JP6484334B2 - 温度センサホルダ - Google Patents

Description

本発明は、温度センサホルダに関する。

ＪＰ２０１１−２５４６２８Ａには、コイルの両脇からコイルを挟持し、コイル表面の温度を測定するＵ字状の温度センサの取り付け構造が開示されている。

しかしながら、ＪＰ２０１１−２５４６２８Ａの温度センサの取り付け構造は、コイルの両脇からコイルを挟持するので、コイルの配置スペースが小さくなり、コイルの巻き数が減ってしまう。このため、コイルの両脇に温度センサの取り付け構造を挿入する面積分だけ、コイル占積率が低くなり、モータの駆動力性能を向上させることができない。

本発明は、コイルの配置スペースを確保することでコイル占積率を高くし、モータの駆動力性能を向上させることのできる温度センサホルダを提供することを目的とする。

本発明のある態様による温度センサホルダは、ステータコアと、ステータコアに巻き付けられるコイルと、ステータコアとコイルとの間で絶縁を確保するインシュレータと、を複数組配置し構成され、内側にロータが回転可能に組み込まれるステータにコイルの温度を計測する温度センサを取り付ける温度センサホルダである。温度センサホルダは、温度センサをインシュレータに固定するためのホルダ固定部と、ホルダ固定部と一体に形成され、温度センサをコイルのコイルエンド部にロータの回転軸方向から保持するセンサ保持部と、を有する。センサ保持部には、温度センサを格納する格納溝が形成され、格納溝の溝底に、温度センサをコイルエンド部に押圧するセンサ押圧部が形成される。

上記態様による温度センサホルダでは、ホルダ固定部がインシュレータに固定され、格納溝の溝底に形成されたセンサ押圧部が温度センサをコイルエンド部に押圧するので、コイルを配置する空間に温度センサや温度センサホルダを配置する必要がなくなり、コイルの配置スペースを確保することができる。その結果、コイルの巻き数が増えてコイル占積率が高くなるので、モータの駆動力性能を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る温度センサホルダ及び温度センサをステータに組み込んだ状態を示す図である。 図２は、温度センサの概略構成図である。 図３は、本発明の実施形態に係る温度センサホルダの概略構成図である。 図４Ａは、温度センサホルダをステータに組み込む前の状態を示す図である。 図４Ｂは、温度センサホルダをステータに組み込んだ後の状態を示す図である。 図５は、図４ＢのＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、温度センサホルダの爪が位置する箇所の局所拡大図である。 図６は、温度センサをコイルエンド部に設置したときの概略構成図である。 図７は、ロータ回転軸の一方から温度センサホルダ及び温度センサを組み込んだステータを見た図である。 図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図であり、温度センサを格納したときの温度センサホルダの概略構成図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明の実施形態に係る温度センサホルダ１００及び温度センサ２００をステータ３００に組み込んだ状態を示す図である。温度センサホルダ１００は、温度センサ２００をステータ３００に取り付けるための温度センサ２００の取り付け構造として機能する。

ステータ３００は、ステータ周方向に複数に分割された分割コア型のステータである。ステータ３００は、ステータコア３１０と、ステータコア３１０に巻き付けられるコイル３３０と、ステータコア３１０とコイル３３０との間で絶縁を確保するインシュレータ３２０と、を備える。ステータ３００の内側に、図示しないロータが回転可能に組み込まれることによって、モータが構成される。

ステータコア３１０は、電磁鋼板からなる積層体である。ステータコア３１０は、ステータ周方向に沿って連結することで円環状に構成される。

インシュレータ３２０は、樹脂ボビンからなる絶縁体である。インシュレータ３２０は、ロータ回転軸方向の両側からステータコア３１０を挟み込むように組み付けられ、ステータコア３１０とコイル３３０との間で電気的な絶縁を確保する。ステータコア３１０に組み付けられたインシュレータ３２０は、ロータ回転軸方向に突出形成された２つのフランジ部３２１を有する。

コイル３３０は、外周を絶縁コーティング材で被覆された電線である。コイル３３０は、図１に示すようにステータコア３１０にインシュレータ３２０を介して巻き付けられる。コイル３３０は、隣接するステータコア３１０によって形成される空間であるスロット内に配置されるスロット内コイル部３３１と、スロットから突出した位置に配置されるコイルエンド部３３２と、から構成される。

図２は、温度センサ２００の概略構成図である。

温度センサ２００は、図２に示すように、コイル３３０の温度を計測する測温部２１０と、入出力信号や電力を確保するハーネス２２０と、測温部２１０等を収納するケース２３０とから構成される。温度センサ２００は、後述する温度センサホルダ１００に取り付けられた状態で使用される。

次に、図３を参照して、温度センサホルダ１００を説明する。図３は、温度センサホルダ１００の概略構成図である。

温度センサホルダ１００は、ホルダ固定部１０と、ホルダ固定部１０と一体に形成されるセンサ保持部２０と、を有する。

ホルダ固定部１０には、インシュレータ３２０のフランジ部３２１を挟持する２つの爪１１が設けられている。ホルダ固定部１０は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ロータ回転軸方向から爪１１をフランジ部３２１に嵌合させることで、インシュレータ３２０に固定される。

図４Ａは、温度センサホルダ１００をステータ３００に組み込む前の状態を示す図であり、図４Ｂは、温度センサホルダ１００をステータ３００に組み込んだ後の状態を示す図である。

温度センサホルダ１００は、図４Ｂに示すように、爪１１の端部１１ａがインシュレータ３２０の位置固定面３２０ａに当接することでロータ回転軸方向に位置決めされ固定される。インシュレータ３２０に位置固定面３２０ａがあることによって、温度センサホルダ１００の装着時に、温度センサホルダ１００がコイル３３０に強く当たらなくなり、コイル３３０の外周に被覆された絶縁コーティング材の損傷が防止される。このため、温度センサホルダ１００をステータ３００に組み付ける際に、細心の注意を払って組み付ける必要がなくなり、組み付け作業性が向上する。

図５は、図４ＢのＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、温度センサホルダ１００の爪１１が位置する箇所の局所拡大図である。図５に示すように、インシュレータ３２０のフランジ部３２１には、テーパ３２１ａと、テーパ３２１ａの下部に段差３２１ｂと、が設けられている。

インシュレータ３２０のフランジ部３２１にテーパ３２１ａが設けられることによって、温度センサホルダ１００の爪１１をフランジ部３２１に嵌合させる際の位置合わせが容易になるとともに、挿入荷重が低減される。

また、温度センサホルダ１００の爪１１がインシュレータ３２０のフランジ部３２１に嵌合された後に、爪１１の端部１１ｂは、フランジ部３２１の段差３２１ｂに引っ掛かる。端部１１ｂは、ロータ回転軸方向において爪１１の端部１１ａの逆側に形成される端部である。このため、爪１１がフランジ部３２１から抜け難くなるので、温度センサホルダ１００をステータ３００に組み付けた後に、温度センサホルダ１００がインシュレータ３２０から外れてしまうことを回避できる。

段差３２１ｂと爪１１との間には、ロータ回転軸方向に多少の隙間があるので、温度センサホルダ１００は、ロータ回転軸方向に微小に動き得るが、おおよその位置決めは可能である。最終的には、ワニス塗布によって温度センサ２００がコイル３３０に固着されるので、振動等によって温度センサホルダ１００の位置がずれることはない。

図３に戻って、温度センサホルダ１００のセンサ保持部２０を説明する。センサ保持部２０は、格納溝２１と、張り出し部２３と、を有する。

格納溝２１は、温度センサ２００を格納する溝である。格納溝２１の溝底には、温度センサ２００をコイル３３０のコイルエンド部３３２に押圧するセンサ押圧部２２が形成される。

センサ押圧部２２は、格納溝２１の張り出し部２３側の一端から、格納溝２１のホルダ固定部１０側の他端に向かって、延びるように形成される片持ち梁構造である。センサ押圧部２２は、格納溝２１の他端側の位置において、温度センサ２００側に向かって突出する凸部２２ａを有する。

図６は、温度センサ２００をコイルエンド部３３２に押圧している状態の温度センサホルダ１００のセンサ押圧部２２を拡大した概略構成図である。

センサ押圧部２２は、図６に示すように、格納溝２１の他端側に形成された凸部２２ａによって、温度センサ２００の測温部２１０をコイルエンド部３３２に押圧することで保持する。このように、センサ押圧部２２が片持ち梁構造になっていることにより、凸部２２ａには、温度センサ２００の測温部２１０をコイルエンド部３３２に押圧するためのバネ力が働く。測温部２１０は、凸部２２ａによって押圧され、コイルエンド部３３２に当接することで、コイル３３０の最表面の温度を計測する。測温部２１０によって検知された温度の情報は、ハーネス２２０を介して、図示しない外部の制御装置に出力される。

他方で、温度センサホルダ１００のホルダ固定部１０には、ロータ回転軸方向であってコイルエンド部３３２から離間する方向にバネ力の反発がかかる。すなわち、温度センサホルダ１００の爪１１は、インシュレータ３２０のフランジ部３２１から抜ける方向にバネ力の反発がかかることになる。しかしながら、図５に示すように、フランジ部３２１の段差３２１ｂに爪１１の端部１１ｂが引っ掛かるので、温度センサホルダ１００は、インシュレータ３２０から外れることがなく位置が固定される。

図７は、ロータ回転軸の一方から温度センサホルダ１００及び温度センサ２００を組み込んだステータ３００を見た図である。

張り出し部２３は、図７に示すように、ホルダ固定部１０からステータ周方向に突出して、隣接配置されたコイル３３０のコイルエンド部３３２上に張り出すように形成される構造である。格納溝２１の一部は、張り出し部２３の中に形成される。張り出し部２３には、ホルダ固定部１０の爪１１側の辺に、逃げ部２４と、開口部２５と、が形成される。

逃げ部２４は、温度センサホルダ１００が設置されるインシュレータ３２０に隣接配置されたインシュレータ３２０のフランジ部３２１に沿って延びるように形成される。温度センサホルダ１００は、張り出し部２３が逃げ部２４を有することで、張り出し部２３と隣接配置されたインシュレータ３２０のフランジ部３２１とが干渉することなく、コイル３３０のコイルエンド部３３２上に配置できる。

開口部２５は、温度センサホルダ１００が設置されるインシュレータ３２０に隣接配置されたインシュレータ３２０の上から温度センサ２００のハーネス２２０を取り出すための開口である。温度センサホルダ１００がコイル３３０のコイルエンド部３３２上に配置されたときに、開口部２５は、隣接配置されたインシュレータ３２０の２つのフランジ部３２１の間に位置となるように形成される。

図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図であり、温度センサ２００を格納したときの温度センサホルダ１００の概略構成図である。

温度センサホルダ１００では、図８に示すように、格納溝２１に温度センサ２００が挿入される。温度センサホルダ１００は、高温となるコイル３３０に接触するため、高耐熱の樹脂などにより構成されることが好ましい。

温度センサ２００のケース２３０の先端は、温度センサ２００を温度センサホルダ１００の格納溝２１に挿入した際に、格納溝２１の先端受け部２１ａで位置合わせされる。ここで、ケース２３０の先端は、少なくとも測温部２１０よりもハーネス２２０から離れている部分を意味する。ケース２３０は、先端に向かうにつれて段階的に直径が細くなる段付きに形成されている。ケース２３０の先端には測温部２１０やハーネス２２０が存在しないので、ケース２３０の先端は、他の部位に比べて直径が細い。格納溝２１の先端受け部２１ａは、ケース２３０の先端が挿入できる窪み型に形成される。このため、ケース２３０の先端を格納溝２１の先端受け部２１ａに挿入することによって、精度良く温度センサ２００の位置合わせを行える。また、温度センサホルダ１００のセンサ押圧部２２には温度センサ２００を押圧する凸部２２ａが突出形成されているので、ケース２３０が段付きに形成されていても、凸部２２ａは、温度センサ２００の測温部２１０と当接する。なお、ケース２３０は、先端に向かうにつれて徐々に直径が細くなるテーパ型に形成されていてもよい。

上記した実施形態に係る温度センサの取り付け構造である温度センサホルダ１００によれば、以下の効果を得ることができる。

温度センサホルダ１００は、ステータコア３１０と、ステータコア３１０に巻き付けられるコイル３３０と、ステータコア３１０とコイル３３０との間で絶縁を確保するインシュレータ３２０と、を複数組配置し構成されるステータ３００にコイル３３０の温度を計測する温度センサ２００を取り付ける温度センサの取り付け構造である。温度センサホルダ１００は、インシュレータ３２０に固定されるホルダ固定部１０と、ホルダ固定部１０と一体に形成され、温度センサ２００をコイル３３０のコイルエンド部３３２に保持するセンサ保持部２０と、を有する。センサ保持部２０には、温度センサ２００を格納する格納溝２１が形成され、格納溝２１の溝底に、温度センサ２００をコイルエンド部３３２に押圧するセンサ押圧部２２が形成される。

温度センサホルダ１００によれば、ホルダ固定部１０がインシュレータ３２０に固定され、格納溝２１の溝底に形成されたセンサ押圧部２２が温度センサ２００をコイルエンド部３３２に押圧するので、コイル３３０を配置する空間に温度センサ２００や温度センサホルダ１００を配置する必要がなくなり、コイル３３０の配置スペースを確保することができる。その結果、温度センサ２００や温度センサホルダ１００の容量分だけコイルの巻き数を減らす必要がなくなり、コイルの巻き数を増えてコイル占積率が高くなるので、モータの駆動力性能を向上させることができる。

温度センサホルダ１００では、センサ押圧部２２は、格納溝２１の一端から他端側に向かって延びるように形成される片持ち梁構造であり、格納溝２１の他端側で温度センサ２００を押圧する。

温度センサホルダ１００によれば、センサ押圧部２２が片持ち梁構造であるので、温度センサ２００を押圧するバネ力が発生する。また、温度センサホルダ１００は、ホルダ固定部１０がインシュレータ３２０に固定されているので、バネ力の反発を受けても、インシュレータ３２０からの相対位置が変わることがない。このため、温度センサホルダ１００は、バネ力を低下させることなく温度センサ２００をコイルエンド部３３２に押圧し続けることができる。

温度センサホルダ１００では、センサ押圧部２２は、格納溝２１の他端側の位置において、温度センサ２００側に向かって突出する凸部２２ａを有する。

温度センサホルダ１００によれば、温度センサ２００のケース２３０が段付きやテーパ型に形成されていても、センサ押圧部２２の凸部２２ａで温度センサ２００の測温部２１０を押圧することができ、測温部２１０をコイル３３０のコイルエンド部３３２に確実に押し付けることができる。

温度センサホルダ１００では、センサ保持部２０は、ホルダ固定部１０からステータ周方向に突出して形成される張り出し部２３を有する。

温度センサホルダ１００によれば、張り出し部２３があることで、センサ押圧部２２の長さを長くできるので、センサ押圧部２２に集中する応力を小さくすることができる。

温度センサホルダ１００では、張り出し部２３は、隣接配置されたインシュレータ３２０との干渉を避ける逃げ部２４を有する。

温度センサホルダ１００によれば、隣接配置されたインシュレータ３２０に沿って延びるようにセンサ押圧部２２の長さを長くできるので、センサ押圧部２２に集中する応力を小さくできる。

温度センサホルダ１００は、張り出し部２３は、隣接配置されたインシュレータ３２０の上から温度センサ２００のハーネス２２０を取り出すための開口部２５を有する。

温度センサホルダ１００によれば、格納溝２１に格納された温度センサ２００のハーネス２２０は、隣接配置されたコイル３３０のコイルエンド部３３２上に位置する。このため、隣接配置されたインシュレータ３２０の上からハーネス２２０を取り出すように、温度センサホルダ１００に開口部２５を形成することで、ハーネス２２０の長さを短くすることができ簡素な配線にすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上述した説明では、センサ押圧部２２は、片持ち梁構造としたが、格納溝２１の両端によって保持される両持ち梁構造であってもよい。このように、センサ押圧部２２を両持ち梁構造としても、温度センサ２００をコイルエンド部３３２に押圧することができる。

また、ステータは、上述した分割コア型のステータに限定されることはなく、一体コア型のステータであってもよい。さらに、図１では、温度センサ２００を挿入した温度センサホルダ１００をステータに１つだけ装着した状態を示しているが、温度センサホルダ１００をステータに複数装着することもできる。

なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

本願は、２０１５年５月２５日に日本国特許庁に出願された特願２０１５−１０５５７１に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (6)

1. ステータコアと、前記ステータコアに巻き付けられるコイルと、前記ステータコアと前記コイルとの間で絶縁を確保するインシュレータと、を複数組配置し構成され、内側にロータが回転可能に組み込まれるステータに前記コイルの温度を計測する温度センサを取り付ける温度センサホルダであって、
   前記温度センサを前記インシュレータに固定するためのホルダ固定部と、
   前記ホルダ固定部と一体に形成され、前記温度センサを前記コイルのコイルエンド部に前記ロータの回転軸方向から保持するセンサ保持部と、
   を有し、
   前記センサ保持部には、
   前記温度センサを格納する格納溝が形成され、
   前記格納溝の溝底に、前記温度センサを前記コイルエンド部に押圧するセンサ押圧部が形成される、
   温度センサホルダ。
2. 請求項１に記載の温度センサホルダであって、
   前記センサ押圧部は、前記格納溝の一端から他端側に向かって延びるように形成される片持ち梁構造であり、前記格納溝の他端側で前記温度センサを押圧する、
   温度センサホルダ。
3. 請求項２に記載の温度センサホルダであって、
   前記センサ押圧部は、前記格納溝の他端側の位置において、前記温度センサ側に向かって突出する凸部を有する、
   温度センサホルダ。
4. 請求項３に記載の温度センサホルダであって、
   前記センサ保持部は、
   前記ホルダ固定部からステータ周方向に突出して形成される張り出し部を有する、
   温度センサホルダ。
5. 請求項４に記載の温度センサホルダであって、
   前記張り出し部は、隣接配置された前記インシュレータとの干渉を避ける逃げ部を有する、
   温度センサホルダ。
6. 請求項５に記載の温度センサホルダであって、
   前記張り出し部は、隣接配置された前記インシュレータの上から前記温度センサのハーネスを取り出すための開口部を有する、
   温度センサホルダ。

Images