CN116941165B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

旋转电机具有筒状的壳体，该壳体具有：流路，其供制冷剂流通；入口，其供制冷剂流入流路；以及出口，其供制冷剂从流路流出，流路形成为以螺旋状将壳体的周面环绕。而且，流路具有：第1流路，其沿着壳体的一个端面而形成，并且形成为从入口沿着制冷剂的流通方向而沿着周面的宽度扩大；以及第2流路，其沿着壳体的另一个端面而形成，并且形成为沿着制冷剂的流通方向直至出口为止而沿着周面的宽度缩小。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种具有壳体的旋转电机，该壳体具有供制冷剂流通的制冷剂路。

背景技术

在WO2015/098328中记载有如下内容，即，在供用于对旋转电机进行冷却的冷却液流通的通路形成于壳体内时，该通路由沿着圆筒状的壳体的外周的周向通路、以及将各周向通路连接的斜行通路形成。特别是，在该文献中记载有如下主旨，即，为了抑制压力损失升高，应当使得斜行通路的宽度与周向通路相同。

发明内容

在使得供制冷剂流通的流路(通路)形成于旋转电机的壳体时，需要特别考虑用于使制冷剂流入该流路的入口和用于使制冷剂从该流路流出的出口的相对的位置关系。

例如上述文献记载的壳体那样，在壳体的周向上，在制冷剂的入口与出口大致处于同一位置时，能够以大致将壳体的周面全部覆盖的方式形成制冷剂的流路。

然而，旋转电机组装于对车辆进行驱动的驱动单元等而使用。因此，有时例如因构成驱动单元的其他部件的配置关系等而使得制冷剂的入口及出口的配置受到限制。即，有时制冷剂的入口及出口必须配置于在壳体的周向上分离的位置。在该情况下，与制冷剂的入口及出口分离的角度范围相应地，在壳体的周面产生不存在制冷剂的流路的部分。例如，在制冷剂的入口及出口在壳体的周向上错开180度时，在壳体的端部遍及半周地产生不存在制冷剂的流路的部分。而且，如果这样具有不存在流路的部分，则产生旋转电机未被充分冷却的问题。

本发明的目的在于提供一种在壳体形成有制冷剂的流路的旋转电机，其能够不依赖于制冷剂的入口与出口的位置关系地获得所需的冷却性能。

本发明的一个方式所涉及的旋转电机具有筒状的壳体，该壳体具有：流路，其供制冷剂流通；入口，其供制冷剂流入流路；以及出口，其供制冷剂从流路流出，流路形成为以螺旋状将壳体的周面环绕。而且，关于该旋转电机，流路具有：第1流路，其沿着壳体的一个端面而形成，并且形成为从入口沿着制冷剂的流通方向而沿着周面的宽度扩大；以及第2流路，其沿着壳体的另一个端面而形成，并且形成为沿着制冷剂的流通方向直至出口为止而沿着周面的宽度缩小。

附图说明

图1是驱动单元的概略剖面图。

图2是供定子固定的壳体的斜视图。

图3是内管的斜视图。

图4是内管的侧视图。

图5是从其他方向观察的内管的侧视图。

图6是表示制冷剂流路的详细结构的说明图。

图7是表示对比例的制冷剂流路的结构的说明图。

图8是表示采用对比例的制冷剂流路的内壳体的内表面温度的说明图。

图9是表示采用本实施方式所涉及的制冷剂流路的内壳体的内表面温度的说明图。

图10是表示本实施方式所涉及的制冷剂流路的制冷剂的流速的说明图。

图11是概略地表示制冷剂的流速及温度的变化的曲线图。

图12是表示旋转电机整体的制冷剂流路的结构的说明图。

图13是表示第1变形例的制冷剂流路的结构的说明图。

图14是表示第2变形例所涉及的制冷剂流路的结构的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是驱动单元100的概略剖面图。驱动单元100是用于利用旋转电机11直接或间接地对电动车辆或混合动力车辆等车辆(未图示)的驱动进行控制的单元。利用旋转电机11的直接的驱动控制例如是指将旋转电机11产生的转矩变换为车辆的驱动力的控制方式。利用旋转电机11的间接的驱动控制例如是指使用旋转电机11进行发电，利用通过该发电产生的电力的一部分或全部而产生车辆的驱动力的控制方式。本实施方式的驱动单元100搭载于所谓串联混合动力方式的电动车辆。因此，驱动单元100直接且间接地对车辆的驱动进行控制。

如图1所示，驱动单元100在外壳体10内具有旋转电机11、以及对旋转电机11的动作进行控制的逆变器12。另外，关于驱动单元100，除了旋转电机11及逆变器12以外，构成减速器的齿轮、旋转传感器等未图示的部件构成为一体。

外壳体10是形成驱动单元100的外壳的壳体。旋转电机11及逆变器12等收容于外壳体10内而作为驱动单元100实现了一体化。另外，在外壳体10内设置有供对旋转电机11及逆变器12等发热体进行冷却的制冷剂13流通的流路(下面称为制冷剂流路)14。制冷剂13为用于冷却的液体或气体等流体，例如为冷却水、其他冷却液或空气等。另外，制冷剂13在制冷剂流路14等流通而对旋转电机11、逆变器12以及其他未图示的发热体等收容于外壳体10的各部分进行冷却。在本实施方式中，制冷剂13为在与未图示的散热器之间循环的冷却液。

旋转电机11为电动机、发电机、或者作为电动机及发电机而执行动作的电动发电机。旋转电机11可以包含电动机、发电机、或者作为电动发电机而执行动作的电机的大于或等于2种。在本实施方式中，旋转电机11由第1电机20及第2电机25这2个电机构成。因此，逆变器12具有对第1电机20进行控制的第1逆变器12a、以及对第2电机25进行控制的第2逆变器12b。

第1电机20为驱动用电机(电动机)。因此，搭载有驱动单元100的车辆将第1电机20产生的转矩变换为驱动力而行驶。另外，用于驱动第1电机20的电力从未图示的电池供给。第1电机20具有内壳体21、定子22以及转子23。

内壳体21为通过烧嵌等方法而将定子22固定的筒状部件。在本实施方式中，内壳体21为圆筒状。另外，内壳体21在其内部具有与外壳体10的制冷剂流路14连通的制冷剂流路24(参照图2等)。即，制冷剂流路24为供制冷剂13流通的流路(通路)。后文中对内壳体21的构造、以及内壳体21的制冷剂流路24(下面称为第1电机20的制冷剂流路24)的构造等详细进行叙述。

此外，转子23安装于外壳体10，在形成驱动单元100时插入于定子22的中心部分。转子23即使在插入于定子22之后也相对于内壳体21及定子22而旋转自由。此外，定子22是为了控制第1电机20而使得电流流通的单元，因此至少成为第1电机20的发热要因之一。

第2电机25为发电用电机(发电机)。第2电机25与未图示的发动机(内燃机)连接，由发动机驱动。由第2电机25发电所得的电力积蓄于对第1电机20供给电力的电池。另外，第2电机25能够通过空转而消耗电池的电力。

第2电机25的用途与第1电机20不同，但基本构造与第1电机20相同。即，第2电机25具有内壳体26、定子27以及转子28。内壳体26为通过烧嵌等方法而将定子27固定的筒状部件，在本实施方式中为圆筒状。另外，内壳体26在其内部具有与外壳体10的制冷剂流路14连通的制冷剂流路29(参照图12)。即，制冷剂流路29为供制冷剂13流通的流路。内壳体26的制冷剂流路29(下面称为第2电机25的制冷剂流路29)的基本构造与内壳体21的制冷剂流路24大致相同。关于第2电机25的制冷剂流路29的构造，后文中连同第1电机20与第2电机25的连结构造一起详细进行叙述。转子28安装于外壳体10，即使在插入于定子27之后也旋转自由。此外，定子27是为了控制第2电机25而使得电流流通的单元，因此至少成为第2电机25的发热要因之一。

第1电机20的内壳体21与第2电机25的内壳体26由连结管30连结而实现一体化。因此，第1电机20的内壳体21以及第2电机25的内壳体26的整体构成旋转电机11的内壳体。即，旋转电机11的内壳体具有第1壳体及第2壳体。第1壳体为第1电机20的内壳体21，对作为第1定子的定子22以及作为第1转子的转子23进行收容，具有制冷剂流路24。第2壳体为第2电机25的内壳体26，对作为第2定子的定子27以及作为第2转子的转子28进行收容，具有制冷剂流路29。

如上所述，除了使得内壳体21、26实现一体化以外，连结管30将第1电机20的制冷剂流路24与第2电机25的制冷剂流路29连结。在本实施方式中，流入外壳体10的制冷剂13在通过制冷剂流路14对逆变器12进行冷却之后流入第1电机20的制冷剂流路24。然后，制冷剂13在第1电机20的制冷剂流路24流通、且向连结管30流出。因此，外壳体10的制冷剂流路14与第1电机20的连接部分为第1电机20的制冷剂流路24的制冷剂13的入口(下面称为入口α)。另外，连结管30与第1电机20的连接部分为第1电机20的制冷剂流路24的制冷剂13的出口(下面称为出口β)。即，关于第1电机20的制冷剂流路24，入口α为制冷剂13的导入口，出口β为制冷剂13的排出口。

而且，制冷剂13通过连结管30而流入第2电机25的制冷剂流路29，在第2电机25的制冷剂流路29流通，然后向外壳体10的制冷剂流路14流出。因此，连结管30与第2电机25的连接部分成为第2电机25的制冷剂流路29的制冷剂13的入口(下面称为入口γ)。另外，外壳体10的制冷剂流路14与第2电机25的连接部分成为第2电机25的制冷剂流路29的制冷剂13的出口(下面称为出口δ)。即，关于第2电机25的制冷剂流路29，入口γ为制冷剂13的导入口，出口δ为制冷剂13的排出口。

即，连结管30无浪费地由直线将内壳体21的出口β与内壳体26的入口γ连结。由此，连结管30将第1电机20的制冷剂流路24与第2电机25的制冷剂流路29连接。

此外，在本实施方式中，第1电机20及第2电机25的各旋转轴平行。而且，如图1所示，第1电机20及第2电机25的旋转轴的方向规定为Z方向，X方向及Y方向规定为以Z方向为基准而构成右手系。另外，如图1所示，为了便于说明，设为与第1电机20连接的制冷剂流路14和与第2电机25连接的制冷剂流路14在其连接部分附近平行。而且，制冷剂流路14向第1电机20及第2电机25的连接方向设为Y方向。

[内壳体以及制冷剂流路的构造]

图2为内壳体21的斜视图。图2中示出了第1电机20的内壳体21，但第2电机25的内壳体26也具有与其相同的构造。如图2所示，第1电机20的内壳体21成为由内管31及外管32构成的双重管构造，在内管31与外管32之间形成有第1电机20的制冷剂流路24。

内管31大致为圆筒状的部件，在一个端部具有凸缘部33。在凸缘部33设置有紧固部34。因此，凸缘部33构成向外壳体10的安装面。另外，凸缘部33还作为外管32的定位部件起作用。即，在通过卡合、螺合或者其他方法将外管32安装于内管31时，外管32的端部与内管31的凸缘部33抵接。由此，规定了内管31与外管32的Z方向的相对位置。紧固部34为凸缘部33中的具有用于将内壳体21紧固于外壳体10的螺孔的部分。定子22收容、固定于内管31内。

下面，在内管31的周面中，与定子22抵接的周面称为内周面，与外管32抵接的周面称为外周面。同样地，在外管32的周面中，内管31的外周面侧的周面称为内周面，形成内壳体21的外周的周面称为外周面。另外，为了便于说明，在内管31的内周面中，X方向正向侧的内周面称为右内周面36，X方向负向侧的内周面称为左内周面37。并且，内壳体21的端部的表面称为端面。在本实施方式中，为了方便，内管31的设置有凸缘部33的Z方向正向侧的端面称为“一个端面38”，Z方向负向侧的端面称为“另一个端面39”。

外管32以将内管31的外周面覆盖的方式安装于内管31的外侧。另外，在外管32安装于内管31时，除了形成制冷剂流路24的部分以外，外管32的内周面与内管31的外周面抵接。因此，制冷剂流路24至少以不会使制冷剂13泄漏的程度被水密及气密地保持。另外，外管32在制冷剂13的入口α具有与外壳体10的制冷剂流路14连接的连接管40。有时连接管40称为凸出部(bulge)。

图3是内管31的斜视图。内管31沿外周面具有一个连续的槽部41。该槽部41形成为环绕内管31的外周面。因该环绕等而相邻的槽部41由壁部42隔开。另外，壁部42将一个端面38及另一个端面39、与槽部41隔开。上述壁部42的顶部43(棱部)与外管32的内周面抵接。而且，在外管32安装于内管31时，制冷剂流路24由外管32的内周面以及槽部41和壁部42形成。

图4是内管31的侧视图。另外，图5是从其他方向观察的内管31的侧视图。如图4及图5所示，制冷剂流路24形成为从入口α至出口β沿着内管31的外周面而以螺旋状环绕。另外，制冷剂流路24在Z方向上，设置于因存在定子22而发热的范围(下面称为发热范围45)的大致整体。因此，如虚线箭头所示，如果制冷剂13在制冷剂流路24流通，则至少对整个定子22进行冷却。

图6是表示制冷剂流路24的详细结构的说明图。如图6所示，下面，以入口α的位置为基准，由与Z方向垂直的面内(XY面内方向)的角度表示沿着外周面的制冷剂流路24的位置。另外，将表示制冷剂流路24的位置的角度称为角度位置。在本实施方式中，如图6所示，制冷剂流路24的制冷剂13的入口α与出口β的角度位置分离，入口α的角度位置为0度，与此相对，出口β的角度位置为900度。因此，入口α与出口β的角度位置以180度而分离。

此外，关于入口α与出口β的角度位置，“分离”是指考虑到入口α及出口β的大小、处于入口α及出口β的位置的制冷剂13对定子22进行冷却的范围等而入口α与出口β实质上处于不同的角度位置。而且，下面详细叙述的制冷剂流路24的构造为如下构造，即，即使在入口α与出口β分离时，也用于有效地对收容的定子22等进行冷却。因此，通过采用制冷剂流路24的构造，如果对于定子22的一部分或全部而提高了冷却效果，则可以说入口α与出口β的位置实质上已分离。

另外，入口α与出口β的角度位置越分离，关于冷却效果而制冷剂流路24的构造越有效。在入口α与出口β例如以大于或等于10度的角度分离时，能够充分期待基于制冷剂流路24的构造的冷却性能提高效果，例如在以大于或等于45度的角度分离时，基于制冷剂流路24的构造的冷却性能提高效果容易变得显著。而且，在入口α与出口β例如以大于或等于90度的角度分离时，基于制冷剂流路24的构造的冷却性能提高效果特别显著。而且，在采用除了制冷剂流路24以外的构造的情况下，在入口α与出口β以180度而分离时，冷却效果最容易降低。因此，如果在入口α与出口β以180度而分离时采用制冷剂流路24的构造，则冷却效果最大程度地提高。

如图6所示，制冷剂流路24具有第1流路51及第2流路52。另外，在本实施方式中，制冷剂流路24在第1流路51及第2流路52的基础上还包含第3流路53。

第1流路51从入口α沿着内壳体21的一个端面38而形成，并且形成为沿着制冷剂13的流通方向而沿着周面的宽度扩大。特别地，在本实施方式中，第1流路51从入口α起设置至环绕内壳体21的周面一圈的范围。

“沿着一个端面38而形成”表示在将内壳体21的周面环绕的制冷剂流路24中，作为结构要素而包含有最接近一个端面38的最初的一圈的一部分或全部。在本实施方式中，第1流路51为制冷剂流路24中的起始自入口α的最初的一圈的部分、即角度位置从0度至360度的部分。特别地，第1流路51形成为处于一个端面38侧的壁部42以及其顶部43与一个端面38平行。因此，更狭义而言，即使考虑一个端面38与构成第1流路51的壁部42的位置关系，第1流路51也沿着一个端面38而形成。

制冷剂流路24的制冷剂13的流通方向为沿着从入口α朝向出口β的制冷剂流路24的方向。关于第1流路51，以入口α为基准而为下角度位置的正向(从0度朝向360度的方向)。

“沿着周面的宽度”是指Z方向的长度、即Z方向的壁部42(特别是顶部43)的间隔。如图6所示，第1流路51以如下方式形成，即，随着角度位置相对于0度而增大，沿着周面的宽度逐渐扩大。如图6中虚线所示，在将入口α与出口β由均匀宽度的螺旋状流路连结时，将该流路设为基准流路55。另外，将沿着基准流路55的周面的宽度设为基准宽度。此时，第1流路51具有使得基准宽度的流路即基准流路55朝向内壳体21的一个端面38的方向(Z方向正向侧的方向)扩展的形状。此外，基准流路55的宽度即基准宽度根据针对入口α及出口β的允许的制冷剂13的压力损失而规定。

第2流路52沿着内壳体21的另一个端面39而形成，并且形成为沿着制冷剂13的流通方向直至出口β为止而沿着周面的宽度缩小。特别地，在本实施方式中，第2流路52从出口β起设置至环绕内壳体26的周面一圈的范围。

“沿着另一个端面39而形成”表示在将内壳体21的周面环绕的制冷剂流路24中作为结构要素而包含有最接近另一个端面39的最后的一圈的一部分或全部。在本实施方式中，第2流路52为制冷剂流路24中的直至出口β为止的最后一圈的部分、即角度位置从540度至900度的部分。特别地，第2流路52形成为处于另一个端面39侧的壁部以及其顶部43与另一个端面39平行。因此，更狭义而言，即使考虑另一个端面39与构成第2流路52的壁部42的位置关系，第2流路52也沿着另一个端面39而形成。

第2流路52的制冷剂13的流通方向为起始自540度的角度位置的沿着出口β的方向。而且，如图6所示，第2流路52以如下方式形成，即，从540度的角度位置至出口β，随着角度位置增大，沿着周面的宽度逐渐缩小。特别地，第2流路52具有使得作为基准宽度的流路的基准流路55朝向内壳体21的另一个端面39的方向(Z方向负向侧的方向)扩展的形状。

第3流路53是设置于第1流路51与第2流路52之间，将第1流路51与第2流路52连结的制冷剂13的流路。第3流路53以沿着周面的宽度均匀的方式形成。另外，该第3流路53的宽度形成为小于第1流路51的最宽部分的宽度、且小于第2流路52的最宽部分的宽度。在本实施方式中，如图6中阴影线所示，第3流路53为360度至540度的角度位置的部分。特别地，在本实施方式中，第3流路53的宽度与作为基准流路55的宽度的基准宽度相等。该第3流路53的构造有助于抑制制冷剂13的压力损失、特别是压力损失的最小化。

另外，第1流路51与第3流路53的边界、以及第2流路52与第3流路53的边界由沿着内壳体21的周向的直线形成。并且，在本实施方式中，第1流路51与第2流路52的边界也由沿着内壳体21的周向的直线形成。该直线相当于形成基准流路55时的壁部42。这样，由直线形成第1流路51、第2流路52和/或第3流路53的边界是为了通过大致基于基准流路55而降低制冷剂13的压力损失，进一步提高冷却性。

[制冷剂流路的作用]

下面，与对比例的制冷剂流路60进行对比而对以上述方式构成的制冷剂流路24的作用进行说明。

图7是表示对比例的制冷剂流路60的结构的说明图。在该对比例中，制冷剂13的入口α及出口β的角度位置等除了制冷剂流路60以外的内壳体21的结构与本实施方式的内壳体21相同。如图7所示，对比例的制冷剂流路60由平行流路61及倾斜流路62构成为环绕内壳体21的周面。平行流路61为制冷剂13的流路，与一个端面38及另一个端面39平行。另外，沿着平行流路61的周面的宽度是均匀的。倾斜流路62为设置于平行流路61的连接部分的制冷剂13的流路，形成为相对于平行流路61而倾斜。另外，与制冷剂13的流通方向垂直的方向上的倾斜流路62的宽度与平行流路61相同。

而且，如图7所示，在制冷剂流路60由平行流路61形成时，根据入口α及出口β的分离角度而在发热范围45中产生未形成制冷剂流路60的部分(下面称为未形成流路部分65)。当然，还能够与出口β相比，先在形式上使平行流路61延长形成至未形成流路部分65，但制冷剂13在这种形式的流路中滞留，因此实质的冷却作用显著下降。因此，形式上的平行流路61的延长部分无法成为实质上的制冷剂流路。

图8是表示采用了对比例的制冷剂流路60的内壳体21的内表面温度的说明图。图8(A)表示采用了对比例的制冷剂流路60时的左内周面37的温度分布。另外，图8(B)表示采用了对比例的制冷剂流路60时的右内周面36的温度分布。此外，图8中表示浓度越高(黑色)的部分温度越高。

如图8所示，如果采用对比例的制冷剂流路60，则在右内周面36及左内周面37产生超过容许极限的显著的高温部分66。而且，该高温部分66与未形成流路部分65对应。即，关于对比例的制冷剂流路60，无法避免形成未形成流路部分65，其结果，产生高温部分66。因此，关于对比例的制冷剂流路60，存在第1电机20未被充分冷却的问题。

图9是表示采用本实施方式的制冷剂流路24的内壳体21的内表面温度的说明图。图9(A)表示采用本实施方式的制冷剂流路24时的左内周面37的温度分布。另外，图9(B)表示采用本实施方式的制冷剂流路24时的右内周面36的温度分布。此外，图9中表示浓度越高(黑色)的部分温度越高。

如图9中虚线包围的部分所示，在对比例的制冷剂流路60中产生了显著的高温部分66，与此相对，在采用了本实施方式所涉及的制冷剂流路24时，未产生该高温部分66。因此，本实施方式所涉及的制冷剂流路24能够将第1电机20充分冷却。

这样，本实施方式所涉及的制冷剂流路24未产生高温部分66，能够将第1电机20充分冷却，这是因为制冷剂流路24至少具有第1流路51及第2流路52。

具体而言，第1流路51为从入口α起宽度逐渐扩大的构造。因此，制冷剂流路24成为因具有第1流路51而在发热范围45中的至少一个端面38侧的端部未产生未形成流路部分65的构造。另外，第2流路52成为直至出口β为止而宽度逐渐缩小的构造。因此，制冷剂流路24成为因具有第2流路52而在发热范围45中的至少另一个端面39侧的端部未产生未形成流路部分65的构造。

因此，制冷剂流路24成为因具有第1流路51及第2流路52而未产生未形成流路部分65，利用制冷剂13对发热范围45的大致整体进行冷却的构造。其结果，如果与因入口α和出口β的分离而产生未形成流路部分65的对比例的制冷剂流路60进行对比，则本实施方式所涉及的制冷剂流路24能够利用流通的制冷剂13对发热范围45的大致整体进行冷却。因此，本实施方式所涉及的制冷剂流路24能够将第1电机20充分冷却。

图10是表示本实施方式所涉及的制冷剂流路24的制冷剂13的流速的说明图。在图10中，表示浓度越高(黑色)的部分流速越高，浓度越低(白色)的部分流速越低。但是，处于90几度的角度位置的白色范围为基于模拟设定得到的单纯的数据缺失部分，并不表示制冷剂13的流速低。

如图10所示，在制冷剂流路24中，根据第1流路51及第3流路53分别应当满足的构造的关系，上述连接部分成为沿着周向的宽度急剧缩小的急剧缩小部71。另外，在制冷剂流路24中，根据第3流路53及第2流路52分别应当满足的构造的关系，上述连接部分成为沿着周向的宽度急剧扩大的急剧扩大部72。

通常，如果流体的流路急剧缩小、急剧扩大，则在上述部分，流体的速度(流速)局部性显著降低，产生较大的压力损失。然而，关于制冷剂流路24，通过第1流路51及第2流路52的构造而防止急剧缩小部71及急剧扩大部72的附近的局部性且显著的速度降低。其结果，关于制冷剂流路24，能够抑制急剧缩小部71及急剧扩大部72的压力损失，包含急剧缩小部71及急剧扩大部72在内能够实现充分的冷却性。

具体而言，第1流路51形成为宽度逐渐扩大，因此制冷剂13从入口α在第1流路51流通而在较长的距离内速度逐渐降低。因此，关于相对于基准流路55而宽度扩大的第1流路51，制冷剂13也能够大致扩散至各角落。例如，如图10所示，在作为第1流路51的末端的急剧缩小部71，制冷剂13容易扩散至角部。其结果，通过第1流路51的构造而将发热范围45的一个端面38侧的部分充分冷却。

另外，在第1流路51中制冷剂13的速度降低，但是其变化平缓，并未产生局部性的流速的大幅降低。因此，能够抑制与制冷剂13的速度的平方成正比例的能量损失。其结果，第1流路51中的制冷剂13的压力变化平缓，在第1流路51中并未产生显著的压力损失。

然后，制冷剂13从第1流路51通过而使得速度降低，在扩散性较高的状态下到达急剧缩小部71。由此，制冷剂13能够不在急剧缩小部71大幅损失能量地流入第3流路53。即，制冷剂流路24因第1流路51的构造而使得急剧缩小部71的压力损失降低。

与上述第1流路51相同地，第2流路52形成为宽度逐渐缩小，因此制冷剂13趋向出口β在第2流路2流通而在较长的距离内速度逐渐升高。因此，关于相对于基准流路55而宽度扩大的第2流路52，制冷剂13也能够大致扩散至各角落。例如，如图10所示，在作为第2流路52的起始端的急剧扩大部72，制冷剂13容易扩散至角部。其结果，通过第2流路52的构造而将发热范围45的另一个端面39侧的部分充分冷却。特别地，制冷剂流路24形成为螺旋状，从而急剧扩大部72的制冷剂13的流通方向向另一个端面39侧倾斜。因此，从第3流路53流入的制冷剂13朝向与另一个端面39平行的壁部42的方向流入。其结果，制冷剂13容易扩散至急剧扩大部72的角部。这样，制冷剂13在急剧扩大部72也容易扩散，从而能够抑制急剧扩大部72或其附近的局部的速度降低以及压力损失。

另外，制冷剂13的速度在第2流路52中发生变化(升高)，但是其变化平缓，并未局部性产生较大的流速变化。因此，能够抑制与制冷剂13的速度的平方成正比例的能量损失。其结果，第2流路52的制冷剂13的压力的变化平缓，在第2流路52不产生显著的压力损失。

此外，如上所述，制冷剂流路24成为通过第1流路51及第2流路52而抑制制冷剂13的压力损失的构造，该压力损失的抑制效果显著，达到比对比例的制冷剂流路60更好地抑制压力损失的程度。即，如果针对制冷剂13的压力损失进行对比，本实施方式所涉及的制冷剂流路24的出口β的制冷剂13的压力损失小于对比例的制冷剂流路60的出口β的制冷剂13的压力损失。

图11是概略地表示制冷剂13的流速及温度的变化的曲线图。如图11所示，关于制冷剂流路24，在急剧扩大部72的附近，制冷剂13的速度较低并且温度较高。因此，急剧扩大部72及其附近为关于第1电机20的冷却性最严酷的环境，容易变为高温。然而，如图9所示，在与急剧扩大部72对应的部分并未变为显著的高温，与定子22抵接的右内周面36及左内周面37的整体被制冷剂流路24充分冷却。

[第1电机与第2电机的连结构造]

图12是表示整个旋转电机11的制冷剂流路的结构的说明图。如图12所示，第1电机20的制冷剂流路24从入口α在Z方向正向上以所谓右旋(右手旋转)的螺旋延伸而到达出口β。与此相对，第2电机25的制冷剂流路29从入口γ在Z方向负向上以所谓左旋(左手旋转)的螺旋延伸而到达出口δ。即，第1电机20的制冷剂流路24以及第2电机25的制冷剂流路29的螺旋(或者手性，chirality)不同，形成为旋转方向彼此相反的螺旋。这样，如果第1电机20的制冷剂流路24以及第2电机25的制冷剂流路29形成为旋转方向彼此相反的螺旋状，则即使不浪费地设置较长的连接管，第1电机20的制冷剂流路24以及第2电机25的制冷剂流路29也能够由连结管30以直线最短地连接。因此，能够提供节省空间地设置第1电机20及第2电机25的、紧凑的旋转电机11。另外，如果将第1电机20的制冷剂流路24以及第2电机25的制冷剂流路29形成为旋转方向彼此相反的螺旋状，则能够容易地使得第1电机20及第2电机25的相对于外壳体10的各安装面对齐，与各安装面未对齐的情况相比，容易节省空间地配置第1电机20及第2电机25。

第2电机25的制冷剂流路29以上述方式形成为，相对于第1电机20的制冷剂流路24而旋转方向相反的螺旋状，但基本构造与第1电机20的制冷剂流路24相同。第2电机25的内壳体26与第1电机20的内壳体21同样地由内管81及外管82形成。第2电机25的制冷剂流路29形成于内管81的外周面。关于内管81，设置有凸缘部的Z方向正向侧的端面为一个端面83，Z方向负向侧的端面为另一个端面84。

第2电机25的制冷剂流路29具有第1流路91及第2流路92。在本实施方式中，第2电机25的制冷剂流路29还具有第3流路93。第1流路91沿着内壳体26的一个端面83而形成，并且形成为沿着制冷剂13的流通方向而沿着周面的宽度扩大。第2流路92从入口γ沿着内壳体26的另一个端面84而形成，并且形成为沿着制冷剂13的流通方向直至出口δ为止而沿着周面的宽度缩小。第3流路93形成为沿着周面的宽度在第1流路91与第2流路92之间均匀，将第1流路91与第2流路92连结。即，除了旋转方向相反以外，第2电机25的制冷剂流路29与第1电机20的制冷剂流路24同样地形成。

此外，如旋转电机11那样具有多个电机紧凑地排列于驱动单元100的旋转电机的情况下，优选外壳体10的制冷剂流路14例如如图1所示那样形成。即，为了紧凑地形成驱动单元100，优选外壳体10的制冷剂流路14实质上利用最短路径将构成驱动单元100的各部分之间连结。但是，如果这样形成外壳体10的制冷剂流路14，则相对于构成旋转电机的各电机的制冷剂的入口及出口分离。而且，在特别紧凑地构成驱动单元100时，构成旋转电机的各电机的制冷剂流路的入口及出口大致以180度而分离。在图1等中示出了第1电机20的制冷剂流路24的入口α及出口β、以及第2电机25的制冷剂流路29的入口γ及出口δ。

另一方面，如果仅考虑第1电机20的冷却性能，则优选以实质上未产生未形成流路部分65的方式，不使第1电机20的制冷剂流路24的入口α与出口β分离。第2电机25也一样。即，如果仅考虑构成旋转电机的针对各电机的冷却性能，则优选使得制冷剂流路的入口与出口实质上不分离。但是，这样，如果考虑第1电机20和/或第2电机25的单独的冷却性能，则外壳体10的制冷剂流路14变得冗长，其结果，存在驱动单元100无法紧凑地构成的缺点。

因此，本实施方式的制冷剂流路24及制冷剂流路29的构造、以及它们的连结构造为如下最佳构造，即，关于制冷剂13的流路能够使得驱动单元100最大限度地紧凑地形成，在此基础上，能够最大限度地提高第1电机20及第2电机25的冷却性。

[第1变形例]

在上述实施方式中，在第1流路51及第2流路52的基础上，第1电机20的制冷剂流路24还具有将它们连结的第3流路53。另外，第2电机25的制冷剂流路29也与此相同，在第1流路91及第2流路92的基础上，还具有将它们连结的第3流路93。然而，有时考虑到冷却性、压力损失等而将第3流路53、93省略。在该情况下，也能够获得与上述实施方式所涉及的制冷剂流路24等同样的效果。

图13是表示第1变形例的制冷剂流路95的结构的说明图。变形例的制冷剂流路95为如下制冷剂流路，即，省略了第1电机20的制冷剂流路24的第3流路53，直接将第1流路51与第2流路52连结。关于变形例的制冷剂流路85，0度(入口α)至360度或者180度的角度位置的范围为如下范围，即，沿着一个端面38而形成，并且形成为沿着制冷剂13的流通方向而沿着周面的宽度扩大。因此，在变形例的制冷剂流路85中，0度至360度或者180度的范围为第1流路51。

同样地，关于变形例的制冷剂流路85，180度或者360度至540度(出口β)的角度位置的范围为如下范围，即，沿着另一个端面39而形成，并且形成为沿着制冷剂13的流通方向直至出口β为止而沿着周面的宽度缩小。因此，在制冷剂流路85中，180度或者360度至540度(出口β)的范围为第2流路52。

此外，180度至360度的角度位置的范围如上所述那样，与第1流路51形成为一体而满足作为第1流路51的条件，通过与第2流路52形成为一体而满足作为第2流路52的条件。因此，180度至360度的角度位置的范围可以属于第1流路51及第2流路52中的任一者。另外，与基准流路55相比而沿着周向的宽度扩大，因此与第3流路53、93不同。因此，180度至360度的角度位置的范围设为属于第1流路51及第2流路52中的任一者或两者。

[第2变形例]

在上述实施方式中，第1电机20的制冷剂流路24具有第3流路53，第2电机25的制冷剂流路29具有第3流路93。而且，上述第3流路53、93设置为遍及内壳体21、26的半周。然而，可以根据容许的压力损失(下面称为容许压力损失)、入口α、γ、出口β、δ的各尺寸等适当地任意变更第3流路53、93的圈数。

图14是表示第2变形例所涉及的制冷剂流路96的结构的说明图。如图14所示，例如，在容许压力损失较大且能够容许较大的压力损失时，可以增加第3流路53、93的圈数。相反，在容许压力损失较小且仅能够容许较小的压力损失时，可以减少第3流路53、93的圈数(参照图13)。

此外，变更第3流路53、93的圈数与变更制冷剂流路24、29的圈数的含义相同。另外，第3流路53、93的圈数与第3流路53、93的宽度、以及形成第3流路53、93以及制冷剂流路24、29的螺旋的角度(节距)建立关联，通过决定其中之一而自动地决定其他参数。因此，如上述第2变形例那样，可以取代变更第3流路53、93的圈数的方式而变更第3流路53、93的宽度、或者形成第3流路53、93以及制冷剂流路24、29的螺旋的角度。另外，容许压力损失例如根据定子22、27的尺寸等而适当地决定。

如上所述，本实施方式以及变形例所涉及的旋转电机11具有作为筒状壳体的内壳体21(26)。作为筒状壳体的内壳体21(26)具有：制冷剂流路24(29)，其是供制冷剂13流通的流路；入口α(γ)，制冷剂13从该入口α(γ)流入制冷剂流路24(29)；以及出口β(δ)，制冷剂13从制冷剂流路24(29)流出至该出口β(δ)。而且，制冷剂流路24形成为以螺旋状而环绕内壳体21(26)的周面。在此基础上，制冷剂流路24(29)具有：第1流路51(91)，其沿着内壳体21(26)的一个端面38(83)而形成，并且形成为从入口α(γ)沿着制冷剂13的流通方向而沿着周面的宽度扩大；以及第2流路52(92)，其沿着内壳体21(26)的另一个端面39(84)而形成，并且形成为沿着制冷剂13的流通方向直至出口β(δ)为止而沿着周面的宽度缩小。

这样，在制冷剂流路24(29)设置于旋转电机11的内壳体21(26)时，如果制冷剂流路24(29)具有第1流路51(91)及第2流路52(92)，则在制冷剂13的入口α(γ)与出口β(δ)分离时，实质上也未产生未形成流路部分65。另外，第1流路51(91)及第2流路52(92)形成为如下构造，即，能够抑制制冷剂13的局部的速度降低以及压力损失的增大，在其大致整体能够获得充分的冷却性。由此，关于制冷剂流路24(29)，能够利用第1流路51(91)及第2流路52(92)并利用在制冷剂流路24(29)流通的制冷剂13而将发热范围45的大致整体冷却。因此，关于形成有具有第1流路51(91)及第2流路52(92)的制冷剂流路24(29)的旋转电机11，能够提高冷却性并获得所需的冷却性。

另外，关于上述实施方式以及变形例所涉及的旋转电机11，制冷剂13的入口α(γ)及出口β(δ)设置于内壳体21(26)的周向上分离的位置。因此，上述冷却性提高效果特别显著。

关于上述实施方式以及变形例所涉及的旋转电机11，制冷剂流路24(29)在第1流路51(91)与第2流路52(92)之间具有宽度均匀的第3流路53(93)。第3流路53(93)的宽度均匀而能够使得在制冷剂流路24(29)流通的制冷剂13的速度降低以及降低压力损失。因此，制冷剂流路24(29)具有第3流路53(93)而能够满足容许压力损失的条件，并且容易获得所需的充分的冷却效果。

关于上述实施方式以及变形例所涉及的旋转电机11，第3流路53(93)的宽度小于第1流路51(91)的最宽部分的宽度，并且小于第2流路52(92)的最宽部分的宽度。因该构造而特别容易抑制压力损失。其结果，能够满足容许压力损失的条件，并且特别容易获得所需的充分的冷却效果。

关于上述实施方式以及变形例所涉及的旋转电机11，在将以根据容许的制冷剂13的压力损失而规定的均匀的宽度将入口α(γ)与出口β(δ)连结的流路设为基准流路55时，第1流路51(91)具有使得该基准流路55在内壳体21(26)的一个端面38(83)的方向上扩展的形状。另外，第2流路52(92)具有使得基准流路55在内壳体21(26)的另一个端面39(84)的方向上扩展的形状。在形成基准流路55时，无法避免在该基准流路55环绕内壳体21(26)时形成未形成流路部分65。与此相对，如上所述，第1流路51(91)及第2流路52(92)形成为使得基准流路55分别在一个端面38(83)及另一个端面38(84)的方向上扩展的形状。因此，在制冷剂流路24(29)中，在形成基准流路55时产生的未形成流路部分65的部分成为第1流路51(91)以及第2流路52(92)。其结果，旋转电机11被更可靠地冷却。

关于上述实施方式以及变形例所涉及的旋转电机11，第1流路51(91)与第3流路53(93)的边界、以及第2流路52(92)与第3流路53(93)的边界由沿着内壳体21(26)的周向的直线形成。由此，第3流路53(93)成为大致以基准流路55为基准的流路。其结果，第3流路53(93)的制冷剂13的压力损失降低，冷却性进一步提高。

关于上述实施方式以及变形例所涉及的旋转电机11，第1流路51(91)从入口α(γ)起设置至环绕内壳体21(26)的周面一圈的范围。另外，第2流路52(92)从出口β(δ)起设置至环绕内壳体21(26)的周面一圈的范围。起始自入口α(γ)的一圈的范围、以及起始自出口β(δ)的一圈的范围成为并未特别容易产生未形成流路部分65的部分。因此，如果至少从入口α(γ)在一圈的范围设置有第1流路51(91)，至少从出口β(δ)在一圈的范围设置有第2流路52(92)，则容易提高旋转电机11的冷却性。

但是，也可以从入口α(γ)超过一圈的范围而设置有第1流路51(91)，并从出口β(δ)超过一圈的范围而设置有第2流路52(92)。另外，如图13所示在未设置第3流路53(93)的情况下等，在产生其他情形时，可以不在整个一圈的范围设置第1流路51(91)和/或第2流路52(92)。

关于上述实施方式以及变形例所涉及的旋转电机11，内壳体21(26)具有作为第1壳体的内壳体21、作为第2壳体的内壳体26、以及连结管30。作为第1壳体的内壳体21对作为第1定子的定子22以及作为第1转子的转子23进行收容，具有制冷剂流路24。作为第2壳体的内壳体26对作为第2定子的定子27以及作为第2转子的转子28进行收容，具有制冷剂流路29。而且，连结管30无浪费地由直线将作为第1壳体的内壳体21的出口β、与作为第2壳体的内壳体26的入口γ连结。因此，内置有2个电机的旋转电机11能够保持它们的冷却性，并且紧凑地构成。另外，除此之外，旋转电机11还实现了低成本化。

关于上述实施方式以及变形例所涉及的旋转电机11，作为第2壳体的内壳体26的制冷剂流路29形成为相对于作为第1壳体的内壳体21的制冷剂流路24而旋转方向相反的螺旋状。这样，如果连结的2个制冷剂流路24、29形成为旋转方向彼此相反的螺旋状，则内置有2个电机的旋转电机11能够确保它们的冷却性，并且特别容易紧凑地构成。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式以及各变形例中说明的结构不过示出了本发明的应用例的一部分，其主旨并非限定本发明的技术范围。

例如，可以将第1电机20设为发电用电机，将第2电机25设为驱动用电机。另外，可以将第1电机20及第2电机25这两者设为驱动用电机，也可以将第1电机20及第2电机25这两者设为发电用电机。另外，旋转电机11可以为仅具有第1电机20或者第2电机25的任一者的结构。

在上述实施方式中，制冷剂流路24由设置于内管31的外周面的槽部41形成，但也可以取而代之地，在外管32的内周面设置同样的槽部而形成制冷剂流路24。另外，制冷剂流路24可以通过在内管31的外周面以及外管32的内周面这两者设置槽部而形成。制冷剂流路29也一样。

另外，在上述实施方式以及变形例中，在制冷剂流路24中，第1流路51的宽度平滑地扩大，第2流路52的宽度平滑地缩小。然而，第1流路51以及第2流路52的宽度例如也可以阶梯式地变化。在第1流路51以及第2流路52的宽度阶梯式地变化的情况下，也能够获得与上述实施方式等同样的效果。但是，优选地，第1流路51以及第2流路52的宽度如上述实施方式等那样尽量平滑地变化。制冷剂流路29也一样。

Claims (7)

1.一种旋转电机，其具有筒状的壳体，该壳体具有：流路，其供制冷剂流通；入口，其供所述制冷剂流入所述流路；以及出口，其供所述制冷剂从所述流路流出，所述流路形成为以螺旋状将所述壳体的周面环绕，其中，

所述流路具有：

第1流路，其沿着所述壳体的一个端面而形成，并且形成为从所述入口沿着所述制冷剂的流通方向而沿着所述周面的宽度扩大；

第2流路，其沿着所述壳体的另一个端面而形成，并且形成为沿着所述制冷剂的流通方向直至所述出口为止而沿着所述周面的宽度缩小；以及

在所述第1流路与所述第2流路之间宽度均匀的第3流路，

所述第3流路的宽度小于所述第1流路的最宽部分的宽度，并且小于所述第2流路的最宽部分的宽度，

所述入口及所述出口设置于在所述壳体的周向上以大于或等于90度的角度分离的位置。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

在将从所述入口直至所述出口为止使所述制冷剂产生预先规定的压力损失的均匀宽度的流路设为基准流路时，

所述第3流路的宽度与所述基准流路的宽度即基准宽度相等。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，

所述第1流路具有使得所述基准流路在所述壳体的所述一个端面的方向上扩展的形状，

所述第2流路具有使得所述基准流路在所述壳体的所述另一个端面的方向上扩展的形状。

4.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其中，

所述第1流路与所述第3流路的边界、以及所述第2流路与所述第3流路的边界，由沿着所述壳体的周向的直线形成。

5.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其中，

所述第1流路从所述入口起设置至环绕所述壳体的周面一圈的范围，

所述第2流路从所述出口起设置至环绕所述壳体的周面一圈的范围。

6.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其中，

所述壳体具有：

第1壳体，其对第1定子及第1转子进行收容，并且具有所述流路；

第2壳体，其对第2定子及第2转子进行收容，并且具有所述流路；以及

连结管，其将所述第1壳体的所述出口与所述第2壳体的所述入口以直线方式连结。

7.根据权利要求6所述的旋转电机，其中，

所述第2壳体的所述流路形成为相对于所述第1壳体的所述流路而旋转方向相反的螺旋状。