JP5959715B2

JP5959715B2 - 回転電機

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Publication number: JP5959715B2
Application number: JP2015502625A
Authority: JP
Inventors: 辰郎日野; 智宏別所; 岩本　和幸; 和幸岩本; 宏紀立木; 省吾岡本; 健西川; 井上　正哉; 正哉井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2016-08-02
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Description

この発明は、温度検出素子を備えた回転電機に関するものである。

回転電機においては、ステータコイルの温度を検出する温度検出素子をステータに組み込み、温度検出素子の検出温度に基づいてステータコイルへの通電電流を制御し、ステータコイルの過度の温度上昇による損傷の発生を防いでいた。

例えば、特許文献１に記載の従来の電動機では、中空の管部、管部の一端に連結された内端部、および管部の他端に連結され、管部と連結される一側部分の近傍に回転軸方向に延びる一対のコイル溝が形成された外端部を備えたインシュレータが、管部の内部にティースのコイル支持部を通し、内端部と外端部とをティースの先端部とヨークセグメントとに押圧されて装着されている。そして、ステータコイルが、導体線を一方のコイル溝に通して管部に巻かれて構成され、温度検出素子が他方のコイル溝に圧入されてステータコイルの温度を検出可能に配設されている。

しかしながら、特許文献１に記載の従来の電動機では、コイル溝が形成される外端部がヨークセグメントの内周側に位置しているので、スロット内の巻線スペースが減少し、コイルの占積率が低下し、高出力化が図れないという課題があった。また、温度検出素子は導体線より大径であり、コイル溝を温度検出素子の保持用として使う場合には、外端部の肉厚を厚くして、コイル溝の溝深さを確保する必要があるので、スロット内の巻線スペースがさらに減少し、コイルの占積率が低下してしまう。

さらに、特許文献１に記載の従来の電動機では、コイル溝が管部と連結される一側部分の近傍に回転軸方向に延びるように形成されているので、コイル溝に挿入された温度検出素子はステータコイルの管部側、すなわちコイル内層部の温度を検出することになる。一般的に、ステータコアの温度がステータコイルの温度より低いので、コイル内層部の温度はコイル外層部の温度より低くなる。したがって、温度検出素子は、制御すべきステータコイルのコイル外層部の温度を検出できないという不具合があった。

このような状況を鑑み、棒状部を内周側からコイルエンドとティースとの間の隙間に挿入して胴体部を配設し、その胴体部にコイルエンドの内周側の表面に接するように温度検出素子を保持させた従来のステータが提案されていた（例えば、特許文献２参照）。

特許第５０１９９６０号公報特開２０１０−２７３５１４号公報

特許文献２に記載の従来のステータでは、温度検出素子がコイルエンドの内周側の表面に接するように配設されているので、スロット内の巻線スペースを減少させることなく、コイル外層部の温度を検出できる。しかしながら、温度検出素子を保持する胴体部が新たに必要となるので、部品点数が増え、製造コストが増加するとともに、小型化が図れないという課題があった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、スロット内の巻線スペースの減少を抑えて、コイル外層部の温度を検出可能にインシュレータに温度検出素子を保持させ、部品点数の増加を抑えて、安価な、小型の回転電機を得ることを目的とする。

この発明に係る回転電機は、円環状のステータコア、および該ステータコアの各ティースに巻装された集中巻コイルを有するステータと、ロータと、を備え、胴部、および該胴部の長さ方向の両端に連結された一対のフランジ部を有するインシュレータが、それぞれ、該胴部の長さ方向を上記ティースの径方向に一致させて、該胴部の底面を該ティースの軸方向両端面に沿わせて配置され、上記集中巻コイルが、絶縁被膜で被覆されている導体線を、上記ティースの軸方向両端の上記胴部と上記一対のフランジ部とにより形成される凹空間内を通って、該ティースのまわりを多層に巻かれて構成されている。上記一対のフランジ部の一方のフランジ部が、上記ステータコアのコアバックの端面上に配置され、温度検出素子が上記一方のフランジ部に形成された素子挿入穴に挿入されて上記集中巻コイルのコイルエンドの外層部の温度を検出可能に設置されている。

この発明によれば、インシュレータが温度検出素子の保持部材を兼用しているので、温度検出素子を保持する部材を新たに設ける必要がなく、部品点数が削減され、製造コストを低減できる。温度検出素子がインシュレータの一方のフランジ部に形成された素子挿入穴に挿入されて配設されているので、回転電機の小型化が図られる。温度検出素子を保持するインシュレータの一方のフランジ部がステータコアのコアバックの端面上に配置されているので、スロット内の巻線スペースが減少せず、コイルの占積率が高められ、回転電機の高出力化が図られる。

この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す端面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを示す端面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを示す側面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを示す斜視図である。図２のＶ−Ｖ矢視断面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す端面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す側面図である。図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す端面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す側面図である。図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視断面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成する温度検出素子を示す正面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成する温度検出素子を示す側面図である。この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す斜視図である。この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す端面図である。この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す側面図である。図１７のＸＩＸ−ＸＩＸ矢視断面図である。この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す斜視図である。この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す端面図である。この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを示す端面図である。この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを示す側面図である。図２２のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ矢視断面図である。この発明の実施の形態３に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す断面図である。この発明の実施の形態４に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す端面図である。図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ矢視断面図である。

以下、本発明の回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す端面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを示す端面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを示す側面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを示す斜視図、図５は図２のＶ−Ｖ矢視断面図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す斜視図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す端面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す側面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す斜視図、図１１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す端面図、図１２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す側面図、図１３は図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視断面図、図１４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成する温度検出素子を示す正面図、図１５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータを構成する温度検出素子を示す側面図である。なお、図２、図３および図４では、フレームが省略されている。また、図１、図２、図３および図４では、集中巻コイルを構成する導体線の巻き始め側端部および巻き終わり側端部が省略されている。

図１において、回転電機１００は、フレーム１に回転可能に支持されたシャフト４と、シャフト４に固定されてフレーム１内に回転可能に配設されたロータ２と、円環状のステータコア９、およびステータコア９に装着されたステータコイル１０を有し、ステータコア９をフレーム１に保持されて、所定のギャップを介してロータ２を囲繞するように配設されるステータ８と、を備える。

ロータ２は、例えば、所定形状に打ち抜かれた電磁鋼板を積層一体化して作製されたロータコア３と、ロータコア３の軸心位置を貫通するように形成されたシャフト挿通穴６に圧入、固定されたシャフト４と、それぞれロータコア３を貫通するように形成され、同一円周上に等角ピッチで配列された８つの磁石挿入穴７のそれぞれに挿入された永久磁石５と、を備える。

ステータ８は、図２から図９に示されるように、円環状のステータコア９と、ステータコイル１０と、から構成されている。

ステータコア９は、１２個のコア片１１から構成されている。つまり、コア片１１は、ステータコア９を周方向に１２等分割した形状に形成されている。コア片１１は、例えば、同一形状に打ち抜かれた多数枚の電磁鋼板を積層一体化して作製され、円弧形のコアバック部１２と、コアバック部１２の内周面の周方向中央から径方向内方に延びるティース１３と、を有する。

インシュレータ２０は、例えば、ナイロンやポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を用いた樹脂成型体である。インシュレータ２０は、図１０から図１３に示されるように、長さ方向と直交する断面を上部側の両角部にアール加工を施した略矩形とし、長さ方向をティース１３の径方向に一致させて、底面をティース１３の軸方向の端面に沿うように配設される胴部２１と、胴部２１の長さ方向一端に連結され、ティース１３の先端側の端面および側面を覆うように配設されるコ字状の第１フランジ部２２と、胴部２１の長さ方向他端に第１フランジ部２２と相対するように連結され、コアバック部１２の端面の内周側を覆うように配設される肉厚の板状の第２フランジ部２３と、を有する。さらに、薄肉のスカート部２４が、胴部２１の幅方向両端部および第２フランジ部２３の両翼部の内周下端部から胴部２１の上面と反対側に所定長さ延びるように形成され、ティース１３の側面の端面側およびコアバック部１２の内周面の端面側を覆うように配設される。

導体線３１を挿通するための導入溝２５が第２フランジ部２３の幅方向中央部に厚み方向に貫通するように形成されている。素子挿入穴２６が、第２フランジ部２３の幅方向一側の翼部に、穴方向を第２フランジ部２３の底面と直交する方向として形成されている。また、素子挿入穴２６の開口側が傾斜面に形成され口開き状となっている。

温度検出素子２７は、図１４および図１５に示されるように、検出部２８と、リード線２９と、を有し、検出部２８を保護部材としてのチューブ状のパイプ３０に挿入して構成されている。なお、インサートモールド成形により、リード線２９が接続された検出部２８を溶融樹脂で包んで固化させて、温度検出素子と保護部材を一体化してもよい。検出部２８には、例えば、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄などの酸化物を混合して焼結して作製されたＮＴＣサーミスタなどが用いられる。

つぎに、ステータ８に組立方法について説明する。ステータ８を組み立てるには、まず、一対のインシュレータ２０が、コア片１１の軸方向の両側から、胴部２１の長さ方向をティース１３の径方向に一致させて、コア片１１の端面に配設される。これにより、ティース１３の端面が胴部２１および第１フランジ部２２により覆われ、コアバック部１２の端面の内周側が第２フランジ部２３により覆われ、ティース１３の側面の端面側およびコアバック部１２の内周面の端面側が第１フランジ部２２およびスカート部２４により覆われる。

ついで、導体線３１が、軸方向一側のインシュレータ２０の第２フランジ部２３に形成された導入溝２５から胴部２１上に引き入れられて、コア片１１のティース１３の軸方向両端に配置された胴部２１と第１および第２フランジ部２２，２３により構成される凹空間内を通って、ティース１３のまわりを多層に巻かれた後、軸方向一側に引き出される。具体的には、導体線３１を第２フランジ部２３側から第１フランジ部２２に向かって巻き回して１層目を形成し、ついで第２フランジ部２３に向かって巻き回して２層目を形成し、この操作を繰り返して導体線３１が多層に巻かれた集中巻コイル１５を得る。これにより、図６から図８に示されるように、集中巻コイル１５がコア片１１に巻装されたコアアッセンブリ１６が作製される。なお、導体線３１は、絶縁被覆された断面円形の銅丸線やアルミ丸線を用いている。

ついで、コアアッセンブリ１６を、コア片１１のコアバック部１２の周方向の端面同士を突き合わせて、周方向に環状に配列して、円環状のフレーム１に圧入、固着し、あるいは焼き嵌めによりフレーム１内に挿入、固着して、ステータ８が組み立てられる。さらに、温度検出素子２７が素子挿入穴２６に挿入される。

ここで、コア片１１がコアバック部１２の周方向の端面同士を突き合わせて円環状に配列されてステータコア９を構成している。また、コアバック部１２が周方向に連結してステータコア９のコアバックを構成し、コアバックと隣り合うティース１３とにより形成される空間がスロット１４を構成する。また、コア片１１のティース１３に巻回された１２本の集中巻コイル１５によりステータコイル１０が構成される。そして、集中巻コイル１５のステータコア９から軸方向外方に突出する部分が、ステータコイル１０のコイルエンドを構成する。

また、ティース１３の周方向幅が径方向に関して一定となっており、スロット１４は、周方向幅が底部から開口に向かって漸次狭くなる扇状の断面形状となっている。そこで、集中巻コイル１５は、図９に示されるように、層数がティース１３の先端側からコアバック部１２に向かって多くなるように巻かれ、占積率を高めている。集中巻コイル１５は、第１フランジ部２２と第２フランジ部２３により径方向の移動が規制されている。そして、集中巻コイル１５の多層に巻かれたコアバック部１２側が第２フランジ部２３の内周面に接している。温度検出素子２７は、図２および図５に示されるように、検出部２８が集中巻コイル１５のコイルエンドのコーナー部、かつコイル外層部の径方向外方に位置している。

胴部２１がティース１３の端面を覆い、スカート部２４が、ティース１３の側面の端面側およびコアバック部１２の内周面の端面側を覆っているので、集中巻コイル１５とコア片１１との直接的な接触はなく、集中巻コイル１５とコア片１１との間の絶縁性が確保されている。このとき、コア片１１の両端に配置される一対のインシュレータ２０のスカート部２４を互いに重なるように延長し、あるいは一対のインシュレータ２０のスカート部２４間に絶縁シートを配置すれば、集中巻コイル１５とコア片１１との間の絶縁性を確実に確保することができる。さらに、隣り合う集中巻コイル１５間に絶縁シートを配置すれば、集中巻コイル１５間の絶縁性を確保することができる。

このように構成された回転電機１００は、外部電源からステータコイル１０に給電され、８極１２スロットのインナーロータ型の同期電動機として動作する。

この実施の形態１によれば、インシュレータ２０が温度検出素子２７の保持部材を兼用しているので、温度検出素子２７を保持する部材を新たに設ける必要がなく、部品点数が削減され、製造コストを低減できる。
温度検出素子２７がインシュレータ２０の第２フランジ部２３に形成された素子挿入穴２６に挿入されて配設されているので、回転電機１００の小型化が図られる。

温度検出素子２７を保持するインシュレータ２０の第２フランジ部２３がコア片１１のコアバック部１２の端面上に配置されている。そこで、温度検出素子２７およびその保持部材がスロット１４内に配置されていないので、スロット１４内の巻線スペースが減少せず、コイルの占積率が高められ、回転電機１００の高出力化が図られる。

素子挿入穴２６の開口側が口開き状に形成されているので、温度検出素子２７を素子挿入穴２６に挿入しやすくなり、生産性が高められる。
素子挿入穴２６の穴方向が軸方向となっているので、温度検出素子２７のリード線２９が径方向に突出せず、回転電機１００の径方向寸法を縮小でき、径方向の寸法制約が厳しい用途に有効である。

また、素子挿入穴が第２フランジ部２３の内周面に開口している場合には、導体線３１を巻き付ける際に、導体線３１が素子挿入穴の開口縁部に擦れて絶縁被膜の損傷が発生しやすい。そこで、素子挿入穴が第２フランジ部２３の内周面に開口している場合には、素子挿入穴の開口縁部のバリ取りを行う必要がある。この実施の形態１では、素子挿入穴２６が第２フランジ部２３の内周面に開口していないので、素子挿入穴の開口縁部のバリ取り工程が不要となり、生産性が高められる。

ステータコア９は放熱面積が大きく、かつ静止部材に固定され、高い放熱性を有しており、発熱部品であるステータコイル１０より温度が低い。そこで、ステータコイル１０を構成する集中巻コイル１５においては、コイル外層部の温度がステータコア９（コア片１１）に近いコイル内層部の温度より高くなる。この実施の形態１では、温度検出素子２７の検出部２８が集中巻コイル１５のコイルエンドのコーナー部、かつコイル外層部の径方向外方に位置しているので、集中巻コイル１５の中で高温となるコイル外層部の温度を検出できる。そこで、ステータコイル１０の過度の温度上昇を回避して、ステータコイル１０の損傷の発生を防止できる。

ここで、車両用電動機などの小型軽量化が求められる回転電機においては、耐熱グレードの導体線を用いてコイル温度が高い状態で運転する場合が多い。例えば、ポリイミドなどの絶縁被膜で被覆された耐熱グレードの導体線を用いた場合、ナイロン、ＰＰＳなどで作製されたインシュレータ２０の耐熱温度が導体線に被覆された絶縁被膜の耐熱温度より低くなる。その結果、ステータコイル１０が許容温度以下であっても、インシュレータ２０が耐熱温度を超える場合がある。

ステータコイル１０の温度を直接測定する方式では、測定されたコイル温度からインシュレータ温度を推測し、推測されたインシュレータ温度が設定温度を超えないようにステータコイル１０への通電電流を制御することになる。インシュレータ温度の推測値の精度は高くない。そこで、インシュレータ温度の推測精度を考慮して、設定温度をインシュレータ２０の許容温度から離れた低い温度に設定し、インシュレータ２０の温度が確実に許容温度を超えないようにステータコイル１０への通電電流を制御するので、高出力化が図れない。

この実施の形態１では、温度検出素子２７がインシュレータ２０の温度を直接検出しているので、設定温度をインシュレータ２０の許容温度に近い温度に設定できる。その結果、回転電機１００の許容温度の上限に近い運転条件でステータコイル１０への通電を制御できるので、高出力の回転電機１００を実現できる。

なお、上記実施の形態１では、温度検出素子を素子挿入穴に挿入するものとしているが、温度検出素子を素子挿入穴に挿入した後、接着剤を素子挿入穴に充填してもよい。この場合、温度検出素子がインシュレータに強固に固着され、運転中に温度検出素子が外れるような事態を未然に防止できる。また、温度検出素子を素子挿入穴に挿入した後、熱伝導性樹脂を素子挿入穴に充填してもよい。この場合、温度検出素子による温度検出の応答性が高められる。

また、上記実施の形態１では、素子挿入穴が有底に形成されているが、素子挿入穴が第１フランジ部を貫通してもよい。この場合、インシュレータの成型時に、素子挿入穴を形成するために、一方の金型に設けられた軸が他方の金型に当接した状態で、溶融樹脂が金型内に充填されるので、金型の剛性が大きくなり、成型時の圧力による軸の変形が防止され、インシュレータの寸法精度を高めることができる。

また、上記実施の形態1では、円環状に配列されたコア片群をフレームに圧入、固着して一体化しているが、コア片を円環状に配列した後、隣り合うコア片同士を溶接により固着、一体化してもよい。
また、上記実施の形態１では、素子挿入穴が第２フランジ部の周方向一側の翼部に形成されているが、素子挿入穴に挿入された温度検出素子が集中巻コイルのコイル外層部の温度を検出できればよく、素子挿入穴の形成位置は翼部に限定されない。

実施の形態２．
図１６はこの発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す斜視図、図１７はこの発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す端面図、図１８はこの発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す側面図、図１９は図１７のＸＩＸ−ＸＩＸ矢視断面図、図２０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す斜視図、図２１はこの発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す端面図、図２２はこの発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを示す端面図、図２３はこの発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータを示す側面図、図２４は図２２のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ矢視断面図である。なお、図２２および図２３では、フレームおよび集中巻コイルを構成する導体線の巻き始め側端部および巻き終わり側端部が省略されている。

図１６から図１９において、素子挿入穴２６Ａが、第２フランジ部２３の幅方向一側の翼部に、穴方向を第２フランジ部２３の底面と直交する方向として、かつ第２フランジ部２３の内周面に開口するように形成されている。また、素子挿入穴２６Ａの開口側が傾斜面に形成され口開き状となっている。

このように構成されたインシュレータ２０Ａは、素子挿入穴２６に替えて素子挿入穴２６Ａを形成している点を除いて、インシュレータ２０と同様に構成されている。

この実施の形態２では、一対のインシュレータ２０Ａが、コア片１１の軸方向の両側から、胴部２１の長さ方向をティース１３の径方向に一致させて、コア片１１の端面に配設される。ついで、導体線３１が、軸方向一側のインシュレータ２０Ａの第２フランジ部２３に形成された導入溝２５から胴部２１上に引き入れられて、コア片１１のティース１３とその軸方向の両端に配された一対の胴部２１とのまわりに多層に巻かれた後、軸方向一側に引き出される。これにより、図２０および図２１に示されるように、集中巻コイル１５がコア片１１に巻装されたコアアッセンブリ１６Ａが作製される。

ついで、コアアッセンブリ１６Ａを、コア片１１のコアバック部１２の周方向の端面同士を突き合わせて、周方向に環状に配列して、円環状のフレーム１（図示せず）に圧入、固着し、図２２から図２４に示されるように、ステータ８Ａが組み立てられる。さらに、温度検出素子２７が素子挿入穴２６Ａに挿入される。

この実施の形態２においても、温度検出素子２７が、コア片１１のコアバック部１２の端面上に配置されているインシュレータ２０Ａの第２フランジ部２３に形成された素子挿入穴２６Ａに挿入されて配設されているので、上記実施の形態１と同様に効果が得られる。

この実施の形態２によれば、図２４に示されるように、温度検出素子２７の検出部２８が集中巻コイル１５のコイルエンドのコーナー部のコイル外層部にパイプ３０を介して接しているので、温度検出素子２７による温度検出の応答性が高められる。また、ステータコイル１０の温度を直接検出できるので、ステータコイル１０の耐熱温度がインシュレータ２０Ａの耐熱温度より低い回転電機に適用すれば、特に有効である。

実施の形態３．
図２５はこの発明の実施の形態３に係る回転電機におけるステータを構成するコアアッセンブリを示す断面図である。

図２５において、素子挿入穴２６Ｂが、第２フランジ部２３の幅方向一側の翼部に、穴方向を第２フランジ部２３の底面と直交する方向として、第２フランジ部２３を貫通するように形成されている。さらに、被係合部としての係止穴３２が、穴方向をティース１３の長さ方向として、ティース１３と反対側から素子挿入穴２６Ｂに至るように、第２フランジ部２３の底面に形成されている。係合部としての鉤部３３が温度検出素子２７Ｂのパイプ３０の先端に突出するように形成されている。

このように構成されたインシュレータ２０Ｂは、素子挿入穴２６Ｂおよび係止穴３２が形成されている点を除いて、インシュレータ２０と同様に構成されている。

この実施の形態３においても、温度検出素子２７Ｂが、コア片１１のコアバック部１２の端面上に配置されているインシュレータ２０Ｂの第２フランジ部２３に形成された素子挿入穴２６Ｂに挿入されて配設されているので、上記実施の形態１と同様に効果が得られる。

この実施の形態３によるコアアッセンブリ１６Ｂでは、素子挿入穴２６Ｂに挿入された温度検出素子２７Ｂのパイプ３０の先端の鉤部３３が係止穴３２内に入り込んでいるので、運転中に温度検出素子２７Ｂが外れるような事態を未然に防止できる。また、温度検出素子２７Ｂを素子挿入穴２６Ｂに挿入するだけで温度検出素子２７Ｂを第２フランジ部２３に固定できるので、ステータの組立性が高められる。

なお、上記実施の形態３においても、温度検出素子を素子挿入穴に挿入した後、熱伝導性樹脂や接着剤を素子挿入穴に充填してもよい。

実施の形態４．
図２６はこの発明の実施の形態４に係る回転電機におけるステータを構成するインシュレータを示す端面図、図２７は図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ矢視断面図である。なお、図２６では、フレームおよび集中巻コイルを構成する導体線の巻き始め側端部および巻き終わり側端部が省略されている。

図２６および図２７において、ステータ８Ｃは、コアアッセンブリ１６Ｃを周方向に環状に配列して、構成される。コアアッセンブリ１６Ｃは、一対のインシュレータ２０Ｃをコア片１１の端面上に配置し、導体線３１を所定回巻き回して作製される。そして、素子挿入穴２６Ｃが、インシュレータ２０Ｃの第２フランジ部２３の幅方向一側の翼部に、穴方向をティース１３の長さ方向として、第２フランジ部２３を貫通するように形成されている。温度検出素子２７が、素子挿入穴２６Ｃに挿入され、検出部２８が集中巻コイル１５のコイルエンドのコーナー部のコイル外層部にパイプ３０を介して接するように配置されている。

この実施の形態４においても、温度検出素子２７が、コア片１１のコアバック部１２の端面上に配置されているインシュレータ２０Ｃの第２フランジ部２３に形成された素子挿入穴２６Ｃに挿入されて配設されているので、上記実施の形態１と同様に効果が得られる。

この実施の形態４によれば、素子挿入穴２６の穴方向が径方向となっているので、温度検出素子２７のリード線２９が軸方向に突出せず、回転電機の軸方向寸法を縮小でき、軸方向の寸法制約が厳しい用途に有効である。

なお、この実施の形態４では、素子挿入穴が第２フランジ部を径方向に貫通するように形成されているが、素子挿入穴は、第２フランジ部を径方向に貫通していれば、第２フランジ部の底面に開口するように形成されてもよい。この場合、第２フランジ部の底面に開口する素子挿入穴の開口縁部は、巻線時に導体線と接することがないので、導体線の絶縁被膜を損傷させることはない。

なお、上記各実施の形態では、インナーロータ型の電動機ついて説明しているが、本発明をアウターロータ型の電動機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、本願を電動機に適用した場合について説明しているが、本願を発電機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、８極１２スロットの回転電機について説明しているが、極数およびスロット数は、８極１２スロットに限定されないことは言うまでもないことである。

また、上記各実施の形態では、コア片のティースがコアバック部の内周面の周方向中央から径方向内方に延びているが、ティースはコアバック部の内周面の周方向中央から延びる必要はない。つまり、コアバック部の周方向の側面同士を当接させてコア片を周方向に配列して円環状のステータコアを作製できるならば、ティースの周方向両側に延在するコアバック部の長さが異なっていてもよい。

Claims

円環状のステータコア、および該ステータコアの各ティースに巻装された集中巻コイルを有するステータと、
ロータと、を備え、
胴部、および該胴部の長さ方向の両端に連結された一対のフランジ部を有するインシュレータが、それぞれ、該胴部の長さ方向を上記ティースの径方向に一致させて、該胴部の底面を該ティースの軸方向両端面に沿わせて配置され、
上記集中巻コイルが、絶縁被膜で被覆されている導体線を、上記ティースの軸方向両端の上記胴部と上記一対のフランジ部とにより形成される凹空間内を通って、該ティースのまわりを多層に巻かれて構成されている回転電機において、
上記一対のフランジ部の一方のフランジ部が、上記ステータコアのコアバックの端面上に配置され、
温度検出素子が上記一方のフランジ部に形成された素子挿入穴に挿入されて上記集中巻コイルのコイルエンドの外層部の温度を検出可能に設置されていることを特徴とする回転電機。
上記素子挿入穴は、穴方向を軸方向として上記一方のフランジ部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
上記素子挿入穴は、穴方向を径方向として上記一方のフランジ部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
上記導体線の上記絶縁被膜の耐熱温度は、上記インシュレータの耐熱温度より低く、
上記素子挿入穴は、上記凹空間と隔離されて上記一方のフランジ部に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の回転電機。
上記素子挿入穴は、被係合部を有し、
上記温度検出素子は、上記温度検出素子が上記素子挿入穴に挿入されたときに上記被係合部に係合し、上記温度検出素子の抜けを阻止する係合部を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
樹脂が上記素子挿入穴と上記温度検出素子との間の隙間に充填されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
上記樹脂は接着剤であることを特徴とする請求項６記載の回転電機。