WO2023282307A1 - 回転電機用の冷却部材、回転電機、回転電機用の冷却部材の製造方法 - Google Patents

回転電機用の冷却部材、回転電機、回転電機用の冷却部材の製造方法 Download PDF

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coolant
cooling member
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泰洋 瀧
将起 池田
岳 鈴木
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Art Metal Manufacturing Co Ltd
Aisin Corp
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Art Metal Manufacturing Co Ltd
Aisin Corp
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22Moulds for peculiarly-shaped castings
    • B22C9/24Moulds for peculiarly-shaped castings for hollow articles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/14Casings; Enclosures; Supports
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Definitions

  • the present disclosure relates to a cooling member for a rotating electrical machine, a rotating electrical machine, and a method for manufacturing the cooling member for the rotating electrical machine.
  • a channel structure is known in which a radial column portion is provided between a radially inner cylindrical wall portion and a radially outer cylindrical wall portion.
  • the flow path structure having a plurality of pillars is advantageous in that the outer peripheral surface of the pillars is in contact with the refrigerant path, so that the surface area capable of heat exchange can be efficiently increased.
  • forming each pillar in an arrangement that does not cause unevenness in the flow of the refrigerant is effective from the viewpoint of uniforming the cooling performance at each position in the refrigerant path. useful. For example, since each pillar is erected perpendicularly to the flow of the refrigerant, the flow is obstructed. The flow of the refrigerant tends to be uneven.
  • the columns in the refrigerant passage in an arrangement that reduces the bias in the flow of the refrigerant so as to satisfy the manufacturing requirements.
  • the collapsible core is molded to have a radial through hole for forming the column portion.
  • an object of the present disclosure is to reduce unevenness in the flow of coolant while satisfying manufacturing requirements in a flow channel structure having a plurality of pillars.
  • a cooling member for a rotating electric machine comprising: a first portion forming a coolant inflow hole; a second portion forming a coolant outlet hole; a third portion forming a refrigerant passage that communicates between the refrigerant inflow hole and the refrigerant outflow hole without communicating with the outside;
  • the third portion includes a plurality of first columnar portions each erected in a first direction perpendicular to the flow of the coolant and a plurality of protrusions each protruding in the first direction in the coolant path.
  • a cooling member is provided in which the coolant is in contact with the surfaces of the plurality of first column portions and the surfaces of the protrusions exposed to the coolant path.
  • FIG. 1 is a front view schematically showing the appearance of a rotating electric machine according to an embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a side view (plan view viewed in the axial direction) schematically showing a portion of the rotating electric machine
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of the rotating electrical machine when cut along a plane passing through the rotating shaft of the rotating electrical machine
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a cooling water passage, and is an enlarged view of a Q1 portion in FIG. 3
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a case oil passage, and an enlarged view of a Q2 portion in FIG. 3
  • FIG. 4 is a perspective view showing a single core related to a cooling channel
  • FIG. 4 is a perspective view showing one divided body (annular core) that forms the core.
  • FIG. 4 is an enlarged view of part of the annular core; 5 is a cross-sectional view along line AA in FIG. 4; FIG. 5 is a cross-sectional view along line BB of FIG. 4; FIG. 5 is a cross-sectional view along line CC of FIG. 4; FIG. It is a schematic explanatory drawing explaining an example of the shaping
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the flow of cooling water in the cooling water passage of the embodiment, and is a top view showing a part of the outer shell of the cooling water passage.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the flow of cooling water in the cooling water passage of the embodiment, and is a top view showing a part of the outer shell of the cooling water passage.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view along line DD of FIG. 9;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view along line EE of FIG. 9;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the flow of cooling water in a cooling water channel according to a comparative example, and is a top view showing a part of the outer shell of the cooling water channel. 4 is a schematic flow chart showing the flow of a stator manufacturing method; 14 is a diagram for explaining the manufacturing method shown in FIG. 13, and is a cross-sectional view schematically showing a state during the casting process.
  • FIG. 1 is a front view schematically showing the appearance of a rotating electric machine 10 according to this embodiment
  • FIG. 2 is a side view (plan view viewed in the axial direction) schematically showing a part of the rotating electric machine 10.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of rotating electrical machine 10 when cut along a plane passing through rotation axis I of rotating electrical machine 10 .
  • the structures of the cooling water passage 95 and the case oil passage 35 are schematically illustrated, and the details will be described later with reference to FIGS. 3A, 3B, and 5 onwards.
  • 3A is an enlarged view of the Q1 portion of FIG. 3.
  • FIG. 3B is an enlarged view of the Q2 portion of FIG. 3.
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a single core 7 related to the cooling water passage 95.
  • illustration of the rotor of the rotating electric machine 10 is omitted, and the stator coil 114 and the like are schematically shown.
  • the vertical direction represents the vertical direction in the mounted state of the rotary electric machine 10 mounted so that the rotation axis I is substantially parallel to the horizontal direction.
  • the Z direction corresponding to the vertical direction and the X direction corresponding to the axial direction are illustrated.
  • FIG. 4 also shows a coordinate system (right-handed coordinate system) in which an X-axis corresponding to the X-direction and the Z-direction shown in FIG. 1 and the like and a Y-axis perpendicular to the Z-axis are added.
  • the rotating electric machine 10 includes a rotor (not shown) and a stator 10 b , and the stator 10 b includes a stator core 112 and stator coils 114 .
  • Stator coil 114 includes coil ends 220A and 220B at both ends in the axial direction.
  • the rotating electric machine 10 also includes a support case 60 .
  • the support case 60 has an annular shape and can function as a case for the rotating electrical machine 10.
  • the support case 60 has, for example, a form in which both sides in the axial direction are open (a form that does not substantially overlap the stator core 112 when viewed in the axial direction).
  • the support case 60 is coupled on both sides in the axial direction to other case members 600A, 600B (schematically illustrated by dash-dot lines in FIG. 3).
  • the case member 600A or 600B on one axial end side may rotatably support a rotor (not shown).
  • 2 and 3 show holes 610 for bolt connection with other case members 600A and 600B.
  • the support case 60 may be coupled to the other case members 600A, 600B in such a manner that the axial end faces axially contact the axial end faces of the other case members 600A, 600B.
  • the hole 610 for bolt connection may be in the form of a through hole penetrating in the axial direction, or may be in the form of a non-through hole.
  • the support case 60 is made of a material whose main component is aluminum.
  • the support case 60 is preferably made of an aluminum alloy having good corrosion resistance in order to form a cooling water passage 95 through which cooling water passes, as will be described later.
  • the aluminum alloy for example, an Al--Si system alloy, an Al--Mg system alloy, an Al--Mg--Si system alloy, and the like are arbitrary.
  • the support case 60 has a structure having a hollow portion (cavity) forming a case oil passage 35 and a cooling water passage 95 (see FIG. 3) as described later.
  • the support case 60 having such a hollow portion is a one-piece member and can be formed by casting using a core (insert) (see core 7 in FIG. 4).
  • FIG. 4 shows the core 7 related to the cooling water passage 95
  • the core 7 shown in FIG. 4 includes a solid cylindrical portion 70 for forming the cooling water passage 95.
  • the cylindrical portion 70 has through holes 71 (radial through holes) for forming the column portions 66. holes) and radial recesses 74 (radial non-through holes) for forming the protrusions 67 are formed.
  • the through hole 71 is a through hole 71- for a column portion 66 (hereinafter referred to as a "first column portion 66-1" when distinguished) that is axially adjacent to the protruding portion 67 among the column portions 66.
  • second column portion 66-2 a through hole 71-2 for the column portion 66 (hereinafter referred to as “second column portion 66-2” when distinguished) that is not adjacent to the projection 67 in the axial direction.
  • a radial recess 74 is formed axially adjacent to the through hole 71-1.
  • the core 7 has axial grooves (circumferentially spaced portions) 79 , and the axial grooves 79 maintain the circumferential continuity of the cooling water passages 95 in the zenith region of the support case 60 in the axial direction.
  • a partition wall (not shown) is formed to block the flow.
  • the groove portion 79 has a shape that penetrates in the radial direction.
  • the core 7 also has cylindrical portions 77 and 78 for forming the inlet channel portion 61 and the outlet channel portion 62 .
  • the support case 60 has two such cores (see cores 7 and 7A in FIG. 14) inside a mold (not shown) and radially inside the cores related to the case oil passage 35, and a cooling water passage is provided.
  • the core related to 95 is set in a manner in which it is arranged with a gap in the radial direction, and a molten metal material (a material of the support case 60, such as an aluminum alloy) is injected into the mold to form ( casting) can be done.
  • each core may be, for example, a collapsible salt core, and water is injected into each core portion of the casting removed from the mold to dissolve and remove the salt.
  • the core portion related to the case oil passage 35 becomes a space (space for the case oil passage 35, etc.)
  • the core portion related to the cooling water passage 95 becomes a space (space for the cooling water passage 95, etc.).
  • the gap between the core associated with the case oil passage 35 and the core associated with the cooling water passage 95 is defined by the boundary wall portion 652 (Fig. 3), and the gap between the outer peripheral surface of the mold and the radially outer surface of the core related to the case oil passage 35 (an annular gap extending in the axial direction over substantially the entire axial length of the support case 60)
  • the gap between the outer diameter side wall surface portion 653 see FIG.
  • the support case 60 has an inner diameter side wall surface portion 651 (see FIG. 3), and both ends of each core in the axial direction become both end wall portions 654 (see FIG. 3). can be manufactured.
  • the support case 60 holds the stator core 112 radially inward in such a manner as to be in contact with the stator core 112 in the radial direction. That is, the support case 60 holds the stator core 112 in such a manner as to cover the radially outer surface of the stator core 112 without gaps. Thus, the support case 60 non-rotatably supports the stator 10b including the stator core 112. As shown in FIG.
  • the support case 60 and the stator core 112 may be integrated by joining instead of fastening with bolts. That is, the support case 60 may have its radially inner surface joined to the radially outer surface of the stator core 112 .
  • the method of joining the support case 60 and the stator core 112 is arbitrary, such as shrink fitting or press fitting, but one example will be described later.
  • the support case 60 preferably holds the stator core 112 in such a manner that its radially inner surface is in contact with substantially the entire radially outer surface of the stator core 112 (surface contact). In this case, the entire stator core 112 can be efficiently cooled by the cooling water passing through the cooling water passages 95 inside the support case 60 .
  • the support case 60 extends over the entire length of the stator core 112 in the X direction, and its inner peripheral surface is in contact with substantially the entire outer peripheral surface of the stator core 112 .
  • substantially the entirety of the outer peripheral surface of the stator core 112 means a portion such as a welding groove (not shown) of the stator core 112 (where the outer peripheral surface of the stator core 112 and the inner peripheral surface of the support case 60 are separated in the radial direction). It is a concept that allows
  • the support case 60 forms a case oil passage 35 and a cooling water passage 95 inside.
  • the stator core 112, the cooling water passage 95, and the case oil passage 35 are arranged adjacent to each other in this order from the radially inner side.
  • adjacent refers to a mode in which only the material portion related to the support case 60 is interposed.
  • the cooling channel 95 is connected to the channel in the inlet channel portion 61 and the channel in the outlet channel portion 62 .
  • the cooling channel 95 has an upstream end connected to the channel in the inlet channel portion 61 and a downstream end connected to the outlet channel portion 62 .
  • the inlet channel portion 61 and the outlet channel portion 62 may be formed in such a manner as to protrude radially outward (upward in the vertical direction) of the support case 60 .
  • the inlet channel portion 61 and the outlet channel portion 62 are offset in the circumferential direction corresponding to the groove portion 79 of the core 7 described later.
  • the inlet channel portion 61 and the outlet channel portion 62 are provided in the axial center of the support case 60 , but may be provided on both sides of the support case 60 in the axial direction.
  • the cooling water passage 95 extends in the circumferential direction within the axial extension range of the stator core 112 .
  • the cooling water channel 95 is divided in the circumferential direction by an axial partition wall (not shown) in the zenith region. is connected to the channel in the outlet channel section 62 .
  • the cooling water passage 95 is formed around a large number of pillars 66 (pillars extending in the radial direction) and around a large number of projections 67 (including the convex side end surface 671 side). (see FIGS. 3, 3A and 4).
  • the cooling water passage 95 is partitioned on the radially inner side by an inner diameter side wall portion 651 , on the radially outer side by a boundary wall portion 652 , and both ends in the axial direction are closed by both end wall portions 654 . be done.
  • annular space thus formed the annular space extending axially over substantially the entire axial length of the support case 60
  • radial A large number of pillars 66 extending (upright) along the boundary wall portion 652 and a large number of protrusions 67 protruding radially inward from the boundary wall portion 652 are arranged.
  • the radial inner end face (convex end face 671 ) of the protrusion 67 is separated from the inner diameter side wall face portion 651 (that is, the convex end face 671 is in contact with the cooling water passage 95 ).
  • the large number of pillars 66 and the large number of projections 67 function to flow the cooling water smoothly over the entire radially outer surface of the stator core 112 while acting as resistance to the flow.
  • a large number of pillars 66 and a large number of protrusions 67 may be distributed in a substantially uniform manner in the annular space. The details of the arrangement of the many pillars 66 and the many protrusions 67 will be described later.
  • the support case 60 has a cylindrical inner diameter side wall portion 651 and a cylindrical boundary wall portion 652 as portions forming the cooling water passage 95.
  • An inner diameter side wall portion 651 and a boundary wall portion 652 form the cooling water passage 95 .
  • a large number of pillars 66 are erected between the inner diameter side wall surface portion 651 and the boundary wall surface portion 652 in the radial direction, and a large number of protrusions 67 are protruded from the boundary wall surface portion 652 .
  • the support case 60 has an inlet channel portion 61 and an outlet channel portion 62 in the form of a hollow tube. A coolant outlet hole from the cooling water channel 95 is formed.
  • the cooling water passage 95 is closed at both ends in the axial direction by the end walls 654 and at both peripheral ends by the above-described partition wall (not shown). Therefore, the cooling water passage 95 communicates between the coolant inflow hole and the coolant outflow hole without communicating with the outside.
  • the core 7 shown in FIG. 4 has an axial groove 79 for forming an axial partition wall (not shown) in the zenith region of the support case 60 as described above. It is a form that penetrates in the radial direction.
  • the cooling water passage 95 has a partition wall corresponding to the groove portion 79 , thereby preventing the cooling water from flowing linearly from the inlet water passage portion 61 to the outlet water passage portion 62 . That is, in order for the cooling water introduced from the inlet water passage portion 61 to reach the outlet water passage portion 62, it is necessary to circulate the radially outer side of the stator core 112 and pass around the above-described numerous column portions 66 and protrusions 67. Therefore, the stator core 112 can be effectively cooled as compared with the case where the cooling water flows linearly from the inlet water passage portion 61 to the outlet water passage portion 62 .
  • the case oil passage 35 extends in the circumferential direction within the axial extension range of the stator core 112 .
  • the case oil passage 35 is formed around a large number of pillars 68 (pillars extending in the radial direction) and around a large number of protrusions 69. (See FIG. 3). More specifically, the case oil passage 35 is partitioned on the radially inner side by a boundary wall surface portion 652 , on the radially outer side by an outer diameter side wall surface portion 653 , and both ends in the axial direction are separated by end wall portions 654 .
  • a diameter from the boundary wall surface portion 652 to the outer diameter side wall surface portion 653 A large number of pillars 68 extending in the direction and a large number of protrusions 69 protruding radially inward from the outer diameter side wall surface portion 653 are arranged.
  • the radially inner end face (convex end face) of the protrusion 69 is separated from the boundary wall portion 652 .
  • the large number of columns 68 and the large number of projections 69 function to flow the cooling water without stagnation over the entire radially outer surface of the stator core 112 while providing resistance to the flow.
  • a large number of pillars 68 and a large number of projections 69 may be distributed in a substantially uniform manner in the annular space.
  • the columnar portion 68 and the protrusion 69 in the case oil passage 35 may have substantially the same configuration as the columnar portion 66 and the protrusion 67 in the cooling water passage 95.
  • the protrusion 67 will be mainly described.
  • the case oil passage 35 includes a first oil passage portion 351 on one side in the axial direction and a second oil passage portion 352 on the other side in the axial direction. including.
  • the first oil passage portion 351 and the second oil passage portion 352 are independent oil passage portions that do not communicate with each other except on the upstream side of the inlet oil passages 330 and 331 .
  • the inlet oil passages 330 and 331 may be formed in the support case 60 so as to protrude radially outward (downward in the vertical direction).
  • the first oil passage portion 351 extends in the circumferential direction on one side (the X1 side in this example) of the axial extension range of the stator core 112 .
  • the first oil passage portion 351 has a cylindrical shape around the rotation axis I (a cylindrical shape including the column portion 68 and the protrusion 69 as described above), one end communicating with the inlet oil passage 330, and the other end communicating with the inlet oil passage 330.
  • the end opens at an oil dripping portion (not shown) radially facing the coil end 220A from above.
  • the second oil passage portion 352 extends in the circumferential direction on the other side (the X2 side in this example) of the axial extension range of the stator core 112 .
  • the second oil passage portion 352 has a cylindrical shape around the rotation axis I (a cylindrical shape including the column portion 68 and the protrusion 69 as described above), one end communicating with the inlet oil passage 331, and the other end communicating with the inlet oil passage 331.
  • the end opens at an oil dripping portion (not shown) radially facing the coil end 220B from above.
  • the first oil passage portion 351 and the second oil passage portion 352 have a symmetrical shape separated near the center of the axial extension range of the stator core 112 . This makes it easy to uniformly cool the stator core 112 by the oil passing through the first oil passage portion 351 and the second oil passage portion 352 while separating the case oil passage 35 in the axial direction.
  • the first oil passage portion 351 and the second oil passage portion 352 may be asymmetric with respect to the center of the axial extension range of the stator core 112, or like the cooling water passage 95, The first oil passage portion 351 and the second oil passage portion 352 may communicate (continuously). Further, the cooling water passage 95 may also be divided in the axial direction in the same manner as the case oil passage 35 .
  • Cooling water supplied from the inlet water passage portion 61 enters the cooling water passage 95, passes through the cooling water passage 95, rotates around the rotation axis I outside the stator core 112 in the radial direction, It exits from the outlet waterway section 62 (see arrow R3 in FIG. 2).
  • the cooling water spreads over the entire axial direction in an axially continuous passage portion 951 described later, and circulates in the entire axial direction of the cooling water passage 95 .
  • the oil supplied to the inlet oil passages 330, 331 (see arrow R10 in FIGS. 1 and 2) is supplied to the first oil passage portion 351 and the second oil passage portion 352 of the case oil passage 35, and the first oil passage
  • the oil supplied to the portion 351 flows toward the X direction X1 side while rotating around the rotation axis I, reaches the zenith region at the end on the X direction X1 side, and flows from the oil dropping portion (not shown) to the X direction X1 side. (not shown).
  • the oil supplied to the second oil passage portion 352 flows toward the X direction X2 side while rotating around the rotation axis I, reaches the zenith region at the end on the X direction X2 side, and reaches the oil dropping portion (not shown). ) to the coil end 220B on the X2 side in the X direction (not shown).
  • the cooling water passage 95 is in contact with the outer peripheral surfaces 660 of the numerous pillars 66 and the outer peripheral surfaces 670 and the convex side end surfaces 671 of the numerous projections 67, so that the cooling water flowing through the cooling water passages 95 is The surface area that can exchange heat can be efficiently increased.
  • heat exchange between the cooling water in the cooling water passage 95 and the oil or the like in the case oil passage 35 can be efficiently realized. That is, the surface area of the wall surface in contact with the cooling water passage 95 can be efficiently increased, and the heat exchange capacity of the cooling water in the cooling water passage 95 (the heat exchange between the oil in the case oil passage 35 and the stator core 112) heat exchange capacity) can be efficiently increased.
  • Such an effect is promoted on the same principle by a large number of pillars 68 and a large number of projections 69 in the case oil passage 35 .
  • the support case 60 forming the cooling water passage 95 is in contact with the stator core 112. Therefore, between the cooling water and the stator core 112, the inner diameter side wall portion of the support case 60 There are only 651.
  • the cooling water is cooled by exchanging heat with outside air (for example, the air that passes when the vehicle is running) in a radiator (not shown), and the oil is cooled by exchanging heat with the cooling water in the cooling water passage 95. Therefore, the cooling water is cooler than the oil. Therefore, the cooling water can cool the stator core 112 more efficiently than in the case where another medium such as oil or a member is interposed between the cooling water and the stator core 112 .
  • the cooling water passage 95 extends radially outward of the stator core 112 over the entire axial direction of the stator core 112 and extends over the entire circumferential direction. Therefore, heat can be removed from the entire stator core 112 .
  • the cooling water passage 95 and the case oil passage 35 are formed in the support case 60, so that the cooling water passage 95 and the case oil passage 35 are arranged in the support case 60.
  • the support case 60 is a one-piece member, but the cooling water passage 95 and the case oil passage 35 are formed therein. Combining the above members makes it possible to reduce the number of parts compared to a configuration that forms a support case such as the support case 60, and eliminates the need for a structure for coupling (for example, a bolt fastening structure). A simple configuration can be realized.
  • the oil in the case oil passage 35 may be circulated all the time during the operation of the rotating electric machine 10, or may be circulated only during a part of the operation of the rotating electric machine 10. may be circulated.
  • the oil in the case oil passage 35 is mainly used for cooling the coil ends 220A and 220B as described above, it may be circulated only during the period when the heat generation of the coil ends 220A and 220B is relatively large.
  • the structure of the rotating electric machine 10 is a support case 60 formed using a core such as the core 7 shown in FIG. is optional as long as it has Also, the support case 60 may not have one of the cooling water passage 95 and the case oil passage 35 .
  • the flow passage structure of each of the cooling water passage 95 and the case oil passage 35 has a large number of pillars (pillars 66 or 68) or the like so as to efficiently increase the surface area related to thermal efficiency.
  • any one of the cooling water passage 95 and the case oil passage 35 may have another form of passage structure.
  • the case oil passage 35 may have a structure in which the surface of the outer diameter side wall surface portion 653 or the boundary wall surface portion 652 only has unevenness as another type of flow path structure.
  • the convex portion related to the unevenness has one radial end portion. It is in the form of being spaced apart from the wall surface portion (that is, the same form as the protrusion 69).
  • the case oil passage 35 may have a structure in which the surfaces of the outer diameter side wall surface portion 653 and the boundary wall surface portion 652 do not substantially have unevenness as another type of flow path structure.
  • the cooling method for the rotating electric machine 10 is arbitrary. Therefore, for example, the cooling water passage 95 and the case oil passage 35 may be formed so that the cooling water and the oil revolve around the rotation axis I in spirals, respectively. Oil may also be used for axial cooling of the rotor (not shown).
  • the support case 60 integrally has the inlet channel portion 61 and the outlet channel portion 62, but one or both of the inlet channel portion 61 and the outlet channel portion 62 are formed by separate pieces.
  • the inlet water channel portion 61 and the outlet water channel portion 62 are separate pieces, a portion of the support case 60 where the inlet water channel portion 61 and the outlet water channel portion 62 are connected has a diameter functioning as a coolant inflow hole and a coolant outflow hole. Orientation holes may be formed. This is the same for each tubular portion forming the inlet oil passage 330 and the inlet oil passage 331 .
  • the cooling water passage 95 may be described using the configuration of the core 7 for forming the cooling water passage 95 .
  • the configuration of the cooling water passage 95 that can be formed by the core 7 is uniquely determined.
  • the drawing of the core 7 represents the outer surface (shell) of the cooling channel 95 and the solid portion of the core 7 is the space of the cooling channel 95 . Therefore, hereinafter, the configuration of the core 7 and the configuration of the cooling water passage 95 may be described without particular distinction.
  • a certain element of the core 7 forms a certain element of the support case 60 (or the cooling water passage 95). It is assumed that the support case 60 is manufactured by
  • axial channel portions 951 and 952 connected to the channel in the inlet channel portion 61 and the channel in the outlet channel portion 62 serves as a buffer area to properly adjust the axial spread of the cooling water.
  • the configuration of the flow passage portions (circumferential flow passage portions) of the cooling water passage 95 (core 7) other than the flow passage portions 951 and 952 will be described. Note that the portions of the core 7 forming the flow passage portions 951 and 952 are formed separately from the portions forming the flow passage portions (circumferential flow passage portions) other than the flow passage portions 951 and 952. good too.
  • cooling water passage 95 (core 7) will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5 onwards. Although the configuration of the cooling water passage 95 (core 7) will be described below, it is also applicable to the configuration of the case oil passage 35 (and the core 7A forming it).
  • FIG. 5 is a perspective view showing one divided body (hereinafter simply referred to as "annular core 700") forming the core 7.
  • annular core 700 As shown in FIG. FIG. 6 is an enlarged view of part of one annular core 700 .
  • 7A is a cross-sectional view along line AA in FIG. 4
  • FIG. 7B is a cross-sectional view along line BB in FIG. 4
  • FIG. 7C is a cross-sectional view along line CC in FIG. 1 is a cross-sectional view along FIG.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a method of forming the radial recess 74 and the axial first recess 710. As shown in FIG.
  • the core 7 is a collapsible core.
  • Collapsible cores refer to seed cores that can be "collapsed” and removed after the casting process.
  • Examples of collapsible cores include salt cores and shell cores (sand). Salt cores are more resistant to heat than shell cores, and have fewer restrictions during casting. Therefore, in this embodiment, the core 7 is preferably a salt core.
  • the core 7 is formed by laminating annular cores 700 as shown in FIG. 5 in the axial direction. It should be noted that a dividing line L1 of each annular core 700 is shown in FIG. In FIG. 4, the core 7 is formed by stacking nine annular cores 700 in the axial direction. It may be set appropriately according to the length.
  • the plurality of annular cores 700 forming one core 7 include an annular core 700 having cylindrical portions 77 and 78 (indicated by “annular core 700-1” in FIG. 4). However, below, unless otherwise specified, the annular core 700 without the cylindrical portions 77 and 78 (or the portion of the annular core 700-1 in the circumferential direction other than the cylindrical portions 77 and 78) will be described. .
  • the annular core 700 is formed by axially compressing and hardening the material (salt for the core). Each annular core 700 has the same configuration except for the annular core 700-1 described above. The following description of the configuration of the annular core 700 relates to one annular core 700 unless otherwise specified.
  • the annular core 700 has a first axial recess 710 on one axial end face (axial end face) and a second axial recess 710 on the other axial end face (axial end face). 720. Since the first axial recess 710 and the second axial recess 720 are formed by compressing the annular core 700 in the axial direction, they can be easily formed. For example, the first axial recess 710 and the second axial recess 720 can be formed by an axial protrusion (see protrusion 910 in FIG. 8) of a compression mold.
  • the axial first recess 710 forms a through hole 71-1 for forming the first column 66-1 of the support case 60 described above, and the axial second recess 720 forms the support case 60 described above.
  • a through hole 71-2 is formed for forming the second column portion 66-2.
  • the annular core 700 has a basic surface 7100 extending in the circumferential direction at the same axial position on one end face in the axial direction (negative side in the X direction in FIG. 5).
  • a basic plane 7100 is a plane perpendicular to the axial direction (rotational axis I).
  • First recesses 710 recessed in the axial direction are periodically formed in the basic surface 7100 along the circumferential direction.
  • the first recesses 710 are periodically set at equal intervals (constant pitch p1) except for a circumferential range R50 (see FIG. 5) corresponding to the flow path portions 951 and 952 described above.
  • the first recesses 710 (and accordingly the radial recesses 74) can be evenly arranged in the circumferential direction. Also, in the core 7 (see FIG. 4) in which a plurality of annular cores 700 are stacked, the first recesses 710 (and accordingly the radial recesses 74) can be evenly arranged in the axial direction.
  • the circumferential length l1 of the first recesses 710 is arbitrary, but may be set smaller than the pitch p1.
  • the annular core 700 has a basic surface 7200 extending in the circumferential direction at the same axial position on the end surface on the other side in the axial direction (the positive side in the X direction in FIG. 5).
  • a base plane 7200 is a plane perpendicular to the axial direction.
  • Axially recessed second recesses 720 are periodically formed in the basic surface 7200 along the circumferential direction.
  • the second recesses 720 are periodically set at equal intervals (constant pitch p2) except for the circumferential range R50 (see FIG. 5) corresponding to the flow path portions 951 and 952 described above.
  • the pitch p2 of the second recesses 720 may differ from the pitch p1 of the first recesses 710, but is preferably the same.
  • the circumferential length l2 of the second recesses 720 is arbitrary, but may be set smaller than the pitch p2.
  • the circumferential length l2 of the second recess 720 may differ from the length l1 of the first recess 710, but is preferably the same.
  • the pitch p2 of the second recesses 720 is the same as the pitch p1 of the first recesses 710, but out of phase. That is, the circumferential position of the second recessed portion 720 is shifted from the circumferential position of the first recessed portion 710 by a predetermined shift amount ⁇ 1.
  • the predetermined shift amount ⁇ 1 is preferably set so that the circumferentially extending range of the first recessed portion 710 and the circumferentially extending range of the second recessed portion 720 do not overlap each other (that is, they overlap each other when viewed in the axial direction). set to not wrap).
  • the predetermined shift amount ⁇ 1, the pitches p1 and p2, and the circumferential lengths l1 and l2 are set so that the circumferential range of the first recess 710 and the circumferential range of the second recess 720 do not overlap. is set to
  • the predetermined shift amount ⁇ 1 corresponds to half the pitch p2 of the second recesses 720. That is, the predetermined shift amount ⁇ 1 is set so that each first recess 710 is located at an intermediate position between two second recesses 720 adjacent in the circumferential direction. As a result, the first recesses 710 and the second recesses 720 (and accordingly the first columnar portion 66-1 and the second columnar portion 66-2) can be arranged evenly in the circumferential direction.
  • the depth d2 (the amount of recess in the axial direction) of the second recess 720 may be the same as the depth d1 (the amount of recess in the axial direction) of the first recess 710 .
  • the depth d2 (amount of recess in the axial direction) of the second recess 720 is preferably the basic axial length of one annular core 700 (the length from the basic surface 7100 to the basic surface 7200). It may be significantly shorter than half of W0, for example on the order of 1/3.
  • the shaft in which no recess is formed A certain range of directions extends in a strip shape along the circumferential direction.
  • a strip-shaped range is also referred to as "a strip-shaped range in which no axial concave portion is formed”.
  • the base length W0 may be adapted taking these trade-offs into account.
  • the axial dimension of the band-shaped range in which the axial recess is not formed the smaller the circle.
  • the basic axial length W0 of the annular core 700 is reduced. Therefore, the number of annular cores 700 for forming one core 7 increases as the axial dimension of the strip-shaped range in which no axial concave portion is formed is reduced. For example, if the axial dimension of the band-shaped range in which no axial concave portion is formed is set to "0", the number of annular cores 700 for forming one core 7 becomes relatively large.
  • the axial dimension of the band-shaped range in which the axial concave portion is not formed to a value greater than 0 (for example, about 1/3 of W0 as described above)
  • a value greater than 0 for example, about 1/3 of W0 as described above
  • the necessary amount of the annular core 700 is Rigidity (for example, rigidity required from the viewpoint of shape stability during assembly) can be easily ensured.
  • the annular core 700 has radial recesses 74 for forming the projections 67 of the support case 60 described above.
  • the radial recesses 74 are formed axially adjacent to the first axial recesses 710, as described above, in a band-like area where no axial recesses are formed.
  • the plurality of first recesses 710 and the plurality of protrusions 67 are different in axial and circumferential positions with respect to the plurality of second recesses 720 .
  • the plurality of protrusions 67 extend axially over the entire length of the strip-shaped range in which no axial recesses are formed, but extend axially over a portion of the strip-shaped range in which no axial recesses are formed. It may extend, or may extend beyond a band-like area in which no axial recess is formed.
  • the radial recess 74 is formed in a paired manner with the first recess 710 .
  • the radial recess 74 can be formed simultaneously with the first recess 710 using the same mold.
  • it may be formed using an annular upper mold 91 and an annular lower mold 92 as shown in FIG. 8 schematically shows a cross-sectional view of the annular upper mold 91 and the annular lower mold 92 (a cross-sectional view along a plane including the rotation axis I), and S800 is the state before molding. , and S801 indicates the state at the time of molding (at the time of mold clamping).
  • the upper mold 91 has a convex portion 910 for forming the first concave portion 710 and a further convex portion 912 extending from the end surface of the convex portion 910
  • the lower mold 92 has a concave groove 920 .
  • the material MT salt for the core
  • the radial recesses 74 and the first recesses 710 can be formed at the same time with the same mold.
  • the upper die 91 may be provided with convex portions (another convex portion such as the convex portion 910) for forming the second concave portions 720 at different circumferential positions.
  • the circumferential formation range of one radial recess 74 may be set within the circumferential formation range of the corresponding one first recess 710 so that it can be formed with such a mold.
  • the core 7 capable of forming a large number of column portions 66 can be formed.
  • each first concave portion 710 of one annular core 700 abuts the one annular core 700 in the axial direction. It is axially opposed to the basic surface 7200 of another annular core 700 .
  • a through hole 71-1 first column portion 66-1) having peripheral walls formed by the first concave portions 710 and the basic surface 7200 is formed.
  • each second recess 720 of one annular core 700 axially faces the base surface 7100 of another annular core 700 that axially contacts the one annular core 700. do.
  • a through hole 71-2 second column portion 66-2 having peripheral walls formed by the second concave portions 720 and the basic surface 7100 is formed.
  • the annular core 700 has the first axial recess 710 and the axial through hole instead of the radial through hole for forming the column portion 66 . of the second recess 720 is formed.
  • Such a first axial recess 710 and a second axial recess 720 can be relatively easily molded as outlined with reference to FIG.
  • Individual toric cores 700 can be individually manufactured in a manner that meets manufacturing requirements. Therefore, according to this embodiment, the core 7 capable of forming a large number of column portions 66 can be formed in a manner that satisfies the manufacturing requirements.
  • first axial recess 710 and the second axial recess 720 are formed at different positions along the axial direction and the circumferential direction.
  • a first axial recess 710 (FIG. 7A) and a second axial recess 720 (FIG. 7B) form a solid portion (FIG. 7C).
  • first axial recesses 710 and second axial recesses 720 occur periodically alternately via radial recesses 74 or solid portions.
  • the first columnar portion 66-1 and the second columnar portion 66-2 can be formed in a relatively high density by the staggered arrangement, and the cooling performance of the cooling water passage 95 can be enhanced.
  • the rigidity of the annular core 700 is increased as described above. Therefore, the axial basic length W0 of the one annular core 700 tends to be long, which is disadvantageous for increasing the density of the arrangement of the column portions 66 . In this way, according to this embodiment, it is possible to increase the density of the arrangement of the pillars 66 while satisfying the manufacturing requirements.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the flow of cooling water in the cooling water passage 95 of this embodiment, and is a top view showing a part of the outer shell of the cooling water passage 95.
  • FIG. 9 arrows R90, arrows R93, and arrows R94 schematically show the flow of part of the cooling water.
  • 10 is a cross-sectional view along line DD in FIG. 9, and
  • FIG. 11 is a cross-sectional view along line EE in FIG.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of the flow of cooling water in a cooling water passage 95' according to a comparative example, and is a top view showing part of the outer shell of the cooling water passage 95'.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the flow of cooling water in the cooling water passage 95 of this embodiment, and is a top view showing a part of the outer shell of the cooling water passage 95.
  • arrows R90, arrows R91, and arrows R92 schematically show the flow of part of the cooling water.
  • the arrows R90 and the like are shown only for some regions, but substantially the same cooling water flow is realized for other similar regions as well. .
  • the cooling water channel 95' according to the comparative example differs from the cooling water channel 95 according to the present embodiment in that it does not have the protrusion 67.
  • Such a cooling water passage 95' is formed by similarly axially laminating annular cores (not shown) in which the radial recesses 74 are omitted with respect to the annular core 700 described above. Can be formed using children.
  • the cooling water supplied from the inlet water passage portion 61 flows along the circumferential direction as a whole.
  • Each column 66 extends perpendicularly to the flow of cooling water, and thus has the function of distributing the flow in the axial direction by obstructing the flow. That is, the flow (see arrow R90) that impinges on each pillar 66 in the circumferential direction splits in the axial direction at each pillar 66 and flows downstream.
  • the columns 66 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, but are offset in the axial direction. That is, the position of each first column 66-1 in the circumferential direction coincides with the intermediate position of each two second columns 66-2 adjacent in the circumferential direction. The position in the axial direction does not coincide with the intermediate position between each two axially adjacent second column portions 66-2.
  • Such an imbalance occurs due to the strip-shaped range (see reference numeral 900 in FIGS. 9 and 12) in which no axial recess is formed. Since a flow path portion is formed that is not formed, it causes an axial deviation in the arrangement of the columns 66.
  • the band-shaped range in which the axial recess is not formed has a relatively large axial dimension. (for example, about 1/3 of the basic axial length W0 of one annular core 700 as described above), it produces a significant axial deviation.
  • cooling water passage 95 has a bias such that resistance to flow along the circumferential direction is smaller in the passage portion where the column portion 66 is not formed than in other portions.
  • cooling water passage 95 if there is a passage portion where the column portion 66 is not formed (a passage portion relating to the band-shaped range where the axial concave portion is not formed), a large amount of cooling water flows in the passage portion, and the cooling water flow tends to be biased.
  • a plurality of protrusions 67 are formed in the band-shaped range where no axial recesses are formed, so that the above-described inconvenience caused in the comparative example can be reduced.
  • the projection 67 acts as a resistance to the flow in the circumferential direction due to the reduction (rapid contraction) of the cross-sectional area. can be reduced.
  • part of the cooling water flowing in the circumferential direction toward the protrusion 67 flows to both axial sides of the protrusion 67, which occurs in the comparative example.
  • Such bias as described above can be reduced.
  • the function of such protrusions 67 that is, the function of reducing the flow rate in the channel portion where the columnar portions 66 are not formed, is also referred to as the "flow equalization function".
  • the protrusion 67 as described above has a shape similar to the column portion 66 as the radial height (see depth H1) increases, and can function similarly to the column portion 66 .
  • the radial height of the projection 67 becomes the same as that of the column 66, the column 66 will be substantially enlarged. The resistance to the flow of cooling water becomes excessive in the passage portion where the portion 66 is not formed.
  • the radial height (dimension) of the protrusion 67 is adapted to meet the manufacturing requirements as described above and to properly realize the flow equalization function described above.
  • the radial recess 74 corresponding to the radial height of the projection 67 is significantly smaller than the radial thickness H0 of the core 7 .
  • the radial thickness H0 of the core 7 is, for example, about 4 mm to 6 mm so that the radial size of the support case 60 does not become excessive.
  • the radial height of the projection 67 (the radial depth H1 of the recess 74) may be between 0.5 mm and 1.5 mm.
  • the support case 60 having a function of equalizing the flow rate and excellent cooling performance while reducing the physical size in the radial direction.
  • the radial height of the projection 67 does not have to be constant due to the draft angle of the mold (see FIG. 8) or the like.
  • the protrusion 67 is formed adjacent to the first column 66-1. It may be formed adjacent to portion 66-2.
  • FIG. 13 is a schematic flow chart showing the flow of the manufacturing method of the stator 10b.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the manufacturing method shown in FIG. 13, and is a cross-sectional view schematically showing a state during the casting process.
  • the manufacturing method of the stator 10b first includes preparing the stator core 112 (step S30).
  • the stator core 112 is made of, for example, an annular magnetic layered steel plate.
  • the steel plates may not be connected to each other, or may be connected by welding or the like.
  • the method for manufacturing the stator 10b includes setting the masking mold 170 on the stator core 112 (step S31).
  • the masking mold 170 has a function of protecting the axial end faces of the stator core 112 and the radially inner surface of the stator core 112 (the surface on which the rotor core is accommodated).
  • the masking mold 170 includes an upper masking member 171, a lower masking member 172, and tightening bolts 173. As shown in FIG.
  • the method for manufacturing the stator 10b includes filling inert gas into the space 80 of the stator core 112 (step S32).
  • inert gas The role of inert gas will be described later.
  • the method for manufacturing the stator 10b includes setting the stator core 112 in a casting mold 1400 (schematically shown in FIG. 14) (step S33). At this time, stator core 112 is set in casting mold 1400 with masking mold 170 attached thereto.
  • the method for manufacturing the stator 10b includes a preparation step (step S34A) of preparing a plurality of annular cores 700 described above, and a stacking step of stacking a plurality of prepared annular cores 700 concentrically and axially. and (step S34B).
  • a core 7 is thus obtained.
  • the core 7A can also be obtained by the same method as the core 7.
  • the stacking of the plurality of annular cores 700 may be performed before being set in the mold. In this case, the annular cores 700 may be adhered to each other so as to maintain the laminated state. Alternatively, such lamination may be performed when set in the casting mold 1400 (which may be realized substantially simultaneously with the next step S35).
  • the method for manufacturing the stator 10b includes setting the core 7 and the core 7A obtained in step S34B in the casting mold 1400 (step S35).
  • the core 7 and the core 7A are set radially outside the stator core 112 (see FIG. 14).
  • the core 7 is spaced radially outward from the radially inner stator core 112
  • the core 7A is spaced radially outward from the core 7, and
  • it is set radially inwardly spaced from the radially outer casting mold 1400 .
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a state in which an aluminum material is poured into a mold in the casting process.
  • the cores 7 and 7A are each schematically shown in cross-sectional view in the form of a cylinder, and the filled aluminum material is schematically shown in a hatched area 90. As shown in FIG.
  • the aluminum material flows so as to cover the outer peripheral surface of the stator core 112 .
  • support case 60 can be firmly joined to the outer peripheral surface of stator core 112 .
  • the outer peripheral surface of stator core 112 is welded to support case 60 before it is set in the mold in step S33.
  • An facilitating treatment eg, an aluminizing treatment
  • the aluminizing treatment may be realized by immersing the stator core 112 in a tank such as an aluminum tank (for example, a molten aluminum tank) while the space 80 is filled with an inert gas.
  • the injected aluminum material flows radially from the inside in such a manner as to fill radial gaps between the stator core 112, the core 7, the core 7A, and the radially outer casting mold 1400.
  • the aluminum material covers the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of each of the plurality of annular cores 700 that form the core 7 (the same applies to the core 7A), and the through holes 71 and each It flows so as to fill the radial recess 74 .
  • the support case 60 having the cooling water passage 95 with the columns 66 and the protrusions 67 and the case oil passage 35 with the columns 68 and the protrusions 69 can be formed.
  • the stator core 112 is set in the casting mold 1400 with the masking mold 170 attached. Therefore, it is possible to reduce the possibility of the aluminum material adhering to the end surfaces 1125 and 1126 of the stator core 112 and the possibility of the aluminum material entering the space 80 .
  • the casting process of step S36 is performed while the space 80 is filled with an inert gas. If the casting process of step S36 is performed with the space 80 filled with an inert gas, otherwise (that is, the casting process of step S36 is performed with the space 80 not filled with an inert gas) In this case, the damage to the insulating film of the steel plate forming the stator core 112 can be reduced.
  • step S36 when the casting process of step S36 is performed in a state in which the space 80 is not filled with an inert gas (that is, an atmosphere containing oxygen), the radially inner surface of the stator core 112 is made of a high-temperature aluminum material. It will be exposed to a high-temperature atmosphere due to As a result, the insulating film of each steel plate of stator core 112 may be destroyed, and the magnetic performance of stator core 112 may not be the desired performance.
  • an inert gas that is, an atmosphere containing oxygen
  • step S36 when the casting process of step S36 is performed with the space 80 filled with an inert gas, even if the stator core 112 is exposed to a high-temperature atmosphere, the atmosphere does not substantially contain oxygen. Generation of oxide scale is prevented or effectively reduced. As a result, the insulating film of each steel plate of stator core 112 is protected, and the possibility that the magnetic performance of stator core 112 will not be the desired performance can be effectively reduced. It should be noted that this also applies to the case where the above-described aluminizing treatment is performed in a state in which the space 80 is filled with an inert gas.
  • the method for manufacturing the stator 10b includes removing the cores 7, 7A for forming the case oil passage 35 and the cooling water passage 95 by "collapse” (step S38) (an example of the removal step ). If the cores 7 and 7A are salt cores, they can be removed by "collapse” by pouring water or the like as described above. As a result, the above-described case oil passage 35 and cooling water passage 95 are formed inside the support case 60 .
  • the method for manufacturing the stator 10b includes removing the masking mold 170 described above from the stator core 112 (step S39). In addition, this step S39 may be performed before step S38 mentioned above.
  • the method for manufacturing the stator 10b includes various finishing steps such as winding the stator coil 114 around the stator core 112 (step S40).
  • stator 10b in which the support case 60 and the stator core 112 are firmly joined can be easily manufactured.
  • a rotor (not shown) is assembled radially inwardly of the stator 10b manufactured in this manner to form the rotating electric machine 10. As shown in FIG. 13
  • each step may be executed in sequence as appropriate.
  • steps S34A to S35 may be performed before step S33.
  • the example shown in FIG. 13 relates to a method of integrally forming the support case 60 around the stator core 112. Separately from the stator core 112, the cores 7 and 7A are set in a mold to form the support case 60 alone. Manufacturing is also possible.
  • the protrusion 67 in the support case 60 protrudes radially inward from the boundary wall surface portion 652 , but protrudes radially outward from the inner side wall surface portion 651 . may protrude from the Alternatively, the protrusion 67 may be provided on the boundary wall surface portion 652 so as to protrude radially inward, and may be provided on the inner diameter side wall surface portion 651 so as to protrude radially outward. The same applies to the protrusion 69 associated with the case oil passage 35 .
  • the column portion 66 (the column portion 68 is also the same, and the same shall apply hereinafter) has a cylindrical shape, but the cross-sectional shape is arbitrary.
  • the cross-sectional shape need not be constant.
  • the column portion 66 may have a constriction such that the cross-sectional area becomes smaller near the central portion in the height direction.

Landscapes

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Abstract

回転電機用の冷却部材であって、冷媒流入孔を形成する第1部位と、冷媒流出孔を形成する第2部位と、外部に連通することなく冷媒流入孔と冷媒流出孔とを連通する冷媒路を形成する第3部位と、を備え、第3部位は、冷媒路において、冷媒の流れに対して垂直な第1方向にそれぞれ立設される複数の第1柱部と、第1方向にそれぞれ突設される複数の突部とを備え、冷媒路に暴露する複数の第1柱部の表面及び突部の表面に冷媒が接する、冷却部材が開示される。

Description

回転電機用の冷却部材、回転電機、回転電機用の冷却部材の製造方法
 本開示は、回転電機用の冷却部材、回転電機、及び回転電機用の冷却部材の製造方法に関する。
 径方向内側の円筒状の壁部と径方向外側の円筒状の壁部との間に径方向の柱部を設けた流路構造が知られている。
独国特許公開第102009047215号公報
 上記の従来技術のような、柱部を複数有する流路構造は、柱部の外周面が冷媒路に接するので、熱交換が可能な表面積を効率的に増加できる点で有利である。このような、柱部を複数有する流路構造においては、冷媒の流れに偏りが生じない配置で各柱部を形成することが、冷媒路における各位置での冷却性能の均一化を図る観点から有用となる。例えば、各柱部は、冷媒の流れに対して垂直に立設されるので、流れを妨げることになるが、冷媒路において柱部が局所的に少ない部分があると、当該部分に冷媒が多く流れ、冷媒の流れに偏りが生じやすくなる。
 しかしながら、製造上の各種制約により、製造要件を満たすように、冷媒の流れに偏りが低減される配置で冷媒路に各柱部を配置することが難しい。例えば、冷媒路用の中空部を形成するために崩壊性中子を利用する場合、崩壊性中子は、当該柱部を形成するための径方向の貫通孔を有するように成形される。しかしながら、圧力を付与して成形する種の崩壊性中子の場合、崩壊性中子の一ピースに、このような径方向の貫通孔を自由に設定することは難しい。
 そこで、1つの側面では、本開示は、柱部を複数有する流路構造において、製造要件を満たしつつ、冷媒の流れにおける偏りを低減することを目的とする。
 1つの側面では、回転電機用の冷却部材であって、
 冷媒流入孔を形成する第1部位と、
 冷媒流出孔を形成する第2部位と、
 外部に連通することなく前記冷媒流入孔と前記冷媒流出孔とを連通する冷媒路を形成する第3部位と、を備え、
 前記第3部位は、前記冷媒路において、冷媒の流れに対して垂直な第1方向にそれぞれ立設される複数の第1柱部と、前記第1方向にそれぞれ突設される複数の突部とを備え、
 前記冷媒路に暴露する前記複数の第1柱部の表面及び前記突部の表面に前記冷媒が接する、冷却部材が提供される。
 1つの側面では、本開示によれば、柱部を複数有する流路構造において、製造要件を満たしつつ、冷媒の流れにおける偏りを低減することが可能となる。
一実施例による回転電機の外観を概略的に示す正面図である。 回転電機の一部を概略的に示す側面図(軸方向に視た平面図)である。 回転電機の回転軸を通る平面で切断した際の、回転電機の一部を概略的に示す断面図である。 冷却水路の説明図であり、図3のQ1部の拡大図である。 ケース油路の説明図であり、図3のQ2部の拡大図である。 冷却水路に係る中子の単体を示す斜視図である。 中子を形成する一の分割体(円環状中子)を抜き出して示す斜視図である。 円環状中子の一部の拡大図である。 図4のラインA-Aに沿った断面図である。 図4のラインB-Bに沿った断面図である。 図4のラインC-Cに沿った断面図である。 径方向の凹部及び軸方向の第1凹部の成形方法の一例を説明する概略的な説明図である。 本実施例の冷却水路における冷却水の流れの説明図であり、冷却水路の外殻の一部を示す上面図である。 図9のラインD-Dに沿った断面図である。 図9のラインE-Eに沿った断面図である。 比較例による冷却水路における冷却水の流れの説明図であり、冷却水路の外殻の一部を示す上面図である。 ステータの製造方法の流れを示す概略フローチャートである。 図13に示す製造方法を説明するための図であり、鋳込工程中の状態を概略的に示す断面図である。
 以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。また、図面では、見易さのために、複数存在する同一属性の部位には、一部のみしか参照符号が付されていない場合がある。
 図1は、本実施例による回転電機10の外観を概略的に示す正面図であり、図2は、回転電機10の一部を概略的に示す側面図(軸方向に視た平面図)であり、図3は、回転電機10の回転軸Iを通る平面で切断した際の、回転電機10の一部を概略的に示す断面図である。図3では、冷却水路95やケース油路35の構造は、概略的に図示されており、詳細は、図3Aや、図3B、図5以降を参照して後述する。図3Aは、図3のQ1部の拡大図である。図3Bは、図3のQ2部の拡大図である。図4は、冷却水路95に係る中子7の単体を示す斜視図である。図1~図3では、回転電機10のロータの図示が省略され、ステータコイル114等が概略的に示される。
 以下では、径方向(第1方向の一例)、周方向(第2方向の一例)、及び軸方向(第3方向の一例)は、特に言及しない限り、回転電機10の回転軸I(=ステータコア112の中心軸)を基準とする。また、以下の説明では、説明上、上下方向は、回転軸Iが水平方向に略平行になるように搭載された回転電機10の搭載状態での上下方向を表す。図1等には、当該上下方向に対応したZ方向と、軸方向に対応するX方向とが図示されている。この場合、Z方向は、回転軸Iに直交し、Z1側が上側であり、Z2側が下側である。ただし、搭載状態の回転電機10の向きは任意である。また、図4には、図1等に示すX方向、Z方向にそれぞれ対応したX軸、Z軸に直交するY軸を加えた座標系(右手座標系)が示されている。
 回転電機10は、ロータ(図示せず)と、ステータ10bとを備え、ステータ10bは、ステータコア112と、ステータコイル114とを含む。ステータコイル114は、軸方向両端にコイルエンド220A、220Bを含む。
 また、回転電機10は、支持ケース60を含む。
 支持ケース60は、図1及び図2等に示すように、円環状の形態であり、回転電機10のケースとして機能できる。支持ケース60は、例えば、軸方向の両側が開口した形態(軸方向に視て、ステータコア112に実質的に重なることがない形態)である。支持ケース60は、軸方向の両側で他のケース部材600A、600B(図3に、一点鎖線で概略的に図示)に結合される。なお、図3では、図示しないが、軸方向の一端側のケース部材600A又は600Bは、ロータ(図示せず)を回転可能に支持してよい。なお、図2及び図3には、他のケース部材600A、600Bとのボルト結合用の穴610が図示されている。このように、支持ケース60は、軸方向の端面が他のケース部材600A、600Bの軸方向の端面に軸方向に当接する態様で、他のケース部材600A、600Bに結合されてもよい。なお、ボルト結合用の穴610は、軸方向に貫通する貫通孔の形態であってもよいし、非貫通孔の形態であってもよい。
 支持ケース60は、アルミを主成分とする材料により形成される。例えば、支持ケース60は、後述のように冷却水が通る冷却水路95を形成する関係上、好ましくは、耐腐食性が良好なアルミ合金により形成される。アルミ合金としては、例えば、Al-Si系合金や、Al-Mg系合金、Al-Mg-Si系合金等、任意である。
 支持ケース60は、後述のようにケース油路35及び冷却水路95(図3参照)を形成する中空部(空洞)を有する構造である。かかる中空部を有する支持ケース60は、一ピースの部材であり、中子(入れ子)(図4の中子7参照)を利用して、鋳造で形成できる。
 ここで、図4は、冷却水路95に係る中子7を示すが、ケース油路35に係る中子(図14の中子7A参照)も同様に用意される。なお、図4に示す中子7は、冷却水路95を形成するための中実の円筒部70を備え、円筒部70には、柱部66を形成するための貫通孔71(径方向の貫通孔)や、突部67を形成するための径方向の凹部74(径方向の非貫通穴)が複数形成される。貫通孔71は、柱部66のうちの、突部67に軸方向で隣接する柱部66(以下、区別するときは、「第1柱部66-1」と称する)用の貫通孔71-1と、突部67に軸方向で隣接しない柱部66(以下、区別するときは、「第2柱部66-2」と称する)用の貫通孔71-2とを含む。径方向の凹部74は、貫通孔71-1に軸方向に隣接して形成される。
 また、中子7は、軸方向の溝部(周方向の離間部)79を備え、軸方向の溝部79は、冷却水路95の周方向の連続性を、支持ケース60の天頂部領域で軸方向に遮断するための仕切り壁(図示せず)を形成する。溝部79は、径方向に貫通する形態である。また、中子7は、入口水路部61及び出口水路部62を形成するための円柱部77、78を有する。
 支持ケース60は、このような2つの中子(図14の中子7、7A参照)を、金型(図示せず)内に、ケース油路35に係る中子の径方向内側に冷却水路95に係る中子が径方向に隙間を介して配置される態様でセットし、溶融した金属材料(支持ケース60の材料であり、例えばアルミ合金)を当該金型内に注入することで形成(鋳造)できる。この場合、各中子は、例えば崩壊性の塩中子であってよく、金型から取り出された鋳造物における各中子の部分に水を注入することで、塩を溶かして除去する。この結果、ケース油路35に係る中子の部分が空間(ケース油路35等の空間)となり、冷却水路95に係る中子の部分が空間(冷却水路95等の空間)となり、径方向でケース油路35に係る中子と冷却水路95に係る中子との間の隙間(支持ケース60の軸方向の略全長にわたり軸方向に延在する円環状の隙間)が境界壁面部位652(図3参照)となり、金型の外周面とケース油路35に係る中子の径方向外側の表面との間の隙間(支持ケース60の軸方向の略全長にわたり軸方向に延在する円環状の隙間)が外径側壁面部位653(図3参照)となり、ステータコア112の外周面と冷却水路95に係る中子の径方向内側の表面との間の隙間(支持ケース60の軸方向の略全長にわたり軸方向に延在する円環状の隙間)が内径側壁面部位651(図3参照)となり、かつ、各中子の軸方向の両端側が両端壁部654(図3参照)となる支持ケース60を製造できる。
 支持ケース60は、径方向でステータコア112に接する態様でステータコア112を径方向内側に保持する。すなわち、支持ケース60は、ステータコア112の径方向外側の表面を隙間なく覆う態様で、ステータコア112を保持する。このようにして、支持ケース60は、ステータコア112を含むステータ10bを回転不能に支持する。
 支持ケース60とステータコア112とは、ボルトによる締結ではなく、接合により一体化されてよい。すなわち、支持ケース60は、ステータコア112の径方向外側の表面に、その径方向内側の表面が接合されてよい。支持ケース60とステータコア112との接合方法は、焼き嵌めや圧入等、任意であるが、一例については後述する。
 支持ケース60は、好ましくは、ステータコア112の径方向外側の表面の略全体に、その径方向内側の表面が接する態様(面接触する態様)でステータコア112を保持する。この場合、支持ケース60内の冷却水路95を通る冷却水によりステータコア112の全体を効率的に冷却できる。本実施例では、一例として、支持ケース60は、図3に示すように、ステータコア112のX方向の全長にわたり延在し、ステータコア112の外周面の略全体に、その内周面が接する。なお、ステータコア112の外周面の“略全体”とは、ステータコア112の溶接溝(図示せず)のような箇所(ステータコア112の外周面と支持ケース60の内周面とが径方向で離間しうる箇所)を許容する概念である。
 支持ケース60は、内部にケース油路35及び冷却水路95を形成する。この際、径方向内側からステータコア112、冷却水路95、及びケース油路35の順に隣接して配置される。なお、“隣接”とは、支持ケース60に係る材料部分以外は介在しない態様を指す。
 冷却水路95は、入口水路部61内の水路及び出口水路部62内の水路に接続される。具体的には、冷却水路95は、上流側の端部が入口水路部61内の水路に接続され、下流側の端部が出口水路部62に接続される。入口水路部61及び出口水路部62は、図1に示すように、支持ケース60の径方向外側(上下方向では上側)に突出する態様で、形成されてもよい。入口水路部61及び出口水路部62は、周方向で、後述する中子7の溝部79に対応して、オフセットする。なお、図1に示す例では、入口水路部61及び出口水路部62は、支持ケース60の軸方向の中央部に設けられるが、支持ケース60の軸方向の両側に設けられてもよい。
 冷却水路95は、ステータコア112の軸方向の延在範囲において周方向に延在する。冷却水路95は、天頂部領域で軸方向の仕切り壁(図示せず)により周方向が分断されており、周方向の一端が、入口水路部61内の水路に接続され、周方向の他端が出口水路部62内の水路に接続される。
 本実施例では、冷却水路95は、図3Aに示すように、多数の柱部66(径方向に延在する柱部)まわりと、多数の突部67まわり(凸側端面671側を含む)に形成される形態(図3、図3A及び図4参照)である。
 より具体的には、冷却水路95は、径方向内側が内径側壁面部位651により仕切られ、径方向外側が境界壁面部位652により仕切られ、かつ、軸方向の両端部が両端壁部654により閉塞される。そして、このようにして形成される円環状の空間(支持ケース60の軸方向の略全長にわたり軸方向に延在する円環状の空間)に、内径側壁面部位651から境界壁面部位652まで径方向に延在(立設)する多数の柱部66と、境界壁面部位652から径方向内側に突設される多数の突部67とが、配置される。なお、突部67は、径方向内側の端面(凸側端面671)が内径側壁面部位651から離間している(すなわち凸側端面671が冷却水路95に接する)。多数の柱部66及び多数の突部67は、流れに対して抵抗となりつつ、ステータコア112の径方向外側の表面の全体にわたり、淀みなく冷却水が流れるように機能する。多数の柱部66及び多数の突部67は、当該円環状の空間において略均等な態様で分散して配置されてよい。多数の柱部66及び多数の突部67の配置の詳細については後述する。
 このように本実施例では、支持ケース60は、冷却水路95を形成する部分として、円筒状の内径側壁面部位651と、円筒状の境界壁面部位652とを、回転軸Iを中心とした同心状に有し、内径側壁面部位651及び境界壁面部位652が、冷却水路95を形成する。そして、支持ケース60は、径方向で内径側壁面部位651及び境界壁面部位652の間に多数の柱部66が立設されるともに、境界壁面部位652に多数の突部67が突設される。また、支持ケース60は、中空管の形態の入口水路部61及び出口水路部62を有し、入口水路部61は、冷却水路95への冷媒流入孔を形成し、出口水路部62は、冷却水路95からの冷媒流出孔を形成する。なお、冷却水路95は、上述したように、軸方向の両端部が両端壁部654により閉塞され、かつ、周辺両端が上述した仕切り壁(図示せず)により閉塞されている。従って、冷却水路95は、外部に連通することなく冷媒流入孔と冷媒流出孔とを連通する。
 なお、図4に示す中子7は、上述したように支持ケース60の天頂部領域において軸方向の仕切り壁(図示せず)を形成するための軸方向の溝部79を備え、溝部79は、径方向に貫通する形態である。冷却水路95は、溝部79に対応する仕切り壁を有することで、入口水路部61から出口水路部62へと直線状に流れる冷却水の流れを防止できる。すなわち、入口水路部61から導入された冷却水は、出口水路部62まで至るためには、ステータコア112の径方向外側を周回しつつ上述した多数の柱部66及び突部67まわりを通る必要があるので、入口水路部61から出口水路部62まで直線状に冷却水が流れる場合に比べて、ステータコア112を効果的に冷却できる。
 ケース油路35は、ステータコア112の軸方向の延在範囲において周方向に延在する。本実施例では、一例として、ケース油路35は、図3Bに示すように、多数の柱部68(径方向に延在する柱部)まわりと、多数の突部69まわりに形成される形態(図3参照)である。より具体的には、ケース油路35は、径方向内側が境界壁面部位652により仕切られ、径方向外側が外径側壁面部位653により仕切られ、かつ、軸方向の両端部が両端壁部654により閉塞される。そして、このようにして形成される円環状の空間(支持ケース60の軸方向の略全長にわたり軸方向に延在する円環状の空間)に、境界壁面部位652から外径側壁面部位653まで径方向に延在する多数の柱部68と、外径側壁面部位653から径方向内側に突設される多数の突部69とが、配置される。なお、突部69は、径方向内側の端面(凸側端面)が境界壁面部位652から離間している。多数の柱部68及び多数の突部69は、流れに対して抵抗となりつつ、ステータコア112の径方向外側の表面の全体にわたり、淀みなく冷却水が流れるように機能する。多数の柱部68及び多数の突部69は、当該円環状の空間において略均等な態様で分散して配置されてよい。ケース油路35内の柱部68及び突部69は、冷却水路95内の柱部66及び突部67と実質的に同じ構成であってよく、以下では、冷却水路95内の柱部66及び突部67について主に説明する。
 本実施例では、一例として、ケース油路35は、図3に示すように、軸方向の一方の側の第1油路部351と、軸方向の他方の側の第2油路部352とを含む。第1油路部351と第2油路部352とは、入口油路330、331よりも上流側以外は、互いに対して連通しない独立した油路部である。なお、入口油路330、331は、図1に示すように、支持ケース60に径方向外側(上下方向では下側)に突出する態様で、形成されてもよい。
 第1油路部351は、ステータコア112の軸方向の延在範囲の一方の側(本例ではX1側)において周方向に延在する。第1油路部351は、回転軸Iまわりの円筒状の形態(上述のように柱部68や突部69を備える円筒状の形態)であり、一端が入口油路330に連通し、他端が、上側からコイルエンド220Aに径方向に対向する油滴下部(図示せず)にて開口する。
 第2油路部352は、ステータコア112の軸方向の延在範囲の他方の側(本例ではX2側)において周方向に延在する。第2油路部352は、回転軸Iまわりの円筒状の形態(上述のように柱部68や突部69を備える円筒状の形態)であり、一端が入口油路331に連通し、他端が、上側からコイルエンド220Bに径方向に対向する油滴下部(図示せず)にて開口する。
 なお、本実施例では、一例として、第1油路部351及び第2油路部352は、ステータコア112の軸方向の延在範囲の中心付近で分離した対称な形態である。これにより、ケース油路35を軸方向に分離しつつ、ステータコア112を第1油路部351及び第2油路部352のそれぞれを通る油により均等に冷却することが容易となる。ただし、変形例では、第1油路部351及び第2油路部352は、ステータコア112の軸方向の延在範囲の中心に関して非対称な形態であってもよいし、冷却水路95のように、第1油路部351及び第2油路部352が連通(連続)する態様であってもよい。また、冷却水路95についても、ケース油路35と同様に、軸方向に分割されてもよい。
 ここで、上述した冷却水路95及びケース油路35における冷却水と油の流れを概説する。
 入口水路部61から供給(図1及び図2の矢印R1参照)される冷却水は、冷却水路95に入り、冷却水路95を通って、ステータコア112の径方向外側で回転軸Iまわりを回り、出口水路部62から出ていく(図2の矢印R3参照)。なお、冷却水は、入口水路部61から冷却水路95に流入する際に、後述する軸方向の連続した流路部分951において軸方向全体にわたって広がり、冷却水路95における軸方向全体で周回する。
 入口油路330、331に供給(図1及び図2の矢印R10参照)される油は、ケース油路35の第1油路部351及び第2油路部352に供給され、第1油路部351に供給された油は、回転軸Iまわりを回りつつX方向X1側へと流れ、X方向X1側端部における天頂部領域に至って油滴下部(図示せず)から、X方向X1側のコイルエンド220Aに滴下される(図示せず)。同様に、第2油路部352に供給された油は、回転軸Iまわりを回りつつX方向X2側へと流れ、X方向X2側端部における天頂部領域に至って油滴下部(図示せず)から、X方向X2側のコイルエンド220Bに滴下される(図示せず)。
 本実施例では、冷却水路95は、多数の柱部66の外周面660に接するとともに、多数の突部67の外周面670及び凸側端面671に接するので、冷却水路95内を流れる冷却水が熱交換できる表面積を効率的に増加できる。これにより、冷却水路95内の冷却水とケース油路35内の油等との間の熱交換を効率的に実現できる。すなわち、冷却水路95に接する壁面の表面積を効率的に増加させることができ、冷却水路95内の冷却水による熱交換能力(ケース油路35内の油やステータコア112との間の熱交換に係る熱交換能力)を効率的に高めることができる。このような効果は、ケース油路35内の多数の柱部68及び多数の突部69によっても同様の原理で促進される。
 また、図1~図4に示す例によれば、冷却水路95を形成する支持ケース60が、ステータコア112に接するので、冷却水とステータコア112との間には、支持ケース60の内径側壁面部位651が存在するだけである。ここで、冷却水は、ラジエータ(図示せず)で外気(例えば車両の走行時に通過する空気)と熱交換されて冷却され、油は、冷却水路95内の冷却水と熱交換されて冷却されるものであるので、冷却水の方が油よりも低温である。従って、冷却水とステータコア112との間に、例えば油等の他の媒体や部材が介在する場合に比べて、冷却水によりステータコア112を効率的に冷却できる。
 また、図1~図4に示す例によれば、上述のように、冷却水路95は、ステータコア112の径方向外側でステータコア112の軸方向の全体にわたり延在しかつ周方向の全体にわたり延在するので、ステータコア112の全体から熱を奪うことができる。
 また、図1~図4に示す例によれば、支持ケース60内に冷却水路95とケース油路35とが形成されるので、支持ケース60内に冷却水路95とケース油路35との間の境界部を形成できる。すなわち、冷却水路95を形成する支持ケース60がケース油路35を形成するので、径方向で冷却水と油との間には、支持ケース60の境界壁面部位652が存在するだけである。従って、冷却水と油との間に、例えば他の部材が介在する場合に比べて、冷却水により油を効率的に冷却できる。従って、図1~図4に示す例によれば、出力の比較的高い回転電機10においても、オイルクーラを不要とすることができる。
 また、図1~図4に示す例によれば、上述したように、支持ケース60は、1ピースの部材でありながら、冷却水路95とケース油路35とを内部に形成するので、2つ以上の部材を結合することで支持ケース60のような支持ケースを形成する構成に比べて、部品点数を少なくすることができるとともに、結合のための構造(例えばボルト締結構造)等が不要となり、簡易な構成を実現できる。
 なお、図1~図4に示す例において、ケース油路35内の油は、回転電機10の動作中は常に循環されてもよいし、あるいは、回転電機10の動作中の一部の期間だけ循環されてもよい。例えば、ケース油路35内の油は、上述したように主にコイルエンド220A、220Bの冷却に使用されるので、コイルエンド220A、220Bの発熱が比較的大きくなる期間だけ循環されてもよい。
 なお、図1~図4では、特定の構造の回転電機10が示されるが、回転電機10の構造は、図4に示す中子7のような中子を利用して形成される支持ケース60を有する限り、任意である。また、支持ケース60は、冷却水路95及びケース油路35のうちの、一方を有していなくてもよい。また、冷却水路95及びケース油路35のそれぞれの流路構造は、好ましい実施例として、熱効率に係る表面積を効率的に増加できるように、多数の柱部(柱部66又は柱部68)等を有するが、冷却水路95及びケース油路35の任意の一方は、他の形態の流路構造を有してもよい。例えば、ケース油路35は、他の形態の流路構造として、外径側壁面部位653又は境界壁面部位652の表面に凹凸を有するだけの構造であってもよい。この場合、凹凸に係る凸部は、径方向の両端部が壁面部位(境界壁面部位652と外径側壁面部位653)に接続される柱部とは異なり、径方向の一方側の端部が壁面部位に離間している形態(すなわち突部69と同様の形態)である。あるいは、ケース油路35は、他の形態の流路構造として、外径側壁面部位653及び境界壁面部位652の表面に実質的に凹凸を有さない構造であってもよい。
 また、図1~図4では、特定の冷却方法が開示されているが、回転電機10の冷却方法は任意である。従って、例えば、冷却水路95及びケース油路35は、冷却水及び油がそれぞれ螺旋状で回転軸Iまわりを旋回するように形成されてもよい。また、油は、ロータ(図示せず)の軸心冷却に利用されてもよい。
 また、図1~図4では、支持ケース60は、入口水路部61及び出口水路部62を一体的に有するが、入口水路部61及び出口水路部62の一方又は双方は、別ピースにより形成されてもよい。なお、入口水路部61及び出口水路部62が別ピースである場合、支持ケース60に、入口水路部61及び出口水路部62が接続される箇所に、冷媒流入孔及び冷媒流出孔として機能する径方向の孔が形成されてよい。これは、入口油路330及び入口油路331を形成する各管状部位についても同様である。
 以下、中子7の構成とともに、上述したように中子7により形成される冷却水路95の構成について説明する。ここでは、冷却水路95に関しては、当該冷却水路95を形成するための中子7の構成を利用して、説明する場合がある。これは、中子7の構成が定まると、当該中子7により形成できる冷却水路95の構成が一意に決まるためである。換言すると、中子7の図は、冷却水路95の外表面(外殻)を表し、中子7の中実部は冷却水路95の空間である。従って、以下では、中子7の構成と、冷却水路95の構成とを、特段区別せずに説明する場合がある。また、中子7の構成の説明に関して、中子7のある一要素が、支持ケース60(又は冷却水路95)のある要素を形成する関係となるが、この関係は、中子7を利用して支持ケース60を製造することを前提としている。
 なお、図4に示したように、冷却水路95(中子7)のうちの、入口水路部61内の水路及び出口水路部62内の水路に接続される軸方向の流路部分951、952は、冷却水の軸方向の広がりを適切に調整するためのバッファ領域として機能する。以下では、特に言及しない限り、冷却水路95(中子7)のうちの、流路部分951、952以外の流路部分(周方向の流路部分)の構成に関して説明する。なお、中子7のうちの、流路部分951、952を形成する部分は、流路部分951、952以外の流路部分(周方向の流路部分)を形成する部分とは別に成形されてもよい。
 まず、図4及び図5以降を参照して、冷却水路95(中子7)の構成を更に詳細に説明する。以下では、冷却水路95(中子7)の構成について説明するが、ケース油路35(及びそれを形成する中子7A)の構成にも同様に適用可能である。
 図5は、中子7を形成する一の分割体(以下、単に「円環状中子700」と称する)を抜き出して示す斜視図である。図6は、一の円環状中子700の一部の拡大図である。図7Aは、図4のラインA-Aに沿った断面図であり、図7Bは、図4のラインB-Bに沿った断面図であり、図7Cは、図4のラインC-Cに沿った断面図である。図8は、径方向の凹部74及び軸方向の第1凹部710の成形方法の一例を説明する概略的な説明図である。
 本実施例では、中子7は、崩壊性中子である。崩壊性中子は、鋳造工程後に“崩壊”して取り除くことができる種の中子を指す。崩壊性中子は、例えば塩中子やシェル中子(砂)等がある。塩中子は、シェル中子に比べて熱に強く、鋳造時の制約が小さい。このため、本実施例では、中子7は、好ましくは、塩中子である。
 本実施例では、中子7は、図5に示すような円環状中子700を軸方向に積層して形成される。なお、図4には、各円環状中子700の分割ラインL1が示されている。図4では、中子7は、9つの円環状中子700が軸方向に積層されてなるが、一の中子7を形成する円環状中子700の個数は、支持ケース60の軸方向の長さに応じて、適宜設定されてよい。なお、一の中子7を形成する複数の円環状中子700は、円柱部77、78を有する円環状中子700(図4では、「円環状中子700-1」で図示)を含むが、以下では、特に言及しない限り、円柱部77、78を有さない円環状中子700(又は円環状中子700-1における円柱部77、78以外の周方向範囲の部分)について説明する。
 円環状中子700は、材料(中子用の塩)を軸方向に圧縮して固めることで、形成される。各円環状中子700は、上述した円環状中子700-1以外は、同じ形態である。以下の円環状中子700の構成の説明は、特に言及しない限り、一の円環状中子700に関する。
 円環状中子700は、軸方向の一方側の端面(軸方向端面)に軸方向の第1凹部710を有し、軸方向の他方側の端面(軸方向端面)に軸方向の第2凹部720を有する。軸方向の第1凹部710や軸方向の第2凹部720は、円環状中子700が軸方向に圧縮して形成されることから、容易に形成可能である。例えば、軸方向の第1凹部710や軸方向の第2凹部720は、圧縮用の金型の軸方向の凸部(図8の凸部910参照)により形成可能である。
 軸方向の第1凹部710は、上述した支持ケース60の第1柱部66-1を形成するための貫通孔71-1を形成し、軸方向の第2凹部720は、上述した支持ケース60の第2柱部66-2を形成するための貫通孔71-2を形成する。
 具体的には、円環状中子700は、軸方向の一方側(図5では、X方向の負側)の端面に、同一の軸方向位置で周方向に延在する基本面7100を備える。基本面7100は、軸方向(回転軸I)に垂直な面である。基本面7100には、軸方向に凹む第1凹部710が、周方向に沿って周期的に形成される。第1凹部710は、上述した流路部分951、952に対応する周方向範囲R50(図5参照)を除いて、周期的に等間隔(一定のピッチp1)で設定される。これにより、周方向に均等に第1凹部710(及びそれに伴い径方向の凹部74)を配置できる。また、複数の円環状中子700を積層した中子7(図4参照)において、軸方向に均等に第1凹部710(及びそれに伴い径方向の凹部74)を配置できる。
 第1凹部710の周方向の長さl1は、任意であるが、ピッチp1よりも小さく設定されてよい。
 同様に、円環状中子700は、軸方向の他方側(図5では、X方向の正側)の端面に、同一の軸方向位置で周方向に延在する基本面7200を備える。基本面7200は、軸方向に垂直な面である。基本面7200には、軸方向に凹む第2凹部720が、周方向に沿って周期的に形成される。第2凹部720は、上述した流路部分951、952に対応する周方向範囲R50(図5参照)を除いて、周期的に等間隔(一定のピッチp2)で設定される。
 第2凹部720のピッチp2は、第1凹部710のピッチp1と異なってもよいが、好ましくは、同じである。第2凹部720の周方向の長さl2は、任意であるが、ピッチp2よりも小さく設定されてよい。第2凹部720の周方向の長さl2は、第1凹部710の長さl1と異なってもよいが、好ましくは、同じである。
 本実施例では、第2凹部720のピッチp2は、第1凹部710のピッチp1と同じであるが、位相がずれる。すなわち、第2凹部720の周方向位置は、第1凹部710の周方向位置に対して所定シフト量Δ1だけずれる。この場合、所定シフト量Δ1は、好ましくは、第1凹部710の周方向の延在範囲と第2凹部720の周方向の延在範囲とが重ならないように(すなわち軸方向に視て互いにオーバラップしないように)設定される。換言すると、所定シフト量Δ1、各ピッチp1、p2、及び周方向の各長さl1、l2は、第1凹部710の周方向の範囲と第2凹部720の周方向の範囲とが重ならないように設定される。
 本実施例では、所定シフト量Δ1は、第2凹部720のピッチp2の半分に対応する。すなわち、所定シフト量Δ1は、周方向で隣り合う2つの第2凹部720の中間位置に、各第1凹部710が位置するように、設定される。これにより、周方向に均等に第1凹部710及び第2凹部720(及びそれに伴い第1柱部66-1及び第2柱部66-2)を配置できる。
 第2凹部720の深さd2(軸方向の凹み量)は、第1凹部710の深さd1(軸方向の凹み量)と同じであってよい。この場合、第2凹部720の深さd2(軸方向の凹み量)は、好ましくは、一の円環状中子700の軸方向の基本長さ(基本面7100から基本面7200までの長さ)W0の半分よりも有意に短く、例えば、1/3程度であってよい。このように、第1凹部710の深さd1及び第2凹部720の深さd2の合計が一の円環状中子700の軸方向の基本長さW0よりも小さい構成では、凹部が形成されない軸方向の一定の範囲が周方向に沿って帯状に延在することになる。以下では、このような帯状の範囲を、「軸方向凹部が形成されない帯状範囲」とも称する。
 ところで、基本長さW0は、大きいほど、一の中子7を形成するための円環状中子700の個数を低減できる反面、一の中子7に形成できる軸方向の第1凹部710及び軸方向の第2凹部720の数(それに伴い支持ケース60の柱部68の個数)が低減する。従って、基本長さW0は、これらの背反を考慮して適合されてよい。
 ここで、第1凹部710の深さd1及び第2凹部720の深さd2のそれぞれの寸法を固定したとき、軸方向凹部が形成されない帯状範囲の軸方向の寸法を小さくするほど、一の円環状中子700の軸方向の基本長さW0が小さくなる。このため、軸方向凹部が形成されない帯状範囲の軸方向の寸法を小さくするほど、一の中子7を形成するための円環状中子700の個数が増加する。例えば、軸方向凹部が形成されない帯状範囲の軸方向の寸法を“0”にすると、一の中子7を形成するための円環状中子700の個数が比較的大きくなる。
 この点、本実施例によれば、軸方向凹部が形成されない帯状範囲の軸方向の寸法を、0より大きい値(例えば、上述したように、W0の1/3程度)に設定することで、一の中子7を形成するための円環状中子700の個数が過大となること(及びそれに伴うコストの過大な増加)を防止できる。また、軸方向凹部が形成されない帯状範囲の軸方向の寸法を、0より大きい値(例えば、上述したように、W0の1/3程度)に設定することで、円環状中子700の必要な剛性(例えば組み付けの際の形状安定性の観点から必要となる剛性)の確保が容易となる。
 本実施例では、円環状中子700は、上述した支持ケース60の突部67を形成するための径方向の凹部74を有する。径方向の凹部74は、軸方向凹部が形成されない帯状範囲に、上述したように、軸方向の第1凹部710に軸方向に隣接して形成される。この場合、複数の第1凹部710及び複数の突部67は、複数の第2凹部720に対して、軸方向及び周方向の位置が異なる。なお、本実施例では、複数の突部67は、軸方向凹部が形成されない帯状範囲の軸方向全長にわたって軸方向に延在するが、軸方向凹部が形成されない帯状範囲の一部にわたって軸方向に延在してもよいし、軸方向凹部が形成されない帯状範囲を超えて延在してもよい。
 径方向の凹部74は、第1凹部710と対をなす態様で、形成される。この場合、径方向の凹部74は、第1凹部710と同時に同じ金型により形成できる。例えば図8に示すような、円環状の上型91と円環状の下型92とを用いて形成されてもよい。なお、図8には、円環状の上型91と円環状の下型92の断面図(回転軸Iを含む平面による断面図)が概略的に示されており、S800は、成形前の状態を示し、S801は、成形時(型締め時)の状態を示す。この場合、上型91は、第1凹部710を形成するための凸部910と、凸部910の端面から延在する更なる凸部912とを有し、下型92は、凹溝920を有する。この場合、凹溝920内の材料MT(中子用の塩)を入れて上型91を下降させて軸方向に圧縮することで(矢印800参照)、径方向の凹部74と第1凹部710とを同時に同じ金型により形成できる。なお、上型91は、第2凹部720を形成するための凸部(凸部910のような別の凸部)を、異なる周方向位置に備えてよい。なお、このような金型で形成できるように、一の径方向の凹部74の周方向の形成範囲は、対応する一の第1凹部710の周方向の形成範囲内に設定されてよい。
 このような本実施例による円環状中子700によれば、複数の円環状中子700を同心状にかつ軸方向に積層することで、多数の柱部66を形成できる中子7を形成できる。なお、複数の円環状中子700を同心状にかつ軸方向に積層する際、一の円環状中子700の各第1凹部710は、当該一の円環状中子700に軸方向に当接する他の一の円環状中子700の基本面7200に軸方向に対向する。これにより、各第1凹部710と基本面7200とを周壁とする貫通孔71-1(第1柱部66-1)が形成される。同様に、一の円環状中子700の各第2凹部720は、当該一の円環状中子700に軸方向に当接する他の一の円環状中子700の基本面7100に軸方向に対向する。これにより、各第2凹部720と基本面7100とを周壁とする貫通孔71-2(第2柱部66-2)が形成される。
 ところで、中子7のような崩壊性中子を利用する場合、崩壊性中子の一ピースに、柱部66を形成するための径方向の貫通孔を設定することは難しい。これは、径方向の貫通孔は、成形時の軸方向の圧縮力によって潰れやすいためである。
 この点、本実施例によれば、上述したように、円環状中子700には、柱部66を形成するための径方向の貫通孔に代えて、軸方向の第1凹部710及び軸方向の第2凹部720が形成される。このような軸方向の第1凹部710及び軸方向の第2凹部720は、図8を参照して概説したように、比較的容易に成形できる。個々の円環状中子700は、製造要件を満たす態様で個別に製造できる。従って、本実施例によれば、製造要件を満たす態様で、多数の柱部66を形成できる中子7を形成できる。
 また、本実施例によれば、上述したように、軸方向の第1凹部710及び軸方向の第2凹部720は、軸方向及び周方向に沿った異なる位置に形成される。この場合、図7Aから図7Cに示すように、周方向に沿って、軸方向の第1凹部710(図7A)及び軸方向の第2凹部720(図7B)が、中実部(図7C)を介して交互に周期的に発生する。また、軸方向に沿って、軸方向の第1凹部710及び軸方向の第2凹部720が、径方向の凹部74又は中実部を介して交互に周期的に発生する。このようにして、本実施例によれば、第1柱部66-1及び第2柱部66-2を千鳥配置により比較的高い密度で形成でき、冷却水路95の冷却性能を高めることができる。なお、軸方向の第1凹部710及び軸方向の第2凹部720が同じ周方向位置に又は周方向でオーバラップする態様で形成される場合、上述したように円環状中子700の剛性の観点から、一の円環状中子700の軸方向の基本長さW0が長くなりやすく、柱部66の配置の高密度化に対して不利となる。このようにして、本実施例によれば、製造要件を満たしつつ、柱部66の配置の高密度化を図ることができる。
 次に、図9から図11を参照して、本実施例の冷却水路95における冷却水の流れとともに、径方向の凹部74の技術的な意義について、図12に示す比較例と対比しつつ説明する。
 図9は、本実施例の冷却水路95における冷却水の流れの説明図であり、冷却水路95の外殻の一部を示す上面図である。図9には、矢印R90や、矢印R93、矢印R94により一部の冷却水の流れが模式的に示されている。図10は、図9のラインD-Dに沿った断面図であり、図11は、図9のラインE-Eに沿った断面図である。図12は、比較例による冷却水路95’における冷却水の流れの説明図であり、冷却水路95’の外殻の一部を示す上面図である。図12には、矢印R90、矢印R91、矢印R92により一部の冷却水の流れが模式的に示されている。なお、図9及び図12において、矢印R90等は、一部の領域に対してのみ付されているが、他の同様の領域に対しても実質的に同様の冷却水の流れが実現される。
 比較例による冷却水路95’は、図9及び図12に示すように、本実施例による冷却水路95に対して、突部67を有しない点で異なる。このような、冷却水路95’は、上述した円環状中子700に対して、径方向の凹部74が省略された円環状中子(図示せず)を同様に軸方向に積層してなる中子を利用して形成できる。
 本実施例及び比較例においては、ともに、入口水路部61から供給される冷却水は、上述したように、全体として周方向に沿って流れる。
 各柱部66は、このような冷却水の流れに対して垂直に延在するので、流れを妨げることで、流れを軸方向に分配する機能を有する。すなわち、各柱部66に周方向に当たる流れ(矢印R90参照)は、各柱部66で軸方向に分かれて下流側へと流れていく。
 ところで、本実施例(比較例も同様)では、各柱部66は、図9に示すように、周方向には等間隔に配置されているが、軸方向には偏りを有する。すなわち、各第1柱部66-1の周方向の位置は、周方向で隣り合う各2つの各第2柱部66-2の中間位置に一致するが、各第1柱部66-1の軸方向の位置は、軸方向で隣り合う各2つの各第2柱部66-2の中間位置に一致しない。このような偏りは、上述した「軸方向凹部が形成されない帯状範囲(図9及び図12の符号900参照)に起因して生じる。すなわち、軸方向凹部が形成されない帯状範囲は、柱部66が形成されない流路部分を形成するので、各柱部66の配置に係る軸方向の偏りの原因となる。特に本実施例では、軸方向凹部が形成されない帯状範囲は、比較的大きい軸方向の寸法(例えば、上述したように一の円環状中子700の軸方向の基本長さW0の1/3程度)を有するので、有意な軸方向の偏りを生む。
 このような各柱部66の配置に係る軸方向の偏りは、周方向に沿った流れに対する抵抗の均一化を妨げる傾向がある。具体的には、冷却水路95は、柱部66が形成されない流路部分において、他の部分に比べて、周方向に沿った流れに対する抵抗が小さくなるという偏りを有することとなる。
 このため、比較例では、図12に矢印R91で示すように、冷却水は、柱部66が形成されない流路部分(軸方向凹部が形成されない帯状範囲に係る流路部分)に沿って多く流れようとし、その結果、柱部66が軸方向に高密度で配置される周方向範囲(図9及び図12の符号901参照)では、柱部66まわりの冷却水の流量が比較的小さくなりやすい。すなわち、柱部66が形成されない流路部分における冷却水の流れ(図12の矢印R91参照)のうち、軸方向に分配される流れ(図12の矢印R92参照)はわずかとなる。
 このように、冷却水路95において、柱部66が形成されない流路部分(軸方向凹部が形成されない帯状範囲に係る流路部分)が存在すると、当該流路部分に冷却水が多く流れ、冷却水の流れに偏りが生じやすくなる。
 これに対して、本実施例によれば、軸方向凹部が形成されない帯状範囲に、複数の突部67が形成されるので、上述した比較例において生じる不都合を低減できる。具体的には、突部67は、図10に示すように、周方向の流れに対して断面積の低下(急縮小)による抵抗となるので、柱部66が形成されない流路部分における流量を低減できる。その結果、図9に矢印R93及びR94で模式的に示すように、突部67に向かって周方向に流れる冷却水の一部は、突部67の軸方向両側へと流れ、比較例において生じるような上述した偏りを低減できる。すなわち、柱部66が形成されない流路部分における冷却水の流れのうち、軸方向に分配される流れ(図9の矢印R94参照)が促進され、冷却水の流れにおける偏りを低減できる。以下では、このような突部67の機能、すなわち、柱部66が形成されない流路部分における流量を低減する機能を、「流量均一化機能」とも称する。
 このようにして、本実施例によれば、柱部66を複数有する流路構造において、製造要件を満たしつつ、冷却水の流れにおける偏りを低減できる。
 ところで、上述したような突部67は、径方向の高さ(深さH1参照)が高いほど柱部66に類似する形態となり、柱部66と同様に機能できる。しかしながら、その反面、突部67の径方向の高さが柱部66と同様になると、実質的に柱部66が拡大することになり、上述したように製造要件を満たさないだけでなく、柱部66が形成されない流路部分における冷却水の流れに対する抵抗が過大となる。
 従って、突部67の径方向の高さ(寸法)は、上述したように製造要件を満たすように、かつ、上述した流量均一化機能が適切に実現されるように、適合される。この点、中子7の径方向の厚み(=柱部66の径方向の高さ)をH0(図6参照)とすると、突部67の径方向の高さに対応する径方向の凹部74の深さH1(図6参照)は、中子7の径方向の厚みH0よりも有意に小さい。中子7の径方向の厚みH0は、支持ケース60の径方向の体格が過大とならないように、例えば4mmから6mm程度とされる。この場合、突部67の径方向の高さ(径方向の凹部74の深さH1)は、0.5mmから1.5mmの間であってよい。これにより、径方向の体格の低減を図りつつ、流量均一化機能を有した冷却性能の優れた支持ケース60を実現できる。なお、突部67の径方向の高さは、金型(図8参照)の抜き勾配等に起因して一定でなくてもよい。
 なお、本実施例では、上述したように、突部67は、第1柱部66-1に隣接して形成されているが、これに代えて又は加えて、突部67は、第2柱部66-2に隣接して形成されてもよい。
 次に、図13及び図14を参照して、上述した中子7を利用した回転電機10の製造方法の好ましい例を説明する。
 図13は、ステータ10bの製造方法の流れを示す概略フローチャートである。図14は、図13に示す製造方法を説明するための図であり、鋳込工程中の状態を概略的に示す断面図である。
 ステータ10bの製造方法は、まず、ステータコア112を準備することを含む(ステップS30)。ステータコア112は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなる。この場合、各鋼板は、互いに結合されていなくてもよいし、溶接等により結合されていてもよい。
 次いで、ステータ10bの製造方法は、ステータコア112に対して、マスキング用金型170をセットすることを含む(ステップS31)。マスキング用金型170は、ステータコア112の軸方向の両端面と、ステータコア112の径方向内側の表面(ロータコアが収容される側の表面)とを、保護する機能を有する。図14に示す例では、マスキング用金型170は、上側マスキング部材171と、下側マスキング部材172と、締付ボルト173とを含む。
 次いで、ステータ10bの製造方法は、不活性ガスをステータコア112の空間80内に充填することを含む(ステップS32)。不活性ガスの役割は、後述する。
 次いで、ステータ10bの製造方法は、ステータコア112を、鋳造用の金型1400(図14に概略的に図示)にセットすることを含む(ステップS33)。この際、ステータコア112は、上述したマスキング用金型170が取り付けられた状態で、鋳造用の金型1400にセットされる。
 次いで、ステータ10bの製造方法は、上述した円環状中子700を複数準備する準備工程(ステップS34A)と、準備した複数の円環状中子700を、同心状かつ軸方向に複数積層する積層工程とを含む(ステップS34B)。これにより、中子7を得る。なお、中子7Aについても、中子7と同様の方法で得ることができる。なお、複数の円環状中子700の積層は、金型内にセットされる前に実行されてもよい。この場合、積層状態を維持するように円環状中子700同士が接着等されてもよい。あるいは、このような積層は、鋳造用の金型1400内でセットされる際に実行されてもよい(次のステップS35と実質的に同時に実現されてもよい)。
 次いで、ステータ10bの製造方法は、ステップS34Bで得た中子7及び中子7Aを鋳造用の金型1400にセットすることを含む(ステップS35)。この場合、中子7及び中子7Aは、ステータコア112の径方向外側にセットされる(図14参照)。具体的には、中子7は、径方向内側のステータコア112に対して径方向外側に離間してセットされ、中子7Aは、中子7に対して径方向外側に離間してセットされ、かつ、径方向外側の鋳造用の金型1400に対して径方向内側に離間してセットされる。
 次いで、ステータ10bの製造方法は、ステータコア112がセットされた鋳造用の金型1400に、アルミを主成分とする材料(以下、単に「アルミ材料」とも称する)を、溶かした状態(すなわち溶湯の状態)で注湯することで、アルミ材料により支持ケース60を鋳造する工程(鋳造工程)を含む(ステップS36)。なお、本実施例では、溶かしたアルミ材料の重さだけで鋳造する金型鋳造(アルミ重力鋳造)方法が採用されるが、他の鋳造方法が利用されてもよい。図14には、鋳造工程で金型にアルミ材料が注湯された状態が模式的な断面図で示されている。図14には、中子7,7Aはそれぞれ円筒状の形態の断面図で模式的に示されているとともに、注湯されたアルミ材料がハッチング範囲90で模式的に示されている。
 鋳造用の金型1400に、溶かしたアルミ材料を導入すると、アルミ材料は、ステータコア112の外周面を覆うように、流動する。このようにして、ステータコア112の外周面に支持ケース60を強固に接合できる。なお、ステータコア112の外周面と支持ケース60との間の接合強度を高めるために、ステップS33で金型内にセットされる前に、ステータコア112の外周面には、支持ケース60との接合を促進するための処理(例えばアルミナイジング処理)が実行されてもよい。例えば、アルミナイジング処理は、空間80内に不活性ガスが充填された状態で、ステータコア112をアルミ槽(例えば溶融アルミニウム槽)等の槽に浸漬させることで実現されてよい。
 また、注入されたアルミ材料は、径方向で内側からステータコア112、中子7、中子7A、径方向外側の鋳造用の金型1400に係る径方向の各隙間を埋める態様で、流動する。具体的には、アルミ材料が、中子7(中子7Aについても同様)を形成する複数の円環状中子700のそれぞれの外周面及び内周面を覆い、かつ、各貫通孔71及び各径方向の凹部74を埋めるように、流動する。この結果、上述した各柱部66と各突部67を備えた冷却水路95、及び、各柱部68と各突部69を備えたケース油路35を有する支持ケース60を形成できる。
 なお、本実施例では、上述したように、ステータコア112は、マスキング用金型170が取り付けられた状態で、鋳造用の金型1400にセットされる。従って、ステータコア112の端面1125、1126にアルミ材料が付着したり、空間80内にアルミ材料が浸入したりする可能性を低減できる。
 また、本実施例では、本ステップS36の鋳造工程は、不活性ガスを空間80内に充填した状態で実行される。ステップS36の鋳造工程が空間80内に不活性ガスが充填された状態で実行される場合、そうでない場合(すなわちステップS36の鋳造工程が空間80内に不活性ガスが充填されない状態で実行される場合)に比べて、ステータコア112を形成する鋼板の絶縁膜へのダメージを低減できる。
 具体的には、ステップS36の鋳造工程が、空間80内に不活性ガスが充填されない状態(すなわち酸素を含む雰囲気)で実現される場合、ステータコア112の径方向内側の表面が、高温のアルミ材料に起因して高温の雰囲気に晒されることになる。その結果、ステータコア112の各鋼板の絶縁膜が破壊され、ステータコア112の磁気性能が所期の性能でなくなる可能性がある。
 この点、ステップS36の鋳造工程が不活性ガスを空間80内に充填した状態で実行される場合、ステータコア112が高温の雰囲気に晒されても、当該雰囲気が酸素を実質的に含まないので、酸化スケールの発生が防止又は効果的に低減される。この結果、ステータコア112の各鋼板の絶縁膜が保護され、ステータコア112の磁気性能が所期の性能でなくなる可能性を効果的に低減できる。なお、これは、不活性ガスを空間80内に充填した状態で、上述したアルミナイジング処理を行う場合も同様である。
 次いで、ステータ10bの製造方法は、上述したケース油路35及び冷却水路95を形成するための中子7、7Aを“崩壊”させることで除去することを含む(ステップS38)(除去工程の一例)。中子7、7Aが塩中子である場合、上述したように注水等により“崩壊”させて除去できる。これにより、支持ケース60の内部に上述したケース油路35及び冷却水路95が形成される。
 次いで、ステータ10bの製造方法は、上述したマスキング用金型170をステータコア112から取り外すことを含む(ステップS39)。なお、本ステップS39は、上述したステップS38よりも前に実行されてもよい。
 次いで、ステータ10bの製造方法は、ステータコア112にステータコイル114を巻装する等の各種仕上げ工程を含む(ステップS40)。
 このようにして、図13に示す例によれば、支持ケース60とステータコア112とが強固に接合したステータ10bを容易に製造できる。なお、このようにして製造されたステータ10bの径方向内側に、ロータ(図示せず)が組み付けられ、回転電機10を形成できる。
 なお、図13に示す例において、各工程は、適宜前後して実行されてもよい。例えば、ステップS34AからステップS35の工程は、ステップS33の工程の前に実行されてもよい。また、図13に示す例は、ステータコア112まわりに支持ケース60を一体に形成する方法に関するが、ステータコア112とは別に、中子7、7Aを金型内にセットして支持ケース60を単体で製造することも可能である。
 以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。また、各実施例の効果のうちの、従属項に係る効果は、上位概念(独立項)とは区別した付加的効果である。
 例えば、上述した実施例では、支持ケース60において突部67は、径方向内側に突出するように境界壁面部位652に突設されているが、径方向外側に突出するように内径側壁面部位651に突設されてもよい。あるいは、突部67は、径方向内側に突出するように境界壁面部位652に突設されるとともに、径方向外側に突出するように内径側壁面部位651に突設されてもよい。これは、ケース油路35に係る突部69も同様である。
 また、上述した実施例では、柱部66(柱部68も同様、以下同じ)は、円柱状であるが、断面形状は任意であり、また、必ずしも高さ方向(径方向)の各位置で断面形状が一定である必要もない。例えば、柱部66は、高さ方向の中央部付近で断面積が小さくなるようなくびれを有してもよい。
10・・・回転電機、I・・・回転軸、60・・・支持ケース(冷却部材)、61・・・入口水路部(第1部位)、62・・・出口水路部(第2部位)、651・・・内径側壁面部位(第3部位、第2壁部)、652・・・境界壁面部位(第3部位、第1壁部)、66(66-1)・・・第1柱部、66(66-2)・・・第2柱部、660・・・外周面、67・・・突部、670・・・外周面、671・・・凸側端面、95・・・冷却水路(冷媒路)、700・・・円環状中子(崩壊性中子)、71・・・貫通孔、74・・・径方向の凹部、710・・・第1凹部(軸方向の凹部)、720・・・第2凹部(軸方向の凹部)

Claims (7)

  1.  回転電機用の冷却部材であって、
     冷媒流入孔を形成する第1部位と、
     冷媒流出孔を形成する第2部位と、
     外部に連通することなく前記冷媒流入孔と前記冷媒流出孔とを連通する冷媒路を形成する第3部位と、を備え、
     前記第3部位は、前記冷媒路において、冷媒の流れに対して垂直な第1方向にそれぞれ立設される複数の第1柱部と、前記第1方向にそれぞれ突設される複数の突部とを備え、
     前記冷媒路に暴露する前記複数の第1柱部の表面及び前記突部の表面に前記冷媒が接する、冷却部材。
  2.  前記複数の第1柱部及び前記複数の突部は、対で設けられ、
     前記複数の第1柱部及び前記複数の突部に係る複数の対は、前記第1方向に直交しかつ互いに対して直交する2方向を第2方向及び第3方向とした場合に、前記第2方向及び前記第3方向のそれぞれに沿って等間隔にかつ互いに隣接することなく、配置される、請求項1に記載の冷却部材。
  3.  前記第3部位は、径方向外側の円筒状の第1壁部と、径方向内側の円筒状の第2壁部とを、前記回転電機の回転軸を中心として同心状に有するとともに、前記第1壁部と前記第2壁部との間に前記冷媒路を形成し、
     前記第2方向及び前記第3方向は、前記回転軸を基準とした周方向及び軸方向に対応し、
     前記複数の対のそれぞれにおいて、前記第1柱部及び前記突部は軸方向に隣り合う、請求項2に記載の冷却部材。
  4.  前記第3部位は、複数の第2柱部を、更に備え、
     前記冷媒路に暴露する前記複数の第2柱部の表面に前記冷媒が接し、
     前記複数の第2柱部は、前記複数の第1柱部及び前記複数の突部に対して、軸方向及び周方向の位置が異なる、請求項3に記載の冷却部材。
  5.  前記突部の前記第1方向の寸法は、0.5mmから1.5mmの間である、請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の冷却部材。
  6.  ステータコアと、
     前記ステータコアの径方向外側に接合される冷却部材とを含み、
     前記冷却部材は、
     冷媒流入孔を形成する第1部位と、
     冷媒流出孔を形成する第2部位と、
     外部に連通することなく前記冷媒流入孔と前記冷媒流出孔とを連通する冷媒路を形成する第3部位と、を備え、
     前記第3部位は、前記冷媒路において、冷媒の流れに対して垂直な第1方向にそれぞれ立設される複数の第1柱部及び複数の突部を備え、
     前記冷媒路に暴露する前記複数の第1柱部の表面及び前記突部の表面に前記冷媒が接する、回転電機。
  7.  回転電機に用いられる円環状の冷却部材の製造方法であって、
     軸方向端面に軸方向の凹部をそれぞれ有しかつ外周面又は内周面に径方向の凹部をそれぞれ有する円環状の複数の崩壊性中子を準備する準備工程と、
     前記複数の崩壊性中子を、前記軸方向の凹部により径方向の貫通孔を形成する態様で、同心状にかつ軸方向に積層する積層工程と、
     金型内に前記複数の崩壊性中子が積層された状態で、前記金型内に前記冷却部材の材料を、前記材料が前記複数の崩壊性中子のそれぞれの外周面及び内周面を覆いかつ前記貫通孔を埋めるように、注湯する鋳造工程と、
     前記鋳造工程の後に、前記複数の崩壊性中子を除去する除去工程とを含む、製造方法。
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