DE112008001219T5

DE112008001219T5 - Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, drehende elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE112008001219T5
Application number: DE112008001219T
Authority: DE
Inventors: Kei Toyota-shi Sasaki; Yasumasa Toyota-shi Goto; Norihiko Toyota-shi Akao
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-05-29
Also published as: CN101730969B; JP2008301561A; US8482172B2; CN101730969A; US20120235524A1; DE112008001219B4; US20100148615A1; WO2008146945A1; US8492947B2; JP4743167B2

Abstract

Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das an einer Endfläche in einer axialen Richtung eines Stators der drehenden elektrischen Maschine montiert ist, und das aufweist:
ein ringförmiges Sammelschienengehäuse (100), das eine Nut (100A bis 100D) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung erstreckt; und
eine Sammelschiene (11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41), die in die Nut (100A bis 100D) eingebracht ist,
wobei das Sammelschienengehäuse (100) einen Führungsabschnitt (102) zum Bestimmen einer Phase einer Drehung des Sammelschienengehäuses (100) um die axiale Richtung aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, eine drehende elektrische Maschine und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das eine Sammelschiene aufweist, eine drehende elektrische Maschine, die das Anschlussmodul aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise wurde eine ringförmige Sammelschiene auf einer axialen Endfläche eines zylindrischen Statorkerns vorgesehen. Eine derartige Sammelschiene ist beispielsweise in den Japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 2006-180615 (Patentdokument 1), 2005-65374 (Patentdokument 2), 2003-134724 (Patentdokument 3) und der Internationalen Veröffentlichung Nr. WO04/010562 (Patentdokument 4) beschrieben.
Außerdem beschreibt die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-336897 (Patentdokument 5) einen Anker einer drehenden elektrischen Maschine, der eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweist, die eine Position eines Verdrahtungssubstrates in Bezug auf einen Isolator definiert.
Um die Herstellungskosten einer drehenden elektrischen Maschine zu verringern und eine Massenfertigung derselben zu ermöglichen, ist es wünschenswert, ein Anschlussmodul einschließlich einer Sammelschiene automatisch zu montieren.
Es bestand das Problem, dass es bei den in den Patendokumenten 1 bis 4 beschriebenen Strukturen schwierig ist, eine Phase einer Drehung einer Sammelschiene um eine axiale Richtung, eine Position einer Form für ein Gießharz und Ähnliches automatisch zu bestimmen, und ein Anschlussmodul automatisch zu montieren.
Beschreibung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das in der Lage ist, Herstellungskosten der drehenden elektrischen Maschine zu verringern und für eine Massenfertigung geeignet ist, eine drehende elektrische Maschine, die das Anschlussmodul aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen.
Ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das an einer Endfläche in einer axialen Richtung eines Stators der drehenden elektrischen Maschine montiert ist.
Gemäß einem Aspekt enthält das oben beschriebene Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine ein ringförmiges Sammelschienengehäuse, das eine Nut aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung erstreckt, und eine Sammelschiene, die in die Nut eingepasst bzw. eingebracht ist. Das Sammelschienengehäuse weist einen Führungsabschnitt zum Bestimmen einer Phase einer Drehung des Sammelschienengehäuses um die axiale Richtung auf.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die Phase der Drehung des Sammelschienengehäuses durch Einbringen eines Führungsstiftes in den Führungsabschnitt bestimmt werden, und somit kann das Anschlussmodul automatisch an dem Stator montiert werden. Demzufolge können die Herstellungskosten der drehenden elektrischen Maschine verringert werden, und es kann eine Massenfertigung erfolgen.
Vorzugsweise enthält die Sammelschiene in dem Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das oben beschrieben ist, mehrere Elemente, die in einer radialen Richtung des Sammelschienengehäuses angeordnet sind, und der Führungsabschnitt ist an einer Position vorgesehen, bei der sämtliche Elemente, die in der radialen Richtung des Sammelschienengehäuses angeordnet sind, in der Umfangsrichtung des Sammelschienengehäuses unterteilt sind.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der Führungsabschnitt effektiv unter Verwendung eines Zwischenraumes in dem Sammelschienengehäuse ausgebildet werden, bei dem die Sammelschiene nicht ausgebildet ist. Dadurch kann das Anschlussmodul an dem Stator ohne eine Verringerung der Größe des Anschlussmoduls zu verhindern, automatisch montiert werden.
Als ein Beispiel enthält die Sammelschiene in dem Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das oben beschrieben ist, mehrere Elemente, die neutrale Punkte der drehenden elektrischen Maschine bilden, und der Führungsabschnitt ist zwischen den Elementen, die die neutralen Punkte bilden, vorgesehen.
Gemäß einem anderen Aspekt enthält das oben beschriebene Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine ein ringförmiges Sammelschienengehäuse, das eine Nut aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung erstreckt, eine Sammelschiene, die in die Nut eingepasst bzw. eingebracht ist, und einen Verbinderabschnitt, der einen Anschluss aufweist, der die Sammelschiene mit einem externen Draht verbindet. Der Verbinderabschnitt weist einen Führungsabschnitt zum Bestimmen einer Position einer Form für einen Gießharzabschnitt, der das Sammelschienengehäuse ausgießt bzw. -formt, auf.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die Position der Form durch Einbringen eines Führungsstiftes in den Führungsabschnitt bestimmt werden, und somit kann die Form automatisch montiert werden. Demzufolge können die Herstellungskosten der drehenden elektrischen Maschine verringert werden, und es kann eine Massenfertigung erfolgen.
Eine drehende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Statorkern, der einen Zahn aufweist, einen Isolator, der an den Zahn angepasst ist, eine Statorwicklung, die um den Isolator gewickelt ist, und das Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das oben beschrieben ist. Der Isolator weist einen Eingriffsabschnitt auf, der in das Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine eingreift.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann ein Eingriff zwischen dem Isolator und dem Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine den Isolator und die Statorwicklung, die um den Isolator gewickelt ist, sichern.
Gemäß einem Aspekt enthält ein Verfahren zum Herstellen einer drehenden elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte: Halten eines ringförmigen Anschlussmoduls für eine drehende elektrische Maschine durch einen Halter, während eine Phase einer Drehung des Anschlussmoduls um eine axiale Richtung durch Einbringen eines Führungsstiftes in einen Führungsabschnitt, der in dem Anschlussmodul ausgebildet ist, bestimmt wird, und Montieren des Anschlussmoduls, das von dem Halter gehalten wird, an einem Statorkern.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren kann das Anschlussmodul durch Bestimmen der Phase einer Drehung des Anschlussmoduls um die axiale Richtung unter Verwendung des Führungsabschnittes automatisch an dem Statorkern montiert werden. Demzufolge können die Herstellungskosten der drehenden elektrischen Maschine verringert werden, und es kann eine Massenfertigung erfolgen.
Gemäß einem anderen Aspekt enthält ein Verfahren zum Herstellen einer drehenden elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte: Halten eines ringförmigen Anschlussmoduls für eine drehende elektrische Maschine durch einen Halter, Montieren des Anschlussmoduls, das von dem Halter gehalten wird, an einem Statorkern, und Bestimmen einer Position einer Form zum Gießen eines Harzes durch Einbringen eines Führungsstiftes in einen Führungsabschnitt, der in dem Anschlussmodul ausgebildet ist, und Vergießen des Anschlussmoduls, das an dem Statorkern montiert ist, mit Harz unter Verwendung der Form.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren kann die Form automatisch durch Bestimmen der Position der Form für ein Gießen mit Harz unter Verwendung des Führungsabschnittes montiert werden. Demzufolge können die Herstellungskosten der drehenden elektrischen Maschine verringert werden, und es kann eine Massenfertigung erfolgen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Herstellungskosten der drehenden elektrischen Maschine verringert werden, und es kann eine Massenfertigung durchgeführt werden, wie es oben beschrieben ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass zwei oder mehr der oben beschriebenen Konfigurationen in geeigneter Weise kombiniert werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die schematisch eine Konfiguration eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zeigt, das ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Stator zeigt, der ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
3 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Gießharzabschnitt an dem Stator, der in 2 gezeigt ist, vorgesehen ist.
4 ist eine Querschnittansicht des Stators, der in 3 gezeigt ist.
5 ist eine Ansicht, die schematisch einen Verbindungszustand von Sammelschienen in dem Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das in 2 gezeigt ist, zeigt.
6 ist eine Querschnittansicht, die eine Schiene zeigt, die in dem Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das in 2 gezeigt ist, enthalten ist.
7 ist eine Ansicht, die einen Prozess zum Montieren des Anschlussmoduls für eine drehende elektrische Maschine, das in 2 gezeigt ist, an dem Stator zeigt.
8 ist eine vergrößerte Ansicht der Peripherie eines Verbinderabschnitts in dem Stator, der in 2 gezeigt ist.
9 ist eine Ansicht von oben, die eine Modifikation des Stators zeigt, der ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
10 ist eine Querschnittansicht des Stators, der in 9 gezeigt ist.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Beste Modi zum Ausführen der Erfindung
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass identische oder entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
Wenn eine Anzahl, Menge oder Ähnliches in der im Folgenden beschriebenen Ausführungsform genannt ist, ist der Bereich der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise auf eine derartige Anzahl, Menge oder Ähnliches beschränkt, wenn es nicht gesondert erwähnt ist. Außerdem ist jede Komponente in der im Folgenden beschriebenen Ausführungsform nicht notwendigerweise für die Erfindung wesentlich, wenn es nicht anderweitig bestimmt ist. Außerdem sollen, wenn im Folgenden mehrere Ausführungsformen angegeben sind, Merkmale der Ausführungsformen in geeigneter Weise kombinierbar sein, wenn es nicht anderweitig bestimmt ist.
1 ist eine Ansicht, die ein Hybridfahrzeug (HV), das ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, zeigt. In der vorliegenden Erfindung ist ein „elektrisch angetriebenes Fahrzeug” nicht auf ein Hybridfahrzeug beschränkt und die beinhaltet ebenfalls beispielsweise ein Brennstoffzellenfahrzeug und ein Elektrofahrzeug.
Gemäß 1 ist das Hybridfahrzeug derart ausgelegt, dass es einen Stator 10, einen Rotor 20, eine Welle 30, einen Untersetzungsmechanismus 40, einen Differenzialmechanismus 50, einen Antriebswellenaufnahmeabschnitt 60, eine PCU (Energiesteuereinheit) 70 und eine Batterie 80 als eine ladbare/entladbare Sekundärbatterie enthält.
Der Stator 10 und der Rotor 20 bilden eine drehende elektrische Maschine (beispielsweise Motor-Generator), die eine Funktion als Elektromotor oder elektrischer Energiegenerator aufweist. Der Rotor 20 ist an der Welle 30 montiert. Die Welle 30 wird von einem Gehäuse für eine Antriebseinheit über ein Lager drehbar getragen.
Der Stator 10 weist einen ringförmigen Statorkern auf. Der Statorkern ist durch Stapeln plattenähnlicher magnetischer Körper wie zum Beispiel aus Eisen, einer Eisenlegierung oder Ähnlichem ausgebildet. Der Statorkern weist eine Innenumfangsfläche auf, die mehrere Statorzähne und einen Schlitz als einen Einschnitt, der zwischen den Statorzähnen ausgebildet ist, aufweist. Der Schlitz ist derart vorgesehen, dass er in Richtung des Innenumfangs des Statorkerns geöffnet ist.
Statorwicklungen einschließlich einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase als drei Wicklungsphasen sind um die Zähne derart gewickelt, dass sie in den Schlitz eingepasst bzw. eingebracht sind. Die U-Phase, die V-Phase und W-Phase sind derart gewickelt, dass sie auf dem Umfang gegeneinander versetzt sind. Die Statorwicklungen sind mit der PCU 70 über ein Energieversorgungskabel verbunden. Die PCU 70 ist mit der Batterie 80 über ein Energieversorgungskabel elektrisch verbunden. Dadurch sind die Batterie 80 und die Statorwicklungen elektrisch miteinander verbunden.
Ein Antriebsausgang von dem Motor-Generator, der den Stator 10 und den Rotor 20 enthält, wird von dem Untersetzungsmechanismus 40 an den Antriebswellenaufnahmeabschnitt 60 über den Differenzialmechanismus 50 übertragen. Antriebsenergie, die an den Antriebswellenaufnahmeabschnitt 60 übertragen wird, wird als Drehkraft auf Räder (nicht gezeigt) über eine Antriebswelle (nicht gezeigt) übertragen, um ein Fahren des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Im Gegensatz dazu werden während eines regenerativen Bremsens des Hybridfahrzeugs die Räder durch eine Trägheitskraft einer Fahrzeugskarosserie gedreht. Der Motor-Generator wird durch die Drehkraft von den Rädern über den Antriebswellenaufnahmeabschnitt 60, den Differenzialmechanismus 50 und den Untersetzungsmechanismus 40 angetrieben. Dabei wird der Motor-Generator als ein elektrischer Energiegenerator betrieben. Elektrische Energie, die von dem Motor-Generator erzeugt wird, wird in der Batterie 80 über einen Inverter innerhalb der PCU 70 gespeichert.
Die 2 und 3 sind perspektivische Ansichten, die einen Stator 10 zeigen (2: vor dem Ausbilden eines Gießharzes, 3: nach dem Ausbilden des Gießharzes), und 4 ist eine Querschnittansicht des Stators 10. Gemäß den 2 bis 4 ist der Stator 10 derart aufgebaut, dass er einen Statorkern 110, Statorwicklungen, Sammelschienen, mit denen die Statorwicklungen verbunden sind, ein Anschlussmodul 1, an dem die Sammelschienen befestigt sind, einen Gießharzabschnitt 120, einen Verbinderabschnitt 130 und einen Isolator 140 enthält.
Wie es in 2 gezeigt ist, enthalten die Statorwicklungen erste bis vierte U-Phasenwicklungen 11U bis 14U, erste bis vierte V-Phasenwicklungen 11V bis 14V und erste bis vierte W-Phasenwicklungen 11W bis 14W.
Die U-Phasenwicklung 11U ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 511U um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 511U weist ein Ende auf, das mit einem ersten U-Phasenwicklungsanschluss 411U verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem ersten U-Phasenwicklungsanschluss 1111U verbunden ist.
Die erste V-Phasenwicklung 11V ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 511V um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 511V weist ein Ende auf, das mit einem ersten V-Phasenwicklungsanschluss 1211V verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem ersten V-Phasenwicklungsanschluss 2111V verbunden ist.
Die erste W-Phasenwicklung 11W ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 511W um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 511W weist ein Ende auf, das mit einem ersten W-Phasenwicklungsanschluss 2211W verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem ersten W-Phasenwicklungsanschluss 3111W verbunden ist.
Die zweite U-Phasenwicklung 12U ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 512U um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 512U weist ein Ende auf, das mit einem zweiten U-Phasenwicklungsanschluss 3212U verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem zweiten U-Phasenwicklungsanschluss 4112U verbunden ist.
Die zweite V-Phasenwicklung 12V ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 512V um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 512V weist ein Ende auf, das mit einem zweiten V-Phasenwicklungsanschluss 3212V verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem zweiten V-Phasenwicklungsanschluss 1212V verbunden ist.
Die zweite W-Phasenwicklung 12W ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 512W um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 512W weist ein Ende auf, das mit einem zweiten W-Phasenwicklungsanschluss 3212W verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem zweiten W-Phasenwicklungsanschluss 2212W verbunden ist.
Die dritte U-Phasenwicklung 13U ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 513U um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 513U weist ein Ende auf, das mit einem dritten U-Phasenwicklungsanschluss 3313U verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem dritten U-Phasenwicklungsanschluss 1313U verbunden ist.
Die dritte V-Phasenwicklung 13V ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 513V um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 513V weist ein Ende auf, das mit einem dritten V-Phasenwicklungsanschluss 3313V verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem dritten V-Phasenwicklungsanschluss 2313V verbunden ist.
Die dritte W-Phasenwicklung 13W ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 513W um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 513W weist ein Ende auf, das mit einem dritten W-Phasenwicklungsanschluss 3313W verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem dritten W-Phasenwicklungsanschluss 3413W verbunden ist.
Die vierte U-Phasenwicklung 14U ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 514U um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 514U weist ein Ende auf, das mit einem vierten U-Phasenwicklungsanschluss 1314U verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem vierten U-Phasenwicklungsanschluss 1114U verbunden ist.
Die vierte V-Phasenwicklung 14V ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 514V um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 514V weist ein Ende auf, das mit einem vierten V-Phasenwicklungsanschluss 2314V verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem vierten V-Phasenwicklungsanschluss 2114V verbunden ist.
Die vierte W-Phasenwicklung 14W ist durch Wickeln eines Leitungsdrahtes 514W um einen Zahn ausgebildet. Der Leitungsdraht 514W weist ein Ende auf, das mit einem vierten W-Phasenwicklungsanschluss 3414W verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem vierten W-Phasenwicklungsanschluss 3114W verbunden ist.
Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, ist jeder Wicklungsanschluss derart vorgesehen, dass er von einer Schiene 100 vorsteht. Der Anschluss weist einen Einschnitt zum Aufnehmen eines jeweiligen Leitungsdrahtes auf, um eine Verbindung zwischen dem Leitungsdraht und dem Anschluss zu gewährleisten. Jede Wicklung wird um den Isolator 140 gewickelt und als eine Kassettenwicklung ausgebildet, bevor sie an dem Stator 110 montiert wird.
Gemäß den 3 und 4 sind die Schiene und die Wicklungen, die an dem Statorkern 110 vorgesehen sind, durch einen Gießharzabschnitt 120, der aus Harz besteht, umgossen. Dadurch werden die Positionen der Wicklungen auf zuverlässiger Weise bestimmt, und eine Isolierung zwischen benachbarten Wicklungen ist gewährleistet. Es wird darauf hingewiesen, dass hinsichtlich des Gießens unter Verwendung eines Harzes, wie es oben beschrieben ist, die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausbildung eines gegossenen Körpers begrenzt ist, wie es in den 3 und 4 gezeigt ist, sondern dass die vorliegende Erfindung eine Konfiguration verwenden kann, bei der ein Isolierharz wie zum Beispiel Lack auf Oberflächen von Wicklungen aufgebracht wird, um die Bestimmung von Positionen der Wicklungen zu gewährleisten.
5 ist eine Ansicht, die schematisch einen Verbindungszustand von Sammelschienen in dem Anschlussmodul 1 zeigt, und 6 ist eine Querschnittsansicht, die die Schiene 100, die in dem Anschlussmodul 1 enthalten ist, zeigt.
Gemäß den 5 und 6 sind in der Schiene 100 mehrere Nuten 100A, 100B, 100C und 100D von einer Innenumfangsseite zu einer Außenumfangsseite der Schiene 100 ausgebildet. Jede der Nuten 100A, 100B, 100C und 100D weist eine Gestalt auf, die in ihrer Erstreckung unterbrochen ist.
Die Sammelschienen enthalten erste Sammelschienen 11 bis 13, zweite Sammelschienen 21 bis 23, dritte Sammelschienen 31 bis 34 und eine vierte Sammelschiene 41.
Die ersten Sammelschienen 11, 12 und 13 sind in die Nut 100A eingebracht. Die erste Sammelschiene 11 ist mit dem ersten U-Phasenwicklungsanschluss 1111U und dem vierten U-Phasenwicklungsanschluss 1114U versehen. Außerdem ist ein Verbinderanschluss 130U an der ersten Sammelschiene 11 befestigt. Elektrische Energie wird von dem Verbinderanschluss 130U zugeführt, und die elektrische Energie wird zu der ersten Sammelschiene 11 übertragen. Die erste Sammelschiene 12 ist mit dem ersten V-Phasenwicklungsanschluss 1211V und dem zweiten V-Phasenwicklungsanschluss 1212V versehen. Die erste Sammelschiene 13 ist mit dem dritten U-Phasenwicklungsanschluss 1313U und dem vierten U-Phasenwicklungsanschluss 1314U versehen.
Die zweiten Sammelschienen 21, 22 und 23 sind in die Nut 100B eingebracht. Die zweite Sammelschiene 21 ist mit dem ersten V-Phasenwicklungsanschluss 2011V und dem vierten V-Phasenwicklungsanschluss 2114V versehen. Außerdem ist ein Verbinderanschluss 130V an der zweiten Sammelschiene 21 befestigt. Elektrische Energie wird von dem Verbinderanschluss 130V zugeführt, und die elektrische Energie wird an die zweite Sammelschiene 21 übertragen. Die zweite Sammelschiene 22 ist mit dem ersten W-Phasenwicklungsanschluss 2211W und dem zweiten W-Phasenwicklungsanschluss 2212W versehen. Die zweite Sammelschiene 23 ist mit dem dritten V-Phasenwicklungsanschluss 2313V und dem vierten V-Phasenwicklungsanschluss 2314V versehen.
Die dritten Sammelschienen 31, 32, 33 und 34 sind in die Nut 100c eingebracht. Die dritte Sammelschiene 31 ist mit dem vierten W-Phasenwicklungsanschluss 3114W und dem ersten W-Phasenwicklungsanschluss 3111W versehen. Außerdem ist ein Verbinderanschluss 130W an der dritten Sammelschiene 31 befestigt. Elektrische Energie wird von dem Verbinderanschluss 130W zugeführt, und die elektrische Energie wir an die dritte Sammelschiene 31 übertragen. Die dritte Sammelschiene 32 ist mit dem zweiten U-Phasenwicklungsanschluss 3212U, dem zweiten V-Phasenwicklungsanschluss 3212V und dem zweiten W-Phasenwicklungsanschluss 3212W versehen. Die dritte Sammelschiene 33 ist mit dem dritten U-Phasenwicklungsanschluss 3313U, dem dritten V-Phasenwicklungsanschluss 3313V und dem dritten W-Phasenwicklungsanschluss 3313W versehen. Die dritten Sammelschienen 32 und 33 dienen jeweils als ein neutraler Punkt, der die U-Phasenwicklung, die V-Phasenwicklung und die W-Phasenwicklung miteinander verbindet. Die vierte Sammelschiene 34 ist mit dem dritten W-Phasenwicklungsanschluss 3413W und dem vierten W-Phasenwicklungsanschluss 3414W versehen.
Die vierte Sammelschiene 41 ist in die Nut 100D eingebracht. Die vierte Sammelschiene 41 ist mit dem ersten U-Phasenwicklungsanschluss 4111U und dem zweiten U-Phasenwicklungsanschluss 4112U versehen.
Obwohl 5 einen Drei-Phasen-Wechselstrommotor in Sternschaltung zeigt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auch für einen Drei-Phasen-Wicklungsmotor mit Deltaschaltung verwendet werden.
Im Folgenden wird ein Prozess zum Montieren eines Anschlussmoduls 1 an dem Stator 10 mit Bezug auf 7 beschrieben. Gemäß 7 weist das Anschlussmodul 1 einen Positionsbestimmungsstift 101 und ein Positionsbestimmungsloch 102 auf. Außerdem ist ein Positionsbestimmungsstifteinführungsloch 111 in einer axialen Endfläche des Statorkerns 110 an einem Ort ausgebildet, der dem Positionsbestimmungsstift 101 entspricht.
Wenn das Anschlussmodul 1 auf der axialen Endfläche des Statorkerns 110 angeordnet wird, wird der Positionsbestimmungsstift 101 in das Positionsbestimmungsstifteinführungsloch 111 eingeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Anschlussmodul 1 durch einen Halter gehalten und in diesem Zustand automatisch an dem Statorkern 110 montiert. Da das Phasenbestimmungsloch 102 in dem Anschlussmodul 1 ausgebildet ist, wird eine Phase einer Drehung des Anschlussmoduls 1, das von dem Halter gehalten wird, durch Einführen eines Führungsstiftes, der an dem Halter befestigt ist, in das Phasenbestimmungsloch 102 bestimmt. Dieses ermöglicht eine automatische Montage des Anschlussmoduls 1.
Obwohl 7 ein Beispiel des Montierens des Anschlussmoduls 1 an dem Statorkern 110, der mit Kassettenwicklungen montiert ist, zeigt, wird in einem typischen Beispiel das Anschlussmodul 1 an dem Statorkern 110 montiert, und dann werden Kassettenwicklungen an dem Statorkern 110 montiert.
Nach der Montage des Anschlussmoduls 1 an dem Statorkern 110 wird der Gießharzabschnitt 120 unter Verwendung einer Form ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Positionsbestimmungsloch 131 in einem Verbinderabschnitt 130 ausgebildet, wie es in 8 gezeigt ist, und eine Position der Form für den Gießharzabschnitt 120 wird durch Einführen eines Führungsstiftes, der an der Form befestigt ist, in das Positionsbestimmungsloch 131 bestimmt. Dieses ermöglicht eine automatische Montage der Form.
Wie es oben beschrieben ist, können, da das Anschlussmodul 1 und die Form in der vorliegenden Ausführungsform automatisch montiert werden können, die Herstellungskosten des Stators 10 verringert werden, und es kann eine Massenfertigung durchgeführt werden.
Anstelle des oben beschriebenen Phasenbestimmungsloches 102 kann eine Vorstehung ausgebildet sein, und ein Einschnitt, der in die Vorstehung eingreift, kann an einem spitzen Ende des Führungsstiftes, der an dem Halter befestigt ist, vorgesehen sein. Außerdem kann anstelle des Positionsbestimmungsloches 131, das oben beschrieben ist, eine Vorstehung ausgebildet sein, und ein Einschnitt, der in die Vorstehung eingreift, kann an einem spitzen Ende des Führungsstiftes, der an der Form befestigt ist, vorgesehen sein.
9 ist eine Ansicht von oben, die eine Modifikation des Stators 10 zeigt, und 10 ist eine Querschnittsansicht des Stators 10, der in 9 gezeigt ist. Gemäß den 9 und 10 ist gemäß der vorliegenden Modifikation ein Vorstehungsabschnitt 141, der von einer hinteren Fläche des Isolators 140 radial auswärts des Stators 10 vorsteht, vorgesehen, und der Vorstehungsabschnitt 141 greift in die Schiene 100 in dem Anschlussmodul 1 ein. Dadurch können der Isolator 140 und die Statorwicklungen, die um den Isolator 140 gewickelt sind, gesichert werden.
In einem Fall, in dem der Isolator 140 keinen Vorstehungsabschnitt 141 aufweist, ist es notwendig, den Statorkern 110 mit einem Eingriffsabschnitt wie zum Beispiel einer Nut vorzusehen, die in den Isolator 140 eingreift, um den Isolator 140 zu sichern. In einem Fall, in dem eine derartige Nut vorgesehen ist, kann ein Bruch an dem Abschnitt auftreten, oder der Kern weist eine verringerte Breite auf und der magnetische Fluss neigt zur Sättigung, und somit besteht die Befürchtung, dass der Ausgang der drehenden elektrischen Maschine beeinflusst werden kann. Im Gegensatz dazu besteht in einem Fall, in dem der Vorstehungsabschnitt 141 wie oben beschrieben vorgesehen ist, keine Notwendigkeit, eine Nut oder Ähnliches in dem Statorkern 110 vorzusehen, einen Bruch in dem Kern zu unterdrücken, die Kernbreite zu verringern und Ähnliches. Da der Isolator 140 das Anschlussmodul 1 von oben drückt, kann ein Aufsteigen bzw. Anheben des Anschlussmoduls 1 verhindert werden.
Obwohl 9 zeigt, dass jeweils zwei Vorstehungsabschnitte 141 an der ersten V-Phasenwicklung 11V als auch der ersten W-Phasenwicklung 11W vorgesehen sind, wird nur eine Kassettenwicklung, die mit dem Vorstehungsabschnitt 141 versehen ist, nach Bedarf geändert. Typischerweise sind sämtliche Kassettenwicklungen mit Vorstehungsabschnitten 141 versehen. Jede Kassettenwicklung kann mit einem Vorstehungsabschnitt 141 oder drei oder mehr Vorstehungsabschnitten 141 versehen sein.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Stators 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 11 beschrieben. Wie es in 11 gezeigt ist, beinhaltet das Verfahren zum Herstellen des Stators 10 die Schritte: Halten des Anschlussmoduls 1 (Sammelschienenmodul) durch einen Halter (S10), Montieren des Anschlussmoduls 1, das von dem Halter gehalten wird, an dem Statorkern 110 (S20) und Ausbilden eines Gießharzabschnitts 120 durch Vergießen des Anschlussmoduls 1, das an dem Statorkern 110 angebracht ist (S30), mit Harz.
Wenn das Anschlussmodul 1 in Schritt S10 von dem Halter gehalten wird, ist der Führungsstift des Halters in das Phasenbestimmungsloch 102, das in dem Anschlussmodul 1 ausgebildet ist, eingeführt, und dadurch wird die Phase der Drehung des Anschlussmoduls 1 um eine axiale Richtung bestimmt. Durch Bestimmung der Phase der Drehung des Anschlussmoduls 1 um die axiale Richtung unter Verwendung des Phasenbestimmungslochs 102, wie es oben beschrieben ist, kann das Anschlussmodul 1 automatisch an dem Statorkern 110 montiert werden.
Wenn außerdem das Anschlussmodul 1 in Schritt S30 mit Harz vergossen wird, wird der Führungsstift der Form für den Gießharzabschnitt 120 in das Positionsbestimmungsloch 131, das in dem Anschlussmodul 1 ausgebildet ist, eingeführt, und dadurch wird die Position der Form bestimmt. Durch Bestimmung der Position der Form für das Harzgießen unter Verwendung des Positionsbestimmungsloches 131, wie es oben beschrieben ist, kann die Form automatisch montiert werden.
Wie es oben beschrieben wurde, kann gemäß dem Anschlussmodul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Phase der Drehung der Schiene 100 durch Einführen des Führungsstiftes des Halters in das Phasenbestimmungsloch 102 bestimmt werden, und somit kann das Anschlussmodul 1 automatisch an dem Statorkern 110 montiert werden.
Da außerdem das Phasenbestimmungsloch 102 wirksam unter Verwendung eines Zwischenraumes in der Schiene 100, in dem die ersten bis vierten Sammelschienen 11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34 und 41 nicht ausgebildet sind, ausgebildet werden kann, ist eine Verringerung der Größe des Anschlussmoduls 1 nicht notwendig.
Da außerdem die Position der Form durch Einführen des Führungsstiftes der Form in das Positionsbestimmungsloch 131 bestimmt werden kann, kann die Form automatisch montiert werden.
Außerdem kann gemäß dem Stator 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Eingriff zwischen dem Isolator 140 und dem Anschlussmodul 1 den Isolator 140 und die ersten bis vierten U-Phasenwicklungen 11U bis 14U, die ersten bis vierten V-Phasenwicklungen 11V bis 14V und die ersten bis vierten W-Phasenwicklungen 11W bis 14W, die um den Isolator 140 gewickelt sind, sichern.
Die obige Beschreibung wird wie folgt zusammengefasst. Insbesondere enthält das Anschlussmodul 1 für eine drehende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Schiene 100 als ein ringförmiges „Sammelschienengehäuse”, das die Nuten 100A bis 100D aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung erstrecken, die ersten bis vierten Sammelschienen 11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41, die in die Nuten 100A bis 100D eingebracht sind, und einen Verbinderabschnitt 130, der die Verbinderanschlüsse 130U, 130V, 130W aufweist, die die Sammelschienen mit einem externen Draht verbinden. Die Schiene 100 weist das Phasenbestimmungsloch 102 zum Bestimmen einer Phase der Drehung der Schiene 100 um eine axiale Richtung auf, und der Verbinderabschnitt 130 weist das Positionsbestimmungsloch 131 zum Bestimmen einer Position einer Form für den Gießharzabschnitt 120 zum Vergießen der Schiene 100 auf. Das Phasenbestimmungsloch 102 und das Positionsbestimmungsloch 131 bilden jeweils einen „Führungsabschnitt”, der an den Führungsstift angepasst ist.
In dem Anschlussmodul 1 sind die ersten bis vierten Sammelschienen 11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41 derart vorgesehen, dass sie in radialer Richtung der Schiene 100 angeordnet sind. Das Phasenbestimmungsloch 102 ist an einer Position vorgesehen, bei der sämtliche der ersten bis vierten Sammelschienen 11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41 in der Umfangsrichtung der Schiene 100 unterteilt sind.
Außerdem ist das Phasenbestimmungsloch 102 in dem Anschlussmodul 1 zwischen den dritten Sammelschienen 32, 33, die neutrale Punkte der drehenden elektrischen Maschine bilden, vorgesehen.
Der Stator 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält den Statorkern 110, der einen Zahn aufweist, einen Isolator 140, der an den Zahn angepasst ist, die ersten bis vierten U-Phasenwicklungen 11U bis 14U, die ersten bis vierten V-Phasenwicklungen 11V bis 14V, die ersten bis vierten W-Phasenwicklungen 11W bis 14W als die „Statorwicklungen”, die um den Isolator 140 gewickelt sind, und das Anschlussmodul 1. Der Isolator 140 weist einen Vorstehungsabschnitt 141 als einen „Eingriffsabschnitt” auf, der in das Anschlussmodul 1 eingreift.
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass die hier beschriebene Ausführungsform nur beispielhaft und in jeglicher Hinsicht nicht einschränkend ist. Der Bereich der vorliegenden Erfindung wird durch den Bereich der Ansprüche definiert, und es sind Modifikationen innerhalb des Bereiches und der äquivalenten Bedeutung zu dem Bereich der Ansprüche enthalten.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise für ein Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das eine Sammelschiene aufweist, eine drehende elektri sche Maschine, die das Anschlussmodul aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung derselben verwendbar.
Zusammenfassung
Ein Anschlussmodul enthält eine ringförmige Schiene (100), die eine Nut (100A bis 100D) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung erstreckt, eine Sammelschiene (11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41), die in die Nut eingebracht ist, und einen Verbinderabschnitt (130), der einen Verbinderanschluss (130U, 130V, 130W) aufweist, der die Sammelschiene (11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41) mit einem externen Draht verbindet. Die Schiene (100) weist ein Phasenbestimmungsloch (102) zum Bestimmen einer Phase einer Drehung der Schiene (100) um eine axiale Richtung auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2006-180615 [0002]
- JP 2005-65374 [0002]
- JP 2003-134724 [0002]
- WO 04/010562 [0002]
- JP 2004-336897 [0003]

Claims

Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das an einer Endfläche in einer axialen Richtung eines Stators der drehenden elektrischen Maschine montiert ist, und das aufweist: ein ringförmiges Sammelschienengehäuse (100), das eine Nut (100A bis 100D) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung erstreckt; und eine Sammelschiene (11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41), die in die Nut (100A bis 100D) eingebracht ist, wobei das Sammelschienengehäuse (100) einen Führungsabschnitt (102) zum Bestimmen einer Phase einer Drehung des Sammelschienengehäuses (100) um die axiale Richtung aufweist.
Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene (11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41) mehrere Elemente enthält, die in einer radialen Richtung des Sammelschienengehäuses (100) angeordnet sind, und der Führungsabschnitt (102) an einer Position vorgesehen ist, bei der sämtliche Elemente (11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41), die in der radialen Richtung des Sammelschienengehäuses (100) angeordnet sind, in der Umfangsrichtung des Sammelschienengehäuses (100) unterteilt sind.
Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene (11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41) mehrere Elemente (32, 33) enthält, die neutrale Punkte der drehenden elektrischen Maschine bilden, und der Führungsabschnitt (102) zwischen den Elementen (32, 33), die die neutralen Punkte bilden, vorgesehen ist.
Drehende elektrische Maschine, die aufweist: einen Statorkern (110), der einen Zahn aufweist; einen Isolator (140), der an den Zahn angepasst ist; eine Statorwicklung (11U bis 14U, 11V bis 14V, 11W bis 14W), die um den Isolator (140) gewickelt ist; und das Anschlussmodul (1) für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei der Isolator (140) einen Eingriffsabschnitt (141) aufweist, der in das Anschlussmodul (1) für eine drehende elektrische Maschine eingreift.
Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine, das an einer Endfläche in einer axialen Richtung eines Stators der drehenden elektrischen Maschine montiert ist, und das aufweist: ein ringförmiges Sammelschienengehäuse (100), das eine Nut (100A bis 100D) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung erstreckt; eine Sammelschiene (11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41), die in die Nut (100A bis 100D) eingebracht ist; und einen Verbinderabschnitt (130), der einen Anschluss (130U, 130V, 130W) aufweist, der die Sammelschiene (11 bis 13, 21 bis 23, 31 bis 34, 41) mit einem externen Draht verbindet, wobei der Verbinderabschnitt (130) einen Führungsabschnitt (131) zum Bestimmen einer Position einer Form für einen Gießharzabschnitt, der das Sammelschienengehäuse (100) vergießt, aufweist.
Drehende elektrische Maschine, die aufweist: einen Statorkern (110), der einen Zahn aufweist; einen Isolator (140), der an den Zahn angepasst ist; eine Statorwicklung (11U bis 14U, 11V bis 14V, 11W bis 14W), die um den Isolator (140) gewickelt ist; und das Anschlussmodul (1) für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 5, wobei der Isolator (140) einen Eingriffsabschnitt aufweist, der in das Anschlussmodul (1) für eine drehende elektrische Maschine eingreift.
Verfahren zum Herstellen einer drehenden elektrischen Maschine, das die folgenden Schritte aufweist: Halten eines ringförmigen Anschlussmoduls (1) für die drehende elektrische Maschine durch einen Halter, während eine Phase einer Drehung des Anschlussmoduls (1) um eine axiale Richtung durch Einführen eines Führungsstiftes in einen Führungsabschnitt (102), der in dem Anschlussmodul (1) ausgebildet ist, bestimmt wird (S10); und Montieren des Anschlussmoduls (1), das von dem Halter gehalten wird, an einem Statorkern (110) (S20).
Verfahren zum Herstellen einer drehenden elektrischen Maschine, das die folgenden Schritte aufweist: Halten eines ringförmigen Anschlussmoduls (1) für die drehende elektrische Maschine durch einen Halter (S10); Montieren des Anschlussmoduls (1), das von dem Halter gehalten wird, an einem Statorkern (110) (S20); und Bestimmen einer Position einer Form für ein Vergießen mit Harz durch Einführen eines Führungsstiftes in einen Führungsabschnitt (131), der in dem Anschlussmodul (1) ausgebildet ist, und Vergießen des Anschlussmoduls (1), das an dem Statorkern (110) montiert ist, mit Harz unter Verwendung der Form (S30).