JP2005269730A - Method of manufacturing rotary electric machine - Google Patents

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愛彦 丹
Takashi Kato
崇 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a rotary electric machine which can raise the cooling efficiency of a stator. <P>SOLUTION: At a resin molding time, a plurality of divided stator cores 201 on which a coil 202 is wound, are fixed by a resin mold 206. A resin 203 is injected in the resin mold and molded in the state that a wedge-like water passage pipe 204 having the same shape as a space in which each coil winding surface 202a becomes a tapered surface is held movably in the space formed between adjacent divided stator cores. Thus, a water passage pipe is slid into a space between the adjacent coils due to the difference of the pressure receiving surfaces of the wedge-like water passage pipe so that the water passage pipe is brought into close contact with the coil. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、円筒状のステータの内外に、それぞれ独立に制御可能なアウターロータおよびインナーロータを配置した複軸多層構造を有する回転電機であって、各々にコイルが集中巻きされ、円周状に配置された複数の分割ステータ分割ステータコアと、これら分割ステータ分割ステータコア間に配置された水路パイプから成り、分割ステータ分割ステータコアおよび水路パイプを樹脂でモールドして固定したステータ構造を有する回転電機の製造方法に関するものである。   The present invention is a rotating electrical machine having a multi-axis multilayer structure in which an outer rotor and an inner rotor that can be independently controlled are arranged inside and outside of a cylindrical stator, respectively, in which coils are concentratedly wound, A method of manufacturing a rotating electrical machine having a stator structure comprising a plurality of divided stator divided stator cores arranged and a water pipe arranged between the divided stator divided stator cores, wherein the divided stator divided stator core and the water pipe are molded and fixed with resin. It is about.

従来、円筒状のステータを挟み、内外周にアウターロータ及びインナーロータが配置され、ステータに巻回された多相コイルに複合電流を流すことで、アウターロータとインナーロータを独立して回転制御可能な複軸多層構造を有する回転電機が知られている。この回転電機におけるステータの冷却構造の一例として、分割ステータコア間に配置された水路パイプによりステータを冷却する構造が知られている。   Conventionally, an outer rotor and an inner rotor are arranged on the inner and outer circumferences with a cylindrical stator in between, and the outer rotor and inner rotor can be independently controlled by flowing a composite current through a multiphase coil wound around the stator. There is known a rotating electric machine having a multi-axis multilayer structure. As an example of a stator cooling structure in this rotating electric machine, a structure in which the stator is cooled by a water pipe arranged between divided stator cores is known.

一方、複軸多層構造を有する回転電機ではないが、ステータとロータとからなる回転電機において、分割ステータコア間に設けた水路パイプを利用してステータを冷却する構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。この例では、分割ステータコアのティース間にステータ軸方向に水路パイプが設けられ、ステータ軸方向に延びた水路パイプが一方の端部にて連通路によって連結され、水路パイプの位置が決まる。その後、樹脂成形することにより、水路パイプとティースに巻回されたコイルとの間には樹脂が充填される。   On the other hand, although it is not a rotating electrical machine having a multi-axis multilayer structure, a rotating electrical machine composed of a stator and a rotor is known in which a stator is cooled using a water pipe provided between split stator cores (for example, patents). Reference 1). In this example, a water pipe is provided in the stator axial direction between the teeth of the divided stator core, and the water pipe extending in the stator axial direction is connected by a communication passage at one end to determine the position of the water pipe. Thereafter, resin molding fills the space between the water pipe and the coil wound around the teeth.

また、同じく複軸多層構造を有する回転電機ではないが、ステータとロータとからなる回転電機において、水路パイプ以外の手段でステータを冷却する構造も知られている(例えば、特許文献2参照)。この例では、樹脂成形時の応力および熱のうちの少なくとも一方により変形する絶縁部材を介してコイルと分割ステータコアのティースとが密着しており、コイルの熱を分割ステータコアを通じてハウジングケースへと放熱する。
特開平10−327558号公報 特開2002−51491号公報
In addition, although not a rotating electrical machine having a multi-axis multilayer structure, a structure in which a stator is cooled by means other than a water pipe is also known in a rotating electrical machine including a stator and a rotor (see, for example, Patent Document 2). In this example, the coil and the teeth of the split stator core are in close contact via an insulating member that is deformed by at least one of stress and heat during resin molding, and the heat of the coil is radiated to the housing case through the split stator core. .
Japanese Patent Laid-Open No. 10-327558 JP 2002-51491 A

上述した特許文献1に記載の従来の冷却構造では、円周状に配置されたコイル間にステータ軸方向に延びた水路パイプが存在し、それらが一方の端部にて連通路によって連結され、水路パイプの位置が規制されているので、複数ある水路パイプをコイルに密着させることが難しかった。すなわち、水路パイプと着るとの間に、樹脂が充填される、または、空気層が生成される、という構成となっていたため、コイルから水路パイプまでの熱抵抗が増大し、冷却効率が悪化するという問題があった。また、上述した特許文献1に記載の従来の冷却構造では、コイルと分割ステータコアとの密着度を高め、コイルの熱を分割ステータコアを通じてハウジングケースへと放熱するという構成になっていたが、抜熱がケースからの放熱のみなので、高出力、高パワー密度のモータを冷却するには冷却能力が十分でないという問題があった。   In the conventional cooling structure described in Patent Document 1 described above, there are water pipes extending in the stator axial direction between the circumferentially arranged coils, and they are connected by a communication path at one end, Since the position of the water channel pipe is regulated, it is difficult to bring a plurality of water channel pipes into close contact with the coil. That is, since the resin is filled or an air layer is generated between the pipe and the water pipe, the thermal resistance from the coil to the water pipe increases, and the cooling efficiency deteriorates. There was a problem. Further, in the conventional cooling structure described in Patent Document 1 described above, the degree of adhesion between the coil and the divided stator core is increased, and the heat of the coil is radiated to the housing case through the divided stator core. However, there is a problem that the cooling capacity is not sufficient to cool the motor with high output and high power density because the heat is only released from the case.

さらに、複軸多層構造を有する回転電機において分割ステータコア間に配置された水路パイプによりステータを冷却する構造に、他の構造の回転電機の冷却構造(特許文献1、2に記載)を利用しようとしても、内外にロータが存在するため分割ステータコアを使用する必要があり、その結果、樹脂成形の際樹脂が分割ステータコアの外周側および内周側の両側から充填される複軸多層構造を有する回転電機では、それらの冷却方法をそのまま利用できない問題もあった。そのため、複軸多層構造を有する回転電機において、最適なステータ冷却構造の開発に対する要望が高くなってきた。   Further, in a rotating electric machine having a multi-axis multilayer structure, an attempt is made to use a rotating electric machine cooling structure (described in Patent Documents 1 and 2) of another structure in a structure for cooling the stator by a water pipe arranged between divided stator cores. However, since the rotor exists inside and outside, it is necessary to use a split stator core, and as a result, a rotary electric machine having a multi-axis multilayer structure in which resin is filled from both the outer peripheral side and the inner peripheral side of the split stator core during resin molding. Then, there also existed a problem which cannot use those cooling methods as it is. For this reason, there is an increasing demand for the development of an optimal stator cooling structure in a rotating electrical machine having a multi-axis multilayer structure.

本発明の目的は上述した問題点を解消して、ステータの冷却効率を高くすることができる回転電機の製造方法を提供しようとするものである。   An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a rotating electrical machine that can solve the above-described problems and increase the cooling efficiency of a stator.

本発明の回転電機の製造方法は、円筒状のステータの内外に、それぞれ独立に制御可能なアウターロータおよびインナーロータを配置した複軸多層構造を有する回転電機であって、各々にコイルが集中巻きされ、円周状に配置された複数の分割ステータコアと、分割ステータコア間に配置された水路パイプから成り、分割ステータコアおよび水路パイプを樹脂でモールドして固定したステータ構造を有する回転電機の製造方法において、樹脂成形時に、コイルを巻回した複数の分割ステータコアを樹脂成形型によって固定し、隣り合う分割ステータコアの間に形成される空間であって各々のコイル巻回面がテーパー面となる空間と同じ形状を有するくさび状の水路パイプを可動式に保持した状態で、樹脂を樹脂成形型に注入して成形することにより、くさび状の水路パイプの受圧面積の違いによって水路パイプを隣り合うコイル間の空間に滑り込ませ、水路パイプとコイルとを密着させることを特徴とするものである。   A method of manufacturing a rotating electrical machine according to the present invention is a rotating electrical machine having a multi-axis multilayer structure in which an outer rotor and an inner rotor that can be independently controlled are arranged inside and outside of a cylindrical stator, and a coil is concentratedly wound on each of them. In a method of manufacturing a rotating electrical machine having a stator structure comprising a plurality of divided stator cores arranged circumferentially and water channel pipes arranged between the divided stator cores, wherein the divided stator cores and water channel pipes are molded and fixed with resin. A plurality of divided stator cores around which coils are wound are fixed by a resin mold during resin molding, and are the spaces formed between adjacent divided stator cores, each coil winding surface being the same as a taper surface. Injecting resin into a resin mold and molding it while holding a wedge-shaped water channel pipe having a shape More, it is characterized in that the difference in pressure receiving area of the wedge-shaped waterway pipe slid into the space between adjacent coils waterways pipe, brought into close contact with the water channel pipe and the coil.

本発明の回転電機の製造方法では、分割ステータコアは樹脂成形型によって固定されたまま、樹脂成形時の圧力と水路パイプ内外周の受圧面積の違いによって、水路パイプがステータ内側へと移動し、コイルと水路パイプとが密着することにより、熱抵抗を減らして冷却効率を上げることができる。また、ステータ内側に向かってコイル間の隙間が狭くなるようなコイル巻回面がテーパー面となる構造となっているので、水路パイプが樹脂成形時の圧力によってコイル間に入り込むことにより、くさび効果が発生しステータ周方向の応力によってステータ真円度を保ち、モータの電磁気的性能を向上させることができる。   In the method for manufacturing a rotating electrical machine of the present invention, the split stator core is fixed by the resin mold, and the water pipe moves to the inside of the stator due to the difference between the pressure at the time of resin molding and the pressure receiving area on the inner and outer periphery of the water pipe. When the water pipe and the water pipe are in close contact, the thermal resistance can be reduced and the cooling efficiency can be increased. In addition, since the coil winding surface is tapered so that the gap between the coils becomes narrower toward the inside of the stator, the wedge effect is achieved when the water pipe enters between the coils due to the pressure during resin molding. And the stator circularity can be maintained by the stress in the stator circumferential direction, and the electromagnetic performance of the motor can be improved.

なお、本発明の回転電機の製造方法の好適例では、水路パイプとコイルとの間に絶縁部材を設け、樹脂成形時に、水路パイプとコイルとを絶縁部材を介して密着させるよう構成することができる。このように構成すれば、上述した効果に加えて、絶縁部材が水路パイプとコイルとの間に介在しているので、水路パイプが移動する際にコイル表面を滑っても、コイルを傷付けることを防止できる。   In addition, in the suitable example of the manufacturing method of the rotary electric machine of this invention, it is comprised so that an insulating member may be provided between a water pipe and a coil, and a water pipe and a coil may be closely_contact | adhered via an insulating member at the time of resin molding. it can. If comprised in this way, in addition to the effect mentioned above, since an insulating member is interposed between a channel pipe and a coil, even if it slips on the coil surface when a channel pipe moves, it will damage a coil. Can be prevented.

また、本発明の回転電機の製造方法の好適例では、絶縁部材として、樹脂成形時の圧力および熱のうちの少なくとも一方により変形する絶縁部材を使用するよう構成することができる。このように構成すれば、上述した効果に加えて、水路パイプとコイル間に配置された絶縁部材が樹脂成形時の応力および熱の少なくとも一方で変形し、水路パイプとコイルとの間の隙間を埋め空気層の形成を抑えることができるので、モータの冷却効率を向上させることができる。   Moreover, in the suitable example of the manufacturing method of the rotary electric machine of this invention, it can comprise so that the insulating member which deform | transforms with at least one of the pressure at the time of resin molding and a heat | fever can be used as an insulating member. If comprised in this way, in addition to the effect mentioned above, the insulating member arrange | positioned between a water pipe and a coil will deform | transform at least one of the stress at the time of resin molding, and a heat | fever, and the clearance gap between a water pipe and a coil is made. Since the formation of the buried air layer can be suppressed, the cooling efficiency of the motor can be improved.

さらに、本発明の回転電機の製造方法の好適例では、水路パイプの内周側の端部に、コイル間の隙間より幅が広く、且つ、水路パイプ外周の幅よりも狭いリブを設け、コイル間の空間に水路パイプが位置するよう配置するとともに、分割ステータコアの内周側にリブが位置するよう配置するよう構成することができる。このように構成すれば、上述した効果に加えて、万が一樹脂成形時にステータ内周側から樹脂が充填されたとしても、水路パイプがステータ外周側へと押し出されることを防ぐことができる。   Further, in a preferred example of the method for manufacturing a rotating electrical machine of the present invention, a rib having a width wider than the gap between the coils and narrower than the width of the outer periphery of the water pipe is provided at the inner peripheral end of the water pipe. It can arrange so that a channel pipe may be located in the space between, and it may be arranged so that a rib may be located in the inner circumference side of a division stator core. If comprised in this way, in addition to the effect mentioned above, even if resin is filled from the stator inner peripheral side at the time of resin molding, it is possible to prevent the water channel pipe from being pushed out to the stator outer peripheral side.

以下に、この発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の対象となる回転電機の一例としての複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図である。なお、以下に説明する複軸多層モータはその基本的な構成を説明するためのものであり、本発明の特徴部分については、後に詳細に説明する。図1において、Eはエンジン、Mは複軸多層モータ、Gはラビニョウ型複合遊星歯車列、Dは駆動出力機構、1はモータカバー、2はモータケース、3はギヤハウジング、4はフロントカバーである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of a hybrid drive unit to which a multi-axis multilayer motor as an example of a rotating electrical machine that is an object of the present invention is applied. The multi-axis multi-layer motor described below is for explaining the basic configuration, and features of the present invention will be described in detail later. In FIG. 1, E is an engine, M is a multi-shaft multilayer motor, G is a Ravigneaux type planetary gear train, D is a drive output mechanism, 1 is a motor cover, 2 is a motor case, 3 is a gear housing, 4 is a front cover is there.

前記エンジンEは、ハイブリッド駆動ユニットの主動力源であり、エンジン出力軸5とラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2リングギヤR2とは、回転変動吸収ダンパー6及び多板クラッチ7を介して連結されている。   The engine E is a main power source of the hybrid drive unit, and the engine output shaft 5 and the second ring gear R2 of the Ravigneaux type planetary gear train G are connected through a rotation fluctuation absorbing damper 6 and a multi-plate clutch 7. ing.

前記複軸多層モータMは、外観的には1つのモータであるが2つのモータジェネレータ機能を有する副動力源である。この複軸多層モータMは、前記モータケース2に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータSと、前記ステータSの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータIRと、前記ステータSの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータORと、を同軸上に三層配置することで構成されている。前記インナーロータIRに固定の第1モータ中空軸8は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第1サンギヤS1に連結され、前記アウターロータORに固定の第2モータ軸9は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2サンギヤS2に連結されている。   The multi-axis multilayer motor M is a sub-power source having two motor generator functions although it is one motor in appearance. The multi-axis multilayer motor M is fixed to the motor case 2 and includes a stator S as a fixed armature wound with a coil, an inner rotor IR disposed inside the stator S and having a permanent magnet embedded therein, and the stator The outer rotor OR, which is arranged outside the S and has a permanent magnet embedded therein, is arranged in three layers on the same axis. The first motor hollow shaft 8 fixed to the inner rotor IR is connected to the first sun gear S1 of the Ravigneaux-type compound planetary gear train G, and the second motor shaft 9 fixed to the outer rotor OR is the Ravigneaux-type compound planetary gear. It is connected to the second sun gear S2 of row G.

前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Gは、二つのモータ回転数を制御することにより無段階に変速比を変える無段変速機能を有する遊星歯車機構である。このラビニョウ型複合遊星歯車列Gは、互いに噛み合う第1ピニオンP1と第2ピニオンP2を支持する共通キャリヤCと、第1ピニオンP1に噛み合う第1サンギヤS1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2サンギヤS2と、第1ピニオンP1に噛み合う第1リングギヤR1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2リングギヤR2との5つの回転要素を有して構成されている。前記第1リングギヤR1とギヤハウジング3との間には多板ブレーキ10が介装されている。前記共通キャリヤCには、出力ギヤ11が連結されている。   The Ravigneaux-type compound planetary gear train G is a planetary gear mechanism having a continuously variable transmission function that changes the gear ratio steplessly by controlling two motor rotation speeds. The Ravigneaux type planetary gear train G includes a common carrier C that supports the first pinion P1 and the second pinion P2 that mesh with each other, a first sun gear S1 that meshes with the first pinion P1, and a second sun gear that meshes with the second pinion P2. It has five rotating elements, S2, a first ring gear R1 that meshes with the first pinion P1, and a second ring gear R2 that meshes with the second pinion P2. A multi-plate brake 10 is interposed between the first ring gear R1 and the gear housing 3. An output gear 11 is connected to the common carrier C.

前記駆動出力機構Dは、出力ギヤ11と、第1カウンターギヤ12と、第2カウンターギヤ13と、ドライブギヤ14と、ディファレンシャル15と、ドライブシャフト16,16により構成されている。そして、出力ギヤ11からの出力回転及び出力トルクは、第1カウンターギヤ12→第2カウンターギヤ13→ドライブギヤ14→ディファレンシャル15を経過し、ドライブシャフト16,16から図外の駆動輪へ伝達される。   The drive output mechanism D includes an output gear 11, a first counter gear 12, a second counter gear 13, a drive gear 14, a differential 15, and drive shafts 16 and 16. The output rotation and output torque from the output gear 11 pass through the first counter gear 12, the second counter gear 13, the drive gear 14, and the differential 15, and are transmitted from the drive shafts 16 and 16 to the drive wheels (not shown). The

すなわち、ハイブリッド駆動ユニットは、前記第2リングギヤR2とエンジン出力軸5を連結し、前記第1サンギヤS1と第1モータ中空軸8とを連結し、前記第2サンギヤS2と第2モータ軸9とを連結し、前記共通キャリヤCに出力ギヤ11を連結することにより構成されている。   That is, the hybrid drive unit connects the second ring gear R2 and the engine output shaft 5, connects the first sun gear S1 and the first motor hollow shaft 8, and connects the second sun gear S2 and the second motor shaft 9. And the output gear 11 is connected to the common carrier C.

図2は、ラビニョオ型遊星歯車列と組み合わされて車両用ハイブリッド変速機を構成する、この発明の対象となる複軸多層モータの一例をより詳細に示す図である。この複軸多層モータに、この発明の回転電機の構造を適用することができる。図2に示す構成の複軸多層モータは、一個の円環状のステータ101と、その半径方向内方および外方にそれぞれ互いに同軸の所定回転軸線O上にて回転自在に配置したインナーロータ102およびアウターロータ103とよりなる三重構造とし、これらをハウジング104内に収納して構成する。   FIG. 2 is a diagram showing in more detail an example of a multi-shaft multilayer motor that is combined with a Ravigneaux type planetary gear train and constitutes a vehicle hybrid transmission that is an object of the present invention. The structure of the rotating electrical machine of the present invention can be applied to this multi-axis multilayer motor. The multi-axis multilayer motor having the configuration shown in FIG. 2 includes a single annular stator 101, an inner rotor 102 disposed rotatably on a predetermined rotation axis O coaxial with each other in the radial direction inside and outside, and A triple structure including the outer rotor 103 is formed and housed in the housing 104.

ここにおけるインナーロータ102およびアウターロータ103はそれぞれ、電磁鋼板などをプレス成形して造った板材のロータ軸線方向への積層になる積層コア124,125を具え、これら積層コア124,125に、ロータ軸線方向に貫通する永久磁石を円周方向等間隔に配置して設けた構成となす。インナーロータ102とアウターロータ103とでは、配置する磁極数を変えることで、両者の極対数を異ならせている。一例を示すと、磁石の個数自体はインナーロータ102とアウターロータ103で同一であり、12個ずつであるが、インナーロータ102は2個の磁石で1極を成しているため、極対数としては3極対となり、アウターロータ103は1個の磁石で1極を成しているため、極対数としては6極対となる。   Each of the inner rotor 102 and the outer rotor 103 includes laminated cores 124 and 125 that are laminated in the rotor axis direction of a plate material made by press-molding electromagnetic steel sheets or the like. Permanent magnets penetrating in the direction are arranged at equal intervals in the circumferential direction. In the inner rotor 102 and the outer rotor 103, the number of pole pairs between them is made different by changing the number of magnetic poles to be arranged. As an example, the number of magnets itself is the same for the inner rotor 102 and the outer rotor 103, which is twelve. However, since the inner rotor 102 forms one pole with two magnets, Since the outer rotor 103 forms one pole with one magnet, the number of pole pairs is six.

そしてハウジング104内へのインナーロータ102およびアウターロータ103の収納に当たっては、アウターロータ103は、積層コア125の外周にトルク伝達シェル105を駆動結合して具え、該トルク伝達シェル105の両端をそれぞれベアリング107,108によりハウジング104に回転自在に支持し、トルク伝達シェル105をベアリング107の側でアウターロータシャフト109に結合する。   When the inner rotor 102 and the outer rotor 103 are accommodated in the housing 104, the outer rotor 103 is provided with a torque transmission shell 105 drivingly coupled to the outer periphery of the laminated core 125, and both ends of the torque transmission shell 105 are respectively provided as bearings. The torque transmission shell 105 is coupled to the outer rotor shaft 109 on the bearing 107 side.

インナーロータ102は積層コア124の中心に、内部に上記アウターロータシャフト109を回転自在に貫通した中空のインナーロータシャフト110を貫通して具え、これらインナーロータ102の積層コア124およびインナーロータシャフト110間を駆動結合する。そしてインナーロータシャフト110の中間部をベアリング112により、固定のステータブラケット113内に回転自在に支持し、一端部(図1では左端部)をベアリング114によりトルク伝達シェル105の対応端壁に回転自在に支持する。   The inner rotor 102 is provided at the center of the laminated core 124 with a hollow inner rotor shaft 110 penetrating the outer rotor shaft 109 rotatably therein, and between the laminated core 124 of the inner rotor 102 and the inner rotor shaft 110. Drive coupled. An intermediate portion of the inner rotor shaft 110 is rotatably supported in a fixed stator bracket 113 by a bearing 112, and one end portion (left end portion in FIG. 1) is rotatable to a corresponding end wall of the torque transmission shell 105 by a bearing 114. To support.

ステータ101は、電磁鋼板をプレス成形して造ったI字状のステータ鋼板をステータ軸線方向に積層してなる多数のステータティースを具える。個々のステータティースには、アウターロータ側ヨークおよびインナーロータ側ヨーク間におけるティースの箇所において図2に示す如く電磁コイル117を巻線し、これらコイル巻線済のステータティースを同一円周方向等間隔に、つまり円形に配列してステータコアとなし、このステータコアをステータ軸線方向両側のブラケット113,118間に何らかの手段で挟持すると共に全体的に樹脂120でモールドすることにより一体化してステータ101を構成する。   The stator 101 includes a large number of stator teeth formed by laminating I-shaped stator steel plates made by press-forming electromagnetic steel plates in the stator axial direction. As shown in FIG. 2, electromagnetic coils 117 are wound around the individual stator teeth at the teeth between the outer rotor side yoke and the inner rotor side yoke, and these coiled stator teeth are equally spaced in the same circumferential direction. In other words, a stator core is formed by arranging in a circular shape, and the stator core is integrated by being sandwiched between the brackets 113 and 118 on both sides in the stator axial direction by some means and molded entirely with the resin 120. .

なお、このモータの駆動に当たっては、回転センサ148および回転センサ147が検出するインナーロータ102およびアウターロータ103の回転位置、つまりこれらに上記のごとく設けられる永久磁石の位置に応じた両ロータ102,103用の位相の異なる駆動電流を複合して得られる複合電流をステータ101の電磁コイル117に供給し、これにより両ロータ102,103用の回転磁界をステータに個別に発生させることで、回転磁界に同期してロータ102,103を個別に回転駆動させることができる。   In driving the motor, the rotation positions of the inner rotor 102 and the outer rotor 103 detected by the rotation sensor 148 and the rotation sensor 147, that is, the positions of the two rotors 102 and 103 corresponding to the positions of the permanent magnets provided as described above. A composite current obtained by combining drive currents having different phases is supplied to the electromagnetic coil 117 of the stator 101, thereby generating a rotating magnetic field for both the rotors 102 and 103 individually in the stator. In synchronism, the rotors 102 and 103 can be individually rotated.

次に、上述した構成の複軸多層構造の回転電機において、ステータ101の冷却構造として好適に利用できる本発明の回転電機の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing a rotating electrical machine of the present invention that can be suitably used as a cooling structure for the stator 101 in the rotating electrical machine having a multi-axis multilayer structure having the above-described configuration will be described.

図3は本発明の回転電機の製造方法を説明するための図である。図3に示す例では、図2に示す例におけるステータ101の横断面の一部を示している。なお、以下の説明においては、説明を簡単にするために、同じ部材であっても図2に示した符号とは異なる符号を付している。図3に示す例において、通常電磁鋼板をステータ軸線方向に積層してなる複数の分割ステータコア201を、同一円周方向で等間隔に配列して構成されている。各分割ステータコア201には、アウターロータ側ヨークおよびインナーロータ側ヨーク間において電磁コイル202が巻回されている。そして、これら電磁コイル202を巻回した分割ステータコア201をステータ軸線方向両側のブラケット(ここでは図示せず)間に何らかの手段で挟持するとともに、全体的に樹脂203でモールドすることにより一体化して、ステータ101を構成している。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method of manufacturing a rotating electrical machine according to the present invention. In the example shown in FIG. 3, a part of the cross section of the stator 101 in the example shown in FIG. 2 is shown. In the following description, for the sake of simplicity, the same reference numerals as those shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, a plurality of divided stator cores 201 formed by laminating electromagnetic steel sheets in the stator axial direction are arranged at equal intervals in the same circumferential direction. An electromagnetic coil 202 is wound around each divided stator core 201 between the outer rotor side yoke and the inner rotor side yoke. Then, the divided stator core 201 around which these electromagnetic coils 202 are wound is sandwiched by some means between brackets (not shown here) on both sides of the stator axial direction, and is integrated by being molded entirely with the resin 203, The stator 101 is configured.

図4(a)、(b)は本発明の回転電機の製造方法の一例を説明するために水路周辺を拡大して示す図である。図4(a)、(b)に示す例において、ステータ101は、コイル202が集中巻きされ円周状に配置された分割ステータコア201と、隣り合う分割ステータコア201の間に配置された、独立した水路パイプ204とから成っている。水路パイプ204の形状は、隣り合う分割ステータコア201の間に形成される空間であって各々のコイル202の巻回面202aがテーパー面となる空間と同じ形状を有するくさび状の形状となっている。水路パイプ204には水を通すための水路205が設けてある。   4 (a) and 4 (b) are enlarged views showing the periphery of the water channel in order to explain an example of the manufacturing method of the rotating electrical machine of the present invention. In the example shown in FIGS. 4A and 4B, the stator 101 has an independent arrangement in which the stator 202 is arranged between the adjacent divided stator cores 201 and the divided stator cores 201 arranged in a circumferential shape with the coils 202 concentrated. It consists of a water pipe 204. The shape of the water channel pipe 204 is a wedge-shaped shape that is a space formed between the adjacent divided stator cores 201 and has the same shape as a space in which the winding surface 202a of each coil 202 is a tapered surface. . A water channel 205 for passing water is provided in the water channel pipe 204.

図4(a)に示すように、樹脂成形時には、分割ステータコア201を樹脂成形型206に固定するとともに、水路パイプ204を隣り合う分割ステータコア201の間の空間に可動式に保持する。この状態で、分割ステータコア201の内側と外側から均等に樹脂203を流し込む。この時、水路パイプ204の横断面はくさび状となっているため、水路パイプ204の外周側と内周側とでは樹脂203の受圧面積が異なる。この受圧面積の違いによって、樹脂203の充填に伴い、水路パイプ204がステータ101の内側へと移動し、コイル202と密着する。この時、水路パイプ204がコイル202の表面となる巻回面202aを滑るように移動するが、水路パイプ204とコイル202との間に、好ましい例として絶縁部材としての絶縁紙207を設けているため、コイル202の巻回面202aの絶縁被膜を傷付けることを防止することができる。   As shown in FIG. 4A, at the time of resin molding, the split stator core 201 is fixed to the resin mold 206 and the water channel pipe 204 is movably held in the space between the adjacent split stator cores 201. In this state, the resin 203 is poured evenly from the inside and outside of the divided stator core 201. At this time, since the cross section of the water channel pipe 204 has a wedge shape, the pressure receiving area of the resin 203 is different between the outer peripheral side and the inner peripheral side of the water channel pipe 204. Due to the difference in pressure receiving area, the water pipe 204 moves to the inside of the stator 101 with the filling of the resin 203, and comes into close contact with the coil 202. At this time, the water channel pipe 204 moves so as to slide on the winding surface 202a which is the surface of the coil 202, but an insulating paper 207 as an insulating member is provided between the water channel pipe 204 and the coil 202 as a preferable example. Therefore, it is possible to prevent the insulating coating on the winding surface 202a of the coil 202 from being damaged.

以上のようにして、本発明の回転電機の製造方法に従ってステータ101を製造することで、コイル202と水路パイプ204とをより密着させることが可能となるため、熱抵抗を減らし冷却効率を向上させることができる。また、ステータ101の内側に向かってコイル202間の隙間が狭くなるような構造になっているので、水路パイプ204が樹脂成形時の圧力によってコイル202間に入り込む。そのため、くさび効果が発生し、ステータ101の周方向の応力によってステータ101の真円度を保つことができ、モータの電磁気的性能を向上させることができる。   As described above, since the stator 101 is manufactured according to the method for manufacturing a rotating electrical machine of the present invention, the coil 202 and the water channel pipe 204 can be more closely adhered to each other, thereby reducing the thermal resistance and improving the cooling efficiency. be able to. Further, since the gap between the coils 202 becomes narrower toward the inside of the stator 101, the water channel pipe 204 enters between the coils 202 due to pressure during resin molding. Therefore, the wedge effect is generated, the roundness of the stator 101 can be maintained by the stress in the circumferential direction of the stator 101, and the electromagnetic performance of the motor can be improved.

図5は本発明の回転電機の製造方法の他の例を説明するための図である。図5に示す例では、コイル202と水路パイプ204との間に、絶縁紙207の代わりに、樹脂成形時の応力および熱の少なくとも一方で変形する良熱伝導性絶縁部材208を介在させている。そうすることにより、水路パイプ204がコイル202の巻回面202aを滑る際に、コイル202の被膜の傷付けを防止するとの機能を失うこと無く、コイル202や水路パイプ204の巻回面202aの凹凸により形成される空気層を良熱伝導性絶縁部材208によって埋めることができ、冷却効率をさらに向上させることができる。   FIG. 5 is a view for explaining another example of the method for manufacturing a rotating electrical machine of the present invention. In the example shown in FIG. 5, a good heat conductive insulating member 208 that deforms at least one of stress and heat during resin molding is interposed between the coil 202 and the water pipe 204 instead of the insulating paper 207. . By doing so, when the water channel pipe 204 slides on the winding surface 202a of the coil 202, the unevenness of the coil 202 and the winding surface 202a of the water channel pipe 204 is lost without losing the function of preventing the coating of the coil 202 from being damaged. The air layer formed by the above can be filled with the heat conductive insulating member 208, and the cooling efficiency can be further improved.

ここで、両熱伝導性絶縁部材208としては、シリコーンを母材としたゴムやエラストマーを使用することができる。また、好ましくは熱伝導性向上のため、絶縁性能を損なわない程度に金属フィラーを添加することもできる。   Here, as the heat conductive insulating member 208, rubber or elastomer using silicone as a base material can be used. Moreover, a metal filler can also be added to such an extent that insulation performance is not impaired, preferably for improving thermal conductivity.

図6は本発明の回転電機の製造方法のさらに他の例を説明するための図である。図6に示す例では、水路パイプ204の内周側に、コイル202の最内周部の隙間202iよりも幅の広い、且つ、水路パイプ204の外周側の幅204oよりも幅の狭いリブ209を設け、水路パイプ204のステータ101の外周側への移動を規制している。こうすることにより、万が一樹脂の充填が不均一だった場合にも、水路パイプ204がステータ101の外周側へと移動することを防止することができる。その後、樹脂が満たされれば受圧面積の違いにより水路パイプ204はステータ101の内周側へと移動し、コイル202に密着する。なお、リブ209の存在にあわせて、ステータ101の内周側のコイル202の側面にも絶縁紙207または良熱伝導性絶縁部材208を設け、この部分でのコイル202の絶縁被膜保護を行うことが好ましい。   FIG. 6 is a view for explaining still another example of the method for manufacturing a rotating electrical machine of the present invention. In the example shown in FIG. 6, a rib 209 that is wider on the inner peripheral side of the water channel pipe 204 than the gap 202 i at the innermost peripheral portion of the coil 202 and narrower than the width 204 o on the outer peripheral side of the water channel pipe 204. And the movement of the water channel pipe 204 to the outer peripheral side of the stator 101 is restricted. By doing so, it is possible to prevent the water channel pipe 204 from moving to the outer peripheral side of the stator 101 even if the resin filling is uneven. Thereafter, if the resin is filled, the water channel pipe 204 moves to the inner peripheral side of the stator 101 due to the difference in pressure receiving area, and is in close contact with the coil 202. In addition, in accordance with the presence of the rib 209, the insulating paper 207 or the good thermal conductive insulating member 208 is provided on the side surface of the coil 202 on the inner peripheral side of the stator 101, and the insulating film of the coil 202 is protected at this portion. Is preferred.

上述した例では、樹脂成形型206へ分割ステータコア201の内側と外側から均等に樹脂203を流し込む例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、樹脂成形側206へ1箇所から樹脂203を流し込む場合でも、樹脂203は分割ステータコア201の内側と外側に回り込むため、水路パイプ204の受圧面積の相違を利用する本発明の回転電機の製造方法を好適に適用することができる。   In the above-described example, the example in which the resin 203 is poured evenly from the inside and the outside of the divided stator core 201 into the resin mold 206 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, even when the resin 203 is poured into the resin molding side 206 from one place, the resin 203 wraps around the inner side and the outer side of the divided stator core 201, and therefore the method of manufacturing a rotating electrical machine according to the present invention that uses the difference in pressure receiving area of the water pipe 204. Can be suitably applied.

本発明の回転電機の製造方法は、内外にロータを有し、ロータ間にステータを有する3層構造の回転電機において、ステータの冷却効率を高くする用途に好適に使用することができる。   The method for manufacturing a rotating electrical machine according to the present invention can be suitably used for a purpose of increasing the cooling efficiency of a stator in a rotating electrical machine having a three-layer structure having a rotor inside and outside and a stator between the rotors.

複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットを示す概略全体図である。1 is a schematic overall view showing a hybrid drive unit to which a multi-axis multilayer motor is applied. ラビニョオ型遊星歯車列と組み合わされて車両用ハイブリッド変速機を構成する、本発明の対象となる複軸多層モータを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the multi-axis multilayer motor used as the object of this invention which comprises a hybrid transmission for vehicles combining with a Ravigneaux type planetary gear train. 本発明の回転電機の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the rotary electric machine of this invention. (a)、(b)は本発明の回転電機の製造方法の一例を説明するために水路周辺を拡大して示す図である。(A), (b) is a figure which expands and shows a water channel periphery, in order to demonstrate an example of the manufacturing method of the rotary electric machine of this invention. 本発明の回転電機の製造方法の他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of the manufacturing method of the rotary electric machine of this invention. 本発明の回転電機の製造方法のさらに他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the further another example of the manufacturing method of the rotary electric machine of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 ステータ
102 インナーロータ
103 アウターロータ
201 分割ステータコア
202 電磁コイル
202a 巻回面
202i 内周側の隙間
203 樹脂
204 水路パイプ
204o 外周側の幅
205 水路
206 樹脂成形型
207 絶縁紙
208 良熱伝導性絶縁部材
209 リブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Stator 102 Inner rotor 103 Outer rotor 201 Divided stator core 202 Electromagnetic coil 202a Winding surface 202i Inner peripheral side gap 203 Resin 204 Water pipe 204o Outer peripheral side width 205 Water path 206 Resin molding die 207 Insulating paper 208 Good heat conductive insulating member 209 ribs

Claims (4)

円筒状のステータの内外に、それぞれ独立に制御可能なアウターロータおよびインナーロータを配置した複軸多層構造を有する回転電機であって、各々にコイルが集中巻きされ、円周状に配置された複数の分割ステータコアと、分割ステータコア間に配置された水路パイプから成り、分割ステータコアおよび水路パイプを樹脂でモールドして固定したステータ構造を有する回転電機の製造方法において、
樹脂成形時に、コイルを巻回した複数の分割ステータコアを樹脂成形型によって固定し、隣り合う分割ステータコアの間に形成される空間であって各々のコイル巻回面がテーパー面となる空間と同じ形状を有するくさび状の水路パイプを可動式に保持した状態で、樹脂を樹脂成形型に注入して成形することにより、くさび状の水路パイプの受圧面積の違いによって水路パイプを隣り合うコイル間の空間に滑り込ませ、水路パイプとコイルとを密着させることを特徴とする回転電機の製造方法。
A rotating electric machine having a multi-axis multilayer structure in which an outer rotor and an inner rotor that can be controlled independently are arranged inside and outside of a cylindrical stator, and a plurality of coils each having a coil wound in a concentrated manner and arranged circumferentially In the manufacturing method of a rotating electrical machine having a stator structure composed of a split stator core and a water pipe arranged between the split stator cores, and the stator ring and the water pipe are molded and fixed with resin.
At the time of resin molding, a plurality of divided stator cores around which coils are wound are fixed by a resin mold, and the space is formed between adjacent divided stator cores, and each coil winding surface has the same shape as a tapered surface. With a wedge-shaped water channel pipe having a movable shape, the space between adjacent coils is determined by injecting resin into a resin mold and molding the resin due to the difference in pressure-receiving area of the wedge-shaped water channel pipe. A method of manufacturing a rotating electrical machine, wherein the water pipe and the coil are brought into close contact with each other.
前記水路パイプとコイルとの間に絶縁部材を設け、樹脂成形時に、水路パイプとコイルとを絶縁部材を介して密着させることを特徴とする請求項1に記載の回転電機の製造方法。   The method for manufacturing a rotating electrical machine according to claim 1, wherein an insulating member is provided between the water pipe and the coil, and the water pipe and the coil are brought into close contact with each other through the insulating member at the time of resin molding. 前記絶縁部材として、樹脂成形時の圧力および熱のうちの少なくとも一方により変形する絶縁部材を使用することを特徴とする請求項2に記載の回転電機の製造方法。   The method for manufacturing a rotating electrical machine according to claim 2, wherein an insulating member that is deformed by at least one of pressure and heat during resin molding is used as the insulating member. 前記水路パイプの内周側の端部に、コイル間の隙間より幅が広く、且つ、水路パイプ外周の幅よりも狭いリブを設け、コイル間の空間に水路パイプが位置するよう配置するとともに、分割ステータコアの内周側にリブが位置するよう配置したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転電機の製造方法。   At the end on the inner peripheral side of the water pipe, a rib that is wider than the gap between the coils and narrower than the width of the outer periphery of the water pipe is disposed, and the water pipe is positioned in the space between the coils. The method for manufacturing a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the ribs are arranged on the inner peripheral side of the divided stator core.
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