特開 2024-57234 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】P2024057234

(43)【公開日】2024-04-24

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/20 20060101AFI20240417BHJP

【ＦＩ】

H02K5/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022163835

(22)【出願日】2022-10-12

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】田中 伸吾

【テーマコード（参考）】

5H605

【Ｆターム（参考）】

5H605AA01

5H605BB05

5H605BB14

5H605CC01

5H605DD13

(57)【要約】      （修正有）

【課題】冷却範囲を拡大しつつ、冷媒をスムーズに流して、冷却効率を向上させた回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機ケーシング２２は、螺旋通路の上流端と下流端との間で少なくとも一部が一定の傾斜角で螺旋状に延在する流路形成壁４２０を有する。螺旋通路４１２は、第１及び第２拡幅領域４４１、４４２を有する。第１及び第２拡幅領域４４１、４４２に、螺旋通路４１２に沿って延在する第１及び第２整流隔壁４５１、４５２が形成される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータ及びステータを収容するケーシングを備え、液状の冷媒を流す螺旋通路を前記ケーシングが有する回転電機であって、
前記ケーシングは、前記螺旋通路の上流端と下流端との間で少なくとも一部が一定の傾斜角で螺旋状に延在する流路形成壁を有し、
前記螺旋通路は、前記ケーシングの軸方向において隣り合う前記流路形成壁の流路幅が他の部分よりも大きい拡幅領域を有し、
前記拡幅領域は、前記軸方向において前記螺旋通路の少なくとも一端側に形成され、
前記螺旋通路に沿って延在する整流隔壁が前記拡幅領域に形成され、
前記拡幅領域は、前記整流隔壁の上流端によって前記冷媒の流れを分岐させる分岐部と、前記整流隔壁の下流端によって前記冷媒を合流させる合流部とを有する、回転電機。

【請求項2】

請求項１記載の回転電機において、
前記螺旋通路のうち隣り合う前記流路形成壁の傾斜角度が異なる部分によって前記拡幅領域が形成され、
互いに傾斜角度が異なる前記流路形成壁の間に前記整流隔壁が配置されている、回転電機。

【請求項3】

請求項１記載の回転電機において、
前記拡幅領域は、前記ケーシングの周方向において、前記螺旋通路の前記上流端又は前記下流端に隣接する位置に設けられ、
前記流路形成壁は、前記軸方向において前記螺旋通路の少なくとも一端部を形成する端部形成壁を有し、
前記端部形成壁は前記周方向と平行に延在し、前記整流隔壁は前記螺旋通路の前記上流端又は前記下流端に向かって延在する、回転電機。

【請求項4】

請求項３記載の回転電機において、
前記整流隔壁は、前記端部形成壁と平行に延在する、回転電機。

【請求項5】

請求項４記載の回転電機において、
前記整流隔壁は、前記ケーシングの半周よりも短い長さに形成される、回転電機。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記拡幅領域は、前記軸方向において前記螺旋通路の一端側に設けられた第１拡幅領域と、前記軸方向において前記螺旋通路の他端側に設けられた第２拡幅領域とを有し、
前記整流隔壁は、前記第１拡幅領域に配置された第１整流隔壁と、前記第２拡幅領域に配置された第２整流隔壁とを有する、回転電機。

【請求項7】

請求項６記載の回転電機において、
前記ケーシングは、前記螺旋通路の前記上流端と接続する入口通路と、前記螺旋通路の前記下流端と接続する排出通路とを有し、
前記入口通路及び前記排出通路の一方は、前記ケーシングの外周部を接線方向に貫通する接線方向孔であり、
前記入口通路及び前記排出通路の他方は、前記ケーシングの一端部を前記ケーシングの軸方向に貫通する軸方向孔であり、
前記第１拡幅領域は、前記螺旋通路の前記上流端及び前記下流端のうち前記接線方向孔と接続する側に隣接する位置に設けられ、
前記第２拡幅領域は、前記螺旋通路の前記上流端及び前記下流端のうち前記軸方向孔と接続する側に隣接する位置に設けられ、
前記第２整流隔壁の延在長さは、前記第１整流隔壁の延在長さよりも短い、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】

例えば、下記特許文献１、２には回転電機の冷却構造が開示されている。特許文献１に開示された水冷式モータは、一定角度に傾斜した螺旋状隔壁によって形成された冷却通路を有するケーシングを備える。特許文献２に開示された水冷式モータでは、冷媒を入口近傍から出口近傍まで行き渡らせるために、水平通路と部分的な傾斜通路とにより冷却通路が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５７１７６６９号公報

【特許文献2】特開第６３０２７３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、ケーシングの両端（入口と出口の近傍）に冷媒が行き渡らず、冷却性能において改善の余地がある。特許文献２では、冷却通路の途中部分がクランク状に大きく屈曲するため、冷媒がスムーズに流れにくい。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、ロータ及びステータを収容するケーシングを備え、液状の冷媒を流す螺旋通路を前記ケーシングが有する回転電機であって、前記ケーシングは、前記螺旋通路の上流端と下流端との間で少なくとも一部が一定の傾斜角で螺旋状に延在する流路形成壁を有し、前記螺旋通路は、前記ケーシングの軸方向において隣り合う前記流路形成壁の流路幅が他の部分よりも大きい拡幅領域を有し、前記拡幅領域は、前記軸方向において前記螺旋通路の少なくとも一端側に形成され、前記螺旋通路に沿って延在する整流隔壁が前記拡幅領域に形成され、前記拡幅領域は、前記整流隔壁の上流端によって前記冷媒の流れを分岐させる分岐部と、前記整流隔壁の下流端によって前記冷媒を合流させる合流部とを有する、回転電機である。

【発明の効果】

【0007】

本発明の回転電機によれば、螺旋通路の拡幅領域に整流隔壁が設けられているため、流路の拡大部位において冷媒の流れに偏りが生じることを抑制し、螺旋通路の流路全体に冷媒を行き渡らせることができる。これにより、冷却範囲を拡大しつつ、冷媒をスムーズに流して、冷却効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る回転電機を備えたドライブユニットの全体概略図である。

【図2】図２は、螺旋通路を含む第１冷却通路の流路形状を示す斜視図である。

【図3】図３は、円筒カバーを透視した回転電機ケーシングの側面図（図２の矢印Ａ方向から見た側面図）である。

【図4】図４は、ドライブユニットを備えたプロペラ装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１に示すドライブユニット１０は、回転電機１２と、回転電機１２に一体化された変速機１４と、回転電機１２と変速機１４とを冷却する冷却構造１５とを備える。このドライブユニット１０は、回転電機１２の回転軸線ＡＸ（以下、単に「軸線ＡＸ」という）が上下方向を向いた状態で使用される。なお、「上下方向」とは、厳密な鉛直方向だけでなく、鉛直方向に対して若干傾いた方向も含む。ドライブユニット１０の用途は特に限定されないが、例えば、垂直離着陸型航空機のプロペラ１０６を駆動するための動力源として使用され得る（図４参照）。

【0010】

回転電機１２は、電動モータである。回転電機１２は、回転可能に支持されたシャフト１６と、シャフト１６に固定されたロータ１８と、ロータ１８を囲むステータ２０と、シャフト１６、ロータ１８及びステータ２０を収容する回転電機ケーシング２２とを有する。以下、「軸方向」とは、回転電機１２、シャフト１６、ロータ１８、ステータ２０又は回転電機ケーシング２２の軸方向を意味するものとする。

【0011】

ロータ１８は、回転電機１２の軸線ＡＸ上に配置されている。詳細は図示しないがロータ１８は、例えば積層鋼板からなるロータコアと、ロータコアに固定された磁石とを有する。シャフト１６とロータ１８とは一体的に回転する。ロータ１８は、回転電機ケーシング２２の一端部と他端部とにそれぞれ配置された軸受２４、２６によって、回転可能に支持されている。

【0012】

ステータ２０は、中空円筒状に形成されており、回転電機ケーシング２２の内周面に固定されている。詳細は図示しないが、ステータ２０は、ステータコアと、ステータコアに保持されたコイルとを有する。図示しないバッテリからステータ２０に電力が供給され、コイルに電流が流れて磁界が発生することで、ロータ１８及びシャフト１６が回転駆動される。

【0013】

回転電機ケーシング２２は、ステータ２０を囲む円筒状の周壁部２８と、回転電機ケーシング２２の一端部（上端部）を構成する天井部３２と、回転電機ケーシング２２の他端部（下端部）を構成する底壁部３０と、を有する。周壁部２８は、外周面に螺旋状の溝３４が形成された周壁本体３６と、周壁本体３６を囲む円筒カバー３８とを有する。

【0014】

回転電機１２には、冷却構造１５の第１冷却通路４１が設けられている。第１冷却通路４１は、回転電機１２を冷却する。第１冷却通路４１には液状の冷媒（例えば水又は不凍液）が供給される。

【0015】

第１冷却通路４１は、入口通路４１１と、螺旋通路４１２と、排出通路４１３とを有する。入口通路４１１は、回転電機ケーシング２２に冷媒を導入する。入口通路４１１は、螺旋通路４１２の上流端４１２ａと連通する。入口通路４１１は、回転電機ケーシング２２の外周部を接線方向に貫通する接線方向孔である（図２参照）。なお、入口通路４１１は、回転電機ケーシング２２の底壁部３０を軸方向に貫通する軸方向孔であってもよい。

【0016】

入口通路４１１は、回転電機１２の軸線ＡＸが上下方向を向いた使用状態における回転電機ケーシング２２の下部に設けられている。本実施形態では、入口通路４１１は、円筒カバー３８の下部に設けられた入口ポート４０に形成されている。入口ポート４０には、冷媒循環装置６０の供給ライン６１２が接続されている。

【0017】

本実施形態では、周壁本体３６と円筒カバー３８との間に螺旋通路４１２が形成されている。螺旋通路４１２の下端が、螺旋通路４１２の上流端４１２ａである。螺旋通路４１２の上端が、螺旋通路４１２の下流端４１２ｂである。

【0018】

図２に示すように、螺旋通路４１２は、入口通路４１１の下流側で回転電機１２の軸線ＡＸを中心に回転電機ケーシング２２の周壁部２８内を螺旋状に延在する。

【0019】

図３に示すように、回転電機ケーシング２２は、螺旋通路４１２の上流端４１２ａと下流端４１２ｂとの間で少なくとも一部が一定の傾斜角で螺旋状に延在する流路形成壁４２０を有する。螺旋通路４１２は、回転電機ケーシング２２の軸方向において隣り合う流路形成壁４２０の流路幅が他の部分よりも大きい拡幅領域（第１拡幅領域４４１及び第２拡幅領域４４２）を有する。拡幅領域は、軸方向において螺旋通路４１２の少なくとも一端側に形成されている。螺旋通路４１２に沿って延在する整流隔壁（第１整流隔壁４５１及び第２整流隔壁４５２）が拡幅領域に形成されている。整流隔壁は、流路形成壁４２０から離間している。

【0020】

流路形成壁４２０は、軸方向において螺旋通路４１２の一端部を形成する第１端部形成壁４３１と、軸方向において螺旋通路４１２の他端部を形成する第２端部形成壁４３２とを有する。第１端部形成壁４３１及び第２端部形成壁４３２は、回転電機ケーシング２２の周方向と平行に延在する。

【0021】

本実施形態において、螺旋通路４１２は、軸方向において螺旋通路４１２の一端側に設けられた第１拡幅領域４４１と、軸方向において螺旋通路４１２の他端側に設けられた第２拡幅領域４４２とを有する。螺旋通路４１２は、第１拡幅領域４４１と第２拡幅領域４４２との間に、螺旋状に延在する中間領域４４３を有する。第１拡幅領域４４１に第１整流隔壁４５１が配置され、第２拡幅領域４４２に第２整流隔壁４５２が配置されている。

【0022】

第１拡幅領域４４１及び第２拡幅領域４４２の流路幅は、中間領域４４３の流路幅Ｔよりも大きい。具体的に、中間領域４４３の流路幅Ｔが螺旋通路４１２における通常幅である。第１拡幅領域４４１の上流端の流路幅Ｃ及び下流端の流路幅Ｄは、中間領域４４３の流路幅Ｔよりも大きい。第２拡幅領域４４２の上流端の流路幅Ｅ及び下流端の流路幅Ｆは、中間領域４４３の流路幅Ｔよりも大きい。第１拡幅領域４４１の流路幅は、第１拡幅領域４４１において軸方向に隣り合う流路形成壁４２０間の軸方向距離である。第２拡幅領域４４２の流路幅は、第２拡幅領域４４２において軸方向に隣り合う流路形成壁４２０間の軸方向距離である。中間領域４４３の流路幅は、中間領域４４３において軸方向に隣り合う流路形成壁４２０間の軸方向距離である。中間領域４４３において軸方向に隣り合う流路形成壁４２０は、互いに平行である。従って、中間領域４４３の流路幅は、中間領域４４３の延在方向に沿って一定である。

【0023】

第１拡幅領域４４１は、回転電機ケーシング２２の周方向において螺旋通路４１２の上流端４１２ａに隣接する位置に配置されている。螺旋通路４１２のうち隣り合う流路形成壁４２０の傾斜角度が異なる部分によって第１拡幅領域４４１が形成されている。互いに傾斜角度が異なる流路形成壁４２０の間に第１整流隔壁４５１が配置されている。

【0024】

第１拡幅領域４４１は、第１整流隔壁４５１の上流端によって冷媒の流れを分岐させる第１分岐部４６１と、第１整流隔壁４５１の下流端によって冷媒を合流させる第１合流部４７１とを有する。第１合流部４７１が第１拡幅領域４４１の下流端であり、第１合流部４７１の箇所で螺旋通路４１２の流路幅が減少する。流路形成壁４２０は、第１合流部４７１の箇所で螺旋通路４１２の流路幅を減少させるように傾斜する第１傾斜部４２１を有する。回転電機ケーシング２２の周方向に対する第１傾斜部４２１の傾斜角度βは、流路形成壁４２０のうち中間領域４４３を形成する部分（中間形成壁４２３）の傾斜角度αよりも大きい。

【0025】

第１整流隔壁４５１によって第１拡幅領域４４１が２つのサブ流路４４１ａ、４４１ｂに軸方向に分割される。一方のサブ流路４４１ａの流路幅方向の一方側が第１端部形成壁４３１によって形成される。図２に示すように、サブ流路４４１ａと螺旋通路４１２の上流端４１２ａとは、軸線ＡＸを中心とする同一円周上に配置される。第１整流隔壁４５１の下流側は、螺旋通路４１２の上流端４１２ａに向かって延在する。

【0026】

図３に示すように、第１整流隔壁４５１は、第１端部形成壁４３１と平行に延在する。第１整流隔壁４５１は、第１端部形成壁４３１に対して傾斜してもよい。第１整流隔壁４５１は、回転電機ケーシング２２の半周よりも短い長さに形成される。第１整流隔壁４５１は、回転電機ケーシング２２の半周と同じ長さか、それよりも長く形成されてもよい。

【0027】

第２拡幅領域４４２は、回転電機ケーシング２２の周方向において螺旋通路４１２の下流端４１２ｂに隣接する位置に配置されている。螺旋通路４１２のうち隣り合う流路形成壁４２０の傾斜角度が異なる部分によって第２拡幅領域４４２が形成されている。互いに傾斜角度が異なる流路形成壁４２０の間に第２整流隔壁４５２が配置されている。

【0028】

第２拡幅領域４４２は、第２整流隔壁４５２の上流端によって冷媒の流れを分岐させる第２分岐部４６２と、第２整流隔壁４５２の下流端によって冷媒を合流させる第２合流部４７２とを有する。第２分岐部４６２が第２拡幅領域４４２の上流端であり、第２分岐部４６２の箇所で螺旋通路４１２の流路幅が拡大する。流路形成壁４２０は、第２分岐部４６２の箇所で螺旋通路４１２の流路幅を拡大させるように傾斜する第２傾斜部４２２を有する。回転電機ケーシング２２の周方向に対する第２傾斜部４２２の傾斜角度γは、中間形成壁４２３の傾斜角度αよりも大きい。

【0029】

第２整流隔壁４５２によって第２拡幅領域４４２が２つのサブ流路４４２ａ、４４２ｂに軸方向に分割される。一方のサブ流路４４２ｂの流路幅方向の一方側が第２端部形成壁４３２によって形成される。図２に示すように、サブ流路４４２ｂと螺旋通路４１２の下流端４１２ｂとは、軸線ＡＸを中心とする同一円周上に配置される。第２整流隔壁４５２の上流側は、螺旋通路４１２の下流端４１２ｂに向かって延在する。

【0030】

図３に示すように、第２整流隔壁４５２は、第２端部形成壁４３２と平行に延在する。第２整流隔壁４５２は、第２端部形成壁４３２に対して傾斜してもよい。第２整流隔壁４５２は、回転電機ケーシング２２の半周よりも短い長さに形成される。第２整流隔壁４５２の延在長さＬ２は、第１整流隔壁４５１の延在長さＬ１よりも短い。なお、第２整流隔壁４５２の延在長さＬ２は、第１整流隔壁４５１の延在長さＬ１と同じか、第１整流隔壁４５１の延在長さＬ１より長くてもよい。第２整流隔壁４５２は、回転電機ケーシング２２の半周と同じ長さか、それよりも長く形成されてもよい。つまり、第１整流隔壁４５１及び第２整流隔壁４５２の形態（長さや肉厚など）は適宜変更が可能であり、第１拡幅領域４４１及び第２拡幅領域４４２における流路断面積をそれぞれ変化させることで、冷媒の流れを調整することが可能である。

【0031】

排出通路４１３は、螺旋通路４１２の下流端４１２ｂと連通する。排出通路４１３は、螺旋通路４１２を通過した冷媒を回転電機ケーシング２２から排出する。排出通路４１３は、使用状態における回転電機ケーシング２２の一端部を構成する端壁部（天井部３２）を回転電機１２の軸方向に貫通する軸方向孔である。なお、排出通路４１３は、回転電機ケーシング２２の外周部を接線方向に貫通する接線方向孔であってもよい。

【0032】

図１に示すように、変速機１４は、回転電機１２の一端部（天井部３２）に固定されている。本実施形態では、変速機１４は、遊星歯車装置として構成されている。本実施形態では、変速機１４は、回転電機１２と同軸に配置されている。変速機１４は、回転電機１２のシャフト１６の一端（上端）に固定された太陽歯車１４１と、太陽歯車１４１と噛み合う複数の遊星歯車１４２とを有する。

【0033】

変速機１４は、複数の遊星歯車１４２を支持するキャリア１４３と、キャリア１４３に固定された出力軸１４４と、複数の遊星歯車１４２と噛み合う内歯車１４５とをさらに有する。出力軸１４４がシャフト１６と同軸に配置されている。出力軸１４４に負荷（例えば、図４に示すプロペラ１０６）が連結される。変速機１４は、太陽歯車１４１、遊星歯車１４２、キャリア１４３、出力軸１４４及び内歯車１４５を収容する変速機ケーシング５０をさらに有する。内歯車１４５は、変速機ケーシング５０の内周面に形成されている。なお、変速機１４の構成は、遊星歯車装置に限定されず、他の変速機構でもよい。

【0034】

変速機１４の内部では潤滑油が循環する。変速機１４は、潤滑油を貯留する油溜まり部５２を有する。油溜まり部５２は変速機ケーシング５０の下部に設けられている。油溜まり部５２は、回転電機１２の軸線ＡＸを中心とする円環状に形成されている。詳細は図示しないが、変速機ケーシング５０の内部には、油溜まり部５２から潤滑油を回収し、歯車列（太陽歯車１４１、遊星歯車１４２及び内歯車１４５）の上方から潤滑油を噴射（散布）する潤滑油循環機構が設けられている。油溜まり部５２から潤滑油を回収するためのポンプは、例えば、シャフト１６の回転に機械的に連動するカム式ポンプであり得る。

【0035】

冷却構造１５は、変速機１４を冷却する第２冷却通路４２をさらに有する。第１冷却通路４１と第２冷却通路４２とが互いに連通し、第１冷却通路４１と第２冷却通路４２とに共通の冷媒が流れる。変速機ケーシング５０は、第１冷却通路４１と第２冷却通路４２とを繋ぐ図示しない連絡通路を有する。第１冷却通路４１と第２冷却通路４２とが直列に配置されている。本実施形態では、第１冷却通路４１は、第２冷却通路４２の上流側に配置されている。具体的に、第２冷却通路４２は、回転電機ケーシング２２と変速機ケーシング５０との間に設けられた隙間によって形成されている。

【0036】

第２冷却通路４２は、回転電機１２の軸線ＡＸを囲むように形成される。第２冷却通路４２は、油溜まり部５２に沿って形成される。回転電機ケーシング２２の天井部３２の上面に、軸線ＡＸを囲む溝５４が形成されている。この溝５４と、変速機ケーシング５０の下面とによって、第２冷却通路４２が形成されている。油溜まり部５２の底壁５２１の下面は、変速機ケーシング５０の下面の一部である。従って、油溜まり部５２の底壁５２１の下面と、上記の溝５４とによって、第２冷却通路４２が形成されている。変速機ケーシング５０は、第２冷却通路４２を通過した冷媒を変速機ケーシング５０から排出する図示しない出口通路をさらに有する。出口通路は、変速機ケーシング５０に設けられた出口ポート６４にて開口する。

【0037】

ドライブユニット１０は、回転電機１２と変速機１４との間に配置された内側シール部材５６と外側シール部材５８とをさらに備える。内側シール部材５６は、円弧状（Ｃ字状）に延在する第２冷却通路４２の内側で、回転電機１２と変速機１４との間に配置されている。外側シール部材５８は、第２冷却通路４２の外側で、回転電機１２と変速機１４との間に配置されている。内側シール部材５６及び外側シール部材５８は、回転電機ケーシング２２と変速機ケーシング５０との間に挟持されている。内側シール部材５６及び外側シール部材５８は、軸線ＡＸに対して同心状に配置されている。

【0038】

出口ポート６４には、冷媒循環装置６０の回収ライン６１３が接続されている。冷媒は、回収ライン６１３を介して、冷媒循環装置６０の供給ユニット６１０に導入される。詳細は図示しないが、供給ユニット６１０は、例えば、冷媒を冷却する熱交換器と、冷却構造１５の第１冷却通路４１へと冷媒を送給するポンプとを有する。なお、ポンプは機械駆動式又は電動駆動式など駆動形式は問わず、採用できる。

【0039】

冷媒循環装置６０の供給ユニット６１０が供給ライン６１２を介して冷媒を第１冷却通路４１に供給する。冷媒は、第１冷却通路４１の入口通路４１１、螺旋通路４１２及び排出通路４１３を順次経由して、回転電機ケーシング２２から排出される。冷媒が螺旋通路４１２を流れる過程で、冷媒により回転電機ケーシング２２が冷却される。

【0040】

具体的には、図３に示すように、冷媒は、入口通路４１１を介して螺旋通路４１２に導入される。冷媒は、第１拡幅領域４４１の第１分岐部４６１にてサブ流路４４１ａ、４４１ｂに分流される。分流された冷媒は、第１合流部４７１にて合流し、中間領域４４３へと流れる。冷媒は、中間領域４４３を経由して第２拡幅領域４４２へと流れる。冷媒は、第２拡幅領域４４２の第２分岐部４６２にてサブ流路４４２ａ、４４２ｂに分流される。分流された冷媒は、第２合流部４７２にて合流し、排出通路４１３へと至る。

【0041】

図１において、冷媒は、第１冷却通路４１の排出通路４１３から図示しない連絡通路を介して第２冷却通路４２へと流入する。冷媒が第２冷却通路４２を流れる過程で、冷媒により変速機ケーシング５０が冷却される。冷媒は、第２冷却通路４２から出口ポート６４を介して変速機ケーシング５０の外部へと排出される。変速機ケーシング５０から排出された冷媒は、冷媒循環装置６０の回収ライン６１３を介して供給ユニット６１０へと戻される。

【0042】

図４に示すように、ドライブユニット１０は、プロペラ装置１００に適用され得る。なお、ドライブユニット１０は、プロペラ装置１００に限らず、他の装置の動力源として用いることができる。プロペラ装置１００は、ドライブユニット１０と、ドライブユニット１０を収容する収容部１０４と、ドライブユニット１０の変速機１４に連結されたプロペラ１０６とを備える。

【0043】

プロペラ装置１００は、例えば、垂直離着陸型航空機に用いられる。そのため、プロペラ装置１００の使用状態で回転電機１２の軸線ＡＸが上下方向を向くように、回転電機１２が配置される。プロペラ装置１００は、使用状態での回転電機１２の軸線ＡＸが略水平方向を向くように配置される構成であってもよい。

【0044】

回転電機１２のシャフト１６の下端には、収容部１０４内に気流を発生させるファン１０８が取り付けられており、例えば供給ユニット６１０の熱交換器（不図示）に送風する。プロペラ１０６は、変速機１４の出力軸１４４に連結されたプロペラシャフト１１０と、プロペラシャフト１１０の上端に設けられたハブ１１２と、ハブ１１２から径方向外方に突出した複数のブレード１１４とを有する。なお、本発明はドライブユニット１０の変速機１４の出力軸１４４の回転軸線を水平方向に向けるようにすることで、二輪、四輪等の車両や航空機、船舶等にも用いることが可能である。

【0045】

本実施形態は、以下の効果を奏する。

【0046】

図３に示すように、螺旋通路４１２の第１拡幅領域４４１に第１整流隔壁４５１が設けられ、第２拡幅領域４４２に第２整流隔壁４５２が設けられているため、流路の拡大部位において冷媒の流れに偏りが生じることを抑制し、螺旋通路４１２の流路全体に冷媒を行き渡らせることができる。これにより、冷却範囲を拡大しつつ、冷媒をスムーズに流して、冷却効率を向上させることができる。

【0047】

螺旋通路４１２のうち隣り合う流路形成壁４２０の傾斜角度が異なる部分によって第１拡幅領域４４１及び第２拡幅領域４４２が形成され、互いに傾斜角度が異なる流路形成壁４２０の間に第１整流隔壁４５１及び第２整流隔壁４５２が配置されている。流路幅の拡大による流れの偏りを第１整流隔壁４５１及び第２整流隔壁４５２によって分散させることで、冷却対象面積を拡大することができる。

【0048】

第１拡幅領域４４１及び第２拡幅領域４４２は、回転電機ケーシング２２の周方向において、螺旋通路４１２の上流端４１２ａ及び下流端４１２ｂに隣接する位置に設けられる。第１端部形成壁４３１及び第２端部形成壁４３２は回転電機ケーシング２２の周方向と平行に延在し、第１整流隔壁４５１及び第２整流隔壁４５２はそれぞれ螺旋通路４１２の上流端４１２ａ及び下流端４１２ｂに向かって延在する。従来技術に見られるように、螺旋通路４１２の上流端４１２ａ及び下流端４１２ｂを避けるために、上流端４１２ａ及び下流端４１２ｂの近傍に流路を設置しない場合、冷却範囲の制限を受けやすい。これに対し本実施形態では、上流端４１２ａ及び下流端４１２ｂの近傍にも流路を配置することで、冷却対象面積を拡大することができる。

【0049】

第１整流隔壁４５１及び第２整流隔壁４５２は、それぞれ第１端部形成壁４３１及び第２端部形成壁４３２と平行に延在する。第１整流隔壁４５１と第１端部形成壁４３１との間隔を一定に確保するとともに、第２整流隔壁４５２と第２端部形成壁４３２との間隔を一定に確保することで、冷媒の流量変化を抑えて、効率よく冷却することが可能となる。

【0050】

第１整流隔壁４５１及び第２整流隔壁４５２は、回転電機ケーシング２２の半周よりも短い長さに形成される。冷媒と第１整流隔壁４５１との接触面積を極力小さくし、冷媒と第２整流隔壁４５２との接触面積を極力小さくして、第１整流隔壁４５１及び第２整流隔壁４５２での摩擦抵抗を抑制し、第１整流隔壁４５１及び第２整流隔壁４５２による圧力損失の増大を抑制することができる。

【0051】

螺旋通路４１２は、軸方向において螺旋通路４１２の一端側に設けられた第１拡幅領域４４１と、軸方向において螺旋通路４１２の他端側に設けられた第２拡幅領域４４２とを有する。第１拡幅領域４４１に第１整流隔壁４５１が配置され、第２拡幅領域４４２に第２整流隔壁４５２が配置される。螺旋通路４１２の上流端４１２ａと下流端４１２ｂの各々の側で冷却範囲を拡大させることにより、冷却効率を一層向上させることができる。

【0052】

入口通路４１１及び排出通路４１３の一方は、回転電機ケーシング２２の外周部を接線方向に貫通する接線方向孔であり、入口通路４１１及び排出通路４１３の他方は、回転電機ケーシング２２の一端部を軸方向に貫通する軸方向孔である。第２整流隔壁４５２の延在長さは、第１整流隔壁４５１の延在長さよりも短い。第２整流隔壁４５２の延在長さを第１整流隔壁４５１の延在長さよりも短くすることで、周方向長さが短くなりやすい第２拡幅領域４４２での流路幅を適切に確保することができる。これにより、冷媒をスムーズに流して、冷却効率を向上させることができる。

【0053】

上記の実施形態をまとめると、以下のようになる。

【0054】

上記の実施形態は、ロータ（１８）及びステータ（２０）を収容するケーシング（２２）を備え、液状の冷媒を流す螺旋通路（４１２）を前記ケーシングが有する回転電機（１２）であって、前記ケーシングは、前記螺旋通路の上流端（４１２ａ）と下流端（４１２ｂ）との間で少なくとも一部が一定の傾斜角で螺旋状に延在する流路形成壁（４２０）を有し、前記螺旋通路は、前記ケーシングの軸方向において隣り合う前記流路形成壁の流路幅が他の部分よりも大きい拡幅領域（４４１、４４２）を有し、前記拡幅領域は、前記軸方向において前記螺旋通路の少なくとも一端側に形成され、前記螺旋通路に沿って延在する整流隔壁（４５１、４５２）が前記拡幅領域に形成され、前記拡幅領域は、前記整流隔壁の上流端によって前記冷媒の流れを分岐させる分岐部（４６１、４６２）と、前記整流隔壁の下流端によって前記冷媒を合流させる合流部（４７１、４７２）とを有する、回転電機を開示する。

【0055】

螺旋通路の拡幅領域に整流隔壁が設けられているため、流路の拡大部位において冷媒の流れに偏りが生じることを抑制し、螺旋通路の流路全体に冷媒を行き渡らせることができる。これにより、冷却範囲を拡大しつつ、冷媒をスムーズに流して、冷却効率を向上させることができる。

【0056】

前記螺旋通路のうち隣り合う前記流路形成壁の傾斜角度が異なる部分によって前記拡幅領域が形成され、互いに傾斜角度が異なる前記流路形成壁の間に前記整流隔壁が配置されている。

【0057】

流路幅の拡大による冷媒の流れの偏りを整流隔壁によって分散させることで、冷却対象面積を拡大することができる。

【0058】

前記拡幅領域は、前記ケーシングの周方向において、前記螺旋通路の前記上流端又は前記下流端に隣接する位置に設けられ、前記流路形成壁は、前記軸方向において前記螺旋通路の少なくとも一端部を形成する端部形成壁（４３１、４３２）を有し、前記端部形成壁は前記周方向と平行に延在し、前記整流隔壁は前記螺旋通路の前記上流端又は前記下流端に向かって延在する。

【0059】

螺旋通路の上流端又は下流端を避けるために当該上流端又は下流端の近傍に流路を設置しない場合、冷却範囲の制限を受けやすい。これに対し、上流端又は下流端の近傍にも流路を配置することで、冷却対象面積を拡大することができる。

【0060】

前記整流隔壁は、前記端部形成壁と平行に延在する。

【0061】

整流隔壁と端部形成壁との間隔を一定に確保することで冷媒の流量変化を抑えて、効率よく冷却することが可能となる。

【0062】

前記整流隔壁は、前記ケーシングの半周よりも短い長さに形成される。

【0063】

冷媒と整流隔壁との接触面積を極力小さくして、整流隔壁での摩擦抵抗を抑制し、整流隔壁による圧力損失の増大を抑制することができる。

【0064】

前記拡幅領域は、前記軸方向において前記螺旋通路の一端側に設けられた第１拡幅領域（４４１）と、前記軸方向において前記螺旋通路の他端側に設けられた第２拡幅領域（４４２）とを有し、前記整流隔壁は、前記第１拡幅領域に配置された第１整流隔壁（４５１）と、前記第２拡幅領域に配置された第２整流隔壁（４５２）とを有する。

【0065】

上流端と下流端の各々の側で冷却範囲を拡大させることにより、冷却効率を一層向上させることができる。

【0066】

前記ケーシングは、前記螺旋通路の前記上流端と接続する入口通路（４１１）と、前記螺旋通路の前記下流端と接続する排出通路（４１３）とを有し、前記入口通路及び前記排出通路の一方は、前記ケーシングの外周部を接線方向に貫通する接線方向孔であり、前記入口通路及び前記排出通路の他方は、前記ケーシングの一端部を前記ケーシングの軸方向に貫通する軸方向孔であり、前記第１拡幅領域は、前記螺旋通路の前記上流端及び前記下流端のうち前記接線方向孔と接続する側に隣接する位置に設けられ、前記第２拡幅領域は、前記螺旋通路の前記上流端及び前記下流端のうち前記軸方向孔と接続する側に隣接する位置に設けられ、前記第２整流隔壁の延在長さは、前記第１整流隔壁の延在長さよりも短い。

【0067】

螺旋通路の上流端及び下流端のうち軸方向孔と接続する側に隣接する位置に設けられた第２拡幅領域は、接線方向孔に隣接する位置に設けられた第１拡幅領域よりも周方向長さが短くなりやすい。第２整流隔壁の延在長さを第１整流隔壁の延在長さよりも短くすることで、第２拡幅領域での流路幅を適切に確保することができる。これにより、冷媒をスムーズに流して、冷却効率を向上させることができる。

【0068】

なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

【符号の説明】

【0069】

１２…回転電機 ２２…回転電機ケーシング（ケーシング）
４１２…螺旋通路 ４２０…流路形成壁
４４１…第１拡幅領域 ４４２…第２拡幅領域
４５１…第１整流隔壁 ４５２…第２整流隔壁
４６１…第１分岐部 ４６２…第２分岐部
４７１…第１合流部 ４７２…第２合流部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】