JP2010273514A - ステータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの温度を正確に測定し、コイルの温度変化の応答性の向上を図ることが可能な構造を備えるステータを提供することにある。
【解決手段】ステータの内周側に位置するコイル２２の表面上に温度検出素子ホルダ３０を用いてサーミスタ３１が配設されている。このより、サーミスタ３１が直接コイルエンド２２Ｅの内側に接する状態が得られるため、コイル２２の温度を正確に測定し、コイル２２の温度変化の応答性を向上させることが可能となる。
【選択図】図２

Description

この発明は、モータやジェネレータに用いられるステータに関する。

モータやジェネレータにおいては、ステータのコイル温度を管理することが重要となる。下記特許文献１には、温度付センサ付き回転電機の構造が開示され、コイルエンドの一部をなす渡り胴体部の折り曲げ端部の間に、温度検出素子を配設する構造が開示されている。

下記特許文献２には、電動機の巻線温度検出素子の取付け構造及びそれを用いた電動機に関する発明が開示され、コイルエンドのトンネル状間隙に、ガイドにより固定された温度検出素子を挿入して、温度検出素子をコイルエンドに接触させる構造が開示されている。

下記特許文献３には、車両用回転電機に関する発明が開示され、絶縁ケースを用いてコイルエンド表面上にバンドを用いて固縛し、温度検出素子を絶縁ケースとコイルエンドとにより挟持する構造が開示されている。

特開２０００−６９７１５号公報 特開２００３−９２８５８号公報 特開２００８−２９１２７号公報

いずれも、温度検出素子をコイルエンドの上側に配置する構造が開示されている。コイルはコイル線が巻回された状態であるため、コイル線とコイル線との間に生じる凹部に温度検出素子が配置される場合がある。この場合には、温度検出素子がコイルに接触せず、温度検出素子とコイルとの間に空間が生じる。その結果、この空間での熱抵抗が大きくなり、温度検出素子によりコイルの温度が正確に測定されない場合や、コイルの温度変化の応答性が鈍くなる場合等の課題が挙げられる。

この発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、コイルの温度を正確に測定し、コイルの温度変化の応答性の向上を図ることが可能な構造を備えるステータを提供することにある。

この発明に基づいたステータにおいては、複数のステータコアが環状に配置されるステータであって、上記ステータコアは、ステータティースと、上記ステータティースの周囲に巻回されるコイルとを有し、当該ステータの内周側に位置する上記コイルの表面上に温度検出素子が配設される。

上記発明の他の形態においては、上記温度検出素子は、上記ステータティースに巻回される上記コイルのコイルエンドに配設される。また、上記温度検出素子は、上記コイルのコイルエンド側において、上記ステータティースと上記コイルとの間に生じる隙間および隣接する上記ステータコアの上記コイル同士の間に生じる隙間に挿通する棒状部を有する胴体部に保持される。

上記いずれかの発明の他の形態においては、当該ステータを樹脂封止する際の金型に設けられる樹脂射出口に対向する位置に配設される。

この発明に基づいたステータによれば、ステータの内周側に位置するコイルの表面上に温度検出素子が配設されることから、コイルの温度を正確に測定し、コイルの温度変化の応答性の向上を図ることが可能となる。

実施の形態におけるステータの外観構成を示す平面図である。 実施の形態におけるステータに採用される温度検出素子の固定状態を示す部分拡大斜視図である。 実施の形態におけるステータに採用される温度検出素子ホルダの外観構成を示す斜視図である。 図２中のＩＶ線矢視断面図である。 実施の形態におけるステータコアの内周側の平坦部を示す斜視図である。 実施の形態におけるステータを樹脂封止する際の金型に設けられる樹脂射出口を示す断面図である。

本発明に基づいた実施の形態におけるステータについて、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

（ステータ１の外観構成）
まず、図１および２を参照して、モータやジェネレータに用いられるステータ１の外観構成について説明する。ステータ１は環状の形態を有し、複数のステータコア２が環状に配列されている。ステータコア２は、ステータティース２１と、ステータティース２１の周囲に巻回されるコイル２２とを有している。本実施の形態においては、一例として、断面が矩形のコイル線を用いた場合を図示している。ステータ１の環状形態は通常外周面側にリングが嵌合され、樹脂封止により維持されているが、本実施の形態においては、リングおよび封止樹脂の図示を省略している。

（温度検出素子の取付け状態）
次に、図２から図４を参照して、ステータコア２の内周側のコイルエンド２２Ｅ側の所定位置には、温度検出素子ホルダ３０が取り付けられている。ここで、コイルエンド２２Ｅとは、図２に示すように、モータやジェネレータのロータの回転軸（Ａ：図１参照）方向において、ステータティー２１よりも図示において上側の領域を示すものとする（図示していないが、下側の部分もコイルエンドと呼ばれる）。

図３に示すように、温度検出素子ホルダ３０は、胴体部３３と、この胴体部３３から延びるように設けられる３本の棒状部３４とを有している。棒状部３４は、三角形の頂点となる位置に配置されており、コイル２２のコイルエンド２２Ｅ側において、ステータティース２１とコイル２２との間に生じる隙間Ｓ１および隣接するステータコア２のコイル２２同士の間に生じる隙間Ｓ２にそれぞれ挿通することで、温度検出素子ホルダ３０自身を、コイルエンド２２Ｅの内側に固定可能としている。

温度検出素子ホルダ３０の胴体部３３には、温度検出素子としてサーミスタ３１が埋め込まれている。サーミスタ３１は、胴体部３３の棒状部３４が取り付けられる側に露出するように埋め込まれている。また、サーミスタ３１から延びる信号線３２を保持するガイド３６が、胴体部３３の側面（図示において上側）に設けられている。なお、温度検出素子ホルダ３０は、胴体部３３、棒状部３４、およびガイド３６が樹脂材料により一体成形されている。

図４に示すように、温度検出素子ホルダ３０をコイルエンド２２Ｅの内側に固定した状態においては、サーミスタ３１が直接コイルエンド２２Ｅの内側に接する状態となる。

以上、本実施の形態におけるステータ１によれば、ステータ１の内周側に位置するコイル２２の表面上に温度検出素子ホルダ３０を用いてサーミスタ３１が配設されている。このより、サーミスタ３１が直接コイルエンド２２Ｅの内側に接する状態が得られるため、コイル２２の温度を正確に測定し、コイル２２の温度変化の応答性を向上させることが可能となる。

また、コイル２２の温度分布は、ステータ１の内周側が高く外周に向かうにしたがって温度が低くなることが知られている。したがって、最も温度が熱くなる内周面側の温度を正確に測定することで、コイル２２の温度管理を正確に行なうことが可能となる。

なお、上記実施の形態においては、コイルエンド２２Ｅにサーミスタ３１を配設する場合について説明しているが、図５に示すコイル２２の内側の領域（Ｘで囲む領域）であれば、コイル２２の温度を正確に測定することが可能である。特に、断面が矩形のコイル線を用いた場合には、平坦面が内側に多く表出していることから、サーミスタ３１のコイル２２への接触面積を大きく確保することが可能となる。

また、上記実施の形態では、温度検出素子ホルダ３０を用いてサーミスタ３１を位置決め固定する場合を示しているが、温度検出素子ホルダ３０を用いることなく、サーミスタ３１を、後述の樹脂封止材を用いて、コイル２２の内側の領域に固定することも可能である。

また、図６に示すように、ステータ１を樹脂封止するために金型１００、２００内に設置されることになるが、サーミスタ３１の配置する位置を、樹脂射出口３００に対向する位置にすることで、樹脂の射出圧によりサーミスタ３１がコイル２２に押し付けられ、サーミスタ３１のコイル２２への密着度を高めることが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ ステータ、２ ステータコア、２１ ステータティース、２２ コイル、２２Ｅ コイルエンド、３０ 温度検出素子ホルダ、３１ サーミスタ、３３ 胴体部、３４ 棒状部、１００，２００ 金型、３００ 樹脂射出口。

Claims (4)

1. 複数のステータコアが環状に配置されるステータであって、
   前記ステータコアは、ステータティースと、前記ステータティースの周囲に巻回されるコイルとを有し、
   当該ステータの内周側に位置する前記コイルの表面上に温度検出素子が配設される、ステータ。
2. 前記温度検出素子は、前記ステータティースに巻回される前記コイルのコイルエンドに配設される、請求項１に記載のステータ。
3. 前記温度検出素子は、前記コイルのコイルエンド側において、前記ステータティースと前記コイルとの間に生じる隙間および隣接する前記ステータコアの前記コイル同士の間に生じる隙間に挿通する棒状部を有する胴体部に保持される、請求項２に記載のステータ。
4. 前記温度検出素子は、当該ステータを樹脂封止する際の金型に設けられる樹脂射出口に対向する位置に配設される、請求項１から３のいずれかに記載のステータ。

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