专利名称：用于电机的包覆模制的联锁组件的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及一种电机，并且更加具体地涉及一种用于电机的端子块组件。
背景技术：
诸如交流电动机和发电机的多种电机包括布置在外壳中的定子组件和转子组件。高压电机导线从定子组件引出至外壳上的端子块组件。电机导线在端子块组件中可接近，用于联接到外部导线。当电机构造成为电动机时，则外部导线向电机导线提供电流以向电动机提供电力。当电机构造成为发电机时，则外部导线从电机导线将电流输送出，以向另一个装置提供电力。电机可以用于包括与汽车动力传动系统有关的多种应用。例如，传统汽车可以使用电机作为内燃机的起动电动机，或者作为交流发电机来发电并且将电力传送到汽车配件和/或为车辆电池充电。还已知的是例如在混合动力/电动车辆的情况下使用电机作为牵引电动机。
发明内容
根据本公开的7]^例性实施例，设置了一种电机，所述电机包括外壳、定位在外壳内的定子组件；多根电机导线，所述电机导线电联接到定子组件；和一起包覆模制到多根外部导线上的端子块组件，所述端子块组件构造成联接到外壳，其中，外部导线在端子块组件中电联接到多根电机导线。根据本公开的另一个不例性实施例，设置了一种电机，所述电机包括外壳；定位在外壳内的定子组件；至少一根电机导线，所述电机导线电联接到定子组件；和端子块组件，所述端子块组件包覆模制到至少一根外部导线上，所述端子块组件限定了内部区域，所述端子块组件具有:开放构造，在所述开放构造中暴露出所述端子块组件的内部区域，以使得至少一根外部导线电联接到至少一根电机导线；和封闭构造，在所述封闭构造中封闭所述端子块组件的内部区域。根据本公开的另一个示例性实施例，提供了一种端子块组件，所述端子块组件构造成用于与电机一起使用。电机包括外壳、定位在外壳内的定子组件、和电联接到定子组件的多根电机导线。端子块组件包括多根外部导线和围绕多根外部导线的包覆模制部，所述包覆模制部将多根外部导线联接在一起，所述包覆模制部构造成联接到电机外壳，其中，包覆模制部中的多根外部导线电联接到电机的多根电机导线。根据本公开的又一个示例性实施例，提供了一种用于组装电机的方法。电机包括外壳、定位在外壳内的定子组件、和电联接到定子组件的多根电机导线。所述方法包括以下步骤:选择多根外部导线；将端子块组件一起包覆模制到多根外部导线上；和将端子块组件联接到外壳，其中多根外部导线电联接到多根电机导线。当考虑举例说明作为目前看来是实施本发明的最佳模式的示例性实施例的以下详细描述时，本发明的其它特征和优势对本领域中的那些技术人员而言将变得显而易见。
具体参照附图详细描述图示，其中:图1是示出为联接到电机的端子块组件的示例性实施例的俯视平面图，所述端子块组件包覆模制成围绕多根高压外部导线；图2是图1的示出为联接到电机并且处于封闭构造中的端子块组件的剖视图，沿着图1的线条2-2获得横截面；图3是图1的示出为联接到电机并且处于开放构造中的端子块组件的剖视图，沿着图1的线条3-3获得横截面；图4是与图3类似并且示出了与电机分开的端子块组件的剖视图；图5是用于形成图1-4的端子块组件的模具的示例性实施例的剖视图，所述模具示出为处于开放构造中；以及图6是与图5类似并且示出了在接收用于模制的可流动的材料的同时处于封闭构造中的模具的剖视图。
具体实施例方式在此描述的本发明的实施例并非完全详尽或者将本发明限制为公开的精确形式。相反，已选择的用于描述的实施例意在得本领域中的技术人员能够实践本发明。首先参照图1-3，端子块组件10的示例性实施例示出为联接到电机100。更加具体地，端子块组件10示出为联 接到电机100的外壳102。电机100可以例如是交流电动机或发电机的形式。在外壳102内部，示例性电机100包括定子组件104 (图2和图3)和转子组件(未示出)。电机100还包括至少一根高压电机导线106。在图1中例性电机100是多相交流电机,所述多相交流电机具有多根电压电机导线，并且更加具体地，示例性电机100是三相交流电机,所述三相交流电机具有三根高压电机导线106、106'、106"。每根电机导线106、1(^、106"均从定子组件104(图2和图3)引出通过外壳102到达外壳102上的端子块组件10。当电机100构造成为电动机时，电机导线106、106'、106"将电流传输到电机100以为电动机提供电力。另一方面，当电机100构造成为发电机时，电机导线106、106^、106"从电机100将电流传输出以为另一个装置(未示出)提供电力。用于与端子块组件10 —起使用的示例性电机100包括例如高压U型夹(HVH)式电动机和内部永磁体电动机(IPM),所述高压U型夹(HVH, High Voltage Hairpin)式电动机和所述内部永磁体电动机(IPM)由从位于印第安纳州的Pendelton的RemyInternational, Inc.商业获得。如图1和图3所示，端子块组件10提供了受保护的、隔离的和/或绝缘的环境，用于将每根高压电机导线106、106^、106"均电联接到相应的高压外部导线16、W、16"。更加具体地，端子块组件10提供了受保护的、隔离的和/或绝缘的环境，用于将每根电机导线106、106'、106"的终端接线片107、107^、107"电联接到相应的外部导线16、W、16"的终端接线片17、17'、17"。以这种方式，端子块组件10防止与包含在所述端子块组件10内的高压电连接件之间发生不需要地接触并且保护所述高压电连接件。
端子块组件10的尺寸和形状设定为与电机100的外壳102相联。示例性的端子块组件10为大体矩形形状，所述端子块组件10具有:顶壁20 ;底壁22，所述底壁22靠置在电机100的外壳102上；和四个环绕周围的侧壁24、25、26、27。然而，可以变化端子块组件10的形状。
端子块组件10可以可移除地联接到电机100的外壳102。例如，在图2中，螺栓30延伸通过端子块组件10中的孔32并且进入到电机100的外壳102中，以便将端子块组件10可移除地联接到电机100的外壳102。以这种方式，当操作者准备安装外部导线16、16'、16"时，操作者可以通过将螺栓30插入通过孔32并且进入到外壳102中而将外部导线16、W、16" —起安装到外壳102上。而且，当操作者需要移除外部导线16、W、16"时，操作者可以通过移除螺栓30而从外壳102—起移除外部导线16、16'、16"。作为螺栓30的替代方案或者附加方案，在本公开的范围内还可以使用另一种紧固件、夹子、磁铁或另一种适当的联接件将端子块组件10可移除地联接到电机100的外壳102。电机100的外壳102可以包括以下特征:支承端子块组件10、使端子块组件10稳固、和/或使得端子块组件10相对于外壳102适当地对准。例如，在图2和图3中，电机100的外壳102包括向外延伸的壁108，所述向外延伸的壁108面向并且可选地抵接端子块组件10的侧壁24。而且，如图2和图3所示，电机100的外壳102包括向外延伸的柱110，所述柱110延伸到端子块组件10的底壁22中的开口 40中。外壳102的壁108和柱110可以支撑端子块组件10、使得端子块组件10稳固、和/或使得端子块组件10相对于外壳102适当地对准。根据本公开的示例性实施例，端子块组件10被一起并且同时包覆模制到外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17'、17"上。以此种方式，外部导线16、16'、16"可以一起布置成为一个单一单元。如以下进一步讨论的那样，端子块组件10可以由诸如聚乙烯的聚合物或另一种绝缘材料构造而成，所述另一种绝缘材料能够包覆模制到外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17^、17"上。在这个示例性实施例中，外部导线16、W、16"的终端接线片17、17,、17"暴露在包覆模制的端子块组件10中，暴露的程度达到与相应的电机导线106、106^、106"的终端接线片107、107^、107"电接触所必需的要求。如图3和图4所示，例如，端子块组件10包括位于外部导线16、W、16"的终端接线片17、17^、17"下方的凹陷部50、5(V、50"，以接收电机导线106、106'、106"的终端接线片107、107'、107"。而且，端子块组件10包括位于外部导线16、W、16"的终端接线片17、17^、17"上方的凹陷部52、52^、52"，以接收螺栓54、5f、54"或其它适当的电连接器。当组装以供使用时，如图3所示，每个螺栓54、54'、54"均延伸通过相应的外部导线16、W、16"的终端接线片17、17^、17"并且通过相应的电机导线106、106 ^、106"的终端接线片107、107'、107"，以电联接相应的外部导线16、16'、16"和电机导线106、106^、106"。然后，电流能够在外部导线16、W、16"和电机导线106、106 '、106"之间行进。例如，当电机100构造成作为电动机时，电流能够从外部电源(未示出)行进通过外部导线16、16'、16"到达终端接线片17、17^、17"穿过终端接线片107、107^、107"经由电机导线106、106'、106"并且抵达电机100，以向电动机提供电力。另一方面，当电机100构造成为发电机时，电流能够行进离开电机100并且通过电机导线106、106'、106"到达终端接线片107、107,、107"穿过终端接线片17、17^、17"经由外部导线16、16'、16"并且到达外部装置(未示出)，以向所述外部装置提供电力。根据本公开的另一个示例性实施例，端子块组件10可以选择性地定位在封闭构造(图2)或开放构造(图3和图4)中。示例性端子块组件10的顶壁20位于盖60上，所述盖60围绕活动铰链62相对于底壁22能够运动。示例性的盖60是端子块组件10的一体组成部分，但是在本公开的范围内盖60也可以是与端子块组件10不同的单独部件。在一个实施例中，将端子块组件10附接到电机100的外壳102的同一螺栓30可以延伸通过盖60，以便将端子块组件10的盖60保持在封闭构造中(图2)。在另一个实施例中，作为螺栓30的替代方案或附接方案，可以使用另一种螺栓、夹子、磁铁或另一种适当的联接件将端子块组件10的盖60保持在封闭构造中(图2)。当闭合盖60时(图2)，端子块组件10的顶壁20遮盖并且保护端子块组件10的内部区域11，所述端子块组件10包括凹陷部52、52'、52"、螺栓54、54'、54"、外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17'、17"和电机导线106、106'、106"的终端接线片107、107'、107"。在打开盖60的情况下(图3和图4)，暴露出端子块组件10的内部区域11。具体地，暴露出端子块组件10的凹陷部52、52^、52"，从而允许操作者操作、维修螺栓54、54'、54"、外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17'、17"和电机导线106、106'、106"的终端接线片107、107'、107"或者使得操作者与螺栓54、54'、54"、外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17'、17"和电机导线106、106'、106"的终端接线片107,107/、107"相互配合。根据本公开的又一个示例性实施例，端子块组件10包括联锁系统，所述联锁系统根据盖60的位置选择性地启用和禁用将高压电流供应到端子块组件10内部的部件。联锁系统可以包括控制器70、传感器72、和靶74。传感器72经由电线76示例性地将盖60的位置通知给控制器70，但是在本公开的范围内传感器72还可以与控制器70进行无线通信。示例性联锁系统的传感器72是近距离传感器，所述近距离传感器嵌入在盖60中并且构造成检测靶74的接近程度，其中将外壳12的金属柱110的顶部用作靶74。在闭合盖60的情况下(图2)，传感器72在预定距离内检测到靶74，并且控制器70对外部导线16、16'、16"和电机导线106、106'、106"启用高电压。在打开盖60的情况下(图3)，传感器72没有在预定距离内检测到靶74，并且控制器70对外部导线16、16'、16"和电机导线106,106/、106"禁用高电压。以此种方式，如果操作者在打开盖60的情况下操作位于端子块组件10内部的部件，则联锁系统将保护操作者免于与端子块组件10内部的带电部件接触。当操作者完成其工作并且关闭盖60以遮盖端子块组件10内部的部件时，联锁系统将使得能够安全使用电机100。除了柱110之外的部件也可以用作联锁系统的靶74，所述部件包括例如螺栓30。在螺栓30处于合适位置以闭合盖60的情况下，适当定位的传感器72可以检测到螺栓30的存在。而且，以下也在本公开的范围内:联锁系统可以利用开关或另一种机械联锁，以确定盖60的位置。在这个实施例中，开关或者其它机械联锁可以在盖60附近包覆模制到端子块组件10中。当闭合盖 60时，盖60可以接触并且触发开关或者其它机械联锁。根据本公开的又一个示例性实施例，端子块组件10包括挠性电线支撑件80、80;、80"。示例性的电线支撑件80、8(V、80"是端子块组件10的一体组成部分，但是在本公开的范围内电线支撑件80、80'、80"可以是与端子块组件10不同的单独部件。如图1所示，每个电线支撑80、80'、80"均在从端子块组件10的侧壁26向后延伸的区域中环绕相应的外部导线16、W、16"。电线支撑件80、8(V、80"成肋状(S卩，包括多个轴向间隔开的肋状件82、82'、82")，以沿着与端子块组件10的侧壁26接触的接触面向外部导线16、16'、16"提供溢放口和支撑，从而允许外部导线16、16'、16"沿着与端子块组件10的侧壁26接触的接触面运动并且弯曲而同时又没有受到损坏。接下来参照图5和图6，提供了模具200的示例性实施例和用于制造端子块组件10和组装图1-4中的电机100方法。模具200示例性地包括第一模块202和第二模块204，所述第一模块202和所述第二模块204配合以在它们之间限定腔室206。模具200还包括与腔室206流体连通的口 208。模具200的第一和第二模块202、204配合，以限定端子块组件10的外部形状，所述端子块组件10包括盖60和电线支撑件80、80'、80"。模具200的示例性实施例包括:多个突出件，所述突出件延伸到腔室206中，以限定端子块组件10的内部区域11和其它特征件。模具200包括第一突出件(未示出)，所述第一突出件延伸到腔室206中，以限定如图2所示的位于端子块组件10中且用于接收螺栓30的孔32。模具200还包括第二突出件210，所述第二突出件210延伸到腔室206中，以限定如图3和4所示位于端子块组件10中并且用于接收外壳102的柱110的开口 40。模具200进一步包括第三突出件212、212'、212"，所述突出件212、212'、212"在外部导线
16、W、16"的终端接线片17、17,、17"下方延伸到腔室206中，以限定如图3和4所示位于端子块组件10中并且用于接收电机导线106、106'、106"的终端接线片107、107'、107"的凹陷部50、50'、50"。模具200还包括第四突出件214、214'、214"，所述第四突出件214、214'、214"在外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17'、17"上方延伸到腔室206中，以限定如图3和4所示位于端子块组件10中并且用于接收螺栓54、54'、54"的凹陷部52、52'、52"。模具200又包括第五成肋状的突出件216、216'、216"，所述突出件216、2W、216"围绕外部导线16、W、1`6"延伸到腔室206中，以限定如图3所示位于端子块组件10的电线支撑件80、8(V、80"中的肋状件82、82^、82"。首先，模具200的第一和第二模块202、204定位在开放构造(图5)中，以暴露出腔室206。然后将待包覆模制的部件放置在模具200的暴露出的腔室206中。在图5中，例如，外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17'、17"、传感器72、和电线76被放置在模具200的暴露出的腔室206中。接下来，模具200的第一和第二模块202、204 —起运动到封闭构造(图6)中，以封闭腔室206。诸如聚乙烯的示例性热塑性聚合物的材料220被加热到可流动状态并且经由口 208被注入到模具200的腔室206中。可流动的材料220环绕并且在第一突出件(未示出)、第二突出件210、第三突出件212、212' ,212"、第四突出件214、214'、214"和第五突出件216、2W、216"之间流动直到充满腔室206为止。可流动材料220还环绕并且在模具200内部的部件之间流动，所述部件示例性地为外部导线16、16'、16"的终端接线片ΠΛΤ AT'、传感器72、和电线76。根据具体可流动材料220可以变化在包覆模制处理中使用的精确的操作状态。然后允许可流动的材料220冷却并且在模具200内部至少部分地硬化。
接下来，模具200的第一和第二模块202和204运动分开至开放构造(图5)。然后从暴露出的腔室206中移出至少部分硬化的端子块组件10。应当将模具200内部的部件嵌入在包覆模制的端子块组件10中，所述部件示例性地为外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17'、17"、传感器72、和电线76。如果需要的话，可以从端子块组件10上机械加工去除掉多余材料。例如，沿着口208，可以从端子块组件10上机械就加工去除掉多余材料。如果没有使用模具200形成，那么在本公开的范围内，还可以从端子块组件10上机械加工去除掉材料，以形成例如孔32(图2)、开口 40 (图3和4)、凹陷部50、50'、50"(图3和4)、凹陷部52、52'、52"(图3和4)和/或电线支撑件80、80'、80"。可以应用在包覆成型处理中以形成端子块组件10的材料220的其它示例性而非限制性示例包括:热固性聚合物，诸如环氧树脂和酚醛；和其它热塑性聚合物，诸如尼龙和聚苯乙烯。材料220还可以包括例如橡胶/聚合物复合混合物。如图1-3所示，一旦被模制，则端子块组件10可以定位在电机100的外壳102上。因为已经将外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17'、17" —起模制成一个单一单元，所以外部导线16、W、16"的终端接线片17、17,、17"可以被一起放置到电机100的外壳102上。然后如图3所示，操作者可以通过将螺栓54、54'、54"旋拧到合适位置而将外部导线16、16'、16"的终端接线片17、17'、17"电联接到电机导线106、106 '、106"的终端接线片107、107^、107"。当外部导线16、16'、16"和电机导线106、106'、106"准备好接收高压电时，则操作者可以关闭盖60并且通过将螺栓30旋拧到合适位置中而将端子块组件10固定到外壳102上，如图2所示。尽管已经参照特定的优选的实施例详细描述了本发明，但是变型方案和修改方案存在于本发明的如以下权利 要求中所描述和所限定的精神和范围内。
权利要求
1.一种电机,所述电机包括: 夕卜壳; 定子组件，所述定子组件定位在所述外壳内； 多根电机导线，所述电机导线电联接到所述定子组件；和 端子块组件，所述端子块组件被一起包覆模制到多根外部导线上，所述端子块组件构造成联接到所述外壳，其中在所述端子块组件中的所述多根外部导线电联接到所述多根电机导线。
2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述多根外部导线中的每一根均包括终端接线片，所述端子块组件被一起包覆模制到所述终端接线片上。
3.根据权利要求1所述的电机，其中，所述端子块组件包括顶壁和底壁，所述底壁限定了位于所述多根外部导线中的每一根下方的第一凹陷部，以接收相应的电机导线。
4.根据权利要求3所述的电机，其中，所述顶壁能够运动离开所述底壁，以便暴露出位于所述多根外部导线中的每一根上方的第二凹陷部以接收相应的电连接器，以将所述多根外部导线电联接到所述多根电机导线。
5.根据权利要求3所述的电机，其中，所述顶壁位于盖上，所述盖能够运动离开所述底壁，传感器嵌入在所述盖中，以确定所述盖的位置。
6.根据权利要求5所述的电机，其中，所述端子块组件的所述底壁接收所述外壳的柱，当盖闭合时，所述传感器在预定距离内检测所述柱。
7.根据权利要求1所述的 电机，其中，所述多根外部导线延伸超过所述端子块组件的侧壁，所述端子块组件包括挠性电线支撑件，所电线支撑件沿所述侧壁包覆模制在所述多根外部电线中的每一根周围。
8.—种电机,所述电机包括: 夕卜壳; 定子组件，所述定子组件定位在所述外壳内； 至少一根电机导线，所述至少一根电机导线电联接到所述定子组件；和 端子块组件，所述端子块组件包覆模制到至少一根外部导线上，所述端子块组件限定了内部区域，所述端子块组件具有:开放构造，在所述开放构造中，暴露出所述端子块组件的内部区域，以将所述至少一根外部导线电联接到所述至少一根电机导线；和封闭构造，在所述封闭构造中，封闭所述端子块组件的所述内部区域。
9.根据权利要求8所述的电机，所述电机还包括传感器，所述传感器与控制器连通，当所述传感器检测到所述端子块组件处于所述开放构造时，所述控制器禁止电流通过所述至少一根外部导线和所述至少一根电机导线，当所述传感器检测到所述端子块组件处于所述封闭构造时，所述控制器使得电流能够通过所述至少一根外部导线和所述至少一根电机导线。
10.根据权利要求9所述的电机，其中，所述传感器嵌入在所述端子块组件中。
11.根据权利要求8所述的电机，所述电机还包括第二外部导线和第三外部导线，所述端子块组件被一起包覆模制到所述至少一根外部导线、所述第二外部导线、和所述第三外部导线上。
12.根据权利要求8所述的电机，其中，所述端子块组件包括能够运动的盖，在所述开放构造中所述盖暴露出所述端子块组件的所述内部区域，并且在所述封闭构造中所述盖遮盖所述端子块组件的所述内部区域。
13.根据权利要求12所述的电机，其中，所述盖是所述端子块组件的一体组成部分。
14.根据权利要求12所述的电机，所述电机还包括紧固件，所述紧固件延伸通过所述盖，以将所述端子块组件保持在所述封闭构造中并且所述紧固件延伸进入到所述外壳，以将所述端子块组件固定到所述外壳上。
15.根据权利要求8所述的电机，其中，所述端子块组件被能够移除地安装到所述外壳上。
16.一种端子块组件，所述端子块组件构被造成用于与电机一起使用，所述电机包括外壳；定子组件，所述定子组件定位在所述外壳内；和多根电机导线，所述多根电机导线电联接到所述定子组件，所述端子块组件包括: 多根外部导线；和 围绕所述多根外部导线的包覆模制部，所述包覆模制部将所述多根外部导线联接在一起，所述包覆模制部构造成联接到所述电机的所述外壳，其中在所述包覆模制部中的所述多根外部导线电联接到所述电机的所述多根电机导线。
17.根据权利要求16所述的端子块组件，其中，所述多根外部导线中的每一根均包括终端接线片，所述包覆模制部至少部分地包围所述终端接线片中的每一个。
18.根据权利要求17所述的端子块组件，所述端子块组件还包括能够运动地联接到所述包覆模制部的盖，所述盖具有:开放构造，在所述开放构造中，所述终端接线片暴露在所述包覆模制部内部；和 封闭构造，在所述封闭构造中，所述终端接线片被遮盖在所述包覆模制部内部。
19.根据权利要求18所述的端子块组件，其中，所述盖是所述包覆模制部的一体组成部分。
20.根据权利要求16所述的端子块组件，其中，所述包覆模制部包括成肋状的电线支撑件，所述电线支撑件围绕所述多根外部导线中的每一根。
21.—种用于组装电机的方法,所述电机包括外壳、定位在所述外壳内的定子组件、和电联接到所述定子组件的多根电机导线，所述方法包括以下步骤: 选择多根外部导线； 将端子块组件一起包覆模制到所述多根外部导线上；和 将所述端子块组件联接到所述外壳，其中，所述多根外部导线电联接到所述多根电机导线。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述包覆模制步骤包括将所述多根外部导线一起定位到所述模具中。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述包覆模制步骤包括将传感器定位到所述模具中。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述包覆模制步骤包括将能够流动的材料注入到模具中并且允许所述能够流动的材料在所述模具内部冷却并且硬化。
25.根据权利要求21所述的方法，其中，所述包覆模制步骤包括形成所述端子块组件的盖，所述盖能够相对于所述多根外部导线在所述端子块组件中运动。
26.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括以下步骤: 当所述端子块组件处于开放构造中时，禁止电流流动通过所述多根外部导线和所述多根电机导线；和 当所述端子块组件处于封闭构造中时，使得电流能够流动通过所述多根外部导线和所述多根电机导线。`
全文摘要
用于电机的包覆模制的联锁组件。提供了一种电机，所述电机包括外壳、定位在外壳内的定子组件、和电联接到定子组件的电机导线。端子块组件包覆模制到外部导线，以提供被遮盖的环境，用于将外部导线电联接到电机导线。
文档编号H02K5/22GK103187825SQ201210571530
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2011年12月28日
发明者A·迈耶 申请人:瑞美技术有限责任公司