(57)【要約】【課題】温度センサを中性線から取り外して交換することである。【解決手段】ステータコイル３の中性点に接続してＵ字状に折り曲げられたＵ字部１１を有する中性線１０と、中性線１０の温度を検出する温度センサ２０とを備える回転電機のステータ１であって、温度センサ２０は、サーミスタ素子２１が埋設されてＵ字部１１に嵌合する本体部２２と、本体部２２からＵ字部１１の脚１１ａ，１１ａを抱き込むようにそれぞれ延出する腕部２３，２３とを備え、腕部２３，２３が弾性変形することによってＵ字部１１に着脱可能である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコイルの中性点に接続してＵ字状に折り曲げられたＵ字部を有する中性線と、前記中性線に当接して前記中性線の温度を検出する温度センサとを備える回転電機のステータであって、
前記温度センサは、
サーミスタ素子を収容し、前記Ｕ字部に嵌合する本体部と、
前記本体部から前記Ｕ字部の各脚を抱き込むようにそれぞれ延出し、弾性を有する腕部と、を備え、
前記Ｕ字部に着脱可能であることを特徴とする回転電機のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータに関し、特に、中性線の温度を検出する温度センサを備えたステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、ステータに巻装されるコイルに電流が流れると、コイルに熱が発生してコイル温度が上昇する。この温度上昇は、回転電機の各部に不具合を生じさせる可能性がある。特に、コイルに大電流が流れる場合、発熱が大きく温度が上昇するので、回転電機の温度を管理するためにコイルの温度が監視されている。
【０００３】
三相のコイルの中性点を構成する中性線は、コイルと電気的に接続されているので、コイルに流れる電流と略等しい電流が流れ、電流による発熱もコイルに近いものになる。このため、中性線に温度センサを当接して中性線の温度を検出している。また、中性線をＵ字形状に折り曲げて、このＵ字部に温度センサを挟み込んで、中性線と温度センサとを樹脂モールドにより一体化した埋込型の温度検出部が、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１９９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の埋込型の温度検出部では、コイルの熱や振動等によって温度センサのリード線が断線や短絡した場合、温度センサ単体の交換が困難である。すなわち、温度センサと中性線とは樹脂モールドにより一体化されているので、温度センサのみを交換することは困難である。
【０００６】
温度センサと中性線とが一体化された埋込型の温度検出部を交換することも考えられるが、中性線は溶接によってコイルに接続されていることから、温度センサと中性線とを一緒に交換することも困難である。さらに、温度センサや中性線の交換の手間を省くために、ステータ毎交換することも考えられるが、この場合には高額な修理費用が発生する。
【０００７】
そこで、本発明では、温度センサを中性線から取り外して交換する回転電機のステータ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】
【０００８】
本発明の回転電機のステータは、ステータコイルの中性点に接続してＵ字状に折り曲げられたＵ字部を有する中性線と、前記中性線に当接して前記中性線の温度を検出する温度センサとを備える回転電機のステータであって、前記温度センサは、サーミスタ素子を収容し、前記Ｕ字部に嵌合する本体部と、前記本体部から前記Ｕ字部の各脚を抱き込むようにそれぞれ延出し、弾性を有する腕部とを備え、前記Ｕ字部に着脱可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、温度センサを中性線から容易に取り外して交換できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ステータの概略構成図である。
【図２】中性線の斜視図である。
【図３】中性線と温度センサの斜視図である。
【図４】温度センサの平面図である。
【図５】温度センサの図４のＡ方向から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態における回転電機は、ハイブリッド車両や電動車両のモータジェネレータに使用される。図１に示すように、回転電機のステータ１は、ステータコア２と、ステータコア２に巻装されたステータコイル３とを備えている。ステータコア２は、円環状のヨーク２ａと、このヨーク２ａの内周面に周方向に等間隔に設けられた複数のティース（図面ではステータコイル３に隠れていて示されていない）とを備えている。各ティースには、図示しない絶縁部材を介して導線が巻回されている。
【００１２】
ステータコイル３は、平角線からなる導線を集中巻することで構成される。平角線の表面には、隣接する平角線間の絶縁を確保するためにエナメル加工が施されている。ステータコイル３は、Ｗ相のコイル３Ｗ、Ｕ相のコイル３Ｕ、Ｖ相のコイル３Ｖを有しており、各相コイル３Ｗ，３Ｕ，３Ｖは、単コイルＷ１〜Ｗ５、Ｕ１〜Ｕ５、Ｖ１〜Ｖ５から構成される。単コイルＷ１〜Ｗ５、Ｕ１〜Ｕ５、Ｖ１〜Ｖ５は、平角線からなる導線を一つのティースに巻回することで構成される。各単コイルＷ１〜Ｗ５、Ｕ１〜Ｕ５、Ｖ１〜Ｖ５は、周方向に繰り返し並ぶようにティースにそれぞれ配置されている。
【００１３】
複数の同相の単コイルＷ１〜Ｗ５、Ｕ１〜Ｕ５、Ｖ１〜Ｖ５を結線して構成される各相コイル３Ｗ，３Ｕ，３Ｖの各他端には、入力端子５Ｗ，５Ｕ，５Ｖがそれぞれ接続されている。入力端子５Ｗ，５Ｕ，５Ｖには、３相交流電力を出力する図示しないインバータが接続される。各相コイル３Ｗ，３Ｕ，３Ｖの各一端は、互いに接合されて中性点を構成する。各相コイル３Ｗ，３Ｕ，３Ｖは、入力端子５Ｗ，５Ｕ，５Ｖと中性点との間で並列接続されて２Ｙ結線（並列スター結線）される。すなわち、Ｗ相のコイル３Ｗは、単コイルＷ１〜Ｗ５が２組に分割されて、各組が並列接続されている。単コイルＷ１〜Ｗ５を２組に分割するには、回転電機の仕様等に基づいて、例えば、単コイルＷ１〜Ｗ３を直列接続した組と単コイルＷ４，Ｗ５を直列接続した組とに分割する。または、単コイルＷ１〜Ｗ３を並列接続した組と単コイルＷ４，Ｗ５を並列接続した組とに分割する。他の単コイルＵ１〜Ｕ５、Ｖ１〜Ｖ５についても同様である。なお、コイルの個数は５つに限定されない。
【００１４】
各相コイル３Ｗ，３Ｕ，３Ｖの中性点側の各一端は、図２に示す中性線１０に溶接によって接続されている。中性線１０は、１本の平角線の導線を折り曲げて、各相コイル３Ｗ，３Ｕ，３Ｖと接続する端子１０ａ，１０ｂ，１０ｃがそれぞれ形成されている。中性線１０の端子１０ｃ近傍はＵ字状に折り曲げられて、中性線１０の温度を検出する温度センサ２０を保持するＵ字部１１が形成されている。
【００１５】
図３にＵ字部１１の拡大図を示す。図３に示すように、Ｕ字部１１には、このＵ字部１１に着脱可能な温度センサ２０が取り付けられる。温度センサ２０の構造に関して、図３〜５を参照して詳しく説明する。温度センサ２０は、樹脂により一体成形されており、内部にサーミスタ素子２１を有している。温度センサ２０は、サーミスタ素子２１を収容する本体部２２と、本体部２２を中性線１０のＵ字部１１に保持するためのＵ字部１１の各脚１１ａ，１１ａを抱き込む一対の腕部２３，２３と、本体部２２の両側面を覆う一対の側面カバー２４，２４と、本体部２２の先端を覆う先端カバー２５とを備えている。
【００１６】
本体部２２は、中性線１０のＵ字部１１に嵌合する直方体形状である。本体部２２の内部には、サーミスタ素子２１が埋設されており、本体部２２の後端から図示しないリード線が延出している。本体部２２の下部には、この下部からＵ字部１１の各脚１１ａ，１１ａの外側を回り込んで、脚１１ａ，１１ａを抱き込むように延出するＬ字状の一対の腕部２３，２３がそれぞれ形成されている。
【００１７】
腕部２３，２３の先端には、Ｕ字部１１の脚１１ａ，１１ａに係止する爪２３ａ，２３ａが形成されている。腕部２３，２３は弾性を有しており、爪２３ａ，２３ａがＵ字部１１の脚１１ａ，１１ａに係止する。すなわち、腕部２３，２３及び爪２３ａ，２３ａがＵ字部１１の脚１１ａ，１１ａにスナップフィットする。
【００１８】
側面カバー２４，２４は、本体部２２の下部からＵ字部１１の各脚１１ａ，１１ａの外側を回り込んでＬ字状に延出しており、脚１１ａ，１１ａの側面を覆っている。側面カバー２４，２４は、本体部２２の長手方向に所定の長さを有している。また、先端カバー２５は、本体部２２の下部からＵ字部１１の先端外側を覆うように延出している。このように、温度センサ２０の本体部２２は、側面カバー２４，２４及び先端カバー２５によって覆われているので、コイル冷却のためのＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）が、温度センサ２０の本体部２２に接触することが抑制される。このため、ＡＴＦによる温度センサ２０の温度低下を抑制でき、中性線１０の温度を精度よく検出することができる。
【００１９】
次に、温度センサ２０の中性線１０への着脱について説明する。まず、中性線１０の端子１０ａ，１０ｂ，１０ｃを、ステータコイル３に各相コイル３Ｗ，３Ｕ，３Ｖに溶接して固定する。その後、ステータコイル３のコイル間の隙間を埋めるために、ステータコイル３にワニスを塗布する。そして、ステータコイル３に固定された中性線１０のＵ字部１１の下方から、温度センサ２０を、本体部２２がＵ字部１１の脚１１ａ，１１ａの間に嵌るように、中性線１０のＵ字部１１に装着する。
【００２０】
このとき、腕部２３，２３の爪２３ａ，２３ａが、Ｕ字部１１の脚１１ａ，１１ａに当接することによって、腕部２３，２３が弾性変形して一時的に外側に押し広げられた後、腕部２３，２３が元に戻ることによって、爪２３ａ，２３ａが脚１１ａ，１１ａに係止される（図５参照）。この爪２３ａ，２３ａの係止によって、温度センサ２０は、中性線１０のＵ字部１１に装着される。
【００２１】
また、サーミスタ素子２１のリード線が断線や短絡して、温度センサ２０を交換する場合、腕部２３，２３を押し広げて爪２３ａ，２３ａの係止を外すことによって、温度センサ２０を中性線１０のＵ字部１１の下方に引っ張ることで、温度センサ２０を中性線１０から取り外すことができる。そして、新しい温度センサ２０を、中性線１０のＵ字部１１の下方からこのＵ字部１１に装着する。
【００２２】
このように、サーミスタ素子２１のリード線が断線や短絡した場合、温度センサ２０のみを交換することができ、特許文献１に記載の埋込型の温度検出部（温度センサと中性線とが樹脂モールドで一体化されている）やステータ１の交換を行う必要がなくなり、修理費用を抑制することができる。また、温度センサ２０の中性線１０に対する着脱を容易に行うことができ、温度センサ２０の交換作業も簡素化することができる。また、温度センサ２０を中性線１０に装着するにあたり、樹脂モールドが必要なくなるので樹脂モールド工程を削減でき、樹脂モールドに係る費用を抑制することができる。
【００２３】
さらに、特許文献１に記載の埋込型の温度検出部では、この温度検出部の取付後に、ワニスが塗布される場合があり、この場合には温度検出部のリード線やコネクタをワニスから保護する保護作業が必要である。しかし、本実施形態では、上述したように、ワニス塗布後に温度センサ２０を中性線１０に装着しているので、サーミスタ素子２１のリード線等の保護作業が必要なく、保護作業を削減してコストを抑制することができる。
【００２４】
なお、上述した実施形態では、本体部２２の両側に延出する一対の腕部２３，２３により中性線１０のＵ字部１１に係止する構成であったが、本体部２２の両側からＵ字部１１の脚１１ａ，１１ａを抱き込む腕部を備えていればよく、例えば、本体部２２の一方側に一つの腕部を、他方側に二つの腕部をそれぞれ形成してもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１  ステータ、２  ステータコア、２ａ  ヨーク、３  ステータコイル、３Ｗ，３Ｕ，３Ｖ  各相コイル、５Ｗ，５Ｕ，５Ｖ  入力端子、１０  中性線、１１  Ｕ字部、１１ａ  脚、２０  温度センサ、２１  サーミスタ素子、２２  本体部、２３  腕部、２３ａ  爪、２４  側面カバー、２５  先端カバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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