(57)【要約】【課題】  コイルエンド部の径方向内側からコイルエンド部へ向けて冷媒を噴射してコイルエンド部を冷却する回転電機の冷却構造において、コイルエンド部を形成する導体間の空隙等を通過してコイルエンド部の径方向外側へ飛び出した冷媒が無駄になることや、コイルエンド部の温度が径方向において不均一になることを抑制する。【解決手段】ロータ１０或いはロータ１０と一体回転する部材に設けられ、コイルエンド部３２の径方向内側からコイルエンド部３２へ向けて冷媒を噴射する噴射孔３と、コイルエンド部３２の外周面を覆う円筒状の周壁部５１を有するカバー部材５０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のステータコアとコイルとを有するステータ、及びこのステータの径方向内側に回転可能に支持されたロータを備えた回転電機に冷媒を流通し、前記ステータコアの軸方向端部から突出する前記コイルのコイルエンド部を冷却する回転電機の冷却構造であって、
前記ロータ或いは前記ロータと一体回転する部材に設けられ、前記コイルエンド部の径方向内側から前記コイルエンド部へ向けて冷媒を噴射する噴射孔と、
前記コイルエンド部の外周面を覆う円筒状の周壁部を有するカバー部材と、
を備えた回転電機の冷却構造。
【請求項２】
前記周壁部は、前記コイルエンド部の外周面における軸方向の略全域を覆う請求項１に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項３】
前記ステータコアは、周方向に沿って所定間隔で設けられた複数のスロットを有し、前記コイルエンド部は、各スロットに挿入されたスロット導体部から軸方向に延出する軸方向導体部と、異なるスロット間を周方向につないで２つの前記軸方向導体部同士を接続する周方向導体部とを有し、
前記カバー部材は、前記ステータの径方向に沿って放射状に配置され、隣接する２つの前記軸方向導体部間の空隙である導体間空隙に挿入される複数の径方向壁部を有する請求項１又は２に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項４】
前記径方向壁部は、前記周壁部から径方向内側へ向かって突出するように、前記周壁部と一体的に形成されている請求項３に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項５】
前記カバー部材は、周方向に配列された複数の前記導体間空隙と同数の前記径方向壁部を有し、前記径方向壁部は、前記導体間空隙の全てに挿入される請求項３又は４に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項６】
前記径方向壁部は、前記ステータコアの軸方向端部に対して所定の間隔を空けて配置される請求項３から５の何れか一項に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項７】
前記カバー部材は、前記周壁部の軸方向における前記ステータコア側と反対側の端部から径方向内側に向かって延出し、前記コイルエンド部の軸方向端部を覆う端壁部を備えた請求項１から６の何れか一項に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項８】
前記周壁部は、周方向の一部に切り欠き部を有し、当該切り欠き部を介して前記カバー部材の内部と外部とが連通されている請求項１から７の何れか一項に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項９】
前記噴射孔は、前記軸方向導体部へ向けて冷媒を噴射する請求項３に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項１０】
前記コイルは、前記ステータコアに巻装可能な所定形状に予め形成された線状導体により構成されている請求項１から９の何れか一項に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項１１】
前記カバー部材は、絶縁材料で形成され、前記ステータを収容するケースと前記コイルエンド部との間の絶縁空間に配設されている請求項１から１０の何れか一項に記載の回転電機の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状のステータコアとコイルとを有するステータ、及びこのステータの径方向内側に回転可能に支持されたロータを備えた回転電機に冷媒を流通し、前記ステータコアの軸方向端部から突出する前記コイルのコイルエンド部を冷却する回転電機の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒状のステータコアとコイルとを有するステータ、及びこのステータの径方向内側に回転可能に支持されたロータを備えた回転電機におけるコイルの冷却方法として、ステータコアの軸方向端部から突出して環状に形成されるコイルのコイルエンド部に対して、径方向内側から冷媒を吹きかけ、コイルエンド部を冷却する技術が知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。特許文献１に記載の構成では、コイルエンド部に冷媒としての油を吹きかけるための噴射孔は、ロータコア内に設けられた軸方向油路と連通する状態で、ロータコアと一体回転するプレートに設けられている。そして、ロータコアを冷却した後の油が噴射孔に供給され、その油がロータの遠心力によって噴射孔からコイルエンド部に向けて噴射される。コイルエンド部に吹きかけられた油は熱交換によりコイルエンド部を冷却した後、回転電機を収容するケースの下方に戻される。
【０００３】
特許文献１のような構成では、ロータコアを冷却するための冷媒がコイルエンド部を冷却するためにも使用されるため、ロータコアを冷却した後の冷媒がなお有する冷却能力を無駄にせず、更にコイルエンド部を冷却するために用いることができる。また、ロータの遠心力を利用して噴射孔からコイルエンド部に向けて冷媒を噴射することができるため、冷媒を噴射するためだけにポンプ等を使用する必要はなく、ロータの回転に付随する遠心力を有効に利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１８２３７５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のようなコイルエンド部の径方向内側からコイルエンド部へ向けて冷媒を噴射する構成においては、冷媒の一部が、コイルエンド部を形成する導体に一度も接触することなく、或いは、コイルエンド部を形成する導体と接触した後に、コイルエンド部を形成する導体間の空隙等を通過してコイルエンド部の径方向外側へ飛び出してしまう。特に、コイルエンド部が矩形断面を有する線状導体で形成され、当該線状導体が整列配置されている場合には、一般的に、コイルエンド部を形成する導体間の空隙が広いために、コイルエンド部の径方向外側へ飛び出す冷媒の量が多くなるおそれがある。コイルエンド部の径方向外側へ飛び出した冷媒には、コイルエンド部と熱交換を全く行っていないか、或いは、コイルエンド部との熱交換を十分に行っていないため、冷却能力を未だに保有する冷媒が含まれる。しかし、特許文献１のような構成では、コイルエンド部の径方向外側へ飛び出した冷媒は、径方向外側へ飛び出さずに冷媒としての機能を果たしたその他の冷媒と同様に回転電機を収容するケースの下方に戻されるため、コイルエンド部の径方向外側へ飛び出した冷媒が無駄になるという問題があった。
さらに、上記特許文献１のようなコイルエンド部の径方向内側からコイルエンド部へ向けて冷媒を噴射する構成においては、コイルエンド部の外周面に対して冷媒を吹きかけることが難しいため、コイルエンド部の温度が径方向において不均一になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイルエンド部の径方向内側からコイルエンド部へ向けて冷媒を噴射してコイルエンド部を冷却する回転電機の冷却構造において、コイルエンド部を形成する導体間の空隙等を通過してコイルエンド部の径方向外側へ飛び出した冷媒が無駄になることや、コイルエンド部の温度が径方向において不均一になることを抑制することができる冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る、円筒状のステータコアとコイルとを有するステータ、及びこのステータの径方向内側に回転可能に支持されたロータを備えた回転電機に冷媒を流通し、前記ステータコアの軸方向端部から突出する前記コイルのコイルエンド部を冷却する回転電機の冷却構造の特徴構成は、前記ロータ或いは前記ロータと一体回転する部材に設けられ、前記コイルエンド部の径方向内側から前記コイルエンド部へ向けて冷媒を噴射する噴射孔と、前記コイルエンド部の外周面を覆う円筒状の周壁部を有するカバー部材と、を備えた点にある。
【０００８】
なお、本願では、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
【０００９】
上記の特徴構成によれば、ロータの回転に伴う遠心力を有効に利用してコイルエンド部に対して径方向内側から冷媒を噴射することができ、コイルエンド部の内周面に吹きかけられた冷媒が、コイルエンド部の内周面を中心に冷却を行う。また、コイルエンド部を形成する導体間の空隙等を通過して径方向外側に飛び出した冷媒は、カバー部材の周壁部に衝突し、カバー部材の周壁部に付着する。そして、カバー部材の周壁部に付着した冷媒は、重力や表面張力等の力を受けコイルエンド部に対して径方向外側から供給され、コイルエンド部の外周面に付着した冷媒が、コイルエンド部の外周面を中心に冷却を行う。よって、コイルエンド部を形成する導体間の空隙等を通過して径方向外側へ飛び出した冷媒を再度コイルエンド部へ戻してコイルエンド部の冷却を行わせることができ、コイルエンド部を形成する導体間の空隙等を通過してコイルエンド部の径方向外側へ飛び出した冷媒が無駄になることを抑制することができる。
さらに、コイルエンド部の内周面だけでなくコイルエンド部の外周面にも冷媒を付着させ冷却を行うことができるため、コイルエンド部の温度分布が径方向において不均一になることを抑制することができる。
【００１０】
ここで、前記周壁部は、前記コイルエンド部の外周面における軸方向の略全域を覆う構成とすると好適である。
【００１１】
この構成によれば、コイルエンド部を形成する導体間の空隙等を通過してコイルエンド部の径方向外側に飛び出した冷媒の大部分をカバー部材の周壁部に付着させることができる。よって、コイルエンド部を形成する導体間の空隙等を通過してコイルエンド部の径方向外側へ飛び出した冷媒が無駄になることを更に抑制することができる。
【００１２】
また、前記ステータコアは、周方向に沿って所定間隔で設けられた複数のスロットを有し、前記コイルエンド部は、各スロットに挿入されたスロット導体部から軸方向に延出する軸方向導体部と、異なるスロット間を周方向につないで２つの前記軸方向導体部同士を接続する周方向導体部とを有し、前記カバー部材は、前記ステータの径方向に沿って放射状に配置され、隣接する２つの前記軸方向導体部間の空隙である導体間空隙に挿入される複数の径方向壁部を有する構成とすると好適である。
【００１３】
この構成によれば、導体間空隙を通過する冷媒は、径方向壁部のステータ周方向側面と軸方向導体部との間に形成される隙間を通過する。よって、冷媒が導体間空隙を通過する際にコイルエンド部と接触して熱交換を行う割合を高めることができ、冷却性能の向上を図ることができる。
【００１４】
また、前記径方向壁部は、前記周壁部から径方向内側へ向かって突出するように、前記周壁部と一体的に形成されている構成とすると好適である。
【００１５】
この構成によれば、部品点数の増加を抑制することができる。また、カバー部材を樹脂等の鋳造部品として径方向壁部と周壁部とを容易に一体的に形成することができ、カバー部材を製造する工程を簡素なものとすることができる。
【００１６】
また、前記カバー部材は、周方向に配列された複数の前記導体間空隙と同数の前記径方向壁部を有し、前記径方向壁部は、前記導体間空隙の全てに挿入される構成とすると好適である。
【００１７】
この構成によれば、全ての導体間空隙において、径方向壁部のステータ周方向側面と軸方向導体部との間に冷媒を通過させるための隙間を形成することができる。よって、全ての導体間空隙において冷媒とコイルエンド部との間の熱交換が行われる割合を高めることができ、冷却性能を更に向上させることができる。
【００１８】
また、前記径方向壁部は、前記ステータコアの軸方向端部に対して所定の間隔を空けて配置される構成とすると好適である。
【００１９】
この構成によれば、径方向壁部が導体間空隙に挿入されていない領域では、径方向壁部が挿入されていない分だけ導体間空隙が大きく、逆に、径方向壁部が導体間空隙に挿入されている領域では導体間空隙が小さい。よって、径方向壁部が挿入されていない領域へ向かって径方向内側から冷媒を噴射する構成とすれば、当該径方向壁部が挿入されていない領域を通過してカバー部材の周壁部に到達する冷媒の割合を高めることができる。従って、コイルエンド部の径方向外側へ冷媒を積極的に導き、コイルエンド部の外周面をより確実に冷却することが可能となる。
【００２０】
また、前記カバー部材は、前記周壁部の軸方向における前記ステータコア側と反対側の端部から径方向内側に向かって延出し、前記コイルエンド部の軸方向端部を覆う端壁部を備えた構成とすると好適である。
【００２１】
この構成によれば、カバー部材やコイルエンド部との衝突によって飛散した冷媒が、周壁部の軸方向におけるステータコア側と反対側に飛び出すことを抑制できる。従って、より多くの冷媒をコイルエンド部の冷却に用いることができる。
【００２２】
また、前記周壁部は、周方向の一部に切り欠き部を有し、当該切り欠き部を介して前記カバー部材の内部と外部とが連通されている構成とすると好適である。
【００２３】
この構成によれば、カバー部材の内部に冷媒が溜まった際に、当該冷媒をカバー部材の外部に排出することができる。よって、冷媒がロータとステータとの間に形成される隙間に浸入するのを抑制することができる。
【００２４】
また、前記噴射孔は、前記軸方向導体部へ向けて冷媒を噴射する構成とすると好適である。
【００２５】
一般に、スロットから軸方向に延出する軸方向導体部は、その他のスロットから延出する軸方向導体部と周方向に重なることなく配置されている。そのため、この構成によれば、各スロットの軸方向導体部に対して略均一に冷媒を吹きかけることができ、軸方向導体部の温度がスロットによって不均一になることを抑制することができる。よって、例えば、コイルが複数の相からなる場合には、各相のコイルを略均一に冷却することができ、冷却性能の向上を図ることができる。
【００２６】
また、前記コイルは、前記ステータコアに巻装可能な所定形状に予め形成された線状導体により構成されていると好適である。
【００２７】
コイルが、ステータコアに巻装可能な所定形状に予め形成された線状導体である場合には、当該線状導体が整列配置されるために、一般的には導体間空隙が大きくなる。よって、コイルエンド部を形成する導体間の隙間を通過して径方向外側へ飛び出す冷媒の量が多くなる。この構成によれば、このような場合においても、コイルエンド部を形成する導体間の隙間等を通過してコイルエンド部の径方向外側へ飛び出した冷媒が無駄になることを抑制することができる。
【００２８】
また、前記カバー部材は、絶縁材料で形成され、前記ステータを収容するケースと前記コイルエンド部との間の絶縁空間に配設されている構成とすると好適である。
【００２９】
この構成によれば、ケースとコイルエンド部との間を絶縁するのに必要な空間にカバー部材を配置することができるため、カバー部材を配置するためだけに用いる専用のスペースを設ける必要がない。よって、回転電機を収容するケースの大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る回転電機の回転軸に沿った断面図である。
【図２】カバー部材が取り付けられた状態でのステータの斜視図である。
【図３】ステータコアの径方向断面図である。
【図４】端壁部を取り除いた断面でカバー部材を表したステータの軸方向視図である。
【図５】カバー部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る回転電機の冷却構造を採用した回転電機１の回転軸に沿った断面図である。図２は、カバー部材５０が取り付けられた状態での、回転電機１のステータ２０の斜視図である。これらの図に示されるように、本実施形態に係る回転電機１の冷却構造は、ステータコア２１の軸方向端部から突出するコイル３０のコイルエンド部３２の外周面を覆う円筒状の周壁部５１を有するカバー部材５０を備えている。そして、このカバー部材５０と、回転電機１のロータ１０に備えられた噴射孔３と、噴射孔３に油を供給する油路により回転電機１の冷却構造が構成されている。本実施形態においては、油が本発明における冷媒に相当する。なお、冷媒は油に限定されず、公知の種々の冷却液を採用することができる。以下、本実施形態に係る回転電機１の冷却構造について、回転電機１の構成、カバー部材５０の構成、及び回転電機１の冷却機構について順に詳細に説明する。なお、以下の説明では、特に断らない限り、回転電機１の回転軸心でもあるステータ２０の中心軸心を基準として、軸方向、周方向、径方向が定義されている。
【００３２】
１．回転電機の構成
図１に示されるように、回転電機１は、ステータ２０及びロータ１０を備えている。ステータ２０は、回転電機１の電機子を構成する。ステータ２０の径方向内側には、永久磁石を備えた界磁としてのロータ１０が、ステータ２０に対して相対回転可能に配置される。
【００３３】
１−１．ロータの構成
ロータ１０は、その回転軸１１が軸受６０を介してケース４に対して回転可能に保持されている。回転軸１１は、軸方向端部に他の伝動軸と連結するための連結部（図示せず）を備え、回転電機１が発生する駆動力を回転電機１の外部に出力することが可能に構成されている。この場合、回転電機１は電動機として機能する。また、回転電機１に外部から伝達される駆動力により回転電機１が発電を行うことも可能に構成されている。この場合、回転電機１は発電機として機能する。
【００３４】
ロータ１０は、ロータコア内に永久磁石（図示せず）を備えている。そして、当該永久磁石を冷却することを可能とすべく、ロータコア内に軸方向油路６が形成されている。さらに、ロータ１０は、回転軸１１の内部に回転軸内油路８を備えるとともに、回転軸内油路８と軸方向油路６とを連通する径方向油路５を備えている。そして、ケース内油路（図示せず）を介して供給される油が、回転軸内油路８、径方向油路５、及び軸方向油路６を介して、ロータ１０の軸方向端部に形成された噴射孔３に供給される。
【００３５】
本実施形態においては、噴射孔３は、ロータ１０のロータコアを軸方向両側から挟持するリテーナ１３に形成されている。すなわち、噴射孔３は、後述するステータ２０のステータコア２１の軸方向端部から突出するコイル３０のコイルエンド部３２の径方向内側に設けられるとともに、ロータ１０と一体回転するように構成されている。そして、噴射孔３に供給された油は、ロータ１０の回転によって生じる遠心力により、ステータコア２１の軸方向端部から突出するコイル３０のコイルエンド部３２へ向けて、より正確にはコイルエンド部３２の軸方向導体部３３へ向けて噴射される。そして、コイルエンド部３２に吹きかけられた油は、熱交換によりコイルエンド部３２を冷却する。なお、冷却機構についての詳細は後述する。
【００３６】
１−２．ステータの構成
ステータ２０は、締結ボルトによりケース４の内周面に固定されるステータコア２１と、ステータコア２１に巻装されるコイル３０とを備えて構成されている。なお、コイル３０は、ステータコア２１の軸方向端部から突出するコイルエンド部３２を備えている。
【００３７】
ステータコア２１は、複数枚の電磁鋼板を積層して構成されており、略円筒形状に形成されている。図３は、ステータコア２１の径方向断面図である。図１及び図３に示されるように、ステータコア２１の内周面には、その軸方向に延びる複数のスロット２２が周方向に沿って所定間隔で設けられている。各スロット２２は互いに同じ断面形状であって、所定の幅及び深さを有している。本実施形態では、ステータコア２１には、その全周で４８個のスロット２２が設けられている。
【００３８】
図１及び図２に示されるように、コイル３０は、ステータコア２１の各スロット２２に挿入される複数のスロット導体部３１と、上記コイルエンド部３２とを有している。コイル３０のコイルエンド部３２は、スロット導体部３１から軸方向に延出する軸方向導体部３３と、異なるスロット間を周方向につないで２つの軸方向導体部３３同士を接続する周方向導体部３４とを有して構成されている。なお、図２に示すステータ２０の斜視図は、コイルエンド部３２の説明のため、後述するカバー部材５０の一部を切り欠いて示した図である。
【００３９】
本実施形態においては、コイル３０は、ステータコア２１に巻装可能な所定形状に予め形成されており、図１及び図２に示されるように、ステータコア２１の各スロット２２には、コイル３０を形成する線状導体が複数本挿入される。なお、本実施形態では、各スロット２２に４本の線状導体が挿入されている。また、コイル３０を形成する線状導体は矩形断面を有している。スロット導体部３１においては、当該４本の線状導体が、スロット２２の内部において径方向に一列に並んで整列配置されている。そして、スロット導体部３１に連続して軸方向に延出し、ステータコア２１から軸方向に突出している線状導体により、コイルエンド部３２の軸方向導体部３３が構成されている。この軸方向導体部３３においては、４本の線状導体は、一列に並んだ状態を保ちながら、軸方向に略平行な状態から径方向内側に屈曲され、径方向に略平行な状態になるように整列配置されている。なお、図２より明らかなように、軸方向導体部３３は、軸方向導体部３３同士が周方向に重なることなく配置されている。本実施形態では、コイルエンド部３２を構成する線状導体の内、スロット導体部３１と周方向位置が同じ部分を軸方向導体部３３とする。そして、周方向導体部３４においては、スロット２２の内部において径方向外側に配置されている２本の線状導体が、ステータコア２１の軸方向端部から軸方向外側に所定距離離れた位置において径方向に並んで配置されるとともに、軸方向における当該位置よりステータコア２１側の位置において、スロット２２の内部において径方向内側に配置されている２本の線状導体が径方向に並んで配置されている。
【００４０】
また、本実施形態においては、回転電機１は三相交流で駆動される回転電機であり、コイル３０も三相構成（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）で形成されている。そして、隣接する２つのスロットに同じ相の線状導体が４本ずつ挿入される。図４は、説明のため端壁部５２を取り除いた断面でカバー部材５０を表したステータ２０の軸方向視図である。図２及び図４に示されるように、隣接する２つのスロット２２のそれぞれにおいて径方向外側に配置されている２本の線状導体を併せた計４本の線状導体が、ステータコア２１の軸方向端部から軸方向外側に所定距離離れた位置において径方向に並んで配置されているとともに、軸方向における当該位置よりステータコア２１側の位置において、隣接する２つのスロット２２のそれぞれにおいて径方向内側に配置されている２本の線状導体を併せた計４本の線状導体が径方向に並んで配置されている。
【００４１】
図２及び図４に示されるように、位相の異なる周方向導体部３４の一部が周方向に重なり合うように配置されている。そして、位相の異なる周方向導体部３４の間での電気的絶縁性を確保するため、位相の異なる周方向導体部３４の重なり合った部分に絶縁シート３６が介装されている。絶縁シート３６は、例えばアラミド繊維とポリエチレンテレフタラートを貼り合わせたもの等の電気的絶縁性及び耐熱性の高い材料で成形したシート等を用いることができる。
【００４２】
また、図２及び図４に示されるように、隣接する２つの軸方向導体部３３間の空隙である導体間空隙３５は、周方向に沿って所定間隔で形成され、周方向における幅が軸方向においてほぼ一様になっている。そして、この導体間空隙３５に、後述するカバー部材５０の径方向壁部５４が挿入されている。
【００４３】
２．カバー部材の構成
図５は、カバー部材５０の斜視図である。図５に示されるように、本実施形態においては、カバー部材５０は、周壁部５１、端壁部５２、及び径方向壁部５４を備えている。そして、周壁部５１、端壁部５２、及び径方向壁部５４は、例えば樹脂等の絶縁材料で一体的に形成され、図１に示されるように、ステータ２０を収容するケース４とコイルエンド部３２との間の絶縁性を確保するための絶縁空間２に配設されている。
【００４４】
周壁部５１は、図１及び図２に示されるように、コイルエンド部３２の外周面を覆う円筒状の形状を有している。ここで、コイルエンド部３２の外周面とは、本実施形態においては、コイルエンド部３２の複数の軸方向導体部３３における径方向最外周に沿った面である。また、周壁部５１は、コイルエンド部３２の軸方向高さよりも高い軸方向高さを有するように形成され、コイルエンド部３２の外周面における軸方向の略全域を覆うように配置されている。また、周壁部５１は、軸方向におけるステータコア２１側の端部が、図１に示されるように、ステータコア２１の軸方向端部と当接するように配置されている。なお、周壁部５１の軸方向におけるステータコア２１側の端部が、ステータコア２１の軸方向端部と当接しないように構成しても良い。
【００４５】
また、周壁部５１は、図２及び図５に示すように、周方向の一部に切り欠き部５３を有し、切り欠き部５３を介してカバー部材５０の内部と外部とが連通されるように構成されている。この切り欠き部５３は、カバー部材５０の内部に溜まった油を外部に排出するためのものである。切り欠き部５３は、油がロータ１０のロータコアとステータコア２１との間に形成される隙間に浸入するのを抑制することができる位置に設けることが望ましい。具体的には、切り欠き部５３の少なくとも一部が、ステータコア２１の内周面の最下部よりも下側に位置するように配置する。例えば、図１に示すように、回転電機１の使用状態において軸方向が水平になる場合には、切り欠き部５３の少なくとも一部が周壁部５１の最下部に位置するように切り欠き部５３を形成すると良い。
【００４６】
端壁部５２は、周壁部５１の軸方向におけるステータコア２１側と反対側の端部から径方向内側に向かって延出し、コイルエンド部３２の軸方向端部を覆うように形成されている。ここで、コイルエンド部３２の軸方向端部とは、コイルエンド部３２の軸方向におけるステータコア２１と反対側の端部である。また、端壁部５２は、図１に示されるように、軸方向一方側の端面がケース４の内壁と当接するように配置されている。なお、端壁部５２の軸方向一方側の端面がケース４の内壁と当接しない構成としても良い。
【００４７】
径方向壁部５４は、図５に示されるように、周壁部５１から径方向内側へ向かって突出するように、周壁部５１と一体的に形成されており、径方向に沿って放射状に配置されている。また、径方向壁部５４は、周方向に配列された複数の導体間空隙３５と同数備えられ、図２及び図４に示されるように、全ての導体間空隙３５に対して径方向外側から径方向内側に向かって挿入されている。また、径方向壁部５４は、図４に示されるように、周方向導体部３４の重なり合った部分に介装されている絶縁シート３６と接触しないように、径方向における長さが定められている。
【００４８】
さらに、径方向壁部５４は、図５に示されるように、径方向とともに軸方向にも延設されており、周壁部５１の軸方向におけるステータコア２１側の端部から所定の間隔だけ端壁部５２側に離れた位置から端壁部５２側の端部に亘って形成されている。よって、カバー部材５０を取り付けた状態においては、図１及び図２に示されるように、径方向壁部５４は、ステータコア２１の軸方向端部に対して上記の所定の間隔を空けて配置されることになる。なお、本実施形態においては、図１に示されるように、噴射孔３と径方向壁部５４との軸方向における位置関係は、噴射孔３の開口部よりも軸方向外側に、径方向壁部５４の軸方向におけるステータコア２１側の端部が位置するように、上記の所定の間隔が設定されている。
【００４９】
３．回転電機の冷却機構
上述のように、回転電機１のロータ１０は、コイルエンド部３２の径方向内側からコイルエンド部３２の軸方向導体部３３へ向けて冷媒としての油を噴射する噴射孔３を備え、当該噴射孔３に、回転軸内油路８、径方向油路５、及び軸方向油路６を介して油が供給されるように構成されている。そして、周壁部５１、端壁部５２、及び径方向壁部５４を有するカバー部材５０が、コイルエンド部３２の外周面及び軸方向端部を覆うように配置されている。これらの、噴射孔３、噴射孔３に油を供給する油路（回転軸内油路８、径方向油路５、及び軸方向油路６）、及びカバー部材５０により、回転電機に油を流通し、ステータコア２１の軸方向端部から突出するコイル３０のコイルエンド部３２を冷却する回転電機１の冷却構造が構成されている。以下、この回転電機１の冷却構造における回転電機１の冷却機構について詳細に説明する。
【００５０】
図示しないポンプが作動することによりケース内油路（図示せず）を介して回転軸内油路８に供給された油は、回転軸１１の回転によって生じる遠心力により径方向油路５を介して軸方向油路６に供給される。そして、軸方向油路６を油が流通する際における油とロータ１０のロータコアとの間の熱交換により、ロータコア内に配設された永久磁石が冷却される。この際の油の流れが、図１において実線の矢印で示されている。
【００５１】
ロータコア内の永久磁石を冷却した後の油は、リテーナ１３に形成されている噴射孔３に供給され、その油が、ロータ１０の回転に伴う遠心力によって、噴射孔３からコイルエンド部３２の軸方向導体部３３へ向けて噴射される。そして、コイルエンド部３２を形成する線状導体に付着した油が熱交換により当該線状導体を冷却する。この際、油はコイルエンド部３２の径方向内側から軸方向導体部３３へ向けて噴射されるため、コイルエンド部３２の内周面を中心に冷却が行われることになる。ここで、コイルエンド部３２の内周面とは、本実施形態においては、コイルエンド部３２の複数の軸方向導体部３３における径方向最内周に沿った面である。
【００５２】
上述のように、軸方向導体部３３は、軸方向導体部３３同士が周方向に重なることなく配置されているため、噴射孔３からコイルエンド部３２の軸方向導体部３３へ向けて油を噴射することで、各スロット２２の軸方向導体部３３に対して略均一に油が吹きかけられる。また、本実施形態では、噴射孔３から噴射された油はほとんど周方向導体部３４には吹きかけられないが、軸方向導体部３３に付着した油が重力や表面張力等の力を受け周方向導体部３４に流れた際に、周方向導体部３４の冷却が行われる。
【００５３】
また、隣接する２つの軸方向導体部３３間の空隙である導体間空隙３５が周方向に沿って所定間隔で形成されているため、噴射孔３からコイルエンド部３２の軸方向導体部３３へ向けて噴射された油の一部は、コイルエンド部３２を形成する線状導体に一度も接触することなく、或いは、コイルエンド部３２を形成する線状導体と接触した後に、導体間空隙３５を通過してコイルエンド部３２の径方向外側へ飛び出す。なお、上述のように、噴射孔３と径方向壁部５４との間の軸方向における位置関係は、噴射孔３の開口部よりも軸方向外側に、径方向壁部５４の軸方向におけるステータコア２１側の端部が位置するように設定されている。そのため、噴射孔３から導体間空隙３５へ向かう油の大部分は径方向壁部５４が挿入されていない導体間空隙３５が大きい領域を径方向外側へ向かって通過する。すなわち、本実施形態におけるカバー部材５０は、噴射孔３から噴射された油の一部を積極的にコイルエンド部３２の径方向外側へ飛び出させる構成となっている。そして、コイルエンド部３２の径方向外側へ飛び出した油は、カバー部材５０の周壁部５１に衝突し、当該周壁部５１に付着する。
【００５４】
カバー部材５０の周壁部５１に付着した油は、重力や表面張力等の力を受け、コイルエンド部３２に対して径方向外側から供給される。そして、コイルエンド部３２を形成する線状導体に付着した油が熱交換により当該線状導体を冷却する。この際における油の移動経路は、油が付着した箇所の、回転電機１の使用状態における周方向の位置や、周壁部５１に付着する油の量等に依存するが、油はコイルエンド部３２に対して径方向外側から供給されるため、コイルエンド部３２の外周面を中心に冷却が行われることになる。なお、径方向外側から供給された油は、導体間空隙３５を通過して径方向内側へ向かうが、径方向壁部５４が挿入されていない導体間空隙３５が大きい領域には径方向内側から油が飛来してくる。そのため、径方向外側から供給された油の大部分は、径方向壁部５４が挿入されている導体間空隙３５が小さい領域を通過して径方向内側へ向かうことになる。よって、本実施形態においては、油が導体間空隙３５を径方向内側へ通過する際における、油と軸方向導体部３３との間の熱交換が行われる割合が高くなるように構成されている。また、軸方向導体部３３に付着した油が重力や表面張力等の力を受け周方向導体部３４に流れた際や、周壁部５１に付着した油が直接周方向導体部３４に供給された際には、周方向導体部３４の冷却が行われる。
【００５５】
また、カバー部材５０やコイルエンド部３２との衝突によって軸方向におけるステータコア２１側と反対側に飛散した油は、カバー部材５０の端壁部５２に衝突し、当該端壁部５２に付着するため、油が周壁部５１の軸方向におけるステータコア側と反対側に飛び出すことが抑制されている。
【００５６】
噴射孔３から噴射された油は、コイルエンド部３２を冷却した後、切り欠き部５３を介してカバー部材５０の外部に排出され、図示しない油路等を通って油貯留部に蓄えられる。そして、コイルエンド部３２等の熱を奪って温められた油は、その後オイルクーラーに循環されて冷却され、再度、コイルエンド部３２を含む回転電機１を冷却するために用いられる。
【００５７】
〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態においては、噴射孔３がロータコアを軸方向両側から挟持するリテーナ１３に形成されている場合を例として説明した、しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、噴射孔３は、ロータ１０或いはロータ１０と一体回転する部材であれば何れの部材に設けられていてもよく、例えば、噴射孔３が、回転軸１１の外周面に回転軸内油路８と連通する状態で設けられている構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
【００５８】
（２）上記の実施形態においては、噴射孔３が、コイルエンド部３２の軸方向導体部３３へ向けて油を噴射するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、噴射孔３が、軸方向導体部３３と周方向導体部３４の双方、或いは周方向導体部３４のみに向けて油を噴射する構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
【００５９】
（３）上記の実施形態においては、コイル３０がステータコア２１に巻装可能な所定形状に予め形成されており、コイル３０を形成する線状導体が矩形断面を有している場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、コイル３０を形成する線状導体が、例えば円形等の矩形断面以外の断面形状を有する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、コイル３０が、ステータコア２１に巻装可能な所定形状に予め形成されていない構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６０】
（４）上記の実施形態においては、コイルエンド部３２の軸方向導体部３３は、軸方向導体部３３同士が周方向に重なることなく配置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、コイルエンド部３２の形状は、適宜変更可能である。
【００６１】
（５）上記の実施形態においては、カバー部材５０が、周壁部５１に加え、端壁部５２、及び径方向壁部５４を備え、周壁部５１、端壁部５２、及び径方向壁部５４が一体的に形成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、カバー部材５０が複数の部品を組み合わせて形成される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、カバー部材５０が、端壁部５２及び径方向壁部５４の何れか一方或いは双方を備えない構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６２】
（６）上記の実施形態においては、周壁部５１が、コイルエンド部３２の外周面における軸方向の略全域を覆うように形成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、周壁部５１が、コイルエンド部３２の外周面における軸方向の一部の領域を覆うように構成することも本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６３】
（７）上記の実施形態においては、周壁部５１が、周方向の一部に切り欠き部５３を有し、当該切り欠き部５３を介してカバー部材５０の内部と外部とが連通されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、周壁部５１が切り欠き部５３を有さない構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６４】
（８）上記の実施形態においては、カバー部材５０は、導体間空隙３５と同数の径方向壁部５４を有し、径方向壁部５４が導体間空隙３５の全てに挿入される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、回転電機１の使用状態において、ステータ２０の中心軸心より上方にある導体間空隙３５のみに径方向壁部５４が挿入される構成とすることや、導体間空隙３５の半数に径方向壁部５４が挿入される構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６５】
（９）上記の実施形態においては、カバー部材５０が取り付けられた状態において、径方向壁部５４は、ステータコア２１の軸方向端部に対して所定の間隔を空けて配置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、カバー部材５０が取り付けられた状態において、径方向壁部５４は、ステータコア２１の軸方向端部と当接する構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６６】
（１０）上記の実施形態においては、カバー部材５０が絶縁材料で形成され、ケース４とコイルエンド部３２との間の絶縁性を確保するための絶縁空間２に配設されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、カバー部材５０が絶縁材料で形成されない構成とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
【００６７】
（１１）上記の実施形態においては、回転電機１は三相交流で駆動される回転電機である場合を例として説明した、しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、回転電機１が、三相交流以外の電力により駆動される回転電機とすることも本発明の好適な実施形態の一つである。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、円筒状のステータコアとコイルとを有するステータ、及びこのステータの径方向内側に回転可能に支持されたロータを備え、ステータコアの軸方向端部から突出するコイルのコイルエンド部を冷却する必要がある公知の各種回転電機に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１：回転電機
２：絶縁空間
３：噴射孔
１０：ロータ
２０：ステータ
２１：ステータコア
２２：スロット
３０：コイル
３１：スロット導体部
３２：コイルエンド部
３３：軸方向導体部
３４：周方向導体部
３５：導体間空隙
５０：カバー部材
５１：周壁部
５２：端壁部
５３：切り欠き部
５４：径方向壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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