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(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】2023-06-30
(45)【発行日】2023-07-10
(54)【発明の名称】回転電機の回転子
(51)【国際特許分類】
H02K 1/32 20060101AFI20230703BHJP
H02K 9/19 20060101ALI20230703BHJP
【ＦＩ】
H02K1/32 B
H02K9/19 B
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020046148
(22)【出願日】2020-03-17
(65)【公開番号】P2021151011
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2022-03-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(73)【特許権者】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】原川 崇
(72)【発明者】
【氏名】久保 伸二
(72)【発明者】
【氏名】加幡 安雄
(72)【発明者】
【氏名】谷山 賀浩
(72)【発明者】
【氏名】淵本 遼
(72)【発明者】
【氏名】安藤 耕治
【審査官】三澤 哲也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１１２００６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４４－００３２８１（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２００１－０１６８１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０２－１３９４５０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１０－０２９０６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９１３８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２８５８５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－３１７５８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第０２４０３１１０（ＥＰ，Ａ１）
【文献】独国特許出願公開第０４０１１４５０（ＤＥ，Ａ１）
【文献】西独国特許出願公開第０２９４３６０８（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｋ １／３２
Ｈ０２Ｋ ９／１９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転子コイルを収納するコイルスロットと、鉄心端部から冷却ガスを導入し鉄心中央部へ向けて回転子軸方向に通風するサブスロットと、前記回転子コイルに設けられ前記サブスロットを流れる冷却ガスを導入し回転子外径側へ通風する複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路とを備え、冷却ガスが前記サブスロットに流入し更に個々のコイル通風路に分岐して流入するように構成された回転電機の回転子において、前記複数のコイル通風路のうち、少なくとも１つのコイル通風路は、
当該コイル通風路の冷却ガス入口部の鉄心中央部側にある第１の壁面と、
当該コイル通風路の内部の鉄心中央部側にあり、前記第１の壁面に対して前記サブスロットを流れる冷却ガスの流れ方向と反対の側であって、前記第１の壁面よりも回転子外径側に位置し且つ鉄心端部側に位置する第２の壁面と、
前記第１の壁面と前記第２の壁面とを繋ぎ、回転子径方向に対して垂直な面を有する第３の壁面とを備え、
前記サブスロットからコイル通風路内の前記第１の壁面側に流入する冷却ガスが前記第３の壁面に衝突して前記サブスロットを流れる冷却ガスの流れ方向と反対の方向へ向かうように構成されている、
回転電機の回転子。
【請求項2】
前記少なくとも１つのコイル通風路は、前記サブスロットを流れる冷却ガスの一部を、当該コイル通風路の冷却ガス入口部において、第１の構造物により分断される複数の流路に流入させ、これらの流路を通った冷却ガスを当該コイル通風路内で合流させる構造を有する、
請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項3】
前記少なくとも１つのコイル通風路は、当該コイル通風路の冷却ガス入口部の鉄心端部側にある第４の壁面と、
当該コイル通風路の内部の鉄心端部側にあり、前記第４の壁面よりも回転子外径側に位置し且つ鉄心中央部側に位置する第５の壁面と、
前記第４の壁面と前記第５の壁面とを繋ぎ、回転子径方向に対して垂直な面を有する第６の壁面とを備えている、
請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
【請求項4】
前記複数の流路は、回転子軸方向に配列するように配置されている、請求項２に記載の回転電機の回転子。
【請求項5】
前記複数の流路は、回転子回転方向に配列するように配置されている、請求項２に記載の回転電機の回転子。
【請求項6】
前記少なくとも１つのコイル通風路は、当該コイル通風路の内部の鉄心中央部側にある前記第２の壁面が、
当該コイル通風路の冷却ガス入口部の鉄心端部側にある壁面よりも、鉄心端部側に位置する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項7】
回転子コイルを収納するコイルスロットと、鉄心端部から冷却ガスを導入し鉄心中央部へ向けて回転子軸方向に通風するサブスロットと、前記回転子コイルに設けられ前記サブスロットを流れる冷却ガスを導入し回転子外径側へ通風する複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路とを備え、冷却ガスが前記サブスロットに流入し更に個々のコイル通風路に分岐して流入するように構成された回転電機の回転子において、前記複数のコイル通風路のうち、少なくとも１つのコイル通風路は、
当該コイル通風路の冷却ガス入口部の鉄心端部側にある第４の壁面と、
当該コイル通風路の内部の鉄心端部側にあり、前記第４の壁面よりも回転子外径側に位置し且つ鉄心中央部側に位置する第５の壁面と、
前記第４の壁面と前記第５の壁面とを繋ぎ、回転子径方向に対して垂直な面を有する第６の壁面とを備え、
当該コイル通風路の冷却ガス入口部において、第１の構造物により分断される複数の回転子軸方向に配列される流路を通じて冷却ガスを導入し、導入した冷却ガスを当該コイル通風路内で合流させる構造を有し、
当該コイル通風路の内部の鉄心端部側にある前記第５の壁面が、当該コイル通風路の冷却ガス入口部の鉄心中央部側にある壁面よりも、鉄心中央部側に位置する、
回転電機の回転子。
【請求項8】
前記複数の流路は、流入する冷却ガスが前記第６の壁面に衝突するように配置されるとともに、回転子軸方向に配列するように配置されている、請求項７に記載の回転電機の回転子。
【請求項9】
前記少なくとも１つのコイル通風路は、回転子回転方向に配列するように配置されている複数の流路を含む、請求項７に記載の回転電機の回転子。
【請求項10】
前記少なくとも１つのコイル通風路は、前記第１の構造物により分断される複数の流路を通って合流した冷却ガスを、さらに当該コイル通風路の内部において第２の構造物により分断される複数の流路に流入させ、これらの流路を通った冷却ガスを当該コイル通風路内で合流させる構造を有する、
請求項２に記載の回転電機の回転子。
【請求項11】
回転子コイルを収納するコイルスロットと、鉄心端部から冷却ガスを導入し鉄心中央部へ向けて回転子軸方向に通風するサブスロットと、前記回転子コイルに設けられ前記サブスロットを流れる冷却ガスを導入し回転子外径側へ通風する複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路とを備え、冷却ガスが前記サブスロットに流入し更に個々のコイル通風路に分岐して流入するように構成された回転電機の回転子において、
前記複数のコイル通風路のうち、少なくとも１つのコイル通風路は、
当該コイル通風路の冷却ガス入口部の鉄心中央部側にある第１の壁面と、
当該コイル通風路の内部の鉄心中央部側にあり、前記第１の壁面よりも回転子外径側に位置し且つ鉄心端部側に位置する第２の壁面と、
前記第１の壁面と前記第２の壁面とを繋ぎ、回転子径方向に対して垂直な面を有する第３の壁面とを備えており、
前記少なくとも１つのコイル通風路は、
前記サブスロットを流れる冷却ガスの一部を、当該コイル通風路の冷却ガス入口部において、第１の構造物により分断される複数の流路に流入させ、これらの流路を通った冷却ガスを当該コイル通風路内で合流させる構造を有し、
前記複数のコイル通風路の各々において前記第１の構造物により分断されている複数の流路の数は、鉄心端部から鉄心中央部へ向かうにつれ減少する、
回転電機の回転子。
【請求項12】
回転子コイルを収納するコイルスロットと、鉄心端部から冷却ガスを導入し鉄心中央部へ向けて回転子軸方向に通風するサブスロットと、前記回転子コイルに設けられ前記サブスロットを流れる冷却ガスを導入し回転子外径側へ通風する複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路とを備え、冷却ガスが前記サブスロットに流入し更に個々のコイル通風路に分岐して流入するように構成された回転電機の回転子において、
前記複数のコイル通風路のうち、少なくとも１つのコイル通風路は、
当該コイル通風路の冷却ガス入口部の鉄心中央部側にある第１の壁面と、
当該コイル通風路の内部の鉄心中央部側にあり、前記第１の壁面よりも回転子外径側に位置し且つ鉄心端部側に位置する第２の壁面と、
前記第１の壁面と前記第２の壁面とを繋ぎ、回転子径方向に対して垂直な面を有する第３の壁面とを備えており、
前記少なくとも１つのコイル通風路は、
当該コイル通風路の冷却ガス入口部の鉄心端部側にある第４の壁面と、
当該コイル通風路の内部の鉄心端部側にあり、前記第４の壁面よりも回転子外径側に位置し且つ鉄心中央部側に位置する第５の壁面と、
前記第４の壁面と前記第５の壁面とを繋ぎ、回転子径方向に対して垂直な面を有する第６の壁面とを備えており、
前記複数のコイル通風路の各々は、
鉄心中央部側の壁面が、前記第１乃至第３の壁面と前記第４乃至第６の壁面の少なくとも一方を備えており、
前記複数のコイル通風路の各々は、前記第３の壁面の面積が、鉄心端部から鉄心中央部へ向かうにつれ小さくなる、もしくは、前記第６の壁面の面積が、鉄心端部から鉄心中央部へ向かうにつれ大きくなる、
回転電機の回転子。
【請求項13】
回転子コイルを収納するコイルスロットと、鉄心端部から冷却ガスを導入し鉄心中央部へ向けて回転子軸方向に通風するサブスロットと、前記回転子コイルに設けられ前記サブスロットを流れる冷却ガスを導入し回転子外径側へ通風する複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路とを備え、冷却ガスが前記サブスロットに流入し更に個々のコイル通風路に分岐して流入するように構成された回転電機の回転子において、前記複数のコイル通風路のうち、少なくとも１つのコイル通風路は、
冷却ガスが流れる方向を、回転子外径方向から回転子周方向へ変え、さらに回転子軸方向へ変える第１の部分と、
冷却ガスが流れる方向を、回転子軸方向から回転子内径方向へ変え、再び回転子軸方向へ戻す第２の部分と、
冷却ガスが流れる方向を、回転子軸方向から回転子周方向へ変え、さらに回転子外径方向へ変える第３の部分と
のうちの少なくとも１つを含む、
回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、回転電機の回転子に関する。
【背景技術】
【0002】
【0003】
図２４は、回転子鉄心を回転子軸方向に見たときの断面形状の例を示す断面図であり、図２５は、図２４中に示されるコイルスロット周辺を拡大して示す断面図であり、図２６は、回転子（片側の鉄心端部から鉄心中央付近までの範囲）を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図である。
【0004】
図２４に示されるように、回転子鉄心１には、周方向に複数のコイルスロット２が所定の間隔で配置され、各コイルスロット２の内周側には、サブスロット３が設けられている。各コイルスロット２には回転子コイル４が収納されている。
【0005】
各回転子コイル４は、図２５に示されるように、複数の界磁導体を積層して構成されている。当該回転子コイル４は、絶縁材５により回転子鉄心１や回転子楔６と絶縁され、回転子楔６をコイルスロット開口端部（図示せず）に挿入することで固定される。具体的には、図２５に示されるように絶縁材５が、回転子鉄心１と回転子コイル４との間、回転子楔６と回転子コイル４との間、更には図２６に示されるように保持環１０と回転子コイル４との間に挿入されることで、回転子コイル４の絶縁性が確保されている。また、図２５には図示されていないが、個々の回転子コイル４の間にも絶縁材が挿入されている。
【0006】
各サブスロット３は、図２５および図２６に示されるように、回転子鉄心１に施され、各コイルスロット２の内径側において、回転子軸方向（図２６中のＡ方向）に延在する冷却ガス流路を構成している。各サブスロット３の回転子外径側（図２６中のＲ方向側）には、当該サブスロット３と連通するように回転子径方向に延在する複数のコイル通風路７（回転子コイル４の通風流路）が回転子軸方向に所定の間隔で設けられている。各コイル通風路７の回転子外径側には、絶縁材５および回転子楔６を回転子外径方向に貫通する通風路が設けられている。
【0007】
冷却ガスＦは、回転子の回転による遠心ファン効果により、図２６に示されるように鉄心端１１よりサブスロット３に導入され、回転子鉄心１の軸方向中央部に向かって回転子軸方向に流れ、個々のコイル通風路７に分岐して流入する。各コイル通風路７を流れる冷却ガスＦは、回転子コイル４で発生した熱を冷却・吸収した後、回転子楔６の通風路より排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】米国特許第６，３６２，５４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
回転子コイルに対する冷却性能を向上させるために、様々な技術が提案されているが、冷却性能を十分に向上させることは難しく、回転子コイルを効果的に冷却することができなかった。
【0010】
発明が解決しようとする課題は、回転子コイルを効果的に冷却することができる回転電機の回転子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
実施形態による回転電機の回転子は、回転子コイルを収納するコイルスロットと、鉄心端部から冷却ガスを導入し鉄心中央部へ向けて回転子軸方向に通風するサブスロットと、前記回転子コイルに設けられ前記サブスロットを流れる冷却ガスを導入し回転子外径側へ通風する複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路とを備え、冷却ガスが前記サブスロットに流入し更に個々のコイル通風路に分岐して流入するように構成された回転電機の回転子において、前記複数のコイル通風路のうち、少なくとも１つのコイル通風路は、当該コイル通風路の冷却ガス入口部の鉄心中央部側にある第１の壁面と、当該コイル通風路の内部の鉄心中央部側にあり、前記第１の壁面よりも回転子外径側に位置し且つ鉄心端部側に位置する第２の壁面と、前記第１の壁面と前記第２の壁面とを繋ぎ、回転子径方向に対して垂直な面を有する第３の壁面とを備えている。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、回転子コイルを効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】第１の実施形態に係る回転電機の回転子に適用されるコイル通風路を含む構造を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図。
【図2】第２の実施形態に係る回転電機の回転子に適用されるコイル通風路を含む構造を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図。
【図6】図２中に示されるＡ－Ａ’断面、Ｂ－Ｂ’断面のそれぞれの断面形状（回転子軸方向に見たときの断面形状）の例、Ｃ－Ｃ’断面、Ｄ－Ｄ’断面、Ｅ－Ｅ’断面のそれぞれの断面形状（回転子径方向に見たときの断面形状）の例を示す断面図。
【図7】第３の実施形態に係る回転電機の回転子に適用されるコイル通風路を含む構造を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図。
【図10】図９中に示されるＦ－Ｆ’断面、Ｇ－Ｇ’断面、Ｈ－Ｈ’断面のそれぞれの断面形状（回転子軸方向に見たときの断面形状）の例、Ｉ－Ｉ’断面、Ｊ－Ｊ’断面のそれぞれの断面形状（回転子径方向に見たときの断面形状）の例を示す断面図。
【図13】第４の実施形態に係る回転電機の回転子に適用されるコイル通風路を含む構造を回転子軸方向に見たときの断面形状の例を示す断面図（図９に示される構造の変形例（Ｈ－Ｈ’断面の断面形状の変形例）を示す断面図）。
【図19】第６の実施形態に係る回転電機の回転子に適用される複数のコイル通風路を含む構造を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図（図１乃至図３等に示される構造を応用した変形例を示す断面図）。
【図21】第７の実施形態に係る回転電機の回転子に適用されるコイル通風路を含む構造を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図、および、コイル通風路を回転子軸方向に透過して見たときの形状を示す概念図である。
【図24】回転子鉄心を回転子軸方向に見たときの断面形状の例を示す断面図。
【図26】回転子（片側の鉄心端部から鉄心中央付近までの範囲）を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。
【0015】
【0016】
図１は、第１の実施形態に係る回転電機の回転子に適用されるコイル通風路を含む構造を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図である。なお、この図１では、図２４乃至図２６と共通する要素には同一の符号を付している。
【0017】
図２４でも示したように、回転子鉄心１には、周方向に複数のコイルスロット２が所定の間隔で配置され、各コイルスロット２の内周側には、サブスロット３が設けられている。各コイルスロット２には回転子コイル４が収納されている。
【0018】
また、各サブスロット３は、図２５及び図２６でも示したように、回転子鉄心１に施され、各コイルスロット２の内径側において、回転子軸方向に延在する冷却ガス流路を構成している。各サブスロット３の回転子外径側には、当該サブスロット３と連通するように回転子径方向に延在する複数のコイル通風路７が回転子軸方向に所定の間隔で設けられている。各コイル通風路７の回転子外径側には、絶縁材５および回転子楔６を回転子外径方向に貫通する通風路が設けられている。
【0019】
冷却ガスＦは、回転子の回転による遠心ファン効果により、図２６に示されるように鉄心端１１よりサブスロット３に導入され、回転子鉄心１の軸方向中央部に向かって回転子軸方向に流れ、個々のコイル通風路７に分岐して流入する。個々のコイル通風路７においては、図１に示されるように、サブスロット３から冷却ガスＦがコイル通風路７に流入し、当該コイル通風路７を冷却しながら通過する。
【0020】
【0021】
本実施形態では、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７のうち、少なくとも１つのコイル通風路７は、当該コイル通風路７の冷却ガス入口部の鉄心中央部側にある壁面４ａ－１（第１の壁面）と、当該コイル通風路７の内部の鉄心中央部側にあり、壁面４ａ－１よりも回転子外径側に位置し且つ鉄心端部側に位置する壁面４ａ－２（第２の壁面）と、壁面４ａ－１と壁面４ａ－２とを繋ぎ、回転子径方向に対して垂直な面を有する壁面４ａ（第３の壁面）とを備えている。
【0022】
このように壁面４ａ－１と壁面４ａ－２との間に壁面４ａが存在するため、壁面４ａ－１と壁面４ａ－２との間に段差が生じており、コイル通風路７の流路幅（もしくは流路面積）は当該コイル通風路７の入り口部よりも内部の方が小さくなっている。
【0023】
一方、コイル通風路７の鉄心端部側には、回転子径方向に対して垂直な面を有する壁面４ａのようなものは無く、当該コイル通風路７の冷却ガス入口部から内部まで回転子径方向に連続する１つの面を構成する壁面４－１がある。但し、この例に限定されるものではない。
【0024】
なお、壁面４ａは、積層された回転子コイル４の層毎の回転子軸方向の長さを適宜変えることにより形成されてもよいし、一つの回転子コイル４の層を所望の形状に加工することにより形成されてもよい。
【0025】
また、壁面４ａの回転子径方向の高さは、異なるコイル通風路７間で同じになるように形成される必要はなく、また、１つのコイル通風路７内で均一に形成される必要はない。適宜、高さの異なる部分が複数存在するように形成されてもよい。壁面４ａの回転子軸方向の長さについても同じことが言える。
【0026】
また、コイル通風路７内において、回転子径方向に対して垂直な面を有する壁面４ａを、鉄心中央部側に設ける代わりに、鉄心端部側に設けることも考えられるが、特に鉄心端に近いコイル通風路７においては冷却ガスＦが鉄心中央部側に偏流するため、その流れを遮断する観点から、壁面４ａは図１の例のように鉄心中央部側に形成されることが好ましい。
【0027】
このような構成において、サブスロット３から冷却ガスＦがコイル通風路７の冷却ガス入口部に流入すると、その冷却ガスＦの一部が壁面４ａに衝突し、その冷却ガスＦの流れ方向が壁面４ａにより強制的に変えられる。壁面４ａにより流れ方向が変えられた冷却ガスＦは、コイル通風路７内の他の冷却ガスＦとさらに衝突するため、乱流の発生が促進される。乱流の発生が促進された冷却ガスＦはコイル通風路７の内部にて回転子コイル４を冷却しながら回転子外径方向へ流れる。このとき、冷却ガスの温度は、移流によって均一な状態に近づき、乱流作用が無いときよりもコイル通風路の壁面近傍における冷却ガスＦの温度が下がる。冷媒による個体からの除熱能力は、界面近傍の温度差に比例するため、向上することになる。
【0028】
第１の実施形態によれば、コイル通風路７内の冷却ガスＦの乱流促進効果を、特に鉄心端部に近いコイル通風路７において得ることができ、冷却能力を向上させることができる。
【0029】
【0030】
図２は、第２の実施形態に係る回転電機の回転子に適用されるコイル通風路を含む構造を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図である。なお、この図２では、図１と共通する要素には同一の符号を付している。
【0031】
本実施形態では、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７のうち、少なくとも１つのコイル通風路７は、当該コイル通風路７の冷却ガス入口部が、構造物８（第１の構造物）によって複数に分断される構造になっている。具体的には、少なくとも１つのコイル通風路７は、サブスロット３を流れる冷却ガスＦの一部を、当該コイル通風路７の冷却ガス入口部において、壁面４－１と壁面４ａ－１との間にある構造物８によって分断される複数の流路（本例では、２つの流路）に流入させ、これらの流路を通った冷却ガスＦを当該コイル通風路７内で合流させる構造を有する。
【0032】
なお、構造物８が分断する流路の数は２つでもよいし、３つ以上であってもよい。また、構造物８は、コイル４の一部であってもよいし、コイル４以外の部材であってもよい。また、構造物８の回転子径方向の厚さは、加工性の観点から回転子コイル４の回転子径方向の厚さと一致させてもよいし、冷却性能の観点から回転子コイル４の回転子径方向の厚さと一致させなくてもよい。また、構造物８の形状は、加工性の観点から直角な角を有する単純な形状としてもよいし、冷却性能の観点から鋭角、鈍角、円弧状のいずれの形状としてもよい。
【0033】
このような構成において、サブスロット３から冷却ガスＦがコイル通風路７の冷却ガス入口部に流入する際には、構造物８によって分断される複数の流路（鉄心端部側の流路と鉄心中央部側の流路）にそれぞれ冷却ガスＦが流入する。鉄心中央部側の流路に流入した冷却ガスＦは壁面４ａに衝突して流れ方向が変わり、さらに鉄心端部側の流路に流入した冷却ガスＦと衝突して合流し、回転子外径側の流路へ向かう。
【0034】
このように冷却ガスＦの衝突がより多く生じることから、コイル通風路７内における冷却ガスＦの乱流促進効果が一層向上し、コイル４に対する冷却能力が一層向上する。
【0035】
図２の例では、コイル通風路７の鉄心端部側には、回転子径方向に対して垂直な面を有する壁面４ａのようなものが無い場合が例示されているが、この例に限定されるものではない。
【0036】
例えば図３に示されるように、コイル通風路７は、当該コイル通風路７の冷却ガス入口部の鉄心端部側にある壁面４ｂ－１（第４の壁面）と、当該コイル通風路７の内部の鉄心端部側にあり、壁面４ｂ－１よりも回転子外径側に位置し且つ鉄心中央部側に位置する壁面４ｂ－２（第５の壁面）と、壁面４ｂ－１と壁面４ｂ－２とを繋ぎ、回転子径方向に対して垂直な面を有する壁面４ｂ（第６の壁面）とを備えていてもよい。
【0037】
このように構成すれば、冷却ガスＦの壁面４ｂへの衝突による乱流作用も加わることから、コイル通風路７内における冷却ガスＦの乱流促進効果が一層向上し、コイル４に対する冷却能力が一層向上する。
【0038】
なお、図３の例では、壁面４ａと壁面４ｂの回転子径方向の高さが同じである場合が例示されているが、この例に限定されるものではなく、壁面４ａと壁面４ｂの回転子径方向の高さが異なるように構成されてもよい。例えば図４に示されるように、壁面４ｂよりも壁面４ａの方が、回転子外径方向側に位置するように構成されてもよい。
【0039】
また、図２乃至図４の例では、構造物８によって分断される複数の流路が、回転子軸方向に配列するように配置される場合が例示されているが、この例に限定されるものではなく、例えば、回転子回転方向に配列するように配置されてもよい。この場合の具体例を図５及び図６を参照して説明する。
【0040】
図５は、図２に示される構造の変形例を示す断面図である。また、図６は、図２中に示されるＡ－Ａ’断面、Ｂ－Ｂ’断面のそれぞれの断面形状（回転子軸方向に見たときの断面形状）の例、Ｃ－Ｃ’断面、Ｄ－Ｄ’断面、Ｅ－Ｅ’断面のそれぞれの断面形状（回転子径方向に見たときの断面形状）の例を示す断面図である。
【0041】
図５中に示される構造物８は、図６のＡ－Ａ’断面、Ｂ－Ｂ’断面に示されるように、壁面４ａ－３と壁面４ａ－４との間に回転子回転方向に配列される複数の流路（本例では、２つの流路）を形成するように配置される。また、壁面４ａの位置よりも回転子外径側にある流路は、図６のＢ－Ｂ’断面に示されるように、壁面４ａ－５と壁面４ａ－６とにより狭められている。
【0042】
コイル通風路７は、サブスロット３を流れる冷却ガスＦの一部を、当該コイル通風路７の冷却ガス入口部において、図６のＣ－Ｃ’断面に示されるように構造物８により分断される複数の流路に流入させ、これらの流路を通った冷却ガスＦをＤ－Ｄ’断面に示される流路にて合流させる構造を有する。また、Ｄ－Ｄ’断面に示される流路よりも回転子外径側には、Ｅ－Ｅ’断面に示されるように、壁面４ａの長さｘ分だけ回転子軸方向の幅が狭まった流路、即ち、前述した壁面４ａ－５と壁面４ａ－６とにより狭められた流路がある。
【0043】
このような構成において、サブスロット３から冷却ガスＦがコイル通風路７の冷却ガス入口部に流入する際には、構造物８によって分断される複数の流路にそれぞれ冷却ガスＦが流入する。鉄心中央部側の流路に流入した冷却ガスＦは壁面４ａなどの壁面に衝突し、さらに他の流入した冷却ガスＦと衝突して合流し、回転子外径側にある壁面４ａ－５と壁面４ａ－６とにより狭められた流路へ向かう。
【0044】
このように構成すれば、冷却ガスＦの衝突がより多く生じることから、コイル通風路７内における冷却ガスＦの乱流促進効果が一層向上し、コイル４に対する冷却能力が一層向上する。
【0045】
第２の実施形態によれば、構造物８の配置により、コイル通風路７内における冷却ガスＦの乱流促進効果を一層向上させることができ、冷却能力を一層向上させることができる。
【0046】
【0047】
図７は、第３の実施形態に係る回転電機の回転子に適用されるコイル通風路を含む構造を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図である。なお、この図７では、図２と共通する要素には同一の符号を付している。
【0048】
本実施形態では、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７のうち、少なくとも１つのコイル通風路７は、当該コイル通風路７の内部の鉄心中央部側にある壁面４ａ－２が、当該コイル通風路７の冷却ガス入口部の鉄心端部側にある壁面４－２よりも、鉄心端部側に位置する構造を有する。
【0049】
このような構成において、サブスロット３から冷却ガスＦがコイル通風路７の冷却ガス入口部に流入する際には、構造物８によって分断される複数の流路（鉄心端部側の流路と鉄心中央部側の流路）にそれぞれ冷却ガスＦが流入する。鉄心端部側の流路に流入した冷却ガスＦは壁面４ａに衝突する。その一方で、鉄心中央部側の流路に流入した冷却ガスＦも壁面４ａに衝突する。鉄心中央部側の流路に流入して壁面４ａに衝突した冷却ガスＦは、壁面４ａに沿って鉄心端部側へと進み、鉄心端部側の流路に流入した冷却ガスＦとさらに衝突して合流する。合流した冷却ガスＦは、さらに壁面４ａに沿って鉄心端部側へと進み、壁面４－３に衝突し、壁面４－３と壁面４－４との間の流路へ向かう。
【0050】
このように構成すれば、構造物８によって分断される複数の流路にそれぞれ流入した冷却ガスＦが、双方とも壁面４ａに衝突することから、コイル通風路７内における冷却ガスＦの乱流促進効果が一層向上し、コイル４に対する冷却能力が一層向上する。
【0051】
なお、図７の例では、コイル通風路７内で合流した冷却ガスＦが鉄心端部側へ進む場合が例示されているが、この例に限定されるものではなく、例えばコイル通風路７内で合流した冷却ガスＦが鉄心中央部側へ進むように構成してもよい。この場合の例を図８に示す。
【0052】
【0053】
図８に示されるように、コイル通風路７は、当該コイル通風路７の内部の鉄心端部側にある壁面４ｂ－２が、当該コイル通風路７の冷却ガス入口部の鉄心中央部側にある壁面４－４よりも、鉄心中央部側に位置する構造を有する。
【0054】
このような構成において、サブスロット３から冷却ガスＦがコイル通風路７の冷却ガス入口部に流入する際には、構造物８によって分断される複数の流路（鉄心端部側の流路と鉄心中央部側の流路）にそれぞれ冷却ガスＦが流入する。鉄心端部側の流路に流入した冷却ガスＦは壁面４ｂに衝突する。その一方で、鉄心中央部側の流路に流入した冷却ガスＦも壁面４ｂに衝突する。鉄心端部側の流路に流入して壁面４ｂに衝突した冷却ガスＦは、壁面４ｂに沿って鉄心中央部側へと進み、鉄心端部側の流路に流入した冷却ガスＦとさらに衝突して合流する。合流した冷却ガスＦは、壁面４ｂに沿って鉄心中央部側へと進み、壁面４－５に衝突し、壁面４ｂ－２と壁面４－５との間の流路へ向かう。
【0055】
このように、構造物８によって分断される複数の流路にそれぞれ流入した冷却ガスＦが、双方とも壁面４ｂに衝突することから、コイル通風路７内における冷却ガスＦの乱流促進効果が一層向上し、コイル４に対する冷却能力が一層向上する。
【0056】
また、図７に示されるコイル通風路７と図８に示されるコイル通風路７の両方を回転子に適用してもよい。例えば、回転子回転方向に、図７に示されるコイル通風路７と図８に示されるコイル通風路７とが交互に配置される構成としてもよい。その場合、軸方向のコイル温度ばらつきを小さくできるので、コイル４に対する冷却能力を向上させることができる。
【0057】
図７及び図８の例では、構造物８によって分断される複数の流路が、回転子軸方向に配列するように配置される場合が例示されているが、この例に限定されるものではなく、例えば、回転子回転方向に配列するように配置されてもよい。この場合の具体例を図９及び図１０を参照して説明する。
【0058】
図９は、図８に示される構造の変形例を示す断面図である。また、図１０は、図９中に示されるＦ－Ｆ’断面、Ｇ－Ｇ’断面、Ｈ－Ｈ’断面のそれぞれの断面形状（回転子軸方向に見たときの断面形状）の例、Ｉ－Ｉ’断面、Ｊ－Ｊ’断面のそれぞれの断面形状（回転子径方向に見たときの断面形状）の例を示す断面図である。
【0059】
図９中に示される構造物８は、図１０のＦ－Ｆ’断面に示されるように、壁面４ｂ－３と壁面４ｂ－４との間に回転子回転方向に配列される複数の流路（本例では、２つの流路）を形成するように配置される。また、構造物８の上側の空間から回転子中央部側へ向かう流路は、Ｇ－Ｇ’断面に示されるように、壁面４ｂ－５と壁面４ｂ－６とにより狭められており、さらに回転子外径側へと向かう流路も、Ｈ－Ｈ’断面に示されるように、壁面４ｂ－７と壁面４ｂ－８とにより狭められている。
【0060】
コイル通風路７は、サブスロット３を流れる冷却ガスＦの一部を、当該コイル通風路７の冷却ガス入口部において、図１０のＩ－Ｉ’断面に示されるように構造物８により分断される複数の流路に流入させ、これらの流路を通った冷却ガスＦをＪ－Ｊ’断面に示される壁面４ｂ－３、壁面４ｂ－４、壁面４ｂ－１及び壁面４－４により囲まれた流路にて合流させる構造を有する。流路ガスが合流する空間の回転子中央部側には、回転子回転方向の幅が狭まった流路、即ち、前述した壁面４ｂ－５と壁面４ｂ－６とにより狭められた流路がある。
【0061】
このような構成において、サブスロット３から冷却ガスＦがコイル通風路７の冷却ガス入口部に流入する際には、構造物８によって分断される複数の流路にそれぞれ冷却ガスＦが流入する。流入したそれぞれの冷却ガスＦは壁面４ｂに衝突して合流し、さらに壁面４－４に衝突するなどした後、回転子外径側にある壁面４ｂ－５と壁面４ｂ－６とにより狭められた流路を通り、壁面４－５の衝突し、回転子外径側にある壁面４ｂ－７と壁面４ｂ－８とにより狭められた流路へ向かう。
【0062】
このようにコイル通風路７を構成した場合も、冷却ガスＦの衝突がより多く生じることから、コイル通風路７内における冷却ガスＦの乱流促進効果が一層向上し、コイル４に対する冷却能力が一層向上する。
【0063】
【0064】
図１１に示される変形例では、コイル通風路７は、構造物８の鉄心中央部側の流路に流入する冷却ガスＦが衝突する壁面４ａを有するほか、コイル通風路７内で合流した冷却ガスＦが壁面４ｂ－１と壁面４ａ－２との間を回転子外径側へ進んで衝突する壁面４ｂや、壁面４ｂに沿って壁面鉄心中央部側へ進んで衝突する鉄心壁面４－６を有する。
【0065】
また、図１２に示される変形例では、コイル通風路７は、構造物８により分断される２つの流路に流入する冷却ガスＦがそれぞれ衝突する壁面４ｂを有するほか、コイル通風路７内で合流した冷却ガスＦが壁面４ｂに沿って鉄心中央部側へ進んで衝突する壁面４ｃ－１、さらに壁面４ｂ－２と壁面４ｃ－１との間を回転子外径側へ進んで衝突する壁面４ｃ、さらに壁面４ｃに沿って鉄心端部側へ進んで衝突する壁面４ｄ－１、さらに壁面４ｄ－１と壁面４ｃ－２との間を回転子外径側へ進んで衝突する壁面４ｄ、さらに壁面４ｄに沿って鉄心中央部側へ進んで衝突する壁面４－７を有する。
【0066】
このように構成すれば、冷却ガスＦの衝突がより多く生じることから、コイル通風路７内における冷却ガスＦの乱流促進効果が一層向上し、また回転子軸方向に均一にコイル４が冷却されるので、回転子軸方向のコイル温度のばらつきが小さく、コイル４に対する冷却能力が一層向上する。
【0067】
第３の実施形態によれば、冷却ガスＦの乱流作用をより多く得られるので、サブスロット３での流速が小さく分岐流入後の偏流が小さい鉄心中央部側のコイル通風路７においても高い冷却性能を実現できる。
【0068】
なお、上述した第２及び第３の実施形態では、コイル通風路７が冷却ガス入口部において流路を複数に分断する構造物８（第１の構造物）を有する場合を例示したが、これに加え、コイル通風路７の内部においても、さらに流路を複数に分断する構造物９（第２の構造物）を有するように構成してもよい。第１の構造物などにより乱流作用が得られても、流路の等価直径に対して一定以上の距離を冷却ガスＦが移動すると乱流が解消されてしまうが、コイル通風路７の内部に第２の構造物を設けることで、再び乱流作用を得ることができる。この場合の具体例を次の実施形態にて説明する。
【0069】
【0070】
【0071】
本実施形態では、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７のうち、少なくとも１つのコイル通風路７は、構造物８により分断される複数の流路（本例では、２つの流路）を通って合流した冷却ガスＦを、さらに当該コイル通風路７の内部において壁面４ｂ－９と壁面４ｂ－１２との間にある構造物９により分断される複数の流路（本例では、２つの流路）に流入させる構造を有する。
【0072】
なお、構造物９が分断する流路の数は２つでもよいし、３つ以上であってもよい。また、複数の構造物９が回転子径方向に離間して設けられてもよい。また、構造物９は、コイル４の一部であってもよいし、コイル４以外の部材であってもよい。また、構造物９の回転子径方向の厚さは、加工性の観点から回転子コイル４の回転子径方向の厚さと一致させてもよいし、冷却性能の観点から回転子コイル４の回転子径方向の厚さと一致させなくてもよい。また、構造物８の形状は、加工性の観点から直角な角を有する単純な形状としてもよいし、冷却性能の観点から鋭角、鈍角、円弧状のいずれの形状としてもよい。
【0073】
このような構成において、構造物８により分断される複数の流路（本例では、２つの流路）を通って合流した冷却ガスＦが壁面４ｂ－９と壁面４ｂ－１２とに挟まれた空間に入ると、当該冷却ガスＦは回転子外径側に進み、構造物９に衝突し、この構造物９により分断される複数の流路、即ち、壁面４ｂ－９と壁面４ｂ－１０との間の流路および壁面４ｂ－１１と壁面４ｂ－１２との間の流路をそれぞれ通って進む。
【0074】
このように構成すれば、構造物８より発生した乱流が解消されてしまう前に構造物９により新たな乱流を発生させることができるので、コイル４に対する冷却能力が一層向上する。
【0075】
【0076】
図１４は、冷却ガス入口部の周辺が図２に示される構造と同様の構造を有するコイル通風路７の外径側流路に構造物９を配置した例を示す断面図である。この例では、構造物８により分断される複数の流路を通って合流した冷却ガスＦが、壁面４－８と壁面４ａ－２との間を通り、壁面４ｆ－１と壁面４ｅ－１との間にある構造物９に衝突し、この構造物９により分断される複数の流路をそれぞれ通り、壁面４ｆと壁面４ｅとにそれぞれ衝突して合流し、壁面４ｆ－２と壁面４ｅ－２との間を通って進む。
【0077】
図１５は、冷却ガス入口部の周辺が図８に示される構造と同様の構造を有するコイル通風路７の外径側流路に構造物９を配置した例を示す断面図である。この例では、構造物８により分断される複数の流路を通って合流した冷却ガスＦが、壁面４ｂ－２と壁面４－５との間を通り、壁面４ｆ－１と壁面４ｅ－１との間にある構造物９に衝突し、この構造物９により分断される複数の流路をそれぞれ通り、壁面４ｆと壁面４ｅとにそれぞれ衝突して合流し、壁面４ｆ－２と壁面４ｅ－２との間を通って進む。
【0078】
図１６は、図１５に示される構造の変形例を示す断面図である。この例では、構造物８により分断される複数の流路を通って合流した冷却ガスＦが、壁面４ｂ－２と壁面４ｅ－１との間を通り、壁面４－９と壁面４ｅ－１との間にある構造物９により分断される複数の流路をそれぞれ通る。その際に、分流される冷却ガスの一方は構造物９と壁面４－９との間を通り、もう一方の冷却ガスは構造物９と壁面４ｅ－１との間を通って壁面４ｅに衝突し、鉄心端部側へ進む。双方の冷却ガスは、合流して鉄心端部側へ進んで壁面４－１０に衝突し、壁面４－１０と壁面４ｅ－２との間を通って進む。
【0079】
図１７は、図１６に示される構造の変形例を示す断面図である。この例では、構造物８により分断される複数の流路を通って合流した冷却ガスＦが、壁面４ｂ－２と壁面４ｃ－１との間を通って壁面４ｃに衝突し、鉄心端部側へ進み、壁面４－９と壁面４ｅ－２との間にある構造物９により分断される複数の流路をそれぞれ通る。その際に、分流される冷却ガスの一方は壁面４－９に衝突し、構造物９と壁面４－９との間を通り、もう一方の冷却ガスは構造物９と壁面４ｃ－２との間を通って壁面４ｅに衝突し、鉄心端部側へ進む。双方の冷却ガスは、合流して鉄心端部側へ進んで壁面４－１０に衝突し、壁面４－１０と壁面４ｅ－２との間を通って進む。
【0080】
このように、構造物９は構造物８と組み合わせて様々な形態のコイル通風路７に適用することができる。
【0081】
なお、構造物９は乱流作用を得るために、冷却ガスＦの流れをせき止めるように配置されるが、冷却ガス量を極端に低下させてはならないので、構造物９により冷却ガスＦが分流される流路の断面積は、他の箇所の流路の断面積以上であることが望ましい。
【0082】
第４の実施形態によれば、コイル通風路７の内部にて乱流が解消されることなく冷却ガスＦが進行するため、回転子内径側の流路のみならず回転子外径側の流路においても高い冷却能力を発揮させることができる。
【0083】
（第５の実施形態）
次に、図１８を参照して、第５の実施形態について説明する。以下では、第１及び第２の実施形態と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
次に、図１８を参照して、第５の実施形態について説明する。以下では、第１及び第２の実施形態と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【0084】
【0085】
本実施形態では、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７の各々において、構造物８により分断されている複数の流路の数が、鉄心端部から鉄心中央部へ向かうにつれ減少するように構成される。
【0086】
サブスロット３からコイル通風路７に流入する冷却ガスＦは、冷却ガス入口部で偏流するため、構造物８により分断される複数の流路の設置は衝突による乱流作用を得るために有効である。しかし、鉄心中央部側に近いコイル通風路７ほど当該偏流は弱くなるため、構造物８により分断される流路は圧力損失を生む障壁としての作用が強くなる。従って、構造物８により軸方向に分断される流路の数は、鉄心中央部側に近いコイル通風路７ほど少ないことが望ましい。
【0087】
図１８の例では、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７のうち、鉄心端部に最も近い位置にあるコイル通風路７が、構造物８の数が最も多く（本例では、２個）、そのために構造物８により分断される流路の数が最も多い（本例では、流路の数は３本）。一方、鉄心中央部に最も近い位置にあるコイル通風路７は、構造物８の数が最も少なく（本例では、０個）、そのために構造物８により分断される流路の数が最も多い（本例では、構造物８が無いため、流路の数は１本）。
【0088】
また、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７の各々は、構造物８により分断される流路の数が、自身の鉄心端部側に隣接して配置されるコイル通風路７が有する構造物８により分断される流路の数よりも少ない数となるように構成される。但し、この構成に限定されるものではなく、例えば回転子軸方向に隣接して配置されるいくつかのコイル通風路７は、構造物８により分断される流路の数が同じになるように構成されてもよい。
【0089】
第５の実施形態によれば、各コイル通風路７の配置位置に応じて、構造物８により分断される流路の数を適切に設定することにより、乱流作用増加と圧力損失低減の両立を実現でき、高い冷却性能を実現できる。
【0090】
【0091】
【0092】
本実施形態では、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７の各々において、壁面４ａの面積が、鉄心端部から鉄心中央部へ向かうにつれ小さくなる、もしくは、壁面４ｂの面積が、鉄心端部から鉄心中央部へ向かうにつれ大きくなるように構成される。壁面４ａの面積および壁面４ｂの面積は、例えば回転子軸方向の長さを変化させることにより変えられる。
【0093】
サブスロット３からコイル通風路７に流入する冷却ガスＦは、冷却ガス入口部で偏流するため、冷却ガス入口部の鉄心中央部側にある壁面４ａの設置は衝突による乱流作用を得るために有効である。しかし、鉄心中央部側に近いコイル通風路７ほど当該偏流は弱くなるため、壁面４ａは圧力損失を生む障壁としての作用が強くなる。従って、壁面４ａの面積は、鉄心中央部側に近いコイル通風路７ほど小さいことが望ましい。一方、壁面４ｂは、偏流が弱くなれば、圧力損失を生む障壁としての作用よりも、衝突による乱流作用の方が大きくなる。従って、壁面４ｂの面積は、鉄心中央部側に近いコイル通風路７ほど大きいことが望ましい。
【0094】
図１９の例では、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７のうち、鉄心端部に最も近い位置にあるコイル通風路７が、壁面４ａの面積が最も大きく、壁面４ｂの面積が最も小さい（本例では、壁面４ｂの面積が０となり、段差の無い壁面４－１が形成される）。一方、鉄心中央部に最も近い位置にあるコイル通風路７は、壁面４ａの面積が最も小さく（本例では、壁面４ａの面積が０となり、段差の無い壁面４－１１が形成される）、壁面４ｂの面積が最も大きい。
【0095】
また、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７の各々は、壁面４ａの面積が、自身の鉄心端部側に隣接して配置されるコイル通風路７が有する壁面４ａの面積よりも小さくなるように構成され、また、壁面４ｂの面積が、自身の鉄心端部側に隣接して配置されるコイル通風路７が有する壁面４ｂの面積よりも大きくなるように構成される。但し、この構成に限定されるものではなく、例えば回転子軸方向に隣接して配置されるいくつかのコイル通風路７は、壁面４ａ，４ｂの面積が同じになるように構成されてもよい。
【0096】
なお、図１９の例では、壁面４ａの面積と壁面４ｂの面積の両方を、回転子軸方向に変化させる場合を例示したが、この例に限定されるものではない。例えば、図２０に示されるように、壁面４ａについてのみ面積を回転子軸方向に変化させる構成としてもよい。
【0097】
第６の実施形態によれば、各コイル通風路７の配置位置に応じて、壁面４ａの面積もしくは壁面４ｂの面積を適切に設定することにより、乱流作用増加と圧力損失低減の両立を実現でき、高い冷却性能を実現できる。
【0098】
【0099】
図２１（Ａ）は、第７の実施形態に係る回転電機の回転子に適用されるコイル通風路を含む構造を回転子回転方向に見たときの断面形状の例を示す断面図である。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）に示されるコイル通風路を回転子軸方向に透過して見たときの形状を示す概念図である。
【0100】
また、図２２は、図２１（Ａ）中に示されるａ－ａ’断面、ｂ－ｂ’断面、ｃ－ｃ’断面のそれぞれの断面形状（回転子軸方向に見たときの断面形状）の例を示す断面図である。図２３は、図２１（Ａ）中に示されるｄ－ｄ’断面、e－ｅ’断面のそれぞれの断面形状（回転子径方向に見たときの断面形状）の例を示す断面図である。
【0101】
本実施形態では、複数の回転子軸方向に配列されるコイル通風路７のうち、少なくとも１つのコイル通風路７は、冷却ガスＦが流れる方向を、回転子外径方向から回転子周方向へ変え、さらに回転子軸方向へ変える第１の部分（例えば、流れ方向変更部２１０ａ，２１０ｄ）と、冷却ガスＦが流れる方向を、回転子軸方向から回転子内径方向へ変え、さらに回転子軸方向へ戻す第２の部分（例えば、流れ方向変更部２１０ｂ，２１０ｅ）と、冷却ガスＦが流れる方向を、回転子軸方向から回転子周方向へ変え、さらに回転子外径方向へ変える第３の部分（例えば、流れ方向変更部２１０ｃ，２１０ｆ）のうちの少なくとも１つを含む。
【0102】
【0103】
当該回転子は、サブスロット３の回転子外径側に、下敷板３０、回転子コイル４、クリページブロック５０、および回転子ウェッジ６０を備えている。これらを順次貫通するように形成されている通風路は、下敷板３０の流路ＲＰ１、回転子コイル４の流路ＲＰ２（コイル通風路７に相当）、クリページブロック５０の流路ＲＰ３、および回転子ウェッジ６０の流路ＲＰ４からなる。
【0104】
回転子コイル４の流路ＲＰ２の各要所には、冷却ガスＦが流れる方向を変化させる複数の流れ方向変更部２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ，２１０ｅ,２１０ｆが配置されている。
【0105】
このような構成において、サブスロット３から冷却ガスＦが通風路ＲＰ１及びＲＰ２に流入すると、鉄心端部側から剥離して鉄心中央部側の壁側に偏った流れが生じ、流れ方向変更部２１０ａの壁面４ａに冷却ガスＦが衝突すると、渦流れＶＦが生じるとともに、その壁面４ａに沿って冷却ガスＦが回転子周方向へ進み（広がり）、回転子周方向に広い流路ＲＰ２を通じて鉄心端部側へと誘導されて進む。
【0106】
流れ方向変更部２１０ａから鉄心端部側へ進む冷却ガスＦは、その先にある流れ方向変更部２１０ｂの壁面に衝突し、流れ方向が回転子内径方向へと変えられ、さらに流れ方向変更部２１０ｂの別の壁面に衝突し、流れ方向が再び鉄心端部側へと戻されて進む。
【0107】
流れ方向変更部２１０ｂから鉄心端部側へ進む冷却ガスＦは、その先にある流れ方向変更部２１０ｃの壁面に衝突し、その壁面に沿って冷却ガスＦが回転子周方向へ進み、回転子周方向に狭められた流路ＲＰ２を通じて回転子外径側へと誘導されて進む。
【0108】
流れ方向変更部２１０ｃから回転子外径側へ進む冷却ガスＦは、その先にある流れ方向変更部２１０ｄの壁面に衝突し、その壁面４ａに沿って回転子周方向へ進み（広がり）、回転子周方向に広い流路ＲＰ２を通じて鉄心中央部側へと誘導されて進む。
【0109】
流れ方向変更部２１０ｄから鉄心中央部側へ進む冷却ガスＦは、その先にある流れ方向変更部２１０ｅの壁面に衝突し、流れ方向が回転子内径方向へと変えられ、さらに流れ方向変更部２１０ｅの別の壁面に衝突し、流れ方向が再び鉄心中央部側へと戻されて進む。
【0110】
流れ方向変更部２１０ｅから鉄心端部側へ進む冷却ガスＦは、その先にある流れ方向変更部２１０ｆの壁面に衝突し、その壁面に沿って冷却ガスＦが回転子周方向へ進み、回転子周方向に狭められた流路ＲＰ２を通じて回転子外径側へと誘導されて進む。
【0111】
第７の実施形態によれば、流路ＲＰ２（コイル通風路７に相当）に各種の流れ方向変更部が設けられているので、それぞれの流れ方向変更部の壁面に冷却ガスが衝突することで乱流が生じて伝熱が促進されるともに、流路幅が拡張する流路部分も設けられているので、その部分において伝熱面積及び冷却範囲が大きくなり、冷却性能を一層向上させることができる。
【0112】
以上詳述したように、各実施形態によれば、回転子コイルを効果的に冷却することができる。
【0113】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0114】
１…回転子鉄心、２…コイルスロット、３…サブスロット、４…回転子コイル、４－１，４－２，４－３，４－４，４－５，４－６，４－７，４－８，４－９，４－１０，４－１１，４ａ，４ａ－１，４ａ－２，４ａ－３，４ａ－４，４ａ－５，４ａ－６，４ｂ，４ｂ－１，４ｂ－２，４ｂ－３，４ｂ－４，４ｂ－５，４ｂ－６，４ｂ－７，４ｂ－８，４ｂ－９，４ｂ－１０，４ｂ－１１，４ｂ－１２…壁面、５…絶縁材、６…回転子楔、７…コイル通風路、８…構造物（第１の構造物）、９…構造物（第２の構造物）、１０…保持環、１１…鉄心端、３０…下敷板、５０…クリページブロック、６０…回転子ウェッジ、２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆ…流れ方向変更部、Ｆ…冷却ガス、ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３，ＲＰ４…流路、ＶＦ…渦流れ。
【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】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
