(57)【要約】【課題】スロット内の導体の占積率を高めることができ、且つ良好な放熱性を得ることができる固定子及びその固定子を備えた回転電機並びにその固定子の製造方法を提供する。【解決手段】固定子１２は、周方向に配列された複数のスロット１２ｂを有する固定子コア１２ａと、スロット１２ｂごとに収容された矩形断面の導体１８が電気的に接続されることにより固定子コア１２ａに巻装された固定子巻線１２ｄと、スロット１２ｂに充填されてスロット１２ｂ内に収容された導体１８を固定する固着材２１と、を備えている。スロット１２ｂには、固着材２１、導体１８、絶縁紙２６などにより周囲を区画され、冷媒が流通可能な空隙部２２，２３が設けられている。【選択図】図５
2014197962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に配列された複数のスロット（１２ｂ）を有する固定子コア（１２ａ）と、前記スロットごとに収容された矩形断面の導体（１８）が電気的に接続されることにより前記固定子コアに巻装された固定子巻線（１２ｄ）と、前記スロットに充填されて前記スロット内に収容された前記導体を固定する固着材（２１）と、を備えた固定子において、
前記スロットには、前記固着材及び前記スロットに収容された他の部材（１８，２６）により周囲を区画され、冷媒が流通可能な空隙部（２２，２３）が設けられていることを特徴とする固定子。
【請求項２】
前記空隙部は、前記スロット内に所定の前記導体を収容するとともに、前記スロット内の所定位置にスペーサ（２４，２５）を配置し、前記スロット内に充填された前記固着材で前記導体及び前記スペーサを固定した後、前記スロットから前記スペーサを抜き取ることにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
前記スペーサは、前記固着材との密着性における親和性が低い樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の固定子。
【請求項４】
前記スペーサは、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂、ＬＣＰ、ガラスフィラーにより強化された樹脂のうちから選択された樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の固定子。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の固定子（１２）と、前記固定子と径方向に対向して回転可能に配置された回転子（１３）と、前記固定子に液体冷媒を供給する冷媒供給手段（４０）と、を備えていることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
前記空隙部は、前記スロットの径方向内方側に設けられた軸方向に貫通する貫通孔により形成され、前記スロットの径方向内方側に形成された開口部（１２ｃ）は、前記開口部と前記空隙部との間に位置する前記固着材で閉塞されていることを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記空隙部の周方向幅（Ｗ１）は、前記導体のスロット収容部（１９）の周方向幅（Ｔｈ）よりも大きくされていることを特徴とする請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
請求項１〜４の何れか一項に記載の固定子の製造方法であって、
前記スロット内に複数本の矩形断面の前記導体が径方向に積層されるように前記固定子コアに前記固定子巻線を巻装する巻装工程（Ｓ１）と、
前記スロットの所定位置にスペーサ（２４，２５）を挿入配置するスペーサ配置工程（Ｓ２）と、
前記スロット内の隙間に前記固着材を充填して前記スロット内に収容された前記導体を固定する導体固定工程（Ｓ３）と、
前記スロット内に挿入配置された前記スペーサを前記固着材から抜き取って前記スペーサの抜け跡に空隙部（２２，２３）を形成する空隙部形成工程（Ｓ４）と、
を有することを特徴とする固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されて電動機や発電機として用いられる回転電機の固定子及びその固定子を備えた回転電機並びにその固定子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の固定子として、周方向に配列された複数のスロットを有する固定子コアと、前記スロットごとに収容された導体が電気的に接続されることにより固定子コアに巻装された固定子巻線と、を備えたものが知られている。そして、例えば特許文献１には、矩形断面の導体（角線）を用いて形成された固定子巻線が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２６８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、回転電機の駆動時には、固定子巻線に電流が流れるので、固定子巻線の導体は、その電気抵抗に基づいて発熱し温度が上昇する。このとき、上記特許文献１のように、固定子巻線が角線で形成されている場合には、スロット内の導体の占積率を高めることができるため、固定子巻線が円形断面の導体（丸線）を用いて形成されている場合に比べて、抵抗が小さくなり銅損が低くなるので発熱を抑えることができる。しかし、その反面、スロット内で導体を隙間無く整列させているため、空気や冷却油などの冷媒の通りが悪く、放熱性が悪いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スロット内の導体の占積率を高めることができ、且つ良好な放熱性を得ることができる固定子及びその固定子を備えた回転電機並びにその固定子の製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、周方向に配列された複数のスロット（１２ｂ）を有する固定子コア（１２ａ）と、前記スロットごとに収容された矩形断面の導体（１８）が電気的に接続されることにより前記固定子コアに巻装された固定子巻線（１２ｄ）と、前記スロットに充填されて前記スロット内に収容された前記導体を固定する固着材（２１）と、を備えた固定子において、前記スロットには、前記固着材及び前記スロットに収容された他の部材（１８，２６）により周囲を区画され、冷媒が流通可能な空隙部（２２，２３）が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、スロットには、固着材及びスロットに収容された他の部材により周囲を区画され、冷媒が流通可能な空隙部が設けられているので、空気や冷却油などの冷媒がスロット内を流通し易くなり、放熱性が向上する。また、固定子巻線が矩形断面の導体で形成されているので、スロット内の導体の占積率を高めることができる。これにより、良好な占積率と放熱性とを両立させることができる。
【０００８】
第２の発明は、回転電機において、請求項１〜５の何れか一項に記載の固定子（１２）と、前記固定子と径方向に対向して回転可能に配置された回転子（１３）と、前記固定子に液体冷媒を供給する冷媒供給手段（４０）と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、固定子コアのスロットに冷媒が流通可能な空隙部が設けられているので、冷媒供給手段により固定子に対して供給された液体冷媒が、スロットに設けられた空隙部を流通する。これにより、良好な放熱性を得ることができる。また、固定子巻線が矩形断面の導体で形成されているので、スロット内の導体の占積率を高めることができる。そのため、スロット内の導体の占積率を高めることができ、且つ良好な放熱性を得ることができる固定子を備えた回転電機を実現することができる。
【００１０】
第３の発明は、固定子の製造方法であって、前記スロット内に複数本の矩形断面の前記導体が径方向に積層されるように前記固定子コアに前記固定子巻線を巻装する巻装工程（Ｓ１）と、前記スロットの所定位置にスペーサ（２４，２５）を挿入配置するスペーサ配置工程（Ｓ２）と、前記スロット内の隙間に前記固着材を充填して前記スロット内に収容された前記導体を固定する導体固定工程（Ｓ３）と、前記スロット内に挿入配置された前記スペーサを前記固着材から抜き取って前記スペーサの抜け跡に空隙部（２２，２３）を形成する空隙部形成工程（Ｓ４）と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この製造方法によれば、巻装工程と、スペーサ配置工程と、導体固定工程と、空隙部形成工程とを順に行うようにしているので、スロット内の導体の占積率を高めることができ、且つ良好な放熱性を得ることができる固定子を簡単且つ容易に製造することができる。
【００１２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係る回転電機を模式的に示す軸方向断面図である。
【図２】実施形態１に係る固定子コア及び回転子の平面図である。
【図３】実施形態１に係る固定子巻線を構成する導体の斜視図である。
【図４】実施形態１に係る固定子巻線を構成する導体の断面図であって図３のIV−IV線矢視断面図である。
【図５】実施形態１に係る固定子の一部を示す部分平面図である。
【図６】実施形態１に係る固定子の製造方法のフローチャートである。
【図７】実施形態１の固定子の製造方法における巻装工程を示す説明図である。
【図８】実施形態１の固定子の製造方法におけるスペーサ配置工程を示す説明図である。
【図９】実施形態１の固定子の製造方法において用いられるスペーサの斜視図である。
【図１０】実施形態１の固定子の製造方法における導体固定工程を示す説明図である。
【図１１】実施形態２に係る固定子の一部を示す部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、特に明示しない限り、「接続」という場合には電気的に接続することを意味する。また、各図は、発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。
【００１５】
〔実施形態１〕
図１に示す回転電機１０は、インナロータ型電動発電機の一例であって、ケース部材１１、固定子１２、回転子１３、回転軸２０、電力変換装置３０、冷媒供給手段４０などを備えている。回転電機１０と電力変換装置３０は、入出力線１７等で接続されている。回転電機１０のケース部材１１と電力変換装置３０のケース部材（図示せず）とは、個別に形成されて固定手段で固定されるか、一体に形成される。前者の固定手段は、例えばボルト・ナット、雄ねじ・雌ねじ、貫通穴・割ピン、溶接などの接合、端片のかしめなどが該当する。これらのうちで二以上の手段を適宜に選択して組み合わせて固定してもよい。なお、入出力線１７は、後述する導体１８を延伸させたものであってもよい。
【００１６】
回転軸２０は、軸受け１５（ベアリングなど）を介してケース部材１１に回転可能に支持されている。回転軸２０は、回転子１３の中心部に上記固定手段によって固定されるか、あるいは一体に形成される。いずれの構成にせよ、回転軸２０と回転子１３は、協働して回転する。図２に示すように、回転子１３の外周面の磁極位置には、周方向に沿って極性が交互となるように永久磁石１６が埋設されている。本実施形態では、磁極数が８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）の回転子１３が採用されている。
【００１７】
固定子１２は、回転子１３の外周側に径方向に対向して配置される円環状の固定子コア１２ａと、固定子コア１２ａに巻装された固定子巻線１２ｄとを備えている（図１参照）。この固定子１２は、固定子コア１２ａの内周面が回転子１３の外周面と対面するようにして、上記固定手段によってケース部材１１に固定されている。
【００１８】
固定子コア１２ａは、軸方向に貫通し、内周面に沿って周方向に配列された複数のスロット１２ｂを有する。スロット１２ｂは、固定子コア１２ａの内周面に開口し、深さ方向が固定子コア１２ａの径方向と一致するように形成されている。スロット１２ｂの周方向の配置間隔は任意であるが、磁束の流れを均一化してトルクを増加させる点で等間隔に配置するのがよい。隣り合うスロット１２ｂの相互間には、ティース１２ｅが形成されている。
【００１９】
図２に示すスロット１２ｂは、スロット倍数Ｓ（Ｓは正の整数）を２とし、回転子１３の磁極数Ｍｎ（Ｍｎは正の整数）を８極とし、相数ｐ（ｐは正の整数）を３相とする例を示す。この例におけるスロット１２ｂの数（スロット数Ｓｎ）は、Ｓｎ＝Ｓ×Ｍｎ×ｐ＝２×８×３＝４８になる。
【００２０】
スロット１２ｂには、固定子巻線１２ｄを構成する導体１８が収容されている。例えば図５に示すように、一つのスロット１２ｂに複数本（本例では４本）の導体１８が径方向１列に積層・整列して収容される。固定子コア１２ａのスロット１２ｂ端面から軸方向に突出する導体１８の部位はターン部１４となる（図３参照）。ターン部１４の全体をコイルエンド部とも称する。ターン部１４の一部は、リード線として図１に示すように延伸し、電力変換装置３０に接続される。
【００２１】
導体１８は、図３に示すように、Ｕ字状に形成され、ターン部１４、スロット収容部１９、端部１４ａなどを有する。ターン部１４には、複数段の階段形状からなる階段状部位１４ｓが形成されている。階段状部位１４ｓの１段の高さＨは、任意に設定してよい。当該高さＨは導体１８の高さ（すなわち厚みＴｈ）と概ね等しくすると、径方向に導体１８どうしを積み重ね易くなる。階段状部位１４ｓの段数は任意に設定してよく、例えばスロット収容部１９相互間の幅に応じた段数を設定してよい。
【００２２】
階段状部位１４ｓの中央部には、導体１８を径方向にずらすためにクランク状に曲げられるクランク部位１４ｃが形成されている。クランク部位１４ｃは、固定子コア１２ａの端面からの突出高さが最も高くなる。径方向にずらす量は任意に設定してよい。導体１８の幅Ｗｄと概ね等しくすると、径方向に複数の導体１８をずらし易くなる。なお、導体１８は、階段状の形状を有さず、クランク状に曲げられたクランク部位１４ｃだけを持つものであってもよい。
【００２３】
一部の導体１８の端部１４ａには、二点鎖線で示すようなターミナルＴが備えられる。端部１４ａの相互間や、端部１４ａとターミナルＴとの間における接続は、例えばハンダ付けや溶接等による接合が好ましい。溶接には、融接（例えばガス溶接，アーク溶接，エレクトロスラグ溶接，電子ビーム溶接，レーザービーム溶接等）、圧接（抵抗溶接や鍛接等）を含む。
【００２４】
図４には、図３のIＶ−IＶ線で切断した導体１８の断面を示す。導体１８のうちでターン部１４とスロット収容部１９は、絶縁を確保するため、導電性の金属部材１８ｍ（例えば銅線等）に絶縁皮膜１８ｒ（例えば樹脂等）が被覆されている。これに対して、導体１８の端部１４ａは接続を行うために金属部材１８ｍが露出し、絶縁皮膜で被覆されていない。
【００２５】
このような導体１８は、図５に示すように、一連の各スロット１２ｂ内に予め定められた配置順序に従って順次挿入して収容され、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相毎に積層される。そして、Ｙ（スター）結線、Δ（デルタ）結線、Ｙ−Δ混成結線のいずれかが形成されるように、端部１４ａの相互間や、端部１４ａとターミナルＴとが接続されて固定子コア１２ａに卷回された固定子巻線１２ｄが形成される。
【００２６】
図５に示すように、任意の一のスロット１２ｂを除く他の全てのスロット１２ｂ内には、径方向１列に積層された複数本（本実施形態では６本）の導体１８が収容されている。スロット１２ｂに収容された６本の導体１８（スロット収容部１９）は、スロット１２ｂの壁面に沿って配置された絶縁紙２６によって固定子コア１２ａと電気的に絶縁されている。スロット１２ｂに収容された６本の導体１８は、スロット１２ｂに充填されて固化した固着材２１によって、固定子コア１２ａに対して絶縁紙２６と共に固定されている。
【００２７】
スロット１２ｂの径方向内方側及び外方側には、スロット１２ｂに収容された固着材２１、導体１８及び絶縁紙２６により周囲を区画され、空気や冷却液などの冷媒が流通可能な空隙部２２，２３が設けられている。これら空隙部２２，２３は、それぞれ軸方向に貫通する矩形断面の貫通孔により形成されている。
【００２８】
スロット１２ｂの径方向内方側に設けられた空隙部２２は、周方向両側の側面と径方向内方側の側面の三つの側面が固着材２１又はスロット壁面により区画され、径方向外方側の一つの側面が固着材２１又は絶縁紙２６により区画されている。この場合、空隙部２２の周方向幅Ｗ１は、導体１８のスロット収容部１９の周方向幅Ｔｈ（図３参照）よりも大きくされている。これにより、空隙部２２のより大きな周方向幅Ｗ１が確保されている。また、固定子コア１２ａの内周面に開口するスロット１２ｂの開口部１２ｃは、軸方向に延びるスリット状に形成されている。このスロット１２の開口部１２ｃは、開口部１２ｃと空隙部２２との間に位置する固着材２１により閉塞されている。これにより、空隙部２２に流入した液体冷媒が開口部１２ｃから流出しないようにされている。
【００２９】
一方、スロット１２ｂの径方向外方側に設けられた空隙部２３は、周方向両側の側面と径方向外方側の側面の三つの側面が絶縁紙２６又は固着材２１により区画され、径方向内方側の一つの側面が最外周側に位置する導体１８の側面又は固着材２１により区画されている。この空隙部２３の周方向幅Ｗ２は、導体１８のスロット収容部１９の周方向幅Ｔｈと同じである。
【００３０】
上記のように構成された固定子１２は、図６に示すフローチャートに従って製造される。即ち、本実施形態の固定子１２は、図６に示すように、巻装工程Ｓ１と、スペーサ配置工程Ｓ２と、導体固定工程Ｓ３と、空隙部形成工程Ｓ４と、を順に行うことにより製造される。
【００３１】
最初の巻装工程Ｓ１では、図７に示すように、角筒状に折り曲げた絶縁紙２６を各スロット１２ｂの壁面に沿って配置するとともに、その絶縁紙２６の内側に６本の導体１８が径方向１列に並ぶようにして所定の方法で結線することによって固定子コア１２ａに固定子巻線１２ｄを巻装する。このとき、スロット１２ｂ内において、径方向１列に積層された６本の導体１８の径方向内方側及び径方向外方側には、それぞれスペーサ２４，２５（図９参照）を挿入配置するスペース２２ａ，２３ａが形成される。
【００３２】
次のスペーサ配置工程Ｓ２では、図８に示すように、スロット１２ｂの所定位置（径方向両側）に形成されたスペース２２ａ，２３ａ（図７参照）にスペーサ２４，２５を挿入配置する。図９に示すスペーサ２４は、径方向内方側のスペース２２ａに挿入配置されるものであって、スロット１２ｂの周方向幅Ｗ３よりも僅かに小さい寸法の幅（周方向）を有し、導体１８のスロット収容部１９と同寸法の長辺長さを有する短冊状の板部材である。
【００３３】
また、径方向外方側のスペース２３ａに挿入配置されるスペーサ２５は、導体１８の幅Ｔｈと同寸法の幅（周方向）を有し、導体１８のスロット収容部１９と同寸法の長辺長さを有する短冊状の板部材である。これらのスペーサ２４，２５の板厚（径方向）は、スロット１２ｂの径方向深さ寸法と導体１８列の長さ寸法との差に応じて、スロット１２ｂ内で隙間が生じないようにそれぞれ適宜な寸法に設定される。
【００３４】
スペーサ２４，２５は、後の空隙部形成工程Ｓ４において、固化した固着材２１からスペーサ２４，２５を抜き取る作業のし易さを考慮した場合、固着材２１との密着性における親和性が低い樹脂材料で形成されていることが好ましい。好適な樹脂材料としては、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ガラスフィラーにより強化された樹脂などを挙げることができる。
【００３５】
次の導体固定工程Ｓ３では、図１０に示すように、スロット１２ｂ内の隙間に固着材２１を充填して固化させることによって、スロット１２ｂ内に収容された６本の導体１８及び絶縁紙２６を固定子コア１２ａに対して固定する。このとき、スロット１２ｂの径方向内方側の開口部１２ｃは、スペーサ２４と開口部１２ｃとの間に充填された固着材２１によって閉塞される。
【００３６】
次の空隙部形成工程Ｓ４では、スロット１２ｂ内に挿入配置されたスペーサ２４，２５を固化した固着材２１から抜き取ることによって、スペーサ２４，２５のそれぞれの抜け跡に空隙部２２，２３を形成する（図５参照）。その後、必要に応じて仕上げ処理などを施して固定子１２を完成させ、全製造工程を終了する。
【００３７】
次に、固定子１２に液体冷媒を供給する冷媒供給手段４０について説明する。本実施形態の冷媒供給手段４０は、図１に示すように、固定子巻線１２ｄの各コイルエンド部に液体冷媒（図示せず）を滴下するノズル４１と、各ノズル４１に液体冷媒を搬送するポンプ４２と、加熱された液体冷媒の熱を放出する放熱器４３と、を備えている。これらノズル４１、ポンプ４２及び放熱器４３は、液体冷媒搬送用の配管で接続され、液体冷媒の循環回路上に設置されている。
【００３８】
本実施形態では、ポンプ４２から吐出された液体冷媒が、放熱器４３を経由して各ノズル４１に搬送され、各ノズル４１から固定子巻線１２ｄのターン部１４（コイルエンド部）に滴下される。滴下された液体冷媒は、固定子巻線１２ｄを伝って固定子１２を冷却しつつ落下し、ケース部材１１の底部に設けられた導出孔１１ａからポンプ４２に戻された後、再びポンプ４２から吐出されて循環回路を循環するようにされている。
【００３９】
以上のように構成された回転電機１０は次のように作動する。図１において、電力変換装置３０から供給される電力変換された駆動電流に基づいて固定子１２を励磁させると、その励磁作用によって回転トルク（動力となる場合を含む）が発生して回転子１３が回転する。この場合、回転電機１０は電動機として作動する。発生した回転トルクは、回転子１３と回転軸２０を介して回転体（例えば車輪やプロペラ等）に出力される。回転軸２０と回転体との間に動力伝達機構を介在させてもよい。当該動力伝達機構には、例えばシャフト，カム，ラック＆ピニオン，歯車（ギア）などのうちで一以上を含む。
【００４０】
また、電力変換装置３０が電力変換信号を出力せず、かつ、回転体が回転力（動力を含む）を発生する場合には、回転体の回転力を受けて回転子１３も回転するので、固定子１２の導体１８に逆起電力が発生する。発生した逆起電力（回生電力）は、電力変換装置３０を介してバッテリに充電することができる。この場合、回転電機１０は発電機として作動する。
【００４１】
このように回転電機１０が、電動機又は発電機のいずれの場合であっても、固定子１２の導体１８は通電され発熱する。本実施形態の回転電機１０は、電動機又は発電機としての作動を開始すると同時に、冷媒供給手段４０も作動を開始する。これにより、ポンプ４２から吐出された液体冷媒が、各ノズル４１から固定子巻線１２ｄのコイルエンド部に滴下される。このとき、コイルエンド部に滴下された液体冷媒は、固定子巻線１２ｄの導体１８を伝ってスロット１２ｂに到達すると、スロット１２ｂに設けられた空隙部２２，２３を流通して固定子巻線１２ｄ及び固定子コア１２ａを効率良く冷却する。これにより、固定子１２の良好な放熱性が達成される。
【００４２】
以上のように、本実施形態の回転電機１０の固定子１２によれば、スロット１２ｂには、固着材２１や導体１８、或いは絶縁紙２６により周囲を区画され、液体冷媒が流通可能な空隙部２２，２３が設けられているので、液体冷媒がスロット１２ｂ内を流通し易くなり、放熱性が向上する。また、固定子巻線１２ｄが矩形断面の導体１８で形成されているので、スロット１２ｂ内の導体１８の占積率を高めることができる。これにより、良好な占積率と放熱性とを両立させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、空隙部２２，２３は、スロット１２ｂ内の所定位置に導体１８とともにスペーサ２４，２５を配置し、スロット１２ｂ内に充填された固着材２１で導体１８及びスペーサ２４，２５を固定した後、スロット１２ｂからスペーサ２４，２５を抜き取ることにより形成されているので、簡単に形成することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、スペーサ２４，２５は、固着材２１との密着性における親和性が低い樹脂材料で形成されているので、スロット１２ｂからスペーサ２４，２５を抜き取る際に、スペーサ２４，２５を容易に抜き取ることができる。これにより、スペーサ２４，２５の抜け跡に形成される空隙部２２，２３を閉塞する閉塞部の形成や、空隙部２２，２３の変形などを回避することができる。
【００４５】
また、本実施形態の固定子１２の製造方法によれば、スロット１２ｂ内の導体１８の占積率を高めることができ、且つ良好な放熱性を得ることができる固定子１２を簡単且つ容易に製造することができる。
【００４６】
また、本実施形態の回転電機１０によれば、スロット１２ｂ内の導体１８の占積率を高めることができ、且つ良好な放熱性を得ることができる固定子１２を備えた回転電機を実現することができる。
【００４７】
〔実施形態２〕
実施形態２に係る回転電機１０の固定子Ａ１２について図１１を参照して説明する。上記実施形態１では、スロット１２ｂの径方向内方側及び外方側の両方に空隙部２２，２３を設けていたが、本発明は、スロット１２ｂ内の導体１８の占積率とのバランスを考慮して、径方向内方側及び外方側の何れか一方側にだけ空隙部を設けるようにしてもよい。
【００４８】
実施形態２の固定子Ａ１２は、スロットＡ１２ｂの径方向内方側にだけ空隙部Ａ２２が設けられたものである。即ち、実施形態２の固定子Ａ１２は、実施形態１の固定子１２において、スロット１２ｂの径方向外方側に設けられた空隙部２３が除去されている点で異なる。よって、実施形態１と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、以下、重要な点について説明する。なお、図１１に記載されていない実施形態１と共通する部材や部位には同じ符号を用いる。
【００４９】
実施形態２において、スロットＡ１２ｂの径方向内方側に設けられた空隙部Ａ２２は、実施形態１の空隙部２２と同様に、軸方向に貫通する矩形断面の貫通孔により形成されている。この空隙部Ａ２２は、周方向両側の側面と径方向内方側の側面の三つの側面が固着材Ａ２１又はスロット壁面により区画され、径方向外方側の一つの側面が固着材Ａ２１又は絶縁紙Ａ２６により区画されている。この場合にも、空隙部Ａ２２の周方向幅Ｗ１は、導体Ａ１８のスロット収容部Ａ１９の周方向幅Ｔｈ（図３参照）よりも大きくされている。これにより、空隙部Ａ２２のより大きな周方向幅Ｗ１が確保されている。
【００５０】
また、固定子コアＡ１２ａの内周面に開口するスロットＡ１２ｂの開口部Ａ１２ｃは、実施形態１の場合と同様に、軸方向に延びるスリット状に形成されている。このスロットＡ１２の開口部Ａ１２ｃは、開口部Ａ１２ｃと空隙部Ａ２２との間に位置する固着材Ａ２１により閉塞されている。これにより、空隙部Ａ２２に流入した液体冷媒が開口部Ａ１２ｃから流出しないようにされている。
【００５１】
なお、実施形態２の固定子Ａ１２も、実施形態１の固定子１２の製造方法と同様の方法で製造される。
【００５２】
以上のように構成された実施形態２の回転電機は、実施形態１の場合と同様に、電動機又は発電機として選択的に作動し、この作動開始とともに、冷媒供給手段４０も作動を開始する。そして、各ノズル４１から固定子巻線１２ｄのコイルエンド部に滴下された液体冷媒が、固定子巻線１２ｄの導体Ａ１８を伝ってスロットＡ１２ｂに到達すると、スロットＡ１２ｂに設けられた空隙部Ａ２２を流通して固定子巻線１２ｄ及び固定子コアＡ１２ａを効率良く冷却する。これにより、固定子Ａ１２の良好な放熱性が達成される。また、実施形態２の場合にも、固定子巻線１２ｄが矩形断面の導体Ａ１８で形成されているので、良好な占積率と放熱性とを両立させることができる等、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００５３】
特に、実施形態２の場合には、スロットＡ１２ｂの径方向内方側に空隙部Ａ２２が設けられ、スロットＡ１２の開口部Ａ１２ｃが、開口部Ａ１２ｃと空隙部Ａ２２との間に位置する固着材Ａ２１で閉塞されている。これにより、空隙部Ａ２２に流入した液体冷媒が開口部Ａ１２ｃから固定子１２と回転子１３との間に流出しないようにされているので、回転子１３の回転時に、固定子１２と回転子１３との間に存在する液体冷媒に剪断力が働くことによって発生する引きずり損を低減することができる。
【００５４】
なお、実施形態１の場合にも、スロット１２ｂの径方向内方側に空隙部２２が設けられ、スロット１２の開口部１２ｃが、開口部１２ｃと空隙部２２との間に位置する固着材２１で閉塞されているので、実施形態２と同様に、上記の引きずり損を低減することができる。
【００５５】
〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
【００５６】
例えば、上記実施形態の回転電機１０は、固定子１２に液体冷媒を供給する冷媒供給手段４０を備えた液体冷却式のものであるが、ファンなどで固定子１２に空気を送風する空気冷却式の回転電機にも、本発明を適用することができる。
【００５７】
また、上記実施形態の固定子巻線１２ｄは、Ｕ字状の導体１８（導体セグメント）の端部同士を接続して形成されるセグメント型の巻線であるが、他のタイプの巻線に対しても本発明を適用することができる。例えば、複数のスロット収容部１９及びターン部１４が交互に連続して形成された複数の連続線を編み込むことにより形成される編み込み型の巻線に対しても本発明を適用することができる。さらに、複数のスロット収容部１９及びターン部１４が交互に連続して形成された複数の連続線を積層して積層構造体を作製し、その積層構造体を円筒状に巻くことにより形成される積層構造型の巻線に対しても本発明を適用することができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、回転子１３が固定子１２の内側に配置されるインナロータタイプの回転電機の例を説明したが、回転子１３が固定子１２の外側に配置されるアウタロータタイプの回転電機にも、本発明を適用することができる。
【００５９】
また、上記の実施形態では、本発明に係る回転電機の固定子を、電動機と発電機を選択的に使用し得る回転電機に適用した例を説明したが、電動機や発電機として単独に機能する回転電機にも、本発明の固定子を適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０…回転電機、  １２，Ａ１２…固定子、  １２ａ，Ａ１２ａ…固定子コア、  １２ｂ，Ａ１２ｂ…スロット、  １２ｃ，Ａ１２ｃ…開口部、  １２ｄ…固定子巻線、  １８，Ａ１８…導体、  １９，Ａ１９…スロット収容部、  ２１，Ａ２１…固着材、  ２２，Ａ２２，２３…空隙部、  ２４，２５…スペーサ、  ２６，Ａ２６…絶縁紙、  ４０…冷却液供給手段。
【図１】
2014197962.tif 000003
【図２】
2014197962.tif 000004
【図３】
2014197962.tif 000005
【図４】
2014197962.tif 000006
【図５】
2014197962.tif 000007
【図６】
2014197962.tif 000008
【図７】
2014197962.tif 000009
【図８】
2014197962.tif 000010
【図９】
2014197962.tif 000011
【図１０】
2014197962.tif 000012
【図１１】
2014197962.tif 000013