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Technisches Gebiet
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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.
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Stand der Technik
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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.
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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.
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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.
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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.
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Beschreibung der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass zwei oder mehr der oben beschriebenen
Konfigurationen in geeigneter Weise kombiniert werden können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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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.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Stator zeigt, der ein Anschlussmodul
für eine drehende elektrische Maschine gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
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3 ist
eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Gießharzabschnitt
an dem Stator, der in 2 gezeigt ist, vorgesehen ist.
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4 ist
eine Querschnittansicht des Stators, der in 3 gezeigt
ist.
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5 ist
eine Ansicht, die schematisch einen Verbindungszustand von Sammelschienen
in dem Anschlussmodul für eine drehende elektrische Maschine,
das in 2 gezeigt ist, zeigt.
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6 ist
eine Querschnittansicht, die eine Schiene zeigt, die in dem Anschlussmodul
für eine drehende elektrische Maschine, das in 2 gezeigt ist,
enthalten ist.
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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.
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8 ist
eine vergrößerte Ansicht der Peripherie eines
Verbinderabschnitts in dem Stator, der in 2 gezeigt
ist.
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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.
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10 ist
eine Querschnittansicht des Stators, der in 9 gezeigt
ist.
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11 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen einer drehenden
elektrischen Maschine gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Beste Modi zum Ausführen
der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Sammelschienen enthalten erste Sammelschienen 11 bis 13,
zweite Sammelschienen 21 bis 23, dritte Sammelschienen 31 bis 34 und
eine vierte Sammelschiene 41.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Wenn
das Anschlussmodul 1 auf der axialen Endfläche
des Statorkerns 110 angeordnet wird, wird der Positionsbestimmungsstift 101 in
das Positionsbestimmungsstifteinführungsloch 111 eingeführt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Außerdem
ist das Phasenbestimmungsloch 102 in dem Anschlussmodul 1 zwischen
den dritten Sammelschienen 32, 33, die neutrale
Punkte der drehenden elektrischen Maschine bilden, vorgesehen.
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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.
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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.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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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.
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Zusammenfassung
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-180615 [0002]
- - JP 2005-65374 [0002]
- - JP 2003-134724 [0002]
- - WO 04/010562 [0002]
- - JP 2004-336897 [0003]