(57)【要約】【課題】従来の回転電機では、ステータのコイルエンド部を全周に渡って、樹脂で埋める必要があり、製造コストが増大するという課題があった。【解決手段】この発明による回転電機は、ハウジング内に、同心のロータおよびステータを有し、ステータは、円周方向に複数のコイル部を有し、ステータには、それぞれ、冷却水が流通し、一端が流路入口に、他端が流路出口に接続される第１の流路および第２の流路が、複数のコイル部に沿って設けられ、第１の流路および第２の流路は長さが異なり、第１の流路に沿って位置するコイル部、および第２の流路に沿って位置するコイル部のうち、温度が高い側のコイル部に、温度検出素子が設けられる。これにより、簡易な構造によって、高温となるコイル部の温度を検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に、同心のロータおよびステータを有する回転電機であって、
前記ステータは、円周方向に複数のコイル部を有し、
前記ステータには、それぞれ、冷却水が流通し、一端が流路入口に、他端が流路出口に接続される第１の流路および第２の流路が、前記複数のコイル部に沿って設けられ、
前記第１の流路および前記第２の流路は長さが異なり、
前記第１の流路に沿って位置するコイル部、および前記第２の流路に沿って位置するコイル部のうち、温度が高い側のコイル部に、温度検出素子が設けられる回転電機。
【請求項２】
前記第１の流路の流速は、前記第２の流路の流速より遅く、
前記温度検出素子は、前記第１の流路において、前記流路入口から前記流路出口までのうち、中央より前記流路出口に近い側に位置する前記コイル部に設けられる請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記第１の流路は、前記ロータの回転方向と逆方向に、前記流路入口から前記流路出口に向かっており、
前記温度検出素子は、前記第１の流路の前記流路出口に対して、前記流路入口の側に位置する前記コイル部に設けられる請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第１の流路の中間に、前記第１の流路を遮断するストッパが設けられ、
前記温度検出素子は、前記ストッパに最も近く位置する前記コイル部に設けられる請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記第１の流路および前記第２の流路の外壁は、前記ハウジングの内壁と離間している請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記温度検出素子は、隣接する２つの前記コイル部の間に設けられる請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度検出素子を備える回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両駆動やエンジンアシスト用の回転電機は、エンジンとトランスミッションとの間に配置されることが多い。そのような回転電機では、搭載される空間に合わせて、薄型扁平構造が多く採用されている。
また、回転電機では、それぞれのステータコアに巻回されたコイル部に通電すると、コイル部が発熱する。そのため、コイル部には、コイル部を冷却する機構とともに、温度検出素子が配置される。この温度検出素子の検出値を用いてトルクの抑制を行うことによって、長期に渡るコイルの耐熱寿命を確保することができる。
【０００３】
特許文献１に記載された回転電機では、ハウジングの中にステータのコイル部が設けられている。コイル部の外側には、冷却水路が設けられている。コイル部の一方のコイルエンド部の表面に、温度検出素子が設けられている。温度検出素子が取り付けられている側のコイルエンド部とハウジングとの間は空隙である。一方、温度検出素子が取り付けられていない側のコイルエンド部とハウジングとの間には、空気の熱伝導率より高い熱伝導率の樹脂が充填されている。したがって、温度検出素子が接しているコイルエンド部の表面から冷却水路までの熱抵抗は、温度検出素子が接していないコイルエンド部の表面から冷却水路までの熱抵抗より大きい。これにより、温度検出素子から熱が逃げることがなく、温度検出素子によってコイル部の温度が測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１１９４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された回転電機では、ステータのコイルエンド部の全周に渡って、樹脂を充填させる必要があり、製造コストが増大するという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、簡易な構造によって、高温となるコイル部の温度を検出することができる回転電機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】
【０００７】
この発明による回転電機は、ハウジング内に、同心のロータおよびステータを有し、ステータは、円周方向に複数のコイル部を有し、ステータには、それぞれ、冷却水が流通し、一端が流路入口に、他端が流路出口に接続される第１の流路および第２の流路が、複数のコイル部に沿って設けられ、第１の流路および第２の流路は長さが異なり、第１の流路に沿って位置するコイル部、および第２の流路に沿って位置するコイル部のうち、温度が高い側のコイル部に、温度検出素子が設けられる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の回転電機によれば、ステータのコイル部を冷却する冷却水は、第１の流路および第２の流路を流通している。第１の流路および第２の流路は、長さが異なっているため、第１の流路に沿って位置するコイル部、および第２の流路に沿って位置するコイル部の間で、コイル部の温度に差異が生じる。このようなコイル部のうち、温度が高い側のコイル部に温度検出素子を設けることによって、コイル部の温度検出の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
これにより、簡易な構造によって、高温となるコイル部の温度を検出することができる回転電機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１における回転電機の軸方向の断面図である。
【図２】実施の形態１において、温度検出素子の配置状態を示す図である。
【図３】実施の形態２における回転電機の軸方向の部分断面図である。
【図４】実施の形態３における回転電機の軸方向の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明における回転電機の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、同一または相当部分については同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における回転電機１１の軸方向の断面図である。回転電機１１は、車両駆動に用いられる。円筒形のハウジング１内には、中心側に円筒形のロータ８が設けられている。ロータ８の外側には、ロータ８と同軸に、ステータ２が設けられている。ステータ２には、コイル部３を有する分割コア４が、円周方向に並べて設けられている。ステータ２とハウジング１との間には、複数のコイル部３の外周側に沿って、第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂが設けられている。第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂは、それぞれ中空であり、冷却水が流通する。第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂのそれぞれの一端には、流路入口としての入口側ニップル６が設けられている。また、第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂのそれぞれの他端には、流路出口としての出口側ニップル７が設けられている。第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂの外壁５１ｓは、連続した面となっており、ハウジング１の内壁１ｓと離間している。
【００１３】
図１の矢印で示すように、冷却水は、入口側ニップル６から流入される。冷却水は、第１の流路５１ａにおいて、入口側ニップル６から反時計回り方向に進み、出口側ニップル７に到達する。また、冷却水は、第２の流路５１ｂにおいて、入口側ニップル６から時計回り方向に進み、出口側ニップル７に到達する。第１の流路５１ａまたは第２の流路５１ｂを流通された冷却水は、出口側ニップル７から流出される。第１の流路５１ａにおいて、入口側ニップル６から出口側ニップル７までのうち、中央より出口側ニップル７に近い側に位置するコイル部３ａおよび３ｂの間には、温度検出素子９１が設けられている。
【００１４】
図２は、温度検出素子９１の配置状態を示す図である。図２に示すように、温度検出素子９１は、隣接する２つのコイル部３ａおよび３ｂの間に挿入されている。温度検出素子９１は、両方のコイル部３ａおよび３ｂに接触して固定されている。したがって、温度検出素子９１は、接触しているコイル部３ａおよび３ｂの平均的な温度を検出する。
【００１５】
実施の形態１の回転電機における作用について、図１を用いて説明する。
第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂを流れる冷却水は、熱伝達によって、ステータ２のコイル部３の冷却を行う。流路が２つに分かれ、その流路の長さに違いがある場合、流速に違いが発生する。このうち、流速が遅い流路側に沿って位置するコイル部３は、冷却効率が比較的よくないため、流速が速い流路側に沿って位置するコイル部３より、温度が高くなる。
実施の形態１においては、第１の流路５１ａ側の流速は、第２の流路５１ｂ側の流速より遅い。そのため、第１の流路５１ａに沿って位置するコイル部３の温度は、第２の流路５１ｂに沿って位置するコイル部３の温度より高くなる。
【００１６】
また、冷却水は、第１の流路５１ａまたは第２の流路５１ｂを、入口側ニップル６から出口側ニップル７に向かって、コイル部３を冷却しながら進んでいく。そのため、冷却水の温度は、入口側ニップル６に近い側よりも、出口側ニップル７に近い側の方が上昇する。冷却水の温度が高いと、冷却効率が低下するため、流路の中央より出口側ニップル７に近い側にあるコイル部３は比較的冷却されにくい。
【００１７】
以上より、第１の流路５１ａにおいて、入口側ニップル６から出口側ニップル７までのうち、中央より出口側ニップル７に近い側に位置するコイル部３ａおよび３ｂの温度は高くなる。このようなコイル部３ａおよび３ｂに温度検出素子９１を設けることによって、高温となるコイル部３ａおよび３ｂの温度を検出することができる。
【００１８】
このように、実施の形態１における回転電機１１は、ハウジング１内に、同心のロータ８およびステータ２を有する。ステータ２は、円周方向に複数のコイル部３を有し、ステータ２には、それぞれ、冷却水が流通し、一端が入口側ニップル６に、他端が出口側ニップル７に接続される第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂが、複数のコイル部３に沿って設けられ、第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂは長さが異なり、第１の流路５１ａに沿って位置するコイル部３、および第２の流路５１ｂに沿って位置するコイル部３のうち、温度が高い側のコイル部３ａおよび３ｂに、温度検出素子９１が設けられている。
【００１９】
これにより、簡易な構造によって、高温となるコイル部３ａおよび３ｂの温度を検出することができる回転電機を得ることができる。
【００２０】
第１の流路５１ａの流速は、第２の流路５１ｂの流速より遅く、温度検出素子９１は、第１の流路５１ａにおいて、入口側ニップル６から出口側ニップル７までのうち、中央より出口側ニップル７に近い側に位置するコイル部３ａおよび３ｂに設けられている。これにより、高温となるコイル部３ａおよび３ｂの温度を確実に検出することができる。
【００２１】
第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂの外壁５１ｓは、ハウジング１の内壁１ｓと離間している。したがって、ハウジング１の温度が高くなる場合、第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂの温度は上昇しない。第１の流路５１ａまたは第２の流路５１ｂに沿って位置するコイル部３の温度も上昇しない。これにより、第１の流路５１ａまたは第２の流路５１ｂに沿って位置するコイル部３の温度を、安定して検出することができる。
【００２２】
温度検出素子９１は、隣接する２つのコイル部３ａおよび３ｂの間に設けられている。これにより、高温となるコイル部３ａおよび３ｂの温度を安定して検出することができる。
【００２３】
入口側ニップル６および出口側ニップル７は離間して配置されている。そのため、第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂである配管を重ねて這いまわす必要がなく、車両の配管のレイアウト性が良好となる。
また、入口側ニップル６および出口側ニップル７が離間して配置されているため、第１の流路５１ａおよび第２の流路５１ｂは不等長となる。そのため、温度分布が明確になり、高温となるコイル部３ａおよび３ｂを特定しやすくなる。
【００２４】
実施の形態２．
次に、実施の形態２における回転電機について、図３を用いて説明する。実施の形態２では、ロータが高速で回転しているため、実施の形態１とは異なるコイル部に、温度検出素子が設けられている。
【００２５】
図３は、実施の形態２における回転電機１２の軸方向の部分断面図である。ステータ２のコイル部３に沿って、長さが異なる第１の流路５２ａおよび第２の流路５２ｂが設けられている。第１の流路５２ａおよび第２の流路５２ｂには、入口側ニップル６および出口側ニップル７が設けられている。冷却水は、第１の流路５２ａにおいて、入口側ニップル６から時計回り方向に進み、出口側ニップル７に到達する。また、冷却水は、第２の流路５２ｂにおいて、入口側ニップル６から反時計回り方向に進み、出口側ニップル７に到達する。
【００２６】
ロータ８は、矢印が示すように、反時計回り方向Ｒに回転している。実施の形態２では、実施の形態１と比較して、ロータ８の回転速度が高い。第１の流路５２ａにおいて、出口側ニップル７から上流側に位置するコイル部３ｃおよび３ｄの間には、温度検出素子９２が設けられている。
【００２７】
ロータ８は、反時計回り方向Ｒに回転しているので、反時計回り方向に風が発生する。ロータ８は高速で回転しているため、発生した風は、熱を移動させる。出口側ニップル７付近において、第２の流路５２ｂのコイル部３で発生する熱は、ロータ８によって発生される風の影響によって、風の下流、すなわち、ロータ８の回転方向前方側にある、第１の流路５２ａのコイル部３ｃおよび３ｄに移動する。そのため、第１の流路５２ａの出口側ニップル７付近のコイル部３ｃおよび３ｄの温度は、第２の流路５２ｂの出口側ニップル７付近のコイル部３の温度より高くなる。第１の流路５２ａの出口側ニップル７付近のコイル部３ｃおよび３ｄの間に、温度検出素子９２を設けることによって、高温となるコイル部３ｃおよび３ｄの温度を検出することができる。
【００２８】
このように、実施の形態２における回転電機１２においては、第１の流路５２ａは、ロータ８の回転方向Ｒと逆方向の時計回り方向に、入口側ニップル６から出口側ニップル７に向かっており、温度検出素子９２は、第１の流路５２ａの出口側ニップル７に対して、入口側ニップル６の側に位置するコイル部３ｃおよび３ｄに設けられている。
【００２９】
出口側ニップル７の付近においては、ロータ８によって発生される風の影響で、ロータ８の回転方向前方側にある方が、コイル部３の温度が高くなる。すなわち、第２の流路５２ｂの出口側ニップル７付近のコイル部３よりも、第１の流路５２ａの出口側ニップル７付近のコイル部３の温度が高くなる。これにより、温度検出素子９２は、高温となるコイル部３ｃおよび３ｄの温度を検出することができる。
【００３０】
実施の形態３．
次に、実施の形態３における回転電機について、図４を用いて説明する。実施の形態３では、一方の流路の途中に、流れをせき止めるストッパが設けられている。
【００３１】
図４は、実施の形態３における回転電機１３の軸方向の部分断面図である。
ステータ２のコイル部３に沿って、長さが異なる第１の流路５３ａおよび第２の流路５３ｂが設けられている。第１の流路５３ａおよび第２の流路５３ｂには、入口側ニップル６および出口側ニップル７が設けられている。第１の流路５３ａの中間には、第１の流路５３ａの流れをせき止めるストッパ１０が設けられている。ストッパ１０は、流量バランスをとるために設けられており、流路が長い第２の流路５３ｂのみに水流を限定することによって、全体の流れを調整する。
【００３２】
冷却水は、第２の流路５３ｂにおいて、入口側ニップル６から時計回り方向に進み、出口側ニップル７に到達する。一方、冷却水は、第１の流路５３ａにおいて、入口側ニップル６から反時計回り方向に進み、出口側ニップル７に向かう。しかしながら、第１の流路５３ａを流れようとする冷却水は、ストッパ１０によってせき止められる。ストッパ１０の最も近くに位置するコイル部３ｅおよび３ｆの間には、温度検出素子９３が設けられている。
【００３３】
ストッパ１０が設けられることによって、第１の流路５３ａでは、冷却水の流れがせき止められる。そのため、ストッパ１０付近のコイル部３の温度は高くなる。ストッパ１０に最も近くに位置するコイル部３ｅおよび３ｆの間に温度検出素子９３を設けることによって、高温となるコイル部３ｅおよび３ｆの温度を検出することができる。
【００３４】
このように、実施の形態３における回転電機１３においては、第１の流路５３ａの中間に、第１の流路５３ａを遮断するストッパ１０が設けられ、温度検出素子９３は、ストッパ１０に最も近く位置するコイル部３ｅおよび３ｆに設けられている。
【００３５】
第１の流路５３ａにストッパ１０を設けることで、第１の流路５３ａでは冷却水の流れがないため、第１の流路５３ａに沿って位置するコイル部３は冷却されない。したがって、ストッパ１０の最も近くに位置するコイル部３ｅおよび３ｆに、温度検出素子９３を設けることによって、高温となるコイル部３ｅおよび３ｆの温度を検出することができる。また、第１の流路５３ａにストッパ１０を設けることによって、第２の流路５３ｂの流れを安定化することができる。
【００３６】
この発明の回転電機によると、ばらつきが大きくなることが多いステータのコイル部の温度の中で、安定して、高温となるコイル部の温度を検出することができる。そのため、この温度検出素子の検出値を用いてトルク抑制を行う加熱保護を実施することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ハウジング、１ｓ  ハウジングの内壁、２  ステータ、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ  コイル部、６  入口側ニップル（流路入口）、７  出口側ニップル（流路出口）、８  ロータ、１０  ストッパ、１１，１２，１３  回転電機、５１ａ，５２ａ，５３ａ  第１の流路、５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ  第２の流路、５１ｓ  第１の流路および第２の流路の外壁、９１，９２，９３  温度検出素子、Ｒ  ロータの回転方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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