(57)【要約】【課題】温度センサの位置をずれ難くする。【解決手段】回転電機１０におけるコイルエンド２２ａの温度を測定する温度センサ７０の取付構造であって、温度センサ７０を保持するセンサホルダ６０と、コイルエンド２２ａにセンサホルダ６０を押圧するように付勢してセンサホルダ６０を保持するステイ５０と、回転電機１０のコイル２２が巻かれる巻枠であるインシュレータ２０とを備え、センサホルダ６０とインシュレータ２０の端部３４、３６とが係合する係合構造８０を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機（１０）におけるコイルエンド（２２ａ）の温度を測定する温度センサ（７０）の取付構造であって、
前記温度センサ（７０）を保持するセンサホルダ（６０）と、
前記コイルエンド（２２ａ）に前記センサホルダ（６０）を押圧するように付勢して前記センサホルダ（６０）を保持するステイ（５０）と、
前記回転電機（１０）のコイル（２２）が巻かれる巻枠であるインシュレータ（２０）と、
を備え、
前記センサホルダ（６０）と前記インシュレータ（２０）の端部（３４、３６）とが係合する係合構造（８０）を有する、温度センサの取付構造。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサの取付構造であって、
前記係合構造（８０）は、前記コイル（２２）の巻線方向に対して、略直交する方向に延在することにより、前記巻線方向への前記センサホルダ（６０）の移動を規制する、温度センサの取付構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の温度センサの取付構造であって、
前記係合構造（８０）は、前記センサホルダ（６０）および前記インシュレータ（２０）の一方に形成された凸部（６８）と、前記センサホルダ（６０）および前記インシュレータ（２０）の他方に形成された凹部（３８）とを有する、温度センサの取付構造。
【請求項４】
請求項３に記載の温度センサの取付構造であって、
前記温度センサ（７０）が前記コイルエンド（２２ａ）に接した状態で、前記凸部（６８）と前記凹部（３８）との間には前記回転電機（１０）の軸方向において隙間（ＣＬ）が設けられる、温度センサの取付構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の温度センサの取付構造であって、
前記温度センサ（７０）は、線状に形成され、前記コイル（２２）の巻線方向に沿って配置される、温度センサの取付構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の温度センサの取付構造であって、
前記ステイ（５０）は、複数の前記インシュレータ（２０）を外周側から保持するステータホルダ（２４）に固定される、温度センサの取付構造。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の温度センサの取付構造であって、
前記コイルエンド（２２ａ）において、前記温度センサ（７０）が接する部分（Ｐ１）の高さは、前記温度センサ（７０）が接しない部分（Ｐ２）の高さよりも低い、温度センサの取付構造。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の温度センサの取付構造であって、
前記ステイ（５０）は、複数の前記センサホルダ（６０）を保持する、温度センサの取付構造。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の温度センサの取付構造であって、
前記センサホルダ（６０）は、前記インシュレータ（２０）の端部（３４、３６）と係合した状態で、前記端部（３４、３６）に接触する接触部位を有する、温度センサの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機におけるコイルエンドの温度を測定する温度センサの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の負荷が過大になると、その回転電機のコイルが発熱してコイルの温度が急激に上昇することがある。このため、コイルの温度を測定する温度センサをコイルに取り付ける場合がある。
【０００３】
下記の特許文献１の取付構造では、ステータコアに一端が固定され、そのステータコアの内側に配置されるコイルのコイルエンド方向に他端が延出する金属部材と、温度センサを保持する樹脂ホルダとが設けられる。この取付構造では、樹脂ホルダは、金属部材の他端に装着され、その樹脂ホルダに保持されている温度センサは、金属部材によってコイルエンドに圧接される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７１７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の取付構造では、樹脂ホルダが金属部材を介してステータコアに取り付けられている。このため、ステータコアに取り付けられる金属部材と、そのステータコアの内側に配置されるコイルとの相対位置が設計値からずれたときや、回転電機に振動が生じたときなどによって、温度センサとコイルエンドとの位置がずれる場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、温度センサの位置がずれ難い温度センサの取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、回転電機（１０）におけるコイルエンド（２２ａ）の温度を測定する温度センサ（７０）の取付構造であって、前記温度センサ（７０）を保持するセンサホルダ（６０）と、前記コイルエンド（２２ａ）に前記センサホルダ（６０）を押圧するように付勢して前記センサホルダ（６０）を保持するステイ（５０）と、前記回転電機（１０）のコイル（２２）が巻かれる巻枠であるインシュレータ（２０）と、を備え、前記センサホルダ（６０）と前記インシュレータ（２０）の端部（３４、３６）とが係合する係合構造（８０）を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、センサホルダとインシュレータの端部とが係合しているため、ステータホルダとコイルとの相対位置が設計値からずれたとしても、当該センサホルダに保持される温度センサと、インシュレータに巻かれるコイルのコイルエンドとの位置関係に影響はない。また、回転電機に振動が生じたときなどにおいて、温度センサの位置がずれ難くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態の回転電機を示す概略図である。
【図２】図１の回転電機の一部を拡大した概略図である。
【図３】センサホルダを前側から見た図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線矢視断面図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００１１】
〔実施の形態〕
図１は、本実施の形態の回転電機１０を示す概略図である。回転電機１０は、例えば、電動自動車もしくは電動バイクなどに用いられるものであり、ロータ１２およびステータ１４を有する。なお、回転電機１０（ロータ１２）の回転軸の軸方向の一方側を前側とし他方側を後側とする。
【００１２】
ステータ１４は、ロータ１２の外周側に配置されており、複数のインシュレータ２０と、インシュレータ２０の各々に巻かれるコイル２２と、複数のインシュレータ２０を保持するステータホルダ２４とを有する。
【００１３】
複数のインシュレータ２０の各々は、回転電機１０（ロータ１２）の周方向に沿って並べられる。インシュレータ２０は、コイル２２の巻枠であり、具体的には筒部３２、内周側フランジ部３４および外周側フランジ部３６を有する。筒部３２は、回転電機１０の径方向に沿って延在するコアを覆っており、当該筒部３２の外周面に沿ってコイル２２が巻かれる。
【００１４】
内周側フランジ部３４は、回転電機１０の径方向におけるインシュレータ２０の内周側の端部であり、筒部３２と一体に形成される。外周側フランジ部３６は、回転電機１０の径方向におけるインシュレータ２０の外周側の端部であり、筒部３２と一体に形成される。
【００１５】
内周側フランジ部３４および外周側フランジ部３６は、回転電機１０（ロータ１２）の回転軸の軸方向に沿って、筒部３２に巻かれたコイル２２のコイルエンド２２ａよりも外側（前側）に突出している。なお、コイルエンド２２ａは、筒部３２に巻かれるコイル２２のうち回転電機１０の前側の外周面である。
【００１６】
複数のインシュレータ２０の各々には凹部３８が形成される。この凹部３８は、内周側フランジ部３４に形成された第１凹部３８ａと、外周側フランジ部３６に形成された第２凹部３８ｂとを有する。第１凹部３８ａおよび第２凹部３８ｂは、筒部３２に巻かれたコイル２２の巻線方向に対して略直交する方向に沿って形成される。
【００１７】
内周側フランジ部３４には、第１凹部３８ａにおける回転電機１０の内周側の開口を塞ぐ壁部４０が設けられる。本実施の形態では、内周側フランジ部３４は、外周側壁面から内周側壁面に至る途中まで切り欠かれており、この切り欠かれた部分が第１凹部３８ａであり、当該切り欠かれずに残った部分が壁部４０である。
【００１８】
コイル２２は、Ｕ相ケーブルＣ１、Ｖ相ケーブルＣ２およびＷ相ケーブルＣ３のいずれかに接続される。Ｕ相ケーブルＣ１、Ｖ相ケーブルＣ２およびＷ相ケーブルＣ３の一端は回転電機１０の後側の所定部位に固定され、他端は三相交流電源に接続される。なお、図１に示す例では、１つの筒部３２に１つのコイル２２が巻かれているが、複数の筒部３２に跨って１つのコイル２２が巻かれていてもよい。
【００１９】
ステータホルダ２４は、円環状に形成されており、回転電機１０（ロータ１２）の周方向に沿って並べられるインシュレータ２０の外周側に配置される。このステータホルダ２４は、各々のインシュレータ２０の外周側から、当該インシュレータ２０が分離しないように抑えることで、インシュレータ２０の各々の筒部３２に巻かれたコイル２２を固定している。
【００２０】
ステータホルダ２４の前面には、ステイ５０が固定される。このステイ５０は、センサホルダ６０を保持するものであり、板状に形成された一対のアーム５２を有する。一対のアーム５２の各々の先端には、センサホルダ６０を取り付けるための切欠き溝５４が形成される。本実施の形態では、一対のアーム５２の各々の先端は、ステイ５０の所定の固定点を基準として対称となるように配置される。
【００２１】
ステイ５０は、一対のアーム５２の各々の切欠き溝５４に対して取り付けられた２つのセンサホルダ６０を、インシュレータ２０に巻かれているコイル２２のコイルエンド２２ａに押圧するように付勢することで保持する。なお、ステイ５０によって保持される２つのセンサホルダ６０の各々の位置は、互いに異なっている。
【００２２】
図２は図１の回転電機１０の一部を拡大した概略図であり、図３はセンサホルダ６０を前側から見た図である。なお、図３では、センサホルダ６０を見易くするためステイ５０が省略されている。
【００２３】
センサホルダ６０は、温度センサ７０（図４〜図６参照）を保持するものである。このセンサホルダ６０は、インシュレータ２０の内周側フランジ部３４と外周側フランジ部３６との間に挿入可能なホルダ本体６２を有する。
【００２４】
ホルダ本体６２には、温度センサ７０を用いて温度を測定する不図示の測定部に接続するためのコネクタ６４と、アーム５２の切欠き溝５４に挿入可能な挿入部６６とが設けられる。
【００２５】
またホルダ本体６２には、ホルダ本体６２から突出する凸部６８が設けられる。この凸部６８は、インシュレータ２０に形成された凹部３８に対して係合可能に設けられており、内周側フランジ部３４側の第１凹部３８ａに係合可能な第１凸部６８ａと、外周側フランジ部３６側の第２凹部３８ｂに係合可能な第２凸部６８ｂとを有する。
【００２６】
センサホルダ６０の凸部６８と、インシュレータ２０における回転電機１０の径方向の両端部（内周側フランジ部３４および外周側フランジ部３６）に形成された凹部３８とで係合構造８０が構成される。この係合構造８０は、コイル２２の巻線方向に対して略直交する方向に延在することにより、当該巻線方向へのセンサホルダ６０の移動を規制する。
【００２７】
凸部６８と凹部３８とが係合した状態では、ホルダ本体６２は、インシュレータ２０の両端部（内周側フランジ部３４および外周側フランジ部３６）に挟み込まれる。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。インシュレータ２０の両端部（内周側フランジ部３４および外周側フランジ部３６）に挟み込まれているホルダ本体６２の少なくとも一部は、インシュレータ２０の両端部と接触する。つまり、センサホルダ６０は、インシュレータ２０の両端部と係合した状態で、その両端部と接触する接触部位９０を有する。これにより、コイル２２の巻線方向に対して略直交する方向へのセンサホルダ６０の移動が規制される。
【００２８】
図５は図３のＶ−Ｖ線矢視断面図であり、図６は図３のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。温度センサ７０は、コイルエンド２２ａの温度を測定するものであり、感温素子７２および配線７４を有する。
【００２９】
感温素子７２は、線状に形成され、コイル２２の巻線方向に沿ってコイルエンド２２ａ上に配置される。したがって、コイルエンド２２ａの外側に感温素子７２が移動し難くなる。配線７４は、感温素子７２と、不図示の測定部とを電気的に接続するためのものであり、配線７４の一端は感温素子７２に接続され、当該配線７４の他端はコネクタ６４に配置される。
【００３０】
図５および図６に示す例では、感温素子７２および配線７４が一体に成形された熱電対であり、当該熱電対における感温素子７２の少なくとも一部が絶縁部材７６で覆われ、当該一部以外は絶縁部材７６で覆われていない。また、図５および図６に示す例では、熱電対の接点７２ａが絶縁部材７６を介してコイル２２の巻線方向に沿ってコイルエンド２２ａ上に配置される。したがって、コイルエンド２２ａの外側に接点７２ａが移動し難くなる。なお、温度センサ７０の具体的な構成としては、図５および図６に示す例に限定されない。
【００３１】
本実施の形態では、図５に示すように、コイル２２は、回転電機１０における内周側のコイル部分Ｐ１のコイルエンド２２ａの高さよりも外周側のコイル部分Ｐ２のコイルエンド２２ａの高さが大きくなるように巻かれている。この内周側のコイル部分Ｐ１のコイルエンド２２ａ上に温度センサ７０の感温素子７２が配置される。つまり、温度センサ７０が接するコイルエンド２２ａの高さは、その温度センサ７０が接しないコイルエンド２２ａの高さよりも低くなっている。
【００３２】
また、内周側のコイルエンド２２ａに温度センサ７０が接した状態では、図５に示すように、センサホルダ６０のホルダ本体６２に設けられた凸部６８と、インシュレータ２０に形成された凹部３８との間には、回転電機１０の軸方向において隙間ＣＬが設けられる。この隙間ＣＬが設けられることで、内周側のコイル部分Ｐ１のコイルエンド２２ａに対して、センサホルダ６０に保持された温度センサ７０が接する前に、当該センサホルダ６０の凸部６８の先端がインシュレータ２０の凹部３８の底に接触することが防止される。
【００３３】
なお、内周側のコイルエンド２２ａに温度センサ７０が接した状態では、図５に示すように、外周側のコイル部分Ｐ２と、内周側フランジ部３４に設けられる壁部４０との間にセンサホルダ６０の一部が挟み込まれる。
【００３４】
〔変形例〕
以上、本発明の一例として上記の実施の形態が説明されたが、本発明の技術的範囲は上記の実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記の実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。上記の実施の形態に変更または改良を加えた例を以下に記載する。
【００３５】
（変形例１）
上記実施の形態では、ステイ５０が保持するセンサホルダ６０の数が２つであったが、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。すなわち、ステイ５０が、１つまたは複数のアーム５２を有することで、当該数のセンサホルダ６０を保持することができる。
【００３６】
（変形例２）
上記実施の形態では、センサホルダ６０の凸部６８とインシュレータ２０の両端部（内周側フランジ部３４および外周側フランジ部３６）の凹部３８とが係合した状態で、その両端部と接触するセンサホルダ６０の接触部位９０は、凸部６８以外に設けられた。しかし、接触部位９０は、凸部６８以外に設けることに代えて、または、凸部６８以外に設けることに加えて、凸部６８に設けられていてもよい。
【００３７】
具体的には、例えば、第２凹部３８ｂにおける回転電機１０の外周側の開口を塞ぐ壁部を外周側フランジ部３６に設け、凸部６８と凹部３８とが係合した状態で、当該壁部と、内周側フランジ部３４に設けられる壁部４０とに凸部６８が接触するようにすればよい。
【００３８】
接触部位９０が凸部６８とその凸部６８以外とに設けられた場合には、コイル２２の巻線方向に対して略直交する方向へのセンサホルダ６０の移動をより一段と規制することができる。
【００３９】
（変形例３）
上記実施の形態では、図５に示すように、外周側のコイル部分Ｐ２と、内周側フランジ部３４に設けられる壁部４０とにセンサホルダ６０の一部が隙間を隔てて挟み込まれていた。しかし、外周側のコイル部分Ｐ２と壁部４０とに挟み込まれるセンサホルダ６０の一部が、当該外周側のコイル部分Ｐ２および内周側フランジ部３４に接触していてもよい。
【００４０】
このようにした場合、外周側のコイル部分Ｐ２は、コイル２２の巻線方向に対して略直交する方向における外周側のストッパとして機能し、内周側フランジ部３４に設けられる壁部４０は、当該方向における内周側のストッパとして機能する。
【００４１】
つまり、センサホルダ６０の接触部位９０は、インシュレータ２０の両端部（内周側フランジ部３４および外周側フランジ部３６）の一方の端部（内周側フランジ部３４の壁部４０）としてもよく、インシュレータ２０以外の部材としてもよい。
【００４２】
（変形例４）
上記実施の形態では、インシュレータ２０における回転電機１０の径方向の両端部（内周側フランジ部３４および外周側フランジ部３６）に形成された凹部３８と、その凹部３８に係合可能にセンサホルダ６０に設けられた凸部６８とで係合構造８０が構成された。しかし、係合構造８０の具体的な構成は凸部６８と凹部３８とに限定されない。
【００４３】
例えば、インシュレータ２０における回転電機１０の径方向の両端部（内周側フランジ部３４および外周側フランジ部３６）に形成される凸部と、その凸部に係合可能にセンサホルダ６０に設けられた凹部もしくは貫通孔とで係合構造８０が構成されてもよい。
【００４４】
〔技術的思想〕
上記の実施の形態および変形例から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
【００４５】
回転電機（１０）におけるコイルエンド（２２ａ）の温度を測定する温度センサ（７０）の取付構造は、センサホルダ（６０）と、ステイ（５０）と、インシュレータ（２０）とを備える。センサホルダ（６０）は、温度センサ（７０）を保持し、ステイ（５０）は、コイルエンド（２２ａ）にセンサホルダ（６０）を押圧するように付勢してセンサホルダ（６０）を保持する。インシュレータ（２０）は、回転電機（１０）のコイル（２２）が巻かれる巻枠である。また取付構造は、センサホルダ（６０）とインシュレータ（２０）の端部（３４、３６）とが係合する係合構造（８０）を有する。
【００４６】
この回転電機（１０）では、センサホルダ（６０）とインシュレータ（２０）の端部（３４、３６）とが係合した状態でステイ（５０）に押圧される。これにより、ステータホルダ（２４）に対するコイル（２２）の相対位置が設計値からずれたとしても、センサホルダ（６０）に保持される温度センサ（７０）と、インシュレータ（２０）に巻かれるコイル（２２）のコイルエンド（２２ａ）との位置関係に影響はない。また、回転電機（１０）に振動が生じたときなどにおいて、温度センサ（７０）の位置がずれ難くなる。こうして、温度センサ（７０）の位置がずれ難い取付構造が実現される。
【００４７】
係合構造（８０）は、コイル（２２）の巻線方向に対して、略直交する方向に延在することにより、当該巻線方向へのセンサホルダ（６０）の移動を規制するようにしてもよい。これにより、回転電機（１０）に振動などが生じても、センサホルダ（６０）に保持される温度センサ（７０）がコイル（２２）の巻線方向にずれることがなくなり、コイルエンド（２２ａ）の温度を正確に測定することができる。
【００４８】
係合構造（８０）は、センサホルダ（６０）およびインシュレータ（２０）の一方に形成された凸部（６８）と、センサホルダ（６０）およびインシュレータ（２０）の他方に形成された凹部（３８）とを有するようにしてもよい。これにより、係合構造（８０）を簡易に形成し易い。また、センサホルダ（６０）を付勢する側とは逆側にステイ（５０）を操作するだけで、センサホルダ（６０）を取り出すことが可能になり、当該センサホルダ（６０）に保持される温度センサ（７０）のメンテナンスなどがし易くなる。
【００４９】
温度センサ（７０）がコイルエンド（２２ａ）に接した状態で、凸部（６８）と凹部（３８）との間には回転電機（１０）の軸方向において隙間（ＣＬ）が設けられるようにしてもよい。隙間（ＣＬ）が設けられることで、コイルエンド（２２ａ）に対して、センサホルダ（６０）に保持された温度センサ（７０）が接する前に、凸部（６８）の先端が凹部（３８）の底に接触することが防止される。したがって、コイルエンド（２２ａ）に対して、センサホルダ（６０）に保持された温度センサ（７０）を確実に接触させることができる。
【００５０】
温度センサ（７０）は、線状に形成され、コイル（２２）の巻線方向に沿って配置されるようにしてもよい。これにより、コイル（２２）の巻線方向とは直交する方向に沿って温度センサ（７０）が配置される場合に比べて、コイルエンド（２２ａ）に対する温度センサ（７０）の接触面積を大きくすることができる。したがって、温度センサ（７０）の感度を高め易い。
【００５１】
ステイ（５０）は、複数のインシュレータ（２０）を外周側から保持するステータホルダ（２４）に固定されるようにしてもよい。ステータホルダ（２４）はインシュレータ（２０）などと比較して剛性が高い部品であるため、ステイ（５０）によりセンサホルダ（６０）をコイル（２２）に押し付けても、ステータホルダ（２４）の変形などを抑え易くなる。
【００５２】
コイルエンド（２２ａ）において、温度センサ（７０）が接する部分（Ｐ１）の高さは、温度センサ（７０）が接しない部分（Ｐ２）の高さよりも低くするようにしてもよい。これにより、コイル（２２）の巻き数を確保しながら、回転電機（１０）全体の厚さ（高さ）を低くすることができる。また、温度センサ（７０）が接しない部分（Ｐ２）によって、コイル（２２）の巻線方向に対して略直交する方向に対する温度センサ（７０）の移動規制を補助することができる。これにより、回転電機（１０）に振動などが生じても、センサホルダ（６０）に保持される温度センサ（７０）がコイル（２２）の巻線方向とは直交する方向にずれることを抑制でき、コイルエンド（２２ａ）の温度を正確に測定することができる。
【００５３】
ステイ（５０）は、複数のセンサホルダ（６０）を保持するようにしてもよい。これにより、複数の温度センサ（７０）を用いて異なる箇所の温度を測定することができる。
【００５４】
センサホルダ（６０）は、インシュレータ（２０）の端部（３４、３６）と係合した状態で、当該端部（３４、３６）に接触する接触部位（９０）を有するようにしてもよい。これにより、回転電機（１０）に振動などが生じても、センサホルダ（６０）に保持される温度センサ（７０）がコイル（２２）の巻線方向とは直交する方向にずれることを抑制でき、コイルエンド（２２ａ）の温度を正確に測定することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…回転電機                          １２…ロータ
１４…ステータ                          ２０…インシュレータ
２２…コイル                            ２２ａ…コイルエンド
２４…ステータホルダ                    ３２…筒部
３４…内周側フランジ部                  ３６…外周側フランジ部
３８…凹部                              ４０…壁部
５０…ステイ                            ６０…センサホルダ
６２…ホルダ本体                        ６４…コネクタ
６６…挿入部                            ６８…凸部
７０…温度センサ                        ８０…係合構造
９０…接触部位
【図１】
2020020685.tif 000003
【図２】
2020020685.tif 000004
【図３】
2020020685.tif 000005
【図４】
2020020685.tif 000006
【図５】
2020020685.tif 000007
【図６】
2020020685.tif 000008