JP3699025B2 - 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 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の巻線焼損を防止する為、巻線の温度を検出する温度検出素子の取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機の巻線では、鉄損や銅損等により発熱が生じる。特に電動機の負荷が過大になると発熱により急激に温度上昇し、巻線部の温度が、巻線の絶縁皮膜の耐熱温度を超え、絶縁不良となり、巻線部が焼損に至る。巻線部の焼損を防止する為、巻線部の温度検出を行ない、巻線部がダメージを受ける前に巻線への電流を制御する保護制御を行なっている。この巻線の温度検出を行なう為に、温度検出素子を巻線間に埋め込む方法や紐等により巻線に固定する方法が用いられている。
【０００３】
例えば、特開平６−７０５１０号公報には、ステータコアに巻線をしたコイルに温度検出素子の形状を摸したダミーを挿入し、ダミーを挿入したままコイルを成形し、更にダミーを抜き取る温度センサーの埋め込み方法が記載されている。また、特開平１０−９４２２２号公報には、電動機のリヤハウジング部に設けたガイドを用いて、温度検出素子を取付けることで、ステータに装着されたコイルに加工を加えることなく温度検出素子を取付ける方法が記載されている。さらに、特開平８−２１４５０５号公報には、電動機の固定子コイルの温度を検出するために、カラーの領域における基体の凹所に、固定子コイルで巻き上げた温度に応答する構造素子を配置し、この構造素子は接続端子と結合するようにしたものが記載されている。特開平８−２１４５０５号公報の０００６の記載によれば、温度に応答する構造素子は絶縁体を装着した後、固定子コイルを巻装することにより固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平６−７０５１０号公報記載の例では、巻線したコイルに温度検出素子の形状を摸したダミーを挿入する工程、ダミーを挿入したままコイルを成形する工程、更にダミーを抜き取る工程が増加し、ステータコイルの生産性を阻害する要因となっている。また、温度検出素子を紐等により巻線に固定する方法では、難作業であり、人手に頼らざるを得なく、自動化の妨げとなっていた。一方、特開平１０−９４２２２号公報記載の例は、ステータコイルに加工を加えず、温度検出素子を容易にコイルに取付けることを目的にしている。しかし、通常、ステータにコイルを巻線し、コイル端末を接続した後、コイル部の絶縁処理（ワニス処理等）を施し、その後、リヤハウジングとステータを組付ける。従がって、温度検出素子を取り付けるガイド部と検出素子を接触させるコイル部の位置精度を得る為には、リヤハウジングとステータの組付け精度に注意を払う必要があり、組立の効率を阻害する。また、コイル部の絶縁処理（ワニス処理等）後、リヤハウジングを組付け、その後、ガイド部に温度検出素子を挿入、取付ける為、温度検出素子とコイル間にワニス層が介在し、温度検出面の熱抵抗を増加させ、温度検出精度が悪化するという問題がある。
【０００５】
さらに、特開平８−２１４５０５号公報記載のものでは、温度に応答する構造素子は絶縁体を装着した後に固定子コイルを巻装することにより固定される。すなわち、完成された電動機において、構造素子の上に固定子コイルが巻装されているので、構造素子を電動機の固定子から取り外すことは出来ない。一般に、温度検出素子は、温度検出素子自体の異常などの可能性があるため、定期的に交換などのメンテナンスをする必要がある。特開平８−２１４５０５号公報記載のものでは、固定子を含めて交換する必要が生ずる。
【０００６】
そこで、本発明は、前記従来の問題点を解決し、温度検出素子のコイルへの取付けを容易にし、また、温度検出素子の温度検出面が確実にコイル表面に接触し、安定した温度検出を可能にすることを目的とする。
【０００７】
本発明の他の目的は、温度検出素子の温度検出面が確実にコイル表面に接触するとともに、メンテナンスに備えて固定子から容易に取り外すことができる、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を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動機の巻線温度を検出する温度検出素子の取付け構造において、電動機のステータコアとコイルエンドの間隙に設けられた、前記温度検出素子を収納するガイドを備え、該ガイドは弾性変形可能な引っ掛かり部を有し、該引っ掛かり部を変形させて前記ガイドに前記温度検出素子を挿入することにより、前記温度検出素子の感温部を前記コイルエンド部の巻線内面に接触保持させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の電動機の巻線温度検出素子の取付けは、電動機のステータコアとコイルエンドの間隙にガイドを用いて温度検出素子を取付けることにより、ステータコイルに加工を加えたり、コイルに損傷を与えることなく取付けを行なうものである。これにより、温度検出素子の取付け作業が容易になる。また、温度検出素子の温度検出面が確実にコイル表面に接触するとともに、メンテナンスに備えて固定子から容易に取り外すことができる。
【００１０】
本発明の他の特徴は、前記ガイドが、ステータコアと巻線のコイルエンド部のトンネル状間隙に着脱自在であり、前記温度検出素子を収納する切り欠き部を有し、前記ガイドが前記引っ掛かり部によりコイルエンド部に固定され、前記切り欠き部から覗いた前記温度検出素子の表面が前記巻線の内側表面と密着することにある。
【００１１】
本発明の他の特徴は、前記ガイドが、ステータコアとコイル間の絶縁を確保するボビンと一体で、該ボビンには、前記温度検出素子を保持する保持部と該検出素子の温度感知面を巻回コイルの内面に接触可能にする貫通穴を設けていることにある。
【００１２】
また、温度検出素子の取付け位置は、ガイドとステータコイル間で一定位置に定まり、更に、ステータコアに巻線した後、前記ガイドに温度検出素子を挿入、取付けし、その後、絶縁処理（ワニス処理等）を施すことで、温度検出素子とコイル表面の接触を確実にでき、安定した温度検出を行なうことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電動機の巻線温度検知素子の取付け構造について、図示の実施形態により詳細に説明する。図１〜図３に、本発明の第一の実施例になる電動機の巻線温度検知素子の取付け構造を示す。図１は本発明の巻線温度検出素子の取付けを説明する電動機のステータの斜視図であり、図２は、本実施例の巻線３及びガイド６挿入部の横断面図、図３は電動機のステータの拡大斜視図である。ステータコア１は、ティース２に巻線３が巻回されている。なお、ステータコア１の表面は、図示されていない絶縁皮膜により、巻線３との絶縁が確保されている。温度検出素子４は、樹脂でモールドされたサーミスタ等であり、巻線３の表面と接触させ、巻線温度を検出する為の素子である。該温度検出素子４の検出信号は、リード線５を介して取出される。温度検出素子４は、樹脂等で成形されたガイド６に挿入され、固定される。ここで、ガイド６は、前記温度検出素子４が覗く様に一部切り欠き部７が形成されている。次に温度検出素子４を固定したガイド６は、前記ステータコアの端面と巻線３のコイルエンドとの概略半円形断面のトンネル状間隙８に挿入され、前記切り欠き部７から覗いた温度検出素子４がその長手方向において巻線３の内側表面と密着して、固定される。次に、巻線３の絶縁及び固定を目的に、絶縁処理（ワニス処理等）が施される。
【００１４】
ガイド６の先端には、ガイド６及び温度検出素子４が前記トンネル状間隙８から容易に抜け無い様に、引っ掛かり部９が形成されている。ガイド６は、樹脂成形品であり、弾性を有する為、ガイド６及び温度検出素子４を前記トンネル状間隙８に容易に挿入でき、挿入後は、前記引っ掛かり部９が巻線３のステータ内径側に引っ掛かり、確実に固定される。
【００１５】
このように、本実施例によれば、温度検出素子４を容易に取付けられ、取付け作業性が向上すると共に、取付け位置が安定し、温度検出精度も向上する。すなわち、本実施例によれば、挿入等の単純な操作で温度検出素子を取付けられる為、取付け作業工数が少なく、また、一方向への挿入動作である為、自動化が容易である。
【００１６】
更に、ガイド６の略円弧状（曲率ｒ）の断面形状及び切り欠き部７から覗いた温度検出素子の断面形状を、前記概略半円形断面（曲率Ｒ）のトンネル状間隙の形状に合わせる（曲率ｒ≒Ｒ）ことで、切り欠き部７から覗いた温度検出素子４がその長手方向において巻線３の内側表面に確実に、一定位置で接触するようにでき、取付け位置の変化による温度検出精度の低下を低減できる。すなわち、モールドされた温度検出素子４のほぼ全表面が巻線３の内側表面と直接接触するので、温度検出精度が向上する。
【００１７】
更に本実施例では、温度検出素子を取り付けた後、絶縁処理（ワニス処理等）が施されるので、温度検出素子４と巻線３が密着した状態を確保でき、ワニス層により温度検出面の熱抵抗を増加させること無く、良好な温度検出精度が得られる。
【００１８】
次に、本発明の他の実施例を、図４〜図６により、詳細に説明する。図４は本発明の巻線温度検出素子の取付けを説明する電動機のステータの上面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ断面、図６は図４のＢ−Ｂ断面である。この実施例では、第一の実施例のガイド６に相当するものとして保持部１１を用いる。保持部１１の断面形状は概略半円形断面のトンネル状間隙８の形状に合わせる。保持部１１には、巻線３のトンネル状間隙８から容易に抜け無い様にする引っ掛かり部９のほかに、温度検出素子４が保持部１１から容易に抜け無い様に保持する引っ掛かり部１３が形成されている。
【００１９】
保持部１１は、樹脂成形品であり、弾性を有する為、保持部１１及び温度検出素子４を前記トンネル状間隙８に容易に挿入でき、挿入後は、前記引っ掛かり部９及び１３により、温度検出素子４が引っ掛かり部１３の弾性により巻線３の内側表面に強く押圧される。
【００２０】
このように、本実施例によれば、温度検出素子４を容易に取付けられ、取付け作業性が向上すると共に、取付け位置が安定し、温度検出精度も向上する。すなわち、本実施例によれば、挿入等の単純な操作で温度検出素子を取付けられる為、取付け作業工数が少なく、また、一方向への挿入動作である為、自動化が容易である。更に、温度検出素子４が巻線３の内側表面に確実に、一定位置で接触でき、取付け位置の変化による温度検出精度の低下を低減できる。すなわち、モールドされた温度検出素子４が強く押圧されそのほぼ全表面が巻線３の内側表面と直接接触するので、温度検出精度がより向上する。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電動機の巻線温度検出素子の取付けが容易になり、自動化が可能となる。また、温度検出素子の取付け位置が安定し、巻線との確実な接触が実現され、温度検出精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施例になる電動機の巻線温度検出素子取付け構造を説明する電動機のステータの斜視図である。
【図２】 第一の実施例の巻線及びガイド挿入部の横断面図である。
【図３】 第一の実施例の電動機のステータの拡大斜視図である。
【図４】 本発明の他の実施例になる巻線温度検出素子の取付けを説明する電動機のステータの上面図である。
【図５】 図４のＡ−Ａ断面である。
【図６】 図４のＢ−Ｂ断面である。
【符号の説明】
１…ステータコア、２…ティース、３…巻線、４…温度検出素子、
５…リード線、６…ガイド、７…切り欠き部、８…トンネル状間隙、
９…引っ掛かり部、１０…ボビン、１１…保持部、１２…貫通穴、
１３…引っ掛け部

Claims (7)

1. 電動機の巻線温度を検出する温度検出素子の取付け構造において、電動機のステータコアとコイルエンドの間隙に設けられた、前記温度検出素子を収納するガイドを備え、該ガイドは弾性変形可能な巻線の内側に引っ掛ける引っ掛かり部を有し、
   該引っ掛かり部を変形させて前記ガイドを巻線に固定し、前記ガイドに挿入した前記度検出素子の感温部を前記コイルエンド部の巻線内面に接触保持させることを特徴とする電動機の巻線温度検出素子の取付け構造。
2. 前記ガイドは、ステータコアと巻線のコイルエンド部のトンネル状間隙に着脱自在であり、前記温度検出素子を収納する切り欠き部を有することを特徴とする請求項１の電動機の巻線温度検出素子の取付け構造。
3. 前記ガイドは、前記トンネル状間隙の形状とほぼ同じ曲率の略半円形の断面であることを特徴とする請求項２の電動機の巻線温度検出素子の取付け構造。
4. 前記ガイドには、もう１つの引っ掛り部が設けられ、該引っ掛り部を変形させて前記温度検出素子を保持することを特徴とする請求項１の電動機の巻線温度検出素子の取付け構造。
5. 前記貫通穴断面形状（曲率ｒ）及び前記温度検出素子の断面形状が、前記巻線の内側表面の形状とほぼ同じ曲率の断面であることを特徴とする請求項４の電動機の巻線温度検出素子の取付け構造。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の巻線温度検出素子の取付け構造を備えたことを特徴とする電動機。
7. 電動機の巻線の温度を検出する温度検出素子の取付け方法において、前記温度検出素子を、該温度検出素子が覗く様に一部切り欠き部が形成されたガイドに挿入固定し、
   次に、前記温度検出素子を固定した前記ガイドを、前記電動機のステータコアの端面と前記巻線のコイルエンドとの概略半円形断面のトンネル状間隙に挿入し、前記ガイドの引っ掛かり部により前記ガイドを前記巻線の内側に固定させ、
   次に、前記巻線に対して絶縁処理を施すことを特徴とする電動機の温度検出素子の取付け方法。

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