JP6566262B2

JP6566262B2 - 回転電機の固定子

Info

Publication number: JP6566262B2
Application number: JP2016053857A
Authority: JP
Inventors: 俊博武井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2036-03-17
Also published as: US10348148B2; JP2017169392A; US20170271937A1; DE102017105483A1

Description

本発明は、車両等に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機の固定子に関する。

従来、車両に搭載されて使用される回転電機として、ハウジングに回転可能に支持された回転子と、該回転子と径方向に対向して配置され周方向に配列された複数のスロットを有する固定子コア、及び該固定子コアのスロットに巻装された三相の相巻線よりなる固定子巻線を有する固定子と、を備えたものが一般に知られている。固定子巻線の軸方向両端部には、固定子コアの軸方向端面より軸方向外方に突出した円環状のコイルエンド部が形成されている。

そして、特許文献１及び特許文献２には、コイルエンド部の内周側から引き出された、固定子巻線の入力線や出力線、中性線などの引き出し線を、コイルエンド部の外周側に渡らせて、他の導体線と外周側で結線することが記載されている。

特許第５６４７２８５号公報特開２００９−１１１１６号公報

ところで、特許文献１及び特許文献２においては、コイルエンド部の内周側から引き出された引き出し線が外周側で結線されるため、次のような課題がある。即ち、コイルエンド部の内周側から引き出された引き出し線は、内周側から外周側に渡るように引き回されるので、結線に至るまでの引き出し線の長さが長くなる。そのため、引き出し線の重量が増大するとともに、渡り線の空中配置に伴い剛性も低下するため、引き出し部の固有振動数が低下する。固有振動数が低いと、車両エンジンの回転に伴う振動と共振し、結線部に過大な応力が掛かることによって結線部が断線する恐れがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、固定子巻線の引き出し線の固有振動数の低下を抑制し、エンジン振動に伴う引き出し線の結線部の破損を防止し得るようにした回転電機の固定子を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
周方向に配列された複数のスロット（３１）を有する円環状の固定子コア（３０）と、前記固定子コアの前記スロットに巻装された複数の相巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ，Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）よりなり、前記固定子コアの軸方向端面（３０ａ）より軸方向外方に突出した円環状のコイルエンド部（４０ａ，４０ｂ）を有する固定子巻線（４０）と、を備えた回転電機の固定子において、
前記固定子巻線は、相ごとに、前記コイルエンド部の内周側から引き出された第１中性線である第１引き出し線と、前記コイルエンド部の内周側から引き出された、前記第１中性線とは異なる第２中性線である第２引き出し線と、を有し、
各相の前記第１引き出し線は、異相の前記第１引き出し線の端末に結合される第１端末結合部（４４）を有し、
各相の前記第２引き出し線は、異相の前記第２引き出し線の端末に結合される第２端末結合部（４５）を有し、
前記第１引き出し線における前記コイルエンド部の軸方向端面（４０ｄ）から前記第１端末結合部に至る軸方向外方への第１延出長さ（Ｌ１）と、前記第２引き出し線における前記コイルエンド部の前記軸方向端面から前記第２端末結合部に至る軸方向外方への第２延出長さ（Ｌ２）と、は異なる。

この構成によれば、固定子巻線は、コイルエンド部の内周側から引き出された引き出し線の近接部がコイルエンド部の内周面よりも径方向内側に配置されている。そのため、コイルエンド部の内周側から引き出された引き出し線の近接部に至る延伸長さを最小にすることができるので、延伸した引き出し線の重量と渡り長さを減少させることができる。これにより、引き出し線の固有振動数を、車両での常用振動数域の範囲外に設定することができる。この結果、車両振動に起因する端末結合部の応力を低減させることができるので、端末結合部の破損を防止することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものであり、特許請求の範囲に記載された各請求項の構成に何ら影響を及ぼすものではない。

実施形態１に係る固定子を搭載した回転電機の軸方向に沿う断面図である。実施形態１に係る固定子の全体斜視図である。実施形態１に係る固定子の軸方向から見た平面図である。実施形態１に係る固定子の部分斜視図である。実施形態１において固定子コアのスロットに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図である。実施形態１に係る固定子巻線を構成する導体セグメントの断面図である。実施形態１に係る固定子巻線の結線図である。実施形態２に係る固定子巻線の第１端末結合部に対して弾性部材が装着される前の状態を示す説明図である。実施形態２に係る固定子巻線の第１端末結合部に対して弾性部材が装着された後の状態を示す説明図である。実施形態３に係る固定子において弾性部材と第１端末結合部の間に感温素子が配置された状態を示す固定子の部分斜視図である。変形例１に係る固定子の軸方向から見た平面図である。変形例１に係る固定子の部分斜視図である。

以下、本発明に係る回転電機の固定子の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。

〔実施形態１〕
本実施形態に係る固定子２０が搭載された回転電機１は、車両用電動機として使用されるものである。この回転電機１は、図１に示すように、固定子２０が搭載され、回転子１４を収容するハウジング１０と、ハウジング１０に回転可能に支承された回転軸１３と、回転軸１３の外周に嵌合固定された回転子１４と、回転子１４の径方向外側に対向して配置され固定子コア３０及び固定子巻線４０を有する固定子２０と、を備えている。

ハウジング１０は、有底筒状の一対のハウジング半部材１０ａ，１０ｂにより、両端が閉口した概ね円筒状に形成されている。一対のハウジング半部材１０ａ，１０ｂは、開口部同士が対向した状態でボルト１１により締結されることで一体化されている。回転軸１３は、ハウジング１０の軸方向両側の壁部に設けられた一対の軸受け１２，１２を介して回転可能に支持されている。

回転子１４は、回転軸１３の軸方向中央部外周に、回転軸１３と一体回転可能に嵌合固定されている。回転子１４の外周部には、周方向に所定距離を隔てて極性が交互に異なるように配置された図示しない永久磁石により複数の磁極が設けられている。

次に、図２〜図７を参照して固定子２０について説明する。固定子２０は、図２及び図３に示すように、周方向に複数のスロット３１を有する円環状の固定子コア３０と、固定子コア３０のスロット３１に巻装されたそれぞれ電気的位相の異なる三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗよりなる固定子巻線４０と、を備えている。

固定子コア３０は、円環状の複数の電磁鋼板を固定子コア３０の軸方向に積層して形成れた一体型のものである。この固定子コア３０は、円環状のバックコア３３と、バックコア３３から径方向内方へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース３４とからなり、隣り合うティース３４の間にスロット３１が形成されている。スロット３１は、回転子１４の磁極数に対し、固定子巻線４０の一相あたり２個の割合で形成されている。

固定子巻線４０は、Ｕ字形状をなす複数の導体セグメント５０の開放端部同士を溶接で互いに接合することにより構成されている。この導体セグメント５０は、図６に示すように、矩形断面の導体５８と、内層５９ａ及び外層５９ｂを有し導体５８の外周を被覆する絶縁皮膜５９とからなる平角導線をＵ字形状に折り曲げて形成されている。尚、本実施形態では、絶縁皮膜５９は、複数層で構成された例として内層、外層の２層の構成として記載したが、単層の絶縁皮膜でもよい。

Ｕ字形状に形成された導体セグメント５０は、図５に示すように、互いに平行な一対のストレート部５１，５１と、一対のストレート部５１，５１の一端を互いに連結するターン部５２とからなる。ターン部５２の中央部には、固定子コア３０の軸方向端面３０ａに沿って延びる頭頂部５３が設けられており、頭頂部５３の両側には、固定子コア３０の軸方向端面３０ａに対して所定の角度で傾斜した傾斜部５４が設けられている。なお、符号２４は、固定子コア３０と固定子巻線４０との間を電気絶縁するインシュレータである。

図５には、同一相の隣接する２個のスロット３１Ａ，３１Ｂに挿入配置される２個で一組の導体セグメント５０Ａ，５０Ｂが示されている。この場合、２個の導体セグメント５０Ａ，５０Ｂは、それらの一対のストレート部５１，５１が、同一のスロット３１ではなく、隣接した２個のスロット３１Ａ，３１Ｂに別々に軸方向一端側（図５の上側）から挿入される。即ち、図５の右側にある２個の導体セグメント５０Ａ，５０Ｂにおいて、一方の導体セグメント５０Ａは、一方のストレート部５１が一のスロット３１Ａの最外層（第８層）に挿入され、他方のストレート部５１が固定子コア３０の反時計回り方向に１磁極ピッチ（ＮＳ磁極ピッチ）離れた他の図示しないスロットの最外層より１層内側（第７層）に挿入される。

そして、他方の導体セグメント５０Ｂは、一方のストレート部５１がスロット３１Ａと隣接したスロット３１Ｂの最外層（第８層）に挿入され、他方のストレート部５１が固定子コア３０の反時計回り方向に１磁極ピッチ（ＮＳ磁極ピッチ）離れた他の図示しないスロットの最外層より１層内側（第７層）に挿入される。即ち、２個の導体セグメント５０Ａ，５０Ｂは、周方向に１スロットピッチずれた状態に配置される。このようにして、全スロット３１に対して偶数本の導体セグメント５０のストレート部５１が挿入配置される。本実施形態の場合には、各スロット３１内に、合計８本のストレート部５１が径方向１列に整列した状態で収容されている。

スロット３１から軸方向他端側（図５の下側）の外部へ延出した一対のストレート部５１，５１の開放端部は、固定子コア３０の軸方向端面３０ａに対して所定の角度をもって斜めに斜行するように互いに周方向反対側へ捻られて、概ね半磁極ピッチ分の長さの斜行部５５（図２参照）が形成されている。そして、固定子コア３０の軸方向他端側において、導体セグメント５０の所定の斜行部５５の端末同士が例えば溶接等で接合されて所定のパターンで電気的に接続される。その後、溶接等で接合された導体セグメント５０の端末同士の接合部には、例えば粉体樹脂等で絶縁処理が施される。このようにして所定の導体セグメント５０が直列に接続されることにより、固定子コア３０のスロット３１に沿って周方向に波巻きにて巻回された三相の相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗよりなる固定子巻線４０が形成される。

なお、固定子巻線４０の各相について、基本となるＵ字形状の導体セグメント５０により、固定子コア３０の周方向に複数周（本実施形態では８周）する巻線（コイル）が形成される。この場合、固定子巻線４０の各相について、出力用引き出し線及び中性点用引き出し線（中性線）と接続されたセグメント、並びに１周目と２周目、・・・、７周目と８周目をそれぞれ接続するターン部を有するセグメントは、基本となる導体セグメント５０とは異なる図示しない異形セグメントで構成される。これら異形セグメントを用いて、図７に示すように、固定子巻線４０の各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗの巻線端が星型結線により結線される。

なお、本実施形態の各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、星型結線された三相の第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１よりなる第１三相巻線４２と、星型結線された三相の第２巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２よりなる第２三相巻線４３が並列接続されて構成されている。この場合、第１三相巻線４２には、三相の第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の端末同士が結合された第１端末結合部４４により第１中性点が形成されている。また、第２三相巻線４３には、三相の第２巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の端末同士が結合された第２端末結合部４５により第２中性点が形成されている。即ち、第１及び第２端末結合部４４，４５は、それぞれ異相の相巻線（第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）（第２巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）の引き出し線（中性線）の端末同士が結合されている。

このようにして固定子コア３０に巻装された固定子巻線４０の軸方向一端側には、固定子コア３０の軸方向端面３０ａから外方に突出した複数のターン部５２により全体としてリング状の第１コイルエンド部４０ａ（図２参照）が形成されている。また、固定子巻線４０の軸方向他端側には、固定子コア３０の軸方向端面３０ａからスロット３１の外部に突出した複数の斜行部５５及び接合部により全体としてリング状の第２コイルエンド部４０ｂ（図２参照）が形成されている。

図２及び図３に示すように、固定子巻線４０の第１コイルエンド部４０ａの外周側には、第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１及び第２巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の出力用引き出し線が引き出されている。各相の引き出し線の先端部には、図示しない外部回路と接続される端子部材４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗが電気的に接続されている。

一方、第１コイルエンド部４０ａの内周側には、第１中性点である第１端末結合部４４と、第２中性点である第２端末結合部４５が配置されている。第１端末結合部４４及び第２端末結合部４５は、それぞれ第１コイルエンド部４０ａの内周側から引き出された異相の引き出し線（中性線）の端末同士が結合されたものであることから、中性線の渡り長さが減少している。これにより、中性線の固有振動数を、車両での常用振動数域の範囲外に設定することが可能となる。

なお、車両での常用振動数とは、車両のエンジン振動に伴って車両に搭載された部材に発生する振動の振動数のことをいい、下記の式１から求められる。但し、Ｎｍａｘ：エンジンの最高回転数 [ｒｐｍ] 、Ｃ：エンジンの気筒数又はロータ数、Ｓｔ：燃焼方式による値（２ストロークエンジンとロータリーエンジンの場合は１、４ストロークエンジンの場合は２）、Ｓ：設計上必要とされる係数（たとえば２）、とする。
ｆ [Ｈｚ] ＝Ｓ×（Ｎｍａｘ／６０）×（Ｃ／Ｓｔ） ………式１

第１端末結合部４４で結合された第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の第１中性線は、周方向への引き出し長さ（延伸長さ）が異なる。この場合、Ｕ１＜Ｖ１＜Ｗ１とされている。そして、第１巻線Ｖ１，Ｗ１の第１中性線の径方向に重なり合った近接部４２ａ同士が、樹脂部材４７で固着されて一体化されている。これにより、固有振動数の低い（延伸長さが長い）第１巻線Ｗ１の第１中性線の固有振動数が、固有振動数の高い（延伸長さが短い）第１巻線Ｖ１の第１中性線の固有振動数に合わせて引き上げられることによって、第１巻線Ｖ１，Ｗ１の第１中性線全体としての固有振動数を、車両での常用振動数域の範囲外に設定することが可能となる。

また、第２端末結合部４５で結合された第２巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の第２中性線は、周方向への引き出し長さ（延伸長さ）が異なる。この場合、Ｕ２＜Ｗ２＜Ｖ２とされている。そして、第２巻線Ｖ２，Ｗ２の第２中性線の径方向に重なり合った近接部４３ａ同士が、樹脂部材４７で固着されて一体化されている。これにより、固有振動数の低い（延伸長さが長い）第２巻線Ｖ２の第２中性線の固有振動数が、固有振動数の高い（延伸長さが短い）第２巻線Ｗ２の第２中性線の固有振動数に合わせて引き上げられることによって、第２巻線Ｖ２，Ｗ２の第２中性線全体としての固有振動数を、車両での常用振動数域の範囲外に設定することが可能となる。

なお、本実施形態では、図４に示すように、近接部４２ａ，４３ａ並びに第１及び第２端末結合部４４，４５は、第１コイルエンド部４０ａの内周面４０ｃよりも径方向内側に突出した状態に配置されている。

また、第１端末結合部４４と第２端末結合部４５は、第１コイルエンド部４０ａの軸方向端面４０ｄから第１又は第２端末結合部４４，４５に至る第１又は第２中性線の軸方向外方への延出長さＬ１，Ｌ２が異なるように設定されている。即ち、第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の第１端末結合部４４に至る第１中性線の軸方向外方への延出長さＬ１と、第２巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の第２端末結合部４５に至る第２中性線の軸方向外方への延出長さＬ２が異なるように設定されている。この場合、第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の第１中性線の延出長さＬ１の方が、第２巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の第２中性線の延出長さＬ２よりも長くされている。これにより、第１端末結合部４４と第２端末結合部４５の固有振動数が異なる値に設定されることによって、第１及び第２端末結合部４４，４５同士の共振を抑制するようにされている。

なお、本実施形態では、固定子２０と回転子１４を組み付ける場合には、固定子２０に対して、第２コイルエンド部４０ｂ側から軸方向に回転子１４を挿入して組み付けるように構成されている。そのため、上記の近接部４２ａ，４３ａや第１及び第２端末結合部４４，４５が、第１コイルエンド部４０ａの内周面４０ｃよりも径方向内側に突出した状態に配置されていても何ら問題はない。

以上のように構成された本実施形態の固定子２０によれば、第１コイルエンド部４０ａの内周側から引き出された引き出し線（第１及び第２中性線）の近接部４２ａ，４３ａ並びに第１及び第２端末結合部４４，４５が、第１コイルエンド部４０ａの内周面４０ｃよりも径方向内側に配置されている。そのため、第１コイルエンド部４０ａの内周側から引き出された第１及び第２中性線の第１及び第２端末結合部４４，４５に至る延伸長さを最小にすることができるので、延伸した第１及び第２中性線の重量と渡り長さを減少させることができる。これにより、第１及び第２中性線の固有振動数を、車両での常用振動数域の範囲外に設定することができる。この結果、車両振動に起因する第１及び第２端末結合部４４，４５の応力を低減させることができるので、第１及び第２端末結合部４４，４５の破損を防止することができる。

また、本実施形態では、第１及び第２端末結合部４４，４５は、それぞれ異相の相巻線（第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）（第２巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）の第１及び第２中性線の端末同士が結合されている。そのため、異相の相巻線の第１及び第２中性線において、少なくとも３本の中性線が第１コイルエンド部４０ａの内周側から引き出されるため、第１コイルエンド部４０ａの軸方向高さを超えて更に延伸された第１及び第２中性線の渡り長さを減少させることができる。これにより、第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１及び第２巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の第１及び第２中性線の固有振動数を、車両での常用振動数域の範囲外に設定することができる。その結果、車両振動に起因する第１及び第２端末結合部４４，４５の応力を低減させることができるので、第１及び第２端末結合部４４，４５の破損をより確実に防止することができる。

また、本実施形態では、第１及び第２端末結合部４４，４５で結合された第１及び第２中性線は、引き出し長さの異なる複数の中性線同士が樹脂部材４７で固着されて一体化されている。即ち、第１巻線Ｖ１，Ｗ１の第１中性線の径方向に重なり合った近接部４２ａ同士、及び第２巻線Ｖ２，Ｗ２の第２中性線の径方向に重なり合った近接部４３ａ同士が、それぞれ樹脂部材４７で固着されている。そのため、固有振動数の低い（延伸長さが長い）第１巻線Ｗ１及び第２巻線Ｖ２の中性線の固有振動数が、固有振動数の高い（延伸長さが短い）第１巻線Ｖ１及び第２巻線Ｗ２の中性線の固有振動数に合わせて引き上げられる。これにより、第１巻線Ｖ１，Ｗ１及び第２巻線Ｖ２，Ｗ２の中性線全体としての固有振動数を、車両での常用振動数域の範囲外に設定することができる。その結果、車両振動に起因する第１及び第２端末結合部４４，４５の応力を低減させることができるので、第１及び第２端末結合部４４，４５の破損を更に確実に防止することができる。

また、本実施形態では、固定子巻線４０は、２つ（複数）の端末結合部４４，４５を有し、第１コイルエンド部４０ａの軸方向端面４０ｄから第１又は第２端末結合部４４，４５に至る第１及び第２中性線の軸方向外方への延出長さＬ１，Ｌ２が異なるように設定されている。そのため、第１端末結合部４４と第２端末結合部４５の固有振動数が異なる値に設定されることによって、第１及び第２端末結合部４４，４５同士の共振を抑制することができる。これにより、車両振動に起因する第１及び第２端末結合部４４，４５の応力を低減させることができるので、第１及び第２端末結合部４４，４５の更により確実に破損を防止することができる。

〔実施形態２〕
実施形態２に係る回転電機の固定子２０について図８及び図９を参照して説明する。実施形態２の固定子２０は、第１及び第２端末結合部４４，４５に対して、回転電機１のハウジング１０に当接する状態に配置される弾性部材４８が装着されている点で、実施形態１のものと異なる。よって、実施形態１と共通する部材や構成については、同じ符号を付して詳しい説明は省略し、以下、異なる点及び重要な点について説明する。

図８に示すように、第１端末結合部４４で結合された第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の引き出し線（第１中性線）は、第１コイルエンド部４０ａの軸方向端面４０ｄから軸方向外方に延出して、先端の第１端末結合部４４が、ハウジング１０の軸方向一方側の壁面から所定距離隔てた所に位置している。このように配置された第１端末結合部４４に対して、弾性部材４８が装着されている。

弾性部材４８は、図９に示すように、第１端末結合部４４で結合された第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の第１中性線の外周を覆う本体部４８ａと、本体部４８ａの先端から突出してその先端部がハウジング１０の壁面に圧接した状態に配置される弾性支持部４８ｂとからなる。この弾性部材４８は、弾性支持部４８ｂがハウジング１０の壁面に圧接した状態に配置されることによって、第１端末結合部４４で結合された第１巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の第１中性線の第１端末結合部４４側端部を弾性支持している。この弾性部材４８は、例えばゴムや樹脂等の従来公知の弾性材料で形成することができる。

なお、実施形態２では、第２端末結合部４５にも、第１端末結合部４４に装着された弾性部材４８と同様の弾性部材が装着されているが、それらは基本的構成が同じであるため、図示及び詳しい説明は省略する。

以上のように構成された実施形態２の固定子２０によれば、近接部４２ａ，４３ａ並びに第１及び第２端末結合部４４，４５が、第１コイルエンド部４０ａの内周面４０ｃよりも径方向内側に突出した状態に配置されているため、第１及び第２端末結合部４４，４５の破損を防止することができる等、実施形態１と同様の作用及び効果を奏する。

特に、実施形態２では、第１及び第２端末結合部４４，４５に、回転電機１のハウジング１０に当接する状態に配置される弾性部材４８が装着されている。そのため、固定子コア３０側だけで支持されていた各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗの中性線を第１及び第２端末結合部４４，４５側でも支持することができるので、当該引き出し線の固有振動数を車両での常用振動数域の範囲外に設定することができる。その結果、車両振動に起因する第１及び第２端末結合部４４，４５の応力を低減させることができるので、第１及び第２端末結合部４４，４５の破損をより確実に防止することができる。

〔実施形態３〕
実施形態３に係る回転電機１の固定子２０について図１０を参照して説明する。実施形態３の固定子２０は、実施形態２の固定子２０に対して、弾性部材４８と第１端末結合部４４との間に配置された感温素子４９が付加されている点で、実施形態２のものと異なる。よって、実施形態２と共通する部材や構成については、同じ符号を付して詳しい説明は省略し、以下、異なる点及び重要な点について説明する。

実施形態３では、図１０に示すように、弾性部材４８が装着されている第１端末結合部４４及び第２端末結合部４５のうち、第１端末結合部４４に装着された弾性部材４８と第１端末結合部４４の間だけに感温素子４９が配置されている。この感温素子４９は、回転電機１の作動に伴って発熱する固定子巻線４０の温度を第１端末結合部４４で検知し、その検知信号を図示しない制御部に送る。これにより、制御部で感温素子４９の検知温度を監視することで、結線部の断線等の故障を検知するようにされている。なお、弾性部材４８は、第１中性線の導体５８よりも熱伝導率が小さい材料で形成されている。

以上のように構成された実施形態３の固定子２０によれば、近接部４２ａ，４３ａ並びに第１及び第２端末結合部４４，４５が、第１コイルエンド部４０ａの内周面４０ｃよりも径方向内側に突出した状態に配置されているため、第１及び第２端末結合部４４，４５の破損を防止することができる等、実施形態１と同様の作用及び効果を奏する。

特に、実施形態３では、弾性部材４８と第１端末結合部４４との間に感温素子４９が配置されているため、車両エンジンとの共振により第１端末結合部４４が破損や断線した場合でも、感温素子４９の検知温度を監視することで故障の検知が可能となる。また、弾性部材４８は、引き出し線の導体５８よりも熱伝導率が小さい材料で形成されているので、第１端末結合部４４の破損や断線の故障を精度良く検知することができる。

なお、実施形態３のように、中性線の端末同士が結合された端末結合部（４４，４５）が複数ある場合には、第１コイルエンド部４０ａの軸方向端面４０ｄから各端末結合部（４４，４５）に至る各中性線の軸方向外方への延出長さの長い（共振周波数の低い）第１端末結合部４４に感温素子４９を配置すると、故障検出精度が向上し好適である。

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。

例えば、上記の実施形態では、近接部４２ａ，４３ａ並びに第１及び第２端末結合部４４，４５の両方が、第１コイルエンド部４０ａの内周面４０ｃよりも径方向内側に突出した状態に配置されていた。しかし、第１及び第２端末結合部４４，４５の少なくとも一方を径方向外側へ倒すようにして、第１及び第２端末結合部４４，４５が第１コイルエンド部４０ａの内周面４０ｃよりも径方向内側に突出しない状態に配置するようにしてもよい。図１１及び図１２に示す変形例１の場合には、第１端末結合部４４だけが径方向外側へ倒されている。

また、上記の実施形態では、第１コイルエンド部４０ａの内周側から引き出された引き出し線の端末同士が結合されてなる端末結合部が第１端末結合部４４と第２端末結合部４５の２つである例を説明したが、１つでもあっても３つ以上であってもよい。

また、上記の実施形態では、第１コイルエンド部４０ａの内周面４０ｃよりも径方向内側に配置されている第１及び第２端末結合部４４，４５は、第１コイルエンド部４０ａの内周側から引き出された中性点用引き出し線（中性線）の端末同士が結合されたものであるが、この他に、固定子巻線４０を構成する各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗの入出力用の引き出し線の端末同士が結合されたものであってもよい。

また、上記の実施形態では、本発明に係る回転電機の固定子を車両用電動機に適用した例を説明したが、本発明は、車両に搭載される回転電機としての発電機あるいは電動機、さらには両者を選択的に使用し得る回転電機にも適用することができる。

１…車両用電動機（回転電機）、１０…ハウジング、２０…固定子、３０…固定子コア、３０ａ…軸方向端面、３１…スロット、４０…固定子巻線、４０ａ…第１コイルエンド部、４０ｂ…第２コイルエンド部、４０ｃ…内周面、４０ｄ…軸方向端面、４１Ｕ…Ｕ相巻線、４１Ｖ…Ｖ相巻線、４１Ｗ…Ｗ相巻線、４２ａ，４３ａ…近接部、４４…第１端末結合部、４５…第２端末結合部、４７…樹脂部材、４８…弾性部材、４９…感温素子、５８…導体、Ｌ１，Ｌ２…引き出し線の延出長さ。

Claims

周方向に配列された複数のスロット（３１）を有する円環状の固定子コア（３０）と、前記固定子コアの前記スロットに巻装された複数の相巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ，Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）よりなり、前記固定子コアの軸方向端面（３０ａ）より軸方向外方に突出した円環状のコイルエンド部（４０ａ，４０ｂ）を有する固定子巻線（４０）と、を備えた回転電機の固定子において、
前記固定子巻線は、相ごとに、前記コイルエンド部の内周側から引き出された第１中性線である第１引き出し線と、前記コイルエンド部の内周側から引き出された、前記第１中性線とは異なる第２中性線である第２引き出し線と、を有し、
各相の前記第１引き出し線は、異相の前記第１引き出し線の端末に結合される第１端末結合部（４４）を有し、
各相の前記第２引き出し線は、異相の前記第２引き出し線の端末に結合される第２端末結合部（４５）を有し、
前記第１引き出し線における前記コイルエンド部の軸方向端面（４０ｄ）から前記第１端末結合部に至る軸方向外方への第１延出長さ（Ｌ１）と、前記第２引き出し線における前記コイルエンド部の前記軸方向端面から前記第２端末結合部に至る軸方向外方への第２延出長さ（Ｌ２）と、は異なる回転電機の固定子。
前記第１端末結合部及び前記第２端末結合部の少なくとも一方は、前記コイルエンド部の前記内周面よりも径方向内側に配置されている請求項１に記載の回転電機の固定子。
各相の前記第１引き出し線は、異相の前記第１引き出し線に径方向に重なって近接する第１近接部（４２ａ）を有し、
各相の前記第２引き出し線は、異相の前記第２引き出し線に径方向に重なって近接する第２近接部（４３ａ）を有し、
前記第１近接部及び前記第２近接部の少なくとも一方は、前記コイルエンド部の内周面（４０ｃ）よりも径方向内側に配置されている請求項１又は２に記載の回転電機の固定子。
各相の前記第１引き出し線が互いに近接する前記第１近接部同士、及び、各相の前記第２引き出し線が互いに近接する前記第２近接部同士はそれぞれ、樹脂部材（４７）で固着されている請求項３に記載の回転電機の固定子。
前記第１端末結合部及び前記第２端末結合部にはそれぞれ、回転電機のハウジング（１０）に当接する状態に配置される弾性部材（４８）が装着されている請求項１〜４の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
前記弾性部材は、前記第１引き出し線及び前記第２引き出し線の導体（５８）よりも熱伝導率が小さい材料で形成されており、
前記弾性部材と前記第１端末結合部との間又は前記弾性部材と前記第２端末結合部との間には、感温素子（４９）が配置されている請求項５に記載の回転電機の固定子。