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QUERBEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität von der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-163999 , die am 24. August 2016 eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit in diese Anmeldung aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Statoren zum Drehen von elektrischen Maschinen, die beispielsweise in Motorfahrzeugen als Elektromotoren und elektrische Generatoren verwendet werden.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Es sind drehende elektrische Maschinen bekannt, die in Motorfahrzeugen als Elektromotoren und elektrische Generatoren verwendet werden. Diese drehenden elektrischen Maschinen haben im Allgemeinen einen Rotor, der drehbar vorgesehen ist, und einen Stator, der angeordnet ist, um dem Rotor radial zugewandt zu sein. Der Stator hat einen ringförmigen (oder einen hohlzylindrischen) Statorkern und eine Statorspule. Der Statorkern hat eine Vielzahl von Schlitzen, die in einer Umfangsrichtung von diesem angeordnet sind. Die Statorspule ist an dem Statorkern montiert, um in den Schlitzen des Statorkerns aufgenommen zu sein.
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Darüber hinaus ist auch ein Verfahren des Ausbildens einer Statorspule durch Einsetzen einer Vielzahl von U-förmigen elektrischen Leitersegmenten in die Schlitze eines Statorkerns und Verbinden von jedem entsprechenden Paar von distalen Enden der elektrischen Leitersegmente bekannt.
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Des Weiteren ist beispielsweise in dem japanischen Patent Nr.
JP3284981B2 ein Verfahren des Drängens von Schlitzeinsetzabschnitten der elektrischen Leitersegmente radial nach innen oder radial nach außen mittels einer Rückfederung der elektrischen Leitersegmente offenbart. Im Speziellen ist gemäß diesem Verfahren jedes der im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegmente so ausgebildet, dass die radiale Breite zwischen zwei geraden Abschnitten des elektrischen Leitersegments größer ist als die radiale Tiefe der Schlitze des Statorkerns. Demzufolge werden, nachdem die zwei geraden Abschnitte jeweils in zwei verschiedene Schlitze des Statorkerns eingesetzt worden sind, um jeweils zwei Schlitzeinsetzabschnitte des elektrischen Leitersegments zu bilden, die zwei Schlitzeinsetzabschnitte durch die Rückfederung des elektrischen Leitersegments jeweils gegen die radial innere Seitenwand von einem der zwei Schlitze und die radial äußere Seitenwand von dem anderen der zwei Schlitze gedrückt. Als eine Folge werden Öffnungen von allen Schlitzen des Stators, die ausgebildet sind, um an einer radial inneren Fläche des Statorkerns zu öffnen, durch die entsprechenden Schlitzeinsetzabschnitte der elektrischen Leitersegmente geschlossen, wodurch ein Einschluss von Fremdstoffen (wie Wasser) in die Schlitze des Statorkerns über die Öffnungen verhindert wird. Darüber hinaus wird während eines Betriebs der drehenden elektrischen Maschine eine Schwingung von distalen Enden von Zähnen des Statorkerns unterdrückt, wodurch eine Erzeugung eines magnetischen Geräuschs, das in der drehenden elektrischen Maschine erzeugt wird, unterdrückt wird.
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Jedoch kann bei dem vorstehenden Verfahren, beim Montieren der elektrischen Leitersegmente an den Statorkern, die Montierbarkeit aufgrund der radialen Rückfederung der elektrischen Leitersegmente verringert sein, und die Isolationseigenschaften der elektrischen Leitersegmente kann aufgrund des Eingreifens zwischen den geraden Abschnitten der elektrischen Leitersegmente verringert sein. Darüber hinaus werden diese Probleme umso merklicher, je größer die radiale Rückfederung der elektrischen Leitersegmente ist.
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Des Weiteren ist eine Umfangsbreite von jedem der Schlitze des Statorkerns im Allgemeinen festgelegt, um um einen vorbestimmten Betrag größer zu sein als die Umfangsbreite von jedem der geraden Abschnitte (oder Schlitzeinsetzabschnitte) der elektrischen Leitersegmente, um das Einsetzen der geraden Abschnitte der elektrischen Leitersegmente in die entsprechenden Schlitze des Statorkerns von einer axialen Seite des Statorkerns zu erleichtern und um eine Verringerung der Isolationseigenschaften der elektrischen Leitersegmente aufgrund eines Eingreifens zwischen den geraden Abschnitten der elektrischen Leitersegmente und den Umfangsseitenwänden der entsprechenden Schlitze zu verhindern. In diesem Fall können sich jedoch während eines Betriebs der drehenden elektrischen Maschine die Schlitzeinsetzabschnitte der elektrischen Leitersegmente in den entsprechenden Schlitzen des Statorkerns bewegen (oder klappern), wodurch ein Geräusch in dem Stator erzeugt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß beispielhaften Ausführungsbeispielen ist ein Stator für eine drehende elektrische Maschine vorgesehen. Der Stator hat einen ringförmigen Statorkern und eine Statorspule. Der Statorkern hat eine Vielzahl von Schlitzen, die in einer Umfangsrichtung von diesem angeordnet sind. Die Statorspule ist aus einer Vielzahl von elektrischen Leitersegmenten ausgebildet, die an dem Statorkern montiert sind. Jedes der elektrischen Leitersegmente hat ein Paar von Schlitzeinsetzabschnitten und einen Wendeabschnitt. Jeder der Paar von Schlitzeinsetzabschnitten ist in einen entsprechenden der Schlitze des Statorkerns eingesetzt. Der Wendeabschnitt ist an einer axialen Seite des Statorkerns gelegen und verbindet das Paar von Schlitzeinsetzabschnitten. Darüber hinaus hat, bei jedem der elektrischen Leitersegmente, wenigstens einer von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten des elektrischen Leitersegments einen vorstehenden Teil, der in der Umfangsrichtung des Statorkerns vorsteht.
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Demzufolge ist bei dem vorstehenden Teil der wenigstens eine von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten des elektrischen Leitersegments bei einer vorbestimmten Position in dem entsprechenden Schlitz des Statorkerns gehalten, wodurch eine Bewegung von diesem in dem entsprechenden Schlitz beschränkt ist. Als eine Folge wird es möglich, die elektrischen Leitersegmente an dem Statorkern in geeigneter Weise zu montieren und eine Erzeugung eines Geräuschs in dem Stator während eines Betriebs der drehenden elektrischen Maschine zuverlässig zu unterdrücken.
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In einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der vorstehende Teil als ein gebogener Teil ausgebildet, der in der Umfangsrichtung der Statorkerns gebogen ist.
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Des Weiteren kann der Statorkern aus einer Vielzahl von Stahlplatten ausgebildet sein, die in einer Axialrichtung des Statorkerns geschichtet sind. Bei jedem der elektrischen Leitersegmente kann jeder von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten des elektrischen Leitersegments einen gebogenen Teil haben, der in der Umfangsrichtung des Statorkerns gebogen ist. Die gebogenen Teile können bevorzugt jeweils in dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten symmetrisch mit Bezug auf eine Mittellinie des elektrischen Leitersegments ausgebildet sein, die sich durch eine Mitte des Wendeabschnitts des elektrischen Leitersegments erstreckt.
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Alternativ können die elektrischen Leitersegmente einen ersten und einen zweiten Typ von elektrischen Leitersegmenten haben. Für jeden der Schlitzeinsetzabschnitte der elektrischen Leitersegmente des ersten Typs kann die Umfangsseite, zu der der gebogene Teil, der in dem Schlitzeinsetzabschnitt des elektrischen Leitersegments des ersten Typs ausgebildet ist, gebogen ist, bevorzugt festgelegt sein, um entgegengesetzt zu der Umfangsseite zu sein, zu der der gebogene Teil, der in einem entsprechenden der Schlitzeinsetzabschnitte der elektrischen Leitersegmente des zweiten Typs ausgebildet ist, gebogen ist. Für jedes entsprechende Paar der Schlitzeinsetzabschnitte der elektrischen Leitersegmente des ersten und zweiten Typs können die gebogenen Teile, die in den Schlitzeinsetzabschnitten des entsprechenden Paars ausgebildet sein, bevorzugt bei der gleichen Position in der Axialrichtung des Statorkerns gelegen sein.
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In einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der vorstehende Teil durch Pressen eines Teils des Schlitzeinsetzabschnitts des elektrischen Leitersegments in einer Radialrichtung des Statorkerns und dadurch resultierendes Abflachen des Teils des Schlitzeinsetzabschnitts ausgebildet.
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Darüber hinaus kann in dem Stator gemäß den beispielhaften Ausführungsbeispielen, bevor dieser an dem Statorkern montiert wird, jedes der elektrischen Leitersegmente im Wesentlichen U-förmig sein, um ein Paar von geraden Abschnitten, die sich parallel zueinander erstrecken, und den Wendeabschnitt zu haben, der Enden des Paars von geraden Abschnitten verbindet. Das Paar von geraden Abschnitten hat eine Länge, die größer ist als eine axiale Länge des Statorkerns. Jeder von dem Paar von geraden Abschnitten hat einen von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten des elektrischen Leitersegments und ist verdreht, an der entgegengesetzten axialen Seite des Statorkerns zu dem Wendeabschnitt, zu einer Seite in der Umfangsrichtung des Statorkerns, um einen schrägen Teil zu bilden; wobei sich der schräge Teil schräg mit Bezug auf eine axiale Endfläche des Statorkerns erstreckt. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass, für den wenigstens einen von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten des elektrischen Leitersegments, der vorstehende Teil zu der Seite in der Umfangsrichtung vorsteht, zu der der gerade Abschnitt, der den Schlitzeinsetzabschnitt hat, verdreht ist.
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Es ist bevorzugt, dass die Schlitze des Statorkerns, in die die Schlitzeinsetzabschnitte der elektrischen Leitersegmente eingesetzt sind, mit einem Füllmaterial gefüllt sind.
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In jeden der Schlitze des Statorkerns kann eine bestimmte Anzahl der Schlitzeinsetzabschnitte der elektrischen Leitersegmente in Ausrichtung miteinander in einer Radialrichtung des Statorkerns eingesetzt sein. Jedes der elektrischen Leitersegmente kann bevorzugt so gestaltet sein, dass eine radial nach innen gerichtete Rückfederungskraft in einem von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten des elektrischen Leitersegments erzeugt wird und eine radial nach außen gerichtete Rückfederungskraft in dem anderen von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten erzeugt wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird vollständiger von der detaillierten Beschreibung, die nachstehend gegeben ist, und von den begleitenden Zeichnungen der beispielhaften Ausführungsbeispiele verstanden, die jedoch nicht herangezogen werden sollten, um die vorliegende Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele zu beschränken, sondern die ausschließlich zur Erklärung und zum Verständnis dienen.
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1 ist eine Teilquerschnittsansicht, entlang einer Axialrichtung, einer drehenden elektrischen Maschine, die einen Stator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel hat;
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2 ist eine perspektivische Ansicht des Stators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 ist eine schematische Ansicht, die die Weise des Einsetzens von elektrischen Leitersegmenten, die eine Statorspule bilden, in Schlitze eines Statorkerns des Stators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
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4 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des Stators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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5 ist eine perspektivische Ansicht von einem der elektrischen Leitersegmente gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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6 ist eine Draufsicht des elektrischen Leitersegments, das in 5 gezeigt ist;
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7 ist eine schematische Ansicht, die das in 5 gezeigte elektrische Leitersegment in einem Zustand darstellt, in dem es in die Schlitze des Statorkerns eingesetzt worden ist;
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8A ist eine Draufsicht von einem von elektrischen Leitersegmenten gemäß einer ersten Modifikation;
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8B ist eine Draufsicht von einem von elektrischen Leitersegmenten gemäß einer zweiten Modifikation;
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8C ist eine Draufsicht von einem von elektrischen Leitersegmenten gemäß einer dritten Modifikation;
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9A ist eine Draufsicht von einem von elektrischen Leitersegmenten gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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9B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 9A;
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10 ist eine schematische Ansicht, die zwei Typen von elektrischen Leitersegmenten gemäß einer vierten Modifikation in einem Zustand darstellt, in dem diese in die Schlitze des Statorkerns eingesetzt worden sind.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Beispielhafte Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen werden nachstehend mit Bezug auf 1–10 beschrieben. Es sei angemerkt, dass der Klarheit und des Verständnisses halber identische Komponenten mit identischen Funktionen in der gesamten Beschreibung, wo es möglich ist, mit den gleichen Bezugszeichen in jeder der Figuren gekennzeichnet worden sind, und dass zur Vermeidung einer Wiederholung Beschreibungen von identischen Komponenten nicht wiederholt werden.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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1 zeigt die Gesamtgestaltung einer drehenden elektrischen Maschine 10, die einen Stator 13 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel hat.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die drehende elektrische Maschine 10 als ein Kraftfahrzeugwechselstromgenerator zur Verwendung in beispielsweise einem Personenkraftwagen oder einem Lastkraftwagen gestaltet.
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Wie in 1 gezeigt ist, hat die drehende elektrische Maschine 10 eine Drehwelle 11, einen Rotor 12, der an der Drehwelle 11 fixiert ist, den Stator 13, der an solch einer Position vorgesehen ist, um den Rotor 12 zu umgeben, und ein Gehäuse 14, das sowohl den Rotor 12 als auch den Stator 13 aufnimmt.
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Das Gehäuse 14 hat eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form, wobei beide axiale Enden von diesem geschlossen sind. Das Gehäuse 14 weist ein Paar becherförmiger Gehäusestücke 14a und 14b auf. Die Gehäusestücke 14a und 14b sind beispielsweise durch Bolzen 15 in ein Stück befestigt, wobei offene Enden von diesem einander gegenüberliegen. Das Gehäuse 14 hat ein Paar Lager 16 und 17, die jeweils in entgegengesetzten axialen Endwänden von diesen vorgesehen sind.
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Die Drehwelle 11 ist durch das Gehäuse 14 über das Paar Lager 16 und 17 drehbar gestützt.
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Der Rotor 12 ist an einem axial mittleren Teil der Drehwelle 11 in fixierter Weise befestigt, um zusammen mit der Drehwelle 11 zu drehen. Der Rotor 12 hat eine Vielzahl von Permanentmagneten, die in diesen eingebettet sind. Die Permanentmagneten bilden eine Vielzahl von magnetischen Polen an einem radial äußeren Umfang des Rotors 12, der einem radial inneren Umfang des Stators 13 zugewandt ist. Die magnetischen Pole sind in vorbestimmten Abständen in einer Umfangsrichtung des Rotors 12 beabstandet, sodass die Polaritäten der magnetischen Pole zwischen Nord und Süd in der Umfangsrichtung wechseln. Die Anzahl der magnetischen Pole kann in geeigneter Weise gemäß der Designspezifikation der drehenden elektrischen Maschine 10 festgelegt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der magnetischen Pole auf beispielsweise acht (d.h. vier Nordpole und vier Südpole) festgelegt.
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Der Stator 13 hat einen ringförmigen (oder hohlzylindrischen) Statorkern 20, der an der radialen Außenseite des Rotors 12 angeordnet ist, und eine dreiphasige Statorspule 30, die an dem Statorkern 20 montiert ist.
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Mit Bezug auf 2 hat der Statorkern 20 eine Vielzahl von Schlitzen 21, die in einer Umfangsrichtung von diesem angeordnet sind. Die Statorspule 30 weist eine U-Phasenwicklung 31U, eine V-Phasenwicklung 31V und eine W-Phasenwicklung 31W auf, die in verteilter Weise in den Schlitzen 21 des Statorkerns 20 gewickelt sind.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Statorkern 20 durch Schichten einer Vielzahl von ringförmigen magnetischen Stahlplatten 20a (siehe 1) in der Axialrichtung des Statorkerns 20 und miteinander Fixieren von diesen durch beispielsweise Nieten ausgebildet. Es sei angemerkt, dass andere herkömmliche Metallplatten auch anstelle der magnetischen Stahlplatten verwendet werden können.
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Darüber hinaus hat, wie in 3 gezeigt ist, der Statorkern 20 einen ringförmigen Rückkern 23 und eine Vielzahl von Zähnen 24, zusätzlich zu den zuvor genannten Schlitzen 21. Die Zähne 24 stehen jeweils radial nach innen von dem Rückkern 23 vor und sind in einem vorbestimmten Abstand umfänglich beabstandet. Jeder der Schlitze 21 ist zwischen einem umfänglich benachbarten Paar der Zähne 24 ausgebildet. Demzufolge sind die Schlitze 21 mit dem gleichen vorbestimmten Abstand wie die Zähne 24 umfänglich angeordnet. Darüber hinaus erstreckt sich jeder der Schlitze 21 in der Axialrichtung des Statorkerns 20, um axial durch den Statorkern 20 hindurch zu gehen.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Schlitze 21 pro magnetischer Pol des Rotors 12 und pro Phase der Statorspule 30 gleich zu 2. Mit anderen Worten gesagt ist die Schlitzmultiplikationszahl gleich zu 2. Demzufolge ist die Gesamtzahl der Schlitze 21, die in dem Statorkern 20 ausgebildet sind, gleich zu 48 (d.h. 2 × 8 × 3). Darüber hinaus weisen die achtundvierzig Schlitze 21 Paare von U-Phasenschlitzen 21A und 21B, V-Phasenschlitzen 21A und 21B und W-Phasenschlitzen 21A und 21B auf, die der Reihe nach und wiederholt in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 angeordnet sind.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeder der Schlitze 21 als ein teilweise geschlossener Schlitz gestaltet, der an einem radial inneren Ende von sich teilweise geschlossen ist. Mit anderen Worten gesagt öffnet jeder der Schlitze 21 teilweise an der radial inneren Fläche des Statorkerns 20. Darüber hinaus verengt sich jeder der Schlitze 21 (d.h. verringert sich in einer Umfangsbreite) in der Umgebung des radial inneren Endes von sich. Darüber hinaus stimmt bei jedem der Schlitze 21 die Tiefenrichtung des Schlitzes 21 mit einer Radialrichtung des Statorkerns 20 überein.
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Es sei angemerkt, dass jeder der Schlitze 21 alternativ als ein geschlossener Schlitz gestaltet sein kann, der an dem radial inneren Ende von sich vollständig geschlossen ist.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Statorspule 30 ausgebildet, indem zuerst eine Vielzahl von im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegmenten 40, wie in 3 gezeigt ist, an dem Statorkern 20 montiert werden und anschließend jedes entsprechende Paar von distalen Enden der elektrischen Leitersegmente 40 durch Schweißen gefügt werden.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist jedes der elektrischen Leitersegmente 40 im Wesentlichen U-förmig, um ein Paar von geraden Abschnitten 41, die sich parallel zu einander erstrecken, und einen Wendeabschnitt 42 zu haben, der Enden der geraden Abschnitte 41 an der gleichen Seite verbindet. Die geraden Abschnitte 41 haben eine Länge, die größer als die axiale Länge des Statorkerns 20 ist. Der Wendeabschnitt 42 hat einen Scheitelteil 43, der in der Mitte des Wendeabschnitts 42 ausgebildet ist, um sich parallel zu einer entsprechenden von axialen Endflächen 20b des Statorkerns 20 zu erstrecken. Der Wendeabschnitt 42 hat auch ein Paar schräger Teile 44, die jeweils an entgegengesetzten Seiten des Scheitelteils 43 ausgebildet sind, um sich schräg in einem vorbestimmten Winkel mit Bezug auf die entsprechende axiale Endfläche 20b des Statorkerns 20 zu erstrecken. Darüber hinaus hat der Stator 13 des Weiteren Isolatoren 25, die jeweils in den Schlitzen 21 des Statorkerns 20 angeordnet sind, um die Statorspule 30 (oder die elektrischen Leitersegmente 40) von dem Statorkern 20 elektrisch zu isolieren.
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Es sei angemerkt, dass der Einfachheit halber gebogene Teile 61 der elektischen Leitersegmente 40, die später beschrieben werden, in 3 nicht dargestellt sind.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die elektrischen Leitersegmente 40 erhalten, indem ein elektrischer Draht, der einen elektrischen Leiter 51 und einen isolierenden Mantel 52 hat, geschnitten und plastisch verformt wird. Der elektrische Leiter 51 ist aus einem elektrisch leitenden Material (beispielsweise Kupfer) ausgebildet und hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Der isolierende Mantel 52 ist aus einem elektrisch isolierenden Harz ausgebildet und ist vorgesehen, um die Außenfläche des elektrischen Leiters 51 zu bedecken.
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Darüber hinaus ist, wie in 3 gezeigt ist, der isolierende Mantel 52 von distalen Endteilen der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 entfernt (d.h. von Endteilen der geraden Abschnitte 41 an der entgegengesetzten Seite zu den Wendeabschnitten 42). Demzufolge liegt der elektrische Leiter 51 von dem isolierenden Mantel 52 an den distalen Endteilen der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 frei.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Breite von jedem der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 in einer Richtung, die mit der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 übereinstimmt beim Einsetzen der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 in die entsprechenden Schlitze 21 des Statorkerns 20, festgelegt, um kleiner als die Umfangsbreite von jedem der Schlitze 21 des Statorkerns 20 zu sein.
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Wie vorstehend erwähnt ist, weisen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schlitze 21 des Statorkerns 20 eine Vielzahl von Schlitzpaaren auf, die jeweils aus einem ersten Schlitz 21A und einem zweiten Schlitz 21B bestehen; und der erste und zweite Schlitz 21A und 21B sind umfänglich benachbart zueinander und gehören zu der gleichen Phase (d.h. der gleichen von der U-, V-, und W-Phase). Andererseits weisen die elektrischen Leitersegmente 40, die die Statorspule 30 ausbilden, eine Vielzahl von elektrischen Leitersegmentpaaren auf, die jeweils aus einem ersten elektrischen Leitersegment 40A und einem zweiten elektrischen Leitersegment 40B bestehen; und das erste und zweite elektrische Leitersegment 40A und 40B haben die gleiche Form und die gleiche Größe.
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Bei jedem elektrischen Leitersegmentpaar sind die geraden Abschnitte 41 des ersten elektrischen Leitersegments 40A, von einer ersten axialen Seite (d.h. der oberen Seite in 3) des Statorkerns 20, jeweils in den ersten Schlitz 21A eines ersten Schlitzpaars und den ersten Schlitz 21A eines zweiten Schlitzpaars eingesetzt; die geraden Abschnitte des zweiten elektrischen Leitersegments 40B sind, von der ersten axialen Seite des Statorkerns 20, jeweils in den zweiten Schlitz 21B des ersten Schlitzpaars und den zweiten Schlitz 21B des zweiten Schlitzpaars eingesetzt. Das heißt das erste und zweite elektrische Leitersegment 40A und 40B sind durch einen Schlitzabstand umfänglich voneinander versetzt. Darüber hinaus sind das erste Schlitzpaar und das zweite Schlitzpaar durch einen Abstand eines magnetischen Pols (oder sechs Schlitzabstände) voneinander entfernt.
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Beispielsweise hat in dem Fall des elektrischen Leitersegmentpaars, das an der oberen rechten Seite in 3 gezeigt ist, das erste elektrische Leitersegment 40A seinen rechten geraden Abschnitt 41, der in die achte Lage (d.h. die radial äußerste Lage) des ersten Schlitzes 21A, der in 3 gezeigt ist, eingesetzt ist, und seinen linken geraden Abschnitt 41, der in die siebte Lage des ersten Schlitzes 21A (nicht gezeigt) eingesetzt ist, der von dem ersten Schlitz 21A, der in 3 gezeigt ist, um einen Abstand eines magnetischen Pols in der Gegenuhrzeigersinnrichtung entfernt ist. Andererseits hat das zweite elektrische Leitersegment 40B seinen rechten geraden Abschnitt 41, der in die achte Lage des zweiten Schlitzes 21B, der in 3 gezeigt ist, eingesetzt ist, und seinen linken geraden Abschnitt 41, der in die siebte Lage des zweiten Schlitzes 21B (nicht gezeigt) eingesetzt ist, der von dem zweiten Schlitz 21B, der in 3 gezeigt ist, um einen Abstand eines magnetischen Pols in der Gegenuhrzeigersinnrichtung entfernt ist.
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In der vorstehenden Weise sind in jeden der Schlitze 21 des Statorkerns 20 eine gerade Anzahl der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 eingesetzt. Im Speziellen sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 4 gezeigt ist, in jeden der Schlitze 21 des Statorkerns 20 acht gerade Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 eingesetzt, um radial in acht Lagen in dem Schlitz 21 gestapelt zu sein.
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Nach dem Einsetzen der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 in die entsprechenden Schlitze 21 des Statorkerns 20 werden für jedes der elektrischen Leitersegmente 40 vorstehende Teile der geraden Abschnitte 41 des elektrischen Leitersegments 40, die nach außen von den entsprechenden Schlitzen 21 an einer zweiten axialen Seite (d.h. der unteren Seite in 3) des Statorkerns 20 vorstehen, jeweils zu entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 verdreht, um sich schräg in einem vorbestimmten Winkel mit Bezug auf die entsprechende axiale Endfläche 20b des Statorkerns 20 zu erstrecken. Demzufolge wird jeder der vorstehenden Teile der geraden Abschnitte 41 in einen schrägen Teil 45 des elektrischen Leitersegments 40 umgewandelt; der schräge Teil 45 erstreckt sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 für im Wesentlichen einen halben Abstand eines magnetischen Pols (siehe 2).
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Dann wird an der zweiten axialen Seite des Statorkerns 20 jedes entsprechende Paar der schrägen Teile 45 der elektrischen Leitersegmente 40 (beispielsweise durch Schweißen) an ihren jeweiligen distalen Enden gefügt, wodurch eine Fügestelle (oder eine Verschweißung) 46 zwischen diesen ausgebildet wird (siehe 2). Demzufolge werden alle elektrischen Leitersegmente 40 in einem vorbestimmten Muster elektrisch verbunden, wodurch die Statorspule 30 ausgebildet wird.
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Insbesondere werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40, die geraden Abschnitte 41 des elektrischen Leitersegments 40 in die entsprechenden Schlitze 21 des Statorkerns 20 eingesetzt, um jeweils an der m-ten und (m + 1)-ten Lage gelegen zu sein, wobei m eine natürliche Zahl ist, die größer oder gleich wie 1 und geringer als oder gleich wie 7 ist. Demzufolge bilden die geraden Abschnitte 41 des elektrischen Leitersegments 40 jeweils zwei Schlitzeinsetzabschnitte A1 (siehe 6 und 7) des elektrischen Leitersegments 40, die jeweils an der m-ten und (m + 1)-ten Lage in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 aufgenommen werden. Darüber hinaus sind die schrägen Teile 45 des elektrischen Leitersegments 40 auch jeweils an der m-ten und (m + 1)-ten Lage gelegen. Des Weiteren sind bei jedem entsprechenden Paar der schrägen Teile 45 der elektrischen Leitersegmente 40 die zwei schrägen Teile 45 des Paars jeweils an der m-ten und (m + 1)-ten Lage gelegen und sind miteinander gefügt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jede von der U-Phasenwicklung 31U, der V-Phasenwicklung 31V und der W-Phasenwicklung 31W der Statorspule 30 durch elektrisches Verbinden einer vorbestimmten Anzahl der elektrischen Leitersegmente 40 in Reihe miteinander ausgebildet. Demzufolge ist jede von der U-Phasenwicklung 31U, der V-Phasenwicklung 31V und der W-Phasenwicklung 31W der Statorspule 30 um den Statorkern 20 durch bspw. acht Windungen (oder acht Kreisrunden) in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 wellengewickelt. Darüber hinaus sind die U-Phasenwicklung 31U, die V-Phasenwicklung 31V und die W-Phasenwicklung 31W der Statorspule 30 miteinander sternverbunden.
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Mit Bezug auf 2 hat die Statorspule 30, die an dem Statorkern 20 montiert ist, einen ringförmigen ersten Spulenendteil 47 an der ersten axialen Seite (d.h. der oberen Seite in 2) des Statorkerns 20 und einen ringförmigen zweiten Spulenendteil 48 an der zweiten axialen Seite (d.h. der unteren Seite in 2) des Statorkerns 20. Der erste Spulenendteil 47 ist aus den Wendeabschnitten 42 der elektrischen Leitersegmente 40 gebildet, die von der entsprechenden (d.h. der ersten) axialen Endfläche 20b des Statorkerns 20 vorstehen. Der zweite Spulenendteil 48 ist aus den schrägen Teilen 45 der elektrischen Leitersegmente 40, die von der entsprechenden (d.h. der zweiten) axialen Endfläche 20b des Statorkerns 20 vorstehen, und den Fügestellen 46 gebildet, die zwischen den schrägen Teilen 45 ausgebildet sind.
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Darüber hinaus ist an dem ersten Spulenendteil 47 die elektrische Verbindung zwischen den Schlitzeinsetzabschnitten A1 der elektrischen Leitersegmente 40 durch die Wendeabschnitte 42 in einem Abstand von sechs Schlitzen realisiert. Andererseits ist an dem zweiten Spulenendteil 48 die elektrische Verbindung zwischen den Schlitzeinsetzabschnitten A1 der elektrischen Leitersegmente 40 durch die schrägen Teile 45 und die Fügestellen 46 in einem Abstand von sechs Schlitzen realisiert.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedes der elektrischen Leitersegmente 40 gestaltet, um eine Umfangsrückfederungskraft in den geraden Abschnitten 41 von sich zu erzeugen, wodurch eine Bewegung der geraden Abschnitte 41 in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 unterdrückt wird. Nachstehend wird die Gestaltung der elektrischen Leitersegmente 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Detail mit Bezug auf 5–7 beschrieben.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich, bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40, in einem ursprünglichen Zustand vor einem Einsetzen in die entsprechenden Schlitze 21 des Statorkerns 20 die geraden Abschnitte 41 des elektrischen Leitersegments 40 parallel zueinander und sind mit einem Entfernungsabstand L1 in einer Draufsicht voneinander beabstandet (siehe 6). Hier ist der Entfernungsabstand L1 als der Abstand zwischen den Mittelachsen der geraden Abschnitte 41 in einer Draufsicht definiert. Darüber hinaus sind durch Verdrehen des Wendeabschnitts 42 des elektrischen Leitersegments 40 die geraden Abschnitte 41 um einen Versatzabstand L2 (siehe 5) in einer Richtung voneinander versetzt, die senkrecht zu sowohl der Erstreckungsrichtung (oder Längsrichtung) der geraden Abschnitte 41 und der Richtung des Entfernungsabstands L1 (oder der Richtung, in der der Entfernungsabstand L1 definiert ist) ist. Darüber hinaus ist der Versatzabstand L2 festgelegt, um größer als die Dicke L3 (siehe 5) der geraden Abschnitte 41 in der Richtung des Versatzabstands L2 (oder der Richtung, in der der Versatzabstand L2 definiert ist) zu sein.
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Dadurch, dass die geraden Abschnitte 41 durch den Versatzabstand L2 voneinander versetzt sind, wird eine radiale Rückfederungskraft in jedem der elektrischen Leitersegmente 40 in einem Zustand erzeugt, in dem eine gerade Anzahl (beispielsweise acht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 in radialer Ausrichtung miteinander in jeden der Schlitze 21 des Statorkerns 20 eingesetzt sind, wie in 4 gezeigt ist.
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Darüber hinaus hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeder der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 einen gebogenen Teil 61, der in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 gebogen ist. Im Speziellen ist der gebogene Teil 61 durch plastisches Verformen des geraden Abschnitts 41 ausgebildet, um mit einer bestimmten Krümmung gekrümmt zu sein. Wenn der gebogene Teil 61 an dem Scheitel von sich nach innen gedrückt wird, wird eine elastische Kraft (oder eine Rückfederungskraft) in dem gebogenen Teil 61 erzeugt.
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Bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 sind die gebogenen Teile 61, die in den geraden Abschnitten 41 des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet sind, bei der gleichen Position in der Axialrichtung des Statorkerns 20 (oder der Längsrichtung der geraden Abschnitte 41) gelegen und stehen jeweils zu entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 (oder der Richtung des Entfernungsabstands L1) vor.
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Im Speziellen sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 6 gezeigt ist, die gebogenen Teile 61 jeweils in den geraden Abschnitten 41 ausgebildet, um umfänglich nach außen von dem im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegment 40 vorzustehen. Darüber hinaus sind die gebogenen Teile 61 symmetrisch mit Bezug auf die Mittellinie T des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet, die sich durch die Mitte des Wendeabschnitts 42 des elektrischen Leitersegments 40 hindurch erstreckt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 6 gezeigt ist, die Position der gebogenen Teile 61 in der Axialrichtung des Statorkerns 20 auf die mittlere Position dieser Teile A1 der geraden Abschnitte 41 des elektrischen Leitersegments 40 festgelegt, die in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 aufgenommen sind (d.h. der Schlitzeinsetzabschnitte A1 des elektrischen Leitersegments 40). Es sei jedoch angemerkt, dass die Position der gebogenen Teile 61 von der mittleren Position der Schlitzeinsetzabschnitte A1 entweder in Richtung zu oder in Richtung weg von dem Wendeabschnitt 42 des elektrischen Leitersegments 40 in der Axialrichtung des Statorkerns 20 versetzt sein kann. In jedem Fall ist es notwendig, dass die gebogenen Teile 61 in den Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet sind.
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Darüber hinaus ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 6 gezeigt ist, bei jedem der gebogenen Teile 61 die Breite L4 des gebogenen Teils 61 in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 (oder der Vorstehrichtung des gebogenen Teils 61) festgelegt, um größer zu sein als die Öffnungsbreite des entsprechenden Schlitzes 21 in der Umfangsrichtung (d.h. die Umfangsbreite des entsprechenden Schlitzes 21 minus die Umfangsdicke des Isolators 25, der in dem entsprechenden Schlitz 21 angeordnet ist). Hier ist die Breite L4 als der Umfangsabstand zwischen einer flachen Seitenfläche des geraden Abschnitts 41, die sich an der Innenseite der im Wesentlichen U-Form des elektrischen Leitersegments 40 befindet, und einer imaginären Linie, die sich in der Axialrichtung des Statorkerns 20 durch den Scheitel des gebogenen Teils 61 erstreckt.
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Durch Festlegen der Breite L4, wie vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, eine Erzeugung der Rückfederungskraft in jedem der gebogenen Teile 61 in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 zuverlässig zu bewirken.
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Darüber hinaus ist bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 der Abstand zwischen den distalen Endteilen der geraden Abschnitte 41 des elektrischen Leitersegments 40 vor dem Einsetzen der geraden Abschnitte 41 in die entsprechenden Schlitze 21 (oder der Entfernungsabstand L1, der in 5 gezeigt ist), auf ein ganzzahliges Vielfaches eines Schlitzabstands festgelegt, und insbesondere auf sechs Schlitzabstände in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Demzufolge ist es beim Montieren der elektrischen Leitersegmente 40 an dem Statorkern 20 möglich, eine Verringerung der Montierbarkeit aufgrund der gebogenen Teile 61, die in den geraden Abschnitten 41 der elektrischen Leitersegmente 40 ausgebildet sind, zu verhindern.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie vorher beschrieben ist, bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 die gebogenen Teile 61 in den geraden Abschnitten 41 des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet, um jeweils zu entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 vorzustehen (siehe 6). Demzufolge werden Rückfederungskräfte (oder Druckkräfte), die in den gebogenen Teilen 61 erzeugt werden, auf den Statorkern 20 jeweils in entgegengesetzten Umfangsrichtungen (d.h. der linken und rechten Richtung in 6) aufgebracht. Als eine Folge ist es, obwohl die Rückfederungskräfte, die in den gebogenen Teilen 61 erzeugt werden, auf nur einige der magnetischen Stahlplatten 20a aufgebracht werden, die axial geschichtet sind, um den Statorkern 20 auszubilden, möglich, ein Auftreten einer Fehlausrichtung zwischen den magnetischen Stahlplatten 20a zu verhindern.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie in 7 gezeigt ist, bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 die geraden Abschnitte 41 des elektrischen Leitersegments 40 umfänglich verdreht, und zwar an der entgegengesetzten axialen Seite des Statorkerns 20 zu dem Wendeabschnitt 42, um die schrägen Teile 45 auszubilden. Im Speziellen sind die schrägen Teile 45 ausgebildet, um sich von der im Wesentlichen U-Form des elektrischen Leitersegments 40 umfänglich nach außen zu erstrecken (oder um sich in der Umfangsrichtung weg von der Mittellinie T des im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegments 40 zu erstrecken). Darüber hinaus steht bei jedem der geraden Abschnitte 41 der gebogene Teil 61, der in dem geraden Abschnitt 41 ausgebildet ist, zu der Umfangsseite vor, zu der der gerade Abschnitt 41 verdreht ist.
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Dadurch, dass die gebogenen Teile 61 in diesen ausgebildet sind, werden die Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 in vorbestimmten Positionen in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 gehalten. Insbesondere sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 die gebogenen Teile 61 in den Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet, um von der im Wesentlichen U-Form des elektrischen Leitersegments 40 umfänglich nach außen vorzustehen (oder in der Umfangsrichtung weg von der Mittellinie T des im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegments 40 vorzustehen). Demzufolge wird jeder der Schlitzeinsetzabschnitte A1 in dem entsprechenden Schlitz 21 des Statorkerns 20 derart gehalten, dass die flache Seitenfläche des Schlitzeinsetzabschnitts A1, der sich an der Innenseite der im Wesentlichen U-Form des elektrischen Leitersegments 40 befindet, gegen eine Umfangsseitenwand des entsprechenden Schlitzes 21 gedrückt wird. Das heißt jeder der geraden Abschnitte 41 (oder der Schlitzeinsetzabschnitte A1) ist durch den gebogenen Teil 61, der in diesem ausgebildet ist, zu der entgegengesetzten Umfangsseite zu dem gebogenen Teil 61 umfänglich versetzt. Demzufolge ist es beim Verdrehen des geraden Abschnitts 41, um den schrägen Teil 45 auszubilden, möglich, einen Kontakt des geraden Abschnitts 41 mit einem Eckabschnitt des Statorkerns 20 zu verhindern; der Eckabschnitt befindet sich an der zweiten axialen Seite des Statorkerns 20 und an der Umfangsseite des geraden Abschnitts 41, zu der der gerade Abschnitt 41 verdreht wird.
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Darüber hinaus wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, nach dem Einsetzen der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 in die entsprechenden Schlitze 21 des Statorkerns 20, ein Füllmaterial 62 (siehe 7) in die entsprechenden Schlitze 21 gefüllt. Das Füllmaterial 62 kann aus einem synthetischen Harz, wie ein Epoxidharz, einem Urethanharz oder einem Polyester gebildet sein.
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Wie vorstehend beschrieben ist, sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektrischen Leitersegmente 40 gestaltet, wie in 5–7 gezeigt ist. Jedoch kann die Gestaltung der elektrischen Leitersegmente 40 auf verschiedene Weisen modifiziert werden.
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Beispielsweise zeigt 8A die Gestaltung von elektrischen Leitersegmenten 40 gemäß einer ersten Modifikation. In dieser Modifikation sind bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 die gebogenen Teile 61 in den geraden Abschnitten 41 des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet, um von dem im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegment 40 umfänglich nach innen vorzustehen.
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8B zeigt die Gestaltung von elektrischen Leitersegmenten 40 gemäß einer zweiten Modifikation. In dieser Modifikation sind bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 ein Paar aus einem ersten und zweiten gebogenen Teil 61 in jedem der geraden Abschnitte 41 des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet. Die ersten gebogenen Teile 61 sind an der gleichen Position in der Axialrichtung des Statorkerns 20 in den jeweiligen geraden Abschnitten 41 ausgebildet. Die zweiten gebogenen Teile 61 sind auch an der gleichen Position in der Axialrichtung des Statorkerns 20 in den jeweiligen geraden Abschnitten 41 ausgebildet. Darüber hinaus sind die ersten gebogenen Teile 61 von den zweiten gebogenen Teilen 61 in der Axialrichtung des Statorkerns 20 mit einem vorbestimmten Abstand beabstandet. Des Weiteren stehen alle von den ersten und zweiten gebogenen Teilen 61 von dem im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegment 40 umfänglich nach außen vor.
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8C zeigt die Gestaltung von elektrischen Leitersegmenten 40 gemäß einer dritten Modifikation. Bei dieser Modifikation sind bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 ein Paar aus einem ersten und einem zweiten gebogenen Teil 61 in jedem der geraden Abschnitte 41 des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet. Die ersten gebogenen Teile 61 sind an der gleichen Position in der Axialrichtung des Statorkerns 20 in den jeweiligen geraden Abschnitten 41 ausgebildet. Die zweiten gebogenen Teile 61 sind auch an der gleichen Position in der Axialrichtung des Statorkerns 20 in den jeweiligen geraden Abschnitten 41 ausgebildet. Darüber hinaus sind die ersten gebogenen Teile 61 von den zweiten gebogenen Teilen 61 in der Axialrichtung des Statorkerns 20 um einen vorbestimmten Abstand beabstandet. Darüber hinaus stehen die ersten gebogenen Teile 61 von dem im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegment 40 umfänglich nach innen vor, während die zweiten gebogenen Teile 61 von dem im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegment 40 umfänglich nach außen vorstehen. Darüber hinaus ist in dieser Modifikation bei jedem der geraden Abschnitte 41 der Umfangsabstand zwischen einer ersten und einer zweiten imaginären Linie festgelegt, um größer als die Öffnungsbreite des entsprechenden Schlitzes 21 in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 zu sein (d.h. die Umfangsbreite des entsprechenden Schlitzes 21 minus der Umfangsdicke des Isolators 25, der in dem entsprechenden Schlitz 21 angeordnet ist). Hier erstreckt sich die erste imaginäre Linie in der Axialrichtung des Statorkerns 20 durch den Scheitel des ersten gebogenen Teils 61, der in dem geraden Abschnitt 41 ausgebildet ist; und die zweite imaginäre Linie erstreckt sich in der Axialrichtung des Statorkerns 20 durch den Scheitel des zweiten gebogenen Teils 61, der in dem geraden Abschnitt 41 ausgebildet ist.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die folgenden vorteilhaften Wirkungen zu erreichen.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Stator 13 den ringförmigen Statorkern 20 und die Statorspule 30. Der Statorkern 20 hat die Schlitze 21, die in der Umfangsrichtung von diesem angeordnet sind. Die Statorspule 30 ist aus den elektrischen Leitersegmenten 40 ausgebildet, die an dem Statorkern 20 montiert sind. Jedes der elektrischen Leitersegmente 40 hat das Paar Schlitzeinsetzabschnitte A1 (siehe 6) und den Wendeabschnitt 42. Jedes von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 ist in den entsprechenden Schlitz 21 des Statorkerns 20 eingesetzt. Der Wendeabschnitt 42 ist an der ersten axialen Seite (d.h. der oberen Seite in 6 und 7) des Statorkerns 20 gelegen und verbindet das Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1. Darüber hinaus hat jedes von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 den gebogenen Teil (oder vorstehenden Teil) 61, der in die Umfangsrichtung des Statorkerns 20 gebogen ist (oder vorsteht).
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Demzufolge werden die Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 durch die gebogenen Teile 61, die in diesen ausgebildet sind, an den vorbestimmten Positionen in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 gehalten, wodurch eine Bewegung von diesen in den entsprechenden Schlitzen 21 beschränkt ist. Als eine Folge wird es möglich, die elektrischen Leitersegmente 40 (oder die Statorspule 30) an dem Statorkern 20 in geeigneter Weise zu montieren und eine Erzeugung eines Geräuschs in dem Stator 13 während eines Betriebs der drehenden elektrischen Maschine 10 aufgrund einer Bewegung (oder eines Klapperns) der Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 zuverlässig zu unterdrücken.
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Darüber hinaus sind die gebogenen Teile (oder vorstehenden Teile) 61, die in den Schlitzeinsetzabschnitten A1 der elektrischen Leitersegmente 40 ausgebildet sind, in die Umfangsrichtung und nicht in die Radialrichtung des Statorkerns 20 gebogen (oder stehen in diese vor). Demzufolge ist es, obwohl die gebogenen Teile 61 in den Schlitzeinsetzabschnitten A1 (oder den geraden Abschnitten 41) der elektrischen Leitersegmente 40 ausgebildet sind, noch immer möglich, eine gerade Anzahl (beispielsweise acht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) der Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 in jeden der Schlitze 21 des Statorkerns 20 in radialer Ausrichtung miteinander einzusetzen.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Statorkern 20 aus den magnetischen Stahlplatten 20a ausgebildet, die in der Axialrichtung des Statorkerns 20 geschichtet sind. Bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 sind die gebogenen Teile (oder vorstehenden Teile) 61 jeweils in dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40 symmetrisch mit Bezug auf die Mittellinie T des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet, die sich durch die Mitte des Wendeabschnitts 42 des elektrischen Leitersegments 40 erstreckt (siehe 6).
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Durch die vorstehende symmetrische Ausbildung sind die gebogenen Teile 61 an der gleichen Position in der Axialrichtung des Statorkerns 20 gelegen und drücken den Statorkern 20 jeweils zu entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20. Demzufolge werden die Druckkräfte (oder Rückfederungskräfte), die durch die gebogenen Teile 61 auf den Statorkern 20 aufgebracht werden, voneinander aufgehoben, wodurch ein umfängliches Verschieben der magnetischen Stahlplatten 20a durch die Druckkräfte verhindert wird. Als eine Folge wird es möglich, eine Verformung des Statorkerns 20 aufgrund der Druckkräfte zu verhindern.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedes der elektrischen Leitersegmente 40, bevor es an dem Statorkern 20 montiert wird, im Wesentlichen U-förmig, um das Paar gerader Abschnitte 41, die sich parallel zueinander erstrecken, und den Wendeabschnitt 42 zu haben, der Enden des Paars von geraden Abschnitten an der gleichen Seite verbindet (siehe 5). Die Länge des Paars von geraden Abschnitten 41 ist größer als die axiale Länge des Statorkerns 20. Jeder von dem Paar von geraden Abschnitten 41 hat einen von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40 und ist an der zweiten axialen Seite (d.h. der unteren Seite in 6 und 7) des Statorkerns 20 zu einer Seite in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 verdreht, um den schrägen Teil 45 auszubilden. Bei jedem von dem Paar von geraden Abschnitten 41 ist der gebogene Teil (oder vorstehende Teil) 61, der in dem Schlitzeinsetzabschnitt A1 des geraden Abschnitts 41 ausgebildet ist, zu der Seite in der Umfangsrichtung, zu der der gerade Abschnitt 41 verdreht wird, gebogen (oder steht zu dieser vor).
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Mit der vorstehenden Gestaltung wird bei jedem von dem Paar von geraden Abschnitten 41 der Schlitzeinsetzabschnitt A1 des geraden Abschnitts 41 in den entsprechenden Schlitz 21 des Statorkerns 20 weg von dem Eckabschnitt des Statorkerns 20 eingesetzt, der an der zweiten axialen Seite des Statorkerns 20 und an der Umfangsseite des geraden Abschnitts 41 ist, zu der der gerade Abschnitt 41 verdreht wird (siehe 7). Demzufolge ist es beim Verdrehen des geraden Abschnitts 41, um den schrägen Teil 45 auszubilden, möglich, einen Kontakt des geraden Abschnitts 41 mit dem Eckabschnitt des Statorkerns 20 zu verhindern, wodurch eine Verringerung der Isolationseigenschaften der Statorspule 30 verhindert wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schlitze 21 des Statorkerns 20, in die die Schlitzeinsetzabschnitte A1 des elektrischen Leitersegments 40 eingesetzt sind, mit dem Füllmaterial 62 gefüllt.
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Demzufolge ist es mit dem Füllmaterial 62 möglich, eine Bewegung der Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 zuverlässiger zu unterdrücken. Insbesondere sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da die Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 die jeweiligen gebogenen Teile 61 haben, die in diesen ausgebildet sind, zusätzliche Räume in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 vorgesehen. Durch Füllen des Füllmaterials 62 in die zusätzlichen Räume in den entsprechenden Schlitzen 21 ist es möglich, die Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 in den entsprechenden Schlitzen 21 zuverlässig zu fixieren, wodurch eine Bewegung der Schlitzeinsetzabschnitte A1 in den entsprechenden Schlitzen 21 zuverlässiger unterdrückt wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in jeden der Schlitze 21 des Statorkerns 20 eine gerade Anzahl (beispielsweise acht) der Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 in radialer Ausrichtung miteinander eingesetzt. Jeder der elektrischen Leitersegmente 40 ist so gestaltet, dass eine radial nach innen gerichtete Rückfederungskraft in einem von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40 erzeugt wird und eine radial nach außen gerichtete Rückfederungskraft in dem anderen von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 erzeugt wird. Im Speziellen sind bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 das Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 (oder geraden Abschnitten 41) des elektrischen Leitersegments 40 radial voneinander versetzt durch Verdrehen des Wendeabschnitts 42 des elektrischen Leitersegments 40 (siehe 5). Demzufolge wird es möglich, sowohl die Umfangsrückfederungskraft als auch die radiale Rückfederungskraft in jedem der Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 zu erzeugen, wodurch eine Bewegung der Schlitzeinsetzabschnitte A1 in den entsprechenden Schlitzen 21 zuverlässiger unterdrückt wird.
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Darüber hinaus, da sowohl die Umfangsrückfederungskraft als auch die radiale Rückfederungskraft in jedem der Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40 erzeugt werden, ist es möglich, eine Bewegung der Schlitzeinsetzabschnitte A1 in den entsprechenden Schlitzen 21 mit der radialen Rückfederungskraft zu unterdrücken, die im Vergleich zu dem Fall verringert ist, in dem nur die radiale Rückfederungskraft erzeugt wird. Demzufolge ist es beim Montieren der elektrischen Leitersegmente 40 an dem Statorkern 20 möglich, eine Verringerung der Montierbarkeit aufgrund der radialen Rückfederungskraft zu unterdrücken.
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[Zweites Ausführungsbeispiel]
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9A–9B zeigen die Gestaltung von elektrischen Leitersegmenten 40 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat jeder der geraden Abschnitte 41 (im Speziellen der Schlitzeinsetzabschnitte A1) der elektrischen Leitersegmente 40, statt des gebogenen Teils 61, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ein Paar von vorstehenden Teilen 63, die durch Pressen und dadurch resultierendes Abflachen eines Teils des geraden Abschnitts 41 ausgebildet sind. Im Speziellen wird, wie in 9A–9B gezeigt ist, der Teil des geraden Abschnitts 41 durch beispielsweise eine Pressmaschine in einer Radialrichtung des Statorkerns 20 gepresst, wodurch das Paar von vorstehenden Teilen 63 ausgebildet wird, die von dem Rest des geraden Abschnitts 61 jeweils in Richtung zu entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 vorstehen.
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Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, werden die elektrischen Leitersegmente 40 durch Schneiden und plastisches Verformen eines elektrischen Drahts erhalten, der einen elektrischen Leiter 51 mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und einen isolierenden Mantel 52 hat, der die äußere Fläche des elektrischen Leiters 51 bedeckt. Wie in 9B gezeigt ist, wird beim Ausbilden des Paars von vorstehenden Teilen 63 der Teil des geraden Abschnitts 41 in einer Richtung senkrecht zu den längeren Seiten des im Wesentlichen rechteckigen Querschnitts des elektrischen Leiters 51 gepresst, wodurch er sich an den kürzeren Seiten des im Wesentlichen rechteckigen Querschnitts aufweitet. Darüber hinaus liegt an dem Paar von vorstehenden Teilen 63 der elektrische Leiter 51 von dem isolierenden Mantel 52 frei. Darüber hinaus verjüngt sich das Paar von vorstehenden Teilen 63 jeweils in Richtung zu entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20.
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Es sei angemerkt, dass jeder der geraden Abschnitte 41 (im Speziellen der Schlitzeinsetzabschnitte A1) der elektrischen Leitersegmente 40 eine Vielzahl von Paaren von vorstehenden Teilen 63 haben kann, die jeweils an einer Vielzahl von Stellen in der Axialrichtung des Statorkerns 20 ausgebildet sind.
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Mit den elektrischen Leitersegmenten 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die gleichen vorteilhaften Wirkungen zu erreichen, die mit den elektrischen Leitersegmenten 40 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden können.
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Während die vorstehenden speziellen Ausführungsbeispiele und Modifikationen gezeigt und beschrieben worden sind, ist es durch den Fachmann zu verstehen, dass verschiedene weitere Modifikationen, Änderungen und Verbesserungen gemacht werden können, ohne von dem Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Beispielsweise können, wie in 10 gezeigt ist, die elektrischen Leitersegmente 40, die die Statorspule 30 ausbilden, zwei Typen von elektrischen Leitersegmenten 40X und 40Y haben. Die gebogenen Teile 61, die in den Schlitzeinsetzabschnitten A1 der elektrischen Leitersegmente 40X des ersten Typs ausgebildet sind, sind bei der gleichen Position in der Axialrichtung des Statorkerns 20 gelegen wie die gebogenen Teile 61, die in den Schlitzeinsetzabschnitten A1 der elektrischen Leitersegmente 40Y des zweiten Typs ausgebildet sind. Jedoch ist bei jedem der Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40X des ersten Typs die Umfangsseite, zu der der gebogene Teil 61, der in dem Schlitzeinsetzabschnitt A1 des elektrischen Leitersegments 40X des ersten Typs ausgebildet ist, gebogen ist, entgegengesetzt zu der Umfangsseite, zu der der gebogene Teil 61, der in einem entsprechenden der Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40Y des zweiten Typs ausgebildet ist, gebogen ist. Im Speziellen sind die elektrischen Leitersegmente 40X des ersten Typs gestaltet, wie in 6 gezeigt ist. Das heißt bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40X des ersten Typs sind die gebogenen Teile 61 jeweils in dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40X ausgebildet, um von der im Wesentlichen U-Form des elektrischen Leitersegments 40X umfänglich nach außen vorzustehen. Andererseits sind die elektrischen Leitersegmente 40Y des zweiten Typs gestaltet, wie in 8A gezeigt ist. Das heißt bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40Y des zweiten Typs sind die gebogenen Teile 61 jeweils in dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40Y ausgebildet, um von der im Wesentlichen U-Form des elektrischen Leitersegments 40Y umfänglich nach innen vorzustehen.
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Darüber hinaus sind die elektrischen Leitersegmente 40X des ersten Typs von den elektrischen Leitersegmenten 40Y des zweiten Typs um einen Schlitzabstand umfänglich versetzt. Bei jedem korrespondierenden (oder umfänglich benachbarten) Paar der Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40X und 40Y des ersten und zweiten Typs sind die Scheitel der gebogenen Teile 61, die in dem entsprechenden Paar der Schlitzeinsetzabschnitte A1 ausgebildet sind, zueinander gegenüberliegend. Demzufolge drücken die gebogenen Teile 61, die in dem entsprechenden Paar der Schlitzeinsetzabschnitte A1 ausgebildet sind, den Statorkern 20 jeweils zu entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20. Demzufolge werden die Druckkräfte (oder Rückfederungskräfte), die durch die gebogenen Teile 61 auf den Statorkern 20 aufgebracht werden, voneinander aufgehoben, wodurch eine umfängliche Verschiebung der magnetischen Stahlplatten 20a, die den Statorkern 20 bilden, durch die Druckkräfte verhindert wird. Als eine Folge wird es möglich, eine Verformung des Statorkerns 20 aufgrund der Druckkräfte zu verhindern.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel sind bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 die gebogenen Teile (oder vorstehenden Teile) 61 jeweils in dem Paar Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40 symmetrisch mit Bezug auf die Mittellinie T des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet, die sich durch die Mitte des Wendeabschnitts 42 des elektrischen Leitersegments 40 hindurch erstreckt (siehe 6).
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Jedoch können bei jedem der elektrischen Leitersegmente 40 die gebogenen Teile (oder vorstehenden Teile) 61 jeweils in dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitte A1 des elektrischen Leitersegments 40 asymmetrisch mit Bezug auf die Mittellinie T des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet sein. Beispielsweise können die gebogenen Teile 61, die jeweils in dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet sind, an verschiedenen Positionen in der Axialrichtung des Statorkerns 20 gelegen sein. Darüber hinaus können die gebogenen Teile 61, die jeweils in dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40 ausgebildet sind, zu der gleichen Seite in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 gebogen sein. Des Weiteren ist es auch möglich, den gebogenen Teil 61 in nur einem von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten A1 des elektrischen Leitersegments 40 auszubilden.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen hat jedes der elektrischen Leitersegmente 40 den im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Jedoch kann jedes der elektrischen Leitersegmente 40 alternativ beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt haben.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel können die Isolatoren 25, die vorgesehen sind, um die Statorspule 30 (oder die elektrischen Leitersegmente 40) von dem Statorkern 20 elektrisch zu isolieren, aus einem schäumbaren Harzmaterial ausgebildet sein. Im Speziellen kann eine Platte aus dem schäumbaren Harzmaterial (oder ein isolierendes Bauteil, das aus einer Isolationsplatte und dem schäumbaren Harzmaterial besteht, das an der Isolationsplatte vorgesehen ist) in jedem der Schlitze 21 des Statorkerns 20 angeordnet sein; dann kann jeder der geraden Abschnitte 41 der elektrischen Leitersegmente 40 in einen entsprechenden der Schlitze 21 des Statorkerns 20 eingesetzt sein, um von der Platte aus dem schäumbaren Harzmaterial umgeben zu sein, die in dem entsprechenden Schlitz 21 angeordnet ist; anschließend kann das schäumbare Harzmaterial geschäumt werden, sodass die Platte einen der Isolatoren 25 bildet.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel ist jeder der Schlitze 21 als ein teilweise geschlossener Schlitz gestaltet, der an dem radial inneren Ende von sich teilweise geschlossen ist. Mit anderen Worten gesagt öffnet jeder der Schlitze 21 teilweise an der radial inneren Fläche des Statorkerns 20 (siehe 3).
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Jedoch kann jeder der Schlitze 21 alternativ als ein offener Schlitz gestaltet sein, der an der radial inneren Fläche des Statorkerns 20 vollständig öffnet. Darüber hinaus kann der Statorkern 20 eine Vielzahl von Kernsegmenten aufweisen. Die Schlitze 21, die in den Kernsegmenten ausgebildet sind, können eine konstante Umfangsbreite haben. Die elektrischen Leitersegmente 40 können aneinanderge- fügt sein, um die Statorspule 30 zu bilden, die eine ringförmige Form hat. Dann können die Kernsegmente an der ringförmigen Statorspule 30 von radial außen montiert werden.
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In dem vorstehenden Fall, in dem jeder der Schlitze 21 als ein offener Schlitz gestaltet ist, können die Schlitzeinsetzabschnitte A1 der elektrischen Leitersegmente 40, die in den entsprechenden Schlitzen 21 des Statorkerns 20 aufgenommen sind, nach radial innen versetzt sein. Es ist jedoch durch Ausbilden der gebogenen Teile 61 oder der vorstehenden Teile 63 in den Schlitzeinsetzabschnitten A1 der elektrischen Leitersegmente 40, wie in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, möglich, ein Versetzen radial nach innen der Schlitzeinsetzabschnitte A1, die in den entsprechenden Schlitzen 21 aufgenommen sind, zu verhindern.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung auf den Stator 13 der drehenden elektrischen Maschine 10 gerichtet, die als ein Kraftfahrzeugwechselstromgenerator gestaltet ist. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf Statoren von anderen drehenden elektrischen Maschinen angewendet werden, wie auf einen Stator eines Elektromotors oder einen Stator eines Motorgenerators, der wahlweise entweder als ein Elektromotor oder als ein elektrischer Generator funktionieren kann.
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Ein Stator für eine drehende elektrische Maschine hat einen ringförmigen Statorkern und eine Statorspule. Der Statorkern hat eine Vielzahl von Schlitzen, die in einer Umfangsrichtung von diesem angeordnet sind. Die Statorspule ist aus einer Vielzahl von elektrischen Leitersegmenten ausgebildet, die an dem Statorkern montiert sind. Jedes der elektrischen Leitersegmente hat ein Paar von Schlitzeinsetzabschnitten und einen Wendeabschnitt. Jeder von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten ist in einen entsprechenden der Schlitze des Statorkerns eingesetzt. Der Wendeabschnitt ist an einer axialen Seite des Statorkerns gelegen und verbindet das Paar von Schlitzeinsetzabschnitten. Darüber hinaus hat bei jedem der elektrischen Leitersegmente wenigstens einer von dem Paar von Schlitzeinsetzabschnitten des elektrischen Leitersegments einen vorstehenden Teil, der in die Umfangsrichtung des Statorkerns vorsteht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016-163999 [0001]
- JP 3284981 B2 [0005]