JP7487677B2

JP7487677B2 - 配線部品及び温度検出装置

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Publication number: JP7487677B2
Application number: JP2021014996A
Authority: JP
Inventors: 範行高橋
Original assignee: Proterial Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2024-05-21
Anticipated expiration: 2041-02-02
Also published as: JP2022118450A

Description

本発明は、温度センサによって温度が検出される電線を備えた配線部品、及び電線の温度を検出する温度検出装置に関する。

従来、電線の温度を検出する温度検出装置として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の温度検出装置は、温度に感応する感熱体を有するサーミスタ素子と、サーミスタ素子を線状のコイル要素に組み付けるホルダとを備えており、回転電機のステータコイルに供給される電流によって発熱するコイル要素の温度を検出する。ホルダは、コイル要素に沿って配置された感熱体の補強部を保持すると共に感熱体の接触部を包み込む樹脂溜まりが設けられた感熱体ホルダと、感熱体に接続された複数の電線（引出線及びリード線）を保持する電線ホルダとを備えている。感熱体ホルダ及び電線ホルダは、いずれも射出成形された樹脂からなる樹脂成形体である。感熱体ホルダは、感熱体の接触部をコイル要素に接触させるように構成されている。

特開２０１７－２２７５６８号公報

特許文献１に記載された温度検出装置では、例えば射出成形時に生じる感熱体ホルダの僅かな寸法誤差により、感熱体の接触部がコイル要素に接触しない状態で固定されてしまい、温度の検出精度が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、通電により発熱する電線と温度センサとを確実に接触させて温度の検出精度の低下を抑止することが可能な配線部品及び温度検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、通電により発熱する電線と、前記電線の温度を検出する温度検出部を有する温度センサと、前記温度検出部を保持するホルダとを備え、前記ホルダは、前記温度検出部を前記電線に弾性的に押し付ける弾性部を有する、配線部品を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、通電により発熱する電線の温度を検出する温度検出部を有する温度センサと、前記温度検出部を保持するホルダとを備え、前記ホルダは、前記温度検出部を前記電線に弾性的に押し付ける弾性部を有する、温度検出装置を提供する。

本発明に係る配線部品及び温度検出装置によれば、通電により発熱する電線と温度センサとを確実に接触させて温度の検出精度の低下を抑止することが可能となる。

（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る配線部品及び温度検出装置を示す外観斜視図である。配線部品及び温度検出装置の断面図であり、（ａ）は図１（ａ）のＡ－Ａ線断面、（ｂ）は図１（ａ）のＢ－Ｂ線断面を示す。配線部品の各構成部材を示す分解斜視図である。図３とは異なる方向から見た配線部品の各構成部材を示す分解斜視図である。第２の樹脂部材及び第３の樹脂部材を示す斜視図である。図１（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。実施の形態の変形例に係る配線部品及び温度検出装置の断面図である。

［実施の形態］
図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ異なる方向から見た本発明の実施の形態に係る配線部品及び温度検出装置を示す外観斜視図である。図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。図２（ｂ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。

配線部品１は、例えば自動車に搭載され、自動車の走行のための駆動力を発生する電動モータ（三相交流モータ）に電流を供給するために用いられる。温度検出装置１０は、通電により発熱する電線の温度を検出するためのものであり、本実施の形態では第１乃至第３の電線２１～２３と組み合わされて配線部品１を構成している。温度検出装置１０によって検出される温度が所定値以上になると、電動モータのステータコイルの過熱による損傷を防ぐべく、電動モータに供給される電流が低減もしくは遮断される。

第１乃至第３の電線２１～２３は、図２（ｂ）に拡大して示すように、金属導体２０１の表面に絶縁被覆層２０２が形成された絶縁被覆電線である。絶縁被覆層２０２は、より具体的にはエナメル被覆層である。金属導体２０１は、例えば銅線である。第１乃至第３の電線２１～２３は、長手方向に対して垂直な断面が円形状の丸線であり、その直径が共通である。

第１乃至第３の電線２１～２３のそれぞれの一端部は、例えば三相交流モータのＵ相巻線、Ｖ相巻線、及びＷ相巻線にそれぞれ接続される。第１乃至第３の電線２１～２３のそれぞれの他端部は、例えば圧着端子を介して端子台に固定され、三相交流モータに相電流を供給するインバータに接続される。

温度検出装置１０は、温度センサ３と、ホルダ４とを備えている。第１乃至第３の電線２１～２３は、所定の並び方向に沿って一列に並び、互いに平行に配置されている。温度センサ３は、ホルダ４に保持された温度検出部３０と、温度検出部３０から延びてホルダ４の外部に導出される第１及び第２のリード線３１，３２とを有している。温度検出部３０は、温度に感応する温度検出素子３００と、温度検出素子３００を第１及び第２のリード線３１，３２のそれぞれの一端部と共に封止する封止体３０１とを有している。第１及び第２のリード線３１，３２の他端部は、例えば電動モータを制御する制御装置に接続される。

第１及び第２のリード線３１，３２は、撚線からなる芯線３１１，３２１と、芯線３１１，３２１を覆う絶縁材３１２，３２２とを有する絶縁電線である。なお、本実施の形態では、第１及び第２のリード線３１，３２が直接的に温度検出素子３００に接続されているが、これに限らず、温度検出素子３００に接続されて封止体３０１の外部に延出されたた一対のリードワイヤに、第１及び第２のリード線３１，３２の芯線３１１，３２１がそれぞれ例えば半田付けにより接続されていてもよい。

本実施の形態では、温度センサ３がサーミスタであり、温度検出素子３００の電気抵抗が温度に応じて変化する。温度検出素子３００は、金属酸化物焼結体３００ａと、金属酸化物焼結体３００ａを挟む一対の電極板３００ｂ，３００ｃとを有している。第２の電線２２が通電により発熱すると、その熱が封止体３０１を熱伝導して金属酸化物焼結体３００ａの温度が上昇し、一対の電極板３００ｂ，３００ｃの間の電気抵抗が変化する。一対の電極板３００ｂ，３００ｃには、第１及び第２のリード線３１，３２のそれぞれの芯線３１１，３２１が例えば溶接によって接続されている。

本実施の形態では、第１乃至第３の電線２１～２３のうち、並び方向の中央に配置された第２の電線２２の温度が温度検出部３０によって検出される。ただし、これに限らず、温度検出部３０が第１の電線２１又は第３の電線２３の温度を検出するように配線部品１及び温度検出装置１０を構成してもよい。

ホルダ４は、第１乃至第３の樹脂部材５～７と、第１乃至第３の樹脂部材５～７のそれぞれの少なくとも一部を覆うようにモールド成形されたモールド樹脂部材８を有する。第１乃至第３の樹脂部材５～７は、射出成形された樹脂成形体であり、モールド樹脂部材８により一体化されている。第１乃至第３の樹脂部材５～７及びモールド樹脂部材８の樹脂材料としては、例えば耐熱性及び電気絶縁性に優れたＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等を好適に用いることができる。

図３は、第１乃至第３の電線２１～２３、温度センサ３、及び第１乃至第３の樹脂部材５～７を示す分解斜視図である。図４は、図３とは異なる方向から見た第１乃至第３の電線２１～２３、温度センサ３、及び第１乃至第３の樹脂部材５～７を示す分解斜視図である。図５は、第２の樹脂部材及び第３の樹脂部材を拡大して示す斜視図である。図６は、図１（ａ）のＣ－Ｃ線断面の一部を拡大して示す断面図である。

第１及び第２の樹脂部材５，６は、第１乃至第３の電線２１～２３の並び方向に対して垂直な方向に向かい合い、第１乃至第３の電線２１～２３の長手方向の一部を挟持している。第２の樹脂部材６は、第１の樹脂部材５と第３の樹脂部材７との間に配置されている。第１の樹脂部材５は、平板状の基体部５０を有し、この基体部５０に第１乃至第３の電線２１～２３を保持するための保持溝５０１～５０３が形成されている。同様に、第２の樹脂部材６は、平板状の基体部６０を有し、この基体部６０に第１乃至第３の電線２１～２３を保持するための保持溝６０１～６０３が形成されている。

モールド樹脂部材８は、第１乃至第３の電線２１～２３、第１乃至第３の樹脂部材５～７、及び温度センサ３を組み立てた組立体を金型内に配置し、この金型のキャビティに溶融樹脂を注入することにより形成される。第１の樹脂部材５及び第３の樹脂部材７には、モールド樹脂部材８の成形時にこの組立体を金型内に固定するための複数のボス部５１，７１が設けられている。

ホルダ４は、第１乃至第３の電線２１～２３に沿った方向が長手方向となる直方体状である。この長手方向における第１乃至第３の樹脂部材５～７の両端部には、モールド樹脂部材８の成形時に溶融樹脂の流れを堰き止める縁壁５２１，５２２，６２１，６２２，７２１がそれぞれ設けられている。第１及び第２のリード線３１，３２は、第２の樹脂部材６の縁壁６２１と第３の樹脂部材７の縁壁７２１との間から、ホルダ４の外部に導出されている。

第２の樹脂部材６には、温度センサ３の温度検出部３０を収容する枠部６３が形成されている。温度検出部３０は、枠部６３の収容空間６３０内に配置され、第１乃至第３の樹脂部材５～７の重なり方向に沿って第２の電線２２に対向する。収容空間６３０は、第２の樹脂部材６の基体部６０をこの重なり方向に貫通している。

また、第２の樹脂部材６は、温度検出部３０を第２の電線２２に弾性的に押し付ける弾性部を有している。本実施の形態では、この弾性部が、ホルダ４の長手方向における枠部６３の一端部から他端部に向かって延びるように形成された平板状の舌片６４である。

舌片６４は、第２の樹脂部材６に枠部６３と一体に形成された平板状であり、枠部６３に収容された温度検出部３０を第２の電線２２との間に挟んでいる。舌片６４は、その基端部６４１が枠部６３に連続しており、先端部６４２は自由端である。舌片６４の先端部６４２は、温度検出部３０における第２の電線２２とは反対側の面に当接している。

また、舌片６４は、第１の樹脂部材５と第２の樹脂部材６とを組み合わせる際に弾性変形し、その復元力によって温度検出部３０を第２の電線２２に押し付けている。図２（ａ）では、弾性変形してない自然状態における舌片６４の形状を二点鎖線で図示している。

第３の樹脂部材７は、温度センサ３の第１及び第２のリード線３１，３２をホルダ４の外部に導出する導出路４０を第２の樹脂部材６との間に形成する。本実施の形態では、第２の樹脂部材６の枠部６３から連続して設けられた一対の凸条６５１，６５２の間にこの導出路４０が形成されている。一対の凸条６５１，６５２は、平板状であり、ホルダ４の長手方向に沿って互いに平行に延在している。第３の樹脂部材７には、一対の凸条６５１，６５２のそれぞれが嵌合する一対の凹溝７３１，７３２が形成されている。

また、第３の樹脂部材７は、第２の樹脂部材６の枠部６３を収容する外枠部７４を有している。外枠部７４は、温度センサ３の第１及び第２のリード線３１，３２の導出方向を除く３方向から枠部６３を囲む側壁部７４１～７４３と、モールド樹脂部材８の成形時に溶融樹脂を枠部６３内に導く導入口７４０が形成された底壁部７４４とによって形成されている。導入口７４０から枠部６３に導入された溶融樹脂は、枠部６３の収容空間６３０内で固化し、温度検出部３０が舌片６４によって押圧された状態で舌片６４を固定している。第２の樹脂部材６には、モールド樹脂部材８の成形前の状態で、第３の樹脂部材７の外枠部７４を係止するための係止突起６６が設けられている。

なお、第３の樹脂部材７には、導入口７４０が形成されていなくともよい。この場合には、収容空間６３０内に溶融樹脂が流れ込まず、舌片６４が固定されない状態で、温度検出部３０を第２の電線２２に押し付ける。

（実施の形態の効果）
以上説明した本実施の形態によれば、第２の電線２２と温度センサ３の温度検出部３０とを確実に接触させることができるので、第２の電線２２と温度検出部３０とが離間することによる温度の検出精度の低下を抑止することが可能となる。また、本実施の形態によれば、舌片６４が枠部６３と一体に第２の樹脂部材６に形成されているので、製造コストの上昇を抑制しながらも、第２の電線２２と温度センサ３の温度検出部３０とを確実に接触させることができる。また、本実施の形態によれば、第２の樹脂部材６と第３の樹脂部材７との間に第１及び第２のリード線３１，３２をホルダ４の外部に導出する導出路４０が形成されているので、モールド樹脂部材８の成形するための金型の上型と下型との間に第１及び第２のリード線３１，３２が挟まれてしまうことがない。これにより、歩留まりを高め、製造コストを抑制することが可能となる。

（変形例）
次に、実施の形態の変形例について説明する。図７（ａ）及び（ｂ）は、配線部品１及び温度検出装置１０の変形例を示す断面図である。図７（ｃ）は、図７（ｂ）の一部を拡大した拡大図である。

上記の実施の形態では、絶縁被覆された第２の電線２２に絶縁被覆層２０２の外側から温度検出部３０が当接する場合について説明したが、この変形例では、温度検出部３０が接触する部分の絶縁被覆層２０２が除去されて金属導体２０１が露出している。より詳細には、第１乃至第３の樹脂部材５～７の重なり方向に沿って温度検出部３０と並ぶ部分の第２の電線２２の絶縁被覆層２０２が例えば切削によって除去され、金属導体２０１が露出している。そして、図７（ｃ）に示すように、この露出した部分の金属導体２０１の表面２０１ａが温度検出部３０の封止体３０１の表面３０１ａに接触している。

金属導体２０１の表面２０１ａ、及びこの金属導体２０１の表面２０１ａに接触する温度検出部３０の封止体３０１の表面３０１ａは、共に平面であり、互いに面接触することが望ましい。金属導体２０１の表面２０１ａと封止体３０１の表面３０１ａとが面接触することにより、金属導体２０１の熱が温度検出部３０に伝導しやすくなり、温度の検出精度を高めることができる。また、第２の電線２２と温度検出部３０との間に熱伝導ペースト等の熱伝導媒体を配置してもよい。

なお、絶縁被覆層２０２を除去する際には、図７（ｃ）に示すように第２の電線２２の周方向の一部において絶縁被覆層２０２を除去してもよく、周方向の全体において絶縁被覆層２０２を除去してもよい。

（実施の形態及び変形例のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態及び変形例から把握される技術思想について、実施の形態及び変形例における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］通電により発熱する電線（第２の電線２２）と、前記電線（２２）の温度を検出する温度検出部（３０）を有する温度センサ（３）と、前記温度検出部（３０）を保持するホルダ（４）とを備え、前記ホルダ（４）は、前記温度検出部（３０）を前記電線（２２）に弾性的に押し付ける弾性部（舌片６４）を有する、配線部品（１）。

［２］前記ホルダ（４）は、前記電線（２２）を挟持する第１及び第２の樹脂部材（５，６）を有し、前記第２の樹脂部材（６）に、前記温度検出部（３０）を収容する枠部（６３）及び前記弾性部（６４）が一体に形成されている、上記［１］に記載の配線部品（１）。

［３］前記弾性部（６４）は、前記枠部（６３）に収容された前記温度検出部（３０）を前記電線（２２）との間に挟む舌片（６４）である、上記［２］に記載の配線部品（１）。

［４］前記温度センサ（３）は、前記温度検出部（３０）から延びて前記ホルダ（４）の外部に導出される複数のリード線（３１，３２）を有し、前記ホルダ（４）は、前記複数のリード線（３１，３２）を導出する導出路（４０）を前記第２の樹脂部材（６）との間に形成する第３の樹脂部材（７）を有する、上記［２］又は［３］に記載の配線部品（１）。

［５］前記ホルダ（４）は、前記第１乃至第３の樹脂部材（５～７）のそれぞれの少なくとも一部を覆うようにモールド成形されたモールド樹脂部材（８）を有する、上記［４］に記載の配線部品（１）。

［６］前記第３の樹脂部材（７）には、前記モールド樹脂部材（８）の成形時に溶融樹脂を前記枠部（６３）内に導く導入口（７４０）が形成されている、上記［５］に記載の配線部品（１）。

［７］前記電線（２２）は、金属導体（２０１）の表面に絶縁被覆層（２０２）が形成された絶縁被覆電線であり、前記温度検出部（３０）が接触する部分の前記絶縁被覆層（２０２）が除去されて前記金属導体（２０１）が露出している、上記［１］乃至［６］の何れか１つに記載の配線部品（１）。

［８］通電により発熱する電線（２２）の温度を検出する温度検出部（３０）を有する温度センサ（３）と、前記温度検出部（３０）を保持するホルダ（４）とを備え、前記ホルダ（４）は、前記温度検出部（３０）を前記電線（２２）に弾性的に押し付ける弾性部（６４）を有する、温度検出装置（１０）。

以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、上記の実施の形態では、配線部品１が３本の電線１１～１３を有する場合について説明したが、電線の数はこれに限らず、１本又は２本でもよいし、４本以上でもよい。電線の断面形状も円形に限らず、電線の断面が矩形状であってもよい。

１…配線部品
１０…温度検出装置
１１～１３…第１乃至第２の電線
２０１…金属導体
２０２…絶縁被覆層
３…温度センサ
３０…温度検出部
３１，３２…第１及び第２のリード線
４…ホルダ
４０…導出路
５…第１の樹脂部材
６…第２の樹脂部材
６３…枠部
６４…舌片（弾性部）
７…第３の樹脂部材
７４０…導入口
８…モールド樹脂部材

Claims

通電により発熱する電線と、前記電線の温度を検出する温度検出部を有する温度センサと、前記温度検出部を保持するホルダとを備え、
前記ホルダは、前記温度検出部を前記電線に弾性的に押し付ける弾性部を有し、
前記ホルダは、前記電線を挟持する第１及び第２の樹脂部材を有し、
前記第２の樹脂部材に、前記温度検出部を収容する枠部及び前記弾性部が一体に形成されている、
配線部品。
前記弾性部は、前記枠部に収容された前記温度検出部を前記電線との間に挟む舌片である、
請求項１に記載の配線部品。
前記温度センサは、前記温度検出部から延びて前記ホルダの外部に導出される複数のリード線を有し、
前記ホルダは、前記複数のリード線を導出する導出路を前記第２の樹脂部材との間に形成する第３の樹脂部材を有する、
請求項１又は２に記載の配線部品。
前記ホルダは、前記第１乃至第３の樹脂部材のそれぞれの少なくとも一部を覆うようにモールド成形されたモールド樹脂部材を有する、
請求項３に記載の配線部品。
前記第３の樹脂部材には、前記モールド樹脂部材の成形時に溶融樹脂を前記枠部内に導く導入口が形成されている、
請求項４に記載の配線部品。
前記電線は、金属導体の表面に絶縁被覆層が形成された絶縁被覆電線であり、前記温度検出部が接触する部分の前記絶縁被覆層が除去されて前記金属導体が露出している、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の配線部品。
通電により発熱する電線の温度を検出する温度検出部を有する温度センサと、前記温度検出部を保持するホルダとを備え、
前記ホルダは、前記温度検出部を前記電線に弾性的に押し付ける弾性部を有し、
前記ホルダは、前記電線を挟持する第１及び第２の樹脂部材を有し、
前記第２の樹脂部材に、前記温度検出部を収容する枠部及び前記弾性部が一体に形成されている、
温度検出装置。