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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor, der zur Erfassung einer Temperatur einer Spule eines Stators in einer elektrischen Rotationsmaschine geeignet ist.
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Hintergrund
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In einer elektrischen Rotationsmaschine, wie z.B. einem an einem Fahrzeug montierten Elektromotor, steigt die Temperatur einer in einem Stator vorgesehenen Spule an, wenn ein Strom durch die Spule fließt. Um einen übermäßigen Temperaturanstieg der Spule zu vermeiden und die elektrischen Rotationsmaschine stabil zu betreiben, wird die Temperatur der Spule unter Verwendung eines Temperatursensors erfasst, und der Betrieb der elektrischen Rotationsmaschine wird auf der Grundlage der erfassten Temperatur gesteuert.
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In der Patentliteratur 1 wird vorgeschlagen, in einen Stator, der eine Vielzahl von Zähnen aufweist, einen Temperatursensor in einen Spalt oder Zwischenraum, der zwischen Spulen gebildet ist, die um die in Umfangsrichtung benachbarten Zähne gewickelt sind, einzufügen, um eine Temperatur einer der Spulen zu erfassen. Ein Halter, der den Temperatursensor in Patentschrift 1 hält, ist aus einem elastischen Material hergestellt. Wenn der Temperatursensor in den Spalt oder Zwischenraum zwischen den Spulen eingeführt wird, während der Halter elastisch verformt wird, kommt ein Temperaturerfassungsabschnitt des Temperatursensors in Kontakt mit mindestens einer der Spulen.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Patentschrift 1:
JP 2010-252508 A -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Es muss verhindert werden, dass der Temperatursensor, der die Temperatur der Spule erfasst, in einer Umgebung, in der der Temperatursensor Vibrationen ausgesetzt ist, wie z.B. in einem Fahrzeug, aus einer vorgeschriebenen Position der Spule verlagert wird und sich von der Spule löst.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Temperatursensor, der daran gehindert werden kann, in einer Position zu der Spule verlagert zu werden und von der Spule gelöst zu werden, und eine elektrische Rotationsmaschine, die den Temperatursensor enthält, bereitzustellen.
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Lösung des Problems
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Temperatursensor, der eine Temperatur einer Spule erfasst, die in einem Stator einer elektrischen Rotationsmaschine vorgesehen ist, wobei der Temperatursensor: ein Sensorelement mit einem wärmeempfindlichen Körper, elektrischen Drähten, die elektrisch mit dem wärmeempfindlichen Körper verbunden sind, und einem länglichen Abdeckkörper, der einen Teil der elektrischen Drähte und des wärmeempfindlichen Körpers umschließt und konfiguriert ist, um in einen durch die Spule gebildeten Zwischenraum entlang einer Längsrichtung des Abdeckkörpers eingeführt werden zu können, und eine Halterung mit einem feststehenden Abschnitt, der an dem Stator zu befestigen ist, und einem Tragabschnitt, der das Sensorelement gegen die Spule drückt, während er ein Ende des Sensorelements in der Längsrichtung elastisch trägt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Temperatursensor drückt der Tragabschnitt das Sensorelement vorzugsweise in einer Richtung gegen die Spule weg von einer Oberfläche eines Befestigungsbereichs des Stators, an dem der feststehende Abschnitt befestigt ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Temperatursensor wird die Halterung vorzugsweise von einer ersten Stellung, in der das Sensorelement in den Zwischenraum eingeführt ist und der feststehende Abschnitt zum Befestigungsbereich geneigt ist, in eine zweite Stellung geändert, in der das Sensorelement durch den Tragabschnitt gegen die Spule gedrückt wird, mit einer Verlagerung des an dem Stator befestigten feststehenden Abschnitts
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Bei dem erfindungsgemäßen Temperatursensor ist zwischen dem feststehenden Abschnitt und dem Tragabschnitt vorzugsweise eine von dem Befestigungsbereich erhabene bzw. ansteigende Stufe vorgesehen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Temperatursensor ist der wärmeempfindliche Körper vorzugsweise auf der Seite des Tragabschnitts des Abdeckkörpers angeordnet, und der Tragabschnitt trägt den Abdeckkörper von der Seite des feststehenden Abschnitts in Richtung der Seite des Tragabschnitts bis zu einer Position auf der Seite des feststehenden Abschnitts in Bezug auf den wärmeempfindlichen Körper.
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Bei dem erfindungsgemäßen Temperatursensor ist der feststehende Abschnitt vorzugsweise zusammen mit einem Kern des Stators an einem Gehäuse des Stators durch einen Bolzen verbunden ist, der den Kern an dem Gehäuse befestigt.
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Bei dem Temperatursensor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Tragabschnitt vorzugsweise einen Verbindungsabschnitt, der mit dem Abdeckkörper zu verbinden ist.
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In dem Temperatursensor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Halterung vorzugsweise einen Verriegelungsabschnitt, der mit einem verriegelten Abschnitt verriegelt, um die Drehung der Halterung mit einer Drehung eines Bolzens zu regulieren, der den feststehenden Abschnitt an dem Stator befestigt.
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In dem Temperatursensor gemäß der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die elektrischen Drähte vorzugsweise zwischen dem feststehenden Abschnitt und dem Verriegelungsabschnitt der Halterung erstrecken.
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Eine elektrische Rotationsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Stator mit einem Kern und einer Spule, einen Rotor, der konfiguriert ist, um zu dem Stator gedreht zu werden, und den oben beschriebenen Temperatursensor, der konfiguriert ist, um eine Temperatur der Spule zu erfassen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der feststehende Abschnitt der Halterung an dem Stator befestigt werden, und das Sensorelement kann durch die elastische Kraft des Tragabschnitts als Ausleger der Halterung gegen die Spule gedrückt werden. Daher ist es möglich, die Temperatur der Spule durch das Sensorelement mit hoher Genauigkeit stabil zu erfassen und gleichzeitig zu verhindern, dass das Sensorelement durch äußere Krafteinwirkung wie Vibrationen und Stöße aus einer vorgeschriebenen Position der Spule verlagert oder verschoben und von der Spule abgelöst wird.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil eines Stators einer elektrischen Rotationsmaschine und einen an dem Stator angebrachten Temperatursensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [2] 2 ist ein Diagramm, von einer vorderen Endseite (Richtung des Pfeils II in 6C) des Temperatursensors aus gesehen, das einen Zustand veranschaulicht, in dem der Temperatursensor, der in einen von einer Spule des Stators gebildeten Zwischenraum eingesetzt ist, von der Spule gedrückt wird.
- [3A bis 3C] 3A ist ein schematisches Diagramm, das eine Halterung in unbelastetem Zustand, den von der Spule gebildeten Zwischenraum und ein Gehäuse des Stators zeigt, und 3B und 3C sind schematische Diagramme zur Erläuterung eines Mechanismus, der ein in den Zwischenraum eingeführtes Sensorelement bei einer Verlagerung oder Verschiebung der Halterung gegen die Spule drückt.
- [4] 4 ist eine perspektivische Ansicht, die den Temperatursensor gemäß der Ausführungsform zeigt, wobei der Temperatursensor das Sensorelement und die Halterung umfasst.
- [5A und 5B] 5A ist eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Temperatursensors, und 5B ist eine Seitenansicht des Temperatursensors, gesehen aus der Richtung des Pfeils Vb in 5A.
- [6A bis 6C] Die 6A bis 6C sind Diagramme zur Erläuterung der Verfahren zum Einsetzen des Sensorelements in den von der Spule gebildeten Zwischenraum und zur anschließenden Befestigung der Halterung an dem Stator mit einem Bolzen, um das Sensorelement gegen die Spule zu drücken.
- [7A und 7B] 7A und 7B sind schematische Darstellungen, die jeweils eine Modifikation der Halterung zeigen.
- [8A und 8B] 8A und 8B sind schematische Darstellungen, die eine weitere Modifikation der Halterung zeigen.
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Beschreibung der Ausführungsform
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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[Gesamtkonfiguration]
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Ein in 1 dargestellter Temperatursensor 2 ist an einem Stator 10 einer elektrischen Rotationsmaschine 1, wie z.B. einem Elektromotor, angebracht und erfasst eine Temperatur einer Spule 11 des Stators 10. Die elektrische Rotationsmaschine 1 ist an einem Fahrzeug, z. B. einem Elektroauto, angebracht. Die elektrische Rotationsmaschine 1 umfasst den Stator 10, einen mit dem Stator 10 rotierenden Rotor und den Temperatursensor 2.
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Der Stator 10 umfasst einen nicht dargestellten Kern, der ein gestapelter Körper aus einer Vielzahl von elektromagnetischen Stahlblechen ist, ein Gehäuse 12, in dem der Kern untergebracht ist, und die Spule 11, die um den Kern gewickelt ist und zur Außenseite des Gehäuses 12 hin offen ist.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, wird der Temperatursensor 2 in einen Spalt oder Zwischenraum 13 eingeführt, der einer der Spalte oder Zwischenräume ist, die von der Spule 11 gebildet werden, die in einem vorbestimmten, sich wiederholenden Muster auf einer Außenseite des Gehäuses 12 gewickelt ist, und wird gegen die Spule 11 gedrückt. Der Zwischenraum 13 wird zum Beispiel innerhalb eines Spulendrahtes 11A und eines Spulendrahtes 11B gebildet, die sich gegenseitig kreuzen. Der Zwischenraum 13 erstreckt sich z.B. entlang einer Durchmesserrichtung des Stators 10. Alternativ erstreckt sich der Zwischenraum 13 entlang einer Richtung, die zu einer Umfangsrichtung des Stators 10 geneigt ist, relativ zur Durchmesserrichtung des Stators 10. Der Temperatursensor 2 wird von einer äußeren Umfangsseite des Stators 10 durch einen Spalt oder Zwischenraum zwischen einer Oberfläche 12A des Gehäuses 12 und sowohl dem Spulendraht 11A als auch dem Spulendraht 11B, die zur Außenseite des Gehäuses 12 vorstehen, in den Zwischenraum 13 in Richtung einer inneren Umfangsseite des Stators 10 eingeführt und gegen beide Spulendrähte 11A und 11B gedrückt.
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Im Folgenden wird eine Vorderseite in einer Richtung, in der der Temperatursensor 2 relativ zu dem Stator 10 bewegt wird, wenn der Temperatursensor 2 in den von der Spule 11 gebildeten Zwischenraum 13 eingeführt wird, als „Vorderseite“ bezeichnet, und eine Rückseite in der Richtung wird als „Rückseite“ bezeichnet. In 1, 3A, 3B, 3C und dergleichen ist die „Vorderseite“ durch ein Referenzsymbol F und die „Rückseite“ durch ein Referenzsymbol R gekennzeichnet.
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Ferner wird eine Seite der Spule 11, gegen die der Temperatursensor 2 gedrückt wird, als „Oberseite“ bezeichnet, während die gegenüberliegende Seite (Seite des Gehäuses 12) als „Unterseite“ bezeichnet wird, wobei die Position des in den Zwischenraum 13 eingeführten Temperatursensors 2 als Referenz dient.
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In 3A sind der Temperatursensor 2, der von der Spule 11 gebildete Zwischenraum 13 und das Gehäuse 12 schematisch dargestellt. Der Temperatursensor 2 ist im dargestellten Zustand nicht in den Zwischenraum 13 eingesetzt. Außerdem ist der Temperatursensor 2 nicht an dem Gehäuse 12 befestigt.
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Ein Befestigungsbereich 12R des Gehäuses 12, wo der Temperatursensor 2 befestigt ist, befindet sich unterhalb einer Position des Zwischenraums 13 und ist flach ausgebildet.
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In einem typischen Beispiel sind der Befestigungsbereich 12R an dem Gehäuse 12 und ein Drück- oder Anpressbereich 11R der Spule 11, gegen den der Temperatursensor 2 gedrückt wird, parallel zueinander angeordnet. Der Anpressbereich 11R entspricht den dem Zwischenraum 13 zugewandten Oberflächen der Spulendrähte 11A und 11B.
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Ein unter dem Anpressbereich 11R vorhandener Unterspulenbereich 12C ist nicht notwendigerweise durchgehend vom Befestigungsbereich 12R an dem Gehäuse 12 und ist nicht notwendigerweise flach. In einem Fall, in dem ein beliebiges Element unterhalb der Spule 11 angeordnet ist, ist das Element nicht auf das Gehäuse 12 beschränkt und kann das andere Element des Stators 10 sein.
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[Konfiguration des Temperatursensors]
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Eine Konfiguration des Temperatursensors 2 wird unter Bezugnahme auf 4, 5A und 5B beschrieben. Der Temperatursensor 2 umfasst ein Sensorelement 20, das eine Temperatur erfasst, und eine Halterung 30, die das Sensorelement 20 an dem Gehäuse 12 befestigt und das Sensorelement 20 gegen die Spule 11 drückt.
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[Sensorelement]
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Das Sensorelement 20 umfasst einen wärmeempfindlichen Körper 21, ein Paar elektrischer Drähte 22 und 23, die elektrisch mit dem wärmeempfindlichen Körper 21 verbunden sind, und einen Abdeckkörper 24, der elektrische Isolationseigenschaften aufweist und einen Teil der elektrischen Drähte 22 und 23 und den wärmeempfindlichen Körper 21 umschließt. Der Abdeckkörper 24 hat eine längliche Form.
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Als wärmeempfindlicher Körper 21 wird ein Thermistor oder ähnliches verwendet, dessen elektrischer Widerstand sich bei Temperaturänderungen ändert. Der wärmeempfindliche Körper 21 ist in der Nähe eines vorderen Endes des Sensorelements 20 angeordnet.
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Die elektrischen Drähte 22 und 23 sind mit jeweiligen nicht abgebildeten Elektroden verbunden, die in dem wärmeempfindlichen Körper 21 vorgesehen sind, und sind in der gleichen Richtung aus dem wärmeempfindlichen Körper 21 herausgeführt. Der elektrische Draht 22 umfasst einen ersten elektrischen Draht 221, beispielsweise einen Dumet-Draht, der aus dem wärmeempfindlichen Körper 21 herausgeführt ist, und einen zweiten elektrischen Draht 222, beispielsweise einen Leitungsdraht, der mit dem ersten elektrischen Draht 221 verbunden ist. Der zweite elektrische Draht 222 enthält eine Isolationsbeschichtung 222A, und ein Kerndraht davon ist mit dem ersten elektrischen Draht 221 verbunden.
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Wie der elektrische Draht 22 umfasst auch der elektrische Draht 23 einen ersten elektrischen Draht 231 und einen zweiten elektrischen Draht 232 mit einer Isolationsbeschichtung 232A.
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Die zweiten elektrischen Drähte 222 und 232 sind mit einer nicht dargestellten Temperaturerfassungsschaltung verbunden.
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Der Abdeckkörper 24 bedeckt den gesamten wärmeempfindlichen Körper 21 und vorbestimmte Bereiche der elektrischen Drähte 22 und 23, wodurch der wärmeempfindliche Körper 21 und die elektrischen Drähte 22 und 23 vor von außen einwirkenden Kräften geschützt werden. Der Abdeckkörper 24 erstreckt sich von einer Position vor dem wärmeempfindlichen Körper 21 nach hinten in einer Richtung, in der die elektrischen Drähte 22 und 23 aus dem wärmeempfindlichen Körper 21 herausragen. Ein Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten elektrischen Draht 221 und dem zweiten elektrischen Draht 222 und ein Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten elektrischen Draht 231 und dem zweiten elektrischen Draht 232 sind mit dem Abdeckkörper 24 abgedeckt. Das Sensorelement 20 wird in den Zwischenraum 13 entlang einer Längsrichtung des Abdeckkörpers 24 eingeführt.
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Ein vorbestimmter Bereich von einem vorderen Ende 24F bis zu der Rückseite des Abdeckkörpers 24 ist in den Zwischenraum 13 eingesetzt. Das vordere Ende 24F ist in einer konischen bzw. sich verjüngenden Form ausgebildet. Daher lässt sich das vordere Ende 24F leicht in den Zwischenraum 13 einführen.
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Der Abdeckkörper 24 ist aus einem Material wie z.B. einem Fluorharz in einer bestimmten Form ausgebildet. Beispiele für das für den Abdeckkörper 24 verwendete Fluorharz sind Polytetrafluorethylen (PTFE) und Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer (PFA).
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Der Abdeckkörper 24 hat an der Position des wärmeempfindlichen Körpers 21 in der Nähe des vorderen Endes 24F einen runden Querschnitt. An der Rückseite des wärmeempfindlichen Körpers 21 hat der Abdeckkörper 24 einen Querschnitt in einer Form, die annähernd einer elliptischen Form entspricht, die in einer Richtung lang ist, in der die elektrischen Drähte 22 und 23 angeordnet sind. Der Querschnitt des Abdeckkörpers 24 ist nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt und kann eine geeignete Form haben, zum Beispiel eine rechteckige Form.
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[Halterung]
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Die Halterung 30 (4, 5A und 5B) umfasst einen feststehenden oder befestigten Abschnitt 31, der durch einen Bolzen 38 bzw. eine Schraube (1) an dem Gehäuse 12 des Stators 10 befestigt ist, einen Verriegelungsabschnitt 32, der die Halterung 30 während der Drehung des Bolzens 38 am Gehäuse 12 verriegelt, und einen Tragabschnitt 33, der den Abdeckkörper 24 des Sensorelements 20 trägt oder stützt. Die elektrischen Drähte 22 und 23 des Sensorelements 20 sind von einem hinteren Ende des Abdeckkörpers 24 herausgeführt und erstrecken sich nach hinten in einen Durchgangsbereich 39 für den elektrischen Draht zwischen dem feststehenden Abschnitt 31 und dem Verriegelungsabschnitt 32 der Halterung 30.
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Der feststehende Abschnitt 31, der Verriegelungsabschnitt 32 und der Tragabschnitt 33 der Halterung 30 sind einstückig geformt, indem beispielsweise eine Pressverarbeitung, wie z.B. Stanzen und Falten, an einem Plattenmaterial aus einem Metall, wie z.B. rostfreiem Stahl, durchgeführt wird.
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Es ist zu beachten, dass die Halterung 30 nicht auf das Plattenmaterial aus Metall beschränkt ist und durch Verwendung eines geeigneten Harzmaterials geformt werden kann, solange das Harzmaterial elastisch ist.
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Der feststehende Abschnitt 31 ist zusammen mit einem nicht dargestellten Kern im Inneren des Gehäuses 12 durch den Bolzen 38 an dem Gehäuse 12 befestigt. Mit anderen Worten dient der Bolzen 38 als Bolzen zur Befestigung des Kerns des Stators 10 an dem Gehäuse 12 und dient auch als ein Bolzen zur Befestigung der Halterung 30 an dem Gehäuse 12.
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Der feststehende Abschnitt 31 enthält ein Durchgangsloch 310, in das ein Schaftabschnitt des zur Befestigung verwendeten Bolzens 38 eingeführt wird. Der Schaftabschnitt des Bolzens 38 erreicht den Kern durch das Durchgangsloch 310 und ein nicht dargestelltes Durchgangsloch des Gehäuses 12. Der feststehende Abschnitt 31 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und wird im Befestigungsbereich 12R (3A) angeordnet, der eine Sitzfläche um das Durchgangsloch des Gehäuses 12 darstellt, indem er mit dem Bolzen 38 befestigt wird.
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Man beachte, dass die Form des befestigten Abschnitts 31 nicht auf die Ringform beschränkt ist und eine geeignete Form, wie z.B. eine rechteckige Form, haben kann.
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Der Verriegelungsabschnitt 32 ist zu einer Seite einer hinteren Oberfläche (nach unten) relativ zu dem feststehenden Abschnitt 31 an einer Position gebogen, die von einer Ebenenmitte des Durchgangslochs 310 in der Halterung 30 getrennt ist. Der Verriegelungsabschnitt 32 ist so angeordnet, dass er einer Seitenoberfläche 12B (1) an einer Kante des Gehäuses 12 als ein verriegelter Abschnitt gegenüberliegt. Wenn die Halterung 30 versucht, sich einer Drehung bei der Befestigung des Bolzens 38 mit einem Rechtsgewinde zu drehen, verriegelt der Verriegelungsabschnitt 32 gegen die Seitenoberfläche 12B. Dies reguliert die Drehung der Halterung 30 bei der Drehung des Bolzens 38.
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Man beachte, dass das Element, an dem der Verriegelungsabschnitt 32 verriegelt, nicht auf das Gehäuse 12 beschränkt ist und ein geeignetes Element sein kann, an dem der Verriegelungsabschnitt 32 bei der Befestigung der Halterung 30 anliegt.
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Der Tragabschnitt 33 trägt bzw. stützt als ein Ausleger eine Endseite (vordere Endseite) des Sensorelements 20 in Längsrichtung von unten elastisch ab und drückt das in den Zwischenraum 13 eingeführte Sensorelement 20 gegen die Spule 11 in einer Richtung weg von der Oberfläche des Befestigungsbereichs 12R, nämlich nach oben. Der Tragabschnitt 33 ragt in Richtung der Seite des Durchgangsbereichs 39 für den elektrischen Draht vor und erstreckt sich entlang der Längsrichtung des Abdeckkörpers 24.
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Zwischen dem Tragabschnitt 33 und dem feststehenden Abschnitt 31 ist eine Stufe 37 vorgesehen, die sich von dem Befestigungsbereich 12R erhebt bzw. davon aufsteigt. Das Vorsehen der Stufe 37 ermöglicht es, das Gehäuse 12 und den Tragabschnitt 33 mit einem vorbestimmten Abstand über den gesamten Tragabschnitt 33 in Längsrichtung zu trennen. Zwischen dem Gehäuse 12 und dem Tragabschnitt 33 ist ein Zwischenraum 14 (3A) angeordnet, mit dem verhindert werden kann, dass die Temperatur des Stators 10 das Sensorelement 20 durch den Tragabschnitt 33 beeinflusst. Man beachte, dass die Temperatur des Stators 10 typischerweise niedriger ist als die Temperatur der Spule 11. Außerdem ist die Wärmekapazität des Stators 10 größer als die Wärmekapazität der Spule 11.
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Der Tragabschnitt 33 bildet im Zusammenwirken mit dem feststehenden Abschnitt 31 einen Drückmechanismus 300. Wie in 5B dargestellt, erstreckt sich der feststehende Abschnitt 31 von der Stufe 37 linear nach hinten, und der Tragabschnitt 33 erstreckt sich von der Stufe 37 linear nach vorne. In einer Seitenansicht der in 5B dargestellten Halterung 30 liegen der feststehende Abschnitt 31 und der Tragabschnitt 33 nicht auf derselben geraden Linie oder sind nicht parallel zueinander, und entweder der feststehende Abschnitt 31 oder der Tragabschnitt 33 ist gegenüber dem anderen geneigt.
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Eine erste Verlängerung L1, die sich von dem feststehenden Abschnitt 31 nach hinten erstreckt, und eine zweite Verlängerung L2, die sich von dem Tragabschnitt 33 nach hinten erstreckt, schneiden einander an einem Schnittpunkt X auf einer Rückseite in Bezug auf ein hinteres Ende 31B des feststehenden Abschnitts 31. Zwischen der ersten Verlängerung L1 und der zweiten Verlängerung L2 ist ein Winkel θ eingestellt, der den Positionen und Abmessungen des Befestigungsbereichs 12R und des Anpressbereichs 11R, den Erstreckungsrichtungen des Befestigungsbereichs 12R und des Anpressbereichs 11R und dergleichen entspricht. Je nach Winkel θ kann der Schnittpunkt X auf der Vorderseite in Bezug auf das hintere Ende 31B positioniert sein.
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Wenn der feststehende Abschnitt 31 an dem Gehäuse 12 befestigt ist bzw. wird, bewegt sich der Tragabschnitt 33 mit dem feststehenden Abschnitt 31, der durch die Befestigung nach unten in Richtung der Oberfläche 12A des Gehäuses 12 gedrückt wird, und das Sensorelement 20 wird durch den Tragabschnitt 33 ausreichend von unten gegen die Spule 11 gedrückt, wie in 3C dargestellt ist.
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Der Tragabschnitt 33 umfasst einen Tragabschnitt-Hauptkörper 34, der den Abdeckkörper 24 trägt bzw. stützt, und einen ersten Verbindungsabschnitt 35 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 36, die mit dem Abdeckkörper 24 verbunden sind.
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Der Tragabschnitt-Hauptkörper 34 erstreckt sich von einer Position der Stufe 37 zu einer Position auf der Seite des feststehenden Abschnitts 31 (Rückseite) in Bezug auf den wärmeempfindlichen Körper 21. Der Tragabschnitt-Hauptkörper 34 hat eine Breite, die einer Breite an der hinteren Endseite des Abdeckkörpers 24 entspricht.
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Der Tragabschnitt-Hauptkörper 34 ist auf eine Länge eingestellt, die ausreicht, um einen vorbestimmten elastischen Verformungsgrad zu erhalten, um das in den Zwischenraum 13 eingeführte Sensorelement 20 ausreichend gegen die Spule 11 zu drücken, indem es sich mit dem bei der Befestigung verlagerten feststehenden Abschnitt 31 bewegt. Der elastische Verformungsgrad, der ausreicht, um den Abdeckkörper 24 mit einer vorbestimmten Last oder mehr gegen die Spule 11 zu drücken, zumindest am wärmeempfindlichen Körper 21 und in dessen Nähe, ist für den Tragabschnitt-Hauptkörper 34 gesichert.
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Neben der Sicherung des vorbestimmten elastischen Verformungsgrads für den Tragabschnitt-Hauptkörper 34 ist eine Länge des Tragabschnitt-Hauptkörpers 34 vorzugsweise kürzer als eine Länge des Sensorelementes 20, um eine Beeinträchtigung des Tragabschnitt-Hauptkörpers 34 an der Spule 11 zu vermeiden und einen Materialaufwand der Halterung 30 zu reduzieren.
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Der Tragabschnitt-Hauptkörper 34 gemäß der vorliegenden Ausführungsform trägt bzw. stützt den Abdeckkörper 24 von der Seite des feststehenden Abschnitts 31 der Halterung 30 in Richtung des Tragabschnitts 33, bis zu der Position auf der Seite des feststehenden Abschnitts 31 (Rückseite) in Bezug auf den wärmeempfindlichen Körper 21. Obwohl der Abdeckkörper 24 von einem vorderen Ende 34F des Hauptkörpers 34 des Tragabschnitts nach vorne ragt, ist daher der elastische Verformungsgrad, der ausreicht, um den Abdeckkörper 24 zumindest an dem wärmeempfindlichen Körper 21 und in dessen Nähe gegen die Spule 11 zu drücken, für den Hauptkörper 34 des Tragabschnitts gesichert.
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Der Tragabschnitt-Hauptkörper 34 wird zusammen mit dem Abdeckkörper 24 in den Zwischenraum 13 eingesetzt. Zum Schutz der Spule 11 kann der Tragabschnitt-Hauptkörper 34 zumindest über einen in den Zwischenraum 13 einzuführenden Bereich mit einem Harzmaterial oder dergleichen beschichtet sein.
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Der erste Verbindungsabschnitt 35 umfasst ein Paar von Verbindungsstücken 35A und 35B, die um den Abdeckkörper 24 des Sensorelements 20 in Breitenrichtung gepresst sind. Die Verbindungsstücke 35A und 35B klemmen das Sensorelement 20 ein, während sie vom Hauptkörper 34 des Tragabschnitts nach oben gebogen werden. Ein Bereich des Tragabschnitt-Hauptkörpers 34 auf der Vorderseite in Bezug auf den ersten Verbindungsabschnitt 35 wird in den Zwischenraum 13 eingeführt, während er das Sensorelement 20 trägt bzw. stützt.
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Der zweite Verbindungsabschnitt 36 ist an einer Basisendseite (Rückseite) des Tragabschnitt-Hauptkörpers 34 in Bezug auf den ersten Verbindungsabschnitt 35 angeordnet. Der zweite Verbindungsabschnitt 36 ist zusammen mit dem Tragabschnitt-Hauptkörper 34 in vertikaler Richtung auf den Abdeckkörper 24 gepresst. Der zweite Verbindungsabschnitt 36 wird von dem Tragabschnitt-Hauptkörper 34 nach oben gebogen, und der zweite Verbindungsabschnitt 36 und der Tragabschnitt-Hauptkörper 34 umschließen den Abdeckkörper 24. Um eine ausreichende Steifigkeit des Tragabschnitts 33 zu gewährleisten, ist die Breite des zweiten Verbindungsabschnitts 36 und der Stufe 37 jeweils größer als die Breite des Tragabschnitt-Hauptkörpers 34.
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[Befestigung des Temperatursensors am Stator]
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Es wird ein Verfahren zum Befestigen des Temperatursensors 2 an dem Stator 10 unter Verwendung der Halterung 30 beschrieben.
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Wie in 6A dargestellt wird das Sensorelement 20 in den von der Spule 11 gebildeten Zwischenraum oder Spalt 13 von einer äußeren Umfangsseite des Stators 10 aus eingeführt (Einführschritt). Um das Sensorelement 20 einzuführen, wird die vordere Endseite des Tragabschnitts 33 nach unten geneigt, wie in 3B und 6A relativ zu einer Stellung (Referenzstellung) der Halterung 30 dargestellt ist, wenn der feststehende Abschnitt 31 parallel zu dem Befestigungsbereich 12R ist, wie in 3A dargestellt ist. In diesem Zustand können das Sensorelement 20 und der Tragabschnitt 33 reibungs- bzw. problemlos bis zu einer vorbestimmten Position in einer Erstreckungsrichtung des Zwischenraums 13 entlang der Erstreckungsrichtung des Zwischenraums 13 eingeführt werden. Eine Richtung (Pfeil D1), in der die Halterung 30 beim Einsetzen geneigt ist, entspricht einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn in 3B und 6A.
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Die Halterung 30 ist, wenn das Sensorelement 20 auf der Rückseite in Bezug auf den Zwischenraum 13 positioniert ist, in 6A durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen dargestellt. Wie dargestellt wird das vordere Ende des Sensorelements 20 vor dem Einsetzen vorzugsweise zum Zwischenraum 13 positioniert, während ein unteres Ende 37A der Stufe 37 an der Oberfläche 12A des Gehäuses 12 anliegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die vordere Endseite des Tragabschnitts 33 relativ zu der Bezugsstellung der Halterung 30 nach unten geneigt.
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Wenn die Halterung 30 nach vorne bewegt wird, bis die Position des Durchgangslochs 310 des feststehenden Abschnitts 31 mit der Position des nicht dargestellten Durchgangslochs des Gehäuses 12 übereinstimmt, während das untere Ende 37A zu dem Gehäuse 12 geschoben wird, können das Sensorelement 20 und der Tragabschnitt 33 stabil bis zu der vorbestimmten Position des Zwischenraums 13 eingesetzt werden.
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Wenn das Sensorelement 20 und der Tragabschnitt 33, wie in 6A dargestellt, in den Zwischenraum 13 eingesetzt sind, befindet sich die Halterung 30 in einer ersten Stellung P1, in der der feststehende Abschnitt 31 zu dem Befestigungsbereich 12R des Gehäuses 12 geneigt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das hintere Ende 31B des feststehenden Abschnitts 31 vom Gehäuse 12 getrennt.
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Nachdem das Sensorelement 20 in den Zwischenraum 13 eingeführt ist, wird in dem Zustand, in dem sich die Halterung 30 in der ersten Stellung P1 befindet, der feststehende Abschnitt 31 an dem Befestigungsbereich 12R befestigt, während der feststehende Abschnitt 31 durch einen Kopfabschnitt 381 des Bolzens 38 nach unten gedrückt wird, wie in den 6B und 6C dargestellt ist
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(Befestigungsschritt).
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Bei der Befestigung wird die Halterung 30 in die zweite Stellung P2 verbracht, in der das Sensorelement 20 von unten gegen den Druckbereich 11R der Spule 11 gedrückt wird, indem sich der Tragabschnitt 33 mit dem feststehenden Abschnitt 31 bewegt, während er im Uhrzeigersinn (Pfeil D2) in 6B verlagert wird, so dass der feststehende Abschnitt 31 parallel zu dem Befestigungsbereich 12R ist (6C und 3C). Durch die Verlagerung im Uhrzeigersinn zu diesem Zeitpunkt drückt der Tragabschnitt 33 das Sensorelement 20 in Richtung eines Schnittpunkts 11C der Spulendrähte 11A und 11B mit der elastischen Kraft F1, wie in 2 dargestellt ist, während es elastisch verformt wird.
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Nachdem der feststehende Abschnitt 31 und der Kern durch den Bolzen 38 an dem Gehäuse 12 befestigt sind, ist die Befestigung des Temperatursensors 2 am Stator 10 abgeschlossen.
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Der Abdeckkörper 24 des Sensorelements 20 steht durch die elastische Kraft F1 in engem Kontakt mit den Spulendrähten 11A und 11B. Dadurch wird verhindert, dass das Sensorelement 20 aus dem Anpressbereich 11R verschoben und von der Spule 11 abgelöst wird. Darüber hinaus ist das Sensorelement 20 durch den engen Kontakt thermisch mit der Spule 11 gekoppelt. Dies kann zu einer Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit des Temperatursensors 2 beitragen.
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Wenn der Querschnitt des Sensorelements 20 kreisförmig, elliptisch oder ähnlich geformt ist, ist die Form des Sensorelements 20 ähnlich der Form des Zwischenraums 13. In diesem Fall ist es möglich, die Spule 11 und das Sensorelement 20 über den im Wesentlichen gesamten Andrückbereich 11R mit den Spulendrähten 11A und 11B bis auf einen winzigen Zwischenraum oder Spalt 15 in engen Kontakt zueinander zu bringen (2).
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Der Lack, mit dem die Spule 11 nach der Befestigung des Temperatursensors 2 an dem Stator 10 beschichtet wird, kann in den Zwischenraum 15 fließen und sich dort verfestigen.
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In einem Fall, in dem der Abdeckkörper 24 des Sensorelements 20 entsprechend der Form des Andrückbereichs 11R verformt ist, wird der Zwischenraum 15 nicht notwendigerweise gebildet, unabhängig von den Formen des Sensorelements 20 und des Zwischenraums 13.
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Durch die großflächige Befestigung eines Wärmeeintragsbereichs vom Andrückbereich 11R der Spule 11 an dem Sensorelement 20 kann ein Beitrag zur Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit geleistet werden.
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Bei dem Temperatursensor 2 gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform kann der feststehende Abschnitt 31 der Halterung 30 durch den Bolzen 38 sicher an dem Stator 10 befestigt werden, und das Sensorelement 20 kann durch die elastische Kraft F1 des Tragabschnitts 33 als Ausleger der Halterung 30 gegen die Spule 11 gedrückt werden. Daher ist es möglich, die Temperatur der Spule 11 durch das Sensorelement 20 mit hoher Genauigkeit stabil zu erfassen und gleichzeitig zu verhindern, dass das Sensorelement 20 durch äußere Kräfte wie Vibrationen und Stöße aus dem Anpressbereich 11R der Spule 11 verlagert und von der Spule 11 abgelöst wird.
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Die Halterung 30 kann gleichzeitig mit der Montage des Statorkerns an dem Gehäuse 12 montiert werden, indem der einzelne Bolzen 38 befestigt wird. Dadurch kann die Arbeitseffizienz des Zusammenbaus verbessert werden. Darüber hinaus kann die Anzahl der Teile reduziert werden, um die Kosten zu senken.
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Das Sensorelement 20 und der Tragabschnitt 33 sind durch den ersten Verbindungsabschnitt 35 und den zweiten Verbindungsabschnitt 36 miteinander verbunden. Dies regelt die Positionsverschiebung des Sensorelements 20 in der Breitenrichtung und der vertikalen Richtung relativ zum Tragabschnitt 33, die durch äußere Kräfte wie Vibration und Stoß verursacht wird. Im Ergebnis wird das Sensorelement 20 durch den Tragabschnitt 33 gegen die Spule 11 gedrückt, während die Stellung des Sensorelements 20 stabil ist. Dies ermöglicht es, zur Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit beizutragen.
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Die Stufe 37 fungiert als Führung, wenn das Sensorelement 20 und der Tragabschnitt 33 in den Zwischenraum 13 eingeführt werden. Infolgedessen können das Sensorelement 20 und der Tragabschnitt 33 stabil in den Zwischenraum 13 eingeführt werden, ohne dass das Sensorelement 20 und der Tragabschnitt 33 die Spule 11 stören.
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Da die Stufe 37 es außerdem ermöglicht, den vorbestimmten Abstand über die gesamte Länge des Tragabschnitts 33 zwischen dem Gehäuse 12 und dem Tragabschnitt 33 zu sichern, kann verhindert werden, dass die Temperatur des Stators 10, der eine größere Wärmekapazität als die Spule 11 aufweist und eine andere Temperatur als die Spule 11 hat, durch den Tragabschnitt 33 auf das Sensorelement 20 übertragen wird und die Temperaturerfassung beeinflusst. Infolgedessen ist es möglich, die Genauigkeit und das Ansprechverhalten der Temperaturerfassung zu verbessern.
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[Modifikationen der Halterung]
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Der Temperatursensor 2 kann beispielsweise eine der in den 7A und 7B dargestellten Halterungen 40 und 50 und eine in den 8A und 8B dargestellte Halterung 60 anstelle der Halterung 30 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform aufweisen.
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Die in 7A dargestellte Halterung 40 umfasst einen gekrümmten Tragabschnitt 43. Die Halterung 40 ist nicht mit der Stufe 37 versehen.
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Der Tragabschnitt 43 erstreckt sich von dem Bereich, durch den die elektrische Leitung verläuft, bis zur Vorderseite und ist so gekrümmt, dass er nach oben ragt. Der Tragabschnitt 43 ist von dem Gehäuse 12 von einem hinteren Ende 43B zu einem vorderen Ende 43A getrennt.
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Durch die Verwendung der Halterung 40 ist es möglich, das Sensorelement 20 an dem Gehäuse 12 zu befestigen und das Sensorelement 20 gegen die Spule 11 durch ein Verfahren zu drücken, das dem Verfahren in dem Fall ähnlich ist, in dem die Halterung 30 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet wird.
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Mit anderen Worten bewegt sich, wenn der feststehende Abschnitt 31 an dem Gehäuse 12 befestigt wird, nachdem das Sensorelement 20 und der Tragabschnitt 43 in den Zwischenraum 13 entlang der Erstreckungsrichtung des Zwischenraums 13 eingeführt sind, der Tragabschnitt 43 mit dem feststehenden Abschnitt 31 nach unten in Richtung des Befestigungsbereichs 12R und wird elastisch verformt. Dementsprechend ist es möglich, das Sensorelement 20 von unten gegen die Spule 11 zu drücken und das Sensorelement 20 durch die elastische Kraft des Tragabschnitts 43 in engen Kontakt mit den Drähten der Spule 11 zu bringen.
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Ein in 7B dargestellter Tragabschnitt 53 der Halterung 50 umfasst einen ersten Abschnitt 531, der relativ zu dem Durchgangsbereich 39 für den elektrischen Draht gebogen ist und sich linear erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 532, der in Form eines Faltenbalgs ausgebildet ist und sich an die Vorderseite des ersten Abschnitts 531 anschließt. Der erste Abschnitt 531 erstreckt sich von dem Durchgangsbereich 39 für den elektrischen Draht nach vorne, so dass er allmählich nach oben von dem Befestigungsbereich 12R getrennt wird. Der zweite Abschnitt 532 wird durch Falten eines Plattenmaterials in Form eines Faltenbalgs in einer Seitenansicht aus einer Richtung orthogonal zu einer Papieroberfläche gebildet.
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Durch die Verwendung der Halterung 50 ist es auch möglich, das Sensorelement 20 an dem Gehäuse 12 zu befestigen und das Sensorelement 20 gegen die Spule 11 durch ein Verfahren zu drücken, das dem Verfahren in einem Fall ähnelt, in dem die Halterung 30 oder 40 verwendet wird.
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Ein Tragabschnitt 63 der in 8A dargestellten Halterung 60 umfasst eine Stufe 64, die sich von dem Durchgangsbereich 39 für den elektrischen Draht erhebt, und einen Tragabschnitt-Hauptkörper 65, der sich von der Stufe 64 bis zur Vorderseite durchgehend und parallel zu dem feststehenden Abschnitt 31 erstreckt. Eine Höhe h1 der Stufe 64 ist größer als eine Höhe der Stufe 37 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform. Daher befindet sich das Sensorelement 20, bevor es in den Zwischenraum 13 eingeführt wird, oberhalb der Position des Zwischenraums 13, wobei es von dem Tragabschnitt-Hauptkörper 65 getragen wird.
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Wenn das Sensorelement 20 in den Zwischenraum 13 eingeführt wird, während die Stufe 64 und der Tragabschnitt-Hauptkörper 65 elastisch in einer Richtung verformt werden, die sich dem Gehäuse 12 nähert, wie in 8B dargestellt ist, kann das Sensorelement 20 durch die elastische Kraft der Stufe 64 und des Tragabschnitt-Hauptkörpers 65 gegen die Spule 11 gedrückt werden. Das Sensorelement 20 wird durch den Tragabschnitt 63 gedrückt und der feststehende Abschnitt 31 wird an dem Gehäuse 12 befestigt, wodurch verhindert werden kann, dass das Sensorelement 20 aus dem Andrückbereich 11R verlagert und von der Spule 11 gelöst wird.
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Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben ist, können die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Konfigurationen ausgewählt oder durch andere Konfigurationen ersetzt werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Der Bolzen 38, mit dem der feststehende Abschnit 31 der Halterung 30 oder dergleichen an dem Gehäuse 12 befestigt ist, ist nicht unbedingt identisch mit dem Bolzen, mit dem der Statorkern an dem Gehäuse 12 befestigt ist. Mit anderen Worten kann der feststehende Abschnitt 31 an dem Gehäuse 12 oder an einem anderen Element des Stators 10 mit einem anderen Bolzen als dem Bolzen, mit der der Statorkern an dem Gehäuse 12 befestigt wird, befestigt werden.
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Der feststehende Abschnitt 31 kann durch ein geeignetes Verfahren wie Quetschen und Kleben an dem Element des Stators 10 befestigt werden, ohne auf eine Befestigung beschränkt zu sein. Beispielsweise werden die Innenseite des Durchgangslochs 310 des feststehenden Abschnitts 31 und die Innenseite des Durchgangslochs des Gehäuses 12 mit einem Harzmaterial gefüllt, und das Harzmaterial wird ausgehärtet, wodurch es möglich wird, den feststehenden Abschnitt 31 an dem Gehäuse 12 zu befestigen.
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Zusätzlich zu den oben beschriebenen Halterungen 30, 40, 50 und 60 kann eine Halterung verwendet werden, die in einer geeigneten Form ausgebildet ist und den am Stator 10 zu befestigenden feststehenden Abschnitt und den Tragabschnitt umfasst, der das Sensorelement 20 gegen die Spule 11 drückt, während er das Sensorelement 20 elastisch trägt bzw. stützt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrische Rotationsmaschine
- 2
- Temperatursensor
- 10
- Stator
- 11
- Spule
- 11A, 11B
- Spulendraht
- 11C
- Schnittpunkt
- 11R
- Andrückbereich
- 12
- Gehäuse
- 12A
- Oberfläche
- 12B
- Seitenoberfläche
- 12C
- Bereich unter der Spule
- 12R
- Befestigungsbereich
- 13
- Zwischenraum bzw. Spalt
- 14
- Raum
- 15
- Zwischenraum bzw. Spalt
- 20
- Sensorelement
- 21
- Thermosensitiver Körper
- 22, 23
- Elektrischer Draht
- 24
- Abdeckkörper
- 24F
- Vorderes Ende
- 30, 40, 50, 60
- Halterung
- 31
- feststehender Abschnitt
- 31B
- Hinteres Ende
- 32
- Verriegelungsabschnitt
- 33, 43, 53, 63
- Tragabschnitt
- 34, 65
- Tragabschnitt Hauptkörper
- 34F
- Vorderes Ende
- 35
- Erster Verbindungsabschnitt
- 35A, 35B
- Verbindungsstück
- 36
- Zweiter Verbindungsabschnitt
- 37
- Stufe
- 37A
- Unteres Ende
- 38
- Bolzen
- 39
- Durchgangsbereich für den elektrischen Draft
- 43A
- Vorderes Ende
- 43B
- Hinteres Ende
- 64
- Stufe
- 221, 231
- Erster elektrischer Draht
- 222, 232
- Zweiter elektrischer Draht
- 222A, 232A
- Isolierschicht
- 300
- Drückmechanismus
- 310
- Durchgangsloch
- 381
- Kopfabschnitt
- 531
- Erster Abschnitt
- 532
- Zweiter Abschnitt
- F
- Vorderseite
- R
- Rückseite
- F1
- Elastische Kraft
- L1
- Erste Verlängerung
- L2
- Zweite Verlängerung
- P1
- Erste Stellung
- P2
- Zweite Stellung
- X
- Schnittpunkt
- θ
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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