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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromotoreinheit und eine Fahrzeugantriebseinheit.
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STAND DER TECHNIK
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Das Patentdokument 1 beschreibt eine bekannte Fahrzeugantriebseinheit, die ein durch einen Elektromotor erzeugtes Drehmoment zu Rädern überträgt. Das Patentdokument 2 beschreibt eine bekannte Elektromotoreinheit, die durch Kombinieren einer Mehrzahl von Spulen mit U, V, und W Phasen zugeordneten Stromschienen und einer Neutralstromschiene, die die Spulen miteinander verbindet, ausgebildet ist. Die Phasenanschlüsse der unterschiedlichen Phasen, die Spulenanschlüsse des Stators sind, und neutrale Anschlüsse sind abwechselnd entlang des Umfangs eines Kreises um die Achse von jeder Stromschiene angeordnet.
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DRUCKSCHRIFTEN DES STANDS DER TECHNIK
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: japanische offengelegte Patentveröffentlichung mit der Nr. 2010-241178
- Patentdokument 2: japanische offengelegte Patentveröffentlichung mit der Nr. 2011-205875
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Unter Betrachtung des Einbaus in ein Fahrzeug ist eine kleinere Elektromotoreinheit erwünscht. Falls jedoch die Größe der Elektromotoreinheit des Patentdokuments 2 reduziert ist, sind Phasenanschlüsse von unterschiedlichen Phasen näher an den neutralen Anschlüssen angeordnet. Dies kann Schwierigkeiten bei einem Isolieren der Anschlüsse verursachen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektromotoreinheit und eine Fahrzeugantriebseinheit bereitzustellen, die in ihrer Größe reduziert werden können.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Um die voranstehend beschriebene Aufgabe zu lösen und gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Elektromotoreinheit bereitgestellt, die einen Elektromotor und ein Verbindungsmodul hat. Der Elektromotor hat eine Mehrzahl Motorspulen, die Leistung zuführen, einen zylindrischen Stator, um den die Motorspulen einzeln gewickelt sind, und einen Rotor, der koaxial mit dem Stator liegt. Das Verbindungsmodul hat ein Leistungszufuhrelement, das eine Zufuhrquelle der Leistung und die Motorspulen verbindet, und ein neutrales Element, das die Motorspulen miteinander verbindet. Das Leistungszufuhrelement hat ein Leistungszufuhrverteilungselement, das eine Anordnung einer Mehrzahl von Anschlussabschnitte hat. Das neutrale Element hat ein neutrales Verteilungselement, das eine Anordnung einer Mehrzahl von Anschlussabschnitten hat. Eine Ebene, die alle Anschlussabschnitte des Leistungszufuhrelements oder alle der Anschlussabschnitte des neutralen Elements hat, ist als ein erster Querschnitt definiert. Eine Ebene, die den ersten Querschnitt schneidet, ist als ein zweiter Querschnitt definiert. Bei Betrachtung in einer Richtung, die sich mit dem zweiten Querschnitt schneidet, ist ein Abstand zwischen nächsten Punkten in der Anordnung der Anschlussabschnitte des Leistungszufuhrelements von der Anordnung der Anschlussabschnitte des neutralen Elements größer als null.
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In der voranstehend beschriebenen Struktur liegen die Anschlussabschnitte des Leistungszufuhrelements nicht auf dem gleichen Umfang wie die Anschlussabschnitte des neutralen Elemente, sondern sind von den Anschlussabschnitten des neutralen Elements zumindest, wenn sie in einer Richtung betrachtet werden, die den zweiten Querschnitt schneidet, getrennt. Diese Struktur ergibt längere Abstände zwischen angrenzenden Anschlussabschnitten in jedem aus Leistungszufuhrelement und neutralem Element im Vergleich zu einer Struktur, in der die Anschlussabschnitte des Leistungszufuhrelements und die Anschlussabschnitte des neutralen Elements auf dem gleichen Umfang angeordnet sind. Dies ermöglicht angrenzenden Anschlussabschnitten des Leistungszufuhrelements und des neutralen Elements näher zu liegen, während eine ausreichende Isolierung beibehalten bleibt, und gestattet eine Reduktion der Größe der Elektromotoreinheit.
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In der voranstehend beschriebenen Elektromotoreinheit sind die Anschlussabschnitte des Leistungszufuhrelements und die Anschlussabschnitte des neutralen Elements bevorzugt in einer ringförmigen Anordnung vorliegend. Bei Betrachtung in einer Richtung, die sich mit dem ersten Querschnitt schneidet, ist ein Abstand zwischen nächsten Punkten in der Anordnung der Anschlussabschnitte des Leistungszufuhrelements und der Anordnung der Anschlussabschnitte des neutralen Elements bevorzugt größer als null.
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In der voranstehend beschriebenen Struktur sind die Anschlussabschnitte des Leistungszufuhrelements von den Anschlussabschnitten des neutralen Elements, wenn sie in einer Richtung betrachtet sind, die sich mit dem ersten Querschnitt schneidet, zusätzlich zu dem zweiten Querschnitt in der radialen Richtung des Kreises, der durch die Anschlussabschnitte ausgebildet ist, getrennt. Dies erhöht den Abstand zwischen den Anschlussabschnitten des Leistungszufuhrelements und den Anschlussabschnitten des neutralen Elements, was eine Isolierung zwischen dem Leistungszufuhrelement und dem neutralen Element erleichtert. Zusätzlich erleichtern ringförmige Anordnungen der Anschlussabschnitte des Leistungszufuhrelements und des neutralen Elements die Anpassung der Anordnung der Anschlussabschnitte.
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In der voranstehend beschriebenen Elektromotoreinheit sind das Leistungszufuhrelement und das neutrale Element bevorzugt jeweils durch ein isolierendes Element mit den Anschlussabschnitten freigelegt abgedeckt. Eines aus dem isolierenden Element, das das Leistungszufuhrelement abdeckt, und dem isolierenden Element, das das neutrale Element abdeckt, hat bevorzugt eine Öffnung zwischen bestimmten angrenzenden der Anschlussabschnitte.
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In der voranstehend beschriebenen Struktur stellt das isolierende Element eine Isolierung zwischen den auf den gegenüberliegenden Seiten der Öffnung angeordneten Anschlussabschnitten bereit. Zusätzlich können mechanische Abschnitte und Verbinder von anderen Einheiten und Bauteile von Anschlussgeräten zwischen den durch die Öffnung isolierten Anschlussabschnitten platziert werden. Dies erleichtert den Einbau der Elektromotoreinheit in eine andere Einheit, was eine Reduktion der Größe der Einheit ermöglicht, in die die Elektromotoreinheit eingebaut ist.
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In der voranstehend beschriebenen Elektromotoreinheit ist das Verbindungsmodul bevorzugt eine Baugruppe, die durch das miteinander Koppeln des isolierenden Elements, das das Leistungszufuhrelement abdeckt, und des isolierenden Elements, das das neutrale Element abdeckt, erhalten wird, oder ein einzelnes Elements, in das das isolierende Element, das das Leistungszufuhrelement abdeckt, und das isolierende Element, das das neutrale Element abdeckt, integriert sind.
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Diese Struktur minimiert den Abstand zwischen dem Leistungszufuhrelement und dem neutralen Element, während noch immer eine Isolierung zwischen dem Leistungszufuhrelement und dem neutralen Element und zwischen den Anschlussabschnitten bereitgestellt ist. Dies ermöglicht eine Reduktion der Größe der Elektromotoreinheit.
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Um die voranstehend beschriebene Aufgabe zu lösen und gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeugantriebseinheit bereitgestellt, die die voranstehend beschriebene Elektromotoreinheit und einen Übertragungsmechanismus hat, der ein Moment, das durch das Reduzieren der Drehzahl des Elektromotors unter Verwendung einer Mehrzahl von Zahnrädern erhalten wird, zu Antriebsrädern eines Fahrzeugs durch eine Antriebswelle überträgt. Das Verbindungsmodul ist auf dem Elektromotor nahe des Übertragungsmechanismus angeordnet. Die Öffnung des einen aus dem isolierenden Element, das das Leistungszufuhrelement abdeckt, und dem isolierenden Element, das das neutrale Element abdeckt, empfängt einen Teil des Übertragungsmechanismus.
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Ein Teil des Übertragungsmechanismus hat z. B. den Übertragungsmechanismus selbst (Gehäuse), eine Mehrzahl von Zahnrädern, die den Übertragungsmechanismus ausbilden, und Bauteile, die mit der Welle zugeordnet sind.
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Diese Struktur ermöglicht, dass die Öffnung Teile des Übertragungsmechanismus empfängt und ermöglicht somit, dass die Elektromotoreinheit und der Übertragungsmechanismus nahe aneinander liegen, wenn sie als eine Einheit kombiniert sind, im Vergleich mit einer Struktur, der die Öffnung fehlt. Zusätzlich ist die Elektromotoreinheit in ihrer Größe reduziert, während eine Isolierung beibehalten bleibt, und dabei die Größe der Fahrzeugantriebseinheit reduziert. Darüber hinaus ist eine ausreichende Bodenfreiheit sichergestellt, die der vertikale Abstand zwischen der Bodenoberfläche und dem tiefsten Punkt des Fahrzeugs ist, wenn die Fahrzeugantriebseinheit in einem Fahrzeug eingebaut ist.
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In der voranstehend beschriebenen Fahrzeugantriebseinheit ist der Elektromotor bevorzugt durch die Leistung angetrieben, die von der Zufuhrquelle durch einen Verbinder zu dem Leistungszufuhrelement zugeführt wird, um eine in den Rotor eingefügte Abtriebswelle zu drehen, und dabei ein Drehmoment zu erzeugen. Das Leistungszufuhrelement weist bevorzugt einen Außendurchmesser auf, der kleiner als oder gleich einem Außendurchmesser des Stators ist, und das Leistungszufuhrelement weist bevorzugt einen Innendurchmesser auf, der größer als oder gleich einem Außendurchmesser der Abtriebswelle ist.
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In der voranstehend beschriebenen Struktur ist der Verbinder, der relativ zu dem Leistungszufuhrelement positioniert ist, auf dem Elektromotor nahe der Abtriebswelle angeordnet. Zusätzlich ist die Fläche des Verbinders, die sich über den Außendurchmesser des Elektromotors erstreckt, reduziert. Dies gestattet eine Reduktion der Größe der Fahrzeugantriebseinheit.
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In der voranstehend beschriebenen Fahrzeugantriebseinheit hat der Übertragungsmechanismus bevorzugt eine Mehrzahl drehende Wellen, die als drehende Wellen der Zahnräder dienen. Die drehenden Wellen haben bevorzugt eine Eingangswelle, die mit einer in den Rotor eingefügten Abtriebswelle gekoppelt ist, eine Zwischenwelle, die parallel zu der Eingangswelle liegt, und eine Antriebswelle, die parallel zu der Zwischenwelle liegt. Achsen der Eingangswelle, der Zwischenwelle und der Antriebswelle liegen bevorzugt in der gleichen Ebene.
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In der voranstehend beschriebenen Struktur empfängt die Öffnung des isolierenden Elements einen Teil des Übertragungsmechanismus wie z. B. eine Mehrzahl von drehenden Wellen und Zahnrädern der drehenden Wellen. Somit sind die Elektromotoreinheit und der Übertragungsmechanismus, der die drehenden Wellen wie z. B. die Eingangswelle, die Zwischenwelle und die Antriebswellen hat, in eine Einheit mit einem minimalen Abstand zwischen einander kombiniert. Dies ermöglicht eine Reduktion der Größe der Fahrzeugantriebseinheit und stellt ebenfalls eine ausreichende Bodenfreiheit bereit, wenn die Fahrzeugantriebseinheit in einem Fahrzeug eingebaut ist. Zusätzlich ergeben die in der gleichen Ebene liegenden Wellen eine flache Fahrzeugantriebseinheit. Dies stellt mehr Raum für die Karosserie und die Fahrzeugstrukturteile bereit, die den Laderaum des Fahrzeugs ausbilden.
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In der voranstehend beschriebenen Fahrzeugantriebseinheit sind die Elektromotoreinheit und der Übertragungsmechanismus bevorzugt in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen.
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Diese Struktur ermöglicht im Vergleich mit einer Struktur, die die Elektromotoreinheit und den Übertragungsmechanismus in getrennte Gehäuse platziert, dass die Elektromotoreinheit und der Übertragungsmechanismus weiter nahe aneinander liegen, wenn sie in einer Einheit kombiniert werden.
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In der voranstehend beschriebenen Fahrzeugantriebseinheit ist bevorzugt ein Lager auf einer radial inneren Seite des Leistungszufuhrelements platziert, um eine in den Rotor eingefügte Abtriebswelle drehend zu lagern, und das Leistungszufuhrelement weist bevorzugt einen Innendurchmesser auf, der größer als oder gleich einem Außendurchmesser des Lagers ist.
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In der voranstehend beschriebenen Struktur wird ein Teil der Elektromotoreinheit als Raum für das Lager verwendet, das die Abtriebswelle des Elektromotors lagert. Diese Struktur ermöglicht es, dass die Elektromotoreinheit und der Übertragungsmechanismus mit einem minimalen Abstand zwischen einander in eine Einheit kombiniert werden.
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In der voranstehend beschrieben Fahrzeugantriebseinheit überlappen sich das Leistungszufuhrelement und der Übertragungsmechanismus bevorzugt in einer axialen Richtung einer in den Rotor eingefügten Abtriebswelle.
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Diese Struktur ermöglicht es, dass die Elektromotoreinheit und der Übertragungsmechanismus in eine Einheit mit einem minimalen Abstand zwischen einander in der axialen Richtung der Abtriebswelle und des Elektromotors kombiniert werden.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Reduktion der Größen einer Elektromotoreinheit und einer Fahrzeugantriebseinheit.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN.
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1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Fahrzeugantriebseinheit und eine Elektromotoreinheit zeigt.
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2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1.
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3 ist eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht, die ein Verbindungsmodul der Elektromotoreinheit zeigt.
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4 ist eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht, die das Verbindungsmodul der Elektromotoreinheit zeigt.
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Leistungszufuhrstromschiene des Verbindungsmoduls zeigt.
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6 ist eine Vorderansicht, die die Leistungszufuhrstromschiene zeigt.
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7 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Neutralstromschiene des Verbindungsmoduls zeigt.
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8 ist eine Vorderansicht, die die Neutralstromschiene zeigt.
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9A ist eine perspektivische Ansicht, die das Verbindungsmodul zeigt.
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9B ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie das Verbindungsmodul verbunden ist.
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10 ist eine schematische Ansicht, die das Positionsverhältnis zwischen Anschlussreihen eines ersten Beispiels zeigt.
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11 ist eine schematische Ansicht, die das Positionsverhältnis zwischen Anschlussreihen eines zweiten Beispiels zeigt.
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12 ist eine schematische Ansicht, die das Positionsverhältnis zwischen Anschlussreihen eines dritten Beispiels zeigt.
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ARTEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Eine Elektromotoreinheit und eine Fahrzeugantriebseinheit gemäß einer Ausführungsform werden nun beschrieben.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, ist eine Fahrzeugantriebseinheit 10 in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb eingebaut, in dem die Hinterräder durch einen Elektromotor 11A einer Elektromotoreinheit 11 erzeugtes Drehmoment angetrieben werden. Die Fahrzeugantriebseinheit 10 ist zwischen Antriebsrädern 12 und 13 angeordnet, die Hinterräder sind. Die Fahrzeugantriebseinheit 10 ist in dem unteren rückwärtigen Abschnitt des Fahrzeugs, der zu dem Boden gerichtet ist, mit einer ausreichenden Bodenfreiheit platziert.
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Die Elektromotoreinheit 11 und ein Übertragungsmechanismus 14 sind in die Fahrzeugantriebseinheit 10 kombiniert. Die Elektromotoreinheit 11 hat den Elektromotor 11A, der ein Drehmoment erzeugt, wenn eine Antriebsleistung zu dem Elektromotor 11A zugeführt wird, und ein Verbindungsmodul 11B, das elektrisch den Elektromotor 11A mit einer Leistungszufuhrquelle verbindet. Der Übertragungsmechanismus 14 hat eine Mehrzahl Zahnräder, die das durch das Reduzieren der Drehzahl des Elektromotors 11A erlangte Drehmoment zu den Antriebsrädern 12 und 13 überträgt, und eine Mehrzahl drehende Wellen, die als drehende Wellen der Zahnräder dienen.
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Die Elektromotoreinheit 11 und der Übertragungsmechanismus 14 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 15 aufgenommen. Das Gehäuse 15 hat ein zylindrisches Getriebegehäuse 15a und ein Motorgehäuse 15b, das eine Gehäuseöffnung 15c hat. Das Getriebegehäuse 15a ist mit Schrauben an das Motorgehäuse 15b befestigt. Eine Abdeckung 15d ist mit dem Motorgehäuse 15b mit Schrauben gekoppelt, um die Gehäuseöffnung 15c zu schließen.
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Der Übertragungsmechanismus 14 wird nun im Detail beschrieben.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, hat der Übertragungsmechanismus 14 eine Eingangswelle 17, die als drehende Welle dient, um das durch den Elektromotor 11A erzeugte Drehmoment zu dem Übertragungsmechanismus 14 einzugeben. Der Elektromotor 11A hat eine Abtriebswelle 16, die das Drehmoment abgibt. Die Eingangswelle 17 ist mechanisch mit einem Ende 16b der Abtriebswelle 16 nahe des Übertragungsmechanismus 14 gekoppelt. Ein Lager 17a, das an das Getriebegehäuse 15a befestigt ist, und ein Lager 17b, das an das Motorgehäuse 15b befestigt ist, lagern drehend die Eingangswelle 17. Das Motorgehäuse 15b hat einen Lagerhalter 15e, der um die Abtriebswelle 16 herum angeordnet ist. Das Lager 17b ist an dem Lagerhalter 15e nahe des Übertragungsmechanismus 14 befestigt. Ein Eingangszahnrad 21 (Eingangsrad) ist an der Eingangswelle 17 befestigt, um zusammen mit der Eingangswelle 17 zu drehen.
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Das Eingangsrad 21 kämmt mit einem ersten Zwischenrad 22, das an einer Zwischenwelle 18 befestigt ist, um zusammen mit der Zwischenwelle 18 zu drehen. Die Zwischenwelle 18 liegt parallel zu der Abtriebswelle 16 und der Eingangswelle 17. Ein Lager 18a, das an dem Getriebegehäuse 15a befestigt ist, und ein Lager 18b, das an dem Motorgehäuse 15b befestigt ist, lagern drehend die Zwischenwelle 18. Das Motorgehäuse 15b hat einen Lagerhalter 15f, der um die Zwischenwelle 18 herum angeordnet ist. Das Lager 18b ist an dem Lagerhalter 15f befestigt. Ein zweites Zwischenrad 23 ist an einem Abschnitt der Zwischenwelle 18 zwischen dem ersten Zwischenrad 22 und dem Lager 18b so befestigt, dass sie zusammen mit der Zwischenwelle 18 drehen.
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Das zweite Zwischenrad 23 kämmt mit einem Abtriebsrad 26, das an einem Differenzialträger 25 eines Differenzialgetriebes 24 (im Folgenden als „Differenzial” bezeichnet) befestigt ist, um zusammen mit dem Differenzialträger 25 zu drehen. Das Motorgehäuse 15b hat einen Differenzialaufnahmeabschnitt 15g, der das Differenzial 24 aufnimmt. Der Lagerhalter 15f ist zwischen dem Differenzial 24 und dem Lagerhalter 15e angeordnet. Ein Lager 25a, das an dem Getriebegehäuse 15a befestigt ist, und ein Lager 25b, das an dem Motorgehäuse 15b befestigt ist, lagern drehend den Differenzialträger 25.
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Das Differenzial 24 hat ein Paar Ritzel 27 und 28, die in dem Differenzialträger 25 drehend sind, und ein Paar Seitenräder 29 und 30, die mit den Ritzeln 27 und 28 kämmen. Eine Antriebswelle 19, die als eine Antriebswelle dient, dient, ist an dem Seitenrad 29 befestigt, um zusammen mit dem Seitenrad 29 zu drehen. Die Antriebswelle 19 liegt parallel zu der Abtriebswelle 16, der Eingangswelle 17 und der Zwischenwelle 18. Die Antriebswelle 19 ist mechanisch mit dem Antriebsrad 12 gekoppelt. In dem Motorgehäuse 15b ist eine Dichtung 19a nahe des Antriebsrads 12 an der Antriebswelle 19 befestigt, um ein Ausfließen von Schmieröl von dem Übertragungsmechanismus 14 zu begrenzen. Eine Antriebswelle 20, die als eine Antriebswelle dient, ist an dem Seitenrad 30 befestigt, um zusammen mit dem Seitenrad 30 zu drehen. Die Antriebswelle 20 liegt parallel zu der Abtriebswelle 16, der Eingangswelle 17 und der Zwischenwelle 18. Die Antriebswelle 20 ist mechanisch mit dem Antriebsrad 13 gekoppelt. In dem Getriebegehäuse 15a ist eine Dichtung 20a an der Antriebswelle 20 nahe dem Antriebsrad 13 befestigt, um ein Ausströmen von Schmieröl von dem Übertragungsmechanismus 14 zu begrenzen. Gelenke (nicht gezeigt), wie z. B. Flanschgelenke, verbinden die Antriebswellen 19 und 20 entsprechend mit den Antriebsrädern 12 und 13.
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Die Struktur des Elektromotors 11A wird nun im Detail beschrieben.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, ist ein zylindrischer Stator 40, der eine Mehrzahl Zähne aufweist, nahe der Gehäuseöffnung 15c befestigt. Motorspulen 41 sind um entsprechende Zähne mit einem zwischen den Motorspulen 41 und den Zähnen platzierten Isolator gewickelt. Das erste Ende des Leitungsdrahts von jeder Motorspule 41 ist mit einem entsprechenden einen von Phasenanstoßabschnitten 61, 71 und 81 von drei Phasen U, V und W verbunden. Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 werden im Detail im Folgenden beschrieben. Das zweite Ende des Leitungsdrahts von jeder Motorspule 41 ist mit einem neutralen Anschlussabschnitt 101 verbunden, der im Folgenden beschrieben werden wird. Die Motorspulen 41 sind in einer Sternverbindung (Y-Verbindung) verbunden.
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Ein zylindrischer Rotor 42, der zusammen mit der Abtriebswelle 16 dreht, ist an der radial inneren Seite des Stators 40 angeordnet. Der Rotor 42 ist mit der äußeren Umfangsoberfläche der Abtriebswelle 16 gekoppelt. Mit anderen Worten ist die Abtriebswelle 16 in den Rotor 42 eingefügt. Eine Mehrzahl Permanentmagnete ist an dem äußeren Umfang des Rotors 42 derart befestigt, dass ihre Nord- und Südpole sich in der Umfangsrichtung abwechseln. Ein Lager 16a, das an der Abdeckung 15d befestigt ist, und ein Lager 16b, das an dem Motorgehäuse 15b befestigt ist, lagert die Abtriebswelle 16 drehend. Das Lager 16b ist an dem Lagerhalter 15 nahe des Elektromotors 11A befestigt. Der Elektromotor 11A ist ein Innenrotormotor. Eine Dichtung (nicht gezeigt) ist zwischen dem Lager 16b und dem Lager 17b befestigt, um ein Ausströmen von Schmieröl von dem Übertragungsmechanismus 14 zu begrenzen.
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Ein Drehmelder 43 ist mit einem Ende 16c der Abtriebswelle 16 gekoppelt, die dem Übertragungsmechanismus 14 gegenüberliegt, um den Drehwinkel des Rotors 42 zu erfassen. Der Drehmelder 43 ist in der Abdeckung 15d angeordnet und liegt koaxial zu dem Rotor 42. Ein Drehmelderstator 43a ist an der radial inneren Seite der Abdeckung 15d befestigt. Ein zylindrischer Drehmelderrotor 43b ist an der radial inneren Seite des Drehmelderstators 43a angeordnet. Der Drehmelderrotor 43b dreht zusammen mit der Abtriebswelle 16. Der Drehmelderrotor 43b ist mit der äußeren Umfangsoberfläche der Abtriebswelle 16 gekoppelt. Mit anderen Worten ist die Abtriebswelle 16 in den Drehmelderrotor 43b eingefügt. Das Verbindungsmodul 11B ist an dem Ende 16d der Abtriebswelle 16 nahe des Übertragungsmechanismus 14 angeordnet. Das Verbindungsmodul 11B ist durch Modularisieren einer Mehrzahl von Stromschienen in eine Ringform ausgebildet.
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Die Struktur des Verbindungsmoduls 11B wird nun im Detail beschrieben.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, hat das Verbindungsmodul 11B eine zylindrische Leistungszufuhrstromschiene 51, die als Leistungszufuhrelement dient, und eine scheibenförmige Neutralstromschiene 52, die als neutrales Element dient. Die Leistungszufuhrstromschiene 51 verbindet erste Enden von jeder Motorspule 41 mit einem Wandler Inv, der eine Zufuhrquelle von Antriebsleistung des Elektromotors 11A ist, über einen Verbinder CN (Zufuhrabschnitte 60a, 70a und 80a). Der Wandler Inv ist mit einem Steuerschaltkreis verbunden, der den Betrieb des Wandlers Inv steuert. Die Neutralstromschiene 52 verbindet die ersten Enden der Motorspulen 41 mit zweiten Enden auf der gegenüberliegenden Seite. Der Verbinder CN ragt von dem Motorgehäuse 15b nach außen vor. Der Verbinder CN ist auf dem Elektromotor 11A nahe des Übertragungsmechanismus 14 angeordnet.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, sind die Innendurchmesser der Leistungszufuhrstromschiene 51 und der Neutralstromschiene 52 größer als oder gleich dem Außendurchmesser des Lagerhalters 15e (des Lagers 16b) des Motorgehäuses 15b, und in der vorliegenden Ausführungsform größer als der Außendurchmesser des Lagerhalters 15e. Der Außendurchmesser des Lagerhalter 15e (des Lagers 16b) des Motorgehäuses 15b ist größer als der Außendurchmesser der Abtriebswelle 16. Entsprechend sind die Innendurchmesser der Leistungszufuhrstromschiene 51 und der Neutralstromschiene 52 größer als oder gleich dem Außendurchmesser der Abtriebswelle 16, und in der vorliegenden Ausführungsform größer als der Außendurchmesser der Abtriebswelle 16. Zusätzlich sind die Außendurchmesser der Leistungszufuhrstromschiene 51 und der Neutralstromschiene 52 kleiner als oder gleich dem Außendurchmesser des Stators 40, und in der vorliegenden Ausführungsform kleiner als der Außendurchmesser des Stators 40. Der Außendurchmesser der Neutralstromschiene 52 ist größer als oder gleich dem Außendurchmesser der Leistungszufuhrstromschiene 51, und in der vorliegenden Ausführungsform größer als der Außendurchmesser der Leistungszufuhrstromschiene 51.
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Der Lagerhalter 15e ist auf der radial inneren Seite des Verbindungsmoduls 11B angeordnet. Der Lagerhalter 15e erstreckt sich von dem Motorgehäuse 15b zu dem Elektromotor 11A. Das Lager 16b ist an der radial inneren Seite des Verbindungsmoduls 11B zusammen mit der Abtriebswelle 16 angeordnet.
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Die Leistungszufuhrstromschiene 51 ist zwischen der Neutralstromschiene 52 und dem Übertragungsmechanismus 14 angeordnet. Die Leistungszufuhrstromschiene 51 ragt zu dem Übertragungsmechanismus 14 vor, was darin resultiert, dass das Verbindungsmodul 11B einen L-förmigen (oben hutförmigen) Querschnitt aufweist. Das Verbindungsmodul 11B ist an dem Elektromotor 11A nahe des Übertragungsmechanismus 14 durch ein vorbestimmtes Befestigungsverfahren befestigt.
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Die Leistungszufuhrstromschiene 51 ist zwischen der Neutralstromschiene 52 und dem Übertragungsmechanismus 14 angeordnet und in einem Raum nahe des Übertragungsmechanismus 14 an der radial inneren Seite des Motorgehäuses 15b aufgenommen. Noch genauer ist die Leistungszufuhrstromschiene 51 in einem Raum zwischen der Abtriebswelle 16 und der Zwischenwelle 18 auf der radial äußeren Seite der Abtriebswelle 16 angeordnet. Die Leistungszufuhrstromschiene 51 ist ebenfalls in einem Raum zwischen der Abtriebswelle 16 und dem Verbinder CN an der radial äußeren Seite der Abtriebswelle 16 angeordnet. Die Neutralstromschiene 52 ist zwischen der Leistungszufuhrstromschiene 51 und dem Elektromotor 11A in dem Verbindungsmodul 11B angeordnet und ebenfalls in einem Raum nahe des Elektromotors 11A auf der radial inneren Seite des Motorgehäuses 15b angeordnet.
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Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, hat die Leistungszufuhrstromschiene 51 eine Öffnung 53 nahe des Differenzials 27, um ein Zusammenstoßen mit dem Lager 18b des Übertragungsmechanismus 14 und dem Lagerhalter 15f zu vermeiden. Der Abschnitt der Leistungszufuhrstromschiene 51, der der Öffnung 53 entspricht, weist eine Dicke 12 auf, die kleiner als eine Dicke L1 des anderen Abschnitts um eine Dicke 13 ist. Der Abschnitt der Leistungszufuhrstromschiene 51 entsprechend der Öffnung 53 weist nämlich einen kleineren Außendurchmesser als der andere Abschnitt auf. Die Öffnung 53 erstreckt sich über einen Bereich, der kleiner als oder gleich der Hälfte des gesamten Umfangs der Leistungszufuhrstromschiene 51 ist, wie z. B. über ein Achtel des gesamten Umfangs (ein Umfangswinkel von 45°), um ein Zusammenstoßen mit dem Lagerhalter 15f zu vermeiden.
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Die Öffnung 53 empfängt den Lagerhalter 15f wie auch das Lager 18b. Da der Lagerhalter 15f in der Öffnung 53 angeordnet ist, ist die Leistungszufuhrstromschiene 51 in einem Raum zwischen der Abtriebswelle 16 und der Zwischenwelle 18 angeordnet. Der Übertragungsmechanismus 14 und das Verbindungsmodul 11B überlappen sich um einen Abstand 14 in der axialen Richtung der Abtriebswelle 16. In diesem Zustand ist eine Zwischenwellenendfläche 18c der Zwischenwelle 18 nahe des Elektromotors 11A, die eine Endfläche des Übertragungsmechanismus 14 ist, von einer Stromschienenendfläche 51a nahe des Übertragungsmechanismus 14 um den Abstand 14 beabstandet, die eine Endfläche des Verbindungsmoduls 11B ist.
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Die Strukturen der Leistungszufuhrstromschiene 51 und der Neutralstromschiene 52 werden nun im Detail beschrieben.
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Zuerst wird die Struktur der Leistungszufuhrstromschiene 51 mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben. Die Leistungszufuhrstromschiene 51 hat einen U-Phasenleistungszufuhrkragen 60, einen V-Phasenleistungszufuhrkragen 70 und einen W-Phasenleistungszufuhrkragen 80, die aus Metallplatten wie z. B. Kupferplatten hergestellt sind. Die Leistungszufuhrstromschiene 51 ist durch einen Leistungszufuhrkragenhalter 90 gehalten, der aus isolierendem Material wie z. B. Kunststoff hergestellt ist und als ein Isolator dient. Die Leistungszufuhrkragen 60, 70 und 80 sind Leistungsverteilungselemente, die den Verbinder CN elektrisch mit den ersten Enden von Leitungsdrähten der Motorspulen 41 verbinden, die mit den Phasenanschlussabschnitten 61, 71 und 81 von unterschiedlichen Phasen verbunden sind. Die Phasenleistungszufuhrkragen 60, 70 und 80 haben ebene Zufuhrabschnitte 60a, 70a bzw. 80a, die zu dem Verbinder CN vorragen. Die Zufuhrabschnitte 60a, 70a und 80a liefern Elektrizität von entsprechenden Phasen von dem Wandler Inv.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, hat der U-Phasenleistungszufuhrkragen 60 einen Hauptkörper 60b, der durch Biegen einer Metallscheibe in die Form eines Buchstabens C ausgebildet ist. Der Freiraum zwischen den Enden 60c des Hauptkörpers 60b, die in der Umfangsrichtung zueinander gerichtet sind, dient als ein Spalt 60d. Der Hauptkörper 60b hat sechs U-Phasenanschlussabschnitte 61, die mit den ersten Enden der Leitungsdrähte der Motorspulen 41 verbunden sind, die der U-Phase zugeordnet sind. Die U-Phasenanschlussabschnitte 61 liegen in einer ringförmigen Anordnung in der Umfangsrichtung des Hauptkörpers 60b vor. Die U-Phasenanschlussabschnitte 61 sind über einem offenen Liniensegment angeordnet, das an einem der Enden 60c beginnt, die den Spalt 60d definieren, und an dem anderen Ende 60c endet. Die U-Phasenanschlussabschnitte 61 sind nämlich angeordnet, um einen Kreissehne auszubilden. Die U-Phasenanschlussabschnitte 61 sind auf dem offenen Liniensegment in gleichförmigen Abständen in der Umfangsrichtung des Hauptkörpers 60b angeordnet.
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Der V-Phasenleistungszufuhrkragen 70 hat einen Hauptkörper 70b, der durch Biegen einer Metallplatte in die Form des Buchstabens C ausgebildet ist. Der Freiraum zwischen den Enden 70c des Hauptkörpers 70b, die in der Umfangsrichtung zueinander gerichtet sind, dient als ein Spalt 70d. Der Hauptkörper 70b hat sechs V-Phasenanschlussabschnitte 71, die mit den ersten Enden der Leitungsdrähte der Motorspulen 41 verbunden sind, die der V-Phase zugeordnet sind. Die V-Phasenanschlussabschnitte 71 liegen in einer ringförmigen Anordnung in der Umfangsrichtung des Hauptkörpers 70b vor. In dem Hauptkörper 70b, wenn eines der Enden 70c, die den Spalt 70d definieren, ein Anfangspunkt ist, und das andere ein Endpunkt ist, definieren die Enden 70c ein offenes Liniensegment, nämlich eine Kreissehne. Die V-Phasenanschlussabschnitte 71 sind auf dem offenen Liniensegment in gleichförmigen Abständen in der Umfangsrichtung des Hauptkörpers 70b angeordnet.
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Der W-Phasenleistungszufuhrkragen 80 hat einen Hauptkörper 80b, der durch Biegen einer Metallplatte in die Form des Buchstabens C ausgebildet ist. Der Freiraum zwischen den Enden 80c des Hauptkörpers 80b, die in der Umfangsrichtung zueinander gerichtet sind, dient als ein Spalt 80d. Der Hauptkörper 80b hat sechs W-Phasenanschlussabschnitte 81, die mit den ersten Enden der Leitungsdrähte der Motorspulen 41 verbunden sind, die der W-Phase zugeordnet sind. Die W-Phasenanschlussabschnitte 81 liegen in einer ringförmigen Anordnung in der Umfangsrichtung des Hauptkörpers 80b vor. In dem Hauptkörper 80b, wenn eines der Enden 80c, die den Spalt 80d definieren, ein Anfangspunkt ist, und das andere ein Endpunkt ist, definieren die Enden 80c ein offenes Liniensegment, nämlich eine Kreissehne. Die W-Phasenanschlussabschnitte 81 sind auf dem offenen Liniensegment in gleichförmigen Abständen in der Umfangsrichtung des Hauptkörpers 80b angeordnet.
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Ein Leistungszufuhrkragenhalter 90 hat einen zylindrischen Halterhauptkörper 90a, der aus einem isolierenden Material hergestellt ist. Der Halterhauptkörper 90a hat die Öffnung 53 in einer vorbestimmten Position. Der Abschnitt des Halterhauptkörpers 90a, der nicht die Öffnung 53 ist, hat drei Zurückhaltenuten 91 bis 93. Die Zurückhaltenuten 91, 92 und 93 sind in dieser Reihenfolge von der radial inneren Seite des Haltehauptkörpers 90a angeordnet, um die Phasenleistungszufuhrkrägen 60, 70 bzw. 80 zu halten. Die Zurückhaltenuten 91 bis 93 erstrecken sich in der Umfangsrichtung des Halterhauptkörpers 90a und öffnen sich zu einer Seite in der axialen Richtung des Halterhauptkörpers 90a. Die äußere Umfangsoberfläche des Abschnitts des Halterhauptkörpers 90a, der nicht die Öffnung 53 ist, hat eine Mehrzahl Führungsnuten 94, die Drähte der Motorspulen 41 führen. Die vorliegende Ausführungsform hat 18 Führungsnuten 94, sechs Nuten für jede Phase. Die Führungsnuten 94 erstrecken sich in der axialen Richtung des Halterhauptkörpers 90a. Die Länge der Führungsnuten 94 ist derart eingestellt, dass die distalen Enden der Führungsnuten 94 die distalen Enden der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 treffen.
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Wie aus 6 ersichtlich ist, hält der Leistungszufuhrkragenhalter 90 die Phasenleistungszufuhrkragen 60, 70 und 80. In dieser Position sind die Hauptkörper 60b, 70b und 80b der Phasenleistungszufuhrkragen 60, 70 und 80 voneinander isoliert. Die Haltenut 91 ist an der innersten Seite des Haltehauptkörpers 90a in der radialen Richtung angeordnet. Die Haltenut 91 empfängt den Hauptkörper 60b mit den freigelegten U-Phasenanschlussabschnitten 61. Die Haltenut 93 ist an der äußersten Seite des Haltehauptkörpers 90a in der radialen Richtung angeordnet. Die Haltenut 92 ist zwischen der Haltenut 91 und der Haltenut 93 in dem Haltehauptkörper 90a angeordnet. Die Haltenut 92 empfängt den Hauptkörper 70b mit den freigelegten V-Phasenanschlussabschnitten 71. Die Haltenut 93 empfängt den Hauptkörper 80b mit den freigelegten W-Phasenanschlussabschnitten. Die Spalten 60d, 70d und 80d der Hauptkörper 60b, 70b und 80b sind mit der Öffnung 53 des Haltehauptkörpers 90a ausgerichtet. Der Haltehauptkörper 90a isoliert die Hauptkörper 60b und 80b des U-Phasenleistungszufuhrkragens 60 und des W-Phasenleistungszufuhrkragens 80 von dem Äußeren des Leistungszufuhrkragenhalters 90.
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Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 erstrecken sich in der axialen Richtung von den Hauptkörpern 60b, 70b und 80b und biegen sich dann radial nach außen. Eine Leistungszufuhranschlussreihe Fr, die die distalen Enden der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 verbindet, definiert den Außendurchmesser der Leistungszufuhrstromschiene 51. Der Durchmesser der Leistungszufuhranschlussreihe Fr ist kleiner als oder gleich dem Außendurchmesser des Stators 40 des Elektromotors 11A und größer als oder gleich dem Außendurchmesser der Abtriebswelle 16 des Elektromotors 11A.
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Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 überlappen einander in der axialen Richtung der Phasenleistungszufuhrkragen 60, 70 und 80 nicht, und jeder der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 überlappt mit einer der Führungsnuten 94. Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 sind in der Reihenfolge U, V und W von den Enden 60c, 70c und 80c angeordnet, von denen jedes der Anfangspunkt einer Anordnung im Uhrzeigersinn ist, und einem der zwei Enden 60c, 70c oder 80c, die den Spalt 60d, 70d oder 80d definieren. Die Längen der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81, die sich von dem Haltehauptkörper 90a erstrecken und biegen, sind so eingestellt, dass die U-Phase die längste ist, gefolgt von der V-Phase und der W-Phase. Aus Gründen der Isolierung sind Angrenzende der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 durch einen ausreichenden Abstand voneinander beabstandet.
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Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, liegen die Oberflächen von Enden der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 in der axialen Richtung des Haltehauptkörpers 90a, die aus den Haltenuten 91 bis 93 freigelegt sind, koplanar und definieren die Stromschienenendfläche 51a des Verbindungsmoduls 11B.
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Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 erstrecken sich von dem Haltehauptkörper 90a in der axialen Richtung und biegen sich dann radial an von dem Haltehauptkörper 90a getrennten Positionen nach außen. Dies erleichtert das Schweißen der ersten Enden der Motorspulen 41 an die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und die Anpassung der Anschlusslängen gemäß den Motorspulen 41.
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Mit Bezug auf 7 und 8 wird nun die Struktur der Neutralstromschiene 52 beschrieben. Die Neutralstromschiene 52 hat einen Neutralkragen 100, ein unteres Element 110 und eine Haltescheibe 120. Der Neutralkragen 100 ist aus einer Metallplatte, wie z. B. einer Kupferplatte hergestellt. Das untere Element 110 und die Haltescheibe 120 sind aus einem isolierenden Material wie z. B. Kunststoff hergestellt und dienen als Isolatoren. Der Neutralkragen 100 ist ein Leistungsverteilungselement, das die ersten Enden von jeder Motorspule 41, die mit dem Wandler Inv verbunden ist, mit dem zweiten Ende an der gegenüberliegenden Seite verbindet.
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Wie aus 7 ersichtlich ist, hat der Neutralkragen 100 einen Hauptkörper 100a, der durch das Schneiden einer Metallplatte in eine Kreis- oder Ringform ausgebildet ist. Der Hauptkörper 100a hat eine Mehrzahl Neutralanschlussabschnitte 101, die die zweiten Enden der Motorspulen 41 miteinander verbinden. Die vorliegende Ausführungsform hat 18 Neutralanschlussabschnitte 101, sechs Anschlussabschnitte für jede Phase. Die Neutralanschlussabschnitte 101 sind in gleichförmigen Abständen in der Umfangsrichtung des Hauptkörpers 100a angeordnet.
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Das untere Element 110 hat einen Hauptkörper 110a des unteren Elements, der ringförmig ausgebildet ist und aus einem isolierenden Material hergestellt ist. Ein zylindrischer Abschnitt 111 erstreckt sich von der Mittelfläche des Hauptkörpers 110a des unteren Elements in der axialen Richtung des Hauptkörpers 110a des unteren Elements. Der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 111 ist im Wesentlichen der gleiche wie der Innendurchmesser des Leistungszufuhrkragenhalters 90 der Leistungszufuhrstromschiene 51. Der Hauptkörper 110a des unteren Elements hat eine Aufnahmeaussparung 112, die den Neutralkragen 100 hält. Die Haltescheibe 120 ist kreisförmig und aus einem isolierenden Material hergestellt. Die Haltescheibe 120 ist geformt, in die Aufnahmeaussparung 112 des Hauptkörpers 110a des unteren Elements gepasst zu werden.
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Wie aus 8 ersichtlich ist, ist der Neutralkragen 100 sowohl durch das untere Element 110 wie auch die Haltescheibe 120 mit dem von dem äußeren isolierten Hauptkörper 100a gehalten. Der Neutralkragen 100 ist in der Aufnahmeaussparung 112 des unteren Elements mit den freigelegten Neutralanschlussabschnitten 101 aufgenommen. Der Hauptkörper 100a des Neutralkragens 100 ist in dem Hauptkörper 110a des unteren Elements empfangen und durch die Haltescheibe 120 in der axialen Richtung bedeckt.
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Die Neutalanschlussabschnitte 101 erstrecken sich von dem Hauptkörper 100a radial nach außen, um eine Anordnung auszubilden. Eine Neutralanschlussreihe Nr, die die distalen Enden der Neutralanschlussabschnitte 101 verbindet, definiert den Außendurchmesser der Neutralstromschiene 52. Der Durchmesser der Neutralanschlussreihe Nr ist kleiner als oder gleich dem Außendurchmesser des Stators 40 des Elektromotors 11A und größer als oder gleich dem Außendurchmesser der Abtriebswelle 16 des Elektromotors 11A. Wie aus 6 ersichtlich, ist der Durchmesser der Neutralanschlussreihe Nr größer als oder gleich dem Außendurchmesser der Leistungszufuhranschlussreihe Fr.
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Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, isoliert das untere Element 110 den Hauptkörper 100a des Neutralkragens 100 von den Motorspulen 41 des Elektromotors 11A. Außerdem isoliert die Haltescheibe 120 den Hauptkörper 100a des Neutralkragens 100 von den Hauptkörpern 60b, 70b und 80b und den Phasenanschlussabschnitten 61, 71 und 81 der Leistungszufuhrstromschiene 51 und den Leitungsdrähten der Motorspulen 41. Aus Gründen der Isolierung ist ein ausreichender Abstand zwischen den Anschlüssen von jedem Neutralanschlussabschnitt 101 bereitgestellt.
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Wie aus 9A ersichtlich ist, ist das Verbindungsmodul 11B eine Baugruppe, die durch Koppeln des Leistungszufuhrkragenhalters 90 an das untere Element 110 und die Haltescheibe 120 ausgebildet ist. Der zylindrische Abschnitt 111 des unteren Elements 110 ist in den Leistungszufuhrkragenhalter 90 gepasst, um das untere Element 110 und die Haltescheibe 120 an den Leistungszufuhrkragenhalter 90 zu koppeln.
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Die Leistungszufuhrstromschiene 51 und die Neutralstromschiene 52 sind Seite an Seite in der axialen Richtung der Abtriebswelle 16 angeordnet. Die Leistungszufuhranschlussreihe Fr ist von der Neutralanschlussreihe Nr in der radialen Richtung der Abtriebswelle 16 getrennt. Die Leistungszufuhranschlussreihe Fr ist von der Neutralanschlussreihe Nr ebenfalls in der axialen Richtung der Abtriebswelle 16 getrennt. Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 sind nämlich von den Neutralanschlussabschnitten 101 sowohl in den radialen wie auch axialen Richtungen der Abtriebswelle 16 getrennt.
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Während der Herstellung der Elektromotoreinheit 11, in der das Verbindungsmodul 11B an den Stator 40 des Elektromotors 11A befestigt wird, ist die Anordnung der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und der Neutralanschlussabschnitte 101 durch Einstellen des Positionsverhältnisses zwischen der Leistungszufuhranschlussreihe Fr und der Neutralanschlussreihe Nr angepasst.
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Wie aus 10 ersichtlich ist, erfasst eine in der vertikalen Richtung orientierte Kamera C1 und eine in der seitlichen Richtung orientierte Kamera C2 ein dreidimensionales Positionsverhältnis zwischen der Leistungszufuhranschlussreihe Fr und der Neutralanschlussreihe Nr in dem Verbindungsmodul 11B. Das Positionsverhältnis zwischen der Leistungszufuhranschlussreihe Fr und der Neutralanschlussreihe Nr bestimmt die Anordnung der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und der Neutralanschlussabschnitte 101.
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Die Kamera C1 definiert einen vorbestimmten ersten Querschnitt U mit Bezug auf das Verbindungsmodul 11B. Die Kamera C1 erfasst einen ersten Querschnitt einer Leistungszufuhranschlussreihe FrU der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81, der auf den ersten Querschnitt U projiziert ist, und die Neutralanschlussreihe Nr der Neutralanschlussabschnitte 101 in dem ersten Querschnitt U. Wenn die Elektromotoreinheit 11 in einer vorbestimmten Position platziert ist, erstreckt sich der erste Querschnitt U rechtwinklig zu der Achse des Verbindungsmoduls 11B, die die Achse des Stators 40 oder des Rotors 42 des Elektromotors 11A ist.
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Die Kamera C2 definiert einen vorbestimmten zweiten Querschnitt V mit Bezug auf das Verbindungsmodul 11B. Die Kamera C2 erfasst einen zweiten Querschnitt einer Leistungszufuhranschlussreihe FrV der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81, die auf den zweiten Querschnitt V projiziert sind, und den zweiten Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV der Neutralanschlussabschnitte 101, die auf den zweiten Querschnitt V projiziert sind. Der zweite Querschnitt V erstreckt sich rechtwinklig zu dem ersten Querschnitt U, und wenn die Elektromotoreinheit 11 in einer vorbestimmten Position platziert ist, erstreckt er sich parallel zu der Achse des Verbindungsmoduls 11B, die die Achse des Stators 40 oder des Rotors 42 des Elektromotors 11A ist. In 10 bis 12 ist aus Darstellungsgründen der zweite Querschnitt V von der tatsächlichen Position in der radialen Richtung des Verbindungsmoduls 11B verschoben. Wenn z. B. die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 von den Neutralanschlussabschnitten 101 in den radialen und axialen Richtungen der Abtriebswelle 16 getrennt sind, wird das Positionsverhältnis zwischen der Leistungszufuhranschlussreihe Fr und der Neutralanschlussreihe Nr wie folgt sein.
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Wie aus 10 ersichtlich ist, hat der erste Querschnitt U alle Neutralanschlussabschnitte 101 und die Neutralanschlussreihe Nr. Das folgende Beispiel wird als das „erste Beispiel” bezeichnet.
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In dem ersten Beispiel, bei Betrachtung entlang einer Richtung, die sich mit dem ersten Querschnitt U schneidet, sind die Neutralanschlussreihe Nr und der erste Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU in dem ersten Querschnitt U ringförmige Anschlussreihen mit verschiedenen Außendurchmessern und überlappen einander nicht. In dem ersten Querschnitt U ist der Punkt auf der Neutralanschlussreihe Nr, der am nächsten an dem ersten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU liegt, als ein Punkt Un1 definiert, und der Punkt auf dem ersten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU, der am nächsten an der Neutralanschlussreihe Nr liegt, ist als ein Punkt Uf1 definiert. Der Abstand δ1 zwischen den Punkten Uni und Uf1 ist größer als null. Der Abstand δ1 ist der Minimalabstand zwischen der Neutralanschlussreihe Nr und dem ersten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU in dem ersten Querschnitt U.
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Wenn das erste Beispiel in einer Richtung betrachtet wird, die sich mit dem zweiten Querschnitt V schneidet, sind der zweite Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV und der zweite Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV in dem zweiten Querschnitt V gerade oder im Wesentlichen gerade Linien, die parallel zueinander liegen. In dem zweiten Querschnitt V ist der Punkt auf dem zweiten Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV, der am nächsten an dem zweiten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV liegt, als ein Punkt Vn1 definiert, und der Punkt auf dem zweiten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV, der am nächsten an dem zweiten Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV liegt, ist als ein Punkt Vf1 definiert. Der Abstand δ2 zwischen den Punkten Vn1 und Vf1 ist größer als null. Der Abstand δ2 ist der Minimalabschnitt zwischen dem zweiten Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV und dem zweiten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV in dem zweiten Querschnitt V.
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Wie aus 11 ersichtlich ist, ist die Leistungszufuhranschlussreihe Fr mit Bezug auf die Neutralanschlussreihe Nr in einigen Fällen geneigt. In einer ähnlichen Weise wie in dem ersten Beispiel ist der Querschnitt mit allen Neutralanschlussabschnitten 101 und der Neutralanschlussreihe Nr der erste Querschnitt U. Das folgende Beispiel wird als „zweites Beispiel” bezeichnet.
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In dem zweiten Beispiel, bei Betrachtung in einer Richtung, die sich mit dem ersten Querschnitt U schneidet, ist die Neutralanschlussreihe Nr in dem ersten Querschnitt U kreisförmig, aber der erste Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU ist eine Ellipse oder elliptisch und weist einen längeren Durchmesser und einen kürzeren Durchmesser auf. Die kreisförmige Neutralanschlussreihe Nr überlappt nicht mit dem elliptischen ersten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU. In dem ersten Querschnitt U ist der Punkt auf der Neutralanschlussreihe Nr, der am nächsten an dem ersten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU liegt, als ein Punkt Un2 definiert, und der Punkt auf dem ersten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU, der am nächsten an der Neutralanschlussreihe Nr liegt, ist als ein Punkt Uf2 definiert. Der Abstand δ1 zwischen den Punkten Un2 und Uf2 ist größer als null.
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In dem zweiten Beispiel liegen bei Betrachtung in einer Richtung, die sich mit dem zweiten Querschnitt V schneidet, der zweite Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV und der zweite Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV in dem zweiten Querschnitt V nicht parallel zueinander. In dem zweiten Querschnitt V ist der Punkt auf dem zweiten Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV, der am nächsten an einem zweiten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV liegt, als ein Punkt Vn2 definiert, und der Punkt auf dem zweiten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV, der am nächsten an dem zweiten Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV liegt, ist als ein Punkt Vf2 definiert. Der Abstand δ2 zwischen den Punkten Vn2 und Vf2 ist größer als null.
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Sogar wenn die Leistungszufuhranschlussreihe Fr mit Bezug auf die Neutralanschlussreihe Nr geneigt ist, ist bestimmt, dass die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 von den Neutralanschlussabschnitten 101 in den radialen und axialen Richtungen der Abtriebswelle 16 getrennt liegen, wenn der Abstand δ1 in dem ersten Querschnitt U und der Abstand δ2 in dem zweiten Querschnitt V größer als null sind. In diesem Fall ist die Neigung der Leistungszufuhranschlussreihe Fr mit Bezug auf die Neutralanschlussreihe Nr als Herstellungstoleranz akzeptiert.
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Wie aus 12 ersichtlich ist, ist die Neutralanschlussreihe Nr mit Bezug auf die Leistungszufuhranschlussreihe Fr in einigen Fällen geneigt. In diesem Fall ist im Gegensatz zu den ersten und zweiten Beispielen ein Querschnitt U1, der alle Neutralanschlussabschnitte 101 und die Neutralanschlussreihe Nr hat, mit Bezug auf den ersten Querschnitt U geneigt. Das folgende Beispiel wird als „drittes Beispiel” bezeichnet.
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In dem dritten Beispiel sind bei Betrachtung in einer Richtung, die sich mit dem ersten Querschnitt U schneidet, die Neutralanschlussreihe Nr und der erste Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU in dem ersten Querschnitt U1 Ellipsen mit verschiedenen Außendurchmessern und überlappen einander nicht. In dem ersten Querschnitt U1 ist der Punkt auf der Neutralanschlussreihe Nr, der am nächsten an dem ersten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU liegt, als ein Punkt Un3 definiert, und der Punkt auf dem ersten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU, der am nächsten an der Neutralanschlussreihe Nr liegt, ist als ein Punkt Uf3 definiert. Der Abstand δ1 zwischen den Punkten Un3 und Uf3 ist größer als null.
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In dem dritten Beispiel ist bei Betrachtung in einer Richtung, die sich mit dem zweiten Querschnitt V schneidet, der zweite Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV elliptisch, und der zweite Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV ist in dem zweiten Querschnitt V linear. In dem zweiten Querschnitt V ist der Punkt auf dem zweiten Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV, der am nächsten an dem zweiten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV liegt, als ein Punkt Vn3 definiert, und der Punkt auf dem zweiten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV, der am nächsten an dem zweiten Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV liegt, ist als ein Punkt Vf3 definiert. Der Abstand δ2 zwischen den Punkten Vn3 und Vf3 ist größer als null.
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Sogar wenn die Neutralanschlussreihe Nr mit Bezug auf die Leistungszufuhranschlussreihe Fr geneigt ist, wie voranstehend beschrieben wurde, ist bestimmt, dass die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 von den Neutralanschlussabschnitten 101 in den radialen und axialen Richtungen der Abtriebswelle 16 getrennt sind, wenn der Abstand δ1 in dem ersten Querschnitt U1 und der Abstand δ2 in dem zweiten Querschnitt V größer als null sind. In diesem Fall ist die Neigung der Neutralanschlussreihe Nr mit Bezug auf die Leistungszufuhranschlussreihe Fr als Herstellungstoleranz akzeptiert.
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In den zweiten und dritten Beispielen ist bestimmt, dass die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 nicht von den Neutralanschlussabschnitten 101 in den radialen und axialen Richtungen der Abtriebswelle 16 getrennt sind, wenn der Abstand δ1 oder der Abstand δ nicht größer als null ist, und die Anschlussreihen einander in dem ersten Querschnitt U (der erste Querschnitt U1) oder dem zweiten Querschnitt V kreuzen. In diesem Fall ist bestimmt, dass das Positionsverhältnis zwischen der Neutralanschlussreihe Nr und der Leistungszufuhranschlussreihe Fr außerhalb der Herstellungstoleranz liegt. Um dieses Problem zu korrigieren, wird die Anordnung der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und der Neutralanschlussabschnitte 101 angepasst.
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In dem vierten Beispiel ist zumindest eine der Anschlussreihen in dem ersten Querschnitt U und dem zweiten Querschnitt V gewellt. Die Abstände δ1 und δ2 können im Prinzip immer noch in der gleichen Weise wie in den voranstehend beschriebenen Beispielen bestimmt werden.
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Die ersten bis vierten Beispiele treffen sogar zu, wenn die Leistungszufuhranschlussreihe Fr und die Neutralanschlussreihe Nr in Erfassung des dreidimensionalen Positionsverhältnisses zwischen der Leistungszufuhranschlussreihe Fr und der Neutralanschlussreihe Nr in dem Verbindungsmodul 11B unter Verwendung der zwei Kameras C1 und C2 vertauscht werden. In diesem Fall ist der erste Querschnitt U (oder der erste Querschnitt U1) ein Querschnitt mit allen Phasenanschlussabschnitten 61, 71 und 81 und der Leistungszufuhranschlussreihe Fr. Dieser Querschnitt kann gekrümmt sein. Zumindest eine der Kameras C1 und C2 kann mit einer 3D-Stereokamera ersetzt werden, die optische Stereobilder erzeugt, oder mit einer Monookularkamera für eine Positionserfassung. Dies ermöglicht ein direktes Erhalten der dreidimensionalen Positionen der Anschlüsse, und dabei eine Bestimmung der Abstände δ1 und δ2 unter Verwendung eines Messgeräts oder ähnlichem (nicht gezeigt) in einer ähnlichen Weise wie die voranstehend beschriebenen Beispiele. In diesem Fall können die Querschnitte frei eingestellt sein und schneidende Ebenen können geeignet ausgewählt werden.
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Zurück zu 9A ist in dem Verbindungsmodul 11B jeder der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 der Leistungszufuhrstromschiene 51 mit einem Neutralanschlussabschnitt 101 der Neutralstromschiene 52 über eine Motorspule 41 durch Schweißen oder ein anderes Verfahren verbunden, die um einen Zahn des Stators 40 gewickelt ist.
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Jeder der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 ist mit dem ersten Ende des Leitungsdrahts einer Motorspule 41 der entsprechenden Phase verbunden. Jeder Leitungsdraht erstreckt sich durch zwischen den Anschlüssen eines Neutralanschlussabschnitts 101 des Verbindungsmoduls 11B und erstreckt sich dann entlang des unteren Elements 110 und der Haltescheibe 120 der Neutralstromschiene 52, die von dem Hauptkörper 100a des Neutralkragens 100 isoliert sind. Nach dem Erstrecken über die Neutralstromschiene 52, die von den Hauptkörpern 60b, 70b und 80b der Phasenleistungszufuhrkragen 60, 70 und 80 isoliert ist, erstreckt sich der Leitungsdraht entlang der Führungsnut 94 angrenzend an einen der zu verbindenden Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81.
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Zum Beispiel ist ein U-Phasenanschlussabschnitt 61a mit dem ersten Ende des Leitungsdrahts einer entsprechenden U-Phasenmotorspule 41u verbunden. Das zweite Ende des Leitungsdrahts der Motorspule 41u ist mit einem Neutralanschlussabschnitt 101a verbunden. Ein V-Phasenanschlussabschnitt 71a ist mit dem ersten Ende des Leitungsdrahts einer entsprechenden V-Phasenmotorspule 41v verbunden. Das zweite Ende des Leitungsdrahts der Motorspule 41v ist mit einem Neutralanschlussabschnitt 101b verbunden. Ein W-Phasenanschlussabschnitt 81a ist mit dem ersten Ende des Leitungsdrahts einer entsprechenden W-Phasenmotorspule 41w verbunden. Das zweite Ende des Leitungsdrahts der Motorspule 41w ist mit einem Neutralanschlussabschnitt 101c verbunden.
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Wie aus 9B ersichtlich ist, verbinden die Zufuhrabschnitte 60a, 70a und 80a die Phasenanschlussabschnitte 61a, 71a und 81a mit den Leistungszufuhrleitungen Invu, Invv bzw. Invw. Die Leistungszufuhrleitungen Invu, Invv und Invw sind den Phasen des Wandlers Inv zugeordnet. Die Motorspulen 41u, 41v und 41w verbinden die Phasenanschlussabschnitte 61a, 71a und 81a mit den Neutralanschlussabschnitten 101a, 101b bzw. 101c in einer Sternverbindung (Y-Verbindung).
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Die vorliegende Ausführungsform arbeitet in der folgenden Weise und stellt die folgenden Vorteile bereit.
- (1) Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und die Neutralanschlussabschnitte 101 sind derart angeordnet, dass der Minimalabstand zwischen dem zweiten Querschnitt der Neutralanschlussreihe NrV und dem zweiten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrV in dem zweiten Querschnitt V, der der Abstand 62 ist, größer als null ist. Wenn sie somit angeordnet sind, sind die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 von den Neutralanschlussabschnitten 101 zumindest in der axialen Richtung der Abtriebswelle 16 getrennt und liegen nicht auf dem gleichen Umfang. Diese Struktur ergibt größere Abstände zwischen angrenzenden Anschlussabschnitten in jeder der Leistungszufuhrstromschiene 51 und der Neutralstromschiene 52 im Vergleich mit einer Struktur, in der die Phasenanschlussabschnitte 61a, 71a und 81a und die Neutralanschlussabschnitte 101 auf dem gleichen Umfang angeordnet sind. Dies gestattet angrenzenden Anschlussabschnitten der Leistungszufuhrstromschiene 51 und der Neutralstromschiene 52 näher zu liegen, während eine ausreichende Isolierung beibehalten bleibt. Entsprechend können die Elektromotoreinheit 11 und somit die Fahrzeugantriebseinheit 10 in ihrer Größe reduziert sein.
- (2) Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 sind auf einem Umfang positioniert, und die Neutralanschlussabschnitte 101 sind auf einem anderen Umfang positioniert. Zusätzlich sind die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und die Neutralanschlussabschnitte 101 derart angeordnet, dass der Minimalabstand zwischen der Neutralanschlussreihe Nr und dem ersten Querschnitt der Leistungszufuhranschlussreihe FrU in dem ersten Querschnitt U oder dem ersten Querschnitt U1 größer als null ist. Somit angeordnet liegen die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 von den Neutralanschlussabschnitten 101 in der axialen Richtung der Abtriebswelle 16 und ebenfalls in der radialen Richtung der Abtriebswelle 16 getrennt, nämlich in der radialen Richtung eines Kreises, der durch die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 oder den Neutralanschlussabschnitte 101 definiert ist. Dies erhöht den Abstand zwischen den Phasenanschlussabschnitten 61, 71 und 81 und den Neutralanschlussabschnitten 101, was die Isolierung zwischen der Leistungszufuhrstromschiene 51 und der Neutralstromschiene 52 erleichtert. Zusätzlich erleichtert das Anordnen der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und der Neutralanschlussabschnitte 101 auf Umfängen die Anpassung der Anordnung der Anschlussabschnitte.
- (3) Der Leistungszufuhrkragenhalter 90 eines isolierenden Materials bedeckt die Leistungszufuhrstromschiene 51, und das untere Element 110 und die Haltescheibe 120 aus einem isolierenden Material bedecken die Neutralstromschiene 52. Der Leistungszufuhrkragenhalter 90 hat die Öffnung 53, die zwischen bestimmten Anschlussabschnitten angeordnet ist, die aneinander in jedem Satz der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 angrenzend liegen. Als solches stellt der Leistungszufuhrkragenhalter 90 eine Isolierung zwischen den Anschlussabschnitten der Leistungszufuhrstromschiene 51 bereit, die auf den gegenüberliegenden Seiten der Öffnung 53 angeordnet sind. Zusätzlich, wie aus 9A ersichtlich ist, empfängt die Öffnung 53 der Leistungszufuhrstromschiene 51 das Lager 18b, das den Übertragungsmechanismus 14 ausbildet, und den Lagerhalter 15f. Dies erleichtert den Einbau der Elektromotoreinheit 11 in die Fahrzeugantriebseinheit 10, was eine Reduktion der Größe der Fahrzeugantriebseinheit 10 ermöglicht.
- (4) Das Verbindungsmodul 11B ist eine Baugruppe, die durch Koppeln des Leistungszufuhrkragenhalters 90 mit dem unteren Element 110 und der Haltescheibe 120 ausgebildet ist. Diese Struktur minimiert den Abstand zwischen der Leistungszufuhrstromschiene 51 und der Neutralstromschiene 52, während noch immer eine Isolierung zwischen der Leistungszufuhrstromschiene 51 und der Neutralstromschiene 52 und zwischen den Anschlussabschnitten bereitgestellt ist. Entsprechend können das Verbindungsmodul 11B und somit die Elektromotoreinheit 11 in ihrer Größe reduziert werden.
- (5) Die Öffnung 53 der Leistungszufuhrstromschiene 51 empfängt das Lager 18b, das den Übertragungsmechanismus 14 ausbildet, und den Lagerhalter 15f. Diese Struktur ermöglicht es, dass die Elektromotoreinheit 11 und der Übertragungsmechanismus 14 nahe aneinander liegen, wenn sie in einer Einheit kombiniert werden, im Vergleich mit einer Struktur, der die Öffnung 53 fehlt. Entsprechend sind die Elektromotoreinheit 11 und der Übertragungsmechanismus 14, der sich drehende Wellen wie z. B. die Eingangswelle 17, die Zwischenwelle 18 und die Antriebswelle 19 und 20 hat, in eine Einheit mit einem minimalen Abstand zwischen einander kombiniert. Dies ermöglicht eine Reduktion der Größe der Fahrzeugantriebseinheit 10 und stellt ebenfalls eine ausreichende Bodenfreiheit bereit, wenn die Fahrzeugantriebseinheit in einem Fahrzeug eingebaut ist. Zusätzlich ist die Elektromotoreinheit 11 in ihrer Größe reduziert, während eine Isolierung beibehalten bleibt, wie in den Vorteilen (1) bis (4) beschrieben wurde, was eine Reduktion der Größe der Fahrzeugantriebseinheit 10 ermöglicht.
- (6) Der Außendurchmesser der Leistungszufuhrstromschiene 51 ist kleiner als oder gleich dem Außendurchmesser des Stators 40 des Elektromotors 11A und größer als oder gleich dem Außendurchmesser der Abtriebswelle 16. Somit ist der Verbinder CN, der relativ zu der Leistungszufuhrstromschiene 51 positioniert ist, nahe der Abtriebswelle 16 des Elektromotors 11A angeordnet. Zusätzlich ist die Fläche des Verbinders CN, der sich über den Außendurchmesser des Elektromotors 11A hinaus erstreckt, reduziert, was eine Reduktion der Größe der Fahrzeugantriebseinheit 10 ermöglicht.
- (7) Die Elektromotoreinheit 11 und der Übertragungsmechanismus 14 sind in dem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Diese Struktur ermöglicht, dass die Elektromotoreinheit 11 und der Übertragungsmechanismus 14 weiter nahe aneinander liegen, wenn sie in eine Einheit kombiniert werden, im Vergleich mit einer Struktur, die die Elektromotoreinheit 11 und den Übertragungsmechanismus 14 in getrennten Gehäusen platziert.
- (8) Zusätzlich zu dem Lagerhalter 15e sind die Abtriebswelle 16 und das Lager 16b auf der radial inneren Seite des Verbindungsmoduls 11B angeordnet. Nämlich wird eine Fläche der Elektromotoreinheit 11 als der Raum für das Lager 16b verwendet, das die Abtriebswelle 16 des Elektromotors 11A lagert. Diese Struktur ermöglicht, dass die Elektromotoreinheit 11 und der Übertragungsmechanismus 14 in eine Einheit mit einem minimalen Abstand zwischen einander kombiniert werden.
- (9) Der Übertragungsmechanismus 14 und das Verbindungsmodul 11B überlappen um den Abstand 14 in der axialen Richtung der Abtriebswelle 16. In dieser Position ist die Zwischenwellenendfläche 18c, die eine Endfläche des Übertragungsmechanismus 14 ist, von der Stromschienenendfläche 51a, die eine Endfläche des Verbindungsmoduls 11B ist, um den Abstand 14 beabstandet. Diese Struktur ermöglicht der Elektromotoreinheit 11 und dem Übertragungsmechanismus 14 in eine Einheit mit einem minimalen Abstand zwischen einander in der axialen Richtung der Abtriebswelle 16 kombiniert zu werden.
- (10) Unter Berücksichtigung einer Fahrt auf einem unebenen Boden benötigen Fahrzeuge eine ausreichende Bodenfreiheit. Abhängig von der Größe der Fahrzeugantriebseinheit 10 kann es einen Fall geben, in dem es schwierig ist, eine ausreichende Bodenfreiheit zu erlangen, oder indem der Innenraum oder Laderaum des Fahrzeugs reduziert werden müssen, um die Fahrzeugantriebseinheit 10 mit anderen Einheiten des Fahrzeugs anzuordnen. Diesbezüglich stellt die Fahrzeugantriebseinheit 10 der vorliegenden Ausführungsform, die die voranstehend beschriebenen Vorteile (5) bis (9) aufweist, einfach eine ausreichende Bodenfreiheit bereit. Zusätzlich kann eine ausreichende Bodenfreiheit mit weniger Wirkung auf den Innenraum oder Laderaum des Fahrzeugs erlangt werden.
- (11) Mit der Struktur, in der die Abtriebswelle 16 des Elektromotors 11A und die Antriebswellen 19 und 20 des Übertragungsmechanismus 14 parallel liegen, kann die Abmessung des Elektromotors 11A in der radialen Richtung die voranstehend beschriebenen Probleme verursachen, wenn die Fahrzeugantriebseinheit 10 in ein Fahrzeug eingebaut wird. Diesbezüglich reduziert das Trennen der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 von den Neutralanschlussabschnitten 101 in den axialen und radialen Richtungen der Abtriebswelle 16 die Abmessung des Elektromotors 11A in der radialen Richtung. Dies ist im Einbau der Fahrzeugantriebseinheit 10 in ein Fahrzeug vorteilhaft.
- (12) Das Verbindungsmodul 11B ist auf dem Elektromotor 11A nahe des Übertragungsmechanismus 14 angeordnet. Dies reduziert die Größe des Abschnitts der Elektromotoreinheit 11 nahe dem Drehmelder 43 im Vergleich mit einer Struktur, in der das Verbindungsmodul 11B auf dem Elektromotor 11A nahe dem Drehmelder 43 angeordnet ist. Falls das Verbindungsmodul 11B nahe des Drehmelders 43 angeordnet ist, können zusätzlich der durch die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und die Neutralanschlussabschnitte 101 durch Fließen des Stroms nachteilig den Drehmelder 43 beeinträchtigen. Ein bestimmter Abstand ist daher zwischen dem Verbindungsmodul 11B und dem Drehmelder 43 erforderlich, falls das Verbindungsmodul 11B nahe des Drehmelders 43 angeordnet ist. Dies kann die Elektromotoreinheit 11 vergrößern. Das Platzieren des Verbindungsmoduls 11B auf den Elektromotor 11A nahe des Übertragungsmechanismus 14 reduziert die Wirkungen des durch die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und die Neutralanschlussabschnitte 101 fließenden Stroms auf den Drehmelder 43, und beseitigt den Bedarf für Messungen gegen derartige Wirkungen.
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Die voranstehend dargestellte Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
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Der Übertragungsmechanismus 14 und das Verbindungsmodul 11B müssen sich nicht in der axialen Richtung der Abtriebswelle 16 überlappen. Eine derartige Struktur weist Vorteile gleichwertig den voranstehend beschriebenen Vorteilen (1) bis (8) und (10) bis (12) auf.
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Vorausgesetzt, dass der Innendurchmesser der Leistungszufuhrstromschiene 51 größer als oder gleich dem Außendurchmesser der Abtriebswelle 16 ist, kann der Innendurchmesser der Leistungszufuhrstromschiene 51 kleiner als der Außendurchmesser des Lagerhalters 15e (des Lagers 16b) des Motorgehäuses 15b sein. Eine derartige Struktur ermöglicht eine weitere Reduktion der Größe der Elektromotoreinheit 11. Der Innendurchmesser der Neutralstromschiene 52 kann in einer ähnlichen Weise modifiziert werden.
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Die Elektromotoreinheit 11 und der Übertragungsmechanismus 14 können in getrennten Gehäusen untergebracht sein. Eine derartige Struktur ermöglicht immer noch eine Reduktion der Größe der Elektromotoreinheit 11.
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Der Übertragungsmechanismus 14 kann das Untersetzungsverhältnis der Drehzahl des Elektromotors 11A ändern. Zum Beispiel kann eine Zwischenwelle zwischen der Eingangswelle 17 und der Zwischenwelle 18 für eine dreistufige Untersetzung platziert sein.
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Die Leistungszufuhrstromschiene 51 kann in ihrem Außendurchmesser größer als der Stator 40 sein. Eine derartige Struktur ermöglicht immer noch eine Reduktion der Größe der Fahrzeugantriebseinheit 10 solange das Verbindungsmodul 11B auf dem Elektromotor 11A nahe des Übertragungsmechanismus 14 platziert ist. Der Außendurchmesser der Neutralstromschiene 52 kann in einer ähnlichen Weise modifiziert sein.
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Das Verbindungsmodul 11B kann ein einzelnes Element sein, in dem der Leistungszufuhrkragenhalter 90, das untere Element 110 und die Haltescheibe 120 in einem Harzformprozess integriert werden. Eine derartige Struktur erlangt einen Vorteil der gleichwertig dem voranstehend beschriebenen Vorteil (4) ist.
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Die Neutralstromschiene 52 kann eine Öffnung 53 haben, um ein Zusammenstoßen zwischen dem Übertragungsmechanismus 14 und der Neutralstromschiene 52 zu vermeiden. Zum Beispiel können sowohl die Leistungszufuhrstromschiene 51 wie auch die Neutralstromschiene 52 jeweils eine Öffnung 53 haben. Falls der Übertragungsmechanismus 14 nicht mit der Leistungszufuhrstromschiene 51 zusammenstößt, muss die Leistungszufuhrstromschiene 51 die Öffnung 53 nicht haben. Eine derartige Struktur ermöglicht eine Reduktion der Größe der Elektromotoreinheit 11.
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Eine beliebige Struktur kann eingesetzt sein, solange die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 von den Neutralanschlussabschnitten 101 in der axialen Richtung der Abtriebswelle 16 getrennt sind. Die Neutralanschlussreihe Nr kann im Durchmesser identisch zu der Leistungszufuhranschlussreihe Fr sein.
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Abhängig von der Struktur der Elektromotoreinheit 11 können die Positionen der Neutralanschlussreihe Nr und der Leistungszufuhranschlussreihe Fr vertauscht sein. In einer derartigen Struktur ist der Außendurchmesser der Leistungszufuhranschlussreihe Fr größer als oder gleich dem Außendurchmesser der Neutralanschlussreihe Nr.
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Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und die Neutralanschlussabschnitte 101 müssen nicht auf Umfängen von Kreisen angeordnet sein. Eine beliebige Struktur kann eingesetzt sein, solange der Abstand δ1 in dem ersten Querschnitt U (oder dem ersten Querschnitt U1) oder der Abstand δ2 in dem zweiten Querschnitt V größer als null ist.
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Der Abschnitt des Hauptkörpers 100a des Neutralkragens 100, der zu dem Elektromotor 11A gerichtet ist, kann teilweise oder vollständig freigelegt sein. Jedoch erfordert eine derartige Struktur Isolierungsmittel. Zum Beispiel müssen die Leitungsdrähte der Motorspulen 41 von dem Hauptkörper 10a des Neutralkragens 100 beabstandet sein.
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Der Abschnitt des Hauptkörpers 100a des Neutralkragens 100, der zu dem Übertragungsmechanismus 14 gerichtet ist, kann teilweise oder vollständig freigelegt sein. Jedoch erfordert eine derartige Struktur Isolierungsmittel für die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und die Leitungsdrähte der Motorspulen 41. Zum Beispiel müssen die Leitungsdrähte der Motorspulen 41 von dem Hauptkörper 100a des Neutralkragens 100 beabstandet sein.
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Die durch den Leistungszufuhrkragenhalter 90 gehaltenen Kragen können in der Reihenfolge W-Phase, V-Phase und U-Phase oder der Reihenfolge V-Phase, W-Phase und U-Phase von der Innenseite des Leistungszufuhrkragenhalters 90 angeordnet sein.
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Außerdem kann die Anordnungsreihenfolge der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 zu der Reihenfolge U-Phase, W-Phase und V-Phase oder der Reihenfolge V-Phase, W-Phase und U-Phase in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn von der Öffnung 53 modifiziert sein.
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Die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 können in beliebigen Positionen platziert sein, solange sie zwischen der Abtriebswelle 16 (der Eingangswelle 17) und der Zwischenwelle 18 oder zwischen der Abtriebswelle 16 (der Eingangswelle 17) und dem Verbinder CN angeordnet sind.
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In der voranstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Leistungszufuhranschlüsse der Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 von allen Phasen zwischen der Abtriebswelle 16 (der Eingangswelle 17) und der Zwischenwelle 18 und zwischen der Abtriebswelle 16 (der Eingangswelle 17) und dem Verbinder CN platziert. Jedoch ist es ausreichend, dass von den Phasenanschlussabschnitten 61, 71 und 81 Leistungszufuhranschlüsse von zumindest einer der Phasen in einer derartigen Anordnung platziert sind. In diesem Fall können der die distalen Enden der Phasenanschlussabschnitte 61 verbindende Anschlussabschnittkreis, der die distalen Enden der Phasenanschlussabschnitte 71 verbindende Anschlussabschnittkreis und der die distalen Enden der Phasenanschlussabschnitte 81 verbindende Anschlusskreis voneinander in ihrem Durchmesser unterschiedlich sein, und die Phasenanschlussabschnitte 61, 71 und 81 und die Neutralanschlussabschnitte 101 können voneinander in den radialen und axialen Richtungen der Abtriebswelle 16 getrennt sein.
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Die Verbindung der Motorspulen 41 ist nicht auf eine Sternverbindung begrenzt, sondern kann eine beliebige Verbindung sein, solange die Verbindung einen neutralen Punkt hat. Zum Beispiel kann eine Stern-Delta-Verbindung verwendet werden.
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Die Abtriebswelle 16 des Elektromotors 11A kann rechtwinklig zu den Antriebswellen 19 und 20 des Übertragungsmechanismus 14 liegen.
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Der Elektromotor 11A ist nicht auf einen Motor mit Innenrotor begrenzt, sondern kann ein Motor mit Außenrotor sein.
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Die Elektromotoreinheit 11 kann in einer anderen Einheit wie z. B. einer Einheit zur Steuerung der Lenkung des Fahrzeugs eingebaut sein. Eine derartige Struktur ermöglicht immer noch eine Reduktion der Größe der Einheit. Anstelle von Fahrzeugen kann die Elektromotoreinheit 11 auch in einem Generator und einem elektrischen Haushaltsgerät eingebaut sein.
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Die Fahrzeugantriebseinheit 10 kann in einem Fahrzeug eingebaut sein, in dem die Vorderräder durch ein durch den Elektromotor 11A der Elektromotoreinheit 11 erzeugtes Drehmoment angetrieben sind, oder in einem Fahrzeug, in dem die Vorder- und Hinterräder durch ein durch den Elektromotor 11A erzeugtes Drehmoment angetrieben sind. Das Fahrzeug kann ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb oder ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeugantriebseinheit,
- 11
- Elektromotoreinheit,
- 11A
- Elektromotor,
- 11B
- Verbindungsmodul,
- 12 und 13
- Antriebsrad,
- 14
- Übertragungsmechanismus,
- 15
- Gehäuse,
- 15e und 15f
- Lagerhalter,
- 16
- Abtriebswelle,
- 16a und 16b
- Lager,
- 17
- Eingangswelle,
- 18
- Zwischenwelle,
- 18a und 18b
- Lager,
- 18c
- Zwischenwellenendfläche,
- 19 und 20
- Antriebswelle,
- 21, 22 und 23
- Zahnrad,
- 24
- Differenzialrad,
- 40
- Stator,
- 41
- Motorspule,
- 42
- Rotor,
- 51
- Leistungszufuhrstromschiene
- 51a
- Stromschienenendfläche,
- 52
- Neutralstromschiene,
- 53
- Öffnung,
- 60
- U-Phasenleistungszufuhrkragen,
- 60d
- Spalt,
- 61
- U-Phasenanschlussabschnitt,
- 70
- V-Phasenleistungszufuhrkragen,
- 70d
- Spalt,
- 71
- V-Phasenanschlussabschnitt,
- 80
- W-Phasenleistungszufuhrkragen,
- 80d
- Spalt,
- 81
- W-Phasenanschlussabschnitt,
- 90
- Leistungszufuhrkragenhalter,
- 100
- Neutralkragen,
- 101
- Neutralanschlussabschnitt,
- 110
- unteres Element,
- 120
- Haltescheibe,
- Inv
- Wandler,
- Fr
- Leistungszufuhranschlussreihe,
- Nr
- Neutralanschlussreihe,
- U und U1
- erster Querschnitt,
- V
- zweiter Querschnitt,
- δ1 und δ2
- Abstand (Minimalabstand)
