特開 2024-47373 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024047373

(43)【公開日】2024-04-05

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 9/08 20060101AFI20240329BHJP

   H02K 11/33 20160101ALI20240329BHJP

   H02K 9/19 20060101ALI20240329BHJP

【ＦＩ】

H02K9/08 Z

H02K11/33

H02K9/19 A

H02K9/19 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022152957

(22)【出願日】2022-09-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】滝 大輔

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 誠一

(72)【発明者】

【氏名】城ノ戸 拓真

(72)【発明者】

【氏名】畑中 聖二

(72)【発明者】

【氏名】上田 良一

【テーマコード（参考）】

5H609

5H611

【Ｆターム（参考）】

5H609BB01

5H609BB19

5H609PP02

5H609PP16

5H609QQ02

5H609QQ05

5H609QQ07

5H609QQ10

5H609QQ23

5H609RR02

5H609RR40

5H609RR42

5H609RR43

5H609RR53

5H609RR54

5H609RR63

5H611AA09

5H611BB01

5H611BB02

5H611BB04

5H611TT01

5H611UA04

(57)【要約】

【課題】ハウジングに電力変換装置を内装する構成の回転電機において、電力変換装置を適切に冷却できる回転電機を提供することを目的とする。
【解決手段】
回転軸４０を有するロータ３０と、ロータ３０の外周に備えられるステータ２０と、ステータ２０との間で電力を授受する電力変換装置５０と、ロータ３０、ステータ２０及び電力変換装置５０を収容する筒状のハウジング１０と、を備える回転電機である。回転軸４０は、ロータ３０の軸方向端部から軸方向に延設して形成される延設部４１を有し、電力変換装置５０は、ステータ３０の軸方向端部よりも軸方向外側に配置され、延設部４１の周囲を囲むように形成され、ハウジング１０は、電力変換装置５０を取り囲むように冷媒流路１１を備え、延設部４１は、電力変換装置５０とステータ３０の軸方向端部との間に配置され、回転軸４０の回転に伴って回転することで径方向外側に送風するファン６０を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を有するロータと、前記ロータの外周に備えられるステータと、前記ステータとの間で電力を授受する電力変換装置と、前記ロータ、前記ステータ及び前記電力変換装置を収容する筒状のハウジングと、を備える回転電機であって、
前記回転軸は、前記ロータの軸方向端部から軸方向に延設して形成される延設部を有し、
前記電力変換装置は、前記ステータの軸方向端部よりも軸方向外側に配置され、前記延設部の周囲を囲むように形成され、
前記ハウジングは、前記電力変換装置を取り囲むように冷媒流路を備え、
前記延設部は、前記電力変換装置と前記ステータの軸方向端部との間に配置され、前記回転軸の回転に伴って回転することで径方向外側に送風するファンを備える、
回転電機。

【請求項2】

請求項１に記載の回転電機であって、
前記ハウジングの内周壁は、前記ステータの軸方向端部よりも軸方向外側に、前記内周壁よりも外径側に拡径された拡径部を有し、前記ステータが固定される箇所の前記内周壁と前記拡径部との間に段差部が形成される、
回転電機。

【請求項3】

請求項１に記載の回転電機であって、
前記ハウジングの内周壁は、前記ステータの軸方向端部よりも軸方向外側に、周方向に沿って溝部が形成され、前記溝部に円環状部材が嵌装されることにより、前記内周壁から内径側に起立する第１の起立部が形成される、
回転電機。

【請求項4】

請求項２に記載の回転電機であって、
前記ステータの軸方向端部にはコイルエンドが軸方向外側に突設して備えられ、
前記段差部は、その軸方向位置が、前記ステータの軸方向端部と前記コイルエンドの軸方向端部との間に配置される、
回転電機。

【請求項5】

請求項２に記載の回転電機であって、
前記段差部は、軸方向外側に向かうにつれて径方向外側に拡大するように傾斜して形成される、
回転電機。

【請求項6】

請求項１に記載の回転電機であって、
前記ハウジングは、前記電力変換装置を取り囲む位置に、内周壁から内側に立設するフィンを備え、
前記フィンは、軸方向に延設される、
回転電機。

【請求項7】

請求項１に記載の回転電機であって、
前記電力変換装置は、
制御基板、パワーモジュール及び平滑コンデンサを備え、
前記ステータの軸方向端部側から、前記制御基板、前記パワーモジュール及び前記平滑コンデンサが積層して配置され、
前記制御基板には、前記制御基板の前記ステータに対向する面において、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて、起立高さが高くなるように電気部品が実装される、
回転電機。

【請求項8】

請求項７に記載の回転電機であって、
前記制御基板にはケーブルが接続され、
前記ケーブルは、前記制御基板の表面に沿って、径方向内側から径方向外側に向かうように配索される、
回転電機。

【請求項9】

請求項７に記載の回転電機であって、
前記ハウジングの内周壁であって、前記パワーモジュールに対向する箇所には、前記内周壁から内径側に起立する第２の起立部を有し、
前記第２の起立部は、軸方向外側に向かうにつれて起立高さが高くなる傾斜部を有する、
回転電機。

【請求項10】

請求項４に記載の回転電機であって、
前記ファンは、前記ファンが設けられる軸方向位置よりも前記ステータ側に向かって、径方向外側に送風するように構成される、
回転電機。

【請求項11】

請求項１に記載の回転電機であって、
前記ファンは、前記延設部に遠心クラッチ機構を介して固定され、
前記遠心クラッチ機構は、前記回転軸の回転速度が所定回転速度以上となった場合に、前記延設部から前記ファンへの回転の伝達を切り離す、
回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機との間で電力を授受するインバータ（電力変換装置）は、パワーモジュール等を適切に冷却する必要がある。ハウジング内にステータ及びロータと電力変換装置とを内装する構成の回転電機では、ステータ及びロータの熱が電力変換装置に伝達しやすいので、電力変換装置を冷却するための工夫が必要となる。

【0003】

特許文献１には、モータハウジング内にインバータ回路を有する制御装置が備えられ、回転軸に固定された冷却ファンが空気吸入孔から吸入した空気によって、制御装置を空冷する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－２７４９９２号公報

【発明の概要】

【0005】

従来技術のように、ハウジング外部の空気により電力変換装置を空冷する構成では、空気の温度がハウジング外部の環境温度に依存するので、必ずしも適切に電力変換装置を冷却できないという問題がある。

【0006】

本発明は、ハウジングに電力変換装置を内装する構成の回転電機において、電力変換装置をより効果的に冷却できる回転電機を提供することを目的とする。

【0007】

本発明のある態様は、回転軸を有するロータと、ロータの外周に備えられるステータと、ステータとの間で電力を授受する電力変換装置と、ロータ、ステータ及び電力変換装置を収容する筒状のハウジングと、を備える回転電機に適用される。回転軸は、ロータの軸方向端部から軸方向に延設して形成される延設部を有する。電力変換装置は、ステータの軸方向端部よりも軸方向外側に配置され、延設部の周囲を囲むように形成される。ハウジングは、電力変換装置を取り囲むように冷媒流路を備える。延設部は、電力変換装置とステータの軸方向端部との間に配置され、回転軸の回転に伴って回転することで径方向外側に送風するファンを備える。

【0008】

本発明によれば、ハウジング内における電力変換装置とステータとの間でファンが径方向外側に送風するので、ステータの熱が電力変換装置に伝達しにくくすることができる。さらに、ファンによる送風がハウジングの冷媒流路を流れる冷媒と熱交換を行うことで、ハウジングの内部の空気の温度の上昇が抑制され、電力変換装置を効率よく冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本実施形態の回転電機の軸方向断面図である。

【図2】図２は、回転電機の径方向断面図である。

【図3】図３は、電力変換装置付近の説明図である。

【図4】図４は、変形例の電力変換装置付近の説明図である。

【図5】図５は、別の変形例の電力変換装置付近の説明図である。

【図6】図６は、さらに別の変形例の電力変換装置付近の説明図である。

【図7】図７は、さらに別の変形例の電力変換装置付近の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0011】

図１は、本発明の実施形態に係る回転電機としてのモータ１の説明図であり、軸方向の断面図を示す。図２は、モータ１の径方向断面図であり、図１のＩＩ－ＩＩ断面図を示す。

【0012】

モータ１は、円環状に形成されたステータ２０と、ステータ２０の内側に回転自在に装着されたロータ３０と、ステータ２０との間で電力を授受する電力変換装置５０と、ステータ２０、ロータ３０及び電力変換装置５０を内装するハウジング１０と、を備えて構成される。

【0013】

本実施形態のモータ１は、電動自動車やハイブリッド自動車に搭載され、車輪を駆動する電動機として機能する。また、モータ１は、車輪の回転による駆動力を受けて発電（回生）を行なう発電機としても機能する。なお、モータ１は、自動車以外の装置、例えば各種電気機器又は産業機械の駆動装置として用いられてもよい。

【0014】

ハウジング１０は円筒形状を有し、ハウジング１０の内周には、ステータ２０の外周が内接して固定される。ハウジング１０の軸方向の端部（図１中右側）には、ハウジング１０の開口部を覆うカバー１３が固定される。ハウジング１０は、図１中左側の端部にも図示しないカバーが備えられており、ハウジング１０の内部は気密構造として構成され、ハウジング１０の外部の空気が侵入しにくいように構成される。

【0015】

ステータ２０は、図示しないスロット内にコイルを備える。ステータ２０の軸方向の両端部にコイルエンド２１が突設する。

【0016】

ロータ３０は、ステータ２０の内側に回転自在に配置される。ロータ３０は、回転軸４０を同軸に備える。

【0017】

回転軸４０は、ロータ３０と同軸に回転する。回転軸４０のうち、ロータ３０の軸方向端部よりも軸方向外側（図１中右側）には、延設部４１が延設する。延設部４１は、ベアリング４５を介してカバー１３に支持される。

【0018】

電力変換装置５０は、ステータ２０及びロータ３０の軸方向端部よりも軸方向外側に配置される。図２に示すように、電力変換装置５０は、延設部４１の周囲を取り囲むように、円環状に形成される。電力変換装置５０の周囲はハウジング１０に覆われている。

【0019】

なお、ハウジング１０の内周のうち、ステータ２０及びロータ３０よりも軸方向外側の円筒状の空間を、電力変換装置５０が収容される「電力変換装置収容室１５０」と呼ぶ。

【0020】

電力変換装置収容室１５０を構成するハウジング１０には、第１の冷媒流路１１が備えられる。第１の冷媒流路１１は、モータ１の外部から送られる冷媒が循環し、ハウジング１０の内部の空気と熱交換を行う。

【0021】

ハウジング１０は、ステータ２０の外周部分に第２の冷媒流路１２を備える。第２の冷媒流路１２は、冷媒によりステータ２０を外側から冷却する。第１の冷媒流路１１と第２の冷媒流路１２とは、冷媒がハウジング１０の内部で連通するように構成される。

【0022】

電力変換装置収容室１５０において、回転軸４０の延設部４１には、ファン６０が備えられる。ファン６０は、ステータ２０のコイルエンド２１の軸方向端部と電力変換装置５０の軸方向内側との間に位置するように配置される。ファン６０は延設部４１に固定され、延設部４１の回転（すなわち回転軸４０の回転）により回転することで、電力変換装置収容室１５０内の空気を、径方向外側に送風するように構成されている。

【0023】

次に、電力変換装置５０の構成を説明する。

【0024】

図３は、本実施形態のモータ１の電力変換装置５０を中心とした拡大断面図である。

【0025】

電力変換装置５０は、制御基板５１、パワーモジュール５２、平滑コンデンサ５３及び導体５４を備える。これらは図２で前述したように円環状に形成され、電力変換装置収容室１５０内で、延設部４１の周囲に配置される。導体５４は、例えばバスバーやハーネス等により構成される。

【0026】

電力変換装置５０は、ステータ２０の軸方向端部から軸方向外側（図３中右側）に向けて、制御基板５１、パワーモジュール５２及び平滑コンデンサ５３の順に、固定部材５５により若干の間隔を開けて積層されて配置される。

【0027】

制御基板５１は、パワーモジュール５２の動作（スイッチング）を制御する。パワーモジュール５２は、複数のスイッチング素子を有し、バッテリ（図示せず）から導体５４を介して供給される直流電力を交流電力に変換して、ステータ２０のコイルに供給する。また、モータ１の回生時には、ステータ２０のコイルから供給される交流電力を直流電力に変換して、導体５４を介して回生電力を出力する。平滑コンデンサ５３は、回路内を流れる直流電力を平滑化する。

【0028】

制御基板５１の表面及び裏面には、電気部品５１ａ、５１ｂ及びコネクタ５１ｄが実装される。

【0029】

パワーモジュール５２は、その表面及び裏面に冷却器５２ａ、５２ｂを備える。冷却器５２ａ、５２ｂは、複数のフィンを有し、周囲の空気との間で熱交換を行うことにより、スイッチング素子を冷却する。

【0030】

ハウジング１０内にステータ２０及び電力変換装置５０を備えるモータ１は、ファン６０による送風によって、電力変換装置５０の冷却を行う。ハウジング１０は、ステータ２０が嵌装されている箇所よりも軸方向外側に、ハウジング１０の内周壁が拡径された拡径部１５０ａを有する。ハウジング１０の内周壁は、ステータ２０が固定される部位と、拡径部１５０ａとの間で段差部１４が形成される。段差部１４は、径方向に沿う壁状の構造である。

【0031】

段差部１４は、ハウジング１０内周壁において、ステータ２０の軸方向端部よりも軸方向外側で、コイルエンド２１の軸方向端部よりも軸方向内側となる位置に配置される。

【0032】

ファン６０は、回転軸４０の回転により径方向外側に送風する。ファン６０は、ファン６０が設けられる延設部４１の軸方向位置よりも軸方向内側に送風が向かうように、その羽根形状が構成されている。

【0033】

ファン６０の送風は、ハウジング１０の内周壁へと向かい、拡径部１５０ａの内周壁に衝突した後に、軸方向へと向きを変える。このとき、段差部１４の存在によって、空気が、図２中の矢印で示すように軸方向外側に向かい、コイルエンド２１側には流れにくくなる。

【0034】

段差部１４によって軸方向外側へと向かった空気は、ハウジング１０の内周壁を沿うように軸方向外側へと流れる。ハウジング１０は、電力変換装置５０を取り囲む位置に、拡径部１５０ａ（ハウジング１０の内周壁）から内側に立設するフィン１８を備える。フィン１８は、図３に示すように、段差部１４からカバー１３に渡って軸方向に延設される。なお、フィン１８は、図２に示すように周方向に所定間隔で複数配置されていてもよいし、一つのみであってもよい。これにより、ファン６０により送風された空気が軸方向に流れやすくなるとともに、空気と第１の冷媒流路１１との接触面積が増加し、熱交換効率を上昇できる。

【0035】

ハウジング１０の内周壁を沿った空気の一部は、ハウジング１０の内周壁から離間して、内径側、すなわち、電力変換装置５０側に向かう。この空気は、制御基板５１とパワーモジュール５２との間の空隙、及び、パワーモジュール５２と平滑コンデンサ５３の間の空隙を流れる。空気が冷却器５２ａ、５２ｂの表面に流れることで、パワーモジュール５２が冷却される。

【0036】

ハウジング１０の内周壁に沿って軸方向外側に流れた空気は、カバー１３に衝突して、径方向内側に移動する。この空気は、平滑コンデンサ５３の内径側の延設部４１付近の空間へと流れる。ここで、空気は軸方向内側へと向きを変えて、ファン６０に戻る。ファン６０は、延設部４１付近から空気を吸い込み、再び径方向外側へと送風する。

【0037】

このような構成により、電力変換装置収容室１５０内において、ファン６０による送風が、電力変換装置５０の周囲を循環することにより、電力変換装置５０を冷却することができる。ファン６０の送風は、ステータ２０のコイルエンド２１と電力変換装置５０との間に流れてエアカーテンが形成されるので、コイルエンド２１の熱が電力変換装置５０に伝達しにくくなる。電力変換装置収容室１５０の内周壁に向かった空気は、内周壁に沿うように流れ、第１の冷媒流路１１と熱交換が行われることで、電力変換装置収容室１５０内で循環する空気の温度が低下する。これにより、電力変換装置５０をより効率よく冷却することができる。

【0038】

ファン６０の送風は、ステータ２０のコイルエンド２１と電力変換装置５０の制御基板５１との間に送られる。ここで、制御基板５１のコイルエンド２１に対向する面に配置される電気部品５１ａ、５１ｂは、内径側、すなわち、ファン６０に近い側に起立高さの低い電気部品５１ａ（例えば、マイコンや表面実装ＩＣ等）が配置され、外径側、すなわち、ファン６０から遠い側に起立高さの高い電気部品５１ｂ（例えばトランスやコイルなど）が配置される。このような構成により、ファン６０の送風の入口となる内径側で空気の圧損を抑制でき、空気の滞留を抑制できる。

【0039】

同様に、制御基板５１のパワーモジュール５２に対向する面では、外径側、すなわち、ハウジング１０の内周壁に近い側に起立高さの低い電気部品５１ａが配置され、内径側、すなわち、延設部４１に近い側に起立高さの高い電気部品５１ｂが配置される。このような構成により、ハウジング１０の内周壁から離間して制御基板５１とパワーモジュール５２との間に流れる空気について、入口となる外径側で空気の圧損を抑制できる。

【0040】

また、図２に示すように、制御基板５１は、コネクタ５１ｄを介してケーブル５１ｃが接続される。コネクタ５１ｄは、その長辺が延設部４１の接線方向に沿うように配置される。これにより、コネクタ５１ｄに接続されるケーブル５１ｃは、制御基板５１の半径方向に配索される。このような構成により、ケーブル５１ｃ及びコネクタ５１ｄがファン６０の送風の向きに沿うように配置されるので、空気の圧損を抑制でき、空気が滞留を抑制できる。

【0041】

図３を参照して、回転軸４０の延設部４１とファン６０との間には、遠心クラッチ機構６１を備える。遠心クラッチ機構６１は、回転軸４０の回転速度が所定回転速度以上（例えば１０，０００ｒｐｍ）となった場合に連結が解除され、延設部４１とファン６０との間で回転の伝達が連結を切り離される。これにより、ファン６０が送風を行わなくなる。

【0042】

モータ１の回転速度が大きくなった場合は、ファン６０の送風量が大きくなる。これにより電力変換装置収容室１５０内での空気の乱流が大きくなり、比較的温度の高いコイルエンド２１の周囲の空気を巻き込むことで、電力変換装置収容室１５０内の空気の温度が上昇してしまう。これに対して、遠心クラッチ機構６１を備えることで、回転速度が大きい場合にファン６０による送風を抑制して、電力変換装置収容室１５０内での乱流の発生を抑制することができる。なお、遠心クラッチ機構６１は、必ずしも備えていなくてもよい。

【0043】

以上説明したように、モータ１は、回転軸４０を有するロータ３０と、ロータ３０の外周に備えられるステータ２０と、ステータ２０との間で電力を授受する電力変換装置５０と、ロータ３０、ステータ２０及び電力変換装置５０を収容する筒状のハウジング１０と、を備える。回転軸４０は、ロータ３０の軸方向端部から軸方向に延設して形成される延設部４１を有する。電力変換装置５０は、ステータ２０の軸方向端部よりも軸方向外側に配置され、延設部４１の周囲を囲むように形成される。ハウジング１０は、電力変換装置５０を取り囲むように冷媒流路（第１の冷媒流路１１）を備え、延設部４１は、電力変換装置５０とステータ２０の端部との間に配置され、回転軸４０の回転に伴って回転することで径方向外側に送風するファン６０を備える。

【0044】

このような構成により、電力変換装置５０とステータ２０との間でファン６０が径方向外側に送風するので、ステータ２０（特にコイルエンド２１）の熱が電力変換装置５０に伝達しにくくするとともに、電力変換装置５０が収容される電力変換装置収容室１５０内の空気温度を均一にすることができる。さらに、ファン６０の送風がハウジング１０の内周壁に向かうことで、ハウジング１０の第１の冷媒流路１１を流れる冷媒と熱交換が行われ、ハウジング１０の内部の空気の温度の上昇が抑制されるので、電力変換装置５０を効率よく冷却することができる。

【0045】

なお、本実施形態では、段差部１４により、ファン６０の送風が軸方向外側に向きを変えるように構成したが、必ずしも段差部１４を備えていなくてもよい。ファン６０の送風はハウジング１０の内周壁に衝突したとき、その一部が軸方向内側（図３中左側）に向かい、その他が軸方向外側（図３中右側）に向かう。軸方向内側に向かった空気はステータ２０の軸方向端部に衝突して向きを軸方向外側に変える。従って、段差部１４を備えない構成、言い換えると、拡径部１５０ａを有さず、電力変換装置収容室１５０においてもハウジング１０の内径がステータ２０の外径と同じ構成であっても、ファン６０の送風は、軸方向外側に向きを変えて、ハウジング１０の内周壁に沿って流れる。

【0046】

また、本実施形態では、ハウジング１０の内周壁は、ステータ２０の軸方向端部よりも軸方向外側で、内周壁よりも外径側に拡径された拡径部１５０ａを有し、ステータ２０が固定される箇所の内周壁と拡径部１５０ａとの間に段差部１４が形成される。

【0047】

このような構成により、ファン６０の送風がハウジング１０の内周壁の段差部１４によって軸方向外側に向きを変えられるので、空気が、電力変換装置収容室１５０の内周壁を沿うように軸方向外側へと流れやすくなる。

【0048】

また、本実施形態では、ステータ２０の軸方向端部にはコイルエンド２１が軸方向外側に突設して備えられ、段差部１４は、その軸方向位置が、ステータ２０の軸方向端部とコイルエンド２１の軸方向端部との間に配置される。

【0049】

このような構成により、ファン６０の送風がハウジング１０の内周壁に衝突する箇所の面積を大きくすることができるので、乱流の発生を抑制でき、ステータ２０のコイルエンド２１等の高温となる部分に空気が巻き込まれて電力変換装置５０に送られることを抑制できる。

【0050】

また、本実施形態では、ハウジング１０は、電力変換装置５０を取り囲む位置に、内周壁から内側に立設するフィン１８を備え、フィン１８は、軸方向に延設される。

【0051】

このような構成により、ハウジング１０の内周壁を流れる空気と第１の冷媒流路１１との接触面積が増加するので、空気の冷却をより促進できる。

【0052】

また、本実施形態では、電力変換装置５０は、制御基板５１、パワーモジュール５２及び平滑コンデンサ５３を備え、ステータ２０の軸方向端部側から、制御基板５１、パワーモジュール５２及び平滑コンデンサ５３が積層して配置され、制御基板５１には、制御基板５１のステータ２０に対向する面において、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて、起立高さが高くなるように実装される。

【0053】

このような構成により、ファン６０の送風が、電力変換装置５０とステータ２０との間で電気部品５１ａ、５１ｂに妨げられることなく空気の圧損を抑制するとともに、空気の滞留を抑制できる。

【0054】

また、本実施形態では、制御基板５１にはケーブル５１ｃが接続され、ケーブル５１ｃは、制御基板５１の表面に沿って、径方向内側から径方向外側に向かうように配索される。

【0055】

このような構成により、ケーブル５１ｃがファン６０の送風の向きに沿うように配置されるので、空気の圧損を抑制するとともに、空気の滞留を抑制できる。

【0056】

また、本実施形態では、ファン６０は、ファン６０が設けられる軸方向位置よりもステータ２０側に向かって、径方向外側に送風するように構成される。

【0057】

このような構成により、ファン６０の送風がハウジング１０の内周壁の段差部１４に当接しやすくなるので、ハウジング１０の内周壁での乱流の発生を抑制して、軸方向外側に向きを変えやすくなる。

【0058】

また、本実施形態では、ファン６０は、延設部４１に遠心クラッチ機構６１を介して固定され、遠心クラッチ機構６１は、回転軸４０の回転速度が所定回転速度以上となった場合に、延設部４１からファン６０への回転の伝達を切り離す。

【0059】

このような構成により、回転軸４０の回転速度が大きい場合にファン６０による送風を抑制するので、電力変換装置収容室１５０内での乱流の発生が増大することを抑制できる。

【0060】

次に、本実施形態の変形例について説明する。

【0061】

図４は、本実施形態の変形例のモータ１の電力変換装置５０を中心とした拡大断面図である。

【0062】

図４に示す変形例では、段差部１４に代えて、円環状部材１５により形成される起立部１５ａを有する点が特徴である。

【0063】

電力変換装置収容室１５０において、ハウジング１０の内周壁には、周方向に沿って溝部１０ａが形成されている。溝部１０ａには、円環状部材１５が嵌装される。このような構成により、ハウジング１０の内周壁から円環状部材１５が内径側に起立する起立部１５ａ（第１の起立部）が形成される。

【0064】

起立部１５ａは、図３で前述した段差部１４と同様に、ハウジング１０の内周壁の、ステータ２０の軸方向端部よりも軸方向外側で、コイルエンド２１の軸方向端部よりも軸方向内側となる位置に配置される。

【0065】

このように、ハウジング１０の内周壁に拡径部１５０ａを形成することなく、溝部１０ａ及び円環状部材１５により起立部１５ａを形成することによっても、ファン６０から送風されハウジング１０の内周壁に衝突した空気が、起立部１５ａによって軸方向外側へと向きを変えられて、ハウジング１０の内周壁を沿って軸方向外側に流れる。

【0066】

このように、本実施形態の変形例では、ハウジング１０の内周壁は、ステータ２０の軸方向端部よりも軸方向外側で、周方向に沿って溝部１０ａが形成され、溝部１０ａに円環状部材１５が嵌装されることにより、ハウジング１０の内周壁から内径側に起立する起立部１５ａ（第１の起立部）が形成されるので、ファン６０の送風を起立部１５ａによって軸方向外側に向きを変えることができる。

【0067】

図５は、本実施形態の別の変形例のモータ１の電力変換装置５０を中心とした拡大断面図である。

【0068】

図５に示すモータ１は、ハウジング１０の内周壁が、ステータ２０が固定される部位と、拡径部１５０ａとの間で段差部１４ａが形成される。段差部１４ａは、軸方向外側に向かうにつれてハウジング１０の内周壁が径方向外側に拡大するように傾斜して形成される。この傾斜は、ハウジング１０の内周壁に対して９０度以上となるように、鈍角に形成される。

【0069】

このように、段差部１４ａをこのように内周壁に対して傾斜して形成することにより、ファン６０から送風された空気が、段差部１４ａによって、軸方向外側へとより容易に向きを変えることができる。これにより、前述の図３に示す段差部１４と比較して、空気の圧損や乱流の発生が低減され、電力変換装置５０の冷却をより促進できる。

【0070】

このように、本実施形態の変形例では、段差部１４ａは、軸方向外側に向かうにつれて径方向外側に拡大するように傾斜して形成されるので、ファン６０から送風された空気が、傾斜状の段差部１４ａにより、空気の圧損や乱流の発生を低減しながら、軸方向外側へとより容易に向きを変えることができる。

【0071】

図６は、本実施形態のさらに別の変形例のモータ１の電力変換装置５０を中心とした拡大断面図である。

【0072】

図６に示すモータ１は、図４に示す構成の変形例であり、電力変換装置収容室１５０の内周壁の溝部１０ａに嵌装される円環状部材１６により形成される起立部１６ａ（第１の起立部）の内周面が、軸方向外側に向かうにつれて径方向外側に拡大するように傾斜する傾斜部１６ｂとして構成される。傾斜部１６ｂは、ハウジング１０の内周壁に対して９０度以上となるように、鈍角に形成される。

【0073】

円環状部材１６により構成される傾斜部１６ｂをこのように内周壁に対して傾斜して形成することにより、図５に示す変形例と同様に、ファン６０から送風された空気が軸方向外側へとより容易に向きを変えることができる。これにより、前述の図４に示す起立部１５ａと比較して、空気の圧損や乱流の発生が低減され、電力変換装置５０の冷却をより促進できる。

【0074】

図７は、本実施形態のさらに別の変形例のモータ１の電力変換装置５０を中心とした拡大断面図である。

【0075】

図７に示すモータ１は、図３に示す構成の変形例であり、電力変換装置収容室１５０の拡径部１５０ａにおいて、軸方向で制御基板５１とパワーモジュール５２との間の位置に、溝部１０ｂと溝部１０ｂに嵌装される円環状部材１７を備えた。円環状部材１７は、電力変換装置収容室１５０の内周壁に起立する起立部１７ａ（第２の起立部）として構成されるとともに、軸方向外側に向かうにつれて径方向内側に縮径するように鈍角に傾斜して形成される傾斜部１７ｂを有する。

【0076】

ハウジング１０の内周壁において、制御基板５１とパワーモジュール５２との間の位置に傾斜部１７ｂを備えることによって、電力変換装置収容室１５０の内周壁を軸方向に流れる空気の一部を、制御基板５１とパワーモジュール５２との間に流通させることができる。これにより、空気がパワーモジュール５２の冷却器５２ａの表面に積極的に流れることにより、パワーモジュール５２の冷却をより促進できる。

【0077】

このように、本実施形態の変形例では、ハウジング１０の内周壁であって、パワーモジュール５２に対向する箇所には、内周壁から内径側に起立する第２の起立部（起立部１７ａ）を有し、起立部１７ａは、軸方向外側に向かうにつれて起立高さが高くなる傾斜部１７ｂを有するので、ハウジング１０の内周壁を軸方向に流れる空気の一部を、パワーモジュール５２側に流通させることができる。

【0078】

なお、図７に示す構成は、図３に示す構成と同様の段差部１４を有するが、これに限られない。段差部１４に代えて起立部１５ａを備える構成（図４）、傾斜する段差部１４ａを備える構成（図５）、又は、傾斜部１６ｂを有する起立部１６ａを備える構成（図６）に、起立部１７ａ及び傾斜部１７ｂを備えてもよい。

【0079】

以上本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0080】

本実施形態のファン６０は、回転軸４０の回転により径方向外側に送風するものであればどのような構成を採用してもよく、例えばシロッコファン、遠心ファンを用いることができる。

【0081】

また、本実施形態の円環状部材１５、１６、１７は、円環状の金属材料により構成され、その一箇所に切欠が形成されることで、溝部１０ａ、１０ｂに容易に嵌装されるように構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0082】

１：モータ、１０：ハウジング、１０ａ：溝部、１１：第１の冷媒流路、１４：段差部、１４ａ：段差部、１５：円環状部材、１５ａ：起立部、１６：円環状部材、１６ａ：起立部、１７：円環状部材、１７ａ：起立部、１７ｂ：傾斜部、１８：フィン、２０：ステータ、２１：コイルエンド、３０：ロータ、４０：回転軸、４１：延設部、５０：電力変換装置、５１：制御基板、５１ａ、５１ｂ：電気部品、５１ｃ：ケーブル、５１ｄ：コネクタ、５２：パワーモジュール、５２ａ、５２ｂ：冷却器、５３：平滑コンデンサ、５４：導体、６０：ファン、６１：遠心クラッチ機構、１５０：電力変換装置収容室、１５０ａ：拡径部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】