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技術 温度センサ

出願人 株式会社芝浦電子
発明者 吉原孝正竹村満桐原雅典
出願日 2017年4月11日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2017-563632
公開日 2019年4月25日 (2ヶ月経過) 公開番号 WO2018-189813
状態 特許登録済
技術分野 温度及び熱量の測定 電動機,発電機と測定・保護装置等との結合
主要キーワード 対振動性 温度計測回路 結晶質ガラス 二コイル コイル要素 センサ組立体 感熱体 外層チューブ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年4月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題・解決手段

本発明の温度センサ1は、電気機器コイルの一部を担う第一コイル要素11及び第二コイル要素12と、第一コイル要素11及び第二コイル要素12の温度を検知する感熱体54と、感熱体54に接続される一対の引出線56,56と、を有する素子本体53と、第一コイル要素11、第二コイル要素12及び素子本体53を収容し保持する、電気絶縁性樹脂材料から構成されるハウジング25と、を備える。

概要

背景

回転電機は、固定子に備えられたステータコイル電流が流れることにより、ステータコイルの温度が上昇する。ステータコイルの過大な温度上昇を避けて回転電機を安定して動作させるため、温度センサを用いてステータコイルの温度を検出している。以下、ステータコイルを単にコイルということがある。

特許文献1は、温度検出素子に加わる応力を抑えつつ、温度検出素子の位置ずれを防止できる温度センサを提供する。この温度センサは、コイル要素に固定され、温度検出素子の感熱体を収容する収容室を有する第一ホルダと、第一ホルダとの相対的な位置ずれが起きないようにコイル要素に固定され、温度検出素子のリード線を保持する第二ホルダと、を備える。感熱体は、収容室から露出する部位がコイル要素の表面に接触する。コイル要素は、回転電機のコイルに電気的に接続される。
特許文献1の温度センサは、第一ホルダ及び第二ホルダを含め感熱体を樹脂モールドにより覆い隠す

概要

本発明の温度センサ1は、電気機器のコイルの一部を担う第一コイル要素11及び第二コイル要素12と、第一コイル要素11及び第二コイル要素12の温度を検知する感熱体54と、感熱体54に接続される一対の引出線56,56と、を有する素子本体53と、第一コイル要素11、第二コイル要素12及び素子本体53を収容し保持する、電気絶縁性樹脂材料から構成されるハウジング25と、を備える。

目的

特許文献1は、温度検出素子に加わる応力を抑えつつ、温度検出素子の位置ずれを防止できる温度センサを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

電気機器コイルの一部を担う第一コイル要素及び第二コイル要素と、前記第一コイル要素及び前記第二コイル要素の温度を検知する感熱体と、前記感熱体に接続される一対の電線と、を有する素子本体と、前記第一コイル要素、前記第二コイル要素及び前記素子本体を収容し保持する、電気絶縁性樹脂材料から構成されるハウジングと、を備えることを特徴とする温度センサ

請求項2

前記素子本体は、前記第一コイル要素の温度を検知する第一素子本体と、前記第二コイル要素の温度を検知する第二素子本体と、を備える、請求項1に記載の温度センサ。

請求項3

前記第一コイル要素と前記第二コイル要素は、それぞれが矩形横断面を有し、かつ、互いに対向する第一対向面と第二対向面を備え、前記第一素子本体は、前記第一対向面を除く前記第一コイル要素のいずれかの面に対応して設けられ、前記第二素子本体は、前記第二対向面を除く前記第二コイル要素のいずれかの面に対応して設けられる、請求項2に記載の温度センサ。

請求項4

前記第一素子本体は、前記第一対向面のうら側の面に対応して設けられ、前記第二素子本体は、前記第二対向面のうら側の面に対応して設けられる、請求項3に記載の温度センサ。

請求項5

前記ハウジングは、前記第一コイル要素と前記第二コイル要素とを電気的に絶縁する仕切りを備える、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の温度センサ。

請求項6

前記第一コイル要素と前記第二コイル要素は、それぞれが矩形の横断面を有し、かつ、互いに対向する第一対向面と第二対向面を備え、前記第一対向面と前記第二対向面の間に、一つの前記素子本体が設けられる、請求項1に記載の温度センサ。

請求項7

前記ハウジングは、前記感熱体を外部から目視できる視認窓が、前記感熱体に対応する部位に設けられる、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の温度センサ。

請求項8

前記ハウジングは、第一ハウジングと、前記第一ハウジングとともに前記ハウジングを構成する第二ハウジングと、を備え、前記視認窓は、前記第一ハウジング及び前記第二ハウジングの一方又は双方に設けられる、請求項7に記載の温度センサ。

請求項9

前記第二ハウジングは前記第一ハウジングに対する樹脂モールド体からなり、前記視認窓は、前記第二ハウジングに設けられる、請求項8に記載の温度センサ。

請求項10

前記感熱体と前記電線の一部を緻密に覆う、透明な樹脂からなる被覆体を備え、前記視認窓は、前記被覆体に覆われる前記感熱体に対応する部位に設けられる、請求項7〜請求項9のいずれか一項に記載の温度センサ。

請求項11

前記素子本体は、前記第一コイル要素の温度を検知する第一素子本体と、前記第二コイル要素の温度を検知する第二素子本体と、を有し、前記視認窓は、前記第一素子本体の前記感熱体と前記第二素子本体の前記感熱体のそれぞれに対応して設けられる、請求項7〜請求項10のいずれか一項に記載の温度センサ。

技術分野

0001

本発明は、例えば回転電機固定子ステータコイルの温度を検出するのに好適な温度センサに関する。

背景技術

0002

回転電機は、固定子に備えられたステータコイルに電流が流れることにより、ステータコイルの温度が上昇する。ステータコイルの過大な温度上昇を避けて回転電機を安定して動作させるため、温度センサを用いてステータコイルの温度を検出している。以下、ステータコイルを単にコイルということがある。

0003

特許文献1は、温度検出素子に加わる応力を抑えつつ、温度検出素子の位置ずれを防止できる温度センサを提供する。この温度センサは、コイル要素に固定され、温度検出素子の感熱体を収容する収容室を有する第一ホルダと、第一ホルダとの相対的な位置ずれが起きないようにコイル要素に固定され、温度検出素子のリード線を保持する第二ホルダと、を備える。感熱体は、収容室から露出する部位がコイル要素の表面に接触する。コイル要素は、回転電機のコイルに電気的に接続される。
特許文献1の温度センサは、第一ホルダ及び第二ホルダを含め感熱体を樹脂モールドにより覆い隠す

先行技術

0004

特開2017−26521号公報

発明が解決しようとする課題

0005

回転電機において、異なる二本のコイルの温度を検出することが求められることがある。特許文献1の温度センサは、感熱体がコイル要素の感熱面に対して直立しているために、この直立方向に相当程度の寸法を有する。ところが、例えば電気自動車の回転電機を想定すると、回転電機の周囲には温度センサを設けるスペースが十分に空いていないことがあるので、特許文献1の温度センサを二つ設けることができないこともある。

0006

そこで本発明は、二本のコイルの温度を測定するのに必要なスペースを省くことのできる温度センサ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

0007

本発明の温度センサは、電気機器のコイルの一部を担う第一コイル要素及び第二コイル要素と、
第一コイル要素及び第二コイル要素の温度を検知する感熱体と、感熱体に接続される一対の電線と、を有する素子本体と、第一コイル要素、第二コイル要素及び素子本体を収容し保持する、電気絶縁性樹脂材料から構成されるハウジングと、を備えることを特徴とする。

0008

本発明の温度センサは、素子本体として、第一コイル要素の温度を検知する第一素子本体と、第二コイル要素の温度を検知する第二素子本体の二つの素子本体を備えることができる。

0009

本発明の温度センサは、第一コイル要素と第二コイル要素は、それぞれが矩形横断面を有し、かつ、互いに対向する第一対向面と第二対向面を備える。そして、二つの素子本体を備える場合に、第一素子本体は、第一対向面を除く第一コイル要素のいずれかの面に対応して設け、第二素子本体は、第二対向面を除く第二コイル要素のいずれかの面に対応して設けることができる。

0010

この温度センサにおいて、第一素子本体が、第一対向面のうら側の面に対応して設けられ、第二素子本体が、第二対向面のうら側の面に対応して設けられる、ことが好ましい。
この温度センサにおけるハウジングは、第一コイル要素と第二コイル要素とを電気的に絶縁する仕切りを備える、ことが好ましい。

0011

本発明の温度センサは、第一対向面と第二対向面の間に、一つの素子本体だけを設ける、こともできる。

0012

本発明の温度センサにおけるハウジングは、感熱体を外部から目視できる視認窓を、感熱体に対応する部位に設ける、ことが好ましい。

0013

本発明におけるハウジングは、第一ハウジングと、第一ハウジングとともにハウジングを構成する第二ハウジングと、を備える場合に、視認窓を、第一ハウジング及び第二ハウジングの一方又は双方に設ける、ことができる。
第二ハウジングは第一ハウジングに対する樹脂モールド体からなる場合に、視認窓を、第二ハウジングに設ける、ことが好ましい。

0014

本発明の温度センサにおいて、感熱体と電線の一部を緻密に覆う、透明な樹脂からなる被覆体を備え、視認窓が、被覆体に覆われる感熱体に対応する部位に設けられる、ことが好ましい。

0015

本発明の温度センサにおいて、素子本体が、第一コイル要素の温度を検知する第一素子本体と、第二コイル要素の温度を検知する第二素子本体と、を備える場合には、視認窓を、第一素子本体の感熱体と第二素子本体の感熱体のそれぞれに対応して設ける、ことができる。

発明の効果

0016

本発明の温度センサ1によれば、第一コイル要素と第二コイル要素について一つのセンサ組立体20に集約するので、第一コイル要素と第二コイル要素に個別にセンサ組立体を設けるのに比べて、占有するスペースを省くことができる。

図面の簡単な説明

0017

本発明の実施形態に係る温度センサを示す斜視図である。
本実施形態に係る温度センサを示し、(a)は平面図、(b)は下面図である。
本実施形態に係る温度センサを示し、(a)は正面図、(b)は背面図である。
本実施形態に係る温度センサの製造手順を示す斜視図であり、(a)は第一ハウジングを単体で示し、(b)及び(c)は第一ハウジングにセンサ中間体を順に組み付ける様子を示す図である。
図4に引き続き、本実施形態に係る温度センサの製造手順を示す斜視図であり、(a)及び(b)は第一ハウジングにコイル要素を順に組み付ける様子を示し、(c)は第二ハウジングを樹脂モールドにより成形した後を示す図である。
図1の温度センサが備えるセンサ中間体を示す斜視図であり、(a)は外形を示し、(b)は内部を透視して示している。
(a)〜(d)は、本実施形態における感熱体を配置する位置を変えた第1変形例を示す図である。
本実施形態の第2変形例に係る温度センサを示し、(a)は第二ハウジングを取り除いて示す平面図、(b)は平面図、(c)は側面図である。
二つのコイル要素のそれぞれにセンサ組立体を個別に設ける比較例の温度センサを示す斜視図である。

実施例

0018

以下、添付する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。
本実施形態の温度センサ1は、図1及び図3に示すように、コイル要素10(第一コイル要素11、第二コイル要素12)と、コイル要素10に固定されるセンサ組立体20と、を備え、センサ組立体20が備える感熱体54(図6(b))がコイル要素10の温度を検出する。コイル要素10は、矩形の横断面を有している。
温度センサ1は、コイル要素10が、図示を省略する回転電機のステータ(固定子)を構成するコイルに電気的に接続されることで当該コイルの一部を構成し、センサ組立体20はコイル要素10の温度を検出することで、回転電機のコイルの温度を検出する。
温度センサ1は、第一コイル要素11と第二コイル要素12の二つのコイル要素が一つのセンサ組立体20に固定されており、省スペース化を実現できるのに加えて、対振動性に優れるなどの効果を奏する。
以下、温度センサ1の構成を順に説明し、次いで、温度センサ1の効果を説明する。

0019

[コイル要素10]
コイル要素10は、センサ組立体20とともに温度センサ1を構成する。
本実施形態は、図1に示すように、コイル要素10が第一コイル要素11と第二コイル要素12の二つのコイル要素からなる。第一コイル要素11と第二コイル要素12は、センサ組立体20における配置が異なるが、その構成は同じであるから、以下は、第一コイル要素11を例にしてその構成を説明する。

0020

第一コイル要素11は、図1に示すように、導体15と、導体15の表面を被覆する電気絶縁性の被覆17と、を備える平角線からなる。
第一コイル要素11は、平坦な面からなる検知面16(図5(a),(b))を備え、この検知面16はハウジング25の内部で被覆体60の検知面65(図6(a))と面で接触する。
第一コイル要素11は、導体15の両端が、電気機器としての回転電機のステータを構成するコイルに電気的に接続されることで、ステータコイルの一部を担う。
第一コイル要素11は、両端部を除いてハウジング25に収容され、かつ保持される。
なお、以下では、第一コイル要素11と第二コイル要素12を区別する必要がないときには、第一コイル要素11と第二コイル要素12をコイル要素10と総称する。

0021

[センサ組立体20]
センサ組立体20は、図1に示すように、ハウジング25と、ハウジング25に収容されるセンサ中間体50(図6(a),(b))と、を備えている。ハウジング25は、第一ハウジング30と第二ハウジング70からなり、センサ中間体50を覆い隠す。第二ハウジング70は、あらかじめコイル要素10及びセンサ中間体50を収容する第一ハウジング30に対して射出成形することにより形成される樹脂モールド体からなる。なお、センサ中間体50は、図4(c)に示すように、第一センサ中間体51と第二センサ中間体52からなる。
センサ組立体20は、コイル要素10が所定位置に固定されることにより、感熱体54がコイル要素10の検知面16の所定位置に位置決めされる。

0022

[第一ハウジング30]
第一ハウジング30は、図4(a)に示すように、第一コイル要素11及び第一センサ中間体51を保持する第一保持溝31と、第二コイル要素12及び第二センサ中間体52を保持する第二保持溝32と、が長手方向Lに貫通して設けられている。
第一ハウジング30は、電気絶縁性の樹脂材料を射出成形することにより一体的に形成される。この樹脂としては、PPS(Poly Phenylene Sulfide)、PA(PolyAmide)樹脂などを用いることができる。第二ハウジング70も同じ材質の樹脂材料からなる。第一ハウジング30及び第二ハウジング70を構成する樹脂材料は、センサ中間体50の一部を覆う被覆体60を構成するフッ素樹脂よりも剛性が高いので、センサ組立体20は、コイル要素10に強固に固定される。

0023

第一ハウジング30は、図4(a)に示すように、第一保持溝31と第二保持溝32の間に仕切り33が設けられている。仕切り33は、第一コイル要素11と第二コイル要素12の間を電気的に絶縁する。
第一ハウジング30は、底床34と、底床34の周縁から垂直に立ちあがる六つの支持体35,36,37,38,39,41と、を備える。支持体35,36,37は、第一保持溝31を挟んで仕切り33と所定の間隔をあけて設けられている。また、支持体38,39,41は、第二保持溝32を挟んで仕切り33と所定の間隔をあけて設けられている。

0024

支持体35,36,37は、第一ハウジング30の幅方向Wの一方の縁において、長手方向Lに所定の間隔をあけて一列に並んで設けられている。支持体35と支持体36の間に、後述する視認窓78(図3(a))が配置される。
また、支持体38,39,41は、第一ハウジング30の幅方向Wの他方の縁において、長手方向Lに所定の間隔をあけて一列に並んで設けられている。支持体39と支持体41の間に、後述する視認窓79(図3(b))が配置される。

0025

支持体35と支持体41は、図4(a)に示すように、第一ハウジング30の長手方向Lの一方端と他方端にそれぞれが設けられる。
支持体35は、第一保持溝31に収容される第一コイル要素11に突き当たることで、仕切り33とともに第一コイル要素11を幅方向Wに支持する。また、支持体36は、第一保持溝31に収容される第一センサ中間体51と突き当たることで、支持体37とともに第一センサ中間体51を支持する。
支持体41は、支持体35と位置が異なるが、第二センサ中間体52の支持について同様に作用するので、以下の説明は省略する。

0026

支持体37は、図4(a)に示すように、第一ハウジング30の長手方向Lの一方端と他方端にそれぞれが設けられる。
支持体37と支持体38は、第一センサ中間体51から引き出されるリード線57,57のそれぞれが挿通する電線保持孔42,42が長手方向Lに貫通して設けられている。
支持体38は、支持体37と位置が異なるが、第二センサ中間体52の支持について同様に作用するので、以下の説明は省略する。

0027

支持体36は、図4(a)に示すように、支持体35と支持体37の間に設けられている。支持体36は仕切り33とともにセンサ中間体50及びコイル要素10を幅方向Wに支持する。
支持体39は、支持体36と位置が異なるが、第二センサ中間体52の支持について同様に作用するので、以下の説明は省略する。

0028

図4(a)に示すように、第一ハウジング30は、支持体35と支持体36の間には間隙45を、支持体36と支持体37の間には間隙46を備える。また、第一ハウジング30は、支持体38と支持体39の間には間隙47を、支持体39と支持体41の間には間隙48を備える。
間隙45,46,47,48のそれぞれには、図3(a),(b)に示すように、第二ハウジング70の第一係止部74、第二係止部75、第三係止部76及び第四係止部77が埋められる。この中で、第一係止部74と第四係止部77には、それぞれ視認窓78,79が設けられる。

0029

[センサ中間体50]
第一センサ中間体51は、図6(b)に示すように、素子本体53と、素子本体53に電気的に接続される一対の引出線56,56と、引出線56,56のそれぞれに電気的に接続されるリード線57,57と、を備えている。第二センサ中間体52も第一センサ中間体51と同様の構成を有しているので、第二センサ中間体52の説明を省略する。なお、第一センサ中間体51が備える素子本体53が本発明の第一素子本体に対応し、第二センサ中間体52が備える素子本体53が本発明の第二素子本体に対応する。

0030

素子本体53は、電気抵抗温度特性を有する感熱体54と、感熱体54の周囲を覆う封止ガラス55と、を備える円筒状の部材である。
感熱体54は、例えば、サーミスタのように電気抵抗に温度特性を有する素材から構成される。
封止ガラス55は、感熱体54を封止して気密状態に維持することによって、環境条件に基づく化学的な変化及び物理的な変化が感熱体54に生ずるのを避けるために設けられる。封止ガラス55には、非晶質ガラス及び結晶質ガラスのいずれをも用いることができるし、所望の線膨張係数を有するように非晶質ガラスと結晶質ガラスとを混合して用いることもできる。

0031

引出線56,56は、例えばジュメット(Dumet)線を用いることができ、図示を省略する電極を介して感熱体54に電気的に接続される。ジュメット線は、内層と内層の周囲に設けられる外層とからなる。内層はガラスと線膨張係数が近い鉄−ニッケル合金からなり、外層は導電率の高い銅又は銅合金クラッドされたものである。
また、リード線57,57は、細い芯線撚り合わせた撚線と、撚線を覆う電気絶縁性を有する被覆層58,58とから構成され、また、引出線56,56と溶接により接合される。リード線57,57は、必要に応じて他の電線を介して、図示を省略する温度計測回路に接続される。なお、被覆層58,58は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFAテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などのフッ素樹脂から構成される。

0032

また、第一センサ中間体51は、図6(a),(b)に示すように、素子本体53及び引出線56,56の全体と、リード線57,57の一部が電気絶縁性を有する被覆体60で覆われており、周囲の環境から素子本体53を保護している。

0033

被覆体60は、概ね直方体の形状をなしており、内層61と外層63からなる。
内層61は、外層63の内側に配置され、素子本体53を直接的に被覆する。内層61は、素子本体53の先端からリード線57,57の途中までを気密に封止する。
内層61は、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)からなるフッ素樹脂である。外層63をなすPTFEとPFAはフッ素樹脂であり優れた耐性を有している点では共通するが、PTFEの方がPFAよりも融点が高い。また、PTFEとPFAはいずれも透明性を有しており、特にPFAは高い透明性を有している。

0034

次に、外層63は、内層61の外側に密着して設けられる。
外層63は、内層61とともに素子本体53に耐性を付与するものであるのに加えて、製造過程において溶融する内層61を保持する役割を担う。そのために、外層63は、内層61を形成するPFAよりも融点の高いPTFEで形成される。
外層63に平坦な検知面65を備え、この検知面65とコイル要素10の平坦な検知面16が接触することで、被覆体60とコイル要素10は平面同士で接触する。

0035

被覆体60は、内層61に対応する内層チューブと、外層63に対応する外層チューブとを用意し、内層チューブの中に素子本体53を挿入するとともに、内層チューブの外側に外層チューブを配置してから加熱及び加圧することで作製される。

0036

内層チューブを構成するPFAの融点は302〜310℃であるのに対して、外層チューブを構成するPTFEの融点は327℃であるから、両者を例えば315℃まで加熱すると、内層チューブは溶融するが、外層チューブは溶融することなく、形状を維持することができる。ただし、外層チューブは、この温度まで加熱されると収縮する。PTFEの線膨張係数は10×10-5/℃程度であり、溶融状態にある内層チューブを強く圧縮するので、内層61の緻密化に寄与するのに加え、内層61と外層63の間に生ずる圧力によって両者の間の気密性担保される。

0037

内層チューブが溶融している間に、直方体状のキャビティを有する金型を用いてプレス加工することにより、直方体状の被覆体60を得ることができる。

0038

ここで、本実施形態は、被覆体60として透明なフッ素樹脂を用いる。これにより、視認窓78(79)を介して、被覆体60の内部に埋設される素子本体53の健全性を目視で確認できる。また、このフッ素樹脂は、他の樹脂材料に比べて弾性富むため、温度検知対象であるコイル要素10が振動しても、被覆体60はこの振動に追従してコイル要素10に密に押し付けられる。

0039

[第二ハウジング70]
第二ハウジング70は、図1及び図3(a)に示すように、第一ハウジング30に収容されるコイル要素10及びセンサ中間体50を厚さ方向Tから覆い隠すとともに、第一ハウジング30とともにコイル要素10及びセンサ中間体50を保持する。

0040

第二ハウジング70は、図3(a)、(b)及び図4(a)に示すように、第一保持溝31及び第二保持溝32を覆い隠す基部71を備える。また、第二ハウジング70は、基部71に連なり支持体35と支持体36の間の間隙45を満たす第一係止部74と、基部71に連なり支持体36と支持体37の間の間隙46を満たす第二係止部75と、を備える。また、第二ハウジング70は、基部71に連なり支持体38と支持体39の間の間隙47を満たす第三係止部76と、基部71に連なり支持体39と支持体41の間の間隙48を満たす第四係止部77と、を備える。

0041

第二ハウジング70は、図2及び図3に示すように、一体に形成される基部71、第一係止部74、第二係止部75、第三係止部76及び第四係止部77が、第一ハウジング30に係止されるので、第一ハウジング30と互いに位置ずれを起こさないように強固に固定される。

0042

第二ハウジング70は、図3(a),(b)に示すように、第一係止部74に視認窓78が設けられ、第四係止部77に視認窓79が設けられている。
視認窓78は、第一係止部74の表裏を貫通しており、第一保持溝31に収容される感熱体54が配置される部位に対応して設けられる。素子本体53は被覆体60に覆われているが、被覆体60が高い透明性を有しているから、視認窓78を介して感熱体54、封止ガラス55を視認できる。また、視認窓78を介して引出線56とリード線57の溶接による接合部を視認できる。このように、視認窓78は、感熱体54から当該溶接部までを視認できる範囲に対応して開けられている。視認窓79についても同様であり、視認窓79を介して感熱体54、封止ガラス55などを視認できる。

0043

[製造手順]
次に、温度センサ1の製造手順を図4及び図5を参照して説明する。
図4(a)に示すように、射出成形により作製された第一ハウジング30が用意される。第一ハウジング30は、第一保持溝31及び第二保持溝32が上向きに配置された状態で次からの作業を待つ。

0044

[センサ中間体の収容(図4(b),(c)]
初めに、用意された第一ハウジング30に、図4(b)及び図4(c)に示すように、第一保持溝31に第一センサ中間体51を、また、第二保持溝32に第二センサ中間体52を順に収容する。
第一センサ中間体51は、リード線57,57のそれぞれが支持体37の電線保持孔42,42に挿通されるように、第一保持溝31に収容される。第一センサ中間体51は、リード線57,57が電線保持孔42,42に挿通され、かつ、被覆体60が支持体36と支持体37の支持面に突き当てられることで、第一保持溝31の所定位置に位置決めされる。
第二センサ中間体52も、同様にして、第二保持溝32の所定位置に位置決めされる。
なお、第一ハウジング30において、第一センサ中間体51が配置される側を手前といい、第二センサ中間体52が配置される側を奥ということにする。

0045

図4(c)に示すように、第一センサ中間体51よりも幅方向Wの奥側の第一保持溝31であって、第一センサ中間体51と仕切り33の間には第一コイル要素11を収容するスペースが空いている。また、図4(c)に示すように、第二センサ中間体52よりも手前側の第二保持溝32であって、第二センサ中間体52と仕切り33の間には第二コイル要素12を収容するスペースが空いている。

0046

[コイル要素の収容(図5(a),(b))]
第一センサ中間体51及び第二センサ中間体52が第一ハウジング30の所定位置に収容されると、次に、図5(a)及び図5(b)に示すように、第一コイル要素11及び第二コイル要素12が、第一保持溝31及び第二保持溝32の空いているスペースに収容される。
第一コイル要素11が当該スペースに隙間なく収容されるように、第一ハウジング30の第一保持溝31、仕切り33、第一センサ中間体51の被覆体60及び第一コイル要素11のそれぞれの寸法が設定される。第二コイル要素12についても同様である。

0047

第一保持溝31に収容された第一コイル要素11は第一センサ中間体51と平行をなしており、また、第二保持溝32に収容された第二コイル要素12は第二センサ中間体52と平行なしている。
また、第一コイル要素11と第二コイル要素12は、それぞれ、互いに対向する第一対向面13と第二対向面14を備えるが、第一センサ中間体51は第一コイル要素11の第一対向面13のうら側に配置され、第二センサ中間体52は第二コイル要素12の第二対向面14のうら側に配置される。したがって、第一センサ中間体51の感熱体54は、第二コイル要素12の発熱の影響を受けにくく、また、第二センサ中間体52の感熱体54は、第一コイル要素11の発熱の影響を受けにくいので、感熱体54,54はそれぞれが目的とする温度を精度よく検知できる。なお、ここで言ううら側は、第一コイル要素11と第二コイル要素12の対向するところ(内側)からすると、第一コイル要素11と第二コイル要素12の外側に該当する。

0048

温度センサ1が振動を受ける環境下で使用されることを想定すると、当該スペースと第一コイル要素11との間に若干の締め代が生ずるようにしておく。そうすれば、第一コイル要素11を当該スペースに嵌入することで、第一コイル要素11と第一センサ中間体51が互いに押し付けられるので、振動に対する抵抗となる。これも、第二コイル要素12についても同様である。

0049

第一コイル要素11及び第二コイル要素12は、第一ハウジング30よりも長手方向Lの寸法が大きく作製されており、それぞれの両端が第一ハウジング30から突出するように、第一保持溝31及び第二保持溝32に収容される。

0050

第一コイル要素11は、幅方向Wの手前側で温度検知対象となる面が第一センサ中間体51の被覆体60に接するのに加えて、支持体35と支持体37に突き当たることで、第一ハウジング30の所定位置に保持される。
また、第二コイル要素12は、幅方向Wの奥側で温度検知対象となる面が第二センサ中間体52の被覆体60に接するのに加えて、支持体38と支持体41に突き当たることで、第一ハウジング30の所定位置に保持される。

0051

[第二ハウジング70の成形]
第一コイル要素11及び第二コイル要素12が第一ハウジング30に保持されると、次に、図5(c)に示すように、射出成形により第二ハウジング70を成形する。樹脂モールドによる第二ハウジング70を成形する際に、封止ガラス55も含め感熱体54は相当の圧力を受けるので、感熱体54は破損するおそれがある。
第二ハウジング70は、第一ハウジング30の第一保持溝31及び第二保持溝32が外部から封止されるように形成され、第一保持溝31及び第二保持溝32に収容されるコイル要素10及びセンサ中間体50は第二ハウジング70で覆い隠される。これにより、感熱体54がコイル要素10以外からの熱的な影響を受けるのを排除するとともに、コイル要素10及びセンサ中間体50の固定を強固にする。

0052

第二ハウジング70は、第一係止部74に視認窓78を有し、第四係止部77に視認窓79を有するように形成される。
視認窓78は第一係止部74の表裏を貫通するので、外部から内部の第一センサ中間体51の被覆体60を目視で確認できる。視認窓78は、第一センサ中間体51の感熱体54に対応する位置に設けられている。
視認窓79は第四係止部77の表裏を貫通するので、外部から内部の第二センサ中間体52の被覆体60を目視で確認できる。視認窓79は、第二センサ中間体52の感熱体54に対応する位置に設けられている。

0053

[効 果]
以下、温度センサ1が奏する効果を説明する。
温度センサ1は、第一コイル要素11及び第二コイル要素12のそれぞれの温度を検知する第一センサ中間体51と第二センサ中間体52を備える一つのセンサ組立体20で、第一コイル要素11と第二コイル要素12を固定する。
ここで、例えば図9に示すように、第一コイル要素111に第一センサ組立体121を設け、第二コイル要素112に第二センサ組立体122を設けることもできる。以下、図9に示される形態を比較例という。しかし、比較例のように、二つの第一センサ組立体121と第二センサ組立体122を別体として個別に設けると、その分だけセンサ組立体として占有するスペースが広くなる。
これに対して温度センサ1は、第一センサ中間体51と第二センサ中間体52を一つのセンサ組立体20に集約しているので、二つのセンサ組立体を個別に設けるのに比べて、占有するスペースを狭くできる。

0054

この占有スペースを狭くすることについて言えば、温度センサ1は、第一センサ中間体51が第一コイル要素11と平行をなしており、また、第二センサ中間体52が第二コイル要素12と平行をなしているために、幅方向W又は高さ方向Tの寸法を抑えることができる。

0055

次に、温度センサ1のように一つのセンサ組立体20に集約することにより、比較例のように二つのセンサ組立体121,122を個別に設けるのに比べて、振動に対して有利である。
つまり、温度センサ1はセンサ組立体20が一カ所で第一コイル要素11と第二コイル要素12の二つのコイル要素を固定しているから、センサ組立体121,122が個別に振動するのに比べて、振動の程度を抑えることができる。加えて、温度センサ1は、一つのセンサ組立体20に第一コイル要素11と第二コイル要素12を集約することで、センサ組立体121とセンサ組立体122を個別に設ける場合に比べて全体としての重量を抑えることができるので、振動の程度を抑えることもできる。

0056

また、本実施形態のように、一つのセンサ組立体20に集約することにより、二つのセンサ組立体を個別に設けるのに比べて、温度を検知する位置の選定にとって有利である。ここで、回転電機のコイルの温度を検知する場合、その目的から最も発熱する部分を検知することが望まれる。

0057

図9に示す比較例のように、第一センサ組立体121と第二センサ組立体122を個別に設ける場合、この二つのセンサ組立体を組み付ける回転電機の周囲のスペースにより、第一コイル要素111と第二コイル要素112の長手方向Lの位置をずらして設けることになる。したがって、一方、例えば第一センサ組立体121をこの最も発熱する部分に設けたとすると、例えば第二センサ組立体122は当該部分からずれてしまう。

0058

これに対して、温度センサ1は、一つのセンサ組立体20を一カ所に集約して設けるので、第一センサ中間体51と第二センサ中間体52のそれぞれの感熱体54の位置を近づけることができるので、それぞれの感熱体54で最も発熱する部分の温度を検知できる。

0059

また、温度センサ1は、一つのセンサ組立体20を第一コイル要素11と第二コイル要素12に一度の作業で組み付けることができるので、比較例のように一つのコイル要素に一つのセンサ組立体を組み付けるのに比べて、作業工数を少なくできる。

0060

次に、温度センサ1は、第一コイル要素11に対応する感熱体54は第一コイル要素11の外側に配置され、また、第二コイル要素12に対応する感熱体54は第二コイル要素12の外側に配置される。このように、第一コイル要素11に対応する感熱体54は第二コイル要素12から離れているので、当該感熱体54は第二コイル要素12の発熱の影響を受けることなく、第一コイル要素11の温度を正確に検知できる。第二コイル要素12に対応する感熱体54も同様に、第二コイル要素12の温度を正確に検知できる。しかも、第一コイル要素11と第二コイル要素12の間に仕切り33が設けられているので、この発熱の影響をより抑えることができる。

0061

次に、温度センサ1によれば、第一センサ中間体51及び第二センサ中間体52の感熱体54及び引出線56とリード線57の溶接による接合部を含む範囲に対応する位置に視認窓78,79を設けるので、第二ハウジング70を成形した後でも外部から封止ガラス55を含め感熱体54の健全性を目視で確認できる。したがって、温度センサ1によれば、第二ハウジング70を成形後に欠陥が生じた感熱体54を見つけ出して、温度センサ1を排除できる。
しかも、温度センサ1は、感熱体54を含む素子本体53が透明な被覆体60で覆われているので、素子本体53を保護しながら、感熱体54の健全性を目視で確認できる。

0062

また、温度センサ1は、被覆体60の平坦な検知面65と第一コイル要素11及び第二コイル要素12の平坦な検知面16が面同士で接触するので、コイル要素10の温度変化に対する感受性が高くなり、検知温度の精度向上に寄与する。
特に、フッ素樹脂から構成される被覆体60は樹脂材料の中では弾性に富むため、温度検知対象であるコイル要素10が振動しても、被覆体60はこの振動に追従してコイル要素10に密に押し付けられるので、検知温度の精度向上に寄与する。

0063

また、被覆体60が弾性に富むため、第二ハウジング70に視認窓78,79を設けるのに有利である。つまり、射出成形により視認窓78,79を形成するには、視認窓78,79に対応する部位に金型の一部が配置され、この金型の一部は第一保持溝31に収容される被覆体60に接することになる。

0064

金型と被覆体60と接する力が弱ければ、金型と被覆体60の間に第二ハウジング70を構成する溶融樹脂侵入してしまい、視認窓78,79を覆うので感熱体54を視認できなくなる。
金型と被覆体60と接する力が強くても、本実施形態の被覆体60は弾性に富むため、被覆体60が破損するおそれがない。ここで、例えば、第二ハウジング70を構成するのと同様の樹脂材料で被覆体60を構成したとすれば、金型と被覆体60と接する力が強くなると被覆体60が破損するおそれがあるので、金型と被覆体60と接する力を厳密に調整する必要がある。
本実施形態によれば、被覆体60が弾性に富むため、このような調整が不要であるから、温度センサ1の製造が容易である。

0065

また、温度センサ1は、素子本体53のリード線57,57が第一ハウジング30の電線保持孔42,42に挿通され、支持体37に保持されている。支持体37によるリード線57,57の保持は、第一ハウジング30に素子本体53を収容した時点でなされている。したがって、その後に第二ハウジング70を形成する射出成形を経ても、引出線56,56及びリード線57,57はその位置が維持されるので、リード線57,57に溶融樹脂が触れてもダメージを与えることなく、第一ハウジング30から引き出すことができる。

0066

[第1変形例]
本実施形態にかかる温度センサ1は、第一センサ中間体51を手前側に、また、第二センサ中間体52を幅方向Wの奥側に配置するが、本発明における第一センサ中間体51(感熱体54)と第二センサ中間体52(感熱体54)の配置はこれに限定されない。

0067

つまり、本発明は、図7(a)に示すように、第一コイル要素11の上側及び第二コイル要素12の上側にそれぞれに対応する感熱体54を設けることができる。また、図7(b)に示すように、第一コイル要素11の下側及び第二コイル要素12の下側にそれぞれに対応する感熱体54を設けることもできる。さらに、図7(c)に示すように、第一コイル要素11の上側及び第二コイル要素12の下側にそれぞれに対応する感熱体54を設けることもできる。
なお、図7(a)〜(c)は、第一コイル要素11、第二コイル要素12と感熱体54の位置関係だけを示している。また、図7(d)は、上述した温度センサ1のこれらの位置関係を示している。

0068

以上のように、二つの感熱体54,54を、第一コイル要素11と第二コイル要素12の、互いに対向する第一対向面13と第二対向面14を除くいずれかの面に、設けることができる。さらに、感熱体54,54を設ける位置は、温度センサ1を組み付ける回転電機の周囲のスペースなどを考慮して、任意の位置に決めることができる。

0069

ここで、温度センサ1のハウジング25は、第一ハウジング30と第二ハウジング70の境界は、第一コイル要素11と第二コイル要素12が互いに対向する方向(横方向とする)に沿っているが、本発明は第一ハウジング30と第二ハウジング70の境界が横方向に直交する縦方向に沿うようにすることもできる。

0070

[第2変形例]
本実施形態の温度センサ1は、二つの第一コイル要素11と第二コイル要素12のそれぞれに対応する第一センサ中間体51と第二センサ中間体52を設け、第一コイル要素11と第二コイル要素12の温度を個別に検知することを前提とするが、本発明はこれに限定されない。つまり本実施形態は、図8(a)〜(c)に示すように、二つの第一コイル要素11と第二コイル要素12の間にセンサ中間体50を一つだけ配置する温度センサ2を提供する。温度センサ2は、二つの第一コイル要素11と第二コイル要素12を一つのセンサ組立体20で保持するところは温度センサ1と共通する。

0071

温度センサ2は、第一コイル要素11の温度T1と第二コイル要素12の温度T2の二つの温度の影響を受けるので、その検知温度Tdは温度T1と温度T2の平均値((T1+T2)/2)として現れる。
温度T1と温度T2がともに正常な温度範囲ΔTnにあれば、検知温度Tdは温度範囲ΔTnに収まるが、例えば温度T1と温度T2の一方又は両方が温度範囲ΔTnからずれると、検知温度Tdは温度範囲ΔTnからずれる。

0072

したがって、温度センサ2は、一つのセンサ中間体50、つまり一つの感熱体54しか備えていないにも関わらず、二つの第一コイル要素11及び第二コイル要素12の一方又は双方の発熱温度が異常であることを検知できるので、コストを抑えることができる。
また、温度センサ2は、センサ中間体50が第一コイル要素11と第二コイル要素12の間に介在し、温度センサ1の仕切り33の役割を果たすので、仕切り33を設けるのを省くことができる。したがって、温度センサ2は幅方向Wの寸法を抑えることができる。

0073

以上、本発明の好ましい本実施形態を説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

0074

また、本実施形態においては、樹脂モールド体からなる第二ハウジング70に視認窓78,79を設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されず、射出成形品として予め用意された第一ハウジング30に設けることもできるし、第一ハウジング30と第二ハウジング70の双方に設けることもできる。
この場合、第一ハウジング30を射出成形にて作成する段階で、視認窓78,79を形成しておく。

0075

また、本実施形態においては、感熱体54を含む素子本体53の大部分をフッ素樹脂からなる被覆体60で覆う例を説明したが、本発明においてこの被覆体60は任意であり、他の透明な樹脂材料から被覆体60を構成できるし、被覆体60を設けなくてもよい。

0076

また、本実施形態において、第一センサ中間体51の素子本体53と第二センサ中間体52の素子本体53の向きが逆になっているが、本発明はこれに限定されず、第一センサ中間体51の素子本体53と第二センサ中間体52の素子本体53が同じ向きに設けられてもよい。

0077

1,2温度センサ
10コイル要素
11 第一コイル要素
12 第二コイル要素
15導体
16検知面
17被覆
20センサ組立体
25ハウジング
30 第一ハウジング
31 第一保持溝
32 第二保持溝
33仕切り
34底床
35,36,37支持体
38,39,41 支持体
42電線保持孔
45,46,47,48間隙
50センサ中間体
51 第一センサ中間体
52 第二センサ中間体
53素子本体
54感熱体
55封止ガラス
56引出線
57リード線
58被覆層
60被覆体
61内層
63外層
65 検知面
70 第二ハウジング
71 基部
74 第一係止部
75 第二係止部
76 第三係止部
77 第四係止部
78,79視認窓
L長手方向
W幅方向
T 厚さ方向

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