JPWO2019215776A1

JPWO2019215776A1 - 回転電機

Info

Publication number: JPWO2019215776A1
Application number: JP2020517628A
Authority: JP
Inventors: 亮兵林; 康平清家; 満夫曽根
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-05-07
Filing date: 2018-05-07
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2038-05-07
Also published as: DE112018007567T5; CN112042087A; JP7292266B2; CN112042087B; US20200403476A1; WO2019215776A1; US11770044B2

Abstract

電力変換装置（３）と回転電機本体（２）との電気的接続において、部品公差による位置ずれを吸収することができるとともに、構造を複雑化することなく小型化することが可能な回転電機（３０）を得る。回転電機（３０）は、筐体（１）内に収納された回転電機本体（２）の電力端子部（４）と、筐体（１）に固定された電力変換装置（３）と、電力変換装置（３）の電力端子として回転電機本体（２）の電力端子部（４）と接続された積層バスバー（６）と、を備え、積層バスバー（６）は可撓性を有しており、電力端子部（４）と接続されて撓んでいることを特徴とするものである。

Description

本願は、回転電機に関するものである。

従来の回転電機は、回転電機本体が格納されたハウジングに電力変換装置を固定する場合、回転電機本体の電力端子部と電力変換装置の電力端子との接続部の部品公差により、当該接続部に相対的な位置ずれが生じていた。
このような相対的な位置ずれを吸収するために、例えば、ワイヤーハーネスなど可撓性を有する部品を用いて、回転電機本体と電力変換装置とは接続されている（例えば、特許文献１参照）。上述した特許文献１に開示された従来の回転電機では、回転電機本体に接続される電力変換装置の電力端子を可撓性があるワイヤーハーネスとし、ガイドを用いて組付けられている。

特許第６０７２８８７号公報

しかしながら、前述した特許文献１によれば、ワイヤーハーネスは電気的接続のために両端に端子を接続する必要があり、その結果部品点数が増加し構造が複雑となり、また、ワイヤーハーネスと電力端子を接続する際、市販の圧着端子などを用いてかしめる必要があるため、小型化が困難であるという課題があった。

本願は、上述のような課題を解決するための技術を開示するものであり、電力変換装置と回転電機本体との電気的接続において、部品公差による位置ずれを吸収することができるとともに、構造を複雑化することなく小型化することが可能な回転電機を提供することを目的とする。

本願に開示される回転電機は、筐体内に収納された回転電機本体の電力端子部と、前記筐体に固定された電力変換装置と、前記電力変換装置の電力端子として前記回転電機本体の前記電力端子部と接続された積層バスバーと、を備え、前記積層バスバーは可撓性を有しており、前記電力端子部と接続されて撓んでいることを特徴とするものである。

本願に開示される回転電機によれば、電力変換装置と回転電機本体との電気的接続において、部品公差による位置ずれを吸収することができるとともに、構造を複雑化することなく小型化することが可能な回転電機を得ることができる。

実施の形態１による回転電機を示す概略図である。実施の形態１による回転電機を示す概略図である。実施の形態１による積層バスバーを示す斜視図である。実施の形態１による回転電機の変形例を示す概略図である。実施の形態１による回転電機の変形例を示す概略図である。実施の形態２による積層バスバーを示す斜視図である。実施の形態２による積層バスバーを示す斜視図である。実施の形態２による回転電機を示す概略図である。実施の形態２による回転電機を示す概略図である。実施の形態３による積層バスバーを示す側面図である。実施の形態３による積層バスバーを示す側面図である。

以下、図面に基づいて実施の形態１による回転電機について説明する。
なお、各図面中において、同一符号は同一あるいは相当のものであることを示す。

実施の形態１．
図１および図２は、実施の形態１による回転電機を示す概略図である。図１は、モータ２が格納された筐体１にインバータ３を組み付ける前の状態を示し、図２は組み付けた後の状態を示している。
図１および図２に示すように、回転電機３０は、モータ２が格納された筐体１と、筐体１に直接固定されたインバータ３により構成されており、インバータ３の電力端子として積層バスバー６を用いている。具体的には、モータ２のモータ端子台４とインバータ３のインバータ端子台５とは、積層バスバー６により電気的に接続されており、締結ねじ７ａ、７ｂによりそれぞれ固定されている。

また、図３は、実施の形態１による積層バスバーを示す斜視図であり、図１および図２のインバータ端子台５に固定された積層バスバー６の斜視図である。積層バスバー６は、例えば厚さが０．３ｍｍの薄板８を、６枚から１０枚積層することにより構成されており、全体として例えば１．８ｍｍから３．０ｍｍの厚み（電力端子として必要な断面積）を有している。また、積層バスバー６は、モータ端子台４側へのねじ締結用の貫通穴１２ａおよびインバータ端子台５側へのねじ締結用の貫通穴１２ｂを備えている。

従来は、ハウジング、モータおよびモータ端子台、インバータ端子台の部品公差により、モータ端子台とインバータ端子台に電力端子のねじ締結軸方向に高さ方向のバラツキが生じていた。よって、モータ端子台とインバータ端子台を接続するインバータに固定された電力端子は撓むことで、その高さ方向のバラツキを吸収する必要があった。

この実施の形態１によれば、電力端子としての積層バスバー６は、薄板８を積層することで、電力端子として必要な断面積を確保しながら同一断面積の例えば板金バスバーなどの単一バスバーと比較して大きな可撓性を有している。積層バスバー６が可撓性を有しているので、モータ端子台４とインバータ端子台５との接続に際して、少ない荷重で積層バスバー６を撓ませることが可能となっており、モータ端子台４へ印加される荷重の低減が可能となる。

また、実施の形態１において、高さ方向のバラツキ吸収に関しては、積層バスバー６の可撓性を高めることで対応したが、一方で平面方向でもモータ端子台４は位置のバラツキが生じる。そのバラツキを吸収するために、積層バスバー６のモータ端子台４側のねじ締結用の貫通穴１２ａと締結ねじ７ａとの空隙は、位置が決まった状態で締結されるインバータ端子台５側のねじ締結用の貫通穴１２ｂと締結ねじ７ｂとの空隙よりも大きくなっている。また、その大きな空隙を持った積層バスバー６を締結するために、モータ端子台４側の締結ねじ７ａのねじ座面径は、インバータ端子台５側の締結ねじ７ｂのねじ座面径よりも大きくなっている。

図４および図５は、実施の形態１による回転電機の変形例を示す概略図である。図４は、モータ２が格納された筐体１にインバータ３を組み付ける前の状態を示し、図５は組み付けた後の状態を示している。
図１ではモータ端子台４への電力端子の接続部が筐体１の内部に設置されているが、図４および図５に示すように、モータ端子台４への電力端子の接続部を筐体１の外部に設置してもよい。
なお、実施の形態１の回転電機３０では、積層バスバー６のインバータ端子台５へのねじ締め方向とモータ端子台４へのねじ締め方向が反対となっているが、同一の方向とすることもできる。

実施の形態２．
図６および図７は、実施の形態２による積層バスバーを示す斜視図である。また、図８および図９は、図６または図７に示した積層バスバー６によりモータ端子台４とインバータ端子台５が接続された回転電機３０を示す概略図である。
図６に示すように、積層バスバー６は、複数の薄板８が溶接により一体化された構造となっている。積層バスバー６は、モータ端子台４への接続部側端、インバータ端子台５への接続部側端の両方に溶接を実施しており、溶接部９を備えている。

また、図７に示すように、積層バスバー６は、複数の薄板８をかしめることにより一体化された構造となっている。積層バスバー６は、例えば貫通穴１２ａと貫通穴１２ｂとの間に複数のかしめ部１０を備えている。
図８および図９に示すように、実施の形態２において、積層バスバー６は、実施の形態１と同様にインバータ端子台５に組みつけられている。積層バスバー６は、溶接またはかしめることにより複数の薄板８が一体化されることで、積層バスバー６のモータ端子台４またはインバータ端子台５への組付け性を向上させることができる。

なお、実施の形態２において、積層バスバー６はモータ端子台４への接続部側端、インバータ端子台５への接続部側端の両方に溶接を実施しているが、インバータ端子台５への接続部側端のみの溶接とすることでモータ端子台４への接続時の可撓性を高めることができる。また、図８においては、筐体１の外部でのモータ端子台４とインバータ端子台５との接続の場合を示しており、図９においては、筐体１の内部での接続の場合を示している。
また、図８および図９では、積層バスバー６のインバータ端子台５へのねじ締め方向とモータ端子台４へのねじ締め方向が同一の方向となっている。

実施の形態３．
図１０および図１１は、実施の形態３による積層バスバーの拡大側面図である。図１０および図１１の積層バスバー６は、実施の形態１と同様に、インバータ端子台５に組みつけられている。
図１０は、インバータ端子台５を含む側面図であり、積層バスバー６の最上層１１ａおよび最下層１１ｂの板厚は、その他の薄板８の板厚に比べて厚く構成されている。可撓性を高めるために、積層する薄板８の厚みを薄くしていくと、インバータ端子台５への組付け時のねじ締め付けによって、最上層１１ａの板が変形してしまう場合もある。また、モータ端子台４への組付け時のねじ締め付けによって、最下層１１ｂの板が変形してしまう場合もある。実施の形態３による積層バスバー６によれば、最上層１１ａおよび最下層１１ｂを他の薄板８と比べて板厚を厚くすることで、組付け時のねじ締めによる変形に対する耐力を向上させることができる。

なお、図１１に示すように、積層バスバー６のインバータ端子台５側のねじ締め方向とモータ端子台のねじ締め方向を合わせることによって、最下層１１ｂの板に変形が生じることはないため、最上層１１ａだけを他の薄板８に比較して厚くして、最上層１１ａだけで組付け時のねじ締めによる変形に対する耐力を向上させることができる。
なお、実施の形態１から実施の形態３によれば、モータ２である回転電機本体と直接電気的に接続されるインバータである電力変換装置を備えた回転電機３０について説明をおこなったが、電力変換装置は電力を変換するものであればこれに限定されるものではなく、回転電機本体についても同様にモータ２に限定されるものではない。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１筐体、２モータ、３インバータ、４モータ端子台、５インバータ端子台、６積層バスバー、７ａ締結ねじ、７ｂ締結ねじ、８薄板、９溶接部、１０かしめ部、１１ａ最上層、１１ｂ最下層、１２ａ貫通穴、１２ｂ貫通穴、３０回転電機

Claims

筐体内に収納された回転電機本体の電力端子部と、
前記筐体に固定された電力変換装置と、
前記電力変換装置の電力端子として前記回転電機本体の前記電力端子部と接続された積層バスバーと、を備え、
前記積層バスバーは可撓性を有しており、前記電力端子部と接続されて撓んでいることを特徴とする回転電機。
前記積層バスバーは、複数の薄板が積層された構造であり、前記電力端子部へ締結された一端部の反対側の他端部が溶接により一体化されたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記積層バスバーは、前記電力端子部へ締結された前記一端部が溶接により一体化されたことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
前記積層バスバーは、複数の薄板が積層された構造であり、かしめることにより一体化されたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記複数の薄板の最上層または最下層の板厚は、前記積層バスバーを構成するその他の前記薄板の板厚よりも厚いことを特徴する請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
前記積層バスバーは、前記電力端子部へのねじ締結用の第１の貫通穴と前記電力変換装置の端子部へのねじ締結用の第２の貫通穴とを備えており、
前記第１の貫通穴と前記第１の貫通穴に挿入された第１のねじとの間の第１の空隙は、前記第２の貫通穴と前記第２の貫通穴に挿入された第２のねじとの間の第２の空隙よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
前記第１のねじの座面径は、前記第２のねじの座面径よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の回転電機。