JP6243310B2 - Stator coil temperature sensor fixing structure - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機のステータコイルに対する温度センサの固定構造に関する。 The present invention relates to a structure for fixing a temperature sensor to a stator coil of a rotating electrical machine.
従来、例えば、特許文献1には、U相、V相、W相の各相コイルを電気的に接続する中性線においてU字状の曲げ部に温度センサが挟まれた状態で固定部材によって固定された回転電機用ステータが開示されている。
Conventionally, for example, in
回転電機が動力源として車両に搭載されるとき、ステータコイルに取り付けられた温度センサから延出するリード線を配索する方向が車両構造によって異なる場合がある。そのため、温度センサから延出するリード線が接続されるべきコネクタ位置がステータ周方向に関して遠い位置(すなわちステータの周方向に半周以上離れた位置)にある場合には、リード線の配索距離が長くなってコスト高になるとともに、リード線の配索作業が煩雑になるという問題がある。 When a rotating electrical machine is mounted on a vehicle as a power source, the direction in which a lead wire extending from a temperature sensor attached to a stator coil may differ depending on the vehicle structure. Therefore, when the connector position to which the lead wire extending from the temperature sensor is to be connected is at a position far from the stator circumferential direction (that is, a position separated by a half or more in the circumferential direction of the stator), the lead wire routing distance is There is a problem that it becomes long and expensive, and the lead wire routing work becomes complicated.
本発明の目的は、コネクタ位置にかかわらずリード線の配索距離をステータの半周以下に短くすることができるステータコイルの温度センサ固定構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a stator coil temperature sensor fixing structure capable of shortening the lead wire arrangement distance to a half or less of the stator regardless of the connector position.
本発明に係るステータコイルの温度センサ固定構造は、ステータコイルの中性点を構成する中性線と、前記ステータコイルの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの温度検出部を前記ステータコイルの中性線に固定する固定部材と、を備えるステータコイルの温度センサ固定構造であって、前記中性線はステータ周方向に沿ってU字状に折り曲げられた感温コイル部を有し、前記固定部材は、前記温度センサの温度検出部が前記中性線の感温コイル部に挟み保持された状態で一体に固定する本体と、前記温度検出部から延出するリード線の延出方向とは反対方向に折り返して配索された前記リード線を前記本体の表面に沿って保持するように前記本体に着脱自在に取り付けられる蓋部材とを含むものである。
The stator coil temperature sensor fixing structure according to the present invention includes a neutral wire that constitutes a neutral point of the stator coil, a temperature sensor that detects the temperature of the stator coil, and a temperature detector of the temperature sensor. A stator coil temperature sensor fixing structure including a fixing member for fixing to a neutral wire, wherein the neutral wire has a temperature-sensitive coil portion bent in a U shape along the circumferential direction of the stator, The fixing member includes a main body integrally fixed in a state where the temperature detection unit of the temperature sensor is sandwiched and held by the temperature sensing coil unit of the neutral wire, and an extension direction of the lead wire extending from the temperature detection unit the is intended to include a lid member detachably attached to the main body so as to hold along the lead wire is routed by folding in the opposite direction to the surface of the body.
この構成によれば、温度センサのリード線を接続するコネクタ位置がステータ周方向に関して温度センサの温度検出部から遠い場合には、リード線をその延出方向とは反対方向に折り返して配索することで、リード線の配索距離を短くすることができる。他方、上記コネクタ位置がリード線の延出方向に沿ったステータ周方向に関して近くに位置する場合には、リード線を折り返すことなく延出方向に沿って配索すれば良く、このときは蓋部材を省略できる。したがって、いずれの場合でもコネクタ位置に関わらず温度センサのリード線の配索距離を短くすることができ、コスト低減とリード線の配索作業容易化を図れる。 According to this configuration, when the connector position to which the lead wire of the temperature sensor is connected is far from the temperature detection portion of the temperature sensor with respect to the circumferential direction of the stator, the lead wire is folded back in the direction opposite to the extending direction. Thus, the wiring distance of the lead wire can be shortened. On the other hand, when the connector position is located close to the circumferential direction of the stator along the lead wire extending direction, the lead wire may be routed along the extending direction without being folded back. Can be omitted. Therefore, in any case, the wiring distance of the lead wire of the temperature sensor can be shortened regardless of the connector position, and the cost can be reduced and the wiring work of the lead wire can be facilitated.
また、リード線を折り返して配索する場合、固定部材の本体に着脱可能に取り付けられた蓋部材によってリード線が固定部材の本体表面に沿って保持されるため、リード線の折り返し部分がその周囲にあるステータコア等に接触することがない。したがって、振動等によってリード線の折り返し部がステータコア等に擦れて損傷するのを防止することができる。 When the lead wire is folded and routed, the lead wire is held along the surface of the main body of the fixing member by the lid member that is detachably attached to the main body of the fixing member. There is no contact with the stator core or the like. Therefore, it is possible to prevent the folded portion of the lead wire from being rubbed and damaged by the stator core or the like due to vibration or the like.
本発明に係るステータコイルの温度センサ固定構造において、前記固定部材の本体には、前記リード線を覆って取り付けられた前記蓋部材よりも突出する複数の突出部が設けられており、前記突出部の各端面が前記中性線をステータコイルに接続固定する際の位置決め用治具に当接する位置出し面を構成してもよい。 In the temperature sensor fixing structure of the stator coil according to the present invention, the main body of the fixing member is provided with a plurality of protrusions that protrude from the lid member attached so as to cover the lead wire, and the protrusions Each of the end surfaces may constitute a positioning surface that comes into contact with a positioning jig when the neutral wire is connected and fixed to the stator coil.
この構成によれば、固定部材の蓋部材を取り付けた側の面を中性線位置決め用治具の位置出し面として利用することができ、その結果、上記治具を固定部材に安定して取り付けて中性線の位置決めを正確に行うことができる。 According to this configuration, the surface of the fixing member on which the lid member is attached can be used as a positioning surface of the neutral wire positioning jig, and as a result, the jig can be stably attached to the fixing member. Thus, the neutral wire can be accurately positioned.
本発明に係るステータコイルの温度センサ固定構造によれば、コネクタ位置にかかわらずリード線の配索距離をステータの半周以下に短くすることができ、コスト低減とリード線配索作業の容易化を図れる。 According to the temperature sensor fixing structure of the stator coil according to the present invention, the lead wire routing distance can be shortened to a half or less of the stator regardless of the connector position, thereby reducing the cost and facilitating the lead wire routing operation. I can plan.
以下に図面を用いて、実施の形態を詳細に説明する。同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments will be described in detail below with reference to the drawings. Similar elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の一実施形態である温度センサ固定構造24を備える回転電機のステータ10を示す図である。ステータ10は、ステータコア11と、ステータコイル12(U相環状コイル12U、V相環状コイル12VおよびW相環状コイル12W)と、温度センサ固定構造24とを備える。このうち、温度センサ固定構造24は、ステータコイル12の中性点を構成する中性点接続部材40と、中性点接続部材40においてステータコイル12の温度を検出する温度センサ(不図示)と、中性線接続部材40に温度センサを一体に固定する固定部材(不図示)とから構成される。なお、図1に示されていない温度センサおよび固定部材については後に詳述する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a
図2は、ステータコア11を構成する複数の分割コア28のティース28aに各コイル30が巻回されている様子を示す拡大斜視図である。複数の分割コア28は、各ティース28aがステータ10の径方向内側を向くように、ステータ10の周方向に沿って環状に配置される。図2に示すように、複数の分割コア28のティース28aにはコイル30が巻回されている。コイル30は、導電性および熱伝導性に優れた金属、例えば、銅等で構成される。コイル30は、両端部を除く周囲に、ポリアミドイミド等により構成されるエナメル樹脂等からなる絶縁部材によって被覆されている。各コイル30の両端部は、各コイル30同士を接続するために用いられる各接続端子34としてコイルエンド32上に引き出されている。なお、ステータコア11は、円環状に打抜き加工された電磁鋼板を軸方向に多数積層して構成されてもよい。
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a state in which the
図3は、各コイル30の結線関係を示す図である。本実施の形態においては、各コイル30をU相コイル30U、V相コイル30VおよびW相コイル30Wに割り当てる。ここでは、U相コイル30U、V相コイル30VおよびW相コイル30Wの合計は15個であるものとして説明するが、もちろん、その他の個数であってもよい。以下では、No.1〜No.15の各コイル30がステータ10の周方向に沿って並んでいるものとして説明する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a connection relationship between the
U相コイル30Uは、No.3、No.6、No.9、No.12、No.15に対応する位置に配置される。そして、U相コイル30UのU相接続端子34UがそれぞれU相接続部材20Uによって直列に接続されることで、ステータコア11のティース28aに巻回されるU相環状コイル12Uが形成される。このとき、U相環状コイル12Uの一端はU相入力端子36Uとして引き出され、U相環状コイル12Uの他端はU相中性点端子38Uとして引き出される。
The U-phase
V相コイル30Vは、No.2、No.5、No.8、No.11、No.14に対応する位置に配置される。また、W相コイル30Wは、No.1、No.4、No.7、No.10、No.13に対応する位置に配置される。これらについてもU相コイル30Uと同様に、各V相コイル30Vおよび各W相コイル30WのV相接続端子34VおよびW相接続端子34WがそれぞれV相接続部材20V、W相接続部材20Wによって直列に接続されることで、ステータコア11のティース28aに巻回されるV相環状コイル12VおよびW相環状コイル12Wが形成される。
The V-
各相入力端子接続部材(不図示)は、それぞれの一方端がU相入力端子36U、V相入力端子36VおよびW相入力端子36Wに接続され、それぞれの他方端が3相交流電力を出力するインバータ(不図示)に接続される。
Each phase input terminal connecting member (not shown) has one end connected to
温度センサ固定構造24の一部を構成する中性点接続部材40は、各コイル30のコイルエンド32上に配置されている。中性点接続部材40は、導電性および熱伝導性に優れた金属、例えば、銅等で構成される。中性点接続部材40は、UV相中性点接続部42およびVW相中性点接続部44を一体に含んでいる。
The neutral
UV相中性点接続部42は、一方端がU相中性点端子38Uに接続され、他方端がV相中性点端子38Vに接続される。VW相中性点接続部44は、一方端がW相中性点端子38Wに接続され、他方端がV相中性点端子38V、すなわちUV相中性点接続部42の他方端に接続される。中性点接続部材40のVW相中性点接続部44には、固定部材によって温度センサが取り付けられている。
UV phase neutral
図4は、本実施形態の温度センサ固定構造24を構成する中性点接続部材40、温度センサ54および固定部材60の斜視図である。図5は、中性点接続部材40が各中性点端子38に接続固定されている様子を示す図である。図6は、温度センサ54が固定部材60によって中性点接続部材40に固定されている様子をA方向(図4参照)から見た平面図である。
FIG. 4 is a perspective view of the neutral
上述したように中性点接続部材40は、UV相中性点接続部42およびVW相中性点接続部44を有する。本実施形態では、UV相中性点接続部42およびVW相中性点接続部44は、1本の平角導線を曲げ加工して形成されている。
As described above, the neutral
UV相中性点接続部42は、図6に示すように、U相中性点端子38UとV相中性点端子38Vとの間に渡って延びる本体部42aと、本体部42aから略垂直方向に向かってそれぞれ略S字状に曲げられた第1延伸部42bおよび第2延伸部42cとを有する。
As shown in FIG. 6, the UV-phase neutral
VW相中性点接続部44は、V相中性点端子38VとW相中性点端子38Wとの間に渡って延びる本体部44aと、本体部44aから略垂直方向に向かってそれぞれ略S字状に曲げられた第1延伸部44bおよび第2延伸部44cとを有する。VW相中性点接続部44の第2延伸部44cは、UV相中性点接続部42の第2延伸部42cに折れ曲がって連続している。さらに、VW相中性点接続部44は、本体部44aと第1延伸部44bとの間にステータ周方向に沿ってU字状に折り曲げられた感温コイル部44dを有している。この感温コイル部44dは、温度センサ54の温度検出部であるサーミスタ素子54aを密接して挟み保持するための部分である。
The VW-phase neutral
温度センサ54は、中性点接続部材40を介してステータコイル12の温度を検出する機能を有する。温度センサ54は、VW相中性点接続部44の感温コイル部44dに取り付けられるサーミスタ素子54aと、サーミスタ素子54aから延出するリード線54bと、リード線54bを被覆する被覆材54cと、リード線54bの端部に取り付けられた端子54dとを備える。サーミスタ素子54aは、例えば、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄等の酸化物を混合して焼結することにより形成され、温度と抵抗との線形性の関係を利用することで温度を検出する温度検出部である。リード線54bは、サーミスタ素子54aからステータ周方向に2本延出しており(図7参照)、その端部に端子54dが接続されている。リード線54の端子54dは、温度センサ固定構造24がステータ10に組み込まれて回転電機を構成するとき、ステータ10またはその近傍に設けられたコネクタ(不図示)に接続される信号出力用の端子である。
The
上述した回転電機のステータ10では、U相環状コイル12U、W相環状コイル12WおよびV相環状コイル12Vの少なくとも何れかのコイル温度が上昇したとき、これらに接続される中性点接続部40の温度上昇も上昇する。その結果、ステータコイル12の温度上昇を温度センサ14によって検知することができる。温度センサ14によって検出されたステータコイル12の温度はリード線54bの端子54dから外部に送信され、例えばステータコイル12を流れる電流の制御等に用いられる。
In the
次に、図7および図8を参照して、温度センサ固定構造24の固定部材60について説明する。図7は、温度センサ54が固定部材60によって中性点接続部材40に取り付けられている状態をB方向(図4参照)から見た斜視図である。図8(a)は、温度センサ54が固定部材60によって中性点接続部材40に取り付けられている状態を示す図7と反対側から見た斜視図である。図8(b)は、固定部材60の本体62から蓋部材64を取り外した状態を示す斜視図である。
Next, the fixing
固定部材60は、温度センサ54のサーミスタ素子54aを中性点接続部材40に一体に固定する本体62と、リード線54bを覆って保持する蓋部材64とを備えている。
The fixing
以下の説明において、本体62の各側面部のうち、リード線54bおよびVW相中性点接続部44の本体部44aが突き出している側面部を右側面部162とし、その反対側の側面を左側面部164とする。また、固定部材60の本体62において、VW相中性点接続部44の第1延伸部44bが突き出している側面を上側面部166とし、その反対側の側面を下側面部168とする。なお、各側面部における「右」「左」「上」「下」との表現は理解を平易なものとするためのものであって、実際の使用状態における方向を規定するものではない。
In the following description, of each side surface portion of the
固定部材60の本体62は、略直方体状に形成されている。また、本体62は、4つの柱状突出部62a、1つのT字状突出部62b、および凹部62cを下側面部168に有している。4つの柱状突出部62aは、下側面部168の略中央部から右側面部162寄りの位置にかけて長手方向と直交する方向の両側に2つずつ配置されている。これらの4つの突出部62aによって囲まれた領域は、後述するように折り返されたリード線54bが収納される収納部62cとなっている。
The
図8(b)に示すように、T字状突出部62bは、下側面部168の左側面部164側の端部中央に突出して形成されている。収納部62cには、本体62の右側面部162から延出する2本のリード線54bが延出方向(矢印C方向)とは反対方向に折り返された状態で収納されている。そして、2本のリード線54bは、本体62の収納部62cの表面に沿って配索されるようにT字状突出部62bに係合されている。
As shown in FIG. 8B, the T-shaped projecting
一方、蓋部材64は、本体62の下側面部168に対して着脱自在に取り付けられている。蓋部材64は、リード線54bの折り返された部分を覆って保護するとともに本体62の表面に沿ってリード線54bを保持するカバー部材である。
On the other hand, the
続いて、上記の構成からなる温度センサ固定構造24の製造および組付けについて説明する。まず、中性点接続部材40のVW相中性点接続部44の感温コイル部44dに、温度センサ54のサーミスタ素子54aが密接に挟み保持された状態に組み付ける。次いで、中性点接続部材40の感温コイル部44dとサーミスタ素子54aとを金型の内部に配置し、例えば、エポキシ樹脂等を注入して硬化させる射出成型を行う。これにより、感温コイル部44dおよびサーミスタ素子54aの周囲に本体62が成形され、サーミスタ素子54aが中性点接続部材40に一体に固定される。
Next, manufacture and assembly of the temperature
次に、固定部材60の本体62から延出するリード線54bを延出方向(矢印C方向、以下に同じ)とは反対方向に折り返して、下側面部168の収納部62cに収納する。そして、2本のリード線54bをT字状突出部62bの張り出した部分の下にそれぞれ係合させて配索した後、収納部62cに収納されたリード線54bを覆うようにして蓋部材64を本体62に取り付ける。これにより、中性点接続部材40に温度センサ54が一体に固定された温度センサ固定構造24が出来上がる。その後、図6に示すように、中性点接続部材40の各延伸部42b,44b,44c(42c)を各相環状コイル12U,12V,12Wの中性点端子38に溶接等によって接続固定する。
Next, the
上記のようにステータ10に組付けられた本実施形態の温度センサ固定構造24では、温度センサ54のリード線54bを接続するコネクタ位置がステータ10の周方向に関してサーミスタ素子54aから遠い場合には、リード線54bをその延出方向とは反対方向に折り返して配索することで、リード線54bの配索距離を短くすることができる。一方、上記コネクタ位置がリード線54bの延出方向に沿ったステータ周方向に関して近くに位置する場合には、リード線54bを折り返すことなく延出方向に沿って配索すれば良く、このときは蓋部材64を省略できる。したがって、いずれの場合でもコネクタ位置に関わらず温度センサ54のリード線54bの配索距離をステータ10の半周以下に短くすることができ、コスト低減とリード線の配索作業容易化を図れる。
In the temperature
また、リード線54bを折り返して配索する場合、固定部材60の本体62に着脱自在に取り付けられた蓋部材によってリード線54bが固定部材60の本体62の表面に沿って保持されるため、リード線54bの折り返し部分がその周囲にあるステータコア等に接触することがない。したがって、被覆材54cで覆われずに露出したリード線54bの折り返し部分が振動等にその周囲にあるステータコア等に擦れて損傷するのを防止することができる。
When the
続いて、固定部材60の位置決め機能について説明する。固定部材60が取り付けられた中性点接続部材40は、上述のように各中性点端子38に、例えば、溶接等の加工によって固定される。この際、固定部材60の柱状突出部62aおよびT字状突出部62bの各端面160は、同一平面内に位置するように下側面部168からの突出高さが設定されている。一方、蓋部材64は、本体62の下側面部168に装着した状態で、各柱状突出部62aおよびT字状突出部62bよりも突出しないように形成されている。換言すれば、各突出部62a,62bの突出高さが蓋部材64よりも高くなるよう設定されている。
Subsequently, the positioning function of the fixing
これにより、各柱状突出部62aおよびT字状突出部62bの各端面160は、中性点接続部材40を各相環状コイル12U,12V,12Wの各中性点端子38に溶接等する際に用いる中性線用の位置決め治具と当接する位置出し面として利用することができる。また、本体62の右側面部162および左側面部164も上記治具の位置出し面として利用できる。このため、3つの異なる表面160,162,164に当接することで治具を固定部材60に安定した状態で取り付けることができる。その結果、この治具を用いて中性点接続部材40をステータ10に対して正確に位置決めすることができ、中性点接続部材40を各相環状コイル12U,12V,12Wの各中性点端子38に対して正確に溶接固定することができる。
Thereby, when each
なお、本実施形態では、固定部材60の本体62に関して、右側面部162と、左側面部164と、柱状突出部62aおよびT字状突出部62bの各端面160が形成する平面とを合わせた3つ異なる表面を治具の位置出し面として利用する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上記以外の組み合わせの3つの表面を治具の位置出し面として用いてもよいし、あるいは、2つの表面だけを用いて治具の位置出しを行うようにしてもよい。
In the present embodiment, with respect to the
また、本実施形態では、固定部材60は、4つの柱状突出部62aと、T字状突出部62bとを合わせた合計5個の突出部の各端面が中性線位置決め用治具の1つの位置出し面をなす例を挙げているが、突出部の数、形状、大きさは適宜変更してもよい。
Further, in this embodiment, the fixing
10 ステータ、11 ステータコア、12 ステータコイル、30U U相コイル、30V V相コイル、30W W相コイル、24 温度センサ固定構造、40 中性点接続部材(中性線)、42 UV相中性点接続部、44 VW相中性点接続部、44d 感温コイル部、54 温度センサ、54a サーミスタ素子、54b リード線、54c 被覆材、54d 端子、60 固定部材、62 本体、62a 柱状突出部、62b T字状突出部、62c 収納部、64 蓋部材。 10 Stator, 11 Stator Core, 12 Stator Coil, 30U U Phase Coil, 30V V Phase Coil, 30W W Phase Coil, 24 Temperature Sensor Fixing Structure, 40 Neutral Point Connection Member (Neutral Wire), 42 UV Phase Neutral Point Connection Part, 44 VW phase neutral point connection part, 44d temperature sensing coil part, 54 temperature sensor, 54a thermistor element, 54b lead wire, 54c coating material, 54d terminal, 60 fixing member, 62 main body, 62a columnar protrusion, 62b T A character-like protruding part, 62c storage part, 64 lid member.
Claims (1)
前記ステータコイルの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの温度検出部を前記ステータコイルの中性線に固定する固定部材と、を備えるステータコイルの温度センサ固定構造であって、
前記中性線はステータ周方向に沿ってU字状に折り曲げられた感温コイル部を有し、
前記固定部材は、前記温度センサの温度検出部が前記中性線の感温コイル部に挟み保持された状態で一体に固定する本体と、前記温度検出部から延出するリード線の延出方向とは反対方向に折り返して配索された前記リード線を前記本体のリード線収納部の表面に沿って保持するように前記本体に着脱自在に取り付けられる蓋部材とを含む、
ステータコイルの温度センサ固定構造。 A neutral wire constituting the neutral point of the stator coil;
A temperature sensor for detecting the temperature of the stator coil;
A temperature sensor fixing structure of a stator coil, comprising: a fixing member that fixes a temperature detection portion of the temperature sensor to a neutral wire of the stator coil,
The neutral wire has a temperature-sensitive coil portion bent in a U shape along the circumferential direction of the stator,
The fixing member includes a main body integrally fixed in a state where the temperature detection unit of the temperature sensor is sandwiched and held by the temperature sensing coil unit of the neutral wire, and an extension direction of the lead wire extending from the temperature detection unit A lid member that is detachably attached to the main body so as to hold the lead wire folded and routed in the opposite direction along the surface of the lead wire storage portion of the main body.
Stator coil temperature sensor fixing structure.
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