(57)【要約】【課題】コイル端子の溶接部や端子プレートのかしめ部への応力集中を抑制することである。【解決手段】コイル端子１５Ｕと端子プレート２４Ｕとを接続する回転電機の動力線アセンブリ２０Ｕは、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕと、これらケーブル２１Ｕ，２２Ｕの一端２１Ｕａ，２２Ｕａがコイル端子１５Ｕにそれぞれ溶接された溶接部２３Ｕと、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの他端２１Ｕｂ，２２Ｕｂが端子プレート２４Ｕにそれぞれかしめ固定されたかしめ固定部２５Ｕとを有し、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの断面積は、コイル端子１５Ｕの断面積よりも小さく、かつ、互いに同面積であり、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの断面積の合計は、コイル端子１５Ｕの断面積と同じか、または大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのコイル端子と一つの端子プレートとを接続する回転電機の動力線アセンブリであって、
動力線アセンブリは、
複数のケーブルと、
各ケーブルの一端が一つのコイル端子にそれぞれ溶接された溶接部と、
各ケーブルの他端が一つの端子プレートにそれぞれかしめ固定されたかしめ固定部と、を有し、
各ケーブルの断面積は、コイル端子の断面積よりも小さく、かつ、互いに同面積であり、各ケーブルの断面積の合計は、コイル端子の断面積と同じか、または大きい
ことを特徴とする回転電機の動力線アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の動力線アセンブリに関し、特に、回転電機のコイルと端子プレートとを接続する回転電機の動力線アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機には、電源から電力を供給するための三相の動力線が接続されている。各動力線の一端は、ステータコアに巻回されたコイルから引き出されるコイル端子に溶接され、各動力線の他端は、モータケースに取り付けられた端子台にボルトで締結される端子プレートにかしめ固定されている。
【０００３】
端子プレートを端子台に締結固定する際に、締結回転力による応力がコイル端子の溶接部に作用して溶接部が破断する可能性がある。そこで、動力線の中間部分にバネ構造を設けて、コイル端子の溶接部に作用する応力を緩和する構成や、動力線の中間部分において各動力線を互いに固定して、１本の動力線に作用する応力を分散する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
動力線には、回転電機の駆動による振動が作用する。この振動による応力は、動力線の一端とコイル端子とが溶接された溶接部や、動力線の他端と端子プレートとがかしめ固定されたかしめ固定部に集中して作用する。すなわち、回転電機の駆動による振動は、溶接部やかしめ固定部に応力集中する。
【０００６】
この応力集中について具体的に説明する。コイルと略同一の断面積を有する動力線は全長に亘って剛性が高い。これに対して、コイル端子の溶接部では、動力線の一端とコイル端子との接触面積が限られており、動力線の一端とコイル端子との溶接面積を十分に確保することが困難であるので、動力線の一端とコイル端の溶接部の剛性は動力線の剛性よりも低い。
【０００７】
また、端子プレートのかしめ部では、動力線の他端と端子プレートとが外れないように固定するために、かしめによって動力線の他端を大きく押し潰す必要がある。この押し潰し変形によって、押し潰された部分、すなわち、動力線の他端の剛性は動力線の中央部分の剛性よりも低くなる。
【０００８】
このため、回転電機の振動は、動力線の中央部分よりもコイル端子の溶接部や端子プレートのかしめ部に集中して作用する。その結果、コイル端子の溶接部や端子プレートのかしめ部が破断する可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明では、コイル端子の溶接部や端子プレートのかしめ部への応力集中を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の回転電機の動力線アセンブリは、一つのコイル端子と一つの端子プレートとを接続する回転電機の動力線アセンブリであって、動力線アセンブリは、複数のケーブルと、各ケーブルの一端が一つのコイル端子にそれぞれ溶接された溶接部と、各ケーブルの他端が一つの端子プレートにそれぞれかしめ固定されたかしめ固定部とを有し、各ケーブルの断面積は、コイル端子の断面積よりも小さく、かつ、互いに同面積であり、各ケーブルの断面積の合計は、コイル端子の断面積と同じか、または大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コイル端子の溶接部や端子プレートのかしめ部への応力集中が抑制されて、溶接部やかしめ部における動力線の破断を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】動力線とコイル端子及び端子プレートとの接続部を示す回転電機の部分平面図である。
【図２】第１の実施形態を示す動力線の平面図である。
【図３】動力線の一端とコイル端子との溶接部の拡大斜視図である。
【図４】動力線の他端と端子プレートとのかしめ部の拡大斜視図である。
【図５】第２の実施形態を示す動力線の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る回転電機は、ハイブリッド車両に搭載される三相のモータジェネレータ１０として使用されるが、車両以外の用途に使用される回転電機にも適用することができる。
【００１４】
図１において、第１の実施形態であるモータジェネレータ１０を説明する。モータジェネレータ１０は、図示しないモータケース内に、円筒状のステータ１１と、ステータ１１の中心に配置されたロータ１２とを備えている。ステータ１１は、複数の電磁鋼板を積層して形成されたステータコア１３と、ステータコア１３に巻回されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する巻線コイル１４とを有する。
【００１５】
巻線コイル１４のコイルエンドには、巻線コイル１４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するコイル端子１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗがそれぞれ設けられている。コイル端子１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗは、端面及び断面が矩形状の角型であって、巻線コイル１４の外縁部分からステータ１１の径方向に引き出されており、さらに、ステータ１１の軸方向に沿って上方に引き出されている（図３参照）。
【００１６】
コイル端子１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗには、各コイル端子１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗにそれぞれ対応する動力線アセンブリ２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗがそれぞれ溶接されている。なお、巻線コイル１４に代えてセグメントコイルとしてもよい。
【００１７】
動力線アセンブリ２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗは、巻線コイル１４の各相に電力を供給するものであり、各コイル端子１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗと、図示しないインバータに接続され、絶縁端子台３０に設けられた各端子プレート２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗとを電気的に接続する。各動力線アセンブリ２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗは、その構成が同じであるので、以下、動力線アセンブリ２０Ｕについて説明する。
【００１８】
図２〜４に示すように、動力線アセンブリ２０Ｕは、互いに隣接した２本のケーブル２１Ｕ，２２Ｕと、ケーブル２１Ｕの一端２１Ｕａ及びケーブル２２Ｕの一端２２Ｕａがコイル端子１５Ｕにそれぞれ溶接された溶接部２３Ｕと、絶縁端子台３０に締結固定される端子プレート２４Ｕと、ケーブル２１Ｕの他端２１Ｕｂ及びケーブル２２Ｕの他端２２Ｕｂが端子プレート２４Ｕにそれぞれかしめ固定されたかしめ固定部２５Ｕとを備えている。
【００１９】
図２、３に示すように、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕは、端面及び断面が円形状の絶縁被覆された丸型ケーブルであり、同じ仕様のケーブルを使用している。ケーブル２１Ｕ，２２Ｕは、互いに隣接配置されており、コイル端子１５Ｕと端子プレート２４Ｕとを電気的に並列接続している。また、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕは、数か所において湾曲した部分を有している。なお、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの断面は円形状に限らず角形状であってもよい。
【００２０】
ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの各断面積は、コイル端子１５Ｕの断面積よりも小さく、コイル端子１５Ｕの断面積の１／２である。すなわち、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの断面積の合計は、コイル端子１５Ｕの断面積と同じである。なお、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの断面積の合計を、コイル端子１５Ｕの断面積よりも大きくしてもよい。また、本実施形態では２本のケーブル２１Ｕ，２２Ｕを使用して、その断面積をコイル端子１５Ｕの断面積の１／２としているが、３本のケーブルを使用して、その断面積をコイル端子１５Ｕの断面積の１／３としてもよい。
【００２１】
図２、３に示すように、溶接部２３Ｕは、ケーブル２１Ｕの一端２１Ｕａ及びケーブル２２Ｕの一端２２Ｕａがコイル端子１５Ｕにそれぞれ溶接されることによって形成される部分である。溶接部２３Ｕは、ケーブル２１Ｕの一端２１Ｕａ、ケーブル２２Ｕの一端２２Ｕａ及びコイル端子１５Ｕが、ステータ１１の周方向に並んで配置された状態で互いに溶接されることにより形成されている。
【００２２】
すなわち、溶接部２３Ｕにおいて、ケーブル２１Ｕの一端２１Ｕａ、ケーブル２２Ｕの一端２２Ｕａ及びコイル端子１５Ｕの溶接面は、ステータ１１の周方向に沿った面であり、かつ、ステータ１１の軸方向に沿った面である。つまり、コイル端子１５Ｕのステータ１１の周方向に沿った両面を、ケーブル２１Ｕの一端２１Ｕａ及びケーブル２２Ｕの一端２２Ｕａによって挟み込むようにして、これらは互いに溶接されている。
【００２３】
図４に示すように、端子プレート２４Ｕは、図示しないモータケース内に配置された絶縁端子台３０に締結される図示しないボルトが通されるボルト孔部２４Ｕａと、ケーブル２１Ｕの他端２１Ｕｂ及びケーブル２２Ｕの他端２２Ｕｂがかしめ固定されるかしめ固定部２５Ｕとを備えている。ボルト孔部２４Ｕａとかしめ固定部２５Ｕとは略直角に屈曲している。
【００２４】
かしめ固定部２５Ｕは、ケーブル２１Ｕの他端２１Ｕｂ及びケーブル２２Ｕの他端２２Ｕｂをそれぞれ挟み込む挟持部２５Ｕａ，２５Ｕｂを備えている。この挟持部２５Ｕａ，２５Ｕｂにケーブル２１Ｕの他端２１Ｕｂ及びケーブル２２Ｕの他端２２Ｕｂを挿入して、挟持部２５Ｕａ，２５Ｕｂをかしめることによって、ケーブル２１Ｕの他端２１Ｕｂ及びケーブル２２Ｕの他端２２Ｕｂをかしめ固定部２５Ｕに固定している。
【００２５】
次に、モータジェネレータ１０の駆動による振動の動力線アセンブリ２０Ｕへの作用について説明する。ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの断面積はコイル端子１５Ｕの断面積より小さいので、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの剛性はコイル端子１５Ｕの剛性よりも低くなる。
【００２６】
一方、２本のケーブル２１Ｕ，２２Ｕを使用することにより、コイル端子１５Ｕに対して２カ所で溶接するので、コイル端子１５Ｕにおける溶接面積を大きくすることができ、溶接部２３Ｕの剛性を向上することができる。
【００２７】
また、かしめ固定部２５Ｕでは、２カ所でかしめ固定するので、１か所あたりのかしめによるケーブル径方向の押し潰し変形を抑制することができ、また、かしめ面積も大きくできる。この結果、かしめ固定部２５Ｕの剛性を向上することができる。
【００２８】
このように、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの剛性が低くなるとともに、溶接部２３Ｕ及びかしめ固定部２５Ｕの剛性が向上するので、モータジェネレータ１０の駆動による振動の溶接部２３Ｕやかしめ固定部２５Ｕへの応力集中を抑制することができる。
【００２９】
また、モータジェネレータ１０の駆動による振動が、溶接部２３Ｕやかしめ固定部２５Ｕに作用したとしても、溶接部２３Ｕ及びかしめ固定部２５Ｕの剛性が向上しているので、溶接部２３Ｕやかしめ固定部２５Ｕの破断を抑制できる。
【００３０】
さらに、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの剛性が低くなっているので、モータジェネレータ１０の駆動による振動がケーブル２１Ｕ，２２Ｕに作用すると、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕは振動する。このため、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕが振動することによって、モータジェネレータ１０の駆動による振動は減衰されて、モータジェネレータ１０の駆動による振動の溶接部２３Ｕ及びかしめ固定部２５Ｕへの振動伝達も抑制される。なお、動力線アセンブリ２０Ｖ，２０Ｗについても同様の作用効果を奏する。
【００３１】
次に、図５に基づいて第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同じ構成については同符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、動力線アセンブリ２０Ｕは、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの途中部分に互いに離間した離間部２６Ｕを備えている。
【００３２】
離間部２６Ｕは、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕが、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの延在面（紙面に平行な面）に平行な面において、互いのケーブル２１Ｕ，２２Ｕが離間するように湾曲して形成されている。すなわち、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕは、互いに離間する湾曲部２１Ｕｃ，２２Ｕｃを有しており、湾曲部２１Ｕｃ，２２Ｕｃによって互いに離間する離間部２６Ｕと、互いに隣接して配置される隣接部２７Ｕとを有している。
【００３３】
湾曲部２１Ｕｃは、ケーブル２１Ｕのその他の部分に比べて大きな曲率で湾曲している。このため、湾曲する方向に対する曲げ剛性が、その他の部分の曲げ剛性よりも高くなっている。また、湾曲部２２Ｕｃについても同様である。
【００３４】
よって、離間部２６Ｕを形成することによって、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕに、湾曲する方向において、曲げ変形しにくい部分である高剛性部分（離間部２６Ｕ）と、曲げ変形しやすい部分である低剛性部分（隣接部２７Ｕ）とを設けることができ、低剛性部分が曲げ変形することにより、振動を効果的に吸収することが可能になる。
【００３５】
また、離間部２６Ｕの数、位置、方向、形状等を適宜調整することによって、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕの曲げ剛性を調整することもできる。例えば、予め実験やシミュレーション解析等により、モータジェネレータ１０の振動によりケーブル２１Ｕ，２２Ｕがどのように振動するかを把握して、この振動を効果的に吸収するように、離間部２６Ｕの数、位置、方向、形状等を設定してもよい。このように、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕに離間部２６Ｕを形成することによって、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕにおいて効果的に振動吸収することができ、溶接部２３Ｕ及びかしめ固定部２５Ｕへの応力集中を小さくすることができる。
【００３６】
上述した実施形態では、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕは独立したケーブルであったが、ケーブル２１Ｕ，２２Ｕを１本のケーブルから形成してもよい。コイル端子１５Ｕの断面積の１／２である断面積を有する丸型ケーブルを、略中央部で２つに折り曲げて使用する。
【００３７】
この場合、折曲部を、溶接部２３Ｕとしてコイル端子１５Ｕに溶接してもよい。または、折曲部をかしめ固定部２５Ｕとして端子プレート２４Ｕにかしめ固定してもよい。ケーブル２１Ｕ，２２Ｕを１本のケーブルから形成することによって、動力線アセンブリ２０Ｕの部品点数を削減でき、コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  モータジェネレータ、１１  ステータ、１２  ロータ、１３  ステータコア、１４  巻線コイル、１５Ｕ  コイル端子、２０Ｕ  動力線アセンブリ、２１Ｕ，２２Ｕ  ケーブル、２１Ｕａ，２２Ｕａ  一端、２１Ｕｂ，２２Ｕｂ  他端、２１Ｕｃ，２２Ｕｃ  湾曲部、２３Ｕ  溶接部、２４Ｕ  端子プレート、２４Ｕａ  ボルト孔部、２５Ｕ  かしめ固定部、２５Ｕａ，２５Ｕｂ  挟持部、２６Ｕ  離間部、２７Ｕ  隣接部、３０  絶縁端子台。
【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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