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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Elektromotormodul, und
genauer gesagt auf ein Elektromotormodul, das in einem Gehäuse
(Behälter) untergebracht ist und zu einem Anschlussblock (Anschlussbasis)
zusammengebaut ist, die einstückig mit dem Gehäuse
strukturiert ist.
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Stand der Technik
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Eine
allgemein verwendete Struktur eines On-Board-Elektromotormoduls
ist diejenige, die das Modul in einem Gehäuse unterbringt
und fixiert, so dass eine Widerstandsfähigkeit gegen Vibration
oder Schock verbessert ist.
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Als
ein Beispiel solch einer Struktur offenbart die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-200991 eine
Technik, in der eine Elektromotorwicklung durch Schweißen
mit einem Anschlussblock verbunden ist, der bei einem Anschlussende
einstückig mit einem Gehäuse montiert ist, und
der verbundene Abschnitt wird geformt bzw. eingegossen, so dass
ein Widerstand bezüglich Vibration oder Schock verbessert
ist.
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Um
ein Elektromotormodul mit einem Anschlussblock zu verbinden, ist
ein Mechanismus für ein Absorbieren bzw. Auffangen eines
Fehlers innerhalb einer Toleranz, die sich auf eine Größe,
eine Lotrechtheit, eine Montageposition und dergleichen bezieht,
von jeder Komponente des Anschlussblocks oder des Elektromotormoduls
erfordert (nachstehend als „Komponententoleranz" bezeichnet).
Im Allgemeinen kann die Komponententoleranz durch Verbinden einer
längeren Elektromotorwicklung absorbiert bzw. aufgefangen
werden, um eine Schlaffstelle bzw. ein Spiel zu gestatten.
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Wenn
jedoch das Elektromotormodul in einem engen Raum montiert wird,
da die Distanz zwischen dem Stator des Elektromotormoduls und einem
Anschlussblock gering ist, ist der Freiheitsgrad der Elektromotorwicklung
gering, und es ist schwierig, die Komponententoleranz durch die
Elektromotorwicklung aufzufangen.
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Falls
das Elektromotormodul mit dem Anschlussblock in einem Zustand verbunden
ist, wo die Komponententoleranz nicht vollständig aufgefangen ist,
kann eine Spannung auf die Elektromotorwicklung aufgebracht werden,
deren Isolation durch die Lackbehandlung sichergestellt worden ist,
und ein Fehler, wie ein Verlust der sichergestellten Isolation, kann
bewirkt werden. Andererseits, falls jede Komponententoleranz sehr
strikt eingestellt ist, um das Elektromotormodul mit dem Anschlussblock
besser zusammenbauen zu können, können die Kosten
erhöht sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Struktur vorzusehen,
die wirksam die Komponententoleranz in einem Elektromotormodul auffangen
kann, das mit einem Anschlussblock zusammengebaut wird, der einstückig
mit einem Gehäuse strukturiert bzw. ausgebildet ist.
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Ein
Elektromotormodul gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in einem Gehäuse untergebracht, und hat eine Elektromotorwicklung
und einen Anschlussblock. Die Elektromotorwicklung hat ihre Spitze
bei einem Anschluss, der ausgebildet ist, um sich in einer vorgeschriebenen
Richtung zu erstrecken. Der Anschlussblock ist einstückig
mit dem Gehäuse vorgesehen und aufgebaut, um die Elektromotorwicklung
mit einer externen Verdrahtung für ein Zuführen
von elektrischer Energie zu dem Elektromotormodul elektrisch zu
verbinden. Der Anschlussblock hat einen ersten Kontakt für
ein elektrisches Verbinden eines internen Leiters und der externen Verdrahtung,
und einen zweiten Kontakt für ein elektrisches Verbinden
des internen Leiters und der Elektromotorwicklung, wobei der zweite
Kontakt eine Struktur hat, die gemäß einer Position
des Anschlusses der Elektromotorwicklung elastisch verformbar ist.
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Das
Elektromotormodul gemäß der vorliegenden Erfindung
hat eine Struktur, die gemäß der Position des
Anschlusses der Elektromotorwicklung elastisch verformbar ist, bei
dem zweiten Kontakt für ein elektrisches Verbinden des
internen Leiters, der elektrisch mit der externen Verdrahtung verbunden ist,
mit der Elektromotorwicklung, und deshalb kann die Elektromotorwicklung
mit dem Anschlussblock verbunden werden, während eine Komponentetoleranz
absorbiert bzw. aufgefangen wird. Demzufolge kann das Elektromotormodul
mit dem Anschlussblock zusammengebaut werden, der einstückig
mit dem Gehäuse vorgesehen ist, während jede Komponententoleranz
absorbiert bzw. aufgefangen wird.
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Vorzugsweise
hat in dem Elektromotormodul der vorliegenden Erfindung der zweite
Kontakt einen festen Anschluss und einen beweglichen Anschluss. Der
feste Anschluss hat einen Abschnitt, der ausgebildet ist, um sich
entlang einer Erstreckungsrichtung des Anschlusses der Elektromotorwicklung
zu erstrecken, wobei der Abschnitt mit dem internen Leiter elektrisch
verbunden ist. Der bewegliche Anschluss ist angeordnet, um den Anschluss
der Elektromotorwicklung zwischen dem festen Anschluss zu halten, und
ist gemäß der Position des Anschlusses elastisch
verformbar.
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Gemäß dem
vorstehenden Elektromotormodul wird der Anschluss der Elektromotorwicklung
zwischen dem festen Anschluss, der elektrisch mit dem internen Leiter
verbunden ist, und dem beweglichen Anschluss gehalten, der gemäß der
Position des Anschlusses der Elektromotorwicklung elastisch verformbar
ist, die den zweiten Kontakt ausbilden. Somit kann der Komponententoleranzauffangmechanismus
mit dem zweiten Kontakt umgesetzt werden, nur durch die Hinzufügung
des beweglichen Anschlusses und ohne eine Erhöhung der
Größe.
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Bevorzugt
hat in dem Elektromotormodul der vorliegenden Erfindung der Anschluss
der Elektromotorwicklung eine stabartige Form. Der zweite Kontakt
hat eine Vielzahl von beweglichen Anschlüssen, die angeordnet
sind, um eine Öffnung auszubilden, die kleiner ist als
eine Querschnittsfläche des Anschlusses der Elektromotorwicklung
bevor der Anschluss eingesetzt ist, wobei jeder der Vielzahl von beweglichen
Anschlüssen elastisch bewegbar ist. Nachdem der Anschluss
der Elektromotorwicklung in die Öffnung eingesetzt worden
ist, wird dieser fest bzw. eng mit der Vielzahl von beweglichen
Anschlüssen durch Presskraft der Vielzahl von beweglichen Anschlüssen
gehalten, die elastisch bewegt worden sind. Die Vielzahl von beweglichen
Anschlüssen sind elektrisch mit dem internen Leiter verbunden.
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In
dem vorstehenden Elektromotormodul erreicht die Struktur, wo der
stabartige Anschluss der Elektromotorwicklung, der eingesetzt ist,
durch die Presskraft von der Vielzahl von beweglichen Anschlüssen
gehalten wird, die den zweiten Kontakt ausbilden, und die elastisch
bewegbar sind, eine Vereinfachung der Arbeit des Verbindens der
Elektromotorwicklung mit dem Anschlussblock. Zusätzlich
ist eine Komponententoleranz, die absorbiert bzw. aufgefangen werden
kann, relativ groß. Demzufolge kann der stabartige Anschluss
verkürzt werden, und trägt deshalb dazu bei, das
Elektromodul kompakt zu machen.
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Weiter
bevorzugt hat in dem Elektromotormodul der vorliegenden Erfindung
der erste Kontakt eine Struktur für ein Verbinden des internen
Leiters und der externen Verdrahtung in einer Richtung senkrecht
zu einer Elektromotorrotationsachsenrichtung. Des Weiteren ist die Elektromotorwicklung
an dem zweiten Kontakt in der Rotationswellenrichtung befestigt.
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In
dem vorstehenden Elektromotormodul kann insbesondere unter Verwendung
der Struktur, wo die Elektromotorwicklung mit dem Anschlussblock
entlang der Elektromotorrotationsachsenrichtung verbunden ist, jede
Komponententoleranz absorbiert bzw. aufgefangen werden, und das
Elektromotormodul kann mit dem Anschlussblock zusammengebaut werden,
sogar wenn die Anordnungsbegrenzung in der Richtung (zum Beispiel
Hoch-Runter-Richtung) senkrecht zu der Elektromotorrotationsachsenrichtung
hoch ist hohe Anforderungen stellt.
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Ein
Elektromotormodul gemäß einer weiteren Konfiguration
der vorliegenden Erfindung ist in einem Gehäuse untergebracht,
und hat eine Elektromotorwicklung und einen Anschlussblock. Die
Elektromotorwicklung hat bei ihrer Spitze einen plattenförmigen
Anschluss, der sich in einer vorgeschriebenen Richtung erstreckt.
Der Anschlussblock ist einstückig mit dem Gehäuse
vorgesehen und aufgebaut, um die Elektromotorwicklung mit einer
externen Verdrahtung für ein Zuführen von elektrischer
Energie zu dem Elektromotormodul zu verbinden.
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Der
Anschlussblock hat einen ersten Kontakt für ein elektrisches
Verbinden eines internen Leiters und der externen Verdrahtung, und
einen zweiten Kontakt für ein elektrisches Verbinden des
internen Leiters und der Elektromotorwicklung.
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Der
erste Kontakt hat eine Struktur für ein Verbinden des internen
Leiters und der externen Verdrahtung in einer Richtung senkrecht
zu einer Elektromotorrotationsachsenrichtung, und die Elektromotorwicklung
ist an dem zweiten Kontakt in der Rotationswellenrichtung befestigt,
wobei der zweite Kontakt einen plattenförmigen, festen
Anschluss, der ausgebildet ist, um sich entlang einer Erstreckungsrichtung
des Anschlusses der Elektromotorwicklung zu erstrecken, und der
elektrisch mit dem internen Leiter verbunden ist, und ein Fixierelement
für ein Befestigen des Anschlusses bei der Spitze der Elektromotorwicklung
und des festen Anschlusses hat.
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Das
Elektromotormodul gemäß einem weiteren Aufbau
der vorliegenden Erfindung kann eine Komponententoleranz absorbieren
bzw. auffangen, durch Einstellen der Position des festen Anschlusses,
der an dem Anschlussblock durch das Fixierelement fixiert ist, bei
dem zweiten Kontakt für ein elektrisches Verbinden des
internen Leiters, der elektrisch mit der externen Verdrahtung verbunden
ist, mit der Elektromotorwicklung. Demzufolge kann mit der einfachen
und kleinen Struktur des festen Anschlusses und des Fixierungselements
(ein Bolzen bzw. Schraube und eine Mutter), jede Komponententoleranz
absorbiert bzw. aufgefangen werden, und das Elektromotormodul kann
mit dem Anschlussblock zusammengebaut werden, sogar dann, wenn die
Anordnungsbegrenzung in einer Richtung senkrecht zu der Elektromotorrotationsachsenrichtung hoch
ist bzw. hohe Anforderungen stellt.
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Bevorzugt
ist in dem Elektromotormodul gemäß einer weiteren
Konfiguration der vorliegenden Erfindung das Fixierelement mit einem
Satz von einem Bolzen bzw. einer Schraube und einer Mutter aufgebaut,
und eine Öffnung, die seitlich länger ist als ein
Durchmesser des Bolzens, ist an jedem von dem Anschluss bei der
Spitze der Elektromotorwicklung und dem festen Anschluss vorgesehen.
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In
dem vorstehenden Elektromotormodul, ist an jedem von dem Anschluss
bei der Spitze der Elektromotorwicklung und von dem festen Anschluss,
der durch den Bolzen bzw. die Schraube und die Mutter befestigt
ist, eine Öffnung vorgesehen, die seitlich länger
ist als der Bolzen bzw. Schraubendurchmesser, wodurch die Fähigkeit
des zweiten Kontakts eine Komponententoleranz zu absorbieren bzw.
aufzufangen verbessert werden kann.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Hybridfahrzeugs
zeigt, das als ein Beispiel dargestellt ist, das ein Elektromotormodul
gemäß der vorliegenden Erfindung hat.
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2 ist
ein Konzeptdiagramm, das einen Anordnungsbereich eines Heckelektromotors
zeigt, der in 1 dargestellt ist.
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3 ist
ein Schaubild, das ein Gehäuse zeigt, das das Elektromotormodul
gemäß der vorliegenden Erfindung untergebracht
hat.
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4 zeigt
einen Querschnitt des Elektromotormoduls gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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5 beschreibt
detailliert eine Struktur eines Verbindungselements gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung.
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6 ist
eine erste Zeichnung, die detailliert eine Struktur eines Verbindungselements
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschreibt.
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7 ist
eine zweite Zeichnung, die detailliert eine Struktur eines Verbindungselements
gemäß der zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschreibt.
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8 beschreibt
detailliert eine Struktur eines Verbindungselements gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt
eine Form eines Bolzen- bzw. Schraubenlochs, das an jedem von einem
Anschluss einer Elektromotorwicklung und einem festen Anschluss
an einer Anschlussblockseite vorgesehen ist.
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10 ist
ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines FR
(Frontverbrennungsmotor-Heckantrieb) Hybridfahrzeugs zeigt, das
als ein weiteres Beispiel gezeigt ist, das das Elektromotormodul
gemäß der vorliegenden Erfindung hat.
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11 ist
eine Querschnittansicht entlang XI-XI in 10.
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Beste
Form für das Ausführen der Erfindung Mit Bezug
auf die Zeichnungen werden Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung detailliert beschrieben. Ein identisches Bezugszeichen
wird für identische oder entsprechende Teile in den Zeichnungen
verwendet, und eine Beschreibung von diesen wird nicht wiederholt.
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(Erste Ausführungsform)
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Hybridfahrzeugs
zeigt, das als ein Beispiel gezeigt ist, das ein Elektromotormodul
gemäß der vorliegenden Erfindung hat.
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Mit
Bezug auf 1 hat ein Hybridfahrzeug 5 gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Batterie 10,
eine PCU (Energiesteuereinheit) 20, ein Bewegungsenergieausgabegerät 30, ein
DG (Differenzialgetriebe) 40, Vorderräder 50L und 50R,
Hinterräder 60L und 60R, vordere Sitze 70L und 70R,
einen hinteren Sitz 80, und einen Heckelektromotor 85.
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Die
Batterie 10 ist zum Beispiel durch eine zweite Batterie
ausgebildet, wie eine Nickelhybridmetallbatterie oder eine Lithiumionenbatterie,
und sie führt eine Direktspannung zu der PCU 20 und
wird durch eine Direktspannung von der PCU 20 geladen. Die
Batterie 10 ist hinter dem hinteren Sitz 80 angeordnet.
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Das
Bewegungsenergieausgabegerät 30 ist in einem Verbrennungsmotorraum
vor einem Armaturenbrett 90 angeordnet, und hat einen Verbrennungsmotor
und einen Elektromotor für ein Antreiben der Vorderräder 50L und 50R.
Das DG 40 überträgt Bewegungsenergie
von dem Bewegungsenergieausgabegerät 30 zu Vorderrädern 50L und 50R und überträgt
eine Rotationskraft von den Vorderrädern 50L und 50R zu
dem Bewegungsenergieausgabegerät 30.
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Somit überträgt
das Bewegungsenergieausgabegerät 30 Bewegungsenergie
von dem Verbrennungsmotor und/oder dem Elektromotor-Generator zu
Vorderrädern 50L und 50R mittels des
DG 40, und treibt dadurch die Vorderräder 50L und 50R an.
Zusätzlich erzeugt das Bewegungsenergieausgabegerät 30 elektrische
Energie durch die Rotationskraft der Vorderräder 50L und 50R,
und führt die erzeugte elektrische Energie zu der PCU 20 zu.
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Der
Heckelektromotor 85 ist für ein Antreiben der
Hinterräder 60L und 60R vorgesehen, und
wird mit einer Welle für einen Hinterradantrieb über
eine nicht gezeigte Kupplung befestigt, wenn es erforderlich ist.
Ein Befestigen bzw. Schließen der Kupplung, was Vierradbetrieb
(4WD) genannt wird, kann während dem Fahren auf einer nachteilig
beschaffenen Fahrbahn (die Fahrbahn mit niedrigem Reibungskoeffizienten)
oder während einer abrupten Beschleunigung realisiert werden.
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Die
PCU 20 verstärkt eine Direktspannung von der Batterie 10,
und wandelt die verstärkte Direktspannung in eine alternierende
Spannung um, um eine elektrische Antriebsenergie von einem Vorderradantriebselektromotor
und einem Heckelektromotor 85 in dem Bewegungsenergieausgabegerät 30 zu
erzeugen. Zusätzlich wandelt die PCU 20, während
einem Regenerativbremsbetrieb des Vorderradantriebselektromotors
und Heckelektromotors 85, die erzeugte alternierende Spannung
zu einer Direktspannung um, um die Batterie 10 aufzuladen.
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Wie
in 2 gezeigt ist, sind die PCU 20 und der
Heckelektromotor 85 bei einem Bereich 95 unter dem
Boden vorgesehen. Da der Heckelektromotor 85 bei solch
einem begrenzten Bereich angeordnet ist, ist sein Montageraum in
der Anordnung in einer Hoch- und Runterrichtung H ziemlich begrenzt.
Zusätzlich, da er sich den Bereich 95 mit der
PCU 20 teilt, ist es erfordert, dass der einnehmende Bereich auch
in der Ebenenrichtung bzw. Horizontalrichtung klein ist.
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An
dem Heckelektromotor 85, dessen Begrenzung bei der Anordnung
hoch ist bzw. hohe Anforderungen stellt, und dessen Montageraum
klein ist, wie vorstehend beschrieben ist, kann ein Elektromotormodul
gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden,
welches nachstehend detailliert beschrieben wird.
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Mit
Bezug auf 3 hat ein Gehäuse 100, das
das Elektromotormodul (nicht dargestellt) gemäß der
vorliegenden Ausführungsform beherbergt, einen Verbindungsschlitz 106.
Das Elektromotormodul wird in eine Richtung entlang einer Elektromotorrotationsachse
bezüglich dem Gehäuse 100 eingesetzt,
und dadurch zusammengebaut.
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4 zeigt
einen Querschnitt des Elektromotormoduls, das einen Querschnitt
entlang IV-IV' in 3 zeigt.
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Wie
in 4 gezeigt ist, beherbergt das Gehäuse 100 des
Elektromotormoduls gemäß der vorliegenden Erfindung
einen Stator 105 einer rotierenden elektrischen Maschine,
Lager 114 und 122 und einen Anschlussblock 120.
Der Stator 105 ist durch eine Spule 110 und einen
Statorkern 112 aufgebaut.
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An
dem Verbindungsschlitz 106 des Gehäuses 100 ist
eine Zuleitung 150 befestigt, die einer „externen
Verdrahtung" entspricht. An einem Ende der Zuleitung 150 ist
ein Steckerverbindungselement 200 mit einem Kontakt 204 vorgesehen.
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Das
Steckerverbindungselement 200 ist in einer Form ausgebildet,
die zu dem Gehäuse 100 passt bzw. diesem entspricht,
wenn diese verbunden sind. Demzufolge, wenn das Steckerverbindungselement 200 mit
der Verbindungsschlitzseite 106 zusammenpasst bzw. verbunden
ist, wird verhindert, dass die Leitung in der Radialrichtung des
Elektromotormoduls hervorsteht, oder es wird verhindert, dass das
Verbindungselement von dem Gehäuse hervorsteht. Demzufolge
kann der Montageraum des Elektromotormoduls sogar in einem engen
Raum eingespart werden. Das Steckerverbindungselement erreicht auch
denselben Effekt, wenn es in einer L-Form ausgebildet ist.
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Der
Anschlussblock 120 ist einstückig mit dem Gehäuse
vorgesehen. Der Anschlussblock 120 hat ein Aufnahmeverbindungselement 108,
einen internen Leiter 125, einen Kontakt 124,
der einem „ersten Kontakt" entspricht, für ein
elektrisches Verbinden der Zuleitung 150 und des internen
Leiters 125, und ein Verbindungselement 130, das
einem „zweiten Kontakt" entspricht, für ein elektrisches
Verbinden des internen Leiters 125 und der Elektromotorwicklung 116.
Im Inneren des Anschlussblocks 120 sind der Kontakt 124 und
das Verbindungselement 130 mittels des internen Leiters 125 elektrisch
verbunden.
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Das
Aufnahmeverbindungselement 108 ist korrespondierend zu
dem Verbindungsschlitz 106 angeordnet, um mit dem Steckerverbindungselement 200 zusammenzupassen.
Obwohl die Verbindungsform des Steckerverbindungselements 200 und
die des Aufnahmeverbindungselements 180 nicht speziell
beschränkt sind, hat das Steckerverbindungselement in der
vorliegenden Ausführungsform eine konvexe Form, während
das Aufnahmeverbindungselement zum Beispiel eine konkave Form hat.
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Das
Aufnahmeverbindungselement 108 ist mit einem Kontakt 124 versehen.
Der Kontakt 124 ist so vorgesehen, dass er mit dem Kontakt 204 in
Kontakt gebracht wird, wenn das Aufnahmeverbindungselement 108 und
das Steckerverbindungselement 200 miteinander verbunden
werden.
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Der
Statorkern 112 hat eine hohle zylindrische Form. Der Statorkern 112 hat
eine Vielzahl von Schlitzen. Eine Spule 110 ist gewickelt
und an den Schlitzen befestigt. Des Weiteren ist der Statorkern 112 zum
Beispiel durch einen Bolzen bzw. eine Schraube an dem Gehäuse 100 befestigt
und fixiert. Die Welle (nicht dargestellt) des Rotors des Elektromotormoduls
ist drehbar durch Lager 114 und 122 abgestützt.
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Die
Elektromotorwicklung 116 des Stators ist elektrisch mit
dem internen Leiter 125 des Anschlussblocks durch das Verbindungselement 130 verbunden.
Obwohl verschiedene Bezugszeichen für die Spule 110 und
die Elektromotorwicklung 116 verwendet werden, sind sie
elektrisch dasselbe Element. In anderen Worten gesagt, entspricht
die Elektromotorwicklung 116 einem Anschlussdraht für
ein externes Verbinden der Spule 110. Demzufolge wird durch elektrisches
Verbinden der Elektromotorwicklung 116 und der Zuleitung 150 über
den Anschlussblock 120 die Spule 110 des Stators
elektrisch versorgt.
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Als
nächstes wird mit Bezug auf 5 eine Struktur
eines Verbindungselements 130 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
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Mit
Bezug auf 5 ist an einer Spitze bzw. eine
Ende der Elektromotorwicklung 116 ein Anschluss 117 vorgesehen,
der eine verlängerte Form entlang der Einsetzrichtung des
Stators 105, das heißt, entlang der Elektromotordrehachsenrichtung.
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Das
Verbindungselement 130 hat einen festen Anschluss 132 und
einen beweglichen Anschluss 135, die durch Leiter wie Metallplatten
aufgebaut sind. Der feste Anschluss 132 hat Abschnitte,
die eine L-Form bilden. Ein Abschnitt erstreckt sich entlang der
Erstreckungsrichtung des Anschlusses 117 der Elektromotorwicklung 116,
und der andere Abschnitt ist in die Oben-Unten-Richtung gebogen
und elektrisch mit dem internen Leiter 125 durch ein Fixierelement 140 des
Leiters verbunden. Das Fixierelement 140 ist typischerweise
durch einen Satz aus einem Metallbolzen bzw. einer Metallschraube
und einer Mutter aufgebaut.
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Es
sei angemerkt, dass sogar wenn der feste Anschluss 132 und
der bewegliche Anschluss 135 dasselbe Element sind, sie
strukturiert sind, um zu gestatten, das die Position des Anschlusses 117 in der
Elektromotorrotationsachsenrichtung variiert wird. In solch einem
Fall kann die Toleranz durch das Ausbilden des Befestigungsabschnitts
absorbiert werden, der gebogen ist, um L-förmig in einer Oben-Unten-Richtung
zu sein, um ein Langloch zu sein.
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Der
variable Anschluss 135 ist zum Beispiel in einer Clipstruktur
vorgesehen, um gemäß der Position des Anschlusses 117 elastisch
verformbar zu sein. Als ein Ergebnis, sogar wenn ein Fehler in der Position
des Anschlusses 117 aufgrund jeder Komponententoleranz
vorhanden ist, kann sich der bewegliche Anschluss 135 gemäß solch
einer Position elastisch verformen, und der Anschluss 117 kann zwischen
dem beweglichen Anschluss 135 und dem festen Anschluss 132 angeordnet
werden. Deshalb kann die Komponententoleranz absorbiert bzw. aufgefangen
werden, und der Anschluss 117 kann elektrisch mit dem festen
Anschluss 132 verbunden werden.
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Als
nächstes wird ein Zusammenbauprozess des Elektromotormoduls
mit dem Gehäuse 100 beschrieben.
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Zuerst
wird der Stator 105 entlang der Elektromotorrotationsachsenrichtung
eingesetzt und an dem Gehäuse 100 fixiert.
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Als
nächstes wird der Anschlussblock 120 von oberhalb
in das Gehäuse 100 eingesetzt. In diesem Zustand
wird der bewegliche Anschluss 135 von der seitlichen Richtung
eingesetzt. Das Fixierelement 140 wird befestigt, wenn
die optimale Ausrichtung des Anschlusses 117 der Elektromotorwicklung 116 und
des Anschlussblocks 120 erreicht ist, wodurch der Anschlussblock 120 einstückig
mit dem Gehäuse 100 fixiert wird. Des Weiteren
wird durch Einsetzen eines Stoppers 300 von der Elektromotordrehachsenrichtung
verhindert, dass der Anschlussblock sich ablöst. Alternativ
kann das Gehäuse durch einen nicht gezeigten Bolzen bzw.
Schraube oder dergleichen fixiert werden.
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Nachdem
die Ausrichtung beendet ist, und der Anschlussblock 120 an
dem Gehäuse 100 fixiert ist, wird die Zuleitung 150 an
dem Verbindungsschlitz 106 befestigt, und die Zuleitung 150 und
die Wicklung 110 des Stators werden elektrisch verbunden.
Somit kann das Elektromotormodul elektrisch versorgt werden.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist das Verbindungselement 130 mit
dem Mechanismus für ein Absorbieren der Komponententoleranz
durch den beweglichen Anschluss 135 versehen. Somit, durch Einsetzen
des Stators entlang der Elektromotorrotationsachsenrichtung, kann
das Elektromotormodul mit dem Anschlussblock zusammengebaut werden, wobei
jede Komponententoleranz absorbiert wird, sogar wenn die Anordnungsbegrenzung
in der Richtung (Hoch-Runter-Richtung in der vorliegenden Ausführungsform)
senkrecht zu der Elektromotordrehachsenrichtung hoch ist bzw. hohe
Anforderungen stellt.
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Des
Weiteren kann der bewegliche Anschluss 135, der dem Mechanismus
für ein Absorbieren der Komponententoleranz hinzugefügt
worden ist, in relativ kleiner Größe ausgebildet
sein. Demzufolge kann die Länge in der Elektromotorrotationsachsenrichtung
auch kompakt gemacht werden, ohne die Größe des
Elektromotormoduls zu erhöhen.
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Des
weiteren, da es eine Struktur ist, die gestattet, dass der bewegliche
Anschluss 135 eingesetzt wird und ausgerichtet wird, und
dass das Fixierelement 140 in derselben Richtung befestigt
wird (die Richtung entlang eines Pfeils, der in 5 dargestellt ist),
kann der Zusammenbauprozess des Elektromotormoduls vereinfacht werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Als
nächstes wird mit Bezug auf 6 und 7 die
Struktur des Verbindungselements gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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6 ist
eine Querschnittsansicht eines Elektromotormoduls, entsprechend
zu 4 und 5.
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Mit
Bezug auf 6 ist in der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein stabartiger Anschluss 118,
der sich entlang der Einsetzrichtung des Stators 105 erstreckt,
das heißt, in der Elektromotorrotationsachsenrichtung,
bei einer Spitze bzw. einem Ende der Elektromotorwicklung vorgesehen.
Ein Verbindungselement 130 hat federartige Anschlüsse 160,
die in einer Vielzahl entsprechend zu jedem stabartigen Anschluss 118 vorgesehen
sind. Jeder federartige Anschluss 160 ist ausgebildet,
um elastisch bewegbar zu sein, durch elastische Verformung eines
Federelements (nicht dargestellt), das untergebracht ist. Des Weiteren
ist jeder federartige Anschluss 160 elektrisch mit einem
internen Leiter 125 verbunden.
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7 ist
ein Anschlussblock 120 aus Sicht der Einsetzrichtung des
Stators 105.
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Mit
Bezug auf 7 sind federartige Anschlüsse 160 an
den gegenüber liegenden Seiten von jedem stabartigen Anschluss 118 angeordnet.
Im Speziellen ist die Vielzahl von federartigen Anschlüssen 160 so
angeordnet, dass, bevor ein entsprechender stabartiger Anschluss 108 eingesetzt
wird, eine Öffnung kleiner ist als der Durchmesser (Querschnitt) des
stabartigen Anschlusses 108.
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Wenn
ein stabartiger Anschluss 118 eingesetzt ist, wird der
stabartige Anschluss 118 zwischen den federartigen Anschlüssen 116 durch
die Presskraft (Rückstellkraft) von federartigen Anschlüssen 160 fest
gehalten, die durch die eingesetzten stabartigen Anschlüsse 118 elastisch
bewegt worden sind. Somit ist der stabartige Anschluss 118 elektrisch
mit dem internen Leiter 125 über den federartigen
Anschluss 160 verbunden.
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Der
interne Leiter 125 und die Zuleitung 150 sind
in der gleichen Struktur wie in der ersten Ausführungsform
elektrisch verbunden. Demzufolge wird eine detaillierte Beschreibung
von diesen nicht wiederholt.
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Gemäß der
Struktur der zweiten Ausführungsform kann eine Komponententoleranz,
durch die elastisch verformbaren, federartigen Anschlüsse 160 und
den stabartigen Anschluss 118, die miteinander in Kontakt
sind, absorbiert werden. Somit kann das Elektromotormodul mit dem
Anschlussblock verbunden werden, der einstückig mit dem
Gehäuse vorgesehen ist, während jede Komponententoleranz absorbiert
wird, ohne die Länge in der Elektromotorrotationsachsenrichtung
zu erhöhen.
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Im
Speziellen, im Vergleich zu der Struktur der ersten Ausführungsform,
da die Ausrichtung des beweglichen Anschlusses (des Clipanschlusses)
und die Befestigungsarbeit des Fixierelements bzw. Befestigungselements
(Bolzen bzw. Schraube) nicht erfordert sind, kann die Zusammenbauarbeit
des Elektromotormoduls vereinfacht werden.
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Des
weiteren, da es eine Struktur ist, wo der stabartige Anschluss 118 zwischen
federartigen Anschlüssen 116 gehalten wird, ist
die absorbierbare Komponententoleranz größer als
in der Struktur, wo der bewegliche Anschluss nur an einer Seite
vorgesehen ist. Demzufolge kann der stabartige Anschluss 118 möglicherweise
verkürzt werden, und deshalb kann die Struktur zu einer
Verringerung der Größe des Elektromotormoduls
beitragen.
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(Dritte Ausführungsform)
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Als
nächstes wird mit Bezug auf 8 und 9 die
Struktur eines Verbindungselements gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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8 ist
eine Querschnittsansicht des Elektromotormoduls, entsprechend zu 4 und 5.
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Mit
Bezug auf 8 ist in der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung an einer Spitze bzw. einem Ende der Elektromotorwicklung
ein Anschluss 117 vorgesehen, der derselbe ist, wie in der
ersten Ausführungsform. Ein Verbindungselement 130 hat
einen festen bzw. fixierten Anschluss 132 und ein Fixierelement 170.
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Der
fixierte Anschluss 132 ist wie in der ersten Ausführungsform
ausgebaut, und elektrisch mit einem internen Leiter 125 durch
leitende Fixierelemente 140 verbunden.
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Der
Anschluss 117 der Elektromotorwicklung und der fixierte
Anschluss 132 sind durch das Fixierelement 170 befestigt,
das typischerweise durch einen Satz aus einem Metallbolzen bzw.
einer Metallschraube und einer Mutter aufgebaut ist, und sind somit
elektrisch verbunden.
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Beim
Befestigen kann durch Einstellen der Position des festen Anschlusses 132 jede
Komponententoleranz bei der Position des Anschlusses 117 absorbiert
werden, und das Elektromotormodul kann mit dem Anschlussblock verbunden
werden, der einstückig mit dem Gehäuse vorgesehen
ist.
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Es
sei angemerkt, dass, wie in 9 gezeigt ist,
durch Einstellen der Länge (L) des Bolzenlochs bzw. Schraubenlochs 180,
das eine „Öffnung" ist, die an jedem von dem Anschlussblock 117 und
dem festen Anschluss 132 vorgesehen ist, um länger
zu sein als der Durchmesser des Bolzen- bzw. der Schrauben, der/die
das Fixierelement 170 bildet, die Fähigkeit des
Verbindungselements 130 die Komponententoleranz zu absorbieren
weiter verbessert werden kann.
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Somit
kann in der Struktur gemäß der dritten Ausführungsform,
durch Einsetzen des Stators entlang der Elektromotorrotationsachsenrichtung,
das Elektromotormodul mit dem Anschlussblock zusammengebaut werden,
wobei jede Komponententoleranz absorbiert wird, sogar wenn die Anordnungsbegrenzung
in der Richtung (Oben-Unten-Richtung in der vorliegenden Ausführungsform)
senkrecht zu der Elektromotordrehachsenrichtung hoch ist bzw. hohe Anforderungen
stellt.
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Im
Speziellen ist es in der Struktur gemäß der dritten
Ausführungsform möglich, da spezielle Komponenten
wie der bewegliche Anschluss in der ersten Ausführungsform
und der federartige Anschluss in der zweiten Ausführungsform
nicht notwendig sind, ein Verbindungselement auszubilden, das eine
Komponententoleranz mit einer einfachen Struktur absorbieren kann.
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Somit,
während die zusätzliche Befestigungsarbeit des
Fixierelements 170, das eine Einstellung für ein
Absorbieren einer Komponententoleranz umfasst, die Zusammenbauarbeit verkompliziert,
kann die Größe des Verbindungselements verringert
werden.
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Wie
vorstehend in der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben
ist, obwohl die Beispiele beschrieben worden sind, wo die vorliegende
Erfindung auf ein Hinterradantriebselektromotor eines Hybridfahrzeugs 5,
das in 1 gezeigt ist, als ein repräsentatives
Beispiel des Elektromotormoduls, das einen begrenzten Montageraum
hat, angewendet ist, ist die Anwendung der Erfindung nicht auf eine
solche Art begrenzt.
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Als
ein Beispiel kann das Elektromotormodul gemäß der
vorliegenden Erfindung in einem Hybridfahrzeug eines FR-Typs (Frontverbrennungsmotorheckantrieb)
untergebracht sein, das eine hohe bzw. anspruchsvolle Anordnungsbegrenzung
hat.
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10 ist
ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Hybridfahrzeugs
eines FR-Typs zeigt, das als ein weiteres Beispiel gezeigt ist,
das das Elektromotormodul gemäß der vorliegenden
Erfindung hat.
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Mit
Bezug auf 10 hat ein Hybridfahrzeug 500 des
FR-Typs ein Chassis 510, das ein Verbrennungsmotorabteil 520,
wo ein Verbrennungsmotor 515 angeordnet ist, und einen
Tunnel 530 hat, der zu dem Verbrennungsmotorabteil 520 geht,
eine Antriebswelle 514 und elektrische Motoren 517 und 518 als
eine Antriebseinheit, und Fahrzeugverbindungselemente 500a und 500b,
die mit den elektrischen Motoren 517 und 518 verbunden
sind.
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Die
Fahrzeugverbindungselemente 500a und 500b umfassen
Verteilerschienen 510a und 510b, die sich wenigstens
von den elektrischen Motoren 517 und 518 zu dem
Verbrennungsmotorabteil 520 im Inneren des Tunnels 530 erstrecken.
Das Hybridfahrzeug 500 hat des Weiteren einen Inverter 516,
der in einem Verbrennungsmotorabteil 520 vorgesehen ist.
Die Verteilerschiene 510a erstreckt sich zu dem Inverter 516.
Das Hybridfahrzeug 500 hat des Weiteren einen flexiblen
Draht bzw. Leitung 510c, der/die den Inverter 516 und
die Verteilerschiene 510b verbindet.
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Ein
Fahrzeugverbindungselement erstreckt sich zu einem vorderen Ende 517e des
elektrischen Motors 517 als ein vorderes Ende der Antriebseinheit.
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Bei
den vier Ecken des Chassis 510 sind Vorderräder 511a und
Hinterräder 511b befestigt.
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Das
Verbrennungsmotorabteil 520 ist ein Raum, der zwischen
den Vorderrädern 511a für ein Unterbringen
des Verbrennungsmotors 515 positioniert ist. Im Inneren
des Verbrennungsmotorabteils 520 ist nicht nur der Verbrennungsmotor 510 sondern auch
der Inverter 516 für ein Zuführen von
elektrischer Energie zu den elektrischen Motoren 517 und 518 vorgesehen.
In 10 ist der Verbrennungsmotor 515 so angeordnet,
dass sich seine Länge zu der Fahrrichtung hin erstreckt,
das heißt es ist ein sog. „Längsseitenart"
Verbrennungsmotor. Es sei angemerkt, dass der Typ des Verbrennungsmotors 515 nicht
speziell begrenzt ist, und verschiedene herkömmlich verwendete
Typen wie Reihenmotor, V-Motor, horizontal gegenüberliegender
Verbrennungsmotor können verwendet werden. Des Weiteren
kann nicht nur ein Benzinmotor, sondern auch ein Dieselmotor als
ein Verbrennungsmotor 515 dienen. Zusätzlich kann
ein Verbrennungsmotor verwendet werden, der andere Gase als Kraftstoff
verwendet.
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Obwohl
der Inverter 516 an der linken Seite des Verbrennungsmotors 515 vorgesehen
ist, ist er nicht darauf begrenzt, und kann an der rechten Seite des
Verbrennungsmotors 515 oder koaxial zu dem Verbrennungsmotor 515 vorgesehen
sein.
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Das
Tunnel 530 ist fortlaufend zu dem Verbrennungsmotorabteil 520 vorgesehen.
Das Tunnel 530 ist ein Raum für ein Unterbringen
der elektrischen Motoren 517 und 518 und der Antriebswelle 514.
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Die
elektrischen Motoren 517 und 518 sind jeweils
Elektromotor/Generatoren, und dienen dazu, wechselweise Antriebsenergie
und elektrische Energie umzuwandeln. Obwohl zwei elektrische Motoren 517 und 518 in 10 vorgesehen
sind, kann nur ein elektrischer Motor vorgesehen sein. Zusätzlich
können drei oder mehr elektrische Motoren vorgesehen sein.
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Ein
Getriebe (ein Planetengetriebe für einen Verteiler oder
dergleichen) kann in dem Tunnel 530 untergebracht sein.
Das Getriebe ist zwischen dem elektrischen Motor 518 (M/G)
und der Antriebswelle 514 vorgesehen.
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Mit
den elektrischen Motoren 517 und 518 sind Fahrzeugverbindungselemente 500a und 500b verbunden.
Das Fahrzeugelement 500a ist mit dem elektrischen Motor 517 verbunden.
Das Fahrzeugverbindungselement 500b ist mit dem elektrischen Motor 518 verbunden.
Das Fahrzeugverbindungselement 500a hat eine Verteilerschiene 510a.
Die Verteilerschiene 510a erstreckt sich von dem elektrischen Motor 517 zu
dem Inverter 516 und verbindet den Inverter 516 und
den elektrischen Motor 518. Die Verteilerschiene 510a ist
durch ein plattenförmiges Metallelement ausgebildet, und
ein Teil davon erstreckt sich im Inneren des Tunnels 530,
während sich der Rest im Inneren des Verbrennungsmotorabteils 520 erstreckt.
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Mit
dem elektrischen Motor 518 ist eine Verteilerschiene 510b des
Fahrzeugverbindungselements 500 verbunden. Die Verteilerschiene 510b erstreckt
sich im Inneren des Tunnels 530 von dem elektrischen Motor 518 zu
dem Verbrennungsmotorabteil 520. Im Inneren des Fahrzeugabteils 520 ist
die Verteilerschiene 510b mit einem Draht bzw. einer Leitung 510c verbunden,
die durch einen Kupferdraht ausgebildet ist. Die Leitung 510c verbindet
den Inverter 516 und die Verteilerschiene 510b.
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Die
Ausgabe von dem elektrischen Motor 518 wird zu den Hinterrädern 511b mittels
der Antriebswelle 514, einem Differenzialgetriebe 513 und einer
Achse 512 übertragen. Obwohl der Verbrennungsmotor 515 an
der vorderen Seite des Fahrzeugs vorgesehen ist, ist die Position
des Verbrennungsmotors nicht auf diesen Abschnitt begrenzt, und
er kann bei dem zentralen Abschnitt des Fahrzeugs vorgesehen sein.
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11 ist
eine Querschnittsansicht entlang Linie XI-XI in 10.
Mit Bezug auf 11 ist der vorstehende Abschnitt
des Chassis 110 der Tunnel 530. Der Tunnel 530 ist
in einer vorstehenden Form ausgebildet und dient dadurch dazu, die
Festigkeit des Chassis 510 zu verbessern. Der elektrische
Motor 518 ist im Inneren des Tunnels 530 vorgesehen. Obwohl
nicht dargestellt, ist im Inneren des Tunnels 530 ein Verbindungselement
für ein Zuführen von elektrischer Energie zu dem
elektrischen Motor 518 befestigt. Dieses Fahrzeugverbindungselement
ist zwischen den elektrischen Motoren 518 und 517 und der
Seitenwand des Tunnels 530 angeordnet.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist der elektrische Motor 518 in
einem Hybridfahrzeug des FR-Typs im Inneren des Tunnels 530 angeordnet, und
der Montageraum von diesem ist stark begrenzt. Demzufolge ist die
Struktur des Elektromotormoduls gemäß der ersten
bis dritten Ausführungsform auch für eine Anwendung
an dem elektrischen Motor 518 geeignet.
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Das
Elektromotormodul gemäß der vorliegenden Erfindung
kann allgemein auf andere Elektromotoren angewendet werden, die
in Hybridfahrzeugen untergebracht sind, und auf Elektromotoren, die
in anderen Automobilen, Fahrzeugen, Anwendungen und dergleichen
untergebracht sind, die aufgebaut sind, um an einem Anschlussblock
fixiert zu werden, der einstückig an dem Elektromotorgehäuse vorgesehen
ist, und durch diesen extern elektrisch verbunden wird.
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Es
sollte klar sein, dass die Ausführungsformen, die hierin
offenbart sind, in allen Belangen beispielhaft und nicht beschränkend
sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche definiert,
mehr als durch die vorstehenden Beschreibung und Beispiele, und
es ist beabsichtigt, dass alle Modifikationen und Änderungen
innerhalb des Umfangs und Bedeutung, die gleich zu den Ansprüchen sind,
umfasst sind.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Das
Elektromotormodul gemäß der vorliegenden Erfindung
ist auf einen Elektromotor anwendbar, der in einem Hybridfahrzeug,
einem Automobil, einem Fahrzeug, einer Anwendung und dergleichen untergebracht
ist, und ist aufgebaut, um in einem Elektromotorgehäuse
untergebracht zu sein.
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Zusammenfassung
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Ein
Kabel (150) für ein Zuführen von elektrischer
Energie zu einem Elektromotor ist elektrisch mit einem internen
Leiter (125) eines Anschlussblocks (120) mittels
eines Kontakts (124) durch eine Verbindungsstruktur eines
Steckerverbindungselements (200) und eines Aufnahmeverbindungselements
(108) verbunden. Ein Verbindungselement (130)
für ein elektrisches Verbinden des internen Leiters (125)
und einer Elektromotorwicklung (116) hat einen festen Anschluss
(132) und einen bewegbaren Anschluss (135). Der
feste Anschluss (132) ist elektrisch mit dem internen Leiter
(125) durch ein Fixierelement (140) verbunden,
und hat einen Abschnitt, der ausgebildet ist, um sich entlang eines
Anschlusses (117) bei der Spitze der Elektromotorwicklung
(116) zu erstrecken. Der bewegbare Anschluss (135)
ist gemäß der Position des Anschlusses (117)
elastisch verformbar und angeordnet, um den Anschluss zwischen sich
selbst und dem festen Anschluss (132) zu halten. Als eine
Folge kann ein Elektromotormodul mit dem Anschlussblock (120)
zusammengebaut werden, der einstückig mit einem Gehäuse
(100) ausgebildet ist, während eine Komponententoleranz wirksam
durch das Verbindungselement (130) aufgefangen bzw. absorbiert
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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