JP2007267521A - Temperature detection element attachment member, temperature detection member, and rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,ステータのコイルに対して,その温度を検出するための温度検出素子を取り付けるための温度検出素子取り付け部材と,温度検出部材,その温度検出部材が取り付けられた回転電機に関する。さらに詳細には,温度検出素子をコイルに接して取り付けるための温度検出素子取り付け部材,温度検出部材,および回転電機に関するものである。 The present invention relates to a temperature detection element attachment member for attaching a temperature detection element for detecting the temperature of a stator coil, a temperature detection member, and a rotating electrical machine to which the temperature detection member is attached. More specifically, the present invention relates to a temperature detection element mounting member, a temperature detection member, and a rotating electrical machine for mounting the temperature detection element in contact with a coil.
一般に,電動機等の回転電機では運転によって発熱する。特に電動機の負荷が過大になった場合には,大きく急激に発熱するおそれがある。この発熱を検出してコイル等の損傷を防止するために,従来より,コイル部に温度検出素子を取り付けてコイルの温度を検出することが行われている。例えば,特許文献1には,電動機のコイルエンド部のトンネル状間隙に,ガイドで固定された温度検出素子が挿入されて固定されている電動機が開示されている。本文献に記載の技術によれば,温度検出素子が確実にコイル表面に接触するとともに,メンテナンスが容易な温度検出素子の取り付け構造であるとされている。
Generally, a rotating electrical machine such as an electric motor generates heat during operation. In particular, when the load on the motor becomes excessive, there is a risk of large and rapid heat generation. In order to detect this heat generation and prevent damage to the coil or the like, conventionally, a temperature detecting element is attached to the coil portion to detect the temperature of the coil. For example,
また,電動機の種類やその配置等によって,同じ仕様のステータであっても最も速く高温となる部位が多少異なる。そのため,電動機の種類や搭載機の種類等に応じて,それぞれ最も速く高温となると思われる部位に温度検出素子を配置することが望ましい。この部位はある程度実験によって判断することができるので,その結果に応じて温度検出素子の取り付け位置を設定していた。この取り付け位置は従来,コイルの上方や側方に設定されることが多く,その位置に印を付けておいて,人手によりその位置に温度検出素子を貼り付けることが行われていた。
しかしながら,前記した従来の技術では,以下のような問題点があった。特許文献1に記載の技術では,温度検出素子を保持するガイドがコイルエンド部のトンネル状間隙に取り付けられているので,温度測定できる箇所は,コイルエンドとコアとの間の部分のみである。そのため,コアによる熱の放散の影響を受け,適切にコイルの温度を測れているとは言えなかった。また,この位置は一般に,最も測定したい位置とは異なることが多かった。
However, the conventional techniques described above have the following problems. In the technique described in
あるいは,作業者の人手による温度検出素子の貼り付け方法では,配置のバラツキが発生しがちであった。配置のバラツキがあると,検出結果にもバラツキが発生するため,安全基準をより厳しく設定しなければならなかった。また,熟練していない作業者であっても配置ミスが発生しないように,ステータを搬送するパレットに印を付ける等の工夫を行う必要がある。しかしながら,このようにするとパレットの種類が多くなってしまうという問題点があった。 Alternatively, in the method of attaching the temperature detection element manually by an operator, there is a tendency for variation in arrangement. If there are variations in the arrangement, the detection results also vary, so safety standards had to be set more strictly. In addition, it is necessary to devise such as marking the pallet that conveys the stator so that even an unskilled worker does not cause an arrangement error. However, there has been a problem that the number of types of pallets increases in this way.
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,温度検出素子の取付位置を精度良く位置決めできるとともに,ステータのコイルの温度を安定して確実に測定できる温度検出素子取り付け部材,温度検出部材,および回転電機を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the object is to provide a temperature detection element mounting member, a temperature detection member, and a rotating electrical machine that can accurately position the mounting position of the temperature detection element and that can stably and reliably measure the temperature of the stator coil. There is.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の温度検出素子取り付け部材は,コイル付きコアに温度検出素子を取り付ける温度検出素子取り付け部材であって,コアの端面とコイルとの間の隙間にコアの外周側から挿入される下辺部と,下辺部のうち挿入時にコイルの外側に残る部位にコアの端面と反対側に設けられた外辺部とを有し,下辺部から外辺部にかけての範囲内のコイル側の面に,温度検出素子を取り付ける素子取り付け形状が形成されているものである。 The temperature detection element mounting member of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, is a temperature detection element mounting member for mounting a temperature detection element on a coiled core, and the core is placed in the gap between the end surface of the core and the coil. A range from the lower side to the outer side having a lower side inserted from the outer peripheral side and an outer side provided on the opposite side of the end face of the core at the portion of the lower side remaining outside the coil when inserted The element attachment shape which attaches a temperature detection element is formed in the surface at the side of a coil inside.
本発明の温度検出素子取り付け部材によれば,下辺部がコアの端面とコイルとの間の隙間にコアの外周側から挿入されるとともに,コアの端面と反対側に外辺部が設けられているので,コアやコイルに対して精度良く位置決めされる。そして,下辺部から外辺部にかけての範囲内のコイル側の面の所望の位置に素子取り付け形状を形成すれば,コイルの測定したい箇所の温度を安定して確実に測定できる。 According to the temperature detecting element mounting member of the present invention, the lower side portion is inserted from the outer peripheral side of the core into the gap between the end surface of the core and the coil, and the outer side portion is provided on the side opposite to the end surface of the core. Therefore, it can be positioned accurately with respect to the core and coil. If the element mounting shape is formed at a desired position on the coil side surface within the range from the lower side portion to the outer side portion, the temperature of the part to be measured of the coil can be stably and reliably measured.
さらに本発明では,外辺部が,コイルの外周側に位置する側辺部と,側辺部に対し角度を付けて設けられており,コアから見てコイルの反対側に位置する上辺部とを有することが望ましい。このようなものであれば,コイルの外周側に側辺部が,コイルのコア側に下辺部が,コアから見てコイルの反対側に上辺部がそれぞれ位置する。従って,温度検出素子を取り付ける素子取り付け形状をコイルの上面側や外周側等の適切な箇所に形成することができる。 Further, in the present invention, the outer side is provided on the outer side of the coil with an angle with respect to the side, and the upper side located on the opposite side of the coil as viewed from the core. It is desirable to have In such a case, the side portion is located on the outer peripheral side of the coil, the lower side portion is located on the core side of the coil, and the upper side portion is located on the opposite side of the coil as viewed from the core. Therefore, the element attachment shape for attaching the temperature detection element can be formed at an appropriate location such as the upper surface side or the outer periphery side of the coil.
さらに本発明では,素子取り付け形状に取り付けられた温度検出素子の配線を外辺部の外側に通させる配線通し形状が形成されていることが望ましい。このようなものであれば,素子取り付け形状が温度検出素子取り付け部材の外辺部の内側にあっても,配線を外部に通すことができる。 Furthermore, in the present invention, it is desirable that a wiring through shape that allows the wiring of the temperature detection element attached to the element attachment shape to pass outside the outer side portion is formed. If it is such, even if an element attachment shape exists inside the outer edge part of a temperature detection element attachment member, wiring can be passed outside.
また本発明は,コイル付きコアに取り付けて温度検出を行う温度検出部材であって,コアの端面とコイルとの間の隙間にコアの外周側から挿入される下辺部と,下辺部のうち挿入時にコイルの外側に残る部位にコアの端面と反対側に設けられた外辺部と,下辺部から外辺部にかけての範囲内のコイル側の面に取り付けられた温度検出素子とを有する温度検出部材にも及ぶ。 The present invention is also a temperature detection member for detecting temperature by being attached to a core with a coil, and a lower side portion inserted from the outer peripheral side of the core into a gap between the end surface of the core and the coil, and an insertion of the lower side portion Temperature detection having an outer side part provided on the opposite side of the end face of the core at a part that sometimes remains outside the coil, and a temperature detection element attached to the coil side surface within the range from the lower side part to the outer side part It extends to members.
また,本発明は,コイル付きコアと,温度検出部材とを有する回転電機であって,温度検出部材が,コアの端面とコイルとの間の隙間にコアの外周側から挿入された下辺部と,下辺部のうち挿入時にコイルの外側に残った部位にコアの端面と反対側に設けられた外辺部と,下辺部から外辺部にかけての範囲内のコイル側の面に取り付けられた温度検出素子とを有する回転電機にも及ぶ。 The present invention is also a rotating electrical machine having a coiled core and a temperature detection member, wherein the temperature detection member is inserted into the gap between the core end surface and the coil from the outer peripheral side of the core. The temperature attached to the coil side surface within the range from the lower side part to the outer side part on the opposite side to the end face of the core in the part of the lower side part remaining outside the coil when inserted It extends to a rotating electrical machine having a detection element.
さらに本発明の回転電機では,コイル付きコアを収納するとともに,温度検出部材の外向きの移動を規制するケースを有することが望ましい。このようなものであれば,コイル付きコアがケースに収納されると,そこに取り付けられた温度検出部材は外向きの移動が規制される。従って,この状態では,温度検出部材が外向きに抜け落ちるおそれはない。 Furthermore, in the rotating electrical machine of the present invention, it is desirable to house a coiled core and to have a case for regulating outward movement of the temperature detection member. If it is such, when the core with a coil is accommodated in a case, the outward movement of the temperature detection member attached to it will be controlled. Therefore, in this state, there is no possibility that the temperature detection member falls out outward.
本発明の温度検出素子取り付け部材,温度検出部材,および回転電機によれば,温度検出素子の取付位置を精度良く位置決めできるとともに,ステータのコイルの温度を安定して確実に測定できる。 According to the temperature detection element mounting member, the temperature detection member, and the rotating electrical machine of the present invention, the mounting position of the temperature detection element can be accurately positioned, and the temperature of the stator coil can be measured stably and reliably.
「第1の形態」
以下,本発明を具体化した第1の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,ステータコアにコイルが巻き付けられたステータに本発明を適用したものである。本形態は,ステータのコイルの上方(ステータの回転軸方向の端部)において温度を検出するための構成である。
"First form"
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a stator in which a coil is wound around a stator core. In this embodiment, the temperature is detected above the coil of the stator (end of the stator in the rotation axis direction).
本形態に係るステータ10は,図1と図2に示すように,略円環状のコア11にコイル12が巻き付けられたものである。ここでは,コア11の内周面に多数のスロット13が設けられ,複数のスロット13をまたいで1つのコイル12が巻きかけられた,いわゆる分布巻きのステータ10としている。スロット13には,コア11とコイル12との絶縁性を確保するための,スロット紙14も挿入されている。またここでは,同一形状の複数の電磁鋼板を積層した積層タイプのコア11としている。さらに,ステータ10には,温度検出部材20が取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
温度検出部材20は,図2と図3に示すように,側方から見るとおよそ長方形の3辺の形状をなしている。すなわち,上辺部21と下辺部22と側辺部23とを有している。そして,図3に示すように,上辺部21の図中下面には溝21aが形成され,その中に温度検出素子24が接着されている。これにより,温度検出部材20を図2に示すように配置すると,温度検出素子24がコイル12の図中上部に接する(図5参照)。また,図2と図3に示すように,溝21aに接して貫通孔21bが形成され,この貫通孔21bを介して温度検出素子24のリード線24aが外部に出されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ここで,温度検出部材20のうち温度検出素子24以外の部分,すなわち,上辺部21と下辺部22と側辺部23との全体が温度検出素子取り付け部材に相当する。また,本形態では,上辺部21と側辺部23とが外辺部に相当する。また,溝21aが素子取り付け形状に,貫通孔21bが配線通し形状にそれぞれ相当する。なお,温度検出素子24としては,熱電対の接点やサーミスタ等,何でも良い。
Here, portions of the
また,温度検出部材20の下辺部22は,図2と図4に示すように,その先端部22aが隣接するスロット13同士の間の隙間に入る程度に細く形成されている。そして,基部22bはスロット13より外周側のコア11の形状に合わせて形成されている。基部22bの幅は先端部22aの幅より大きい。また,基端部22bの基端面(図4中右端面)は,コア11の外周面と同じ曲率の曲面をなしている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 4, the
また,温度検出部材20の側辺部23は,図2と図5に示すように,その内部にコイル12をちょうど挟み込むことのできる高さに形成されている。図5では,コイル12をひとまとめにして示している。図5に示すように,コア11とコイル12との間には,スロット13同士の間にわずかな隙間があり,この部分に下辺部22を差し込むことができる。そして,このように差し込むと,温度検出部材20の上辺部21の図中下面が,コイル12の図中上面に接する。すなわち,図5に示すように,温度検出素子24がコイル12の図中上面に接するように配置される。
Further, as shown in FIGS. 2 and 5, the
また,下辺部22の差し込み方向には,基部22bとスロット紙14との当接または側辺部23とコイル12との当接により,温度検出部材20を所定の位置まで差し込むことができ,それ以上差し込むことはできない。そして,このように配置されたときに,図4に示すように,基部22bの基端面(図4中右端面)がステータ10の外周面と連続した面をなす。
Further, in the insertion direction of the
このステータ10は,モータ等の部品として使用される際には一般に,ロータとともにケース内に納められる。例えば,図6に示すようにケース30に挿入されて使用されるものである。ケース30はステータ10を固定する役割をも有しており,コア11の外周面が挿入される固定部位が形成されている。本形態のステータ10では,温度検出部材20の基部22bの基端面(図4中右端面)がステータ10の外周面と連続した面とされているので,温度検出部材20の基部22bもケース30により,径方向外向きへの移動が規制されている。なお,図6の例では,コア11の上半部においてケース30が径方向にやや大きく形成されている。このようなケース30を使用する場合には,ケース30の内径に合わせて温度検出部材20の基部22bもやや大きく形成するとよい。
When used as a component such as a motor, the
以上詳細に説明したように本形態の温度検出方法によれば,温度検出部材20が,その上辺部21と下辺部22とによってコイル12を挟み込んで取り付けられる。このとき,上辺部21の下面に温度検出素子24が取り付けられているので,温度検出素子24はコイルの上部に接触して配置される。さらに,下辺部22の基部22bがケース30によって位置決めされるので,温度検出素子24は精度良く位置決めされる。さらに,ステータ10の軸方向への位置ずれはコイル12によって,ステータ10の径方向への位置ずれはコイル12とケース30とによっていずれも防止されているので,組み付け後の駆動による振動を受けても,安定した取付となっている。従って,温度検出素子24の取付位置を精度良く位置決めできるとともに,ステータ10のコイル12の温度を安定して確実に測定できる温度検出素子の取り付け構造となっている。また,モータの開発段階での試験の一部として使用する場合には,容易に引き抜くことができるので,再使用も容易である。
As described above in detail, according to the temperature detection method of this embodiment, the
「第2の形態」
以下,本発明を具体化した第2の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,ステータのコイル側方において温度を測定するための構成である。本形態に係るステータは,基本的に第1の形態のものと同様であり,温度検出部材のみが第1の形態と異なる。ここでは,異なる部分のみを説明し,第1の形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
"Second form"
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the temperature is measured on the side of the stator coil. The stator according to this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, and only the temperature detection member is different from that of the first embodiment. Here, only different parts will be described, and the same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
本形態のステータ40は,図7に示すように,温度検出部材41を有している。この温度検出部材41は,図8に示すように,下辺部42と側辺部43とを有している。第1の形態の温度検出部材20の上辺部21に相当する部分は有していない。下辺部42は,温度検出部材20の下辺部22と同様の形状に形成されている。また,側辺部43には,その内周側(図8中左側面)に縦溝43aが形成され,縦溝43aの内部に温度検出素子44が接着されている。温度検出素子44のリード線44aは縦溝43aに沿って上方に出されている。
The
本形態では,温度検出部材41のうち温度検出素子44以外の部分が温度検出素子取り付け部材に相当する。また,側辺部43が外辺部に相当する。また,縦溝43aが素子取り付け形状及び配線通し形状を兼ねたものに相当する。
In this embodiment, a portion other than the
本形態の温度検出部材41においても,下辺部42は,コイル12とケースとによって精度良く位置決めされる。従って,側辺部43に固定された温度検出素子44の配置も,精度良く位置決めされる。
Also in the
以上詳細に説明したように本形態の温度検出方法によっても,第1の形態と同様に,温度検出素子44の取付位置を精度良く位置決めできるとともに,ステータ40のコイル12の温度を安定して確実に測定できる温度検出素子の取り付け構造となっている。
As described in detail above, the temperature detection method of the present embodiment can also accurately position the mounting position of the
なお,本形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,下辺部22,42の基端部22bの基端面は,ケースによってコアの径方向外向きへの移動が規制される形状となっていればよい。すなわち,ケースに当接するのは基端面の全体でなく一部分のみであっても良い。また,温度検出素子24,44の取り付け箇所は,上記の形態のものに限らない。例えば,第1の形態のステータ10では,温度検出素子24を側辺部23の内側や下辺部22の上側に取り付けても良い。また,第2の形態のステータ40では,温度検出素子44を下辺部42の上側に取り付けても良い。また,配線通し形状としては,第1の形態では貫通孔とし,第2の形態では溝としているが,いずれもこれに限らず,他方の形状としても良い。
In addition, this form is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the base end surfaces of the
10,40 ステータ
11 コア
12 コイル
20,41 温度検出部材
21 上辺部
21a 溝
21b 貫通孔
22,42 下辺部
23,43 側辺部
24 温度検出素子
30 ケース
43a 縦溝
DESCRIPTION OF
Claims (6)
コアの端面とコイルとの間の隙間にコアの外周側から挿入される下辺部と,
前記下辺部のうち挿入時にコイルの外側に残る部位にコアの端面と反対側に設けられた外辺部とを有し,
前記下辺部から前記外辺部にかけての範囲内のコイル側の面に,温度検出素子を取り付ける素子取り付け形状が形成されていることを特徴とする温度検出素子取り付け部材。 In the temperature detection element mounting member that attaches the temperature detection element to the coiled core,
A lower side portion inserted from the outer peripheral side of the core into a gap between the end surface of the core and the coil;
An outer side provided on the side opposite to the end face of the core at the portion of the lower side that remains outside the coil when inserted;
An element attachment shape for attaching a temperature detection element is formed on a surface on the coil side in a range from the lower side portion to the outer side portion.
コイルの外周側に位置する側辺部と,
前記側辺部に対し角度を付けて設けられており,コアから見てコイルの反対側に位置する上辺部とを有することを特徴とする温度検出素子取り付け部材。 The temperature detection element mounting member according to claim 1, wherein the outer edge portion is
A side part located on the outer peripheral side of the coil;
A temperature detecting element mounting member, characterized in that the temperature detecting element mounting member is provided with an angle with respect to the side part and has an upper part located on the opposite side of the coil as viewed from the core.
前記素子取り付け形状に取り付けられた温度検出素子の配線を前記外辺部の外側に通させる配線通し形状が形成されていることを特徴とする温度検出素子取り付け部材。 In the temperature detection element attachment member of Claim 1 or Claim 2,
A temperature detection element mounting member, wherein a wiring through shape is formed to allow the wiring of the temperature detection element mounted in the element mounting shape to pass outside the outer side portion.
コアの端面とコイルとの間の隙間にコアの外周側から挿入される下辺部と,
前記下辺部のうち挿入時にコイルの外側に残る部位にコアの端面と反対側に設けられた外辺部と,
前記下辺部から前記外辺部にかけての範囲内のコイル側の面に取り付けられた温度検出素子とを有することを特徴とする温度検出部材。 In the temperature detection member that detects the temperature by attaching to the core with coil,
A lower side portion inserted from the outer peripheral side of the core into a gap between the end surface of the core and the coil;
An outer side provided on the opposite side of the end face of the core at a portion of the lower side that remains outside the coil when inserted;
A temperature detection member having a temperature detection element attached to a coil side surface within a range from the lower side portion to the outer side portion.
前記コアの端面と前記コイルとの間の隙間に前記コアの外周側から挿入された下辺部と,
前記下辺部のうち挿入時に前記コイルの外側に残った部位に前記コアの端面と反対側に設けられた外辺部と,
前記下辺部から前記外辺部にかけての範囲内のコイル側の面に取り付けられた温度検出素子とを有することを特徴とする回転電機。 In a rotating electrical machine having a coiled core and a temperature detection member, the temperature detection member is:
A lower side portion inserted from the outer peripheral side of the core into a gap between the end face of the core and the coil;
Outer side provided on the opposite side of the end face of the core in the portion of the lower side remaining outside the coil at the time of insertion;
A rotating electrical machine comprising: a temperature detection element attached to a coil-side surface within a range from the lower side portion to the outer side portion.
前記コイル付きコアを収納するとともに,前記温度検出部材の外向きの移動を規制するケースを有することを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 5,
A rotating electrical machine comprising a case for housing the coiled core and restricting outward movement of the temperature detection member.
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