(57)【要約】【課題】部品点数の削減及び重量の軽減が可能な回転電機の製造方法を提供する。【解決手段】冷媒通路を形成するため中子の外周にワニス１４ａ、１４ｂなどの含浸剤を塗布し、回転電機のアウターコア６にコイルを挿入し、コイルを挿入した後、中子をコイルエンド２ａ、２ｂの内部に挿入した状態でコイルエンド２ａ、２ｂを成形し、コイルエンド２ａ、２ｂを成形した後、中子を消失させることによってコイルエンド２ａ、２ｂの内部に冷媒通路を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒通路を形成するための中子の外周に含浸剤を塗布し、
回転電機のアウターコアにコイルを挿入し、
前記コイルを挿入した後、前記中子をコイルエンドの内部に挿入した状態でコイルエンドを成形し、
前記コイルエンドを成形した後、前記中子を消失させることによって前記コイルエンドの内部に前記冷媒通路を形成する
ことを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項２】
前記中子は前記回転電機の発熱部位の近傍に配置される凸部を有することを特徴とする請求項１記載の回転電機の製造方法。
【請求項３】
前記発熱部位は前記コイルの巻線一端が接続される中性点であることを特徴とする請求項２記載の回転電機の製造方法。
【請求項４】
前記発熱部位は前記コイルに供給される電力の引出し線であることを特徴とする請求項２記載の回転電機の製造方法。
【請求項５】
前記凸部は前記発熱部位の近傍に複数配置され、前記凸部の数及び密度は前記発熱部位での発熱量に応じて調整されることを特徴とする請求項２乃至４何れか１項記載の回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機の製造方法に関し、特に、コイルエンド内部において発熱部位の冷却を行う回転電機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータなどの回転電機のコイルエンド中に冷媒通路としてパイプを設けたフィン形状部品を挿入し、このフィン形状部品を外気に触れさせることにより、回転電機の発熱部位と冷却部（外気）との熱抵抗を小さくして冷却性能の向上を図る技術が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１５２５６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９７３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に開示された回転電機は、コイルエンド中に冷媒通路としてパイプを設けたフィン形状部品を挿入して冷媒通路を形成しているため、冷媒通路を設けるために専用部品が必要になり、また回転電機の重量も増加してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の特徴は、冷媒通路を形成するための中子の外周に含浸剤を塗布し、回転電機のアウターコアにコイルを挿入し、コイルを挿入した後、中子をコイルエンドの内部に挿入した状態でコイルエンドを成形し、コイルエンドを成形した後、中子を消失させることによってコイルエンドの内部に冷媒通路を形成する回転電機の製造方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、部品点数の削減及び重量の軽減が可能な回転電機の製造方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。
【０００７】
図１（ａ）に示すように、本発明の実施の形態に係わる回転電機は、複数のコイルを備えた中空円筒状のアウターコア（以後、「ステータ６」という）と、ステータ６の内側に配置された複数の永久磁石を備えたインナーコア（以後、「ロータ」という）と、コイルのコイルエンド２ａ、２ｂの内部に配置されたワニス１４ａ、１４ｂで覆われた冷媒通路とを有し、ステータ６は固定され、ロータのみが回転自在な３相交流型の回転電機である。
【０００８】
図１（ｂ）に示すように、コイルエンド２ａはステータ６と同様に中空円筒状の形状を有し、その内部にワニス１４ａで覆われた冷媒通路が形成されている。冷媒通路の上方の一部分に中性点４が配置され、冷媒通路の上方の他の部分にコイル７ｕ、７ｖ、７ｗに供給される電力の引出し線３ａ、３ｂ、３ｃが配置されている。冷媒通路の両端はパイプ９ａ、９ｂを介してコイルエンドの外部に引き出されている。なお、コイルエンド２ｂについても同様にして、その内部にワニス１４ｂで覆われた冷媒通路が形成されている。
【０００９】
図５に示すように、複数のコイルは、Ｕ相コイル７ｕ、Ｖ相コイル７ｖ、Ｗ相コイル７ｗから成り、各相のコイル７ｕ、７ｖ、７ｗは星型結線されている。各相のコイル７ｕ、７ｖ、７ｗの巻線一端（巻き終わり側端）は１つにまとめられて図１（ｂ）の中性点４を形成している。複数のコイル７ｕ、７ｖ、７ｗの巻線他端（巻き始め側端）は、図１（ｂ）の引出し線（リード線）３ａ、３ｂ、３ｃを介してそれぞれＵ相電力線、Ｖ相電力線、Ｗ相電力線に接続されている。
【００１０】
各相のコイル７ｕ、７ｖ、７ｗにＵ相電力、Ｖ相電力、Ｗ相電力がそれぞれ供給され、複数のコイル７ｕ、７ｖ、７ｗは回転磁界を発生する。複数の永久磁石はこの回転磁界の作用によって回転トルクを発生し、ロータはステータ６に対して回転する。
【００１１】
次に、図２乃至図４を参照して、図１に示した回転電機の製造方法を説明する。
【００１２】
（イ）図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、冷媒通路を形成するための中子１ａを用意し、中子１ａの外周にコイルの巻線固定に用いるワニス１４ａ等の含浸剤を塗布する。同様にして、中子１ｂを用意し、ワニス１４ｂを塗布する。
【００１３】
（ロ）図３に示すように、回転電機のステータ６にコイルを挿入する。成形前のコイルエンド２ａ1と２ａ2、コイルエンド２ａ3と２ａ4、コイルエンド２ｂ1と２ｂ2、コイルエンド２ｂ3と２ｂ4間にはそれぞれ隙間がある。
【００１４】
（ハ）コイルをステータ６に挿入した後、コイルエンド２ａ1と２ａ2、コイルエンド２ａ3と２ａ4間の隙間に図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したワニス１４ａを塗布した中子１ａを挿入する。同様に、コイルエンド２ｂ1と２ｂ2、コイルエンド２ｂ3と２ｂ4間の隙間にワニス１４ｂを塗布した中子１ｂを挿入する。図４（ａ）はコイルエンド２ａ1と２ａ2の内部に中子１ａを挿入した状態の図３の点線で囲んだ部分５を拡大して示す。
【００１５】
（ニ）図４（ｂ）に示すように、中子１ａ、１ｂを成形前のコイルエンド２ａ1と２ａ2、コイルエンド２ａ3と２ａ4、コイルエンド２ｂ1と２ｂ2、コイルエンド２ｂ3と２ｂ4間の隙間に挿入した状態でコイルエンド２ａ、２ｂを成形する。具体的には、コイルにワニス等の含浸剤を含ませ、コイルエンド２ａ、２ｂを固定する。
【００１６】
（ホ）図４（ｃ）に示すように、コイルエンド２ａ、２ｂを成形した後、加熱などの方法により中子１ａ、１ｂを消失させることによって図１（ａ）に示したようにコイルエンド２ａ、２ｂの内部にワニス１４ａ、１４ｂによって囲まれた冷媒通路を形成することができる。
【００１７】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係わる回転電機の製造方法によれば、コイルエンド２ａ1と２ａ2、２ａ3と２ａ4、２ｂ1と２ｂ2、２ｂ3と２ｂ4内部にワニスなどの含浸剤を塗布した中子１ａ、１ｂが挿入された状態でコイルエンド２ａ、２ｂを成形したのち中子１ａ、１ｂを消失させることによってコイルエンド２ａ、２ｂ内に冷媒通路を設けることにより、パイプなどの新たな部品を用いることなく冷媒通路を形成できるため、部品点数の削減及び重量の軽減が可能となる。
【００１８】
（第１の変形例）
図６（ａ）に示すように、第１の変形例に係わる回転電機は、図１（ａ）の回転電機と同様に、複数のコイルを備えた中空円筒状のステータ６と、ステータ６の内側に配置された複数の永久磁石を備えたロータと、コイルのコイルエンド２ａ、２ｂの内部に配置されたワニス１５ａ、１５ｂで覆われた冷媒通路とを有し、ステータ６は固定され、ロータのみが回転自在な３相交流型の回転電機である。
【００１９】
図６（ｂ）に示すように、コイルエンド２ａはステータ６と同様に中空円筒状の形状を有し、その内部にワニス１５ａで覆われた冷媒通路が形成されている。冷媒通路の上方の一部分に中性点４が配置され、冷媒通路の上方の他の部分に引出し線３ａ、３ｂ、３ｃが配置されている。冷媒通路の両端はパイプ９ａ、９ｂを介してコイルエンドの外部に引き出されている。なお、コイルエンド２ｂについても同様にして、その内部にワニス１５ｂで覆われた冷媒通路が形成されている。
【００２０】
このように、第１の変形例に係わる回転電機において、頭６（ａ）のワニス１５ａ、１５ｂで覆われた冷媒通路の形状が、図１（ａ）のワニス１４ａ、１４ｂで覆われた冷媒通路に対して異なり、その他の構成は図１（ａ）及び図１（ｂ）の回転電機と同一である。また、回転電機の基本的な動作及び製造方法も図１（ａ）及び図１（ｂ）の回転電機のそれらと同じである。
【００２１】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、冷媒通路を形成するための中子１１ａの外周にはコイルの巻線固定に用いるワニス１５ａ等の含浸剤が塗布されている。同様にして、中子１１ｂの外周にもワニス１５ｂが塗布されている。中子１１ａ、１１ｂは凸部１２ａ、１２ｂを有し、凸部１２ａ、１２ｂの外周にもワニス１５ａが塗布されている。凸部１２ａ、１２ｂは、回転電機の発熱部位の近傍に配置されている。ここで、「回転電機の発熱部位」には、図５のコイル７ｕ、７ｖ、７ｗの巻線一端（巻き終わり側端）が接続される中性点４及びコイル７ｕ、７ｖ、７ｗの巻線他端（巻き始め側端）が接続される引出し線３ａ、３ｂ、３ｃが含まれる。
【００２２】
以上説明したように、冷媒通路と直接接していない中性点４やコイルエンド２ａ、２ｂと引出し線３ａ、３ｂ、３ｃ間等の抜熱性が低く冷却が不十分となり易い部位（発熱部位）の近傍に中子１１ａ、１１ｂの凸部１２ａ、１２ｂを合わせることにより、凸部１２ａ、１２ｂを設けた部分で冷媒通路が枝分かれする。したがって、凸部１２ａを中性点４の近傍に設けることにより、周方向部位中で最も高温となる中性点４に冷媒通路を形成でき、また、中性点４付近の冷却通路の表面積を増大し冷却効率が向上する。また、凸部１２ｂを引出し線３ａ、３ｂ、３ｃ側に多く設けることにより、軸方向部位中で最も高温となるコイルエンド２ａ、２ｂと引出し線３ａ、３ｂ、３ｃ間に冷媒通路を形成でき、また、コイルエンド２ａ、２ｂと引出し線３ａ、３ｂ、３ｃ間付近において冷却通路の表面積を増大し冷却効率が向上する。
【００２３】
（第２の変形例）
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第２の変形例に係わる中子１１ａは、図７（ａ）及び図７（ｂ）と同様に、その外周にコイルの巻線固定に用いるワニス１５ａ等の含浸剤が塗布されている。同様にして、中子１１ｂの外周にもワニス１５ｂが塗布されている。中子１１ａ、１１ｂは複数の凸部１３ａを有し、複数の凸部１３ａの外周にもワニス１５ａが塗布されている。複数の凸部１３ａは、上述した回転電機の発熱部位としての中性点４の近傍に配置されている。
【００２４】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第２の変形例に係わる中子１１ａ、１１ｂは複数の凸部１３ｂを有し、複数の凸部１３ｂの外周にもワニス１５ａが塗布されている。複数の凸部１３ｂは、上述した回転電機の発熱部位としての引出し線３ａ、３ｂ、３ｃの近傍に配置されている。
【００２５】
このように、中性点４や引出し線３ａ、３ｂ、３ｃ等の発熱部位の近傍に配置されている複数の凸部１３ａ、１３ｂの数及び密度を発熱部位での発熱量に応じて調整することにより、発熱部位での発熱量に応じて適切な冷却通路の表面積を確保し、適切な冷却効率を実現することが出来る。
【００２６】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は、１つの実施の形態及びその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態に係わる回転電機を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ切断面に沿った断面図である。
【図２】図２（ａ）は冷媒通路を形成するための中子を示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の断面図である。
【図３】回転電機の製造において回転電機のステータにコイルを挿入した状態を示す平面図である。
【図４】図４（ａ）は成形前のコイルエンドの内部に中子を挿入した状態の図３の点線で囲んだ部分を拡大して示す工程図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の状態からコイルエンドを成形した状態を示す工程図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）の状態から中子を消失させることによってコイルエンドの内部に冷媒通路を形成した状態を示す工程図である。
【図５】図１（ａ）の複数のコイルの結線状態及びそれらの巻線一端（巻き終わり側端）が形成する中性点を示す回路図である。
【図６】図６（ａ）は第１の変形例に係わる回転電機を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ切断面に沿った断面図である。
【図７】図７（ａ）は第１の変形例に係わる中子を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の断面図である。
【図８】図８（ａ）は第２の変形例に係わる中子の中性点近傍を拡大して示す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の断面図である。
【図９】図９（ａ）は第２の変形例に係わる中子の引出し線近傍を拡大して示す平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ａ、１ｂ…中子
２ａ、２ａ1〜２ａ4、２ｂ、２ｂ1〜２ｂ4…コイルエンド
３ａ〜３ｃ…引出し線
４…中性点
６…アウターコアの一例としてのステータ
７ｕ…Ｕ相コイル
７ｖ…Ｖ相コイル
７ｗ…Ｗ相コイル
９ａ、９ｂ…パイプ
１１ａ、１１ｂ…中子
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ…凸部
１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ…ワニス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005253267.tif 000008
【図７】
2005253267.tif 000009
【図８】
2005253267.tif 000010
【図９】
2005253267.tif 000011