JP2017143684A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコイルの温度を高精度に検出するとともに、サーミスタがカバーから脱落することを抑制する回転電機を提供することである。【解決手段】ステータコイル１２の温度を検出するサーミスタモジュール４０は、ステータコイル１２を覆うカバー３１の内側から貫通孔３２に一端４１ａが挿入されている本体部４１と、本体部４１の他端４１ｂに埋設されたサーミスタ素子４２と、カバー３１の内側において本体部４１に一体的に設けられており、貫通孔３２の径より大きい径を有するフランジ４３とを備え、サーミスタモジュール４０は、本体部４１の他端４１ｂがステータコイル１２に押圧されて、フランジ４３がカバー３１の内面に向かって押圧された状態で、カバー３１の内面とステータコイル１２との間に挟持されている。【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機に関し、特に、ステータコイルの温度を検出するサーミスタモジュールを備えた回転電機に関する。

モータジェネレータ等の回転電機のステータコイルは発熱するのでステータコイルの温度を検出する必要がある。ステータコイルの温度検出には、サーミスタが使用されるが、ステータコイルの温度を検出するためには、サーミスタをステータコイルの近くに配置する必要がある。サーミスタをステータコイルの近くに配置する構成の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載の構成は、ステータコイルを覆うカバーの、ステータコイルのコイルエンドに対向する位置に設けられた貫通孔に、カバーの外側からサーミスタが取り付けられている。

特開２０１４−７５９０９号公報

ステータコイルの温度を高精度で検出するためには、サーミスタをステータコイルに近づける必要がある。特に、サーミスタをステータコイルの近傍に配置することによって、ステータコイルの温度を高精度に検出することが可能になる。

特許文献１に記載の構成では、サーミスタとステータコイルとは離間しているが、ステータコイルの温度を高精度に検出するために、サーミスタの先端部をステータコイルに当接させた場合、ステータコイルの振動がサーミスタに伝達する。この振動によりサーミスタのカバーへの取付が緩むことがある。また、この取付状態が緩んだ状態が長期に亘ると、サーミスタがカバーから脱落する可能性もある。

なお、モールドやワニス等の固定材を用いて、サーミスタをカバーに固定することが考えられるが、固定材が必要であるため固定材のコストや、固定材を用いた取付作業コストが発生してコストが増加してしまう。

そこで、本発明では、ステータコイルの温度を高精度に検出するとともに、サーミスタがカバーから脱落することを抑制する回転電機を提供することを目的とする。

本発明の回転電機は、回転電機のステータコイルと、前記ステータコイルの温度を検出するサーミスタモジュールと、前記ステータコイルを覆い、前記ステータコイルに対向する位置に前記サーミスタモジュールを保持する貫通孔を有するカバーとを備えた回転電機であって、前記サーミスタモジュールは、一端が前記カバーの内側から前記貫通孔に挿入されている本体部と、前記本体部の他端に埋設されたサーミスタ素子と、前記カバーの内側において前記本体部に一体的に設けられており、前記貫通孔の径より大きい径を有するフランジとを備え、前記本体部の他端が前記ステータコイルに押圧されて、前記フランジが前記カバーの内面に向かって押圧された状態で、前記カバーの内面と前記ステータコイルとの間に挟持されていることを特徴とする。

本発明によれば、ステータコイルの温度を高精度に検出できるとともに、サーミスタがカバーから脱落することを抑制できる。

回転電機の概略構成図である。 サーミスタモジュールの取付部の拡大断面図であり、（Ａ）はサーミスタモジュールを取り付けたカバーをケースに取り付けた状態を示し、（Ｂ）はサーミスタモジュールをカバーに取り付けた状態を示す。 サーミスタモジュールの取付部の変形例を示す拡大断面図である。 サーミスタモジュールの取付部の他の変形例を示す拡大断面図である。

本発明の実施形態における回転電機は、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等に搭載されるモータジェネレータ１である。図１に示すように、モータジェネレータ１は、円環状のステータ１０と、その内部に配置されるロータ２０とを備えている。ステータ１０の内周面とロータ２０の外周面との間には、所定量のギャップが形成されている。

ステータ１０は、筒状の磁性体からなるステータコア１１と、このステータコア１１の内周部に突設されて周方向に等間隔で配置された複数のティースの周囲に巻装されたステータコイル１２とを備えている。ステータコア１１は、それぞれ略円環状に打ち抜き加工された多数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して一体に連結して構成されている。ステータコイル１２は、ステータコア１１の軸方向端面から外側へ突出するコイルエンド１２ａ，１２ｂを備えている。

ロータ２０は、回転軸２１と、この回転軸２１の外周に固定される筒状のロータコア２２と、ロータコア２２に埋め込まれた図示しない永久磁石とを備えている。ロータコア２２は、ステータコア１１と同様に、それぞれ略円環状に打ち抜き加工された多数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して一体に連結して構成されている。

ステータ１０及びロータ２０は、円筒状のケース３０の内部に収容されている。ケース３０には、ロータ２０の回転軸２１の一端を回転可能に支持する軸受部材３０ａが設けられている。ケース３０には、ケース３０の開口部を閉塞するカバー３１が取り付けられている。

カバー３１は、ステータコイル１２の軸方向の一端側のコイルエンド１２ａを覆っている。カバー３１には、ロータ２０の回転軸２１の他端を回転可能に支持する軸受部材３１ａが設けられている。カバー３１のコイルエンド１２ａに対向する部分には、ステータコイル１２の温度を検出するサーミスタモジュール４０が取り付けられている。

また、ケース３０及びカバー３１の縁部には、フランジ３０ｂ、３１ｂがそれぞれ形成されており、フランジ３０ｂ、３１ｂが図示しないボルトによって締結固定されている。

図２（Ａ）にサーミスタモジュール４０の取付部（図１におけるＣ部）の拡大断面図を示す。図２（Ａ）に示すように、カバー３１のコイルエンド１２ａに対向する部分には、サーミスタモジュール４０を取り付けるための貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２は、カバー３１の内側に形成された大径部３２ａと、カバー３１の外側に形成された小径部３２ｂとを有する段付き加工されたざぐり形状である。大径部３２ａには、カバー３１の内側と外側との間をシールするＯリング３３が配置されている。

小径部３２ｂには、サーミスタモジュール４０の一部が挿通されている。図２（Ａ）に示すように、サーミスタモジュール４０は、一端４１ａが貫通孔３２の小径部３２ｂに挿通し、他端４１ｂがステータコイル１２のコイルエンド１２ａに当接する円柱形状の本体部４１と、本体部４１の他端４１ｂに埋設されたサーミスタ素子４２と、本体部４１に一体的に設けられたフランジ４３と、本体部４１に挿入された円環状の弾性部材４４とを備えている。

サーミスタ素子４２には、検出結果を出力する図示しないリード線が接続されており、このリード線は、本体部４１の内部を通って本体部４１の一端４１ａからカバー３１の外部に延出している。

フランジ４３は、大径部３２ａの径より大きい径を有しており、本体部４１において、カバー３１の内面とステータコイル１２との間に位置している。すなわち、フランジ４３はカバー３１の内側に配置されている。本体部４１及びフランジ４３は耐熱性の樹脂から形成されている。弾性部材４４は、フランジ４３とカバー３１の内面との間に配置されており、カバー３１の内面に当接している。

次に、サーミスタモジュール４０の取付について説明する。図２（Ｂ）に示すように、カバー３１をケース３０に取り付ける前に、カバー３１の内側からサーミスタモジュール４０の本体部４１の一端４１ａを貫通孔３２の小径部３２ｂに挿通する。この際、サーミスタモジュール４０がカバー３１から外れないように、接着材や小径部３２ｂへの軽圧入等によりサーミスタモジュール４０を仮止めすることが好ましい。

図１において、サーミスタモジュール４０の他端４１ｂがステータコイル１２のコイルエンド１２ａに当接するように、カバー３１をケース３０に取り付ける。そして、ケース３０のフランジ３０ｂ及びカバー３１のフランジ３１ｂをボルトによって締結固定する。

ここで、カバー３１のケース３０への固定前後における、カバー３１の内面からサーミスタモジュール４０の本体部４１の他端４１ｂまでの距離の変化について説明する。サーミスタモジュール４０をカバー３１に取り付けた状態（図２（Ｂ）参照）における、カバー３１の内面から本体部４１の他端４１ｂまでの長さＬ１は、カバー３１をケース３０に固定した状態（図２（Ａ）参照）のカバー３１の内面とコイルエンド１２ａの先端との間隔Ｌ２よりも長くなるように設定されている。

このため、フランジ３０ｂ及びフランジ３１ｂの締結固定によって、本体部４１の他端４１ｂがコイルエンド１２ａに当接して、サーミスタモジュール４０は、コイルエンド１２ａによって図中矢印Ｆ方向に押圧される。長さＬ１は間隔Ｌ２より長いので、この押圧力によって弾性部材４４が圧縮変形されて、サーミスタモジュール４０は、カバー３１の内面とコイルエンド１２ａとの間に挟持される。その結果、サーミスタモジュール４０は、カバー３１の内面とコイルエンド１２ａとの間においてガタつきなく保持される。

このように、サーミスタ素子４２がコイルエンド１２ａの近傍に配置されるので、ステータコイル１２の温度を高精度に検出することができる。また、フランジ４３の径が大径部３２ａの径よりも大きいので、ステータコイル１２の振動がサーミスタモジュール４０に伝達して、サーミスタモジュール４０の保持状態が緩んだとしても、サーミスタモジュール４０が貫通孔３２を通過してカバー３１から脱落することを防止できる。さらに、サーミスタモジュール４０の固定にモールドやワニス等の固定材を用いていないので、固定材のコストや固定材を用いた取付作業コストが発生せず、コストの増加を抑制することもできる。

次に、サーミスタモジュール４０の変形例について説明する。図３に示すサーミスタモジュール５０は、上述した実施形態の構成からＯリング３３を省略した構成である。図３に示すように、大径部３２ａにＯリング３３の代わりに弾性部材５１を挿入する構成としている。弾性部材５１の径を大径部３２ａよりも僅かに大きく設定し、また、その厚さを大径部３２ａの深さよりも僅かに大きく設定する。

このように設定することによって、サーミスタモジュール５０を、カバー３１の内面とコイルエンド１２ａとの間に挟持したときに、弾性部材５１が大径部３２ａに圧入されて、カバー３１の内側と外側との間をシールすることができる。この構成によって、Ｏリング３３を省略することができコストダウンを図ることができる。

図４に示す変形例は、上述した実施形態の構成から弾性部材４４を省略した構成である。図４に示すサーミスタモジュール６０は、上述の実施形態で用いたＯリング３３の径よりも大きい径を有するＯリング６１を大径部３２ａに配置している。

このような、Ｏリング６１を用いることによって、サーミスタモジュール６０を、カバー３１の内面とコイルエンド１２ａとの間に挟持したときに、Ｏリング６１が圧縮されて、カバー３１の内部と外部との間をシールするとともに、サーミスタモジュール６０が、カバー３１の内面とコイルエンド１２ａとの間に挟持される。この構成によって、弾性部材４４を省略することができコストダウンを図ることができる。

以上説明した実施形態及び変形例では、サーミスタモジュール４０，５０，６０をコイルエンド１２ａの上面（モータジェネレータ１の端面）に配置していたが、サーミスタモジュール４０，５０，６０をコイルエンド１２ａの側面（モータジェネレータ１の端面に直交する方向）に配置してもよい。

１ モータジェネレータ、１０ ステータ、１１ ステータコア、１２ ステータコイル、１２ａ，１２ｂ コイルエンド、２０ ロータ、２１ 回転軸、２２ ロータコア、３０ ケース、３０ａ，３１ａ 軸受部材、３０ｂ，３１ｂ，４３ フランジ、３１ カバー、３２ 貫通孔、３２ａ 大径部、３２ｂ 小径部、３３，６１ Ｏリング、４０，５０，６０ サーミスタモジュール、４１ 本体部、４１ａ 一端、４１ｂ 他端、４２ サーミスタ素子、４４，５１ 弾性部材。

Claims (1)

1. 回転電機のステータコイルと、前記ステータコイルの温度を検出するサーミスタモジュールと、前記ステータコイルを覆い、前記ステータコイルに対向する位置に前記サーミスタモジュールを保持する貫通孔を有するカバーとを備えた回転電機であって、
   前記サーミスタモジュールは、
   一端が前記カバーの内側から前記貫通孔に挿入されている本体部と、
   前記本体部の他端に埋設されたサーミスタ素子と、
   前記カバーの内側において前記本体部に一体的に設けられており、前記貫通孔の径より大きい径を有するフランジと、
   を備え、
   前記本体部の他端が前記ステータコイルに押圧されて、前記フランジが前記カバーの内面に向かって押圧された状態で、前記カバーの内面と前記ステータコイルとの間に挟持されていることを特徴とする回転電機。
   
   

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