JP3882721B2

JP3882721B2 - Cooling structure for rotating electrical machine and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP3882721B2
Application number: JP2002267909A
Authority: JP
Inventors: 真一郎北田; 俊雄菊池; 雄太郎金子; 孝恒吉
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP2004112856A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機（モータ、ジェネレータ又はモータ兼ジェネレータなど）のステータを効率よく冷却する回転電機の冷却構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機（例えば、モータ、ジェネレータ又はモータ兼ジェネレータなど）において、ステータを効率よく冷却するために、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利用して、ステータコイルを直接冷却できるようにする技術が提案されている。このような冷媒通路を形成する方法としては、ステータ内周側及びスロット内部に金型を配置し、ステータコアと金型とによって画成された空間に樹脂材料を射出・充填して、これを硬化させてスロット開口部を閉塞することで、スロット内部を冷媒通路にしようとする方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−３６４３４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来技術では、充填した樹脂材料が硬化した後、ステータ内周側及びスロット内部に配置した金型を抜き取らなければならない。ところが、スロット内部に配置した細長い金型を引き抜く作業性は悪く、無理に抜き取ろうとするとステータコアを傷付けたり金型自体を変形させてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、ステータコアを傷付けることなく、また、製造コストも安価な回転電機の冷却構造及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、ロータ（２）と、そのロータの周囲に配置され、ケース固定部材（２０）によってケースに固定されたステータ（３）とを有する回転電機の冷却構造であって、前記ステータ（３）は、複数のティース部（６）と、そのティース部の間のスロット部（７）とを有するステータコア（３ａ）と、前記ティース部を周囲から取り囲み、前記スロット部の開口部分付近に突起部（３５）を有するティース包囲部材（３１）と、前記ティース包囲部材に巻装されたステータコイル（３ｂ）と、前記ティース包囲部材の突起部に当接されて設けられ、前記スロット部の開口部分を閉塞して、そのスロット部を、冷媒が通流可能な冷媒通路にするスロット閉塞部材（２２）と、前記スロット閉塞部材を前記ティース包囲部材の突起部に圧着して固定する閉塞部材固定手段（２３）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【作用・効果】
本発明によれば、ステータのティース間のスロット開口部分をスロット閉塞部材で閉塞し、そのスロット閉塞部材を閉塞部材固定手段でティース包囲部材の突起部に圧着して固定して、スロット部を、冷媒が通流可能な冷媒通路として使用するので、ステータに傷をつけずに冷媒通路を成形することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１、図２は、本発明の第１実施形態における回転電機を示す断面図である。なお、図１は図２のI−I矢視図、図２は図１のII−II矢視図になっている。
この回転電機は、ケース１と、ロータ２と、ステータ３とを備え、例えば、モータ、ジェネレータ又はモータ兼ジェネレータ等として機能するものである。
【００１０】
ケース１は、円筒部１ａと、この円筒部１ａの軸方向両端の開口部を閉塞する側板部１ｂ、１ｃとから構成されており、側板部１ｂ、１ｃはボルト等（図示略）によって円筒部１ａに固定されている。
【００１１】
ロータ２は、ケース１の内部に収容されている。このロータ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る回転軸２ｂとから構成されており、回転軸２ｂの両端がそれぞれベアリング４を介して側板部１ｂ、１ｃに支持されている。したがって、ロータ２はケース１に対して回転自在となっている。また、ロータ２の外周面近傍には磁石８が設けられている。
【００１２】
ステータ３は、ケース１内であって、ロータ２の外周を取り囲むように配置されている。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とを備える。ステータ３は、円筒部２０によってケース１に固定されている。
【００１３】
次に、図３（図１のIII−III矢視図）を参照してステータ３をより詳細に説明する。
【００１４】
ステータコア３ａは、円筒部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から半径方向内向きに突出するティース６とを備え、このティース６に絶縁キャップ３１が取り付けられて、その上からステータコイル３ｂが集中巻きされている。ここに、絶縁キャップ３１は、ティース６を周囲から取り囲むティース包囲部材である。また、絶縁キャップ３１は絶縁性能を有し、コア３０とステータコイル３ｂとの導通を防止する。なお、本実施形態では、絶縁キャップ３１は、図３に示した通りティース６の周側部分に設けられているが、さらにティース６のロータ対向面にも形成してもよい。
【００１５】
ステータコア３ａはティース６ごとに分割可能になっている。このため、ティース６へのステータコイル３ｂの集中巻き作業を容易に行うことができる。隣り合うティース６の間には、回転軸方向（図３に対する法線方向）へ延びる溝状のスロット７が形成されている。このスロット７の内部には、ティース６に巻装されたステータコイル３ｂが収容された状態となっている。ステータ３はケース１の円筒部１ａに圧入（焼き嵌め等）されており、したがってステータ３はケース１に対し固定された状態となっている。なお、この圧入によって隣接する分割コアのバックコア５が互いに密接するので、本実施形態のように分割構造を有するステータコア３ａであっても、磁気性能は一体のステータコアと変わりがない。
【００１６】
再び、図１に戻ってステータコイル３ｂを冷却するための構造について説明する。ステータ３の一方の端面から側板部１ｂまで円筒部２０が延びている。なお、本実施形態では、円筒部２０はステータ３（絶縁キャップ３１）と一体に形成されている。この円筒部２０の外周面と、円筒部１ａの内周面と、側板部１ｂの側面と、ステータ３の一端面とで環状の第１冷却液室１１が画成されている。円筒部２０の先端は、環状のシール部材２１を介して側板部１ｂに支持されている。ステータ３の反対側も同様の構造となっており、環状の第２冷却液室１３が形成されている。冷却用オイルは、側板部１ｂを貫通するオイル供給口１４から第１冷却液室１１に供給され、ステータ３内部に設けられた冷媒通路１５を流れて反対側の第２冷却液室１３へ供給され、側板部１ｃを貫通するオイル排出口１６から外部へ排出される。
【００１７】
なお、ステータコア３ａの端面には、ステータコア３ａとステータコイル３ｂとの短絡を防止する絶縁キャップ３１が設けられており、この絶縁キャップ３１の表面がステータ３の端面となっている。
【００１８】
再び、図３を参照して冷媒通路１５について詳細に説明する。冷媒通路１５はスロット７の一部であり、スロット７の半径方向内周側の開口部を、樹脂製のプレート（スロット閉塞部材）２２と樹脂モールド層（閉塞部材固定手段）２３とで閉塞して形成した空間が冷媒通路１５になっている。もともとスロット７は、軸方向の両端部分及び半径方向内周側が開口した溝状の空間であり、半径方向内周側の開口部分のみが閉塞され、両端部分は開口したままとなっている。この両端開口を介して第１冷却液室１１や第２冷却液室１３と冷媒通路１５とが連通している。
【００１９】
次に、図４、図５、図６を参照してステータ３（特に樹脂モールド層２３）の製造方法について説明する。
【００２０】
まず、略Ｔ字形状の電磁鋼板を多数枚積層して分割コア３０（バックコア５の一部と１つのティース６とを有する）を形成する（分割コア形成工程）。
【００２１】
そして、分割コア３０の前後からティース６を覆う絶縁キャップ（ティース包囲部材）３１を取り付ける（ティース包囲工程）。本実施形態では、この絶縁キャップ３１は、図４に示すように二分割構造となっている。絶縁キャップ３１には、端面絶縁部３２と、ティース絶縁部３３と、バックコア絶縁部３４と、突起部３５とが形成されている。端面絶縁部３２は、ティース６の端面とステータコイルとの短絡を防止する。ティース絶縁部３３は、端面絶縁部３２に連続して形成され、ティース６の側面（スロット７側の面）とステータコイルとの短絡を防止する。バックコア絶縁部３４は、絶縁キャップ３１の全周に渡って設けられ、バックコア５の側面（スロット７側の面）とステータコイルとの短絡を防止する。突起部３５は、絶縁キャップ３１の全周に渡って、バックコア絶縁部３４と並行して形成される。なお、図４では、絶縁キャップ３１は、ティース絶縁部３３で前後方向に二分割可能な構造となっているが、例えば、端面絶縁部３２で左右方向に分割可能な構造であってもよく、また、三分割以上に分割可能な構造であってもよい。
【００２２】
絶縁キャップ３１の材料としては、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂などが使用可能であり、必要に応じ各種のバインダーを混入させて強度や線膨張率（圧力一定の下で温度変化によって物体の長さ変化が生ずるとき、その比率の温度変化に対する割合を示す量）を調整する。特に、絶縁キャップ３１の線膨張率が、コア３０の線膨張率とほぼ等しくなるように調整すれば、熱応力を低減させることができ、部品の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
次の工程では、絶縁キャップ３１を取り付けた状態の分割コア３０にステータコイルを巻き回して分割ステータを形成する（分割ステータ形成工程）。このときステータコイルは、絶縁キャップ３１の端面絶縁部３２及びティース絶縁部３３に巻装される。端面絶縁部３２及びティース絶縁部３３の上下には、バックコア絶縁部３４及び突起部３５が形成されているので、ステータコイルの巻き崩れが防止され、巻装作業が容易にできる。なお、図５では図面が煩雑になることを避けるために、ステータコイルは３ターンのみ示しているが、実際には数十ターン巻装する。
【００２４】
次の工程では、複数個（本実施形態では１２個）の分割ステータを円環状に並べて円筒状のステータ３に組み上げ、その組み上げたステータ３を、円筒部１ａの内部へ圧入する（ステータ挿入工程）。なお、図５に円筒部１ａの内部へステータ３を圧入した状態を示す。
【００２５】
次の工程では、スロット７の開口部にプレート（スロット閉塞部材）２２を配置し、さらにステータ７の内周面（ティース６の先端面）に密接する円柱状の金型（モールド用金型）４０をステータ内周に配置する（閉塞部材・モールド型配置工程）。なお、図６にプレート２２及び金型４０を配置した状態を示す。
【００２６】
次の工程では、絶縁キャップ３１の側面と、プレート２２と、金型４０とで画成した空間４１にモールド樹脂を充填する（モールド樹脂充填工程）。このとき、プレート２２の内周側（ロータ側）の面２２ａに充填圧力が作用し、この圧力によってプレート２２のシール面２２ｂが絶縁キャップ３１の突起部３５に押し付けられる。このため、充填樹脂がスロット７の内部へ漏れ出すことがない。このようにして、スロット７が閉塞され、冷媒通路１５が形成される。
【００２７】
以上のようにしてモールド樹脂を充填したら、モールド樹脂が硬化するのを待って金型４０を引き抜いて取り外す（モールド型取外工程）。空間４１に充填されて硬化した樹脂が図３の樹脂モールド層２３である。なお、このとき、プレート２２は引き抜くことなく、冷媒通路１５の一部として使用する。このため、ステータに傷をつけずに冷媒通路を形成することができる。また、樹脂モールド層２３を形成する工程で同時に円筒部２０の形成を行うことが可能であり、本実施形態の図１では、樹脂モールド層２３及び円筒部２０が一体となっている場合を例示している。
【００２８】
本実施形態によれば、冷媒通路を形成するために充填するモールド樹脂がコイル側に流れ込むことを防止する手段として樹脂プレートを使用し、樹脂充填後は、その樹脂プレートを引き抜くことなく、冷媒通路の一部として使用するので、ステータに傷をつけずに冷媒通路を成形することができる。
【００２９】
また、従来の方法では、金型とステータコアとの隙間から充填したモールド樹脂が漏出しやすかった。そのため、そのような漏出を防止するために、金型を高精度で仕上げなければならなかった。しかし、本実施形態によれば、プレートが回転軸（ロータ）側からステータコア側に向かって押し付けられるので、プレートのステータコアに対する密着性が向上し、充填モールド樹脂の漏出を防止することができる。そのため、金型の精度を緩和することができ、また、ワークそのものも必要な精度も低下することから、大量生産が可能となり、コスト低減を図ることができ、量産性も向上する。
【００３０】
さらに、ステータコアのティース部先端付近に樹脂プレートを保持するためには、例えば、ティース部の先端を広げて、樹脂プレート保持部を形成することが考えられる。しかし、ティース部は電磁鋼板であるので、そのようにするとティース部からロータコアへ向かって磁束が漏れてしまい、電磁気性能が悪化する。ところが、本実施形態によれば、ステータコア（ティース部）自体の大きさは変わらず、樹脂製の絶縁キャップを設けて、その絶縁キャップによってプレートを保持するので、良好な電磁気性能を維持しつつ、低コストで高性能な冷却構造を得ることが可能である。
【００３１】
なお、ステータコア先端部の絶縁キャップが、ステータコアのティース部の先端部分を囲むように設ければ、より強固にステータコアと接合する。
また、絶縁キャップは、最終モールド時の材料との相性のよい材料で作るとよい。ここで相性のよいとは、具体的には、同材料等、接合強度の高いものであることが必要である。このようにすれば、後工程で成形する樹脂モールドは、絶縁キャップと接合するので、ステータコアでの接合面がなくなり樹脂同士の接合面となるので接合強度を向上させることができるからである。また、さらにその材料を電磁鋼板（ステータコア）と近い熱膨張率の材料にすれば熱応力による亀裂を防ぐことができる。さらに、プレート（スロット閉塞部材）２２の材料を、樹脂モールド層（閉塞部材固定手段）２３の材料と、同一又は接合強度の高い材料とすることで、さらに信頼性の向上を図ることができる。
【００３２】
さらにまた、本実施形態では、あらかじめ成形された絶縁キャップをステータコアに被せて形成するので、製造コストを低く抑えることができる。
【００３３】
また、絶縁キャップの形状が、コイルとステータの相対する面にも広がっているので、ステータコアの積層面の隙間から冷却液が漏れてしまうことを防止可能である。
【００３４】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態における回転電機を示す断面図である。
【００３５】
なお、以下に示す各実施形態では、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００３６】
第１実施形態では、円筒部２０はステータ３（絶縁キャップ３１）と一体に形成されている場合を例示して説明したが、本実施形態では、円筒部２０はステータ３（絶縁キャップ３１）と別体に形成されている。この場合は、例えば、図７に示すように円筒部２０を側板部１ｂ、１ｃに溶接等で取り付け、円筒部２０とステータ３との間に円環状のシール部材５１を挟み込むようにするとよい。
【００３７】
本実施形態によれば、円筒部２０を側板部１ｂ、１ｃに対して、簡単、確実に固定することができる。
【００３８】
（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態における分割コアを示す図である。図８（Ａ）は全体斜視図であり、図８（Ｂ）は断面図である。
【００３９】
先の実施形態においては、絶縁キャップ３１は、あらかじめ二分割構造で形成していたが、本実施形態では、分割コア３０に樹脂モールドして、端面絶縁部３２、ティース絶縁部３３、バックコア絶縁部３４及び突起部３５を直接形成している。すなわち、この実施形態では、電磁鋼板を積層して分割コア３０を得た後に１回目の樹脂モールド成形を行って絶縁キャップ３１を形成して図８に示す状態とし、続いて２回目の樹脂モールド成形を行って樹脂モールド層２３を形成する。材料としては、不飽和ポリエステルにバインダーを混ぜて、強度、線膨張率を調整したものを使う。また場合によっては、ＰＰＳ樹脂などを使ってもよい。
【００４０】
通常、樹脂とステータコア（金属）との接合強度は高くないが、本実施形態では、ティース６は先端側で拡がる形状となっているので、樹脂部とステータコア部とが強固に結合する。なお、接合面の凹凸を意図的に大きくし、接合強度を向上させることも効果的である。
【００４１】
また、図８（Ｂ）に示すように、樹脂モールド層によってステータコアのティース部全面を囲むように被覆すれば、より強固にステータコアと接合する。製造コスト等を考慮して、全面を被覆するか、一部を被覆するかを決めればよい。
【００４２】
本実施形態によれば、ステータコア先端部に樹脂モールドによって、プレートを保持してから成形するので、ティース部からロータコアへ向かって磁束が漏れるといった電磁気性能の悪化を、さらに確実に防止することができる。
【００４３】
また、ティース６は先端側で拡がる形状としているので、樹脂部とステータコア部との結合強度が高い。
【００４４】
なお、以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における回転電機を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における回転電機を示す断面図である。
【図３】図１のIII−III矢視図である。
【図４】ステータの製造方法について説明する図である。
【図５】円筒部の内部へステータを圧入した状態を示す図である。
【図６】プレート及び金型を配置した状態を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態における回転電機を示す断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態における分割コアを示す図である。
【符号の説明】
１ケース
２ロータ
３ステータ
３ａステータコア
３ｂステータコイル
５バックコア
６ティース
７スロット
１５冷媒通路
２２プレート
２３樹脂モールド層
３１絶縁キャップ
３５突起部
４０金型[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling structure for a rotating electrical machine that efficiently cools a stator of a rotating electrical machine (such as a motor, a generator, or a motor / generator) and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In a rotating electrical machine (for example, a motor, a generator, a motor / generator, etc.), in order to cool the stator efficiently, the inside of the stator slot (groove portion in which the stator coil is accommodated) is used as a refrigerant passage, and the stator coil Technologies have been proposed that allow direct cooling. As a method of forming such a refrigerant passage, a mold is disposed on the inner peripheral side of the stator and inside the slot, and a resin material is injected and filled into a space defined by the stator core and the mold, and then cured. A method of making the inside of the slot a refrigerant passage by closing the slot opening is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-4-364343
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, after the filled resin material is cured, the molds arranged on the inner peripheral side of the stator and the inside of the slot must be extracted. However, the workability of pulling out the long and narrow mold disposed inside the slot is poor, and there is a possibility that the stator core may be damaged or the mold itself may be deformed if it is forcibly removed.
[0005]
The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and aims to provide a cooling structure for a rotating electrical machine and a method for manufacturing the same without damaging the stator core and at low manufacturing costs. Yes.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
[0007]
The present invention is a cooling structure for a rotating electrical machine having a rotor (2) and a stator (3) disposed around the rotor and fixed to the case by a case fixing member (20), the stator (3 ) Surrounds the teeth portion from the periphery with a stator core (3a) having a plurality of tooth portions (6) and a slot portion (7) between the teeth portions, and a projection portion near the opening portion of the slot portion. (35) a teeth surrounding member (31), a stator coil (3b) wound around the teeth surrounding member, and an abutment portion of the slot portion provided in contact with the protrusion of the teeth surrounding member closes and the slot portion, a slot closure member which refrigerant in the refrigerant passage can be Tsuryu (22), by crimping the slot closure member with the protrusion of the tooth enclosing member Characterized in that it comprises a constant closing member fixing means (23).
[0008]
[Action / Effect]
According to the present invention, the slot opening portion between the teeth of the stator is closed by the slot closing member, and the slot closing member is crimped and fixed to the protruding portion of the teeth surrounding member by the closing member fixing means. Since the refrigerant passage is used as a refrigerant passage, the refrigerant passage can be formed without damaging the stator.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 and 2 are cross-sectional views showing a rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention. 1 is a view taken in the direction of arrows I-I in FIG. 2, and FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows II-II in FIG.
This rotating electrical machine includes a case 1, a rotor 2, and a stator 3, and functions as, for example, a motor, a generator, a motor / generator, or the like.
[0010]
The case 1 includes a cylindrical portion 1a and side plate portions 1b and 1c that close openings at both ends in the axial direction of the cylindrical portion 1a. The side plate portions 1b and 1c are cylindrical portions by bolts or the like (not shown). It is fixed to 1a.
[0011]
The rotor 2 is accommodated inside the case 1. The rotor 2 is composed of a cylindrical rotor core 2a and a rotating shaft 2b penetratingly disposed on the central axis of the rotor core 2a. Both ends of the rotating shaft 2b are respectively provided with side plate portions 1b via bearings 4, respectively. 1c is supported. Therefore, the rotor 2 is rotatable with respect to the case 1. A magnet 8 is provided near the outer peripheral surface of the rotor 2.
[0012]
The stator 3 is disposed in the case 1 so as to surround the outer periphery of the rotor 2. The stator 3 includes a cylindrical stator core 3a that surrounds the outer periphery of the rotor 2 and a stator coil 3b. The stator 3 is fixed to the case 1 by a cylindrical portion 20.
[0013]
Next, the stator 3 will be described in more detail with reference to FIG. 3 (a view taken along the line III-III in FIG. 1).
[0014]
The stator core 3a includes a ring-shaped back core 5 extending along the cylindrical portion 1a and teeth 6 protruding radially inward from the back core 5. An insulating cap 31 is attached to the teeth 6, and from above. The stator coil 3b is concentratedly wound. Here, the insulating cap 31 is a teeth surrounding member that surrounds the teeth 6 from the periphery. The insulating cap 31 has an insulating performance and prevents conduction between the core 30 and the stator coil 3b. In the present embodiment, the insulating cap 31 is provided on the peripheral side portion of the tooth 6 as shown in FIG. 3, but it may also be formed on the rotor facing surface of the tooth 6.
[0015]
The stator core 3 a can be divided for each tooth 6. For this reason, the concentrated winding operation | work of the stator coil 3b to the teeth 6 can be performed easily. Between adjacent teeth 6, a groove-like slot 7 extending in the rotation axis direction (normal direction to FIG. 3) is formed. Inside the slot 7, the stator coil 3b wound around the tooth 6 is accommodated. The stator 3 is press-fitted (shrink-fitted or the like) into the cylindrical portion 1 a of the case 1, so that the stator 3 is fixed to the case 1. Since the back cores 5 of the adjacent split cores are brought into close contact with each other by this press-fitting, the magnetic performance is the same as that of the integrated stator core even in the stator core 3a having the split structure as in this embodiment.
[0016]
Returning to FIG. 1 again, a structure for cooling the stator coil 3b will be described. A cylindrical portion 20 extends from one end face of the stator 3 to the side plate portion 1b. In the present embodiment, the cylindrical portion 20 is formed integrally with the stator 3 (insulating cap 31). An annular first coolant chamber 11 is defined by the outer peripheral surface of the cylindrical portion 20, the inner peripheral surface of the cylindrical portion 1 a, the side surface of the side plate portion 1 b, and one end surface of the stator 3. The distal end of the cylindrical portion 20 is supported by the side plate portion 1 b via an annular seal member 21. The opposite side of the stator 3 has the same structure, and an annular second coolant chamber 13 is formed. Cooling oil is supplied from the oil supply port 14 penetrating the side plate portion 1b to the first coolant chamber 11, flows through the refrigerant passage 15 provided inside the stator 3, and is supplied to the second coolant chamber 13 on the opposite side. Then, the oil is discharged from the oil discharge port 16 penetrating the side plate portion 1c.
[0017]
An insulating cap 31 that prevents a short circuit between the stator core 3 a and the stator coil 3 b is provided on the end surface of the stator core 3 a, and the surface of the insulating cap 31 is the end surface of the stator 3.
[0018]
Again, the refrigerant passage 15 will be described in detail with reference to FIG. The refrigerant passage 15 is a part of the slot 7, and the opening on the radially inner peripheral side of the slot 7 is closed with a resin plate (slot closing member) 22 and a resin mold layer (closing member fixing means) 23. The space formed in this manner is a refrigerant passage 15. Originally, the slot 7 is a groove-like space opened at both axial end portions and the radially inner peripheral side, only the radially inner peripheral side opening portion is closed, and both end portions remain open. The first coolant chamber 11 and the second coolant chamber 13 and the refrigerant passage 15 communicate with each other through the opening at both ends.
[0019]
Next, a method for manufacturing the stator 3 (particularly the resin mold layer 23) will be described with reference to FIGS.
[0020]
First, a large number of substantially T-shaped electromagnetic steel sheets are laminated to form a split core 30 (having a part of the back core 5 and one tooth 6) (split core forming step).
[0021]
And the insulation cap (teeth surrounding member) 31 which covers the teeth 6 from the front and back of the split core 30 is attached (tooth surrounding process). In the present embodiment, the insulating cap 31 has a two-part structure as shown in FIG. The insulating cap 31 is formed with an end face insulating portion 32, a tooth insulating portion 33, a back core insulating portion 34, and a protruding portion 35. The end surface insulating portion 32 prevents a short circuit between the end surface of the tooth 6 and the stator coil. Teeth insulating portion 33 is formed continuously with end surface insulating portion 32 and prevents a short circuit between the side surface of teeth 6 (the surface on the slot 7 side) and the stator coil. The back core insulating portion 34 is provided over the entire circumference of the insulating cap 31 and prevents a short circuit between the side surface (the surface on the slot 7 side) of the back core 5 and the stator coil. The protruding portion 35 is formed in parallel with the back core insulating portion 34 over the entire circumference of the insulating cap 31. In FIG. 4, the insulating cap 31 has a structure that can be divided into two in the front-rear direction by the teeth insulating portion 33. However, for example, the insulating cap 31 may have a structure that can be divided in the left-right direction by the end surface insulating portion 32. Moreover, the structure which can be divided | segmented into three or more divisions may be sufficient.
[0022]
As the material of the insulating cap 31, an epoxy resin, a polyester resin, or the like can be used. Various binders can be mixed as needed to change the strength or linear expansion coefficient (the length of the object changes due to temperature changes under a constant pressure). When it occurs, the ratio) is adjusted. In particular, if the linear expansion coefficient of the insulating cap 31 is adjusted to be substantially equal to the linear expansion coefficient of the core 30, the thermal stress can be reduced and the reliability of the parts can be improved.
[0023]
In the next step, a stator coil is wound around the split core 30 with the insulating cap 31 attached thereto to form a split stator (split stator forming step). At this time, the stator coil is wound around the end surface insulating portion 32 and the teeth insulating portion 33 of the insulating cap 31. Since the back core insulating part 34 and the protrusion 35 are formed above and below the end face insulating part 32 and the tooth insulating part 33, the stator coil is prevented from being collapsed, and the winding work can be facilitated. In FIG. 5, only three turns of the stator coil are shown in order to avoid the drawing becoming complicated, but in actuality, several tens of turns are wound.
[0024]
In the next step, a plurality (12 in this embodiment) of divided stators are arranged in an annular shape and assembled into a cylindrical stator 3, and the assembled stator 3 is press-fitted into the cylindrical portion 1a (stator insertion step). ). FIG. 5 shows a state in which the stator 3 is press-fitted into the cylindrical portion 1a.
[0025]
In the next step, a plate (slot closing member) 22 is disposed in the opening of the slot 7 and a cylindrical mold (molding mold) that is in close contact with the inner peripheral surface of the stator 7 (tip surface of the teeth 6). 40 is arranged on the inner periphery of the stator (blocking member / mold mold arranging step). In addition, the state which has arrange | positioned the plate 22 and the metal mold | die 40 in FIG. 6 is shown.
[0026]
In the next step, the mold resin is filled into the space 41 defined by the side surface of the insulating cap 31, the plate 22 and the mold 40 (mold resin filling step). At this time, a filling pressure acts on the inner peripheral side (rotor side) surface 22 a of the plate 22, and the seal surface 22 b of the plate 22 is pressed against the protruding portion 35 of the insulating cap 31 by this pressure. For this reason, the filling resin does not leak into the slot 7. In this way, the slot 7 is closed and the refrigerant passage 15 is formed.
[0027]
When the mold resin is filled as described above, the mold 40 is pulled out and removed after the mold resin is hardened (mold removal process). The resin filled in the space 41 and cured is the resin mold layer 23 of FIG. At this time, the plate 22 is used as a part of the refrigerant passage 15 without being pulled out. For this reason, the refrigerant passage can be formed without damaging the stator. Further, it is possible to simultaneously form the cylindrical portion 20 in the step of forming the resin mold layer 23, and FIG. 1 of the present embodiment illustrates the case where the resin mold layer 23 and the cylindrical portion 20 are integrated. is doing.
[0028]
According to the present embodiment, the resin plate is used as a means for preventing the mold resin to be filled to form the refrigerant passage from flowing into the coil side, and after filling the resin, the refrigerant passage is not pulled out. Therefore, the refrigerant passage can be formed without damaging the stator.
[0029]
Further, in the conventional method, the mold resin filled from the gap between the mold and the stator core is easily leaked. Therefore, in order to prevent such leakage, the mold had to be finished with high accuracy. However, according to this embodiment, since the plate is pressed from the rotating shaft (rotor) side toward the stator core side, the adhesion of the plate to the stator core is improved, and leakage of the filling mold resin can be prevented. Therefore, the accuracy of the mold can be relaxed, and the required accuracy of the workpiece itself is also lowered, so that mass production is possible, cost can be reduced, and mass productivity is improved.
[0030]
Furthermore, in order to hold the resin plate near the tip of the teeth portion of the stator core, for example, it is conceivable that the tip of the teeth portion is widened to form the resin plate holding portion. However, since the teeth part is an electromagnetic steel plate, if it does so, magnetic flux leaks from the teeth part toward the rotor core, and electromagnetic performance deteriorates. However, according to the present embodiment, the size of the stator core (tooth portion) itself does not change, and a resin insulating cap is provided, and the plate is held by the insulating cap, so while maintaining good electromagnetic performance, A low-cost and high-performance cooling structure can be obtained.
[0031]
In addition, if the insulating cap of the stator core tip portion is provided so as to surround the tip portion of the teeth portion of the stator core, the stator core is more firmly joined.
The insulating cap may be made of a material that is compatible with the material at the time of final molding. Here, specifically, “compatible” means that the material should have high bonding strength. By doing so, since the resin mold to be molded in the subsequent process is bonded to the insulating cap, the bonding surface at the stator core is eliminated and the bonding surface between the resins is eliminated, so that the bonding strength can be improved. Further, if the material is made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the electromagnetic steel sheet (stator core), cracks due to thermal stress can be prevented. Further, the material of the plate (slot closing member) 22 is the same as that of the resin mold layer (closing member fixing means) 23 or a material having a high bonding strength, so that the reliability can be further improved.
[0032]
Furthermore, in the present embodiment, since the insulating cap formed in advance is formed on the stator core, the manufacturing cost can be kept low.
[0033]
In addition, since the shape of the insulating cap extends to the opposing surfaces of the coil and the stator, it is possible to prevent the coolant from leaking from the gap between the stacked surfaces of the stator core.
[0034]
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention.
[0035]
In each embodiment described below, the same reference numerals are given to portions that perform the same functions as those of the first embodiment described above, and redundant descriptions are omitted as appropriate.
[0036]
In the first embodiment, the case where the cylindrical portion 20 is formed integrally with the stator 3 (insulating cap 31) has been described as an example. However, in this embodiment, the cylindrical portion 20 includes the stator 3 (insulating cap 31). It is formed separately. In this case, for example, as shown in FIG. 7, the cylindrical portion 20 may be attached to the side plate portions 1 b and 1 c by welding or the like, and an annular seal member 51 may be sandwiched between the cylindrical portion 20 and the stator 3.
[0037]
According to the present embodiment, the cylindrical portion 20 can be easily and reliably fixed to the side plate portions 1b and 1c.
[0038]
(Third embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a split core according to the third embodiment of the present invention. 8A is an overall perspective view, and FIG. 8B is a cross-sectional view.
[0039]
In the previous embodiment, the insulating cap 31 was previously formed in a two-divided structure. However, in this embodiment, the split core 30 is resin-molded to provide an end face insulating portion 32, a tooth insulating portion 33, and a back core insulation. The part 34 and the protrusion part 35 are formed directly. That is, in this embodiment, after obtaining the split core 30 by laminating the electromagnetic steel sheets, the first resin mold is performed to form the insulating cap 31 and the state shown in FIG. Molding is performed to form the resin mold layer 23. The material used is a mixture of unsaturated polyester with a binder adjusted for strength and linear expansion. In some cases, PPS resin or the like may be used.
[0040]
Normally, the bonding strength between the resin and the stator core (metal) is not high, but in the present embodiment, since the teeth 6 have a shape that expands on the tip side, the resin portion and the stator core portion are firmly bonded. It is also effective to intentionally increase the unevenness of the bonding surface and improve the bonding strength.
[0041]
Further, as shown in FIG. 8B, if the resin mold layer covers the entire teeth portion of the stator core, the stator core is more firmly joined. In consideration of manufacturing cost or the like, it may be determined whether to cover the entire surface or a part of the surface.
[0042]
According to this embodiment, since the plate is formed after the stator mold is held by the resin mold at the front end portion of the stator core, it is possible to more reliably prevent the deterioration of electromagnetic performance such as magnetic flux leaks from the tooth portion toward the rotor core. .
[0043]
Further, since the teeth 6 have a shape that expands on the tip side, the bonding strength between the resin portion and the stator core portion is high.
[0044]
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are equivalent to the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a stator.
FIG. 5 is a view showing a state in which a stator is press-fitted into a cylindrical portion.
FIG. 6 is a view showing a state in which a plate and a mold are arranged.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a rotating electrical machine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a split core according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Case 2 Rotor 3 Stator 3a Stator Core 3b Stator Coil 5 Back Core 6 Teeth 7 Slot 15 Refrigerant Passage 22 Plate 23 Resin Mold Layer 31 Insulating Cap 35 Protrusion 40 Mold

Claims

ロータと、そのロータの周囲に配置され、ケース固定部材によってケースに固定されたステータとを有する回転電機の冷却構造であって、
前記ステータは、
複数のティース部と、そのティース部の間のスロット部とを有するステータコアと、
前記ティース部を周囲から取り囲み、前記スロット部の開口部分付近に突起部を有するティース包囲部材と、
前記ティース包囲部材に巻装されたステータコイルと、
前記ティース包囲部材の突起部に当接されて設けられ、前記スロット部の開口部分を閉塞して、そのスロット部を、冷媒が通流可能な冷媒通路にするスロット閉塞部材と、
前記スロット閉塞部材を前記ティース包囲部材の突起部に圧着して固定する閉塞部材固定手段と
を備えることを特徴とする回転電機の冷却構造。A rotating electrical machine cooling structure having a rotor and a stator disposed around the rotor and fixed to the case by a case fixing member,
The stator is
A stator core having a plurality of tooth portions and a slot portion between the tooth portions;
A teeth surrounding member that surrounds the teeth portion from the periphery and has a protrusion near the opening of the slot portion;
A stator coil wound around the teeth surrounding member;
A slot closing member that is provided in contact with the protrusion of the teeth enclosing member, closes the opening of the slot, and makes the slot a refrigerant passage through which a refrigerant can flow;
A cooling structure for a rotating electrical machine, comprising: a closing member fixing means for pressing and fixing the slot closing member to a protrusion of the teeth surrounding member.

前記ティース包囲部材は、前記ティース部に合わせて、あらかじめ形状が形成されている部材であって、そのティース部に装着して前記ステータを形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の冷却構造。2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the teeth surrounding member is a member having a shape formed in advance in accordance with the teeth portion, and is mounted on the teeth portion to form the stator. Cooling structure.

前記ティース包囲部材は、モールド樹脂で前記ティース部を被覆して形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electric machine according to claim 1, wherein the teeth surrounding member is formed by covering the teeth portion with a mold resin.

前記ティース包囲部材は、前記ティース部を囲むように全周に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the teeth surrounding member is formed on an entire circumference so as to surround the teeth portion.

前記ティース包囲部材は、前記ステータコイルと前記ステータコアとの相対する面のほぼ全面又は一部に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の回転電機の冷却構造。5. The rotation according to claim 1, wherein the teeth surrounding member is formed on substantially the entire surface or a part of the opposing surfaces of the stator coil and the stator core. 6. Electric cooling structure.

前記ティース包囲部材は、絶縁材料によって形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the teeth surrounding member is formed of an insulating material.

前記ティース包囲部材は、前記閉塞部材固定手段の材料と同一の材料又は前記閉塞部材固定手段の材料との接合強度が高い材料によって形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の回転電機の冷却構造。The teeth surrounding member is formed of the same material as the material of the closing member fixing means or a material having a high bonding strength with the material of the closing member fixing means. The cooling structure for a rotating electric machine according to any one of the above.

前記ティース包囲部材は、線膨張率が、前記ステータコアの線膨張率とほぼ等しい材料によって形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の回転電機の冷却構造。8. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the teeth surrounding member is made of a material having a linear expansion coefficient substantially equal to a linear expansion coefficient of the stator core. Cooling structure.

前記ティース包囲部材は、前記ケース固定部材と一体に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the teeth surrounding member is formed integrally with the case fixing member.

前記ティース包囲部材は、前記ケース固定部材と別体に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electric machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the teeth surrounding member is formed separately from the case fixing member.

前記閉塞部材固定手段は、線膨張率が、前記ステータコアの線膨張率とほぼ等しい材料によって形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の回転電機の冷却構造。The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 10, wherein the closing member fixing means is formed of a material having a linear expansion coefficient substantially equal to that of the stator core. Cooling structure.

前記ティース部及び前記ティース包囲部材は、互いに接触する面が凹凸面となっている
ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の回転電機の冷却構造。12. The cooling structure for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein surfaces of the teeth portion and the tooth surrounding member that are in contact with each other are uneven surfaces.

複数の電磁鋼板を積み重ねて、ひとつの分割コアを形成する分割コア形成工程と、
前記分割コア形成工程で形成された分割コアのティース部の周囲を、突起部を有するティース包囲部材で取り囲むティース包囲工程と、
前記ティース包囲工程で設けられたティース包囲部材にステータコイルを巻装して、分割ステータを形成する分割ステータ形成工程と、
前記分割ステータ形成工程で形成された複数の分割ステータを、円環状に配置して円筒状のステータを形成し、そのステータをケースの内部に挿入するステータ挿入工程と、
前記ステータ挿入工程でケース内に挿入されたステータのティース部間のスロット開口部分に、そのスロット開口部分を閉塞するスロット閉塞部材を配置し、前記ステータの内周にモールド型を配置する閉塞部材・モールド型配置工程と、
前記閉塞部材・モールド型配置工程で配置されたスロット閉塞部材及びモールド型の隙間にモールド樹脂を充填して、その充填圧力によって、前記スロット閉塞部材を前記ティース包囲部材の突起部に圧着させることで、前記ティース部間のスロット部を、冷却媒体を通過可能な冷却通路にするモールド樹脂充填工程と、
前記モールド樹脂充填工程で充填したモールド樹脂が硬化した後に、前記モールド型を引き抜いて取り外すモールド型取外工程と
を備えることを特徴とする回転電機の冷却構造の製造方法。A split core forming step of stacking a plurality of electromagnetic steel sheets to form one split core;
A teeth surrounding step of surrounding the teeth portion of the divided core formed in the divided core forming step with a teeth surrounding member having a protrusion ,
A divided stator forming step of forming a divided stator by winding a stator coil around the teeth surrounding member provided in the teeth surrounding step;
A plurality of split stators formed in the split stator forming step are arranged in an annular shape to form a cylindrical stator, and a stator insertion step of inserting the stator into the case;
A closing member for disposing a slot closing member for closing the slot opening portion in a slot opening portion between the teeth portions of the stator inserted in the case in the stator insertion step, and disposing a mold on the inner periphery of the stator. Mold mold placement process;
By filling the molding resin into a gap of a slot closure member and a mold arranged in the closing member, the mold arrangement step, by the filling pressure, thereby pressure wearing the slot closure member with the protrusion of the tooth enclosing member Then, a mold resin filling step in which the slot portion between the teeth portions is a cooling passage through which a cooling medium can pass,
A method of manufacturing a cooling structure for a rotating electrical machine, comprising: a mold removing process for extracting and removing the mold after the mold resin filled in the mold resin filling process is cured.