JP6824765B2 - 回転電機のステータ - Google Patents

Description

本発明は、センサブラケットに保持された温度センサによってコイルの温度を検出する回転電機のステータに関する。

従来よりセンサブラケットに保持された温度センサによってコイルの温度を検出する回転電機のステータが知られている。例えば、特許文献１に記載のステータでは、内部にステータが固定されたケーシングにブラケットを取り付け、ブラケットから延びるアームの先端部に設けられたサーミスタをコイルエンドに弾性的に押し付けることが記載されている。

特開２０１３−５１８０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構造では、ブラケットを取り付けるケーシングが必要なため、部品コスト、組立工数が増加する要因となっていた。また、ケーシングの寸法精度によっては測温位置精度が悪化するため、温度センサを保持するセンサブラケットの組み付け性の改善が望まれていた。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度センサを保持するセンサブラケットの組み付け性に優れた回転電機のステータを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
ステータコア（例えば、後述の実施形態のステータコア１３）と、
該ステータコアに取り付けられるコイル（例えば、後述の実施形態のコイル１５）と、
前記コイルに接触して該コイルの温度を検出する温度センサ（例えば、後述の実施形態の温度センサ６０）と、
前記ステータコアに取り付けられ、前記温度センサを前記コイルに向けて弾性的に押圧するように保持するセンサブラケット（例えば、後述の実施形態のセンサブラケット５０）と、を備える、回転電機のステータ（例えば、後述の実施形態のステータ１２）であって、
前記ステータコアは、前記ステータコアの外周において、径方向外側に突出して形成された固定部（例えば、後述の実施形態の固定部１３ａ）を有し、
前記固定部は、
前記センサブラケットを締結するボルト穴（例えば、後述の実施形態のボルト穴１３ｂ）と、
前記ボルト穴の両側に、外径側に向かうに従い、前記回転電機のステータの中心と該ボルト穴とを結ぶ仮想直線に近づく一対の傾斜面（例えば、後述の実施形態の傾斜面１３ｄ、１３ｅ）と、を有し、
前記センサブラケットは、前記ステータコアの前記ボルト穴に一点でのみ締結され、
前記ボルト穴は、前記ステータコアをハウジングに締結するためのボルト穴であり、
前記センサブラケットは、前記一対の傾斜面と係合する爪部（例えば、後述の実施形態の爪部５６）を有し、
前記センサブラケットと前記ステータコアとの締結点（例えば、後述の実施形態の締結点Ｐ）と、前記温度センサと前記コイルとの接触点（例えば、後述の実施形態の接触点Ｒ）とが、前記センサブラケットの押圧方向（例えば、後述の実施形態の第２方向）と直交する方向（例えば、後述の実施形態の第３方向）において近接配置されている。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記爪部は、前記一対の傾斜面の一方（例えば、後述の実施形態の傾斜面１３ｄ）と係合する第１爪部（例えば、後述の実施形態の第１爪部５６ａ）と、前記一対の傾斜面の他方（例えば、後述の実施形態の傾斜面１３ｅ）と係合する第２爪部（例えば、後述の実施形態の第２爪部５６ｂ）と、を有する。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加えて、
前記センサブラケットは、前記センサブラケットを前記ステータコアに締結するためのボルト穴（例えば、後述の実施形態のボルト穴５５）を有するブラケット本体（例えば、後述の実施形態のブラケット本体５１）と、
前記ブラケット本体から内径側に延びて前記押圧方向に弾性を有するバネ部（例えば、後述の実施形態のバネ部５２）と、
該バネ部の先端部に設けられ、前記温度センサを保持するセンサ保持部（例えば、後述の実施形態のセンサ保持部５３）と、を備え、
前記バネ部の伸縮方向は、前記押圧方向と同一である。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の構成に加えて、
前記接触点は、前記センサブラケットの押圧方向と直交する方向において前記センサ保持部よりも前記締結点側に位置している。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の構成に加えて、
前記接触点は、前記センサブラケットの押圧方向と直交する方向において前記センサブラケットと前記ステータコアとの締結点とオーバーラップしている。

請求項１の発明によれば、センサブラケットがステータコアに一点でのみ締結されるのでセンサブラケットの組み付け性がよく、センサブラケットを取り付けるケーシングが不要なため、部品コスト、組立工数を削減できる。
また、センサブラケットとステータコアとの締結点と、温度センサとコイルとの接触点とが、センサブラケットの押圧方向と直交する方向において近接配置されているので、センサブラケットをステータコアに組み付ける際に、コイルから温度センサに作用する反力によってセンサブラケットが回転するのを抑制できる。したがって、温度センサを保持するセンサブラケットの組み付け性が向上し、さらに温度センサの測温位置の精度を高めることができる。
また、ハウジングに対しステータコアを締結する締結点にセンサブラケットを共締めすることで、ステータコアにセンサブラケットを締結するための締結孔を設ける必要がない。
さらに、センサブラケットは、ステータコアの固定部に設けられた一対の傾斜面と係合する爪部を有するので、ステータコアに対するセンサブラケットの位置出しが容易となる。

請求項２の発明によれば、爪部が第１爪部と第２爪部とにより構成されることで、板材から折り曲げ形成により容易に爪部を形成できる。

請求項３の発明によれば、センサブラケットのバネ部の伸縮方向は、温度センサをコイルに向けて弾性的に押圧するセンサブラケットの押圧方向と同一であるので、温度センサをコイルに押圧する押圧荷重が安定する。

請求項４の発明によれば、接触点はセンサブラケットの押圧方向と直交する方向においてセンサ保持部よりも締結点側に位置しているので、センサブラケットをステータコアに組み付ける際に、コイルから温度センサに作用する反力によってセンサブラケットを回転させるモーメントが小さくなる。

請求項５の発明によれば、温度センサとコイルとの接触点は、センサブラケットの押圧方向と直交する方向においてセンサブラケットとステータコアとの締結点とオーバーラップしているので、センサブラケットをステータコアに組み付ける際に、コイルから温度センサに作用する反力によってセンサブラケットを回転させるモーメントが極めて小さくなる。

本発明に係る一実施形態の回転電機の正面図である。 ステータコアの正面図である。 コイルセグメントの斜視図である。 温度センサ及びセンサブラケットの斜視図である。 センサブラケットに保持された温度センサが、ステータコアに取り付けられた状態を示す要部拡大斜視図である。 センサブラケットに保持された温度センサが、ステータコアに取り付けられた状態を示す背面図である。

以下、本発明の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示すように、回転電機１０のステータ１２は、ハウジング１１内に収容され、ステータ１２の内側には、ロータ４０が回転自在に配置されている。

図２も参照して、ステータ１２は、軸方向に貫通する複数のスロット１４が周方向に所定の間隔で配置されたステータコア１３と、スロット１４に収容される複数相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル１５と、を備える。

ステータコア１３は、径方向に突出する複数の固定部１３ａに設けられたボルト穴１３ｂにボルト１６を挿通させることで、ハウジング１１に固定されている。固定部１３ａは、外径側に向かうに従い、回転電機１０の中心Ｏとボルト穴１３ｂとを結ぶ仮想直線ＩＬに近づく一対の傾斜面１３ｄ、１３ｅを有している。

回転電機１０のコイル１５は、セグメントコンダクタ型コイルであり、図３に示すように、一対の脚部２１と、両脚部２１を一方の端部で接続する連結部２２とからなる複数（本実施形態では４本）の略Ｕ字状のコイルセグメント２０を１列に整列させて１つの束として、それぞれの脚部２１を各スロット１４に挿入し、スロット１４から突出した脚部２１の突出部分を周方向に折り曲げて対応するもの同士を接合して形成される。ステータコア１３の軸方向両側には、それぞれコイルエンド３０が突出して形成されている。即ち、スロット１４から脚部２１が突出するステータコア１３の背面１３Ｒ側には、コイルエンド３０Ｒが形成され（図６参照）、これとは反対側となる連結部２２が配置されるステータコア１３の正面１３Ｆ側には、コイルエンド３０Ｆが形成される。

コイル１５のコイルエンド３０Ｒには、センサブラケット５０に保持された温度センサ６０が接触配置されてコイルエンド３０Ｒの温度を測定する。

センサブラケット５０は、図４に示すように、ブラケット本体５１と、バネ部５２と、センサ保持部５３と、を備え、金属板をプレス加工することにより一体に成形されている。

ブラケット本体５１は、ステータコア１３の表面１３ｃに沿って延設される略三角形状の平板であり、センサブラケット５０をステータコア１３に締結するための１つのボルト穴５５と、ステータコア１３の固定部１３ａに係合する爪部５６と、を有している。

このボルト穴５５には、ステータコア１３をハウジング１１に固定するための複数のボルト１６のうちいずれか１つのボルト１６が挿通する。即ち、センサブラケット５０とステータコア１３との締結点Ｐは、ステータコア１３をハウジング１１に締結するための締結点Ｑであり、センサブラケット５０はステータコア１３と共にハウジング１１に共締めされる。

爪部５６は、ステータコア１３の固定部１３ａの傾斜面１３ｄ、１３ｅに沿ってブラケット本体５１の外縁部から折り曲げ形成され、一方の傾斜面１３ｄと係合する第１爪部５６ａと、他方の傾斜面１３ｅと係合する第２爪部５６ｂとを有する。第１爪部５６ａ及び第２爪部５６ｂと傾斜面１３ｄ、１３ｅとをそれぞれ係合させることで、ステータコア１３に対しセンサブラケット５０を組み付ける際の位置出しが容易となる。

バネ部５２は、略Ｕ字形状に湾曲形成された一対の長尺板であり、第２爪部５６ｂに対し第１爪部５６ａと反対側に位置するブラケット本体５１の外縁部からステータコア１３の表面１３ｃと直交する方向（以下、第１方向とも呼ぶ）に立ち上がる立上部５２ａと、立上部５２ａからＵ字状に屈曲し、立上部５２ａに対し近接・離間する方向（以下、第２方向とも呼ぶ）に伸縮するＵ字部５２ｂと、を有している。

センサ保持部５３には、セグメントコンダクタ型のコイル１５におけるコイルエンド３０Ｒの温度を検出するための温度センサ６０が取り付けられる。

温度センサ６０は、一端がセンサ保持部５３に支持され、長手方向がステータコア１３の表面１３ｃと直交する第１方向（軸方向）及び立上部５２ａに対し近接・離間する第２方向（径方向）に対し直交する方向（以下、第３方向とも呼ぶ）になるように配置される。温度センサ６０の他端は、第３方向においてボルト穴５５に近づく方向に配置され、コイル１５のコイルエンド３０Ｒに接触する。

これにより、バネ部５２の伸縮方向（第２方向）は、温度センサ６０をコイル１５のコイルエンド３０Ｒに向けて弾性的に押圧するセンサブラケット５０の押圧方向と同一となる。言い換えると、バネ部５２は、ステータコア１３の表面１３ｃと平行な平面内（第２方向及び第３方向を含む平面内）において回転モーメントを発生させない。したがって、温度センサ６０をコイルエンド３０Ｒに押圧する押圧荷重が安定する。

また、図６に示すように、センサブラケット５０とステータコア１３との締結点Ｐと、温度センサ６０とコイルエンド３０Ｒとの接触点Ｒとが、センサブラケット５０の押圧方向（第２方向）と直交する第３方向において近接配置されている。より具体的には、温度センサ６０とコイルエンド３０Ｒとの接触点Ｒが、第３方向においてセンサ保持部５３よりもセンサブラケット５０とステータコア１３との締結点Ｐ側に位置している。

したがって、ボルト穴５５の中心から接触点Ｒまでの距離Ｌが短くなり、コイルエンド３０Ｒから温度センサ６０に作用する反力によってボルト穴５５（締結点Ｐ）を中心としてセンサブラケット５０を回転させるモーメントが小さくなる。これにより、センサブラケット５０をステータコア１３に組み付ける際に、コイルエンド３０Ｒから温度センサ６０に作用する反力によってセンサブラケット５０が回転するのを抑制できる。したがって、温度センサ６０を保持するセンサブラケット５０の組み付け性が向上し、さらに温度センサ６０の測温位置の精度を高めることができる。なお、温度センサ６０とコイルエンド３０Ｒとの接触点Ｒが、第３方向においてボルト穴５５とオーバーラップしていることが最も好ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、センサブラケット５０がステータコア１３に一点でのみ締結されるのでセンサブラケット５０の組み付け性がよく、センサブラケット５０を取り付けるケーシングが不要なため、部品コスト、組立工数を削減できる。

また、センサブラケット５０とステータコア１３との締結点Ｐと、温度センサ６０とコイルエンド３０Ｒとの接触点Ｒとが、センサブラケット５０の押圧方向（第２方向）と直交する方向（第３方向）において近接配置されているので、センサブラケット５０をステータコア１３に組み付ける際に、コイルエンド３０Ｒから温度センサ６０に作用する反力によってセンサブラケット５０が回転するのを抑制できる。したがって、温度センサ６０を保持するセンサブラケット５０の組み付け性が向上し、さらに温度センサ６０の測温位置の精度を高めることができる。

特に、温度センサ６０とコイルエンド３０Ｒとの接触点Ｒは、センサブラケット５０の押圧方向（第２方向）と直交する方向（第３方向）においてセンサ保持部５３よりも締結点Ｐ側に位置していることで、センサブラケット５０をステータコア１３に組み付ける際に、コイルエンド３０Ｒから温度センサ６０に作用する反力によってセンサブラケット５０を回転させるモーメントが小さくなる。

また、ハウジング１１に対しステータコア１３を締結する締結点Ｑにセンサブラケット５０を共締めすることで、ステータコア１３にセンサブラケット５０を締結するための締結孔を設ける必要がない。

また、ステータコア１３の固定部１３ａは、センサブラケット５０を締結するボルト穴１３ｂと、ボルト穴１３ｂの両側に、外径側に向かうに従い、回転電機のステータ１２の中心Ｏとボルト穴１３ｂとを結ぶ仮想直線ＩＬに近づく一対の傾斜面１３ｄ、１３ｅを有する。センサブラケット５０は、一対の傾斜面１３ｄ、１３ｅと係合する爪部５６を有するので、ステータコア１３に対するセンサブラケット５０の位置出しが容易となる。

また、爪部５６が一対の傾斜面１３ｄ、１３ｅのうち傾斜面１３ｄと係合する第１爪部５６ａと、傾斜面１３ｅと係合する第２爪部５６ｂとにより構成されることで、板材から折り曲げ形成により容易に爪部５６を形成できる。

また、センサブラケット５０のバネ部５２の伸縮方向は、温度センサ６０をコイルエンド３０Ｒに向けて弾性的に押圧するセンサブラケット５０の押圧方向と同一であるので、温度センサ６０をコイル１５に押圧する押圧荷重が安定する。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１２ ステータ
１３ ステータコア
１３ａ 固定部
１３ｂ ボルト穴
１３ｄ 傾斜面
１３ｅ 傾斜面
１５ コイル
５０ センサブラケット
５１ ブラケット本体
５２ バネ部
５３ センサ保持部
５５ ボルト穴
５６ 爪部
５６ａ 第１爪部
５６ｂ 第２爪部
６０ 温度センサ
ＩＬ 仮想直線
Ｐ センサブラケットとステータコアとの締結点
Ｒ 温度センサとコイルとの接触点
Ｑ ステータコアをハウジングに締結するための締結点

Claims (5)

1. ステータコアと、
   該ステータコアに取り付けられるコイルと、
   前記コイルに接触して該コイルの温度を検出する温度センサと、
   前記ステータコアに取り付けられ、前記温度センサを前記コイルに向けて弾性的に押圧するように保持するセンサブラケットと、を備える、回転電機のステータであって、
   前記ステータコアは、前記ステータコアの外周において、径方向外側に突出して形成された固定部を有し、
   前記固定部は、
   前記センサブラケットを締結するボルト穴と、
   前記ボルト穴の両側に、外径側に向かうに従い、前記回転電機のステータの中心と該ボルト穴とを結ぶ仮想直線に近づく一対の傾斜面と、を有し、
   前記センサブラケットは、前記ステータコアの前記ボルト穴に一点でのみ締結され、
   前記ボルト穴は、前記ステータコアをハウジングに締結するためのボルト穴であり、
   前記センサブラケットは、前記一対の傾斜面と係合する爪部を有し、
   前記センサブラケットと前記ステータコアとの締結点と、前記温度センサと前記コイルとの接触点とが、前記センサブラケットの押圧方向と直交する方向において近接配置されている、回転電機のステータ。
2. 請求項１に記載の回転電機のステータであって、
   前記爪部は、前記一対の傾斜面の一方と係合する第１爪部と、前記一対の傾斜面の他方と係合する第２爪部と、を有する、回転電機のステータ。
3. 請求項１又は２に記載の回転電機のステータであって、
   前記センサブラケットは、前記センサブラケットを前記ステータコアに締結するためのボルト穴を有するブラケット本体と、
   前記ブラケット本体から内径側に延びて前記押圧方向に弾性を有するバネ部と、
   該バネ部の先端部に設けられ、前記温度センサを保持するセンサ保持部と、を備え、
   前記バネ部の伸縮方向は、前記押圧方向と同一である、回転電機のステータ。
4. 請求項３に記載の回転電機のステータであって、
   前記接触点は、前記センサブラケットの押圧方向と直交する方向において前記センサ保持部よりも前記締結点側に位置している、回転電機のステータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機のステータであって、
   前記接触点は、前記センサブラケットの押圧方向と直交する方向において前記センサブラケットと前記ステータコアとの締結点とオーバーラップしている、回転電機のステータ。

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