(57)【要約】【課題】コイルエンドの内周部内への冷媒の流れ込みに起因するコイルエンドの冷却能力の低下を抑制することができる回転電機の固定子を提供することにある。【解決手段】筒状をなす固定子本体１１と、固定子本体１１の内周部側に設けられ、当該固定子本体１１よりも軸方向外側へ突出するコイルエンド１２ａを有するコイル１２とを備え、コイルエンド１２ａに冷媒が供給される回転電機の固定子１０であって、コイルエンド１２ａに設けられ、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への冷媒の流れ込みを遮る遮断手段を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状をなす固定子本体と、前記固定子本体の内周部側に設けられ、当該固定子本体よりも軸方向外側へ突出するコイルエンドを有するコイルとを備え、前記コイルエンドに冷媒が供給される回転電機の固定子であって、
前記コイルエンドに設けられ、前記コイルエンドの内周部内への前記冷媒の流れ込みを遮る遮断手段を有し、
前記遮断手段は、前記コイルエンドの前記内周部に塗布されたワニスである
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
請求項１に記載された回転電機の固定子であって、
前記コイルエンドは、前記内周部に設けられ、前記コイルエンドの軸方向端部に向かうに従い拡径する傾斜部を有し、
前記ワニスの塗布領域は、前記コイルエンドの軸方向にて前記傾斜部全体である
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項３】
請求項２に記載された回転電機の固定子であって、
前記傾斜部は、前記固定子本体の軸方向にて当該固定子本体の前記内周部内まで延設している
ことを特徴とする回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子として、コイルエンドに油を滴下することで除熱特性を上げているものがある。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、モータケースの内側に設けられた冷却用ジャケットと、冷却用ジャケット内に設けられ、内部空間を複数の第１仕切り部により周方向で仕切ることにより、それぞれ扇状に形成された空間部分を成す複数の上流側分岐流路とを備え、各上流側分岐流路は、ステータコイルの軸方向端面と対向し、当該上流側分岐流路と対向するステータコイルの配線部分の配線方向に対し直交する方向である径方向に冷却油を流すように構成した回転電機が記載されている。これにより、内部冷却流路内の冷媒の流れの進行にかかわらず、ステータコイル表面近くに温度境界層が発生することを抑制して、冷媒とステータコイルとの熱伝導率を高くでき、ステータコイルの冷却効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、コイルエンドと内周壁との間に隙間（コイルエンドと内周壁が密着していない）がある冷却流路の構造であるため、冷媒がコイルエンドと内周壁との間にある隙間を通って下方に流れてしまい、コイルエンドの冷却能力を低下させてしまう問題があった。
【０００６】
以上のことから、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、コイルエンドの内周部内への冷媒の流れ込みに起因するコイルエンドの冷却能力の低下を抑制することができる回転電機の固定子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決する第１の発明に係る回転電機の固定子は、筒状をなす固定子本体と、前記固定子本体の内周部側に設けられ、当該固定子本体よりも軸方向外側へ突出するコイルエンドを有するコイルとを備え、前記コイルエンドに冷媒が供給される回転電機の固定子であって、
前記コイルエンドに設けられ、前記コイルエンドの内周部内への前記冷媒の流れ込みを遮る遮断手段を有し、
前記遮断手段は、前記コイルエンドの前記内周部に塗布されたワニスである
ことを特徴とする。
【０００８】
前述した課題を解決する第２の発明に係る回転電機の固定子は、第１の発明に係る回転電機の固定子であって、
前記コイルエンドは、前記内周部に設けられ、前記コイルエンドの軸方向端部に向かうに従い拡径する傾斜部を有し、
前記ワニスの塗布領域は、前記コイルエンドの軸方向にて前記傾斜部全体であることを特徴とする。
【０００９】
前述した課題を解決する第３の発明に係る回転電機の固定子は、第２の発明に係る回転電機の固定子であって、前記傾斜部は、前記固定子本体の軸方向にて当該固定子本体の前記内周部内まで延設していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、遮断手段によりコイルエンドの内周部内への冷媒の流れ込みを遮ることができる。そのため、コイルエンドの内周部内への冷媒の流れ込みに起因するコイルエンドの冷却能力の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る回転電機の固定子の説明図である。
【図２】前記回転電機の固定子が備えるコイルエンドに滴下した冷媒の流れを説明するための図であって、図２（ａ）に前記コイルエンドを側方から見た場合を示し、図２（ｂ）に前記コイルエンドの中心軸に沿う縦断面を示す。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る回転電機の固定子の説明図である。
【図４】前記回転電機の固定子が備えるコイルエンドに滴下した冷媒の流れを説明するための図であって、図４（ａ）に前記コイルエンドを側方から見た場合を示し、図４（ｂ）に前記コイルエンドの中心軸に沿う縦断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る回転電機の固定子の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態に係る回転電機の固定子について、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）を用いて説明する。なお、図１において、コイルエンドは一部のみ図示している。回転電機の固定子における他方の端部側は、当該回転電機の固定子の一方の端部側と同じ構造となっており、図２（ｂ）において、回転電機の固定子の他方の端部側を省略している。
【００１３】
本実施形態に係る回転電機の固定子１０は、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、円筒状の固定子本体１１と、固定子本体１１の内周部１１ｃに設けられたコイル１２とを有する。コイル１２は、固定子本体１１の中心軸Ｃ１の軸方向にて固定子本体１１の端部１１ａよりも外側に突出するコイルエンド１２ａを有する。なお、コイル１２は、固定子本体１１と同軸に配置される。
【００１４】
上述した回転電機の固定子１０は、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂに設けられたカラー（筒状部材）１３をさらに備える。カラー１３は、コイルエンド内周と略同一寸法の外径を有するように形成されている。これにより、カラー１３をコイル１２の一方の端部（コイルエンド１２ａの軸方向端部１２ｅ）側から当該コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内に嵌め込むことにより、カラー１３の外周部１３ｃとコイルエンド１２ａの内周部１２ｂとが密着することから、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への冷媒の流れ込みが遮られることになる。なお、カラー１３は、固定子本体１１と同軸に配置される。カラー１３は、コイルエンド１２ａにのみ固定されることが好ましい。これは、例えば、回転電機の固定子１０に対し軸方向外側に配置されるブラケット（図示せず）とコイルエンド１２ａの両方にカラー１３が固定されると、振動などでカラー１３がずれる可能性を高めるからである。
【００１５】
カラー１３は、カラー１３の一方の端部１３ａが固定子本体１１の中心軸Ｃ１の軸方向にて、固定子本体１１の端部１１ａよりも外側に突出するように配置されることが好ましい。これにより、コイルエンド１２ａに滴下された冷媒のコイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内やカラー１３の内周部１３ｄ内への周り込み（流通）がより確実に遮られることになる。
【００１６】
カラー１３の他方の端部１３ｂが固定子本体１１の中心軸Ｃ１の軸方向にて固定子本体１１の端部１１ａよりも内側（図２（ｂ）にて右側）である内周部１１ｃ内まで差し込まれることが好ましい。これにより、コイルエンド１２ａに滴下された冷媒のコイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への流れ込みがより確実に遮られることになる。よって、コイルエンド１２ａに滴下された冷媒は、固定子本体１１の端部１１ａ近傍にて、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への流れ込みが遮られた状態で、コイルエンド１２ａを伝い上方から下方へ流れることになる。
【００１７】
カラー１３の一方の端部１３ａが固定子本体１１の中心軸Ｃ１の軸方向にて固定子本体１１の端部１１ａよりも外側へ突出して配置されると共に、コイルエンド１２ａよりも固定子本体１１の軸方向で外側（図２（ｂ）にて左側）へ突出して配置されることが好ましい。これにより、コイルエンド１２ａに滴下された冷媒は、固定子本体１１の端部１１ａ近傍にて、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への周り込み（流通）が遮られた状態で、コイルエンド１２ａを伝い上方から下方へ流れることになる。
【００１８】
カラー１３は、耐熱性や耐油性のある材質で作製されたものであることが好ましく、カラー１３として金属製のものや樹脂製のものを用いることが可能である。カラー１３として樹脂製のものが用いられる場合には、カラー１３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）製やポリフタルアミド（ＰＰＡ）製であることがより好ましい。これは、固定子本体１１内に配置される回転子２１とコイルエンド１２ａの絶縁効果が期待できるからである。
【００１９】
ここで、上述した構成の回転電機の固定子１０のコイルエンド１２ａに冷媒（油）を滴下（供給）したときの冷媒の流れについて、図２（ａ）および図２（ｂ）を用いて説明する。
【００２０】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、固定子本体１１の端部１１ａよりも外側にて、コイルエンド１２ａにおける上方側に配置される箇所に対し、上方から冷媒（油）を滴下すると、固定子本体１１の端部１１ａに沿って固定子本体１１の中心軸Ｃ１を中心として右側および左側へ流れ、コイル間の隙間を縫うように周方向へ進んで下方へ流れていくことになる。また、コイルエンド１２ａに伝わった冷媒は、回転電機の固定子１０の中心軸Ｃ１よりも上半分側では、カラー１３により、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への冷媒の流れ込みが遮られることから、当該カラー１３の外周部１３ｃに沿ってコイルエンド１２ａの内周部１２ｂ側にて下方側へ流れていくことになる。回転電機の固定子１０の中心軸Ｃ１よりも下半分側では、冷媒は、コイルエンド１２ａの外周部１２ｃ側にて下方側へ流れていき、最終的に左右方向中央の下部に集約されることになる。よって、コイルエンド１２ａに滴下された冷媒は、コイルエンド１２ａの熱を吸収しながら、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内へは流れ込まずに上方側から下方側へ流れることになる。
【００２１】
これにより、冷媒への放熱効率が最大限に高められることになる。内周部１２ｂ内への冷媒の流れ込みを遮ることができることから、コイルエンドの内周部側に隙間がある特許文献１に記載の回転電機と比べて、前記冷媒をコイルエンド１２ａの冷却に無駄なく利用することができる。
【００２２】
したがって、本実施形態に係る回転電機の固定子１０によれば、筒状をなす固定子本体１１と、固定子本体１１の内周部１１ｃ側に設けられ、固定子本体１１よりも軸方向外側へ突出するコイルエンド１２ａを有するコイル１２とを備え、コイルエンド１２ａに冷媒が供給される回転電機の固定子１０であって、コイルエンド１２ａに設けられ、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への前記冷媒の流れ込みを遮る遮断手段であるカラー１３を有することにより、カラー１３でコイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への冷媒の流れ込みを遮ることができる。そのため、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への冷媒の流れ込みに起因するコイルエンド１２ａの冷却能力の低下を抑制することができる。また、コイルエンド１２ａへ冷媒を供給するノズルを当該コイルエンド１２ａの軸方向端部にて１箇所とすることができる。
【００２３】
前記遮断手段は、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂに嵌め込まれたカラー１３であることにより、回転電機製作後にコイルエンド１２ａにカラー１３を挿入するだけで組み付けることができるので、組み付け作業による製造コスト増を抑制できる。
【００２４】
カラー１３の一方の端部１３ａは、コイルエンド１２ａの軸方向にて当該コイルエンド１２ａよりも外側に突出していることにより、コイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への冷媒の流れ込みをより確実に遮ることができる。
【００２５】
カラー１３の他方の端部１３ｂは、固定子本体１１の軸方向にて当該固定子本体１１の内周部１１ｃ内まで差し込まれていることにより、固定子本体１１の端部１１ａからコイルエンド１２ａの内周部１２ｂ内への冷媒の流れ込みをより確実に遮ることができる。
【００２６】
また、カラー１３の外周部１３ｃとコイルエンド１２ａの内周部１２ｂとの間に弾性のある物体（例えば、絶縁紙）を介在させることも可能である。これにより、カラー１３とコイルエンド１２ａがより密着することになる。
［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態に係る回転電機の固定子について、図３、図４（ａ）および図４（ｂ）を用いて説明する。なお、図３において、コイルエンドは一部のみ図示している。回転電機の固定子における他方の端部側は、当該回転電機の固定子の一方の端部側と同じ構造となっており、図４（ｂ）において、回転電機の固定子の他方の端部側を省略している。
【００２７】
本実施形態に係る回転電機の固定子１０Ａは、図３、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、円筒状の固定子本体１１と、固定子本体１１の内周部１１ｃに設けられたコイル１２Ａとを有する。コイル１２Ａは、固定子本体１１の中心軸Ｃ１の軸方向にて固定子本体１１の端部１１ａよりも外側に突出するコイルエンド１２Ａａを有する。コイルエンド１２Ａａ側の内周部１２Ａｂには傾斜部１２Ａｄが形成されている。コイルエンド１２Ａａの傾斜部１２Ａｄは、コイルエンド１２Ａａの軸方向端部１２Ａｅに向かうに従い拡径する形状を成している。コイルエンド１２Ａａの傾斜部１２Ａｄは、固定子本体１１の軸方向にて固定子本体１１の端部１１ａよりも内側（図４（ｂ）にて右側）である固定子本体１１の内周部１１ｃ内まで延設している。なお、コイル１２Ａは、固定子本体１１と同軸に配置される。
【００２８】
上述した回転電機の固定子１０Ａは、コイルエンド１２Ａａの傾斜部１２Ａｄに塗布されたワニス１５をさらに備える。ワニス１５の塗布領域は、コイルエンド１２Ａａの周方向およびその軸方向にて傾斜部１２Ａｄ全体である。すなわち、ワニス１５は、コイルエンド１２Ａａの軸方向にて、コイルエンド１２Ａａの軸方向端部１２Ａｅから固定子本体１１の端部１１ａよりも内側（図４（ｂ）にて右側）に亘り塗布される。これにより、コイルエンド１２Ａａに滴下された冷媒のコイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ内への流れ込みがより確実に遮られることになる。よって、コイルエンド１２Ａａに滴下された冷媒は、固定子本体１１の端部１１ａ近傍にて、コイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ内への流れ込みが遮られた状態で、コイルエンド１２Ａａを伝い上方から下方へ流れることになる。
【００２９】
ここで、上述した構成の回転電機の固定子１０Ａのコイルエンド１２Ａａに冷媒（油）を滴下（供給）したときの冷媒の流れについて、図４（ａ）および図４（ｂ）を用いて説明する。
【００３０】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、固定子本体１１の端部１１ａよりも外側にて、コイルエンド１２Ａａにおける上方側に配置される箇所に対し、上方から冷媒（油）を滴下すると、固定子本体１１の端部１１ａに沿って固定子本体１１の中心軸Ｃ１を中心として右側および左側へ流れ、そのまま下方へ流れていくことになる。また、コイルエンド１２Ａａに伝わった冷媒は、回転電機の固定子１０Ａの中心軸Ｃ１よりも上半分側では、ワニス１５により、コイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ内への流れ込みが遮られることから、当該ワニス１５に沿って下方側へ流れていくことになる。回転電機の固定子１０Ａの中心軸Ｃ１よりも下半分側では、冷媒は、ワニス１５（コイルエンド１２Ａａの外周部１２Ａｃ）の外側にて下方側へ流れていき、最終的に左右方向中央の下部に集約されることになる。よって、コイルエンド１２Ａａに滴下された冷媒は、コイルエンド１２Ａａの熱を吸収しながら、コイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ内へは流れずに上方側から下方側へ流れることになる。これにより、冷媒への放熱効率が最大限に高められることになる。内周部１２Ａｂ内への冷媒の流れ込みを遮ることができることから、コイルエンドの内周部側に隙間がある特許文献１に記載の回転電機と比べて、前記冷媒をコイルエンド１２Ａａの冷却に無駄なく利用することができる。
【００３１】
したがって、本実施形態に係る回転電機の固定子１０Ａによれば、筒状をなす固定子本体１１と、固定子本体１１の内周部１１ｃ側に設けられ、固定子本体１１よりも軸方向外側へ突出するコイルエンド１２Ａａを有するコイル１２Ａとを備え、コイルエンド１２Ａａに冷媒が供給される回転電機の固定子１０Ａであって、コイルエンド１２Ａａに設けられ、コイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ内への前記冷媒の流れ込みを遮る遮断手段であるワニス１５が塗布されることにより、ワニス１５でコイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ内への冷媒の流れ込みを遮ることができる。そのため、コイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ内への冷媒の流れ込みに起因するコイルエンド１２Ａａの冷却能力の低下を抑制することができる。また、コイルエンド１２Ａａへ冷媒を供給するノズルを当該コイルエンド１２Ａａの軸方向端部にて１箇所とすることができる。
【００３２】
前記遮断手段は、コイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂに塗布されたワニス１５であることにより、元々行っているワニス処理をコイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ側まで拡張しているだけであることから、作業工数の変化が少なく、製造コスト増を抑制できる。また、ワニス１５が冷媒との相性を既に確認されている場合には、ワニス１５に経年劣化が生じることがなく、長期間にわたりコイルエンド１２Ａａの冷却能力の保持することができる。コイルエンド１２Ａａの形状によらずワニス１５を塗布することができ、製造コスト増を抑制できる。
【００３３】
コイルエンド１２Ａａは、内周部１２Ａｂに設けられ、コイルエンド１２Ａａの軸方向端部１２Ａｅに向かうに従い拡径する傾斜部１２Ａｄを有し、ワニス１５の塗布領域は、コイルエンド１２Ａａの軸方向にて傾斜部１２Ａｄ全体であることにより、コイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ内への冷媒の流れ込みを傾斜部１２Ａｄ全体に塗布されたワニス１５で遮ることができる。
【００３４】
傾斜部１２Ａｄは、固定子本体１１の中心軸Ｃ１の軸方向にて当該固定子本体１１の内周部１１ｃ内まで延設していることにより、固定子本体１１の端部１１ａからコイルエンド１２Ａａの内周部１２Ａｂ内への冷媒の流れ込みを傾斜部１２Ａｄに塗布されたワニス１５でより確実に遮ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０，１０Ａ  回転電機の固定子
１１            固定子本体
１１ａ            端部
１１ｃ            内周部
１２，１２Ａ    コイル
１２ａ，１２Ａａ  コイルエンド
１２ｂ，１２Ａｂ  内周部
１２ｃ，１２Ａｃ  外周部
１２Ａｄ            傾斜部
１２ｅ，１２Ａｅ    軸方向端部
１３            カラー（筒状部材）
１３ａ            端部（一方の端部）
１３ｂ            端部（他方の端部）
１３ｃ            外周部
１３ｄ            内周部
１５            ワニス
２１          回転子
【図１】
2020114179.tif 000003
【図２】
2020114179.tif 000004
【図３】
2020114179.tif 000005
【図４】
2020114179.tif 000006