JP2010081742A - 電気機器内での温度センサ用配線の固定構造及び固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器（モータ）内での温度センサ用配線１０を他部品に接触しないように任意の経路で固定可能とする。
【解決手段】モータのステータのコイルエンドの温度を測定する温度センサ７から、モータのケースに設けたコネクタ８までの、温度センサ用配線１０を、内側から、電線１１、熱収縮チューブ１２、保護チューブ１３の３層構造とする。そして、この温度センサ用配線１０を、モータのケース内で位置決めした後、熱風を加えて、内部の熱収縮チューブ１２を熱収縮させることにより、温度センサ用配線１０の経路を固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ等の電気機器内での温度センサ用配線の固定構造及び固定方法に関する。

従来、電気機器内での温度センサ用配線の固定構造として、特許文献１に示されるように、電気機器（モータ）において、電気機器内の温度測定部（ステータのコイルエンド）に配置される温度センサ（サーミスタ）から電気機器のケースのコネクタまで延びる温度センサ用配線（リード線）が、他部品（ステータ端子）に接触するのを確実に防止するため、温度センサ用配線を他部品から離間した位置に保持する押え付け部材としてのガイドを設けるようにしたものがある。
特開２００７−２４４０２５号公報

しかしながら、特許文献１のような温度センサ用配線の固定構造では、専用の押え付け部材（ガイド）を設けるため、複雑となり、部品点数の増加（これによるコストアップ）を招くという問題点があった。また、温度センサ用配線の経路が長くなると、複数箇所でガイドする必要から、より複雑となり、より部品点数の増加を招いてしまう。

本発明は、このような実状に鑑み、電気機器内での温度センサ用配線の経路を簡単な手法でかつ任意の経路で固定することができる電気機器内での温度センサ用配線の固定構造及び固定方法を提供することを目的とする。

このため、本発明では、電気機器内での温度センサ用配線の少なくとも一部を、内側から、電線、熱収縮チューブ、保護チューブの３層構造とする。そして、この３層構造の温度センサ用配線を電気機器内で位置決めした状態で熱収縮チューブを熱収縮させることにより、温度センサ用配線の経路を固定するようにする。

本発明によれば、電気機器内にて温度センサ用配線を位置決めしてから熱収縮チューブを熱収縮させるだけで、温度センサ用配線を、他部品に接触しないように、任意の経路で固定することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、以下では、電気機器を、ハイブリッド自動車や電気自動車において、電動機と発電機とを兼ねるモータ（モータジェネレータ）とし、かかるモータ内での温度センサ用配線の固定構造及び固定方法について説明する。

図１は本発明の一実施形態を示す温度センサ用配線の構成図であり、図２は温度センサ用配線の引き回し経路の一例を示すモータの平面図である。

先ず、図２の平面図によって、モータについて説明する。

モータは、ケース１と、ケース１に取付けられた一対の軸受２、２と、これらの軸受２、２に回転自在に支持された回転軸３と、回転軸３に取付けられて一体に回転するロータ４と、ロータ４の半径方向外方に固定配置されるステータ５と、を含んで構成される。

ロータ４は、環状の電磁鋼板を積層し、外周面近傍に周方向に所定の間隔でそれぞれ軸方向に延びる複数の永久磁石（図示せず）を埋設したものである。

ステータ５は、環状の電磁鋼板を積層し、内周面に周方向に所定の間隔でそれぞれ軸方向に延在するように形成したスロット（図示せず）に三相のコイルを巻回したもので、軸方向の両端部にコイルエンド６が突出形成される。

このモータは、電動機と発電機とを兼ねるもので、電動機として動作させるときは、ステータ５のコイルに供給する電流による磁界でロータ４を回転させて、回転軸３より出力を取出す。反対に、発電機として動作させるときは、回転軸３によりロータ４を回転させ、ロータ４の回転によりステータ５のコイルに電流を発生させる。

上記のモータでは、ステータ５のコイルへの通電による発熱によりステータ５の温度が上昇すると、性能が低下するため、冷媒（潤滑油）を用いてステータ５の冷却を行っているが、冷却が不十分である場合は、ステータ５の過熱を生じる。

そこで、ステータ５のコイルエンド６に温度センサ（具体的にはサーミスタ）７を取付けて、コイルエンド６の温度を検知し、その検知信号をケース１外の制御回路（図示せず）へ送って、前記温度が所定値以上になった場合は、コイルへの通電量を減少させるなどして、温度上昇を抑制するように制御する。

このため、モータのケース１内には、温度測定部（コイルエンド６）に配置した温度センサ７から、ケース１に配置したコネクタ８まで、温度検知信号を伝達する温度センサ用配線（電線）１０が必要となる。

しかし、この温度センサ用配線（電線）は、電気機器内を引き回されることから、電気機器の起振力により振動し、引き回し経路にある各種の部品や壁に接触することで摩擦が避けられず、摩耗により損傷し、ひいては断線するおそれがある。

従って、電気機器の起振力による温度センサ用配線の自由振動を抑制する必要がある。また、電気機器の中でもモータは振動が大きいため、その温度センサ用配線には、高い耐振性、耐摩耗性、耐久性が求められる。

一方、従来においては、ねじ止め、クランプ止めのような機械的固定を行っているが、これは、経路が複雑になるほど、固定手段の複雑化、部品点数の増加を招いてしまう他、レイアウト上、これらを設けることができない場合もある。また、機械的固定点より振動や熱が伝達されてしまうことによる不具合も考えられる。

そこで、本実施形態では、モータ内での温度センサ用配線の経路を簡単な手法でかつ他部品に接触しない任意の位置に固定することができるモータ内での温度センサ用配線の固定構造及び固定方法を提供する。

具体的には、図１に示すように、温度センサ（サーミスタ）７からコネクタ８に至る温度センサ用配線１０を、内側から、電線１１、熱収縮チューブ１２、保護チューブ１３の３層構造とする。

電線１１は、温度センサ（サーミスタ）７に接続された２本の芯線で、それぞれ絶縁被覆されている。

熱収縮チューブ１２は、熱を加えることにより、熱収縮して形状が固定される樹脂製の円筒状チューブである。尚、熱収縮による形状固定の機能を有していれば材質を問わないが、特に耐熱性が要求される場合はシリコン系のものを用いるとよい。

保護チューブ１３は、擦れても切れることのないような、耐摩耗性に優れる円筒状チューブであり、具体的にはグラスウールチューブが好適である。この他、金属メッシュチューブなどを用いてもよい。

尚、図１のように温度センサ（サーミスタ）７が細く、これより熱収縮チューブ１２及び保護チューブ１３の内径が大きい場合は、電線１１とコネクタ８との接続後でも、温度センサ７側から挿通して、電線１１に、熱収縮チューブ１２及び保護チューブ１３を被せることができる。

これに対し、温度センサ（サーミスタ）７が比較的太く、温度センサ７側から挿通して熱収縮チューブ１２及び保護チューブ１３を被せることができない場合は、電線１１とコネクタ８との接続前に、電線１１の端部側から挿通して、熱収縮チューブ１２及び保護チューブ１３を被せるようにする。

図２の引き回し経路の場合は、ステータ５のコイルエンド６に配置した温度センサ（サーミスタ）７と、ケース１に配置したコネクタ８との間の、温度センサ用配線１０を、図１に示したような、電線１１、熱収縮チューブ１２、保護チューブ１３の３層構造とする。言い換えれば、温度センサ７とコネクタ８との間の電線１１を、熱収縮チューブ１２で覆い、更にその上から保護チューブ１３で覆って、３層構造の温度センサ用配線１０とする。

次いで、３層構造の温度センサ用配線１０を、ケース１内にて、ステータ５や、ケース１内壁からの突起物Ａ（ステータコイルへの給電用のステータ端子の端子台を想定）に触れないように、配置して、位置決めする。

次いで、この状態で、工業用ドライヤーなどを使用して、３層構造の配線１０に熱風を加え、内部の熱収縮チューブ１２を熱収縮させる。尚、ドライヤーなどを使用して熱風を加えるほか、モータをケース１ごと高温槽に入れるなどして高温雰囲気下に置くことにより、熱を加えて熱収縮させるようにしてもよい。

熱収縮チューブ１２の熱収縮により、熱収縮チューブ１２は図１の下側に示すような細径状態になると同時に、形状が固定され、これによって温度センサ用配線１０（電線１１）の経路が前記の位置決めした状態にて固定される。

従って、クランパー等を使用することなく、モータの起振力による温度センサ用配線１０（電線１１）の自由振動を抑制することができる。また、ステータ５や、ケース１内壁の突起物Ａから距離をおいて、非接触の位置にて、空中に浮いた状態で、固定されるので、たとえ振動が加えられたとしても、他部品や壁との接触、摩擦を回避でき、当然のことながら接触、摩擦による断線を回避できる。

また、かなり低い確率ではあるが、万が一、他部品や壁との接触を生じたとしても、最外周側に保護チューブ１３があるので、擦れて切れるおそれはなくなる。

図３は温度センサ用配線の引き回し経路の他の例を示すモータの正面図である。

モータ自体については、図２と見る方向は異なるが、同様の構成であり、ケース１、軸受２、回転軸３、ロータ４、ステータ５を含んで構成される。

図３の引き回し経路の場合は、ステータ５のコイルエンド６における温度測定部に配置された温度センサ（サーミスタ）７からの、温度センサ用配線１０は、ステータ５の外周側の経路ａを通り、更に、各種突起物Ｂ、Ｃの間の経路ｂ、ｃを通って、ケース１上面側のコネクタ８に接続されるようになっている。

このような引き回し経路をとる場合も、温度センサ用配線１０を、図１に示したような、電線１１、熱収縮チューブ１２、保護チューブ１３の３層構造とする。そして、３層構造の温度センサ用配線１０を、ケース１内にて、ステータ５や、ケース１内壁からの突起物Ｂ，Ｃに触れないように、配置して、位置決めする。そして、この状態で、工業用ドライヤーなどを使用して、３層構造の温度センサ用配線１０に熱風を加え、内部の熱収縮チューブ１２を熱収縮させることにより、経路を固定する。これにより、図３の場合も、図２の場合と同様な効果が得られる。

尚、以上の説明では、電気機器（モータ）内での温度センサ用配線１０（すなわち、温度センサ７からコネクタ８までの温度センサ用配線１０）を、ほぼ全長にわたって、３層構造としたが、その一部のみを３層構造としてもよい。言い換えれば、電気機器（モータ）内での温度センサ用配線１０（すなわち、温度センサ７からコネクタ８までの温度センサ用配線１０）の少なくとも一部を３層構造としてもよい。

具体的には、図３の例で説明すると、ステータ外周側の経路ａと、コネクタ近傍の経路ｂ、ｃとに分け、これらのうち、ステータ外周側の経路ａのみを３層構造としてもよいし、コネクタ外周側の経路ｂ、ｃのみを３層構造としてもよい。

そして、３層構造にしない側の経路については、電線１１のみの１層構造にしてもよい（擦れるおそれがなく、クランパー等で固定する方がよい場合）。また、電線１１と熱収縮チューブ１２との２層構造として、熱収縮チューブ１２により経路を固定するが、保護チューブ無しとするようにしてもよい（擦れるおそれがない場合）。また、電線１１と保護チューブ１３との２層構造として、熱収縮チューブ無しとしてもよい（擦れを防止すればよい場合、あるいは、クランパー等で固定する方がよい場合）。

また、以上の説明では、ハイブリッド自動車や電気自動車において電動機と発電機とを兼ねるモータ（モータジェネレータ）内の温度センサ用配線について説明したが、本発明は、これに限るものではなく、電気機器内での温度センサ用配線一般に適用することができる。

本発明の一実施形態を示す温度センサ用配線の構成図 温度センサ用配線の引き回し経路の一例を示すモータの平面図 温度センサ用配線の引き回し経路の他の例を示すモータの正面図

符号の説明

１ ケース
２ 軸受
３ 回転軸
４ ロータ
５ ステータ
６ コイルエンド
７ 温度センサ（サーミスタ）
８ コネクタ
１０ 温度センサ用配線
１１ 電線
１２ 熱収縮チューブ
１３ 保護チューブ

Claims (5)

1. 電気機器内での温度センサ用配線の少なくとも一部を、内側から、電線、熱収縮チューブ、保護チューブの３層構造とし、
   前記熱収縮チューブは、前記３層構造の温度センサ用配線を電気機器内で位置決めした状態で、熱収縮されて、前記３層構造の温度センサ用配線の経路を固定することを特徴とする電気機器内での温度センサ用配線の固定構造。
2. 前記温度センサ用配線は、電気機器内の温度測定部に配置した温度センサと電気機器のケースに配置したコネクタとの間の配線であり、前記温度センサから前記コネクタに至る配線の少なくとも一部を前記３層構造とすることを特徴とする請求項１記載の温度センサ用配線の固定構造。
3. 前記電気機器は、モータであり、前記温度センサは、前記モータのステータのコイルエンドの温度を測定するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の温度センサ用配線の固定構造。
4. 電気機器内での温度センサ用配線の少なくとも一部を、内側から、電線、熱収縮チューブ、保護チューブの３層構造とし、
   前記３層構造の温度センサ用配線を、電気機器内で、位置決めした後、
   前記３層構造の温度センサ用配線に熱を加えて前記熱収縮チューブを熱収縮させることにより、前記３層構造の温度センサ用配線の経路を固定することを特徴とする電気機器内での温度センサ用配線の固定方法。
5. 前記温度センサ用配線は、電気機器内の温度測定部に配置した温度センサと電気機器のケースに配置したコネクタとの間の配線であり、前記温度センサから前記コネクタに至る配線の少なくとも一部を前記３層構造とすることを特徴とする請求項４記載の温度センサ用配線の固定方法。

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