WO2024009372A1 - Motor unit - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a motor unit.
- JP2012-170177A describes a terminal block in which a bus bar extending from a stator coil terminal of a rotating electrical machine is integrally formed with a fixed pedestal arranged to cover an opening of a motor case in a configuration in which a rotating electrical machine and an inverter are integrated.
- a configuration is disclosed in which the inverter is connected to the inverter via the inverter.
- each component such as the motor case, fixed pedestal, terminal block, and bus bar. If there is a gap between the terminal block and the bus bar due to tolerances, when screwing the bus bar to the terminal block, it is necessary to deform the bus bar by the gap and then tighten the bus bar. When fastened in this way, part of the fastening axial force of the screws will be used to deform the bus bar, so there is a risk that the desired fastening force will not be obtained and the contact resistance of the fastened portion will increase. There is.
- an object of the present invention is to reduce the fastening axial force used to deform the bus bar when screwing the bus bar to the terminal block, and to suppress an increase in contact resistance.
- a rotating electrical machine a motor case that houses the rotating electrical machine, an inverter that controls power supplied to the rotating electrical machine, an inverter case that houses the inverter, and one end of which is connected to the rotating electrical machine.
- the motor case and the inverter case are integrated, including a plate-shaped motor bus bar, a plate-shaped inverter bus bar whose one end is connected to the inverter, and a terminal block to which the motor bus bar and the inverter bus bar are fixed with bolts and nuts.
- a motor unit is provided. In this motor unit, the nut is held on the terminal block so as to be movable in the axial direction of the bolt.
- the bolt passes through a through hole provided in each of the motor bus bar and the inverter bus bar and is fastened to the nut.
- the motor unit includes a lid portion fixed to the motor case, and a lid portion that protrudes from the lid portion to the inside of the motor case, and is pressed against the terminal block by pressing the contact portion between the motor bus bar and the inverter bus bar directly or through a bolt.
- the cover member is made of an insulating material and includes a protrusion.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor unit according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a sectional view of the vicinity of the terminal block.
- FIG. 3 is a diagram showing an example of a nut holding part and a nut.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3.
- FIG. 5 is a sectional view showing a state of a general bus bar connection structure before bolts are fastened.
- FIG. 6 is a sectional view showing a state of a general bus bar connection structure after bolts are fastened.
- FIG. 7 is a sectional view of the vicinity of the terminal block of the motor unit according to the first modification.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor unit according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a sectional view of the vicinity of the terminal block.
- FIG. 3 is a diagram showing an example of a nut holding part and a nut.
- FIG. 4 is
- FIG. 8 is a diagram showing an example of a state of the cover member after deformation according to the first modification.
- FIG. 9 is a diagram showing another example of the state of the cover member after deformation according to the first modification.
- FIG. 10 is a sectional view of the vicinity of the terminal block of the motor unit according to the second modification.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor unit 1 according to the present embodiment.
- the motor unit 1 shown in FIG. 1 is mounted on an electric vehicle.
- the electric vehicle herein includes so-called battery electric vehicles and hybrid electric vehicles.
- the motor unit 1 is electrically connected to a battery (not shown) as a power source, a rotating electric machine (hereinafter also referred to as an electric motor) 5 as a drive source for driving wheels, and the battery and the electric motor 5. and an inverter 4.
- the motor unit 1 drives the electric motor 5 using electric power discharged from the battery, and charges the battery using electric power generated by the electric motor 5.
- the electric motor 5 is a three-phase AC motor consisting of a stator 5A, a rotor shaft 5B, and a rotor 5C, and has a U-phase terminal, a V-phase terminal, and a W-phase terminal, and basically functions as a drive source, such as when decelerating a vehicle. functions as a generator during regeneration.
- the inverter 4 is a power conversion device that is electrically connected to the battery and the electric motor 5.
- the inverter 4 basically converts the DC power of the battery into AC power and supplies it to the electric motor 5.
- the inverter 4 converts the AC power from the electric motor 5 into DC power and supplies it to the battery.
- the electric motor 5 is housed in the motor case 2, and the inverter 4 is housed in the inverter case 3.
- the motor case 2 and the inverter case 3 are formed by casting aluminum alloy or the like, for example. Although the motor case 2 and the inverter case 3 are integrally formed in FIG. 1, they may be manufactured separately and then connected using bolts or the like to be integrated. Further, in FIG. 1, the inverter case 3 is formed above the motor case 2 in the vertical direction of the vehicle body, but it is not limited thereto, and may be formed, for example, on the rear side in the longitudinal direction of the vehicle body.
- the motor case 2 has a cylindrical space corresponding to the outer shape of the electric motor 5, and the electric motor 5 is fixed in the space.
- the inverter case 3 has a box-shaped space, and the semiconductor modules, capacitors, controllers, etc. that make up the inverter 4 and a cooler for cooling these are housed in the space. Note that the upper surface of the inverter case 3 is covered with a lid (not shown).
- the electric motor 5 and inverter 4 housed as described above are electrically connected via the inverter bus bar 6 and the motor bus bar 8 (see FIG. 2).
- a specific configuration of the connection portion between the inverter bus bar 6 and the motor bus bar 8 will be described later.
- the inverter bus bar 6 here is a general term for the U-phase inverter bus bar 6U, the V-phase inverter bus bar 6V, and the W-phase inverter bus bar 6W.
- the motor bus bar 8 is a general term for U-phase, V-phase, and W-phase motor bus bars. If there is no need to distinguish which phase they belong to, they will be referred to as an inverter bus bar 6 and a motor bus bar 8, respectively.
- U-phase inverter bus bar 6U, V-phase inverter bus bar 6V, and W-phase inverter bus bar 6W is connected to the U-phase connection 4U, V-phase connection 4V, and W-phase connection 4W of the inverter 4, respectively.
- the other end is connected to the motor bus bar 8 at a terminal block 10, which will be described later.
- a current sensor 7U for detecting the U-phase current is attached to the U-phase inverter bus bar 6U.
- current sensors 7V and 7W are attached to the V-phase inverter bus bar 6V and the W-phase inverter bus bar 6W.
- the motor unit 1 configured as described above has a plurality of mounts (Fig. (not shown).
- the location where the motor unit 1 is mounted may be in a motor room provided at the front of the vehicle, under the floor at the rear of the vehicle, or at both the front and rear of the vehicle. .
- busbar connection structure the specific structure of the connection between the inverter busbar 6 and the motor busbar 8 (hereinafter also referred to as busbar connection structure) will be described with reference to FIG. 2.
- FIG. 2 is a sectional view of the motor unit 1 around the terminal block 10 along a plane perpendicular to the vehicle longitudinal direction.
- the connection portion between the inverter bus bar 6 and the motor bus bar 8 has the same structure for all of the U phase, V phase, and W phase, and the W phase will be explained here.
- the terminal block 10 is provided inside the motor case 2.
- the terminal block 10 also includes a nut holder 13 and a nut 12 housed in the nut holder 13.
- the nut holding portion 13 and the nut 12 will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
- FIG. 3 is a diagram of an example of the nut holding portion 13 and the nut 12 viewed from the axial direction
- FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3.
- the nut holding portion 13 includes a hole portion 13B having a rectangular cross-sectional shape.
- a rod-shaped support member 13A extending in the depth direction of the hole 13B is arranged on each side surface of the hole 13B.
- the nut 12 is a so-called floating nut that has a rectangular cross-sectional shape and is housed in the hole 13B so as to be freely movable in the depth direction, and rotation about the bolt hole 12A is restricted.
- the shapes of the hole portion 13B and the nut 12 are not limited to those described above, and other shapes may be used as long as they function as a floating nut.
- the inverter bus bar 6W is also formed of a flat member.
- the inverter bus bar 6W includes an inverter-side fastened portion 6W-1 that intersects the boundary surface S between the motor case 2 and the inverter case 3 and extends from the inverter case 3 to the motor case 2.
- the inverter side fastened portion 6W-1 is in an unmolded state (that is, a non-molded state), and a through hole 17 through which the bolt 11 passes is provided near the end on the motor case 2 side.
- the protruding portion 14-2 presses directly or via the bolt 11 the surface contacting portions of the motor-side fastened portion 8W-2 and the inverter-side fastened portion 6W-1.
- a seal member 15 for ensuring waterproofness is arranged at a portion of the motor case 2 where the cover member 14 is attached.
- the motor unit 1 is made smaller by integrating a motor case 2 that accommodates an electric motor 5 and an inverter case 3 that accommodates an inverter 4.
- the routing of the motor bus bar 8 and the inverter bus bar 6 becomes complicated in order to suit the layout of the electric motor 5 and the inverter 4, and the bus bar path becomes long.
- the amplitude of the vibrations of the motor bus bar 8 and the inverter bus bar 6 becomes large, and there is a possibility that an unexpected load will be applied to the motor bus bar 8 and the inverter bus bar 6.
- the nut 12 is a floating nut, when the bolt 11 is tightened with the above-mentioned axial clearance, the inverter side fastened part 6W-1 and the motor side fastened part 8W-2 are deformed in a direction in which they approach each other. Therefore, the elastic force generated when the bolts 11 and nuts 12 are fastened is smaller than that in the state shown in FIG. 6 described above. Further, in the bus bar connection structure of this embodiment, the cover member 14 presses the inverter side fastened portion 6W-1 and the motor side fastened portion 8W-2 against the terminal block 10. This suppresses vibration by making the connection between the inverter-side fastened part 6W-1 and the motor-side fastened part 8W-2 a vibration node, and also suppresses an increase in contact resistance at the connection. Can be done.
- the electric motor 5 (rotating electric machine), the motor case 2 that houses the electric motor 5, the inverter 4 that controls the electric power supplied to the electric motor 5, and the inverter case that houses the inverter 4 3, a plate-shaped motor bus bar 8 whose one end is connected to the electric motor 5, a plate-shaped inverter bus bar 6 whose one end is connected to the inverter 4, and the motor bus bar 8 and the inverter bus bar 6 are connected to bolts 11 and nuts.
- a motor unit 1 is provided in which a motor case 2 and an inverter case 3 are integrated, and a terminal block 10 fixed by a terminal block 12 is provided.
- the nut 12 is held movably in the axial direction of the bolt 11 by the terminal block 10, and the bolt 11 passes through the through hole provided in each of the motor bus bar 8 and the inverter bus bar 6 and connects to the nut 12. It is concluded. Furthermore, a lid part 14-1 fixed to the motor case 2 and a part protruding from the lid part 14-1 to the inside of the motor case 2 press the contact part between the motor bus bar 8 and the inverter bus bar 6 directly or through the bolt 11.
- the cover member 14 is provided with a protruding portion 14-2 that is pressed against the terminal block 10 by doing so, and is formed of an insulating member.
- the fastening axial force used to deform the motor bus bar 8 and the inverter bus bar 6 can be reduced. It is possible to reduce the contact resistance and suppress an increase in contact resistance.
- the cover member 14 presses the connecting portion between the motor bus bar 8 and the inverter bus bar 6 against the terminal block 10, the connecting portion becomes a vibration node, so that vibrations of the motor bus bar 8 and the inverter bus bar 6 can be suppressed.
- the cover member 14 is made of an insulating material, no electrical short circuit will occur.
- the inverter bus bar 6 extends from the inverter case 3 to the motor case 2 by intersecting the boundary surface S between the motor case 2 and the inverter case 3, and is in a non-molded inverter side fastened portion 6W- 1.
- the motor bus bar 8 includes an arm portion 8W-1 that extends along a direction parallel to the rotational axis of the electric motor 5 with the coil end of the stator 5A of the electric motor 5 as the base end, and an arm portion 8W-1 extending from the tip of the arm portion 8W-1 to the electric motor.
- a motor-side fastened portion 8W-2 extending along a direction perpendicular to the rotation axis of No. 5 is provided.
- Through holes 16 and 17 are provided in the inverter side fastened portion 6W-1 and the motor side fastened portion 8W-2, respectively.
- the work of fastening the inverter bus bar 6 and the motor bus bar 8 is difficult because of positional deviations caused by variations in the dimensions of each component. If the bolts and nuts are forcibly fastened in a state where the positional deviation exists, there is a risk that stress will be applied to each component or that the fastening axial force will be insufficient.
- the inverter bus bar 6 and the motor bus bar 8 of the motor unit 1 according to the present embodiment both have extended portions, and furthermore, the inverter bus bar 6 is in a non-molded state, so its rigidity is suppressed. Therefore, even if the parts are fastened with misalignment, stress on each component can be suppressed and the fastening axial force can be ensured.
- FIG. 7 is a sectional view showing a busbar connection structure according to a first modification.
- the difference from FIG. 2 is the shape of the cover member 14. This difference will be mainly explained below.
- the motor unit 1 according to this modification is arranged in a region sandwiched between a pair of side members in a motor room provided at the front of the vehicle, with the axial direction and the longitudinal direction of the vehicle perpendicular to each other.
- the cover member 14 includes a lid part 14-1 that closes a working hole provided on the side surface of the motor case 2 in the vehicle width direction, and a protrusion part that projects from the lid part 14-1 to the inside of the motor case 2. Equipped with 14-2.
- the protruding portion 14-2 presses directly or via the bolt 11 the surface-contact portions of the motor-side fastened portion 8W-2 and the inverter-side fastened portion 6W-1.
- the protrusion 14-2 includes a low-strength portion 14-3 having lower strength than other portions of the protrusion 14-2.
- the lid portion 14-1 is fixed to the working hole, and the protruding portion 14-2 is in surface contact with the motor-side fastened portion 8W-2 and the inverter-side fastened portion 6W-1. It has a strength that will not deform against axial stress that occurs when the bolt 11 is in contact with the other part or the bolt 11. Further, the strength of the low-strength portion 14-3 is set to such a level that it deforms when a predetermined input is applied from the axial direction in the above state. Note that the term "deformation" here includes breakage.
- the shape of the low-strength portion 14-3 is not particularly limited, it is more desirable that the shape is capable of dispersing input from the axial direction in the vertical direction of the vehicle body by deforming.
- the low-strength portion 14-3 in FIG. 8 is bent convexly upward in the vertical direction of the vehicle body with respect to the axial direction. With this shape, when pressed by a side member or the like, the bent portion deforms to a more acute angle, so that input from the axial direction can be dispersed upward in the vertical direction of the vehicle body. Furthermore, the low strength portion 14-3 in FIG. 9 is linear and inclined in the vertical direction of the vehicle body with respect to the axial direction.
- the vehicle has a pair of side members spaced apart in the vehicle width direction at the front of the vehicle body and extending in the longitudinal direction of the vehicle body, and the motor case 2 is located in the area sandwiched between the pair of side members.
- the lid portion 14-1 is fixed to the side surface of the motor case 2 in the vehicle width direction, and the protruding portion 14-2 has a low-strength portion 14-3 whose strength is lower than other portions of the protruding portion 14-2. has.
- FIG. 10 is a sectional view showing a busbar connection structure according to a second modification.
- the difference from FIG. 2 is the structure of the cover member 14.
- the cover member 14 of this modification is made of a material that forms the cover member 14 between the end of the protrusion 14-2 on the lid part 14-1 side and the end of the protrusion 14-2 on the terminal block 10 side.
- the heat transfer material 23 is made of a material having a higher thermal conductivity than the above.
- the heat transfer material 23 is made of, for example, a sheet-like material, and is attached to the outer surface of the protrusion 14-2. Further, the protrusion 14-2 may have a hollow structure and be attached to the inner surface thereof.
- the motor case 2 is generally cooled with a refrigerant such as cooling water or oil in order to cool the coil of the electric motor 5. Therefore, heat from the lid portion 14-1 fixed to the motor case 2 easily flows to the motor case 2. That is, by providing the heat transfer material 23 as described above, it becomes easier to release heat from the joint between the inverter bus bar 6 and the motor bus bar 8 to the motor case 2.
- a refrigerant such as cooling water or oil
- the cover member 14 is provided between the end of the protruding part 14-2 on the lid part 14-1 side and the end of the protruding part 14-2 on the terminal block 10 side.
- the heat transfer material 23 has a higher thermal conductivity than the material forming the material. Thereby, heat from the joint between the inverter bus bar 6 and the motor bus bar 8 can easily escape to the motor case 2.
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Abstract
Description
本発明は、モータユニットに関する。 The present invention relates to a motor unit.
車両を駆動する回転電機を収容するモータケースの上に、回転電機の制御を行うインバータを搭載することにより、回転電機とインバータとを一体化して小型化を図る構成が知られている。JP2012-170177Aには、回転電機とインバータとを一体化した構成において、回転電機のステータコイル端子からのびるバスバーが、モータケースの開口部を覆うように配置された固定台座と一体形成された端子台を介して、インバータに接続されている構成が開示されている。 A configuration is known in which an inverter that controls the rotating electrical machine is mounted on a motor case that houses the rotating electrical machine that drives the vehicle, thereby integrating the rotating electrical machine and the inverter to achieve downsizing. JP2012-170177A describes a terminal block in which a bus bar extending from a stator coil terminal of a rotating electrical machine is integrally formed with a fixed pedestal arranged to cover an opening of a motor case in a configuration in which a rotating electrical machine and an inverter are integrated. A configuration is disclosed in which the inverter is connected to the inverter via the inverter.
ところで、モータケース、固定台座、端子台及びバスバー等の各部品の寸法には公差がある。そして、端子台とバスバーとの間に公差に起因する隙間が生じている場合には、バスバーを端子台にネジ締結する際に、当該隙間の分だけバスバーを変形させて締結する必要が生じる。このようにして締結した場合には、ネジの締結軸力の一部がバスバーを変形させるために用いられることになるので、所望の締結力が得られずに締結部の接触抵抗が増大するおそれがある。 By the way, there are tolerances in the dimensions of each component such as the motor case, fixed pedestal, terminal block, and bus bar. If there is a gap between the terminal block and the bus bar due to tolerances, when screwing the bus bar to the terminal block, it is necessary to deform the bus bar by the gap and then tighten the bus bar. When fastened in this way, part of the fastening axial force of the screws will be used to deform the bus bar, so there is a risk that the desired fastening force will not be obtained and the contact resistance of the fastened portion will increase. There is.
そこで本発明は、端子台にバスバーをネジ締結する場合に、バスバーを変形させるために用いられる締結軸力を低減し、接触抵抗の増加を抑制することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the fastening axial force used to deform the bus bar when screwing the bus bar to the terminal block, and to suppress an increase in contact resistance.
本発明のある態様によれば、回転電機と、回転電機を収容するモータケースと、回転電機に供給する電力を制御するインバータと、インバータを収容するインバータケースと、一端が回転電機に接続される板状のモータバスバーと、一端がインバータに接続される板状のインバータバスバーと、モータバスバーとインバータバスバーとがボルト及びナットにより固定される端子台と、を備え、モータケースとインバータケースとが一体化されたモータユニットが提供される。このモータユニットにおいて、ナットは、端子台にボルトの軸方向に移動可能に保持される。ボルトは、モータバスバー及びインバータバスバーのそれぞれが備える貫通孔を貫通してナットと締結される。さらに、モータユニットは、モータケースに固定される蓋部と、蓋部からモータケースの内側へ突出してモータバスバーとインバータバスバーとの接触部を直接又はボルトを介して押圧することで端子台に押し付ける突出部とを備える、絶縁性を有する部材で形成されたカバー部材を備える。 According to an aspect of the present invention, a rotating electrical machine, a motor case that houses the rotating electrical machine, an inverter that controls power supplied to the rotating electrical machine, an inverter case that houses the inverter, and one end of which is connected to the rotating electrical machine. The motor case and the inverter case are integrated, including a plate-shaped motor bus bar, a plate-shaped inverter bus bar whose one end is connected to the inverter, and a terminal block to which the motor bus bar and the inverter bus bar are fixed with bolts and nuts. A motor unit is provided. In this motor unit, the nut is held on the terminal block so as to be movable in the axial direction of the bolt. The bolt passes through a through hole provided in each of the motor bus bar and the inverter bus bar and is fastened to the nut. Furthermore, the motor unit includes a lid portion fixed to the motor case, and a lid portion that protrudes from the lid portion to the inside of the motor case, and is pressed against the terminal block by pressing the contact portion between the motor bus bar and the inverter bus bar directly or through a bolt. The cover member is made of an insulating material and includes a protrusion.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係るモータユニット1の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1に示すモータユニット1は、電動車に搭載される。ここでいう電動車には、いわゆるバッテリ電気自動車(Battery Electric Vehicle)やハイブリッド電気自動車(Hybrid Electric Vehicle)が含まれる。
The
モータユニット1は、電源としてのバッテリ(図示せず)と、車輪を駆動する駆動源としての回転電機(以下、電動モータともいう)5と、バッテリ及び電動モータ5に対して電気的に接続されるインバータ4と、を備える。モータユニット1は、バッテリから放電された電力を用いて電動モータ5を駆動したり、電動モータ5によって発電された電力を用いてバッテリを充電したりする。
The
電動モータ5は、ステータ5A、ロータシャフト5B及びロータ5Cからなり、U相端子、V相端子及びW相端子を備える三相交流モータであり、基本的には駆動源として機能し、車両減速中等における回生時には発電機として機能する。
The
インバータ4は、バッテリ及び電動モータ5に対して電気的に接続される電力変換装置である。インバータ4は、基本的にはバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動モータ5に供給し、回生時には電動モータ5からの交流電力を直流電力に変換してバッテリに供給する。
The
電動モータ5はモータケース2に、インバータ4はインバータケース3に、それぞれ収容されている。モータケース2とインバータケース3は、例えばアルミニウム合金等を鋳造することにより形成されている。なお、図1ではモータケース2とインバータケース3とが一体に形成されているが、これらを別々に作製してからボルト等を用いて接続して一体化してもよい。また、図1ではインバータケース3がモータケース2の車体上下方向上側に形成されているが、これに限られるわけではなく、例えば車体前後方向後ろ側に形成されていてもよい。
The
モータケース2は電動モータ5の外形に対応した円筒状の空間を備え、当該空間に電動モータ5が固定される。
The
インバータケース3は箱状の空間を備え、当該空間にインバータ4を構成する半導体モジュール、コンデンサ、コントローラ等と、これらを冷却するための冷却器が収容される。なお、インバータケース3の上面は蓋(図示せず)により塞がれる。
The
上記のように収容された電動モータ5とインバータ4は、インバータバスバー6とモータバスバー8(図2参照)とを介して電気的に接続される。このインバータバスバー6とモータバスバー8との接続部の具体的な構成については後述する。
The
ここでいうインバータバスバー6は、U相用インバータバスバー6Uと、V相用インバータバスバー6Vと、W相用インバータバスバー6Wの総称である。モータバスバー8も同様に、U相用、V相用、W相用のモータバスバーの総称である。いずれの相なのかを区別する必要がない場合には、それぞれインバータバスバー6、モータバスバー8と称する。
The inverter bus bar 6 here is a general term for the U-phase
U相用インバータバスバー6UとV相用インバータバスバー6VとW相用インバータバスバー6Wは、それぞれ一端がインバータ4のU相用接続部4U、V相用接続部4V、W相用接続部4Wに接続され、他端が後述する端子台10においてモータバスバー8と接続される。なお、U相用インバータバスバー6UにはU相電流を検出するための電流センサ7Uが取り付けられている。V相用インバータバスバー6VとW相用インバータバスバー6Wにも同様に、電流センサ7V、7Wが取り付けられている。
One end of the U-phase
上記のような構成のモータユニット1は、ロータシャフト5Bの軸方向(以下、単に「軸方向」ともいう。)と車両の前後方向とが直交するように、車両のフレームに複数のマウント(図示せず)を介して搭載される。なお、モータユニット1を搭載する場所は、車両前部に設けられたモータルームであってもよいし、車両後部の床下であってよいし、車両の前部と後部の両方であってもよい。
The
次に、インバータバスバー6とモータバスバー8との接続部の具体的な構造(以下、バスバー接続構造ともいう)について図2を参照して説明する。 Next, the specific structure of the connection between the inverter busbar 6 and the motor busbar 8 (hereinafter also referred to as busbar connection structure) will be described with reference to FIG. 2.
図2は、モータユニット1の、端子台10周辺の、車両前後方向に直交する面に沿った断面図である。インバータバスバー6とモータバスバー8との接続部は、U相、V相及びW相のいずれも同じ構造であり、ここではW相について説明する。
FIG. 2 is a sectional view of the
端子台10は、モータケース2内に設けられている。また端子台10は、ナット保持部13と、ナット保持部13に収容されたナット12とを備える。ここで、ナット保持部13及びナット12について図3及び図4を参照して説明する。
The
図3はナット保持部13及びナット12の一例を軸方向から見た図であり、図4は図3のIV-IV線に沿った断面図である。
3 is a diagram of an example of the
ナット保持部13は、断面形状が矩形の穴部13Bを備える。穴部13Bの各側面には、穴部13Bの深さ方向に延びる棒状の支持部材13Aが配置されている。
The
ナット12は、断面形状が矩形であって、穴部13B内に深さ方向に移動自由に収容される、いわゆるフローティングナットであり、ボルト孔12Aを軸とする回転は制限される。なお、穴部13B及びナット12の形状は上記に限られるわけではなく、フローティングナットとしての機能を果たすのであれば他の形状であってもかまわない。
The
図2の説明に戻る。 Returning to the explanation of FIG. 2.
モータバスバー8Wは、平板状の部材で形成されており、電動モータ5のステータのコイルエンドを基端として回転軸と平行な方向に沿って延伸する腕部8W-1と、腕部8W-1の先端から回転軸と直交する方向に沿って延伸するモータ側被締結部8W-2と、を備える。モータ側被締結部8W-2にはボルト11が貫通する貫通孔16が設けられている。
The
インバータバスバー6Wも平板状の部材で形成されている。インバータバスバー6Wは、モータケース2とインバータケース3との境界面Sと交差してインバータケース3からモータケース2へ延伸するインバータ側被締結部6W―1を備える。インバータ側被締結部6W-1は、モールドされていない状態(つまり、非モールド状態)であり、そのモータケース2側の端部付近にはボルト11が貫通する貫通孔17が設けられている。
The
モータ側被締結部8W-2とインバータ側被締結部6W―1は、それぞれの少なくとも一部が、互いの貫通孔が重なるように面接触し、その状態でボルト11及びナット12により締結される。そして、モータ側被締結部8W-2及びインバータ側被締結部6W―1の面接触している部分は、カバー部材14により直接又はボルト11を介して押圧されて、端子台10に押し付けられる。カバー部材14は、例えば絶縁性を有する樹脂部材で形成されており、モータケース2の作業孔を塞ぐ蓋部14-1と、蓋部14-1からモータケース2の内側へ突出する突出部14-2とを備える。そして、突出部14-2がモータ側被締結部8W-2及びインバータ側被締結部6W―1の面接触している部分を直接又はボルト11を介して押圧する。なお、モータケース2のカバー部材14を取り付ける部分には、防水性を確保するためのシール部材15が配置されている。
The motor-side fastened
次に、上記のようなバスバー接続構造にすることによる効果について、図2、図5及び図6を参照して説明する。図5及び図6は本実施形態とは異なる、一般的なバスバー接続構造を示す断面図であり、図5はボルト11による締結前の状態を示し、図6はボルト11により締結された状態を示している。図5及び図6のバスバー接続構造は、端子台20のナット22が固定式である点と、カバー部材14を備えない点で、図2に示す本実施形態のバスバー接続構造と相違する。
Next, the effects of using the bus bar connection structure as described above will be explained with reference to FIGS. 2, 5, and 6. 5 and 6 are cross-sectional views showing a general bus bar connection structure different from this embodiment. FIG. 5 shows a state before fastening with
モータユニット1は、電動モータ5を収容するモータケース2と、インバータ4を収容するインバータケース3とを一体化することで小型化を図っている。しかし、このような一体化された構成にすると、電動モータ5やインバータ4のレイアウトの都合に合わせるためにモータバスバー8及びインバータバスバー6の取り回しが複雑になり、バスバー経路が長くなる。その結果、車両走行中に振動が入力されたときの、モータバスバー8及びインバータバスバー6の振動の振幅が大きくなり、モータバスバー8及びインバータバスバー6に思わぬ負荷がかかるおそれがある。この問題については、端子台20を設けて、そこにモータバスバー8及びインバータバスバー6を固定すれば、当該固定部が振動の節となり振動が抑制されるので、解消することができる。ただし、各バスバー6、8や端子台20等の部品の寸法には公差があるので、図5に示すように、インバータ側被締結部6W-1とモータ側被締結部8W-2と端子台20のナット22との間に、軸方向の隙間が生じることがある。この隙間が生じた状態でボルト11を締め込むと、図6に示す通り、インバータ側被締結部6W-1及びモータ側被締結部8W-2はいずれも端子台20の方向に変形し、これらの接続部は端子台20に固定されたナット22と接触するまで変形した状態で固定されることになる。この固定状態では、インバータ側被締結部6W-1及びモータ側被締結部8W-2の変形に伴う弾性力が発生し、この弾性力が接続部をナット22から遠ざける方向に作用する。このため、ボルト11及びナット22の締結軸力の一部が、上記弾性力を相殺するのに消費されることとなり、締結軸力不足によりインバータ側被締結部6W-1とモータ側被締結部8W-2との接触抵抗が増大するおそれがある。
The
これに対し本実施形態のバスバー接続構造では、ナット12がフローティングナットなので、上述した軸方向の隙間がある状態でボルト11を締め込むと、インバータ側被締結部6W-1とモータ側被締結部8W-2とが互いに接近する方向に変形する。このため、ボルト11及びナット12により締結された状態で生じる弾性力は、上述した図6の状態に比べて小さい。さらに、本実施形態のバスバー接続構造では、カバー部材14によりインバータ側被締結部6W-1及びモータ側被締結部8W-2を端子台10に押し付ける。これにより、インバータ側被締結部6W-1とモータ側被締結部8W-2との接続部を振動の節とすることで振動を抑制し、かつ当該接続部の接触抵抗の増大を抑制することができる。
On the other hand, in the bus bar connection structure of this embodiment, since the
また、本実施形態のインバータバスバー6は、インバータ側被締結部6W-1がインバータケース3からモータケース2へ延伸され、かつ非モールド状態なので、バスバー長さが短い場合やモールドされている場合に比べて、剛性が低く変形し易い。また、本実施形態のモータバスバー8も、軸方向に延伸する腕部8W-1と腕部8W-1の端部から軸方向と直交する方向に延伸するモータ側被締結部8W-2とを有するので、軸方向からの入力に対して変形し易い。このため、ボルト11による締結作業が容易である。なお、カバー部材14は絶縁性能を有する樹脂材料で形成されているので、ボルト11、モータバスバー8又はインバータバスバー6と接触しても電気的に短絡することはない。
In addition, in the inverter bus bar 6 of this embodiment, the inverter side fastened
以上のように本実施形態では、電動モータ5(回転電機)と、電動モータ5を収容するモータケース2と、電動モータ5に供給する電力を制御するインバータ4と、インバータ4を収容するインバータケース3と、一端が電動モータ5に接続される板状のモータバスバー8と、一端がインバータ4に接続される板状のインバータバスバー6と、モータバスバー8とインバータバスバー6とが、ボルト11及びナット12により固定される端子台10と、を備え、モータケース2とインバータケース3とが一体化されたモータユニット1が提供される。このモータユニット1において、ナット12は、端子台10にボルト11の軸方向に移動可能に保持され、ボルト11は、モータバスバー8及びインバータバスバー6のそれぞれが備える貫通孔を貫通してナット12と締結される。さらに、モータケース2に固定される蓋部14-1と、蓋部14-1からモータケース2の内側へ突出してモータバスバー8とインバータバスバー6との接触部を直接又はボルト11を介して押圧することで端子台10に押し付ける突出部14-2とを備え、絶縁性を有する部材で形成されるカバー部材14を備える。これにより、モータバスバー8やインバータバスバー6等の各部品の寸法に公差範囲内のバラつきがある状態でボルト締結しても、モータバスバー8及びインバータバスバー6を変形させるために用いられる締結軸力を低減し、接触抵抗の増加を抑制することができる。また、カバー部材14がモータバスバー8とインバータバスバー6との接続部を端子台10に押し付けることにより、当該接続部が振動の節となるので、モータバスバー8及びインバータバスバー6の振動を抑制できる。さらに、カバー部材14は絶縁性を有する部材で形成されているので、電気的な短絡が生じることはない。
As described above, in this embodiment, the electric motor 5 (rotating electric machine), the
本実施形態では、インバータバスバー6は、モータケース2とインバータケース3との境界面Sと交差してインバータケース3からモータケース2へ延伸し、かつ、非モールド状態のインバータ側被締結部6W-1を備える。モータバスバー8は、電動モータ5のステータ5Aのコイルエンドを基端として電動モータ5の回転軸と平行な方向に沿って延伸する腕部8W-1と、腕部8W-1の先端から電動モータ5の回転軸と直交する方向に沿って延伸するモータ側被締結部8W-2と、を備える。インバータ側被締結部6W-1とモータ側被締結部8W-2とに、それぞれ貫通孔16、17が設けられている。一般的に、モータユニット1の組立工程においてインバータバスバー6とモータバスバー8を締結する作業は、各部品の寸法バラつきに起因する位置ズレがあるため難しい。そして、当該位置ズレがある状態で強引にボルト及びナットで締結すると、各部品にストレスを与えたり、締結軸力が不足したりするおそれがある。しかし、本実施形態に係るモータユニット1のインバータバスバー6及びモータバスバー8は、いずれも延伸された部位を有し、さらにインバータバスバー6は非モールド状態なので、剛性が抑えられている。このため、位置ズレがある状態で締結しても、各部品へのストレスを抑制でき、また、締結軸力を確保できる。
In this embodiment, the inverter bus bar 6 extends from the
次に、本実施形態の変形例について図7~図10を参照して説明する。なお、以下に説明する各変形例は上述した本実施形態と同様に本発明の範囲に属する。 Next, modifications of this embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 10. Note that each modification described below belongs to the scope of the present invention as well as the present embodiment described above.
[第1変形例]
図7は、第1変形例に係るバスバー接続構造を示す断面図である。図2との相違点は、カバー部材14の形状である。以下、この相違点を中心に説明する。
[First modification]
FIG. 7 is a sectional view showing a busbar connection structure according to a first modification. The difference from FIG. 2 is the shape of the
本変形例に係るモータユニット1は、車両前部に設けられたモータルーム内の、一対のサイドメンバに挟まれた領域に、軸方向と車両の前後方向とが直交する向きで配置される。
The
本変形例に係るカバー部材14は、モータケース2の車幅方向の側面に設けられた作業孔を塞ぐ蓋部14-1と、蓋部14-1からモータケース2の内側へ突出する突出部14-2を備える。突出部14-2は、モータ側被締結部8W-2及びインバータ側被締結部6W―1の面接触している部分を直接又はボルト11を介して押圧する。また、突出部14-2は、突出部14-2の他の部分に比べて強度が低い低強度部14-3を備える。
The
低強度部14-3は、少なくとも、蓋部14-1が作業孔に固定され、突出部14-2とモータ側被締結部8W-2及びインバータ側被締結部6W―1の面接触している部分又はボルト11とが接触した状態で生じる軸方向の応力に対して変形しない強度を有する。また、低強度部14-3の強度は、上記の状態で軸方向から所定の入力があった場合に変形する大きさに設定されている。なお、ここでいう「変形」には破断も含まれる。所定の入力の大きさは特に限定されるものではないが、例えば、低強度部14-3がないカバー部材14であれば突出部14-2に押圧されることによってインバータバスバー6、モータバスバー8及び端子台10等が変形してしまう程度の大きさとする。
In the low-strength portion 14-3, at least the lid portion 14-1 is fixed to the working hole, and the protruding portion 14-2 is in surface contact with the motor-side fastened
車両が前部から他の車両又は障害物に衝突すると、サイドメンバが車両前方からの入力によって変形してモータユニット1の車幅方向の側面に干渉するおそれがある。この場合にサイドメンバがカバー部材14を押圧すると、モータバスバー8又はインバータバスバー6がカバー部材14を介して押圧されることによって破断してモータケース2又はインバータケース3と短絡するおそれがある。しかし突出部14-2に低強度部14-3を設けておけば、低強度部14-3が変形等することでモータバスバー8及びインバータバスバー6等への入力が緩和されるので、上述した短絡を防ぐことができる。
When the vehicle collides with another vehicle or an obstacle from the front, there is a risk that the side members will be deformed by the input from the front of the vehicle and interfere with the side surfaces of the
低強度部14-3の形状は特に限定されるものではないが、変形することによって軸方向からの入力を車体上下方向に分散させ得る形状であることが、より望ましい。 Although the shape of the low-strength portion 14-3 is not particularly limited, it is more desirable that the shape is capable of dispersing input from the axial direction in the vertical direction of the vehicle body by deforming.
図8、図9は、いずれも軸方向からの入力を車体上下方向に分散させ得る形状の例を示している。図8の低強度部14-3は、軸方向に対して車体上下方向の上向きに凸に屈曲している。この形状であれば、サイドメンバ等に押圧されると折れ曲がっている部分がより鋭角になるように変形するので、軸方向からの入力を車体上下方向の上向きに分散させることができる。また、図9の低強度部14-3は、直線状かつ軸方向に対して車体上下方向に傾斜している。低強度部14-3の両端の車体上下方向位置がずれているので、軸方向から入力があると、低強度部14-3にはモーメントが発生する。図9に示す形状の場合、低強度部14-3を図9中で時計回りに回転させるモーメントが発生する。すなわち、図9に示す形状によれば、蓋部14-1がサイドメンバ等に押圧された場合に、低強度部14-3が当該モーメントに応じて変形し、軸方向からの入力を車体上下方向の下向きに分散させることができる。 8 and 9 both show examples of shapes that can disperse input from the axial direction in the vertical direction of the vehicle body. The low-strength portion 14-3 in FIG. 8 is bent convexly upward in the vertical direction of the vehicle body with respect to the axial direction. With this shape, when pressed by a side member or the like, the bent portion deforms to a more acute angle, so that input from the axial direction can be dispersed upward in the vertical direction of the vehicle body. Furthermore, the low strength portion 14-3 in FIG. 9 is linear and inclined in the vertical direction of the vehicle body with respect to the axial direction. Since the positions of both ends of the low-strength portion 14-3 in the vehicle body vertical direction are shifted, when an input is received from the axial direction, a moment is generated in the low-strength portion 14-3. In the case of the shape shown in FIG. 9, a moment is generated that rotates the low strength portion 14-3 clockwise in FIG. That is, according to the shape shown in FIG. 9, when the lid part 14-1 is pressed by a side member or the like, the low-strength part 14-3 deforms according to the moment, and the input from the axial direction is applied to the top and bottom of the vehicle body. It can be dispersed in a downward direction.
以上のように本変形例では、車両は車体前部に車幅方向に間隔をあけかつ車体前後方向に延びる一対のサイドメンバを有し、モータケース2は一対のサイドメンバに挟まれた領域に配置され、蓋部14-1はモータケース2の車幅方向の側面に固定され、突出部14-2は、突出部14-2の他の部分に比べて強度が低い低強度部14-3を有する。これにより、衝突荷重によってサイドメンバが変形してモータユニット1に干渉したとしても、低強度部14-3が変形することによって、サイドメンバからインバータバスバー6及びモータバスバー8へ印加される荷重を軽減できる。
As described above, in this modification, the vehicle has a pair of side members spaced apart in the vehicle width direction at the front of the vehicle body and extending in the longitudinal direction of the vehicle body, and the
[第2変形例]
図10は、第2変形例に係るバスバー接続構造を示す断面図である。図2との相違点は、カバー部材14の構造である。本変形例のカバー部材14は、突出部14-2の蓋部14-1側の端部と突出部14-2の端子台10側の端部との間に、カバー部材14を形成する素材よりも熱伝導率が高い素材で形成された熱伝達材23を備える。熱伝達材23は、例えばシート状の素材で形成されており、突出部14-2の外面に取り付けられている。また、突出部14-2を中空構造とし、その内面に取り付けてもよい。
[Second modification]
FIG. 10 is a sectional view showing a busbar connection structure according to a second modification. The difference from FIG. 2 is the structure of the
上記のように突出部14-2に熱伝達材23を設けると、インバータバスバー6とモータバスバー8との締結部の熱が、蓋部14-1に伝達され易くなる。
By providing the
モータケース2は、一般的に、電動モータ5のコイルを冷却するために、冷却水又はオイル等の冷媒によって冷却されている。このため、モータケース2に固定された蓋部14-1の熱は、モータケース2へ流れ易い。すなわち、上記のように熱伝達材23を設けることで、インバータバスバー6とモータバスバー8との締結部の熱をモータケース2へ逃がし易くなる。
The
以上のように本変形例では、カバー部材14は突出部14-2の蓋部14-1側の端部と突出部14-2の端子台10側の端部との間に、カバー部材14を形成する素材よりも熱伝導率が高い熱伝達材23を備える。これにより、インバータバスバー6とモータバスバー8との締結部の熱がモータケース2へ逃げ易くなる。
As described above, in this modification, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show a part of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments. do not have.
Claims (4)
前記回転電機を収容するモータケースと、
前記回転電機に供給する電力を制御するインバータと、
前記インバータを収容するインバータケースと、
一端が前記回転電機に接続される板状のモータバスバーと、
一端が前記インバータに接続される板状のインバータバスバーと、
前記モータバスバーと前記インバータバスバーとが、ボルト及びナットにより固定される端子台と、
を備え、
前記モータケースと前記インバータケースとが一体化されたモータユニットにおいて、
前記ナットは、前記端子台に前記ボルトの軸方向に移動可能に保持され、
前記ボルトは、前記モータバスバー及び前記インバータバスバーのそれぞれが備える貫通孔を貫通して前記ナットと締結され、
さらに、前記モータケースに固定される蓋部と、前記蓋部から前記モータケースの内側へ突出して前記モータバスバーと前記インバータバスバーとの接触部を直接又は前記ボルトを介して押圧することで前記端子台に押し付ける突出部とを備える、絶縁性を有する部材で形成されたカバー部材を備える、モータユニット。 rotating electric machine,
a motor case that houses the rotating electrical machine;
an inverter that controls power supplied to the rotating electrical machine;
an inverter case that houses the inverter;
a plate-shaped motor bus bar having one end connected to the rotating electrical machine;
a plate-shaped inverter bus bar having one end connected to the inverter;
a terminal block to which the motor bus bar and the inverter bus bar are fixed with bolts and nuts;
Equipped with
In a motor unit in which the motor case and the inverter case are integrated,
The nut is held on the terminal block so as to be movable in the axial direction of the bolt,
The bolt passes through a through hole provided in each of the motor bus bar and the inverter bus bar and is fastened to the nut,
Furthermore, a lid portion fixed to the motor case, and a lid portion protruding from the lid portion to the inside of the motor case to press a contact portion between the motor bus bar and the inverter bus bar directly or through the bolt, thereby forming the terminal. A motor unit comprising a cover member formed of an insulating member and having a protruding portion pressed against a base.
前記車両は車体前部に車幅方向に間隔をあけかつ車体前後方向に延びる一対のサイドメンバを有し、
前記モータケースは前記一対のサイドメンバに挟まれた領域に配置され、
前記蓋部は前記モータケースの車幅方向の側面に固定され、
前記突出部は、前記突出部の他の部分に比べて強度が低い低強度部を有する、
モータユニット。 The motor unit according to claim 1, which is mounted on a vehicle,
The vehicle has a pair of side members spaced apart in the vehicle width direction at the front of the vehicle body and extending in the longitudinal direction of the vehicle body,
The motor case is arranged in an area sandwiched between the pair of side members,
The lid portion is fixed to a side surface of the motor case in the vehicle width direction,
The protrusion has a low strength part that is lower in strength than other parts of the protrusion.
motor unit.
前記カバー部材は、前記突出部の前記蓋部側の端部と前記突出部の前記端子台側の端部との間に、前記カバー部材を形成する素材よりも熱伝導率が高い熱伝達材を備える、モータユニット。 The motor unit according to claim 1 or 2,
The cover member includes a heat transfer material having a higher thermal conductivity than the material forming the cover member between the end of the protrusion on the lid side and the end of the protrusion on the terminal block side. A motor unit.
前記インバータバスバーは、前記モータケースと前記インバータケースとの境界面と交差して前記インバータケースから前記モータケースへ延伸し、かつ、非モールド状態のインバータ側被締結部を備え、
前記モータバスバーは、前記回転電機のステータのコイルエンドを基端として前記回転電機の回転軸と平行な方向に沿って延伸する腕部と、前記腕部の先端から前記回転軸と直交する方向に沿って延伸するモータ側被締結部と、を備え、
前記インバータ側被締結部と前記モータ側被締結部とに、それぞれ前記貫通孔が設けられている、モータユニット。 The motor unit according to claim 1,
The inverter bus bar extends from the inverter case to the motor case by intersecting the interface between the motor case and the inverter case, and includes an inverter-side fastened portion in a non-molded state;
The motor bus bar has an arm extending in a direction parallel to the rotation axis of the rotation electric machine with the coil end of the stator of the rotation electric machine as the base end, and an arm extending in a direction perpendicular to the rotation axis from the tip of the arm. a motor-side fastened portion extending along the motor side;
A motor unit, wherein the inverter side fastened portion and the motor side fastened portion are each provided with the through hole.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22949678 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2024531780 Country of ref document: JP |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22949678 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |