JPWO2013069321A1 - 回転電機及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の構造を簡易にする。
【解決手段】内部に冷却液が流れる流路１３５が形成されたフレーム１３と、フレーム１３の内周に設けられた固定子１２と、フレーム１３の外周に設けられた巻線切替回路２０と、を備え、流路１３５は、内周が固定子１２に対向し、外周が巻線切替回路２０に対向する第１流路部１３５ａと、固定子１２を円周方向に囲むように形成された第２流路部１３５ｂと、を有する。第１流路部１３５ａは、固定子１２と巻線切替回路２０の両方を冷却する。

Description

開示の実施形態は、回転電機及びこれを備えた車両に関する。

巻線切替回路等の回路を備えた回転電機において、冷却液が流れる流路を、回路用とモータ用とで別々に形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１４７２５３号公報

しかしながら、流路を回路用とモータ用とで別々に形成した場合、それぞれの流路を接続するために、別途部品等が必要になる場合があり、構造が複雑になる傾向があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、構造を簡易にすることができる回転電機及びこれを備えた車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、内部に冷却液が流れる流路が形成されたフレームと、前記フレームの内周に設けられた固定子と、前記フレームの外周に設けられた回路部品と、を備え、前記流路は、内側が前記固定子に対向し、外側が前記回路部品に対向する第１流路部と、前記固定子を円周方向に囲むように形成された第２流路部と、を有する回転電機が適用される。

また、本発明の別の観点によれば、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の回転電機を備える車両が適用される。

本発明によれば、回転電機の構造を簡易にすることができる。

一実施形態に係る回転電機の斜視図である。 一実施形態に係る回転電機の斜視図である。 一実施形態に係る回転電機の側断面図である。 一実施形態に係るフレームの斜視図である。 一実施形態に係るフレームの斜視図である。 一実施形態に係る回転電機の背面図である。 第２収容部内の電気部品の配置構成を説明するための図である。 一実施形態に係る流路の形状を説明するためのフレームを上面から見た図である。 一実施形態に係る流路の形状を説明するためのフレームを右側面から見た図である。 一実施形態に係る流路の形状を説明するためのフレームを底面から見た図である。 一実施形態に係る流路の形状を説明するためのフレームを左側面から見た図である。 第１流路部の形状を説明するためのフレームを上面から見た図である。 図９中Ｘ−Ｘ断面による縦断面図である。 図９中ＸＩ−ＸＩ断面による縦断面図である。 取付フランジを取り外した状態を示す回転電機の斜視図である。 回転電機を搭載した車両の概念図である。

以下、一実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、上下方向、前後方向、左右方向は、各図中に適宜示す矢印方向に対応している。これらの方向は説明の便宜上用いるものであるが、回転電機の設置態様により変わるものであり、構成を限定するものではない。

＜回転電機の概略構成＞
まず、本実施形態に係る回転電機１の概略構成について説明する。図１〜図３に示すように、回転電機１は、主として、シャフト１０、回転子１１、固定子１２、フレーム１３、取付フランジ１４、反負荷側ブラケット１５、レゾルバ１６、第１収容部カバー１７、第２収容部カバー１８、巻線切替回路２０、軸受３０，３１を備える。なお、回転電機１は、電動機もしくは発電機のいずれであってもよい。

回転子１１は、例えば永久磁石で構成されており、シャフト１０の外周に設けられる。固定子１２の内周は、回転子１１の外周と空隙を介して対向し、固定子１２の外周は、フレーム１３の内周面に固定される。フレーム１３の内部には、水等の冷却液が流れる流路１３５が形成されており、固定子１２は流路１３５により冷却可能となっている。

なお、特に図示はしないが、固定子１２は３相交流の各相に対応した巻線を３本並列に巻回して構成する巻線を２組備えている。これらのうち一つの巻線のみに３相交流を供給した場合には、インピーダンスが低いため高周波領域でも十分な電流を流すことができ、回転電機１を高速で駆動するのに好適な状態となる。また、２組の巻線を直列に接続してその全体に３相交流を供給した場合には、インピーダンスが高いので低周波領域でも十分な電圧を印加することができ、同一電流に対して回転電機１に大きいトルクを発生させることができ、低速で駆動するのに好適な状態となる。

フレーム１３は、鋳造手法により成形される鋳物で構成され、前方側（負荷側）に負荷側ブラケット１３０を一体に有すると共に後方側（反負荷側）は開放された、略有底円筒形状を有している。負荷側ブラケット１３０の内部には、軸受３０が設けられる。フレーム１３の後方側の開放部分には、当該フレーム１３とは別体である反負荷側ブラケット１５が設けられる。この反負荷側ブラケット１５の内部には、軸受３１とレゾルバ１６が設けられる。また、フレーム１３の負荷側ブラケット１３０の前方側には、取付フランジ１４が着脱可能に設けられる。この取付フランジ１４の詳細については後述する。

＜フレームの左右対称構造＞
次に、フレーム１３の左右対称構造について説明する。図４及び図５に示すように、フレーム１３には複数の開口が形成されている。具体的には、図４に示すように、フレーム１３の左側面に、冷却液を外部から流入させるための流入口１３６、冷却液を外部へ流出させるための流出口１３７、動力ケーブル１２２（図１及び後述の図７参照）を外部へ引き出すためのケーブル口１３８、信号線や電源線からなる回路線２０４（図１及び図２参照）を外部へ引き出すための回路口１３９が形成されている。なお、図４では流入口１３６及び流出口１３７にそれぞれ配管３２を接続した状態を示している。また、以下適宜、流入口１３６、流出口１３７、ケーブル口１３８及び回路口１３９を、「開口１３６〜１３９」と総称する。

一方、図５に示すように、フレーム１３の右側面には、流入口１３６に相当する形状を有する部分１３６ａ、流出口１３７に相当する形状を有する部分１３７ａ、ケーブル口１３８に相当する形状を有する部分１３８ａ、回路口１３９に相当する部分１３９ａが形成されている。上記部分１３６ａ，１３７ａは、流入口１３６及び流出口１３７と略同形状の開口であり、共に閉塞部材３３により閉塞されている。また、上記部分１３８ａ，１３９ａは、ケーブル口１３８または回路口１３９を形成可能なようにフレーム１３の表面から突出させた突出部として形成されている。

図６に示すように、上記開口１３６〜１３９と、これら開口に相当する形状を有する部分１３６ａ，１３７ａ，１３８ａ，１３９ａとは、フレーム１３を軸方向に切断する切断面Ｐに対して略対称形になるように形成されている。切断面Ｐは、フレーム１３を上下方向に半分に切断する場合の切断面であり、図４に示すように回転子１１（シャフト１０）の回転軸Ｏも含まれる。すなわち、フレーム１３は切断面Ｐに対して略対称となる形状（左右対称形状）に形成されている。

このようにフレーム１３を左右対称形状とすることで、鋳型を変更せずに、上述した開口１３６〜１３９を、フレーム１３の右側面あるいは左側面のいずれにも配置させることができる。例えばケーブル口１３８や回路口１３９については、フレーム１３の鋳造時に、切断面Ｐに対して略対称形となるように左右両側に突出部を形成しておき、使用する側の側面の突出部に開口を形成することによって、ケーブル口１３８や回路口１３９の配置を自在に決定できる。また、流入口１３６及び流出口１３７については、同様にフレーム１３の鋳造時に、切断面Ｐに対して略対称形となるように両側に開口を形成しておき、使用しない方の側面の開口を閉塞部材３３で閉塞することによって、流入口１３６及び流出口１３７の配置を自在に決定できる。

なお、図４及び図５に示すように、フレーム１３には、上記開口１３６〜１３９の他にも、排出口１３６１が左右の側面に１つずつ、下方の底面に２つ形成されている。これら４つの排出口１３６１は、流路１３５を形成する中子を排出するための開口であり、これらも同様に切断面Ｐに対して略対称形になるように形成されている。なお、全ての排出口１３６１は閉塞部材３４により閉塞されている。

＜フレームの収容部の構造＞
次に、フレーム１３の収容部の構造について説明する。図３及び図４に示すように、フレーム１３の径方向側（上側）には、巻線切替回路２０を収容する第１収容部（回路収容部）１３１が形成される。巻線切替回路２０は、外部から供給された３相交流電力に対して前述した固定子１２が備える２組の巻線をどのように接続して供給するかを制御する回路である。図１及び図２に示すように、第１収容部１３１は、フレーム１３に対し着脱可能な第１収容部カバー１７により覆われている。第１収容部カバー１７は、縁部の複数箇所（この例では４カ所）をボルト３５で締結することによりフレーム１３に固定される。

また図３に示すように、フレーム１３の反負荷側ブラケット１５よりも後方側（反負荷側）には、第２収容部（巻線収容部）１３２が形成される。第２収容部１３２は、レゾルバ１６や、巻線ケーブルの接続部１２１、動力ケーブル１２２、端子台１２３等の電気部品を収容する。図１及び図６に示すように、第２収容部１３２は、フレーム１３に対し着脱可能な第２収容部カバー１８により覆われている。第２収容部カバー１８は、縁部の複数箇所（この例では４カ所）をボルト３６で締結することによりフレーム１３に固定される。

フレーム１３は、このように第１収容部１３１及び第２収容部１３２を径方向側及び反負荷側の外周にそれぞれ有する形状で、鋳造により一体成形されている。図３及び図４に示すように、第１収容部１３１と第２収容部１３２とは、ブリッジ１３３によって形成される開口１３４により接続されている。ブリッジ１３３は、第１収容部カバー１７及び第２収容部カバー１８の装着面の一部を構成すると共に、フレーム１３の後方の強度を保持する梁としての役割を果たしている。

図３に示すように、巻線切替回路２０は、ＩＧＢＴ２０１やダイオード２０２、ブスバ２０３、基板２０４、基板２０４に搭載された複数の素子２０５等の回路部品（電気部品）を有している。なお、ダイオード２０２は前述した固定子１２が備える２組の巻線に対応して２組で構成されており、これら２組のダイオード２０２が左右方向に並列して配置されている（後述の図８Ａ参照）。上記回路部品のうち、発熱部品であるＩＧＢＴ２０１、ダイオード２０２、ブスバ２０３等は、第１収容部１３１におけるフレーム１３の外周面に取り付けられ、流路１３５により冷却される。ブスバ２０３は、ダイオード２０２と固定子１２の巻線ケーブルの接続部１２１とを接続するものであり、開口１３４に設けられる。このブスバ２０３は、発熱する銅バー（図示省略）の周囲に絶縁部を有し、その絶縁部を介してフレーム１３に密着するように取り付けられている。

図７に、第２収容部１３２内の電気部品の配置構成を示す。なお、この図７ではフレーム１３（ブリッジ１３３を含む）の図示を省略している。図７に示すように、反負荷側ブラケット１５は、フレーム１３に対して着脱可能であり、外縁部の複数箇所（この例では７カ所）をボルト３７で締結することによりフレーム１３に固定される。反負荷側ブラケット１５の中心位置には、内部に設けられたレゾルバ１６をノイズより保護するための例えば磁性体などからなるシールド板３８が設けられている。

端子台１２３は、ケーブル口１３８を通した動力ケーブル１２２と固定子１２の巻線ケーブルの接続部１２４とをボルト及びナットの締結によって接続する。動力ケーブル１２２は、図示しない外部のインバータから供給された駆動用の３相交流電流が流れるケーブルであり、３相交流のＵ、Ｖ、Ｗの各相に対応している。端子台１２３は、左右両側と下側中央位置に３つの取付片部１２３ａを有しており、左右対称な形状に形成されている。端子台１２３は、３つの取付片部１２３ａのうちの２つをボルト３９で締結することにより反負荷側ブラケット１５に取り付けられる。

図７では、動力ケーブル１２２はフレーム１３の左側面に形成したケーブル口１３８に通されており、端子台１２３は左側及び下側の取付片部１２３ａをボルト３９で締結することにより、前述した切断面Ｐに対して左寄りに設置されている。一方、例えばケーブル口１３８をフレーム１３の右側面に形成した場合には、端子台１２３の右側及び下側の取付片部１２３ａをボルト３９で締結することにより、端子台１２３を切断面Ｐに対して右寄りに設置することが可能である。なお、この場合にボルト３９が締結されるボルト穴を符号４０で示す。このような構成により、反負荷側ブラケット１５は、端子台１２３を切断面Ｐに対して略対称な２つの位置に固定可能な固定部材として機能する。

ブスバ２０３は、反負荷側ブラケット１５の上方に配置される。図７に示す例では、ブスバ２０３に接続された６つの接続部１２１のうち、右側（図中左側）の３つはそれぞれ高速用ケーブルの接続部１２１ａであり、左側（図中右側）の３つはそれぞれ低速用ケーブルの接続部１２１ｂである。各接続部１２１は、ボルト及びナットの締結によってブスバ２０３に接続される。反負荷側ブラケット１５には、各巻線ケーブルを挿通するための開口１５１が複数箇所（この例では４カ所）形成されており、各開口１５１に対応する巻線ケーブルが挿通される。これらの開口１５１も切断面Ｐに対して略対称形状に形成されている。これにより、端子台１２３の左右の配置を変更させた場合でも、接続部１２４の巻線ケーブルを左右方向反対側の開口１５１に挿通することで、反負荷側ブラケット１５を交換することなく対応することが可能である。

以上説明したような収容部の構成により、第１収容部１３１に収容された巻線切替回路２０については、フレーム１３の上方からのアクセスのみで取付け作業やメンテナンス作業等を行うことができる。また、第２収容部１３２に収容された端子台１２３等については、フレーム１３の反負荷側からのアクセスのみで取付け作業や配線作業等を行うことができる。さらに、フレーム１３への固定子１２の固定やシャフト１０の挿入等を含む回転電機１の組立作業については、反負荷側ブラケット１５を取り外した状態において、フレーム１３の反負荷側からのアクセスのみで行うことができる。

＜フレームの流路の構造＞
次に、フレーム１３の流路１３５の構造について説明する。前述したように、流路１３５は図示しない中子を用いた鋳造によりフレーム１３の内部に一体的に形成されている。流路１３５による冷却液の流れを図８Ａ〜図８Ｄに太矢印で示す。

図８Ａに示すように、流入口１３６から流入した冷却液は、まず流路１３５の第１流路部１３５ａに流入する。第１流路部１３５ａは、第１収容部１３１の下部に形成されており、流路の内周が固定子１２に対向し、外周が第１収容部１３１に収容された巻線切替回路２０に対向する。第１流路部１３５ａは略Ｕ字形状に形成されており、第１収容部１３１内ではＩＧＢＴ２０１と２組のダイオード２０２がＵ字形状の第１流路部１３５ａに沿って配置される。

第１流路部１３５ａを流れた冷却液は、連通部１３５ｃ（図８Ｂ及び後述の図１１参照）を介して第２流路部１３５ｂに流入する。図８Ｂ〜図８Ｄに示すように、第２流路部１３５ｂは、固定子１２を円周方向に囲むように、フレーム１３の周方向に沿ってジグザグ状に蛇行して形成されている。第２流路部１３５ｂの流路幅及び深さはほぼ一定であり、流路面積がほぼ一定となるように形成されている。また、その内周は固定子１２に対向する。図８Ｄに示すように、第２流路部１３５ｂの最も下流側は流出口１３７に連通しており、第２流路部１３５ｂを流れた冷却液は流出口１３７から流出する。このようにして、冷却液は第１流路部１３５ａを流れつつ巻線切替回路２０及び固定子１２を冷却し、第２流路部１３５ｂを流れつつ固定子１２を冷却する。

流路１３５を構成する第１流路部１３５ａ及び第２流路部１３５ｂは、流路幅を比較的大きくしつつ、ターン数が比較的小さくなるように形成されている。本実施形態では、図８Ａ〜図８Ｄに示すように、フレーム１３を上方向、右方向、下方向、左方向の各方向から見た場合に、流路１３５のターン数が各方向において１回となるように形成されている。これにより、流路抵抗を減少し、冷却効率を良好に保持することができる。

流路１３５の形成には、例えば所定の接合剤を用いて砂を接合して形成された自己崩壊性の中子（図示せず）が用いられる。この中子は、フレーム１３の鋳造の際に鋳型に設置され、溶融金属の圧入により高温になると自己崩壊する。中子の支持部分が流入口１３６、流出口１３７、これらに相当する形状を有する部分１３６ａ，１３７ａ、及び複数の排出口１３６１として流路１３５に沿って形成され、崩壊して砂状となった中子はそれらの開口から排出される。

なお、上述した冷却液の流れを形成するために、図８Ｄに示すように、流入口１３６及び流出口１３７が形成されたフレーム１３の左側面においては、第１流路部１３５ａと第２流路部１３５ｂとの間に連通部１３５ｃを形成せずに非連通とする必要がある。すなわち、流入口１３６及び流出口１３７をフレーム１３の左右いずれの側面に形成するかによって連通部１３５ｃの左右の配置が決定される。したがって、本実施形態では、流入口１３６及び流出口１３７の配置に応じた２種類の中子を用意しておき、その配置に応じて中子を変更することで、鋳型を変更することなく、決定された配置に最適な流路１３５を形成することができる。

次に、第１流路部１３５ａの形状の詳細について図９〜図１１を用いて説明する。図１０及び図１１に示すように、第１流路部１３５ａは、外周１３５１（外側）が巻線切替回路２０に対向する平面状となるように形成されると共に、内周１３５２（内側）が円筒状に形成されており、内周１３５２の少なくとも一部は固定子１２に対向する。平面状の外周１３５１と円筒状の内周１３５２とは、前述の切断面Ｐに近づくほど近接し、切断面Ｐの近傍において最も近接する。したがって、第１流路部１３５ａは、切断面Ｐの近傍において最も浅く、フレーム１３の左右端部に近づくほど流路の深さが増す形状となっている。なお、第１流路部１３５ａの内周１３５２は必ずしも円筒状である必要はなく、例えば切断面Ｐから左右両側に向けて緩やかに下方に傾斜させた平面状としてもよい。

また図９に示すように、第１流路部１３５ａは、外周１３５１と内周１３５２とが最も近接する近接部位である切断面Ｐの近傍で折れ曲がった略Ｕ字形状に形成されている。そして、第１流路部１３５ａの流路幅Ｗ（上方から見た流路幅）は、切断面Ｐに近づくにつれて大きくなり、切断面Ｐの近傍の折れ曲がり部分で最大のＷｍａｘ（＞Ｗ）となるように形成されている。これは、第１流路部１３５ａは、その構造上、切断面Ｐの近傍では深さ方向において流路が絞られることから、切断面Ｐに近づくほど流路幅Ｗを大きくし、切断面Ｐ近傍において最大とすることで、第１流路部１３５ａの流路面積をほぼ一定にすることが可能となり、流路抵抗の増大を抑制できるからである。

連通部１３５ｃは、フレーム１３の後方において第１流路部１３５ａと第２流路部１３５ｂを連通する。図１１に示すように、連通部１３５ｃは、その内周１３５３が固定子１２の外周と略同心円となる円筒状に形成されており、フレーム１３の右端部に近づくほど底部が傾斜し、流路の深さが増す。その結果、第１流路部１３５ａから第２流路部１３５ｂへの流れを円滑にすることが可能となり、冷却効率を向上できる効果がある。

＜取付フランジの構造＞
次に、取付フランジ１４の構造について説明する。取付フランジ１４は、回転電機１を図示しない他装置に取り付けるための部材である。図１２に示すように、取付フランジ１４は、フレーム１３に対し着脱可能に構成される。取付フランジ１４は、中央位置に丸穴１４１が形成された略円環形状であると共に、図３にも示すように、前方（他装置側）に向けて拡開する略ラッパ状の形状を有する。取付フランジ１４の内周部の複数箇所（この例では８カ所）には挿通孔１４２が設けられており、これらに挿通させたボルト４１をそれぞれフレーム１３のボルト穴１３０１に締結することにより、取付フランジ１４はフレーム１３に固定される。なお、図１２では煩雑防止のため２本のボルト４１のみ図示している。

前述した負荷側ブラケット１３０の外側の表面は、取付フランジ１４が取り付けられるフランジ取付面１３００を構成する。このフランジ取付面１３００は、フレーム１３の前方側端部に設けられた円柱状の突出面であり、取付フランジ１４を固定するための上記ボルト穴１３０１を、半径方向外側に円状に膨らんだ膨出部１３０２に有する。また、フランジ取付面１３００には、取付フランジ１４の丸穴１４１にはめ合うことが可能なインロー結合部１３０３が形成されている。このインロー結合部１３０３は、シャフト１０の回転軸Ｏを中心とする円状の突出部であり、図２及び図３に示すように、丸穴１４１にはめ合うことで取付フランジ１４にインロー結合する。これにより、取付フランジ１４がフレーム１３に対しシャフト１０と同芯となるように容易に位置決めできる。

また、フランジ取付面１３００と取付フランジ１４の対応する位置には、位置決めピン４３を挿入可能なピン用穴１３０４，１４３がそれぞれ設けられている。位置決めピン４３は、取付フランジ１４の回転方向の位置決めを行う。なお、図１２に示す例では１本の位置決めピン４３のみを使用しているが、ピン用穴１３０４，１４３を複数箇所に設けて複数の位置決めピン４３で位置決めしてもよい。

また、取付フランジ１４の外周部の複数箇所（この例では８カ所）には取付孔１４４（取付部）が設けられている。これらの取付孔１４４には、取付フランジ１４を他装置に取り付けるための取付ボルト（図示省略）が後方から前方に向けて挿通され、他装置のボルト穴に締結される。これにより、回転電機１が他装置に固定される。なお、図６に示すように、これらの取付孔１４４の少なくとも一部（この例では上方の２カ所の取付孔１４４を除く６カ所の取付孔１４４）は、フレーム１３の後方側（反負荷側）から見て当該フレーム１３の外側に配置される。これにより、回転電機１を他装置に取り付ける作業（ボルト締め作業等）をフレーム越しに容易に行うことができるので、取り付けの作業性を向上できる。

なお、図１２等に示すように、フレーム１３の前方側上部には、凹部１３０５が形成されている。この凹部１３０５により、取付フランジ１４の上方の２カ所の取付孔１４４に対するボルト締め作業等の作業スペースを確保できる。

＜実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態に係る回転電機１によれば、流路１３５が第１流路部１３５ａと第２流路部１３５ｂを有している。第１流路部１３５ａは、その内周が固定子１２に対向し、外周が第１収容部１３１に収容された巻線切替回路２０に対向するように形成されているので、固定子１２と巻線切替回路２０の両方を冷却できる。また第２流路部１３５ｂは、固定子１２を円周方向に囲むように形成されているので、固定子１２を効率良く冷却できる。このように、第１流路部１３５ａによって固定子１２と巻線切替回路２０の両方を冷却できるので、巻線切替回路２０用と固定子１２用それぞれ別々に流路を設けたものと比べて、流路同士を接続するためのパイプやホース等を削減することができ、構造を簡易にすることができる。また、流路１３５を短くすることもできるので、流路１３５内の圧力損失を低減することができる。さらに、フレーム１３に第１収容部１３１を形成してそこに巻線切替回路２０を収容しているため、巻線切替回路２０用のフレームとフレーム１３とが別体である場合と比べて、構造を簡易にすることができる。また、巻線切替回路２０と固定子１２との間に流路１３５が配置されるので、巻線切替回路２０に対し、固定子１２からの熱の影響を抑えることができる。

また、本実施形態では特に、次のような効果を得る。すなわち、図１０及び図１１に示すように、フレーム１３の内周に円筒状の固定子１２、外周に平板状の巻線切替回路２０を設ける場合、フレーム１３内における固定子１２と巻線切替回路２０との間のスペースは、中央部分では薄く、端部ほど厚くなる形状となる。本実施形態では、第１流路部１３５ａの内周の少なくとも一部を固定子１２に対向する円筒状、外周を巻線切替回路２０に対向する平面状に形成することにより、フレーム１３内の上記スペースを流路として最大限に有効活用することができる。その結果、固定子１２と巻線切替回路２０の両方を効率良く冷却することができる。

また、第１流路部１３５ａの内周を円筒状とする結果、第１流路部１３５ａの深さはフレーム１３の左右方向における中央部分よりも端部の方が深さが増すことになる。その結果、左端における流入口１３６から第１流路部１３５ａへの冷却液の流入及び右端における第１流路部１３５ａから第２流路部１３５ｂへの冷却液の流れを円滑にすることができ、冷却効率を向上できる効果もある。

また、本実施形態では特に、次のような効果を得る。すなわち、第１流路部１３５ａの内周を円筒状、外周を平面状に形成する場合、流路途中に外周と内周が最も近接する近接部位が形成されることとなる。この近接部位では深さ方向において流路が絞られる形状となることから、近接部位の箇所が多いほど流路抵抗が大きくなってしまう。そこで本実施形態では、第１流路部１３５ａを、外周と内周が最も近接する近接部位（上記実施形態では切断面Ｐ）の近傍で折れ曲がった略Ｕ字形状とすることにより、第１流路部１３５ａにおける近接部位の箇所を最小限の１箇所とすることができる。これにより、流路抵抗の増大を抑制し、冷却効率が低下するのを防止することができる。

また、本実施形態では特に、次のような効果を得る。すなわち、第１流路部１３５ａの外周と内周が最も近接する近接部位（上記実施形態では切断面Ｐ）の近傍では、深さ方向において流路が絞られる形状となることから、仮に流路幅Ｗを一定とした場合には近接部位において流路面積が減少し、流路抵抗が増大してしまう。そこで本実施形態では、図９に示すように、第１流路部１３５ａの折れ曲がり部分、すなわち切断面Ｐの近傍において流路幅Ｗが最大のＷｍａｘ（＞Ｗ）となるように形成するので、切断面Ｐ近傍における流路面積をその他の部分と同等またはそれ以上とすることができる。これにより、第１流路部１３５ａの流路抵抗の増大を抑制し、冷却効率が低下するのを防止することができる。

また、本実施形態では特に、ブスバ２０３は、ダイオード２０２と固定子１２の巻線ケーブルの接続部１２１とを接続するものである。このようなブスバ２０３を用いることで、端子台等を削減することができる。また、ブスバ２０３の絶縁部を介してブスバ２０３をフレーム１３に密着させることができるので、ブスバ２０３の冷却が容易となる。

また、本実施形態では特に、第１収容部１３１が回転電機１の上面に配置され、第２収容部１３２が回転電機１の反負荷側（反取り付け側）に配置される。そして、第１収容部カバー１７及び第２収容部カバー１８がそれぞれ着脱可能に設けられる。このため、巻線切替回路２０、接続部１２１や動力ケーブル１２２の配線や保守作業が容易になる。また、第２収容部カバー１８から回転電機１の内部へのアクセスも可能となる。

また、本実施形態では特に、フレーム１３は、略対称形になるように形成されている。これにより、流入口１３６、流出口１３７、ケーブル口１３８、回路口１３９を回転電機１の左側面に配置するか、右側面に配置するか、自在に決定することができ、フレーム１３を共通化することができる。

また、本実施形態では特に、フレーム１３の負荷側に、取付フランジ１４が着脱可能に設けられる。これにより、取付フランジ１４を取付先である車両等の他装置の形状に応じて変更することができ、フレーム１３を共通化することができる。

＜変形例等＞
以上、一実施形態について説明した。ただし、いわゆる当業者であれば、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態から適宜変更が可能であり、また、上記実施形態と変形例による手法を適宜組み合わせて利用することも可能である。すなわち、このような変更等が施された技術であっても、本実施形態の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。

例えば、上述では、第１収容部１３１に巻線切替回路２０が収容されるとしたが、インバータ等の他の回路が収容されてもよい。

また例えば、上述では、冷却液が第１流路部１３５ａから第２流路部１３５ｂに流れるようにしたが、反対に第２流路部１３５ｂから第１流路部１３５ａに流れるようにしてもよい。この場合、流出口１３７から冷却液を流入させ、流入口１３６から流出させればよい。

また、上述では回転電機１の用途については特に記載しなかったが、例えば図１３に示すように、車両Ｃの駆動源又は発電源等として用いてもよい。車両Ｃは、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等である。従来、このような車両向けの回転電機は、搭載される車両に応じて要求される仕様が異なることから、その都度フレームを製造していた。しかし、上述の実施形態によれば、車両の仕様に応じてケーブル等を通すための開口をフレーム１３の左右いずれにも配置することが可能であり、且つ、取付フランジ１４を車両の仕様に応じて交換するだけでフレーム１３を変更することなく回転電機１を車両に取り付けることができる。すなわち、車両用の回転電機１を共通化し、汎用品とすることが可能となる。なお、回転電機１が使用される車両は、建設機械等でもよい。また、車両以外にも、例えば船舶、航空機等にも適用することが可能である。

１ 回転電機
１０ シャフト
１１ 回転子
１２ 固定子
１３ フレーム（回転電機用フレーム）
１４ 取付フランジ
１５ 反負荷側ブラケット（固定部材）
１６ レゾルバ（電気部品）
１７ 第１収容部カバー（カバー）
１８ 第２収容部カバー（カバー）
２０ 巻線切替回路
３０ 軸受
３１ 軸受
４３ 位置決めピン
１２１ 接続部（電気部品）
１２２ 動力ケーブル（電気部品）
１２３ 端子台（電気部品）
１３０ 負荷側ブラケット
１３１ 第１収容部（回路収容部）
１３２ 第２収容部（巻線収容部）
１３４ 開口
１３５ 流路
１３５ａ 第１流路部
１３５ｂ 第２流路部
１３６ 流入口（開口）
１３６ａ 流入口に相当する形状を有する部分（開口に相当する形状を有する部分）
１３７ 流出口（開口）
１３７ａ 流出口に相当する形状を有する部分（開口に相当する形状を有する部分）
１３８ ケーブル口（開口）
１３８ａ ケーブル口に相当する形状を有する部分（開口に相当する形状を有する部分）
１３９ 回路口（開口）
１３９ａ 回路口に相当する形状を有する部分（開口に相当する形状を有する部分）
１４１ 丸穴
１４３ ピン用穴
１４４ 取付孔（取付部）
２０１ ＩＧＢＴ（回路部品、電気部品）
２０２ ダイオード（回路部品、電気部品）
２０３ ブスバ（回路部品、電気部品）
２０４ 基板（回路部品、電気部品）
２０５ 素子（回路部品、電気部品）
１３００ フランジ取付面
１３０１ ボルト穴
１３０２ 膨出部
１３０３ インロー結合部
１３０４ ピン用穴
１３５１ 外周（外側）
１３５２ 内周（内側）
Ｃ 車両
Ｏ 回転軸
Ｐ 切断面

Claims (11)

1. 内部に冷却液が流れる流路が形成されたフレームと、
   前記フレームの内周に設けられた固定子と、
   前記フレームの外周に設けられた回路部品と、を備え、
   前記流路は、
   内側が前記固定子に対向し、外側が前記回路部品に対向する第１流路部と、
   前記固定子を円周方向に囲むように形成された第２流路部と、を有する
   ことを特徴とする回転電機。
2. 前記第１流路部は、
   内側が前記固定子に対向する円筒状であり、外側が前記回路部品に対向する平面状となるように、形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記第１流路部は、
   前記外側と前記内側が最も近接する近接部位の近傍で折れ曲がった略Ｕ字形状に形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
4. 前記第１流路部は、
   前記回路部品側から見た流路幅が折れ曲がり部分で最大となるように形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
5. 内部に冷却液が流れる流路が形成されたフレームと、
   前記流路により冷却可能となるように前記フレームの内周に設けられた固定子と、
   前記流路により冷却可能となるように前記フレームの外周に設けられた回路部品と、を備える
   ことを特徴とする回転電機。
6. 前記フレームの外周には、前記回路部品を収容する回路収容部が形成され、
   前記回路収容部は、前記フレームに設けられたカバーによって覆われている
   ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
7. 前記フレームの外周には、前記固定子の巻線の接続部を収容する巻線収容部が形成され、
   前記巻線収容部は、前記フレームに設けられたカバーによって覆われている
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の回転電機。
8. 前記フレームの外周には、前記回路部品を収容する回路収容部と、前記固定子の巻線を収容する巻線収容部が形成され、
   前記回路部品と前記巻線の接続部とを接続するためのブスバが、前記フレームの外周に設けられる
   ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
9. 前記フレームは、前記回転電機を上下方向に２等分する面に対して略対称となる形状を有する
   ことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の回転電機。
10. 前記フレームに設けられ、前記回転電機を他装置に取り付けるための取付フランジを備える
    ことを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の回転電機。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の回転電機を備える
    ことを特徴とする車両。

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