(57)【要約】【課題】回転電機の回転速度にかかわらず冷却効果を発揮することができる回転電機を提供する。【解決手段】回転子７の外周側に対向してフレーム２の内周面に固定された固定子１１を有し、該固定子１１の発熱を、外部供給冷媒を介して外部へ放熱する回転電機１であって、前記フレーム２に内部冷媒を循環させる内部冷媒循環路１７を形成し、該内部冷媒循環路１７の少なくとも一部に冷媒移送機構２１を設けている。【選択図】図１
2013158161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子の外周側に対向してフレーム内周面に固定された固定子を有し、該固定子の発熱を、外部供給冷媒を介して外部へ放熱する回転電機であって、
前記フレームに内部冷媒を循環させる内部冷媒循環路を形成し、該内部冷媒循環路の少なくとも一部に冷媒移送機構を設けたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記内部冷媒通路のフレーム内周面に開口する入口及び出口は、前記固定子に巻装された巻線の巻線エンド部に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記冷媒移送機構は、前記内部冷媒通路の出口に、内部循環冷媒を前記巻線エンド部に向けて吐出するように配設されていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記冷媒移送機構は、前記内部冷媒通路の入口に、内部循環冷媒を前記巻線エンド部から吸い込むように配設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記内部冷媒循環路は、前記フレームに形成された外部供給冷媒が供給される外部供給媒体通路の外側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記内部冷媒循環路は、内部循環冷媒と接触して冷却する冷却フィンを備えていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記内部冷媒循環路は、複数形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
少なくとも２つの内部冷媒循環路のうち一方の内部冷媒循環路は前記冷媒移送機構を負荷側に配置し、他方の内部冷媒循環路は前記冷媒移送機構を反負荷側に配置したことを特徴とする請求項７に記載の回転電機。
【請求項９】
２つの前記内部冷媒循環路がフレームの中心軸を挟んで対称位置に配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記冷媒移送機構は、内部循環冷媒が気体であるときにはファンで構成し、内部循環冷媒が液体であるときにはポンプで構成することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子の外周側に対向してフレーム内周面に固定された固定子を有し、該固定子の発熱を、外部供給冷媒を介して外部へ放熱する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転電機としては、特許文献１に記載された回転電機が知られている。この特許文献１に記載の回転電機は、図７に示す構成を有する。この回転電機は、タービン発電機等に代表される密閉型の回転電機であって、密閉型フレーム１０２内に設けられ、環状の固定子鉄心１０３およびこの固定子鉄心１０３のスロットに収納された固定子コイル１０４からなる固定子１０５を有している。また、回転電機は、界磁コイル（図示せず）を巻装するとともにエアーギャップを介して固定子鉄心１０３に対して同心状に配置された回転子１０６を有している。さらに、回転電機は、回転子１０６の両軸端部に取り付けた回転子ファン１０７と固定子１０５の背部（図６において上部）に設置されたガス冷却機１０８を有する。
【０００３】
そして、密閉フレーム１０２内に空気又は水素ガス等の冷却ガス１０９を封入し、この冷却ガス１０９を回転子ファン１０７により矢印１１１及び１１２で示すように循環通風し、固定子１０５及び回転子１０６を冷却して温度の上昇した冷却ガス１０９をガス冷却機１０８で冷却するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、回転子１０６の両軸端部にそれぞれ回転子ファン１０７を取り付けており、これら回転子ファン１０７によって十分な送風能力があるように見えるが、必ずしもそうではない。
すなわち、確かに予め設計した回転数で、一定速度で回転駆動する用途の場合には、回転子ファン１０７によって冷却ガス１０９を十分に循環させて冷却効果を発揮することができるが、近年普及が拡大している可変速用途の回転電機においては十分な冷却効果を発揮できないという未解決の課題がある。
【０００６】
すなわち、回転電機の発熱の特性としては、低速時には主にコイルで発熱し、高速時には主にコア特にステータコア（固定子鉄心）で発熱する。
これに対して上記特許文献１に記載された従来例では、回転子１０６の両軸端部に回転子ファン１０７が配置されているので、高速時に送風能力が高く、低速時には送風能力が低い。つまり、低速時には十分な冷却効果を得ることができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記特許文献１に記載された従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、回転電機の回転速度にかかわらず冷却効果を発揮することができる回転電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る回転電機の第１の態様は、回転子の外周側に対向してフレーム内周面に固定された固定子を有し、該固定子の発熱を、外部供給冷媒を介して外部へ放熱する回転電機であって、前記フレームに内部冷媒を循環させる内部冷媒循環路を形成し、該内部冷媒循環路の少なくとも一部に冷媒移送機構を設けている。
この構成によると、フレームに形成した内部冷媒循環路によって空気、水素ガスなどの冷却気体や水、不凍液などの冷却液等の内部循環冷媒を循環させ、この内部冷媒循環路の一部にファンやポンプ等で構成される冷媒移送機構を設けることにより、内部循環冷媒を強制的に循環させるので、回転子の回転速度にかかわらず固定子を効果的に冷却することができるとともに、内部循環冷媒の流速を速めて熱伝達率を高めることができる。
【０００８】
また、本発明に係る回転電機の第２の態様は、前記内部冷媒通路のフレーム内周面に開口する入口及び出口が、前記固定子に巻装された巻線の巻線エンド部に対向する位置に配置されている。
この構成によると、内部冷媒循環路の入口から吸引される内部循環冷媒と出口から吐出される内部循環冷媒によって固定子巻線の軸方向両端部の巻線エンド部を直接冷却することができ、巻線エンド部の冷却効果を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る回転電機の第３の態様は、前記冷媒移送機構が、前記内部冷媒通路の出口に、内部循環冷媒を前記巻線エンド部に向けて吐出するように配設されている。
この構成によると、内部冷媒通路の出口に冷媒移送機構が配置されているので、この冷媒移送機構から吐出される内部循環冷媒を勢いよく巻線エンド部に向けて吐出することができ、巻線エンド部の内部循環冷媒の流速を速めて冷却効果を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る回転電機の第４の態様は、前記冷媒移送機構が、前記内部冷媒通路の入口に、内部循環冷媒を前記巻線エンド部から吸い込むように配設されている。
この構成によると、内部冷媒通路の入口に冷媒移送機構が配置されているので、この冷媒移送機構から勢いよく内部循環冷媒を吸い込むことにより、巻線エンド部の内部循環冷媒の流速を速めて巻線エンド部の冷却効果を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る回転電機の第５の態様は、前記内部冷媒循環路が、前記フレームに形成された外部供給冷媒が供給される外部供給媒体通路の外側に形成されている。
この構成によると、内部冷媒循環路がフレームに形成された外部供給媒体通路の外側に形成されているので、内部冷媒循環路の形成に邪魔となる部材がなく、外部供給媒体通路との接触面積を広くとって熱交換を効果的に行うことができる。したがって、内部冷媒の冷却を効果的に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る回転電機の第６の態様は、前記内部冷媒循環路は、内部循環冷媒と接触して冷却する冷却フィンを備えている。
この構成によると、冷却フィンによって内部循環冷媒との接触面積を広くとることができ、冷却効果を高めることができる。
また、本発明に係る回転電機の第７の態様は、前記内部冷媒循環路は、複数形成されている。
この構成によると、複数の内部冷媒循環路で内部循環冷媒を循環させるので、フレーム内で内部循環冷媒の滞留を生じることなく、内部循環冷媒の円滑な循環を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る回転電機の第８の態様は、少なくとも２つの内部冷媒循環路のうち一方の内部冷媒循環路は前記冷媒移送機構を負荷側に配置し、他方の内部冷媒循環路は前記冷媒移送機構を反負荷側に配置している。
この構成によると、内部冷媒循環路毎に内部循環媒体の循環方向が逆になるとともに、一方の内部冷媒循環路から吐出された内部循環冷媒を他方の内部冷媒循環路に吸い込むことも可能となり、軸方向の内部循環媒体の循環路に加えて円周方向の循環路を形成することができ、内部循環冷媒の循環効率を高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る回転電機の第９の態様は、２つの前記内部冷媒循環路がフレームの中心軸を挟んで対称位置に配置されている。
この構成によれば、内部冷媒循環路をフレームの中心軸を挟んで対称位置に配置することで、内部循環冷媒のフレーム内での循環を偏りなく行って、内部循環冷媒溜まりや熱溜まりの発生を抑制して効率よく固定子を冷却することができる。
【００１５】
また、本発明に係る回転電機の第１０の態様は、前記冷媒移送機構が、内部循環冷媒が気体であるときにはファンで構成し、内部循環冷媒が液体であるときにはポンプで構成している。
この構成によると、内部循環冷媒が空気、水素ガス等の気体である場合にはファンによる移送を行い、内部循環冷媒が冷却水等の冷却液である場合にはポンプによる移送を行うことができ、内部循環冷媒の循環を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転電機のフレームに内部冷媒を循環させる内部冷媒循環路を形成し、内部冷媒循環路の少なくとも一部に冷媒移送機構を設けたので、フレーム内で内部循環冷媒を強制的に循環させることができ、固定子コア及び巻線を回転子の回転速度にかかわらず効果的に冷却することができる。したがって、可変速用途の回転電機であっても、回転子の回転速度にかかわらず良好な冷却効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る回転電機の第１の実施形態を示す模式的断面図である。
【図２】図１のフレームの横断面斜視図である。
【図３】フレームの内部冷媒循環路における出口の断面図である。
【図４】内部冷媒循環路の出口に装着するファンを示す斜視図である。
【図５】本発明に係る回転電機の第２の実施形態におけるフレームを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図６】本発明に係る回転電機の第３の実施形態におけるフレームを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図７】従来の回転電機を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る回転電機の第１の実施形態を示す模式的断面図である。
図中、１は、インナーロータ形の永久磁石（ＰＭ）電動機で構成される回転電機であって、この回転電機１はアルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造して形成された密封型のフレーム２を有する。
【００１９】
このフレーム２は、円筒部２ａと、この円筒部２ａの軸方向両端を個別に閉塞する端板部２ｂ及び２ｃとを備えている。円筒部２ａには、例えば水、不凍液などの冷媒で満たされたステンレス管で構成される螺旋状の水冷パイプ３がフレーム鋳造時に同時に鋳込まれている。この水冷パイプ３の両端は、フレーム２の外周側に形成された外部の例えば冷却装置４から外部供給冷媒としての冷却水が供給される給水口３ｓ及び冷却水を冷却装置４に戻す排水口３ｒに連結されている。また、負荷側の端板部２ｃの中心部には中心開口２ｄが形成されている。さらに、反負荷側の端板部２ｂの内面側中心位置に転がり軸受５ａの外輪が装着され、端板部２ｃの中心開口２ｄの内側に転がり軸受５ｂの外輪が装着されている。なお、端板部２ｃの中心開口２ｄはシール２ｅで閉塞されて、フレーム２の内部に例えば空気、水素ガスなどの冷却気体でなる内部循環冷媒が封入されている。
【００２０】
そして、転がり軸受５ａ及び５ｂの内輪に回転軸６が回転自在に支持されている。
この回転軸６には、フレーム２内の例えば中央位置に回転子７が取付けられている。この回転子７は、積層鉄心で構成される回転子コア８内に軸方向に延長する例えば平板状の永久磁石９が円周方向に隣接する磁極が互いに逆極性となるように埋設されている。
【００２１】
そして、回転子７の外周面に所定のギャップを介して対向するように固定子１１がフレーム２の円筒部２ａの内周面に固定されている。この固定子１１は、積層鉄心で構成された固定子コア１２を有する。この固定子コア１２は、円周方向に所定間隔を保って所要数例えば１２本のスロット１３が軸方向に形成されている。隣接するスロット１３間には絶縁被覆された銅線を巻回した固定子巻線１４が巻装されている。この固定子巻線１４は、その巻線エンド部１４ｅ１及び１４ｅ２が固定子コア１２の軸方向端部より軸方向に突出されている。
【００２２】
一方、フレーム２の水冷パイプ３の外周側には、図２に示すように、フレーム２の円筒部２ａの例えば給水口３ｓの下側に軸方向に延長する三角柱状突出部１６が形成されている。この三角柱状突出部１６は、図３とともに参照して明らかなように、円筒部２ａの下側における最下部から右方に延長する水平側壁１６ａと、この最下部から反時計方向に９０度の位置から下方に延長する垂直側壁１６ｂと、これら水平側壁１６ａ及び垂直側壁１６ｂの軸方向端面を閉塞する端板部１６ｃとで中空に形成されている。
【００２３】
この三角柱状突出部１６の内部が、図３に示すように、軸方向に延長する内部冷媒循環路１７とされている。この内部冷媒循環路１７の水冷パイプ３の軸方向外側端より外側における固定子巻線１４の巻線エンド部１４ｅ１及び１４ｅ２に対向する位置すなわち反負荷側及び負荷側に円筒部２ａの内周面に開口する内部循環冷媒を吐出する出口１８及び内部循環冷媒を吸い込む入口１９が形成されている。そして、入口１９には、水冷パイプ３側から開口内に突出する多数の冷却フィン２０が形成されている。
【００２４】
また、出口１８には、図３に示す、冷媒移送機構を構成するファン２１が配置されている。このファン２１は、ファンフレーム２１ａ内に回転羽根２１ｂが回転自在に配置された構成を有する。このファン２１は、ファンフレーム２１ａの４隅に形成された透孔２１ｃ内に取付ねじ２１ｄを挿通し、この取付ねじ２１ｄの先端の雄ねじ部を出口１８に設けた雌ねじ１８ａに螺合させることにより、出口１８に固定されている。
ファン２１は、回転羽根２１ｂが図３で見て反時計方向に回転駆動されて、内部循環冷媒を内部冷媒循環路１７から固定子巻線１４の巻線エンド部１４ｅ１に向けて吐出する。
【００２５】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
回転電機１を設置する場合には、先ず、給水口３ｓ及び排水口３ｒを外部の冷却装置４に適当な配管を介して接続する。この状態で、冷却装置４から冷却水を給水口３ｓに供給することにより、この冷却水が給水口３ｓからフレーム２の円筒部２ａに埋設された水冷パイプ３内を通って排水口３ｒから冷却装置４に戻される。このため、円筒部２ａが冷却される。
【００２６】
この状態で、回転電機１を回転駆動するには、内部冷媒循環路１７の出口１８に配置したファン２１を回転駆動する。このファン２１の回転によって、内部冷媒循環路１７内の空気、水素ガスなどの内部循環冷媒が固定子巻線１４の反負荷側の巻線エンド部１４ｅ１に向けて吐出される。吐出された空気は巻線エンド部１４ｅ１を冷却し、回転子７及び固定子１１間のギャップを通って負荷側に移動し、負荷側の巻線エンド部１４ｅ２を冷却して内部冷媒循環路１７の入口１９から吸い込まれて出口１８側に送られて、内部循環冷媒が強制循環される。このとき、内部冷媒循環路１７が冷却パイプ３の外側を通るように形成されているので、内部冷媒循環路１７を通過する内部循環冷媒は、冷却パイプ３を通過する冷却水と熱交換して冷却される。そして、冷却された内部循環冷媒がファン２１によって巻線エンド部１４ｅ１に向けて再度吐出される。
【００２７】
また、内部冷媒循環路１７の入口１９には冷却フィン２０が設けられており、この冷却フィン２０も冷却パイプ３を通過する冷却水によって冷却されているので、冷却フィン２０を通過して吸い込まれる内部循環冷媒が冷却される。
さらに、内部冷媒循環路１７は、冷却パイプ３の外側に設けた三角柱状突出部１６内に形成されているので、フレーム２の内部にのみに内部冷却循環路を形成する場合に比較して冷却には邪魔な固定子コア１２も固定子巻線１４もなく、冷却パイプ３を通る冷却水との熱交換を行うための大きな表面積を確保することができる。また、内部冷媒循環路１７は、ステータ入口１９から出口１８まで直線的であり、この間の管路抵抗を小さく抑えることができる。
【００２８】
また、内部冷媒循環路１７は、もともと円筒形のフレーム２のデッドスペースとなる領域に三角柱状突出部１６を形成したので、回転電機１及び回転電機１を配置する配置スペースを大型化することなく、回転電機性能を向上させることができる。
さらに、内部冷媒循環路１７に配置したファン２１は、巻線エンド部１４ｅ１，１４ｅ２近傍と内部冷媒循環路１７内の内部循環冷媒の風速を高めればよいので、小型、小容量、低価格のファンを適用することができる。小さなファン２１を一つ付けることで、僅かなコストアップで大きなモータ性能向上を行うことができる。
この内部循環冷媒の循環状態で、固定子巻線１４に通電することにより、固定子１１に回転磁界を発生させる。この回転磁界に伴って、回転子７の永久磁石９によって形成される磁極が移動することにより、回転子７が回転駆動され、回転軸６から回転力が出力される。
【００２９】
この回転電機１の回転駆動時に、低速回転時には、主に固定子巻線１４で発熱し、高速回転時には、固定子コア１２で発熱する。しかしながら、内部冷媒循環路１７を通ってファン２１により循環される内部循環冷媒はファン２１によって強制循環されている。このため、循環する内部循環冷媒の風速が高く、熱伝達率を飛躍的に高めることができ、固定子１１を冷却して温度上昇した内部循環冷媒のフレーム２への放熱能力を高めことができる。また、内部循環冷媒の風速は、前述した従来例のように、回転子７の回転速度の影響を受けることが殆どないので、低速回転時から高速回転時までの広範囲の回転速度域で固定子１１を良好に冷却することができる。
【００３０】
この結果、上記第１の実施形態では、前述した従来例に比較して大幅に冷却能力（特に巻線エンド部１４ｅ１，１４ｅ２に対する冷却能力）を高めることができる。殊に、可変速回転電機では、低速域で巻線エンド部の過熱問題が、回転電機の性能の制約となることが多く、巻線エンド部だけにスポットを当てた放熱能力向上であっても、回転電機性能の向上に大きくに寄与することができる。
【００３１】
このように上記第１の実施形態によると、内部循環冷媒を強制循環させて固定子１１特に巻線エンド部１４ｅ１及び１４ｅ２の冷却能力を向上させることができるので、固定子巻線１４の直径を太くしたり、固定子巻線１４の表面の絶縁層の耐熱温度を高くしたりする固定子巻線の過熱対策を講じる程度を小さくすることができ、回転電機１の大型化及び高コスト化を招くことなく、より小型で低コスト化できる回転電機を提供することができる。
【００３２】
なお、上記実施形態においては、内部冷媒循環路１７の出口１８側にファン２１を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、入口１９側にファン２１を巻線エンド部１４ｅ２側から内部循環冷媒を吸込んで内部冷媒循環路１７内に吐出するように配置することもでき、出口１８及び入口１９の双方に個別にファン２１を設けることもできる。このように出口１８及び入口１９の双方にファン２１を設けることにより、循環している内部循環冷媒の流速を速くすることができ、巻線エンド部１４ｅ１及び１４ｅ２や固定子コア１２の冷却効果を向上させることができる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態を図５について説明する。
この第２の実施形態では、内部冷媒循環路を複数設けるようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、前述した第１の実施形態における図２のフレーム構成において、三角柱状突出部１６とフレームの中心軸を通る垂直面に対して対称位置に三角柱状突出部２６を形成し、この三角柱状突出部２６内に内部冷媒循環路２７を形成したことを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図２との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００３４】
ここで、三角柱状突出部２６は三角柱状突出部１６と同様に水平側壁２６ａ、垂直側壁２６ｂ及び端板部２６ｃで形成されている。
また、内部冷媒循環路１７と内部冷媒循環路２７とは、軸方向に形成されている入口１９及び出口１８が互いに逆方向に形成されている。つまり、内部冷媒循環路１７では、反負荷側に出口１８が、負荷側に入口１９が形成され、内部冷媒循環路２７では反負荷側に入口１９が、負荷側に出口１８が形成されている。したがって、内部冷媒循環路１７の入口１９に対応する円周上に、内部冷媒循環路２７の出口１８が形成されている。そして，双方の内部冷媒循環路１７及び２７の出口１８にそれぞれファン２１が配置されている。
【００３５】
この第２の実施形態では、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる他、２つの内部冷媒循環路１７及び２７が形成されているので、内部循環冷媒を移送するファン２１が２つ設けられることになり、内部循環冷媒の循環量を増加させることができる。
しかも、同一円周上に内部冷媒循環路１７及び２７の出口１８及び入口１９が配置されるので、回転子７の回転によって内部循環冷媒が円周方向にも循環することになり、内部循環冷媒の循環経路を増やすことができ、内部循環冷媒溜まりや熱溜まりの発生を抑制して固定子１１の冷却効果を向上させることができる。特に巻線エンド部１４ｅ１，１４ｅ２に対する冷却能力を前述した第１の実施形態に比較して向上させることができる。
【００３６】
また、内部冷媒循環路１７及び２７を左右対称に設けるようにしたので、フレーム２の形状を箱型に近い形状とすることができ、安定性を向上させることができる。
なお、上記第２の実施形態においては、内部冷媒循環路１７及び２７の出口１８及び入口１９を互いに逆方向に形成した場合について説明したが、内部冷媒循環路１７及び２７の出口１８及び入口１９を同一方向に形成するようにしてもよい。この場合でも前述した第１の実施形態に比較して内部循環冷媒の循環路を増やすことができるとともに、循環量を増やすことができる。
【００３７】
次に、本発明の第３の実施形態を図５について説明する。
この第３の実施形態では、内部冷媒循環路をフレームの中心軸を挟んで線対称に設けたものである。
すなわち、第３の実施形態では、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、前述した第１の実施形態における三角柱状突出部１６に対してフレーム２の中心軸を挟んで線対称位置に新たな三角柱状突出部３６を設け、この三角柱状突出部３６内に内部冷媒循環路３７を形成したことを除いては前述した第１の実施形態における図２と同様の構成を有し、図２との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
この第３の実施形態においても、新たな内部冷媒循環路３７については出口１８及び入口１９を内部冷媒循環路１７とは逆方向に設けるようにしている。
【００３８】
この第３の実施形態では、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、２つの内部冷媒循環路１７及び３７をフレームの中心軸を挟んで線対称に配置したので、内部冷媒循環路１７の出口１８から突出される内部循環冷媒が巻線エンド部１４ｅ１に沿って円周方向に約半周して内部冷媒循環路３７の入口１９に吸い込まれる。同様に、内部冷媒循環路３７の出口１８から突出される内部循環冷媒が巻線エンド部１４ｅ２に沿って円周方向に約半周して内部冷媒循環路１７の入口１９に吸い込まれる。このため、巻線エンド部１４ｅ１及び１４ｅ２と内部循環冷媒との接触領域が長くなり、巻線エンド部１４ｅ１及び１４ｅ２の冷却能力を前述した第２の実施形態に比較してより高めることができる。
【００３９】
また、内部循環冷媒の循環経路を前述した第２の実施形態の場合に比較して広くすることができ、内部循環冷媒溜まりや熱溜まりの発生をより確実に抑制することができる。
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、回転電機として埋込磁石構造の永久磁石（ＰＭ形）電動機に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、表面磁石構造の永久磁石電動機や他の構成を有する誘導電動機にも本発明を適用することができる。
【００４０】
さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、フレーム２の円筒部２ａに設けた水冷パイプ３を螺旋状に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、円周方向に近接して配置された軸方向に延長する給水ヘッダと排出ヘッダとを配置し、給水ヘッダ及び排出ヘッダ間に円筒部２ａの円周方向に延長する通水管を軸方向に並列に形成するようにしてもよい。
【００４１】
また、上記第１〜第３の実施形態においては、冷却装置４で冷却水を生成し、この冷却水を水冷パイプ３に通水する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、外部供給冷媒として空気、水素ガス等の気体を適用することもできる。
同様に、内部循環冷媒についても空気に代えて水素ガス等の他の気体冷媒を適用することができる他、水などの液体冷媒を適用することができる。この液体冷媒を適用する場合には、冷媒移送機構としてファン２１に代えて液体を吸引して送り出すポンプを適用すればよい。
【００４２】
また、上記第１〜第３の実施形態においては、内部冷媒循環路１７，２７及び３７の出口１８又は入口１９にファン２１を設けるようにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、内部冷媒循環路１７，２７及び３７の出口１８及び入口１９間の途中にファン２１やポンプ等の冷媒移送機構を配置するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、電動機に本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、発電機に本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１…回転電機、２…フレーム、２ａ…円筒部、２ｂ，２ｃ…端板部、３…水冷パイプ、４…冷却装置、５ａ，５ｂ…転がり軸受、６…回転軸、７…回転子、８…回転子コア、９…永久磁石、１１…固定子、１２…固定子コア、１３…スロット、１４…固定子巻線、１０ｅ…巻線エンド部、１７…内部冷媒循環路、１８…出口、１９…入口、２０…冷却フィン、２６，３６…三角柱状突出部、２７，３７…内部冷媒循環路
【図１】
2013158161.tif 000003
【図２】
2013158161.tif 000004
【図３】
2013158161.tif 000005
【図４】
2013158161.tif 000006
【図５】
2013158161.tif 000007
【図６】
2013158161.tif 000008
【図７】
2013158161.tif 000009