(57)【要約】【課題】特別な固定部材を用いることなく固定子の隣り合うコイル間に温度計測素子を配置し、コイル占積率を向上させるとともに、温度計測精度を向上させる。【解決手段】  固定子１０は、複数の円弧状のコアバック部１２ａよりなる鉄心円筒部と、鉄心円筒部の内周壁面から径方向内側に突出する複数のティース１２ｂと、それらティース１２ｂに各々巻回されたコイル１６を有し、コイル１６には温度検出素子１９を挟む第一のコイル１６０ａと第二のコイル１６０ｂが含まれ、第一のコイル１６０ａの外表面には、コイル線材を巻き飛ばすことによって形成された凹み（間隙）よりなる間隙部１８が設けられ、コイル１６の温度を計測する温度検出素子１９が間隙部１８に挿入されて組付けられる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の固定子、
上記固定子の内周に同軸に配設された回転子、
上記固定子に巻回されたコイルの温度を検出する温度検出素子を備え、
上記固定子は、鉄心円筒部と、上記鉄心円筒部の内周壁面から径方向内側に突出する複数のティースと、上記ティースに各々巻回された上記コイルを有し、
複数の上記ティースのうちいずれか一つに巻回された上記コイルには、上記コイルの外表面を部分的に凹ませた間隙部が設けられ、
上記温度検出素子は上記間隙部に配置されたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
上記コイルは、上記間隙部を有する第一のコイルと、上記間隙部に面して上記第一のコイルに隣り合って設けられた第二のコイルを含み、
上記温度検出素子は、上記第一のコイルと上記第二のコイルのいずれか一方もしくは両方に接して配置されたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
上記第二のコイルは、上記第一のコイルの上記間隙部に対向する外表面を部分的に凹ませた他方の上記間隙部を有し、上記温度検出素子は上記第二のコイルの他方の上記間隙部に配置されたことを特徴とする請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
上記ティースの断面は矩形形状であり、上記コイルは上記矩形形状の外側に巻回され、
少なくとも一つの上記間隙部において、上記コイルを構成するコイル線材が上記間隙部内でクロスして巻回され、上記間隙部の上記コイル線材で仕切られた二つの隙間の一方に上記温度検出素子が配置されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項５】
隣り合って設けられた二つの上記コイルのうち、一方の上記コイルには上記間隙部に上記隙間が設けられ、他方の上記コイルには軸方向に同じ幅に他の上記間隙部が設けられたことを特徴とする請求項４記載の回転電機。
【請求項６】
上記隙間の幅は上記温度検出素子の挿入方向に沿った手前側から奥行き側に向かって徐々に狭まる形状であり、上記温度検出素子の温度感知部は上記隙間の奥行側に配置されたことを特徴とする請求項４または請求項５記載の回転電機。
【請求項７】
上記ティースの断面は長辺と短辺が組み合わされた矩形形状であり、上記長辺の側に上記隙間が設けられたことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項８】
上記間隙部は、軸方向に同じ幅に設けられ、かつ、上記コイルの外表面に上記コイルを構成するコイル線材が巻回されていないことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項９】
上記温度検出素子を上記間隙部に配置した一方の上記コイルと、上記間隙部に面して設けられた対向する他方の上記コイルとの間に、絶縁部材を介在させたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項記載の回転電機を製造する回転電機の製造方法であって、上記ティースの外側に俵積みとなる状態に巻回されるコイル線材を上記コイルの外表面で少なくとも一本の上記コイル線材の幅だけ巻き飛ばすことによって、上記コイルの外表面を部分的に凹ませて上記間隙部を形成するステップと、上記温度検出素子を上記間隙部に挿入して固定するステップを含むことを特徴とする回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、温度検出素子によってコイルの温度を測定する回転電機およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機を構成する固定子の一対の隣接する分割鉄心のティースに巻き回されたコイルの間に温度検出素子が配置され、温度検出素子は、一方のコイルに接し、温度検出素子と他方のコイルとの間に弾性絶縁材を配置する構成が示されている。そして、弾性絶縁部材は、温度検出素子が一方のコイルに接触するように温度検出素子を一方のコイルに押し付ける役割を果たしていた(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2012-186902号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回転電機においては、温度検出素子が弾性絶縁部材によってコイル側に押し付けられた際に、コイルに対して温度検出素子の位置がずれやすく、組付け性（組立性）および温度測定の精度が悪くなるという問題があった。また、隣り合う一対のコイルの間に温度検出素子と弾性絶縁部材とを配置する場合に、それらの部材を配置するスペースを要するため、コイルを巻線できる層数が減り、占積率が低下するという問題があった。
【０００５】
本願は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、温度検出素子の組付性向上、測定する温度の精度向上、巻線の占積率向上が可能な回転電機およびその製造方法を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に係わる回転電機は、円筒状の固定子、上記固定子の内周に同軸に配設された回転子、上記固定子に巻回されたコイルの温度を検出する温度検出素子を備え、上記固定子は、鉄心円筒部と、上記鉄心円筒部の内周壁面から径方向内側に突出する複数のティースと、上記ティースに各々巻回された上記コイルを有し、複数の上記ティースのうちいずれか一つに巻回された上記コイルには、上記コイルの外表面を部分的に凹ませた間隙部が設けられ、上記温度検出素子は上記間隙部に配置されたものである。
【０００７】
本願に係わる回転電機の製造方法は、上記の回転電機を製造する回転電機の製造方法であって、上記ティースの外側に俵積みとなる状態に巻回されるコイル線材を上記コイルの外表面で少なくとも一本の上記コイル線材の幅だけ巻き飛ばすことによって、上記コイルの外表面を部分的に凹ませて上記間隙部を形成するステップと、上記温度検出素子を上記隙間部に挿入して固定するステップを含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願の回転電機によれば、温度検出素子をコイルの外表面の間隙部に配置することで、温度検出素子のコイルへの位置決めが容易となり、組付け性が向上し、コイルに接して温度検出素子を配置できるため計測精度が向上し、温度検出素子のコイルへの組付けに特別な固定用部材を配置しないことでその分だけコイル占積率を向上させることが可能となる。
【０００９】
本願の回転電機の製造方法によれば、コイル巻線時の巻き飛ばしによって容易に間隙部を設けることが可能であり、温度検出素子を間隙部に挿入することで隣り合うコイル間に容易に温度検出素子を配設できるため、生産性と組付け性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１による回転電機を示す要部断面側面図である。
【図２】実施の形態１による回転電機の固定子を軸方向一端側から見た斜視図である。
【図３】実施の形態１による回転電機の固定子を示す断面図である。
【図４】実施の形態１による回転電機の固定子を軸方向一端側から見た平面図である。
【図５】実施の形態１による回転電機の固定子を軸方向他端側から見た斜視図である。
【図６】実施の形態１による回転電機の固定子に適用されるボビンを示す斜視図である。
【図７】実施の形態１による回転電機の固定子のコイルが巻回された分割鉄心を示す斜視図である。
【図８】実施の形態１による回転電機の固定子のコイル巻線モデルを示す要部断面図である。
【図９】図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施の形態１による回転電機の固定子のコイル巻線モデルを示す要部断面図である。
【図１０】実施の形態２による回転電機の固定子のコイル巻線モデルを示す要部断面図である。
【図１１】実施の形態３による回転電機の固定子の分割鉄心を示す側面図である。
【図１２】実施の形態３による回転電機の固定子の分割鉄心に温度検出素子が配置された状態を示す側面図である。
【図１３】図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、実施の形態４による回転電機の固定子のコイル巻線モデルを示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本願の実施の形態１による回転電機について、図１から図８を用いて説明する。本願の回転電機１００は、例えば、発電機、電動機、電動発電機などに用いられる。そして、この回転電機１００を構成する固定子１０のコイル１６の温度は温度検出素子１９によって測定される。
【００１２】
図１は、実施の形態１による回転電機１００の固定子１０の片側断面を示す要部断面側面図である。図２は、固定子１０を軸方向一端側から見た斜視図である。図３は、固定子１０の軸方向に沿った断面図である。図４は、固定子１０を軸方向一端側から見た固定子１０の一方の端面を示す平面図である。図５は、固定子１０を軸方向他端側から見た斜視図である。図６は、固定子１０に適用されるボビン１４を示す斜視図である。図７は、コイル１６が巻回された分割鉄心１２を示す斜視図である。図８、図９（ａ）、図９（ｂ）は、回転電機１００の固定子１０の要部断面図であり、温度検出素子１９を二つのコイル１６間に保持した状態を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、回転電機１００は、内部構造体を収納するハウジング１が、円筒部２ａと底部２ｂとからなる有底円筒状に構成されたアルミ材などからなるフレーム２と、そのフレーム２の開口を塞ぐ端板３によって構成される。ハウジング１の内部には、固定子１０と回転子５が配設される。固定子１０は、フレーム２の円筒部２ａ内に挿入されて固定されている。回転子５は、フレーム２の底部２ｂおよび端板３にベアリング４を介して回転可能に支持された回転軸６に固着されて、固定子１０の内周側に回転可能に配設されている。
【００１４】
そして、回転子５は、例えば、軸心位置に挿通された回転軸６に固着された回転子鉄心７と、回転子鉄心７の外周面側に埋設されて周方向に所定のピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石８とを備えた永久磁石型回転子である。
なお、回転子５は、永久磁石式回転子に限定されず、絶縁しない回転子導体を、回転子鉄心のスロットに収納して、両側を短絡環で短絡したカゴ形回転子あるいは絶縁した導体線を回転子鉄心のスロットに装着した巻線形回転子を用いてもよい。
【００１５】
次に、固定子１０の構成について、図２ないし図７を参照して具体的に説明する。
固定子１０は、図２から図５の各図に示すように、複数の分割鉄心１２を環状に配列してなる固定子鉄心１１と、それぞれの分割鉄心１２にボビン１４、１５を介して巻回されたＵ相、Ｖ相、およびＷ相のコイル１６と、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のコイル１６を結線するＵ相、Ｖ相、およびＷ相の隣接配置されたバスリング２５、２６、２７とを備えている。
【００１６】
そして、分割鉄心１２は、円環状の固定子鉄心１１を周方向に１８等分割したもので、所定枚数の電磁鋼板を積層一体化して作製され、断面円弧形のコアバック部１２ａと、コアバック部１２ａの内周壁面からコアバック部１２ａの径方向内側に突出するティース１２ｂとを備えている。ここで、複数のコアバック部１２ａがヨーク１３の内側に周方向に嵌入するように配置され、全体として円筒状の鉄心円筒部が構成された状態となっている。
【００１７】
ボビン１４は、図６に示すように、ＰＢＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂などの樹脂材料で作製され、電気絶縁性を有しており、コイル巻回部１４ａとコイル巻回部１４ａの外径側に設けられたフランジ部１４ｂとバスリング保持部２０、２１、２２におけるコアバック部の径方向内側に配置された壁部１４ｃとを備えている。ボビン１４は、分割鉄心１２の軸方向一端面上に配置される。
このとき、コイル巻回部１４ａは、図３および図４に示すように、ティース１２ｂの軸方向一端面上に配置され、フランジ部１４ｂはコアバック部１２ａの軸方向一端面上に配置される。フランジ部１４ｂには、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の溝状のバスリング保持部２０、２１、２２が同心状に形成されている。
【００１８】
また、ボビン１５は、ＰＢＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂などの樹脂材料で作製され、コイル巻回部１５ａが設けられている。ボビン１５は、分割鉄心１２の軸方向他端面上に配置される。このとき、コイル巻回部１５ａは、図３、図７に示すように、ティース１２ｂの軸方向他端面上に配置される。
【００１９】
なお、ボビン１４、１５は、コイル１６の巻回し容易性の観点から、分割鉄心１２に固定されてもよい。例えば、ボビン１４、１５は嵌合により分割鉄心１２に固定されてもよく、接着剤などにより分割鉄心１２に固定されてもよい。また、ボビン１４、１５を分割鉄心１２に一体にモールド成形してもよい。
【００２０】
コイル１６は、図７に示すように、ティース１２ｂと、ティース１２ｂの軸方向の両端面に配置されたボビン１４、１５のコイル巻回部１４ａ、１５ａとの周りに、絶縁被覆された銅の丸線からなる導体線（コイル線材に相当する）を所定回数巻回して構成される。なお、インシュレータ（図示せず）が、ティース１２ｂの周方向の両側面に配設され、コイル１６と分割鉄心１２との間の絶縁性が確保されている。
【００２１】
図２から図５に示すように、コイル１６が巻回された１８個の分割鉄心１２は、ティース１２ｂを径方向内側に向けて、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて、環状に配列された状態で、圧入、焼き嵌めなどにより円筒状のヨーク１３内に挿入、固定される。ヨーク１３は、鉄などの単一の金属材料を削り加工あるいは絞り加工により作製されるが、電磁鋼板などの鋼板を積層一体化して作製されてもよい。
【００２２】
分割鉄心１２に巻回されて環状に配列されたコイル１６は、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の順に、固定子鉄心周方向に繰り返して配列されている。各コイル１６の一方の端末１６ａは、ボビン１４側に引き出されている。また、各コイル１６の他方の端末１６ｂは、ボビン１５側に引き出されている。
【００２３】
Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のバスリング２５、２６、２７は、それぞれ、無酸素銅、脱酸銅、タフピッチ銅などの帯状平板を、一部が開放された円筒状に曲げ成形して構成されている。図２および図４に示すように、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のバスリング２５、２６、２７は、図６に示すバスリング保持部２０、２１、２２のそれぞれに嵌め込まれて、必要に応じて接着剤などにより固定され、バスリング保持部２０、２１、２２に保持される。
【００２４】
Ｕ相のコイル１６の端末１６ａは、図２および図４に示すように、ボビン１４側に軸方向に引き出され、直角に曲げられて固定子鉄心１１の径方向外方に引き出され、Ｕ相のバスリング２５のコイル接続部に接続される。Ｖ相のコイル１６の端末１６ａは、ボビン１４側に軸方向に引き出され、直角に曲げられて径方向外方に引き出され、Ｖ相のバスリング２６のコイル接続部に接続される。Ｗ相のコイル１６の端末１６ａは、ボビン１４側に軸方向に引き出され、直角に曲げられて径方向外方に引き出され、Ｗ相のバスリング２７のコイル接続部に接続される。ここで、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のコイル１６の端末１６ａとバスリング２５、２６、２７のコイル接続部とは、ＴＩＧ溶接、レーザ溶接、抵抗溶接、半田付け、抵抗ろう付けなどにより電気的に接続される。
【００２５】
Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のコイル１６の端末１６ｂ、すなわちコモン側は、図５に示すように、ボビン１５側に軸方向に引き出されて一つにまとめられ、ＴＩＧ溶接、レーザ溶接などにより、電気的に接続される。Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のコイル１６のコモン側の接合部は、絶縁チューブ１７により被覆される。なお、絶縁チューブ１７に代えて、樹脂モールド、絶縁テープなどによりコモン側の接合部を被覆してもよい。また、コモン側の構成部がひとまとめにされて溶接などにより接合されているが、ボビン１５にコモン用のバスリング保持部を形成し、そのバスリング保持部にコモン用のバスリングを保持させて、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のコイル１６のコモン側構成部の接続をしてもよい。
このように構成された固定子１０では、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のコイル１６をＹ結線してなる６つの三相交流巻線が構成される。
【００２６】
回転電機１００では、交流電流が、外部のインバータ（図示せず）を介してＵ相、Ｖ相、およびＷ相のバスリング２５、２６、２７に供給される。これにより、固定子１０に回転磁界が発生する。この回転磁界に起因する吸引力、又は反発力により、回転子５が回転駆動される。この回転電機１００は、家庭用電気製品に搭載されるモータ、産業用機械に搭載されるモータなどの電動モータに適用できる。
【００２７】
次に、図８、図９（ａ）、図９（ｂ）のコイル巻線モデルを用いて、間隙部１８有するコイル１６（第一のコイル１６０ａ、第二のコイル１６０ｂを含む）のコイル巻回例および温度検出素子１９の保持例を示す。
図８の固定子１０の要部断面図に示すように、一つの分割鉄心１２（図８の紙面において右側に位置する）に第一のコイル１６０ａ（コイル１６の一つ）が巻線され、その分割鉄心１２に隣り合うもう一つの分割鉄心１２（図８の紙面において左側に位置する）に第二のコイル１６０ｂ（コイル１６の別の一つ）が巻線される。そして、図８、図９（ａ）、図９（ｂ）は、第一のコイル１６０ａと第二のコイル１６０ｂが対向する部分に温度検出素子１９を配置した断面構造を示す図となっている。
【００２８】
図８のコイル巻線モデルの例では、第一のコイル１６０ａと第二のコイル１６０ｂが対向するコイル巻き回し面部（温度検出素子１９の保持面部）においては、第一のコイル１６０ａの外表面となる層（隣接する第二のコイル１６０ｂに面している隣接層）である俵積みされた、最も高い層である４段目において、第一のコイル１６０ａを構成するコイル線材が一巻き分だけ巻き飛ばされてなる間隙部１８が設けられている。この間隙部１８は第一のコイル１６０ａの外表面を部分的に軸方向に沿って凹ませた形状となっている。そして、第一のコイル１６０ａの外表面（巻き終わったコイル１６の表面部）において、コイル線材が巻回されない部分が間隙部１８に相当している。この間隙部１８は、例えば、軸方向に同じ幅に設けられる。この間隙部１８においては、第一のコイル１６０ａの外表面の一段下に巻回されたコイル線材が表出した状態となる。
なお、本願において例示するコイル巻線モデルは、コイル１６の巻き回し方を説明するものであって、実際のコイル巻き数とは異なる場合があることは言うまでもない。
【００２９】
この間隙部１８を形成するには、例えば、コイル線材をティース１２ｂに巻回す際に、間隙部１８の手前までの巻線を行った段階で、間隙部１８を形成しようとする部分にスペーサ（巻き飛ばし幅に相当するサイズであり、コイル線材の巻線後に取り去られる）を配置し、そのスペーサを挟む要領で次の巻線を行うことで容易に形成することが可能である。
また、間隙部１８は、上述のようなスペーサ等を用いることなく、巻線時に間隙部１８を形成する領域に至る手前でコイル線材を通常の巻回方向に対して任意の角度で傾斜させて巻回し、その際、傾斜角度に応じて間隙部１８の幅が調整され、コイル１６の外表面にて所定幅を巻き飛ばして間隙部１８を形成することが可能である。
【００３０】
そして、第一のコイル１６０ａの間隙部１８に温度検出素子１９が挿入され、温度検出素子１９は、その径がコイル線材の径よりも大きいため間隙部１８の両端に位置する第一のコイル１６０ａの外表面のコイル線材に接した状態に配置される。また、温度検出素子１９は対向する二つのコイル１６（第一のコイル１６０ａと第二のコイル１６０ｂ）の両方に接する状態となっている。
【００３１】
第一のコイル１６０ａの外表面のうち、間隙部１８に当たらない領域においては、コイル線材が密に巻回される。つまり、巻回済みのコイル線材の外周に、次に巻回されたコイル線材の外周の一部が接する状態に巻線されている。
また、温度検出素子１９が配置されていない部分において、コイル１６の外表面はより高く積層されているため、占積率を向上させることができる。
【００３２】
ここで、コイル１６の外表面となる層（隣接層）とは、隣り合うコイル１６に面しているコイル１６の表面部分であり、ティース１２ｂ上に巻回され、最も高く積まれた最上層以外の部分が含まれる場合がある。
上述の図８、さらに図９（ａ）、図９（ｂ）に例示するように、ティース１２ｂのコアバック部１２ａに近い側においては軸から離れる分だけコイルを巻き回すスペースを大きく確保できるためコイル線材の積層高さが大きくなる（コイル巻線モデルでは４段の俵積み）が、ティース１２ｂのコアバック部１２ａから遠い側ではコイル線材の積層高さが小さくなる（３段の俵積みであり、他の領域よりも一段減っている）。よって、ティース１２ｂのコアバック部１２ａから遠い側に巻回されたコイル１６の外表面となる層は、俵積みされる段数が少ない部分を含んでいる。巻回の段数を適宜調整することで、隣接する一対のティース１２ｂ間のスペースに合わせた巻線ができ、これにより占積率を向上させることが可能である。
【００３３】
そして、図９（ａ）の例では、温度検出素子１９をティース１２ｂ先端側（コアバック部１２ａから遠い側）に配置しており、このコイル巻線モデルにおいて、第一のコイル１６０ａの外表面となる３段目（つまり、コイル線材の俵積みの段数が最大ではない領域）のティース１２ｂ先端から３巻目を巻き飛ばす（一本分のコイル線材の直径に相当する幅だけ巻き飛ばす）ことで隙間を空けて間隙部１８を形成し、その間隙部１８に温度検出素子１９をセットしている。
【００３４】
なお、上述の図８および図９（ａ）の例では、温度検出素子１９をコイル１６の端部（ティース１２ｂの先端側の端部）以外の領域に配置する例を示した。しかし、図９（ｂ）に別のコイル巻線モデルを例示するように、ティース１２ｂの最も先端側に位置する第一のコイル１６０ａの外表面に間隙部１８を設け、その間隙部１８に温度検出素子１９を配置することも可能である。図９（ｂ）の場合、第一のコイル１６０ａと第二のコイル１６０ｂの一か所ずつで温度検出素子１９に接した状態となっている。コイル１６と温度検出素子１９を確実に接触させるために、シリコーン系、エポキシ系などの接着剤で固定してもよい。
【００３５】
コイル１６で発生した熱は、主に鉄心を伝わるため、鉄心が遠いために温度が高くなりやすいコイル１６の外表面に温度検出素子１９を配置し、温度検出を行うことが望ましい。よって、上述の図８、図９（ａ）、図９（ｂ）において示した本願の構成は、コイル１６の外表面に温度検出素子１９を配設できるものであり、コイル１６の温度検出に適した構成であると言える。
【００３６】
なお、上述の例では一対のコイル１６（第一のコイル１６０ａと第二のコイル１６０ｂの両方）に温度検出素子１９を接触させる構成について説明したが、温度検出素子１９をいずれか一方のコイル１６に接触させ、他方のコイル１６は温度検出素子１９の周囲に配置させる（接触はしない）構成とすることでも、コイル１６の温度を正確に測定することができる。
【００３７】
また、隣り合う一対のコイル１６において、温度検出素子１９を収納する間隙部１８の周囲にはコイル線材が巻回されていないスペースが生じるが、そのスペースは温度検出素子１９が間隙部１８から脱しない（位置ずれしない）大きさとなるよう調整されている。
【００３８】
このように、本願の実施の形態１による回転電機１００は、隣り合う一対のコイル１６（第一のコイル１６０ａと第二のコイル１６０ｂ）の隣接層の、少なくとも一方で1箇所以上隙間（間隙部１８）を空けてコイル線材が巻回され、その隙間に温度検出素子１９が配設された構成となっている。
【００３９】
この実施の形態１によれば、次のような効果が得られる。
（１）温度検出素子１９がコイル１６に接して配置されることにより、温度検出素子１９の位置が容易に決まり、組付け性が向上する。
（２）温度検出素子１９がコイル１６に接して配置されることにより、温度検出素子１９の位置が固定され、温度測定のばらつきが減少し、計測精度が向上する。
（３）温度検出素子１９の周囲にコイル１６が配置されることにより、温度検出素子１９の近傍の温度がコイル１６の温度に近づき、コイル１６の温度をより正確に測定できる。
（４）温度検出素子１９を配置する間隙部１８以外の領域において間隙部１８よりも高く巻線を施すことにより、通常の俵積みと比べて巻回し回数が増えるため、占積率が向上する。
（５）ティース１２ｂの外側に俵積みとなる状態に巻回されるコイル線材をコイル１６（第一のコイル１６０ａ）の外表面で少なくとも一本のコイル線材の幅だけ巻き飛ばすことによって、コイル１６（第一のコイル１６０ａ）の外表面を部分的に凹ませて間隙部１８を形成するステップを含むため、間隙部１８を特別な冶具等を用いずに形成でき、生産性が向上する。
【００４０】
なお、コイル線材となる銅線が平角線であっても、あるいは、温度検出素子１９の形状が直方体形状であっても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４１】
実施の形態２．
図１０は、実施の形態２による回転電機１００の固定子１０のコイル巻線モデルを示す要部断面図である。上述の実施の形態１においては、第一のコイル１６０ａの側にのみ間隙部１８が設けられ、第一のコイル１６０ａに対向する第二のコイル１６０ｂには間隙部１８が設けられない例を示していたが、この実施の形態２では、第一のコイル１６０ｃだけでなく、第一のコイル１６０ｃに対向する第二のコイル１６０ｄのコイル巻回し面部（コイル対向面部）にも、第一のコイル１６０ｃと同様に、間隙部１８（他方の間隙部）が設けられている。そして、第一のコイル１６０ｃの間隙部１８と第二のコイル１６０ｄの間隙部１８は対称的に配置され、それら二つの間隙部１８によって確保されるスペースに温度検出素子１９が挿入されている。
なお、この実施の形態２においても実施の形態１の場合と同様に、コイル１６の最上層（最も巻回し段数が高い層）以外の領域に間隙部１８が設けられる場合があることは言うまでもない。
【００４２】
このように、実施の形態２による回転電機１００は、隣り合う一対のコイル１６が対面するコイル１６（第一のコイル１６０ｃと第二のコイル１６０ｄ）の外表面の対称的な位置に、それぞれ間隙部１８が設けられ、それら２つの間隙部１８にて作られるスペースに温度検出素子１９が配置されている。
実施の形態２によれば、次のような効果が得られる。
（１）温度検出素子１９の外周に少なくとも２つのコイル１６が接しており、温度検出素子１９の近傍の温度がコイル１６の温度に近づき、コイル１６の温度をより正確に測定することができる。
【００４３】
実施の形態３．
図１１は、実施の形態３による回転電機１００の分割鉄心１２の側面図である。図１１に示すように、ティース１２ｂに巻回されたコイル１６は、その外表面の間隙部１８にコイル１６の外表面において長辺クロスして巻線された長辺クロス部１６１を有している。ここではティース１２ｂはコイル巻回し方向に沿った断面が長方形であり、長辺側にて軸方向にコイル線材が巻かれ、隣り合うコイル１６と対向しており、短辺側にて軸に交差してコイル線材が巻かれている。間隙部１８に長辺クロス部１６１が設けられることにより、長辺クロス部１６１で仕切られた間隙部１８の２つの隙間１８ａ、１８ｂが形成される。このとき、図１１に示すように、間隙部１８は少なくともコイル線材２本分の幅を持つ長方形の平面形状となり、その矩形に対して斜に長辺クロス部１６１が配置される。長辺クロス部１６１は、通常の巻回方向である軸方向に対して所定の角度で傾斜するように一直線に設けられ、長辺クロス部１６１で仕切られた隙間１８ａ、１８ｂの平面形状は、向きの異なる二つの細長い直角三角形となる。図１１の例では、隙間１８ａの幅はコイル巻回し面部の一端（下端）から他端側（上端）にかけて小さくなるように、隙間１８ｂの幅はコイル巻回し面部の一端（上端）から他端側（下端）にかけて徐々に小さくなるように設けられている。つまり、温度検出素子１９の挿入方向が軸方向であり、隙間１８ａ、１８ｂは、温度検出素子１９の挿入方向に沿って徐々に小さくなるように形成される。
【００４４】
ティース１２ｂは、軸方向に沿った断面が長辺と短辺が組み合わされた矩形形状であり、コイル１６はその矩形の外周に沿って巻き回されている。よって、コイル１６の形成時に間隙部１８を形成しようとすると、いずれかの部分（外周面）にてコイル線材を巻き飛ばし、順に巻かれた２本のコイル線材の間にスペースを設ける必要がある。そして、コイル１６の巻き飛ばしをするために、図１１のように、ティース１２ｂの４つの外周面のうちの一面において、コイル線材をクロスさせて配置する。上述の実施の形態１および実施の形態２では、温度検出素子１９を配置するための間隙部１８が設けられていれば、その間隙部１８にクロスするコイル線材が配置されているのか配置されていないのかは問わなかったが、この実施の形態３では、コイル１６の間隙部１８を長辺クロス部１６１によって仕切り、長辺クロス部１６１の幅方向の両側に隙間１８ａ、１８ｂを形成している。
【００４５】
図１２は、この実施の形態３による回転電機１００の固定子１０の側面図であり、コイル１６が巻回された分割鉄心１２に温度検出素子１９を配置した状態を示している。温度検出素子１９はコイル対向面部の一端（紙面下側）から他端(紙面上側)にかけて、挿入方向に沿って手前側から奥行き側に向かって徐々に幅が小さくなる隙間１８ａに配設されている。温度検出素子１９を構成する温度感知部１９ａは、例えば、筒形の温度検出素子１９の先端側に配置され、その温度感知部１９ａが設けられた温度検出素子１９の先端側は、隙間１８ａの幅が小さくなっている奥行側に配置されることでコイル１６との密着性が向上している。
このように、実施の形態３によれば、コイル１６の外表面となる隣接層の一箇所に長辺クロス部１６１を巻線し、軸方向に沿って徐々に幅が小さくなる隙間１８ａ（または隙間１８ｂ）が設けられ、温度検出素子１９が隙間１８ａ（または隙間１８ｂ）に挿入され固定されている。
【００４６】
コイル１６の間隙部１８の長辺クロス部１６１が二つのコイル１６が対向するコイル巻回し面部の一方もしくは両方に設けられた場合、ティース１２ｂの断面矩形の短辺側にクロス部分を設けるよりも次の点においてメリットがある。図１１に示すように、長辺クロス部１６１によって隙間１８ａを形成した場合、隙間１８ａの軸方向の長さはティース１２ｂの矩形長辺の長さに依存しており、矩形短辺よりも長く形成される。よって、隙間１８ａの一端から温度検出素子１９を挿入した場合、コイル線材と温度検出素子１９との接触範囲を確保することができ、より安定的に温度検出素子１９を保持でき、正確な温度検出が可能となる。
【００４７】
実施の形態３によれば、次のような効果が得られる。
（１）徐々に幅が小さくなる隙間１８ａ（または隙間１８ｂ）に温度検出素子１９を配置することで温度検出素子１９の軸方向位置を容易に決めることができ、組付け性が向上する。
（２）徐々に幅が小さくなる隙間１８ａ（または隙間１８ｂ）に温度検出素子１９を配置することで温度検出素子１９とコイル１６を確実に密着させることができ、コイル１６の温度をより正確に測定することができる。
（３）温度検出素子１９の温度感知部１９ａを隙間１８ａ（または隙間１８ｂ）の幅が小さい奥行側に配置することで、コイル１６の温度をより正確に測定することができる。
【００４８】
なお、対向する二つのコイル１６の一方に隙間１８ａ（１８ｂ）を設ける場合においては、他方のコイル１６には、間隙部１８を設けない場合（パターン１）、一定幅の間隙部１８を設ける場合（パターン２）、隙間１８ａ（１８ｂ）を設ける場合（パターン３）がある。パターン２の場合、幅が一定の間隙部１８をガイド溝として用いて温度検出素子１９をコイル１６側に挿入させることができ、同時に隙間１８ａにてコイル１６と温度検出素子１９との密着性を向上させることが可能となる。
【００４９】
実施の形態４．
図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、実施の形態４による回転電機１００の固定子１０のコイル巻線モデルを示す要部断面図である。図１３（ａ）は、上述の図８の構成に、コイル１６を包囲する絶縁部材３０ａ、３０ｂを設けた構成を示しており、図１３（ｂ）は、上述の図１０の構成に絶縁部材３０ｃ、３０ｄを設けた構成を示している。
【００５０】
図１３（ａ）に示すように、第一のコイル１６０ａ（一方のコイル１６）と温度検出素子１９が１つの絶縁部材３０ａに包囲され、第一のコイル１６０ａに温度検出素子１９が直接的に接しており、かつ、第二のコイル１６０ｂ（他方のコイル１６）が別の絶縁部材３０ｂに包囲され、第二のコイル１６０ｂには絶縁部材３０ａおよび３０ｂを介在させた状態で温度検出素子１９が間接的に接している。
それら絶縁部材３０ａおよび３０ｂは、例えば絶縁紙であり、絶縁紙の持つ弾性により絶縁紙自体がたわみ（圧縮され）、温度検出素子１９が第二のコイル１６０ｂに押し付けられる状態が得られ、同時に、温度検出素子１９が第一のコイル１６０ａにも押し付けられる状態が得られる。
【００５１】
また、図１３（ｂ）に示すように、第一のコイル１６０ｃ（一方のコイル１６）と温度検出素子１９が１つの絶縁部材３０ｃに包囲され、第一のコイル１６０ｃに温度検出素子１９が直接的に接しており、かつ、第二のコイル１６０ｄ（他方のコイル１６）が別の絶縁部材３０ｄに包囲され、第二のコイル１６０ｄには絶縁部材３０ｃおよび３０ｄを介在させた状態で温度検出素子１９が接している状態で、なおかつ、第二のコイル１６０ｄの外表面に間隙部１８が設けられている場合、その間隙部１８に隣接する２つのコイル線材を支点として、絶縁部材３０ｃおよび３０ｄがたわむことで、温度検出素子１９が第二のコイル１６０ｄに押し付けられる状態が得られ、同時に、温度検出素子１９が第一のコイル１６０ｃにも押し付けられる状態が得られる。
【００５２】
図１３（ａ）または図１３（ｂ）に示すように、絶縁部材３０ａ、３０ｂ（または３０ｃ、３０ｄ）の一つの形態として、一方のコイル１６に温度検出素子１９をセットした状態で、一方のコイル１６と温度検出素子１９とを一体とする構造体の表面部を絶縁部材３０ａ（または３０ｃ）で全て覆う構成とすることができる。また、隣り合う他方のコイル１６については、例えばその表面部の全てを別の絶縁部材３０ｂ（または３０ｄ）にて覆う形態とすることができる。
上述したような絶縁部材３０ａ、３０ｂ（または３０ｃ、３０ｄ）が設けられた構成においては、例えば、温度検出素子１９が二つのコイル１６の両方に接する状態とは、一方のコイル１６には直接的に接触し、かつ、他方のコイル１６には絶縁部材３０ａ、３０ｂ（または３０ｃ、３０ｄ）を介在させて間接的に接触する状態を言う。
なお、製品の仕様に応じて、絶縁部材を設ける範囲、材料となる物質およびその厚さを適宜変更して用いることが可能であることは言うまでもない。
【００５３】
このように、実施の形態４の構成によれば、絶縁部材３０ａ、３０ｂ（または３０ｃ、３０ｄ）を配設することによってコイル１６の絶縁性を確保しつつ、温度検出素子１９をコイル１６の間隙部１８に押し付けることが可能となり、確実に温度検出素子１９をコイル１６に密着させることができる。
なお、図１３（ａ）および図１３（ｂ）では、二つのコイル１６を別々の絶縁部材３０ａ、３０ｂ（あるいは３０ｃ、３０ｄ）で包囲する場合を例示したが、少なくともコイル１６の対向する面部を覆うように絶縁部材３０ａ、３０ｂ（あるいは３０ｃ、３０ｄ）を配置することでも絶縁性を得ることが可能である。
さらに、二つのコイル１６のうち一方にのみ絶縁部材３０ａまたは３０ｂ（あるいは３０ｃまたは３０ｄ）を配置し、他方のコイル１６には絶縁部材を配置しない構成とすることも可能である。
【００５４】
さらに、上述の例では、一方のコイル１６に温度検出素子１９をセットした状態で絶縁部材３０ａ（または３０ｃ）によって包囲して一体化させることについて説明したが、温度検出素子１９をコイル１６と一体化させないことも可能である。つまり、一方のコイル１６を絶縁部材３０ａ（または３０ｃ）で包囲するとともに、他方のコイル１６を絶縁部材３０ｂ（または３０ｄ）で包囲し、二つの絶縁部材３０ａと３０ｂの間（または３０ｃと３０ｄの間）に温度検出素子１９を配置することが可能で、二つのコイル１６の両方に同等の密着性をも持たせることが可能である。
【００５５】
このように、実施の形態４による回転電機１００は、温度検出素子１９を間隙部１８に配置した一方のコイル１６と、間隙部１８に面して設けられた対向する他方のコイル１６との間に、絶縁部材３０ａ、３０ｂ（または３０ｃ、３０ｄ）を介在させた構成となっている。
実施の形態４によれば、次のような効果が得られる。
（１）絶縁部材３０ａ、３０ｂ（または３０ｃ、３０ｄ）の弾性により、温度検出素子１９がコイル１６に押し付けられ、温度検出素子１９とコイル１６とを確実に密着させることができ、コイル１６の温度をより正確に測定することができる。
（２）絶縁部材３０ａ、３０ｂ（または３０ｃ、３０ｄ）の弾性により、温度検出素子１９がコイル１６に押し付けられ、安定的に温度検出素子１９を保持でき、正確な温度検出が可能となる。
【００５６】
本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００５７】
１  ハウジング、  ２  フレーム、２ａ  円筒部、  ２ｂ  底部、  ３  端板、  ４  ベアリング、  ５  回転子、  ６  回転軸、  ７  回転子鉄心、  ８  永久磁石、  １０  固定子、  １１  固定子鉄心、  １２  分割鉄心、  １２ａ  コアバック部、  １２ｂ  ティース、  １３  ヨーク、  １４、１５  ボビン、  １４ａ、１５ａ  コイル巻回部、  １４ｂ  フランジ部、  １４ｃ  壁部、  １６  コイル、１６ａ、１６ｂ  端末、  １７  絶縁チューブ、  １８  間隙部、  １８ａ、１８ｂ  隙間、１９  温度検出素子、  １９ａ  温度感知部、  ２０、２１、２２  バスリング保持部、  ２５、２６、２７  バスリング、  ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ  絶縁部材、  １００  回転電機、  １６０ａ、１６０ｃ  第一のコイル、  １６０ｂ、１６０ｄ  第二のコイル、  １６１  長辺クロス部
【図１】
2020089115.tif 000003
【図２】
2020089115.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月21日(2020.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の固定子、
上記固定子の内周に同軸に配設された回転子、
上記固定子に巻回されたコイルの温度を検出する温度検出素子を備え、
上記固定子は、鉄心円筒部と、上記鉄心円筒部の内周壁面から径方向内側に突出する複数のティースと、上記ティースに各々巻回された上記コイルを有し、
複数の上記ティースのうちいずれか一つに巻回された上記コイルには、上記コイルの外表面を部分的に凹ませた間隙部が設けられ、
上記温度検出素子は上記間隙部に配置され、
上記ティースの断面は軸方向に沿った第一の辺と軸方向に交差した第二の辺とが組み合わされた矩形形状であり、上記コイルは上記矩形形状の外側に巻回され、
少なくとも一つの上記間隙部において、上記コイルを構成するコイル線材が上記間隙部内でクロスして巻回され、上記間隙部の上記コイル線材で仕切られた二つの隙間の一方に上記温度検出素子が上記矩形形状の上記第一の辺に沿って配置されたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
上記コイルは、上記間隙部を有する第一のコイルと、上記間隙部に面して上記第一のコイルに隣り合って設けられた第二のコイルを含み、
上記温度検出素子は、上記第一のコイルと上記第二のコイルのいずれか一方もしくは両方に接して配置されたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
上記第二のコイルは、上記第一のコイルの上記間隙部に対向する外表面を部分的に凹ませた他方の上記間隙部を有し、上記温度検出素子は上記第二のコイルの他方の上記間隙部に配置されたことを特徴とする請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
隣り合って設けられた二つの上記コイルのうち、一方の上記コイルには上記間隙部に上記隙間が設けられ、他方の上記コイルには軸方向に同じ幅に他の上記間隙部が設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項５】
上記隙間の幅は上記温度検出素子の挿入方向に沿った手前側から奥行き側に向かって徐々に狭まる形状であり、上記温度検出素子の温度感知部は上記隙間の奥行側に配置されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項６】
上記第一の辺が長辺であり、上記第二の辺が短辺であり、上記長辺の側に上記隙間が設けられたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項７】
上記温度検出素子を上記間隙部に配置した一方の上記コイルと、上記間隙部に面して設けられた対向する他方の上記コイルとの間に、絶縁部材を介在させたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の回転電機。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項記載の回転電機を製造する回転電機の製造方法であって、上記ティースの外側に俵積みとなる状態に巻回されるコイル線材を上記コイルの外表面で少なくとも一本の上記コイル線材の幅だけ巻き飛ばすことによって、上記コイルの外表面を部分的に凹ませて上記間隙部を形成するステップと、上記温度検出素子を上記間隙部に挿入して固定するステップを含むことを特徴とする回転電機の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本願に係わる回転電機は、円筒状の固定子、上記固定子の内周に同軸に配設された回転子、上記固定子に巻回されたコイルの温度を検出する温度検出素子を備え、上記固定子は、鉄心円筒部と、上記鉄心円筒部の内周壁面から径方向内側に突出する複数のティースと、上記ティースに各々巻回された上記コイルを有し、複数の上記ティースのうちいずれか一つに巻回された上記コイルには、上記コイルの外表面を部分的に凹ませた間隙部が設けられ、上記温度検出素子は上記間隙部に配置され、上記ティースの断面は軸方向に沿った第一の辺と軸方向に交差した第二の辺とが組み合わされた矩形形状であり、上記コイルは上記矩形形状の外側に巻回され、少なくとも一つの上記間隙部において、上記コイルを構成するコイル線材が上記間隙部内でクロスして巻回され、上記間隙部の上記コイル線材で仕切られた二つの隙間の一方に上記温度検出素子が上記矩形形状の上記第一の辺に沿って配置されたものである。