JP2023101042A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンが回転することによって発生する騒音を低減させるとともに、冷却ファンの小型化を図ることができる回転電機を得る。【解決手段】この回転電機は、ケーシング１０１と、固定子１０２と、回転子１０４と、回転子１０４に固定され、回転子１０４と一体に回転する第１冷却ファン１０７と、を備え、第１冷却ファン１０７は、主板１２４と、軸方向Ｄ１において回転子１０４とは反対側へ主板１２４から突出した板形状の翼１２５と、翼１２５の先端部に設けられた翼端部１２６とを有しており、軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、翼１２５の第１端部１２７は、翼１２５の第２端部１２８よりも径方向Ｄ２において内側に位置し、かつ、回転方向Ｄ４において翼１２５の第２端部１２８よりも前方側に位置しており、翼端部１２６は、翼１２５の厚み方向へ翼１２５から突出している。【選択図】図２

Description

本開示は、回転電機に関する。

従来、回転子の軸方向において回転子の端部に冷却ファンが固定されている回転電機が知られている。冷却ファンは、複数の翼と、環状の側板とを有している。冷却ファンが回転することによって発生する騒音を低減させるために、冷却ファンの周方向に沿った環状の側板がそれぞれの翼の先端部に固定されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５－２６８７４９号公報

しかしながら、側板は、回転軸の軸方向においてそれぞれの翼の先端部に重ねられている。これにより、回転子の軸方向において、冷却ファンが大きくなってしまうという課題があった。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却ファンが回転することによって発生する騒音を低減させるとともに、冷却ファンの小型化を図ることができる回転電機を提供するものである。

本開示に係る回転電機は、ケーシングと、ケーシングに固定された固定子と、固定子に対向して設けられ、固定子に対して回転する回転子と、回転子に固定され、回転子の軸線を中心として回転子と一体に回転する冷却ファンと、を備え、冷却ファンは、回転子の軸方向における回転子の端部に設けられた主板と、回転子の軸方向において回転子とは反対側へ主板から突出した板形状の翼と、翼の先端部に設けられた翼端部とを有しており、回転子の軸方向に沿って冷却ファンを見た場合に、翼に沿った方向における翼の一端部である第１端部は、翼に沿った方向における翼の他端部である第２端部よりも冷却ファンの径方向において内側に位置し、かつ、冷却ファンの回転方向において第２端部よりも前方側に位置しており、翼端部は、翼の厚み方向へ翼から突出している。

本開示に係る回転電機によれば、冷却ファンが回転することによって発生する騒音を低減させるとともに、冷却ファンの小型化を図ることができる。

実施の形態１に係る回転電機を示す断面図である。 図１の第１冷却ファンを示す斜視図である。 図２の第１冷却ファンを示す平面図である。 図１の回転電機の要部を示す拡大断面図である。 第１比較例の回転電機の第１冷却ファンを示す斜視図である。 図５の第１冷却ファンを示す平面図である。 第１比較例の回転電機の要部を示す断面図である。 第１比較例の回転電機における第１冷却ファンとフロント側ケーシング部との間を空気が流れる様子を示す説明図である。 第１比較例の回転電機における第１冷却ファンの周囲を空気が流れる様子を示す説明図である。 図１の第１冷却ファンとフロント側ケーシング部との間を空気が流れる様子を示す説明図である。 図１の第１冷却ファンの周囲を空気が流れる様子を示す説明図である。 第２比較例の回転電機の要部を示す断面図である。 実施の形態２に係る回転電機の要部を示す斜視図である。 実施の形態３に係る回転電機の要部を示す斜視図である。 実施の形態４に係る回転電機の第１冷却ファンを示す斜視図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る回転電機を示す断面図である。実施の形態１に係る回転電機は、駆動部１と、インバータ部２とを備えている。

駆動部１は、ケーシング１０１と、固定子１０２と、回転軸１０３と、回転子１０４と、第１軸受１０５と、第２軸受１０６と、第１冷却ファン１０７と、第２冷却ファン１０８とを備えている。

ケーシング１０１は、フロント側ケーシング部１０９と、リア側ケーシング部１１０とを有している。フロント側ケーシング部１０９およびリア側ケーシング部１１０が互いに接続されることによって、ケーシング１０１が形成されている。

固定子１０２は、ケーシング１０１の内側に配置されている。固定子１０２は、ケーシング１０１に固定されている。固定子１０２は、円筒形状に形成されている。固定子１０２は、固定子鉄心１１１と、固定子巻線１１２とを有している。

固定子巻線１１２は、固定子鉄心１１１に巻かれている。固定子巻線１１２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相を有する三相巻線となっている。

回転軸１０３は、第１軸受１０５および第２軸受１０６を介して、ケーシング１０１に回転可能に設けられている。

回転軸１０３の軸線に沿った方向を軸方向Ｄ１とする。回転軸１０３の軸線に直交する平面において回転軸１０３の軸線を中心とする円の半径に沿った方向を径方向Ｄ２とする。回転軸１０３の軸線に直交する平面において回転軸１０３の軸線を中心とする円の円周に沿った方向を周方向Ｄ３とする。軸方向Ｄ１、径方向Ｄ２および周方向Ｄ３は、回転子１０４の軸方向、径方向および周方向と一致する。また、軸方向Ｄ１、径方向Ｄ２および周方向Ｄ３は、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８のそれぞれの軸方向、径方向および周方向と一致する。

回転子１０４は、固定子１０２の内側に配置されている。回転子１０４は、回転軸１０３に固定されている。したがって、回転子１０４は、回転軸１０３とともに回転する。回転子１０４は、径方向Ｄ２において固定子１０２に対向している。

回転子１０４は、回転子鉄心１１３と、回転子巻線１１４とを有している。回転子巻線１１４は、回転子鉄心１１３に巻かれている。

第１軸受１０５および第２軸受１０６は、一対の軸受としてケーシング１０１に設けられている。第１軸受１０５および第２軸受１０６は、軸方向Ｄ１に互いに離れて配置されている。第１軸受１０５は、フロント側ケーシング部１０９に設けられている。第２軸受１０６は、リア側ケーシング部１１０に設けられている。第１軸受１０５および第２軸受１０６は、回転軸１０３を回転可能に支持している。

第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８のそれぞれは、回転子１０４の軸線を中心として回転子１０４と一体に回転する冷却ファンである。第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８のそれぞれは、回転子鉄心１１３に固定されている。第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８は、例えば、亜鉛メッキ鋼板から構成されている。

第１冷却ファン１０７は、軸方向Ｄ１における回転子鉄心１１３の一端部に固定されている。第２冷却ファン１０８は、軸方向Ｄ１における回転子鉄心１１３の他端部に固定されている。第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８のそれぞれは、回転子１０４の軸線を中心として回転子１０４と一体に回転する。第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８が回転することによって、ケーシング１０１を通過する空気の流れが発生する。

フロント側ケーシング部１０９は、軸方向Ｄ１において第１冷却ファン１０７に対向するファン対向端板部１１５と、径方向Ｄ２において第１冷却ファン１０７に対向するファン対向円筒部１１６とを有している。ファン対向端板部１１５には、複数の第１吸気口１１７が形成されている。ファン対向円筒部１１６には、複数の第１排気口１１８が形成されている。

それぞれの第１吸気口１１７は、軸方向Ｄ１にフロント側ケーシング部１０９を貫通している。複数の第１吸気口１１７は、周方向Ｄ３に間隔をおいて並べられている。それぞれの第１排気口１１８は、径方向Ｄ２にフロント側ケーシング部１０９を貫通している。複数の第１排気口１１８は、周方向Ｄ３に間隔をおいて並べられている。

第１冷却ファン１０７が回転することによって発生する空気の流れは、第１吸気口１１７を通ってケーシング１０１の内側に入り、第１排気口１１８を通ってケーシング１０１の外側に出る。第１冷却ファン１０７が回転することによって発生する空気の流れは、第１吸気口１１７から第１排気口１１８に向かう間に、回転子１０４および固定子１０２を冷却する。

リア側ケーシング部１１０は、軸方向Ｄ１において第２冷却ファン１０８に対向するファン対向端板部１１９と、径方向Ｄ２において第２冷却ファン１０８に対向するファン対向円筒部１２０とを有している。ファン対向端板部１１９には、複数の第２吸気口１２１が形成されている。ファン対向円筒部１２０には、複数の第２排気口１２２が形成されている。

それぞれの第２吸気口１２１は、軸方向Ｄ１にリア側ケーシング部１１０を貫通している。複数の第２吸気口１２１は、周方向Ｄ３に間隔をおいて並べられている。それぞれの第２排気口１２２は、径方向Ｄ２にリア側ケーシング部１１０を貫通している。複数の第２排気口１２２は、周方向Ｄ３に間隔をおいて並べられている。

第２冷却ファン１０８が回転することによって発生する空気の流れは、第２吸気口１２１を通ってケーシング１０１の内側に入り、第２排気口１２２を通ってケーシング１０１の外側に出る。第２冷却ファン１０８が回転することによって発生する空気の流れは、第２吸気口１２１から第２排気口１２２に向かう間に、回転子１０４および固定子１０２を冷却する。また、第２冷却ファン１０８が回転することによって発生する空気の流れは、第２吸気口１２１を通る前に、インバータ部２を冷却する。

回転軸１０３における軸方向Ｄ１の一端部は、フロント側ケーシング部１０９からケーシング１０１の外側に突出している。回転軸１０３における軸方向Ｄ１の一端部には、プーリ１２３が取り付けられている。プーリ１２３と図示しない内燃機関とに渡って、図示しないベルトが巻き掛けられている。プーリ１２３と内燃期間との間では、ベルトを介して、双方向にトルクが伝達される。

次に、第１冷却ファン１０７の構成について説明する。なお、第２冷却ファン１０８の構成は、第１冷却ファン１０７の構成と同様となっている。

図２は、図１の第１冷却ファン１０７を示す斜視図である。図３は、図２の第１冷却ファン１０７を示す平面図である。図４は、図１の回転電機の要部を示す拡大断面図である。図２および図３には、回転軸１０３の回転方向Ｄ４が示されている。図３には、回転軸１０３の軸線を中心とした円筒面Ｍ１が破線で示されている。回転方向Ｄ４は、第１冷却ファン１０７の回転方向と一致する。

第１冷却ファン１０７は、主板１２４と、複数の翼１２５と、複数の翼端部１２６とを有している。主板１２４は、軸方向Ｄ１における回転子１０４の端部に設けられている。主板１２４は、回転子鉄心１１３に固定されている。具体的には、主板１２４は、溶接によって回転子鉄心１１３に接合されている。

それぞれの翼１２５は、軸方向Ｄ１において回転子１０４とは反対側へ主板１２４から突出している。複数の翼１２５は、周方向Ｄ３に間隔をおいて並べて配置されている。

それぞれの翼１２５は、板形状に形成されている。軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、翼１２５に沿った方向における翼１２５の一端部を第１端部１２７とする。また、軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、翼１２５に沿った方向における翼１２５の他端部を第２端部１２８とする。

軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、それぞれの翼１２５において、第１端部１２７は、第２端部１２８よりも径方向Ｄ２において内側に位置し、かつ、回転方向Ｄ４において第２端部１２８よりも前方側に位置している。言い換えれば、軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、それぞれの翼１２５は、回転方向Ｄ４の前方側に向かうにつれて径方向Ｄ２における内側に向かうように配置されている。

翼１２５の厚み方向における翼１２５の一方の面を圧力面１２９とする。翼１２５の厚み方向における翼１２５の他方の面を負圧面１３０とする。

圧力面１２９は、径方向Ｄ２における外側を向いており、負圧面１３０は、径方向Ｄ２における内側を向いている。第１冷却ファン１０７が回転方向Ｄ４に回転することによって、圧力面１２９が空気を径方向Ｄ２の外側に向かって押す。これにより、翼１２５から径方向Ｄ２の外側に向かう空気の流れが発生する。

複数の翼端部１２６は、それぞれの翼１２５に１つずつ設けられている。翼端部１２６は、負圧面１３０に設けられている。翼端部１２６は、翼１２５の厚み方向へ翼１２５の先端部から突出している。翼１２５の先端部は、軸方向Ｄ１において、主板１２４とは反対側の翼１２５の端部である。翼端部１２６は、軸方向Ｄ１に直交する平面に沿って翼１２５の先端部から突出している。したがって、翼１２５と翼端部１２６との間の成す角は、９０度となっている。なお、翼１２５と翼端部１２６との間の成す角度は、９０度に限らず、その他の角度であってもよい。

同一の翼端部１２６において、翼端部１２６が翼１２５から突出する方向における翼端部１２６の寸法は、径方向Ｄ２の位置に関係なく均一となっている。それぞれの翼端部１２６の形状は、互いに同一となっている。

図４には、第１冷却ファン１０７が回転することによってフロント側ケーシング部１０９の外側から内側へ流れる空気の流れである流入空気流Ｆ１が示されている。また、図４には、第１冷却ファン１０７が回転することによってフロント側ケーシング部１０９の内側から外側へ流れる空気の流れである流出空気流Ｆ２が示されている。流入空気流Ｆ１によって回転子１０４が冷却され、流出空気流Ｆ２によって固定子１０２が冷却される。

軸方向Ｄ１における主板１２４から翼１２５の先端部までの寸法をＬ１とする。軸方向Ｄ１における主板１２４から翼１２５の先端部までの寸法Ｌ１は、軸方向Ｄ１における主板１２４から翼端部１２６におけるフロント側ケーシング部１０９に対向する面までの寸法と同一である。

ここで、実施の形態１に係る回転電機と比較するための比較例について説明する。図５は、第１比較例の回転電機の第１冷却ファン１０７Ａを示す斜視図である。図６は、図５の第１冷却ファン１０７Ａを示す平面図である。図７は、第１比較例の回転電機の要部を示す断面図である。図５および図６には、第１比較例の回転電機における第１冷却ファン１０７Ａの回転方向Ｄ４が示されている。図６には、回転軸１０３の軸線を中心とした円筒面Ｍ２が破線で示されている。

第１比較例の回転電機の第１冷却ファン１０７Ａは、主板１２４と、複数の翼１２５とを有している。一方、第１冷却ファン１０７Ａは、翼端部１２６を有していない。第１冷却ファン１０７Ａの主板１２４および翼１２５の構成は、実施の形態１に係る回転電機の第１冷却ファン１０７の主板１２４および翼１２５の構成と同様となっている。

図７には、第１冷却ファン１０７Ａが回転することによってフロント側ケーシング部１０９の外側から内側へ流れる空気の流れである流入空気流Ｆ３が示されている。また、図７には、第１冷却ファン１０７Ａが回転することによってフロント側ケーシング部１０９の内側から外側へ流れる空気の流れである流出空気流Ｆ４が示されている。流入空気流Ｆ３によって回転子１０４が冷却され、流出空気流Ｆ４によって固定子１０２が冷却される。

軸方向Ｄ１における主板１２４からの翼１２５の先端部までの寸法をＬ２とする。第１冷却ファン１０７Ａにおける主板１２４からの翼１２５の先端部までの寸法Ｌ２は、第１冷却ファン１０７における主板１２４からの翼１２５の先端部までの寸法Ｌ１と同一となっている。したがって、軸方向Ｄ１において、実施の形態１に係る回転電機の第１冷却ファン１０７の大きさは、第１比較例１の回転電機の第１冷却ファン１０７Ａの大きさと同一である。

図８は、第１比較例の回転電機における第１冷却ファン１０７Ａとフロント側ケーシング部１０９との間を空気が流れる様子を示す説明図である。図９は、第１比較例の回転電機における第１冷却ファン１０７Ａの周囲を空気が流れる様子を示す説明図である。図８には、図６の円筒面Ｍ２に沿った駆動部１の要部の断面が示されている。

フロント側ケーシング部１０９と翼１２５との間には、隙間１３１が形成されている。したがって、第１冷却ファン１０７Ａが回転方向Ｄ４に回転することによって、フロント側ケーシング部１０９と翼１２５との間の隙間１３１を通る空気の流れである空気流１３２が発生する。空気流１３２は、フロント側ケーシング部１０９と翼１２５との間の隙間１３１を、第１冷却ファン１０７Ａに対して回転方向Ｄ４において後方側に流れる。言い換えれば、空気流１３２は、隙間１３１を通って、回転方向Ｄ４において圧力面１２９よりも前方側の領域Ａから回転方向Ｄ４において負圧面１３０よりも後方側の領域Ｂに回り込む。空気流１３２が発生することによって、翼１２５よりも回転方向Ｄ４において後方側の領域Ｂには、翼端渦１３３が発生する。

翼端渦１３３は、径方向Ｄ２において外側に向かうにつれてより大きくなる。したがって、翼端渦１３３は、径方向Ｄ２において外側に向かうにつれて、負圧面１３０から剥離しやすくなる。負圧面１３０から剥離した翼端渦１３３は、回転方向Ｄ４において後方側に配置された他の翼１２５の圧力面１２９、フロント側ケーシング部１０９または固定子１０２に当たる。これにより、騒音が発生する。

回転方向Ｄ４において圧力面１２９よりも前方側の領域Ａの圧力と回転方向Ｄ４において負圧面１３０よりも後方側の領域Ｂの圧力との差が大きくなるにつれて、隙間１３１を通る空気流１３２が大きくなる。空気流１３２が大きくなるにつれて、翼１２５よりも回転方向Ｄ４において後方側に発生する翼端渦１３３が大きくなる。

図１０は、図１の第１冷却ファン１０７とフロント側ケーシング部１０９との間を空気が流れる様子を示す説明図である。図１１は、図１の第１冷却ファン１０７の周囲を空気が流れる様子を示す説明図である。図１０には、図３の円筒面Ｍ１に沿った駆動部１の要部の断面が示されている。

フロント側ケーシング部１０９と翼１２５および翼端部１２６との間には、隙間１３４が形成されている。したがって、第１冷却ファン１０７が回転方向Ｄ４に回転することによって、フロント側ケーシング部１０９と翼１２５および翼端部１２６との間の隙間１３４を通る空気の流れである空気流１３２が発生する。

回転方向Ｄ４において圧力面１２９よりも前方側の領域Ａから回転方向Ｄ４において負圧面１３０よりも後方側の領域Ｂに回り込む空気流１３２は、隙間１３４を通る。空気流１３２が流れる方向において、隙間１３４の長さは、隙間１３１の長さよりも大きい。したがって、実施の形態１に係る回転電機では、第１比較例の回転電機と比較して、回転方向Ｄ４において圧力面１２９よりも前方側の領域Ａから回転方向Ｄ４において負圧面１３０よりも後方側の領域Ｂに流れる空気の流路の長さが大きくなる。

実施の形態１に係る回転電機において、翼端渦１３３の大きさは、翼端部１２６とフロント側ケーシング部１０９との間の領域Ｃの圧力と回転方向Ｄ４において負圧面１３０よりも後方側の領域Ｂの圧力との差に依存する。翼端部１２６とフロント側ケーシング部１０９との間の領域Ｃの圧力と回転方向Ｄ４において負圧面１３０よりも後方側の領域Ｂの圧力との差を第１圧力差とする。回転方向Ｄ４において圧力面１２９よりも前方側の領域Ａの圧力と回転方向Ｄ４において負圧面１３０よりも後方側の領域Ｂの圧力との差を第２圧力差とする。第１圧力差は、第２圧力差よりも小さい。したがって、実施の形態１に係る回転電機では、第１比較例の回転電機と比較して、発生する翼端渦１３３が小さくなる。翼端渦１３３が小さくなることによって、発生する騒音が低減される。

軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、翼端部１２６は、第２端部１２８のみに配置されている。圧力面１２９と負圧面１３０との間の圧力差は、径方向Ｄ２の内側から外側に向かうにつれて大きくなる。これにより、径方向Ｄ２における翼１２５の内側の部分によって発生する翼端渦１３３は、径方向Ｄ２における翼１２５の外側の部分によって発生する翼端渦１３３よりも小さい。したがって、翼端部１２６が翼１２５における径方向Ｄ２の外側の部分のみに設けられている場合であっても、第１冷却ファン１０７Ｂが回転することによって発生する騒音が低減される。

図１２は、第２比較例の回転電機の要部を示す断面図である。第２比較例の回転電機では、第１冷却ファン１０７Ｂは、主板１２４と、複数の翼１２５と、環状の側板１３５とを有している。第１冷却ファン１０７Ｂの主板１２４および翼１２５の構成は、実施の形態１に係る回転電機の第１冷却ファン１０７の主板１２４および翼１２５の構成と同様となっている。

側板１３５は、周方向Ｄ３に沿ってそれぞれの翼１２５の先端部に渡って設けられている。これにより、第１冷却ファン１０７Ｂが回転することによって発生する騒音が低減されている。

側板１３５は、軸方向Ｄ１においてそれぞれの翼１２５の先端部に重ねられている。軸方向Ｄ１における主板１２４から側板１３５におけるフロント側ケーシング部１０９に対向する面までの寸法をＬ３とする。第１冷却ファン１０７Ｂにおける主板１２４から側板１３５におけるフロント側ケーシング部１０９に対向する面までの寸法Ｌ３は、第１冷却ファン１０７における主板１２４からの翼１２５の先端部までの寸法Ｌ１よりも大きくなっている。したがって、実施の形態１に係る回転電機の第１冷却ファン１０７は、第２比較例の回転電機の第１冷却ファン１０７Ｂよりも小さくなっている。

以上説明したように、実施の形態１に係る回転電機では、第１冷却ファン１０７は、主板１２４と、翼１２５と、翼端部１２６とを有している。主板１２４は、軸方向Ｄ１における回転子１０４の端部に設けられている。翼１２５は、板形状に形成され、軸方向Ｄ１において回転子１０４とは反対側へ主板１２４から突出している。翼端部１２６は、翼１２５の先端部に設けられており、翼１２５の厚み方向へ翼１２５から突出している。この構成によれば、側板１３５が軸方向Ｄ１において翼１２５の先端部に重ねられている第２比較例の回転電機と比較して、第１冷却ファン１０７の小型化を図ることができる。また、この構成によれば、第１冷却ファン１０７Ａが主板１２４および翼１２５から構成されている第１比較例の回転電機と比較して、第１冷却ファン１０７が回転することによって発生する騒音を低減させることができる。したがって、実施の形態１に係る回転電機では、第１冷却ファン１０７が回転することによって発生する騒音を低減させるとともに、第１冷却ファン１０７の小型化を図ることができる。

また、軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、翼端部１２６は、翼１２５の第２端部１２８のみに配置されている。この構成によれば、圧力面１２９と負圧面１３０との間の圧力差が最も大きくなる翼１２５の部分のみに翼端部１２６が配置される。これにより、翼端渦１３３の発生を効率的に抑制することができるとともに、第１冷却ファン１０７の形状の簡素化および第１冷却ファン１０７の軽量化を図ることができる。

また、第１冷却ファン１０７は、鋼板から構成されており、主板１２４は、回転子１０４の回転子鉄心１１３に溶接によって接合されている。この構成によれば、例えば、２００００ｒｐｍを超える回転数で第１冷却ファン１０７が回転する場合に、第１冷却ファン１０７が回転子鉄心１１３から外れることを抑制することができる。

なお、実施の形態１に係る回転電機では、翼端部１２６が負圧面１３０に設けられた構成について説明した。しかしながら、翼端部１２６は、圧力面１２９に設けられた構成であってもよい。翼端部１２６が圧力面１２９に設けられている場合であっても、回転方向Ｄ４において圧力面１２９よりも前方側の領域Ａから回転方向Ｄ４において負圧面１３０よりも後方側の領域Ｂに流れる空気の流路の長さが大きくなる。したがって、翼端部１２６が圧力面１２９に設けられている場合であっても、第１冷却ファン１０７が回転することによって発生する騒音を低減させることができる。翼端部１２６が負圧面１３０に設けられている場合は、翼端部１２６が圧力面１２９に設けられている場合と比較して、圧力面１２９の面積が大きくなる。

実施の形態２．
図１３は、実施の形態２に係る回転電機の要部を示す斜視図である。実施の形態２に係る回転電機では、軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、翼端部１２６は、翼１２５に沿った方向における翼１２５の全範囲に配置されている。

翼端部１２６が翼１２５の全範囲に配置されていることによって、回転方向Ｄ４において圧力面１２９よりも前方側の領域から負圧面１３０よりも後方側の領域に回り込む空気流１３２が整流される。したがって、翼端渦１３３の大きさが径方向Ｄ２の全域に渡って安定して小さくなる。

実施の形態２に係る回転電機におけるその他の構成は、実施の形態１に係る回転電機の構成と同様である。

以上説明したように、実施の形態２に係る回転電機では、軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、翼端部１２６は、翼１２５に沿った方向における翼１２５の全範囲に配置されている。この構成によれば、翼端渦１３３の大きさが径方向Ｄ２の全域に渡って安定して小さくなる。その結果、第１冷却ファン１０７が回転することによって発生する騒音をより確実に低減させることができる。

実施の形態３．
図１４は、実施の形態３に係る回転電機の要部を示す斜視図である。実施の形態３に係る回転電機では、翼端部１２６は、径方向Ｄ２において第１吸気口１１７よりも外側のみに配置されている。

軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、第１吸気口１１７および翼端部１２６は、互いに重ならないように配置されている。これにより、第１吸気口１１７を通過した流入空気流Ｆ１は、翼端部１２６に遮られることがなく、周方向Ｄ３に互いに隣り合う翼１２５の間の領域に進入することができる。したがって、第１冷却ファン１０７による送風性能の低下が抑制される。

実施の形態３に係る回転電機におけるその他の構成は、実施の形態１または実施の形態２に係る回転電機の構成と同様である。

以上説明したように、実施の形態３に係る回転電機では、ファン対向端板部１１５には、第１吸気口１１７が形成されており、翼端部１２６は、径方向Ｄ２において第１吸気口１１７よりも外側のみに配置されている。この構成によれば、第１冷却ファン１０７による送風性能を低下させることなく、第１冷却ファン１０７が回転することによって発生する騒音を低減させることができる。

実施の形態４．
図１５は、実施の形態４に係る回転電機の第１冷却ファンを示す斜視図である。実施の形態４に係る回転電機では、翼端部１２６が翼１２５から突出する方向における翼端部１２６の寸法は、径方向Ｄ２において内側から外側に向かうにつれて大きくなっている。

周方向Ｄ３における翼１２５の速度は、径方向Ｄ２の内側から外側に向かうにつれて大きくなる。したがって、圧力面１２９と負圧面１３０との間の圧力の差は、径方向Ｄ２の内側から外側に向かうにつれて大きくなる。これにより、フロント側ケーシング部１０９と翼１２５および翼端部１２６との間の隙間１３４を流れる空気の流れの速度は、径方向Ｄ２の内側から外側に向かうにつれて大きくなる。

翼端部１２６が翼１２５から突出する方向における翼端部１２６の寸法が径方向Ｄ２の内側から外側に向かうにつれて大きくなっていることによって、径方向Ｄ２の内側から外側に向かうにつれて翼端渦１３３が発達することが抑制される。

翼端部１２６が翼１２５から突出する方向における翼端部１２６の寸法が径方向Ｄ２の外側から内側に向かうにつれて小さくなっている。これにより、第１吸気口１１７から周方向Ｄ３に互いに隣り合う翼１２５の間における空気の流れに必要な流路面積が確保されている。その結果、第１冷却ファン１０７の送風性能が維持されている。

実施の形態４に係る回転電機におけるその他の構成は、実施の形態１、実施の形態２または実施の形態３に係る回転電機の構成と同様である。

以上説明したように、実施の形態４に係る回転電機では、翼端部１２６が翼１２５から突出する方向における翼端部１２６の寸法は、径方向Ｄ２において内側から外側に向かうにつれて大きくなっている。この構成によれば、第１冷却ファン１０７の送風性能を維持するとともに、第１冷却ファン１０７が回転することによって発生する騒音を低減させることができる。

なお、実施の形態４に係る回転電機では、実施の形態１に係る回転電機と同様に、軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、翼端部１２６は、翼１２５の第２端部１２８のみに配置されている。しかしながら、実施の形態２に係る回転電機と同様に、軸方向Ｄ１に沿って第１冷却ファン１０７を見た場合に、翼端部１２６が、翼１２５に沿った方向における翼１２５の全範囲に配置される構成であってもよい。また、実施の形態３に係る回転電機と同様に、翼端部１２６が、径方向Ｄ２において第１吸気口１１７よりも外側のみに配置されている構成であってもよい。

また、実施の形態１から実施の形態４に係る回転電機では、それぞれの翼端部１２６の形状が互いに同一となっている構成について説明した。しかしながら、翼端部１２６が翼から突出する方向における翼端部１２６の寸法、径方向Ｄ２における翼端部１２６の位置および翼１２５と翼端部１２６との間の成す角度の少なくとも１つに関して、互いに異なる複数の翼端部１２６を有する構成であってもよい。低減させる対象の騒音は、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８の回転数に対応する。したがって、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８の回転数に対応して、翼端部１２６の寸法、翼端部１２６の位置および翼１２５と翼端部１２６との間の成す角度の少なくとも１つに関して、互いに異なる複数の翼端部１２６を形成する。また、複数の翼１２５のうちの一部の翼１２５において、翼端部１２６が設けられていない構成としてもよい。この場合に、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８の回転数に対応して、複数の翼１２５のそれぞれについて翼端部１２６の有無を決定する。なお、径方向Ｄ２における翼端部１２６の位置とは、径方向Ｄ２における翼端部１２６の中心の位置である。

また、回転電機における回転子１０４の極数は、偶数となっている。したがって、回転子１０４の次数成分をずらして、回転子１０４の回転音を低減させるために、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８のそれぞれの翼１２５の数は、奇数であり、かつ、互いに素となる数となっている。また、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８において、複数の翼１２５は、周方向にばらつきを有して配置されている。言い換えれば、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８において、翼１２５の粗の部分と密の部分とが形成されている。したがって、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８には、周方向Ｄ３の位置において重量のアンバランスが発生する。内燃機関から回転電機にトルクが伝達されて、例えば、２００００ｒｐｍを超える回転数で第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８は回転する。これにより、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８における重量のアンバランスによる騒音が発生する場合がある。この場合には、第１冷却ファン１０７および第２冷却ファン１０８の重量のアンバランスを調整する必要がある。この調整として、翼端部１２６が翼１２５から突出する方向における翼端部１２６の寸法、径方向Ｄ２における翼端部１２６の位置および翼１２５と翼端部１２６との間の成す角度の少なくとも１つに関して、互いに異なる複数の翼端部１２６を形成してもよい。また、この調整として、複数の翼１２５のそれぞれについて翼端部１２６の有無を決定してもよい。

１ 駆動部、２ インバータ部、１０１ ケーシング、１０２ 固定子、１０３ 回転軸、１０４ 回転子、１０５ 第１軸受、１０６ 第２軸受、１０７ 第１冷却ファン、１０８ 第２冷却ファン、１０９ フロント側ケーシング部、１１０ リア側ケーシング部、１１１ 固定子鉄心、１１２ 固定子巻線、１１３ 回転子鉄心、１１４ 回転子巻線、１１５ ファン対向端板部、１１６ ファン対向円筒部、１１７ 第１吸気口、１１８ 第１排気口、１１９ ファン対向端板部、１２０ ファン対向円筒部、１２１ 第２吸気口、１２２ 第２排気口、１２３ プーリ、１２４ 主板、１２５ 翼、１２６ 翼端部、１２７ 第１端部、１２８ 第２端部、１２９ 圧力面、１３０ 負圧面、１３１ 隙間、１３２ 空気流、１３３ 翼端渦、１３４ 隙間。

本開示に係る回転電機は、ケーシングと、ケーシングに固定された固定子と、固定子に対向して設けられ、固定子に対して回転する回転子と、回転子に固定され、回転子の軸線を中心として回転子と一体に回転する冷却ファンと、を備え、冷却ファンは、回転子の軸方向における回転子の端部に設けられた主板と、回転子の軸方向において回転子とは反対側へ主板から突出した板形状の複数の翼と、複数の翼のそれぞれの先端部に１つずつ設けられた複数の翼端部とを有しており、複数の翼のそれぞれにおいて、回転子の軸方向に沿って冷却ファンを見た場合に、翼に沿った方向における翼の一端部である第１端部は、翼に沿った方向における翼の他端部である第２端部よりも冷却ファンの径方向において内側に位置し、かつ、冷却ファンの回転方向において第２端部よりも前方側に位置しており、複数の翼端部のそれぞれは、翼の厚み方向へ翼から突出しており、複数の翼端部のそれぞれは、翼の厚み方向を向く翼の一対の面のうちの回転子の径方向における内側を向く面である負圧面に設けられている。

Claims (6)

1. ケーシングと、
   前記ケーシングに固定された固定子と、
   前記固定子に対向して設けられ、前記固定子に対して回転する回転子と、
   前記回転子に固定され、前記回転子の軸線を中心として前記回転子と一体に回転する冷却ファンと、
   を備え、
   前記冷却ファンは、前記回転子の軸方向における前記回転子の端部に設けられた主板と、前記回転子の軸方向において前記回転子とは反対側へ前記主板から突出した板形状の翼と、前記翼の先端部に設けられた翼端部とを有しており、
   前記回転子の軸方向に沿って前記冷却ファンを見た場合に、前記翼に沿った方向における前記翼の一端部である第１端部は、前記翼に沿った方向における前記翼の他端部である第２端部よりも前記冷却ファンの径方向において内側に位置し、かつ、前記冷却ファンの回転方向において前記第２端部よりも前方側に位置しており、
   前記翼端部は、前記翼の厚み方向へ前記翼から突出している回転電機。
2. 前記回転子の軸方向に沿って前記冷却ファンを見た場合に、前記翼端部は、前記第２端部のみに配置されている請求項１に記載の回転電機。
3. 前記回転子の軸方向に沿って前記冷却ファンを見た場合に、前記翼端部は、前記翼に沿った方向における前記翼の全範囲に配置されている請求項１に記載の回転電機。
4. 前記ケーシングは、前記回転子の軸方向において前記冷却ファンに対向するファン対向端板部を有しており、
   前記ファン対向端板部には、吸気口が形成されており、
   前記翼端部は、前記冷却ファンの径方向において前記吸気口よりも外側のみに配置されている請求項１に記載の回転電機。
5. 前記翼端部が前記翼から突出する方向における前記翼端部の寸法は、前記冷却ファンの径方向において内側から外側に向かうにつれて大きくなっている請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の回転電機。
6. 前記冷却ファンは、鋼板から構成されており、
   前記主板は、前記回転子の回転子鉄心に溶接によって接合されている請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の回転電機。