電動機のステータ
【課題】温度検出素子の交換を容易とする電動機のステータを提供する。
【解決手段】突極集中巻きステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に巻回されるコイル１３と、を備え、さらにコイル１３の温度を検出する感温部７１を有するサーミスタ７０と、コイルの一部と感温部７１とを覆うカバー部材８０と、を備える。カバー部材８０の内部は、突出部８４により、サーミスタ７０が収容されるサーミスタ収容部８１と、コイル１３の一部が収容されるコイル収容部８２と、サーミスタ収容部８１とコイル収容部８２との間に位置する絶縁空間８６と、に仕切られている。
【解決手段】突極集中巻きステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に巻回されるコイル１３と、を備え、さらにコイル１３の温度を検出する感温部７１を有するサーミスタ７０と、コイルの一部と感温部７１とを覆うカバー部材８０と、を備える。カバー部材８０の内部は、突出部８４により、サーミスタ７０が収容されるサーミスタ収容部８１と、コイル１３の一部が収容されるコイル収容部８２と、サーミスタ収容部８１とコイル収容部８２との間に位置する絶縁空間８６と、に仕切られている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度検出素子を備えた電動機のステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１１に示すように、測温素子１５２（感温部）を備える測温センサ１５１（温度検出素子）が、電動機のステータコイルのコイルエンド１２２ｂから離間して配置されており、コイルエンド１２２ｂから引き出された引出導体１２２ｃの温度を測温センサ１５１が検出することで固定子コイルの温度を検出することが行なわれている（例えば、特許文献１）。これにより、コイルエンド１２２ｂを染み渡ることで固定子コイルを冷却する冷却媒体である油１４０が測温センサ１５１を冷却してしまうことが起こりにくくなり、油１４０による測温センサ１５１の温度検出精度低下を防止できる。また、測温センサ１５１は、引出導体１２２ｃの少なくとも一部と共に断熱体１５６に覆われている。これにより、油１４０が測温センサ１５１の方に移動した場合でも、油１４０が測温センサ１５１に直接接触して測温センサ１５１を冷却することを断熱体１５６により防止できるため、油１４０による測温センサ１５１の温度検出精度低下をより防止できる。
【０００３】
この特許文献１に記載の電動機のステータでは、引出導体１２２ｃと測温素子１５２との絶縁を確保するため、断熱体１５６の内部の空間に樹脂等の素子保護絶縁層１５３を充填している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３０２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電動機のステータでは、測温素子１５２の周囲に素子保護絶縁層１５３が形成されているため、測温素子１５２のみを取り外すことが難しく、測温素子１５２を交換する際には、測温素子１５２と共に断熱体１５６及び引出導体１２２ｃも交換が必要となり、交換処理が煩雑になると共に交換に要するコストが高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度検出素子の交換を容易とする電動機のステータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
ステータコア（例えば、後述の実施形態におけるステータコア１１）と、
前記ステータコアに巻回されるコイル（例えば、後述の実施形態におけるコイル１３）と、を備えた電動機のステータ（例えば、後述の実施形態における突極集中巻きステータ１０）であって、
前記ステータは、前記コイルの温度を検出する感温部（例えば、後述の実施形態における感温部７１）を有する温度検出素子（例えば、後述の実施形態におけるサーミスタ７０）と、前記コイルの一部と前記感温部とを覆うカバー部材（例えば、後述の実施形態におけるカバー部材８０）と、を備え、
前記カバー部材の内部は、仕切り部（例えば、後述の実施形態における突出部８４、８４ａ、８４ｂ）により、前記温度検出素子が収容される温度検出素子収容部（例えば、後述の実施形態におけるサーミスタ収容部８１）と、前記コイルの一部が収容されるコイル収容部（例えば、後述の実施形態におけるコイル収容部８２）と、前記温度検出素子収容部と前記コイル収容部との間に位置する絶縁空間（例えば、後述の実施形態における絶縁空間８６）と、に仕切られていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記仕切り部は、前記カバー部材の内側において突出する突出部（例えば、後述の実施形態における突出部８４、８４ａ、８４ｂ）であり、
前記コイルの一部と前記温度検出素子の端部との少なくとも一方が前記突出部に当接することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加えて、
前記カバー部材は、前記コイルの一部が挿入されるコイル挿入孔（例えば、後述の実施形態におけるコイル挿入孔８２ａ）と、前記温度検出素子が挿入される温度検出素子挿入孔（例えば、後述の実施形態におけるサーミスタ挿入孔８１ａ）とを別々に備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項の構成に加えて、
前記温度検出素子は前記カバー部材に弾性固定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項の構成に加えて、
前記ステータコアは、周方向に所定の間隔で配置され放射状に突出する複数のティース（例えば、後述の実施形態におけるティース１１ｂ）を有し、
前記コイルは、周方向に隣り合う前記ティースにおいて互いに異相となるように前記ティースに突極集中巻きで巻回される複数のコイル（例えば、後述の実施形態におけるコイル１３）からなり、
前記複数のコイルは、それぞれ前記ステータの軸方向一端側に位置する第１巻き端（例えば、後述の実施形態における第１巻き端４１）と第２巻き端（例えば、後述の実施形態における第２巻き端４２）とを有し、
前記第１巻き端と前記第２巻き端の少なくとも一方が異相となるコイルを周方向に跨いで延びており、
周方向に隣り合う同相のコイルの一方の前記第１巻き端の端部（例えば、後述の実施形態における端部４１ａ）と、他方の前記第２巻き端の端部（例えば、後述の実施形態における端部４２ａ）とが接合されて接合部（例えば、後述の実施形態における接合部１４ａ）をなし、
前記コイル収容部に、前記複数個のコイルのうち１つのコイルの接合部（例えば、後述の実施形態における感温用接合部５５）が収容されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、コイルの一部および温度検出素子の感温部がカバー部材で覆われており、コイルの一部および温度検出素子の感温部が周囲空間から隔離されているので、感温部が周囲空間あるいは冷却油の温度に影響を受けるのを抑制することができ、感温部においてより精度良くコイルの温度を検出することができる。
さらに、仕切り部により温度検出素子収容部と、コイル収容部と、温度検出素子収容部とコイル収容部との間に位置する絶縁空間とに仕切られているので、温度検出素子の周囲に絶縁材を充填することなくコイルと温度検出素子とを絶縁することができ、温度検出素子の取付けおよび取外しが容易となる。したがって、温度検出素子の故障した際においても、コイルを取り外すことなく温度検出素子のみを取り外して交換することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、コイルと温度検出素子の端部との少なくとも一方が突出部に当接することにより、コイル及び/又は温度検出素子が位置決めされるため、コイル及び/又は温度検出素子の位置のばらつきを抑制することができ、感温部においてより精度良くコイルの温度を検出することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、温度検出素子のカバー部材に対する固定および取外しをさらに容易に行なうことができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、温度検出素子のカバー部材に対する固定および取外しをさらに容易に行なうことができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、カバー部材により接合部の接合を保護しつつ、より精度よくコイルの温度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のステータを備えた電動機の縦断面図である。
【図２】図１のステータがハウジングに収容された状態を示す斜視図である。
【図３】図１におけるステータの正面図である。
【図４】ステータコアの正面図である。
【図５】インシュレータの斜視図である。
【図６】（ａ）はインシュレータに巻線が巻回された第１のコイルの斜視図であり、（ｂ）はインシュレータに巻線が巻回された第２のコイルの斜視図である。
【図７】コイル巻線の接合部を示す拡大斜視図である。
【図８】図１の部分拡大図である。
【図９】図８におけるサーミスタ近傍の断面図である。
【図１０】変形例に係るカバー部材を用いたサーミスタ近傍の断面図である。
【図１１】特許文献１に記載の測温センサ近傍の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１９】
図１は本発明の電動機の縦断面図であり、図２は図１のステータがハウジングに収容された状態を示す斜視図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の電動機は、３相８極対の外転型電動機１であり、軸心Ｏを中心として、モータハウジング２にボルト３により固定されたステータ１０と、ステータ１０の径方向外側に僅かな隙間を介して配置される円環状のロータ６とを備える。
【００２０】
ロータ６は、電磁鋼板が積層されてなるロータコア６ａに磁石６ｂが埋め込まれてなり、略円環形状を有する。ロータ６は、縁付円盤状のアーム部材５の縁部内周面５ａに固定されており、モータハウジング２に内嵌する玉軸受７、７によって回転自在に支持された回転軸８に一体回転可能に固定されている。ロータ６は、ステータ１０に発生させる回転磁界によって回転駆動される。回転軸８とステータ１０の間には、回転軸８の磁極位置を検出するレゾルバ９が配設されている。
【００２１】
ステータ１０は、図３および図４に示すように、ステータコア１１と、複数（本実施形態では２４個）のコイル１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）とを備える。ステータコア１１は、複数の電磁鋼板がステータ１０の軸方向、即ち、図４において紙面と垂直方向に積層されて構成され、円環部１１ａから半径方向外側に向かって放射状に突出形成され、周方向に並ぶ複数（２４個）のティース１１ｂを有し、全体として略円環形状を有する。ステータコア１１の円環部１１ａの内周側には、ボルト穴１７をそれぞれ有する複数（本実施形態では６個）の凸部１１ｃが形成されている。このボルト穴１７に挿通されるボルト３によりステータ１０がモータハウジング２に固定される（図１及び図２参照）。
【００２２】
コイル１３は、所定本数の導線からなる巻線（本実施形態では、２本の導線からなる束線（パラ巻線）であり、以下束線と呼ぶ。）１４を、絶縁特性を有する合成樹脂などで形成されたインシュレータ１２を介してステータコア１１のそれぞれのティース１１ｂの周囲に突極集中巻きによって巻回することで形成される。
【００２３】
コイル１３は、それぞれ８個ずつのＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相のコイルからなり、Ｕ相コイル１３ｕ、Ｖ相コイル１３ｖ、及びＷ相コイル１３ｗが、時計方向にこの順で配置されてティース１１ｂに巻回されている。即ち、他相のコイル１３（例えば、Ｖ相コイル１３ｖ、及びＷ相コイル１３ｗ）を挟んで配置される同相のコイル１３（例えば、Ｕ相コイル１３ｕ）同士は、他相のコイル１３を跨いで配索される渡り部１４Ｔにより接続されている。
【００２４】
図５に示すように、インシュレータ１２は、束線１４が巻回される胴部２４と、該胴部２４の径方向両端部に設けられた外周側鍔部２５及び内周側鍔部２６と、を有する。胴部２４は、ステータ１０の軸方向に向いて対向する壁２０，２１及びステータ１０の周方向に向いて対向する壁２２、２３によって、径方向に貫通する角穴２４ａを有して断面矩形の筒状に形成される。角穴２４ａの大きさは、ステータコア１１のティース１１ｂより僅かに大きく、ティース１１ｂが挿通可能である。壁２２、２３には、束線１４を巻回する際、束線１４を位置決めするための複数の凹溝２７が、角穴２４ａの軸芯に対して直交する方向に設けられている。
【００２５】
外周側鍔部２５の壁２０側の端部には、周方向に離間して一対の略Ｕ字型の溝２８、２９が形成されている。また、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分（壁２０側）は、軸方向から見て、周方向中間部から周方向両端面に向かって徐々に肉厚に形成されている。内周側鍔部２６の周方向両端面と径方向外側面との隅部には、軸方向一端側に突出する略三角柱状の内側巻線支持部３１、３２が設けられている。また、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分には、周方向中間部から周方向両端面に向かうにつれて径方向内側に傾斜する傾斜面３３、３４が形成されており、この傾斜面３３、３４は、内側巻線支持部３１、３２の傾斜面３１ａ、３２ａと対向して溝部３５、３６を形成する。
【００２６】
さらに、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分と、壁２０との境界部分には、周方向他端面側（図５において右側端面）から周方向一端面側（図５において左側端面）へと壁２０に沿って最初に巻回される束線１４を案内する、壁２０に対して傾斜した案内部３７が形成されており、また、案内部３７には、溝部３５から胴部２４へ向かう束線１４を軸方向に案内する段部３７ａが形成される。
【００２７】
コイル１３は、インシュレータ１２の胴部２４の周囲に束線１４が複数回に亘って巻回されて形成される。なお、本実施形態ではインシュレータ１２への巻き方が異なる２種類のコイル１３を有する。コイル１３は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、インシュレータ１２の胴部２４に巻回されたコイル１３の第１巻き端４１が、胴部２４の径方向外側寄りに位置し、第２巻き端４２が胴部２４の径方向内側から異相となるコイル１３を跨いで径方向外側に延びる。第１のコイル１３は、図６（ａ）に示すように、第１巻き端４１が、図中左側の溝２９に挿入され、その端部４１ａが外周側鍔部２５から径方向外側に僅かに突出するようにその長さが設定される。また、第１のコイル１３は、第２巻き端４２が、傾斜面３３に軸方向に並ぶようにして溝部３５を斜め右下方に通過し内側巻線支持部３１に係止される。この内側巻線支持部３１から先は、図３に示すように径方向外側に延びてその端部４２ａが周方向に隣り合う同相のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａに溝２９の径方向外側において接合されるため、異相となるコイル１３を跨ぐ渡り部１４Ｔ分に加えて端部４２ａが外周側鍔部２５から径方向外側に僅かに突出するようにその長さが設定される。
【００２８】
また、図６（ｂ）に示すように、第２のコイル１３は、第１巻き端４１が、図中右側の溝２８に挿入され、その端部４１ａが外周側鍔部２５から径方向外側に僅かに突出するようにその長さが設定される。また、第２のコイル１３は、第２巻き端４２が、内側巻線支持部３２に巻き掛けられて傾斜面３４に軸方向に並ぶようにして溝部３６を斜め左下方に延びる。この内側巻線支持部３２から先は、図３に示すように径方向外側に延びてその端部４２ａが周方向に隣り合う同相のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａに溝２８の径方向外側において接合されるため、異相となるコイル１３を跨ぐ渡り部１４Ｔ分に加えて端部４２ａが外周側鍔部２５から径方向外側に僅かに突出するようにその長さが設定される。
【００２９】
図３に戻り、各相８個ずつのコイル１３（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイル１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）は、それぞれステータコア１１の半周分に相当する４個ずつ、２つのコイル群１８（１８ｕ、１８ｖ、１８ｗ）に分けられている。即ち、ステータ１０に対して左方向回りに形成されるコイル群１８（図３中、境界線Ｐの左側に位置するコイル群）のコイル１３は、第１のコイル１３から構成され、ステータ１０に対して右回りに形成されるコイル群１８（図３中、境界線Ｐの右側に位置するコイル群）のコイル１３は、第２のコイル１３から構成されている。
【００３０】
但し、図３に示す実施形態においては、ステータ１０に対して右回りに形成されるコイル群１８の第２のコイル１３の内、後述する中性点に接続される３個のコイル１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）は、中性点との接続を容易にするため、第１巻き端４１が、溝２９に挿入されてその端部４１ａが上方に導出している。仮にこの３個のコイル１３を第３のコイル１３と称する。なお、ステータ１０に対して右回りに形成されるコイル群１８の全てのコイル１３を、第２のコイル１３で構成するようにしてもよい。この場合、中性点との接続が僅かに異なる。
【００３１】
図３において、図中上方で、境界線Ｐの両側に最も近接して配置された同相の一対のコイル１３から導出される束線１４、具体的には、ステータ１０に対して左回りに形成されるＵ相コイル群１８ｕの第１のＵ相コイル１３ｕ、及びステータ１０に対して右回りに形成されるＵ相コイル群１８ｕの第２のＵ相コイル１３ｕの、それぞれの第２巻き端４２の端部４２ａが、Ｕ相接続端子１５ｕに接続されている。
【００３２】
同様に、図中上方で、境界線Ｐの両側に最も近接して配置された一対のＶ相コイル１３ｖの第２巻き端４２の端部４２ａがＶ相接続端子１５ｖに接続され、一対のＷ相コイル１３ｗの第２巻き端４２の端部４２ａがＷ相接続端子１５ｗに接続されている。
【００３３】
また、左方向回りに形成されるコイル群１８と右方向回りに形成されるコイル群１８とが出会う位置、即ち、各相の接続端子１５（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相接続端子１５ｕ、１５ｖ、１５ｗ）の反対側で、境界線Ｐを挟んで両側に配置された各相一対、６個のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａは、隣り合うコイル１３の端部４１ａ同士が、それぞれ接続線４０によって接続されて、中性点を構成する。
【００３４】
更に、左方向回りに形成されるコイル群１８の各第１のコイル１３の第２巻き端４２は、インシュレータ１２の溝部３５を通って隣り合うコイル１３の溝部３６に挿入されて係止され、その端部４２ａが、周方向に隣り合う同相コイルの外周側鍔部２５の径方向外側に延びる第１巻き端４１の端部４１ａに接合されている。
【００３５】
また、右方向回りに形成されるコイル群１８のコイル１３も同様に、各第２のコイル１３の第２巻き端４２は、インシュレータ１２の溝部３６を通って隣り合うコイル１３の溝部３５に挿入されて係止され、その端部４２ａが、周方向に隣り合う同相コイルの外周側鍔部２５の径方向外側に延びる第１巻き端４１の端部４１ａに接合されている。図７も参照して、第１巻き端４１の端部４１ａと第２巻き端４２の端部４２ａの接合部１４ａは、１つのコイル１３の接合部１４ａを除いた残りのコイル１３の接合部１４ａが、絶縁キャップ５０によって覆われている。
【００３６】
ここで、複数のコイル１３のうち１つのコイル１３の接合部１４ａが、温度検出素子としてのサーミスタ７０の感温部７１の近傍に配置されている。なお、以下の説明において、このサーミスタ７０の感温部７１の近傍に配置されたコイル１３の接合部１４ａを、感温用接合部５５と呼ぶ。
【００３７】
感温用接合部５５とサーミスタ７０の感温部７１とは、図９に示すように、カバー部材８０により覆われており、感温用接合部５５とサーミスタ７０の感温部７１とが周囲空間から隔離されている。従って、冷却オイル等の影響により温度検出精度の低下が防止される。
【００３８】
カバー部材８０は、例えばゴム等の絶縁材からなる絶縁性の円筒状部材であり、長手方向一端側がサーミスタ収容部８１をなし、長手方向他端側が感温用接合部５５を収容するコイル収容部８２をなしている。即ち、長手方向一端側にサーミスタ収容部８１のサーミスタ挿入孔８１ａが形成され、長手方向他端側にコイル収容部８２のコイル挿入孔８２ａが形成されている。また、カバー部材８０には、長手方向略中央部に内周壁８３から内側に突出した１つの突出部８４が形成される。突出部８４の略中央部には、連通孔８５が形成され、サーミスタ収容部８１とコイル収容部８２とは、連通孔８５を介して連通している。また、突出部８４の長手方向一端側はカバー部材８０の中心軸に対し直交する水平面をなし、長手方向他端側は、連通孔８５から離れるに従って、次第に拡径する湾曲面をなしている。従って、サーミスタ収容部８１に収容されるサーミスタ７０の下端は水平面で位置決めされるとともに、コイル収容部８２に収容される感温用接合部５５は湾曲面より一端側への移動が規制される。これにより、サーミスタ収容部８１とサーミスタ収容部８１との間に絶縁空間８６が確保される。即ち、カバー部材８０の内部は、突出部８４により、サーミスタ収容部８１と、コイル収容部８２と、絶縁空間８６とに仕切られている。
【００３９】
このように構成されたカバー部材８０のコイル収容部８２に感温用接合部５５を収容する。この際、感温用接合部５５は接着剤によりカバー部材８０に固定され、絶縁空間８６は、接着剤溜りとなる。接着剤は、連通孔８５を超えてサーミスタ収容部８１に流出しないようにその量が設定される。カバー部材８０の長手方向他端側は、接着剤とカバー部材８０の接触面積を増やすために複数の段部８７が形成される。なお、この段部８７により、外観上、カバー部材８０の一端側と他端側を区別可能となっている。
【００４０】
一方、カバー部材８０のサーミスタ収容部８１にサーミスタ７０の感温部７１を収容する。この際、サーミスタ７０の感温部７１は、接着剤を用いずに、カバー部材８０の弾性力により弾性固定される。従って、例えばサーミスタ７０の故障等によりサーミスタ７０を交換する際に、サーミスタ７０のみをカバー部材８０から取り外して交換することができる。
【００４１】
なお、カバー部材８０の形状は、サーミスタ収容部８１と、コイル収容部８２と、絶縁空間８６とに仕切られている限り、特に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、長手方向略中央部に内周壁８３から内側に突出した２つの突出部８４ａ、８４ｂが形成されていてもよい。突出部８４ａ、８４ｂの略中央部には、連通孔８５ａ、８５ｂが形成され、サーミスタ収容部８１とサーミスタ収容部８１とは、連通孔８５ａ、８５ｂを介して連通している。また、それぞれの突出部８４ａ、８４ｂの長手方向両端側はカバー部材８０の中心軸に対し直交する水平面をなし、サーミスタ収容部８１に収容されるサーミスタ７０の下端は水平面で位置決めされるとともに、コイル収容部８２に収容される感温用接合部５５の上端も水平面で位置決めされる。これにより、サーミスタ収容部８１とサーミスタ収容部８１との間の、２つの突出部８４ａ、８４ｂ間に絶縁空間８６が確保される。
【００４２】
次に、ステータ１０の製作手順について説明する。まず、２４個のそれぞれのインシュレータ１２に束線１４を巻回して独立したコイル１３を作成する。２４個のコイル１３の内、ステータ１０に対して左回りに形成される１２個のコイル１３は、先に説明した第１のコイル１３の巻き方で巻回し、ステータ１０に対して右回りに形成されるコイルの内、９個のコイル１３は、第２のコイル１３の巻き方で巻回し、中性点に接続される３個のコイル１３は、第１巻き端４１から延びる束線１４の端部４１ａが溝２９に挿通する第３のコイル１３の巻き方で巻回する。
【００４３】
次いで、第１のコイル１３が巻回された１２個のインシュレータ１２を、ステータコア１１上に想定した境界線Ｐ（図３参照）の左側のティース１１ｂに左回りに順次装着する。そして、第２のコイル１３が巻回された９個のインシュレータ１２を、ステータコア１１上に想定した境界線Ｐの右側のティース１１ｂに、右回りに順次装着し、更に、第３のコイル１３が巻回された残り３個のインシュレータ１２を、第２のコイル１３に続けて右回りに順次装着する。各コイル１３は、互いに独立してインシュレータ１２に巻回されているので、ティース１１ｂへの挿入が容易であり、生産性が高い。
【００４４】
続いて、渡り部１４Ｔを成形しながら配索する。具体的には、図３を参照して、ステータ１０に対して左方向回りに形成される第１のコイル１３の第２巻き端４２を、隣り合うインシュレータ１２の溝部３６に挿通して成形し、更に、端部４２ａを周方向に隣り合う同相コイルのインシュレータ１２の左側の溝２９に挿入する。これにより、渡り部１４Ｔが成形される。また、同相コイル（例えば、Ｕ相コイル１３ｕ）の一方のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａと、他方のコイル１３の第２巻き端４２の端部４２ａとが、溝２９中で揃えられる。
【００４５】
同様に、ステータ１０に対して右方向回りに形成される第２のコイル１３の第２巻き端４２を、隣り合うコイル１３の溝部３５に挿通して成形し、更に、端部４２ａを周方向に隣り合う同相コイルのインシュレータ１２の右側の溝２８に挿入する。これにより、渡り部１４Ｔが成形される。また、同相コイル（例えば、Ｕ相コイル１３ｕ）の一方のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａと、他方のコイル１３の第２巻き端４２の端部４２ａとが、溝２８中で揃えられる。
【００４６】
更に、各相の接続端子１５の反対側に配置される６個のコイル１３、即ち、中性点に接続される３個ずつの第１及び第３のコイル１３のそれぞれの第１巻き端４１の端部４１ａの内、隣り合うコイル１３の端部４１ａ間に、この端部４１ａ同士を接続するように、略コの字型に成形した接続線４０を配置する。
【００４７】
次いで、溝２８、２９中で揃えられた束線１４の端部４１ａ、４２ａ、及び接続線４０を、例えば、超音波溶接装置を用いて超音波を印加して接合する。なお、束線１４の溶着される部分の絶縁被膜は、接合に先だって剥離される。
【００４８】
そして、ステータ１０をハウジング２にボルト３で固定する。更に、境界線Ｐ（図３参照）の両側に最も近接して配置された同相の一対のコイル１３の第２巻き端４２の端部４２ａに、各相の接続端子１５（１５ｕ、１５ｖ、１５ｗ）を接合する。
【００４９】
次に、サーミスタ７０の近傍に配置されたコイル１３以外の残りのコイル１３の接合部１４ａを絶縁キャップ５０で覆う。そして、サーミスタ７０の近傍に配置されたコイル１３の接合部１４ａ、即ち感温用接合部５５に接着剤を塗布してカバー部材８０のコイル収容部８２に収容して、カバー部材８０を装着する。続いて、カバー部材８０のサーミスタ収容部８１にサーミスタ７０の感温部７１を装着する。この際、サーミスタ７０を、ハウジング２にボルト３で固定されたステー５１に、クリップ５２で支持させる。
【００５０】
上記したように、本実施形態の電動機の突極集中巻きステータ１０によれば、コイルの一部である感温用接合部５５とサーミスタ７０の感温部７１がカバー部材８０で覆われており、感温用接合部５５とサーミスタ７０の感温部７１が周囲空間から隔離されているので、感温部７１が周囲空間あるいは冷却油の温度に影響を受けるのを抑制することができ、感温部７１においてより精度良くコイルの温度を検出することができる。
【００５１】
さらに、突出部８４、８４ａ、８４ｂによりサーミスタ収容部８１と、コイル収容部８２と、サーミスタ収容部８１とコイル収容部８２との間に位置する絶縁空間８６とに仕切られているので、サーミスタ７０の周囲に絶縁材を充填することなくコイル１３とサーミスタ７０とを絶縁することができ、サーミスタ７０の取付けおよび取外しが容易となる。したがって、サーミスタ７０が故障した際においても、コイル１３を取り外すことなくサーミスタ７０のみを取り外して交換することができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、コイル１３とサーミスタ７０の端部との少なくとも一方が突出部８４、８４ａ、８４ｂに当接することにより、コイル１３及び／又はサーミスタ７０が位置決めされるため、コイル１３及び／又はサーミスタ７０の位置のばらつきを抑制することができ、感温部７１においてより精度良くコイル１３の温度を検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、カバー部材８０は、感温用接合部５５が挿入されるコイル挿入孔８２ａと、サーミスタ７０が挿入されるサーミスタ挿入孔８１ａとを別々に備えるので、サーミスタ収容部８１の位置やサーミスタ７０のカバー部材８０への挿入方向を、ステータ１０を構成する部品の配置に応じて任意に設定でき、サーミスタ７０のカバー部材８０に対する固定および取外しをさらに容易に行なうことができる。なお、カバー部材８０の同じ側にサーミスタ挿入孔８１ａとコイル挿入孔８２ａを形成してもよく、サーミスタ挿入孔８１ａとコイル挿入孔８２ａとを１つの孔として、内部でサーミスタ収容部８１とコイル収容部８２とに分かれていてもよい。
【００５４】
また、本実施形態によれば、サーミスタ７０はカバー部材８０に弾性固定されているので、サーミスタ７０のカバー部材８０に対する固定および取外しをさらに容易に行なうことができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、コイル収容部８２に感温用接合部５５が収容されるので、カバー部材８０により感温用接合部５５の接合を保護しつつ、より精度よくコイル１３の温度を検出することができる。また、カバー部材８０は絶縁材によって形成されているので、感温用接合部５５を周囲空間と絶縁することができる。
【００５６】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。上記説明では、外転型電動機の突極集中巻きステータについて説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、複数のティースがステータコアの円環部から径方向内側に突出して形成される内転型電動機のステータ、分割コアからなるステータなど、他の形式のステータにも同様に適用することができる。また、インシュレータ１２の代わりに絶縁紙などを介在させてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１ 電動機
１０ ステータ（突極集中巻きステータ）
１１ ステータコア
１１ｂ ティース
１２ インシュレータ
１３ コイル
１４ 束線（巻線）
１４ａ 接合部
４１ 第１巻き端
４１ａ 端部
４２ 第２巻き端
４２ａ 端部
５５ 感温用接合部
７０ サーミスタ（温度検出素子）
７１ 感温部
８０ カバー部材
８１ サーミスタ収容部
８１ａ サーミスタ挿入孔
８２ コイル収容部
８２ａ コイル挿入孔
８４、８４ａ、８４ｂ 突出部（仕切り部）
８６ 絶縁空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度検出素子を備えた電動機のステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１１に示すように、測温素子１５２（感温部）を備える測温センサ１５１（温度検出素子）が、電動機のステータコイルのコイルエンド１２２ｂから離間して配置されており、コイルエンド１２２ｂから引き出された引出導体１２２ｃの温度を測温センサ１５１が検出することで固定子コイルの温度を検出することが行なわれている（例えば、特許文献１）。これにより、コイルエンド１２２ｂを染み渡ることで固定子コイルを冷却する冷却媒体である油１４０が測温センサ１５１を冷却してしまうことが起こりにくくなり、油１４０による測温センサ１５１の温度検出精度低下を防止できる。また、測温センサ１５１は、引出導体１２２ｃの少なくとも一部と共に断熱体１５６に覆われている。これにより、油１４０が測温センサ１５１の方に移動した場合でも、油１４０が測温センサ１５１に直接接触して測温センサ１５１を冷却することを断熱体１５６により防止できるため、油１４０による測温センサ１５１の温度検出精度低下をより防止できる。
【０００３】
この特許文献１に記載の電動機のステータでは、引出導体１２２ｃと測温素子１５２との絶縁を確保するため、断熱体１５６の内部の空間に樹脂等の素子保護絶縁層１５３を充填している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３０２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電動機のステータでは、測温素子１５２の周囲に素子保護絶縁層１５３が形成されているため、測温素子１５２のみを取り外すことが難しく、測温素子１５２を交換する際には、測温素子１５２と共に断熱体１５６及び引出導体１２２ｃも交換が必要となり、交換処理が煩雑になると共に交換に要するコストが高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度検出素子の交換を容易とする電動機のステータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
ステータコア（例えば、後述の実施形態におけるステータコア１１）と、
前記ステータコアに巻回されるコイル（例えば、後述の実施形態におけるコイル１３）と、を備えた電動機のステータ（例えば、後述の実施形態における突極集中巻きステータ１０）であって、
前記ステータは、前記コイルの温度を検出する感温部（例えば、後述の実施形態における感温部７１）を有する温度検出素子（例えば、後述の実施形態におけるサーミスタ７０）と、前記コイルの一部と前記感温部とを覆うカバー部材（例えば、後述の実施形態におけるカバー部材８０）と、を備え、
前記カバー部材の内部は、仕切り部（例えば、後述の実施形態における突出部８４、８４ａ、８４ｂ）により、前記温度検出素子が収容される温度検出素子収容部（例えば、後述の実施形態におけるサーミスタ収容部８１）と、前記コイルの一部が収容されるコイル収容部（例えば、後述の実施形態におけるコイル収容部８２）と、前記温度検出素子収容部と前記コイル収容部との間に位置する絶縁空間（例えば、後述の実施形態における絶縁空間８６）と、に仕切られていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記仕切り部は、前記カバー部材の内側において突出する突出部（例えば、後述の実施形態における突出部８４、８４ａ、８４ｂ）であり、
前記コイルの一部と前記温度検出素子の端部との少なくとも一方が前記突出部に当接することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加えて、
前記カバー部材は、前記コイルの一部が挿入されるコイル挿入孔（例えば、後述の実施形態におけるコイル挿入孔８２ａ）と、前記温度検出素子が挿入される温度検出素子挿入孔（例えば、後述の実施形態におけるサーミスタ挿入孔８１ａ）とを別々に備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項の構成に加えて、
前記温度検出素子は前記カバー部材に弾性固定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項の構成に加えて、
前記ステータコアは、周方向に所定の間隔で配置され放射状に突出する複数のティース（例えば、後述の実施形態におけるティース１１ｂ）を有し、
前記コイルは、周方向に隣り合う前記ティースにおいて互いに異相となるように前記ティースに突極集中巻きで巻回される複数のコイル（例えば、後述の実施形態におけるコイル１３）からなり、
前記複数のコイルは、それぞれ前記ステータの軸方向一端側に位置する第１巻き端（例えば、後述の実施形態における第１巻き端４１）と第２巻き端（例えば、後述の実施形態における第２巻き端４２）とを有し、
前記第１巻き端と前記第２巻き端の少なくとも一方が異相となるコイルを周方向に跨いで延びており、
周方向に隣り合う同相のコイルの一方の前記第１巻き端の端部（例えば、後述の実施形態における端部４１ａ）と、他方の前記第２巻き端の端部（例えば、後述の実施形態における端部４２ａ）とが接合されて接合部（例えば、後述の実施形態における接合部１４ａ）をなし、
前記コイル収容部に、前記複数個のコイルのうち１つのコイルの接合部（例えば、後述の実施形態における感温用接合部５５）が収容されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、コイルの一部および温度検出素子の感温部がカバー部材で覆われており、コイルの一部および温度検出素子の感温部が周囲空間から隔離されているので、感温部が周囲空間あるいは冷却油の温度に影響を受けるのを抑制することができ、感温部においてより精度良くコイルの温度を検出することができる。
さらに、仕切り部により温度検出素子収容部と、コイル収容部と、温度検出素子収容部とコイル収容部との間に位置する絶縁空間とに仕切られているので、温度検出素子の周囲に絶縁材を充填することなくコイルと温度検出素子とを絶縁することができ、温度検出素子の取付けおよび取外しが容易となる。したがって、温度検出素子の故障した際においても、コイルを取り外すことなく温度検出素子のみを取り外して交換することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、コイルと温度検出素子の端部との少なくとも一方が突出部に当接することにより、コイル及び/又は温度検出素子が位置決めされるため、コイル及び/又は温度検出素子の位置のばらつきを抑制することができ、感温部においてより精度良くコイルの温度を検出することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、温度検出素子のカバー部材に対する固定および取外しをさらに容易に行なうことができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、温度検出素子のカバー部材に対する固定および取外しをさらに容易に行なうことができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、カバー部材により接合部の接合を保護しつつ、より精度よくコイルの温度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のステータを備えた電動機の縦断面図である。
【図２】図１のステータがハウジングに収容された状態を示す斜視図である。
【図３】図１におけるステータの正面図である。
【図４】ステータコアの正面図である。
【図５】インシュレータの斜視図である。
【図６】（ａ）はインシュレータに巻線が巻回された第１のコイルの斜視図であり、（ｂ）はインシュレータに巻線が巻回された第２のコイルの斜視図である。
【図７】コイル巻線の接合部を示す拡大斜視図である。
【図８】図１の部分拡大図である。
【図９】図８におけるサーミスタ近傍の断面図である。
【図１０】変形例に係るカバー部材を用いたサーミスタ近傍の断面図である。
【図１１】特許文献１に記載の測温センサ近傍の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１９】
図１は本発明の電動機の縦断面図であり、図２は図１のステータがハウジングに収容された状態を示す斜視図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の電動機は、３相８極対の外転型電動機１であり、軸心Ｏを中心として、モータハウジング２にボルト３により固定されたステータ１０と、ステータ１０の径方向外側に僅かな隙間を介して配置される円環状のロータ６とを備える。
【００２０】
ロータ６は、電磁鋼板が積層されてなるロータコア６ａに磁石６ｂが埋め込まれてなり、略円環形状を有する。ロータ６は、縁付円盤状のアーム部材５の縁部内周面５ａに固定されており、モータハウジング２に内嵌する玉軸受７、７によって回転自在に支持された回転軸８に一体回転可能に固定されている。ロータ６は、ステータ１０に発生させる回転磁界によって回転駆動される。回転軸８とステータ１０の間には、回転軸８の磁極位置を検出するレゾルバ９が配設されている。
【００２１】
ステータ１０は、図３および図４に示すように、ステータコア１１と、複数（本実施形態では２４個）のコイル１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）とを備える。ステータコア１１は、複数の電磁鋼板がステータ１０の軸方向、即ち、図４において紙面と垂直方向に積層されて構成され、円環部１１ａから半径方向外側に向かって放射状に突出形成され、周方向に並ぶ複数（２４個）のティース１１ｂを有し、全体として略円環形状を有する。ステータコア１１の円環部１１ａの内周側には、ボルト穴１７をそれぞれ有する複数（本実施形態では６個）の凸部１１ｃが形成されている。このボルト穴１７に挿通されるボルト３によりステータ１０がモータハウジング２に固定される（図１及び図２参照）。
【００２２】
コイル１３は、所定本数の導線からなる巻線（本実施形態では、２本の導線からなる束線（パラ巻線）であり、以下束線と呼ぶ。）１４を、絶縁特性を有する合成樹脂などで形成されたインシュレータ１２を介してステータコア１１のそれぞれのティース１１ｂの周囲に突極集中巻きによって巻回することで形成される。
【００２３】
コイル１３は、それぞれ８個ずつのＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相のコイルからなり、Ｕ相コイル１３ｕ、Ｖ相コイル１３ｖ、及びＷ相コイル１３ｗが、時計方向にこの順で配置されてティース１１ｂに巻回されている。即ち、他相のコイル１３（例えば、Ｖ相コイル１３ｖ、及びＷ相コイル１３ｗ）を挟んで配置される同相のコイル１３（例えば、Ｕ相コイル１３ｕ）同士は、他相のコイル１３を跨いで配索される渡り部１４Ｔにより接続されている。
【００２４】
図５に示すように、インシュレータ１２は、束線１４が巻回される胴部２４と、該胴部２４の径方向両端部に設けられた外周側鍔部２５及び内周側鍔部２６と、を有する。胴部２４は、ステータ１０の軸方向に向いて対向する壁２０，２１及びステータ１０の周方向に向いて対向する壁２２、２３によって、径方向に貫通する角穴２４ａを有して断面矩形の筒状に形成される。角穴２４ａの大きさは、ステータコア１１のティース１１ｂより僅かに大きく、ティース１１ｂが挿通可能である。壁２２、２３には、束線１４を巻回する際、束線１４を位置決めするための複数の凹溝２７が、角穴２４ａの軸芯に対して直交する方向に設けられている。
【００２５】
外周側鍔部２５の壁２０側の端部には、周方向に離間して一対の略Ｕ字型の溝２８、２９が形成されている。また、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分（壁２０側）は、軸方向から見て、周方向中間部から周方向両端面に向かって徐々に肉厚に形成されている。内周側鍔部２６の周方向両端面と径方向外側面との隅部には、軸方向一端側に突出する略三角柱状の内側巻線支持部３１、３２が設けられている。また、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分には、周方向中間部から周方向両端面に向かうにつれて径方向内側に傾斜する傾斜面３３、３４が形成されており、この傾斜面３３、３４は、内側巻線支持部３１、３２の傾斜面３１ａ、３２ａと対向して溝部３５、３６を形成する。
【００２６】
さらに、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分と、壁２０との境界部分には、周方向他端面側（図５において右側端面）から周方向一端面側（図５において左側端面）へと壁２０に沿って最初に巻回される束線１４を案内する、壁２０に対して傾斜した案内部３７が形成されており、また、案内部３７には、溝部３５から胴部２４へ向かう束線１４を軸方向に案内する段部３７ａが形成される。
【００２７】
コイル１３は、インシュレータ１２の胴部２４の周囲に束線１４が複数回に亘って巻回されて形成される。なお、本実施形態ではインシュレータ１２への巻き方が異なる２種類のコイル１３を有する。コイル１３は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、インシュレータ１２の胴部２４に巻回されたコイル１３の第１巻き端４１が、胴部２４の径方向外側寄りに位置し、第２巻き端４２が胴部２４の径方向内側から異相となるコイル１３を跨いで径方向外側に延びる。第１のコイル１３は、図６（ａ）に示すように、第１巻き端４１が、図中左側の溝２９に挿入され、その端部４１ａが外周側鍔部２５から径方向外側に僅かに突出するようにその長さが設定される。また、第１のコイル１３は、第２巻き端４２が、傾斜面３３に軸方向に並ぶようにして溝部３５を斜め右下方に通過し内側巻線支持部３１に係止される。この内側巻線支持部３１から先は、図３に示すように径方向外側に延びてその端部４２ａが周方向に隣り合う同相のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａに溝２９の径方向外側において接合されるため、異相となるコイル１３を跨ぐ渡り部１４Ｔ分に加えて端部４２ａが外周側鍔部２５から径方向外側に僅かに突出するようにその長さが設定される。
【００２８】
また、図６（ｂ）に示すように、第２のコイル１３は、第１巻き端４１が、図中右側の溝２８に挿入され、その端部４１ａが外周側鍔部２５から径方向外側に僅かに突出するようにその長さが設定される。また、第２のコイル１３は、第２巻き端４２が、内側巻線支持部３２に巻き掛けられて傾斜面３４に軸方向に並ぶようにして溝部３６を斜め左下方に延びる。この内側巻線支持部３２から先は、図３に示すように径方向外側に延びてその端部４２ａが周方向に隣り合う同相のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａに溝２８の径方向外側において接合されるため、異相となるコイル１３を跨ぐ渡り部１４Ｔ分に加えて端部４２ａが外周側鍔部２５から径方向外側に僅かに突出するようにその長さが設定される。
【００２９】
図３に戻り、各相８個ずつのコイル１３（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイル１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）は、それぞれステータコア１１の半周分に相当する４個ずつ、２つのコイル群１８（１８ｕ、１８ｖ、１８ｗ）に分けられている。即ち、ステータ１０に対して左方向回りに形成されるコイル群１８（図３中、境界線Ｐの左側に位置するコイル群）のコイル１３は、第１のコイル１３から構成され、ステータ１０に対して右回りに形成されるコイル群１８（図３中、境界線Ｐの右側に位置するコイル群）のコイル１３は、第２のコイル１３から構成されている。
【００３０】
但し、図３に示す実施形態においては、ステータ１０に対して右回りに形成されるコイル群１８の第２のコイル１３の内、後述する中性点に接続される３個のコイル１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）は、中性点との接続を容易にするため、第１巻き端４１が、溝２９に挿入されてその端部４１ａが上方に導出している。仮にこの３個のコイル１３を第３のコイル１３と称する。なお、ステータ１０に対して右回りに形成されるコイル群１８の全てのコイル１３を、第２のコイル１３で構成するようにしてもよい。この場合、中性点との接続が僅かに異なる。
【００３１】
図３において、図中上方で、境界線Ｐの両側に最も近接して配置された同相の一対のコイル１３から導出される束線１４、具体的には、ステータ１０に対して左回りに形成されるＵ相コイル群１８ｕの第１のＵ相コイル１３ｕ、及びステータ１０に対して右回りに形成されるＵ相コイル群１８ｕの第２のＵ相コイル１３ｕの、それぞれの第２巻き端４２の端部４２ａが、Ｕ相接続端子１５ｕに接続されている。
【００３２】
同様に、図中上方で、境界線Ｐの両側に最も近接して配置された一対のＶ相コイル１３ｖの第２巻き端４２の端部４２ａがＶ相接続端子１５ｖに接続され、一対のＷ相コイル１３ｗの第２巻き端４２の端部４２ａがＷ相接続端子１５ｗに接続されている。
【００３３】
また、左方向回りに形成されるコイル群１８と右方向回りに形成されるコイル群１８とが出会う位置、即ち、各相の接続端子１５（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相接続端子１５ｕ、１５ｖ、１５ｗ）の反対側で、境界線Ｐを挟んで両側に配置された各相一対、６個のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａは、隣り合うコイル１３の端部４１ａ同士が、それぞれ接続線４０によって接続されて、中性点を構成する。
【００３４】
更に、左方向回りに形成されるコイル群１８の各第１のコイル１３の第２巻き端４２は、インシュレータ１２の溝部３５を通って隣り合うコイル１３の溝部３６に挿入されて係止され、その端部４２ａが、周方向に隣り合う同相コイルの外周側鍔部２５の径方向外側に延びる第１巻き端４１の端部４１ａに接合されている。
【００３５】
また、右方向回りに形成されるコイル群１８のコイル１３も同様に、各第２のコイル１３の第２巻き端４２は、インシュレータ１２の溝部３６を通って隣り合うコイル１３の溝部３５に挿入されて係止され、その端部４２ａが、周方向に隣り合う同相コイルの外周側鍔部２５の径方向外側に延びる第１巻き端４１の端部４１ａに接合されている。図７も参照して、第１巻き端４１の端部４１ａと第２巻き端４２の端部４２ａの接合部１４ａは、１つのコイル１３の接合部１４ａを除いた残りのコイル１３の接合部１４ａが、絶縁キャップ５０によって覆われている。
【００３６】
ここで、複数のコイル１３のうち１つのコイル１３の接合部１４ａが、温度検出素子としてのサーミスタ７０の感温部７１の近傍に配置されている。なお、以下の説明において、このサーミスタ７０の感温部７１の近傍に配置されたコイル１３の接合部１４ａを、感温用接合部５５と呼ぶ。
【００３７】
感温用接合部５５とサーミスタ７０の感温部７１とは、図９に示すように、カバー部材８０により覆われており、感温用接合部５５とサーミスタ７０の感温部７１とが周囲空間から隔離されている。従って、冷却オイル等の影響により温度検出精度の低下が防止される。
【００３８】
カバー部材８０は、例えばゴム等の絶縁材からなる絶縁性の円筒状部材であり、長手方向一端側がサーミスタ収容部８１をなし、長手方向他端側が感温用接合部５５を収容するコイル収容部８２をなしている。即ち、長手方向一端側にサーミスタ収容部８１のサーミスタ挿入孔８１ａが形成され、長手方向他端側にコイル収容部８２のコイル挿入孔８２ａが形成されている。また、カバー部材８０には、長手方向略中央部に内周壁８３から内側に突出した１つの突出部８４が形成される。突出部８４の略中央部には、連通孔８５が形成され、サーミスタ収容部８１とコイル収容部８２とは、連通孔８５を介して連通している。また、突出部８４の長手方向一端側はカバー部材８０の中心軸に対し直交する水平面をなし、長手方向他端側は、連通孔８５から離れるに従って、次第に拡径する湾曲面をなしている。従って、サーミスタ収容部８１に収容されるサーミスタ７０の下端は水平面で位置決めされるとともに、コイル収容部８２に収容される感温用接合部５５は湾曲面より一端側への移動が規制される。これにより、サーミスタ収容部８１とサーミスタ収容部８１との間に絶縁空間８６が確保される。即ち、カバー部材８０の内部は、突出部８４により、サーミスタ収容部８１と、コイル収容部８２と、絶縁空間８６とに仕切られている。
【００３９】
このように構成されたカバー部材８０のコイル収容部８２に感温用接合部５５を収容する。この際、感温用接合部５５は接着剤によりカバー部材８０に固定され、絶縁空間８６は、接着剤溜りとなる。接着剤は、連通孔８５を超えてサーミスタ収容部８１に流出しないようにその量が設定される。カバー部材８０の長手方向他端側は、接着剤とカバー部材８０の接触面積を増やすために複数の段部８７が形成される。なお、この段部８７により、外観上、カバー部材８０の一端側と他端側を区別可能となっている。
【００４０】
一方、カバー部材８０のサーミスタ収容部８１にサーミスタ７０の感温部７１を収容する。この際、サーミスタ７０の感温部７１は、接着剤を用いずに、カバー部材８０の弾性力により弾性固定される。従って、例えばサーミスタ７０の故障等によりサーミスタ７０を交換する際に、サーミスタ７０のみをカバー部材８０から取り外して交換することができる。
【００４１】
なお、カバー部材８０の形状は、サーミスタ収容部８１と、コイル収容部８２と、絶縁空間８６とに仕切られている限り、特に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、長手方向略中央部に内周壁８３から内側に突出した２つの突出部８４ａ、８４ｂが形成されていてもよい。突出部８４ａ、８４ｂの略中央部には、連通孔８５ａ、８５ｂが形成され、サーミスタ収容部８１とサーミスタ収容部８１とは、連通孔８５ａ、８５ｂを介して連通している。また、それぞれの突出部８４ａ、８４ｂの長手方向両端側はカバー部材８０の中心軸に対し直交する水平面をなし、サーミスタ収容部８１に収容されるサーミスタ７０の下端は水平面で位置決めされるとともに、コイル収容部８２に収容される感温用接合部５５の上端も水平面で位置決めされる。これにより、サーミスタ収容部８１とサーミスタ収容部８１との間の、２つの突出部８４ａ、８４ｂ間に絶縁空間８６が確保される。
【００４２】
次に、ステータ１０の製作手順について説明する。まず、２４個のそれぞれのインシュレータ１２に束線１４を巻回して独立したコイル１３を作成する。２４個のコイル１３の内、ステータ１０に対して左回りに形成される１２個のコイル１３は、先に説明した第１のコイル１３の巻き方で巻回し、ステータ１０に対して右回りに形成されるコイルの内、９個のコイル１３は、第２のコイル１３の巻き方で巻回し、中性点に接続される３個のコイル１３は、第１巻き端４１から延びる束線１４の端部４１ａが溝２９に挿通する第３のコイル１３の巻き方で巻回する。
【００４３】
次いで、第１のコイル１３が巻回された１２個のインシュレータ１２を、ステータコア１１上に想定した境界線Ｐ（図３参照）の左側のティース１１ｂに左回りに順次装着する。そして、第２のコイル１３が巻回された９個のインシュレータ１２を、ステータコア１１上に想定した境界線Ｐの右側のティース１１ｂに、右回りに順次装着し、更に、第３のコイル１３が巻回された残り３個のインシュレータ１２を、第２のコイル１３に続けて右回りに順次装着する。各コイル１３は、互いに独立してインシュレータ１２に巻回されているので、ティース１１ｂへの挿入が容易であり、生産性が高い。
【００４４】
続いて、渡り部１４Ｔを成形しながら配索する。具体的には、図３を参照して、ステータ１０に対して左方向回りに形成される第１のコイル１３の第２巻き端４２を、隣り合うインシュレータ１２の溝部３６に挿通して成形し、更に、端部４２ａを周方向に隣り合う同相コイルのインシュレータ１２の左側の溝２９に挿入する。これにより、渡り部１４Ｔが成形される。また、同相コイル（例えば、Ｕ相コイル１３ｕ）の一方のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａと、他方のコイル１３の第２巻き端４２の端部４２ａとが、溝２９中で揃えられる。
【００４５】
同様に、ステータ１０に対して右方向回りに形成される第２のコイル１３の第２巻き端４２を、隣り合うコイル１３の溝部３５に挿通して成形し、更に、端部４２ａを周方向に隣り合う同相コイルのインシュレータ１２の右側の溝２８に挿入する。これにより、渡り部１４Ｔが成形される。また、同相コイル（例えば、Ｕ相コイル１３ｕ）の一方のコイル１３の第１巻き端４１の端部４１ａと、他方のコイル１３の第２巻き端４２の端部４２ａとが、溝２８中で揃えられる。
【００４６】
更に、各相の接続端子１５の反対側に配置される６個のコイル１３、即ち、中性点に接続される３個ずつの第１及び第３のコイル１３のそれぞれの第１巻き端４１の端部４１ａの内、隣り合うコイル１３の端部４１ａ間に、この端部４１ａ同士を接続するように、略コの字型に成形した接続線４０を配置する。
【００４７】
次いで、溝２８、２９中で揃えられた束線１４の端部４１ａ、４２ａ、及び接続線４０を、例えば、超音波溶接装置を用いて超音波を印加して接合する。なお、束線１４の溶着される部分の絶縁被膜は、接合に先だって剥離される。
【００４８】
そして、ステータ１０をハウジング２にボルト３で固定する。更に、境界線Ｐ（図３参照）の両側に最も近接して配置された同相の一対のコイル１３の第２巻き端４２の端部４２ａに、各相の接続端子１５（１５ｕ、１５ｖ、１５ｗ）を接合する。
【００４９】
次に、サーミスタ７０の近傍に配置されたコイル１３以外の残りのコイル１３の接合部１４ａを絶縁キャップ５０で覆う。そして、サーミスタ７０の近傍に配置されたコイル１３の接合部１４ａ、即ち感温用接合部５５に接着剤を塗布してカバー部材８０のコイル収容部８２に収容して、カバー部材８０を装着する。続いて、カバー部材８０のサーミスタ収容部８１にサーミスタ７０の感温部７１を装着する。この際、サーミスタ７０を、ハウジング２にボルト３で固定されたステー５１に、クリップ５２で支持させる。
【００５０】
上記したように、本実施形態の電動機の突極集中巻きステータ１０によれば、コイルの一部である感温用接合部５５とサーミスタ７０の感温部７１がカバー部材８０で覆われており、感温用接合部５５とサーミスタ７０の感温部７１が周囲空間から隔離されているので、感温部７１が周囲空間あるいは冷却油の温度に影響を受けるのを抑制することができ、感温部７１においてより精度良くコイルの温度を検出することができる。
【００５１】
さらに、突出部８４、８４ａ、８４ｂによりサーミスタ収容部８１と、コイル収容部８２と、サーミスタ収容部８１とコイル収容部８２との間に位置する絶縁空間８６とに仕切られているので、サーミスタ７０の周囲に絶縁材を充填することなくコイル１３とサーミスタ７０とを絶縁することができ、サーミスタ７０の取付けおよび取外しが容易となる。したがって、サーミスタ７０が故障した際においても、コイル１３を取り外すことなくサーミスタ７０のみを取り外して交換することができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、コイル１３とサーミスタ７０の端部との少なくとも一方が突出部８４、８４ａ、８４ｂに当接することにより、コイル１３及び／又はサーミスタ７０が位置決めされるため、コイル１３及び／又はサーミスタ７０の位置のばらつきを抑制することができ、感温部７１においてより精度良くコイル１３の温度を検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、カバー部材８０は、感温用接合部５５が挿入されるコイル挿入孔８２ａと、サーミスタ７０が挿入されるサーミスタ挿入孔８１ａとを別々に備えるので、サーミスタ収容部８１の位置やサーミスタ７０のカバー部材８０への挿入方向を、ステータ１０を構成する部品の配置に応じて任意に設定でき、サーミスタ７０のカバー部材８０に対する固定および取外しをさらに容易に行なうことができる。なお、カバー部材８０の同じ側にサーミスタ挿入孔８１ａとコイル挿入孔８２ａを形成してもよく、サーミスタ挿入孔８１ａとコイル挿入孔８２ａとを１つの孔として、内部でサーミスタ収容部８１とコイル収容部８２とに分かれていてもよい。
【００５４】
また、本実施形態によれば、サーミスタ７０はカバー部材８０に弾性固定されているので、サーミスタ７０のカバー部材８０に対する固定および取外しをさらに容易に行なうことができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、コイル収容部８２に感温用接合部５５が収容されるので、カバー部材８０により感温用接合部５５の接合を保護しつつ、より精度よくコイル１３の温度を検出することができる。また、カバー部材８０は絶縁材によって形成されているので、感温用接合部５５を周囲空間と絶縁することができる。
【００５６】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。上記説明では、外転型電動機の突極集中巻きステータについて説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、複数のティースがステータコアの円環部から径方向内側に突出して形成される内転型電動機のステータ、分割コアからなるステータなど、他の形式のステータにも同様に適用することができる。また、インシュレータ１２の代わりに絶縁紙などを介在させてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１ 電動機
１０ ステータ（突極集中巻きステータ）
１１ ステータコア
１１ｂ ティース
１２ インシュレータ
１３ コイル
１４ 束線（巻線）
１４ａ 接合部
４１ 第１巻き端
４１ａ 端部
４２ 第２巻き端
４２ａ 端部
５５ 感温用接合部
７０ サーミスタ（温度検出素子）
７１ 感温部
８０ カバー部材
８１ サーミスタ収容部
８１ａ サーミスタ挿入孔
８２ コイル収容部
８２ａ コイル挿入孔
８４、８４ａ、８４ｂ 突出部（仕切り部）
８６ 絶縁空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、
前記ステータコアに巻回されるコイルと、を備えた電動機のステータであって、
前記ステータは、前記コイルの温度を検出する感温部を有する温度検出素子と、前記コイルの一部と前記感温部とを覆うカバー部材と、を備え、
前記カバー部材の内部は、仕切り部により、前記温度検出素子が収容される温度検出素子収容部と、前記コイルの一部が収容されるコイル収容部と、前記温度検出素子収容部と前記コイル収容部との間に位置する絶縁空間と、に仕切られていることを特徴とする電動機のステータ。
【請求項２】
前記仕切り部は、前記カバー部材の内側において突出する突出部であり、
前記コイルの一部と前記温度検出素子の端部との少なくとも一方が前記突出部に当接することを特徴とする請求項１に記載の電動機のステータ。
【請求項３】
前記カバー部材は、前記コイルの一部が挿入されるコイル挿入孔と、前記温度検出素子が挿入される温度検出素子挿入孔とを別々に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動機のステータ。
【請求項４】
前記温度検出素子は前記カバー部材に弾性固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機のステータ。
【請求項５】
前記ステータコアは、周方向に所定の間隔で配置され放射状に突出する複数のティースを有し、
前記コイルは、周方向に隣り合う前記ティースにおいて互いに異相となるように前記ティースに突極集中巻きで巻回される複数のコイルからなり、
前記複数のコイルは、それぞれ前記ステータの軸方向一端側に位置する第１巻き端と第２巻き端とを有し、
前記第１巻き端と前記第２巻き端の少なくとも一方が異相となるコイルを周方向に跨いで延びており、
周方向に隣り合う同相のコイルの一方の前記第１巻き端の端部と、他方の前記第２巻き端の端部とが接合されて接合部をなし、
前記コイル収容部に、前記複数個のコイルのうち１つのコイルの前記接合部が収容されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機のステータ。
【請求項１】
ステータコアと、
前記ステータコアに巻回されるコイルと、を備えた電動機のステータであって、
前記ステータは、前記コイルの温度を検出する感温部を有する温度検出素子と、前記コイルの一部と前記感温部とを覆うカバー部材と、を備え、
前記カバー部材の内部は、仕切り部により、前記温度検出素子が収容される温度検出素子収容部と、前記コイルの一部が収容されるコイル収容部と、前記温度検出素子収容部と前記コイル収容部との間に位置する絶縁空間と、に仕切られていることを特徴とする電動機のステータ。
【請求項２】
前記仕切り部は、前記カバー部材の内側において突出する突出部であり、
前記コイルの一部と前記温度検出素子の端部との少なくとも一方が前記突出部に当接することを特徴とする請求項１に記載の電動機のステータ。
【請求項３】
前記カバー部材は、前記コイルの一部が挿入されるコイル挿入孔と、前記温度検出素子が挿入される温度検出素子挿入孔とを別々に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動機のステータ。
【請求項４】
前記温度検出素子は前記カバー部材に弾性固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機のステータ。
【請求項５】
前記ステータコアは、周方向に所定の間隔で配置され放射状に突出する複数のティースを有し、
前記コイルは、周方向に隣り合う前記ティースにおいて互いに異相となるように前記ティースに突極集中巻きで巻回される複数のコイルからなり、
前記複数のコイルは、それぞれ前記ステータの軸方向一端側に位置する第１巻き端と第２巻き端とを有し、
前記第１巻き端と前記第２巻き端の少なくとも一方が異相となるコイルを周方向に跨いで延びており、
周方向に隣り合う同相のコイルの一方の前記第１巻き端の端部と、他方の前記第２巻き端の端部とが接合されて接合部をなし、
前記コイル収容部に、前記複数個のコイルのうち１つのコイルの前記接合部が収容されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機のステータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２４４７０３（Ｐ２０１２−２４４７０３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０６５３（Ｐ２０１１−１１０６５３）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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