JP2021182789A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】水平配置した際にステータの下部と上部とで冷却効率を均一にした回転電機を提供する。【解決手段】複数のスロット２３を有し、水平方向に沿う軸線Ｃを中心とする環状のステータコア１５と、スロット２３に挿入される導電部材１６と、ステータコア１５よりも軸線Ｃの軸方向における外側に突出する導電部材１６の渡り部を覆う被覆部材と、スロット２３内に設けられ、軸方向に沿って冷媒を流通させる複数の冷却通路１７と、を備え、冷却通路１７は、第一冷却通路３１と、第一冷却通路３１よりも上方に位置し、軸方向から見た断面積が第一冷却通路３１の軸方向から見た断面積よりも大きい第二冷却通路３２と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機に関するものである。

従来、スロット内に導電部材が挿入されたステータを有する回転電機の構成が知られている。これらの回転電機では、スロット内に冷媒が流通可能な冷却通路を設けることにより、スロットに挿入された導電部材を冷却する技術が種々提案されている。

例えば特許文献１には、スロット内に巻線が挿入され、スロット内における複数の巻線の間には、冷却用のオイルが流通可能な通路状の空間が形成された回転電機の構成が開示されている。特許文献１に記載の技術によれば、通路状の空間内をそれぞれ軸方向に沿って冷却用オイルが流通することにより、巻線等を冷却できるとされている。

特開２００３−８８０１３号公報

ところで、回転電機の回転軸が水平方向に沿って配置される水平置き回転電機の構成が知られている。水平置き回転電機では、エア抜きを考慮し、冷媒を下方から上方へ向けて流通させる場合がある。このような水平置き回転電機に特許文献１に記載の技術を適用した場合、下部で暖められた冷媒が上部へ流入するため、ステータの上部と下部とで冷却効率が不均一となるおそれがあった。

そこで、本発明は、水平配置した際にステータの下部と上部とで冷却効率を均一にした回転電機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係る回転電機（例えば、第１実施形態における回転電機１）は、複数のスロット（例えば、第１実施形態におけるスロット２３）を有し、水平方向に沿う軸線（例えば、第１実施形態における軸線Ｃ）を中心とする環状のステータコア（例えば、第１実施形態におけるステータコア１５）と、前記スロットに挿入される導電部材（例えば、第１実施形態における導電部材１６）と、前記ステータコアよりも前記軸線の軸方向における外側に突出する前記導電部材の渡り部（例えば、第１実施形態における渡り部２６）を覆う被覆部材（例えば、第１実施形態における被覆部材５）と、前記スロット内に設けられ、前記軸方向に沿って冷媒を流通させる複数の冷却通路（例えば、第１実施形態における冷却通路１７）と、を備え、前記冷却通路は、第一冷却通路（例えば、第１実施形態における第一冷却通路３１）と、前記第一冷却通路よりも上方に位置し、前記軸方向から見た断面積（例えば、第１実施形態における断面積Ａ２）が前記第一冷却通路の前記軸方向から見た断面積（例えば、第１実施形態における断面積Ａ１）よりも大きい第二冷却通路（例えば、第１実施形態における第二冷却通路３２）と、を有することを特徴としている。

請求項２に記載の発明に係る回転電機（例えば、第１実施形態における回転電機１）は、複数のスロット（例えば、第１実施形態におけるスロット２３）を有し、水平方向に沿う軸線（例えば、第１実施形態における軸線Ｃ）を中心とする環状のステータコア（例えば、第１実施形態におけるステータコア１５）と、前記スロットに挿入される導電部材（例えば、第１実施形態における導電部材１６）と、前記ステータコアよりも前記軸線の軸方向における外側に突出する前記導電部材の渡り部（例えば、第１実施形態における渡り部２６）を覆うとともに、前記ステータコアに固定される被覆部材（例えば、第１実施形態における被覆部材５）と、を備え、前記被覆部材は、絶縁体かつ非磁性体であり、前記軸方向から見て、前記被覆部材と前記渡り部との間には、前記ステータコアの周方向に沿う円環状の空間部（例えば、第１実施形態における空間部４１，４６）が設けられていることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明に係る回転電機は、前記スロット内に設けられ、前記軸方向に沿って冷媒を流通させる複数の冷却通路（例えば、第１実施形態における冷却通路１７）を備え、前記冷却通路は、第一冷却通路（例えば、第１実施形態における第一冷却通路３１）と、前記第一冷却通路よりも上方に位置し、前記軸方向から見た断面積（例えば、第１実施形態における断面積Ａ２）が前記第一冷却通路の前記軸方向から見た断面積（例えば、第１実施形態における断面積Ａ１）よりも大きい第二冷却通路（例えば、第１実施形態における第二冷却通路３２）と、を有し、前記空間部と前記冷却通路とは連通していることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明に係る回転電機は、前記被覆部材は、前記軸線よりも下方から前記空間部に前記冷媒を導入する導入口（例えば、第１実施形態における導入口４５）を有し、前記冷媒は、前記空間部内を下方から上方へ向かって移動することを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明に係る回転電機は、前記被覆部材は、前記ステータコアに対して前記軸方向の一方に突出する前記渡り部を覆うとともに、前記導入口を有する第一被覆部材（例えば、第１実施形態における第一被覆部材３５）と、前記ステータコアに対して前記軸方向の他方に突出する前記渡り部を覆うとともに、前記導入口よりも上方に位置し、前記空間部内の前記冷媒を排出する排出口（例えば、第１実施形態における排出口５０）を有する第二被覆部材（例えば、第１実施形態における第二被覆部材３６）と、を有することを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明に係る回転電機は、前記空間部は、前記ステータコアの径方向から見て、前記軸方向の内側に向けて開口する断面Ｕ字状に形成されていることを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の回転電機によれば、スロット内には、導電部材と、軸方向に沿って冷媒を流通させる冷却通路と、が設けられている。これにより、導電部材に接した状態で、冷却通路が配置される。よって、冷却通路に冷媒を流通させることにより、導電部材を効果的に冷却することができる。
冷却通路は、第一冷却通路と、第一冷却通路よりも上方に位置する第二冷却通路と、を有し、第二冷却通路の断面積は、第一冷却通路の断面積より大きい。これにより、第一冷却通路と比較して第二冷却通路の表面積が増加するとともに、第二冷却通路を流通する冷媒量が増加する。よって、第一冷却通路が設けられる下部と比較して第二冷却通路が設けられる上部における導電部材の冷却性能を高めることができる。ここで、回転電機を水平配置した際、エア抜きを考慮して下方から上方へ向けて冷媒を供給する場合がある。この場合、冷却通路の断面積が同等に形成された従来技術にあっては、下部で暖められた冷媒が上部に供給されることにより、下部と比較して上部の冷却効率が低下し易い。また、上部のヘッド圧は下部のヘッド圧よりも低いため、従来技術にあっては、下部と比較して上部の冷却通路を流通する冷媒の流速が低下するとともに冷媒量が減少し、冷却効率が低下し易くなっていた。これに対して、本発明の回転電機によれば、第一冷却通路よりも上方に位置する第二冷却通路の断面積が第一冷却通路の断面積よりも大きいので、第二冷却通路を流通する冷媒量を増加させることができる。これにより、下部と比較して上部のヘッド圧が低いことによる冷却性能の低下を抑制できる。さらに、第一冷却通路と比較して第二冷却通路を流通する冷媒量が増加するので、冷媒の温度差による冷却効率の差が生じることを抑制できる。よって、水平配置された回転電機において、下方から上方へ向けて冷媒を供給した場合であっても、従来技術と比較して回転電機の下部と上部との間の冷却効率の差を小さくすることができる。
したがって、水平配置した際にステータの下部と上部とで冷却効率を均一にした回転電機を提供できる。

本発明の請求項２に記載の回転電機によれば、被覆部材は、導電部材の渡り部を覆い、被覆部材と渡り部との間には、円環状の空間部が設けられている。このため、空間部に冷媒を流通させることにより、渡り部を冷媒で満たすことができ、渡り部を効率的に冷却することができる。回転電機は被覆部材を有するので、被覆部材を有しない従来技術と比較して、渡り部に供給する冷媒量を減らすことができ、また渡り部の周囲を流通する冷媒の流通面積を調整し易い。特に、被覆部材はステータコアに固定されるので、渡り部と被覆部材との間の空間部の断面積を設定し易い。空間部を狭く設定した場合、ベンチュリ効果により空間部内を流通する冷媒の流速が増加する。よって、空間部を有しない従来技術と比較して、渡り部の周囲を流通する冷媒の流速を増加させ、均一かつ効率的に渡り部を冷却することができる。特に回転電機を水平配置した際に、冷媒の流速を増加させることにより、回転電機の上部と下部との冷却性能を均一にすることができる。
したがって、水平配置した際の冷却効率を均一にした回転電機を提供できる。
被覆部材は、絶縁体かつ非磁性体であるため、回転電機の磁束への影響を抑制し、回転電機の性能低下を抑制できる。また、被覆部材の内部に冷媒が供給されるので、ロータとステータとのエアギャップに冷媒が入り込むことを抑制しつつ導電部材を冷却できる。よって、回転電機の性能を高い状態に維持できる。

本発明の請求項３に記載の回転電機によれば、スロット内には冷却通路が設けられている。これにより、導電部材に接した状態で、冷却通路が配置される。よって、冷却通路に冷媒を流通させることにより、導電部材を効果的に冷却することができる。
冷却通路は、第一冷却通路と、第一冷却通路よりも上方に位置する第二冷却通路と、を有し、第二冷却通路の断面積は、第一冷却通路の断面積より大きい。これにより、第一冷却通路と比較して第二冷却通路の表面積が増加するとともに、第二冷却通路を流通する冷媒量が増加する。よって、第一冷却通路が設けられる下部と比較して第二冷却通路が設けられる上部における導電部材の冷却性能を高めることができる。ここで、回転電機を水平配置した際、エア抜きを考慮して下方から上方へ向けて冷媒を供給する場合がある。この場合、冷却通路の断面積が同等に形成された従来技術にあっては、下部で暖められた冷媒が上部に供給されることにより、下部と比較して上部の冷却効率が低下し易い。また、上部のヘッド圧は下部のヘッド圧よりも低いため、従来技術にあっては、下部と比較して上部の冷却通路を流通する冷媒の流速が低下するとともに冷媒量が減少し、冷却効率が低下し易くなっていた。これに対して、本発明の回転電機によれば、第一冷却通路よりも上方に位置する第二冷却通路の断面積が第一冷却通路の断面積よりも大きいので、第二冷却通路を流通する冷媒量を増加させることができる。これにより、下部と比較して上部のヘッド圧が低いことによる冷却性能の低下を抑制できる。さらに、第一冷却通路と比較して第二冷却通路を流通する冷媒量が増加するので、冷媒の温度差による冷却効率の差が生じることを抑制できる。よって、水平配置された回転電機において、下方から上方へ向けて冷媒を供給した場合であっても、従来技術と比較して回転電機の下部と上部との間の冷却効率の差を小さくすることができる。
空間部と冷却通路とは連通しているので、空間部を流通する冷媒が冷却通路へ流入することにより、導電部材全体を効果的に冷却できる。

本発明の請求項４に記載の回転電機によれば、被覆部材は導入口を有する。導入口は、軸線よりも下方から空間部に冷媒を導入し、導入された冷媒は、空間部を下方から上方へ向けて移動する。これにより、冷媒は、重力により下方から順に空間部内に充填されるので、空間部内を冷媒で満たすことができる。よって、導電部材の渡り部を効果的に冷却することができる。

本発明の請求項５に記載の回転電機によれば、第一被覆部材は、導入口を有し、第二被覆部材は、排出口を有する。このように、導入口と排出口とは、ステータの軸方向の両側にそれぞれ設けられる。このため、導入口から排出口へ向けて冷媒を供給することにより、冷媒をステータの軸方向に沿って効率的に流通させることができる。また、暖められた冷媒を効果的に排出できる。よって、導電部材をより効果的に冷却できる。
排出口は、導入口よりも上方に位置する。このため、例えば冷却通路内に気泡が侵入した場合であっても、冷媒を流通させることにより効率的に気泡を排出できる。よって、より一層冷却効率を高め、回転電機を均一に冷却できる。

本発明の請求項６に記載の回転電機によれば、空間部は、軸方向の内側に向けて開口する断面Ｕ字状に形成されている。これにより、渡り部の内周部、外周部、及び軸方向外側に位置する先端部と対応する位置に空間部が設けられる。よって、導電部材の渡り部全体に冷媒を供給し、渡り部を均一に冷却できる。

第１実施形態に係る回転電機の断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。 図２のＩＩＩ部拡大図。 図２のＩＶ部拡大図。 図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図。 図１のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。 第２実施形態に係るステータを軸方向から見た断面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図中における矢印ＵＰの向きは、鉛直上下方向における上方の向きと一致している。

（第１実施形態）
（回転電機）
図１は、第１実施形態に係る回転電機１の断面図である。
回転電機１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される走行用モータである。但し、本発明の構成は、走行用モータに限らず、発電用モータやその他用途のモータ、車両用以外の回転電機１（発電機を含む）としても適用可能である。本実施形態の回転電機１は、回転軸１１が水平方向とほぼ平行に配置されている。
回転電機１は、ケース２と、ロータ３と、ステータ４と、被覆部材５と、を備える。

（ケース）
ケース２は、ロータ３、ステータ４及び被覆部材５を収容している。ケース２の内部には、冷媒が収容されている。上述したロータ３及びステータ４は、ケース２の内部において、一部が冷媒に浸漬された状態で配置されている。なお、冷媒としては、トランスミッションの潤滑や動力伝達等に用いられる作動油である、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）等が好適に用いられている。
以下の説明では、ロータ３における回転軸１１の軸線Ｃに沿う方向を単に軸方向といい、軸線Ｃに直交する方向を径方向といい、軸線Ｃ周りの方向を周方向という場合がある。回転軸１１の軸線Ｃは、水平方向に沿って設けられている。

（ロータ）
ロータ３は、軸線Ｃ回りに回転可能に構成されている。ロータ３は、回転軸１１と、ロータコア１２と、を備える。
回転軸１１は、軸線Ｃを中心とする筒状に形成されている。回転軸１１は、ケース２に取り付けられた軸受を介してケース２に回転可能に支持されている。

ロータコア１２は、回転軸１１の外周部に設けられている。ロータコア１２は、環状に形成されている。ロータコア１２は、軸線Ｃ回りに回転軸１１と一体で回転可能に構成されている。ロータコア１２の外周部には、不図示の永久磁石が配置されている。永久磁石は、例えば希土類磁石である。希土類磁石としては、例えばネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石、プラセオジム磁石等が挙げられる。永久磁石は、例えばロータコア１２の内部を軸方向に沿って延びている。永久磁石は、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
なお、永久磁石は、例えばロータコア１２の外周面に配置されていてもよい。

（ステータ）
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
ステータ４は、ロータ３に対して径方向の外側に、間隔をあけて配置されている。ステータ４とロータ３との間はエアギャップＧとなっている。ステータ４は、環状に形成されている。ステータ４の外周部は、ケース２の内壁面に固定されている。ステータ４は、ステータコア１５と、導電部材１６と、冷却通路１７と、を有する。

ステータコア１５は、複数の鋼板を軸方向に積層して形成される積層コアである。ステータコア１５は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されている。ステータコア１５は、コア本体２１と、ティース２２と、スロット２３と、を有する。
コア本体２１は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されている。

図３は、図２のＩＩＩ部拡大図である。図４は、図２のＩＶ部拡大図である。
図３に示すように、ティース２２は、コア本体２１の内周部から径方向内側に向かって突出している。ティース２２は、軸方向に沿って延びている。ティース２２は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。
スロット２３は、周方向において隣り合うティース２２同士の間に設けられている。スロット２３は、周方向に複数設けられている。

導電部材１６は、各スロット２３に挿入されている。導電部材１６は、例えば複数の巻線をティース２２に巻回することにより形成されたコイルである。導電部材１６とステータコア１５との間には、不図示の絶縁紙が設けられている。導電部材１６は、絶縁紙によりステータコア１５と絶縁された状態で、ステータコア１５に装着されている。図１に示すように、導電部材１６は、ステータコア１５に挿入されて軸方向に沿って延びる挿通部２５と、ステータコア１５から軸方向の両側に突出する渡り部２６と、を有する。

図３及び図４に示すように、冷却通路１７は、スロット２３内に設けられている。冷却通路１７は、軸方向から見て、スロット２３のほぼ中央部に設けられている。本実施形態において、冷却通路１７は、各スロット２３にそれぞれ１個ずつ設けられている。冷却通路１７は、軸方向に沿って冷媒を流通させる。つまり、冷却通路１７は、スロット２３内に配置された導電部材１６、より詳細には複数の巻線（不図示）の間に形成された、冷媒が流通可能な隙間である。冷却通路１７は、導電部材１６の挿通部２５及び渡り部２６を含む軸方向の全長に亘って設けられている。
このような冷却通路１７は、ステータコア１５に導電部材１６を装着する際に、棒状の治具を巻線とともにスロット２３に挿入し、巻線がワニス等で固定された後に治具をスロット２３内から引き抜くことにより形成されている。なお、冷却通路１７を形成する手段は上述の手段に限定されない。

冷却通路１７は、第一冷却通路３１と、第一冷却通路３１よりも上方に位置する第二冷却通路３２と、を有する。
図４に示すように、第一冷却通路３１は、例えば軸線Ｃよりも下方に設けられている。軸方向から見て、第一冷却通路３１は、断面円形状に形成されている。軸方向から見て、第一冷却通路３１の断面積はＡ１となっている。なお、第一冷却通路３１は、後述する第二冷却通路３２よりも下方に設けられていればよく、必ずしも軸線Ｃより下方に位置している必要はない。すなわち、第一冷却通路３１は、相対的に第二冷却通路３２より下方に位置していればよく、第一冷却通路３１の位置は図示した箇所に限定されない。

図３に示すように、第二冷却通路３２は、第一冷却通路３１が設けられたスロット２３より上方に位置するスロット２３内に設けられている。軸方向から見て、第二冷却通路３２は、断面円形状に形成されている。軸方向から見て、第二冷却通路３２の断面積はＡ２となっている。第二冷却通路３２の断面積Ａ２は、第一冷却通路３１の断面積Ａ１より大きい。なお、上述の第一冷却通路３１と同様、第二冷却通路３２は、相対的に第一冷却通路３１より上方に位置していればよく、第二冷却通路３２の位置は図示した箇所に限定されない。

図２に示すように、本実施形態において、軸方向から見た複数の冷却通路１７の各断面積は、回転電機１を水平配置した際に下方から上方へ向かうにつれて漸次大きくなるようにそれぞれ形成されている。換言すれば、冷却通路１７の断面積の大きさは、冷却通路１７が設けられた高さに比例して大きくなるように形成されている。よって、水平配置された回転電機１の最下部に位置するスロット２３に設けられた冷却通路１７の断面積が最も小さい。回転電機１において最上部に位置するスロット２３に設けられた冷却通路１７の断面積が最も大きい。

（被覆部材）
図１に示すように、被覆部材５は、導電部材１６の渡り部２６を軸方向の外側から覆っている。具体的に、被覆部材５は、第一被覆部材３５と、第二被覆部材３６と、を有する。
図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図５では、説明のため空間部４１の厚みや被覆部材５の厚み等を一部誇張して図示している。
図１及び図５に示すように、第一被覆部材３５は、ステータコア１５に対して軸方向の一方に突出する渡り部２６を覆っている。第一被覆部材３５は、軸方向から見て円環状に形成されている。軸方向から見て、第一被覆部材３５と渡り部２６との間には、渡り部２６の周方向に沿う円環状の空間部４１が設けられている。より詳細には、空間部４１は、渡り部２６より軸方向の外側に設けられた第一外側環状空間部５１と、第一外周側環状空間部５２と、第一内周側環状空間部５３と、を有する。第一被覆部材３５は、第一外壁４２と、第一内壁４３と、第一端壁４４と、を有する。第一外壁４２は、渡り部２６の外周部と対応する位置に設けられている。第一外壁４２は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されており、第一外壁４２と渡り部２６の外周部とで第一外周側環状空間部５２を形成している。第一内壁４３は、渡り部２６の内周部と対応する位置に設けられている。第一内壁４３は、軸線Ｃを中心とする円環状に形成されており、第一内壁４３と渡り部２６の内周部とで第一内周側環状空間部５３を形成している。第一端壁４４は、渡り部２６の軸方向の外側に位置する先端部２６ａと対応する位置に設けられている。第一端壁４４は、第一外壁４２及び第一内壁４３のうち軸方向の外側（一方側）の端部同士を接続しており、第一端壁４４と渡り部２６の先端部２６ａとで第一外側環状空間部５１を形成している。第一外壁４２、第一内壁４３及び第一端壁４４により、空間部４１は、径方向から見て、軸方向の内側（軸方向の第二被覆部材３６側）に向けて開口する断面Ｕ字状に形成されている。第一被覆部材３５の空間部４１は、冷却通路１７の軸方向一方側の端部において冷却通路１７と連通している。
第一被覆部材３５は、導入口４５を有する。導入口４５は、軸線Ｃよりも下方に設けられている。本実施形態において、導入口４５は、第一被覆部材３５の下端部に設けられている。導入口４５は、第一被覆部材３５の空間部４１に冷媒を導入する。導入口４５は、第一被覆部材３５の第一端壁４４に設けられている。導入口４５は、第一端壁４４を軸方向に沿って貫通している。

図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図６では、説明のため空間部４６の厚みや被覆部材５の厚み等を一部誇張して図示している。
図１及び図６に示すように、第二被覆部材３６は、ステータコア１５に対して軸方向の他方に突出する渡り部２６を覆っている。第二被覆部材３６は、軸方向から見て円環状に形成されている。軸方向から見て、第二被覆部材３６と渡り部２６との間には、渡り部２６の周方向に沿う円環状の空間部４６が設けられている。より詳細には、空間部４６は、渡り部２６より軸方向の外側に設けられた第二外側環状空間部５４と、第二外周側環状空間部５５と、第二内周側環状空間部５６と、を有する。第二被覆部材３６は、第二外壁４７と、第二内壁４８と、第二端壁４９と、を有する。第二外壁４７は、渡り部２６の外周部と対応する位置に設けられている。第二外壁４７は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されており、第二外壁４７と渡り部２６の外周部とで第二外周側環状空間部５５を形成している。第二内壁４８は、渡り部２６の内周部と対応する位置に設けられている。第二内壁４８は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されており、第二内壁４８と渡り部２６の内周部とで第二内周側環状空間部５６を形成している。第二端壁４９は、渡り部２６の軸方向の外側に位置する先端部２６ｂと対応する位置に設けられている。第二端壁４９は、第二外壁４７及び第二内壁４８のうち軸方向の外側（他方側）の端部同士を接続しており、第二端壁４９と渡り部２６の先端部２６ｂとで第二外側環状空間部５４を形成している。第二外壁４７、第二内壁４８及び第二端壁４９により、空間部４６は、径方向から見て、軸方向の内側（軸方向の第一被覆部材３５側）に向けて開口する断面Ｕ字状に形成されている。第二被覆部材３６の空間部４６は、冷却通路１７の軸方向他方側の端部において冷却通路１７と連通している。
第二被覆部材３６は、排出口５０を有する。排出口５０は、導入口４５よりも上方に位置している。本実施形態において、排出口５０は、第二被覆部材３６の上端部に設けられている。排出口５０は、第二被覆部材３６の空間部４６内の冷媒を排出する。排出口５０は、第二被覆部材３６の第二端壁４９に設けられている。排出口５０は、第二端壁４９を軸方向に沿って貫通している。

このように形成された被覆部材５は、絶縁体かつ非磁性体の材料により形成されている。被覆部材５は、接着によりステータコア１５に固定されている。
なお、被覆部材５の固定方法は接着に限定されない。被覆部材５は、例えば軸方向の外側においてケース２と当接し、ケース２とステータコア１５との間に挟持されることによりステータ４に対して固定されてもよい。

（冷媒の流通経路）
次に、上述の回転電機１における冷媒の流通経路Ｒについて説明する。
まず、ケース２の外部に設けられた不図示の冷媒供給用ポンプからケース２内に送り出された冷媒は、導入口４５を通って第一被覆部材３５の空間部４１に供給される。第一被覆部材３５の空間部４１に供給された冷媒は、空間部４１内を下方から上方へ向かって移動するとともに、各冷却通路１７に流入する。空間部４１内に充填された冷媒により、空間部４１に設けられた導電部材１６の一方側の渡り部２６が冷却される。ここで、空間部４１内における冷媒が流通する断面積を例えば導入口の断面積よりも狭く設定した場合、ベンチュリ効果により空間部４１内を流通する冷媒の流速が増加し、冷却効率が向上する。よって、要求される冷却性能に応じて空間部内の断面積を設定可能であることが望ましい。
次に、空間部４１から冷却通路１７へ流入した冷媒は、軸方向の一方から他方に向かってそれぞれ冷却通路１７内を移動する。これにより、冷却通路１７と接して配置された導電部材１６の挿通部２５が冷却される。

次に、冷却通路１７の他端部に到達した冷媒は、第二被覆部材３６の空間部４６へ流入する。第二被覆部材３６の空間部４６に供給された冷媒は、重力により下方から徐々に空間部４６内に充填される。第二被覆部材３６の空間部４６に充填された冷媒により、空間部４６に設けられた導電部材１６の他方側の渡り部２６が冷却される。
次に、第二被覆部材３６の空間部４６に充填された冷媒は、排出口５０を通って空間部４６から排出される。排出された冷媒は、ケース２の外部を循環して再び不図示の冷媒供給用ポンプにより導入口４５に供給される。
なお、冷媒供給用ポンプから供給される冷媒の一部は、被覆部材５より外側に供給されてもよい。このとき、エアギャップＧへの冷媒の浸入を抑制するため、被覆部材５の外部に供給される冷媒の水面は、回転電機１の下端部におけるエアギャップＧよりも下方に位置していることが望ましい。

（作用、効果）
次に、上述の回転電機１の作用、効果について説明する。
本実施形態の回転電機１によれば、スロット２３内には、導電部材１６と、軸方向に沿って冷媒を流通させる冷却通路１７と、が設けられている。これにより、導電部材１６に接した状態で、冷却通路１７が配置される。よって、冷却通路１７に冷媒を流通させることにより、導電部材１６を効果的に冷却することができる。
冷却通路１７は、第一冷却通路３１と、第一冷却通路３１よりも上方に位置する第二冷却通路３２と、を有し、第二冷却通路３２の断面積Ａ２は、第一冷却通路３１の断面積Ａ１より大きい。これにより、第一冷却通路３１と比較して第二冷却通路３２の表面積が増加するとともに、第二冷却通路３２を流通する冷媒量が増加する。よって、第一冷却通路３１が設けられる下部と比較して第二冷却通路３２が設けられる上部における導電部材１６の冷却性能を高めることができる。ここで、回転電機１を水平配置した際、エア抜きを考慮して下方から上方へ向けて冷媒を供給する場合がある。この場合、冷却通路１７の断面積が同等に形成された従来技術にあっては、下部で暖められた冷媒が上部に供給されることにより、下部と比較して上部の冷却効率が低下し易い。また、上部のヘッド圧は下部のヘッド圧よりも低いため、従来技術にあっては、下部と比較して上部の冷却通路１７を流通する冷媒の流速が低下するとともに冷媒量が減少し、冷却効率が低下し易くなっていた。これに対して、本発明の回転電機１によれば、第一冷却通路３１よりも上方に位置する第二冷却通路３２の断面積Ａ２が第一冷却通路３１の断面積Ａ１よりも大きいので、第二冷却通路３２を流通する冷媒量を増加させることができる。これにより、下部と比較して上部のヘッド圧が低いことによる冷却性能の低下を抑制できる。さらに、第一冷却通路３１と比較して第二冷却通路３２を流通する冷媒量が増加するので、冷媒の温度差による冷却効率の差が生じることを抑制できる。よって、水平配置された回転電機１において、下方から上方へ向けて冷媒を供給した場合であっても、従来技術と比較して回転電機１の下部と上部との間の冷却効率の差を小さくすることができる。
したがって、水平配置した際にステータ４の下部と上部とで冷却効率を均一にした回転電機１を提供できる。

被覆部材５は、導電部材１６の渡り部２６を覆い、被覆部材５と渡り部２６との間には、円環状の空間部４１，４６が設けられている。このため、空間部４１，４６に冷媒を流通させることにより、渡り部２６を冷媒で満たすことができ、渡り部２６を効率的に冷却することができる。回転電機１は被覆部材５を有するので、被覆部材５を有しない従来技術と比較して、渡り部２６に供給する冷媒量を減らすことができ、また渡り部２６の周囲を流通する冷媒の流通面積を調整し易い。特に、被覆部材５はステータコア１５に固定されるので、渡り部２６と被覆部材５との間の空間部４１，４６の断面積を設定し易い。空間部４１，４６を狭く設定した場合、ベンチュリ効果により空間部４１，４６内を流通する冷媒の流速が増加する。よって、空間部４１，４６を有しない従来技術と比較して、渡り部２６の周囲を流通する冷媒の流速を増加させ、均一かつ効率的に渡り部２６を冷却することができる。特に回転電機１を水平配置した際に、冷媒の流速を増加させることにより、回転電機１の上部と下部との冷却性能を均一にすることができる。
したがって、水平配置した際の冷却効率を均一にした回転電機１を提供できる。

被覆部材５は、渡り部２６との間に空間部４１，４６を有し、空間部４１，４６は、外周側環状空間部５２，５５と、内周側環状空間部５３，５６と、を有する。このように、外周側環状空間部５２，５５及び内周側環状空間部５３，５６を設けることにより、渡り部２６の外周側及び内周側にも冷媒を供給することができる。よって、渡り部２６をより効率的に冷却することができる。

被覆部材５は、絶縁体かつ非磁性体であるため、回転電機１の磁束への影響を抑制し、回転電機１の性能低下を抑制できる。また、被覆部材５の内部に冷媒が供給されるので、ロータ３とステータ４とのエアギャップＧに冷媒が入り込むことを抑制しつつ導電部材１６を冷却できる。よって、回転電機１の性能を高い状態に維持できる。
空間部４１，４６と冷却通路１７とは連通しているので、空間部４１を流通する冷媒が冷却通路１７へ流入することにより、導電部材１６全体を効果的に冷却できる。

被覆部材５は導入口４５を有する。導入口４５は、軸線Ｃよりも下方から空間部４１に冷媒を導入し、導入された冷媒は、空間部４１を下方から上方へ向けて移動する。これにより、冷媒は、重力により下方から順に空間部４１内に充填されるので、空間部４１内を冷媒で満たすことができる。よって、導電部材１６の渡り部２６を効果的に冷却することができる。

軸方向の一方に突出する渡り部２６を覆う第一被覆部材３５は、導入口４５を有し、軸方向の他方に突出する渡り部２６を覆う第二被覆部材３６は、排出口５０を有する。このように、導入口４５と排出口５０とは、ステータ４の軸方向の両側にそれぞれ設けられる。このため、導入口４５から排出口５０へ向けて冷媒を供給することにより、冷媒をステータ４の軸方向に沿って効率的に流通させることができる。また、暖められた冷媒を効果的に排出できる。よって、導電部材１６をより効果的に冷却できる。
排出口５０は、導入口４５よりも上方に位置する。このため、例えば冷却通路１７内に気泡が侵入した場合であっても、冷媒を流通させることにより効率的に気泡を排出できる。よって、より一層冷却効率を高め、回転電機１を均一に冷却できる。

空間部４１，４６は、軸方向の内側に向けて開口する断面Ｕ字状に形成されている。これにより、渡り部２６の内周部、外周部、及び軸方向外側に位置する先端部２６ａ，２６ｂと対応する位置に空間部４１，４６が設けられる。よって、導電部材１６の渡り部２６全体に冷媒を供給し、渡り部２６を均一に冷却できる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。図７は、第２実施形態に係るステータ４を軸方向から見た断面図である。本実施形態では、高さ方向に区画された領域ごとに冷却通路１７の断面積の大きさが段階的に異なる点において上述した実施形態と相違している。

本実施形態において、ステータ４は、高さ位置に応じて、第一領域Ｐ１と、第二領域Ｐ２と、第三領域Ｐ３と、の３個の領域に区画されている。第一領域Ｐ１は、回転電機１を水平配置した際に、最も下方に位置するスロット２３を含み、ステータ４の高さ方向における下部に設けられた領域である。第二領域Ｐ２は、第一領域Ｐ１よりも上方に位置している。第二領域Ｐ２は、軸線Ｃを含むステータ４の高さ方向における中央部に設けられた領域である。第三領域Ｐ３は、第二領域Ｐ２よりも上方に位置している。第三領域Ｐ３は、回転電機１を水平配置した際に、最も上方に位置するスロット２３を含み、ステータ４の高さ方向における上部に設けられた領域である。本実施形態において、第一領域Ｐ１、第二領域Ｐ２及び第三領域Ｐ３は、ステータ４の高さ方向に約３等分した大きさとなっている。

ステータ４の各スロット２３に設けられた複数の冷却通路１７のうち、第一領域Ｐ１と対応する位置に設けられた冷却通路２０１の軸方向から見た断面積は、Ｂ１となっている。
ステータ４の各スロット２３に設けられた複数の冷却通路１７のうち、第二領域Ｐ２と対応する位置に設けられた冷却通路２０２の軸方向から見た断面積は、Ｂ２となっている。
ステータ４の各スロット２３に設けられた複数の冷却通路１７のうち、第三領域Ｐ３と対応する位置に設けられた冷却通路２０３の軸方向から見た断面積は、Ｂ３となっている。
第一領域Ｐ１に設けられた冷却通路２０１の断面積Ｂ１、第二領域Ｐ２に設けられた冷却通路２０２の断面積Ｂ２、及び第三領域Ｐ３に設けられた冷却通路２０３の断面積Ｂ３の大小関係は、Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ３となっている。

本実施形態によれば、１個の領域内に設けられた複数の冷却通路１７の断面積は同じとなっている。これにより、下方から上方へ向かうにつれて冷却通路１７の断面積が漸次増加する第１実施形態と比較して、冷却通路１７を形成するために必要な治具の種類を削減できる。よって、冷却通路１７をより容易に形成することができる。各領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、回転電機１を水平配置した際の高さ方向に沿って区画され、下方の領域（例えば第一領域Ｐ１）から上方の領域（例えば第三領域Ｐ３）へ向かうにつれて冷却通路１７の断面積が大きくなるように設定されている。これにより、冷却通路１７の形成を容易にしつつ、上述の第１実施形態と同等の作用、効果を奏することができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の各実施形態では、１個のスロット２３内に１個の冷却通路１７が設けられた構成について説明したが、これに限られない。１個のスロット２３内に複数の冷却通路１７が設けられてもよい。また、複数のスロット２３のうち選択された所定のスロット２３のみに冷却通路１７を設けてもよい。
上述の第２実施形態では、ステータ４を高さ方向に３等分して３個の領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を形成する構成としたが、領域の個数は上述した実施形態の個数に限定されない。

スロット２３には、スロット２３の断面形状と相似形状に形成された単一の導電部材１６が設けられてもよい。この場合、導電部材１６に貫通孔を形成することにより冷却通路１７を形成してもよい。
軸方向から見た冷却通路１７の断面形状は、円形状に限定されない。
導電部材１６の渡り部２６には、粉体塗装による絶縁処理が施されていてもよい。この場合、粉体塗装により形成された塗装部を被覆部材５としてもよい。また、塗装部と被覆部材５とを併用してもよい。但し、より確実に渡り部２６を冷却できる点で、粉体塗装による塗装部とは異なる被覆部材５を有する本実施形態の構成は優位性がある。

導入口４５は、第一被覆部材３５のうち、例えば第一内壁４３や第一外壁４２等、第一端壁４４以外の部分に設けられてもよい。
排出口５０は、第二被覆部材３６のうち、例えば第二内壁４８や第二外壁４７等、第二端壁４９以外の部分に設けられてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１ 回転電機
５ 被覆部材
１５ ステータコア
１６ 導電部材
１７ 冷却通路
２３ スロット
２６ 渡り部
３１ 第一冷却通路
３２ 第二冷却通路
３５ 第一被覆部材
３６ 第二被覆部材
４１，４６ 空間部
４５ 導入口
５０ 排出口
Ａ１，Ａ２ 断面積
Ｃ 軸線

Claims (6)

1. 複数のスロットを有し、水平方向に沿う軸線を中心とする環状のステータコアと、
   前記スロットに挿入される導電部材と、
   前記ステータコアよりも前記軸線の軸方向における外側に突出する前記導電部材の渡り部を覆う被覆部材と、
   前記スロット内に設けられ、前記軸方向に沿って冷媒を流通させる複数の冷却通路と、
   を備え、
   前記冷却通路は、
   第一冷却通路と、
   前記第一冷却通路よりも上方に位置し、前記軸方向から見た断面積が前記第一冷却通路の前記軸方向から見た断面積よりも大きい第二冷却通路と、
   を有することを特徴とする回転電機。
2. 複数のスロットを有し、水平方向に沿う軸線を中心とする環状のステータコアと、
   前記スロットに挿入される導電部材と、
   前記ステータコアよりも前記軸線の軸方向における外側に突出する前記導電部材の渡り部を覆うとともに、前記ステータコアに固定される被覆部材と、
   を備え、
   前記被覆部材は、絶縁体かつ非磁性体であり、
   前記軸方向から見て、前記被覆部材と前記渡り部との間には、前記ステータコアの周方向に沿う円環状の空間部が設けられていることを特徴とする回転電機。
3. 前記スロット内に設けられ、前記軸方向に沿って冷媒を流通させる複数の冷却通路を備え、
   前記冷却通路は、
   第一冷却通路と、
   前記第一冷却通路よりも上方に位置し、前記軸方向から見た断面積が前記第一冷却通路の前記軸方向から見た断面積よりも大きい第二冷却通路と、
   を有し、
   前記空間部と前記冷却通路とは連通していることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
4. 前記被覆部材は、前記軸線よりも下方から前記空間部に前記冷媒を導入する導入口を有し、
   前記冷媒は、前記空間部内を下方から上方へ向かって移動することを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
5. 前記被覆部材は、
   前記ステータコアに対して前記軸方向の一方に突出する前記渡り部を覆うとともに、前記導入口を有する第一被覆部材と、
   前記ステータコアに対して前記軸方向の他方に突出する前記渡り部を覆うとともに、前記導入口よりも上方に位置し、前記空間部内の前記冷媒を排出する排出口を有する第二被覆部材と、
   を有することを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
6. 前記空間部は、前記ステータコアの径方向から見て、前記軸方向の内側に向けて開口する断面Ｕ字状に形成されていることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。

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