JP7088033B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機に関するものである。

従来、回転電機において、筒状体よりなるハウジングの筒状部に冷媒通路を設け、その冷媒通路を流れる冷媒により固定子等を冷却する構成が提案されている。例えば特許文献１に記載の車両電動モータでは、冷媒通路を、冷媒流入口から冷媒流出口までの間において軸方向に蛇行させて設ける構成としている。具体的には、ハウジングの筒状部において、軸方向に延びる複数の仕切り壁を周方向に互いに離間させて設けるとともに、周方向に隣り合う各仕切り壁の軸方向端部に互い違いで連通部を設けることで、蛇行して連なる直列の冷媒通路が形成されるものとなっている。この場合、冷媒が、軸方向の流れの向きを交互に反転しつつ、冷媒流入口から冷媒流出口に向けて流れる構成となっている。

特開２００８－２５３０２４号公報

ところで、回転電機には、回転状態を検出するためにレゾルバ等の回転センサが設けられており、その回転センサでは、回転電機における熱の影響を受けることが検出誤差の要因になると考えられる。そのため、回転センサの検出精度を維持するには、回転電機の駆動時における熱の影響を受けないようにすることが必要であると考えられる。この点、既存技術においては、回転センサを適正に冷却する上で改善の余地があると考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、回転電機の冷却構造において回転センサの冷却性能を高めることにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

手段１は、
回転軸に一体回転可能に設けられた回転子と、
前記回転子に径方向に対向配置された固定子と、
径方向内側又は外側に前記固定子が組み付けられる筒状部を有するハウジングと、
前記回転軸の軸方向において回転電機の一端側である第１端側と他端側である第２端側とのうち第１端側に設けられ、前記回転子の回転状態を検出する回転センサと、
を備える回転電機であって、
前記筒状部は、径方向内外に対向する内壁部と外壁部とを有し、それら内壁部及び外壁部の間に、冷媒を流通させる環状の冷媒通路が設けられており、
前記冷媒通路は、
軸方向に蛇行するように形成され、かつ前記第１端側での径方向の通路幅が、前記第２端側での径方向の通路幅に比べて狭められており、
前記第１端側に、冷媒が周方向に流れる端側通路部を有しており、
前記端側通路部は、上流側の入口部と下流側の出口部との間の中間部で、前記入口部及び前記出口部に比べて通路開口面積が拡張されている。

上記構成の回転電機では、回転軸の軸方向において回転電機の一端側である第１端側と他端側である第２端側とのうち第１端側に回転センサが設けられており、その回転センサでの検出精度を維持するには、回転電機で生じる熱の影響を受けなくすることが望ましい。この点において、ハウジングの筒状部には、径方向内外に対向する内壁部と外壁部との間に環状の冷媒通路が設けられており、その冷媒通路は、軸方向に蛇行するように形成され、かつ第１端側での径方向の通路幅が、第２端側での径方向の通路幅に比べて狭められている。この場合、冷媒通路では、第１端側での径方向の通路幅が狭められていることで、第１端側での冷媒の流速が速められ、その第１端側に設けられた回転センサを冷却する上で有利な構成となっている。

ただし、上記のとおり第１端側での径方向の通路幅が狭められている構成では、冷媒通路の壁面付近において流れの剥離が生じ、それに起因して冷媒の流れに淀みが生じることが考えられる。より具体的には、冷媒の流れの向きが軸方向から周方向に変化する曲がり部分、及び冷媒の流れの向きが周方向から軸方向に変化する曲がり部分での淀みの発生が懸念される。この場合、冷媒通路内に形成された淀み部分に、冷媒通路内で温度上昇した冷媒（温水）が滞留することで、冷却効率の低下が懸念される。

この点、冷媒通路における第１端側に、冷媒が周方向に流れる端側通路部を設け、その端側通路部を、上流側の入口部と下流側の出口部との間の中間部で、入口部及び出口部に比べて通路開口面積が拡張されている構成とした。かかる構成では、冷媒は、冷媒通路に沿って蛇行するように流れ、軸方向端部である第１端側で端側通路部（詳しくは端側通路部の中間部）を通過して軸方向に折り返す際に、端側通路部での通路開口面積の変化に起因する流速の減少が生じる。この場合、端側通路部で流速が減少することで、冷媒通路の壁面付近での流れの剥離に起因する冷媒の淀み（特に第１端側において冷媒の流れの向きが軸方向と周方向とで切り替わる曲がり部分での淀み）の発生が抑制され、第１端側での冷却性能の低下が抑制される。その結果、回転電機において回転センサの冷却を好適に実施することができる。

手段２では、手段１において、前記端側通路部は、前記入口部及び前記出口部で軸方向の通路幅が狭く、かつ前記中間部で軸方向の通路幅が拡張されている。

上記構成では、端側通路部において、中間部での軸方向の通路幅が入口部及び出口部における軸方向の通路幅よりも拡張されていることで、中間部での通路開口面積が入口部及び出口部よりも拡張されている。この場合、端側通路部は、冷媒の流れにおいて軸方向の折り返し部分であり、端側通路部の中間部で軸方向の通路幅が拡張されていることにより、その拡張部分に冷媒が流れ込み易くなる。これにより、端側通路部での流速の減少を確実に生じさせ、冷媒通路の壁面付近での冷媒の淀み抑制の効果を高めることができる。

手段３では、手段２において、前記端側通路部の前記中間部は、その軸方向両側において、前記入口部及び前記出口部に対して軸方向の通路幅が拡張された形状となっている。

この場合、端側通路部の中間部では軸方向両側に通路幅が拡張されているため、端側通路部での冷媒流速の低減効果を高めることができる。

手段４では、手段２又は３において、前記端側通路部における軸方向両側の通路壁のうち少なくともいずれかが、通路外側に凸となる円弧状に形成されることにより、前記中間部で軸方向の通路幅が拡張されている。

この場合、端側通路部の中間部では、冷媒の流れに淀み（乱れ）が生じつつも、下流側への冷媒の通過が促される。これにより、冷媒通路内で温度上昇した冷媒（温水）が滞留することを極力抑制できる。

手段５では、手段２乃至４のいずれか１つにおいて、前記筒状部には、前記端側通路部の軸方向外側となる通路壁に、軸方向内側に突出する突出部が形成されており、その突出部により、前記入口部と前記出口部とで軸方向の通路幅が狭められている。

冷媒通路において冷媒が第１端側で軸方向に折り返す際には、冷媒は、通路外周側、すなわち端側通路部の軸方向外側となる通路壁に沿って流れる。ここで、端側通路部の軸方向外側となる通路壁に突出部が形成されていることで、その通路壁に突出部が形成されていない構成に比べて、端側通路部での冷媒流速の低減効果を高めることができる。

手段６では、手段１乃至５のいずれか１つにおいて、前記端側通路部は、前記中間部で、前記入口部及び前記出口部よりも径方向の通路幅が拡張されている。

この場合、径方向に拡張された拡張部分に冷媒が流入することにより端側通路部での流速の減少を生じさせることができる。

手段７では、手段１乃至６のいずれか１つにおいて、前記冷媒通路において軸方向に冷媒が流れる軸方向通路部の周方向の通路幅が、前記第２端側から前記第１端側に近づくにつれて徐々に狭くなっている。

軸方向通路部において第１端側となる領域は、冷媒の流れが軸方向から周方向に切り替わる領域、又は冷媒の流れが周方向から軸方向に切り替わる領域である。上記構成によれば、冷媒通路の第１端側で冷媒の流れが軸方向と周方向とで切り替わる領域において冷媒の流れがスムーズになり、通路壁面からの流れの剥離を抑制できる。これにより、第１端側での冷却性能を高めることができる。

手段８では、手段１乃至７のいずれか１つにおいて、前記冷媒通路において軸方向に冷媒が流れる軸方向通路部は、前記第１端側での折り返し部分の外周側通路壁がアール形状又は面取り形状に形成されている。

軸方向通路部において第１端側となる領域は、冷媒の流れが軸方向から周方向に切り替わる領域、又は冷媒の流れが周方向から軸方向に切り替わる領域である。上記構成によれば、冷媒通路の第１端側で冷媒の流れが軸方向と周方向とで切り替わる領域において冷媒の流れがスムーズになり、通路壁面からの流れの剥離を抑制できる。これにより、第１端側での冷却性能を高めることができる。

回転電機の縦断面図。 ハウジングから冷媒通路のみを抽出して示す冷媒通路の斜視図。 冷媒通路を軸方向において第１端側から見た平面図。 環状の冷媒通路を平面展開して示す筒状部の断面図。 冷媒通路における周方向通路部の構成を拡大して示す断面図。 別例において環状の冷媒通路を平面展開して示す筒状部の断面図。 別例における回転電機の縦断面図。 別例における回転電機の縦断面図。 別例における冷媒通路を示す斜視図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態における回転電機は、例えば車両動力源として用いられるものとなっている。ただし、回転電機は、産業用、車両用、船舶用、航空機用、家電用、ＯＡ機器用、遊技機用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
本実施形態に係る回転電機１０は、インナロータ式（内転式）の多相交流モータであり、その概要を図１に示す。図１は、回転電機１０の回転軸１１に沿う方向での回転電機１０の縦断面を示す縦断面図である。回転電機１０は、例えば同期モータ又は誘導モータである。以下の記載では、回転軸１１の延びる方向を軸方向とし、回転軸１１を中心とする放射状の方向を径方向とし、回転軸１１を中心とする円周状の方向を周方向としている。

回転電機１０は、回転軸１１に一体回転可能に設けられた回転子１２と、回転子１２を包囲する位置に設けられた固定子１３と、これら回転子１２及び固定子１３を収容するハウジング１４と、ハウジング１４の軸方向の一端側に固定されたカバー１５とを備えている。回転子１２及び固定子１３は、径方向に互いに対向した状態で同軸に配置されている。ハウジング１４は、軸方向の一端側に開口する有底筒状をなしており、その開口端部に、ボルト等よりなる不図示の締結具によりカバー１５が取り付けられている。ハウジング１４及びカバー１５には軸受１７，１８が設けられ、この軸受１７，１８により回転軸１１及び回転子１２が回転自在に支持されている。

回転子１２は、周知のとおり例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されてなり回転軸１１に固定された回転子コアと、その回転子コアに保持された複数の永久磁石とを有している。また、固定子１３は、円環状の固定子コア２１と、固定子コア２１に巻装状態で一体化された多相の固定子巻線２２とを備えている。固定子コア２１は、円環状の複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により固定することで構成されている。固定子巻線２２は、例えば３相巻線であり、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線が星形結線（Ｙ結線）されることで構成されている。ただし、固定子巻線２２は、３相の相巻線がΔ結線されている構成であってもよい。

ハウジング１４は、円筒状をなし径方向内側に固定子１３が組み付けられる筒状部３１と、筒状部３１の軸方向両端側のうちカバー１５とは逆側に設けられた端板部３２とを有している。ハウジング１４の筒状部３１には、固定子１３が焼嵌め、圧入などの手段により締め代をもって固定されている。

端板部３２には、回転軸１１を挿通させる貫通孔３３が形成されており、その貫通孔３３内には、一対の軸受１７，１８のうち一方の軸受１８が固定されている。また、貫通孔３３内には、回転子１２の回転状態を検出する回転センサ３４が設けられている。回転センサ３４は、例えばレゾルバにより構成される電磁誘導式の回転角度センサであり、回転軸１１に固定されたレゾルバロータ３４ａと、そのレゾルバロータ３４ａの径方向外側に対向配置されたレゾルバステータ３４ｂとを備えている。レゾルバロータ３４ａは、円板リング状をなしており、回転軸１１を挿通させた状態で、回転軸１１に同軸で設けられている。レゾルバステータ３４ｂは、不図示のステータコアとステータコイルとを有し、ハウジング１４の端板部３２に固定されている。

固定子巻線２２の軸方向両端側にはそれぞれコイルエンド２３Ａ，２３Ｂが設けられており、そのうち一方の側、具体的にはハウジング１４の端板部３２の側のコイルエンド２３Ａでは３相の相巻線が中性点接続されている。３相の相巻線は中性点バスバーにより互いに接続されていてもよい。また、同じコイルエンド２３Ａの側には、相ごとに巻線端子２４が取り付けられている。巻線端子２４は、端板部３２に設けられた孔３５から、ハウジング１４の外側に引き出されており、その巻線端子２４に不図示の電力ハーネスが接続されるようになっている。

本実施形態では、回転電機１０の軸方向においてハウジング１４の端板部３２側とカバー１５側とのうちハウジング１４の端板部３２側が「第１端側」であり、カバー１５側が「第２端側」である。固定子巻線２２のコイルエンド２３Ａ，２３Ｂで言えば、コイルエンド２３Ａ側が第１端側であり、コイルエンド２３Ｂ側が第２端側である。第１端側及び第２端側のうち第１端側に、回転センサ３４や、固定子巻線２２の中性点バスバー、巻線端子２４が設けられている。

上記構成の回転電機１０は、不図示のインバータや制御部により固定子巻線２２の通電状態が制御されるようになっており、その通電制御により、力行時及び発電時のトルクが制御される。

また、回転電機１０は、冷却水等の冷媒を用いた冷却構造を有しており、その冷却構造について以下に説明する。なお、冷媒としては、冷却水以外に、潤滑油などの液体を用いることが可能である。

ハウジング１４において筒状部３１は、径方向内外に互いに離間した状態で対向する内壁部４１と外壁部４２とを有しており、それら内壁部４１及び外壁部４２の間に、冷媒を流通させる環状の冷媒通路４３が設けられている。本実施形態では、内壁部４１と外壁部４２とを互いに異なる別部材により構成しており、内壁部４１を形成する内側筒部と、外壁部４２を形成する外側筒部とを径方向内外に組み付けることにより、これら両者の間に冷媒通路４３が形成されている。

インナロータ式の回転電機１０の場合、内壁部４１が固定子１３側の壁部であり、外壁部４２が反固定子側の壁部である。冷媒通路４３は、軸方向において固定子コア２１と径方向内外に重複する位置に設けられている。冷媒通路４３の軸方向の両端では、内壁部４１及び外壁部４２が一体となることで、冷媒通路４３が閉塞されている。

以下に、冷媒通路４３について詳しく説明する。図２は、ハウジング１４から冷媒通路４３のみを抽出して示す冷媒通路４３の斜視図であり、図３は、冷媒通路４３を軸方向において第１端側から見た平面図である。図３では、固定子１３とハウジング１４の筒状部３１とを仮想線（一点鎖線）にて示している。また、図４は、環状の冷媒通路４３を平面展開して示す筒状部３１の断面図である。図２、図４では、下側が第１端側であり、上側が第２端側である。

冷媒通路４３は、固定子１３の周囲を環状に冷媒を流通させる通路として形成されており、筒状部３１に設けられた入口ポート４４と出口ポート４５とを介して冷媒通路４３内を冷媒が循環する。図３に示すように、これら各ポート４４，４５には、循環経路を形成する冷媒配管４６が接続されており、その冷媒配管４６には、ポンプ４７と放熱装置４８とが設けられている。ポンプ４７は例えば電動ポンプである。放熱装置４８は、例えば冷媒の熱を大気放出するラジエータである。冷媒は、冷媒配管４６から入口ポート４４を介して冷媒通路４３に流入し、冷媒通路４３を通過した後、出口ポート４５から冷媒配管４６に流出する。また、冷媒は、冷媒配管４６で冷却された後、再び入口ポート４４を介して冷媒通路４３に流入する。

冷媒通路４３は、固定子１３の周囲において軸方向に蛇行するようにして冷媒を流通させる構成となっており、ハウジング１４の筒状部３１において軸方向一端側と他端側（すなわち第１端側と第２端側）を交互に行き来しつつ冷媒を流通させる。より具体的には、図４に示すように、筒状部３１には、周方向（図の左右方向）に、軸方向に延びる複数の仕切り部５１，５２，５３が設けられており、その仕切り部５１～５３により、冷媒が、筒状部３１の軸方向一端側及び他端側での折り返しを行いつつ冷媒通路４３内を流通する。仕切り部５１～５３は、筒状部３１を構成する内壁部４１及び外壁部４２のいずれかから径方向に突出するようにして形成されているとよい。また、仕切り部５１～５３は、内壁部４１及び外壁部４２においてそれぞれ径方向に突出する突出部により形成されていてもよい。

仕切り部５１～５３は、第１端側及び第２端側を軸方向に繋ぐように設けられた第１仕切り部５１と、第１端側から軸方向に延びかつ第２端側で途切れるように設けられた第２仕切り部５２と、第２端側から軸方向に延びかつ第１端側で途切れるように設けられた第３仕切り部５３とよりなる。このうち、第１仕切り部５１は、冷媒通路４３において入口ポート４４側と出口ポート４５側とを周方向に仕切るために設けられている。また、第２仕切り部５２は、冷媒通路４３において冷媒を第２端側で折り返させるために設けられ、第３仕切り部５３は、冷媒通路４３において冷媒を第１端側で折り返させるために設けられている。図４には、冷媒通路４３内における冷媒の流れが矢印にて示されている。

冷媒通路４３は、軸方向に冷媒が流れる軸方向通路部５５，５６と、周方向に冷媒が流れる周方向通路部５７，５８とを有している。軸方向通路部５５，５６は周方向に交互に設けられ、周方向通路部５７，５８は周方向に交互に設けられている。この場合、冷媒は、軸方向通路部５５において第２端側から第１端側に向けて軸方向に流れ、その後、第１端側の周方向通路部５７を周方向に流れ、その後、軸方向通路部５６において第１端側から第２端側に向けて軸方向に流れ、その後、第２端側の周方向通路部５８を周方向に流れる。なお、周方向通路部５７，５８のうち第１端側の周方向通路部５７が「端側通路部」に相当する。

また。本実施形態では特に、冷媒通路４３における径方向の通路幅（径方向の厚さ寸法）が軸方向で異なっており、図１で言えば、第１端側（ハウジング１４の端板部３２側）では冷媒通路４３の径方向の通路幅Ｗ１が小さく、第２端側（カバー１５側）では冷媒通路４３の径方向の通路幅Ｗ２が大きくなっている。図１において、Ｗ１＜Ｗ２である。図３では、冷媒通路４３を、軸方向において第１端側から見ていることから、手前側が幅狭になっている。この場合、図４に示す冷媒の流れでは、通路開口面積の広い第２端側を冷媒が流れる際に流速が小さくなり、逆に通路開口面積の狭い第１端側を冷媒が流れる際に流速が大きくなる。そのため、冷媒通路４３内を冷媒が流れる際には、冷媒通路４３内に流速の大小が異なる流速分布が形成される。

上記のとおり冷媒通路４３において軸方向で冷媒の流速に差異を設けたことにより、ハウジング１４において第１端側と第２端側とで冷却能力に違いが生じる。この場合、第１端側では、第２端側に比べて流速が大きいことから冷却性能が高められる。回転電機１０では、第１端側に例えば回転センサ３４が設けられており、その第１端側での冷媒の流速が速められていることにより、回転センサ３４の冷却を好適に実施してその検出精度を維持できるものとなっている。

ところで、冷媒通路４３の端１端側では、冷媒の流速が速くなることでの冷却能力の向上が見込まれるが、その第１端側では、第２端側に比べて径方向の通路幅が狭められていることにより軸方向通路部５５，５６の壁面付近において流れの剥離が生じ、それに起因して冷媒の流れに淀みが生じることが考えられる。より具体的には、冷媒の流れの向きが軸方向から周方向に変化する曲がり部分、及び冷媒の流れの向きが周方向から軸方向に変化する曲がり部分での淀みの発生が懸念される。この場合、冷媒通路４３内に形成された淀み部分に、冷媒通路４３内で温度上昇した冷媒（温水）が留まることで、冷却効率の低下が懸念される。

そこで本実施形態では、周方向通路部５７を、上流側の入口部５７ａと下流側の出口部５７ｂとで軸方向の通路幅が狭く、かつその間の中間部５７ｃで軸方向の通路幅が拡張される構成としている。これにより、冷媒通路４３を流れる冷媒が周方向通路部５７を通過して軸方向に折り返す際に、周方向通路部５７で通路開口面積の変化に伴う流速の減少を生じさせて、冷媒の流れが軸方向と周方向とで変化する曲がり部分（軸方向通路部５５，５６における第１端側）での淀みの発生を抑制するものとしている。

周方向通路部５７のより詳細な構成を、図５を用いて説明する。周方向通路部５７は、その軸方向両側に位置し互いに対向する通路壁６１，６２により軸方向に区画されており、それら通路壁６１，６２が、通路外側に凸となる円弧状に形成されていることで、中間部５７ｃにおける軸方向の通路幅が拡張されている。なお、通路壁６２は、第２仕切り部５２の軸方向先端面により構成されている。この場合、周方向通路部５７の中間部５７ｃは、軸方向両側で入口部５７ａ及び出口部５７ｂに対して通路幅が拡張された形状となっている。これにより、中間部５７ｃでの通路開口面積が入口部５７ａ及び出口部５７ｂよりも拡張されている。

またこの場合、軸方向外側の通路壁６１には、軸方向内側（相対する通路壁６２側）に突出する一対の突出部６１ａが形成されるとともに、軸方向外側の通路壁６２には、軸方向外側（相対する通路壁６１側）に突出する一対の突出部６２ａが形成されており、これら突出部６１ａ，６２ａにより、入口部５７ａと出口部５７ｂとで軸方向の通路幅が狭められている。

また、冷媒通路４３においては、軸方向通路部５５，５６の周方向の通路幅が、第２端側から第１端側に近づくにつれて徐々に狭くなっている。具体的には、軸方向通路部５５，５６を周方向に区画する通路壁６３、すなわち仕切り部５２，５３の周方向側面である通路壁６３が、軸方向に斜めとなる向きで設けられており、これにより、軸方向通路部５５，５６の周方向の通路幅が、第２端側から第１端側に近づくにつれて徐々に狭くなっている。

また、軸方向通路部５５，５６は、第１端側で周方向通路部５７に繋がっており、それら各通路部５５～５７の繋がりにより冷媒の流れが折り返されるようになっている。この場合、軸方向通路部５５，５６において、第１端側での折り返し部分でその外周側通路壁（図のＡ部分）がアール形状に形成されている。なお、当該Ａ部分が、アール形状でなく面取り形状に形成されていてもよい。

以下に、本実施形態における回転電機１０の作用と効果とを説明する。

上記構成の回転電機１０では、ハウジング１４の筒状部３１の冷媒通路４３が、軸方向に蛇行するように形成され、かつ第１端側での径方向の通路幅が、第２端側での径方向の通路幅に比べて狭められている。この場合、冷媒通路４３では、第１端側での径方向の通路幅が狭められていることで、第１端側での冷媒の流速が速められ、その第１端側に設けられた回転センサ３４を冷却する上で有利な構成となっている。

また、冷媒通路４３における第１端側に、冷媒が周方向に流れる周方向通路部５７を設け、その周方向通路部５７を、入口部５７ａと出口部５７ｂとの間の中間部５７ｃで、入口部５７ａ及び出口部５７ｂに比べて通路開口面積が拡張されている構成とした。かかる構成では、冷媒通路４３を流れる冷媒は、冷媒通路４３に沿って蛇行するように流れ、軸方向端部である第１端側で周方向通路部５７の中間部５７ｃを通過して軸方向に折り返す際に、周方向通路部５７での通路開口面積の変化に起因する流速の減少が生じる。この場合、周方向通路部５７で流速が減少することで、軸方向通路部５５，５６の壁面付近での流れの剥離に起因する冷媒の淀み（すなわち第１端側において冷媒の流れの向きが軸方向と周方向とで切り替わる曲がり部分での淀み）の発生が抑制され、第１端側での冷却性能の低下が抑制される。その結果、回転電機１０において回転センサ３４の冷却を好適に実施することができる。

また、回転電機１０の第１端側には、回転センサ３４以外に、固定子巻線２２の中性点バスバーや巻線端子２４が設けられており、これらについても好適に冷却することができる。

また、上記構成によれば、第１端側において冷媒の流れが軸方向と周方向とで切り替わる曲がり部分での淀みの発生が抑制されることにより、仮に冷媒通路４３内に空気の泡が流れ込んでも、その泡が淀みに留まり、それに起因して冷却効率が低下するといった不都合も抑制される。

また、冷媒通路４３において、第２端側では第１端側に比べて径方向の通路幅が拡げられているため、その第２端側での圧力損失が抑えられる。したがって、冷媒通路４３に冷媒を流通させるポンプ４７の負荷軽減を図ることができる。

周方向通路部５７において、入口部５７ａ及び出口部５７ｂで軸方向の通路幅が狭く、かつ中間部５７ｃで軸方向の通路幅が拡張されていることで、中間部５７ｃでの通路開口面積が入口部５７ａ及び出口部５７ｂよりも拡張されている構成とした。この場合、周方向通路部５７は、冷媒の流れにおいて軸方向の折り返し部分であり、周方向通路部５７の中間部５７ｃで軸方向の通路幅が拡張されていることにより、その拡張部分に冷媒が流れ込み易くなる。これにより、周方向通路部５７での流速の減少を確実に生じさせ、軸方向通路部５５，５６の壁面付近での冷媒の淀み抑制の効果を高めることができる。

周方向通路部５７の中間部５７ｃを、その軸方向両側において、入口部５７ａ及び出口部５７ｂに対して軸方向の通路幅が拡張された形状とした。これにより、周方向通路部５７での冷媒流速の低減効果を高めることができる。

周方向通路部５７における軸方向両側の通路壁６１，６２を、通路外側に凸となる円弧状に形成することで、中間部５７ｃで軸方向の通路幅を拡張する構成とした。この場合、周方向通路部５７の中間部５７ｃでは、冷媒の流れに淀み（乱れ）が生じつつも、下流側への冷媒の通過が促される。これにより、冷媒通路４３内で温度上昇した冷媒（温水）が滞留することを極力抑制できる。

ハウジング１４の筒状部３１において、周方向通路部５７の軸方向外側となる通路壁６１に、軸方向内側に突出する突出部６１ａを形成し、その突出部６１ａにより、入口部５７ａと出口部５７ｂとで軸方向の通路幅を狭める構成とした。冷媒通路４３において冷媒が第１端側で軸方向に折り返す際には、冷媒は、通路外周側、すなわち周方向通路部５７の軸方向外側となる通路壁６２に沿って流れる。ここで、周方向通路部５７の軸方向外側となる通路壁６１に突出部６１ａが形成されていることで、その通路壁６１に突出部６１ａが形成されていない構成に比べて、周方向通路部５７での冷媒流速の低減効果を高めることができる。

冷媒通路４３において軸方向通路部５５，５６の周方向の通路幅を、第２端側から第１端側に近づくにつれて徐々に狭くした。また、冷媒通路４３の軸方向通路部５５，５６において、第１端側での折り返し部分の外周側通路壁をアール形状又は面取り形状に形成した。

軸方向通路部５５，５６において第１端側となる領域は、冷媒の流れが軸方向から周方向に切り替わる領域、又は冷媒の流れが周方向から軸方向に切り替わる領域である。上記構成によれば、冷媒通路４３の第１端側で冷媒の流れが軸方向と周方向とで切り替わる領域において冷媒の流れがスムーズになり、通路壁面からの流れの剥離を抑制できる。これにより、第１端側での冷却性能を高めることができる。

（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。

・上記実施形態の回転電機１０では、図４に示すように、周方向通路部５７における軸方向両側の通路壁６１，６２を、通路外側に凸となる円弧状に形成する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、通路壁６１と通路壁６２のいずれかを、通路外側に凸となる円弧状に形成する構成としてもよい。図６には、軸方向両側の通路壁６１，６２のうち軸方向外側の通路壁６１のみを、通路外側に凸となる円弧状に形成した構成を示す。この場合、軸方向における通路外側と通路内側とのうち通路外側に通路幅を拡張することが望ましい。また、周方向通路部５７において、通路壁６１，６２を多角形状（三角形状、四角形状等）で突出するように形成してもよい。

図６では、上記以外にも構成の一部を変更しており、それらは別例として適宜用いることが可能である。すなわち、図６では、仕切り部５２，５３の周方向側面である通路壁が、軸方向に平行に形成されている。

・図７に示すように、ハウジング１４において、筒状部３１における内壁部４１と外壁部４２とを、別部材でなく一体部材により構成してもよい。この場合、ハウジング１４を、中子を用いた鋳造により作製するとよい。

また、図８に示すように、ハウジング１４において、筒状部３１と端板部３２とを別部材で構成し、それらをボルト等よりなる不図示の締結具による結合するようにしてもよい。

・冷媒通路４３を図９（ａ）、（ｂ）のように構成してもよい。これら図９（ａ）、（ｂ）では、周方向通路部５７の中間部５７ｃで、入口部５７ａ及び出口部５７ｂよりも径方向の通路幅が拡張されている。この場合、周方向通路部５７において、径方向に拡張された拡張部分に冷媒が流入することにより周方向通路部５７での流速の減少を生じさせることができる。ここで、図９（ａ）には、中間部５７ｃが軸方向及び径方向に拡張された構成を示し、図９（ｂ）には、中間部５７ｃが径方向にのみ拡張された構成を示している。

なお、中間部５７ｃにおいて径方向の通路幅を拡張する場合、径方向外側と内側とのうち径方向外側に通路幅を拡張するとよい。この場合、径方向内側に通路幅を拡張する構成に比べて周方向通路部５７の拡張部分に冷媒が流れ込み易くなり、周方向通路部５７での流速の減少を確実に生じさせ、軸方向通路部５５，５６の壁面付近での冷媒の淀み抑制の効果を高めることができる。

・上記実施形態では、回転電機１０の軸方向においてハウジング１４の端板部３２側を第１端側とし、カバー１５側を第２端側としたが、これを変更し、カバー１５側を第１端側とし、ハウジング１４の端板部３２側を第２端側とする構成であってもよい。この場合、カバー１５側に、回転センサ３４や、固定子巻線２２の中性点バスバー、巻線端子２４が設けられているとよい。

・冷媒通路４３内を流通させる冷媒として気体を用いることも可能である。

・上記実施形態では、インナロータ式の回転電機１０での適用例を説明したが、これに代えて、アウタロータ式の回転電機での適用も可能である。アウタロータ式の回転電機では、周知のとおり固定子１３の径方向外側に回転子１２が対向配置されている。この場合、固定子１３の径方向内側に、ハウジング１４の筒状部３１が組み付けられる。また、上記と同様に筒状部３１において内壁部４１と外壁部４２との間に冷媒通路４３が設けられている。

１０…回転電機、１１…回転軸、１２…回転子、１３…固定子、１４…ハウジング、３１…筒状部、３４…冷媒通路、４１…内壁部、４２…外壁部、４３…冷媒通路、５７…周方向通路部（端側通路部）、５７ａ…入口部、５７ｂ…出口部、５７ｃ…中間部。

Claims (8)

1. 回転軸（１１）に一体回転可能に設けられた回転子（１２）と、
   前記回転子に径方向に対向配置された固定子（１３）と、
   径方向内側又は外側に前記固定子が組み付けられる筒状部（３１）を有するハウジング（１４）と、
   前記回転軸の軸方向において回転電機（１０）の一端側である第１端側と他端側である第２端側とのうち第１端側に設けられ、前記回転子の回転状態を検出する回転センサ（３４）と、
   を備える回転電機（１０）であって、
   前記筒状部は、径方向内外に対向する内壁部（４１）と外壁部（４２）とを有し、それら内壁部及び外壁部の間に、冷媒を流通させる環状の冷媒通路（４３）が設けられており、
   前記冷媒通路は、
   軸方向に蛇行するように形成され、かつ前記第１端側での径方向の通路幅が、前記第２端側での径方向の通路幅に比べて狭められており、
   前記第１端側に、冷媒が周方向に流れる端側通路部（５７）を有しており、
   前記端側通路部は、上流側の入口部（５７ａ）と下流側の出口部（５７ｂ）との間の中間部（５７ｃ）で、前記入口部及び前記出口部に比べて通路開口面積が拡張されている回転電機。
2. 前記端側通路部は、前記入口部及び前記出口部で軸方向の通路幅が狭く、かつ前記中間部で軸方向の通路幅が拡張されている請求項１に記載の回転電機。
3. 前記端側通路部の前記中間部は、その軸方向両側において、前記入口部及び前記出口部に対して軸方向の通路幅が拡張された形状となっている請求項２に記載の回転電機。
4. 前記端側通路部における軸方向両側の通路壁（６１，６２）のうち少なくともいずれかが、通路外側に凸となる円弧状に形成されることにより、前記中間部で軸方向の通路幅が拡張されている請求項２又は３に記載の回転電機。
5. 前記筒状部には、前記端側通路部の軸方向外側となる通路壁（６１）に、軸方向内側に突出する突出部（６１ａ）が形成されており、その突出部により、前記入口部と前記出口部とで軸方向の通路幅が狭められている請求項２乃至４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 前記端側通路部は、前記中間部で、前記入口部及び前記出口部よりも径方向の通路幅が拡張されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記冷媒通路において軸方向に冷媒が流れる軸方向通路部（５５，５６）の周方向の通路幅が、前記第２端側から前記第１端側に近づくにつれて徐々に狭くなっている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 前記冷媒通路において軸方向に冷媒が流れる軸方向通路部（５５，５６）は、前記第１端側での折り返し部分の外周側通路壁がアール形状又は面取り形状に形成されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の回転電機。

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