JP7568563B2

JP7568563B2 - 回転電機のステータ

Info

Publication number: JP7568563B2
Application number: JP2021055783A
Authority: JP
Inventors: 彰仁新美
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2024-10-16
Anticipated expiration: 2041-03-29
Also published as: JP2022152852A

Description

本発明は、回転電機のステータ及び回転電機のステータの製造方法に関する。

従来、ステータコアのスロットの外部に配置されるコイルを樹脂材からなるコイル封止体によって封止した回転電機のステータが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。コイル封止体は、熱伝導性を有する充填材を含み、内部に冷媒の流路を有するハウジングと熱的に接続している。したがって、ステータは、コイルに発生する熱を、コイル封止体を介してハウジングに伝達し、ハウジングの内部の冷媒によって冷却するように構成される。

特許第２８２３４１２号公報特開２０１９－１５４１９１号公報

しかしながら、コイル封止体は樹脂材からなるため、コイルに発生する熱を必ずしもハウジングに良好に伝達できるものではなかった。そのため、従来技術では、コイルの熱をハウジングの内部の冷媒によって効率的に冷却することができない、という課題がある。

本発明は、コイルに発生する熱を、ハウジングに効率良く伝達することができ、ハウジングの内部の冷媒によって効率的に冷却することができる回転電機のステータ及び回転電機のステータの製造方法を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る回転電機のステータは、複数のスロット（例えば、後述のスロット５１２）が形成されたステータコア（例えば、後述のステータコア５１）と、前記複数のスロットに挿入される複数のコイル（例えは、後述のコイル５２）と、前記ステータコアを固定するとともに、冷媒を流通させる流路（例えば、後述の冷媒流路２１）が内部に形成されたハウジング（例えば、後述のハウジング２，２Ａ）と、前記複数のスロットの外部の前記複数のコイルを封止する熱伝導性の封止材（例えば、後述の封止材５４）と、を備える回転電機（例えば、後述の回転電機１，１Ａ，１Ｂ）のステータ（例えば、後述のステータ５，５Ａ，５Ｂ）であって、前記封止材に接して前記封止材を覆う成形金属（例えば、後述の成形金属５５，５５Ａ）を有し、前記成形金属は、前記ハウジングに熱的に接続される。

（２）上記（１）に記載の回転電機のステータにおいて、前記封止材は、熱伝導性を有する樹脂材料（例えば、後述の樹脂材料５４０）によって成形された樹脂成形品であり、前記成形金属に、前記樹脂材料を注入するための注入口（例えば、後述の注入口５５３）を有してもよい。

（３）上記（１）又は（２）に記載の回転電機のステータにおいて、前記成形金属は、中心に貫通孔（例えば、後述の貫通孔５５１）を有し、前記貫通孔に、前記回転電機のロータ（例えば、後述のロータ４）の回転軸（例えば、後述の回転軸３）を支持する軸受（例えば、後述の軸受６）を有してもよい。

（４）本発明に係る回転電機のステータの製造方法は、複数のスロット（例えば、後述のスロット５１２）が形成されたステータコア（例えば、後述のステータコア５１）と、前記複数のスロットに挿入される複数のコイル（例えは、後述のコイル５２）と、前記ステータコアを固定するとともに、冷媒を流通させる流路（例えば、後述の冷媒流路２１）が内部に形成されたハウジング（例えば、後述のハウジング２，２Ａ）と、前記複数のスロットの外部の前記複数のコイルを封止する熱伝導性の封止材（例えば、後述の封止材５４）と、を備える回転電機（例えば、後述の回転電機１，１Ａ，１Ｂ）のステータ（例えば、後述のステータ５，５Ａ，５Ｂ）の製造方法であって、前記複数のコイルとの間に空間（例えば、後述の空間Ｓ）を設けて前記複数のコイルを覆うとともに、前記ハウジングに熱的に接続するように成形金属（例えば、後述の成形金属５５，５５Ａ）を配置する工程と、前記空間に熱伝導性を有する樹脂材料（例えば、後述の樹脂材料５４０）を注入することによって、前記封止材を成形する工程と、を有する。

上記（１）によれば、封止材に接する成形金属がハウジンクに熱的に接続されるため、コイルに発生する熱を、成形金属を介してハウジングに効率良く伝達することができ、ハウジングの内部の冷媒によって効率的に冷却することができる。そのため、熱伝導効率が向上した高性能な回転電機のステータを提供することができる。しかも、ステータには、封止材と成形金属とが設けられていることによって、回転電機の絶縁及びコイルの絶縁が確保される。そのため、従来のコイル封止体を廃止することができる。また、従来のコイル封止体を設ける工程の設備の廃止が可能となるため、設備コストを削減することができる。

上記（２）によれば、成形金属の注入口から熱伝導性を有する樹脂材料を注入可能であるため、成形金属を、封止材を成形するための金型として利用することができる。そのため、封止材を成形するための専用の金型を廃止することができ、ステータを製造するための設備コストをさらに削減することができる。

上記（３）によれば、成形金属にロータの回転軸を支持する軸受が設けられるため、ロータの回転軸を支持するためのモータハウジングを別途用意する必要がない。そのため、部品点数を削減でき、コンパクトな回転電機を構成することが可能である。

上記（４）によれば、封止材を覆う成形金属を、封止材を成形するための金型として利用することができる。封止材を成形するための専用の金型を廃止することができるため、ステータを製造するための設備コストを削減することができる。したがって、熱伝導効率が向上した高性能な回転電機のステータを容易に製造することができる。

本発明の第１実施形態に係る回転電機の構成を模式的に示す断面図である。ステータの成形金属を図１中のＡ方向から見た正面図である。ステータの成形金属を図１中のＡ方向と反対方向から見た背面図である。本発明の第１実施形態に係る回転電機のステータの製造方法の一工程を説明する図である。本発明の第１実施形態に係る回転電機のステータの製造方法の一工程を説明する図である。本発明の第１実施形態に係る回転電機のステータの製造方法の一工程を説明する図である。本発明の第２実施形態に係る回転電機のステータの構成を模式的に示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る回転電機のステータの製造方法の一工程を説明する図である。本発明の第２実施形態に係る回転電機のステータの製造方法の一工程を説明する図である。本発明の第２実施形態に係る回転電機のステータの製造方法の一工程を説明する図である。本発明の第３実施形態に係る回転電機のステータの構成を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る回転電機のステータ及び回転電機のステータの製造方法について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る回転電機の構成を模式的に示す断面図である。回転電機１は、ハウジング２と、回転軸３と、ロータ４と、ステータ５と、を備える。例えば、回転電機１は、インナーロータ型であり、３相交流のブラシレスＤＣモータである。３相は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相である。

ハウジング２は、例えば、銅、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属材によって、中心軸Ｃを中心とする円筒状に形成される。ハウジング２は、その内周面２ａにステータ５を固定している。ハウジング２の内部には、冷媒を流通させる冷媒流路２１が形成されている。冷媒流路２１は、例えば、ハウジング２の周方向に沿って形成され、冷媒を周方向に流通させる。冷媒は、例えば、冷却水、冷却ガス等である。なお、回転電機１において、周方向は、中心軸Ｃの回転方向に沿う方向である。軸方向は、中心軸Ｃの長さ方向に沿う方向である。径方向は、中心軸Ｃを中心とする放射方向に沿う方向である。

ハウジング２の内周面２ａ上には、後述する３相線取り出し口５３を位置決めする凹溝２２が形成されている。凹溝２２は、ハウジング２とコイル５２との間を避けて３相線取り出し口５３を位置決めし得る位置に設けられる。詳しくは、この位置は、径方向から見て、３相線取り出し口５３とコイル５２とが重なり合わない位置である。

回転軸３は、ロータ４に取り付けられ、図示しないモータハウジング等に、中心軸Ｃの周りに回転可能に支持される。回転軸３は、回転電機１の外部において、図示しない他の機器に接続される。

ロータ４は、回転軸３の外周に設けられる円筒状のロータコア４１と、ロータコア４１に取り付けられる図示しない界磁用の複数の永久磁石と、を有する。

ステータ５は、ステータコア５１と、複数のコイル５２と、３相線取り出し口５３と、封止材５４と、成形金属５５と、を有する。

ステータコア５１は、例えば、中心軸Ｃに平行な軸方向に積層される複数枚の電磁鋼板によって円環状に形成される。ステータコア５１の外径は、ハウジング２の内径に略等しい。ステータコア５１は、中心軸Ｃを中心とする貫通孔５１１を有するとともに、内周側に放射状に配列される複数のスロット５１２を有する。スロット５１２は、いわゆるオープンスロットであり、それぞれステータコア５１の軸方向に貫通するとともに、貫通孔５１１に向けて開口している。ロータ４は、ステータコア５１の貫通孔５１１に挿入され、中心軸Ｃの周りに回転可能に配置される。

複数のコイル５２は、３相のコイルからなる。コイル５２は、スロット５１２に挿入されるとともに、スロット５１２からステータコア５１の軸方向の両外側にそれぞれ突出する。各相のコイル５２の両端のうち第１端は、例えば、Ｙ結線における中性点用の接続端であり、相互に接続されている。各相のコイル５２の両端のうち第２端は、入出力用の接続端であり、後述する３相線取り出し口５３の各相の端子部材５３１に接続される。なお、本実施形態のハウジング２の軸方向の長さは、ステータコア５１に装着されるコイル５２の軸方向の長さよりも長い。

３相線取り出し口５３は、例えば、電気絶縁性の樹脂等の絶縁材料により成形され、ハウジング２の内周面２ａに位置決めされて固定される。３相線取り出し口５３は、３相のコイル５２の入出力用の接続端と接続される端子部材５３１を有する。３相の端子部材５３１は、３相線取り出し口５３の内部に固定され、少なくとも各相のコイル５２の接続端に接続される端子が３相線取り出し口５３の外部に突出している。

３相線取り出し口５３は、ハウジング２に対する位置決め用の突出部５３２を有する。突出部５３２は、３相線取り出し口５３の表面から突出して設けられ、ハウジング２の凹溝２２に挿入されることによって、３相線取り出し口５３をハウジング２に対して位置決めする。これによって、３相線取り出し口５３は、径方向から見て、複数のコイル５２と重なり合わないように、ハウジング２の内周面２ａに位置決めされる。

封止材５４は、スロット５１２の外部において複数のコイル５２とハウジング２との間に設けられるモールド部材である。詳しくは、封止材５４は、所望の電気絶縁性及び熱伝導性を有する樹脂材料５４０（図６参照）を用いて成形された樹脂成形品である。樹脂材料５４０は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）又はポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂に、アルミナ粉末又は窒化ケイ素粉末等の熱伝導性を有するフィラーが分散配置された樹脂材料によって構成される。

封止材５４の外形は、例えば、円環状に形成されている。封止材５４は、例えば、スロット５１２から軸方向の外部に突出したコイル５２（コイルエンド部）の表面に接してコイル５２を覆うとともに、ステータコア５１の少なくとも軸方向の端面５１ａを覆うように設けられる。封止材５４は、ハウジング２に位置決める３相線取り出し口５３の少なくとも一部を覆うことによって、３相線取り出し口５３をハウジング２に固定している。また、封止材５４の成形時にスロット５１２内に流入する樹脂材料５４０は、スロット５１２内に配置されるコイル５２を封止する。

成形金属５５は、例えば、ハウジング２と同様の銅、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属板によって形成されるカバー部材であり、ステータコア５１においてコイル５２を覆う封止材５４の外側をさらに覆っている。成形金属５５は、ステータ５の軸方向の両端に１つずつ設けられる。

成形金属５５は、図２及び図３に示すように、ステータコア５１を軸方向から見た外形形状に近似して、中央にステータコア５１の貫通孔５１１と同芯状の貫通孔５５１を有する円筒状に形成されるとともに、ステータコア５１の端面５１ａに対向する面に、コイル５２を収容する環状の凹部５５２を有する。凹部５５２は、貫通孔５５１の外側に貫通孔５５１と同芯状に設けられる。凹部５５２は、コイル５２との間に所定の空間、具体的には、後述するように樹脂材料５４０を充填する空間Ｓを形成し得る外径、内径及び深さを有する。

成形金属５５は、封止材５４と接している。すなわち、封止材５４は、スロット５１２から突出するコイル５２の外表面、ステータコア５１の軸方向の端面５１ａ、及び成形金属５５の内面にそれぞれ密接している。しかし、成形金属５５は、コイル５２とは直に接触しておらず、封止材５４を介して所定の距離で離隔している。そのため、成形金属５５とコイル５２との間に地絡が発生するおそれはない。

成形金属５５には、凹部５５２内と成形金属５５の外部とを連通させ、外部から封止材５４を凹部５５２内に注入するための複数の注入口５５３が設けられる。なお、３相線取り出し口５３が配置される側（図１における左側）の成形金属５５には、３相線取り出し口５３との干渉を避けて、３相線取り出し口５３を成形金属５５から軸方向に突出させるための切り欠き部５５４が設けられる。

成形金属５５の外周面５５ａは、図１に示すように、ハウジング２の内周面２ａに直に接している。成形金属５５とハウジング２とは、いずれも熱伝導性の良い金属材によって形成されるため、成形金属５５がハウジング２に直に接していることによって、成形金属５５はハウジング２に熱的に接続される。成形金属５５とハウジング２との間の熱伝導効率は、樹脂材料からなる封止材５４とハウジング２とが熱的に接続される場合に比べて遥かに高いため、図１中の矢印で示すように、コイル５２の熱は、封止材５４を介して熱伝導性の高い成形金属５５に速やかに伝達された後、ステータコア５１からハウジング２に伝達される熱と同様に、成形金属５５からハウジング２に効率良く伝達され、ハウジング２の冷媒流路２１内の冷媒の冷熱と熱交換される。これによって、コイル５２は効率的に冷却される。

しかも、ステータ５には、封止材５４と成形金属５５とが設けられていることによって、回転電機１の絶縁及びコイル５２の絶縁が確保される。そのため、従来のコイル封止体を廃止することができる。また、従来のコイル封止体を設ける工程の設備の廃止が可能となるため、設備コストも削減される。

また、スロット５１２から突出するコイル５２を冷却するために別途の冷却機構を設ける必要がないため、回転電機１の構造の煩雑化、回転電機１の大型化、及びコストの増加が避けられる。

本実施形態の成形金属５５は、注入口５５３を有するため、注入口５５３から樹脂材料５４０を注入可能である。そのため、後述するように、成形金属５５を、封止材５４を成形するための金型として利用することができる。これによって、封止材５４を成形するための専用の金型を廃止することができ、ステータ５を製造するための設備コストをさらに削減することができる。

また、成形金属５５は、封止材５４を介してコイル５２を完全に固定することができるため、ワニスによるコイル５２の固定及び粉体塗装等によるコイル５２の処理も不要にすることができる。さらに、成形金属５５とハウジング２とに同じ金属材料を使用することによって、成形金属５５とハウジング２との線膨張差に起因する封止材５４の破損リスクを低減することができる。

次に、第１実施形態に係る回転電機１のステータ５の製造方法について図４～図６を用いて説明する。図４～図６は、それぞれ第１実施形態に係る回転電機１のステータ５の製造方法の一工程を説明する図である。

先ず、図４に示すように、ハウジング２の内側に、ステータコア５１と３相線取り出し口５３とを挿入する。ハウジング２の内部には、予め冷媒流路２１が形成され、ステータコア５１のスロット５１２には、予め複数のコイル５２が挿入される。ステータコア５１の中心とハウジング２の中心とは、いずれも中心軸Ｃに沿って配置される。

なお、ハウジング２の内周面２ａには、ステータコア５１を突き当てて位置決めする位置決め突部２３が設けられている。位置決め突部２３は、ハウジング２の内周面２ａにおいて、例えば、ハウジング２の周方向に沿って環状に設けられる。

ステータコア５１がハウジング２の内側に図４中の左から右に向けて挿入されると、挿入方向の前方側のステータコア５１の端面５１ａが位置決め突部２３に当接して停止する。これによって、ステータコア５１は、ハウジング２の内周面２ａに接した状態で、ハウジング２の内側の所定の位置に位置決めされる。位置決めされたステータコア５１は、例えば焼き嵌めによってハウジング２の内側に固定される。

ハウジング２の内周面２ａの凹溝２２は、位置決め突部２３によって位置決めされたステータコア５１の挿入方向の後方側（図４における左側）に配置されている。ステータコア５１がハウジング２の内側に位置決めされた後、３相線取り出し口５３の突出部５３２が凹溝２２に挿入される。これによって、３相線取り出し口５３は、ハウジング２とコイル３２との間を避けて、ハウジング２に位置決めされる。位置決めされた３相線取り出し口５３の各相の端子部材５３１は、例えば溶接等によって各相のコイル５２と電気的に接続される。

次に、図５に示すように、ハウジング２の内側に成形金属５５を圧入する。成形金属５５は、凹部５５２をステータコア５１の側に向けて、ステータコア５１の軸方向の両端側からそれぞれ圧入される。これによって、ステータコア５１のスロット５１２の外部に突出するコイル５２は、成形金属５５の凹部５５２内に収容されて覆い隠される。詳しくは、ステータコア５１のスロット５１２の外部に突出するコイル５２の内周面、外周面、及び軸方向の端面が、成形金属５５の凹部５５２内に収容されて覆われる。成形金属５５は圧入されることによってハウジング２の内側に挿入されるため、成形金属５５の外周面５５ａは、ハウジング２の内周面２ａに密接する。これによって、成形金属５５は、ハウジング２の内側に、ハウジング２に対して熱的に接続されて配置される。

ハウジング２の内周面２ａには、ステータコア５１を位置決めする位置決め突部２３が設けられているため、ハウジング２の内側へのステータコア５１の挿入方向の前方側（図４及び図５における右側）に挿入される成形金属５５（以下、「右側の成形金属５５」という。）は、ハウジング２の内側に挿入された後、位置決め突部２３に当接して停止する。これによって、右側の成形金属５５は、位置決め突部２３を挟んでステータコア５１の前方側の端面５１ａに対向するように配置されて位置決めされる。したがって、右側の成形金属５５は、ステータコア５１とは直に接触せず、位置決め突部２３の軸方向の幅以上の間隙を有して、ステータコア５１及びコイル５２から離隔して配置される。

一方、ハウジング２の内周面２ａには、ハウジング２の内側へのステータコア５１の挿入方向の後方側（図４及び図５における左側）に挿入される成形金属５５（以下、「左側の成形金属５５」という。）を位置決めするための位置決め段部２４が設けられている。位置決め段部２４は、位置決め突部２３によって位置決めされたステータコア５１よりも挿入方向の後方側のハウジング２の内周面２ａの内径を僅かに大径に形成することによって設けられる。位置決め段部２４は、ステータコア５１の挿入方向の後方側に、ステータコア５１の後方側の端面５１ａから、位置決め突部２３の軸方向の幅と同じ距離だけ離れた位置に配置される。したがって、左側の成形金属５５は、ハウジング２の内側に挿入された後、位置決め段部２４に当接して停止する。これによって、左側の成形金属５５は、位置決め段部２４を挟んでステータコア５１の後方側の端面５１ａに対向するように配置されて位置決めされる。したがって、左側の成形金属５５も、ステータコア５１とは直に接触せず、位置決め段部２４に当接することによって、ステータコア５１及びコイル５２から離隔して配置される。

なお、左側の成形金属５５は切り欠き部５５４を有するため、３相線取り出し口５３は、左側の成形金属５５の挿入時に干渉することなく、切り欠き部５５４を挿通して成形金属５５の外部に露出する。

次に、図６に示すように、図示しない注入装置のノズルを成形金属５５の注入口５５３に接続し、注入口５５３を通して成形金属５５の凹部５５２内に封止材５４の材料である熱伝導性を有する樹脂材料５４０を注入する。成形金属５５は、位置決め突部２３及び位置決め段部２４に突き当たることによって、ステータコア５１の端面５１ａ及びコイル５２から所定の距離で離隔しているため、成形金属５５とステータコア５１及びコイル５２との間に、凹部５５２を介して注入口５５３と連通する所定の空間Ｓが形成されている。注入口５５３から樹脂材料５４０を注入すると、空間Ｓは樹脂材料５４０によって満たされる。

その後、空間Ｓに満たされた樹脂材料５４０は、成形金属５５を金型として利用することによって、所定の条件下で成形されて、成形金属５５の内側に、コイル５２を覆うとともに成形金属５５と密接する封止材５４が形成される。注入口５５３は、必要に応じて、図示しない栓部材によって塞がれる。これによって、図１に示すステータ５が製造される。

この製造方法によれば、封止材５４を覆う成形金属５５を、封止材５４を成形するための金型として利用することができる。封止材５４を成形するための専用の金型を廃止することができるため、ステータ５を製造するための設備コストを削減することができる。

図７は、第２実施形態に係る回転電機１Ａのステータ５Ａの構成を模式的に示す断面図である。第１実施形態に係る回転電機１のステータ５と同一符号の部位は同一構成の部位を示すため、それらの詳細な説明は上記説明を援用し、以下の説明では省略する。なお、図７に示す回転電機１Ａにおいて、ロータは図示を省略している。

図７に示すように、ハウジング２Ａの軸方向の長さは、ステータコア５１の軸方向の長さよりも長いが、ステータコア５１に装着されるコイル５２の軸方向の長さよりも短い。第２実施形態のハウジング２Ａは、第１実施形態のハウジング２と同様に、内部に冷媒流路２１を有する。しかし、第２実施形態のハウジング２Ａの冷媒流路２１は、ハウジング２Ａの軸方向の両端面２ｂ，２ｃに開口している点で、第１実施形態のハウジング２の冷媒流路２１と相違する。

第２実施形態の成形金属５５Ａは、第１実施形態の成形金属５５と同様に、コイル５２を覆う封止材５４の外側をさらに覆っている。しかし、この成形金属５５Ａは、ステータコア５１よりも大径であり、ハウジング２Ａの外径と同径に形成されている点で、第１実施形態の成形金属５５と相違する。成形金属５５Ａは、封止材５４の外側を覆うとともに、ハウジング２Ａの端面２ｂ，２ｃを覆っている。成形金属５５Ａの内端面５５ｂは、ハウジング２Ａの端面２ｂ，２ｂに当接している。

成形金属５５Ａの内部には、冷媒流路５５５が形成されている。冷媒流路５５５は、成形金属５５Ａの内端面５５ｂに開口し、ハウジング２Ａの冷媒流路２１に、Ｏリング等のシール材５５７を介して連通している。成形金属５５Ａは、ハウジング２Ａの端面２ｂ，２ｂに、それぞれ複数のボルト５００によって固定される。

なお、図７における左側の成形金属５５Ａに設けられる切り欠き部５５４の内面には、凹溝５５６が設けられている。３相線取り出し口５３の突出部５３２は、この凹溝５５６に挿入されることによって、成形金属５５Ａを介して位置決めされる。また、成形金属５５Ａの注入口５５３は、冷媒流路５５５と連通しないように、冷媒流路５５５を貫通して設けられている。

この第２実施形態に係る回転電機１Ａのステータ５Ａも、第１実施形態の回転電機１のステータ５と同様の効果が得られる。これに加えて、第２実施形態に係る回転電機１Ａのステータ５Ａによれば、成形金属５５Ａの内部にも冷媒流路５５５が設けられるため、コイル５２の冷却効率が格段に向上する。

次に、第２実施形態に係る回転電機１Ａのステータ５Ａの製造方法について図８～図１０を用いて説明する。図８～図１０は、それぞれ第２実施形態に係る回転電機１Ａのステータ５Ａの製造方法の一工程を説明する図である。

先ず、図８に示すように、ハウジング２Ａの内側に、ステータコア５１と３相線取り出し口５３とを挿入する。ハウジング２Ａの内周面２ａには、ステータコア５１を突き当てて位置決めする位置決め突部２５が設けられている。位置決め突部２５は、ハウジング２Ａの内周面２ａにおいて、例えば、ハウジング２Ａの周方向に沿って環状に設けられる。

ステータコア５１がハウジング２Ａの内側に図８中の左から右に向けて挿入されると、挿入方向の前方側のステータコア５１の端面５１ａが位置決め突部２５に当接して停止する。これによって、ステータコア５１は、ハウジング２Ａの内周面２ａに接した状態で、ハウジング２Ａの内側の所定の位置に位置決めされる。位置決めされたステータコア５１は、例えば焼き嵌めによってハウジング２Ａの内側に固定される。

３相線取り出し口５３の各相の端子部材５３１は、例えば溶接等によって各相のコイル５２と電気的に接続される。

次に、図９に示すように、ハウジング２Ａの両端面２ｂ，２ｂに、ハウジング２Ａの冷媒流路２１と成形金属５５Ａの冷媒流路５５５とが連通するように、シール材５５７を介して成形金属５５Ａを当接させ、ボルト５００によって一体に締結して固定する。これによって、成形金属５５Ａは、ハウジング２に対して熱的に接続されて配置される。ステータコア５１のスロット５１２の外部に突出するコイル５２は、成形金属５５Ａの凹部５５２内に収容されて覆い隠される。なお、成形金属５５Ａは、コイル５２及びステータコア５１とは直に接触せず、所定の間隙で離隔している。

３相線取り出し口５３の突出部５３２は、左側の成形金属５５Ａの凹溝５５６に挿入される。これによって、３相線取り出し口５３は、ハウジング２Ａとコイル３２との間を避けて、成形金属５５Ａに位置決めされる。

次に、図１０に示すように、図示しない注入装置のノズルを成形金属５５Ａの注入口５５３に接続し、注入口５５３を通して成形金属５５Ａの凹部５５２内に封止材５４の材料である熱伝導性を有する樹脂材料５４０を注入する。これによって、成形金属５５Ａとステータコア５１及びコイル５２との間の空間Ｓが樹脂材料５４０によって満される。その後、空間Ｓに満たされた樹脂材料５４０は、成形金属５５Ａを金型として利用することによって、所定の条件下で成形されて、成形金属５５Ａの内側に、コイル５２を覆うとともに成形金属５５Ａと密接する封止材５４が形成される。これによって、図７に示すステータ５Ａが製造される。

この製造方法によれば、第１実施形態と同様に、封止材５４を覆う成形金属５５Ａを、封止材体５４を成形するための金型として利用することができるため、封止材５４を成形するための専用の金型を廃止することができ、ステータ５Ａを製造するための設備コストを削減することができることに加えて、コイル５２の冷却効率がさらに向上したステータ５Ａを効率良く製造することができる。

図１１は、第３実施形態に係る回転電機１Ｂのステータ５Ｂを模式的に示す断面図である。第１実施形態に係る回転電機１のステータ５と同一符号の部位は同一構成の部位を示すため、それらの詳細な説明は上記説明を援用し、以下の説明では省略する。

第３実施形態のステータ５Ｂは、第２実施形態のステータ５Ａと同様の構成を有するが、成形金属５５Ａの貫通孔５５１に、ロータ４の回転軸３を支持する軸受６がそれぞれ設けられる点で、第２実施形態のステータ５Ａと相違する。

軸受６は、金属材からなる剛体である成形金属５５Ａによって支持されるため、ロータ４の回転軸３を安定して回転可能に支持することができる。ロータ４の回転軸３を支持するためのモータハウジングを別途用意する必要がないため、部品点数を削減でき、コンパクトな回転電機１Ｂを構成することが可能である。なお、軸受６は、第１実施形態のステータ５の貫通孔５５１に設けられてもよい。

なお、上述した実施形態において、ハウジング２及び成形金属５５Ａに凹溝２２，５５６が設けられ、３相線取り出し口５３に凹溝２２，５５６に挿入される突出部５３２が設けられているが、これに限定されない。例えば、ハウジング２及び成形金属５５Ａに突出部が設けられ、３相線取り出し口５３に凹溝が設けられてもよい。

上述した実施形態において、スロット５１２は、径方向内方の端部が閉塞された、いわゆるクローズドスロットであってもよい。

１，１Ａ，１Ｂ回転電機
２，２Ａハウジング
２１冷媒流路
３回転軸
４ロータ
５，５Ａ，５Ｂステータ
５１ステータコア
５１２スロット
５２複数のコイル
５４封止材
５４０樹脂材料
５５，５５Ａ成形金属
５５１貫通孔
５５３注入口
６軸受
Ｓ空間

Claims

複数のスロットが形成されたステータコアと、前記複数のスロットに挿入される複数のコイルと、前記ステータコアを固定するとともに、冷媒を流通させる流路が内部に形成されたハウジングと、前記複数のスロットの外部の前記複数のコイルを封止する熱伝導性の封止材と、を備える回転電機のステータであって、
前記ステータコアの軸方向の両端部に配置され、前記封止材に接して前記封止材を覆う金属製のカバー部材と、を有し、
前記カバー部材は、前記ハウジングに熱的に接続されるとともに、前記ハウジングの前記流路と連通する冷媒流路を内部に有する、回転電機のステータ。
前記封止材は、熱伝導性を有する樹脂材料によって成形された樹脂成形品であり、
前記カバー部材に、前記樹脂材料を注入するための注入口を有する、請求項１に記載の回転電機のステータ。
前記カバー部材は、中心に貫通孔を有し、
前記貫通孔に、前記回転電機のロータの回転軸を支持する軸受を有する、請求項１又は２に記載の回転電機のステータ。