JP2013055726A - 回転電機固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機固定子において、比較的簡単な構成で、全部のスロットについて冷媒を流せるようにすることである。
【解決手段】回転電機固定子１０は、３種類の形状に成形された鋼板を積層して構成されるステータコアを備える。第１鋼板２０は一般的なステータコア用の鋼板である。第２鋼板２２，２４は、第１鋼板２０の１つのスロットにその鋼板の外周部と連通する冷媒通路が設けられ、冷媒の供給または排出のために用いられる。第３鋼板は、第１鋼板２０におけるティースを周期的に間引くことで、第１鋼板２０において隣接して配置される２つのスロットに共通して連通する共通スロットを周方向に沿って複数個形成した形状を有し、第１鋼板２０のスロットを軸方向に沿って流れてきた冷媒の流れ方向を反転して隣接するスロットに向かって折り返させる機能を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機固定子に係り、特に、冷媒通路を有する回転電機固定子に関する。

回転電機は、ケース内に、固定子と回転子を配置して構成される。固定子には、動作によって発熱する巻線コイルが含まれるので、その冷却をする必要がある。

例えば、特許文献１には、回転電機におけるステータの冷却構造として、ステータのスロットの１つに外周部と連通し、回転中心軸に向かって垂直な方向の冷却油路が設けられ、その冷却油路から冷却油がスロット内に供給されることが開示されている。

また、特許文献２には、電動機のステータコアのスロットに冷却媒体を流すときに、冷却媒体がロータ側に漏れないように、スロットの出口に、外周側部材と内周側部材を設けることが開示されている。

また、特許文献３には、界磁コイルを有する回転子を用いる回転電機の冷却方法として、回転子のコイルスロットの底部側に軸方向冷媒通路となるサブスロットが設けられ、サブスロットとエアギャップとに通じるように、回転子の径方向に形成されたラジアル冷媒通路が、軸方向に複数設けられる構成が開示される。ここではさらに、回転子のコイルスロットの先端において、冷媒の流入口となるときに圧力が高くなるように傾斜面を設け、冷媒の流出口となるとき圧力が低くなるように突起を設けるギャップピックアップ構造が用いられている。

また、特許文献４には、電動送風機において、ティースと巻線挿入用のスロットを有するロータのティースの１個または数個の先端を周方向と軸方向に沿って順次欠落させ、その欠落部分でロータ側面に形成される溝をらせん状とする構成が開示されている。

また、特許文献５には、回転電機の固定子の従来技術の冷却方法として、固定子鉄心枠内に貫通孔が円周方向に複数個所設けられ、その軸方向両端は水室となっていることが述べられている。そして、２本の貫通孔に対して１個の水室が接続され、両端の水室の円周方向配置は、貫通孔のピッチ分だけずれており、この接続によりすべての貫通孔が直列に接続されたことになる。この直列的冷却路に循環ポンプで冷却水が流される構成となっている。

特開２００５−１２９８９号公報 特開２０１１−１０１４６１号公報 特開２００９−６０７６３公報 特開平１１−１０３５４９号公報 特開２０１０−２６３７４４号公報

特許文献１のように、ステータコアのスロットに冷媒を流せば、スロット内のコイル巻線を直接的に冷却できる。しかしながら、特許文献１の方法では、ステータコアの外周部からスロットに向かって冷却通路を設けるので、ステータコアの外周部から各スロットごとにそれぞれ冷却通路を設けることになり、構造が複雑となる。

本発明の目的は、比較的簡単な構成で、全部のスロットについて冷媒を流すことができる回転電機固定子を提供することである。

本発明に係る回転電機固定子は、複数種類の形状に成形された鋼板を積層して構成されるステータコアを備える回転電機固定子であって、ステータコアは、内周側に突き出し磁極となるティースと、隣接するティース間で巻線コイルが巻回される空間であるスロットとを、周方向に沿って予め定めた配置関係で配置される形状を有し、軸方向に積層して配置される複数の第１鋼板と、第１鋼板における少なくとも１つのスロットと、外周部とを連通する冷媒通路が設けられる形状を有し、冷媒の供給または排出のために、複数の第１鋼板の積層の間の２か所に配置される第２鋼板と、第１鋼板の軸方向の積層の両端にそれぞれ配置され、第１鋼板におけるティースを周期的に間引くことで、第１鋼板において隣接して配置される２以上のスロットに共通して連通する共通スロットを周方向に沿って複数個形成した形状を有し、第１鋼板のスロットを軸方向に沿って流れてきた冷媒の流れ方向を反転して隣接するスロットに向かって折り返させる第３鋼板と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る回転電機固定子において、第１鋼板と第２鋼板と第３鋼板のそれぞれは、隣接するティースの先端の間の隙間を塞ぐ部材を有することが好ましい。

また、本発明に係る回転電機固定子において、第３鋼板の軸方向端部に配置され、共通スロットを行き止まりとする端板を備えることが好ましい。

また、本発明に係る回転電機固定子において、軸方向を水平方向とし、第２鋼板の冷媒を供給する冷媒通路は、重力方向に沿った最上方側の外周部に設けられ、第２鋼板の冷媒を排出する冷媒通路は、重力方向に沿った最下方側の外周部に設けられることが好ましい。

上記構成により、回転電機固定子は、３種類の形状に成形された鋼板を積層して構成されるステータコアを備える。第１鋼板は、ティースとスロットとを有する一般的なステータコア用の鋼板である。第２鋼板は、第１鋼板の少なくとも１つのスロットにその鋼板の外周部と連通する冷媒通路が設けられ、冷媒の供給または排出のために用いられる。第３鋼板は、第１鋼板の軸方向の積層の両端にそれぞれ配置され、第１鋼板におけるティースを周期的に間引くことで、第１鋼板において隣接して配置される２以上のスロットに共通して連通する共通スロットを周方向に沿って複数個形成した形状を有し、第１鋼板のスロットを軸方向に沿って流れてきた冷媒の流れ方向を反転して隣接するスロットに向かって折り返させる機能を有する。

この３種類の鋼板を、軸方向に沿って一方端から他方端に向かって、冷媒の流れを折り返させる第３鋼板−第１鋼板−冷媒を供給する第２鋼板−冷媒を排出する第２鋼板−第１鋼板−冷媒の流れを折り返させる第３鋼板の順に積層する。これによって、１つの冷媒供給口から供給された冷媒は、１つのスロットの中を軸方向に流れ、一方端で折り返し、反対方向の軸方向に沿って別のスロットの中を流れ、他方端で折り返し、また流れの方向を反転させて軸方向に沿ってさらに別のスロットの中を流れる。これを繰り返し、最後に１つの排出口から排出される。このようにして、３種類の鋼板を積層する簡単な構成で、全部のスロットについて冷媒を流すことができる。

また、回転電機固定子において、第１鋼板と第２鋼板と第３鋼板のそれぞれは、隣接するティースの先端の間の隙間を塞ぐ部材を有する。これによって、冷媒がロータ側に漏れないようにできる。

また、第３鋼板の軸方向端部に端板が配置され、共通スロットを行き止まりとするので、冷媒の折り返しがさらに確実に行われる。

また、回転電機固定子において、軸方向を水平方向とし、第２鋼板の冷媒を供給する冷媒通路は、重力方向に沿った最上方側の外周部に設けられ、第２鋼板の冷媒を排出する冷媒通路は、重力方向に沿った最下方側の外周部に設けられる。これにより、回転電機固定子の最上方側のスロットから始まって最下方側のスロットまで、重力を利用して、全部のスロットについて冷媒を流すことができる。

本発明に係る実施の形態の回転電機固定子を示す図である。 本発明に係る実施の形態の回転電機固定子における第１鋼板を示す図である。 本発明に係る実施の形態の回転電機固定子において、冷媒の供給に用いられる第２鋼板を示す図である。 本発明に係る実施の形態の回転電機固定子において、冷媒の排出に用いられる第２鋼板を示す図である。 本発明に係る実施の形態の回転電機固定子において、軸方向の一方端に設けられる第３鋼板を示す図である。 本発明に係る実施の形態の回転電機固定子において、軸方向の他方端に設けられる第３鋼板を示す図である。 本発明に係る実施の形態の回転電機固定子において、冷媒の供給口から分かれた一方側の冷媒の流れを示す図である。 本発明に係る実施の形態の回転電機固定子において、冷媒の供給口から分かれた他方側の冷媒の流れを示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、ステータコアとして電磁鋼板を積層したものを説明するが、これは例示であって、電磁鋼板以外の材質の鋼板を積層するものであってもよい。鋼板は、これを組み合わせて円環形状を形成する分割鋼板であっても構わない。

また、以下では、３種類の電磁鋼板と端板がいずれも同じ厚さで、一般的なステータコア用の電磁鋼板の形状を基本としてその変形した形状を有するものとして述べるが、これは部品の標準化にとって好ましい例を示したものであって、冷媒通路を適切に形成するものであればよい。例えば、相互に板厚が異なってもよい。

以下で示すティースの数、スロットの数、積層数等は例示であって、回転電機または回転電機固定子の仕様に応じ、適宜変更が可能である。

また、以下では、回転電機固定子の軸方向を水平とし、回転電機固定子の最上方側の外周部から冷媒を供給し、最下方側の外周部から冷媒を排出するものとして述べるが、これは、重力を有効に利用する例としたものである。重力を利用する他、例えば、適当な冷媒ポンプ等を用いることで、回転電機固定子の配置は任意のものとできる。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、回転電機固定子１０の斜視図である。ここでは、後に詳細に説明する冷媒の流れ１６が模式的に示されている。すなわち、この回転電機固定子１０は、軸方向を水平方向として、横置きに配置され、その配置状態の最上方側の供給口１２から冷媒が供給され、最上方側のスロットから始まって最下方側のスロットまで、重力を利用して、全部のスロットについて冷媒を流し、最下方側の排出口１４から冷媒を排出し、これにより、スロット内の巻線コイルを効果的に冷却するものである。

この回転電機固定子１０は、車両に搭載される回転電機の固定子であり、予め所定の形状に成形された複数の電磁鋼板を軸方向に積層したステータコアと、ステータコアに巻回される巻線コイルとで構成される。巻線コイルは、ステータコアの軸方向端部において突出し、コイルエンドを形成するが、図１ではコイルエンドの図示を省略した。なお、巻線コイルは、ステータコイルの内周側に巻回されるので、図１では現れてこないが、後述する図３、図４において、スロット４０内の巻線コイル４４として示される。

回転電機固定子１０のステータコアは、３種類の形状に成形された電磁鋼板と端板とを積層したものである。３種類の電磁鋼板を区別して、第１鋼板２０、第２鋼板２２，２４、第３鋼板２６，２８と呼ぶことにする。これら３種類の電磁鋼板と、端板３０，３２は、いずれも同じ材質、同じ板厚、同じ外周径を有する。そして、内周側の形状は、第１鋼板２０の形状を基本とし、第２鋼板２２，２４、第３鋼板２６，２８、端板３０，３２は、第１鋼板２０の内周側形状を修正した形状を有する。

２つの第２鋼板２２，２４は、互いに同じ形状を有し、軸方向に積層するときに、一方に対し他方を、軸周りに所定の角度回転させた関係で配置される。この所定の角度は、１８０度である。２つの第３鋼板２６，２８は、互いに同じ形状を有し、軸方向に積層するときに、一方に対し他方を、軸周りに所定の角度回転させた関係で配置される。この所定の角度は、第１鋼板２０において、隣接するスロットの間についての軸周りの角度に相当する角度である。

図１において、回転電機固定子１０の配置について、紙面の左側を一方端の側、右側を他方端の側とすると、軸方向に沿って一方端から他方端に向かって、端板３０−第３鋼板２６−第１鋼板２０−第２鋼板２２−第２鋼板２４−第１鋼板２０−第３鋼板２８−端板３２の順に積層される。

図２は、第１鋼板２０の平面図である。第１鋼板２０は、円環状の部材において、内周側にティース４２と呼ばれる突出部と、隣接するティース４２の間の空間であるスロット４０とを有する一般的なステータコア用の鋼板である。ティース４２は、ステータコアの磁極となり、スロット４０は、巻線コイルをティース４２の周りに巻回するときに巻線コイルを通す空間である。第１鋼板２０は、６０個のスロット４０を有している。

図２では、各スロット４０を区別するため、スロット番号を付してある。ここでは、回転電機固定子１０の軸方向の一方端から見た平面図で、紙面の上方側を回転電機固定子１０の上方側として、最上方に位置するスロット４０のスロット番号を０とし、そこから時計回りに、各スロット４０のスロット番号を、＋１，＋２，＋３・・と順次付し、最下方に位置するスロット４０のスロット番号を＋３０とした。また、スロット番号が０のスロット４０から反時計回りに、各スロット４０のスロット番号を、−１，−２，−３・・と順次付し、最下方に位置するスロット４０のスロット番号を−３０とした。最下方に位置するスロット４０は１つであるので、時計回りに回ったときの＋３０と反時計回りに回ったときの−３０は同じ位置である。図２では、それを示すため、最下方に位置するスロット４０のスロット番号を±３０としてある。以下の図３から図８の説明では、この図２で説明した付し方で付したスロット番号を用いる。

第１鋼板２０は、軸方向に沿って、予め定めた枚数で積層される。その際に、その積層のほぼ中間の位置に第２鋼板２２，２４が挿入されて配置される。また、その積層の一方側の端部に第３鋼板２６と端板３０が配置され、他方側の端部に第３鋼板２８と端板３２が配置される。

図３は、第２鋼板２２の平面図、図４は、第２鋼板２４の平面図である。この２つの第２鋼板２２，２４は、第１鋼板２０と同じ形状に加えて、１つのスロットにその鋼板の外周部と連通する冷媒通路５０，５２が設けられたものである。

第２鋼板２２における冷媒通路５０は、冷媒の供給のために用いられるものであり、回転電機固定子１０の最上方側に設けられ、供給口１２に接続される。すなわち、図２で説明したスロット番号が０のスロット４０に、冷媒通路５０が設けられる。

第２鋼板２４における冷媒通路５２は、冷媒の排出のために用いられるものであり、回転電機固定子１０の最下方側に設けられ、排出口１４に接続される。すなわち、図２で説明したスロット番号が±３０のスロット４０に、冷媒通路５２が設けられる。

図３、図４には、それぞれ冷媒通路５０，５２の周辺の拡大図が示されている。すなわち、スロット４０と、鋼板の外周部との間を連通するように、冷媒通路５０，５２が設けられる。スロット４０には、巻線コイル４４が挿入されている。

図３、図４に示されるように、第２鋼板２２，２４は、形状が全く同じ部材である。これらを回転電機固定子１０において軸方向に他の電磁鋼板と積層するときに、冷媒通路が最上方側に来るように配置されるとき、その鋼板が、第２鋼板２２となり、冷媒通路が冷媒通路５０とされ、冷媒通路５０に連通するスロット４０のスロット番号が０とされる。また、冷媒通路が最下方側に来るように配置されるとき、その鋼板が、第２鋼板２４となり、冷媒通路が冷媒通路５２とされ、冷媒通路５２に連通するスロット４０のスロット番号が±３０とされる。このように、２つの第２鋼板２２，２４は、互いに同じ形状を有しているが、軸方向に積層するときに、一方に対し他方を、軸周りに１８０度の角度で回転させた関係で配置される。

上記では、冷媒通路５０，５２は、それぞれ１つのスロット４０に対し設けられるものとした。つまり、冷媒通路５０，５２は、回転電機固定子１０について、それぞれ１つずつ設けられる。これを、２または３のスロット４０に対してそれぞれ冷媒通路５０，５２を設けるものとしてもよい。これによって、冷媒の流量を増加させることができる。但し、あまり多くの冷媒通路を設けると、第２鋼板２２，２４の加工が複雑になるので、多くても２ないし３程度の数の冷媒通路とすることが好ましい。

第２鋼板２２，２４は、第１鋼板２０を軸方向に複数枚積層したときに、その積層のほぼ中間の位置に、隣り合わせに配置されて積層される。そのときに、スロット番号が、図３、図４に示されるように、第１鋼板２０と合わせられる。したがって、供給口１２から、第２鋼板２２のスロット番号が０のスロット４０に供給された冷媒は、第２鋼板２２，２４の両側に積層配置される複数の第１鋼板２０のスロット番号が０のスロット４０に沿って流れることになる。その流れは、第２鋼板２２から、軸方向に沿って、第１鋼板２０と第３鋼板２６に向かって一方端の側に流れる流れと、第１鋼板２０と第３鋼板２８に向かって他方端の側に流れる流れと、双方向に分かれて流れることになる。

同様に、第２鋼板２４のスロット番号が±３０のスロット４０は、第２鋼板２２，２４の両側に積層配置される複数の第１鋼板２０のスロット番号が±３０のスロット４０と合わせられるように配置される。これによって、第２鋼板２２，２４の両側に積層配置される複数の第１鋼板２０のスロット番号が±３０のスロット４０に沿って流れてきた冷媒は、第２鋼板２４のスロット番号が±３０のスロット４０に流れ込み、冷媒通路５２から排出口１４を介して、外部に排出されることになる。

なお、上記では、第２鋼板２２，２４の隣り合わせの配置位置について、第２鋼板２２を軸方向の一方端の側とし、第２鋼板２４を軸方向の他方端の側としたが、この配置関係を逆にしてもよい。その場合には、第２鋼板２２が軸方向の一方端の側に配置され、第２鋼板２４が軸方向の一方端の側に配置される。また、第２鋼板２２，２４を隣り合わせの配置とせずに、その間に第１鋼板２０を適当な枚数配置してもよい。また、上記では、第２鋼板２２，２４をそれぞれ１枚ずつ用いるものとしたが、勿論、それぞれについて複数枚用いるものとできる。

図５は、第３鋼板２６の平面図、図６は、第３鋼板２８の平面図である。この２つの第３鋼板２６，２８は、第１鋼板２０と同様に、ティース６２とスロット６０を有するが、スロット６０の数が３０である。ティース６２の幅は、第１鋼板２０のティース４２の幅と同じである。スロット６０の数が、第１鋼板２０のスロット４０の数の半分ということは、第１鋼板２０におけるティース４２を周期的に１つおきに間引くことで、第１鋼板２０において隣接して配置される２つのスロットに共通して連通する共通スロットをスロット６０として、これを周方向に沿って３０個形成した形状である。

第３鋼板２６は、回転電機固定子１０のステータコアの軸方向の一方端の側に配置される。そして、図５に示されるように、最上方におけるスロット６０は、第１鋼板２０のスロット番号が０と＋１の２つのスロット４０に共通して連通するように、第１鋼板２０に対して配置される。このように第３鋼板２６が第１鋼板２０に対してスロットの位置を合されることで、第１鋼板２０のスロット番号０のスロット４０を流れてきた冷媒は、この共通化されたスロット６０において流れの方向を折り返して、重力方向に沿って下方側に隣接して配置されるスロット番号が＋１のスロット４０に向かって流れることができる。図５では、この折り返される流れ６６が示されている。

同様に、第１鋼板２０のスロット番号が＋２のスロット４０と、スロット番号が＋３のスロット４０が共通化されるスロット６０では、第１鋼板２０のスロット番号＋２のスロット４０を流れてきた冷媒は、この共通化されたスロット６０において流れの方向を折り返して、重力方向に沿って下方側に隣接して配置されるスロット番号が＋３のスロット４０に向かって流れることができる。

他のスロット６０においても同様である。すなわち、第１鋼板２０の１つのスロット４０を流れてきた冷媒は、共通化されたスロット６０において流れの方向を折り返して、重力方向に沿って下方側にあるもう１つのスロット４０に向かって流れる。例えば、図５において、第１鋼板２０のスロット番号が−１のスロット４０と、スロット番号が−２のスロット４０が共通化されるスロット６０では、第１鋼板２０のスロット番号−１のスロット４０を流れてきた冷媒は、この共通化されたスロット６０において流れの方向を折り返して、重力方向に沿って下方側に隣接してある配置されるスロット番号が−２のスロット４０に向かって流れることができる。

このように、第３鋼板２６は、回転電機固定子１０の軸方向の一方端において、第１鋼板２０のスロット４０を軸方向に沿って流れてきた冷媒の流れ方向を反転して、重力方向に沿って下方側に隣接して配置されるスロット４０に向かって折り返させる機能を有する。

第３鋼板２８は、回転電機固定子１０のステータコアの軸方向の他方端の側に配置される。そして、図６に示されるように、最上方におけるスロット６０は、第１鋼板２０のスロット番号が０と−１の２つのスロット４０に共通して連通するように、第１鋼板２０に対して配置される。このように第３鋼板２８が第１鋼板２０に対してスロットの位置を合されることで、第１鋼板２０のスロット番号０のスロット４０を流れてきた冷媒は、この共通化されたスロット６０において流れの方向を折り返して、重力方向に沿って下方側に隣接して配置されるスロット番号が−１のスロット４０に向かって流れることができる。図６では、この折り返される流れ６８が示されている。この場合、スロット番号が０のスロット４０から折り返される流れ６８は、図５においてスロット番号が０のスロット４０から折り返される流れ６６に対し、周方向に沿って反対方向となる。

同様に、第１鋼板２０のスロット番号が−２のスロット４０と、スロット番号が−３のスロット４０が共通化されるスロット６０では、第１鋼板２０のスロット番号−２のスロット４０を流れてきた冷媒は、この共通化されたスロット６０において流れの方向を折り返して、重力方向に沿って下方側に隣接するスロット番号が−３のスロット４０に向かって流れることができる。

他のスロット６０においても同様である。すなわち、第１鋼板２０の１つのスロット４０を流れてきた冷媒は、共通化されたスロット６０において流れの方向を折り返して、重力方向に沿って下方側にあるもう１つのスロット４０に向かって流れる。例えば、図６において、第１鋼板２０のスロット番号が＋１のスロット４０と、スロット番号が＋２のスロット４０が共通化されるスロット６０では、第１鋼板２０のスロット番号＋１のスロット４０を流れてきた冷媒は、この共通化されたスロット６０において流れの方向を折り返して、重力方向に沿って下方側に隣接してある配置されるスロット番号が＋２のスロット４０に向かって流れることができる。

このように、第３鋼板２８は、回転電機固定子１０の軸方向の他方端において、第１鋼板２０のスロット４０を軸方向に沿って流れてきた冷媒の流れ方向を反転して、重力方向に沿って下方側に隣接して配置されるスロット４０に向かって折り返させる機能を有する。

図５、図６に示されるように、第３鋼板２６，２８は、形状が全く同じ部材である。これらを回転電機固定子１０において軸方向に他の電磁鋼板と積層するときに、一方に対し他方を、軸周りに所定の角度回転させた関係で配置される。この所定の角度は、第１鋼板２０において、隣接するスロットの間についての軸周りの角度に相当する角度である。

なお、上記では、第３鋼板２６，２８の共通スロットが、第１鋼板２０の隣接する２つのスロット４０を共通化するものとして説明した。これ以外に、第１鋼板２０の隣接する３つ以上のスロット４０を共通化するものとしてもよい。場合によっては、第３鋼板２６，２８における周方向に沿って配置される複数のスロット６０の大きさが互いに異なるものであってもよい。このような場合でも、一方端の側と他方端の側で流れの方向を折り返して、第１鋼板２０の全てのスロット４０に冷媒を流すように、一方端の側の第３鋼板に対し、他方端の側の第３鋼板を軸周りに回転させる。その回転角度は、スロット６０の大きさに応じてそれぞれ設定されることになる。

また、上記では、第３鋼板２６，２８をそれぞれ１枚ずつ用いるものとしたが、勿論、それぞれについて複数枚用いるものとできる。

図５、図６に示される封止材６４は、第３鋼板２６，２８の各スロット６０の内周側を封止する機能を有する。これにより、第３鋼板２６，２８において、冷媒の流れが折り返すときに、径方向の内周側への漏れを防止することができる。

再び図１に戻り、端板３０，３２は、それぞれ第３鋼板２６，２８の軸方向端部に配置され、共通スロットを行き止まりとする円環状鋼板である。具体的には、第１鋼板２０または第３鋼板２６，２８と同じ形状の鋼板を用いることができる。そして、各スロット４０，６０から軸方向端部のコイルエンドに向かって突き出す巻線コイルの周囲を適当な封止材で封止し、軸方向に流れてきた冷媒がコイルエンドに向かって流れださないようにする。これによって、第３鋼板２６，２８の冷媒の流れの折り返し作用をより完全なものとできる。

また、図１において、第１鋼板２０と第２鋼板２２，２４と第３鋼板２６，２８のそれぞれは、隣接するティースの先端の間の隙間を塞ぐ部材を有する。既に述べたように、第３鋼板２６，３８は、封止材６４を有している。第１鋼板２０と第２鋼板２２，２４にも同様の封止材を用いて、隣接するティースの先端の間の隙間を塞ぐものとできる。あるいは、第１鋼板２０、第２鋼板２２，２４、第３鋼板２６，２８、端板３０，３２をまとめて、これらの鋼板の内周側に共通の封止リングを設けるものとしてもよい。

上記構成の作用を図７、図８を用いてさらに説明する。これらの図は、供給口１２から第２鋼板２２の冷媒通路５０を介して、第１鋼板２０のスロット番号が０のスロット４０に流れ込んだ冷媒の流れを模式的に説明する図である。図７は、第１鋼板２０のスロット番号が０のスロット４０に流れ込む冷媒の中で、軸方向に沿って一方端の側に流れる流れがその後どのようにして、排出口１４まで流れるかを示す図である。図８は、第１鋼板２０のスロット番号が０のスロット４０に流れ込む冷媒の中で、軸方向に沿って他方端の側に流れる流れがその後どのようにして、排出口１４まで流れるかを示す図である。

図７においては、供給口１２から第２鋼板２２の冷媒通路５０を経て、第１鋼板２０のスロット番号が０のスロット４０に流れ込んだ冷媒は、軸方向に沿って一方端の側に流れ、一方端の側の第３鋼板２６のスロット６０において、流れの方向が折り返される。すなわち、第３鋼板２６のスロット６０は、第１鋼板２０のスロット番号が０のスロット４０とスロット番号が＋１のスロット４０が共通化された大きさであるので、スロット番号が０のスロット４０を流れてきた冷媒は、重力方向に沿って下方側に配置されているスロット番号が＋１のスロット４０の方に流れ込む。折り返された流れ６６は、スロット番号が０のスロット４０からスロット番号が＋１のスロット４０に向かう流れである。

このようにして流れの方向が折り返された冷媒は、スロット番号＋１のスロット４０を、軸方向に沿って他方端の側に流れる。そして、他方端の側の第３鋼板２８のスロット６０において、流れの方向が再び折り返される。すなわち、第３鋼板２８のスロット６０は、第１鋼板２０のスロット番号が＋１のスロット４０とスロット番号が＋２のスロット４０が共通化された大きさであるので、スロット番号が＋１のスロット４０を流れてきた冷媒は、重力方向に沿って下方側に配置されているスロット番号が＋２のスロット４０の方に流れ込む。

このようにして流れの方向が再び折り返された冷媒は、スロット番号＋２のスロット４０を、軸方向に沿って一方端の側に流れる。これを繰り返すことで、冷媒は、スロット番号が０から、スロット番号で＋１，＋２，＋３，・・と順次重力方向に沿って下方側にながれ、スロット番号が±３０のスロット４０に至る。このように、流れの折り返し機能を有する２つの第３鋼板２６，２８を第１鋼板２０軸方向の積層の両端側にそれぞれ配置することで、第１鋼板２０のスロット番号が０のスロット４０からスロット番号が±３０のスロット４０が直列の１本の冷媒通路を形成する。

スロット番号が±３０のスロット４０に至った冷媒は、第２鋼板２４の冷媒通路５２を経て、排出口１４から外部に排出される。排出された冷媒は、適当な熱交換器を含む循環経路を経て、再び供給口１２に戻すことができる。

図８においても同様に冷媒が供給口１２から排出口１４に向かって流れる。すなわち、供給口１２から第２鋼板２２の冷媒通路５０を経て、第１鋼板２０のスロット番号が０のスロット４０に流れ込んだ冷媒は、軸方向に沿って他方端の側に流れ、他方端の側の第３鋼板２８のスロット６０において、流れの方向が折り返される。すなわち、第３鋼板２８のスロット６０は、第１鋼板２０のスロット番号が０のスロット４０とスロット番号が−１のスロット４０が共通化された大きさであるので、スロット番号が０のスロット４０を流れてきた冷媒は、重力方向に沿って下方側に配置されているスロット番号が−１のスロット４０の方に流れ込む。折り返された流れ６８は、スロット番号が０のスロット４０からスロット番号が−１のスロット４０に向かう流れである。

このようにして流れの方向が折り返された冷媒は、スロット番号−１のスロット４０を、軸方向に沿って一方端の側に流れる。そして、一方端の側の第３鋼板２６のスロット６０において、流れの方向が再び折り返される。すなわち、第３鋼板２６のスロット６０は、第１鋼板２０のスロット番号が−１のスロット４０とスロット番号が−２のスロット４０が共通化された大きさであるので、スロット番号が−１のスロット４０を流れてきた冷媒は、重力方向に沿って下方側に配置されているスロット番号が−２のスロット４０の方に流れ込む。

このようにして流れの方向が再び折り返された冷媒は、スロット番号−２のスロット４０を、軸方向に沿って他方端の側に流れる。これを繰り返すことで、冷媒は、スロット番号が０から、スロット番号で−１，−２，−３，・・と順次重力方向に沿って下方側にながれ、スロット番号が±３０のスロット４０に至る。スロット番号が±３０のスロット４０に至った冷媒は、図７で説明したスロット番号が±３０のスロット４０に至った冷媒と合流し、第２鋼板２４の冷媒通路５２を経て、排出口１４から外部に排出される。

このように、３種類の鋼板を積層する簡単な構成で、全部のスロットについて冷媒を流すことができる。

本発明に係る回転電機固定子は、車両に搭載される回転電機等に利用できる。

１０ 回転電機固定子、１２ 供給口、１４ 排出口、１６ 冷媒の流れ、２０ 第１鋼板、２２，２４ 第２鋼板、２６，２８ 第３鋼板、３０，３２ 端板、４０，６０ スロット、４２，６２ ティース、４４ 巻線コイル、５０，５２ 冷媒通路、６４ 封止材、６６，６８ 折り返される流れ。

Claims (4)

1. 複数種類の形状に成形された鋼板を積層して構成されるステータコアを備える回転電機固定子であって、ステータコアは、
   内周側に突き出し磁極となるティースと、隣接するティース間で巻線コイルが巻回される空間であるスロットとを、周方向に沿って予め定めた配置関係で配置される形状を有し、軸方向に積層して配置される複数の第１鋼板と、
   第１鋼板における少なくとも１つのスロットと、外周部とを連通する冷媒通路が設けられる形状を有し、冷媒の供給または排出のために、複数の第１鋼板の積層の間の２か所に配置される第２鋼板と、
   第１鋼板の軸方向の積層の両端にそれぞれ配置され、第１鋼板におけるティースを周期的に間引くことで、第１鋼板において隣接して配置される２以上のスロットに共通して連通する共通スロットを周方向に沿って複数個形成した形状を有し、第１鋼板のスロットを軸方向に沿って流れてきた冷媒の流れ方向を反転して隣接するスロットに向かって折り返させる第３鋼板と、
   を含むことを特徴とする回転電機固定子。
2. 請求項１に記載の回転電機固定子において、
   第１鋼板と第２鋼板と第３鋼板のそれぞれは、隣接するティースの先端の間の隙間を塞ぐ部材を有することを特徴とする回転電機固定子。
3. 請求項２に記載の回転電機固定子において、
   第３鋼板の軸方向端部に配置され、共通スロットを行き止まりとする端板を備えることを特徴とする回転電機固定子。
4. 請求項１から３のいずれか１に記載の回転電機固定子において、
   軸方向を水平方向とし、
   第２鋼板の冷媒を供給する冷媒通路は、重力方向に沿った最上方側の外周部に設けられ、
   第２鋼板の冷媒を排出する冷媒通路は、重力方向に沿った最下方側の外周部に設けられることを特徴とする回転電機固定子。

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