JP7310743B2 - 電動駆動ユニット - Google Patents

Description

この発明は、電動駆動ユニットに関し、より詳細には、車両の駆動に好適な電動駆動ユニットに関する。

特許文献１には、２つのモータジェネレータ（ＭＧ１、ＭＧ２）と電力制御ユニット（ＰＣＵ）とを備える車両の電動駆動ユニットが開示されている。ＰＣＵは電力変換装置とも呼ばれる。ＭＧ１及びＭＧ２はトランスアクスルケースに収容され、ＰＣＵはＰＣＵケースに収容されている。より詳細には、特許文献１の図５、６には、ＭＧ１、ＭＧ２の端子とＰＣＵの端子とが追加部品を介して接続される構造が開示されている。ここでいう追加部品は、トランスアクスルケース及びＰＣＵケースにそれぞれ設けられた２つの端子台、各端子台にそれぞれ接続される２つのコネクタ、及び、各コネクタの間を繋ぐケーブルである。

特開２０１９－０３６４３６号公報

交流電動機と電力変換装置との電気的接続に関し、特許文献１の図５、６に記載の上述の構造によれば、部品点数が多くなるとともに上記の追加部品の存在が電動駆動ユニットの小型化を妨げることが懸念される。また、このような課題に鑑み、交流電動機と電力変換装置との電気的接続に関する構造において部品点数の削減及び省スペースを図る場合には、電力変換装置の部品交換性を低下させないことが望ましい。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、電力変換装置の部品交換性を良好としつつ部品点数の削減及び省スペースを実現可能に交流電動機と電力変換装置とが電気的に接続された電動駆動ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る電動駆動ユニットは、交流電動機と、電力変換装置と、電動機ケースと、を備える。
交流電動機は、ロータと、ステータと、多相交流における各相の電流が流れる複数本の第１端子とを有する多相の交流電動機である。電力変換装置は、複数本の第１端子に対応する複数本の第２端子を有する。電動機ケースは、交流電動機と電力変換装置との間を仕切る壁部を有し、交流電動機を収容する。
電力変換装置は、ロータの軸方向において交流電動機と部分的に重なるように上記壁部を介して電動機ケースに固定されている。
複数本の第１端子のそれぞれは、ステータから上記軸方向に沿って延びる第１延伸部と、第１端子の先端である第１締結部と、を含む。
複数本の第２端子のそれぞれは、上記軸方向において交流電動機と重なっていない部位にて、電力変換装置から交流電動機の径方向の内側に向かう方向である延伸方向に延びる第２延伸部と、第２端子の先端である第２締結部と、を含む。
第１締結部と第２締結部とは、締結具を介して互いに締結されている。
電動機ケースは、複数本の第２端子を通すために上記壁部に形成された連絡孔と、第１締結部及び第２締結部に対する締結具の挿入方向と平行な締結具の延長線上に位置する部位に形成されたサービスホールと、を含む。
交流電動機は三相の交流電動機であり、複数本の第１端子及び複数本の第２端子はそれぞれ３本である。
３本の第２端子が有する３本の第２延伸部は、延伸方向に延びる際に挿入方向に互いにオフセットされるように形成されている。
３本の第２端子が有する３つの第２締結部は、
３本の第２延伸部とともに挿入方向に互いにオフセットされ、
３つの第２締結部が挿入方向にオフセットされずに一列に並んで配置される例と比べて、３つの第２締結部の締結点ピッチが狭くなるように寄せ集められ、かつ、
３つの第２締結部の締結点が延伸方向に互いにオフセットされるように形成されている。
３本の第２端子のそれぞれにおいて連絡孔を通過している部位は、締結点ピッチが狭くなるように寄せ集められている第２延伸部の部位である。
サービスホールは円形である。
連絡孔は円形である

第１締結部と第２締結部とが軸方向に沿って並んで配置されていてもよい。そして、サービスホールは、上記軸方向における電動機ケースの端面に形成されていてもよい。

上記軸方向から電動機ケースを見たとき、サービスホールの少なくとも一部がステータと重なっていてもよい。

電動駆動ユニットは、複数本の第１締結部と締結具との間に介在し、かつ一体的に連結された連結ワッシャをさらに備えていてもよい。そして、第１締結部における電力変換装置の側の先端部は、第１締結部が第２締結部と締結されている状態において、先端部の先端位置が第２締結部から離れるように傾斜して形成されていてもよい。

本発明に係る電動駆動ユニットによれば、ロータの軸方向において交流電動機と重なっていない部位にて上記延伸方向に延びる複数本の第２端子（第２延伸部）が、ステータから上記軸方向に沿って延びる第１端子（第１延伸部）と締結されている。これにより、交流電動機と電力変換装置との電気的接続のために要するスペースを小さくでき、また、当該電気的接続のための部品点数を削減できる。また、本電動駆動ユニットによれば、第１端子と第２端子との締結を、交流電動機及び電力変換装置のそれぞれが電動機ケースに固定された状態でサービスホールを利用して行うことができる。このため、交流電動機を電動機ケースに固定したまま電力変換装置の部品交換が可能となる。このように、本電動駆動ユニットは、部品交換性においても優れている。

以上のように、本発明に係る電動駆動ユニットによれば、電力変換装置の部品交換性を良好としつつ、部品点数の削減及び省スペースを実現可能に交流電動機と電力変換装置とを電気的に接続することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る電動駆動ユニットの縦断面を概略的に表した図である。 図１に示す電動駆動ユニットの内部構造をサービスホールの側かつロータの軸方向から見た図である。 図１に示すステータ端子（第１端子）及びＰＣＵ端子（第２端子）のそれぞれの先端部の構成例を表した図である。 本発明の実施の形態２に係る電動駆動ユニットの内部構造をサービスホールの側かつロータの軸方向から見た図である。 図４に示すＰＣＵ端子を交流電動機の径方向外側から見た図である。 図４に示すＰＣＵ端子を交流電動機の径方向内側から見た図である。 本発明の実施の形態３に係る電動駆動ユニットにおける端子締結構造を説明するための図である。 実施の形態３に係る連結ワッシャを利用した端子構造の他の例を説明するための図である。 ＰＣＵ（電力変換装置）を電動機ケースに組み付ける際の追加の課題について説明するための図である。 本発明の実施の形態４に係る電動駆動ユニットが備えるステータ端子の構成を説明するための図である。 実施の形態４の効果を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ただし、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。また、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１
図１～図３を参照して、実施の形態１に係る電動駆動ユニット１０について説明する。図１は、実施の形態１に係る電動駆動ユニット１０の縦断面を概略的に表した図である。図２は、図１に示す電動駆動ユニット１０の内部構造をサービスホール４６の側かつロータ２２の軸方向Ｄ１から見た図である。

１－１．電動駆動ユニット１０の基本構成の例
電動駆動ユニット１０は、一例として車両に搭載され、車両を駆動する。電動駆動ユニット１０は、三相の交流電動機１２と、電力変換装置１４と、電動機ケース１６とを備えている。

交流電動機（以下、単に「電動機」とも称する）１２は、ロータ２２と、その外周側に位置するステータ２４と、３本のステータ端子２６とを含む。ステータ２４は、ステータコア２４ａと、ステータコア２４ａに巻き回された三相のステータコイル２４ｂとを含む。ステータ２４（ステータコア２４ａ）は、電動機ケース１６に固定されている。ロータ２２はロータ軸２２ａを含む。ロータ軸２２ａは、電動機ケース１６によって、ステータ２４に対して回転自在に支持されている。

３本のステータ端子２６の一端は、ステータコイル２４ｂを構成する三相の３つのコイルにそれぞれ接続されており、３本のステータ端子２６には、三相交流におけるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流がそれぞれ流れる。以下、各相のステータ端子２６を個別に説明する際には、３本のステータ端子２６を必要に応じてステータ端子２６Ｕ、２６Ｖ及び２６Ｗ（図２参照）と称する。なお、三相の交流電動機１２及び３本のステータ端子２６は、本発明に係る「多相の交流電動機」及び「複数本の第１端子」の一例にそれぞれ相当する。また、本発明に係る「交流電動機」は、電動機としての機能のみを有していてもよいし、電動機としての機能とともに発電機としての機能を有するモータジェネレータとして構成されていてもよい。

電力変換装置１４は、電動機１２に供給される電力を制御するように構成されており、電力制御ユニット（ＰＣＵ）とも呼ばれる。以下の説明では、電力変換装置１４のことを、「ＰＣＵ１４」とも称する。ＰＣＵ１４は、パワー半導体モジュール等の電子部品からなるインバータを含む。換言すると、ＰＣＵ１４は、インバータ等の電子機器のアッセンブリである。

ＰＣＵ１４は、電動機１２側の３本のステータ端子２６に対応する３本のＰＣＵ端子２８を有する。３本のＰＣＵ端子２８は、より詳細には、ＰＣＵ１４に含まれるパワー半導体モジュールのＵ相、Ｖ相及びＷ相の出力端子に相当し、３本のＰＣＵ端子２８を必要に応じてＰＣＵ端子２８Ｕ、２８Ｖ及び２８Ｗ（図３参照）と称する。なお、３本のＰＣＵ端子２８は、本発明に係る「複数本の第２端子」の一例に相当する。

電動機１２は、電動機ケース１６に収容されている。電動機ケース１６の構造は特に限定されないが、図１に示す一例では、電動機ケース１６は次のように構成されている。すなわち、電動機ケース１６は、有底の筒状に形成された筒状ケース１６ａと、筒状ケース１６ａの開口端を塞ぐように筒状ケース１６ａに固定された板状カバー１６ｂとによって構成されている。筒状ケース１６ａは、図２に示す角筒状に代え、例えば、円筒状に形成されていてもよい。

また、図１に示す例では、電動機ケース１６は、電動機１２を収容するモータ室１６ｃとともに、ＰＣＵ１４を収容するＰＣＵ室１６ｄを一体的に備えている。ＰＣＵ１４は、このＰＣＵ室１６ｄに収容された状態で締結具（例えば、締結ボルト）３０によって電動機ケース１６に固定されている。この例では、ＰＣＵ１４を収容するケースは、ＰＣＵ室１６ｄを構成する筒状ケース１６ａの壁部と、当該壁部の開口を塞ぐＰＣＵカバー３２とによって構成されている。この例のように、ＰＣＵ１４（ＰＣＵ１４を構成する電子機器のアッセンブリ）は、電動機ケース１６に直接的に締結されてもよい。或いは、他の例では、ＰＣＵ１４は、ＰＣＵ１４を収容する専用のＰＣＵケースに収容され、このＰＣＵケースを介して電動機ケースに締結されてもよい。

なお、図１に示す例では、電動駆動ユニット１０は、減速機１８をも一体的に備えている。この例では、電動機１２のロータ２２のロータ軸２２ａは、減速機１８及び車両の駆動軸２０と同軸上に配置されている。より詳細には、ロータ軸２２ａは、減速機１８を介して駆動軸２０と連結されており、駆動軸２０とは直接的には接触していない。すなわち、電動機１２から出力されるトルクは、減速機１８によって増大された後に駆動軸２０に伝達される。この例のように電動機１２のロータ軸２２ａの内部に駆動軸２０が挿入されていると、減速機１８の潤滑に用いられたオイルを電動機１２の冷却に用いることができる。しかしながら、本発明に係る「電動駆動ユニット」は、このような例のように減速機を一体的に備えたものに限られない。

１－２．交流電動機及び電力変換装置の端子構造
以下の説明では、上述の図１、２とともに図３が参照される。図３は、図１に示すステータ端子２６及びＰＣＵ端子２８のそれぞれの先端部の構成例を表した図である。

３本のステータ端子２６のそれぞれは、ステータ２４からロータ軸２２ａの軸方向Ｄ１に沿って延びる延伸部２６ａと、延伸部２６ａに続く部位であってステータ端子２６の先端である締結部２６ｂとを含む。より詳細には、延伸部２６ａは、図１に示すように、軸方向Ｄ１において減速機１８の反対側に位置する電動機ケース１６の端面１６ｅに向けて、ステータコイル２４ｂにおける減速機１８と反対側の部位から軸方向Ｄ１に沿って延びるように形成されている。

付け加えると、図１に示す一例では、ステータ端子２６は、延伸部２６ａにおいて軸方向Ｄ１に沿って直線的に延びた後に、延伸部２６ａに続く締結部２６ｂが軸方向Ｄ１を向くように曲がっている。なお、このように延伸部２６ａがストレート形状を有することは、ステータ端子２６の長さの短縮において望ましいが、延伸部２６ａは軸方向Ｄ１に沿って延びていれば、必ずしも完全なストレート形状に限られない。

ステータ端子２６の延伸部２６ａは、金属製（典型的には銅製）の動力線である。延伸部２６ａの具体例は、エナメルで被覆され、かつ適切に剛性が確保された銅製の棒であり、延伸部２６ａの断面形状は例えば四角又は円である。このような例に代え、延伸部２６ａは、例えば、絶縁部材によって被覆され、かつ形状の変形が制限された銅製のケーブルによって構成されてもよい。

ステータ端子２６の締結部２６ｂ（２６ｂＵ、２６ｂＶ、２６ｂＷ）は、金属製（典型的には銅製）で板状に形成されている。図１に示す例では、締結部２６ｂは、銅製の棒である延伸部２６ａと連続して（すなわち、一体的に）形成されている。また、延伸部２６ａが上述のように銅製のケーブルによって構成された例では、締結部２６ｂは、かしめ又は溶接等の手法でステータ端子２６の先端に結合された端子金具として形成されていてもよい（例えば、後述の図４に示す構成がこれに該当）。なお、ステータ端子２６の延伸部２６ａ及び締結部２６ｂは、本発明に係る「第１延伸部」及び「第１締結部」の一例にそれぞれ相当する。

ＰＣＵ１４は、電動機１２が図１に示すように電動機ケース１６（モータ室１６ｃ）内に収容されている状態で、電動機ケース１６に固定される。図１に示すように、ＰＣＵ１４は、軸方向Ｄ１において電動機１２と部分的に重なるように電動機ケース１６に固定されている。換言すると、ＰＣＵ１４は、軸方向Ｄ１において電動機１２と重なっていない部位１４ａを有する。この部位１４ａは、軸方向Ｄ１においてステータ２４に対してステータ端子２６の側（すなわち、減速機１８と反対側）にある。

３本のＰＣＵ端子２８のそれぞれは、延伸部２８ａと締結部２８ｂとを含む。ここで、ＰＣＵ２４から（より詳細には、その内部のパワー半導体モジュールから）電動機１２の径方向の内側に向かう方向を「延伸方向Ｄ２」と称する。各延伸部２８ａは、図１に示すように、軸方向Ｄ１において電動機１２と重なっていない部位１４ａにて、延伸方向Ｄ２に延びるように形成されている。図３に示すＰＣＵ端子２８の一例では、この延伸方向Ｄ２は、ＰＣＵ端子２８の長さ方向と同じであり、また、軸方向Ｄ１と直交している。

付け加えると、各延伸部２８ａは、ＰＣＵ１４の底面（電動機１２と対向する側のＰＣＵ１４の表面）１４ｂから電動機１２の側に向けて延びている。締結部２８ｂは、延伸部２６ａに続く部位であってＰＣＵ端子２８の先端である。特に、図３に示す一例では、各ＰＣＵ端子２８は、各延伸部２８ａ及びこれに続く締結部２８ｂは、電動機１２の側に向けて途中で曲がらずに延伸方向Ｄ２に沿って直線的に延びている。図３中の締結点ピッチＰ１は、後述の実施の形態２との比較のために後に説明される。

ＰＣＵ端子２８の延伸部２８ａ（２８ａＵ、２８ａＶ、２８ａＷ）及び締結部２８ｂ（２８ｂＵ、２８ｂＶ、２８ｂＷ）は、金属製（典型的には銅製）であり、図３に示すように連続して（一体的に）板状に形成されている。付け加えると、本実施形態では、各ＰＣＵ端子２８は、一列に並び、かつ、ＰＣＵ２４（パワー半導体モジュール）側の基端からその先端（締結部２８ｂ）まで直線的に延びるように形成されている。また、本実施形態では、３本のＰＣＵ端子２８は、樹脂製の１つの（共通の）保護部材３４とともに設けられている。この保護部材３４は、ステータ端子２６と締結される側の表面を除く各ＰＣＵ端子２８の周囲を埋めるように形成されている。ただし、３本のＰＣＵ端子２８は、このような保護部材３４を伴わずに配置されていてもよい。なお、ＰＣＵ端子２８の延伸部２８ａ及び締結部２８ｂは、本発明に係る「第２延伸部」及び「第２締結部」の一例にそれぞれ相当する。

また、電動機ケース１６は、モータ室１６ｃとＰＣＵ室１６ｄとの間を仕切る壁部（隔壁）１６ｆを備えている。この壁部１６ｆには、３本のＰＣＵ端子２８を通すための連絡孔３６が形成されている。このような連絡孔３６の形状は、特に限定されないが、一例として後述のサービスホール４６と同様に、丸みを帯びた長方形を有している。電動駆動ユニット１０は、この連絡孔３６における壁部１６ｆとＰＣＵ端子２８との隙間を埋めるためのシール部材３８を備えている。これは、上述のように電動機１２の冷却のためにモータ室１６ｃ内に導入されたオイルがＰＣＵ室１６ｄ内に流入することを防ぐためである。このため、モータ室１６ｃ内でオイルを使用しない他の電動駆動ユニットの例では、シール部材の設置は必ずしも要しない。

ステータ端子２６の各相の締結部２６ｂは、締結具（例えば、締結ボルト４０（図１参照））を介して、同じ相のＰＣＵ端子２８の締結部２８ｂと締結される。具体的には、図３に示すように、各相の締結部２６ｂ及び締結部２８ｂには、締結ボルト４０が挿入される締結孔４２及び４４がそれぞれ形成されている。また、ＰＣＵ端子２８を覆う保護部材３４には、締結ボルト４０を固定するためのねじ穴（図示省略）が形成されている。なお、保護部材３４を備えない例では、締結ボルト４０を固定するためのナットが締結部２８ｂの背面側に溶接等の手法で設けられてもよいし、或いは、締結部２８ｂの締結孔４４にねじ加工が施されてもよい。

電動機ケース１６は、ステータ端子２６とＰＣＵ端子２８とを締結するための作業に用いられるサービスホール４６を備えている。サービスホール４６は、締結部２６ｂ及び２８ｂに対する締結ボルト４０の挿入方向Ｄ３と平行な締結ボルト４０の延長線Ｌ１上に位置する電動機ケース１６の部位に形成されている。サービスホール４６は、作業時を除き、ホールキャップ４８によって塞がれている。

より詳細には、本実施形態では、締結ボルト４０の挿入方向Ｄ３は、図１に示すように軸方向Ｄ１と同じである。すなわち、本実施形態では、締結ボルト４０（締結具）の延長線Ｌ１は、軸方向Ｄ１における電動機ケース１６の端面１６ｅに向けて延びており、したがって、サービスホール４６は端面１６ｅに形成されている。サービスホール４６の形状は、特に限定されないが、一例として丸みを帯びた長方形である。付け加えると、軸方向Ｄ１から電動機ケース１６を見たとき、サービスホール４６の一部（大部分）は、図２に示すようにステータ２４と重なっている。なお、サービスホール４６は、その全体が軸方向Ｄ１から見てステータ２４と重なるように形成されていてもよい。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、ステータ端子２６の締結部２６ｂとＰＣＵ端子２８の締結部２８ｂとが軸方向Ｄ１に沿って並んで配置されている。より詳細には、図１に示す配置例では、ステータ端子２６の締結部２６ｂがＰＣＵ端子２８の締結部２８ｂよりも締結ボルト４０に近くなる順番で締結部２６ｂ、２８ｂが軸方向Ｄ１に沿って並んでいる。

１－３．効果
以上説明したように、本実施形態の電動駆動ユニット１０によれば、軸方向Ｄ１において電動機１２と重なっていない部位１４ａにてＰＣＵ２４から延伸方向Ｄ２に（すなわち、電動機１２の径方向の内側に向けて）延びる３本のＰＣＵ端子２８（延伸部２６ａ）が、ステータ２４から軸方向Ｄ１に沿って延びるステータ端子２６（延伸部２６ａ）と締結されている。より詳細には、ＰＣＵ端子２８がステータ端子２６と直接的に（追加部品を介さずに）締結されている。これにより、電動機１２とＰＣＵ１４との電気的接続のために要するスペースを小さくでき、また、当該電気的接続のための部品点数を削減できる。また、電動駆動ユニット１０によれば、ステータ端子２６とＰＣＵ端子２８との締結を、電動機１２及びＰＣＵ１４のそれぞれが電動機ケース１６に固定された状態でサービスホール４６を利用して行うことができる。このため、電動機１２を電動機ケース１６に固定したままＰＣＵ１４の交換（より詳細には、ＰＣＵ１４を構成する電子部品のアッセンブリでの交換、又は個々の部品（例えば、パワー半導体モジュール）の交換）が可能となる。このように、電動駆動ユニット１０は、部品交換性においても優れている。

以上のように、本実施形態の電動駆動ユニット１０によれば、電力変換装置（ＰＣＵ）１４の部品交換性を良好としつつ、部品点数の削減及び省スペースを実現可能に交流電動機１２と電力変換装置１４とを電気的に接続することが可能となる。

また、本実施形態では、ステータ端子２６の締結部２６ｂとＰＣＵ端子２８の締結部２８ｂとが軸方向Ｄ１に沿って並んで配置されている（図１参照）。付け加えると、これらの締結部２６ｂ、２８ｂの締結孔４２、４４は軸方向Ｄ１を向いている（換言すると、締結ボルト４０の挿入方向Ｄ３は軸方向Ｄ１と平行である）。そして、サービスホール４６は、軸方向Ｄ１における電動機ケース１６の端面１６ｅに形成されている。このようなステータ端子２６及びＰＣＵ端子２８の具体的な形成例によれば、ＰＣＵ１４から電動機１２に向けてＰＣＵ端子２８を延ばした際に挿入方向Ｄ３が軸方向Ｄ１と平行となる向きでパワー半導体モジュールがＰＣＵ１４内に配置された例（図１参照）において、ＰＣＵ端子２８の形状の複雑化を回避しつつ、ＰＣＵ端子２８をステータ端子２６に締結できるようになる。

１－４．変形例
上述した実施の形態１の配置例（図１参照）では、ステータ端子２６の締結部２６ｂがＰＣＵ端子２８の締結部２８ｂよりも締結ボルト４０に近くなる順番で締結部２６ｂ、２８ｂが軸方向Ｄ１に沿って並んでいる。しかしながら、この配置例とは逆に、ＰＣＵ端子２８の締結部２８ｂが締結部２６ｂよりも締結ボルト４０に近くなる順番で締結部２６ｂ、２８ｂが軸方向Ｄ１に沿って並んで配置されるようにステータ端子が形成されていてもよい。

また、実施の形態１においては、締結ボルト４０（締結具）の挿入方向Ｄ３は、図１に示すように軸方向Ｄ１と同じ（平行）とされている。このため、実施の形態１では、挿入方向Ｄ３に平行な締結ボルト４０の延長線Ｌ１は、軸方向Ｄ１における電動機ケース１６の端面１６ｅに向けて延びており、したがって、サービスホール４６は端面１６ｅに形成されている。しかしながら、本発明に係る「締結具の挿入方向」は、必ずしも軸方向Ｄ１（ロータの軸方向）と同じでなくてもよい。すなわち、「挿入方向」は、例えば、軸方向Ｄ１と直交する方向（例えば、図２中の方向Ｄ４）であってもよい。したがって、サービスホールは、軸方向と同じでない「挿入方向」と平行な締結具の延長線上に位置する部位（例えば、図２中の側壁部１６ｇ）において電動機ケースに形成されていてもよい。

２．実施の形態２
次に、図４～図６を参照して、実施の形態２に係る電動駆動ユニット５０について説明する。

２－１．端子構造
電動駆動ユニット５０は、ステータ端子（第１端子）、ＰＣＵ端子（第２端子）、サービスホール、及び、電動機とＰＣＵとの間の連絡孔のそれぞれの形状において、上述した実施の形態１に係る電動駆動ユニット１０と相違している。

図４は、実施の形態２に係る電動駆動ユニット５０の内部構造をサービスホール６８の側かつロータ２２の軸方向Ｄ１から見た図である。図５は、図４に示すＰＣＵ端子５８を電動機５２の径方向外側（図４の上側）から見た図である。図６は、図５とは逆に、図４に示すＰＣＵ端子５８を電動機５２の径方向内側（図４の下側）から見た図である。

本実施形態の三相の交流電動機５２は、ロータ２２及びステータ２４とともに、３本のステータ端子５４（５４U、５４V、５４W）を備えている。各ステータ端子５４は、ステータ２４から軸方向Ｄ１に沿って延びる延伸部（図示省略）と、ステータ端子５４の先端である締結部５４ｂとに加え、当該延伸部と締結部５４ｂとを繋ぐ部位５４ｃを備えている。なお、図５、６では、ステータ端子５４の図示は省略されている。

一方、本実施形態の電力変換装置（ＰＣＵ）５６は、３本のＰＣＵ端子５８（５８U、５８V、５８Ｗ）を備えている。３本のＰＣＵ端子５８が有する３本の延伸部５８ａは、延伸方向Ｄ２に（電動機５２の径方向の内側に向けて）延びる際に、図４～図６に示すように、締結ボルト４０（締結具）の挿入方向Ｄ３（図５参照）に互いにオフセットされ、かつその後に３つの締結部５８ｂの締結点ピッチＰ２（Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ）が狭くなるように寄せ集められている。挿入方向Ｄ３は、換言すると、締結部５８ｂの厚さ方向に相当する。

より詳細には、図５に示す例では、１本の延伸部５８ａＶが、残りの延伸部５８ａＵ、５８ａＷに対してオフセットされている。このような例に代え、３本の延伸部５８ａは、それらのそれぞれの挿入方向Ｄ３の位置が異なるように互いにオフセットされてもよい。そして、このようにオフセットされた後に、３本の延伸部５８ａは、３つの締結部５８ｂの締結点ピッチＰ２（Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ）が、ＰＣＵ端子２８が直線的に延びる例（図３参照）の締結点ピッチＰ１と比べて狭くなるように寄せ集められている。

３本の延伸部５８ａは、上述のように寄せ集められつつ、さらに３つの締結部５８ｂの締結点が電動機５２の延伸方向Ｄ２に互いにオフセットされるように形成されている。より詳細には、図４に示す例では、３つの締結部５８ｂの締結点のそれぞれの位置が延伸方向Ｄ２に互いにオフセットしているが、このような例に代え、１つの締結点が残りの２つの締結点に対して延伸方向Ｄ２にオフセットしていてもよい。

ＰＣＵ端子５８は、図４、６に示すように、実施の形態１のＰＣＵ端子２８と同様に、保護部材６０によって覆われている。また、保護部材６０には、図６に示すように、締結ボルト（図示省略）を固定するためのねじ穴６２が形成されている。

電動機ケース６４は、各ＰＣＵ端子５８をＰＣＵ室１６ｄからモータ室１６ｃに通すための連絡孔６６を備えている。そして、各ＰＣＵ端子５８は、図４に示すように、上述のように締結点ピッチＰ２が狭くなるように延伸部５８ａを寄せ集めながら延びている延伸部５８ａの部位において、連絡孔６６を通過している。

電動機ケース６４には、ステータ端子５４とＰＣＵ端子２８との締結作業のためのサービスホール６８（図４参照）が形成されている。サービスホール６８の形状は広く言えば特に限定されないが、本実施形態では、サービスホール６８は図４に示すように円形である。なお、図４では、このサービスホール６８を塞ぐホールキャップの図示は省略されている。

また、連絡孔６６の形状も広く言えば特に限定されないが、図５、６に示すように、本実施形態では、上述の連絡孔６６も円形である。さらに、本実施形態では、実施の形態１と同様に、連絡孔６６には、電動機ケース６４とＰＣＵ端子５８との隙間を埋めるためのシール部材７０が設けられている。より詳細には、シール部材７０の種類は特に限定されないが、ここでは、ゴム等の弾性材料を用いた埋め栓がシール部材７０の一例として用いられている。

２－２．効果
サービスホールが大きいと、電動機ケースの強度低下が懸念され、また、サービスホールを塞ぐホールキャップのコスト増加も懸念される。また、電動機ケースを通過する位置におけるＰＣＵ端子のスペースが大きいことを理由に連絡孔が大きいと、同様に、電動機ケースの強度低下が懸念される。また、実施の形態２がそうであるように連絡孔を塞ぐシール部材を備える例では、連絡孔が大きいと、シール部材のコスト増加が懸念される。

上述の追加の課題に鑑み、本実施形態の電動駆動ユニット５０によれば、３本のＰＣＵ端子５８が有する３本の延伸部５８ａは、挿入方向Ｄ３（図５参照）に互いにオフセットされた後に３つの締結部５８ｂの締結点ピッチＰ２が狭くなるように寄せ集められ、かつ、３つの締結部５８ｂの締結点が電動機５２の延伸方向Ｄ２（図４参照）に互いにオフセットされるように形成されている。このような構成によれば、実施の形態１のＰＣＵ端子２８の例（図３参照）と比べて、３つの締結部５８ｂの周りのスペース、及び連絡孔６６を通過する位置における３本の延伸部５８ａのスペースを縮小できる。このことは、サービスホール６８及び連絡孔６６を小さくするうえで効果的である。そして、サービスホール６８及び連絡孔６６の小型化により、これらの存在に起因する電動機ケース６４の強度低下を抑制しつつステータ端子５４とＰＣＵ端子５８との電気的な接続を実現できる。また、サービスホール６８及び連絡孔６６の小型化により、サービスホール６８を塞ぐホールキャップ、及び連絡孔６６を塞ぐシール部材７０のコスト増加を抑制できる。

また、本実施形態では、サービスホール６８及び連絡孔６６は円形である。上述のようにＰＣＵ端子５８を構成することによって３つの締結部５８ｂの周りのスペース及び連絡孔６６を通過する位置における３本の延伸部５８ａのスペースが縮小されると、図４、５から分かるように、サービスホール６８及び連絡孔６６の形状として円形を採用しながらこれらの孔６８、６６を好適に小型することが可能となる。そして、サービスホール６８及び連絡孔６６が円形であることで、ホールキャップ及びシール部材７０の構造を簡素化でき、また、それらの製造及び組み付けが容易となる。このことも、電動駆動ユニット５０のコスト低下に繋がる。

３．実施の形態３
次に、図７及び図８を参照して、実施の形態３に係る電動駆動ユニットについて説明する。

３－１．端子構造
図７は、実施の形態３に係る電動駆動ユニットにおける端子締結構造を説明するための図である。本実施形態に係る電動駆動ユニットは、連結ワッシャ８０を追加的に備える点において、上述した実施の形態１に係る電動駆動ユニット１０と相違している。

例えば実施の形態１の構成においてサービスホール４６を利用してステータ端子２６とＰＣＵ端子２８とを締結する際、締結ボルト４０の締結トルクがステータ端子２６の締結部２６ｂに対して締結部２６ｂを回転させるように作用する。その結果、ステータ端子２６（典型的には、締結部２６ｂと延伸部２６ａとの結合部分）に応力が生じ、ステータ端子２６が曲がってしまうことが懸念される。付け加えると、このような課題は、締結部２６ｂ毎に独立したワッシャを各締結部２６ｂと締結ボルト４０との間に介在させた例（図示省略）においても同様に生じる。その理由は、締結ボルト４０の締結トルクが当該ワッシャとともに締結部２６ｂを回転させるように作用するためである。

上述の追加の課題に鑑み、本実施形態では、図７に示すように、ステータ端子２６の各締結部２６ｂ（第１締結部）と締結ボルト４０（締結具）との間に連結ワッシャ８０が介在している。連結ワッシャ８０は、３つの締結部２６ｂのそれぞれに対応する３つの金属製のワッシャ部８０ａと、これら３つのワッシャ部８０ａを一体的に連結させる樹脂部８０ｂとによって構成されている。

上述した構成を有する連結ワッシャ８０を伴うステータ端子２６とＰＣＵ端子２８との締結は、例えば次のように行うことができる。すなわち、まず、電動機１２が電動機ケース１６内に収容された後に、ＰＣＵ１４が電動機ケース１６に固定される。その結果、各ステータ端子２６の締結部２６ｂが各ＰＣＵ端子２８の締結部２８ｂと重なった状態が得られる。この状態において、作業者の手によって或いは組み付け用の補助具を利用して、連結ワッシャ８０がサービスホール４６内に挿入されたうえでステータ端子５４と重ね合わされる。そのうえで、連結ワッシャ８０を介在させた状態で、締結ボルト４０によってステータ端子２６とＰＣＵ端子２８とが締結される。

３－２．効果
本実施形態の電動駆動ユニットによれば、以上説明した連結ワッシャ８０の利用により、ステータ端子２６の曲がりが生じないようにしつつ、ステータ端子２６とＰＣＵ端子２８との締結を行うことが可能となる。具体的には、例えば、締結の際、先に１組の締結部２６ｂ、２８ｂのねじ穴に対して締結ボルト４０を仮止めしておく。次いで、他の１組の締結部２６ｂ、２８ｂの締結を完了させ、その後に残りの組の締結部２６ｂ、２８ｂの締結を完了させる。このように、例えば１組の締結部２６ｂ、２８ｂの仮止めをしておくことで、他の組の締結部２６ｂ、２８ｂの締結を行う際に連結ワッシャ８０が締結トルクによって回転しないようにすることができる。その結果として、ステータ端子２６を回転させるように締結トルクが作用しないようにしつつ締結を行える。なお、締結手法は、この手法に限定されず、例えば、先に３本の締結ボルト４０を仮止めした後に３組の締結部２６ｂ、２８ｂの締結を所定の順序で完了させてもよい。

３－３．実施の形態３に関連する他の構成例
実施の形態３に係る連結ワッシャは、実施の形態１のステータ端子２６に代え、実施の形態２のステータ端子５４に対して組み合わされてもよい。具体的には、３つの締結部５４ｂ（図４参照）の各締結点の位置に合うように形成された連結ワッシャが用いられてもよい。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、実施の形態３に係る連結ワッシャ８０を利用した端子構造の他の例を説明するための図である。より詳細には、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）中のＡ－Ａ線（締結孔の中心を通る線）でＰＣＵ端子２８、連結ワッシャ８０及びステータ端子８２を切断して得られる断面図である。

図８（Ａ）に示す例では、ステータ端子８２は、締結部８２ｂ（８２ｂＵ、８２ｂＶ、８２ｂＷ）を備えている。３つの締結部８２ｂのうちの２つの締結部８２ｂＵ及び８２ｂＷには、突起８４及び８６がそれぞれ形成されている。これらの突起８４及び８６は、図８（Ａ）及び８（Ｂ）に示すように連結ワッシャ８０を保持可能に形成され、かつ、締結ボルト４０の締結トルクが連結ワッシャ８０に作用した際に連結ワッシャ８０の回転を妨げる位置に形成されている。

上述のように、ステータ端子８２は、突起８４及び８６を利用して連結ワッシャ８０を保持可能である。このため、連結ワッシャ８０は、例えば、電動機１２を電動機ケース１６内に収容する際にステータ端子８２に事前に組み付けられていてもよい。或いは、連結ワッシャ８０は、電動機１２が電動機ケース１６内に収容され、かつ、その後にＰＣＵ１４が電動機ケース１６に固定された後に、サービスホール４６を利用してステータ端子８２に組み付けられてもよい。突起８４及び８６を有するステータ端子８２の利用により、締結ボルト４０の仮止めを必要とせずに、連結ワッシャ８０を用いてステータ端子８２の曲がりが生じないようにしつつ締結を行うことが可能となる。

なお、図８（Ａ）に示す例では、ステータ端子８２の側に突起８４、８６が設けられている。このような例に代え、同様の機能を有する突起がＰＣＵ端子２８（保護部材３４を含む）の側に設けられてもよい。

４．実施の形態４
次に、図９～図１１を参照して、実施の形態４に係る電動駆動ユニットについて説明する。本実施形態に係る電動駆動ユニットは、ステータ端子の形状において、上述した実施の形態１に係る電動駆動ユニット１０と相違している。

４－１．端子構造
図９は、ＰＣＵ１４を電動機ケース１６に組み付ける際の追加の課題について説明するための図である。図９には、当該追加の課題の説明のために実施の形態１のステータ端子２６が図示されている。ＰＣＵ１４を電動機ケース１６に組み付ける時、ＰＣＵ端子２８の締結部２８ｂをステータ端子２６の締結部２６ｂと重ねるために、ＰＣＵ端子２８が図９に示すように締結部２６ｂに接近する。この際、図９に示すように、ＰＣＵ端子２８の先端が締結部２６ｂと干渉する可能性がある。なお、このような干渉を避けるために締結部２６ｂと締結部２８ｂとの隙間（図９の左右方向の隙間）を大きく確保することが考えられる。しかしながら、この隙間を大きくすると、締結時にステータ端子２６に曲がりが生じてしまうことが懸念される。

図１０は、実施の形態４に係る電動駆動ユニットが備えるステータ端子９０の構成を説明するための図である。上述の追加の課題に鑑み、本実施形態の電動駆動ユニットのステータ端子９０は、次のように構成されている。

すなわち、ステータ端子９０の締結部９０ｂは、ＰＣＵ１４（図１参照）側の先端部９０ｂ１を有する。図１０は、ステータ端子９０の締結部９０ｂがＰＣＵ端子２８の締結部２８ｂに締結されている状態を示している。先端部９０ｂ１は、図１０に示す締結状態において、当該先端部９０ｂ１の先端位置が締結部２８ｂから離れるように傾斜して形成されている。なお、このような先端部９０ｂ１の傾斜形状は、実施の形態２等の他の実施の形態に記載のステータ端子に設けられてもよい。

４－２．効果
図１１は、実施の形態４の効果を説明するための図である。本実施形態の電動駆動ユニットによれば、ＰＣＵ１４側の先端部９０ｂ１が上述のように形成されたステータ端子９０を備えることで、次のような効果が得られる。すなわち、図１１に示すように、ＰＣＵ１４の組み付け時にＰＣＵ端子２８が締結部９０ｂと接触したとしても、先端部９０ｂ１の傾斜形状の作用により、締結ボルト４０の挿入方向Ｄ３（軸方向Ｄ１）と平行な方向にステータ端子９０を逃がすことができる。これにより、電動機ケース１６へのＰＣＵ１４の組み付け時に、ＰＣＵ端子２８との接触に起因するステータ端子９０の曲がりの発生を抑制できる。

本発明は、上述した三相の交流電動機に代え、三相交流以外の多相交流における各相の電流が流れる複数本の第１端子を有する多相の交流電動機に適用されてもよい。

以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

１０、５０ 電動駆動ユニット
１２、５２ 交流電動機
１４ 電力変換装置（ＰＣＵ）
１６、６４ 電動機ケース
２２ 交流電動機のロータ
２４ 交流電動機のステータ
２４ａ ステータコア
２４ｂ ステータコイル
２６、５４、８２、９０ ステータ端子（第１端子）
２６ａ、５４ａ ステータ端子の延伸部（第１延伸部）
２６ｂ、５４ｂ、８２ｂ、９０ｂ ステータ端子の締結部（第１締結部）
２８、５８ ＰＣＵ端子（第２端子）
２８ａ、５８ａ ＰＣＵ端子の延伸部（第２延伸部）
２８ｂ、５８ｂ ＰＣＵ端子の締結部（第２締結部）
３２ ＰＣＵカバー
３４、６０ 保護部材
３６、６６ 連絡孔
３８、７０ シール部材
４０ 締結ボルト
４２、４４ 締結孔
４６、６８ サービスホール
４８ ホールキャップ
８０ 連結ワッシャ
８４、８６ 突起
９０ｂ１ ステータ端子の締結部の先端部

Claims (5)

1. ロータと、ステータと、多相交流における各相の電流が流れる複数本の第１端子とを有する多相の交流電動機と、
   前記複数本の第１端子に対応する複数本の第２端子を有する電力変換装置と、
   前記交流電動機と前記電力変換装置との間を仕切る壁部を有し、前記交流電動機を収容する電動機ケースと、
   を備える電動駆動ユニットであって、
   前記電力変換装置は、前記ロータの軸方向において前記交流電動機と部分的に重なるように前記壁部を介して前記電動機ケースに固定され、
   前記複数本の第１端子のそれぞれは、
   前記ステータから前記軸方向に沿って延びる第１延伸部と、
   前記第１端子の先端である第１締結部と、
   を含み、
   前記複数本の第２端子のそれぞれは、
   前記軸方向において前記交流電動機と重なっていない部位にて、前記電力変換装置から前記交流電動機の径方向の内側に向かう方向である延伸方向に延びる第２延伸部と、
   前記第２端子の先端である第２締結部と、
   を含み、
   前記第１締結部と前記第２締結部とは、締結具を介して互いに締結されており、
   前記電動機ケースは、
   前記複数本の前記第２端子を通すために前記壁部に形成された連絡孔と、
   前記第１締結部及び前記第２締結部に対する前記締結具の挿入方向と平行な前記締結具の延長線上に位置する部位に形成されたサービスホールと、
   を含み、
   前記交流電動機は三相の交流電動機であり、前記複数本の第１端子及び前記複数本の第２端子はそれぞれ３本であり、
   ３本の前記第２端子が有する３本の前記第２延伸部は、前記延伸方向に延びる際に前記挿入方向に互いにオフセットされるように形成されており、
   ３本の前記第２端子が有する３つの前記第２締結部は、
   ３本の前記第２延伸部とともに前記挿入方向に互いにオフセットされ、
   ３つの前記第２締結部が前記挿入方向にオフセットされずに一列に並んで配置される例と比べて、３つの前記第２締結部の締結点ピッチが狭くなるように寄せ集められ、かつ、
   ３つの前記第２締結部の締結点が前記延伸方向に互いにオフセットされるように形成されており、
   ３本の前記第２端子のそれぞれにおいて前記連絡孔を通過している部位は、前記締結点ピッチが狭くなるように寄せ集められている前記第２延伸部の部位であり、
   前記サービスホールは円形であり、
   前記連絡孔は円形である
   ことを特徴とする電動駆動ユニット。
2. 前記第１締結部と前記第２締結部とが前記軸方向に沿って並んで配置されており、
   前記サービスホールは、前記軸方向における前記電動機ケースの端面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動駆動ユニット。
3. 前記軸方向から前記電動機ケースを見たとき、前記サービスホールの少なくとも一部が前記ステータと重なっている
   ことを特徴とする請求項２に記載の電動駆動ユニット。
4. 前記電動駆動ユニットは、前記複数本の前記第１締結部と前記締結具との間に介在し、かつ一体的に連結された連結ワッシャをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか１つに記載の電動駆動ユニット。
5. 前記第１締結部における前記電力変換装置の側の先端部は、前記第１締結部が前記第２締結部と締結されている状態において、前記先端部の先端位置が前記第２締結部から離れるように傾斜して形成されている
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載の電動駆動ユニット。

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