WO1998012793A1 - Moteur a detecteur de la temperature des enroulements - Google Patents

Description

明 細 書

巻線温度検出素子を備えた電動機

技 術 分 野

本発明は、 躍動機の巻線保護のために巻線の温度を検 出する温度検出素子を電動機本体のハウ ジングなどの固 定部分に取り付けた電動機に関する。

背 景 技 術

電動機の巻線は、 鉄損や抵抗損等によ って発熱が生じ る。 巻線の温度保護機能を備えた罨動機では、 この発熱 による巻線の熱損を防止するために、 巻線部分の温度検 出を行っている。 この巻線の温度検出を行うために、 通 常は、 巻線に温度検出素子を巻線間に埋め込む方法ゃ卷 線に温度検出素子を紐等によ って固定する方法が用いら れている。

図 7、 図 8 A及び図 8 B は、 従来の電動機の卷線温度 検出素子の取付け方法を説明するための図である。 なお 図 7 では、 巻線部分を図示するために電動機の一部分を 切り欠いて見せている。 また、 図 8 A及び図 8 B は温度 検出素子の霍動機への取付け部分のみを示している。

図 7 に示す電動機は、 巻線 1 3 が卷回されたス テ一夕 1 2 と、 ステ一夕 1 2 内でロータ軸 1 1 によ って回転支 持される ロータ 1 0 とを含む。 さ らに、 ス テ一夕 1 2 の 軸方向の一端にはフ ロ ン ト フ ラ ンジ 1 5が、 他端には リ ァハウ ジング 1 4が、 それぞれ設けられている。 ステー タ 1 2 の卷線 1 3 の温度を検出するための温度検出素子 1 はサーミ ス夕等の検出素子であり、 その検出出力は リ 一 ド線 3 を介して取り 出される。

従来、 温度検出素子 1 を巻線 1 3 に取付けるには、 リ ァハウ ジング 1 4 の中央開口部分から S動機内部に向か つて温度検出素子 1 を入れ （図 7 中の矢印） 、 露出 して いる巻線間に埋め込むか （図 8 A；) 、 あるいは巻線 1 3 に紐で固定する （図 8 B ) 方法が用いられている。

図 8 Aは温度検出素子を巻線間に埋め込む方法を示し ている。 巻線間に温度検出素子を埋め込むには、 巻線 1 3 をステ一夕 1 2 に装着し、 巻線末端の線処理の際に卷 線間をひろげて隙間を開け、 その隙間に温度検出素子 1 を埋め込んで固定した後、 含漫処理を行っている。

また、 図 8 B は温度検出素子を巻線に紐で固定する方 法を示している。 この紐による固定においても、 巻線 1 3 をステ一夕 1 2 に装着し、 巻線末端の線処理の際に巻 線 1 3 の一部に紐 4 0 を掛け、 卷線 1 3 と温度検出素子

1 とを紐 4 0で固定した後、 含浸処理を行っている。 温度検出素子を巻線に取付ける従来の方法では、 温度 検出素子を挿入する隙間や紐を通す隙間を形成するため に、 ス テ一夕に揷入 · 成形した巻線を解く 必要がある。 この取付け作業は非常に手間を要するため、 温度検出素 子の取付けの自動化を困難と している。 また、 この取付 け作業では、 巻線間に温度検出素子を押 し込む際に卷線 にキズを付けるおそれがある。

また、 巻線間に温度検出素子を押し込んだり、 紐で固 定するといつた取付け方法では、 温度検出素子の取付け 位置が一定せず、 電動機によつて温度検出の測定点が異 なつたり、 不安定な取付けのために取付け姿勢が変化し て、 温度検出精度が変化するという問題もある。

発 明 の 開 示

本発明の目的は、 電動機の卷線の温度を検出する温度 検出素子を備えた電動機であって、 その電動機本体への 温度検出素子の取り付けを容易なら しめるような構造を 電動機本体側及び温度検出素子側が備えている電動機を 提供することにある。

上記目的を達成するため、 本発明による、 巻線温度検 出素子を備えた電動機では、 電動機のハウ ジングの一部 位に貫通穴を形成し、 上記貫通穴に温度検出素子を挿入 し保持して、 該温度検出素子の先端と電動機の卷線とが 接触した状態を維持させている。

なお好ま し く は、 ハウ ジングの貫通穴には卷線温度検 出素子をフ イ ルム素材または弾性部材で形成したホルダ でもって保持した状態で挿入し保持する。

さ らに好ま し く は、 ホルダの外周部の少なく と も一部 には、 該ホルダがハウ ジングの貫通穴に挿入されていな いときには外方に広がっているがハウ ジングの貫通穴に 揷入されるときは該貫通穴に押されてすぼまるよ うな折 り返し片が形成される。

さらに好ま し く は、 ハウジングの貫通穴には該ハウ ジ ングの厚さよ り も長いス リ ーブを嵌合 して、 ノヽウ ジング の内側面から s動機巻線に向けて該ス リ ーブの一部を突 出させ、 そのス リ ーブに、 温度検出素子を保持したホル ダを挿入し保持している。

またさらに好ま し く は、 温度検出素子と電動機巻線と の接触部位には高熱伝導性の樹脂を塗布している。

以上のように本発明によれば、 電動機本体へ卷線温度 検出素子を取付けるにおいて卷線自体に加工を加えるこ となく、 温度検出素子の巻線への取付けを効率化して自 動化することができる。 また、 温度検出素子の取り付け 位置を常に一定とすることができるので、 安定 した巻線 温度検出を行う ことができる。

図 面 の 簡 単 な 説 明

図 1 は、 本発明の第 1 実施例による電動機の要部を示 した斜視図であり、 電動機のハウ ジ ングに形成されたガ イ ド穴にホルダで保持された巻線温度検出素子を挿入す るのを示 している。

図 2 は、 図 1 の電動機において、 ガイ ド穴にホルダで 保持された巻線温度検出素子が挿入され保持されている 状態を示す断面図である。

図 3 は、 図 1 のホルダの 1 変形例を示す斜視図である。 図 4 は、 図 3 に示されたホルダで保持された卷線温度 検出素子が電動機のハウ ジングに取り付けられている状 態を示す断面図である。

図 5 は、 本発明の第 2 実施例による電動機の要部を示 した斜視図であり、 電動機のハウ ジ ンに形成されたガイ ド穴にス リ ーブを揷通し、 そのス リ ーブにホルダに保持 された巻線温度検出素子が揷入されているのを示 してい る

図 6 は、 本発明の第 3実施例による電動機の要部を示 した斜視図であり、 電動機のハウジンに形成されたガイ ド穴に弾性素材から成るホルダで保持された巻線温度検 出素子が挿入され保持されているのを示 している。

図 7 は、 従来技術による巻線温度検出素子の電動機へ の取付け方法を説明するための斜視図である。

図 8 A及び図 8 B は、 図 7 に示す方法によ り取り付け られた巻線温度検出素子の電動機への取付状態を示すた めの斜視図である。

発明を実施す る ための最良の形態 (第 1 実施例）

巻線温度検出素子を備えた電動機の第 1 実施例を図 1 及び図 2 を参照 して説明する。 なお、 図 1 の斜視図にお いては、 電動機の一部を切 り欠いて内部の巻線を見せて いる。

電動機は、 前記図 7 に示す電動機と同様に、 巻線 1 3 が巻回されたステ一夕 1 2 と、 該ステ一夕 1 2 内でロー 夕軸 1 1 によ って回転支持される ロータ 1 0 とを含む。 ス テ一夕 1 2 の軸方向の一端にはフ ロ ン ト フ ラ ンジ 1 5 が、 他端には リ アハウ ジング 1 4が、 それぞれ設けられ ている。 温度検出素子 1 は、 サー ミ ス夕等の、 巻線の温 度を検出するための素子であり、 温度検出素子 1 からの 検出信号はリ ー ド線 3 を介して取り出される。

電動機の リ アハウジ ング 1 4 には、 温度検出素子 1 を 受け入れて保持するための貫通穴 （ガイ ド穴 1 6 ) が形 成されている。 このガイ ド穴 1 6 は、 ハウ ジングを例え ばアルミ ダイ カス トで成形するときに形成される。 この ガイ ド穴 1 6が温度検出素子 1 を直接受け入れる もので あるときは、 温度検出素子 1 を挿入した際に隙間が生ぜ ずに安定した状態を保持するように、 ガイ ド穴 1 6 は高 い精度の機械加工が別途施されなければならない。 し力、 し、 ガイ ド穴 1 6 を予め温度検出素子 1 に対して大きめ に形成しておき、 一方、 温度検出素子 1 はその外周部を ホルダ 2 で保持しておき、 そう して、 温度検出素子 1 を ホルダ 2 に取り付けられた状態でガイ ド穴 1 6 に揷入す るようすれば、 ホルダ 2 の厚み調整によ って、 温度検出 素子 1 はガイ ド穴 1 6 の中で安定することができる。 し たがって、 このような取り付け手段を採用すれば、 ガィ ド穴 1 6 を高い精度で機械加工する必要がなく なる。 ホルダ 2 は、 温度検出素子 1 のガイ ド穴 1 6 への保持 の役目とともに、 温度検出素子 1 が巻線 1 3 と接触する 部分以外からの熱伝導を受けないよ うにする熱絶縁の役 目を兼ねている。 従って、 ホルダ 2 は P E T ( polyethy I ene terephtha late) 等の熱伝導率の低い素材を用い、 フ イ ルム素材あるいは射出成形品によ り成形する こと力 できる。

なお、 ガイ ド穴 1 6が形成される簡所はハウ ジ ングの 内の リ アハウ ジング 1 4 に限定はされず、 ハウ ジングの 内の他の任意の部分であってもよい。

ホルダ 2 に保持された温度検出素子 1 をハウ ジ ング 1 4 に形成したガイ ド穴 1 6 に揷入した状態を図 2 に示す。 温度検出素子 1 の先端部分は、 ホルダ 2 によ って覆われ ずに露出 していて、 電動機の巻線 1 3 の一部と接触する。 温度検出素子 1 は、 巻線 1 3 との接触部分を通 して巻線 1 3 の温度を測定し、 リ ー ド線 3 を介して検出信号を取 リ 出す。

ハウ ジング 1 4 に対する温度検出素子 1 の固定は、 ガ ィ ド穴 1 6 の内面とホルダ 2 の外周面との接触によ り生 じる摩擦抵抗によ り行われる。 また、 リ アハウ ジ ング 1 4側からの熱伝導は、 ホルダ 2 の低い熱伝導性によ って 熱絶縁される。

以上のように、 本実施例によると、 温度検出素子 1 を 電動機のハウ ジ ングに形成されたガイ ド穴 1 6 に挿入す る ことによ り、 巻線温度検出素子を備えた電動機を形成 するのであるから、 温度検出素子 1 とステ一夕の巻線 1 3 と相対位置関係はガイ ド穴 1 6 の形成位置によ って一 律に定まる。 また、 温度検出素子 〗 の取り付けにあたつ ては卷線 1 3 に何等の加工を加えることも しないのであ るので、 卷線を傷つけることはな く、 作業が簡単に済む。 その結果、 温度検出素子の電動機への取り付け作業を機 械化することができる し、 また、 温度検出素子の検出環 境を電動機ごと一定に維持できる。 次に、 本実施例による電動機におけるホルダの 1 変形 例ついて、 図 3及び図 4 を参照 して説明する。

ホルダ 2 1 は、 図 3 に示すように、 対向する 2 つの外 周部に逆 U字状に切り込みを与えた後、 その切り込まれ た部分を外方に引き出すことによ って、 1 対の折り返し 片 2 2 を形成している。 この折り返し片 2 2 は、 ホルダ 2 1 の外周部の下端側 （ガイ ド穴挿入方向先端側） の 1 箇所から上方 （ガイ ド穴揷入方向と反対の方向） に向け て延びて、 先端は自由端になっている。 これら一対の折 リ返し片 2 2 は先端に向かうに したがって外周部との間 隔が広がつている。

このホルダ 2 1 をハウ ジング 1 4 に形成したガイ ド穴 1 6 に揷入すると、 折り返し片 2 2 はガイ ド穴 1 6 の内 側面に案内されつつホルダ外周部の方に向かい、 やがて ホルダ外周部と面一になる。 さ らに、 ホルダ 2 1 をガイ ド穴 1 6 に挿入し続けると、 折り返し片 2 2 の自由端部 はガイ ド穴 1 6 の内側面と接触しな く なって、 折り返し 片 2 2 はその弾性によって再び外方に広がり、 図 4 に示 すように、 ハウ ジング 1 4 の内側面と当接した状態とな る。 この状態で、 ホルダ 2 1 にガイ ド穴 1 6から抜ける 方向に力が発生しても、 その力は折り返し片 2 2 を、 図 4 に示すように、 さらに開く 方向に働く ので、 ホルダ 2 1 は折り返し片 2 2 によ り妨げられてガイ ド穴 1 6 から 抜け出ることはない。

図 3 の例では折り返 し片 2 2 はホルダ 2 1 の外周の対 向する 2側面に切り抜きを与えて形成した力 折り返し 片 2 2 はホルダ 2 1 の全外周 （ 4簡所） に設けても良い しまたその 1 部に設けてもよい。 さ らに、 折り返 し片 2 2 の形成は切り抜き以外の他の手段 （例えば、 射出成形 でホルダ 2 1 と一体形成する） を採用 してもよい。

次に、 温度検出素子と巻線との間の熱伝導性を良好と する構成について図 4 を参照して説明する。

温度検出素子 1 は、 ホルダ 2 1 によ って電動機巻線 1 3 以外の温度検出を行わないようにされている。 さ らに、 温度検出素子 1 と巻線 1 3 との接触面に熱伝導性が高く、 接着性の良好な樹脂部材 3 0が塗布される。 その結果、 温度検出素子 1 が巻線 1 3 と接触する部分の熱抵抗を低 減させることができるので、 温度検出素子 1 による温度 検出精度の向上が期待できる。

塗布直後の樹脂部材 3 0 は柔钦性があり、 温度検出素 子 1 と巻線 1 3 を接触した状態を保持すると、 樹脂部材 3 0 は硬化して接触面およびその周囲を接合する。 硬化 後の樹脂部材 3 0 は、 強固な接着性によ って温度検出素 子 1 と巻線 1 3 との接触を維持し、 また、 その高熱伝導 性によ って高い温度検出精度を得ることができる。 樹脂 部材 3 0 と しては、 例えばシ リ コ ン樹脂を用いることが できる。

(第 2 実施例）

巻線温度検出素子を備えた電動機の第 2 実施例を図 5 を参照 して説明する。 この実施例では、 温度検出素子揷 入用のガイ ド穴を設けたハウ ジング 1 4 と巻線 1 3 との 距離が比較的大きいため、 ガイ ド穴にホルダを揷入した だけではホルダに保持された温度検出素子の先端が鼋動 機卷線 1 3 に到達しないような場合に対処している。

そこで、 本実施例では、 図 5 に示すように、 ハウ ジン グ 1 4 のガイ ド穴 1 6 にハウ ジング 1 4 の厚さよ り も長 いス リ ーブ 2 3 を挿入固定 して、 ノヽウ ジング 1 4 の内側 面からス リーブ 2 3 の一部が内方に （巻線 1 3 に向かう 方向に） 向かってある距離突出するように している。 そ して、 温度検出素子 1 を保持したホルダ 2 1 はこのス リ ーブ 2 3 の中に挿入され、 ス リ ーブ 2 3 の下端部におい て保持される。 ス リーブ 2 3 によ って保持されるホルダ 2 1 の位置は、 ノヽウジング 1 4 のレベルよ り も下方 （巻 線 1 3 のある方向） とすることが可能であるので、 ホル ダ 2 1 によ って保持された温度検出素子 1 の先端は電動 機巻線 1 3 と接触する こ とができる。 ス リ ーブ 2 3 は、 ガイ ド穴を設けたハウ ジ ング 1 4 と卷線 1 3 との距離に 応じて適当な長さのものが選択される。

なお、 この実施例においても、 図 4 に示した同様に、 温度検出素子 1 と巻線 1 3 との間に樹脂部材 3 0 を塗布 して、 温度検出素子 1 と巻線 1 3 との接触維持を行い、 熱伝導を良好と している。

(第 3 実施例）

卷線温度検出素子を備えた電動機の第 3 実施例を図 6 を参照 して説明する。 この実施例ではホルダをゴムなど の弾性素材によ って形成し、 その弾力性によって温度検 出素子の保持を行っている。

温度検出素子 1 はゴム製のホルダ 2 4 でも って保持さ れる。 この温度検出素子 1 を保持しているホルダ 2 4 を、 ハウ ジング 1 4 に形成されたガイ ド穴 1 6 に揷入される ときには、 このホルダ 2 4 はガイ ド穴 1 6 によ って圧縮 される。 ガイ ド穴 1 6 に揷入されたホルダ 2 4 (及び温 度検出素子 1 ) はその弾性復元力によ ってガイ ド穴 1 6 に対して所定位置に維持されて、 温度検出素子 1 と電動 機巻線 1 3 との接触は保持される。 ホルダ 2 4 の素材は ゴム以外の弾性部材でもよい。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 電動機のハウジングの一部位に貫通穴を形成し、 上記貫通穴に温度検出素子を揷入し保持して、 該温 度検出素子の先端と電動機の卷線とが接触した状態を 維持させている、

巻線温度検出素子を備えた電動機。

2 . 電動機のハウ ジングの一部位に貫通穴を形成し、 温度検出素子の外周を低熱伝導性素材からなるホル ダで保持し、

上記ハウ ジングに形成した貫通穴に、 温度検出素子 を保持したホルダを挿入し保持して、 該温度検出素子 の先端と電動機の巻線とが接触した状態を維持させて いる、

卷線温度検出素子を備えた電動機。

3 . 上記ホルダはフ ィ ルム素材で形成されている、 請求 の範囲第 2項記載の、 巻線温度検出素子を備えた電動 機。

4 . 上記ホルダはゴムなどの弾性素材によ って形成され ている、 請求の範囲第 2項記載の、 巻線温度検出素子 を備えた電動機。

5 . 上記ホルダの外周部の少なく と も一部には、 該ホル ダがハウジングの貫通穴に挿入されていないと きには 外方に広がっているがハウ ジ ングの莨通穴に挿入され るときは該貫通穴に押されてすぼまるよ うな折り返 し 片が形成されている、 請求の範囲第 2 項記載の、 巻線 温度検出素子を備えた電動機。

6 . 上記折り返し片は、 ホルダの外周部に逆 U字形の切 リ込みを与えて形成する、 請求の範囲第 5項記載の、 巻線温度検出素子を備えた電動機。

7 . 電動機のハウ ジングの一部位に貫通穴を形成し、 上記貫通穴には該ハウ ジングの厚さよ り も長いス リ 一ブを嵌合して、 ハウ ジングの内側面から電動機巻線 に向けて該ス リ ーブの一部を突出させ、

温度検出素子の外周を低熱伝導性素材からなるホル ダで保持し、

上記ス リ ーブに、 温度検出素子を保持したホルダを 挿入し保持して、 該温度検出素子の先端と電動機の巻 線とが接触した状態を維持させている、

巻線温度検出素子を備えた電動機。

8 . 上記温度検出素子と電動機巻線との接触部位に高熱 伝導性の樹脂を塗布 した、 請求の範囲第 1、 2、 5、 7項のいずれか 〗 項記載の、 巻線温度検出素子を備え た電動機。