特開 2024-177953 回転電機用ステータ

(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】P2024177953

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】回転電機用ステータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/24 20060101AFI20241217BHJP

   H02K 1/20 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

H02K3/24 Z

H02K1/20 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096397

(22)【出願日】2023-06-12

(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】藤森 琢也

(72)【発明者】

【氏名】大図 達也

(72)【発明者】

【氏名】山口 直志

【テーマコード（参考）】

5H601

5H603

【Ｆターム（参考）】

5H601AA16

5H601BB20

5H601CC01

5H601CC13

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD11

5H601DD30

5H601GA02

5H601GA22

5H601GB05

5H601GB12

5H601GB33

5H601GE02

5H601GE12

5H601HH23

5H603AA13

5H603BB01

5H603BB07

5H603BB09

5H603BB12

5H603CA01

5H603CA05

5H603CB02

5H603CB26

5H603CC05

5H603CD02

5H603CD22

5H603CE05

5H603FA21

(57)【要約】

【課題】回転電機用ステータのコイルの全体を効率よく冷却する。
【解決手段】回転電機用ステータ２は、軸方向に延在する周方向複数のスロット２２が設けられたステータコア２０と、スロット２２に配置されたコイル２１と、コイル２１を包囲するようにスロット２２に配置された絶縁部材４０と、を備える。ステータコア２０は、スロット２２の互いに対向する一対の側面２２２ａ，２２２ｂを有し、側面２２２ａは、側面２２２ｂに向けて突出し、絶縁部材４０を介してコイル２１の周方向一端部が当接する凸部２５を有し、回転電機用ステータ２は、コイル２１の周方向他端部と側面２２２ｂとの間に絶縁部材４０を介して充填された発泡体４５をさらに備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延在する周方向複数のスロットが設けられたステータコアと、
前記スロットに配置されたコイルと、
前記コイルを包囲するように前記スロットに配置された絶縁部材と、を備える回転電機用ステータであって、
前記ステータコアには、前記スロットの内部に冷却媒体を導く流路が設けられ、
前記ステータコアは、前記スロットの互いに対向する一対の内側の側面を構成する第１内側面および第２内側面を有し、
前記第１内側面は、前記第２内側面に向けて突出し、前記絶縁部材を介して前記コイルの周方向一端部が当接する凸部を有し、
前記回転電機用ステータは、前記コイルの周方向他端部と前記第２内側面との間に前記絶縁部材を介して充填された発泡体をさらに備えることを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項2】

請求項１に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記絶縁部材は、前記第１内側面に対向する第１対向部と前記第２内側面に対向する第２対向部とを有し、
前記発泡体は、前記第１対向部と前記第２対向部のうち、予め前記第２対向部のみに設けられた発泡層により構成されることを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記凸部は、径方向の複数箇所に設けられ、これら複数の凸部は、軸方向に延設されることを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項4】

請求項３に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記ステータコアは、軸方向で互いに隣接する第１ステータコア部と第２ステータコア部とを有し、
前記複数の凸部は、前記第１ステータコア部に設けられた第１凸部と、前記第２ステータコア部に設けられた第２凸部と、を含み、
前記第１凸部と前記第２凸部とは、径方向の互いに異なる位置に設けられることを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項5】

請求項３に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記コイルは、前記スロットの最も内径側に配置された最内径コイル部を含む軸方向に延在する複数のコイル部を有し、
前記凸部は、前記最内径コイル部の内径側端部に沿って前記ステータコアの軸方向に延在することを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項6】

請求項３に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記コイルは、径方向に互いに隣り合ってそれぞれ軸方向に延在する第１コイル部と第２コイル部とを有し、
前記凸部は、前記第１コイル部と前記第２コイル部との境界部に沿って軸方向に延在することを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項7】

請求項２に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記絶縁部材には、前記第１対向部を貫通し、前記流路に連通成する開口が設けられ、
前記凸部は、前記開口から前記凸部までの距離が所定距離以上となるように前記開口から径方向および軸方向に位置をずらして設けられることを特徴とする回転電機用ステータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機用ステータに関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機用ステータに含まれるコイルを冷却する技術として、従来、コイルエンドの上方に、軸方向に延在する冷却管を配置し、冷却管を介してコイルエンドの上方から冷却媒体を滴下するようにしたステータが知られている（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、上記特許文献１記載のように、コイルエンドに向けて冷却媒体を滴下する構成では、スロット内の部位を含めたコイル全体を十分に冷却することが困難である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様である回転電機用ステータは、軸方向に延在する周方向複数のスロットが設けられたステータコアと、スロットに配置されたコイルと、コイルを包囲するようにスロットに配置された絶縁部材と、を備える。ステータコアには、スロットの内部に冷却媒体を導く流路が設けられる。ステータコアは、スロットの互いに対向する一対の内側の側面を構成する第１内側面および第２内側面を有し、第１内側面は、第２内側面に向けて突出し、絶縁部材を介してコイルの周方向一端部が当接する凸部を有し、回転電機用ステータは、コイルの周方向他端部と第２内側面との間に絶縁部材を介して充填された発泡体をさらに備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、ステータのコイル全体を十分に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態に係る回転電機用ステータを含む回転電機の要部構成を示す断面図。

【図2】スロットの構成を示す図１の要部拡大図。

【図3A】スロットに配置される絶縁部材を構成するシート状基材の構成を示す斜視図。

【図3B】スロットに配置される絶縁部材の構成を示す斜視図。

【図4】本発明の実施形態に係る回転電機用ステータの製造工程を説明する斜視図。

【図5】加熱前および加熱後の絶縁部材の側壁の構成を模式的に示す図。

【図6】図４のVI-VI線に沿ったステータコアの断面図。

【図7】本発明の実施形態に係る回転電機用ステータの要部断面図であり、冷却油の流れを示す図。

【図8】図７の矢視VIII図。

【図9】図２の参考例を示す図。

【図10】図８の変形例を示す図。

【図11A】図１０のＡ－Ａ線に沿った断面図。

【図11B】図１０のＢ－Ｂ線に沿った断面図。

【図12】図８の他の変形例を示す図。

【図13A】図１２のＡ－Ａ線に沿った断面図。

【図13B】図１２のＢ－Ｂ線に沿った断面図。

【図14】図６とは異なる、スロットに至る流路の構成を示す図。

【図15】図１４のスロットに収容される絶縁部材の斜視図。

【図16】図１４の矢視XVI図。

【図17】スロットに収容される絶縁部材の変形例を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図１～図１７を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る回転電機用ステータを含む回転電機１００の要部構成を示す断面図である。回転電機１００は、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載され、車両駆動用の電動機として用いることができ、発電機として用いることもできる。なお、回転電機１００は、車両以外に搭載し、種々の用途に用いることもできる。

【0009】

図１は、回転電機１００の要部構成を示す軸線ＣＬ０に直交する断面図である。図１に示すように、回転電機１００は、軸線ＣＬ０を中心に回転するロータ１と、ロータ１の外周面１ａを包囲するようにロータ１の外側に設けられたステータ２とを備える。ステータ２の周囲にはケース３が配置される。以下では、軸線ＣＬ０の延在する方向を軸方向、軸線ＣＬ０から放射状に延びる方向を径方向、軸線ＣＬ０を中心とした円の円周に沿った方向を周方向と定義する。

【0010】

回転電機１００は、例えば埋込磁石型同期モータとして構成される。したがって、ロータ１は、軸線ＣＬ０を中心とした略円環形状のロータコア１０と、ロータコア１０に形成された周方向複数の磁極部（不図示）と、を有する。磁極部には永久磁石が埋設される。ロータコア１０の内周面１０ａには、例えば回転電機１００の出力軸を構成する不図示のロータシャフトが嵌合され、ロータ１はロータシャフトと一体に回転する。ロータ１の外周面１ａはロータコア１０の外周面に相当する。ロータコア１０は、磁性体である金属製の複数枚（例えば数十枚）の電磁鋼板を軸方向に積層して形成される。１枚の電磁鋼板の厚さは１ｍｍ以下（例えば０．２ｍｍないし０．３ｍｍ程度）である。

【0011】

ステータ２は、ロータ１の外周面１ａから径方向に所定の間隔を隔てて配置された内周面２０ａを有する軸線ＣＬ０を中心とした略円環状のステータコア２０と、ステータコア２０に取り付けられたコイル２１と、を有する。ステータコア２０は、磁性体である金属製の複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して構成される。

【0012】

ステータコア２０は、略円筒形状のヨーク２４から径方向内側に向けて周方向等間隔に突設された周方向複数のティース２３を有する。周方向に隣り合うティース２３の間には、内周面２０ａから径方向外側に向けて周方向複数のスロット２２が設けられ、各スロット２２にコイル２１が装着される。スロット２２は、内周面２０ａの全周にわたって設けられるが、図１では、便宜上、周方向一部のスロット２２のみを示す。スロット２２の総数は例えば４８である。スロット２２の総数は４８より多くてもよく、少なくてもよい。ステータコア２０の外周面２０ｂは、ケース３の内周面３１に液密に嵌合される。

【0013】

コイル２１は、略矩形断面を有する導体である。なお、コイル２１は円形断面を有する導体であってもよい。コイル２１は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを含み、３相コイルとして構成される。Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルは、それぞれＵ相引き出し線、Ｖ相引き出し線およびＷ相引き出し線を介して不図示の電力変換装置と電気的に接続される。回転電機１００を電動機として用いる場合には、電力変換装置から各コイル２１に３相の交流電力が供給される。これにより、ステータ２に磁界が発生し、この磁界とロータ１の磁極部の永久磁石によって発生する磁界とが相互作用することにより、ロータ１が回転する。その結果、走行駆動力が発生し、車両が走行する。回転電機１００を発電機として用いる場合には、回転電機１００の駆動によって生じた３相の交流電力を、不図示の電力変換装置等に供給する。

【0014】

図２は、ステータ２の要部拡大図である。図２では、主に単一のスロット２２とその周辺部の構成を示す。図２に示すように、スロット２２は、ステータコア２０の内周面２０ａに設けられた開口２２１と、開口２２１の径方向外側に設けられた収容部２２２とを有する。収容部２２２は、径方向に延在して互いに対向する一対の側面２２２ａ，２２２ｂと、周方向に延在し、一対の側面２２２ａ，２２２ｂの外径側の端部同士を接続する底面２２２ｃとを有する。収容部２２２の幅、すなわち一対の側面２２２ａ，２２２ｂ間の距離（周方向長さ）は、径方向にかけて一定であり、収容部２２２は、径方向に細長の断面略矩形状に形成される。ティース２３は、径方向内側の先端部に、周方向両側に突設された突出部２３１を有し、一対の突出部２３１（ティース先端部）の間に開口２２１が設けられる。収容部２２２の幅は、開口２２１の幅よりも大きい。

【0015】

スロット２２には、断面略矩形枠形状の絶縁部材４０が配置される。絶縁部材４０は、内側に略直方体形状の収容空間を形成し、収容空間に、コイル２１を形成する６本の導体セグメント２１０が径方向に一列に並べて配置される。なお、スロット内の導体セグメント２１０の本数は６本より多くてもよく、少なくてもよい。導体セグメント２１０は、絶縁被膜により被覆される。

【0016】

ステータコア２０のスロット２２の一方の側面２２２ａには、コイル２１（導体セグメント２１０）の位置に対応して径方向複数（６個）の凸部２５が設けられ、側面２２２ａは凹凸状に形成される。凸部２５は、軸方向に所定長さにわたって延設される（図８参照）。なお、図２では、便宜上、径方向に配置された全ての凸部２５を示しているが、実際の凸部２５の配置は後述する。

【0017】

凸部２５の先端部は、略円弧状（例えば半円状）に形成される。この場合、凸部２５の直径を、例えば０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。なお、スロット２２の他方の側面２２２ｂは平坦面である。スロット２２は、例えば電磁鋼板を打ち抜き加工することで形成され、その際に凸部２５を同時に形成することができる。

【0018】

絶縁部材４０は、シート状の基材を折り曲げて形成される。図３Ａは、折り曲げ前のシート状基材４００の全体構成を示す斜視図であり、図３Ｂは、シート状基材４００の折り曲げによって形成された絶縁部材４０の全体構成を示す斜視図である。なお、図３Ａ，図３ＢのＸ方向は軸方向に相当し、図３ＢのＹ方向およびＺ方向は、それぞれ周方向および径方向に相当する。図３Ａに示すように、シート状基材４００は、接着層４１と絶縁層４２と発泡層４３の３層構造である。

【0019】

絶縁層４２は、電気絶縁性を有する樹脂材によって構成され、全体が略矩形状を呈する。絶縁層４２の一方の面には、その全面にわたって接着層４１が形成される。接着層４１には予め接着剤が塗布される。絶縁層４２の他方の面には、一部の領域に発泡層４３が形成される。発泡層４３は、例えばエポキシ系発泡樹脂材料等の熱硬化型発泡性樹脂材料によって構成される。発泡層４３は、熱可塑性樹脂材料によって構成されてもよい。発泡層４３は、所定温度まで加熱されることにより発泡して膨張し、発泡体となる。

【0020】

シート状基材４００は、接着層４１が絶縁部材４０の内側に、発泡層４３が絶縁部材４０の外側に配置されるように折り曲げられる。具体的には、図３ＡのＸ方向に延在する一点鎖線Ｌ１～Ｌ３に沿って折り曲げられる。これにより図３Ｂに示すように、略直方体の枠形状の絶縁部材４０が形成される。

【0021】

絶縁部材４０は、径方向（Ｚ方向）に延在する一対の側壁４０１，４０２と、周方向（Ｙ方向）に延在する一対の周壁４０３、４０４とを有する。絶縁部材４０の軸方向一端部４０ａおよび他端部４０ｂはそれぞれ開口され、これら開口を介して絶縁部材４０から軸方向にコイル２１（図２）が突出し、コイルエンドとなる。一方の側壁４０２の外側表面には、その全域にわたって発泡層４３が設けられる。他方の側壁４０１の外側表面には、ステータコア２０の凸部２５（図２）が当接する位置に、凹状の折り筋４６（図３Ａに一部のみ図示）が設けられる。

【0022】

図３Ａに示すシート状基材４００の一端部４００Ａと他端部４００Ｂとは、径方向外側の周壁４０３の端部で互いに当接される。これに代えて、シート状基材４００の一端部４００Ａと他端部４００Ｂとを互いに重ね合わせてもよい。例えば外径側端部で一端部４００Ａと他端部４００Ｂとを重ね合わせ、周壁４０３を構成してもよい。周壁４０３の軸方向（Ｘ方向）の中央部には、周壁４０３を貫通する略矩形状の開口４００ｃが設けられる。開口４００ｃを介して絶縁部材４０の内側の空間と径方向外側の空間とが連通する。

【0023】

図４は、絶縁部材４０のステータコア２０への挿入工程を示す斜視図である。図４に示すように、ステータコア２０のスロット２２には、ステータコア２０の一端面２００ａから他端面２００ｂに向けて軸方向（矢印Ｘ１）に沿って絶縁部材４０が挿入される。絶縁部材４０の軸方向長さはステータコア２０の軸方向長さと同一であり、絶縁部材４０はステータコア２０の軸方向端面から突出せずにステータコア２０の内側に配置される。なお、絶縁部材４０の軸方向長さがステータコア２０の軸方向長さより長くてもよく、短くてもよい。

【0024】

絶縁部材４０が挿入された後、絶縁部材４０の内側に、軸方向に沿って複数の導体セグメント２１０（図４で２つのみ図示）が挿入される。例えば略Ｕ字状の導体セグメント２１０の一対の脚が、異なるスロット２２に配置された絶縁部材４０にそれぞれ挿入される。なお、導体セグメント２１０の構成は略Ｕ字状に限らない。

【0025】

導体セグメント２１０の挿入後、絶縁部材４０は加熱される。図５は、加熱前および加熱後の絶縁部材４０の側壁４０２の構成を模式的に示す図である。図５に示すように、絶縁部材４０の加熱前は、発泡層４３は発泡体とならず、側壁４０２の板厚は、シート状基材４００（図３Ａ）の板厚のままである。このため、絶縁部材４０の内側には、側壁４０２とコイル２１との間に比較的大きな空間ＳＰ１が形成され、軸方向に沿って空間ＳＰ１内に導体セグメント２１０を容易に挿入できる。

【0026】

絶縁部材４０が所定温度まで加熱されると、発泡層４３が膨張し、発泡体４５となる。発泡体４５は絶縁部材４０の一部であるが、以下では、発泡体４５と絶縁部材４０とを便宜上、別部材として扱う。すなわち、絶縁機能を有しない発泡体４５を絶縁部材４０とは異なる部材として扱う。なお、発泡体４５を絶縁部材４０の一部として扱い、絶縁部材４０が発泡体４５を有するとしてもよい。

【0027】

発泡層４３が膨張して発泡体４５になると、側壁４０２の一端面（発泡層４３側）はスロット２２の側面２２２ｂに当接したまま、他端面（接着層４１側）が導体セグメント２１０に向けて移動する。これにより、側壁４０２（接着層４１）が導体セグメント２１０（コイル２１）の端面に当接し、コイル２１に矢印に示すような押圧力Ｆが付与される。その結果、図２に示すように、コイル２１の端面が絶縁部材４０の側壁４０１を介して凸部２５に当接し、コイル２１が拘束される。なお、図が煩雑になるのを避けるため、図２では、接着層４１の図示を省略する。

【0028】

側壁４０１には、凸部２５の位置に対応して予め折り筋４６（図３Ａ）が設けられる。このため、図２に示すように、側壁４０１はスロット２２の側面２２２ａに沿って径方向に凹凸状となり、側壁４０１とコイル２１との間に空隙ＳＰ２が設けられる。なお、折り筋４６の代わりに、予め側壁４０１の外側表面に凸部２５の位置に対応して複数の凹部を設け、凹部が凸部２５に係合するようにしてもよい。スロット内には、絶縁部材４０の周壁４０３の開口４００ｃを介して、ステータコア２０の外部から冷却油が供給される。

【0029】

図４に示すように、ステータコア２０の外周面２０ｂには、ステータコア２０の軸方向中央部に、全周にわたって所定深さの溝２００が設けられる。図１に示すように、ステータコア２０の外周面２０ｂはケース３の内周面３１によって液密に覆われる。これにより、溝２００（図１の点線）とケース３の内周面３１との間に、軸線ＣＬ０を中心とした円環状の流路ＰＡ０が形成される。ケース３の外周面には、冷却油供給用のフランジ部３２が設けられる。フランジ部３２は、例えばケース３の外周面の重力方向最上部に設けられる。フランジ部３２には、ケース３を径方向に貫通する貫通孔３２ａが穿設され、貫通孔３２ａを介してケース３の外部空間と流路ＰＡ０とが連通する。フランジ部３２をケース３の軸方向端面に設けるとともに、ケース３に、軸方向に延在して流路ＰＡ０に連通するような流路を形成してもよい。

【0030】

図６は、図４のVI-VI線に沿ったステータコア２０の単体の断面図である。なお、図６では、ステータコア２０の周方向の一部（３スロット分）のみを示す。図６に示すように、ステータコア２０の溝２００の底面２００ｃには、周方向複数のスロット２２の底面２２２ｃに向けて延在し、ステータコア２０を径方向に貫通する複数の貫通孔２０２が設けられる。換言すると、ステータコア２０には、スロット２２の径方向外側のヨーク２４に、径方向に延在する貫通孔２０２が設けられる。貫通孔２０２は、冷却油供給用の油路を構成する。

【0031】

貫通孔２０２は、溝２００の底面２００ｃから径方向内側に延在する切り欠き２０２ａと、スロット２２の底面２２２ｃから径方向外側に延在する切り欠き２０２ｂとにより構成される。すなわち、切り欠き２０２ａと切り欠き２０２ｂとは、軸方向に互いに隣接する電磁鋼板にそれぞれ形成され（図８参照）、切り欠き２０２ａの底部（内径側端部）と切り欠き２０２ｂの底部（外径側端部）とが軸方向で連通することで、溝２００の底面２００ｃからスロット２２の底面２２２ｃに至る貫通孔２０２とされる。

【0032】

図７は、発明の実施形態に係る回転電機用ステータ２の要部断面図であり、冷却油の流れを示す図である。図７に矢印で示すように、ケース３の外部から供給された冷却油は、ケース３の貫通孔３２ａ介してステータコア２０の外周面に設けられた円環状の流路ＰＡ０に流入する。流路ＰＡ０に流入した冷却油は、流路ＰＡ０に沿って周方向に流れるとともに、ステータコア２０の周方向複数の貫通孔２０２および絶縁部材４０の開口４００ｃを介して絶縁部材４０の内側に流入する。

【0033】

スロット２２の側面２２２ａの凸部２５は、側面２２２ａの軸方向全長にわたって設けられるのではなく、図７に矢印で示すように、スロット内を径方向に冷却油が流れるように、軸方向に断続的に設けられる。図８は、スロット内の凸部２５の配置を示す、図７の矢視VIII図である。図８では、絶縁部材４０と発泡体４５の図示を省略し、便宜上、コイル２１を２点鎖線で示す。

【0034】

図中、複数のコイル２１を、内径側から順番に、便宜上、１段目コイル～６段目コイルと呼び、それぞれＣ１～Ｃ６で表す。ステータコア２０は、ｎ枚（例えば２０枚）の電磁鋼板を積層した電磁鋼板群を、軸方向に複数（例えば６つ）重ねて構成される。複数の電磁鋼板群を、ステータコア２０の一端面２００ａから順番に、便宜上、第１電磁鋼板群～第６電磁鋼板群と呼び、それぞれＳ１～Ｓ６で表す。

【0035】

図８に示すように、ステータコア２０には、電磁鋼板群Ｓ３のスロット２２の径方向外側に貫通孔２０２（図６）が設けられる。奇数の電磁鋼板群Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５には、２段目コイルＣ２、４段目コイルＣ４および６段目コイルＣ６に面して、各電磁鋼板群Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５の軸方向全長にわたって凸部２５が設けられる。偶数の電磁鋼板群Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６には、１段目コイルＣ１、３段目コイルＣ３および５段目コイルＣ５に面して、各電磁鋼板群Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６の軸方向全長にわたって凸部２５が設けられる。このようにスロット２２の側面２２２ａには、軸方向所定長さにわたって延在する複数の凸部２５が、径方向および軸方向に互い違いに、つまり千鳥状に配置される。

【0036】

これにより、図８に矢印で示すように、貫通孔２０２を介してスロット内に流入した冷却油は、径方向内側に向けて、かつ、軸方向外側に向けて流れる。したがって、コイル２１に沿って冷却油が流れるようになり、スロット内のコイル２１を効率よく冷却することができる。軸方向に流れた冷却油は、図３Ｂに示す絶縁部材４０の軸方向一端部４０ａおよび他端部４０ｂから流出する。したがって、コイルエンドに沿って冷却油が流れ、コイルエンドを効率よく冷却することもできる。

【0037】

図９は、図２の参考例を示す図である。図９の例では、スロット２２の両方の側面２２２ａ，２２２ｂに対向してそれぞれ発泡体４５が設けられる。このため、コイル２１と絶縁部材４０Ａとの間に、冷却油が流れるための十分な隙間が設けられず、コイル２１に沿って軸方向均一に冷却油を流すことが難しい。これに対し本実施形態では、スロット２２の一方の側面２２２ａに凸部２５を設けたことにより、コイル２１の端面と絶縁部材４０の側壁４０１との間に、軸方向にわたって均一な空隙ＳＰ２（図２）が設けられる。このため、スロット内を軸方向にスムーズに冷却油が流れ、コイル２１を均一に冷却することができる。

【0038】

スロット２２の側面２２２ａにおける凸部２５の配置は図８に示したものに限らない。図１０は、図８の変形例を示す図であり、図１１Ａ，図１１Ｂは、それぞれ図１０のＡ－Ａ線およびＢ－Ｂ線に沿った断面図である。なお、図１０では、スロット２２の径方向外側のヨーク２４の図示を省略する。図１０に示すように、奇数の電磁鋼板群Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５には、２段目コイルＣ２、４段目コイルＣ４および６段目コイルＣ６に面して、各電磁鋼板群Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５の軸方向全長にわたって凸部２５が設けられる。偶数の電磁鋼板群Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６には、１段目コイルＣ１、３段目コイルＣ３および５段目コイルＣ５に面して、各電磁鋼板群Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６の軸方向全長にわたって凸部２５が設けられる。

【0039】

さらに、図１０の例では、１段目コイルＣ１の内径側角部２１１に面して、全ての電磁鋼板群Ｓ１～Ｓ６の軸方向全長にわたって凸部２５が設けられる。これら最内径側の複数の凸部２５は、互いに径方向の同一位置に位置する。このため、ステータコア２０の一端面２００ａから他端面２００ｂにかけて凸部２５が一直線で延在し、全体として長尺の凸部２５（便宜上、内径側凸部２５１と呼ぶ）となる。図１１Ａ，図１１Ｂに示すように、内径側凸部２５１の先端部は、厳密には、１段目コイルＣ１の径方向内側の端面２１２よりもわずかに内径側に位置する。したがって、１段目コイルＣ１の内径側角部２１１は、内径側凸部２５１の傾斜面に当接し、これによりコイル２１の径方向内側への移動を阻止することができる。

【0040】

図１２は、図８のさらなる変形例を示す図であり、図１３Ａ，図１３Ｂは、それぞれ図１２のＡ－Ａ線およびＢ－Ｂ線に沿った断面図である。図１２に示すように、電磁鋼板群Ｓ１、Ｓ５には、２段目コイルＣ２、４段目コイルＣ４および６段目コイルＣ６に面して、各電磁鋼板群Ｓ１、Ｓ５の軸方向全長にわたって凸部２５が設けられる。電磁鋼板群Ｓ２、Ｓ６には、１段目コイルＣ１、３段目コイルＣ３および５段目コイルＣ５に面して、各電磁鋼板群Ｓ２、Ｓ６の軸方向全長にわたって凸部２５が設けられる。

【0041】

さらに、図１２の例では、軸方向中央の電磁鋼板群Ｓ３，Ｓ４に、１段目コイルＣ１と２段目コイルＣ２との境界部、２段目コイルＣ２と３段目コイルＣ３との境界部等、径方向に隣り合うコイル２１の境界部２１３に面して、電磁鋼板群Ｓ３，Ｓ４の軸方向全長にわたって凸部２５（便宜上、境界凸部２５２と呼ぶ）が設けられる。図１３Ｂに示すように、境界凸部２５２は、コイル２１の境界部２１３に当接する。これにより、各コイル２１の径方向の移動を阻止することができる。この場合、図１３Ａに示すように、ステータコア２０の軸方向中央部以外で、絶縁部材４０を介して凸部２５とコイル２１の端面とが当接するので、コイル２１と絶縁部材４０との間に十分な空隙ＳＰ２を確保することができ、冷却油のスムーズな流れが可能である。

【0042】

以上では、スロット２２の径方向外側のヨーク２４に流路（貫通孔２０２）を設け、スロット２２の径方向外側から、スロット２２の径方向外側の底面２２２ｃを介してスロット内に冷却油を導くようにしたが、流路の構成はこれに限らない。例えばスロット２２の一方の側面２２２ａからスロット内に冷却油を導くようにしてもよい。図１４は、その一例を示すスロット２２の断面図であり、図１５は、図１４のスロット２２に収容される絶縁部材４０の斜視図である。図１５に示すように、絶縁部材４０には、スロット２２の凸部２５側である側壁４０１の軸方向中央部に略矩形状の開口４００ｃが設けられる。

【0043】

図１４に示すように、ステータコア２０には、外周面における溝２００の底面から径方向内側に延在し、スロット２２の側面２２２ａの開口２２２ｄに至る貫通孔２０２が設けられる。なお、この貫通孔２０２も、図６と同様、溝２００の底面２００ｃから径方向内側に延在する切り欠き（点線）と、開口２２２ｄから径方向外側に延在する切り欠き（実線）とにより構成される。図１６は、凸部２５の配置を示す図１４の矢視XVI図である。図１６に示すように、スロット２２の開口２２２ｄは、電磁鋼板群Ｓ３の５段目コイルＣ５と６段目コイルＣ６との境界部２１３に面して設けられる。この開口２２２ｄの位置とスロット２２に挿入された絶縁部材４０の開口４００ｃの位置とは一致し、これにより貫通孔２０２を介して絶縁部材４０の内側に冷却油を導くことができる。

【0044】

図１６に示すように、電磁鋼板群Ｓ３の５段目コイルＣ５に面する位置には、図８と異なり凸部２５（点線）はなく、その代わりに、その両側の電磁鋼板群Ｓ２、Ｓ４の５段目コイルＣ５に面する位置に、凸部２５が設けられる。すなわち、図１６では、スロット２２の側面２２２ａに開口２２２ｄが設けられることにより、開口２２２ｄから凸部２５（点線）までの距離が所定距離未満となる。そこで、開口２２２ｄから凸部２５までの距離が所定距離以上となるように凸部２５（点線）が軸方向にずらされる。これにより、絶縁部材４０の開口４００ｃを介したコイル２１と凸部２５との間の十分な絶縁距離（所定距離以上の絶縁距離）を確保することができる。なお、十分な絶縁距離を確保するために、電磁鋼板群Ｓ２，Ｓ４の５段目コイルＣ５に面する位置の凸部２５を、径方向内側にずらすとともに、６段目コイルＣ６に面する位置の凸部２５を、径方向外側にずらすようにしてもよい。電磁鋼板群Ｓ３の凸部２５（点線）を径方向内側にずらして、絶縁距離を確保するようにしてもよい。

【0045】

本実施形態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）回転電機用のステータ２は、軸方向に延在する周方向複数のスロット２２が設けられたステータコア２０と、スロット２２に配置されたコイル２１と、コイル２１を包囲するようにスロット２２に配置された絶縁部材４０と、を備える（図１，図２）。ステータコア２０には、スロット２２の内部に冷却油を導く油路（貫通孔２０２）が設けられる（図６）。ステータコア２０は、スロット２２の互いに対向する一対の側面２２２ａ，２２２ｂを有し、側面２２２ａは、側面２２２ｂに向けて突出し、絶縁部材４０を介してコイル２１の周方向一端部が当接する凸部２５を有する（図２）。ステータ２は、コイル２１の周方向他端部と側面２２２ｂとの間に絶縁部材４０を介して充填された発泡体４５をさらに備える（図２）。

【0046】

このようにスロット２２の側面２２２ａに凸部２５を設けることにより、発泡体４５により凸部側に押圧されたコイル２１と、側面２２２ａとの間に、空隙ＳＰ２を設けることができる。これにより、油路（貫通孔２０２）を介してスロット内に導かれた冷却油を、軸方向にスムーズに流すことができ、コイル全体を十分に冷却することができる。

【0047】

（２）絶縁部材４０は、スロット２２の側面２２２ａに対向する側壁４０１と側面２２２ｂに対向する側壁４０２とを有する（図２）。発泡体４５は、一対の側壁４０１，４０２のうち、予め側壁４０２のみに設けられた発泡層４３により構成される（図３Ｂ）。この構成によれば、発泡層４３の発泡前に、絶縁部材４０の内側の空間に隙間が設けられる。このため、絶縁部材４０の内側にコイル２１を容易に挿入できる。また、発泡層４３の発砲後は、発泡体４５によりコイル２１が押圧され、コイル２１の位置を拘束できる。

【0048】

（３）凸部２５は、径方向の複数箇所に設けられ、複数の凸部２５は、軸方向に延設される（図８，図１０，図１２）。これによりスロット内を軸方向にスムーズに冷却油が流れ、コイル２１を効率よく冷却することができる。

【0049】

（４）ステータコア２０は、軸方向で互いに隣接する電磁鋼板群（例えば電磁鋼板群Ｓ１，Ｓ２）を有する（図８）。複数の凸部２５は、電磁鋼板群Ｓ１に設けられた凸部２５と、電磁鋼板群Ｓ２に設けられた凸部２５と、を含む（図８）。これら電磁鋼板群Ｓ１，Ｓ２の凸部２５は、径方向の互いに異なる位置に設けられる（図８）。より詳しくは、複数の凸部２５は千鳥状に配置される（図８）。これによりスロット内の径方向および軸方向の全域に冷却油を行き渡らせることができ、コイル２１を均一に冷却することができる。

【0050】

（５）コイル２１は、スロット２２の最も内径側に配置された１段目コイルＣ１（最内径コイル部）を含む軸方向に延在する複数のコイル２１を有する（図２，図１０）。凸部２５、特に最内径側の凸部２５（内径側凸部２５１）は、１段目コイルＣ１の内径側端部（内径側角部２１１）に沿ってステータコア２０の軸方向に延在する（図１０）。これにより、コイル２１の内径側端部の位置を、凸部２５によって規制することができる。

【0051】

（６）コイル２１は、径方向に互いに隣り合ってそれぞれ軸方向に延在する複数のコイル２１（例えば１段目コイルＣ１と２段目コイルＣ２）を有する（図１２）。凸部２５、特に境界凸部２５２は、１段目コイルＣ１と２段目コイルＣ２との境界部２１３に沿って軸方向に延在する（図１２）。これにより、各段のコイル２１の径方向の位置を規制することができる。

【0052】

（７）絶縁部材４０には、側壁４０１を貫通し、油路（貫通孔２０２）に連通する開口４００ｃが設けられる（図１５）。凸部２５は、開口４００ｃから凸部２５までの距離が所定距離以上となるように開口４００ｃから径方向および軸方向に位置をずらして設けられる（図１６）。これにより、開口４００ｃを介したコイル２１から凸部２５までの十分な絶縁距離を確保することができる。

【0053】

本実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、いくつかの変形例について説明する。図１７は、絶縁部材４０の変形例を示す斜視図である。図１７では、シート状基材４００（図３Ａ）の一端部４００Ａ側および他端部４００Ｂ側が側壁４０２の径方向中央部で側壁４０１側に折り曲げられ、絶縁部材４０の内部が径方向２つの空間ＳＰ１１，ＳＰ１２に分割される。側壁４０２は径方向に２分割され（側壁部４０２ａ，４０２ｂ）、側壁部４０２ａ，４０２ｂの表面にそれぞれ発泡層４３が設けられる。空間ＳＰ１２，ＳＰ１２には、それぞれ径方向３本のコイル２１が挿入される。

【0054】

側壁４０１と周壁４０３の軸方向中央部には、側壁４０１の径方向内側端部の近傍から周壁４０３の周方向中央部ないし周方向中央部よりも側壁４０２側にかけて開口４００ｃが設けられる。開口４００ｃには、スロット２２の径方向外側の貫通孔２０２（図６）が連通する。これにより、スロット内の空間ＳＰ１１，ＳＰ１２に、それぞれ貫通孔を介して冷却油が導かれる。その結果、絶縁部材４０の内側の空間ＳＰ１１，ＳＰ１２を軸方向に冷却油が流れ、コイル２１を冷却することができる。

【0055】

上記実施形態（図３Ａ）では、絶縁部材４０を構成するシート状基材４００を、接着層４１と絶縁層４２と発泡層４３の３層構造としたが、接着層４１を省略し、２層構造としてもよい。上記実施形態では、コイル２１と絶縁層４２との間に接着層４１を設けたが、絶縁層４２と凸部２５との間に接着層４１を設けるようにしてもよい。上記実施形態では、絶縁部材４０の一対の側壁４０１，４０２のうち、すなわちスロット２２の一方の側面２２２ａ（第１内側面）に対向する側壁４０１（第１対向部）と、他方の側面２２２ｂ（第２内側面）に対向する側壁４０２（第２対向部）のうち、側壁４０２の外側の表面に発泡層４３を設け、発泡層４３を発泡して発泡体４５を構成したが、発泡体の構成はこれに限らない。

【0056】

上記実施形態（図８）では、ステータコア２０を構成する電磁鋼板群Ｓ１～Ｓ６のうちの軸方向に隣接する２つ、例えば電磁鋼板群Ｓ１（第１ステータコア部）と電磁鋼板群Ｓ２（第２ステータコア部）に着目すると、電磁鋼板群Ｓ１に設けられた凸部２５（第１凸部）と電磁鋼板群Ｓ２に設けられた凸部２５（第２凸部）の径方向の位置を互いに異ならせるようにしたが、図１０，図１２の凸部２５１、２５２のように、径方向位置が同一である凸部２５が含まれてもよい。上記実施形態では、軸方向に所定長さにわたって凸部２５が延在するようにしたが、凸部の形状は上述したものに限らない。

【0057】

上記実施形態（図１２）では、径方向複数のコイル２１のうち、径方向に隣り合って軸方向に延在するコイル２１、例えば１段目コイルＳ１（第１コイル部）と２段目コイルＳ２（第２コイル部）とに着目すると、１段目コイルＳ１と２段目コイルＳ２との境界部２１３に沿って電磁鋼板群Ｓ３，Ｓ４の凸部２５（境界凸部２５２）が軸方向に延在するようにしたが、境界凸部が軸方向他の位置（例えばステータコア２０の軸方向端部）に配置されてもよい。上記実施形態では、絶縁部材４０の側壁４０２とコイル２１との間に、冷却油が流れる空隙ＳＰ２を設けたが、他の冷却媒体が流れる空隙を設けてもよく、冷却媒体は冷却油に限らない。上記実施形態（図１）では、ステータ２の径方向外側の１箇所からスロット内に冷却油を供給するようにしたが、冷却媒体の供給経路は上述したものに限らない。例えばステータの径方向外側の複数箇所からスロット内に冷却媒体を供給するようにしてもよく、ステータの軸方向外側からスロット内に冷却媒体を供給するようにしてもよい。

【0058】

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0059】

２ ステータ、２０ ステータコア、２１ コイル、２２ スロット、２５ 凸部、４０ 絶縁部材、４２ 絶縁層、４３ 発泡層、４５ 発泡体、２０２ 貫通孔、２２２ａ，２２２ｂ 側面、２５１ 内径側凸部、２５２ 境界凸部、４００ｃ 開口、４０１，４０２ 側壁、Ｓ１～Ｓ６ 電磁鋼板群、Ｃ１～Ｃ６ １段目コイル～６段目コイル

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】