DE112013000856B4 - Mechanisch und elektrisch integriertes Modul - Google Patents

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Abstract

Mechanisch und elektrisch integriertes Modul, welches umfasst:
eine elektrische Rotationsmaschine, welche umfasst:
ein Gehäuse, welches umfasst:
einen zylindrischen Rahmen;
einen Endrahmen eines belasteten Endes, welcher an einem ersten axialen Ende von dem Rahmen angeordnet ist; und
einen Endrahmen eines unbelasteten Endes, welcher an einem zweiten axialen Ende von dem Rahmen angeordnet ist, und in welchem ein Kühlstromkanal ausgebildet ist;
einen Stator, welcher umfasst:
einen ringförmigen Stator-Kern, welcher in einem eingepassten Zustand im Rahmen aufgenommen und darin gehalten ist; und
eine Stator-Spule, welche an dem Stator-Kern eingerichtet ist; und
einen Rotor, welcher derart durch den Endrahmen eines belasteten Endes und den Endrahmen eines unbelasteten Endes drehbar gelagert ist, dass er an einer Innenumfangsseite des Stators angeordnet ist; und
eine Inverter-Einrichtung, welche umfasst:
Leistungsmodule, welche an einer gegenüberliegenden Seite des Endrahmens eines unbelasteten Endes von dem Endrahmen eines belasteten Endes angeordnet sind; und
eine Leistungsmodul-Antriebsschaltung,
wobei:
der Rahmen umfasst:
einen Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes, welcher durch ein Vergrößern eines Innendurchmessers von einem Endabschnitt eines unbelasteten Endes davon ausgebildet ist, und welcher den Endrahmen eines unbelasteten Endes in einem eingepassten Zustand aufnimmt und hält; und
einen Stator-Kern-Halteabschnitt, welcher derart an einem belasteten Ende des Endrahmen-Halteabschnittes eines unbelasteten Endes ausgebildet ist, dass er einen kleineren Durchmesser als der Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes annimmt, und welcher den Stator-Kern in einem eingepassten Zustand aufnimmt und hält;
eine vertiefte Nut, deren Nutrichtung in einer Axialrichtung verläuft, in einer Außenumfangsfläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes und/oder einer Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes vertieft ist; und
die Stator-Spule und ein Wechselstrom-Anschluss von der Inverter-Einrichtung durch einen Verbindungsleiter verbunden sind, welcher durch die vertiefte Nut durchgeführt ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mechanisch und elektrisch integriertes Modul, bei welchem eine Inverter-Einrichtung an einem unbelasteten axialen Ende einer elektrischen Rotationsmaschine an einer gegenüberliegenden Seite von einem Endrahmen eines unbelasteten Endes (engl.: non-load-end end frame), welcher einen Kühlstromkanal umfasst, angeordnet ist, und bezieht sich insbesondere auf einen elektrischen Verdrahtungsaufbau zwischen der elektrischen Rotationsmaschine und der Inverter-Einrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Herkömmliche elektrische, motorintegrierte Inverter-Einrichtungen sind derart aufgebaut, dass eine Inverter-Einrichtung, welche bidirektional eine Gleichstromleistung und Wechselstromleistung umwandelt, an einem unbelasteten axialen Ende von einem Wechselstrommotor angeordnet ist (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
  • Bei herkömmlichen elektrischen, motorintegrierten Inverter-Einrichtungen muss, da ein hinterer Rahmen, an welchem ein Kühlstromkanal ausgebildet ist, zwischen der Inverter-Einrichtung und dem Wechselstrommotor zwischengefügt ist, eine durchdringende Apertur derart ausgebildet werden, dass sie axial durch den hinteren Rahmen durchläuft, um somit dem Kühlstromkanal auszuweichen, und müssen Verbindungsleiter durch diese durchdringende Apertur durchführt werden, um eine Stator-Spule des Wechselstrommotors elektrisch mit den Wechselstrom-Anschlüssen von der Inverter-Einrichtung zu verbinden. Ferner werden auch in herkömmlichen elektrische, motorintegrierte Inverter-Einrichtungen, an deren hinterem Rahmen kein Kühlstromkanal ausgebildet ist, Verbindungsleiter durch eine durchdringende Apertur durchführt, um eine Stator-Spule des Wechselstrommotors elektrisch mit den Wechselstrom-Anschlüssen von der Inverter-Einrichtung zu verbinden (siehe beispielsweise Patentliteratur 2 oder Patentliteratur 3).
  • ZITIERUNGSLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • Patentliteratur 1: JP 2004 201 462 A ,
    • Patentliteratur 2: WO 03/ 055 038 A1 und
    • Patentliteratur 3: WO 03/ 055 044 A1.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • PROBLEM, WELCHES DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN IST
  • Bei herkömmlichen elektrischen, motorintegrierten Inverter-Einrichtungen ist es notwendig, dass die Verbindungsleiter, welche elektrisch die Wechselstrom-Anschlüsse von der Inverter-Einrichtung mit der Stator-Spule von dem Wechselstrommotor verbinden, durch die durchdringende Apertur durchführt werden, welche am hinteren Rahmen ausgebildet ist. Zusätzlich, da die umfänglichen und radialen Positionen von den Wechselstrom-Anschlüssen von der Inverter-Einrichtung und der Stator-Spule von dem Wechselstrommotor unterschiedlich sind, müssen die Verbindungsleiter nicht nur axial, sondern ebenso umfänglich und radial geführt werden, um durch die durchdringende Apertur zu durchlaufen. Somit besteht bei herkömmlichen elektrischen, motorintegrierten Inverter-Einrichtungen ein Problem darin, dass eine Verbindungsarbeit (engl.: connecting operation) zwischen den Wechselstrom-Anschlüssen von der Inverter-Einrichtung und der Stator-Spule von dem Wechselstrommotor kompliziert ist.
  • Im Allgemeinen ist bei elektrischen Automobil-Antriebsmotoren eine Axiallänge lang und ist ein Querschnittsbereich, welcher senkrecht zur Axialrichtung steht, klein. Somit ist, wenn elektrische Automobil-Antriebsmotoren und Inverter-Einrichtungen integriert werden, eine Packungsdichte der Inverter-Elemente hoch, und ist der Kühlstromkanal ebenso kompliziert, wodurch verhindert wird, dass sich eine durchdringende Apertur mit einem großen Durchmesser eröffnet. Zusätzlich sind bei elektrischen Automobil-Antriebsmotoren, da hohe Ströme durch die Stator-Spule fließen, die Verbindungsleiter dick und sind schwierig zu biegen. Daher werden, wenn herkömmliche elektrische, motorintegrierte Inverter-Einrichtungen bei Elektroautos verwendet werden, die zuvor genannten Probleme verschärft.
  • Die vorliegende Erfindung dient zum Lösen der zuvor genannten Probleme, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mechanisch und elektrisch integriertes Modul bereitzustellen, bei welchem eine Verbindungsarbeit zwischen einem Wechselstrom-Anschluss von einem Leistungsmodul und einer Stator-Spule von einer elektrischen Rotationsmaschine erleichtert wird.
  • ELEMENTE ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
  • Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein mechanisch und elektrisch integriertes Modul bereitgestellt, welches umfasst: eine elektrische Rotationsmaschine, welche umfasst: ein Gehäuse, welches umfasst: einen zylindrischen Rahmen; einen Endrahmen eines belasteten Endes, welcher an einem ersten axialen Ende von dem Rahmen angeordnet ist; und einen Endrahmen eines unbelasteten Endes, welcher an einem zweiten axialen Ende von dem Rahmen angeordnet ist, und in welchem ein Kühlstromkanal ausgebildet ist; einen Stator, welcher umfasst: einen ringförmigen Stator-Kern, welcher in einem eingepassten Zustand im Rahmen aufgenommen und darin gehalten ist; und eine Stator-Spule, welche auf dem Stator-Kern eingerichtet ist; und einen Rotor, welcher derart durch den Endrahmen eines belasteten Endes und den Endrahmen eines unbelasteten Endes drehbar gelagert ist, dass er an einer Innenumfangsseite des Stators angeordnet ist; und eine Inverter-Einrichtung, welche umfasst: Leistungsmodule, welche an einer gegenüberliegenden Seite des Endrahmens eines unbelasteten Endes von dem Endrahmen eines belasteten Endes angeordnet sind; und eine Leistungsmodul-Antriebsschaltung. Der Rahmen umfasst: einen Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes, welcher durch ein Vergrößern eines Innendurchmessers von einem Endabschnitt eines unbelasteten Endes davon ausgebildet ist, und welcher den Endrahmen eines unbelasteten Endes in einem eingepassten Zustand aufnimmt und hält; und einen Stator-Kern-Halteabschnitt, welcher derart an einem belasteten Ende des Endrahmen-Halteabschnittes eines unbelasteten Endes ausgebildet ist, dass er einen kleineren Durchmesser als der Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes annimmt, und welcher den Stator-Kern in einem eingepassten Zustand aufnimmt und hält. Eine vertiefte Nut, deren Nutrichtung in einer Axialrichtung verläuft, ist in einer Außenumfangsfläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes und/oder einer Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes vertieft, und die Stator-Spule und ein Wechselstrom-Anschluss von der Inverter-Einrichtung sind durch einen Verbindungsleiter verbunden, welcher durch die vertiefte Nut durchgeführt ist.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da eine vertiefte Nut in einer Außenumfangsfläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes und/oder einer Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes vertieft ist, der Querschnittsbereich von der vertieften Nut vergrößert werden, wodurch die Durchführung des Verbindungsleiters vereinfacht wird. Zusätzlich kann der Endrahmen eines unbelasteten Endes im Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes in einem einstückig eingepassten Zustand aufgenommen werden, wobei der Verbindungsleiter durch die vertiefte Nut geführt ist. Somit sind nicht länger komplizierte Arbeiten, wie beispielsweise das Durchführen des Verbindungsleiters durch eine durchdingende Apertur, welche einen kleinen Durchmesser hat, erforderlich, wodurch die Verbindungsarbeit zwischen den Wechselstrom-Anschlüssen von der Inverter-Einrichtung und der Stator-Spule von dem Motor vereinfacht wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Schnittansicht, welche ein mechanisch und elektrisch integriertes Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 2 ist eine Schnittansicht, welche einen Motorrahmen zeigt, welcher in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
    • 3 ist eine Schnittansicht, welche entlang der Linie III-III in 1, betrachtet in Pfeilrichtung, genommen ist;
    • 4 ist eine Draufsicht, welche Beschränkungen eines umfänglichen Zwischenraums zwischen Leistungsmodulen in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
    • 5 ist ein schematisches Schaubild, welches einen Aufbau von einem Modul erläutert, welches in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
    • 6 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche ein Verfahren zum Zusammenbauen von einer Inverter-Einrichtung in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
    • 7 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche ein Verfahren zum Zusammenbauen von einem Motor in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Form erläutert;
    • 8 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche ein Verfahren zum Zusammenbauen des mechanisch und elektrisch integrierten Moduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
    • 9 ist eine Schnittansicht, welche einen angeordneten Zustand von Leistungsmodulen in einem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert;
    • 10 ist eine Draufsicht, welche Beschränkungen eines umfänglichen Zwischenraums zwischen den Leistungsmodulen in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert;
    • 11 ist eine Schnittansicht, welche einen angeordneten Zustand von Leistungsmodulen in einem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung erläutert;
    • 12 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche einen Aufbau von einem Motor in einem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert; und
    • 13 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche einen Aufbau von einer Inverter-Einrichtung in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen von einem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist eine Schnittansicht, welche ein mechanisch und elektrisch integriertes Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Schnittansicht, welche einen Motorrahmen zeigt, welcher in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 3 ist eine Schnittansicht, welche entlang der Linie III-III in 1, betrachtet in Pfeilrichtung, genommen ist, 4 ist eine Draufsicht, welche Beschränkungen eines umfänglichen Zwischenraums zwischen Leistungsmodulen in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert, 5 ist ein schematisches Schaubild, welches einen Aufbau von einem Modul erläutert, welches in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 6 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche ein Verfahren zum Zusammenbauen von einer Inverter-Einrichtung in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert, 7 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche ein Verfahren zum Zusammenbauen von einem Motor in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Form erläutert, und 8 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche ein Verfahren zum Zusammenbauen des mechanisch und elektrisch integrierten Moduls gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert. Darüber hinaus sind zur Erleichterung der Erläuterung ein Kondensator und Schaltplatinen-Halterungen aus 3 und 6 ausgelassen.
  • In 1 umfasst ein mechanisch und elektrisch integriertes Modul 100: einen Motor 1, welcher als eine elektrische Rotationsmaschine wirkt; und eine Inverter-Einrichtung 40, welche eine Gleichstromleistung, welche von einem externen Abschnitt zugeführt wird, in eine Wechselstromleistung umwandelt und die Wechselstromleistung an den Motor 1 zuführt, und derart ausgelegt ist, dass die Inverter-Einrichtung 40 integriert in einem unbelasteten Ende des Motors 1 einbezogen ist.
  • Der Motor 1 umfasst: einen Motorrahmen 2; einen Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes; einen Rotor 20, welcher drehbar innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, welches den Motorrahmen 2 und den Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes umfasst; und einen Stator 30, welcher derart auf dem Motorrahmen 2 eingerichtet ist, dass er den Rotor 20 umgibt.
  • Wie in 2 gezeigt, ist der Motorrahmen 2 zu einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form hergestellt, und umfasst: einen scheibenförmigen Endrahmen 3 eines belasteten Endes; und einen zylindrischen Rahmen 4, welcher derart angeordnet ist, dass er sich axial von einem Außenumfangs-Kantenabschnitt von dem Endrahmen 3 eines belasteten Endes erstreckt. Ein Lager 26 eines belasteten Endes ist an einer Mittenaxialposition von dem Endrahmen 3 eines belasteten Endes eingerichtet. Der Rahmen 4 ist derart ausgebildet, dass er eine Form einer Innenumfangsfläche hat, bei welcher ein Innendurchmesser in einer gestuften Form von der Nähe des Endrahmens 3 eines belasteten Endes in Richtung zu einer Öffnungsseite (ein unbelastetes Ende) sukzessive zunimmt. Genauer gesagt, ist der Rahmen 4 derart ausgebildet, dass ein Spulenende-Gehäuseabschnitt 5 eines belasteten Endes, welcher einen Innendurchmesser La hat, ein Stator-Kern-Halteabschnitt 6, welcher einen Innendurchmesser Ls hat, ein Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes, welcher einen Innendurchmesser Lc hat, und ein Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes, welcher einen Innendurchmesser Li hat, sequenziell vom belasteten Ende in Richtung zum unbelasteten Ende aufgereiht sind. Ein Motor-Kühlstromkanal 9 ist in dem Rahmen 4 ausgebildet. Zusätzlich sind jeweils sechs Verbindungsleiter-Führungsnuten 10 in einer Innenumfangsfläche von dem Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes derart vertieft, dass deren Nutrichtungen in einer Axialrichtung ausgerichtet sind, und dass sie umfänglich bei einem gleichförmigen Winkelabstand in einer Reihe angeordnet sind.
  • Der Spulenende-Gehäuseabschnitt 5 eines belasteten Endes hat hier eine Axiallänge, welche etwas länger ist als eine Axiallänge von Spulenenden eines belasteten Endes von einer Stator-Spule 34. Der Stator-Kern-Halteabschnitt 6 hat eine Axiallänge, welche ungefähr gleich einer Axiallänge von einem Stator-Kern 31 ist. Der Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes hat eine Axiallänge, welche länger ist als eine Axiallänge von Spulenenden eines unbelasteten Endes von der Stator-Spule 34. Zusätzlich hat der Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes eine Axiallänge, welche etwas kürzer ist als der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes. Der Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes entspricht einem Innendurchmesser-Erstreckungsabschnitt. Der Endrahmen 3 eines belasteten Endes ist einstückig mit dem Rahmen 4 ausgebildet, wobei er jedoch als ein vom Rahmen 4 separates Element hergestellt werden kann.
  • Der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes umfasst: einen Basisabschnitt 13, welcher derart hergestellt ist, dass er eine flache Ringform hat; eine Trennwand 14a, welche derart angeordnet ist, dass sie in einer ringförmigen Form auf einem Außenumfang-Kantenabschnitt von einer ersten Fläche von dem Basisabschnitt 13 derart steht, dass sie eine vorbestimmte Höhe hat; eine Trennwand 14b, welche derart angeordnet ist, dass sie radial innerhalb der Trennwand 14a konzentrisch zur ersten Fläche von dem Basisabschnitt 13 steht; einen Kühlrahmen 15, welcher eine erste Fläche als eine Leistungsmodul-Einrichtungsfläche hat; und Strömungskanalrippen 16, welche in einer radialen Richtung auf einer zweiten Fläche von dem Kühlrahmen 15 derart in mehreren Schichten angeordnet sind, dass sie sich jeweils umfänglich bei einer vorbestimmten vorragenden Höhe erstrecken. Der Kühlrahmen 15 wird mit dem Basisabschnitt 13 verbunden, indem eine Außenumfangsseite und eine Innenumfangsseite auf der zweiten Fläche von dem Kühlrahmen 15 mit den Trennwänden 14a und 14b verbunden werden. Hierdurch werden ringförmige Inverter-Kühlstromkanäle 17 in dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes ausgebildet. Zusätzlich, wie in 3 gezeigt, sind jeweils sechs vertiefte Nuten 18 in Außenumfangsflächen von dem Basisabschnitt 13, in die Trennwand 14a und in den Kühlrahmen 15 derart vertieft, dass deren Nutrichtung in einer Axialrichtung ausgerichtet ist, und dass sie umfänglich bei einem gleichförmigen Winkelabstand in einer Reihe angeordnet sind. Ein Lager 27 eines unbelasteten Endes ist an einer Mittenaxialposition von dem Basisabschnitt 13 auf dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes eingerichtet.
  • Darüber hinaus sind der Motorrahmen 2 und der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes durch Spritzguss unter Verwendung von beispielsweise Aluminium hergestellt, wobei das Material nicht auf Aluminium beschränkt ist, vorausgesetzt, dass es ein Metall mit einer guten Leitfähigkeit ist, und ebenso ist das Herstellungsverfahren nicht auf Spritzguss beschränkt.
  • Der Rotor 20 umfasst: einen zylindrischen Rotor-Kern 21, welcher durch Schichten von dünnen magnetischen Lagen, wie beispielsweise elektromagnetische Stahllagen, aufgebaut ist; zehn Permanentmagnete 22, welche jeweils in zehn Magnet-Aufnahmeaperturen 23 aufgenommen sind und hieran befestigt sind, welche derart ausgebildet sind, dass sie axial durch eine Außenumfangsseite von dem Rotor-Kern 21 durchlaufen, und welche umfänglich bei einem gleichförmigen Winkelabstand angeordnet sind; eine Welle 24, welche an dem Rotor-Kern 21 angebracht ist, indem sie derart eingesetzt wird, dass sie durch eine Mittenposition von dem Rotor-Kern 21 durchläuft; und ein Paar von Endplatten 25, welche an zwei axialen Endflächen von dem Rotor-Kern 21 angebracht sind, um ein Loslösen der Permanentmagnete 22 zu verhindern. Die Permanentmagnete 22 sind derart angeordnet, dass sich deren radial äußeren Polaritäten umfänglich zwischen Nord (N) Polen und Süd (S) Polen abwechseln.
  • Der Rotor 20 ist derart drehbar innerhalb des Gehäuses angeordnet, dass ein zweiter axialer Endabschnitt von der Welle 24 mittels des Lagers 26 eines belasteten Endes in dem Endrahmen 3 eines belasteten Endes gelagert ist, und ein erster axialer Endabschnitt von der Welle 24 mittels des Lagers 27 eines unbelasteten Endes in dem Basisabschnitt 13 von dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes gelagert ist. Der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes ist in einem einstückig eingepassten Zustand in den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes eingesetzt, und ist durch Schrumpfpassung, usw. fixiert. Die vertieften Nuten 18 sind axial den Verbindungsleiter-Führungsnuten 10 zugewandt, welche auf dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes ausgebildet sind. Zusätzlich ist ein Drehmelder (engl.: resolver) 28 auf einem ersten Axialende von der Welle 24 eingerichtet, um die Erfassung einer Drehposition des Rotors 20 zu ermöglichen.
  • Der Stator 30 ist durch Aufschichten von dünnen Magnetbahnen, wie beispielsweise elektromagnetische Stahlbahnen, aufgebaut, und umfasst: den Stator-Kern 31, welcher umfasst: einen ringförmigen Kernrücken 32; und zwölf Zähne 33, welche sich jeweils von einer Innenumfangsfläche von dem Kernrücken 32 radial nach innen erstrecken, und welche umfänglich bei einem gleichförmigen Winkelabstand angeordnet sind; und die Stator-Spule 34, welche durch zwölf konzentrierte Wicklungsspulen 35 aufgebaut ist, welche durch Wickeln von Leiterdrähten, welche mit einem Isoliermittel beschichtet sind, zu konzentrierten Wicklungen auf den jeweiligen Zähnen 33 hergestellt sind, derart, dass zwischengesetzte Isolatoren 36 umfasst sind, welche unter Verwendung eines Isoliermaterials hergestellt sind.
  • Eine innere Verarbeitung zur Verbindung (Endabschnitt-Verarbeitung) wird hier an der Stator-Spule 34 an dem unbelasteten Ende angewendet. Genauer gesagt, werden erste Endabschnitt von jeder der konzentrierten Wicklungsspulen 35 an das unbelastete Ende von dem Stator-Kern 31 herausgeführt, und werden 6-Phase-Spulen aufgebaut, indem Paare von umfänglich angrenzenden konzentrierten Wicklungsspulen 35 derart in Serie verbunden werden, dass Wicklungsrichtungen entgegengesetzt sind. Dann werden zwei 3-Phase-Wechselstrom-Wicklungen jeweils durch eine Sternschaltung von 3-Phase-Spulen ausgebildet. Zusätzlich werden Verbindungsleiter 39 jeweils an zweiten Enden der konzentrierten Wicklungsspulen 35, welche an das unbelastete Ende von dem Stator-Kern 31 herausgeführt sind, verbunden. Jeder der Verbindungsleiter 39 wird gebogen und radial herum nach außen geführt, wird nachfolgend gebogen und wird an eine vorbestimmte Position in der Umfangsrichtung herum geführt und wird zusätzlich gebogen und am unbelasteten Ende axial nach außen geführt.
  • Der Stator-Kern 31 von dem Stator 30 ist von dem unbelasteten Ende aus in einem eingepassten Zustand in den Stator-Kern-Halteabschnitt 6 von dem Rahmen 4 eingesetzt, ist durch Schrumpfpassung, usw., fixiert, und ist derart in dem Motorrahmen 2 an einer Außenumfangsseite von dem Rotor-Kern 21 gehalten, dass er koaxial zur Welle 24 verläuft.
  • Die verbundenen Abschnitte (die zum Endabschnitt verarbeiteten Abschnitte) von der Stator-Spule 34 sind durch Drahtüberkreuzung-Isolierelemente 37 an dem Stator 30 und dem Rahmen 4 gehalten. Zusätzlich sind die jeweiligen Verbindungsleiter 39 innerhalb der Verbindungsleiter-Führungsnuten 10 aufgenommen und axial an dem unbelasteten Ende herausgeführt.
  • Der Motor 1, welcher auf diese Art und Weise konfiguriert ist, arbeitet als ein 10-Pol, 12-Schlitz-Innenrotor-3-Phase-Motor.
  • Wie in 1 und 3 gezeigt, umfasst die Inverter-Einrichtung 40: sechs Leistungsmodule 41, welche in einer Umfangsrichtung bei einem gleichförmigen Winkelabstand an einer Leistungsmodul-Einrichtungsfläche von dem Kühlrahmen 15 angeordnet sind; eine Leistungsmodul-Antriebs-Schaltplatine 42, auf welcher eine Schaltung, welche die Leistungsmodule 41 antreibt, eingerichtet ist; eine Schutzabdeckung 43, welche derart angeordnet ist, dass sie die Leistungsmodule 41 und die Leistungsmodul-Antriebs-Schaltplatine 42 abdeckt, und durch eine Schraube, usw., an dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes befestigt ist, um die Leistungsmodule 41 und die Leistungsmodul-Antriebs-Schaltplatine 42 zu schützen. Darüber hinaus ist jedes der Leistungsmodule 41 in Relation zu einem Radius, welcher durch eine Mitte davon durchläuft, symmetrisch.
  • Wie in 5 gezeigt, sind die Leistungsmodule 41 jeweils gebildet durch: ein Schaltelement 53 eines oberen Auslegers, bei welchem ein erstes Ende mit einer positiven Elektrode von einem Gleichstrom-Anschluss 50 verbunden ist, und ein zweites Ende mit einem Modul-Wechselstrom-Anschluss 52 verbunden ist; ein Schaltelement 54 eines unteren Auslegers, bei welchem ein erstes Ende mit dem Modul-Wechselstrom-Anschluss 52 verbunden ist und ein zweites Ende mit einer negativen Elektrode eines Gleichstrom-Anschlusses 51 verbunden ist; Rückführ-Dioden 55, welche jeweils mit den Schaltelementen 53 und 54 des oberen Auslegers und des unteren Auslegers parallel verbunden sind; und einen Kunstharz-Isolier-Abschnitt 56, welcher sie isoliert, um ein 2-in-1 Modul zu bilden, welches einer Umwandlung zwischen einer Gleichstromleistung und einer Einzel-Phase von einer Wechselstromleistung entspricht. Wie in 3 gezeigt, sind die vertieften Nuten 18 in einem umfänglichen Zwischenraum zwischen Paaren von umfänglich angrenzenden Leistungsmodulen 41 angeordnet. Wie in 4 gezeigt, entspricht hier der umfängliche Zwischenraum zwischen den Paaren von umfänglich angrenzenden Leistungsmodulen 41 gleich einem Bereich zwischen zwei Radien, welche durch nächstliegende radial äußerste Abschnitte unter radial äußersten Abschnitten von Paaren von umfänglich angrenzenden Leistungsmodulen 41 verlaufen.
  • Die ersten Enden von Wechselstrom-Leitern 49 sind jeweils mit den Modul-Wechselstrom-Anschlüssen 52 verbunden, und die Wechselstrom-Leiter 49 erstrecken sich in Richtung zu den vertieften Nuten 18 über Innenabschnitte von elektrischen Stromsensoren 47, welche am Kühlrahmen 15 angeordnet sind. Die Verbindungsleiter 39 sind jeweils derart an das unbelastete Ende von dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes herausgeführt, dass sie durch die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10 und durch Luftspalte, welche durch den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes und die vertieften Nuten 18 ausgebildet sind, durchlaufen, und sind mit zweiten Enden der Wechselstrom-Leiter 49 verbunden. Es sind Isolierelemente 38 innerhalb der Luftspalte eingesetzt, welche zwischen dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes und den vertieften Nuten 18 ausgebildet sind, um somit die Verbindungsleiter 39 mit dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes oder dem Kühlrahmen 15 zu befestigen. Darüber hinaus sind die Isolierelemente 38 zu Prismen ausgebildet, welche eine Querschnittsform haben, welche etwas größer ist als die Querschnittsform der Luftspalte, welche durch den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes und die vertieften Nuten 18 ausgebildet sind, unter Verwendung eines Isolier-Kunstharzes, welches nachgiebig ist, wie beispielsweise Silikongummi, und es sind Verbindungsleiter-Einsteckaperturen 38a an Mittenpositionen davon ausgebildet. Die Verbindungsleiter 39 werden durch die Verbindungsleiter-Einsteckaperturen 38a von den Isolierelementen 38 durchgeführt, um somit einen isolierten Zustand zwischen dem Rahmen 4 und dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes sicherzustellen.
  • Die Leistungsmodul-Antrieb-Schaltplatine 42 ist mittels Schaltplatinen-Halterungen 45 derart am Kühlrahmen 15 eingerichtet, dass sie an einer unbelasteten Seite von den Leistungsmodulen 41 angeordnet ist. Ein Kondensator 46 ist an einem unbelasteten Ende von dem Basisabschnitt 13 an einer Innenumfangsseite von der Trennwand 14b eingerichtet, um parallel mit den Leistungsmodulen 41 an einer Gleichstrom (DC) Busschiene (nicht gezeigt) an der Leistungsmodul-Antrieb-Schaltplatine 42, mit welcher die Leistungsmodule 41 verbunden sind, verbunden zu werden.
  • Die Schutzabdeckung 43 ist derart hergestellt, dass sie eine mit einem Boden versehene zylindrische Form hat, welche einen Außendurchmesser hat, welcher ungefähr gleich jenem von dem Rahmen 4 ist, und zusammen mit dem Motorrahmen 2 das gesamte mechanisch und elektrisch integrierte Modul 100 bedeckt.
  • Um ein mechanisch und elektrisch integriertes Modul 100 zusammenzubauen, welches auf diese Art und Weise konfiguriert ist, werden die sechs Leistungsmodule 41 zunächst an der Leistungsmodul-Einrichtungsfläche von dem Kühlrahmen 15 bei einem gleichförmigen Winkelabstand in der Umfangsrichtung angeordnet, und werden die elektrischen Stromsensoren 47 an der Leistungsmodul-Einrichtungsfläche von dem Kühlrahmen 15 in dem jeweiligen umfänglichen Zwischenraum zwischen den Leistungsmodulen 41 angeordnet, wie in 6 gezeigt. Als Nächstes werden die Wechselstromleiter 49 durch jeden der elektrischen Stromsensoren 47 durchgeführt, und werden die ersten Enden davon mit den Modul-Wechselstrom-Anschlüssen 52 der Leistungsmodule 41 verbunden, und werden die zweiten Enden mit den Wechselstrom-Anschlüssen 48 von der Inverter-Einrichtung 40 verbunden. Zusätzlich wird die Leistungsmodul-Antrieb-Schaltplatine 42, auf welcher der Kondensator 46 eingerichtet ist, unter Verwendung der Schaltplatine-Halterungen 45 am Kühlrahmen 15 eingerichtet, und wird eine vorbestimmte Verbindung durchgeführt, um die Inverter-Einrichtung 40 zusammenzubauen.
  • Als Nächstes, wie in 7 gezeigt, ist der Stator 30 im Motorrahmen 2 eingebaut, indem der Stator-Kern 31, auf welchem die Stator-Spule 34 eingerichtet ist, in den Stator-Kern-Halteabschnitt 6 des Rahmens 4 von dem unbelasteten Ende aus in einem eingepassten Zustand eingesetzt wird und der Stator-Kern 31 durch Schrumpfpassung, usw. an den Stator-Kern-Halteabschnitt 6 befestigt wird. Hier wird eine axiale Positionierung des Stators 30 erzielt, indem der Stator-Kern 31 eine Stufe zwischen dem Spulenende-Gehäuseabschnitt 5 eines belasteten Endes und dem Stator-Kern-Halteabschnitt 6 in Kontakt nimmt. Als Nächstes wird die innere Verbindungsarbeit (die Endabschnitt-Verarbeitung) von der Stator-Spule 34 in der Nähe von einer radialen Außenseite von dem Spulenende eines unbelasteten Endes innerhalb des Spulenende-Gehäuseabschnitts 7 eines unbelasteten Endes durchgeführt, und werden die sechs Verbindungsleiter 39 jeweils an dem unbelasteten Ende über die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10 axial herausgeführt. Darüber hinaus kann die innere Verbindungsarbeit von der Stator-Spule 34 vor dem Installieren des Stators 30 im Motorrahmen 2 durchgeführt werden.
  • Als Nächstes wird der Rotor-Kern 21 derart vom unbelasteten Ende aus in den Stator 30 eingesetzt, dass die Welle 24 in das Lager 26 eines belasteten Endes eingesetzt und hierdurch gehalten ist, und wird die Welle 24 dann in die mittige Apertur von dem Rotor-Kern 21 gedrückt, welcher zwischen den Endplatten 25 gehalten ist. Hier wird eine axiale Positionierung des Rotors 20 durch den Rotor-Kern 21 erzielt, welcher mit einer Rotor-Positionierungsstufe 24a von der Welle 24 in Kontakt gelangt.
  • Als Nächstes, wie in 8 gezeigt, wird der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes, in welchem die Inverter-Einrichtung 40 installiert wurde, in den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes in einem eingepassten Zustand eingesetzt, und werden der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes und der Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes durch Schrumpfpassung, usw. fixiert. Hier wird eine Umfangsposition von dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes derart eingestellt, dass die vertieften Nuten 18 axial den Führungsnuten 10 eines Verbindungsleiters gegenüberliegen, und wird der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes in den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes derart eingesetzt, indem die Verbindungsleiter 39, welche durch die Führungsnuten 10 eines Verbindungsleiters durchlaufen und am unbelasteten Ende axial herausgeführt sind, in die vertieften Nuten 18 eingesetzt werden. Dann wird eine axiale Positionierung des Endrahmens 12 eines unbelasteten Endes erzielt, indem der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes eine Stufe zwischen dem Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes und dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes in Kontakt nimmt. Zusätzlich wird der erste Endabschnitt von der Welle 24 in das Lager 27 eines unbelasteten Endes eingesetzt, um den Rotor 20 drehbar innerhalb des Gehäuses anzuordnen. Dann wird der Drehmelder 28 auf dem ersten Axialende von der Welle 24 eingerichtet. Darüber hinaus werden die Verbindungsleiter 39 derart an das unbelastete Ende herausgeführt, indem sie durch die Luftspalte durchlaufen, welche durch den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes und die vertieften Nuten 18 ausgebildet sind.
  • Als Nächstes werden die Isolierelemente 38 vom unbelasteten Ende in die Luftspalte gedrückt, welche durch den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes und die vertieften Nuten 18 ausgebildet sind, wobei die Verbindungsleiter 39 durch die Verbindungsleiter-Einsetzaperturen 38a durchführt werden. Die Verbindungsleiter 39 werden hierdurch an den Rahmen 4 oder an den Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes in einem isolierten Zustand fixiert. Als Nächstes werden Endabschnitte der Verbindungsleiter 39, welche an dem unbelasteten Ende herausgeführt sind, abgeschnitten, und werden die abgeschnittenen Enden davon durch Schrauben, usw. mit den Wechselstrom-Anschlüssen 48 verbunden. Als Nächstes wird die Schutzabdeckung 43 derart an dem unbelasteten Ende eingerichtet, dass sie die Inverter-Einrichtung 40 bedeckt, und wird durch eine Schraube, usw. an dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes fixiert, um das mechanisch und elektrisch integrierte Modul 100 zusammenzubauen.
  • Obwohl nicht gezeigt, werden bei einem mechanisch und elektrisch integrierten Modul 100, welches auf diese Art und Weise zusammengebaut ist, eine Gleichstrom (DC) Verdrahtung, welche eine Gleichstromleistung von einem externen Abschnitt an die Inverter-Einrichtung 40 zuführt, und ein Signaldraht, welcher Antriebsbefehle an die Inverter-Einrichtung 40 kommuniziert, aus der Schutzabdeckung 43 herausgeführt, und werden mit einer externen elektrischen Leistungsversorgung und einen Signalgenerator verbunden. Ferner umfassen der Motorrahmen 2 und der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes jeweils einen Kühlwasser-Zufuhranschluss und einen Ablaufanschluss, und werden ein Wasser-Zufuhranschluss und der weitere Ablaufanschluss durch eine externe Rohrleitung miteinander verbunden, um somit in Serie verbunden zu sein.
  • Bei diesem mechanisch und elektrisch integrierten Modul 100 wird eine Gleichstromleistung, welche von einer externen elektrisch Leistungsversorgung zugeführt wird, durch die Inverter-Einrichtung 40 in eine Wechselstromleistung umgewandelt, und wird an die Stator-Spule 34 zugeführt. Hierdurch werden Magnetdrehfelder im Stator 30 erzeugt. Durch Interaktion zwischen diesen Magnetdrehfeldern des Stators 30 und der Magnetfelder von den Permanentmagneten 22 wird ein Drehmoment erzeugt, welches den Rotor 20 zur Umdrehung antreibt, und wird dieses Drehmoment mittels der Welle 24 ausgegeben.
  • Es wird Kühlwasser an den Motor-Kühlstromkanal 9 zugeführt, welcher in dem Rahmen 4 ausgebildet ist, wobei es über den Motor-Kühlstromkanal 9 strömt, dann an den Inverter-Kühlstromkanal 17 geführt wird, welcher in dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes ausgebildet ist, und zwar mittels der externen Rohrleitung, wobei es dann durch den Inverter-Kühlstromkanal 17 strömt und dann abgegeben wird. Somit wird Wärme, welche in der Stator-Spule 34 erzeugt wird, mittels des Stator-Kerns 31 an den Rahmen 4 überführt, und wird an das Kühlwasser abgestrahlt, welches durch den Motor-Kühlstromkanal 9 strömt, wodurch Temperaturzunahmen im Stator 30 unterdrückt werden. Die Wärme, welche in den Schaltelementen 53 und 54 des oberen Auslegers und des unteren Auslegers der Leistungsmodule 41 erzeugt wird, wird an den Kühlrahmen 15 überführt, und wird an das Kühlwasser abgestrahlt, welches durch den Inverter-Kühlstromkanal 17 strömt, wodurch Temperaturzunahmen in den Leistungsmodulen 41 unterdrückt werden.
  • In Ausführungsform 1 kann, da die vertieften Nuten 18 in der Außenumfangsfläche von dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes vertieft sind, der Querschnittsbereich der vertieften Nuten 18 vergrößert werden, wodurch das Überführen der Verbindungsleiter 39 vereinfacht wird. Zusätzlich kann der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes in dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes in einem einstückig eingepassten Zustand, mit den Verbindungsleitern 39, welche durch die vertieften Nuten 18 überführt sind, aufgenommen werden. Somit sind komplizierte Arbeiten, wie beispielsweise das Durchführen der Verbindungsleiter 39 durch eine durchdringende Apertur, welche einen kleinen Durchmesser hat, nicht länger erforderlich, wodurch die Verbindungsarbeit zwischen den Wechselstrom-Anschlüssen 48 von der Inverter-Einrichtung 40 und der Stator-Spule 34 von dem Motor 1 erleichtert wird.
  • Da ein Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes einen größeren Durchmesser hat als jener des Stator-Kern-Halteabschnitts 6, welcher an dem Rahmen 4 an dem unbelasteten Ende des Stator-Kern-Halteabschnitts 6 ausgebildet ist, wird ein freistehender Raum radial außerhalb des Spulenendes eines unbelasteten Endes von der Stator-Spule 34 ausgebildet. Somit kann die innere Verbindung der Stator-Spule 34 unter Verwendung des betreffenden freistehenden Raums durchgeführt werden, wodurch eine Arbeit am Endabschnitt von der Stator-Spule 34 vereinfacht wird.
  • Da die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10 in der Innenumfangsfläche von dem Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes derart vertieft sind, dass deren Nutrichtungen in einer Axialrichtung ausgerichtet sind, wird ein Führen der Verbindungsleiter 39 an die vertieften Nuten 18 erleichtert, indem die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10 als Führungen verwendet werden, wodurch das Einrichten des Endrahmens 12 eines unbelasteten Endes auf dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes vereinfacht wird.
  • Da die sechs Leistungsmodule 41 in einer Umfangsrichtung bei einem gleichförmigen Winkelabstand in einer Reihe auf der Modul-Einrichtungsfläche von dem Kühlrahmen 15 angeordnet sind, werden die Leistungsmodule 41, welche wärmeerzeugende Bauteile sind, umfänglich verteilt. Somit wird das Auftreten von Unregelmäßigkeiten der Kühlung aufgrund des Kühlwassers, welches durch den Inverter-Kühlstromkanal 17 strömt, unterdrückt, und werden Situationen verhindert, bei welchen beispielsweise die Temperaturen von einigen der Leistungsmodule 41 übermäßig ansteigen.
  • Da die vertieften Nuten 18 in der Außenumfangsfläche von dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes vertieft sind, können die vertieften Nuten 18 ausgebildet werden, ohne sich mit dem Inverter-Kühlstromkanal 17 zu stören. Somit können die vertieften Nuten 18 einfach ausgebildet werden, derart, dass sie einen großen Nut-Querschnittsbereich haben, ohne dass eine Verschlechterung der Kühlleistung hervorgerufen wird.
  • Da die vertieften Nuten 18 derart angeordnet sind, dass sie jedem der Leistungsmodule 41 entsprechen, wird ein einzelner Verbindungsleiter 39 durch jede der vertieften Nuten 18 geführt, wodurch die Arbeit zum Überführen der Verbindungsleiter 39 durch die vertieften Nuten 18 vereinfacht wird.
  • Da die vertieften Nuten 18 in einem umfänglichen Zwischenraum zwischen Paaren von angrenzenden Leistungsmodulen 41 positioniert sind, ist der Arbeitsraum zum Verbinden der Verbindungsleiter 39 mit den Wechselstrom-Anschlüssen 48 von der Inverter-Einrichtung 40 größer, wodurch diese Arbeit zum Verbinden vereinfacht wird.
  • Da die elektrischen Stromsensoren 47 in einem umfänglichen Zwischenraum zwischen den Paaren von angrenzenden Leistungsmodulen 41 positioniert sind, ist ein Installationsraum für die elektrischen Stromsensoren 47 größer, wodurch deren Installation und die Arbeiten zur Verbindung derer vereinfacht werden.
  • Da die elektrischen Stromsensoren 47 auf dem Kühlrahmen 15 angeordnet sind, wird die Kühlung der elektrischen Stromsensoren 47 verbessert, wodurch es ermöglicht wird, dass das Auftreten einer Erfassungsschwankung aufgrund einer Temperaturänderung unterdrückt wird, und somit eine verbesserte Steuerung ermöglicht wird.
  • Da die Isolierelemente 38 in die Luftspalte eingesteckt sind, welche durch den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes und die vertieften Nuten 18 ausgebildet sind, wird eine Vibration der Verbindungsleiter 39 in den Luftspalten unterdrückt. Somit kann das Auftreten eines Drahtbruches der Verbindungsleiter 39 unterdrückt werden, und kann das Auftreten einer Beschädigung an verbundenen Abschnitten zwischen den Verbindungsleitern 39 und der Stator-Spule 34 und zwischen den Verbindungsleitern 39 und den Wechselstrom-Anschlüssen 48 unterdrückt werden.
  • Da die Isolierelemente 38 in die Luftspalte eingesteckt sind, welche durch den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes und den vertieften Nuten 18 ausgebildet sind, kann eine Isolationsfestigkeit in Abschnitten, welche höhere Inverter-Stoßspannungen haben, erhöht werden.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform 1 ist das Material der Schaltelemente 53 des oberen Auslegers, der Schaltelemente 54 des unteren Auslegers und der Rückführ-Dioden 55, welche die Leistungsmodule 41 aufbauen, nicht erwähnt, wobei die Schaltelemente 53 und 54 des oberen Auslegers und des unteren Auslegers und die Rückführ-Dioden 55 unter Verwendung eines Halbleiters, wie beispielsweise Silizium, oder eines Halbleiters mit großer Bandlücke, wie beispielsweise Silizium-Carbid, Gallium-Nitrit, usw., hergestellt sind. Wenn die Schaltelemente 53 und 54 des oberen Auslegers und des unteren Auslegers und die Rückführ-Dioden 55 unter Verwendung eines Halbleiters mit einer großen Bandlücke, wie beispielsweise Silizium-Carbid, Gallium-Nitrit usw., hergestellt sind, kann hervorgerufen werden, dass das Kühlwasser an den Inverter-Kühlstromkanal 17 strömt, nachdem es durch den Motor-Kühlstromkanal 9 geflossen ist, da Halbleiter mit einer großen Bandlücke Elemente mit einer hohen Wärmebeständigkeit sind. Der Motor 1 wird hierdurch wirksam gekühlt, wodurch bei dem Motor 1 eine Verkleinerung und eine erhöhte Wirksamkeit ermöglicht werden.
  • Darüber hinaus sind in der zuvor genannten Ausführungsform 1 die vertieften Nuten in der Außenumfangsfläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes vertieft, wobei die vertieften Nuten jedoch anstelle dessen in einer Innenumfangsfläche von einem Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes vertieft sein können.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform 1 sind die vertieften Nuten lediglich in der Außenumfangsfläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes vertieft, wobei die vertieften Nuten in der Außenumfangsfläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes und in der Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes derart vertieft sein können, dass sie einander gegenüberliegen. In diesem Fall, da der Querschnittsbereich von den Luftspalten, welche durch die vertieften Nuten ausgebildet sind, erhöht ist, kann der Querschnittsbereich der Verbindungsleiter vergrößert werden, wodurch es ermöglicht wird, dass ein Verlust und eine Wärme, welche in den Verbindungsleitern erzeugt werden, reduziert werden.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform 1 wird ein Isolier-Kunstharz, welches eine Nachgiebigkeit hat, wie beispielsweise Silikongummi, in den Isolierelementen verwendet, wobei jedoch eine gute Wärmeleitfähigkeit erhöht werden kann, indem ein Füllstoff, usw. eingefüllt wird. In diesem Fall, da die Wärme, welche in den Verbindungsleitern erzeugt wird, wirksam an den Kühlrahmen überführt wird, wird die Kühlung der Verbindungsleiter verbessert, wodurch es ermöglicht wird, dass ein Verlust durch die Verbindungsleiter reduziert wird.
  • Ausführungsform 2
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, welche einen angeordneten Zustand von Leistungsmodulen in einem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert, und 10 ist eine Draufsicht, welche Beschränkungen eines umfänglichen Zwischenraumes zwischen den Leistungsmodulen in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • In 9 haben sechs vorragende Abschnitte 60 einer Endrahmen-Positionierung eine Umfangsbreite, welche gleich einer Nut-Breite von vertieften Nuten 18 ist, und sind in einer Umfangsrichtung bei einem gleichförmigen Winkelabstand an einer Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes derart angeordnet, dass sie sich jeweils axial erstrecken. Die vorragenden Abschnitte 60 einer Endrahmen-Positionierung sind in jeder der vertieften Nuten 18 eingepasst. Es sind Leistungsmodule 41 in der Umfangsrichtung bei einem gleichförmigen Winkelabstand in einer Reihe derart angeordnet, dass sie in Relation zu Radien, welche durch Mitten der Leistungsmodule 41 verlaufen, asymmetrisch geneigt sind.
  • Darüber hinaus ist der restliche Aufbau auf eine ähnliche oder identische Art und Weise zu jener der zuvor genannten Ausführungsform 1 ausgebildet.
  • In Ausführungsform 2 werden, da die Wechselstrom-Anschlüsse 48 von der Inverter-Einrichtung 40 und der Stator-Spule 34 von dem Motor 1 durch die Verbindungsleiter 39 verbunden sind, welche durch die vertieften Nuten 18 überführt sind, ebenso ähnliche oder identische Wirkungen zu jenen der zuvor genannten Ausführungsform 1 dargelegt.
  • Gemäß Ausführungsform 2 sind die vorragenden Abschnitte 60 einer Endrahmen-Positionierung derart angeordnet, dass sie von der Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes vorragen, und sind in jede der vertieften Nuten 18 eingepasst. Somit wird eine umfängliche Positionierung zwischen dem Motorrahmen 2 und dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes, mit anderen Worten zwischen dem Motorrahmen 2 und der Inverter-Einrichtung 40, einfach durchgeführt, ohne die Notwendigkeit einen speziellen Positionierungsmechanismus zu verwenden. Ferner, da die vertieften Nuten 18 zum Herausführen der Verbindungsleiter 39 an das unbelastete Ende zur Positionierung zwischen dem Motorrahmen 2 und der Inverter-Einrichtung 40 verwendet werden, ist es nicht notwendig, vertiefte Nuten ausschließlich zur Positionierung zwischen dem Motorrahmen 2 und der Inverter-Einrichtung 40, zusätzlich zu dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes, auszubilden, wodurch eine Vereinfachung des Aufbaus von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes ermöglicht wird.
  • Da die Leistungsmodule 41 in der Umfangsrichtung bei einem gleichförmigen Winkelabstand in einer Reihe derart angeordnet sind, dass sie in Relation zu Radien, welche durch Mitten der Leistungsmodule 41 durchlaufen, asymmetrisch geneigt sind, wird der umfängliche Zwischenraum, verglichen mit der zuvor genannten Ausführungsform 1, zwischen den Paaren von angrenzenden Leistungsmodulen 41 vergrößert, wie in 10 gezeigt. Somit werden der Querschnittsbereich der Luftspalte und der Installationsbereich für die elektrischen Stromsensoren 47 vergrößert, wodurch der Zusammenbau des mechanisch und elektrisch integrierten Moduls erleichtert wird.
  • Darüber hinaus sind in der zuvor genannten Ausführungsform 2 die vorragenden Abschnitte einer Endrahmen-Positionierung mit jeder der vertieften Nuten zusammen eingepasst, wobei die Anzahl der vorragenden Abschnitte der Endrahmen-Positionierung lediglich eins zu betragen braucht.
  • Ausführungsform 3
  • 11 ist eine Schnittansicht, welche einen angeordneten Zustand von Leistungsmodulen in einem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • In 11 sind vertiefte Nuten 18a, welche eine umfängliche Nut-Breite von a haben, vertiefte Nuten 18b, welche eine umfängliche Nut-Breite von b haben, und vertiefte Nuten 18c, welche eine umfängliche Nut-Breite von c haben, in einer Außenumfangsfläche von dem Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes derart vertieft, dass sie in der Reihenfolge einer vertieften Nut 18a, einer vertieften Nut 18b, einer vertieften Nut 18c, einer vertieften Nut 18a, einer vertieften Nut 18c und einer vertieften Nut 18b aufgereiht sind. Es sind vorragende Abschnitte 60a einer Endrahmen-Positionierung, welche eine umfängliche Breite von a haben, vorragende Abschnitte 60b einer Endrahmen-Positionierung, welche eine umfängliche Breite von b haben, und vorragende Abschnitte 60c einer Endrahmen-Positionierung, welche eine umfängliche Breite von c haben, derart angeordnet, dass sie von einer Innenumfangsfläche von einem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes derart vorragen, dass sie in der Reihenfolge von einem vorragenden Abschnitt 60a einer Endrahmen-Positionierung, einem vorragenden Abschnitt 60b einer Endrahmen-Positionierung, einem vorragenden Abschnitt 60c einer Endrahmen-Positionierung, einem vorragenden Abschnitt 60a einer Endrahmen-Positionierung, einem vorragenden Abschnitt 60c einer Endrahmen-Positionierung, und einem vorragenden Abschnitt 60b einer Endrahmen-Positionierung aufgereiht sind. Die Breiten a, b und c erfüllen hier eine Beziehung von c < a < b.
  • Darüber hinaus ist der restliche Aufbau auf eine ähnliche oder identische Art und Weise zu jener der zuvor genannten Ausführungsform 2 ausgebildet.
  • In Ausführungsform 3 sind die vorragenden Abschnitte 60a, 60b und 60c einer Endrahmen-Positionierung derart angeordnet, dass sie von der Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes vorragen, und sind in jeder der vertieften Nuten 18a, 18b und 18c eingepasst. Die Leistungsmodule 41 sind in der Umfangsrichtung bei einem gleichförmigen Winkelabstand in einer Reihe derart angeordnet, dass sie in Relation zu Radien, welche durch Mitten der Leistungsmodule 41 durchlaufen, asymmetrisch geneigt sind. Daraus folgend werden in der Ausführungsform 3 ähnliche oder identische Wirkungen zu jenen der zuvor genannten Ausführungsform 2 ebenso dargelegt.
  • Gemäß der Ausführungsform 3 wird der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes in dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes durch ein Einpassen der vorragenden Abschnitte 60a, 60b und 60c einer Endrahmen-Positionierung zusammen mit den vertieften Nuten 18a, 18b und 18c aufgenommen und gehalten. Der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes ist in Relation zu den Breiten der vertieften Nuten 18a, 18b und 18c nicht rotationssymmetrisch. Da die Drehposition zwischen dem Motorrahmen 2 und der Inverter-Einrichtung 40 eindeutig bestimmt wird, ist es daher besonders bei Anwendungen wirksam, bei welchen beispielsweise Elektrizität von Leistungsmodulen 41 zugeführt wird, welche zu jeder der Phasen-Spulen spezifisch sind.
  • Darüber hinaus ist in der zuvor genannten Ausführungsform 3 der Aufbau dergestalt, dass die Drehposition zwischen dem Motorrahmen und der Inverter-Einrichtung eindeutig bestimmt wird, indem vertiefte Nuten, welche unterschiedliche Breiten haben, in einer Umfangsrichtung bei einem gleichförmigen Winkelabstand angeordnet werden, wodurch ähnliche oder identische Wirkungen dargelegt werden, wenn vertiefte Nuten, welche gleiche Breiten haben, umfänglich bei einem ungleichförmigen Abstand angeordnet werden.
  • Ausführungsform 4
  • 12 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche einen Aufbau von einem Motor in einem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert, und 13 ist eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht, welche einen Aufbau von einer Inverter-Einrichtung in dem mechanisch und elektrisch integrierten Modul gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • In 12 ist ein Motorrahmen 2A zu einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form hergestellt, welche umfasst: den scheibenförmigen Endrahmen 3 eines belasteten Endes; und einen zylindrischen Rahmen 4A, welcher derart angeordnet ist, dass er sich von einem Außenumfang-Kantenabschnitt von dem Endrahmen 3 eines belasteten Endes axial erstreckt. Der Rahmen 4A ist derart ausgebildet, dass er eine Form einer Innenumfangsfläche hat, bei welcher ein Innendurchmesser in einer stufenförmigen Form von der Nähe des Endrahmens 3 eines belasteten Endes in Richtung zu einer Öffnungsseite (ein unbelastetes Ende) sukzessive zunimmt. Genauer gesagt, ist der Rahmen 4 derart aufgebaut, dass der Spulenende-Gehäuseabschnitt 5 eines belasteten Endes, der Stator-Kern-Halteabschnitt 6, der Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes, und ein Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes sequenziell von einem belasteten Ende in Richtung zu dem unbelasteten Ende aufgereiht sind.
  • Es sind jeweils sechs Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A in Innenumfangsflächen von dem Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes und dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes derart vertieft, dass deren Nutenrichtungen in einer Axialrichtung ausgerichtet sind, und dass sie umfänglich bei einem gleichförmigen Winkelabstand in einer Reihe angeordnet sind. Die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A sind derart ausgebildet, dass sie eine gespleißte Querschnittsform haben, bei welcher sich Nut-Breiten graduell in Richtung zu einer Öffnung (radial innerhalb) aufweiten, und derart ausgebildet, dass sich Öffnungsweiten graduell von dem belasteten Ende in Richtung zu dem unbelasteten Ende aufweiten. Eine vertiefte Nut 61 einer Stator-Positionierung ist in einer Innenumfangsfläche von dem Stator-Kern-Halteabschnitt 6 derart vertieft, dass deren Nutrichtung in einer Axialrichtung ausgerichtet ist. Eine vertiefte Nut 62 einer Endrahmen-Positionierung ist derart in einer Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes vertieft, dass deren Nutrichtung in einer Axialrichtung ausgerichtet ist, bei einer Nut-Breite, welche breiter ist als Öffnungsweiten von Abschnitten der Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A, welche auf dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes ausgebildet sind.
  • Ein Stator 30A umfasst: einen Stator-Kern 31A, welcher umfasst: einen ringförmigen Kernrücken 32A; und zwölf Zähne 33, welche von einer Innenumfangsfläche von dem Kernrücken 32A jeweils radial nach innen vorragen, und welche umfänglich bei einem gleichförmigen Winkelabstand angeordnet sind; und eine Stator-Spule 34, welche durch zwölf konzentrierte Wicklungsspulen 35 aufgebaut ist, welche durch ein Wickeln von Leiterdrähten, welche mit einem Isolierelement beschichtet sind, zu konzentrierten Wicklungen auf den jeweiligen Zähnen 33 derart hergestellt sind, dass zwischengesetzte Isolatoren 36 umfasst sind, welche unter Verwendung eines Isoliermaterials hergestellt sind. Ein vorragender Abschnitt 63 einer Stator-Positionierung hat eine Querschnittsform, welche mit der vertieften Nut 61 einer Stator-Positionierung zusammen eingepasst werden kann, und ist derart an einer Außenumfangsfläche von dem Kernrücken 32A ausgebildet, dass er sich von dem belasteten Ende zu dem unbelasteten Ende erstreckt.
  • In 13 sind sechs vertiefte Nuten 18A jeweils in Außenumfangsflächen von dem Basisabschnitt 13, der Trennwand 14a und dem Kühlrahmen 15 derart vertieft, dass deren Nutrichtung in einer Axialrichtung ausgerichtet ist, und wobei sie umfänglich bei einem gleichförmigen Winkelabstand in einer Reihe angeordnet sind. Die vertieften Nuten 18A sind derart ausgebildet, dass sie eine gespleißte Querschnittsform haben, bei welcher sich Nut-Breiten graduell in Richtung zu einer Öffnung (radial außerhalb) aufweiten, und wobei sich Öffnungsweiten graduell von dem belasteten Ende in Richtung zu dem unbelasteten Ende aufweiten. Ein vorragender Abschnitt 64 einer Endrahmen-Positionierung hat eine Querschnittsform, welche zusammen mit der vertieften Nut 62 einer Endrahmen-Positionierung eingepasst werden kann, und ist auf Außenumfangsflächen von dem Basisabschnitt 13, der Trennwand 14a und dem Kühlrahmen 15 derart ausgebildet, dass er der vertieften Nut 62 einer Endrahmen-Positionierung gegenüberliegt, um sich somit von dem belasteten Ende zu dem unbelasteten Ende zu erstrecken.
  • Darüber hinaus ist der restliche Aufbau auf eine ähnliche oder identische Art und Weise zu jener der zuvor genannten Ausführungsform 1 ausgebildet.
  • In der Ausführungsform 4 ist der Stator-Kern 31A von diesem Stator 30A von dem unbelasteten Ende in einem eingepassten Zustand in den Stator-Kern-Halteabschnitt 6 von dem Rahmen 4A eingesetzt und ist durch Schrumpfpassung, usw. befestigt. Die axiale Positionierung des Stators 30A wird hier erzielt, indem der Stator-Kern 31A mit einer Stufe zwischen dem Spulenende-Gehäuseabschnitt 5 eines belasteten Endes und dem Stator-Kern-Halteabschnitt 6 in Kontakt gelangt. Eine umfängliche Positionierung im Stator 30A wird erzielt, indem der vorragende Abschnitt 63 einer Stator-Positionierung in die vertiefte Nut 61 einer Stator-Positionierung eingesetzt wird. Der Rotor 20 wird dann von dem unbelasteten Ende aus im Inneren des Stators 30A eingesetzt. Als Nächstes, obwohl nicht gezeigt, wird die Arbeit zur inneren Verbindung (die Arbeit am Endabschnitt) von der Stator-Spule 34 in der Nähe von einer radialen Außenseite von dem Spulenende eines unbelasteten Endes im Inneren des Spulenende-Gehäuseabschnitts 7 eines unbelasteten Endes durchgeführt, und werden die sechs Verbindungsleiter 39 jeweils am unbelasteten Ende über die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A axial herausgeführt.
  • Die sechs Leistungsmodule 41 sind in der Umfangsrichtung bei einem gleichförmigen Winkelabstand an der Leistungsmodul-Einrichtungsfläche von dem Kühlrahmen 15 angeordnet, und die elektrischen Stromsensoren 47 sind an der Leistungsmodul-Einrichtungsfläche von dem Kühlrahmen 15 in dem jeweiligen umfänglichen Zwischenraum zwischen den Leistungsmodulen 41 angeordnet. Die Wechselstrom-Leiter 49 werden durch jeden der elektrischen Stromsensoren 47 durchführt, und die ersten Enden derer werden mit den Modul-Wechselstrom-Anschlüssen 52 der Leistungsmodule 41 verbunden, und die zweiten Enden werden mit den Wechselstrom-Anschlüssen 48 verbunden. Die Leistungsmodul-Antrieb-Schaltplatine 42, auf welcher der Kondensator 46 eingerichtet ist, wird unter Verwendung der Schaltplatine-Halterungen 45 (nicht gezeigt) auf dem Kühlrahmen eingerichtet, und es wird eine vorbestimmte Verbindung durchgeführt, um die Inverter-Einrichtung 40A zusammenzubauen.
  • Der Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes, in welchem die Inverter-Einrichtung 40A eingebaut wurde, wird in einem einstückig eingepassten Zustand in den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes eingesetzt, und der Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes und der Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes werden durch Schrumpfpassung, usw. befestigt. Hier wird eine umfängliche Positionierung des Endrahmens 12A eines unbelasteten Endes erzielt, indem der vorragende Abschnitt 64 einer Endrahmen-Positionierung in die vertiefte Nut 62 einer Endrahmen-Positionierung eingesetzt wird. Somit wird die umfängliche Position von dem Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes derart eingestellt, dass die vertieften Nuten 18A axial den Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A gegenüberliegen, und der Endrahmen 12 eines unbelasteten Endes wird derart in den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes eingesetzt, dass die Verbindungsleiter 39, welche über die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A durchlaufen, und am unbelasteten Ende axial herausgeführt sind, in die vertieften Nuten 18A eingesetzt werden. Die Verbindungsleiter 39 werden derart an das unbelastete Ende herausgeführt, dass sie über die Luftspalte durchlaufen, welche durch die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A und die ausgesparten Nuten 18A ausgebildet sind. Eine axiale Positionierung des Endrahmens 12A eines unbelasteten Endes wird hier erzielt, indem der Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes mit einer Stufe zwischen dem Spulenende-Gehäuseabschnitt 7 eines unbelasteten Endes und dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes in Kontakt gelangt.
  • Als Nächstes werden die Isolierelemente 38 (nicht gezeigt) von dem unbelasteten Ende in die Luftspalte gedrückt, welche durch die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A und die vertieften Nuten 18A ausgebildet sind, wobei die Verbindungsleiter 39 (nicht gezeigt) durch die Verbindungsleiter-Einsetzaperturen 38a durchgeführt werden. Als Nächstes werden Endabschnitte der Verbindungsleiter 39, welche an dem unbelasteten Ende herausgeführt sind, abgeschnitten, und werden die abgeschnittenen Enden davon mittels Schrauben, usw. mit den Wechselstrom-Anschlüssen 48 verbunden. Zusätzlich wird die Schutzabdeckung 43 (nicht gezeigt) von dem unbelasteten Ende aus derart eingerichtet, dass sie die Inverter-Einrichtung 40A bedeckt, und wird mittels einer Schraube, usw. an dem Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes befestigt, um ein mechanisch und elektrisch integriertes Modul zusammenzubauen, welches einen Motor 1A und die Inverter-Einrichtung 40A umfasst.
  • Gemäß der Ausführungsform 4 ist die vertiefte Nut 61 einer Stator-Positionierung an der Innenumfangsfläche von dem Stator-Kern-Halteabschnitt 6 von dem Rahmen 4A ausgebildet, und ist der vorragende Abschnitt 63 einer Stator-Positionierung an der Außenumfangsfläche von dem Kernrücken 32A von dem Stator-Kern 31A derart ausgebildet, dazu in der Lage zu sein, sich zusammen mit der vertieften Nut 61 einer Stator-Positionierung einzupassen. Indem der vorragende Abschnitt 63 einer Stator-Positionierung in die vertiefte Nut 61 einer Stator-Positionierung beim Einrichten des Stators 30A in den Rahmen 4A eingepasst wird, kann somit der Stator 30A in einem positionierten Zustand in einer Drehrichtung im Rahmen 4A eingebaut werden.
  • Die vertiefte Nut 62 einer Endrahmen-Positionierung ist an der Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes von dem Rahmen 4A ausgebildet, und der vorragende Abschnitt 64 einer Endrahmen-Positionierung ist an den Außenumfangsflächen von dem Basisabschnitt 13, der Trennwand 14a und dem Kühlrahmen 15 ausgebildet, um somit dazu in der Lage zu sein, sich zusammen mit der vertieften Nut 62 einer Endrahmen-Positionierung einzupassen. Somit kann, indem der vorragende Abschnitt 64 einer Endrahmen-Positionierung in die vertiefte Nut 62 einer Endrahmen-Positionierung eingepasst wird, wenn der Stator 30A am Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes an dem Rahmen 4A eingerichtet wird, der Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes in einem positionierten Zustand in der Drehrichtung im Rahmen 4A eingebaut werden. Die Positionen des Motorrahmens 2A und der Inverter-Einrichtung 40A in der Drehrichtung sind hierdurch eindeutig bestimmt. Somit sind die Positionen des Stators 30A und der Wechselstrom-Anschlüsse 48 von der Inverter-Einrichtung 40A in der Drehrichtung eindeutig bestimmt, wodurch die Arbeit zur Verbindung zwischen den Verbindungsleitern 39 und den Wechselstrom-Anschlüssen 48 vereinfacht wird.
  • Da die Umfangsbreite von dem vorragenden Abschnitt 64 einer Endrahmen-Positionierung derart ausgebildet ist, dass sie breiter ist als die Öffnungsweite von dem unbelasteten Ende der Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A, wird der vorragende Abschnitt 64 einer Endrahmen-Positionierung nicht in die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A eingesetzt, wenn der Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes auf dem Rahmen 4A eingerichtet wird, wodurch der Zusammenbau zwischen dem Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes und dem Rahmen 4A verbessert wird.
  • Die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A und die vertieften Nuten 18A sind derart ausgebildet, dass sie gespreizte Nut-Querschnittsformen haben. Somit können die Verbindungsleiter 39, welche derart an das unbelastete Ende herausgeführt sind, dass sie durch die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A durchlaufen, wenn der Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes auf dem Rahmen 4A eingerichtet wird, einfach in die vertieften Nuten 18A eingesetzt werden. Zusätzlich folgen die Verbindungsleiter 39 den Innenwandflächen der gespreizten Formen der Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A und den vertieften Nuten 18A und sind innerhalb der Luftspalte aufgenommen, welche durch die Verbindungsleiter-Führungsleiter 10A und die vertieften Nuten 18A ausgebildet sind, bei dem Schritt des Einsetzens des Endrahmens 12A eines unbelasteten Endes in den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes, wodurch eine Positionierung der Verbindungsleiter 39 durchgeführt wird. Daraus folgend ist es nicht notwendig, die Ausgangspositionen der Verbindungsleiter 39 vom Stator 30A in Richtung zum unbelasteten Ende mit einer hohen Genauigkeit zu verwalten. Zusätzlich stehen die Verbindungsleiter 39 mit den Basisabschnitten 13 in Kontakt und werden abgelenkt, wenn der Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes in den Endrahmen-Halteabschnitt 8 eines unbelasteten Endes eingesetzt wird, wodurch das Auftreten von Problemen, wie beispielsweise die Unfähigkeit in die vertieften Nuten 18A eingesetzt zu werden, unterdrückt wird.
  • Da die Öffnungsweiten der Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A und der vertieften Nuten 18A derart ausgebildet sind, dass sie sich graduell vom belasteten Ende in Richtung zum unbelasteten Ende erweitern, werden die Isolierelemente 38 einfach vom unbelasteten Ende in die Luftspalte eingesetzt, welche durch die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A und die vertieften Nuten 18A ausgebildet sind, nachdem der Endrahmen 12A eines unbelasteten Endes auf dem Rahmen 4A eingerichtet ist. Hier ist es vom Standpunkt einer Verbesserung des Einsetzens in die betreffenden Luftspalte vom unbelasteten Ende aus bevorzugt, dass die Isolierelemente 38 eine Querschnittsform haben, welche der Öffnungsform von den Luftspalten entsprechen, welche durch die Verbindungsleiter-Führungsnuten 10A und die vertieften Nuten 18A ausgebildet sind, und zu einer konisch zulaufenden Form aufgebaut sind, welche vom unbelasteten Ende aus in Richtung zum belasteten Ende graduell kleiner wird.
  • Darüber hinaus ist in der zuvor genannten Ausführungsform 4 die vertiefte Nut einer Stator-Positionierung an einer Innenumfangsfläche von einem Stator-Halteabschnitt ausgebildet, und ist ein vorragender Abschnitt einer Stator-Positionierung an einer Außenumfangsfläche von einem Kernrücken von einem Stator-Kern ausgebildet, wobei jedoch ein vorragender Abschnitt einer Stator-Positionierung an einer Innenumfangsfläche von einem Stator-Halteabschnitt ausgebildet werden kann, und eine vertiefte Nut einer Stator-Positionierung an einer Außenumfangsfläche von einem Kernrücken von einem Stator-Kern ausgebildet werden kann. Ferner können vertiefte Nuten einer Stator-Positionierung an einer Innenumfangsfläche von einem Stator-Halteabschnitt und einer Außenumfangsfläche von einem Kernrücken ausgebildet werden, und kann eine Positionierung des Rahmens und des Stators in der Drehrichtung durchgeführt werden, indem sich die zwei vertieften Nuten einer Stator-Positionierung einander gegenüberliegen, und eine Passfeder (engl.: key) innerhalb eines Luftspalts eingesetzt wird, welcher durch die zwei vertieften Nuten einer Stator-Positionierung ausgebildet ist.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform 4 sind eine vertiefte Nut einer Stator-Positionierung und ein vorragender Abschnitt einer Stator-Positionierung an einer Innenumfangsfläche von einem Stator-Halteabschnitt und einer Außenumfangsfläche von einem Kernrücken ausgebildet, wobei eine Vielzahl von Paaren von ausgesparten Nuten einer Stator-Positionierung und vorragenden Abschnitten einer Stator-Positionierung vorliegen kann. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Mehrzahl von Paaren von vertieften Nuten einer Stator-Positionierung und vorragenden Abschnitten einer Stator-Positionierung derart ausgebildet sind, dass ein umfänglicher Zwischenraum zwischen den Paaren, oder Vertiefungen und Vorsprünge der jeweiligen Paare, rotations-asymmetrisch sind, so dass Positionen von dem Rahmen und dem Stator in der Drehrichtung eindeutig bestimmt sind.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform 4 ist eine vertiefte Nut einer Endrahmen-Positionierung an einer Innenumfangsfläche von einem Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes ausgebildet, und ist ein vorragender Abschnitt einer Endrahmen-Positionierung an Außenumfangsflächen von einem Endrahmen eines unbelasteten Endes (ein Basisabschnitt, eine Trennwand und ein Kühlrahmen) ausgebildet, wobei jedoch ein vorragender Abschnitt einer Endrahmen-Positionierung an einer Innenumfangsfläche von einem Stator-Halteabschnitt ausgebildet sein kann, und eine vertiefte Nut eines Endrahmens an einer Außenumfangsfläche von einem Kernrücken von einem Endrahmen eines unbelasteten Endes ausgebildet ist.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform 4 sind eine vertiefte Nut einer Endrahmen-Positionierung und ein vorragender Abschnitt einer Endrahmen-Positionierung an einer Innenumfangsfläche von einem Endrahmen-Halteabschnitt und einer Außenumfangsfläche von einem Endrahmen eines unbelasteten Endes ausgebildet, wobei jedoch eine Vielzahl von Paaren von vertieften Nuten einer Endrahmen-Positionierung und vorragenden Abschnitten einer Endrahmen-Positionierung vorliegen kann. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Mehrzahl von Paaren von vertieften Nuten einer Endrahmen-Positionierung und vorragenden Abschnitten einer Endrahmen-Positionierung derart ausgebildet sind, dass ein umfänglicher Zwischenraum zwischen den Paaren oder Vertiefungen und Vorsprünge der jeweiligen Paare rotations-asymmetrisch sind, so dass Positionen von dem Motorrahmen und dem Endrahmen eines unbelasteten Endes in der Drehrichtung eindeutig bestimmt sind.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform 4 sind Verbindungsleiter-Führungsnuten und vertiefte Nuten derart ausgebildet, dass sie Nut-Formen annehmen, deren Nut-Breiten sich graduell von einem belasteten Ende in Richtung zu einem unbelasteten Ende erweitern, wobei jedoch Verbindungsleiter-Führungsnuten und vertiefte Nuten derart ausgebildet sein können, dass sie Nut-Formen annehmen, deren Nut-Tiefen vom belasteten Ende in Richtung zum unbelasteten Ende graduell tiefer werden. Ferner können Verbindungsleiter-Führungsnuten und vertiefte Nuten derart ausgebildet sein, dass sie Nut-Formen annehmen, deren Nut-Breiten und Nut-Tiefen graduell vom belasteten Ende in Richtung zum unbelasteten Ende größer werden.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform 4 sind Verbindungsleiter-Führungsnuten und vertiefte Nuten derart ausgebildet, dass sie gespreizte Querschnittsformen haben, wobei jedoch die Verbindungsleiter-Führungsnuten oder die vertieften Nuten derart ausgebildet sein können, dass die einen davon eine gespreizte Querschnittsform haben und die anderen davon derart ausgebildet sind, dass sie eine rechteckige Querschnittsform haben. Ferner, unter der Voraussetzung, dass Luftspalte zum Herausführen der Verbindungsleiter an das unbelastete Ende ausgebildet sind, können die Verbindungsleiter-Führungsnuten oder die vertieften Nuten derart ausgebildet sein, dass die einen davon eine gespreizte Querschnittsform haben und die weiteren Nuten ausgelassen sind, oder es können anstelle der weiteren Nuten auch Vorsprünge ausgebildet sein.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform 4 ist ein einzelnes Isolierelement in jedem der Luftspalte angeordnet, welche durch die Verbindungsleiter-Führungsnuten und die vertieften Nuten ausgebildet sind, wobei die Isolierelemente auf zwei Elementen aufgeteilt werden können, derart, dass erste Isolierelemente in Spulenende-Gehäuseabschnitt-Nutabschnitten eines unbelasteten Endes der Verbindungsleiter-Führungsnuten angeordnet werden, und zweite Isolierelemente innerhalb von Luftspalten angeordnet werden, welche durch Endrahmen-Halteabschnitt-Nutabschnitte eines unbelasteten Endes der Verbindungsleiter-Führungsnuten und der vertieften Nuten ausgebildet sind. In diesem Fall wird der Stator-Kern-Halteabschnitt von dem Rahmen in dem Stator eingepasst, und werden dann die ersten Isolierelemente in die Spulenende-Gehäuseabschnitt-Nutabschnitte eines unbelasteten Endes der Verbindungsleiter-Führungsnuten gedrückt, während die Verbindungsleiter, welche durch die Verbindungsleiter-Führungsnuten herausgeführt sind, durch die Verbindungsleiter-Einsetzaperturen an das unbelastete Ende geführt werden. Als Nächstes wird der Endrahmen eines unbelasteten Endes, in welchen die zweiten Isolierelemente in die vertieften Nuten gedrückt sind, in den Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes von dem Rahmen eingepasst. Hier wird der Endrahmen eines unbelasteten Endes in Richtung zum belasteten Ende bewegt, und wird in den Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes von dem Rahmen eingepasst, während die Verbindungsleiter durch Verbindungsleiter-Einsetzaperturen an den zweiten Isolierelementen geführt werden. Hierdurch werden Situationen, wie beispielsweise, dass sich die Verbindungsleiter gegen Innenumfangsflächen der Verbindungsleiter-Führungsnuten und der vertieften Nuten reiben und Isolierbeschichtungen beschädigt werden, welche auf Außenumfangsflächen der Verbindungsleiter beschichtet sind, vermieden, wodurch es ermöglicht wird, dass eine Verschlechterung der Isolierleistung unterdrückt wird.
  • Darüber hinaus wurden bei jeder der zuvor genannten Ausführungsformen jene Fälle erläutert, bei welchen ein Motor als eine elektrische Rotationsmaschine verwendet wird, wobei jedoch ein Drehstromgenerator (engl.: alternator) oder ein Wechselstrom-Generatormotor als elektrische Rotationsmaschine verwendet werden kann.
  • Bei jeder der zuvor genannten Ausführungsformen beträgt die Anzahl von Polen im Motor 1 gleich zehn, und beträgt die Anzahl von Schlitzen gleich zwölf, wobei jedoch die Anzahl von Polen und die Anzahl von Schlitzen nicht hierauf beschränkt sind.
  • In jeder der zuvor genannten Ausführungsformen sind Leistungsmodule in einer Umfangsrichtung bei einem gleichförmigen Winkelabstand in einer Reihe auf einer Modul-Einrichtungsfläche von einem Kühlrahmen angeordnet, wobei es jedoch nicht absolut notwendig ist, dass die Leistungsmodule umfänglich bei einem gleichförmigen Winkelabstand angeordnet werden, und brauchen sie lediglich derart angeordnet zu werden, dass sie umfänglich verteilt sind.
  • Bei jeder der zuvor genannten Ausführungsformen wird Wasser als ein Kühlmittel verwendet, wobei jedoch das Kühlmittel nicht auf Wasser beschränkt ist und beispielsweise Öl oder ein Frostschutzmittel verwendet werden kann.
  • Bei jeder der zuvor genannten Ausführungsformen ist die Anzahl von Leistungsmodulen auf sechs eingestellt, d. h. mit anderen Worten, dass sechs Leistungsmodule, wobei jedes davon dem Antrieb von einem Einzel-Phase-Abschnitt entspricht, verwendet werden, wobei jedoch die Anzahl von Leistungsmodulen nicht hierauf beschränkt ist. Wenn eine einzelne 3-Phase-Wechselstrom-Wicklung durch eine Sternverschaltung von 3-Phase-Spulen konfiguriert ist, welche jeweils beispielsweise hergestellt sind, indem vier konzentrierte Wicklungsspulen parallel verbunden werden, dann können zwölf Leistungsmodule derart verwendet werden, dass sie eine genaue Übereinstimmung mit den konzentrierten Wicklungsspulen haben. In diesem Fall können Verbindungsleiter verwendet werden, welche einen kleinen Querschnittsbereich haben, wodurch die Arbeit zum Herumführen der Verbindungsleiter vereinfacht wird und ebenso die Arbeit zum inneren Verbinden von der Stator-Spule vereinfacht wird.

Claims (11)

  1. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul, welches umfasst: eine elektrische Rotationsmaschine, welche umfasst: ein Gehäuse, welches umfasst: einen zylindrischen Rahmen; einen Endrahmen eines belasteten Endes, welcher an einem ersten axialen Ende von dem Rahmen angeordnet ist; und einen Endrahmen eines unbelasteten Endes, welcher an einem zweiten axialen Ende von dem Rahmen angeordnet ist, und in welchem ein Kühlstromkanal ausgebildet ist; einen Stator, welcher umfasst: einen ringförmigen Stator-Kern, welcher in einem eingepassten Zustand im Rahmen aufgenommen und darin gehalten ist; und eine Stator-Spule, welche an dem Stator-Kern eingerichtet ist; und einen Rotor, welcher derart durch den Endrahmen eines belasteten Endes und den Endrahmen eines unbelasteten Endes drehbar gelagert ist, dass er an einer Innenumfangsseite des Stators angeordnet ist; und eine Inverter-Einrichtung, welche umfasst: Leistungsmodule, welche an einer gegenüberliegenden Seite des Endrahmens eines unbelasteten Endes von dem Endrahmen eines belasteten Endes angeordnet sind; und eine Leistungsmodul-Antriebsschaltung, wobei: der Rahmen umfasst: einen Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes, welcher durch ein Vergrößern eines Innendurchmessers von einem Endabschnitt eines unbelasteten Endes davon ausgebildet ist, und welcher den Endrahmen eines unbelasteten Endes in einem eingepassten Zustand aufnimmt und hält; und einen Stator-Kern-Halteabschnitt, welcher derart an einem belasteten Ende des Endrahmen-Halteabschnittes eines unbelasteten Endes ausgebildet ist, dass er einen kleineren Durchmesser als der Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes annimmt, und welcher den Stator-Kern in einem eingepassten Zustand aufnimmt und hält; eine vertiefte Nut, deren Nutrichtung in einer Axialrichtung verläuft, in einer Außenumfangsfläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes und/oder einer Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes vertieft ist; und die Stator-Spule und ein Wechselstrom-Anschluss von der Inverter-Einrichtung durch einen Verbindungsleiter verbunden sind, welcher durch die vertiefte Nut durchgeführt ist.
  2. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach Anspruch 1, bei welchem: der Rahmen ferner einen erweiterten Abschnitt eines Innendurchmessers umfasst, welcher durch ein Vergrößern eines Innendurchmessers von dem Stator-Kern-Halteabschnitt in der Nähe von einem unbelasteten Ende ausgebildet ist; und die Stator-Spule intern an dem erweiterten Abschnitt eines Innendurchmessers verbunden ist.
  3. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem: die Leistungsmodule derart an einer gegenüberliegenden Seite von dem Endrahmen eines belasteten Endes an einer Fläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes angeordnet sind, dass sie umfänglich aufgereiht sind; und die vertieften Nuten derart ausgebildet sind, dass sie jedem der Leistungsmodule entsprechen.
  4. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach Anspruch 3, bei welchem jede der vertieften Nuten in einem umfänglichen Zwischenraum zwischen Paaren der Leistungsmodule, welche umfänglich zueinander angrenzen, angeordnet ist.
  5. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach Anspruch 4, ferner umfassend elektrische Stromsensoren, welche in dem umfänglichen Zwischenraum zwischen den Paaren von umfänglich angrenzenden Leistungsmodulen angeordnet sind.
  6. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem ein Isolierelement derart in die vertieften Nuten eingesteckt ist, dass der Verbindungsleiter durch den Endrahmen eines unbelasteten Endes und den Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes gehalten ist.
  7. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welchem die Leistungsmodule derart an einer gegenüberliegenden Seite von dem Endrahmen eines belasteten Endes an einer Fläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes angeordnet sind, dass sie umfänglich derart verteilt sind, dass sie in Relation zu Radien, welche durch Mitten davon durchlaufen, asymmetrisch geneigt sind.
  8. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: eine Endrahmen-Positionierung-Nut, welche in eine erste Fläche von der Außenumfangsfläche des Endrahmens eines unbelasteten Endes und der Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes vertieft ist; und einen Endrahmen-Positionierung-Vorsprung, welcher derart angeordnet ist, dass er derart von einer zweiten Fläche von der Außenumfangsfläche von dem Endrahmen eines unbelasteten Endes und der Innenumfangsfläche von dem Endrahmen-Halteabschnitt eines unbelasteten Endes vorragt, dass er in die Endrahmen-Positionierung-Nut einpasst.
  9. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach Anspruch 8, bei welchem die vertiefte Nut als die Endrahmen-Positionierung-Nut wirkt.
  10. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem sich eine Nut-Breite von der vertieften Nut graduell von einem Nut-Bodenabschnitt in Richtung zu einer Nut-Öffnung erweitert.
  11. Mechanisch und elektrisch integriertes Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem sich die Nut-Breite und/oder eine Nut-Tiefe von der vertieften Nut graduell von dem belasteten Ende in Richtung zu dem unbelasteten Ende vergrößert.
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