JP6984291B2 - 回転体収容ケース用の端子台 - Google Patents

Description

本開示は、回転体収容ケース用の端子台に係り、特に回転体の冷却を行う潤滑油を回転体と共に内部に収容する回転体収容ケースに用いられる端子台に関する。

ハイブリッド車両では、回転電機及び変速機等の動力変換機構がトランスアクスルケース内に収容されるので、外気による直接冷却が望めない。そこで、動力変換機構用の潤滑油が回転電機等の冷却に用いられる。

特許文献１には、回転電機の冷却構造として、トランスアクスルケースのケース開口に端子台が設けられ、トランスアクスルケースの内部に収容される回転電機へ冷却液を供給する冷却液パイプの支持部が端子台と一体化して設けられる構成が開示されている。

特開２０１４−０８７１３０号公報

トランスアクスルケース等の回転体収容ケースに設けられる端子台には複数の接続端子が絶縁体仕切板で仕切られて配置されている。回転体収容ケースの側面に端子台を配置する構造の場合、絶縁体仕切板の延伸する長手方向が重力方向に対し垂直な水平方向となると、回転電機等の回転体によって掻き上げられた潤滑油の油滴等が絶縁体仕切板に付着して滞留することが生じ得る。潤滑油の油滴等が絶縁体仕切板に付着して滞留したままであると、油中の異物等が絶縁体仕切板に堆積し、接続端子の抵抗が上昇し、あるいは接続端子間の導通を引き起こす可能性がある。

そこで、回転体収容ケースの側面に端子台を配置する構造の場合でも、潤滑油の油滴等が端子台の絶縁体仕切板に滞留しない回転体収容ケース用の端子台が要望される。

本開示に係る回転体収容ケース用の端子台は、回転体、及び回転体の回転によって掻き上げ可能な潤滑油を収容しているケースの内部及び外部に跨って電力線を接続するための端子台であって、ケースへ固定するための台座部と、台座部の一方の外側面に設けられケースの外部の電力線に接続される外側接続端子を有する外部コネクタ部と、台座部の他方の内側面に設けられ回転体の電力線に接続される複数の内側接続端子、及び隣接する内側接続端子の間を仕切る絶縁体仕切板を有する内部コネクタ部と、外部コネクタ部の外側接続端子、及び、内部コネクタ部の内側接続端子を接続する内部配線と、を備え、絶縁体仕切板は、台座部側から延伸する方向を長手方向とし、長手方向に垂直な方向を幅方向として、幅方向に沿った一方端側から他方端側に向って板厚が先細りとなり、または、長手方向に沿って台座部側から先端側に向って板厚が先細りとなる。

上記構成の回転体収容ケース用の端子台は、内部コネクタ部の絶縁体仕切板の板厚が長手方向または幅方向に沿って先細りになっている。この端子台を回転体収容ケースの側面に取付けて絶縁体仕切板の長手方向が水平方向となっても、絶縁体仕切板の上面は、水平方向よりも下方側を向き、潤滑油が下方に流れ落ち、絶縁体仕切板に滞留しない。

上記構成の回転体収容ケース用の端子台によれば、回転体収容ケースの側面に端子台を配置する構造の場合でも、潤滑油の油滴等が端子台の絶縁体に滞留しない。

実施の形態に係る回転体収容ケース用の端子台が用いられるトランスアクスルの断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 端子台の他の構成例を示す断面図である。 端子台の別の構成例を示す断面図である。 比較例として、従来技術の端子台を用いたトランスアクスルの断面図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下において、回転体を車両用回転電機とし、ケースをトランスアクスルケースとするが、これは説明のための例示である。回転体は、潤滑油を掻き上げて冷却に用いる回転体であればよく、例えば、車両用変速装置等でもよい。ケースは、回転体と潤滑油を収容し、端子台が取り付けられるケースであればよく、例えば、モータケースであってもよい。

以下に述べる形状、寸法、材質等は、説明のための例示であって、回転体収容ケース用の端子台の仕様等により、適宜変更が可能である。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、ハイブリッド車両に搭載されるトランスアクスル１０の断面図である。トランスアクスル１０は、内燃機関等の原動機からの出力を変速して駆動輪へと送り出す動力伝達装置の一種であり、一般的には変速機と減速機構とを含む。回転電機の出力により走行を行うハイブリッド車両においては、１台または２台の回転電機をトランスアクスルケース１２に収容する。図１は、トランスアクスルケース１２において、内部に収容される１台の回転電機１４の部分を示す断面図である。以下では、特に断らない限り、トランスアクスルケース１２を、ケース１２と呼ぶ。

ケース１２の内部には、図示を省略したトランスアクスル１０の回転部分を潤滑する潤滑油１６が収容される。トランスアクスル１０に含まれる変速機、減速機構も、回転電機１４と同様に回転体である。潤滑油１６は、回転電機１４等の冷却にも用いられ、ケース１２の内部空間の底面側に貯留され、回転電機１４等の回転体によって掻き上げられ、回転体の上部から滴下して回転体を冷却し、再びケース１２の底面側に回収される。図１では、回転電機１４が矢印の方向に回転し、ケース１２の底面側の潤滑油１６が掻き上げられ、回転電機１４の上方で油滴１８となって、重力によって回転電機１４に向って滴下し回転電機１４を冷却し、その後、ケース１２の底面側に戻る。このように、ケース１２は、回転体、及び回転体の回転によって掻き上げ可能な潤滑油１６を収容している回転体収容ケースである。

回転電機１４は、図示しない駆動回路の制御によって、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相同期型の回転電機である。ケース１２には、回転電機１４を駆動するための電力線をケース１２の外側に配置される駆動回路に接続する端子台３０が設けられる。

端子台３０は、ケース１２の側面に設けられた端子台用の開口部１３に嵌め込まれて固定され、ケース１２の内部及び外部に跨って電力線を接続する電力線中継部品である。端子台３０は、台座部３２、外部コネクタ部３４、内部コネクタ部３６、及び内部配線３８を含む。

台座部３２は、端子台３０において、ケース１２へ固定するための部分で、ケース１２の開口部１３を液密に塞ぐ形状を有する。外部コネクタ部３４は、端子台３０において台座部３２の一方の外側面に設けられる部分で、ケース１２の外部に設けられる駆動回路の電力線に接続される外側接続端子４０を有する。内部コネクタ部３６は、端子台３０において台座部３２の他方の内側面に設けられる部分で、回転体である回転電機１４の電力線に接続される複数の内側接続端子４２、及び隣接する内側接続端子４２の間を仕切る絶縁体仕切板５０を有する。内部配線３８は、外部コネクタ部３４の外側接続端子４０と内部コネクタ部３６の内側接続端子４２とを接続する導電体である。回転電機１４は、三相同期型であるので、外側接続端子４０、内側接続端子４２、内部配線３８は、三相のそれぞれの相に対応し３つずつ設けられる。

かかる端子台３０は、電気的絶縁性を有する樹脂を用い、電気的導体で構成される外側接続端子４０、内側接続端子４２、内部配線３８をインサート成形等で一体化し、所定の形状に成形された樹脂成形品を用いることができる。樹脂としては、耐熱性がよいフェノール樹脂、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）等を用いることができる。

端子台３０は、ケース１２における重力方向に平行な側面の壁である側面壁１１に設けられた開口部１３に嵌め込まれる。側面壁１１は、重力方向に正しく平行でなくても、重力方向に対し実質的に平行であればよい。「実質的に」とは、例えば、重力方向に対し角度で±１０度の範囲である。

図１に、ケース１２に関し直交する３方向として、上下方向、水平方向、幅方向を示す。上下方向は、重力方向に平行な方向で、下方に向かう方向が重力方向で、上方に向かう方向が反重力方向である。水平方向は、重力方向に垂直な方向で、ケース１２内の潤滑油１６の液面１７に平行な方向である。幅方向は、回転電機１４の軸方向に平行な方向で、図１の場合、紙面に垂直な方向である。

端子台３０が嵌め込まれる側面壁１１は、上下方向に平行な壁面であるので、端子台３０が台座部３２を介してケース１２に取付けられた状態では、内側接続端子４２が延伸する方向、絶縁体仕切板５０が延伸する方向は、いずれも水平方向に平行な方向となる。端子台３０がケース１２に取付けられない状態では、端子台３０に関する方向は、ケース１２に関する方向と無関係である。図１には、ケース１２に取付けられていない単体の端子台３０に関し直交する３方向として、長手方向、板厚方向、幅方向を示す。長手方向は、内側接続端子４２の延伸する方向及び絶縁体仕切板５０が延伸する方向に平行な方向である。板厚方向は、長手方向に垂直な方向のうち、絶縁体仕切板５０の板厚方向である。幅方向は、長手方向と板厚方向とに垂直な方向で、絶縁体仕切板５０の板幅方向である。

端子台３０がケース１２に取付けられた状態では、端子台３０の長手方向は、ケース１２の水平方向となり、端子台３０の板厚方向は、ケース１２の上下方向となり、端子台３０の幅方向は、ケース１２の幅方向となる。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図で、内部コネクタ部３６の幅方向に沿った断面を示す図である。端子台３０の内部コネクタ部３６における絶縁体仕切板５０は、端子台３０に関する幅方向に沿って、一方端側から他方端側に向って先細りの形状を有する。幅方向に沿った一方端と他方端とは、幅方向の両端である。図２の例では、端子台３０の幅方向に沿った内側接続端子４２の位置が絶縁体仕切板５０の幅方向に沿った中間位置よりもずれている。幅方向の他方端は、絶縁体仕切板５０の幅方向に沿って、中間位置よりも内側接続端子４２側の端部である。先細りの方向は、説明のための例示であって、これとは逆に、端子台３０に関する幅方向に沿って、他方端側から一方端側に向って先細りの形状を有してもよい。

図２の先細り形状を有する絶縁体仕切板５０を含む端子台３０を図１で述べたケース１２に取付けると、絶縁体仕切板５０の延伸する方向である長手方向は、ケース１２の水平方向となる。この配置状態においては、回転電機１４が掻き上げる潤滑油１６の油滴１８が端子台３０にかかっても、絶縁体仕切板５０は幅方向に沿って先細り形状を有するので、先細り形状に沿って重力方向に流れ落ち、絶縁体仕切板５０に滞留しない。図１に、絶縁体仕切板５０にかかった油滴１８が、先細り形状の先端から重力方向に流れ落ちる様子を示す。

絶縁体仕切板５０にかかった油滴１８が先細り形状に沿って重力方向に流れ落ちる流れやすさは、先細り形状の傾斜角度と、絶縁体仕切板５０と潤滑油１６との間の表面張力とで決まる。したがって、絶縁体仕切板５０の幅方向に沿った先細り形状の傾斜角度は、絶縁体仕切板５０と潤滑油１６との間の表面張力を考慮して、絶縁体仕切板５０にかかった油滴１８が絶縁体仕切板５０に滞留しない角度に設定される。場合によっては、絶縁体仕切板５０に適当な撥油処理を行って、絶縁体仕切板５０と潤滑油１６との間の表面張力を調整してよい。

図３、図４は、先細り形状の他の例を示す図である。これらの図は、図２と異なり、内部コネクタ部３６の長手方向に沿った断面図である。図３における絶縁体仕切板５２は、端子台３０に関する長手方向に沿って、台座部３２側から先端側に向って板厚が次第に薄くなる先細りの形状を有する。図４における絶縁体仕切板５４を構成する４つの絶縁体仕切板５６，５８，６０，６２も、端子台３０に関する長手方向に沿って、台座部３２側から先端側に向って板厚が次第に薄くなる先細りの形状を有する。図４の絶縁体仕切板５４においては、図３の絶縁体仕切板５２と異なり、４つの絶縁体仕切板５６，５８，６０，６２のそれぞれの長手方向に沿った全長が異なる。板厚方向に沿って上面側から下面側に向って、｛（絶縁体仕切板５６の全長）＝（絶縁体仕切板５８の全長）｝＞（絶縁体仕切板６０の全長）＞（絶縁体仕切板６２の全長）に設定される。これに伴い、３つの内側接続端子４２の板厚方向に沿った全長も、上面側から下面側に向うにつれて短く設定される。

図３の先細り形状を有する絶縁体仕切板５２、または図４の先細り形状を有する絶縁体仕切板５４を含む端子台３０を図１で述べたケース１２に取付けると、絶縁体仕切板５２または絶縁体仕切板５４の延伸する長手方向は、ケース１２の水平方向となる。この配置状態において回転電機１４が掻き上げる潤滑油１６の油滴１８が端子台３０にかかっても、絶縁体仕切板５０は長手方向に沿って先細り形状を有するので、先細り形状に沿って重力方向に流れ落ち、絶縁体仕切板５２または絶縁体仕切板５４に滞留しない。

絶縁体仕切板５２にかかった油滴１８が先細り形状に沿って重力方向に流れ落ちる流れやすさは、先細り形状の傾斜角度と、絶縁体仕切板５２と潤滑油１６との間の表面張力とで決まる。したがって、絶縁体仕切板５２の長手方向に沿った先細り形状の傾斜角度は、絶縁体仕切板５２と潤滑油１６との間の表面張力を考慮して、絶縁体仕切板５２にかかった油滴１８が絶縁体仕切板５２に滞留しない角度に設定する。同様に、絶縁体仕切板５４の長手方向に沿った先細り形状の傾斜角度も、絶縁体仕切板５４と潤滑油１６との間の表面張力を考慮して、絶縁体仕切板５４にかかった油滴１８が絶縁体仕切板５４に滞留しない角度に設定する。場合によっては、絶縁体仕切板５２，５４に適当な撥油処理を行ってもよい。

図５は、比較例として、従来技術の端子台３１を用いたトランスアクスル１０の断面図である。図１と異なり、端子台３１の内部コネクタ部３７の絶縁体仕切板６４の板厚が一様である。この端子台３１をトランスアクスル１０に取付けると、絶縁体仕切板６４の平板状の上面は、ケース１２の水平方向に平行な面となる。この配置状態においては、回転電機１４が掻き上げる潤滑油１６の油滴１８が端子台３１にかかると、油滴１８は、絶縁体仕切板６４に付着して滞留したままになる。場合によっては、油中の異物等が絶縁体仕切板６４に堆積し、内側接続端子４２に付着する。図５において、内側接続端子４２に付着した油中の異物２０を示した。付着した油中の異物２０によって、内側接続端子４２の抵抗が上昇し、あるいは隣接する内側接続端子４２の間が油中の異物２０によって電気的な導通を引き起こす恐れが生じ得る。

図１から図４で述べた端子台３０においては、内部コネクタ部３６の絶縁体仕切板５０，５２，５４の板厚が長手方向または幅方向に沿って先細りになっている。端子台３０をケース１２の側面壁１１に取付けて絶縁体仕切板５０，５２，５４の長手方向が水平方向となっても、絶縁体仕切板５０，５２，５４の上面は、水平方向よりも下方側を向き、潤滑油１６の油滴１８が下方に流れ落ち、絶縁体仕切板５０，５２，５４に滞留しない。

１０ トランスアクスル、１１ 側面壁、１２ （トランスアクスル）ケース、１３ 開口部、１４ 回転電機、１６ 潤滑油、１７ 液面、１８ 油滴、２０ 異物、３０，３１ 端子台、３２ 台座部、３４ 外部コネクタ部、３６，３７ 内部コネクタ部、３８ 内部配線、４０ 外側接続端子、４２ 内側接続端子、５０，５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４ 絶縁体仕切板。

Claims (1)

1. 回転体、及び前記回転体の回転によって掻き上げ可能な潤滑油を収容しているケースの内部及び外部に跨って電力線を接続するための端子台であって、
   前記ケースへ固定するための台座部と、
   前記台座部の一方の外側面に設けられ前記ケースの外部の電力線に接続される外側接続端子を有する外部コネクタ部と、
   前記台座部の他方の内側面に設けられ前記回転体の電力線に接続される複数の内側接続端子、及び隣接する前記内側接続端子の間を仕切る絶縁体仕切板を有する内部コネクタ部と、
   前記外部コネクタ部の前記外側接続端子、及び、前記内部コネクタ部の前記内側接続端子を接続する内部配線と、
   を備え、
   前記絶縁体仕切板は、台座部側から延伸する方向を長手方向とし、前記長手方向に沿って前記台座部側から先端側に向って板厚が先細りとなり、
   複数の前記内側接続端子及び複数の前記絶縁体仕切板は、上下に並列配置され、
   前記絶縁体仕切板のそれぞれの長手方向に沿った全長が、板厚方向に沿って上面側から下面側に向って小さくなるように設定される、回転体収容ケース用の端子台。

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