JP2008005601A - 端子台構造ならびに電気機器およびその製造方法、車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング内部への異物の進入防止、ハウジング内部からのオイルの流出防止、およびハウジングのシール性試験の信頼性向上が図られた端子台構造ならびに電気機器およびその製造方法、車両を提供する。
【解決手段】端子台構造は、開口部２０００を有し、バスバー１４３が収納されるハウジングと、開口部２０００に取付けられ、ハウジング内のバスバー１４３とケーブルとを電気的に接続する端子台２１０とを備える。バスバー１４３はモータジェネレータのステータコイルと電気的に接続される。そして、端子台２１０により開口部２０００が閉塞される。
【選択図】図５

Description

本発明は、端子台構造ならびに電気機器およびその製造方法、車両に関し、特に、ハウジングの開口部に取付けられる端子台を含む端子台構造ならびに該構造を含む電気機器およびその製造方法、車両に関する。

特開２０００−２９５８１０号公報（特許文献１）においては、ステータ密閉容器の内外を連通する連通路を有する端子台の先端に、該連通路を塞ぐように端子を配置した、ターボポンプ用モータの端子部の構造が開示されている。

また、特開２００３−１５６１５０号公報（特許文献２）においては、高圧電装冷却装置の外装ボックスと該ボックスの開口を貫通するケーブルとの隙間をシールするシール部材が開示されている。

また、特許第３６０６０５４号公報（特許文献３）においては、冷却水ジャケットの給排管の電動機ケースへの嵌合部に２つのシール部を設け、該２つのシール部の中間部にケース内部と外部とを連通させる圧力逃がし部が設けられた変速機構造が開示されている。
特開２０００−２９５８１０号公報 特開２００３−１５６１５０号公報 特許第３６０６０５４号公報

特許文献１に記載の構造では、端子台と端子との結合によりシール性が確保されるため、端子が結合されていない状態では、ステータ密閉容器の密閉性を確保することができない。したがって、端子を結合する前の状態において、ステータ密閉容器に異物が進入しやすい。また、他の観点では、端子を結合する前の状態において、ステータ密閉容器内にオイルが供給されている場合、該オイルが容器外に流出することが懸念される。また、さらに他の観点では、端子を結合する前の状態において、ステータ密閉容器のシール性試験を行なう場合、仮の閉塞部材を取付けて該試験を行なう必要があり、結果として、シール性試験の信頼性が低下することが懸念される。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ハウジング内部への異物の進入防止、ハウジング内部からのオイルの流出防止、およびハウジングのシール性試験の信頼性向上が図られた端子台構造ならびに電気機器およびその製造方法、車両を提供することにある。

本発明に係る端子台構造は、開口部を有し、電気部品が収納されるハウジングと、開口部に取付けられ、ハウジング内の電気部品と外部配線とを電気的に接続する端子台とを備え、端子台により開口部が閉塞される。

上記構成によれば、端子台をハウジングに取付けることで開口部を閉塞することができるので、端子台と端子とが結合される前の状態でハウジングの密閉性を確保することができる。結果として、ハウジング内部への異物の進入防止、ハウジング内部からのオイルの流出防止、ハウジングのシール性試験の信頼性向上を図ることができる。

上記端子台構造において、好ましくは、端子台はハウジングの外面上に位置するフランジ部を含み、フランジ部とハウジングの外面との間にシール部が設けられる。これにより、簡単な構造で確実にハウジングの密閉性を確保することができる。

上記端子台構造において、１つの局面では、電気部品は回転電機のステータコイルと電気的に接続され、ハウジング内にはオイルが供給される。この局面では、回転電機のハウジング内への異物の進入、および、該回転電機の潤滑／冷却用オイルのハウジング内からの流出を防止するとともに、回転電機のハウジングのシール性試験の信頼性を向上させることができる。

本発明に係る電気機器は、上述した端子台構造を備える。これにより、異物の進入防止およびオイルの流出防止が図られ、かつハウジングが確実に密閉された電気機器が得られる。

本発明に係る電気機器の製造方法は、第１と第２のケース部材を含むハウジング内に電気部品が収納された電気機器の製造方法であって、第１のケース部材内に電気部品を収納する工程と、側面に開口部を有する第１のケース部材に端子台を組付けることで開口部を閉塞する工程と、第１のケース部材内の電気部品と端子台とを電気的に接続する工程と、電気部品が収納された第１のケース部材に第２のケース部材を組付けて密閉されたハウジングを形成する工程とを備える。

上記方法によれば、ハウジングの第１のケース部材に端子台を組付けることで開口部を閉塞するため、端子台と端子とが結合される前の状態でハウジングの密閉性を確保することができる。結果として、ハウジング内部への異物の進入防止を図ることができる。

上記電気機器の製造方法は、好ましくは、密閉されたハウジングのシール性を確認する工程をさらに備える。

本発明に係る電気機器の製造方法では、端子台と端子とが結合される前の状態でハウジングの密閉性が確保されている。したがって、信頼性の高いハウジングのシール性試験を行なうことができる。

上記電気機器の製造方法は、好ましくは、ハウジング内にオイルを供給し、電気機器の動作試験を行なう工程をさらに備える。

本発明に係る電気機器の製造方法では、シール性を確認する前の段階で端子台によりハウジングの密閉性が確保されている。したがって、動作試験の後にハウジング内部からオイルが流出することを防止できる。

本発明に係る車両は、上述した電気機器、および、上述した電気機器の製造方法により製造された電気機器を備える。これにより、異物の進入防止およびオイルの流出防止が図られ、ハウジングが確実に密閉された電気機器を備えた車両が得られる。

なお、本願明細書において、「車両」は、ハイブリッド車両、燃料電池車および電気自動車をいずれも含む。

本発明によれば、ハウジング内部への異物の進入防止、ハウジング内部からのオイルの流出防止、およびハウジングのシール性試験の信頼性向上が図られた端子台構造を得ることができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

図１は、本発明の１つの実施の形態に係る端子台構造を含む駆動ユニットの構造の一例を概略的に示す図である。図１に示される例では、駆動ユニット１は、ハイブリッド車両に搭載される駆動ユニットであり、モータジェネレータ１００と、ハウジング２００と、減速機構３００と、ディファレンシャル機構４００とドライブシャフト受け部５００とを含んで構成される。

ハウジング２００は、ケース２００Ａおよびカバー２００Ｂを含む。ケース２００Ａとカバー２００Ｂとが組合わされることで、閉じられたハウジング２００が構成される。モータジェネレータ１００、減速機構３００およびディファレンシャル機構４００は、ハウジング２００内に収納される。

モータジェネレータ１００は、電動機または発電機としての機能を有する回転電機であり、軸受１２０を介してハウジング２００に回転可能に取付けられた回転シャフト１１０と、回転シャフト１１０に取付けられたロータ１３０と、ステータ１４０とを有する。

ロータ１３０は、ロータコアと、ロータコアに埋設された磁石とを有する。ロータコアは、鉄または鉄合金などの板状の磁性体を積層することにより構成される。永久磁石は、たとえば、ロータコアの外周近傍にほぼ等間隔を隔てて配置される。

ステータ１４０は、リング状のステータコア１４１と、ステータコア１４１に巻回されるステータコイル１４２と、ステータコイル１４２に接続されるバスバー１４３とを有する。バスバー１４３は、ハウジング２００に設けられた端子台２１０を介してケーブル８００Ａの一端と接続される。ケーブル８００Ａの他端は、ＰＣＵ６００に接続されている。ＰＣＵ６００には、ケーブル８００Ｂの一端が接続されている。ケーブル８００Ｂの他端は、バッテリ７００に接続されている。これにより、バッテリ７００とステータコイル１４２とが電気的に接続される。

ステータコア１４１は、鉄または鉄合金などの板状の磁性体を積層することにより構成される。ステータコア１４１の内周面上には複数のティース部（図示せず）および該ティース部間に形成される凹部としてのスロット部（図示せず）が形成されている。スロット部は、ステータコア１４１の内周側に開口するように設けられる。

３つの巻線相であるＵ相、Ｖ相およびＷ相を含むステータコイル１４２は、スロット部に嵌り合うようにティース部に巻き付けられる。ステータコイル１４２のＵ相、Ｖ相およびＷ相は、互いに円周上でずれるように巻き付けられる。バスバー１４３は、それぞれステータコイル１４２のＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応するＵ相、Ｖ相およびＷ相を含む。

ケーブル８００Ａは、Ｕ相ケーブルと、Ｖ相ケーブルと、Ｗ相ケーブルとからなる三相ケーブルである。バスバー１４３のＵ相、Ｖ相およびＷ相がそれぞれケーブル８００ＡにおけるＵ相ケーブル、Ｖ相ケーブルおよびＷ相ケーブルに接続される。

モータジェネレータ１００から出力された動力は、減速機構３００からディファレンシャル機構４００を介してドライブシャフト受け部５００に伝達される。ドライブシャフト受け部５００に伝達された駆動力は、ドライブシャフト（図示せず）を介して車輪（図示せず）に回転力として伝達されて、車両を走行させる。

一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部５００、ディファレンシャル機構４００および減速機構３００を介してモータジェネレータ１００が駆動される。このとき、モータジェネレータ１００が発電機として作動する。モータジェネレータ１００により発電された電力は、ＰＣＵ６００内のインバータを介してバッテリ７００に蓄えられる。

図２，図３は、比較例に係る端子台構造を示す断面図である。ここで、図２は、ケーブル８００Ａ先端のコネクタ８１０を端子台２１０に接続した状態を示し、図３は、コネクタ８１０を端子台２１０に接続する前の状態を示す。

図２，図３を参照して、端子台２１０は台座となる絶縁部分２１１と端子となる導電部分２１２とを含む。本比較例において、端子台２１０は、ケース２００Ａの内側から（矢印ＤＲ２方向から）ケース２００Ａに取付けられる。端子台２１０は、導電部分２１２がケース２００Ａに設けられた開口部２０００に位置するように、ケース２００Ａに取付けられる。端子台２１０の導電部分２１２は、ボルト９００によりバスバー１４３に固定される。これにより、端子台２１０とバスバー１４３とが電気的に接続される。

コネクタ８１０は、端子８１１を含む。コネクタ８１０は、ケース２００Ａの外側から（矢印ＤＲ１方向から）ケース２００Ａに取付けられる。これにより、開口部２０００が閉塞される。また、コネクタ８１０の端子８１１は端子台２１０の導電部分２１２と嵌合する。これにより、端子台２１０とケーブル８００Ａとがコネクタ８００を介して電気的に接続される。

コネクタ８１０とケース２００Ａの外面との間には、Ｏリング１０００が設けられる。したがって、コネクタ８１０を端子台２１０に接続することで、ハウジング２００が密閉される。

上記のように、比較例に係る端子台構造においては、コネクタ８１０を端子台２１０に接続することにより開口部２０００が閉塞される。コネクタ８１０は、駆動ユニット１が組み立てられた後、該ユニットが車両に組み付けられる際に、端子台２１０に接続される。したがって、駆動ユニット１を組み立てた後、コネクタ８１０を接続するまでの間は、開口部２０００は閉塞されない。このため、駆動ユニット１を組み立てた後、開口部２０００からハウジング２００内部へ異物が進入することを抑制することが重要である。また、駆動ユニット１の組み立て後、ハウジング２００内にオイルを供給して駆動ユニット１の動作確認を行なう場合があるが、コネクタ８１０を接続する前に、開口部２０００からオイルが流出することを抑制することが重要である。また、駆動ユニット１の組み立て後、ハウジング２００の密閉性を確認するシール性試験を行なう場合がある。ここで、開口部２０００を閉塞するための閉塞部材を一時的にケース２００Ａに取り付けることもできるが、閉塞部材を作製する分だけコストが増大する。また、駆動ユニット１の使用時には、コネクタ８１０により開口部２０００を閉塞するため、一時的に取付けられる閉塞部材を用いてハウジング２００のシール性試験を行なったとしても、必ずしも正確にハウジング２００のシール性を評価することができない場合がある。

図４，図５は、本実施の形態に係る端子台構造を示す断面図である。ここで、図４は、ケーブル８００Ａ先端のコネクタ８１０を端子台２１０に接続した状態を示し、図５は、コネクタ８１０を端子台２１０に接続する前の状態を示す。

図４，図５を参照して、本実施の形態に係る端子台２１０は、端子を取り囲む絶縁部分２１１と、端子となる導電部分２１２と、ケース２００Ａの外部に位置するフランジ部２１３とを含む。本実施の形態に係る端子台構造において、端子台２１０は、ケース２００Ａの外側から（矢印ＤＲ１方向から）ケース２００Ａに取付けられる。端子台２１０は、フランジ部２１３がケース２００Ａの外面上に位置するようにケース２００Ａに取付けられる。これにより、開口部２０００が閉塞される。

コネクタ８１０は、上述の比較例と同様に、端子８１１を含む。コネクタ８１０は、ケース２００Ａの外側から（矢印ＤＲ１方向から）端子台２１０に接続される。これにより、端子台２１０とケーブル８００Ａとがコネクタ８００を介して電気的に接続される。

端子台２１０のフランジ部２１３とケース２００Ａの外面との間には、Ｏリング１０００が設けられる。したがって、端子台２１０をケース２００Ａに取付けることで、ハウジング２００が密閉される。

上記のように、本実施の形態に係る端子台構造においては、端子台２１０をケース２００Ａに取付けることにより開口部２０００が閉塞される。したがって、駆動ユニット１を組み立てた時点で、開口部２０００が閉塞され、開口部２０００からハウジング２００内部へ異物が進入することを抑制することができる。また、駆動ユニット１の組み立て後、ハウジング２００内にオイルを供給して駆動ユニット１の動作確認を行なう場合も、端子台２１０により、開口部２０００からオイルが流出することを抑制することができる。また、駆動ユニット１の組み立て後、ハウジング２００の密閉性を確認するシール性試験を行なう場合も、別段の閉塞部材を用いることなく、駆動ユニット１の使用時と同じ条件で試験を行なうことができる。したがって、駆動ユニット１の製造コストを低減するとともに、シール性試験の信頼性を向上させることができる。

次に、図６を用いて、駆動ユニット１の製造方法について説明する。
まず、ステップ０（以下、Ｓ０の様に略す。）にて、ケース２００Ａ内にバスバー１４３を含む駆動ユニット１の各部品が収納される。次に、Ｓ１０にて、ケース２００Ａに端子台２１０が組み付けられる。これにより、ケース２００Ａに設けられた開口部２０００が閉塞される。Ｓ２０にて、ケース２００Ａ内のバスバー１４３と端子台２１０の導電部分２１２とが、ボルト９００により固定される。これにより、バスバー１４３と端子台２１０とが電気的に接続される。Ｓ３０にて、ケース２００Ａにカバー２００Ｂが組付られてハウジング２００が形成される。ここで、ケース２００Ａに形成された開口部２０００は、端子台２１０により閉塞されているため、ケース２００Ａにカバー２００Ｂを組付けることで、密閉されたハウジング２００が形成される。

Ｓ４０にて、密閉されたハウジング２００のシール性の確認試験が行なわれる。ここで、上述したように、端子台２１０によりケース２００Ａの開口部２０００が閉塞されているので、シール性の確認試験を行なう段階で、駆動ユニット１の使用時と同じ状態が実現されている。したがって、信頼性の高いハウジング２００のシール性試験を行なうことができる。

次に、Ｓ５０にて、ハウジング２００内にオイルが供給され、Ｓ６０にて、駆動ユニット１の動作試験が行なわれる。その後、Ｓ７０にて、駆動ユニット１の動作試験を行なう場所から駆動ユニット１を車両に組付ける場所まで駆動ユニット１を輸送する。この輸送は、動作試験の後ハウジング２００内のオイルを抜かない状態で行なわれる。上述したように、端子台２１０とコネクタ８１０とが結合される前の状態でハウジング２００の密閉性が確保されているので、動作試験の後オイルを抜かずに駆動ユニット１の輸送を行なった場合でも、ハウジング２００内部からのオイルの流出を抑制することができる。

Ｓ８０にて、密閉されたハウジング２００の外部から端子台２１０にコネクタ８１０を差し込んで、コネクタ８１０の端子８１１と端子台２１０の導電部分２１２とが接合される。これにより、ケーブル８００Ａとモータジェネレータ１００とが電気的に接続される。以上のようにして、駆動ユニット１が車両に組付けられる。

本実施の形態に係る端子台構造によれば、端子台２１０をハウジング２００に取付けることでハウジング２００の開口部２０００を閉塞することができるので、端子台２１０とコネクタ８１０とが結合される前の状態（すなわち、図５の状態）でハウジング２００の密閉性を確保することができる。結果として、ハウジング２００内部への異物の進入防止、ハウジング２００内部からのオイルの流出防止、ハウジング２００のシール性試験の信頼性向上を図ることができる。

また、端子台２１０のフランジ部２１３とハウジング２００の外面との間にＯリング１０００を設けるにより、簡単な構造で確実にハウジング２００の密閉性を確保することができる。

上述した構成について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る端子台構造は、開口部２０００を有し、「電気部品」としてのバスバー１４３が収納されるハウジング２００と、開口部２０００に取付けられ、ハウジング２００内のバスバー１４３と「外部配線」としてのケーブル８００Ａとを電気的に接続する端子台２１０とを備える。バスバー１４３はモータジェネレータ１００のステータコイル１４２と電気的に接続され、ハウジング２００内にはオイルが供給される。そして、端子台２１０により開口部２０００が閉塞される。

また、端子台２１０はハウジング２００の側面上に位置するフランジ部２１３を含み、フランジ部２１３とハウジング２００の外面との間に「シール部」としてのＯリング１０００が設けられる。

本実施の形態に係る「電気機器」としての駆動ユニット１の製造方法は、「第１と第２のケース部材」としてのケース２００Ａおよびカバー２００Ｂを含むハウジング２００内に「電気部品」としてのバスバー１４３が収納された駆動ユニット１の製造方法であって、図６に示すように、ケース２００Ａ内にバスバー１４３を収納する工程（Ｓ０）と、側面に開口部２０００を有するケース２００Ａに端子台２１０を組付けることで開口部２０００を閉塞する工程（Ｓ１０）と、ケース２００Ａ内のバスバー１４３と端子台２１０とを電気的に接続する工程（Ｓ２０）と、バスバー１４３が収納されたケース２００Ａにカバー２００Ｂを組付けて密閉されたハウジング２００を形成する工程（Ｓ３０）と、密閉されたハウジング２００のシール性を確認する工程（Ｓ４０）と、ハウジング２００内にオイルを供給し、駆動ユニット１の動作試験を行なう工程（Ｓ５０，Ｓ６０）と、動作試験の後オイルを抜かずに駆動ユニット１の輸送を行なう工程（Ｓ７０）と、密閉されたハウジング２００の外部から端子台２１０に「配線」としてのケーブル８００Ａを接続してケーブル８００Ａとバスバー１４３とを電気的に接続する工程（Ｓ８０）とを備える。

なお、本実施の形態では、「電気機器」が駆動ユニット１である例について説明したが、「電気機器」の範囲はこれに限定されず、本実施の形態と同様の端子台構造を、たとえばＰＣＵ６００に適用することも可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、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。

本発明の１つの実施の形態に係る端子台構造を含む駆動ユニットの構造の一例を概略的に示す図である。 比較例に係る端子台構造を示す断面図（その１）である。 比較例に係る端子台構造を示す断面図（その２）である。 本発明の１つの実施の形態に係る端子台構造を示す断面図（その１）である。 本発明の１つの実施の形態に係る端子台構造を示す断面図（その２）である。 本発明の１つの実施の形態に係る電気機器の製造方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 駆動ユニット、１００ モータジェネレータ、１１０ 回転シャフト、１２０ 軸受、１３０ ロータ、１４０ ステータ、１４１ ステータコア、１４２ ステータコイル、１４３ バスバー、２００ ハウジング、２００Ａ ケース、２００Ｂ カバー、２１０ 端子台、２１１ 絶縁部分、２１２ 導電部分、２１３ フランジ部、３００ 減速機構、４００ ディファレンシャル機構、５００ ドライブシャフト受け部、６００ ＰＣＵ、７００ バッテリ、８００Ａ，８００Ｂ ケーブル、８１０ コネクタ、８１１ 端子、９００ ボルト、１０００ Ｏリング、２０００ 開口部。

Claims (8)

1. 開口部を有し、電気部品が収納されるハウジングと、
   前記開口部に取付けられ、前記ハウジング内の電気部品と外部配線とを電気的に接続する端子台とを備え、
   前記端子台により前記開口部が閉塞される、端子台構造。
2. 前記端子台は前記ハウジングの外面上に位置するフランジ部を含み、
   前記フランジ部と前記ハウジングの外面との間にシール部が設けられる、請求項１に記載の端子台構造。
3. 前記電気部品は回転電機のステータコイルと電気的に接続され、
   前記ハウジング内にはオイルが供給される、請求項１または請求項２に記載の端子台構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の端子台構造を備えた、電気機器。
5. 第１と第２のケース部材を含むハウジング内に電気部品が収納された電気機器の製造方法であって、
   前記第１のケース部材内に前記電気部品を収納する工程と、
   側面に開口部を有する前記第１のケース部材に端子台を組付けることで前記開口部を閉塞する工程と、
   前記第１のケース部材内の前記電気部品と前記端子台とを電気的に接続する工程と、
   前記電気部品が収納された前記第１のケース部材に前記第２のケース部材を組付けて密閉された前記ハウジングを形成する工程とを備えた、電気機器の製造方法。
6. 密閉された前記ハウジングのシール性を確認する工程をさらに備えた、請求項５に記載の電気機器の製造方法。
7. 前記ハウジング内にオイルを供給し、前記電気機器の動作試験を行なう工程をさらに備えた、請求項５または請求項６に記載の電気機器の製造方法。
8. 請求項４に記載の電気機器、および、請求項５から請求項７のいずれかに記載の電気機器の製造方法により製造された電気機器を備えた、車両。

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