JP6150925B1

JP6150925B1 - 回転電機

Info

Publication number: JP6150925B1
Application number: JP2016099299A
Authority: JP
Inventors: 隆二北村; 央行 ▲高▼島; 省吾岡本; 井上　正哉; 正哉井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2036-05-18
Also published as: JP2017208919A; CN107425658A; CN107425658B

Abstract

【課題】電力変換装置が取り付けられる回転電機において、簡単な堅固な仮保持構造で、信号線の絡み付きやコネクタの引掛かりによる損傷を防止することを可能にする。【解決手段】固定子鉄心２の軸方向端部側にコネクタ仮保持部１０が設けられ、コネクタ仮保持部にはコネクタ９が挿入されるコネクタ仮保持口１３ｈが設けられ、コネクタ仮保持口内１３ｈの異なる壁面にそれぞれコネクタ９の挿入方向に延在する第一の圧入固定部１３１および第二の圧入固定部１３２が設けられ、コネクタ仮保持口１３ｈに挿入されたコネクタ９が、第一の圧入固定部１３１および第二の圧入固定部１３２によって圧接されコネクタ仮保持口１３ｈ内に圧入固定される。【選択図】図７

Description

この発明は、回転子、ハウジングと、前記ハウジング内に取り付けられる固定子鉄心と、前記固定子鉄心に前記回転子と対応して設けられる固定子コイルと、固定子側に設けられたセンサの出力を信号線を介して取り出すコネクタ、とを有する固定子、および前記ハウジングに取り付けられ前記コネクタを介して前記センサの出力を入力し前記センサ出力に応動した制御が行われる電力変換装置を備えた回転電機に関するものであり、特に前記コネクタの仮保持構造に関するものである。

従来、回転子、ハウジングと、前記ハウジング内に取り付けられる固定子鉄心と、前記固定子鉄心に前記回転子と対応して設けられる固定子コイルと、固定子側に設けられたセンサの出力を信号線を介して取り出すコネクタ、とを有する固定子、および前記ハウジングに取り付けられ前記コネクタを介して前記センサの出力を入力し前記センサ出力に応動した制御が行われる電力変換装置を備えた回転電機の、前記コネクタの仮保持構造は、信号線の端部に接続されたコネクタを仮付けするための仮付け部をスナップフィットにより構成している。（特許文献１を参照）

特開２００４−３１２７９３号公報

特許文献１に開示されているコネクタの仮保持構造によれば、信号線の絡み付きやコネクタの引掛かりによる損傷を防止することは可能であるが、スナップフィット構造であるため、嵌合部が必要になり、その構造が複雑であり、機械的な駆動部も有することから、コネクタの着脱前後で駆動部が破損するという問題がある。

この発明は、このような問題を解決するためになされたもので、簡単な堅固な仮保持構造で、信号線の絡み付きやコネクタの引掛かりによる損傷を防止することを可能にすることを目的とするものである。

この発明に係る回転電機は、
回転子、
ハウジングと、前記ハウジング内に取り付けられる固定子鉄心と、前記固定子鉄心に前記回転子と対応して設けられる固定子コイルと、固定子側に設けられたセンサの出力を信号線を介して取り出すコネクタ、とを有する固定子、および
前記ハウジングに取り付けられ前記コネクタを介して前記センサの出力を入力し前記センサ出力に応動した制御が行われる電力変換装置、
を備えた回転電機において、
前記固定子鉄心の軸方向端部側にコネクタ仮保持部が設けられ、
前記コネクタ仮保持部には前記コネクタが挿入されるコネクタ仮保持口が設けられ、
前記コネクタ仮保持口内の異なる壁面にそれぞれ前記コネクタの挿入方向に延在する第一の圧入固定部および第二の圧入固定部が設けられ、
前記コネクタ仮保持口に挿入された前記コネクタが、前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部によって圧接され前記コネクタ仮保持口内に圧入固定されるものである。

この発明による回転電機は、回転子、ハウジングと、前記ハウジング内に取り付けられる固定子鉄心と、前記固定子鉄心に前記回転子と対応して設けられる固定子コイルと、固定子側に設けられたセンサの出力を信号線を介して取り出すコネクタ、とを有する固定子、および前記ハウジングに取り付けられ前記コネクタを介して前記センサの出力を入力し前記センサ出力に応動した制御が行われる電力変換装置、を備えた回転電機において、前記固定子鉄心の軸方向端部側にコネクタ仮保持部が設けられ、前記コネクタ仮保持部には前記コネクタが挿入されるコネクタ仮保持口が設けられ、前記コネクタ仮保持口内の異なる壁面にそれぞれ前記コネクタの挿入方向に延在する第一の圧入固定部および第二の圧入固定部が設けられ、前記コネクタ仮保持口に挿入された前記コネクタが、前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部によって圧接され前記コネクタ仮保持口内に圧入固定されるので、簡単な堅固な仮保持構造で、信号線の絡み付きやコネクタの引掛かりによる損傷を防止することを可能である。

この発明を適用可能な回転電機の一例を示す断面図である。この発明の実施の形態１を示す図で、コネクタがコネクタ仮保持部に仮保持されている状態の事例を示す断面図である。この発明の実施の形態１を示す図で、コネクタがコネクタ仮保持部から取り外され電力変換装置に接続されている状態の事例を示す断面図である。この発明の実施の形態２を示す図で、異なる形態のコネクタ仮保持部にコネクタが仮保持されている事例を示す断面図である。この発明の実施の形態３を示す図で、更に異なる形態のコネクタ仮保持部にコネクタが仮保持されている事例を示す断面図である。この発明の実施の形態３を示す図で、コネクタがコネクタ仮保持部から取り外され電力変換装置に接続されている状態の事例を示す断面図である。この発明の実施の形態４を示す図で、コネクタ仮保持部の具体的な事例を示す斜視図である。この発明の実施の形態４を示す図で、コネクタがコネクタ仮保持部に仮保持されている状態の事例を示す断面図である。この発明の実施の形態５を示す図で、コネクタがコネクタ仮保持部に仮保持されている状態の事例を示す断面図である。この発明の実施の形態６を示す図で、コネクタがコネクタ仮保持部に仮保持されている状態の事例を示す断面図である。この発明の実施の形態７を示す図で、コネクタがコネクタ仮保持部に仮保持されている状態の事例を示す断面図である。この発明の実施の形態８を示す図で、コネクタ仮保持部へのコネクタの挿入を容易にする誘いの傾斜を設けた事例を示す斜視図である。この発明の実施の形態８を示す図で、図１２の事例の動作を説明するための側面図である。この発明の実施の形態４を示す図で、コネクタ仮保持部へのコネクタの挿入を容易にする誘いの傾斜を設けていない場合の動作を説明するための側面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図３によって説明する。
本実施の形態１は、図１から図３に例示のように、回転子１、ハウジング１１と、ハウジング１１内に取り付けられる固定子鉄心２と、固定子鉄心２に回転子１と対応して設けられる固定子コイル４と、固定子側に設けられたセンサの出力を信号線８を介して取り出すコネクタ９、とを有する固定子５、およびハウジング１１に取り付けられコネクタ９を介してセンサの出力を入力しセンサ出力に応動した制御が行われる電力変換装置６、を備えた回転電機において、固定子鉄心２の軸方向端部側に短冊状のコネクタ仮保持部１０が設けられ、コネクタ仮保持部１０にはコネクタ９が挿入されるコネクタ仮保持口１３ｈが設けられている。コネクタ仮保持口１３ｈは、本実施の形態の事例ではコネクタ仮保持部１０を貫通する貫通孔である。

本実施の形態の回転電機は例えば車載用の回転電機であり、回転可能に保持された回転子１と、回転子１に対向して複数のスロットが形成された固定子５が、ハウジング１１に組み付けられた後、回転子１と固定子５の挿入方向と同一直線上でインバータ等の電力変換装置が同一のハウジングに組み付けられる。回転子と固定子とインバータの組付け順序は入替ってもよい。

固定子５は、固定子鉄心２、絶縁部材、固定子コイル４、結線部材、端子台７、センサ、センサの信号線８、コネクタ９、およびコネクタ仮保持部１０からなる。

薄い電磁鋼板を積層した固定子鉄心２は、かしめや溶接により電磁鋼板がばらばらにならないように組み立てられる。また、固定子鉄心は、一体あるいは分割鉄心で構成されている。分割鉄心の場合は、溶接、円環圧入、円環焼きばめなどの方法により円筒状に形成される。

固定子鉄心２は、周知のように、複数のスロットを形成するティース部を有し、ティース部の側面には樹脂製の絶縁部材が組み付けられ、絶縁被膜で覆われたコイルが絶縁部材を介してティース部に巻き回され、コイルからは結線部材と接続するための端末線が引き出されている。結線部材は端子台７と接続され、端子台７は電力変換装置６と接続される。電力変換装置６はその出力電力を、周知のように、回転子コイル（図示省略）および固定子コイル４に供給し、あるいは車載バッテリ（図示省略）に供給する。

固定子５には、温度センサや回転センサなどのセンサが取り付けられており、センサの信号線８にはコネクタ９が取り付けられている。固定子側に設けられた温度センサや回転センサなどのセンサは周知であるので図示省略する。

コネクタ９はコネクタ仮保持部１０に仮保持され位置決めされた状態で、固定子５がハウジング１１に組付けられる。コネクタ仮保持部１０が無い場合は、コネクタがぶら下がったまま固定子５をハウジング１１に組み付ける必要がある。固定子５をハウジング１１に組み付けた後に、コネクタ仮保持部１０からコネクタ９を取り外し、電力変換装置６に設けた他方のコネクタに接続した後、インバータが同一のハウジング１１に組み付けられる。

コネクタ９の材料とコネクタ仮保持部１０の材料とは同一である必要はなく、別材料であってもよい。また、コネクタ仮保持部１０は端子台７と別体である必要はなく、一体であってもよい。

回転電機と電力変換装置６と同一のハウジング１１に別々の工程で組み付けられる際に、コネクタ９をコネクタ仮保持部１０に仮保持することでコネクタ９および信号線８がハウジング１１と接触して破損することを防止することができる。また、コネクタ９をコネクタ仮保持部１０に圧入した状態で固定することにより、コネクタ仮保持部１０からのコネクタ９の脱落を防止でき、コネクタ９および信号線８の破損を防ぐことが可能になる。また特許文献１のスナップフィット構造のような引っかけ構造が不要であり、後述の実施の形態４から９からも明白なように構造が簡素になり小型化が可能になる。

実施の形態２．
本実施の形態２は、図４に例示のように、コネクタ仮保持部１０が弾性を有し可撓性の部材で構成されており、コネクタ仮保持部１０がJの字状に湾曲されている事例であり、その他については実施の形態１と同じであるので説明は割愛する。
弾性体であるコネクタ仮保持部１０を撓ませた状態で固定子鉄心２をハウジング１１に組み付けする際に、コネクタ仮保持部１０のコネクタ取り出し口が固定子鉄心２の挿入方向に無い場合でもコネクタ９を取り外しすることが可能になる。
コネクタ仮保持部１０が可撓性であるので、固定子鉄心２をハウジング１１に組み付ける際に、コネクタ仮保持部１０がハウジング１１に接触してもコネクタ仮保持部１０が撓むため、コネクタ仮保持部１０の折れ曲がりによる破損が無く、衝撃に強い構造にすることが可能になる。

実施の形態３．
本実施の形態２は、図４に例示のように、電力変換装置６が固定子５の外周側に装着される場合に対応してコネクタ仮保持部１０がLの字状に屈曲されている事例であり、その他については実施の形態１および実施の形態２と同じであるので説明は割愛する。

実施の形態４．
本実施の形態４は、図７および図８に例示のように、コネクタ仮保持部１０の具体的な事例であり、コネクタ仮保持部１０にはコネクタ９が挿入されるコネクタ仮保持口１３ｈが設けられ、コネクタ仮保持口１３ｈ内の異なる壁面、本実施の形態４ではコネクタ仮保持口１３ｈの互いに対向する壁面、にそれぞれコネクタ９の挿入方向に延在するリブ状の複数本の第一の圧入固定部１３１および一本の第二の圧入固定部１３２が設けられ、コネクタ仮保持口１３ｈに挿入されたコネクタ９が、第一の圧入固定部１３１および前記第二の圧入固定部１３２によって圧接されコネクタ仮保持口１３ｈ内に圧入固定される。
第一の圧入固定部１３１の本数と前記第二の圧入固定部１３２の本数とは異なっている。
また、第二の圧入固定部１３２と前記コネクタ９とは面接触している。

本実施の形態４によれば、第一の圧入固定部１３１のリブの長さ、幅を変えることで、コネクタ９の必要な圧入力および抜き力の設定が容易になる。また、第二の圧入固定部１３１のコネクタ９側の面を位置決めとして使用することで精度の良いコネクタ９の取付けが可能になる。

また、コネクタ９の硬度＞コネクタ仮保持部１０の硬度とすることで、コネクタ仮保持部１０に設けたリブ状の第一の圧入固定部１３１が潰れ易くなるためコネクタ９の変形を抑えることができる。
なお、コネクタ９の硬度＜コネクタ仮保持部１０の硬度とした場合であっても、コネクタ９の表面が削れることで、コネクタ９とコネクタ仮保持部１０とを同じ材料とした場合に比べてコネクタ９の変形は抑えることができる。

本実施の形態４において、前述の説明以外については、実施の形態１から３と同等であるので説明は割愛する。

実施の形態５．
本実施の形態５は、図９に例示のように、第一の圧入固定部１３１のコネクタ９の挿入方向に見た形状が半円形状でありその湾曲部の先端でコネクタ９が圧接されている事例であり、第一の圧入固定部１３１のリブの幅が根元から先端に向かうにつれて小さくすることで、コネクタ９の面に対して圧入時の接触面積が小さくなり、リブの先端が積極的に潰れるため、寸法バラツキが大きい部品（コネクタ仮保持部１０、コネクタ９）同士でも、コネクタ９のコネクタ仮保持部１０への圧入力が高くならずに安定した圧入固定（コネクタ仮保持部１０内へのコネクタ９の圧入固定）をすることができる。
また、圧入力が高くなると圧入部が破損する可能性があるため、圧入部の破損を防止することが可能になる。
また、コネクタ仮保持部１０からコネクタ９を抜き出すときに抜き力が高くならず、コネクタ９をコネクタ仮保持部１０から容易に取り外すことが可能になる。

実施の形態６．
本実施の形態６は、図１０に例示のように、第一の圧入固定部１３１のコネクタ９の挿入方向に見た形状が三角形状でありその頂点部の先端でコネクタ９が圧接されている事例であり、第一の圧入固定部１３１のリブの幅が根元から先端に向かうにつれて小さくすることで、コネクタ９の面に対して圧入時の接触面積が小さくなり、リブの先端が積極的に潰れるため、寸法バラツキが大きい部品（コネクタ仮保持部１０、コネクタ９）同士でも、コネクタ９のコネクタ仮保持部１０への圧入力が高くならずに安定した圧入固定（コネクタ仮保持部１０内へのコネクタ９の圧入固定）をすることができる。
また、圧入力が高くなると圧入部が破損する可能性があるため、圧入部の破損を防止することが可能になる。
また、コネクタ仮保持部１０からコネクタ９を抜き出すときに抜き力が高くならず、コネクタ９をコネクタ仮保持部１０から容易に取り外すことが可能になる。

実施の形態７．
本実施の形態７は、図１１に例示のように、第一の圧入固定部１３１および前記第二の圧入固定部１３２が、コネクタ仮保持口１３ｈの相隣る壁面に設けられている事例であり、実施の形態４と同等の効果を奏する。なお、本実施の形態７にいては、コネクタ仮保持口１３ｈの図示上壁を削除してコネクタ９の上方が開放された構造としても同等の効果を奏する。
本実施の形態７において、前述の説明以外については、実施の形態１から３と同等であるので説明は割愛する。

実施の形態８．
本実施の形態８は、図１２および図１３に例示のように、第一の圧入固定部１３１のコネクタ９の挿入側に、第一の圧入固定部１３１へのコネクタ９の挿入に際しコネクタ９の誘いとなる傾斜１４が設けられている事例であり、コネクタ仮保持部１０へのコネクタ９挿入が容易になる。
なお、前記第二の圧入固定部１３２の前記コネクタの挿入側に、コネクタの誘いとなる傾斜１４を設けてもよい。
本実施の形態８において、前述の説明以外については、実施の形態１から４等と同等であるので説明は割愛する。

実施の形態９．
本実施の形態９は、図１４に例示のように、実施の形態８のようなコネクタ仮保持部１０へのコネクタ９の挿入を容易にする誘いの傾斜を設けていない場合の事例であり、コネクタ仮保持部１０へのコネクタ９の挿入を容易にする誘いの傾斜を設けてなくてもコネクタ仮保持部１０へのコネクタ９挿入はできる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、組み合わせ、変形、省略することができる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。

１回転子、２固定子鉄心、３ティース部、４固定子コイル、
５固定子、６インバータ（電力変換装置）、７端子台、
８信号線、９コネクタ、１０コネクタ仮保持部、
１１ハウジング、１２弾性部、１３ｈコネクタ仮保持口、
１３１第一の圧入固定凸部、１３２第二の圧入固定凸部、
１４コネクタ誘いの傾斜

Claims

回転子、
ハウジングと、前記ハウジング内に取り付けられる固定子鉄心と、前記固定子鉄心に前記回転子と対応して設けられる固定子コイルと、固定子側に設けられたセンサの出力を信号線を介して取り出すコネクタ、とを有する固定子、および
前記ハウジングに取り付けられ前記コネクタを介して前記センサの出力を入力し前記センサの出力に応動した制御が行われる電力変換装置、
を備えた回転電機において、
前記固定子鉄心の軸方向端部側にコネクタ仮保持部が設けられ、
前記コネクタ仮保持部には前記コネクタが挿入されるコネクタ仮保持口が設けられ、
前記コネクタ仮保持口内の異なる壁面にそれぞれ前記コネクタの挿入方向に延在する第一の圧入固定部および第二の圧入固定部が設けられ、
前記コネクタ仮保持口に挿入された前記コネクタが、前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部によって圧接され前記コネクタ仮保持口内に圧入固定される
ことを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記コネクタ仮保持部が弾性を有し可撓性のコネクタ仮保持部である
ことを特徴とする回転電機。
請求項１または請求項２に記載の回転電機において、
前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部が、前記コネクタ仮保持口の互いに対向する壁面に設けられている
ことを特徴とする回転電機。
請求項１または請求項２に記載の回転電機において、
前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部が、前記コネクタ仮保持口の相隣る壁面に設けられている
ことを特徴とする回転電機。
請求項３または請求項４に記載の回転電機において、
前記第一の圧入固定部の本数と前記第二の圧入固定部の本数とが異なる
ことを特徴とする回転電機。
請求項５に記載の回転電機において、
前記第一の圧入固定部の前記コネクタの挿入方向に見た形状が半円形状でありその湾曲部の先端で前記コネクタが圧接されている
ことを特徴とする回転電機。
請求項５に記載の回転電機において、
前記第一の圧入固定部の前記コネクタの挿入方向に見た形状が三角形状でありその頂点で前記コネクタが圧接されている
ことを特徴とする回転電機。
請求項６または請求項７に記載の回転電機において、
前記第二の圧入固定部と前記コネクタとが面接触している
ことを特徴とする回転電機。
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部の少なくとも一方の前記コネクタの挿入側に、前記コネクタの誘いとなる傾斜が設けられている
ことを特徴とする回転電機。
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記コネクタ仮保持口が貫通孔である
ことを特徴とする回転電機。
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部の少なくとも一方の硬度と前記コネクタの硬度との関係が、前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部の少なくとも一方の硬度＜前記コネクタの硬度、である
ことを特徴とする回転電機。
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部の少なくとも一方の硬度と前記コネクタの硬度との関係が、前記第一の圧入固定部および前記第二の圧入固定部の少なくとも一方の硬度＞前記コネクタの硬度、である
ことを特徴とする回転電機。