(57)【要約】【課題】ステータコア及びケースと、熱伝導部材との接触面積を確保することができる回転電機を提供すること。【解決手段】ケースと、ケース内に設けられ、円環状のステータコアにコイルが巻き付けられたステータと、ステータコアの径方向内側に回転自在に設けられたロータと、を備えた回転電機であって、ステータコアとケースとの間に熱伝導部材が設けられており、熱伝導部材のステータコア側に接する第１熱伝導部と、ケース側に接する第２熱伝導部とが繋がっており、第１熱伝導部と第２熱伝導部との間に、膨張可能な樹脂を配置した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケース内に設けられ、円環状のステータコアにコイルが巻き付けられたステータと、
前記ステータコアの径方向内側に回転自在に設けられたロータと、
を備えた回転電機であって、
前記ステータコアと前記ケースとの間に熱伝導部材が設けられており、
前記熱伝導部材の前記ステータコア側に接する第１熱伝導部と、前記ケース側に接する第２熱伝導部とが繋がっており、
前記第１熱伝導部と前記第２熱伝導部との間に、膨張可能な樹脂を配置した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】
特許文献１には、ステータコアとケースとの間の隙間に、波状の熱伝導部材を配置し、ステータコア及びケースと、熱伝導部材との接触面積を確保して、放熱性能の向上を図ることができるとされた回転電機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１６９３２４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、回転電機において、ステータコア及びケースと熱伝導部材との接触面積を確保するという観点では、改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステータコア及びケースと、熱伝導部材との接触面積を確保することができる回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る回転電機は、ケースと、前記ケース内に設けられ、円環状のステータコアにコイルが巻き付けられたステータと、前記ステータコアの径方向内側に回転自在に設けられたロータと、を備えた回転電機であって、前記ステータコアと前記ケースとの間に熱伝導部材が設けられており、前記熱伝導部材の前記ステータコア側に接する第１熱伝導部と、前記ケース側に接する第２熱伝導部とが繋がっており、前記第１熱伝導部と前記第２熱伝導部との間に、膨張可能な樹脂を配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る回転電機は、膨張した樹脂によって熱伝導部材がステータコア及びケースに押し付けられるため、ステータコア及びケースと、熱伝導部材との接触面積を確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態１に係る回転電機の構造を部分的に示した図である。
【図２】図２は、実施形態１の回転電機の製造で実施する３つの工程の手順を示したフローチャートである。
【図３】図３は、熱伝導シートの斜視図である。
【図４】図４は、熱伝導シートがステータコアとケースの内筒との間の隙間に挿入された状態を示した図である。
【図５】図５は、熱伝導シートがステータコアとケースの内筒との間に固定された状態を示した図である。
【図６】図６は、発泡樹脂接着シートが膨張した状態の熱伝導シートの斜視図である。
【図７】図７は、実施形態２に係る回転電機の製造で実施する３つの工程の手順を示したフローチャートである。
【図８】図８は、熱伝導管材の斜視図である。
【図９】図９は、熱伝導管材がステータコアとケースの内筒との間の隙間に挿入された状態を示した図である。
【図１０】図１０は、熱伝導管材がステータコアとケースの内筒との間に固定された状態を示した図である。
【図１１】図１１は、発泡樹脂接着シートが膨張した状態の熱伝導管材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施形態１］
以下に、本発明に係る回転電機の実施形態１について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、実施形態１に係る回転電機１の構造を部分的に示した図である。図１に示すように、モータなどの回転電機１は、ステータ２、ケース３、熱伝導シート４、ロータ５、及び、ロータ軸６などによって構成されている。ステータ２は、ケース３内に設けられた固定子であって、複数枚の円環状の電磁鋼板を積層して構成されたステータコア２１と、ステータコア２１に巻き付けられたコイル２２とを有している。また、ケース３は、アルミニウム製であって、内筒３１と外筒３２との間に水路３３が形成された水冷ジャケットとして機能する。回転子であるロータ５は、回転軸部材であるロータ軸６に固定されており、ステータコア２１の径方向内側にロータ軸６を中心に回転自在に設けられている。
【００１１】
ステータコア２１とケース３の内筒３１との間には、熱伝導シート４が複数設けられている。なお、図１には、複数の熱伝導シート４のうちの１つだけ図示している。また、複数の熱伝導シート４は、ステータコア２１の周方向で等間隔に配置されていることによって、ケース３に対するステータコア２１の位置ずれを抑制することが可能となる。
【００１２】
熱伝導シート４は、伝熱を担う熱伝導部材と、熱伝導部材の固定や伝熱面への密着やステータコア２１を歪ませないためのクッション機能を担う膨張樹脂と、によって構成されている。ここで、熱伝導部材には、熱伝導率の高い、銅やアルミニウムなどが望ましく、その形態は金属箔または金属板であっても良いし、銅線やアルミニウム線などの金属線からなる金属繊維編物であっても良い。熱伝導部材の厚みとしては、０．００５［ｍｍ］〜１．２５［ｍｍ］などが好ましい。また、膨張樹脂には、発泡樹脂や吸油膨潤樹脂などが望ましい。吸油膨潤樹脂には、油を吸うことによって膨張する、例えば、名東化製株式会社製アクアＮ−キャップなどのような吸油膨潤樹脂が使用可能である。
【００１３】
次に、実施形態１に係る回転電機１の製造方法について説明する。実施形態１に係る回転電機１の製造方法としては、第１工程と第２工程と第３工程との３つの工程を用いる。実施形態１に係る回転電機１では、ステータ２からケース３への伝熱のために、熱伝導部材である銅箔４１と、膨張樹脂として、熱によって膨張可能なシート状の樹脂である発泡樹脂接着シート４２（ニッカン工業株式会社製ＳＡＦＢ等）と、からなる熱伝導シート４を、ステータコア２１とケース３の内筒３１との間に配置する。
【００１４】
図２は、実施形態１に係る回転電機１の製造で実施する３つの工程の手順を示したフローチャートである。
【００１５】
第１工程では、図３に示すように、細かく切断された銅箔４１に発泡樹脂接着シート４２を貼り付ける。そして、伝熱に必要な面積分だけ、複数の銅箔４１が発泡樹脂接着シート４２によって繋がっている状態にして、連結貼り付け型の熱伝導シート４を作製する（ステップＳ１）。
【００１６】
第２工程では、ケース３内にステータ２を組み付け、その後、図４に示すように、熱伝導シート４をステータコア２１とケース３の内筒３１との間の隙間に挿入する（ステップＳ２）。なお、図４に示すように、銅箔４１のステータコア２１側に接する第１熱伝導部４１２と、ケース３側に接する第２熱伝導部４１３との間に、発泡樹脂接着シート４２が配置されており、この発泡樹脂接着シート４２によって、第１熱伝導部４１２と第２熱伝導部４１３とが繋がっている。
【００１７】
第３工程では、ステータコア２１及びケース３を加熱して、図５及び図６に示すように、発泡樹脂接着シート４２を上下方向（ステータコア２１の径方向）に膨張させ、熱伝導シート４をステータコア２１とケース３の内筒３１との間に固定する（ステップＳ３）。なお、このときの加熱温度は、回転電機１の作動時におけるステータコア円周面の上限到達温度よりも高い温度に設定し、ステータコア２１とケース３の内筒３１との隙間を回転電機１の作動時よりも大きくしておき、発泡樹脂接着シート４２を膨張及び硬化させる。これによって、回転電機１の作動時には、熱伝導シート４に若干の圧縮力がかかり、ステータコア２１及び内筒３１に銅箔４１がより密着する。よって、ステータコア２１及びケース３の内筒３１と、銅箔４１との接触面積を確保することができ、冷却性能を高めることができる。また、この圧縮力によって低弾性率の発泡樹脂である発泡樹脂接着シート４２が潰れるため、ステータコア２１に歪が生じるのを抑制することができる。
【００１８】
なお、ステータコア２１とケース３の内筒３１との間への熱伝導シート４の設け方としては、上述したようなケース３内にステータ２を組み付けた後、熱伝導シート４をステータコア２１とケース３の内筒３１との間に挿入するものに限定されない。例えば、ステータコア２１の外周面またはケース３の内筒３１の内周面に熱伝導シート４を貼り付けて、その後、ケース３内にステータ２を組み付けるようにしても良い。
【００１９】
実施形態１に係る回転電機１においては、ステータコア２１の外周面とケース３の内筒３１の内周面とに熱伝導部材である銅箔４１を密着させる原理が、熱応力ではなく、主に膨張樹脂である発泡樹脂接着シート４２による膨張であるため、ステータコア２１に過大な応力が生じ得ない。これにより、ステータコア２１が歪むことを防止することができ、損失が増加しない。
【００２０】
［実施形態２］
以下に、本発明に係る回転電機の実施形態２について説明する。なお、実施形態２に係る回転電機１において、実施形態１に係る回転電機１と共通する部分については、その説明を適宜省略する。
【００２１】
実施形態２に係る回転電機１の製造方法について説明する。実施形態２に係る回転電機１の製造方法としては、第１工程と第２工程と第３工程との３つの工程を用いる。実施形態２に係る回転電機１では、ステータ２からケース３への伝熱のために、熱伝導部材である管状の銅箔からなる銅箔管４３と、膨張樹脂として、熱によって膨張可能なシート状の樹脂である発泡樹脂接着シート４４（ニッカン工業株式会社製ＳＡＦＢ等）と、からなる熱伝導管材４Ａを、ステータコア２１とケース３の内筒３１との間に配置する。
【００２２】
図７は、実施形態２に係る回転電機１の製造で実施する３つの工程の手順を示したフローチャートである。
【００２３】
第１工程では、図８に示すように、銅箔管４３の内周面に発泡樹脂接着シート４４を貼り付けて、円筒分割側の熱伝導管材４Ａを作製する（ステップＳ１１）。
【００２４】
第２工程では、ケース３内にステータ２を組み付け、その後、図９に示すように、伝熱に必要な面積分だけの数の熱伝導管材４Ａを、ステータコア２１とケース３の内筒３１との間の隙間に挿入する（ステップＳ１２）。なお、図９に示すように、銅箔管４３のステータコア２１側に接する第１熱伝導部４３２と、ケース３側に接する第２熱伝導部４３３との間に、発泡樹脂接着シート４４が配置されている。
【００２５】
第３工程では、ステータコア２１及びケース３を加熱して、図１０及び図１１に示すように、発泡樹脂接着シート４４を全方向に膨張させ、銅箔管４３の第１熱伝導部４３２と第２熱伝導部４３３とを発泡樹脂接着シート４４によって繋げるとともに、熱伝導管材４Ａをステータコア２１とケース３の内筒３１との間に固定する（ステップＳ１３）。なお、このときの加熱温度は、回転電機１の作動時におけるステータコア円周面の上限到達温度よりも高い温度に設定し、ステータコア２１とケース３の内筒３１との隙間を回転電機１の作動時よりも大きくしておき、発泡樹脂接着シート４４を膨張及び硬化させる。これによって、回転電機１の作動時には、熱伝導管材４Ａに若干の圧縮力がかかり、ステータコア２１及び内筒３１に銅箔管４３がより密着する。よって、ステータコア２１及びケース３の内筒３１と、銅箔管４３との接触面積を確保することができ、冷却性能を高めることができる。また、この圧縮力によって低弾性率の発泡樹脂である発泡樹脂接着シート４４が潰れるため、ステータコア２１に歪が生じるのを抑制することができる。
【００２６】
なお、ステータコア２１とケース３の内筒３１との間への熱伝導管材４Ａの設け方としては、上述したようなケース３内にステータ２を組み付けた後、熱伝導管材４Ａをステータコア２１とケース３の内筒３１との間に挿入するものに限定されない。例えば、ステータコア２１の外周面またはケース３の内筒３１の内周面に熱伝導管材４Ａを貼り付けて、その後、ケース３内にステータ２を組み付けるようにしても良い。また、膨張樹脂としては、発泡樹脂接着シート４４のようなシート状の他に、サンユレック株式会社製ＤＲ−１２７等の液状発泡樹脂も使用可能である。
【００２７】
実施形態２に係る回転電機１においては、ステータコア２１の外周面とケース３の内筒３１の内周面とに熱伝導部材である銅箔管４３を密着させる原理が、熱応力ではなく、主に膨張樹脂である発泡樹脂接着シート４４による膨張であるため、ステータコア２１に過大な応力が生じ得ない。これにより、ステータコア２１が歪むことを防止することができ、損失が増加しない。
【符号の説明】
【００２８】
１  回転電機
２  ステータ
３  ケース
４  熱伝導シート
４Ａ  熱伝導管材
２１  ステータコア
３１  内筒
４１  銅箔
４２，４４  発泡樹脂接着シート
４３  銅箔管
４１２，４３２  第１熱伝導部
４１３，４３３  第２熱伝導部
【図１】
2020137141.tif 000003
【図２】
2020137141.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020137141.tif 000008
【図７】
2020137141.tif 000009
【図８】
2020137141.tif 000010
【図９】
2020137141.tif 000011
【図１０】
2020137141.tif 000012
【図１１】
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