WO2023223456A1 - 回転電機の固定子、回転電機の回転子及び回転電機の製造方法 - Google Patents

回転電機の固定子、回転電機の回転子及び回転電機の製造方法 Download PDF

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adhesive
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モハマドバシール ズライカ
健一 中山
智 荊
信章 小林
勇輝 熊田
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日立Astemo株式会社
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    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a stator of a rotating electrical machine, a rotor of a rotating electrical machine, and a method of manufacturing a rotating electrical machine.
  • the stator core of a rotating electric machine is constructed by applying an adhesive to a pressed steel plate, stacking a plurality of these steel plates, and then hardening the adhesive by heating. After the adhesive has hardened, the coils are attached to the slots of the stator core via insulating paper.
  • the stator, on which the coils are attached, is supplied with varnish.
  • the varnish is infiltrated into the empty spaces in the slots between the coils and the teeth and between the laminated steel plates constituting the stator core.
  • the stator is then heated at a high temperature for a predetermined period of time to thermally cure the varnish.
  • Patent Document 1 there is a technique described in Patent Document 1.
  • Patent Document 1 there are two steps of applying heat: a step of curing the adhesive and a step of thermosetting the varnish, so a device for heating is required for each step. , there were issues such as an increase in the cost of manufacturing equipment.
  • the amount of energy input during the manufacturing of the rotating electrical machine increases, resulting in an increase in the amount of carbon dioxide emissions during the manufacturing of the rotating electrical machine.
  • An object of the present invention is to suppress displacement of insulating paper inserted into slots of a stator core, and to suppress an increase in production costs.
  • Another object of the present invention is to suppress the movement of the permanent magnet inserted into the rotor core, as well as to suppress an increase in production costs.
  • the present invention provides a stator core having a stator coil, a slot into which the stator coil is inserted, and an insulating paper disposed between the stator coil and the inner surface of the slot.
  • a stator for a rotating electric machine comprising: the stator core being constructed by laminating a plurality of steel plates; an adhesive is applied between each of the laminated steel plates; It is characterized in that the insulating paper is bonded with the adhesive that has flowed out onto the inner surface.
  • the present invention also provides a rotor for a rotating electric machine, which includes a rotor core having a permanent magnet and a magnet insertion hole into which the permanent magnet is inserted, wherein the rotor core is formed by laminating a plurality of steel plates. An adhesive is applied between each of the plurality of laminated steel plates, and the permanent magnet is adhered with the adhesive that flows out onto the inner surface of the magnet insertion hole.
  • the present invention it is possible to suppress displacement of the insulating paper inserted into the slots of the stator core, and to suppress an increase in production costs.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a rotating electric machine according to Example 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a part of the rotating electric machine taken along the axial direction.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a stator for a rotating electric machine according to Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a partial perspective view showing a state in which insulating paper is inserted into the slots of the stator core.
  • FIG. 3 is a partial perspective view showing a state in which stator coils are inserted into slots of a stator core with insulating paper interposed therebetween.
  • FIG. 2 is an axial view of a portion of a steel plate that constitutes a stator core.
  • FIG. 2 is an axial view of a part of a stator core constructed by laminating a plurality of steel plates.
  • 8 is an enlarged cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 7.
  • FIG. It is a figure which shows the manufacturing method of the stator regarding a comparative example. It is a figure showing the manufacturing method of the stator concerning Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram of a part of a steel plate constituting a rotor core according to Example 2 of the present invention, viewed from the axial direction.
  • FIG. 2 is an axial view of a part of a rotor core constructed by laminating a plurality of steel plates.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. 12 and a diagram showing a process.
  • the various components of the present invention do not necessarily have to exist independently, and one component may be made up of multiple members, multiple components may be made of one member, or a certain component may be different from each other. It is allowed that a part of a certain component overlaps with a part of another component, etc.
  • an electric motor used in a hybrid vehicle will be used as an example of a rotating electric machine.
  • the "axial direction” refers to the direction along the rotation axis of the rotating electric machine.
  • the “circumferential direction” refers to a direction along the rotation direction of the rotating electric machine.
  • the term “radial direction” refers to the radial direction (radial direction) centered on the rotating shaft of the rotating electric machine.
  • the “inner circumferential side” refers to the radially inner side (inner radial side), and the “outer circumferential side” refers to the opposite direction, that is, the radially outer side (outer radial side).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a rotating electrical machine according to Example 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a part of the rotating electrical machine taken along the axial direction.
  • the rotating electrical machine 1 includes a rotor 10 that rotates around a rotating shaft 11, a stator 20 that is disposed facing the outer circumferential surface of the rotor 10, and a rotor 10.
  • a housing 30 that accommodates the stator 20 is provided.
  • the rotor 10 includes a rotor core 101 and a rotating shaft 11.
  • the rotor core 101 is made by laminating thin steel plates 101a (silicon steel plates).
  • the rotating shaft 11 is fixed at the center of the rotor core 101.
  • the rotating shaft 11 is rotatably held by bearings 41 and 42 attached to the liquid cooling jacket 40, and rotates at a predetermined position within the stator 20, facing the stator 20.
  • the rotor 10 is provided with a permanent magnet 102 and an end ring (not shown).
  • the stator 20 includes a stator core 201 and a stator coil 202.
  • the stator core 201 is also made of laminated thin steel plates 201a (silicon steel plates).
  • the stator coil 202 is inserted into a plurality of slots 203 (see FIGS. 3, 4, and 5) provided in the inner peripheral portion of the stator core 201.
  • the heat generated from the stator coil 202 is transferred to the housing 30 via the stator core 201, and is radiated by the refrigerant RF flowing within the liquid cooling jacket 40.
  • a welding side coil end 204 which is a coil end of the stator coil 202, is provided at one end of the stator 20 in the axial direction.
  • the welding side coil end 204 has a joint portion 206 joined by welding.
  • a non-welding side coil end 205 which is a coil end of the stator coil 202, is provided.
  • the stator 20 is fixed to the inner peripheral side of the housing 30.
  • the rotor 10 is rotatably supported on the inner peripheral side of the stator 20.
  • the housing 30 constitutes the outer cover of the electric motor, which is formed into a cylindrical shape by cutting a ferrous material such as carbon steel, by casting cast steel or an aluminum alloy, or by press working.
  • the housing 30 is also called a frame or a frame.
  • a liquid cooling jacket 40 is fixed to the outer peripheral side of the housing 30.
  • the inner peripheral wall of the liquid cooling jacket 40 and the outer peripheral wall of the housing 30 constitute a refrigerant passage 43 for a liquid refrigerant RF such as oil.
  • the refrigerant passage 43 serves as a passage for transporting the refrigerant RF from the refrigerant (oil) storage space 44 around the outer periphery of the rotating electric machine, and is formed to prevent liquid leakage.
  • the liquid cooling jacket 40 accommodates the bearings 41 and 42 of the rotating shaft 11, and is also called a bearing bracket.
  • the refrigerant RF passes through the refrigerant passage 43 and flows out from the refrigerant outlets 45 and 46 toward the stator 20 to cool the stator 20.
  • the stator 20 is inserted inside the housing 30 and attached to the inner peripheral wall of the housing 30 in advance, and then the rotor 10 is inserted into the stator 20.
  • the rotating shaft 11 is assembled by fitting the bearings 41 and 42 to the liquid cooling jacket 40.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a stator for a rotating electric machine according to Example 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial perspective view showing a state in which insulating paper is inserted into the slots of the stator core.
  • FIG. 5 is a partial perspective view showing a state in which the stator coil is inserted into the slot of the stator core through an insulating paper.
  • the stator 20 includes an annular stator core 201, a plurality of slots 203 provided on the inner circumference of the stator core 201, and a stator coil 202 inserted into the slot 203 with an insulating paper 207 interposed therebetween. It consists of The slot 203 is formed between a plurality of teeth portions 209 extending from the annular stator yoke 208 toward the rotor 10 (inner diameter side).
  • the stator coil 202 uses a conductor (copper wire in this embodiment) having an insulating coating with a substantially rectangular cross section.
  • a conductor copper wire in this embodiment
  • the space factor within the slot is improved, and the efficiency of the rotating electric machine 1 is improved.
  • stator core 201, slot 203, and stator coil 202 are fixed with varnish (fixing varnish, not shown). That is, the stator coil 202 is formed by inserting the segment-shaped stator coil 202 into the slot 203 into which the insulating paper 207 is inserted and welding it. Thereafter, stator coil 202 is fixed by impregnating varnish into slot 203 and heating it.
  • An insulating paper 207 is provided in the stator core 201 to insulate the slot 203 of the stator core 201 and the stator coil 202 and to fix the stator coil 202 within the slot 203. Insulating paper 207 is placed inside slot 203 and between stator coil 202 and slot 203 .
  • the insulating paper 207 has a cross section formed into a square shape, a B shape, and an S shape so as to wrap the stator coil 202.
  • the stator core 201 is configured by laminating a plurality of thin steel plates 201a (silicon steel plates). Adhesive is applied between each of the plurality of laminated steel plates 201a, and adjacent steel plates 201a are fixed to each other with the adhesive. The adhesive is cured by heating. For this reason, the stator core 201 requires a step of applying adhesive to the steel plates 201a and then heating the steel plates 201a in a laminated state.
  • insulating paper 207 is placed in the slot 203, when inserting the stator coil 202 into the slot 203, the insulating paper 207 may shift, resulting in insufficient insulation between the stator coil 202 and the stator core 201. There is a possibility that Means for solving these problems will be explained below.
  • FIG. 6 is an axial view of a portion of the steel plate that constitutes the stator core.
  • the stator core 201 is constructed by laminating a plurality of steel plates 201a. Adhesive is applied between each of the plurality of laminated steel plates 201a, and adjacent steel plates 201a are fixed to each other with the adhesive.
  • an adhesive 210 is applied to the steel plates 201a.
  • the adhesive 210 for example, a one-component epoxy heat-curable adhesive is used.
  • the adhesive 210 is applied in a dotted manner to a portion forming the stator yoke 208 (adhesive 210b) and a portion forming the teeth portion 209 (adhesive 210a).
  • the adhesive 210 applied to the steel plate 201a the adhesive 210a applied to the portion constituting the teeth portion 209 is applied closer to one of the slots 203 in the circumferential direction than the circumferential center C1 of the teeth portion 209. are doing. That is, the adhesive 210a is applied to the end of the teeth portion 209 on the slot 203 side.
  • stator core 201 a plurality of steel plates coated with adhesive 210 are laminated to form stator core 201.
  • FIG. 7 is an axial view of a portion of a stator core constructed by laminating a plurality of steel plates.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • the adhesive 210 sandwiched between the steel plates 201a spreads along the surface of the steel plates 201a, forming an adhesive layer.
  • the adhesive 210a applied to the portion constituting the teeth portion 209 spreads to the teeth portion 209, and a portion of the adhesive 210a flows out to the inner surface of the slot 203.
  • the amount of the adhesive 210a flowing out to the inner surface of the slot 203 is larger on the side where the adhesive 210a is applied closer to the slot 203 than the circumferential center C1 of the teeth portion 209.
  • a large amount of adhesive 210a flows out from the slot 203 side on the right side of the paper.
  • the adhesive 210a that has flowed out onto the inner surface of the slot 203 is arranged with a gap in the axial direction, as shown in FIG.
  • the insulating paper 207 is bonded using the adhesive 210a that has leaked onto the inner surface of the slot 203, and the insulating paper 207 is fixed within the slot 203.
  • FIG. 9 is a diagram showing a method of manufacturing a stator related to a comparative example. First, a method for manufacturing a stator related to a comparative example will be described.
  • core punching is performed from a thin plate to produce a plurality of steel plates 201a (step S61).
  • adhesive 210 is applied to the plurality of punched steel plates 201a, and the steel plates 201a are stacked (step S62).
  • the stator core 201 is manufactured by heating the stacked steel plates 201a to harden the adhesive 210 (step S63).
  • the insulating paper 207 is inserted into the slot 203 of the stator core 201 (step S64).
  • step S65 After inserting the insulating paper 207 into the slot 203, the stator coil 202 is inserted into the slot 203 (step S65).
  • step S66 After inserting all the stator coils 202 into the slots 203, the terminals of the stator coils 202 are welded to connect each stator coil 202 (step S66).
  • varnish/powder coating is applied to the stator coil 202 (step S67).
  • stator 20 After applying varnish/powder coating to the stator coil 202, the stator 20 is heated to harden the varnish/powder coating, and the stator 20 is manufactured (step S68).
  • stator 20 is packed (step S69).
  • the stator 20 is manufactured as described above, but two heating steps are required to harden the adhesive 210 and harden the varnish/powder. For this reason, the comparative example requires an increase in the number of work steps and the addition of production equipment, leading to problems such as an increase in production costs. Furthermore, due to the two heating steps, the amount of energy input during manufacturing of the rotating electrical machine increases, resulting in an increase in the amount of carbon dioxide emissions during manufacturing of the rotating electrical machine. Further, when inserting the stator coil 202 into the slot 203, the insulating paper 207 is displaced, resulting in insufficient insulation between the stator coil 202 and the stator core 201. Means for solving these problems will be explained below.
  • FIG. 10 is a diagram showing a method for manufacturing a stator according to Example 1 of the present invention.
  • core punching is performed from a thin plate to produce a plurality of steel plates 201a (step S71).
  • adhesive 210 is applied to the plurality of punched steel plates 201a, and the steel plates 201a are laminated to produce the stator core 201 (step S72).
  • the adhesive 210a applied to the portion constituting the teeth portion 209 is applied closer to one of the slots 203 in the circumferential direction than the circumferential center C1 of the teeth portion 209. do.
  • a portion of the adhesive 210a flows out onto the inner surface of the slot 203.
  • the insulating paper 207 is inserted into the slot 203 of the stator core 201, and the insulating paper 207 is adhered with the adhesive 210a that has flowed out onto the inner surface of the slot 203, thereby suppressing the displacement of the insulating paper 207 (step S73).
  • stator coil 202 is inserted into the slot 203 (step S74).
  • step S75 After inserting all the stator coils 202 into the slots 203, the terminals of the stator coils 202 are welded to connect each stator coil 202 (step S75).
  • varnish/powder coating is applied to the stator coil 202 (step S76).
  • stator 20 After applying varnish and powder coating to the stator coil 202, the stator 20 is heated to harden the adhesive 210, varnish, and powder coating, and the stator 20 is manufactured (step S77).
  • stator 20 is packed (step S78).
  • one process can be eliminated.
  • the process of curing the adhesive is performed at the same time as the process of curing the varnish/powder coating, one process can be reduced, heating equipment for curing the adhesive is no longer required, and production costs are reduced. can be reduced.
  • a portion of the adhesive 210a flows out onto the inner surface of the slot 203, and before the adhesive 210 is cured, the insulating paper 207 is inserted into the slot 203, and the insulating paper 207 is bonded with the adhesive 210a. Therefore, it is possible to suppress the displacement of the insulating paper 207 when the stator coil 202 is inserted, and it is possible to ensure the insulation between the stator core 201 and the stator coil 202.
  • Example 2 will be described using FIGS. 11 to 13.
  • the structure of the stator 20 was explained, but in the second embodiment, the structure of the rotor 10 will be explained.
  • FIG. 11 is an axial view of a portion of a steel plate that constitutes a rotor core according to Example 2 of the present invention.
  • a rotor core 101 is constructed by laminating a plurality of steel plates 101a. Adhesive is applied between each of the plurality of laminated steel plates 101a, and adjacent steel plates 101a are fixed to each other with the adhesive.
  • the adhesive 110 for example, a one-component epoxy heat-curable adhesive is used.
  • a magnet insertion hole 103 for inserting a permanent magnet 102 is formed in the steel plate 101a that constitutes the rotor core 101. The magnet insertion hole 103 is formed closer to the stator 20 side (outer diameter side) in the radial direction.
  • an adhesive 110 (110a to 110d) is applied to the steel plates 101a.
  • the adhesive 110 is applied to a portion (adhesive 110a) forming the outer diameter side of the magnet insertion hole 103, a portion (adhesive 110b) forming the inner diameter side of the magnet insertion hole 103, and two opposing magnet insertion holes 103. It is applied in a dotted manner to a portion (adhesive 110c) that constitutes the bridge portion of the rotor core 101 and a portion (adhesive 110d) that constitutes the inner diameter side of the rotor core 101.
  • adhesives 110a to 110 are applied to the ends of the magnet insertion holes 103. Then, a plurality of steel plates coated with adhesive 110 are laminated to form rotor core 101.
  • FIG. 12 is an axial view of a part of the rotor core constructed by laminating a plurality of steel plates.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. 12 and a diagram showing the process.
  • the adhesive 110 sandwiched between the steel plates 101a spreads along the surface of the steel plates 101a, forming an adhesive layer.
  • the adhesives 110a to 110c applied to the ends of the magnet insertion hole 103 spread along the surface of the steel plate 101a, and part of them flows out to the inner surface of the magnet insertion hole 103.
  • the adhesives 110a to 110c that have flowed out onto the inner surface of the slot 203 are arranged with gaps in the axial direction.
  • the permanent magnet 102 is bonded using adhesives 110a to 110c that have flowed out onto the inner surface of the magnet insertion hole 103, and the permanent magnet 102 is fixed within the magnet insertion hole 103.
  • core punching is performed from a thin plate to produce a plurality of steel plates 101a (step S81).
  • adhesive 110 is applied to the plurality of punched steel plates 101a, and the steel plates 101a are stacked (step S82).
  • adhesives 110a to 110c are applied to the ends of the portions where the magnet insertion holes 103 are to be formed.
  • the permanent magnet 102 is inserted into the magnet insertion hole 103, and the permanent magnet 102 is adhered with adhesives 110a to 110c that have flowed onto the inner surface of the magnet insertion hole 103, thereby suppressing the movement of the permanent magnet 102 (step S83).
  • the rotor 10 After inserting the permanent magnet 102, the rotor 10 is heated to harden the adhesive 110 (step S87).
  • step S85 After the adhesive 110 is cured, the rotor 10 is packed (step S85).
  • Example 2 a part of the adhesives 110a to 110c flows out to the inner surface of the magnet insertion hole 103, and before the adhesives 110a to 110c are cured, the permanent magnet 102 is inserted into the magnet insertion hole 103 to remove the adhesives 110a to 110c. 110c, the permanent magnet 102 is prevented from moving within the magnet insertion hole 103 due to rotation of the rotor 10, and damage to the permanent magnet 102 can be prevented.
  • the manufacturing process can be reduced and productivity can be improved.
  • first embodiment and the second embodiment When manufacturing a rotating electric machine, it is preferable to apply at least one of the first embodiment and the second embodiment. When either the first embodiment or the second embodiment is applied, it is preferable to perform the steps described in the first embodiment or the second embodiment (see FIGS. 10 and 13).
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

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Abstract

本発明は、固定子コアのスロット内に挿入する絶縁紙のずれを抑制すると共に、生産コストの増加を抑制することを目的とする。 本発明の回転電機の固定子は、固定子コイル２０２と、固定子コイル２０２が挿入されるスロット２０３を有する固定子コア２０１と、固定子コイル２０２とスロット２０３の内面との間に配置される絶縁紙２０７と、を備える。固定子コア２０１は、複数の鋼板２０１ａを積層して構成される。積層された複数の鋼板２０１ａのそれぞれの間には接着剤２１０を塗布し、スロット２０３の内面に流出した接着剤２１０で絶縁紙２０７を接着する。

Description

回転電機の固定子、回転電機の回転子及び回転電機の製造方法
　本発明は、回転電機の固定子、回転電機の回転子及び回転電機の製造方法に関する。
　回転電機の固定子コアは、プレス抜きした鋼板に接着剤を塗布し、この鋼板を複数枚積層した後、加熱により接着剤を硬化して構成される。接着剤が硬化した固定子コアのスロットには、絶縁紙を介してコイルを取り付ける。コイルが取り付けられた固定子には、ワニスが供給される。ワニスは、コイルとティースの間のスロットに空き空間及び固定子コアの構成する鋼板の積層間に浸透させる。そして、ステータを所定時間、高温で加熱し、ワニスを熱硬化させる。このような技術として、例えば特許文献１に記載の技術がある。
国際公開第２０１８／１６９０１７号
　特許文献１に記載の技術においては、熱を加える工程として、接着剤を硬化する工程と、ワニスを熱硬化する工程の２工程があるため、それぞれの工程に加熱を行うための装置が必要となり、製造設備のコストが増加するといった課題があった。
　また、２度の加熱工程により、回転電機の製造時におけるエネルギー投入量が増加し、結果として回転電機の製造時における二酸化炭素の排出量が増加するという課題があった。
　また、固定子コアのスロットには絶縁紙を挿入するが、特許文献１に記載の技術においては、スロットにコイルを取付ける際、絶縁紙の位置がずれてしまい、固定子コアのスロットとコイルとの絶縁が不十分に図れないといった課題があった。
　さらに、回転子コアに挿入される永久磁石の固定については、考慮されていなかった。
　本発明は、固定子コアのスロット内に挿入する絶縁紙のずれを抑制すると共に、生産コストの増加を抑制することを目的とする。
　また、本発明は、回転子コアに挿入した永久磁石の動きを抑制すると共に、生産コストの増加を抑制することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、固定子コイルと、前記固定子コイルが挿入されるスロットを有する固定子コアと、前記固定子コイルと前記スロットの内面との間に配置される絶縁紙と、を備える回転電機の固定子であって、前記固定子コアは、複数の鋼板を積層して構成され、積層された前記複数の鋼板のそれぞれの間に接着剤を塗布し、前記スロットの内面に流出した前記接着剤で前記絶縁紙を接着したことを特徴とする。
　また本発明は、永久磁石と、前記永久磁石が挿入される磁石挿入孔とを有する回転子コアを備えた回転電機の回転子であって、前記回転子コアは、複数の鋼板を積層して構成され、積層された前記複数の鋼板のそれぞれの間に接着剤を塗布し、前記磁石挿入孔の内面に流出した前記接着剤で前記永久磁石を接着したことを特徴とする。
　本発明によれば、固定子コアのスロット内に挿入する絶縁紙のずれを抑制すると共に、生産コストの増加を抑制することができる。
　また、本発明によれば、回転子コアに挿入した永久磁石の動きを抑制すると共に、生産コストの増加を抑制することができる。
本発明の実施例１に係る回転電機の断面模式図である。 回転電機の一部を軸方向に沿って切断した一部断面図である。 本発明の実施例１に係る回転電機用固定子の斜視模式図である。 固定子コアのスロットに絶縁紙を挿入した状態を示す一部斜視図である。 固定子コアのスロットに絶縁紙を介して固定子コイルを挿入した状態を示す一部斜視図である。 固定子コアを構成する鋼板の一部を軸方向から見た図である。 鋼板を複数枚積層して構成した固定子コアの一部を軸方向から見た図である。 図７のVIII－VIII線で切断した断面拡大図である。 比較例に関する固定子の製造方法を示す図である。 本発明の実施例１に係る固定子の製造方法を示す図である。 本発明の実施例２に係る回転子コアを構成する鋼板の一部を軸方向から見た図である。 鋼板を複数枚積層して構成した回転子コアの一部を軸方向から見た図である。 図１２のXIII－XIII線で切断した断面拡大図及び工程を示す図である。
　以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。
　本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素が別の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、などを許容する。
　以下の説明では、回転電機の一例として、ハイブリット自動車に用いられる電動機を用いる。以下の説明において、「軸方向」は、回転電機の回転軸に沿った方向を指すものとする。また、「周方向」は、回転電機の回転方向に沿った方向を指すものとする。「径方向」は、回転電機の回転軸を中心としたときの動径方向（半径方向）を指すものとする。「内周側」は径方向内側（内径側）を指し、「外周側」はその逆方向、すなわち径方向外側（外径側）を指すものとする。
　図１は、本発明の実施例１に係る回転電機の断面模式図である。図２は、回転電機の一部を軸方向に沿って切断した一部断面図である。
　図１及び図２に示すように、回転電機１は、回転軸１１を中心に回転する回転子１０と、回転子１０の外周面に対向して配置された固定子２０と、回転子１０と固定子２０とを収容するハウジング３０を備える。
　回転子１０は、回転子コア１０１と、回転軸１１とを備える。回転子コア１０１は、薄板の鋼板１０１ａ（珪素鋼板）が積層されて作られている。回転軸１１は、回転子コア１０１の中心に固定されている。回転軸１１は、液冷ジャケット４０に取り付けられた軸受４１，４２により回転可能に保持されており、固定子２０内の所定の位置で、固定子２０に対向した位置で回転する。また、回転子１０には、永久磁石１０２と、エンドリング（図示せず）が設けられている。
　固定子２０は、固定子コア２０１と、固定子コイル２０２とを備える。固定子コア２０１も、回転子コア１０１と同様に、薄板の鋼板２０１ａ（珪素鋼板）が積層されて作られている。固定子コイル２０２は、固定子コア２０１の内周部に多数個設けられているスロット２０３（図３、図４、図５参照）に挿入されている。固定子コイル２０２からの発熱は、固定子コア２０１を介して、ハウジング３０に伝熱され、液冷ジャケット４０内を流通する冷媒ＲＦにより、放熱される。
　固定子２０の軸方向の一端には、固定子コイル２０２のコイルエンドである、溶接側コイルエンド２０４が設けられている。溶接側コイルエンド２０４は、溶接によって接合された接合部２０６を有する。一方、固定子２０の軸方向の他端には、固定子コイル２０２のコイルエンドである、反溶接側コイルエンド２０５が設けられている。
　ハウジング３０の内周側には、固定子２０が固定されている。固定子２０の内周側には、回転子１０が回転可能に支持されている。ハウジング３０は、炭素鋼など鉄系材料の切削により、または、鋳鋼やアルミニウム合金の鋳造により、または、プレス加工によって円筒状に成形した、電動機の外被を構成している。ハウジング３０は、枠体或いはフレームとも称されている。
　ハウジング３０の外周側には、液冷ジャケット４０が固定されている。液冷ジャケット４０の内周壁とハウジング３０の外周壁とで、油などの液状の冷媒ＲＦの冷媒通路４３が構成される。この冷媒通路４３は、冷媒（油）貯蔵空間４４から冷媒ＲＦを回転電機の外周を輸送する通路となり、液漏れしないように形成されている。液冷ジャケット４０は、回転軸１１の軸受４１，４２を収納しており、軸受ブラケットとも称されている。
　直接液体冷却の場合、冷媒ＲＦは、冷媒通路４３を通り、冷媒出口４５，４６から固定子２０へ向けて流出し、固定子２０を冷却する。
　回転電機の組立は、予め、固定子２０をハウジング３０の内側に挿入してハウジング３０の内周壁に取付けておき、その後、固定子２０内に回転子１０を挿入する。次に、回転軸１１に軸受４１，４２が嵌合するようにして液冷ジャケット４０に組み付けることで組み立てられる。
　図３は、本発明の実施例１に係る回転電機用固定子の斜視模式図である。図４は、固定子コアのスロットに絶縁紙を挿入した状態を示す一部斜視図である。図５は、固定子コアのスロットに絶縁紙を介して固定子コイルを挿入した状態を示す一部斜視図である。
　固定子２０は、円環状の固定子コア２０１と、固定子コア２０１の内周部に多数個設けられているスロット２０３と、スロット２０３に絶縁紙２０７を介して挿入された固定子コイル２０２とから構成されている。スロット２０３は、円環状の固定子ヨーク２０８から回転子１０側（内径側）に延びた複数のティース部２０９間に形成されている。
　固定子コイル２０２は、断面が略矩形形状の絶縁被膜を有する導体（本実施例では銅線）を使用している。断面略矩形形状のコイル導体を用いることで、スロット内の占積率を向上させ、回転電機１の効率が向上する。
　固定子コア２０１、スロット２０３及び固定子コイル２０２は、ワニス（固着ワニス、図示せず）によって固定されている。すなわち、セグメント状の固定子コイル２０２を絶縁紙２０７が挿入されたスロット２０３に挿入し、溶接することにより、固定子コイル２０２となる。その後、スロット２０３内にワニスを含浸し、加熱することにより、固定子コイル２０２が固着される。
　固定子コア２０１には、固定子コア２０１のスロット２０３と固定子コイル２０２との絶縁や、スロット２０３内での固定子コイル２０２の固定のために、絶縁紙２０７が設けられる。絶縁紙２０７は、スロット２０３の内部において、固定子コイル２０２とスロット２０３との間に配置される。絶縁紙２０７は、固定子コイル２０２を包装するように、横断面がロ字形状、Ｂ字形状およびＳ字形状に成形されている。
　上述したように、固定子コア２０１は、複数の薄板状の鋼板２０１ａ（珪素鋼板）が積層されて構成されている。積層された複数の鋼板２０１ａのそれぞれの間には接着剤が塗布され、隣り合う鋼板２０１ａ同士は接着剤によって固定される。接着剤は加熱することにより硬化させる。このため、固定子コア２０１は、鋼板２０１ａに接着剤を塗布後、鋼板２０１ａを積層した状態で加熱する工程が必要となる。また、スロット２０３には絶縁紙２０７を配置しているが、スロット２０３に固定子コイル２０２を挿入する際、絶縁紙２０７がずれでしまい、固定子コイル２０２と固定子コア２０１の絶縁が不十分となる可能性がある。これらの課題を解決するための手段について以下説明する。
　図６は、固定子コアを構成する鋼板の一部を軸方向から見た図である。図６において、固定子コア２０１は、複数枚の鋼板２０１ａを積層して構成される。積層された複数の鋼板２０１ａのそれぞれの間には接着剤が塗布され、隣り合う鋼板２０１ａ同士は接着剤によって固定される。積層する鋼板２０１ａ同士を接合するにあたり、鋼板２０１ａには接着剤２１０が塗布されている。接着剤２１０は、例えば一液エポキシ加熱硬化型接着剤が用いられる。
　接着剤２１０は、固定子ヨーク２０８を構成する部分（接着剤２１０ｂ）と、ティース部２０９を構成する部分（接着剤２１０ａ）に点を打つように塗布されている。鋼板２０１ａに塗布する接着剤２１０のうち、ティース部２０９を構成する部分に塗布する接着剤２１０ａは、ティース部２０９の周方向中心Ｃ１よりも、周方向の何れか一方のスロット２０３に寄せて塗布している。すなわち、接着剤２１０ａはティース部２０９のスロット２０３側の端部に塗布している。
　また、ティース部２０９を構成する部分に塗布する接着剤２１０ａは、ティース部２０９の先端部側（回転子１０側）よりもティース部２０９の根元部側（固定子ヨーク２０８側）に寄せて塗布している。そして、接着剤２１０を塗布した鋼板を複数枚積層し、固定子コア２０１を構成する。
　図７は、鋼板を複数枚積層して構成した固定子コアの一部を軸方向から見た図である。図８は、図７のVIII－VIII線で切断した断面拡大図である。
　接着剤２１０を塗布した鋼板２０１ａを積層すると、鋼板２０１ａ同士に挟まれた接着剤２１０が鋼板２０１ａの表面に沿って拡がり、接着層が形成される。ティース部２０９を構成する部分に塗布した接着剤２１０ａは、ティース部２０９に拡がると共に、その一部がスロット２０３の内面に流出する。スロット２０３の内面に流出する接着剤２１０ａの量は、ティース部２０９の周方向中心Ｃ１よりもスロット２０３側に寄せて塗布した側が多くなる。図７では、紙面右側のスロット２０３側の接着剤２１０ａの流出量が多い。スロット２０３の内面に流出した接着剤２１０ａは、図８に示すように軸方向に隙間を空けて配置される。
　本実施例では、スロット２０３の内面に流出した接着剤２１０ａを利用して絶縁紙２０７を接着し、絶縁紙２０７をスロット２０３内に固定するようにしている。
　次に、図９及び図１０を用いて固定子２０の製造方法について説明する。図９は、比較例に関する固定子の製造方法を示す図である。まず、比較例に関する固定子の製造方法について説明する。
　図９において、薄板をコア打抜きし、複数枚の鋼板２０１ａを製作する（ステップＳ６１）。
　次に、打ち抜いた複数枚の鋼板２０１ａに接着剤２１０を塗布し、鋼板２０１ａを積層する（ステップＳ６２）。
　鋼板２０１ａを積層した状態で加熱し、接着剤２１０を硬化させ、固定子コア２０１を製作する（ステップＳ６３）。
　接着剤２１０硬化後、固定子コア２０１のスロット２０３内に絶縁紙２０７を挿入する（ステップＳ６４）。
　スロット２０３内に絶縁紙２０７を挿入した後、固定子コイル２０２をスロット２０３内に挿入する（ステップＳ６５）。
　スロット２０３内に全ての固定子コイル２０２を挿入後、固定子コイル２０２の端子を溶接して各固定子コイル２０２を接続する（ステップＳ６６）。
　各固定子コイル２０２を接続後、固定子コイル２０２にワニス・粉体塗装を施す（ステップＳ６７）。
　固定子コイル２０２にワニス・粉体塗装を施した後、固定子２０を加熱し、ワニス・粉体塗装を硬化させ、固定子２０を製作する（ステップＳ６８）。
　ワニス・粉体塗装を硬化後、固定子２０を梱包する（ステップＳ６９）。
　比較例では、以上のようにして固定子２０を製作するが、接着剤２１０の硬化、及びワニス・粉体硬化のために、２回の加熱工程が必要となる。このため、比較例では、作業工程の増加、生産設備の追加が必要となり、生産コストが増加といった課題がある。また、２度の加熱工程により、回転電機の製造時におけるエネルギー投入量が増加し、結果として回転電機の製造時における二酸化炭素の排出量が増加してしまうという課題があった。また、固定子コイル２０２をスロット２０３内に挿入する際、絶縁紙２０７がずれてしまい、固定子コイル２０２と固定子コア２０１との間の絶縁性が不十分となる課題がある。これらを解決するための手段について、以下説明する。
　図１０は、本発明の実施例１に係る固定子の製造方法を示す図である。
　図１０において、薄板をコア打抜きし、複数枚の鋼板２０１ａを製作する（ステップＳ７１）。
　次に、打ち抜いた複数枚の鋼板２０１ａに接着剤２１０を塗布し、鋼板２０１ａを積層し、固定子コア２０１を製作する（ステップＳ７２）。鋼板２０１ａに塗布する接着剤２１０のうち、ティース部２０９を構成する部分に塗布する接着剤２１０ａは、ティース部２０９の周方向中心Ｃ１よりも、周方向の何れか一方のスロット２０３に寄せて塗布する。接着剤２１０ａの一部が、スロット２０３の内面に流出する。
　固定子コア２０１のスロット２０３内に絶縁紙２０７を挿入し、スロット２０３の内面に流出した接着剤２１０ａで絶縁紙２０７を接着し、絶縁紙２０７のずれを抑制させる（ステップＳ７３）。
　スロット２０３内に絶縁紙２０７を挿入し接着後、固定子コイル２０２をスロット２０３内に挿入する（ステップＳ７４）。
　スロット２０３内に全ての固定子コイル２０２を挿入後、固定子コイル２０２の端子を溶接して各固定子コイル２０２を接続する（ステップＳ７５）。
　各固定子コイル２０２を接続後、固定子コイル２０２にワニス・粉体塗装を施す（ステップＳ７６）。
　固定子コイル２０２にワニス・粉体塗装を施した後、固定子２０を加熱し、接着剤２１０・ワニス・粉体塗装を硬化させ、固定子２０を製作する（ステップＳ７７）。
　ワニス・粉体塗装を硬化後、固定子２０を梱包する（ステップＳ７８）。
　図１０に示すように実施例１の工程では、１工程を削減できる。すなわち、接着剤の硬化を行う工程を、ワニス・粉体塗装の硬化を行う工程と同時に行うようにしているので、１工程削減でき、接着剤の硬化を行う加熱用設備が不要となり、生産コストを削減することができる。加えて、実施例１では、接着剤２１０ａの一部をスロット２０３の内面に流出させ、接着剤２１０を硬化させる前にスロット２０３内に絶縁紙２０７を挿入し接着剤２１０ａで絶縁紙２０７を接着するようにしているので、固定子コイル２０２挿入時における絶縁紙２０７のずれを抑制でき、固定子コア２０１と固定子コイル２０２との絶縁性を確保することができる。
　次に、図１１乃至図１３を用いて実施例２について説明する。実施例１では、固定子２０の構成について説明したが、実施例２では回転子１０の構成について説明する。
　図１１は、本発明の実施例２に係る回転子コアを構成する鋼板の一部を軸方向から見た図である。図１１において、回転子コア１０１は、複数枚の鋼板１０１ａを積層して構成される。積層された複数の鋼板１０１ａのそれぞれの間には接着剤が塗布され、隣り合う鋼板１０１ａ同士は接着剤によって固定される。接着剤１１０は、例えば一液エポキシ加熱硬化型接着剤が用いられる。また、回転子コア１０１を構成する鋼板１０１ａには、永久磁石１０２を挿入するための磁石挿入孔１０３が形成されている。磁石挿入孔１０３は、径方向において、固定子２０側（外径側）に寄せて形成されている。積層する鋼板１０１ａ同士を接合するにあたり、鋼板１０１ａには接着剤１１０（１１０ａ～１１０ｄ）が塗布されている。
　接着剤１１０は、磁石挿入孔１０３の外径側を構成する部分（接着剤１１０ａ）と、磁石挿入孔１０３の内径側を構成する部分（接着剤１１０ｂ）と、対向する２つの磁石挿入孔１０３のブリッジ部を構成する部分（接着剤１１０ｃ）と、回転子コア１０１の内径側を構成する部分（接着剤１１０ｄ）に点を打つように塗布されている。鋼板１０１ａに塗布する接着剤１１０のうち、接着剤１１０ａ～１１０は、磁石挿入孔１０３の端部に塗布している。そして、接着剤１１０を塗布した鋼板を複数枚積層し、回転子コア１０１を構成する。
　図１２は、鋼板を複数枚積層して構成した回転子コアの一部を軸方向から見た図である。図１３は、図１２のXIII－XIII線で切断した断面拡大図及び工程を示す図である。
　接着剤１１０を塗布した鋼板１０１ａを積層すると、鋼板１０１ａ同士に挟まれた接着剤１１０が鋼板１０１ａの表面に沿って拡がり、接着層が形成される。磁石挿入孔１０３の端部に塗布した接着剤１１０ａ～１１０ｃは、鋼板１０１ａの表面に沿って拡がると共に、その一部が磁石挿入孔１０３の内面に流出する。スロット２０３の内面に流出した接着剤１１０ａ～１１０ｃは軸方向に隙間を空けて配置される。
　本実施例では、磁石挿入孔１０３の内面に流出した接着剤１１０ａ～１１０ｃを利用して永久磁石１０２を接着し、永久磁石１０２を磁石挿入孔１０３内に固定するようにしている。
　生産工程について説明する。
　図１３において、薄板をコア打抜きし、複数枚の鋼板１０１ａを製作する（ステップＳ８１）。
　次に、打ち抜いた複数枚の鋼板１０１ａに接着剤１１０を塗布し、鋼板１０１ａを積層する（ステップＳ８２）。鋼板１０１ａに塗布する接着剤１１０のうち、接着剤１１０ａ～１１０ｃは磁石挿入孔１０３を形成する部分の端部に塗布する。
　磁石挿入孔１０３内に永久磁石１０２を挿入し、磁石挿入孔１０３の内面に流出した接着剤１１０ａ～１１０ｃで永久磁石１０２を接着し、永久磁石１０２の動きを抑制する（ステップＳ８３）。
　永久磁石１０２を挿入後、回転子１０を加熱し、接着剤１１０を硬化させる（ステップＳ８７）。
　接着剤１１０を硬化後、回転子１０を梱包する（ステップＳ８５）。
　実施例２では、接着剤１１０ａ～１１０ｃの一部を磁石挿入孔１０３の内面に流出させ、接着剤１１０ａ～１１０ｃを硬化させる前に磁石挿入孔１０３内に永久磁石１０２を挿入し接着剤１１０ａ～１１０ｃで接着するようにしているので、回転子１０が回転することによって永久磁石１０２が磁石挿入孔１０３内で動くのを抑制し、永久磁石１０２の破損を抑止することができる。
　また、実施例２によれば、磁石挿入孔１０３内に永久磁石１０２を挿入後、永久磁石１０２を固定するために磁石挿入孔１０３と永久磁石１０２との隙間に新たな接着剤を流す必要がないので、製作工程を削減でき、生産性を向上することができる。
　回転電機を製造する場合には、実施例１、若しくは実施例２の少なくとも何れか一方を適用すると良い。実施例１、若しくは実施例２の何れか一方を適用した場合には、実施例１、若しくは実施例２で説明した工程（図１０、図１３参照）を実行すると良い。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　１…回転電機、１０…回転子、１１…回転軸、２０…固定子、３０…ハウジング、４０…液冷ジャケット、４１，４２…軸受、４３…冷媒通路、４４…冷媒（油）貯蔵空間、４５，４６…冷媒出口、１０１…回転子コア、１０１ａ…鋼板、１０２…永久磁石、１０３…磁石挿入孔、１１０，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ…接着剤、２０１…固定子コア、２０１ａ…鋼板、２０２…固定子コイル、２０３…スロット、２０４…溶接側コイルエンド、２０５…反溶接側コイルエンド、２０６…接合部、２０７…絶縁紙、２０８…固定子ヨーク、２０９…ティース部、２１０，２１０ａ，２１０ｂ…接着剤

Claims (9)

  1. 　固定子コイルと、前記固定子コイルが挿入されるスロットを有する固定子コアと、
    　前記固定子コイルと前記スロットの内面との間に配置される絶縁紙と、を備える回転電機の固定子であって、
    　前記固定子コアは、複数の鋼板を積層して構成され、
    　積層された前記複数の鋼板のそれぞれの間に接着剤を塗布し、
    　前記スロットの内面に流出した前記接着剤で前記絶縁紙を接着したことを特徴とする回転電機の固定子。
  2. 　請求項１において、
    　前記固定子コアは、円環状の固定子ヨークと、前記固定子ヨークから延び周方向に並んだ複数のティース部と、前記複数のティース部の間に形成された前記スロットを備え、
    　前記接着剤は、前記ティース部の周方向中心よりも前記スロット側に寄せて塗布したことを特徴とする回転電機の固定子。
  3. 　請求項２において、
    　前記接着剤は、前記ティース部のスロット側の端部に塗布したことを特徴とする回転電機の固定子。
  4. 　請求項３において、
    　前記接着剤は、前記固定子ヨーク側に寄せて塗布したことを特徴とする回転電機の固定子。
  5. 　永久磁石と、前記永久磁石が挿入される磁石挿入孔とを有する回転子コアを備えた回転電機の回転子であって、
    　前記回転子コアは、複数の鋼板を積層して構成され、
    　積層された前記複数の鋼板のそれぞれの間に接着剤を塗布し、
    　前記磁石挿入孔の内面に流出した前記接着剤で前記永久磁石を接着したことを特徴とする回転電機の回転子。
  6. 　請求項５において、
    　前記接着剤は、前記磁石挿入孔を形成する部分の端部に塗布したことを特徴とする回転電機の回転子。
  7. 　請求項６において、
    　前記磁石挿入孔は複数備え、
    　前記複数の磁石挿入孔の間にブリッジ部を備え、
    　前記ブリッジ部に前記接着剤を塗布したことを特徴とする回転電機の回転子。
  8. 　固定子と回転子を備えた回転電機の製造方法であって、
    　前記固定子は、固定子コイルと、前記固定子コイルが絶縁紙を介して挿入されるスロットを有する固定子コアとを備え、
    　前記回転子は、永久磁石と、前記永久磁石が挿入される磁石挿入孔を有する回転子コアを備え、
    　前記固定子コア及び前記回転子コアは、複数の鋼板を積層し、積層された前記複数の鋼板のそれぞれの間に接着剤を塗布して構成し、
    　前記接着剤を前記スロットの内面、若しくは前記磁石挿入孔の内面の少なくとも一方に流出させ、
    　前記スロットには前記絶縁紙を挿入し、前記絶縁紙を挿入後、前記固定子コイルを挿入し、
    　前記磁石挿入孔には前記永久磁石を挿入し、
    　前記絶縁紙、若しくは前記永久磁石の少なくとも一方は、前記スロットの内面、若しくは前記磁石挿入孔の内面の流出した前記接着剤で接着させることを特徴とする回転電機の製造方法。
  9. 　請求項８において、
    　前記絶縁紙を前記スロットの内面に流出した前記接着剤で接着させた場合、前記スロットの前記固定子コイルを挿入後、前記固定子にワニス・粉体塗装を施し、前記ワニス・粉体塗装後に前記固定子を加熱して前記接着剤及び前記ワニス・粉体塗装を硬化させることを特徴とする回転電機の製造方法。
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