(57)【要約】【課題】回転電機の冷却液がコイルと十分に接触するようにする。【解決手段】回転電機１２のロータ１４の回転軸線は横方向に延びる。回転電機のステータ１６のステータコア２０とコイルエンド２８の間の隙間３０に、充填部材３４を挿入し、隙間３０を埋める。冷却パイプ３２により導かれた冷却液をステータ１６、特にコイルエンド２８にかけるように上方から供給する。供給された冷却液は、充填部材３４により隙間３０への進入が阻止され、コイルエンド２８の外周面に沿って流れる。冷却液の、コイルエンド２８に接触する時間が長くなり、冷却性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの回転軸線が横方向に延びて配置された回転電機の、上方から冷却液がかけられて冷却されるステータであって、
磁極となるティースを有するステータコアと、
前記ティースに導線が券回されて形成されたコイルであって、前記ステータコアの回転軸線方向の端面より突出した部分であるコイルエンドを含むコイルと、
ステータの上半分において、ステータコアとコイルエンドの間の隙間に挿入されて、当該隙間を埋める充填部材と、
を有する、回転電機のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体による冷却を行う回転電機のステータの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
原動機として内燃機関と回転電機を備えたハイブリッド車両が知られている。回転電機は、車両を駆動する動力を発生する電動機として機能すると共に、制動時に車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機としても機能する。以下では、電動機と発電機の双方の機能を発揮し得る原動機を回転電機と記して説明する。回転電機が、内燃機関のトランスアクスルまたはトランスミッションと一体化されたハイブリッド車両用の動力装置が実用化されている。この動力装置においては、回転電機はトランスアクスル等のケース内に収められており、外気による直接冷却が望めず、トランスアクスル等の潤滑油あるいは作動液体を介して冷却が行われている。
【０００３】
回転電機のステータは、磁極となる凸部（ティース）が内周面に周方向に配列された略円筒形状のステータコアと、ティースに導線が券回されて形成されたコイルを含む。コイルの、ステータコアの端面より突出した部分であるコイルエンドと、ステータコアの間には隙間があり、ここから冷却用の液体が、円環形状のコイルエンド内側に進入する。隙間に進入した液体は、コイルの冷却に寄与せず、また更にステータとロータの隙間に進入すると、ロータの回転に対する抵抗となる。
【０００４】
下記特許文献１には、コイルエンド全体または一部に樹脂を塗布する技術が開示されている。樹脂によって、コイルエンドとステータコアの隙間が埋められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１９８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、コイルエンド全体または一部が樹脂で覆われるために、コイルエンドの冷却用液体との接触面積が小さくなり、冷却効率がよくない。また、樹脂を塗布し、硬化させる必要があるので、工程が長くなる。
【０００７】
本発明は、冷却効率がよく、簡易な作業で作成可能なコイルエンドとステータコアの隙間が埋められた回転電機のステータコアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転電機は、ロータの回転軸線が横方向に延びて配置され、当該回転電機のステータには上方から冷却液がかけられて冷却される。この回転電機のステータは、磁極となるティースを有するステータコアと、ティースに導線が券回されて形成されたコイルを有する。コイルは、ステータコアの回転軸線方向の端面より突出した部分であるコイルエンドを含む。ステータの上半分において、ステータコアとコイルエンドの間の隙間に充填部材が挿入されて、この隙間が埋められている。
【発明の効果】
【０００９】
充填部材により、ステータの上方からかけられた冷却液がステータコアとコイルエンドの隙間へ進入することを阻止することで、冷却液がコイルエンドにより多く回り、冷却性が向上する。充填部材は挿入されるものであり、塗布、硬化等を行う場合より工程が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】液体により冷却される回転電機を示す図である。
【図２】図１の回転電機を回転軸線方向より見た図である。
【図３】ステータコアの形状を示す図である。
【図４】コイルエンドとその近傍のステータコアを回転電機の半径方向外側から見た図である。
【図５】充填部材の形状を示す図である。
【図６】充填部材の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。以下においては、ハイブリッド車両のトランスアクスル内に収められた回転電機を用いて説明をするが、本発明は、ステータに液体をかけて冷却を行う回転電機に広く適用することができる。図１は、トランスアクスルケース１０内に設けられた回転電機１２をロータ１４の回転軸線に直交する方向から見た図である。また、図２は、ロータ回転軸線方向より見た図である。回転電機１２は、ロータ１４の回転軸線が横方向に延びるように配置されている。ロータ１４の周囲には、全体として円筒形状のステータ１６が配置されている。図１において、ステータ１６は断面が示されている。ステータ１６は、円筒内周面に周方向に間隔をあけて配列されたティース１８（図３参照）を有するステータコア２０と、ティース１８に導線が券回されて形成されたコイル２２を含む。ステータコア２０を図２と同じ方向から見た図が図３であり、隣接するティース１８同士の間に形成された隙間はスロット２４と呼ばれ、このスロット２４内に導線２６（図４参照）が配置される。導線２６は、図３の紙面を貫く方向に延びて配置され、ステータコア２０の端面から更に延び、そして屈曲して他のスロット２４に向かう。このようにして、ティース１８に導線２６が券回されてコイル２２が形成される。コイル２２のステータコア２０の端面より外側の部分、つまりスロット２４間の橋渡しを行う部分２８は、コイルエンドと呼ばれる。
【００１２】
図４は、コイルエンド２８およびその近傍のステータコア２０を、ロータ回転軸線の直交方向から見た図である。ステータコア２０内のスロットから延びる導線２６は、スロット２４から出ると、一旦そのままの方向に延びた後、屈曲してほぼ周方向に沿って延び、別のスロット２４内に進入する。進入する直前において、導線２６は、スロット２４内に延びる方向に一致する方向に延びる部分が存在する。図示するように、コイルエンド２８のほぼ周方向に延びる部分とステータコア２０との間には、隙間３０が形成されている。この隙間３０は、ティース１８に沿って延び、全体として円環形状のコイルエンド２８の内側と外側をつなぐトンネルのようになっている。
【００１３】
図１に戻って説明する。回転電機１２の上方には、冷却用の液体（以下、冷却液と記す。）を供給する流路となる冷却パイプ３２が配置されている。この流路は、パイプ形状に替えて樋形状としてもよい。冷却液は、トランスアクスルにおいて潤滑油あるいはトランスアクスル内の油圧機器の作動流体を用いることができる。冷却液は、冷却パイプ３２からコイルエンド２８の上部に供給される。コイルエンド２８とステータコア２０の間に隙間３０があると、コイルエンド２８に上方からかけられた冷却液は、この隙間３０を通ってコイルエンド２８の内側に流れる。このとき、冷却液は、コイルエンド２８の周方向に延びる導線とは十分に接触せず、コイルの冷却に十分には寄与しない。また、コイルエンド２８の内側に流れた冷却液の一部は、ロータ１４とステータ１６の隙間に進入して、ロータ１４の回転の抵抗となる。このように、隙間３０を流れてコイルエンド２８の内側に向かう冷却液は好ましいものではなく、無くす、または減少させることが望まれる。
【００１４】
本実施形態の回転電機１２においては、コイルエンド２８とステータコア２０の間に形成された隙間３０を埋めるように、充填部材３４を挿入して、冷却液がコイルエンド２８の内側に流れることを阻止している。
【００１５】
図５には、軸線方向より見た充填部材３４の形状が示されている。充填部材３４は、半円の円弧形状で、その内周側に周方向にスリット３６が配列されている。スリット３６は、ステータコア２０のスロット２４に対応し、スロット２４と重ね合わされるように位置する。スロット２４から出た導線２６は、このスリット３６を通過する。スリット３６の間の部分が、トンネル形状の隙間３０に挿入される部分であり、以下、この部分を挿入部分３８と記す。充填部材３４は、ステータの上半分に装着されている。また、充填部材３４は、コイルエンド２８の内側への冷却液の進入が許容される程度に抑えられるのであれば、半円より少し小さい中心角、例えば１２０°程度の中心角の円弧であってもよい。
【００１６】
円弧形状の充填部材３４は、ゴムや樹脂等の十分に柔軟な材料で形成され、コイルエンド２８に装着する際には、円弧形状を延ばすようにされて、挿入部分３８が隙間３０内に挿入されつつ、充填部材３４が円弧形状に戻されていき、コイルエンド２８とステータコア２０の間に装着される。充填部材３４が装着されると、隙間３０が埋まり、上方から供給された冷却液の隙間３０への進入が阻止される。このため、図２の矢印４０，４２で示すように、コイルエンド２８の外周面を伝い、下方へと流れる。これにより、コイルエンドの導線２６と長い間接触し、その熱を十分奪うことができる。
【００１７】
充填部材３４のコイルエンド２８への装着性を高めるために、挿入部分３８の幅をティース幅より細くすることができる。また、充填部材３４を分割して、いくつかのパーツとしてもよい。また、図６に示すようにスロット３４の入口に可撓性を有する材料で形成されたクリップ４４を配置し、充填部材３４の抜けを防止するようにしてもよい。
【００１８】
上記充填部材３４は、すでに成形された部材を隙間３０に挿入するものであるが、粘性の高い流体を隙間３０に注入し、さらに隙間３０の外側の部分を周方向に連続的に埋めるようにし、その場で充填部材３４と同様の形状の部材が形成されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１２  回転電機、１４  ロータ、１６  ステータ、１８  ティース、２０  ステータ、２２  コイル、２４  スロット、２８  コイルエンド、３０  冷却パイプ、３２  充填部材。
【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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