(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータのスロット内部に冷媒通路を形成した回転電機において、
ステータ内周側にステータの回転軸方向の長さより短い突起を設け、
ステータ内周面に突起と同じ厚さの環状の樹脂層を形成したことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記ステータは複数の積層されるステータコアによって形成され、
前記複数の積層されるステータコアの一部のステータコアにはその内周側の両端に同一高さの突起が設けられ、残りのステータコアにはその内周側の中央に前記突起と同一高さの突起が設けられ、これらが組み合わされてステータを構成する請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ステータは複数の積層されるステータコアによって形成され、
前記突起はステータコアの打ち抜き型加工によりステータコアと一体的に形成される請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
ステータのスロット内部に冷媒通路を形成した回転電機において、
ステータ内周側にステータの回転軸方向の長さより短い突起を設け、
ステータ内周に前記突起と接触させた状態で筒状金型を配置し、
筒状金型とステータ内周との環状間隙に樹脂を充填して均一厚さの環状の樹脂層を形成することを特徴とする回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷却機構をもった回転電機及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機（モータ、または発電機、またはモータ兼発電機）において、ステータを効率良く冷却するために、ステータのスロット（ステータコイルが収装される溝部）の内部を冷媒通路として冷媒（たとえば冷却用オイル）を流し、発熱部位であるステータコイルやステータを直接冷却できるようにしたものが特開平４−３６４３４３号公報によって提案されている。
【０００３】
この特開平４−３６４３４３号公報の回転電機では、ステータ内周側とスロット内部に金型を配置し、ステータコアと金型によって画成された空間にエンジニアプラスチック材料を射出・充填して、これを硬化させることでスロット開口部を閉塞し、内部に冷媒通路を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ステータコア内周面を樹脂材料でモールドするには、ステータ内周にこれよりも僅かに小径な金型を配置し、その環状隙間に樹脂を充填することになるが、樹脂の厚さを全周で均一に管理することが難しく、ステータの内周で回転するロータと干渉しないような薄い樹脂膜を形成するのが困難であった。
【０００５】
また、ステータコアと樹脂材料の密着性が悪いと、冷媒通路の水密性が悪化して冷媒が漏れ出ることがある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ステータのスロット内部に冷媒通路を形成した回転電機において、ステータ内周側にステータの回転軸方向の長さより短い突起を設け、ステータ内周面に突起と同じ厚さの環状の樹脂層を形成する回転電機。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記ステータは複数の積層されるステータコアによって形成され、前記複数の積層されるステータコアの一部のステータコアにはその内周側の両端に同一高さの突起が設けられ、残りのステータコアにはその内周側の中央に前記突起と同一高さの突起が設けられ、これらが組み合わされてステータを構成する。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明において、前記ステータは複数の積層されるステータコアによって形成され、前記突起はステータコアの打ち抜き型加工によりステータコアと一体的に形成される。
【００１１】
第４の発明は、ステータのスロット内部に冷媒通路を形成した回転電機において、ステータ内周側にステータの回転軸方向の長さより短い突起を設け、ステータ内周に前記突起と接触させた状態で筒状金型を配置し、筒状金型とステータ内周との環状間隙に樹脂を充填して均一厚さの環状の樹脂層を形成する回転電機の製造方法。
【００１２】
【発明の作用および効果】
第１、第４の発明において、ステータの内周面は突起と同じ厚さをもつ樹脂層で被覆されるので、ステータ内周側への冷却液の漏れ出しが確実に阻止でき、また樹脂層はステータ内周に沿って均一な厚さとなり、ステータ内周で回転するロータとの干渉を確実に防止できる。
【００１３】
第２の発明では、ステータを構成するステータコアに突起を設けることにより、各ステータコアと樹脂層の密着度が高まり、冷却液のシール性が良好となり、また、突起の位置を異ならせることで、ステータ内周面の全域において樹脂層との接合性が改善できる。
【００１４】
第３の発明では、ステータコアの打ち抜き成型時に、同時に突起を形成することで、その製造が簡単かつ低コストに行える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面にしたがって本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１、図２に回転電機（モータ、または発電機、またはモータ兼発電機）の全体構成を示す。
【００１７】
図１において、回転電機のケース１は、円筒板１Ａと、この円筒板１Ａの軸方向両端の開口を閉塞する側板１Ｂ、１Ｃからなる。
【００１８】
ケース１内には、円柱形のロータ２が収容される。ロータ２は、その回転軸２Ａの両端がそれぞれベアリング３を介して側板１Ｂ、１Ｃ支持され、回転軸２Ａを中心に回転自在となっている。
【００１９】
円筒板１Ａの内周面には、円筒形のステータ５が、ロータ２の外周を取り囲むように配置される。ステータ５の内周面とロータ２の外周面との間には、所定の間隙が設けられている。
【００２０】
ステータ５の軸方向の両端とケース１の内側との間には、環状空間からなる冷却ジャケット１０、１１が形成される。冷却ジャケット１０には円筒板１Ａを貫通するオイル供給口１６を介して、冷却用オイルが供給される。この冷却オイルは、ステータ５内に形成された冷媒通路２９（図２参照）を流通して、反対側の冷却ジャケット１１へ導かれる。この冷却オイルは、冷却ジャケット１１に形成されて円筒板１Ａを貫通するオイル排出口１７から外部へ排出され、この間にステータ５の冷却を行う。
【００２１】
図２に示すように、ステータ５は、ステータコア２０と、このステータコア２０の周囲に巻装されるコイル３０とから構成される。
【００２２】
スタータコア２０は、所定個数（本実施の形態では１２個）の分割コア２１を、円環状に連ねて構成される（分割コア構造）。各分割コア２１は、略Ｔ字型の電磁鋼板を、ロータ２の回転軸２Ａの軸方向（図２の紙面に垂直方向）に所定枚数積層して形成される。
【００２３】
分割コア２１は、ケース１の円筒板１Ａの内周面に沿うリング状のバックコア部２２と、このバックコア部２２からステータコア２０の内周側半径方向に突出するティース部２３とを備える。
【００２４】
隣接するティース部２３の間の凹部（溝部）は、スロット２５となる。コイル３０は、各ティース部２３に集中巻きされることにより、スロット２５内部に収容された状態となっている。
【００２５】
このスロット２５を前記冷却ジャケット１０からの冷却用のオイルを通す冷媒通路２９とするために、後で詳しく述べるが、スロット２５のロータ２の外周に面した開口を塞ぐべく、ステータ内周面に一定の厚さの薄い樹脂層５０が形成される。
【００２６】
また、前記冷却ジャケット１０と１１を形成するために、ステータ５の両端からその内周面の延長上に樹脂形成された円筒部１４が設けられ、この円筒部１４はケース１の側板１Ｂ、１Ｃまで達して、ケース１の円筒板１Ａの内周とステータ５の両端との間に、環状の空間を区画形成している。
【００２７】
次に、前記樹脂層５０、円筒部１４を形成するため樹脂加工について、図３から図９を参照して詳しく説明する。
【００２８】
図３に示すように、ステータコア２０を構成する分割コア２１のティース部２３の先端付近の両側には、それぞれ軸方向に延びる一対の突条部２８Ａと２８Ｂが設けられ、この間に後述するプレート４０が装着される（図７参照）。
【００２９】
また、分割コア２１のティース部２３の下面（すなわち、ステータ内周面側）には、一方のコア２１Ａには、図３（Ａ）に示すように、下面両側に突起４５Ａと４５Ｂが設けられ、他方のコア２１Ｂには、図３（Ｂ）に示すように、下面の中央に突起４５Ｃが設けられる。各突起４５Ａ〜４５Ｃの高さは同一に設定され、これら突起４５Ａ〜４５Ｃにより、後述するように、ステータ内周に配置される金型６１（図８参照）と、ステータ内周との距離を全周的に一定に維持することを可能としている。
【００３０】
これら突起４５Ａ〜４５Ｃは、ステータコア２０（分割コア２１）を打ち抜き型加工時にこれと一体に形成することで、簡単に製造することが可能となる。
【００３１】
ここで、分割コア２１は軸方向に積層されるが、同一形状のもの、例えば両側に突起４５Ａ、４５Ｂがあるものを連続して複数枚積層したら、次に中央に突起４５Ｃがあるものを同一数だけ連続して積層するというように構成し、図５（Ｃ）にも示すように、各突起が軸方向にそれぞれ一定の長さをもつようにする。
【００３２】
次に、図４に示すように、ティース部２３と同幅をもつように形成したエンドプレート３１が、図５（Ｂ）に示すように、ステータ５の軸方向の両端に密着して配置される。そして、コイル３０はこのエンドプレート３１の外側からステータコア２０に巻き回される。これにより、エンドプレート３１は積層された電磁鋼板よりなるステータコア２０と一体的に結合される。
【００３３】
図６、図７に示すように、このようにしてコイル３０を巻装したステータコア２０の各ティース部２３の両側には、プレート４０を装着してスロット２５の開口部２７を閉塞する。これによりスロット２５の内部に冷却液が通過する冷媒通路２９が区画形成される。
【００３４】
次いで樹脂成型のために、図８のように、ステータ５の内周側に対して、前記突起４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃと密着するように、円柱状の内金型６１を貫通配置する。このとき、内金型６１は突起４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃにより位置決めされるので、各ステータコア２０に対して全周的に等しい均一な間隔を維持することになる。
【００３５】
またステータ５の両端には内金型６１の外側に位置して円筒型の外金型６２を配置し、これら金型６１と６２の間に所定の間隙をもたせて環状空間Ａを区画形成する。また、同時に、ステータコア２０の各スロット２５に配置した前記プレート４０が円筒型の外金型６２と、軸方向から見て、完全に重なるように設定し、プレート４０と内金型６１との間に区画形成される軸方向に延びる環状空間Ｂを、外金型６２の内側の前記環状空間Ａとのみ連通するようにさせる。
【００３６】
このように金型６１と６２をセットした状態で、この金型空間に樹脂材料を充填することにより、図９に示すように、ステータ５の両端に円筒部１４が、またステータ内周面には均一な厚さの膜層をもつ樹脂層５０が、互いに一体化した状態で樹脂成型により形成される。
【００３７】
なお、ステータコア２０の両端面に配置したエンドプレート３１と円筒部１４の接合面の密着性を高めるため、エンドプレート３１は少なくともステータコア２０を構成する電磁鋼板よりも樹脂材料との密着性が良い非導電性の部材で構成される。
【００３８】
このようにして、ステータコア２０の内周には全周にわたり薄膜状の樹脂層５０を形成したので、冷媒通路２９に冷却液を流するときに、積層されたステータコア２０の隙間を通してステータ内周側に冷却液が漏れ出るのを確実に阻止することができる。
【００３９】
樹脂層５０を形成するにあたり、ステータコア２０の内周に設けた突起４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃにより内金型６０を同心的に配置することが容易に実現し、このためステータ内周に配置されるロータ２が回転したときに、樹脂層５０と干渉することを確実に防止できる。また、形状公差により、ステータ５の内周と内金型６０の外周とが完全に同心とならない場合でも、ステータコア２０の内周面に内金型６０が直接的に接触するのを、突起４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃにより阻止するので、ステータコア２０の内周の樹脂層５０には、全周的に必要最小限の厚さを必ず確保することができる。
【００４０】
また、これらの突起４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃにより、樹脂層５０とステータコア２０との接合面の密着性も高まり、振動などによる接合面の剥離などが生じることも無く、その耐久性や信頼性が向上する。
【００４１】
この場合とくに、ステータ５は、突起４５Ａ、４５Ｂをもつ分割コア２１と、これとは異なった位置に突起４５Ｃをもつ分割コア２１とを組合せて積層することにより、樹脂層５０に対して全体的には突起４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃの位置が互いに分散し、より均等な間隔で配置されるので、接合面における全体的な結合性がより一層良好になる。
【００４２】
なお、これら樹脂層５０は電磁気的な影響を及ぼすもので無いので、ステータ５の性能が低下することもない。
【００４３】
本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想の範囲内において、さまざまな変更が可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における回転電機を示す断面図である。
【図２】同じく図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ異なるステータコアを示す正面図である。
【図４】エンドプレートの正面図である。
【図５】ステータコアに巻線を施した状態を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。
【図６】同じくステータコアをケースに装着した状態を示す一部の断面図である。
【図７】同じくステータコアにプレートを装着した状態を示す一部の断面図である。
【図８】同じくステータコアに金型をセットした状態を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図９】同じく樹脂成型後のステータコアの状態を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１  ケース、
１Ａ  円筒板
１Ｂ  側板
１Ｃ  側板
５  ステータ
１４  円筒部
１０  冷却ジャケット
１１  冷却ジャケット
２０  ステータコア
２１  分割コア
２２  バックコア部
２３  ティース部
２５  スロット
２９  冷媒通路
３０  コイル
３１  エンドプレート
４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ  突起
５０  樹脂層
【図１】
0003594003.tif 000002
【図２】
0003594003.tif 000003
【図３】
0003594003.tif 000004
【図４】
0003594003.tif 000005
【図５】
0003594003.tif 000006
【図６】
0003594003.tif 000007
【図７】
0003594003.tif 000008
【図８】
0003594003.tif 000009
【図９】
0003594003.tif 000010