(57)【要約】【課題】コイルの所定位置に温度検出器を簡単に固定し、コイルの所定位置における温度を安定して検出する。【解決手段】コイル１４が巻き回されたステータユニットを備える回転電機１００において、ステータユニットに組み付けられコイル１４の巻線端部が結線されるバスバーユニット５０と、コイル１４の温度を検出するサーミスタ６０と、を備え、バスバーユニット５０は、サーミスタ６０をコイル１４に対して押し付け固定する固定部５６を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻き回されたステータユニットを備える回転電機において、
前記ステータユニットに組み付けられ、前記コイルの巻線端部が結線される結線部材と、
前記コイルの温度を検出する温度検出器と、を備え、
前記結線部材は、前記温度検出器を前記コイルに対して押し付け固定する固定部を有することを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記コイルと前記温度検出器との間に介在される伝熱材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記固定部は、前記温度検出器の側面を把持する把持片を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記把持片は、前記温度検出器の側面に向けて突出する突起を有することを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記固定部は、前記結線部材の外周で一体に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の回転電機。
【請求項６】
前記結線部材は、前記ステータユニットと係合する位置決め部を有し、
前記温度検出器は、前記結線部材が前記ステータユニットに係合するのと同時に押し付け固定されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルが巻き回されたステータユニットを備える回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コイルが巻き回されたステータユニットを備える回転電機において、コイルの温度を検出するために、コイルの表面に温度検出器を固定した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８３２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、接着剤等を用いてコイルの表面に温度検出器を固定する場合、所定の位置に温度検出器を固定することが難しいとともに、接着不良により温度検出器が外れてしまうことがある。このため、温度を検出する位置が安定しないおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、コイルの所定位置に温度検出器を簡単に固定し、コイルの所定位置における温度を安定して検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、コイルが巻き回されたステータユニットを備える回転電機において、前記ステータユニットに組み付けられ、前記コイルの巻線端部が結線される結線部材と、前記コイルの温度を検出する温度検出器と、を備え、前記結線部材は、前記温度検出器を前記コイルに対して押し付け固定する固定部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、温度検出器が結線部材によってコイルに対して押圧されるため、温度検出器はコイルの所定位置に固定される。この結果、コイルの所定位置における温度を安定して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る回転電機の断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１に示すように回転電機１００は、３相交流モータであり、ステータユニット１０と、ステータユニット１０の内側に設けられるロータ２０と、を備える。
【００１１】
ロータ２０は、ケーシング３０に回転自在に支持されるロータシャフト２１と、ロータシャフト２１に取り付けられる永久磁石２２と、を備える。
【００１２】
ロータシャフト２１は、一端部がベアリング２３によってケーシング３０の底部３２に支持され、他端部が図示しないケーシングカバーに設けられるベアリングによって支持される。これにより、ロータ２０は、中心軸Ｏを中心として回転自在に支持される。
【００１３】
ステータユニット１０は、複数のティース部１１ａを有するステータコア１１と、ステータコア１１のティース部１１ａに設けられるステータコイル１２と、ステータコイル１２と軸方向に並んで設けられる結線部材としてのバスバーユニット５０と、を備える。なお、「軸方向」は、ステータユニット１０の中心軸Ｏが延びる方向を意味する。
【００１４】
ステータコア１１は、磁性材からなり、複数の鋼板を積層して形成される。ステータコア１１は、その外周がケーシング３０の内周に嵌合されることによりケーシング３０に固定される。ステータコア１１の径方向内側には、中心軸Ｏに向かって延びる複数のティース部１１ａが形成されている。
【００１５】
ステータコイル１２は、ステータコア１１の各ティース部１１ａを包囲する絶縁性樹脂材からなるインシュレータ１３と、各インシュレータ１３を介してティース部１１ａに巻かれる線材１６からなるコイル１４と、から構成される。３相交流モータ１００は、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相に対応する複数のコイル１４を備えている。各相のコイル１４の線材１６の端部１６ａは、バスバーユニット５０が配置される側から引き出されている。
【００１６】
バスバーユニット５０は、導電材からなる複数のバスバー５１と、バスバー５１を内包するバスバーホルダ５５と、を備える。
【００１７】
バスバーホルダ５５は、絶縁性樹脂材を用いてインサート成形によって形成される。具体的には、バスバーユニット５０の製造時に、図示しない金型内に各バスバー５１を配設した後に、金型内に絶縁性樹脂材を注入してバスバーホルダ５５をインサート成形する。
【００１８】
バスバーホルダ５５の内部には、各バスバー５１が軸方向に離間して保持される。各バスバー５１は径方向に離間して保持されていてもよい。なお、「径方向」は、ステータユニット１０の中心軸Ｏを中心とする放射方向を意味する。
【００１９】
バスバー５１は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相及び中性点に対応した個数（ここでは４個）が設けられる。各相に対応した板状のバスバー５１は、中心軸Ｏを中心とする円弧状に延びる円弧状導電部（図示せず）と、円弧状導電部から径方向に突設される複数の給電用端子５２と、円弧状導電部から軸方向に突設されるバスバー端子５３と、を有する。
【００２０】
バスバーホルダ５５の外周から突出する給電用端子５２には、各相のコイル１４から引き出された線材１６の端部１６ａが結合される。バスバー端子５３は、図示しない交流電源に接続されるものであり、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相に対応する各バスバー５１からバスバーホルダ５５の外部へそれぞれ突出している。このようにして、各相のコイル１４が交流電源にＹ接続される。なお、各相のコイル１４をＹ接続に代えて、Δ接続してもよい。
【００２１】
バスバーホルダ５５は、バスバーホルダ５５の外周端から突出してステータコイル１２の外周に係合する複数の位置決め部５７を有する。一方、ステータコイル１２のインシュレータ１３の外周には、位置決め部５７に係合する係合部１５が複数形成される。本実施形態では、位置決め部５７及び係合部１５は、スナップフィットである。位置決め部５７が係合部１５に係合することにより、バスバーホルダ５５は、ステータコイル１２に対して固定される。これにより、各コイル１４の線材１６の端部１６ａは、各バスバー５１の給電用端子５２に近接して位置することになる。位置決め部５７及び係合部１５は、スナップフィットに限定されず、ステータコイル１２に対してバスバーホルダ５５を固定することができればどのような結合構造であってもよい。また、係合部１５は、インシュレータ１３に代えて、ステータコア１１に設けてもよい。
【００２２】
回転電機１００は、コイル１４の温度を検出する温度検出器としてのサーミスタ６０と、サーミスタ６０とコイル１４との間に介在される伝熱材７０と、をさらに備える。サーミスタ６０は、導線６０ｄを介して図示しない回転電機１００の制御装置に接続されている。制御装置は、サーミスタ６０によって検出されたコイル１４の温度が高い場合、回転電機１００の運転を制限する等、サーミスタ６０の検出値に基づいて回転電機１００の駆動を制御する。サーミスタ６０は、バスバーホルダ５５に形成される固定部５６によって固定される。
【００２３】
次に、図２及び図３を参照して、固定部５６によるサーミスタ６０の固定について説明する。図２は、図１のII−II線に沿う断面図であり、サーミスタ６０の周辺を拡大して示している。図３は、図２のIII−III線に沿う断面図であり、固定部５６の形状を説明するため、サーミスタ６０を省略して示している。
【００２４】
固定部５６は、図２及び図３に示されるように、サーミスタ６０の肩面６０ａに当接する押圧片５６ａと、サーミスタ６０の側面６０ｂを把持する把持片５６ｂと、サーミスタ６０の径方向内側の位置決めを行う内周側位置決め壁５６ｃと、サーミスタ６０の径方向外側の位置決めを行う外周側位置決め壁５６ｄと、を有する。
【００２５】
押圧片５６ａは、バスバーホルダ５５から径方向外側へ延出している。サーミスタ６０に当接する押圧片５６ａのコイル１４側の面は、サーミスタ６０の肩面６０ａの形状に合わせて平面状に形成されている。また、押圧片５６ａの中央部には、サーミスタ６０の導線６０ｄが挿通する切欠５６ｅが軸方向に貫通して設けられている。
【００２６】
把持片５６ｂは、押圧片５６ａの周方向両端からコイル１４側へ向けて互いに平行に延出している。把持片５６ｂの内面には、図３に示されるように、サーミスタ６０の側面６０ｂに向けて突出する突起５６ｆが形成される。突起５６ｆは、対向する把持片５６ｂ間の間隔を狭めることによりサーミスタ６０を把持することができればどのような形状であってもよい。また、突起５６ｆは、サーミスタ６０の側面６０ｂに設けてもよい。
【００２７】
内周側位置決め壁５６ｃは、押圧片５６ａ及び把持片５６ｂのバスバーホルダ５５側の基端部を連結している。本実施形態において、内周側位置決め壁５６ｃは、バスバーホルダ５５の外周面の一部により構成されている。外周側位置決め壁５６ｄは、内周側位置決め壁５６ｃと平行に形成されており、押圧片５６ａ及び把持片５６ｂの径方向外側の端部を連結している。外周側位置決め壁５６ｄの中央部には、サーミスタ６０の導線６０ｄを押圧片５６ａの切欠５６ｅに導くためのスリット５６ｇが設けられている。切欠５６ｅが、導線６０ｄの先端に設けられる図示しないコネクタ等を挿通可能な大きさを有していれば、このスリット５６ｇは設けなくてもよい。
【００２８】
内周側位置決め壁５６ｃは、サーミスタ６０の半径方向内側への移動を規制し、外周側位置決め壁５６ｄは、サーミスタ６０の半径方向外側への移動を規制する。これにより、サーミスタ６０の半径方向の固定位置が決定される。内周側位置決め壁５６ｃ及び外周側位置決め壁５６ｄが形成される位置は、コイル１４上の温度測定点にサーミスタ６０が配置されるように設定される。
【００２９】
固定部５６は、図３に示されるように、その一部がバスバーホルダ５５の内部に形成されている。バスバーホルダ５５の外周側には給電用端子５２やバスバー端子５３が配置されているので、固定部５６は、これらが配置される位置を避けて形成される。固定部５６は、上記構成に限定されず、バスバーホルダ５５に対して径方向外側へ突出して設けられていてもよいし、固定部５６全体がバスバーホルダ５５の内部に設けられてもよい。また、本実施形態では、固定部５６は、バスバーホルダ５５と一体的に形成されているが、上記構成の固定部５６をバスバーホルダ５５と別部材で形成し、バスバーホルダ５５に対して圧入やスナップフィット等により結合する構成としてもよい。あるいは、固定部５６の一部分のみ、例えば、押圧片５６ａのみを別部材で形成してバスバーホルダ５５に結合する構成としてもよい。
【００３０】
伝熱材７０は、熱伝導性及び弾性を有するシリコーン樹脂等により形成され、コイル１４の熱をサーミスタ６０へ伝えるとともに、サーミスタ６０の測定面６０ｃとコイル１４の表面とが直接接触することを防止する緩衝材として機能する。サーミスタ６０がコイル１４と接触しても損傷しない材質等により形成されている場合は、伝熱材７０を設けなくてもよい。
【００３１】
続いて、サーミスタ６０の固定手順について説明する。
【００３２】
まず、サーミスタ６０の導線６０ｄが固定部５６の切欠５６ｅに挿通される。この状態で、サーミスタ６０は、その肩面６０ａが固定部５６の押圧片５６ａと向かい合うようにして把持片５６ｂと内周側位置決め壁５６ｃと外周側位置決め壁５６ｄとで囲まれる空間内に、肩面６０ａと押圧片５６ａとが当接するまで差し込まれる。把持片５６ｂ間に差し込まれたサーミスタ６０は、把持片５６ｂの突起５６ｆによって固定部５６内に保持され、固定部５６からの脱落が防止される。次に、サーミスタ６０の測定面６０ｃまたはコイル１４の表面に伝熱材７０が粘着剤等により固定される。続いて、ステータコイル１２の係合部１５に、バスバーユニット５０の位置決め部５７がスナップフィットによって組み付けられる。このとき、インシュレータ１３とバスバーホルダ５５との間隙から各コイル１４の線材１６の端部１６ａが引き出され、それぞれの端部１６ａは、各バスバー５１の給電用端子５２に溶接される。
【００３３】
ステータコイル１２の係合部１５にバスバーユニット５０の位置決め部５７をスナップフィットによって組み付けると同時に、サーミスタ６０は、固定部５６の押圧片５６ａによってコイル１４に向けて押圧され、弾性を有する伝熱材７０に押し付けられる。この結果、サーミスタ６０は、押圧片５６ａと伝熱材７０とによって挟持されるとともに、半径方向への移動が内周側位置決め壁５６ｃ及び外周側位置決め壁５６ｄによって規制され、周方向への移動が把持片５６ｂによって規制されることにより、コイル１４上の所定位置に固定される。このように、ステータコイル１２へのバスバーユニット５０の組み付けと同時にサーミスタ６０の固定が行われる。
【００３４】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００３５】
サーミスタ６０は、バスバーホルダ５５の固定部５６の把持片５６ｂによって把持されるとともに、固定部５６の押圧片５６ａと伝熱材７０とによって挟持される。このため、サーミスタ６０は、コイル１４の所定位置に固定され、所定位置における温度を安定して検出することができる。また、接着剤を利用する場合と比較し、振動によってサーミスタ６０が外れたり、抜けたりすることを防止することができる。
【００３６】
また、サーミスタ６０の固定は、サーミスタ６０をバスバーホルダ５５の固定部５６の把持片５６ｂ間に差し込み、バスバーホルダ５５をステータコイル１２に組み付けるだけで完了する。このため、サーミスタ６０の固定が簡単に行われるとともに、接着剤を利用する場合と比較し、接着工程や接着剤乾燥工程が不要となるので製造コストを低減することができる。
【００３７】
また、サーミスタ６０が固定される位置は、バスバーホルダ５５に形成される固定部５６の位置によって画一的に決まる。このため、接着剤を利用する場合と比較し、サーミスタ６０の固定位置がばらつくことを防止することができる。また、固定部５６の位置を変更するだけで、サーミスタ６０の固定位置を所望の位置に変更することができる。
【００３８】
また、固定部５６は、その一部がバスバーホルダ５５の内部に形成されている。このため、固定部５６を有するバスバーユニット５０をコンパクトに形成することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４０】
例えば、本実施形態では、結線部材としてバスバーユニット５０を例示したが、結線部材は、例えばプリント基板のように、各コイル１４の線材１６の端部１６ａが結線される構造を有する部材であればどのような構成であってもよい。また、結線部材は、溝部を有する樹脂製のホルダと、ホルダの溝部に保持される複数のバスバーと、を備える構成であってもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、サーミスタ６０及び伝熱材７０は、一つのコイル１４の表面上に配置されているが、隣り合う二つのコイル１４の表面に跨って配置されていてもよい。この場合、サーミスタ６０は、二つのコイル１４の温度をそれぞれ検出することが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態では、回転電機１００は、３相交流モータであるが、コイルに隣接して結線部材が配置される形式のものであればどのようなものでもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１００  回転電機
１０    ステータユニット
１１    ステータコア
１２    ステータコイル
１３    インシュレータ
１４    コイル
１５    係合部
１６    線材
５０    バスバーユニット（結線部材）
５１    バスバー
５６    固定部
５６ａ  押圧片
５６ｂ  把持片
５６ｆ  突起
５７    位置決め部
６０    サーミスタ（温度検出器）
６０ａ  肩面
６０ｂ  側面
６０ｃ  測定面
７０    伝熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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