JP2010213544A - 回転電機のステータおよび回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】モールド固定やワニス固定によらずコイルの固定を可能とする、回転電機のステータを提供する。
【解決手段】この回転電機のステータ１４０は、環状に配置されたステータコア１４１と、ステータコア１４１に装着されたインシュレータ１６０と、インシュレータ１６０を介在させてステータコア１４１に装着されたコイル１８０と、コイル１８０を固定するコイル固定部１２０とを備える。コイル固定部１２０は、ステータコア１４１の径方向にインシュレータ１６０およびコイル１８０を一体的に保持する。
【選択図】図４

Description

本発明は、回転電機のステータおよび回転電機に関する。

回転電機に関し、従来、コイルエンドを囲繞して液密的な環状空間を形成する冷却ジャケットを備え、冷却ジャケット内に冷媒を流動させる冷却構造が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、コイルの温度を検出する温度検出素子が取り付けられた回転電機において、ブラケットに取り付けられる温度検出素子がコイルエンドに接する構成が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開２００５−３２３４１６号公報 特開２００８−１７８２２２号公報

従来の回転電機では、ステータに装着したコイルの軸方向端部をモールド固定またはワニス固定することにより、コイルを固定するとともに、コイル周囲の熱伝導率を向上させコイルで発生した熱の冷却能を向上させるのが一般的である。しかし、コイルのモールド固定やワニス固定は高コストである。そのため、モールド固定やワニス固定を使用せず、コイルエンド部に油を流す油冷によって、ステータの放熱性を向上させることが検討されている。

しかし、樹脂を用いてコイルそのものを固定しない場合、コイルの固定精度が低下し、コイルががたつく可能性がある。このコイルのがたつきは、漏れ磁束によるコイル渦損を高める要因になる。また、コイルの安定性がないことで、振動による部品の破損や絶縁不良などの問題が発生する可能性がある。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、モールド固定やワニス固定によらずコイルの固定を可能とする、回転電機のステータを提供することである。

本発明に係る回転電機のステータは、環状に配置されたステータコアと、ステータコアに装着された絶縁部材と、絶縁部材を介在させてステータコアに装着されたコイルと、コイルを固定するコイル固定部とを備える。コイル固定部は、ステータコアの径方向に絶縁部材およびコイルを一体的に保持する。

上記回転電機のステータにおいて好ましくは、コイルの軸方向端部の温度を測定する温度センサを備える。温度センサは、コイル固定部に取り付けられる。

上記回転電機のステータにおいて好ましくは、コイルは、ステータコアの周方向に複数設けられている。コイル固定部は、複数のコイルを一体的に保持する。温度センサは、ステータコアの周方向に隣接するコイル間に配置されている。

本発明に係る回転電機は、回転可能に設けられた回転シャフトと、回転シャフトに固設されたロータと、ロータの周囲に配置された上記のいずれかの局面のステータとを備える。

本発明の回転電機のステータによると、コイルはコイル固定部によって絶縁部材と一体的に保持されて固定される。したがって、モールド固定やワニス固定によることなくコイルを固定することができる。

実施の形態１の、回転電機が適用されるハイブリッド車両の構成を示す概略図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った、ステータの断面図である。 図２に示すステータの一部を拡大視した拡大断面図である。 図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿うステータの断面図である。 図４に示すＶ−Ｖ線に沿うステータの断面図である。 インシュレータを介在させてコイルが装着された分割ステータコアの斜視図である。 実施の形態２のインシュレータの構成を示す斜視図である。 コイル固定部の拡大図である。 実施の形態２のインシュレータを介在させてコイルが装着された分割ステータコアの斜視図である。 実施の形態３のコイル固定部の斜視図である。 図１０に示すＸＩ−ＸＩ線に沿うコイル固定部の断面図である。 実施の形態３のコイル固定部を用いてコイルを固定する状態を示す断面図である。 コイル固定部への温度センサの固定方法における第一の工程の例を示す模式図である。 コイル固定部への温度センサの固定方法における第二の工程の例を示す模式図である。 実施の形態４のコイル固定部の斜視図である。 実施の形態４のコイル固定部を用いてコイルを固定する状態を示す模式図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の、回転電機１０が適用されるハイブリッド車両（ＨＶ：hybrid vehicle）の構成を示す概略図である。図１に示すように、ハイブリッド車両は、回転電機１０と、回転シャフト３０と、減速機構４０と、ディファレンシャル機構５０と、ドライブシャフト受け部６０とを備える。電動機または発電機としての機能を有する回転電機（モータジェネレータ）１０は、ロータ２０と、ステータ１４０とを含む。

ロータ２０は、回転シャフト３０に組付けられる。回転シャフト３０は、軸受を介在させて、ハイブリッド車両の駆動ユニットのハウジング部に回転可能に支持されている。ロータ２０は、回転シャフト３０に固設され、回転シャフト３０と共に回転可能に設けられている。環状のステータ１４０は、ロータ２０の周囲に配置されており、ロータ２０の外周に設けられている。

ステータ１４０の軸方向端面１７７，１７８は、カバー１３５によって覆われている。カバー１３５は、軸方向端面１７７，１７８との間に、密閉された空間１３６を形成している。ステータ１４０の軸方向端面１７７，１７８には、コイル１８０が装着されている。

コイル１８０は、ステータ１４０の軸方向端面１７７に対して軸方向（図１中に両矢印で示すＤＲ１方向）に突出している、コイルエンド部１８２を有する。コイルエンド部１８２には、端子台１１０が設置されている。端子台１１０は、ステータ１４０の軸方向端部に設置されている。

コイル１８０は、端子台１１０を介在させて、３相ケーブル９０によってＰＣＵ７０と電気的に接続されている。３相ケーブル９０は、Ｕ相ケーブル９１、Ｖ相ケーブル９２およびＷ相ケーブル９３からなる。コイル１８０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなり、これらの３つのコイルの端子に、それぞれ、Ｕ相ケーブル９１、Ｖ相ケーブル９２およびＷ相ケーブル９３が接続されている。またＰＣＵ７０は、給電ケーブルによってバッテリ８０と電気的に接続されている。これにより、バッテリ８０とステータ１４０とが電気的に接続されている。

ロータ２０およびステータ１４０を含む回転電機１０から出力された駆動力は、減速機構４０からディファレンシャル機構５０を経由して、ドライブシャフト受け部６０に伝達される。ドライブシャフト受け部６０に伝達された駆動力は、図示しないドライブシャフトを経由して図示しない駆動輪に回転力として伝達されて、ハイブリッド車両を走行させる。

一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、駆動輪は車体の慣性力により回転させられる。駆動輪からの回転力によりドライブシャフト受け部６０、ディファレンシャル機構５０および減速機構４０を経由して、回転電機１０が駆動される。このとき、回転電機１０は、発電機として作動する。回転電機１０により発電された電力は、ＰＣＵ７０内のインバータを経由して、バッテリ８０に蓄えられる。

図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った、ステータ１４０の断面図である。図２に示すように、ステータ１４０は、ロータ２０の周囲を取り囲むように環状に形成されている。ステータ１４０は、断面形状環状の筒状に配置されたステータコア１４１と、このステータコア１４１の外周に装着されたリング１８１と、ステータコア１４１に巻回されて装着された複数のコイル１８０、すなわちＵ相コイル１８０Ｕ，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗとを備えている。ステータコア１４１は、圧粉磁心により形成されている。なお、ステータコア１４１は、圧粉磁心に限定されず、たとえば複数の電磁鋼板が積層されて形成されてもよい。

ステータコア１４１は、周方向（図２中に示すＤＲ２方向）に分割された複数の分割ステータコア１７５を有する。各分割ステータコア１７５は、ステータ１４０の周方向に延びる円環状のヨーク部１７６と、このヨーク部１７６からステータ１４０の径方向（図２中に示すＤＲ３方向）内方に向けて突出するステータティース１７１とを備えている。ステータティース１７１は、ステータ１４０の円周方向に沿って等間隔に形成されている。ステータ１４０は、環状に延びるヨーク部本体１７０と、このヨーク部本体１７０の内周面から径方向内方に向けて突出する複数のステータティース１７１とを備えている。

ヨーク部１７６の表面のうち、ステータ１４０の周方向に配列する周方向端面１９０，１９１は、当該分割ステータコア１７５に対してステータ１４０の周方向に隣接する、他の分割ステータコア１７５の周方向端面１９０，１９１と、当接している。そして、各分割ステータコア１７５のヨーク部１７６が周方向に配列されることで、環状のヨーク部本体１７０が構成されている。

分割ステータコア１７５には、ステータティース１７１に巻回されるようにしてコイル１８０が装着されている。コイル１８０は、ステータティース１７１の表面のうち、ステータ１４０の周方向に配列する側面１９３に沿って順次積層するように、順次巻回されている。

コイル１８０と分割ステータコア１７５との間にはインシュレータ１６０が介在しており、インシュレータ１６０によってコイル１８０と分割ステータコア１７５との間の絶縁が確保されている。インシュレータ１６０は、コイル１８０とステータコア１４１（分割ステータコア１７５）との間の絶縁を確保する、絶縁部材の一例である。コイル１８０は、インシュレータ１６０を介在させて、ステータコア１４１のステータティース１７１に装着されている。

環状に配列された分割ステータコア１７５の外周側には、リング１８１が装着されている。リング１８１によって各分割ステータコア１７５が固定され、ステータコア１４１を形成している。

図３は、図２に示すステータ１４０の一部を拡大視した拡大断面図である。図３に示すように、ステータコア１４１の周方向（ＤＲ２方向）において隣り合うステータティース１７１間には、スロットが形成されている。スロットは、ＤＲ２方向に隣接するステータティース１７１の、互いに対向する側面１９３間に形成されている。ステータティース１７１に巻回されるコイル１８０は、このスロット内に収容されている。

コイル１８０は、このコイル１８０の延在方向に対して、垂直な断面形状が方形形状とされており、具体的には、エッジワイズコイル（Edge Width Coil）などの平角線が採用されている。このため、丸線を巻回して形成されるコイルと比較して、スロット内に収容されるコイル１８０の占積率（コイルの断面に占める導体の割合）の向上が図られており、またコイル１８０からの放熱性も優れている。

インシュレータ１６０は、ステータティース１７１を受入れ可能なティース受入部１６１と、このティース受入部１６１の端部に形成され、ヨーク部１７６の内周面１９８に沿って延び、ヨーク部１７６の内周面１９８に支持される張出部１６２とを含む。

このように形成されたインシュレータ１６０には、コイル１８０が巻回されて装着されている。図３に示すように、コイル１８０は、延在方向に対して垂直な断面の形状が方形形状とされた、コイル線２８０を巻回することで構成されている。コイル１８０は、コイル線２８０がステータコア１４１の径方向（ＤＲ３方向）に積層されて形成されている。コイル線２８０は、環状に配置されたステータコア１４１の径方向を積層方向として、ステータティース１７１周囲に巻回されている。

インシュレータ１６０のティース受入部１６１は、コイル１８０の内周と接する。インシュレータ１６０の張出部１６２は、ステータティース１７１周囲に巻回されたコイル１８０の側面と接する。相隣接するコイル１８０間には、コイル１８０をそれぞれ互いに隔てる隙間１８５が形成されており、互いに隣接するコイル１８０が接触せず、隣接するコイル１８０間での短絡発生を抑制する構成となっている。

図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿うステータ１４０の断面図である。なお図３は、図４中に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うステータ１４０の断面を示す。図３および図４に示すように、ステータコア１４１の内径側には、内径ガイド部材１３０が配置されている。内径ガイド部材１３０は、絶縁性材料により形成することができる。たとえば、高い耐熱性と絶縁性とを有するＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）に代表される樹脂材料を、内径ガイド部材１３０の材料として用いることができる。

内径ガイド部材１３０は、略筒状の形状に形成されている。ステータティース１７１の表面のうち、ステータ１４０の径方向内側の面である先端面１７２を露出させるように、内径ガイド部材１３０には複数の孔部が形成されている。この孔部が形成されていることにより、ステータコア１４１はロータ２０に対して介在物なく直接対向しており、ステータ１４０とロータ２０との間の磁束の流れを妨げない構成とされている。なお、上記孔部を形成するほか、先端面１７２を覆う薄肉部を内径ガイド部材１３０に形成し、当該薄肉部の厚みをステータ１４０およびロータ２０間の磁束の流れを確保できる程度に薄くする構成としてもよい。

内径ガイド部材１３０は、コイル１８０に対し、ステータコア１４１の内径側に配置されている。コイル線２８０の積層方向であるＤＲ３方向に配列するコイル１８０の端面のうち径方向内側の端面１８８に対して、内径ガイド部材１３０は、ＤＲ３方向において離隔して配置されている。内径ガイド部材１３０は、コイル１８０の内径側の端面１８８と離隔して対向している。

内径ガイド部材１３０は、ステータコア１４１に対し、ステータコア１４１の軸方向（ＤＲ１方向）の両側に張り出している。内径ガイド部材１３０は、ステータコア１４１の上側の軸方向端面１７７に対して上方向に張り出し、ステータコア１４１の下側の軸方向端面１７８に対して下方向に張り出すような形状とされている。また、ステータコア１４１の外周に装着されたリング１８１も、ステータコア１４１に対しＤＲ１方向に張り出している。内径ガイド部材１３０およびリング１８１は、ステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８に対してＤＲ１方向に張り出した、張出部を有する。

内径ガイド部材１３０およびリング１８１の張出部には、ステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８を覆うカバー１３５が接合されている。カバー１３５の内面は、内径ガイド部材１３０の径方向内側の面、およびリング１８１の径方向外側の面に対し、液密に接着している。つまり、カバー１３５の内面は、ＤＲ３方向においてコイル１８０から離れる側の内径ガイド部材１３０およびリング１８１の表面と密着しており、そのため、カバー１３５と内径ガイド部材１３０およびリング１８１との間に隙間が形成されず液体を遮断できる一体構造を形成している。カバー１３５、リング１８１および内径ガイド部材１３０は、ステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８との間に、密閉された空間１３６を形成する。

この空間１３６内に冷却油に代表される冷媒を流動させ、コイル１８０のコイルエンド部１８２近傍やステータコア１４１の軸方向端面１７７を油冷することにより、回転電機１０の作動時に発生する熱を除去し、コイル１８０およびステータコア１４１を冷却することができる。コイル１８０がモールド固定やワニス固定されておらず、カバー１３５内部に形成された冷媒通路を流れる冷媒はコイル１８０およびステータコア１４１の表面に直接触れることができるので、ステータ１４０の放熱性を向上することができる。

ステータ１４０冷却のための冷媒が空間１３６内を流動するとき、内径ガイド部材１３０は、ステータ１４０の内径側へ冷媒を漏洩させないためのガイド部材として機能している。また、複数の分割ステータコア１７５を固定するためのリング１８１は、内径ガイド部材１３０と同様にステータコア１４１の軸方向の両側に張り出すように形成されることにより、ステータ１４０冷却のための冷媒が空間１３６内を流動するとき、ステータ１４０の外径側へ冷媒を漏洩させないためのガイド部材として機能している。

図４に示すように、ＤＲ１方向において、コイルエンド部１８２に対してコイル１８０から離れる側に、コイル固定部１２０が配置されている。コイル固定部１２０は、ＤＲ１方向においてコイルエンド部１８２と離隔して対向し、ステータコア１４１の軸方向端面１７７，１７８に対し略平行に配置された基部１２２を有する。コイル固定部１２０はまた、基部１２２から立設され、ステータコア１４１に近接する側に延びる一対の腕部１２３，１２４を有する。コイル固定部１２０は、ＰＰＳに代表される樹脂材料などの絶縁性材料により形成されており、弾性変形可能に形成されている。

コイル１８０の端面１８８と、内径ガイド部材１３０のコイル１８０に対向する径方向外側の表面との間には、隙間が形成されている。コイル固定部１２０の一方の腕部１２４は、コイル１８０と内径ガイド部材１３０との間に形成された隙間の内部に配置される。また、インシュレータ１６０と、リング１８１のコイル１８０に対向する径方向内側の表面との間には、隙間が形成されている。コイル固定部１２０の他方の腕部１２３は、インシュレータ１６０とリング１８１との間に形成された隙間の内部に配置される。

腕部１２３の先端部は、腕部１２４に近接する側に屈曲しており、インシュレータ１６０の径方向外側の表面に当接している。腕部１２４の先端部は、腕部１２３に近接する側に屈曲しており、コイル１８０の径方向内側の端面１８８に当接している。これら一対の腕部１２３，１２４により、コイル１８０およびインシュレータ１６０が挟まれている。図４に示すコイル固定部１２０がステータ１４０に組み付けられた状態で、コイル固定部１２０の腕部１２３，１２４からインシュレータ１６０およびコイル１８０にＤＲ３方向に沿う方向の弾性力が作用している。

このコイル固定部１２０の弾性力により、コイル１８０とインシュレータ１６０とは一体として保持されている。コイル固定部１２０は、一対の腕部１２３，１２４によってコイル１８０の内径側とインシュレータ１６０の外径側とを掴むことにより、ステータコア１４１の径方向（ＤＲ３方向）においてインシュレータ１６０およびコイル１８０を一体的に保持している。

このように、コイル固定部１２０がコイル１８０およびインシュレータ１６０を挟持することで、コイル１８０はインシュレータ１６０を抱き合わせるように固定され、コイル１８０とインシュレータ１６０とは一体的に保持される。そのため、コイル１８０のがたつきを抑制できる。コイル１８０のがたつきが抑制されるので、漏れ磁束によるコイル１８０の損失の悪化を抑制できる。実施の形態１のステータ１４０では、コイル１８０を固定するために高コストなモールド固定やワニス固定を行なう必要がなく、ステータ１４０の製造コストの低減を達成することができる。

分割ステータコア１７５はステータコア１４１の周方向に複数設けられている。コイル１８０は、各分割ステータコア１７５のステータティース１７１周りに巻回されている。コイル固定部１２０は樹脂材料を成形加工して作製された樹脂成形品とすることができ、ほぼ同一の形状に多数のコイル固定部１２０を作製できる。複数のステータティース１７１周りに装着された複数のコイル１８０は、略同一形状のコイル固定部１２０を用いて、インシュレータ１６０と一体に固定され、積層方向において位置決めされる。そのため、インシュレータ１６０周りへの複数のコイル１８０の組み付け状態の均一性を向上させることができる。つまり、複数のコイル１８０の組み付け状態のバラツキを抑制できるので、回転電機１０の性能を向上することができる。

図５は、図４に示すＶ−Ｖ線に沿うステータ１４０の断面図である。図６は、インシュレータ１６０を介在させてコイル１８０が装着された分割ステータコア１７５の斜視図である。図５および図６に示すように、コイル固定部１２０の基部１２２のコイル１８０に対向する側と反対側の表面には、溝部１２１が形成されている。溝部１２１は、基部１２２の２箇所に形成されている。溝部１２１は、断面方形形状のコイル線２８０が溝部１２１の内部に嵌入可能なように寸法を設定されて、形成されている。

図６に示すように、インシュレータ１６０のティース受入部１６１は、ステータティース１７１を受入れる筒形状を形成する。この筒形状に、対応するステータティース１７１を通すことで、インシュレータ１６０がステータティース１７１に装着される。ティース受入部１６１は、ステータティース１７１のスロット側の側面１９３を被覆可能なように、張出部１６２の端部からステータコア１４１の内周方向に向かって延出される。

インシュレータ１６０および対応するコイル１８０がステータティース１７１に装着されたとき、ティース受入部１６１は、スロット内のコイル１８０をステータティース１７１と絶縁する。また張出部１６２は、対応するコイル１８０とスロット奥のヨーク部１７６の径内側表面との間に配設され、コイル１８０をヨーク部１７６から絶縁する。

ティース受入部１６１には支柱部１６３が形成されている。支柱部１６３は、インシュレータ１６０および対応するコイル１８０がステータティース１７１に装着されたとき、コイル１８０をＤＲ１方向に支持するとともに、コイル１８０とステータティース１７１との絶縁距離を確保する。すなわち、コイル１８０をステータティース１７１と絶縁可能な距離に相当する厚み（ＤＲ１方向の寸法）を少なくとも有するように、支柱部１６３が形成される。

コイル１８０は、コイル線２８０を環状に巻回しつつ積層することで形成された、巻回部１５１を備えている。コイル線２８０の一方の端部１５２は、コイル線２８０の積層方向に位置する巻回部１５１の径方向端面１８９に設けられており、ＤＲ１方向に配列するコイル１８０のコイルエンド部１８２よりＤＲ１方向に突出するように延びている。

コイル線２８０の積層方向に配列する端面のうち、端部１５２が位置する径方向端面１８９と反対側に位置する径方向端面１８８には、ＤＲ１方向に向けて延び、コイルエンド部１８２よりも上方に延びる引出部１５３が形成されている。そして、この引出部１５３の上端部には、渡線１５４が連設されている。さらに、この引出部１５３の先端部には、他のコイル１８０の端部１５２に接続される端部１５５が形成されている。

各渡線１５４は、コイル１８０を形成するコイル線２８０の一部が延出することで構成されている。コイル線２８０は、渡線１５４を兼用している。コイル線２８０のうち、渡線１５４が位置する部分においては、ＤＲ１方向の高さの方が、ステータ１４０の径方向の幅よりも長くなっている。

コイル固定部１２０は、コイル１８０の軸方向端部に位置するコイルエンド部１８２に配置されている。コイル固定部１２０には、他のコイル１８０から引き出された渡線１５４が嵌め込まれる複数の溝部１２１が形成されている。コイル固定部１２０には、コイル線２８０の積層方向に２つの溝部１２１が間隔を空けて形成されており、溝部１２１には、それぞれ、渡線１５４が装着される。コイル固定部１２０は、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５とは別体に設けられており、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５に対して相対移動可能に設けられている。

コイル固定部１２０に溝部１２１を形成することにより、コイル固定部１２０は、コイル１８０の渡線１５４を保持するとともに各相のコイル間の絶縁を確保するための、保持部材としての機能を有している。そのため、保持部材をコイル固定部１２０と別に設ける必要はなく、ステータ１４０の部品点数を削減することができるので、回転電機１０の原料コストおよび製造コストを削減することができる。

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２のインシュレータ１６０の構成を示す斜視図である。図８は、コイル固定部１２０の拡大斜視図である。図９は、実施の形態２のインシュレータ１６０を介在させてコイル１８０が装着された分割ステータコア１７５の斜視図である。実施の形態２のステータ１４０は、コイル固定部１２０の構成において、実施の形態１と異なっている。

具体的には、図７に示すように、コイル固定部１２０は、張出部１６２のＤＲ１方向の一方の端部に配置されている。コイル固定部１２０は、インシュレータ１６０と一体として成形されている。コイル固定部１２０は、ステータコア１４１の内径側に形成された腕部１２４を有し、一方、ステータコア１４１の外径側においてコイル固定部１２０は張出部１６２と一体的に接合されている。つまり、実施の形態２のコイル固定部１２０は、実施の形態１で説明した腕部１２３を有していない。

ティース受入部１６１の上下方向（ステータコア１４１の軸方向、すなわちＤＲ１方向）の各端部には、ティース受入部１６１のＤＲ１方向各端部においてコイル１８０とステータティース１７１との絶縁を確保するための、側壁１６４が形成される。支柱部１６３は、一対のティース受入部１６１間の略中央において、張出部１６２の開口部１６６の端部からステータコア１４１の径方向（ＤＲ３方向）内側に向かって延出される。すなわち、支柱部１６３は、ティース受入部１６１との間に空隙を有しつつ、ステータティース１７１の軸方向端面１７７，１７８に沿うように、張出部１６２から柱状に延出される。

コイル固定部１２０には、他のコイル１８０から引き出された渡線１５４が嵌め込まれる、複数の溝部１２１が形成されている。溝部に渡線１５４が嵌め込まれることにより、コイル固定部１２０は、渡線１５４を保持するとともに各相のコイル間の絶縁を確保可能とされている。インシュレータ１６０の張出部１６２には開口部１６６が形成されており、この開口部１６６に対応するステータティース１７１を挿通することで、インシュレータ１６０がステータティース１７１に装着される。

コイル１８０が巻回され所定の環形状に形成された状態で、この環形状のコイル１８０にインシュレータ１６０のティース受入部１６１を挿通することにより、コイル１８０をインシュレータ１６０と一体に組み付けることができる。コイル固定部１２０は弾性変形可能に設けられており、コイル１８０の組み付け時に、腕部１２４がコイル１８０の移動を妨げないように、コイル固定部１２０はＤＲ１方向に支柱部１６３から離れる側に弾性変形される。

図８に示すように、コイル固定部１２０の上面には、山部１２２ａ〜１２２ｃが形成されている。隣り合う山部１２２ａ，１２２ｂの間に溝部１２１ａが形成され、隣り合う山部１２２ｂ，１２２ｃの間に溝部１２１ｂが形成されている。渡線１５４は、２箇所の溝部１２１ａ，１２１ｂに嵌入される。３箇所の山部１２２ａ〜１２２ｃおよび２箇所の溝部１２１ａ，１２１ｂは、ＤＲ２方向に沿い、渡線１５４の延在方向に沿って延びるように形成されている。

山部１２２ａ〜１２２ｃの頂面は、側面１２９ａから側面１２９ｂに向かって直線的に傾斜する、傾斜面として形成されている。山部１２２ａ〜１２２ｃの頂面は、コイル固定部１２０の対向する一対の側面１２９ａ，１２９ｂ間を結ぶ面として形成されており、側面１２９ａ側の高さを相対的に低く、また側面１２９ｂ側の高さを相対的に高くするように形成されている。山部１２２ａ〜１２２ｃは、ＤＲ２方向に沿って側面１２９ａから側面１２９ｂに向かって線形に高さを増加し、側面１２９ａとの接線において山高さが最小となり、側面１２９ｂとの接線において山高さが最大となっている。ここで、山部の高さとは、コイル固定部１２０の下面、またはコイル固定部１２０の下面と平行に形成された溝部１２１ａ，１２１ｂの底面と、山部の頂面との間の、ＤＲ１方向の距離をいう。

以上説明した実施の形態２のステータ１４０によると、コイル固定部１２０をインシュレータ１６０と一体に樹脂成形によって作製することができる。樹脂製の一体の部材としてコイル固定部１２０およびインシュレータ１６０を形成することができ、ステータ１４０の部品点数を削減できる。インシュレータ１６０は、たとえば射出成形に代表される樹脂成形加工によって作製することができ、適切な金型を準備することで、追加の製造工程を必要とせずにコイル固定部１２０とインシュレータ１６０とを容易に一体成形することができる。したがって、ステータ１４０の製造コストを低減することができる。

また、コイル固定部１２０に形成された山部１２２ａ〜１２２ｃは、側面１２９ａから側面１２９ｂへ向かって高さを増加するように傾斜して形成されている。コイル１８０およびステータコア１４１を冷却するための冷媒の流れ方向に従って山部１２２ａ〜１２２ｃの高さが徐々に増大するように、山部１２２ａ〜１２２ｃの頂面を形成すれば、冷媒の流動に対するコイル固定部１２０の抵抗を低減することができる。

したがって、流動する冷媒がコイル固定部１２０に加える圧力を受け流すことができ、冷媒によってコイル固定部１２０に掛かる力が緩和されるので、コイル固定部１２０の変形、脱落および破損の発生を抑制することができる。加えて、ステータ１４０の軸方向端面１７７を流れる冷媒の流れをより滑らかにすることができるので、コイル固定部１２０が冷媒の流れを遮ることを抑制できる。したがって、冷媒によるステータコア１４１およびコイル１８０の冷却性能をより向上させることができる。

（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３のコイル固定部１２０の斜視図である。図１１は、図１０に示すＸＩ−ＸＩ線に沿うコイル固定部１２０の断面図である。実施の形態３のコイル固定部１２０は、基部１２２を厚み方向に貫通する貫通孔１２５が形成されている点で、実施の形態１とは異なっている。

図１２は、実施の形態３のコイル固定部１２０を用いてコイル１８０を固定する状態を示す断面図である。図１２に示すように、コイル固定部１２０は、ステータコア１４１の径方向（図１２中の左右方向）において、インシュレータ１６０およびコイル１８０を一体的に保持する。

コイル固定部１２０に形成された貫通孔１２５には、サーミスタなどの温度センサ２００が挿通されて固定されている。温度センサ２００先端のセンサ素子がコイル１８０のコイルエンド部１８２に近接するように、温度センサ２００はコイル固定部１２０によって保持されている。温度センサ２００は、コイル固定部１２０に取り付けられ、コイル１８０の軸方向端部のコイルエンド部１８２の温度を測定する。

このようにすれば、コイル１８０のコイルエンド部１８２に押し付けられるように温度センサ２００が設置される。したがって、回転電機１０の作動中に発熱が問題となるコイル１８０により近い位置で測温することができ、コイル１８０の温度計測の精度を向上させることができる。

図１３および図１４は、コイル固定部１２０への温度センサ２００の固定方法における各工程の例を示す模式図である。コイル固定部１２０に温度センサ２００を固定するためには、まず、図１０および図１１に示す貫通孔１２５の形成されたコイル固定部１２０を準備する。貫通孔１２５を有するコイル固定部１２０を射出成形により成形してもよく、樹脂成形品のコイル固定部１２０を形成した後に機械加工により貫通孔１２５を形成してもよい。

続いて図１３に示すように、図中の白抜き矢印に沿って温度センサ２００がコイル固定部１２０に近接するように、温度センサ２００を移動させる。温度センサ２００の先端には、鏃形状の拡径部２０１が形成されている。

続いて図１４に示すように、温度センサ２００をコイル固定部１２０の貫通孔１２５に挿し込み、温度センサ２００を貫通孔１２５に圧入する。このとき、拡径部２０１がコイル固定部１２０の基部１２２と係合するために、温度センサ２００のコイル固定部１２０からの抜けを防止して、コイル固定部１２０に温度センサ２００を確実に固定することができる。

このように、コイル固定部１２０を用いて、貫通孔１２５に温度センサ２００を挿通することで、温度センサ２００をコイル固定部１２０に容易に取り付け固定することができるので、温度センサ２００の取付性を向上させることができる。

なお、温度センサ２００のコイル固定部１２０への固定方法は上記に限られるものではなく、任意の固定方法によって温度センサ２００を固定することができる。ただし、上述した貫通孔１２５への温度センサ２００の圧入を一例としたように、温度センサ２００の接着のための樹脂などの他の材料や、接着工程などの他の工程を必要としない温度センサ２００とすれば、簡単に温度センサ２００を固定することができるので望ましい。

（実施の形態４）
図１５は、実施の形態４のコイル固定部１２０の斜視図である。実施の形態４のコイル固定部１２０は、実施の形態３のコイル固定部１２０とは異なった形状を有している。つまり、コイル固定部１２０は、一対の腕部１２３，１２４を複数組有しており、ステータコア１４１の周方向に設けられた複数のコイル１８０を一体的に保持可能に形成されている。図１５に示す腕部１２３，１２４が二組設けられたコイル固定部１２０において、貫通孔１２５は、二組の腕部１２４，１２４の中央部付近に形成されている。

図１６は、実施の形態４のコイル固定部１２０を用いてコイル１８０を固定する状態を示す模式図である。図１６に示すように、コイル固定部１２０の二組の腕部１２３，１２４は、ステータコア１４１の周方向に隣接する２つのコイル１８０を一体的に保持している。貫通孔１２５に挿通された温度センサ２００は、隣接する２つのコイル１８０間に配置されている。このようにすれば、温度センサ２００をコイル固定部１２０により固定保持することができるので、温度センサ２００の取り付けが容易になる。

また、図１６に示すように、温度センサ２００の先端のセンサ素子は、コイル１８０により近い場所である２つのコイル１８０間の谷部に選択的に配置されている。２つの隣接するコイル１８０間の谷部には、コイル１８０の温度により近い温度の空気が溜まることが、解析によりわかっている。つまり、コイル１８０間の谷部は、コイル１８０周辺の温度分布において、最もコイル１８０の温度に近くなる場所である。そのため、上記谷部に温度センサ２００を配置することによって、よりコイル１８０の温度に近い温度を計測することができる。したがって、コイル１８０の温度計測精度をより向上させることができる。

なお、実施の形態１〜４の説明においては、ステータ１４０はカバー１３５を備えており、カバー１３５の内部に冷媒の流路となる密閉された空間１３６が形成される例について説明したが、本発明はこの構成に限られるものではない。つまり、回転電機１０の容量が小さい場合、コイル１８０またはステータ１４０で発生する熱は小さい。この場合、コイル１８０またはステータ１４０を冷却油を用いて油冷せずとも、空冷によって十分放熱できるのであれば、冷媒流路を形成するためのカバー１３５を備えていなくてもよい。

また、実施の形態１〜４の説明においては、ステータコア１４１は複数の分割ステータコア１７５を有し、分割ステータコア１７５がリング１８１によって一体に組み付けられている構成について説明したが、この構成に限られない。ステータコア１４１を圧粉磁心によって一体成形して、ステータコア１４１がステータ１４０の周方向に分割されていない形状とすることも可能である。この場合、リング１８１を設ける必要はない。

また、実施の形態１〜４の説明においては、ハイブリッド車両に搭載され、車輪を駆動する駆動源およびエンジンなどの動力によって発電する発電機として機能する回転電機について説明したが、本発明の回転電機は、燃料電池車や電気自動車などに搭載され、車輪を駆動する駆動源として利用されることも可能である。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、ハイブリッド車両および電気自動車などに搭載され、発電機や駆動源として使用される、車両に搭載される回転電機のステータとして好適に用いられ得る。

１０ 回転電機、２０ ロータ、３０ 回転シャフト、１２０ コイル固定部、１２１，１２１ａ，１２１ｂ 溝部、１２２ 基部、１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ 山部、１２３，１２４ 腕部、１２５ 貫通孔、１２９ａ，１２９ｂ 側面、１３０ 内径ガイド部材、１３５ カバー、１３６ 空間、１４０ ステータ、１４１ ステータコア、１６０ インシュレータ、１７１ ステータティース、１７５ 分割ステータコア、１７６ ヨーク部、１７７，１７８ 軸方向端面、１８０ コイル、１８１ リング、１８２ コイルエンド部、２００ 温度センサ、２８０ コイル線。

Claims (4)

1. 環状に配置されたステータコアと、
   前記ステータコアに装着された絶縁部材と、
   前記絶縁部材を介在させて前記ステータコアに装着されたコイルと、
   前記コイルを固定するコイル固定部とを備え、
   前記コイル固定部は、前記ステータコアの径方向に前記絶縁部材および前記コイルを一体的に保持する、回転電機のステータ。
2. 前記コイル固定部に取り付けられ、前記コイルの軸方向端部の温度を測定する温度センサを備える、請求項１に記載の回転電機のステータ。
3. 前記コイルは、前記ステータコアの周方向に複数設けられており、
   前記コイル固定部は、複数の前記コイルを一体的に保持し、
   前記温度センサは、前記ステータコアの前記周方向に隣接する前記コイル間に配置されている、請求項２に記載の回転電機のステータ。
4. 回転可能に設けられた回転シャフトと、
   前記回転シャフトに固設されたロータと、
   前記ロータの周囲に配置された、請求項１から請求項３のいずれかに記載のステータとを備える、回転電機。

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