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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022125503
(43)【公開日】2022-08-29
(54)【発明の名称】回転電機
(51)【国際特許分類】
H02K 9/19 20060101AFI20220822BHJP
【ＦＩ】
H02K9/19 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021023115
(22)【出願日】2021-02-17
(71)【出願人】
【識別番号】000002059
【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100137486
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 雅直
(72)【発明者】
【氏名】若林 宏毅
(72)【発明者】
【氏名】根本 達也
(72)【発明者】
【氏名】川端 俊亮
(72)【発明者】
【氏名】飯塚 卓邦
【テーマコード（参考）】
5H609
【Ｆターム（参考）】
5H609PP02
5H609PP06
5H609PP09
5H609QQ05
5H609RR33
5H609RR35
5H609RR37
5H609RR38
5H609RR42
(57)【要約】
【課題】高い冷却性能を実現できるような回転電機の冷却構造を提供する。
【解決手段】ロータ１と、ステータ２と、これらの少なくとも一方に設けられたティース２１ｂに巻回されたコイル導線３１を含んでなるコイル３と、を備える回転電機１００であって、ティース２１ｂ間に形成されるスロットＳに沿って延在し、コイル導線３１のターン間に挿入されることで、ターン間に隙間Ｇを画定するスペーサ部４２と、隙間Ｇに冷却媒体を流通させる冷却媒体供給部６と、を備え、スペーサ部４２の延在途中に、該スペーサ部４２の幅方向の寸法が相対的に短くなるように切り欠かれた切欠き部４２１が設けられる。
【選択図】図３
【解決手段】ロータ１と、ステータ２と、これらの少なくとも一方に設けられたティース２１ｂに巻回されたコイル導線３１を含んでなるコイル３と、を備える回転電機１００であって、ティース２１ｂ間に形成されるスロットＳに沿って延在し、コイル導線３１のターン間に挿入されることで、ターン間に隙間Ｇを画定するスペーサ部４２と、隙間Ｇに冷却媒体を流通させる冷却媒体供給部６と、を備え、スペーサ部４２の延在途中に、該スペーサ部４２の幅方向の寸法が相対的に短くなるように切り欠かれた切欠き部４２１が設けられる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロータと、ステータと、これらの少なくとも一方に設けられたティースに巻回されたコイル導線を含んでなるコイルと、を備える回転電機であって、
ティース間に形成されるスロットに沿って延在し、前記コイル導線のターン間に挿入されることで、ターン間に隙間を画定するスペーサ部と、
前記隙間に冷却媒体を流通させる冷却媒体供給部と、
を備え、
前記スペーサ部の延在途中に、該スペーサ部の幅方向の寸法が相対的に短くなるように切り欠かれた切欠き部が設けられる、
ことを特徴とする、回転電機。
ティース間に形成されるスロットに沿って延在し、前記コイル導線のターン間に挿入されることで、ターン間に隙間を画定するスペーサ部と、
前記隙間に冷却媒体を流通させる冷却媒体供給部と、
を備え、
前記スペーサ部の延在途中に、該スペーサ部の幅方向の寸法が相対的に短くなるように切り欠かれた切欠き部が設けられる、
ことを特徴とする、回転電機。
【請求項2】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記切欠き部が、前記スペーサ部の延在途中に複数個設けられる、
ことを特徴とする、回転電機。
前記切欠き部が、前記スペーサ部の延在途中に複数個設けられる、
ことを特徴とする、回転電機。
【請求項3】
請求項２に記載の回転電機であって、
複数個の前記切欠き部が、一定のピッチで配置される、
ことを特徴とする、回転電機。
複数個の前記切欠き部が、一定のピッチで配置される、
ことを特徴とする、回転電機。
【請求項4】
請求項１から３のいずれかに記載の回転電機であって、
前記切欠き部の角部分の少なくとも一つがアール形状である、
ことを特徴とする、回転電機。
前記切欠き部の角部分の少なくとも一つがアール形状である、
ことを特徴とする、回転電機。
【請求項5】
請求項１から４のいずれかに記載の回転電機であって、
前記切欠き部の角部分の少なくとも一つがテーパ形状である、
ことを特徴とする、回転電機。
前記切欠き部の角部分の少なくとも一つがテーパ形状である、
ことを特徴とする、回転電機。
【請求項6】
請求項１から５のいずれかに記載の回転電機であって、
前記切欠き部の長さ方向の寸法が、前記隙間に冷却媒体を流通させるときの圧力損失が所定値以下となるような範囲内に規定されている、
ことを特徴とする、回転電機。
前記切欠き部の長さ方向の寸法が、前記隙間に冷却媒体を流通させるときの圧力損失が所定値以下となるような範囲内に規定されている、
ことを特徴とする、回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【0002】
モータや発電機のように、機械的エネルギーと電気的エネルギーとの相互変換を行う機械であって回転部分を有するものは、回転電機などと総称され、様々な機器に搭載されている。
【0003】
回転電機は、ロータ（回転子）とステータ（固定子）とを備えている。これらの少なくとも一方には、周方向に配列された複数のティースが設けられており、ティースにコイル導体が巻回されてなるコイルに電力が供給されることで、ロータが回転する。
【0004】
一般に、回転電機では、給電に伴って発生した熱を外部に逃がすための冷却構造が設けられる。例えば、特許文献１に開示の冷却構造は、各ティースに巻回されたコイル導体を収容するハウジングを設けて、その内部に冷却用の流体を流入させて、コイル導体を直接冷却する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開２０１８／２１８３１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
例えば、航空機（電動航空機）の推進用ファンモータなどにおいては、５～１０ｋＷ／ｋｇ程度の高い出力密度が要求され、これを実現するために可能な限りの小型化が進められる。ところが、回転電機が小型化すると、体積の減少に伴い表面積が減少し、発生した熱が外部に逃げにくくなる。したがって、このように高い出力密度を実現する回転電機などには、特に高い冷却性能を実現できるような冷却構造が必要とされる。
【0007】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、高い冷却性能を実現できるような回転電機の冷却構造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】
【0008】
本発明は、上記の目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【0009】
すなわち、本発明は、ロータと、ステータと、これらの少なくとも一方に設けられたティースに巻回されたコイル導線を含んでなるコイルと、を備える回転電機であって、ティース間に形成されるスロットに沿って延在し、前記コイル導線のターン間に挿入されることで、ターン間に隙間を画定するスペーサ部と、前記隙間に冷却媒体を流通させる冷却媒体供給部と、を備え、前記スペーサ部の延在途中に、該スペーサ部の幅方向の寸法が相対的に短くなるように切り欠かれた切欠き部が設けられる、ことを特徴とする。
【0010】
この構成によると、コイル導線のターン間に隙間が画定され、ここに冷却媒体が流通されるので、コイル導線と冷却媒体との接触面積が十分に確保され、コイルが効果的に冷却される。また、スペーサ部の延在途中に切欠き部が設けられることで、冷却媒体の流路となる隙間の途中部分に、局所的に幅広な領域が形成される。このような非ストレート形状の流路を通過する際に、冷却媒体の流れに乱れが生じ、冷却媒体が攪拌されることで、熱伝達率が向上する。また、スペーサ部に切欠き部が設けられることで、コイル導線とスペーサ部との接触面積が小さくなり、その分、コイル導線と冷却媒体との接触面積（つまりは、放熱面積）が増大する。熱伝達率の向上と放熱面積の増大はいずれも放熱能力の向上につながるため、高い冷却性能が実現される。
【0011】
好ましくは、前記回転電機において、前記切欠き部が、前記スペーサ部の延在途中に複数個設けられる、ことを特徴とする。
【0012】
この構成によると、冷却媒体の流路となる隙間の途中部分に、局所的に幅広な領域が複数個形成される。したがって、冷却媒体の攪拌作用が高まり、熱伝達率（ひいては、放熱能力）が大きく向上する。これにより、特に高い冷却性能が実現される。
【0013】
好ましくは、前記回転電機において、複数個の前記切欠き部が、一定のピッチで配置される、ことを特徴とする。
【0014】
この構成によると、場所によって放熱能力の偏りが生じにくくなり、コイルが均一に冷却される。
【0015】
好ましくは、前記回転電機において、前記切欠き部の角部分の少なくとも一つがアール形状である、ことを特徴とする。
【0016】
切欠き部の角部分の少なくとも一つがアール形状とされることで、該角部分の近傍に冷却媒体の澱みが生じにくくなる。冷却媒体の澱みが形成されると熱伝達率（ひいては、放熱能力）が低下する虞があるが、澱みの発生が抑制されることで、これに由来する放熱能力の低下が抑制される。
【0017】
好ましくは、前記回転電機において、前記切欠き部の角部分の少なくとも一つがテーパ形状である、ことを特徴とする。
【0018】
切欠き部の角部分の少なくとも一つががテーパ形状とされることで、該角部分の近傍に冷却媒体の澱みが生じることを抑制しつつ、該角部分での冷却媒体の攪拌効果も確保することができる。したがって、澱みに由来する熱伝達率の低下を抑制しつつ、冷却媒体を攪拌することによる熱伝達率の向上を図ることが可能となり、バランス良く放熱能力を高めることができる。
【0019】
好ましくは、前記回転電機において、前記切欠き部の長さ方向の寸法が、前記隙間に冷却媒体を流通させるときの圧力損失が所定値以下となるような範囲内に規定されている、
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【0020】
この構成によると、隙間に冷却媒体を流通させるときの圧力損失が所定値以下となるので、冷却媒体を流通させるための機構（例えば、ポンプなど）の負荷を小さくすることができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によると、高い冷却性能が実現されるので、回転電機を十分に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】実施形態に係る回転電機の縦断面図。
【図3】回転電機一部分の縦断面図。
【図4】コイル保持部材の構成例を示す斜視図。
【図5】コイル保持部材の構成例を示す斜視図。
【図6】比較例に係るコイル保持部材および第１、第２コイル保持部材によって実現される放熱能力をシミュレーションで算出した結果を示す図。
【図7】比較例に係るコイル保持部材および第１、第２コイル保持部材によって形成される隙間の形状を模式的に示す図。
【図8】第１、第２コイル保持部材によって形成される隙間に冷却媒体を流通させるときの圧力損失をシミュレーションで算出した結果を示す図。
【図9】変形例に係る切欠き部の形状を示す図。
【図10】変形例に係る回転電機の一部分を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【0024】
＜１．回転電機の構成＞
実施形態に係る回転電機の構成を、図１～図３を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る回転電機１００を、回転軸１０１の軸方向と直交する面で切断した縦断面図である。図２は、回転電機１００を図１の矢印Ａ方向から見た横断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）はいずれも、回転電機１００の一部分の縦断面図であるが、図３（ａ）はスペーサ部４２に切欠き部４２１が設けられていない位置で回転電機１００を切断した図であり、図３（ｂ）はスペーサ部４２に切欠き部４２１が設けられている位置で回転電機１００を切断した図である。
実施形態に係る回転電機の構成を、図１～図３を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る回転電機１００を、回転軸１０１の軸方向と直交する面で切断した縦断面図である。図２は、回転電機１００を図１の矢印Ａ方向から見た横断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）はいずれも、回転電機１００の一部分の縦断面図であるが、図３（ａ）はスペーサ部４２に切欠き部４２１が設けられていない位置で回転電機１００を切断した図であり、図３（ｂ）はスペーサ部４２に切欠き部４２１が設けられている位置で回転電機１００を切断した図である。
【0025】
回転電機１００は、例えば航空機（電動航空機）の推進用ファンモータとして用いられるものであり、ロータ（回転子）１、ステータ（固定子）２、コイル３、コイル保持部材４、空間形成部材５、冷却媒体供給部６、などを備える。
【0026】
（ロータ１）
ロータ１は、円柱状のロータコア１１を備える。ロータコア１１の外周面には、円筒状やアーチ状に分割された永久磁石１２が設けられる。また、ロータコア１１の径方向の中心には、軸方向を貫通する円柱状の貫通部が設けられており、ここに回転軸１０１が挿入される。回転軸１０１は、軸方向の長さがロータ１よりも長く、両端付近がロータ１の両端部から突出して設けられる。
ロータ１は、円柱状のロータコア１１を備える。ロータコア１１の外周面には、円筒状やアーチ状に分割された永久磁石１２が設けられる。また、ロータコア１１の径方向の中心には、軸方向を貫通する円柱状の貫通部が設けられており、ここに回転軸１０１が挿入される。回転軸１０１は、軸方向の長さがロータ１よりも長く、両端付近がロータ１の両端部から突出して設けられる。
【0027】
（ステータ２）
ステータ２は、略円筒状の部材であり、ロータ１の外周面を取り囲むように配置される。ステータ２は、ステータコア２１を備える。ステータコア２１は、円筒状のヨーク２１ａと、その内周面から径方向内方に突出する複数のティース２１ｂとを含んで一体的に構成される。各ティース２１ｂは、ステータ２の軸方向の一端から他端の全体に亘って形成される。複数のティース２１ｂは、周方向に沿って間隔を設けて配列されており、隣り合うティース２１ｂの間にスロットＳと呼ばれる隙間が形成される。
ステータ２は、略円筒状の部材であり、ロータ１の外周面を取り囲むように配置される。ステータ２は、ステータコア２１を備える。ステータコア２１は、円筒状のヨーク２１ａと、その内周面から径方向内方に突出する複数のティース２１ｂとを含んで一体的に構成される。各ティース２１ｂは、ステータ２の軸方向の一端から他端の全体に亘って形成される。複数のティース２１ｂは、周方向に沿って間隔を設けて配列されており、隣り合うティース２１ｂの間にスロットＳと呼ばれる隙間が形成される。
【0028】
（コイル３）
コイル３は、各ティース２１ｂに巻回されてスロットＳに配置される導線（コイル導線）３１を含んで構成される。ただし、後に説明するように、この回転電機１００では、コイル導線３１は、ティース２１ｂに直接に巻回されるのではなく、後述するコイル保持部材４を介して、ティース２１ｂに巻回される。
コイル３は、各ティース２１ｂに巻回されてスロットＳに配置される導線（コイル導線）３１を含んで構成される。ただし、後に説明するように、この回転電機１００では、コイル導線３１は、ティース２１ｂに直接に巻回されるのではなく、後述するコイル保持部材４を介して、ティース２１ｂに巻回される。
【0029】
コイル３は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを含む三相コイルであり、各々の端部は、ステータ２の軸方向の一端側から径方向外側に引き出されて、各相の動力線（図示省略）の一端部にそれぞれ接続される。各相の動力線の他端側は、駆動装置と接続されており、駆動装置からコイル３に三相交流電圧が印加されると、ロータ１が回転し、回転軸１０１から回転駆動力が出力される。
【0030】
（コイル保持部材４）
コイル保持部材４は、コイル３を保持する部材である。コイル導線３１は、予めコイル保持部材４に巻回され、コイル導線３１が巻回されたコイル保持部材４がティース２１ｂに取り付けられることで、コイル導線３１がティース２１ｂに巻回されてスロットＳに配置された状態となる。コイル保持部材４の構成については、後に説明する。
コイル保持部材４は、コイル３を保持する部材である。コイル導線３１は、予めコイル保持部材４に巻回され、コイル導線３１が巻回されたコイル保持部材４がティース２１ｂに取り付けられることで、コイル導線３１がティース２１ｂに巻回されてスロットＳに配置された状態となる。コイル保持部材４の構成については、後に説明する。
【0031】
（空間形成部材５）
空間形成部材５は、スロットＳに配置されたコイル３を収容する空間（コイル収容空間）５０を形成する部材であり、隔壁５１、複数の仕切り壁５２、一対の蓋部５３ａ，５３ｂ、などを含んで構成される。
空間形成部材５は、スロットＳに配置されたコイル３を収容する空間（コイル収容空間）５０を形成する部材であり、隔壁５１、複数の仕切り壁５２、一対の蓋部５３ａ，５３ｂ、などを含んで構成される。
【0032】
隔壁５１は、薄肉の円筒状部材であり、ロータ１とステータ２の間の空間に配置される。隔壁５１は、軸方向の長さがステータ２と略同一とされ、外周面において各ティース２１ｂの先端と全体的に当接して設けられる。これによって、各スロットＳが、ロータ１側の空間と分離された空間となる。
【0033】
仕切り壁５２は、長尺の略板状部材であり、各スロットＳにおいて、隣り合うティース２１ｂの略中央に配置される。仕切り壁５２の長尺方向の寸法は、ステータ２の軸方向の寸法と略同じものとされており、仕切り壁５２は、スロットＳの一端から他端に亘って延在する。また、仕切り壁５２は、ステータ２の径方向の一端においてヨーク２１ａの内周面と当接するとともに、他端において隔壁５１の外周面と当接して設けられる。これによって、各スロットＳがステータ２の周方向に略二等分割される。
【0034】
一対の蓋部５３ａ，５３ｂの各々は、円環状あるいは円板状の部材であり、ステータ２の軸方向の各端部に配置されて、該端部に臨む各スロットＳの開口端を塞ぐ。
【0035】
隔壁５１、仕切り壁５２、および、一対の蓋部５３ａ，５３ｂによって、コイル収容空間５０が形成される。すなわち、各スロットＳに配置されているコイル導線３１は、ティース２１ｂ、仕切り壁５２、隔壁５１、および、一対の蓋部５３ａ，５３ｂによって囲まれるコイル収容空間５０に収容される。
【0036】
（冷却媒体供給部６）
冷却媒体供給部６は、各スロットＳに形成されるコイル収容空間５０に、冷却媒体を供給する要素であり、循環流路６１、ポンプ６２、冷却器６３、などを含んで構成される。冷却媒体として、各種の流体を用いることが可能であるが、ここでは例えばオイル（冷却オイル）が用いられる。
冷却媒体供給部６は、各スロットＳに形成されるコイル収容空間５０に、冷却媒体を供給する要素であり、循環流路６１、ポンプ６２、冷却器６３、などを含んで構成される。冷却媒体として、各種の流体を用いることが可能であるが、ここでは例えばオイル（冷却オイル）が用いられる。
【0037】
循環流路６１は、冷却媒体を流通させるための流路であり、その一端側は、一方の蓋部５３ａに設けられた導入口５３１ａと連通し、他端側は、他方の蓋部５３ｂに設けられた導出口５３１ｂと連通する。各蓋部５３ａ，５３ｂには、一端が導入口５３１ａ（あるいは、導出口５３１ｂ）と連通し、途中で分岐して各コイル収容空間５０と連通する分岐流路５３２ａ（５３２ｂ）が形成されている。つまり、循環流路６１は、分岐流路５３２ａ，５３２ｂを介して、各コイル収容空間５０と連通しており、循環流路６１から導入口５３１ａを介して導入された冷却媒体は、分岐流路５３２ａを介して、各コイル収容空間５０に流入する。また、各コイル収容空間５０から流出した冷却コイルは、分岐流路５３２ｂを通り、導出口５３１ｂを介して、循環流路６１に導出される。
【0038】
ポンプ６２および冷却器６３は、いずれも、循環流路６１の途中に介挿入される。ポンプ６２が駆動されることで、循環流路６１を冷却媒体が循環し、各コイル収容空間５０に冷却媒体が流通される。そして、循環流路６１を循環する冷却媒体は、経路途中に設けられている冷却器６３によって熱を奪われることで、冷却される。
【0039】
コイル収容空間５０に冷却媒体が流通されることで、ここに配置されているコイル３が冷却媒体によって直接冷却される。
【0040】
【0041】
コイル保持部材４は、コイル３を保持する部材であり、基体部４１と、スペーサ部４２と、を含んで構成される。
【0042】
基体部４１は、薄肉の帯状部材が、ティース２１ｂに対応する枠状に形成されてなる部材である。具体的には、基体部４１は、一対の長尺部分４１ａ，４１ａの各端部が、一対の短尺部分４１ｂを介して連なってなり、全体として扁平な略矩形状を呈している。各長尺部分４１ａの寸法は、ティース２１ｂの延在方向の寸法と略同じものとされ、各短尺部分４１ｂの寸法は、ティース２１ｂの幅方向の寸法と略同じものとされる。
【0043】
基体部４１には、コイル導線３１が巻回される（図４（ｂ）、図５（ｂ））。コイル導線３１は、具体的には例えば、厚み方向が幅方向に対して小さい断面扁平な帯状の導体により構成され、幅方向が基体部４１の外周面の法線方向と一致するような向きとされて、基体部４１に巻回される。ここでは、コイル導線３１における基体部４１（ひいては、ティース２１ｂ）の周囲を一周する部分を「１ターン」とよぶ。各ターンは連続していてもよいし、非連続であってもよい。例えば、一続きのコイル導線３１が周回して巻回される場合、各ターンは連続的なものとなる。また、コイル導線３１が１ターンに相当する枠状の導線部分が積層されたものである場合、各ターンは非連続的なものとなる。
【0044】
スペーサ部４２は、長尺な板状部材であり、長尺方向を、基体部４１の長尺部分４１ａの延在方向に沿わせるとともに、幅方向を、基体部４１の外側面の法線方向に沿わせるような姿勢で、長尺部分４１ａの外側面に突設される。スペーサ部４２の延在方向の寸法は、基体部４１の長尺部分４１ａの寸法と略同じものとされており、スペーサ部４２は、長尺部分４１ａの一端から他端に亘って延在する。スペーサ部４２の幅方向の寸法（すなわち、基体部４１からの突出寸法）Ｌ０は適宜に規定することができるが、コイル導線３１の幅方向の寸法の１／２～１／３程度とされることも好ましい。
【0045】
基体部４１の一対の長尺部分４１ａ，４１ａの各々には、コイル導線３１のターン数に応じた個数のスペーサ部４２が、多段に設けられる。図の例では、コイル導線３１のターン数が３であり、各長尺部分４１ａにはこのターン数に１を足した４個のスペーサ部４２が、一定の間隔（ピッチ）で配置される。このときのピッチは、コイル導線３１の厚みと同程度とされる。
【0046】
コイル導線３１は、その幅方向の端部が、隣り合う段のスペーサ部４２の間に挿入されるようにして、基体部４１に巻回されることで、隣り合う段のスペーサ部４２間に保持される。したがって、スペーサ部４２は、基体部４１に巻回されるコイル導線３１のターン間に挿入された状態となる。ターン間にスペーサ部４２が挿入されることで、ターン間に、スペーサ部４２の厚みに相当する隙間Ｇが画定される（図２、図３）。つまり、スペーサ部４２は、コイル導線３１を保持するとともに、ターン間に隙間Ｇを画定する部材である。
【0047】
例えば、一続きのコイル導線３１が基体部４１に周回して巻回される場合（すなわち、各ターンが連続的である場合）、コイル導線３１は、長尺部分４１ａと短尺部分４１ｂを交互に通過しながら、基体部４１に巻回される。ただし、上記の通り、長尺部分４１ａでは、コイル導線３１は、幅方向の端部が隣り合う段のスペーサ部４２の間に挿入されるようにして巻回される。ここで、各スペーサ部４２は、水平姿勢（すなわち、高さ方向の位置が延在方向の全体に亘って一定であるような姿勢）で設けられており、コイル導線３１は、長尺部分４１ａにおいて、スペーサ部４２にガイドされることで略水平姿勢で巻回される。そして、一方の短尺部分４１ｂを介して他方の長尺部分４１ａに到達したコイル導線３１は、該長尺部分４１ａにおいて、先と同じ高さのスペーサ部４２にガイドされることで、引き続き略水平姿勢で巻回される。そして、他方の短尺部分４１ｂに到達したコイル導線３１は、ここで斜め下（あるいは、斜め上）に屈曲されて、先に巻回されているコイル導線３１よりもスペーサ部４２および自身３１の厚み分だけ下側（あるいは上側）に導かれる。そして、再び、一対の長尺部分４１ａおよびこれらに挟まれる一方の短尺部分４１ｂにおいて、同じ段のスペーサ部４２にガイドされることで略水平姿勢で巻回される。このように、コイル導線３１は、少なくとも各長尺部分４１ａにおいては略水平姿勢とされて、基体部４１に巻回される。したがって、ターン間に画定される隙間Ｇは、略水平に延在するものとなる。
【0048】
各スペーサ部４２には、その延在途中（すなわち、長尺部分４１ａの延在方向の途中）に、スペーサ部４２の幅方向の寸法が相対的に短くなるように切り欠かれた部分である切欠き部４２１が設けられる。
【0049】
スペーサ部４２に設けられる切欠き部４２１の個数、配置（隣り合う切欠き部４２１の間隔（ピッチ））、形状、寸法（長さ方向の寸法Ｌ１、幅方向の寸法Ｌ２）、などは、スペーサ部４２の機能（すなわち、隣り合う段のスペーサ部４２間にコイル導線３１を保持する機能、および、ターン間に隙間Ｇを画定する機能）が損なわれない限りにおいて、適宜に規定することができる。ただし、ここでいう「長さ方向」とは、スペーサ部４２の延在方向（すなわち、長尺部分４１ａの延在方向）を指し、「幅方向」とは、スペーサ部４２の基体部４１からの突出方向を指す。
【0050】
例えば、図４に示されるコイル保持部材４（４Ａ）では、スペーサ部４２に設けられる切欠き部４２１の個数は、５個とされる。また、５個の切欠き部４２１は、一定のピッチで配置される。また、各切欠き部４２１は、角部分が直角形状とされる。すなわち、各切欠き部４２１は、平面視にて矩形状とされる。さらに、各切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１（４Ａ）は、非切欠き部（スペーサ部４２における切り欠かれない部分）の長さ方向の寸法の３／４程度とされる。また、各切欠き部４２１の幅方向の寸法Ｌ２（４Ａ）は、スペーサ部４２の幅方向の寸法Ｌ０（４Ａ）と略同じものとされる。すなわち、この切欠き部４２１は、スペーサ部４２の一部分が幅方向の全体に亘って切り欠かれることによって形成されており、切欠き部４２１の形成位置においてスペーサ部４２の幅方向の寸法はゼロとなっている。
【0051】
また例えば、図５に示されるコイル保持部材４（４Ｂ）では、スペーサ部４２に設けられる切欠き部４２１の個数は、１４個とされる。それ以外の点は、図４に示されるコイル保持部材４Ａに設けられる切欠き部４２１と同様である。すなわち、１４個の切欠き部４２１は、一定のピッチで配置される。また、各切欠き部４２１は、角部分が直角形状とされる。また、各切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１（４Ｂ）は、非切欠き部の長さ方向の寸法の３／４程度とされる。また、各切欠き部４２１の幅方向の寸法Ｌ２（４Ｂ）は、スペーサ部４２の幅方向の寸法Ｌ０（４Ｂ）と略同じものとされる。ただし、このコイル保持部材４（４Ｂ）のスペーサ部４２幅方向の寸法Ｌ０（４Ｂ）は、図４に示されるコイル保持部材４Ａのスペーサ部４２幅方向の寸法Ｌ０（４Ａ）よりも小さいものとなっている。
【0052】
回転電機１００の組み立て工程においては、まず、コイル保持部材４に、コイル導線３１が巻回される（図４（ｂ）、図５（ｂ））。具体的には、コイル導線３１は、その幅方向の端部が、隣り合う段のスペーサ部４２の間に挿入されるようにして、基体部４１に巻回される。これにより、スペーサ部４２が、基体部４１に巻回されるコイル導線３１のターン間に挿入された状態となり、ターン間に、基体部４１の延在方向に延びる、スペーサ部４２の厚みに相当する隙間Ｇが画定される（図２、図３）。
【0053】
そして、コイル導線３１が巻回されたコイル保持部材４が、ティース２１ｂに取り付けられる。基体部４１は、ティース２１ｂに対応する枠状であり、基体部４１がティース２１ｂの周囲を囲むようにしてここに取り付けられた状態において、基体部４１の内周面が、全体的に、ティース２１ｂの外周面に対して、隙間を設けることなく接触する。また、この状態において、基体部４１の各長尺部分４１ａに設けられているスペーサ部４２は、スロットＳに沿って延在する。
【0054】
このようにして、コイル導線３１が巻回されたコイル保持部材４がティース２１ｂに取り付けられることで、コイル導線３１が、コイル保持部材４を介してティース２１ｂに巻回されてスロットＳに配置された状態となる。そして、この状態において、コイル導線３１のターン間に、スロットＳの延在方向に延びる隙間Ｇが画定される。
【0055】
【0056】
回転電機１００においては、上記の通り、空間形成部材５が、各スロットＳに配置されたコイル３（具体的には、コイル導線３１）を収容するコイル収容空間５０を形成しており、冷却媒体供給部６が、各スロットＳに形成されるコイル収容空間５０に冷却媒体を供給する。これによって、コイル収容空間５０に配置されているコイル導線３１が、冷却媒体によって直接冷却される。
【0057】
ここで、スロットＳに配置されるコイル導線３１のターン間には、スロットＳの延在方向に延びる隙間Ｇが画定されている。したがって、コイル収容空間５０に供給される冷却媒体の一部は、この隙間Ｇを流通する。すなわち、循環流路６１から導入口５３１ａおよび分岐流路５３２ａを介して各コイル収容空間５０に流入した冷却媒体の一部は、隙間Ｇの延在方向の一端から流入し、隙間Ｇ内を流れて、その延在方向の他端から流出し、分岐流路５２３ｂおよび導出口５３１ｂを介して、循環流路６１に導出される。冷却媒体がコイル導線３１のターン間に形成されている隙間Ｇを流れることによって、コイル導線３１と冷却媒体との接触面積が十分に確保され、コイル３が効果的に冷却される。
【0058】
特に、ここでは、隙間Ｇを画定するスペーサ部４２の延在途中に、切欠き部４２１が設けられており、これによって、コイル３を放熱する能力（放熱能力）が効果的に高められている。この点について、図６、図７を参照しながら説明する。図６には、図４に示される第１の形態に係るコイル保持部材（第１コイル保持部材）４Ａ、および、図５に示される第２の形態に係るコイル保持部材（第２コイル保持部材）４Ｂの各々によって実現される放熱能力を、シミュレーション（熱流体解析）で算出した結果が示されている。
【0059】
ただし、ここでは、スペーサ部４２に切欠き部４２１が設けられない点においてのみ第１コイル保持部材４Ａと相違するコイル保持部材９が「比較例」とされ、この比較例に係るコイル保持部材９によって実現される放熱能力を「１」としたときの比率で、各コイル保持部材４Ａ，４Ｂの放熱能力が示されている。図７は、比較例に係るコイル保持部材９および第１、第２コイル保持部材４Ａ，４Ｂによってそれぞれ形成される隙間Ｇ（９），Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）の形状（すなわち、冷却媒体が流通する流路の形状）を模式的に示す図である。
【0060】
図６に示されるように、今回のシミュレーションでは、第１コイル保持部材４Ａの放熱能力は、比較例に係るコイル保持部材９に比べて４割程度高いという結果が得られた。また、第２コイル保持部材４Ｂの放熱能力は、比較例に係るコイル保持部材９に比べて７割程度高いという結果が得られた。その理由は次のように考えられる。
【0061】
まず、コイル３の温度上昇ΔＴは、熱抵抗Ｒと発熱量Ｗを用いて、下記（式１）で表される。
ΔＴ＝Ｒ×Ｗ ・・・（式１）
ΔＴ＝Ｒ×Ｗ ・・・（式１）
【0062】
つまり、発熱量Ｗが一定の場合、温度上昇ΔＴは、熱抵抗Ｒで決まる。そして、この熱抵抗Ｒは、熱伝達率ｈと放熱面積Ａを用いて、下記（式２）で表される。
Ｒ＝1/ｈ×1/Ａ ・・・（式２）
Ｒ＝1/ｈ×1/Ａ ・・・（式２）
【0063】
つまり、放熱面積Ａが大きくなるほど、また、熱伝達率ｈが高くなるほど、熱抵抗Ｒが小さくなり、温度上昇ΔＴが小さくなる。すなわち、放熱能力が高くなる。
【0064】
ここで、切欠き部４２１が設けられるコイル保持部材４Ａ，４Ｂは、切欠き部４２１が設けられないコイル保持部材９に比べて、放熱面積が大きい。その理由は次の通りである。
【0065】
すなわち、切欠き部４２１が設けられるコイル保持部材４Ａ，４Ｂでは、切欠き部４２１が設けられている部分において、コイル導線３１とスペーサ部４２との接触面積が局所的に小さくなっている（図３（ｂ））。例えば、スペーサ部４２の幅方向の寸法Ｌ０が互いに等しい第１コイル保持部材４Ａと比較例に係るコイル保持部材９とを比べると、切欠き部４２１が設けられるコイル保持部材４Ａの方が、切欠き部４２１が設けられないコイル保持部材９に比べて、切欠き部４２１によって切り欠かれた領域の総面積分だけ、コイル導線３１とスペーサ部４２との接触面積が小さい。別の見方をすると、切欠き部４２１が設けられることで、冷却媒体が流通する流路となる隙間Ｇ（４Ａ）が、該切り欠かれた領域の総面積分だけ拡張されている。したがって、この総面積分だけ、冷却媒体とコイル導線３１との接触面積（つまりは、放熱面積）が広く確保される。このように、切欠き部４２１が設けられることによって、該切り欠かれた領域の総面積分だけ、放熱面積が増大する。上記の通り、放熱面積の増大分に応じて、放熱能力が向上する。
【0066】
図６に示されるように、今回のシミュレーションでは、放熱面積が増加することに由来する放熱能力の向上幅は、第１コイル保持部材４Ａで２割から２．５割程度、第２コイル保持部材４Ｂで３割程度であり、第２コイル保持部材４Ｂの方が、第１コイル保持部材４Ａに比べて、放熱面積の増加に由来する放熱能力の向上幅が大きかった。これは、第２コイル保持部材４Ｂの方が、第１コイル保持部材４Ａに比べて、スペーサ部４２の幅方向の寸法Ｌ０が小さいために、スペーサ部４２とコイル導線３１との接触面積がより小さい（すなわち、放熱面積がより大きい）ためと考えられる。
【0067】
いうまでもなく、放熱面積を増大させるためには、スペーサ部４２とコイル導線３１との接触面積を小さくすればよく、必要最小限の接触面積でコイル導線３１を保持するように、スペーサ部４２の寸法Ｌ０、切欠き部４２１の個数、配置、形状、寸法Ｌ１，Ｌ２、などを調整することが好ましい。ただし、後述するように、これらの各値は、熱伝達率や圧力損失にも影響を与える。したがって、これらの影響も考慮しつつ、放熱面積の増大幅ができるだけ大きくなるように、各値を調整することが好ましい。
【0068】
また、切欠き部４２１が設けられるコイル保持部材４Ａ，４Ｂは、切欠き部４２１が設けられないコイル保持部材９に比べて、熱伝達率が高い。その理由は次の通りである。
【0069】
すなわち、熱伝達率は、温度差（ここでは、コイル導線３１の表面とその近傍にある冷却媒体との温度差）が大きいほど高いところ、冷却媒体の流動距離が長くなるにつれて、この温度差が小さくなり、熱伝達率は低くなっていく。そして、冷却媒体の流動距離が、助走区間と呼ばれる所定の距離を超えると、熱伝達率は一定値に収束する。
【0070】
ここで、切欠き部４２１が設けられないコイル保持部材９によって形成される隙間Ｇ（９）は、幅が一定なストレート形状となる（図７（ａ））。これに対し、切欠き部４２１が設けられるコイル保持部材４Ａ，４Ｂによって形成される隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）は、その延在途中に、相対的に幅が広い幅広部分Ｇｗが現れる。つまり、相対的に幅が広い幅広部分Ｇｗと相対的に幅が狭い幅狭部分Ｇｎとが交互に現れる非ストレート形状、すなわち、平面視にて凹凸形状となる（図７（ｂ）、図７（ｃ））。
【0071】
このような非ストレート形状の隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）に冷却媒体が流通されると、冷却媒体の流れに乱れが生じ、冷却媒体が攪拌される。すると、冷却媒体における相対的に高温な部分と相対的に低温な部分との位置交換が促され、コイル導線３１の表面の近傍にある冷却媒体の温度が低くなる。これによって、流動距離が助走区間を通過する以前の領域、すなわち、熱伝達率が比較的高い領域が増加し、熱伝達率が向上する。上記の通り、熱伝達率が向上した分だけ、放熱能力が向上する。
【0072】
図６に示されるように、今回のシミュレーションでは、熱伝達率が向上することに由来する放熱能力の向上幅は、第１コイル保持部材４Ａで２割程度、第２コイル保持部材４Ｂで４割程度であり、第２コイル保持部材４Ｂの方が、第１コイル保持部材４Ａに比べて、熱伝達率の向上に由来する放熱能力の向上幅が大きかった。これは、第２コイル保持部材４Ｂの方が、第１コイル保持部材４Ａに比べて、切欠き部４２１の個数が多いため、隙間Ｇ（４Ｂ）に現れる幅広部分Ｇｗの個数が多く、冷却媒体の攪拌効果が高かったためと考えられる。
【0073】
なお、今回のシミュレーションでは、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１と非切欠き部の長さ方向の寸法との比を変えずに、切欠き部４２１の個数を増やした場合に、熱伝達率の向上幅が大きくなるという結果が得られた。ただし、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１と非切欠き部の長さ方向の寸法との比を変えずに、切欠き部４２１の個数を増やしていった場合、切欠き部４２１の個数がある上限値を超えると、切欠き部４２１の個数が増えるにつれて熱伝達率の向上幅が小さくなると考えられる（図６の仮想線）。これは、切欠き部４２１の個数が増えるにつれて、非切欠き部の長さ方向の寸法が短くなり、幅広部分Ｇｗに冷却媒体が滞留しやすくなるためである。
【0074】
このように、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１と非切欠き部の長さ方向の寸法との比を変えずに、切欠き部４２１の個数を増やしていくと、熱伝達率の向上幅は、最初は増加し途中で減少に転じるという推移をたどると考えられる。したがって、与えられた条件において、熱伝達率を所定値以上にできるような切欠き部４２１の個数の範囲が存在する。そこで、切欠き部４２１の個数を、このような範囲内に規定することも好ましい。具体的には例えば、熱伝達率を任意に選択された所定値以上にできるような切欠き部４２１の個数の範囲を実験やシミュレーションなどによって特定して、切欠き部４２１の個数を該特定された範囲内から選択した値に設定することも好ましい。
【0075】
ところで、隙間Ｇに冷却媒体を流通させるために必要な圧力は、該隙間Ｇに冷却媒体を流通させるときの圧力損失によって規定される。ポンプ６２の負担を低減してその小型化などを実現するためには、この圧力損失が小さい方が好ましい。ここで、上記の通り、切欠き部４２１が設けられるコイル保持部材４Ａ，４Ｂによって形成される隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）は、幅広部分Ｇｗと幅狭部分Ｇｎとが交互に現れる非ストレート形状である。このような形状の隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）は、上記の通り、放熱面積の増大および熱伝達率の向上という利点が得られるが、その反面で、ストレート形状の隙間Ｇ（９）に比べて圧力損失が大きいというデメリットがあるように見える。ところが、実際は、必ずしもそうとは限らない。
【0076】
図８には、各コイル保持部材４Ａ，４Ｂによって形成される隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）に冷却媒体を流通させるときの圧力損失を、シミュレーションで算出した結果が示されている。ただし、ここでも、比較例に係るコイル保持部材９によって形成される隙間Ｇ（９）に冷却媒体を流通させるときの圧力損失を「１」としたときの比率で、各隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）に冷却媒体を流通させるときの圧力損失が示されている。
【0077】
今回のシミュレーションでは、冷却媒体は油（冷却オイル）であると想定されており、その密度は「980kg/m３」とされている。また、隙間Ｇ（９），Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）に送出される冷却媒体の流速は「0.5m/s」とされている。このような条件においては、各コイル保持部材４Ａ，４Ｂによって形成される隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）の圧力損失は、比較例に係るコイル保持部材９によって形成される隙間Ｇ（９）の圧力損失に比べて、２割程度低いものとなった。その理由は次のように考えられる。
【0078】
まず、隙間Ｇ（９），Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）に冷却媒体を流通させるときには、摩擦に由来する圧力損失（以下「摩擦圧損」という）ΔＰ１が生じる。さらに、切欠き部４２１が設けられるコイル保持部材４Ａ，４Ｂによって形成される非ストレート形状の隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）に冷却媒体を流通させるときには、冷却媒体が幅狭部分Ｇｎと幅広部分Ｇｗとの境界を通過する際に、さらなる圧力損失ΔＰ２が生じる。すなわち、非ストレート形状の隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）では、摩擦圧損ΔＰ１に加えて、形状が非ストレートであることに由来する圧力損失（以下「形状圧損」という）ΔＰ２が生じる。いうまでもなく、切欠き部４２１が設けられないコイル保持部材９によって形成されるストレート形状の隙間Ｇ（９）では、形状圧損ΔＰ２はゼロとなる。
【0079】
摩擦圧損ΔＰ１は、摩擦係数λ、隙間Ｇによって形成される流路の長さＬ、代表長さ（平均流路幅）ｄ、流通される冷却媒体の密度ρ、および、冷却媒体の流速Ｕを用いて、下記（式３）で与えられる。
ΔＰ１＝λ（Ｌ／ｄ）×（１／２）ρＵ２ ・・・（式３）
ただし、摩擦係数λには流速の逆数（１／Ｕ）が含まれており、ΔＰ１は流速Ｕに比例する。
ΔＰ１＝λ（Ｌ／ｄ）×（１／２）ρＵ２ ・・・（式３）
ただし、摩擦係数λには流速の逆数（１／Ｕ）が含まれており、ΔＰ１は流速Ｕに比例する。
【0080】
一方、１個の切欠き部４２１に由来する形状圧損（すなわち、１個の幅広部分Ｇｗを通過する際に生じる形状圧損）ΔＰ２は、損失係数ζ、流通される冷却媒体の密度ρ、および、冷却媒体の流速Ｕを用いて、下記（式４）で与えられる。
ΔＰ２＝ζ×（１／２）ρＵ２ ・・・（式４）
ただし、損失係数ζは最大で「約１」である。
ΔＰ２＝ζ×（１／２）ρＵ２ ・・・（式４）
ただし、損失係数ζは最大で「約１」である。
【0081】
今回の条件においては、上記（式４）から算出される形状圧損ΔＰ２が約0.1kPa程度であったのに対し、上記（式３）から算出される算出される摩擦圧損ΔＰ１はこの形状圧損ΔＰ２の１００倍以上となった。つまり、今回の条件のように、冷却媒体の流速が比較的遅く、冷却媒体の粘度が比較的高い条件の下では、摩擦圧損ΔＰ１が支配的となり、形状圧損ΔＰ２は摩擦圧損ΔＰ１に対して無視できる程度に十分に小さいものとなる。
【0082】
そして、この摩擦圧損ΔＰ１は、上記の（式３）より、流速Ｕに比例する。ここで、切欠き部４２１が設けられるコイル保持部材４Ａ，４Ｂによって形成される隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）には、その途中に幅広部分Ｇｗが存在しており、ここで隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）の断面積（すなわち、冷却媒体の流路断面積）が局所的に広がっている。このため、幅広部分Ｇｗを通過する際に冷却媒体の流速が低下する。その結果、流速に比例する摩擦圧損ΔＰ１が小さくなる。
【0083】
このように、少なくとも、冷却媒体の流速が比較的遅く、冷却媒体をオイル（あるいは、これと同程度の密度、粘度を有するような物質）とする条件の下では、切欠き部４２１に由来する形状圧損ΔＰ２が、摩擦圧損ΔＰ１に対して十分に小さくなり、かつ、幅広部分Ｇｗが形成されることによる摩擦圧損ΔＰ１の低減効果が大きく現れる。このため、各コイル保持部材４Ａ，４Ｂによって形成される隙間Ｇ（４Ａ），Ｇ（４Ｂ）の圧力損失が、比較例に係るコイル保持部材９によって形成される隙間Ｇ（９）の圧力損失に比べて低くなると考えられる。もっとも、冷却媒体の流速や種類などの条件が異なれば、摩擦圧損ΔＰ１と形状圧損ΔＰ２の関係および各値も変わってくるので、切欠き部４２１が設けられた場合に必ず圧力損失が低くなるとは限らない。しかしながら、少なくとも上記に近い条件の下では、切欠き部４２１が設けられることによって圧力損失が増加するというデメリットは生じにくいといえる。
【0084】
図８に示されるように、今回のシミュレーションでは、第２コイル保持部材４Ｂによって形成される隙間Ｇ（Ｂ）の方が、第１コイル保持部材４Ａによって形成される隙間Ｇ（Ａ）よりも、圧力損失の低下幅が大きかった。これは、第２コイル保持部材４Ｂの方が、第１コイル保持部材４Ａに比べて、切欠き部４２１の個数が多く、また、スペーサ部４２の幅方向の寸法Ｌ０（４Ｂ）が小さいため、冷却媒体の流速の低減幅が大きかったためと考えられる。
【0085】
なお、今回のシミュレーションでは、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１と非切欠き部の長さ方向の寸法との比を変えずに、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１を短くした場合に、圧力損失が小さくなるという結果が得られた。ただし、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１と非切欠き部の長さ方向の寸法との比を変えずに、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１をさらに短くしていった場合、該寸法Ｌ１がある下限値を下回ると、形状圧損ΔＰ２の影響が無視できなくなるため、圧力損失が増加に転じると考えられる（図８の仮想線）。
【0086】
このように、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１と非切欠き部の長さ方向の寸法との比を変えずに、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１を小さくしていくと、圧力損失は、最初は低下し途中で増加に転じるという推移をたどると考えられる。したがって、与えられた条件において、圧力損失を所定値以下にできるような長さ方向の寸法Ｌ１の範囲が存在する。そこで、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１を、このような範囲内に規定することも好ましい。具体的には例えば、ポンプ６２の能力などに基づいて、許容される圧力損失の最大値を特定し、さらに、圧力損失をこの最大値以下にできるような寸法Ｌ１の範囲を実験やシミュレーションなどによって特定して、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１を該特定された範囲内から選択した値に設定することも好ましい。
【0087】
＜４．効果＞
上記の実施形態に係る回転電機１００は、ロータ１と、ステータ２と、これらの少なくとも一方に設けられたティース２１ｂに巻回されたコイル導線３１を含んでなるコイル３と、を備え、ティース２１ｂ間に形成されるスロットＳに沿って延在し、コイル導線３１のターン間に挿入されることで、ターン間に隙間Ｇを画定するスペーサ部４２と、該隙間Ｇに冷却媒体を流通させる冷却媒体供給部６と、を備える。そして、スペーサ部４２の延在途中に、該スペーサ部４２の幅方向の寸法が相対的に短くなるように切り欠かれた切欠き部４２１が設けられる、ことを特徴とする。
上記の実施形態に係る回転電機１００は、ロータ１と、ステータ２と、これらの少なくとも一方に設けられたティース２１ｂに巻回されたコイル導線３１を含んでなるコイル３と、を備え、ティース２１ｂ間に形成されるスロットＳに沿って延在し、コイル導線３１のターン間に挿入されることで、ターン間に隙間Ｇを画定するスペーサ部４２と、該隙間Ｇに冷却媒体を流通させる冷却媒体供給部６と、を備える。そして、スペーサ部４２の延在途中に、該スペーサ部４２の幅方向の寸法が相対的に短くなるように切り欠かれた切欠き部４２１が設けられる、ことを特徴とする。
【0088】
この構成によると、コイル導線３１のターン間に隙間Ｇが画定され、ここに冷却媒体が流通されるので、コイル導線３１と冷却媒体との接触面積が十分に確保され、コイル３が効果的に冷却される。また、スペーサ部４２の延在途中に切欠き部４２１が設けられることで、冷却媒体の流路となる隙間Ｇの途中部分に、局所的に幅広な領域Ｇｗが形成される。このような非ストレート形状の流路を通過する際に、冷却媒体の流れに乱れが生じ、冷却媒体が攪拌されることで、熱伝達率が向上する。また、スペーサ部４２に切欠き部４２１が設けられることで、コイル導線３１とスペーサ部４２との接触面積が小さくなり、その分、コイル導線３１と冷却媒体との接触面積（つまりは、放熱面積）が増大する。熱伝達率の向上と放熱面積の増大はいずれも放熱能力の向上につながるため、高い冷却性能が実現される。
【0089】
また、上記の実施形態に係る回転電機１００においては、切欠き部４２１が、スペーサ部４２の延在途中に複数個設けられる、ことを特徴とする。
【0090】
この構成によると、冷却媒体の流路となる隙間Ｇの途中部分に、局所的に幅広な領域Ｇｗが複数個形成される。したがって、冷却媒体の攪拌作用が高まり、熱伝達率（ひいては、放熱能力）が大きく向上する。これにより、特に高い冷却性能が実現される。
【0091】
また、上記の実施形態に係る回転電機１００においては、複数個の切欠き部４２１が、一定のピッチで配置される。
【0092】
この構成によると、場所によって放熱能力の偏りが生じにくくなり、コイル３が均一に冷却される。
【0093】
また、上記の実施形態に係る回転電機１００において、切欠き部４２１の長さ方向の寸法Ｌ１が、隙間Ｇに冷却媒体を流通させるときの圧力損失が所定値以下となるような範囲内に規定されていることが好ましい。
【0094】
この構成によると、隙間Ｇに冷却媒体を流通させるときの圧力損失が所定値以下となるので、冷却媒体を流通させるための機構（例えば、ポンプ６２など）の負荷を小さくすることができる。
【0095】
＜５．第１変形例＞
スペーサ部４２に設けられる切欠き部４２１の形状は、上記の実施形態で例示したものに限られるものではない。すなわち、上記の実施形態において、切欠き部４２１は、角部分が直角形状とされており、平面視にて矩形状であってが、切欠き部４２１の形状はこれに限られるものではない。
スペーサ部４２に設けられる切欠き部４２１の形状は、上記の実施形態で例示したものに限られるものではない。すなわち、上記の実施形態において、切欠き部４２１は、角部分が直角形状とされており、平面視にて矩形状であってが、切欠き部４２１の形状はこれに限られるものではない。
【0096】
例えば、図９（ｂ）に示される切欠き部４２１のように、各角部分１２１１ｕ，１２１１ｄがアール形状であってもよい。また例えば、図９（ｃ）に示される切欠き部４２１のように、各角部分１２１１ｕ，１２１１ｄがテーパ形状（Ｃ面取り）であってもよい。また例えば、図９（ｄ）に示される切欠き部４２１のように、冷却媒体の流れに対して上流側の角部分（上流側角部分）１２１１ｕがアール形状とされ、冷却媒体の流れに対して下流側の角部分（下流側角部分）１２１１ｄがテーパ形状とされてもよい。また例えば、図９（ｅ）に示される切欠き部４２１のように、上流側角部分１２１１ｕがアール形状とされ、下流側角部分１２１１ｄが直角形状とされてもよい。また例えば、図９（ｆ）に示される切欠き部４２１のように、上流側角部分１２１１ｕがテーパ形状とされ、下流側角部分１２１１ｄが直角形状とされてもよい。
【0097】
切欠き部４２１の角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの形状は、澱みＱの発生のしやすさに影響を与える。すなわち、切欠き部４２１の角部分１２１１ｕ，１２１１ｄが例えば直角形状である場合（図９（ａ））、幅広部分Ｇｗと幅狭部分Ｇｎとの境界において、流路幅が急激に変化する。すると、条件によっては、幅狭部分Ｇｎから幅広部分Ｇｗに流入するポイントで、冷却媒体の流れが、真っ直ぐに進むものと、幅広部分Ｇｗに滞留するものとに剥離する可能性がある。同様に、幅広部分Ｇｗから幅狭部分Ｇｎに流入するポイントで、冷却媒体の流れが、幅広部分Ｇｗに滞留するものと、真っ直ぐに進むものとに剥離する可能性もある。これらの流れの剥離が生じると、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの近傍に、冷却媒体の流れの澱みＱが生じる。このような澱みＱでは冷却媒体の流路がゼロに近くなってしまうため、熱伝達率が低下し、有効な放熱面積も減少する。したがって、放熱能力の低下を招く虞がある。
【0098】
この点、図９（ｂ）～図９（ｆ）に示される切欠き部４２１のように、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの少なくとも一方が、アール形状あるいはテーパ形状とされる場合、流路幅の変化が緩やかとなるので、該角部分１２１１ｕ，１２１１ｄにおいて流れの剥離が生じにくく、該角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの近傍に冷却媒体の澱みＱが生じにくい。したがって、澱みＱが生じることに由来する放熱能力の低下が抑制される。
【0099】
澱みＱの発生を抑制する効果は、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄがアール形状とされたときに最も高く、次にテーパ形状が高く、直角形状は最も低い。したがって、澱みＱの発生を抑制するという観点からすると、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの形状として、アール形状が最も好ましく、その次にテーパ形状が好ましく、その次に直角形状が好ましい。
【0100】
流れの剥離は、下流側角部分１２１１ｄよりも上流側角部分１２１１ｕにおいて生じやすく、上流側角部分１２１１ｕの近傍には特に澱みＱが発生しやすい。したがって、少なくとも上流側角部分１２１１ｕが、アール形状あるいはテーパ形状とされることも好ましい。
【0101】
また、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの形状は、冷却媒体を攪拌する能力にも影響を与える。すなわち、隙間Ｇを流れる冷却媒体は、切欠き部４２１の角部分１２１１ｕ，１２１１ｄを通過する際に流れを大きく乱されて攪拌されるところ、冷却媒体を攪拌する作用は、直角形状が最も高く、次にテーパ形状が高く、アール形状は最も低い。上記の通り、冷却媒体が大きく攪拌されるほど、熱伝達率が上昇し、放熱能力が向上する。したがって、冷却媒体を攪拌するという観点からすると、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの形状として、直角形状が最も好ましく、その次にテーパ形状が好ましく、その次にアール形状が好ましい。
【0102】
特に、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの形状がテーパ形状とされることで、該角部分の近傍に冷却媒体の澱みＱが生じることを抑制しつつ、該角部分１２１１ｕ，１２１１ｄでの冷却媒体の攪拌効果も確保することができる。したがって、澱みＱに由来する熱伝達率の低下を抑制しつつ、冷却媒体を攪拌することによる熱伝達率の向上を図ることが可能となり、バランス良く放熱能力を高めることができる。
【0103】
冷却媒体は、下流側角部分１２１１ｄを通過する際に、特に攪拌されやすい。したがって、冷却媒体を効果的に攪拌するためには、少なくとも下流側角部分１２１１ｄが、直角形状あるいはテーパ形状とされることが好ましい。
【0104】
さらに、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの形状は、泡の発生のしやすさ、圧力損失、などにも影響を与える。例えば、テーパ形状およびアール形状の角部分１２１１ｄ，１２１１ｄは、直角形状の角部分１２１１ｕ，１２１１ｄに比べて、泡が発生しにくく、圧力損失も低い。したがって、泡の発生を抑制するため、あるいは、圧力損失を低減するためには、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄが、アール形状あるいはテーパ形状とされることが好ましい。
【0105】
いうまでもなく、角部分１２１１ｕ，１２１１ｄの形状は、直角形状、アール形状、テーパ形状、以外のものであってもよい。また、上流側角部分１２１１ｕと下流側角部分１２１１ｄの形状は異なるものであってもよく、形状の組み合わせも自由である。
【0106】
＜６．第２変形例＞
上記の実施形態において、スペーサ部４２は、基体部４１に設けられ、これら各部４１，４２を含んでコイル保持部材４が構成されていたが、スペーサ部４２を設ける態様はこれに限らない。例えば、図１０に示されるように、仕切り壁５２にスペーサ部５２１を設けてもよい。この場合のスペーサ部５２１の構成は、基体部４１に設けられるスペーサ部４２と同様のものとすることができる。
上記の実施形態において、スペーサ部４２は、基体部４１に設けられ、これら各部４１，４２を含んでコイル保持部材４が構成されていたが、スペーサ部４２を設ける態様はこれに限らない。例えば、図１０に示されるように、仕切り壁５２にスペーサ部５２１を設けてもよい。この場合のスペーサ部５２１の構成は、基体部４１に設けられるスペーサ部４２と同様のものとすることができる。
【0107】
仕切り壁５２にスペーサ部５２１を設ける場合には、コイル保持部材４を省略してもよい。ただし、図１０に示されるように、コイル保持部材４にスペーサ部４２を設けるとともに、仕切り壁５２にスペーサ部５２１を設ける構成とすれば、コイル導線３１が幅方向の両端部において、スペーサ部４２，５２１に保持されることとなるため、コイル導線３１が幅方向の一端部においてのみ保持される場合と比べて、コイル導線３１の姿勢が平坦に維持される。これによって、放熱性能が安定的に維持されるとともに、隙間Ｇによって形成される流路の圧力損失が高まりにくい。
【0108】
また、コイル保持部材４にスペーサ部４２を設けるとともに、仕切り壁５２にスペーサ部５２１を設けることで、隙間Ｇによって形成される流路の形状を様々にアレンジすることができる。例えば、各スペーサ部４２，５２１に設ける切欠き部の配置を同位相とすることで（すなわち、対向する位置に切欠き部を設けることで）、隙間Ｇによって形成される流路における幅広部分Ｇｗと幅狭部分Ｇｎとの差を大きくすることができる。また、各スペーサ部４２，５２１に設ける切欠き部の配置を半位相ずらすことで、隙間Ｇによって形成される流路を蛇行形状とすることができる。
【0109】
＜７．第３変形例＞
スペーサ部４２に設けられる切欠き部４２１の個数、配置、形状、寸法Ｌ１，Ｌ２、などは、上記の実施形態で例示したものに限らない。
スペーサ部４２に設けられる切欠き部４２１の個数、配置、形状、寸法Ｌ１，Ｌ２、などは、上記の実施形態で例示したものに限らない。
【0110】
例えば、スペーサ部４２の延在途中に設けられる切欠き部４２１の個数は、１個であってもよい。切欠き部４２１を１個設ける場合は、スペーサ部４２の延在方向の中央近傍に設けることも好ましい。また、スペーサ部４２の延在途中だけでなく、スペーサ部４２の延在方向の端部にも切欠き部を設けてもよい。
【0111】
また例えば、切欠き部４２１は必ずしも一定のピッチで配置する必要はなく、例えば、スペーサ部４２の延在方向の中央側にいくにつれて、ピッチが狭くなるものとしてもよい。
【0112】
また例えば、切欠き部４２１の幅方向の寸法Ｌ２は、スペーサ部４２の幅方向の寸法よりも小さいものであってもよい。
【0113】
＜８．第４変形例＞
基体部４１に設けられるスペーサ部４２の個数、配置、形状、長さ方向の寸法、幅方向の寸法Ｌ０、などは、上記の実施形態で例示したものに限らない。
基体部４１に設けられるスペーサ部４２の個数、配置、形状、長さ方向の寸法、幅方向の寸法Ｌ０、などは、上記の実施形態で例示したものに限らない。
【0114】
例えば、上記の実施形態においては、各長尺部分４１ａに、コイル導線３１のターン数に１を加えた個数のスペーサ部４２が設けられており、コイル導線３１の全てのターンの両側にスペーサ部４２が配置されるものとしたが、スペーサ部４２の個数はターン数以下であってもよい。例えば、スペーサ部４２の個数をターン数よりも少なくして、複数のターンからなるターン束の間にスペーサ部４２が挿入されて、ターン束の間に隙間Ｇが画定されるものとしてもよい。
【0115】
また例えば、上記の実施形態において、各長尺部分４１ａに設けられる複数のスペーサ部４２は一定のピッチで配置されていたが、スペーサ部４２間のピッチは一定でなくともよい。
【0116】
また例えば、上記の実施形態においては、スペーサ部４２の長尺方向の寸法は、長尺部分４１ａの寸法と略同じものとされていたが、スペーサ部４２の長尺方向の寸法は、長尺部分４１ａの寸法よりも短いものであってよい。すなわち、スペーサ部４２は、必ずしも、長尺部分４１ａの一端から他端に亘って延在しなくてもよい。
【0117】
また、スペーサ部４２は、一体的に形成された単一の部品から形成されてもよいし、分割された複数の部品が組み合わされることによって形成されてもよい。後者の場合において、複数の部品が分離して配置されることでスペーサ部４２を形成してもよいし、複数の部品が接続されることでスペーサ部４２を形成してもよい。
【0118】
また、スペーサ部４２の厚みも、適宜に規定することができる。ただし、スペーサ部４２の厚みが小さいほど（すなわち、薄いほど）、コイル導線３１のターン間に画定される隙間Ｇの厚み（すなわち、冷却媒体の流路の厚み）が小さくなる。流路の厚みが小さくなるにつれて、ここを流れる冷却媒体の温度境界層が薄くなり、流路を流れる冷却媒体における相対的に低温な層部分の厚みが薄くなる。そして、温度境界層が薄いほど、コイル導線３１の表面と、その近傍にある冷却媒体との温度差が大きくなり、熱伝達率が向上する。すなわち、スペーサ部４２の厚みが小さいほど、熱伝達率が向上する。したがって、スペーサ部４２の厚みは、スペーサ部４２の機能（すなわち、隣り合う段のスペーサ部４２間にコイル導線３１を保持する機能、および、ターン間に隙間Ｇを画定する機能）が損なわれない限りにおいて、できるだけ小さい方が好ましい。一例として、スペーサ部４２の厚みは、例えば、コイル導線３１の厚みの１／２～１／１０程度とすることができる。
【0119】
＜９．他の変形例＞
上記の各実施形態において、ロータ１、ステータ２、および、コイル３などの構成は、上記に例示したものに限られるものではない。例えば、ロータ１、または（および）、ステータ２は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層された構造を有してもよい。また例えば、ロータがステータの外側に配置されたアウターロータ型で構成されてもよい。また例えば、ティースが、ロータの側に形成されたものであってもよい。
上記の各実施形態において、ロータ１、ステータ２、および、コイル３などの構成は、上記に例示したものに限られるものではない。例えば、ロータ１、または（および）、ステータ２は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層された構造を有してもよい。また例えば、ロータがステータの外側に配置されたアウターロータ型で構成されてもよい。また例えば、ティースが、ロータの側に形成されたものであってもよい。
【0120】
上記の各実施形態においては、本発明が、回転電機１００は、航空機の推進用ファンモータとして用いられる回転電機１００に適用された場合を例示したが、本発明は、これ以外の各種の回転電機に適用することができることはいうまでもない。
【0121】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【0122】
１ ロータ
２ ステータ
３ コイル
３１ コイル導線
４ コイル保持部材
４１ 基体部
４２ スペーサ部
４２１ 切欠き部
５ 空間形成部材
５１ 隔壁
５２ 仕切り壁
５３ａ，５３ｂ 蓋部
５０ コイル収容空間
６ 冷却媒体供給部
６１ 循環流路
６２ ポンプ
６３ 冷却器
１００ 回転電機
２ ステータ
３ コイル
３１ コイル導線
４ コイル保持部材
４１ 基体部
４２ スペーサ部
４２１ 切欠き部
５ 空間形成部材
５１ 隔壁
５２ 仕切り壁
５３ａ，５３ｂ 蓋部
５０ コイル収容空間
６ 冷却媒体供給部
６１ 循環流路
６２ ポンプ
６３ 冷却器
１００ 回転電機
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】