JP6531635B2

JP6531635B2 - 温度センサの固定構造

Info

Publication number: JP6531635B2
Application number: JP2015230250A
Authority: JP
Inventors: 博星名
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2035-11-26
Also published as: JP2017099177A

Description

本発明は、温度センサの固定構造に関する。

従来、この種の温度センサの固定構造としては、ステータコアのティースに巻回された複数の環状コイルの温度を測定する温度センサを固定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、環状コイル間を電気的に接続する接続部材を備え、その接続部材の一部に部材同士が対向するように折り曲げた曲げ部が形成されている。そして、曲げ部の間に温度センサを配置して金型に挿入し、曲げ部と温度センサとを接触させた状態で金型内に樹脂を注入する射出成形を行って固定部材を形成する。この固定部材が、曲げ部と温度センサとを接触させた状態で固定することにより、温度センサが精度よく温度を測定することができるとしている。

特開２０１３−２２５９５９号公報

しかしながら、上述した固定構造のように、射出成形により形成された固定部材を用いると、故障などで温度センサを交換する際に、温度センサを取り外したり取り付けたりするのに手間が掛かるものとなる。一方で、温度センサを容易に着脱可能とするために、取付寸法に余裕をもって温度センサを固定部材に取り付ける構成とすると、温度センサと測定対象との間に隙間が生じて温度測定精度が低下することがある。

本発明の温度センサの固定構造は、コイルの温度を精度よく測定可能としつつ温度センサを容易に交換可能とすることを主目的とする。

本発明の温度センサの固定構造は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の温度センサの固定構造は、
ステータコアに巻回された複数の環状コイルの温度を測定する温度センサの固定構造であって、
前記複数の環状コイルを含む導線に、該導線が軸回りに捩られ且つ環状に巻かれた状態の巻き捩り部を備え、
前記巻き捩り部内に前記温度センサが挿入された状態で固定されている
ことを特徴とする。

この本発明の温度センサの固定構造では、複数の環状コイルを含む導線に、導線が軸回りに捩られ且つ環状に巻かれた巻き捩り部を備え、その巻き捩り部内に温度センサが挿入された状態で固定されている。これにより、温度センサは巻き捩り部を形成する導線の捩りの反力を受けるため、導線に接触した状態で温度センサを確実に固定することができる。また、温度センサが環状コイルの温度を精度よく測定することができる。さらに、温度センサは、巻き捩り部以外に拘束されないから、交換時には容易に取り外すことができる。また、温度センサの取り付けは、温度センサを巻き捩り部内に挿入するだけでよい。この結果、コイルの温度を精度よく測定可能としつつ温度センサを容易に交換可能とすることができる。

ここで、複数の環状コイルを含む導線は、環状コイルを形成している導線と環状コイルを形成している導線に電気的に接続される導線（環状コイルの導線とは別部材の導線）とを含むものとしてもよい。また、巻き捩り部は、温度センサの断面寸法に合わせて環状に巻かれるものとしてもよい。

電動機のステータ１０の外観を示す外観斜視図である。温度センサ２０の固定構造の一例を示す説明図である。温度センサ２０を固定する際の様子を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は電動機のステータ１０の外観を示す外観斜視図であり、図２は温度センサ２０の固定構造の一例を示す説明図である。電動機のステータ１０は、打ち抜き加工などにより形成された電磁鋼板を複数積層して構成されたステータコア１２と、ステータ１０の径方向内側に突出した複数のティース１４と、複数のティース１４にそれぞれ環状に巻回された環状コイルを形成する各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の導線（コイル線）１６と、環状コイルの温度を測定するための温度センサ２０とを備える。なお、実施例では、ステータコア１２（各ティース１４）に集中巻きにより導線１６が巻回されて環状コイルを形成している。

導線１６は、例えば、矩形断面の平角導体が用いられる。この平角導体は、銅などの導電性の高い金属性の平角線に、エナメル被覆などの絶縁被覆を施して構成されている。また、いずれか一相の導線１６において、隣り合う環状コイル（ティース１４）間を電気的に繋ぐ箇所に、導線１６を軸回りに捩りながら複数周に亘って環状に巻いた巻き捩り部１８が形成されている。隣り合う環状コイル間を繋ぐ箇所は、環状コイルから引き出される導線１６の渡り線であってもよいし、環状コイルを形成する導線１６の端部に接続されるバスバーなどの別の導線であってもよい。

温度センサ２０は、サーミスタなどの図示しない温度検出素子を備え、温度検出素子が樹脂部材によりモールドされて保護されている。この温度センサ２０は、環状の巻き捩り部１８内に挿入された状態で固定されている。このため、実施例の温度センサ２０は、巻き捩り部１８を測温部として、環状コイルの温度を測定することになる。

ここで、温度センサ２０を固定する際の様子を図３に示す。なお、図３では、各相の複数の環状コイルのうち、同相の導線１６が巻回された隣り合う２つの環状コイルを示す。上述したように、同相の環状コイル間を繋ぐ箇所において巻き捩り部１８が形成されている。この巻き捩り部１８は、温度センサ２０（樹脂モールド部分）の断面寸法と略同じ寸法に形成された図示しない棒状の治具に、導線１６を捩りながら複数周に亘って巻き付けることにより形成される。導線１６の捩りは、例えば、導線１６が弾性変形可能な範囲内で、導線１６の矩形断面の回転角度が導線１６の長手方向において徐々に変化していくよう、導線１６の軸回り（断面中心回り）に螺旋状に捩ることにより行なう。即ち、巻き捩り部１８は、導線１６が捩られ且つ環状に巻かれた状態となっている。図３（ａ）には、巻き捩り部１８を形成した後に、巻き捩り部１８から治具を抜き取った状態を示しており、模式的に３周分の捩り巻き部１８ａ，１８ｂ，１８ｃを示す。治具が抜き取られた巻き捩り部１８（各捩り巻き部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）は、導線１６の捩り（弾性変形）の反力により、元の状態（捩られていない状態）に戻ろうとするため、ばらけた状態となっている。

このようにして形成した環状の巻き捩り部１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）内に温度センサ２０が通るよう、紙面に垂直な方向に温度センサ２０を挿入する。巻き捩り部１８は、温度センサ２０の断面寸法と略同じ寸法に形成された治具に巻き付けて形成されるため、巻き捩り部１８は温度センサ２０がちょうど嵌まるサイズとなっている。このため、温度センサ２０が挿入されると、図３（ｂ）に示すように、温度センサ２０に沿うように各捩り巻き部１８ａ〜１８ｃが整列した状態になる。このため、捩り巻き部１８の導線１６の捩り（弾性変形）の反力が温度センサ２０に作用して（例えば、図中矢印参照）、各捩り巻き部１８ａ，１８ｂ，１８ｃが温度センサ２０の表面に接触（密着）する状態となる。この捩り巻き部１８の捩りの反力により、温度センサ２０が巻き捩り部１８から脱落しないよう確実に固定される。上述したように、温度センサ２０のサーミスタ（温度検出素子）は樹脂モールドにより保護されているから、巻き捩り部１８の捩りの反力を受けても、サーミスタが破損するのを防止することができる。また、温度センサ２０は、測温部である巻き捩り部１８内に導線１６に接触した状態で覆われるため、環状コイル（導線１６）の温度を精度よく測定することが可能となる。

ここで、巻き捩り部１８の捩りの巻き数は図３に例示した３巻き（３周）に限られるものではなく、導線１６の断面寸法や温度センサ２０の紙面垂直方向（挿入方向）の長さなどに応じて、適宜設定すればよい。実施例の巻き捩り部１８は温度センサ２０の測温部となるため、測温精度をより高めるために、巻き捩り部１８は、温度センサ２０の温度検出素子の配置部分を覆う程度の巻き数がある方がよい。また、巻き捩り部１８の巻き数が少ないと、温度センサ２０の固定に必要な応力が温度センサ２０の樹脂モールドに集中して作用して樹脂モールドの破損に繋がるおそれがある。そのような応力集中を防止するためにも、巻き捩り部１８は、複数の巻き数（複数周）があることが望ましい。

以上説明した実施例の温度センサ２０の固定方法では、複数の環状コイルを形成する導線１６を軸回りに捩りながら環状に巻いた状態の巻き捩り部１８を備え、巻き捩り部１８内に温度センサ２０が挿入された状態で固定されている（巻き捩り部１８内に温度センサ２０を挿入することにより固定している）。これにより、温度センサ２０は巻き捩り部１８を形成する導線１６の捩りの反力を受けるため、導線１６に接触した状態で温度センサ２０を確実に固定することができると共に、温度センサ２０が環状コイルの温度を精度よく測定することができる。さらに、温度センサ２０は、導線１６の捩りの反力で固定されており、それ以外には拘束されないから、温度センサ２０の交換時には温度センサ２０を容易に取り外すことができる。また、温度センサ２０の取り付けは、温度センサ２０を巻き捩り部１８内に挿入するだけでよい。したがって、環状コイルの温度を精度よく測定可能としつつ温度センサ２０を容易に交換可能とすることができる。

上述した実施例では、集中巻きにより形成された環状コイル間を繋ぐ箇所に巻き捩り部１８を備えるものとしたが、これに限られず、環状コイルを含む導線（環状コイルの温度を測定可能な導線）に巻き捩り部を備えるものであればよい。例えば、ステータコア１２に導線１６が分布巻きされたものにおいて、分布巻きの環状コイルを形成する導線（渡り部など）に巻き捩り部を備えるものとしてもよい。また、巻き捩り部は、環状コイルを形成する導線に形成されるものに限られず、環状コイルの導線に溶接などにより電気的に接続される導線に形成されるものでもよい。例えば、上述したように環状コイルの端部に接続されるバスバーなどの別の導線に巻き捩り部を形成してもよいし、環状コイルの各相の中性点に接続される中性線などの別の導線に巻き捩り部を形成してもよい。

上述した実施例では、温度センサ２０（樹脂モールド部分）の断面寸法と略同じ寸法に形成された図示しない棒状の治具に導線１６を捩りながら巻き付けることにより、巻き捩り部１８を形成するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、温度センサ２０（樹脂モールド部分）の断面の四隅に相当する位置にピンなどを配置しておき、それらのピンに導線を捩りながら巻き付けることにより、巻き捩り部を形成するものなどとしてもよい。また、治具を用いるものに限られず、温度センサ２０に導線１６を捩りながら巻き付けることにより、巻き捩り部１８を形成してもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例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。

本発明は、温度センサの製造産業などに利用可能である。

１０ステータ、１２ステータコア、１４ティース、１６導線、１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ巻き捩り部、２０温度センサ。

Claims

ステータコアに巻回された複数の環状コイルの温度を測定する温度センサの固定構造であって、
前記複数の環状コイルを含む導線に、該導線が軸回りに捩られ且つ環状に巻かれた状態の巻き捩り部を備え、
前記巻き捩り部内に前記温度センサが挿入された状態で固定されている
ことを特徴とする温度センサの固定構造。