CN102460903A - 定子 - Google Patents

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Abstract

该定子，将收置在管(203)的热敏电阻(201)配置成被夹持在线圈端(101e)和U相母线(102U)之间，从而热敏电阻(201)可从U相母线(102U)和线圈端(101e)的上表面上下两面受热。此外，可使热敏电阻(201)与线圈端(101e)大体紧贴。这样，能实现热敏电阻(201)所进行的高精度的温度跟踪性。其结果，可提供在温度检测元件所进行的定子的线圈温度测定中，可得到精度高的温度跟踪性，并且具备可应对旋转电机的进一步小型化的结构的定子。

Description

定子
技术领域
本发明涉及在电动机、发电机等旋转电机中使用的定子。
背景技术
在旋转电机中，管理定子的线圈温度是重要的。为了管理定子的线圈温度，而使用热敏电阻来作为温度检测元件。为了将该热敏电阻相对于定子定位固定，在特开平09-312948号公报(专利文献1)公开的旋转电机中，在线圈端设置的绝缘基台上配置有热敏电阻。
在特开2007-82344号公报(专利文献2)公开的电动机的线圈终端处理装置中，公开了在将线圈端进行连线处理的基板和线圈端之间，在线圈端盖设置用于配置热敏电阻的空间的构成。
在特开2008-29127号公报(专利文献3)公开的车辆用旋转电机中，公开了将在下表面具有传感器保持部的中性点绝缘壳用带子固定在线圈端的结构。
现有技术文献
专利文献1：特开平09-312948号公报；
专利文献2：特开2007-82344号公报；
专利文献3：特开2008-29127号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
近年来，随着旋转电机的进一步小型化，各种构成部件的设置空间也受到制约。其结果，难以确保热敏电阻和热敏电阻的保持部件的设置空间。此外，也可考虑在比较有富裕的线圈端的侧面设置热敏电阻，但是，在线圈端的侧面，不能正确地测定线圈的温度上升，在热敏电阻所进行的温度测定的温度跟随性方面产生新的问题。
本发明以解决上述问题为目的，可提供在温度检测元件所进行的定子的线圈温度测定中得到精度高的温度跟踪性且具备能应对旋转电机的进一步小型化的结构的定子。
用于解决问题的手段
在根据本发明的定子中，通过将具有在定子齿的周围卷绕的定子线圈的定子芯环状地配置多个而形成，其特征在于，具备：母线，其设置在上述定子芯的线上述圈端的上方，且将同相的上述定子芯之间连接；和温度检测元件，其用于检测该定子的温度。
上述温度检测元件配置成被夹持在上述线圈端和上述母线之间，上述母线具有保持上述温度检测元件的形态。
在根据本发明的其他方式的定子中，通过将具有在定子齿的周围卷绕的定子线圈的定子芯环状地配置多个而形成，其特征在于，具备：中性点端子，其设置在上述定子芯的线圈端的上方，且设置在上述定子线圈的各相；中性点连接线(杆)，其将上述中性点端子连接；和温度检测元件，其用于检测该定子的温度。
上述温度检测元件配置成被夹持在上述线圈端和上述中性点连接线之间，上述中性点端子具有保持上述温度检测元件的形态。
在根据本发明的其他方式的定子中，通过将具有在定子齿的周围卷绕的定子线圈的定子芯环状地配置多个而形成，其特征在于，具备：输入端子，其设置在上述定子芯的上述线圈端的上方，且设置在上述定子线圈的各相；和温度检测元件，其用于检测该定子的温度。
上述温度检测元件配置成被夹持在上述线圈端和上述输入端子之间，上述输入端子具有保持上述温度检测元件的形态。
发明的效果
根据基于本发明的定子，由于可进行线圈端的上表面的温度测定，因此可提供能得到精度高的温度跟踪性且具备能应对旋转电机的进一步小型化的结构的定子。
附图说明
图1是表示实施方式1的定子的外观构成的整体立体图。
图2是表示实施方式1的定子所采用的定子线圈的构成的部分放大立体图。
图3是实施方式1的定子的连线图。
图4是表示实施方式1的温度检测元件的固定结构的示意图。
图5是表示实施方式1的温度检测元件的安装前的状态的剖面示意图。
图6是表示实施方式1的温度检测元件的安装后的状态的剖面示意图。
图7是表示实施方式2的温度检测元件的固定结构的示意图。
图8是表示实施方式2的温度检测元件的安装前的状态的、图7中的VIII-VIII线方向剖面示意图。
图9是表示实施方式2的温度检测元件的安装后的状态的、图7中的IX-IX线方向剖面示意图。
图10是表示实施方式2的温度检测元件的另一固定结构的示意图。
图11是表示实施方式2的温度检测元件的又一固定结构的示意图。
图12是表示实施方式3的温度检测元件的固定结构的示意图。
图13是表示实施方式3的温度检测元件的安装后的状态的、图12中的XIII线方向剖面示意图。
具体实施方式
下面参照图来说明根据本发明的实施方式的定子。再有，在以下说明的实施方式中，在谈及个数、数量等的情况下，除了有特别记载的情况之外，本发明的范围不一定限于该个数、数量等。此外，对于相同的部件、相当部件，标注相同的参照标记，有时不反复进行重复的说明。
(实施方式1)
(定子100的外观构成)
首先，参照图1和图2来说明本实施方式的、电动机和发动机等旋转电机所使用的定子100的外观构成。定子100具有环状的形态，且环状地排列有多个定子芯101。
定子芯101具有构成U相线圈的U相定子芯101U、构成V相线圈的V相定子芯101V和构成W相线圈的W相定子芯101W。各定子芯101如图2所示那样具有在定子齿101a周围卷绕的定子线圈101b。
在各定子芯101的线圈端101e上，设有将相同相的定子芯的线圈间连接的母线102。具体地，分别设有多个将构成U相线圈的U相定子芯101U之间连接的U相母线102U、将构成V相线圈的V相定子芯101V之间连接的V相母线102V和将构成W相线圈的W相定子芯101W之间连接的W相母线102W。
在定子芯101的线圈端101e的预定位置，在定子线圈101的各相(U相、V相、W相)设置的U相中性点端子103U、V相中性点端子103V和W相中性点端子103W分别在线圈端101e之上引出。再有，设有将U相中性点端子103U、V相中性点端子103V和W相中性点端子103W连接的中性点连接线103B。再有，对于U相中性点端子103U、V相中性点端子103V和W相中性点端子103W的详细结构，在实施方式2中详细描述。
在定子芯101的线圈端101e的预定位置，在定子线圈101的各相(U相、V相、W相)设置的U相输入端子104U、V相输入端子104V和W相输入端子104W分别在线圈端101e之上引出。再有，对于U相输入端子104U、V相输入端子104V和输入端子的详细结构，在实施方式3中详细描述。
由上述构成的定子100，作为最终形态，除了U相输入端子104U、104V和104W之外，母线和中性点端子等由树脂塑模(樹脂モ一ルド)110覆盖，但是，为了明确表示内部结构，在图1中，图示了母线和中性点端子等没有由树脂塑模110覆盖的状态。
图3表示具有上述构成的定子100的连线图。在本实施方式中，设有15个定子芯101。作为构成U相线圈的U相定子芯101U，将(编号)No.3、No.6、No.9、No.12、No.15的定子芯101串联连接，且线圈线的一端与U相输入端子104U连接，线圈线的另一端与U相中性点端子103U连接。
作为构成V相线圈的V相定子芯101V，将No.2、No.5、No.8、No.11、No.14的定子芯101串联连接，且线圈线的一端与V相输入端子104V连接，线圈线的另一端与V相中性点端子103V连接。
作为构成W相线圈的W相定子芯101W，将No.1、No.4、No.7、No.10、No.13的定子芯101串联连接，且线圈线的一端与W相输入端子104W连接，线圈线的另一端与W相中性点端子103W连接。
(温度检测元件的固定结构)
参照图4到图6来说明用于检测本实施方式的定子100的温度的温度检测元件200的固定结构。在本实施方式中，以使用图1中的X所示的U相母线102U的情况为一个实例来进行说明。再有，如果是母线，则不限于U相母线102U，也可使用其他任一母线。
参照图4，在本实施方式中，温度检测元件200具有小型的热敏电阻201，该热敏电阻201在树脂制的管203的顶端部附近收置。从该管203的后方，引出有与热敏电阻201连接的信号线202。热敏电阻201自身的大小是宽度约1mm～3mm左右、长度约3mm～6mm左右的大小。
将在管203中收置的热敏电阻201配置成在线圈端101e和U相母线102U之间夹持。这里，其他的母线剖面为平板状，但是，对于用于保持热敏电阻201的U相母线102U，使热敏电阻201侧为凹部，剖面具有圆弧形状。
如图5所示，在使热敏电阻201的横截面半径(最大部)为R0、使管203的横截面半径为R1、使U相母线102U的内表面侧的曲率半径为R2、使U相母线102U的内表面和线圈端101e的上端面之间的距离为L1的情况下，在本实施方式中，满足具备下述的式(1)和式(2)的尺寸关系。
R0＜R2＜R1                  (式1)
2×R0＜L1＜2×R1            (式2)
通过满足具备上述式(1)和式(2)的尺寸关系，可通过U相母线102U将热敏电阻201向线圈端101e侧充分按压。再有，确保U相母线102U和线圈端101e没有缓冲的间隙L2。
(作用、效果)
以上，在本实施方式的定子100中，如图4和图6所示，热敏电阻201可从U相母线102U和线圈端101e的上表面这样的上下两面接受热。此外，可使热敏电阻201与线圈端101e大体紧贴。这样，能实现热敏电阻201所进行的高精度的温度跟踪性。
此外，U相母线102U和线圈端101e之间的区域是以往没有使用的区域，因此不需要确保用于另外设置温度检测元件200的区域，可满足对于旋转电机的进一步小型化的要求。
再有，设置温度检测元件200的位置接近定子100的内周侧较理想。这是因为，在定子100产生的热从内侧向外侧热移动。因此，定子的内周侧与外周侧相比具有定子100的温度较高的温度分布。
另外，与定子100的外周侧相比，内周侧的热吸收部件(热质量(熱マス)：模制树脂的树脂量、电磁钢板)较少，因此难以由这些部件带走热，从而可检测更正确的定子的线圈的实际温度。再有，在内侧，由于定子的冷却，因而循环的ATF(冷却剂)的影响越小。
这样，根据本实施方式的定子100，可进行线圈端101e上表面的内侧的温度测定，因此可进行与线圈实际温度非常接近的温度的测定，且可得到精度高的温度跟踪性。此外，可提供具备能应对旋转电机的进一步小型化的结构的定子。
此外，在定子100的模铸成形时，温度检测元件200也由U相母线102U牢固地保持，因此温度检测元件200不移动，不会使模铸成形时的工艺性变差或增加工序数。
(实施方式2)
其次，参照图7到图9来说明本实施方式的定子。再有，定子的基本构成与上述实施方式1相同，不同点在于温度检测元件200的固定结构。因此，在以下的说明中，仅对本实施方式的温度检测元件的固定结构进行详细说明。
(温度检测元件的固定结构)
对用于检测本实施方式的定子100的温度的温度检测元件200的固定结构进行说明。在本实施方式中，使用图1中所示的在定子线圈101的各相(U相、V相、W相)设置的U相中性点端子103U、V相中性点端子103V和W相中性点端子103W以及中性点连接线103B来固定温度检测元件200的情况进行说明。再有，温度检测元件200的形态与上述实施方式1的情况相同，因此不再重复说明。
如图7所示，U相中性点端子103U和W相中性点端子103W分别设置成在定子芯101的内侧的位置笔直地向上方(旋转电机的转轴方向)延伸。位于U相中性点端子103U和W相中性点端子103W之间的V相中性点端子103V具有：一部分与线圈端101e的上表面成为平行地向外侧弯曲的平行部113V，和从该平行部113V的顶端向上方延伸的立起部123V，且具有保持温度检测元件200的形态。
中性点连接线103B安装成具有平板形状且长度方向的平坦面与线圈端101e的上表面平行地在连接部103p和U相中性点端子103U、V相中性点端子103V和W相中性点端子103W的上端部连接。中性点连接线103B的下表面和线圈端101e的上表面的距离(L2)选择预定的尺寸以成为最小绝缘距离。
温度检测元件200配置成夹持在线圈端101e和中性点连接线103B之间而通过在中性点连接线103B的下端和线圈端101e的上表面之间产生的间隙以及平行部113V的上面。
图8是表示将温度检测元件200固定前的状态的剖视图。在使中性点连接线103B的下表面和平行部113V的上表面的间隔为L，使热敏电阻201的横截面半径(最大部)为R0，使管203的横截面半径为R1的情况下，在本实施方式中，满足具备下述的式(3)的尺寸关系。此外，平行(並行)部113V的下表面和线圈端101e的上表面设定为最小的绝缘距离(t：约1mm～2mm左右)。
2×R0＜L＜2×R1        (3)
这样，如图7和图9所示，将温度检测元件200配置成通过在中性点连接线103B的下端和线圈端101e的上表面之间产生的间隙以及平行部113V的上表面，从而可通过中性点连接线103B的下表面来将热敏电阻201向线圈端101e侧按压。
(作用、效果)
以上，在本实施方式的定子100中，如图7和图9所示，热敏电阻201可从中性点连接线103B的下表面和线圈端101e的上表面上下两面接受热。此外，可使热敏电阻201与线圈端101e大体紧贴。这样，能实现热敏电阻201所进行的高精度的温度跟踪性。
此外，中性点连接线103B的下方区域是以往没有使用的区域，因此不需要确保用于另外设置温度检测元件200的区域，可满足对于旋转电机的进一步小型化的要求。再有，出于与上述实施方式1的情况相同的理由，设置温度检测元件200的位置接近定子100的内周侧较理想。
另外，与本实施方式不同，即使成为将位于两侧的U相中性点端子103U和W相中性点端子103W分别向外侧弯曲而具有平行部和立起部的构成，且采用将位于中央的V相中性点端子103V设置成笔直地向上方延伸的构成，也可得到与上述相同的作用效果。
此外，图10表示中性点连接线103B的其他方式。该中性点连接线103C在具有平板形状且其长度方向的平坦面相对于线圈端101e的上表面立起的状态下安装成在连接部103p和U相中性点端子103U、V相中性点端子103V和W相中性点端子103W的上端部连接。通过该构成的采用，也可由中性点连接线103C的下表面来将热敏电阻201向线圈端101e侧按压。
此外，在需要将热敏电阻201向线圈端101e侧进一步按压的情况下，如图11所示，也可使中性点连接线103C的与U相中性点端子103U和W相中性点端子103W的连接部103p向线圈端101e侧下降。
这样，根据本实施方式的定子100，可进行线圈端101e上表面的内侧的温度测定，因此可进行与线圈实际温度非常接近的温度的测定，且可得到精度高的温度跟踪性。此外，可提供具备能应对旋转电机的进一步小型化的结构的定子。
此外，在定子100的模铸成形时，温度检测元件200也由U相母线102U牢固地保持，因此温度检测元件200不移动，不会使模铸成形时的工艺性变差或增加工序数。
(实施方式3)
其次，参照图12到图13来说明本实施方式的定子。再有，定子的基本构成与上述实施方式1相同，不同点在于温度检测元件200的固定结构。因此，在以下的说明中，仅对本实施方式的温度检测元件的固定结构进行详细说明。
(温度检测元件的固定结构)
对用于检测本实施方式的定子100的温度的温度检测元件200的固定结构进行说明。在本实施方式中，对使用图1中所示的U相输入端子104U、V相输入端子104V和W相输入端子104W来固定温度检测元件200的情况进行说明。再有，温度检测元件200的形态与上述实施方式1的情况相同，因此不再重复说明。
如图12所示，U相输入端子104U在定子100的外周侧具有向外侧弯曲的大体倒U字形形状。另一方面，V相输入端子104V和W相输入端子104W配置成将温度检测元件200夹持在线圈端101e和V相输入端子104V、104W之间，因此V相输入端子104V、104W具有保持温度检测元件200的形态。
对于V相输入端子104V、104W的具体构成，在下面进行说明。再有，V相输入端子104V和W相输入端子104W具有相同的形状，因此在这里仅说明V相输入端子104V的形状。
参照图13，V相输入端子104V固定在线圈端101e，具有：向上方延伸基部104e、从该基部104e以预定的曲率半径向内侧圆形弯曲的圆顶部104d、从该圆顶部104d的顶端向上方延伸的立起部104c、从该立起部向外侧延伸的平行部104b和从平行部104b的顶端向下方延伸且设有端子孔104h的端子部104a。
这里，在使热敏电阻201的横截面半径(最大部)为R0，使管203的横截面半径为R1(参照图5)、使从圆顶部104d的顶端到线圈端101e的上表面的距离(绝缘距离)为h1、使基部104e的从线圈端101e的上表面突出的突出长度为h2、使从基部104e的内表面到立起部104c的内表面的距离为h3、使圆顶部104d的内侧的曲率半径为R3的情况下，在本实施方式中，满足具备从下述的式(4)到式(7)的尺寸关系。此外，配置成V相输入端子104V的宽度(参照图12)Q比热敏电阻201的长度P长，且在V相输入端子104V的宽度内包括热敏电阻201较理想。
R3＜R1            (式4)
R0＜h1＜R1        (式5)
2×R0＜h2＜2×R1  (式6)
h3＜2×R1         (式7)
这样，如图12和图13所示，使温度检测元件200位于在V相输入端子104V和W相输入端子104W与线圈端101e的上表面之间产生的间隙中，可将热敏电阻201向线圈端101e侧按压。
(作用、效果)
以上，在本实施方式的定子100中，如图13所示，热敏电阻201可从V相输入端子104V的圆顶部104d的下表面和线圈端101e的上表面上下两面接受热。这样，能实现热敏电阻201所进行的高精度的温度跟踪性。
此外，V相输入端子104V和W相输入端子104W的下方区域是以往没有使用的区域，因此不需要确保用于另外设置温度检测元件200的区域，可满足对于旋转电机的进一步小型化的要求。
这样，根据本实施方式的定子100，可进行线圈端101e上表面的温度测定，因此可进行与线圈实际温度非常接近的温度的测定，且可得到精度高的温度跟踪性。此外，可提供具备能应对旋转电机的进一步小型化的结构的定子。
此外，在定子100的模铸成形时，温度检测元件200也由V相输入端子104V和W相输入端子104W牢固地保持，因此温度检测元件200不移动，不会使模铸成形时的工艺性变差或增加工序数。
再有，在本实施方式中，说明了使用U相输入端子104U、V相输入端子104V和W相输入端子104W这三个中的两个输入端子来固定温度检测元件200的情况，但是，可采用使用任一个输入端子、从三个中选择的两个输入端子或三个输入端子来固定温度检测元件200的结构。
在上述各实施方式中，说明了将本发明适用于旋转电气的情况，但是，并不限于此，也可广泛地适用于具有相同构成的旋转电机的定子。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是，此次公开的实施方式在各个方面仅是例示而不应看作是限制。本发明的范围由请求保护的范围表示，意在包括与请求保护的范围等同的意义和范围内的全部变化。
附图标记的说明：
100定子  101定子芯  101U U相定子芯  101V V相定子芯101W W相定子芯  101a定子齿  101b定子线圈  101e线圈端102U U相母线  102V V相母线  102W W相母线  103U U相中性点端子  103V V相中性点端子  103W W相中性点端子  103B、103C中性点连接线  104a端子部  104b平行部  104c立起部104d圆顶部  104e基部  104h端子孔  104U U相输入端子104V V相输入端子  104W W相输入端子  113V平行部  123V立起部  200温度检测元件  201热敏电阻  202信号线

Claims (9)

1.一种定子(100)，通过将具有在定子齿(101a)的周围卷绕的定子线圈(101b)的定子芯(101)环状地配置多个而形成，其特征在于，
具备：
母线(102U、102V、102W)，其设置在所述定子芯(101)的线圈端(101e)的上方，将同相的所述定子芯(101)之间连接；和
温度检测元件(200)，其用于检测该定子(100)的温度，
所述温度检测元件(200)配置成被夹持在所述线圈端(101e)和所述母线(102U)之间，
所述母线(102U)具有保持所述温度检测元件(200)的形态。
2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，
所述母线(102U)具有使所述温度检测元件(200)侧为凹的剖面圆弧形状。
3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，
所述温度检测元件(200)具有热敏电阻(201)和收置所述热敏电阻(201)的管(203)，
在设所述热敏电阻(201)的横截面半径为R0、设所述管(203)的横截面半径为R1、设所述母线(102U)的内表面侧的曲率半径为R2、设所述母线(102U)的内表面和所述线圈端(101e)的上端面之间的距离为L1的情况下，具备下述的式(1)和式(2)的尺寸关系成立，
R0＜R2＜R1       (式1)
2×R0＜L1＜2×R1 (式2)。
4.一种定子(100)，通过将具有在定子齿(101a)的周围卷绕的定子线圈(101b)的定子芯(101)环状地配置多个而形成，其特征在于，
具备：
中性点端子(103U、103V、103W)，其设置在所述定子芯(101)的线圈端(101e)的上方，设置在所述定子线圈的各相；
中性点连接线(103B、103C)，其将所述中性点端子(103U、103V、103W)连接；和
温度检测元件(200)，其用于检测该定子(100)的温度，
所述温度检测元件(200)配置成被夹持在所述线圈端(101e)和所述中性点连接线(103B)之间，
所述中性点端子(103V)具有保持所述温度检测元件(200)的形态。
5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，
所述中性点端子(103V)具有一部分与线圈端(101e)的上表面平行地向外侧弯曲的平行部(113V)，
所述温度检测元件(200)配置成被夹持在所述线圈端(101e)和所述中性点连接线(103B)之间，且配置成通过所述平行部(113V)的上表面。
6.根据权利要求5所述的定子，其特征在于，
所述温度检测元件(200)具有热敏电阻(201)和收置所述热敏电阻(201)的管(203)，
在设所述热敏电阻(201)的横截面半径为R0、设所述管(203)的横截面半径为R1、设所述母线(102U)的内表面侧的曲率半径为R2、设所述中性点连接线(103B)的下表面和所述平行部(113V)的上表面之间的间隔为L的情况下，具备下述的式(13)的尺寸关系成立，
2×R0＜L1＜2×R1     式(3)。
7.一种定子(100)，通过将具有在定子齿(101a)的周围卷绕的定子线圈(101b)的定子芯(101)环状地配置多个而形成，其特征在于，
具备：
输入端子(104U、104V、104W)，其设置在所述定子芯(101)的线圈端(101e)的上方，且设置在所述定子线圈的各相；和
温度检测元件(200)，其用于检测该定子(100)的温度，
所述温度检测元件(200)配置成被夹持在所述线圈端(101e)和所述输入端子(104V、104W)之间，
所述输入端子(104V、104W)具有保持所述温度检测元件(200)的形态。
8.根据权利要求7所述的定子，其特征在于，
所述输入端子(104V、104W)具有：固定在所述线圈端(101e)且向上方延伸的基部(104e)；从所述基部(104e)以预定的曲率半径向内侧圆形弯曲的圆顶部(104d)；和从所述圆顶部(104d)的顶端向上方延伸的立起部(104c)。
9.根据权利要求8所述的定子，其特征在于，
所述温度检测元件(200)具有热敏电阻(201)和收置所述热敏电阻(201)的管(203)，
在设所述热敏电阻(201)的横截面半径为R0、设所述管203的横截面半径为R1、设从所述圆顶部(104d)的顶端到所述线圈端(101e)的上表面的距离为h1、设所述基部(104e)的从所述线圈端(101e)的上表面突出的突出长度为h2、设从所述基部(104e)的内表面到所述立起部(104c)的内表面的距离为h3、设所述圆顶部(104d)的内侧的曲率半径为R3的情况下，具备下述的式(4)到(7)的尺寸关系成立，
R3＜R1        式(4)
R0＜h1＜R1    式(5)
2×R0＜h2＜2×R1式(6)
h3＜2×R1     式(7)。
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