JP2014178258A - センサブラケット及びセンサブラケットの取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサをステータに対して容易、且つ位置精度よく取り付けることができるセンサブラケット及びセンサブラケットの取付方法を提供する。
【解決手段】センサブラケット５０は、ノックピン挿入穴５４及び締結ボルト穴５５を有するブラケット本体５１と、ブラケット本体５１から延びて弾性を有するバネ部５２と、バネ部５２の先端部に設けられて平角導体を組み合わせたセグメントコンダクタ型コイル１５の温度を検出する温度センサ６０を保持するセンサ保持部５３と、を備え、ノックピン挿入穴５４にハウジング１１のノックピン４１を嵌合させると共に、締結ボルト穴５５に貫通させた締結ボルト４３をボルト穴４２に螺合することでハウジング１１に固定される。
【選択図】図４

Description

本発明は、平角導体を組み合わせたコイルの温度を検出するための温度センサを保持するセンサブラケット及びセンサブラケットの取付方法に関する。

従来、図７に示すように、ステータの外筒リング１１０のフランジ部１１１に配設される第１領域１０１と、第１領域１０１に連結して外筒リング１１０の筒状部１１２の内周面１１２ａに配設される第２領域１０２とを備え、コイルエンド１１３の温度を検出するための温度センサ１２０を保持するブラケット１００が開示されている（例えば、特許文献１。）。

特許文献１に記載されたブラケット１００は、第１領域１０１と第２領域１０２との交差角度が鋭角であり、第１領域１０１にはブラケット用ボルト孔１０３が設けられ、第２領域１０２には温度センサ１２０を保持するための温度センサ固定領域１０４が設けられている。温度センサ１２０は、本体部１２１と、本体部１２１に保持される感温部１２２とを有する。ブラケット１００は、ブラケット用ボルト孔１０３に挿通したボルト１０５を、外筒リング１１０のフランジ部１１１の不図示のボルト孔に螺合することでフランジ部１１１に固定される。ブラケット１００を固定するため、ブラケット用ボルト孔１０３に挿通したボルト１０５を時計方向（図中、Ｔ方向）に回転させると、これに伴ってブラケット１００が時計方向に回転し、第２領域１０２が筒状部１１２の内周面１１２ａに押し付けられて精度よく外筒リング１１０に固定される。

特開２０１２‐１７８９２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のブラケット１００では、第１領域１０１と第２領域１０２との交差角度の製作精度や、ブラケット１００の取付け時に作用する締付トルクによる第２領域１０２の撓みなどに起因して組み付け精度がばらつき、極端な場合には、コイルエンド１１３の測定温度に影響する虞があり、改善の余地があった。

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、温度センサをステータに対して位置精度よく、且つ容易に取り付けることができるセンサブラケット及びセンサブラケットの取付方法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、後述の実施形態における第１及び第２のステータコア１３Ａ，１３Ｂ）と平角導体を組み合わせたコイル（例えば、後述の実施形態におけるステータコイル１５Ａ，１５Ｂ）とを備えるステータ（例えば、後述の実施形態における第１及び第２のステータ１２Ａ，１２Ｂ）を支持するハウジング（例えば、後述の実施形態におけるハウジング１１）に取り付けられるセンサブラケット（例えば、後述の実施形態におけるセンサブラケット５０）であって、
前記ハウジングに設けられたノックピン（例えば、後述の実施形態におけるノックピン４１）と嵌合するノックピン挿入穴（例えば、後述の実施形態におけるノックピン挿入穴５４）と、前記ハウジングに設けられたボルト穴（例えば、後述の実施形態におけるボルト穴４２）に螺合する締結ボルト（例えば、後述の実施形態における締結ボルト４３）が貫通する締結ボルト穴（例えば、後述の実施形態における締結ボルト穴５５）と、を有するブラケット本体（例えば、後述の実施形態におけるブラケット本体５１）と、
前記ブラケット本体から内径側に延びて径方向に弾性を有するバネ部（例えば、後述の実施形態におけるバネ部５２）と、
該バネ部の先端部に設けられ、前記コイルの温度を検出する温度センサ（例えば、後述の実施形態における温度センサ６０）を保持するセンサ保持部（例えば、後述の実施形態におけるセンサ保持部５３）と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記ノックピン挿入穴に前記ノックピンが圧入されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加えて、
前記バネ部は、前記ノックピン挿入穴を基準として、前記締結ボルト穴とは反対側に位置することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかの構成に加えて、
前記ブラケット本体は、前記温度センサから延びるハーネス（例えば、後述の実施形態におけるハーネス６１）を保持するハーネス保持部（例えば、後述の実施形態におけるハーネス保持部５６）を有することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４の構成に加えて、
前記バネ部は、ステータの軸心方向から見て略Ｕ字形状を有し、
前記バネ部には、前記ハウジング側に切り欠き（例えば、後述の実施形態における切り欠き５７）が形成されており、前記ハーネスが前記切り欠きを通って前記ハーネス保持部に保持可能に構成されることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、
ステータコア（例えば、後述の実施形態における第１及び第２のステータコア１３Ａ，１３Ｂ）と平角導体を組み合わせたコイル（例えば、後述の実施形態におけるステータコイル１５Ａ，１５Ｂ）とを備えるステータ（例えば、後述の実施形態における第１及び第２のステータ１２Ａ，１２Ｂ）を支持するハウジング（例えば、後述の実施形態におけるハウジング１１）に取り付けられるセンサブラケット（例えば、後述の実施形態におけるセンサブラケット５０）の取付方法であって、
前記ハウジングには、ノックピン（例えば、後述の実施形態におけるノックピン４１）及びボルト穴（例えば、後述の実施形態におけるボルト穴４２）が設けられており、
前記センサブラケットは、前記ノックピンと嵌合するノックピン挿入穴（例えば、後述の実施形態におけるノックピン挿入穴５４）と、前記ボルト穴に螺合する締結ボルト（例えば、後述の実施形態における締結ボルト４３）が貫通する締結ボルト穴（例えば、後述の実施形態における締結ボルト穴５５）と、を有するブラケット本体（例えば、後述の実施形態におけるブラケット本体５１）と、
前記ブラケット本体から内径側に延びて径方向に弾性を有するバネ部（例えば、後述の実施形態におけるバネ部５２）と、
該バネ部の先端部に設けられ、前記コイルの温度を検出する温度センサ（例えば、後述の実施形態における温度センサ６０）を保持するセンサ保持部（例えば、後述の実施形態におけるセンサ保持部５３）と、を備え、
前記ノックピン挿入穴に前記ノックピンを嵌合させた後、前記締結ボルト穴に前記締結ボルトが貫通するように、前記ボルト穴に前記締結ボルトを螺合することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ノックピン挿入穴及び締結ボルト穴を有するブラケット本体と、ブラケット本体から内径側に延びるバネ部と、バネ部の先端部に設けられて温度センサを保持するセンサ保持部と、を備えるので、ステータに対する温度センサの取付け位置を、径方向及び周方向共に高精度で取り付けることができる。これにより、コイルの温度を正確に検出することができる。また、組付時にセンサブラケットは、ノックピンと嵌合して保持されるため、ボルト締結までその位置を維持することができ、さらに、ボルト締結時に締結トルク反力を受けてもその位置を維持することができる。

請求項２の発明によれば、ノックピン挿入穴にノックピンが圧入されるので、締結ボルトによる締結前に、ブラケット本体の位置をより確実に適正位置に維持することができ、更に締結ボルトによる締め付け時の締め付け力によるブラケット本体の回転が阻止され、センサブラケットをより位置精度よく取り付けることができる。

請求項３の発明によれば、バネ部は、ノックピン挿入穴を基準として、締結ボルト穴とは反対側に位置するので、ボルト締結時の応力が作用し難く、温度センサがバネ部の弾性力により確実にコイルに接触し、コイルの温度を正確に検出することができる。

請求項４の発明によれば、ブラケット本体は、温度センサから延びるハーネスを保持するハーネス保持部を有するので、ハーネスを確実に所定の位置及び姿勢で保持することができ、ハーネスの損傷などによるトラブルを抑制することができ、信頼性が向上する。

請求項５の発明によれば、ハーネスは、バネ部のハウジング側に形成された切り欠きを通ってハーネス保持部に保持されるので、ハーネスを確実に所定の経路を経由して保持することができ、ハーネスの損傷などによるトラブルを抑制して信頼性が向上する。

請求項６の発明によれば、センサブラケットのノックピン挿入穴及び締結ボルト穴に、それぞれノックピン及び締結ボルトを挿通してセンサブラケットをハウジングに取り付けるので、ステータに対する温度センサの取付け位置を、径方向及び周方向共に高精度で取り付けることができる。また、組付時にセンサブラケットは、ノックピンと嵌合して保持されるため、ボルト締結までその位置を維持することができ、さらに、ボルト締結時に締結トルク反力を受けてもその位置を維持することができる。

本発明に係るセンサブラケットが取り付けられる一実施形態の回転電機ユニットのステータの斜視図である。 図１に示すステータの側面図である。 本発明に係る一実施形態のセンサブラケットの斜視図である。 センサブラケットが、ステータのハウジングに取り付けられる状態を示す要部拡大斜視図である。 図４に示すセンサブラケットを取り付けた状態を示す正面図である。 図５に示すセンサブラケットのＡ矢視図である。 （ａ）は従来のセンサブラケットの斜視図、（ｂ）は外筒リングに取り付けられた従来のセンサブラケットの側面図である。

以下、本発明の実施の形態を、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。

先ず、本実施形態のセンサブラケット５０により温度センサ６０が取り付けられる回転電機ユニット１０について、図１及び図２を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、回転電機ユニット１０は、ハウジング１１内に収容されて軸方向に対向配置された第１の回転電機１０Ａの第１のステータ１２Ａと、第２の回転電機１０Ｂの第２のステータ１２Ｂとを備えている。第１及び第２のステータ１２Ａ，１２Ｂの内側には、図示しないロータが回転自在に配置されている。なお、本実施形態では、第１の回転電機１０Ａが電動機、第２の回転電機１０Ｂが発電機を構成する。

第１及び第２のステータ１２Ａ，１２Ｂは、軸方向に貫通する複数のスロット１４Ａ，１４Ｂが周方向に所定の間隔で配置された第１及び第２のステータコア１３Ａ，１３Ｂと、スロット１４Ａ，１４Ｂに収容される複数相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータコイル１５Ａ，１５Ｂと、を備える。

ハウジング１１は、図２において、左ハウジング１１ａ、中間ハウジング１１ｂ、及び右ハウジング１１ｃを備えて構成されている。第１のステータコア１３Ａは、径方向に突出する複数の取付け部１７ａに設けられたボルト穴１７ｂにボルト１６を挿通させ、中間ハウジング１１ｂに固定されている。また、第２のステータコア１３Ｂは、同じく径方向に突出する複数の取付け部１７ａに設けられたボルト穴１７ｂにボルト１６を挿通させ、右ハウジング１１ｃに固定されている。

第１及び第２の回転電機１０Ａ，１０Ｂは、断面矩形状の平角導体を組み合わせたコイルであるセグメントコイル型の回転電機であり、ステータコイル１５Ａ，１５Ｂは、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とからなる複数の略Ｕ字状コイルセグメント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１４Ａ，１４Ｂに挿入し、スロット１４Ａ，１４Ｂ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。第１及び第２の回転電機１０Ａ，１０Ｂは、ステータコイル１５Ａ，１５Ｂの脚部２１側のコイルエンド３０Ａ，３０Ｂ同士が対向するように配置されている。

第１及び第２のステータ１２Ａ，１２Ｂには、ステータコイル１５Ａ，１５Ｂの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）にそれぞれ接続されて外部電源から電力を供給する第１及び第２の給電部２５Ａ，２５Ｂが配置されている。

ステータコイル１５Ａ，１５Ｂのコイルエンド３０Ａ，３０Ｂには、それぞれ本実施形態のセンサブラケット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３０Ａ，３０Ｂの温度を測定する。温度センサ６０の取付け位置は、第１及び第２の回転電機１０Ａ，１０Ｂの上部から冷却油を滴下してステータコイル１５Ａ，１５Ｂの冷却を行う場合、温度が高くなり易いステータコイル１５Ａ，１５Ｂの下部近傍に取り付けるのが一般的である。

なお、ステータコイル１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ配置されるセンサブラケット５０及び温度センサ６０は、構造、取付け方共に同様であるので、以下の説明では一方（第１の回転電機１０Ａ側）のセンサブラケット５０及び温度センサ６０について説明する。

次に、本実施形態のセンサブラケット５０について説明する。本実施形態のセンサブラケット５０は、図３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、略楕円形状の平板であり、後述するハウジング１１のノックピン４１と嵌合するノックピン挿入穴５４と、締結ボルト４３が挿通する締結ボルト穴５５とが形成されている。

ブラケット本体５１のノックピン挿入穴５４側の端部には、温度センサ６０から延びるハーネス６１を保持するハーネス保持部５６が設けられている。ハーネス保持部５６は、ブラケット本体５１から延設された狭幅の長尺板が略Ｕ字型に湾曲成形されてなり、Ｕ字型部でハーネス６１を挟持して保持可能である。

バネ部５２は、弾性を有するようにステータの軸心方向から見て略Ｕ字形状に湾曲形成された長尺板であり、その一端５２ａは、ブラケット本体５１に対して直角に折り曲げられて、ブラケット本体５１のノックピン挿入穴５４側の側面に連続している。換言すれば、バネ部５２は、ノックピン挿入穴５４を基準として、締結ボルト穴５５と反対側の位置に設けられている。バネ部５２の幅方向側部は、バネ部５２の全長に亘って切り欠かれて切り欠き５７が形成されており、温度センサ６０から延びるハーネス６１が切り欠き５７を通って配索される。

センサ保持部５３は、バネ部５２の他端５２ｂ（図５参照）がブラケット本体５１と反対方向に直角に折り曲げられて設けられており、セグメントコンダクタ型のステータコイル１５Ａにおけるコイルエンド３０Ａ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、例えば、センサ保持部５３に取り付けられた合成樹脂製の箱である本体部６２と、本体部６２に収容されてステータコイル１５Ａのコイルエンド３０Ａに接触配置されるサーミスタなどの感温部６３とを備える。

図４から図６に示すように、感温部６３から導出されたハーネス６１は、バネ部５２のハウジング１１側の側面に設けられた切り欠き５７を通って配索され、ブラケット本体５１に設けられたハーネス保持部５６で中間部が保持された後、ハーネス６１の他端がコネクタ６４に接続されている。

次に、センサブラケット５０のハウジング１１への取付け方法について説明する。
図４に示すように、第１及び第２のステータ１２Ａ，１２Ｂが固定される中間ハウジング１１ｂ、及び右ハウジング１１ｃには、それぞれノックピン４１及びボルト穴４２が軸方向に設けられている。センサブラケット５０は、ノックピン挿入穴５４にノックピン４１を嵌合（例えば、インロー）、又は圧入した後、締結ボルト穴５５に貫通させた締結ボルト４３をボルト穴４２に螺合して取り付ける。

センサブラケット５０は、ノックピン挿入穴５４にノックピン４１を嵌合又は圧入することで位置決めされるので、締結ボルト４３による締結以前にセンサブラケット５０の位置を適正位置に維持することができ、締結ボルト４３による締め付け作業が容易となる。

また、センサブラケット５０の取付けの際、図５に示すように、締結ボルト４３を時計方向に回転させてブラケット本体５１をハウジング１１に締め付けると、ブラケット本体５１にも締結ボルト４３を中心として時計方向の回転力が作用する。しかし、ブラケット本体５１は、ノックピン挿入穴５４に嵌合する、又は圧入するノックピン４１によって位置決め支持されているので、締結ボルト４３の締結によって回転力が作用してもブラケット本体５１の位置がずれることはない。従って、第１及び第２の回転電機１０Ａ，１０Ｂに対して、径方向だけでなく周方向にも高精度で位置決めされる。

これにより、温度センサ６０の感温部６３は、バネ部５２の弾性力によりステータコイル１５Ａ，１５Ｂのコイルエンド３０Ａ，３０Ｂに適正な押圧力で接触配置されてコイルエンド３０Ａ，３０Ｂの温度を正確に測定する。

また、図７に示す従来のブラケット１００では、ブラケット１００が外筒リング１１０に固定されるので、外筒リング１１０が存在することで生じる累積誤差による取付け精度の低下の可能性があるが、本実施形態のセンサブラケット５０は、ハウジング１１に直接固定されるため、取付け精度を向上させることができる。
また、図７に示す従来のブラケット１００では、ステータコアが外筒リング１１０に圧入されることで磁気特性の変化が生じ、これによりモータ損失が発生する虞があるのに対し、本実施形態のセンサブラケット５０は、外筒リング１１０が排除されてハウジング１１に直接固定されるため、磁気特性の変化がなくモータ損失が低減する効果も有する。

以上説明したように、本実施形態に係るセンサブラケット５０によれば、ノックピン挿入穴５４及び締結ボルト穴５５を有するブラケット本体５１と、ブラケット本体５１から内径側に延びるバネ部５２と、バネ部５２の先端部に設けられて温度センサ６０を保持するセンサ保持部５３と、を備えるので、第１及び第２のステータ１２Ａ，１２Ｂに対する温度センサ６０の取付け位置を、径方向及び周方向共に高精度で取り付けることができる。これにより、コイルエンド３０Ａ，３０Ｂの温度を正確に検出することができる。また、組付時にセンサブラケット５０は、ノックピン４１と嵌合して保持されるため、ボルト締結までその位置を維持することができ、さらに、ボルト締結時に締結トルク反力を受けてもその位置を維持することができる。

また、ノックピン挿入穴５４にノックピン４１が圧入されることにより、締結ボルト４３の締結前にブラケット本体５１の位置をより確実に適正位置に維持することができ、更に締結ボルト４３の締め付け時に作用する回転力でブラケット本体５１が回転することが阻止され、センサブラケット５０をより位置精度よく取り付けることができる。

また、バネ部５２は、ノックピン挿入穴５４を基準として、締結ボルト穴５５とは反対側に位置するので、ボルト締結時の応力が作用し難く、温度センサ６０がバネ部５２の弾性力により確実にコイルエンド３０Ａ，３０Ｂに接触し、コイルエンド３０Ａ，３０Ｂの温度を正確に検出することができる。

また、ブラケット本体５１は、温度センサ６０から延びるハーネス６１を保持するハーネス保持部５６を有するので、ハーネス６１を確実に所定の姿勢で保持することができ、ハーネス６１の損傷などによるトラブルを抑制することができ、信頼性が向上する。

また、センサブラケット５０のバネ部５２は、ハウジング１１側に形成された切り欠き５７を備え、ハーネス６１が切り欠き５７を通ってハーネス保持部５６に保持されるので、ハーネス６１を確実に所定の経路を経由して保持することができ、ハーネス６１の損傷などによるトラブルが抑制されて信頼性が向上する。

また、本実施形態のセンサブラケットの取付方法によれば、センサブラケット５０のノックピン挿入穴５４及び締結ボルト穴５５に、それぞれノックピン４１及び締結ボルト４３を挿通して、センサブラケット５０をハウジング１１に取り付けるので、第１及び第２のステータ１２Ａ，１２Ｂに対する温度センサ６０の取付け位置を、径方向及び周方向共に高精度で取り付けることができる。

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。例えば、本実施形態では、一対の回転電機からなる回転電機ユニットを一例にして説明したが、単一の回転電機に対しても本発明を適用することができる。

１１ ハウジング
１２Ａ，１２Ｂ ステータ
１３Ａ，１３Ｂ ステータコア
１５Ａ，１５Ｂ ステータコイル（セグメントコンダクタ型コイル）
３０Ａ，３０Ｂ コイルエンド
４１ ノックピン
４２ ボルト穴
４３ 締結ボルト
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
５４ ノックピン挿入穴
５５ 締結ボルト穴
５６ ハーネス保持部
５７ 切り欠き
６０ 温度センサ
６１ ハーネス

Claims (6)

1. ステータコアと平角導体を組み合わせたコイルとを備えるステータを支持するハウジングに取り付けられるセンサブラケットであって、
   前記ハウジングに設けられたノックピンと嵌合するノックピン挿入穴と、前記ハウジングに設けられたボルト穴に螺合する締結ボルトが貫通する締結ボルト穴と、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径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、前記コイルの温度を検出する温度センサを保持するセンサ保持部と、を備えることを特徴とするセンサブラケット。
2. 前記ノックピン挿入穴に前記ノックピンが圧入されることを特徴とする請求項１に記載のセンサブラケット。
3. 前記バネ部は、前記ノックピン挿入穴を基準として、前記締結ボルト穴とは反対側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサブラケット。
4. 前記ブラケット本体は、前記温度センサから延びるハーネスを保持するハーネス保持部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサブラケット。
5. 前記バネ部は、ステータの軸心方向から見て略Ｕ字形状を有し、
   前記バネ部には、前記ハウジング側に切り欠きが形成されており、前記ハーネスが前記切り欠きを通って前記ハーネス保持部に保持可能に構成されることを特徴とする請求項４に記載のセンサブラケット。
6. ステータコアと平角導体を組み合わせたコイルとを備えるステータを支持するハウジングに取り付けられるセンサブラケットの取付方法であって、
   前記ハウジングには、ノックピン及びボルト穴が設けられており、
   前記センサブラケットは、前記ノックピンと嵌合するノックピン挿入穴と、前記ボルト穴に螺合する締結ボルトが貫通する締結ボルト穴と、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径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、前記コイルの温度を検出する温度センサを保持するセンサ保持部と、を備え、
   前記ノックピン挿入穴に前記ノックピンを嵌合させた後、前記締結ボルト穴に前記締結ボルトが貫通するように、前記ボルト穴に前記締結ボルトを螺合することを特徴とするセンサブラケットの取付方法。
   
   

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