(57)【要約】【課題】  モータ巻線がワニス処理されたモータモジュールにおいて、組み付け時の部品公差の吸収および組み付け作業の効率向上を図る。【解決手段】  給電ケーブル１５０は、オスコネクタ２００およびメスコネクタ１０８の嵌合構造により、接点１２４によって、端子台１２０の内部導体１２５と電気的に接続される。ワニス処理されたモータ巻線１１６の先端には、可撓部材であるフレキシブルバスバー１４０が圧接される。可撓性の高いフレキシブルバスバー１４０を介して、モータ巻線１１６を内部導体１２５と電気的に接続することにより、給電ケーブル１５０およびモータ巻線１１６は電気的に接続される。フレキシブルバスバー１４０の変形によって部品公差を吸収してモータモジュールを端子台へ無理なく締結することができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部配線から電力供給を受けるモータモジュールであって、
ワニス処理されたモータ巻線と、
前記モータ巻線を前記外部配線と電気的に接続するための端子台とを備え、
前記端子台は、
内部導体と前記外部配線とを電気的に接続するための第１の接点と、
前記内部導体と前記モータ巻線とを電気的に接続するための第２の接点とを含み、
前記モータ巻線は、前記第２の接点において、前記モータ巻線よりも可撓性の高い導電性の可撓部材を介して前記内部導体と接続される、モータモジュール。
【請求項２】
前記可撓部材は、編組線で構成される、請求項１に記載のモータモジュール。
【請求項３】
前記可撓部材は、弾性変形可能な部分を有する板状導体で構成される、請求項１に記載のモータモジュール。
【請求項４】
前記第１の接点は、前記内部導体および前記外部配線を、モータの回転軸と鉛直方向に嵌合させる構造を有し、
前記モータ巻線は、前記第２の接点へ前記回転軸方向に取り付けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載のモータモジュール。
【請求項５】
前記第２の接点は、
前記可撓性部材の先端に取り付けられた板状の端子と、
前記端子と前記内部導体とを締結することによって電気的に接続するための固定部材とを有し、
前記端子が前記鉛直方向に沿って位置するように前記可撓性部材が変形された状態で、前記端子は、前記固定部材によって前記内部導体と締結される、請求項４に記載のモータモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はモータモジュールに関し、より特定的には、モータ巻線がワニス処理されたモータモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ巻線等の導線表面の絶縁を確保するために、ワニスと呼ばれる透明な表面被覆材を塗布する「ワニス処理」が一般的に行なわれている。ワニスとしては、たとえば樹脂状の材料を溶媒に溶かした溶液が用いられる。
【０００３】
このようなワニス処理は、絶縁性確保のために必要である反面、ワニスの固化に伴って導線が硬化してしまう。このため、ワニス処理によるモータリード線の硬化を防止する方法として、モータリード線の毛細管現象によるワニスの浸透を防ぐ技術が開示されている（たとえば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−７８３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車載用のモータモジュールの組み付け作業時は、モータモジュールの各部品の寸法・垂直度や取付け位置に関する公差内での誤差（以下、「部品公差」と称する）を吸収する機構が必要となる。一般的には、モータ巻線を長めにして、たわませた状態で接続することによって、部品公差を吸収することができる。
【０００５】
しかしながら、モータ巻線に絶縁確保のためのワニス処理を施す場合には、特許文献１に開示される対策を講じても、モータ巻線自体の可撓性が小さいため配線自由度が小さい。このため、モータモジュールが狭いスペースに搭載される場合には、モータモジュールのステータと端子台との距離が短いため、モータ巻線の自由度が低く、モータ巻線によって部品公差を吸収することが困難となる。
【０００６】
部品公差の吸収が不十分な状態でモータモジュールを端子台に接続すると、ワニス処理によって絶縁が確保されたモータ巻線に応力が掛かり、絶縁破壊等の不具合が生じるおそれがある。一方で、モータモジュールの端子台への組み付け性を確保するために、単純に各部品公差を厳格化すると、高コスト化を招いてしまう。
【０００７】
また、モータ巻線自体の配線自由度が小さいことから、組み付け作業の作業効率が低下する傾向にある。
【０００８】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、モータ巻線がワニス処理されたモータモジュールにおいて、組み付け時の部品公差の吸収および組み付け作業の効率向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によるモータモジュールは、外部配線から電力供給を受けるモータモジュールであって、ワニス処理されたモータ巻線と、モータ巻線を外部配線と電気的に接続するための端子台とを備える。端子台は、内部導体と外部配線とを電気的に接続するための第１の接点と、内部導体とモータ巻線とを電気的に接続するための第２の接点とを含み、モータ巻線は、第２の接点において、モータ巻線よりも可撓性の高い導電性の可撓部材を介して内部導体と接続される。
【００１０】
好ましくは、可撓部材は、編組線で構成される。
【００１１】
あるいは好ましくは、可撓部材は、弾性変形可能な部分を有する板状導体で構成される。
【００１２】
さらに好ましくは、第１の接点は、内部導体および外部配線を、モータの回転軸と鉛直方向に嵌合させる構造を有し、モータ巻線は、第２の接点へ回転軸方向に取り付けられる。
【００１３】
特にこのような構成において、第２の接点は、可撓性部材の先端に取り付けられた板状の端子と、端子と内部導体とを締結することによって電気的に接続するための固定部材とを有し、端子が鉛直方向に沿って位置するように可撓性部材が変形された状態で、端子は、固定部材によって内部導体と締結される。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によるモータモジュールでは、ワニス処理されたモータ巻線を可撓部材を介して、端子台の内部導体と接続する。したがって、可撓部材の変形によって部品公差を吸収してモータモジュールを端子台へ無理なく締結できるので、組み付け作業性が向上する。
【００１５】
また、素線の隙間の大きい編組線を用いて可撓部材を構成することにより、毛細管現象によるワニスの浸透を抑制することができるので、可撓部材の可撓性を高めることができる。
【００１６】
あるいは、弾性変形可能な部分を有する板状導体を用いて可撓部材を構成することにより、モータ巻線へのワニス処理の影響を受けて可撓部材が硬化することがないので、その可撓性を高めることができる。
【００１７】
さらに、モータ回転軸方向に沿って回転子を挿入する固定構造とすることにより、モータ回転軸方向に垂直な方向（鉛直方向）の配置制約が厳しい場合にも、各部品公差を吸収して、モータモジュールを端子台へ組み付けることができる。
【００１８】
さらに、端子が鉛直方向に沿って位置するように可撓性部材が変形された状態で、当該端子を内部導体と締結することにより、モータ回転軸方向に沿った方向の寸法を増大させることなく、各部品公差を吸収してモータモジュールを端子台へ組み付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２０】
図１は、この発明によるモータモジュールの搭載例として示されるハイブリッド自動車の構成を示す概略ブロック図である。
【００２１】
図１を参照して、この発明の実施の形態によるハイブリッド自動車５は、バッテリ１０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０と、動力出力装置３０と、ディファレンシャルギア（ＤＧ：Differential Gear）４０と、前輪５０Ｌ，５０Ｒと、後輪６０Ｌ，６０Ｒと、フロントシート７０Ｌ，７０Ｒと、リアシート８０と、リアモータ８５とを備える。
【００２２】
バッテリ１０は、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成り、直流電圧をＰＣＵ２０へ供給するとともに、ＰＣＵ２０からの直流電圧によって充電される。バッテリ１０は、リアシート８０の後方部に配置される。
【００２３】
動力出力装置３０は、ダッシュボード９０よりも前側のエンジンルームに配置され、前輪５０Ｌ，５０Ｒ駆動用のエンジンおよびモータを含む。ＤＧ４０は、動力出力装置３０からの動力を前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達するとともに、前輪５０Ｌ，５０Ｒの回転力を動力出力装置３０へ伝達する。
【００２４】
これにより、動力出力装置３０は、エンジンおよび／またはモータジェネレータによる動力をＤＧ４０を介して前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達して前輪５０Ｌ，５０Ｒを駆動する。また、動力出力装置３０は、前輪５０Ｌ，５０Ｒの回転力によって発電し、その発電した電力をＰＣＵ２０へ供給する。
【００２５】
リアモータ８５は、後輪６０Ｌ，６０Ｒの駆動用に設けられ、必要に応じて、図示しないクラッチを介して後輪駆動用の車軸と締結される。当該クラッチの締結により、悪路（低摩擦係数路）走行時や急加速時にいわゆる四輪駆動（４ＷＤ）走行が実現できる。
【００２６】
ＰＣＵ２０は、バッテリ１０からの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して、動力出力装置３０内の前輪駆動用モータおよびリアモータ８５の駆動電力を発生する。また、ＰＣＵ２０は、前輪駆動用モータおよびリアモータ８５の回生制動動作時には、発電された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１０を充電する。
【００２７】
図２に示されるように、ＰＣＵ２０およびリアモータ８５は、フロア下の領域９５に設けられる。このような限られた領域に配置されるため、リアモータ８５の搭載スペースは上下方向Ｈでの配置制約が大きい。また、ＰＣＵ２０と領域９５を共有するため、平面方向についても、占有面積を小さくすることが求められる。
【００２８】
このように、配置制約が厳しく、搭載スペースが小さいリアモータ８５について、以下に詳細に説明するこの発明によるモータモジュールを適用することができる。
【００２９】
図３を参照して、実施の形態に従うモータモジュール（図示せず）を収納する筐体１００は、コネクタ挿入口１０６を備える。モータモジュールは、筐体１００に対して、モータ回転軸に沿った方向へ挿入され、組み付けられる。
【００３０】
図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ′断面を示すモータモジュールの断面図である。
【００３１】
図４に示すように、この実施の形態によるモータモジュールの筐体１００には、回転電機の固定子１０５と、軸受部１１４、１２２と、端子台１２０とが収納される。固定子１０５は、コイル１１０および固定子鉄心１１２から構成される。
【００３２】
筐体１００のコネクタ挿入口１０６には、「外部配線」に相当する給電ケーブル１５０が装着される。給電ケーブル１５０の端部には、接点２０４を含むオスコネクタ２００が設けられる。
【００３３】
オスコネクタ２００は、嵌合時に筐体１００に沿った形状に形成される。そのため、オスコネクタ２００をコネクタ挿入口１０６側に嵌合したときに、モータモジュールの径方向に対するケーブルの張り出し、あるいは、コネクタの筐体からの張り出しを抑制することができる。そのため、狭いスペースにおいてもモータモジュールの搭載スペースを確保することができる。または、オスコネクタ２００は、Ｌ字形状に形成されても同様の効果を有する。
【００３４】
端子台１２０は、筐体と一体的に設けられる。端子台１２０は、メスコネクタ１０８と、内部導体１２５と、給電ケーブル１５０および内部導体１２５を電気的に接続するための「第１の接点」に相当する接点１２４と、内部導体１２５およびモータ巻線１１６を電気的に接続するための「第２の接点」に相当する結線部材１３０とを含む。端子台１２０の内部で、接点１２４および結線部材１３０の間は、内部導体１２５を介して電気的に接続される。
【００３５】
メスコネクタ１０８は、オスコネクタ２００と嵌合するように、コネクタ挿入口１０６に対応して設けられる。なお、オスコネクタ２００のコネクタ形状およびメスコネクタ１８０のコネクタ形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、オスコネクタは凸形状を有し、メスコネクタは凹形状を有する。
【００３６】
メスコネクタ１０８には接点１２４が設けられる。接点１２４は、メスコネクタ１０８およびオスコネクタ２００の嵌合時に接点２０４と接触するように設けられる。
【００３７】
固定子鉄心１１２は、中空の円筒形状を有する。固定子鉄心１１２は、複数のスロットを有している。スロットには、コイル１１０が巻着されている。そして、固定子鉄心１１２は、筐体１００に対して、たとえば、ボルト等により締結されて固定される。そして、モータモジュールの回転子のシャフト（図示せず）が軸受部１１４、１２２に回転自在に支持される。
【００３８】
固定子のモータ巻線１１６は、結線部材１３０によって端子台の内部導体１２５と電気的に接続される。コイル１１０およびモータ巻線１１６は、別符号を付しているが電気的には同一部材である。言い換えれば、モータ巻線１１６は、コイル１１０を外部と電気的に接続するためのリード線に相当する。したがって、モータ巻線１１６および給電ケーブル１５０が端子台１２０を介して電気的に接続されることによって、固定子のコイル１１０への通電が行なわれる。
【００３９】
次に図５を用いて、この発明の実施の形態による結線部材１３０の構成を詳細に説明する。
【００４０】
図５を参照して、ワニス処理されたモータ巻線１１６の先端には、モータ巻線１１６よりも可撓性の高い「可撓部材」に相当するフレキシブルバスバー１４０がかしめ加工により圧接されている。フレキシブルバスバー１４０は、編組銅線、積層された薄板銅板、撚線や細い銅線の束等で形成可能である。
【００４１】
特に、素線の隙間の大きい編組線を用いることで、毛細管現象によるワニスの浸透を抑制することができるので、フレキシブルバスバー１４０の可撓性を高めることができる。
【００４２】
フレキシブルバスバー１４０の先端には、板状の端子１４５が接続される。端子１４５は、導体の固定部材１３５によって内部導体１２５と電気的に接続される。固定部材１３５は、代表的には、金属製のボルトおよびナットの組で構成される。これに対応して、端子１３５にはボルト穴が設けられている。
【００４３】
次に、モータモジュールの筐体１００への組み付け工程を説明する。
【００４４】
まず、筐体１００へモータ回転軸方向に沿って固定子１０５が挿入されて固定される。
【００４５】
次に、筐体１００に対して上方から端子台１２０が挿入される。この状態で、さらに、モータ巻線１１６のフレキシブルバスバー１４０が横方向（モータ回転軸方向）から挿入され、固定子１０５と端子台１２０との部品公差を吸収するように、端子１４５の位置が調整される。このような位置調整後に固定部材１３５を締結することによって、端子台１２０は筐体１００と一体的に固定される。
【００４６】
位置合わせが完了して端子台１２０が筐体１００に固定されると、給電ケーブル１５０がコネクタ挿入口１０６に装着されて、給電ケーブル１５０と固定子のコイル１１０とが電気的に接続され、モータモジュールへの給電が可能となる。
【００４７】
以上説明したように、可撓性の高いフレキシブルバスバー１４０を介してモータ巻線１１６を内部導体１２５と電気的に接続することにより、結線部材１３０に部品公差吸収機構を持たせることができる。このような部品公差の吸収により、モータモジュールと端子台とを無理なく締結できるので、組み付け作業性が向上する。
【００４８】
特に、モータ回転軸方向に沿って回転子を挿入する固定構造とすることにより、モータ回転軸方向に垂直な方向（本実施の形態では上下方向）の配置制約が厳しい場合にも、各部品公差を吸収して、モータモジュールを端子台へ組み付けることができる。
【００４９】
さらに、端子１４５が鉛直方向に沿って位置する状態で、内部導体１２５および端子１４５を締結するので、モータ回転軸方向に沿った方向の寸法を増大させることなく、各部品公差を吸収してモータモジュールを端子台へ組み付けることができる。
【００５０】
また、端子１４５の挿入および位置調整ならびに、固定部材１３５の締結作業が同一方向（図５での矢印方向）から行なえる構造であるので、モータモジュールの組み付け工程を簡略化できる。
【００５１】
あるいは、図６（ａ）、（ｂ）に示すような、バネ状部分１４１を有する板状導体１４０♯によって「可撓部材」を構成し、図５においてフレキシバスバー１４０に代えて用いても、上記と同様の効果を享受することができる。
【００５２】
図６（ｂ）に示されるように、板状導体１４０♯は、バネ状部分１４１が弾性変形することにより、図５におけるフレキシバスバー１４０と同様の機能を発揮する。すなわち、バネ状部分１４１での弾性変形によって、モータモジュール組み付け時での部品公差を吸収することができる。
【００５３】
なお、板状導体１４０♯は、モータ巻線１１６のワニス処理の影響を受けて硬化することがないので、可撓部材の可撓性を高めることができる。
【００５４】
以上のように、この実施の形態では、搭載スペースが制限されるモータモジュールの代表例として、図１に示したハイブリッド自動車５の後輪駆動用モータに本発明が適用される例を説明したが、本発明の適用はこのような形態に限定されるものではない。
【００５５】
一例として、本発明によるモータモジュールは、モータの配置制約が厳しい、ＦＲ（Front-engine Rear-Drive）タイプのハイブリッド自動車に搭載されてもよい。
【００５６】
図７は、この発明によるモータモジュールの他の搭載例として示されるＦＲタイプのハイブリッド自動車の構成を示す概略ブロック図である。
【００５７】
図７を参照して、ＦＲタイプのハイブリッド自動車５００は、エンジン５１５が配置されるエンジンコンパートメント５２０と、そのエンジンコンパートメント５２０に連なるトンネル５３０とを有するシャーシ５１０と、駆動ユニットとしてのプロペラシャフト５１４および電動機５１７，５１８と、電動機５１７および５１８に接続される車両用コネクタ５００ａおよび５００ｂとを備える。
【００５８】
車両用コネクタ５００ａおよび５００ｂは、少なくとも電動機５１７および５１８からエンジンコンパートメント５２０までトンネル５３０内で延びるバスバー５１０ａおよび５１０ｂを含む。ハイブリッド自動車５００は、エンジンコンパートメント５２０内に設けられたインバータ５１６をさらに備える。バスバー５１０ａはインバータ５１６まで延びる。ハイブリッド自動車５００は、インバータ５１６とバスバー５１０ｂとを接続する可撓性の電線５１０ｃをさらに備える。
【００５９】
車両用コネクタは駆動ユニットの前端部としての電動機５１７の前端部５１７ｅまで延びる。
【００６０】
シャーシ５１０の四隅には、前輪５１１ａおよび後輪５１１ｂが取付けられている。
【００６１】
エンジンコンパートメント５２０は、前輪５１１ａの間に位置し、エンジン５１５を収納する空間である。エンジンコンパートメント５２０内には、エンジン５１５だけでなく電動機５１７および５１８に電力を供給するためのインバータ５１６が設けられている。図７では、エンジン５１５の長軸が進行方向に向かって配置されており、いわゆる「縦置き」型エンジンである。なお、エンジン５１５の形式は特に限定されるものではなく、直列、Ｖ型および水平対向などのさまざまな通常用いられる形式を用いることができる。さらに、エンジン５１５としてはガソリンエンジンだけでなくディーゼルエンジンであってもよい。また、その他のガスを燃料とするエンジンであってもよい。
【００６２】
インバータ５１６は、図７では、エンジン５１５の左側に設けられているが、これに限られるものではなく、エンジン５１５の右側、またはエンジン５１５と同軸上に設けられてもよい。
【００６３】
エンジンコンパートメント５２０に連なるようにトンネル５３０が設けられている。トンネル５３０は、電動機５１７および５１８ならびにプロペラシャフト５１４を収納するための空間である。
【００６４】
電動機５１７および５１８はモータ／ジェネレータであり、駆動力と電力とを相互に変換する役割を果たす。なお、図７では、２つの電動機５１７および５１８が設けられているが、１つの電動機のみが設けられてもよい。また、３つ以上の電動機が設けられていてもよい。
【００６５】
またトンネル５３０内に変速装置（スプリッタ用のプラネタリ等）を収納してもよい。変速装置は、電動機５１８（Ｍ／Ｇ）とプロペラシャフト５１４の間に配置される。
【００６６】
電動機５１７および５１８には車両用コネクタ５００ａおよび５００ｂが接続される。車両用コネクタ５００ａは電動機５１７に接続される。車両用コネクタ５００ｂは電動機５１８に接続される。車両用コネクタ５００ａはバスバー５１０ａを有する。バスバー５１０ａは電動機５１７からインバータ５１６まで延び、インバータ５１６と電動機５１８とを接続する。バスバー５１０ａは平板状の金属部材により構成され、その一部はトンネル５３０内を延び、他の部分はエンジンコンパートメント５２０内を延びる。
【００６７】
電動機５１８には、車両用コネクタ５００ｂのバスバー５１０ｂが接続されている。バスバー５１０ｂはトンネル５３０内で電動機５１８からエンジンコンパートメント５２０へ延びる。エンジンコンパートメント５２０内においてバスバー５１０ｂは、銅線により構成される電線５１０ｃに接続される。電線５１０ｃはインバータ５１６とバスバー５１０ｂとを接続する。
【００６８】
電動機５１８からの出力はプロペラシャフト５１４、デファレンシャルギア５１３およびアクスル５１２を介して後輪５１１ｂへ伝えられる。なお、ハイブリッド自動車５００では、車両の前方にエンジン５１５が設けられているが、エンジンの位置はこの部分に限られず、車両の中央部分に設けられてもよい。
【００６９】
図８は、図７中のＶIII−ＶIII線に沿った断面図である。図８を参照して、シャーシ１１０の突出する部分がトンネル５３０である。トンネル５３０は突出するような形状に設けられることでシャーシ５１０の強度を向上させる働きがある。トンネル５３０内には電動機５１８が設けられる。また、図示していないが、トンネル５３０内には、電動機５１８へ電力を供給するためのコネクタが取付けられ、この車両用コネクタは電動機５１８および５１７とトンネル５３０の側壁との間に配策される。
【００７０】
このように、ＦＲタイプのハイブリッド自動車における電動機５１８は、トンネル５３０内に設けられてその搭載スペース制約が大きい。したがって、実施の形態１〜３によるモータモジュールの構造は、電動機５１８への適用にも適している。
【００７１】
また、本発明によるモータモジュールは、ハイブリッド自動車に搭載される他のモータや、他の自動車・車両・機器等に搭載されるモータについて、モータ筐体と一体的に設けられた端子台に固定することによって外部と電気的に接続される構造のものに対して共通に適用することができる。
【００７２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明によるモータモジュールの搭載例として示されるハイブリッド自動車の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示されたリアモータの配置領域を示す概念図である。
【図３】この発明によるモータモジュールを格納する筐体の外観図である。
【図４】この発明によるモータモジュールの断面を示す図である。
【図５】図４に示された結線部材の構成を詳細に説明する図である。
【図６】図５に示された可撓部材の他の構成例を示す図である。
【図７】この発明によるモータモジュールの他の搭載例として示されるＦＲタイプのハイブリッド自動車の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】図７におけるＶIII−ＶIII断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
５，５００  ハイブリッド自動車、１０  バッテリ、３０  動力出力装置、５０Ｌ，５０Ｒ，５１０  前輪、６０Ｌ，６０Ｒ、５１１  後輪、８５  リアモータ、１００  筐体、１０５  固定子、１０６  コネクタ挿入口、１０８  メスコネクタ、１１０  コイル、１１２  固定子鉄心、１１６  モータ巻線、１２０  端子台、１２４  接点、１２５  内部導体、１３０  結線部材、１３５  固定部材、１４０  フレキシバスバー（可撓部材）、１４０♯  板状導体（可撓部材）、１４１  バネ状部分、１４５  端子、５１７，５１８  電動機、５３０  トンネル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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