WO2013069322A1 - 回転電機及び車両 - Google Patents

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WO2013069322A1
WO2013069322A1 PCT/JP2012/059925 JP2012059925W WO2013069322A1 WO 2013069322 A1 WO2013069322 A1 WO 2013069322A1 JP 2012059925 W JP2012059925 W JP 2012059925W WO 2013069322 A1 WO2013069322 A1 WO 2013069322A1
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WO
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frame
rotating electrical
electrical machine
mounting
flange
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/059925
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English (en)
French (fr)
Inventor
光格 永尾
長尾　敏男
Original Assignee
株式会社安川電機
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to a rotating electrical machine and a vehicle including the same.
  • Rotating electrical machines are attached to other devices via mounting flanges.
  • This mounting flange is generally formed integrally with the frame of the rotating electrical machine by casting.
  • the rotating electrical machine has a wide variety of devices that can be attached depending on the intended use, and there are a wide variety of specifications and shapes of the counterpart device even in the same usage. For this reason, although it is necessary to change the shape of a mounting flange each time, since it forms integrally with a flame
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a rotating electrical machine capable of enhancing versatility and a vehicle including the same.
  • a frame a stator provided on the inner periphery of the frame, a rotor facing the inner periphery of the stator via a gap,
  • a rotating electrical machine is provided that is detachably provided on the frame and includes a mounting flange for mounting the rotating electrical machine to another device.
  • a vehicle including the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6 is applied.
  • the versatility of the rotating electrical machine can be improved.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view taken along the line XX in FIG. 9.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view taken along a XI-XI section in FIG. 9. It is a perspective view of the rotary electric machine which shows the state which removed the attachment flange. It is a conceptual diagram of the vehicle carrying a rotary electric machine.
  • the up-down direction, the front-rear direction, and the left-right direction correspond to the arrow directions shown as appropriate in each drawing. These directions are used for convenience of explanation, but are changed depending on the installation mode of the rotating electric machine, and the configuration is not limited.
  • the rotating electrical machine 1 mainly includes a shaft 10, a rotor 11, a stator 12, a frame 13, a mounting flange 14, an anti-load side bracket 15, a resolver 16, and a first housing portion cover 17. , A second housing part cover 18, a winding switching circuit 20, and bearings 30 and 31.
  • the rotating electrical machine 1 may be either an electric motor or a generator.
  • the rotor 11 is made of, for example, a permanent magnet, and is provided on the outer periphery of the shaft 10.
  • the inner periphery of the stator 12 faces the outer periphery of the rotor 11 via a gap, and the outer periphery of the stator 12 is fixed to the inner peripheral surface of the frame 13.
  • a flow path 135 through which a coolant such as water flows is formed inside the frame 13, and the stator 12 can be cooled by the flow path 135.
  • the stator 12 includes two sets of windings configured by winding three windings corresponding to each phase of the three-phase AC in parallel.
  • three-phase alternating current is supplied to only one of these windings, since the impedance is low, a sufficient current can flow even in a high-frequency region, which is suitable for driving the rotating electrical machine 1 at high speed.
  • two sets of windings are connected in series and three-phase alternating current is supplied to the whole, a sufficient voltage can be applied even in the low frequency region because of the high impedance, and rotation is performed for the same current.
  • a large torque can be generated in the electric machine 1, which is suitable for driving at a low speed.
  • the frame 13 is made of a casting formed by a casting method, and has a substantially bottomed cylindrical shape that integrally includes a load side bracket 130 on the front side (load side) and is open on the rear side (counter load side). is doing.
  • a bearing 30 is provided inside the load side bracket 130.
  • An anti-load side bracket 15, which is a separate body from the frame 13, is provided at an open portion on the rear side of the frame 13.
  • a bearing 31 and a resolver 16 are provided inside the anti-load side bracket 15.
  • a mounting flange 14 is detachably provided on the front side of the load side bracket 130 of the frame 13. Details of the mounting flange 14 will be described later.
  • the frame 13 has a plurality of openings. Specifically, as shown in FIG. 4, an inflow port 136 for allowing the cooling liquid to flow in from the outside, an outflow port 137 for flowing the cooling liquid to the outside, and the power cable 122 (see FIG. 1 and the later-described FIG. 7) are formed with a cable port 138 for drawing out to the outside, and a circuit port 139 for drawing out circuit lines 204 (see FIG. 1 and FIG. 2) made up of signal lines and power lines. .
  • FIG. 4 shows a state where the pipes 32 are connected to the inlet 136 and the outlet 137, respectively.
  • the inlet 136, the outlet 137, the cable port 138, and the circuit port 139 are collectively referred to as “openings 136 to 139” as appropriate.
  • the right side surface of the frame 13 has a portion 136 a having a shape corresponding to the inflow port 136, a portion 137 a having a shape corresponding to the outflow port 137, and a shape corresponding to the cable port 138.
  • a portion 138a and a portion 139a corresponding to the circuit port 139 are formed.
  • the portions 136 a and 137 a are openings having substantially the same shape as the inlet 136 and the outlet 137, and are both closed by the closing member 33.
  • the said part 138a, 139a is formed as a protrusion part protruded from the surface of the flame
  • the openings 136 to 139 and the portions 136a, 137a, 138a, and 139a having shapes corresponding to these openings are substantially symmetrical with respect to a cutting plane P that cuts the frame 13 in the axial direction. It is formed to become.
  • the cut surface P is a cut surface when the frame 13 is cut in half in the vertical direction, and also includes the rotation axis O of the rotor 11 (shaft 10) as shown in FIG. That is, the frame 13 is formed in a shape (symmetrical shape) that is substantially symmetric with respect to the cut surface P.
  • the openings 136 to 139 described above can be arranged on either the right side or the left side of the frame 13 without changing the mold.
  • the cable port 138 and the circuit port 139 when the frame 13 is cast, protrusions are formed on both the left and right sides so as to be substantially symmetrical with respect to the cut surface P, and the protrusions on the side surfaces on the side to be used are formed.
  • the opening By forming the opening, the arrangement of the cable port 138 and the circuit port 139 can be freely determined.
  • inlet 136 and the outlet 137 when the frame 13 is cast, openings are formed on both sides so as to be substantially symmetric with respect to the cut surface P, and openings on the side that is not used are formed. By closing with the closing member 33, the arrangement of the inlet 136 and outlet 137 can be determined freely.
  • two discharge ports 1361 are formed on the left and right side surfaces and two on the bottom surface below. These four discharge ports 1361 are openings for discharging the core forming the flow path 135, and these are also formed so as to be substantially symmetrical with respect to the cut surface P. All the discharge ports 1361 are closed by the closing member 34.
  • a first housing part (circuit housing part) 131 that houses the winding switching circuit 20 is formed on the radial direction side (upper side) of the frame 13.
  • the winding switching circuit 20 is a circuit that controls how the two sets of windings included in the stator 12 described above are connected and supplied to the three-phase AC power supplied from the outside.
  • the first housing 131 is covered with a first housing cover 17 that can be attached to and detached from the frame 13.
  • the first accommodating portion cover 17 is fixed to the frame 13 by fastening a plurality of edges (four in this example) with bolts 35.
  • a second housing portion (winding housing portion) 132 is formed on the rear side (the antiload side) of the frame 13 with respect to the antiload side bracket 15.
  • the second accommodating portion 132 accommodates electrical components such as the resolver 16, the winding cable connecting portion 121, the power cable 122, and the terminal block 123.
  • the second housing portion 132 is covered with a second housing portion cover 18 that can be attached to and detached from the frame 13.
  • the second accommodating portion cover 18 is fixed to the frame 13 by fastening a plurality of edges (four in this example) with bolts 36.
  • the frame 13 is integrally formed by casting in such a shape having the first housing portion 131 and the second housing portion 132 on the outer circumferences on the radial direction side and the anti-load side, respectively. As shown in FIGS. 3 and 4, the first housing part 131 and the second housing part 132 are connected by an opening 134 formed by a bridge 133.
  • the bridge 133 constitutes a part of the mounting surface of the first housing portion cover 17 and the second housing portion cover 18 and also serves as a beam that maintains the strength behind the frame 13.
  • the winding switching circuit 20 includes circuit components (electrical components) such as an IGBT 201, a diode 202, a bus bar 203, a substrate 204, and a plurality of elements 205 mounted on the substrate 204.
  • the diodes 202 are configured in two sets corresponding to the two sets of windings included in the stator 12 described above, and these two sets of diodes 202 are arranged in parallel in the left-right direction (see the drawings described later). 8A).
  • the IGBT 201, the diode 202, the bus bar 203, and the like which are heat generating components, are attached to the outer peripheral surface of the frame 13 in the first housing part 131 and cooled by the flow path 135.
  • the bus bar 203 connects the diode 202 and the connection part 121 of the winding cable of the stator 12, and is provided in the opening 134.
  • the bus bar 203 has an insulating part around a copper bar (not shown) that generates heat, and is attached to the frame 13 through the insulating part.
  • FIG. 7 shows the arrangement configuration of the electrical components in the second housing part 132.
  • the frame 13 including the bridge 133 is not shown.
  • the anti-load side bracket 15 can be attached to and detached from the frame 13, and is fixed to the frame 13 by fastening a plurality of outer edge portions (seven locations in this example) with bolts 37. .
  • a shield plate 38 made of, for example, a magnetic material is provided at the center position of the anti-load side bracket 15 to protect the resolver 16 provided therein from noise.
  • the terminal block 123 connects the power cable 122 through the cable port 138 and the winding cable connecting portion 124 of the stator 12 by fastening bolts and nuts.
  • the power cable 122 is a cable through which a driving three-phase alternating current supplied from an external inverter (not shown) flows, and corresponds to each of the U, V, and W phases of the three-phase alternating current.
  • the terminal block 123 has three attachment pieces 123a at both the left and right sides and the lower center position, and is formed in a symmetrical shape.
  • the terminal block 123 is attached to the anti-load side bracket 15 by fastening two of the three attachment pieces 123 a with bolts 39.
  • the power cable 122 is passed through a cable port 138 formed on the left side surface of the frame 13, and the terminal block 123 is cut as described above by fastening the left and lower attachment pieces 123 a with bolts 39. It is installed on the left side with respect to the plane P.
  • the terminal block 123 is fixed to the cut surface P by fastening the right and lower attachment pieces 123 a of the terminal block 123 with the bolts 39.
  • a bolt hole to which the bolt 39 is fastened is denoted by reference numeral 40.
  • the anti-load side bracket 15 functions as a fixing member that can fix the terminal block 123 at two substantially symmetrical positions with respect to the cut surface P.
  • the bus bar 203 is disposed above the anti-load side bracket 15.
  • three on the right side (left side in the figure) are the high-speed cable connection parts 121 a and 3 on the left side (right side in the figure).
  • Each connection part 121 is connected to the bus bar 203 by fastening bolts and nuts.
  • the anti-load side bracket 15 has a plurality of openings 151 (four in this example) for inserting the winding cables, and the winding cables corresponding to the openings 151 are inserted. These openings 151 are also formed in a substantially symmetrical shape with respect to the cutting plane P. Thereby, even when the left and right arrangement of the terminal block 123 is changed, the winding cable of the connecting portion 124 is inserted into the opening 151 on the opposite side in the left and right direction without changing the anti-load side bracket 15. It is possible.
  • the winding switching circuit 20 accommodated in the first accommodating portion 131 can be attached or maintained by only accessing from above the frame 13. Further, with respect to the terminal block 123 and the like accommodated in the second accommodating portion 132, it is possible to perform attachment work and wiring work only by accessing from the opposite side of the frame 13. Further, assembling work of the rotating electrical machine 1 including fixing of the stator 12 to the frame 13 and insertion of the shaft 10 can be performed only by accessing from the anti-load side of the frame 13 with the anti-load side bracket 15 removed. It can be carried out.
  • the coolant flowing in from the inlet 136 first flows into the first flow path portion 135a of the flow path 135.
  • the first flow path part 135 a is formed in the lower part of the first housing part 131, and the winding switching circuit 20 in which the inner circumference of the flow path faces the stator 12 and the outer circumference is housed in the first housing part 131. Opposite to.
  • the first flow path part 135a is formed in a substantially U shape, and the IGBT 201 and the two sets of diodes 202 are arranged along the U-shaped first flow path part 135a in the first housing part 131.
  • the coolant that has flowed through the first flow path portion 135a flows into the second flow path portion 135b via the communication portion 135c (see FIG. 8B and FIG. 11 described later).
  • the second flow path portion 135b is formed to meander in a zigzag manner along the circumferential direction of the frame 13 so as to surround the stator 12 in the circumferential direction.
  • the channel width and depth of the second channel part 135b are substantially constant, and the channel area is formed to be substantially constant. Further, the inner periphery faces the stator 12. As shown in FIG.
  • the most downstream side of the second flow path portion 135b communicates with the outflow port 137, and the coolant that has flowed through the second flow path portion 135b flows out from the outflow port 137.
  • the cooling liquid cools the winding switching circuit 20 and the stator 12 while flowing through the first flow path portion 135a, and cools the stator 12 while flowing through the second flow path portion 135b.
  • the first flow path part 135a and the second flow path part 135b constituting the flow path 135 are formed so that the number of turns is relatively small while the flow path width is relatively large.
  • the number of turns of the flow path 135 is once in each direction. It is formed to become. Thereby, channel resistance can be reduced and cooling efficiency can be kept favorable.
  • a self-disintegrating core (not shown) formed by bonding sand using a predetermined bonding agent is used.
  • This core is installed in a mold when the frame 13 is cast, and self-collapses when the temperature becomes high due to injection of molten metal.
  • the core support portion is formed along the flow path 135 as an inlet 136, an outlet 137, portions 136a and 137a having shapes corresponding to these, and a plurality of outlets 1361, and collapses into a sand shape. The core is discharged from these openings.
  • the first flow path portion 135a and the second flow are formed on the left side surface of the frame 13 where the inflow port 136 and the outflow port 137 are formed.
  • the communication part 135c is not formed between the path part 135b and it is necessary to make it non-communication. That is, the left and right arrangement of the communication portion 135c is determined depending on whether the inflow port 136 and the outflow port 137 are formed on the left or right side of the frame 13. Therefore, in this embodiment, two types of cores corresponding to the arrangement of the inlet 136 and the outlet 137 are prepared, and the core is changed according to the arrangement without changing the mold. An optimum flow path 135 for the determined arrangement can be formed.
  • the first flow path portion 135 a is formed so that the outer periphery 1351 (outer side) is a flat surface facing the winding switching circuit 20, and the inner periphery 1352 (inner side) is It is formed in a cylindrical shape, and at least a part of the inner periphery 1352 faces the stator 12.
  • the planar outer perimeter 1351 and the cylindrical inner perimeter 1352 are closer to the cutting plane P described above, and are closest to each other in the vicinity of the cutting plane P.
  • the first flow path portion 135a is the shallowest in the vicinity of the cut surface P, and has a shape in which the depth of the flow path increases as it approaches the left and right end portions of the frame 13.
  • the inner periphery 1352 of the first flow path portion 135a is not necessarily cylindrical, and may be a flat surface that is gently inclined downward from the cut surface P toward the left and right sides, for example.
  • the first flow path portion 135a is formed in a substantially U-shape that is bent in the vicinity of the cut surface P, which is a proximity portion where the outer periphery 1351 and the inner periphery 1352 are closest to each other.
  • the flow path width W (flow path width seen from above) of the first flow path part 135a increases as it approaches the cut surface P, and is the maximum Wmax (> W) at the bent portion in the vicinity of the cut surface P. It is formed to become. This is because the first flow path part 135a is narrowed in the depth direction in the vicinity of the cut surface P due to its structure, and therefore the flow path width W is increased as it approaches the cut surface P. This is because by setting the maximum in the vicinity, the flow path area of the first flow path part 135a can be made substantially constant, and an increase in flow path resistance can be suppressed.
  • the communication part 135 c communicates the first flow path part 135 a and the second flow path part 135 b behind the frame 13.
  • the communication portion 135 c is formed in a cylindrical shape whose inner periphery 1353 is substantially concentric with the outer periphery of the stator 12, and the bottom portion is inclined closer to the right end portion of the frame 13, The depth of the will increase. As a result, the flow from the first flow path part 135a to the second flow path part 135b can be made smooth, and the cooling efficiency can be improved.
  • Mounting flange 14 is a member for attachment to other devices (not shown) rotating electric machine 1. As shown in FIG. 12, the mounting flange 14 is configured to be detachable from the frame 13.
  • the mounting flange 14 has a substantially annular shape in which a round hole 141 is formed at the center position, and also has a substantially trumpet shape that expands toward the front (the other device side) as shown in FIG. .
  • Insertion holes 142 are provided at a plurality of locations (eight locations in this example) on the inner peripheral portion of the mounting flange 14, and the bolts 41 inserted through these are fastened to the bolt holes 1301 of the frame 13.
  • the flange 14 is fixed to the frame 13. In FIG. 12, only two bolts 41 are shown for the purpose of preventing complications.
  • the outer surface of the load side bracket 130 described above constitutes a flange mounting surface 1300 to which the mounting flange 14 is mounted.
  • the flange mounting surface 1300 is a columnar projecting surface provided at the front side end of the frame 13, and the bolt hole 1301 for fixing the mounting flange 14 is expanded in a circular shape outward in the radial direction.
  • the outlet 1302 is provided.
  • the flange mounting surface 1300 is formed with a spigot joint 1303 that can be fitted into the round hole 141 of the mounting flange 14.
  • the spigot joint portion 1303 is a circular protrusion centered on the rotation axis O of the shaft 10, and as shown in FIGS. 2 and 3, the spigot joint portion 1303 is connected to the mounting flange 14 by fitting with the round hole 141. . Accordingly, the mounting flange 14 can be easily positioned so as to be concentric with the shaft 10 with respect to the frame 13.
  • pin holes 1304 and 143 into which the positioning pins 43 can be inserted are provided at corresponding positions of the flange mounting surface 1300 and the mounting flange 14, respectively.
  • the positioning pin 43 positions the mounting flange 14 in the rotation direction. In the example shown in FIG. 12, only one positioning pin 43 is used, but pin holes 1304 and 143 may be provided at a plurality of locations and positioned by a plurality of positioning pins 43.
  • mounting holes 144 are provided at a plurality of locations (eight positions in this example) on the outer peripheral portion of the mounting flange 14.
  • mounting bolts (not shown) for mounting the mounting flange 14 to other devices are inserted from the rear toward the front and fastened to the bolt holes of the other devices.
  • the rotary electric machine 1 is fixed to another apparatus.
  • at least a part of these mounting holes 144 (in this example, six mounting holes 144 excluding the upper two mounting holes 144) are located on the rear side (anti-load side) of the frame 13. ) And is arranged outside the frame 13.
  • the recessed part 1305 is formed in the front upper part of the flame
  • the mounting flange 14 for mounting the rotating electrical machine 1 to another device can be attached to and detached from the frame 13.
  • the rotary electric machine 1 can be attached to various apparatuses by changing the attachment flange 14 according to the shape of the other apparatus which is an attachment destination. Therefore, the rotating electrical machine 1 (frame 13) can be shared, and versatility can be improved.
  • the mold manufacturing can be simplified, and the cost can be reduced and the manufacturing period can be shortened.
  • the spigot joint 1303 formed on the flange mounting surface 1300 and the round hole 141 of the mounting flange 14 are spliced together.
  • the mounting flange 14 can be easily positioned so as to be concentric with the shaft 10 with respect to the frame 13. Therefore, the positioning work of the mounting flange 14 becomes unnecessary and workability can be improved.
  • the contact surface between the mounting flange 14 and the frame 13 is shown in FIG. Since the cross section is L-shaped, the contact area can be increased. As a result, the surface pressure acting on the joint between the mounting flange 14 and the frame 13 due to the weight of the rotating electrical machine 1 can be reduced, and the strength reliability can be improved.
  • the mounting flange 14 can be positioned in the rotational direction by inserting the positioning pins 43 into the pin holes 1304 and 143 provided at the corresponding positions of the flange mounting surface 1300 and the mounting flange 14. it can.
  • the area of the mounting surface can be increased by having the flange mounting surface 1300 having the bulging portion 1302 that swells outward in the radial direction.
  • the surface pressure which acts on the flange mounting surface 1300 can be lowered, and the strength reliability can be further improved.
  • the flange mounting surface 1300 has the bolt hole 1301 in the bulging part 1302, the thickness of the said bolt hole 1301 and a flame
  • the mounting flange 14 has a substantially trumpet shape that expands toward another device, so that a large joint area with the other device can be obtained, and the mounting stability of the rotating electrical machine 1 can be improved.
  • both the stator 12 and the winding switching circuit 20 are cooled by the flow path 135 formed in the frame 13.
  • pipes, hoses, and the like for connecting the flow paths can be reduced, and the structure can be simplified, compared to the case where the flow paths are separately provided for the winding switching circuit 20 and the stator 12. can do.
  • the flow path 135 can be shortened, the pressure loss in the flow path 135 can be reduced.
  • the first accommodating portion 131 is formed in the frame 13 and the winding switching circuit 20 is accommodated therein, the frame for the winding switching circuit 20 and the frame 13 are separate from each other. The structure can be simplified.
  • the flow path 135 is disposed between the winding switching circuit 20 and the stator 12, the influence of heat from the stator 12 can be suppressed on the winding switching circuit 20.
  • the bus bar 203 connects the diode 202 and the connection part 121 of the winding cable of the stator 12.
  • terminal blocks and the like can be reduced.
  • the bus bar 203 can be brought into close contact with the frame 13 through the insulating portion of the bus bar 203, the bus bar 203 can be easily cooled.
  • the first housing part 131 is disposed on the upper surface of the rotating electrical machine 1
  • the second housing part 132 is disposed on the anti-load side (anti-attachment side) of the rotating electrical machine 1.
  • the 1st accommodating part cover 17 and the 2nd accommodating part cover 18 are each provided so that attachment or detachment is possible. For this reason, the wiring switching circuit 20, the connection part 121, and the power cable 122 can be easily wired and maintained. In addition, access from the second housing cover 18 to the inside of the rotating electrical machine 1 is also possible.
  • the frame 13 is formed to be substantially symmetrical. Accordingly, it is possible to freely determine whether the inlet 136, the outlet 137, the cable port 138, and the circuit port 139 are arranged on the left side or the right side of the rotating electrical machine 1, and the frame 13 is made common. can do.
  • the winding switching circuit 20 is accommodated in the first accommodating portion 131, but other circuits such as an inverter may be accommodated.
  • the coolant flows from the first flow path portion 135a to the second flow path portion 135b, but conversely, it may flow from the second flow path portion 135b to the first flow path portion 135a. Good.
  • the coolant may be introduced from the outlet 137 and out of the inlet 136.
  • the vehicle C is, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • a rotating electrical machine for a vehicle has different specifications required depending on the vehicle on which it is mounted, and thus a frame is manufactured each time.
  • the rotating electrical machine 1 can be attached to the vehicle without changing the frame 13 simply by exchanging them. That is, the vehicular rotating electrical machine 1 can be made common and used as a general-purpose product.
  • the vehicle in which the rotating electrical machine 1 is used may be a construction machine or the like.
  • the present invention can be applied to, for example, a ship, an aircraft, and the like.

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Abstract

【課題】回転電機の汎用性を向上する。 【解決手段】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、シャフト１０の外周に設けられ、固定子１２の内周と空隙を介して対向する回転子１１と、フレーム１３に着脱可能に設けられ、回転電機１を他装置に取り付けるための取付フランジ１４と、を備え、フレーム１３のフランジ取付面１３００に、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を設ける。

Description

回転電機及び車両
　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、例えば車両に搭載される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
　回転電機は、他の装置に対し取付フランジ等を介して取り付けられる。この取付フランジは、回転電機のフレームと鋳造により一体に形成されるのが一般的である。
　しかしながら、回転電機はその使用用途によって取り付けられる装置が多岐に亘り、また同じ用途であっても相手側の装置の仕様や形状は多種多様である。このため、取付フランジの形状をその都度変更する必要があるが、フレームと一体形成されることから、鋳型を変更してフレームごと製造する必要がある。この場合、多額のコスト及び製作期間を要することとなり、汎用性が低いという問題があった。
　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、汎用性を高め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、フレームと、前記フレームの内周に設けられた固定子と、前記固定子の内周と空隙を介して対向する回転子と、前記フレームに着脱可能に設けられ、回転電機を他装置に取り付けるための取付フランジと、を備え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６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、回転電機の汎用性を向上することができる。
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、当該回転電機１を他の装置に取り付けるための取付フランジ１４がフレーム１３に着脱可能である。これにより、取付フランジ１４を取付先である他装置の形状に応じて変更することで、回転電機１を多種多様な装置に取り付けることができる。したがって、回転電機１（フレーム１３）を共通化することができ、汎用性を高めることができる。また、フレーム１３用の鋳型を変更することなく、取付フランジ１４用の鋳型のみを変更すればよいので、鋳型製作を簡略化でき、コストの低減や製作期間の短縮を図ることができる。
　また、本実施形態では特に、取付フランジ１４をフレーム１３に装着する際に、フランジ取付面１３００に形成されたインロー結合部１３０３と取付フランジ１４の丸穴１４１とをインロー結合させる。これにより、取付フランジ１４をフレーム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。したがって、取付フランジ１４の位置決め作業が不要となり、作業性を向上できる。また、例えばインロー結合を用いずに取付フランジ１４を複数のピンによって位置決めしてフレーム１３に装着する場合に比べて、インロー結合とした場合には取付フランジ１４とフレーム１３との接触面が図３に示すように断面Ｌ字状となるので、接触面積を増大できる。その結果、回転電機１の自重等により取付フランジ１４とフレーム１３との接合部に作用する面圧を低減でき、強度信頼性を向上できる。
　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、取付フランジ１４の丸穴１４１にフレーム１３のインロー結合部１３０３をはめ合わせる場合、回転方向については別途位置決めする必要がある。そこで本実施形態では、フランジ取付面１３００及び取付フランジ１４の対応する位置に設けられたピン用穴１３０４，１４３に位置決めピン４３を挿入することにより、取付フランジ１４の回転方向の位置決めを行うことができる。
　また、本実施形態では特に、フランジ取付面１３００が半径方向外側に膨らんだ膨出部１３０２を有することにより、取付面の面積を増大できる。これにより、フランジ取付面１３００に作用する面圧を低くすることができ、強度信頼性をさらに向上できる。また、フランジ取付面１３００が膨出部１３０２にボルト穴１３０１を有することで、当該ボルト穴１３０１とフレーム外周面との厚みを確保できるので、取付フランジ１４とフレーム１３との接合強度を確保できる。
　また、本実施形態では特に、取付フランジ１４を他装置に向けて拡開する略ラッパ形状とするので、他装置との接合面積を大きくとることができ、回転電機１の取り付け安定性を向上できる。
　また、本実施形態では特に、フレーム１３に形成された流路１３５によって、固定子１２と巻線切替回路２０の両方を冷却している。このため、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、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。
　＜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 (7)

  1. 　フレームと、
    　前記フレームの内周に設けられた固定子と、
    　前記固定子の内周と空隙を介して対向する回転子と、
    　前記フレームに着脱可能に設けられ、回転電機を他装置に取り付けるための取付フランジと、を備える
    ことを特徴とする回転電機。
  2. 　前記フレームは、
    　前記取付フランジが取り付けられるフランジ取付面を有し、
    　前記フランジ取付面には、
    　前記取付フランジにインロー結合するインロー結合部が形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
  3. 　前記取付フランジは、
    　中心位置に丸穴が形成された略円環形状を有し、
    　前記インロー結合部は、
    　前記取付フランジの前記丸穴にはめ合うことが可能な、シャフトの回転軸を中心とする円状の突出部である
    ことを特徴とする請求項２記載の回転電機。
  4. 　前記フランジ取付面及び前記取付フランジの対応する位置に、
    　位置決めピンを挿入可能なピン用穴が少なくとも１箇所に設けられている
    ことを特徴とする請求項２又は３記載の回転電機。
  5. 　前記フランジ取付面は、
    　前記フレームの負荷側端部に設けられた円柱状の突出面であり、前記取付フランジを前記フレームに固定するためのボルト穴を、半径方向外側に膨らんだ膨出部に有している
    ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の回転電機。
  6. 　前記取付フランジは、
    　前記他装置に向けて拡開する略ラッパ状の形状を有し、
    　当該取付フランジを前記他装置に取り付けるための取付部が、前記フレーム側から見て当該フレームの外側に配置されるように形成されている
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機。
  7. 　請求項１乃至６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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