(57)【要約】【課題】放熱性に優れた固定子枠を提供する。【解決手段】回転電機の固定子を冷却する機能を備える略筒形状の固定子枠２２であって、固定子枠２２の外周面に、冷媒の流路２３として、軸方向の一端側から他端側までの間に、外周面の周方向に沿って設けられる冷却溝２３０を備え、固定子枠２２の軸を含む平面で切断した固定子枠２２の断面において、軸方向の一端側及び他端側における単位断面領域当たりの冷却溝２３０の沿面長は、軸方向の中央付近における単位断面領域当たりの冷却溝２３０の沿面長よりも大きい。【選択図】図２
2019176648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の固定子を冷却する機能を備える略筒形状の固定子枠であって、
前記固定子枠の外周面に、冷媒の流路として、軸方向の一端側から他端側までの間に、外周面の周方向に沿って設けられる冷却溝を備え、
前記固定子枠の軸を含む平面で切断した前記固定子枠の断面において、軸方向の一端側及び他端側における単位断面領域当たりの前記冷却溝の沿面長は、軸方向の中央付近における単位断面領域当たりの前記冷却溝の沿面長よりも大きい、固定子枠。
【請求項２】
前記固定子枠の前記断面における前記冷却溝において、軸方向の一端側から他端側までの間の溝幅は均等であり、
軸方向の一端側及び他端側の領域の溝ピッチは、軸方向の中央付近の領域の溝ピッチよりも狭い、請求項１に記載の固定子枠。
【請求項３】
前記固定子枠の前記断面における前記冷却溝において、軸方向の一端側及び他端側の溝ピッチは、軸方向の中央付近の領域の溝ピッチよりも狭く、
軸方向の一端側及び他端側の領域の溝幅は、軸方向の中央付近の領域の溝幅よりも狭い、請求項１に記載の固定子枠。
【請求項４】
前記固定子枠の前記断面における前記冷却溝において、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝深さは、軸方向の中央付近の領域の溝深さよりも深い、請求項１に記載の固定子枠。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の固定子枠と、
前記固定子枠の内周側に設けられる略筒形状の鉄心と、
を備える固定子。
【請求項６】
請求項５に記載の固定子と、
回転軸に支持され、前記固定子の内周側に設けられる回転子と、
を備える回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子枠、固定子及び回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転子及び固定子を備える回転電機（電動機等）において、固定子は、巻線が挿入される鉄心と、その外周面に装着される固定子枠とから構成される。回転電機を駆動すると、鉄損等の熱損失により固定子等に熱が発生する。そこで、固定子を冷却するために、固定子枠と、その外側に嵌合されるハウジングとの間に、冷媒の流通する流路を設けた構造が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した回転電機には、固定子枠の外周面に溝が形成されている。その固定子枠の外側に略筒形状のハウジングを嵌合させると、固定子枠の外周面に設けられた溝の開口がハウジングの内周面により塞がれる。これにより、固定子（固定子枠）の外周面とハウジングの内周面との間に、冷媒の流通可能な流路が形成される。
しかし、従来の回転電機において、軸方向における巻線の両端部は、鉄心から離れているだけでなく、流路からも離れている。そのため、従来の回転電機には、巻線の両端部で発生した熱が放熱しにくいという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、放熱性に優れた固定子枠、固定子及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】
【０００６】
（１）  本発明は、回転電機の固定子（例えば、後述する固定子２０）を冷却する機能を備える略筒形状の固定子枠（例えば、後述する固定子枠２２）であって、前記固定子枠の外周面に、冷媒の流路（例えば、後述する流路２３）として、軸方向（例えば、後述するＸ方向）の一端側から他端側までの間に、外周面の周方向に沿って設けられる冷却溝（例えば、後述する冷却溝２３０）を備え、前記固定子枠の軸（例えば、後述する回転軸線Ｓ）を含む平面で切断した前記固定子枠の断面において、軸方向の一端側及び他端側における単位断面領域（例えば、後述する単位断面領域Ｓ１）当たりの前記冷却溝の沿面長は、軸方向の中央付近における単位断面領域（例えば、後述する単位断面領域Ｓ２）当たりの前記冷却溝の沿面長よりも大きい固定子枠に関する。
【０００７】
（２）  （１）の固定子枠は、前記固定子枠の前記断面における前記冷却溝において、軸方向の一端側から他端側までの間の溝幅（例えば、後述する溝幅Ｗ）を均等とし、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝ピッチ（例えば、後述する溝ピッチＰ１）を、軸方向の中央付近の領域の溝ピッチ（例えば、後述する溝ピッチＰ２）よりも狭くしてもよい。
【０００８】
（３）  （１）の固定子枠は、前記固定子枠の前記断面における前記冷却溝において、軸方向の一端側及び他端側の溝ピッチ（例えば、後述する溝ピッチＰ１）を、軸方向の中央付近の領域の溝ピッチ（例えば、後述する溝ピッチＰ２）よりも狭くし、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝幅（例えば、後述する溝幅Ｗ１）を、軸方向の中央付近の領域の溝幅（例えば、後述する溝幅Ｗ２）よりも狭くしてもよい。
【０００９】
（４）  （１）の固定子枠は、前記固定子枠の前記断面における前記冷却溝において、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝深さ（例えば、後述する溝深さＤ１）を、軸方向の中央付近の領域の溝深さ（例えば、後述する溝深さＤ２）よりも深くしてもよい。
【００１０】
（５）  本発明は、（１）から（４）までのいずれかの固定子枠と、前記固定子枠の内周側に設けられる略筒形状の鉄心（例えば、後述する鉄心２１）と、を備える固定子（例えば、後述する固定子２０）に関する。
【００１１】
（６）  本発明は、（５）の固定子と、回転軸（例えば、後述する回転軸３２）に支持され、前記固定子の内周側に設けられる回転子（例えば、後述する回転子３０）と、を備える回転電機（例えば、後述する電動機１）に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、放熱性に優れた固定子枠、固定子及び回転電機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の電動機１の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の固定子枠２２に形成された冷却溝２３０の形状を示す概念図である。
【図３Ａ】図２の単位断面領域Ｓ１に相当する断面図である。
【図３Ｂ】図２の単位断面領域Ｓ２に相当する断面図である。
【図４】固定子２０の軸方向の一端部を示す概念図である。
【図５】第２実施形態の固定子枠２２２に形成された冷却溝２３０の形状を示す概念図である。
【図６Ａ】第６実施形態の固定子枠３２２に形成された冷却溝２３０の形状を示す概念図である。
【図６Ｂ】図６Ａの領域Ｓ３に相当する拡大図である。
【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説明する。なお、本明細書に添付した図面は、いずれも模式図であり、理解しやすさ等を考慮して、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更又は誇張している。また、図面においては、部材等の断面を示すハッチングを適宜に省略する。
【００１５】
本明細書等において、形状、幾何学的条件、これらの程度を特定する用語、例えば、「直交」、「方向」等の用語については、その用語の厳密な意味に加えて、ほぼ直交等とみなせる程度の範囲、概ねその方向とみなせる範囲を含む。
また、後述する回転軸３２の回転中心となる線を「回転軸線Ｓ」と呼称し、この回転軸線Ｓに沿う方向を「軸方向」ともいう。回転軸３２の回転軸線Ｓは、固定子枠２２（後述）の中心軸と一致する。
【００１６】
実施形態では、図１等の図面に、Ｘ、Ｙの互いに直交する座標系を記載した。この座標系においては、電動機１の軸方向をＸ方向とし、径方向をＹ方向とする。電動機１の軸方向及び径方向は、後述する固定子２０、鉄心２１及び固定子枠２２の軸方向及び径方向とも一致する。
【００１７】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態の固定子枠２２を備える電動機１（回転電機）について説明する。第１実施形態における電動機１の基本的な構成は、後述する第２〜第３実施形態に共通する。
図１は、第１実施形態の電動機１の構成を示す断面図である。なお、図１に示す電動機１の構成は一例であり、本発明に係る固定子枠を適用可能であれば、どのような構成であってもよい。
【００１８】
図１に示すように、電動機１は、フレーム１０と、固定子２０と、回転子３０と、回転軸３２と、軸受１３と、を備える。
フレーム１０は、電動機１の外装部材であり、フレーム本体１１と、軸穴１２と、を備える。
フレーム本体１１は、固定子２０を包囲すると共に保持する筐体である。フレーム本体１１は、軸受１３を介して回転子３０を保持する。フレーム本体１１は、供給口１４、排出口１５及び孔部１６を備える。
【００１９】
供給口１４は、固定子枠２２の流路２３（後述）に冷媒を供給するための孔である。供給口１４の外側の開口は、冷媒の供給配管（不図示）に接続されている。供給口１４の内側の開口は、固定子枠２２に形成された環状溝２４０（図２参照）と連通している。排出口１５は、流路２３を流通した冷媒を排出させるための孔である。排出口１５の外側の開口は、冷媒の排出配管（不図示）に接続されている。排出口１５の内側の開口は、固定子枠２２に形成された環状溝２４０と連通している。
【００２０】
孔部１６は、固定子２０から引き出された動力線２７が貫通させるための開口である。
軸穴１２は、回転軸３２（後述）が貫通する穴である。
固定子２０は、回転子３０を回転させるための回転磁界を形成する複合部材である。固定子２０は、全体として円筒形に形成され、フレーム１０の内部に固定されている。固定子２０は、鉄心２１と、固定子枠２２と、を備える。
【００２１】
鉄心２１は、内側に巻線２６を挿入可能な部材である。鉄心２１は、円筒形に形成され、固定子２０の内側に配置されている。鉄心２１は、内側面に複数の溝（不図示）が形成されており、この溝に巻線２６が挿入される。巻線２６の一部は、鉄心２１の軸方向（Ｘ方向）において、鉄心２１の両端部から突出している。鉄心２１は、例えば、電磁鋼板等の薄板を複数枚重ねて積層体とし、この積層体を接着、かしめ等で一体化することにより作製される。鉄心２１は、回転子３０のトルクにより生じる反力を受け止めるために、固定子枠２２と強固に接合されている。なお、図１には示していないが、巻線２６を挿入した鉄心２１の軸方向の両端部には、樹脂製のモールド２５が設けられている（図４参照）。モールド２５は、鉄心２１及び巻線２６を保護するために設けられる。
【００２２】
固定子枠２２は、その内側に、鉄心２１を保持する部材である。固定子枠２２は、略筒形状に形成され、固定子２０の径方向（Ｙ方向）の外側に配置されている。固定子枠２２は、外周面に、冷却溝２３０を備える。冷却溝２３０は、軸方向（Ｘ方向）の一端側から他端側に向けて、固定子枠２２の外周面の周方向に沿って形成された溝である。
【００２３】
本実施形態の冷却溝２３０は、固定子枠２２の外周面に形成された一条の螺旋溝である。図１に示すように、固定子枠２２の外側にフレーム本体１１を嵌合させると、固定子枠２２の外周面に形成された冷却溝２３０の開口は、フレーム本体１１の内周面により塞がれる。これにより、固定子２０（固定子枠２２）の外周面とフレーム本体１１の内周面との間に、冷媒の流通可能な螺旋状の流路２３が形成される。
【００２４】
上述したように、流路２３は、固定子枠２２とフレーム本体１１とが嵌合することにより形成される。そのため、固定子枠２２が単体で存在する場合に、冷却溝２３０に冷媒が流通することはない。本実施形態では、固定子枠２２の外側にフレーム本体１１が嵌合しているものとみなして、冷却溝２３０に冷媒が流通することを説明する。
【００２５】
流路２３には、鉄心２１から伝わる熱を冷却するための冷媒（不図示）が流通する。フレーム本体１１（フレーム１０）の供給口１４から供給された冷媒は、固定子枠２２の外周面を流路２３に沿って螺旋状に旋回しながら流通する。冷媒は、冷却溝２３０を介して固定子枠２２の外周面と熱交換しながら流路２３内を流通し、フレーム本体１１の排出口１５から外部に排出される。なお、図１は、電動機１の基本的な構成を示す図であるため、流路２３（冷却溝２３０）の溝幅、ピッチ等を均等に図示している。
【００２６】
図１に示すように、固定子２０の鉄心２１からは、巻線２６と電気的に接続された動力線２７が引き出されている。この動力線２７は、電動機１の外部に設置された電源装置に接続される（不図示）。電動機１の動作時に、例えば、鉄心２１に三相交流電流が供給されることにより、回転子３０を回転させるための回転磁界が形成される。
回転子３０は、固定子２０により形成された回転磁界との磁気的な相互作用により回転する部品である。回転子３０は、固定子２０の内周側に設けられる。
【００２７】
回転軸３２は、回転子３０を支持する部材である。回転軸３２は、回転子３０の軸中心を貫通するように挿入され、回転子３０に固定される。回転軸３２には、一対の軸受１３が嵌合している。軸受１３は、回転軸３２を回転自在に支持する部材であり、フレーム本体１１に設けられる。回転軸３２は、フレーム本体１１及び軸受１３により、回転軸線Ｓを中心として回転自在に支持されている。また、回転軸３２は、軸穴１２を貫通し、例えば、切削工具、外部に設置された動力伝達機構、減速機構等（いずれも不図示）に接続される。
【００２８】
図１に示す電動機１において、固定子２０（鉄心２１）に三相交流電流を供給すると、回転磁界が形成された固定子２０と回転子３０との間の磁気的な相互作用により回転子３０に回転力が発生し、その回転力が回転軸３２を介して外部に出力される。
【００２９】
次に、第１実施形態の固定子枠２２に形成された冷却溝２３０について説明する。
図２は、第１実施形態の固定子枠２２に形成された冷却溝２３０の形状を示す概念図である。
【００３０】
固定子枠２２の軸方向（Ｘ方向）の両端部には、外周面の周方向に沿って環状溝２４０が形成されている。環状溝２４０は、軸方向の一端側及び他端側において、それぞれ冷却溝２３０の端部（冷媒の導入部及び排出部）と連通すると共に、冷媒の供給口１４及び排出口１５（図１参照）とも連通する。
軸方向（Ｘ方向）の一端側の環状溝２４０から冷却溝２３０の導入部へ導入された冷媒は、固定子枠２２の外周面を冷却溝２３０に沿って螺旋状に流通した後、冷却溝２３０の排出部から他端側の環状溝２４０を経て外部に排出される。
【００３１】
図２に示すように、第１実施形態の固定子枠２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の一端側から他端側までの間の溝幅Ｗは、すべて均等である。また、固定子枠２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝ピッチＰ１は、軸方向の中央付近の領域の溝ピッチＰ２よりも狭い（Ｐ１＜Ｐ２）。このような構成とすることにより、後述するように、固定子枠２２において、軸方向の一端側及び他端側の領域の放熱性を高めることができる。
【００３２】
次に、冷却溝２３０の沿面長と放熱性との関係について説明する。
図３Ａは、図２の単位断面領域Ｓ１に相当する断面図である。図３Ｂは、図２の単位断面領域Ｓ２に相当する断面図である。図４は、固定子２０の軸方向の一端部を示す概念図である。ここで、「単位断面領域」とは、固定子枠２２を、固定子枠２２の中心軸（回転軸線Ｓ）を含む平面で切断したときの断面に設定された、同じ大きさの領域をいう。図３Ａに示す単位断面領域Ｓ１及び図３Ｂに示す単位断面領域Ｓ２は、それぞれ同じ大きさの領域である。
【００３３】
なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、比較を容易にするため、固定子枠２２の径方向（Ｙ方向）の外側に位置する空間を含めた範囲を単位断面領域としている。これに限らず、単位断面領域の位置は、例えば、固定子枠２２の外側の面（図３Ａの線Ｌで規定される面）を基準に設定してもよい。すなわち、単位断面領域の大きさ、位置は、冷却溝２３０の沿面長の大小関係を比較可能であれば、どのように設定してもよい。
【００３４】
固定子枠２２の外周面に形成された冷却溝２３０は、単位断面領域当たりの沿面長が大きいほど、冷媒との間でより多くの熱交換を行うことができる。沿面長は、冷却溝２３０の２つの側面と底面とを足し合わせた長さ（細かい斜線で示す長さ）である。この沿面長を、螺旋状の冷却溝２３０に沿って積分した総面積が、放熱（熱交換）に寄与する面積となる。冷却溝２３０の全長が同じであれば、冷却溝２３０は、単位断面領域当たりの沿面長が大きいほど放熱性に優れている。なお、単位断面領域当たりの沿面長は、その領域に含まれる冷却溝２３０の沿面長の総和で表される。
【００３５】
上述したように、第１実施形態の固定子枠２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝ピッチＰ１は、軸方向の中央付近の領域の溝ピッチＰ２よりも狭い。これによれば、軸方向の一端側及び他端側の領域では、冷却溝２３０の配列密度が高くなるため、図３Ａに示すように、単位断面領域Ｓ１当たりの冷却溝２３０の沿面長が大きくなる。一方、軸方向の中央付近の領域は、溝ピッチＰ２が広い（Ｐ２＞Ｐ１）。これによれば、軸方向の中央付近の領域では、冷却溝２３０の配列密度が低くなるため、図３Ｂに示すように、単位断面領域Ｓ２当たりの冷却溝２３０の沿面長は、軸方向の一端側及び他端側の領域に比べて相対的に小さくなる。なお、冷却溝２３０の一端側及び他端側の領域としては、例えば、固定子枠２２の軸方向の全長に対して、０〜３０％の範囲、中央付近の範囲としては、３０〜７０％の範囲が挙げられる。
【００３６】
電動機１の運転中、固定子枠２２の内部では、鉄心２１に挿入された巻線２６に熱が発生する。しかし、図４に示すように、固定子２０において、巻線２６の端部２６ａ（Ｘ方向の反対側の端部も同じ）は、鉄心２１から離れているだけでなく、固定子枠２２の軸方向において最も端にある冷却溝２３０からも離れているため、放熱しにくいという課題があった。
【００３７】
なお、図４に示すように、固定子２０において、鉄心２１の軸方向（Ｘ方向）の端部には、樹脂製のモールド２５が設けられている。しかし、巻線２６の端部２６ａで発生する熱のうち、モールド２５の端面から放熱される熱（図中、細い矢印）の量は、ごく僅かに過ぎない。また、冷却溝２３０を固定子枠２２の軸方向の更に端部（巻線２６の端部２６ａ側）に形成することで放熱性を向上させることも考えられる。しかし、図４に示すように、固定子枠２２の軸方向の端部には、固定子枠２２をフレーム本体１１（図１参照）へ取り付けるためのタップ２４が設けられている。そのため、冷却溝２３０を固定子枠２２の軸方向の更に端部に形成することはできず、放熱性を改善することは困難であった。
【００３８】
これに対して、第１実施形態の固定子枠２２は、軸方向の一端側及び他端側における単位断面領域Ｓ１当たりの冷却溝２３０の沿面長が、軸方向の中央付近における単位断面領域Ｓ２当たりの冷却溝２３０の沿面長よりも大きくなるように構成されている。そのため、巻線２６の端部２６ａで発生する熱のうち、より多くの熱（図中、太い矢印）を、軸方向の一端側及び他端側に設けられた冷却溝２３０に向けて放熱できる。
【００３９】
一般に、電動機１は、放熱性の悪い領域が保護温度以下となるように全体が設計される。そのため、より高いトルクが得られるにも係わらず、温度による制限があるために、電動機としての能力（主に連続トルク）が抑えられていた。しかし、第１実施形態の固定子枠２２は、上述したように、巻線２６の端部２６ａにおける放熱性に優れている。そのため、第１実施形態の固定子枠２２を備えた電動機１は、より高いトルクが得られるように設計できる。
【００４０】
なお、第１実施形態の固定子枠２２は、軸方向の一端側及び他端側の領域において、冷却溝２３０の配列密度が高くなるため、この領域で流路（管路）抵抗が大きくなることが懸念される。流路抵抗が大きくなると、冷媒の時間当たりの流量を多くできないため、放熱性が損なわれる。しかし、第１実施形態の固定子枠２２は、軸方向の中央付近の領域において、冷却溝２３０の配列密度が低いため、流路抵抗が全体として大きくなることはない。また、固定子枠２２において、軸方向の中央付近の領域は、巻線２６及び鉄心２１と、固定子枠２２との間の熱抵抗が元々小さいため、溝ピッチＰ２を広くしても、放熱性への影響は、ほとんどない。したがって、第１実施形態の固定子枠２２は、流路抵抗を大きくすることなしに、より優れた放熱性を得ることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の固定子枠２２２に形成された冷却溝２３０の形状を示す概念図である。
第２実施形態の固定子枠２２２は、冷却溝２３０の溝ピッチ及び溝幅がそれぞれ異なる点が第１実施形態と相違する。その他の構成は、第１実施形態と同じである。そのため、図５では、第２実施形態の固定子枠２２２のみを図示し、電動機１の全体の図示を省略する。また、第２実施形態の説明及び図面において、第１実施形態と同等の部材等には、第１実施形態と同一の符号又は末尾（下２桁）に同一の符号を適宜に付して、重複する説明を省略する。
【００４２】
図５に示すように、第２実施形態の固定子枠２２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝ピッチＰ１は、軸方向の中央付近の領域の溝ピッチＰ２よりも狭い（Ｐ１＜Ｐ２）。また、固定子枠２２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝幅Ｗ１は、軸方向の中央付近の領域の溝幅Ｗ２よりも狭い（Ｗ１＜Ｗ２）。第２実施形態の固定子枠２２２に形成された冷却溝２３０において、溝幅Ｗ２に対する溝幅Ｗ１の長さの割合は、溝幅Ｗ２を「１」とした場合に、例えば、０．１〜０．９程度である。
【００４３】
第２実施形態の固定子枠２２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の一端側及び他端側の領域では、溝ピッチＰ１及び溝幅Ｗ１が、それぞれ軸方向の中央付近の領域の溝ピッチＰ２及び溝幅Ｗ２よりも狭い。そのため、軸方向の一端側及び他端側における単位断面領域（Ｓ１）当たりの冷却溝２３０の沿面長は、軸方向の中央付近における単位断面領域（Ｓ２）当たりの冷却溝２３０の沿面長よりも大きくなる。したがって、第２実施形態の固定子枠２２２は、第１実施形態の固定子枠２２と同様に、巻線２６の端部２６ａ発生した熱の多くを冷却溝２３０に放熱できる。
【００４４】
また、第２実施形態の固定子枠２２２に形成された冷却溝２３０は、軸方向の一端側及び他端側の領域において、溝ピッチＰ１及び溝幅Ｗ１が共に狭いため、前記領域における冷却溝２３０の沿面長をより大きくできる。また、第２実施形態の固定子枠２２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の中央付近の領域の溝ピッチＰ２及び溝幅Ｗ２を広くすることにより、流路抵抗が全体として大きくなることを抑制できる。
なお、第２実施形態の固定子枠２２２に形成された冷却溝２３０において、溝ピッチＰ１及び／又は溝幅Ｗ１を、軸方向の中央付近の領域に向かうにつれて段階的に広くするように構成してもよい。
【００４５】
（第３実施形態）
図６Ａは、第３実施形態の固定子枠３２２に形成された冷却溝２３０の形状を示す概念図である。図６Ｂは、図６Ａの領域Ｓ３に相当する拡大図である。
第３実施形態の固定子枠３２２は、冷却溝２３０の溝深さが軸方向において部分的に異なる点が第１実施形態と相違する。その他の構成は、第１実施形態と同じである。そのため、図６Ａでは、固定子枠３２２のみを図示し、電動機１の全体の図示を省略する。また、第３実施形態の説明及び図面において、第１実施形態と同等の部材等には、第１実施形態と同一の符号又は末尾（下２桁）に同一の符号を適宜に付して、重複する説明を省略する。
【００４６】
図６Ａに示すように、第３実施形態の固定子枠３２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の一端側から他端側までの間の溝ピッチＰ及び溝幅Ｗは、いずれも均等である。また、固定子枠３２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の一端側及び他端側の領域における溝深さＤ１は、図６Ｂに示すように、軸方向の中央付近の領域における溝深さＤ２よりも深い。溝深さＤ２に対する溝深さＤ１の割合は、溝深さＤ２を「１」とした場合に、例えば、１．１〜１．５程度である。なお、図６Ａに示すように、本実施形態において、軸方向の中央付近の領域は、他の実施形態よりも広く設定される。
【００４７】
第３実施形態の固定子枠３２２に形成された冷却溝２３０において、軸方向の一端側及び他端側の領域における溝深さＤ１は、それぞれ軸方向の中央付近の領域における溝深さＤ２よりも深い。そのため、軸方向の一端側及び他端側の単位断面領域（Ｓ１）当たりの冷却溝２３０の沿面長は、軸方向の中央付近の単位断面領域（Ｓ２）当たりの冷却溝２３０の沿面長よりも大きくなる。したがって、第３実施形態の固定子枠３２２は、第１実施形態の固定子枠２２と同様に、巻線２６の端部２６ａ発生した熱の多くを冷却溝２３０に放熱できる。
【００４８】
第３実施形態の固定子枠３２２に形成された冷却溝２３０は、軸方向の一端側及び他端側の領域において、溝深さを深くすることにより沿面長を大きくしている。そのため、溝幅、溝ピッチは、図６Ａに示すように、すべて均等であってもよい。これに限らず、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝幅を、軸方向の中央付近の領域の溝幅よりも狭くしてもよい。その際、流路長／（溝幅×溝深さ）で求まる数値が、流路抵抗により定まる定数よりも大きくなる場合には、軸方向の領域における溝ピッチを変えて、流路長を短くすることにより、上記数値を小さくできる。なお、軸方向の領域において溝ピッチを変える場合、軸方向の一端側及び他端側の領域の溝ピッチを、軸方向の中央付近の領域の溝ピッチよりも狭くすればよい。これにより、冷却溝２３０の流路抵抗を適切な範囲に収めることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内に含まれる。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載したものに限定されない。なお、上述の実施形態及び後述する変形形態は、適宜に組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００５０】
（変形形態）
実施形態では、冷却溝２３０を一条の螺旋溝として場合について説明したが、これに限定されない。冷却溝２３０は、多条の螺旋溝であってもよいし、平行溝であってもよい。
実施形態では、冷却溝２３０を凹形の溝形状とした例について説明したが、これに限定されない。冷却溝２３０は、一方の側が傾斜面となる直角三角形の溝形状であってもよいし、両側が傾斜面となる三角形（Ｖ字形）の溝形状であってもよい。また、冷却溝２３０は、底辺を挟んで両側が傾斜面となる台形の溝形状であってもよいし、底辺が半円形（Ｕ字形）となる溝形状であってもよい。その他、冷却溝２３０は、冷媒が適切に流通可能であれば、どのような形状であってもよい。
また、実施形態では、本発明に係る固定子枠及び固定子を適用可能な回転電機として電動機を例をとして説明したが、これに限定されない。本発明に係る固定子枠及び固定子を適用可能な回転電機は、発電機であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１：電動機（回転電機）、１１：フレーム本体、２０：固定子、２１：鉄心、２２，２２２，３２２：固定子枠、２３：流路、２６：巻線、３０：回転子、２３０：冷却溝、Ｄ１，Ｄ２：溝深さ、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２：溝ピッチ、Ｓ１，Ｓ２：単位断面領域、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２：溝幅
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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