JP2007244025A - 接続線の押え付け構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】モータの小型化を図る場合であっても、ステータ端子と接続線との接触を確実に防止する接続線の押え付け構造を提供する。
【解決手段】接続線の押え付け構造は、ステータを有するモータジェネレータ12と、ステータから延びるU相ケーブル34に設けられるステータ端子31と、モータの近傍に配置されるサーミスタから延びるリード線51と、リード線51を押え付け、リード線51をステータ端子31から離間した位置に保持する接続線ガイド41とを備える。
【選択図】図1

Description

この発明は、一般的には、接続線の押え付け構造に関し、より特定的には、小型化されたモータに好適に適用される接続線の押え付け構造に関する。
従来の配線構造に関して、たとえば、特開2004−328932号公報には、モータの複数の端子と、モータを駆動するインバータの複数の端子とを各々接続する複数の接続部間の絶縁性を確保しながら、端子台を小型化することを目的としたモータユニットが開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示されたモータユニットは、モータの各相コイルの端子とインバータの端子とを接続する端子台と、端子台に取り付けられる取り付け部材とを備える。端子台の、モータおよびインバータの両端子を接続する3つの接続部間には、溝が形成されている。取り付け部材には、その溝に嵌まる電気絶縁性のリブが形成されている。
また、特開平11−234964号公報には、少ない温度検知素子で検知温度のばらつきを低減することを目的としたモータの温度検知構造が開示されている(特許文献2)。特許文献2では、温度検知素子としてのサーミスタが、ブラシレスモータの中性点用ターミナルの近傍に配設されている。
特開2004−328932号公報 特開平11−234964号公報
上述の特許文献1に開示されたモータユニットでは、接続部の全体を囲う形状を有する取り付け部材を設ける必要があるため、モータの小型化やコスト面において改善の余地がある。また、モータの小型化を図ろうとすると、ステータ端子と、モータに接続される電気機器の接続線(リード線)との距離も小さくなるため、両者が接触するという問題が生じる。
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、モータの小型化を図る場合であっても、ステータ端子と接続線との接触を確実に防止する接続線の押え付け構造を提供することである。
この発明に従った接続線の押え付け構造は、ステータを有するモータと、ステータから延びる配線に設けられるステータ端子と、モータの近傍に配置される電気機器から延びる接続線と、接続線を押え付け、接続線をステータ端子から離間した位置に保持する押え付け部材とを備える。
このように構成された接続線の押え付け構造によれば、モータの小型化により、ステータ端子の近傍に接続線が配索される場合であっても、押え付け部材によって、ステータ端子と接続線とが接触することを防止できる。
また好ましくは、接続線の押え付け構造は、ステータ端子が固定される端子台をさらに備える。押え付け部材は、端子台に取り付けられている。このように構成された接続線の押え付け構造によれば、簡易な構成で、ステータ端子と接続線とが接触することをより確実に防止できる。
また好ましくは、接続線の押え付け構造は、接続線が接続されるコネクタをさらに備える。接続線は、コネクタに接続された状態で、ステータ端子に接触し得る長さを有する。押え付け部材により押え付けられることによって、接続線が、ステータ端子に接触し得る状態から接触しない状態に変化する。このように構成された接続線の押え付け構造によれば、ステータ端子と接続線との接触を防止しつつ、接続線の長さに余裕を持たせることによって、接続線とコネクタとを接続する際の作業性を向上させることができる。
また好ましくは、接続線の押え付け構造は、ステータ端子が固定される端子台をさらに備える。複数のステータ端子が、互いに間隔を隔てて端子台に固定されている。このように構成された接続線の押え付け構造によれば、複数のステータ端子間を横切るように、接続線がステータ端子に接触することを防止できる。これにより、複数のステータ端子間の短絡を防止できる。
また好ましくは、接続線の押え付け構造は、端子台と隣り合って配設され、接続線が接続されるコネクタをさらに備える。押え付け部材は、複数のステータ端子のうちコネクタから最も近くに位置するステータ端子のみを跨ぐように、端子台に取り付けられている。このように構成された接続線の押え付け構造によれば、接続線と接触する可能性の最も高いステータ端子と、接続線との接触をより確実に防止できる。また、複数のステータ端子の全てを跨ぐように押え付け部材を設ける場合と比較して、モータを小型化し、製造コストを削減することができる。
また好ましくは、押え付け部材は、樹脂材料から形成されている。押え付け部材の少なくとも一部が、複数のステータ端子間に介在している。このように構成された接続線の押え付け構造によれば、押え付け部材によって複数のステータ端子間の絶縁性が確保される。このため、端子間距離をより短く設定して、モータの小型化を図ることができる。
また好ましくは、押え付け部材は、所定の方向に挿入されながら取り付けられる。押え付け部材は、所定の方向に対して傾斜する方向に延びる端辺が形成されたテーパ部を有する。テーパ部は、押え付け部材の挿入時に、接続線に接触し、接続線を徐々にステータ端子から遠ざかる方向に押す。また好ましくは、接続線の押え付け構造は、ステータ端子が固定される端子台をさらに備える。押え付け部材は、ステータ端子を跨ぐように端子台に取り付けられる。押え付け部材は、ステータ端子を跨いだ状態でスライド移動することによって、接続線をステータ端子から遠ざかる方向に押す。
このように構成された接続線の押え付け構造によれば、押え付け部材の取り付け時に、押え付け部材と接続線とが引っ掛かることを防止し、接続線をスムーズに押え付けることが可能となる。
また好ましくは、接続線の押え付け構造は、接続線が接続されるコネクタと、ステータ端子および接続線を収容するケース体とをさらに備える。ケース体には、コネクタが嵌め込まれる貫通孔が形成されている。コネクタは、その貫通孔に対してケース体の外側から着脱自在に設けられている。接続線は、電気機器がモータの近傍に配置された状態で、貫通孔を通じてケース体の外側まで引き出される長さを有する。
このように構成された接続線の押え付け構造によれば、接続線をコネクタに接続する際に、貫通孔から引き出した接続線とコネクタとを、ケース体の外側で接続することが可能となる。一方、モータの小型化を図ろうとすると、ケース体に収容されるステータ端子と接続線との間の距離も小さくなる。このため、ケース体の外側に引き出すための長さを接続線に持たせると、ステータ端子と接続線とが接触するという新たな問題が生じる。本発明では、このような問題を押え付け部材を設けることによって解決し、モータの小型化と、接続線をコネクタに接続する際の作業性の向上とを同時に図ることができる。
以上説明したように、この発明に従えば、モータの小型化を図る場合であっても、ステータ端子と接続線との接触を確実に防止する接続線の押え付け構造を提供することができる。
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、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1における接続線の押え付け構造が適用されたトランスアクスルを示す平面図である。図中に示すトランスアクスルは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な2次電池(バッテリ)から電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド車両に搭載されている。
図1を参照して、トランスアクスル10は、モータジェネレータ12と、モータジェネレータ12を収容するモータケース13とを備える。
モータジェネレータ12は、図示しないインバータに電気的に接続されている。インバータは、バッテリからの直流電流をモータ駆動用の交流電流に変換したり、回生ブレーキによりモータジェネレータ12で発電された交流電流をバッテリに充電するための直流電流に変換したりする。トランスアクスル10は、たとえば、インバータとともにハイブリッド車両のエンジンルームに設置されている。
モータケース13は、トランスアクスル10の外殻をなす。すなわち、モータケース13を可能な限り小さく設計することにより、トランスアクスル10の小型化を図ることができる。モータケース13は、モータジェネレータ12に隣接する位置に内部空間14を形成する。内部空間14には、端子台21が配設されている。モータケース13には、内部空間14からその外側に貫通する貫通孔15が形成されている。モータケース13には、内部空間14の開口部18を塞ぐように図示しない蓋体が取り付けられる。
内部空間14には、モータジェネレータ12を構成するステータと端子台21との間で延びるU相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36が配索されている。U相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36は、モータジェネレータ12と図示しないインバータとの間を電気的に接続しており、たとえば、650Vほどの高電圧の電流が流される。また、車両始動時には、U相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36に、1000V以上の電圧が負荷する。
ステータから延びるU相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36の先端には、それぞれ、ステータ端子31、32および33が設けられている。ステータ端子31、32および33は、互いに間隔を隔てて端子台21に固定されている。U相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36は、たとえば、絶縁性のガラスワニスチューブによって覆われている。ステータ端子間の距離は、相互の絶縁性を確保するために、たとえば8mm以上に設定される。
モータジェネレータ12を構成するステータには、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルからなるコイルが巻回されている。これら各コイルに対応して、U相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36が設けられている。ステータ端子31、32および33は、このU相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36を端子台21に接続するために設けられている。端子台21と図示しないインバータとの間には、U相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36に電気的に接続された3相ケーブルが延びる。端子台21は、この3相ケーブルと、U相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36との間を中継する。
貫通孔15には、内部空間14の外側からコネクタ53が嵌め合わされている。コネクタ53は、内部空間14の外側から着脱自在に設けられている。コネクタ53は、ステータ端子31、32および33のうちのステータ端子31に最も近接する位置に配置されている。
モータジェネレータ12を構成するステータには、温度検知素子であるサーミスタが接続されている。内部空間14には、サーミスタから延びるリード線51が配索されている。サーミスタから延びるリード線51の先端には、サーミスタコネクタ52が設けられている。サーミスタコネクタ52は、コネクタ53に接続されている。リード線51は、ステータ端子31の前方を横切るように配索されている。リード線51は、U相ケーブル34と交差するように配索されている。
モータ12は、外周面12aを有する。外周面12aは、モータジェネレータ12を構成するロータの回転軸方向に筒状に延在する。モータジェネレータ12を構成するロータの回転軸方向から見た場合に、端子台21およびサーミスタコネクタ52は、外周面12aの外周上に配置されている。端子台21およびサーミスタコネクタ52は、モータ12から距離を隔てた位置で外周面12aの周方向に並んで配置されている。端子台21は、外周面12aと距離を隔てて向い合っている。貫通孔15は、互いに向い合う外周面12aと端子台21との間の空間からずれた位置に形成されている。貫通孔15は、外周面12aから端子台21に向けて延びる直線に略直交する直線上に沿って貫通している。その貫通孔15が貫通する方向と、後述する接続線ガイド41が設けられていない状態で、サーミスタコネクタ52から延出するリード線51の軸線方向とが、ほぼ一致する。リード線51は、サーミスタコネクタ52からモータ12と端子台21との間の空間にまで延出している。
リード線51は、サーミスタコネクタ52がコネクタ53に接続された状態で少なくともステータ端子31に接触し得る長さを有する。リード線51は、さらにステータ端子32および33に接触し得る長さを有しても良い。リード線51は、貫通孔15を通じて内部空間14の外側に、たとえば100mm以上引き出されるだけの長さを有する。
内部空間14には、さらに、リード線51をステータ端子31から遠ざける方向に押え付ける接続線ガイド41が配設されている。接続線ガイド41は、端子台21に取り付けられている。接続線ガイド41は、ステータ端子31を跨ぐ形態で設けられている。
図2は、図1中の接続線ガイドを示す斜視図である。図3は、図1中のIII−III線上に沿った端子台の断面図である。図4は、図1中のIV−IV線上に沿った端子台の断面図である。
図2から図4を参照して、接続線ガイド41は、絶縁性材料から形成されている。接続線ガイド41は、たとえば、ポリアミド(PA)やシリコーン樹脂等の樹脂材料から形成されている。
接続線ガイド41は、ステータ端子31から距離を隔てた位置に設けられる基部46と、基部46から分岐し、互いに間隔を隔てて設けられる分岐部47および48と、基部46から分岐部47および48とは反対側に突出する把持部42とを含んで構成されている。ステータ端子31は、分岐部47および48と基部46とに囲まれた空間に配置される。
分岐部47には、分岐部48に向かって突出する鍵状部45が形成されている。分岐部47には、リード線51に対向して傾斜部44が形成されている。傾斜部44は、コネクタ53とステータ端子31との間に位置決めされている。把持部42は、蓋体19と距離を隔てて対向する端面43を含む。
端子台21は、端面23を含む挿入部22を有する。端面23は、蓋体19に向い合っている。挿入部22は、ステータ端子31とステータ端子32との間に形成されている。挿入部22には、端面23に開口する溝25が形成されている。溝25には、端面23側から分岐部48が嵌まり込んでいる。端子台21には、鍵状部45が係止される溝24が形成されている。このような構成により、端子台21に対する取り付け時、接続線ガイド41は、溝25に分岐部48が嵌まり込むように開口部18から端子台21に向けて挿入される。傾斜部44は、その挿入方向に対して傾斜するように形成されている。
リード線51は、傾斜部44に接触し、ステータ端子31から遠ざかる方向に押し付けられている。これにより、リード線51は、ステータ端子31から離れた位置に保持されている。傾斜部44は、リード線51と接触する接触部として接続線ガイド41に設けられている。
図1中のサーミスタコネクタ52から延出するリード線51の軸線位置が中心軸101上にある場合に、リード線51は、傾斜部44に押え付けられることによって、ステータ端子31と中心軸101との間に位置決めされることが好ましい。このような構成により、リード線51をステータ端子31から離れた位置に確実に保持すると同時に、傾斜部44に押え付けられたリード線51に過度な力が加わることを防止できる。
挿入部22の端面23と分岐部48の下端との間の距離をL1とし、把持部42の端面43と蓋体19との間の距離をL2とした場合に、L2<L1の関係を満たす。すなわち、端子台21には、蓋体19と向い合って開口し、接続線ガイド41が蓋体19側から挿入される溝25が形成されている。接続線ガイド41が溝25に挿入される長さ、つまりL1は、蓋体19と接続線ガイド41との間の距離、つまりL2よりも大きい。
このような構成により、溝25に対する接続線ガイド41の抜け代を、接続線ガイド41と蓋体19との間の隙間よりも大きく設定することができる。これにより、溝24に対する鍵状部45の係止が解かれる場合があっても、接続線ガイド41が端子台21から外れることを防止できる。
また、本実施の形態では、ステータ端子31とステータ端子32との間に、分岐部48が位置決めされる。このため、ステータ端子31とステータ端子32との間の絶縁性を確保しつつ、両端子間の距離を短く設定することが可能となる。これにより、トランスアクスル10の小型化を図ることができる。このような構成により、ステータ端子31とステータ端子32との間の距離が、ステータ端子32とステータ端子33との間の距離よりも小さくても良い。
図5から図7は、図1中の接続線をコネクタに接続する作業の工程を示す図である。図5および図6中には、図1中の平面図の一部の範囲が示されている。図7中には、図3中と同様の断面位置が示されている。
図5を参照して、まず、リード線51を貫通孔15から内部空間14の外側に引き出す。内部空間14の外側で、引き出したリード線51のサーミスタコネクタ52をコネクタ53に接続する。図6を参照して、コネクタ53を貫通孔15に嵌め合わせる。このとき、内部空間14では、リード線51と、ステータ端子31あるいは複数のステータ端子とが接触し得る状態となる。
図7を参照して、把持部42を掴みながら、接続線ガイド41を開口部18から端子台21に向けて挿入する。このとき、傾斜部44が、リード線51を徐々にステータ端子31から遠ざかる方向に押し出す。
このような工程により、内部空間14においてサーミスタコネクタ52をコネクタ53に接続する場合と比較して、リード線51の接続作業を容易に行なうことができる。また、傾斜部44を設けることによって、接続線ガイド41を端子台21に取り付ける際に、接続線ガイド41とリード線51とが引っ掛かることを防止できる。これにより、接続線ガイド41の取り付け時の作業性を向上させることができる。また、その取り付け時にリード線51に過度な力が加わることを防止できる。
この発明の実施の形態1における接続線の押え付け構造は、ステータを有するモータとしてのモータジェネレータ12と、ステータから延びる配線としてのU相ケーブル34に設けられるステータ端子31と、モータの近傍に配置される電気機器としてのサーミスタから延びるリード線51と、リード線51を押え付け、リード線51をステータ端子31から離間した位置に保持する押え付け部材としての接続線ガイド41とを備える。サーミスタは、モータの状態を検知する電気機器として設けられている。
このように構成された、この発明の実施の形態1における接続線の押え付け構造によれば、ステータ端子31とリード線51との接触、あるいは複数のステータ端子とリード線51との接触を回避し、両者の間で短絡が発生することを防止できる。
トランスアクスル10の小型化を図ろうとすると、モータケース13に収容されるステータ端子31とリード線51との間の距離が小さくなり、両者が接触するおそれが生じる。これを回避するためには、リード線51の長さを短く設定すれば良い。しかしながら、本実施の形態では、サーミスタコネクタ52をコネクタ53に接続する工程時にリード線51を内部空間14の外側に引き出す必要があるため、リード線51の長さを、ステータおよびコネクタ53間の距離よりも大きい長さに設定しなければならない。したがって、リード線51とステータ端子31とが接触する問題は、サーミスタ取り付け時の作業性の向上と、トランスアクスル10の小型化との双方を考慮した場合に初めて生じる問題である。
なお、本実施の形態では、ステータ端子31のみを跨ぐように接続線ガイド41を設けたが、複数のステータ端子を跨ぐように接続線ガイド41を設けても良い。また、U相ケーブル34、V相ケーブル35およびW相ケーブル36は、互いに入れ替わっても良い。
(実施の形態2)
図8は、この発明の実施の形態2における接続線の押え付け構造を示す断面図である。図8は、実施の形態1における図7に対応する図である。本実施の形態における接続線の押え付け構造は、実施の形態1における接続線の押え付け構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
図8を参照して、本実施の形態では、接続線ガイド41に図7中の傾斜部44が形成されていない。接続線ガイド41は、ステータ端子31を跨いだ状態でステータ端子31から遠ざかる方向にスライド移動可能に設けられている。分岐部47には、リード線51に対向して端辺49が形成されている。端辺49は、リード線51と接触する接触部として接続線ガイド41に設けられている。
図8中の接続線ガイド41の取り付け方法について説明すると、まず、接続線ガイド41を開口部18から端子台21に向けて挿入する。この際、接続線ガイド41を、接続線ガイド41とリード線51とが接触することのない位置で挿入する。ステータ端子31を跨いだ状態で、接続線ガイド41をステータ端子31から遠ざかる方向にスライド移動させる。このとき、端辺49がリード線51をステータ端子31から遠ざかる方向に押し出す。
このような構成により、接続線ガイド41を端子台21に取り付ける際に、接続線ガイド41とリード線51とが引っ掛かることを防止し、さらに、リード線51に過度な力が加わることを防止できる。
このように構成された、この発明の実施の形態2における接続線の押え付け構造によれば、実施の形態1に記載の効果と同様の効果を得ることができる。
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。
この発明の実施の形態1における接続線の押え付け構造が適用されたトランスアクスルを示す平面図である。 図1中の接続線ガイドを示す斜視図である。 図1中のIII−III線上に沿った端子台の断面図である。 図1中のIV−IV線上に沿った端子台の断面図である。 図1中の接続線をコネクタに接続する作業の第1工程を示す図である。 図1中の接続線をコネクタに接続する作業の第2工程を示す図である。 図1中の接続線をコネクタに接続する作業の第3工程を示す図である。 この発明の実施の形態2における接続線の押え付け構造を示す断面図である。
符号の説明
10 トランスアクスル、12 モータジェネレータ、13 モータケース、15 貫通孔、21 端子台、31,32,33 ステータ端子、34 U相ケーブル、35 V相ケーブル、36 W相ケーブル、41 接続線ガイド、44 傾斜部、51 リード線、53 コネクタ。

Claims (9)

  1. ステータを有するモータと、
    前記ステータから延びる配線に設けられるステータ端子と、
    前記モータの近傍に配置される電気機器から延びる接続線と、
    前記接続線を押え付け、前記接続線を前記ステータ端子から離間した位置に保持する押え付け部材とを備える、接続線の押え付け構造。
  2. 前記ステータ端子が固定される端子台をさらに備え、
    前記押え付け部材は、前記端子台に取り付けられている、請求項1に記載の接続線の押え付け構造。
  3. 前記接続線が接続されるコネクタをさらに備え、
    前記接続線は、前記コネクタに接続された状態で、前記ステータ端子に接触し得る長さを有し、
    前記押え付け部材により押え付けられることによって、前記接続線が、前記ステータ端子に接触し得る状態から接触しない状態に変化する、請求項1または2に記載の接続線の押え付け構造。
  4. 前記ステータ端子が固定される端子台をさらに備え、
    複数の前記ステータ端子が、互いに間隔を隔てて前記端子台に固定されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の接続線の押え付け構造。
  5. 前記端子台と隣り合って配設され、前記接続線が接続されるコネクタをさらに備え、
    前記押え付け部材は、複数の前記ステータ端子のうち前記コネクタから最も近くに位置するステータ端子のみを跨ぐように、前記端子台に取り付けられている、請求項4に記載の接続線の押え付け構造。
  6. 前記押え付け部材は、樹脂材料から形成され、
    前記押え付け部材の少なくとも一部が、複数の前記ステータ端子間に介在している、請求項4または5に記載の接続線の押え付け構造。
  7. 前記押え付け部材は、所定の方向に挿入されながら取り付けられ、
    前記押え付け部材は、前記所定の方向に対して傾斜する方向に延びる端辺が形成されたテーパ部を有し、
    前記テーパ部は、前記押え付け部材の挿入時に、前記接続線に接触し、前記接続線を徐々に前記ステータ端子から遠ざかる方向に押す、請求項1から6のいずれか1項に記載の接続線の押え付け構造。
  8. 前記ステータ端子が固定される端子台をさらに備え、
    前記押え付け部材は、前記ステータ端子を跨ぐように前記端子台に取り付けられ、
    前記押え付け部材は、前記ステータ端子を跨いだ状態でスライド移動することによって、前記接続線を前記ステータ端子から遠ざかる方向に押す、請求項1から7のいずれか1項に記載の接続線の押え付け構造。
  9. 前記接続線が接続されるコネクタと、
    前記ステータ端子および前記接続線を収容するケース体とをさらに備え、
    前記ケース体には、前記コネクタが嵌め込まれる貫通孔が形成され、前記コネクタは、前記貫通孔に対して前記ケース体の外側から着脱自在に設けられ、
    前記接続線は、前記電気機器が前記モータの近傍に配置された状態で、前記貫通孔を通じて前記ケース体の外側まで引き出される長さを有する、請求項1から8のいずれか1項に記載の接続線の押え付け構造。
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