JP2019012083A - 温度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を促進しつつ、コイルの温度をより正確で応答性良く検出することが可能な温度検出装置を提供すること。【解決手段】回転電機のコイル９に組み付けられて用いられ、コイル９の温度を検出するための温度検出装置１は、コイル９の熱を感知する感熱体１１および感熱体１１に電気的に接続される電線１２を有する温度センサ素子１０と、温度センサ素子１０をコイル９に保持するホルダ２０とを備える。感熱体１１から引き出されている電線１２とコイル９の表面９Ａとの間には、電流のリークを防止するための絶縁部（２３２または空隙）が形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機の固定子に備えられたコイルの温度を検出するために好適な温度検出装置に関する。

電動機等の回転電機では、固定子に備えられたコイル（ステータコイル）に電流が流れることにより、ステータコイルの温度が上昇する。ステータコイルの過大な温度上昇を避けて回転電機を安定して動作させるため、温度センサを用いてステータコイルの温度を検出している。
特許文献１では、ステータコイルの一部である中性線に折り曲げ部分を設け、その折り曲げ部分の間に、感熱体（サーミスタ）を内蔵するケースを配置するとともに、折り曲げ部分を厚み方向両側から治具で押さえながら、折り曲げ部分およびケースの全体を包み込むように樹脂を射出成形している。成形された樹脂モールドにより、温度センサがコイルの折り曲げ部分に固定される。

特開２０１３−２２５９５９号公報

ステータコイルの温度検出に関して、構造の小型化と、正確で応答性の良い温度検出とが常に求められている。
特許文献１の構成によると、温度センサを取り付けるコイルを折り曲げているため、厚みが増して構造が大型化する。また、感熱体がケースに内蔵されているため、感熱体がケースを介してコイルに接触することとなるので、感度や応答性に改善の余地がある。
以上より、本発明は、小型化を促進しつつ、コイルの温度をより正確で応答性良く検出することが可能な温度検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、回転電機のコイルに組み付けられて用いられ、コイルの温度を検出するための温度検出装置であって、コイルの熱を感知する感熱体および感熱体に電気的に接続される電線を有する温度センサ素子と、温度センサ素子をコイルに保持するホルダと、を備え、感熱体から引き出されている電線とコイルの表面との間には、電流のリークを防止するための絶縁部が形成されていることを特徴とする。

本発明の温度検出装置において、絶縁部は、ホルダの一部であるか、あるいは、電線とコイルの表面との間の空隙であることが好ましい。
後者の場合は、電線の少なくとも一部が、コイルの表面から離れる方向へ延びており、電線とコイルの表面との間に空隙を生じている。さらに、ホルダの一部が、電線とコイルの表面との間の空隙に位置していることが好ましい。

本発明の温度検出装置において、温度センサ素子は、電線の感熱体から引き出される方向がコイルの延出方向に沿うようにコイルに保持されていることが好ましい。

また、本発明の温度検出装置において、ホルダは、感熱体を保持する感熱体ホルダと、電線を保持し、感熱体ホルダと共に温度センサ素子をコイルに組み付ける電線ホルダと、を含み、感熱体ホルダと電線ホルダとは、コイルの延出方向に離れて取り付けられており、絶縁部は、感熱体ホルダと電線ホルダとの間に形成されていることが好ましい。

本発明の温度検出装置において、ホルダは、コイルの表面に感熱体の一部が接触した状態で温度センサ素子を取り付ける位置を位置決めすることが好ましい。

本発明の温度検出装置において、絶縁部は、感熱体から電線が引き出されている第１位置と、第１位置からコイルの延出方向に離れた第２位置とを結ぶ電線の第１位置から第２位置までの区間と、コイルの表面との間に形成されていることが好ましい。

さらに、本発明は、回転電機のコイルに組み付けられて用いられ、コイルの温度を検出するための温度検出装置であって、コイルの熱を感知する感熱体および感熱体に電気的に接続される電線を有する温度センサ素子と、感熱体をコイルに保持する感熱体ホルダと、電線を保持し、感熱体ホルダと共に温度センサ素子をコイルに組み付ける電線ホルダと、を備え、電線とコイルとの間には、電線ホルダの一部が介在していることを特徴とする。

本発明の温度検出装置によれば、電線とコイルの表面との間に絶縁性を有する絶縁体や空隙等の絶縁部が形成されていることにより、コイルから電線への電流のリークを防ぐことができる。

（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る温度検出装置の外観を示す斜視図である。（ａ）は、上方から見た図であり、（ｂ）は、下方から見た図である。 図１に示す温度検出装置を、樹脂モールドを透視して示す斜視図である。 図２のIII-III線断面図である。 （ａ）は、樹脂モールドが設けられていない状態の温度検出装置を示す平面図である。（ｂ）は、図１（ａ）のIVｂ−IVｂ線断面図である（樹脂モールドは省略）。 （ａ）は、サーミスタ素子を示す斜視図である。（ｂ）は、サーミスタ素子および電線ホルダを示す斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、温度検出装置を製造する手順を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、温度検出装置を製造する手順を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、温度検出装置を製造する手順を示す図である。 本発明の変形例に係る温度検出装置を示す平面図である（樹脂モールドは省略）。 補強部を備えていないサーミスタ素子への適用例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１（ａ）および（ｂ）に示す温度検出装置１は、回転電機を構成するコイルの一部として用いられるコイル要素９と、コイル要素９に取り付けられるセンサ組立体２と、射出成形された樹脂の塊である樹脂モールド３とを備えている。
コイル要素９を含むコイルは、回転電機に備えられた図示しないステータ（固定子）を構成する。
センサ組立体２に備えられた感熱体１１（図２、図３）が感知したコイル要素９の熱に基づいて、コイル要素９を含むコイル（ステータコイル）の温度が検出される。

温度検出装置１の構成を説明する。
（１）コイル要素
コイル要素９は、ステータコイルを構成する他のコイル要素（図示しない）に電気的に接続されることで、ステータコイルの一部として用いられる。
コイル要素９は、図１（ａ）に示すように、回転電機の運転時に電流が流れる導体９１と、導体９１の表面を被覆する絶縁性の被膜９２とを備えている。導体９１は、横断面が矩形状の平角線である。
コイル要素９の平坦な表面９Ａに、センサ組立体２の感熱体１１（図２、図３）が接触している。
本実施形態のコイル要素９は一方向に延びており、全体として直線状に形成されているが、コイル要素９が湾曲していたり、屈曲した部分を含んで構成されていてもよい。湾曲していたり屈曲した部分を含む領域にセンサ組立体２を取り付ける場合は、コイル要素９の形状に倣った形状にセンサ組立体２のホルダ２０を構成するとよい。

（２）センサ組立体
センサ組立体２は、図２、図３、および図１（ａ）に示すように、温度センサ素子であるサーミスタ素子１０と、サーミスタ素子１０をコイル要素９に組み付けるホルダ２０とを備えている。

以下、センサ組立体２の構成を順に説明する。
（ｉ）サーミスタ素子
サーミスタ素子１０は、図５（ａ）に示すように、熱を感知する感熱体１１と、感熱体１１の前端１１Ａから後端１１Ｂに向けて引き出された一対の電線１２とを含んで構成されている。

（感熱体）
感熱体１１は、図５（ａ）に示すように、感熱体本体１１０と、感熱体本体１１０を覆う被覆ガラス１１Ｇ（被覆材）と、被覆ガラス１１Ｇから電線１２が引き出されている箇所を補強する補強部１３とを有している。
感熱体本体１１０は、温度変化に対して電気抵抗が大きく変化する半導体である。感熱体本体１１０に備えられている図示しない電極に、電線１２が電気的に接続されている。
感熱体本体１１０は、例えば、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏを主体とする遷移金属酸化物の数種を原料とし、焼結されたセラミックから構成することができる。

被覆ガラス１１Ｇは、感熱体本体１１０の全体と、感熱体本体１１０に接続された電線１２の一部とを隙間なく包み込んでいる。この被覆ガラス１１Ｇがコイル要素９（図１（ａ））の表面９Ａに配置される。被覆ガラス１１Ｇは、非晶質ガラスや結晶質ガラスを用いて構成されている。
被覆ガラス１１Ｇは、全体として略円柱状に形成されているが、適宜な形状に構成することができる。

（電線）
一対の電線１２は、図５（ａ）に示すように、それぞれ、感熱体本体１１０に接続されて被覆ガラス１１Ｇおよび補強部１３の外側へと引き出される引出線１２１（第１電線）と、引出線１２１の端部に接続されるリード線１２２（第２電線）とを有している。リード線１２２は、図示しない回路基板に接続されている。

コイル要素９（図１（ａ））に電流が流れることでコイル要素９の温度が上昇すると、コイル要素９に接触する被覆ガラス１１Ｇに覆われている感熱体本体１１０の抵抗値が変化する。一対の電線１２を通じて得られる感熱体本体１１０の抵抗値の変化に基づいて、温度が計測される。

一対の引出線１２１は、所定の間隔をおいて配置されている。
各引出線１２１の一部は、被覆ガラス１１Ｇの中に包み込まれている。引出線１２１は、被覆ガラス１１Ｇの線膨張係数と同等あるいはそれに近い線膨張係数を有することが好ましい。線膨張係数の観点より、引出線１２１として、白金や白金合金から形成された導線や、ジュメット線を用いることができる。ジュメット線は、鉄およびニッケルを含有する合金から形成された芯線と、芯線を覆う銅合金の被膜とを有している。

リード線１２２は、図５（ａ）に示すように、ステンレス鋼やニッケル合金、銅合金等から形成された芯線１２２Ａと、その芯線１２２Ａを覆う絶縁被覆１２２Ｂとを有している。
絶縁被覆１２２Ｂから露出した芯線１２２Ａの端部と、引出線１２１の端部とが、レーザーによる溶接や電気抵抗加熱による溶接等の方法により接続されており、その接続部分１２４を圧着具１２３が圧着している。圧着具１２３は、接続部分１２４を覆い、外側からかしめられている。圧着具１２３は、適宜な金属材料から形成されている。
引出線１２１と芯線１２２Ａとを接続する方法は、上記のように引出線１２１と芯線１２２Ａとを溶接し、圧着具１２３を用いて圧着する方法には限定されない。圧着具１２３は必ずしも必要ではなく、溶接、圧着、はんだ付け等の適宜な方法で引出線１２１と芯線１２２Ａとを接続することができる。

コイル要素９から電線１２への電流のリークを防ぐため、コイル要素９の表面９Ａから電線１２を離しておく必要がある。そのため、図３に示すように、引出線１２１が、コイル要素９の表面９Ａに対して次第に立ち上がるように成形されていることが好ましい。一対の引出線１２１は、図５（ａ）に示すように、次第に立ち上がり、各々の端部がリード線１２２の芯線１２２Ａに接続される。

（補強部）
図５（ａ）に示す補強部１３は、被覆ガラス１１Ｇの後端部から引き出されている引出線１２１の一部を補強しており、円柱状に形成されている。補強部１３は、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＺｒＳｉＯ_４、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、およびＡｌＮのうち１つ以上を主成分とするセラミック材料から成形された部材である。補強部１３には、一対の引出線１２１がそれぞれ通される２つの孔が形成されている。補強部１３は、適宜な方法により感熱体１１に一体化されている。補強部１３から後方へと引出線１２１が引き出されている。

補強部１３により感熱体１１および引出線１２１が補強されていることで、サーミスタ素子１０が振動等の外力に対して堅牢に構成されている。
補強部１３は、十分な剛性を備えているため、感熱体ホルダ２１により感熱体１１をコイル要素９に保持するにあたり、感熱体ホルダ２１により補強部１３をコイル要素９に押し付けることが好ましい。

（ii）ホルダ
次に、ホルダ２０は、図２および図３に示すように、サーミスタ素子１０の感熱体１１の一部を保持する感熱体ホルダ２１と、サーミスタ素子１０の電線１２を保持する電線ホルダ２２とを備えている。感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２は、いずれも、絶縁性の樹脂から成形されている。
感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２は、サーミスタ素子１０の長さ方向（前後方向）Ｄ１に並んでいる。

感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２によりサーミスタ素子１０をコイル要素９に組み付けると、感熱体１１がコイル要素９の表面９Ａに沿って横向きに配置され、サーミスタ素子１０全体としても、コイル要素９の延出方向に沿った姿勢に配置される（図３）。
「コイル要素の表面に沿って横向きに配置されている」は、感熱体１１の前端１１Ａ（図５）と、引出線１２１が引き出される感熱体１１の後端１１Ｂ（図５）とを結ぶ長さ方向Ｄ１が、コイル要素９の表面９Ａと平行またはほぼ平行である状態をいうものとする。

（感熱体ホルダ）
感熱体ホルダ２１は、図２に示すように、感熱体１１の全体を取り囲む形態に形成されている。感熱体ホルダ２１は、略直方体状の外観に形成されている。
感熱体ホルダ２１は、感熱体１１の一部である補強部１３（図５（ａ））を収容する収容溝２１Ａと、収容溝２１Ａに隣接し、被覆ガラス１１Ｇを収容する収容孔２１Ｂと、コイル要素９を幅方向Ｄ２の両側から把持する把持部２１Ｃ（図１（ａ））と、図２に二点鎖線で示す樹脂モールド３の樹脂を保持する土手２１Ｄとを有している。
土手２１Ｄは、感熱体ホルダ２１の上面部の周縁から立ち上がるように、平面視コ字状（Ｃ字状）に形成されている。

収容溝２１Ａ（図２、図４（ｂ））は、コイル要素９の表面９Ａに対向する感熱体ホルダ２１の底面（図示しない）から上向きに窪んでおり、サーミスタ素子１０の長さ方向Ｄ１に沿って、収容孔２１Ｂから感熱体ホルダ２１の後側の端面２１Ｓまで貫通している。

収容孔２１Ｂ（図３、図４（ｂ））は、収容溝２１Ａよりも前方の位置で感熱体ホルダ２１を上端から底部２１Ｆまで貫通している。収容孔２１Ｂは、図３、図４（ｂ）に示すように、コイル要素９上に配置される感熱体１１に向けて、コイル要素９の表面９Ａと直交する方向または略直交する方向に沿って延びている。
収容孔２１Ｂの内側には、図３、図４（ｂ）に示すように、被覆ガラス１１Ｇが感熱体接触部１１Ｓとして配置される。補強部１３の一部が収容孔２１Ｂの内側に配置されていてもよい（図３）。

図３および図４（ｂ）に示すように、収容孔２１Ｂ内には、被覆ガラス１１Ｇが配置されている状態において残余のスペースが存在する。感熱体ホルダ２１の外部に通じている収容孔２１Ｂの開口２１Ｇから収容孔２１Ｂ内の残余のスペースに樹脂が充填され、硬化することで、感熱体ホルダ２１に第１樹脂溜まり４１（図３、図４（ａ））が設けられている。
感熱体接触部１１Ｓは、図３に示すように、第１樹脂溜まり４１に包み込まれた状態でコイル要素９の表面９Ａに接触している。

本明細書において、「第１樹脂溜まりに感熱体接触部が包み込まれている」は、図３に示すように、感熱体接触部１１Ｓの全体が第１樹脂溜まり４１に包み込まれている構成は勿論のこと、感熱体接触部１１Ｓの一部（例えば上部）が第１樹脂溜まり４１から露出している構成も包含するものとする。

収容孔２１Ｂは、感熱体接触部１１Ｓを包み込むための樹脂の流動を確保し、かつ、ホルダ２１，２２やサーミスタ素子１０（特に被覆ガラス１１Ｇ）の寸法の公差に対応できるように、余裕を持った大きさ（径および高さ）に設定されている。

本明細書において、感熱体接触部がコイル要素に「接触している」は、感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９の表面９Ａとの間に一切の物が介在することなく感熱体接触部１１Ｓがコイル要素９に直接接触していることの他に、若干量の樹脂Ｒ（図３）を介して感熱体接触部１１Ｓがコイル要素９の表面９Ａに間接的に接触していることも含むものとする。
樹脂Ｒは、流動性を有する樹脂材料が感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９との間に介在し、硬化したものである。樹脂Ｒは、第１樹脂溜まり４１の一部を構成しているか、あるいは、第１樹脂溜まり４１に先立ち感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９との間に設けられ、第１樹脂溜まり４１と密着している。
感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９とが接触している箇所では、感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９との間に空隙が存在しない。
感熱体接触部１１Ｓは、全長に亘りコイル要素９に接触している必要はなく、感熱体接触部１１Ｓの少なくとも一部がコイル要素９に接触していれば足りる。

上記の如く感熱体接触部１１Ｓがコイル要素９に接触していれば、コイル要素９の熱が空気等の周囲の気体を介することなく、感熱体１１に直接的に伝導するので、サーミスタ素子１０による温度検出を感度・応答性よく行える。

感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９との間に樹脂Ｒ（図３）が存在する場合、その樹脂Ｒの厚みは、射出成形による樹脂部材の肉厚の下限よりも十分に薄い。

コイル要素９から感熱体１１への熱伝導をさらに良好とし、温度計測の精度を高めるためには、樹脂Ｒの熱伝導率が高いことが好ましい。その観点からは、樹脂Ｒとして、例えば、エポキシ系樹脂やシリコーンゴム、あるいは熱伝導性グリースを用いることができる。これらの樹脂は、樹脂モールド３に用いられる樹脂よりも熱伝導率が高い。エポキシ系樹脂やシリコーンゴムを用いる場合は、樹脂Ｒの接着力により、感熱体１１がコイル要素９に固定される。樹脂Ｒに接着力がない場合でも、コイル要素９と感熱体１１との間の隙間を樹脂Ｒが埋めた状態で樹脂モールド３の射出成形を行うことで、感熱体１１はコイル要素９に固定される。
後述するように、収容孔２１Ｂを通じて、未硬化の樹脂を感熱体１１およびコイル要素９に向けて供給し、硬化させることにより、第１樹脂溜まり４１および樹脂Ｒを形成することができる。

把持部２１Ｃは、図１（ｂ）および図３に示すように、感熱体ホルダ２１の下側に位置する一対の把持爪２１Ｅを含んで構成されている。
把持爪２１Ｅは、図３および図１（ｂ）に示すように、感熱体ホルダ２１の底部２１Ｆの幅方向Ｄ２の両側に位置しており、感熱体ホルダ２１の幅方向Ｄ２の中心に対して対称に形成されている。

収容溝２１Ａおよび収容孔２１Ｂに感熱体１１を収容した感熱体ホルダ２１を上方から押さえながら、一対の把持爪２１Ｅと底部２１Ｆとの間の収容空間にコイル要素９を受け入れると、各把持爪２１Ｅの先端がコイル要素９の裏面９Ｂに係止される。このとき、収容溝２１Ａの内壁（保持部）によって補強部１３がコイル要素９に向けて押し付けられた状態に保持される。

（電線ホルダ）
電線ホルダ２２は、図５（ｂ）に示すように、感熱体１１から延びている一対の電線１２が個別に通される挿通孔２２Ａと、コイル要素９を幅方向Ｄ２両側から把持する把持部２２Ｂと、感熱体ホルダ２１に向けて突出する突起２３と、樹脂モールド３（図１（ａ））の樹脂を保持する土手２２Ｄとを有している。
土手２２Ｄは、感熱体ホルダ２１の土手２１Ｄと対称にコ字状（Ｃ字状）に形成されており、土手２２Ｄおよび土手２１Ｄの内側に、樹脂モールド３の樹脂が留められる。

電線ホルダ２２は、図２に示すように、感熱体ホルダ２１と同等の幅（Ｄ２方向の寸法）および同等の高さ（Ｄ３方向の寸法）で形成されている。
電線ホルダ２２は、サーミスタ素子１０の長さ方向Ｄ１に沿って、感熱体ホルダ２１と直列に配置されている。

図４（ｂ）に示すように、挿通孔２２Ａは、電線ホルダ２２の前側の端面２２Ｓから後端２２Ｘまで電線ホルダ２２を貫通している。
挿通孔２２Ａの前側の開口から、リード線１２２および圧着具１２３が通される。リード線１２２は、電線ホルダ２２の後端２２Ｘからコイル要素９に沿って引き出され（図１（ａ））、図示しない回路基板に接続されている。

挿通孔２２Ａの前端側は、図４（ｂ）に示すように、圧着具１２３を収める収容空間２２Ｃとなっている。挿通孔２２Ａは、収容空間２２Ｃよりも後方で、開口面積が高さ方向Ｄ３に縮小しているため、収容空間２２Ｃに配置された圧着具１２３が、挿通孔２２Ａの内壁に係止されている（図３）。

図４（ａ）に示すように、電線ホルダ２２の前側の端面２２Ｓと、感熱体ホルダ２１の後側の端面２１Ｓとは、所定の寸法をおいて離れている。これらの端面２１Ｓと端面２２Ｓとの間には、感熱体１１から延びた引出線１２１の一部である電線露出部１２１Ａが配置されている。
図２に示すように、感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２には、電線露出部１２１Ａを包み込む第２樹脂溜まり３２が設けられている。第２樹脂溜まり３２は、感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２との間に充填された樹脂が硬化したものである。
第２樹脂溜まり３２は、樹脂モールド３の一部を構成している。

もし、感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２とを長さ方向Ｄ１に隙間を詰めて配置し、これらのホルダ２１，２２に形成された溝等に引出線１２１を収める構成であるならば、引出線１２１は露出しない。そういった構成と比べて引出線１２１の絶縁および機械的保持をより十分に図るため、本実施形態では、感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２とを長さ方向Ｄ１に離して引出線１２１の一部を露出させ、引出線１２１の露出した部分（電線露出部１２１Ａ）を第２樹脂溜まり３２で包み込む。

把持部２２Ｂは、電線ホルダ２２の下側に位置する一対の把持爪２２Ｅ（図５（ｂ））と、電線ホルダ２２の底部２２Ｆ（図３）とを含んで構成されている。
一方の把持爪２２Ｅは、図５（ｂ）の手前側に示す他方の把持爪２２Ｅよりも前方にまで延びている。
これらの把持爪２２Ｅよりも後方には、図１（ｂ）に示すように、樹脂モールド３の一部であるアンカー部３４が設けられている。

突起２３は、図２に示すように、感熱体ホルダ２１の端面２１Ｓに突き当てられる位置決め部２３１と、引出線１２１とコイル要素９とを隔てる隔壁２３２（絶縁部）とを有している。
位置決め部２３１および隔壁２３２は、一体に、平面視Ｌ字状に形成されている。これらの位置決め部２３１および隔壁２３２は、図４（ｂ）に示すように、電線ホルダ２２の底部２２Ｆに連続している。
なお、位置決め部２３１が、感熱体ホルダ２１から電線ホルダ２２に向けて突出するように感熱体ホルダ２１に設けられていてもよい。

位置決め部２３１は、図４（ａ）に示すように、感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２との間を延びている一対の引出線１２１の横で、前方に向けて、所定の寸法で延びている。
感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２との間に第２樹脂溜まり３２（図２）を設ける前に、位置決め部２３１の前端を感熱体ホルダ２１の端面２１Ｓに突き当てる。そうすると、電線ホルダ２２と感熱体ホルダ２１とがサーミスタ素子１０の長さ方向Ｄ１において相対的に位置決めされる。

位置決め部２３１は、電線ホルダ２２の幅方向Ｄ２の両側に形成されていてもよいが、第２樹脂溜まり３２を設ける際に樹脂の流動を十分に確保するため、電線ホルダ２２の幅方向Ｄ２の一方側は、位置決め部２３１を形成せずに開放することが好ましい。

位置決め部２３１は、電線ホルダ２２の幅方向Ｄ２両側に位置している把持爪２２Ｅ（図５（ｂ））のうち、より前方にまで延びている一方の把持爪２２Ｅと連続しており、位置決め部２３１および把持爪２２Ｅの前端が感熱体ホルダ２１の端面２１Ｓに突き当てられる。つまり、把持爪２２Ｅも位置決め部として機能する。

隔壁２３２は、図３に示すように、感熱体１１の補強部１３から引き出されて次第に立ち上がる引出線１２１と、コイル要素９の表面９Ａとの間に介在しており、電線露出部１２１Ａとコイル要素９の表面９Ａとを隔てている。この隔壁２３２（絶縁部）の存在により、電線露出部１２１Ａがコイル要素９から離れた状態に維持され、かつ、コイル要素９の表面９Ａと電線露出部１２１Ａとの間（絶縁部）の距離が十分に確保されるので、コイル要素９から電線露出部１２１Ａへの電流のリークを防ぐことができる。
補強部１３から引き出された引出線１２１の根元１２１Ｂと隔壁２３２との干渉を避けるため、隔壁２３２の先端は、感熱体ホルダ２１の端面２１Ｓに対して後方に退避している。

（３）樹脂モールド
樹脂モールド３は、図１（ａ）および（ｂ）、図２に示すように、コイル要素９およびセンサ組立体２のそれぞれの所定領域を覆い隠すように射出成形により形成されている。
本実施形態の樹脂モールド３は、図１（ａ）に示すように、上方充填部３１と、第２樹脂溜まり３２と、把持爪充填部３３（図１（ｂ））と、アンカー部３４とを含んで構成されている。樹脂モールド３の全体により、コイル要素９、ホルダ２０、およびサーミスタ素子１０が相互に固定される。また、樹脂モールド３が設けられていることで、コイル要素９を除く外部からの熱的な影響が感熱体１１へと及ぶのを避けることができる。
樹脂モールド３は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、ナイロン等の適宜な樹脂材料から成形されている。

上方充填部３１（図１（ａ））は、第１樹脂溜まり４１（図２，図３）を上方から覆うように土手２１Ｄおよび土手２２Ｄの内側に充填された樹脂からなり、第１樹脂溜まり４１を射出成形時の樹脂の圧力により上方から押さえる。それによって感熱体接触部１１Ｓ（図３）がコイル要素９の表面９Ａへと押さえられるので、コイル要素９から感熱体１１への熱伝導の向上に寄与する。上方充填部３１は、第１樹脂溜まり４１に密着した状態に硬化することで、第１樹脂溜まり４１と一体化される。

第２樹脂溜まり３２（図１（ａ）、図２）は、上述したように、感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２の間のスペースに充填された樹脂からなり、そのスペースに露出した電線露出部１２１Ａを包み込む。第２樹脂溜まり３２により、一対の引出線１２１の電線露出部１２１Ａ同士の間、および電線露出部１２１Ａとコイル要素９との間が絶縁される。

把持爪充填部３３（図１（ｂ））は、感熱体ホルダ２１の把持爪２１Ｅ，２１Ｅの間に充填された樹脂と、電線ホルダ２２の把持爪２２Ｅ，２２Ｅの間に充填された樹脂とを含んで構成されている。

アンカー部３４（図１（ａ）および（ｂ））は、把持爪充填部３３の後側に連続しており、把持爪２２Ｅの隣の切欠状の空間２２Ｇに入り込んでいる。アンカー部３４は、把持爪２２Ｅ，２２Ｅの間から把持爪充填部３３が長さ方向Ｄ１に引き抜かれることを規制する。
アンカー部３４は、電線ホルダ２２の後端部に限らず、電線ホルダ２２の適宜な箇所（単数あるいは複数の箇所）に設けることができる。あるいは、感熱体ホルダ２１の把持爪２１Ｅの一部を欠損させ、その欠損箇所に、アンカー部３４と同様のアンカー部を設けることもできる。

〔温度検出装置の製造方法〕
以下、温度検出装置１を製造する手順の一例を説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、サーミスタ素子１０の一対のリード線１２２をそれぞれ電線ホルダ２２の挿通孔２２Ａに通すことで、サーミスタ素子１０を電線ホルダ２２に組み付ける（ステップＳ１）。このとき、圧着具１２３が電線ホルダ２２の内部に係止されるので、サーミスタ素子１０が電線ホルダ２２に対して位置決めされる。
図６（ｂ）に示すように、電線ホルダ２２の把持部２２Ｂの内側にコイル要素９を嵌めると、サーミスタ素子１０および電線ホルダ２２がコイル要素９に組み付けられる（ステップＳ２）。

次に、図７（ａ）に示すように、位置決め部２３１により感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２とを位置決めしつつ、感熱体ホルダ２１の把持部２１Ｃの内側にコイル要素９を嵌める（ステップＳ３）。すると、感熱体ホルダ２１の収容溝２１Ａに補強部１３が収容されるとともに、収容孔２１Ｂに感熱体接触部１１Ｓが収容される。
このとき、収容溝２１Ａよりも下方に突出している補強部１３の下端が、保持部としての収容溝２１Ａの内壁によりコイル要素９の表面９Ａに向けて押し付けられるため、感熱体１１は、コイル要素９および感熱体ホルダ２１に対して位置決め、保持される。

続いて、収容孔２１Ｂの開口から感熱体接触部１１Ｓおよびコイル要素９に向けて、熱伝導率の高い樹脂（例えば、エポキシ系樹脂）を供給し、硬化させる（ステップＳ４）。
所定の量の樹脂を供給することにより（ポッティング）、図７（ｂ）に示すように、第１樹脂溜まり４１が感熱体ホルダ２１に設けられる。
収容孔２１Ｂ内に供給された樹脂は、周囲に流れ出ることなく、収容孔２１Ｂの内壁により、収容孔２１Ｂの内部に留まる。そのため、収容孔２１Ｂ内に樹脂を溜めてそのまま硬化させることができる。

第１樹脂溜まり４１により、感熱体接触部１１Ｓが包み込まれるとともに、コイル要素９に固定される。ステップＳ４の前に、感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９の表面９Ａとの間に、例えば、補強部１３の外径と感熱体接触部１１Ｓの外径との差に応じた寸法の隙間があいていたとしても、その隙間が第１樹脂溜まり４１の樹脂の一部（図３の樹脂Ｒ）により埋められる。

上述したステップＳ１〜Ｓ４は、サーミスタ素子１０、コイル要素９、感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２を組み立てることができる限り、上述した順序には限定されず、適宜な順序で行うことができる。

次いで、図８（ａ）に示すように、コイル要素９、感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２、およびサーミスタ素子１０が組み付けられた構造を金型Ｃの内側に配置し、溶融した樹脂を金型Ｃ内へと注入することにより、樹脂モールド３を射出成形する（ステップＳ５）。
溶融した樹脂は、土手２１Ｄおよび土手２２Ｄの内側の領域、ホルダ２１，２２の間、把持爪２１Ｅ，２１Ｅの間および把持爪２２Ｅ，２２Ｅの間等に行き渡り、サーミスタ素子１０、ホルダ２１，２２、およびコイル要素９の各々の表面に密着した状態に硬化する。サーミスタ素子１０、ホルダ２１，２２、およびコイル要素９は、樹脂モールド３により一体的に固定される。

射出成形時に、第１樹脂溜まり４１の上方に流入した樹脂は、第１樹脂溜まり４１をコイル要素９に向けて押さえつつ、硬化する。感熱体接触部１１Ｓは、第１樹脂溜まり４１に包み込まれ、さらに上方充填部３１により覆われた状態で、コイル要素９上に保持される。
第１樹脂溜まり４１を感熱体ホルダ２１に設けた後、射出成形の樹脂の圧力を第１樹脂溜まり４１を介して感熱体１１に作用させることにより、感熱体１１が適度に押され、コイル要素９の表面９Ａに十分に近接する。

感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２との間に流入した樹脂は、隔壁２３２の先端と感熱体ホルダ２１の端面２１Ｓとの間の間隙にも十分に入り込み、電線露出部１２１Ａを全体的に包み込んだ状態で第２樹脂溜まり３２を構成する。第２樹脂溜まり３２により、コイル要素９に対して電線露出部１２１Ａが絶縁されるとともに、一対の電線露出部１２１Ａ同士の間でも絶縁される。また、第２樹脂溜まり３２により、電線露出部１２１Ａが機械的に保持されることで、電線露出部１２１Ａの根元等の破損が防止される。
感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２との間に流入した樹脂は、隔壁２３２も包み込んだ状態で硬化する。そうすると、隔壁２３２がアンカーとして機能するため、第２樹脂溜まり３２がホルダ２１，２２から高さ方向Ｄ３に引き抜かれることを防ぐことができる。

成形された樹脂モールド３を金型Ｃから分離すると、図８（ｂ）に示す温度検出装置１を得ることができる（ステップＳ６）。

〔本実施形態の主な効果〕
以上で説明した本実施形態の温度検出装置１では、図３に示すように、感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９の表面９Ａとの間に、樹脂射出成形部材（ホルダの一部等）が介在しておらず、感熱体接触部１１Ｓがコイル要素９に接触している。そのため、射出成形品の肉厚に相当する分だけ、温度検出装置１の小型化を促進することができる。

その上、感熱体１１がコイル要素９に沿って横向きに（寝ている姿勢で）配置されているため、コイル要素９に対して感熱体１１が起立している場合と比べて、温度検出装置１を厚み方向（高さ方向Ｄ３）にさらに小型化することができる。

そして、感熱体接触部１１Ｓがホルダ２１の一部等を介さずにコイル要素９に接触していることで、コイル要素９から感熱体１１へと直接的に熱伝導するため、コイル要素９の熱に基づいてステータコイルの温度をより正確で応答性良く検出することができる。

さらに、本実施形態によれば、電線１２の引出線１２１がコイル要素９の表面９Ａに対して次第に立ち上がる、つまり、表面９Ａから離れる方向へ延びていたり、引出線１２１と、コイル要素９の表面９Ａとを隔てる絶縁性を有した電線ホルダ２２の隔壁２３２が感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２との間に位置していることにより、特に構造を小型化する場合に重要であるように、コイル要素９から電線１２への電流のリークを防ぐことができる。

本実施形態では、感熱体１１の一部である補強部１３を感熱体ホルダ２１によりコイル要素９に保持している一方、感熱体接触部１１Ｓは、感熱体ホルダ２１あるいは予め樹脂から成形された部材によっては保持されていない。本実施形態では、感熱体接触部１１Ｓの大きさに対して容積に余裕のある収容孔２１Ｂの内側に感熱体接触部１１Ｓを収め、流動性のある状態で供給される樹脂からなる第１樹脂溜まり４１により隙間なく包み込みながら感熱体接触部１１Ｓをコイル要素９に保持している。
そうすることで、被覆ガラス１１Ｇや感熱体ホルダ２１の寸法のばらつきに対応し、感熱体接触部１１Ｓに過大な荷重が加えられることを避けながら、感熱体接触部１１Ｓをコイル要素９の表面９Ａに確実に接触させることができる。しかも、第１樹脂溜まり４１により感熱体接触部１１Ｓが包み込まれた状態で機械的に保持されているので、感熱体接触部１１Ｓの破損を防止することができる。

本実施形態では、感熱体１１がコイル要素９の表面９Ａに沿って横向きに配置されており、感熱体１１からコイル要素９の表面９Ａに沿って引出線１２１が引き出されているため、引出線１２１がコイル要素９に近い。しかし、振動等に起因してコイル要素９の表面９Ａの絶縁被膜が摩耗し、コイル要素９の導体が露出したとしても、電線露出部１２１Ａが第２樹脂溜まり３２に包み込まれていることで絶縁されているため、コイル要素９から引出線１２１への電流のリークを防止することができる。しかも、引出線１２１とコイル要素９とを隔てる隔壁２３２の存在により、距離が確保されているので、コイル要素９から引出線１２１への電流のリークをより十分に防止することができる。

〔本発明の変形例〕
上述の実施形態では、第１樹脂溜まり４１（図３）に、樹脂モールド３とは別の熱伝導率の高い樹脂が用いられており、第１樹脂溜まり４１と樹脂モールド３とが一体化されているが、本発明における第１樹脂溜まりは、樹脂モールド３の一部であってもよい。この場合、射出成形時に収容孔２１Ｂ内に樹脂が充填されることで、第１樹脂溜まりが他のモールド部分（上方充填部３１、第２樹脂溜まり３２等）と共に形成される。

ここで、射出成形に先立ち、収容孔２１Ｂの開口から僅かな量の樹脂（例えば、エポキシ系樹脂）を供給することにより、感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９の表面９Ａとの間に樹脂Ｒ（図３）を介在させることができる。その後に射出成形を行って、収容孔２１Ｂの内部に流入した樹脂により感熱体接触部１１Ｓを包み込み、第１樹脂溜まりを形成することができる。そうすると、収容孔２１Ｂの孔軸方向に沿って収容孔２１Ｂ内に流入する樹脂の圧力により、感熱体接触部１１Ｓをコイル要素９の表面９Ａに向けて押さえることができる。
感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９との間に樹脂Ｒを介在させるにあたっては、感熱体接触部１１Ｓが配置された収容孔２１Ｂの開口から未硬化の樹脂材料を供給することに代えて、予め、未硬化の樹脂材料を付着させておいた感熱体接触部１１Ｓをコイル要素９の表面９Ａに配置することもできる。

本発明において、上述のステップＳ３（図７（ａ））の後、収容孔２１Ｂの内側に樹脂を供給することなく、射出成形のステップＳ５を行って第１樹脂溜まりを形成することもできる。この場合も、射出成形に用いられる樹脂の圧力により感熱体接触部１１Ｓをコイル要素９の表面９Ａに向けて押さえることができる。
射出成形によっても、収容孔２１Ｂの内側に樹脂を隙間なく行き渡らせ、感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９との間の僅かな間隙に入り込んだ樹脂Ｒ（図３）を含む第１樹脂溜まりを形成することができる。

図９は、本発明の変形例に係る温度検出装置８を示している。温度検出装置８は、サーミスタ素子１０と、感熱体ホルダ２１と、電線ホルダ２２と、コイル要素９と、図示を省略しているが、射出成形による樹脂モールド３（図１、図２）とを備えている。
温度検出装置８の感熱体ホルダ２１は、感熱体接触部１１Ｓを収容する収容部２５を有している。収容部２５は、平面視Ｃ字の切り欠き状に形成されており、感熱体ホルダ２１の前端に向けて開放されている。
射出成形時には、感熱体ホルダ２１の前端が図示しない金型の壁に突き当てられ、金型の壁と、収容部２５の内壁とで囲まれた空間内に樹脂が充填される。その樹脂により第１樹脂溜まり５１が形成される。
射出成形の前に、収容部２５の内側に熱伝導率の高い樹脂を供給し、感熱体接触部１１Ｓとコイル要素９の表面９Ａとの間に介在させることもできる。また、感熱体ホルダ２１の前端に治具を突き当てることで、収容部２５の内側にエポキシ系樹脂等をポッティングすることも可能であり、その場合は、ポッティングする樹脂により第１樹脂溜まり５１が形成される。

本発明は、図１０に示すように、セラミックの補強部１３（図３）を有していないサーミスタ素子１０´に適用することもできる。図１０でも、樹脂モールド３（図１、図２）の図示を省略している。
この場合は、被覆ガラス１１Ｇの一部を収容溝２１Ａ内に収容して保持・位置決めする。ここでは、被覆ガラス１１Ｇの後端部により保持・位置決めを行うが、被覆ガラス１１Ｇの前端部により保持・位置決めを行うこともできる。
被覆ガラス１１Ｇの他の一部は，収容孔２１Ｂの内側に配置されている。収容孔２１Ｂ内の当該部分が、感熱体接触部１１Ｓに相当する。

収容溝２１Ａ内に被覆ガラス１１Ｇの一部を収容し、感熱体ホルダ２１の把持部２１Ｃによりコイル要素９を把持することで、感熱体１１がコイル要素９に組み付けられる。
その状態で、熱伝導率が高い樹脂を収容孔２１Ｂの内側にポッティングすることにより、第１樹脂溜まり４１を感熱体ホルダ２１に設けることができる。あるいは、射出成形時に収容孔２１Ｂに充填される樹脂により、第１樹脂溜まりを感熱体ホルダ２１に設けることができる。
いずれにしても、第１樹脂溜まりにより感熱体接触部１１Ｓを包み込んでコイル要素９の表面９Ａに接触させることができる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
上記実施形態のように、別体である感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２からホルダ２０が構成されていると、サーミスタ素子１０およびコイル要素９とホルダ２０との組立てが容易であり、組立ての容易さ等を考慮して行われる設計自由度が高い。
但し、感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２は、必ずしも別体の部材である必要がない。例えば、収容孔２１Ｂが延びている方向を長さ方向Ｄ１に沿った方向に変更することによって、感熱体ホルダ２１および電線ホルダ２２を射出成形の金型から一方向に抜くことができる限り、感熱体ホルダ２１と電線ホルダ２２とを一体に備えたホルダ２０を射出成形することができる。

樹脂モールド３は、本発明の必須要件ではない。サーミスタ素子１０、ホルダ２１，２２およびコイル要素９が組み付けられた構造に樹脂をディップあるいは塗布し、硬化させることで、第１樹脂溜まりおよび第２樹脂溜まりを形成するとともに、サーミスタ素子１０、ホルダ２０およびコイル要素９を相互に固定することができる。

感熱体接触部がコイル要素に「接触している」は、感熱体接触部とコイル要素の表面との間に一切の物が介在することなく感熱体接触部がコイル要素に接触していることの他に、若干量の樹脂を介して感熱体接触部がコイル要素の表面に間接的に接触していることも含むものとする。
感熱体接触部とコイル要素との間の隙間に、空気よりも熱伝導率が高い樹脂が充填されていると、感熱体接触部とコイル要素との間に空隙が残される場合に比べて、温度検出の感度、応答性を向上させることができる。

１，８ 温度検出装置
２ センサ組立体
３ 樹脂モールド
９ コイル要素
９Ａ 表面
９Ｂ 裏面
１０ サーミスタ素子（温度センサ素子）
１１ 感熱体
１１Ａ 前端
１１Ｂ 後端
１１Ｇ 被覆ガラス（被覆材）
１１Ｓ 感熱体接触部
１２ 電線
１３ 補強部
２０ ホルダ
２１ 感熱体ホルダ
２１Ａ 収容溝
２１Ｂ 収容孔（収容部）
２１Ｃ 把持部
２１Ｄ 土手
２１Ｅ 把持爪
２１Ｆ 底部
２１Ｇ 開口
２１Ｓ 端面
２２ 電線ホルダ
２２Ａ 挿通孔
２２Ｂ 把持部
２２Ｃ 収容空間
２２Ｄ 土手
２２Ｅ 把持爪
２２Ｆ 底部
２２Ｇ 空間
２２Ｓ 端面
２２Ｘ 後端
２３ 突起
２５ 収容部
３１ 上方充填部
３２ 第２樹脂溜まり
３３ 把持爪充填部
３４ アンカー部
４１ 第１樹脂溜まり
９１ 導体
９２ 被膜
１１０ 感熱体本体
１２１ 引出線
１２１Ａ 電線露出部
１２１Ｂ 根元
１２２ リード線
１２２Ａ 芯線
１２２Ｂ 絶縁被覆
１２３ 圧着具
１２４ 接続部分
２３１ 位置決め部
２３２ 隔壁
Ｃ 金型
Ｄ１ 長さ方向
Ｄ２ 幅方向
Ｄ３ 高さ方向
Ｒ 樹脂

Claims (9)

1. 回転電機のコイルに組み付けられて用いられ、前記コイルの温度を検出するための温度検出装置であって、
   前記コイルの熱を感知する感熱体および前記感熱体に電気的に接続される電線を有する温度センサ素子と、前記温度センサ素子を前記コイルに保持するホルダと、を備え、
   前記感熱体から引き出されている前記電線と前記コイルの表面との間には、電流のリークを防止するための絶縁部が形成されている、
   ことを特徴とする温度検出装置。
2. 前記絶縁部は、前記ホルダの一部である、
   請求項１に記載の温度検出装置。
3. 前記電線は、少なくともその一部が前記コイルの表面から離れる方向へ延びており、
   前記絶縁部は、前記電線と前記コイルの表面との間の空隙である、
   請求項１に記載の温度検出装置。
4. 前記ホルダの一部が前記空隙に位置している、
   請求項３に記載の温度検出装置。
5. 前記温度センサ素子は、前記電線の前記感熱体から引き出される方向が前記コイルの延出方向に沿うように前記コイルに保持されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の温度検出装置。
6. 前記ホルダは、
   前記感熱体を保持する感熱体ホルダと、
   前記電線を保持し、前記感熱体ホルダと共に前記温度センサ素子を前記コイルに組み付ける電線ホルダと、を含み、
   前記感熱体ホルダと前記電線ホルダとは、前記コイルの延出方向に離れて取り付けられており、
   前記絶縁部は、前記感熱体ホルダと前記電線ホルダとの間に形成されている、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の温度検出装置。
7. 前記ホルダは、前記コイルの表面に前記感熱体の一部が接触した状態で前記温度センサ素子を取り付ける位置を位置決めする、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の温度検出装置。
8. 前記絶縁部は、
   前記感熱体から前記電線が引き出されている第１位置と、前記第１位置から前記コイルの延出方向に離れた第２位置とを結ぶ前記電線の前記第１位置から前記第２位置までの区間と、前記コイルの表面との間に形成されている、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の温度検出装置。
9. 回転電機のコイルに組み付けられて用いられ、前記コイルの温度を検出するための温度検出装置であって、
   前記コイルの熱を感知する感熱体および前記感熱体に電気的に接続される電線を有する温度センサ素子と、前記感熱体を前記コイルに保持する感熱体ホルダと、前記電線を保持し、前記感熱体ホルダと共に前記温度センサ素子を前記コイルに組み付ける電線ホルダと、を備え、
   前記電線と前記コイルとの間には、前記電線ホルダの一部が介在している、
   ことを特徴とする温度検出装置。

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