JP2023010348A - 配線部品 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の温度をより精度よく検出可能な温度センサ付きの配線部品を提供する。【解決手段】回転電機１０におけるステータ１１のコイルエンド１１２ａと、回転電機１０の端子台１２の電極１２ａとを接続する配線部品１であって、一端部がステータ１１のコイルエンド１１２ａと接続され、他端部が端子台１２の電極１２ａと接続される複数本の導電線２と、回転電機１０の温度を検出するための温度センサ６と、温度センサ６を、複数本の導電線２のうち少なくとも１本に固定する固定用部材７と、を備え、温度センサ６は、温度を検出する温度検出素子と、温度検出素子の周囲を覆うパッケージと、を有し、温度センサ６は、パッケージの少なくとも一部が、ステータ１１の軸方向において、ステータ１１のステータコア１１１と対向するように設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機の温度を検出するための温度センサを一体に備えた温度センサ付きの配線部品に関する。

従来、モータや発電機などの回転電機におけるステータのコイルエンドと、回転電機の端子台の電極とを接続する配線部品が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の配線部品では、回転電機の過熱による損傷を防ぐため、回転電機の温度を検出する温度センサが一体に備えられている。

特開２０２１－６７５８４号公報

ところで、特許文献１に記載の配線部品では、ステータのコイルエンドと端子台の電極とを接続する導電線（動力線）の温度を温度センサにより測定しており、回転電機の温度を間接的に測定する構成となっている。回転電機の過熱による損傷をより確実に防ぐため、回転電機の温度をより精度よく検出することが望まれる。

そこで、本発明は、回転電機の温度をより精度よく検出可能な温度センサ付きの配線部品を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、回転電機におけるステータのコイルエンドと、前記回転電機の端子台の電極とを接続する配線部品であって、一端部が前記ステータの前記コイルエンドと接続され、他端部が前記端子台の前記電極と接続される複数本の導電線と、前記回転電機の温度を検出するための温度センサと、前記温度センサを、前記複数本の導電線のうち少なくとも１本に固定する固定用部材と、を備え、前記温度センサは、温度を検出する温度検出素子と、前記検出部の周囲を覆うパッケージと、を有し、前記温度センサは、前記パッケージの少なくとも一部が、前記ステータの軸方向において、前記ステータのステータコアと対向するように設けられている、配線部品を提供する。

本発明によれば、回転電機の温度をより精度よく検出可能な温度センサ付きの配線部品を提供できる。

本発明の一実施の形態に係る配線部品をモータに取り付けた際の側面図である。 本発明の一実施の形態に係る配線部品をモータに取り付けた際の斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る配線部品を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は温度センサの固定部分を拡大した斜視図である。 （ａ）は温度センサの平面図であり、（ｂ）は温度センサとリード線カバーとを示す斜視図である。 温度センサの固定位置の変形例を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の一実施の形態における温度センサ、固定用部材、及びステータコアの位置関係を示す図であり、（ｂ）はその変形例である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の一変形例における温度センサ、固定用部材、及びステータコアの位置関係を示す図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係る配線部品をモータに取り付けた際の側面図であり、図２はその斜視図である。図３は、本実施の形態に係る配線部品を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は温度センサの固定部分を拡大した斜視図である。

図１乃至３に示すように、配線部品１は、回転電機としてのモータ１０におけるステータ（固定子）１１のコイルエンド１１２ａと、モータ１０の端子台１２の電極１２ａとを接続するためのものである。ステータ１１は、軟磁性金属からなる円筒状のステータコア１１１と、複数のコイル片から構成されたステータコイル（固定子巻線）１１２とを有しており、このステータコイル１１２のコイルエンド１１２ａが、配線部品１を介して端子台１２の電極１２ａと電気的に接続されている。図示していないが、ステータ１１内にはロータ（回転子）が配置される。モータ１０は、例えば車両の走行用の駆動源として用いられる三相交流モータである。

以下の説明では、ステータ１１の中心軸に沿った方向、すなわち、ステータ１１内に配置されたロータの回転軸に沿った方向を軸方向という。また、以下の説明では、説明の便宜上、ステータコア１１１の軸方向両側のうち、配線部品１が配置された側を上側といい、その反対側を下側という。ただし、この上側及び下側は、車両に搭載された状態における鉛直方向の上下を特定するものではない。

配線部品１は、一端部がステータ１１のコイルエンド１１２ａと接続され、他端部が端子台１２の電極１２ａと接続される複数本の導電線２を備えている。本実施の形態では、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相に対応した３本の導電線２１～２３が備えられている。但し、導電線２の本数はこれに限らず、例えば、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のそれぞれの相毎に２本ずつの導電線２が備えられていてもよい。

なお、モータ用の配線部品としては、導電線が環状に形成された所謂バスリングが知られているが、本実施の形態に係る配線部品１は、バスリングとは異なり、導電線２が環状に形成されていない非環状の配線材である。また、各導電線２は、自身の形状を保持できる程度に剛性が高い。また、各導電線２は、その長手方向に垂直な断面形状が円形状に形成されている。

各導電線２は、それぞれが銅や銅合金等の導電性金属からなる導電体と、導電体の表面を被覆するエナメル被膜等の電気絶縁性の被覆層と、を有している。各導電線２の導電体は、単線（撚線ではない単一の金属導体）であり、本実施の形態では、断面円形状の丸単線がプレス加工により所定の形状に屈曲され成形されている。ただし、断面矩形状の平角単線により導電体を形成してもよい。

各導電線２の端子台１２側の端部には、それぞれ端子３が設けられている。端子３は、端子台１２の電極１２ａに接続される板部３１と、導電線２の端部が共に加締められる加締め部３２と、を一体に有している。板部３１には、板部３１を貫通するボルト穴３１ａが形成されており、このボルト穴３１ａに挿通されるボルト１２ｂによって、端子台１２の電極１２ａに板部３１が接続される。

各導電線２のコイルエンド１１２ａ側の端部（端子３と反対側の端部）では、所定の長さの範囲にわたって被覆層が除去され、導電体が露出した接続部４が設けられている。接続部４は、不活性ガスを用いたアーク放電による溶接方法の一種であるＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接により、対応するコイルエンド１１２ａに溶接される。なお、接続部４におけるコイルエンド１１２ａとの対向面は、プレス加工により平面状とされている。

３本の導電線２は、保持部５によって一括して保持されている。保持部５は、各導電線２の一部を一括して覆い、全ての導電線２を連結した状態で保持するように構成されている。保持部５は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）からなる。なお、本実施の形態では、各導電線２を一括して保持する１つの保持部５を備える場合を示しているが、複数の保持部５を有していてもよく、また、複数の導電線２のうち一部のみを保持するように各保持部５が構成されていてもよい。さらに、本実施の形態では、保持部５は、モールド樹脂により構成されているが、保持部５は、別途成形した部品を取り付ける構成であってもよい。なお、モールド樹脂とは、射出成型（モールド）されてなる樹脂である。

（温度センサ６）
配線部品１は、モータ１０の温度を検出するための温度センサ６と、温度センサ６を、複数本の導電線２のうち少なくとも１本に固定する固定用部材７と、を備えている。

図４（ａ）に示すように、温度センサ６は、温度を検出する温度検出素子６１と、温度検出素子６１の周囲を覆うパッケージ６２と、を有している。温度検出素子６１は、温度を電気信号に変換するサーミスタから構成される。パッケージ６２は、１面が開口された略直方体の箱状に構成されており、その開口６２ａからパッケージ６２内に温度検出素子６１、及び温度検出素子６１から延出されたリード線６３の端部が挿入され収容されている。パッケージ６２の内部には、例えばエポキシ樹脂からなる不図示の充填材が充填される。なお、温度センサ６の具体的な形状等については、図示のものに限定されない。

本実施の形態では、固定用部材７は、導電線２の一部と温度センサ６の少なくとも一部とを覆うように設けられたモールド樹脂からなる。モールド樹脂からなる固定用部材７の成形時の樹脂の流れによりリード線６３が断線しないように、パッケージ６２におけるリード線６３の延出部の周囲を覆うように、リード線カバー８が設けられている。

図４（ｂ）に示すように、リード線カバー８は、パッケージ６２におけるリード線６３の延出側の端部と、パッケージ６２から延出されているリード線６３の一部とを覆うように設けられている。本実施の形態では、パッケージ６２の一部及びリード線６３の一部を収容する溝８１１を有するカバー本体部８１と、溝８１１を塞ぐようにカバー本体部８１に固定されるカバー蓋部８２とでリード線カバー８を構成したが、リード線カバー８の具体的な形状等は図示のものに限定されない。本実施の形態では、カバー本体部８１に形成された突起８１ａをカバー蓋部８２に形成された孔８２ａに嵌入することで、カバー蓋部８２がカバー本体部８１に固定されている。カバー本体部８１の溝８１１は、パッケージ６２を収容するパッケージ部８１１ａと、リード線６３を収容するリード線収容部８１１ｂと、パッケージ部８１１ａとリード線収容部８１１ｂとをテーパ状に連結する連結部８１１ｃと、を有している。連結部８１１ｃをテーパ状とすることで、温度センサ６のパッケージ６２における開口６２ａからパッケージ６２の外部へと突出した充填剤を避けることができる。

モールド樹脂からなる固定用部材７は、導電線２１の一部と、リード線カバー８から露出している温度センサ６のパッケージ６２全体と、リード線カバー８の一部とを一括して覆うように形成されている。固定用部材７を設けることで、リード線カバー８のカバー本体部８１とカバー蓋部８２とが固定される。例えば、固定用部材７を形成する際に、金型で直接リード線６３を挟み込むと、リード線６３が損傷してしまうおそれがあるが、本実施の形態では、金型でリード線カバー８を挟み込む構成とすることで、リード線６３の金型との干渉による損傷を抑制している。

固定用部材７は、保持部５と同様に、例えばＰＰＳからなる。固定用部材７と保持部５とは、モールド樹脂により同時に（同じ金型を使用した一度の樹脂成形で）形成することができる。また、固定用部材７に用いる樹脂の融点は、温度センサ６のパッケージ６２に用いる樹脂の融点以下とされる。これにより、固定用部材７のモールド樹脂時の熱によって、固定用部材７とパッケージ６２とが溶融一体化した状態となっている。なお、固定用部材７と保持部５とは分離されている必要はなく、一体に構成されていてもよい。この場合、保持部５の一部が固定用部材７の役割を果たすことになる。

なお、固定用部材７がモールド樹脂により構成されることは必須ではなく、例えば、別途形成した部品を取り付ける構成としてもよい。この場合、リード線カバー８は省略可能である。また、温度センサ６のリード線６３は、保持部５に保持されていてもよい。例えば、保持部５に形成されたフック等に保持されてもよいし、モールド樹脂により導電線２と共に一括保持されていてもよい。これにより、リード線６３の垂れ下がり等が抑制されて取扱い性が向上し、配線部品１の取り付け作業の作業性が向上する。なお、リード線６３をモールド樹脂する場合、リード線６３の周囲を覆うようにホルダを設け、リード線６３を保護することが望ましい。

本実施の形態では、保持部５から接続部４までの長さが最も長い導電線２１に温度センサ６を固定している。これにより、温度センサ６の固定が容易になる。また、本実施の形態では、導電線２１が直線状に延びる直線部分に温度センサ６を固定しているが、図５に示すように、導電線２１を屈曲している屈曲部分に温度センサ６を固定するように構成してもよい。これにより、振動等の影響により固定用部材７及び温度センサ６が導電線２１の長手方向に移動してしまうことが抑制される。

本実施の形態に係る配線部品１では、温度センサ６は、パッケージ６２の少なくとも一部が、ステータ１１の軸方向において、ステータコア１１１と対向するように設けられている。換言すれば、ステータ１１を軸方向から見たときに、ステータコア１１１と重なる位置に温度センサ６が設けられている。これにより、温度センサ６がステータコア１１１により近接して設けられることになり、モータ１０の温度（回転電機の温度）をより精度よく検出することが可能になる。モータ１０の温度をより精度よく検出するために、より好ましくは、温度センサ６は、温度検出素子６１の少なくとも一部が、ステータ１１の軸方向においてステータコア１１１と対向するように設けられているとよい。

本実施の形態では、温度センサ６は、パッケージ６２の少なくとも一部が、当該温度センサ６を固定している導電線２１とステータコア１１１との間に位置するように設けられている。これにより、温度センサ６がよりステータコア１１１に近接した位置に設けられることになり、モータ１０の温度をより精度よく検出可能となる。なお、これに限らず、温度センサ６は、当該温度センサ６を固定している導電線２１とステータコイル１１２との間に設けられていてもよい。

本実施の形態のように、導電線２１とステータコア１１１との間に温度センサ６を設ける場合、温度センサ６のパッケージ６２は、ステータコア１１１の表面（軸方向端面）に対して平行に設けられているとよい。また、ステータコア１１１の表面から温度センサ６のパッケージ６２までの距離は、５ｍｍ以下であるとよい。

図６（ａ）に示すように、固定用部材７は、ステータコア１１１に接触していてもよい。これにより、固定用部材７を介して温度センサ６で直接ステータコア１１１の温度を検出することが可能となり、モータ１０の温度をより精度よく検出可能となる。ただし、この場合、振動により固定用部材７がステータコア１１１に繰り返し衝突し破損や異音が発生するおそれがあるため、ブラケット等の固定部材により固定用部材７をステータコア１１１に直接固定することが望ましい。固定部材の具体的な構造は特に限定するものではないが、例えば、固定用部材７の上部を係止するフックを有し、ボルト等によりステータコア１１１に固定されるものを用いることができる。

さらに、図６（ｂ）に示すように、固定用部材７とステータコア１１１との間に、緩衝材９を備えてもよい。この場合、固定用部材７が緩衝材９を介してステータコア１１１に接触することになる。緩衝材９としては、例えば、弾性を有するゴム材や、ジェル状の部材等を用いることができる。緩衝材９を備えることにより、温度センサ６をステータコア１１１に近づけてモータ１０の温度の検出精度をより向上させつつも、固定用部材７や温度センサ６の振動による破損をより抑制できる。また、緩衝材９として熱伝導率の高いものを用いることで、ステータコア１１１の熱を温度センサ６に伝わりやすくして、モータ１０の温度の検出精度をより向上できる。

また、本実施の形態では、リード線カバー８を用いる場合を説明したが、図７（ａ）に示すように、パッケージ６２の一部のみを覆うように固定用部材７を形成することで、リード線カバー８を省略することも可能である。

さらに、図７（ｂ）に示すように、パッケージ６２のステータコア１１１側の面を露出させるように固定用部材７を形成してもよい。なお、本実施の形態では、固定用部材７とパッケージ６２とが一体化されているため、パッケージ６２が固定用部材７から脱落してしまうことはない。これにより、パッケージ６２を直接ステータコア１１１に接触させる（あるいは緩衝材９を介してステータコア１１１に接触させる）ことが可能になり、モータ１０の温度をより精度よく検出することが可能になる。このように、固定用部材７は、導電線２の一部と温度センサ６の少なくとも一部とを覆うように設けられていればよい。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る配線部品１では、回転電機であるモータ１０の温度を検出するための温度センサ６と、温度センサ６を、複数本の導電線２のうち少なくとも１本に固定する固定用部材７と、を備え、温度センサ６は、温度を検出する温度検出素子６１と、温度検出素子６１の周囲を覆うパッケージ６２と、を有し、温度センサ６は、パッケージ６２の少なくとも一部が、ステータ１１の軸方向において、ステータ１１のステータコア１１１と対向するように設けられている。

このように構成することで、温度センサ６をよりステータ１１に近接させて、モータ１０の温度の検出精度をより向上させることが可能になる。また、温度センサ６を配線部品１に一体に設けることで、温度センサ６を取り付ける工程を省略でき、モータ１０の製造時の作業を容易とし加工コストも低減できる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］回転電機におけるステータ（１１）のコイルエンド（１１２ａ）と、前記回転電機の端子台（１２）の電極（１２ａ）とを接続する配線部品（１）であって、一端部が前記ステータ（１１）の前記コイルエンド（１１２ａ）と接続され、他端部が前記端子台（１２）の前記電極（１２ａ）と接続される複数本の導電線（２）と、前記回転電機の温度を検出するための温度センサ（６）と、前記温度センサ（６）を、前記複数本の導電線（２）のうち少なくとも１本に固定する固定用部材（７）と、を備え、前記温度センサ（６）は、温度を検出する温度検出素子（６１）と、前記温度検出素子（６１）の周囲を覆うパッケージ（６２）と、を有し、前記温度センサ（６）は、前記パッケージ（６２）の少なくとも一部が、前記ステータ（１１）の軸方向において、前記ステータ（１１）のステータコア（１１１）と対向するように設けられている、配線部品（１）。

［２］前記温度センサ（６）は、前記パッケージ（６２）の少なくとも一部が、当該温度センサ（６）を固定している前記導電線（２）と前記ステータコア（１１１）との間に位置するように設けられている、［１］に記載の配線部品（１）。

［３］前記温度センサ（６）は、前記温度検出素子（６１）の少なくとも一部が、前記ステータ（１１）の前記軸方向において前記ステータコア（１１１）と対向するように設けられている、［１］または［２］に記載の配線部品（１）。

［４］前記固定用部材（７）または前記パッケージ（６２）が、前記ステータコア（１１１）に接触している、［１］乃至［３］の何れか１項に記載の配線部品（１）。

［５］前記固定用部材（７）または前記パッケージ（６２）と、前記ステータコア（１１１）との間に設けられた緩衝材（９）を備え、前記固定用部材（７）または前記パッケージ（６２）が、前記緩衝材（９）を介して前記ステータコア（１１１）に接触している、［１］乃至［３］の何れか１項に記載の配線部品（１）。

［６］前記固定用部材（７）は、前記導電線（２）の一部と前記温度センサ（６）の少なくとも一部とを覆うように設けられたモールド樹脂からなる、［１］乃至［４］の何れか１項に記載の配線部品（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…配線部品
２…導電線
６…温度センサ
６１…温度検出素子
６２…パッケージ
７…固定用部材
８…リード線カバー
９…緩衝材
１０…モータ（回転電機）
１１…ステータ
１１１…ステータコア
１１２…ステータコイル
１１２ａ…コイルエンド
１２…端子台
１２ａ…電極

Claims (6)

1. 回転電機におけるステータのコイルエンドと、前記回転電機の端子台の電極とを接続する配線部品であって、
   一端部が前記ステータの前記コイルエンドと接続され、他端部が前記端子台の前記電極と接続される複数本の導電線と、
   前記回転電機の温度を検出するための温度センサと、
   前記温度センサを、前記複数本の導電線のうち少なくとも１本に固定する固定用部材と、を備え、
   前記温度センサは、温度を検出する温度検出素子と、前記温度検出素子の周囲を覆うパッケージと、を有し、
   前記温度センサは、前記パッケージの少なくとも一部が、前記ステータの軸方向において、前記ステータのステータコアと対向するように設けられている、
   配線部品。
2. 前記温度センサは、前記パッケージの少なくとも一部が、当該温度センサを固定している前記導電線と前記ステータコアとの間に位置するように設けられている、
   請求項１に記載の配線部品。
3. 前記温度センサは、前記温度検出素子の少なくとも一部が、前記ステータの前記軸方向において前記ステータコアと対向するように設けられている、
   請求項１または２に記載の配線部品。
4. 前記固定用部材または前記パッケージが、前記ステータコアに接触している、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の配線部品。
5. 前記固定用部材または前記パッケージと、前記ステータコアとの間に設けられた緩衝材を備え、
   前記固定用部材または前記パッケージが、前記緩衝材を介して前記ステータコアに接触している、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の配線部品。
6. 前記固定用部材は、前記導電線の一部と前記温度センサの少なくとも一部とを覆うように設けられたモールド樹脂からなる、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の配線部品。

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