JP2004328932A

JP2004328932A - 電動機ユニットおよび動力出力装置

Info

Publication number: JP2004328932A
Application number: JP2003122429A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tsukajima; 浩幸塚嶋; Ryuichi Inoue; 隆一井上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP4039307B2

Abstract

【課題】モータユニットに取り付けられる端子台にてモータの複数の端子とモータを駆動するインバータの複数の端子とを各々接続する複数の接続部間の絶縁性を確保しながら端子台を小型化する。
【解決手段】端子台５０には、モータの各相コイルの端子とインバータからの端子とを各々接続する３つの接続部５５の間をなす部位に溝５６を形成し、端子台５０に取り付けられる取付部材６０には、端子台５０の溝５６に嵌る電気絶縁性のリブ６２を形成する。取付部材６０が端子台５０に取り付けられると、電気絶縁性のリブ６２が隣接する接続部５５の間を仕切るから、電気絶縁性を確保できる。この結果、隣接する接続部５５のピッチを広げて電気絶縁性を確保するものに比して端子台５０を小型化できる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機ユニットおよび動力出力装置に関し、詳しくは、電動機を備える電動機ユニットおよび内燃機関と電動機ユニットとを備える動力出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電動機ユニットとしては、モータの複数の端子（例えば、三相モータのＵ，Ｖ，Ｗ相コイルの端子）とモータに電力を供給するインバータ回路の複数の端子（例えば、三相モータのＵ，Ｖ，Ｗ相コイルの端子に対応する端子）とを電気的に接続するための端子板を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−９８６１５号公報（図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうした電動機ユニットでは、特に、駆動軸に動力を出力する動力出力用ユニットなどのようにモータに高圧の電力を供給するものでは、モータの複数の端子とインバータ回路からの複数の端子とを接続する接続部のうち隣接する接続部間の電気絶縁性を十分に確保しなければならない。このとき、隣接する接続部間のピッチを電気絶縁性を確保できる長さとすることが考えられるが、この場合、端子板の体格を大きくしなければならないから、ユニットが大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の電動機ユニットおよび動力出力装置は、こうした問題を解決し、電動機の複数の端子と駆動回路の複数の端子とを各々接続する複数の接続部における電気絶縁性を十分に確保しながら端子台の小型化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の電動機ユニットおよび動力出力装置は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電動機ユニットは、
電動機を備える電動機ユニットであって、
端子台と、
前記電動機の複数の端子と該電動機を駆動する駆動回路からの複数の端子とを各々電気的に接続する複数の接続部と、
前記端子台に取り付けられる取付部材と
を備え、
前記端子台には、隣接する接続部の間をなす部位に溝が形成されてなり、
前記取付部材は、前記端子台に取り付けられる際に前記溝に挿入されて前記隣接する接続部間を仕切る絶縁性のリブが形成されてなることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電動機ユニットでは、隣接する接続部の間をなす部位を取付部材の絶縁性のリブで仕切って隣接する接続部間の絶縁距離を確保するから、隣接する接続部間のピッチを広くすることにより絶縁距離を確保するものに比して、端子台を小型化することができる。
【０００９】
こうした本発明の電動機ユニットにおいて、前記取付部材は、前記リブが一体化した絶縁性の部材であるものとすることができる。
【００１０】
また、本発明の電動機ユニットにおいて、前記取付部材は、前記複数の接続部を覆うカバー部材であるものとすることもできる。こうすれば、複数の接続部を保護することができる。また、リブが一体化した絶縁性の取付部材により複数の接続部を覆うものとすれば、端子台の体格を大きくすることなく隣接する接続部間の電気絶縁性をより確実に確保することができる。この態様の本発明の電動機ユニットにおいて、前記電動機ユニット内を潤滑および／または冷却する潤滑冷却液体を供給する液体供給手段を備え、前記カバー部材は、前記液体供給手段により供給された潤滑冷却液体から前記複数の接続部を保護する部材であるものとすることもできる。こうすれば、複数の接続部が潤滑冷却液体に曝されるのを防止することができる。これらの態様の本発明の電動機ユニットにおいて、前記端子台に前記取付部材が取り付けられた状態で形成される内部空間を密閉するシール部材を備えるものとすることもできる。こうすれば、複数の接続部の保護をより確実なものとすることができる。
【００１１】
更に、本発明の電動機ユニットにおいて、前記取付部材は、前記端子台に取り付けられたときに該端子台を前記電動機ユニットのケースに固定する固定手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、取付部材が端子台の固定を兼ねるから、端子台をボルトの締結により固定するなど端子台の固定に所定のスペースを要するものに比して端子台を小型化することができる。この態様の本発明の電動機ユニットにおいて、前記固定手段は、前記電動機ユニットのケースに形成された挿入孔に前記端子台が挿入された状態で該端子台を引き抜き不能にロックする手段であるものとすることもできる。こうすれば、より簡易な構造で端子台を電動機ユニットのケースに固定することができる。
【００１２】
本発明の動力出力装置は、
内燃機関と、上記各態様のいずれかの電動機ユニットとを備える動力出力装置であって、
前記電動機ユニットは、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続された３軸を有し該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式の動力入出力機構と、前記駆動軸に接続された第２の電動機とを備え、
前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と第２の電動機の回転軸と前記駆動軸は、同軸上に配置されてなることを要旨とする。
【００１３】
こうした本発明の動力出力装置において、前記電動機ユニットは、前記内燃機関から前記電動機，前記動力入出力機構，前記第２の電動機の順に配置されてなるものとすることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の動力出力装置２０は、図示するように、ガソリンを燃料とする内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２４にダンパ２６を介して接続されたエンジン出力軸２８に取り付けられエンジン出力軸２８から入力された動力をトルク変換して駆動軸９８に出力するモータユニット３０とを備える。
【００１５】
モータユニット３０は、主に、エンジン出力軸２８に同軸に連結された回転軸３１にキャリア４４が接続された遊星歯車機構４０と、遊星歯車機構４０のサンギヤ４２に接続された回転軸３３に取り付けられたロータ３４ａを有するモータＭＧ１と、遊星歯車機構４０のリングギヤ４６に接続されると共にギヤユニット４８を介して駆動軸９８に接続された回転軸３２に取り付けられたロータ３６ａを有するモータＭＧ２とを備えており、これらはモータユニット３０のケース７０内に収納されている。また、モータユニット３０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のＵ，Ｖ．Ｗの各相コイルの端子とモータＭＧ１，ＭＧ２を各々駆動するインバータ２３の端子とを接続するためにケース７０に形成された挿入孔７２に挿入されて取り付けられる端子台５０と、この端子台５０が挿入孔７２に挿入された状態で端子台５０に取り付けられる取付部材６０とを備えている。
【００１６】
モータユニット３０のケース７０内には、モータユニット３０を構成する各部（例えば、前述した遊星歯車機構４０やモータＭＧ１、モータＭＧ２、ギヤユニット４８など）の潤滑や冷却を行なうための潤滑冷却液体（例えば、オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）などの作動油）が充填されている。この潤滑冷却液体は、オイルポンプ８０により吸引されるとオイルクーラー８６を経由して前述したモータユニット３０を構成する各部へ供給されるようになっている。
【００１７】
オイルポンプ８０は、その回転軸に接続されたプーリ８２がエンジン２２のクランクシャフト２４の他端に接続されたプーリ２５とベルト８４を介して接続されており、エンジン２２の回転に伴って駆動するようになっている。
【００１８】
モータユニット３０の回転軸３０，３１は、中空構造となっており、その内部には潤滑冷却液体が流れる流路としての液体流路７４が形成されている。また、モータユニット３０の回転軸３１，３２には、複数箇所に亘って液体流路７４の外部へ繋がる貫通孔７６が形成されている。
【００１９】
エンジン２２のダンパ２６のケース９０には、オイルポンプ８０からの潤滑冷却液体の供給を受ける液体管路９２が形成されており、この液体管路９２は、貫通孔９４を介して回転軸３１や回転軸３２の液体流路７４と連通している。なお、潤滑冷却液体の漏れが生じないように貫通孔９４の周囲にはシーリング部材９６が配置されている。
【００２０】
したがって、オイルポンプ８０により吸引された潤滑冷却液体は、オイルクーラー８６，液体管路９２，貫通孔９４，液体流路７４，貫通孔７６を順に経由してモータユニット３０を構成する各部へ供給されることになる。オイルポンプ８０により圧送されて貫通孔７６を介して供給された潤滑冷却液体は、回転軸３１，３２の軸中心から径方向に流れたり飛んだりしてモータＭＧ１やモータＭＧ２、遊星歯車機構４０、ギヤユニット４８などのモータユニット３０の各部の潤滑や冷却を行なう。そして、モータユニット３０のケース７０の壁面などを伝わって再びモータユニット３０のケース７０の底部に溜められる。
【００２１】
図２は、図１のモータユニット３０における端子台５０および取付部材６０の部分を拡大して示す拡大図であり、図３は、モータユニット３０の端子台５０および取付部材６０の概略構成を示す分解斜視図である。そして、図４は、図３中の端子台５０に取付部材６０が取り付けられた後のＡ−Ａ断面を示す断面図であり、図５は、図３中の端子台５０に取付部材６０が取り付けられた後のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。端子台５０は、図１ないし図５に示すように、インバータ２３のケーブルに電気的に接続された３つの導体５１と、樹脂などの電気絶縁性の材料により形成され導体５１を支持する支持体５２と、３つの導体５１の先端の端子５３とモータＭＧ１，ＭＧ２の各相コイルの端子５４とがボルトおよびナットなどを用いて各々接続された３つの接続部５５とを備え、隣接する接続部５５の間をなす部位には溝５６（図４参照）が形成されている。一方、端子台５０に取付けられる取付部材６０は、電気絶縁性の高い材料（例えば、シリコーン樹脂などの絶縁樹脂）により形成されており、取付部材６０の端子台５０に形成された溝５６に整合する部位にリブ６２が一体的に形成されている。この取付部材６０が端子台５０に取付けられると、取付部材６０のリブ６２が端子台５０の溝５６に嵌って隣接する接続部５５間を仕切り、電気絶縁性が確保される。なお、端子台５０には、図２に示すように、モータユニット３０のケース７０に形成された挿入孔７２に挿入されて取付けられたときに挿入孔７２と端子台５０との隙間をふさぐＯリング５７が取り付けられている。
【００２２】
また、取付部材６０は、図２に示すように、端子台５０に取り付けられたときに接続部５５全体を囲うように形成されている。したがって、接続部５５が前述したオイルポンプ８０の駆動によりモータユニット３０内に供給された潤滑冷却液体に曝されるのを防止することができる。この結果、接続部５５が潤滑冷却液体に曝されることにより生じ得る不都合（例えば、電気的なショートなど）を回避することができる。更に、取付部材６０は、図２に示すように、端子台５０に取り付けられたときに接続部５５を囲む空間をシール部材６６により密閉している。したがって、接続部５５の保護をより確実なものとすることができる。
【００２３】
また、端子台５０は、図２ないし図４に示すように、モータユニット３０のケース７０の挿入孔７２の位置決め部７２ａまで端子台５０が挿入されたときにモータユニット３０のケース７０の内壁の面から内側に僅かにはみ出た部位の側面に凹部５８が形成されている。そして、取付部材６０は、端子台５０に取り付けられる際に一部がケース７０の内壁に当接しながら端子台５０に形成された凹部５８に嵌る凸部６４が形成されている。したがって、ケース７０の挿入孔７２に挿入された端子台５０に取付部材６０が取り付けられると、端子台５０の凹部５８に取付部材６０の凸部６４が嵌ると同時に取付部材６０の図２中の最上面がモータユニット３０のケース７０の内壁に当接するから、端子台５０をモータユニット３０のケース７０から引き抜く際に取付部材６０が引っかかり、端子台５０をケース７０から引き抜くことができなくなる。この結果、端子台５０がモータユニット３０のケース７０に固定される。
【００２４】
以上説明した実施例の動力出力装置２０によれば、端子台５０には、モータユニット３０のモータＭＧ１，ＭＧ２の各相コイルの端子とモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ２３のケーブルからの端子とを各々接続する３つの接続部５５における隣接する接続部５５の間をなす部位に溝５６を設け、端子台５０に取り付けられる取付部材６０には、端子台５０の溝５６に嵌って隣接する接続部５５を仕切る電気絶縁性のリブ６２を設けたから、隣接する接続部５５間のピッチを広げることなく十分な電気絶縁性を確保することができる。この結果、端子台５０を小型化することができ、ひいてはモータユニット３０や動力出力装置２０を小型化することができる。しかも、取付部材６０は、端子台５０を囲う形状に成形されているから、接続部５５がモータユニット３０内に供給される潤滑冷却液体に曝されるのを効果的に防止できる。更に、端子台５０がモータユニット３０のケース７０の挿入孔７２に挿入された状態で取付部材６０が端子台５０に取り付けられたときに、端子台５０の凹部５８に取付部材６０の凸部６４が嵌って端子台５０を引き抜けないよう端子台５０と取付部材６０とを形成することにより固定したから、端子台５０をボルトなどにより固定するものなど端子台５０の固定にスペースを要するものに比して端子台５０を更に小型化することができる。
【００２５】
実施例の動力出力装置２０では、導体５１を支持体５２で支持することにより接続部５５を端子台５０に固定するものとしたが、図６の変形例の端子台５０Ｂのように、接続部５５をボルトなどを用いて端子台５０Ｂ上に直接固定するものとしてもよい。
【００２６】
実施例の動力出力装置２０では、取付部材６０やシール部材６６により端子台５０内に密閉空間を形成するものとしたが、接続部５５をモータユニット３０内に供給された潤滑冷却液体に曝されるのを防止する効果は落ちるものの、シール部材６６でシールしないものとしてもよいし、取付部材６０の形状を接続部５５を完全に囲う形状としないものとしても差し支えない。図７に変形例の取付部材６０Ｂ斜視図を示す。図７の例では、取付部材６０Ｃは、図中上側が開口した形状に成形されている。
【００２７】
実施例の動力出力装置２０では、モータユニット３０としてモータＭＧ１や、遊星歯車機構４０，モータＭＧ２を備えるものを例として説明したが、モータユニットとして少なくとも一つのモータを備えるものであれば適用可能である。
【００２８】
実施例の動力出力装置２０では、エンジン２２からの駆動力によりオイルポンプ８０を駆動するものとしたが、回転軸３１や回転軸３２からの駆動力（モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動力）によりオイルポンプ８０を駆動するものとしてもよく、電動駆動によるものとするものとしても構わない。また、実施例の動力出力装置２０では、オイルポンプ８０とエンジン２２とをベルト８４により接続してオイルポンプ８０の駆動力を得るものとしたが、オイルポンプ８０とエンジン２２とをギヤ結合してオイルポンプ８０の駆動力を得るものとしても構わない。
【００２９】
実施例の動力出力装置２０では、オイルポンプ８０からの潤滑冷却液体を、回転軸３１や回転軸３２からモータユニット３０を構成する各部へ供給するものとしたが、モータユニット３０の上部から供給するものとしてもよい。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】図１のモータユニット３０における端子台５０および取付部材６０の部分を拡大して示す拡大図である。
【図３】端子台５０および取付部材６０の概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】端子台５０に取付部材６０が取り付けられた後の端子台５０および取付部材６０のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図５】端子台５０に取付部材６０が取り付けられた後の端子台５０および取付部材６０のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図６】変形例の端子台５０Ｂおよび取付部材６０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例の取付部材６０Ｃの構成の概略を示す斜視図である。
【符号の説明】
２０動力出力装置、２２エンジン、２４クランクシャフト、２５プーリ、２６ダンパ、２８エンジン出力軸、３０モータユニット、３１，３２，３３回転軸、３４ａ，３６ａロータ、３４ｂ，３６ｂステータ、４０遊星歯車機構、４２サンギヤ、４４キャリア、４６リングギヤ、４８ギヤユニット、５０，５０Ｂ端子台、５１導体、５２支持体、５３，５４端子、５５接続部、５６溝、５７Ｏリング、５８凹部、６０，６０Ｂ，６０Ｃ取付部材、６２リブ、６４凸部、７０ケース、７２取付孔、７２ａ位置決め部、７４供給流路、７６貫通孔、８０オイルポンプ、８２プーリ、８４ベルト、８６オイルクーラー、９０ケース、９２液体管路、９４貫通孔、９６シーリング部材、９８駆動軸、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

電動機を備える電動機ユニットであって、
端子台と、
前記電動機の複数の端子と該電動機を駆動する駆動回路からの複数の端子とを前記端子台において各々電気的に接続する複数の接続部と、
前記端子台に取り付けられる取付部材と
を備え、
前記端子台には、隣接する接続部の間をなす部位に溝が形成されてなり、
前記取付部材は、前記端子台に取り付けられる際に前記溝に挿入されて前記隣接する接続部間を仕切る絶縁性のリブが形成されてなる
電動機ユニット。
請求項１記載の電動機ユニットであって、
前記取付部材は、前記リブが一体化した絶縁性の部材である
電動機ユニット。
請求項１または２記載の電動機ユニットであって、
前記取付部材は、前記複数の接続部を覆うカバー部材である
電動機ユニット。
請求項３記載の電動機ユニットであって、
前記電動機ユニット内を潤滑および／または冷却する潤滑冷却液体を供給する液体供給手段を備え、
前記カバー部材は、前記液体供給手段により供給された潤滑冷却液体から前記複数の接続部を保護する部材である
電動機ユニット。
請求項３または４記載の電動機ユニットであって、
前記端子台に前記取付部材が取り付けられた状態で形成される内部空間を密閉するシール部材を備える
電動機ユニット。
請求項１ないし５いずれか記載の電動機ユニットであって、
前記取付部材は、前記端子台に取り付けられたときに該端子台を前記電動機ユニットのケースに固定する固定手段を備える
電動機ユニット。
請求項６記載の電動機ユニットであって、
前記固定手段は、前記電動機ユニットのケースに形成された挿入孔に前記端子台が挿入された状態で該端子台を引き抜き不能にロックする手段である
電動機ユニット。
内燃機関と、請求項１ないし７いずれか記載の電動機ユニットとを備える動力出力装置であって、
前記電動機ユニットは、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続された３軸を有し該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式の動力入出力機構と、前記駆動軸に接続された第２の電動機とを備え、
前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と第２の電動機の回転軸と前記駆動軸は、同軸上に配置されてなる
動力出力装置。
請求項８記載の動力出力装置であって、
前記電動機ユニットは、前記内燃機関から前記電動機，前記動力入出力機構，前記第２の電動機の順に配置されてなる
動力出力装置。