車両

【課題】搭載スペースを増大させることなく、インバータと回転電機との間の相対的な配置関係が変化した場合においても、インバータと回転電機との電気的接続を維持させる。
【解決手段】車両１００は、インバータ３０と、筐体４０内に収容された回転電機３２，３４と、インバータ３０と回転電機３２，３４とを電気的に接続する電線と、を備える。該電線は、筐体４０内に収納された余長部を有し、インバータ３０と回転電機３２，３４との相対移動でインバータ３０と回転電機３２，３４との間の距離が増大すると、筐体４０内から該電線の少なくとも一部が引き出され、インバータ３０と回転電機３２，３４との間の電気的接続を維持する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータと回転電機とを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両は一般に、回転電機を備える。図９に例示する回転電機１０は、内側部分に中空部分を形成する、固定子としてのステータ１２と、ステータ１２の内側部分と対面し、シャフト１６を軸として回転可能な、回転子としてのロータ１４とを備える。
【０００３】
図９において、ステータ１２は、ステータコア１３と、ステータコア１３を巻回するステータコイル２２とを含み、構成されている。また、ステータコア１３の両端に突出するようにコイルエンド２２ａ，２２ｂが形成されている。
【０００４】
回転電機１０は、一般に、モータおよび発電機として機能し得るいわゆるモータジェネレータとして利用することができる。回転電機がモータとして機能するときには、二次電池や燃料電池などの電源からの直流電力を、必要に応じて昇圧コンバータを用いて所望の電圧に昇圧させて、インバータにより多相交流電力に変換した後にステータコイル２２に通電し、ロータ１４を回転させる。一方、回転電機が発電機として機能するときには、ロータ１４の回転によってステータコイル２２に流れる電流を取り出し、回生電力として二次電池に充電され、または補機等の駆動電力として消費される。
【０００５】
特許文献１には、エンジンルームに配置されたインバータと電動モータとを接続する高圧電線を束ね、車両前後方向に対してエンジンの後方に配策し、車両前方方向からの衝撃に伴う高圧電線の損傷を回避することについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３０６８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、例えば衝突など、車両が外力を受けることにより、車両に搭載したインバータおよび／または回転電機が、当初の適正な配置から移動することがある。このような場合において、インバータと回転電機とを電気的に接続する高圧電線（パワーケーブル）が損傷および／または断線するという不具合を回避するために、インバータと回転電機との間の直線距離に対して適当な余長を付加させた線路長を有するパワーケーブルを適用する態様が考えられる。
【０００８】
しかしながら、例えば引用文献１に記載の高圧電線に付加した余長部分を弛ませた状態で配策する態様では、パワーケーブルの曲げ半径が大きくなり、高圧電線の配策の自由度が小さくなる可能性がある。このため、体格が増大し、車両への搭載スペースが十分に確保できないという懸念があり得た。
【０００９】
本発明は、車両への搭載スペースを増大させることなく、インバータと回転電機との間の相対的な配置関係が変化した場合においても、インバータと回転電機との電気的接続を維持させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の構成は、以下の通りである。
【００１１】
（１）インバータと、筐体内に収容された回転電機と、前記インバータと前記回転電機とを電気的に接続する線路と、を備え、前記線路は、前記筐体内に収納された余長部を有し、前記インバータと前記回転電機との相対移動で前記インバータと前記回転電機との間の距離が増大すると前記筐体内から前記線路の少なくとも一部が引き出され、前記インバータと前記回転電機との間の電気的接続を維持する、車両。
【００１２】
（２）上記（１）に記載の車両において、前記余長部と前記インバータとの間に、前記線路が受ける外力が所定の負荷に満たないときには前記筐体内からの前記線路の引き出しを抑制し、前記線路が受ける外力が所定の負荷を超えたときには前記筐体内からの前記線路の引き出しを許容する規制機構を備える、車両。
【００１３】
（３）上記（２）に記載の車両において、前記規制機構は、前記線路の少なくとも一部と固設され、かつ基材に固定されており、前記線路が受ける外力が所定の負荷を超えると、前記規制機構の少なくとも一部が前記基材から離脱し、前記筐体内からの前記線路の引き出しを許容する、車両。
【発明の効果】
【００１４】
車両への搭載スペースを増大させることなく、インバータと回転電機との間の相対的な配置関係が変化した場合においても、インバータと回転電機との電気的接続を維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両の構成の概略を説明するための図である。
【図２】インバータと筺体内の回転電機との間の電気的接続の一例について説明するための図である。
【図３】規制機構４６の一例を説明するための断面拡大図である。
【図４】規制機構４６の作製方法の一例について説明するための図である。
【図５】規制機構４６の破断の様子について説明するための図である。
【図６】インバータと筺体内の回転電機との間の電気的接続の他の例について説明するための図である。
【図７】規制機構６６の一例を説明するための、断面および背面視した拡大図である。
【図８】規制機構６６の破断の様子について説明するための図である。
【図９】回転電機の構成の概略を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、各図面において同じ構成については同じ符号を付し、場合によってはその説明を省略する。また、図面中および各図面間における各部材の寸法比は必ずしも実際の寸法比に一致していない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態における車両に搭載された、インバータと回転電機とを電気的に接続する導電線路（線路）の配索例について示したものである。図１に示す車両１００は、インバータ３０と、トランスミッションまたはトランスアクスルを構成する筐体４０内に配置された回転電機３２，３４と、を備える。筐体４０がトランスアクスルを構成する場合には、筐体４０の内部に、回転電機３２および／または回転電機３４の回転を車輪（図示せず）に伝達するための差動装置またはデファレンシャルギア３６を併設することができる。
【００１８】
回転電機３２，３４はそれぞれ、インバータ３０と電気的に接続されている。より具体的には、各回転電機３２，３４のステータコイルを構成する、例えば三相動力線など、多相のステータ動力線の端部と、このステータ動力線に対応するようにインバータ３０から延出される複数の電線とが、回転電機３２，３４またはその近傍に設けられた、ここでは図示しない端子台上でそれぞれ電気的に接続されている。そして、インバータ３０から筐体４０内に延出される複数の電線は、１または複数本に束ねられ、例えば、架橋ポリエチレンなどの絶縁性材料により被覆されたパワーケーブル３８が構成されている。
【００１９】
車両１００に搭載されたインバータ３０が外力を受けて、例えば図１の右図に例示するように移動すると、筐体４０内に収容されていたパワーケーブル３８が筐体４０の外部に引き出される。このため、インバータ３０と筐体４０または回転電機３２，３４との間隔が広くなった場合でも、パワーケーブル３８が断線することなく、インバータ３０と回転電機３２，３４との間の電気的接続を維持することができる。
【００２０】
図２は、図１に示す車両１００における、インバータ３０と、筐体４０内に収容された回転電機３２との配設の一例について説明するための図である。ここでは、筐体４０内の回転電機３４やデファレンシャルギア３６の配置については省略し、以下、回転電機３２と筐体４０外部のインバータ３０との間の電気的接続にのみ着目して説明する。
【００２１】
図２において、回転電機３２のステータコアに巻回されたステータコイルから延出されたステータ動力線２２ｃの端部と、その一端がここでは図示しないインバータと電気的に接続されているパワーケーブル３８の端部とが、端子台２４上で電気的に接続されている。パワーケーブル３８には、端子台２４とインバータとの間であって、筐体４０内部に、パワーケーブル３８を弛ませて余裕を持たせた余長部４２が形成されており、筐体４０には、筐体４０内からのパワーケーブル３８の引き出しを規制する規制機構４６が設けられている。
【００２２】
図３は、図２に示す規制機構４６の一例を説明するための断面拡大図である。規制機構４６は、筐体４０の内部に余長部が収容されたパワーケーブル３８の引き出しを規制する規制フランジ４８と、筐体４０との間で規制フランジ４８を押圧挟持し、固定するための押圧フランジ５０と、を備える。
【００２３】
図４は、図３に示す規制機構４６の作製方法の一例について説明するための図である。図４に示すように、規制フランジ４８は、パワーケーブル３８の周囲を覆うように形成された筒形状の主部４８ａと、主部４８ａの外周部分に延出する鍔部４８ｂとを備える。規制フランジ４８は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂や、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）など、所望の剛性および電気絶縁性を兼備する部材で構成されており、主部４８ａと鍔部４８ｂとの境界部分には、過度の外力を受けると破断するよう、主部４８ａや鍔部４８ｂの他の部位と比較して狭幅のネック部４８ｃが形成されている。主部４８ａは、パワーケーブル３８の外周部分に例えばエラストマーなどの所望の接着性およびシール性を有する接着剤５２を用いて接着、固定されている。
【００２４】
一方、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで作製することができる筐体４０には、主部４８ａを嵌め込み、固定するための開口５６が形成されている。また、開口５６の周囲には、鍔部４８ｂおよび流体シール部材５４を収容し、装着するための装着溝５８が形成されている。流体シール部材５４は、回転電機を冷却するための冷却液および／またはＡＴフルード（ＡＴＦ）などの液状の流体が、筐体４０内から外部に漏出するのを防止するために設けられるもので、例えば、Ｏリングとも称される環状パッキンを適用することができる。
【００２５】
押圧フランジ５０は、装着溝５８に装着された鍔部４８ｂに対応するように形成されており、例えば、環状構造を有することができる。押圧フランジ５０は、規制フランジ４８を押圧保持することができる程度の剛性を有する部材で作製することができ、例えば、規制フランジ４８または筐体４０と同じ材料を用いて作製することができる。押圧フランジ５０を、例えばボルトやネジなどの図示しない締結部材により固定すると、筐体４０と押圧フランジ５０との間で鍔部４８ｂが押圧挟持され、規制機構４６が作製される。
【００２６】
このようにして作製された規制機構４６を備えることにより、通常時、つまりパワーケーブル３８が受ける外力が所定の負荷に満たないときには、パワーケーブル３８の余長部４２（図２参照）は、筐体４０内に留まったままである。一方、パワーケーブル３８が筐体４０の外側方向、つまり図５の矢印方向に過度に引っ張られると、規制フランジ４８が、ネック部４８ｃおよびその近傍で破断する。そして、パワーケーブル３８が主部４８ａとともに筐体４０から離脱し、筐体４０の外側、つまりインバータ方向に引き出される。このため、パワーケーブル３８に過度の負荷が加わる場合においても、パワーケーブル３８は断線しない。
【００２７】
本実施の形態によれば、最大で余長部４２の長さだけ筐体４０の内部からパワーケーブル３８が引き出されることができる。このため、予め適切な長さの余長部４２を設けたパワーケーブル３８を適用することにより、筐体４０の内部に収容された回転電機３２，３４と、インバータ３０（図１参照）との間の電気的接続が維持される。また、筐体４０の内部に収容された余長部４２を含むパワーケーブル３８の大部分は、通常時は外部に露出していないため、過度に機械的強度を向上させる必要がない。このため、筐体４０の外側に余長部を設けた場合と比較してパワーケーブルを含む線路の曲げ半径を小さくすることができる。
【００２８】
図６は、図１に示す車両１００における、インバータ３０と、筐体４０内に収容された回転電機３２との他の配設例について説明するための図である。規制機構４６とパワーケーブル３８に形成された余長部４２とに代えて、規制機構６６とステータ動力線２２ｃに形成された余長部６２とを備えることを除き、図２に示した配設例とほぼ同様の構成を有している。
【００２９】
図６において、ステータ動力線２２ｃには、回転電機３２と、回転電機３２の近傍に設けられる端子台２４との間に、ステータ動力線２２ｃを弛ませて余裕を持たせた余長部６２が形成されている。端子台２４には、筐体４０内からのパワーケーブル３８および場合によってはステータ動力線２２ｃの引き出しを規制する規制機構６６が設けられている。
【００３０】
なお、説明を単純にするために、図６および以下の説明では、端子台２４上で一本のステータ動力線２２ｃおよびパワーケーブル３８が接続された例を示しているが、複数のステータ動力線および対応するパワーケーブル３８を一つの端子台２４上でそれぞれ電気的に接続させる態様としてもよく、ステータ動力線２２ｃごとにそれぞれ別の端子台２４上で対応するパワーケーブル３８と電気的に接続させる態様としてもよい。
【００３１】
図７は、図６に示す規制機構６６の一例を説明するための、断面および背面視した拡大図である。規制機構６６は、例えばＰＰＳ樹脂など、所望の剛性および電気絶縁性を兼備する部材で構成された端子台２４と、端子台２４上に固定され、互いに電気的に接続されたパワーケーブル３８およびステータ動力線２２ｃと、を備える。
【００３２】
電気的に接続させる際の接触抵抗を低減させるためにそれぞれ端末処理されたパワーケーブル３８の端部７４およびステータ動力線２２ｃの端部７６が、締結部材７２，７３により固定されている。また、短絡を防止するために、端子台２４と接触する凹型締結部材７３（例えば、ナット）と、凸型締結部材７２（例えば、ボルト）の先端部分７２ａはそれぞれ、例えば、ＰＰＳ樹脂などの、絶縁性を有する部材で作製することができる。
【００３３】
また、端子台２４の背面２６側には、締結部材７２，７３による締結領域を囲むように円または多角形状の環状溝７０が形成されており、全体としてほぼ均一な厚みを有する端子台２４における薄肉部を構成している。このような構成を有する規制機構６６は、パワーケーブル３８が過度の外力を受けるように引っ張られると、環状溝７０と、環状溝７０に対応する端子台２４の表面との間で破断する。そして、図８に示すように、パワーケーブル３８およびステータ動力線２２ｃの接続部分が、端子台片２４ａとともに端子台２４から離脱し、図６に示す筐体４０の外側、つまりインバータ方向に引き出される。このため、パワーケーブル３８に過度の負荷が加わる場合においても、パワーケーブル３８およびステータ動力線２２ｃは断線しない。
【００３４】
本実施の形態によれば、最大で余長部６２の長さだけ筐体４０の内部からパワーケーブル３８およびステータ動力線２２ｃが引き出されることができる。このため、予め適切な長さの余長部６２を設けたステータ動力線２２ｃを適用することにより、筐体４０の内部に収容された回転電機３２，３４と、インバータ３０（図１参照）との間の電気的接続が維持される。また、筐体４０の内部に収容された余長部６２を含むステータ動力線２２ｃの大部分は、通常時は外部に露出していないため、過度に機械的強度を向上させる必要がなく、一般に用いられる材料で作製されたステータ動力線２２ｃをそのまま適用することができる。このため、筐体４０の外側に余長部を設けた場合と比較してパワーケーブルおよびステータ動力線２２ｃを含む線路の曲げ半径を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ハイブリッド自動車、電気自動車等の、インバータと回転電機とを電気的に接続する線路を有する車両において利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０回転電機、１２ステータ、１３ステータコア、１４ロータ、１６シャフト、２２ステータコイル、２２ａ，２２ｂコイルエンド、２２ｃステータ動力線、２４端子台、２４ａ端子台片、２６背面、３０インバータ、３２，３４回転電機、３６デファレンシャルギア、３８パワーケーブル、４０筐体、４２，６２余長部、４６，６６規制機構、４８規制フランジ、４８ａ主部、４８ｂ鍔部、４８ｃネック部、５０押圧フランジ、５２接着剤、５４流体シール部材、５６開口、５８装着溝、７０環状溝、７２，７３締結部材、１００車両。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータと、
筐体内に収容された回転電機と、
前記インバータと前記回転電機とを電気的に接続する線路と、
を備え、
前記線路は、前記筐体内に収納された余長部を有し、
前記インバータと前記回転電機との相対移動で前記インバータと前記回転電機との間の距離が増大すると前記筐体内から前記線路の少なくとも一部が引き出され、前記インバータと前記回転電機との間の電気的接続を維持することを特徴とする車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両において、
前記余長部と前記インバータとの間に、前記線路が受ける外力が所定の負荷に満たないときには前記筐体内からの前記線路の引き出しを抑制し、前記線路が受ける外力が所定の負荷を超えたときには前記筐体内からの前記線路の引き出しを許容する規制機構を備えることを特徴とする車両。
【請求項３】
請求項２に記載の車両において、
前記規制機構は、前記線路の少なくとも一部と固設され、かつ基材に固定されており、
前記線路が受ける外力が所定の負荷を超えると、前記規制機構の少なくとも一部が前記基材から離脱し、前記筐体内からの前記線路の引き出しを許容することを特徴とする車両。

【図１】