JP2023117904A - バスバー用温度センサ及びバスバーモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 応答性に優れていると共にバスバーの温度を高精度に測定できるバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールを提供すること。【解決手段】 バスバー２に取り付けて使用される温度センサ１であって、感熱素子と、内部に感熱素子が収納されているケース部４とを備え、バスバーが、第１延在部２ａと、第１延在部に平行に延在する第２延在部２ｂと、第１延在部と第２延在部の先端部とを連結する連結部２ｃとを備えていると共に互いに対向している第１延在部と第２延在部との間に取付空間Ｓを有し、ケース部が、取付空間に圧入状態で嵌め込み可能な嵌め込み部５を有し、嵌め込み部が、取付空間に面した第１延在部及び第２延在部の一方に接触する表面に、複数の凸部５ａが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、モータステータやバッテリー等の配線部材として用いられるバスバーに取り付けられるバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールに関する。

モータステータやバッテリー等の配線部材として用いられるバスバーには、バスバーの温度を検出するために温度センサが取り付けられているものが知られている。例えば、モータステータは高温になるため、温度センサによる制御が必須である。
従来、例えば特許文献１には、温度センサをコイルに取り付ける金属製のブラケットを用いた温度検知装置が記載されている。
また、特許文献２には、ステータコイルに接続してＵ字状に折り曲げられたＵ字部を有する中性線と、中性線に当接した温度センサとを備えた回転電機のステータが記載されている。

特許第６６７４０７０号公報 特開２０１８－６１３８９号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術では、ブラケット等の取付ホルダーや中性線等の平角線に交差があるため、温度センサ取付時にガタツキが生じ、温度センサの受熱面が確実に密着されておらず、温度測定の精度が低下してしまう問題があった。また、固定方法として、絶縁ワニス等を用いた場合、取付ホルダーや平角線と温度センサの受熱面との間への絶縁ワニスの回り込みにバラツキが発生すると、やはり受熱性に影響が出てしまう不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、受熱面を確実に密着させてバスバーの高精度な温度測定が可能なバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るバスバー用温度センサは、バスバーに取り付けて使用される温度センサであって、感熱素子と、内部に前記感熱素子が収納されているケース部とを備え、前記バスバーが、第１延在部と、前記第１延在部に平行に延在する第２延在部と、前記第１延在部と前記第２延在部の先端部とを連結する連結部とを備えていると共に互いに対向している前記第１延在部と前記第２延在部との間に取付空間を有し、前記ケース部が、前記取付空間に圧入状態で嵌め込み可能な嵌め込み部を有し、前記嵌め込み部が、前記取付空間に面した前記第１延在部及び前記第２延在部の一方に接触する表面に、複数の凸部が形成されていることを特徴とする。

このバスバー用温度センサでは、嵌め込み部が、取付空間に面した第１延在部及び第２延在部の一方に接触する表面に、複数の凸部が形成されているので、取付空間に嵌め込まれた状態で複数の凸部が押し潰されて付勢力が生じることで圧入状態が安定して保持される。これにより、嵌め込み部の第１延在部及び第２延在部の他方に接触する表面（受熱面）が、少なくとも確実に第１延在部及び第２延在部の他方に密着し、受熱性が担保されて高精度な温度測定が可能になる。

第２の発明に係るバスバー用温度センサは、第１の発明において、前記嵌め込み部が、前記取付空間よりも拡径された上部フランジ部及び下部フランジ部を有し、前記上部フランジ部が、前記取付空間周囲の前記第１延在部及び前記第２延在部の上面に係止可能であると共に、前記下部フランジ部が、前記取付空間周囲の前記第１延在部及び前記第２延在部の下面に係止可能であることを特徴とする。
すなわち、このバスバー用温度センサでは、上部フランジ部が、取付空間周囲の第１延在部及び第２延在部の上面に係止可能であると共に、下部フランジ部が、取付空間周囲の第１延在部及び第２延在部の下面に係止可能であるので、上下のフランジ構造によって、取付空間からの上下への抜け止め及び温度センサの傾き防止になると共に、取付空間に嵌め込む際のガイドにもなる。

第３の発明に係るバスバー用温度センサは、第１又は第２の発明において、前記凸部が、前記取付空間への嵌め込み方向に対して直交する方向に延在した突条部であることを特徴とする。
すなわち、このバスバー用温度センサでは、凸部が、取付空間への嵌め込み方向に対して直交する方向に延在した突条部であるので、リブ構造である突条部の凸部によって、嵌め込み方向とは逆方向に引き抜こうとする力に対して圧入による高い抵抗力を得ることができ、前記逆方向の引き抜きに対する高い抜け止め効果が得られる。

第４の発明に係るバスバー用温度センサは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記嵌め込み部の表面に、前記取付空間への嵌め込み方向を示す方向印が表示されていることを特徴とする。
すなわち、このバスバー用温度センサでは、嵌め込み部の表面に、取付空間への嵌め込み方向を示す方向印が表示されているので、嵌め込み方向を間違えずにバスバーに取り付けることができる。

第５の発明に係るバスバーモジュールは、バスバーと、前記バスバーに取り付けられた第１から第４の発明のいずれかのバスバー用温度センサと、前記バスバーの一部と共に前記嵌め込み部を封止する樹脂成形部とを備えていることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、バスバーの一部と共に嵌め込み部を封止する樹脂成形部を備えているので、複数の凸部によって圧入状態が安定して保持された嵌め込み部がさらに射出成形等により樹脂成形部で封止されることで、温度センサのさらに高い固定性や耐湿性，耐衝撃性等を得ることができる。また、バスバーの一部からの熱を樹脂成形部を介して嵌め込み部に伝えることができ、より高い精度で温度を測定することができる。

第６の発明に係るバスバーモジュールは、第５の発明において、前記樹脂成形部が、前記第２延在部及び前記連結部も封止していることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、樹脂成形部が、第２延在部及び連結部も封止しているので、嵌め込み部を周囲の第２延在部及び連結部と共に強固に封止することができると共に樹脂成形部を介して第２延在部及び連結部からの熱を嵌め込み部に伝えることができ、より高い精度で温度を測定することができる。

第７の発明に係るバスバーモジュールは、前記バスバー用温度センサが、第２の発明のバスバー用温度センサであり、前記下部フランジ部及び前記上部フランジ部が、前記凸部が形成されていない表面側にだけ拡径されていることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、下部フランジ部及び上部フランジ部が、凸部が形成されていない表面側にだけ拡径されているので、凸部が形成されている表面側には拡径されておらず、樹脂成形部による樹脂封止の際に下部フランジ部及び上部フランジ部が邪魔にならず、凸部間に樹脂が充填されやすくなる。
このように樹脂成形部の樹脂が、複数の凸部の隙間にも充填されると、複数の凸部間の空間が樹脂で埋められて接触面積が増大し、凸部を有する接触面において高い熱伝導性を得ることができる。

第８の発明に係るバスバーモジュールは、第５から第７の発明のいずれかのバスバーモジュールにおいて、前記バスバー用温度センサが、第３の発明のバスバー用温度センサであり、前記突条部が、途中で切断されていることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、突条部が、途中で切断されているので、樹脂成形部による樹脂封止の際に突条部間に切断部を介して樹脂が充填されやすくなる。

第９の発明に係るバスバーモジュールは、第５から８の発明のいずれかにおいて、前記バスバーが、モータステータに用いられるものであることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、バスバーが、モータステータに用いられるものであるので、受熱面が確実に密着している温度センサの嵌め込み部によりモータステータの温度を高精度かつ安定して測定することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールによれば、嵌め込み部が、取付空間に面した第１延在部及び第２延在部の一方に接触する表面に、複数の凸部が形成されているので、圧入状態が安定して保持され、第１延在部及び第２延在部に接触する表面（受熱面）が確実に密着し、高精度な温度測定が可能になる。
このように本発明のバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールは、受熱面が確実に密着されてモータステータ等のバスバーの高精度な温度測定に好適である。

本発明に係るバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールの第１実施形態において、バスバー用温度センサの嵌め込み前（ａ）と嵌め込み後（ｂ）との状態を示す斜視図である。 第１実施形態において、バスバー用温度センサをバスバーに嵌め込んだ状態を示す要部の横断面図である。 第１実施形態において、バスバーモジュールを示す斜視図である。 図３のＡ－Ａ線断面図である。 本発明に係るバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールの第２実施形態において、バスバー用温度センサの嵌め込み後の状態を示す斜視図である。 第２実施形態において、バスバー用温度センサの嵌め込み後の状態を示す正面図である。 第２実施形態において、バスバーモジュールを示す斜視図である。 本発明に係るバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールの第３実施形態において、バスバー用温度センサの嵌め込み前（ａ）と嵌め込み後（ｂ）との状態を示す斜視図である。 第３実施形態において、バスバー用温度センサの嵌め込み後の状態を示す平面図である。

以下、本発明に係るバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールにおける第１実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面の一部では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。

本実施形態のバスバー用温度センサ１は、図１から図４に示すように、バスバー２に取り付けて使用される温度センサであって、感熱素子３と、内部に感熱素子３が収納されているケース部４とを備えている。
上記バスバー２は、第１延在部２ａと、第１延在部２ａに平行に延在する第２延在部２ｂと、第１延在部２ａと第２延在部２ｂの先端部とを連結する連結部２ｃとを備えていると共に、互いに対向している第１延在部２ａと第２延在部２ｂとの間に取付空間Ｓを有している。
なお、上記バスバー２は、モータステータに用いられるものである。すなわち、本実施形態のバスバー用温度センサ１は、モータステータのコイル導線の温度を検出するものである。

上記ケース部４は、取付空間Ｓに圧入状態で嵌め込み可能な嵌め込み部５を有している。
上記嵌め込み部５は、取付空間Ｓに面した第１延在部２ａ及び第２延在部２ｂの一方に接触する表面に、複数の凸部５ａが形成されている。

上記凸部５ａは、取付空間Ｓへの嵌め込み方向に対して直交する方向に延在した突条部である。すなわち、凸部５ａは、バスバー２の厚さ方向（上下方向）に延在している突条部である。
なお、本実施形態の嵌め込み部５では、取付空間Ｓに面した第２延在部２ｂに接触する表面に、複数の凸部５ａが形成されている。
また、本実施形態では、突条部である凸部５ａが３本形成されている。

また、嵌め込み部５は、取付空間Ｓよりも拡径された上部フランジ部５ｂ及び下部フランジ部５ｃを有している。
上記上部フランジ部５ｂは、取付空間Ｓ周囲の第１延在部２ａ及び第２延在部２ｂの上面に係止可能であると共に、下部フランジ部５ｃは、取付空間Ｓ周囲の第１延在部２ａ及び第２延在部２ｂの下面に係止可能である。

上記嵌め込み部５の表面には、取付空間Ｓへの嵌め込み方向を示す方向印５ｄが表示されている。
なお、本実施形態では、嵌め込み部５の上面に、方向印５ｄが矢印形状のＶ字状突条部で複数形成されている。
上記感熱素子３は、図４に示すように、例えば基板（図示略）に実装されたチップサーミスタ（図示略）をガラスで覆っている封止ガラス部３ａと、封止ガラス部３ａを樹脂で覆っている樹脂コート部３ｂとを備えている。
また、感熱素子３には、一対のリード線３ｃが接続され、一対のリード線３ｃには一対の電線３ｄが接続されている。
上記樹脂コート部３ｂは、一対のリード線３ｃも覆って形成されている。

上記感熱素子３とケース部４との間には、絶縁性の接着用樹脂７が充填されている。
上記ケース部４は、嵌め込み部５の下部に電線３ｄの途中までを覆った角筒状のケース下部４ａを有している。
また、上記接着用樹脂７は、ケース下部４ａ内にも充填されている。
なお、接着用樹脂７は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂が採用可能であり、特に熱伝導性の良い樹脂が好ましい。

嵌め込み部５は、横断面四角形状とされ、図２に示すように、取付空間Ｓに嵌め込んだ際に第１延在部２ａ，第２延在部２ｂ及び連結部２ｃの各内側面に外周面が接触状態となる。
特に、嵌め込み部５の外周面と第２延在部２ｂ及び連結部２ｃの内側面とは、面接触した密着状態となる。

また、本実施形態のバスバーモジュール１０は、図３及び図４に示すように、バスバー２と、バスバー２に取り付けられた上記バスバー用温度センサ１と、バスバー２の一部と共に嵌め込み部５を封止する樹脂成形部１１とを備えている。
上記樹脂成形部１１は、インサート成形で嵌め込み部５を封止すると共に第２延在部２ｂ及び連結部２ｃも封止している。
なお、樹脂成形部１１の樹脂を、複数の凸部５ａの隙間にも充填することが好ましい。この場合、複数の凸部５ａ間の空間が樹脂で埋められて接触面積が増大し、凸部５ａを有する接触面において高い熱伝導性を得ることができる。

上記バスバー２は、上述したように、第１延在部２ａと第２延在部２ｂと連結部２ｃとを備え、部分的なコ字状部を有し、第１延在部２ａと連結部２ｃと第２延在部２ｂとで取付空間Ｓ内壁の３面が構成されている。
また、バスバー２は、例えばＣｕ等の金属で形成されている。
本実施形態のバスバーモジュール１は、モーターのコイル部分に溶接等により取り付けられる。

このように本実施形態のバスバー用温度センサ１では、嵌め込み部５が、取付空間Ｓに面した第１延在部２ａ及び第２延在部２ｂの一方に接触する表面に、複数の凸部５ａが形成されているので、取付空間Ｓに嵌め込まれた状態で複数の凸部５ａが押し潰されて付勢力が生じることで圧入状態が安定して保持される。これにより、嵌め込み部５の第１延在部２ａ及び第２延在部２ｂの他方に接触する表面（受熱面）が、少なくとも確実に第１延在部２ａ及び第２延在部２ｂの他方に密着し、受熱性が担保されて高精度な温度測定が可能になる。

また、上部フランジ部５ｂが、取付空間Ｓ周囲の第１延在部２ａ及び第２延在部２ｂの上面に係止可能であると共に、下部フランジ部５ｃが、取付空間Ｓ周囲の第１延在部２ａ及び第２延在部２ｂの下面に係止可能であるので、上下のフランジ構造によって、取付空間Ｓからの上下への抜け止め及び温度センサ１の傾き防止になると共に、取付空間Ｓに嵌め込む際のガイドにもなる。

さらに、凸部５ａが、取付空間Ｓへの嵌め込み方向に対して直交する方向に延在した突条部であるので、リブ構造である突条部の凸部５ａによって、嵌め込み方向とは逆方向に引き抜こうとする力に対して圧入による高い抵抗力を得ることができ、前記逆方向の引き抜きに対する高い抜け止め効果が得られる。
また、嵌め込み部５の表面に、取付空間Ｓへの嵌め込み方向を示す方向印５ｄが表示されているので、嵌め込み方向を間違えずにバスバー２に取り付けることができる。

また、本実施形態のバスバーモジュール１０では、バスバー２の一部と共に嵌め込み部５を封止する樹脂成形部１１を備えているので、複数の凸部５ａによって圧入状態が安定して保持された嵌め込み部５がさらに射出成形（インサート成形）等により樹脂成形部１１で封止されることで、温度センサ１のさらに高い固定性や耐湿性，耐衝撃性等を得ることができる。また、バスバー２の一部からの熱を樹脂成形部１１を介して嵌め込み部５に伝えることができ、より高い精度で温度を測定することができる。
特に、本実施形態のバスバーモジュール１０では、バスバー２が、モータステータに用いられるものであるので、受熱面が確実に密着している温度センサ１の嵌め込み部５によりモータステータの温度を高精度かつ安定して測定することができる。

また、樹脂成形部１１が、第２延在部２ｂ及び連結部２ｃも封止しているので、嵌め込み部５を周囲の第２延在部２ｂ及び連結部２ｃと共に強固に封止することができると共に樹脂成形部１１を介して第２延在部２ｂ及び連結部２ｃからの熱を嵌め込み部５に伝えることができ、より高い精度で温度を測定することができる。

次に、本発明に係るバスバー用温度センサ及びバスバーモジュールの第２実施形態について、図５から図７を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、取付空間Ｓへの嵌め込み方向に対して直交する方向かつ第１延在部２ａ及び第２延在部２ｂの延在方向に対して直交する方向（バスバー２の厚さ方向）に角筒状のケース下部４ａの軸線が配されているのに対し、第２実施形態のバスバー用温度センサ２１及びバスバーモジュール２０は、図５から図７に示すように、取付空間Ｓへの嵌め込み方向に沿った方向に角筒状のケース下部２４ａの軸線が配されている点である。

すなわち、第２実施形態では、ケース部２４がバスバー２の第１延在部２ａの延在方向に沿って延在している。
なお、図６では、見やすくするため、バスバー２にハッチングを施している。
このように第２実施形態のバスバー用温度センサ２１及びバスバーモジュール２０では、ケース部２４がバスバー２の第１延在部２ａの延在方向に沿って延在しているので、全体の厚さを薄くでき、狭い箇所に設置することが可能になる。

次に、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、上部フランジ部５ｂ及び下部フランジ部５ｃが、全周にわたって拡径されているのに対し、第３実施形態のバスバー用温度センサ３１及びバスバーモジュールは、図８及び図９に示すように、上部フランジ部５ｂ及び下部フランジ部５ｃが、凸部３５ａが形成されていない表面側にだけ拡径されている点である。

すなわち、第３実施形態では、上部フランジ部５ｂ及び下部フランジ部５ｃが、凸部３５ａが形成されている表面側には拡径されていない。
また、第３実施形態では、突条部である凸部３５ａが、途中で切断されている点で第１実施形態と異なっている。
すなわち、第３実施形態では、軸線方向に沿って延在している突条部の凸部３５ａが、中間部で切断されて途中に凹部を形成している。

このように第３実施形態のバスバー用温度センサ３１では、上部フランジ部５ｂ及び下部フランジ部５ｃが、凸部３５ａが形成されていない表面側にだけ拡径されているので、凸部３５ａが形成されている表面側には拡径されておらず、樹脂成形部による樹脂封止の際に上部フランジ部５ｂ及び下部フランジ部５ｃが邪魔にならず、凸部３５ａ間に樹脂が充填されやすくなる。

したがって、樹脂成形部の樹脂が、複数の凸部３５ａの隙間にも充填されると、複数の凸部３５ａ間の空間が樹脂で埋められて接触面積が増大し、凸部３５ａを有する接触面において高い熱伝導性を得ることができる。
さらに、突条部である凸部３５ａが、途中で切断されているので、樹脂成形部による樹脂封止の際に突条部（凸部３５ａ）間に切断部（凹部）を介して樹脂がより充填されやすくなる。

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記各実施形態では、チップサーミスタを採用しているが、薄膜サーミスタや焦電素子などを採用しても構わない。
また、上記各実施形態のように、バスバー用温度センサを樹脂成形部で封止してバスバーに本固定することが好ましいが、絶縁ワニス等でバスバー用温度センサをバスバーに本固定しても構わない。

１，２１，３１…バスバー用温度センサ、２…バスバー、２ａ…第１延在部、２ｂ…第２延在部、２ｃ…連結部、３…感熱素子、４，２４…ケース部、５…嵌め込み部、５ａ，３５ａ…凸部、５ｂ，３５ｂ…上部フランジ部、５ｃ，３５ｃ…下部フランジ部、５ｄ…方向印、１０，２０…バスバーモジュール、１１…樹脂成形部、Ｓ…取付空間

Claims (9)

1. バスバーに取り付けて使用される温度センサであって、
   感熱素子と、
   内部に前記感熱素子が収納されているケース部とを備え、
   前記バスバーが、第１延在部と、前記第１延在部に平行に延在する第２延在部と、前記第１延在部と前記第２延在部の先端部とを連結する連結部とを備えていると共に互いに対向している前記第１延在部と前記第２延在部との間に取付空間を有し、
   前記ケース部が、前記取付空間に圧入状態で嵌め込み可能な嵌め込み部を有し、
   前記嵌め込み部が、前記取付空間に面した前記第１延在部及び前記第２延在部の一方に接触する表面に、複数の凸部が形成されていることを特徴とするバスバー用温度センサ。
2. 請求項１に記載のバスバー用温度センサにおいて、
   前記嵌め込み部が、前記取付空間よりも拡径された上部フランジ部及び下部フランジ部を有し、
   前記上部フランジ部が、前記取付空間周囲の前記第１延在部及び前記第２延在部の上面に係止可能であると共に、前記下部フランジ部が、前記取付空間周囲の前記第１延在部及び前記第２延在部の下面に係止可能であることを特徴とするバスバー用温度センサ。
3. 請求項１又は２に記載のバスバー用温度センサにおいて、
   前記凸部が、前記取付空間への嵌め込み方向に対して直交する方向に延在した突条部であることを特徴とするバスバー用温度センサ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のバスバー用温度センサにおいて、
   前記嵌め込み部の表面に、前記取付空間への嵌め込み方向を示す方向印が表示されていることを特徴とするバスバー用温度センサ。
5. バスバーと、
   前記バスバーに取り付けられた請求項１から４のいずれか一項に記載のバスバー用温度センサと、
   前記バスバーの一部と共に前記嵌め込み部を封止する樹脂成形部とを備えていることを特徴とするバスバーモジュール。
6. 請求項５に記載のバスバーモジュールにおいて、
   前記樹脂成形部が、前記第２延在部及び前記連結部も封止していることを特徴とするバスバーモジュール。
7. 請求項５又は６に記載のバスバーモジュールにおいて、
   前記バスバー用温度センサが、請求項２に記載のバスバー用温度センサであり、
   前記下部フランジ部及び前記上部フランジ部が、前記凸部が形成されていない表面側にだけ拡径されていることを特徴とするバスバーモジュール。
8. 請求項５から７のいずれか一項に記載のバスバーモジュールにおいて、
   前記バスバー用温度センサが、請求項３に記載のバスバー用温度センサであり、
   前記突条部が、途中で切断されていることを特徴とするバスバーモジュール。
9. 請求項５から８のいずれか一項に記載のバスバーモジュールにおいて、
   前記バスバーが、モータステータに用いられるものであることを特徴とするバスバーモジュール。

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