特開 2024-154110 回転電機

(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】P2024154110

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/34 20060101AFI20241023BHJP

【ＦＩ】

H02K3/34 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067752

(22)【出願日】2023-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100154380

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 隆一

(74)【代理人】

【識別番号】100081972

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 豊

(72)【発明者】

【氏名】林 勝美

(72)【発明者】

【氏名】井上 雅志

(72)【発明者】

【氏名】中川 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】戸高 弘貴

(72)【発明者】

【氏名】堺谷 洋

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 麟太郎

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604AA03

5H604BB14

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC13

5H604DB01

5H604DB15

5H604DB16

5H604DB26

5H604PB03

5H604QC01

(57)【要約】

【課題】ステータコイルに対する冷却効率の向上を図ることができる回転電機の提供。
【解決手段】ステータコア径方向に並置された複数のステータコイルを内包する絶縁部材２３には、スロット２２に導入された冷却媒体を絶縁部材２３の内包空間に導く開口が形成されている。ステータコイル２１ａは、スロット２２の一方の側壁の方向に凸に屈曲した第１屈曲部と、スロット２２の他方の側壁の方向に凸に屈曲した第２屈曲部とがスロット延在方向に沿って交互に設けられている。ステータコア径方向に互いに隣接するステータコイル（例えば、ステータコイル２１ａとステータコイル２１ｂ）における絶縁部材２３との間の隙間Ｓ１，Ｓ２の一部が、領域Ｓ１２においてステータコア径方向に重なり合っている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータおよびステータを備える回転電機であって、
前記ステータは、
複数のスロットが形成された環状のステータコアと、
前記スロットに配設され、ステータコア径方向に並置された複数のステータコイルと、
前記スロットに配設され、複数の前記ステータコイルを内包する絶縁部材と、
を備え、
前記ステータコアには、複数の前記スロットのそれぞれに冷却媒体を導入する流路が形成され、
前記絶縁部材には、前記スロットに導入された前記冷却媒体を前記ステータコイルが内包された空間に導く開口が形成され、
前記ステータコイルは、前記スロットの一方の側壁の方向に凸に屈曲した第１屈曲部と、前記スロットの他方の側壁の方向に凸に屈曲した第２屈曲部とが、スロット延在方向に沿って交互に設けられ、
互いに隣接する前記ステータコイルと前記絶縁部材との隙間領域の一部が、ステータコア径方向に重なり合っていることを特徴とする、回転電機。

【請求項2】

請求項１に記載の回転電機において、
前記第１屈曲部および前記第２屈曲部は、前記ステータコイルの弾性力により前記絶縁部材を前記スロットの側壁に押圧することを特徴とする、回転電機。

【請求項3】

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、スロット延在方向に直線的に延びる直線部が前記開口に対向する領域に形成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】

従来、ステータコイルのコイルエンドを冷却する構成として、コイルエンドの上方から冷却媒体を供給する冷却管を備える回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－３４８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した回転電機では、コイルエンドに冷却媒体を供給して冷却する構成であるため、スロット内に収納されたコイル部分を含めたステータコイルに対する冷却が、不十分となる問題点がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様による回転電機は、ロータおよびステータを備える回転電機であって、前記ステータは、複数のスロットが形成された環状のステータコアと、前記スロットに配設され、ステータコア径方向に並置された複数のステータコイルと、前記スロットに配設され、複数の前記ステータコイルを内包する絶縁部材と、を備え、前記ステータコアには、複数の前記スロットのそれぞれに冷却媒体を導入する流路が形成され、前記絶縁部材には、前記スロットに導入された前記冷却媒体を前記ステータコイルが内包された空間に導く開口が形成され、前記ステータコイルは、前記スロットの一方の側壁の方向に凸に屈曲した第１屈曲部と、前記スロットの他方の側壁の方向に凸に屈曲した第２屈曲部とが、スロット延在方向に沿って交互に設けられ、互いに隣接する前記ステータコイルと前記絶縁部材との隙間領域の一部が、ステータコア径方向に重なり合っていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、ステータコイルに対する冷却効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態の回転電機の概略構成を示す図である。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】図３は、ステータコアを説明する図である。

【図4】図４は、絶縁部材の展開図である。

【図5】図５は、図２のＢ－Ｂ断面図である。

【図6】図６は、ステータコイルの形状を説明する図である。

【図7】図７は、図５のＤ１－Ｄ１断面図である。

【図8】図８は、図５のＤ２－Ｄ２断面図である。

【図9】図９は、冷却媒体の流れを示す模式図である。

【図10】図１０は、変形例１を示す図である。

【図11】図１１は、変形例２を示す図である。

【図12】図１２は、変形例２におけるＤ２－Ｄ２断面図である。

【図13】図１３は、第２の実施形態における回転電機１Ａを示す図である。

【図14】図１４は、第２の実施形態におけるステータコアの構成を説明する図である。

【図15】図１５は、図１３のＡ－Ａ断面図である。

【図16】図１６は、第２の実施形態における絶縁部材２３を示す図である。

【図17】図１７は、図１５のＢ－Ｂ断面図である。

【図18】図１８は、図１７のＤ３－Ｄ３断面図である。

【図19】図１９は、図１７のＤ４－Ｄ４断面図である。

【図20】図２０は、冷却媒体の流れを示す模式図である。

【図21】図２１は、絶縁部材の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。また、以下の説明では、同一または類似の要素および処理には同一の符号を付し、重複説明を省略する場合がある。なお、以下に記載する内容はあくまでも本発明の実施の形態の一例を示すものであって、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、他の種々の形態でも実施をすることが可能である。

【0009】

図１～９は、本発明の第１の実施形態の回転電機１を説明する図である。図１は、回転電機１のステータ２およびロータ３を、ロータ３の軸方向に沿ってｚ座標軸の正方向から見た図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。回転電機１は、ケース４と、ケース４内に配置された環状のステータ２と、ステータ２の内周側に配置されたロータ３とを備える。ステータ２は、ステータコア２０（２０ａ，２０ｂ）、ステータコイル２１を備える。

【0010】

ステータコア２０の内周側に形成されている複数のスロット２２は、オープンスロットであり、スロット２２のスロット開口は楔４０により閉じられている。各スロット２２には、ステータコイル２１のコイル辺を構成する４本のコイル導体が収納されている。スロット２２とステータコイル２１との間には、絶縁部材２３が配設されている。ステータコイル２１には、断面形状が矩形である角線のコイル導体が用いられている。コイル導体は、２つの対向する側面がスロット２２の側壁と対向するように配置されている。なお、ステータコイル２１に用いられるコイル導体は角線に限られず、丸線を用いても良い。

【0011】

ステータコイル２１の４本のコイル導体は、スロット開口側を除く三方を覆う絶縁部材２３と、スロット開口側を覆う楔４０とにより内包されている。楔４０の材料には絶縁材が用いられ、非磁性材料または磁性材料（例えば、磁性材含有樹脂、磁性を有する圧粉樹脂等）のいずれを選択しても良い。絶縁部材２３には、例えば、絶縁紙や合成樹脂シートなどが用いられる。

【0012】

図２に示すように、ステータコア２０ａはステータコア２０ｂを挟むように一対設けられている。ステータコア２０ａのスロット形状とステータコア２０ｂのスロット形状とは同一形状である。ステータコア２０ａ，２０ｂは、例えば、電磁鋼板を積層して形成される。また、冷却媒体導入用のステータコア２０ｂについては、圧粉鉄心としたり、樹脂成型で構成したりしても良い。図２に示すように、スロット２２内にはステータコイル２１を構成する４本のコイル導体２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが配置されているが、以下では、コイル導体２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄについてもステータコイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと呼ぶことにする。

【0013】

図３は、ステータコア２０ｂを示す図である。ステータコア２０ｂは、外径がステータコア２０ａよりも小さい。また、ステータコア２０ｂには、各スロット２２のスロット底面２２０とコアバック２００の外周面２０１との間を貫通する流路２４ｂが形成されている。

【0014】

図２に示すように、ケース４には、冷却媒体をケース内に導入する貫通孔４３が形成された冷媒導入部４２が設けられている。貫通孔４３は、ステータコア２０ｂの外周面２０１と対向する位置に設けられている。ステータコア２０ｂの外周面２０１とケース４の内周面とで挟まれた円環状の空間は、冷却媒体の流路２４ａを形成する。流路２４ａは、ケース４の貫通孔４３およびステータコア２０ｂの流路２４ｂと連通している。

【0015】

上述したように、ステータコア２０ｂの流路２４ｂは、流路２４ａと連通している。流路２４ｂは、スロット底面２２０に開口２４０を有する。スロット２２内のステータコイル２１を内包する絶縁部材２３には、開口２４０と対向する位置に開口２３０が形成されている。

【0016】

図４は、シート状の絶縁部材２３を展開したときの内表面側を示す図である。図４において、矢印で示す図示左右方向がステータコイル２１ａ～２１ｄの延在方向である。破線Ｌ２，Ｌ３は、絶縁部材２３をスロット２２内に配置する際の折り曲げ箇所を示している。開口２３０が形成されている破線Ｌ２と破線Ｌ３との間の領域が、スロット２２のスロット底面２２０に対向する領域である。開口２３０は、図示左右方向の中央の領域Ｒ１に設けられている。

【0017】

図５は図２のＢ－Ｂ断面図である。図１に示したように、ステータコイル２１ａ～２１ｄは、角線導体の対向する２つの側面（図５では図示上下方向の側面）がスロット２２の側壁に対向するように配置されている。なお、紙面の手前側に存在する絶縁部材２３の開口２３０については、想像線（二点鎖線）で示した。

【0018】

ステータコイル２１ａ～２１ｄの内でスロット２２内に納められる部分は、蛇行するようにスロット幅方向に屈曲している。図５では、ステータコイル２１ａ，２１ｂのスロット底面２２０に対向する側面が見えている。判別しやすいように、ステータコイル２１ａは実線で示し、ステータコイル２１ｂは破線で示した。ステータコイル２１ａ～２１ｄの屈曲形状は、ほぼ同一である。また、ステータコイル２１ａ，２１ｃとステータコイル２１ｂ，２１ｄとの間では、図示左右方向（スロット延在方向）に位相がずれている。屈曲の周期に関して、ほぼ半周期（1/2ピッチ）だけ位置ずれしている。図５では、ステータコイル２１ｃ，２１ｄは、ステータコイル２１ａ，２１ｂの陰に隠れて見えていない。

【0019】

図５に示すように、ステータコイル２１ａが図示上下（スロット幅方向）に屈曲しているので、ステータコイル２１ａと絶縁部材２３との間には平面視で略三角形の隙間Ｓ１が形成される。同様に、破線で示すステータコイル２１ｂと絶縁部材２３との間には、平面視で略三角形の隙間Ｓ２が形成される。そして、ステータコイル２１ａとステータコイル２１ｂとでは、形状がコイル延在方向に位置ずれしているので、ステータコア径方向に段違いで隣接する隙間Ｓ１と隙間Ｓ２とが、領域Ｓ１２においてコイル積層方向（すなわち、ステータコア径方向）に重なっている。すなわち、ｚ方向に交互に並んだ複数の隙間Ｓ１，Ｓ２は、互いに連通していることがわかる。

【0020】

また、ステータコイル２１ｃ，２１ｄの位置関係は、図５に示すステータコイル２１ａ，２１ｂと同様であって、スロット延在方向（ｚ方向）における隙間Ｓ３，Ｓ４（図７参照）の位置関係は、隙間Ｓ１，Ｓ２の位置関係と同一である。同様に、段違いで隣接する隙間Ｓ３と隙間Ｓ４とが重なっている領域Ｓ３４についても、スロット延在方向において領域Ｓ１２と同一位置に形成されている。そして、スロット延在方向に交互に並んだ複数の隙間Ｓ３，Ｓ４は、領域Ｓ３４を介して互いに連通している。さらに、領域Ｓ１２と領域Ｓ３４とはコイル積層方向に重なっているので、絶縁部材２３と各ステータコイル２１ａ～２１ｄとの間に形成される隙間Ｓ１～Ｓ４は、領域Ｓ１２，Ｓ３４を介して互いに連通している。

【0021】

図６は、ステータコイル２１（２１ａ～２１ｄ）の形状を説明する図である。ステータコイル２１は、スロット２２の一方の側壁２２１ａ方向に凸に屈曲する屈曲部２１１と、他方の側壁２２１ｂ方向に凸に屈曲する屈曲部２１２とが、ステータコイル２１の延在方向に沿って交互に形成されている。屈曲部２１１においては側壁２２１ｂの側に隙間が形成され、屈曲部２１２においては側壁２２１ａの側に隙間が形成される。また、ステータコイル２１のスロット幅方向の寸法Ｗ１は、スロット２２の幅Ｗ２よりも若干大きく設定されている。

【0022】

ステータコイル２１を、スロット２２内に配設された絶縁部材２３の内側に配置する場合、ステータコイル２１ａ～２１ｄを幅方向の寸法がスロット幅Ｗ２よりも小さくなるように弾性変形させ、変形させた状態で絶縁部材２３の内側に配置する。なお、絶縁部材２３は、接着剤等によりスロット２２の内壁に接着しても良いし、接着しなくても良い。絶縁部材２３の内側に配置されたステータコイル２１ａ～２１ｄは、弾性変形状態から元の状態に戻ろうとするため、屈曲部２１１，２１２の側面が絶縁部材２３を介してスロット２２の側壁２２１ａ，２１１ｂに押圧される。その押圧力の反力（スロット側壁からの力）により、ステータコイル２１がスロット２２内に固定される。すなわち、ステータコイル２１は、ステータコイル２１自身の弾性力によってスロット２２内に固定される。

【0023】

図７は、図５のＤ１－Ｄ１断面図である。スロット２２内には、絶縁部材２３と楔４０により内包されたステータコイル２１ａ～２１ｄが配置されている。絶縁部材２３内においてステータコイル２１ａ，２１ｃは図示左側へ偏っており、ステータコイル２１ａ，２１ｃの図示右側には隙間Ｓ１，Ｓ３が形成されている。一方、ステータコイル２１ｂ，２１ｄは図示右側へ偏っており、ステータコイル２１ｂ，２１ｄの図示左側には隙間Ｓ２，Ｓ４が形成されている。なお、上下に重ねられたステータコイル２１ａ～２１ｄ同士は、コイル導体自体の微妙な反りやうねりなどがあるため、符号Ｃで示すように微小な隙間が生じやすい。

【0024】

図８は、図５のＤ２－Ｄ２断面図である。Ｄ２－Ｄ２断面図は、図２に示す流路２４ｂが設けられている部分の断面図である。上述したように、スロット２２のスロット底面２２０には、流路２４ｂの開口２４０が形成されている。絶縁部材２３には、開口２４０に対向する位置に開口２３０が形成されている。図５，８に示すように、Ｄ２－Ｄ２断面位置においては、各ステータコイル２１ａ～２１ｄと絶縁部材２３との隙間は、コイルの左右においてほぼ同程度となっている。

【0025】

（冷却媒体経路の説明）
次いで、冷却媒体が流れる経路について説明する。図９は、ステータコイル２１ａ～２１ｄの隙間Ｓ１～Ｓ４を流れる冷却媒体の流れを、模式的に示した図である。実線矢印は冷却媒体の流れを示す。図２に示すように、冷却媒体は、ケース４の貫通孔４３を介して外部から流路２４ａに供給される。冷却媒体としては、例えば、冷却油が用いられる。流路２４ａに供給された冷却媒体は、円環状の流路２４ａ内を周方向に流れて、図８の矢印Ｅ１で示すように各流路２４ｂに流入する。

【0026】

流路２４ｂに流入した冷却媒体は、開口２３０から絶縁部材２３の内包空間に流入する。絶縁部材２３の内包空間に流入した冷却媒体は、図９の矢印Ｅ２で示すように、領域Ｓ１２，Ｓ３４を通ってステータコイル２１ａ～２１ｄの隙間Ｓ１～Ｓ４に流れ込む。隙間Ｓ１～Ｓ４に流入した冷却媒体は、矢印で示すように、隙間Ｓ１～Ｓ４内をステータコイル２１ａ～２１ｄの中央領域から両端方向へと流れる。ステータコイル２１ａ～２１ｄの両端方向へと流れた冷却媒体は、絶縁部材２３の両端から、すなわちステータコア２０の両端からステータコイル２１のコイルエンドに排出される。

【0027】

上述したように、第１の実施形態では、スロット２２に導入された冷却媒体をステータコイル２１ａ～２１ｄが絶縁部材２３により内包された空間に導く開口２３０が、絶縁部材２３に形成されている。そして、図６に示すように、ステータコイル２１ａ～２１ｄは、一方のスロット側壁２２１ａの方向に凸に屈曲した第１の屈曲部２１１と、他方のスロット側壁２２１ｂの方向に凸に屈曲した第２の屈曲部２１２とがスロット延在方向に沿って交互に設けられている。図５に示すように、ステータコア径方向に互いに隣接するステータコイル（例えば、ステータコイル２１ａとステータコイル２１ｂ）における絶縁部材２３との間の隙間Ｓ１，Ｓ２の一部が、領域Ｓ１２においてステータコア径方向に重なり合っている。

【0028】

その結果、流路２４ｂによりスロット２２に導入された冷却媒体は、開口２３０から絶縁部材２３の内包空間へ導かれ、隙間Ｓ１～Ｓ４内を流れる。その結果、ステータコイル２１ａ～２１ｄを冷却媒体で直接的に冷却することができ、冷却媒体によるステータコイル２１の冷却を効率的に行うことが可能となる。スロット２２内のステータコイル２１ａ～２１ｄの全域を冷却媒体で冷却できるだけでなく、冷却媒体がステータコア２０の両端からステータコイル２１のコイルエンドに排出されるので、冷却媒体によりコイルエンドも冷却される。さらに、冷却媒体がコイルエンドへと排出されるので、冷却媒体がステータ２とロータ３とのエアギャップに侵入するのを防止することができる。

【0029】

また、ステータコイル２１ａ～２１ｄは、ステータコイル２１ａ～２１ｄ自身の弾性力によってスロット２２内に固定される。そのため、ステータコイル２１ａ～２１ｄを固定するために、絶縁部材２３に接着剤等で接着したりワニスを充填したりする必要がない。

【0030】

（変形例１）
図１０は、上述した第１の実施形態の変形例１を示す図である。上述した第１の実施形態では、ステータコイル２１は、スロット２２においては全体が蛇行していたが、変形例１では蛇行した領域の一部に、スロット延在方向に直線的に延びる直線部を有している。実線で示すステータコイル２１ａでは直線部２１３を有しており、破線で示すステータコイル２１ｂでは直線部２１４を有している。そして、直線部２１３，２１４が開口２３０と対向する位置となるように、ステータコイル２１ａ，２１ｂをスロット２２内に配置する。なお、図示は省略するが、ステータコイル２１ｃ，２１ｄについても同様である。

【0031】

変形例１では、このような直線形状の部分を開口２３０と対向する領域に設けたことにより、開口２３０からコイル導体が内包される空間への冷却媒体の流入を、効果的に行わせることができる。

【0032】

（変形例２）
図１１，１２は、上述した第１の実施形態の変形例２を示す図である。図１１は、変形例２における絶縁部材２３を示す図である。変形例の絶縁部材２３では、開口２３０の代わりに開口２３１が形成されている。開口２３１は、スロット底面が対向する破線Ｌ２，Ｌ３間の領域から、スロット側壁が対向する領域（破線Ｌ２，Ｌ３よりも図示上下の領域）に延在するように形成されている。

【0033】

図１２は、図１１の絶縁部材２３を用いた場合のＤ２－Ｄ２断面図である。変形例２では、スロット壁面において、開口２３１が対向する領域に窪み２２２が形成されている。このように、変形例２では、冷却媒体を導入するための開口２３１の面積をより拡大している。加えて、開口面積の拡大に合わせて、開口２３１が対向する冷媒導入領域の容積を拡大しているので、開口２３１から内包空間へ冷却媒体がより流入しやすくなる。

【0034】

（第２の実施形態）
図１３～２１は、回転電機の第２の実施形態を説明する図である。上述した第１の実施形態では、ステータコア２０の軸方向中央から冷却冷媒を供給し、ステータコア２０の端面から排出するような構成とした。第２の実施形態の回転電機では、後述するように、スロット２２の一方の端部領域に冷却媒体を供給し、他方の端部領域から冷却媒体を排出するようにした。また、第１の実施形態では、スロット２２に楔４０を固定する形式としたが、第２の実施形態では、スロット底面２２０と対向する内周側が若干開いた半閉型スロットの場合を例に説明する。

【0035】

図１３は、第２の実施形態における回転電機１Ａの正面図（ｚ方向プラス側から見た図）である。スロット２２は半閉型のスロットである。シート状の絶縁部材２３Ａにより内包されたステータコイル２１は、スロット２２に対してステータコア２０Ａの端面側からｚ軸方向に挿入される。ステータコア２０Ａは、後述するように５つのステータコアで構成されている。

【0036】

図１４は、ステータコア２０Ａの構成を示す図であり、回転電機１Ａを側方から見た図である。なお、図１４ではケース４Ａのみを断面図とした。ステータコア２０Ａは、ステータコア２０ａ１、２つのステータコア２０ａ２、２つのステータコア２０ｂ１を備えている。ステータコア２０ａ１，２０ａ２は、第１の実施形態のステータコア２０ａにおいて、スロット２２を半閉型としたものである。同様に、ステータコア２０ｂ１は、第１の実施形態のステータコア２０ｂにおいて、スロット２２を半閉型としたものである。

【0037】

ケース４Ａは、図示右側のステータコア２０ｂ１が配置されている軸方向位置に冷媒導入部４２ａを備える。また、ケース４Ａは、図示左側のステータコア２０ｂ１が配置されている軸方向位置に冷媒排出部４２ｂを備える。冷媒導入部４２ａおよび冷媒排出部４２ｂには、貫通孔４３ａ，４３ｂが形成されている。

【0038】

ケース４Ａの内周面と右側のステータコア２０ｂ１の外周面２０１との間には、円環状の流路２４ａ１が形成されている。同様に、ケース４Ａの内周面と左側のステータコア２０ｂ１の外周面２０１との間には、円環状の流路２４ａ２が形成されている。流路２４ａ１は、冷媒導入部４２ａの貫通孔４３ａおよび右側のステータコア２０ｂ１の流路２４ｂと連通している。流路２４ａ２は、冷媒排出部４２ｂの貫通孔４３ｂおよび左側のステータコア２０ｂ１の流路２４ｂと連通している。

【0039】

図１５は、図１３の回転電機１ＡのＡ－Ａ断面図である。第１の実施形態の場合と同様に、スロット２２内には絶縁部材２３Ａにより内包された４本のステータコイル２１ａ～２１ｄは収納されている。ステータコイル２１ａ～２１ｄは第１の実施形態と同様のものであって、それぞれ第１および第２屈曲部２１１，２１２が形成され、蛇行するようにスロット側壁方向に屈曲している。

【0040】

図１６は、シート状の絶縁部材２３Ａを展開したときの内表面側を示す図である。破線Ｌ１～Ｌ６は、絶縁部材２３Ａでステータコイル２１ａ～２１ｄを包む際の折り曲げ箇所を示している。開口２３０ａ，２３０ｂが形成されている破線Ｌ２と破線Ｌ３との間の領域が、スロット２２のスロット底面２２０に対向する領域である。軸方向右側の領域Ｒ３に形成されている開口２３０ａは、図１５の右側のステータコア２０ｂ１の流路２４ｂと対向する位置に設けられている。軸方向左側の領域Ｒ４に形成されている開口２３０ｂは、図１５の左側のステータコア２０ｂ１の流路２４ｂと対向する位置に設けられている。

【0041】

また、絶縁部材２３Ａの軸方向両端の領域Ｒ２には、接着層３０が設けられている。なお、図示は省略するが、絶縁部材２３Ａの外表面側には、開口２３０ａ，２３０ｂを除く全ての領域に発泡層３１が設けられている。例えば、接着層３０には熱硬化性樹脂等が用いられ、発泡層３１には発泡材に熱硬化性樹脂等を混合したものが用いられる。

【0042】

図１７は、図１５のＢ－Ｂ断面図である。図５に示したＢ－Ｂ断面図の場合と同様に、ステータコイル２１ａ～２１ｄは蛇行するようにスロット幅方向に屈曲している。絶縁部材２３Ａにより内包されたステータコイル２１ａ～２１ｄを、ステータコア２０の端面側からスロット２２に対してｚ軸方向に挿入する。その後、絶縁部材２３Ａの内表面側に設けられた接着層３０、および、外表面側に設けられた発泡層３１の加熱硬化処理を行う。なお、図１５では、絶縁部材２３Ａとスロット２２との間の発泡層３１の図示を省略した。

【0043】

図１６に示したように、絶縁部材２３Ａの内表面側の両端の領域Ｒ２には接着層３０が設けられている。両端の領域Ｒ２においては絶縁部材２３Ａとステータコイル２１ａ～２１ｄとが接着され、絶縁部材２３Ａとステータコイル２１ａ～２１ｄとの隙間が接着層３０の接着剤により封止される。また、スロット２２と絶縁部材２３Ａとの隙間が発泡層３１によって埋められる。接着層３０の接着剤はステータコイル２１ａ～２１ｄ間の隙間にも入り込む。

【0044】

第２の実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、屈曲しているステータコイル２１ａ～２１ｄと絶縁部材２３Ａとの間に、隙間Ｓ１～Ｓ４が形成される。また、隙間Ｓ１と隙間Ｓ２とは領域Ｓ１２において連通しており、隙間Ｓ３と隙間Ｓ４とは領域Ｓ３４において連通している。

【0045】

ところで、第１の実施形態では、図６に示したように、ステータコイル２１（２１ａ～２１ｄ）のスロット幅方向の寸法Ｗ１をスロット２２の幅Ｗ２よりも若干大きく設定し、弾性力によりステータコイル２１をスロット２２に固定するようにした。しかし、第２の実施形態では、絶縁部材２３Ａにより内包されたステータコイル２１ａ～２１ｄをステータコア端面側からスロット２２内に挿入する構成なので、Ｗ１＜Ｗ２に設定するようにした。そのため、図１７に示すように、絶縁部材２３Ａの内表面側に設けた接着層３０により、ステータコイル２１ａ～２１ｄを絶縁部材２３Ａに接着して固定するようにした。

【0046】

図１８は、図１７のＤ３－Ｄ３断面図であり、スロット２２の端部領域の断面を示したものである。Ｄ３－Ｄ３断面は、図１６に示す絶縁部材２３Ａの接着層３０が設けられている領域Ｒ２の部分の断面である。各ステータコイル２１ａ～２１ｄと絶縁部材２３Ａとの隙間Ｓ１～Ｓ４は、接着層３０により埋められて封止されている。

【0047】

図１９は、図１７のＤ４－Ｄ４断面図である。Ｄ４－Ｄ４断面は、絶縁部材２３Ａの冷媒排出用の開口２３０ｂが設けられている部分の断面である。なお、図示は省略するが、絶縁部材２３Ａの冷媒導入用の開口２３０ａが設けられている部分の断面は、Ｄ４－Ｄ４断面図と同様であり、冷却媒体の流れる方向だけが異なる。

【0048】

図１９のＤ４－Ｄ４断面図では、一点鎖線矢印Ｅ３，Ｅ４で示すように、絶縁部材２３Ａの内包空間の冷却媒体は、開口２３０ｂから排出されて流路２４ｂ→流路２４ａのように流れる。一方、開口２３０ａが設けられている部分の断面図においては、図８に示す一点鎖線矢印Ｅ１，Ｅ２の場合と同様に、冷却媒体は流路２４ａ→流路２４ｂのように流れ、開口２３０ａから絶縁部材２３Ａの内包空間へと流入する。

【0049】

図２０は、絶縁部材２３Ａの内包空間における冷却媒体の流れを示す模式図である。実線矢印は冷却媒体の流れを示す。まず、冷却媒体は、図１５に示したケース４Ａの冷媒導入部４２ａの貫通孔４３ａを介して、円環状の流路２４ａ１に供給される。流路２４ａ１の冷却媒体は、ステータコア２０ｂ１の流路２４ｂに流入し、図２０の矢印Ｅ１で示すように、絶縁部材２３Ａの開口２３０ａから絶縁部材２３Ａの内包空間に流れ込む。

【0050】

絶縁部材２３Ａの内包空間に流入した冷却媒体は、矢印Ｅ２で示すように領域Ｓ１２，Ｓ３４を通ってステータコイル２１ａ～２１ｄの隙間Ｓ１～Ｓ４に流れ込む。隙間Ｓ１～Ｓ４に流入した冷却媒体は、矢印で示すように、隙間Ｓ１～Ｓ４内をステータコイル２１ａ～２１ｄの左端方向（図示左方向）へと流れる。ステータコイル２１ａ～２１ｄの左端方向へと流れた冷却媒体は、矢印Ｅ３で示すように領域Ｓ３４，Ｓ１２を開口２３０ｂの方向へと流れ、矢印Ｅ４で示すように開口２３０ｂから排出される。開口２３０ｂから排出された冷却媒体は、図１５に示す流路２４ｂ、流路２４ａ２を通って、冷媒排出部４２ｂの貫通孔４３ｂからケース４Ａの外部へと排出される。

【0051】

以上のように、第２の実施形態においても、冷却媒体は絶縁部材２３Ａの開口２３０ａから絶縁部材２３Ａの内包空間に導入されるので、ステータコイル２１ａ～２１ｄは冷却媒体により直接的に冷却される。そのため、冷却媒体によるステータコイル２１ａ～２１ｄの冷却を効率的に行うことができる。

【0052】

なお、ステータコイル２１を絶縁部材２３Ａで内包する際の包み方については、図１８のＤ３－Ｄ３断面図に示すような形態に限定されない。例えば、図２１に示すようにシート状の絶縁部材２３Ａを折り曲げて、ステータコイル２１を内包するようにしても良い。

【0053】

上述した第１の実施形態と第２の実施形態とを比較した場合、主に、以下のような相違点がある。

【0054】

（１）第２の実施形態では、図１７に示すように、絶縁部材２３Ａの両端部において隙間Ｓ１～Ｓ４が接着層３０により封止される。そのため、図２０に示すように、開口２３０ａ，２３０ｂよりも端部側の領域においては冷却媒体の流れが滞り、さらに、接着層３０により封止されている部分のコイル領域は、冷却媒体により直接冷却することができない。その結果、ステータコイル２１に対する冷却効率が低下する。一方、第１の実施形態では、スロット２２の中央位置から流入した冷却媒体はスロット２２の両端方向に流れ、ステータコア端部から排出される。そのため、スロット２２内のステータコイル全域を冷却媒体により効率的に冷却することができる。さらに、スロット２２から排出された冷却媒体は、ステータコイル２１のコイルエンドへと流れるので、冷却媒体によりコイルエンドも冷却されることになる。

【0055】

（２）第１の実施形態では、図６に示したように、屈曲部２１１，２１２が形成されたステータコイル２１のスロット幅方向寸法Ｗ１は、スロット２２の幅寸法Ｗ２よりも大きく設定される。ステータコイル２１は、幅方向に圧縮された状態でスロット２２内に設けられ、屈曲部２１１，２１２が絶縁部材２３を介してスロット側壁を押圧される。すなわち、ステータコイル２１は、ステータコイル２１自身の弾性力によってスロット２２内に固定される。その結果、第１の実施形態においては、第２の実施形態のようにステータコイル２１を絶縁部材２３に接着する必要がない。

【0056】

以上説明した各種の実施の形態や変形例はあくまでも一例であり、発明の特徴を損なわない限り、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。

【符号の説明】

【0057】

１Ａ…回転電機、２…ステータ、３…ロータ、４，４Ａ…ケース、２０，２０ａ，２０ｂ，２０Ａ，２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１…ステータコア、２１，２１ａ～２１ｄ…ステータコイル、２２…スロット、２３，２３Ａ…絶縁部材、２４ａ，２４ｂ，２４ａ１，２４ａ２，２４ｂ…流路、３０…接着層、４０…楔、４２，４２ａ…冷媒導入部、４２ｂ…冷媒排出部、４３ａ，４３ｂ…貫通孔、２１１，２１２…屈曲部、２１３，２１４…直線部、２２１ａ，２２１ｂ…側壁、２３０，２３０ａ，２３０ｂ，２３１，２４０…開口、Ｓ１～Ｓ４…隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】