JP2011045177A - ステータおよびその製造方法ならびに回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂を注入する際の樹脂の封止を確実に行なうことが可能な構造のステータを提供する。
【解決手段】ステータ２は、巻線１６１と、巻線１６１をモールドする樹脂１１５と、樹脂１１５により固定されて巻線１６１の温度を検出する温度センサとしてのサーミスタ２１０と、サーミスタ２１０に接続される信号線２００と、信号線に設けられるグロメット２２０とを備える。信号線２００は同軸構造とされる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ステータおよびその製造方法ならびに回転電機に関し、より特定的には、巻線の温度を検出することが可能な構造のステータおよびそれを備えた回転電機に関するものである。

従来、温度センサに関する構成は、たとえば特開２００４−２３９８９１号公報（特許文献１）、実公平２−２９６１６号公報（特許文献２）、特開平８−２７３７１９号公報（特許文献３）、特開２００４−２３９８９１号公報（特許文献４）、特開平８−９４４５２号公報（特許文献５）および特許第３３７３２０５号公報（特許文献６）に開示されている。

特開２００４−２３９８９１号公報 実公平２−２９６１６号公報 特開平８−２７３７１９号公報 特開２００４−２３９８９１号公報 特開平８−９４４５２号公報 特許第３３７３２０５号公報

たとえば特許文献１では、温度センサの構造に関し、筒状に延びる樹脂製ケースと、ケース内に配置された検温体に接続される導線を絶縁チューブで覆って形成され、検温体はケースに保護された樹脂モールド内に埋設された構造が開示されている。信号線が２本独立しており、樹脂やゴム製のグロメットを用いただけでは信号線間に隙間が生じ、設計上好ましくない。具体的には、隙間が生じることにより、後工程でインジェクションにより高圧樹脂を注入するが、この注入された樹脂が上述の隙間から流出するため、樹脂の封止が困難であるという問題があった。

この対策として信号線間に液体ガスケットのポッティングを行なうことも考えられるが、インジェクション時に高圧に液状ゴムが耐えられずにモールド樹脂が外部に漏れるという問題があった。さらに、部品点数が増加（液状ゴムガスケットが増加）するため、コストの観点から好ましくないという問題があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成で樹脂を確実に封止することが可能な構造のステータおよびそれを用いた回転電機を提供することを目的とする。

この発明に従ったステータは、巻線と、巻線をモールドする樹脂と、樹脂により固定されて巻線温度を検出する温度センサと、温度センサに接続される信号線と、信号線に設けられる封止部材とを備え、信号線は、同軸ケーブルである。

この発明に従った回転電機は、上記ステータを備える。
この発明に従ったステータの製造方法は、ケース内に巻線を収納して、その巻線の温度を検出するための温度センサをケース内に配置する工程と、ケース内の温度センサに接続される、同軸ケーブルを含む信号線がケースの孔を通過し、かつ同軸ケーブルの外周に封止部材を設けてケースの孔を封止する工程と、ケース内に樹脂を注入することにより樹脂を巻線、温度センサおよび封止部材に接触させる工程とを備える。

このように構成されたステータでは、信号線が同軸ケーブルであるため、信号線間に隙間が生じることがなくなる。また樹脂を注入する際には、樹脂が同軸ケーブルの外側に均等に圧力を加えるので、信号線がそのままの形を保ったまま縮小し、信号線を封止する封止部材により確実に樹脂の封止を行なうことができる。

この発明に従えば、確実に樹脂で巻線を封止することが可能なステータおよびそれを備えた回転電機を提供することができる。

この発明の実施の形態に従ったステータを有する回転電機の一部分の断面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った信号線およびグロメットの構造を示す断面図である。 比較例に従った、中心導体が並列に配置された信号線の構造を示す断面図である。 射出成形時に樹脂がグロメットおよび信号線に加えるの圧力の分布を詳細に示す図である。 サーミスタの内部に設けられる銅および酸化銅の温度検出部分を詳細に示す断面図である。 比較例に従ったサーミスタの構成を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。

図１は、この発明の実施の形態に従ったステータを有する回転電機の一部分の断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った回転電機１はステータ２を有する。ステータ２は、ステータコア１５０にコイル１６０が巻かれた構成とされている。ステータコア１５０は複数の電磁鋼板１５１を積層した構造である。電磁鋼板１５１にコイル１６０が巻かれている。コイル１６０は巻線１６１によって構成されている。巻線１６１はたとえば導線により構成されている。この例では、いわゆる集中巻きについて示しているが、分布巻きであってもよい。

コイル１６０とステータコア１５０との間には絶縁体１５３が介在している。
巻線１６１に隣接するようにサーミスタ２１０が配置されている。サーミスタ２１０は巻線１６１の温度を検出するための部材である。サーミスタ２１０には信号線２００が接続されている。信号線２００はサーミスタ２１０で検出された巻線１６１の温度を制御機能へ伝える。信号線２００の一部分にグロメット２２０が取付けられている。信号線２００は、樹脂１１５がある部分とない部分との境界に配置されている。

樹脂１１５で巻線１６１をモールドする場合には射出成形用の型枠１１０を用いる。型枠１１０，１２０により、巻線１６１を取囲んだ後に型枠内に樹脂１１５を注入する。このとき、型枠１１０の貫通穴１１１に信号線２００を通し、その貫通穴１１１をグロメット２２０で封止する。この封止した状態に樹脂１１５を注入する。これにより、樹脂１１５が貫通穴１１１から漏れず、樹脂１１５で巻線１６１、サーミスタ２１０および信号線２００の一部分を封止することが可能となる。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った信号線およびグロメットの構造を示す断面図である。図２を参照して、信号線２００は、同軸ケーブル構造とされている。すなわち、中心に位置する信号線導体２０１はたとえば導線から構成される撚線である。その信号線導体２０１の外周に被覆層２０２が設けられている。被覆層２０２は絶縁膜により構成される。被覆層２０２外周に信号線導体２０３が設けられる。信号線導体２０３は、たとえば導線が網状に構成された線とされる。信号線導体２０３外周に被覆層２０４が設けられる。被覆層２０４は絶縁膜である。被覆層２０４外周にグロメット２２０が配置される。

図３は、比較例に従った、中心導体が並列に配置された信号線の構造を示す断面図である。図３を参照して、比較例に従った信号線では、２つの信号線導体２０１の各々が被覆層２０２で覆われる。２つの信号線導体２０１の間には液体ガスケット２０６が配置される。そして液体ガスケット２０６および信号線導体２０１を覆うようにグロメット２２０が設けられる。

図２のような構成を採用することによって、射出成形時に圧力が加わったとしても、グロメット２２０から均等に信号線導体２０１，２０３に圧力が加わるので、樹脂の漏れを防止できる。これに対して、図３で示す構成では、グロメット２２０が扁平形状とされているため、グロメット２２０の長い辺に大きな力が加わり、２つの信号線導体２０１の間が開くような力が生じる。そして２つの信号線導体２０１間の距離が大きくなると液体ガスケット２０６が外部に漏れ出すことになる。

図４は、射出成形時に樹脂がグロメットおよび信号線に加えるの圧力の分布を詳細に示す図である。図４を参照して、信号線２００を円断面の同軸ケーブルとしている。そして、封止用のグロメットの内周と信号線２００の外周被覆の隙間は０以下になるようにする。樹脂インジェクション時の圧力は矢印１１８で示す方向に、グロメットと信号線の外周被覆の間のシール圧を高める方向に作用する。その結果、モールドに用いる樹脂１１５が型の外部に漏れない。

図５は、サーミスタの内部に設けられる銅および酸化銅の温度検出部分を詳細に示す断面図である。図５を参照して、この発明の実施の形態に従ったサーミスタ２１０では、信号線導体２０１に設けられる導線２１１と、信号線導体２０３に設けられる導線２１３とに銅２１６、酸化銅２１７および銅２１８が設けられる。酸化銅２１７の抵抗が温度によって変化するため、この抵抗を検出することで、サーミスタ２１０の温度を検出することができる。そして、銅２１６、酸化銅２１７および銅２１８はたとえばテフロン（登録商標）から構成される保護管２１９により保護されている。保護管２１９は信号線２００の先端に嵌め合わせられている。この保護管２１９は、サーミスタ２１０の先端部を圧力および樹脂から保護する。保護管２１９はたとえば熱収縮性の樹脂として信号線２００の先端に加熱接合することが可能である。

そして信号線２００と保護管２１９との接続部分の断面が円形状であるため、射出成形時にこの部分に圧力が加わっても接続部が外れることがない。

図６は、比較例に従ったサーミスタの構成を示す図である。図６を参照して、２本の並列した信号線導体２０１を用いた場合には、信号線導体２０１と保護管２１９とを接続するための液体ゴムポッティング２１５が必要となる。これにより、コストが向上する。さらに、液体ゴムポッティング２１５は扁平形状とされ円形状とされない。その結果、この液体ゴムポッティング２１５に不均一な圧力が加わり、液体ゴムポッティング２１５が変形して封止が十分に行なわれないという問題が発生し得る。

これを解決するために樹脂に設けた穴に樹脂が硬化した後にサーミスタを挿入する方法も考えられるが、コイルから離れるために、温度管理性能が悪い、固定のためのコストがかかるという問題がある。

すなわち、この発明では、サーミスタ２１０に接続される信号線２００を同軸ケーブルとすることで、グロメット２２０の内周と信号線２００との隙間をなくす。これにより、樹脂１１５をインジェクションで注入するときの高圧に対しシールを確実に行なうことが可能となる。

この発明に従ったステータ２は、巻線１６１と、巻線１６１をモールドする樹脂１１５と、樹脂１１５により固定され、巻線１６１温度を検出する温度センサとしてのサーミスタ２１０と、サーミスタ２１０に接続される信号線２００と、信号線２００に設けられる封止部材としてのグロメット２２０とを備え、信号線２００は同軸ケーブルとされる。

この発明に従ったステータ２の製造方法は、ケースとしての型枠１１０内に巻線１６１を収納して、その巻線１６１の温度を検出するためのサーミスタ２１０を型枠１１０内に配置する工程と、型枠１１０内のサーミスタ２１０に接続される、同軸ケーブルを含む信号線２００が型枠１１０の貫通穴１１１を通過し、かつ同軸ケーブルの外周にグロメット２２０を設けて型枠１１０の貫通穴１１１を封止する工程と、型枠１１０内に樹脂１１５を注入することにより樹脂１１５を巻線１６１、サーミスタ２１０およびグロメット２２０に接触させる工程とを備える。

このように構成されたステータ２では、信号線２００が同軸ケーブルとされるため、信号線２００およびグロメット２２０に樹脂注入時の圧力が加わっても、この圧力はグロメット２２０と信号線２００との間の隙間を小さくする方向に働く。その結果、封止を確実に行なうことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、回転電機を搭載した車両において用いることができる。

１ 回転電機、２ ステータ、１１０，１２０ 型枠、１１１ 貫通穴、１１５ 樹脂、１１８ 矢印、１５０ ステータコア、１５１ 電磁鋼板、１５３ 絶縁体、１６０ コイル、１６１ 巻線、２００ 信号線、２０１ 信号線導体、２０２ 被覆層、２０６ 液体ガスケット、２１０ サーミスタ、２１１，２１３ 導線、２１５ 液体ゴムポッティング、２１６，２１８ 銅、２１７ 酸化銅、２１９ 保護管、２２０ グロメット。

Claims (3)

1. 巻線と、
   前記巻線をモールドする樹脂と、
   前記樹脂により固定されて巻線温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサに接続される信号線と、
   前記信号線に設けられる封止部材とを備え、
   前記信号線は、同軸ケーブルである、ステータ。
2. 請求項１に記載のステータを備えた回転電機。
3. ケース内に巻線を収納して、その巻線の温度を検出するための温度センサをケース内に配置する工程と、
   ケース内の温度センサに接続される、同軸ケーブルを含む信号線がケースの孔を通過し、かつ同軸ケーブルの外周に封止部材を設けてケースの孔を封止する工程と、
   ケース内に樹脂を注入することにより樹脂を巻線、温度センサおよび封止部材に接触させる工程とを備えた、ステータの製造方法。

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