特開 2024-175716 回転電機用ステータおよび回転電機用ステータの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175716

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】回転電機用ステータおよび回転電機用ステータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/20 20060101AFI20241212BHJP

   H02K 15/10 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H02K1/20 C

H02K15/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093626

(22)【出願日】2023-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100154380

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 隆一

(74)【代理人】

【識別番号】100081972

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 豊

(72)【発明者】

【氏名】井上 雅志

【テーマコード（参考）】

5H601

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H601AA16

5H601CC05

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD11

5H601EE03

5H601EE12

5H601EE26

5H601GA02

5H601GB05

5H601GB12

5H601GB33

5H601GC04

5H601GC05

5H601GC08

5H601GC12

5H601GE02

5H601GE12

5H601GE16

5H601JJ04

5H601JJ06

5H601JJ08

5H601KK08

5H601KK10

5H601KK14

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB02

5H615BB07

5H615BB14

5H615PP01

5H615PP08

5H615PP19

5H615RR02

5H615SS05

5H615SS19

5H615SS24

(57)【要約】

【課題】ステータコアのスロットからロータへの冷却油の漏れを安価な構成で防止することが可能な回転電機用ステータを提供する。
【解決手段】回転電機用ステータ２は、軸線を中心とした内周面２０ａを有するとともに、径方向に延設された周方向複数のスロット２２を有するステータコア２０と、スロット２２に配置されたコイル２１と、内周面２０ａに対向するように軸線を中心として略円筒形状に構成されたシート状の外部絶縁部材５０と、を備える。外部絶縁部材５０は、ステータコア２０の内側に入り込む発泡体５２を一体に有し、ステータコア２０は、冷却油をスロット２２に導く冷却媒体供給部と、発泡体５２がスロット２２に入り込むように内周面２０ａに設けられた開口２２１と、をさらに有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線を中心とした周面を有するとともに、径方向に延設された周方向複数のスロットが設けられたステータコアと、
前記スロットに配置されたコイルと、
前記周面に対向するように前記軸線を中心として略円筒形状に構成されたシート状ないしフィルム状の絶縁部材と、を備え、
前記絶縁部材は、前記ステータコアの内側に入り込む発泡体を一体に有し、
前記ステータコアは、
冷却媒体を前記スロットに導く冷却媒体供給部と、
前記発泡体が前記ステータコアの内側に入り込むように前記周面に設けられた発泡体導入部と、をさらに有することを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項2】

請求項１に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記発泡体導入部は、前記周面から径方向に延設された前記スロットの開口により構成されることを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項3】

請求項２に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記絶縁部材は、周方向に分割して配置された周方向複数の分割絶縁部材により構成され、
前記分割絶縁部材は、前記開口を介して前記スロットに挿入されるように周方向端部から径方向に向けて屈曲された屈曲部を有することを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項4】

請求項２または３に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記ステータコアは、前記周面に設けられた前記開口の周方向の幅が前記スロットの周方向の幅よりも小さくなるように構成されることを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項5】

請求項１に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記ステータコアは、前記周方向複数のスロットを形成するように設けられた周方向複数のティースをさらに有し、
前記発泡体導入部は、前記ティースの周面に設けられた切り欠きにより構成されることを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項6】

請求項５に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記ステータコアは、前記周面に設けられた前記切り欠きの周方向の幅が、前記周面からの径方向の距離が増加するに従い大きくなるように構成されることを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項7】

請求項１に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記ステータコアは、単一または積層された複数枚の電磁鋼板からなる第１鋼板部と単一または積層された複数枚の電磁鋼板からなる第２鋼板部とを軸方向に交互に積層して構成され、
前記周面は、前記第１鋼板部の周面と前記第２鋼板部の周面とを含み、
前記第１鋼板部の周面は、径方向に凹設された第１凹部と径方向に突設された第１凸部とを周方向交互に有し、
前記第２鋼板部の周面は、径方向に凹設された第２凹部と径方向に突設された第２凸部とを周方向交互に有し、
前記第１鋼板部と前記第２鋼板部とは、前記第１凹部と前記第２凸部および前記第２凹部と前記第１凸部がそれぞれ軸方向に隣接するように積層されていることを特徴とする回転電機用ステータ。

【請求項8】

軸線を中心とした周面を有するとともに径方向に延設された周方向複数のスロットが設けられたステータコアと、前記スロットに配置されたコイルと、を有し、前記スロットを冷却媒体が流れるように構成される回転電機用ステータの製造方法であって、
前記スロット側の表面に発泡層が設けられた、前記軸線を中心として略円筒形状に構成されたシート状ないしフィルム状の絶縁部材を、前記周面に対向するように配置する配置工程と、
前記絶縁部材を前記周面に当接させる当接工程と、
前記周面に当接した前記絶縁部材を加熱する加熱工程と、を含む回転電機用ステータの製造方法。

【請求項9】

請求項８に記載の回転電機用ステータの製造方法において、
前記当接工程は、加熱部を有する径方向に移動可能な治具を、前記絶縁部材に対向するように配置して、前記加熱部を径方向に移動させることを含み、
前記加熱工程は、前記加熱部を加熱させることを含む回転電機用ステータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機用ステータおよび回転電機用ステータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ステータコアの内周面に設けられたスロットに、軸方向に閉塞部材を係合させてスロットの開口を塞ぐとともに、スロットの内部を冷却油が流通するように構成されたステータが知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－２７１１５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１記載のステータのように、スロットの開口に閉塞部材を係合する構成では、スロットと閉塞部材とを互いに精度よく形成する必要があり、コストの増加を伴う。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様である回転電機用ステータは、軸線を中心とした周面を有するとともに、径方向に延設された周方向複数のスロットが設けられたステータコアと、スロットに配置されたコイルと、周面に対向するように軸線を中心として略円筒形状に構成されたシート状ないしフィルム状の絶縁部材と、を備える。絶縁部材は、ステータコアの内側に入り込む発泡体を一体に有し、ステータコアは、冷却媒体をスロットに導く冷却媒体供給部と、発泡体がステータコアの内側に入り込むように周面に設けられた発泡体導入部と、をさらに有する。

【0006】

本発明の他の態様は、軸線を中心とした周面を有するとともに径方向に延設された周方向複数のスロットが設けられたステータコアと、スロットに配置されたコイルと、を有し、スロットを冷却媒体が流れるように構成される回転電機用ステータの製造方法であって、スロット側の表面に発泡層が設けられた、軸線を中心として略円筒形状に構成されたシート状ないしフィルム状の絶縁部材を、周面に対向するように配置する配置工程と、絶縁部材を周面に当接させる当接工程と、周面に当接した絶縁部材を加熱する加熱工程と、を含む。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、安価な構成で、スロットからロータへの冷却媒体の漏れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る回転電機用ステータを含む回転電機の要部構成を示す断面図。

【図2】スロットの構成を示す図１の要部拡大図。

【図3】スロットに配置される内部絶縁部材の斜視図。

【図4】本発明の実施形態に係る回転電機用ステータの製造工程を説明する斜視図。

【図5】図４の回転電機用ステータに含まれる絶縁部材の構成を示す図。

【図6】本発明の実施形態に係る回転電機用ステータの製造方法を説明する図。

【図7】図４のVII-VII線に沿った断面図。

【図8】スロットへの冷却油の流れを説明する図。

【図9】本発明の実施形態に係る回転電機用ステータに用いられる絶縁部材の変形例を示す図。

【図10】本発明の実施形態に係る回転電機用ステータの変形例を示す図。

【図11A】図１０のＡ－Ａ線に沿った断面図。

【図11B】図１０のＢ－Ｂ線に沿った断面図。

【図12】図２の変形例を示す図。

【図13】本発明の実施形態に係る回転電機用ステータをインナステータとして構成する例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１～図１３を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る回転電機用ステータを含む回転電機１００の要部構成を示す断面図である。回転電機１００は、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載され、車両駆動用の電動機として用いることができ、発電機として用いることもできる。なお、回転電機１００は、車両以外に搭載し、種々の用途に用いることもできる。

【0010】

図１は、軸線ＣＬ０に対し垂直な回転電機１００の断面図である。図１に示すように、回転電機１００は、軸線ＣＬ０を中心に回転するロータ１と、ロータ１の外周面１ａを包囲するようにロータ１の外側に設けられたステータ２とを備える。ステータ２の周囲にはケース３が配置される。以下では、軸線ＣＬ０の延在する方向を軸方向、軸線ＣＬ０から放射状に延びる方向を径方向、軸線ＣＬ０を中心とした円の円周に沿った方向を周方向と定義する。

【0011】

回転電機１００は、例えば埋込磁石型同期モータとして構成される。したがって、ロータ１は、軸線ＣＬ０を中心とした略円環形状のロータコア１０と、ロータコア１０に形成された周方向複数の磁極部（不図示）と、を有する。なお、磁極部には永久磁石が埋設される。ロータコア１０の内周面１０ａには、例えば回転電機１００の出力軸を構成する不図示のロータシャフトが嵌合され、ロータ１はロータシャフトと一体に回転する。ロータ１の外周面１ａはロータコア１０の外周面に相当する。ロータコア１０は、磁性体である金属製の複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して形成される。

【0012】

ステータ２は、ロータ１の外周面１ａから径方向に所定の間隔を隔てて配置された内周面２０ａを有する軸線ＣＬ０を中心とした略円環状のステータコア２０と、ステータコア２０に取り付けられたコイル２１と、ロータ１の外周面１ａとステータコア２０の内周面２０ａとの間に介装された略円筒形状の絶縁部材５０と、を有する。ステータコア２０は、磁性体である金属製の複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して構成される。

【0013】

ステータコア２０の内周面２０ａには、径方向内側に向けて周方向複数のティース２３が突設される。周方向に隣り合うティース２３の間には、内周面２０ａから径方向外側に向けて周方向複数のスロット２２が設けられ、各スロット２２にコイル２１が配置される。コイル２１は、略矩形断面を有する導体である。なお、コイル２１は円形断面を有する導体であってもよい。ステータコア２０の外周面２０ｂは、ケース３の内周面３１に液密に嵌合される。

【0014】

コイル２１は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルの３相コイルから構成される。Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルは、それぞれＵ相引き出し線、Ｖ相引き出し線およびＷ相引き出し線を介して不図示の電力変換装置等と電気的に接続される。回転電機を電動機として用いる際は、電力変換装置から３相のコイルにそれぞれ３相の交流電力が供給される。これにより、ステータ２に磁界が発生するとともに、この磁界とロータ１の磁極部の永久磁石によって発生する磁界とが相互作用することにより、ロータ１が回転する。その結果、走行駆動力が発生し、車両が走行する。回転電機を発電機として用いる際は、回転電機の駆動によって生じた３相の交流電力を、不図示の電力変換装置等に供給する。

【0015】

図２は、スロット内の構成を示す図１の要部拡大図である。図２に示すように、スロット２２は、ステータコア２０の内周面２０ａに設けられた開口２２１と、開口２２１の径方向外側に設けられた収容部２２２とを有する。収容部２２２は、互いに対向する一対の側面２２２ａ，２２２ｂと、一対の側面２２２ａ，２２２ｂを接続する径方向外側の底面２２２ｃとを有する。収容部２２２の幅、すなわち一対の側面２２２ａ，２２２ｂ間の距離（周方向長さ）は、径方向外側にわたって一定であり、収容部２２２は、径方向に細長の断面略矩形状に形成される。ティース２３は、径方向内側の先端部に、周方向両側に突設された突出部２３１を有し、一対の突出部２３１の間に開口２２１が設けられる。収容部２２２の幅は、開口２２１の幅よりも大きい。

【0016】

スロット２２には、コイル２１を形成する４本の導体セグメント２１１が径方向に並べて配置される。なお、スロット内の導体セグメント２１１の本数は４本より多くてもよく、少なくてもよい。以下では、スロット内の４本のコイル２１（セグメント２１１）を、内径側から順番に１段目コイル２１ａ、２段目コイル２１ｂ、３段目コイル２１ｃ、および４段目コイル２１ｄと呼ぶことがある。

【0017】

スロット２２には、絶縁部材（便宜上、内部絶縁部材と呼ぶ）４０が配置される。図３は、内部絶縁部材４０の全体構成を示す斜視図である。なお、図３のＸ方向は軸方向に相当する。図３に示すように、内部絶縁部材４０は、軸方向に互いに略平行に延在する一対の側壁４１，４２と、一対の側壁４１，４２の端部同士を接続する周壁４３とを有する。内部絶縁部材４０は、軸方向から見ると全体が略コ字状ないし略Ｕ字状を呈し、内部絶縁部材４０の内側に略ボックス状の収容空間ＳＰ１が形成される。周壁４３の軸方向中央部には、周壁４３を貫通する略矩形状の開口４４が設けられる。内部絶縁部材４０の軸方向両端部には、略矩形状の開口４５，４６が設けられる。

【0018】

図２に示すように、内部絶縁部材４０の一対の側壁４１，４２は、それぞれスロット２２の一対の側面２２２ａ，２２２ｂに対向し、周壁４３は、スロット２２の底面２２２ｃに対向する。一対の側壁４１，４２の内径側端部は、ティース２３の突出部２３１の外形側端面に当接し、１段目コイル２１ａの内周面よりも内径側に位置する。

【0019】

内部絶縁部材４０は、電気絶縁性を有する樹脂を構成材としたシートないしフィルムを、略コ字状に折り曲げて形成される。内部絶縁部材４０の軸方向長さはステータコア２０の軸方向長さと同一であり、内部絶縁部材４０はステータコア２０の軸方向端面から突出せずにステータコア２０の内側に配置される。なお、内部絶縁部材４０の軸方向長さがステータコア２０の軸方向長さよりも長くてもよく、短くてもよい。コイル２１は、内部絶縁部材４０の内側の収容空間ＳＰ１に配置される。これにより、コイル２１とステータコア２０との間に内部絶縁部材４０が介装され、コイル２１とステータコア２０とが互いに電気的に絶縁される。

【0020】

コイル２１は、ステータコア２０の軸方向一端面および他端面を超えて収容空間内を軸方向に延在する。コイル２１は、不図示の固定手段により固定され、これにより収容空間ＳＰ１におけるコイル２１の位置が規定される。固定手段は、ステータコア２０の軸方向端面から突出したコイルエンドに絶縁処理を施してコイルエンドを固定するものであってもよく、スロット内にコイル２１の位置を規制する部位（周方向に突出した突出部）を設けるものであってもよい。

【0021】

内部絶縁部材４０の内側の収容空間ＳＰ１の面積は、コイル全体（４本分）の面積よりも大きく、内部絶縁部材４０と各コイル２１との間には、空隙２５が設けられる。なお、図２では、各コイル２１の全周が内部絶縁部材４０から離間しているが、コイル２１は、その一部が内部絶縁部材４０と接触してもよい。径方向に隣り合うコイル２１同士が互いに接触してもよい。

【0022】

ステータコア２０の径方向内側には、内周面２０ａの全周にわたって絶縁部材（便宜上、外部絶縁部材と呼ぶ）５０が配置される。外部絶縁部材５０は、電気絶縁性を有する樹脂を構成材とした所定厚さのシート状の部材を、略円筒形状に湾曲させて形成される。一例を挙げると、外部絶縁部材５０はポリエチレンナフタレートにより構成することができる。外部絶縁部材５０は、ステータコア２０の軸方向一端面から他端面にかけて軸方向に延在し、外部絶縁部材５０により、ステータコア２０の内周面２０ａの全体が覆われる。

【0023】

外部絶縁部材５０の一方の表面、すなわち、外部絶縁部材５０を略円筒形状に湾曲した際に径方向外側となる表面（図２の外周面５０ａ）には、その全面にわたって予め所定厚さの発泡層５１（図５）が形成される。発泡層５１は、例えばエポキシ系発泡樹脂材料等の熱硬化型発泡性樹脂材料によって構成される。発泡層５１は、熱可塑性樹脂材料によって構成されてもよい。発泡層５１は、所定温度まで加熱されることにより発泡して膨張し、発泡体５２となる。なお、外部絶縁部材の他方の表面（図２の内周面５０ｂ）には、発泡層が存在しない。以下では便宜上、発泡層５１が発泡体５２となった後は、発泡体５２を外部絶縁部材５０とは別部材として扱うが、発泡体５２を外部絶縁部材５０の一部として扱い、外部絶縁部材５０が発泡体５２を有するとしてもよい。

【0024】

本実施形態では、後述するように発泡層５１がステータコア２０の内周面２０ａに当接された状態で加熱される。このため、発泡体５２が、開口２２１を介してスロット２２の内部に充填される。これにより、発泡体５２がティース２３の突出部２３１に引っ掛かり、外部絶縁部材５０が発泡体５２を介してステータコア２０の内側に保持され、外部絶縁部材５０が固定される。このとき、発泡体５２の径方向外側の端部は、１段目コイル２１ａの内周面よりも径方向内側に位置し、１段目コイル２１ａと発泡体５２との間に隙間がある。

【0025】

図２では、外部絶縁部材５０の外周面５０ａがステータコア２０の内周面２０ａから離間し、外周面５０ａと内周面２０ａとの間に発泡体５２が全周にわたって介装されているが、発泡体５２の構成はこれに限らない。例えば、発泡層５１をステータコア２０の内周面２０ａに押し付けることにより、外部絶縁部材５０の外周面５０ａをステータコア２０の内周面２０ａに当接させるようにしてもよい。したがって、発泡体５２が周方向に断続的に設けられてもよい。すなわち、外周面５０ａから内周面２０ａまでの距離Δｄは、０であってもよく、０より長くてもよい。なお、距離Δｄは、発泡層５１の厚さと、外部絶縁部材５０の径方向外側への押し付け量ないし押し付け力とを調整することにより変更できる。

【0026】

図４は、ステータコア２０に内部絶縁部材４０と外部絶縁部材５０とを取り付ける工程を説明する斜視図である。この場合、図４に示すように、まず、内部絶縁部材４０が、ステータコア２０の軸方向一方から軸方向（図４の矢印Ａ方向）に沿ってスロット２２に挿入される。全てのスロット２２に内部絶縁部材４０が挿入された後、予め発泡層５１が形成された外部絶縁部材５０が、ステータコア２０の内周面２０ａの内側に配置される（配置工程）。

【0027】

この配置工程では、図５に示すように、外部絶縁部材５０の端部５０１，５０２同士が当接ないし重なるように、発泡層５１を径方向外側に位置させて外部絶縁部材５０を矢印Ｂ方向に略円筒形状に湾曲させる。そして、この外部絶縁部材５０を、図４に示すように、ステータコア２０の軸方向一方からステータコア２０の内側に収容する。なお、図４では、外部絶縁部材５０の両端部５０１、５０２を突き当てているが、両端部５０１，５０２が重ねられてもよい。

【0028】

ステータコア２０の内側に外部絶縁部材５０が収容された後、外部絶縁部材５０は、ステータコア２０の内周面２０ａに当接するまで径方向外側に押動され、さらに加熱される（当接工程、加熱工程）。図６は、この工程を説明する図である。図６に示すように、この場合、まず、外部絶縁部材５０の内側に拡張治具３００が配置される。拡張治具３００は、周方向複数（例えば４個）の押当ブロック３１０と、軸線ＣＬ０に沿って軸方向に移動可能な軸部材３２０とを有する。

【0029】

複数の押当ブロック３１０は、それぞれ軸線ＣＬ０を中心として径方向に移動可能に、つまり拡縮可能となるように、例えばばねを介して互いに連結される。押当ブロック３１０は、略円弧状の外周面３１１ａと内周面３１１ｂとを有する周壁３１１と、周壁３１１の軸方向端部から軸線ＣＬ０に向けて突出する側壁３１２，３１３とを有する。周壁３１１の外周面３１１ａの曲率は、外部絶縁部材５０の内周面５０ｂの曲率と同一である。

【0030】

押当ブロック３１０の側壁３１２，３１３の軸線ＣＬ０側の端部には、軸線ＣＬ０に対し所定角度で傾斜する傾斜面３１２ａ，３１３ａが設けられる。軸部材３２０は、軸方向先端部に傾斜面３２１ａを有する。傾斜面３２１ａの傾斜角と傾斜面３１２ａ，３１３ａの傾斜角とは同一である。軸部材３２０は、不図示のアクチュエータにより、押当ブロック３１０の内側を軸線ＣＬ０に沿って進退可能である。押当ブロック３１００の周壁３１１の内周面３１１ｂには加熱部３３０が設けられ、加熱部３３０の作動により周壁３１１が加熱される。加熱部３３０は、例えば高周波誘導加熱装置により構成される。

【0031】

外部絶縁部材５０をステータコア２０の内側に取り付ける際は、軸部材３２０を軸線ＣＬ０に沿って矢印Ｂ方向に移動させる。すなわち軸部材３２０を押当ブロック３１０の内部に進入させる。軸部材３２０の移動量（進入量）が所定値になると、軸部材３２０の傾斜面３２１ａが押当ブロック３１０の傾斜面３１２ａ，３１３ａに当接し、この状態からさらに軸部材３２０が矢印Ｂ方向に移動すると、複数の押当ブロック３１０が同時に径方向外側（矢印Ｃ方向）に押動される。その後、軸部材３２０の移動量が所定値になると、押当ブロック３１０の外周面３１１ａが外部絶縁部材５０の内周面５０ｂに当接する。軸部材３２０がさらに矢印Ｂ方向に移動すると、外部絶縁部材５０が拡径され、発泡層５１がステータコア２０の内周面２０ａに密接する（当接工程）。なお、図６では、外部絶縁部材５０が押当ブロック３１０により押し当てられる前に、発泡層５１がステータコア２０の内周面２０ａから離間して配置されているが、発泡層５１が内周面２０ａに当接して配置されてもよい。

【0032】

次いで、加熱部３３０が作動される（加熱工程）。これにより、押当ブロック３１０の周壁３１１の温度が上昇し、周壁３１１から外部絶縁部材５０への伝熱により、外部絶縁部材５０の温度も上昇する。さらに外部絶縁部材５０の温度上昇に伴い発泡層５１の温度が上昇し、発泡層５１が発泡を開始する。このとき、押当ブロック３１０により外部絶縁部材５０の径方向内側への移動は規制されるため、発泡層５１は径方向外側に膨張する。その結果、図２に示すように、発泡体５２が開口２２１を介してスロット内に入り込み、スロット内の収容空間ＳＰ１の一部が発泡体５２で充填される。なお、外部絶縁部材５０を押当ブロック３１０により径方向外側に押し当てながら、加熱部３３０により周壁３１１を加熱するようにしてもよい。これにより、外部絶縁部材５０の外周面５０ａからステータコア２０の内周面２０ａまでの距離Δｄ（図２）を短くすることができる。

【0033】

発泡層５１の発泡が完了すると、軸部材３２０が、矢印Ｂの反対方向に移動され、押当ブロック３１０の内側から退避される。軸部材３２０が退避されると、押当ブロック３１０が、ばねの付勢力により径方向内側に収縮される。その後、拡張治具３００が軸方向外側に取り外される。これにより、ステータコア２０の内側に、発泡体５２を介して外部絶縁部材５０が保持され、外部絶縁部材５０が固定される。以上でステータ２の製造が完了する。

【0034】

内部絶縁部材４０の内側の収容空間ＳＰ１には、ステータ２の外部から冷却油が導かれ、冷却油の流れによりコイル２１が冷却される。以下、この点について説明する。図４に示すように、ステータコア２０の外周面２０ｂには、ステータコア２０の軸方向中央部に、全周にわたって所定深さの溝２００が設けられる。

【0035】

図１に示すように、ステータコア２０の外周面２０ｂはケース３の内周面３１によって液密に覆われる。これにより、溝２００（図１の点線）とケース３の内周面３１との間に、軸線ＣＬ０を中心とした円環状の流路ＰＡ０が形成される。ケース３の外周面には、冷却油供給用のフランジ部３２が設けられる。フランジ部３２は、例えばケース３の外周面の重力方向最上部に設けられる。フランジ部３２には、ケース３を径方向に貫通する貫通孔３２ａが穿設され、貫通孔３２ａを介してケース３の外部空間と流路ＰＡ０とが連通する。

【0036】

図７は、図４のVII-VII線に沿ったステータコア単体の断面図である。なお、図７では、ステータコア２０の周方向の一部のみを示す。図７に示すように、ステータコア２０の溝２００の底面には、ステータコア２０を径方向に貫通するように、スロット２２に向けて周方向複数の貫通孔２１０が穿設される。これによりケース３の貫通孔３２ａ、流路ＰＡ０、およびステータコア２０の貫通孔２１０を介して、ケース３の外部からスロット２２の内部に冷却油を導くことができる。

【0037】

図８は、図１のケース３の貫通孔３２ａの中心線に沿った、軸線ＣＬ０に垂直な回転電機１００の要部を拡大して示す断面図であり、ステータコア２０の１スロット分を示す。図８に矢印で示すように、ケース３の外部から供給された冷却油は、ケース３の貫通孔３２ａを介してステータコア２０の外周面に設けられた流路ＰＡ０に流入する。流路ＰＡ０に流入した冷却油は、流路ＰＡ０に沿って周方向に流れるとともに、ステータコア２０の周方向複数の貫通孔２１０および内部絶縁部材４０の開口４４を介して内部絶縁部材４０の内側の収容空間ＳＰ１に流入する。

【0038】

スロット２２の開口２２１は発泡体５２により閉塞される。このため、収容空間ＳＰ１に流入した冷却油は、開口２２１を通過することなく、内部絶縁部材４０とコイル２１との隙間および隣り合うコイル２１同士の隙間を通り、軸方向に流れる。そして、内部絶縁部材４０の軸方向両端部の開口４５，４６（図３）を介して収容空間ＳＰ１の外部に流出する。これによりコイル２１に沿って冷却油が流れるようになり、コイル２１を効率よく冷却することができる。

【0039】

以上では、単一のシート状の外部絶縁部材５０を、略円筒形状に湾曲させてステータコア２０の内側に配置したが（図５）、複数の絶縁部材（分割絶縁部材と呼ぶ）を周方向に並べて配置するようにしてもよい。図９は、その一例を示すステータ２の正面図である。図９に示すように、ステータコア２０の内周面２０ａの内側には、円弧状に湾曲した周方向複数の分割絶縁部材５０Ａが配置される。

【0040】

複数の分割絶縁部材５０Ａの周方向両端部には、それぞれ径方向外側に向けて屈曲された屈曲部５３が形成され、屈曲部５３が開口２２１を介してスロット２２内に挿入される。より詳しくは、周方向に隣り合うスロット２２の間隔を１ピッチと定義すると、分割絶縁部材５０Ａは、周方向に２ピッチ分だけ延在し、屈曲部５３は、２ピッチ離れた一対のスロット２２にそれぞれ挿入される。このとき、周方向に隣り合う分割絶縁部材５０Ａの屈曲部５３が、互いに当接した状態で、同一のスロット２２に挿入される。これにより、ステータコア２０の内側に、分割絶縁部材５０Ａが全周にわたって隙間なく配設され、外部絶縁部材５０が構成される、なお、分割絶縁部材５０Ａが周方向にスロット２２の１ピッチ分だけ延在するようにしてもよく、３ピッチ分以上延在するようにしてもよい。

【0041】

このように外部絶縁部材５０を周方向に分割して設けることで、ステータコア２０の内周面２０ａに対向して分割絶縁部材５０Ａを周方向に隙間なく配置することができる。これにより、スロット内の冷却油が外部絶縁部材５０の径方向内側に漏れることを防止することができる。すなわち、例えば図４の外部絶縁部材５０の端部５０１，５０２の間に隙間があると、その隙間から径方向内側に冷却油が漏れるおそれがある。この点、図８に示すように外部絶縁部材５０を分割して設けることで、分割絶縁部材５０Ａを周方向に隙間なく配置することが可能であり、これにより外部絶縁部材５０の径方向内側への冷却油の漏れを防止することができる。また、分割絶縁部材５０Ａの屈曲部５３が開口２２１を介してスロット２２に挿入されることで、発泡体５２を介して外部絶縁部材５０（分割絶縁部材５０Ａ）をステータコア２０に強固に固定することができる。

【0042】

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）回転電機用のステータ２は、軸線ＣＬ０を中心とした内周面２０ａを有するとともに、径方向に延設された周方向複数のスロット２２が設けられたステータコア２０と、スロット２２に配置されたコイル２１と、内周面２０ａに対向するように軸線ＣＬ０を中心として略円筒形状に構成されたシート状の外部絶縁部材５０と、を備える（図１）。外部絶縁部材５０は、一方の表面に形成された発泡層５１からなる発泡体５２、すなわちスロット２２に入り込む発泡体５２を一体に有する（図４）。ステータコア２０は、冷却油をスロット２２に導く冷却油の供給部として、溝２００と貫通孔２１０とを有する（図７）。ステータコア２０はさらに、発泡体５２がスロット２２に入り込むように内周面２０ａに設けられた開口２２１を有する（図２）。

【0043】

これにより、安価な構成で、ステータコア２０の内周面２０ａに対向して、発泡体５２を介して外部絶縁部材５０をステータコア２０に固定することができる。このため、スロット２２を流れる冷却油がスロット２２の開口２２１を介して径方向内側に漏れることを防止することできる。外部絶縁部材５０は、表面に発泡層５１を有するシート状の部材であり、大きさや形状を容易に変更することができる。これにより、種々の寸法のステータコア２０の開口２２１を、容易かつ安価に封止することができる。また、スロット内に別途封止部材を挿入する必要がないため、封止部材がスロット２２やコイル２１に接触することによってスロット２２やコイル２１が損傷することを防止できる。さらに、発泡体５２による断熱効果が得られ、コイル２１からの熱によってロータ１の磁石温度が上昇することを抑制することができる。

【0044】

（２）外部絶縁部材５０は、周方向に分割して配置された周方向複数の分割絶縁部材５０Ａにより構成することができる（図９）。分割絶縁部材５０Ａは、開口２２１を介してスロット２２に挿入されるように周方向端部から径方向に向けて屈曲された屈曲部５３を有する（図９）。これにより、ステータコア２０の内側で外部絶縁部材５０（分割絶縁部材５０Ａ）を強固に保持することができる。また、分割絶縁部材５０Ａを周方向に隙間なく配置することができるため、スロット内の冷却油の漏れを確実に防ぐことができる。

【0045】

（３）ステータコア２０は、内周面２０ａに設けられた開口２２１の周方向の幅が、スロット２２の周方向の幅よりも小さくなるように構成される（図２）。これにより、発泡体５２が開口２２１を介してステータコア２０に凹凸状に係合し、外部絶縁部材５０のステータコア２０からの脱落を良好に防止することができる。

【0046】

（４）本実施形態は、軸線ＣＬ０を中心とした内周面２０ａを有するとともに径方向に延設された周方向複数のスロット２２が設けられたステータコア２０と、スロット２２に配置されたコイル２１と、を有し、スロット２２を冷却油が流れるように構成される回転電機用のステータ２の製造方法も含む。この製造方法は、スロット側の表面に発泡層５１が設けられた軸線ＣＬ０を中心として略円筒形状に構成されたシート状の外部絶縁部材５０を、内周面２０ａに対向するように配置する配置工程と、外部絶縁部材５０をステータコア２０の内周面２０ａに当接させる当接工程と、内周面２０ａに当接した外部絶縁部材５０を加熱する加熱工程と、を含む（図４）。これにより、ステータコア２０の内周面２０ａと外部絶縁部材５０との間に、発泡体５２を容易に介装することができる。したがって、発泡体５２を介してステータコア２０の内側に外部絶縁部材５０を固定することができ、安価な構成で、スロット内の冷却油が開口２２１を介してロータ１へ漏れることを防止することができる。

【0047】

（５）当接工程は、加熱部３３０を有する径方向に移動可能な拡張治具３００を、外部絶縁部材５０に対向するように配置して、加熱部３３０を径方向に移動させることを含む（図６）。加熱工程は、加熱部３３０を加熱させることを含む。このように拡張治具３０を用いることで、ステータコア２０の内周面２０ａと発泡層５１とが当接した後、外部絶縁部材５０の位置を一定としたまま、あるいは外部絶縁部材５０を径方向外側に押動させながら、発泡層５１を径方向外側に向けて膨張させることができる。これにより、発泡体５２の径方向の厚さを周方向均一に設定することができる。

【0048】

上記実施形態では、ステータコア２０の内周面２０ａに周方向複数のスロット２２を設けることで、内周面２０ａを周方向に凹凸状に形成したが、さらに軸方向に凹凸状に形成してもよい。図１０は、その一例であるステータコア２０の一部の断面図（図１の軸線ＣＬ０に沿って切断した断面図）である。図１０に示すように、ステータコア２０は、１枚または複数枚の電磁鋼板を積層してなる鋼板部２０Ａ，２０Ｂを、軸方向に交互に積層して構成される。

【0049】

図１１Ａは、鋼板部２０Ａの構成を示す図１０のＡ－Ａ線に沿った断面図であり、図１１Ｂは、鋼板部２０Ｂの構成を示す図１０のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。図１１Ａ，図１１Ｂに示すように、ティース２３の先端部の突出部２３１は、周方向交互に設けられる。そして、突出部２３１が省略された部位は、突出部２３１を有する部位よりも、突出部２３１の径方向の厚さ分だけ、ティース２３の先端部が径方向外側に位置する。これによりステータコア２０の内周面２０ａが、周方向に凹凸状に形成される。すなわち、鋼板部２０Ａ，２０Ｂの径方向内側の端部には、突出部２３１を有する凸部２６と突出部２３１を有しない凹部２７とが周方向に交互に設けられる。換言すると、鋼板部２０Ａ，２０Ｂは、凸状内周面２６ａと凹状内周面２７ａとをそれぞれ周方向交互に有する。凸状内周面２６ａと凹状内周面２７ａとは、ステータコア２０の内周面２０ａを構成する。

【0050】

鋼板部２０Ａ，２０Ｂは互いに同一形状であり、鋼板部２０Ａの位相をスロット２２の１ピッチ分だけずらすと、鋼板部２０Ｂとなる。図１０は、図１１ＡのX-X線および図１１ＢのX-X線に沿った断面図に相当する。つまり、凸部２６を含む鋼板部２０Ａと凹部２７を含む鋼板部２０Ｂの断面図に相当する。図１０に示すように、鋼板部２０Ａ，２０Ｂは、凹部２７と凸部２６とが軸方向に隣接した状態で配置される。すなわち、鋼板部２０Ａ（第１鋼板部）の凹部２７（第１凹部）と鋼板部２０Ｂ（第２鋼板部）の凸部２６（第２凸部）とが隣接して配置され、鋼板部２０Ａの凸部２６（第１凸部）と鋼板部２０Ｂの凹部２７（第２凹部）とが隣接して配置される。これによりステータコア２０の内周面２０ａが凹凸状になる。

【0051】

このように凹部２７と凸部２６とを軸方向に隣接した積層することで、凹部２７と凸部２６とに対応して発泡体５２が軸方向に凹凸状に形成される。これにより、外部絶縁部材５０が軸方向に移動することを阻止することができ、外部絶縁部材５０をステータコア２０の内側に、位置ずれすることなく強固に固定することができる。また、ティース２３の先端部の突出部２３１が周方向交互に設けられるので、スロット２２の開口２２１の幅が大きくなる。これにより、発泡層５１を加熱した際のスロット内への発泡体５２の浸入が容易である。

【0052】

上記実施形態では、ステータコア２０の内周面２０ａに、スロット２２に連なる開口２２１を設けるようにしたが、開口２２１を介さずにスロット２２を設けるようにしてもよい。図１２は、その一例を示す図である。図１２に示すように、ステータコア２０には、内周面２０ａを横断せずに略矩形状のスロット２２が設けられ、スロット２２は開口２２１を有しない。なお、図１２のスロット２２は、例えば打ち抜き加工により形成される。周方向に隣り合うスロット２２の間であるティース２３の内径側端部には、ステータコア２０の内周面２０ａから径方向外側に向けて切り欠き２８が設けられる。切り欠き２８は、内周面２０ａからの距離が大きくなるに従いその周方向の幅が大きくなるように形成される。

【0053】

図１１Ｂの例では、外部絶縁部材５０の表面の発泡層５１が加熱された際に、発泡体５２がステータコア２０の内周面２０ａから切り欠き２８の内部に入り込む。これにより発泡体５２が切り欠き２８に係合され、発泡体５２を介して外部絶縁部材５０を固定することができる。この場合、スロット２２の開口２２１がないため、スロット内の冷却油が開口２２１から漏れることはない。但し、ステータコア２０は電磁鋼板を積層して構成されるため、電磁鋼板の積層面からスロット内の冷却油が漏れるおそれがある。仮に積層面から冷却油が漏れたとしても、外部絶縁部材５０を設けることで、ロータへの冷却油の漏れを防止することができる。

【0054】

上記実施形態では、ステータ２の径方向内側に、ロータ１を回転可能に配置するようにしたが、ステータ２の径方向外側にロータ１を回転可能に配置するようにしてもよい。すなわちステータ２は、アウタステータでなく、インナステータであってもよい。図１３は、回転電機用のステータ２をインナステータとして構成した場合の回転電機１００の概略構成を示す断面図である。

【0055】

図１３に示すように、ステータ２の周囲には、軸線ＣＬ０を中心とした略円筒形状のロータ１が配置される。なお、図１３では、ロータ１の周方向一部のみを図示する。ロータ１は、アウタロータであり、ロータコア１０と、ロータコア１０に埋め込まれた永久磁石１１とを有する。ステータ２は、ステータコア２０と、ステータコア２０のスロット２２に配置されたコイル２１とを有する。コイル２１は、例えば集中巻きにより、周方向に隣り合うスロット２２の間のティース２３に巻回される。

【0056】

ステータコア２０の外周面２０ｃの外側には、略円筒形状の外部絶縁部材５０が配置される。外部絶縁部材５０の内周面には予め発泡層が形成され、発泡層をステータコア２０の外周面２０ｃに当接した状態で加熱すると、発泡体５２が、スロット２２の開口２２１を介してステータコア２０の外周面２０ｃの径方向内側に入り込む。これにより、外部絶縁部材５０によりステータコア２０の外周面２０ｃの全体が覆われた状態で、発泡体５２を介して外部絶縁部材５０をステータコア２０に固定することができる。

【0057】

本実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、いくつの変形例について説明する。上記実施形態では、シート状の外部絶縁部材５０を屈曲して用いるようにしたが、絶縁部材はシート状でなくシートよりも薄いフィルム状であってもよい。上記実施形態では、スロット２２に導体セグメント２１１を配置してコイル２１を構成したが、スロットに集中巻きや分布巻きによりコイルを設けてもよい。上記実施形態では、ステータコア２０の外周面に設けられた溝２００と、ステータコア２０を径方向に貫通する貫通孔２１０とを介してスロット２２に冷却油を導くようにしたが、冷却媒体供給部の構成は上述したものに限らない。ステータコア２０の軸方向複数箇所から冷却媒体（冷却油）を供給するようにしてもよい。

【0058】

上記実施形態では、発泡体５２がスロット２２の開口２２１を介してステータコア２０の内周面２０ａの内側に入り込む、あるいは切り欠き２８を介してステータコア２０の内周面２０ａの内側に入り込むようにしたが、発泡体がステータコアの内側に導かれるようにステータコアの内周面（アウタステータの場合）または外周面（インナステータの場合）に設けられるのであれば、発泡体導入部の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、内部絶縁部材４０を略コ字状に折り曲げて形成したが、内部絶縁部材の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、外部絶縁部材５０の表面に発泡層５１を設けるようにしたが、発泡層５１が設けられる絶縁部材（上述の外部絶縁部材５０）を絶縁基材と呼び、絶縁基材と発泡層とを併せて絶縁部材と称することもできる。

【0059】

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0060】

２ ステータ、２０ ステータコア、２０ａ 内周面、２０Ａ，２０Ｂ 鋼板部、２１ コイル、２２ スロット、２３ ティース、２６ 凸部、２７ 凹部、２８ 切り欠き、５０ 絶縁部材、５０Ａ 分割絶縁部材、５１ 発泡層、５２ 発泡体、５３ 屈曲部、２００ 溝、２１０ 貫通孔、２２１ 開口、３００ 拡張治具、３３０ 加熱部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】