CN116057815A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

提供一种能够充分地抑制旋转电机的升温的技术。一种旋转电机，该旋转电机具备：主体部(10)，其具备转子和定子；框体部(20)，其容纳主体部(10)；框体部(20)具备：第一容纳部(5)，其从周向包围主体部(10)；第二容纳部(6)，其容纳用于旋转自如地支承旋转轴(2)的轴承；在框体部(20)，形成有从冷却介质的导入口(Rs)在中途不分支而到达冷却介质的导出口(Re)的冷却路(R)，冷却路(R)包括通过第一容纳部(5)的内部的第一冷却路部分(R1)和通过第二容纳部(6)的内部的第二冷却路部分(R2)而构成。

Description

旋转电机

技术领域

本公开涉及一种旋转电机。

背景技术

像马达和发电机那样，进行机械能和电能的相互转换的机械且具有旋转部分的机械，被统称为旋转电机等，搭载于各种机器。

旋转电机具备转子(rotor)和定子(stator)，例如向卷绕在定子芯上的线圈供给电力而使转子旋转。

通常，在旋转电机中，设置有用于将伴随供电而产生的热散出到外部的冷却构造。例如，在专利文献1中，提出了在定子的内部配置有转子的内转子型的旋转电机中，在以包围定子的方式设置的马达框架的外周配设水冷套并向其通水，由此从定子的外周侧进行散热的冷却构造。另外例如在专利文献2中，提出了一种使在形成于马达框架的冷却水路中流动的冷却介质的一部分分流，并使其在容纳由设置于旋转轴的轴承的支架的内部流动，由此，不仅从定子的外周侧进行散热，还从轴承侧进行散热的冷却构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平10-52002号公报

专利文献2：(日本)特开2018-207673号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，近年来，随着燃料电池汽车(FCV)的小型化，要求搭载于其中的燃料电池组的小型化。为了从小的燃料电池组获得大的电力，使用压缩机向燃料电池组送入高压的空气是有效的，因此，需要能够实现高压缩比的小型压缩机。

作为对应这样要求的压缩机而被广泛重视的是所谓的多级型压缩机。图23示意性地表示了多级型压缩机的构成例。在此例示的多级压缩机中，在从旋转电机8的框体80突出的旋转轴81的一端侧设置有第一旋转叶片(低压侧旋转叶片)91，并且在另一端侧设置有第二旋转叶片(高压侧旋转叶片)92。另外，在旋转电机8的框体80的轴端侧的各侧面801、802，配设有容纳各旋转叶片91、92的容纳部90。各容纳部90气密地安装在框体80的各侧面801、802，由此，在各容纳部90和各侧面801、802之间，形成用于容纳各旋转叶片91、92的空间(容纳空间)90a、和包围容纳空间90a的大致环状的空间、即用于使通过容纳于此的旋转叶片91、92的旋转而压缩的空气流通的空间(流路空间)90b。

在这样的构成中，当旋转轴81被旋转驱动时，从低压侧旋转叶片91的中心附近吸入的空气通过低压侧旋转叶片91的旋转而被压缩至第一压力。通过低压侧旋转叶片91的旋转而被压缩的空气G1通过流路空间90b，流入与其连通地设置的配管(省略图示)，通过该配管，被送到高压侧旋转叶片92的中心附近。并且，通过高压侧旋转叶片92的旋转进一步被压缩到第二压力。通过高压侧旋转叶片92的旋转而被压缩的空气G2通过流路空间90b，从与其连通设置的配管(省略图示)喷出。这样，通过由两个旋转叶片91、92进行两段的压缩，能够在小型的压缩机中实现高压缩比。

在这样的压缩机中，通过旋转叶片91、92的旋转而被压缩的空气G1、G2成为相当高的温度(通常，即使是低压侧的空气G1也大多为高温)。因此，旋转电机8在被驱动的期间中，受到来自这样的高温的空气G1、G2的热而被持续地加热，由此，旋转电机8升温。特别是，由于设置在轴部81的轴承由于配置在靠近作为热源的空气G1、G2的位置，因此会显著地升温。

另外，如果比较低压侧和高压侧，高压侧的空气G2当然比低压侧的空气G1温度高。因此，旋转电机8的高压侧被特别强烈地加热。

进而，如图23中例示的构成那样，在容纳各旋转叶片91、92的容纳空间90a、供压缩后的空气G1、G2流动的流路空间90b被旋转电机8的框体80的侧面801、802封闭的情况下，各侧面801、802直接暴露在高温的空气G1、G2中，旋转电机8受到的热影响特别大。

这样，旋转电机不仅通过自身的内部的因素(定子、转子、轴承等的发热)而升温，还能够通过被位于旋转电机的外部的热源(例如，被压缩而成为高温的空气G1、G2)加热而升温。现有技术不能够充分地抑制由这些各种因素引起的旋转电机的升温，需要新的技术。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够充分地抑制旋转电机升温的技术。

用于解决问题的方案

本发明为了达到以上目的，采取了以下的手段。

即，本发明为一种旋转电机，该旋转电机具备：主体部，其具备转子和定子；框体部，其容纳所述主体部；所述旋转电机的特征在于，所述框体部具备：第一容纳部，其从周向包围所述主体部；第二容纳部，其容纳用于旋转自如地支承旋转轴的轴承；在所述框体部，形成有从冷却介质的导入口在中途不分支而到达冷却介质的导出口的冷却路，所述冷却路包括通过所述第一容纳部的内部的第一冷却路部分和通过所述第二容纳部的内部的第二冷却路部分而构成。

根据该构成，不仅在第一容纳部的内部设置有第一冷却路部分，而且在第二容纳部的内部设置有第二冷却路部分。因此，例如在框体部的外侧即旋转轴的轴端侧存在热源(例如，高温的空气)的情况下，能够通过第二容纳部阻断从该热源传导的热的至少一部分。即，能够使第二容纳部作为热阻断部件发挥功能。另外，通过使冷却介质在设置于第一、第二容纳部的各内部的第一、第二冷却路部分中流通，从而从主体部的外周侧和轴承侧双方进行散热。因此，还能够抑制转子、定子以及轴承的升温。进而，在此，由于冷却路为从导入口到导出口在中途不分支的一条路的路径，因此能够使一定流量的冷却介质遍及冷却路的整体地流动，维持稳定的热阻断性能。因此，能够充分地抑制旋转电机的升温。

优选的是，在所述旋转电机中，其特征在于，在所述第一容纳部，设置有从周向包围所述主体部并且轴向的端部开放的中空空间，所述中空空间的该开放的端部被所述第二容纳部封闭，所述中空空间的至少一部分形成所述第一冷却路部分。

根据该构成，能够使通过第一冷却路部分的冷却介质的一部分与第二容纳部接触。即，能够使通过第一冷却路部分的冷却介质从第二容纳部夺取热量。由此，能够特别地提高第二容纳部的热阻断性能，并且能够促进从轴承侧的散热。

优选的是，在所述旋转电机中，其特征在于，所述第二容纳部分别设置在所述第一容纳部的轴向的一侧和另一侧，所述第二冷却路部分仅设置在两个所述第二容纳部中的一个。

根据该构成，例如，在框体部的外侧且旋转轴的一个轴端侧存在比较高温的热源的情况下，通过在配置于该侧的第二容纳部设置第二冷却路部分，能够利用该第二容纳部阻断从该热源传导的热的至少一部分。并且，也能够设计成使未设置第二冷却路部分的一侧的第二容纳部的尺寸比另一侧的第二容纳部的尺寸小，由此，能够减小旋转电机的整体的尺寸。

优选的是，在所述旋转电机中，其特征在于，所述第二容纳部分别设置在所述第一容纳部的轴向的一侧和另一侧，所述第二冷却路部分设置在两个所述第二容纳部双方。

根据该构成，例如，在框体部的外侧且旋转轴的双方的轴端侧存在热源的情况下，通过在两个第二容纳部双方设置第二冷却路部分，能够通过各第二容纳部阻断从各热源传导的热的至少一部分。并且，根据该构成，能够从设置在旋转轴的两侧的两个轴承双方进行散热，因此能够实现特别高的散热性能。

发明效果

根据本发明，能够充分地抑制旋转电机的升温。

附图说明

图1是第一实施方式的旋转电机的外观图。

图2是从图1的箭头A方向观察旋转电机的剖视图。

图3是从图1的箭头B方向观察旋转电机的图。

图4是从高压侧观察第一容纳部的图。

图5是从低压侧观察第一容纳部的图。

图6是表示在第一容纳部的内部形成的中空空间的图。

图7是表示在第一容纳部的内部形成的中空空间的图。

图8是从安装在第一容纳部的一侧观察高压侧的第二容纳部的图。

图9是从高压侧观察框体部的图。

图10是表示冷却路的整体构成的图。

图11是从图1的箭头B方向观察第二实施方式的旋转电机的图。

图12是从高压侧观察第一容纳部的图。

图13是从低压侧观察第一容纳部的图。

图14是表示在第一容纳部的内部形成的中空空间的图。

图15是从安装在第一容纳部的一侧观察低压侧的第二容纳部的图。

图16是从高压侧观察框体部的图。

图17是从低压侧观察框体部的图。

图18是表示冷却路的整体构成的图。

图19是表示冷却路的整体构成的图。

图20是示意性地表示将旋转电机应用于压缩机的情况下的构成例的图。

图21A是示意性地表示冷却路的图。

图21B是示意性地表示冷却路的图。

图22A是示意性地表示作为比较例的冷却路的图。

图22B是示意性地表示作为比较例的冷却路的图。

图22C是示意性地表示作为比较例的冷却路的图。

图23是示意性地表示压缩机的构成例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

<1.第一实施方式>

<1-1.旋转电机的基本构成>

参照图1～图3对第一实施方式的旋转电机的基本构成进行说明。图1是第一实施方式的旋转电机100的外观图。图2是从图1的箭头A方向观察旋转电机100的剖视图。图3是从图1的箭头B方向观察旋转电机100的图。但是，为了便于说明，在图3中以剖面状态表示框体部20。

旋转电机100具备主体部10，该主体部10包括转子(rotor)1、旋转轴2、轴承3、定子(stator)4等而构成。

转子1是圆筒状的部件，在其轴向的中心通过粘接剂等粘接有分割成圆筒状或拱状的永磁体(省略图示)。在转子1的径向的中心，设置有贯通轴向的圆柱状的贯通部，在此插入旋转轴2。旋转轴2的轴向长度比转子1长，两端附近从转子1的两端部突出地设置。

定子4是将多个电磁钢板沿轴向层叠而成的大致圆筒状的部件，配置为包围转子1的外周面。定子4具备定子芯41，该定子芯41包括圆筒状的磁轭41a和从磁轭41a的内周面向径向内侧延伸的多个齿41b而一体地构成。多个齿41b沿着周向隔开间隔地排列，在各齿41b上卷绕安装有线圈42的导线(线圈导线)42a。由此，在相邻的齿41b的间隙(槽)，配置线圈导线42a。另外，线圈导线42a中的、向定子芯41的轴向的端面侧突出的部分在冲压成形的基础上被树脂密封，从而构成环状的线圈端部42b。需要说明的是，在槽内，线圈导线42a的周围也可以由绝缘纸覆盖。另外，在槽的内侧端部，也可以配置有楔形件等。

线圈42是包括U相线圈、V相线圈、W相线圈的三相线圈，各端部从一个线圈端部42b向径向外侧引出，分别与各相的动力线43的一端部连接。各相的动力线43的另一端侧与驱动装置连接，当从驱动装置向线圈42施加三相交流电压时，转子1旋转，从旋转轴2输出旋转驱动力。

旋转电机100还具备容纳主体部10的框体部20。框体部20包括第一容纳部(马达外壳)5、两个第二容纳部(轴承支架)6、盖部7等而构成。

第一容纳部5是从周向包围主体部10并容纳该主体部10的部件，例如通过铝压铸成型。在第一容纳部5，设置有轴方向的两端部开放的圆柱状的容纳空间51。容纳空间51的内径与定子4的外径大致相同，轴向的尺寸与定子4的轴向的尺寸大致相同。定子4以相对于容纳空间51定位于同轴的状态相对于第一容纳部5固定。另外，在第一容纳部5设置有冷却路R的一部分(第一冷却路部分)R1，对此将在后面详细说明。

第二容纳部6是设置在第一容纳部5的轴向的各端面的圆板状的部件。各第二容纳部6通过在与第一容纳部5之间夹设有O形环K1、K2，相对于第一容纳部5液密地安装。另外，在各第二容纳部6的中心，嵌合有轴承3，由此，在各第二容纳部4容纳有轴承3。轴承3例如由滚珠轴承构成。旋转轴2(进而，转子1)通过嵌合于两个第二容纳部6的两个轴承3而成为相对于两个第二容纳部6旋转自如地被支承的状态。在两个第二容纳部6中的至少一个(在该实施方式中仅为一个第二容纳部6)，设置有冷却路R的一部分(第二冷却路部分)R2，对此在后面详细叙述。

盖部7是设置在第一容纳部5的上端侧的部件，在其内部容纳有动力线43的端子等。

旋转电机100例如搭载于多级型压缩机。多级型压缩机的构成可以是任意的。图20表示了旋转电机100搭载于图23所例示的多级型压缩机的情况下的构成例。在这种情况下，在从框体部20突出地设置的旋转轴2的一端侧，设置有低压侧旋转叶片91，在另一端侧，设置有高压侧旋转叶片92。另外，在各第二容纳部6的侧面，气密地安装有容纳各旋转叶片91、92的容纳部90，由此，在各容纳部90和各第二容纳部6的侧面之间，形成上述的容纳空间90a和流路空间90b。具备这样构成的多级型压缩机的动作如上所述。在旋转电机100搭载于这样的压缩机的情况下，旋转轴2的设置低压侧旋转叶片91的一侧的端部为“低压侧”，旋转轴2的设置高压侧旋转叶片92的一侧的端部为“高压侧”。需要说明的是，在图1、图3等所示的例子中，将连接动力线43的线圈端部42b侧表示为低压侧，但也可以将该线圈端部42b侧设为高压侧。

<1-2.冷却路R>

在框体部20设置有冷却路R，通过使冷却介质(例如冷却水)从冷却介质供给部(省略图示)向该冷却路R流通，避免主体部10过度地升温。

冷却路R具备用于进行从主体部10侧的冷却的第一冷却路部分R1、用于进行从高压侧的轴承3侧的冷却等的第二冷却路部分R2、连通路部分R3。以下，具体地说明这些各部分R1、R2、R3的形成方式。

(第一冷却路部分R1以及连通路部分R3)

第一冷却路部分R1以及连通路部分R3设置在第一容纳部5。以下，参照图4～图7对这些各部分R1、R3的形成方式进行说明。图4是从高压侧观察第一容纳部5的图，图5是从低压侧观察第一容纳部5的图。另外，图6、图7是表示在第一容纳部5的内部形成的中空空间52的图。

在第一容纳部5，设置有大致圆筒状的中空空间(圆筒空间)52，该大致圆筒状的中空空间52从周向包围容纳空间51(进而，容纳在其中的主体部10)，并且轴向的端部开放。而且，该圆筒空间52的内部被多个分隔部(一个长条分隔部53以及多个短条分隔部54)和分断部55划分。需要说明的是，圆筒空间52不需要是完全的圆筒状，例如，可以是避开与用于插通动力线43的空间521等干涉的部分的形状。

长条分隔部53以及多个短条分隔部54是沿轴向延伸并沿周向划分圆筒空间52的部分，沿周向大致等间隔地配置。其中，长条分隔部53从圆筒空间52的轴向的一端横跨另一端的整体地设置，将圆筒空间52在周向上完全地分断。另一方面，短条分隔部54横跨圆筒空间52的轴向的某一端部与到达另一端部的中途位置之间地设置，将圆筒空间52在周向上局部地(例如，四分之三左右)分断。

短条分隔部54设置有3个以上(在图的例子中为9个)。而且，如图6、图7等所示，这些奇数个短条分隔部54以在周向上靠近高压侧的端部的短条分隔部和靠近低压侧的端部的短条分隔部交替地出现的方式配置。现在，从高压侧观察，以长条分隔部53为起点，在顺时针方向上以第一短条分隔部54(1)、第二短条分隔部54(2)、……、第九短条分隔部54(9)编号时，奇数号的短条分隔部54(1)、54(3)、……、54(9)靠近高压侧的端部，偶数号的短条分隔部54(2)、54(4)、……、54(8)靠近低压侧的端部。

因此，如图4所示，在第一容纳部5的高压侧的端面，在长条分隔部53和第一短条分隔部54(1)之间，形成弧状的开口(第一开口)S1。另外，在长条分隔部53和第九短条分隔部54(9)之间，也形成弧状的开口(第二开口)S2。进而，在奇数号的各短条分隔部54(1)、54(3)、……、54(9)的各个之间，形成相当于将第一开口S1和第二开口S2合并后的长度的弧状的开口S3。另一方面，如图5所示，在第一容纳部5的低压侧的端面，在长条分隔部53以及偶数号的各短条分隔部54(2)、54(4)、……、54(8)的各个之间，形成相当于将第一开口S1和第二开口S2合并后的长度的弧状的开口S3。在低压侧以及高压侧的各端面出现的这些开口S1、S2、S3通过在各端面液密地安装第二容纳部6而被封闭。

这样，在圆筒空间52中，以第一开口S1以及第二开口S2为两端，形成被各短条分隔部54引导而沿轴向延伸的部分、和围绕各短条分隔部54的端部折返180度的U字状的部分交替地出现的曲折状的路径、即蛇行路径。

分断部55是以在周向横跨长条分隔部53与第一短条分隔部54(1)之间的方式设置的部分，在轴向上分断长条分隔部53与第一短条分隔部54(1)之间的空间。由此，形成于圆筒空间52的蛇行路径被分断为从第一开口S1到分断部55的短条的部分52a和从第二开口S2到分断部55的蛇行的部分52b。该短条的部分52a构成冷却路R中的连通路部分R3，后者的蛇行的部分52b构成冷却路R中的第一冷却路部分R1。

(第二冷却路部分R2)

第二冷却路部分R2设置在高压侧的第二容纳部6。以下，在区分高压侧和低压侧的各第二容纳部6的情况下，将前者表示为“高压侧第二容纳部6o”，将后者表示为“低压侧第二容纳部6i”。

参照图8对设置于高压侧第二容纳部6o的第二冷却路部分R2的构成进行说明。图8是从安装在第一容纳部的一侧观察高压侧第二容纳部6o的图。

在高压侧第二容纳部6o，设置有C字状的中空空间(C字空间)621，该C字状的中空空间621从轴向观察从周向大致整体地包围容纳贯通孔61。C字空间621的各端部与沿径向延伸的直线状的中空空间(延伸空间)622的一端连通。另外，各延伸空间622的另一端与设置在高压侧第二容纳部6o的与第一容纳部5对置一侧的面上的开口63连通。由该C字空间621以及各延伸空间622形成的部分62构成冷却路R中的第二冷却路部分R2。

(冷却路R的整体构成)

接着，参照图9、图10，对冷却路R的整体构成进行说明。图9是从高压侧观察框体部20的图。图10是表示冷却路R的整体构成的图。

如上所述，在第一容纳部5的低压侧以及高压侧的各端面出现的开口S1、S2、S3通过在各端面液密地安装高压侧第二容纳部6o或低压侧第二容纳部6i而被封闭。

但是，在高压侧第二容纳部6o的侧面，设置有构成第二冷却路部分R2的各端部的两个开口63，在高压侧第二容纳部6o安装于第一容纳部5的高压侧的端面的状态下，这些各开口63配置在该端面的分别与第一开口S1以及第二开口S2连通的位置。因此，通过将高压侧第二容纳部6o安装在第一容纳部5的高压侧的端面，连通路部分R3的一端即第一开口S1与第二冷却路部分R2的一端连通，第一冷却路部分R1的一端即第二开口S2与第二冷却路部分R2的另一端连通。

由此，连通路部分R3、第二冷却路部分R2以及第一冷却路部分R1依次串接连接，形成在中途不分支的(即，没有分支)、一条路的冷却路R。

在该冷却路R的两端部，分别设置有冷却介质的导入口Rs或导出口Re。即，在冷却路R的连通路部分R3侧的端部，设置有冷却介质的导入口Rs，在第一冷却路部分R1侧的端部，设置有冷却介质的导出口Re。

在这样的构成中，从导入口Rs导入的冷却介质通过连通路部分R3流入第二冷却路部分R2，并在此流动。由于第二冷却路部分R2在高压侧第二容纳部6o的内部，以从周向大致整体地包围容纳轴承3的容纳贯通孔61的方式设置，因此通过使冷却介质通过此处，进行从高压侧的轴承3侧的散热。

另外，通过在高压侧第二容纳部6o设置有第二冷却路部分R2，使冷却介质通过此处，而高压侧第二容纳部6o作为热阻断部件发挥功能。即，例如在旋转电机100搭载于多级型的压缩机的情况下(图20)，在框体部20的外侧且旋转轴2的高压侧，存在通过高压侧旋转叶片92的旋转而被压缩并升温的高温的空气G2作为热源。从该空气G2传导的热从高压侧第二容纳部6o的侧壁(具体而言，构成容纳空间90a以及流路空间90b的一部分的侧壁部分)传导到高压侧第二容纳部6o的内部，使高压侧第二容纳部6o升温该传导路径(热传导路径)的热阻的量。然而，在此，在高压侧第二容纳部6o设置有第二冷却路部分R2，冷却介质在此流通。因此，到冷却路R为止的热传导路径比低压侧第二容纳部6i短，热阻小，因此能够有效地抑制高压侧第二容纳部6o的升温。即，从成为热源的高温的空气G2传导的热被高压侧第二容纳部6o阻断。另外，通过从空气G2传导的热的一部分被冷却介质吸收，也能够有效地抑制高压侧第二容纳部6o的升温。进而，从轴承3到冷却路R的热传导路径也比低压侧第二容纳部6i短，热阻变小，因此也抑制容纳在高压侧第二容纳部6o的轴承3的升温。

流经第二冷却路部分R2而从高压侧的轴承3侧夺取热等的冷却介质接着流入第一冷却路部分R1并在此流动。第一冷却路部分R1在第一容纳部5的内部，作为网罗包围容纳空间51的周壁部分的大致整体的蛇行路径设置。也就是说，通过使冷却介质沿轴向流动并在端部重复折返蛇行，从而利用冷却介质扫描包围容纳空间51的周壁部分的大致整体。由此，能够充分地进行从主体部10的外周侧(更具体而言，是定子4的外周侧)的散热。流过第一冷却路部分R1的冷却介质从导出口Re导出。

在图21A以及图21B中，示意性地表示了该实施方式的冷却路R的构成。如这些图所示，冷却路R包括通过第一容纳部5的内部的第一冷却路部分R1和通过一方的第二容纳部6(高压侧第二容纳部6o)的内部的第二冷却路部分R2，因此，通过流过各冷却路部分R1、R2的冷却介质，从主体部10的外周侧和高压侧的轴承3侧双方进行散热。因此，能够在主体部10的外周侧和高压侧的轴承3侧双方进行充分的散热。另外，由于冷却路R包括通过高压侧第二容纳部6o的内部的第二冷却路部分R2，因此能够使高压侧第二容纳部6o作为热阻断部件发挥功能。即，阻断从存在于框体部20的外侧且旋转轴2的高压侧的热源G2传导的热的至少一部分，能够抑制主体部10(特别是高压侧的轴承3)的升温。

根据发明人们为了验证设置第二冷却路部分R2的效果而进行的热解析模拟，在输出SPM马达的情况下，未设置第二冷却路部分R2时的高压侧的轴承3的温度为125℃，设置第二冷却路部分R2时的该轴承3的温度为115℃。即，判明了通过设置第二冷却路部分R2，能够得到10℃的升温抑制效果。在处于125℃这样的高温状态的情况下，有可能较大损害轴承3的产品寿命，但通过将该温度降低10℃左右，能够避免这样的事态，保证轴承3的产品寿命。

进而，本实施方式的冷却路R成为从导入口Rs到导出口Re在中途不分支的一条路(一笔书写)的路径。因此，即使从导入口Rs供给的冷却介质的状态(压力等)变化，冷却路R的各部分中的冷却介质的流量也为一定。即，能够使一定流量的冷却制冷剂遍及冷却路R的整体地流动。因此，高压侧第二容纳部6o的热阻断性能被稳定地维持。即，能够稳定地阻断从热源G2传导的热的至少一部分，充分地抑制高压侧的轴承3的升温。

例如，如图22A所示，也可以考虑在从导入口Rs到导出口Re的冷却路的中途分支为通过第一容纳部5的内部的部分R1和通过第二容纳部6的内部的部分R2的冷却路。在这样的构成中，也进行从主体部10的外周侧和轴承3侧双方的散热。但是，在这样的构成的情况下，当从导入口Rs供给的冷却介质的状态变化时，冷却路的各分流部分中的流量等根据该部分的流路阻力而散乱地变化。因此，难以稳定地维持高压侧第二容纳部6o的热阻断性能。即，在图21A所示的在中途分支的冷却路中，无法得到与该实施方式的冷却路R同等的效果。

另外，在该实施方式的冷却路R中，如图21A所示，第二冷却路部分R2配置在第一冷却路部分R1的上游侧，从轴承3侧的冷却比从主体部10的外周侧的冷却优先地进行。也就是说，冷却介质在通过第二冷却路部分R2之后通过第一冷却路部分R1。根据该构成，冷却介质以充分地低温的状态流过第二冷却路部分R2，因此能够在高压侧第二容纳部6o中实现高的热阻断性能。另外，根据该构成，在冷却路R中流动的冷却介质在通过第二冷却路部分R2时从轴承3夺取热，以在因该热而稍微升温的状态下通过第一冷却路部分R1，此时从主体部10的外周侧夺取热。通常，当主体部10的外周比轴承3温度高时，在此冷却介质在充分地低温的状态下，流过处于比较低温的轴承3附近的第二冷却路部分R2，在从充分地低温的状态稍微升温的状态下，流过处于比较高温的主体部10的外周的附近的第一冷却路部分R1，因此，在任一个冷却路部分R1、R2中，冷却介质与冷却对象物的温度差都充分大。因此，能够使从轴承3侧的散热性能和从主体部10的外周侧的散热性能双方足够高。另外，通过使充分地低温的冷却介质在轴承3的附近流动，也能够抑制轴承3所使用的润滑剂(润滑脂等)的劣化。

例如，如图22B所示，也能够考虑第二冷却路部分R2为设置在第一冷却路部分R1的下游侧的冷却路、即从主体部10的外周侧的冷却比从轴承3侧的冷却优先地进行的冷却路。但是，在这样的构成的情况下，在冷却路中流动的冷却介质在通过第一冷却路部分R1之后再通过第二冷却路部分R2。即，在冷却路中流动的冷却介质在通过第一冷却路部分R1时从主体部10的外周侧夺取热，在由于该热而升温的状态下，通过第二冷却路部分R2。在这种情况下，由于在第二冷却路部分R2中流动的冷却介质的温度不是充分地低温的状态，因此高压侧第二容纳部6o的热阻断性能降低。进而，冷却介质在充分地低温的状态下，在比较高温的主体部10的外周的附近流动，在从充分地低温的状态升温的状态下，在比较低温的轴承3的附近流动，因此，在第二冷却路部分R2中冷却介质与轴承3的温度差变小、因此，从轴承3侧的散热性能也降低。这样，在图22B所示那样的第二冷却路部分R2设置在下游侧的冷却路中，无法得到与该实施方式的冷却路R同等的效果。

<1-3.效果>

根据本实施方式的旋转电机100具备主体部10和框体部20，主体部10具备转子1和定子4，框体部20容纳主体部10。在此，框体部20具备从周向包围主体部10的第一容纳部5和容纳用于旋转自如地支承旋转轴2的轴承3的第二容纳部6。并且，在框体部20，形成有从冷却介质的导入口Rs中途不分支而到达冷却介质的导出口Re的冷却路R，该冷却路R包括通过第一容纳部5的内部的第一冷却路部分R1和通过第二容纳部6的内部的第二冷却路部分R2而构成。根据该构成，不仅在第一容纳部5的内部设置有第一冷却路部分R1，而且在第二容纳部6的内部设置有第二冷却路部分R2。因此，例如在框体部20的外侧且旋转轴2的轴端侧存在热源(例如，高温的空气)的情况下，能够通过第二容纳部6阻断从该热源传导的热的至少一部分。即，能够使第二容纳部6作为热阻断部件发挥功能。另外，通过使冷却介质在设置于第一、第二容纳部5、6的各内部的第一、第二冷却路部分R1、R2中流通，从而从主体部的外周侧和轴承侧3双方进行散热。因此，还能够抑制转子1、定子4以及轴承3的升温。进而，在此，由于冷却路R为从导入口Rs到导出口Re在中途不分支的一条路的路径，因此能够使一定流量的冷却介质遍及冷却路R的整体地流动，维持稳定的热阻断性能。因此，能够充分地抑制旋转电机100的升温。

另外，该实施方式的旋转电机100在冷却路R中，第二冷却路部分R2设置在第一冷却路部分R1的上游侧。根据该构成，冷却介质以充分地低温的状态流过第二冷却路部分R2，因此能够在第二容纳部6中实现高的热阻断性能。另外，根据该构成，冷却介质通常以充分地低温的状态在比主体部10的外周低温的轴承3的附近流动，通常以从充分地低温的状态稍微升温的状态在比轴承3高温的主体部10的外周的附近流动，因此，无论在哪个冷却路部分中，冷却介质与冷却对象物的温度差都充分大。因此，能够使从轴承3侧的散热性能和从主体部10的外周侧的散热性能双方足够高。

另外，如本实施方式的旋转电机100那样，在定子4的内部具备配置有转子1的内转子型的主体部10的情况下，通过从主体部10的外周侧进行散热，能够充分地抑制定子4的升温。另外，通过不仅从主体部10的外周侧，还从轴承3侧进行充分的散热，或者，通过抑制来自位于轴承3的附近的热源的加热，也能够充分抑制轴承3的升温。通过充分地抑制轴承3的升温，转子1的热量也能够从轴承3侧散热。即，能够将转子1的热经由旋转轴2从轴承3侧散热。由此，也能够抑制转子1的升温(例如，伴随涡流损耗的磁铁的发热所引起的升温)。这样，通过抑制定子4、轴承3以及转子1的升温，能够避免这些各部件的性能降低和产品寿命的缩短，能够充分地保证旋转电机100的性能以及产品寿命。

另外，本实施方式的旋转电机100在第一容纳部5设置有圆筒状的中空空间52，该圆筒状的中空空间52从周向包围主体部10，并且轴向的端部开放，该中空空间52中的该开放的端部(具体而言，开口S1～S3)被第二容纳部6封闭。而且，该中空空间52的一部分52b形成第一冷却路部分R1。因此，通过第一冷却路径部分R1的冷却介质在到达开口S1～S3时与第二容纳部6接触。也就是说，根据该构成，能够使通过第一冷却路部分R1的冷却介质的一部分与第二容纳部6接触，由此，能够使通过第一冷却路部分R1的冷却介质从第二容纳部6夺取热。因此，能够特别地提高第二容纳部6的热阻断性能，并且能够进一步促进从轴承3侧的散热。

另外，在该实施方式的旋转电机100中，第二容纳部6分别设置在第一容纳部5的轴向的一侧和另一侧，第二冷却路部分R2仅设置在两个第二容纳部6中的一个。在附图的例子中，两个第二容纳部6为彼此相同的尺寸，但也可以设计成不设置第二冷却路部分R2的一侧的第二容纳部6的尺寸比另一方的第二容纳部6小。由此，能够减小旋转电机100的整体的尺寸。

特别是，在该实施方式的旋转电机100中，在配置于高压侧的第二容纳部6(高压侧第二容纳部6o)设置有第二冷却路部分R2。在旋转电机100例如搭载于多级压缩机的情况下(图20)，在框体部20的外侧且旋转轴2的高压侧存在比较高温的热源(因压缩而成为高温的空气)G2，通过在配置于高压侧的第二容纳部6设置第二冷却路部分R2，能够通过该第二容纳部6o阻断从该热源G2传导的热的至少一部分。

另外，在本实施方式的旋转电机100中，导入口Rs和导出口Re都设置在第一容纳部5，从导入口Rs导入的冷却介质通过设置在第一容纳部5的连通路部分R3，导入设置在第二容纳部6的第二冷却路部分R2。根据该构成，与例如通过外部配管构成连通路部分R3的情况相比，能够使整体的尺寸紧凑化。另外，能够简化构成，还能够减少应液密地接合的部位的数量。

<2.第二实施方式>

<2-1.旋转电机的基本构成>

参照图11对第二实施方式的旋转电机200的基本构成进行说明。图11是从图1的箭头B方向观察旋转电机200的图。但是，与图3相同，在图11中，框体部20以截面状态表示。需要说明的是，在以下的说明中，对于与在第一实施方式中说明的要素相同的要素，标注相同的附图标记进行表示，并且省略其说明。

旋转电机200与第一实施方式的旋转电机100相同，具备主体部10，该主体部10包括转子1、旋转轴2、轴承3、定子4等而构成。主体部10的构成如上所述。

另外，旋转电机200与第一实施方式的旋转电机100相同，具备框体部20，该框体部10包括第一容纳部5、两个第二容纳部6、盖部7等而构成。框体部20的基本构成与第一实施方式相同，但形成的冷却路R的构成与第一实施方式不同。以下对该不同点进行说明。

<2-2.冷却路R>

冷却路R具备用于进行从主体部10侧的冷却的第一冷却路部分R1、用于进行从高压侧的轴承3侧的冷却等的第二冷却路部分(高压侧第二冷却路部分)R2o、连通路部分R3。另外，冷却路R具备用于进行从低压侧的轴承3侧的冷却等的另一个第二冷却路部分(低压侧第二冷却路部分)R2i、用于将两个第二冷却路部分R2o、R2i相互连接的连通路部分(追加连通路部分)R4。以下，具体地说明这些各部分R1～R4的形成方式。

(第一冷却路部分R1、连通路部分R3以及追加连通路部分R4)

第一冷却路部分R1、连通路部分R3以及追加连通路部分R4设置在第一容纳部5。以下，参照图12～图14对这些各部分R1、R3、R4的形成方式进行说明。图12是从高压侧观察第一容纳部5的图，图13是从低压侧观察第一容纳部5的图。另外，图14是表示在第一容纳部5的内部形成的中空空间52的图。

与第一实施方式相同，在此，在第一容纳部5也设置有大致圆筒状的中空空间(圆筒空间)52，该圆筒状的中空空间52从周向包围容纳空间51，并且轴向的端部开放。而且，该圆筒空间52的内部由多个分隔部(两个长条分隔部53以及多个短条分隔部54)和分断部55划分。

多个分隔部53、54的各自的基本构成与第一实施方式相同。但是，在第一实施方式中，作为多个分隔部53、54，设置有一个长条分隔部53和奇数个短条分隔部54(1)～54(9)，但在该实施方式中，代替第九短条分隔部54(9)而设置有长条分隔部53。即，在该实施方式中，两个长条分隔部53和偶数个短条分隔部54(1)～54(8)在周向上大致等间隔地配置。

因此，如图12所示，在第一容纳部5的高压侧的端面，在两个长条分隔部53之间，形成弧状的开口(第四开口)S4。另外，在一个长条分隔部53和第一短条分隔部54(1)之间，形成弧状的开口(第一开口)S1。进一步，在奇数号的各短条分隔部54(1)、54(3)、……、54(7)的各个之间以及在与第七短条分隔部54(7)的长条分隔部53之间，形成相当于将第一开口S1和第二开口S2合并后的长度的弧状的开口S3。另一方面，如图13所示，在第一容纳部5的低压侧的端面，在两个长条分隔部53之间，形成弧状的开口(第四开口)S4。另外，在长条分隔部53和第八短条分隔部54(8)之间，形成弧状的开口(第二开口)S2。进而，在偶数号的各短条分隔部54(2)、54(4)、……、54(8)的各个之间以及在与第二短条分隔部54(2)的长条分隔部53之间，形成相当于将第一开口S1和第二开口S2合并后的长度的弧状的开口S3。在低压侧以及高压侧的各端面出现的这些开口S1～S4通过在各端面液密地安装第二容纳部6而被封闭。

这样，通过在圆筒空间52设置两个长条分隔部53，该圆筒空间52被分断成以一对第四开口S4为两端沿轴向延伸的细长部分52c和除此以外的截面C字状的部分。该细长部分52c构成冷却路R中的追加连通路部分R4。

另一方面，在截面C字状的部分，形成以第一开口S1以及第二开口S2为两端，被各短条分隔部54引导而沿轴向延伸的部分、和围绕各短条分隔部54的端部折返180度的U字状的部分交替地出现的曲折状的路径、即蛇行路径。

分断部55是以遍及周向的方式设置在长条分隔部53与第一短条分隔部54(1)之间的部分，在轴向上分断长条分隔部53与第一短条分隔部54(1)之间的空间。由此，形成于截面C字状的部分的蛇行路径被分断为从第一开口S1到分断部55的短条的部分52a和从第二开口S2到分断部55的蛇行的部分52b。该短条的部分52a构成冷却路R中的连通路部分R3，后者的蛇行的部分52b构成冷却路R中的第一冷却路部分R1。

(第二冷却路部分R2o、R2i)

高压侧第二冷却路部分R2o设置在高压侧第二容纳部6o。高压侧第二冷却路部分R2o的构成与第一实施方式相同(参照图8)。

另一方面，低压侧第二冷却路部分R2i设置在低压侧第二容纳部6i。参照图15对低压侧第二冷却路部分R2i的构成进行说明。图15是从安装在第一容纳部5的一侧观察低压侧第二容纳部6i的图。

在低压侧第二容纳部6i，与高压侧第二容纳部6o相同，也设置有C字状的中空空间(C字空间)621，该C字状的中空空间621从轴向观察从周向大致整体地包围容纳贯通孔61。C字空间621的各端部与沿径向延伸的直线状的中空空间(延伸空间)622的一端连通。另外，各延伸空间622的另一端与设置在低压侧第二容纳部6i的与第一容纳部5对置一侧的面上的开口63连通。由该C字空间621以及各延伸空间622形成的部分62构成冷却路R中的第二冷却路部分(低压侧第二冷却路部分)R2i。

(冷却路R的整体构成)

接着，参照图16～图19，对冷却路R的整体构成进行说明。图16是从高压侧观察框体部20的图，图17是从低压侧观察框体部20的图。另外，图18、图19是表示冷却路R的整体构成的图。

如上所述，在第一容纳部5的低压侧以及高压侧的各端面出现的开口S1～S4通过在各端面液密地安装高压侧第二容纳部6o或低压侧第二容纳部6i而被封闭。

但是，在高压侧第二容纳部6o的侧面，设置有构成高压侧第二冷却路部分R2o的各端部的两个开口63，在高压侧第二容纳部6o安装在第一容纳部5的高压侧的端面的状态下，这些各开口63配置在该端面的分别与第一开口S1以及第四开口S4连通的位置。因此，通过将高压侧第二容纳部6o安装在第一容纳部5的高压侧的端面，连通路部分R3的一端的第一开口S1与第二冷却路部分R2o的一端连通，追加连通路部分R4的一端的第四开口S4与高压侧第二冷却路部分R2o的另一端连通。

另外，在低压侧第二容纳部6i的侧面，设置有构成低压侧第二冷却路部分R2i的各端部的两个开口63，在低压侧第二容纳部6i安装在第一容纳部5的低压侧的端面的状态下，这些各开口63配置在该端面中的分别与第四开口S4以及第二开口S2连通的位置。因此，通过将低压侧第二容纳部6i安装在第一容纳部5的低压侧的端面，追加连通路部分R4的另一端的第四开口S4与低压侧第二冷却路部分R2i的一端连通，第一冷却路部分R1的一端的第二开口S2与低压侧第二冷却路部分R2i的另一端连通。

由此，连通路部分R3、高压侧第二冷却路部分R2o、追加连通路部分R4、低压侧第二冷却路部分R2i以及第一冷却路部分R1依次串接连接，形成在中途不分支的(即，没有分支)、一条路的冷却路R。

在该冷却路R的两端部，分别设置有冷却介质的导入口Rs或导出口Re。即，在冷却路R的连通路部分R3侧的端部，设置有冷却介质的导入口Rs，在第一冷却路部分R1侧的端部，设置有冷却介质的导出口Re。

在这样的构成中，从导入口Rs导入的冷却介质通过连通路部分R3流入高压侧第二冷却路部分R2o，并在此流动。高压侧第二冷却路部分R2o在高压侧第二容纳部6o的内部，以从周向大致整体地包围容纳轴承3的容纳贯通孔61的方式设置，因此，通过使冷却介质通过此处，进行从高压侧的轴承3侧的散热。进而，在高压侧第二容纳部6o设置有第二冷却路部分R2o，通过使冷却介质通过此处，高压侧第二容纳部6o作为热阻断部件发挥功能。即，例如，在框体部20的外侧且旋转轴2的高压侧存在热源(例如因高压侧旋转叶片92的旋转而被压缩并升温的高温的空气G2)的情况下，能够通过高压侧第二容纳部6o阻断从该热源G2传导的热的至少一部分。

流过高压侧第二冷却路部分R2o而从高压侧的轴承3侧夺取热等的冷却介质接着通过追加连通路部分R4流入低压侧第二冷却路部分R2i并在此流动。低压侧第二冷却路部分R2i在低压侧第二容纳部6i的内部，以从周向大致整体地包围容纳轴承3的容纳贯通孔61的方式设置，因此，通过使冷却介质通过此处，进行从低压侧的轴承3侧的散热。进而，在低压侧第二容纳部6i设置有第二冷却路部分R2i，通过使冷却介质通过此处，低压侧第二容纳部6i作为热阻断部件发挥功能。即，例如在框体部20的外侧且旋转轴2的低压侧存在热源(例如，因低压侧旋转叶片91的旋转而被压缩并升温的高温的空气G1)的情况下，能够通过低压侧第二容纳部6i阻断从该热源G1传导的热的至少一部分。

流过低压侧第二冷却路部分R2i而从低压侧的轴承3侧夺取热等的冷却介质接着流入第一冷却路部分R1并在此流动。与第一实施方式相同，在此，第一冷却路部分R1在第一容纳部5的内部，作为网罗包围容纳空间51的周壁部分的大致整体的蛇行路径设置。因此，通过使冷却介质在此流动，包围容纳空间51的周壁部分的大致整体被冷却介质扫描，充分地进行从主体部10的外周侧的散热。流过第一冷却路部分R1的冷却介质从导出口Re导出。

在图21(b)中，示意性地表示了该实施方式的冷却路R的构成。如在此所示，冷却路R包括通过第一容纳部5的内部的第一冷却路部分R1、通过高压侧和低压侧的各第二容纳部6o、6i的内部的第二冷却路部分R2o、R2i，因此，通过流过各冷却路部分R1、R2o、R2i的冷却介质，从主体部10的外周侧进行散热，并且从高压侧以及低压侧的各轴承3侧进行散热。另外，能够使高压侧以及低压侧的各第二容纳部6o、6i作为热阻断部件发挥功能。即，阻断从存在于框体部20的外侧且旋转轴2的各轴端侧的热源G1、G2传导的热的至少一部分，能够抑制主体部10(特别是高压侧以及低压侧的各轴承3)的升温。

另外，与第一实施方式相同，在此，由于冷却路为从导入口Rs到导出口Re在中途不分支的一条路的路径，因此即使从导入口Rs供给的冷却介质的状态变化，冷却路R的各部分中的冷却介质的流量也为一定。即，能够使一定流量的冷却制冷剂遍及冷却路R的整体地流动。因此，高压侧以及低压侧的各第二容纳部6o、6i的热阻断性能均被稳定地维持。即，能够稳定地阻断从各热源G1、G2传导的热的至少一部分，充分地抑制高压侧以及低压侧的各轴承3的升温。

例如，如图22C所示，也能够考虑在从导入口Rs到导出口Re的冷却路的中途分支为通过第一容纳部5的内部的部分R1、通过高压侧第二容纳部6的内部的部分R2o、通过低压侧第二容纳部6i的内部的部分R2i的冷却路。在这样的构成中，也进行从主体部10的外周侧和高压侧以及低压侧的各轴承3侧双方的散热。但是，在这样的构成的情况下，当从导入口Rs供给的冷却介质的状态变化时，冷却路的各分流部分中的流量等根据该部分的流路阻力而散乱地变化。因此，难以稳定地维持高压侧以及低压侧的各第二容纳部6o、6i的热阻断性能。自然分歧越多，稳定性的维持就越难。这样，在图22C所示的在中途分支的冷却路中，无法得到与该实施方式的冷却路R同等的效果。

<2-3.效果>

根据该实施方式的旋转电机200，也能够得到与第一实施方式的旋转电机100相同的效果。

特别是，在该实施方式的旋转电机200中，第二容纳部6分别设置在第一容纳部5的轴向的一侧和另一侧，第二冷却路部分R2设置在两个第二容纳部6双方。在旋转电机100例如搭载于多级压缩机的情况下(图20)，当在框体部20的外侧且旋转轴2的高压侧和低压侧双方存在热源(因压缩而成为高温的空气)G1、G2时，通过在配置于高压侧以及低压侧的各第二容纳部6(高压侧第二容纳部6o以及低压侧第二容纳部6i)设置第二冷却路部分R2，能够通过各第二容纳部6o、6i阻断从这些各热源G1、G2传导的热的至少一部分。另外，根据该构成，能够从设置在旋转轴2的两侧的两个轴承3双方进行散热，因此能够实现特别高的散热性能。

<3.变形例>

在上述各实施方式中，包含在冷却路R中的各部分R1～R4的形状、形成方式等不限于上述例示的方式。例如，在上述各实施方式中，连通路部分R3以及追加连通路部分R4的一方或双方也可以使用外部配管等形成。另外，也可以将导入口Rs设置在第二容纳部6，省略连通路部分R3。另外，例如在上述各实施方式中，第一冷却路部分R1是重复出现沿轴向延伸的直线部分的蛇行路径，但第一冷却路部分R1也可以是重复出现沿周向延伸的直线部分的蛇行路径。

在第二实施方式中，高压侧第二冷却路部分R2o设置在比低压侧第二冷却路部分R2i更靠上游侧，但这也可以相反。即，可以是连通路部分R3、低压侧第二冷却路部分R2i、追加连通路部分R4、高压侧第二冷却路部分R2o以及第一冷却路部分R1依次串接连接，形成在中途不分支的一条路的冷却路R。

在上述各实施方式中，主体部10的构成不限于上述例示的构成。例如，转子1也可以具有多个电磁钢板在轴向上层叠的构造。另外，例如，在上述实施方式中，将线圈导线42a中的、向定子芯41的轴向的端面侧突出的部分设为在冲压成形的基础上被树脂密封，但该突出的部分也可以不冲压成形而被树脂密封。另外，例如，主体部也可以由在定子的外侧配置有转子的外转子型构成。

在上述各实施方式中，旋转电机100、200不一定需要搭载于多级型压缩机。即，本发明能够应用于搭载于多级型压缩机的旋转电机，当然也能够应用于除此之外的各种旋转电机。

其他构成也可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。

附图标记说明

1 转子

2 旋转轴

3 轴承

4 定子

5 第一容纳部

6 第二容纳部

7 盖部

6i 低压侧第二容纳部

6o 高压侧第二容纳部

10 主体部

20 框体部

51 容纳空间

52中空空间(圆筒空间)

53 长条分隔部

54 短条分隔部

55 分断部

61 容纳贯通孔

62中空空间(C字空间)

63 延伸空间

64 开口

100、200 旋转电机

R 冷却路

R1 第一冷却路部分

R2 第二冷却路部分

R2i 低压侧第二冷却路部分

R2o 高压侧第二冷却路部分

R3 连通路部分

R4 追加连通路部分

Rs 导入口

Re 导出口

Claims (4)

1.一种旋转电机，该旋转电机具备：主体部，其具备转子和定子；框体部，其容纳所述主体部；所述旋转电机的特征在于，

所述框体部具备：

第一容纳部，其从周向包围所述主体部；

第二容纳部，其容纳用于旋转自如地支承旋转轴的轴承；

在所述框体部，形成有从冷却介质的导入口在中途不分支而到达冷却介质的导出口的冷却路，

所述冷却路包括通过所述第一容纳部的内部的第一冷却路部分和通过所述第二容纳部的内部的第二冷却路部分而构成。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在所述第一容纳部，设置有从周向包围所述主体部并且轴向的端部开放的中空空间，

所述中空空间的该开放的端部被所述第二容纳部封闭，

所述中空空间的至少一部分形成所述第一冷却路部分。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述第二容纳部分别设置在所述第一容纳部的轴向的一侧和另一侧，

所述第二冷却路部分仅设置在两个所述第二容纳部中的一个。

4.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述第二容纳部分别设置在所述第一容纳部的轴向的一侧和另一侧，

所述第二冷却路部分设置在两个所述第二容纳部双方。

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