JP2018191389A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転子の回転に伴って液状の冷媒が飛散しても、飛散した冷媒が温度検出素子の検知部にかかるような事態を抑え、固定子コイルの温度を正確に検出することができる回転電機を提供する。【解決手段】温度検出素子１５の検知部１５０は、コイルエンド部１２１ｂよりもさらに軸方向に突出した引き出し部１２１ｃの先端部分に設置されている。また、検知部１５０が設置された引き出し部１２１ｃの先端部分及び検知部１５０は、被覆部材１６によって被覆されている。さらに、検知部１５０が設置され被覆部材１６によって被覆された引き出し部１２１ｃの先端部分は、固定子コア１２０の軸方向端面と軸方向に対向するように設けられた壁部材１７０の貫通孔部１７０ａに挿入されている。しかも、検知部１５０が貫通孔部１７０ａの固定子１２０側の開口よりも奥側に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、固定子コイルの温度を検出する温度検出素子を有し、ハウジングによって覆われた空間に液状の冷媒が注入される回転電機に関する。

従来、固定子コイルの温度を検出する温度検出装置を有し、ハウジングによって覆われた空間に液状の冷媒が注入される回転電機として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている回転電機がある。

この回転電機は、回転軸と、固定子コアと、固定子巻線と、ハウジングと、サーミスタと、液体冷媒とを有している。ここで、固定子巻線、サーミスタ及び液体冷媒が、固定子コイル、温度検出素子及び液状の冷媒に相当する。

回転子は、回転軸に固定されている。固定コアは、内周面が回転子の外周面と間隔をあけて径方向に対向するように配置されている。固定子巻線は、導体からなり、固定コアに設けられている。固定子巻線は、固定子コアの軸方向端面から軸方向に突出するコイルエンド部を有している。ハウジングは、回転子、固定子コア及び固定子巻線を収容するとともに、回転軸を回転可能に支持している。サーミスタは、コイルエンド部の最外周側に位置する渡り線に当接した状態で設けられている。サーミスタの鉛直上方には、上方からコイルエンド部に滴下される液体冷媒がサーミスタに直接かからないようにするために、固定子巻線の出力線が配置されている。固定子巻線の出力線は、サーミスタと所定の隙間をあけ、サーミスタと平行になるように設けられている。これにより、上方から液体冷媒を滴下しても、固定子巻線の出力線に遮られ、液体冷媒がサーミスタに直接かかるような事態を抑えることができる。その結果、固定子巻線の温度を正確に検出することができる。

特開２０１６−１９３４９号公報

ところで、前述した回転電機において回転子が回転した場合、回転子の回転によって液体冷媒が周辺に飛散する。液体冷媒の飛散する方向は一方向ではない。この場合、鉛直上方以外の方向からもサーミスタに対して飛散することになる。そのため、飛散した液体冷媒がサーミスタに直接かかってしまう。その結果、固定子巻線の温度を正確に検出できなくなってしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、回転子の回転に伴って液状の冷媒が飛散しても、飛散した冷媒が温度検出素子の検知部にかかるような事態を抑え、固定子コイルの温度を正確に検出することができる回転電機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の回転電機は、回転軸と、回転軸に固定される回転子と、内周面が回転子の外周面と間隔をあけて径方向に対向するように配置される固定子コアと、固定子コアの軸方向端面から軸方向に突出するコイルエンド部と、コイルエンド部よりもさらに軸方向に突出する引き出し部とを有する導体からなる固定子コイルと、固定子コアの軸方向両端面を覆い、回転子、コイルエンド部及び引き出し部を収容するとともに、回転軸を回転可能に支持するハウジングと、ハウジングによって覆われた空間に注入され、回転子の外周面と固定子の内周面に間の少なくとも一部に流入する液状の冷媒と、引き出し部の先端部分に検知部が当接した状態で設置される温度検出素子と、検知部が設置された引き出し部の先端部分及び検知部を被覆する被覆部材と、検知部が設置され被覆部材によって被覆された引き出し部の先端部分が挿入される貫通孔部を有し、固定子コアの軸方向端面と間隔をあけて軸方向に対向するとともに、貫通孔部の固定子コア側の開口よりも奥側に検知部が配置されるようにハウジングに設けられる壁部材と、を有する。

この構成によれば、温度検出素子の検知部は、コイルエンド部よりもさらに軸方向に突出した引き出し部の先端部分に設置されている。そのため、温度検出素子の検知部がコイルエンド部に設置されている場合に比べ、回転子の回転に伴って飛散する冷媒が検知部にかかりにくい。また、検知部が設置された引き出し部の先端部分及び検知部は、被覆部材によって被覆されている。そのため、飛散した冷媒が検知部に直接かかることはない。さらに、検知部が設置され被覆部材によって被覆された引き出し部の先端部分は、固定子コアの軸方向端面と軸方向に対向するように設けられた壁部材の貫通孔部に挿入されている。しかも、検知部が貫通孔部の固定子側の開口よりも奥側に配置されている。そのため、壁部材によって遮られ、飛散した冷媒が検知部にかかりにくくなる。従って、回転子の回転に伴って液状の冷媒が飛散しても、飛散した冷媒が温度検出素子の検知部にかかるような事態を抑えることができる。その結果、固定子コイルの温度を正確に検出することができる。

本発明の回転電機は、回転子の軸方向端面と間隔をあけて軸方向に対向するように設けられ、回転子の軸方向端面との間に形成される隙間部によって冷媒の流れの方向を規制する流れ方向規制部材を有するものとすることが好ましい。この構成によれば、流れ方向規制部材によって、回転子の回転に伴う冷媒の飛散方向を径方向に規制することができる。そのため、軸方向に突出する引き出し部の先端部分に設置された温度検出素子の検知に向かう冷媒の飛散を抑えることができる。従って、冷媒が飛散しても、飛散した冷媒が温度検出素子の検知部にかかるような事態を確実に抑えることができる。回転子が回転すると、遠心力によって貯留されている冷媒に流れが発生する。そして、回転子の軸方向端面と流れ方向規制部材との間に形成される隙間部に冷媒が溜まり、回転子の遠心力によって径方向に排出される。その結果、ベンチュリ効果によって負圧が発生し、回転子の外周面と固定子の内周面の間に流入している冷媒が排出される。これにより、回転子の回転時に発生する、回転子の外周面と固定子の内周面の間に流入している冷媒のせん断力に伴う損失を低減させることができる。また、回転子の外周面と固定子の内周面の間から排出された冷媒によってコイルエンド部の冷却能力を向上させることができる。さらに、回転子の回転上昇に伴って隙間部内の冷媒の量が制限されるため、回転子の回転上昇に伴う冷媒の撹拌損失を抑えることができる。

本発明の回転電機の被覆部材は、検知部が設置された引き出し部の先端部分及び検知部の外周を被覆する筒状の筒部と、引き出し部の先端側における筒部の開口を覆う底部と、を有するものとすることが好ましい。この構成によれば、被覆部材によって、温度検出素子の検知部、及び、検知部が設置される引き出し部の先端部分を確実に被覆することができる。そのため、回転子の回転に伴って飛散した冷媒が温度検出素子の検知部に直接かかるような事態を確実に抑えることができる。

本発明の回転電機の筒部は、内管と外管との複数層を有する多層筒状であり、層間に空気層を有するものとすることが好ましい。この構成によれば、筒部のより伝熱しにくい空気層によって、温度検出素子の検知部に加わる熱的な影響を遮ることができる。そのため、被覆部材に冷媒がかかったとしても、冷媒の熱的な影響が温度検出素子の検知部に及ばないようにすることができる。

本発明の回転電機は、被覆部材の底部と軸方向に対向し、底部に当接するようにハウジングに設けられる当接部材を有するものとすることが好ましい。この構成によれば、被覆部材を介して、当接部材によって引き出し部の先端部分を支持することができる。そのため、回転子の回転に伴う振動が加わっても、検知部が設置された引き出し部の損傷を抑えることができる。

本発明の回転電機の固定子コイルは、複数の引き出し部を有し、検知部は、複数の引き出し部のうち、最も軸方向に突出した引き出し部の先端部分に設置されているものとすることが好ましい。この構成によれば、温度検出素子の検知部を、軸方向のより遠い位置に設置することができる。そのため、回転子の回転に伴って飛散した冷媒が温度検出素子の検知部にかかる可能性をより低くすることができる。

本発明の回転電機の検知部が設置される引き出し部は、回転子が回転していない状態において冷媒に浸漬されない位置に設けられているものとすることが好ましい。 回転子が回転すると、それに伴って冷媒が飛散し、ハウジングで覆われた空間内に貯留されている冷媒の液面の高さが、回転子が回転していない場合に比べて低くなる。そのため、回転子が回転していない状態において冷媒に浸漬されない位置に設けられている引き出し部は、回転子が回転しても冷媒に浸漬されることはない。従って、この構成によれば、回転子が回転しているか否かにかかわらず検知部が冷媒に浸漬されることはない。これにより、回転子が回転しているか否かにかかわらず、温度検出素子によって、常に固定子コイルの温度を検出することができる。

本発明の回転電機の検知部が設置される引き出し部は、回転子が回転していないときには冷媒に浸漬され、回転子の回転数が所定値以上になると冷媒に浸漬されない位置に設けられているものとすることが好ましい。この構成によれば、回転子の回転数が所定値以上になると、検知部が冷媒に浸漬されなくなる。そのため、温度検出素子によって固定子コイルの温度を検出することができる。一方、回転子が回転していないときには、検知部が冷媒に浸漬されることになる。そのため、温度検出素子によって冷媒の温度を検出することができる。つまり、回転子が回転していないときには、固定子コイルの温度を検出するために設けられた温度検出素子を利用して冷媒の温度を検出することができる。従って、冷媒の温度を検出するための温度検出素子を省略することができる。

本発明の回転電機の被覆部材は、固定子コイルを構成する導体より熱伝導率が低いものとすることが好ましい。この構成によれば、被覆部材によって、温度検出素子の検知部に加わる熱的な影響を遮ることができる。そのため、被覆部材に冷媒がかかったとしても、冷媒の熱的な影響が温度検出素子の検知部に及ばないようにすることができる。

本発明の回転電機の被覆部材は、検知部を引き出し部の先端部分に押しつけるものとすることが好ましい。この構成によれば、被覆部材によって、検知部を引き出し部の先端部分に確実に当接させることができる。そのため、固定子コイルの温度を確実に検出することができる。

本発明の回転電機の被覆部材は、ゴム、又は、加熱によって収縮する樹脂からなるものとすることが好ましい。この構成によれば、被覆部材の熱伝導率を、固定子コイルを構成する導体より確実に低くすることができる。また、被覆部材によって、検知部を引き出し部の先端部分に確実に押しつけることができる。

実施形態におけるモータジェネレータの軸方向断面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 固定子を周方向に切断した場合の軸心側から見た断面図である。 固定子の側面図である。 回転軸、回転子及び固定子の斜視図である。 回転軸、回転子及び固定子の別角度から見た斜視図である。 ハウジングに収容された状態における回転子、回転子及び固定子の斜視図である。 温度検出素子周辺の拡大断面図である。 被覆部材の側面図である。 被覆部材の正面図である。 被覆部材の背面図である。 検知部が設置され被覆部材によって被覆された引き出し部の先端部分の断面図である。 図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視断面図である。 後側の流れ方向規制部材の前面図である。 後側の流れ方向規制部材の軸方向断面図である。 後側の流れ方向規制部材の後面図である。 前側の流れ方向規制部材の前面図である。 前側の流れ方向規制部材の軸方向断面図である。 前側の流れ方向規制部材の後面図である。 冷媒の流れを説明するための図１における後側下部の拡大断面図である。 被覆部材の別の形態の断面図である。 引き出し部が複数ある場合において温度検出素子の設置箇所を説明するための固定子の斜視図である。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る回転電機を、車両に搭載されるモータジェネレータに適用した例を示す。

まず、図１〜図１９を参照してモータジェネレータの構成について説明する。なお、図中における前後方向及び上下方向は、方向を区別するために便宜的に記載したものである。また、図１及び図２における冷媒に浸漬された部分は、冷媒が液状であることから、構成をわかりやすくするため実線で示している。

図１及び図２に示すモータジェネレータ１は、車両に搭載され、バッテリから電力が供給されることでモータとして動作し、車両を駆動するための駆動力を発生する機器である。また、車両のエンジンから駆動力が供給されることでジェネレータとして動作し、バッテリを充電するための電力を発生する機器でもある。モータジェネレータ１は、回転軸１０と、回転子１１と、固定子１２と、ハウジング１３と、冷媒１４と、温度検出素子１５と、被覆部材１６と、壁部材１７０と、当接部材１７１と、流れ方向規制部材１８、１９とを備えている。

回転軸１０は、回転子１１が固定され、回転子１１とともに回転する金属からなる円柱状の部材である。

回転子１１は、永久磁石を有し、磁路の一部を構成するとともに、磁束を発生する円環状の部材である。回転子１１は、後述する固定子１２の発生する磁束が鎖交することで回転力を発生する。また、車両のエンジンから供給される駆動力によって回転することで、発生した磁束を後述する固定子コイル１２１と鎖交させ、固定子コイル１２１に交流を発生させる。回転子１１は、回転軸１０に固定されている。

固定子１２は、磁路の一部を構成するとともに、電流が流れることで磁束を発生する部材である。また、磁路の一部を構成するとともに、回転子１１の発生する磁束と鎖交することで交流を発生する部材でもある。固定子１２は、固定子コア１２０と、固定子コイル１２１とを備えている。

固定子コア１２０は、磁路の一部を構成するとともに、固定子コイル１２１を保持する磁性材からなる円環状の部材である。図３に示すように、固定子コア１２０は、軸方向一端側から他端側に貫通する複数のスロット１２０ａを備えている。図１及び図２に示すように、固定子コア１２０は、その内周面が回転子１１の外周面と間隔をあけて径方向に対向するように配置されている。

固定子コイル１２１は、電流が流れることで磁束を発生する部材である。また、回転子１１の発生する磁束と鎖交することで交流を発生する部材でもある。固定子コイル１２１は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルをＹ結線して構成されている。固定子コイル１２１は、導体によって形成されている。具体的には、銅によって形成されている。導体の表面は、接続される端部を除いて絶縁部材で覆われている。図３〜図７に示すように、固定子コイル１２１は、スロット収容部１２１ａと、コイルエンド部１２１ｂと、引き出し部１２１ｃ、１２１ｄとを備えている。

図３に示すスロット収容部１２１ａは、固定子コア１２０のスロット１２０ａに収容される部位である。

図３〜図７に示すコイルエンド部１２１ｂは、固定子コア１２０の軸方向端面から軸方向に突出するＶ字状に折り返された部位である。図３に示すように、固定子コア１２０の軸方向端面とコイルエンド部１２１ｂによって空間部１２１ｅが形成されている。

図４〜図７に示す引き出し部１２１ｃは、共通接続されることで、固定子コイル１２１の中性点を形成するために引き出された部位である。具体的には、固定子コイル１２１を構成するＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの一端部である。引き出し部１２１ｃは、コイルエンド部１２１ｂよりもさらに軸方向に突出している。引き出し部１２１ｃは、回転子１１が回転していない状態において、後述する冷媒１４に浸漬されない位置に設けられている。具体的には、図５〜図７に示すように、回転軸１０の軸心よりも上側に設けられている。引き出し部１２１ｃの先端部分は、溶接されている。

図４〜図７に示す引き出し部１２１ｄは、制御装置に接続されるＵ相端、Ｖ相端及びＷ相端を形成するために引き出された部位である。具体的には、固定子コイル１２１を構成するＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの他端部である。引き出し部１２１ｄは、コイルエンド部１２１ｂよりもさらに軸方向に突出している。引き出し部１２１ｄは、回転子１１が回転していない状態において、後述する冷媒１４に浸漬されない位置に設けられている。具体的には、図５〜図７に示すように、引き出し部１２１ｃよりも上側に設けられている。引き出し部１２１ｄの先端部分は、制御装置に配線するためのバスバー等に溶接されている。

図１に示すハウジング１３は、固定子コア１２０の軸方向両端面を覆い、回転子１１、コイルエンド部１２１ｂ及び引き出し部１２１ｃ、１２１ｄを収容するとともに、回転軸１０を回転可能に支持する部材である。また、冷媒１４を貯留するための空間を形成する部材でもある。ハウジング１３は、センターハウジング１３０と、フロントハウジング１３１と、リヤハウジング１３２とを備えている。

センターハウジング１３０は、回転子１１及び固定子１２を収容するとともに、回転軸１０の後側の端部を回転可能に支持する金属からなる円筒状の部材である。回転子１１及び固定子１２は、センターハウジング１３０に収容されている。固定子コア１２０の外周面は、センターハウジング１３０の内周面に固定されている。回転軸１０の後側の端部は、軸受を介してセンターハウジング１３０に回転可能に支持されている。

フロントハウジング１３１は、センターハウジング１３０の前側の開口部を覆うとともに、回転軸１０の前側の端部を回転可能に支持する金属からなる円板状の部材である。フロントハウジング１３１は、センターハウジング１３０の前側の開口部を覆うようにセンターハウジング１３０に固定されている。回転軸１０の前側の端部は、軸受を介してフロントハウジング１３１に回転可能に支持されている。

リヤハウジング１３２は、センターハウジング１３０の後側の開口部を覆う金属からなる円板状の部材である。リヤハウジング１３２は、センターハウジング１３０の後側の開口部を覆うようにセンターハウジング１３０に固定されている。

図１及び図２に示す冷媒１４は、ハウジング１３によって覆われた空間に注入され、回転子１１及び固定子１２を冷却する液状の物質である。具体的には、油である。冷媒１４は、回転軸１０の軸方向が前後方向になるようにモータジェネレータ１を配置し、回転子１１が回転していない状態において、その液面が回転軸１０の軸心とほぼ一致するまで注入されている。そのため、回転子１１が回転していない状態において、回転軸１０の軸心より下側が冷媒１４に浸漬されている。その結果、回転軸１０の軸心より下側において、回転子１１の外周面と固定子１２の内周面の間に、冷媒１４が流入している。また、回転子１１が回転していない状態において、引き出し部１２１ｃは、回転軸１０の軸心よりも上側に位置しているため、冷媒１４に浸漬されることはない。

図１及び図８に示す温度検出素子１５は、固定子コイル１２１の温度を検出する素子である。具体的には、固定子コイル１２１の引き出し部１２１ｃの温度を検出する素子である。例えば、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタ素子である。温度検出素子１５は、検知部１５０と、端子部１５１とを備えている。

検知部１５０は、温度を検知する部位である。端子部１５１は、検知部１５０に接続するための金属からなる棒状の部位である。端子部１５１は、検知部１５０の側面から突出するように設けられている。

図８に示すように、温度検出素子１５は、引き出し部１２１ｃの先端部分に当接した状態で設置されている。具体的には、検知部１５０が引き出し部１２１ｃの先端部分に当接した状態で設置されている。端子部１５１の先端部を固定子コア１２０側に向け、端子部１５１が引き出し部１２１ｃと平行になるように設置されている。端子部１５１の先端部は、リード線を介して制御装置に接続されている。

図１及び図８に示す被覆部材１６は、検知部１５０が設置された引き出し部１２１ｃの先端部分を、検知部１５０とともに被覆する部材である。また、検知部１５０を引き出し部１２１ｃの先端部分に押しつけて保持する部材でもある。被覆部材１６は、固定子コイル１２１を構成する導体より熱伝導率が低い材料で形成されている。具体的には、絶縁性を有するゴムで形成されている。図９〜図１３に示すように、被覆部材１６は、筒部１６０と、底部１６１とを備えている。

筒部１６０は、検知部１５０が設置された引き出し部１２１ｃの先端部分の外周を、検知部１５０とともに被覆する筒状の部位である。筒部１６０の内部に、検知部１５０及び引き出し部１２１ｃの先端部分が配される。筒部１６０は、検知部１５０だけでなく、端子１５１も被覆できるように構成されている。

底部１６１は、引き出し部１２１ｃの先端側における筒部１６０の開口を閉塞する部位である。底部１６１の外面には、当接部材１７１に当接する突出部１６１ａが形成されている。

図１、図７及び図８に示す壁部材１７０は、回転子１１の回転に伴って冷媒１４が飛散しても、検知部１５０が設置され被覆部材１６によって被覆された引き出し部１２１ｃの先端部分に、冷媒１４がかからないようにするための金属からなる壁状の部材である。壁部材１７０は、検知部１５０が設置され被覆部材１６によって被覆された引き出し部１２１ｃの先端部分が挿入される貫通孔部１７０ａを有している。具体的には、検知部１５０が設置され被覆部材１６によって被覆された引き出し部１２１ｃの先端部分が内周面との間に間隔をあけて挿入される貫通孔部１７０ａを有している。図８に示すように、壁部材１７０は、固定子コア１２０の軸方向端面と間隔をあけて軸方向に対向するとともに、貫通孔部１７０ａの固定子コア１２０側の開口よりも奥側、つまり後側に検知部１５０が配置されるように設けられている。貫通孔部１７０ａの大きさは、検知部１５０が設置され被覆部材１６によって被覆された引き出し部１２１ｃの先端部分の太さがばらついても挿入できる大きさに設定されている。その上で、できる限り小さく設定されている。図１、図７及び図８に示すように、壁部材１７０は、センターハウジング１３０に一体的に設けられている。

図１及び図８に示す当接部材１７１は、被覆部材１６の底部１６１に当接して、検知部１５０が設置され被覆部材１６によって被覆された引き出し部１２１ｃの先端部分を支持する金属からなる壁状の部材である。当接部材１７１は、被覆部材１６の底部１６１と軸方向に対向し、底部１６１に当接するように設けられている。具体的には、底部１６１の突出部１６１ａの先端部分に当接するように設けられている。より具体的には、突出部１６１ａの先端部分が屈曲した状態で当接するように設けられている。当接部材１７１は、センターハウジング１３０とは別部材であり、センターハウジング１３０に固定されている。

図１に示す流れ方向規制部材１８は、回転子１１の後側において冷媒１４の流れを規制する金属からなる部材である。図１４〜図１６に示すように、流れ方向規制部材１８は、本体部１８０を備えている。 本体部１８０は、円板状の部位である。回転子１１の軸方向端面と対向する表面は平面状である。本体部１８０は、回転軸挿通孔部１８０ａと、ボルト挿通孔部１８０ｂとを備えている。

回転軸挿通孔部１８０ａは、回転軸１０が挿通する円形状の孔部ある。回転軸挿通孔部１８０ａは、本体部１８０の中央部に設けられている。

ボルト挿通孔部１８０ｂは、本体部１８０を固定するためのボルトが挿通する円形状の孔である。ボルト挿通孔部１８０ｂは、回転軸挿通孔部１８０ａの外側に、周方向に等間隔に４つ設けられている。

図１に示すように、流れ方向規制部材１８は、回転軸１０が回転軸挿通孔部１８０ａに挿通した状態で、回転子１１の後側の軸方向端面と間隔をあけて軸方向に対向するように配置されている。そして、ボルト挿通孔部１８０ｂに挿通したボルトによってセンターハウジング１３０に固定されている。流れ方向規制部材１８は、回転子１１の後側の軸方向端面との間に形成される隙間部１８０ｃによって冷媒１４の流れを規制する。流れ方向規制部材１８は、隙間部１８０ｃの外周側の開口部１８０ｄが、コイルエンド部１２１ｂ及び空間部１２１ｅと径方向に対向するように設定されている。

図１に示す流れ方向規制部材１９は、回転子１１の前側において冷媒１４の流れを規制する金属からなる部材である。図１７〜図１９に示すように、流れ方向規制部材１９は、本体部１９０を備えている。

本体部１９０は、円板状の部位である。回転子１１の軸方向端面と対向する表面は平面状である。本体部１９０は、回転軸挿通孔部１９０ａと、ボルト挿通孔部１９０ｂとを備えている。

回転軸挿通孔部１９０ａは、回転軸１０が挿通する円形状の孔部である。回転軸挿通孔部１９０ａは、本体部１９０の中央部に設けられている。

ボルト挿通孔部１９０ｂは、本体部１９０を固定するためのボルトが挿通する円形状の孔部である。ボルト挿通孔部１９０ｂは、回転軸挿通孔部１９０ａの外側に、周方向に等間隔に４つ設けられている。

図１に示すように、流れ方向規制部材１９は、回転軸１０が回転軸挿通孔部１９０ａに挿通した状態で、回転子１１の前側の軸方向端面と間隔をあけて軸方向に対向するように配置されている。そして、ボルト挿通孔部１９０ｂに挿通したボルトによってフロントハウジング１３１に固定されている。流れ方向規制部材１９は、回転子１１の前側の軸方向端面との間に形成される隙間部１９０ｃによって冷媒１４の流れを規制する。流れ方向規制部材１９は、隙間部１９０ｃの外周側の開口部１９０ｄが、コイルエンド部１２１ｂ及び空間部１２１ｅと径方向に対向するように設定されている。

次に、図１を参照して本形態のモータジェネレータの動作について説明する。

バッテリから電力が供給されることで、図１に示すモータジェネレータ１は、モータとして動作する。バッテリから電力が供給されると、固定子コイル１２１に電流が流れ、磁束が発生する。固定子コイル１２１の発生する磁束が回転子１１と鎖交することで、回転子１１は回転力を発生する。このようにして、モータジェネレータ１は、車両を駆動するための駆動力を発生する。

一方、車両のエンジンから駆動力が供給されることで、モータジェネレータ１は、ジェネレータとして動作する。車両のエンジンから駆動力が供給されると、回転子１１が回転する。回転子１１の発生する磁束が固定子コイル１２１と鎖交することで、固定子コイル１２１は交流を発生する。このようにして、モータジェネレータ１は、バッテリを充電するための電力を発生する。

次に、本形態のモータジェネレータの効果について説明する。

本形態によれば、モータジェネレータ１は、回転軸１０と、回転子１１と、固定子コア１２０と、固定子コイル１２１と、ハウジング１３と、液状の冷媒１４と、温度検出素子１５と、被覆部材１６と、壁部材１７０とを有している。回転子１１は、回転軸１０に固定されている。固定子コア１２０は、内周面が回転子１１の外周面と間隔をあけて径方向に対向するように配置されている。固定子コイル１２１は、導体からなり、固定子コア１２０に設けられている。固定子コイル１２１は、固定子コア１２０の軸方向端面から軸方向に突出するコイルエンド部１２１ｂと、コイルエンド部１２１ｂよりもさらに軸方向に突出する引き出し部１２１ｃ、１２１ｄとを有している。ハウジング１３は、固定子コア１２０の軸方向両端面を覆い、回転子１１、コイルエンド部１２１ｂ及び引き出し部１２１ｃ、１２１ｄを収容するとともに、回転軸を回転可能に支持している。冷媒１４は、ハウジング１３によって覆われた空間に注入され、回転子１１の外周面と固定子の内周面に間の少なくとも一部に流入している。温度検出素子１５は、引き出し部１２１ｃの先端部分に検知部１５０が当接した状態で設置されている。被覆部材１６は、検知部１５０が設置された引き出し部１２１ｃの先端部分及び検知部１５０を被覆している。壁部材１７０は、検知部１５０が設置され被覆部材１６によって被覆された引き出し部１２１ｃの先端部分が挿入される貫通孔部１７０ａを有している。壁部材１７０は、固定子コア１２０の軸方向端面と間隔をあけて軸方向に対向するとともに、貫通孔部１７０ａの固定子コア１２０側の開口よりも奥側に検知部１５０が配置されるようにハウジング１３に設けられている。

温度検出素子１５の検知部１５０は、コイルエンド部１２１ｂよりもさらに軸方向に突出した引き出し部１２１ｃの先端部分に設置されている。そのため、温度検出素子１５の検知部１５０がコイルエンド部１２１ｂに設置されている場合に比べ、回転子１１の回転に伴って飛散する冷媒１４が検知部１５０にかかりにくい。また、検知部１５０が設置された引き出し部１２１ｃの先端部分及び検知部１５０は、被覆部材１６によって被覆されている。そのため、飛散した冷媒１４が検知部１５０に直接かかることはない。さらに、検知部１５０が設置され被覆部材１６によって被覆された引き出し部１２１ｃの先端部分は、固定子コア１２０の軸方向端面と軸方向に対向するように設けられた壁部材１７０の貫通孔部１７０ａに挿入されている。しかも、検知部１５０が貫通孔部１７０ａの固定子１２０側の開口よりも奥側に配置されている。そのため、壁部材１７０によって遮られ、飛散した冷媒１４が検知部１５０にかかりにくくなる。従って、回転子１１の回転に伴って液状の冷媒１４が飛散しても、飛散した冷媒１４が温度検出素子１５の検知部１５０にかかるような事態を抑えることができる。その結果、固定子コイル１２１の温度を正確に検出することができる。

本形態によれば、モータジェネレータ１は、流れ方向規制部材１８を有している。流れ方向規制部材１８は、回転子１１の軸方向端面と間隔をあけて軸方向に対向するように設けられ、回転子１１の軸方向端面との間に形成される隙間部１８０ｃによって冷媒１４の流れの方向を規制する部材である。そのため、流れ方向規制部材１８によって、回転子１１の回転に伴う冷媒１４の飛散方向を径方向に規制することができる。従って、軸方向に突出する引き出し部１２１ｃの先端部分に設置された温度検出素子１５の検知に向かう冷媒１４の飛散を抑えることができる。これにより、冷媒１４が飛散しても、飛散した冷媒１４が温度検出素子１５の検知部１５０にかかるような事態を確実に抑えることができる。

図２０に示すように、回転子１１が回転すると、遠心力によって貯留されている冷媒１４に流れが発生する。そして、回転子１１の軸方向端面と流れ方向規制部材１８との間に形成される隙間部１８０ｃに冷媒１４が溜まり、回転子１１の遠心力によって径方向に排出される。その結果、ベンチュリ効果によって負圧が発生し、回転子１１の外周面と固定子１２の内周面の間に流入している冷媒１４が排出される。これにより、回転子１１の回転時に発生する、回転子１１の外周面と固定子１２の内周面の間に流入している冷媒１４のせん断力に伴う損失を低減させることができる。また、回転子１１の外周面と固定子１２の内周面の間から排出された冷媒１４によってコイルエンド部１２１ｂの冷却能力を向上させることができる。さらに、回転子１１の回転上昇に伴って隙間部１８０ｃ内の冷媒１４の量が制限されるため、回転子１１の回転上昇に伴う冷媒１４の撹拌損失を抑えることができる。なお、冷媒１４のせん断力に伴う損失、及び、冷媒１４の撹拌損失については、流れ方向規制部材１９によっても低減することができる。

本形態によれば、被覆部材１６は、筒部１６０と、底部１６１とを有している。筒部１６０は、検知部１５０が設置された引き出し部１２１ｃの先端部分及び検知部１５０の外周を被覆する筒状の部位である。底部１６１と、引き出し部１２１ｃの先端側における筒部１６０の開口を覆う部位である。そのため、被覆部材１６によって、温度検出素子１５の検知部１５０、及び、検知部１５０が設置される引き出し部１２１ｃの先端部分を確実に被覆することができる。従って、回転子１１の回転に伴って飛散した冷媒１４が温度検出素子１５の検知部１５０に直接かかるような事態を確実に抑えることができる。

本形態によれば、モータジェネレータ１は、当接部材１７１を有している。当接部材１７１は、被覆部材１６の底部１６１と軸方向に対向し、底部１６１に当接するようにハウジング１３に設けられる部位である。そのため、被覆部材１６を介して、当接部材１７１によって引き出し部１２１ｃの先端部分を支持することができる。そのため、回転子１１の回転に伴う振動が加わっても、検知部１５０が設置された引き出し部１２１ｃの損傷を抑えることができる。底部１６１は、突出部１６１ａを有している。そのため、検知部１５０が設置され被覆部材１６によって被覆された引き出し部１２１ｃの先端部分の位置が軸方向にばらついても、突出部１６１ａによって当接部材１７１に確実に当接することができる。

回転子１１が回転すると、それに伴って冷媒１４が飛散し、ハウジング１３で覆われた空間内に貯留されている冷媒１４の液面の高さが、回転子１１が回転していない場合に比べて低くなる。そのため、回転子１１が回転していない状態において冷媒１４に浸漬されない位置に設けられている引き出し部１２１ｃは、回転子１１が回転しても冷媒１４に浸漬されることはない。本形態によれば、検知部１５０が設置される引き出し部１２１ｃは、回転子１１が回転していない状態において冷媒１４に浸漬されない位置に設けられている。そのため、回転子１１が回転しているか否かにかかわらず検知部１５０が冷媒１４に浸漬されることはない。従って、回転子１１が回転しているか否かにかかわらず、温度検出素子１５によって、常に固定子コイル１２１の温度を検出することができる。

本形態によれば、被覆部材１６は、固定子コイル１２１を構成する導体より熱伝導率が低い。そのため、被覆部材１６によって、温度検出素子１５の検知部１５０に加わる熱的な影響を遮ることができる。従って、被覆部材１６に冷媒１４がかかったとしても、冷媒１４の熱的な影響が温度検出素子１５の検知部１５０に及ばないようにすることができる。

本形態によれば、被覆部材１６は、検知部１５０を引き出し部１２１ｃの先端部分に押しつける。そのため、被覆部材１６によって、検知部１５０を引き出し部１２１ｃの先端部分に確実に当接させることができる。従って、固定子コイル１２１の温度を確実に検出することができる。

本形態によれば、被覆部材１６は、ゴムからなる。そのため、被覆部材１６の熱伝導率を、固定子コイル１２１を構成する導体より確実に低くすることができる。また、ゴムの弾性によって、検知部１５０を引き出し部１２１ｃの先端部分に確実に押しつけることができる。

なお、本形態では、被覆部材１６の筒部１６０が筒状の部位である例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、図２１に示すように、筒部１６０は、内管と外管との複数層を有する多層筒状であり、層間に、すなわち内管と外管の間に空気層１６０ａを有していてもよい。この場合、筒部１６０のより伝熱しにくい空気層１６０ａによって、温度検出素子１５の検知部１５０に加わる熱的な影響を遮ることができる。そのため、被覆部材１６に冷媒１４がかかったとしても、冷媒１４の熱的な影響が温度検出素子１５の検知部１５０に及ばないようにすることができる。また、筒部１６０は、後側に折り返されることで空気層１６０ａを形成している。そのため、前側から空気層１６０ａに冷媒１４が浸入してしまい、断熱効果を損なうような事態を抑えることができる。

本形態では、中性点を形成する引き出し部１２１ｃの先端部分に、検知部１５０が設置される例を挙げているが、これに限られるものではない。コイルエンド部１２１ｂよりもさらに軸方向に突出する引き出し部の先端部分であれば、どのような引き出し部に温度検出素子１５を設置してもよい。また、図２２に示すように、固定子コイル１２１が複数の引き出し部１２１ｆ、１２１ｇを有している場合、検知部１５０は、複数の引き出し部１２１ｆ、１２１ｇのうち、最も軸方向に突出した引き出し部１２１ｇの先端部分に設置されているとよい。この場合、温度検出素子１５の検知部１５０を、軸方向のより遠い位置に設置することができる。そのため、回転子１１の回転に伴って飛散した冷媒１４が温度検出素子１５の検知部１５０にかかる可能性をより低くすることができる。

本形態では、検知部１５０が設置される引き出し部１２１ｃが、回転子１１が回転していない状態において冷媒１４に浸漬されない位置に設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。検知部１５０が設置される引き出し部は、回転子１１が回転していないときには冷媒１４に浸漬され、モータジェネレータ１の回転数が所定値以上になると冷媒１４に浸漬されない位置に設けられていてもよい。この場合、回転子１１の回転数が所定値以上になると、冷媒１４の液面が下がり、検知部１５０が冷媒１４に浸漬されなくなる。そのため、温度検出素子１５によって固定子コイル１２１の温度を検出することができる。一方、回転子１１が回転していないときには、検知部１５０が冷媒１４に浸漬されることになる。そのため、温度検出素子１５によって冷媒１４の温度を検出することができる。つまり、回転子１１が回転していないときには、固定子コイル１２１の温度を検出するために設けられた温度検出素子１５を利用して冷媒１４の温度を検出することができる。従って、冷媒１４の温度を検出するための温度検出素子を別途設ける必要ななくなる。この場合、部品点数を削減することができるとともに、組付け工数を削減することができる。

本形態では、被覆部材１６がゴムからなる形成例を挙げているが、これに限られるものではない。被覆部材１６は、加熱によって収縮する樹脂からなるものであってもよい。この場合、被覆部材１６が樹脂であることから、被覆部材１６の熱伝導率を、固定子コイル１２１を構成する導体より確実に低くすることができる。また、加熱によって収縮することで、検知部１５０を引き出し部１２１ｃの先端部分に確実に押しつけることができる。

本形態では、壁部材１７０がセンターハウジング１３０に一体的に設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。壁部材１７０は、ハウジング１３とは別部材であり、ハウジング１３に固定されていてもよい。

本形態では、当接部材１７１がセンターハウジング１３０とは別部材であり、センターハウジング１３０に固定されている例を挙げているが、これに限られるものではない。当接部材１７１は、ハウジング１３に一体的に設けられていてもよい。この場合、部品点数を削減することができるとともに、組付け工数を削減することができる。

１・・・モータジェネレータ、１０・・・回転軸、１１・・・回転子、１２０・・・固定子コア、１２１・・・固定子コイル、１２１ｂ・・・コイルエンド部、１２１ｃ・・・引き出し部、１３・・・ハウジング、１４・・・冷媒、１５・・・温度検出素子、１５０・・・検知部、１６・・・被覆部材、１７０・・・壁部材、１７０ａ・・・貫通孔部

Claims (11)

1. 回転軸（１０）と、
   前記回転軸に固定される回転子（１１）と、
   内周面が前記回転子の外周面と間隔をあけて径方向に対向するように配置される固定子コア（１２０）と、
   前記固定子コアの軸方向端面から軸方向に突出するコイルエンド部（１２１ｂ）と、前記コイルエンド部よりもさらに軸方向に突出する引き出し部（１２１ｃ）とを有する導体からなる固定子コイル（１２１）と、
   前記固定子コアの軸方向両端面を覆い、前記回転子、前記コイルエンド部及び前記引き出し部を収容するとともに、前記回転軸を回転可能に支持するハウジング（１３）と、
   前記ハウジングによって覆われた空間に注入され、前記回転子の外周面と前記固定子の内周面に間の少なくとも一部に流入する液状の冷媒（１４）と、
   前記引き出し部の先端部分に検知部（１５０）が当接した状態で設置される温度検出素子（１５）と、
   前記検知部が設置された前記引き出し部の先端部分及び前記検知部を被覆する被覆部材（１６）と、
   前記検知部が設置され前記被覆部材によって被覆された前記引き出し部の先端部分が挿入される貫通孔部（１７０ａ）を有し、前記固定子コアの軸方向端面と間隔をあけて軸方向に対向するとともに、前記貫通孔部の前記固定子コア側の開口よりも奥側に前記検知部が配置されるように前記ハウジングに設けられる壁部材（１７０）と、
   を有する回転電機。
2. 前記回転子の軸方向端面と間隔をあけて軸方向に対向するように設けられ、前記回転子の軸方向端面との間に形成される隙間部によって前記冷媒の流れの方向を規制する流れ方向規制部材（１８）を有する請求項１に記載の回転電機。
3. 前記被覆部材は、
   前記検知部が設置された前記引き出し部の先端部分及び前記検知部の外周を被覆する筒状の筒部（１６０）と、
   前記引き出し部の先端側における前記筒部の開口を覆う底部（１６１）と、
   を有する請求項１又は２に記載の回転電機。
4. 前記筒部は、内管と外管との複数層を有する多層筒状であり、層間に空気層（１６０ａ）を有する請求項３に記載の回転電機。
5. 前記被覆部材の前記底部と軸方向に対向し、前記底部に当接するように前記ハウジングに設けられる当接部材（１７１）を有する請求項３又は４に記載の回転電機。
6. 前記固定子コイルは、複数の前記引き出し部（１２１ｆ、１２１ｇ）を有し、
   前記検知部は、複数の前記引き出し部のうち、最も軸方向に突出した前記引き出し部（１２１ｇ）の先端部分に設置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記検知部が設置される前記引き出し部は、前記回転子が回転していない状態において前記冷媒に浸漬されない位置に設けられている請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 前記検知部が設置される前記引き出し部は、前記回転子が回転していないときには前記冷媒に浸漬され、前記回転子の回転数が所定値以上になると前記冷媒に浸漬されない位置に設けられている請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機。
9. 前記被覆部材は、前記固定子コイルを構成する導体より熱伝導率が低い請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機。
10. 前記被覆部材は、前記検知部を前記引き出し部の先端部分に押しつける請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転電機。
11. 前記被覆部材は、ゴム、又は、加熱によって収縮する樹脂からなる請求項９又は１０に記載の回転電機。

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