(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータが収納されるケースを備え、
前記ステータが備えるステータコイルを平角線で形成し、
前記ケースの内部を液密にし、前記ステータコイルを直接冷媒に接触させて冷却する回転電機において、
前記ケースは、内部にシール室を画成するためのシール室ケースを備え、前記ステータコイルからの引出線を前記シール室内にシール処理を施して導入するとともに、前記引出線を前記シール室から前記ケースの外部へ引き出す部分で丸線とし、かつ丸線とされた前記引出線は前記ケースとの間でシールされ、前記シール室内に溜まった冷媒をタンク側に逃がすためのドレイン管を備えることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記丸線の外径よりも僅かに小さな内径の円形通孔を形成した弾性部材を前記ケースに取り付け、前記丸線を前記円形通孔に挿通することにより前記ケースの内外をシールしたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記円形通孔の入口部分と出口部分に前記丸線が挿通された状態でシール材を充填したことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記引出線は、平角線からなる引出線前半部を丸線からなる引出線後半部に接続してなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項５】
前記引出線前半部は同相のステータコイル同士で束ねられた後に、その束毎に１本の前記引出線後半部に接続されることを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機（モータ、または発電機、またはモータ兼発電機）において、ステータを効率良く冷却するために、ステータコイルを直接冷媒（例えば冷却オイル）に接触させて冷却するものが、例えば特開平９−２３６１５号公報に提案されている。このようにな構成により、発熱体であるステータコイルは、直接的に冷却され、高い冷却性能が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転電機では、ステータコイルの引出線（リード部）は、外部電源等に接続されるために、ケース外部に引き出される必要がある。このため、例えば、上記のようにステータコイルに対して直接冷媒を供給する構成では、引出線を伝わって冷媒が流れていく可能性があるので、冷媒に対するケース内外のシールが必要とされる。しかし、従来の回転電機において、特に、占積率を向上させるためにステータコイルとして平角線を用いている場合には、シール部分の寸法の精度を高めるのが難しく、十分なシールを行えないでいた。
【０００４】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ステータコイルとして平角線を使用した回転電機において、ステータコイルからの引出線のケース外部への引出部分におけるシールを確実に行えるようにしたものを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、ステータが収納されるケースを備え、前記ステータが備えるステータコイルを平角線で形成し、前記ケースの内部を液密にし、前記ステータコイルを直接冷媒に接触させて冷却する回転電機において、前記ケースは、内部にシール室を画成するためのシール室ケースを備え、前記ステータコイルからの引出線を前記シール室内にシール処理を施して導入するとともに、前記引出線を前記シール室から前記ケースの外部へ引き出す部分で丸線とし、かつ丸線とされた前記引出線は前記ケースとの間でシールされ、前記シール室内に溜まった冷媒をタンク側に逃がすためのドレイン管を備える。
【０００６】
第２の発明では、前記丸線の外径よりも僅かに小さな内径の円形通孔を形成した弾性部材を前記ケースに取り付け、前記丸線を前記円形通孔に挿通することにより前記ケースの内外をシールした。
【０００７】
第３の発明では、前記円形通孔の入口部分と出口部分に前記丸線が挿通された状態でシール材を充填した。
【０００８】
第４の発明では、前記引出線は、平角線からなる引出線前半部を丸線からなる引出線後半部に接続してなる。
【０００９】
第５の発明では、前記引出線前半部は同相のステータコイル同士で束ねられた後に、その束毎に１本の前記引出線後半部に接続される。
【００１２】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、スタータコイルの引出線がケースから引き出される部分は丸線とされるので、引出線のケースからの引出部分におけるシールを良好に行うことができる（例えば、丸線が通る円形孔は、平角線が通る四角孔よりも精度のよい加工を行うことができる）。したがって、スタータコイルを直接冷媒に接触させるような構成（例えば実施の形態のようにスロット２５内部に冷媒通路２９を形成した構成）をとった場合でも、ステータコイルが導かれる経路に沿って流れてくる冷媒のケースからの漏れ出しを確実に防止することができる。
また、ケースにシール室を形成し、ステータコイルの引出線をシール室内にシール処理を施して導入してシール室内で引出線を平角線から丸線にした後、丸線にした引出線をさらにケースとの間でシール処理を施してケースの外部に引き出すことによって、冷媒の圧力が上昇したとしても、冷媒がケースから漏れ出すのを防止することができる。
また、ドレイン管によりシール室から冷媒を逃がすことができるので、ステータコイルの導かれる経路を伝わって来た冷媒がシール室内に溜まったとしても、このシール室内の冷媒を適宜排出することができ、シール室内の冷媒の圧力が上昇することによって引出線の引出部分におけるシール性が低下することを未然に防止できる。
【００１３】
第２の発明では、丸線は弾性部材（例えば実施の形態におけるゴムブロック４５）に形成された丸線の外径よりも僅かに小さな内径の円形通孔に挿通されるので、丸線の周囲は円形通孔内周面により押し付けられるようにして完全にシールされる。また、弾性部材に対する円形の孔加工は精度よく行えるので、高いシール性を得ることができる。
【００１４】
第３の発明では、円形通孔の入口部分と出口部分にシール材を充填するので、シール性はより高められる。
【００１５】
第４の発明では、ステータコイルの引出線を平角線からなる前半部を丸線からなる後半部に接続して構成するので、ステータコアに巻回される部分が平角線であり、かつケースから引き出さされる部分が丸線であるステータコイルを容易に得ることができる。
【００１６】
第５の発明では、引出線前半部（平角線）は同相のもの同士（同じ位相の電流が供給されるもの同士）で束ねられた後、その束毎に１本の引出線後半部（丸線）に接続されるので、ケースから引き出される丸線の数を少なくすることができ、構成を単純化することができるとともに、シール性も向上する。また、平角線を束ねたとしても、ケースから引き出されるときには丸線となっているので、平角線の間にできる隙間がシールに問題となることはない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１、図２には、回転電機（モータ、または発電機、またはモータ兼発電機）の全体構成を示す。ここで、図１は図２のＸ−Ｘ断面図、図２は図１のＹ−Ｙ断面図である。
【００２０】
図１に示すように、回転電機のケース１は、円筒板１Ａと、この円筒板１Ａの軸方向両端の開口を閉塞する側板１Ｂ、１Ｃと、円筒板１Ａの側板１Ｃ側の側部に取り付けられたシール室ケース１Ｄとからなる。
【００２１】
ケース１内には、円柱形のロータ２が収容される。ロータ２は、その回転軸２Ａの両端がそれぞれベアリング３を介して側板１Ａ、１Ｂに支持され、回転軸２Ａを中心に回転自在となっている。また、ロータ２の外周面近傍には、磁石４が設けられている。
【００２２】
円筒板１Ａの内周面には、円筒形のステータ５が、ロータ２を取り囲むように挿着される。ステータ５の内周面とロータ２の外周面との間には、所定の間隙が設けられている。
【００２３】
ステータ５の軸方向両端には、断面コの字型のリング状のオイルジャケット１０、１１が、それぞれ取り付けられている。これらのオイルジャケット１０、１１の内側とステ一タ５の端面との間には、それぞれオイル室１２、１３が形成される。
【００２４】
これらのオイル室１２、１３は、冷媒流路２９（図２参照）とともに、冷媒（コイル冷却用オイル）の循環系を構成する。詳しく説明すると、コイル冷却用オイルの循環系においては、オイルタンク（図示せず）内の冷却用オイルが、オイルポンプ（図示せず）によって吸い上げられ、オイルジャケット１０に形成されて円筒板１Ａを貫通するオイル供給口（図示せず）を通って、オイル室１２内に供給される。この冷却用オイルは、ステータ５のスロット２５内に形成された冷媒通路２９を流通して、オイル室１３へ導かれる。オイル室１３に導かれた冷却オイルは、オイルジャケット１１に形成されて円筒板１Ａを貫通するオイル排出口（図示せず）から、オイルタンクへ排出される。このような冷却用オイルの循環により、スロット２５内に収容されたステータコイル３０が、冷却用オイルと直接接触して冷却される。
【００２５】
図２に示すように、ステータ５は、電磁鋼板をロータ軸２Ａ方向（図２の紙面に垂直な方向）に積層してなるステータコア２０と、ステータコア２０に巻装されたステータコイル３０とから構成されている。
【００２６】
ステータコア２０は、ケース１の円筒板１Ａ内周面に沿うリング状のバックコア部２２と、このバックコア部２２からステータコア２０の内周側半径方向に突出する複数（本実施の形態では１２カ所）のティース部２３とを備える。隣接するティース部２３の間の凹部（溝部）は、スロット２５となる。ステータコイル３０は、各ティース部２３に集中巻きされることにより、スロット２５内部に収容された状態となっている。
【００２７】
スロット２５の半径方向の開口部は、プレート２６によって閉塞されている。このプレート２６によってスロット２５内部に画成された空間が、冷媒流路２９となる。
【００２８】
ロータ２の外周部には、８個の磁石４が４極対をなすよう配置されている。一方、ステータ５の各ティース部２３に巻回された１２個のステータコイル３０は、それぞれ４つずつのＵ相のコイル、Ｖ相のコイル、Ｗ相のコイルからなり、これら３相のコイルには、外部電源からの３相交流電流（１２０度ずつ位相をずらしたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流）が供給される。このような構成により、ロータ２が回転駆動されるようになっている。
【００２９】
ステータコイル３０のティース部２３に巻回される部分は、四角形断面の平角線（例えば平角銅線）からなる。このようにティース部２３への巻回部分に平角線を用いることにより、巻線精度および占積率が向上する。
【００３０】
図１に示すように、このステータコイル３０からの引出線（リード部）３１は、図３に示すようにオイル室１３内で同相のもの同士で束ねられた後、円筒板１Ａに形成された通孔４１を通って、シール室４２内に導入される。シール室４２は、円筒板１Ａ、側板１Ｃ、シール室ケース１Ｄにより画成される空間である。
【００３１】
ここで、通孔４１は一応のシール処理が施されているものであるが、引出線３１の断面が四角形状であること、束ねた引出線３１（平角線）の間に微小な隙間３２、３３（図３参照）ができること等の理由から、このシール処理によって完全なシールを行なうのは困難である。このため、後述するように、完全なシールは、引出線３１がシール室４２から引き出される部分で行われることになる。
【００３２】
引出線３１は、このシール室４２から引き出される手前で、平角線から丸線に変更される。具体的に本実施の形態では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の引出線３１の前半部３１Ａは、シール室４２内において、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の丸線（例えば丸銅線）からなる後半部３１Ｂに、コネクタ４３を介して接続される。
【００３３】
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の引出線後半部３１Ｂは、ゴムブロック４５の通孔４５Ａ、およびシール室ケース１Ｄに形成された通孔４６を通って、ケース１の外側に導かれる。ケース１の外部において、３相の引出線後半部３１Ｂは、それぞれ対応する相の外部接続端子４０Ｗ、４０Ｖ、４０Ｕに接続される。
【００３４】
ここで、ゴムブロック４５は、シール室ケース１Ｄの通孔４６部分の内側に取り付けられる弾性体（本実施の形態ではゴム）からなる部材で、引出線後半部３１Ｂの丸線外径よりも僅かに小さな内径の円形通孔４５Ａが、引出線３１と同数形成されている。引出線後半部３１Ｂがケース１内部から外部に引き出される部分は、このゴムブロック４５の円形通孔４５Ａにおいてシールされる。
【００３５】
詳しく説明すると、円形通孔４５Ａの内径は引出線後半部３１Ｂの外径よりも僅かに小さくなっているので、引出線後半部３１Ｂはゴムブロック４５の弾性によって通孔４５Ａ内周面で押さえつけられ、引出線後半部３１Ｂの周囲は完全にシールされる。また、この場合、通孔４５Ａは円形であるので、加工精度を容易に高めることができ、シール性を高め得る。したがって、ケース１外部に引き出された引出線後半部３１Ｂを組立のために折り曲げたりする場合にも、引出線後半部３１Ａと通孔４５Ａの間に隙間が生じることはなく、シール室４２からオイルが漏れ出すことはない。なお、より高いシール性を確保したい場合は、図４に示すように、通孔４５Ａの入口部分や出口部分にシール剤４７を充填すると良い。
【００３６】
このようにシール室４２と外部とのシールは、ステータコイル３０の引出線後半部３１Ｂを丸線とし、またゴムブロック４５によるシールを行うことにより、良好に行われる。しかし、前述したように、オイル室１３とシール室４２の間の通孔４１には、束ねられた平角線からなる引出線前半部３１Ａが通されているため、完全なシールは難しい。このため、オイル室１３内の冷却用オイルが通孔４１を通ってシール室４２内に漏れ出すことを完全に防止することはできず、このようなオイル洩れが多量に発生すると、シール室４２内にオイルが充満することになる。このような状態となっても、シール室４２内の圧力がオイル室１３内の圧力（通常はオイルタンク内の圧力）以上に上昇することはないが、何らかの理由でオイル室１３内の圧力が上昇し、これによって多量のオイル洩れが発生している場合には、シール室４２内の圧力も比較的高くなり、通孔４５Ａの部分のシール性が低下する恐れがある。
【００３７】
そこで、このような状態を回避するため、シール室４２にはドレイン管４８が接続されている。これにより、シール室４２内に漏れだしたオイルは、ドレイン管４８を通ってオイルタンクヘ戻され、シール室４２の圧力上昇が防止される。なお、本実施の形態とは逆に、オイル室１３が上流側でオイル室１２が下流側となるようオイル循環系を構成した場合には、オイル室１３内の圧力は常にオイルポンプの吐出圧に近い圧力となっているので、ドレイン管４８を設ける必要性が大きくなる。
【００３８】
以上のように本実施の形態によれば、ステータコイル３０として平角線を用いることによって占積率および巻線精度を向上させる一方で、スタータコイル３０の引出線３１は、丸線（引出線後半部３１Ｂ）とされてからケース１から引き出されるので、平角線のままケース１から引き出す場合と比較して、引出部分におけるシールを良好に行うことができる。具体的に、ゴムブロック４５の円形通孔４５Ａは、平角線用の四角孔に比較して、高精度に加工することができ、シール性が高められる。したがって、冷媒流路２９からの冷媒（冷却用オイル）が引出線３１が導かれる経路を伝って流れてきたとしても、ケース外部に漏れ出すことはない。
【００３９】
また、円形通孔４５Ａの内径は丸線の外径よりも僅かに小さくなっているので、引出線後半部３１Ｂは、ゴムブロック４５の弾性により、円形通孔４５Ａの内周面により押さえつけられ、シール性が高められる。
【００４０】
また、引出線前半部３１Ａは同相のもの同士で束ねられた後、その束毎に１本の引出線後半部３１Ｂに接続されるので、ケースから引き出される丸線の数を少なくすることができ、構成を単純化することができるとともに、シール性も向上する。また、平角線である引出線前半部３１Ａを束ねたとしても、ケース１から引き出されるときには丸線である引出線後半部３１Ｂとなっているので、平角線の間にできる隙間３２、３３がシールに問題となることはない。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、引出線３１は、平角線からなる引出線前半部３１Ａを、丸線からなる引出線後半部３１Ｂに接続して構成されたが、本発明はこのような形態に限られるものではない。すなわち、コイル３０は、ステータ５に巻回される部分が平角線であり、引出線３１のケース１からの引き出される部分が丸線であれば、任意の形態を採り得る。例えば、ステータコイル３０の引出線３１が平角線から丸線に連続的に変形されるようにしてもよいし、またケース１から引き出される部分だけを丸線としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の回転電機を示す断面図である。
【図２】同じく図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図３】同じくステータコイルの引出線（平角線）を束ねた状態を示す断面図である。
【図４】同じくゴムブロックの円形通孔におけるシールを示す断面図である。
【符号の説明】
１  ケース
５  ステータ
２０  ステータコア
２５  スロット
２９  冷媒通路
３０  ステータコイル
３１  引出線
３１Ａ  引出線前半部（平角線）
３１Ｂ  引出線後半部（丸線）
４３  コネクタ
４５  ゴムブロック
４５Ａ  通孔
４８  ドレイン管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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