特開 2023-24278 回転電機の端末部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023024278

(43)【公開日】2023-02-16

(54)【発明の名称】回転電機の端末部品

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/50 20060101AFI20230209BHJP

【ＦＩ】

H02K3/50 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022092212

(22)【出願日】2022-06-07

(31)【優先権主張番号】P 2021129125

(32)【優先日】2021-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000129529

【氏名又は名称】株式会社クラベ

(72)【発明者】

【氏名】川合 雄也

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604AA08

5H604BB01

5H604BB09

5H604CC01

5H604CC11

5H604DA16

5H604DA19

5H604DA20

5H604DA22

5H604DA25

5H604QB03

5H604QB04

5H604QB14

(57)【要約】

【課題】様々な回転電機に適用可能な汎用性を有し、可撓性を有した回転電機の端末部品を提供すること。
【解決手段】 回転電機のステータコイルまたは回転電機のステータコイルに接続された配電部品に各々接続可能な第１配電端子部３１ａ、第２配電端子３１ｂ部及び第３配電端子部３１ｃと、上記第１配電端子部３１ａに接続される第１電線部３２ａ、上記第２配電端子部３１ｂに接続される第２電線部３２ｂ及び上記第３配電端子部３１ｃに接続される第３電線部３２ｃと、上記第１電線部３２ａに接続される第１給電端子部３３ａ、上記第２電線部３２ｂに接続される第２給電端子部３３ｂ及び上記第３電線部３２ｃ接続される第３給電端子部３３ｃと、上記第１配電端子部３１ａ、上記第２配電端子部３１ｂ及び上記第３配電端子部３１ｃを各々が絶縁された状態で連結する連結部材３５とからなる端末部品３０。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機のステータコイルまたは回転電機のステータコイルに接続された配電部品に各々接続可能な第１配電端子部、第２配電端子部及び第３配電端子部と、上記第１配電端子部に接続される第１電線部、上記第２配電端子部に接続される第２電線部及び上記第３配電端子部に接続される第３電線部と、上記第１電線部に接続される第１給電端子部、上記第２電線部に接続される第２給電端子部及び上記第３電線部に接続される第３給電端子部と、上記第１配電端子部、上記第２配電端子部及び上記第３配電端子部を各々が絶縁された状態で連結する連結部材とからなる端末部品。

【請求項2】

上記第１電線部、第２電線部及び第３電線部が、導体線の外周に絶縁被覆が形成された絶縁電線である請求項１記載の端末部品。

【請求項3】

回転電機のステータコイルまたは回転電機のステータコイルに接続された配電部品に各々接続可能な複数の配電端子部と、上記複数の配電端子部に各々接続される複数の電線部と、上記複数の電線部に各々接続される複数の給電端子部と、上記複数の配電端子部を各々が絶縁された状態で連結する連結部材とからなる端末部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機のステータコイルまたは回転電機のステータコイルに接続された配電部品に接続される端末部品に関し、特に様々な回転電機に適用可能な汎用性を有するものに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動機もしくは内燃機関と電動機の複合により駆動される車両等に搭載されるモータ（回転電機）のステータコイルに給電する配電部品において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相のリードフレームを金属板、単線または撚線を絶縁被覆した電線によって形成したものが知られている（例えば、特許文献１～３参照）。この配電部品では、各相に対応した複数の金属板、単線または撚線を絶縁被覆した電線をまとめた配電部品本体からその一端部を引き出すと共に、引き出された金属板、単線または撚線を絶縁被覆した電線（以下、「引出し部」という）の先端に給電端子を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１８７２０３公報

【特許文献2】特開２０１８－２３２２２公報

【特許文献3】特開２０２１－０５２４６７公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の配電部品にあっては、リードフレームから引出し部までを一体的に金属板、単線または撚線を絶縁被覆した電線によって形成している。特に、金属板や単線からなるものの場合、可撓性が乏しいことから、給電端子とのボルト等での締結時にリードフレームやリードフレーム結合部に過大な応力がかかってしまう場合があった。
また、従来の配電部品にあっては、リードフレームの形状や構造は、回転電機のステータのコイル巻き方法や寸法などによって大きく変わることから、回転電機ごとに端末部品の部分も含めて配電部品を設計し直す必要があった。給電端子近傍の構造は、回転電機の種類によってもさほど変更されることはないため、共通部品となり得る汎用性が高い部品が望まれていた。

【0005】

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、様々な回転電機に適用可能な汎用性を有し、可撓性を有した端末部品を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するべく、本発明による端末部品は、回転電機のステータコイルまたは回転電機のステータコイルに接続された配電部品に各々接続可能な第１配電端子部、第２配電端子部及び第３配電端子部と、上記第１配電端子部に接続される第１電線部、上記第２配電端子部に接続される第２電線部及び上記第３配電端子部に接続される第３電線部と、上記第１電線部に接続される第１給電端子部、上記第２電線部に接続される第２給電端子部及び上記第３電線部に接続される第３給電端子部と、上記第１配電端子部、上記第２配電端子部及び上記第３配電端子部を各々が絶縁された状態で連結する連結部材とからなるものである。
また、上記第１電線部、第２電線部及び第３電線部が、導体線の外周に絶縁被覆が形成された絶縁電線であることが考えられる。
また、本発明による他の形態の端末部品は、回転電機のステータコイルまたは回転電機のステータコイルに接続された配電部品に各々接続可能な複数の配電端子部と、上記複数の配電端子部に各々接続される複数の電線部と、上記複数の電線部に各々接続される複数の給電端子部と、上記複数の配電端子部を各々が絶縁された状態で連結する連結部材とからなるものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、回転電機のステータにおいて、配電部品より給電側の構造が独立した部品となっている。この部分は、様々な回転電機でも共通な構造であることから、共通部品となり得る汎用性が高い部品として使用することができる。また、給電端末部と配電端末部の間が、屈曲可能な電線で構成されているので、給電端末部や配電端末部の位置合わせや他部材との接続も容易であり、これにより汎用性はさらに高くなる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施の形態による端末部品が適用されたステータを示す断面図である。

【図2】本実施の形態による端末部品が適用された配電部品の端子構造を示す斜視図である。

【0009】

本実施の形態における端末部品の構成について、「ステータの全体構造」、「配電部品の端末構造」に分けて説明する。

【0010】

［ステータの全体構造］
図１は、本実施の形態の端末部品が適用されたステータを示す断面図である。以下、図１に基づき、実施例１のステータの全体構造を説明する。

【0011】

本実施の形態の端末部品は、例えば電気を動力とする自動車の駆動源になる三相誘導モータ（回転電機）に適用されるものであり、図１に示すステータ１０に設けられている。このステータ１０は、両端が開放した円環形状を呈しており、図示しないロータの外周を包囲する。上記ステータ１０は、円環状のステータコアと、ステータコアの内周側に取り付けられる複数のステータコイルと、を備えている。また、ステータコアは、固定される枠部材となるステータハウジングに固定され、ステータハウジングは、中心部に図示しない回転軸を支持する軸支持部が形成されている。

【0012】

上記ステータコアは、多数の鋼板を積層して形成され、ステータの中心に向かって突出した多数のティースを有している。ここで、ステータコアは、各々一つのティースを含むように周方向に分割された分割コアから構成されている。

【0013】

上記複数のステータコイルは、分布巻のコイルである。なお、複数のステータコイルには、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかの電力が多相交流電源から供給される。各ステータコイルは、ステータコアのティースに嵌め込んだステータに巻線を巻きつけて構成されている。そして、各ステータコイルの巻線両端は、コイルエンドにそれぞれ導出され、一端は、図示しない中性端子を介して、同一電位に集結して接続されている。また、他端は配電部品２０に接続されている。なお、コイルエンドは、ステータコイルにおいて、ステータコアの軸方向の端面上に位置する部分である。

【0014】

配電部品２０は、多相交流電源からの電力を、各相のステータコイルに分配して給電するいわゆるバスリングであって、モータと電源との間に接続されている。この配電部品２０は、ステータ１０のコイルエンドに接続された形状をなし、複数のステータコイルに各々に接続された複数のケーブルハーネスが相ごとに端末部品に接続される。

【0015】

［配電部品の端末構造］
図２は、本実施の形態にかかる端末部品が取り付けられた配電部品２０の端子構造３０を示す斜視図である。以下、図１及び図２に基づき、実施の形態にかかる配電部品の端子構造及び端末部品を説明する。

【0016】

上記配電部品２０は、図１に示すように、配電部品本体２１と、複数（ここでは３つ）の引出端末部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを備えている。

【0017】

上記配電部品本体２１は、複数のステータコイルのそれぞれに接続される複数のケーブルハーネスと、この複数のケーブルハーネスを一体に支持するハーネス支持部材と、を有している。

【0018】

上記ケーブルハーネスは、フレキシブルな被覆導電線により形成され、ハーネス支持部材に支持されている。このケーブルハーネスの一端には、いずれか一つのステータコイルに接続するためのコイル接続端子が設けられている。このコイル接続端子は、ハーネス支持部材に固定されている。

【0019】

上記ハーネス支持部材は、樹脂等の絶縁材によって形成され、引出端末部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを導出する引出部を有している。ここで、引出部は、ハーネス支持部材に形成された環状溝の一部を外方に向かって開放することで形成されている。

【0020】

本発明による端末部品３０は、上記の各引出端末部２２ａ、２２ｂ、２２ｃに接続されるものである。本実施の形態による端末部品３０は、図２に示すように、３つの配電端末部、３つの電線部及び３つの給電端末部からなる。配電端末部は、錫メッキ銅合金からなるものであり、第１配電端末部３１ａ、第２配電端末部３１ｂ及び第３配電端末部３１ｃがある。電線部は、錫メッキ軟銅線をフッ素樹脂で絶縁被覆したものであり、第１電線部３２ａ、第２電線部３２ｂ及び第３電線部３２ｃがある。給電端末部は、錫メッキ銅合金からなるもので、第１給電端末部３３ａ、第２給電端末部３３ｂ及び上記第３給電端末部３３ｃがある。第１電線部３２ａの両端部は絶縁被覆が除去されており、一方の端には第１配電端末部３１ａが溶接によって接続され、もう一方の端には第１給電端末部３３ａが溶接によって接続されている。同様に、第２電線部３２ｂの両端部は絶縁被覆が除去されており、一方の端には第２配電端末部３１ｂが溶接によって接続され、もう一方の端には第２給電端末部３３ｂが溶接によって接続されており、第３電線部３２ｃの両端部は絶縁被覆が除去されており、一方の端には第３配電端末部３１ｃが溶接によって接続され、もう一方の端には第３給電端末部３３ｃが溶接によって接続されている。また、第１配電端末部３３ａ、第２配電端末部３３ｂ及び第３配電端末部３３ｃは、各々が隔離され絶縁された状態でポリフェニレンサルファイド樹脂からなる連結部材３５により連結されている。この連結部材は複数使用しても良く、その場合は、第１電線部３２ａ、第２電線部３２ｂ及び第３電線部３２ｃを連結するように使用しても良いし、第１給電端末部３３ａ、第２給電端末部３３ｂ及び第３給電端末部３３ｃを連結するように使用しても良い。

【0021】

なお、各給電端末部３１ａ，３１ｂ，３１ｃや各配電端末部３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、錫メッキ銅合金、ニッケルメッキ銅合金、ステンレス鋼等、種々の導電材料を使用することができる。また、各電線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、例えば、アルミニウム線、ニッケルメッキ銅合金線、錫メッキ銅合金線等の種々の導電線の外周に、フッ素樹脂、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の種々の絶縁被覆を形成したものを使用することができる。また、連結部材３５としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の種々の絶縁材料を使用することができ、特にエンジニアリングプラスチックが好ましい。また、各給電端末部３３ａ，３３ｂ，３３ｃや各配電端末部３１ａ，３１ｂ，３１ｃと各電線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃの接続に関しては、溶接やカシメ等の種々の方法によって接続することができる。また、連結部材３５の形成にあたっては、例えば、予め各配電端末部３１ａ，３１ｂ，３１ｃをインサート成型することや、複数部材からなる連結部材３５を使用して、これらを嵌め込みや接着等で組み立てることなどが考えられる。

【0022】

各電線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃの構成について、例えば、導体線として、中心導体線と、該中心導体線の外周に撚り合わされた複数の外層導体線とからなり、上記外層導体線は複数の外層素線が撚り合わされたものであり、上記中心導体線を構成する中心素線の外径が、上記外層素線の外径よりも大きく、上記中心導体線の外径と上記外層導体線の外径が略等しいものを使用することが考えられる。より具体的な導体線の形態を以下に示す。まず、外径０．８ｍｍのスズメッキ軟銅線からなる中心素線について、撚りピッチ２５ｍｍ、Ｓ撚りで７本撚り合わせた後、圧縮率２％で圧縮をし、外径２．３ｍｍの中心導体線を構成する。次いで、外径０．２６ｍｍのスズメッキ軟銅線からなる外層素線について、撚りピッチ６０ｍｍ、Ｓ撚りで６０本撚り合わせ、外径２．３ｍｍの外層導体線を構成する。上記の中心導体線の外周に、撚りピッチ８０ｍｍ、Ｓ撚りで上記の外層導体線を６本撚り合わせ、外径６．５ｍｍの導体線を構成する。また、他の具体的な導体線の形態を以下に示す。まず、外径２．０ｍｍのスズメッキ軟銅線からなる中心素線について、そのまま単線として中心導体線とする。次いで、外径０．２６ｍｍのスズメッキ軟銅線からなる外層素線について、撚りピッチ６０ｍｍ、Ｓ撚りで６０本撚り合わせ、外径２．３ｍｍの外層導体線を構成する。上記の中心導体線の外周に、撚りピッチ８０ｍｍ、Ｓ撚りで上記の外層導体線を６本撚り合わせ、外径６．６ｍｍの導体線を構成する。これらのような導体線の外周に、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等からなる絶縁被覆をチュービング押出のような手法によって肉厚０．２５０ｍｍで形成し、絶縁電線を構成する。このような絶縁電線を各電線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃとして使用することが考えられる。このような導体線の構成を有する電線部であれば、電線部を屈曲形状に成型して使用する際、形状維持性に優れるとともに、曲げ加工性にも優れるものとすることができる。

【0023】

この端末部品３０と上記の配電部品２０を接続する際には、端末部品３０の配電端末部と配電部品２０の引出端末部を接続することとなる。即ち、第１配電端末部３１ａと引出端末部２２ａが接続され、第２配電端末部３１ｂと引出端末部２２ｂが接続され、配電端末部３１ｃと引出端末部２２ｃが接続される。これにより、第１給電端末部３３ａがＵ相となり、第２給電端末部３３ｂがＶ相となり、第３給電端末部３３ｃがＷ相となっている。第１給電端末部３３ａ、第２給電端末部３３ｂ及び第３給電端末部３３ｃの中心には、給電コネクタと接続するための接続用穴がそれぞれ形成されていてもよい。

【0024】

本発明によれば、配電部品２０の端末構造が、端末部品３０という形で独立しており、回転電機のステータ１０において、配電部品２０（リードフレーム）より給電側の構造が独立した部品となっている。この部分は、様々な回転電機でも共通な構造であることから、共通部品となり得る汎用性が高い部品として使用することができる。また、給電端末部３３ａ，３３ｂ，３３ｃと配電端末部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び連結部材３５の間が、屈曲可能な電線部３２ａ，３２ｂ，３２ｃで構成されているので、給電端末部３３ａ，３３ｂ，３３ｃや配電端末部３１ａ，３１ｂ，３１ｃの位置合わせも容易であり、これにより汎用性はさらに高くなる。

【0025】

上記実施の形態では、回転電機のステータコイルに接続された配電部品２０に端末部品３０を接続しているが、ステータコイルに直接端末部品を接続することも考えられる。また、適用できる回転電機についても、三相誘導モータに限定されない。例えば、単相や６相の誘導モータや、同期モータ、整流子モータ、ステッピングモータなどであっても、ステータを電磁石で構成するものであれば適用することができる。例えば６相の場合、回転電機のステータコイルまたは回転電機のステータコイルに接続された配電部品に各々接続可能な第１配電端末部、第２配電端末部、第３配電端末部、第４配電端末部、第５配電端末部及び第６配電端末部と、上記第１配電端末部に接続される第１電線部、上記第２配電端末部に接続される第２電線部、上記第３配電端末部に接続される第３電線部、上記第４配電端末部に接続される第４電線部、上記第５配電端末部に接続される第５電線部及び上記第６配電端末部に接続される第６電線部と、上記第１電線部に接続される第１給電端末部、上記第２電線部に接続される第２給電端末部、上記第３電線部に接続される第３給電端末部、上記第４電線部に接続される第４給電端末部、上記第５電線部に接続される第５給電端末部及び上記第６電線部に接続される第６給電端末部と、上記第１配電端末部、上記第２配電端末部、上記第３配電端末部、上記第４配電端末部、上記第５配電端末部及び上記第６配電端末部を各々が絶縁された状態で連結する連結部材とからなる端末部品が考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0026】

以上詳述したように、本発明による配電部品の端末部品は、様々な回転電機に適用可能な汎用性を有するものである。このような配電部品の端末部品は、コイル線の形状やコイル巻き構造の違い、リードフレームの構造の違い、ステータの寸法など、種々の回転電機に共通部品として使用することができる。

【符号の説明】

【0027】

１０ ステータ
２０ 配電部品
３０ 端末部品
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 配電端末部
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 電線部
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ 給電端末部
３５ 連結部材

【図1】

【図2】