JPH04364343A - モータにおけるステータ巻線の冷却構造とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はステータ巻線を直接に液
体冷却する冷却構造とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータの小型化の要求と、出力向
上の要求という相反する２つの要求が求められる傾向に
ある。この２つの要求を満たすためには、モータの強制
的な冷却が必要となり、初期においては空冷方式が採用
されていた。然しながら空冷方式ではその冷却性能に限
界があり、最近の小型化、高出力の要求には応えられな
い。そこでステータの外周部を液冷するジャケット方式
の冷却構造等が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、熱の発生
源であるステータ巻線をステータコアを介して間接的に
冷却する各方式ではその冷却性能に限界がある。依って
本発明は、ステータ巻線を直接に液冷する冷却構造と、
その製造方法の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑みて本発明
は、スロットの開口しているステータコアの内周面を樹
脂材料によって被覆し、ステータコアの前端と後端にお
いて夫々突出したステータ巻線を囲繞するカバー部材を
Ｏリングを介してステータの各端部に取り付け、該カバ
ー部材に冷却液の入口と出口とを設けたことを特徴とす
るモータにおけるステータ巻線の冷却構造を提供する。

【０００５】また、スロットが外周にのみ開口したステ
ータコアと、前記スロットに挿入されたステータ巻線と
、該巻線の外側からスロットの残り領域を塞ぐくさび状
のコア部材と、ステータコアの前端と後端において夫々
突出した巻線部をＯリングを介して囲繞、密閉するカバ
ー部材と、該カバー部材に設けた冷却液の入口と出口と
を具備したことを特徴とするモータにおけるステータ巻
線の冷却構造を提供する。

【０００６】更に、外周にのみ開口したスロットの前記
外周側の部分を打ち抜く第１のステップと、残りの部分
を打ち抜く第２のステップとを具備してステータコア用
の各要素板を製造し、スロット用に打ち抜かれた前記第
１ステップによる外周側部分をスロットにステータ巻線
を挿入した後で前記スロットを塞ぐくさび状コア部材と
して使用することを特徴とするステータ巻線の冷却構造
の製造方法を提供する。

【０００７】

【作用】通常のモータの様に、内周に開口したスロット
を有するステータコアの内周面に、樹脂材料をモールド
成形等によって被覆層を形成することにより、スロット
の開口を閉じることができ、スロット内に冷却液を流す
ことが可能となる。また、スロットが外周側に開口する
ようにステータコアを形成し、巻線を挿入後にその残り
領域をくさび状コア部材によって塞げば閉じられたスロ
ット内に冷却液を流すことができる。更に、上記スロッ
ト形成時に２つのステップに分け、くさび状コア部材と
して利用する部分を打ち抜くステップと、残りの巻線挿
入部分を打ち抜くステップとでスロットを形成するが、
くさび状コア部材を新たに製造する必要がなくなる。

【０００８】

【実施例】以下本発明を添付図面に示す実施例に基づき
、更に詳細に説明する。まず図２を参照すると、モータ
の中央ケーシング１４の前、後に前側ケーシング２１と
後側ケーシング２３とが取り付けられてモータのケーシ
ングを構成している。ロータコア部１８と出力軸１６と
は一体化されており、上述の前後のケーシング２１，２
３に軸受を介して軸承されている。このロータコア部１
８と対向する位置には上記中央ケーシング１４に固定さ
れたステータコア１０が設けられている。

【０００９】上記ステータコア１０の内周側にはスロッ
ト２４が設けられており、その中にはステータ巻線１２
が挿通、配設されている。このスロット２４の開口部分
は、後述の様にして成形されたエンジニアリングプラス
チックの充填層２０によって塞がれており、更にステー
タコア１０の前端と後端に突出した巻線の端部１２Ｆ，
１２Ｒを囲繞するカバー部材３０，３２をステータの前
後に取り付け、その取付に際してはＯリング３４を介在
させている。また、上記カバー部材３０，３２の一方に
は冷却液の流入口形成部材４６を、他方には流出口形成
部材４８を取り付けており、これらの構造によってステ
ータ巻線１２を直接に液冷することができる。

【００１０】図１はモータの横断面からロータを省略し
た図を示しており、ステータコア１０の内周面を被覆す
る層２２は各スロットの開口部を塞ぐエンジニアリング
プラスチックの充填層２０と同一材料で一体的に製造さ
れる。以下、当該層２０，２２の製造プロセスを説明す
る。

【００１１】まず図３を参照すると、内周側に開口２４
Ｉを有するスロット２４を形成するよう電磁鋼板を打ち
抜き加工することによってステータコア１０用要素板を
製作し、それらを積層してステータコア１０を製造する
。この要素板の製作時に、スロット２４を区画形成して
いる２個の側壁２４Ｓであって、スロットの開口２４Ｉ
に近い位置に凹所２６を同時に形成しておく。

【００１２】次のこのスロット２４内へ絶縁紙２８Ａを
挿入してステータ巻線１２を挿入後、絶縁紙２８Ｂでつ
つんで配設した状態を図４に示す。この状態のステータ
コア１０を図５に示す様に金型４０，４２にセットする
。即ち、ステータコア１０の外周面と金型４０とをイン
ローの関係とし、内側の金型４２とステータコア１０の
内周面１０Ｉとは約０．２ｍｍの隙間を有するよう設定
する。更には、上述したスロット２４の側壁２４Ｓに設
けた凹所２６に図示の如く係合するように中子４４を挿
入する。

【００１３】上記の通りに金型を設定した後に、エンジ
ニアリングプラスチック材料を各中子４４と内側の金型
４２との間に射出し、成形する。その後金型からステー
タを取り出した成品としての状態を図６に示す。ステー
タコア１０の内周面には約０．２ｍｍの厚さのプラスチ
ック層２２が形成されており、また、各スロット２４の
開口部を塞ぐ充填層２０が上記層２２と一体形成されて
いる。図示の充填層２０から明らかな様に、上述した中
子４４は射出された樹脂材料が絶縁紙２８や巻線１２の
方へ流れることを防止する作用を果たすのであり、スロ
ット２４の側壁２４Ｓに凹所２６を設けたのはその中子
４４を保持するためと、樹脂材料がスロット２４の内部
へ流入することをより効果的に遮断するためでもある。

【００１４】金型から取り出された図６の状態のステー
タの巻線１２には、その後、含浸処理を施す。その後既
述の如く、カバー部材３０，３２をＯリング３４を介し
て取り付ける等行って、ステータ巻線１２を直接に液冷
するための冷却構造が完成する。冷却液を図２に示す流
入口形成部材４６から流入させ、スロット２４内を流し
つつ巻線１２を冷却し、後方の流出口形成部材４８から
流れ出る。

【００１５】上述の様な、冷却液の流路を形成する手法
としての他のステータ部の構造を図７と図８によって説
明する。電磁鋼板を打ち抜き加工することによって、図
８に示す様に外周側に開口したスロット２４′を有する
ステータコア用要素板を製作する。この場合、内周側は
全周に亘って閉じており、このスロットの底部へステー
タ巻線１２を挿入、配設する。磁気抵抗の観点から、こ
のスロット２４′の底部の厚さは薄い方が望ましい。

【００１６】積層体１０′は上述の要素板を積層して製
作するが、当該要素板のスロット２４′の打ち抜き加工
時において、スロット２４′は一時に形成するのではな
く、各スロットを２つの領域５０，５２に分けて打ち抜
く。これは、外側の領域５０の打ち抜き片を厚さ方向に
互いに積層した後に巻線１２の外側に挿入するコア部材
５０Ｓとして利用するためである。即ち、巻線１２を挿
入後、その外側の残りのスロット領域を埋めて、磁気抵
抗を低減させ、従来の内周側に開口したスロットを有す
るステータコアと同等のステータコアを形成するためで
ある。

【００１７】コア部材５０Ｓは各スロット２４′内に単
に挿入するだけではなく、接着剤によって固定するので
ある。こうして製作されたステータを中央ケーシング１
４に固定した状態を図７に示す。この図は図１に対応す
るものである。当該第２実施例の冷却構造の他の部分の
構造は第１実施例の場合のモータの縦断面図である図２
に示すものと同様である。従って、第１実施例の場合と
同様、モータの内部や外部へ液漏れを発生させることな
くステータ巻線１２を直接に冷却液で冷却することがで
きる。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかな様に本発明によ
ればステータ巻線を直接に液体で冷却することが可能と
なり、冷却効率が向上する。従って、モータの小型化と
その出力向上という相反する２つの要求が達成され得る
。また、そうした冷却構造を製造することも容易、かつ
、効率的に行われ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷却構造を示す図であり、図２の
矢視線Ｉ−Ｉによるステータ部のみの横断面図である。

【図２】本発明に係る冷却構造を有するモータの縦断面
図である。

【図３】図１のステータ部を構成するステータコアの部
分拡大図である。

【図４】図３のステータコアにステータ巻線を挿入した
状態を示す図である。

【図５】図４のステータコアをし射出成形用の型にセッ
トした状態を示す図である。

【図６】図５の状態でステータコアの内周部に樹脂材料
を射出成形した成形品としてのステータの部分図である
。

【図７】本発明に係る他の冷却構造を示すステータ部の
横断面図である。

【図８】図７のステータ部を構成するプロセスの一段階
を示しており、ステータコアのスロット一部に巻線を挿
入した図である。

【符号の説明】

１０…ステータコア １２…ステータ巻線 ２０…樹脂材料の充填層 ２２…樹脂材料によるステータコア内周面の被覆層２４
…スロット ３０，３２…カバー部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スロットの開口しているステータコア
   の内周面を樹脂材料によって被覆し、ステータコアの前
   端と後端において夫々突出したステータ巻線を囲繞する
   カバー部材をＯリングを介してステータの各端部に取り
   付け、該カバー部材に冷却液の入口と出口とを設けたこ
   とを特徴とするモータにおけるステータ巻線の冷却構造
   。
2. 【請求項２】　　前記ステータのスロットの開口近くで
   あって、前記ステータコアの内周面から前記スロットの
   内部へ入った位置において、スロットを形成する両側壁
   に凹所を形成しており、該凹所と前記ステータコア内周
   面との間に亘るスロット開口部付近に前記樹脂材料が充
   填され、ステータコア内周面を被覆している同一樹脂材
   料の層と一体化して成る請求項１のモータにおけるステ
   ータ巻線の冷却構造。
3. 【請求項３】　　スロットの開口近くであって該開口位
   置からスロットの内部へ入った位置において、スロット
   を形成する両側壁に凹所を形成したステータコアを準備
   し、該ステータコアの各スロット内へ絶縁紙の巻かれた
   ステータ巻線を挿入し、前記両凹所間に亘って中子を挿
   入すると共にステータコアの外周をインローにした成形
   型に入れて樹脂材料を射出成形し、前記中子と成形型を
   取り除いた後にステータ巻線を含浸し、前記ステータ巻
   線のステータの端部への突出部にＯリングを介してカバ
   ー部材を被せて巻線部を密閉したことを特徴とするステ
   ータ巻線の冷却構造の製造方法。
4. 【請求項４】　　スロットが外周にのみ開口したステー
   タコアと、前記スロットに挿入されたステータ巻線と、
   該巻線の外側からスロットの残り領域を塞ぐくさび状の
   コア部材と、ステータコアの前端と後端において夫々突
   出した巻線部をＯリングを介して囲繞、密閉するカバー
   部材と、該カバー部材に設けた冷却液の入口と出口とを
   具備したことを特徴とするモータにおけるステータ巻線
   の冷却構造。
5. 【請求項５】　　外周にのみ開口したスロットの前記外
   周側の部分を打ち抜く第１のステップと、残りの部分を
   打ち抜く第２のステップとを具備してステータコア用の
   各要素板を製造し、スロット用に打ち抜かれた前記第１
   ステップによる外周側部分をスロットにステータ巻線を
   挿入した後で前記スロットを塞ぐくさび状コア部材とし
   て使用することを特徴とするステータ巻線の冷却構造の
   製造方法。