JPWO2018003105A1 - 回転電機及び回転電機の駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機を小型化する。【解決手段】回転電機１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０に収容されたステータコア４１と、ステータコア４１に配置され、１つのインバータ４と電気的に接続される複数の巻線４２を１つの系統の巻線群とした場合に、複数のインバータ４Ａ〜４Ｈと電気的に接続される複数系統の巻線群と、複数系統の巻線群と電気的に接続され、ハウジング２０の内部で配線された複数の第１リード線４４と、ハウジング２０の外周の複数箇所に配置され、複数の第１リード線４４が系統単位で分配されて導入された複数の端子箱５０Ｌ，５０Ｒと、を有する。

Description

開示の実施形態は、回転電機及び回転電機の駆動システムに関する。

特許文献１には、コイルエンドより引き出された複数のリード線が周方向に引き回され、端子箱に向けて引き出された誘導電動機が記載されている。

特開平９−１３１００５号公報

近年、モータの大型化が進んでおり、複数のインバータで１台の大型のモータを駆動する方式が一般的に採用されている。このようなモータは、独立した３相の巻線群をインバータごとに複数有している。

このようなモータに上記従来技術を採用した場合、多数のリード線をコイルエンド近傍で周方向に沿って引き回し、１箇所の引き出し部に集合させる構造となる。このため、モータ内部におけるリード線の配線スペースが増大し、モータが大型化するという課題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、小型化が可能な回転電機及び回転電機の駆動システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、ハウジングと、前記ハウジングに収容されたステータコアと、前記ステータコアに配置され、１つの電力変換装置と電気的に接続される複数の巻線を１つの系統の巻線群とした場合に、複数の電力変換装置と電気的に接続される複数系統の巻線群と、前記複数系統の巻線群と電気的に接続され、前記ハウジングの内部で配線された複数の第１リード線と、前記ハウジングの外周の複数箇所に配置され、前記複数の第１リード線が前記系統単位で分配されて導入された複数の端子箱と、を有する回転電機が適用される。

また、本発明の別の観点によれば、上記回転電機と、前記回転電機に電気的に接続された複数の電力変換装置と、前記複数の電力変換装置を制御する制御装置と、を有する回転電機の駆動システムが適用される。

また、本発明のさらに別の観点によれば、ハウジングと、前記ハウジングに収容されたステータコアと、前記ステータコアに配置され、１つの電力変換装置と電気的に接続される複数の巻線を１つの系統の巻線群とした場合に、複数の電力変換装置と電気的に接続される複数系統の巻線群と、前記複数系統の巻線群と電気的に接続され、前記ハウジングの内部で配線された複数の第１リード線を、前記系統単位で分配して前記ハウジングの外側に導出する手段と、を有する回転電機が適用される。

本発明によれば、回転電機を小型化できる。

一実施形態に係る回転電機の駆動システムの機能構成一例を表す説明図である。 回転電機の全体構成の一例を表す軸方向水平断面図である。 回転電機の全体構成の一例を表す左側面図である。 回転電機の全体構成の一例を表す反負荷側端面図である。 ステータコアのコイルエンド部における第１リード線の導出方法の一例を表す説明図である。 ステータコアのコイルエンド部における第２リード線の導出方法の一例を表す説明図である。 ステータコアのコイルエンド部における第３リード線の導出方法の一例を表す説明図である。 左側の端子箱の内部構成の一例を表す説明図である。 右側の端子箱の内部構成の一例を表す説明図である。 変形例における複数の第１リード線の配線方法の一例を表す説明図である。

以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

＜１．回転電機の駆動システムの構成＞
まず、図１を用いて本実施形態に係る回転電機１０の駆動システム１の構成の一例について説明する。

図１に示すように、駆動システム１は、コンバータ２と、コンデンサ３と、複数のインバータ４（４Ａ〜４Ｈ）と、コントローラ５と、回転電機１０とを備える。回転電機１０は、モータ又は発電機として使用される。

コンバータ２は、交流電源７から供給される交流電力を直流電力に変換する。コンデンサ３は、コンバータ２の正側直流母線８ａと負側直流母線８ｂとの間に接続され、コンバータ２により変換された直流電力を平滑化する。コンデンサ３としては、例えば電気二重層コンデンサ等が使用される。

複数のインバータ４（電力変換装置の一例）は、この例では８台の第１インバータ４Ａ〜第８インバータ４Ｈで構成される。各インバータ４Ａ〜４Ｈは、それぞれコンバータ２の正側直流母線８ａと負側直流母線８ｂとに接続され、コンデンサ３により平滑化された直流電力を、コントローラ５からの制御信号Ｓ１（ＰＷＭ信号等）に基づいて交流電力に変換し、回転電機１０に供給する。なお、インバータ４の台数は８台に限定されるものではなく、インバータ４の容量と回転電機１０の容量等に応じて適宜設定される。

回転電機１０は、１台の回転電機が複数のインバータに接続される、いわゆる多重巻線型の回転電機である。回転電機１０は、各インバータ４Ａ〜４Ｈごとに互いに独立した複数系統（この例では８系統）の巻線群を有している。各系統の巻線群は、１台のインバータに電気的に接続される複数の巻線４２（後述の図２参照。少なくとも１組の３相巻線）で構成される。

コントローラ５（制御装置の一例）は、位置検出器１３で検出された回転電機１０の回転位置等に基づき制御信号Ｓ１を生成し、各インバータ４Ａ〜４Ｈに出力する。各インバータ４Ａ〜４Ｈは、コントローラ５からの制御信号Ｓ１に基づき直流電力を交流電力に変換し、対応する系統の巻線群に交流電力を供給して回転電機１０を駆動する。なお、コントローラ５は複数のコントローラで構成されてもよい。

＜２．回転電機の全体構成＞
次に、図２〜図４を用いて回転電機１０の全体構成の一例について説明する。図２は回転電機１０の全体構成の一例を表す水平断面図であり、図３は回転電機１０の全体構成の一例を表す左側面図であり、図４は回転電機１０の全体構成の一例を表す後面図である。

なお、以下では、回転電機等の構成の説明の便宜上、上下左右前後等の方向を適宜使用する。前後方向は回転電機１０のシャフト３１の軸方向（回転軸心ＡＸの方向）、上下方向は回転電機１０の設置状態における鉛直方向、左右方向は軸方向及び上下方向の両方向に垂直な方向を指すものとする。なお、これらの方向は回転電機等の各構成の位置関係を限定するものではない。

また、以下において「負荷側」とは回転電機１０に対して負荷が取り付けられる方向、すなわちこの例ではシャフト３１が突出する方向（前方）を指し、「反負荷側」とは負荷側の反対方向（後方）を指す。

図２に示すように、回転電機１０は、ロータ３０と、ステータ４０と、円筒状のフレーム１５と、負荷側ブラケット１６と、反負荷側ブラケット１７と、２つの端子箱５０Ｌ，５０Ｒとを備えている。

ロータ３０は、シャフト３１と、シャフト３１の外周に設けられたロータコア３２と、ロータコア３２に配置された複数の永久磁石３５とを有する。ロータコア３２は、この例では軸方向に２分割された構成となっており、２つのコア半体３２Ａを備える。各コア半体３２Ａは、表面に永久磁石３５が配置される外周部３２ａと、外周部３２ａとシャフト３１を連結する複数の連結部３２ｂとを有している。連結部３２ｂは、外周部３２ａよりも軸方向に短い柱状に形成されており、複数の連結部３２ｂがシャフト３１の外周部に放射状に固定されている。２つのコア半体３２Ａは、外周部３２ａ同士が軸方向に密着又はわずかな隙間を介して配置され、連結部３２ｂ同士が軸方向に間隔を空けて配置されている。ロータコア３２は、周方向に並んだ連結部３２ｂ同士の間及び軸方向に並んだ連結部３２ｂ同士の間等の空隙３４を有するいわゆる肉抜き構造となっている。これにより、ロータコア３２が軽量化され、ロータ３０のイナーシャの低減が図られている。

負荷側ブラケット１６は、フレーム１５の負荷側（前側）に設けられ、反負荷側ブラケット１７は、フレーム１５の反負荷側（後側）に設けられる。フレーム１５と、負荷側ブラケット１６と、反負荷側ブラケット１７は、回転電機１０のハウジング２０を構成する。シャフト３１は、負荷側ブラケット１６に設けられた負荷側軸受１８と、反負荷側ブラケット１７に設けられた反負荷側軸受１９（軸受の一例）とにより、回転軸心ＡＸまわりに回転自在に支持されている。本実施形態では、負荷側軸受１８は例えばラジアル軸受である。また、反負荷側軸受１９は例えば一対のアンギュラ軸受であり、軸方向の支持方向が対向するように配置されている。

反負荷側ブラケット１７は、径方向中央部に負荷側に向けて凹んだ凹部１７ａを有しており、この凹部１７ａに反負荷側軸受１９が設けられている。これにより、反負荷側軸受１９の少なくとも一部、この例では一対のアンギュラ軸受のうちの負荷側の１つは、回転軸心ＡＸに対する径方向においてステータ４０の巻線４２の反負荷側のコイルエンド部４３の内側に位置するように配置されている。

負荷側ブラケット１６には軸受温度計２１が設置されており、負荷側軸受１８の温度が検出される。反負荷側ブラケット１７には軸受温度計２２が装着されており、反負荷側軸受１９の温度が検出される。シャフト３１の反負荷側端部には、シャフト３１の回転位置を検出する上記位置検出器１３が取り付けられている。位置検出器１３は、例えばエンコーダやレゾルバ等であり、位置検出器カバー２３によって覆われている。

フレーム１５の外周面には、仕切り２６ａによりらせん状の冷却通路２６ｂが形成されている。冷却通路２６ｂの外周には、円筒状の冷却ジャケット２４が取り付けられている。冷却通路２６ｂの負荷側端部又は反負荷側端部のいずれか一方から他方に向けて、ステータ４０を冷却するための水等の冷却媒体が循環される。また、図３及び図４に示すように、冷却ジャケット２４の下部の左右両側における前後の位置には、回転電機１０を台座等に据え付けるための複数の脚部２５が設けられている。

ステータ４０は、ハウジング２０に収容されている。ステータ４０は、フレーム１５の内周面に環状に設けられたステータコア４１と、ステータコア４１の図示しないスロットに収容されることによって周方向に並列に配置された複数の巻線４２とを備えている。ステータコア４１とロータ３０の永久磁石３５とは、磁気的ギャップを空けて径方向に対向するように配置されている。反負荷側ブラケット１７内には、ステータコア４１から反負荷側に突出した巻線４２のコイルエンド部４３近傍（この例では後側）位置に、複数の第１リード線４４が束ねて配線されている。第１リード線４４の一端は、対応する巻線４２のコイルエンド部４３と電気的に接続され、他端は対応する端子箱５０Ｌ，５０Ｒに導入されている。

図２及び図４に示すように、端子箱５０Ｌ，５０Ｒは、ハウジング２０の外周の複数箇所に配置されている。具体的には、端子箱５０Ｌ，５０Ｒは、軸方向に垂直な方向においてハウジング２０の両側、すなわち反負荷側ブラケット１７の左右両側位置に中空の接続部２７Ｌ，２７Ｒを介して設置されている。端子箱５０Ｌ，５０Ｒは、前後方向寸法よりも上下方向寸法が長い略直方体形状の箱体である。図３に示すように、端子箱５０Ｌ，５０Ｒの上下方向寸法は反負荷側ブラケット１７の上下方向寸法よりも小さい。また、図２に示すように、端子箱５０Ｌ，５０Ｒは後端部が位置検出器カバー２３の後端部と軸方向の位置が略一致するように配置されている。つまり、位置検出器カバー２３は端子箱５０Ｌ，５０Ｒの間の空間に収容され、軸方向において後側に突出しないように配置されている。

図４に示すように、端子箱５０Ｌ、５０Ｒは、端子箱本体５１と、端子箱本体５１の開口部を覆う蓋５２とを備える。端子箱５０Ｌの端子箱本体５１は左側の面が開口し、当該左側の開口面に蓋５２が着脱自在に取り付けられる。端子箱５０Ｒの端子箱本体５１は右側の面が開口し、当該右側の開口面に蓋５２が着脱自在に取り付けられる。蓋５２の外面には、蓋５２を着脱する際に作業者が掴むための取っ手５２ａが設けられている。端子箱５０Ｌ，５０Ｒには、反負荷側ブラケット１７の内部から導出された第１リード線４４等が接続部２７Ｌ，２７Ｒを通ってそれぞれ導入されている。また、端子箱５０Ｌ，５０Ｒの端子箱本体５１の後面には、各インバータ４Ａ〜４Ｈに接続されるインバータケーブル９（後述の図８、図９参照）が挿通される複数の挿通口５３が設けられている。

＜３．コイルエンド部における各種リード線の配線構成＞
次に、図５〜図７を用いてコイルエンド部における各種リード線の配置構成の一例について説明する。

前述のように、回転電機１０は、各インバータ４Ａ〜４Ｈごとに互いに独立した複数系統（この例では８系統）の巻線群を有している。各系統の巻線群は、１台のインバータに電気的に接続される複数の巻線４２（少なくとも１組の３相巻線）で構成される。本実施形態では、各系統の巻線群は周方向に等分された角度範囲内に配置されている。すなわち図５に示すように、第１インバータ４Ａに接続される巻線群は角度θ１の範囲内に、第２インバータ４Ｂに接続される巻線群は角度θ２の範囲内に、第３インバータ４Ｃに接続される巻線群は角度θ３の範囲内に、第４インバータ４Ｄに接続される巻線群は角度θ４の範囲内に、第５インバータ４Ｅに接続される巻線群は角度θ５の範囲内に、第６インバータ４Ｆに接続される巻線群は角度θ６の範囲内に、第７インバータ４Ｇに接続される巻線群は角度θ７の範囲内に、第８インバータ４Ｈに接続される巻線群は角度θ８の範囲内に、それぞれ配置されている。

図５に示すように、巻線４２のコイルエンド部４３の近傍（この例では後方）には、各系統の巻線群の巻線４２に接続された複数の第１リード線４４が配置されている。これらの第１リード線４４は、左右に分配されるように配線されて端子箱５０Ｌ，５０Ｒに導入されている。具体的には、各第１リード線４４は、２つの端子箱５０Ｌ，５０Ｒのうち、対応するコイルエンド部４３と接続部２７Ｌ，２７Ｒとの距離が短い近い方の端子箱に向けて、系統単位ごとに左側と右側に分配されて配線されている。

すなわち、この例では、第１インバータ４Ａに接続される第１系統の巻線群のコイルエンド部４３と電気的に接続された３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の第１リード線４４Ｕ１，４４Ｖ１，４４Ｗ１と、第２インバータ４Ｂに接続される第２系統の巻線群のコイルエンド部４３と電気的に接続された３相の第１リード線４４Ｕ２，４４Ｖ２，４４Ｗ２と、第３インバータ４Ｃに接続される第３系統の巻線群のコイルエンド部４３と電気的に接続された３相の第１リード線４４Ｕ３，４４Ｖ３，４４Ｗ３と、第４インバータ４Ｄに接続される第４系統の巻線群のコイルエンド部４３と接続された３相の第１リード線４４Ｕ４，４４Ｖ４，４４Ｗ４が、コイルエンド部４３の周方向に沿って左側に向けて配線され、接続部２７Ｌを介して端子箱５０Ｌに導入されている。

また、第５インバータ４Ｅに接続される第５系統の巻線群のコイルエンド部４３と電気的に接続された３相の第１リード線４４Ｕ５，４４Ｖ５，４４Ｗ５と、第６インバータ４Ｆに接続される第６系統の巻線群のコイルエンド部４３と電気的に接続された３相の第１リード線４４Ｕ６，４４Ｖ６，４４Ｗ６と、第７インバータ４Ｇに接続される第７系統の巻線群のコイルエンド部４３と電気的に接続された３相の第１リード線４４Ｕ７，４４Ｖ７，４４Ｗ７と、第８インバータ４Ｈに接続される第８系統の巻線群のコイルエンド部４３と電気的に接続された３相の第１リード線４４Ｕ８，４４Ｖ８，４４Ｗ８が、コイルエンド部４３の周方向に沿って右側に向けて配線され、接続部２７Ｒを介して端子箱５０Ｒに導入されている。

図６に示すように、巻線４２のコイルエンド部４３には、巻線４２の熱（温度変化）を検出する複数のサーミスタ４５Ａ（第１温度センサの一例）が設けられている。サーミスタ４５Ａは一系統に１個ずつ設けられており、第１系統用のサーミスタ４５Ａ１、第２系統用のサーミスタ４５Ａ２、第３系統用のサーミスタ４５Ａ３、第４系統用のサーミスタ４５Ａ４、第５系統用のサーミスタ４５Ａ５、第６系統用のサーミスタ４５Ａ６、第７系統用のサーミスタ４５Ａ７、第８系統用のサーミスタ４５Ａ８が設けられている。各サーミスタ４５Ａ（４５Ａ１〜４５Ａ８）は、例えば３相の巻線４２の相間、すなわちＵ相−Ｖ相の巻線４２間、Ｖ相−Ｗ相の巻線４２間、又はＷ相−Ｕ相の巻線４２間に設置されている。

各サーミスタ４５Ａには、２本の第２リード線４６Ａがそれぞれ接続されている。これらの第２リード線４６Ａは、第１リード線４４と同様に、左右に分配されるように配線されて端子箱５０Ｌ，５０Ｒに導入されている。具体的には、各第２リード線４６Ａは、端子箱５０Ｌ，５０Ｒのうち、対応するサーミスタ４５Ａと接続部２７Ｌ，２７Ｒとの距離が短い方の端子箱に向けて、左側と右側に分配されて配線されている。

すなわち、この例では、第１系統用のサーミスタ４５Ａ１に接続された第２リード線４６Ａ１１，４６Ａ１２と、第２系統用のサーミスタ４５Ａ２に接続された第２リード線４６Ａ２１，４６Ａ２２と、第３系統用のサーミスタ４５Ａ３に接続された第２リード線４６Ａ３１，４６Ａ３２と、第４系統用のサーミスタ４５Ａ４に接続された第２リード線４６Ａ４１，４６Ａ４２が、コイルエンド部４３の周方向に沿って左側に向けて配線され、接続部２７Ｌを介して端子箱５０Ｌに導入されている。

また、第５系統用のサーミスタ４５Ａ５に接続された第２リード線４６Ａ５１，４６Ａ５２と、第６系統用のサーミスタ４５Ａ６に接続された第２リード線４６Ａ６１，４６Ａ６２と、第７系統用のサーミスタ４５Ａ７に接続された第２リード線４６Ａ７１，４６Ａ７２と、第８系統用のサーミスタ４５Ａ８に接続された第２リード線４６Ａ８１，４６Ａ８２が、コイルエンド部４３の周方向に沿って右側に向けて配線され、接続部２７Ｒを介して端子箱５０Ｒに導入されている。

図７に示すように、巻線４２のコイルエンド部４３には、巻線４２の熱（温度変化）を検出し、所定の条件を満たした場合に（例えば所定の温度を超えた場合等）、第３リード線４８の導通を遮断する複数のサーモスタット４７Ａ（第２温度センサの一例）が設けられている。サーモスタット４７は一系統に２個ずつ設けられており、、第１系統用のサーモスタット４７Ａ１１，４７Ａ１２、第２系統用のサーモスタット４７Ａ２１，４７Ａ２２、第３系統用のサーモスタット４７Ａ３１，４７Ａ３２、第４系統用のサーモスタット４７Ａ４１，４７Ａ４２、第５系統用のサーモスタット４７Ａ５１，４７Ａ５２、第６系統用のサーモスタット４７Ａ６１，４７Ａ６２、第７系統用のサーモスタット４７Ａ７１，４７Ａ７２、第８系統用のサーモスタット４７Ａ８１，４７Ａ８２が設けられている。各サーモスタット４７Ａ（４７Ａ１１〜４７Ａ８２）は、例えば３相の巻線４２の相間、すなわちＵ相−Ｖ相の巻線４２間、Ｖ相−Ｗ相の巻線４２間、又はＷ相−Ｕ相の巻線４２間に設置されている。

複数のサーモスタット４７Ａは、接続リード線４９を介してコイルエンド部４３の周方向に沿って互いに直列に接続されており、それらの複数のサーモスタット４７Ａの両端（この例ではサーモスタット４７Ａ２２，４７Ａ３１）に２本の第３リード線４８が接続されている。これらの２本の第３リード線４８は、端子箱５０Ｌ，５０Ｒの一方、この例では端子箱５０Ｌに接続部２７Ｌを介して導入されている。なお、第３リード線４８を端子箱５０Ｒに導入する構成としてもよい。

＜４．端子箱の内部構成＞

次に、図８及び図９を用いて端子箱５０Ｌ，５０Ｒの内部構成の一例を説明する。

図８に示すように、左側の端子箱５０Ｌは、複数の第１リード線４４が系統ごとに接続される複数（この例では４つ）の端子台５５Ｌ、すなわち端子台５５ＬＡ〜５５ＬＤと、サーミスタ４５Ａ用の２つの端子台５６ＬＡ，５６ＬＢと、サーモスタット４７Ａ用の１つの端子台５７Ｌと、１つの軸受温度用端子台５８とを有する。

第１リード線４４用の第１〜第４の端子台５５ＬＡ〜５５ＬＤは、端子箱本体５１の幅方向（前後方向）の中央部近くに上下方向に沿って上から下に向けて順に配置されている。より詳細には、第１の端子台５５ＬＡと第４の端子台５５ＬＤとが端子箱本体５１の幅方向前側寄り、第２の端子台５５ＬＢと第３の端子台５５ＬＣとが端子箱本体５１の幅方向後側寄りに配置されている。これにより、第１の端子台５５ＬＡと第２の端子台５５ＬＢとが前後方向（回転軸心方向）に所定量ずれた互い違いの配置となり、それら端子台５５ＬＡ，５５ＬＢの少なくとも一部が上下方向に重複するように配置されている。同様に、第３の端子台５５ＬＣと第４の端子台５５ＬＤとが前後方向に所定量ずれた互い違いの配置となり、それら端子台５５ＬＣ，５５ＬＤの少なくとも一部が上下方向に重複するように配置されている。各端子台５５ＬＡ〜５５ＬＤは、前側に３相の第１リード線４４用の３つの端子座６０を１列に有し、後側に３相のインバータケーブル９用の３つの端子座６１を１列に有する。

第２の端子台５５ＬＢと第３の端子台５５ＬＣとは、上下方向に離間して設けられている。これら端子台５５ＬＢ，５５ＬＣの間には、サーモスタット用の端子台５７Ｌが配置されている。また、端子台５７Ｌの後方位置、すなわち端子台５５ＬＢ，５５ＬＣの間の後方位置にはサーミスタ用の端子台５６ＬＡ，５６ＬＢが上下方向に１列に設けられている。第２の端子台５５ＬＢと端子台５６ＬＡ、端子台５６ＬＢと第３の端子台５５ＬＣは、前後方向に所定量ずれて配置されており、それら端子台５５ＬＢ，５６ＬＡの少なくとも一部、及び、端子台５６ＬＢ，５５ＬＣの少なくとも一部がそれぞれ上下方向に重複するように配置されている。

軸受温度用端子台５８は、端子箱本体５１の上端部の前側寄りの位置に配置されている。軸受温度用端子台５８と第１の端子台５５ＬＡは、前後方向に所定量ずれて配置されており、それら端子台５８，５５ＬＡの少なくとも一部がそれぞれ上下方向に重複するように配置されている。

端子台５７Ｌの前方位置、すなわち端子台５５ＬＢ，５５ＬＣの間の前方位置には、４つの環状のゴムブッシュ６２と、４つのゴムブッシュ６２の中央に位置するように配置された、ゴムブッシュ６２よりも小さい１つの環状のゴムブッシュ６３とが設けられている。反負荷側ブラケット１７から導出された第１〜第４系統の第１リード線４４は、接続部２７Ｌを通って４つのゴムブッシュ６２により系統ごとに区分されて端子箱本体５１内に導入され、対応する端子台５５ＬＡ〜５５ＬＤに接続される。具体的には、第１系統の第１リード線４４Ｕ１，４４Ｖ１，４４Ｗ１は、第１系統に対応するゴムブッシュ６２（この例では上側後方寄りのゴムブッシュ６２）を通って第１の端子台５５ＬＡに導かれ、端子台５５ＬＡの３つの端子座６０にねじ止めされる。第２系統の第１リード線４４Ｕ２，４４Ｖ２，４４Ｗ２は、第２系統に対応するゴムブッシュ６２（この例では上側前方寄りのゴムブッシュ６２）を通って第２の端子台５５ＬＢに導かれ、端子台５５ＬＢの３つの端子座６０にねじ止めされる。第３系統の第１リード線４４Ｕ３，４４Ｖ３，４４Ｗ３は、第３系統に対応するゴムブッシュ６２（この例では下側前方寄りのゴムブッシュ６２）を通って第３の端子台５５ＬＣに導かれ、端子台５５ＬＣの３つの端子座６０にねじ止めされる。第４系統の第１リード線４４Ｕ４，４４Ｖ４，４４Ｗ４は、第４系統に対応するゴムブッシュ６２（この例では下側後方寄りのゴムブッシュ６２）を通って第４の端子台５５ＬＤに導かれ、端子台５５ＬＤの３つの端子座６０にねじ止めされる。

端子箱５０Ｌには、第１〜第８インバータ４Ａ〜４Ｈのうちの第１〜第４インバータ４Ａ〜４Ｄに接続された複数のインバータケーブル９が端子箱本体５１の後面の複数の挿通口５３を通って導入される。複数のインバータケーブル９は、それぞれ端子台５５ＬＡ〜５５ＬＤに導かれ、各端子台５５ＬＡ〜５５ＬＤの３つの端子座６１にねじ止めされる。これにより、回転電機１０の第１〜第４系統の巻線群は、第１〜第４インバータ４Ａ〜４Ｄとそれぞれ電気的に接続される。

反負荷側ブラケット１７から導出された第１〜第４系統用のサーミスタ４５Ａ（４５Ａ１〜４５Ａ４）用の８本の第２リード線４６Ａ（４６Ａ１１〜４６Ａ４２）と、２本の第３リード線４８は、接続部２７Ｌを通ってゴムブッシュ６３から端子箱本体５１内に導入される。そして、第１、第２系統用の４本の第２リード線４６Ａ１１〜４６Ａ２２は、端子台５６ＬＡの４つの端子接続部に固定される。第３、第４系統用の４本の第２リード線４６Ａ３１〜４６Ａ４２は、同様に端子台５６ＬＢの４つの端子接続部に固定される。一方、２本の第３リード線４８は、端子台５７Ｌの２つの端子接続部に固定される。

負荷側の軸受温度計２１及び反負荷側の軸受温度計２２のそれぞれに接続された図示しない２本のリード線は、冷却ジャケット２４の外方を端子箱５０Ｌまで引き回される。そして、２本のリード線は、端子箱本体５１の前面上部に設けられた２つの端子引き込みリード部６４にそれぞれ接続される。各端子引き込みリード部６４は、軸受温度用端子台５８にリード線５９を介して接続されている。

図９に示すように、右側の端子箱５０Ｒは、複数の第１リード線４４が系統ごとに接続される複数（この例では４つ）の端子台５５Ｒ、すなわち端子台５５ＲＡ〜５５ＲＤと、サーミスタ４５Ａ用の２つの端子台５６ＲＡ，５６ＲＢとを有している。前述の端子箱５０Ｌと異なり、端子箱５０Ｒにはサーモスタット用の端子台と軸受温度計用端子台は設けられていない。但し、これらの端子台を端子箱５０Ｌではなく端子箱５０Ｒに設ける構成としてもよい。

第１リード線４４用の第５〜第８の端子台５５ＲＡ〜５５ＲＤは、端子箱本体５１の幅方向（前後方向）の中央部近くに上下方向に沿って下から上に向けて順に配置されている。より詳細には、第５の端子台５５ＲＡと第８の端子台５５ＲＤとが端子箱本体５１の幅方向前側寄り、第６の端子台５５ＲＢと第７の端子台５５ＲＣとが端子箱本体５１の幅方向後側寄りに配置されている。これにより、第５の端子台５５ＲＡと第６の端子台５５ＲＢとが前後方向（回転軸心方向）に所定量ずれた互い違いの配置となり、それら端子台５５ＲＡ，５５ＲＢの少なくとも一部が上下方向に重複するように配置されている。同様に、第７の端子台５５ＲＣと第８の端子台５５ＲＤとが前後方向に所定量ずれた互い違いの配置となり、それら端子台５５ＲＣ，５５ＲＤの少なくとも一部が上下方向に重複するように配置されている。各端子台５５ＲＡ〜５５ＲＤは、前側に３相の第１リード線４４用の３つの端子座６０を１列に有し、後側に３相のインバータケーブル９用の３つの端子座６１を１列に有する。

第６の端子台５５ＲＢと第７の端子台５５ＲＣとは、上下方向に離間して設けられている。これら端子台５５ＲＢ，５５ＲＣの間の後方位置には、サーミスタ用の端子台５６ＲＡ、５６ＲＢが上下方向に１列に設けられている。第６の端子台５５ＲＢと端子台５６ＲＡ、端子台５６ＲＢと第７の端子台５５ＲＣは、前後方向に所定量ずれるように配置されており、それら端子台５５ＲＢ，５６ＲＡの少なくとも一部、及び、端子台５６ＲＢ，５５ＲＣの少なくとも一部がそれぞれ上下方向に重複するように配置されている。

端子台５５ＲＢ，５５ＲＣの間の前方位置には、４つの環状のゴムブッシュ６２と、４つのゴムブッシュ６２の中央に位置するように配置された、ゴムブッシュ６２よりも小さい１つの環状のゴムブッシュ６３とが設けられている。反負荷側ブラケット１７から導出された第５〜第８系統の第１リード線４４は、接続部２７Ｒを通って４つのゴムブッシュ６２により系統ごとに区分されて端子箱本体５１内に導入され、対応する端子台５５ＲＡ〜５５ＲＤに接続される。具体的には、第５系統の第１リード線４４Ｕ５，４４Ｖ５，４４Ｗ５は、第５系統に対応するゴムブッシュ６２（この例では下側後方寄りのゴムブッシュ６２）を通って第５の端子台５５ＲＡに導かれ、端子台５５ＲＡの３つの端子座６０にねじ止めされる。第６系統の第１リード線４４Ｕ６，４４Ｖ６，４４Ｗ６は、第６系統に対応するゴムブッシュ６２（この例では下側前方寄りのゴムブッシュ６２）を通って第６の端子台５５ＲＢに導かれ、端子台５５ＲＢの３つの端子座６０にねじ止めされる。第７系統の第１リード線４４Ｕ７，４４Ｖ７，４４Ｗ７は、第７系統に対応するゴムブッシュ６２（この例では上側前方寄りのゴムブッシュ６２）を通って第７の端子台５５ＲＣに導かれ、端子台５５ＲＣの３つの端子座６０にねじ止めされる。第８系統の第１リード線４４Ｕ８，４４Ｖ８，４４Ｗ８は、第８系統に対応するゴムブッシュ６２（この例では上側後方寄りのゴムブッシュ６２）を通って第８の端子台５５ＲＤに導かれ、端子台５５ＲＤの３つの端子座６０にねじ止めされる。

端子箱５０Ｒには、第１〜第８インバータ４Ａ〜４Ｈのうちの第５〜第８インバータ４Ｅ〜４Ｈに接続された複数のインバータケーブル９が端子箱本体５１の後面の複数の挿通口５３を通って導入される。複数のインバータケーブル９は、それぞれ端子台５５ＲＡ〜５５ＲＤに導かれ、各端子台５５ＲＡ〜５５ＲＤの３つの端子座６１にねじ止めされる。これにより、回転電機１０の第５〜第８系統の巻線群は、第５〜第８インバータ４Ｅ〜４Ｈとそれぞれ電気的に接続される。

反負荷側ブラケット１７から導出された第５〜第８系統用のサーミスタ４５Ａ（４５Ａ５〜４５Ａ８）用の８本の第２リード線４６Ａ（４６Ａ５１〜４６Ａ８２）は、接続部２７Ｒを通ってゴムブッシュ６３から端子箱本体５１内に導入される。そして、第５、第６系統用の４本の第２リード線４６Ａ５１〜４６Ａ６２は、端子台５６ＲＡの４つの端子接続部に固定される。第７、第８系統用の４本の第２リード線４６Ａ７１〜４６Ａ８２は、同様に端子台５６ＲＢの４つの端子接続部に固定される。

以上において、上述した第１リード線４４の配線構成、接続部２７Ｌ，２７Ｒ、端子箱５０Ｌ，５０Ｒが、ハウジングの内部で配線された複数の第１リード線を、系統単位で分配してハウジングの外側に導出する手段の一例に相当する。

＜５．実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の回転電機１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０に収容されたステータコア４１と、ステータコア４１に配置され、１つのインバータ４と電気的に接続される複数の巻線４２を１つの系統の巻線群とした場合に、複数のインバータ４Ａ〜４Ｈと電気的に接続される複数系統の巻線群と、複数系統の巻線群と電気的に接続され、ハウジング２０の内部で配線された複数の第１リード線４４と、ハウジング２０の外周の複数箇所に配置され、複数の第１リード線４４が系統単位で分配されて導入された複数の端子箱５０Ｌ，５０Ｒと、を有する。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、本実施形態の回転電機１０は、１台の回転電機が複数のインバータ４に電気的に接続された、いわゆる多重巻線型の回転電機である。多重巻線型の回転電機は、インバータ４ごとに互いに独立した複数系統の巻線群を有している。各系統の巻線群は、１つのインバータ４に電気的に接続される複数の巻線４２（少なくとも１組の３相巻線）で構成される。このため、巻線４２が多数となり、ハウジング２０の内部で多数の第１リード線４４が配線されることとなり、配線スペースが増大する。

本実施形態では、ハウジング２０の外周の２箇所に端子箱５０Ｌ，５０Ｒが配置されており、複数の第１リード線４４が系統単位で各端子箱５０Ｌ，５０Ｒに分配されて導入されている。これにより、端子箱が１つの場合（全ての第１リード線４４を１箇所から引き出す場合）に比べて、ハウジング２０の内部における第１リード線４４の配線長さを短縮できると共に、束ねられる第１リード線４４の本数を減少できるので、配線スペースを縮小できる。また、１つの端子箱に導入される第１リード線４４の本数を減少できるので、端子箱５０Ｌ，５０Ｒや接続部２７Ｌ，２７Ｒについても小型化できる。したがって、回転電機１０を多重巻線構造とすることで大容量化しつつ、サイズを小型化することが可能となる。

また、本実施形態では特に、端子箱５０Ｌ，５０Ｒは、回転軸心方向に垂直な方向においてハウジング２０の両側に接続部２７Ｌ，２７Ｒを介して設置されており、第１リード線４４は、２つの端子箱５０Ｌ，５０Ｒのうち、電気的に接続された巻線４２のコイルエンド部４３と接続部２７Ｌ，２７Ｒとの距離が短い方の端子箱に導入されている。

これにより、ハウジング２０の内部における第１リード線４４の配線長さの短縮効果をより高めることができる。また、２つの端子箱５０Ｌ，５０Ｒをハウジング２０の左右両側に配置することにより、回転電機１０全体の重量バランスを向上させ、振動や騒音を低減できる。

また、本実施形態では特に、巻線４２の温度変化を検出する複数のサーミスタ４５と、複数のサーミスタ４５の各々に２本ずつ電気的に接続された複数の第２リード線４６と、を有し、第２リード線４６は、２つの端子箱５０Ｌ，５０Ｒのうち、電気的に接続されたサーミスタ４５と接続部２７Ｌ，２７Ｒとの距離が短い方の端子箱に導入されている。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、巻線４２の温度変化を検出するサーミスタ４５を設けることにより、巻線４２が過熱状態となったときにアラームを出す等の措置が可能となる。これにより、回転電機１０の過負荷保護機能を高めることができる。また、ハウジング２０の内部における第２リード線４６の配線長さを短縮できると共に、束ねられる第２リード線４６の本数を減少できるので、配線スペースを縮小できる。したがって、回転電機１０を小型化できる。

また、本実施形態では特に、互いに直列に接続され、巻線４２の温度変化を検出して所定の条件が満たされた場合に導通を遮断する複数のサーモスタット４７Ａと、複数のサーモスタット４７Ａに電気的に接続された２本の第３リード線４８と、を有し、２本の第３リード線４８は、端子箱５０Ｌ，５０Ｒのうちのいずれか１つの端子箱に導入されている。

これにより、第３リード線４８が導入される端子箱を任意に選択することができる。その結果、例えば回転電機１０の使用環境等に応じて第３リード線４８の引き出し位置を変更することが可能となる。したがって、回転電機１０の設計の自由度を向上できると共に、ユーザのニーズに柔軟に対応することができる。

また、本実施形態では特に、シャフト３１と、シャフト３１を回転自在に支持する複数の軸受１８，１９と、を有し、複数の軸受１８，１９は、径方向において少なくとも一部が巻線４２のコイルエンド部４３の内側に位置するように配置された反負荷側軸受１９を含む。

これにより、反負荷側軸受１９の少なくとも一部と巻線４２のコイルエンド部４３とを軸方向に重複するように配置できるので、回転電機１０の軸方向寸法を短縮できる。

また、本実施形態では特に、端子箱５０Ｌ（５０Ｒ）は、複数の第１リード線４４が系統ごとに接続される複数の端子台５５Ｌ（５５Ｒ）を有しており、複数の端子台５５Ｌ（５５Ｒ）の少なくとも一部は、端子箱５０Ｌ（５０Ｒ）内における回転軸心方向の位置が所定量ずれるように配置されている。

これにより、複数の端子台５５Ｌ（５５Ｒ）を回転軸心方向の位置が互い違いとなるように配置することが可能となる。したがって、複数の端子台５５Ｌ（５５Ｒ）を回転軸心方向で同一位置となるように配置する場合に比べて、端子箱５０Ｌ（５０Ｒ）の高さ寸法を短縮できる。また、各系統間の絶縁を確保できると共に、各端子台５５Ｌ（５５Ｒ）への配線作業性を向上できる。

＜６．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

以上では、複数の第１リード線４４が反負荷側ブラケット１７（ハウジング２０）の内部において巻線４２のコイルエンド部４３の反負荷側（後側）に配線される場合について説明したが、第１リード線４４の配置はこれに限定されるものではない。例えば、第１リード線４４をコイルエンド部４３の径方向外側に配置してもよい。本変形例における複数の第１リード線４４の配線構成の一例を図１０に示す。図１０において図２に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。

図１０に示すように、本変形例では、複数の第１リード線４４は、回転軸心ＡＸに対する径方向において巻線４２のコイルエンド部４３の外側に配線されている。これにより、第１リード線４４の配線スペースと巻線４２のコイルエンド部４３とを軸方向に重複するように配置できるので、回転電機１０の軸方向寸法をさらに短縮できる。

なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。

また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、形状、位置等が「同一」「同じ」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「同じ」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１ 駆動システム
４Ａ〜４Ｈ インバータ（電力変換装置の一例）
５ コントローラ（制御装置の一例）
１０ 回転電機
１８ 負荷側軸受（軸受の一例）
１９ 反負荷側軸受（軸受の一例）
２０ ハウジング
２７Ｌ 接続部
２７Ｒ 接続部
３１ シャフト
４１ ステータコア
４２ 巻線
４３ コイルエンド部
４４ 第１リード線
４５Ａ サーミスタ（第１温度センサの一例）
４６ 第２リード線
４７Ａ サーモスタット（第２温度センサの一例）
４８ 第３リード線
５０Ｌ 端子箱
５０Ｒ 端子箱
５５Ｌ 端子台
５５Ｒ 端子台
ＡＸ 回転軸心

Claims (8)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容されたステータコアと、
   前記ステータコアに配置され、１つの電力変換装置と電気的に接続される複数の巻線を１つの系統の巻線群とした場合に、複数の電力変換装置と電気的に接続される複数系統の巻線群と、
   前記複数系統の巻線群と電気的に接続され、前記ハウジングの内部で配線された複数の第１リード線と、
   前記ハウジングの外周の複数箇所に配置され、前記複数の第１リード線が前記系統単位で分配されて導入された複数の端子箱と、
   を有することを特徴とする回転電機。
2. 前記複数の端子箱は、
   回転軸心方向に垂直な方向において前記ハウジングの両側に接続部を介して設置された２つの端子箱であり、
   前記第１リード線は、
   前記２つの端子箱のうち、電気的に接続された前記巻線のコイルエンド部と前記接続部との距離が短い方の前記端子箱に導入されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記巻線の温度変化を検出する複数の第１温度センサと、
   前記複数の第１温度センサの各々に２本ずつ電気的に接続された複数の第２リード線と、をさらに有し、
   前記第２リード線は、
   前記２つの端子箱のうち、電気的に接続された前記第１温度センサと前記接続部との距離が短い方の前記端子箱に導入されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
4. 互いに直列に接続され、前記巻線の温度変化を検出して所定の条件が満たされた場合に導通を遮断する複数の第２温度センサと、
   前記複数の第２温度センサに電気的に接続された２本の第３リード線と、をさらに有し、
   前記２本の第３リード線は、
   前記複数の端子箱のうちのいずれか１つの前記端子箱に導入されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. シャフトと、
   前記シャフトを回転自在に支持する複数の軸受と、をさらに有し、
   前記複数の軸受は、
   回転軸心に対する径方向において少なくとも一部が前記巻線のコイルエンド部の内側に位置するように配置された軸受を含む
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 前記端子箱は、
   前記複数の第１リード線が前記系統ごとに接続される複数の端子台を有しており、
   前記複数の端子台の少なくとも一部は、
   前記端子箱内における回転軸心方向の位置が所定量ずれるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記複数の第１リード線は、
   回転軸心に対する径方向において前記巻線のコイルエンド部の外側に配線されている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の回転電機と、
   前記回転電機に電気的に接続された複数の電力変換装置と、
   前記複数の電力変換装置を制御する制御装置と、
   を有することを特徴とする回転電機の駆動システム。

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