(57)【要約】  この発明は、分布巻きの固定子巻線のコイル形状を工夫して、液体冷媒をコイルエンドの周方向に流れやすくし、固定子巻線の冷却性を高めることができる、小型高出力の回転電機を得る。  巻線体は、導体線を、第２スロット、第１スロット、第２スロット、第３スロットの順に、かつ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて挿入して形成されたδ状のコイルパターンを、径方向に２回繰り返して巻き回して作製され、第１スロット、第２スロットおよび第３スロットのそれぞれに挿入される複数の直線部をコイルエンド部により一続きに連結して構成され、液体冷媒が、コイルエンド部により構成されたコイルエンドに供給される。
2015107679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
上記ハウジングに回転可能に支持されたシャフトに固着されて、上記ハウジング内に配設された回転子と、
スロットが周方向に配列された円環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有し、上記回転子の外周側に上記回転子との間にエアギャップを介して上記ハウジングに保持された固定子と、
上記固定子巻線のコイルエンドに液体冷媒を供給して上記固定子巻線を冷却する冷却機構と、を備え、
上記固定子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線を巻き回して作製され、周方向にｎスロット角度間隔（但し、ｎは２以上の自然数）で並ぶ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットに装着されて、周方向に１スロットピッチで配列された複数の巻線体を備え、
上記巻線体は、上記導体線を、上記第２スロット、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロットの順に、かつ上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて挿入して形成されたδ状のコイルパターンを、径方向にｍ回（但し、ｍは１以上の自然数）繰り返して巻き回して作製され、上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットのそれぞれに挿入される複数の直線部をコイルエンド部により一続きに連結して構成され、
上記コイルエンドが、上記コイルエンド部により構成され、
上記コイルエンドに供給された上記液体冷媒が、周方向に隣り合う上記コイルエンド部間の隙間を流れることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
上記巻線体は、上記直線部の上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロット内の径方向における収納位置が、上記第２スロット、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロットの順に、上記直線部の径方向厚み分、径方向の一側に順次シフトしていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
上記直線部は、上記スロットのそれぞれに１列に配列して４ラｍ層に収納され、
上記スロットに収納された、径方向に隣り合う上記直線部から周方向に延び出る上記コイルエンド部の方向が、径方向に、同方向と逆方向とを交互に繰返されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
帯状の仕切り部材が、上記コイルエンドの異なる相の上記コイルエンド部間に周方向の全周にわたって配設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
周方向に隣り合う上記コイルエンド部の根本部間の隙間が、上記エアギャップより大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
帯状の隔壁部材が、上記コイルエンドの内周側に、上記コイルエンドに接して周方向の全周にわたって配設されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
上記冷却機構は、上記液体冷媒を上記コイルエンドに径方向外方から噴射するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
上記液体冷媒が、最外径に位置する上記コイルエンド部の傾斜方向に沿って上記コイルエンドに噴射されることを特徴とする請求項７記載の回転電機。
【請求項９】
上記冷却機構は、上記液体冷媒を上記コイルエンドに径方向内方から噴射するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電動機や発電機などの回転電機に関し、特に固定子の冷却に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機や発電機などの回転電機において、小型高出力が求められている。この種の回転電機を小型化するに当たり、有効な磁束を発生しないコイルエンドを小型化する観点から、導体線を固定子鉄心のティースのそれぞれに巻回した集中巻の固定子巻線が用いられていた。しかしながら、トルク脈動が抑えられ、高出力化が可能な分布巻構造の固定子巻線を用いた固定子が要望されている。
さらに、高出力化にともなって固定子巻線での発熱が大きくなるので、固定子巻線の高い冷却性が求められている。【０００３】
ここでは、導体線を１つのティースに巻回して構成された集中巻の巻線に対し、導体線を２スロット以上離れたスロットに巻回して構成された巻線を分布巻の巻線とする。つまり、分布巻の巻線は、１のスロットから延び出た導体線が連続する２つ以上のティースをまたいで他のスロットに入るように巻回されている。【０００４】
従来の回転電機は、一対の直線部の端部間をターン部により連結してＵ字状に成形された導体セグメントを、固定子鉄心の軸方向一端側から、１磁極ピッチ離れたスロットの対のそれぞれに挿入し、固定子鉄心の軸方向他端側に延び出た導体セグメントの端部同士を接合して、分布巻きの固定子巻線を作製し、固定子巻線のコイルエンドに鉛直上方から液体冷媒を供給して、固定子巻線を冷却していた（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０３４３３０号公報
【特許文献２】特開２０１３−０６２９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の回転電機では、一対の直線部の端部間をターン部により連結してＵ字状に成形された導体セグメントを用いて固定子巻線を作製しているので、構造上、隙間を形成することが困難であり、コイルエンドの周方向には液体冷媒が流れにくく、固定子巻線を効果的に冷却できないという課題があった。【０００７】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、分布巻きの固定子巻線のコイル形状を工夫して、液体冷媒をコイルエンドの周方向に流れやすくし、固定子巻線の冷却性を高めることができる、小型高出力の回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の回転電機は、ハウジングと、上記ハウジングに回転可能に支持されたシャフトに固着されて、上記ハウジング内に配設された回転子と、スロットが周方向に配列された円環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有し、上記回転子の外周側に上記回転子との間にエアギャップを介して上記ハウジングに保持された固定子と、上記固定子巻線のコイルエンドに液体冷媒を供給して上記固定子巻線を冷却する冷却機構と、を備えている。上記固定子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線を巻き回して作製され、周方向にｎスロット角度間隔（但し、ｎは２以上の自然数）で並ぶ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットに装着されて、周方向に１スロットピッチで配列された複数の巻線体を備えている。上記巻線体は、上記導体線を、上記第２スロット、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロットの順に、かつ上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて挿入して形成されたδ状のコイルパターンを、径方向にｍ回（但し、ｍは１以上の自然数）繰り返して巻き回して作製され、上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットのそれぞれに挿入される複数の直線部をコイルエンド部により一続きに連結して構成され、上記コイルエンドが、上記コイルエンド部により構成され、上記コイルエンドに供給された上記液体冷媒が、周方向に隣り合う上記コイルエンド部間の隙間を流れる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、巻線体が、δ状のコイルパターンを径方向にｍ回繰り返して巻き回したパターンに構成されている。そこで、コイルエンド部での曲げ半径が小さくなり、レーンチェンジに起因するコイルエンドの大型化を抑制できる。また、巻線体が分布巻の巻線となり、トルク脈動が抑えられ、高出力化が図られる。【００１０】
δ状のコイルパターンを径方向にｍ回繰り返して巻き回したパターンに構成された巻線体を１スロットピッチで配列している。そこで、周方向に隣り合うコイルエンド部間の隙間により形成された、軸方向外側に向かって周方向の一側にシフトする冷媒流路が周方向に１スロットピッチで配列された流路群と、周方向に隣り合うコイルエンド部間の隙間により形成された、軸方向外側に向かって周方向の他側にシフトする冷媒流路が周方向に１スロットピッチで配列された流路群とが、径方向に混在する。これにより、コイルエンドに供給された液体冷媒が、一方の流路群の冷媒流路を流れて固定子鉄心の端面に至り、固定子鉄心の端面上を径方向に流れ、他方の流路群の冷媒流路を固定子鉄心の端面から離れるように流れるので、液体冷媒が、コイルエンドを周方向に流れつつ、径方向に流れて、コイルエンド内部に供給され、コイルエンドの冷却性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す端面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る回転電機において３つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第１コイルエンド側から見た要部端面図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る回転電機において３つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第１コイルエンド側から見た展開図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る回転電機において固定子鉄心に装着された巻線体を径方向外方から見た展開図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の第１コイルエンド周りを示す要部拡大図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の第１コイルエンドにおける冷媒の流れを説明する模式図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子の第１コイルエンドを示す要部端面図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子の第１コイルエンド周りを示す要部断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図である。
【図１７】この発明の実施の形態４に係る回転電機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す端面図、図９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機において３つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第１コイルエンド側から見た要部端面図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る回転電機において３つの巻線体が１つのスロットを共有して固定子鉄心に装着されている状態を第１コイルエンド側から見た展開図、図１１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機において固定子鉄心に装着された巻線体を径方向外方から見た展開図、図１２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の第１コイルエンド周りを示す要部拡大図、図１３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の第１コイルエンドにおける冷媒の流れを説明する模式図である。なお、図１０では、便宜上、コイルエンド部を直線的に示している。
【００１４】
図１および図２において、回転電機１００は、円筒状のフレーム２、およびフレーム２の軸方向両端に配設されて、フレーム２とともに密閉する空間を形成するフロントフレーム３およびリヤフレーム４を有するハウジング１と、フレーム２に内嵌状態に固着された固定子１５と、フロントフレーム３およびリヤフレーム４に軸受５を介して回転可能に支持されたシャフト７に固着されて、固定子１５の内周側に回転可能に配設された回転子６と、固定子１５の固定子巻線２０の第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒに液体冷媒を供給する冷却機構と、を備えている。
【００１５】
フレーム２は、鉄製の円筒状の外フレーム２ａの内側にアルミ製の円筒状の内フレーム２ｂを圧入、一体化して作製されている。そして、内フレーム２ｂの外周面に全周にわたって形成された凹溝が外フレーム２ａにより塞がれ、導入流路３０が構成される。供給穴３１が、導入流路３０と外フレーム２ａの外側とを連通するように外フレーム２ａに形成されている。さらに、噴射穴３２が、穴方向を径方向として、冷媒流路３
０と内フレーム２ｂの内側とを連通するように内フレーム２ｂに形成されている。噴射穴３２は、後述する固定子巻線２０の第１コイルエンド２０ｆおよび第２コイルエンド２０ｒの径方向外側に、周方向に一定のピッチで複数配置されている。そして、供給配管３３が、供給ポンプ３４の吐出口と供給穴３１とを連結し、戻り配管３５がフレーム２の下方に取り付けられたオイルパン３６と供給ポンプ３４の吸入口とを連結し、冷却機構が構成される。
【００１６】
回転子６は、円環状の回転子鉄心８と、回転子鉄心８の軸心位置を貫通するように圧入、固定されたシャフト７と、それぞれ回転子鉄心８の外周側を貫通するように装着された８個の永久磁石９と、シャフト７に圧入、固定されて、回転子鉄心８の軸方向の両端面に接するように配設された第１端板１０および第２端板１１と、を備える。
【００１７】
つぎに、固定子１５の構成について具体的に図３乃至図１１を参照しつつ説明する。
【００１８】
固定子１５は、図３に示されるように、固定子鉄心１６と、固定子鉄心１６に装着された固定子巻線２０と、を備えている。ここで、説明の便宜上、回転子６の極数を８極、固定子鉄心１６のスロット数を４８個、固定子巻線２０を三相巻線とする。すなわち、スロットは、毎極毎相当たり２個の割合で固定子鉄心１６に形成されている。
【００１９】
鉄心ブロック１７は、円環状の固定子鉄心１６を周方向に４８等分割したもので、図４に示されるように、電磁鋼板を積層一体化して作製され、断面円弧形のコアバック部１７ａと、コアバック部１７ａの内周壁面から径方向内方に突出するティース１７ｂと、を備えている。そして、固定子鉄心１６は、ティース１７ｂを径方向内方に向けて、コアバック部１７ａの周方向の側面同士を突き合わせて、４８個の鉄心ブロック１７を周方向に配列、一体化して、円環状に構成されている。周方向に隣り合う鉄心ブロック１７により構成されるスロット１８が、内周側に開口するように、周方向に等角ピッチで配列されている。ティース１７ｂは周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に形成されており、スロット１８の断面は長方形となっている。
【００２０】
巻線体２２は、例えば、エナメル樹脂で絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線やアルミニウム線などからなる長方形断面の導体線１９をエッジワイズ巻きにδ状のコイルパターンを連続して２度巻いて作製される。具体的には、巻線体２２は、図６から図８に示されるように、第１直線部２２ａ、第１コイルエンド部２２ｅ、第２直線部２２ｂ、第２コイルエンド部２２ｆ、第３直線部２２ｃ、第３コイルエンド部２２ｇおよび第４直線部２２ｄからなるδ状のコイルパターンを導体線１９の長方形断面の短辺の長さ方向に２つ配列し、第４直線部２２ｄと第１直線部２２ａとを渡り線２３で連結して構成される。そして、渡り線２３がコイルエンド部を構成し、導体線１９の巻き始め端部が巻線端２２ｈを構成し、巻き終わり端部が巻線端２２ｉを構成する。
【００２１】
この巻線体２２では、第１直線部２２ａおよび第３直線部２２ｃが、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向け、長方形断面の短辺の長さ方向に隙間ｄをあけて１列に４本配列されている。また、第２直線部２２ｂが、第１直線部２２ａおよび第３直線部２２ｃの列から周方向一側に６スロット角度間隔離れて、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向け、長方形断面の短辺の長さ方向に隙間３ｄをあけて２本配列される。また、第４直線部２２ｄが、第１直線部２２ａおよび第３直線部２２ｃの列から周方向他側に６スロット角度間隔離れて、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向け、長方形断面の短辺の長さ方向に隙間３ｄをあけて２本配列される。なお、６スロット角度間隔とは、連続する６つのティース１７ｂの両側のスロット１８のスロット中心間の間隔である。ここでは、６スロット角度間隔が、１磁極ピッチに相当する。ｄは、導体線１９の短辺の長さである。
【００２２】
このように構成された巻線体２２が周方向に１スロットピッチで４８個配列され、図５に示される巻線アッセンブリ２１が組み立てられる。この巻線アッセンブリ２１では、径方向に１列に並んだ８本の第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが、１スロットピッチで周方向に４８列配列される。そして、径方向に１列に並んだ８本の第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの各列が、スロット１８のそれぞれに収納される。
【００２３】
そして、４８個の鉄心ブロック１７が、ティース１７ｂのそれぞれを、巻線アッセンブリ２１の隣り合う第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの列間の径方向外方に位置させるように、周方向に略等角ピッチで配列される。ついで、周方向に配列された鉄心ブロック１７を、径方向内方に移動させ、鉄心ブロック１７のティース１７ｂのそれぞれを隣り合う第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの列間に挿入する。
【００２４】
そして、図３に示されるように、隣り合う鉄心ブロック１７の周方向の側面同士が突き合わされ、４８個の鉄心ブロック１７が巻線アッセンブリ２１に装着される。ついで、円環状に配列された鉄心ブロック１７がフレーム２内に圧入、固着されて一体化され、固定子鉄心１６が作製される。さらに、巻線アッセンブリ２１に結線処理が施され、固定子巻線２０が形成される。これにより、固定子巻線２０が固定子鉄心１６に装着され、固定子１５が組み立てられる。そして、各スロット１８には、８本の第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けて径方向に１列に配列されて収納されている。
【００２５】
図９および図１０は、それぞれ、３つの巻線体２２が、１つのスロット１８を共用して固定子鉄心１６に装着されている状態を示し、図１１は固定子鉄心１６に装着された巻線体２２を径方向外方から見た状態を示している。ここで、周方向に６スロット角度間隔で並ぶ５つのスロット１８を周方向の並び順に１番目のスロット１８1、２番目のスロット１８2、３番目のスロット１８3、４番目のスロット１８4、５番目のスロット１８5とする。
【００２６】
１番目の巻線体２２（以下、巻線体２２１とする）に着目すれば、２番目のスロット１８2のスロット開口側から第１層の第１直線部２２ａから軸方向他端側（第１コイルエンド２０ｆ側）に延び出た第１コイルエンド部２２ｅは、傾斜角度θで周方向に１番目のスロット１８1側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけレーンチェンジ（シフト）され、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に１番目のスロット１８1側に延び、１番目のスロット１８1のスロット開口側から第２層の第２直線部２２ｂに連結されている。ついで、１番目のスロット１８1のスロット開口側から第２層の第２直線部２２ｂから軸方向一端側（第２コイルエンド２０ｒ側）に延び出た第２コイルエンド部２２ｆは、傾斜角度θで周方向に２番目のスロット１８2側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に２番目のスロット１８2側に延び、２番目のスロット１８2のスロット開口側から第３層の第３直線部２２ｃに連結されている。
【００２７】
ついで、２番目のスロット１８2のスロット開口側から第３層の第３直線部２２ｃから第１コイルエンド２０ｆ側に延び出た第３コイルエンド部２２ｇは、傾斜角度θで周方向に３番目のスロット１８3側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に３番目のスロット１８3側に延び、３番目のスロット１８3のスロット開口側から第４層の第４直線部２２ｄに連結されている。
【００２８】
ついで、３番目のスロット１８3のスロット開口側から第４層の第４直線部２２ｄから第２コイルエンド２０ｒ側に延び出た渡り線２３は、傾斜角度θで周方向に２番目のスロット１８2側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に２番目のスロット１８2側に延び、２番目のスロット１８2のスロット開口側から第５層の第１直線部２２ａに連結されている。２番目のスロット１８2のスロット開口側から第５層の第１直線部２２ａから第１コイルエンド２０ｆ側に延び出た第１コイルエンド部２２ｅは、傾斜角度θで周方向に１番目のスロット１８1側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に１番目のスロット１８1側に延び、１番目のスロット１８1のスロット開口側から第６層の第２直線部２２ｂに連結されている。
【００２９】
ついで、１番目のスロット１８1のスロット開口側から第６層の第２直線部２２ｂから第２コイルエンド２０ｒ側に延び出た第２コイルエンド部２２ｆは、傾斜角度θで周方向に２番目のスロット１８2側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に２番目のスロット１８2側に延び、２番目のスロット１８2のスロット開口側から第７層の第３直線部２２ｃに連結されている。ついで、２番目のスロット１８2のスロット開口側から第７層の第３直線部２２ｃから第１コイルエンド２０ｆ側に延び出た第３コイルエンド部２２ｇは、傾斜角度θで周方向に３番目のスロット１８3側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に３番目のスロット１８3側に延び、３番目のスロット１８3のスロット開口側から第８層の第４直線部２２ｄに連結されている。
【００３０】
そこで、２番目のスロット１８2の第１層の第１直線部２２ａと１番目のスロット１８1の第２層の第２直線部２２ｂとが、第１コイルエンド部２２ｅにより連結され、１番目のスロット１８1の第２層の第２直線部２２ｂと２番目のスロット１８2の第３層の第３直線部２２ｃとが、第２コイルエンド部２２ｆにより連結され、２番目のスロット１８2の第３層の第３直線部２２ｃと３番目のスロット１８3の第４層の第４直線部２２ｄとが、第３コイルエンド部２２ｇにより連結され、δ状のコイルパターンを構成する。
【００３１】
さらに、２番目のスロット１８2の第５層の第１直線部２２ａと１番目のスロット１８1の第６層の第２直線部２２ｂとが、第１コイルエンド部２２ｅにより連結され、１番目のスロット１８1の第６層の第２直線部２２ｂと２番目のスロット１８2の第７層の第３直線部２２ｃとが、第２コイルエンド部２２ｆにより連結され、２番目のスロット１８2の第７層の第３直線部２２ｃと３番目のスロット１８3の第８層の第４直線部２２ｄとが、第３コイルエンド部２２ｇにより連結され、δ状のコイルパターンを構成する。そして、３番目のスロット１８3の第４層の第４直線部２２ｄと２番目のスロット１８2の第５層の第１直線部２２ａとが、渡り線２３により連結される。
【００３２】
このように、１番目の巻線体２２１は、２つのδ状のコイルパターンを渡り線２３で連結して、径方向に２層に配列されて、構成される。第１から第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｆ，２２ｇおよび渡り線２３において、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの端部から頭頂部に至る傾斜部は、軸方向から見て、略円弧状に形成されている。即ち、第１から第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｆ，２２ｇおよび渡り線２３の傾斜部は、径方向位置を維持している。
【００３３】
同様に、２番目の巻線体２２２が、２番目のスロット１８2、３番目のスロット１８3および４番目のスロット１８4に装着され、３番目の巻線体２２３が、３番目のスロット１８3、４番目のスロット１８4および５番目のスロット１８5に装着される。そして、３つの巻線体２２１，２２２，２２３が共用するスロット１８3には、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが、導体線１９の長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けて、径方向に１列に並んで、８本収納されている。
【００３４】
このように構成された固定子巻線２０においては、巻線体２２の第１層に位置する第１直線部２２ａから第１コイルエンド２０ｆ側に延び出た第１コイルエンド部２２ｅは、周方向一側の隣に位置する巻線体２２の第１層に位置する第１直線部２２ａから第１コイルエンド２０ｆ側に延び出た第１コイルエンド部２２ｅの上方を通って周方向一側に延び、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、周方向一側の隣に位置する巻線体２２の第１コイルエンド部２２ｅの下方を通って周方向一側に延び、第２直線部２２ｂに接続される。
【００３５】
巻線体２２の第２直線部２２ｂから第２コイルエンド２０ｒ側に延び出た第２コイルエンド部２２ｆは、周方向一側の隣に位置する巻線体２２の第２直線部２２ｂから第２コイルエンド２０ｒ側に延び出た第２コイルエンド部２２ｆの下方を通って周方向他側に延び、頭頂部の手間で出現し、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、周方向一側の隣に位置する巻線体２２の第２コイルエンド部２２ｆの上方を通って周方向他側に延び、第３直線部２２ｃに接続される。
【００３６】
巻線体２２の第３直線部２２ｃから第１コイルエンド２０ｆ側に延び出た第３コイルエンド部２２ｇは、周方向一側の隣に位置する巻線体２２の第３直線部２２ｃから延び出た第３コイルエンド部２２ｇの下方を通って周方向一側に延び、頭頂部の手前で出現し、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、周方向一側の隣に位置する巻線体２２の第３コイルエンド部２２ｇの上方を通って周方向一側に延び、第４直線部２２ｄに接続される。
【００３７】
このように、図１２に示されるように、第１コイルエンド２０ｆでは、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間、および第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間に隙間が形成される。また、第２コイルエンド２０ｒでは、第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間、および渡り線２３の傾斜部間に隙間が形成される。これらの隙間が液体冷媒の流路を構成する。
【００３８】
このように構成された回転電機１００は、交流電力が固定子巻線２０に給電され、８極、４８スロットのインナーロータ型の三相モータとして動作する。供給ポンプ３４が駆動され、ＡＴＦオイル、エンジンオイルなどの液体冷媒が供給配管３３および供給穴３１を介して導入流路３０に供給される。導入流路３０に供給された液体冷媒は、噴射穴３２から第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒに噴射される。回転子６と固定子１５と間のエアギャップｇが約１ｍｍであるのに対し、第１コイルエンド部２２ｅの根本部間の周方向隙間ｌが約５ｍｍであるので、液体冷媒がエアギャップに流入しにくい。また、第２コイルエンド部２２ｆの根本部間の周方向隙間、第３コイルエンド部２２ｇの根本部間の周方向隙間、および渡り線２３の根本部間の周方向隙間も、第１コイルエンド部２２ｅの根本部間の周方向隙間の隙間と同等である。そこで、第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒに噴射された液体冷媒は、回転子６と固定子１５と間のエアギャップに流入することなく、第１および第２コイルエンド２０ｒの冷却に供せられる。
【００３９】
第１コイルエンド２０ｆに径方向外方から噴射された液体冷媒は、図１２および図１３に矢印で示されるように、最外周に位置する、周方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間の隙間を頭頂部側から根本側に流れる。そして、液体冷媒は、固定子鉄心１６の端面上を径方向内方に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの根本部間に吸い上げられる。ついで、図１２および図１３に矢印で示されるように、最外周に位置する第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部の内径側に位置する第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。さらに、固定子鉄心１６の端面上を径方向内方に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの根本部間に吸い上げられる。そして、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。
【００４０】
このように、第１コイルエンド２０ｆに噴射された液体冷媒は、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間の隙間、および周方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間の隙間を介して周方向に流れる。さらに、液体冷媒は、固定子鉄心１６の端面に沿って径方向内方に流れる。これにより、液体冷媒が、第１コイルエンド２０ｆの径方向および周方向に流れ、第１コイルエンド２０ｆの内部まで流入し、第１コイルエンド２０ｆが効果的に冷却される。
【００４１】
図示していないが、第２コイルエンド２０ｒに径方向外方から噴射された液体冷媒は、最外周に位置する、周方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間の隙間を頭頂部側から根本側に流れる。そして、液体冷媒は、固定子鉄心１６の端面上を径方向内方に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆの根本部間に吸い上げられる。ついで、最外周に位置する第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部の内径側に位置する第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。さらに、固定子鉄心１６の端面上を径方向内方に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う渡り線２３の根本部間に吸い上げられる。そして、周方向に隣り合う渡り線２３の傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。
【００４２】
このように、第２コイルエンド２０ｒに噴射された液体冷媒は、周方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間の隙間、および周方向に隣り合う渡り線２３の傾斜部間の隙間を介して周方向に流れる。さらに、液体冷媒は、固定子鉄心１６の端面に沿って径方向内方に流れる。これにより、液体冷媒が、第２コイルエンド２０ｒの径方向および周方向に流れ、第２コイルエンド２０ｒの内部まで流入し、第２コイルエンド２０ｒが効果的に冷却される。
【００４３】
第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒを冷却した液体冷媒は、フレーム２内の下部に集められ、オイルパン３６から戻り配管３５を介して供給ポンプ３４に戻される。
【００４４】
この実施の形態１によれば、巻線体２２は、導体線１９を、第２スロット１８2、第１スロット１８1、第２スロット１８2、第３スロット１８3の順に、かつ第１スロット１８1、第２スロット１８2および第３スロット１８3への軸方向からの挿入方向を交互に変えて挿入して形成されたδ状のコイルパターンを、径方向に２回繰り返して巻き回して作製されている。
【００４５】
そこで、第１から第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｆ，２２ｇおよび渡り線２３の頭頂部での曲げ半径が小さくなり、レーンチェンジに起因する第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒの大型化を抑制できる。また、巻線体２２が分布巻の巻線となり、トルク脈動が抑えられ、高出力化が図られる。
【００４６】
また、第１コイルエンド２０ｆでは、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅ間の隙間により形成された冷媒流路が周方向に１スロットピッチで配列された流路群と、周方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇ間の隙間により形成された冷媒流路とが径方向に混在する。これにより、第１コイルエンド２０ｆに供給された液体冷媒が、第３コイルエンド部２２ｇ間の隙間により形成された冷媒流路を流れて固定子鉄心１６の端面に至り、固定子鉄心１６の端面上を径方向内方に流れ、第１コイルエンド部２２ｅ間の隙間により形成された冷媒流路を固定子鉄心１６の端面から離れるように流れる。これにより、液体冷媒が、第１コイルエンド２０ｆを周方向に流れつつ、径方向内方に流れて、第１コイルエンド２０ｆの内部に供給され、第１コイルエンド２０ｆの冷却性が高められる。
【００４７】
一方、第２コイルエンド２０ｒでは、周方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆ間の隙間により形成された冷媒流路が周方向に１スロットピッチで配列された流路群と、周方向に隣り合う渡り線２３間の隙間により形成された冷媒流路とが径方向に混在する。これにより、第２コイルエンド２０ｒに供給された液体冷媒が、第２コイルエンド部２２ｆ間の隙間により形成された冷媒流路を流れて固定子鉄心１６の端面に至り、固定子鉄心１６の端面上を径方向内方に流れ、渡り線２３間の隙間により形成された冷媒流路を固定子鉄心１６の端面から離れるように流れる。これにより、液体冷媒が、第２コイルエンド２０ｒを周方向に流れつつ、径方向内方に流れて、第２コイルエンド２０ｒの内部に供給され、第２コイルエンド２０ｒの冷却性が高められる。
【００４８】
巻線体２２は、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの第１スロット１８1、第２スロット１８2および第３スロット１８3内の径方向における収納位置が、第２スロット１８2、第１スロット１８1、第２スロット１８2、第３スロット１８3の順に、第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの径方向厚みｄだけ、径方向の一側に順次シフトしている。これにより、巻線アッセンブリ２１の組立性が向上される。
【００４９】
第１コイルエンド２０ｆでは、スロット１８に１列に配列して収納されている第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄから周方向に延び出る第１および第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｇの方向が、径方向に、同方向と逆方向とを交互に繰り返されている。また、第２コイルエンド２０ｒでは、スロット１８に１列に配列して収納されている第１から第４直線部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄから周方向に延び出る第２コイルエンド部２２ｆおよび渡り線２３の方向が、径方向に、同方向と逆方向とを交互に繰り返されている。
【００５０】
そこで、第１コイルエンド２０ｆでは、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅ間の隙間により形成された冷媒流路が周方向に１スロットピッチで配列された流路群と、周方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇ間の隙間により形成された冷媒流路とが、径方向に、交互に繰り返し配列される。そして、流路方向が軸方向外方に向かって周方向一側に延びる流路群と流路方向が軸方向外方に向かって周方向他側に延びる流路群とが、径方向に交互に繰り返し配列される。これにより、液体冷媒が、第１コイルエンド２０ｆを周方向に流れやすくなり、第１コイルエンド２０ｆの冷却性がさらに高められる。
【００５１】
また、第２コイルエンド２０ｒでは、周方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆ間の隙間により形成された冷媒流路が周方向に１スロットピッチで配列された流路群と、周方向に隣り合う渡り線２３間の隙間により形成された冷媒流路とが、径方向に、交互に繰り返し配列される。そして、流路方向が軸方向外方に向かって周方向一側に延びる流路群と流路方向が軸方向外方に向かって周方向他側に延びる流路群とが、径方向に交互に繰り返し配列される。これにより、液体冷媒が、第２コイルエンド２０ｒを周方向に流れやすくなり、第２コイルエンド２０ｒの冷却性がさらに高められる。
【００５２】
なお、上記実施の形態１では、内フレーム２ｂに形成される噴射穴の穴方向を径方向としているが、液体冷媒の噴射方向が第２コイルエンド部および第３コイルエンド部の傾斜部の傾斜方向に沿うように、噴射穴の穴方向を径方向に対して傾斜させてもよい。これにより、液体冷媒が、第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒ内に流入しやすくなり、第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒを効果的に冷却できる。
【００５３】
実施の形態２．
図１４はこの発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子の第１コイルエンドを示す要部端面図、図１５はこの発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子の第１コイルエンド周りを示す要部断面図である。
【００５４】
図１４および図１５において、仕切り部材としての絶縁シート４０が、第１コイルエンド部２２ｅの第１直線部２２ａから頭頂部に至る傾斜部と第２直線部２２ｂから頭頂部に至る傾斜部との間の隙間、および第３コイルエンド部２２ｇの第３直線部２２ｃから頭頂部に至る傾斜部と第４直線部２２ｄから頭頂部に至る傾斜部との間の隙間のそれぞれに、周方向の全周にわたって挿入されている。図示していないが、第２コイルエンド部２２ｆの第２直線部２２ｂから頭頂部に至る傾斜部と第３直線部２２ｃから頭頂部に至る傾斜部との間の隙間、および渡り線２３の第３直線部２２ｃから頭頂部に至る傾斜部と第４直線部２２ｄから頭頂部に至る傾斜部との間の隙間のそれぞれに、周方向の全周にわたって挿入されている。絶縁シート４０は、ガラスクロス、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニルサルファイド、ポリテトラフルオロエチレンなどからなるシート材を帯状に成形したものである。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５５】
したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５６】
図１０から、第１および第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｇが、スロット１８の第２層と第３層の第２および第３直線部２２ｂ、２２ｃから周方向の同じ方向に延び出していることがわかる。同様に、第１および第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｇが、スロット１８の第４層と第５層の第４および第１直線部２２ｄ，２２ａから周方向の同じ方向に延び出していることがわかる。また、第１および第３コイルエンド部２２ｅ，２２ｇが、スロット１８の第６層と第７層の第２および第３直線部２２ｂ，２２ｃから周方向の同じ方向に延び出していることがわかる。つまり、第１コイルエンド２０ｆでは、スロット１８の第２層と第３層の直線部、第４層と第５層の直線部、および第６層と第７層の直線部のそれぞれから延び出した同じ相のコイルエンド部が、径方向に隣り合って配置され、コイルエンド部間の電位差は小さい。
【００５７】
図１０から、第１コイルエンド部２２ｅが、スロット１８の第１層と第２層の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂから周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。また、第３コイルエンド部２２ｇが、スロット１８の第３層と第４層の第３および第４直線部２２ｃ，２２ｄから周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。また、第１コイルエンド部２２ｅが、スロット１８の第５層と第６層の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂからから周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。さらに、第３コイルエンド部２２ｇが、スロット１８の第７層と第８層の第３および第４直線部２２ｃ，２２ｄから周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。つまり、第１コイルエンド２０ｆでは、スロット１８の第１層と第２層の直線部、第３層と第４層の直線部、第５層と第６層の直線部および第７層と第８層の直線部のそれぞれから延び出した異なる相のコイルエンド部が、径方向で交差し、コイルエンド部間の電位差が大きくなる。
【００５８】
この実施の形態２では、第１コイルエンド２０ｆにおいては、絶縁シート４０が、スロット１８の第１層と第２層の直線部、および第５層と第６層の直線部のそれぞれから延び出した第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間、およびスロット１８の第３層と第４層の直線部および第７層と第８層の直線部のそれぞれから延び出した第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間に挿入されている。そこで、電位差が大きい異なる相のコイルエンド部間の絶縁耐圧を大きくできる。
【００５９】
図１０から、第２コイルエンド２０ｒ側では、第２コイルエンド部２２ｆと渡り線２３が、スロット１８の第３層と第４層の第３および第４の直線部２２ｃ，２２ｄから周方向の同じ方向に延び出していることがわかる。同様に、第２コイルエンド部２２ｆと渡り線２３が、スロット１８の第５層と第６層の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂから周方向の同じ方向に延び出していることがわかる。つまり、第２コイルエンド２０ｒでは、スロット１８の第３層と第４層の直線部、および第５層と第６層の直線部のそれぞれから延び出した同じ相のコイルエンド部が径方向に隣り合って配置され、コイルエンド部間の電位差は小さい。
【００６０】
図１０から、第２コイルエンド部２２ｆが、スロット１８の第２層と第３層の第２および第３直線部２２ｂ，２２ｃから周方向の逆の方向に延び出し、渡り線２３が、スロット１８の第４層と第５層の第４および第１直線部２２ｄ，２２ａから周方向の逆の方向に延び出し、第２コイルエンド部２２ｆが、スロット１８の第６層目と第７層の第２および第３直線部２２ｂ，２２ｃから周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。つまり、第２コイルエンド２０ｒでは、スロット１８の第２層と第３層の直線部、第４層と第５層の直線部、および第６層と第７層の直線部のそれぞれから延び出した異なる相のコイルエンド部が径方向で交差し、コイルエンド部間の電位差が大きくなる。
【００６１】
この実施の形態２では、第２コイルエンド２０ｒにおいては、絶縁シート４０が、スロット１８の第２層と第３層の直線部、および第６層と第７層の直線部のそれぞれから延び出した第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間、およびスロット１８の第４層と第５層の直線部のそれぞれから延び出した渡り線２３の傾斜部間に挿入されている。そこで、電位差が大きい異なる相のコイルエンド部間の絶縁耐圧を大きくできる。
【００６２】
さらに、一対の絶縁シート４０が、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間の隙間により形成される流路、周方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間の隙間により形成される流路、周方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間の隙間により形成される流路、および周方向に隣り合う渡り線２３の傾斜部間の隙間により形成される流路のそれぞれの径方向両側に配置される。これにより、各流路の四方が閉じられ、冷却冷媒を効果的に流すことができる。
【００６３】
実施の形態３．
図１６はこの発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図である。
【００６４】
図１６において、隔壁部材４１は、ガラスクロス、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニルサルファイド、ポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁性材料を用いて帯状に成形され、下端を固定子鉄心１６の端面に接するように、固定子巻線２０の第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒの内周側に、全周にわたって配置されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００６５】
したがって、この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態３によれば、隔壁部材４１が、固定子巻線２０の第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒの内周側に、全周にわたって配置されている。そこで、第１および第２コルエンド内を外径側から内径側に流れてきた液体冷媒の第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒから内径側への流出が隔壁部材４１により阻止され、液体冷媒の固定子１５と回転子６との間のエアギャップへの流出が防止される。
【００６６】
実施の形態４．
図１７はこの発明の実施の形態４に係る回転電機を示す断面図である。
【００６７】
図１７において、回転子５０は、円環状の回転子鉄心５１と、回転子鉄心５１の軸心位置を貫通するように圧入、固定されたシャフト５４と、それぞれ回転子鉄心５１の外周側を貫通するように装着された８個の永久磁石５５と、シャフト５４に圧入、固定されて、回転子鉄心５１の軸方向の両端面に接するように配設された第１端板５６および第２端板５９と、を備える。
【００６８】
回転子鉄心５１は、電磁鋼板の薄板から打ち抜かれた円環状の鉄心片を積層一体化して作製されている。磁石収納穴５２が、それぞれ、シャフト５４の軸方向と直交する断面を軸方向に一定とする矩形とし、回転子鉄心５１の外周側を軸方向に貫通して、周方向に等ピッチで８つ形成されている。冷媒流路５３が、磁石収納穴５２の内径側に、かつ磁石収納穴５２に開口するように、回転子鉄心５１を軸方向に貫通して形成されている。永久磁石５５が、磁石収納穴５２のそれぞれに収納されて、回転子鉄心５１の外周側を貫通するように装着されている。
【００６９】
第１端板５６は、回転子鉄心５１の外径と略等しい外径を有するリング状平板に作製されている。導入流路５７が、第１端板５６の一面を、その外周縁部を残して一定の深さだけ窪ませて形成されている。第１排出路５８が、それぞれ、導入流路５７の外周部と第１端板５６の他面側とを連結するように第１端板５６を軸方向に貫通して、周方向に等ピッチで８個形成されている。
【００７０】
第１端板５６は、軸心位置にシャフト５４を通して、一面を回転子鉄心５１に向けて軸方向一側からシャフト５４に圧入固定される。第１端板５６の一面が回転子鉄心５１の軸方向の一端面に接し、導入流路５７の開口が塞口される。回転子鉄心５１に形成された冷媒流路５３が導入流路５７に接続される。第１排出路５８が、導入流路５７のそれぞれの径方向外方に位置している。
【００７１】
第２端板５９は、回転子鉄心５１の外径と略等しい外径を有するリング状平板に作製されている。排出流路６０が、第２端板５９の一面の外周側に、一定の深さだけ窪ませてリング状に形成されている。第２排出路６１が、それぞれ、排出流路６０と第２端板５９の他面側とを連結するように第２端板５９を軸方向に貫通して、周方向に等ピッチで８個形成されている。
【００７２】
第２端板５９は、軸心位置にシャフト５４を通して、一面を回転子鉄心５１に向けて軸方向他側からシャフト５４に圧入固定される。第２端板５９の一面が回転子鉄心５１の軸方向の他端面に接し、排出流路６０の開口が塞口される。回転子鉄心５１に形成された導入流路５７が排出流路６０に接続される。第２排出路６１が、導入流路５７のそれぞれの径方向外方に位置している。
【００７３】
シャフト５４は、軸心位置に、軸方向一端から第１端板５６の真下位置まで至るように形成された軸内流路６２と、それぞれ、軸内流路６２から径方向に分岐して、軸内流路６２と第１端板５６に形成された導入流路５７とを連結する分岐流路６３と、を備える。
【００７４】
供給配管３３が、供給ポンプ３４の吐出口と軸内流路６２とを連結し、戻り配管３５がフレーム２の下方に取り付けられたオイルパン３６と供給ポンプ３４の吸入口とを連結し、冷却機構が構成される。
【００７５】
このように構成された回転電機１００Ａでは、供給ポンプ３４が駆動され、液体冷媒が供給配管３３、軸内流路６２および分岐流路６３を介して導入流路５７に供給される。導入流路５７に供給された液体冷媒の一部が、冷媒流路５３に供給され、永久磁石５５の冷却に供せられる。導入流路５７に供給された液体冷媒の残部が、第１排出路５８から排出される。この時、液体冷媒は、回転子５０の回転により、遠心方向に曲げられ、固定子巻線２０の第１コイルエンド２０ｆの内周面に噴射される。一方、永久磁石５５の冷却に供せられた液体冷媒は、排出流路６０内に流入し、第２排出路６１から排出される。この時、液体冷媒は、回転子５０の回転により、遠心方向に曲げられ、固定子巻線２０の第２コイルエンド２０ｒの内周面に噴射される。
【００７６】
第１コイルエンド２０ｆに径方向内方から噴射された液体冷媒は、最内周に位置する、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間の隙間を頭頂部側から根本側に流れる。そして、液体冷媒は、固定子鉄心１６の端面上を径方向内外に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの根本部間に吸い上げられる。ついで、最内周に位置する第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部の外径側に位置する第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。さらに、固定子鉄心１６の端面上を径方向外方に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの根本部間に吸い上げられる。そして、周方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。
【００７７】
このように、第１コイルエンド２０ｆに噴射された液体冷媒は、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間の隙間、および周方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間の隙間を介して周方向に流れる。さらに、液体冷媒は、固定子鉄心１６の端面に沿って径方向外方に流れる。これにより、液体冷媒が、第１コイルエンド２０ｆの径方向および周方向に流れ、第１コイルエンド２０ｆの内部まで流入し、第１コイルエンド２０ｆが効果的に冷却される。
【００７８】
また、第２コイルエンド２０ｒに径方向内方から噴射された液体冷媒は、最内周に位置する、周方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間の隙間を頭頂部側から根本側に流れる。そして、液体冷媒は、固定子鉄心１６の端面上を径方向外方に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆの根本部間に吸い上げられる。ついで、最内周に位置する第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部の外径側に位置する第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。さらに、固定子鉄心１６の端面上を径方向外方に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う渡り線２３の根本部間に吸い上げられる。そして、周方向に隣り合う渡り線２３の傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。
【００７９】
このように、第２コイルエンド２０ｒに噴射された液体冷媒は、周方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間の隙間、および周方向に隣り合う渡り線２３の傾斜部間の隙間を介して周方向に流れる。さらに、液体冷媒は、固定子鉄心１６の端面に沿って径方向外方に流れる。これにより、液体冷媒が、第２コイルエンド２０ｒの径方向および周方向に流れ、第２コイルエンド２０ｒの内部まで流入し、第２コイルエンド２０ｒが効果的に冷却される。
【００８０】
第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒを冷却した液体冷媒は、フレーム２内の下部に集められ、オイルパン３６から戻り配管３５を介して供給ポンプ３４に戻される。
【００８１】
したがって、この実施の形態４においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態４によれば、回転子鉄心５１の軸方向両端に配置された第１および第２端板５６，５９に形成された第１および第２排出路５８，６１から液体冷媒を第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒの内周面に噴射している。そこで、回転子５０の回転時に、液体冷媒が、第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒの内周面に噴射されるので、液体冷媒を第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒに均一に供給でき、第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒをむらなく効果的に冷却できる。
【００８２】
なお、上記各実施の形態では、巻線体が長方形断面の導体線で作製されているものとしているが、巻線体を構成する導体線の断面形状は、長方形に限定されず、例えば円形断面の導体線を用いてもよい。
また、上記各実施の形態では、第１から第４直線部が長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けてスロット内に径方向に１列に配列されているものとしているが、第１から第４直線部は長方形断面の短辺の長さ方向を周方向に向けてスロット内に径方向に１列に配列してもよい。
【００８３】
また、上記各実施の形態では、８極４８スロットの回転電機について説明しているが、極数およびスロット数は、８極４８スロットに限定されないことは言うまでもないことである。また、スロット数が毎極毎相当たり２の割合で形成されているものとしているが、毎極毎相当たりのスロット数は２に限定されず、１でもよく、３以上でもよい。
【００８４】
また、上記各実施の形態では、スロット数が毎極毎相当たり２の割合で形成され、巻線体の第１直線部と第２直線部との間隔が６スロット角度間隔として、固定子巻線を全節巻きに構成しているが、巻線体の第１直線部と第２直線部との間隔は６スロット角度間隔に限定されない。たとえば、巻線体の第１直線部と第２直線部との間隔を５スロット角度間隔とし、固定子巻線を短節巻きに構成してもよい。
【００８５】
また、上記各実施の形態では、巻線体はδ状のコイルパターンを径方向に２回繰り返すように導体線を巻き回して作製されているが、巻線体はδ状のコイルパターンの径方向の繰り返し回数は２回に限定されず、１回でもよく、３回以上でもよい。
【００８６】
また、上記各実施の形態では、液体冷媒が固定子巻線の第１および第２コイルエンドに径方向から噴射されているが、液体冷媒は、固定子巻線の第１および第２コイルエンドに軸方向外方から噴射されてもよい。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月25日(2016.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
フレーム２は、鉄製の円筒状の外フレーム２ａの内側にアルミ製の円筒状の内フレーム２ｂを圧入、一体化して作製されている。そして、内フレーム２ｂの外周面に全周にわたって形成された凹溝が外フレーム２ａにより塞がれ、導入流路３０が構成される。供給穴３１が、導入流路３０と外フレーム２ａの外側とを連通するように外フレーム２ａに形成されている。さらに、噴射穴３２が、穴方向を径方向として、導入流路３０と内フレーム２ｂの内側とを連通するように内フレーム２ｂに形成されている。噴射穴３２は、後述する固定子巻線２０の第１コイルエンド２０ｆおよび第２コイルエンド２０ｒの径方向外側に、周方向に一定のピッチで複数配置されている。そして、供給配管３３が、供給ポンプ３４の吐出口と供給穴３１とを連結し、戻り配管３５がフレーム２の下方に取り付けられたオイルパン３６と供給ポンプ３４の吸入口とを連結し、冷却機構が構成される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
巻線体２２の第２直線部２２ｂから第２コイルエンド２０ｒ側に延び出た第２コイルエンド部２２ｆは、周方向一側の隣に位置する巻線体２２の第２直線部２２ｂから第２コイルエンド２０ｒ側に延び出た第２コイルエンド部２２ｆの下方を通って周方向他側に延び、頭頂部の手前で出現し、頭頂部で径方向外方に距離ｄだけシフトして、周方向一側の隣に位置する巻線体２２の第２コイルエンド部２２ｆの上方を通って周方向他側に延び、第３直線部２２ｃに接続される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
図１０から、第１コイルエンド部２２ｅが、スロット１８の第１層と第２層の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂから周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。また、第３コイルエンド部２２ｇが、スロット１８の第３層と第４層の第３および第４直線部２２ｃ，２２ｄから周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。また、第１コイルエンド部２２ｅが、スロット１８の第５層と第６層の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂから周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。さらに、第３コイルエンド部２２ｇが、スロット１８の第７層と第８層の第３および第４直線部２２ｃ，２２ｄから周方向の逆の方向に延び出していることがわかる。つまり、第１コイルエンド２０ｆでは、スロット１８の第１層と第２層の直線部、第３層と第４層の直線部、第５層と第６層の直線部および第７層と第８層の直線部のそれぞれから延び出した異なる相のコイルエンド部が、径方向で交差し、コイルエンド部間の電位差が大きくなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
さらに、一対の絶縁シート４０が、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間の隙間により形成される流路、周方向に隣り合う第２コイルエンド部２２ｆの傾斜部間の隙間により形成される流路、周方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間の隙間により形成される流路、および周方向に隣り合う渡り線２３の傾斜部間の隙間により形成される流路のそれぞれの径方向両側に配置される。これにより、各流路の四方が閉じられ、液体冷媒を効果的に流すことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
したがって、この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態３によれば、隔壁部材４１が、固定子巻線２０の第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒの内周側に、全周にわたって配置されている。そこで、第１および第２コイルエンド内を外径側から内径側に流れてきた液体冷媒の第１および第２コイルエンド２０ｆ，２０ｒから内径側への流出が隔壁部材４１により阻止され、液体冷媒の固定子１５と回転子６との間のエアギャップへの流出が防止される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
第２端板５９は、軸心位置にシャフト５４を通して、一面を回転子鉄心５１に向けて軸方向他側からシャフト５４に圧入固定される。第２端板５９の一面が回転子鉄心５１の軸方向の他端面に接し、排出流路６０の開口が塞口される。回転子鉄心５１に形成された冷媒流路５３が排出流路６０に接続される。第２排出路６１が、冷媒流路５３のそれぞれの径方向外方に位置している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
第１コイルエンド２０ｆに径方向内方から噴射された液体冷媒は、最内周に位置する、周方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間の隙間を頭頂部側から根本側に流れる。そして、液体冷媒は、固定子鉄心１６の端面上を径方向外方に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う第１コイルエンド部２２ｅの根本部間に吸い上げられる。ついで、最内周に位置する第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部の外径側に位置する第１コイルエンド部２２ｅの傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。さらに、固定子鉄心１６の端面上を径方向外方に流れ、毛細管現象により、径方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの根本部間に吸い上げられる。そして、周方向に隣り合う第３コイルエンド部２２ｇの傾斜部間の隙間を頭頂部側に流れる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
上記ハウジングに回転可能に支持されたシャフトに固着されて、上記ハウジング内に配設された回転子と、
スロットが周方向に配列された円環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有し、上記回転子の外周側に上記回転子との間にエアギャップを介して上記ハウジングに保持された固定子と、
上記固定子巻線のコイルエンドに液体冷媒を供給して上記固定子巻線を冷却する冷却機構と、を備え、
上記固定子巻線は、それぞれ、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した導体線を巻き回して作製され、周方向にｎスロット角度間隔（但し、ｎは２以上の自然数）で並ぶ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットに装着されて、周方向に１スロットピッチで配列された複数の巻線体を備え、
上記巻線体は、上記導体線を、上記第２スロット、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロットの順に、かつ上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて挿入して形成されたδ状のコイルパターンを、径方向にｍ回（但し、ｍは１以上の自然数）繰り返して巻き回して作製され、上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロットのそれぞれに挿入される複数の直線部をコイルエンド部により一続きに連結して構成され、
上記コイルエンドが、上記コイルエンド部により構成され、
上記コイルエンドに供給された上記液体冷媒が、周方向に隣り合う上記コイルエンド部間の隙間を流れることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
上記巻線体は、上記直線部の上記第１スロット、上記第２スロットおよび上記第３スロット内の径方向における収納位置が、上記第２スロット、上記第１スロット、上記第２スロット、上記第３スロットの順に、上記直線部の径方向厚み分、径方向の一側に順次シフトしていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
上記直線部は、上記スロットのそれぞれに１列に配列して４×ｍ層に収納され、
上記スロットに収納された、径方向に隣り合う上記直線部から周方向に延び出る上記コイルエンド部の方向が、径方向に、同方向と逆方向とを交互に繰返されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
帯状の仕切り部材が、上記コイルエンドの異なる相の上記コイルエンド部間に周方向の全周にわたって配設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
周方向に隣り合う上記コイルエンド部の根本部間の隙間が、上記エアギャップより大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
帯状の隔壁部材が、上記コイルエンドの内周側に、上記コイルエンドに接して周方向の全周にわたって配設されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
上記冷却機構は、上記液体冷媒を上記コイルエンドに径方向外方から噴射するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
上記液体冷媒が、最外径に位置する上記コイルエンド部の傾斜方向に沿って上記コイルエンドに噴射されることを特徴とする請求項７記載の回転電機。
【請求項９】
上記冷却機構は、上記液体冷媒を上記コイルエンドに径方向内方から噴射するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
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【国際調査報告】
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2015107679.tif 000022
2015107679.tif 000023
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