に引き出されて前記電子機器の端子部に接続されており、
   前記電子機器は前記ロータの軸方向端面に周方向に間隔をおいて複数設けられ、前記シャフト内の冷媒流路から冷媒供給路を介して供給される液体冷媒を吐出する冷媒吐出口が周方向に関して前記電子機器の間に設けられる、回転電機用ロータ。
9. 請求項８に記載の回転電機用ロータにおいて、
   前記電子機器は前記ロータの軸方向端面を構成するエンドプレートに設けられ、前記冷媒供給路は前記シャフトに形成された第１冷媒供給路と前記エンドプレートに形成された第２冷媒供給路とによって構成され、前記冷媒吐出口は前記第２冷媒供給路の端部である前記エンドプレートの表面に形成される、回転電機用ロータ。
10. 請求項８に記載の回転電機用ロータにおいて、
    前記電子機器は前記ロータの軸方向端面を構成するエンドプレートに設けられ、前記冷媒供給路は前記冷媒流路から液体冷媒をシャフト外に供給するように前記シャフトに形成され、前記冷媒吐出口は前記冷媒供給路の端部である前記シャフトの表面に形成されている、回転電機用ロータ。
11. 請求項８に記載の回転電機において、
    前記冷媒吐出口から吐出された液体冷媒が径方向外側に伝って流れる前記エンドプレートの表面は径方向に対して軸方向外側に傾いている、回転電機用ロータ。

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