DE112017001225T5

DE112017001225T5 - Motor und Herstellungsverfahren für einen Motor

Info

Publication number: DE112017001225T5
Application number: DE112017001225.2T
Authority: DE
Inventors: Shinji Ikeda; Takumi Nagaya; Tatsuya Takagi; Kuniaki Matsumoto; Kazuhiro Hosotani; Yutaro Yagi; Yoshihiko Suga; Takuya Matsumoto; Shunichi Hiraoka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2018-12-20
Also published as: CN108702056A; US11715986B2; US11088585B2; US20210328476A1; CN108702056B; CN112018964A; CN112018964B; WO2017154838A1; US20190097486A1

Abstract

Eine Motoreinheit umfasst einen Stator mit einer Spule, die durch eine gewickelte Wicklung geformt ist, welche aus einem leitfähigen Element gebildet ist, das auf seiner Oberfläche eine isolierende Deckschicht aufweist; einen Rotor, der sich unter dem Einfluss eines von dem Stator erzeugten rotierenden Magnetfeldes dreht, und ein Mittelteil, das den Stator stützt und eine mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung aufweist, durch welche die Wicklung hindurchgeführt ist. Die Motoreinheit umfasst zudem eine Schaltungsvorrichtung und einen Vergussabschnitt. Die Schaltungsvorrichtung ist auf einer gegenüberliegenden Seite des Mittelteils zu einer Seite angeordnet, an welcher der Stator befestigt ist, umfasst einen Verbindungsabschnitt, mit dem die Wicklung verbunden ist, nachdem sie durch die mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung hindurchgeführt worden ist, und regelt den Stromfluss zu der Wicklung. Der Vergussabschnitt ist aus einem Vergussmaterial genildet und dichtet eine zwischen der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung und der Wicklung gebildete Lücke ab, indem ein Zustand erreicht wird, in dem ein Abschnitt des Vergussabschnitts eng an der Deckschicht der Wicklung anhaftet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Motor und ein Herstellungsverfahren für einen Motor.
Stand der Technik
Die offengelegte japanische Patentanmeldung ( JP-A) Nr. 2015-142455 offenbart einen bürstenlosen Motor mit einem Stator, der Spulen umfasst, die dadurch gebildet werden, dass Wicklungen um einen Statorkern gewickelt sind, einem Rotor, der sich unter dem Einfluss eines rotierenden Magnetfeldes des Stators dreht, einer Schaltungsvorrichtung, die den Stromfluss zu den Wicklungen regelt, und einem Sockel, an dem der Stator und die Schaltungsvorrichtung befestigt sind. Bei diesem bürstenlosen Motor ist die Schaltungsvorrichtung auf einer gegenüberliegenden Seite des Sockels zu der Seite befestigt, an welcher der Stator befestigt ist. Demzufolge sind in dem Sockel Öffnungen ausgebildet, um die Klemmenenden der um den Statorkern gewickelten Wicklungen zu der Schaltungsvorrichtungsseite des Sockels zu führen.
Je nachdem, in welcher Umgebung der bürstenlose Motor verwendet wird, kann es jedoch notwendig sein, zu verhindern, dass Wassertropfen, die an der Statorseite des Sockels anhaften, durch die in dem Sockel ausgebildeten Öffnungen in die Schaltungsvorrichtungsseite eindringen. Demzufolge ist bei dem in JP-A2015-142455 beschriebenen bürstenlosen Motor zwischen den in dem Sockel ausgebildeten Öffnungen und den durch die Öffnungen geführten Wicklungen ein Isolator vorgesehen, um zu verhindern, dass Wassertropfen, die an der Statorseite des Sockels anhaften, in die Schaltungsvorrichtungsseite eindringen.
JP-A 2014-204477 offenbart ebenfalls einen bürstenlosen Motor mit einem Stator, der Spulen umfasst, die dadurch gebildet werden, dass Wicklungen um einen Statorkern gewickelt sind, einem Rotor, der sich unter dem Einfluss eines rotierenden Magnetfeldes des Stators dreht, und einer Schaltungsvorrichtung, die den Stromfluss zu den Wicklungen regelt. Bei diesem bürstenlosen Motor sind die Klemmenenden der Wicklungen gebogen und mit den Schaltungsklemmen der Schaltungsvorrichtung verbunden.
Die Form und die Drahtführung an den Stellen der Wicklungen zwischen dem Statorkern und der Schaltungsvorrichtung können jedoch die Bauform entlang einer Drehachsenrichtung des Rotors beeinflussen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Die vorliegende Erfindung offenbart einen Motor, der in der Lage ist, zu verhindern, dass Wassertropfen, die an einer Statorseite anhaften, in eine Schaltungsvorrichtungsseite eindringen.
Die vorliegende Erfindung offenbart zudem einen Motor, bei dem vermieden werden kann, dass die Bauform entlang einer Drehachsenrichtung sperrig wird, sowie ein Herstellungsverfahren für einen Motor.
Lösung des Problems
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Motor mit einem Stator, einem Rotor, einem Mittelteil, einer Schaltungsvorrichtung und einem Vergussabschnitt. Der Stator umfasst eine Spule, die durch eine gewickelte Wicklung gebildet wird, welche wiederum durch ein leitfähiges Element gebildet wird, das auf seiner Oberfläche eine isolierende Deckschicht umfasst. Der Rotor dreht sich unter dem Einfluss eines von dem Stator erzeugten rotierenden Magnetfeldes. Das Mittelteil stützt den Stator und weist eine mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung, durch welche die Wicklung hindurchgeführt ist. Die Schaltungsvorrichtung ist auf einer Seite des Mittelteils gegenüberliegend zu einer Seite angeordnet, an welcher der Stator befestigt ist, umfasst einen Verbindungsabschnitt, mit dem die Wicklung verbunden wird, nachdem sie durch die mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung hindurchgeführt worden ist, und regelt den Stromfluss zu der Wicklung. Der Vergussabschnitt ist mittels des Vergussmaterials geformt und dichtet eine zwischen der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung und der Wicklung gebildete Lücke ab, indem ein Zustand erreicht wird, in dem ein Teil des Vergussabschnitts eng an der Deckschicht der Wicklung anhaftet.
Gemäß dem ersten Aspekt erzeugt der Stator ein rotierendes Magnetfeld, indem er den Stromfluss zu der Wicklung regelt, die mit dem Verbindungsabschnitt der Schaltungsvorrichtung verbunden ist. Der Rotor dreht sich unter dem Einfluss des rotierenden Magnetfeldes. Gemäß dem ersten Aspekt wird die Wicklung durch die in dem Mittelteil, das den Stator abstützt, ausgebildete mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung hindurchgeführt. Überdies ist die zwischen der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung und der Wicklung gebildete Lücke durch den mittels des Vergussmaterials gebildeten Vergussabschnitt abgedichtet. Dadurch kann verhindert werden, dass an der Statorseite anhaftende Wassertropfen durch die mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung in die Schaltungsvorrichtungsseite eindringen. Gemäß dem ersten Aspekt kann insbesondere dadurch ein guter Verbindungszustand zwischen dem Vergussabschnitt und der Wicklung erreicht werden, dass der Vergussabschnitt eng an der Deckschicht der Wicklung anhaftet. Somit kann verhindert werden, dass Wassertropfen, die an der Statorseite anhaften, zwischen dem Vergussabschnitt und der Wicklung in die Schaltungsvorrichtungsseite eindringen.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft den Motor gemäß dem ersten Aspekt, wobei in dem Mittelteil eine Vielzahl der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen ausgebildet ist und jede Lücke zwischen der Vielzahl der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen und den jeweiligen durch die mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen hindurchgeführten Wicklungen durch den einzigen Vergussabschnitt abgedichtet ist.
Gemäß dem zweiten Aspekt kann eine gute Arbeitsleistung erzielt werden, wenn der Vergussabschnitt zur Abdichtung der jeweiligen Lücken vorgesehen ist, da jede der Lücken durch einen einzigen Vergussabschnitt abgedichtet wird.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft den Motor gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, wobei in dem Mittelteil eine Ausnehmung ausgebildet ist, die zu einer Seite in einer Drehachsenrichtung des Rotors offen ist, wobei die mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung in einer Unterseite der Ausnehmung ausgebildet ist.
Gemäß dem dritten Aspekt kann das Vergussmaterial, das den Vergussabschnitt bildet, in der Ausnehmung gehalten werden, da an der Unterseite der Ausnehmung die mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung ausgebildet ist. Somit kann eine gute Arbeitsleistung erzielt werden, wenn der Vergussabschnitt vorgesehen ist, um die zwischen der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung und der Wicklung gebildeten Lücken abzudichten.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft den Motor gemäß dem dritten Aspekt, wobei die Vielzahl der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen an der Unterseite der einzelnen Ausnehmung ausgebildet sind.
Gemäß dem vierten Aspekt kann bei der Formung des Vergussabschnitts zur Abdichtung der zwischen der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung und der Wicklung gebildeten Lücke eine noch bessere Arbeitsleistung erzielt werden, da die Vielzahl der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen in der Unterseite der einzigen Ausnehmung ausgebildet sind.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft den Motor gemäß einem der Aspekte eins bis vier, wobei zwischen der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung und der Wicklung eine Isolierkappe vorgesehen ist, in der Isolierkappe eine kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung ausgebildet ist, durch welche die Wicklung hindurchgeführt ist, und ein statorseitiger Abschnitt der kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung einen Innendurchmesser aufweist, der von der Statorseite zu der Schaltungsvorrichtungsseite schrittweise kleiner wird.
Gemäß dem fünften Aspekt kann der Isolierzustand zwischen der Wicklung und dem Umfangsrand der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung dadurch leicht sichergestellt werden, dass die Isolierkappe zwischen der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung und der Wicklung vorgesehen ist. Überdies kann die Wicklung von der Statorseite zu der Schaltungsvorrichtungsseite bequem hindurchgeführt werden, weil der statorseitige Abschnitt der in der Kappe ausgebildeten kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung einen Innendurchmesser aufweist, der von der Statorseite zu der Schaltungsvorrichtungsseite schrittweise kleiner wird.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft den Motor gemäß dem fünften Aspekt, wobei ein schaltungsvorrichtungsseitiger Abschnitt der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Innendurchmesser der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung an einem Mittelabschnitt in einer Drehachsenrichtung des Rotors, und der Vergussabschnitt an der Schaltungsvorrichtungsseite des Mittelteils vorgesehen ist.
Gemäß dem sechsten Aspekt kann die Kontaktfläche zwischen dem Vergussabschnitt und der auf der Wicklung vorgesehenen Deckschicht dadurch vergrößert werden, dass der Innendurchmesser des Abschnitts an der Schaltungsvorrichtungsseite der in der Kappe ausgebildeten kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung größer bemessen ist als der Innendurchmesser des Mittelabschnitts der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung entlang der Drehachsenrichtung des Rotors. Dadurch kann die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Vergussabschnitt und der Deckschicht der Wicklung erhöht werden.
Ein siebter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Motor mit (1) einem Rotor, der einen Rotormagneten umfasst und so abgestützt ist, dass er sich um eine Achse drehen kann, und (2) einem Stator. Der Stator umfasst (i) einen dem Rotormagneten entlang einer radialen Drehrichtung des Rotors zugewandt angeordneten Statorkern und (ii) eine Wicklung. Die Wicklung umfasst eine erste Extension, die sich in Bezug auf den Statorkern zu einer Seite in einer Drehachsenrichtung des Rotors erstreckt, eine zweite Extension, die sich von einem Ende der ersten Extension auf der einen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors zu einer radialgerichteten Außenseite des Rotors erstreckt, und eine dritte Extension, die sich von einem Ende auf der radialgerichteten Außenseite der zweiten Extension zu der einen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors erstreckt und die mit einer Schaltungsvorrichtung verbunden ist. Die Wicklung bildet eine Spule um den Statorkern, wobei eine Grenze zwischen der ersten Extension und der zweiten Extension in Bezug auf eine Grenze zwischen der zweiten Extension und der dritten Extension auf der einen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors angeordnet ist.
Gemäß dem siebten Aspekt wird durch den Stromfluss von der Schaltungsvorrichtung zu der die Spule bildende Wicklung um den Statorkern ein Magnetfeld erzeugt. D.h., der Stator erzeugt das rotierende Magnetfeld. Der Rotor dreht sich durch die Wechselwirkung zwischen dem rotierenden Magnetfeld und dem Magnetfeld des Rotormagneten um seine Achse. Gemäß dem siebten Aspekt ist die Grenze zwischen der ersten Extension und der zweiten Extension an einem sich von dem Statorkern erstreckenden Abschnitt der Wicklung in Bezug auf die Grenze zwischen der zweiten Extension und der dritten Extension an diesem Extensionsabschnitt auf der einen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors angeordnet. Folglich kann eine Stelle an dem Stator an der radialgerichteten Außenseite in der Rotordrehrichtung näher an einem an der einen Seite des Stators in der Rotor-Drehachsenrichtung vorgesehenen Element angeordnet werden als in einer Ausgestaltung, in der die Grenze zwischen der ersten Extension und der zweiten Extension und die Grenze zwischen der zweiten Extension und der dritten Extension in der Drehachsenrichtung des Rotors an derselben Stelle angeordnet sind. Demzufolge kann vermieden werden, dass die Bauform des Motors in der Drehachsenrichtung sperrig wird.
Ein achter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft den Motor gemäß dem siebten Aspekt, wobei die zweite Extension zu der anderen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors fortschreitend in Richtung der Rotordrehung radial nach außen geneigt ist.
Gemäß dem achten Aspekt ist die zweite Extension, d.h. die Stelle zwischen der ersten Extension und der dritten Extension, wie oben beschrieben, geneigt. Aufgrund dieser Bauweise kann die Länge der zweiten Extension kürzer bemessen sein als in den Fällen, in denen die zweite Extension gekrümmt ist. Dadurch kann vermieden werden, dass die Länge der Drahtführung der Wicklungen für den Abschnitt, der sich von dem Statorkern bis zu der Schaltungsvorrichtung erstreckt, größer wird.
Ein neunter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Motors gemäß dem siebten oder achten Aspekt. Dieses Verfahren zur Herstellung des Motors umfasst: Formen einer Spule, indem eine Wicklung um den Statorkern gewickelt wird, so dass die Spule um den Statorkern geformt wird; Biegen einer Wicklung, indem ein sich von dem Statorkern wegerstreckender Abschnitt der die Spule bildenden Wicklung gepresst wird, um die erste Extension, die zweite Extension und die dritte Extension zu formen, so dass die Grenze zwischen der ersten Extension und der zweiten Extension in Bezug auf die Grenze zwischen der zweiten Extension und der dritten Extension auf der einen Drehachsenrichtungsseite des Rotors angeordnet ist; und Verbinden der Wicklung durch Verbinden der dritten Extension mit der Schaltungsvorrichtung.
Gemäß dem neunten Aspekt wird zuerst die um den Statorkern gewickelte Spule geformt, indem die Wicklung um den Statorkern gewickelt wird (Spulenformungsvorgang). Danach wird der Abschnitt der Wicklung gepresst, der die Spule bildet und sich von dem Statorkern erstreckt. Dadurch werden die erste Extension, die sich in Bezug auf den Statorkern zu einer Seite in einer Drehachsenrichtung des Rotors erstreckt, die zweite Extension, die sich von einem Ende der ersten Extension auf der einen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors zu einer radialgerichteten Außenseite des Rotors erstreckt, und die dritte Extension, die sich von einem Ende auf der radialgerichteten Außenseite der zweiten Extension zu der einen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors erstreckt, geformt. Die Grenze zwischen der ersten Extension und der zweiten Extension ist in Bezug auf die Grenze zwischen der zweiten Extension und der dritten Extension somit ebenfalls auf der einen Drehachsenrichtungsseite des Rotors angeordnet (Wicklungs-Biegevorgang). Anschließend wird die dritte Extension der Wicklung mit der Schaltungsvorrichtung verbunden (Wicklungs-Verbindungsvorgang). Der Motor gemäß dem siebten oder achten Aspekt wird hergestellt, indem die oben beschriebenen Prozesse durchgeführt werden, wobei vermieden werden kann, dass die Bauform des Motors in der Drehachsenrichtung sperrig wird.
Ein zehnter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Motors, das zudem nach dem Biegen der Wicklung das Drehen der Wicklung umfasst, indem die zweite Extension um die dritte Extension geschwenkt wird, so dass die dritte Extension an einer Position angeordnet ist, die der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung entspricht, und Befestigen des Stators an dem Mittelteil. Der Stator wird durch ein Mittelteil gestützt, das eine mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung aufweist, durch welche die dritte Extension hindurchgeführt ist.
Gemäß dem zehnten Aspekt ist die dritte Extension der Wicklung nach der Durchführung des Wicklungs-Biegevorganges an einer Position angeordnet, die der in dem Mittelteil ausgebildeten mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung entspricht, indem die zweite Extension der Wicklung um die dritte Extension geschwenkt wird (Wicklungs-Drehvorgang). Anschließend wird der Stator an dem Mittelteil befestigt (Statorbefestigungsvorgang). Gemäß dem zehnten Aspekt kann folglich die dritte Extension der Wicklung leicht in die in dem Mittelteil ausgebildete mittelteilseitige Durchführöffnung eingeführt werden, wenn der Stator an dem Mittelteil befestigt wird, indem der Wicklungs-Drehvorgang ausgeführt wird.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsseitenansicht eines bürstenlosen Motors.
2 ist eine vergrößerte Seitenansicht, die einen Abschnitt eines Stators schematisch veranschaulicht.
3 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Abschnitts eines Mittelteils, in den die Klemmenenden der Wicklungen eingefügt sind.
4 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Abschnitts eines Mittelteils, in den ein Klemmenende einer Wicklung eingefügt ist, wobei der Querschnitt stärker vergrößert ist als in 3.
5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Mittelteils, in dem eine Verbindungsöffnung ausgebildet ist.
6A ist eine Seitenansicht, die ein Verfahren zum Anlegen eines Drucks an die Klemmenenden der Wicklungen und einen Einfügevorgang schematisch veranschaulicht.
6B ist eine Seitenansicht, die ein Verfahren zum Anlegen eines Drucks an die Klemmenenden der Wicklungen schematisch veranschaulicht sowie einen Biegevorgang mittels einer ersten Biegespannvorrichtung.
6C ist eine Seitenansicht, die ein Verfahren zum Anlegen eines Drucks an die Klemmenenden der Wicklungen schematisch veranschaulicht sowie einen Biegevorgang mittels einer zweiten Biegespannvorrichtung.
7A ist eine Unteransicht eines Stators nach der Beendigung des Biegevorgangs mittels der zweiten Biegespannvorrichtung.
7B ist eine Unteransicht eines Stators nach Abschluss eines Wicklungs-Drehvorgangs.
8A ist ein perspektivischer Querschnitt, der ein Verfahren zur Befestigung einer Kappe an einem Mittelteil veranschaulicht.
8B ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Vorgang veranschaulicht, bei dem eine Wicklung durch eine in einem Mittelteil ausgebildete mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung und durch eine in einer Kappe ausgebildete kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung hindurchgeführt wird.
8C ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Vorgang veranschaulicht, bei dem eine Wicklung durch eine in einem Mittelteil ausgebildete mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung und durch eine in einer Kappe ausgebildete kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung hindurchgeführt wird.
9 ist eine Querschnittsseitenansicht, die ein Verfahren zur Befestigung einer Abdeckung an einem Mittelteil veranschaulicht.
10 ist ein vergrößerter Querschnitt, welcher der 3 entspricht und eine Kappe usw. veranschaulicht, die in Bezug auf die in 3 dargestellte Richtung von der gegenüberliegenden Seite befestigt ist.
11 ist ein vergrößerter Querschnitt einer kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung einer Kappe gemäß einem ersten modifizierten Beispiel.
12 ist ein vergrößerter Querschnitt, welcher der 11 entspricht und der eine kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung einer Kappe gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER AUSGESTALTUNGEN
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 ein Motor gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, umfasst eine gemäß dieser vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung als Motor dienende Motoreinheit 10 einen Stator 12, einen Rotor 14, ein Mittelteil 16, eine Schaltungsvorrichtung 18 und eine Abdeckung 20. Der Stator 12 erzeugt ein rotierendes Magnetfeld. Der Rotor 14 wird durch das von dem Stator 12 erzeugte rotierende Magnetfeld gedreht. Das Mittelteil 16 stützt den Rotor 14, den Stator 12 und Ähnliches. Durch die Regelung des Stromflusses zu den Wicklungen 26, die einen Teil des Stators 12 bilden, steuert die Schaltungsvorrichtung 18 die Drehung des Rotors 14. Die Abdeckung 20 deckt die Schaltungsvorrichtung 18 ab. Zu beachten ist, dass die Pfeilrichtung Z, die Pfeilrichtung R und die Pfeilrichtung C in den Zeichnungen jeweils eine Drehachsenrichtung, eine radiale Drehrichtung und eine Drehumfangsrichtung des Rotors 14 angeben. Soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, bezieht sich im Folgenden ein einfacher Verweis auf die Achsenrichtung, die radiale Richtung oder die Umfangsrichtung auf die Drehachsenrichtung, die radiale Drehrichtung und die Drehumfangsrichtung des Rotors 14.
Stator 12 - Bauweise
Wie in 1 und 2 dargestellt, wird der Stator 12 gebildet, indem die Wicklungen 26 um vorbestimmte Stellen eines Statorkerns 24 gewickelt werden, der aus einem Magnetmetall geformt, an dem ein Isolator 22 befestigt ist.
Der Statorkern 24 umfasst einen ringförmigen Abschnitt 24Aund mehrere Zähne 24B (zwölf gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung). Die Zähne 24B ragen von einem Außenumfangsabschnitt des ringförmigen Abschnitts 24A zu der radialgerichteten Außenseite vor und sind in der Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen angeordnet. Die Wicklungen 26 sind um jeden der entsprechenden Zähne 24B gewickelt. Die Wicklungen 26 umfassen jeweils eine isolierende Deckschicht auf der Oberfläche eines leitfähigen Elements, das eine geradlinige Form (Drahtform) aufweist. Somit ist um jeden der Zähne 24B eine Spule 28 geformt.
Wie in 2 dargestellt, ist bei jeder der zu den Spulen 28 geformten Wicklungen 26 ein Abschnitt der Wicklungen 26, der von der Seite des Statorkern 24 abgeht, in eine vorbestimmte Form gebogen (etwa in eine N-Form). D.h., der Abschnitt jeder Wicklung 26, der von der Seite des Statorkerns 24 abgeht, weist eine erste Extension 26A und eine zweite Extension 26B auf. Die erste Extension 26A erstreckt sich zu einer Seite in der Achsenrichtung des Statorkerns 24. Die zweite Extension 26B erstreckt sich von einem Ende an der einen Achsenrichtungsseite der ersten Extension 26A in der radialen Richtung nach außen und ist zu der anderen Seite in der Achsenrichtung fortschreitend in der radialen Richtung nach außen geneigt. Der Abschnitt jeder Wicklung 26, der von der Seite des Statorkerns 24 abgeht, weist zudem eine dritte Extension 26C auf. Die dritte Extension 26C erstreckt sich von einem radialgerichteten äußeren Ende der zweiten Extension 26B zu der einen Achsenrichtungsseite, wobei ein Ende der dritten Extension 26C an der einen Achsenrichtungsseite mittels Lötzinn mit einer Leiterplatte 44 verbunden ist (siehe 3), die einen Teil der Schaltungsvorrichtung 18 bildet. Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung ist ein innerer gebogener Abschnitt 26D an einer Grenze zwischen der ersten Extension 26A und der zweite Extension 26B an der einen Achsenrichtungsseite eines äußeren gebogenen Abschnitts 26E an einer Grenze zwischen der zweiten Extension 26B und der dritten Extension 26C angeordnet.
Rotor 14 - Bauweise
Wie in 1 dargestellt, umfasst der Rotor 14 ein mit einem Boden versehenes Rotorgehäuse 30, das im Wesentlichen eine kreisrunde zylindrische Form aufweist, und einen an dem Rotorgehäuse 30 befestigten Rotormagneten 32. Das Rotorgehäuse 30 umfasst eine scheibenförmige Unterwand 30A und eine Umfangswand 30B. Die Umfangswand 30B ist so gebogen, dass sie sich von einem Außenumfangsrand der Unterwand 30A zu der einen Achsenrichtungsseite erstreckt. Der Rotormagnet 32 ist an der radialgerichteten Innenseite der Umfangswand 30B befestigt. An einem axialen Mittelabschnitt des Rotorgehäuses 30 ist mittels Pressfitting oder dergleichen ein Lagerpaar 34 befestigt. Das Lagerpaar 34 ist in einem an dem Mittelteil 16 gemäß der nachfolgenden Beschreibung befestigten axialen Element 36 eingefügt. Daher wird das Rotorgehäuse 30 durch das Lagerpaar 34 von dem axialen Element 36 gestützt, so dass der an dem Rotorgehäuse 30 befestigte Rotormagnet 32 und der Stator 12 in der radialen Richtung einander zugewandt angeordnet sind.
Mittelteil 16 - Bauweise
Das als ein erstes Element dienende Mittelteil 16 ist aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen geformt. An dem Mittelteil 16 ist ein runder Vorsprung 16A vorgesehen, der zu der anderen Achsenrichtungsseite vorragt. Das axiale Element 36 ist mittels Pressfitting in dem runden Vorsprung 16A befestigt. Der Stator 12 ist beispielsweise mittels Stator-Befestigungsschrauben 38 an der anderen Achsenrichtungsseite des Mittelteils 16 befestigt. Zudem ist die nachfolgend beschriebene Schaltungsvorrichtung 18 mittels Schaltungsvorrichtungs-Befestigungsschrauben 40 an der einen Achsenrichtungsseite des Mittelteils 16 befestigt. In dem Mittelteil 16 ist an einem Außenumfangsabschnitt an der anderen Achsenrichtungsseite des Mittelteils 16 eine Nut 16B ausgebildet, die mit einer nachfolgend beschriebenen Dichtungsmasse 50 gefüllt ist (siehe 9).
Wie in 3 und 4 dargestellt, ist in dem Mittelteil 16 eine längliche Ausnehmung 16C ausgebildet. Die längliche Ausnehmung 16C ist zu der einen Achsenrichtungsseite offen und weist, entlang der axialen Richtung gesehen, eine Bogenform auf. An der Unterseite 16C1 der Ausnehmung 16C sind mehrere (drei gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung) mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnungen 16D ausgebildet. Die dritten Extensionen 26C der Wicklungen 26 sind durch die mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D hindurchgeführt. Die an der Unterseite 16C1 der Ausnehmung 16C ausgebildeten mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D sind entlang der Längsrichtung der Ausnehmung 16C beabstandet angeordnet. Zu beachten ist, dass die Ausnehmung 16C und die mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D die gleiche Anzahl aufweisen wie die Anzahl der in dem Mittelteil 16 ausgebildeten dritten Extensionen 26C der Wicklungen 26.
Wie in 5 dargestellt, ist in einem Außenumfangsabschnitt des Mittelteils 16 eine Verbindungsöffnung 16E ausgebildet. Die Verbindungsöffnung 16E verbindet einen Raum zwischen dem Mittelteil 16 und der Abdeckung 20, in dem die Schaltungsvorrichtung 18 angeordnet ist (siehe 1), mit dem Raum außerhalb dieses Raumes. Eine Seite der Verbindungsöffnung 16E ist zu der einen Achsenrichtungsseite zu dem Raum hin offen, in dem Schaltungsvorrichtung 18 angeordnet ist. Die andere Seite der Verbindungsöffnung 16E ist zu der radialgerichteten Außenseite zu dem Raum außerhalb des Raumes offen, in dem die Schaltungsvorrichtung 18 angeordnet ist. Das Ende der Verbindungsöffnung 16E auf der Seite des Raumes, in dem die Schaltungsvorrichtung angeordnet ist, ist durch einen Filter 42 verschlossen, der aus einem Material geformt ist, das gasdurchlässig ist, durch das jedoch Flüssigkeit nicht leicht hindurchgeht. Für den Filter 42 kann z.B. GORETEX (eingetragenes Warenzeichen) oder ein ähnliches Material verwendet werden.
Schaltungsvorrichtung 18 - Bauweise
Wie in 1 und 5 dargestellt, ist die Schaltungsvorrichtung 18 auf der gegenüberliegenden Seite des Mittelteils 16 zu der Seite angeordnet, an welcher der Stator 12 befestigt ist. Die Schaltungsvorrichtung 18 umfasst die Leiterplatte 44 und mehrere Schaltungsbauteile 46, die eine Steuerschaltung zur Regelung des Stromflusses zu dem Stator 12 (Wicklungen 26) bilden.
Die Leiterplatte 44 hat eine rechteckige Plattenform, deren Dickenrichtung entlang der Achsenrichtung verläuft. Die Leiterplatte 44 weist Leiterbilder auf, die auf einem aus einem Isoliermaterial geformten Plattenkörper ausgebildet sind. Wie in 3 und 4 dargestellt, sind auf der Leiterplatte 44 die Verbindungsabschnitte 44A vorgesehen. Die Enden der dritten Extensionen 26C der Wicklungen 26, die durch die in dem Mittelteil 16 ausgebildeten mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D hindurchgeführt worden sind, sind mittels Lötzinn mit den Verbindungsabschnitten 44A verbunden. Die Leiterplatte 44 wird durch einen an dem Mittelteil 16 befestigten Steckverbinder 48 mit Strom versorgt (siehe 1).
Abdeckung 20 - Bauweise
Wie in 1 dargestellt, hat die als ein zweites Element dienende Abdeckung 20 die Form eines mit einem Boden versehenen Kastens, der an der Seite des Mittelteils 16 offen ist. Die Abdeckung 20 ist mittels der dazwischen befindlichen Dichtungsmasse 50 mit dem Mittelteil 16 verbunden (siehe 9), so dass zwischen der Abdeckung 20 und dem Mittelteil 16 der Raum gebildet wird, in dem die Schaltungsvorrichtung 18 untergebracht ist. Die Abdeckung 20 umfasst eine Unterwand 20A, eine Seitenwand 20B und einen Flansch 20C. Die Unterwand 20A erstreckt sich in radialer Richtung und der Leiterplatte 44 gegenüberliegend angeordnet, die entlang der Achsenrichtung an dem Mittelteil 16 befestigt ist. Die Seitenwand 20B ist so gebogen, dass sie sich von einem Außenumfangsrand der Unterwand 20A in Richtung des Mittelteils 16 erstreckt. Der Flansch 20C erstreckt sich von dem mittelteilseitigen Ende der Seitenwand 20B zu der radialgerichteten Außenseite. Der Flansch 20C weist einen Vorsprung 20D auf, welcher der in dem Mittelteil 16 ausgebildeten Nut 16B entspricht.
Kappe 52 - Bauweise
Wie in 4 dargestellt, ist an einem Umfangsrand jeder der in dem Mittelteil 16 ausgebildeten mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D eine aus einem Isoliermaterial ausgebildeten Kappe 52 vorgesehen. Jede Kappe 52 ist röhrenförmig und weist axial mittig eine kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung 52A auf. Die dritte Extension 26C der jeweiligen Wicklung 26 ist in die kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung 52A eingefügt.
Ein Abschnitt an der Statorseite 12 (an der anderen Achsenrichtungsseite) der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A weist die Form eines Trichters auf, der sich in Richtung der einen Achsenrichtungsseite schrittweise verengt. Ein Innendurchmesser D1 des anderen axialgerichteten Abschnitts der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A vergrößert sich daher schrittweise in Richtung der Achsenrichtungsseite. Ein Innendurchmesser D2 eines Abschnitt an der Schaltungsvorrichtungsseite 18 (an der einen Achsenrichtungsseite) der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A ist größer bemessen als ein Innendurchmesser D3 eines Mittelabschnitts der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A in Achsenrichtung. Zu beachten ist, dass der Innendurchmesser D3 des Mittelabschnitts der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A in Achsenrichtung im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser D4 der Wicklungen 26 entspricht.
Vergussabschnitt 53 Bauweise
Wie in 3 und 4 dargestellt, sind die zwischen den mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D und den Kappen 52 gebildeten kleinen Lücken und die zwischen den Kappen 52 und den Wicklungen 26 gebildeten kleinen Lücken gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung dadurch abgedichtet, dass in der in dem Mittelteil 16 ausgebildeten Ausnehmung 16C ein Vergussabschnitt 53 vorgesehen ist. Zu beachten ist, dass es sich bei dem Vergussmaterial zur Bildung des Vergussabschnitts 53 um ein Silikonharz handelt, das bei Bestrahlung mit UV-Strahlen schnell erhärtet.
Wie in 3 dargestellt, wird gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung in der Ausnehmung 16C ein einziger Vergussabschnitt 53 geformt, indem das Silikonharz in die in dem Mittelteil ausgebildete Ausnehmung 16C gegossen wird, anschließend wird das in die Ausnehmung 16C gegossene Silikonharz mit UV-Strahlen bestrahlt. Jede der Lücken, die an den Umfangsrändern der drei, an der Unterseite 16C1 der Ausnehmung 16C ausgebildeten mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D vorhanden sind, ist somit durch den einzigen Vergussabschnitt 53 abgedichtet. Dabei ist eine Achsenrichtungshöhe (Tiefe) H des Vergussabschnitts 53 in Bezug zu der Unterseite16C1 der Ausnehmung 16C so bemessen, dass die Kappe 52 in Bezug auf den Vergussabschnitt 53 nicht freiliegt.
Verfahren zur Formung der Klemmenenden der Wicklung
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 ein Verfahren zur Formung des Abschnitts erläutert, der sich bei jeder der zu Spulen 28 geformten Wicklungen 26 von der Seite des Statorkerns 24 wegerstreckt.
Wie in 6A bis 6C dargestellt, ist gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung der Abschnitt, der sich bei jeder der zu Spulen 28 geformten Wicklungen 26 von der Seite des Statorkerns 24 wegerstreckt, mittels einer Pressvorrichtung in eine vorbestimmte Form gebogen. Die Pressvorrichtung umfasst eine Stütze 54, die zwischen die entsprechenden Zähne 24B des Statorkerns 24 geführt wird, sowie eine erste Biegespannvorrichtung 56 und eine zweite Biegespannvorrichtung 58. Die Wicklungen 26 werden zwischen die Stütze 54, die erste Biegespannvorrichtung 56 und die zweite Biegespannvorrichtung 58 eingeklemmt.
Die Stütze 54 umfasst mehrere Stützblöcke 60, in der Umfangsrichtung voneinander getrennt sind. Die Stützblöcke 60 umfassen jeweils einen Zwischenzahn-Einfügeabschnitt 60A und einen äußeren Umfangswandabschnitt 60B. Der Zwischenzahn-Einfügeabschnitt 60A weist einen Abschnitt auf, der zwischen den entsprechenden Zähnen 24B angeordnet ist. Der äußere Umfangswandabschnitt 60B erstreckt sich von der radialgerichteten Außenseite des Zwischenzahn-Einfügeabschnitts 60A zu der einen Achsenrichtungsseite. Jeder Stützblock 60 weist daher in der Seitenansicht im Wesentlichen ein L-Form auf (von der radialgerichteten Außenseite aus gesehen). Eine Fläche S1 an der einen Achsenrichtungsseite des Zwischenzahn-Einfügeabschnitts 60A ist zu der anderen Achsenrichtungsseite fortschreitend in Richtung der radialgerichteten Außenseite geneigt. Der Winkel θ1 der Fläche S1 an der einen Achsenrichtungsseite jedes Zwischenzahn-Einfügeabschnitts 60A beträgt in Bezug auf die Radialrichtung beispielsweise ungefähr 4 Grad. Eine Fläche S2 an der radialgerichteten Innenseite des äußeren Umfangswandabschnitts 60B erstreckt sich entlang der Achsenrichtung.
Die erste Biegespannvorrichtung 56 weist im Wesentlichen eine Säulenform auf. Ein radialgerichtetes äußeres Ende an der anderen Achsenrichtungsseite der ersten Biegespannvorrichtung 56 weist einen verjüngten Abschnitt 56A auf, der zu der anderen Achsenrichtungsseite schrittweise schmaler wird. Ein Neigungswinkel θ3 einer Außenumfangsfläche S3 des verjüngten Abschnitts 56A beträgt in Bezug auf die Radialrichtung ungefähr 45 Grad.
Die zweite Biegespannvorrichtung 58 weist eine ringförmige Blockform auf, in welche die erste Biegespannvorrichtung 56 eingefügt ist. Eine Fläche S4 an der anderen Achsenrichtungsseite der zweiten Biegespannvorrichtung 58 entspricht der Fläche S1 an der einen Achsenrichtungsseite der Zwischenzahn-Einfügeabschnitte 60A der Stützblöcke 60. D.h., ein Neigungswinkel θ4 der Fläche S4 an der anderen Achsenrichtungsseite der zweiten Biegespannvorrichtung 58 beträgt in Bezug auf die Radialrichtung ungefähr 4 Grad. Eine Fläche S5 an der radialgerichteten Außenseite der zweiten Biegespannvorrichtung 58 ist in Bezug auf die Fläche S2 an der radialgerichteten Innenseite des äußeren Umfangswandabschnitts 60B jedes Stützblocks 60 leicht geneigt. D.h., ein Neigungswinkel θ5 der Fläche S5 an der radialgerichteten Außenseite der zweiten Biegespannvorrichtung 58 ist so bemessen, dass er in Bezug auf die Achsenrichtung um etwa 1,5 Grad zu der radialgerichteten Innenseite hin geneigt ist. Der Neigungswinkel θ5 ist unter Berücksichtigung des Zurückfederns der Wicklungen 26 aus dem durch doppelt punktiert-gestrichelte Linien veranschaulichten Zustand in den durch durchgezogene Linien veranschaulichten Zustand gewählt (siehe 2).
Nachdem die Spulenformung durchgeführt worden ist, erstreckt sich - wie in 6A dargestellt - bei jeder der zu den Spulen 28 geformten Wicklungen 26 der Abschnitt, der von der Seite des Statorkerns 24 abgeht, in einer geraden Linie in Richtung der einen Achsenrichtungsseite. Nachdem der Stator 12 in diesem Zustand in die Pressvorrichtung gesetzt worden ist, wird jeder der Stützblöcke 60 zu der radialgerichteten Innenseite hin bewegt. Daher ist ein Teil des Zwischenzahn-Einfügeabschnitt 60A jedes Stützblocks 60 zwischen den jeweiligen Zähnen 24B des Statorkerns 24 angeordnet.
Wie in 6B dargestellt, wird dann die erste Biegespannvorrichtung 56 in Richtung der anderen Achsenrichtungsseite bewegt. Die Basisendseite (die andere Achsenrichtungsseite) des Abschnitts, der von der Seite des Statorkerns 24 jeder der zu den Spulen 28 geformten Wicklungen 26 abgeht, wird daher gegen die Außenumfangsfläche S3 des verjüngten Abschnitts 56A der ersten Biegespannvorrichtung 56 gedrückt. Dies führt dazu, dass der Abschnitt, der sich von der Seite des Statorkerns 24 jeder der zu den Spulen 28 geformten Wicklungen 26 erstreckt, in einem Winkel geneigt ist, welcher der Außenumfangsfläche S3 des verjüngten Abschnitts 56A entspricht (d.h. etwa 45 Grad in Bezug auf die Achsenrichtung).
Wie in 6C dargestellt, wird anschließend die zweite Biegespannvorrichtung 58 in Richtung der anderen Achsenrichtungsseite bewegt. Daher wird der Abschnitt, der von der Seite des Statorkerns 24 jeder der zu den Spulen 28 geformten Wicklungen 26 abgeht, zwischen die andere axialgerichtete Fläche S4 und die radialgerichtete außenseitige Fläche S5 der zweiten Biegespannvorrichtung 58 und die eine axialgerichtete Fläche S1 des Zwischenzahn-Einfügeabschnitts 60Aund die radialgerichtete Innenseitenfläche S2 des äußeren Umfangswandabschnitts 60B des entsprechenden Stützblocks 60 gepresst (Wicklungs-Biegevorgang). Anhand dieser Verfahren wird der Abschnitt, der von der Seite des Statorkerns 24 jeder der zu den Spulen 28 geformten Wicklungen 26 abgeht, in den in 7A dargestellten Zustand gebogen.
Nachdem der Wicklungs-Biegevorgang durchgeführt ist, wird die zweite Extension 26B jeder der Wicklungen 26 um die dritte Extension 26C geschwenkt, so dass die dritten Extensionen, wie in 7B dargestellt, an Positionen angeordnet sind, die den in dem Mittelteil 16 ausgebildeten mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D entsprechen (Wicklungs-Drehvorgang). Wie in 8A und 8B dargestellt, wird anschließend bei der Befestigung des Stators 12 an dem Mittelteil 16, an dem die Kappe 52 bereits befestigt worden ist, die dritte Extension 26C jeder Wicklung 26 durch die in dem Mittelteil 16 ausgebildeten mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D und durch die in der entsprechenden Kappe 52 ausgebildete kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung 52A hindurchgeführt (Statorbefestigungsvorgang). Wie in 8C dargestellt, wird danach der Vergussabschnitt 53 in der Ausnehmung 16C geformt, indem in die in dem Mittelteil 16 ausgebildete Ausnehmung 16C Silikonharz gegossen und mit UV-Strahlen bestrahlt wird (Vergussabschnitt-Formungsvorgang). Wie in 3 dargestellt, wird anschließend die dritte Extension 26C jeder Wicklung 26 mittels Lötzinn mit der Leiterplatte 44 verbunden, die einen Teil der Schaltungsvorrichtung 18 bildet (Wicklungs-Verbindungsvorgang).
Befestigung der Abdeckung
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 9 ein Verfahren zur Befestigung der Abdeckung 20 an dem Mittelteil 16 beschrieben. Zu beachten ist, dass die in dem Mittelteil 16 ausgebildete Nut 16B und der an dem Flansch 20C der Abdeckung 20 vorgesehene Vorsprung 20D nicht in der 9 dargestellt sind.
Wie in 9 dargestellt, wird zuerst eine Saugpumpe 62 an die in dem Mittelteil 16 ausgebildete Verbindungsöffnung 16E angeschlossen (Pumpen-Verbindungsvorgang).
Danach wird die Dichtungsmasse 50 in die in dem Mittelteil 16 ausgebildete Nut 16B gegossen (siehe 1). Dabei ist die Menge der in die Nut 16B gegossenen Dichtungsmasse 50 so bemessen, dass die Dichtungsmasse 50 aus dem offenen Ende der Nut 16B herausragt. An dem Flansch 20C der Abdeckung 20 kann ein Abschnitt vorgesehen sein, welcher der Nut 16B entspricht, wobei die Dichtungsmasse 50 auf diesen Abschnitt, welcher der Nut 16B entspricht, aufgetragen wird.
Anschließend wird die Saugpumpe 62 betätigt, um den Flansch 20C der Abdeckung 20 mit dem Abschnitt zu verbinden, auf den die Dichtungsmasse 50 an dem Mittelteil 16 aufgebracht wurde, während durch die Verbindungsöffnung 16E Luft an der Schaltungsvorrichtungsseite 18 der Verbindungsöffnung 16E herausgesaugt wird (Verbindungsvorgang).
Die Motoreinheit 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung wird anhand der oben beschriebenen Verfahren sowie anderer Verfahren hergestellt.
Funktionsweise der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung
Im Folgenden wird die Funktionsweise der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, wird der Stromfluss zu dem Stator 12 (Wicklungen 26) in der Motoreinheit 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung durch die Schaltungsvorrichtung 18 geregelt, so dass der Stator 12 ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Der Rotor 14 wird durch die Wechselwirkung zwischen dem rotierenden Magnetfeld und dem Magnetfeld des Rotormagneten 32 gedreht.
Wie in 3 dargestellt, ist die dritte Extension 26C jeder Wicklung 26 bei der Motoreinheit 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung durch die mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D hindurchgeführt, die in dem Mittelteil 16 ausgebildet sind, das den Stator 12 stützt, und durch die in der entsprechenden Kappe 52 ausgebildete kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung 52A. Die kleinen Lücken zwischen den mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D und den Kappen 52 und die kleinen Lücken zwischen der Kappe 52 und den Wicklungen 26 sind durch den in der Ausnehmung 16C, die in dem Mittelteil 16 ausgebildet ist, geformten Vergussabschnitt 53 abgedichtet. So kann verhindert werden, dass an der Seite des Stators 12 anhaftende Wassertropfen über die Umfangsränder der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D fließen und in die Schaltungsvorrichtungsseite 18 eindringen. Da der Vergussabschnitt 53 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung eng an der Deckschicht der Wicklungen 26 anhaftet, kann zwischen dem Vergussabschnitt 53 und den Wicklungen 26 ein guter Verbindungszustand erzielt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass Wassertropfen, die an der Seite des Stator 12 anhaften, zwischen dem Vergussabschnitt 53 und der Wicklung 26 in die Schaltungsvorrichtungsseite 18 eindringen.
Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung sind die Lücken an den Umfangsrändern der Vielzahl (drei) dritter Extensionen 26C zudem durch einen einzigen Vergussabschnitt 53 abgedichtet. Durch die Formung des Vergussabschnitts 53 zur Abdichtung der Lücken kann folglich eine gute Arbeitsleistung erzielt werden.
Da die mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung in der Unterseite der in dem Mittelteil 16 vorgesehenen Ausnehmung 16C ausgebildet sind, wird das zur Herstellung des Vergussabschnitts 53 verwendete Vergussmaterial in der Ausnehmung 16C gehalten. Durch die Formung des Vergussabschnitts 53 zur Abdichtung der Lücken zwischen den mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D und den Wicklungen 26 kann folglich eine gute Arbeitsleistung erzielt werden.
Da die Vielzahl der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung in der Unterseite einer einzigen Ausnehmung 16C ausgebildet sind, kann durch die Formung des Vergussabschnitts 53 zur Abdichtung der Lücken zwischen den mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D und den Wicklungen 26 eine noch bessere Arbeitsleistung erzielt werden.
Da gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung zwischen den mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D und den Wicklungen 26 die Isolierkappen 52 vorgesehen sind, kann zwischen den Wicklungen 26 und den Umfangsrändern der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D ein Isolierzustand aufrechterhalten werden. Da zudem der Abschnitt an der Statorseite 12 der in jeder Kappe 52 ausgebildeten kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A einen Innendurchmesser D1 aufweist, der von der Statorseite 12 in Richtung der Schaltungsvorrichtungsseite 18 schrittweise kleiner wird, können die Wicklungen 26 leicht von der Statorseite 12 zu der Schaltungsvorrichtungsseite 18 hindurchgeführt werden.
Da zudem der Abschnitt an der Schaltungsvorrichtungsseite 18 in jeder Kappe 52 ausgebildeten kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A einen Innendurchmesser D2 aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser D3 des axialgerichteten Mittelabschnitts der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A, kann eine Kontaktfläche zwischen dem Vergussabschnitt 53 und der auf den Wicklungen 26 ausgebildeten Deckschicht gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung vergrößert werden. Dadurch kann die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Vergussabschnitt 53 und der auf den Wicklungen 26 ausgebildeten Deckschicht erhöht werden. Wie in 10 dargestellt, kann die Kontaktfläche zwischen dem Vergussabschnitt 53 und der auf den Wicklungen 26 ausgebildeten Deckschicht auch vergrößert werden, wenn die Kappen 52 in der axialen Richtung umgekehrt an dem Mittelteil 16 befestigt werden.
Wie in 3 dargestellt, wurde gemäß der vorliegenden Ausgestaltung ein Beispiel für eine Bauweise beschrieben, bei der der Abschnitt an der Statorseite 12 jeder kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A eine Trichterform aufweist, bei welcher der Innendurchmesser D1 des anderen axialgerichteten Abschnitts der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A in Richtung der einen Achsenrichtungsseite schrittweise kleiner wird, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wie in 11 dargestellt, kann der Abschnitt an der Statorseite 12 jeder kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A auch eine Trichterform aufweisen, bei der ein axialgerichteter Zwischenabschnitt dieses Abschnitts eine Biegung aufweist. Wie in 12 dargestellt, kann der Abschnitt an der Statorseite 12 jeder kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung 52A eine Trichterform aufweisen, deren Innenumfangsfläche eine leichte Krümmung aufweist.
Gemäß der vorliegenden Ausgestaltung wurde ein Beispiel für eine Bauweise beschrieben, bei der die Kappen 52 an dem Mittelteil 16 befestigt sind, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Bauweise gewählt werden, bei der der Umfangsrand jeder in dem Mittelteil 16 ausgebildeten mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung 16D ähnlich einer Kappe ausgeführt ist und die Kappe 52 nicht vorgesehen ist.
Wie in 2 dargestellt, ist der innere gebogene Abschnitt 26D an der Grenze zwischen der ersten Extension 26A und der zweiten Extension 26B jeder der Wicklungen 26 bei dem Stator 12, der Teil der Motoreinheit ist, gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung auf der einen Achsenrichtungsseite des äußeren gebogenen Abschnitts 26E an der Grenze zwischen der zweiten Extension 26B und der dritten Extension 26C angeordnet. Dadurch ist es möglich, die Positionen des Stators 12 an der radialgerichteten Außenseite in der Rotordrehrichtung näher an dem Mittelteil 16 anzuordnen als in Ausgestaltungen, in denen der innere gebogene Abschnitt 26D und der äußere gebogene Abschnitt 26E entlang der Drehachsenrichtung an der gleichen Position vorgesehen sind. Demzufolge kann verhindert werden, dass die Bauform der Motoreinheit 10 entlang der Drehachsenrichtung sperrig wird.
Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung ist zudem die zweite Extension 26B, die einer Stelle zwischen der ersten Extension 26A und der zweiten Extension jeder Wicklung 26 entspricht, zu der anderen Achsenrichtungsseite fortschreitend in Richtung der radialgerichteten Außenseite geneigt. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann die Länge der zweiten Extension 26B kürzer bemessen sein als in den Fällen, in denen die zweite Extension 26B gekrümmt ist. Dadurch kann vermieden werden, dass die Länge der Drahtführung für den Abschnitt der Wicklung 26, der sich von dem Statorkern 24 bis zu der Schaltungsvorrichtung erstreckt, zunimmt. Zu beachten ist, dass die oben beschriebene Neigung oder Nicht-Neigung der zweiten Extension 26B entsprechend Ausgestaltung des Abschnitts gewählt werden kann, wo der Stator 12 an dem Mittelteil 16 befestigt wird.
Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung kann nach dem in den 6A bis 6C veranschaulichten Wicklungs-Biegevorgang die dritte Extension 26C jeder der Wicklungen 26, wenn der Stator 12 anhand des in 7B veranschaulichten Wicklungs-Drehvorgangs an dem Mittelteil 16 befestigt wird, leicht durch die in dem Mittelteil 16 ausgebildeten entsprechenden mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung 16D und durch die in der Kappe 52 ausgebildete entsprechende kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung 52A hindurchgeführt werden. Zu beachten ist, dass der Wicklungs-Drehvorgang in die Prozesse zur Herstellung einer Motoreinheit je nach der Anordnung der in dem Mittelteil 16 ausgebildeten mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen 16D einbezogen oder nicht einbezogen werden kann.
Wie in 1 dargestellt, ist die Schaltungsvorrichtung 18 bei der Motoreinheit 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung in dem Raum zwischen dem Mittelteil 16 und der Abdeckung 20 angeordnet. Zudem ist zwischen dem Mittelteil 16 und der Abdeckung 20 die Dichtungsmasse 50 vorgesehen. Dadurch kann verhindert werden, dass Wassertropfen in den Raum eindringen, in dem die Schaltungsvorrichtung 18 zwischen dem Mittelteil und der Abdeckung angeordnet ist.
Zu beachten ist, dass, wenn die Abdeckung 20 in einem Zustand an dem Mittelteil 16 befestigt wird, in dem die Dichtungsmasse 50, wie in 9 dargestellt, auf dem Mittelteil 16 aufgebracht ist, es denkbar ist, dass sich der Druck zwischen dem Mittelteil 16 und der Abdeckung 20 erhöht, wenn die Dichtungsmasse 50 zwischen die Abdeckung 20 und das Mittelteil 16 gequetscht wird. Folglich könnte die zwischen das Mittelteil 16 und die Abdeckung 20 gequetschte Dichtungsmasse 50 herausfliegen. D.h., es ist denkbar, dass an einigen Stellen zwischen dem Mittelteil 16 und der Abdeckung 20Dichtungsmasse 50 verloren geht.
Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung weist das Mittelteil die Verbindungsöffnung 16E auf, welche den zwischen dem Mittelteil 16 und der Abdeckung 20 gebildeten Raum mit dem Raum außerhalb dieses Raumes verbindet, wobei zudem ein Bereich an der Seite des Außenraumes zu der radialgerichteten Außenseite hin offen ist. Dadurch kann die Saugpumpe 62 leicht mit einem Abschnitt auf der gegenüberliegenden Seite der Verbindungsöffnung 16E an der Seite, wo die Schaltungsvorrichtung 18 angeordnet ist, verbunden werden. Da die Abdeckung 20 an dem Mittelteil 16 befestigt wird, während mittels der Saugpumpe 62 Luft aus der Schaltungsvorrichtungsseite 18 gesaugt wird, kann verhindert werden, dass sich der Druck in dem Raum zwischen dem Mittelteil 16 und der Abdeckung 20 erhöht, wenn die Dichtungsmasse 50 zwischen die Abdeckung 20 und das Mittelteil 16 gequetscht wird. Dadurch ist es möglich, die Dichtungsmasse in einem gewünschten Zustand zwischen das Mittelteil 16 und die Abdeckung 20 zu quetschen.
Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung ist zudem ein Endabschnitt der Verbindungsöffnung 16E an der Seite des Raumes, wo die Schaltungsvorrichtung 18 angeordnet ist, durch den Filter 42 verschlossen, der die oben erwähnten Eigenschaften aufweist. Bei einer solchen Bauweise wird sich der Druck in dem Raum zwischen dem Mittelteil 16 und der Abdeckung 20 wahrscheinlich erhöhen, wenn die Dichtungsmasse 50 zwischen die Abdeckung 20 und das Mittelteil 16 gequetscht wird. Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung wird die Abdeckung 20 jedoch an dem Mittelteil 16 befestigt, während mittels der mit der Verbindungsöffnung 16E verbundenen Saugpumpe 62 Luft aus der Schaltungsvorrichtungsseite 18 gesaugt wird, wodurch verhindert werden kann, dass sich der Druck in dem Raum zwischen dem Mittelteil 16 und der Abdeckung 20 erhöht, wenn die Dichtungsmasse 50 zwischen die Abdeckung 20 und das Mittelteil 16 gequetscht wird. Diese Ausgestaltung mit dem Filter 42 ermöglicht es auch, die Dichtungsmasse 50 in einem gewünschten Zustand zwischen das Mittelteil 16 und die Abdeckung 20 zu quetschen.
Zu beachten ist, dass der Filter 42 verwendet oder nicht verwendet werden kann, je nachdem, in welcher Umgebung die Motoreinheit 10 eingesetzt wird, welche Ausrichtung die Motoreinheit 10 hat usf.
Es wurde eine beispielhafte Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, d.h., es können verschiedene Änderungen innerhalb eines Umfangs vorgenommen werden, der nicht vom Konzept der vorliegenden Offenbarung abweicht.
Die Offenbarungen der am 9. März 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldungen Nr. 2016-045700 und Nr. 2016-045701 werden durch Verweis vollständig in diese Patentschrift aufgenommen.
Alle in dieser Patentschrift angeführten Dokumente, Patentanmeldungen und technischen Standards werden durch Verweis in demselben Umfang in die vorliegende Patentschrift aufgenommen, so als wäre jedes einzelne angeführte Dokument, jede Patentschrift oder jeder technische Standard durch Verweis einzeln hierin aufgenommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015142455 A [0002]
JP 015142455 A2 [0003]
JP 2014204477 A [0004]
JP 2016045700 [0077]
JP 2016045701 [0077]

Claims

Motor, umfassend: einen Stator mit einer Spule, die durch eine gewickelte Wicklung geformt ist, welche aus einem leitfähigen Element ausgebildet ist, wobei das leitfähige Element auf seiner Oberfläche eine isolierende Deckschicht aufweist; einen Rotor, der sich unter dem Einfluss eines von dem Stator erzeugten rotierenden Magnetfeldes dreht; ein den Stator stützendes Mittelteil, das mit einer mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung versehen ist, durch welche die Wicklung hindurchgeführt ist; eine Schaltungsvorrichtung, die an einer gegenüberliegenden Seite des Mittelteils zu einer Seite angeordnet ist, an welcher der Stator befestigt ist, wobei die Schaltungsvorrichtung einen Verbindungsabschnitt umfasst, mit dem die Wicklung verbunden ist, nachdem sie durch die mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung hindurchgeführt ist, wobei die Schaltungsvorrichtung den Stromfluss zu der Wicklung regelt; und einen Vergussabschnitt, der mittels eines Vergussmaterials geformt ist und eine zwischen der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung und der Wicklung gebildete Lücke abdichtet, indem ein Zustand erreicht wird, in dem ein Abschnitt des Vergussabschnitts dicht an der Deckschicht der Wicklung anhaftet.
Motor nach Anspruch 1, wobei: in dem Mittelteil eine Vielzahl der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen ausgebildet ist; und jede Lücke zwischen der Vielzahl der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen und den jeweiligen durch die mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen hindurchgeführten Wicklungen durch den einzigen Vergussabschnitt abgedichtet ist.
Motor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei: in dem Mittelteil eine Ausnehmung ausgebildet ist, die in einer Drehachsenrichtung des Rotors zu einer Seite offen ist; und die mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung in einer Unterseite der Ausnehmung ausgebildet ist.
Motor nach Anspruch 3, wobei an der Unterseite der einen Ausnehmung mehrere der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnungen ausgebildet sind.
Motor nach einem der Ansprüche 1-4, wobei: zwischen der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung und der Wicklung eine Isolierkappe vorgesehen ist und in der Isolierkappe eine kappenseitige Wicklungsdurchführöffnung ausgebildet ist, durch welche die Wicklung hindurchgeführt ist; und ein statorseitiger Abschnitt der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung einen Innendurchmesser aufweist, der von der Statorseite zu der Schaltungsvorrichtungsseite schrittweise kleiner wird.
Motor nach Anspruch 5, wobei: ein schaltungsvorrichtungsseitiger Abschnitt der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Innendurchmesser der kappenseitigen Wicklungsdurchführöffnung an einem Mittelabschnitt in einer Drehachsenrichtung des Rotors; und der Vergussabschnitt auf der Schaltungsvorrichtungsseite des Mittelteils vorgesehen ist.
Motor, umfassend: einen Rotor, der einen Rotormagneten umfasst und so abgestützt wird, dass er sich um eine Achse drehen kann; und einen Stator mit einem dem Rotormagneten entlang einer radialen Drehrichtung des Rotors zugewandt angeordneten Statorkern, und einer Wicklung mit einer ersten Extension, die sich in Bezug auf den Statorkern zu einer Seite in einer Drehachsenrichtung des Rotors erstreckt, einer zweiten Extension, die sich von einem Ende der ersten Extension auf der einen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors zu einer radialgerichteten Außenseite des Rotors erstreckt, und einer dritten Extension, die sich von einem Ende an der rotorseitigen radialgerichteten Außenseite der zweiten Extension zu der einen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors erstreckt und die mit einer Schaltungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Wicklung eine Spule um den Statorkern bildet, so dass eine Grenze zwischen der ersten Extension und der zweiten Extension in Bezug auf eine Grenze zwischen der zweiten Extension und der dritten Extension auf der einen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors angeordnet ist.
Motor nach Anspruch 7, wobei die zweite Extension zu der anderen Seite in der Drehachsenrichtung des Rotors fortschreitend in Richtung der radialgerichteten Außenseite geneigt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Motors, wobei das Verfahren zur Herstellung des Motors nach Anspruch 7 oder Anspruch 8 angewandt werden kann und Folgendes umfasst: Formen einer Spule mittels Wickeln einer Wicklung um den Statorkern, so dass die Spule um den Statorkern geformt wird; Biegen der Wicklung, indem ein sich von dem Statorkern wegerstreckender Abschnitt der die Spule bildenden Wicklung gepresst wird, um die erste Extension, die zweite Extension und die dritte Extension zu formen, so dass die Grenze zwischen der ersten Extension und der zweiten Extension in Bezug auf die Grenze zwischen der zweiten Extension und der dritten Extension an der einen Drehachsenrichtungsseite des Rotors angeordnet ist; und Verbinden der Wicklung, indem die dritte Extension mit der Schaltungsvorrichtung verbunden wird.
Verfahren zur Herstellung eines Motors nach Anspruch 9, wobei: der Stator durch ein Mittelteil gehalten wird, das eine mittelteilseitige Wicklungsdurchführöffnung aufweist, durch welche die dritte Extension hindurchgeführt ist; wobei das Verfahren zudem Folgendes umfasst: Drehen der Wicklung nach dem Biegen der Wicklung, indem die zweite Extension um die dritte Extension geschwenkt wird, so dass die dritte Extension an einer Position angeordnet ist, die der mittelteilseitigen Wicklungsdurchführöffnung entspricht, und Befestigen des Stators an dem Mittelteil.