JP4036139B2 - 回転電機駆動ユニット - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は組み立てが容易な回転電機駆動ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
回転電機とこれを制御するための制御回路部とをケース内に収め、固定子コイルのコイルエンド部において、コイルの末端部とインバータなどを実装した回路基板とを接続したものが特許文献1に開示されている。
【0003】
【特許文献1】
実開平9−285056
【0004】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかし、上記の発明では、運転により加熱した回転電機を冷却するために冷媒を使用する場合に制御回路に冷媒がかからないように制御回路部と回転電機とを分離するのが困難である。
【0005】
本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、組み立てが容易で回転電機と制御回路部を完全に分離し、回転電機を冷却するための冷媒を使用することが可能な回転電機駆動ユニット提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明では回転電機と制御回路部とが回転電機の回転軸方向に配置された回転電機駆動ユニットにおいて、回転電機と制御回路部とを隔離し、回転電機の軸方向に貫通する穴を有する隔壁と、回転電機側端子、制御回路部側端子とそれぞれ接続する2つの導体と、隔壁の穴に圧入される円筒形状の絶縁体と、を備える。2つの導体のうち一方の導体は、有底円筒形状の導体であり、もう一方の導体は有底円筒形状の導体の内周に密着する円柱形状の導体である。有底円筒形状の導体は、絶縁体に圧入され、有底円筒形状の内周側に円柱形状の導体が軸方向から挿入されて有底円筒形状の導体と円柱形状の導体とが密着し、穴内に絶縁体と第1導体と第2導体とが位置し、第1導体と第2導体とが嵌合接続する。
【0007】
【作用及び効果】
本発明によると、回転電機と制御回路部とが隔壁によって隔離され、隔壁を回転軸方向に貫通する穴において回転電機側と接続する導体と、制御回路部側と接続する導体と、を嵌合接続することで組み立てが容易で回転電機の冷却に冷媒を用いても制御回路側に冷媒が漏れるのを防ぐことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の第1実施形態の回転電機ユニットの断面図を図1に示す。
【0009】
回転電機ユニットは回転電機1と制御回路部2とを右エンドブラケット(隔壁部材)9により隔離し、回転電機1と制御回路部2とは回転軸6方向に並べて構成され、接続部7によってお互いに接続している。
【0010】
回転電機1は円筒形状のケース3と、ケース3の開口端に接続している左エンドブラケット8と、ケース3のもう一つの開口端に接続している右エンドブラケット9と、ケース3の内部に取り付けられ固定子巻線11を巻いた固定子4と、固定子4の内側に同心的に配置される回転子5と、回転子5と一体となり回転する回転軸6と、から構成される。
【0011】
左エンドブラケット8と右エンドブラケット9はそれぞれ略中心に回転軸6が貫通する穴を設けており、それぞれの穴にベアリング10a、10bを装着し、ベアリング10a、10bを介し回転軸6を支持する。
【0012】
回転電機1内にはケース3の上部に設けた冷媒入口12より冷媒14が供給され、この冷媒14はケース3の下部に設けた冷媒出口13より外部へ排出される。回転電機1内には常に一定量の冷媒14が溜まっており、回転子5の回転により冷媒14は霧状になり回転電機1内に広がり回転電機1を冷却している。冷媒14としてはオイルやアルコールなどを用いる。
【0013】
制御回路部2は右エンドブラケット9に連結される制御回路カバー20の内部に、回転電機1を制御する制御回路21が収装される。右エンドブラケット9は回転電機1と制御回路部2とを分離しており、固定子巻線11と制御回路21を接続する接続部7を取り付けるための穴を設けている。
【0014】
制御回路カバー20のエンドプレート22は略中央に回転軸6が貫通する穴を設けており、ベアリング10cを穴と回転軸6との間に取り付ける。
【0015】
制御回路21は円筒部材23の両端で右エンドブラケット9とエンドプレート22に取り付けられ、その内部を回転軸6が貫通しており、制御回路21を構成するパワー素子やコンデンサなどの部品は円筒部材23の外側に実装されている。
【0016】
固定子巻線11と制御回路21とを接続する接続部7は右エンドブラケット(隔壁部材)9に設けた穴に取り付けられており、図2の詳細図を参照し、説明する。
【0017】
接続部7は制御回路側導体32と、制御回路21と制御回路側導体32を接続する制御回路端子34と、回転電機側導体31と、回転電機側導体31をケース3に取り付ける固定部35と、固定子巻線11と回転電機側導体31を接続する回転電機端子33と、絶縁体36と、から構成する
絶縁体36は円筒形状をしており、右エンドブラケット9に設けた穴に取り付けていない単体の状態では、その内径は制御回路側導体32の外径よりも僅かに小さく、外径は右エンドブラケット9の穴径よりも僅かに大きくなっている。このような寸法にすることにより、右エンドブラケット9の穴に圧入して取り付けた際に制御回路側導体32と右エンドブラケット9との双方に密着する。これにより制御回路部2内に冷媒14が漏れるのを防ぐことができる。
【0018】
制御回路側導体32は、有底円筒形状(凹形状)をしており、有底円筒状の底部外側に制御回路端子34を取り付け、ナット37によって固定している。制御回路端子34は制御回路21と配線38bによって接続している。また、制御回路側導体32はその外周で絶縁体36と密着している。制御回路側導体32の円筒部の内周側には円柱形状(凸形状)の回転電機側導体31が挿入されており、回転電機側導体31が挿入された後は、制御回路側導体32と回転電機側導体31は密着し、冷媒14などが制御回路側導体32の円筒部内側に入らないようになっている。
【0019】
回転電機側導体31はケース3に設けた固定部35にネジ結合されるが、固定部35との間に回転電機端子33を挟着している。なお、固定部35は絶縁材で形成される。回転電機端子33は固定子巻線11と配線38aによって接続している。
【0020】
制御回路21からの制御電流は制御回路端子34から制御回路側導体32、回転電機側導体31、を経て回転電機端子33に伝達されるが、各部品間はそれぞれ密着しているので確実に電流を供給することができる。図1では一箇所の接続部7のみを示しているが、接続部7は固定子4の各固定子巻線11に対応して複数設けられ、実際には右エンドブラケット9に複数の穴が円周方向に均等間隔に設けられ、この穴に接続部7が挿入され、固定子巻線11と制御回路21が複数の箇所で接続している。
【0021】
回転電機ユニットを組み立てる際は、回転電機1と制御回路部2をそれぞれ先に組み立て、回転電機1は回転電機側導体31と回転電機端子33を接続した状態で、また制御回路部2は制御回路側導体32と制御回路端子34を接続した状態で回転電機1と制御回路部2を一体化する。このとき回転電機側導体31と制御回路側導体32は組み立てのガイドピンとガイド穴の役割を兼ねており、これらを嵌め合うことで容易に組み立てることができる。
【0022】
本発明の第1実施形態の効果を説明する。
【0023】
ここで回転電機1と制御回路部2とを壁を用いて隔離した比較例を図7、図8に示す。
【0024】
図7の比較例では固定子巻線11と制御回路21とを接続するために壁に比較的大きな貫通穴45を設けている。組み立てる際には貫通穴45から回転電機端子33を制御回路部2へ移動させ、制御回路端子33と接続しなければならない。また、回転電機1の冷却に冷媒14を用いる場合は、各端子を接続した後に貫通穴45を樹脂などで塞がなければならない。
【0025】
図8の比較例では壁に設けた穴に回転電機1と制御回路部2をつなぐ導体48を、円筒形の絶縁体36を介して取り付け、その導体48の一端にまず制御回路端子34を取り付け、その後他端に回転電機端子33を取り付ける。この場合、回転電機端子33を取り付ける際にはケース3に設けた穴49から取り付け作業を行わなければならず、回転電機1の冷却に冷媒14を使用するために取り付け後に、ケース3に設けた穴49を作業用蓋47などで塞がなければならない。このため図7、8に示す比較例では組み立てに長い時間が必要となる。
【0026】
第1実施形態では回転電機1と制御回路部2とを右エンドブラケット(隔壁部材)9によって隔離し、固定子巻線11と制御回路21とを接続するため、右エンドブラケット9を貫通する接続部7において、制御回路21と接続している有底円筒状の制御回路側導体32に、固定子巻線11と接続している円筒状の回転電機側導体31を挿入することで、制御回路側導体32と回転電機側導体31が導通し、組み立てる際に固定子巻線11と制御回路21を容易に接続することができ、制御回路21、固定子巻線11とそれぞれの導体を接続する配線38a、38bを短くすることができる。
【0027】
また、有底円筒状の制御回路側導体32の円筒部に円柱状の回転電機側導体31を挿入することで、それぞれの導体が組み立てガイドを兼ねるのでその他にガイド部材を設ける必要がなく、部品点数を減らすことができる。
【0028】
右エンドブラケット9の穴と制御回路側導体32との間に円筒形の絶縁体36を入れ、絶縁体36の外径を右エンドブラケット9の穴よりも僅かに大きく、内径を制御回路側導体32の円筒外径よりも僅かに小さくすることで、互いに圧入したときに絶縁体36がエンドプレートの穴と制御回路側導体32に密着し、回転電機1を冷却する冷媒14が制御回路部2に漏れるのを防ぐことができる。
【0029】
本発明の第2実施形態の接続部7を図3の詳細図を用いて説明する。
【0030】
ここでは第1実施形態と異なる部分について説明する。第2実施形態では制御回路側導体32の有底円筒部の底部にバネ41を設け、バネ41先端に受け部42を取り付ける。制御回路側導体32の円筒部の内周側に円柱状の回転電機側導体31を挿入し、回転電機側導体31の先端が受け部42と接触し、受け部42をバネ41に対して押している。
【0031】
本発明の第2実施形態の効果を説明する。
【0032】
回転電機1と制御回路部2を組み立てたときに、回転電機側導体31を制御回路側導体32の有底円筒部に設けたバネ41によって回転電機側導体31を押すことにより、相互のガタツキを無くし、かつ制御回路側導体32との接触圧力を高めることで、導体間の電気抵抗を低減することができる。
【0033】
本発明の第3実施形態の接続部7を図4の詳細図を用いて説明する。
【0034】
ここでは第1実施形態と異なる部分について説明する。第3実施形態では円筒形の絶縁体36の外周部と右エンドブラケット9の穴の内周面との間にシール43を設ける。
【0035】
本発明の第3実施形態の効果を説明する。
【0036】
絶縁体36の外周部と右エンドブラケット9の穴の内周面との間にシール43を設けることによって、回転電機1を冷却する冷媒14が制御回路部2に漏れるのを、いっそう確実に防ぐことができる。
【0037】
本発明の第4実施形態の接続部7を図5の詳細図を用いて説明する。
【0038】
ここでは第1実施形態と異なる部分について説明する。第4実施形態では円筒径の絶縁体36を挿入する右エンドブラケット9の穴の内周面中央付近に環状空間44を設け、右エンドブラケット9の穴付近を2重の隔壁9a、9bにし、それぞれの隔壁9a、9bにシール43を設ける。
【0039】
本発明の第4実施形態の効果を説明する。
【0040】
右エンドブラケット9の穴の内周面中央付近に環状空間44を設け、回転電機1と制御回路部2を隔離する右エンドブラケット9の穴付近を2重の隔壁9a、9bにし、それぞれの隔壁9a、9bにシール43を設けることによって、回転電機1を冷却する冷媒14が制御回路部2に漏れるのを、いっそう確実に防ぐことができる。
【0041】
本発明の第5実施形態の接続部7を図6の詳細図を用いて説明する。
【0042】
ここでは第1実施形態と異なる部分について説明する。第5実施形態では円筒形の絶縁体36を挿入する右エンドブラケット9の穴の内周面中央付近に環状空間44を設け、右エンドブラケット9の穴付近を2重の隔壁9a、9bにし、それぞれの隔壁9a、9bにシール43を設ける。また、右エンドブラケット9の穴の側面中央付近に設けた環状空間44を回転電機ユニットの外部へ通じる貫通孔46を設ける。
【0043】
本発明の第5実施形態の効果を説明する。
【0044】
右エンドブラケット9の穴の側面中央付近に環状空間44を設け、その空間44と回転電機ユニットの外部へ通じる貫通孔46を設けることにより、回転電機1を冷却する冷媒14が制御回路部2へ漏れるのを防ぎ、仮に冷媒14が漏れた場合には漏れを検知し、漏れた冷媒14を制御回路部2に流入する前に排出することができる。
【0045】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の回転電機ユニットの断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態の接続部の詳細図である。
【図3】本発明の第2実施形態の接続部の詳細図である。
【図4】本発明の第3実施形態の接続部の詳細図である。
【図5】本発明の第4実施形態の接続部の詳細図である。
【図6】本発明の第5実施形態の接続部の詳細図である。
【図7】比較例1の接続部の詳細図である。
【図8】比較例2の接続部の詳細図である。
【符号の説明】
1 回転電機
2 制御回路部
3 ケース
4 固定子
5 回転子
6 回転軸
7 接続部
20 制御回路カバー
21 制御回路
22 右エンドブラケット
31 回転電機側導体
32 制御回路側導体
33 回転電機端子
34 制御回路端子
Claims (8)
- 回転電機と、前記回転電機を制御する制御回路部とが、回転電機の回転軸方向に隣接配置される回転電機駆動ユニットにおいて、
前記回転電機と前記制御回路部を隔離し、前記回転電機の軸方向に貫通する穴を有する隔壁と、
前記回転電機側の端子と接続する第1導体と、
前記制御回路部側の端子と接続する第2導体と、
前記穴に圧入される円筒形状の絶縁体と、を備え、
前記第1導体と前記第2導体の形状は、一方の導体が有底円筒形状であり、もう一方の導体が前記有底円筒形状の導体の内周に密着する円柱形状であり、
前記有底円筒形状の導体は前記絶縁体に圧入され、前記有底円筒形状の内周側に前記円柱形状の導体が前記軸方向から挿入されて、前記穴内に前記絶縁体と前記第1導体と前記第2導体とが位置し、前記第1導体と前記第2導体とが嵌合接続することを特徴とする回転電機駆動ユニット。 - 前記有底円筒形状の導体の内部に、他方の導体に弾性接触するバネを設けることを特徴とする請求項1に記載の回転電機駆動ユニット。
- 前記穴に配置する導体と前記隔壁との間にシールを設けることを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機駆動ユニット。
- 前記隔壁に設けた前記穴の内周面に環状空間を設け、前記導体が貫通する部位で前記隔壁を2重壁とすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の回転電機駆動ユニット。
- 前記環状空間に外部へ通じる空気孔を設けることを特徴とする請求項4に記載の回転電機駆動ユニット。
- 前記回転電機側と前記制御回路側とに接続するそれぞれ複数の前記第1導体と前記第2導体を設け、前記第1導体と前記第2導体とを接続する複数の接続部が前記隔壁に前記回転軸の円周方向へ均等に配置されることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の回転電機駆動ユニット。
- 前記第1導体と前記第2導体の接続部が、前記回転電機と前記制御回路部とを組み立てる時の位置決め手段を構成することを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の回転電機駆動ユニット。
- 前記シールは、前記絶縁体の外周面に設けられることを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載の回転電機駆動ユニット。
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