WO2025192309A1

WO2025192309A1 - 巻線界磁型回転電機

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Publication number: WO2025192309A1
Application number: PCT/JP2025/006977
Authority: WO
Inventors: 裕之土屋; 吉正金田; 匡史松田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2024-03-13
Filing date: 2025-02-27
Publication date: 2025-09-18
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: JP2025140208A

Abstract

回転電機（４０）は、ステータ巻線（５２）を有するステータ（５０）と、ロータコア（６１）及び界磁巻線（７０）を有するロータ（６０）と、ステータ及びロータを収容するハウジング（４１）と、を備える。回転電機は、ハウジング外の外部経路を介して循環される冷媒をハウジング内に導入し、冷媒により界磁巻線を冷却するものとなっている。回転電機は、ハウジング内において冷媒の温度を検出する温度センサ（２２１）を備える。温度センサは、ハウジング内で冷媒が流れる経路において界磁巻線の下流側となり、かつステータ巻線からの受熱が規制された状態で設けられている。

Description

巻線界磁型回転電機

関連出願の相互参照

　本出願は、２０２４年３月１３日に出願された日本出願番号２０２４－０３９４３３号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　この明細書における開示は、巻線界磁型回転電機に関する。

　巻線界磁型回転電機は、ステータ巻線を有するステータと、界磁巻線を有するロータとを有する。ロータは、複数の主極部（磁気突極部）を有するロータコアを備え、主極部に巻回された状態で界磁巻線が設けられている。界磁巻線は通電に伴い発熱し、高温となる。この場合、界磁巻線の温度を検出し、その検出温度に基づいて界磁巻線の電流制御を行うことが考えられる。ロータの温度検出に関する先行技術としては、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。

　特許文献１に記載の技術では、永久磁石式回転電機において、ロータシャフトに形成された冷媒通路を冷媒が通過すること、並びにロータの回転に伴いロータシャフトから径方向外側に冷媒が排出されることにより、ロータとステータとが冷却されるようになっている。また、モータケース内には冷媒を貯留するオイルパンが設けられており、オイルパンに貯留された冷媒の温度が温度センサにより検出される。そして、オイルパンに貯留された冷媒の温度を用いて、ロータの永久磁石の温度が推定される構成となっている。

特開２０２１－１５０９９３号公報

　しかしながら、上記特許文献１に記載の技術において、オイルパンに貯留された冷媒はロータからの受熱だけでなく、ステータからの受熱により温度上昇したものとなる。そのため、ロータの温度（界磁巻線の温度）を適正に推定できないことが懸念される。

　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロータにおける界磁巻線の温度を適正に推定することができる巻線界磁型回転電機を提供することを目的とする。

　本開示は、
　ステータ巻線を有するステータと、
　ロータコアと、前記ロータコアに巻回された界磁巻線とを有し、回転軸と一体回転するロータと、
　前記ステータと前記ロータとを収容するハウジングと、
を備え、ハウジング外の外部経路を介して循環される冷媒を前記ハウジング内に導入し、冷媒により前記界磁巻線を冷却するようにした巻線界磁型回転電機であって、
　前記ハウジング内において冷媒の温度を検出する温度センサを備え、
　前記温度センサは、前記ハウジング内で冷媒が流れる経路において前記界磁巻線の下流側となり、かつ前記ステータ巻線からの受熱が規制された状態で設けられている。

　巻線界磁型回転電機において、冷媒によりロータの界磁巻線を冷却する場合には、界磁巻線で生じる熱により冷媒の温度が上昇する。そのため、冷媒の温度上昇量を把握することで、界磁巻線の温度を推定することが可能となる。ただし、回転電機は、熱源として界磁巻線以外にステータ巻線を有するため、ステータ巻線の熱により冷媒温度が上昇すると、界磁巻線の温度の推定精度が低下してしまう。この点を鑑み、温度センサを、ハウジング内で冷媒が流れる経路において界磁巻線の下流側となり、かつステータ巻線からの受熱が規制された状態で設ける構成とした。この場合、冷媒は、ステータ巻線からの熱の影響が抑制された状態で、界磁巻線から温度センサに向けて流れる。そのため、温度センサでは、ステータ巻線の影響を受けずに、界磁巻線の温度に依存した冷媒温度が検出される。その結果、温度センサの検出結果を用い、ロータにおける界磁巻線の温度を適正に推定することができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、回転電機の制御システムの全体構成図であり、図２は、インバータ及びその周辺構成を示す図であり、図３は、ロータ及びステータの横断面図であり、図４は、ロータが備える電気回路を示す図であり、図５は、ロータの全体の構成を示す斜視図であり、図６は、ロータにおいて被覆部とコイルエンドカバーを取り外した状態を示す斜視図であり、図７は、ロータの分解斜視図であり、図８は、ロータの縦断面図であり、図９は、ロータ主部において巻線ユニットを分解して示す斜視図であり、図１０は、ロータ主部の一部の断面構造を示す横断面図であり、図１１は、バスバモジュールの斜視図であり、図１２は、バスバモジュールの内部の構成を示す図であり、図１３は、回路モジュールの分解斜視図であり、図１４は、部品ホルダの内部の構成を示す図であり、図１５は、回路モジュールの縦断面構造を示す図であり、図１６は、回転電機を模式的に示す縦断面図であり、図１７は、コイルエンドカバーをカバー外側から見た斜視図であり、図１８は、コイルエンドカバーをカバー内側から見た斜視図であり、図１９は、コイルエンドカバーの断面構造を示す縦断面図であり、図２０は、コイルエンドカバーをロータコイルエンドに装着した状態を示す縦断面図であり、図２１は、モータ主部を軸方向から見た平面図であり、図２２は、コイルエンドカバーの平面図であり、図２３は、コイルエンドカバーにおいて貯留部に設けられた突起部を示す図であり、図２４は、ロータの径方向外側にステータが組み付けられた状態を示す斜視図であり、図２５は、ロータの径方向外側にステータが組み付けられた状態を示す縦断面図であり、図２６は、コイルエンドカバーをカバー外側から見た斜視図であり、図２７は、コイルエンドカバーをカバー内側から見た斜視図であり、図２８は、コイルエンドカバーの断面構造を示す縦断面図であり、図２９は、コイルエンドカバーをロータコイルエンドに装着した状態を示す縦断面図であり、図３０は、コイルエンドカバーの流出口と放熱板の溝部との位置関係を示す平面図であり、図３１は、ロータの径方向外側にステータが組み付けられた状態を示す斜視図であり、図３２は、ロータの径方向外側にステータが組み付けられた状態を示す縦断面図であり、図３３は、ステータ電流と界磁巻線温度との関係を示す図であり、図３４は、回転電機と制御装置とを含む制御システムの概略構成を示す図であり、図３５は、冷媒温度とステータ温度と界磁巻線温度との関係を示す図であり、図３６は、ステータ及びロータよりなるアセンブリを軸方向から見た平面図であり、図３７は、ステータの正面図であり、図３８は、ロータコイルエンド側からステータコイルエンド側への冷媒の流れを示す図であり、図３９は、コイルエンドカバーをロータコイルエンドに装着した状態を示す縦断面図であり、図４０は、ロータコイルエンド側からステータコイルエンド側への冷媒の流れを示す図であり、図４１は、コイルエンドカバーの斜視図であり、図４２は、ステータ及びロータよりなるアセンブリを軸方向から見た平面図である。

　以下、本開示に係る巻線界磁型回転電機を具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。回転電機は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両において走行動力源として用いられる。

　まず、図１を用いて、回転電機を備える制御システムについて説明する。制御システムは、直流電源１０、インバータ２０、制御装置３０及び回転電機４０を備えている。回転電機４０は、自励式巻線界磁型の同期機である。例えば、回転電機４０、インバータ２０及び制御装置３０は機電一体型駆動装置として構成されていてもよいし、回転電機４０、インバータ２０及び制御装置３０それぞれが各コンポーネントで構成されていてもよい。

　回転電機４０は、ハウジング４１と、ハウジング４１内に収容されるステータ５０及びロータ６０とを備えている。本実施形態の回転電機４０は、ロータ６０がステータ５０の径方向内側に配置されたインナロータ型の回転電機である。

　ステータ５０は、ステータコア５１と、ステータ巻線５２とを備えている。ステータ巻線５２は、例えば銅線で構成されており、電気角で互いに１２０°ずれた状態で配置されたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗを含む。

　ロータ６０は、ロータコア６１と、界磁巻線７０とを備えている。界磁巻線７０は、導線材として、例えば比重が小さくかつ成形容易なアルミ線を用いて構成されているとよい。なお、界磁巻線７０の導線材は、アルミ線に限らず、例えば銅線又はＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等であってもよい。ロータコア６１の中心孔には、回転軸３２が組み付けられている。回転軸３２は、軸受４２，４３によりハウジング４１に回転可能に支持されている。

　図２に示すように、インバータ２０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの直列接続体を備えている。各相において上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの接続点には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗの第２端は、中性点で接続されている。すなわち、本実施形態において、ステータ巻線５２は星形結線されている。ただし、ステータ巻線５２はΔ結線されていてもよい。本実施形態において、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎは、例えばＩＧＢＴである。各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎには、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。

　各相の上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐのコレクタには、直流電源１０の正極端子が接続されている。各相の下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎのエミッタには、直流電源１０の負極端子が接続されている。直流電源１０には、平滑コンデンサ１１が並列接続されている。

　続いて、図３を用いて、ステータ５０及びロータ６０について説明する。

　ステータ５０及びロータ６０は、いずれも回転軸３２と共に同軸上に配置されている。以下の記載では、回転軸３２が延びる方向を軸方向とし、回転軸３２の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸３２を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。

　ステータコア５１は、軟磁性体からなる積層鋼板により構成されており、円環状のバックヨーク５１ａと、バックヨーク５１ａから径方向内側に向かって突出する複数のティース５１ｂとを有している。隣り合うティース５１ｂの間に、周方向並ぶ複数のスロット５４が形成されている。これら各スロット５４に各相の相巻線が所定順序で収容されることにより、ステータ巻線５２が構成されている。例えば、ステータ５０において、複数の導体セグメントを用いたセグメントコイル構造が採用されているとよい。ただし、ステータ巻線５２の構造は任意である。

　ロータコア６１は、軟磁性体からなり、例えば積層鋼板により構成されている。ロータコア６１は、円筒状の円筒部６１ａと、円筒部６１ａから径方向外側に向かって突出する複数の主極部６２とを有している。主極部６２には集中巻により界磁巻線７０が巻回されている。本実施形態において、主極部６２は、周方向に等間隔で８個設けられている。

　界磁巻線７０は、第１巻線部７１及び第２巻線部７２を備えている。各主極部６２には、径方向外側に第１巻線部７１が巻回され、第１巻線部７１よりも径方向内側に第２巻線部７２が巻回されている。各主極部６２において、第１巻線部７１及び第２巻線部７２の巻方向は互いに同じになっている。また、周方向に隣り合う主極部６２のうち、一方に巻回された各巻線部７１，７２の巻方向と、他方に巻回された各巻線部７１，７２の巻方向とは逆になっている。このため、周方向に隣り合う主極部６２どうしで互いに磁化方向が逆になる。ロータ６０では、ロータコア６１における各主極部６２と、その各主極部６２に巻装された界磁巻線７０とにより、周方向に並ぶ複数の磁極（界磁極）が形成されている。

　図４は、ロータ６０において第１，第２巻線部７１，７２を含む電気回路を示す図である。第１巻線部７１及び第２巻線部７２は、第１巻線部７１の第２端７１ｂと第２巻線部７２の第１端７２ａとが互いに接続されることで直列に接続されている。第１巻線部７１の第２端７１ｂには、第２巻線部７２に並列にダイオード９１とコンデンサ９２とがそれぞれ接続されている。また、第１巻線部７１及び第２巻線部７２の直列接続体には、ダイオード９３とコンデンサ９４とがそれぞれ直列に接続されている。なお、以下の説明では、第２巻線部７２に並列接続されているダイオード９１、コンデンサ９２をそれぞれ並列ダイオード９１、並列コンデンサ９２とも称する。また、第１巻線部７１及び第２巻線部７２の直列接続体に直列接続されているダイオード９３、コンデンサ９４をそれぞれ直列ダイオード９３、直列コンデンサ９４とも称する。コンデンサ９２，９４は、例えばセラミックコンデンサ又はフィルムコンデンサである。

　並列ダイオード９１は、カソードが第２巻線部７２の第１端７２ａに接続され、アノードが第２巻線部７２の第２端７２ｂに接続されている。これにより、第２巻線部７２及び並列ダイオード９１を含む閉回路では、並列ダイオード９１のアノード側からカソード側へと向かう一方向に電流が流れる。また、直列ダイオード９３は、カソードが第１巻線部７１の第１端７１ａに接続され、アノードが第２巻線部７２の第２端７２ｂに接続されている。これにより、各巻線部７１，７２に流れる界磁電流が整流される。本実施形態では、第２巻線部７２の巻き数が第１巻線部７１の巻き数よりも多くなっている。

　図２の説明に戻り、制御装置３０は、マイコン３１を主体として構成される電子制御装置（Electronic Control Unit）である。マイコン３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えている。マイコン３１が提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン３１がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン３１は、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、回転電機４０の制御処理のプログラムが含まれる。プログラムを構成するインストラクションのセットが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えばＯＴＡ（Over The Air）等、インターネット等の通信ネットワークを介して更新可能である。

　制御装置３０は、インバータ２０を構成する各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする駆動信号を生成する。詳しくは、制御装置３０は、直流電源１０から出力された直流電力を交流電力に変換してＵ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗに供給すべく、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする駆動信号を生成し、生成した駆動信号を各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎのゲートに出力する。これにより、各相において、上アームスイッチ及び下アームスイッチが、デッドタイムを挟みつつ交互にオンされる。

　制御装置３０は、各相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗに基本波電流と、基本波電流の周波数よりも高い高周波電流（具体的には、高周波励磁電流）との合成電流を流すように各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする。基本波電流は、回転電機４０にトルクを発生させることを主とする電流である。高周波電流は、界磁巻線７０を構成する第１，第２巻線部７１，７２を励磁して界磁巻線７０に界磁電流を誘起させることを主とする電流である。各相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗに流れる相電流は、電気角で１２０°ずつずれている。

　なお、ステータ巻線５２に流す高周波電流としては、変動周波数が基本波電流の周波数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）である高調波電流であってもよいし、変動周波数が基本波電流の周波数のＮ倍から外れた電流であってもよい。

　ステータ巻線５２に高周波電流が流れると、第１，第２巻線部７１，７２に電圧が誘起され、界磁電流が流れる。第１，第２巻線部７１，７２の誘起電圧は、例えば位相が同じである。第１，第２巻線部７１，７２に流れる電流ＩＬ１，ＩＬ２は、高周波電流の周波数成分を含む。

　図４に示す電気回路において、ステータ巻線５２の通電に伴い第１，第２巻線部７１，７２が励磁される際、第１巻線部７１から第２巻線部７２へ電流が流れる。また、第２巻線部７２の両端の電圧が並列ダイオード９１の順方向電圧を超える場合に、第２巻線部７２及び並列ダイオード９１を含む閉回路において、第１巻線部７１に流れる電流ＩＬ１よりも大きい電流ＩＬ２が第２巻線部７２に流れる。第２巻線部７２及び並列ダイオード９１を含む閉回路に電流が流れることで、界磁電流の直流成分を増加させることができる。これにより、ロータ６０の磁束の直流成分を増加させ、回転電機４０のトルクを増加させることができる。

　次に、ロータ６０の構成をより詳細に説明する。図５は、ロータ６０の全体の構成を示す斜視図であり、図６は、ロータ６０においてロータ主部１０１を覆う外周被覆部１０２とコイルエンドカバー１０３，１０４とを取り外した状態を示す斜視図である。また、図７は、ロータ６０の分解斜視図であり、図８は、ロータ６０の縦断面図である。

　ロータ６０は大別して、ロータ主部１０１と、ロータ主部１０１の外周を囲むように設けられた円筒状の外周被覆部１０２と、ロータ主部１０１の軸方向一端側及び他端側に取り付けられたコイルエンドカバー１０３，１０４と、ロータ主部１０１の軸方向両側のうち一端側に設けられたバスバモジュール１０５及び回路モジュール１０６とを有している。ロータ主部１０１は、ロータコア６１と界磁巻線７０とを備えており、ロータコア６１の中心孔には回転軸３２が組み付けられている。界磁巻線７０は、周方向に並べて配置された複数の巻線ユニット１１０よりなる。

　バスバモジュール１０５及び回路モジュール１０６は、各々の中空部に回転軸３２が挿通された状態で回転軸３２に固定されている。これにより、バスバモジュール１０５及び回路モジュール１０６は、界磁巻線７０のコイルエンド部に軸方向に対向する位置に設けられている。外周被覆部１０２は、例えば紐状体であるヤーンを用い、ヤーンを、ロータコア６１に組み付けられた複数の巻線ユニット１１０の外周側に多重に巻回することで構成されている。

　図９は、ロータ主部１０１において巻線ユニット１１０を分解して示す斜視図であり、図１０は、ロータ主部１０１の一部について断面構造を示す横断面図である。

　ロータ主部１０１は、ロータ６０の磁極ごとに設けられた複数の巻線ユニット１１０を有している。各巻線ユニット１１０は、軸方向を長手方向とする環状に形成され、その中空部分にロータコア６１の主極部６２が挿通された状態でロータコア６１に組み付けられている。本実施形態では、巻線ユニット１１０により「極コイル」が構成されている。

　巻線ユニット１１０は、主極部６２への装着状態で径方向外側となる第１コイルモジュール１１１と、径方向内側となる第２コイルモジュール１１２とを有している。第１コイルモジュール１１１は、第１巻線部７１に相当するコイルモジュールであり、第２コイルモジュール１１２は、第２巻線部７２に相当するコイルモジュールである。

　第１コイルモジュール１１１は、平角線からなる導線材が周方向及び径方向に多重に巻回されてなる環状のコイル体１２１と、そのコイル体１２１に一体に設けられた薄板状の絶縁体１２２とを有している。絶縁体１２２は、周方向に延びかつコイル体１２１の径方向外側及び内側の外周部を覆う部分と、径方向に延びかつコイル体１２１の中空部を覆う部分とを有している。つまり、コイル体１２１において径方向外側の外周部と径方向内側の内周部と中空部とは、絶縁体１２２により絶縁被覆されている。

　第２コイルモジュール１１２は、平角線からなる導線材が周方向及び径方向に多重に巻回されてなる環状のコイル体１２３と、そのコイル体１２３に一体に設けられた薄板状の絶縁体１２４とを有している。絶縁体１２４は、周方向に延びかつコイル体１２３の径方向外側及び内側の外周部を覆う部分と、径方向に延びかつコイル体１２３の中空部を覆う部分とを有している。つまり、コイル体１２３において径方向外側の外周部と径方向内側の内周部と中空部とは、絶縁体１２４により絶縁被覆されている。

　第１コイルモジュール１１１のコイル体１２１は、例えば導線材をα巻きにより巻回したα巻きコイルである。また、第２コイルモジュール１１２のコイル体１２３は、導線材を所定の周回方向に連続的に巻回した連続巻きコイルである。第１コイルモジュール１１１では軸方向に２本の導線端部１２５が引き出されており、第２コイルモジュール１１２では軸方向に２本の導線端部１２６が引き出されている。そして、周方向に並ぶ各巻線ユニット１１０において、各導線端部１２５，１２６が互いに接続されることで、各主極部６２に設けられた複数の第１コイルモジュール１１１が直列接続されるとともに、各主極部６２に設けられた複数の第２コイルモジュール１１２が直列接続されるようになっている。なお、各コイルモジュール１１１，１１２では、主極部６２に導線材が巻回された部位が「巻回部」であり、その巻回部から延びる導線材の端部が「導線端部１２５，１２６」である。

　コイル体１２１，１２３に用いられる導線材は、例えば横断面形状が略矩形状（具体的には略長方形状）をなす平角線である。平角線は、アルミ等からなる導体部と、導体部を覆う絶縁層とからなる。ただし、導線材として断面が円形状をなす丸線を用いることも可能である。なお、各コイルモジュール１１１，１１２においてコイル構造は任意であり、例えばコイル体１２１，１２３をいずれも連続巻きコイルとすることも可能である。

　図１０に示すように、第１コイルモジュール１１１では、導線材が径方向に２層に巻装され、第２コイルモジュール１１２では、導線材が径方向に１２層に巻装されている。各コイルモジュール１１１，１１２の層数は任意であるが、第２コイルモジュール１１２の層数が第１コイルモジュール１１１の層数よりも多いとよい。各コイルモジュール１１１，１１２では、周方向の巻き線数（換言すれば周方向の導線材の並び数）が相違しており、径方向外側では径方向内側に比べて巻き線数が多くなっている。これにより、界磁巻線７０における占積率の向上が図られている。

　続いて、バスバモジュール１０５及び回路モジュール１０６について説明する。図１１は、バスバモジュール１０５の斜視図であり、図１２は、バスバモジュール１０５の内部の構成を示す図である。また、図１３は、回路モジュール１０６を部品ホルダ１４１と放熱板１５１とに分解して示す斜視図であり、図１４は、部品ホルダ１４１の内部の構成を示す図である。

　図１１及び図１２に示すように、バスバモジュール１０５は、樹脂成形体よりなる本体部１３１を有しており、その中心部には中心孔１３２が設けられている。中心孔１３２には、例えば金属等よりなる高剛性の円筒部材１３３が組み付けられている。バスバモジュール１０５は、円筒部材１３３の内周側に回転軸３２が挿通された状態で、回転軸３２に対して組み付けられるようになっている。

　本体部１３１には、磁極ごとの各コイルモジュール１１１，１１２を電気的に接続するための複数のバスバ１３４が埋め込まれている。本体部１３１において、各バスバ１３４は、中心孔１３２の周りに周方向に延びるように配置されており、それぞれ長手方向両端が、径方向に延びるアーム部１３４ａとなっている。アーム部１３４ａは、本体部１３１の外周面から径方向外側に向けて突出し、その先端部分が軸方向に屈曲されている。

　バスバモジュール１０５のバスバ１３４には、
・８磁極分の第１コイルモジュール１１１を直列に接続する７つのバスバ１３４と、
・８磁極分の第２コイルモジュール１１２を直列に接続する７つのバスバ１３４と、
が含まれている。これら各バスバ１３４のアーム部１３４ａは、１つずつ各コイルモジュール１１１，１１２の導線端部に接続されるようになっている。その他、バスバ１３４には、８磁極分の第１コイルモジュール１１１の直列接続体の両端となるバスバ１３４や、８磁極分の第２コイルモジュール１１２の直列接続体の両端となるバスバ１３４が含まれている。

　また、図１３及び図１４に示すように、回路モジュール１０６は、電気部品が収容されている部品ホルダ１４１と、部品ホルダ１４１に重ね合われる放熱板１５１とを有している。部品ホルダ１４１及び放熱板１５１はいずれも円盤状をなしており、外径寸法が互いに同一となっている。部品ホルダ１４１及び放熱板１５１は、軸方向端面どうしが互いに接合された状態で一体化されるようになっている（図７参照）。

　部品ホルダ１４１は、樹脂成形体よりなり、その中心部には中心孔１４２が設けられている。中心孔１４２には、例えば金属等よりなる高剛性の円筒部材１４３が組み付けられている。部品ホルダ１４１は、円筒部材１４３の内周側に回転軸３２が挿通された状態で、回転軸３２に対して組み付けられるようになっている。

　部品ホルダ１４１は、図４で説明した電気回路を構成する電気部品を有するとともに、これら各電気部品に対して電気的に接続された複数のバスバ１４５を有している。これら各電気部品やバスバ１４５は、部品ホルダ１４１において樹脂内に埋め込まれた状態で設けられている。

　部品ホルダ１４１には、中心孔１４２を囲むようにして、電気部品としてダイオード９１，９３やコンデンサ９２，９４が保持されている。また、これらの各電気部品にはバスバ１４５が接続されている。本実施形態では、バスバ１４５として、３本のバスバ１４５＿１，１４５＿２，１４５＿３が用いられる構成としている。部品ホルダ１４１において、各電気部品の周囲はシール材によりシールされているとよい。

　バスバ１４５＿１は、ダイオード９３及びコンデンサ９４に接続されており、図４の電気回路で言えば、第１巻線部７１の第１端７１ａに接続されるバスバである。バスバ１４５＿２は、ダイオード９１及びコンデンサ９２に接続されており、図４の電気回路で言えば、第１巻線部７１の第２端７１ｂと第２巻線部７２の第１端７２ａとに接続されるバスバである。バスバ１４５＿３は、ダイオード９１，９３及びコンデンサ９２，９４に接続されており、図４の電気回路で言えば、第２巻線部７２の第２端７２ｂに接続されるバスバである。

　部品ホルダ１４１において、各バスバ１４５は、中心孔１４２の周りに周方向に延びるように配置されており、それぞれ径方向に延びるアーム部１４５ａを有している。アーム部１４５ａは径方向に延び、その先端部分が軸方向に屈曲されている。アーム部１４５ａの先端部分は、ホルダ外部に露出しており、第１巻線部７１や第２巻線部７２との接続が行われる接続端部となっている。

　図１３に示すように、放熱板１５１は、部品ホルダ１４１の軸方向両面のうちロータコア６１の反対側（図の右側）に固定される。部品ホルダ１４１に放熱板１５１が固定されることにより、部品ホルダ１４１の反ロータコア側端面の全面が放熱板１５１により覆われるようになっている。放熱板１５１は、例えばアルミニウムよりなる。ただし、放熱板１５１は、放熱性に優れた材料であれば他の材料により構成されていてもよく、例えばアルミ合金や銅により構成されていてもよい。放熱板１５１の中心部には中心孔１５２が設けられている。中心孔１５２には、部品ホルダ１４１に一体化された円筒部材１４３が組み付けられる。

　部品ホルダ１４１の軸方向端面に放熱板１５１が固定されることにより、部品ホルダ１４１において、通電に伴いダイオード９１，９３やコンデンサ９２，９４で生じた熱が放熱板１５１を介して放出される。

　部品ホルダ１４１には、板厚方向に貫通する複数の貫通孔１４６が設けられている。また、放熱板１５１には、板厚方向に貫通する複数の貫通孔１５３が設けられている。これら各貫通孔１４６，１５３は、軸方向に互いに連通する位置に設けられている。

　図１５を用いて、回路モジュール１０６の縦断面構造を説明する。図１５は、図１４の１５－１５線に相当する位置であって、かつコンデンサ９２を径方向に横切る位置での断面図である。

　図１５において、部品ホルダ１４１には、コンデンサ９２を収容する収容部１４７が設けられている。収容部１４７は、軸方向（図の上下方向）に延びるように形成されている。部品ホルダ１４１の軸方向両側の端面のうち一方の端面には、部品ホルダ１４１の収容部１４７（すなわち部品収容エリア）を軸方向から覆うようにして放熱板１５１が固定されている。また、部品ホルダ１４１の他方の端面では、収容部１４７が、コンデンサ９２が露出しない状態で閉鎖部１４８により閉鎖されている。閉鎖部１４８は、部品ホルダ１４１の別部材であり、例えばコンデンサ９２を収容した状態の収容部１４７内に樹脂材を充填することで形成されている。収容部１４７は、部品ホルダ１４１において軸方向に貫通するように設けられており、軸方向一方側の開口が放熱板１５１により閉鎖されるとともに、軸方向他方側の開口が閉鎖部１４８により閉鎖されている。

　なお、閉鎖部１４８は、収容部１４７の反放熱板側の開口を閉じ、かつ収容部１４７内の隙間を埋めるスペーサであってもよい。また、閉鎖部１４８は部品ホルダ１４１の一部であってもよい。

　この場合、図１４等に示すように、部品ホルダ１４１には中心孔１４２（回転軸３２）を囲むように複数の電気部品（ダイオード９１，９３、コンデンサ９２，９４）が配置されており、それら電気部品ごとに複数の収容部１４７が設けられている。つまり、部品ホルダ１４１では、各収容部１４７に電気部品が収容されることで、複数の電気部品が回転軸３２の周りに周方向に並べて配置されるようになっている。ただし、収容部１４７は、２以上の電気部品をまとめて収容可能な大きさで形成されていてもよい。

　収容部１４７に収容された電気部品は放熱板１５１に接触しているとよい。ただし、電気部品が放熱板１５１に接触していることは必須ではなく、電気部品と放熱板１５１との間に、空間又はスペーサ部が介在していてもよい。

　放熱板１５１において、部品ホルダ１４１とは逆側の端面には、径方向に延びる向きで溝部１５５が設けられている。溝部１５５は、放熱板１５１において中心孔１５２から外周部に至るまでの範囲で設けられている。溝部１５５には、放熱フィン１５６が設けられている。溝部１５５は、周方向に２箇所に設けられている。溝部１５５は、部品ホルダ１４１に搭載された電気部品の位置に合わせて設けられているとよく、本実施形態では、電気部品のうちダイオード９１，９３に重なる２位置に溝部１５５が設けられている。

　本実施形態の回転電機４０では、ハウジング４１内において冷媒による界磁巻線７０の冷却を行う構成としており、以下には、界磁巻線７０の冷却に関する構成について説明する。

　図１６は、回転電機４０を模式的に示す縦断面図である。図１６では、既述のとおりロータ６０の径方向外側にステータ５０が設けられており、これらロータ６０及びステータ５０がハウジング４１内に収容されている。ロータ６０は、軸受４２，４３により回転可能な状態で支持されている。ここでは、回転電機４０の軸方向両側のうち一端側（図の右側）を第１端Ｘ１、他端側（図の左側）を第２端Ｘ２としている。

　界磁巻線７０において、ロータコア６１よりも軸方向外側となる部分はロータコイルエンドである。以下の記載では、軸方向両側のロータコイルエンドのうち第１端Ｘ１側のロータコイルエンドを「ロータコイルエンドＲＥ１」とし、第２端Ｘ２側のロータコイルエンドを「ロータコイルエンドＲＥ２」とする。また、ステータ巻線５２において、ステータコア５１よりも軸方向外側となる部分はステータコイルエンドである。ステータコイルエンドはロータコイルエンドの径方向外側に配置されている。以下の記載では、軸方向両側のステータコイルエンドのうち第１端Ｘ１側のステータコイルエンドを「ステータコイルエンドＳＥ１」とし、第２端Ｘ２側のステータコイルエンドを「ステータコイルエンドＳＥ２」とする。

　なお、ロータ６０及びステータ５０では、ロータコア６１及びステータコア５１の軸方向長さが同じであり、界磁巻線７０及びステータ巻線５２において径方向に各コア６１，５１と重複するコイルサイド部分は、軸方向に同一の範囲となっている。

　回転電機４０では、界磁巻線７０の各ロータコイルエンドＲＥ１，ＲＥ２に対してそれぞれ冷媒が供給されることで界磁巻線７０が冷却される構成となっている。冷媒は、例えば冷却水又は冷却油等の冷却液である。

　具体的には、回転電機４０において、ハウジング４１内には、ロータ６０の軸方向両端側（すなわち第１端Ｘ１側、第２端Ｘ２側）にそれぞれ、冷媒を噴射する噴射通路１６１，１６２が設けられている。噴射通路１１６，１６２は、回転電機４０の外部から冷媒を取り込み、その冷媒を軸方向両側の各コイルエンドカバー１０３，１０４に対して軸方向から噴射するための冷媒噴射部である。噴射通路１６１，１６２は、ハウジング４１内に取り付けられた配管等により形成されていてもよいし、ハウジング４１の周壁部や端板部に設けられた孔部により形成されていてもよい。また、ハウジング４１には、冷媒を排出する冷媒排出部として、ロータ６０の軸方向両端側にそれぞれ出口部１６３，１６４が設けられている。

　回転電機４０に対して冷媒を供給する冷媒供給システムは、冷媒を循環させる循環通路１７１を有するとともに、循環通路１７１に設けられた循環ポンプ１７２と放熱部１７３とを有する。循環ポンプ１７２は、例えば電動ポンプである。また、放熱部１７３は、例えば冷媒の熱を大気放出するラジエータである。循環ポンプ１７２の駆動により循環通路１７１を冷媒が流れる。

　回転電機４０の回転駆動時には、循環通路１７１から流入する冷媒が噴射通路１６１，１６２から軸方向両側の各コイルエンドカバー１０３，１０４に対して噴射される。各コイルエンドカバー１０３，１０４には、軸方向に冷媒を流通可能とする冷媒流路が設けられており、各コイルエンドカバー１０３，１０４の外側（カバー外側）に吹き付けられた冷媒はカバー内側に流入する。これにより、界磁巻線７０の各ロータコイルエンドＲＥ１，ＲＥ２に対して冷媒が供給され、界磁巻線７０が冷却される。また、カバー内側に流入した冷媒は、ロータ６０の回転遠心力により径方向外側に放射状に飛び散る。そして、各コイルエンドカバー１０３，１０４の外周部からカバー外部に排出された後、ステータコイルエンドＳＥ１，ＳＥ２の冷却に供される。

　なお、冷媒供給システムとして、ロータ６０の軸方向両端側（すなわち第１端Ｘ１側、第２端Ｘ２側）でそれぞれ別となる２系統の冷媒供給システムが構築される構成であってもよい。この場合、回転電機４０の第１端Ｘ１側と第２端Ｘ２側とで別々の循環通路１７１を介して冷媒が供給されるようになっているとよい。

　次に、コイルエンドカバー１０３，１０４における冷媒流通構造について説明する。軸方向両側のコイルエンドカバー１０３，１０４のうちコイルエンドカバー１０３は、第１端Ｘ１側においてバスバモジュール１０５及び回路モジュール１０６をカバー内部に収容した状態で、界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ１を覆うように設けられている。また、コイルエンドカバー１０４は、第２端Ｘ２側において、界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ２を覆うように設けられている。コイルエンドカバー１０３，１０４は、非磁性体であるとよく、例えばアルミ材により形成されているとよい。コイルエンドカバー１０３，１０４は合成樹脂製であってもよい。ここでは、まず第２端Ｘ２側のコイルエンドカバー１０４の構成について説明する。

　図１７は、コイルエンドカバー１０４をカバー外側から見た斜視図であり、図１８は、コイルエンドカバー１０４をカバー内側から見た斜視図である。図１９は、コイルエンドカバー１０４の断面構造を示す縦断面図である。また、図２０は、コイルエンドカバー１０４を界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ２側に装着した状態を示す縦断面図である。

　コイルエンドカバー１０４は、回転軸３２に固定される部位である端板部１８１と、端板部１８１の外周部から軸方向に延び、ロータコイルエンドＲＥ２を径方向外側から囲む環状部１８２とを有する。端板部１８１は、回転軸３２に固定された状態で径方向に延び、径方向中央部には板厚方向に貫通する中心孔１８３が設けられている。コイルエンドカバー１０４は、端板部１８１の中心孔１８３に回転軸３２が挿通された状態で、回転軸３２に対して端板部１８１の圧入嵌合やビス締結等により固定されている。また、環状部１８２は、巻線ユニット１１０の軸方向端部（詳しくは第１コイルモジュール１１１の絶縁体１２２の軸方向端部）に組み付けられている。

　端板部１８１には、端板部１８１の軸方向両面の間に、冷媒を通過させる冷媒流路が形成されている。具体的には、端板部１８１は、端板部１８１の軸方向両面のうち反ロータコア側（図１９の上側）に開口し、噴射通路１６２から噴射される冷媒を流入させる流入口１９１と、端板部１８１の軸方向両面のうちロータコア側（図１９の下側）に開口し、流入口１９１から流入された冷媒を流出させる流出口１９２と、流入口１９１と流出口１９２との間に設けられ、冷媒を一時的に貯留する貯留部１９３と、を有する。端板部１８１では、これら流入口１９１と貯留部１９３と流出口１９２とにより冷媒流路が形成されている。

　流入口１９１は、中心孔１８３を囲み、かつ周方向に連続する円環状に形成されている。貯留部１９３は、流入口１９１の下流側において流入口１９１を径方向に拡張するようにして形成されている。貯留部１９３は、流入口１９１と同様に、中心孔１８３を囲み、かつ周方向に連続する円環状に形成されている。貯留部１９３は、流入口１９１から流入した冷媒を一時的に貯留する部位であり、言うなれば油溜まり部である。

　端板部１８１には、貯留部１９３に軸方向に並ぶ位置に、周方向に所定間隔で複数の流出口１９２が設けられている。本実施形態では、磁極ごとに流出口１９２が設けられており、具体的には周方向に８つの流出口１９２が設けられている。この場合、各磁極の巻線ユニット１１０（極コイル）との関係で言えば、図２１に示すように、各磁極の巻線ユニット１１０のコイルエンドに軸方向に対向する位置に流出口１９２が設けられている。なお、端板部１８１において、磁極ごとに複数の流出口１９２を設けることも可能である。

　端板部１８１では、流入口１９１の開口面積（流入面積）が流出口１９２の開口面積（流出面積）よりも大きくなっている。具体的には、図２０（ａ）に示すように、端板部１８１において、流入口１９１の径方向開口寸法Ｄ１が流出口１９２の径方向開口寸法Ｄ２よりも大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。これにより、流入口１９１から貯留部１９３に対して冷媒が導入されやすくなっている。また、連続の定理により、流出口１９２から流出する冷媒の速度が増大されるようになっている。

　端板部１８１は、径方向中心側においてカバー内側に凸となる凸状部１９４を有している。凸状部１９４は、回転軸３２の周囲において軸方向に凸状に設けられている。ここで、図２０（ｂ）に示すように、界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ２においてコイルエンド高さが最も高い位置よりも径方向内側には内側空間Ｓが形成されており、内側空間Ｓ内に凸状部１９４が入るようにして、コイルエンドカバー１０４が装着されている。この場合、流出口１９２は、凸状部１９４においてロータコイルエンドＲＥ２に径方向に対向する位置に設けられている。

　また、界磁巻線７０は、径方向外側では径方向内側に比べて導線材の巻き線数が多く、界磁巻線７０のコイルエンドは、径方向外側において径方向内側に比べてロータコア６１からのコイルエンド高さが高くなっている。そして、界磁巻線７０を軸方向から見たコイルエンドの平面視（図２１）において、各巻線ユニット１１０の径方向中心位置よりも径方向内側に重複する位置に、流出口１９２が設けられている。すなわち、流出口１９２は、界磁巻線７０のコイルエンドの径方向最内側と径方向最外側との間の径方向中心位置よりも径方向内側となる部分に重複するように設けられている。

　なお、コイルエンドカバー１０４は、それぞれ個別に成形される２部材の結合により構成されているとよい。例えば、コイルエンドカバー１０４は、周方向に並ぶ複数の流出口１９２を通る円を見切り線として、内側の円環部材と外側の円環部材とにより構成されているとよい。この場合、それら２部材は、溶着等により接合されているとよい。これにより、一体成形する場合に比べて、コイルエンドカバー１０４の製作が容易となる。

　図２０（ｂ）に示すように、冷媒は、軸方向（図の上方）からコイルエンドカバー１０４に噴射され、経路Ｒ１のように流れる。つまり、ロータ回転時において、冷媒は、流入口１９１から貯留部１９３に流入し、貯留部１９３にて一時的に貯留されつつ、流出口１９２から流出する。このとき、流出口１９２から流出した冷媒は、ロータコイルエンドＲＥ２の低位部分に吹きかけられた後、回転遠心力により、ロータコイルエンドＲＥ２においてコイルエンド高さの低い部分から高い部分へと順に流れる。これにより、ロータコイルエンドＲＥ２において広い範囲に冷媒が行き渡り、ロータコイルエンドＲＥ２が効率良く冷却される。なお、流出口１９２の延びる方向と軸方向（回転軸３２の軸線）との間の角度θは、０～９０°の範囲内であるとよい。

　図１７及び図１８に示すように、コイルエンドカバー１０４の環状部１８２には、周方向に所定間隔で排出孔１９５が形成されている。排出孔１９５は、極数と同数である周方向８箇所に２個ずつ設けられている。また、排出孔１９５は、環状部１８２においてステータコイルエンドの中間高さとなる位置に設けられており、コイルエンドカバー１０４内に導入された冷媒は排出孔１９５を介してコイルエンドカバー１０４の径方向外側に排出される。

　図２２は、コイルエンドカバー１０４の平面図である。図２２では、貯留部１９３と流出口１９２とが隠れ線（破線）で示されている。

　コイルエンドカバー１０４の環状部１８２は、周方向に所定間隔で複数の平坦部１８４を有し、その平坦部１８４どうしの間が頂部１８５となっている。頂部１８５は、周方向に隣り合いかつ所定角度で交差する２つの平坦部１８４の間となる部分である。つまり、コイルエンドカバー１０４は、平面視で略多角形形状をなしている。本実施形態では、コイルエンドカバー１０４は、平面視で略８角形形状をなしており、周方向に隣り合う２つの平坦部１８４は１３５°で交差し、その間が頂部１８５となっている。そして、各々の頂部１８５に、２個を一組としてそれぞれ排出孔１９５が設けられている。なお、環状部１８２の内側の構成は図１８に示されている。この場合、カバー内部において、冷媒は回転遠心力により環状部１８２に向けて吹き飛び、頂部１８５付近で一時的に留まる。そしてその後、環状部１８２の頂部１８５付近の冷媒は、回転遠心力により排出孔１９５から径方向外側に向けて排出される。

　コイルエンドカバー１０４には、流出口１９２が周方向８箇所に設けられるとともに、２個一組となる排出孔１９５が、同じく周方向８箇所に設けられている。ただし、これら流出口１９２及び排出孔１９５は、周方向において互いに異なる位置に設けられている。この場合、図２１に示すように、ロータコイルエンドＲＥ２に対して冷媒を流出する流出口１９２は、各磁極の巻線ユニット１１０のコイルエンドに軸方向に対向する位置に設けられている。これに対して、ロータコイルエンドＲＥ２側から冷媒を排出する排出孔１９５は、周方向において各磁極の巻線ユニット１１０どうしの間となる位置に設けられている。これら流出口１９２及び排出孔１９５の構成によれば、界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ２が冷媒により広域に冷却されるようになっている。

　図２３に示すように、貯留部１９３の径方向外側となる外壁部１９３ａには、径方向内側に向けて突出する複数の突起部１９３ｂが設けられているとよい。突起部１９３ｂは、例えば、周方向に並ぶ各流出口１９２の間となる位置に設けられているとよい。ただし、突起部１９３ｂは、径方向において各流出口１９２と重複する位置に設けられていてもよい。回転状態のコイルエンドカバー１０４では、突起部１９３ｂにより、貯留部１９３内から流出口１９２への冷媒の流出が促される。

　コイルエンドカバー１０４の外壁部１９３ａには、突起部１９３ｂとして、周方向に並ぶ各流出口１９２の間に径方向内側に向けて延びる壁部が設けられていてもよい。

　図２４は、ロータ６０の径方向外側にステータ５０が組み付けられた状態において第２端Ｘ２側の構成を示す斜視図であり、図２５は、ロータ６０の径方向外側にステータ５０が組み付けられた状態を示す縦断面図である。

　ステータ巻線５２のステータコイルエンドＳＥ２はロータコイルエンドＲＥ２の径方向外側に位置している。コイルエンドカバー１０４の内部に流入した冷媒は、ロータコイルエンドＲＥ２の冷却に供された後、回転遠心力により排出孔１９５から径方向外側へ噴出される。そして、排出孔１９５から噴出された冷媒によりステータコイルエンドＳＥ２が冷却される。このとき、カバー内部では、ロータコイルエンドＲＥ２の軸方向端面や、周方向における各ロータコイルエンドＲＥ２の間を通じて冷媒が流れ、冷媒は環状部１８２に到達した後、排出孔１９５から排出される。

　次いで、第１端Ｘ１側のコイルエンドカバー１０３の構成について説明する。

　図２６は、コイルエンドカバー１０３をカバー外側から見た斜視図であり、図２７は、コイルエンドカバー１０３をカバー内側から見た斜視図である。図２７には、コイルエンドカバー１０３と共に回路モジュール１０６が分離状態で示されている。図２８は、コイルエンドカバー１０３の断面構造を示す縦断面図である。また、図２９は、コイルエンドカバー１０３を界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ１側に装着した状態を示す縦断面図である。

　コイルエンドカバー１０３は、回転軸３２に固定される部位である端板部２０１と、端板部２０１の外周部から軸方向に延び、ロータコイルエンドＲＥ１を径方向外側から囲む環状部２０２とを有する。端板部２０１は、回転軸３２に固定された状態で径方向に延び、径方向中央部には板厚方向に貫通する中心孔２０３が設けられている。コイルエンドカバー１０３は、端板部２０１の中心孔２０３に回転軸３２が挿通された状態で、回転軸３２に対して端板部２０１の圧入嵌合やビス締結等により固定されている。

　環状部２０２は、軸方向に二段で形成されており、外径寸法が相対的に小さい小径部２０４と、外径寸法が相対的に大きい大径部２０５とを有している。小径部２０４の内側は、回路モジュール１０６を収容するモジュール収容部となっており、大径部２０５の内側は、ロータコイルエンドＲＥ１を収容するコイルエンド収容部となっている。大径部２０５は、巻線ユニット１１０の軸方向端部（詳しくは第１コイルモジュール１１１の絶縁体１２２の軸方向端部）に組み付けられている。

　端板部２０１には、端板部２０１の軸方向両面の間に、冷媒を通過させる冷媒流路が形成されている。具体的には、端板部２０１は、端板部２０１の軸方向両面のうち反ロータコア側（図２８の上側）に開口し、噴射通路１６１から噴射される冷媒を流入させる流入口２１１と、端板部２０１の軸方向両面のうちロータコア側（図２８の下側）に開口し、流入口２１１から流入された冷媒を流出させる流出口２１２と、流入口２１１と流出口２１２との間に設けられ、冷媒を一時的に貯留する貯留部２１３と、を有する。端板部２０１では、これら流入口２１１と貯留部２１３と流出口２１２とにより冷媒流路が形成されている。

　流入口２１１は、中心孔２０３を囲み、かつ周方向に連続する円環状に形成されている。貯留部２１３は、流入口２１１の下流側において流入口２１１を径方向に拡張するようにして形成されている。貯留部２１３は、流入口２１１と同様に、中心孔２０３を囲み、かつ周方向に連続する円環状に形成されている。貯留部２１３は、流入口２１１から流入した冷媒を一時的に貯留する部位であり、言うなれば油溜まり部である。

　端板部２０１には、貯留部２１３に軸方向に並ぶ位置に、周方向に所定間隔で複数の流出口２１２が設けられている。流出口２１２は、図２７に示すように、回路モジュール１０６と同心の同一円上において周方向に並び、かつ各々離れた位置にそれぞれ設けられている。端板部２０１のロータコア側には、小径部２０４に収容された状態で回路モジュール１０６が配置される。この場合、放熱板１５１は、端板部２０１に軸方向に対向している。

　図２９に示すように、端板部２０１の流出口２１２と、回路モジュール１０６の部品ホルダ１４１及び放熱板１５１にそれぞれ設けられている貫通孔１４６，１５３とは、軸方向に互いに連通されている。これにより、端板部２０１の流出口２１２から流出した冷媒が、貫通孔１４６，１５３を通じて界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ１側に供給されるようになっている。

　端板部２０１では、流入口２１１の開口面積（流入面積）が流出口２１２の開口面積（流出面積）よりも大きくなっている。これにより、流入口２１１から貯留部２１３に対して冷媒が導入されやすくなっている。また、連続の定理により、流出口２１２から流出する冷媒の速度が増大されるようになっている。

　なお、コイルエンドカバー１０３の貯留部２１３において径方向外側となる外壁部には、コイルエンドカバー１０４の貯留部１９３と同様に、径方向内側に向けて突出する複数の突起部が設けられていてもよい（図２３参照）。

　第１端Ｘ１側のコイルエンドカバー１０３では、第２端Ｘ２側のコイルエンドカバー１０４と同様に、端板部２０１において、各磁極の巻線ユニット１１０（極コイル）ごとに流出口２１２が設けられていてもよい。

　図２９に示すように、回路モジュール１０６において、部品ホルダ１４１及び放熱板１５１には、各巻線ユニット１１０の径方向中心位置よりも径方向内側に重複する位置に貫通孔１４６，１５３が設けられている。

　冷媒は、軸方向（図の上方）からコイルエンドカバー１０３に噴射され、経路Ｒ２のように流れる。つまり、ロータ回転時において、冷媒は、コイルエンドカバー１０３の流入口２１１から貯留部２１３に流入し、貯留部２１３にて一時的に貯留されつつ、流出口２１２からカバー内部に流出する。さらに、部品ホルダ１４１及び放熱板１５１の貫通孔１４６，１５３を通過した冷媒は、ロータコイルエンドＲＥ１の低位部分に吹きかけられた後、回転遠心力により、ロータコイルエンドＲＥ１においてコイルエンド高さの低い部分から高い部分へと順に流れる。これにより、ロータコイルエンドＲＥ１において広い範囲に冷媒が行き渡り、ロータコイルエンドＲＥ１が効率良く冷却される。

　図２７に示すように、部品ホルダ１４１に設けられたバスバ１４５は、部品ホルダ１４１及び放熱板１５１において周方向に延びる貫通孔１４６，１５３を横切る位置に設けられている。これにより、貫通孔１４６，１５３を通過する冷媒により、バスバ１４５の冷却が可能になっている。

　また、本実施形態では、コイルエンドカバー１０３において端板部２０１の流出口２１２からカバー内部に流出した冷媒は、部品ホルダ１４１及び放熱板１５１の貫通孔１４６，１５３を介してロータコイルエンドＲＥ１に供給される以外に、放熱板１５１の端面に沿って径方向に流れる構成となっている。この構成について説明する。

　図３０は、コイルエンドカバー１０３の端板部２０１に設けられた流出口２１２と、放熱板１５１の溝部１５５との位置関係を示す平面図である。なお、図３０では、コイルエンドカバー１０３を仮想線で示している。

　図３０に示すように、コイルエンドカバー１０３の端板部２０１に設けられた流出口２１２のうち一部の流出口２１２は、放熱板１５１の溝部１５５と重複する位置に設けられている。ここでは、説明の便宜上、端板部２０１に設けられた流出口２１２のうち、放熱板１５１の溝部１５５と重複していない流出口２１２を「流出口２１２Ａ」とし、放熱板１５１の溝部１５５と重複している流出口２１２を「流出口２１２Ｂ」とする。

　この場合、端板部２０１の流出口２１２Ａから流出した冷媒は、上述したとおり部品ホルダ１４１及び放熱板１５１の貫通孔１４６，１５３を介してロータコイルエンドＲＥ１に供給される。これに対し、端板部２０１の流出口２１２Ｂから流出した冷媒は、放熱板１５１の溝部１５５に到達し、その後、溝部１５５に沿って径方向に流れる。その際、放熱板１５１が冷媒により冷却される。

　つまり、図２９に示すように、コイルエンドカバー１０３の端板部２０１に設けられた冷媒流路は、部品ホルダ１４１及び放熱板１５１の貫通孔１４６，１５３を介して冷媒をロータコイルエンドＲＥ１側に供給する第１流路Ｙ１と、放熱板１５１の軸方向端面に沿って冷媒を流通させる第２流路Ｙ２とに通じている構成となっている。コイルエンドカバー１０３の小径部２０４には、溝部１５５に対応する位置に排出孔２１４が設けられており、溝部１５５を流れる冷媒は排出孔２１４からカバー外側に排出される。

　また、図２６及び図２７に示すように、コイルエンドカバー１０３において環状部２０２の大径部２０５には、周方向に所定間隔で排出孔２１５が形成されている。排出孔２１５は、極数と同数である周方向８箇所に設けられている。また、排出孔２１５は、環状部２０２においてステータコイルエンドの中間高さとなる位置に設けられており、コイルエンドカバー１０３内に導入された冷媒は排出孔２１５を介してコイルエンドカバー１０３の径方向外側に排出される。

　なお、コイルエンドカバー１０３でも、コイルエンドカバー１０４と同様に、環状部２０２が、周方向に複数の頂部を有する形状をなし、それら各頂部の近傍に排出孔２１５が設けられていてもよい（図１７及び図１８参照）。

　図３１は、ロータ６０の径方向外側にステータ５０が組み付けられた状態において第１端Ｘ１側の構成を示す斜視図であり、図３２は、ロータ６０の径方向外側にステータ５０が組み付けられた状態を示す縦断面図である。

　ステータ巻線５２のステータコイルエンドＳＥ１はロータコイルエンドＲＥ１の径方向外側に位置している。コイルエンドカバー１０３の内部に流入し、かつ部品ホルダ１４１及び放熱板１５１の貫通孔１４６，１５３を通過した冷媒は、ロータコイルエンドＲＥ１の冷却に供された後、回転遠心力により排出孔２１５から径方向外側へ噴出される。そして、排出孔２１５から噴出された冷媒によりステータコイルエンドＳＥ１が冷却される。このとき、カバー内部では、ロータコイルエンドＲＥ１の軸方向端面や、周方向における各ロータコイルエンドＲＥ１の間を通じて冷媒が流れ、冷媒は環状部２０２に到達した後、排出孔２１５から排出される。

　ところで、回転電機４０において、冷媒によりロータ６０の界磁巻線７０が冷却される際には、界磁巻線７０で生じる熱により冷媒の温度が上昇する。そのため、回転電機４０に冷媒温度センサ２２１を設け、その冷媒温度センサ２２１の検出値により冷媒の温度上昇量を把握することで、界磁巻線７０の温度を推定することが可能となる。ただし、回転電機４０は、発熱源として界磁巻線７０以外にステータ巻線５２を有しており、ステータ巻線５２の熱により冷媒温度が上昇すると、界磁巻線７０の温度の推定精度が低下してしまう。

　そこで本実施形態では、冷媒温度を検出する冷媒温度センサ２２１を、ハウジング４１内で冷媒が流れる経路において界磁巻線７０の下流側となり、かつステータ巻線５２からの受熱が規制された状態で設ける構成としている。

　また、本実施形態では、ステータ巻線５２の通電に伴う励磁により界磁巻線７０に界磁電流を流す構成となっている。より具体的には、ステータ巻線５２に高調波電流を流し、その高調波電流による界磁巻線７０の励磁により界磁巻線７０に界磁電流を流す構成となっている。そのため、ステータ巻線５２の通電電流の大きさに応じて界磁巻線７０の温度が変化する。つまり、ステータ巻線５２が通電される際には、その通電に伴いステータ巻線５２の温度が上昇するとともに、ステータ巻線５２の通電に伴い生じる界磁巻線７０の通電により界磁巻線７０の温度が上昇する。図３３は、ステータ巻線５２に流れるステータ電流と、界磁巻線７０の温度との関係を示す図であり、ステータ電流が大きいほど、界磁巻線７０の温度が高くなる。

　そこで本実施形態では、回転電機４０と制御装置３０とを含む制御システムにおいて、冷媒温度を検出する冷媒温度センサ２２１の検出値と、ステータ巻線５２の温度を検出するステータ温度センサ２２２の検出値とに基づいて、界磁巻線７０の温度を推定することとしている。なお、冷媒温度センサ２２１が「第１温度センサ」に相当し、ステータ温度センサ２２２が「第２温度センサ」に相当する。また、制御装置３０が「推定部」に相当する。

　ちなみに、巻線界磁型のロータ６０では、自身の通電に伴う発熱が生じるため、永久磁石型のロータに比べて高温となる。この場合、回転電機４０を効率良く作動させることや界磁巻線７０の保護を図るには、界磁巻線７０の温度が精度良く推定されることが望ましい。

　図３４には、回転電機４０と制御装置３０とを含む制御システムの概略構成を示す。なお、図３４において回転電機４０は上述した図１６と同じ構成を有している。

　図３４に示すように、ステータ巻線５２において、回転電機４０の軸方向両側のうち第１端Ｘ１側のステータコイルエンドＳＥ１には、冷媒温度を検出する冷媒温度センサ２２１と、ステータ巻線５２の温度（ステータ温度）を検出するステータ温度センサ２２２とが設けられている。これら各温度センサ２２１，２２２は、サーミスタよりなる温度検出素子を有している。各温度センサ２２１，２２２は、いずれもステータコイルエンドＳＥ１に設けられているが、センサ取付の構成が異なることから、冷媒温度センサ２２１により冷媒温度が検出される一方、ステータ温度センサ２２２によりステータ巻線５２の温度が検出されるものとなっている。その詳細は後述する。

　これら各温度センサ２２１，２２２の検出信号は制御装置３０に入力される。制御装置３０は、各温度センサ２２１，２２２の検出信号に基づいて、界磁巻線７０の温度を推定する。このとき、例えば図３５に示す関係を用い、冷媒温度とステータ温度とに基づいて界磁巻線７０の温度が推定される。このとき、冷媒温度が高いほど、又はステータ温度が高いほど、界磁巻線７０の温度として高い温度が推定される。

　以下に、各温度センサ２２１，２２２の取付構造を具体的に説明する。図３６は、ステータ５０及びロータ６０よりなるアセンブリを軸方向から見た平面図である。なお、図３６は、図３１に示すステータ５０及びロータ６０を軸方向から見た平面図であるが、ステータ巻線５２の巻線構造について詳細な図示を割愛している。図３６では、ステータコイルエンドＳＥ１に相当する部分に網掛けが付されている。

　図３６に示すように、界磁巻線７０のロータコイルエンドを覆うコイルエンドカバー１０３の径方向外側にはステータ巻線５２のステータコイルエンドＳＥ１が配置されている。また、ステータ巻線５２のステータコイルエンドＳＥ１には、ステータ巻線５２における３相の相巻線の中性点となる中性点バスバ２２３が取り付けられている。中性点バスバ２２３は、ステータコイルエンドＳＥ１の径方向外側において周方向に延びるように設けられている。なお、図３１には、ステータコイルエンドＳＥ１に対して中性点バスバ２２３が取り付けられた状態が示されている。

　中性点バスバ２２３には、ステータ温度センサ２２２が取り付けられている。ステータ温度センサ２２２は、中性点バスバ２２３に接触した状態で取り付けられており、ステータ巻線５２の通電に伴い中性点バスバ２２３が加熱される場合に、その中性点バスバ２２３の温度をステータ巻線５２の温度として検出する。

　また、中性点バスバ２２３には、中性点バスバ２２３から径方向に延びる支持部材２２４が固定されている。支持部材２２４は、熱伝導性の低い樹脂等により構成されているとよい。支持部材２２４の先端部に冷媒温度センサ２２１が固定されている。これにより、冷媒温度センサ２２１は、ステータ５０を軸方向から見た平面視においてステータコイルエンドＳＥ１に重複する位置に配置されている。冷媒温度センサ２２１から延びる信号線は、支持部材２２４に沿って設けられているとよい。

　図３７は、ステータ５０の正面図である。図３７において、ステータ巻線５２は、複数の導体セグメント２３０を用い、導体セグメント２３０の端部であるセグメント端部２３１どうしが溶接等により接続されることで構成されている。ステータ巻線５２では、軸方向一方の側（図の下側）において、導体セグメント２３０の屈曲によりステータコイルエンドＳＥ２が構成されるとともに、軸方向他方の側（図の上側）において、セグメント端部２３１どうしの接続によりステータコイルエンドＳＥ１が構成されている。なお、ステータコイルエンドＳＥ２が「屈曲側コイルエンド」に相当し、ステータコイルエンドＳＥ１が「接続側コイルエンド」に相当する。

　ステータコイルエンドＳＥ１では、セグメント端部２３１どうしの接続部が周方向に所定間隔で並んでいる。また、ステータ５０は、ステータコア５１のスロット５４内に導体セグメント２３０が径方向に複数収容される構成となっており、複数のセグメント接続部が径方向に並ぶように配置されている。そして、周方向においてセグメント端部２３１どうしの接続部の間に冷媒温度センサ２２１が配置されている。つまり、周方向においてセグメント端部２３１どうしの接続部（セグメント接続部）の間には、径方向に通じる隙間が形成されており、その隙間が、冷媒温度センサ２２１の設置場所並びに冷媒通路となっている。この場合、冷媒温度センサ２２１は、ステータ巻線５２（導体セグメント２３０）から離間しており、ステータ巻線５２からの受熱が規制される状態となっている。冷媒温度センサ２２１は、軸方向においてステータコイルエンドＳＥ１の中間高さとなる位置に配置されている。

　また、図３６に示すように、ステータコイルエンドＳＥ１において、周方向に並ぶ各セグメント接続部の間には、冷媒温度センサ２２１をステータコイルエンドＳＥ１の導体セグメント２３０から隔離する隔離部材２２５が設けられているとよい。隔離部材２２５は、例えば断熱性に優れた、樹脂等の材料よりなる。隔離部材２２５は、少なくとも周方向において冷媒温度センサ２２１とセグメント接続部との間に設けられており、導体セグメント２３０から冷媒温度センサ２２１への熱を遮断する熱遮断壁として機能する。

　図３８は、ロータコイルエンドＲＥ１側からステータコイルエンドＳＥ１側への冷媒の流れを示す図である。ロータコイルエンドＲＥ１では、ロータ６０の回転時において、コイルエンドカバー１０３の端板部２０１に設けられた冷媒流路（２１１～２１３）と、環状部２０２に設けられた排出孔２１５とを介して、冷媒がカバー内部から径方向外側に排出される。この場合、環状部２０２の径方向外側に冷媒温度センサ２２１が配置されていることにより、ロータコイルエンドＲＥ１側から排出された冷媒が冷媒温度センサ２２１に到達する。そして、冷媒温度センサ２２１により冷媒温度が検出される。

　ここで、ロータコイルエンドＲＥ１がコイルエンドカバー１０３により覆われている構成では、コイルエンドカバー１０３内に導入された冷媒は、一旦ロータコイルエンドＲＥ１を浸した状態とした後、排出孔２１５からステータコイルエンドＳＥ１に向けて排出される。これにより、ロータコイルエンドＲＥ１と冷媒との熱交換が十分に行われ、ロータコイルエンドＲＥ１の温度が十分に反映された状態で、冷媒温度センサ２２１による冷媒温度の検出が行われるものとなっている。

　なお、図示の構成では、環状部２０２の排出孔２１５と冷媒温度センサ２２１との軸方向の位置が相違している。そのため、環状部２０２の排出孔２１５から冷媒温度センサ２２１に向けて軸方向に斜めに冷媒が排出されるよう、排出孔２１５の延びる向きは軸方向に対して斜めとなる向きとなっている。

　以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

　ロータ６０において、コイルエンドカバー１０３，１０４の端板部１８１，２０１が回転軸３２に固定されている構成とした。これにより、ロータ６０に対するコイルエンドカバー１０３，１０４の装着を好適に行わせることができる。また、一方のコイルエンドカバー１０３では、端板部２０１に流入口２１１と流出口２１２と貯留部２１３とを設け、他方のコイルエンドカバー１０４では、端板部１８１に流入口１９１と流出口１９２と貯留部１９３とを設ける構成とした。この場合、ロータ６０の回転時において、コイルエンドカバー１０３，１０４に冷媒を一時的に溜め込みつつ、ロータコイルエンドに対する適正量の冷媒供給を継続的に行わせることができる。その結果、冷媒によるロータ６０の冷却を適正に行わせることができる。

　コイルエンドカバー１０３，１０４の端板部１８１，２０１において、流入口１９１，２１１の開口面積（流入面積）を流出口１９２，２１２の開口面積（流出面積）よりも大きくした。この場合、貯留部１９３，２１３に対して冷媒が導入されやすくなり、流出口１９２，２１２に対して冷媒が適切に供給される。また、連続の定理により、流出口１９２，２１２から流出する冷媒の速度が増すため、界磁巻線７０にかかる冷媒の流速を大きくし、冷却効率を高めることができる。

　コイルエンドカバー１０４の端板部１８１において、回転軸３２の周囲となる中央部分を凸状部１９４として内側空間Ｓ内に入るようにし、凸状部１９４においてロータコイルエンドＲＥ２に径方向に対向する位置に流出口１９２を設ける構成とした。これにより、ロータ回転時において、流出口１９２から径方向に流出した冷媒が好適にロータコイルエンドＲＥ２にかかるようになる。したがって、界磁巻線７０の冷却を適正に行わせることができる。

　界磁巻線７０の巻線ユニット１１０を、径方向内外の導線材の巻き線数の違いにより、径方向外側で径方向内側に比べてコイルエンド高さが高くなる構成とした。そして、界磁巻線７０を軸方向から見たロータコイルエンドの平面視において巻線ユニット１１０の径方向の中心位置よりも径方向内側となる部分に重複するように、流出口１９２を設ける構成とした。この場合、ロータ回転時において、流出口１９２から流出した冷媒は、ロータコイルエンドＲＥ２の低位部分に吹きかけられた後、ロータコイルエンドＲＥ２においてコイルエンド高さの低い部分から高い部分へと順に流れる。これにより、ロータコイルエンドＲＥ２を効率良く冷却させることができる。

　コイルエンドカバー１０４の端板部１８１において、各磁極の巻線ユニット１１０（極コイル）ごとに、巻線ユニット１１０のコイルエンドに対向する位置に流出口１９２が設けられている構成とした。この場合、各磁極の巻線ユニット１１０に対して均等に冷媒を供給することができ、界磁巻線７０の冷却を適正に行わせることができる。

　貯留部１９３の径方向外側となる外壁部１９３ａに、径方向内側に向けて突出する複数の突起部１９３ｂが設けられている構成とした。これにより、回転状態のコイルエンドカバー１０４において、貯留部１９３内に貯留される冷媒が流出口１９２から流出されることを促すことができる。また、冷媒によるコイルエンドカバー自身の冷却能力を高めることができる。

　コイルエンドカバー１０３，１０４の環状部１８２，２０２には、軸方向においてステータコイルエンドの中間高さとなる位置に、コイルエンドカバー１０３，１０４内の冷媒を径方向外側に排出する排出孔１９５，２１５が設けられている構成とした。この場合、コイルエンドカバー１０３，１０４内で界磁巻線７０の冷却に用いられた冷媒は、引き続いてステータ巻線５２の冷却に用いられる。これにより、界磁巻線７０に加え、ステータ巻線５２の冷却を好適に行わせることができる。

　コイルエンドカバー１０４の環状部１８２において、周方向に所定間隔で設けられた頂部１８５の近傍に排出孔１９５が設けられている構成とした。この場合、コイルエンドカバー１０４内において頂部付近では冷媒が一時的に留まりやすく、ロータ回転時においてステータコイルエンドＳＥ２への冷媒の供給を適正に行わせることができる。

　ロータ６０において電気部品を搭載する回路モジュール１０６を、コイルエンドカバー１０３内に配置する構成とした。これにより、界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ１と共に回路モジュール１０６をコイルエンドカバー１０３により包囲し、回路モジュール１０６の保護等を図ることができる。また、コイルエンドカバー１０３の端板部２０１と界磁巻線７０との間に配置された回路モジュール１０６に複数の貫通孔１４６，１５３を設け、その貫通孔１４６，１５３を介して、端板部２０１の流出口２１２から流出した冷媒をロータコイルエンドＲＥ１側に供給する構成とした。この場合、コイルエンドカバー１０３とロータコイルエンドＲＥ１との間に回路モジュール１０６が存在していても、ロータ６０の軸方向端部に軸方向から噴射される冷媒を適正にロータコイルエンドＲＥ１に供給することができる。

　コイルエンドカバー１０３の端板部２０１に設けられた冷媒流路が、部品ホルダ１４１及び放熱板１５１の貫通孔１４６，１５３を介して冷媒をロータコイルエンドＲＥ１側に供給する第１流路Ｙ１と、放熱板１５１の軸方向端面に沿って冷媒を流通させる第２流路Ｙ２とに通じている構成とした。この場合、界磁巻線７０の冷却に加えて、回路モジュール１０６の冷却を好適に行わせることができる。

　部品ホルダ１４１において、電気部品に電気的に接続されたバスバ１４５の一部が、部品ホルダ１４１及び放熱板１５１の貫通孔１４６，１５３を横切るように設けられている構成とした。この場合、貫通孔１４６，１５３を通解する冷媒によりバスバ１４５の冷却を行わせることができる。

　ロータ６０の回路モジュール１０６において、部品ホルダ１４１の軸方向両側の端面のうち一方の端面に、電気部品を収容する収容エリアを軸方向から覆うようにして放熱板１５１を固定するとともに、他方の端面では、電気部品の収容エリアを、電気部品が露出しない状態で閉鎖部１４８により封鎖する構成とした。この場合、放熱板１５１によって、電気部品の熱を効率良く放出できる。また、部品ホルダ１４１において放熱板１５１の逆側の端面では、閉鎖部１４８による収容エリアの封鎖によって、電気部品が冷媒に晒されるといった不都合が抑制される。その結果、ロータ６０において冷媒から電気部品を適切に保護し、かつ高い冷却性能を実現することができる。

　部品ホルダ１４１の軸方向両側の端面のうち反ロータコア側の端面に、放熱板１５１が固定されている構成とした。この場合、放熱板１５１は、界磁巻線７０における発熱の放射を受けないため、電気部品の放熱性を向上させることができる。

　部品ホルダ１４１において、複数の電気部品が回転軸３２の周りに周方向に並べて配置されている構成とした。また、放熱板１５１を、部品ホルダ１４１において周方向に並ぶ各電気部品の収容エリアを軸方向から覆うようにして部品ホルダ１４１の軸方向片側の端面に固定する構成とした。この場合、各電気部品を周方向に分散配置することで部品ホルダ１４１における熱の偏りを抑制しつつ、放熱板１５１による放熱を好適に行わせることができる。

　界磁巻線７０のコイルエンドと回路モジュール１０６とがコイルエンドカバー１０３により覆われる構成において、コイルエンドカバー１０３の端板部２０１に軸方向に貫通する冷媒流路を設けるとともに、回路モジュール１０６の部品ホルダ１４１及び放熱板１５１に、軸方向に延びかつ互いに連通する貫通孔１４６，１５３を設ける構成とした。これにより、コイルエンドカバー１０３の端板部２０１に対して軸方向から冷媒が噴射される場合に、その冷媒はコイルエンドカバー１０３の端板部２０１と回路モジュール１０６とを通過して界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ１に対して噴出される。したがって、界磁巻線７０の冷却を好適に行わせることができる。

　回路モジュール１０６において放熱板１５１がコイルエンドカバー１０３の端板部２０１に軸方向に対向しており、放熱板１５１において端板部２０１と対向する対向面に設けられた溝部１５５に、冷媒流路から流出する冷媒を流通させる構成とした。この場合、コイルエンドカバー１０３の端板部２０１を通過した冷媒によって、放熱板１５１の放熱が効果的に行われる。これにより、回路モジュール１０６における電気部品の冷却性能を向上させることができる。

　部品ホルダ１４１と放熱板１５１との互いの接合面にシール材が介在している構成とした。これにより、部品ホルダ１４１と放熱板１５１との間に冷媒や異物等が入り込むことを抑制できる。

　冷媒温度センサ２２１を、ハウジング４１内で冷媒が流れる経路において界磁巻線７０の下流側となり、かつステータ巻線５２からの受熱が規制された状態で設ける構成とした。この場合、冷媒は、ステータ巻線５２からの熱の影響が抑制された状態で、界磁巻線７０から冷媒温度センサ２２１に向けて流れる。そのため、冷媒温度センサ２２１では、ステータ巻線５２の影響を受けずに、界磁巻線７０の温度に依存した冷媒温度が検出される。その結果、冷媒温度センサ２２１の検出結果を用い、界磁巻線７０の温度を適正に推定することができる。

　巻線界磁型の回転電機４０では、永久磁石型回転電機とは異なり、界磁巻線７０の通電に伴う発熱が生じる。そのため、回転電機４０の効率的な運転や界磁巻線７０の保護を図るには巻線温度の推定が重要となる。この点において、上記構成の回転電機４０によれば、巻線温度の推定を適正化することができる。また、ロータ６０の巻線温度を適正に推定できることから、その推定温度に基づいて界磁電流のフィードバック制御を適正に行わせることができる。

　界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ１の径方向外側に、ステータ巻線５２のステータコイルエンドＳＥ１が配置される構成とし、ロータ６０の回転時に、ロータコイルエンドＲＥ１からステータコイルエンドＳＥ１に至る経路で冷媒が流れるようにした。そして、冷媒温度センサ２２１を、ステータ５０を軸方向から見た平面視においてステータ巻線５２のステータコイルエンドＳＥ１に重複する位置に設ける構成とした。この場合、ロータ６０の回転時において、冷媒が遠心力により径方向外側に送出される際、すなわち冷媒がロータコイルエンドＲＥ１からステータコイルエンドＳＥ１に送出される際に、ロータコイルエンドＲＥ１から離れた冷媒は直ぐさま冷媒温度センサ２２１に到達する。これにより、冷媒温度センサ２２１において、界磁巻線７０の温度が反映された冷媒温度を適正に検出できる。

　軸方向においてステータコイルエンドＳＥ１の中間高さとなる位置に冷媒温度センサ２２１を設ける構成とした。これにより、ロータ６０側から流出する冷媒が冷媒温度センサ２２１に直接到達することになり、冷媒温度センサ２２１の検出温度を、界磁巻線７０の温度を適正に反映したものにすることができる。

　ステータ巻線５２のステータコイルエンドＳＥ１において、周方向に並ぶ各セグメント接続部の間に冷媒温度センサ２２１を配置する構成とした。この場合、周方向の各セグメント接続部の間には、径方向に通じる隙間が形成されているため、その隙間を、冷媒温度センサ２２１の設置場所、並びに冷媒を冷媒温度センサ２２１に案内する冷媒案内通路として用いることができる。これにより、軸方向においてステータコイルエンドＳＥ１の中間高さとなる位置に冷媒温度センサ２２１を設ける構成を好適に実現することができる。

　冷媒が流れる経路において界磁巻線７０の下流側となる位置に、冷媒温度センサ２２１をステータコイルエンドＳＥ１から隔離する隔離部材２２５を設ける構成とした。これにより、冷媒温度センサ２２１とステータコイルエンドＳＥ１とが熱遮断され、冷媒温度センサ２２１による界磁巻線温度の検出精度を高めることができる。

　界磁巻線７０のロータコイルエンドＲＥ１を覆うコイルエンドカバー１０３において、端板部２０１に設けられた冷媒流路によりコイルエンドカバー１０３内に冷媒を取り込むとともに、環状部２０２に設けられた排出孔２１５によりコイルエンドカバー１０３内の冷媒を径方向外側に排出する構成とした。また、環状部２０２の径方向外側となる位置に冷媒温度センサ２２１が配置されている構成とした。この場合、コイルエンドカバー１０３を経由して冷媒を流通させる際に、冷媒は、コイルエンドカバー１０３内で一旦ロータコイルエンドＲＥ１を浸した状態とした後、排出孔２１５からステータコイルエンドＳＥ１に向けて排出される。これにより、ロータコイルエンドＲＥ１と冷媒との熱交換が十分に行われ、界磁巻線７０の冷却の効果と温度検出の適正化の効果とが得られる。

　ステータ巻線５２の通電に伴う励磁により界磁巻線７０に界磁電流が流れる構成では、ステータ巻線５２の通電電流の大きさに応じて界磁巻線７０の温度が変化する。この点を鑑み、界磁巻線７０の下流側となる位置で冷媒温度を検出する冷媒温度センサ２２１の検出値と、ステータ巻線５２の温度を検出するステータ温度センサ２２２の検出値とに基づいて、界磁巻線７０の温度を推定する構成とした。これにより、界磁巻線７０の温度を精度良く推定することができる。

　（他の実施形態）
　上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

　・コイルエンドカバー１０４を図３９のように構成してもよい。図３９の構成は、図２０の構成の一部を変更したものである。図３９に示すコイルエンドカバー１０４では、端板部１８１において、貯留部１９３の下流側の流出口１９２が径方向に延びる向きで設けられている。この場合、冷媒が貯留部１９３から下流側の流出口１９２に際に、冷媒の流速がロータ６０の回転遠心力により加速される。これにより、ロータコイルエンドに冷媒がかかる際の冷媒の流速が増大され、結果として界磁巻線７０の冷却能力を高めることができる。

　・図４０は、ロータコイルエンドＲＥ１における冷媒の流れに関して別の構成を示す図である。この構成では、コイルエンドカバー１０３の環状部２０２において軸方向に互いに異なる位置に、冷媒の通過が可能な第１冷媒通過口２４１と第２冷媒通過口２４２とが設けられている。第１冷媒通過口２４１は、ロータコア６１から軸方向に離れた位置に冷媒排出孔として設けられ、その第１冷媒通過口２４１の径方向外側となる位置に冷媒温度センサ２２１が配置されている。また、第２冷媒通過口２４２は、軸方向において第１冷媒通過口２４１よりもロータコア６１に近い位置に設けられている。なお、第１冷媒通過口２４１は、図３８の排出孔２１５に相当する。

　この場合、界磁巻線７０側からステータ巻線５２側に供給される冷媒は、ステータ巻線５２のコイルエンドにおいて冷媒温度センサ２２１を含む範囲に向けて流れる冷媒と、冷媒温度センサ２２１を含まない範囲に向けて流れる冷媒とに分けて供給される。これにより、ステータ巻線５２のコイルエンドの冷却性向上を図りつつ、冷媒温度センサ２２１による適正な冷媒温度の検出を行わせることができる。

　図４１に示すように、コイルエンドカバー１０３の環状部２０２には、周方向に互いに異なる位置に第１冷媒通過口２４１と第２冷媒通過口２４２とがそれぞれ設けられているとよい。各冷媒通過口２４１，２４２は、各磁極の巻線ユニット１１０（極コイル）ごとに設けられているとよい。例えば、第１冷媒通過口２４１は、各巻線ユニット１１０の周方向中央となる位置に設けられ、第２冷媒通過口２４２は、周方向に隣り合う巻線ユニット１１０どうしの間となる位置（各巻線ユニット１１０の境界部となる位置）に設けられているとよい。ただし、第１冷媒通過口２４１と第２冷媒通過口２４２との両方が、周方向に隣り合う巻線ユニット１１０どうしの間となる位置に設けられていてもよい。

　・回転電機４０における冷媒供給系統として、界磁巻線７０用の冷媒系統とステータ巻線５２用の冷媒系統とが設けられている構成であってもよい。この場合、界磁巻線７０用の第１冷却系統とステータ巻線５２用の第２冷却系統とでは、それぞれ別々にハウジング４１の外側から冷媒が導入される。図４２は、２系統の冷媒系統を有する場合の構成例を示す図である。図４２は、ステータ５０及びロータ６０よりなるアセンブリを軸方向から見た平面図である。

　図４２において、第１冷却系統Ｙ１１により供給される冷媒は、界磁巻線７０のコイルエンドを経由して冷媒温度センサ２２１に向けて流れる。第１冷却系統Ｙ１１における冷媒供給の構成は、既述の図３８等の構成と同じである。一方、第２冷却系統Ｙ１２では、ステータ巻線５２のステータコイルエンドＳＥ１に対して径方向外側から冷媒が供給される。第２冷却系統Ｙ１２では、例えば重力によりステータコイルエンドＳＥ１に対して冷媒が供給されるとよい。また、冷媒温度センサ２２１の周辺には、第２冷却系統Ｙ１２により供給される冷媒が冷媒温度センサ２２１に到達するのを規制する規制部材２５１が設けられている。規制部材２５１は、例えば第２冷却系統Ｙ１２の冷媒経路において冷媒温度センサ２２１よりも上流側に設けられる障壁である。

　上記構成では、各冷却系統Ｙ１１，Ｙ１２での冷媒供給により、界磁巻線７０及びステータ巻線５２の冷却をそれぞれ適正に行わせることができる。また、第１冷却系統Ｙ１１にて流れる冷媒は冷媒温度センサ２２１に到達するのに対し、第２冷却系統Ｙ１２にて流れる冷媒は、規制部材２５１によって、冷媒温度センサ２２１に到達するのが規制されている。これにより、冷媒温度センサ２２１の検出値により界磁巻線７０の温度を推定する上で、その温度推定精度を高めることができる。

　・冷媒温度センサ２２１の設置構造として以下の構成を用いてもよい。

　冷媒温度センサ２２１を、ハウジング４１の内周面に固定する構成としてもよい。この場合、冷媒温度センサ２２１をステータ巻線５２から離れた位置に配置することにより、ステータ巻線５２からの熱の影響を軽減しつつ冷媒温度を適正に検出することができる。

　冷媒温度センサ２２１を、界磁巻線７０のコイルエンドとステータ巻線５２のコイルエンドとの間のエアギャップに設ける構成としてもよい。この場合、界磁巻線７０のコイルエンド側から流出する冷媒について、ステータコイルエンドに到達する前に温度を検出することが可能となる。

　冷媒温度センサ２２１を、ステータ巻線５２のコイルエンドに対して軸方向に離間させた位置に設ける構成としてもよい。

　・冷媒温度センサ２２１を取り付ける取付部に、界磁巻線７０のコイルエンド側から流出した冷媒を一時的に貯留する冷媒貯留部を設け、その冷媒貯留部において冷媒に浸漬された状態で冷媒温度センサ２２１を設ける構成としてもよい。

　・上記実施形態では、部品ホルダ１４１の軸方向両側の端面のうち反ロータコア側の端面に放熱板１５１を固定する構成としたが、これを変更し、部品ホルダ１４１の軸方向両側の端面のうちロータコア側の端面に放熱板１５１を固定する構成としてもよい。

　・界磁巻線７０は、第１巻線部７１及び第２巻線部７２を備える構成に限定されない。例えば、界磁巻線７０を、主極部６２ごとの各巻線部を第１，第２巻線部７１，７２に分けずに直列に接続した構成とし、その界磁巻線７０の両端にダイオードを接続する構成、又はダイオード及びコンデンサを並列に接続する構成としてもよい。

　・ステータ５０において、ステータコアは、ティースが設けられていないステータコアであってもよい。

　・回転電機としては、車載主機として用いられる回転電機に限らず、例えば、電動機兼発電機であるＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として用いられる回転電機であってもよい。

　・回転電機システムが搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。また、回転電機システムは、移動体に搭載されるシステムに限らず、定置式のシステムであってもよい。

　上述の実施形態から抽出される技術思想を以下に記載する。
［構成１］
　ステータ巻線（５２）を有するステータ（５０）と、
　ロータコア（６１）と、前記ロータコアに巻回された界磁巻線（７０）とを有し、回転軸（３２）と一体回転するロータ（６０）と、
　前記ステータと前記ロータとを収容するハウジング（４１）と、
を備え、ハウジング外の外部経路を介して循環される冷媒を前記ハウジング内に導入し、冷媒により前記界磁巻線を冷却するようにした巻線界磁型回転電機（４０）であって、
　前記ハウジング内において冷媒の温度を検出する温度センサ（２２１）を備え、
　前記温度センサは、前記ハウジング内で冷媒が流れる経路において前記界磁巻線の下流側となり、かつ前記ステータ巻線からの受熱が規制された状態で設けられている、巻線界磁型回転電機。
［構成２］
　前記ロータの径方向外側に前記ステータが設けられ、
　前記界磁巻線のコイルエンドであるロータコイルエンドの径方向外側に、前記ステータ巻線のコイルエンドであるステータコイルエンドが配置されており、
　前記ロータの回転時に、前記ロータコイルエンドから前記ステータコイルエンドに至る経路で冷媒が流れるようになっており、
　前記温度センサは、前記ステータを軸方向から見た平面視において前記ステータ巻線のコイルエンドに重複する位置に設けられている、構成１に記載の巻線界磁型回転電機。
［構成３］
　軸方向において前記ステータコイルエンドの中間高さとなる位置に、支持部材（２２４）により前記温度センサが支持されている、構成２に記載の巻線界磁型回転電機。
［構成４］
　前記ステータ巻線は、複数の導体セグメント（２３０）を用い、前記導体セグメントの端部であるセグメント端部どうしが接続されることで構成されており、
　前記ステータでは、軸方向両側のうち一方の側では、前記導体セグメントの屈曲により前記ステータコイルエンドとして屈曲側コイルエンド（ＳＥ２）が構成され、他方の側では、前記セグメント端部どうしの接続により前記ステータコイルエンドとして接続側コイルエンド（ＳＥ１）が構成されており、
　前記接続側コイルエンドにおいて前記セグメント端部どうしの接続部が周方向に並び、周方向において前記セグメント端部どうしの接続部の間に前記温度センサが配置されている、構成３に記載の巻線界磁型回転電機。
［構成５］
　冷媒が流れる経路において前記界磁巻線の下流側となる位置に設けられ、前記温度センサを前記ステータコイルエンドから隔離する隔離部材（２２５）を有する、構成３又は４に記載の巻線界磁型回転電機。
［構成６］
　前記ロータは、前記界磁巻線のコイルエンドを覆うコイルエンドカバー（１０３）を有し、
　前記コイルエンドカバーは、
　前記回転軸に固定され径方向に延びる端板部（２０１）と、
　前記端板部の外周部から軸方向に延び、前記界磁巻線のコイルエンドを径方向外側から囲む環状部（２０２）と、を有し、
　前記端板部には、前記コイルエンドカバーの軸方向外側から噴射される冷媒をカバー内側に取り込む冷媒流路（２１１～２１３）が設けられ、前記環状部には、カバー内部の冷媒を径方向外側に排出する排出孔（２１５）が設けられており、
　前記環状部の径方向外側となる位置に前記温度センサが配置されている、構成１～５のいずれかに記載の巻線界磁型回転電機。
［構成７］
　前記コイルエンドカバーにおいて、前記環状部には、軸方向において互いに異なる位置に、冷媒の通過が可能な第１冷媒通過口（２４１）と第２冷媒通過口（２４２）とが設けられており、
　前記第１冷媒通過口は、前記ロータコアから軸方向に離れた位置に前記排出孔として設けられ、その第１冷媒通過口の径方向外側となる位置に前記温度センサが配置されており、
　前記第２冷媒通過口は、軸方向において前記第１冷媒通過口よりも前記ロータコアに近い位置に設けられている、構成６に記載の巻線界磁型回転電機。
［構成８］
　前記ハウジングの外側から導入される冷媒を前記界磁巻線のコイルエンドに対して供給する第１冷却系統と、
　前記ハウジングの外側から導入される冷媒を前記ステータ巻線のコイルエンドに対して供給する第２冷却系統と、
を有し、
　前記第１冷却系統により供給される冷媒は前記界磁巻線のコイルエンドを経由して前記温度センサに向けて流れる一方、前記温度センサの周辺には、前記第２冷却系統により供給される冷媒が前記温度センサに到達するのを規制する規制部材（２５１）が設けられている、構成１～７のいずれかに記載の巻線界磁型回転電機。
［構成９］
　構成１～８のいずれかに記載の巻線界磁型回転電機を備え、
　前記界磁巻線は、前記ステータ巻線の通電に伴う励磁により界磁電流が流れるものとなっており、
　前記温度センサは、第１温度センサ（２２１）として設けられており、
　前記ステータには、前記ステータ巻線の温度を検出する第２温度センサ（２２２）が取り付けられており、
　前記第１温度センサの検出値と前記第２温度センサの検出値とに基づいて、前記界磁巻線の温度を推定する推定部（３０）を備える、制御システム。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　ステータ巻線（５２）を有するステータ（５０）と、
　ロータコア（６１）と、前記ロータコアに巻回された界磁巻線（７０）とを有し、回転軸（３２）と一体回転するロータ（６０）と、
　前記ステータと前記ロータとを収容するハウジング（４１）と、
を備え、ハウジング外の外部経路を介して循環される冷媒を前記ハウジング内に導入し、冷媒により前記界磁巻線を冷却するようにした巻線界磁型回転電機（４０）であって、
　前記ハウジング内において冷媒の温度を検出する温度センサ（２２１）を備え、
　前記温度センサは、前記ハウジング内で冷媒が流れる経路において前記界磁巻線の下流側となり、かつ前記ステータ巻線からの受熱が規制された状態で設けられている、巻線界磁型回転電機。
　前記ロータの径方向外側に前記ステータが設けられ、
　前記界磁巻線のコイルエンドであるロータコイルエンドの径方向外側に、前記ステータ巻線のコイルエンドであるステータコイルエンドが配置されており、
　前記ロータの回転時に、前記ロータコイルエンドから前記ステータコイルエンドに至る経路で冷媒が流れるようになっており、
　前記温度センサは、前記ステータを軸方向から見た平面視において前記ステータ巻線のコイルエンドに重複する位置に設けられている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
　軸方向において前記ステータコイルエンドの中間高さとなる位置に、支持部材（２２４）により前記温度センサが支持されている、請求項２に記載の巻線界磁型回転電機。
　前記ステータ巻線は、複数の導体セグメント（２３０）を用い、前記導体セグメントの端部であるセグメント端部どうしが接続されることで構成されており、
　前記ステータでは、軸方向両側のうち一方の側では、前記導体セグメントの屈曲により前記ステータコイルエンドとして屈曲側コイルエンド（ＳＥ２）が構成され、他方の側では、前記セグメント端部どうしの接続により前記ステータコイルエンドとして接続側コイルエンド（ＳＥ１）が構成されており、
　前記接続側コイルエンドにおいて前記セグメント端部どうしの接続部が周方向に並び、周方向において前記セグメント端部どうしの接続部の間に前記温度センサが配置されている、請求項３に記載の巻線界磁型回転電機。
　冷媒が流れる経路において前記界磁巻線の下流側となる位置に設けられ、前記温度センサを前記ステータコイルエンドから隔離する隔離部材（２２５）を有する、請求項３に記載の巻線界磁型回転電機。
　前記ロータは、前記界磁巻線のコイルエンドを覆うコイルエンドカバー（１０３）を有し、
　前記コイルエンドカバーは、
　前記回転軸に固定され径方向に延びる端板部（２０１）と、
　前記端板部の外周部から軸方向に延び、前記界磁巻線のコイルエンドを径方向外側から囲む環状部（２０２）と、を有し、
　前記端板部には、前記コイルエンドカバーの軸方向外側から噴射される冷媒をカバー内側に取り込む冷媒流路（２１１～２１３）が設けられ、前記環状部には、カバー内部の冷媒を径方向外側に排出する排出孔（２１５）が設けられており、
　前記環状部の径方向外側となる位置に前記温度センサが配置されている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
　前記コイルエンドカバーにおいて、前記環状部には、軸方向において互いに異なる位置に、冷媒の通過が可能な第１冷媒通過口（２４１）と第２冷媒通過口（２４２）とが設けられており、
　前記第１冷媒通過口は、前記ロータコアから軸方向に離れた位置に前記排出孔として設けられ、その第１冷媒通過口の径方向外側となる位置に前記温度センサが配置されており、
　前記第２冷媒通過口は、軸方向において前記第１冷媒通過口よりも前記ロータコアに近い位置に設けられている、請求項６に記載の巻線界磁型回転電機。
　前記ハウジングの外側から導入される冷媒を前記界磁巻線のコイルエンドに対して供給する第１冷却系統と、
　前記ハウジングの外側から導入される冷媒を前記ステータ巻線のコイルエンドに対して供給する第２冷却系統と、
を有し、
　前記第１冷却系統により供給される冷媒は前記界磁巻線のコイルエンドを経由して前記温度センサに向けて流れる一方、前記温度センサの周辺には、前記第２冷却系統により供給される冷媒が前記温度センサに到達するのを規制する規制部材（２５１）が設けられている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
　請求項１～８のいずれかに記載の巻線界磁型回転電機を備え、
　前記界磁巻線は、前記ステータ巻線の通電に伴う励磁により界磁電流が流れるものとなっており、
　前記温度センサは、第１温度センサ（２２１）として設けられており、
　前記ステータには、前記ステータ巻線の温度を検出する第２温度センサ（２２２）が取り付けられており、
　前記第１温度センサの検出値と前記第２温度センサの検出値とに基づいて、前記界磁巻線の温度を推定する推定部（３０）を備える、制御システム。