JP7250214B2 - 固定子および回転電機 - Google Patents

Description

本願は、固定子および回転電機に関するものである。

従来の回転電機は、例えば、自動車用回転電機の固定子の冷却部として、発熱部位であるコイルおよび鉄心に冷媒を直接吹きかける油冷方式、あるいはフレームまたはモータ内に冷媒を流す方式が知られている。また、スロット内に冷媒を流し、冷却する方式が示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－１２０４０２号公報

従来の回転電機は、主として熱的に厳しくなるコイルを取り挙げ勘案しても、コイルの各部の抵抗値が異なることによる銅損による発熱部位が異なっていること、または水冷フレームおよびスロット内の冷媒による冷却での放熱経路に応じて３次元的に熱勾配ができる。故に、従来の冷却部では、軸方向に同一断面形状が同じであるため３次元的に温度が高いところと低いところが発生する。局所的に温度が高い部位が存在すると部品の保護の観点から、その部位が温度上限となる温度で温度保護の制御を行う必要があるという問題点があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、局所的に温度が上がる箇所の温度を下げることができる固定子および回転電機を提供することを目的とする。

本願に開示される固定子は、
環状に形成されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に周方向に所定の間隔を隔てて径方向の内側に突出する複数のティース部を有する固定子コアと、前記ティース部間に形成されたスロットに設置される巻線とを備えた固定子において、
前記固定子の軸方向に延在し、冷媒の流路となる非導電性部材にて形成される冷却管を備え、
前記冷却管は、軸方向において同一外形にて形成され、かつ、厚みが軸方向において変化
し、前記巻線の発熱部位の形成されている箇所の厚さが、前記発熱部位が形成されていない箇所の厚さより薄いものである。
また、本願に開示される固定子は、
環状に形成されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に周方向に所定の間隔を隔てて径方向の内側に突出する複数のティース部を有する固定子コアと、前記ティース部間に形成されたスロットに設置される巻線とを備えた固定子において、
前記固定子の軸方向に延在し、冷媒の流路となる非導電性部材にて形成される冷却管を備え、
前記冷却管は、軸方向において同一外形にて形成され、かつ、厚みが軸方向において変化し、
冷媒の導入側に設けられた導入側冷媒室と、冷媒の排出側に設けられた排出側冷媒室とを備え、
前記冷却管の厚みは、軸方向の一方向に向かって厚く形成され、
前記冷却管の広径部は、前記導入側冷媒室に連通され、
前記冷却管の狭径部は、前記排出側冷媒室に連通されるものである。
また、本願に開示される固定子は、
環状に形成されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に周方向に所定の間隔を隔てて径方向の内側に突出する複数のティース部を有する固定子コアと、前記ティース部間に形成されたスロットに設置される巻線とを備えた固定子において、
前記固定子の軸方向に延在し、冷媒の流路となる非導電性部材にて形成される冷却管を備え、
前記冷却管は、軸方向において同一外形にて形成され、かつ、厚みが軸方向において変化し、
前記冷却管の厚みが、軸方向の一端側から軸方向の他端側に向かうほど厚く形成された前記冷却管と、
軸方向の他端側から一端側に向かうほど厚く形成された前記冷却管とが周方向において交互に形成され、
軸方向の一端側に形成され前記冷却管と連通する第１冷媒室と、軸方向の他端側に形成され前記冷却管と連通する第２冷媒室とが周方向に互い違いに形成されたものである。
また、本願に開示される回転電機は、前記固定子と、前記固定子に空隙を介して対向配置された回転子とを備えたものである。

本願に開示される固定子および回転電機によれば、
局所的に温度が上がる箇所の温度を下げることができる。

実施の形態１による回転電機の固定子の構成の外観を示す斜視図である。 図１に示した固定子を用いた回転電機の構成の外観を示す斜視図である。 図１に示した固定子の構成を示す径方向の断面図である。 図３に示した固定子のＡ－Ａ線断面の構成を示す断面図である。 図１に示した固定子の構成を示す軸方向の断面であり周方向を内周側から見た状態を示した断面模式図である。 実施の形態２による固定子の構成を示す軸方向の断面であり径方向を示した断面図である。 実施の形態３による固定子の構成を示す軸方向の断面であり径方向を示した断面図である。 実施の形態４による固定子の構成を示す軸方向の断面であり周方向を内周側から見た状態を示した断面模式図である。 実施の形態４による他の固定子の構成を示す軸方向の断面であり周方向を内周側から見た状態を示した断面模式図である。 実施の形態４による他の固定子の構成を示す軸方向の断面であり周方向を内周側から見た状態を示した断面模式図である。

以下に示す、各実施の形態の説明において、回転電機１における各方向を、それぞれ周方向Ｚ、軸方向Ｙ、軸方向Ｙの一端側Ｙ１、軸方向Ｙの他端側Ｙ２、径方向Ｘ、径方向Ｘの外側Ｘ１、径方向Ｘの内側Ｘ２として示す。よって、固定子２および回転子３においても、これらの方向は同一方向となり、これらの各部分においても、当該方向を基準として各方向を示して説明する。

実施の形態１．
図１は実施の形態１による回転電機の固定子の構成の外観を示す斜視図である。図２は図１に示した固定子を用いた回転電機の構成の外観を示す斜視図である。図３は図１に示した固定子の構成を示す径方向の断面図である。図４は図３に示した固定子のＡ－Ａ線断面の構成を示す断面図である。図５は図１に示した固定子の構成を示す軸方向の断面であり、周方向を、径方向の内側から外側に向かって（他においては、“内周側から”と略称す）見た状態を示した断面模式図である。

尚、各図において、後述する第１冷媒室３１および第２冷媒室３２の実際の形状は、軸方向Ｙのそれぞれの端部が閉塞して形成されているものの、説明の便宜上、軸方向Ｙのそれぞれの端部が閉塞されていない状態にて示している。さらに、図５は周方向Ｚは曲面であるが、説明の便宜上、直線状にて示した模式図である。これらに対応することは、以下の実施の形態においても、同様の方法にて示しているため、その説明は適宜省略する。

図２において、回転電機１は、固定子２と回転子３とを備える。図１において、固定子２は、固定子コア（以下、“コア”と略称す）１０２と、巻線１０１と、冷却管２０４とを備える。図３において、コア１０２は、ヨーク部１２と複数のティース部１１とを備える。コア１０２は、軸方向Ｙに例えば電磁鋼板が複数枚積層されて構成されている。ヨーク部１２は環状に形成される。ティース部１１はヨーク部１２の径方向Ｘの内側Ｘ２に周方向Ｚに所定の間隔を隔てて径方向Ｘの内側Ｘ２に突出して形成される。

巻線１０１は、ティース部１１間に形成されたスロット１３に設置される。本実施の形態１の図１においては、ティース部１１とスロット１３との数は、４８個にて構成する例を示しているが、これに限られるものではない。本実施の形態１においては、巻線１０１は、スロット１３に４本、つまり４ターンが配置される。本実施の形態１における巻線１０１は、１つのティース部１１に対して巻回を施す集中巻ではなく、ある周期において形成する分布巻と呼ばれる巻線方式である。

但し、巻線方式はいずれでも良く、本実施の形態１の効果が変わるものではなく、その他の巻線方式、例えば集中巻でも同様な効果を奏する。以下の実施の形態においても同様であるためその説明は適宜省略する。巻線１０１の周方向Ｚのピッチは、極数によって決定されるが、本実施の形態１の回転電機１は、例えば８極を想定しているので、１極分となる４５°ピッチにて同相の巻線１０１を想定している。

図４および図５において、冷却管２０４は、軸方向Ｙに延在し、冷媒の流路となる非導電性部材の例えば樹脂にて形成される。冷却管２０４は、軸方向Ｙにおいて同一外形、すなわち、軸方向Ｙにおいて径方向Ｘの外径Ｗ１、周方向Ｚの外径Ｗ２が同一にて形成され、かつ、厚みが軸方向Ｙにおいて変化する。本実施の形態１においては、冷却管２０４の厚みは、軸方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に向かうほど厚く形成される。冷却管２０４の軸方向Ｙにおいて径方向Ｘおよび周方向Ｚ共に同一外径Ｗ１、Ｗ２にて形成されているため、軸方向Ｙの一端側Ｙ１には、冷媒の流路が広くなる広径部４１が形成され、軸方向Ｙの他端側Ｙ２には、冷媒の流路が狭くなる狭径部４２が形成される。

さらに、冷却管２０４の厚みが薄く形成された軸方向側、ここでは、軸方向Ｙの一端側Ｙ１に、巻線１０１の結線部１０３および端子部１０４が形成される。尚、ここでは１例として３相のＹ結線を想定し、中性点に相当する結線部１０３および回転電機１に電力を供給する端子部１０４を示している。さらに、冷却管２０４の厚みが薄く形成された軸方向側、ここでは、軸方向Ｙの一端側Ｙ１に、冷媒の導入口２０１（後述にて説明する）が形成される。尚、冷却管２０４を構成する非導電性部材である樹脂の厚みは、薄ければ薄いほど、冷却効果を得ることができるが、絶縁距離の確保および成型時の樹脂割れなどの原因となるため、樹脂材の粘性等で最小の厚みは決定される。また、樹脂の厚みが厚いほうは、成型時の金型の抜き勾配等の成型条件にて決定される（パラメータである）。尚、このことは以下の実施の形態においても同様であるためその説明は適宜省略する。

さらに、冷却管２０４は、スロット１３内の巻線１０１より径方向Ｘの外側Ｘ１に設置され、スロット１３内では、巻線１０１および冷却管２０４は径方向Ｘにおいて直線状に配置される。すなわち、冷却管２０４は、ヨーク部１２とも隣接して形成される。

複数の冷却管２０４の軸方向Ｙの一端側Ｙ１および他端側Ｙ２において、複数の冷却管２０４をそれぞれ周方向Ｚにおいて連通し冷媒の流路となる第１冷媒室３１および第２冷媒室３２が形成される。さらに、第１冷媒室３１および第２冷媒室３２は、複数の冷却管２０４の軸方向Ｙの一端側Ｙ１および他端側Ｙ２の周方向Ｚの全周に渡って連通して形成される。

図１に示すように、第１冷媒室３１、すなわち、軸方向Ｙの一端側Ｙ１には外部から冷媒を導入するための導入口２０１が形成される。また、第２冷媒室３２、すなわち、軸方向Ｙの他端側Ｙ２には外部に冷媒を排出するための排出口２０２が形成される。

次に、上記のように構成された実施の形態１の固定子２を有する回転電機１における冷媒の流れ方について説明する。まず、図示しないが、外部のポンプと熱交換器とにより構成された冷却装置より供給される冷媒が導入口２０１から第１冷媒室３１に導入される。そして、冷媒は第１冷媒室３１内にて、コア１０２の軸方向Ｙの一端側Ｙ１にて回転電機１の周方向Ｚの全周に流れ、各スロット１３に設置された各冷却管２０４に導入される。

そして、各冷却管２０４の軸方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に冷媒が流れ、軸方向Ｙの他端側Ｙ２の第２冷媒室３２に排出され、第２冷媒室３２から排出口２０２を介して回転電機１の外部に排出される。その後、熱交換器により徐熱され外部ポンプにより吐出された状態で、再び、回転電機１の導入口２０１から導入される。よって、回転電機１で発生した熱が冷媒を介して外部へ移動させて放熱することが可能となり、回転電機１の温度制限に対して低い状態で駆動させることが可能となり、より大きな出力を出力させることができ、連続通電の時間が長くできる。

さらに、非導電性部材にて形成される冷却管２０４は巻線１０１との絶縁を保持する。また、巻線１０１に通電した際の漏れ磁束により渦電流が流れるのを防止でき、発熱を抑制できる、さらに、余分な損失を防止できるので、高効率な回転電機を提供可能となる。また、冷却管２０４はスロット１３内において巻線１０１の直近に冷媒を通すことが可能となるため巻線１０１の冷却に適している。さらに、ヨーク部１２の直近にも冷却管２０４が近接し、ティース部１１もしくはティース部１１とヨーク部１２の付け根付近で発生した鉄損における発熱の冷却が可能となる。

さらに、冷却管２０４の冷媒の導入側の軸方向Ｙの一端側Ｙ１が広径部４１にて形成され、冷媒の排出側の軸方向Ｙの他端側Ｙ２が狭径部４２にて形成されているため、冷却管２０４の冷媒の流れがスムーズになり、圧力損失を低減できる。

また、冷却管２０４の広径部４１を、巻線１０１の結線部１０３、および、回転電機１に電力を供給する端子部１０４を導入口２０１側に配置することで、巻線１０１の発熱部位である、接触抵抗および溶接などの接合による抵抗による発熱する可能性のある結線部１０３および端子部１０４側を積極的に冷やすことが可能となり、温度勾配を低減でき均一な回転電機１となる。よって、回転電機１の温度制限よりも低い状態を維持することが可能となり、連続通電が可能となる。また、温度余裕ができたことから電流入力を増やすことが可能となる状態であれば、出力を増やすことも可能となる。

尚、本実施の形態１の巻線１０１は、分布巻の１極ピッチ（４５°）としたが、１極ピッチよりも短いピッチまたは長いピッチでも本実施の形態１と同様の冷却効果を有する。また、本実施の形態１のティース部１１、およびスロット１３の数を４８個としたが、３相または多相のそれぞれの巻線１０１で構成することが可能な数であれば、本実施の形態１と同様の効果を有する。また、本実施の形態の図１、図２に示す巻線１０１は、平角形状の巻線１０１にて巻回した例を示しているが、丸線でも本実施の形態１と同様の冷却効果を有する。

また、本実施の形態１は、回転電機１であるが、発電機またはモータであっても本実施の形態１と同様な効果を有する。また、回転子３側は、永久磁石を用いた永久磁石モータでも良く、ブラシによる通電で起磁力をつくる界磁巻線式の回転電機でも本実施の形態１と同様の効果を有する。また、アルミまたは銅などの導電性部材と回転子とにより構成される誘導機でも本実施の形態１と同様の効果を有する。尚、これらのことは以下の実施の形態においても同様であるためその説明は適宜省略する。

上記のように構成された実施の形態１の固定子によれば、
環状に形成されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に周方向に所定の間隔を隔てて径方向の内側に突出する複数のティース部を有する固定子コアと、前記ティース部間に形成されたスロットに設置される巻線とを備えた固定子において、
前記固定子の軸方向に延在し、冷媒の流路となる非導電性部材にて形成される冷却管を備え、
前記冷却管は、軸方向において同一外形にて形成され、かつ、厚みが軸方向において変化するので、
さらに、回転電機によれば、前記固定子と、前記固定子に空隙を介して対向配置された回転子とを備えたので、
冷却管の厚みの薄い箇所を固定子の発熱部位に設置することで、温度が高い部位を積極的に冷却することが可能となり、軸方向に温度勾配が発生する固定子および回転電機の均熱化が可能となる。

また、前記冷却管は、各前記スロット内の前記巻線より径方向の外側にそれぞれ設置され、
各前記スロット内では、前記巻線および前記冷却管は径方向において直線状に配置されるので、
冷却管は、巻線の熱を直接冷却可能であり、かつ、ヨーク部の熱を直接冷却可能となる。

また、前記冷却管の厚みは、軸方向の一端側から他端側に向かうほど厚く形成されるので、
冷却管の圧力損失を低減するとともに、発熱部位と冷却部位との均熱化が可能となる。

また、前記冷却管の厚みが薄く形成された軸方向側において、前記巻線の結線部が形成されるので、
発熱部位と冷却部位との均熱化が可能となる。

また、前記冷却管の厚みが薄く形成された軸方向側において、前記冷媒の導入口が形成されるので、
冷却管の圧力損失を低減する。

また、複数の前記冷却管の軸方向の一端側および他端側において、複数の前記冷却管をそれぞれ周方向において連通し前記冷媒の流路となる第１冷媒室および第２冷媒室が形成されるので、
冷媒管を第１冷媒室および第２冷媒室に容易に連通可能となる。

また、前記第１冷媒室および前記第２冷媒室は、複数の前記冷却管の軸方向の一端側および他端側の周方向の全周に渡って連通して形成されるので、
冷媒管を第１冷媒室および第２冷媒室に確実に連通可能となる。

実施の形態２．
図６は実施の形態２による固定子の構成を示す軸方向の断面であり径方向を示した断面図である。図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。冷却管２０４は、軸方向Ｙの一端側Ｙ１および他端側Ｙ２がいずれも厚みが薄く形成された広径部４１にてなり、軸方向Ｙの中央部の厚みが厚く形成された狭径部４２にてなる。

上記のように形成された実施の形態２の固定子２によれば、冷却管２０４を非導電性部材である樹脂にて製造する場合、軸方向Ｙにおいて、軸方向Ｙの中央部で分割し、一端側Ｙ１と他端側Ｙ２との２分割の金型にて形成することが可能となる。よって、金型の軸方向Ｙの長さが低減する。そして、金型の抜き勾配による軸方向Ｙの一端側Ｙ１および他端側Ｙ２の両方の厚みを薄く形成でき、巻線１０１の発熱を効率よく除去できる。

巻線１０１には一般的に絶縁紙が設置されているが、当該絶縁紙では固定子２に対して軸方向Ｙの一端側Ｙ１または他端側Ｙ２からの距離で軸方向Ｙの中央部にて絶縁性能が低下する可能性がある。しかしながら、本実施の形態２においては、冷却管２０４の非導電性部材の厚みが軸方向Ｙの中央部で厚く形成されているため、軸方向Ｙの中央部において絶縁距離を多く確保できる。さらに、回転電機１が高温状態となった時に、軸方向Ｙにおいて線膨張係数の分長くなる。その際に、冷却管２０４が軸方向Ｙに引っ張られる状態となるため、冷却管２０４の軸方向Ｙの中央部に応力が発生する。しかしながら、本実施の形態２においては、冷却管２０４の非導電性部材の厚みが軸方向Ｙの中央部で厚く形成されているため、熱ストレスが低減される。

上記のように構成された実施の形態２の固定子によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、
前記冷却管の厚みは、前記固定子の軸方向の中央部が軸方向の両端側よりも厚く形成されるので、巻線の発熱を除去し、絶縁距離を確保し、さらに、熱ストレスを低減する。

実施の形態３．
図７は実施の形態３による固定子の構成を示す軸方向の断面であり径方向を示した断面図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。冷却管２０４は、軸方向Ｙの一端側Ｙ１、軸方向Ｙの他端側Ｙ２、および軸方向Ｙの中央部がいずれも厚みが薄く形成された広径部４１にてなり、軸方向Ｙの一端側Ｙ１と中央部との間、他端側Ｙ２と中央部との間が厚みが厚く形成された狭径部４２にてなる。

上記のように形成された実施の形態３の固定子２によれば、冷却管２０４を非導電性部材である樹脂にて製造する場合、軸方向Ｙにおいて、径方向Ｘの外側Ｘ１、内側Ｘ２、および外側Ｘ１と内側Ｘ２との間の筒状の、３つに分割された金型にて形成することが可能となる。このように冷却管２０４が構成されるため、軸方向Ｙにティース部１１における発熱箇所が異なる場合に対して、それぞれの適切な箇所に冷却管２０４の広径部４１を形成し、冷却効率を向上でき均熱化が可能となる。これにより、一般的な駆動方法における回転電機１の温度制限よりも低い状態を維持できるため連続通電が可能となる。

また、耐温度性に余裕ができるため、電流入力を増やすことが可能となる状態であれば、出力を増やすことが可能となる。また、上記に示したように形成可能であるため、金型における抜き勾配を小さくでき、軸方向Ｙの一端側Ｙ１、軸方向Ｙの他端側Ｙ２、および軸方向Ｙの中央部がいずれも厚みが薄くなり、冷却管２０４の厚みを全体的に薄く構成され、巻線１０１の冷却性能が向上する。また、同様にヨーク部１２に発生した鉄損の熱を冷却できる。

上記のように構成された実施の形態３の固定子によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するとともに、
環状に形成されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に周方向に所定の間隔を隔てて径方向の内側に突出する複数のティース部を有するコアと、前記ティース部間に形成されたスロットに設置される巻線とを備えた固定子において、
軸方向に延在し、冷媒の流路となる非導電性部材にて形成される冷却管を備え、
前記冷却管は、軸方向において同一外形にて形成され、かつ、厚みが軸方向において変化するので、
固定子の冷却効率が向上し、連続通電、または、出力の増加が可能となる。

実施の形態４．
図８、図９、図１０は実施の形態４による固定子の構成を示す軸方向の断面であり周方向を内周側から見た状態を示した断面図である。上記実施の形態１においては、全ての冷却管２０４の厚みが、軸方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に向かうほど厚く形成する例を示したが、本実施の形態４においては、冷却管２０４の厚みが、軸方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に向かうほど厚く形成する冷却管２０４と、軸方向Ｙの他端側Ｙ２から一端側Ｙ１に向かうほど厚く形成する冷却管２０４とを備える場合について説明する。

図８は、冷却管２０４の厚みが、軸方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に向かうほど厚く形成する冷却管２０４と、軸方向Ｙの他端側Ｙ２から一端側Ｙ１に向かうほど厚く形成する冷却管２０４とが周方向Ｚにおいて、交互に形成される場合を示す。この場合、軸方向Ｙの一端側Ｙ１に形成される第１冷媒室３１を、２重構造にて形成し、一方が冷媒の導入側３１１に、他方が冷媒の排出側３２２に形成する。そして、冷却管２０４は、２重構造の第１冷媒室３１の導入側３１１または排出側３２２のいずれかに連通される。

ここでは、軸方向Ｙの一端側Ｙ１に広径部４１が形成されている冷却管２０４は導入側３１１に連通され、軸方向Ｙの一端側Ｙ１に狭径部４２が形成されている冷却管２０４は排出側３１２に連通される。そして、軸方向Ｙの他端側Ｙ２には、軸方向Ｙの他端側Ｙ２に狭径部４２が形成された冷却管２０４と、軸方向Ｙの他端側Ｙ２に広径部４１が形成された冷却管２０４とを周方向Ｚに連通する第２冷媒室３３が形成される。

図８のように構成すれば、第１冷媒室３１にて導入側３１１と排出側３１２とを構成できるため、冷却管２０４の取り回しが行いやすく回転電機１のレイアウト性を向上できる。

図９は、冷却管２０４の厚みが、軸方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に向かうほど厚く形成する冷却管２０４と、軸方向Ｙの他端側Ｙ２から一端側Ｙ１に向かうほど厚く形成する冷却管２０４とが周方向Ｚにおいて、２個ずつ交互に形成される場合を示す。この場合、軸方向Ｙの一端側Ｙ１に形成される第１冷媒室３１を、２重構造にて形成し、一方が冷媒の導入側３１１に、他方が冷媒の排出側３２２に形成する。そして、冷却管２０４は、２重構造の第１冷媒室３１の導入側３１１または排出側３２２のいずれかに連通される。

ここでは、軸方向Ｙの一端側Ｙ１に広径部４１が形成されている冷却管２０４は導入側３１１に連通され、軸方向Ｙの一端側Ｙ１に狭径部４２が形成されている冷却管２０４は排出側３１２に連通される。そして、軸方向Ｙの他端側Ｙ２には、軸方向Ｙの他端側Ｙ２に狭径部４２が形成された冷却管２０４が周方向Ｚにおいて連続する２箇所と、軸方向Ｙの他端側Ｙ２に広径部４１が形成された冷却管２０４が周方向Ｚにおいて連続する２箇所の、周方向Ｚに連続する４箇所の冷却管２０４が連通する第２冷媒室３３が形成される。

図９のように構成すれば、第２冷媒室３３を周方向Ｚの全周に形成する必要がなく簡略化できる。

図１０は、冷却管２０４の厚みが、軸方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に向かうほど厚く形成する冷却管２０４と、軸方向Ｙの他端側Ｙ２から一端側Ｙ１に向かうほど厚く形成する冷却管２０４とが周方向Ｚにおいて交互に形成される場合を示す。この場合、軸方向Ｙの一端側Ｙ１に形成される第１冷媒室３１と、軸方向Ｙの他端側Ｙ２に形成される第２冷媒室３２とを周方向Ｚに互い違いに形成する。

図１０のように構成すれば、第１冷媒室３１および第２冷媒室３２を周方向Ｚの全周に形成する必要がなく簡略化できる。

尚、本実施の形態４においては、上記実施の形態１にて示した、冷却管の厚みが、軸方向の一端側から他端側に向かうほど厚く形成される場合について示したが、これに限られることはなく、実施の形態２または実施の形態３の冷却管の構成を用いることも可能であり、同様の効果を奏することができる。

上記のように構成された実施の形態４の固定子によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するとともに、
前記第１冷媒室は、２重構造にて形成され、一方が前記冷媒の導入側に、他方が前記冷媒の排出側に形成され、
前記冷却管は、２重構造の前記第１冷媒室のいずれかに連通されるので、
第１冷媒室にて冷媒の導入側と排出側とを構成できるため、冷却管の取り回しが行いやすく回転電機のレイアウト性が向上する。

本開示は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらに、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 回転電機、１０１ 巻線、１０２ コア、１０３ 結線部、１０４ 端子部、１１ ティース部、１２ ヨーク部、１３ スロット、２ 固定子、２０１ 導入口、２０２ 排出口、２０４ 冷却管、３ 回転子、３１ 第１冷媒室、３２ 第２冷媒室、３１１ 導入側、３１２ 排出側、４１ 広径部、４２ 狭径部、Ｘ 径方向、Ｘ１ 外側、Ｘ２ 内側、Ｙ 軸方向、Ｙ１ 一端側、Ｙ２ 他端側、Ｚ 周方向、Ｗ１ 外径、Ｗ２ 外径。

Claims (11)

1. 環状に形成されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に周方向に所定の間隔を隔てて径方向の内側に突出する複数のティース部を有する固定子コアと、前記ティース部間に形成されたスロットに設置される巻線とを備えた固定子において、
   前記固定子の軸方向に延在し、冷媒の流路となる非導電性部材にて形成される冷却管を備え、
   前記冷却管は、軸方向において同一外形にて形成され、かつ、厚みが軸方向において変化し、前記巻線の発熱部位の形成されている箇所の厚さが、前記発熱部位が形成されていない箇所の厚さより薄い固定子。
2. 前記冷却管の厚みは、前記軸方向の一方向に向かい厚く形成され、
   前記巻線の発熱部位は、前記巻線の結線部側または端子部側である請求項１に記載の固定子。
3. 前記冷却管の厚みは、軸方向の一端側から他端側に向かうほど厚く形成される請求項１または請求項２に記載の固定子。
4. 複数の前記冷却管の軸方向の一端側および他端側において、複数の前記冷却管をそれぞれ周方向において連通し前記冷媒の流路となる第１冷媒室および第２冷媒室が形成される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固定子。
5. 前記第１冷媒室および前記第２冷媒室は、複数の前記冷却管の軸方向の一端側および他端側の周方向の全周に渡って連通して形成される請求項４に記載の固定子。
6. 前記第１冷媒室は、２重構造にて形成され、一方が前記冷媒の導入側に、他方が前記冷媒の排出側に形成され、
   前記冷却管は、２重構造の前記第１冷媒室のいずれかに連通される請求項４に記載の固定子。
7. 環状に形成されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に周方向に所定の間隔を隔てて径方向の内側に突出する複数のティース部を有する固定子コアと、前記ティース部間に形成されたスロットに設置される巻線とを備えた固定子において、
   前記固定子の軸方向に延在し、冷媒の流路となる非導電性部材にて形成される冷却管を備え、
   前記冷却管は、軸方向において同一外形にて形成され、かつ、厚みが軸方向において変化し、
   冷媒の導入側に設けられた導入側冷媒室と、冷媒の排出側に設けられた排出側冷媒室とを備え、
   前記冷却管の厚みは、軸方向の一方向に向かって厚く形成され、
   前記冷却管の広径部は、前記導入側冷媒室に連通され、
   前記冷却管の狭径部は、前記排出側冷媒室に連通される固定子。
8. 前記導入側冷媒室および前記排出側冷媒室は、軸方向の一端側に２重構造にて形成された第１冷媒室にて構成され、
   軸方向の他端側には、前記冷却管を周方向に連通する第２冷媒室とを備え、
   軸方向の一端側に広径部が形成されている前記冷却管は、前記導入側冷媒室に連通され、
   軸方向の一端側に狭径部が形成されている前記冷却管は、前記排出側冷媒室に連通される請求項７に記載の固定子。
9. 環状に形成されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に周方向に所定の間隔を隔てて径方向の内側に突出する複数のティース部を有する固定子コアと、前記ティース部間に形成されたスロットに設置される巻線とを備えた固定子において、
   前記固定子の軸方向に延在し、冷媒の流路となる非導電性部材にて形成される冷却管を備え、
   前記冷却管は、軸方向において同一外形にて形成され、かつ、厚みが軸方向において変化し、
   前記冷却管の厚みが、軸方向の一端側から軸方向の他端側に向かうほど厚く形成された前記冷却管と、
   軸方向の他端側から一端側に向かうほど厚く形成された前記冷却管とが周方向において交互に形成され、
   軸方向の一端側に形成され前記冷却管と連通する第１冷媒室と、軸方向の他端側に形成され前記冷却管と連通する第２冷媒室とが周方向に互い違いに形成された固定子。
10. 前記冷却管は、各前記スロット内の前記巻線より径方向の外側にそれぞれ設置され、
    各前記スロット内では、前記巻線および前記冷却管は径方向において直線状に配置される請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の固定子。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の固定子と、前記固定子に空隙を介して対向配置された回転子とを備えた回転電機。

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