JP2014093913A - 電動機ユニットの導体接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品を破損することなく容易に電動機ユニットと電力ケーブルとを接続する電動機ユニットの導体接続構造を提供する。
【解決手段】電動機ユニットの導体接続構造は、一端が固定子から延出する配線に接続される第１導体は、台座に固定されてケースの内部に配置され、第２導体は端子台に支持されており、前記ケースに設けられた孔に前記端子台を挿入することで、前記ケースの前記孔に向かって延出する前記第１導体の他端が前記第２導体と重ね合わさった状態で接続され、前記端子台と前記台座とを相互に嵌合させる位置決め部を前記端子台及び前記台座に設けて、前記第１導体と前記第２導体とを所定位置で接続させる。
【選択図】図８

Description

本発明は、電動機ユニットと電力供給源とを接続する電動機ユニットの導体接続構造に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両は、車両用駆動源である電動機ユニットを備えており、該電動機ユニットに三相交流の電力を供給することで、車両を駆動させることが一般的に知られている。下記に示す特許文献１には、三相の電力を供給する給電ケーブルの先端に設けられたオスコネクタが接続される端子台を、モータモジュールの筐体に取り付け、該端子台とモータ巻線とを接続する際の公差を吸収する構造が記載されている。

特開２００５−２２９７５４号公報

しかしながら、モータ巻線に接続される固定端子に、モータ巻線との公差を吸収するための遊びを設けた場合は、この遊びにより固定端子の位置ズレが生じてしまい、端子台に設けられた内部導体と固定端子とを接続する際に、内部導体と固定端子とが互いに干渉し、内部導体や固定端子が破損したり、締結不能に陥る可能性がある。

そこで、本発明は、部品を破損することなく容易に電動機ユニットと電力ケーブルとを接続する電動機ユニットの導体接続構造を提供することを目的とする。

本発明は、固定子と回転子とを有する電動機本体と、前記電動機本体を収容するケースと、前記ケース内部に設けられ、前記固定子に電力を供給するための第１導体と、前記第１導体と前記ケース外部に設けられる電力供給源とを接続する第２導体と、を備える電動機ユニットの導体接続構造であって、前記第１導体は、台座に固定されて前記ケースの内部に配置され、前記第１導体の一端が前記固定子から延出する配線に接続され、前記第２導体は端子台に支持されており、前記ケースに設けられた孔に前記端子台を挿入することで、前記ケースの前記孔に向かって延出する前記第１導体の他端が前記第２導体と重ね合わさった状態で接続され、前記端子台と前記台座とを相互に嵌合させる位置決め部を前記端子台及び前記台座に設けて、前記第１導体と前記第２導体とを所定位置で接続させることを特徴とする。

前記電動機ユニットの導体接続構造であって、第１導体の他端は、前記端子台と前記台座との嵌合方向に延出すると共に、端部を下方に屈曲させてもよい。

前記電動機ユニットの導体接続構造において、前記第１導体及び前記第２導体は、前記電動機本体の相数に対応する本数を有し、前記第１導体と前記第２導体との重なり方向を上下方向、前記端子台と前記台座との嵌合方向に垂直且つ前記上下方向と垂直な方向を左右方向とした場合に、前記位置決め部は、上側又は下側の一方側に、前記左右方向の中心に対して対称的に２つ以上配置され、他方側に、前記左右方向の中心に対して左右対称位置であり且つ前記一方側の位置決め部より中心よりに１つ以上配置されていてもよい。

前記電動機ユニットの導体接続構造において、前記電動機本体は、三相であり、３本の前記第１導体及び前記第２導体は前記左右方向に並列に配置され、前記一方側の前記位置決め部は、前記左右方向の両端の前記第１導体及び前記第２導体に対応する箇所に配置され、前記他方側の前記位置決め部は、中央の前記第１導体及び前記第２導体に対応する箇所に配置されていてもよい。

本発明によれば、端子台と、台座とを相互に嵌合させる位置決め部を端子台及び台座に設けて、第１導体と第２導体とを所定位置で接続させるので、端子台と台座とを接続する場合に、部材を破損させることなく容易に接続を行うことができる。

電動機ユニットの構成図である。 図１に示す電動機ユニットの一部拡大図である。 コネクタ付端子台の正面斜視図である。 台座の正面図である。 コネクタ付端子台と台座とが嵌合した状態を示す一部省略正面斜視図である。 図４のＡ−Ａ線の断面で、端子台は、上方から斜め下方向に向かって嵌合部に挿入される場合の状態を示す概略要部断面図である。 図４のＡ−Ａ線の断面で、端子台が前方から後方に向かって水平に嵌合部に挿入され、且つ、端子台の下面がバスバーの上面より下方にある場合の状態を示す概略要部断面図である。 図４のＡ−Ａ線の断面で、端子台と嵌合部とが嵌合した状態を示す概略要部断面図である。

本発明に係る電動機ユニットの導体接続構造について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、電動機ユニット１０の構成図である。なお、以下、特に指示のない限り、図１において示す矢印方向を基準として、前後及び上下の方向を説明すると共に、紙面に対して手前側を右方向、奥側を左方向として説明する。前後、上下、及び左右の方向は互いに直行している。

電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載される電動機ユニット１０は、電動機本体１２と電動機本体１２を収容するケース１４とを有する。電動機本体１２は、円周方向に交互に配置されたＮ極及びＳ極の永久磁石１６を有するロータ（回転子）１８と、ロータ１８の外周部を覆うように径方向で対抗配置され、ロータ１８を回転させる回転磁界を発生する三相（ＵＶＷ相）の配線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗが巻かれたステータ（固定子）２２とを有する。ステータ２２はケース１４に固定され、ロータ１８の回転軸には駆動軸２４が設けられている。

ケース１４の外部に設けられる図示しない三相の交流電力を供給する電力供給源（例えば、インバータ）に接続された電力ケーブル２６の先端に設けられたコネクタ２８にコネクタ付端子台３０が接続されている。ケース１４には、コネクタ付端子台３０と、該コネクタ付端子台３０と配線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗとを接続するための台座３２とが取り付けられている。

この台座３２は、ボルト３４、３４、３４、３６によってケース１４の内部に取り付けられる。コネクタ付端子台３０は、ケース１４の前方下方に設けられた孔１４ａに挿入され、台座３２と相互に嵌合する。また、ケース１４とコネクタ付端子台３０とは、ボルト３８ａによって締結され、コネクタ２８とコネクタ付端子台３０とはボルト３８ｂによって締結される。

図２は、図１に示す電動機ユニット１０の一部拡大図である。なお、図２においては、配線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗ、ボルト３４、３４、３４、３８ｂ、電力ケーブル２６、及びコネクタ２８の図示を省略している。

台座３２は、配線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗに接続される３相の導電性のバスバー（第１導体）４０ｕ、４０ｖ、４０ｗを固定するものであり、バスバー４０ｕの一端は配線２０ｕに、バスバー４０ｖの一端は配線２０ｖに、バスバー４０ｗの一端は配線２０ｗに、ボルト３４、３４、３４によって締結される。つまり、ボルト３４、３４、３４は、ＵＶＷ相の配線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗと３相のバスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗとを締結すると共に、台座３２とケース１４とを固定する。

図３は、コネクタ付端子台３０の正面斜視図である。コネクタ付端子台３０は、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗと電気的に接続される端子台５０と、端子台５０を支持し、コネクタ２８と嵌合されることで端子台５０と電力ケーブル２６とを電気的に接続するコネクタ部５２とを有する。

端子台５０は、バスバー４０ｕに接続される端子部５４ｕと、バスバー４０ｖに接続される端子部５４ｖと、バスバー４０ｗに接続される端子部５４ｗとを有する。また、端子部５４ｕ、５４ｖ、５４ｗは左右方向に並列配置され、端子台５０は、端子部５４ｕと端子部５４ｖとの間及び端子部５４ｖと端子部５４ｗとの間に設けられる仕切板５６、５６を有する。

端子部５４ｕ、５４ｗの左右外方向には、左右外方向に向かって膨張したガイド部５８、５８が連接して設けられており、仕切板５６、５６の上面且つ先端側（コネクタ部５２側と反対側）には、上方に突出した突起部６０、６０が設けられている。このガイド部５８、５８及び突起部６０、６０は、端子台５０の左右方向の中心に対して対称的に２つ設けられている。

端子部５４ｕ、５４ｖ、５４ｗには、その先端側に上下方向に貫通した孔６２を有する導電性のバスバー（第２導体）６４ｕ、６４ｖ、６４ｗと、該バスバー６４ｕ、６４ｖ、６４ｗの上面及び両側面と、下面の一部を覆うカバー部６６ｕ、６６ｖ、６６ｗとを有する。このバスバー６４ｕ、６４ｖ、６４ｗが、コネクタ２８を介して電力ケーブル２６と電気的に接続される。

図４は、台座３２の正面図である。台座３２は、端子台５０が前後方向（嵌合方向）に挿入可能な嵌合部７０と、該嵌合部７０の上端から上方に向かって延出する延出部７２とを有する。バスバー４０ｕの一端は、配線２０ｕに接続されるため、延出部７２の裏面側（後側）に配置され（図２参照）、バスバー４０ｕの他端は、屈曲部７４が屈曲して延出部７２の開口を通過することで延出部７２の正面（前側）に導出され、下方に進むと共に、屈曲部７６が屈曲して右方向にずれて下方に延出した後、屈曲部７８が屈曲して前方に（ケース１４の孔１４ａ方向に向かって）水平に延びた形状を有する。

バスバー４０ｖの一端は、配線２０ｖに接続されるため、延出部７２の裏面に配置され（図２参照）、バスバー４０ｖの他端は、下方に延出すると共に、屈曲部８０、８２が屈曲して延出部７２の開口を通過することで延出部７２の正面に導出されて下方に延び、屈曲部８４が屈曲して前方に水平に延びた形状を有する。バスバー４０ｗの一端は、配線２０ｗに接続されるため、延出部７２の裏面に配置され（図２参照）、屈曲部８６が屈曲して右方向に延びた後、屈曲部８８が屈曲して延出部７２の開口を通過することで、延出部７２の正面に導出されて前方に水平に延びた形状を有する。バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの前方に水平に延びる他端側は、左右方向に並列配置されている。

台座３２は、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗを保持するように、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの形状に応じた形状を有する。このバスバー４０ｕの屈曲部７４、７６、バスバー４０ｖの屈曲部８０、８２、バスバー４０ｗの屈曲部８６、８８により、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗは台座３２に引っ掛けられた状態で保持され、台座３２に対して上下方向に所定距離の遊びを有する。

バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの他端側には、図示しないネジが貫通するための孔８９が設けられ、このバスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの他端の端部９０ｕ、９０ｖ、９０ｗは、下方に屈曲している。バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの孔８９の位置は、端子台５０を嵌合部７０に挿入した場合に、バスバー６４ｕ、６４ｖ、６４ｗの孔６２と対応する位置に設けられている。

つまり、端子台５０を嵌合部７０に挿入して、第１導体であるバスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗと、第２導体であるバスバー６４ｕ、６４ｖ、６４ｗとは上下方向に重ね合せた時に、孔８９、６２が互いに一致するように設けられている（図８参照）。この孔６２、８９に前記ネジを挿入して図示しないナットで締めることで、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗとバスバー６４ｕ、６４ｖ、６４ｗとを締結することができる。なお、端子台５０と嵌合部７０とは、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの上面にバスバー６４ｕ、６４ｖ、６４ｗの下面が接するようにして嵌合される（図８参照）。

嵌合部７０は、左右の側壁部９２、９２と、左右の側壁部９２、９２を上方で繋ぐ上壁部９４と、左右の側壁部９２、９２と上壁部９４とを後方で繋ぐ底壁部９６（図５参照）とを有する。

嵌合部７０の左右の側壁部９２、９２は、図５に示す様に、端子台５０を嵌合部７０に挿入した場合に、端子部５４ｕ、５４ｗの外側方に設けられたガイド部５８、５８と干渉しない形状を有し、左右の側壁部９２、９２の下方には、端子台５０の下方向への移動を規制するガイド部９８、９８が設けられている。左右のガイド部９８、９８間の幅（距離）は、左右の側壁部９２、９２間の幅（距離）より狭い。

この左右のガイド部９８、９８の上面である下ガイド面１００、１００は、ガイド部５８、５８の下面である下ガイド面１０２、１０２（図３参照）と当接することで、図５に示す様に、端子台５０の下方への移動を規制する（位置決めする）。このガイド部５８、５８と、ガイド部９８、９８とは、本発明の位置決め部として機能する。なお、この位置決め部は、上記した箇所に限定されず、左右方向の両端にあるバスバー４０ｕ、バスバー４０ｗ及びバスバー６４ｕ、６４ｗに対応する箇所に設けられていればよい。

また、嵌合部７０の上壁部９４には、上方に凹んだ上ガイド面１０４が設けられている。この上ガイド面１０４は、端子台５０を嵌合部７０に挿入した場合に、仕切板５６、５６の上面に設けられた突起部６０、６０と当接することで、図５に示す様に、端子台５０の上方への移動を規制する（位置決めする）。この上壁部９４と突起部６０、６０とは本発明の位置決め部として機能する。なお、この位置決め部は、上記した箇所に限定されず、左右方向の中央にあるバスバー４０ｖ及びバスバー６４ｖに対応する箇所に配置されていればよい。

つまり、端子台５０と嵌合部７０とは、ガイド部５８、５８とガイド部９８、９８とで形成される下側の２点の位置決め部と、突起部６０、６０と上壁部９４とで形成される上側の２点の位置決め部との計４点の位置決め部で上下方向の移動が規制されて嵌合する。この位置決め部により、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗと、バスバー６４ｕ、６４ｖ、６４ｗとを所定位置で接続することができる。また、上側の２点の位置決め部は、下側の２点の位置決め部より中央よりに配置されている。

また、上壁部９４には、バスバー４０ｕ、４０ｖが上方に延びるための開口部９４ａ、９４ｂが形成されている。開口部９４ａは、上ガイド面１０４の左側に形成され、開口部９４ｂは、上ガイド面１０４の略中央に形成されている。

なお、端子台５０と嵌合部７０とを嵌合させた時に、仕切板５６、５６は、バスバー４０ｕとバスバー４０ｖとの間、及び、バスバー４０ｖとバスバー４０ｗとの間に位置するので、仕切板５６、５６は、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗと干渉することはない。

次に、端子台５０の台座３２の嵌合部７０への挿入パターンについて説明する。図６は、端子台５０は、上方から斜め下方向に向かって嵌合部７０に挿入される場合の状態を示す概略要部断面図である。図７は、端子台５０が前方から後方に向かって水平に嵌合部７０に挿入され、且つ、端子台５０の下面がバスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの上面より下方にある場合の状態を示す概略要部断面図である。なお、図６及び図７は、図４のＡ−Ａ線の断面で表している。

正しい挿入方向（嵌合方向）で端子台５０を嵌合部７０に挿入しない場合は、例えば、図６に示す様に、端子台５０が上方から斜め下方に向かって嵌合部７０に挿入された場合は、端子台５０に設けられたガイド部５８、５８と、台座３２の嵌合部７０に設けられたガイド部９８、９８とが干渉し合うため、端子台５０が挿入できず、端子台５０と嵌合部７０とを嵌合させることができない。従って、正しい挿入方向で端子台５０が嵌合部７０に挿入されない場合における端子台５０とバスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗとの干渉を防止することができ、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの破損を防止することができる。

また、正しい挿入位置、及び挿入方向で端子台５０を嵌合部７０に挿入した場合であって、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの位置が端子台５０の下面より高い場合は、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗと端子台５０とが干渉してしまうが、バスバー４０ｗは、図７に示す様に、上下方向に所定距離Ｈの遊び（自由度）を有するので、バスバー４０ｗが下方に移動することで端子台５０との干渉を回避することができる。なお、図示しないがバスバー４０ｕ、４０ｖも上下方向に所定距離Ｈの遊びを有するので、バスバー４０ｕ、４０ｖも下方に移動することで端子台５０との干渉を回避することができる。

また、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗの一端の端部９０ｕ、９０ｖ、９０ｗは下方に屈曲しているので、端子台５０が挿入されることで、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗは下方に移動し易くなり、端子台５０との干渉を回避することができる。また、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗが下方に移動できない場合であっても、該端部９０ｕ、９０ｖ、９０ｗによって端子台５０を上方に上げることができ、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗと端子台５０との干渉を回避することができる。

このように、端子台５０と、嵌合部７０とを相互に嵌合させる位置決め部（ガイド部５８、９８、突起部６０、上壁部９４）を端子台５０及び嵌合部７０に設けて、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗとバスバー６４ｕ、６４ｖ、６４ｗとを所定位置で接続させるので、端子台５０と嵌合部７０とを接続する場合に、バスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗ等の部材を破損させることなく容易に接続を行うことができる。

図８は、図４のＡ−Ａ線の断面で、端子台５０と嵌合部７０とが嵌合した状態を示す概略要部断面図である。図８に示す様に、下ガイド面１００、１００と下ガイド面１０２、１０２、及び、上ガイド面１０４と突起部６０、６０によって、端子台５０と嵌合部７０とが正常に嵌合すると、バスバー６４ｗとバスバー４０ｗとが上下方向で重なり合うと共に、バスバー６４ｗの孔６２とバスバー４０ｗの孔８９とが一致する（図示しないがバスバー６４ｕ、６４ｖ及びバスバー４０ｕ、４０ｖも同様）。この孔６２、８９に前記ボルトを通して前記ナットで締めることで、バスバー６４ｕ、６４ｖ、６４ｗと５４ｕ、５４ｖ、５４ｗとが締結する。

なお、上記実施の形態においては、ガイド部５８、５８とガイド部９８、９８とで下側の２点の位置決め部を形成したが、端子台５０と嵌合部７０とで下側の位置決め部を２つ以上形成してもよい。また、上壁部９４と突起部６０、６０とで上側の２点の位置決め部を形成したが、端子台５０と嵌合部７０とで上側の位置決め部を１つ以上形成してもよい。この位置決め部は左右方向の中心に対称であることが好ましいので、位置決め部を奇数とする場合には、１つは左右方向の中心に設ける必要がある。この場合も、上側の位置決め部は、下側の位置決め部より中央よりに配置される。

逆に、端子台５０と嵌合部７０とで下側の位置決め部を１つ以上形成し、上側の位置決め部を２つ以上形成してもよい。この場合は、下側の位置決め部は、上側の位置決め部より中央に配置される。

また、上記実施の形態では、電動機本体１２の相数を３つとしたので、台座３２に３つのバスバー４０ｕ、４０ｖ、４０ｗ、端子台５０に３つの端子部５４ｕ、５４ｖ、５４ｗを設けるようにしたが、このバスバー及び端子部の数は、電動機本体１２の相数によって変更する。

以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０…電動機ユニット １２…電動機本体
１４…ケース １４ａ、６２、８９…孔
１８…ロータ ２０ｕ、２０ｖ、２０ｗ…配線
２２…ステータ ２４…駆動軸
２６…電力ケーブル ２８…コネクタ
３０…コネクタ付端子台 ３２…台座
３４、３６、３８ａ、３８ｂ…ボルト
４０ｕ、４０ｖ、４０ｗ、６４ｕ、６４ｖ、６４ｗ…バスバー
５０…端子台 ５２…コネクタ部
５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ…端子部 ５６…仕切板
５８、９８…ガイド部 ６０…突起部
７０…嵌合部 ７２…延出部
７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、８８…屈曲部
９０ｕ、９０ｖ、９０ｗ…端部 ９２…側壁部
９４…上壁部 １００、１０２…下ガイド面
１０４…上ガイド面

Claims (4)

1. 固定子と回転子とを有する電動機本体と、
   前記電動機本体を収容するケースと、
   前記ケース内部に設けられ、前記固定子に電力を供給するための第１導体と、
   前記第１導体と前記ケース外部に設けられる電力供給源とを接続する第２導体と、
   を備える電動機ユニットの導体接続構造であって、
   前記第１導体は、台座に固定されて前記ケースの内部に配置され、
   前記第１導体の一端が前記固定子から延出する配線に接続され、
   前記第２導体は端子台に支持されており、前記ケースに設けられた孔に前記端子台を挿入することで、前記ケースの前記孔に向かって延出する前記第１導体の他端が前記第２導体と重ね合わさった状態で接続され、
   前記端子台と前記台座とを相互に嵌合させる位置決め部を前記端子台及び前記台座に設けて、前記第１導体と前記第２導体とを所定位置で接続させる
   ことを特徴とする電動機ユニットの導体接続構造。
2. 請求項１に記載の電動機ユニットの導体接続構造であって、
   第１導体の他端は、前記端子台と前記台座との嵌合方向に延出すると共に、端部を下方に屈曲させた
   ことを特徴とする電動機ユニットの導体接続構造。
3. 請求項１又は２に記載の電動機ユニットの導体接続構造において、
   前記第１導体及び前記第２導体は、前記電動機本体の相数に対応する本数を有し、
   前記第１導体と前記第２導体との重なり方向を上下方向、前記端子台と前記台座との嵌合方向に垂直且つ前記上下方向と垂直な方向を左右方向とした場合に、前記位置決め部は、上側又は下側の一方側に、前記左右方向の中心に対して対称的に２つ以上配置され、他方側に、前記左右方向の中心に対して左右対称位置であり且つ前記一方側の位置決め部より中心よりに１つ以上配置された
   ことを特徴とする電動機ユニットの導体接続構造。
4. 請求項３記載の電動機ユニットの導体接続構造において、
   前記電動機本体は、三相であり、３本の前記第１導体及び前記第２導体は前記左右方向に並列に配置され、
   前記一方側の前記位置決め部は、前記左右方向の両端の前記第１導体及び前記第２導体に対応する箇所に配置され、前記他方側の前記位置決め部は、中央の前記第１導体及び前記第２導体に対応する箇所に配置された
   ことを特徴とする電動機ユニットの導体接続構造。

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