JP5726277B1 - 回転電機、回転電機の固定子、及び回転電機の固定子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固定子コイルの占積率の低下を防止することができ、固定子コイルに温度センサをより確実に接触させることができる回転電機、回転電機の固定子、及び回転電機の固定子の製造方法を得る。【解決手段】インシュレータ２３は、ティースと固定子コイル２２との間に介在する胴部２３１と、胴部２３１に設けられ、固定子コア２１の径方向について固定子コイル２２に隣接する第１の鍔部２３２とを有している。第１の鍔部２３２のうち、固定子コア２１の軸線方向について固定子コア２１から出ている鍔突出部２３２ａには、切欠部２３４が鍔突出部２３２ａの外周部から胴部２３１に向かって設けられている。鍔突出部２３２ａには、切欠部２３４に配置されたホルダ本体２５１を有するホルダ２５が取り付けられている。温度センサ２４は、ホルダ本体２５１と固定子コイル２２との間に挟まれている。【選択図】図３

Description

この発明は、例えばＥＶ（電気自動車）、ＨＥＶ（ハイブリッド車）等にモータ及び発電機の少なくともいずれかとして用いられる回転電機、回転電機の固定子、及び回転電機の固定子の製造方法に関するものである。

従来、固定子コアのティースに設けられた固定子コイルの温度を測定するために、周方向について互いに隣り合う２つの固定子コイル間に挿入された温度センサをホルダに保持させて、２つの固定子コイルの少なくともいずれか一方に温度センサを接触させたモータが知られている（特許文献１参照）。

また、従来、固定子コイルの温度を測定するために、固定子コアのティースに装着される胴に立設された鍔にセンサ室を設けるとともにセンサ室に温度センサを収納し、センサ室の開口を通して温度センサを固定子コイルに接触させたモータの固定子も知られている。温度センサを収納するセンサ室は、固定子コアのコアバックと固定子コイルとの間に配置されている（特許文献２参照）。

さらに、従来、インシュレータの鍔部における固定子コイル側の面に設けられた溝に温度センサを挿入し、固定子コイルに温度センサを接触させることにより、固定子コイルの温度を測定するようにしたモータも知られている。温度センサは、固定子コアのコアバックと固定子コイルとの間に配置されている（特許文献３参照）。

特開２０１０−２５２５０８号公報 特開２０１３−０１３１９１号公報 特許第５０１９９６０号公報

しかし、特許文献１に示されている従来のモータでは、２つの固定子コイル間に温度センサが挿入されているので、固定子コイルの配置されるべき空間が温度センサによって占有されてしまい、固定子コイルの占積率が低下してしまう。また、固定子コイルの線径及び固定子コイルの配置のばらつき等によって、固定子コイルに対する温度センサの接触不良が生じやすくなってしまう。

また、特許文献２に示されている従来のモータの固定子では、温度センサがコアバックと固定子コイルとの間に配置されているので、固定子コイルの占積率が低下してしまう。さらに、インシュレータのセンサ室に温度センサを収納した状態で固定子コイルの導線をティースに巻く必要があるので、固定子コイルの導線をティースに巻いた後に固定子コイルに温度センサを接触させる調整を行うことが難しくなってしまい、固定子コイルに対する温度センサの接触不良が生じやすくなってしまう。

さらに、特許文献３に示されている従来のモータでは、温度センサがコアバックと固定子コイルとの間に配置されているので、固定子コイルの占積率が低下してしまう。また、固定子コイルの線径及び固定子コイルの配置のばらつき等によって、固定子コイルに対する温度センサの接触不良が生じやすくなってしまう。

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り、固定子コイルの占積率の低下を防止することができ、固定子コイルに温度センサをより確実に接触させることができる回転電機、回転電機の固定子、及び回転電機の固定子の製造方法を得ることを目的とする。

この発明による回転電機、及び回転電機の固定子は、コアバックと、コアバックから径方向へ突出しているティースとを有する固定子コア、ティースに設けられている固定子コイル、ティースと固定子コイルとの間に介在する胴部と、胴部に設けられ、固定子コアの径方向について固定子コイルに隣接している鍔部とを有し、鍔部のうち、固定子コアの軸線方向について固定子コアから出ている部分である鍔突出部に、切欠部が鍔突出部の外周部から胴部に向かって設けられているインシュレータ、切欠部に配置されているホルダ本体を有し、鍔突出部に取り付けられているホルダ、及びホルダ本体と固定子コイルとの間に挟まれている温度センサを備えている。

この発明による回転電機の固定子の製造方法は、胴部と、胴部に設けられた鍔部とを有するインシュレータを固定子コアのティースに取り付けることにより、鍔部のうち、固定子コアの軸線方向について固定子コアから出ている部分である鍔突出部に切欠部が鍔突出部の外周部から胴部に向かって設けられている状態とした後、胴部を介して固定子コイルをティースに設ける巻線工程、巻線工程後、切欠部に温度センサを挿入する温度センサ挿入工程、及び温度センサ挿入工程後、切欠部にホルダのホルダ本体を挿入して固定子コイルとホルダ本体との間に温度センサを挟みながら、ホルダを鍔突出部に取り付けるホルダ取付工程を備えている。

この発明による回転電機、回転電機の固定子、及び回転電機の固定子の製造方法によれば、固定子コイルの占積率の低下を防止することができ、固定子コイルに温度センサをより確実に接触させることができる。

この発明の実施の形態１による回転電機を示す片側縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１のＩＩＩ部を示す拡大断面図である。 図２のティースに固定子コイルが設けられている状態を示す拡大斜視図である。 図４のインシュレータを第２の鍔部側から見たときの状態を示す斜視図である。 図４のインシュレータを第１の鍔部側から見たときの状態を示す斜視図である。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 図４のホルダを示す斜視図である。 図４の温度センサ及びホルダがインシュレータから外れている状態を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態２による回転電機の固定子の要部を示す拡大断面図である。 図１０のホルダを示す斜視図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による回転電機を示す片側縦断面図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図において、回転電機１は、筒状の固定子２と、固定子２の径方向について固定子２の内側に配置された回転子３と、固定子２及び回転子３を支持するハウジング４とを有している。

ハウジング４は、固定子２及び回転子３が内部に配置されたカップ状の第１のハウジング部４１と、第１のハウジング部４１の開口部を塞ぐ第２のハウジング部４２とを有している。固定子２は、第１のハウジング部４１の内周面に固定されている。

ハウジング４には、一対の軸受５が設けられている。一対の軸受５のうち、一方は第１のハウジング部４１に設けられ、他方は第２のハウジング部４２に設けられている。ハウジング４には、回転軸６が一対の軸受５を介して回転自在に支持されている。回転軸６は、第１及び第２のハウジング部４１，４２を貫通した状態で回転電機１の軸線上に配置されている。

回転子３は、回転軸６に固定されている。これにより、回転子３は、回転電機１の軸線を中心に固定子２に対して回転軸６と一体に回転される。また、回転子３は、図１に示すように、回転軸６と同軸に配置された磁性体である円柱状の回転子コア３１と、回転子コア３１に固定された複数の永久磁石３２とを有している。

固定子２は、回転子３と同軸に配置されている。また、固定子２は、回転子３の径方向について回転子３と隙間を介して対向する固定子コア２１と、固定子コア２１に設けられ、固定子コア２１の周方向へ並ぶ複数の固定子コイル２２と、固定子コア２１に設けられ、固定子コア２１に対する各固定子コイル２２の絶縁状態を確保する複数のインシュレータ２３と、各インシュレータ２３の少なくともいずれかに設けられ、固定子コイル２２の温度を検出する温度センサ２４と、インシュレータ２３に設けられ、温度センサ２４をインシュレータ２３に保持するホルダ２５とを有している。

固定子コア２１は、固定子２の軸線方向について複数枚の磁性板（例えば鋼板等）が積層されて構成された積層体である。また、固定子コア２１は、図２に示すように、固定子２の軸線を中心とする円筒状のコアバック２１１と、コアバック２１１から径方向内側へそれぞれ突出し、コアバック２１１の周方向について互いに離して配置された複数のティース２１２とを有している。固定子コイル２２は、各ティース２１２にそれぞれ設けられている。各ティース２１２間には、固定子コイル２２が配置されたスロット２１３が形成されている。

図３は、図１のＩＩＩ部を示す拡大断面図である。また、図４は、図２のティース２１２に固定子コイル２２が設けられている状態を示す拡大斜視図である。共通のティース２１２には、図４に示すように、一対のインシュレータ２３が固定子コア２１の軸線方向両側から嵌められている。固定子コイル２２は、一対のインシュレータ２３を介してティース２１２に設けられている。

固定子コイル２２は、ティース２１２に複数回巻かれている導線２２１により構成されている。また、固定子コイル２２には、ワニスが含浸されている。これにより、固定子コイル２２とインシュレータ２３との間、及び導線２２１間は、ワニスによって固められている。固定子コイル２２では、固定子コア２１の軸線方向の範囲から突出している部分がコイルエンド部２２ａとなっている。固定子コイル２２は、ハウジング４内を流れる絶縁性の冷媒により冷却される。冷媒としては、例えばオイル又は空気等が挙げられる。

各インシュレータ２３は、電気絶縁材料（例えば樹脂等）により構成されている。また、各インシュレータ２３は、固定子コイル２２とティース２１２との間に介在する胴部２３１（図３）と、固定子コア２１の径方向について胴部２３１の外側端部（コアバック２１１に近い端部）に設けられた第１の鍔部（第１のフランジ部）２３２と、固定子コア２１の径方向について胴部２３１の内側端部（回転子３に近い端部）に設けられた第２の鍔部（第２のフランジ部）２３３とを有している。

第１の鍔部２３２及び第２の鍔部２３３は、胴部２３１の外周面に対して立てて設けられた板状部である。固定子コイル２２は、第１の鍔部２３２と第２の鍔部２３３との間に配置されている。また、第１の鍔部２３２及び第２の鍔部２３３は、固定子コア２１の径方向について固定子コイル２２にそれぞれ隣接している。インシュレータ２３に対する固定子コイル２２の位置は、第１の鍔部２３２及び第２の鍔部２３３によって固定子コア２１の径方向について規制されている。

第１の鍔部２３２は、固定子コア２１の軸線方向について固定子コア２１から出ている鍔突出部（厚肉部）２３２ａと、固定子コア２１の軸線方向の範囲内へ鍔突出部２３２ａから延び、鍔突出部２３２ａよりも厚さが薄い鍔挿入部（薄肉部）２３２ｂとを有している。鍔突出部２３２ａと鍔挿入部２３２ｂとの境界には、コアバック２１１に嵌る段差部が形成されている。これにより、鍔突出部２３２ａの一部がコアバック２１１の軸線方向端面に載っているとともに、鍔挿入部２３２ｂがコアバック２１１と固定子コイル２２との間に挿入されている。即ち、固定子２の軸線方向に沿って第１の鍔部２３２を見たときには、鍔突出部２３２ａの一部がコアバック２１１に重なり、鍔挿入部２３２ｂがコアバック２１１と固定子コイル２２との間に配置されている。

ここで、図５は、図４のインシュレータ２３を第２の鍔部２３３側から見たときの状態を示す斜視図である。また、図６は、図４のインシュレータ２３を第１の鍔部２３２側から見たときの状態を示す斜視図である。胴部２３１の外周面には、第１の鍔部２３２から第２の鍔部２３３に達するワニス供給用溝２３６が設けられている。胴部２３１の外周面と鍔突出部２３２ａとの境界には、第１の鍔部２３２の厚さ方向へ鍔突出部２３２ａを貫通する連通空間２３７が設けられている。連通空間２３７とワニス供給用溝２３６とは、互いに繋がっている。これにより、インシュレータ２３では、連通空間２３７からワニス供給用溝２３６を通して固定子コイル２２へワニスが供給可能になっている。

鍔突出部２３２ａには、切欠部２３４が鍔突出部２３２ａの外周部から胴部２３１に向かって設けられている。切欠部２３４は、第１の鍔部２３２の厚さ方向について鍔突出部２３２ａを貫通し、かつ鍔突出部２３２ａの外周部で開放されたスリット部である。この例では、切欠部２３４が鍔突出部２３２ａに固定子コア２１の軸線方向に沿って設けられている。これにより、この例では、切欠部２３４の深さ方向が固定子コア２１の軸線方向と一致している。

切欠部２３４は、連通空間２３７と繋がっている。これにより、ワニス供給用溝２３６内の空間、連通空間２３７及び切欠部２３４内の空間は、互いに連続した一体空間となっている。

切欠部２３４の内側面には、一対の嵌合溝（嵌合部）２３５が切欠部２３４の深さ方向に沿って設けられている。一対の嵌合溝２３５は、切欠部２３４の幅方向について互いに対向している。これにより、この例では、一対の嵌合溝２３５が固定子コア２１の周方向について互いに対向している。

各嵌合溝２３５は、鍔突出部２３２ａの外周部で開放されている。また、各嵌合溝２３５は、鍔突出部２３２ａの外周部から、切欠部２３４と連通空間２３７との境界の位置まで延びている。各嵌合溝２３５の連通空間２３７側の端部には、溝端面２３５ａが形成されている。この例では、溝端面２３５ａが嵌合溝２３５の長手方向に対して垂直に形成されている。

切欠部２３４の内側面のうち、各嵌合溝２３５よりも固定子コイル２２に近い部分は、鍔突出部２３２ａの固定子コイル２２側の面に対して互いに逆方向へ傾斜する一対の傾斜面２３４ａとなっている。切欠部２３４の幅方向寸法は、一対の傾斜面２３４ａにより、固定子コイル２２に向かって広がっている。

この例では、温度センサ２４の形状が直方体とされている。温度センサ２４は、図３に示すように、温度センサ２４の一部を溝端面２３５ａに係合させた状態で切欠部２３４に配置されている。温度センサ２４には、引き出し線２４ａが接続されている。引き出し線２４ａは、温度センサ２４から、鍔突出部２３２ａの外周部に位置する切欠部２３４の開放部を通って切欠部２３４外へ出されている。

図７は、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。また、図８は、図４のホルダ２５を示す斜視図である。さらに、図９は、図４の温度センサ２４及びホルダ２５がインシュレータ２３から外れている状態を示す分解斜視図である。ホルダ２５は、切欠部２３４に配置されたホルダ本体２５１と、ホルダ本体２５１に設けられ、鍔突出部２３２ａに取り付けられたホルダ固定部２５２とを有している。ホルダ２５は、インシュレータ２３とは別部材となっている。

ホルダ２５は、ホルダ本体２５１の一部が各嵌合溝２３５に嵌っている状態で鍔突出部２３２ａに取り付けられている。温度センサ２４は、固定子コイル２２に接触した状態で、ホルダ本体２５１及びインシュレータ２３によって覆われている。

ホルダ本体２５１は、一対の嵌合溝２３５間に配置された押さえ部２５３と、押さえ部２５３の幅方向両端部に設けられ、各嵌合溝２３５にそれぞれ摺動可能に嵌る一対の嵌合壁部２５４と、押さえ部２５３に設けられ、切欠部２３４の開放部に配置された一対の蓋部２５５とを有している。

鍔突出部２３２ａに対するホルダ２５の位置は、各嵌合壁部２５４が各嵌合溝２３５に嵌ることにより、切欠部２３４の深さ方向（この例では、固定子コア２１の軸線方向）を除くいずれの方向についても規制されている。温度センサ２４は、図３に示すように、固定子コア２１の径方向についてホルダ本体２５１の押さえ部２５３と固定子コイル２２との間に挟まれている。

押さえ部２５３は、図８に示すように、切欠部２３４の深さ方向及び幅方向に沿って配置された受け板２５７と、受け板２５７に設けられ、温度センサ２４に接触する突起である弾性部２５８とを有している。受け板２５７の厚さ寸法は、各嵌合溝２３５の幅寸法よりも小さくなっている。

弾性部２５８は、蓋部２５５から離れた位置で押さえ部２５３の幅方向に沿って設けられている。また、弾性部２５８は、弾性材料（例えばゴム等）により構成されている。ホルダ２５が鍔突出部２３２ａに取り付けられ、押さえ部２５３と固定子コイル２２との間に温度センサ２４が挟まれている状態では、図３に示すように、温度センサ２４と受け板２５７との間で弾性部２５８が弾性変形している。これにより、弾性部２５８は、温度センサ２４を固定子コイル２２に押し付ける弾性復元力を発生している。ホルダ２５は、電気絶縁材料により構成されている。この例では、ホルダ２５のうち、弾性部２５８を除く部分が樹脂により構成され、弾性部２５８がゴムにより構成されている。

各嵌合壁部２５４は、嵌合溝２３５に沿って配置されている。また、各嵌合壁部２５４は、嵌合溝２３５の幅寸法に合わせて受け板２５７から固定子コイル２２側へ突出している。温度センサ２４は、図７に示すように、切欠部２３４の幅方向について、一対の嵌合壁部２５４間に保持されている。鍔突出部２３２ａに対する温度センサ２４の位置は、一対の嵌合壁部２５４による温度センサ２４の保持により、切欠部２３４の幅方向について規制されている。

各嵌合壁部２５４は、温度センサ２４に接触する複数の突起２５４ａをそれぞれ有している。これにより、各嵌合壁部２５４は、温度センサ２４に部分的に接触している。この例では、各嵌合壁部２５４が突起２５４ａを２つずつ有している。

各蓋部２５５は、受け板２５７から固定子コイル２２側へ突出している。各蓋部２５５間には、温度センサ２４の引き出し線２４ａを通す凹部２５６が形成されている。温度センサ２４は、図７に示すように、切欠部２３４の深さ方向について、各溝端面２３５ａと各蓋部２５５との間に保持されている。これにより、温度センサ２４が切欠部２３４の開放部から外れることが防止されている。

各蓋部２５５は、温度センサ２４に接触する突起２５５ａをそれぞれ有している。これにより、各蓋部２５５が温度センサ２４に部分的に接触している。

ホルダ固定部２５２は、ホルダ本体２５１の一方の蓋部２５５に設けられている。また、ホルダ固定部２５２は、ホルダ本体２５１の幅方向外側へ突出している。これにより、ホルダ固定部２５２は、鍔突出部２３２ａの外周面と重なっている。即ち、ホルダ固定部２５２は、嵌合壁部２５４が嵌合溝２３５に沿って摺動する方向について鍔突出部２３２ａと重なっている。

また、ホルダ固定部２５２は、鍔突出部２３２ａの外周面に対向する複数（この例では、２つ）の溶着用突起２５２ａを有している。また、ホルダ固定部２５２は、鍔突出部２３２ａの外周面に各溶着用突起２５２ａを接触させた状態で各溶着用突起２５２ａ及び鍔突出部２３２ａを溶融させて固化させることにより、鍔突出部２３２ａの外周面に溶着されている。この例では、ホルダ固定部２５２と鍔突出部２３２ａとの溶着をより確実にするために、ホルダ固定部２５２を構成する材料が、鍔突出部２３２ａを構成する材料と同じ樹脂とされている。鍔突出部２３２ａに対するホルダ２５の位置は、ホルダ固定部２５２が溶着によって鍔突出部２３２ａに固定されることにより、切欠部２３４の深さ方向について規制されている。

温度センサ２４は、図３に示すように、固定子コイル２２のコイルエンド部２２ａの導線２２１に切欠部２３４から接触している。これにより、温度センサ２４と固定子コイル２２とは互いに部分的に接触し、温度センサ２４及び固定子コイル２２との間には隙間が部分的に生じている。また、温度センサ２４は、弾性部２５８の弾性復元力により固定子コイル２２に押圧されている。これにより、温度センサ２４と固定子コイル２２との接触状態が確保されている。

温度センサ２４と固定子コイル２２との間に生じている隙間には、図３に示すように、伝熱性及び電気絶縁性を持つペースト状の充填材２２２が充填されている。充填材２２２の材料としては、例えば樹脂等が用いられている。

次に、回転電機１の製造方法について説明する。回転電機１を製造するときには、回転子３を回転軸６に固定して回転子３及び回転軸６を予め一体化しておくとともに、固定子２を第１のハウジング部４１内に予め固定しておく。この後、回転子３を回転軸６とともに固定子２の内側に挿入した後、第１及び第２のハウジング部４１，４２を組み合わせてハウジング４を構成する。このようにして、回転電機１を製造する。

次に、固定子２の製造方法について説明する。固定子２を製造するときには、まず固定子コア２１の各ティース２１２にインシュレータ２３を２つずつ取り付ける。このとき、各インシュレータ２３は、固定子コア２１の径方向について第２の鍔部２３３の位置よりも第１の鍔部２３２の位置を外側にして胴部２３１をティース２１２に嵌める。また、このとき、切欠部２３４が設けられている鍔突出部２３２ａが固定子コア２１の軸線方向について固定子コア２１から出ている状態にしておく。

この後、ティース２１２に対して各胴部２３１の外側から導線２２１を巻く。これにより、固定子コイル２２が胴部２３１を介して各ティース２１２にそれぞれ設けられる。このとき、胴部２３１、第１の鍔部２３２及び第２の鍔部２３３に導線２２１を押し付けながらティース２１２に導線２２１を巻く。これにより、固定子コイル２２は、胴部２３１、第１の鍔部２３２及び第２の鍔部２３３のそれぞれに接触した状態でインシュレータ２３に配置され、インシュレータ２３に対する固定子コイル２２の位置が固定される（巻線工程）。

巻線工程後、図９に示すように、鍔突出部２３２ａに設けられている切欠部２３４に温度センサ２４を挿入する。このとき、温度センサ２４及び固定子コイル２２の少なくともいずれかにペースト状の充填材２２２（図３）を塗布しておき、温度センサ２４と固定子コイル２２との間に充填材２２２を介在させる。また、このとき、各溝端面２３５ａに温度センサ２４を係合させた状態で切欠部２３４に温度センサ２４を配置する（温度センサ挿入工程）。

温度センサ挿入工程後、図９に示すように、切欠部２３４の開放部から切欠部２３４内にホルダ本体２５１を挿入する。これにより、固定子コイル２２とホルダ本体２５１との間で温度センサ２４が挟まれる。このとき、切欠部２３４の幅方向について各嵌合壁部２５４間に温度センサ２４を挟んだ状態で各嵌合壁部２５４を各嵌合溝２３５にそれぞれ嵌め、受け板２５７と温度センサ２４との間で弾性部２５８を弾性変形させながら、各嵌合壁部２５４を各嵌合溝２３５に沿って摺動させる。これにより、弾性部２５８が弾性復元力を発生し、温度センサ２４が弾性部２５８の弾性復元力により固定子コイル２２に押し付けられる。ホルダ本体２５１は、ホルダ固定部２５２の各溶着用突起２５２ａが鍔突出部２３２ａの外周面に接触するまで切欠部２３４に挿入される。

この後、固定子コイル２２とホルダ本体２５１との間で温度センサ２４を挟みながら、各溶着用突起２５２ａと鍔突出部２３２ａとの接触部分を熱して各溶着用突起２５２ａ及び鍔突出部２３２ａを溶融させて固化させることにより、ホルダ固定部２５２を鍔突出部２３２ａに溶着させる。これにより、ホルダ２５が鍔突出部２３２ａに取り付けられる（ホルダ取付工程）。

ホルダ取付工程後、連通空間２３７及びワニス供給用溝２３６を通してワニスを固定子コイル２２に供給する。これにより、固定子コイル２２にワニスが含浸され、固定子コイル２２とインシュレータ２３との間、及び固定子コイル２２の導線２２１間がワニスで固められる（ワニス供給工程）。このようにして、固定子２を製造する。

このような固定子２、及び固定子２を含む回転電機１では、第１の鍔部２３２のうち、固定子コア２１の軸線方向について固定子コア２１から出ている部分である鍔突出部２３２ａに、切欠部２３４が鍔突出部２３２ａの外周部から胴部２３１に向かって設けられ、切欠部２３４に配置されているホルダ本体２５１と固定子コイル２２との間に温度センサ２４が挟まれているので、固定子コア２１の軸線方向の範囲外に温度センサ２４を配置することができる。これにより、固定子コイル２２が配置されるべき空間を避けて温度センサ２４を配置することができ、固定子コイル２２の占積率の低下を防止することができる。また、固定子コイル２２がインシュレータ２３に設けられている状態で、鍔突出部２３２ａの切欠部２３４に温度センサ２４を配置することができるので、固定子コイル２２の導線２２１の線径及び固定子コイル２２の配置のばらつき等があっても、固定子コイル２２に対する温度センサ２４の接触状態の調整を容易にすることができ、固定子コイル２２に温度センサ２４をより確実に接触させることができる。

さらに、ホルダ本体２５１が切欠部２３４から外れている状態では、切欠部２３４に配置されている温度センサ２４に空間的余裕があるので、固定子コイル２２に対して垂直方向から温度センサ２４を接触させることができる。これにより、温度センサ２４を設置するときに温度センサ２４が固定子コイル２２と擦れないようにすることができ、温度センサ２４と固定子コイル２２とが擦れることによる不具合の発生を防止することができる。温度センサ２４と固定子コイル２２とが擦れることによる不具合としては、例えば、固定子コイル２２の導線２２１の絶縁被膜及び温度センサ２４の少なくともいずれかが損傷すること、及び温度センサ２４と固定子コイル２２との間に充填材２２２を介在させる場合に充填材２２２が温度センサ２４によって擦り落とされること等が挙げられる。

また、インシュレータ２３からホルダ２５を外すことによって温度センサ２４がインシュレータ２３から外れるので、インシュレータ２３に対する温度センサ２４及びホルダ２５の取り外し作業及び再度の取り付け作業を、温度センサ２４及び固定子コイル２２を破壊せずに容易に行うことができる。

また、切欠部２３４の内側面には、ホルダ本体２５１の一部である各嵌合壁部２５４が摺動可能に嵌る一対の嵌合溝２３５が切欠部２３４の幅方向について互いに対向して設けられているので、固定子２の使用時に温度センサ２４に加わる荷重のうち、嵌合溝２３５に沿った方向への荷重以外の荷重を嵌合溝２３５の内面（鍔突出部２３２ａ）で受けるようにすることができる。これにより、インシュレータ２３からホルダ本体２５１を外れにくくすることができ、温度センサ２４及びホルダ２５についての取付状態の信頼性の向上を図ることができる。

また、胴部２３１と鍔突出部２３２ａとの境界には、第１の鍔部２３２の厚さ方向へ鍔突出部２３２ａを貫通する連通空間２３７が設けられ、連通空間２３７には、胴部２３１の外周面に設けられたワニス供給用溝２３６及び切欠部２３４のそれぞれが繋がっているので、切欠部２３４に繋がった連通空間２３７からワニス供給用溝２３６を通して固定子コイル２２内にワニスを注入することができる。これにより、切欠部２３４に連続する一体空間として連通空間２３７を鍔突出部２３２ａに形成することができ、固定子コイル２２内にワニスを注入するための専用の貫通穴をインシュレータ２３に別途設ける必要がなくなる。従って、インシュレータ２３の形状の簡素化及び小形化を図ることができる。

また、ホルダ固定部２５２は、溶着用突起２５２ａを溶融させて鍔突出部２３２ａに溶着されているので、ねじ等による機械的な締結のためのスペースを確保する必要がなく、鍔突出部２３２ａにホルダ固定部２５２を固定する範囲を狭くすることができる。これにより、鍔突出部２３２ａに対するホルダ固定部２５２の取り付け構造をコンパクトにすることができる。また、鍔突出部２３２ａにホルダ固定部２５２を接着剤によって固定する場合と比較すると、余剰接着剤が想定外の箇所に付着することによって想定外の熱流路が生じて温度センサ２４の周囲の熱特性がばらついてしまうことを抑制することができ、温度センサ２４による温度検出の精度を向上させることができる。さらに、接着剤の管理という生産上の負担も軽減することができる。

また、ホルダ固定部２５２は、嵌合壁部２５４が嵌合溝２３５に沿って摺動する方向について鍔突出部２３２ａと重なっているので、嵌合溝２３５に沿った方向以外の方向については嵌合溝２３５の内面でホルダ本体２５１を保持することができ、嵌合溝２３５に沿った方向の引張荷重のみを考慮して、鍔突出部２３２ａに対するホルダ固定部２５２の固定強度を決めることができる。これにより、鍔突出部２３２ａに対するホルダ固定部２５２の取り付け構造をコンパクトにした場合であっても、鍔突出部２３２ａに対するホルダ固定部２５２の固定強度を十分確保することができる。

また、温度センサ２４は、固定子コイル２２に接触した状態でインシュレータ２３及びホルダ２５によって覆われているので、回転電機１内を流れる冷媒に対して温度センサ２４が露出することを抑制することができる。これにより、温度センサ２４に対する冷媒の不安定な冷却によるノイズを抑制することができ、温度センサ２４による温度検出の精度をさらに向上させることができる。

また、ホルダ本体２５１は、温度センサ２４に接触する複数の突起２５４ａ，２５５ａ，２５７を有しているので、温度センサ２４に対するホルダ本体２５１の接触面積を小さくすることができる。これにより、温度センサ２４からホルダ２５への熱伝導を抑制することができ、温度センサ２４からの熱の漏れ量を少なくすることができる。従って、温度センサ２４による温度検出の精度をさらに向上させることができる。

また、ホルダ本体２５１は、温度センサ２４を固定子コイル２２に押し付ける弾性復元力を発生する弾性部２５８を有しているので、固定子コイル２２に温度センサ２４をさらに確実に接触させることができる。これにより、温度センサ２４と固定子コイル２２との間の熱抵抗を低下させることができ、温度センサ２４による温度検出の精度をさらに向上させることができる。

また、互いに部分的に接触する温度センサ２４と固定子コイル２２との間に生じている隙間には、電気絶縁性及び伝熱性を持つ充填材２２２が充填されているので、温度センサ２４と固定子コイル２２との間の熱抵抗を充填材２２２によってさらに低下させることができる。これにより、温度センサ２４による温度検出の精度をさらに向上させることができる。

また、このような回転電機１の固定子２の製造方法では、インシュレータ２３の胴部２３１を介して固定子コイル２２をティース２１２に設けた後、固定子コア２１から出ている鍔突出部２３２ａに設けられた切欠部２３４に温度センサ２４を挿入し、この後、切欠部２３４にホルダ本体２５１を挿入して固定子コイル２２とホルダ本体２５１との間に温度センサ２４を挟むので、固定子コイル２２がインシュレータ２３に設けられている状態で切欠部２３４に温度センサ２４を挿入することができる。これにより、固定子コイル２２に対する温度センサ２４の接触状態の調整を容易にすることができ、固定子コイル２２に温度センサ２４をより確実に接触させることができる。また、切欠部２３４に温度センサ２４を挿入した後、切欠部２３４にホルダ本体２５１を挿入する前には、温度センサ２４に空間的余裕があり、このときに、固定子コイル２２に温度センサ２４を切欠部２３４から接触させることができるので、温度センサ２４が固定子コイル２２と擦れないようにすることができ、温度センサ２４と固定子コイル２２とが擦れることによる不具合の発生を防止することができる。さらに、固定子コア２１から出ている鍔突出部２３２ａに設けられた切欠部２３４に温度センサ２４を挿入するので、固定子コイル２２が配置されるべき空間を避けて温度センサ２４を配置することができ、固定子コイル２２の占積率の低下を防止することができる。

また、切欠部２３４にホルダ本体２５１を挿入するときに、切欠部２３４の内側面に設けられた一対の嵌合溝２３５にホルダ本体２５１の一部である嵌合壁部２５４を嵌めて摺動させるので、切欠部２３４にホルダ本体２５１を挿入しやすくすることができるとともに、インシュレータ２３からホルダ本体２５１が外れにくくすることができる。

また、切欠部２３４に温度センサ２４を挿入するときに、温度センサ２４と固定子コイル２２との間に充填材２２２を介在させるので、温度センサ２４と固定子コイル２２との間の隙間に充填材２２２をより確実かつ容易に充填することができる。

また、鍔突出部２３２ａにホルダ２５を固定した後に、連通空間２３７及びワニス供給用溝２３６を通してワニスを固定子コイル２２に供給するので、固定子コイル２２へのワニスの供給をより確実かつ容易に行うことができる。

なお、上記の例では、ホルダ２５が、温度センサ２４を固定子コイル２２に押し付ける弾性復元力を発生する弾性部２５８を有しているが、例えば固定子コイル２２に対する温度センサ２４の接触状態が固定子コイル２２の弾性復元力によって確保されるのであれば、弾性復元力を発生する機能を弾性部２５８に持たせる必要はなく、例えば、受け板２５７及び弾性部２５８を含む押さえ部２５３を、樹脂で構成された単一材としてもよい。

実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２による回転電機の固定子の要部を示す拡大断面図である。また、図１１は、図１０のホルダ２５を示す斜視図である。なお、図１０は実施の形態１での図３に対応する図、図１１は実施の形態１での図８に対応する図である。ホルダ２５は、切欠部２３４に配置されたホルダ本体２５１と、ホルダ本体２５１に設けられ、鍔突出部２３２ａに固定されたホルダ固定部２５２とを有している。

ホルダ本体２５１は、一対の嵌合溝２３５間に配置された押さえ部２５３と、押さえ部２５３の幅方向両端部に設けられ、各嵌合溝２３５にそれぞれ摺動可能に嵌る一対の嵌合壁部２５４と、押さえ部２５３に設けられ、切欠部２３４の開放部に配置された一対の蓋部２５５とを有している。ホルダ２５のうち、押さえ部２５３を除く部分の構成は、実施の形態１でのホルダ２５の構成と同様である。

押さえ部２５３は、切欠部２３４の深さ方向及び幅方向に沿って配置された受け板２５７と、蓋部２５５から離して受け板２５７に設けられ、温度センサ２４に接触する突起である弾性部２５９とを有している。

受け板２５７の蓋部２５５に近い部分には、蓋部２５５に近づくにつれて温度センサ２４に向かって傾斜する受け板傾斜面２５７ａが形成されている。温度センサ２４の上部（蓋部２５５に近い部分）は、固定子コイル２２から離れないように受け板傾斜面２５７ａによって押さえられている。

弾性部２５９を構成する材料は、金属とされている。この例では、弾性部２５９が金属製の板ばねとされている。また、弾性部２５９は、受け板傾斜面２５７ａを避けて受け板２５７に設けられている。さらに、弾性部２５９は、受け板２５７に取り付けられた一対の取付部２５９ａと、一対の取付部２５９ａ間に設けられ、温度センサ２４側に突出して湾曲している湾曲部２５９ｂとを有している。湾曲部２５９ｂは、受け板２５７と温度センサ２４との間で弾性変形されることにより、固定子コイル２２に温度センサ２４を押し付ける弾性復元力を発生する。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような固定子２、及び固定子２を含む回転電機１では、蓋部２５５に近づくにつれて温度センサ２４に向かって傾斜する受け板傾斜面２５７ａが受け板２５７に形成されているので、固定子コイル２２から離れないように受け板傾斜面２５７ａによって温度センサ２４を押さえることができ、固定子コイル２２に対する温度センサ２４の接触状態をさらに安定させることができる。

また、弾性部２５９を構成する材料が金属であるので、弾性部２５９の耐久性を向上させることができ、弾性部２５９の弾性復元力の低下を長期にわたって抑制することができる。これにより、ホルダ２５の長寿命化を図ることができ、温度センサ２４が固定子コイル２２に安定して接触している状態を長期にわたって確保することができる。

なお、上記の例では、受け板２５７に受け板傾斜面２５７ａが形成されているが、受け板傾斜面２５７ａはなくてもよい。また、上記の例の受け板傾斜面２５７ａを実施の形態１の受け板２５７に形成してもよい。

また、各上記実施の形態では、ホルダ固定部２５２が鍔突出部２３２ａの外周面に溶着されているが、鍔突出部２３２ａに対するホルダ固定部２５２の固定方法は、これに限定されない。例えば、鍔突出部２３２ａにホルダ固定部２５２を接着剤又はねじにより固定してもよい。

また、各上記実施の形態では、ホルダ２５がホルダ固定部２５２を有しているが、例えばホルダ本体２５１を切欠部２３４の内側面に接着剤で直接固定すること等によって、ホルダ本体２５１が切欠部２３４に保持されるのであれば、ホルダ固定部２５２はなくてもよい。

また、各上記実施の形態では、ホルダ本体２５１の一部が摺動可能に嵌る一対の嵌合溝２３５が切欠部２３４の内側面に設けられているが、ホルダ本体２５１が切欠部２３４に保持されるのであれば、一対の嵌合溝２３５はなくてもよい。

また、各上記実施の形態では、ホルダ本体２５１の一部が摺動可能に嵌る嵌合部として嵌合溝２３５が切欠部２３４の内側面に設けられているが、一対の嵌合突起を嵌合部として切欠部２３４の内側面に設けてもよい。この場合、一対の嵌合突起は、切欠部２３４の幅方向について互いに対向し、かつ切欠部２３４の深さ方向に沿って設けられる。また、この場合、各嵌合突起に摺動可能に嵌る凹部がホルダ本体２５１の各嵌合壁部２５４に設けられる。

また、各上記実施の形態では、固定子コイル２２と温度センサ２４との間の隙間に充填されている充填材２２２が、固定子コイル２２に供給されるニカワと異なっているが、固定子コイル２２に供給されるニカワを、固定子コイル２２と温度センサ２４との間の隙間にまで及ばして、充填材２２２としてニカワを用いてもよい。

また、各上記実施の形態では、筒状の固定子２の内側に回転子３が配置されたインナロータ型の回転電機１にこの発明が適用されているが、筒状の回転子の内側に固定子が配置されたアウタロータ型の回転電機にこの発明を適用してもよい。この場合、固定子コアの各ティースは、コアバックから筒状の回転子に向けて径方向外側へ突出する。また、この場合、切欠部が設けられた第１の鍔部の鍔突出部は、第２の鍔部よりもコアバックに近い径方向内側に配置される。

１ 回転電機、２ 固定子、３ 回転子、２１ 固定子コア、２２ 固定子コイル、２３ インシュレータ、２４ 温度センサ、２５ ホルダ、２１１ コアバック、２１２ ティース、２２２ 充填材、２３１ 胴部、２３２ 第１の鍔部（鍔部）、２３２ａ 鍔突出部、２３４ 切欠部、２３５ 嵌合溝、２３６ ワニス供給用溝、２３７ 連通空間、２５１ ホルダ本体、２５２ ホルダ固定部、２５２ａ 溶着用突起、２５３ 押さえ部、２５４ 嵌合壁部、２５４ａ 突起、２５５ 蓋部、２５５ａ 突起、２５８，２５９ 弾性部（突起）。

Claims (11)

1. コアバックと、上記コアバックから径方向へ突出しているティースとを有する固定子コア、
   上記ティースに設けられている固定子コイル、
   上記ティースと上記固定子コイルとの間に介在する胴部と、上記胴部に設けられ、上記固定子コアの径方向について上記固定子コイルに隣接している鍔部とを有し、上記鍔部のうち、上記固定子コアの軸線方向について上記固定子コアから出ている部分である鍔突出部に、切欠部が上記鍔突出部の外周部から上記胴部に向かって設けられているインシュレータ、
   上記切欠部に配置されているホルダ本体を有し、上記鍔突出部に取り付けられているホルダ、及び
   上記ホルダ本体と上記固定子コイルとの間に挟まれている温度センサ
   を備え、
   上記切欠部の内側面には、上記ホルダ本体の一部が摺動可能に嵌る一対の嵌合部が上記切欠部の幅方向について互いに対向して設けられ、
   上記一対の嵌合部は、上記固定子コアの軸線方向に沿って設けられている回転電機の固定子。
2. 上記鍔突出部と上記胴部との境界には、上記鍔部の厚さ方向へ上記鍔突出部を貫通する連通空間が設けられ、
   上記連通空間には、上記胴部の外周面に設けられたワニス供給用溝及び上記切欠部のそれぞれが繋がっている請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 上記ホルダは、上記ホルダ本体に設けられたホルダ固定部を有し、
   上記ホルダ固定部は、溶着用突起を有しており、
   上記ホルダは、上記溶着用突起を溶融させて上記ホルダ固定部を上記鍔突出部に溶着させた状態で、上記鍔突出部に取り付けられている請求項１又は請求項２に記載の回転電機の固定子。
4. 上記温度センサは、上記固定子コイルに接触した状態で上記インシュレータ及び上記ホルダによって覆われている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
5. 上記ホルダ本体は、上記温度センサに接触する複数の突起を有している請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
6. 上記ホルダ本体は、上記温度センサを上記固定子コイルに押し付ける弾性復元力を発生する弾性部を有している請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
7. 上記温度センサと上記固定子コイルとは、互いに部分的に接触しており、
   上記温度センサと上記固定子コイルとの間に生じている隙間には、電気絶縁性及び伝熱性を持つ充填材が充填されている請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
8. 回転子、及び
   上記回転子に対して径方向について対向する請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の固定子
   を備えている回転電機。
9. 胴部と、上記胴部に設けられた鍔部とを有するインシュレータを固定子コアのティースに取り付けることにより、上記鍔部のうち、上記固定子コアの軸線方向について上記固定子コアから出ている部分である鍔突出部に切欠部が上記鍔突出部の外周部から上記胴部に向かって設けられている状態とした後、上記胴部を介して固定子コイルを上記ティースに設ける巻線工程、
   上記巻線工程後、上記切欠部に温度センサを挿入する温度センサ挿入工程、及び
   上記温度センサ挿入工程後、上記切欠部にホルダのホルダ本体を挿入して上記固定子コイルと上記ホルダ本体との間に上記温度センサを挟みながら、上記ホルダを上記鍔突出部に取り付けるホルダ取付工程
   を備え、
   上記ホルダ取付工程では、上記切欠部の内側面に上記固定子コアの軸線方向に沿って設けられた一対の嵌合部に上記ホルダ本体の一部を嵌めて摺動させながら、上記ホルダ本体を上記切欠部に挿入する回転電機の固定子の製造方法。
10. 上記温度センサ挿入工程では、電気絶縁性及び伝熱性を持つ充填材を上記温度センサと上記固定子コイルとの間に介在させる請求項９に記載の回転電機の固定子の製造方法。
11. 上記ホルダ取付工程後、上記鍔部の厚さ方向へ上記鍔部を貫通する連通空間、及び上記連通空間に繋がって上記胴部の外周面に設けられたワニス供給用溝を通して、ワニスを上記固定子コイルに供給するワニス供給工程
    をさらに備えている請求項９又は請求項１０に記載の回転電機の固定子の製造方法。

Images