CN115836465A - 旋转电机和旋转电机的冷却结构 - Google Patents

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CN115836465A CN202180040378.2A CN202180040378A CN115836465A CN 115836465 A CN115836465 A CN 115836465A CN 202180040378 A CN202180040378 A CN 202180040378A CN 115836465 A CN115836465 A CN 115836465A
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丹野稔大
小坂弥
山本晋也
西川敦准
原田隆博
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

马达(100)具有：具有多个齿部(7)的定子(6)；卷绕在齿部(7)的线圈(9)；和线圈(9)形成在齿部(7)之间的槽(8)，线圈(9)设置在槽(8)中，作为冷却结构，具有：第1树脂组合物，其填充在槽(8)中，并覆盖线圈(9)；和在旋转轴方向上延伸的线圈内侧冷却用流路(10)，其设置在填充有所述第1树脂组合物的区域，冷却剂在所述线圈内侧冷却用流路(10)的内部循环。

Description

旋转电机和旋转电机的冷却结构
技术领域
本发明涉及旋转电机和旋转电机的冷却结构。
背景技术
在像马达(发动机)或发电机那样的旋转电机中，为了高效率地冷却定子，一直以来提出了在配置在定子的外周的圆筒状的外壳上配置冷却用夹套结构来从定子向外壳释放热的结构(现有技术)。
例如，专利文献1中公开了如下技术：在将集中卷绕在定子的齿部的线圈收纳在齿部之间的槽中的旋转电机中，在槽的内部空间中并列配置沿着轴向延伸的多个管，并且在这些管的间隙以及管与所述线圈的间隙中填充树脂材料来形成用于将向定子内周侧开口的槽封闭的树脂层，使制冷剂在管内流动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许4496710号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在上述的现有技术中，从发热的线圈向定子铁心传热，进而从定子铁心到外壳，从外壳到冷却用夹套，热移动路径长，因此，冷却效率不高。并且，在线圈与定子铁心、定子铁心与外壳之间存在微小间隙的情况多，这也成为妨碍热移动的主要原因。
在专利文献1中所公开的技术中，虽然能够期待一定程度的冷却性能的提高，但是存在会导致结构变得复杂，作为产品采用受到限制的技术问题。
本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种能够提高定子的冷却性能的旋转电机的冷却结构。
用于解决技术问题的手段
本发明的一个方式为一种旋转电机的冷却结构，所述旋转电机具有：具有多个齿部的定子；卷绕在所述齿部的线圈；和形成在所述齿部之间的槽，所述线圈设置在所述槽中，所述旋转电机的冷却结构的特征在于，具有：
第1树脂组合物，其填充在所述槽中，并覆盖所述线圈；和
在旋转轴方向上延伸的第1冷却用流路，其设置在填充有所述第1树脂组合物的区域，冷却剂在所述第1冷却用流路的内部循环。
本发明的另一个方式为具有上述的冷却结构的旋转电机。
发明效果
根据本发明，能够提供能够提高定子的冷却性能的旋转电机的冷却结构。
附图说明
图1是第1实施方式的与马达的旋转轴方向垂直的方向的纵截面图。
图2是第1实施方式的马达的旋转轴方向的纵截面图。
图3是将第1实施方式的槽周边放大表示的图。
图4是第2实施方式的马达的旋转轴方向的纵截面图。
图5是将第2实施方式的图4的截面图的线圈9b周边放大表示的图。
图6是第2实施方式的设置有线圈端部冷却用流路的区域的与旋转轴方向垂直的方向的纵截面图。
具体实施方式
＜＜第1实施方式＞＞
＜概要＞
在本实施方式中，对应用于作为旋转电机(电动机、发电机或电动机/发电机的两用机)的电动机(马达)的例子进行说明。图1是与马达100的旋转轴方向垂直的方向的纵截面图。图2是马达100的旋转轴方向的纵截面图。图3是将图1的槽周边放大表示的图。
本实施方式的概要如下。
马达100中，分布卷绕在定子6的齿部7的线圈9被收纳在齿部7之间的槽8中。在槽8的内部空间中，在定子6的内周侧(齿内周面6a附近)且与线圈9相邻的位置，配置有在轴向上延伸的线圈内侧冷却用流路10(第1冷却用流路)。而且，在这些槽8的内部空间中，在除了线圈9或线圈内侧冷却用流路10以外的间隙中填充树脂材料(以下，也称为“第1树脂组合物”)，并使冷却液在线圈内侧冷却用流路10中流动来冷却定子6。通过使马达100为这样的结构，能够在定子6的比线圈9更靠内周侧(齿内周面6a附近)的位置与线圈9相邻地配置线圈内侧冷却用流路10，能够高效率地冷却发热的线圈9。
以下具体地进行说明。
＜马达100的基本结构＞
马达100包括：外壳1；和被收纳在外壳1的内部的转子2(转子)和定子6(定子)。
外壳1构成为具有：圆筒部1a；和将该圆筒部1a的轴向两端封闭的侧板部1b、1c。作为外壳1的材料，例如可以使用铝合金(铸件铸造品)、树脂材料、或将它们组合而得到的材料。在侧板部1b、1c设置有用于将线圈内侧冷却用流路10和外部的冷却流路连结的外部连接流路17。
转子2被收纳在外壳1的内部。在转子2的中心安装有旋转轴3作为输出轴。
旋转轴3的两端分别通过轴承4被侧板部1b、1c支承。由此，转子2能够以旋转轴3为中心旋转。
在转子2内安装有永久磁铁5。具体而言，如图1所示，多个(在此为8个)永久磁铁5以等间隔配置在同一圆周上。此时，相邻的永久磁铁5的磁极设置成彼此不同。
在圆筒部1a的内周，以包围转子2的外周的方式配置并固定有圆筒型的定子6。如图3所示，在定子6的内周面6a与转子2的外周面2a之间设置有微小的间隙(气隙)。
在定子6上排列有朝向内周面6a的齿部7。在此，如图1所示，设置有24个齿部7。在各齿部7之间设置有槽8。
在槽8中以分布卷绕方式收纳有线圈9。齿部7与上述的永久磁铁5对应地设置，通过使各线圈9依次励磁，因和与其对应的永久磁铁5的吸引、排斥，转子2旋转。
＜线圈内侧冷却用流路10＞
在槽8的内部空间中，在定子6的内周6a侧且与线圈9相邻的位置，设置有在轴向上延伸的线圈内侧冷却用流路10。冷却液例如冷却水在线圈内侧冷却用流路10中循环。
该线圈内侧冷却用流路10能够通过将筒状的部件插入到槽8中而形成，除此以外，还能够通过在定子6中将树脂材料(第1树脂组合物)直接成型的方法来获得。在该情况下，线圈内侧冷却用流路10的内壁10a构成为被注入到定子6中的树脂材料的固化物(以下，称为“第1树脂固化材料”)的一部分。
当线圈内侧冷却用流路10被设置为筒状的部件时，可以使用像铝或铝合金那样的高导热性的非磁性金属、或高导热性的无机材料。此外，可以使用与上述的填充在槽8中的树脂材料(第1树脂组合物)分开设置的树脂制的筒状的部件。
以下，以应用在定子6中将树脂材料(第1树脂组合物)直接成型的方法的例子进行说明。
设置在一个槽8中的线圈内侧冷却用流路10的数量可以为一条或多条，但是在槽8的空间宽度狭窄的状况下，考虑到冷却液通过时的流路阻力，优选条数较少，以使流路的截面面积变大。线圈内侧冷却用流路10的截面形状，除了像本实施方式那样的圆形以外，还可以为四边形或与槽8的形状相匹配。
并且，在本实施方式中，线圈9为以跨多个槽8的方式卷绕的分布绕组。因此，线圈内侧冷却用流路10可以对构成一个分布绕组的每组槽8设置至少一个。例如，当某个线圈9以跨两个槽8的方式卷绕时，在一个槽8中设置线圈内侧冷却用流路10，在另一个槽8中不设置线圈内侧冷却用流路10。在构成一个分布绕组的多个槽8的组中，如果在至少一个槽8中设置有线圈内侧冷却用流路10，则没有设置线圈内侧冷却用流路10的其它的槽8(即，齿部7)也能够通过线圈9被冷却。
并且，在槽8与线圈9之间设置有绝缘层11。绝缘层11可以由绝缘纸或绝缘性的树脂材料形成，优选在将线圈9插入到定子6之前配置绝缘层11。但是，也能够通过在后述的槽8的内部空间中的除了线圈9或线圈内侧冷却用流路10以外的间隙中填充树脂材料(第1树脂组合物)来形成。在该情况下，线圈内侧冷却用流路10的内壁10a由绝缘层11构成，该绝缘层11由第1树脂组合物的固化物形成。
然后，在槽8中配置线圈内侧冷却用流路10、绝缘层11和线圈9之后，向各部件之间的间隙中填充树脂材料并进行固定。该树脂材料能够承受线圈9的发热。
＜第1树脂组合物＞
线圈内侧冷却用流路10、绝缘层11和填充在各部件之间的间隙中的树脂材料(第1树脂组合物)优选为导热性良好的树脂材料，可以为一种树脂或对每个部件的多种树脂的组合。例如，可以使用选自环氧树脂和酚醛树脂中的1种或2种热固性树脂。
作为第1树脂组合物的固化物的第1树脂固化材料的热导率K1为1～10W/m·K。热导率K1的下限优选为2W/m·K以上，更优选为3W/m·K以上。热导率K1的上限并没有特别限定，作为现实的值，为10W/m·K。
第1树脂固化物的玻璃化转变温度Tg1为150℃以上。
通过使玻璃化转变温度Tg1在上述范围内，能够提高马达100的耐热性能，实现高输出。
对于将第1树脂固化物在175℃加热处理4小时所得到的样品，使用动态粘弹性测定机在测定温度：-50℃～200℃、升温速度：5℃/分钟、载荷：800gf、频率：10Hz、3点弯曲模式的条件下测定得到的25℃的储能模量为20GPa以上70GPa以下。
储能模量的下限优选为30GPa以上，更优选为40GPa以上。
储能模量的上限优选为60GPa以下，更优选为50GPa以下。
从该观点来看，通过使储能模量在上述的范围内，也能够提高马达100的耐热性能，实现高输出。
覆盖线圈9的线圈侧面部9b的第1树脂固化物的树脂厚度t1例如为0.3mm以上3.0mm以下。
树脂厚度t1的下限优选为0.5mm以上，更优选为0.7mm以上。树脂厚度t1的上限优选为2.5mm以下，更优选为2.0mm以下。
通过使树脂厚度t1在上述的范围内，能够适当地维持绝缘性，且能够将在线圈9中产生的热良好地传递到线圈内侧冷却用流路10。
树脂厚度t1与第1树脂固化物的热导率K1的关系式P1＝t1/K1例如为0.3×10-4(m2K/W)以上3×10-3(m2K/W)以下。
关系式P1的下限优选为0.4×10-4(m2K/W)以上，更优选为0.5×10-4(m2K/W)以上。关系式P1的上限优选为2.5×10-3(m2K/W)以下，更优选为2×10-3(m2K/W)以下。
通过使关系式P1的值在上述范围内，能够适当地维持绝缘性，且能够将在线圈9中产生的热良好地传递到线圈内侧冷却用流路10。
并且，作为绝缘层11的成型方法，并没有特别限定，可以使用嵌入成型。此时，在配置有分布卷绕的线圈9的槽8中配置与线圈内侧冷却用流路10对应的模具结构(嵌套结构)来进行嵌入成型。
通过将如以上那样形成在定子6的各槽8中的线圈内侧冷却用流路10与配置在侧板部1b、1c的内侧的流路连接部件12连接，进而与侧板部1b和1c的冷却液出入口连接，能够冷却马达100。流路连接部件12可以如图示的那样，构成为独立的部件且被安装在线圈内侧冷却用流路10的端部，也可以与侧板部1b、1c成为一体，只要能够使线圈内侧冷却用流路10与外部连接流路17适当地连通即可。
在线圈内侧冷却用流路10、流路连接部件12和侧板部1b、1c的各接合部配置有用于防止冷却液的泄漏所需要的垫片、O型环、密封件等。
流路连接部件12通过调整流路槽的设计，能够控制冷却水向多个线圈内侧冷却用流路10的流动方式。同样地，通过调整流路连接部件12的流路槽的设计，能够将冷却水的出入口集中配置在任一个侧板部1b、1c，或者将出入口配置在圆筒部1a。
在以上结构的马达100中，例如冷却水从图示左侧的侧板部1b的外部连接流路17被导入到马达100的内部。被导入到马达100内部的冷却水，经过流路连接部件12在线圈内侧冷却用流路10中循环，并经过侧板部1c侧的流路连接部件12从侧板部1c的外部连接流路17被排出到外部。
＜线圈内侧冷却用流路10的作用和效果＞
利用本实施方式，在分布绕组的马达100中，能够将由线圈9产生的发热高效率地向相邻的线圈内侧冷却用流路10散热，且通过将线圈9周边的空间(即，槽8)替换为树脂材料，能够使热移动变得更加容易。尤其，线圈9和定子6由树脂材料紧密地填充，而且，线圈内侧冷却用流路10的内壁10a由该树脂材料形成，因此，它们之间的热传导变得良好。由此，能够提高定子6的冷却性能，能够实现铜损(由线圈9的绕组本身的电阻消耗的损失)的减少、马达输出的提高、马达100的小型化等。
＜马达100(旋转电机)的特征和功能的总结＞
对本实施方式的马达100的特征，着眼于冷却结构进行总结说明。
(1)一种马达100(旋转电机的一个例子)的冷却结构，所述马达100具有：具有多个齿部7的定子6；卷绕在所述齿部7的线圈9；和形成在齿部7之间的槽8，线圈9设置在槽8中，所述马达100的冷却结构的特征在于，具有：
第1树脂组合物，其填充在槽8中，并覆盖线圈9；和
在旋转轴方向上延伸的线圈内侧冷却用流路10(第1冷却用流路)，其设置在填充有所述第1树脂组合物的区域，冷却剂在所述线圈内侧冷却用流路10的内部循环。
通过将线圈9周边的空间(即，槽8)替换为树脂材料，能够高效率地进行在线圈9中产生的热的移动。
(2)线圈内侧冷却用流路10的内壁10a可以由高导热性的树脂固化材料形成。
(3)所述树脂固化材料可以为所述第1树脂组合物固化而得到的材料。
通过使线圈内侧冷却用流路10的内壁10a为填充在槽8中的第1树脂组合物固化而成的部件，能够实现冷却结构中的构成要素的削减、与此相伴的冷却性能的提高、和制造工序的简化。
(4)第1树脂固化材料的热导率K1可以为1～10W/m·K。
(5)第1树脂固化物的玻璃化转变温度Tg1可以为150℃以上。
(6)对于将第1树脂固化物在175℃加热处理4小时所得到的样品，使用动态粘弹性测定机在测定温度：-50℃～200℃、升温速度：5℃/分钟、载荷：800gf、频率：10Hz、3点弯曲模式的条件下测定得到的25℃的储能模量可以为20GPa以上70GPa以下。
(7)覆盖线圈9的线圈侧面部9b的第1树脂固化物的树脂厚度t1为0.3mm以上3.0mm以下。
树脂厚度t1的下限优选为0.5mm以上，更优选为0.7mm以上。树脂厚度t1的上限优选为2.5mm以下，更优选为2.0mm以下。通过使树脂厚度t1在上述的范围内，能够适当地维持绝缘性，且能够将在线圈9中产生的热良好地传递到线圈内侧冷却用流路10。
(8)树脂厚度t1与第1树脂固化物的热导率K1的关系式P1＝t1/K1为0.3×10-4(m2K/W)以上3×10-3(m2K/W)以下。
关系式P1的下限优选为0.4×10-4(m2K/W)以上，更优选为0.5×10-4(m2K/W)以上。
关系式P1的上限优选为2.5×10-3(m2K/W)以下，更优选为2×10-3(m2K/W)以下。
通过使关系式P1的值在上述范围内，能够适当地维持绝缘性，且能够将在线圈9中产生的热良好地传递到线圈内侧冷却用流路10。
(9)线圈内侧冷却用流路10的内壁10a可以由高导热性的金属形成。
(10)线圈内侧冷却用流路10的内壁10a可以由高导热性的无机材料形成。
(11)线圈内侧冷却用流路10可以设置在比线圈9更靠所述旋转轴方向侧的位置。
通过使线圈内侧冷却用流路10为这样的配置，能够高效率地冷却线圈9整体。
(12)线圈9可以构成为以跨多个槽8的方式卷绕的分布绕组。
在分布绕组的情况下，在其结构上有铜损增加的趋势，要求有效地进行散热。因此，通过采用如上所述的结构的冷却结构，在像分布绕组那样的旋转电机中也能够实现良好的冷却性能(散热性能)。
(13)线圈内侧冷却用流路10可以对构成一个分布绕组的每组槽8设置至少一个。
在分布绕组的情况下，因为跨多个槽8，所以，如果在至少一个槽8中具有线圈内侧冷却用流路10，则没有线圈内侧冷却用流路10的其它的槽8(齿部7)也能够通过线圈9被冷却。
(14)第1树脂组合物可以由选自环氧树脂和酚醛树脂中的1种或2种热固性树脂形成。
通过使用这样的热固性树脂作为第1树脂组合物，能够实现高散热性能。
(15)一种旋转电机，其具有上述的冷却结构。旋转电机为上述的马达100(电动机)或发电机或电动机/发电机的两用机等。
＜＜第2实施方式＞＞
本实施方式的马达100A在线圈端部周边的结构方面与第1实施方式的马达100不同，以下，主要着眼于不同的部分进行说明。图4是马达100A的旋转轴方向的纵截面图。图5是将本实施方式的图4的线圈端部9a周边放大表示的图。图6是实施方式的与马达100A的旋转轴方向垂直的方向的纵截面图，尤其是设置有线圈端部冷却用流路14的区域的截面图。
本实施方式的概要如下。
马达100A中，与第1实施方式同样地，分布卷绕在定子6的齿部7的线圈9被收纳在齿部7之间的槽8中。在槽8的内部空间中，在定子6的内周侧(齿内周面6a附近)且与线圈9相邻的位置，配置有在轴向上延伸的线圈内侧冷却用流路10。在这些槽8的内部空间中，在除了线圈9或线圈内侧冷却用流路10以外的间隙中填充树脂材料(第1树脂组合物)。
并且，作为本实施方式的主要特征之一，利用作为树脂材料(第2树脂组合物)的固化物的绝缘层13覆盖向定子6的旋转轴方向外侧突出的线圈9的线圈端部9a，在线圈端部9a的旋转轴方向外侧和/或圆周方向外侧形成有在圆周方向上延伸的线圈端部冷却用流路14。
通过使马达100A为这样的结构，能够在定子6的比线圈9更靠内周侧(齿内周面6a附近)的位置与线圈9相邻地配置线圈内侧冷却用流路10，而且能够在线圈9的旋转轴方向端部的位置也与线圈9相邻地配置线圈端部冷却用流路14，能够高效率地冷却发热的线圈9。
以下，着眼于线圈端部冷却用流路14具体地进行说明。
＜线圈端部冷却用流路14＞
在向定子6的旋转轴方向外侧(在图4和图5中为横向)突出的线圈9的端部的空间中，在线圈端部9a的旋转轴方向外侧和/或圆周方向外侧，设置有在圆周方向上延伸的线圈端部冷却用流路14。冷却液例如冷却水在线圈端部冷却用流路14中循环。如图6所示，线圈端部冷却用流路14构成为，例如在从轴向外侧看时，内部空间设置成环状(在图6中表示出了环状的一部分)，能够将多个线圈内侧冷却用流路10共同地连接。
配置在线圈端部9a的线圈端部冷却用流路14可以以在圆周方向上延伸的方式配置在旋转轴方向外侧或圆周方向外侧，但是从提高冷却效率的观点考虑，为了增大与线圈9相对的水路面14a的面积，优选配置在旋转轴方向外侧和圆周方向外侧这两者。
即，线圈端部冷却用流路14具有：设置在旋转轴方向外侧的区域的线圈端部冷却用流路主体14c；和设置在圆周方向外侧的区域的端部侧方冷却用流路14b。更具体而言，端部侧方冷却用流路14b以从线圈端部冷却用流路主体14c延伸的方式设置在线圈端部9a的外周侧侧面与圆筒部1a之间的空间。圆周方向的水路长度可以为一周连续的状态，但也可以为在圆周方向上被分割成多个的结构。线圈端部冷却用流路14的容量(体积)可以考虑循环的冷却水的容量、循环速度等来设定。
线圈端部冷却用流路14(线圈端部冷却用流路主体14c、端部侧方冷却用流路14b)能够通过在定子6和线圈9的旋转轴方向端部(即，线圈端部9a)将树脂材料(第2树脂组合物)直接成型的方法而获得。在该情况下，线圈端部冷却用流路14的内壁14a构成为被注入到线圈端部9a的固化物的一部分。
以下，以应用在定子6和线圈9的旋转轴方向端部(即，线圈端部9a)将树脂材料直接成型的方法的例子进行说明。
在定子6中配置线圈内侧冷却用流路10、绝缘层11、线圈9和线圈端部冷却用流路14之后，在各部件之间的间隙中填充树脂材料并进行固定。该树脂材料能够承受线圈9的发热。
＜第2树脂组合物＞
线圈内侧冷却用流路10、线圈端部冷却用流路14、线圈9、定子6和填充在各部件之间的间隙中的树脂材料(第1树脂组合物和第2树脂组合物)优选为导热性良好的树脂材料，可以为一种树脂或对每个部件的多种树脂的组合。例如，可以使用选自环氧树脂和酚醛树脂中的1种或2种热固性树脂。
对于线圈端部冷却用流路14，利用构成水路形状的模具进行成型。绝缘层11、线圈内侧冷却用流路10、线圈端部冷却用流路14的各种成型可以同时实施，也可以分阶段地实施，还可以对每个成型部位改变树脂材料。例如，当成型线圈内侧冷却用流路10时，使用第1树脂组合物作为树脂材料，当成型线圈端部冷却用流路14时，使用与第1树脂组合物不同的第2树脂组合物作为树脂材料。
第2树脂组合物与在第1实施方式中所说明的第1树脂组合物的应用范围相同，是使相同的树脂组合物或不同的树脂组合物固化而得到的。具体而言，如下所述。
作为第2树脂组合物的固化物的第2树脂固化材料的热导率K2为1～10W/m·K。热导率K2的下限优选为2W/m·K以上，更优选为3W/m·K以上。热导率K2的上限并没有特别限定，作为现实的值，为10W/m·K。
第2树脂固化物的玻璃化转变温度Tg2为150℃以上。
通过使玻璃化转变温度Tg2在上述范围内，能够提高马达100A的耐热性能，实现高输出。
对于将第2树脂固化物在175℃加热处理4小时所得到的样品，使用动态粘弹性测定机在测定温度：-50℃～200℃、升温速度：5℃/分钟、载荷：800gf、频率：10Hz、3点弯曲模式的条件下测定得到的25℃的储能模量为20GPa以上70GPa以下。
储能模量的下限优选为30GPa以上，更优选为40GPa以上。
储能模量的上限优选为60GPa以下，更优选为50GPa以下。
从该观点来看，通过使储能模量在上述的范围内，也能够提高马达100A的耐热性能，实现高输出。
覆盖线圈9的线圈侧面部9b的第2树脂固化物的树脂厚度t2为0.3mm以上3.0mm以下。
树脂厚度t2的下限优选为0.5mm以上，更优选为0.7mm以上。树脂厚度t2的上限优选为2.5mm以下，更优选为2.0mm以下。
通过使树脂厚度t2在上述的范围内，能够适当地维持绝缘性，且能够将在线圈9中产生的热良好地传递到线圈端部冷却用流路14。
树脂厚度t2与第2树脂固化物的热导率K2的关系式P2＝t2/K2为0.3×10-4(m2K/W)以上3×10-3(m2K/W)以下。
关系式P1的下限优选为0.4×10-4(m2K/W)以上，更优选为0.5×10-4(m2K/W)以上。关系式P1的上限优选为2.5×10-3(m2K/W)以下，更优选为2×10-3(m2K/W)以下。
通过使关系式P2的值在上述范围内，能够适当地维持绝缘性，且能够将在线圈9中产生的热从线圈端部9a良好地传递到线圈内侧冷却用流路14。
＜流路连接部件12＞
在本实施方式中，流路连接部件12以被侧板部1b、1c的内部壁1d与线圈内侧冷却用流路10的端部10c和线圈端部冷却用流路14的端部14d夹着的方式配置。在线圈内侧冷却用流路10、流路连接部件12和侧板部1b、1c的各接合部配置有用于防止冷却液的泄漏所需要的垫片、O型环、密封件等。另外，流路连接部件12与第1实施方式同样地，可以构成为独立的部件且被安装在线圈内侧冷却用流路10的端部，也可以与侧板部1b、1c成为一体，只要能够使线圈内侧冷却用流路10、线圈端部冷却用流路14和外部连接流路17适当地连通即可。
通过将如以上那样形成在定子6的各槽8中的线圈内侧冷却用流路10和形成在线圈端部的线圈端部冷却用流路14与配置在侧板部1b、1c的内侧的流路连接部件12连接，进而与侧板部1b和1c的冷却液出入口连接，能够冷却马达100。
流路连接部件12通过与线圈端部冷却用流路14的圆周方向的分割结构相匹配地调整流路槽的设计，能够控制冷却水向多个线圈内侧冷却用流路10的流动方式。同样地，通过调整流路连接部件12的流路槽的设计，能够将冷却水的出入口集中配置在任一个侧板部1b、1c，或者将出入口配置在圆筒部1a。
＜线圈内侧冷却用流路10、线圈端部冷却用流路14的作用和效果＞
利用本实施方式，在分布绕组的马达100A中，能够将由线圈9产生的发热高效率地向相邻的线圈内侧冷却用流路10和线圈端部冷却用流路14散热，且通过将线圈9周边的空间(即，槽8和线圈的轴向端部空间)替换为树脂材料，能够使热的移动变得更加容易。
在线圈端部9a中，也从第1实施方式的空间散热变为经由树脂材料到线圈端部冷却用流路14为止的接触式传热，从而热传导变得良好。由此，能够提高定子6的冷却性能，能够实现铜损(由线圈9的绕组本身的电阻消耗的损失)的减少、马达输出的提高、马达100的小型化等。
＜马达100A(旋转电机)的特征和功能的总结＞
对本实施方式的马达100A的特征，着眼于冷却结构进行总结说明。
根据本实施方式的马达100A，具有与第1实施方式的马达100的特征和功能(1)～(15)相同的特征和功能，并且具有如下的特征和功能(16)～(22)。
(16)可以具有：使第2树脂组合物固化而得到的第2树脂固化物(绝缘层13)，所述第2树脂组合物覆盖向定子6的轴向两端突出的线圈端部9a；和
在圆周方向上延伸的线圈端部冷却用流路14(第2冷却用流路)，其与所述线圈内侧冷却用流路(第1冷却用流路)连接，设置在覆盖所述线圈端部9a的所述第2树脂固化物(绝缘层13)的区域，在所述线圈端部冷却用流路14中，冷却剂在所述线圈端部9a的旋转轴方向外侧循环。
(17)第2树脂组合物与第1树脂组合物的应用范围相同，是使相同的树脂组合物或不同的树脂组合物固化而得到的。
(18)线圈端部冷却用流路14(第2冷却用流路)的内壁包括第2树脂固化物。即，线圈端部冷却用流路14的结构的至少一部分可以由第2树脂固化物形成。
(19)覆盖线圈端部9a的第2树脂固化物(绝缘层13)的树脂厚度t2可以为0.3mm以上3mm以下。
(20)树脂厚度t2与第2树脂固化物(绝缘层13)的热导率K2的关系式P2＝t2/K2可以为0.3×10-4(m2K/W)以上3×10-3(m2K/W)以下。
(21)具有：壳体1，其具有在定子6的周围设置成筒状的壳体筒部1a、和将壳体筒部1a的两端的开口封闭的壳体侧板部1b、1c；和
连结部(流路连接部件12)，其设置在覆盖线圈端部9a的第2树脂固化物(绝缘层13)与壳体侧板部1b、1c之间，
线圈端部冷却用流路14包括第2树脂固化物(绝缘层13)和连结部12。
(22)连结部(流路连接部件12)设置成从壳体侧板部1b、1c向线圈端部9a去一体地突出。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是它们仅为本发明的例示，也可以采用上述以外的各种各样的结构。例如，线圈9的卷绕方式并不限定于分布卷绕，在集中卷绕或其它的卷绕方式中也能够发挥相同的冷却功能。并且，虽然在上面的实施方式中是将线圈内侧冷却用流路10配置在槽8的比线圈9更靠转子外周面2a侧的位置，但也可以是将线圈内侧冷却用流路10配置在外壳1(圆筒部1a)侧，而且还可以是将线圈内侧冷却用流路10配置在上述两者的位置。
本申请以2020年6月5日申请的日本申请特愿2020-098293号和2021年1月6日申请的日本申请特愿2021-000721为基础要求优先权，并将其全部公开内容援用于此。
附图标记说明
1外壳，1a圆筒部，1b、1c侧板部，2转子，2a转子外周面，3旋转轴，4轴承，5永久磁铁，6定子，7齿部，8槽，9线圈，9a线圈端部，9b线圈侧面部，10线圈内侧冷却用流路，10a内壁，11、13绝缘层，14线圈端部冷却用流路，14a内壁，14b端部侧方冷却用流路，14c线圈端部冷却用流路主体，100、100A马达。

Claims (23)

1.一种旋转电机的冷却结构，所述旋转电机具有：具有多个齿部的定子；卷绕在所述齿部的线圈；和所述线圈形成在所述齿部之间的槽，所述线圈设置在所述槽中，所述旋转电机的冷却结构的特征在于，具有：
第1树脂组合物，其填充在所述槽中，并覆盖所述线圈；和
在旋转轴方向上延伸的第1冷却用流路，其设置在填充有所述第1树脂组合物的区域，冷却剂在所述第1冷却用流路的内部循环。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第1冷却用流路的内壁由高导热性的第1树脂固化材料形成。
3.根据权利要求2所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第1树脂固化材料为所述第1树脂组合物固化而得到的材料。
4.根据权利要求3所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第1树脂固化材料的热导率K1为1～10W/m·K。
5.根据权利要求3或4所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第1树脂固化材料的玻璃化转变温度Tg1为150℃以上。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
对于将所述第1树脂固化材料在175℃加热处理4小时所得到的样品，使用动态粘弹性测定机在测定温度：-50℃～200℃、升温速度：5℃/分钟、载荷：800gf、频率：10Hz、3点弯曲模式的条件下测定得到的25℃的储能模量为20GPa以上70GPa以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
覆盖所述线圈的侧面部的所述第1树脂组合物的树脂厚度t1为0.3mm以上3.0mm以下。
8.根据权利要求7所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述树脂厚度t1与所述第1树脂组合物的热导率K1的关系式P1＝t1/K1为0.3×10-4(m2K/W)以上3×10-3(m2K/W)以下。
9.根据权利要求1所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第1冷却用流路的内壁由高导热性的金属形成。
10.根据权利要求1所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第1冷却用流路的内壁由高导热性的无机材料形成。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第1冷却用流路设置在比所述线圈更靠所述旋转轴方向侧的位置。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述线圈构成为以跨多个槽的方式卷绕的分布绕组。
13.根据权利要求12所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
对构成一个分布绕组的每组槽设置有至少一个所述第1冷却用流路。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第1树脂组合物由选自环氧树脂和酚醛树脂中的1种或2种热固性树脂形成。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于，具有：
使第2树脂组合物固化而得到的第2树脂固化物，所述第2树脂组合物覆盖向所述定子的轴向两端突出的线圈端部；和
在圆周方向上延伸的第2冷却用流路，其与所述第1冷却用流路连接，设置在覆盖所述线圈端部的所述第2树脂固化物的区域，在所述第2冷却用流路中，冷却剂在所述线圈端部的旋转轴方向外侧循环。
16.根据权利要求15所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第2树脂组合物与所述第1树脂组合物的应用范围相同，是使相同的树脂组合物或不同的树脂组合物固化而得到的。
17.根据权利要求15或16所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述第2冷却用流路的内壁包括所述第2树脂固化物。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
覆盖所述线圈端部的所述第2树脂固化物的树脂厚度t2为0.3mm以上3mm以下。
19.根据权利要求18所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述树脂厚度t2与所述第2树脂固化物的热导率K2的关系式P2＝t2/K2为0.3×10-4(m2K/W)以上3×10-3(m2K/W)以下。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于，具有：
壳体，其具有在所述定子的周围设置成筒状的壳体筒部、和将所述壳体筒部的两端的开口封闭的壳体侧板部；和
连结部，其设置在覆盖所述线圈端部的所述第2树脂固化物与所述壳体侧板部之间，
所述第2冷却用流路包括所述第2树脂固化物和所述连结部。
21.根据权利要求20所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述连结部设置成从所述壳体侧板部向所述线圈端部去一体地突出。
22.根据权利要求20所述的旋转电机的冷却结构，其特征在于：
所述连结部与所述壳体侧板部分体设置。
23.一种旋转电机，其特征在于：
具有权利要求1至22中任一项所述的冷却结构。
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