説明

端子台

【課題】作業者の取付け作業を補助し、取付け性・組付け性を向上させることが可能な端子台を提供する。
【解決手段】モータケース10の取付け台14には、端子台13の台座18を収容する凹みと、3つの端子軸19と嵌り合う3つの貫通穴33が形成されている。端子台13は、モータケース10の内部に収納される台座18と、そこから延びる端子軸19と、モータケース10の内部に突出する端子板21と、端子台13をモータケース10に固定するためのプレート17と、を有している。端子板21は接続具16にボルト37で固定され、接続具16がボルト36により引出し線12の端子電極32にネジ結合され、ステータ11と端子台13が電気的に接続される。端子台13の中央に配置されている端子軸19は他の端子軸19より長く、モータケース10への取り付けを案内する機能を有している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータケースの内部に収容されたステータと電気的に接続するためにモータケースの外部に取り付けられる端子台に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、走行用バッテリにより供給された直流電力をインバータで三相交流に変換して車両の三相交流モータを駆動する電気自動車やエンジンと組み合わせたハイブリッド自動車が知られている。このような車両では、トランスアクスルとも呼ばれるモータケースの中に三相交流モータを収容し、三相交流モータを駆動するため端子台に駆動用コネクタが接続されている。
【0003】
端子台はモータケースに取り付けられ、三相交流モータのステータから突出したU相,V相,W相の引出し線は、モータケース内側の端子台に電気的に接続されている。一方、モータケース外側の端子台にはインバータに接続された駆動用コネクタが取り付けられている。特に、モータケースを介してエンジンからの振動が作用する場合には、引出し線に作用する応力が過大となり引出し線が破損するおそれがある。そこで、特許文献1には、モータケースに端子台を取り付ける際に3本の引出し線の基礎部と先端部との間にクランク状の折り曲げ部を設け、端子接続部を保持するブラケットにそれぞれ個別に引出し線を挿入する構造により引出し線の破損を防止している。
【0004】
また、特許文献2には、三相誘導モータの各接続端子が異なる高さで端子台に固定される構造により、充分な絶縁距離を確保して電気的に接続するケーブルから侵入するノイズを防ぐ技術が開示されている。また、特許文献3にはケーブルの絶縁性を確保しながら端子を単一とし小型化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010−51086号公報
【特許文献2】特開平10−243601号公報
【特許文献3】特開2010−183794号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載されているブラケットに作業者がそれぞれの引出し線を一本ずつ挿入する場合、三相交流モータが小型である場合は比較的容易となる。一方、トランスミッションに一体化された大型の三相交流モータの場合には、それぞれの引出し線、一体化された端子台、及びブラケットの位置決めと取付け作業に手間がかかる。そこで、特許文献2,3の端子台では、端子箱の中に端子台を収容すると共に端子部の高さがそれぞれ異なるような構造を採用して作業者の位置決めと取り付け作業工数の低減を実現している。
【0007】
さらに、近年のハイブリッド自動車の発展に伴い上述した端子箱を設ける形式からモータケースに直接取付け可能な小型の端子台の要求が高まっている。しかしながら、作業者がモータケースの外側と内側を連通する貫通穴に端子台を挿入して取り付ける場合には、取り付けに伴う端子台の可動域が大きいため位置決め及び挿入に時間がかかっていた。また、端子台の斜め挿入により通常より大きな応力が樹脂製の端子台に加わるときはひび割れの原因になる場合がある。
【0008】
そこで、本発明に係る端子台は、作業者の取付け作業を補助し、取付け性・組付け性の良い端子台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】
【0009】
以上のような目的を達成するために、本発明に係る端子台は、モータケースの内部に収容されたステータと電気的に接続するために前記モータケースの外部に取り付けられる端子台であって、前記モータケースの外部と内部を連通する複数の貫通穴に嵌り合うように端子台の台座から前記モータケースの内部に延びる複数の端子軸を有し、前記複数の端子軸のうち少なくとも一つの端子軸は、他の端子軸より先に前記貫通穴に案内されるように他の端子軸より長い端子軸であることを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係る端子台であって、前記長い端子軸の先端に形成されて前記貫通穴の内周面を摺動する第1ガイドと、前記長い端子軸の前記第1ガイドより前記台座に近く、前記長い端子軸より短い端子軸の先端に形成されて前記貫通穴の内周面を摺動する第2ガイドと、前記長い端子軸のガイドであって前記第2ガイドから前記第1ガイドまでの間に形成されて前記貫通穴の内周面を摺動する第3ガイドと、を有することを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係る端子台であって、前記短い端子軸よりさらに短い端子軸を有し、前記さらに短い端子軸は、前記第2ガイドより前記台座に近い位置に形成されたガイドであって前記貫通穴の内周面を摺動する第4ガイドを有することを特徴とする。
【0012】
また、本発明に係る端子台であって、前記長い端子軸は、前記端子台の中心部に配置された端子軸であることを特徴とする。
【0013】
さらに、本発明に係る端子台であって、前記長い端子軸は、前記端子台の左右いずれかに配置された端子軸であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る端子台を使用することにより、モータケースに設けられた貫通穴への案内性向上により取り付け性が改善するという効果がある。さらに、端子台の斜め挿入が防止され、端子台に過大な応力が加わりにくいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本実施形態に係る端子台が組付けたモータケースの概要を示す斜視図である。
【図2】本実施形態に係る端子台の構造及びモータケースへの取り付けを説明する斜視図である。
【図3】本実施形態に係る端子台と取出し線の接続状態を説明する説明図である。
【図4】図1に示した端子台の正面図と底面図である。
【図5】他の実施形態に係る端子台の概要図である。
【図6】本実施形態に係る端子台の挿入状態を説明する説明図である。
【図7】本発明を理解する上で参考となる端子台の挿入状況を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。
【0017】
図1は端子台13が組付けられたモータケース10を示し、図1を用いて端子台13の構造について概説する。なお、説明の都合によりステータ11の内部で回転自在に保持されるロータは省略した。モータケース10はエンジンからの動力を車輪に伝達するトランスアクスル1の一部を構成する。モータケース10の内部には三相交流モータのステータ11が収容され、ステータ11の端部からU相,V相,W相の3本の引出し線12が突出している。端子台13はボルト35によってモータケース10に固定され、端子台13の各端子は、ボルト36,37によって引出し線12と電気的に接続されている。端子台13には長さの異なる端子軸が設けられ、モータケース10に設けられた丸断面の貫通穴に嵌り込んでいる。なお、端子軸は丸断面である。端子台13のコネクタ接続口31が制御装置に接続されたコネクタケーブル15を受け入れて引出し線12と制御装置が電気的に接続される。コネクタケーブル15はボルト38によってモータケース10に固定され、コネクタケーブル15により端子台13もモータケース10に押さえ付けられている。
【0018】
図2は端子台13の構造及びモータケース10への組付け状態を示しており、図2を用いて端子台13,接続具16及び引出し線12とモータケース10への取り付けについて詳説する。なお、重複した符号については説明を省略する。モータケース10には、端子台13をモータケース10に取り付ける取付け台14が形成されている。取付け台14には、端子台13の台座18を収容する凹みと、3つの端子軸19と嵌り合う3つの貫通穴33が形成されている。端子台13は、図1のコネクタケーブル15に接続する接続部34と、モータケース10の内部に収納される台座18と、そこから延びる端子軸19と、モータケース10の内部に突出する端子板21と、端子台13をモータケース10にネジ結合するためのプレート17と、を有している。端子板21は接続具16にボルト37でネジ結合され、接続具16がボルト36により引出し線12の端子電極32にネジ結合され、ステータ11と端子台13が電気的に接続される。なお、端子台13の中央に配置されている端子軸19は他の端子軸19より長く、モータケース10への取り付けを案内する機能を有している。
【0019】
図3は端子台13とステータの取出し線12との接続状態を示している。図3(A)は端子台13の正面図であり、図3(B)は端子台13の底面図であり、図3(C)は端子軸19の側面図である。なお、重複した符号については説明を省略する。図3(A)に示すようにモータケース10には3つの貫通穴33形成され、台座18から延びる3本の端子軸19がモータケース内部に突出する。3つの端子軸19の中で中央部の端子軸19aが長く、両脇の端子軸19b,19cは同じ長さとなっている。それぞれの端子軸19の先端部には端子板21が配置されている。端子板21の側面には案内用のガイド23が配置されている。端子板21の台座側には絶縁距離を得るためのつば状のひさし24が配置され、ガイド23,25が貫通穴33の内周面に摺動して端子軸19を案内するため端子台13の取付けが容易となる。
【0020】
異なる長さの端子軸19により端子軸の案内性を改善すると共に副次的な効果として、各引出し線の間隔を広くして各引出し線12との絶縁距離を増加させている。また、図3(c)に示す端子軸19(19b,19c)の側面に設けられたロック突起22(22b,22c)と接続具16(16b,16c)により仮止めが可能になりネジ結合の作業工数低減となる。さらに、引出し線12をクランク状に加工して通常のストレート配線に比べて結線を容易にすると共に振動を吸収しやすい構造にした。
【0021】
図4は(A)は図1に示した端子台の正面図を示し、図4(B)は底面図を示している。図3と図4を用いて中央部の長い端子軸19が図3の貫通穴33に嵌り込む状況を6つのステップに分けて詳説する。なお、重複した符号については説明を省略する。
【0022】
図4に示すように端子板21の近傍に形成されているガイド23は、先端が細くなった半円錐状の突起又は半円柱の先端部を斜めに切り落とした突起である。中央部の端子軸19aは他の端子軸19b,19cより長いため、作業者が端子台13を貫通穴33に挿入する際、いち早く端子軸19aの第1ガイド24aが、図3の貫通穴33に入り込み最初の挿入位置が決まる(ステップ1)。ここで、半円錐状の突起である第2ガイド23b,23cは短い端子軸19b,19cの先端部に設けられ、端子軸19aの第1ガイドのすぐ上に形成されたつば状の第3ガイド25aは第2ガイド23bと第1ガイド23aの間に形成されている。
【0023】
作業者が端子台13を少し押し込むと第1ガイド23aが貫通穴に入り先端部の両側に形成された第1ガイド23aが貫通穴33の内周面に沿って案内される。次に、内周面にひさし24aが接触・摺動して端子台13の振れ角が減少する(ステップ2)。
【0024】
作業者が端子台13を少し押し込むと中央の端子軸19aの第3ガイド25aが貫通穴33の内周面に摺動して第1ガイド23a,ひさし24a,第3ガイド25aにより端子軸19aが貫通穴33の内周面に沿ってほぼ垂直に保持される。この案内により端子台13の振れ角がさらに減少する。短い端子軸19b,19cの第2ガイド23b,23cは第3ガイド25aが貫通穴33に入った後に貫通穴33に入り、第2ガイド23b,23cが内周面に摺動して移動し、端子軸19b,19cの位置決めが進み端子台13の振れ角がさらに減少する(ステップ3)。次に、作業者が少し端子台13を押し込むとひさし24b,24cが貫通穴33に入り、端子軸19の位置決めが進む(ステップ4)。
【0025】
Oリング押さえ26とOリング27は台座18から同じ距離だけ離れているため、作業者が端子台13を少し押し込むと3つのOリング27がほぼ同時に貫通穴に入る(ステップ5)。作業者が端子台13を少し押し込むと台座がモータケースの凹みに収まる(ステップ6)。上述した作業は、説明の為に各ステップに分けているが、実際には一連の押し込み動作により端子台13が貫通穴33に連続的に嵌り込む。次に、作業者がプレートをボルトにより端子台13をモータケースにネジ結合する。この後は、引出し線と接続具をネジ結合し、接続具と端子板をネジ結合して端子台の組付けが終了する。このように、第1ガイドから第3ガイドが順次貫通穴の内周面に摺動して順次位置決めが進み端子台の取り付けがスムーズに進む。
【0026】
図5は他の実施形態に係る端子台40を示し、右側から階段状に端子軸19の長さを異ならせた端子台40を示している。端子台40の右側の端子軸19aが最も長く、次に短い端子軸が真ん中の端子軸19b(中程度の端子軸)であり、最も短い端子軸が左側の端子軸19c(短い端子軸)である。
【0027】
作業者は最初に右側の長い端子軸19aを右側の貫通穴に合わせて位置決めをする。次に、端子軸19aの第1ガイド23aが貫通穴の中に入り込む。作業者が少し押し込むと端子軸19aの先端に設けられた第1ガイド23aが貫通穴の内周面に摺動しながら移動する(ステップ1)。次に、作業者が少し押し込むと中程度の端子軸19bが貫通穴に入り込み、先端部の第2のガイド23bが案内される前に、すでに案内されている長い端子軸19aのひさし24aと第3のガイド25aが貫通穴の内周面に摺動し、中程度の端子軸の第2のガイド23bを貫通穴に案内する(ステップ2)。作業者が少し押し込むと第1のガイド23aにより第2のガイド23bが貫通穴の内周面を摺動しながら移動する(ステップ3)。この状態において、第1から第3のガイド23a,25a,23bによって端子台40が案内され、さらに短い端子軸19cが貫通穴に案内される(ステップ4)。作業者が少し押し込むと短い端子軸19cの第4のガイド23cが貫通穴の内周面に摺動しながら移動し、ひさし24cが貫通穴に入り、端子軸19cの位置決めが進む(ステップ5)。この位置決めは、右側の端子軸19aから左側の端子軸19b,19cの順に進む。
【0028】
Oリング押さえ26とOリング27は台座18から同じ高さであるため、3つのOリング27がほぼ同時に貫通穴に入る(ステップ6)。次に、作業者が少し押し込むと台座18がモータケースの凹みに収まる。最後に、プレート17をボルトによりモータケースにネジ結合して端子台40を固定し、引出し線と接続具をネジ結合し、接続具と端子板をネジ結合して端子台の組付けが終了する。
【0029】
図6は本実施形態に係る端子台13の挿入状態を示し、図7は本発明を理解する上で参考となる端子台41の挿入状況を示している。本実施形態に係る端子台13を使用することにより、スムーズな取り付けが実現可能となるが、定量的な評価をするために取り付け時の端子台13,41の傾き角を調査した。以下、取り付け時の傾き角による対比結果について説明する。
【0030】
図6の端子台13は中央部の端子軸19aが他の端子軸19b,19cより約15mm長くしてある。このため、端子軸19aが最初に貫通穴33に挿入され、端子軸19aのガイドが貫通穴の内周面を摺動して位置決めが進み、端子軸19a,19b,19cが3つとも貫通穴33の内周面に摺動すると取付け時の傾き角の最大値は約3度となる。これに対し、参考となる端子台41では、総ての端子軸19の長さが同じであるため、端子軸19a,19b,19cのうち、1つの端子軸を貫通穴に挿入することができず端子台41が傾いてしまう。端子台41が傾いて挿入された場合には両端のいずれか1つの端子軸19b,19cが貫通穴33に嵌り込む際に引っかかり、組付け時の傾き角の最大値は約11度となる。このままの傾き角では端子台41をモータケース10に取り付けられない。この状態で取り付けようとすると端子台41に無理な力が加わることで亀裂が発生する場合がある。
【0031】
これに対し、本実施形態では端子台13の中央部の端子軸19aを他の端子軸19b,19cより約15mm延長するだけで最大約3度の傾きとなり、端子台13をさらに挿入すると他のガイドが挿入される毎にその傾きは減少し、最終的には傾きがほとんど無い状態で端子台13をモータケース10に取り付け可能である。このように、端子台13を挿入する毎に傾き角が減少するように端子台13を構成することにより、作業者の取付け性が向上する。なお、本実施形態では約15mm延長したが、この値に限定するものではなく、端子台の寸法に応じて適切に設定することが好適である。
【0032】
以上、上述したように、端子台に設けられる複数の端子軸のうち少なくとも1つの長さを異ならせる端子台構造により貫通穴への案内性が向上し、作業者の取付け性が改善する。さらに、端子台の斜め挿入が防止できることから、端子台に過大な応力が加わることがない。
【0033】
なお、本実施形態では、端子軸の長さを異ならせてスムーズな取り付けを実現したが、これに限定せず、モータケースの貫通穴の長さをそれぞれ異ならせて同様の効果を得ることも可能である。また、端子軸は丸断面だけでなく、多角形であっても良い。さらに、本実施形態では、端子台の取り付けに関しては取付け性と記載し、さらにステータと端子台の結線作業を含む作業については組付け性と記載した。本実施形態では、取付け性及び組付け性を向上させている。
【符号の説明】
【0034】
1 トランスアクスル、10 モータケース、11 ステータ、12 引出し線、13,40,41 端子台、14 取付け台、15 コネクタケーブル、16 接続具、17 プレート、18 台座、19,19a,19b,19c 端子軸、21 端子板、22,22b,22c ロック突起、23,23a,23b,23c,25,25a ガイド、24,24a,24b,24c ひさし、26 Oリング押さえ、27 Oリング、31 コネクタ接続口、32 端子電極、33 貫通穴、34 接続部、35,36,37,38 ボルト。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータケースの内部に収容されたステータと電気的に接続するために前記モータケースの外部に取り付けられる端子台であって、
前記モータケースの外部と内部を連通する複数の貫通穴に嵌り合うように端子台の台座から前記モータケースの内部に延びる複数の端子軸を有し、
前記複数の端子軸のうち少なくとも一つの端子軸は、他の端子軸より先に前記貫通穴に案内されるように他の端子軸より長い端子軸であることを特徴とする端子台。
【請求項2】
請求項1に記載の端子台であって、
前記長い端子軸の先端に形成されて前記貫通穴の内周面を摺動する第1ガイドと、
前記長い端子軸の前記第1ガイドより前記台座に近く、前記長い端子軸より短い端子軸の先端に形成されて前記貫通穴の内周面を摺動する第2ガイドと、
前記長い端子軸のガイドであって前記第2ガイドから前記第1ガイドまでの間に形成されて前記貫通穴の内周面を摺動する第3ガイドと、
を有することを特徴とする端子台。
【請求項3】
請求項2に記載の端子台であって、
前記短い端子軸よりさらに短い端子軸を有し、
前記さらに短い端子軸は、前記第2ガイドより前記台座に近い位置に形成されたガイドであって前記貫通穴の内周面を摺動する第4ガイドを有することを特徴とする端子台。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか1項に記載の端子台であって、
前記長い端子軸は、前記端子台の中心部に配置された端子軸であることを特徴とする端子台。
【請求項5】
請求項1から3のいずれか1項に記載の端子台であって、
前記長い端子軸は、前記端子台の左右いずれかに配置された端子軸であることを特徴とする端子台。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2013−110817(P2013−110817A)
【公開日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−252737(P2011−252737)
【出願日】平成23年11月18日(2011.11.18)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】(000183406)住友電装株式会社 (6,135)
【Fターム(参考)】