JP2015501125A - 接触コネクタ付き電気機械 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも２つの相出力部を備えた固定子巻線を収容しているハウジングを有する永久磁石付き電気機械に関し、この電気機械は、巻線の各相出力部に固定された少なくとも１つの電気コネクタと、少なくとも２つの接触器を備えると共に電気ハーネスに接続されたカバーとを有し、各電気コネクタは、接点要素と協働するようになった接触面を有し、電気機械は、カバーがハウジングに取り付けられると、カバーの各接触器が電気コネクタの接触面と接触関係をなすと共に電気機械が電気ハーネスに接続されるように構成されている。

Description

本発明は、特に道路車両内に設置されるようになった電気機械に関する。
本発明は、特に、固定子巻線を備えた電気機械に関する。本発明は、例えば、ブラシレス電気機械内の永久磁石に利用できる。

電気機械は、電気エネルギーと機械エネルギーの変換を可能にする機械である。この変換は、電気機械が発電機として又はモータとして機能する必要なく両方向に実施できる。種々の形式の機械、即ち、ＤＣ（直流）機械又はＡＣ（交流）機械が存在し、ＡＣ機械は、同期機又は非同期機に更に細分できる。この変換を実行するため、電気機械は、一般に、固定子と呼ばれる固定部品及び回転子と呼ばれる回転可能な部品を有する。

電気機械をあらゆる種類のシステム、特に道路車両内に、より具体的に言えば、道路車両のホイール内に設置することができる。このような特定の形態では、電気機械の設置に関する課題のうちの１つは、外部接続部、この場合、車両の電気ハーネスへの電気機械の接続の仕方にある。永久磁石を備えたブラシレス機械の場合、電気機械は、その一部が固定子のところで接続される。

先行技術では、外部要素への電気接続が３ピンコネクタのピンに接続された可撓性マルチストランド電線で形成された巻線導体の圧着によって保証される電気機械が開示され、各ピンは、巻線の３つの相に対応している。

この圧着部は、組立体の良好な熱的挙動を保証するために電気機械の冷却された表面にできるだけ近いところで被覆用樹脂内に包み込まれる。可撓性マルチストランド電線の他端部のところでは、コネクタの接点を固定するために次の又は第２の圧着部が作られるべきである。

このように接続が行われる電気機械の設置の仕方は、比較的複雑であることが認められる。事実、このような設置では、更に固定子の３相の各々について２回の圧着手順が必要であり、このことは、６回の圧着作業を実施しなければならないことを意味している。

更に、このような設置は、次に行う電気機械の分解の際の信頼性に関して問題を生じさせる場合がある。事実、分解の場合、マルチストランド電線を定位置に残したままにするかどうかを決定しなければならず、この場合、損傷を回避するために多大な注意を払わなければならず、或いは、マルチストランド電線をコネクタ側から切り離すかどうかを決定する必要があり、この場合、次に再組み立ての際、新たな圧着作業を実施しなければならない。

本発明の目的は、これら欠点のない電気機械を提案することにある。
より具体的に言えば、本発明の目的は、分解が比較的容易であり、しかも特別な改造を必要とすることなく電気機械を種々の用途に適合させることができるようになった電気機械を提案することにある。

本発明は、少なくとも２つの相出力部を備えた固定子巻線を収容しているハウジングを有する永久磁石付き電気機械であって、この電気機械は、
巻線の各相出力部に固定された少なくとも１つの電気コネクタと、
少なくとも２つの接触器を備えると共に電気ハーネスに接続されたカバーとを有し、
各電気コネクタは、接点要素と協働するようになった接触面を有し、
電気機械は、カバーがハウジングに取り付けられると、カバーの各接触器が電気コネクタの接触面と接触関係をなすと共に電気機械が電気ハーネスに接続されるようなものであることを特徴とする電気機械に関する。

分かりやすくする目的で、２つの互いに異なる用語、即ち、接触器とコネクタは、本明細書においては、別々の要素であるが、本質的には同一である要素、即ち、電気接点又は接触器を意味するために用いられている。

本発明の電気機械は、相出力部への電気コネクタの１回の固定ステップしか必要としないという利点を有する。事実、先行技術において説明した第２の圧着ステップは、もはや必要ではない。というのは、電気機械の電気接続は、カバーの接触器と巻線の相出力部に取り付けられた電気コネクタの接触面の単純な接触によって行われるからである。

更に、単純な接触手順により提供されるこの接続により、カバー及び電気機械の適合性を向上させることができる。かくして、要素のうちの一方を他方の要素の改造を必要としないで改造することが可能である。というのは、接触箇所の幾何学的形状は、同一のままだからである。かくして、このような手段により、コストを節約することができる。というのは、電気機械を各用途に合わせて特別に製造する必要がないからである。

更に、本発明の電気機械により、互いに異なる要素の分解及びこれら要素への容易な接近が可能である。このような特徴は、電気機械がホイールに取り付けられる場合に特に有益である。というのは、ホイールアーチは、接近するのが特に困難な領域だからである。

巻線の相出力部への電気コネクタの固定は、圧着、溶接、ねじによる電線のクランプから成る群から選択される。

本発明の特定の実施形態では、各電気コネクタは、
巻線に固定可能な固定要素を支持した下側部分と、
接触面を備えた上側部分とを有し、
下側部分と上側部分は、実質的に９０°に等しい角度をなし、下側部分、上側部分、固定要素及び接触面は、単一の機械的部品を形成している。

電気コネクタは、導電性金属材料、例えば銅で作られる。
電気機械は、好ましくは、電気コネクタの上側部分と電気機械の巻線又はカーカスとのいかなる接触をも阻止するよう各電気コネクタと協働する少なくとも１つの絶縁部品を更に有する。この部品は、例えば射出成形プラスチックで作られる。

本発明は又、電気機械の製造方法であって、
電気コネクタを固定子巻線の各相出力部に固定するステップを含み、電気コネクタは、電気機械の軸線に沿って延びると共に巻線に固定可能な固定要素を支持した扁平な部分を有し、
巻線をスリーブ内に嵌め込んでコイルを形状適合させるステップを含み、
次に、電気コネクタの扁平な部分を折り曲げて固定要素を支持したコネクタの下側部分及び接触面を備えたコネクタの上側部分を形成するステップを含むことを特徴とする製造方法に関する。

電気コネクタの位置決め及びその後の電気コネクタの折り曲げは、コイルの形状適合が妨げられないことを意味し、この形状適合プロセスは、電気機械の製造の適用範囲内において必要である。

本発明の特定の実施形態では、コネクタの下側部分と上側部分は、折り曲げステップの終わりに実質的に９０°に等しい角度をなす。

更に、本発明の別の実施形態では、本方法は、コネクタの折り曲げの前又は後において、巻線及びコイルを含浸用樹脂で被覆するステップを更に含む。この場合、コネクタの下側部分も又被覆用樹脂内に包み込まれる。

さらに、本発明の別の実施形態では、本方法は、３つの接点要素を備えたカバーを取り付ける最終ステップを含み、各接点要素は、それぞれ、電気コネクタ及びハウジングの各接触面に接触するようになっている。かくして、本発明は、比較的簡単な製造方法を提案していることが注目される。というのは、電気機械の最終の接続がカバーとあらかじめ取り付けられている要素との簡単な接触によって行われるからである。

本発明の特定の実施例では、電気コネクタを巻線の相に固定するステップは、圧着ステップ、溶接ステップ、ねじによる電線のクランプステップから成る群から選択される。

最終の別の実施形態では、本方法は、折り曲げステップに先立って、コネクタの上側部分を電気機械の巻線から絶縁するようになった形状適合部品を配置するステップを含む。

本発明の別の目的及び別の利点は、以下の図に示されている好ましいが非限定的な実施形態についての以下の説明から明らかになろう。

３つの電気コネクタを有する電気機械の図であり、カバーが設けられていない状態を示す図である。 巻線の相上に取り付けられた電気コネクタの図である。 巻線の相上に取り付けられた電気コネクタの図である。 カバーの一例を示す図である。 透明の状態で示されたカバーを有する電気機械の外形図である。 電気機械及びそのカバーの断面図である。 折り曲げ前の電気コネクタを示す図である。 折り曲げステップを示す図である。

図の説明において、図中の同一の要素は、同一の符号で示される。
図１は、永久磁石を備えたブラシレス電気機械を示している。この電気機械は、そのカバーなしで図示されている。この電気機械は、ハウジング１を有し、回転子２が固定子巻線３によって包囲された状態でハウジングの軸線に沿って取り付けられている。この巻線は、３相であり、即ち、コイルは、３つの相を定めている。図１の実施例では、電気機械は、３つの同一のコネクタ４を有し、各コネクタは、巻線の出力部に取り付けられている。さらに、各コネクタは、絶縁部品５の周りに形状適合されている。

電気コネクタ、例えば図１に示された電気コネクタは、当初、図６に示されているように非折り曲げ状態の導電性金属部品である。電気機械の製造の際、非折り曲げ状態のコネクタを固定子巻線の相出力部に固定する。この目的のため、固定要素４３が接続を確立するよう例えば３本の電線を含む相出力部に圧着される。

この圧着手順は、固定子巻線をいったん巻回すると行われる。この段階では、コネクタは、図６に示されているように依然として非折り曲げ状態であり、コネクタの扁平な部分４４は、図１に示されているハウジング１の軸線に沿って配置される。このことは、次の段階の実施が妨げられないことを意味し、このようなステップは、コイルの形状適合ステップから成る。実施形態によれば、製造方法のこの段階では、巻線及びコイルを含浸用樹脂で被覆することも又可能である。

次に、扁平な部分４４を折り曲げて図２ａ及び図２ｂに示されているように接触面４２を有する上側部分４１及び固定要素４３を支持した図２ａでは見えない下側部分４５を形成する。この折り曲げは、好ましくは、絶縁部品５周りで実施される。例えば射出成形プラスチックで作られたこの部品は、上側部分４１がコネクタの折り曲げ中、巻線に接触するのを阻止することができ、しかもハウジングとの接触部を絶縁する。

３つのコネクタを上述したようにいったん取り付けて折り曲げると、電気機械は、固定子巻線の表面との接触が可能な３つの接触面を提供する３つのコネクタを有する。これら３つの接触面は、図３に示されているようにカバー１１内に設けられた３つの接触器１０と協働することができるよう配置されている。

カバー１１が定位置に配置されると、３つの接触器１０は、接触面４２に接触する。図４及び図５は、この接触状態を示し、図４では、カバーは、接触器１０及びコネクタ４を見ることができるようにするために透明である。

カバー１１は、シース１２を有し、これらシースにより、一方の側が接触器１０に接続され、他方の側が電気機械を搭載したシステム、例えば道路車両に接続される電気接続部を通ることが可能である。一例では、シースのうちの一方は、３つの接触器に接続された３本の電力線を受け入れるよう配置され、他方のシースは、測定、特に熱的測定値又はレゾルバによるポジショニング測定値を取るために使用される接続部を受け入れるよう配置されている。注目されるべきこととして、図３では、接触器１０を電気ハーネスに接続する電力線は、図示されていない。

本発明の電気機械の多くの利点をここで確認しておく。事実、まず最初に、このような電気機械により、接続について採用される選択がどのようなものであれ、単一形式の固定子を製作することができる。その結果、このような電気機械は、既存の手段と比較して経済的な手段を提供している。

更に、電気コネクタの幾何学的形状により、これら電気コネクタを限られた容積部又はスペース内に組み込むことが可能であり、組み立ての良好なコンパクトさが保証される。事実、本発明により、可撓性マルチストランド電線を省くことができ、かくして接続に必要な容積部又はスペースが減少する。更に、圧着作業は１回しか必要とせず、それにより、電気機械の接続及び切り離しを容易に行うことができ、かくして電気機械のメンテナンスを単純化することができる。

Claims (12)

1. 少なくとも２つの相出力部を備えた固定子巻線を収容しているハウジングを有する永久磁石付き電気機械であって、
   前記巻線の各相出力部に固定された少なくとも１つの電気コネクタと、
   少なくとも２つの接触器を備えると共に電気ハーネスに接続されたカバーと、を備え、
   各電気コネクタは、接点要素と協働するようになった接触面を有し、
   前記電気機械は、前記カバーが前記ハウジングに取り付けられると、前記カバーの各接触器が前記電気コネクタの前記接触面と接触し、前記電気機械が前記電気ハーネスに接続される、
   ことを特徴とする電気機械。
2. 各電気コネクタは、
   前記巻線に固定可能な固定要素を支持した下側部分と、
   前記接触面を備えた上側部分と、を備え、
   前記下側部分と前記上側部分は、実質的に９０°に等しい角度をなし、前記下側部分、前記上側部分、前記固定要素及び前記接触面は、単一の機械的部品を形成している、
   請求項１記載の電気機械。
3. 前記電気コネクタの前記上側部分と前記巻線と前記電気機械とのいかなる接触をも阻止するよう各電気コネクタと協働する少なくとも１つの絶縁部品を更に有する、
   請求項２記載の電気機械。
4. 前記絶縁部品は、射出成形プラスチックで作られた部品である、
   請求項３記載の電気機械。
5. 前記巻線の相出力部への前記電気コネクタの固定は、圧着、溶接、ねじによる電線のクランプから成る群から選択される、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電気機械。
6. 各電気コネクタは、銅で作られている、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電気機械。
7. 電気機械の製造方法であって、
   電気コネクタを固定子巻線の各相出力部に固定するステップを含み、前記電気コネクタは、前記電気機械の軸線に沿って延びると共に前記巻線に固定可能な固定要素を支持した扁平な部分を有し、
   前記巻線をスリーブ内に嵌め込んでコイルを形状適合させるステップを含み、
   次に、前記電気コネクタの前記扁平な部分を折り曲げて前記固定要素を支持した前記コネクタの下側部分及び接触面を備えた前記コネクタの上側部分を形成するステップを含む、
   ことを特徴とする製造方法。
8. 前記コネクタの前記下側部分と前記上側部分は、前記折り曲げステップの終わりに実質的に９０°に等しい角度をなす、
   請求項７記載の製造方法。
9. 前記コネクタの前記折り曲げの前又は後において、前記巻線及び前記コイルを含浸用樹脂で被覆するステップを更に含む、
   請求項７又は８記載の製造方法。
10. ３つの接点要素を備えたカバーを取り付ける最終ステップを含み、各接点要素は、それぞれ、電気コネクタ及びハウジングの各接触面に接触するようになっている、
    請求項７ないし９のいずれか１項に記載の製造方法。
11. 前記電気コネクタを前記巻線の相に固定する前記ステップは、圧着ステップ、溶接ステップ、ねじによる電線のクランプステップから成る群から選択される、
    請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の製造方法。
12. 前記折り曲げステップに先立って、前記コネクタの前記上側部分を前記電気機械の前記巻線から絶縁するようになった形状適合部品を配置するステップを含む、
    請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の製造方法。

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