旋转电机的制作方法

1.本发明涉及旋转电机。


背景技术：

2.作为对旋转电机的绕组进行冷却的方法，已知有使制冷剂通过定子铁心的插槽内部的结构。例如，公开了将配置在插槽内部的绕组用清漆含浸并固定且在含浸了的部位的旁边设置使制冷剂通过的空间的结构(日本国专利第2716286号公报)。而且，公开了使上述的结构的制造工序容易的发明(日本国专利第4687180号公报)。
3.公开了针对上述技术而通过使用自粘线来省略清漆的含浸工序的发明(日本国特开2018-125988号公报)。


技术实现要素：

4.在绕组中含浸有清漆的结构中，制冷剂仅在设置于绕组的旁边的空间中通过。由此，难以向构成绕组的导线直接供给制冷剂。即，在确保充分的冷却性能这样的观点上还有改善的余地。
5.另外，在上述的省略清漆的含浸工序的在先技术中，通过加热处理在构成绕组的导线彼此之间形成树脂层。因此，在构成绕组的导线彼此之间没有充分的间隙，存在与用清漆含浸的结构同样的课题。
6.本发明的方案目的在于，提供一种具备能够不使用清漆地将绕组固定并获得充分的冷却性能的结构的旋转电机。
7.本发明的第一方案的旋转电机具备：将导线形成为束状的绕组；具备供所述绕组配置的插槽的定子铁心；以及在所述插槽中配置于所述绕组与所述定子铁心之间的绝缘纸，其中，所述导线具有自粘性，所述绝缘纸具有发泡层，在所述绕组的所述导线之间形成有制冷剂流路。
8.根据该构成，绕组的导线使用自粘线，并在定子铁心的插槽配置绝缘纸。由此，即便不使清漆含浸于绕组，也能够将绕组固定于插槽的内部。其结果是(通过不使用清漆)，能够在构成绕组的导线彼此之间形成间隙。通过将该间隙设为制冷剂流路，能够有效地对绕组进行冷却。
9.另外，配置于插槽的绝缘纸具有发泡层。由此，通过发泡层发泡而按压插槽的内部的绕组。由此，能够抑制在导线彼此之间形成的制冷剂流路的大小产生不均。
10.在第二方案中，所述绝缘纸可以以隔着所述绕组对置的方式配置在所述插槽的侧壁面上。
11.根据该构成，绝缘纸以隔着绕组对置的方式配置在插槽的侧壁面上。由此，在插槽的内部，绝缘纸按压绕组时，能够从夹着绕组的两侧均等地施加力。由此，能够更稳定地按压绕组。
12.在第三方案中，可以是，所述绝缘纸也配置在所述插槽的位于所述定子铁心的径
向外径侧的壁面上，在所述插槽的位于所述定子铁心的径向内径侧的部位配置有与所述绝缘纸分体的固定构件。
13.根据该构成，绝缘纸配置在插槽的位于定子铁心的径向外径侧的壁面上，在插槽的位于定子铁心的径向内径侧的部位配置有与绝缘纸分体的固定构件。
14.通过这样将绕组从四个方向固定，即使在旋转电机振动时，绕组的位置也不会偏离，能够将制冷剂流路保持为均匀。由此，能够确保耐久性。由此，例如在由于高电流施加而负载有高振动的马达中也能够良好地适用该旋转电机。
15.在第四方案中，可以是，所述绝缘纸的配置在所述插槽的所述侧壁面上的部分在所述插槽的位于所述定子铁心的径向内径侧的端部不具有所述发泡层。
16.在插槽的位于定子铁心的径向内侧的部位配置的固定构件在插槽的内部设有绝缘纸及绕组的状态下向插槽插入。因此，如果将发泡层设置至插槽的位于定子铁心的径向内径侧的端部，则由于发泡层具有的粘合性而使固定构件难以插入。相对于此，通过在插槽的位于定子铁心的径向内径侧的端部不具有发泡层，由此能够避免上述的问题的发生。
17.在第五方案中，所述发泡层的发泡后的厚度可以为形成所述绕组的所述导线的外径以下。
18.如果发泡层的发泡后的厚度比绕组的导线的外径大，则在插槽内发泡层发泡时，绕组的导线填埋于发泡层。于是，发泡层进入绕组的导线彼此的间隙。由此，制冷剂流路消失。因此，制冷剂未直接向导线供给，基于制冷剂的冷却性能下降。相对于此，如果发泡层的发泡后的厚度为绕组外径以下，则绕组的导线未填埋于发泡后的发泡层。由此，能够防止上述的问题的发生。
19.在第六方案中，所述导线在所述制冷剂流路中与制冷剂接触的表面积可以为所述导线的表面积的30％以上。
20.根据本发明的方案，可以提供一种具备能够不使用清漆地将绕组固定并获得充分的冷却性能的结构的旋转电机。
附图说明
21.图1是表示本发明的一实施方式的旋转电机的图。
22.图2是图1所示的旋转电机的ii-ii方向的剖视图。
23.图3是图2所示的旋转电机的iii-iii方向的剖视图。
24.图4是图3所示的iv部的放大图。
25.图5是图4所示的插槽中的绕组的放大图。
26.图6是表示在图2中制冷剂向定子铁心的插槽内循环的状态的简图。
27.图7是表示在图5中在插槽内部含浸有清漆的情况的图。
具体实施方式
28.以下，参照附图，说明本发明的一实施方式的定子30。
29.如图1所示，旋转电机100具备第一罩10、第二罩20、定子30。旋转电机100在圆筒状的定子30的内部具备具有磁性的输出轴(未图示)，通过使其旋转而产生动力。即，本实施方式的旋转电机100是内转子型的马达。然而，外转子型的马达也可以适用本发明。
30.如图2所示，第一罩10覆盖定子30的轴向上的一端部。由此，防止在定子30的一端部突出的绕组32(后述)向外部露出并具有作为使制冷剂c(后述)向定子30的内部循环时的胶囊结构的作用。而且，如图1所示，也可以通过在第一罩10设置凸缘11而具有将旋转电机100向任意的部位安装的作用。
31.第二罩20覆盖定子30的另一端部。由此，防止在定子30的另一端部突出的绕组32向外部露出并具有作为使制冷剂c向定子30的内部循环时的胶囊结构的作用。
32.定子30通过负荷有电流而使定子30的内部产生磁力，通过该磁力使输出轴旋转。如图3、图4、图5所示，定子30具备定子铁心31、绕组32、绝缘纸33、固定构件34。
33.定子铁心31在旋转电机100中收容未图示的输出轴。定子铁心31是圆筒状的构件。定子铁心31优选使用例如电磁钢板。如图3所示，在定子铁心31的圆筒状中的内周面上隔开间隔地呈环状设置插槽31s。
34.插槽31s沿着定子铁心31的长度方向设置成直线状。如图4所示，插槽31s在与定子铁心31的长度方向正交的截面中形成为梯形形状。在插槽31s的内部配置绕组32、绝缘纸33。而且，如图3及图4所示，在定子铁心31中，有时将位于相邻的插槽31s彼此之间的部位特别称为齿t。
35.绕组32是将导线l形成为束状的结构。绕组32在插槽31s的内部沿着定子铁心31的长度方向设置。通过向其施加电流而使定子铁心31的内部产生磁力。而且，绕组32使用的导线l的外径可以优选设为0.1mm～3mm。
36.在本实施方式中，在绕组32使用的导线l的表面设置热粘结部lf。热粘结部lf优选使用例如环氧系的热固化性树脂。即，绕组32使用的导线l是通过加热处理而使得相邻的导线l彼此具有自粘性的所谓的自粘线。由此，如果在导线l配置成束状的状态下进行加热处理，则相邻的导线l的热粘结部lf热粘结。由此形成绕组32。
37.如图3、图4所示，绝缘纸33是在插槽31s的内部配置于插槽31s的内壁与绕组32之间的片状的构件。具体而言，绝缘纸33以隔着绕组32对置的方式配置在插槽31s的侧壁面(插槽31s的内壁中的面向定子铁心31的周向的部位)上。此外，绝缘纸33也配置于插槽31s的位于定子铁心31的径向外径侧的壁面。由此，将定子铁心31与绕组32绝缘。
38.绝缘纸33在厚度方向的两侧的表面具有发泡层33f。发泡层33f优选使用例如环氧系发泡树脂。发泡层33f通过加热处理而膨胀(发泡)。此时，发泡层33f产生粘合性，在加热处理后固化。由此，与绝缘纸33的发泡层33f相接的构件彼此粘接、固定。
39.在将绝缘纸33、绕组32及固定构件34配置于插槽31s的内部之后，实施加热处理。由此，发泡层33f发泡，从而在插槽31s的内部将在绕组32与插槽31s的内壁之间、绕组32与固定构件34的内侧面之间及固定构件34的外侧面与插槽31s的内壁之间产生的多余的间隙填埋，将绕组32的导线l固定于插槽31s的内部。此时，如果发泡层33f的厚度比绕组32使用的导线l的外径厚，则位于插槽31s的侧壁附近的导线l被埋在发泡层33f之中。如果成为这样的状态，则在导线l彼此之间不会形成制冷剂流路32r(后述)。因此，发泡层33f的厚度优选设为绕组32的外径以下。
40.在本实施方式中，绝缘纸33的配置于插槽31s的侧壁面的部分在插槽31s的位于定子铁心31的径向内径侧的端部不具有发泡层33f。由此，能确保固定构件34的安装容易性(详情后述)。
41.固定构件34将插槽31s的开口部闭塞。由此，绕组32的面向插槽31s的内壁的部位被绝缘纸33固定且开口部被固定构件34固定，共从四个方向被固定。如图3、图4所示，固定构件34具有型的形状。固定构件34以所述形状的两端部与插槽31s的内壁相接的方式插入。需要说明的是，在固定构件34的外侧面及内侧面也设有绝缘纸33。
42.固定构件34在插槽31s的内部设有绝缘纸33及绕组32的状态下向插槽31s插入。因此，如果将发泡层33f设置至插槽31s的位于定子铁心31的径向内径侧的端部，则由于发泡层33f具有的粘合性而使得固定构件34难以插入。相对于此，通过在插槽31s的位于定子铁心31的径向内径侧的端部不具有发泡层33f，由此防止固定构件34与发泡层33f的干涉。由此，确保固定构件34的插入容易度。此外，通过如上所述在固定构件34的外侧面及内侧面也设置绝缘纸33，由此在加热处理后消除绕组32与固定构件34的内侧面、及固定构件34的外侧面与插槽31s的内壁之间的间隙，确保绕组32在插槽31s的内部的固定。或者，固定构件34可以是与绝缘纸33同样(相同)的构件。换言之，也可以通过在插槽31s的内部设有绝缘纸33及绕组32的状态下向插槽31s插入绝缘纸33，从而使绝缘纸33具有固定构件34的作用。
43.制冷剂c对定子30进行冷却。具体而言，对因通电而发热的绕组32进行冷却。在本实施方式中，制冷剂c优选使用例如通常的atf(自动变速箱油)。
44.如图6所示，制冷剂c在旋转电机100的内部循环。即，制冷剂c经由泵p从设置于第一罩10的入口i进入旋转电机100的内部。进入到旋转电机100的内部的制冷剂c通过插槽31s的内部向第二罩20侧移动。移动到第二罩20的内部的制冷剂c从设置于第二罩20的出口o向油冷却器oc(换热器)移动。由油冷却器oc冷却后的制冷剂c再次经由泵p从第一罩10进入旋转电机100的内部。这样，通过制冷剂c在旋转电机100的内部循环而对定子30进行冷却。
45.在上述的制冷剂c的循环中，在制冷剂c通过插槽31s时，制冷剂c通过在绕组32的内部形成的制冷剂流路32r。以下，说明绕组32及制冷剂流路32r的形成次序。
46.首先，以沿着插槽31s的内部的内壁的方式配置具有发泡层33f的绝缘纸33。此时，如上所述，进行对位以在插槽31s的位于定子铁心31的径向内径侧的端部不配置发泡层33f。
47.接下来，在配置有绝缘纸33的插槽31s的内部配置导线l。导线l的配置优选使用公知的镶嵌成形。
48.当通过上述的工序而将插槽31s的内部由导线l充满时，如图5所示，配置于插槽31s内的绕组32内的导线l彼此成为相互相接的状态。
49.如果对其进行加热处理，则相邻的导线l彼此相互热粘结而固定。由此，形成绕组32。同时，在导线l彼此未相接的部位形成制冷剂流路32r。需要说明的是，关于通过上述的工序而形成的制冷剂流路32r，制冷剂流路32r中的绕组32与制冷剂c的接触表面积可以优选确保为构成绕组32的导线l的表面积的30％以上。
50.在此，如图7所示，如果在插槽31s中在绕组彼此之间含浸清漆w，则不形成上述的制冷剂流路32r。即，即便使制冷剂c向插槽31s内循环，制冷剂c也无法与导线l直接接触，因此无法有效地进行冷却。通过利用上述的工序在导线l彼此的间隙形成制冷剂流路32r，由此能够使制冷剂c直接与导线l接触。由此，使制冷剂c的冷却有效。
51.另外，在所述加热处理时，设置于导线l与插槽31s之间的绝缘纸33的发泡层33f膨
胀，将在导线l与插槽31s的侧壁之间产生的间隙填埋。由此，在插槽31s的内部，防止伴随着旋转电机100的振动而使导线l移动的状况。而且，使固定可靠，以避免在热粘结的导线l彼此之间产生偏离而使得制冷剂流路32r发生变形。
52.如以上说明所述，根据本实施方式的旋转电机100，绕组32的导线l使用自粘线，并在定子铁心31的插槽31s配置绝缘纸33。由此，即便不使清漆w含浸于绕组32，也能够将绕组32固定于插槽31s的内部。其结果是(通过不使用清漆w)，能够在构成绕组32的导线l彼此之间形成间隙。通过将该间隙设为制冷剂流路32r，能够有效地对绕组32进行冷却。
53.另外，配置于插槽31s的绝缘纸33具有发泡层33f。由此，发泡层33f发泡而按压插槽31s的内部的绕组32。由此，能够抑制在导线l彼此之间形成的制冷剂流路32r的大小产生不均。
54.另外，绝缘纸33以隔着绕组32对置的方式配置在插槽31s的侧壁面上。由此，在插槽31s的内部，绝缘纸33按压绕组32时，能够从夹着绕组32的两侧均等地施加力。由此，能够更稳定地按压绕组32。
55.另外，绝缘纸33配置在插槽31s的位于定子铁心31的径向外径侧的壁面上，在插槽31s的位于定子铁心31的径向内径侧的部位配置与绝缘纸33分体的固定构件34。
56.通过这样将绕组32从四个方向固定，即使在旋转电机100振动时，绕组32的位置也不会偏离，能够将制冷剂流路32r保持为均匀。由此，能够确保耐久性。由此，例如在由于高电流施加而负荷有高振动的马达中也能够良好地适用该旋转电机100。
57.在插槽31s的位于定子铁心31的径向内侧的部位配置的固定构件34在插槽31s的内部设有绝缘纸33及绕组32的状态下向插槽31s插入。因此，如果将发泡层33f设置至插槽31s的位于定子铁心31的径向内径侧的端部，则由于发泡层33f具有的粘合性而使固定构件34难以插入。相对于此，通过在插槽31s的位于定子铁心31的径向内径侧的端部不具有发泡层33f，由此能够避免上述的问题的发生。
58.如果发泡层33f的发泡后的厚度比绕组32的导线l的外径大，则在插槽31s内发泡层33f发泡时，绕组32的导线l填埋于发泡层33f。于是，发泡层33f进入绕组32的导线l彼此的间隙。由此，制冷剂流路32r消失。因此，制冷剂c未直接向导线l供给，基于制冷剂c的冷却性能下降。相对于此，如果发泡层33f的发泡后的厚度为绕组外径以下，则绕组32的导线l未填埋于发泡后的发泡层33f。由此，能够防止上述的问题的发生。
59.需要说明的是，本发明的技术范围没有限定为前述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以施加各种变更。
60.例如，第一罩10的凸缘11可以设置于第二罩20。
61.此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以适当地将前述实施方式中的构成要素置换为周知的构成要素，而且，可以将前述的变形例适当组合。