JP5827288B2 - サーミスタモジュール - Google Patents

Description

本発明は、温度を測定するためのサーミスタモジュールに関し、特に、モールド材に覆われたステータコイルの温度を測定するためのサーミスタモジュールに関する。

下記特許文献１では、モールド樹脂に覆われたステータコイルの温度を測定するために、モールド樹脂に形成された挿入穴にサーミスタモジュールが挿入されている。

特開２００９−１００５３８号公報 特開２００６−６４４９７号公報 実開平６−５８３３４号公報

ステータコイルがモールド材に覆われた構造では、ステータコイルにサーミスタモジュールの測温部を直接当てて温度を測定することは困難である。特許文献１では、モールド樹脂（モールド材）に形成された挿入穴にサーミスタモジュールを挿入してステータコイルの温度を測定しているが、ステータコイルとサーミスタモジュールの測温部との間にモールド樹脂が介在し、ステータコイルの熱がモールド樹脂を介してサーミスタモジュールの測温部に伝わる構造となっている。その結果、ステータコイルにサーミスタモジュールの測温部を直接当てて温度を測定する場合と比較して、ステータコイルの温度の測定精度が低下する。

また、特許文献２，３には、サーミスタの熱応答性を向上させるため、集熱パターンあるいは集熱体を設けたサーミスタが記載されているが、いずれも本発明が対象とするステータコイルの温度の測定するサーミスタモジュールにはそのまま適用することができなかった。

本発明は、モールド材に覆われたステータコイルの温度の測定精度を向上させることを目的とする。

本発明に係るサーミスタモジュールは、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係るサーミスタモジュールは、回転電機のステータコイルを覆うモールド材に形成された挿入穴に挿入され、ステータコイルの温度を測定するためのサーミスタモジュールであって、樹脂製のサーミスタケースと、前記サーミスタケースのうち前記ステータコイル側の先端に配されたサーミスタ素子と、前記サーミスタケースの内部のうち、前記挿入穴への挿入状態で、前記サーミスタ素子よりも前記ステータコイルから離れた箇所、かつ、挿入穴の内周面に面する箇所に埋め込まれた集熱板と、を有することを要旨とする。

本発明によれば、モールド材に形成された挿入穴の内周面に面する集熱部材により、モールド材からの集熱効果を上げることができ、モールド材に覆われたステータコイルの温度の測定精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るサーミスタモジュールの内部構成を示す断面図である。 ステータコイルからサーミスタモジュールへの熱の伝わり方を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るサーミスタモジュール１０の内部構成を示す断面図であり、回転電機のステータコイル１２の温度を測定するために、ステータのモールド樹脂１４に装着された状態を示す。ステータコイル１２は、モールド樹脂（モールド材）１４に覆われている。回転電機のステータにおいて、ステータコイル１２をステータコアに巻装する構成、及びステータコイル１２をモールド樹脂１４によりモールド（封止）する構成については、周知の構成で実現可能である（例えば特許文献１を参照されたい）ため、詳細な説明を省略する。

モールド樹脂１４に覆われたステータコイル１２の温度を測定するために、モールド樹脂１４に挿入穴１６が形成され、サーミスタモジュール１０が挿入穴１６に挿入されている。サーミスタモジュール１０においては、樹脂製のサーミスタケース３１に収容部（中空部）が形成され、収容部の先端に測温部としてのサーミスタ素子３２が収容されている。サーミスタ素子３２は、サーミスタケース３１の収容部を通る配線３３を介して、図示しない温度測定回路に接続される。さらに、サーミスタケース３１の収容部には、充填樹脂（充填材）３４が充填されている。モールド樹脂１４の挿入穴１６はステータコイル１２に近接する位置まで延びて形成され、サーミスタモジュール１０が挿入穴１６に挿入された状態では、サーミスタ素子３２がステータコイル１２に近接配置される。

本実施形態では、集熱板（集熱部材）３６がサーミスタケース３１にインサート成型されている。集熱板３６はサーミスタケース３１に全周（あるいはほぼ全周）に渡って埋設され、サーミスタモジュール１０が挿入穴１６に挿入された状態では、サーミスタケース３１が挿入穴１６の内周面１６ａに接し、集熱板３６がサーミスタケース３１を介して挿入穴１６の内周面１６ａに全周（あるいはほぼ全周）に渡って面するよう挿入穴１６の内周面１６ａに近接配置される。集熱板３６をサーミスタケース３１先端側へ延ばしてサーミスタ素子３２に接続するように構成することも可能である。集熱板３６は、モールド樹脂１４及びサーミスタケース３１（樹脂）よりも熱伝導率の高い材料で構成され、例えば鋼板やアルミニウム板や銅板等の金属板により構成することが可能である。さらに、集熱板３６は、サーミスタケース３１（樹脂）よりも剛性が高く、サーミスタケース３１を補強する補強材の役割も有する。

ステータコイル１２に電流が流れることでステータコイル１２が発熱すると、ステータコイル１２の熱がモールド樹脂１４に伝わる。モールド樹脂１４に伝わった熱は、図２の矢印Ａに示すように、モールド樹脂１４とサーミスタケース３１の先端部間の僅かな空気層、及びサーミスタケース３１の先端部を介する経路によりサーミスタ素子３２に伝わる。サーミスタ素子３２の温度が変化すると抵抗値が変化するため、サーミスタ素子３２の抵抗値を測定することで、ステータコイル１２の温度を測定することが可能となる。

ただし、ステータコイル１２からモールド樹脂１４に伝わった熱は、モールド樹脂１４全体に拡散しようとする。その際に、モールド樹脂１４に伝わった熱量のうち、サーミスタ素子３２に伝わる熱量の割合が減少すると、ステータコイル１２の温度変化に対するサーミスタ素子３２の温度変化の追従性が低下し、ステータコイル１２の温度の測定精度が低下する。

これに対して本実施形態では、モールド樹脂１４に伝わった熱は、前述の図２の矢印Ａに示す経路によりサーミスタ素子３２に伝わるだけでなく、図２の矢印Ｂに示すように、モールド樹脂１４とサーミスタケース３１の根元側間の僅かな空気層、サーミスタケース３１（根元側）、及び集熱板３６を介する経路によってもサーミスタ素子３２に伝わる。挿入穴１６の内周面１６ａに面して近接配置された集熱板３６により、モールド樹脂１４からの集熱効果を上げることができる。そのため、集熱板３６を介してサーミスタ素子３２に熱を効率的に伝えることができ、ステータコイル１２からモールド樹脂１４に伝わった熱量のうち、サーミスタ素子３２に伝わる熱量の割合を増加させることができる。したがって、ステータコイル１２がモールド樹脂１４に覆われ、ステータコイル１２にサーミスタモジュール１０を直接当てて温度を測定することが困難な構造であっても、ステータコイル１２の温度変化に対するサーミスタ素子３２の温度変化の追従性を向上させることができ、ステータコイル１２の温度の測定精度を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、集熱板３６によりサーミスタケース３１を補強することもできるので、サーミスタモジュール１０の剛性・強度を向上させることができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

１０ サーミスタモジュール、１２ ステータコイル、１４ モールド樹脂、１６ 挿入穴、１６ａ 内周面、３１ サーミスタケース、３２ サーミスタ素子、３３ 配線、３４ 充填樹脂、３６ 集熱板。

Claims (1)

1. 回転電機のステータコイルを覆うモールド材に形成された挿入穴に挿入され、ステータコイルの温度を測定するためのサーミスタモジュールであって、
   樹脂製のサーミスタケースと、
   前記サーミスタケースのうち前記ステータコイル側の先端に配されたサーミスタ素子と、
   前記サーミスタケースの内部のうち、前記挿入穴への挿入状態で、前記サーミスタ素子よりも前記ステータコイルから離れた箇所、かつ、挿入穴の内周面に面する箇所に埋め込まれた集熱板と、
   を有する、サーミスタモジュール。

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