(57)【要約】【課題】冷却流路を形成するための型を引き抜く際の損傷を抑制できる回転電機の製造方法を提案する。【解決手段】スロット７にステータコイル３ｂを収容し、ロータ２方向に開口するスロット７の開口部を閉塞してスロット７内部に冷媒流路１５を形成する回転電機の製造工程として、スロット７内部空間とほぼ等しい断面形状をした弾性体の中子２１をスロット７内部に配置し、ステータ３内周とほぼ等しい直径を有する円柱状の金型２２をステータ３内周側に配置する工程と、ステータコア３ａと中子２１と金型２２とで区画形成される空間２３に樹脂を充填する工程と、充填した樹脂が硬化した後に中子２１を引き抜く工程と、を含む。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアのスロットにコイルを収容し、ロータ方向に開口する前記スロットの開口部を閉塞して前記スロット内部に冷媒通路を形成する回転電機の製造方法において、
前記スロット内部空間とほぼ等しい断面形状をした弾性体の中子を前記スロット内部に配置し、前記ステータ内周とほぼ等しい直径を有する略円柱または略円筒形状の金型を前記ステータ内周側に配置する第一工程と、
前記ステータコアと前記中子と前記金型とで区画形成される空間に樹脂を充填する第二工程と、
充填した樹脂が硬化した後に前記中子を引き抜く第三工程と、を含むことを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項２】
前記弾性体をゴムとした請求項１に記載の回転電機の製造方法。
【請求項３】
前記中子の前記コイルまたは前記ステータコアに接触する部分を曲線により形成する請求項１に記載の回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、回転電機の製造方法に関する、特に、ステータコイルを冷却するための冷却流体の流通路を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転電機としては、ステータを効率良く冷却する方法として、ステータコイルを直接冷却するためにステータコイルを収装するスロットを冷却通路として利用する特開平４−３６４３４３号公報のようなものが知られている。ここでは、ステータ内周側とスロット内部に金型を配置して、ステータコアと金型によって画成された空間に樹脂材料を射出・充填し、これを硬化させることでスロット開口部を閉塞して冷却通路を構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、特開平４−３６４３４３号公報では、充填した樹脂材料が硬化した後、ステータ内周側とスロット内部に配置した金型を抜き取ることになるが、スロット内部に配置した細長い金型を引き抜く際の作業性が悪く、無理に抜き取ろうとするとステータコアが傷ついたり金型自体が変形したりする恐れがある。
【０００４】
そこで本発明は、冷却通路を形成するための型を引き抜く際に生じる損傷を抑制することができる回転電機の製造方法を提案することを目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、ステータコアのスロットにコイルを収容し、ロータ方向に開口する前記スロットの開口部を閉塞して前記スロット内部に冷媒通路を形成する回転電機を製造する。製造工程は、前記スロット内部空間とほぼ等しい断面形状をした弾性体の中子を前記スロット内部に配置し、前記ステータ内周とほぼ等しい直径を有する略円柱または略円筒形状の金型を前記ステータ内周側に配置する第一工程と、前記ステータコアと前記中子と前記金型とで区画形成される空間に樹脂を充填する第二工程と、充填した樹脂が硬化した後に前記中子を引き抜く第三工程と、を含む。
【０００６】
【作用及び効果】
スロット内部空間とほぼ等しい断面形状をした弾性体の中子をスロット内部に配置し、ステータ内周とほぼ等しい直径を有する略円柱または略円筒形状の金型をステータ内周側に配置し、ステータコアと中子と金型とで区画形成される空間に樹脂を充填し、充填した樹脂が硬化した後に中子を引き抜く。このように中子に弾性体を用いることで、第三工程において中子を引き抜く際にステータコアおよび中子を傷つけるのを避けることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本実施形態で製造する回転電機の構成を図１、図２に示す。図１は回転電機の縦断面であり、図２は横断面を示している。なお、図１は、図２のＢ−Ｂ矢視図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。
【０００８】
回転電機は、ケース１と、それに収容されたロータ２、ステータ３から構成し、モータあるいはジェネレータとして機能する。
【０００９】
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部を閉塞する側板１ｂ、１ｃとから構成する。側板１ｂ、１ｃは図示しないボルト等を用いて円筒板１ａに固定する。
【００１０】
ロータ２は円柱形状のロータコア２ａと、このロータコア２ａの中心軸上に貫通配置されている回転軸２ｂより構成する。回転軸２ｂの両端はそれぞれベアリング４を介して側板１ｂ、１ｃに支持されており、ロータ２をケース１に対して回転自在とする。
【００１１】
ステータ３はロータ２の外周を取り囲む円筒形状のステータコア３ａと、ステータコイル３ｂとから構成する。図３にステータ３の詳細な構成を示す。ここで、図３は図１のＣ−Ｃ矢視図である。
【００１２】
ステータコア３ａは円筒板１ａに沿うリング形状のバックコア５と、このバックコア５からロータ２側、ここでは内周側に突出するティース６と、から構成する。このティース６にはステータコイル３ｂを集中巻きにより巻装する。隣り合うティース６間には、軸方向に伸びる溝状のスロット７が形成され、ティース６に巻装されたステータコイル３ｂはこのスロット７の内部に収容されている。
【００１３】
図１に示すように、上述したようなステータコア３ａは薄板鋼板を複数枚積層することにより構成する。ステータコア３ａの軸方向両端部に樹脂製エンドプレート８、９を配置し、さらにその外側からステータコイル３ｂを巻装することによりステータ３を構成する。このようなステータ３はケース１の円筒板１ａに焼き嵌め等により圧入するので、ケース１に固定された状態となっている。
【００１４】
次に、本実施形態におけるステータ３の冷却構造、ここでは特に発熱の多いステータコイル３ｂの冷却構造について説明する。
【００１５】
図１において、円筒部材１０をステータ３の軸方向端部とケース１を構成する側板１ｂとの間に取り付ける。円筒部材１０の内周面をステータ３の内周面と同径とし、円筒板１ａの内周面、円筒部材１０の外周面、側板１ｂの内側面、ステータ３の端部により、環状の閉空間である第１冷却液室１１を画成する。この第１冷却液室１１の壁面となる円筒板１ａに、外部に貫通するオイル供給口１４を形成して冷却流体の入口部とする。
【００１６】
同様に、ステータ３の軸方向端部と側板１ｃとの間に円筒部材１２を取り付ける。円筒部材１２の内周面をステータ３の内周面と同径とし、また、円筒板１ａの内周面、円筒部材１２の外周面、側板１ｃの内側面、ステータ３の端部により、環状の閉空間である第２冷却液室１３を画成する。この第２冷却液室１３の壁面となる円筒板１ａに、外部に貫通するオイル排出口１６を形成して冷却流体の出口部とする。
【００１７】
外部からオイル供給口１４を介して第１冷却液室１１に冷却オイルを供給する。冷却オイルは第１冷却液室１１から後述するようにステータ３の内部に設けた冷媒通路１５に供給され、冷媒通路１５内を軸方向に流れる際にステータコイル３ｂを冷却する。冷媒通路１５から第２冷却液室１３に排出された冷却用オイルは、オイル排出口１６を介して外部へ排出される。
【００１８】
冷媒流路１５を図３におけるスロット７の一部で構成する。スロット７の半径方向内周側の開口部に樹脂モールド層２０を設け、この樹脂モールド層２０により閉塞された軸方向に延びる空間を冷媒通路１５とする。スロット７は、軸方向両端部と半径方向内周側とが開口した溝状の空間であり、半径方向内周側の開口部のみを樹脂モールド層２０で閉塞し、軸方向両端部は開口したままとする。この両端の開口部はそれぞれ第１冷却液室１１や第２冷却液室１３に面しているので、第１冷却液室１１から供給された冷却オイルは冷媒流路１５を介して第２冷却液室１３に排出される。
【００１９】
ここで、本実施形態のスロット７の形状を説明する。ここでは、ティース６の先端部に周方向に突出した第１突起部２４ａを形成し、さらに第１突起部２４ａより外周側に周方向に突出した第２突起部２４ｂを形成する。これにより、スロット７の開口部にはロータ２側（内周側）から、ティース６の第１突起部２４ａ、第１突起部２４ａと第２突起部２４ｂとの間に形成される溝部２４ｃ、第２突起部２４ｂが形成され、さらにその外周側にステータコイル３ｂを収容する。このように構成したスロット７の開口部を樹脂モールド層２０で閉塞することにより、スロット７のステータコイル３ｂ以外の空間を冷媒通路１５として、冷却オイルの流通路とする。
【００２０】
このようなステータ３を形成する方法、ここでは特に冷媒流路１５を形成する方法を、図４、図５を用いて説明する。
【００２１】
略Ｔ字形状の電磁鋼板を多数積層することにより、バックコア５の一部と一つのティース６を有する分割コアを形成する。この分割コアの両端にティース６と同形状の樹脂製エンドプレート８、９を配置してから、ティース６にステータコイル３ｂを巻き回して分割ステータを得る。このように形成した分割ステータを複数個、ここでは１２個組み合わせて円筒状のステータ３とし、円筒板１ａの内部へ組み上げたステータ３を圧入する。円筒板１ａ内部へステータ３を圧入した状態を図４に示す。
【００２２】
次に図５に示すように、スロット７の内部空間とほぼ等しい断面形状を有する弾性体、ここではゴム製の中子２１をスロット７の内部に配置する。ここでは、中子２１の断面形状を、半径方向にステータコイル３ｂ間から第２突起部２４ｂを介して溝部２４ｃの中間あたりまでスロット７に嵌合する形状とする。スロット７の内部へ中子２１を容易に配置するために、中子２１の断面形状はスロット７の内部空間の断面形状よりわずかに小さく形成する。また、ステータ３の内周面、つまりティース６の先端面に密接する円柱形状の金型２２をステータ３の内周側に配置する。
【００２３】
次に、ティース６の先端部側面と、中子２１と金型２２で画成した空間２３に樹脂を充填する。ここでは、空間２３は、半径方向に溝部２４ｃの中間あたりから第１突起部２４ａまでの軸方向に延びた空間となる。
【００２４】
樹脂を充填した際に、中子２１とステータコイル３ｂとの隙間に樹脂が漏れ出す可能性があるが、中子２１のロータ側、ここでは内周側の面に充填圧力が作用すると中子２１の溝部２４ｃに嵌合する部分がティース６の第２突起部２４ｂに押し付けられ、ある程度樹脂漏れを抑えることができる。ここでは、中子２１の内周側の面に凹部２１ｂを設けることで、充填圧力によるシールがより有効に働くようにすることができる。なお、冷却に必要な冷却通路１５の断面積は、中子２１によって確実に確保されており、多少の漏れが発生しても冷却不足等の問題は生じないように構成する。
【００２５】
以上のようにして樹脂を充填したら、樹脂が硬化するのを待って中子２１と金型２２とを取り外せば図３に示す樹脂モールド層２０が形成された状態となる。
【００２６】
なお、金型２２には抜き勾配をつけることができないので、分割して取り出せる構造としておくことが望ましい。また、中子２１にも抜き勾配をつけることができないが、この中子２１はゴム製であるため、抜き勾配が無くても容易に引き抜くことが可能である。また、ゴム製であるので引き抜きの際にステータコア３ａやステータコイル３ｂを傷つけるのを避けることができる。
【００２７】
ただし、中子２１の形状に尖端部があると、中子２１を引き抜く際にその尖端部がかけ落ちる可能性があるので、突起状の部分や角部に大きめの角度により形成し、突起状の部分や角部に大きな力がかかるのを防ぐことが望ましい。ここでは図５のｒ１〜ｒ３のように、断面を曲線により構成することで、さらに局所的に力が集中するのを避けることができる。また、図５のｒ４、ｒ５に示すように、中子２１がステータコア３ａやコイルの角部に接する部分にも角度を持たせる。ここでは曲線とすることで引き抜きの際に局所的に力が集中するのを防ぐことができるため、中子２１が損傷するのを防止する。
【００２８】
以下に、本実施形態による効果を説明する。
【００２９】
回転電機を製造する工程として、以下のような工程を含む。第一工程として、スロット７内部空間とほぼ等しい断面形状をした弾性体の中子２１をスロット７内部に配置し、ステータ３内周とほぼ等しい直径を有する円柱状の金型２２をステータ３内周側に配置する。第二工程として、ステータコア３ａと中子２１と金型２２とで区画形成される空間２３に樹脂を充填する。第三工程として、充填した樹脂が硬化した後に中子２１を引き抜く。このような工程により、弾性体よりなる中子２１を引き抜く際にステータコア３を損傷するのを避けることができる。また、中子２１自体が弾性体で形成されているので、引き抜きの際に中子２１を損傷するのを抑制することができる。これにより、樹脂モールド層２０を形成する際の作業性を向上することができるので、回転電機を効率的に製造することができる。
【００３０】
このとき、ステータ３の内部に配置する円柱形状の金型２２を分割可能に構成することで、金型２２によりステータコア３ａが損傷するのを避けることができる。
【００３１】
ここでは、中子２１を弾性体としてのゴムにより形成する。これにより、ステータコア３ａの損傷を回避できる中子２１の形状が複雑な場合にも容易に形成できるとともに、中子２１にかかるコストを抑えることができる。
【００３２】
また、中子２１のステータコイル３ｂまたはステータコア３ａに接触する部分を曲線により形成することで、引き抜く際に中子２１に局所的に力がかかるのを防ぐことができるので、中子２１の損傷をさらに抑制することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲内で様々な変更が成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に用いる回転電機の縦断面図である。
【図２】本実施形態に用いる回転電機の横断面図である。
【図３】本実施形態に用いるステータの構成図である。
【図４】本実施形態のステータの構成方法に関する説明図である。
【図５】本実施形態のステータの構成方法に関する説明図である。
【符号の説明】
２　　ロータ
３　　ステータ
３ａ　ステータコア
３ｂ　ステータコイル
７　　スロット
１５　冷媒流路
２０　樹脂モールド層
２１　中子
２２　金型
【図１】
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【図２】
2004048878.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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