JP2013219951A - 回転電機用端子台、回転電機、及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】端子台の信頼性を高める。
【解決手段】回転電機１００の配線の接続に用いられる端子台２３は、端子台本体２５と、端子台本体２５に立設されたボルト２６と、ボルト２６に螺合するナット２７と、ボルト２６を着脱可能に端子台本体２５に固定する固定部材２８と、を有する。固定部材２８は、ボルト２６の軸部２６ａを挿通させるとともに頭部２６ｂに接触してボルト２６を押さえるボルト押さえ部２８ａと、ボルト押さえ部２８ａの両側に設けられ、端子台本体２５に係合する２つの係合片部２８ｂと、を有し、２つの係合片部２８ｂは、互い違いの位置に係合突起３２を有する。
【選択図】図３

Description

開示の実施形態は、回転電機用端子台、回転電機、及び車両に関する。

例えば車両に搭載される回転電機用端子台において、ボルトとナットを用いて配線を接続するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１−２８３０４０号公報（第１頁、第３−４図）

上記従来技術の端子台では、端子台本体に埋め込まれたボルトにナットが螺合される。このようにボルトを端子台本体に立設させる構成の場合、ボルトの固定を強固にし、且つ、ナットが緩まないようにすることが求められる。しかしながら、上記従来技術ではこの点について特に考慮されておらず、信頼性が高いとは言えなかった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、信頼性を高めることができる回転電機用端子台、回転電機、及び車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、回転電機の配線の接続に用いられる回転電機用端子台であって、端子台本体と、前記端子台本体に立設されたボルトと、前記ボルトに螺合するナットと、前記ボルトを着脱可能に前記端子台本体に固定する固定部材と、を有する回転電機用端子台が適用される。

また、本発明の別の観点によれば、フレームと、前記フレームの内周に設けられた固定子と、シャフトの外周に設けられ、前記固定子の内周と空隙を介して対向する回転子と、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機用端子台と、を備える回転電機が適用される。

また、本発明のさらに別の観点によれば、請求項６に記載の回転電機を備えた車両が適用される。

本発明によれば、端子台の信頼性を高めることができる。

一実施形態に係る端子台を備えた回転電機の縦断面図である。 一実施形態に係る端子台の斜視図である。 一実施形態に係る端子台の平面図である。 固定部材の斜視図及び平面図である。 固定部材の端子台本体への固定手順を説明するための説明図である。 固定子の電源結合部と外部電源用の電源結合部とを別々に設けた変形例に係る端子台の平面図である。 一実施形態に係る端子台を備えた回転電機を搭載した車両の概念図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

＜回転電機の構成＞
まず、図１を用いて本実施形態に係る回転電機１００の構成について説明する。図１に示すように、回転電機１００は、回転電機本体１と、配線室２と、蓋部４と、を有する。回転電機１００は、例えば図７に示すように車両Ａに搭載して駆動源または発電源などとして使用される。車両Ａは、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等である。回転電機本体１は、フレーム１１と、シャフト１２と、永久磁石が埋め込まれた回転子１３と、巻線を有する固定子１４と、を有する。フレーム１１は、全体が略円筒形状で構成され、負荷側（図１中の左側）に負荷側ブラケット１１ａを有し、反負荷側（図１中の右側）には反負荷側ブラケット１１ｂを有する。反負荷側ブラケット１１ｂのさらに反負荷側には配線室２が形成されており、この配線室２は蓋部４で閉じられている。反負荷側ブラケット１１ｂには、固定子１４の巻線に給電する電源ケーブルを通す開口部２２が設けられている。

シャフト１２は、負荷側ブラケット１１ａ及び反負荷側ブラケット１１ｂの径方向中心位置でそれぞれベアリング１１ｃを介して回転自在に支持されている。回転子１３は、軸方向に埋設した永久磁石を放射状に配置した略円柱形状に構成され、シャフト１２に同軸に固定されている。固定子１４は、軸方向に並設した巻線を周方向に配置した円筒形状に構成されており、回転子１３と所定の間隙を開けてフレーム１１の内周面に固定されている。

回転電機１００は、例えば固定子１４の巻線に３相交流電力を供給することで、回転子１３の永久磁石との間で周方向の推力を発生し、シャフト１２を回転駆動する３相交流同期型のモータである。配線室２には、回転電機１００の配線に用いられる端子台として、固定子１４に給電する電源ケーブル用の端子台２３（回転電機用端子台）がフレーム１１の反負荷側ブラケット１１ｂに設置されている。端子台２３は、互いに間隔を開けて配置した３つの電源結合部２４を有する。電源結合部２４は、固定子１４の巻線に接続された電源ケーブルの一端の端子１８Ａ（図３参照）と外部電源ケーブルの一端の端子１８Ｂ（図３参照）とを接続する。

＜端子台の構成＞
端子台２３の構成を図２乃至図５により説明する。なお、以下の説明において、上下方向、前後方向、左右方向は、各図中に適宜示す矢印方向に対応している。これらの方向は説明の便宜上用いるものであり、端子台２３の構成を限定するものではない。

端子台２３は、図２及び図３に示すように、端子台本体２５と、当該端子台本体２５の左右方向に間隔を開けて立設された３つのボルト２６と、各ボルト２６に螺合するナット２７と（図３では想像線で示す）、各ボルト２６を着脱可能に端子台本体２５に固定する固定部材２８と、を有する。ナット２７には、例えば緩み止め機能付きナットが用いられる。ボルト２６、ナット２７及び固定部材２８は、上記電源結合部２４を構成する。固定子１４の電源ケーブルの端子１８Ａと外部電源の電源ケーブルの端子１８Ｂとが同一のボルト２６に嵌装された状態で、ナット２７をボルト２６に螺合させて締め付けることにより、固定子１４の電源ケーブルと外部電源の電源ケーブルとが接続される。

端子台本体２５は、例えば樹脂材料を用いた成型加工によって一体的に製造される。端子台本体２５は、隣り合う電源結合部２４同士の間、及び両端部の電源結合部２４とその外側とを絶縁するための４つの絶縁壁部２９を備えている。各絶縁壁部２９は、端子台本体２５の底壁部３０に略垂直に設けられた板状体で、ボルト２６を超える高さまで延設されている。端子台本体２５の底壁部３０には、電源結合部２４に隣接して、固定子１４の巻線に接続された電源ケーブルを通すための開口部１９が形成されている。この開口部１９により、開口部２２を通した電源ケーブルの電源結合部２４への引き回しが容易となる。また、端子台本体２５の左右方向両端部には、端子台２３を反負荷側ブラケット１１ｂに固定するためのネジ穴２１ａを有するブラケット２１が一体に設けられている。

固定部材２８は金属材料から形成されている。固定部材２８は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ボルト押さえ部２８ａと、ボルト押さえ部２８ａの左右両側に設けられた２つの係合片部２８ｂとを有する。２つの係合片部２８ｂはボルト押さえ部２８ａに対して略直角に形成されており、固定部材２８は前後方向から見て略コの字状に形成されている。ボルト押さえ部２８ａには、前後方向に沿った長穴３１が設けられており、長穴３１にボルト押え部２８の下側からボルト２６の軸部２６ａが挿通される。固定部材２８は、長穴３１にボルト２６を挿通した状態で、係合片部２８ｂを端子台本体２５に係合させる。端子台本体２５に係合した固定部材２８は、ボルト押さえ部２８ａの下面をボルト２６の頭部２６ｂに接触させ、ボルト押さえ部２８ａと端子台本体２５の底壁部３０との間でボルト２６の頭部２６ｂを挟み込み、ボルト２６を端子台本体２５に立設状態に固定する。各係合片部２８ｂは、左右方向外側の表面の下方部に凸形状の係合突起３２を有する。２つの係合突起３２は、前後方向の位置が一致しないように、２つの係合片部２８ｂの間で前後方向に互い違いの位置（例えばボルト押さえ部２８ａの略対角線上）となるように配置されている。さらに、図４（ｂ）に示すように、２つの係合突起３２を結ぶ直線状にボルト２６の軸心Ｏが位置するように配置されており、ボルト２６を安定して固定できる。なお、係合突起３２は、折り曲げた爪のような形状であってもよいし、半球状であってもよい。

ボルト押さえ部２８ａの前方には、円弧状に膨らんだ当接部２８ｃが形成されている。図３に示すように、この当接部２８ｃは固定部材２８を端子台本体２５に装着した際に、端子台本体２５の前壁部３５に突き当たり、固定部材２８の位置決めを行う。

図２、図３及び図５に示すように、端子台本体２５の各絶縁壁部２９は、底壁部３０との間に段部３３を備え、段部３３に固定部材２８の係合突起３２が係合する係合溝３４が設けられている。係合溝３４は、隣り合う２つの絶縁壁部２９の相対する一方の段部３３と他方の段部３３との間で、固定部材２８の２つの係合突起３２の位置に対応させて、前後方向に互い違いの位置となるように設けられる。

段部３３は、この例では上面部３３ａが絶縁壁部２９と直角に交わり、側面部３３ｂが底壁部３０と直角に交わる断面矩形状であり、端子台本体２５の前後方向に延設されている。係合溝３４は、段部３３の側面部３３ｂにクランク状に形成され、上下方向（ボルト２６の軸方向）に延びる縦溝３４ａと、前後方向（ボルト２６の軸方向に略直角な方向）に延びる横溝３４ｂとを有する。

各溝３４ａ，３４ｂは、段部３３の側面部３３ｂに断面矩形状の凹部として形成されている。縦溝３４ａは、段部３３の上面部３３ａから側面部３３ｂの下部まで形成された第１の縦溝３４ａ１と、端子台本体２５の下面から段部３３の側面部３３ｂの途中に達する第２の縦溝３４ａ２と、を有する。一方、横溝３４ｂは、上記第１の縦溝３４ａ１と第２の縦溝３４ａ２の互いの先端が隣接することで形成されている。したがって、横溝３４ｂの前後方向の長さＬは、２つの縦溝３４ａ１，３４ａ２の前後方向の幅Ｗ１，Ｗ２の和と略一致する。

ボルト２６を端子台本体２５に固定する手順は、次のようになる。すなわち、まずボルト２６を頭部２６ｂを下、軸部２６ａを上にして端子台本体２５の底壁部３０上に載置する。この際、底壁部３０にボルト２６の位置決め用の凹部や凸部等が形成されていてもよい。次に、固定部材２８の長穴３１にボルト２６の軸部２６ａを挿通させる。続いて、固定部材２８の両側の係合片部２８ｂの係合突起３２を固定部材２８の両側に位置する段部３３の縦溝３４ａ１に係合させつつ固定部材２８を下方向にスライドさせ、固定部材２８を端子台本体２５に挿入する。その後、係合突起３２を横溝３４ｂに沿って前方向にスライドさせ、当接部２８ｃが端子台本体２５の前壁部３５に突き当たるまで固定部材２８を前方向に移動させる。これにより、係合突起３２と横溝３４ｂとが係合し、固定部材２８が端子台本体２５に固定される。その結果、固定部材２８のボルト押さえ部２８ａと端子台本体２５の底壁部３０との間でボルト２６の頭部２６ｂが挟持され、ボルト２６が端子台本体２５に立設状態に固定される。固定部材２８を取り外す際には、上記と逆の手順を行えばよい。

＜実施形態の効果＞
以上説明した実施形態に係る端子台２３によれば、以下の効果を得る。すなわち、従来一般的である、端子台本体にボルトを立設させた構成の端子台では、ボルトが端子台本体に埋め込まれ、一体に成形された構成となっている。このような端子台では、ボルトは樹脂製の端子台本体によって保持されるので、その固定は強固とは言えない。また、ナットの緩みを防止するために、いわゆる緩み止め機能付きナットを用いた場合、配線を取り外す必要が生じた場合にナットを緩めることができず、端子台全体を交換しなければならない。したがって、取り外しの際の利便性を考慮すると通常のナットを用いることとなり、ナットの緩み防止を図ることができないという問題がある。

本実施形態においては、ボルト２６を固定部材２８によって端子台本体２５に着脱可能に固定する。固定部材２８は金属製であることから、ボルト２６を金属部材によって保持できるので、その固定を強固にすることができる。また、ボルト２６を端子台本体２５に対し着脱可能とするので、配線を取り外す必要が生じた場合には、ナット２７を緩めることなくボルト２及びナット２７を一体として端子台本体２５より取り外すことができる。これにより、端子台本体２５については交換が不要となるので、ナット２７に緩み止め機能付きナットを用いても利便性を損なうことがない。したがって、ナット２７の緩み防止を図ることができる。以上により、端子台２３の信頼性を高めることができる。

さらに、端子台本体２５とボルト２６を別部品とするので、端子台本体２５の成型時にボルト２６をインサート成型する必要がなくなり、端子台本体２５の製造を容易にできる効果もある。

また、本実施形態では特に、回転電機用端子台２３は、車両に搭載される回転電機１００の配線の接続に用いられ、またナット２７として、緩み止め機能付きナットが用いられる。車両に搭載される回転電機１００の配線に用いられる端子台２３では、振動の影響によりボルト２６等に余分な外力が作用するとともに、ナット２７の緩みも生じ易くなることから、特に高い信頼性が要求される。本実施形態の端子台２３を車両に搭載される回転電機１００に適用することで、このような高い信頼性の要求に応えることができる。

また、本実施形態では特に、固定部材２８の係合片部２８ｂが係合突起３２によって端子台本体２５に係合し、ボルト押さえ部２８ａがボルト２６の頭部２６ｂに接触してボルト２６を固定する。ここで、仮に係合突起３２が各係合片部２８ｂに対し同じ前後方向位置に設けられる場合、ボルト２６に外力が作用した際に固定部材２８が両側の係合突起３２を回転軸として揺動し、ボルト２６が前後方向に傾くおそれがある。そこで係合突起３２を各係合片部２８ｂに対し前後方向に互い違いの位置に設けることにより、上記固定部材２８の揺動を抑えることでき、ボルト２６の固定をより強固にすることができる。さらに、２つの係合突起３２を結ぶ直線状にボルト２６の軸心Ｏを位置させることで、ボルト２６をさらに安定して固定できる。

また、本実施形態では特に、端子台本体２５は、係合突起３２が係合する係合溝３４を有し、係合溝３４は上下方向に延びる縦溝３４ａと前後方向に延びる横溝３４ｂを有する。このような係合溝３４を設けることで、固定部材２８を上下方向及び前後方向にスライドさせるだけの簡単な操作で端子台本体２５に対して固定又は取り外しを行うことができるので、ボルト２６の着脱作業が容易となる。

また、本実施形態では特に、次のような効果をも得る。すなわち、端子台の端子台本体は、上下方向（ボルト２６の軸方向）に分割された金型を用いた成型加工によって製造されるのが一般的である。このようにして製造される端子台本体では、金型の引き抜き方向（上下方向）と一致する縦溝については容易に形成できるが、金型の引き抜き方向と略直角となる横溝については形成することが困難である。そこで本実施形態では、端子台本体２５の両側の表面より２つの縦溝３４ａ１，３４ａ２を形成し、その先端を隣接させることで、２つの縦溝３４ａ１，３４ａ２の幅の和と略一致する長さの横溝３４ｂを形成する。このようにすることで、特別な製造方法（例えば成型後に切削加工を行う等）を用いることなく、一般的な成型加工によって横溝３４ｂを形成することができる。

＜変形例＞
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。

（１）端子台に固定子の電源結合部と外部電源用の電源結合部とを別々に設けた場合
上記実施形態では、固定子１４の電源ケーブルの端子１８Ａと外部電源の電源ケーブルの端子１８Ｂとを同一のボルト２６及びナット２７を用いて接続するようにしたが、別々のボルト及びナットで接続する構成としてもよい。本変形例の端子台の一例を図６に示す。

本変形例の端子台２３は、前後方向の幅の広い端子台本体２５及び固定部材２８を有する。固定部材２８は、前方及び後方の２箇所に長穴３１を有しており、これらの長穴３１に２本のボルト２６の軸部２６ａがそれぞれ挿通され、ナット２７が螺合される。このようにして、端子台本体２５の後方側に固定子１４用の３つの電源結合部２４Ａが設けられ、前方側に外部電源用の３つの電源結合部２４Ｂが設けられる。電源結合部２４Ａ，２４Ｂは、上記実施形態と同様、ボルト２６、ナット２７及び固定部材２８によって構成される。

固定部材２８は、上記実施形態と同様、係合片部２８ｂに前後方向に互い違いの位置となるように２つの係合突起３２を有している。係合突起３２がクランク状の係合溝３４に係合する点は上記実施形態と同様である。

本変形例の端子台２３を用いて固定子１４の電源ケーブルと外部電源の電源ケーブルとを接続するには、固定子１４の電源ケーブルの端子１８Ａを後方の電源結合部２４Ａのボルト２６に嵌装し、ナット２７をボルト２６に螺合して締め付ける。同様に、外部電源の電源ケーブルの端子１８Ｂを前方の電源結合部２４Ｂのボルト２６に嵌装し、ナット２７をボルト２６に螺合して締め付ける。これにより、固定子１４の電源ケーブルと外部電源の電源ケーブルとが接続される。

本変形例においても、ボルト２６を固定部材２８によって端子台本体２５に着脱可能に固定するので、ナット２７を緩めることなくボルト２６及びナット２７を一体として端子台本体２５より取り外すことができ、ナット２７に緩み止め機能付きナットを用いても利便性を損なうことがない等、上記実施形態と同様な効果を奏する。

（２）その他
また、上記実施形態では、回転電機が車両搭載用である場合を一例として説明したが、車両搭載用に限定されるものではなく、広く回転電機一般に適用することができる。さらに、回転電機がモータである場合を一例として説明したが、これに限られず、回転電機が発電機である場合にも適用することができる。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

その他、一々例示はしないが、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１ 回転電機本体
１１ フレーム
１２ シャフト
１３ 回転子
１４ 固定子
２３ 端子台（回転電機用端子台）
２４ 電源結合部
２５ 端子台本体
２６ ボルト
２６ｂ 頭部
２７ ナット
２８ 固定部材
２８ａ ボルト押さえ部
２８ｂ 係合片部
２９ 絶縁壁部
３１ 長穴
３２ 係合突起
３３ 段部
３４ 係合溝
３４ａ 縦溝
３４ｂ 横溝
１００ 回転電機
Ａ 車両

Claims (7)

1. 回転電機の配線の接続に用いられる回転電機用端子台であって、
   端子台本体と、
   前記端子台本体に立設されたボルトと、
   前記ボルトに螺合するナットと、
   前記ボルトを着脱可能に前記端子台本体に固定する固定部材と、を有する
   ことを特徴とする回転電機用端子台。
2. 車両に搭載される回転電機の配線の接続に用いられ、
   前記ナットとして、緩み止め機能付きナットが用いられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機用端子台。
3. 前記固定部材は、
   前記ボルトの軸部を挿通させるとともに頭部に接触して前記ボルトを押さえるボルト押さえ部と、
   前記ボルト押さえ部の両側に設けられ、前記端子台本体に係合する２つの係合片部と、を有し、
   前記２つの係合片部は、
   互い違いの位置に係合突起を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機用端子台。
4. 前記端子台本体は、
   前記係合突起が係合する係合溝を有し、
   前記係合溝は、
   前記ボルトの軸方向に延びる縦溝と、
   前記軸方向に略直角な方向に延びる横溝と、を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機用端子台。
5. 前記横溝は、
   前記端子台本体の両側の表面より形成された２つの前記縦溝の先端が隣接することで形成されており、
   前記横溝の長さは、前記２つの縦溝の幅の和と略一致する
   ことを特徴とする請求項４に記載の回転電機用端子台。
6. フレームと、
   前記フレームの内周に設けられた固定子と、
   シャフトの外周に設けられ、前記固定子の内周と空隙を介して対向する回転子と、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機用端子台と、を備える
   ことを特徴とする回転電機。
7. 請求項６に記載の回転電機を備えた車両。

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