JP7329490B2

JP7329490B2 - 回転電機ユニット

Info

Publication number: JP7329490B2
Application number: JP2020206964A
Authority: JP
Inventors: 大石井; 貴寛采女
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2023-08-18
Anticipated expiration: 2040-12-14
Also published as: JP2022094122A; US20220190676A1; US11705776B2; CN114629286A

Description

本発明は、車両に搭載される回転電機ユニットに関するものである。

ハイブリッド車や電気自動車の多くは、駆動用のモータと発電機（二つの回転電機）の収容される回転電機ユニットの上部に電力制御ユニット（ＰＣＵ）が取り付けられている。電力制御ユニットは、バッテリの直流電力をモータの駆動に適した高圧の交流電力に変換するとともに、モータや発電機で発電した交流電力を直流電力に変換し、かつ所定電圧に降圧してバッテリに充電する。モータ（一方の回転電機）の三相の通電部は、三つの接続端子を有するコネクタを介して電力制御ユニット内の対応する導電通路に接続されている。また、発電機（他方の回転電機）の三相の通電部も同様に、三つの接続端子を有する別のコネクタを介して電力制御ユニット内の対応する通電通路に接続されている。

しかし、二つの回転電機が夫々別々のコネクタを介して電力制御ユニット側の導電通路に接続される構造の場合、コネクタが二種類必要になり、部品点数の増加による製品コストの高騰の原因となり易い。

これに対処し得る回転電機ユニットとして、一方の回転電機に接続される三つの接続端子と、他方の回転電機に接続される三つの接続端子とを横並び一列にして一つのコネクタに保持させるようにしたものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第５６９２００３号公報

しかし、特許文献１に記載の回転電機ユニットは、六つの接続端子を横並び一列に保持するコネクタを用いるため、例えば、大型の一方の回転電機の上方に、各接続端子の一端部が下方を向くように（回転電機の軸方向と略直交する方向を向くように）にコネクタを配置すると、コネクタが回転電機と干渉するのを避けるためにコネクタの設置位置をある程度以上に下げることができなくなる。このため、回転電機ユニットの外形が大型化してしまう。

そこで本発明は、六つの接続端子を保持するコネクタを一方の回転電機の外周部にコンパクトに配置できるようにして、外形の小型化を図ることができる回転電機ユニットを提供しようとするものである。

本発明に係る回転電機ユニットは、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る回転電機ユニットは、三相の通電部を有する二つの回転電機（例えば、実施形態のモータ１４、及び、発電機１５）と、二つの前記回転電機を内部に収容するケーシング（例えば、実施形態のケーシング１３）と、一方の前記回転電機の三相の前記通電部を電力制御ユニット（例えば、実施形態の電力制御ユニット１６）の対応する導電通路に接続する三つの接続端子（例えば、実施形態の第１接続端子１９ａ、第２接続端子１９ｂ、第３接続端子１９ｃ）と、他方の前記回転電機の三相の前記通電部を前記電力制御ユニットの対応する導電通路に接続する別の三つの接続端子（例えば、実施形態の第４接続端子１９ｄ、第５接続端子１９ｅ、第６接続端子１９ｆ）と、六つの前記接続端子を、長手方向の一端部が同方向を向くように保持するコネクタ（例えば、実施形態のコネクタ１７）と、を備え、六つの前記接続端子の前記一端部が一方の前記回転電機の軸方向と略直交する方向を向くように、前記コネクタが前記ケーシングに取り付けられている回転電機ユニットであって、六つの前記接続端子のうちの三つの接続端子である第１接続端子（例えば、実施形態の第１接続端子１９ａ）、第２接続端子（例えば、実施形態の第２接続端子１９ｂ）、及び、第３接続端子（例えば、実施形態の第３接続端子１９ｃ）は、前記軸方向から見て、各前記一端部が横並び一列に配置され、六つの前記接続端子のうちの残余の二つの接続端子である第４接続端子（例えば、実施形態の第４接続端子１９ｄ）と第５接続端子（例えば、実施形態の第５接続端子１９ｅ）は、前記軸方向から見て、各前記一端部が前記第１接続端子、前記第２接続端子、及び、前記第３接続端子から成る第１列（例えば、実施形態の第１列Ｒ１）の背部側にオフセットして配置されるとともに、前記一端部が前記第１列の接続端子の前記一端部よりも前記ケーシングの内側に突出し、六つの前記接続端子のうちのさらに残余の一つの接続端子である第６接続端子（例えば、実施形態の第６接続端子１９ｆ）は、前記軸方向から見て、前記一端部が前記第４接続端子と前記第５接続端子から成る第２列（例えば、実施形態の第２列Ｒ２）の背部側にオフセットして配置されるとともに、前記一端部が前記第２列の接続端子の前記一端部よりも前記ケーシングの内側に突出していることを特徴とする。

上記の構成により、コネクタに保持される第４接続端子と第５接続端子は、第１列に位置される第１接続端子、第２接続端子、及び、第３接続端子に対して、軸方向にオフセットして配置される。また、コネクタに保持される第６接続端子は、第２列に位置される第４接続端子と第５接続端子に対して、軸方向にオフセットして配置される。したがって、コネクタに保持される六つの接続端子の一部が軸方向にオフセットして配置されることになるため、コネクタを一方の回転電機の外周のデッドスペースに容易に配置することができる。

前記第１列の一方の前記回転電機の外周面に臨む側の接続端子の前記一端部と、前記第２列の一方の前記回転電機の外周面に臨む側の接続端子の前記一端部と、前記第６接続端子の前記一端部とは、一方の前記回転電機の外周面に沿うように配置されることが望ましい。

この場合、コネクタの各列の接続端子が一方の回転電機の外周面沿うように配置されるため、コネクタを一方の回転電機の外周面により近接して配置することができる。したがって、本構成を採用した場合には、コネクタを一方の回転電機の外周部によりコンパクトに配置することができる。

各前記接続端子の前記一端部は、前記回転電機側との通電接続部として良い。

この場合、軸方向から見て、手前側の接続端子と重ならないように各接続端子の通電接続部が配置されることになるため、軸方向の一側から各接続端子と回転電機側との接続作業を容易に行うことができる。

本発明では、コネクタに保持される六つの接続端子の一部が一方の回転電機の軸方向にオフセットして配置されるため、コネクタを一方の回転電機の外周のデッドスペースに容易に配置することができる。したがって、本発明を採用した場合には、六つの接続端子を保持するコネクタを一方の回転電機の外周部にコンパクトに配置でき、回転電機ユニットの外形を小型化することができる。

実施形態の車両のエンジンルーム内の機器の配置を示す平面図。実施形態の車両の図１のＩＩ矢視に相当する模式的な側面図。実施形態の回転電機ユニットのコネクタと二つの回転電機の配置を示す側面図。実施形態の回転電機ユニットのコネクタと二つの回転電機の配置を示す正面図。実施形態のコネクタの正面図。実施形態のコネクタの側面図。実施形態のコネクタと電力制御ユニットの内部の導電通路の接続状態を示す側面図。他の実施形態のコネクタの正面図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面の適所には、車両の前方を指す矢印ＦＲと、車両の上方を指す矢印ＵＰと、車両の左側方を指す矢印ＬＨが記されている。

図１は、実施形態の車両１のエンジンルーム１０内の機器の配置を示す平面図であり、図２は、車両１の図１のＩＩ矢視に相当する模式的な側面図である。
本実施形態の車両１は、エンジン１２とモータ１４を備えたハイブリッド車両である。エンジンルーム１０内には、回転電機ユニット１１とエンジン１２が配置されている。回転電機ユニット１１は、エンジン１２の車幅方向外側の端部に一体に組付けられている。回転電機ユニット１１は、ケーシング１３の内部に車両駆動用のモータ１４と発電機１５（二つの回転電機）が収容されている。回転電機ユニット１１のケーシング１３の上部には、電力制御ユニット１６（ＰＤＵ：Power Drive Unit）が取り付けられている。電力制御ユニット１６は、車両１に搭載された図示しない高圧バッテリ（以下、「バッテリ」と称する。）の直流電力を所定電圧に昇圧し、モータ１４の駆動に適した交流電力に変換する。また、電力制御ユニット１６は、モータ１４で回生発電した交流電力や発電機１５で発電した交流電力を直流電力に変換し、所定電圧に降圧してバッテリに充電する。
なお、図１，図２中の符号２は、電力制御ユニット１６と図示しないバッテリを接続する給電ケーブルであり、符号３は、モータ１４とエンジン１２の回転を図示しない駆動輪に出力する出力軸である。

図３，図４は、回転電機ユニット１１のコネクタ１７とモータ１４及び発電機１５の配置を示す側面図と正面図である。
大型部品である駆動用のモータ１４は、図３に示すように、回転電機ユニット１１の側面視において、ケーシング１３内の上部寄りの略中央に配置されている。発電機１５は、ケーシング１３内のモータ１４の前部下方位置に配置され、出力軸３は、ケーシング１３内のモータ１４の後部下方位置に配置されている。

また、モータ１４は、図４に示すように、ケーシング１３の車幅方向外側寄りに偏った位置に配置され、発電機１５は、モータ１４よりも車幅方向内側に延在するように配置されている。なお、図４中の符号４は、エンジン１２の動力を減速して発電機１５に伝達する減速機構である。減速機構４は、エンジン１２と発電機１５の間に配置されている。

モータ１４と発電機１５は、これらの回転中心軸１４ａ，１５ａが車幅方向を向くように、ケーシング１３内に配置されている。モータ１４と発電機１５は、いずれも全体が短軸円柱状に形成されている。モータ１４（一方の回転電機）の軸方向とは、回転中心軸１４ａの向く方向を意味するものとする。

図５は、コネクタ１７の正面図（車幅方向外側から見た図）であり、図６は、コネクタ１７の後側面図である。また、図７は、コネクタ１７と電力制御ユニット１６の内部の導電通路１８ａ～１８ｆの接続状態を示す側面図である。
コネクタ１７は、図３，図４に示すように、回転電機ユニット１１のケーシング１３の前部寄りの上面に取り付けられている。コネクタ１７は、回転電機ユニット１１内のモータ１４の三相の通電部を電力制御ユニット１６内の対応する導電通路１８ａ，１８ｂ，１８ｃ（図７参照）に接続する三つの接続端子１９ａ，１９ｂ，１９ｃと、回転電機ユニット１１内の発電機１５の三相の通電部を電力制御ユニット１６内の対応する導電通路１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ（図７参照）に接続する別の三つの接続端子１９ｄ，１９ｅ，１９ｆを保持している。

以下、モータ１４の三相の通電部を電力制御ユニット１６内の導電通路１８ａ，１８ｂ，１８ｃに接続する接続端子を第１接続端子１９ａ、第２接続端子１９ｂ、第３接続端子１９ｃと称する。また、発電機１５の三相の通電部を電力制御ユニット１６内の導電通路１８ｄ，１８ｅ，１８ｆに接続する接続端子を第４接続端子１９ｄ、第５接続端子１９ｅ，第６接続端子１９ｆと称する。

第１～第６接続端子１９ａ～１９ｆは、いずれも短冊状の金属板によって形成されている。第１～第６接続端子１９ａ～１９ｆは、長手方向の一端部（下端部）がモータ１４の軸方向と略直交する方向（略鉛直下方）を向くように、コネクタ１７に保持されている。
図６に示すように、第１接続端子１９ａ、第２接続端子１９ｂ、及び、第３接続端子１９ｃは、モータ１４の軸方向から見て、一端部１９ａｅ，１９ｂｅ，１９ｃｅが横並び一列に配置されている。この状態においては、各一端部１９ａｅ，１９ｂｅ，１９ｃｅは、車両前後方向から見て板厚が相互に重なるように整列されている。

また、第４接続端子１９ｄと第５接続端子１９ｅは、モータ１４の軸方向から見て、一端部１９ｄｅ，１９ｅｅが第１接続端子１９ａ、第２接続端子１９ｂ、及び、第３接続端子１９ｃから成る第１列Ｒ１の背部側にオフセットして配置されている。本実施形態では、第１接続端子１９ａの背部に第４接続端子１９ｄが配置され、第２接続端子１９ｂの背部に第５接続端子１９ｅが配置されている。第４接続端子１９ｄの一端部１９ｄｅと第５接続端子１９の一端部１９ｅｅとは、横並び一列に配置されている。この状態においては、各一端部１９ｄｅ，１９ｅｅは、車両前後方向から見て板厚が相互に重なるように整列されている。
また、第４接続端子１９ｄと第５接続端子１９ｅの一端部１９ｄｅ，１９ｅｅは、下方向への突出長さが第１列Ｒ１の接続端子よりも長くなっている。したがって、第４接続端子１９ｄと第５接続端子１９ｅの一端部１９ｄｅ，１９ｅｅは、第１列Ｒ１の接続端子の一端部１９ａｅ，１９ｂｅ，１９ｃｅよりもケーシング１３の内側に突出している。

第６接続端子１９ｆは、モータ１４の軸方向から見て、一端部１９ｆｅが第４接続端子１９ｄと第５接続端子１９ｅから成る第２列Ｒ２の背部側にオフセットして配置されている。本実施形態では、第４接続端子１９ｄの背部に第６接続端子１９ｆが配置されている。第６接続端子１９ｆの一端部１９ｆｅは、下方向への突出長さが第２列Ｒ２の接続端子よりも長くなっている。したがって、第６接続端子１９ｆの一端部１９ｆｅは、第２列Ｒ２の接続端子の一端部１９ｄｅ，１９ｅｅよりもケーシング１３の内側に突出している。
以上のようにコネクタ１７に保持される六つの接続端子は、これらの一部がモータ１４の軸方向にオフセットして配置されている。

また、第１～第６接続端子１９ａ～１９ｆの各一端部１９ａｅ～１９ｆｅには結線孔２５が設けられている。各結線孔２５には、モータ１４や発電機１５の通電部と各一端部１９ａｅ～１９ｆｅとを接続する配線ケーブル２０ａ～２０ｆが接続されている。第１～第６接続端子１９ａ～１９ｆの各一端部１９ａｅ～１９ｆｅは、モータ１４や発電機１５側に接続される通電接続部とされている。

一つのコネクタ１７に保持された第１～第６接続端子１９ａ～１９ｆは、図３，図７に示すように、ケーシング１３の前側上部の角部の近傍の、モータ１４の前方側上部位置に配置される。このとき、第１列Ｒ１の第１接続端子１９ａ、第２接続端子１９ｂ、及び、第３接続端子１９ｃの下方に第２列Ｒ２の第４接続端子１９ｄと第５接続端子１９ｅの各一端部が突出しているが、第６接続端子１９ｆは、第５接続端子１９ｅのモータ１４側に隣接した位置に配置されていない。第６接続端子１９ｆは、一端部１９ｆｅが第２列Ｒ２よりも下方に突出するように、第４接続端子１９ｄの背部に配置されている。このため、コネクタ１７は、接続端子や配線ケーブル２０ａ～２０ｄがモータ１４と干渉する不具合を招くことなく、モータ１４に充分に近接した位置に配置することができる。

（実施形態の効果）
以上のように、本実施形態の回転電機ユニット１１は、コネクタ１７に保持される第４接続端子１９ｄと第５接続端子１９ｅが、第１列Ｒ１の接続端子（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）に対して、モータ１４の軸方向にオフセットして配置されている。そして、コネクタ１７に保持される第６接続端子１９ｆが第２列Ｒ２の接続端子（１９ｄ，１９ｅ）に対して、軸方向にオフセットして配置されている。このため、コネクタ１７に保持される六つの接続端子の一部がモータ１４の軸方向にオフセットして配置されることになる。したがって、本実施形態の回転電機ユニット１１を採用した場合には、六つの接続端子を保持するコネクタ１７をモータ１４の外周のデッドスペースに配置し、回転電機ユニットの外形を小型化することができる。
特に、コネクタ１７をモータ１４の前部上方側のデッドスペースに配置した場合には、コネクタ１７の設置位置を低くし、電力制御ユニット１６の上面高さを低く抑えることが可能になる。

また、本実施形態の回転電機ユニット１１は、コネクタ１７に保持される六つの接続端子のうちのモータ１４の外周面に臨む側に配置される第１列Ｒ１の第３接続端子１９ｃの一端部１９ｃｅと、第２列Ｒ２の第５接続端子１９ｅの一端部１９ｅｅと、第６接続端子１９ｆの一端部１９ｆｅと、がモータ１４の外周面に沿うように階段状に配置されている。このため、コネクタ１７をモータ１４の外周面により近接して配置することができる。したがって、本構成を採用した場合には、コネクタ１７をモータ１４の外周部によりコンパクトに配置することができる。

さらに、本実施形態の回転電機ユニット１１は、コネクタ１７に保持される六つの接続端子のすべての一端部１９ａｅ～１９ｆｅが、モータ１４の軸方向から見て、いずれも重ならないように配置されている。そして、各接続端子の一端部１９ａｅ～１９ｆｅには、結線孔２５が形成され、結線孔２５に、モータ１４と発電機１５側の配線ケーブル２０ａ～２０ｆが接続されている。このため、本構成を採用した場合には、各接続端子の一端部１９ａｅ～１９ｆｅに対する配線ケーブル２０ａ～２０ｆの接続作業を容易に行うことができる。

（他の実施形態）
図８は、他の実施形態のコネクタ１１７の正面図である。
本実施形態のコネクタ１１７は、コネクタ１１７に支持される六つの接続端子の配置が上記の実施形態のものと若干異なっている。以下、他の実施形態について説明するが、上記の実施形態と共通部分には同一符号を付し、重複する説明を省略するものとする。

上記の実施形態では、第４接続端子１９ｄが第１接続端子１９ａの背部に配置され、第５接続端子１９ｅが第２接続端子１９ｂの背部に配置され、さらに、第６接続端子１９ｆが第４接続端子１９ｄの背部に配置されている。これに対し、本実施形態のコネクタ１１７では、第４接続端子１９ｄの一端部１９ｄｅが第１接続端子１９ａと第２接続端子１９ｂに跨る部分の背部に配置され、第５接続端子１９ｅの一端部１９ｅｅが第２接続端子１９ｂと第３接続端子１９ｃに跨る部分の背部に配置され、第６接続端子１９ｆの一端部１９ｆｅが第４接続端子１９ｄと第５接続端子１９ｅに跨る部分の背部に配置されている。
つまり、本実施形態では、第２列Ｒ２の二つの接続端子の一端部１９ｄｅ，１９ｅｅと、第６接続端子１９ｆの一端部１９ｆｅとがモータ１４の外周面に近接する方向に所定量ずらして配置されている。

また、第４接続端子１９ｄの一端部１９ｄｅに設けられる結線孔２５は、第１接続端子１９ａの結線孔２５と第２接続端子１９ｂの結線孔２５に対して前後方向にずれた位置に配置され、第５接続端子１９ｅの一端部１９ｅｅに設けられる結線孔２５は、第２接続端子１９ｂの結線孔２５と第３接続端子１９ｃの結線孔２５に対して前後方向にずれた位置に配置されている。さらに、第６接続端子１９ｆの一端部１９ｆｅに設けられる結線孔２５は、第４接続端子１９ｄの結線孔２５と第５接続端子１９ｅの結線孔２５に対して前後方向にずれた位置に配置されている。

（他の実施形態の効果）
本実施形態の回転電機は、基本構成は上記の実施形態と同様であるため、上記の実施形態と同様の基本的な効果を得ることができる。ただし、本実施形態では、コネクタ１１７の第４接続端子１９ｄと第５接続端子１９ｅの各一端部１９ｄｅ，１９ｅｅと、第６接続端子１９ｆの一端部１９ｆｅがモータ１４の外周面に近接する方向にずらして配置されているため、モータ１４の外周面の湾曲勾配のきつい部分にも、コネクタ１１７をより近付けて配置することができる。さらに、コネクタ１１７の前部下方側に接続端子の一端部が大きく張り出さなくなるため、コネクタ１１７の前部下方が他の部材と干渉するのを回避することができる。

さらに、本実施形態では、第２列Ｒ２の接続端子の結線孔２５の位置が第１列Ｒ１の接続端子の結線孔２５の位置と前後にずれるように配置され、第６接続端子１９ｆの結線孔２５の位置が第２列Ｒ２の接続端子の結線孔２５の位置と前後にずれるように配置されている。このため、各接続端子の結線孔２５に接続された配線ケーブルが相互に強く接触するのを回避することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１１…回転電機ユニット
１３…ケーシング
１４…モータ（回転電機）
１５…発電機（回転電機）
１６…電力制御ユニット
１７，１１７…コネクタ
１８ａ～１８ｆ…導電通路
１９ａ…第１接続端子
１９ｂ…第２接続端子
１９ｃ…第３接続端子
１９ｄ…第４接続端子
１９ｅ…第５接続端子
１９ｆ…第６接続端子
１９ａｅ，１９ｂｅ，１９ｃｅ，１９ｄｅ，１９ｅｅ，１９ｆｅ…一端部

Claims

三相の通電部を有する二つの回転電機と、
二つの前記回転電機を内部に収容するケーシングと、
一方の前記回転電機の三相の前記通電部を電力制御ユニットの対応する導電通路に接続する三つの接続端子と、
他方の前記回転電機の三相の前記通電部を前記電力制御ユニットの対応する導電通路に接続する別の三つの接続端子と、
六つの前記接続端子を、長手方向の一端部が同方向を向くように保持するコネクタと、を備え、
六つの前記接続端子の前記一端部が一方の前記回転電機の軸方向と略直交する方向を向くように、前記コネクタが前記ケーシングに取り付けられている回転電機ユニットであって、
六つの前記接続端子のうちの三つの接続端子である第１接続端子、第２接続端子、及び、第３接続端子は、前記軸方向から見て、各前記一端部が横並び一列に配置され、
六つの前記接続端子のうちの残余の二つの接続端子である第４接続端子と第５接続端子は、前記軸方向から見て、各前記一端部が前記第１接続端子、前記第２接続端子、及び、前記第３接続端子から成る第１列の背部側にオフセットして配置されるとともに、前記一端部が前記第１列の接続端子の前記一端部よりも前記ケーシングの内側に突出し、
六つの前記接続端子のうちのさらに残余の一つの接続端子である第６接続端子は、前記軸方向から見て、前記一端部が前記第４接続端子と前記第５接続端子から成る第２列の背部側にオフセットして配置されるとともに、前記一端部が前記第２列の接続端子の前記一端部よりも前記ケーシングの内側に突出していることを特徴とする回転電機ユニット。
前記第１列の一方の前記回転電機の外周面に臨む側の接続端子の前記一端部と、前記第２列の一方の前記回転電機の外周面に臨む側の接続端子の前記一端部と、前記第６接続端子の前記一端部とは、一方の前記回転電機の外周面に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機ユニット。
各前記接続端子の前記一端部は、前記回転電機側との通電接続部とされていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機ユニット。