JP7329653B1 - ステータ及びそれを用いた回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】径方向の大型化を抑制すると共に、温度検出の精度を向上させたステータを得ること。
【解決手段】筒状のステータコアと、ステータコアのスロットに配置されたコイル本体部と、ステータコアから突出した導体端部とを有するコイル導体の複数と、ステータコアの周方向に延出し、周方向に離間した導体端部を接続する接続線の複数と、温度センサと、を備え、少なくとも２つの接続線が、ステータコアの軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、温度センサは、その間隔に配置され、軸方向の両側の接続線に挟まれている。
【選択図】図３

Description

本願は、ステータ及びそれを用いた回転電機に関するものである。

回転電機は、ロータと、ステータコア及びステータコイルを有したステータとを備える。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、ステータコイルに電流が流される。その際、ステータコイルに流れた電流に起因したジュール熱により、ステータコイルの温度は上昇する。この時、ステータコイルの温度が過度に上昇すると、ステータコイル及びステータコイルの周囲に設けられた部品が熱により損傷する場合がある。そのため、ステータコイルの温度を検出する温度センサをステータコイルに設置して、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な温度上昇に起因した部品の損傷の発生を防いでいる。

ステータコイルに設置する温度センサの構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。開示された構成は、三相のステータコイルをＹ結線する中性点板金バスバーの端部において、径方向にＵ字状に折り返した曲げ部が形成され、温度センサを曲げ部の部分に挟み込んで保持する構成である。このように構成することで、温度センサの両側からステータコイルの熱が伝達されるため、ステータコイルの温度検出の精度を向上させることができる。

特開２０１９－１１０６７６号公報

上記特許文献１においては、板金からなる中性点バスバーの端部を径方向に折り曲げた曲げ部で温度センサを挟んで保持しているため、ステータコイルの温度検出の精度は向上する。しかしながら、中性点バスバーの端部を径方向外側に折り曲げているため、温度センサを取り付けた部分だけ、ステータが径方向に大型化するという課題があった。

そこで、本願は、径方向の大型化を抑制すると共に、温度検出の精度を向上させたステータを得ること、また、ステータにおける径方向の大型化を抑制して、小型化した回転電機を得ることを目的としている。

本願に開示されるステータは、筒状のステータコアと、ステータコアのスロットに配置されたコイル本体部と、ステータコアから突出した導体端部とを有するコイル導体の複数と、ステータコアの周方向に延出し、周方向に離間した導体端部を接続する接続線の複数と、温度センサとを備え、少なくとも２つの接続線が、ステータコアの軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、温度センサは、その間隔に配置され、軸方向の両側の接続線に挟まれており、複数の導体端部は、周方向の各位置及びステータコアの径方向の各位置において、ステータコアから突出し、間隔に配置された温度センサは、前記径方向に見て、ステータコアから突出した複数の導体端部とステータコアとの間の位置に配置されているものである。

本願に開示される回転電機は、ロータコアを有し、回転軸と一体回転するロータと、本願に開示され、ロータコアの径方向外側に配置されているステータとを備えたものである。

本願に開示されるステータによれば、筒状のステータコアと、ステータコアのスロットに配置されたコイル本体部と、ステータコアから突出した導体端部とを有するコイル導体の複数と、ステータコアの周方向に延出し、周方向に離間した導体端部を接続する接続線の複数と、温度センサとを備え、少なくとも２つの接続線が、ステータコアの軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、温度センサは、その間隔に配置され、軸方向の両側の接続線に挟まれているため、温度センサを配置した部分がステータの径方向に突出しないので、ステータにおける径方向の大型化を抑制することができる。また、温度センサは少なくとも２つの接続線に挟まれているため、温度センサの両側から、ステータコイルを形成したコイル導体と接続線の熱が伝達されるので、ステータコイルの温度検出の精度を向上させることができる。

本願に開示される回転電機によれば、ロータコアを有し、回転軸と一体回転するロータと、本願に開示され、ロータコアの径方向外側に配置されているステータとを備えたため、ステータにおける径方向の大型化が抑制されるので、小型化した回転電機を得ることができる。

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に係る回転電機のステータの概略を示す斜視図である。 実施の形態１に係る回転電機のステータの要部を示す斜視図である。 実施の形態１に係る回転電機のステータの要部を示す平面図である。 実施の形態１に係る回転電機の接続線ユニットの斜視図である。 実施の形態１に係る回転電機の接続線ユニットの平面図である。 図６のＡ－Ａ断面位置で切断した接続線ユニットの断面図である。 実施の形態２に係る回転電機の接続線ユニットの斜視図である。 図８のＢ－Ｂ断面位置で切断した接続線ユニットの断面図である。 実施の形態２に係る別の回転電機の接続線ユニットの断面図である。 実施の形態２に係る別の回転電機の接続線ユニットの断面図である。

以下、本願の実施の形態によるステータ及びそれを用いた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１００の概略を示す軸方向に平行な断面図、図２は回転電機１００のステータ２０の概略を示す斜視図、図３は回転電機１００のステータ２０の要部を示す斜視図、図４は回転電機１００のステータ２０の要部を示す平面図、図５は回転電機１００の接続線ユニット２４の斜視図、図６は回転電機１００の接続線ユニット２４の平面図、図７は図６のＡ－Ａ断面位置で切断した接続線ユニット２４の断面図で、Ｕ相の接続線２４ＵとＵ相の温度センサ２５ＵとＵ相の樹脂部材２６Ｕの断面を示す図である。回転電機１００はステータ２０及びロータ１０を備え、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１００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。以下、ステータコア２１の周方向を周方向、ステータコア２１の軸方向を軸方向、ステータコア２１の径方向を径方向と記載する。図において、軸方向を矢印Ｙ、径方向を矢印Ｘで示し、径方向外側の方向をＸ１とし、径方向内側の方向をＸ２とする。

＜回転電機１００＞
回転電機１００は、ロータコア１１を有し、回転軸１２と一体回転するロータ１０と、ロータコア１１の径方向外側に配置されているステータ２０とを備える。回転電機１００は、さらに有底円筒状のハウジング１と、ハウジング１の開口部を閉口するブラケット２とを備える。ステータ２０は、ハウジング１に焼き嵌めもしくは圧入などの固定手段により固定される。ロータ１０は、ステータ２０の内周面に外周面を対向させて、ベアリング３を介して、ハウジング１の底部及びブラケット２に回転可能に支持される。

ロータ１０は、ロータコア１１と、ロータコア１１の軸心位置に挿通された回転軸１２と、磁極を構成する永久磁石１３とを備える。永久磁石１３は、ロータコア１１の外周面側に埋設され、周方向に所定のピッチで配列される。本実施の形態では、ロータ１０は永久磁石型回転子である。ロータ１０は永久磁石型回転子に限るものではなく、ロータコア１１に界磁巻線が巻装された構成でも構わない。

＜ステータ２０＞
ステータ２０は、図２に示すように、筒状のステータコア２１と、ステータコア２１に装着されたステータコイル２２とを備える。ステータコア２１は、円環状のヨークと、ヨークの内周面から内径方向に突出し、周方向に間隔をおいて配置された複数のティースと、各ティースの間に形成されたスロットとを有する。

ステータコイル２２は、複数のコイル導体２２ａと複数の接続線とから形成される。コイル導体２２ａは、ステータコア２１のスロットに配置されたコイル本体部と、ステータコア２１から突出した導体端部とを有する。接続線は、周方向に延出し、周方向に離間した導体端部を接続する。

コイル導体２２ａは、絶縁被膜付き導体からなり、Ｕ字状に形成される。コイル導体２２ａは、Ｕ字の底部がステータコア２１の軸方向一方側に配置されるように、周方向に６つ離れた位置のスロットに挿入される。本実施の形態では、図２の上側に示した反結線側コイルエンド部２２ｅ１の側がステータコア２１の軸方向一方側である。コイル導体２２ａのスロットへの挿入により、ステータコア２１の軸方向一方側の端面において、６つ離れたスロット同士が周方向に連続的にコイル導体２２ａにより接続された構造である、反結線側コイルエンド部２２ｅ１が形成される。ステータコア２１の軸方向他方側の端面から、絶縁被膜が除去された導体端部である端末剥離部２３が突出した構造である、結線側コイルエンド部２２ｅ２が形成される。

導体が露出した端末剥離部２３をそれぞれ適切に溶接することで、複数のコイル導体２２ａのそれぞれは電気的に接続される。本実施の形態では、スロットは、周方向にＵ相Ｕ相Ｖ相Ｖ相Ｗ相Ｗ相のように同相２個ずつが隣接して３相が順番に配列された構成になっている。周方向に６つ離れた位置の同相のスロットは、反結線側コイルエンド部２２ｅ１、及び結線側コイルエンド部２２ｅ２で接続されている。

結線側コイルエンド部２２ｅ２の構成とＵ相における通電経路についての詳細を、図３により説明する。図３は、ステータコイル２２の結線側コイルエンド部２２ｅ２の部分を拡大して示した図である。Ｕ相の接続線２４Ｕは、２つの接続線２４ＵＡ、２４ＵＢから構成される。まず、径方向内側に配置されているＵ相の端末剥離部２３Ｕ１Ａｉｎ、２３Ｕ１Ｂｉｎの２か所に、電源から電流が供給される。供給された電流のそれぞれは、双方のコイルエンド部を通じて、６スロット間隔で時計回りに流れていき、Ｕ相の端末剥離部２３Ｕ２Ａ、２３Ｕ２Ｂへと到達する。Ｕ相の端末剥離部２３Ｕ２Ａ、２３Ｕ２Ｂと、Ｕ相の端末剥離部２３Ｕ３Ａ、２３Ｕ３Ｂとは溶接等により電気的に接続されている。

電流のそれぞれは、Ｕ相の端末剥離部２３Ｕ３Ａ、２３Ｕ３Ｂから、６スロット間隔で時計回りに流れていき、Ｕ相の端末剥離部２３Ｕ４Ａｏｕｔ、２３Ｕ４Ｂｏｕｔへと到達する。Ｕ相の端末剥離部２３Ｕ４Ａｏｕｔと、７スロット先のＵ相の端末剥離部２３Ｕ４Ａｉｎとは、Ｕ相の接続線２４ＵＡにより接続されている。Ｕ相の端末剥離部２３Ｕ４Ｂｏｕｔと、５スロット先のＵ相の端末剥離部２３Ｕ４Ｂｉｎとは、Ｕ相の接続線２４ＵＢにより接続されている。Ｕ相の端末剥離部２３Ｕ４Ａｏｕｔを６スロット先の端末剥離部２３Ｕ４Ｂｉｎに、端末剥離部２３Ｕ４Ｂｏｕｔを６スロット先の端末剥離部２３Ｕ４Ａｉｎに接続すると、Ｕ相内で電位差が生じて循環電流発生による損失が生じてしまうため、ここでは５スロット先と７スロット先を接続している。

電流は、端末剥離部２３Ｕ４Ａｉｎ、端末剥離部２３Ｕ４Ｂｉｎから、今度は６スロット間隔で反時計回りに流れていき、最終的に端末剥離部２３Ｕ１Ａｏｕｔ、端末剥離部２３Ｕ１Ｂｏｕｔに到達する。端末剥離部２３Ｕ１Ａｏｕｔ、２３Ｕ１Ｂｏｕｔは、中性点に接続される。Ｖ相Ｗ相もＵ相と同様の構成となっており、このようにＵ相Ｖ相Ｗ相に電流が流れることによって、ロータ１０に対して磁界を発生させる構成となっている。

なお、Ｕ相Ｖ相Ｗ相に対応するそれぞれの反結線側コイルエンド部２２ｅ１については、Ｕ相Ｕ相Ｖ相Ｖ相Ｗ相Ｗ相のように同相が２個ずつ隣接し、３相が順番に時計回りに配列している。更にステータ２０の全周に渡って、同様に３相のそれぞれの反結線側コイルエンド部２２ｅ１が２つずつ同相で順番に反時計回りに配列される構成となっている。

＜温度センサ２５＞
本願の要部である温度センサ２５の配置構成について説明する。ステータ２０は、ステータコイル２２の温度を検出する温度センサ２５を備える。少なくとも２つの接続線が、ステータコア２１の軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、温度センサ２５は、その間隔に配置され、軸方向の両側の接続線に挟まれている。本実施の形態では、図３に示すように、結線側コイルエンド部２２ｅ２において、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢが少なくとも２つの接続線であり、２つの接続線２４ＵＡ、２４ＵＢがステータコア２１の軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、温度センサ２５はその間隔に配置され、軸方向の両側の接続線２４ＵＡ、２４ＵＢに挟まれて保持されている。このように構成することで、温度センサ２５を配置した部分がステータ２０の径方向に突出しないので、ステータ２０における径方向の大型化を抑制することができる。また、温度センサ２５は接続線２４ＵＡ、２４ＵＢに挟まれているため、温度センサ２５の両側からステータコイル２２の熱が伝達されるので、ステータコイル２２の温度検出の精度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２５の軸方向の両側のそれぞれに一つの接続線が配置されているがこれに限るものではなく、温度センサ２５の軸方向の両側のそれぞれに複数の接続線が配置されていても構わない。

少なくとも２つの接続線である接続線２４ＵＡ、２４ＵＢは、接続した端末剥離部の間において一定の方向に延出した直線部を有し、直線部が軸方向に間隔を空けて並べられた部分であり、直線部が温度センサ２５を挟んでいる。このように構成することで、直線部の部分に温度センサ２５が配置されるため、軸方向に見て、温度センサ２５と重複する接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面積が増えるので、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。また、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢにおける直線部は、平行に配置されている。このように構成することで、温度センサ２５と当接する接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面積が増えるので、温度センサ２５が接続線２４ＵＡ、２４ＵＢにより安定して保持されると共に、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。

接続線２４ＵＡ、２４ＵＢと、コイル導体２２ａとは、同一の材料からなる、絶縁被膜付き導体により形成されている。このように構成することで、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢとコイル導体２２ａとを配置した周囲の部分に絶縁性を確保する部材が不要なため、ステータ２０を小型化することができる。また、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢとコイル導体２２ａとが同一の材料により形成されているため、双方の接続箇所に生じ得る熱抵抗が抑制されるので、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢとコイル導体２２ａに流れる電流に起因した発熱を抑制することができる。

温度センサ２５は、温度検出素子（図示せず）を有し、温度検出素子と接続されたリード線２５ａを介して温度情報を外部に伝達する。温度センサ２５、及び温度センサ２５を挟んだ直線部の部分は、樹脂部材２６により覆われている。温度センサ２５と接続線２４ＵＡ、２４ＵＢとは、温度センサ２５のリード線２５ａを避けて、例えばインサート成形により樹脂部材２６により覆われて、温度センサ２５は接続線２４ＵＡ、２４ＵＢに固定される。このように構成することで、温度センサ２５を挟み込む直線部の部分のみを樹脂部材２６により覆うため、樹脂部材２６の使用量を少なくすることで温度センサ２５の周囲の熱容量を小さくし樹脂部材２６への熱引きを最小限にして、温度センサ２５に接続線２４ＵＡ、２４ＵＢからの熱を伝達できるので、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。

温度検出素子は、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２５のリード線２５ａは、例えば、回転電機１００に供給する電力を制御する制御部に（図示せず）接続される。制御部は温度センサ２５が検出した温度に基づいてステータコイル２２への通電電流を制御し、ステータコイル２２の過度な温度上昇に起因したステータコイル２２もしくはステータコイル２２の周囲に設けられた部品の損傷の発生を抑制する。図３において、リード線２５ａは右方向に延出しているがこれに限るものではない。リード線２５ａに接続される機器の配置に応じて、温度センサ２５の左側からリード線２５ａを左方向に延出させても構わない。

複数の端末剥離部は、周方向の各位置及び径方向の各位置において、ステータコア２１から突出し、複数の接続線２４Ｕ、２４Ｖ、２４Ｗは、図５に示すように、周方向及び径方向に並べて配置される。図４に示すように、少なくとも２つの接続線である接続線２４ＵＡ、２４ＵＢは、端末剥離部２３Ｕ４Ａｏｕｔ、端末剥離部２３Ｕ４Ｂｏｕｔ、端末剥離部２３Ｕ４Ａｉｎ、端末剥離部２３Ｕ４Ｂｉｎの径方向の外側に配置されている。接続線２４ＵＡ、２４ＵＢは、径方向の最も外側に配置されたこれらの端末剥離部に接続される。本実施の形態では、これらの端末剥離部の径方向の外側の部分において、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢはこれらの端末剥離部に接続される。このように構成することで、結線側コイルエンド部２２ｅ２の軸方向の高さを低減することができる。

接続線２４ＵＡ、２４ＵＢは、複数の接続線の中で径方向の外側に配置されると共に、軸方向に見て、ステータコア２１の外周よりも径方向の内側に配置されている。このように構成することで、温度センサ２５を配置した部分がステータ２０の外周から径方向外側に突出しないので、ステータ２０における径方向の大型化を抑制することができる。ステータコア２１の外径側には、通常、フレーム等が配置されるため、結線側コイルエンド部２２ｅ２の部分の径方向の大きさを小型化する必要がある。また、リード線２５ａのステータ２０からの取り出しが容易であるため、リード線２５ａと外部の機器とを容易に接続することができる。

少なくとも２つの接続線である接続線２４ＵＡ、２４ＵＢは、図７に示すように、平角線からなる。このように構成することで、温度センサ２５が接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面の部分で当接でき、温度センサ２５と当接する接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面積が増えるので、温度センサ２５が接続線２４ＵＡ、２４ＵＢにより安定して保持されると共に、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。本実施の形態では、温度センサ２５における、接続線２４ＵＡ及び接続線２４ＵＢと当接する部分には、当接面が形成されている。そのため、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面の部分と、温度センサ２５の当接面とを接触させて温度センサ２５が配置されるので、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢと温度センサ２５との間の熱抵抗が下がり、熱が伝達されやすい構成になっている。接続線２４ＵＡ、２４ＵＢ、及びコイル導体２２ａは平角線に限るものではないが、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢが平角線からなる場合、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢと温度センサ２５との間の熱抵抗が下がるため、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。

本実施の形態では、温度センサ２５を挟んだ平角線の部分の断面における長手方向の面は、軸方向に平行に配置され、温度センサ２５は、平角線の断面における短手方向の面により保持されている。このように構成することで、温度センサ２５が配置された部分の径方向の大きさを小さくできるので、ステータ２０を小型化することができる。

複数のコイル導体２２ａのそれぞれは、複数の相のコイルのいずれかの相のコイルを構成し、少なくとも２つの接続線は、同じ相のコイルを構成している。本実施の形態では、少なくとも２つの接続線である接続線２４ＵＡ、２４ＵＢは、Ｕ相のコイルを構成している。このように構成することで、Ｕ相のステータコイルの温度を独立して測定することができる。また、ステータ２０が複数の温度センサを備え、複数の温度センサのそれぞれが、異なる相のコイルのそれぞれの温度を検出する構成としても構わない。例えば、Ｖ相とＷ相のコイルにも温度センサを配置する構成である。このように構成することで、断線などによりアンバランスな電流がステータコイル２２に生じて一相のみが異常発熱した場合でも一相のみに生じた異常を検出することができる。中性点に温度センサを取り付けた場合、このような効果を得ることはできない。

＜接続線ユニット２４＞
Ｕ相Ｖ相Ｗ相のそれぞれのコイルの接続線からなる接続線ユニット２４の詳細を、図５により説明する。本実施の形態では、Ｗ相の接続線２４Ｗには温度センサを取り付けず、Ｕ相の接続線２４ＵとＶ相の接続線２４Ｖのそれぞれに温度センサ２５を取り付ける構成である。Ｕ相の接続線２４ＵとＶ相の接続線２４Ｖのそれぞれに温度センサ２５を取り付ける構成に限るものではなく、さらにＷ相の接続線２４Ｗに温度センサ２５を取り付けても構わない。

接続線ユニット２４は、Ｕ相の接続線２４Ｕである接続線２４ＵＡ、２４ＵＢ、Ｖ相の接続線２４Ｖである接続線２４ＶＡ、２４ＶＢ、Ｗ相の接続線２４Ｗである接続線２４ＷＡ、２４ＷＢを備える。接続線２４ＵＡ、２４ＶＡ、２４ＷＡは、７スロット先の端末剥離部を接続する接続線である。接続線２４ＵＢ、２４ＶＢ、２４ＷＢは、５スロット先の端末剥離部を接続する接続線である。Ｕ相の温度を検出する温度センサ２５Ｕは、軸方向の両側の接続線２４ＵＡ、２４ＵＢに挟まれて保持されている。Ｖ相の温度を検出する温度センサ２５Ｖは、軸方向の両側の接続線２４ＶＡ、２４ＶＢに挟まれて保持されている。温度センサ２５Ｕは、樹脂部材２６Ｕにより接続線２４ＵＡ、２４ＵＢに固定され、温度センサ２５Ｖは、樹脂部材２６Ｖにより接続線２４ＶＡ、２４ＶＢに固定される。

７スロット先の端末剥離部を接続するＵ相の接続線２４ＵＡは、直線部２４ＵＡ１、２４ＵＡ２、２４ＵＡ３、及びオフセット部２４ＵＡ４を有し、それぞれが曲げ部により連結された構造となっている。直線部２４ＵＡ１、２４ＵＡ２、２４ＵＡ３は、接続線２４ＵＡにおける周方向に延出した部分であり、この周方向に延出した部分の両端の部分にオフセット部２４ＵＡ４が設けられる。オフセット部２４ＵＡ４の端部が、端末剥離部と接続される部分である。

５スロット先の端末剥離部を接続するＵ相の接続線２４ＵＢは、図６に示すように、周方向に垂直な面である対称面Ｚ（図６において破線で示した面）を中心とした対称な構造で、直線部２４ＵＢ１、２４ＵＢ２、及びオフセット部２４ＵＢ３を有し、それぞれが曲げ部により連結された構造となっている。直線部２４ＵＢ１、２４ＵＢ２は、接続線２４ＵＢにおける周方向に延出した部分であり、この周方向に延出した部分の両端の部分にオフセット部２４ＵＢ３が設けられる。オフセット部２４ＵＢ３の端部が、端末剥離部と接続される部分である。

オフセット部２４ＵＡ４、２４ＵＢ３は、図５に示すように、被膜付き導体である接続線１本分をオフセットするように径方向内側に湾曲した構造になっている。そのため、オフセット部２４ＵＡ４、２４ＵＢ３は、接続線２４ＷＡ、２４ＷＢとの接触を回避しつつ、径方向内側に設けられた端末剥離部２３Ｕ４Ａｏｕｔ、２３Ｕ４Ｂｏｕｔ（図５では図示せず）に接続可能な構造になっている。

直線部２４ＵＡ１と直線部２４ＵＢ１、及び直線部２４ＵＡ２と直線部２４ＵＢ２のそれぞれは、図６に示すように、軸方向に重なった部分が同一形状である。同一形状である、軸方向に重なったそれぞれの部分は、対称面Ｚに対して対称な構造である。直線部２４ＵＡ１と直線部２４ＵＢ１、及び直線部２４ＵＡ２と直線部２４ＵＢ２のそれぞれは、軸方向に間隔を空けて平行に配置されている。軸方向に重なった部分に、温度センサ２５Ｕが保持される。本実施の形態では、直線部２４ＵＡ１と直線部２４ＵＢ１との間に温度センサ２５Ｕが保持されているが、温度センサ２５Ｕが保持される部分は、直線部２４ＵＡ２と直線部２４ＵＢ２との間であっても構わない。

このように軸方向に重なった２つの接続線２４ＵＡ、２４ＵＢにおける同一形状の直線部２４ＵＡ１、２４ＵＢ１の間の部分に温度センサ２５Ｕを挟み込み、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢと温度センサ２５Ｕを軸方向に並べることで、ステータ２０の径方向の大きさを小型化することができる。また、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの一部の形状を共用化することによって、加工する設備を共用化できるため、ステータ２０の生産性が向上し、ステータ２０のコストを低減することができる。また、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの形状を円弧状に形成するのではなく、直線部を連結させた構造にすることで、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの加工設備を簡素化できるため、ステータ２０のコストを低減することができる。

また、本実施の形態においては、３相の各コイルを接続する結線側コイルエンド部２２ｅ２において、２つずつ同相の端末剥離部が順番に配列されるステータコイル構造を採っている。そのため、同相の端末剥離部の間をそれぞれ接続するために、７スロット先の端末剥離部を接続する接続線２４ＵＡ、２４ＶＡ、２４ＷＡと、５スロット先の端末剥離部を接続する接続線２４ＵＢ、２４ＶＢ、２４ＷＢとを比較的狭い領域内に効率的に軸方向に平行に配置することができる。その結果、上述したように、軸方向に平行に配置される接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの間、接続線２４ＶＡ、２４ＶＢの間、もしくは接続線２４ＷＡ、２４ＷＢの間に温度センサ２５を軸方向に挟み込むことで、温度センサ２５を挟み込む各接続線の配置も含めて、ステータ２０の径方向のサイズを小型化できる効果が顕著となる。また、上述した温度センサ２５の配置構成を、図１に示した回転電機１００に適用した場合、ステータ２０における径方向の大型化が抑制されるので、小型化した回転電機１００を得ることができる。

以上のように、実施の形態１によるステータ２０において、筒状のステータコア２１と、ステータコア２１のスロットに配置されたコイル本体部と、ステータコア２１から突出した端末剥離部とを有するコイル導体２２ａの複数と、ステータコア２１の周方向に延出し、周方向に離間した端末剥離部を接続する接続線の複数と、温度センサ２５とを備え、２つの接続線２４ＵＡ、２４ＵＢが、ステータコア２１の軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、温度センサ２５は、その間隔に配置され、軸方向の両側の接続線２４ＵＡ、２４ＵＢに挟まれているため、温度センサ２５を配置した部分がステータ２０の径方向外側に突出しないので、ステータ２０における径方向の大型化を抑制することができる。また、温度センサ２５は接続線２４ＵＡ、２４ＵＢに挟まれているため、温度センサ２５の両側からステータコイル２２を形成したコイル導体２２ａと接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの熱が伝達されるので、ステータコイル２２の温度検出の精度を向上させることができる。

複数の端末剥離部が、周方向の各位置及び径方向の各位置において、ステータコア２１から突出し、複数の接続線が、周方向及び径方向に並べて配置され、２つの接続線２４ＵＡ、２４ＵＢが、径方向の最も外側に配置された端末剥離部に接続され、２つの接続線２４ＵＡ、２４ＵＢが、複数の接続線の中で径方向の外側に配置されると共に、軸方向に見て、ステータコア２１の外周よりも径方向の内側に配置されている場合、結線側コイルエンド部２２ｅ２の軸方向の高さを低減することができる。また、温度センサ２５を配置した部分がステータ２０の外周から径方向外側に突出しないので、ステータ２０における径方向の大型化を抑制することができる。また、温度センサ２５のリード線２５ａのステータ２０からの取り出しが容易であるため、リード線２５ａと外部の機器とを容易に接続することができる。

２つの接続線２４ＵＡ、２４ＵＢが、接続した端末剥離部の間において一定の方向に延出した直線部を有し、直線部が軸方向に間隔を空けて並べられた部分である場合、直線部の部分に温度センサ２５が配置されるので、軸方向に見て、温度センサ２５と重複する接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面積を増加させることができる。温度センサ２５と重複する接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面積が増えるので、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。また、接続線２４ＵＡ、２４ＵＢにおける直線部が、平行に配置されている場合、温度センサ２５と当接する接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面積が増えるので、温度センサ２５が接続線２４ＵＡ、２４ＵＢにより安定して保持されると共に、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。

温度センサ２５、及び温度センサ２５を挟んだ直線部の部分が、樹脂部材２６により覆われている場合、温度センサ２５を挟み込む直線部の部分のみを樹脂部材２６により覆うため、樹脂部材２６の使用量を少なくすることで温度センサ２５の周囲の熱容量を小さくし樹脂部材２６への熱引きを最小限にして、温度センサ２５に接続線２４ＵＡ、２４ＵＢからの熱を伝達できるので、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。また、接続線と、コイル導体２２ａとが、同一の材料からなる、絶縁被膜付き導体により形成されている場合、接続線とコイル導体２２ａとを配置した周囲の部分に絶縁性を確保する部材が不要なため、ステータ２０を小型化することができる。また、接続線とコイル導体２２ａとが同一の材料により形成されているため、双方の接続箇所に生じ得る熱抵抗が抑制されるので、接続線とコイル導体２２ａに流れる電流に起因した発熱を抑制することができる。

２つの接続線２４ＵＡ、２４ＵＢが、平角線からなる場合、温度センサ２５が接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面の部分で当接でき、温度センサ２５と当接する接続線２４ＵＡ、２４ＵＢの面積が増えるので、温度センサ２５が接続線２４ＵＡ、２４ＵＢにより安定して保持されると共に、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。また、温度センサ２５を挟んだ平角線の部分の断面における長手方向の面が、軸方向に平行に配置され、温度センサ２５が、平角線の断面における短手方向の面により保持されている場合、温度センサ２５が配置された部分の径方向の大きさを小さくできるので、ステータ２０を小型化することができる。

複数のコイル導体２２ａのそれぞれが、複数の相のコイルのいずれかの相のコイルを構成し、少なくとも２つの接続線２４ＵＡ、２４ＵＢが、同じ相のコイルを構成している場合、特定の相のステータコイルの温度を独立して測定することができる。また、ステータ２０が複数の温度センサを備え、複数の温度センサのそれぞれが、異なる相のコイルのそれぞれの温度を検出する場合、断線などによりアンバランスな電流がステータコイル２２に生じて一相のみが異常発熱した場合でも一相のみに生じた異常を検出することができる。

実施の形態１による回転電機１００において、ロータコア１１を有し、回転軸１２と一体回転するロータ１０と、本願に開示され、ロータコア１１の径方向外側に配置されているステータ２０とを備えたため、ステータ２０における径方向の大型化が抑制されるので、小型化した回転電機１００を得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係るステータ２０について説明する。図８は実施の形態２に係る回転電機１００のステータ２０の接続線ユニット２２４の斜視図で、Ｕ相のコイルの接続線ユニットについて説明する図、図９は図８のＢ－Ｂ断面位置で切断した接続線ユニット２２４の断面図である。実施の形態２に係る回転電機１００のステータ２０は、温度センサ２５Ｕの軸方向の両側のそれぞれに複数の接続線が配置された構成になっている。

少なくとも２つの接続線からなる第１組の接続線群と、少なくとも２つの接続線からなる第２組の接続線群とが、軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、温度センサは、その間隔に配置され、第１組の接続線群と第２組の接続線群とに挟まれている。本実施の形態では、第１組の接続線群は、２つの接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡを有し、第２組の接続線群は、２つの接続線２４ＵＢ、２２４ＵＢを有する。温度センサ２５Ｕは、接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡと、接続線２４ＵＢ、２２４ＵＢとに挟まれている。実施の形態１は、スロットの全周にわたって、同相２個が隣接し、３相が順に配列された構成であった。本実施の形態は、スロットの全周にわたって、同相４個が隣接し、３相が順に配列された構成である。そのため、Ｕ相のコイルには、４つの接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡ、２４ＵＢ、２２４ＵＢが設けられる。

このように構成することで、温度センサ２５Ｕの軸方向の両側のそれぞれに複数の接続線が配置され、温度センサ２５Ｕは複数の接続線により挟まれているため、温度センサ２５Ｕの両側からステータコイル２２を形成したコイル導体２２ａと複数の接続線の熱が伝達されるので、ステータコイル２２の温度検出の精度を向上させることができる。

接続線２２４ＵＡは、直線部２２４ＵＡ１、２２４ＵＡ２、２２４ＵＡ３、及びオフセット部２２４ＵＡ４を有する。接続線２２４ＵＢは、直線部２２４ＵＢ１、２２４ＵＢ２、及びオフセット部２２４ＵＢ３を有する。オフセット部２２４ＵＡ４、２２４ＵＢ３は、図８に示すように、被膜付き導体である接続線２本分をオフセットするように径方向内側に湾曲した構造になっている。そのため、オフセット部２２４ＵＡ４、２２４ＵＢ３は、Ｗ相のコイルを形成する接続線との接触を回避しつつ、径方向内側に設けられた端末剥離部に接続可能な構造になっている。

本実施の形態では、図９に示すように、第１組の接続線群の２つの接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡは、径方向に並べられ、互いに当接し、第２組の接続線群の２つの接続線２４ＵＢ、２２４ＵＢは、径方向に並べられ、互いに当接している。２つの接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡが当接した部分は直線部２４ＵＡ２、２２４ＵＡ２であり、２つの接続線２４ＵＢ、２２４ＵＢが当接した部分は直線部２４ＵＢ２、２２４ＵＢ２である。このように構成することで、温度センサ２５Ｕと当接する接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡ、２４ＵＢ、２２４ＵＢの面積が増えるので、温度センサ２５Ｕが接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡ、２４ＵＢ、２２４ＵＢにより安定して保持されると共に、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。

本実施の形態では、接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡの温度センサ２５Ｕの側が軸方向に垂直な面となるように、接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡは当接している。また、接続線２４ＵＢ、２２４ＵＢの温度センサ２５Ｕの側が軸方向に垂直な面となるように、接続線２４ＵＢ、２２４ＵＢは当接している。このように構成することで、温度センサ２５Ｕが接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡ、２４ＵＢ、２２４ＵＢにより安定して保持されると共に、ステータコイル２２の温度検出の精度をさらに向上させることができる。

＜変形例＞
実施の形態２に係るステータ２０の変形例について説明する。図１０は実施の形態２に係る別の回転電機１００のステータ２０の接続線ユニット２２４の断面図で、図９と同等の位置で切断した図である。第１組の接続線群の２つの接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡは、軸方向に並べられ、互いに当接し、第２組の接続線群の２つの接続線２４ＵＢ、２２４ＵＢは、軸方向に並べられ、互いに当接している。温度センサ２５Ｕは、第１組の接続線群の間隔の側の１つの接続線２４ＵＡと第２組の接続線群の間隔の側の１つの接続線２４ＵＢとに挟まれている。２つの接続線２４ＵＡ、２２４ＵＡが軸方向に並べられた部分は直線部２４ＵＡ２、２２４ＵＡ２であり、２つの接続線２４ＵＢ、２２４ＵＢが軸方向に並べられた部分は直線部２４ＵＢ２、２２４ＵＢ２である。このように構成することで、温度センサ２５が配置された部分の径方向の大きさを小さくできるので、ステータ２０を小型化することができる。

温度センサ２５Ｕ、及び直線部２４ＵＡ２、２２４ＵＡ２、２４ＵＢ２、２２４ＵＢ２を覆う樹脂部材２６Ｕの構成は、図１０の構成に限るものではない。図１１に示すように、温度センサ２５Ｕ、及び直線部２４ＵＡ２、２４ＵＢ２を覆う構成であっても構わない。図１１は実施の形態２に係る別の回転電機１００のステータ２０の接続線ユニット２２４の断面図で、図９と同等の位置で切断した図である。このように構成することで、樹脂部材２６Ｕの部分を減らすことができるので、モールド金型を小型化することができる。

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。

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
筒状のステータコアと、
前記ステータコアのスロットに配置されたコイル本体部と、前記ステータコアから突出した導体端部とを有するコイル導体の複数と、
前記ステータコアの周方向に延出し、前記周方向に離間した前記導体端部を接続する接続線の複数と、
温度センサと、を備え、
少なくとも２つの前記接続線が、前記ステータコアの軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、
前記温度センサは、前記間隔に配置され、前記軸方向の両側の前記接続線に挟まれているステータ。
（付記２）
複数の前記導体端部は、前記周方向の各位置及び前記ステータコアの径方向の各位置において、前記ステータコアから突出し、
複数の前記接続線は、前記周方向及び前記径方向に並べて配置され、
少なくとも２つの前記接続線は、前記径方向の最も外側に配置された前記導体端部に接続され、
少なくとも２つの前記接続線は、複数の前記接続線の中で前記径方向の外側に配置されると共に、前記軸方向に見て、前記ステータコアの外周よりも前記径方向の内側に配置されている付記１に記載のステータ。
（付記３）
少なくとも２つの前記接続線は、接続した前記導体端部の間において一定の方向に延出した直線部を有し、
前記直線部が前記温度センサを挟んでいる付記１または２に記載のステータ。
（付記４）
少なくとも２つの前記接続線における前記直線部は、平行に配置されている付記３に記載のステータ。
（付記５）
前記温度センサ、及び前記温度センサを挟んだ前記直線部の部分は、樹脂部材により覆われている付記３または４に記載のステータ。
（付記６）
前記接続線と、前記コイル導体とは、同一の材料からなる、絶縁被膜付き導体により形成されている付記１から５のいずれか１項に記載のステータ。
（付記７）
少なくとも２つの前記接続線は、平角線からなる付記１から６のいずれか１項に記載のステータ。
（付記８）
前記温度センサを挟んだ前記平角線の部分の断面における長手方向の面は、前記軸方向に平行に配置され、
前記温度センサは、前記平角線の断面における短手方向の面により保持されている付記７に記載のステータ。
（付記９）
少なくとも２つの前記接続線からなる第１組の接続線群と、少なくとも２つの前記接続線からなる第２組の接続線群とが、前記軸方向に前記間隔を空けて並べられた部分を有し、
前記温度センサは、前記間隔に配置され、前記第１組の接続線群と前記第２組の接続線群とに挟まれている付記２に記載のステータ。
（付記１０）
前記第１組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線は、前記軸方向に並べられ、互いに当接し、
前記第２組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線は、前記軸方向に並べられ、互いに当接し、
前記温度センサは、前記第１組の接続線群の前記間隔の側の１つの前記接続線と前記第２組の接続線群の前記間隔の側の１つの前記接続線とに挟まれている付記９に記載のステータ。
（付記１１）
前記第１組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線は、前記径方向に並べられ、互いに当接し、
前記第２組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線は、前記径方向に並べられ、互いに当接し、
前記温度センサは、前記第１組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線と前記第２組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線とに挟まれている付記９に記載のステータ。
（付記１２）
複数の前記コイル導体のそれぞれは、複数の相のコイルのいずれかの相のコイルを構成し、
少なくとも２つの前記接続線は、同じ相のコイルを構成している付記１から１１のいずれか１項に記載のステータ。
（付記１３）
複数の前記温度センサを備え、
複数の前記温度センサのそれぞれは、異なる相のコイルのそれぞれの温度を検出する付記１２に記載のステータ。
（付記１４）
ロータコアを有し、回転軸と一体回転するロータと、付記１から１３のいずれか１項に記載され、前記ロータコアの径方向外側に配置されているステータと、を備えた回転電機。

１ ハウジング、２ ブラケット、３ ベアリング、１０ ロータ、１１ ロータコア、１２ 回転軸、１３ 永久磁石、２０ ステータ、２１ ステータコア、２２ ステータコイル、２２ｅ１ 反結線側コイルエンド部、２２ｅ２ 結線側コイルエンド部、２３、２３Ｕ１Ａｉｎ、２３Ｕ１Ｂｉｎ、２３Ｕ１Ａｏｕｔ、２３Ｕ１Ｂｏｕｔ、２３Ｕ２Ａ、２３Ｕ２Ｂ、２３Ｕ３Ａ、２３Ｕ３Ｂ、２３Ｕ４Ａｏｕｔ、２３Ｕ４Ｂｏｕｔ、２３Ｕ４Ａｉｎ、２３Ｕ４Ｂｉｎ 端末剥離部、２４、２２４ 接続線ユニット、２４Ｕ、２４ＵＡ、２４ＵＢ、２４Ｖ、２４ＶＡ、２４ＶＢ、２４Ｗ、２４ＷＡ、２４ＷＢ、２２４ＵＡ、２２４ＵＢ 接続線、２４ＵＡ１、２４ＵＡ２、２４ＵＡ３、２４ＵＢ１、２４ＵＢ２、２２４ＵＡ１、２２４ＵＢ１ 直線部、２４ＵＡ４、２４ＵＢ３、２２４ＵＡ４、２２４ＵＢ３ オフセット部、２５、２５Ｕ、２５Ｖ 温度センサ、２５ａ リード線、２６、２６Ｕ、２６Ｖ 樹脂部材、１００ 回転電機

Claims (15)

1. 筒状のステータコアと、
   前記ステータコアのスロットに配置されたコイル本体部と、前記ステータコアから突出した導体端部とを有するコイル導体の複数と、
   前記ステータコアの周方向に延出し、前記周方向に離間した前記導体端部を接続する接続線の複数と、
   温度センサと、を備え、
   少なくとも２つの前記接続線が、前記ステータコアの軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、
   前記温度センサは、前記間隔に配置され、前記軸方向の両側の前記接続線に挟まれており、
   複数の前記導体端部は、前記周方向の各位置及び前記ステータコアの径方向の各位置において、前記ステータコアから突出し、
   前記間隔に配置された前記温度センサは、前記径方向に見て、前記ステータコアから突出した複数の前記導体端部と前記ステータコアとの間の位置に配置されているステータ。
2. 複数の前記接続線は、前記周方向及び前記径方向に並べて配置され、
   少なくとも２つの前記接続線は、前記径方向の最も外側に配置された前記導体端部に接続され、
   少なくとも２つの前記接続線は、複数の前記接続線の中で前記径方向の外側に配置されると共に、前記軸方向に見て、前記ステータコアの外周よりも前記径方向の内側に配置されている請求項１に記載のステータ。
3. 前記温度センサは、前記ステータコアよりも軸方向の一方側に設けられた少なくとも２つの前記接続線に挟まれ、
   前記ステータコアよりも軸方向の一方側に設けられた前記接続線は、相互に結線されており、
   前記ステータコアよりも軸方向の他方側に設けられた前記接続線は、相互に結線されていない請求項２に記載のステータ。
4. 少なくとも２つの前記接続線は、接続した前記導体端部の間において一定の方向に延出した直線部を有し、
   前記直線部が前記温度センサを挟んでいる請求項２に記載のステータ。
5. 少なくとも２つの前記接続線における前記直線部は、平行に配置されている請求項４に記載のステータ。
6. 前記温度センサ、及び前記温度センサを挟んだ前記直線部の部分は、樹脂部材により覆われている請求項４に記載のステータ。
7. 前記接続線と、前記コイル導体とは、同一の材料からなる、絶縁被膜付き導体により形成されている請求項１に記載のステータ。
8. 少なくとも２つの前記接続線は、平角線からなる請求項１に記載のステータ。
9. 前記温度センサを挟んだ前記平角線の部分の断面における長手方向の面は、前記軸方向に平行に配置され、
   前記温度センサは、前記平角線の断面における短手方向の面により保持されている請求項８に記載のステータ。
10. 筒状のステータコアと、
    前記ステータコアのスロットに配置されたコイル本体部と、前記ステータコアから突出した導体端部とを有するコイル導体の複数と、
    前記ステータコアの周方向に延出し、前記周方向に離間した前記導体端部を接続する接続線の複数と、
    温度センサと、を備え、
    少なくとも２つの前記接続線からなる第１組の接続線群と、少なくとも２つの前記接続線からなる第２組の接続線群とが、軸方向に間隔を空けて並べられた部分を有し、
    前記温度センサは、前記間隔に配置され、前記第１組の接続線群と前記第２組の接続線群とに挟まれており、
    複数の前記導体端部は、前記周方向の各位置及び前記ステータコアの径方向の各位置において、前記ステータコアから突出し、
    複数の前記接続線は、前記周方向及び前記径方向に並べて配置され、
    前記第１組の接続線群と、前記第２組の接続線群とは、前記径方向の最も外側に配置された前記導体端部に接続され、
    前記第１組の接続線群と、前記第２組の接続線群とは、複数の前記接続線の中で前記径方向の外側に配置されると共に、前記軸方向に見て、前記ステータコアの外周よりも前記径方向の内側に配置されているステータ。
11. 前記第１組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線は、前記軸方向に並べられ、互いに当接し、
    前記第２組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線は、前記軸方向に並べられ、互いに当接し、
    前記温度センサは、前記第１組の接続線群の前記間隔の側の１つの前記接続線と前記第２組の接続線群の前記間隔の側の１つの前記接続線とに挟まれている請求項１０に記載のステータ。
12. 前記第１組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線は、前記径方向に並べられ、互いに当接し、
    前記第２組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線は、前記径方向に並べられ、互いに当接し、
    前記温度センサは、前記第１組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線と前記第２組の接続線群の少なくとも２つの前記接続線とに挟まれている請求項１０に記載のステータ。
13. 複数の前記コイル導体のそれぞれは、複数の相のコイルのいずれかの相のコイルを構成し、
    少なくとも２つの前記接続線は、同じ相のコイルを構成している請求項１に記載のステータ。
14. 複数の前記温度センサを備え、
    複数の前記温度センサのそれぞれは、異なる相のコイルのそれぞれの温度を検出する請求項１３に記載のステータ。
15. ロータコアを有し、回転軸と一体回転するロータと、請求項１から１４のいずれか１項に記載され、前記ロータコアの径方向外側に配置されているステータと、を備えた回転電機。

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