(57)【要約】【課題】冷媒とコイルとの接触状態を維持することで冷却効率を高めることができる固定子、および回転電機を提供する。【解決手段】回転電機１の固定子３は、固定子鉄心５と、固定子鉄心５に巻装されたコイル６と、コイル６の一部が固定子鉄心５の軸方向の両端から突出することにより、当該固定子鉄心５の両端面に周方向の全域にわたってそれぞれ形成されたコイルエンド７と、コイルエンド７の内周側に当該コイルエンド７に対向して設けられ、コイル６を冷却するための冷却油Ｗが当該コイルエンド７に沿って流れる流路を形成する内周側流路形成部材８（第１の流路形成部材）と、を備える。【選択図】図１
2014117034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に巻装されたコイルと、
前記コイルの一部が前記固定子鉄心の軸方向の両端から突出することにより、前記固定子鉄心の両端面に周方向の全域にわたってそれぞれ形成されたコイルエンドと、
前記コイルエンドの内周側に当該コイルエンドの内周面に対向して設けられ、前記コイルを冷却するための冷媒が前記コイルエンドに沿って流れる流路を形成する第１の流路形成部材と、
を備えたことを特徴とする固定子。
【請求項２】
前記第１の流路形成部材は、前記固定子を設置した状態において当該固定子の中心を通る仮想的な水平線よりも下方となる位置に、少なくとも１以上の不連続部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の固定子。
【請求項３】
前記第１の流路形成部材は、少なくとも、前記固定子を設置した状態において当該固定子の中心を通る仮想的な水平線よりも上方となる範囲で、前記コイルエンドと対向するように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の固定子。
【請求項４】
前記コイルエンドの外周側に設けられ、当該コイルエンドと対向するように周方向に延びて形成され、前記コイルを冷却する冷媒が当該コイルエンドに沿って流れる流路を形成する第２の流路形成部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の固定子。
【請求項５】
前記第２の流路形成部材は、少なくとも、前記固定子を設置した状態において当該固定子の中心を通る仮想的な水平線よりも下方となる範囲で、前記コイルエンドと対向するように形成されていることを特徴とする請求項４記載の固定子。
【請求項６】
前記コイルエンドは、前記固定子鉄心の端面から離間して形成され、
前記コイルエンドの前記固定子側の端面と前記固定子鉄心の端面との間に前記冷媒が流入することを規制することで当該冷媒が当該コイルエンドに沿って流れる流路を形成する第３の流路形成部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の固定子。
【請求項７】
前記流路形成部材として、前記コイルが複数相設けられている際に各コイル間を絶縁するための相間絶縁紙を用いることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の固定子。
【請求項８】
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に巻装されたコイルと、
前記コイルの一部が前記固定子鉄心の軸方向の両端から突出することにより、前記固定子鉄心の両端面に周方向の全域にわたってそれぞれ形成されたコイルエンドと、
前記固定子鉄心の内周側に設けられ、当該固定子鉄心と同軸となる回転子鉄心と、
前記回転子鉄心に同軸となる円板状に形成され、前記回転子鉄心の端面に取り付けられる底部、および、前記底部の外縁から前記回転子鉄心と反対側に立ち上がり、前記コイルエンドの内周側において当該コイルエンドと対向する筒部を有し、前記回転子鉄心の両端面にそれぞれ設けられた端板と、を備え、
前記端板は、前記筒部の外周面と前記コイルエンドの内周面との間に、前記コイルを冷却する冷媒が当該コイルエンドに沿って流れる流路を形成する第１の流路形成部材として機能することを特徴とする回転電機。
【請求項９】
前記コイルエンドの外周側に設けられ、当該コイルエンドと対向するように周方向に延びて形成され、前記コイルを冷却する冷媒が当該コイルエンドに沿って流れる流路を形成する第２の流路形成部材をさらに備えることを特徴とする請求項８記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固定子、および回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車に用いられる例えば駆動用モータとしての回転電機には、さらなる高トルク化・高出力化が求められている。駆動用モータを高トルク化・高出力化する場合、コイルに大電流が供給されることから、コイルの発熱量が多くなる。そのため、駆動用モータを高トルク化・高出力化する場合には、冷却効率を高めることも同時に求められる。
【０００３】
さて、駆動用モータ等の回転電機を冷却する場合、一般的に、筐体を冷却して間接的に発熱体であるコイルを冷却する方式（便宜的に間接方式と称する）と、冷媒とコイルとを直接的に接触させてコイルを冷却する方式（便宜的に直接方式と称する）とが知られている。このうち、直接方式は、冷媒により発熱源であるコイルを直接的に冷却することができるため、間接方式に比べて冷却効率が高いと考えられている。そのため、例えば特許文献１には、冷媒としてＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）を採用し、ＡＴＦがコイルに流下することでＡＴＦに熱を吸収させ、そのＡＴＦを筐体の外部に排出することで回転電機を冷却するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３５６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した直接方式の場合、冷媒がコイルと接触することで熱を吸収する構成であることから、いかに冷媒に熱を吸収させるか、換言すると、いかに冷媒とコイルとを接触させるかが冷却効率を高める上で重要な要因となる。
【０００６】
しかしながら、例えば特許文献１のような構成の場合、コイルに流下した冷媒は、重力によって下方に移動する。このとき、一般的な回転電機ではコイル（より厳密には、コイルエンド）が固定子の周方向に円環状に形成されているため、コイルに流下した冷媒は、コイルに沿った周方向ではなく、流下した位置からそのまま鉛直にしたたり落ちることがある。そして、鉛直にしたたり落ちた冷媒は、コイルエンドとの接触が少ないまま、つまり、熱の吸収量が少ないまま排出され、その結果、冷却効率が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、冷媒とコイルとの接触状態を維持することで冷却効率を高めることができる固定子、および回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の回転子によれば、固定子鉄心と、固定子鉄心に巻装されたコイルと、コイルの一部が固定子鉄心の軸方向の両端から突出することにより、当該固定子鉄心の両端面に周方向の全域にわたってそれぞれ形成されたコイルエンドと、コイルエンドの内周側に当該コイルエンドに対向して設けられ、コイルを冷却するための冷媒が当該コイルエンドに沿って流れる流路を形成する第１の流路形成部材とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の固定子を用いた回転電機の構成を概略的に示す図
【図２】第１実施形態の図１のＩＩ領域の拡大図
【図３】第１実施形態の内周側流路形成部材を設けない状態におけるＡＴＦの流れを模式的に示す図
【図４】第１実施形態の内周側流路形成部材および内周側流路形成部材を設けた状態におけるＡＴＦの流れを模式的に示す図その１
【図５】第１実施形態の内周側流路形成部材の構成、および内周側流路形成部材を設けた状態におけるＡＴＦの流れを模式的に示す図その２
【図６】第２実施形態の内周側流路形成部材およびＡＴＦの流れを模式的に示す図その１
【図７】第２実施形態の内周側流路形成部材およびＡＴＦの流れを模式的に示す図その２
【図８】第３実施形態の外周側流路形成部材を設けない状態におけるＡＴＦの流れを模式的に示す図
【図９】第３実施形態の外周側流路形成部材を設けた状態におけるＡＴＦの流れ、および、外周側流路形成部材の構成を模式的に示す図
【図１０】第３実施形態の流路形成部材の変形例を模式的に示す図
【図１１】第４実施形態のコイルエンド内の相間絶縁紙の配置を模式的に示す図
【図１２】第４実施形態の相間絶縁紙の形状を模式的に示す図
【図１３】第５実施形態の回転電機の構成を模式的に示す図
【図１４】第６実施形態の端面側流路形成部材の構成を模式的に示す図
【図１５】その他の実施形態の流路形成部材の構成を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、複数の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、複数の実施形態において共通する構成部位には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態ついて図１から図５を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態による回転電機１は、筐体２内に、固定子３および回転子４を備えている。なお、図１は回転電機１が設置された状態を示しており、以下の説明では、図１に示すように回転電機１が設置された状態において重力に沿った向きを上下として説明する。本実施形態では、回転電機１として、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に用いられる駆動用モータを想定している。
【００１１】
固定子３は、例えば珪素鋼板などを円環状に打ち抜いた鉄心材を積層して概ね円筒状に形成された固定子鉄心５と、固定子鉄心５に巻装されたコイル６と、コイル６の一部が固定子鉄心５の積層方向（図１の左右方向。以下、軸方向と称する）の両端から突出することで固定子鉄心５の両端面に周方向の全域にわたってそれぞれ形成されたコイルエンド７と、を有している。コイル６は、周知のように例えばエナメル被覆された素線やこの素線を複数本束ねたリッツ線などを巻回することで形成されており、固定子鉄心５の内周面に形成されている図示しないスロットに挿入されている。本実施形態では、後述する図１１に示すようにＵ相コイル６ａ、Ｖ相コイル６ｂおよびＷ相コイル６ｃの三相分が固定子鉄心５に巻装されている。
【００１２】
この固定子３には、固定子鉄心５の軸方向の両端に、内周側流路形成部材８（第１の流路形成部材に相当する）がそれぞれ設けられている。内周側流路形成部材８は、図１に示すようにコイルエンド７の軸方向の長さと同程度の長さを有しているとともに、図２に示すようにコイルエンド７の内周面と対向するように周方向に延びて形成されている。また、内周側流路形成部材８の下端側は、その一部が周方向に不連続となるように、後述する図４にしめす不連続部９が形成されている。この内周側流路形成部材８は、コイルエンド７に生じる熱に耐えうる耐熱性と、冷媒に対する耐腐食性と、冷媒を通過させることがない耐透過性とを少なくとも有する材料により形成されている。なお、内周側流路形成部材８のより詳細な構成については、後述する第４実施形態にて説明する。
【００１３】
回転子４は、図１に示すように、固定子３の内周側に設けられており、回転子鉄心１０と、回転子鉄心１０の軸方向の両端に回転子鉄心１０を挟むように設けられている端板１１と、回転軸となるシャフト１２とを有している。回転子鉄心１０は、例えば珪素鋼板などを円環状に打ち抜いた鉄心材を積層して概ね円筒状に形成されている。この回転子鉄心１０は、図示しない磁石挿入孔と、その磁石挿入孔に挿入された図示しない永久磁石とを有している。つまり、本実施形態では、回転電機１として、回転子鉄心１０の内部に永久磁石が埋め込まれた埋込磁石型のものを想定している。
【００１４】
シャフト１２は、回転子鉄心１０の径方向の中心部に形成されている図示しない軸孔に圧入、嵌合あるいは挿入等により固定されている。このシャフト１２は、軸方向の両端側がそれぞれベアリング１３により支持されており、回転子鉄心１０と一体で、固定子３に対して相対的に回転可能となっている。なお、シャフト１２は、例えば中空に形成されている等、図１に示すものとは異なる形状であってもよい。
【００１５】
回転電機１の筐体２は、その下部と上部とにおいて配管部材１４と接続している。この配管部材１４は、筐体２の内部に連通している。配管部材１４の途中にはポンプ１５が設けられており、このポンプ１５によって、冷媒が筐体２の内部と外部とを循環する。つまり、配管部材１４は、回転電機１を冷却するための冷媒が循環する循環経路を形成している。本実施形態では、冷媒としてＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid。以下、便宜的に冷却油Ｗと称する）を採用している。
【００１６】
冷却油Ｗは、筐体２の上部においてコイルエンド７の上方に位置する部位に設けられている図示しない供給口から矢印Ｙ０にて示すように筐体２内に供給される。なお、冷却油Ｗを供給する供給口は、１つに限らず、例えばコイルエンド７の軸方向に対応して複数設ける構成や、コイルエンド７の周方向に対応して複数設ける構成としてもよい。筐体２内に供給された冷却油Ｗは、コイルエンド７に向かって流下する。そして、流下した冷却油Ｗは、コイルエンド７と接触しつつ重力によって筐体２内を下方へ移動し、最終的には筐体２内の下部に一時的に貯留される。筐体２の下部に貯留された冷却油Ｗは、図示しない排出口から排出される。
【００１７】
このように、冷却油Ｗは、コイルエンド７と接触しつつ下方に移動することでコイルエンド７に生じる熱を吸収するとともに、熱を吸収した状態で筐体２から排出される。これにより、コイルエンド７に生じた熱が筐体２の外部に排出され、回転電機１が冷却される。なお、配管部材１４は、放熱部材や熱交換部材等からなる冷却機構１６に接続しており、排出された冷却油Ｗは、冷却機構１６によって冷却された後、再び筐体２内に供給される。
【００１８】
次に、上記した構成の作用について説明する。
コイルエンド７に流下した冷却油Ｗは、図２に示すように、コイルエンド７の状態側に接触すると、矢印Ｙ１、矢印Ｙ２および矢印Ｙ３にて示すように流れる。このとき、コイルエンド７を効率よく冷却するためには、図３に示すように、冷却油Ｗを矢印Ｙ４にて示すようにコイルエンド７に沿って流すことが望ましい。尚、図３は、コイルエンド７を軸方向から見た状態を模式的に示している。
【００１９】
さて、内周側流路形成部材８を設けない場合、冷却油Ｗは、その一部が矢印Ｙ５にて示すようにコイルエンド７から鉛直にしたたり落ちる可能性がある。そのように冷却油Ｗがしたたり落ちてしまうと、コイルエンド７との接触が少ないまま筐体２外に排出されることになるため、冷却効率が低下する。そこで、本実施形態では、コイルエンド７の内周側に、内周側流路形成部材８を設けている。
【００２０】
内周側流路形成部材８は、上記したように冷却油Ｗに対して耐透過性を有していることから、鉛直にしたたり落ちようとする冷却油Ｗに対して壁として作用する。その結果、冷却油Ｗは、図４に示すように、鉛直にしたたり落ちることなく（つまり、図３の矢印Ｙ５にて示す流れが規制され）、矢印Ｙ４にて示すようにコイルエンド７に沿って周方向に流れる。このとき、コイルエンド７の表面を流れる冷却油Ｗの流れ（図２の矢印Ｙ１、Ｙ３にて示す流れ）、および、コイルエンド７の内側を流れる冷却油Ｗの流れ（図２の矢印Ｙ２にて示す流れ）も、内周側流路形成部材８が壁となることで、その向きが周方向に変化する。つまり、内周側流路形成部材８は、冷却油Ｗがコイルエンド７に沿って周方向に流れるための流路を形成する。このように冷却油Ｗがコイルエンド７に沿って流れることにより、冷却油Ｗとコイルエンド７との接触を維持することができ、コイルエンド７に生じる熱を効率的に冷却油Ｗにて吸収することができる。
【００２１】
ところで、内周側流路形成部材８を設けたとしても、図５に示すように、冷却油Ｗの一部が矢印Ｙ６にて示すように内周側流路形成部材８のさらに内周側に進入してしまうことがある。その場合、コイルエンド７の内周面の全域を内周側流路形成部材８で覆ってしまうと、冷却油Ｗが内周側流路形成部材８の内周側に滞留してしまい、冷却効率の低下を招くおそれがある。
【００２２】
そこで、本実施形態では、固定子３を設置した状態において固定子３の中心Ｏを通る仮想的な水平線Ｌよりも下方となる位置、より厳密に言えば、内周側流路形成部材８の最下端部となる位置に、周方向に不連続となる不連続部９を形成している。これにより、内周側流路形成部材８の内周側に進入した冷却油Ｗは、矢印Ｙ７にて示すように、不連続部９を通ってコイルエンド７側に流出する。したがって、冷却油Ｗが内周側に滞留すること、換言すると、冷却油Ｗの循環が滞ることを防止している。なお、不連続部９の幅（開口の大きさ）は、冷却油Ｗの流量等に応じて適宜設定すればよい。
【００２３】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
実施形態の固定子３では、内周側流路形成部材８を設けることにより、コイルエンド７を冷却するための冷却油Ｗがコイルエンド７に沿って周方向に流れる流路を形成しているので、冷却油Ｗは、下部に貯留されるまでの間でコイルエンド７により多く接触した状態となる。これにより、コイルエンド７に生じた熱をより多く冷却油Ｗに吸収させること、換言すると、コイルエンド７に生じた熱をより多く冷却油Ｗに移動させることができる。そして、より多くの熱が冷却油Ｗとともに筐体２から排出されることにより、固定子３を効率よく冷却することができる。すなわち、固定子３の冷却効率を高めることができる。また、固定子３の冷却効率を高めることは、その固定子３を備える回転電機１の冷却効率を高めることでもあるので、回転電機１を効率よく冷却することができる。
【００２４】
内周側流路形成部材８は、少なくともコイルエンド７の長さよりも長く、且つ、コイルエンド７と固定子鉄心５との隙間を覆うように固定子鉄心５の端面まで形成されているので、図２に矢印Ｙ３にて示すように流れた冷却油Ｗは、内周側流路形成部材８まで到達すると、その流れが周方向に変化する。したがって、冷却油Ｗが矢印Ｙ３にて示すように流れた場合であっても、冷却油Ｗとコイルエンド７との接触を維持することができ、冷却油Ｗに効率よく熱を吸収させることができる。
【００２５】
内周側流路形成部材８に不連続部９を設けているので、内周側流路形成部材８の内周側まで流入した冷却油Ｗは、不連続部９を通ってコイルエンド７側に流出する。これにより、冷却油Ｗが滞留して循環が滞ることを抑制できる。そして、循環が滞らなければ筐体２内部からの熱の排出も滞りなく行われるので、冷却効率が低下することを防止できる。
【００２６】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態ついて図６および図７を参照して説明する。
第２実施形態では、第１実施形態と形状の異なる第１の流路形成部材について説明する。なお、回転電機自体の構成は第１実施形態と共通する。
【００２７】
＜その１＞
図６（ａ）に示すように、その１の内周側流路形成部材８は、水平線Ｌよりも下方となる位置に、最下端部の不連続部９に加えて、複数の不連続部１７が形成されている。このため、図６（ｂ）に示すように、矢印Ｙ６にて示すような内周側流路形成部材８の内周側まで進入した冷却油Ｗは、最下端部の不連続部９に到達するまでの間に、矢印Ｙ８にて示すように不連続部１７から流出する。そして、途中の不連続部１７から流出した冷却油Ｗは、コイルエンド７と接触しながら下方へ移動する。このため、内周側流路形成部材８の内周側まで進入した冷却油Ｗは、その流れが周方向で分散される。そして、その状態で冷却油Ｗとコイルエンド７とが接触することで、コイルエンド７は、周方向の複数箇所で冷却される。したがって、固定子３の冷却効率を高めることができる。
【００２８】
このとき、不連続部９および不連続部１７の軸方向の長さは、内周側流路形成部材８の軸方向の長さ（図２参照）と同じとしてもよい。つまり、複数の部材を周方向に並べることで内周側流路形成部材８を構成してもよい。あるいは、不連続部９についてはその長さを内周側流路形成部材８の軸方向の長さと同じに形成し、内周側流路形成部材８にスリットや溝を形成して不連続部１７を形成する構成としてもよい。すなわち、不連続部９および不連続部１７は、内周側流路形成部材８の内周側からコイルエンド７へ冷却油Ｗを通過させることができれば、任意の形状および個数とすることができる。
【００２９】
＜その２＞
図７に示すように、その２の内周側流路形成部材８は、水平線Ｌよりも下方となる部分が全て不連続となっている。つまり、その２の内周側流路形成部材８の場合、ほぼ半円となる円弧が不連続部９となっている。内周側流路形成部材８を設ける目的は、コイルエンド７の内周側から冷却油Ｗがしたたり落ちることを防止することである。その場合、冷却油Ｗは、筐体２内では重力によって移動することから、水平線Ｌよりも下方の範囲であれば、冷却油Ｗの移動先にコイルエンド７が存在することになる。また、矢印Ｙ６にて示すように内周側まで進入した冷却油Ｗが内周側流路形成部材８の両端から鉛直に移動したとしても、その移動先にはコイルエンド７が存在しているので、冷却油Ｗは、コイルエンド７に接触した後、矢印Ｙ９にて示すように流すことができる。
また、その２の場合、内周側流路形成部材８を製作する際に部材を少なくすることができるので、コストの増加を抑制することができる。
【００３０】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態ついて図８から図１０を参照して説明する。
第３実施形態では、第２の流路形成部材を設けている点において、第１実施形態と異なっている。なお、回転電機自体の構成は第１実施形態と共通する。
第１実施形態のように内周側流路形成部材８（第１の流路形成部材）を設けた場合、水平線Ｌよりも上方となるコイルエンド７の上部側においては冷却油Ｗを周方向に流すことができるものの、図８に示すように、水平線Ｌよりも下方となるコイルエンド７の下部側においては、冷却油Ｗが矢印Ｙ１０にて示すようにコイルエンド７の外周側からしたたり落ちる可能性がある。
【００３１】
そこで、本実施形態では、図９（ａ）に示すように、コイルエンド７の外周側に、外周側流路形成部材１８（第２の流路形成部材に相当する）を設けている。この外周側流路形成部材１８は、コイルエンド７の外周側に、コイルエンド７の外周面と対向するように周方向に延びて形成されている。また、外周側流路形成部材１８は、少なくとも水平線Ｌよりも下方の範囲を覆うように形成されているとともに、図９（ｂ）に示すように、コイルエンド７の軸方向の長さよりも若干長く形成されている。なお、本実施形態ではコイルエンド７の下端が筐体２内に貯留する冷却油Ｗ内に浸っているため、外周側流路形成部材１８の下端も冷却油Ｗに浸ることになる。そのため、外周側流路形成部材１８の下端は連続した形状となっている。
【００３２】
これにより、コイルエンド７に流下した冷却油Ｗは、外周側流路形成部材１８が壁となり、コイルエンド７の外周側へしたたり落ちることが防止される。その結果、冷却油Ｗは、図９（ａ）に矢印Ｙ１１にて示すように、コイルエンド７に沿って周方向に流れることになる。つまり、外周側流路形成部材１８は、コイルエンド７の下部側を流れる冷却油Ｗがコイルエンド７に沿って周方向に流れるための流路を形成している。
このように、外周側流路形成部材１８を設けて冷却油Ｗが外周側にしたたり落ちることを防止することにより、第１実施形態の効果に加えて、コイルエンド７の外周側および下部側でも冷却油Ｗとコイルエンド７との接触を維持することができ、冷却効率をさらに高めることができる。
【００３３】
なお、外周側流路形成部材１８は、第１実施形態の内周側流路形成部材８と組み合わせるのではなく、第２実施形態の内周側流路形成部材８と組み合わせてもよい。また、外周側流路形成部材１８自体を他の形状に形成してもよい。例えば、図１０に示すように、水平線Ｌよりも上方までを覆うような形状としてもよい。この場合、外周側流路形成部材１８の上端１８ａ側を、冷却油Ｗがコイルエンド７に直接流下可能となるように不連続にするとよい。なお、外周側流路形成部材１８の下端が冷却油Ｗに浸らないような構成の場合を想定して、その下端１８ｂを不連続として冷却油Ｗが下方に流出可能としてもよい。
【００３４】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態ついて図１１および図１２を参照して説明する。
第４実施形態では、流路形成部材を設けるための具体的な手法について、第１実施形態の内周側流路形成部材８を例にして説明する。
一般的なコイルエンド７は、図１１に示すように、最外周側にＵ相コイル６ａが配置され、Ｕ相コイル６ａとＶ相コイル６ｂとの間に相間絶縁紙２０が配置され、Ｖ相コイル６ｂとＷ相コイル６ｃとの間にも相間絶縁紙２０が配置されている。これにより、各相のコイル６が絶縁されている。
【００３５】
この相間絶縁紙２０は、例えば図１２に示すように、帯状に形成された２つの本体部２１と、その本体部２１間を連結する脚部２２とを有している。この脚部２２は、固定子鉄心５の軸方向の長さとほぼ等しく形成されており、固定子鉄心５に設けられているスロットに挿入される。このため、２つの本体部２１は、それぞれ回転子鉄心１０の軸方向の両端に突出して配置される。これにより、相間絶縁紙２０は、図１１に示すように本体部２１がコイル６間に配置され、各相のコイル６間（すなわち相間）を絶縁する。本実施形態では、相間絶縁紙２０として、アラミド繊維材料であるノーメックス（登録商標）を採用している。
【００３６】
次に、内周側流路形成部材８を設ける場合の固定子３の製造工程について説明する。
１）スロット絶縁工程：固定子鉄心５のスロットにスロット絶縁紙を挿入する。このスロット絶縁紙は、図１に示すように、固定子鉄心５の端面からわずかに突出しているため、最終的に形成されるコイルエンド７は、図１に示しているように、固定子鉄心５の端面から離間した状態で、径方向外側にひずんだ形状となる。
【００３７】
２）コイル６巻装工程：回転子鉄心１０にＵ相コイル６ａを巻装した後、Ｕ相−Ｖ相間を絶縁するための相間絶縁紙２０を挿入し、Ｖ相コイル６ｂを巻装する。続いて、Ｖ相−Ｗ相間を絶縁するための相間絶縁紙２０を挿入した後、Ｗ相コイル６ｃを巻装する。つまり、各相のコイル６は、固定子鉄心５の最外周側から順にＵ相、Ｖ相、Ｗ相となっており、Ｗ相コイル６ｃが最内周側に配置されている。
【００３８】
３）流路形成工程：Ｗ相コイル６ｃの内周側に、複数の相間絶縁紙２０を互いの本体部２１が重なり合うようにして配置する。このように複数の本体部２１が互いに重なり合うことによって、本体部２１がコイルエンド７の内周面に沿って周方向に連続となる。このとき、コイルエンド７の最下端の周辺には相間絶縁紙２０を配置しないことで、上記した図４に示すような不連続部９が形成される。
【００３９】
４）中間成型工程：巻装したコイル６の固定子鉄心５から突出している部位を、固定子３の全長（軸方向の長さ）を短くするために固定子鉄心５の径方向外側に向かって拡開して仮成形する。また、各相のコイル６の中性点を接続する。このとき、コイル６間に配置された相間絶縁紙２０はコイルエンド７の形状にあわせて成形する（変形させる）ものの、内周側流路形成部材８となる相間絶縁紙２０については成形しない。
【００４０】
５）最終整形工程：仮成型したコイル６を最終的に成型し、成型したコイル６を糸で縛る。ただし、内周側流路形成部材８となる相間絶縁紙２０については、糸で縛らない。つまり、内周側流路形成部材８は、図１１に示すように、コイルエンド７の内周面に対向した状態のままとする。
６）試験工程：コイル６の相間およびコイル−スロット間等の絶縁性試験等を行う。
７）含浸工程：最終成型した部位にワニス等を含浸させてコイル６の素線を固定する。
これらの工程を経て、実施形態の固定子３が製造される。
【００４１】
相間絶縁紙２０は、各相のコイル６に沿って成形される。このとき、周知のように、各相のコイル６は複数の単位コイルから形成されており、その単位コイル間には谷状の窪みが形成されている。そのため、図１１ではコイルエンド７の内部に相間絶縁紙２０が積層されているように（冷却油Ｗの壁となるように）示されているものの、相間絶縁紙２０は単位コイルに沿って成形されているため、コイルエンド７の内側には、ワニス含浸後においても、下方への冷却油Ｗの流れ（図２の矢印Ｙ２にて示す流れ）を許容する隙間が形成されている。
【００４２】
これに対して、内周側流路形成部材８は、上記したように成形されないことから、コイルエンド７の内周面と対向したまま周方向に延びている。そのため、内周側流路形成部材８は、コイルエンド７の内周側から冷却油Ｗが鉛直にしたたり落ちることを防止でき、冷却油Ｗをコイルエンド７に沿って流すことができる。
このように、内周側流路形成部材８は、相間絶縁紙２０と同一の部材により形成されている。
【００４３】
第２実施形態のような外周側流路形成部材１８を設ける場合も同様の工程で固定子３を製造することができる。具体的には、Ｕ相コイル６ａを巻装する前に、外周側流路形成部材１８となる相間絶縁紙２０を周方向に複数配置して、本体部２１がコイルエンド７の下部側の外周面と対向するようにする。そして、コイルエンド７の成形時に外周側流路形成部材１８を成形しないことで、外周側流路形成部材１８は、例えば図９（ｂ）に示すように、コイルエンド７の外周面と対向した状態のまま、周方向に延びて形成される。これにより、コイルエンド７の外周側から冷却油Ｗが鉛直にしたたり落ちることを防止でき、冷却油Ｗをコイルエンド７に沿って流すことができる。
【００４４】
なお、流路形成部材、相間絶縁紙２０そのものではなく、相間絶縁紙２０の端材を用いてもよい。周知のように帯状の絶縁紙から図１２に示すような形状に相間絶縁紙２０を打ち抜いた場合、脚部２２間に存在していた絶縁紙は廃棄されることになる。そこで、本来であれば廃棄される部位を所望の幅に切断し、それぞれを連結して帯状に形成し、コイルエンド７に沿って配置することで内周側あるいは外周側の流路形成部材としてもよい。これにより、端材を有効活用することができるとともに、流路形成部材を設ける際のコストの上昇を抑制することができる。
【００４５】
（第５実施形態）
以下、第５実施形態ついて図１３を参照して説明する。
第５実施形態では、第１の流路形成部材の構成が、第１実施形態と異なっている。
図１３に示すように、回転子４に設けられている端板１１は、回転子鉄心１０に同軸となる円板状に形成され、回転子鉄心１０の端面に取り付けられる底部１１ａと、底部１１ａの外縁から回転子鉄心１０と反対側に立ち上がり、コイルエンド７の内周側において当該コイルエンド７と対向する筒部１１ｂとを有している。この端板１１は、回転子鉄心１０の軸方向の両端面にそれぞれ設けられている。本実施形態では、その筒部１１ｂの軸方向の長さが、コイルエンド７の内周側を全て覆う程度に形成されているとともに、周方向の全域においてコイルエンド７の内周面に対向している。このため、コイルエンド７からしたたり落ちた冷却油Ｗは、端板１１が存在することによって、まず、鉛直方向への移動が規制される。
【００４６】
さて、端板１１に流下した冷却油Ｗは、端板１１が静止状態にある場合には、筒部１１ｂの表面を周方向に流れることになる。これに対して、回転電機１が運転状態にある場合には、回転子４とともに端板１１も回転することから、筒部１１ｂの表面を流れる冷却油Ｗは、端板１１が回転する際に生じる遠心力によって外部に向かって飛散する。そして、飛散した冷却油Ｗは、その先にすなわちコイルエンド７が存在することから、コイルエンド７の内周面に接触する。なお、コイルエンド７の内周面に接触した後で冷却油Ｗが再び端板１１にしたたり落ちたとしても、その冷却油Ｗは、再びコイルエンド７に向かって飛散する。このため、冷却油Ｗは、端板１１に流下したとしても、コイルエンド７に向かって飛散しつつ、あるいは、端板１１とコイルエンド７との間を往復しつつ、下方に向かってコイルエンド７に沿って流れることになる。
【００４７】
このように、本実施形態の端板１１は、筒部１１ｂの外周面とコイルエンド７の内周面との間に、冷却油Ｗがコイルエンド７に沿って流れる流路を形成する第１の流路形成部材として機能する。これにより、冷却油Ｗがコイルエンド７沿って流れる流路が形成され、冷却油Ｗとコイルエンド７とを接触させることができるので、固定子３の冷却効率を高めることができる。
【００４８】
なお、図示は省略するが、本実施形態の端板１１と、第３実施形態等に示した外周側流路形成部材１８とを組み合わせてもよい。そのような構成によれば、コイルエンド７の内周側と外周側との双方に、冷却油Ｗをコイルエンド７に沿って流すための流路が形成され、固定子３の冷却効率を高めることができる。また、図示は省略するが、本実施形態の端板１１と第１実施形態等に示した内周側流路形成部材８とを組み合わせてもよい。そのような構成によれば、内周側流路形成部材８を乗り越えて内周側に流下してしまった冷却油Ｗを、コイルエンド７に向かって移動させることができる。したがって、固定子３の冷却効率を高めることができる。もちろん、端板１１と、内周側流路形成部材８および外周側流路形成部材１８とを組み合わせてもよい。
【００４９】
（第６実施形態）
以下、第６実施形態ついて図１４を参照して説明する。
第６実施形態では、第３の流路形成部材を設けている点において、第１実施形態と異なっている。
図１４に示すように、本実施形態の固定子３には、コイルエンド７の固定子３側の端面と固定子３の端面との間の隙間に端面側流路形成部材３０（第３の流路形成部材に相当する）を有している。この端面側流路形成部材３０は、第４実施形態にて示したものと同様に相間絶縁紙２０により形成されている。この場合、端面側流路形成部材３０は、Ｕ相コイル６ａを巻装する前に固定子鉄心５に設けられる。また、端面側流路形成部材３０は、少なくとも、コイルエンド７の水平線よりも上側の冷却油Ｗが流下される位置を含む範囲で、周方向に延びて設けられている。
【００５０】
この端面側流路形成部材３０は、コイルエンドの周方向の長さよりも長く形成されていることから、コイルエンド７に流下した冷却油Ｗが、コイルエンド７の固定子鉄心５側の端面と固定子鉄心５の端面との間の隙間に進入（流入）すること、つまり、図２に矢印Ｙ３にて示す流れが規制する。このため、隙間への進入が規制された冷却油Ｗは、固定子鉄心５と反対側に流れることになる。つまり、端面側流路形成部材３０は、コイルエンド７の端面と固定子鉄心５の端面との間に冷却油Ｗが流入することを規制することで、冷却油Ｗがコイルエンド７に沿って流れる流路を形成する第３の流路形成部材として機能する。これにより、コイルエンド７に流下した冷却油Ｗは、相対的に図２に矢印Ｙ１およびＹ２にて示す流れが多くなる。すなわち、コイルエンド７に沿って流れる冷却油Ｗの量が相対的に多くなる。したがって、冷却油Ｗとコイルエンド７との接触を維持することができ、固定子３の冷却効率を高めることができる。
【００５１】
この場合、図示は省略するが、端面側流路形成部材３０と、上記した実施形態で説明した内周側および外周側の流路形成部材とを組み合わせてももちろんよい。また、外周側流路形成部材１８となる相間絶縁紙２０を周方向の全域に設けておき、水平線Ｌより上側の相間絶縁紙２０はコイルエンド７の外周面に沿わさないようにすることで、つまり、コイルエンド７の成形時に一時的に端面側流路形成部材３０となる部位を軸方向に逃がしておき、最終的にワニス処理を行うことで、端面側流路形成部材３０を形成する構成としてもよい。また、例えば図１２に示す相関絶縁紙２０において一方の本体部２１と脚部２２とを有するような形状の部材を用い、コイルエンド７を成形した後に端面側流路形成部材３０を取り付けるような構成としてもよい。
【００５２】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した各実施形態にて例示したもの限定されるものではなく、例えば次のような変形や拡張を行うことができる。
各実施形態では内周側および外周側の流路形成部材をコイルエンド７の内周面や外周面を覆う形状としたが、他の形状としてもよい。例えば図１５に示すように、内周側流路形成部材８の長さを長くして、コイルエンド７の軸方向の端面（固定子鉄心５と反対側の端面）を覆う補助部８ａを設けてもよい。このような構成とすることで、冷却油Ｗがコイルエンド７を乗り越えて内周側に進入することを防止できる。また、外周側流路形成部材１８についても同様に、コイルエンドの軸方向の端面を覆う補助部を設けてもよい。
【００５３】
流路形成部材を、コイルエンド７から若干離間した状態に設けてもよい。流路形成部材とコイルエンド７とが密着している場合、冷却油Ｗが流路形成部材をも乗り越えて内周側に進入するおそれがある。そこで、流路形成部材をコイルエンド７から若干離間した状態とすることで、冷却油Ｗが流路形成部材を乗り越えて内周側に進入することを抑制できるとともに、流路形成部材とコイルエンド７との間に空間に冷却油Ｗが流れることから、冷却油Ｗとコイルエンド７との接触を維持することができる。この場合、流路形成部材とコイルエンド７との間の空間は、冷却油Ｗが溢れることが無いように、冷却油Ｗの流量等に基づいて適宜設定すればよい。
【００５４】
相間絶縁紙２０の材料としては、第４実施形態にて示したノーメックス（登録商標）以外の材料により形成してもよい。例えば、耐熱性や耐薬品性に優れたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などを採用すること等が考えられる。
第４実施形態では流路形成部材を相間絶縁紙２０と同一の形状としたが、他の形状にしてもよい。例えば、本体部２１をさらに横長にした形状としてもよい。あるいは、帯状に形成した流路形成部材をコイルエンド７の内周側や外周側に配置してもよい。
【００５５】
回転電機１は、例えばアルミニウムや銅などの導体が設けられた誘導電動機であってもよいし、電動機ではなく発電機等であってよい。
内周側流路形成部材８を、コイルエンド７の軸方向の長さよりも長く形成してもよい。そのような構成によれば、コイルエンド７の表面を図２の矢印Ｙ２にて示すように流れる冷却油Ｗが増えたとしても、冷却油Ｗをコイルエンド７に沿って流すことができる。また、内周側流路形成部材８を、コイルエンド７の軸方向の長さよりも短く形成してもよい。この場合、鉛直にしたたり落ちる可能性はあるものの、したたり落ちる冷却油Ｗの量自体は低減させることができるので、内周側流路形成部材８を設けない場合に比べれば冷却効率を高めることができる。
冷媒は、ＡＴＦに限定されない。また、冷媒は、流体であれば、気体であってもよい。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
図面中、１は回転電機、２は筐体、３は固定子、４は回転子、５は固定子鉄心、６はコイル、７はコイルエンド、８は内周側流路形成部材（第１の流路形成部材）、９、１７は不連続部、１０は回転子鉄心、１１は端板、１１ａは底部、１１ｂは筒部、１２はシャフト、１８は外周側流路形成部材（第２の流路形成部材）、２０は相間絶縁紙、３０は端面側流路形成部材（第３の流路形成部材）、Ｌは水平線、Ｏは中心、Ｗは冷却油（冷媒）を示す。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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