特許 7249971 回転電機用熱交換器の製造方法および押圧装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-23

(45)【発行日】2023-03-31

(54)【発明の名称】回転電機用熱交換器の製造方法および押圧装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 26/033 20110101AFI20230324BHJP

   B21D 53/08 20060101ALI20230324BHJP

   H02K 9/06 20060101ALN20230324BHJP

【ＦＩ】

B21D26/033

B21D53/08 J

H02K9/06 E

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020090097

(22)【出願日】2020-05-22

(65)【公開番号】P2021183352

(43)【公開日】2021-12-02

【審査請求日】2022-07-08

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗田 聡

【審査官】石田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１６７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３８８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４６１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７６２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／２４５８１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／３０４３３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ２６／０３３

Ｂ２１Ｄ ５３／０８

Ｈ０２Ｋ ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機用熱交換器の製造方法であって、
互いに離間して並べられた二つの支持部材のそれぞれに設けられ前記二つの支持部材の並び方向に並べられた貫通孔に挿通可能な外形を有する管を、前記二つの支持部材のそれぞれの前記貫通孔に挿入する挿入工程と、
前記管に入れられた場合に、前記管の軸方向に延びる第１押圧部と、前記第１押圧部と対向して設けられ前記管の軸方向に延びる第２押圧部と、前記第１押圧部と前記第２押圧部との間に介在した弾性部材と、を有する押圧装置を、前記管における少なくとも前記二つの支持部材の二つの前記貫通孔の間に位置する部分の径が広がる方向に前記第１押圧部と前記第２押圧部とが前記管を互いに反対方向に押圧するように前記弾性部材を圧縮させた状態で、前記管内に入れて、前記押圧装置を前記管に装着する装着工程と、
前記押圧装置が装着された前記管内の圧力を増大させて前記管を塑性変形させることにより、前記二つの支持部材の間に位置し、前記二つの支持部材の並び方向と直交する断面が、前記第１押圧部と前記第２押圧部との並び方向に長軸方向が沿う楕円形状であり、当該断面の外形が前記貫通孔の外形よりも大きい内側大径部と、前記内側大径部と前記管における前記貫通孔内に位置した部分である挿入部とを接続し前記支持部材と面する内側接続部と、を前記管に形成する形成工程と、
前記内側大径部および前記内側接続部が形成された前記管から前記押圧装置を取り外す取外工程と、
を含む、回転電機用熱交換器の製造方法。

【請求項2】

前記押圧装置は、当該押圧装置が前記管に入れられた場合に、前記管の軸方向に間隔を空けて並べられた複数の前記弾性部材を有する、請求項１に記載の回転電機用熱交換器の製造方法。

【請求項3】

前記装着工程において、全ての前記弾性部材が前記貫通孔の外に位置するように、前記押圧装置を前記管に装着する、請求項２に記載の回転電機用熱交換器の製造方法。

【請求項4】

前記形成工程で塑性変形する前の前記管は、当該管の軸方向と直交する断面が楕円形状であり、
前記第１押圧部は、塑性変形する前の前記管の内周面における楕円形状の断面の長軸方向で互いに対向する二つの対向部の一方に沿う第１接触面を有し、
前記第２押圧部は、前記二つの対向部の他方に沿う第２接触面を有し、
前記装着工程において、前記第１接触面が前記一方の前記対向部に接触し、前記第２接触面が前記他方の前記対向部に接触するように、前記押圧装置を前記管に装着する、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の回転電機用熱交換器の製造方法。

【請求項5】

前記装着工程において、前記管における前記二つの支持部材の二つの前記貫通孔の間に位置する前記部分の外側の直径および内側の直径と、前記二つの前記貫通孔から前記二つの支持部材の外側に張り出した部分である張出部の外側の直径および内側の直径と、が広がる方向に、前記第１押圧部と前記第２押圧部とが前記管を互いに反対方向に押圧するように、前記弾性部材を圧縮させた状態で、押圧装置を前記管内に入れ、
前記形成工程において、前記押圧装置が装着された前記管内の圧力を増大させて前記管を変形させることにより、前記張出部に、前記二つの支持部材の並び方向と直交する断面が、前記第１押圧部と前記第２押圧部との並び方向に長軸方向が沿う楕円形状であり、当該断面の外形が前記貫通孔の外形よりも大きい外側大径部と、前記外側大径部と前記挿入部とを接続し前記支持部材と面する外側接続部と、を形成する、請求項１～４のうちいずれか一つに記載の回転電機用熱交換器の製造方法。

【請求項6】

前記貫通孔は、楕円形状であり、
前記装着工程において、前記貫通孔の長軸方向に前記第１押圧部と前記第２押圧部とが並ぶように、前記押圧装置を前記管内に入れる、請求項１～５のうちいずれか一つに記載の回転電機用熱交換器の製造方法。

【請求項7】

互いに離間して並べられた二つの支持部材のそれぞれに設けられ前記二つの支持部材の並び方向に並べられた貫通孔に挿通可能な外形を有する管を、前記二つの支持部材のそれぞれの前記貫通孔に挿入する挿入工程を含む回転電機用熱交換器の製造方法において前記管に装着される押圧装置であって、
前記管の軸方向に延びる第１押圧部と、
前記第１押圧部と対向して設けられ前記管の軸方向に延びる第２押圧部と、
前記第１押圧部と前記第２押圧部との間に介在した弾性部材と、
を有し、
前記管における少なくとも前記二つの支持部材の二つの前記貫通孔の間に位置する部分の径が広がる方向に前記第１押圧部と前記第２押圧部とが前記管を互いに反対方向に押圧するように前記弾性部材を圧縮させた状態で、前記管内に入れられる、押圧装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機用熱交換器の製造方法および押圧装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、回転電機で発生した熱を回転電機用熱交換器で放出することにより回転電機を冷却する回転電機が知られている。回転電機用熱交換器は、二つの支持部材のそれぞれの貫通管に冷却管が挿入された状態で、各支持部材に冷却管が固定されている。また、この種の回転電機用熱交換器には、熱交換効率の向上のために断面が楕円形状の冷却管が用いられるものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１１５２２７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、従来の回転電機用熱交換器では、断面が楕円形状の冷却管は、接着剤によって支持部材に固定されているため、接着剤の経年劣化等により支持部材への冷却管の固定の信頼性が低下する虞がある。

【0005】

そこで、本発明の課題の一つは、楕円形状の断面を有する管の支持部材に対する固定の信頼性が低下するのを抑制しやすい回転電機用熱交換器の製造方法を得ることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態の回転電機用熱交換器の製造方法は、互いに離間して並べられた二つの支持部材のそれぞれに設けられ前記二つの支持部材の並び方向に並べられた貫通孔に挿通可能な外形を有する管を、前記二つの支持部材のそれぞれの前記貫通孔に挿入する挿入工程と、前記管に入れられた場合に、前記管の軸方向に延びる第１押圧部と、前記第１押圧部と対向して設けられ前記管の軸方向に延びる第２押圧部と、前記第１押圧部と前記第２押圧部との間に介在した弾性部材と、を有する押圧装置を、前記管における少なくとも前記二つの支持部材の二つの前記貫通孔の間に位置する部分の径が広がる方向に前記第１押圧部と前記第２押圧部とが前記管を互いに反対方向に押圧するように前記弾性部材を圧縮させた状態で、前記管内に入れて、前記押圧装置を前記管に装着する装着工程と、前記押圧装置が装着された前記管内の圧力を増大させて前記管を塑性変形させることにより、前記二つの支持部材の間に位置し、前記二つの支持部材の並び方向と直交する断面が、前記第１押圧部と前記第２押圧部との並び方向に長軸方向が沿う楕円形状であり、当該断面の外形が前記貫通孔の外形よりも大きい内側大径部と、前記内側大径部と前記管における前記貫通孔内に位置した部分である挿入部とを接続し前記支持部材と面する内側接続部と、を前記管に形成する形成工程と、前記内側大径部および前記内側接続部が形成された前記管から前記押圧装置を取り外す取外工程と、を含む。

【発明の効果】

【0007】

本発明の回転電機用熱交換器の製造方法によれば、楕円形状の断面を有する管の支持部材に対する固定の信頼性が低下するのを抑制しやすい回転電機用熱交換器の製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態の全閉外扇形回転電機の構成の例示的な断面図である。

【図2】図２は、図１のII矢視図である。

【図3】図３は、実施形態の全閉外扇形回転電機における熱交換器の一部の例示的な断面図である。

【図4】図４は、図３のIV-IV断面図である。

【図5】図５は、実施形態の熱交換器の製造方法を示すフローチャートである。

【図6】図６は、実施形態の熱交換器の製造方法における挿入工程を示す図である。

【図7】図７は、実施形態の熱交換器の冷却管の素材である管の例示的な斜視図である。

【図8】図８は、実施形態の熱交換器の製造方法における装着工程を示す図である。

【図9】図９は、実施形態の熱交換器の製造方法で用いられる押圧装置の例示的な側面図である。

【図10】図１０は、実施形態の管および押圧装置との一部の斜視図であって、管に押圧装置が装着された状態の図である。

【図11】図１１は、図８のXI-XI断面図である。

【図12】図１２は、実施形態の熱交換器の製造方法における形成工程に含まれる栓取付工程を示す図である。

【図13】図１３は、実施形態の熱交換器の製造方法における形成工程に含まれる加圧工程を示す図である。

【図14】図１４は、実施形態の変形例の押圧装置の例示的な側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成（技術的特徴）、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。

【0010】

＜全閉外扇形回転電機１の構成＞
図１は、実施形態の全閉外扇形回転電機１の構成の例示的な断面図である。

【0011】

図１に示されるように、全閉外扇形回転電機１は、回転動作を行う回転電機本体２と、冷却器３と、を備える。また、全閉外扇形回転電機１の内部には、回転電機本体２と冷却器３とに亘って、空気などの冷却用気体で満たされた閉空間４が設けられている。回転電機本体２の発熱によって加熱された閉空間４の冷却用気体が冷却器３にて外気と熱交換されることにより、回転電機本体２が冷却される。

【0012】

回転電機本体２は、フレーム１１と、回転子１２と、固定子１３と、を有する。

【0013】

フレーム１１は、箱型に形成されている。フレーム１１は、回転子１２の一部と固定子１３と、を収容している。

【0014】

回転子１２は、ロータシャフト１４と、回転子鉄心１５と、を有する。ロータシャフト１４のうち軸方向の両端部の間の部分に回転子鉄心１５が固定されている。

【0015】

ロータシャフト１４は、二つの軸受１６を介してフレーム１１に回転可能に支持されている。二つの軸受１６は、ロータシャフト１４の軸方向において回転子鉄心１５の両側に位置している。軸受１６は、例えば、すべり軸受やころがり軸受等である。

【0016】

ロータシャフト１４の軸方向の両端部は、フレーム１１からフレーム１１の外部に突出している。ロータシャフト１４の軸方向の一方の端部には、結合部１４ａが設けられている。結合部１４ａは、結合対象（不図示）と結合される。また、ロータシャフト１４の軸方向の他方の端部には、外扇１７が固定されている。外扇１７は、ロータシャフト１４と一体に回転する。また、また、ロータシャフト１４における二つの軸受１６と回転子鉄心１５とのそれぞれの間には、内扇１８が固定されている。内扇１８は、ロータシャフト１４と一体に回転する。

【0017】

固定子１３は、固定子鉄心１９と、固定子巻線２０と、を有する。固定子鉄心１９は、ロータシャフト１４の径方向における回転子鉄心１５の外側に位置し、回転子鉄心１５を囲む円筒状に形成されている。固定子巻線２０は、ロータシャフト１４の軸方向に延びるように固定子鉄心１９の内周部１９ａに形成された複数のスロット（不図示）内を貫通して、固定子鉄心１９に固定されている。

【0018】

冷却器３は、熱交換器３１と、外扇カバー３２と、出口ガイド３３と、を有する。

【0019】

熱交換器３１は、フレーム１１の上側に配置され、フレーム１１に搭載されている。冷却器３は、複数の冷却管４１と、入口端板４２と、出口端板４３と、冷却器カバー４５と、を有する。複数の冷却管４１は、互いに並列に配置されている。入口端板４２と出口端板４３とは、冷却管４１の軸方向に間隔を空けて並べられて互いに対向している。入口端板４２と出口端板４３とは、冷却管４１の軸方向の両端部を支持している。冷却管４１、入口端板４２および出口端板４３の詳細は、後述する。冷却器カバー４５は、入口端板４２と出口端板４３とに亘って設けられ、冷却管４１を収納している。入口端板４２および出口端板４３は、支持部材の一例である。

【0020】

冷却管４１、入口端板４２、出口端板４３、冷却器カバー４５、およびフレーム１１は、互いに接続され、閉空間４を形成している。閉空間４におけるフレーム１１内の空間４ａと冷却器カバー４５内の空間４ｂとは、入口１１ａおよび二つの出口１１ｂで互いに連通している。入口１１ａは、フレーム１１における、固定子１３の上方の部分に形成されている。二つの出口１１ｂは、フレーム１１における内扇１８の斜め上方の部分に形成されている。二つの出口１１ｂの間に、入口１１ａが位置している。

【0021】

また、冷却器カバー４５内には、二つのガイド板４４が設けられている。二つのガイド板４４は、入口端板４２と出口端板４３との間で、冷却管４１の軸方向に互いに間隔を空けて並べられている。二つのガイド板４４は、冷却器カバー４５内の空間４ｂにおける上部連通空間４ｃを除くように空間４ｂの底部から上方に延びて、冷却器カバー４５内の空間４ｂのうち上部連通空間４ｃを除く空間を冷却管４１の軸方向に仕切っている。

【0022】

外扇カバー３２は、入口端板４２に固定され、外扇１７を収納している。外扇カバー３２には、吸込口３７が設けられており、外扇１７が回転することにより、外気が吸込口３７から外扇カバー３２内に流入する。また、外扇１７により外扇カバー３２内に流入した外気が複数の冷却管４１の内側に流入するように、外扇カバー３２が入口端板４２と接続されている。また、外扇カバー３２内には、吸込口３７から外扇カバー３２内に流入した外気が外扇１７を通過して複数の冷却管４１に流れるように外気をガイドするガイド部材４６が設けられている。

【0023】

出口ガイド３３は、出口端板４３に固定されている。出口ガイド３３は、複数の冷却管４１から流出する外気が所定の方向に流れるようにガイドする。

【0024】

＜全閉外扇形回転電機１の気体の流れ＞
次に、上記構成の全閉外扇形回転電機１の気体の流れについて説明する。

【0025】

まずは、閉空間４内の冷却用気体について説明する。閉空間４におけるフレーム１１内の空間４ａの冷却用気体は、ロータシャフト１４と一体に回転する二つの内扇１８により圧送されて、回転子１２および固定子１３に沿って流れて回転子１２および固定子１３を冷却した後、固定子鉄心１９の径方向外側に流出する。固定子鉄心１９の径方向外側に流出した冷却用気体は、入口１１ａを経由して冷却器３内の空間４ｂに流入する。冷却器３の空間４ｂに流入した冷却用気体は、冷却管４１の外側を通過する過程で、冷却管４１内を流れる外気と熱交換し冷却されながら、二つのガイド板４４の間を上昇して上部連通空間４ｃに流出する。

【0026】

上部連通空間４ｃの冷却用気体は、冷却管４１の軸方向に互いに反対方向に分流して、入口端板４２とガイド板４４との間と、出口端板４３とガイド板４４との間とを、それぞれ冷却管４１内の外気と熱交換し冷却されながら下降する。その後、冷却用気体は、出口１１ｂを介してフレーム１１内の空間４ａに戻り、再びそれぞれ内扇１８に流入する。

【0027】

次に、外気について説明する。外気は、ロータシャフト１４と一体に回転する外扇１７により吸込口３７から外扇カバー３２内に流入し、外扇カバー３２内を通過し、入口端板４２に到達する。入口端板４２に到達した外気は、入口端板４２で開口している各冷却管４１内に流入し、冷却管４１内で冷却管４１外側の冷却用気体から熱を受け温度上昇しながら冷却管４１内を通過した後、出口端板４３での開口から冷却器３の外部に流出する。このように、冷却管４１の内側の外気と冷却管４１の外側の冷却用気体との間で熱交換が行われることにより、回転子１２および固定子１３の冷却が行われる。

【0028】

＜熱交換器３１の詳細構成＞
次に、熱交換器３１の入口端板４２、出口端板４３、および冷却管４１について図１～図４等に基づいて詳細に説明する。

【0029】

図２は、図１のII矢視図である。なお、図２では、冷却管４１は省略されている。図１および図２に示されるように、入口端板４２には、複数の貫通孔４２ａが設けられている。各貫通孔４２ａは、長軸方向（長辺方向）が上下方向すなわち冷却用気体の流れ方向に沿う楕円形状に形成されている。また、図１に示されるように、出口端板４３には、複数の貫通孔４３ａが設けられている。各貫通孔４３ａは、貫通孔４２ａと同じ長軸方向が上下方向に沿う楕円形状に形成されている。貫通孔４３ａの大きさと貫通孔４２ａの大きさは、同じである。入口端板４２の複数の貫通孔４２ａと、出口端板４３の複数の貫通孔４３ａとは、入口端板４２と出口端板４３との並び方向である板並び方向Ｄ１に並べられている。入口端板４２および出口端板４３とは、例えば金属材料によって構成されている。

【0030】

図１に示されるように、各冷却管４１は、入口端板４２の貫通孔４２ａと、当該貫通孔４２ａと板並び方向Ｄ１に並べられた出口端板４３の貫通孔４３ａとに挿入された状態で、入口端板４２と出口端板４３とに支持されている。すなわち、冷却管４１の軸方向は、板並び方向Ｄ１に沿う。

【0031】

図３は、実施形態の全閉外扇形回転電機１における熱交換器３１の一部の例示的な断面図である。図４は、図３のIV-IV断面図である。

【0032】

図３および図４に示されるように、冷却管４１は、段付きの楕円管によって構成されている。すなわち、図４に示されるように、冷却管４１の軸方向と直交する冷却管４１の断面は、楕円形状である。以後、特に言及しない限り、冷却管４１の断面は、冷却管４１の軸方向と直交する冷却管４１の断面であり、軸方向は、冷却管４１の軸方向である。冷却管４１は、例えばステンレス等の金属材料によって構成されている。

【0033】

図３に示されるように、冷却管４１は、当該冷却管４１の軸方向の両端部４１ａ，４１ｂを有する。端部４１ａは、冷却管４１における外気の入口を構成する端部であり、端部４１ｂは、冷却管４１における外気の出口を構成する端部である。また、冷却管４１は、外周面４１ｃと、内周面４１ｄと、を有する。外周面４１ｃおよび内周面４１ｄは、両端部４１ａ，４１ｂに亘って形成されている。

【0034】

また、冷却管４１は、内側大径部４１ｅと、二つの内側接続部４１ｆ，４１ｇと、二つの挿入部４１ｈ，４１ｉと、二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋと、二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎと、二つの径変化部４１ｐ，４１ｑと、を有する。内側大径部４１ｅ、二つの内側接続部４１ｆ，４１ｇ、二つの挿入部４１ｈ，４１ｉ、二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋ、二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎ、および二つの径変化部４１ｐ，４１ｑの断面は、それぞれ楕円形状である。

【0035】

内側大径部４１ｅは、入口端板４２と出口端板４３との間、すなわち入口端板４２と出口端板４３との内側に位置して、軸方向に延びている。よって、冷却用気体が内側大径部４１ｅの外側を流れる。内側大径部４１ｅの径は、入口端板４２の貫通孔４２ａおよび出口端板４３の貫通孔４３ａの径よりも大きい。換言すると、内側大径部４１ｅの断面の楕円形状の外形は、貫通孔４２ａ，４３ａの外形よりも大きい。

【0036】

二つの挿入部４１ｈ，４１ｉは、それぞれ、内側大径部４１ｅの軸方向の両端部に二つの内側接続部４１ｆ，４１ｇを介して接続されている。二つの挿入部４１ｈ，４１ｉは、それぞれ、入口端板４２の貫通孔４２ａと出口端板４３の貫通孔４３ａとに挿入されて、それら貫通孔４２ａ，４３ａに嵌められている。すなわち、二つの挿入部４１ｈ，４１ｉの外周面４１ｃは、それぞれ、入口端板４２における貫通孔４２ａを形成する周面４２ｃと、出口端板４３における貫通孔４３ａを形成する周面４３ｃとに接触している。二つの挿入部４１ｈ，４１ｉの径は、内側大径部４１ｅの径よりも小さい。換言すると、内側大径部４１ｅの径は、二つの挿入部４１ｈ，４１ｉの径よりも大きい。挿入部４１ｈ，４１ｉは、小径部とも称される。

【0037】

二つの内側接続部４１ｆ，４１ｇは、それぞれ、入口端板４２と出口端板４３との間、すなわち入口端板４２と出口端板４３との内側に位置して、入口端板４２と出口端板４３とに接触している。

【0038】

二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎは、それぞれ、二つの挿入部４１ｈ，４１ｉの軸方向の両端部に二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋを介して接続されている。二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎは、それぞれ、入口端板４２と出口端板４３との外側に位置して、軸方向に延びている。すなわち、二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎの間に、入口端板４２と出口端板４３とが位置している。外側大径部４１ｍ，４１ｎの径は、入口端板４２の貫通孔４２ａおよび出口端板４３の貫通孔４３ａの径よりも大きい。換言すると、外側大径部４１ｍ，４１ｎの断面の楕円形状の外形は、貫通孔４２ａ，４３ａの外形よりも大きい。外側大径部４１ｍ，４１ｎの外側の直径および内側の直径は、それぞれ内側大径部４１ｅの外側の直径および内側の直径と同じである。

【0039】

二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋは、それぞれ、入口端板４２と出口端板４３との外側に位置して、入口端板４２と出口端板４３とに接触している。すなわち、二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋの間に、入口端板４２と出口端板４３とが位置している。

【0040】

二つの径変化部４１ｐ，４１ｑは、二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎにおける二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋと反対側端部から互いに反対方向に延びている。二つの径変化部４１ｐ，４１ｑは、二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎから離間するにつれて外側の直径および内側の直径が小さくなる。

【0041】

また、冷却管４１の外周面４１ｃには、二つの溝部４１ｒ，４１ｓが形成されている。二つの溝部４１ｒ，４１ｓは、それぞれ、二つの内側接続部４１ｆ，４１ｇと、二つの挿入部４１ｈ，４１ｉと、二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋとに囲まれている。すなわち、二つの溝部４１ｒ，４１ｓは、冷却管４１の径方向外側に開放され、冷却管４１の径方向内側に凹む凹状に形成されている。二つの溝部４１ｒ，４１ｓは、冷却管４１の周方向に延びる環状に形成されている。二つの溝部４１ｒ，４１ｓに、入口端板４２における貫通孔４２ａの縁部と出口端板４３における貫通孔４３ａの縁部が嵌っている。

【0042】

上記構成の冷却管４１は、二つの溝部４１ｒ，４１ｓに、入口端板４２における貫通孔４２ａの縁部と出口端板４３における貫通孔４３ａの縁部とが嵌められていることにより、入口端板４２と出口端板４３とに固定されている。このとき、冷却管４１の軸方向の移動は、二つの内側接続部４１ｆ，４１ｇと、入口端板４２および出口端板４３との接触と、二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋと、入口端板４２および出口端板４３との接触とにより制限される。また、冷却管４１の径方向の移動は、二つの挿入部４１ｈ，４１ｉと、入口端板４２の周面４２ｃおよび出口端板４３の周面４３ｃとの接触によって制限される。このように、冷却管４１は、入口端板４２および出口端板４３に嵌め合いによって固定されている。

【0043】

＜熱交換器３１の製造方法＞
次に、熱交換器３１の製造方法について図５～図１３を参照して説明する。図５は、実施形態の熱交換器３１の製造方法を示すフローチャートである。図６は、実施形態の熱交換器３１の製造方法における挿入工程を示す図である。図７は、実施形態の熱交換器３１の冷却管４１の素材である管１００の例示的な斜視図である。図８は、実施形態の熱交換器３１の製造方法における装着工程を示す図である。図９は、実施形態の熱交換器３１の製造方法で用いられる押圧装置２００の例示的な側面図である。図１０は、実施形態の管１００および押圧装置２００との一部の斜視図であって、管１００に押圧装置２００が装着された状態の図である。図１１は、図８のXI-XI断面図である。図１２は、実施形態の熱交換器３１の製造方法における形成工程に含まれる栓取付工程を示す図である。図１３は、実施形態の熱交換器３１の製造方法における形成工程に含まれる加圧工程を示す図である。

【0044】

図５に示されるように、まずは、入口端板４２および出口端板４３のそれぞれの貫通孔４２ａ，４３ａに、冷却管４１の素材である管１００（図６参照）を挿入する（Ｓ１：挿入工程）。図６には、貫通孔４２ａ，４３ａに管１００が挿入された状態が示されている。図６に示されるように、管１００の径は、貫通孔４２ａ，４３ａの径よりも小さい。管１００は、貫通孔４２ａ，４３ａに挿通可能な外形を有する。図７に示されるように、管１００は、楕円管である。管１００の軸方向と直交する断面、すなわち管１００の板並び方向Ｄ１と直交する断面は、貫通孔４２ａ，４３ａの外周に沿う楕円形状である。管１００は、例えばステンレス等の金属材料によって構成されている。挿入工程においては、管１００の楕円形状の長軸方向が貫通孔４２ａ，４３ａの楕円形状の長軸方向に沿うとともに、管１００の軸方向における管１００の両端部が入口端板４２と出口端板４３との外側に位置するように、管１００を貫通孔４２ａ，４３ａに挿入する。また、この際、管１００を二つのガイド板４４のガイド板貫通孔（不図示）にも挿入する。なお、ガイド板貫通孔（不図示）の径は、内側大径部４１ｅの径以上である。

【0045】

次に、図５に示されるように、押圧装置２００（図８）を管１００に装着する（Ｓ２：装着工程）。図８には、押圧装置２００が管１００に装着された状態が示されている。

【0046】

図８～図１１に基づいて押圧装置２００について説明する。図８および図９に示されるように、押圧装置２００は、第１押圧部２０１と、第２押圧部２０２と、複数の弾性部材２０３と、を有する。

【0047】

第１押圧部２０１は、管１００に入れられた場合に、管１００の軸方向に延びる棒状に形成されている。第１押圧部２０１の断面は、円形である。第１押圧部２０１は、内側部２０１ａと、二つの外側部２０１ｂ，２０１ｃと、二つの接続部２０１ｄ，２０１ｅと、を有する。内側部２０１ａは、貫通孔４２ａと貫通孔４３ａとの間、すなわち貫通孔４２ａと貫通孔４３ａとの内側に位置する。二つの外側部２０１ｂ，２０１ｃは、貫通孔４２ａと貫通孔４３ａとの外側に位置する。二つの外側部２０１ｂ，２０１ｃは、二つの接続部２０１ｄ，２０１ｅを介して内側部２０１ａの両端部と接続されている。内側部２０１ａおよび二つの外側部２０１ｂ，２０１ｃは、それぞれ、例えば金属材料又は合成樹脂等によって構成されている。また、接続部２０１ｄ，２０１ｅは、例えばゴム材料によって構成され、弾性変形可能である。また、第１押圧部２０１は、第１接触面２０１ｆを有する。第１接触面２０１ｆは、内側部２０１ａと、二つの外側部２０１ｂ，２０１ｃと、に設けられている。図１０および図１１に示されるように、第１接触面２０１ｆは、管１００の内周面１００ｄにおける楕円形状の断面の長軸方向で互いに対向する二つの対向部１００ｄａ，１００ｄｂの一方（一例として対向部１００ｄａ）に沿う湾曲面である。

【0048】

図８および図９に示されるように、第２押圧部２０２は、第１押圧部２０１と対向して設けられ、第１押圧部２０１と離間している。第２押圧部２０２は、第１押圧部２０１と同様の構成を有する。第２押圧部２０２は、内側部２０２ａと、二つの外側部２０２ｂ，２０２ｃと、二つの接続部２０２ｄ，２０２ｅと、を有する。また、第２押圧部２０２の断面は、円形である。内側部２０２ａは、貫通孔４２ａと貫通孔４３ａとの間、すなわち貫通孔４２ａと貫通孔４３ａとの内側に位置する。二つの外側部２０２ｂ，２０２ｃは、貫通孔４２ａと貫通孔４３ａとの外側に位置する。二つの外側部２０２ｂ，２０２ｃは、二つの接続部２０２ｄ，２０２ｅを介して内側部２０２ａの両端部と接続されている。内側部２０２ａおよび二つの外側部２０２ｂ，２０２ｃは、それぞれ、例えば金属材料又は合成樹脂等によって構成されている。また、接続部２０２ｄ，２０２ｅは、例えばゴム材料によって構成され、弾性変形可能である。また、第２押圧部２０２は、第２接触面２０２ｆを有する。第２接触面２０２ｆは、内側部２０２ａと、二つの外側部２０２ｂ，２０２ｃと、に設けられている。図１０および図１１に示されるように、第２接触面２０２ｆは、管１００の内周面１００ｄにおける長軸方向で互いに対向する二つの対向部１００ｄａ，１００ｄｂの他方（一例として対向部１００ｄｂ）に沿う湾曲面である。

【0049】

図８および図９に示されるように、各弾性部材２０３は、それぞれ、コイルばねである。なお、弾性部材２０３は、板ばね等であってもよい。複数の弾性部材２０３は、管１００の軸方向に間隔を空けて並べられ、第１押圧部２０１と第２押圧部２０２との間に介在している。詳細には、第１押圧部２０１の内側部２０１ａおよび二つの外側部２０１ｂ，２０１ｃと、第２押圧部２０２の内側部２０２ａおよび二つの外側部２０２ｂ，２０２ｃとの間に介在している。

【0050】

図８に示されるように、装着工程においては、管１００おける二つの貫通孔４２ａ，４３ａ間に、第１押圧部２０１の内側部２０１ａと、第２押圧部２０２の内側部２０２ａとが位置し、管１００おける二つの貫通孔４２ａ，４３ａの外側に、第１押圧部２０１の二つの外側部２０１ｂ，２０１ｃと、第２押圧部２０２の二つの外側部２０２ｂ，２０２ｃとが位置するように、押圧装置２００を管１００に入れる。すなわち、押圧装置２００を、管１００における二つの入口端板４２および出口端板４３の二つの貫通孔４２ａ，４３ａの間に位置する部分１００ｅの径と、二つの貫通孔４２ａ，４３ａから二つの入口端板４２および出口端板４３の外側に張り出した部分である張出部１００ｆ，１００gの径とが広がる方向に第１押圧部２０１と第２押圧部２０２とが管１００を互いに反対方向に押圧するように弾性部材２０３を圧縮させた状態で、管１００内に入れる。このとき、接続部２０１ｄ，２０１ｅ，２０２ｄ，２０２ｅの一部は、貫通孔４２ａ，４３ａ内に位置する。このようにして管１００に入れられた押圧装置２００は、全ての弾性部材２０３が貫通孔４２ａ，４３ａの外に位置する。また、貫通孔４２ａ，４３ａの長軸方向に第１押圧部２０１と第２押圧部２０２とが並ぶように、押圧装置２００を管１００内に入れる。すなわち、装着工程においては、第１接触面２０１ｆが一方の対向部１００ｄａに接触し、第２接触面２０２ｆが他方の対向部１００ｄｂに接触するように、押圧装置２００を管１００に装着する（図１１）。

【0051】

次に、図５に示されるように、管１００の両端部に栓３００，３０１（図１２参照）を取り付ける（Ｓ３）。図１２には、管１００の両端部に栓３００，３０１が取り付けられた状態が示されている。一方の栓３００には、圧縮空気供給装置３０３から送出された圧縮空気を管１００内に供給する供給管３０４が接続されている。また、栓３０１には、管１００内の圧縮空気を排出する排出管３０５が接続されている。排出管３０５は、バルブ３０６によって開閉される。栓３００，３０１は、管１００を挟んだ状態で管１００に押圧される。これにより管１００の両端部が閉じられる。

【0052】

次に、図５に示されるように、バルブ３０６を閉めた状態で、管１００内に圧縮空気供給装置３０３から圧縮空気を供給して、管１００を塑性変形させる（Ｓ４）。このとき、管１００内の圧力が、圧縮空気によって増大して、管１００は径（外側の直径および内側の直径）が大きくなる方向に圧縮空気によって押される。また、このとき、管１００は、押圧装置２００の弾性力によって管１００の楕円形状の長軸方向に押されている。これにより、管１００の断面は、変形前の楕円形状と相似の楕円形状に変形する。このような変形により、図１３に示されるように、管１００に、内側大径部４１ｅ、二つの内側接続部４１ｆ，４１ｇ、二つの挿入部４１ｈ，４１ｉ、二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋ、二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎ、および二つの径変化部４１ｐ，４１ｑが形成される。詳細には、内側部２０１ａ，２０２ａの押圧によって、内側大径部４１ｅ、二つの内側接続部４１ｆ，４１ｇが形成される。また、外側部２０２ｂ，２０２ｃの押圧によって、二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋ、二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎ、および二つの径変化部４１ｐ，４１ｑが形成される。内側大径部４１ｅ、二つの内側接続部４１ｆ，４１ｇ、二つの挿入部４１ｈ，４１ｉ、二つの外側接続部４１ｊ，４１ｋ、二つの外側大径部４１ｍ，４１ｎ、および二つの径変化部４１ｐ，４１ｑのそれぞれの板並び方向Ｄ１と直交する断面は、第１押圧部２０１と第２押圧部２０２との並び方向Ｄ２に長軸方向が沿う楕円形状である。このとき、接続部２０１ｄ，２０１ｅ，２０２ｄ，２０２ｅは、弾性変形する。なお、径変化部４１ｐ，４１ｑは、管１００の両端部が栓３００，３０１によって押さえられていることによって生じる。

【0053】

次に、図５に示されるように、バルブ３０６を開いて管１００内を減圧して管１００から栓３００，３０１を取り外す（Ｓ５）。次に。弾性部材２０３を圧縮させて、管１００から押圧装置２００を取り外す（Ｓ６：取外工程）。このようにして、冷却管４１が形成されるとともに、冷却管４１が入口端板４２と出口端板４３とに固定される。

【0054】

上記の冷却管４１の形成および固定は、冷却管４１ごとに順次行われる。すなわち、冷却管４１は、一本ずつ形成および固定がなされる。なお、冷却器カバー４５は、冷却管４１の形成および固定前に入口端板４２と出口端板４３とに取り付けられていてもよいし、冷却管４１の形成および固定後に入口端板４２と出口端板４３とに取り付けられてもよい。

【0055】

＜実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態の熱交換器３１（回転電機用熱交換器）の製造方法は、装着工程において、押圧装置２００を、管１００における少なくとも二つの入口端板４２および出口端板４３（支持部材）の二つの貫通孔４２ａ，４３ａの間に位置する部分１００ｅの径が広がる方向に第１押圧部２０１と第２押圧部２０２とが管１００を互いに反対方向に押圧するように弾性部材２０３を圧縮させた状態で、管１００内に入れて、押圧装置２００を管１００に装着する。形成工程において、押圧装置２００が装着された管１００内の圧力（気圧）を増大させて管１００を塑性変形させることにより、内側大径部４１ｅと、内側接続部４１ｆ，４１ｇと、を管１００に形成する。内側大径部４１ｅは、二つの入口端板４２および出口端板４３の間に位置する。内側大径部４１ｅは、板並び方向Ｄ１と直交する断面が、第１押圧部２０１と第２押圧部２０２との並び方向Ｄ２に長軸方向が沿う楕円形状であり、当該断面の外形が貫通孔４２ａ，４３ａの外形よりも大きい。内側接続部４１ｆ，４１ｇは、内側大径部４１ｅと、貫通孔４２ａ，４３ａ内に位置した挿入部４１ｈ，４１ｉとを接続し入口端板４２および出口端板４３と面する。

【0056】

このようにして管１００を素材として形成された冷却管４１は、内側接続部４１ｆ，４１ｇと挿入部４１ｈ，４１ｉとによって、入口端板４２および出口端板４３に対する冷却管４１の位置決めがなされ、入口端板４２および出口端板４３に固定される。したがって、入口端板４２および出口端板４３に対して冷却管４１を固定するために接着剤による接着を行う必要がなく、入口端板４２および出口端板４３に対する冷却管４１の固定の信頼性を向上させることができる。なお、押圧装置２００を用いずに、管１００内の圧力を増大させると、管１００の断面は楕円形状から真円形状になってしまうが、本実施形態では、押圧装置２００を用いることにより、管１００の断面を楕円形状に保つことができる。

【0057】

また、本実施形態では、押圧装置２００は、当該押圧装置２００が管１００に入れられた場合に、管１００の軸方向に間隔を空けて並べられた複数の弾性部材２０３を有する。よって、例えば、管１００の所定の範囲に作用する弾性部材２０３の弾性力を一定にしやすいので、冷却管４１の形状の精度を高くしやすい。

【0058】

また、本実施形態では、装着工程において、全ての弾性部材２０３が貫通孔４２ａ，４３ａの外に位置するように、押圧装置２００を管１００に装着する。すなわち、管１００における貫通孔４２ａ，４３ａに対応する部分には、弾性部材２０３が配置されない。よって、弾性部材２０３の弾性力を管１００における挿入部４１ｈ，４１ｉ以外の部分の形成に用いることができる。

【0059】

また、本実施形態では、形成工程で塑性変形する前の管１００は、当該管１００の軸方向と直交する断面が楕円形状である。第１押圧部２０１は、第１接触面２０１ｆを有する。第１接触面２０１ｆは、塑性変形する前の管１００の内周面１００ｄにおける楕円形状の断面の長軸方向で互いに対向する二つの対向部１００ｄａ，１００ｄｂの一方（一例として対向部１００ｄａ）に沿う。第２押圧部２０２は、第２接触面２０２ｆを有する。第２接触面２０２ｆは、二つの対向部１００ｄａ，１００ｄｂの他方（一例として対向部１００ｄｂ）に沿う。装着工程において、第１接触面２０１ｆが一方の対向部１００ｄａに接触し、第２接触面２０２ｆが他方の対向部１００ｄｂに接触するように、押圧装置２００を管１００に装着する。よって、第１接触面２０１ｆおよび第２接触面２０２ｆが対向部１００ｄａ，１００ｄｂに沿う形状であるため、具体的には、第１接触面２０１ｆおよび第２押圧部２０２のそれぞれの断面が対向部１００ｄａ，１００ｄｂに内接する円形であるため、管１００が塑性変形しても、対向部１００ｄａ，１００ｄｂの曲率が維持されやすい。したがって、冷却管４１の形状精度を高くしやすい。

【0060】

また、本実施形態では、装着工程において、管１００における二つの貫通孔４２ａ，４３ａの間に位置する部分１００ｅの外側の直径および内側の直径と、張出部１００ｆ，１００gの外側の直径と内側の直径と、が広がる方向に、第１押圧部２０１と第２押圧部２０２とが管１００を互いに反対方向に押圧するように、弾性部材２０３を圧縮させた状態で、押圧装置２００を管１００内に入れる。張出部１００ｆ，１００gは、管１００における二つの貫通孔４２ａ，４３ａから二つの入口端板４２および出口端板４３の外側に張り出した部分である。また、形成工程において、押圧装置２００が装着された管１００内の圧力を増大させて管１００を変形させることにより、張出部１００ｆ，１００gに、外側大径部４１ｍ，４１ｎと、外側接続部４１ｊ，４１ｋと、を形成する。外側大径部４１ｍ，４１ｎは、板並び方向Ｄ１と直交する断面が、板並び方向Ｄ１に長軸方向が沿う楕円形状であり、当該断面の外形が貫通孔４２ａ，４３ａの外形よりも大きい。外側接続部４１ｊ，４１ｋは、外側大径部４１ｍ，４１ｎと挿入部４１ｈ，４１ｉとを接続する。よって、内側接続部４１ｆ，４１ｇと挿入部４１ｈ，４１ｉとの他に外側接続部４１ｊ，４１ｋによっても、入口端板４２および出口端板４３に対する冷却管４１の位置決めがなされ、入口端板４２および出口端板４３に固定される。したがって、入口端板４２および出口端板４３に対する冷却管４１の固定を接着力に頼るのではなく、入口端板４２を冷却管４１の二つの大径部（内側大径部４１ｅおよび外側大径部４１ｍ）で挟み込み、出口端板４３を冷却管４１の二つの大径部（内側大径部４１ｅおよび外側大径部４１ｎ）で挟み込んでいるので、入口端板４２および出口端板４３に対する冷却管４１の固定の信頼性をより一層向上させることができる。

【0061】

また、本実施形態では、貫通孔４２ａ，４３ａは、楕円形状である。装着工程において、貫通孔４２ａ，４３ａの長軸方向に第１押圧部２０１と第２押圧部２０２とが並ぶように、押圧装置２００を管１００内に入れる。よって、冷却管４１の楕円形状の長軸方向を貫通孔４２ａ，４３ａの長軸方向に沿わせやすい。

【0062】

＜変形例＞
図１４は、実施形態の変形例の押圧装置２００Ａの例示的な側面図である。図１４に示されるように、押圧装置２００Ａの第１押圧部２０１Ａにおける内側部２０１ａおよび第２押圧部２０２Ａの内側部２０２ａは、それぞれ、複数の球体２１０と、複数の球体２１０を接続した複数の接続部２１１と、を有する。押圧装置２００Ａには、外側部２０１ｂ，２０１ｃ，２０２ｂ，２０２ｃと、接続部２０１ｄ，２０１ｅ，２０２ｄ，２０２ｅは、設けられていない。すなわち、押圧装置２００Ａは、入口端板４２と出口端板４３との間にのみ配置される構成である。

【0063】

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各部品の仕様（構造、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【0064】

例えば、押圧装置２００は、入口端板４２と出口端板４３との間にのみ配置される構成であってもよい。すなわち、第１押圧部２０１が内側部２０１ａのみを有し、第２押圧部２０２が内側部２０２ａのみを有し、弾性部材２０３が内側部２０１ａと内側部２０２ａとの間にのみ設けられる構成であってもよい。また、冷却管４１は、入口端板４２と出口端板４３と間の部分が楕円形状の断面であり、入口端板４２と出口端板４３との外側の部分が真円形状の断面であってもよい。

【0065】

また、押圧装置２００Ａが、外側部２０２ｂ，２０２ｃと、接続部２０１ｄ，２０１ｅ，２０２ｄ，２０２ｅと、を有していてもよい。この場合、外側部２０２ｂ，２０２ｃは、球体２１０を有した構成であってよい。

【0066】

また、熱交換器３１の形成工程において、管１００内の圧力を増大させるために管１００内に供給する流体は、気体ではなく液体であってもよい。

【0067】

また、熱交換器３１は、フレーム１１の下側や横側に配置されていてもよい。

【0068】

また、第１押圧部２０１の断面および第２押圧部２０２の断面は、半円形等であってもよい。

【0069】

また、塑性変形する前の管１００の断面は、真円でもよい。

【0070】

また、第１押圧部２０１，２０１Ａおよび第２押圧部２０２，２０２Ａは、弾性部材２０３とは別の弾性変形可能な接続部材によって連結されて、この接続部材と第１押圧部２０１，２０１Ａと第２押圧部２０２，２０２Ａとが、弾性部材２０３を収容する筒状部材を構成してもよい。

【符号の説明】

【0071】

３１…熱交換器（回転電機用熱交換器）、４１ｅ…内側大径部、４１ｆ，４１ｇ…内側接続部、４１ｈ，４１ｉ…挿入部、４１ｊ，４１ｋ…外側接続部、４１ｍ，４１ｎ…外側大径部、４２…入口端板（支持部材）、４２ａ，４３ａ…貫通孔、４３…出口端板（支持部材）、１００…管、１００ｄａ，１００ｄｂ…対向部、１００ｅ…部分、１００ｆ，１００ｇ…張出部（部分）、２００，２００Ａ…押圧装置、２０１…第１押圧部、２０１ｆ…第１接触面、２０２…第２押圧部、２０２ｆ…第２接触面、２０３…弾性部材、Ｄ１…板並び方向（並び方向）、Ｄ２…並び方向、Ｓ１…挿入工程、Ｓ２…装着工程、Ｓ６…取外工程。

【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】