特許 7578027 動力線の接続構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-28

(45)【発行日】2024-11-06

(54)【発明の名称】動力線の接続構造

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20241029BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021037057

(22)【出願日】2021-03-09

(65)【公開番号】P2022137531

(43)【公開日】2022-09-22

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸川 直起

(72)【発明者】

【氏名】片山 正章

【審査官】尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２１８１８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４２－ ７／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御回路と、二つの回転電機とを接続する動力線の接続構造であって、
前記制御回路と第一の回転電機とを接続する第一の動力線、および、前記制御回路と第二の回転電機とを接続する第二の動力線のうち、相対的に長いほうの動力線の端部の剛性が、それ以外の部分の剛性よりも高く、
前記第一の動力線は、前記制御回路に設けられた端子台のバスバーと、前記第一の回転電機との間に配設されており、
前記第二の動力線は、前記バスバーと、前記第二の回転電機との間に配設されており、
前記第一の動力線および前記第二の動力線のうち、相対的に長いほうの動力線は、前記第一の回転電機または前記第二の回転電機から連続して所定長さにわたって設けられ、かつそれ以外の部分よりも剛性の高い高剛性部を有する、
動力線の接続構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御回路と、二つの回転電機とを接続する動力線の接続構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ＰＣＵ（Power Control Unit）に設けられた端子台と、回転電機とを接続する接続構造において、端子台のバスバーにかかる応力を抑制するための中継部材を設ける構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１２４０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば二つの回転電機を備えるハイブリッド車両等の接続構造において、エンジンや路面からの振動に対する耐久性と、組付性とを両立させることが求められている。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、振動に対する耐久性と、組付性とを両立させることができる動力線の接続構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る動力線の接続構造は、制御回路と、二つの回転電機とを接続する動力線の接続構造であって、前記制御回路と第一の回転電機とを接続する第一の動力線、および、前記制御回路と第二の回転電機とを接続する第二の動力線のうち、相対的に長いほうの動力線の端部の剛性が、それ以外の部分の剛性よりも高い。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、制御回路と二つの回転電機とを接続する動力線のうち、相対的に長いほうの動力線の端部の剛性を、それ以外の部分の剛性よりも高くすることにより、エンジンや路面からの振動に対する耐久性と、組付性とを両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る動力線の接続構造が適用されるトランスアクスルの構成を示す概略図である。

【図2】図２は、実施形態に係る動力線の接続構造において、第二の動力線の第一の構成例を示す概略図である。

【図3】図３は、実施形態に係る動力線の接続構造において、第二の動力線の第二の構成例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の実施形態に係る動力線の接続構造について、図面を参照しながら説明する。なお、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0010】

ここで、特許文献１で開示されているような、ＰＣＵと回転電機との間を接続する動力線の接続構造では、両者の接続経路、すなわち動力線が長い程、振動（例えばエンジン振動、路面振動等）による耐久性の低下や、接続公差の増大に伴う組付性の悪化等が発生しやすくなる。そのため、ＰＣＵと回転電機との間の動力線はなるべく短くすることが好ましいが、例えば二つの回転電機を備えるハイブリッド車両のトランスアクスルでは、二つの回転電機からＰＣＵへと動力線をそれぞれ配線するため、構造上、動力線が長くならざるを得ない場合が生じる。そこで、実施形態に係る動力線の接続構造では、エンジンや路面からの振動に対する耐久性と、組付性とを両立させることができる構造を提案する。

【0011】

実施形態に係る動力線の接続構造は、二つの回転電機を備えるハイブリッド車両等のトランスアクスルに適用される。トランスアクスル１は、図１に示すように、第一の回転電機（ＭＧ１）１０と、第二の回転電機（ＭＧ２）２０と、ＰＣＵ（制御回路）３０と、端子台４０と、複数の第一の動力線５１と、複数の第二の動力線５２と、を備えている。なお、同図において、紙面の上下がトランスアクスル１の上下を示しており、紙面の左右がトランアクスル１の前後を示している。また、同図では、トランスアクスル１の構成要素のうち、本実施形態の説明に必要なもののみを図示しており、その他の構成要素は図示を省略している。

【0012】

第一の回転電機１０および第二の回転電機２０は、例えば三相同期モータ等により構成されている。第一の回転電機１０および第二の回転電機２０は、それぞれ、ロータ、ステータおよびステータに巻回された三相のコイル（巻線）を備えている。図１に示した構成例において、第一の回転電機１０は、トランスアクスル１の前側に配置され、第二の回転電機２０は、トランスアクスル１の後側に配置されている。すなわち、第二の回転電機２０は、ＰＣＵ３０に設けられた端子台４０に対して、第一の回転電機１０よりも遠い位置に配置されている。

【0013】

ＰＣＵ３０は、第一の回転電機１０および第二の回転電機２０を駆動するインバータや、電圧を制御する昇圧コンバータ等を備えている。図１に示した構成例において、ＰＣＵ３０は、トランスアクスル１の上側かつ前側に配置されている。

【0014】

端子台４０は、ＰＣＵ３０の下部に連結されている。端子台４０は、ハウジング４１と、複数のバスバー４２と、を備えている。バスバー４２は、例えば金属製の薄い板材が積層された構造を有している。また、バスバー４２は、ハウジング４１を上下方向に貫通するように配置されている。

【0015】

バスバー４２の一端部４２１は、ＰＣＵ３０の出力端子と電気的に接続されている。また、バスバー４２の他端部４２２は、第一の動力線５１および第二の動力線５２を介して、第一の回転電機１０および第二の回転電機２０と、それぞれ電気的に接続されている。

【0016】

第一の動力線５１は、例えば銅等の導体により構成されており、ＰＣＵ３０と第一の回転電機１０とを電気的に接続している。また、第一の動力線５１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して、バスバー４２と第一の回転電機１０との間に三本配設されている。また、第一の動力線５１の一端部は、例えばボルト等の締結部材によってバスバー４２の他端部４２２と接合されている。また、第一の動力線５１の他端部は、例えば溶接によって第一の回転電機１０のステータと接合されている。

【0017】

第二の動力線５２は、例えば銅等の導体により構成されており、ＰＣＵ３０と第二の回転電機２０とを電気的に接続している。また、第二の動力線５２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して、バスバー４２と第二の回転電機２０との間に三本配設されている。また、第二の動力線５２の一端部は、例えばボルト等の締結部材によってバスバー４２の他端部４２２と接合されている。また第二の動力線５２の他端部は、例えば溶接によって第二の回転電機２０のステータと接合されている。

【0018】

ここで、実施形態に係る動力線の接続構造では、第一の動力線５１および第二の動力線５２のうち、相対的に長いほうの動力線の端部の剛性が、それ以外の部分（端部以外）の剛性よりも高くなるように構成されている。図１に示した構成例では、第一の動力線５１および第二の動力線５２のうち、第二の動力線５２が相対的に長く構成されている。そのため、実施形態に係る動力線の接続構造では、第二の動力線５２の端部の剛性が、それ以外の部分の剛性よりも高く構成されている。以下、第二の動力線５２の具体的構成について説明する。

【0019】

第二の動力線５２は、低剛性部５２１と、高剛性部５２２とを有している。低剛性部５２１は、例えば第一の動力線５１と同じ素材（例えば銅線）で構成されており、第一の動力線５１と同じ剛性を備えている。また、この低剛性部５２１は、第二の動力線５２のうち、高剛性部５２２以外の部分のことを示している。

【0020】

高剛性部５２２は、第二の動力線５２におけるバスバー４２側の領域、すなわちバスバー４２から連続して所定長さにわたって設けられている。この高剛性部５２２は、当該高剛性部５２２以外の部分、すなわち低剛性部５２１よりも高い剛性を備えている。

【0021】

このように、バスバー４２から連続した所定部分の剛性を、それ以外の部分の剛性よりも高めることにより、剛性の高い固定部（バスバー４２）を実質的に延長することができる。そのため、低剛性部５２１および高剛性部５２２の長さ（両者の比率）を調整することにより、動力線の接続公差および振動（例えばエンジン振動、路面振動等）の大きさに応じて、トランスアクスル１を自由に設計することが可能となる。

【0022】

なお、高剛性部５２２は、図１に示すように、第二の動力線５２の一部に設けられてもよく、あるいは第二の動力線５２の全てに設けられてもよい。第二の動力線５２において、低剛性部５２１に対する高剛性部５２２の長さ、すなわち低剛性部５２１の長さと高剛性部５２２の長さとの比率は、求める剛性やコストを考慮して決めればよい。

【0023】

ここで、第二の動力線５２は、例えば図２に示すように、銅線の一部に樹脂をコーティングした構造とすることができる。この場合、低剛性部５２１は、銅線５２１ａにより構成される。また、高剛性部５２２は、低剛性部５２１から連続する銅線５２１ａおよびその周囲を覆う樹脂部５２２ａにより構成される。なお、樹脂部５２２ａは、所望の剛性を得られるように、厚みや素材を適宜選択することが好ましい。

【0024】

また、実施形態に係る動力線の接続構造では、図２に示した第二の動力線５２に代えて、例えば図３に示すように、二つの独立した部材から構成された第二の動力線５２Ａを用いてもよい。この第二の動力線５２Ａは、低剛性部５２１Ａと高剛性部５２２Ａとがそれぞれ独立した部材からなり、両者が連結された構造を有している。

【0025】

すなわち、低剛性部５２１Ａは、先端に締結部５２１Ａｂが設けられた銅線５２１Ａａにより構成される。また、高剛性部５２２Ａは、低剛性部５２１Ａと同じ銅線５２２Ａａおよびその周囲を覆う樹脂部５２２Ａｂにより構成される。そして、低剛性部５２１Ａおよび高剛性部５２２Ａは、締結部５２１Ａｂを介してボルト等で締結されている。なお、樹脂部５２２Ａｂは、所望の剛性を得られるように、厚みや素材を適宜選択することが好ましい。

【0026】

また、図１に示した構成例では、高剛性部５２２が、第二の動力線５２のバスバー４２側の端部に設けられているが、高剛性部５２２が、第二の回転電機２０側の端部に設けられていてもよい。この場合、第二の動力線５２の高剛性部５２２は、第二の回転電機２０のステータから連続して所定長さにわたって設けられる。

【0027】

このように、第二の回転電機２０のステータから連続した所定部分の剛性を、それ以外の部分の剛性よりも高めることにより、剛性の高い固定部（ステータ）を実質的に延長することができる。そのため、低剛性部５２１および高剛性部５２２の長さ（両者の比率）を調整することにより、動力線の接続公差および振動（例えばエンジン振動、路面振動等）の大きさに応じて、トランスアクスル１を自由に設計することが可能となる。

【0028】

また、図１に示した構成例では、第一の回転電機１０がトランスアクスル１の前側に配置され、第二の回転電機２０がトランスアクスル１の後側に配置されているが、第一の回転電機１０と第二の回転電機２０の位置関係が反対でもよい。すなわち、第一の回転電機１０がトランスアクスル１の後側に配置され、第二の回転電機２０がトランスアクスル１の前側に配置されてもよい。この場合、第二の動力線を低剛性部と同じ銅線によって構成し、第一の動力線を低剛性部と高剛性部とによって構成すればよい。

【0029】

以上説明した実施形態に係る動力線の接続構造によれば、ＰＣＵ３０と第一の回転電機１０および第二の回転電機２０とを接続する動力線のうち、相対的に長い第二の動力線５２，５２Ａの端部の剛性を、それ以外の部分の剛性よりも高くすることにより、端子台４０の搭載位置にかかわらず、エンジンや路面からの振動に対する耐久性と、組付性とを両立させることができる。

【0030】

すなわち、実施形態に係る動力線の接続構造では、ＰＣＵ３０と第一の回転電機１０および第二の回転電機２０とを接続する動力線のうち、相対的に長い第二の動力線５２，５２Ａに、異なる剛性を有する部分を設けることにより、低剛性部５２１，５２１Ａでは、接続経路の長さに起因する接続公差に対応することができ、組付性の低下を抑制することができる。また、高剛性部５２２，５２２Ａでは、振動に対する耐久性の低下を抑制することができる。

【0031】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わしかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0032】

１ トランスアクスル
１０ 第一の回転電機
２０ 第二の回転電機
３０ ＰＣＵ
４０ 端子台
４１ ハウジング
４２ バスバー
４２１ 一端部
４２２ 他端部
５１ 第一の動力線
５２，５２Ａ 第二の動力線
５２１，５２１Ａ 低剛性部
５２１ａ，５２１Ａａ，５２２Ａａ 銅線
５２１Ａｂ 締結部
５２２，５２２Ａ 高剛性部
５２２ａ，５２２Ａｂ 樹脂部

【図1】

【図2】

【図3】