JP2023017301A - 電気的接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな構成の回転電気駆動ユニットを実現することができる電気的接続構造を提供すること。
【解決手段】電気的接続構造は、内部に第一電動機３と第二電動機４とが収容されたケース２と、第一電動機３又は第二電動機４の制御を行う電気機器５と、を備え、第一電動機３と電気機器５の第１の三相端子１５とを接続部材１６を介して電気的に接続するとともに、第二電動機４と電気機器５の第２の三相端子１７とを接続部材１６を介して電気的に接続する構造である。電気機器５側において、第１の三相端子１５と第２の三相端子１７とは、直列に配置される。ケース２側において、接続部材１６における第一電動機３と接続される第一電動機側三相端子２４と、接続部材１６における第二電動機４と接続される第二電動機側三相端子２５とは、並列に配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動機とそれを制御する電気機器との間の電気的接続構造に関する。

従来、ハイブリッド車において、電動機が収容されたケースに電気機器を搭載する回転電気駆動ユニットでは、電気機器側に設けられた三相コネクタとケース側に設けられた三相コネクタとを接続して、電気機器と電動機とを電気的に接続している。この場合、電気機器側の前方に設けられた三相コネクタとケース側の前方に設けられた三相コネクタとが接続されるとともに、電気機器側の後方に設けられた三相コネクタとケース側の後方に設けられた三相コネクタが接続される。このように電気機器側の後方に設けられた三相コネクタとケース側の後方に設けられた三相コネクタが接続される構成では、ケースが後方に突出することになり、ケースが後方に大型化する。

そのため、下記特許文献１に開示されるように、回転電気駆動ユニットの前方において、電力制御器の側面に接続されたコネクタにパワーケーブルの一端が接続されるとともに、トランスアクスルにパワーケーブルの他端が接続される構造が考えられる。これにより、電動機であるモータと電力制御器との接続部が回転電気駆動ユニットの前方に集約されるので、上述した問題を解決することができる。

特開２０１９－３４６２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、電動機と電力制御器との接続部が前方に集約されるので、トランスアクスルが前方に突出することになり、ケースが前方に大型化することになる。この場合、車両衝突時のトランスアクスルへの多大な入力が発生するおそれがある。なお、上述した問題を解決するために、電動機と電力制御器との接続部を回転電気駆動ユニットの左右に分散させることも考えられるが、この場合、回転電気駆動ユニットの左右方向のサイズが大きくなる。これにより、回転電気駆動ユニットをエンジンルーム内に配置した際に、エンジンルーム内の周辺部品とのレイアウトに影響を及ぼしてしまう。

本発明は、コンパクトな構成の回転電気駆動ユニットを実現することができる電気的接続構造を提供することを目的とする。

（１）本発明は、内部に第一電動機と第二電動機とが収容されたケースと、前記第一電動機又は前記第二電動機の制御を行う電気機器と、を備え、前記第一電動機と前記電気機器の第１の三相端子とを接続部材を介して電気的に接続するとともに、前記第二電動機と前記電気機器の第２の三相端子とを前記接続部材を介して電気的に接続する構造であって、前記電気機器側において、前記第１の三相端子と前記第２の三相端子とが直列に配置され、前記ケース側において、前記接続部材における前記第一電動機と接続される第一電動機側三相端子と、前記接続部材における前記第二電動機と接続される第二電動機側三相端子とが並列に配置されている。

（２）本発明は、上記（１）において、前記ケース内において、前記第一電動機の回転軸と前記第二電動機の回転軸とが平行に位置しており、前記第一電動機の回転軸と前記第二電動機の回転軸とを結ぶ仮想線と、直列に配置された前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子の中心を通る仮想線とが平行でないのが好ましい。

（３）本発明は、上記（１）又は（２）において、前記接続部材は、前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子と電気的に接続される電気機器側連結部材と、前記第一電動機側三相端子及び前記第二電動機側三相端子を有する電動機側連結部材と、直列に配置された前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子と、並列に配置された前記第一電動機側三相端子及び前記第二電動機側三相端子とを電気的に接続する変換部と、を有し、前記電気機器側連結部材における前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子が並んだ方向の長さよりも、前記電動機側連結部材における前記方向と同一方向の長さが短いのが好ましい。

（４）本発明は、上記（３）において、前記電気機器側連結部材は、前記電気機器に設けられ、前記変換部及び前記電動機側連結部材は、前記ケースに設けられており、前記電気機器側連結部材と、前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子との間に、フローティング機構が設けられるのが好ましい。

本発明によれば、コンパクトな構成の回転電気駆動ユニットを実現することができる電気的接続構造を提供することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る電気的接続構造が適用される回転電気駆動ユニットの一例を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る電気的接続構造を示す概略構成図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電気的接続構造が適用される回転電気駆動ユニットの一例を示す右側面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る電気的接続構造を示す概略構成図である。なお、図２では、電気的接続構造が分解された状態を示している。本実施形態の回転電気駆動ユニット１は、ケース２内に収容される第一電動機３及び第二電動機４と、ケース２上に搭載される電気機器５とを備える。

第一電動機３は、車両の走行駆動用モータであり、バッテリから供給される電力によって回転駆動力を発生する。図２に示すように、第一電動機３は、回転軸６が左右方向に沿うようにして、ケース２の後側の上端部に配置される。

第二電動機４は、発電用のモータであって、回転軸７に入力される回転駆動力により発電電力を発生する。図２に示すように、第二電動機４は、回転軸７が左右方向に沿うようにして、ケース２の前側に配置される。第二電動機４は、回転軸７が第一電動機３の回転軸６よりも下方かつ前方に位置するように、ケース２内に配置される。

前述したように、第一電動機３の回転軸６及び第二電動機４の回転軸７は、左右方向に沿って配置されている。また、前述したように、第二電動機４の回転軸７は、第一電動機３の回転軸６よりも下方かつ前方に位置している。従って、ケース２内において、第一電動機３の回転軸６と第二電動機４の回転軸７とは、上下及び左右に離隔した状態で、平行に位置している。

電気機器５は、ケース２上に搭載される。電気機器５は、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）８を有する。

図１に示すように、ＰＣＵ８は、ケース２の直上に配置される。ＰＣＵ８は、ＰＣＵケース１０，１１と、ＰＣＵカバー１２とを有する。具体的には、ＰＣＵケース１０の上方にＰＣＵケース１１が配置されるとともに、ＰＣＵケース１１の上方にＰＣＵカバー１２が配置される。ＰＣＵケース１０，１１とＰＣＵカバー１２とにより形成される筐体１３内には、パワーモジュール１４が配置される。すなわち、ＰＣＵ８は、前記筐体１３内に収容されるパワーモジュール１４を有する。

このような構成の回転電気駆動ユニット１に、本実施形態の電気的接続構造が適用される。本実施形態の電気的接続構造は、内部に第一電動機３と第二電動機４とが収容されたケース２と、第一電動機３又は第二電動機４の制御を行う電気機器５とを備える。この電気的接続構造では、第一電動機３と電気機器５の第１の三相端子１５とが接続部材１６を介して電気的に接続されるとともに、第二電動機４と電気機器５の第２の三相端子１７とが接続部材１６を介して電気的に接続される。図２に示すように、接続部材１６は、電気機器側連結部材１８と、電動機側連結部材１９と、変換部２０とを有する。

電気機器側連結部材１８は、コネクタであって、変換部２０と電気機器側連結部材１８とを電気的に接続する６つの機器側電気接続部２１を有する。６つの機器側電気接続部２１は、直列に配置されている。具体的には、６つの機器側電気接続部２１は、前後方向に沿って一列に並んでいる。機器側電気接続部２１は、電気機器５の第１の三相端子１５及び電気機器５の第２の三相端子１７に、電気的に接続される。

第１の三相端子１５及び第２の三相端子１７は、電気機器５のパワーモジュール１４に配置される。第１の三相端子１５と第２の三相端子１７とは、電気機器５側において、直列に配置される。具体的には、第１の三相端子１５の３つの端子及び第２の三相端子１７の３つの端子が前後方向に一列に並んでいる。第１の三相端子１５の３つの端子及び第２の三相端子１７の３つの端子それぞれと、６つの機器側電気接続部２１それぞれとは、接続線部２２によって電気的に接続される。

本実施形態では、電気機器側連結部材１８と第１の三相端子１５及び第２の三相端子１７との間に、フローティング機構が設けられる。フローティング機構は、電気機器側連結部材１８と電動機側連結部材１９との間の公差のばらつきを吸収する。そのため、フローティング機構では、単純なバスバーではなく、線材で電気的に接続される。

このような構成の電気機器側連結部材１８は、電気機器５に設けられる。具体的には、電気機器側連結部材１８は、前記筐体１３内に設けられる。この際、電気機器側連結部材１８は、筐体１３の下端部の前側に形成された開口２３に対応するように、筐体１３内に設けられる。すなわち、電気機器側連結部材１８は、筐体１３の下端部の前側に配置されている。

電動機側連結部材１９は、コネクタであって、第一電動機３と接続される第一電動機側三相端子２４と、第二電動機４と接続される第二電動機側三相端子２５とを有する。第一電動機側三相端子２４と第二電動機側三相端子２５とは、並列に配置されている。具体的には、第一電動機側三相端子２４の３つの端子が前後に一列に直列配置され、第二電動機側三相端子２５の３つの端子が前後に一列に直列配置されるとともに、直列配置された３つの端子同士が並列配置されている。

第一電動機側三相端子２４と第一電動機３とは、電気的に接続される。具体的には、第一電動機側三相端子２４の３つの端子それぞれと第一電動機３のコイルそれぞれとが、第一接続線部２６によって電気的に接続される。第二電動機側三相端子２５と第二電動機４とは、電気的に接続される。具体的には、第二電動機側三相端子２５の３つの端子それぞれと第二電動機４のコイルそれぞれとが、第二接続線部２７によって電気的に接続される。

このような構成の電動機側連結部材１９は、ケース２に設けられる。具体的には、電動機側連結部材１９は、ケース２の上端部の前側に形成された開口２８に対応するようにして、ケース２内に配置される。すなわち、電動機側連結部材１９は、ケース２内の上端部の前端部に配置される。ケース２内に配置された電動機側連結部材１９は、第一電動機３の前方で、第二電動機４の上方に位置している。このようにして、本実施形態では、ケース２側において、接続部材１６における第一電動機３と接続される第一電動機側三相端子２４と、接続部材１６における第二電動機４と接続される第二電動機側三相端子２５とが並列に配置されている。

変換部２０は、変換部本体２９と、変換部本体２９に設けられる６つの電動機側電気接続部３０とを有する。６つの電動機側電気接続部３０は、変換部本体２９から外方に露出した状態で、変換部本体２９の上端部に設けられる。６つの電動機側電気接続部３０は、直列に配置されている。具体的には、６つの電動機側電気接続部３０は、前後方向に沿って一列に並んでいる。

電動機側電気接続部３０と機器側電気接続部２１とは、電気的に接続される。具体的には、電動機側電気接続部３０と機器側電気接続部２１とは、接続線部などを介さずに、直接接続される。電動機側電気接続部３０と第一電動機側三相端子２４及び第二電動機側三相端子２５とは、電気的に接続される。具体的には、第一電動機側三相端子２４の３つの端子及び第二電動機側三相端子２５の３つの端子それぞれと、６つの電動機側電気接続部３０それぞれとは、図示しない接続線部によって電気的に接続される。

このようにして、電気機器側連結部材１８と電動機側連結部材１９とは、変換部２０を介して、電気的に接続される。これにより、直列に配置された第１の三相端子１５及び第２の三相端子１７と、並列に配置された第一電動機側三相端子２４及び第二電動機側三相端子２５とは、変換部２０によって電気的に接続される。

図２に示すように、本実施形態では、変換部２０は、ケース２の上端部に設けられる。具体的には、電動機側電気接続部３０が上方に位置した状態で、変換部本体２９がケース２の開口２８を閉じるようにケース２の上端部に設けられる。この際、変換部２０とケース２との間の隙間は、パッキン３１によって封止される。このパッキン３１は、ケース２の開口２８を取り囲む位置に設けられる。

図２に示すように、電気機器５をケース２上に搭載する際には、前記筐体１３をケース２上に載せ置いて固定する。この際、電気機器側連結部材１８の機器側電気接続部２１と、変換部２０の電動機側電気接続部３０とが直接接続される。筐体１３がケース２上に固定された状態において、変換部２０と筐体１３との間の隙間は、パッキン３２によって封止される。このパッキン３２は、筐体１３の開口２３を取り囲む位置に設けられる。なお、本実施形態では、筐体１３の開口２３の前後方向の長さよりも、ケース２の開口２８の前後方向の長さが短い。従って、変換部２０とケース２との間の隙間を封止するパッキン３１の前端部と後端部との間の距離は、変換部２０と筐体１３との間の隙間を封止するパッキン３２の前端部と後端部との間の距離よりも短い。

このようにして、回転電気駆動ユニット１は、ケース２上に電気機器５が搭載されるようにして組付けられる。回転電気駆動ユニット１に適用される本実施形態の電気的接続構造では、図２に示すように、直列に配置された第１の三相端子１５及び第２の三相端子１７の中心を通る仮想線３３は、前後方向に沿う直線であって、水平に延びる直線である。また、図２に示すように、第一電動機３の回転軸６の中心と第二電動機４の回転軸７の中心とを結ぶ仮想線３４は、仮想線３３に対して傾いている。すなわち、仮想線３３と仮想線３４とは、平行でない。

図２に示すように、本実施形態の電気的接続構造では、前述したように、第１の三相端子１５と第２の三相端子１７とが直列に配置され、第一電動機側三相端子２４と第二電動機側三相端子２５とが並列に配置されている。従って、電気機器側連結部材１８における第１の三相端子１５及び第２の三相端子１７が並んだ方向である前後方向の長さよりも、電動機側連結部材１９の前後方向の長さが短い。

本実施形態の電気的接続構造の場合、第１の三相端子１５と第２の三相端子１７とが筐体１３の下端部の前端部において直列に配置され、第一電動機側三相端子２４と第二電動機側三相端子２５とがケース２の上端部の前端部において並列に配置されている。従って、本実施形態の電気的接続構造によれば、第１の三相端子及び第２の三相端子と第一電動機側三相端子及び第二電動機側三相端子との両者がそれぞれ直列に配置される従来の場合と比較して、ケース２の前方への突出を抑制でき、コンパクトな構成の回転電気駆動ユニット１を実現することができる。

また、本実施形態の電気的接続構造の場合、仮想線３３と仮想線３４とが平行でない。従って、本実施形態の電気的接続構造によれば、第一電動機３の前方かつ第二電動機４の上方であるスペースに、第一電動機側三相端子２４と第二電動機側三相端子２５とを並列に配置できる。すなわち、ケース２内に第一電動機３及び第二電動機４を配置した際に生じるスペースに、第一電動機側三相端子２４と第二電動機側三相端子２５とを並列に配置できる。

また、本実施形態の電気的接続構造の場合、電気機器側連結部材１８の前後方向の長さよりも、電動機側連結部材１９の前後方向の長さが短い。従って、ケース２の開口２８を小さくすることができ、剛性の向上とＮＶ性能の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態の電気的接続構造の場合、電気機器側連結部材１８が筐体１３に設けられ、変換部２０及び電動機側連結部材１９がケース２に設けられる。そして、電気機器側連結部材１８と第１の三相端子１５及び第２の三相端子１７との間に、フローティング機構が設けられる。従って、スペースが必要な構造を筐体１３とケース２に分散することができ、空きスペースを効率良く利用することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。

例えば、接続部材１６の構成は、前記実施形態に限定されるものではない。すなわち、直列に配置された第１の三相端子及び第２の三相端子と、並列に配置された第一電動機側三相端子及び第二電動機側三相端子とを電気的に接続できればよい。

２ ケース
３ 第一電動機
４ 第二電動機
５ 電気機器
６ 回転軸
７ 回転軸
１５ 第１の三相端子
１６ 接続部材
１７ 第２の三相端子
１８ 電気機器側連結部材
１９ 電動機側連結部材
２０ 変換部
２４ 第一電動機側三相端子
２５ 第二電動機側三相端子
３３ 仮想線
３４ 仮想線

Claims (4)

1. 内部に第一電動機と第二電動機とが収容されたケースと、
   前記第一電動機又は前記第二電動機の制御を行う電気機器と、を備え、
   前記第一電動機と前記電気機器の第１の三相端子とを接続部材を介して電気的に接続するとともに、前記第二電動機と前記電気機器の第２の三相端子とを前記接続部材を介して電気的に接続する構造であって、
   前記電気機器側において、前記第１の三相端子と前記第２の三相端子とが直列に配置され、
   前記ケース側において、前記接続部材における前記第一電動機と接続される第一電動機側三相端子と、前記接続部材における前記第二電動機と接続される第二電動機側三相端子とが並列に配置されている、電気的接続構造。
2. 前記ケース内において、前記第一電動機の回転軸と前記第二電動機の回転軸とが平行に位置しており、
   前記第一電動機の回転軸と前記第二電動機の回転軸とを結ぶ仮想線と、直列に配置された前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子の中心を通る仮想線とが平行でない、請求項１に記載の電気的接続構造。
3. 前記接続部材は、
   前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子と電気的に接続される電気機器側連結部材と、
   前記第一電動機側三相端子及び前記第二電動機側三相端子を有する電動機側連結部材と、
   直列に配置された前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子と、並列に配置された前記第一電動機側三相端子及び前記第二電動機側三相端子とを電気的に接続する変換部と、を有し、
   前記電気機器側連結部材における前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子が並んだ方向の長さよりも、前記電動機側連結部材における前記方向と同一方向の長さが短い、請求項１又は２に記載の電気的接続構造。
4. 前記電気機器側連結部材は、前記電気機器に設けられ、
   前記変換部及び前記電動機側連結部材は、前記ケースに設けられており、
   前記電気機器側連結部材と、前記第１の三相端子及び前記第２の三相端子との間に、フローティング機構が設けられる、請求項３に記載の電気的接続構造。

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