JP2022070284A

JP2022070284A - 回転電機

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Publication number: JP2022070284A
Application number: JP2020177087A
Authority: JP
Inventors: 哲史浴野; Tetsushi Ekino; 辰郎日野; Tatsuo Hino; 直彦鮎川; Naohiko Ayukawa; 将司石川; Shoji Ishikawa; 正嗣中野; Masatsugu Nakano; 健久保田; Takeshi Kubota; 和哉長谷川; Kazuya Hasegawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2040-10-22
Also published as: JP7062042B1; CN114389409A

Abstract

【課題】回転電機が備えた温度センサの取り付け位置のずれ及び温度センサの変形を抑制して、温度センサ及び回転電機の信頼性を向上させた回転電機を提供する。【解決手段】界磁巻線が巻装された界磁コアを有し、回転軸と一体回転する回転子と、界磁コアの径方向外側に配置された円筒状の固定子鉄心、及び固定子鉄心に形成されたスロットに配置された固定子コイルを有する固定子と、固定子コイルの温度を検出する温度センサ１１と、温度センサを固定子コイルに取り付ける取付部材１３とを備え、固定子コイルは、直線状に延びるコイル導体の一部が、コイル導体の延出方向に直交する方向に窪まされて、コイル導体の表面に凹部１０４を有し、温度センサのセンサ部１２は、コイル導体の凹部が設けられた側に配置され、取付部材は、温度センサのセンサ部を内包し、凹部に当接する突出部１３ａを有している。【選択図】図７

Description

本願は、回転電機に関するものである。

回転電機は、回転子と、固定子鉄心及び固定子コイルを有した固定子とを備える。回転電機は、内燃機関を駆動する電動機として動作し、また回転電機は内燃機関より駆動されて発電する発電機として機能する。回転電機が電動機として動作する場合、固定子コイルに電流が流される。その際、固定子コイルに流れた電流に起因して固定子コイルが発熱すると、固定子コイルの温度は上昇する。固定子コイルの温度が過度に上昇すると、固定子コイル及び固定子コイルの周囲に設けられた部品が損傷することがある。そのため、固定子コイルの温度を検出する温度センサを固定子コイルに設置して、温度センサが検出した温度に基づいて固定子コイルへの通電電流を制御し、固定子コイルの過度な温度上昇に起因した部品の損傷の発生を防いでいる。

固定子コイルに設置する温度センサの構成としては、固定子コイルのコイル導体が対向するようにＵ字状に折り曲げられた曲げ部が固定子コイルに設けられ、その曲げ部の隙間の部分において温度センサと固定子コイルとを接触させ、双方を固定部材で挟んで保持して温度センサを固定する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。曲げ部において温度センサは固定子コイルと接触するため、温度センサは固定子コイルの温度を検出することができる。

温度センサが設置される固定子コイルは、固定子コイルを形成するコイル導体の延出する方向に沿って温度ばらつきを有する。そのため、固定子コイルの温度を温度センサが正確に測定するためには、コイル導体の延出する方向に対する温度センサが取り付けられる位置のずれを抑制する必要がある。

特開２０１３－２２５９５９号公報

上記特許文献１においては、Ｕ字状に折り曲げられた固定子コイルの隙間で温度センサを挟んで保持し、温度センサを固定部材で固定することで、温度センサの取り付け位置のずれを抑制している。しかしながら、温度センサの挿入が可能なように少し開いた状態で曲げ部は形成され、温度センサの挿入後、温度センサを押えるために曲げ部のコイル導体を押し戻す必要がある。そのため、温度センサを挿入する前の曲げ部の開き量の違い及びコイル導体の硬さ違いにより、同じ力でコイル導体を押さえたとしても、温度センサがコイル導体で押される力にばらつきが発生し、温度センサを押し切れないことによりコイル導体の延出方向に対する温度センサの取り付け位置にずれが発生するという課題があった。

また、温度センサの取り付け位置のずれが発生することにより、測定する固定子コイルの温度にばらつきが生じ、固定子コイルの正確な温度を測定できず、温度センサの信頼性が低下するという課題があった。また、温度センサをコイルの曲げ部の隙間に挟んで保持する際に押圧部材でコイル導体の両側を押さえた場合、押圧部材による過度な押圧により温度センサに負荷がかかり、温度センサが変形する場合があった。温度センサに変形が生じた場合、温度センサは固定子コイルの正確な温度を測定できず、温度センサの信頼性が低下するという課題があった。また、温度センサの信頼性が低下すると回転電機が備えた部品の損傷の発生が抑制されないため、回転電機の信頼性が低下するという課題があった。

そこで、本願は、回転電機が備えた温度センサの取り付け位置のずれ及び温度センサの変形を抑制して、温度センサ及び回転電機の信頼性を向上させた回転電機を得ることを目的としている。

本願に開示される回転電機は、界磁巻線が巻装された界磁コアを有し、回転軸と一体回転する回転子と、界磁コアの径方向外側に配置された円筒状の固定子鉄心、及び固定子鉄心に形成されたスロットに配置された固定子コイルを有する固定子と、固定子コイルの温度を検出する温度センサと、温度センサを固定子コイルに取り付ける取付部材とを備え、固定子コイルは、直線状に延びるコイル導体の一部が、コイル導体の延出方向に直交する方向に窪まされて、コイル導体の表面に凹部を有し、温度センサのセンサ部は、コイル導体の凹部が設けられた側に配置され、取付部材は、温度センサのセンサ部を内包し、凹部に当接する突出部を有しているものである。

本願に開示される回転電機によれば、固定子コイルはコイル導体の表面に凹部を有し、温度センサのセンサ部はコイル導体の凹部が設けられた側に配置され、取付部材は温度センサのセンサ部を内包し、凹部に当接する突出部を有しているため、凹部と突出部とで取付部材が内包した温度センサのセンサ部の位置が決まるので、コイル導体に対する温度センサの取り付け位置のずれを抑制することができる。温度センサの取り付けに温度センサを押圧する部材を用いていないため、温度センサの変形を抑制することができる。温度センサの取り付け位置のずれ及び温度センサの変形が抑制されるので、温度センサ及び回転電機の信頼性を向上させることができる。

実施の形態１に係る回転電機の概略を示す斜視図である。実施の形態１に係る回転電機の概略を示す軸方向に平行な断面図である。実施の形態１に係る回転電機の概略を示す要部斜視図である。実施の形態１に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の斜視図である。実施の形態１に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の正面図である。実施の形態１に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の平面図である。図６のＡ－Ａ断面位置で切断した付加線と温度センサと取付部材の断面図である。実施の形態２に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の断面図である。図８のＢ－Ｂ断面位置で切断した付加線と取付部材の断面図である。図８のＢ－Ｂ断面位置で切断した付加線と別の取付部材の断面図である。実施の形態３に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の断面図である。実施の形態４に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の平面図である。図１２のＣ－Ｃ断面位置で切断した付加線と温度センサと取付部材の断面図である。実施の形態５に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の断面図である。実施の形態６に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の断面図である。実施の形態７に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の断面図である。実施の形態８に係る回転電機の付加線と温度センサと取付部材の正面図である。図１７のＤ－Ｄ断面位置で切断した付加線と温度センサと取付部材の断面図である。

以下、本願の実施の形態による回転電機を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る回転電機１の概略を示す斜視図、図２は回転電機１の軸方向に平行な回転電機１の概略を示す断面図、図３は回転電機１の温度センサ１１と取付部材１３とが取り付けられる図１の破線で囲まれた部分を拡大して示す要部斜視図、図４は回転電機１の付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の斜視図、図５は回転電機１の付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の正面図、図６は回転電機１の付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の平面図、図７は図６のＡ－Ａ断面位置で切断した付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の断面図である。回転電機１は固定子鉄心７と固定子コイル８とを備えた固定子２及び回転子３を有し、内燃機関（図示せず）を駆動する電動機として動作する。あるいは、回転電機１は内燃機関より駆動されて発電する発電機として機能する。

＜回転電機１＞
回転子３は、界磁巻線（図示せず）が巻装された界磁コアである回転子鉄心９を有し、回転軸であるシャフト５と一体回転する。回転子３は、図２に示すように、シャフト５の軸方向の一端側にベアリング６ａ、他端側にベアリング６ｂを備える。シャフト５に固定されたベアリング６ａ、６ｂを介して、回転子３はブラケット（図示せず）に回転可能に支持される。回転子鉄心９は、シャフト５に圧入等によって固定される。回転子鉄心９は、固定子鉄心７で取り囲まれた内側空間に配置される。回転子鉄心９の外周面は、空隙を介して固定子鉄心７の内周面と対向している。

固定子２は、回転子鉄心９の径方向外側に配置された円筒状の固定子鉄心７、及び固定子鉄心７に形成されたスロット（図示せず）に配置された電機子コイルである複数相の固定子コイル８を有する。固定子鉄心７は、筒状に形成されたハウジング４の内側に配置される。固定子コイル８はコイル導体で形成される。コイル導体は、導体部と、導体部を取り囲んで設けられた絶縁被膜とを備える。コイル導体の断面は、長方形または円形である。固定子コイル８は、コイル部（図示せず）と付加線１０１とを備える。コイル部はコイル導体が巻装された部分で、固定子鉄心７の隣り合うティースの間に形成されるスロットに挿入される。コイル部を形成するコイル導体の端部は、固定子鉄心７から軸方向の一方側に突出する。付加線１０１は、コイル部の２つの端部の間を接続するコイル導体である。本実施の形態では、図３に示すように、付加線１０１に温度センサ１１と取付部材１３が設けられ、温度センサ１１は固定子コイル８の温度を測定する。なお、図１及び図２には温度センサ１１と取付部材１３を省略している。

複数相の固定子コイル８は、例えば、１組の三相巻線もしくは２組の三相巻線であるがこれらに限るものではなく、回転電機１の種類に応じて設定される。固定子コイル８が三相巻線の場合、回転電機1において固定子コイル８に三相交流電力が供給されることで、固定子２に回転磁界が発生する。回転子３に設けられた界磁磁極から発生する磁束と回転磁界との相互作用により、回転子３は回転する。

＜温度センサ１１と取付部材１３＞
本願の要部である温度センサ１１と取付部材１３について説明する。回転電機１は、固定子コイル８の温度を検出する温度センサ１１と、温度センサ１１を固定子コイル８に取り付ける取付部材１３とを備える。温度センサ１１と取付部材１３は、図４に示すように、固定子コイル８の付加線１０１に設けられる。固定子コイル８の付加線１０１は、直線状に延びるコイル導体の部分である本体部１０２と、コイル部の端部と接続されるコイル導体の部分である立上げ部１０３とを備える。付加線１０１は、直線状に延びる本体部１０２の一部が本体部１０２の延出方向に直交する方向に窪まされて、本体部１０２の表面に凹部１０４を有する。本実施の形態での凹部１０４は、図７に示すように、直線状に延びる本体部１０２の一部が、本体部１０２の延出方向に直交する方向に湾曲されて、本体部１０２の表面に形成されている。本体部１０２の中央に凹部１０４を設けたが、凹部１０４を設ける位置は本体部１０２の中央に限るものではなく、他の位置であっても構わない。

温度センサ１１は、温度を検出する部分であるセンサ部１２を有する。温度センサ１１のセンサ部１２は、本体部１０２の凹部１０４が設けられた側に配置される。温度センサ１１は、例えば、温度変化に対して抵抗値が変化するサーミスタである。温度センサ１１は、回転電機１に供給する電力を制御する制御部（図示せず）に接続される。制御部は温度センサ１１が検出した温度に基づいて固定子コイル８への通電電流を制御し、固定子コイル８の過度な温度上昇に起因した固定子コイル８もしくは固定子コイル８の周囲に設けられた部品の損傷の発生を抑制する。

取付部材１３は、温度センサ１１のセンサ部１２を内包し、凹部１０４に当接する突出部１３ａを有している。取付部材１３は、温度センサ１１のセンサ部１２を外部から絶縁して保護する。取付部材１３は、凹部１０４が形成された本体部１０２の部分の一部もしくは全部を覆って本体部１０２に取り付けられている。本実施の形態では、取付部材１３は、本体部１０２の凹部１０４が設けられた側の面の一部と凹部１０４の両側の本体部１０２の側面の一部とを覆う。取付部材１３は、例えば、絶縁材からなるモールド樹脂である。温度センサ１１のセンサ部１２を内包した取付部材１３の突出部１３ａと凹部１０４とを接着することで、取付部材１３は本体部１０２に設置される。取付部材１３の設置は突出部１３ａと凹部１０４との接着に限るものではない。取付部材１３を、温度センサ１１のセンサ部１２と凹部１０４が形成された本体部１０２の部分の一部とを一体成形することで設けても構わない。

この構成によれば、本体部１０２の凹部１０４と取付部材１３の凹部１０４に当接する突出部１３ａとで、取付部材１３が内包した温度センサ１１のセンサ部１２の位置が決まるため、付加線１０１に対する温度センサ１１の取り付け位置のずれを抑制することができる。また、温度センサ１１の取り付けに温度センサ１１を押圧する部材を用いていないため、温度センサ１１の変形を抑制することができる。温度センサ１１の取り付け位置のずれ及び温度センサ１１の変形が抑制されるので、温度センサ１１の信頼性を向上させることができる。

本実施の形態では、温度センサ１１と取付部材１３を固定子コイル８の付加線１０１の本体部１０２に設けたが、温度センサ１１と取付部材１３の固定子コイル８への配置は本体部１０２に限るものではない。コイル導体に凹部が形成されていれば、温度センサ１１と取付部材１３の取り付け位置のずれを抑制して、温度センサ１１と取付部材１３をコイル導体に設けることは可能である。そのため、固定子コイル８の付加線１０１の立上げ部１０３または固定子コイル８のコイル部に凹部を形成して、温度センサ１１と取付部材１３を立上げ部１０３またはコイル部に設けても構わない。温度センサ１１と取付部材１３は固定子コイル８のいずれの箇所にも配置が可能なため、温度上昇が懸念される固定子コイル８の箇所へ温度センサ１１と取付部材１３を配置することができる。そのため、温度センサ１１は固定子コイル８の温度の最悪条件下での制御を可能とし、回転電機１の信頼性の向上を図ることができる。

以上のように、実施の形態１による回転電機１において、固定子コイル８はコイル導体の表面に凹部１０４を有し、温度センサ１１のセンサ部１２はコイル導体の凹部１０４が設けられた側に配置され、取付部材１３は温度センサ１１のセンサ部１２を内包し、凹部１０４に当接する突出部１３ａを有しているため、凹部１０４と取付部材１３の凹部１０４に当接する突出部１３ａとで取付部材１３が内包した温度センサ１１のセンサ部１２の位置が決まるので、コイル導体に対する温度センサ１１の取り付け位置のずれを抑制することができる。また、温度センサ１１の取り付けに温度センサ１１を押圧する部材を用いていないため、温度センサ１１の変形を抑制することができる。温度センサ１１の取り付け位置のずれ及び温度センサ１１の変形が抑制されるので、温度センサ１１は固定子コイル８の正確な温度を測定することができる。固定子コイル８の正確な温度が測定されるので、温度センサ１１の信頼性を向上させることができる。温度センサ１１の信頼性の向上により固定子コイル８もしくは固定子コイル８の周囲に設けられた部品の損傷の発生がさらに抑制されるので、回転電機１の信頼性をさらに向上させることができる。

取付部材１３は凹部１０４が形成されたコイル導体の部分の一部を覆ってコイル導体に取り付けられている場合、取付部材１３は温度センサ１１を安定して凹部１０４に取り付けることができ、コイル導体に対する温度センサ１１の取り付け位置のずれをさらに抑制することができる。また、凹部１０４は直線状に延びるコイル導体の一部が、コイル導体の延出方向に直交する方向に湾曲されて、コイル導体の表面に形成されている場合、コイル導体に凹部１０４を容易に形成することができる。また、凹部１０４の形状は突出部１３ａが当接する形状であれば形状の精度は問われず、コイル導体の硬さの影響を受けることもなく、凹部１０４の形成に高精度な成形も必要ない。そのため、硬さの異なる導体コイルでも確実に温度センサ１１の取り付け位置のばらつきを抑制して、正確な温度測定が可能となり、温度センサ１１の信頼性が向上すると共に、コイル導体の成形容易化により回転電機１の加工費を削減することができる。

温度センサ１１の固定に必要なコイル導体は１本のみであり、温度センサ１１の両側にコイル導体を配置する必要はない。そのため、温度センサ１１と取付部材１３をコイル導体に取り付けた構造は省スペースであり、回転電機１の小型化を図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る回転電機１について説明する。図８は実施の形態２に係る回転電機１の付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の図６のＡ－Ａ断面位置と同等の位置で切断した断面図、図９は図８のＢ－Ｂ断面位置で切断した付加線１０１と取付部材１３の断面図、図１０は図８のＢ－Ｂ断面位置で切断した付加線１０１と別の取付部材１３の断面図である。実施の形態２に係る回転電機１は、凹部１０４が設けられた本体部１０２の表面の反対側の面１０２ｃも取付部材１３が覆う構成になっている。

取付部材１３は、図８に示すように、凹部１０４が形成された本体部１０２の部分の全部を覆って本体部１０２に取り付けられている。図９に示すように、取付部材１３は、本体部１０２の凹部１０４が設けられた側の一部の表面１０２ａ、凹部１０４の両側の側面１０２ｂ、及び凹部１０４が設けられた表面の反対側の面１０２ｃと当接している。凹部１０４が設けられた側の表面の反対側の面１０２ｃと取付部材１３とが当接することで、取付部材１３は温度センサ１１をさらに安定して凹部１０４に取り付けることができ、付加線１０１に対する温度センサ１１の取り付け位置のずれをさらに抑制することができる。

本実施の形態では、凹部１０４が設けられた本体部１０２の表面の反対側の面１０２ｃの全部を取付部材１３が覆う構成を示したが、反対側の面１０２ｃの全部を取付部材１３が覆う構成に限るものではない。図１０に示すように、取付部材１３が反対側の面１０２ｃの一部を覆う構成でも構わない。取付部材１３が反対側の面１０２ｃの一部を覆う構成であっても、温度センサ１１の取り付け位置のずれをさらに抑制することができる。

以上のように、実施の形態２による回転電機１において、取付部材１３は、凹部１０４が形成された本体部１０２の部分の全部を覆って本体部１０２に取り付けられているため、取付部材１３は温度センサ１１を安定して凹部１０４に取り付けることができるので、付加線１０１に対する温度センサ１１の取り付け位置のずれをさらに抑制することができる。温度センサ１１の取り付け位置のずれをさらに抑制することができるので、温度センサ１１は固定子コイル８のより正確な温度を測定することができる。固定子コイル８の正確な温度が測定されるので、温度センサ１１の信頼性を向上させることができる。温度センサ１１の信頼性の向上により固定子コイル８もしくは固定子コイル８の周囲に設けられた部品の損傷の発生がさらに抑制されるので、回転電機１の信頼性をさらに向上させることができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る回転電機１について説明する。図１１は実施の形態３に係る回転電機１の付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の図６のＡ－Ａ断面位置と同等の位置で切断した断面図である。実施の形態３に係る回転電機１は、温度センサ１１のセンサ部１２の配置が異なる構成になっている。

温度センサ１１のセンサ部１２は、凹部１０４の底部１０４ａに対向する位置に配置されている。実施の形態１では、図７に示すように、温度センサ１１のセンサ部１２は凹部１０４の端部に配置されていた。センサ部１２の配置が凹部１０４の端部から底部１０４ａの側にずれるとセンサ部１２と本体部１０２との間の距離が遠くなる。センサ部１２の配置が凹部１０４の端部から底部１０４ａの側とは反対側にずれるとセンサ部１２と本体部１０２との間の距離が近くなる。このようにセンサ部１２の配置の少しのずれで、センサ部１２と本体部１０２との間の距離が変化するため、固定子コイル８の正確な温度が測定できない場合があった。本実施の形態では、センサ部１２を凹部１０４の底部１０４ａに対向する位置に配置したため、センサ部１２の配置にずれが生じてもセンサ部１２と本体部１０２との間の距離は変化しない。そのため、センサ部１２は固定子コイル８のより正確な温度を測定することができる。

以上のように、実施の形態３による回転電機１において、温度センサ１１のセンサ部１２は凹部１０４の底部１０４ａに対向する位置に配置されているため、センサ部１２の配置にずれが生じてもセンサ部１２と本体部１０２との間の距離が変化しないので、センサ部１２は固定子コイル８のより正確な温度を測定することができる。固定子コイル８の正確な温度が測定されるので、温度センサ１１の信頼性を向上させることができる。温度センサ１１の信頼性の向上により固定子コイル８もしくは固定子コイル８の周囲に設けられた部品の損傷の発生がさらに抑制されるので、回転電機１の信頼性をさらに向上させることができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る回転電機１について説明する。図１２は実施の形態４に係る回転電機１の付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の平面図、図１３は図１２のＣ－Ｃ断面位置で切断した付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の断面図である。実施の形態４に係る回転電機１は、取付部材１３がセンサ保持部１４と固定部材１５とから構成されている。

取付部材１３は、センサ保持部１４と固定部材１５とを備える。センサ保持部１４は、凹部１０４に当接する突出部１４ａを有する。センサ保持部１４には、温度センサ１１のセンサ部１２が内包される。固定部材１５は、凹部１０４が形成されたコイル導体である付加線１０１の部分及びセンサ保持部１４を一体的に取り囲んで、センサ保持部１４を付加線１０１に固定する。センサ保持部１４及び固定部材１５は絶縁材で形成され、絶縁材は、例えば、モールド樹脂である。センサ保持部１４と固定部材１５とは、温度センサ１１のセンサ部１２を外部から絶縁して保護する。

センサ部１２を内包したセンサ保持部１４の突出部１４ａと凹部１０４とを接着することで、センサ保持部１４は付加線１０１の本体部１０２に設置される。センサ保持部１４の設置は突出部１４ａと凹部１０４との接着に限るものではない。センサ保持部１４を、温度センサ１１のセンサ部１２と凹部１０４が形成された本体部１０２の部分の一部とを一体成形することで設けても構わない。固定部材１５は、凹部１０４が形成された付加線１０１の部分及びセンサ保持部１４を一体的に取り囲んで、一体成形することで設けられる。

以上のように、実施の形態４による回転電機１において、取付部材１３はセンサ保持部１４と固定部材１５とを備え、固定部材１５は凹部１０４が形成された付加線１０１の部分及びセンサ保持部１４を一体的に取り囲んでセンサ保持部１４を付加線１０１に固定するため、凹部１０４が形成された付加線１０１の部分へのセンサ保持部１４の固定がさらに強化されるので、付加線１０１に対する温度センサ１１の取り付け位置のずれをさらに抑制することができる。温度センサ１１の取り付け位置のずれをさらに抑制することができるので、温度センサ１１は固定子コイル８のより正確な温度を測定することができる。固定子コイル８の正確な温度が測定されるので、温度センサ１１の信頼性を向上させることができる。温度センサ１１の信頼性の向上により固定子コイル８もしくは固定子コイル８の周囲に設けられた部品の損傷の発生がさらに抑制されるので、回転電機１の信頼性をさらに向上させることができる。

実施の形態５．
実施の形態５に係る回転電機１について説明する。図１４は実施の形態５に係る回転電機１の付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の図１２のＣ－Ｃ断面位置と同等の位置で切断した断面図である。実施の形態５に係る回転電機１は、実施の形態４とはセンサ保持部１４の形状が異なる構成になっている。

取付部材１３は、センサ保持部１４と固定部材１５とを備える。センサ保持部１４は、温度センサ１１のセンサ部１２が内包される。センサ保持部１４の形状は、例えば直方体であるがこれに限るものではなく、円柱であっても構わない。固定部材１５は、凹部１０４が形成されたコイル導体である付加線１０１の部分及びセンサ保持部１４を一体的に取り囲んで、センサ保持部１４を付加線１０１に固定する共に、凹部１０４に当接する突出部１５ａを有している。センサ保持部１４及び固定部材１５は絶縁材で形成され、絶縁材は、例えば、モールド樹脂である。センサ保持部１４と固定部材１５とは、温度センサ１１のセンサ部１２を外部から絶縁して保護する。

固定部材１５は、凹部１０４が形成された付加線１０１の部分にセンサ保持部１４が対向して位置決めして保持された状態で、凹部１０４が形成された付加線１０１の部分及びセンサ保持部１４を一体的に取り囲んで、一体成形することで設けられる。凹部１０４とセンサ保持部１４との間には、固定部材１５が充填される。凹部１０４とセンサ保持部１４との間に固定部材１５が充填されるため、凹部１０４とセンサ保持部１４との間に形成された空気層を固定部材１５で埋めることができる。凹部１０４とセンサ保持部１４との間における空気層の形成が抑制されるため、空気層の影響に起因した固定子コイル８の検出温度のばらつきが抑制される。

以上のように、実施の形態５による回転電機１において、取付部材１３はセンサ保持部１４と固定部材１５とを備え、固定部材１５は凹部１０４が形成された付加線１０１の部分及びセンサ保持部１４を一体的に取り囲んでセンサ保持部１４をコイル導体に固定するため、凹部１０４が形成された付加線１０１の部分へのセンサ保持部１４の固定がさらに強化されるので、付加線１０１に対する温度センサ１１の取り付け位置のずれをさらに抑制することができる。また、凹部１０４とセンサ保持部１４との間に固定部材１５が充填されるため、凹部１０４とセンサ保持部１４との間における空気層の形成が抑制されるので、空気層の影響に起因した検出温度のばらつきが抑制される。温度センサ１１による検出温度のばらつきが抑制されるため、温度センサ１１は固定子コイル８のより正確な温度を測定することができる。固定子コイル８の正確な温度が測定されるので、温度センサ１１の信頼性を向上させることができる。温度センサ１１の信頼性の向上により固定子コイル８もしくは固定子コイル８の周囲に設けられた部品の損傷の発生がさらに抑制されるので、回転電機１の信頼性をさらに向上させることができる。

実施の形態６．
実施の形態６に係る回転電機１について説明する。図１５は実施の形態６に係る回転電機１の付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の図６のＡ－Ａ断面位置と同等の位置で切断した断面図である。実施の形態６に係る回転電機１は、凹部１０４が形成されたコイル導体の部分の断面積が他の部分とは異なる構成になっている。

凹部１０４は、コイル導体である付加線１０１の一部の断面積を、一部の付加線１０１の前後の断面積よりも小さくすることによって、付加線１０１の延出方向に直交する方向に窪まされて、付加線１０１の表面に形成されている。付加線１０１の一部の断面積を小さくすることで、断面積が小さい箇所の付加線１０１の電気抵抗を大きくすることができる。

以上のように、実施の形態６による回転電機１において、付加線１０１の一部の断面積を小さくすることで凹部１０４が形成され、凹部１０４の電気抵抗が大きくなるため、温度センサ１１は意図的に設けられた固定子コイル８の高温箇所の温度を測定することができる。温度センサ１１は固定子コイル８の高温箇所の温度を測定できるため、回転電機１の信頼性を向上させることができる。

実施の形態７．
実施の形態７に係る回転電機１について説明する。図１６は実施の形態７に係る回転電機１の付加線１０１と温度センサ１１と取付部材１３の図６のＡ－Ａ断面位置と同等の位置で切断した断面図である。実施の形態７に係る回転電機１は、凹部１０４を形成するコイル導体の部分の絶縁被膜１０６が取り除かれた構成になっている。

コイル導体は、導体部１０５と、導体部１０５を取り囲んで設けられた絶縁被膜１０６とを備える。凹部１０４が形成されるコイル導体である付加線１０１の部分は、付加線１０１から絶縁被膜１０６が取り除かれている。本実施の形態では、付加線１０１の一部から絶縁被膜１０６を取り除いて付加線１０１の一部の断面積を小さくすることによって、凹部１０４が形成されている。絶縁被膜１０６が取り除かれた凹部１０４の構成はこれに限るものではない。実施の形態１に示した、本体部１０２の延出方向に直交する方向に湾曲されて、本体部１０２の表面に形成された凹部１０４の部分において、絶縁被膜１０６を取り除いた構成を設けても構わない。絶縁被膜１０６を取り除いたことで、付加線１０１の周囲の熱抵抗を低下させることができる。

以上のように、実施の形態７による回転電機１において、凹部１０４が形成された付加線１０１の部分は、付加線１０１から絶縁被膜１０６が取り除かれているため、付加線１０１の周囲の熱抵抗を低下させることができるので、温度センサ１１は付加線１０１の導体部１０５自身の温度をより正確に測定することができる。温度センサ１１は固定子コイル８のより正確な温度を測定できるため、温度センサ１１の信頼性を向上させることができる。温度センサ１１の信頼性の向上により固定子コイル８もしくは固定子コイル８の周囲に設けられた部品の損傷の発生がさらに抑制されるので、回転電機１の信頼性をさらに向上させることができる。

実施の形態８．
実施の形態８に係る回転電機１について説明する。図１７は実施の形態８に係る回転電機１の付加線１０１、１１１と温度センサ１１と取付部材１３の正面図、図１８は図１７のＤ－Ｄ断面位置で切断した付加線１０１、１１１と温度センサ１１と取付部材１３の断面図である。実施の形態８に係る回転電機１は、２つの凹部１０４、１１４の間に温度センサ１１が配置された構成になっている。

固定子コイル８は、間隔を空けて対向している２本の直線状のコイル導体である付加線１０１、１１１を備える。付加線１１１は、付加線１０１と同様に、本体部１１２と立上げ部１１３とを備える。付加線１０１、１１１には、図１８に示すように、互いに対向している部分のそれぞれに、間隔が広がるように窪まされた凹部１０４、１１４が形成されている。温度センサ１１は、２つの凹部１０４、１１４の間に配置されている。温度センサ１１の両側に凹部１０４、１１４が配置されているため、温度センサ１１の受熱面積を大きくすることができる。

本実施の形態では、２本の付加線１０１、１１１のそれぞれに設けた凹部１０４、１１４の間に温度センサ１１を配置したが、２つの凹部１０４、１１４の構成はこれに限るものではない。１本の付加線を折り曲げて対向した箇所のそれぞれに凹部を設ける構成でも構わない。

以上のように、実施の形態８による回転電機１において、固定子コイル８は、間隔を空けて対向している２本の直線状の付加線１０１、１１１における互いに対向している部分のそれぞれに、間隔が広がるように窪まされた凹部１０４、１１４が形成され、温度センサ１１は２つの凹部１０４、１１４の間に配置されているため、温度センサ１１の受熱面積を大きくすることができるので、温度センサ１１は固定子コイル８の温度をより正確に測定することができる。温度センサ１１は固定子コイル８のより正確な温度を測定できるため、温度センサ１１の信頼性を向上させることができる。温度センサ１１の信頼性の向上により固定子コイル８もしくは固定子コイル８の周囲に設けられた部品の損傷の発生がさらに抑制されるので、回転電機１の信頼性をさらに向上させることができる。

また本願は、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。

１回転電機、２固定子、３回転子、４ハウジング、５シャフト、６ａベアリング、６ｂベアリング、７固定子鉄心、８固定子コイル、９回転子鉄心、１１温度センサ、１２センサ部、１３取付部材、１３ａ突出部、１４センサ保持部、１４ａ突出部、１５固定部材、１５ａ突出部、１０１付加線、１０２本体部、１０２ａ表面、１０２ｂ側面、１０２ｃ反対側の面、１０３立上げ部、１０４凹部、１０４ａ底部、１０５導体部、１０６絶縁被膜、１１１付加線、１１２本体部、１１３立上げ部、１１４凹部

本願に開示される回転電機は、界磁巻線が巻装された界磁コアを有し、回転軸と一体回転する回転子と、界磁コアの径方向外側に配置された円筒状の固定子鉄心、及び固定子鉄心に形成されたスロットに配置された固定子コイルを有する固定子と、固定子コイルの温度を検出する温度センサと、温度センサを固定子コイルに取り付ける取付部材とを備え、固定子コイルは、継ぎ目なく直線状に延びるコイル導体の延出方向の一部の区間が、コイル導体の延出方向に直交する窪み方向に窪まされて、コイル導体の表面に凹部を有し、温度センサのセンサ部は、コイル導体の凹部が設けられた側の凹部の外側に配置され、取付部材は、温度センサのセンサ部を内包し、凹部に当接する突出部、及びコイル導体の凹部形成箇所における延出方向及び窪み方向に直交する方向の両側を挟む位置決め部を有し、凹部は、直線状に延びるコイル導体の一部が、コイル導体の延出方向に直交する方向に湾曲されて、コイル導体の表面に形成されているものである。

Claims

界磁巻線が巻装された界磁コアを有し、回転軸と一体回転する回転子と、
前記界磁コアの径方向外側に配置された円筒状の固定子鉄心、及び前記固定子鉄心に形成されたスロットに配置された固定子コイルを有する固定子と、
前記固定子コイルの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサを前記固定子コイルに取り付ける取付部材と、を備え、
前記固定子コイルは、直線状に延びるコイル導体の一部が、前記コイル導体の延出方向に直交する方向に窪まされて、前記コイル導体の表面に凹部を有し、
前記温度センサのセンサ部は、前記コイル導体の前記凹部が設けられた側に配置され、
前記取付部材は、前記温度センサのセンサ部を内包し、前記凹部に当接する突出部を有している回転電機。
前記取付部材は、前記凹部が形成された前記コイル導体の部分の一部もしくは全部を覆って前記コイル導体に取り付けられている請求項１に記載の回転電機。
前記温度センサのセンサ部は、前記凹部の底部に対向する位置に配置されている請求項１または請求項２に記載の回転電機。
前記取付部材は、前記凹部に当接する前記突出部を有すると共に、前記温度センサのセンサ部が内包されたセンサ保持部と、前記凹部が形成された前記コイル導体の部分及び前記センサ保持部を一体的に取り囲んで、前記センサ保持部を前記コイル導体に固定する絶縁材からなる固定部材と、を備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機。
前記取付部材は、前記温度センサのセンサ部が内包されたセンサ保持部と、前記凹部が形成された前記コイル導体の部分及び前記センサ保持部を一体的に取り囲んで、前記センサ保持部を前記コイル導体に固定する共に、前記凹部に当接する前記突出部を有している絶縁材からなる固定部材と、を備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機。
前記凹部は、直線状に延びるコイル導体の一部が、前記コイル導体の延出方向に直交する方向に湾曲されて、前記コイル導体の表面に形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機。
前記凹部は、前記コイル導体の一部の断面積を、一部の前記コイル導体の前後の前記コイル導体の断面積よりも小さくすることによって、前記コイル導体の延出方向に直交する方向に窪まされて、前記コイル導体の表面に形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機。
前記コイル導体は、導体部と、前記導体部を取り囲んで設けられた絶縁被膜と、を備え、
前記凹部が形成された前記コイル導体の部分は、前記コイル導体から前記絶縁被膜が取り除かれている請求項１から７のいずれか１項に記載の回転電機。
前記固定子コイルは、間隔を空けて対向している２本の直線状のコイル導体における互いに対向している部分のそれぞれに、間隔が広がるように窪まされた前記凹部が形成され、
前記温度センサは、２つの前記凹部の間に配置されている請求項１から８のいずれか１項に記載の回転電機。