(57)【要約】【課題】回転電機において、温度センサを比較的簡単に取り付けられるようにし、精度よくコイル温度を検出できるようにすることである。【解決手段】回転電機１０は、環状のステータコア１２と、ステータコア１２に形成された複数のスロット部１４と、複数のスロット部１４に、ステータコア１２の周方向に沿って予め定められた配置順序に従って順次挿入される複数の分布巻コイル部１６と、分布巻コイル部１６の一部であって、ステータコアの径方向に隣接して延びる複数の渡り導体部２０と、複数の渡り導体部の１つに取付られる温度センサ保持具３０と、温度センサ保持具３０に保持される温度センサ４０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のステータコアと、
ステータコアに形成された複数のスロット部と、
複数のスロット部に、ステータコアの周方向に沿って予め定められた配置順序に従って順次挿入される複数の分布巻コイル部と、
分布巻コイル部の一部であって、ステータコアの径方向に隣接して延びる複数の渡り導体部と、
複数の渡り導体部の１つに取付可能な温度センサ保持具と、
温度センサ保持具に保持される温度センサと、
を備えることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
分布巻コイルを構成して、複数のスロット部に順次挿入されながらステータコアの周方向に沿って配置される周方向コイル部と、複数の渡り導体部との間に、ステータの軸方向に沿って設けられる隙間であって、ステータ冷却媒体が流れることができる冷却隙間を備え、
温度センサ保持具は、渡り導体部の冷却隙間側の表面とは反対側の表面に温度センサを保持することを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機において、
分布巻コイル部は、角形断面形状を有する平角導体線で構成されることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に係り、特にコイル温度を検出する温度センサを備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機には、ステータと呼ばれる固定子または、ロータと呼ばれる可動子のいずれかにコイル巻線が設けられる。回転電機の駆動時にはコイル巻線に電流が供給されるので、コイル巻線の温度が上昇する。このコイル温度を検出するために、温度センサが用いられる。コイル温度の検出はコイルそのものの温度を検出することが望ましい。ところで、コイル巻線は多数の導体線材の集合部分となっており、場合によっては樹脂で固定されていることもある。これらの状況に合わせ、適切な検出場所への温度センサの取り付けに様々な工夫がなされる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、コイルエンドを樹脂でステータに固定する回転電機において、隣接するコイルの間の樹脂部に穴を形成し、その穴に、テーパ形状の胴体部と、樹脂部に係止できる突出部を周縁部に有するヘッド部とを備える温度センサを挿入する構成が述べられている。
【０００４】
また、特許文献２には、温度センサ付き回転電機として、コアの径方向に隣接して延びコイルエンドの一部をなす渡り導体部の折り曲げ端部の導体板の間に温度センサをサンドイッチ状に挟んで保持する構成が述べられている。ここでは、コイル導体として、固定子コアの径方向に薄く、周方向に広い略角形断面形状を有するいわゆる平角線が用いられている。
【０００５】
特許文献３には、車両用電動機として、中性点を格納する中性点絶縁ケースにバンドを設け、そのバンドで中性点絶縁ケースをコイルエンドの表面上に固縛することが開示されている。そして、この中性点絶縁ケースの下面に温度センサが保持されることが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３６３２４号公報
【特許文献２】特開２０００−６９７１５号公報
【特許文献３】特開２００８−２９１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の場合では樹脂に穴を開ける必要があり、特許文献２では、配置場所が導体板の間に制限され、特許文献３では特別な中性点絶縁ケースが用いられる場合に限られる。
【０００８】
このように、従来技術では、様々な温度センサの取り付け方法が用いられているが、簡単に温度センサを取り付け、精度よくコイル温度を検出することは容易ではない。
【０００９】
本発明の目的は、比較的簡単に温度センサを取り付けられ、精度よくコイル温度を検出できる回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る回転電機は、環状のステータコアと、ステータコアに形成された複数のスロット部と、複数のスロット部に、ステータコアの周方向に沿って予め定められた配置順序に従って順次挿入される複数の分布巻コイル部と、分布巻コイル部の一部であって、ステータコアの径方向に隣接して延びる複数の渡り導体部と、複数の渡り導体部の１つに取付可能な温度センサ保持具と、温度センサ保持具に保持される温度センサと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る回転電機において、分布巻コイルを構成して、複数のスロット部に順次挿入されながらステータコアの周方向に沿って配置される周方向コイル部と、複数の渡り導体部との間に、ステータの軸方向に沿って設けられる隙間であって、ステータ冷却媒体が流れることができる冷却隙間を備え、温度センサ保持具は、渡り導体部の冷却隙間側の表面とは反対側の表面に温度センサを保持することが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る回転電機において、分布巻コイル部は、角形断面形状を有する平角導体線で構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成により、回転電機は、分布巻コイル部の一部であって、ステータコアの径方向に隣接して延びる複数の渡り導体部の１つに取り付け可能な温度センサ保持具と、温度センサ保持具に保持される温度センサとを備える。渡り導体部は、ステータコアの径方向に延び、重なって配置されることが少ないので、ステータコアの周方向に延びて重なって配置されることが多い周方向コイル部に比較すると、温度センサ取付部を取り付けることが容易である。この渡り導体部に温度センサ取付部を用いて温度センサを取り付けることで、比較的簡単に温度センサを取り付けられ、精度よくコイル温度を検出することができる。
【００１４】
また、回転電機において、ステータコアの周方向に沿って配置される周方向コイル部と、複数の渡り導体部との間には、ステータ冷却媒体が流れることができる冷却隙間が設けられるので、温度センサ保持具を、渡り導体部の冷却隙間側の表面とは反対側の表面に温度センサを保持する。これにより、温度センサに冷却媒体がかかることもなく、精度よくコイル温度を検出できる。
【００１５】
また、分布巻コイル部は、角形断面形状を有する平角導体線で構成されるので、例えば温度センサ取付部をこの角形断面に適合した取付構造とすることで、比較的簡単に温度センサを取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施の形態の回転電機と、温度センサ取付部と、温度センサの様子を説明する図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、温度センサが取り付けられた状態の回転電機の様子を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、温度センサが取り付けられた状態の回転電機の様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、コイル巻線が平角導体線で構成されるものとして説明するが、断面形状が円形の丸形導体線で構成するものとしてもよい。また、温度センサを円筒形状のものとして説明するが、平板形状のものであってもよい。以下で説明する形状、寸法、材質等は、説明のための例示であり、回転電機の仕様等に応じ、適宜変更が可能である。
【００１８】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１９】
図１は、回転電機１０のステータの一部を示す斜視図である。この回転電機１０のステータは、環状のステータコア１２と、環状の内径側に形成された複数のスロット部１４と、この複数のスロット部１４に、ステータコア１２の周方向に沿って予め定められた配置順序に従って順次挿入される複数の分布巻コイル部１６と、分布巻コイル部１６の一部であって、ステータコア１２の径方向に互いに隣接して延びる複数の渡り導体部２０とを含んで構成される。図１には、この複数の渡り導体部２０の一つに取り付けられる温度センサ保持具３０と、温度センサ４０が示されている。図２は、温度センサ４０が取り付けられた状態の回転電機１０の様子を示す図である。
【００２０】
ステータコア１２は、内径側にロータが配置されるように、環状形状をした磁性体部材である。内径側には、ロータに向かい合うように、複数のスロット部１４と呼ばれるコイル巻線収納空間が周方向に規則正しく配置される。
【００２１】
ステータコア１２は、平面図で見ると、円環状の内径側にスロット部１４のくぼみが周方向に多数配置されるので、あたかも、複数の歯が内径側に配置されたリング部材のようである。その意味で、内径側から外径側へのくぼみであるスロット部１４の複数の配置は、内径側へ歯形状で張り出したティース部の配置と呼ばれることもある。かかるステータコア１２は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を複数枚積層したものを用いることができる。
【００２２】
分布巻コイル部１６は、ステータコア１２の周方向に配置される複数のスロット部１４に、順次導体線を配置し、分布巻きの形式で、各相コイルを形成する導体線の配置集合体である。ここで、導体線としては、矩形断面形状を有する平角導体線が用いられる。
【００２３】
分布巻コイル部１６は、分布巻きの形式で複数の導体線を複数のスロット部１４に順次配置していくものなので、ステータコア１２の軸方向の両端部に、導体線の張り出しが生じる。このステータコア１２の両端部における導体線の集合体はコイルエンド部と呼ばれる。ここで、図１は、ステータコア１２の一方端部のコイルエンド部の様子を示す斜視図となっている。
【００２４】
コイルエンド部における周方向コイル部１８は、分布巻コイル部１６の一部であって、複数のスロット部１４に順次挿入されながらステータコア１２の周方向に沿って配置される部分である。
【００２５】
コイルエンド部における渡り導体部２０は、分布巻コイル部１６の一部であって、ステータコア１２の径方向に互いに隣接して延びる複数の導体線の部分である。分布巻き形式によって各相に対応するコイルを形成するために、導体線を相互に接続することが行われる。その相互接続は、スロット部１４側の一方端部がステータコア１２の径方向に延伸しながら引き出され、周方向コイル部１８の最外周の導体線１９において引き出される他方端部と接続することで行われる。図１では、この接続部の１つが破線枠２３で示されている。渡り導体部２０は、このスロット部１４から、周方向コイル部１８の最外周の他方端部まで引き出される導体線のことである。
【００２６】
渡り導体部２０は、複数のスロット部１４から引き出されるので、複数本が適当な間隔をおいて、相互に隣接して配置される。導体線は平角導体線が用いられるが、図１の例では、平角導体線の幅広の方の面がステータコア１２の平面に平行となるように、配置される。
【００２７】
渡り導体部２０は、周方向コイル部１８の上部に配置されることになるが、周方向コイル部１８の最上面と、これに向かい合う渡り導体部２０の下面との間には、適当な隙間２４が設けられる。この隙間２４は、周方向コイル部１８を構成する各導体線と、渡り導体部２０との相互絶縁を確保するとともに、分布巻コイル部１６とステータコア１２を冷却するための冷却媒体を流れるようにするために用いられる。その意味で、この隙間２４を冷却隙間と呼ぶことができる。図２には、冷却媒体５０がこの隙間２４の間を流れる様子が示されている。
【００２８】
温度センサ保持具３０は、複数の渡り導体部２０の中の１つに温度センサ４０を保持して取り付けるための取付部材である。図２では、温度センサ４０が取り付けられる渡り導体部２２が他の渡り導体部２０と区別して、別の符号が付されている。勿論、１つの回転電機１０に複数個の温度センサ４０を設けるものとできるが、その場合でも、１つの渡り導体部２２に、１つの温度センサ４０が設けられる。
【００２９】
温度センサ保持具３０は、平角導体線である渡り導体部２２に取り付けることができる形状と、温度センサ４０を保持することができる形状とを合わせ持つ部材である。温度センサ保持具３０は、温度センサ４０が挿入される挿入部３２と、挿入部３２を形成するように温度センサ４０の外周部の少なくとも一部を保持するセンサ保持部３４と、平角導体線を挟みこむことができる挟み込み部３６と、温度センサ４０の先端部の外周の全体を保持する保持穴３８とを含んで構成される。保持穴３８は、温度センサ４０の外形に合わせた形状とされる。図１の例では、保持穴３８は、円形の有端穴である。場合によっては貫通穴としてもよい。
【００３０】
かかる温度センサ保持具３０は、適当な耐熱性を有する樹脂を所定の形状に成形したものを用いることができる。一部に熱伝導のよい金属を用いることもできる。
【００３１】
温度センサ４０は、円筒形状の外形を有する温度検出素子で、検出温度を外部に伝達するための信号線４２が引き出される。かかる温度センサ４０は、例えば、サーミスタ等を用いることができる。温度センサ４０は、温度センサ保持具３０の挿入部３２から先端部を差し込み、保持穴３８の奥に突当るまでしっかりと挿入することで、温度センサ保持具３０に保持されることができる。
【００３２】
図２は、温度センサ保持具３０を用いて温度センサ４０が渡り導体部２２に取り付け保持される様子を示す図で、図３は、取り付け保持の様子を示す拡大断面図である。図３に示されるように、温度センサ保持具３０の挟み込み部３６は、渡り導体部２２の下面、つまり、周方向コイル部１８に向かい合う面に回りこみ、渡り導体部２２を温度センサ４０と協働して挟みこむ。
【００３３】
つまり、挟み込み部３６は、渡り導体部２２の下面に回りこめるような張り出しを有し、その張り出しの弾性で、渡り導体部２２を挟みこむ。挟み込み部３６の渡り導体部２２の下面に回りこむ部分の厚さは、隙間２４の寸法とほぼ同じとすることができる。このように設定することで、温度センサ保持具３０の渡り導体部２２への取り付け固定を一層安定したものとできる。なお、場合によっては、適当な樹脂等で、この状態を固めて固定するものとしてもよい。
【００３４】
温度センサ保持具３０における温度センサ４０の保持位置は、渡り導体部２２の隙間２４側とは反対側である上部側とされる。図３にも、冷却媒体５０の流れが隙間２４を流れる様子が示されているが、温度センサ４０は、渡り導体部２２の上部側に保持されるので、冷却媒体５０が温度センサ４０にかかることがない。これによって、温度センサ４０は、コイル温度を精度よく検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る回転電機は、コイル温度を監視する必要のある回転電機に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  回転電機、１２  ステータコア、１４  スロット部、１６  分布巻コイル部、１８  周方向コイル部、１９  （最外周の）導体線、２０，２２  渡り導体部、２３  破線枠、２４  隙間、３０  温度センサ保持具、３２  挿入部、３４  センサ保持部、３６  挟み込み部、３８  保持穴、４０  温度センサ、４２  信号線、５０  冷却媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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