JP6890142B2 - 回転電機ユニット - Google Patents

Description

本発明は、電動車両などに搭載される回転電機ユニットに関する。

従来から、電動車両などには、駆動源として回転電機ユニットが搭載されている。例えば、特許文献１には、モータユニットが開示されている。特許文献１のモータユニットでは、ケースの壁部にモータ端子台を取り付け、モータ端子台でモータ巻線から延びるモータ端子とインバータのインバータケーブルとを電気的に接続している。

特開２００９−２８４６５９号公報

しかしながら、特許文献１のモータユニットでは、モータの径方向においてステータと重なる位置にモータ端子台が配置されており、さらにモータ端子台の長手方向（モータの軸方向）からモータ端子を取り付けるため、モータ端子台及びモータ端子がモータの軸方向に張り出してしまい、モータユニットを小型化し難いという課題があった。

本発明は、端子台及び導電部材ホルダの占める空間を小さくすることで小型化可能な回転電機ユニットを提供する。

本発明は、
回転電機と、
該回転電機を収容するケースと、を備える回転電機ユニットであって、
前記回転電機は、
ステータコアと、
該ステータコアに取り付けられる複数相のコイルと、
該複数相のコイルのコイルエンドに接続される導電部材をまとめて保持し、径方向において該コイルエンドの外側に配置される導電部材ホルダと、
前記ケースの締結面に固定され、配電部材の端子部と前記導電部材の端子部とを電気的に接続する端子台と、を備え、
前記端子台は、前記径方向において前記導電部材ホルダの外側に配置されるととともに、少なくとも一部が前記径方向において前記導電部材ホルダとオーバーラップしており、
前記配電部材の前記端子部と前記導電部材の前記端子部は、前記締結面とは反対側の前記端子台の台座面に配置され、固定部材によって固定され、
前記端子台は、前記締結面に固定される固定部を有し、
前記固定部及び前記台座面が、前記径方向において前記導電部材ホルダとオーバーラップしており、
前記固定部は、軸方向において前記端子台の一方側に設けられ、
前記台座面は、前記軸方向において前記端子台の他方側に設けられる。

本発明によれば、導電部材ホルダが径方向においてコイルエンドの外側に配置されるので導電部材ホルダが軸方向に張り出すのを防止できる。また、配電部材の端子部と導電部材の端子部とを電気的に接続する端子台は、径方向において導電部材ホルダの外側に配置されるので、端子台が軸方向に張り出すのも防止でき、これにより回転電機の軸方向の長さを短くできる。また、端子台の少なくとも一部が径方向において導電部材ホルダとオーバーラップしているので、回転電機の径方向の長さも短くできる。よって、回転電機ユニットを小型化することができる。

本発明の一実施形態の回転電機ユニットの全体構成を示す斜視図である。 図１の回転電機ユニットを軸方向から視た図である。 図１の回転電機ユニットの端子台周辺の斜視図である。 図２のＡ−Ａ線の断面図である。 図１の回転電機ユニットの端子台の斜視図である。 図５の端子台の取付面を示す図である。 図１の回転電機ユニットのケースの締結面を示す図である。

以下、本発明の回転電機ユニットの一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。

まず、本発明の一実施形態の回転電機ユニットの全体構成を、図１及び図２に基づいて説明する。図１に示す回転電機ユニット１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータユニットである。ただし、本発明の回転電機ユニットは、走行用モータユニットに限らず、発電用モータユニットやその他用途のモータユニット、又は車両用以外の回転電機ユニットにも適用可能である。

本明細書では、説明を簡単にするために、回転電機ユニット１の前後左右上下を図中に示すように定義し、前方向をＦｒ、後方向をＲｒ、右方向をＲ、左方向をＬ、上方向をＵ、下方向をＤ、として示す。図中に示す方向は、回転電機ユニット１が搭載される車両等の方向とは無関係である。また、以下の説明において、軸方向とは回転電機ユニット１の回転軸心Ｃに沿った方向をいう。また、周方向というときは回転軸心Ｃが点に見える状態でこの点を中心に円を描きその円の円周に沿った方向をいう。一方、径方向というときは、点から円へ向かう方向または円から点へ向かう方向をいう。

図１に示すように、回転電機ユニット１は、回転電機としてのモータ１０と、モータ１０を収容するケース１１と、を備えている。モータ１０は、ステータ１２及びロータ１３を備える。ロータ１３は、円環形状を有し、シャフト（不図示）に外嵌される。ケース１１にはケース１１の開口部を封止する不図示のケースカバーが取り付けられる。

ステータ１２は、ステータコア１２１と、ステータコア１２１に装着されたコイル１２２と、を備える。

ステータコア１２１は、ロータ１３を径方向の外側から取り囲む筒状に形成されており、ケース１１の締結面１１ａにボルト等の締結部材によって固定されている。

コイル１２２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相により構成された３相コイルである。コイル１２２は、セグメントコイルでもよく、連続した巻線でもよい。コイル１２２は、ステータコア１２１の端面から軸方向両側に突出するコイルエンド１２２Ｅを備える。なお、図面では、本実施形態では、ケース１１の締結面１１ａと反対側のコイルエンド１２２Ｅのみを対象とするため、図面では、ケース１１の締結面１１ａ側のコイルエンド１２２Ｅを省略している。

図３も参照して、ケース１１の内部には、モータ１０に加えて、第１バスバー２９Ｕ、２９Ｖ、２９Ｗをまとめて保持する導電部材ホルダ６０と、第１バスバー２９Ｕ、２９Ｖ、２９Ｗと第２バスバー３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗとを電気的に接続するための端子台５１と、が設けられている。

導電部材ホルダ６０は、コイル１２２のコイルエンド１２２Ｅに接続される導電部材としての３本の第１バスバー２９Ｕ、２９Ｖ、２９Ｗをまとめて保持し、径方向においてコイルエンド１２２Ｅの外側に配置される。

第２バスバー３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗは、一端が電力変換装置（不図示）に接続されるコネクタ部（不図示）に接続される。第２バスバー３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗは、それぞれ前後方向、上下方向及び左右方向に屈曲した３次元構造のバスバーである。第２バスバー３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗの一部は、カバー部材４０で覆われている。

端子台５１は、ケース１１の締結面１１ａに固定され、３本の第２バスバー３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗの端子部３０１Ｕ、３０１Ｖ、３０１Ｗと第１バスバー２９Ｕ、２９Ｖ、２９Ｗの端子部２９１Ｕ、２９１Ｖ、２９１Ｗとを電気的に接続する。

図４及び図５に示すように、端子台５１は、ケース１１の締結面１１ａとは反対側に台座面５１ａを有する。台座面５１ａには、固定部材としてのボルト１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗが取り付けられる３つのボルト孔５１ｃ（図４）が設けられている。第２バスバー３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗの端子部３０１Ｕ、３０１Ｖ、３０１Ｗ及び第１バスバー２９Ｕ、２９Ｖ、２９Ｗの端子部２９１Ｕ、２９１Ｖ、２９１Ｗには、ボルト１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗが挿通される孔部３０１ａ、２９１ａ（図４）がそれぞれ設けられている。両方の端子部３０１Ｕ、３０１Ｖ、３０１Ｗ及び端子部２９１Ｕ、２９１Ｖ、２９１Ｗは、端子台５１の台座面５１ａに互いに重ねて配置され、ボルト１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗによって台座面５１ａに固定される。

このように、第２バスバー３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗの端子部３０１Ｕ、３０１Ｖ、３０１Ｗと第１バスバー２９Ｕ、２９Ｖ、２９Ｗの端子部２９１Ｕ、２９１Ｖ、２９１Ｗとが配置される端子台５１の台座面５１ａが、ケース１１の締結面１１ａとは反対側に位置するので、ボルト１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗの締結作業を容易に行うことができる。

端子台５１は、径方向において導電部材ホルダ６０の外側に配置される。このように、導電部材ホルダ６０が径方向においてコイル１２２のコイルエンド１２２Ｅの外側に配置されるので導電部材ホルダ６０が軸方向に張り出すのを防止できる。また、端子台５１が径方向において導電部材ホルダ６０の外側に配置されるので、端子台５１が軸方向に張り出すのも防止でき、これによりモータ１０の軸方向（矢印Ｆｒ及びＲｒの方向）の長さを短くできる。

また、端子台５１は、径方向において導電部材ホルダ６０の外側に配置されるとともに、少なくとも一部が径方向において導電部材ホルダ６０とオーバーラップしている。図４を参照してより具体的に説明すると、導電部材ホルダ６０の左端部６０Ｌは、端子台５１の台座面５１ａの右端面５１Ｒａよりも左側に位置し、且つ、固定部５１ｂの右端面５１Ｒｂよりも左側に位置している。言い換えると、導電部材ホルダ６０の左端部６０Ｌと端子台５１の台座面５１ａの右端面５１Ｒａとの間には、図４中符号Ｌ１で示すオーバーラップ領域が存在し、導電部材ホルダ６０の左端部６０Ｌと端子台５１の固定部５１ｂの右端面５１Ｒｂとの間には、図４中符号Ｌ２で示すオーバーラップ領域が存在し、導電部材ホルダ６０の一部が端子台５１に対し入れ子状に配置されている。

このように端子台５１の少なくとも一部が径方向において導電部材ホルダ６０とオーバーラップしているので、モータ１０の径方向の長さも短くできる。よって、回転電機ユニット１を小型化することができる。

図５及び図６に示すように、端子台５１は、前後方向において台座面５１ａとは反対側にケース１１の締結面１１ａに固定される固定部５１ｂを有する。固定部５１ｂは端子台５１の上下二か所に設けられており、固定部５１ｂには、ボルト挿通孔５１１Ａ、５１１Ｂが設けられている。一方、図７に示すように、ケース１１の締結面１１ａには、端子台５１を固定するための二つのボルト孔１１１Ａ、１１１Ｂが設けられている。図１及び図２も参照して、端子台５１は、ボルト１５Ａ、１５Ｂをボルト挿通孔５１１Ａ、５１１Ｂにそれぞれ挿通し、締結面１１ａのボルト孔１１１Ａ、１１１Ｂに締め込むことによって、ケース１１の締結面１１ａに固定される。

また、図７に示すように、ケース１１の締結面１１ａには、左右方向に延びるリブ状のガイド突起１１２が設けられている。

一方、図６に示すように、端子台５１の一方の固定部５１ｂには、ガイド突起１１２の上下両面１１２ａ、１１２ｂに摺接して、ガイド突起１１２に案内される上下一対のガイド部５１２Ａ、５１２Ｂが設けられている。

上記したように、端子台５１は、一部が径方向において導電部材ホルダ６０とオーバーラップしているので、モータ１０及び導電部材ホルダ６０が設けられた状態のケース１１に対して、端子台５１を軸方向（本実施形態の前後方向）から組み付けることはできない。端子台５１を軸方向から組み付けようとしても、端子台５１の固定部５１ｂが導電部材ホルダ６０に干渉してしまう。そのため、端子台５１の組付けは、モータ１０及び導電部材ホルダ６０が設けられた状態のケース１１に対し、径方向外側に少しずれた位置（初期位置）から図７の矢印Ｒで示す方向に、端子台５１の固定部５１ｂをケース１１の締結面１１ａと導電部材ホルダ６０との間に滑りこませるようにして組み付ける必要がある。

その際、端子台５１の一方の固定部５１ｂに設けられた一対のガイド部５１２Ａ、５１２Ｂを、締結面１１ａに設けられたガイド突起１１２に沿うようにして端子台５１を内側（矢印Ｒの向き）に移動させることで端子台５１を正確且つ容易に装着位置に移動させることができる。

また、図７に示すように、ケース１１の締結面１１ａには、上下二か所に突き当て面１１３Ａ、１１３Ｂが設けられている。突き当て面１１３Ａ、１１３Ｂは、締結面１１ａに設けられたリブ状突起１１３の側面により構成される。本実施形態では、上側の突き当て面１１３Ａを有するリブ状突起１１３は、ガイド突起１１２から延びている。

図５及び図６に示すように、端子台５１の両方の固定部５１ｂには、端子台５１が初期位置から装着位置に移動する際に装着位置で突き当て面１１３Ａ、１１３Ｂに当接する突き当て部５１３Ａ、５１３Ｂが設けられている。

この構成によれば、端子台５１をガイド突起１１２に沿って移動させる際に、端子台５１の突き当て部５１３Ａ、５１３Ｂをケース１１の突き当て面１１３Ａ、１１３Ｂに当接させることで、端子台５１を正しい装着位置に位置決めさせることができる。

なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、本実施形態では、ケース１１の締結面１１ａの一箇所にガイド突起１１２が設けられているが、ガイド突起１１２を締結面１１ａの複数個所に設け、端子台５１には、それぞれのガイド突起１１２に案内される複数対のガイド部５１２Ａ、５１２Ｂを設けてもよい。
また、ガイド突起１１２に案内されるガイド部５１２Ａ、５１２Ｂは、必ずしも一対である必要はなく、いずれか一方のみであってもよい。

また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 回転電機（モータ１０）と、
該回転電機を収容するケース（ケース１１）と、を備える回転電機ユニット（回転電機ユニット１）であって、
前記回転電機は、
ステータコア（ステータコア１２１）と、
該ステータコアに取り付けられる複数相のコイル（コイル１２２）と、
該複数相のコイルのコイルエンド（コイルエンド１２２Ｅ）に接続される導電部材（第１バスバー２９Ｕ、２９Ｖ、２９Ｗ）をまとめて保持し、径方向において該コイルエンドの外側に配置される導電部材ホルダ（導電部材ホルダ６０）と、
前記ケースの締結面（締結面１１ａ）に固定され、配電部材（第２バスバー３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗ）の端子部（端子部３０１Ｕ、３０１Ｖ、３０１Ｗ）と前記導電部材の端子部（端子部２９１Ｕ、２９１Ｖ、２９１Ｗ）とを電気的に接続する端子台（端子台５１）と、を備え、
前記端子台は、前記径方向において前記導電部材ホルダの外側に配置されるととともに、少なくとも一部が前記径方向において前記導電部材ホルダとオーバーラップしている、回転電機ユニット。

（１）によれば、導電部材ホルダが径方向においてコイルエンドの外側に配置されるので導電部材ホルダが軸方向に張り出すのを防止できる。また、配電部材の端子部と導電部材の端子部とを電気的に接続する端子台は、径方向において導電部材ホルダの外側に配置されるので、端子台が軸方向に張り出すのも防止でき、これにより回転電機の軸方向の長さを短くできる。また、端子台の少なくとも一部が径方向において導電部材ホルダとオーバーラップしているので、回転電機の径方向の長さも短くできる。よって、回転電機ユニットを小型化することができる。

（２） （１）に記載の回転電機ユニットであって、
前記配電部材の前記端子部と前記導電部材の前記端子部は、前記締結面とは反対側の前記端子台の台座面（台座面５１ａ）に配置され、固定部材（ボルト１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗ）によって固定される、回転電機ユニット。

（２）によれば、配電部材の端子部と導電部材の端子部とが配置される端子台の台座面は、ケースの締結面とは反対側に位置するので、固定部材の締結作業を容易に行うことができる。

（３） （２）に記載の回転電機ユニットであって、
前記端子台は、前記締結面に固定される固定部（固定部５１ｂ）を有し、
前記固定部及び前記台座面が、前記径方向において前記導電部材ホルダとオーバーラップしている、回転電機ユニット。

（３）によれば、端子台の固定部及び台座面が、径方向において導電部材ホルダとオーバーラップしている、即ち導電部材ホルダが端子台に入れ子状になっているので、導電部材ホルダを端子台で保護することができる。

（４） （３）に記載の回転電機ユニットであって、
前記ケースの前記締結面には、ガイド突起（ガイド突起１１２）が設けられ、
前記端子台の前記固定部には、前記ガイド突起に案内されるガイド部が設けられている、回転電機ユニット。

（４）によれば、導電部材ホルダが端子台に入れ子状になっているので、導電部材ホルダが設けられた回転電機が配置された状態で端子台を回転電機の軸方向に沿って取り付けることができないが、導電部材ホルダから少しずれた位置からガイド突起に沿って端子台を移動させることで端子台を容易に装着位置に移動させることができる。

（５） （４）に記載の回転電機ユニットであって、
前記ケースの前記締結面には、突き当て面（突き当て面１１３Ａ、１１３Ｂ）が設けられ、
前記端子台の前記固定部には、前記端子台が初期位置から装着位置に移動する際に前記装着位置で前記突き当て面に当接する突き当て部（突き当て部５１３Ａ、５１３Ｂ）が設けられている、回転電機ユニット。

（５）によれば、端子台をガイド突起に沿って移動させる際に、端子台の突き当て部をケースの突き当て面に当接させることで、端子台を正しい装着位置に位置決めさせることができる。

１ 回転電機ユニット
１０ モータ
１１ ケース
１１ａ 締結面
１１２ ガイド突起
１１３Ａ、１１３Ｂ 突き当て面
１２１ ステータコア
１２２ コイル
１２２Ｅ コイルエンド
２９Ｕ、２９Ｖ、２９Ｗ 第１バスバー（導電部材）
２９１Ｕ、２９１Ｖ、２９１Ｗ 端子部
３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗ 第２バスバー（配電部材）
３０１Ｕ、３０１Ｖ、３０１Ｗ 端子部
６０ 導電部材ホルダ
５１ 端子台
５１ａ 台座面
５１ｂ 固定部
５１３Ａ、５１３Ｂ 突き当て部
１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗ ボルト（固定部材）

Claims (3)

1. 回転電機と、
   該回転電機を収容するケースと、を備える回転電機ユニットであって、
   前記回転電機は、
   ステータコアと、
   該ステータコアに取り付けられる複数相のコイルと、
   該複数相のコイルのコイルエンドに接続される導電部材をまとめて保持し、径方向において該コイルエンドの外側に配置される導電部材ホルダと、
   前記ケースの締結面に固定され、配電部材の端子部と前記導電部材の端子部とを電気的に接続する端子台と、を備え、
   前記端子台は、前記径方向において前記導電部材ホルダの外側に配置されるととともに、少なくとも一部が前記径方向において前記導電部材ホルダとオーバーラップしており、
   前記配電部材の前記端子部と前記導電部材の前記端子部は、前記締結面とは反対側の前記端子台の台座面に配置され、固定部材によって固定され、
   前記端子台は、前記締結面に固定される固定部を有し、
   前記固定部及び前記台座面が、前記径方向において前記導電部材ホルダとオーバーラップしており、
   前記固定部は、軸方向において前記端子台の一方側に設けられ、
   前記台座面は、前記軸方向において前記端子台の他方側に設けられる、回転電機ユニット。
2. 請求項１に記載の回転電機ユニットであって、
   前記ケースの前記締結面には、ガイド突起が設けられ、
   前記端子台の前記固定部には、前記ガイド突起に案内されるガイド部が設けられている、回転電機ユニット。
3. 請求項２に記載の回転電機ユニットであって、
   前記ケースの前記締結面には、突き当て面が設けられ、
   前記端子台の前記固定部には、前記端子台が初期位置から装着位置に移動する際に前記装着位置で前記突き当て面に当接する突き当て部が設けられている、回転電機ユニット。

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