具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

(旋转电机)

图1是第一实施方式的旋转电机1的局部剖视图。在图1中，为了说明而夸张地图示出了转子铁心6中的第一铁心21的厚度。

旋转电机1是搭载于例如混合动力机动车、电力机动车等车辆的行驶用马达。不过，本发明的结构不限于行驶用马达，也能够用作发电用马达、其他用途的马达、车辆用以外的旋转电机1(包括发电机)。

旋转电机1具备壳体2、定子3及转子4。

(壳体)

壳体2收容有定子3及转子4。在壳体2的内部收容有未图示的冷却介质。上述的定子3及转子4在壳体2的内部中以一部分浸渍于冷却介质的状态配置。需要说明的是，作为冷却介质，适宜使用在传动装置的润滑、动力传递等中使用的工作油即ATF(AutomaticTransmission Fluid)等。

在以下的说明中，有时将沿着作为转子4的旋转中心的轴线O的方向仅称作轴向，将与轴线O正交的方向称作径向，将绕轴线O的方向称作周向。

(定子)

定子3固定于壳体2的内壁面。定子3形成为环状。定子3具有定子铁心11和线圈12。

定子铁心11是将多个钢板沿着轴向层叠而形成的层叠铁心。定子铁心11形成为以轴线O为中心的环状。定子铁心11的外周部固定于壳体2的内壁面。定子铁心11具有从定子铁心11的内周部朝向径向内侧而突出的未图示的齿。齿在周向上设置有多个。各齿间形成为插槽(未图示)。

线圈12插入到定子铁心11的插槽中。线圈12例如通过将多个铜线段向插槽插入而装配于定子铁心11。线圈12具有向定子铁心11的插槽插入的线圈贯穿部12a和从定子铁心11向轴向的两侧突出的线圈末端12b。

(转子)

转子4形成为以轴线O为中心的柱状。转子4相对于定子3在径向的内侧隔开间隔地配置。转子4具备轴5、转子铁心6、永久磁铁7及限制构件8(参照图2)。

轴5形成为以轴线O为中心的筒状。轴5经由安装于壳体2的轴承17而相对于壳体2以能够旋转的方式被支承。轴5绕轴线O旋转。轴5具有轴心流路15和冷却介质供给路16。

轴心流路15在轴5的内部沿着轴向延伸。轴心流路15与轴线O同轴地形成。轴心流路15中冷却介质能够流通。

冷却介质供给路16在轴5的内部沿着径向延伸。冷却介质供给路16的径向内侧的端部与轴心流路15连接。冷却介质供给路16的径向外侧的端部在轴5的外周部开口。冷却介质供给路16在周向上设置有多个(在本实施方式中为6个)。轴心流路15内的冷却介质能够流入冷却介质供给路16。

图2是第一实施方式的转子4的立体图，图3是第一实施方式的转子4的分解图。在图2及图3中，省略了轴5的图示。

转子铁心6固定于轴5(参照图1)的外周面。转子铁心6形成为以轴线O为中心的环状。转子铁心6能够绕轴线O而与轴5一体旋转。转子铁心6整体的沿着轴向的长度(转子铁心轴长)为D。转子铁心6由在轴向上分割的多个铁心构件形成。具体而言，转子铁心6具有第一铁心21和一对第二铁心22。

图4是第一实施方式的第一铁心21的主视图。

如图1及图2所示，第一铁心21设置于转子铁心6的轴向上的中央部。如图2所示，第一铁心21的沿着轴向的长度(第一铁心轴长)为B。如图3及图4所示，第一铁心21形成为与轴线O同轴的圆环状。第一铁心21具有第一磁铁贯穿孔23、第一贯通孔24、径向流路25及非压配合部26。

第一磁铁贯穿孔23设置于第一铁心21的外周部。第一磁铁贯穿孔23沿着轴向贯通第一铁心21。第一磁铁贯穿孔23在周向上设置有多个。从轴向观察时，各第一磁铁贯穿孔23形成为矩形形状。多个第一磁铁贯穿孔23中的在周向上相邻的一对第一磁铁贯穿孔23形成为从轴向观察时，随着趋向径向的外侧而彼此在周向上分离开的V字状。

第一贯通孔24设置于比第一磁铁贯穿孔23靠径向的内侧的位置。第一贯通孔24沿着轴向贯通第一铁心21。第一贯通孔24在周向上设置于相邻的第一磁铁贯穿孔23中的位于径向的内侧的端部彼此之间。第一贯通孔24在周向上设置有多个(在本实施方式中为6个)。从轴向观察时，第一贯通孔24形成为使顶点朝向径向的外侧的三角形形状。第一贯通孔24例如设置于不对转子4的磁特性造成影响的部位即想要抑制磁通的通过的部位、磁通的通过量少的部位等。

径向流路25在周向上设置于相邻的第一贯通孔24之间。径向流路25沿着周向等间隔地设置有多个(在本实施方式中为6个)。径向流路25沿着轴向贯通第一铁心21。从轴向观察时，径向流路25沿着径向延伸。径向流路25中的径向外侧的端部在径向上的第一磁铁贯穿孔23与第一贯通孔24之间的位置终止。在径向流路25中的径向外侧的端部，连接有与径向流路25相比宽度较宽的冷却介质积存部27。冷却介质积存部27形成为使顶点朝向径向的外侧的三角形形状。

径向流路25中的径向内侧的端部在第一铁心21的内周部侧开口。在第一铁心21的内周部中插入有轴5的状态下，径向流路25中的径向内侧的端部与轴5的冷却介质供给路16的径向外侧的端部连接。冷却介质供给路16内的冷却介质能够流入径向流路25。

非压配合部26设置于第一铁心21的内周部。在第一铁心21的内周部，以不与轴5压配合的方式配置轴5。换言之，第一铁心21的内周部的、在以不与轴5压配合的方式插入轴5时与轴5对置的部分成为非压配合部26。在非压配合部26，第一铁心21与轴5接触。

如图2及图3所示，第二铁心22与第一铁心21在轴向上层叠。在本实施方式中，第二铁心22相对于第一铁心21配置于轴向的两侧。即，第二铁心22设置于转子铁心6的轴向上的两端部。如图2所示，各第二铁心22的沿着轴向的长度(第二铁心轴长)分别为A及C。在本实施方式中，两个第二铁心22为同等的结构。即，在本实施方式中，A＝C。在以下的说明中，有时关于两个第二铁心22中的一方的第二铁心22而详细说明并省略关于另一方的第二铁心22的说明。

图5是第一实施方式的第二铁心22的主视图。

第二铁心22形成为与轴线O同轴的圆环状。第二铁心22具有第二磁铁贯穿孔31、第二贯通孔32、轴向流路33及压配合部34。

第二磁铁贯穿孔31设置于第二铁心22的外周部。第二磁铁贯穿孔31沿着轴向贯通第二铁心22。第二磁铁贯穿孔31在周向上设置有多个。从轴向观察时，各第二磁铁贯穿孔31形成为矩形形状。多个第二磁铁贯穿孔31中的在周向上相邻的一对第二磁铁贯穿孔31形成为从轴向观察时随着趋向径向的外侧而彼此在周向上分离开的V字状。在第一铁心21与第二铁心22层叠的状态下，第二铁心22的第二磁铁贯穿孔31设置于从轴向观察时与第一铁心21的第一磁铁贯穿孔23相同的位置。

第二贯通孔32设置于比第二磁铁贯穿孔31靠径向的内侧的位置。第二贯通孔32沿着轴向贯通第二铁心22。第二贯通孔32在周向上设置于相邻的第二磁铁贯穿孔31中的位于径向的内侧的端部彼此之间。第二贯通孔32在周向上设置有多个(在本实施方式中为6个)。从轴向观察时，第二贯通孔32形成为使顶点朝向径向的外侧的三角形形状。在第一铁心21与第二铁心22层叠的状态下，第二铁心22的第二贯通孔32设置于从轴向观察时与第一铁心21的第一贯通孔24相同的位置。

轴向流路33在周向上设置于相邻的第二贯通孔32之间。轴向流路33在周向上设置有多个(在本实施方式中为6个)。轴向流路33在径向上设置于第二磁铁贯穿孔31与第二贯通孔32之间。轴向流路33通过沿着轴向贯通第一铁心21而沿着轴向延伸。从轴向观察时，轴向流路33形成为使顶点朝向径向的外侧的三角形形状。在第一铁心21与第二铁心22层叠的状态下，第二铁心22的轴向流路33设置于与第一铁心21的冷却介质积存部27相同的位置。因而，第二铁心22的轴向流路33与第一铁心21的径向流路25连通。径向流路25内的冷却介质能够流入轴向流路33。

压配合部34设置于第二铁心22的内周部。在第二铁心22的内周部，以压配合的方式固定轴5。换言之，第二铁心22的内周部的、压配合轴5的部分成为压配合部34。通过设置压配合部34，第二铁心22相对于轴5而牢固地固定。压配合部34不设置第一铁心21的非压配合部26的那样的在内周部侧开口的缺口(径向流路25)而形成。因此，设置有压配合部34的第二铁心22的内周部与设置有非压配合部26的第一铁心21的内周部相比具有高的刚性。压配合轴5之前的第二铁心22的内径比第一铁心21的内径小。当轴5压配合于第二铁心22时，第二铁心22的内径被扩大。由此，在压配合了轴5的状态下，第二铁心22的内径与第一铁心21的内径相同。

如图2所示，这样形成的第一铁心21及第二铁心22沿着轴向而按照第二铁心22、第一铁心21、第二铁心22的顺序依次层叠，由此形成转子铁心6。转子铁心6的转子铁心轴长D是第一铁心轴长B及两个第二铁心轴长A、C的和(D＝A+B+C)。

在此，将针对第一铁心21相对于轴5沿周向打滑的安全系数设为打滑安全系数Z。此时，为了第一铁心21相对于轴5的打滑安全系数Z成为1倍，第一铁心轴长B、转子铁心轴长D及打滑安全系数Z满足以下的(2)式。

D：D-B＝Z：1···(2)

根据(2)式，导出以下的(3)式。

因而，第一铁心轴长B、转子铁心轴长D、打滑安全系数Z设定为满足以下的(1)式。在(1)式中，打滑安全系数Z为1以上的值(Z≥1)。

通过以满足(1)式的方式设定第一铁心轴长B，能够形成在设计时设定的打滑安全系数Z得以确保了的转子4。

如图3所示，永久磁铁7插入到形成于第一铁心21的第一磁铁贯穿孔23及形成于第二铁心22的第二磁铁贯穿孔31中。永久磁铁7在转子铁心6的内部沿着轴向延伸。永久磁铁7的沿着轴向的长度形成为与转子铁心6的沿着轴向的长度(转子铁心轴长D)同等的长度。1个永久磁铁7在第一铁心21及第二铁心22设置。永久磁铁7由例如未图示的粘接剂固定于转子铁心6。

限制构件8至少安装于第一铁心21。限制构件8限制第一铁心21相对于轴5沿周向移动。在本实施方式中，限制构件8是向形成于第一铁心21的第一贯通孔24及形成于第二铁心22的第二贯通孔32中插入的销构件。限制构件8沿着轴向延伸。限制构件8的沿着轴向的长度形成为与转子铁心6的沿着轴向的长度(转子铁心轴长D)相同。限制构件8在第一铁心21及两个第二铁心22设置。限制构件8在周向上设置有多个(在本实施方式中为6个)。限制构件8由非磁性体的材料形成。更优选的是，限制构件8由绝缘体且非磁性体的材料形成。在本实施方式中，限制构件8由作为绝缘体且非磁性体的树脂材料形成。限制构件8固定于第一铁心21及第二铁心22，能够避免第一铁心21与第二铁心22之间的绕轴线C的相对旋转。由此，限制构件8经由相对于轴5牢固固定的第二铁心22而能够间接地避免第一铁心21与轴5发生相对旋转。

图6是第一实施方式的贯通孔24、32的局部放大图。

从轴向观察时，限制构件8形成为使顶点朝向径向的外侧的三角形形状。限制构件8的外部形状比第一贯通孔24及第二贯通孔32(以下有时仅称作贯通孔24、32。)的内部形状稍小。因而，在贯通孔24、32中插入有限制构件8的状态下，在限制构件8与转子铁心6之间形成有空隙39。该空隙39设置于限制构件8中的位于径向的外侧的两边与转子铁心6之间。在空隙39中填充有绝缘性的间隔件40。间隔件40设置于比限制构件8靠径向的外侧的位置。间隔件40由绝缘体且非磁性体的材料形成。具体而言，间隔件40由树脂材料形成。间隔件40填埋限制构件8与转子铁心6之间的空隙39，并且将限制构件8固定于转子铁心6。

(在转子内流通的冷却介质的流通路径)

接着，说明在上述的旋转电机1中在转子4内流通的冷却介质的流通路径。

首先，由未图示的泵等供给到轴5的轴心流路15中的冷却介质在轴心流路15内沿着轴向流通，并且借助转子4旋转时的离心力而在冷却介质供给路16内流通并朝向径向的外侧移动。接着，到达冷却介质供给路16的径向外侧的端部的冷却介质流入设置于第一铁心21的径向流路25。径向流路25内的冷却介质借助离心力而进一步朝向径向的外侧在第一铁心21内移动。

到达径向流路25的径向外侧的冷却介质存留于冷却介质积存部27之后，通过内压而向位于第一铁心21的两侧的第二铁心22的轴向流路33分别流入。轴向流路33内的冷却介质从轴向的内侧朝向外侧流通，由此冷却转子铁心6。

接着，冷却介质从转子铁心6的轴向的两端部向转子铁心6的外部排出。排出的冷却介质在壳体2内循环而再次向轴心流路15供给。

(作用、效果)

接着，说明上述的转子4及旋转电机1的作用、效果。

根据本实施方式的转子4，轴5具有轴心流路15和冷却介质供给路16。转子铁心6具有：第一铁心21，其具有径向流路25；以及第二铁心22，其具有轴向流路33。第一铁心21的径向流路25与轴5的冷却介质供给路16连通，第二铁心22的轴向流路33与第一铁心21的径向流路25连通。因此，轴心流路15内的冷却介质按照冷却介质供给路16、径向流路25、轴向流路33的顺序依次流通，向转子铁心6的内部供给。由此，能够冷却转子铁心6。

在第一铁心21的内周部，设置有以不与轴5压配合的方式配置轴5的非压配合部26。第一铁心21的径向流路25向轴5所位于的内周部侧开口，因此通过在第一铁心21的内周部设置非压配合部26，能够抑制压配合所引起的第一铁心21的变形、破损等的发生。另一方面，在第二铁心22的内周部设置有压配合轴5的压配合部34。第二铁心22的轴向流路33沿着轴向延伸，因此第二铁心22的内周部与第一铁心21的内周部相比刚性较高。因此，通过向第二铁心22的内周部压配合轴5，能够将第二铁心22相对于轴5牢固地固定。第二铁心22及第一铁心21沿着轴向层叠，因此例如通过在一对第二铁心22之间配置第一铁心21，能够将第一铁心21与第二铁心22固定。由此，即便在第一铁心21的内周部设置有非压配合部26的情况下，也能够将第一铁心21相对于轴5间接地固定。因而，能够抑制第一铁心21相对于轴5沿周向打滑。

因此，能够提供如下转子4，该转子4使冷却介质能够从轴心流路15向转子铁心6的内部供给，并且提高了转子铁心6的固定强度。

轴5压配合前的第二铁心22的内径比第一铁心21的内径小。因此，当将轴5向第二铁心22的内周部(压配合部34)压配合时，接受来自轴5的按压力而第二铁心22的内径稍微扩大。另一方面，不对第一铁心21的非压配合部26作用来自轴5的按压力，因此第一铁心21的内径不扩大。由此，由于轴5的压配合而仅第二铁心22的内径扩大。尤其是，在以使非压配合部26能够接触轴5的方式设定了第一铁心21的内径的情况下，能够使压配合后的第一铁心21的内径与第二铁心22的内径相同。由此，能够抑制冷却介质进入第一铁心21的非压配合部26与轴5之间的间隙。因而，能够抑制冷却介质从轴心流路15去往转子铁心6的内部的流通效率的降低。

第一铁心轴长B、转子铁心轴长D、打滑安全系数Z以满足(1)式的方式设定。由此，相对于轴5而能够确保第一铁心21的期望的打滑安全系数Z。因此，即便在具有不被轴5压配合的非压配合部26的第一铁心21设置为转子铁心6的一部分的情况下，也能够抑制第一铁心21相对于轴5的打滑。(1)式表示转子铁心6整体的厚度(转子铁心轴长D)、第一铁心21的厚度(第一铁心轴长B)及打滑安全系数Z之间的关系。因此，只要满足(1)式，就能够确保期望的打滑安全系数Z，且第一铁心21相对于转子铁心6整体在轴向上的位置可设定为任意的位置。尤其是，在将端面板配置于转子铁心6的两端部的情况下，能够在转子铁心6中的轴向的端部配置第一铁心21。因而，能够形成为提高了与第一铁心21的配置相关的设计自由度的转子4。

转子4具备限制构件8。限制构件8限制第一铁心21相对于轴5沿周向移动。由此，能够有效抑制第一铁心21的打滑。因而，能够更进一步提高转子铁心6的固定强度。

限制构件8插入到形成于第一铁心21的第一贯通孔24及形成于第二铁心22的第二贯通孔32中。由此，第一铁心21与第二铁心22之间沿着周向的相对移动被限制。换言之，第一铁心21与第二铁心22一体旋转。第二铁心22通过压配合部34而与轴5牢固地固定。因而，能够抑制第一铁心21及第二铁心22相对于轴5的打滑，且能够将转子铁心6相对于轴5牢固地固定。

在贯通孔24、32与限制构件8之间的空隙39中，设置有绝缘性的间隔件40。由此，在转子4旋转时间隔件40承担缓冲件的作用，因此能够抑制在转子4旋转时的振动、离心力所引起的应力等产生了情况下，限制构件8与转子铁心6之间的磨损、缺损等。因而，能够稳定地抑制第一铁心21与第二铁心22之间的相对移动。

间隔件40设置于比限制构件8靠径向的外侧的位置。由此，能够抑制在转子4旋转时的离心力作用于限制构件8时，因限制构件8压靠到转子铁心6而引起的限制构件8的磨损、缺损等。

限制构件8为非磁性体。由此，能够在抑制因设置限制构件8而对转子4产生的磁特性的影响的同时，提高转子铁心6的同定强度。

被插入限制构件8的贯通孔24、32设置于转子铁心6中的磁通的影响少的部位。由此，即便在配置了非磁性体的限制构件8的情况下，也能够抑制因设置限制构件8而对磁通产生的影响。因而，能够将转子4的性能维持为高的状态。

根据本实施方式的旋转电机1，由于具备上述的转子4，因此通过将轴心流路15的冷却介质向转子铁心6的内部供给，能够有效地冷却转子4。通过抑制轴5压配合时的第一铁心21的变形、破损等，能够提高转子4的固定强度。

因此，能够提供具备如下转子4的高性能的旋转电机1，该转子4能够从轴心流路15向转子铁心6的内部供给冷却介质，并且提高了转子铁心6的固定强度。

(第二实施方式)

接着，说明本发明的第二实施方式。图7是第二实施方式的转子204的立体图。图8是省略图7中的限制构件20g(端面板)后的转子204的立体图。在以下的说明中，关于与上述的第一实施方式同样的结构，标注同一附图标记并适当省略说明。在本实施方式中，在作为限制构件8而设置端面板这点上与上述的实施方式不同。

在本实施方式中，第一铁心21及第二铁心22沿着轴向按照第一铁心21、第二铁心22、第二铁心22的顺序而依次层叠，由此形成了转子铁心206。即，第一铁心21设置于转子铁心206中的轴向的端部。

在本实施方式中，限制构件208是在转子铁心206的端部配置的端面板。限制构件208与第一铁心21在轴向上相邻配置。限制构件208形成为与转子铁心206同轴的圆环状。限制构件208的外径与转子铁心206的外径相同。在限制构件208的内周部以压配合的方式固定轴5。限制构件208具有与第一铁心21卡合的卡合部209。具体而言，卡合部209是从限制构件208向轴向的第一铁心21侧突出的突起部。卡合部209与第一铁心21的第一贯通孔24卡合。由此，卡合部209使限制构件208与第一铁心21之间不能相对旋转。

根据本实施方式，限制构件208与第一铁心21在轴向上相邻配置。由此，例如在转子铁心206的轴向的端部配置有第一铁心21的情况下，能够利用限制构件208和第二铁心22来夹持第一铁心21。限制构件208的内周部压配合轴5，限制构件208具有与第一铁心21卡合的卡合部209。由此，轴5与限制构件208一体地旋转，并且由卡合部209限制限制构件208与第一铁心21之间的沿周向的相对移动。因而，能够抑制第一铁心21相对于轴5的打滑。因此，尤其在转子铁心206的端部配置有第一铁心21的情况下，能够将转子铁心206牢固地固定于轴5。

需要说明的是，本发明的技术范围并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。

例如，在上述的各实施方式中，说明了两个第二铁心22形成为第二铁心轴长A、C分别成为同等的长度的结构，但不限定于此。两个第二铁心22中的一方的第二铁心轴长A和两个第二铁心22中的另一方的第二铁心轴长C也可以不同。

转子铁心6也可以具有例如3个以上的第二铁心22。转子铁心6也可以具有多个第一铁心21。

在第一铁心21的非压配合部26处，第一铁心21与轴5也可以以非接触的状态配置。

限制构件8的材料也可以由包含不锈钢、铝在内的非磁性体的金属材料形成。

在第一实施方式中，在周向上设置有多个的限制构件8的个数、径向流路25的个数、冷却介质供给路16的个数等不限定于上述的实施方式的个数。

在上述的各实施方式中，采用了在转子铁心6中的避开磁路的部位形成有贯通孔24、32、且向该贯通孔24、32中插入非磁性体的限制构件8的结构，但不限定于此。例如，也可以采用在转子铁心6中的想要使磁通通过的部位形成贯通孔，并且向贯通孔中插入磁性体的限制构件8的结构。但是，在能够进一步抑制对转子4的磁特性产生的影响这点上，在磁通不通过的部位形成贯通孔24、32且向贯通孔24、32中插入非磁性体的限制构件8的上述的实施方式的结构具有优越性。

例如也可以将为了限制磁通的通过而预先形成于转子铁心6的磁通控制孔(磁通屏障)设为贯通孔。在该情况下，无需另行形成用于配置限制构件8的贯通孔24、32，因此不需要追加加工，能够削减制造时的工序数。

作为限制构件8，也可以一并使用第一实施方式中的销构件和第二实施方式中的端面板。

在第一实施方式中，也可以在转子铁心6的两端部另外设置端面板。

在第二实施方式中，作为限制构件208与第一铁心21之间的固定方法，也可以适用使用了键槽及键构件(均未图示)的固定方法。

在上述的各实施方式中，以在转子4的内部配置永久磁铁7的IPM马达为例进行了说明，但也可以适用于在转子4的外周面配置永久磁铁7的SPM马达。

除此之外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当将上述的实施方式中的构成要素替换为周知的构成要素，另外，也可以适当组合上述的实施方式。