WO2011013809A1

WO2011013809A1 - 回転電機

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Publication number: WO2011013809A1
Application number: PCT/JP2010/062923
Authority: WO
Inventors: 逸郎沢田; 健一中山; 友彰貝森
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2011-02-03
Also published as: CN102474159A; US9203273B2; EP2461463B1; EP2461463A1; CN102474159B; JP5386263B2; US20120161555A1; EP2461463A4; JP2011035992A

Abstract

回転電機は、ステータコアとステータコイルとを有するステータと、ステータに対して回転するロータと、ステータコアから突出したコイルエンドに冷却媒体を供給する冷媒供給口と、コイルエンドの少なくとも一部に沿って設けられ、冷媒供給口で供給された冷却媒体をコイルエンドに沿って流すための案内部材とを備える。

Description

回転電機

　本発明は、回転電機の冷却構造に関する。

　ハイブリッド電気自動車や電気自動車などに搭載される回転電気は、ロータと、その外径側に配置されステータコイルが巻き回されたステータとを有する。

　回転電機により車両に駆動力を与える際は、ステータコイルに電流を流してロータに回転力を付与する。また、回転電機により発電する時にはロータの回転によりステータコイルに発生する電流を取り出す。

　このとき、ステータコイルやステータコアには回転電機の損失に起因する発熱が生じる。回転電機に用いられる絶縁材料には、絶縁性能を確保できる上限温度があり、その温度を超えないようにするために、回転電機を冷却する必要がある。

　回転電機の冷却には、冷却媒体に空気を用いる空冷方式と、冷却媒体に液体を用いる液冷方式とがある。このうち液冷方式は、ステータコアの外径側等に設けた液冷ジャケットに冷却液を流し、液冷ジャケットを介して冷却を行う間接冷却方式と、油など絶縁性のある液体をステータコイルなどの回転電機の発熱部位に直接かけて冷却する直接冷却方式とに分けられる。

　直接冷却方式では、液冷ジャケットが必要ないため回転電機全体の大きさを小さくでき、また発熱部位に直接冷却媒体をかけることができるため冷却性能が優れており、多くの回転電機において直接冷却方式が採用されている。

　例えば、特許文献１にはステータの外周側に冷却媒体通路を設け、冷却媒体通路にあけた吐出口からステータコイルエンドに冷却媒体を噴射し、噴出圧力および重力によりステータコイルエンドの表面を流れる冷却媒体によって、コイルを冷却する冷却装置が開示されている。

日本国特開２００５－２５３２６３号公報

　しかし、特許文献１の冷却装置では、冷却媒体の一部は、振動や重力により途中でコイル表面から離脱し冷却に寄与しない。すなわち、コイルエンドの周方向位置により冷却性能に差が生じ、局所的にコイル温度が上昇する恐れがある。

　本発明の第１の態様による回転電機は、ステータコアとステータコイルとを有するステータと、ステータに対して回転するロータと、ステータコアから突出したコイルエンドに冷却媒体を供給する冷媒供給口と、コイルエンドの少なくとも一部に沿って設けられ、冷媒供給口で供給された冷却媒体をコイルエンドに沿って流すための案内部材とを備える。
　本発明の第２の態様は、第１の態様による回転電機において、ロータの回転軸を水平に配置し、回転軸を含む水平面内よりも上側では、案内部材をコイルエンドの内周側の少なくとも一部に設けるとともに、回転軸を含む水平面内よりも下側では、案内部材をコイルエンドの外周側の少なくとも一部に設けてもよい。
　本発明の第３の態様は、第１または第２の態様による回転電機において、案内部材を、ステータコアとステータコイルとを絶縁する絶縁紙によって形成してもよい。
　本発明の第４の態様は、第１から第３の態様による回転電機において、案内部材の表面に冷却媒体の流れを周方向に導くための案内溝を形成してもよい。
　本発明の第５の態様は、第１の態様による回転電機において、ステータコイルはステータコアのティースにボビンを介して巻き回され、ボビンの軸方向端部にはロータの回転軸方向に延びるつばが形成され、つばの端部をロータの径方向に折り曲げて案内部材を形成してもよい。
　本発明の第６の態様は、第５の態様による回転電機において、ロータの回転軸を水平に配置し、回転軸を含む水平面内よりも上側では、コイルエンドの径方向内側に配置されているつばを径方向外側に折り曲げて案内部材を形成し、回転軸を含む水平面内よりも下側では、コイルエンドの径方向外側に配置されているつばを径方向内側に折り曲げて案内部材を形成してもよい。
　本発明の第７の態様による回転電機は、ステータコアとステータコイルとを有するステータと、ステータに対して回転するロータと、ステータコアから突出したコイルエンドに冷却媒体を供給する冷媒供給口とを有し、コイルエンドの外周面および／または内周面に、冷却媒体を案内する案内溝を形成した。
　本発明の第８の態様は、第７の態様による回転電機において、ロータの回転軸を水平に配置し、回転軸を含む水平面内よりも上側では、コイルエンドの外周表面に案内溝を形成するとともに、回転軸を含む水平面内よりも下側では、コイルエンドの内周表面に案内溝を形成してもよい。
　本発明の第９の態様は、第７または第８の態様による回転電機において、案内溝は、コイルエンドの表面に凹設されて形成されていることが好ましい。
　本発明の第１０の態様は、第７または第８の態様による回転電機において、案内溝は、コイルエンドの表面に絶縁性のリブを突設することによって形成されていることが好ましい。
　本発明の第１１の態様による回転電機は、ステータコアとステータコイルとを有するステータと、ステータに対して回転するロータと、ステータコアから突出したコイルエンドに冷却媒体を供給する冷媒供給口とを有し、ステータコイルは複数のセグメントコイルを接続して構成され、コイルエンドにおいて、セグメントコイルの端部同士を接続する接続端部の隙間の少なくとも一部に絶縁性樹脂膜を形成し、接続端部および絶縁性樹脂膜によって、冷媒供給口で供給された冷却媒体をコイルエンドに沿って流すための案内部材を形成した。
　本発明の第１２の態様は、第１１の態様による回転電機において、ロータの回転軸を水平に配置し、回転軸を含む水平面内よりも上側では、コイルセグメントの接続端部の内周に絶縁性樹脂膜を形成するとともに、回転軸を含む水平面内よりも下側では、コイルセグメントの接続端部の外周に絶縁性樹脂膜を形成することにより、案内部材を形成してもよい。
　本発明の第１３の態様による回転電機は、ステータコアとステータコイルとを有するステータと、ステータに対して回転するロータと、コイルエンドに冷却媒体を供給する冷媒供給口と、コイルエンドの少なくとも一部を覆うとともに、冷却媒体流入および排出が可能な蓋状部材とを備える。
　本発明の第１４の態様による回転電機は、ステータコアとステータコイルとを有するステータと、ステータに対して回転するロータと、ステータコアから突き出したコイルエンドに油系の冷却媒体を供給する冷媒供給口とを有し、コイルエンドの内周面および/または外周面を、先端面に比較して親油性の高い材料の塗料で塗布した。

　本発明によれば、ステータコイルのコイルエンドを均一に冷却し、冷却性能を向上することができる。

図１は、本発明による回転電機の第１の実施の形態を示す斜視図。図２は、図１の回転電機の斜視断面図。図３は、図１の回転電機の冷却系統図。図４は、本発明による回転電機の第２の実施の形態を示す斜視図。図５は、図４の回転電機の斜視断面図。図６は、本発明による回転電機の第３の実施の形態に用いる絶縁紙を示す正面図。図７は、図６の絶縁紙により案内板を形成した回転電機を示す斜視図。図８は、本発明による回転電機の第４の実施の形態に用いる冷却媒体案内板の部分斜視図。図９は、図８の案内板を適用した回転電機を示す斜視図。図１０は、図８の案内板の変形例を示す部分斜視図。図１１は、本発明による回転電機の第５の実施の形態におけるステータの部分斜視断面図。図１２は、図１１のステータコイルを備えた回転電機を示す斜視図。図１３は、本発明による回転電機の第６の実施の形態におけるステータの斜視断面図。図１４は、図１３のステータの部分斜視図と分解図。図１５は、本発明による回転電機の第７の実施の形態におけるステータの部分斜視断面図。図１６は、本発明による回転電機の第８の実施の形態におけるステータの部分斜視断面図。図１７は、本発明による回転電機の第３の実施の形態の変形例を示す斜視図。図１８は、本発明による回転電機の第３の実施の形態の変形例を示す斜視図。図１９は、本発明による回転電機の第９の実施の形態を示す斜視図。図２０は、本発明による回転電機の第１０の実施の形態を示す斜視図。

―第１の実施の形態―
　本発明による回転電機の第１の実施の形態を図１～図３に示す。図１、図２、図３は回転電機の第１の実施の形態を示す斜視図、斜視断面図および冷却系統図である。

　第１の実施の形態の回転電機１は、ハウジング８と、ハウジング８内に収容されたステータコア２１と、ステータコイル２２と、ロータ３と、ロータ３の中心に設けられた回転軸２０とを備える。ステータコア２１とステータコイル２２でステータを構成する。ステータコイル２２は、ステータコア２１の図示しない複数のティースの間に形成される複数のスロットに巻き回される。スロットの軸方向端部から突出するコイル部分をコイルエンド２２Ｅと呼ぶ。ステータコイル２２はコイル導体を巻回したものであるが、便宜上、一本一本のコイルは図示を省略している。

　ステータコイル２２におけるコイルエンド２２Ｅの軸方向両端部には、薄板状の素材で形成した案内部材、すなわち案内板４１，４２が設けられている。具体的には、回転軸２０を含む水平面よりも上側では、コイルエンド２２Ｅの上半部に沿って、回転軸２０を中心としつつ、下方に向かって開口する略半円状の案内板４１が設けられている。回転軸２０を含む水平面よりも下側では、コイルエンド２２Ｅの下半部に沿って、回転軸２０を中心としつつ、上方に向かって開口する略半円状の案内板４２が設けられている。

　案内板４１、４２は薄板よりなり、回転電機１の回転軸２０と平行に略水平にステータコイル２１の両端面から突出する。案内板４１、４２の突出長さは、コイルエンド２２Ｅがステータコア２１の端面から突出する長さよりも長い。上側の案内板４１はステータコイル２２の内周に沿っており、ステータコイル２２の内周直径と略等しい幅Ｗ１を有する。下側の案内板４２はステータコイル２２の外周に沿っており、ステータコイル２２の外周直径と略等しい幅Ｗ２を有する。幅Ｗ１は幅Ｗ２よりも小さい。

　図３に回転電機１の冷却系統を示す。冷却媒体ＲＦはポンプ９により冷却媒体供給管１１に送られる。冷却媒体供給管１１はコイルエンド２２Ｅの上方まで引き回されている。冷却媒体ＲＦは、冷却媒体供給管１１の冷媒吐出し口である冷媒供給口１１Ａから、コイルエンド２２Ｅの上部に向けて、上方から噴射される。噴出された冷却媒体ＲＦは、その噴射圧力および重力によりステータコイル２２のコイルエンド２２Ｅを伝い、回転電機１の下部のオイルパン１０に落ちる。オイルパン１０に落ちた冷却媒体ＲＦは、ポンプ９により再び冷却媒体供給管１１に送り出される。

　冷却媒体供給管１１から噴射された冷却媒体ＲＦは、コイルエンド２２Ｅの上部からコイルエンド２２Ｅの外周側を伝わって流れ、コイルエンド２２Ｅを冷却する。また、冷却媒体ＲＦは、上側の案内板４１の外周面に沿って流れ、その後、下側の案内板４２の内周面に流れ込み、以後、案内板４２の内周面に沿って、コイルエンド２２Ｅの下端部まで流れる。冷却媒体ＲＦがコイルエンド２２Ｅに接しながら案内板４１，４２を流れるので、コイルエンド２２Ｅをさらに冷却することができる。

　このような第１の実施の形態の回転電機によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）冷却媒体ＲＦは案内板４１、４２によりコイルエンド２２Ｅに沿って流れる。すなわち、冷却媒体ＲＦは案内板４１、４２から離脱せずにコイルエンド２２Ｅの下端部まで流れ落ちる。その結果、ステータコイル２２の温度が局所的に高くなることがなく、回転電機の冷却性能を向上することができる。

（２）案内板４１、４２に沿った冷却媒体ＲＦの流れは、コイルエンド２２Ｅに沿った従来の鉛直方向の流れに比較して、遙かに緩やかであり、冷却媒体ＲＦは比較的長時間、ステータコイル２２に接触する。すなわち、案内板４１、４２は冷却媒体ＲＦを案内、保持して、ステータコイル２２の冷却効率を高めることができ、回転電機の最大温度の上昇を小さくすることができる。

（３）上側の案内板４１の幅Ｗ１が、下側の案内板４２の幅Ｗ２よりも小さいので、案内板４１で収集された冷却媒体ＲＦの大部分を案内板４２に流入することができるので、ステータコイル２２を効率的に冷却することができる。

（４）冷却媒体噴射量を増大する等、冷却所要動力を増大すれば冷却性能は向上するが、エネルギ節減が重要課題となっている現状にはそぐわない。しかし、第１の実施の形態の回転電機によれば、無駄なエネルギを消費することなく、回転電機を効果的に冷却することができる。

（５）コイルエンドの周囲をケースで密封して、コイルエンドを冷却媒体に浸すことによって冷却効果を高めることはできるが、回転電機のサイズ、重量が増大する。しかし、第１の実施の形態による回転電機によれば、コイルエンドの周囲をケースで密閉することが無く、回転電機の小型化を阻害することがない。

　第１の実施の形態の回転電機を以下のように変形して実施することができる。
（１）、図１～図３では、冷却媒体の案内板４１および４２を両方設置しているが、いずれか一方でも構わない。
（２）案内板４１および４２は、コイルエンド２２Ｅの軸方向両端に設けたが、いずれかの端部にのみ設けてもよい。
（３）図３では冷却媒体をポンプ９により圧送しているが、回転電機１の上部から重力により冷却媒体を滴下する構成も採用できる。

－第２の実施の形態－　
　本発明による回転電機の第２の実施の形態を図４および図５に示す。図４、図５は第２の実施の形態を示す斜視図および斜視断面図である。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し説明を省略する。

　第２の実施の形態は、第１の実施の形態における案内板４１および４２の形状を変更したものである。すなわち、第１の実施の形態における案内板４１、４２は、回転軸２０の軸方向に突出する一枚の薄板であった。第２の実施の形態では、第１の実施の形態における案内板４１、４２に対応するＬ字状案内板１４１と１４２とを設けている。

　Ｌ字状案内板１４１は、回転軸方向にある長さを持つ薄板４１Ａと、その先端から、ステータコイル２２の径方向外側に向かってある長さを持つ薄板４１Ｒとの組み合わせにより、断面Ｌ字型に形成されている。Ｌ字状案内板１４２は、回転軸方向にある長さを持つ薄板４２Ａと、その先端から、ステータコイル２２の径方向内側に向かってある長さを持つ薄板４２Ｒとの組み合わせにより、断面Ｌ字型に形成されている。

　回転電機の上方から噴射された冷却媒体ＲＦは、コイルエンド２２Ｅに沿って流れるとともに、Ｌ字状流案内板１４１およびＬ字状案内板１４２に沿って流れる。すなわち、冷却媒体ＲＦは、Ｌ字状案内板１４１とコイルエンド２２Ｅによって形成される空間４１Ｓ内を流れる。空間４１Ｓは回転電機の外周方向に開口する断面略長方形状の流路である。また冷却媒体ＲＦは、Ｌ字状案内板１４２とコイルエンド２２Ｅによって形成される空間４２Ｓ内を流れる。空間４２Ｓは、内周方向に開口する断面略長方形状の流路である。

　このような第２の実施の形態の回転電機によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに。さらに以下の作用効果を奏することができる。
（１）空間４１Ｓ、４２Ｓは軸方向両側が塞がれているので、冷却媒体ＲＦは、中途で側方に離脱することなく、コイルエンド２２Ｅを浸しつつ周方向に流れる。この結果、第１の実施の形態よりも一層冷却効率を高めることができ、局所的にステータコイル２２の冷却性能が悪い箇所が生じないため、回転電機の最大温度上昇を小さくすることができる。

　なお、第１の実施の形態と同様、Ｌ字状案内板１４１、１４２の少なくとも一方を設けてもよいし、案内板１４１，１４２をコイルエンド２２Ｅの軸方向の一端部にのみ設けてもよい。冷却媒体ＲＦをポンプ９により圧送するように構成してもよいし、重力により滴下させるように構成してもよい。

－第３の実施の形態－
　本発明による回転電機の第３の実施の形態を図６、図７により説明する。
　図６はステータコア２１とステータコイル２２との間の電気絶縁性を確保するための絶縁紙５、図７は絶縁紙５によって案内板２４１、２４２を形成した回転電機１を示す斜視図である。図６において、ａ方向がステータの周方向に相当し、ｂ方向が回転軸方向に相当する。また寸法ｃがステータコア２１の厚みｓに相当する。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

　第３の実施の形態は、絶縁紙５をステータコイル２２の内外周に装着して案内板２４１，２４２を形成したものである。すなわち、図７に示すように、回転電機１のコイルエンド２２Ｅに設けられる案内板２４１、２４２のそれぞれは、図６に示す絶縁紙５によって形成される。

　図６に示すように、矩形形状の絶縁紙５の中央部には、複数の横長長方形状の穴部５１が縦方向に等間隔で並列されている。隣接する穴部５１の間の部分はスロット嵌入部５２である。各穴部５１の両外側には案内板２４１，２４２を構成する張り出し部５３が設けられている。穴部５１、スロット嵌入部５２の幅ｃは図示しないティースおよびスロットの軸方向長さに相当し、張り出し部５３の幅ｄは、案内板２４１，２４２がステータコイルエンド２２Ｅから突出する長さに相当する。

　穴部５１には、ステータコア２１のティース部が挿通され、スロット嵌入部５２は、ステータコア２１のスロット内に嵌入される。より具体的には、回転電機１の下半部では、ステータコア２１のスロットの最外径（スロット底部）に絶縁紙５を装着して案内板２４１を形成し、上半部にはステータコア２１のスロットの最内径（スロット開放側）に絶縁紙５を装着して案内板２４２を形成している。

　このような第３の実施の形態の回転電機によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに。さらに以下の作用効果を奏することができる。
（１）絶縁紙５は、ステータコア２１とステータコイル２２とを絶縁する絶縁材として機能し、案内板２４１、２４２を兼ねる。その結果、案内板２４１、２４２として別段の部材を用意する必要がないので、部品点数を増やすことなく冷却媒体ＲＦの案内板２４１、２４２を形成できるという効果が得られる。

　第３の実施の形態の回転電機を以下のように変形して実施することができる。
（１）絶縁紙５は、所望する電気絶縁性能を確保できれば、必ずしも絶縁紙である必要はなく、例えば樹脂板などでも構わない。

（２）絶縁紙５をステータコア２１のスロットに設置し、ステータコイル２２を巻き回した後に、張り出し部５３における所定長さの側端部を、ステータコア２１の内径側または外径側へ折り曲げることにより、案内板２４１、２４２を第２の実施の形態と同様の形状とすることができる。これによって、第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

（３）図１７に示すように、案内板２４１を形成する絶縁紙５に、孔５３ａを設け、冷却媒体ＲＦの流れを円滑にすることにより、冷却効果を高めることができる。
（４）図１８に示すように、第３の実施の形態の案内板２４１、２４２を形成する絶縁紙５の張り出し部５３に、周方向に延びるリブ５４を設けてもよい。案内板２４１、２４２上において、冷却媒体ＲＦを保持、案内し、流れを円滑にすることにより、冷却効果を高めることができる。なお、リブ５４を周方向に対してある角度を持って形成してもよい。

－第４の実施の形態―
　本発明による回転電機の第４の実施の形態を図８、図９により説明する。
　図８は、案内板３４１（３４２）の表面の詳細を示す斜視図、図９は案内板３４１、３４２を適用した回転電機１を示す斜視図である。図８において、ａ方向がステータの周方向に相当し、ｂ方向が回転軸２０の軸方向に相当する。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

　案内板３４１（３４２）の表面には、周方向に延在される複数のリブ４３が周方向に並列して形成されている。案内板３４１は外周面にリブ４３を設け、案内板３４２は内周面にリブ４３を設ければよいが、案内板３４１，３４２を共通部品とする場合には、図示のように案内板３４１，３４２の両面にリブ４３が設けられることになる。

　このような第４の実施の形態の回転電機によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに。さらに以下の作用効果を奏することができる。
（１）冷却媒体ＲＦはリブ４３によって案内されて、周方向に円滑に流れる。これにより、第２の実施の形態のように、軸方向への冷媒の離脱防止機能を有する薄板４１Ｒ、４２Ｒを設けることなく、冷媒を案内板３４１の周方向両端部、さらには案内板３４２の最下端部まで導くことができる。これによって、冷却性能を向上することができる。

（２）第２の実施の形態同様、案内板３４１，３４２の軸方向先端部を折りまげてＬ字状流路を形成した場合、平滑な表面のＬ字状流路よりも冷却媒体ＲＦの流れを制御しやすくなり、冷却性能を向上する効果が得られる。

（３）すなわち、第４の実施の形態は、第１、第２の実施の形態の効果に加え、冷却媒体ＲＦの流れの制御が容易になることにより、冷却性能を向上する効果が得られる。

　第４の実施の形態の回転電機を以下のように変形して実施することができる。
（１）図８では、リブ４３をステータコイル２２の周方向（ａ方向）と平行に設置しているが、図１０に示すように、リブ４３をａ方向とある角度を持った方向に設置しても良い。

－第５の実施の形態－
　本発明による回転電機の第５の実施の形態を図１１、図１２により説明する。
　図１１は第５の実施の形態による回転電機のステータの斜視断面の一部、図１２は同回転電機の斜視図を示している。

　第５の実施の形態は、上述した案内板を設けず、ステータコイル２２のコイルエンド２２Ｅそれ自体に冷却媒体ＲＦを保持、案内する機能を付与している。

　図１１、図１２に示すように、コイルエンド２２Ｅの内周表面には、周方向に延びる案内溝２３が形成（凹設）されている。上述したようにステータコイル２２はコイル導体をスロットに巻き回して構成されているから、案内溝２３は、コイル導体の表面に設けられる。たとえば、コイル導体の表面に治具を圧接して圧痕を形成する等の方法で形成することができる。

　このような第５の実施の形態の回転電機によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）ステータコイル２２に向かって噴射され、コイルエンド２２Ｅの内周に到達した冷却媒体ＲＦは、案内溝２３によって案内されつつ、コイルエンド２２Ｅの内周に沿って流れる。これによって、冷却媒体ＲＦは、コイルエンド２２Ｅから離脱することなく、コイルエンド２２Ｅの内周に長時間接触するので、冷却性能を向上する効果が得られる。

（２）ステータコイル２２それ自体に冷却媒体ＲＦの保持、案内機能をもたせることによって、案内板４１、４２は不要となり、部品点数が減少し、製造原価低減につながる。

　第５の実施の形態の回転電機を以下のように変形して実施することができる。
（１）図１１、図１２では、ステータコイルエンド２２の内周表面に案内溝２３を形成しているが、テータコイルエンド２２の外周に案内溝２３を形成し、あるいは内外周の両方に形成してもよい。

（２）図１１、図１２では、案内溝２３を円周方向に形成しているが、円周方向にある角度を持って形成してもよい。

－第６の実施の形態－
　本発明による回転電機の第６の実施の形態を図１３および図１４により説明する。
　図１３は、本発明による回転電機の第６の実施の形態におけるステータの斜視断面図、図１４は、図１３のステータの部分斜視図と分解図である。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

　本実施の形態による回転電機は、複数のコアブロックを円周方向に連結して構成した分割式ステータコアを用い、かつ、ステータの巻線方式が集中巻である回転電機を対象とし、ステータコイルを巻き回すボビンの一部を案内板として利用するものである。

　図１３に示すように、回転電機１のステータコア２１は、図１４に示す複数のステータコアブロック２１Ｂを円周方向に連結して構成されている。ステータコアブロック２１Ｂは、コア部ＣＢとティース部ＴＢとからなり、ティース部ＴＢにはボビン６を介してステータコイル２２が巻き回されている。ボビン６は２分割され、一対のボビン６のそれぞれは、ティース部２４の回転軸方向両端から挿入される。ティース部２４に挿入したボビン６にコイル導体を所定回数巻き回したものがステータコイル２２である。なお、コア部ＣＢの円周方向両端面には突部２１ａと凹部２１ｂが設けられている。

　ボビン６の両端（図１４の上下方向）には、ステータコイル２２の軸方向に延びる上下一対のつば６１が形成されている。一方のつば６１、すなわち、回転軸２０を含む水平面よりも上側のボビン６では、ティース先端側のつば６１を回転電機外径方向に折り曲げることにより、第２の実施の形態と同様に、断面Ｌ字型の案内板４４１が形成される。回転軸２０を含む水平面よりも下側のボビン６では、ティース基部側のつば６１の先端部を回転電機内径方向に折り曲げることによって、第２の実施の形態と同様に、断面Ｌ字型の案内板４４２が形成される。

　ボビン６にはコイル導体が巻き回されるが、つば６１を折り曲げた状態では、ステータコイル２２をボビン６に巻回すことが困難になるので、ステータコイル２２を巻き回した後、ボビン６のつば６１の先端部を折り曲げる。なお、各コアブロック２１Ｂからコイル導体の両端部が引き出され、隣り合う同相のコイル導線の両端部同士が接続コイルで接続される。

　図１３に示すように、回転軸２０を含む水平面よりも上側では、先端が回転電機外径方向に折り曲げられたつば６１がステータコイル２２の内周側に配置されている。一方、回転軸２０を含む水平面よりも下側では、先端が回転電機内径方向に折り曲げられたつば６１がステータコイル２２の外周側に配置され、かつ径方向内側に折り曲げられる。

　第６の実施の形態の回転電機によれば、第１および第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。また、既存の部品であるボビン６の改良によって、部品点数を増やすことなく、製造原価を増加することなく、案内板４４１、４４２を形成することができる。

　第６の実施の形態の回転電機を以下のように変形して実施することができる。
（１）内周側のつば６１のみを外径側に向けて折り曲げ、あるいは、外周側のつば６１のみを内径側に折り曲げてもよい。

（２）必ずしも、一定領域のつば６１を全て折り曲げる必要はなく、間欠的な折り曲げ、一部の折り曲げを省略する等、多様な組み合わせが可能である。

－第７の実施の形態－
　本発明による第７の実施の形態を図１５により説明する。
　図１５は、本発明による回転電機の第７の実施の形態におけるステータの部分斜視断面図である。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

　本実施の形態はステータの巻線方式が分布巻きである回転電機を対象とし、周方向に隣接するセグメントコイル端部の隙間に絶縁性樹脂を充填して樹脂膜を形成し、セグメントコイル端部と樹脂膜との連続によって、案内板４４１、４４２を形成するものである。

　ステータコア２１には、軸方向にスロット２１Ｓが設けられ、各スロット２１Ｓ内には、セグメントコイル２２Ｕが挿入されている。同相の隣り合うスロット２１Ｓにそれぞれ挿入されたセグメントコイル２２Ｕのそれぞれの端部２２ＵＥは、ステータコア２１の軸方向端面２１Ｆから突出しており、コイルエンド部において、互いに接続されている。

　周方向に隣接するセグメントコイル２２Ｕの端部２２ＵＥの隙間２２Ｇには、ワニス等の絶縁性樹脂よりなる樹脂膜ＰＭが形成されている。樹脂膜ＰＭと端部２２ＵＥとが連続して一体化され、第１実施の形態の案内板４１、４２と同様な冷却媒体の案内部材が形成されている。

　樹脂膜ＰＭの形成に際しては、隙間２２Ｇの下側を治具によって塞いだ状態で、ワニス等を充填し、ワニス等が硬化した後に、治具を除去する等の方法を採用する。

　第７の実施の形態の回転電機によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。また、ワニスによる樹脂膜ＰＭを形成する工程は増えるものの、別部材が不要である。したがって、部品点数を増やすことなく、製造原価を増加せることなく、案内板４１、４２と同等の機能を有する冷却媒体案内部材を形成することができる。

　図１５では、隣接するセグメントコイル２２ＵＥの最外径側に樹脂膜ＰＭを形成しているが、最内径側に樹脂膜ＰＭを形成しても構わない。また、周方向の位置により、たとえば、回転電機の上半分と下半分で樹脂膜ＰＭの形成位置を変更しても構わない。

－第８の実施の形態－
　本発明による回転電機の第８の実施の形態を図１６により説明する。
　図１６は、本発明による回転電機の第８の実施の形態におけるステータの部分斜視断面図である。なお、図中、第５の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

　本実施の形態による回転電機では、第５の実施の形態における案内溝２３に代えて、コイルエンド２２Ｅの内周面に絶縁性のリブ２５を突設するものである。リブ２５の形成に際しては、コイルエンド２２Ｅの内周面に樹脂型を密着して設置し、絶縁性樹脂を流し込んで、硬化させる等の方法が使用される。

　本実施の形態による回転電機によれば、第５の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

―第９の実施の形態-―
　本発明による回転電機の第９の実施の形態を図１９により説明する。
　図１９は、本発明による回転電機の第９の実施の形態を示す斜視図である。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

　本実施の形態は、コイルエンド２２Ｅの少なくとも一部を覆う蓋状部材を設けるようにしたものである。

　図１９に示すように、コイルエンド２２Ｅの下半部は半円環状の蓋状部材７０によって覆われ、コイルエンド２２Ｅの上半部から、コイルエンド２２Ｅに沿って流下した冷却媒体ＲＦは、蓋状部材７０内に流入し、蓋状部材７０によって保持される。蓋状部材７０には、その下部に排出孔７１が穿設され、蓋状部材７０内に保持された冷却媒体ＲＦは、コイルエンド２２Ｅを充分冷却した後に、排出される。これによって、冷却性能が高められる。

－第１０の実施の形態－
　次に、本発明による回転電機の第１０の実施の形態を図２０により説明する。
　図２０は、本発明による回転電機の第１０の実施の形態を示す斜視図である。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

　第１０の実施の形態は、コイルエンド２２Ｅの表面への塗料塗布により、冷却媒体ＲＦの流れを改良するようにしたものである。ここでは、油系の冷却媒体ＲＦおよび親油性の塗料を用いる例を説明する。

　図２０に示すように、コイルエンド２２Ｅの側面２２ＥＳには、親油性の塗料が塗布され、油系の冷却媒体ＲＦは側面２２ＥＳに沿って案内される。すなわち、コイルエンド２２Ｅの側面ＥＳは、先端面に比較して親油性の高い材料の塗料で塗布した。これによって、極めて簡易な対策によって、冷却媒体ＲＦの流れを改善でき、冷却効果を高めることができる。

　なお、次のように変形しても良い。
（１）コイルエンド２２Ｅの内周面および外周面に親油性の高い塗料を塗布してもよい
し、一方の面にのみ塗布してもよい。
（２）コイルエンド２２Ｅの先端面２２ＥＴに親水性の塗料を塗布することにより、さらに冷媒の流れを改善してもよい。
（３）コイルエンド２２Ｅの先端面２２ＥＴに親水性の塗料を塗布し、側面２２ＥＳへの親油性の塗料の塗布を省略することも可能である。

　以上の実施の形態ではインナーロータの回転電機について説明したが、本発明をアウターロータの回転電機に適用することもできる。

　上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　本出願は日本国特許出願２００９－１７８１１９号（２００９年７月３０日出願）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。

Claims

　ステータコアとステータコイルとを有するステータと、
　前記ステータに対して回転するロータと、
　前記ステータコアから突出したコイルエンドに冷却媒体を供給する冷媒供給口と、
　前記コイルエンドの少なくとも一部に沿って設けられ、前記冷媒供給口で供給された冷却媒体を前記コイルエンドに沿って流すための案内部材とを備える回転電機。
　請求項１に記載の回転電機において、
　前記ロータの回転軸を水平に配置し、
　前記回転軸を含む水平面内よりも上側では、前記案内部材を前記コイルエンドの内周側の少なくとも一部に設けるとともに、前記回転軸を含む水平面内よりも下側では、前記案内部材を前記コイルエンドの外周側の少なくとも一部に設けた回転電機。
　請求項１または請求項２に記載の回転電機において、
　前記案内部材を、前記ステータコアと前記ステータコイルとを絶縁する絶縁紙によって形成した回転電機。
　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機において、
　前記案内部材の表面に前記冷却媒体の流れを周方向に導くための案内溝を形成したことを回転電機。
　請求項１に記載の回転電機において、
　前記ステータコイルは前記ステータコアのティースにボビンを介して巻き回され、
　前記ボビンの軸方向端部には前記ロータの回転軸方向に延びるつばが形成され、
　前記つばの端部を前記ロータの径方向に折り曲げて前記案内部材を形成した回転電機。
　請求項５に記載の回転電機において、
　前記ロータの回転軸を水平に配置し、
　前記回転軸を含む水平面内よりも上側では、前記コイルエンドの径方向内側に配置されている前記つばを径方向外側に折り曲げて前記案内部材を形成し、
　前記回転軸を含む水平面内よりも下側では、前記コイルエンドの径方向外側に配置されている前記つばを径方向内側に折り曲げて前記案内部材を形成した回転電機。
　ステータコアとステータコイルとを有するステータと、
　前記ステータに対して回転するロータと、
　前記ステータコアから突出したコイルエンドに冷却媒体を供給する冷媒供給口とを有し、
　前記コイルエンドの外周面および／または内周面に、前記冷却媒体を案内する案内溝を形成した回転電機。
　請求項７に記載の回転電機において、
　前記ロータの回転軸を水平に配置し、
　前記回転軸を含む水平面内よりも上側では、前記コイルエンドの外周表面に前記案内溝を形成するとともに、前記回転軸を含む水平面内よりも下側では、前記コイルエンドの内周表面に前記案内溝を形成した回転電機。
　請求項７または８に記載の回転電機において、
　前記案内溝は、前記コイルエンドの表面に凹設されて形成されている回転電機。
　請求項７または８に記載の回転電機において、
　前記案内溝は、前記コイルエンドの表面に絶縁性のリブを突設することによって形成されている回転電機。
　ステータコアとステータコイルとを有するステータと、
　前記ステータに対して回転するロータと、
　前記ステータコアから突出したコイルエンドに冷却媒体を供給する冷媒供給口とを有し、
　前記ステータコイルは複数のセグメントコイルを接続して構成され、
　前記コイルエンドにおいて、セグメントコイルの端部同士を接続する接続端部の隙間の少なくとも一部に絶縁性樹脂膜を形成し、
　前記接続端部および前記絶縁性樹脂膜によって、前記冷媒供給口で供給された冷却媒体を前記コイルエンドに沿って流すための案内部材を形成した回転電機。
　請求項１１に記載の回転電機において、
　前記ロータの回転軸を水平に配置し、
　前記回転軸を含む水平面内よりも上側では、前記コイルセグメントの接続端部の内周に前記絶縁性樹脂膜を形成するとともに、前記回転軸を含む水平面内よりも下側では、前記コイルセグメントの接続端部の外周に前記絶縁性樹脂膜を形成することにより、前記案内部材を形成した回転電機。
　ステータコアとステータコイルとを有するステータと、
　前記ステータに対して回転するロータと、
　前記コイルエンドに冷却媒体を供給する冷媒供給口と、
　前記コイルエンドの少なくとも一部を覆うとともに、冷却媒体流入および排出が可能な蓋状部材とを備える回転電機。
　ステータコアとステータコイルとを有するステータと、
　前記ステータに対して回転するロータと、
　前記ステータコアから突き出したコイルエンドに油系の冷却媒体を供給する冷媒供給口とを有し、
　前記コイルエンドの内周面および/または外周面を、先端面に比較して親油性の高い材料の塗料で塗布した回転電機。