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Querbezug
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Die vorliegende Offenbarung basiert auf der
Japanischen Anmeldung Nr. 2017-004405 , die am 13. Januar 2017 eingereicht wurde und deren gesamte Inhalte hierin aufgenommen sind.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Stator für eine elektrische drehende Maschine, die als ein Motor oder ein Generator verwendet wird und die in einem Fahrzeug montiert wird.
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Stand der Technik
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Ein Stator für eine elektrische drehende Maschine hat Nuten, die an einem Statorkern vorgesehen sind, und Statorwicklungen, die auf die Nuten gewickelt sind. Die Statorwicklungen haben eine Vielzahl von Leitersegmenten, die beispielsweise in die Nut eingesetzt sind und durch Fügen jedes Segments mit einem anderen Segment ist eine Statorwicklung für jede Phase der elektrischen drehenden Maschine gestaltet. Im Speziellen ist das Leitersegment aus einem bedeckten Leiterdraht gebildet, der ein gerade geformter Leiter ist, der von einer Isolationsabdeckung umhüllt ist. Das Leitersegment ist mit einem anderen Leitersegment an einer exponierten Fläche an einem Ende des Leitersegments gefügt. Ein Leiterfügebereich ist in wenigstens einem Bereich durch einen Isolator bedeckt, der einen Endabschnitt der Isolationsabdeckung umfasst (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). In der beschriebenen Gestaltung sind Isolationseigenschaften des Leiterfügeabschnitts durch den Isolator sichergestellt, der den Leiterfügeteil an der drehenden Maschine bedeckt.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP1999-341730A -
Zusammenfassung der Erfindung
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Jedoch kann durch wiederholte Erhöhung der Temperatur auf eine Temperatur, die höher ist als eine Raumtemperatur, wenn die elektrische drehende Maschine verwendet wird, ein Reißen des Isolators des Leiterfügeabschnitts um einen Endabschnitt der Isolationsabdeckungsschicht herum auftreten, die an dem Leitersegment vorgesehen ist. Des Weiteren gibt es beispielsweise Bedenken hinsichtlich des Rissfortschreitens und des Isolatorablösens des Leitersegments. Das Reißen des Isolators kann durch einen Unterschied eines linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Isolationsabdeckung des Leitersegments und dem Isolator verursacht werden, der den Leiterfügeabschnitt bedeckt, oder durch eine Spannungskonzentration, die an dem Endabschnitt der Isolationsabdeckung auftritt und die durch beispielsweise eine Temperaturänderung verursacht wird.
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In Anbetracht der vorstehenden Probleme zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, einen Stator für eine elektrische drehende Maschine vorzusehen, bei dem ein Reißen eines Isolators, der einen Leiterfügeabschnitt bedeckt, unterdrückt wird und eine Statorwicklung in wünschenswerter Weise geschützt wird.
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Eine Form, um die vorstehend genannten Probleme zu lösen, und ein Arbeitseffekt werden beschrieben.
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Eine erste Form der vorliegenden Offenbarung ist ein ringförmiger Stator für eine elektrische drehende Maschine. Der Stator ist mit einem Statorkern, der eine Vielzahl von Nuten hat, die in einer Umfangsrichtung von diesem gestaltet sind, und einer Statorwicklung versehen, die aus einer Vielzahl von bedeckten geraden Leiterabschnitten gestaltet ist, die gerade geformte Leiter sind, von denen jeder durch eine Isolationsabdeckung bedeckt ist, und die Vielzahl von geraden Leitern sind mit exponierten Abschnitten versehen, die durch den Leiter exponiert sind. Die Vielzahl von bedeckten geraden Leiterabschnitten sind miteinander an dem exponierten Endabschnitt durch Fügen eines geraden Leiterabschnitts mit einem zweiten geraden Leiterabschnitt gefügt, um einen Leiterfügeabschnitt auszubilden, und der Leiterfügeabschnitt ist durch einen Isolator in einem Bereich bedeckt, der wenigstens einen Endabschnitt der Isolationsabdeckung umfasst.
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Die Isolationsabdeckung ist vorgesehen, um den Leiter in einen haftenden Zustand an dem Leiter zu bedecken und hat einen Niedrighaftabschnitt, der frei von einer Haftung an dem Leiter ist oder eine niedrigere Haftfestigkeit an dem Leiter als an anderen Teilen der Isolationsabdeckung hat.
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Wenn jedoch der Stator für die elektrische drehende Maschine verwendet wird und eine Erhöhung und Verringerung der Temperatur wiederholt durchgeführt wird, treten Situationen auf, in denen sich eine Größe der Isolationsabdeckung an dem bedeckten geraden Leiterabschnitt (im Speziellen eine Kontraktion und Expansion von dieser) ändert. Als eine Folge gibt es Bedenken hinsichtlich des Isolatorreißens (im Speziellen des Isolators, der den Leiterfügeabschnitt bedeckt) aufgrund der Änderung in dem Bereich der Isolationsabdeckung.
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In dieser Hinsicht ist, gemäß der vorstehend beschriebenen Gestaltung, die Isolationsabdeckung vorgesehen, um den Leiter in dem haftenden Zustand zu bedecken, und diese hat den Niedrighaftabschnitt, der frei von einer Haftung ist oder dessen Haftkraft an dem Leiter schwächer ist als eine Haftfestigkeit von anderen Teilen an dem Leiter. Der Niedrighaftabschnitt ist in einer Position vorgesehen, die von dem Endabschnitt an einer Seite des exponierten Abschnitts beabstandet ist. Deshalb, da der Niedrighaftabschnitt gestaltet ist, kann eine Rissbildung des Isolators, die durch die Erhöhung und Verringerung der Temperatur verursacht wird, unterdrückt werden.
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Da die Isolationsabdeckung den Niedrighaftabschnitt hat, falls eine Änderung der Größe der Isolationsabdeckung relativ zu dem Isolator auftritt, der den Leiterfügeabschnitt bedeckt, wird die Änderung der Größe an dem Niedrighaftabschnitt absorbiert und eine Spannung (Scherspannung), die aufgrund der Änderung der Größe von dieser auftritt, wird verringert. Als eine Folge wird beispielsweise ein Reißen des Isolators, der den Leiterfügeteil bedeckt, unterdrückt und die Statorwicklung kann geschützt werden.
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Eine zweite Form der vorliegenden Offenbarung ist, dass die Isolationsabdeckung mit einem Haftabschnitt versehen ist, der eine stärkere Haftfestigkeit als der Niedrighaftabschnitt hat. Der Haftabschnitt ist zwischen dem Endabschnitt an einer Seite des exponierten Abschnitts und dem Niedrighaftabschnitt angeordnet.
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Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass die Isolationsabdeckung eine Zugrestspannung an dem bedeckten geraden Leiterabschnitt hat. Die Zugrestspannung kann auftreten, wenn die Isolationsabdeckung durch Polymerisation der Isolationsabdeckung an dem Leiter ausgebildet wird, nachdem die Isolationsabdeckung auf den Leiter lackiert worden ist, oder kann Grund einer Ausdehnung des bedeckten geraden Leiterabschnitts auftreten, wenn der bedeckte Leiterdraht auf eine Spule gewickelt wird. Andererseits kann eine Zugrestspannung auch auftreten, wenn der Stator bei einem Punkt der Herstellung bearbeitet wird.
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Gemäß der beschriebenen Gestaltung ist die Isolationsabdeckung mit dem Haftabschnitt versehen, der zwischen dem Endabschnitt an der Seite des exponierten Abschnitts und dem Niedrighaftabschnitt vorgesehen ist. Da der Haftabschnitt eine höhere Haftfestigkeit hat als der Niedrighaftabschnitt wird eine Zugrestspannung an dem Niedrighaftabschnitt an dem Haftabschnitt aufrechterhalten. Als eine Folge, wenn eine Ausdehnung von beispielsweise der Isolationsabdeckung aufgrund einer Änderung der Temperatur auftritt, kann die Volumenausdehnung der Isolationsabdeckung an dem Niedrighaftabschnitt in wünschenswerter Weise absorbiert werden.
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Eine dritte Form der Offenbarung ist, dass der Leiter eine Fläche mit einem ausgesparten Teil hat, der an der Fläche ausgebildet ist, und die Isolationsabdeckung den Niedrighaftabschnitt hat, der positioniert ist, um den ausgesparten Teil an der Leiterfläche zu bedecken.
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In der dritten Form hat der bedeckte gerade Leiterabschnitt die Isolationsabdeckung in einem engen Kontaktzustand, um den Leiter zu bedecken, und obwohl die Isolationsabdeckung in dem haftenden Zustand an dem Leiter ist, da der ausgesparte Teil an der Fläche des Leiters ausgebildet ist, wird die Isolationsabdeckung leicht von dem Leiter in einer Vertikalrichtung wegbewegt und somit kann der Niedrighaftabschnitt in wünschenswerter Weise vorgesehen werden.
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In einer vierten Form der Offenbarung hat der Leiter den ausgesparten Teil, der in Richtung zu einem Querschnittsinneren des Leiters ausgespart ist. In der Gestaltung hat der Leiter den ausgesparten Teil, der in einer vorbestimmten Richtung des Querschnitts ausgespart ist, und der sich in eine Richtung ausdehnt, die senkrecht zu der vorbestimmten Querschnittsrichtung ist.
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Gemäß der vierten Form der Offenbarung wird die Isolationsabdeckung in einer Längsrichtung und einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Leiters gezogen. Die Isolationsabdeckung wird von dem Leiter leicht wegbewegt, oberhalb des Leiters in der Vertikalrichtung. Als eine Folge kann der Niedrighaftabschnitt an der Isolationsabdeckung ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass der Leiter an dem ausgesparten Teil durch Pressen mit beispielsweise einem Pressprozess an dem bedeckten Leiterdraht ausgespart ist, und eine Ausdehnung kann somit in der Richtung senkrecht zu der vorbestimmten Richtung durchgeführt werden.
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In einer fünften Form der vorliegenden Offenbarung hat der ausgesparte Teil einen außenseitigen Rand, der in einer ovalen Form ausgebildet ist und der an der Seite des exponierten Abschnitts vorgesehen ist.
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Gemäß der beschriebenen Gestaltung, da der außenseitige Rand des ausgesparten Teils als eine ovale Form an dem Leiter ausgebildet ist, ist eine Grenzfläche zwischen dem Niedrighaftabschnitt und dem Haftabschnitt auch ovalförmig. In dieser Hinsicht kann gemäß der vorstehend beschriebenen Gestaltung, da eine Spannungskonzentration mit Schwierigkeit an der Grenzfläche zwischen dem Niedrighaftabschnitt und dem Haftabschnitt auftritt, die Größe des Niedrighaftabschnitts in geeigneter Weise aufrechterhalten werden.
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Eine sechste Form der vorliegenden Offenbarung ist, dass der bedeckte gerade Leiterabschnitt eine Längsrichtung hat, der Niedrighaftabschnitt einen Niedrighaftstartpunkt hat, und der Niedrighaftstartpunkt des Niedrighaftabschnitts weiter zu einer äußeren Seite des bedeckten geraden Leiterabschnitts positioniert ist als ein Starpunkt des ausgesparten Teils, in der Längsrichtung des bedeckten geraden Leiterabschnitts.
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In dieser Gestaltung ist der Niedrighaftabschnitt entlang einer breiteren Region als der ausgesparte Teil in der Längsrichtung des bedeckten geraden Leiterabschnitts vorgesehen. Mit anderen Worten gesagt ist der ausgesparte Teil in einem kleineren Bereich gestaltet als der Niedrighaftabschnitt. In dieser Hinsicht kann, während der Niedrighaftabschnitt an der Isolationsabdeckung vorgesehen ist, der ausgesparte Teil bei einer minimalen Größe aufrechterhalten werden, und deshalb kann eine Verringerung der Motoreffizienz aufgrund des umgekehrten Abschnitts unterdrückt werden. Das heißt, da der ausgesparte Teil vorgesehen ist, können Bedenken hinsichtlich einer Verringerung der Motoreffizienz aufgrund eines kleineren Querschnitts von diesem auftreten. Jedoch wird durch Verringern der Länge des ausgesparten Teils die Verringerung der Motoreffizienz unterdrückt, durch Vorsehen des vorstehend beschriebenen ausgesparten Teils, während der Niedrighaftabschnitt in gewünschter Weise vorgesehen ist.
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Eine siebte Form der vorliegenden Offenbarung ist, dass der Niedrighaftabschnitt eine Grenzfläche hat, die ovalförmig ist und zwischen dem Haftabschnitt und dem Niedrighaftabschnitt angeordnet ist.
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Gemäß der Gestaltung wird ein übermäßiges Ausbreiten des Niedrighaftabschnitts unterdrückt und eine starke Verringerung der Haftung zwischen dem Leiter und der Isolationsabdeckung kann auch unterdrückt werden. Das heißt, falls ein Spannungskonzentrationspunkt an einem Eckabschnitt an einer Grenzfläche zwischen dem Niedrighaftabschnitt und dem Haftabschnitt existiert, tritt eine Ablösung der Isolationsabdeckung an dem Spannungskonzentrationspunkt leicht durch das Zusammenziehen und das Ausdehnen, das durch eine Zugspannung verursacht wird, oder eine Änderung der Temperatur an dem Niedrighaftabschnitt auf. Des Weiteren tritt auch eine ungewünschte Verbreiterung des Niedrighaftabschnitts auf. Gemäß der Gestaltung der vorliegenden Offenbarung tritt eine Konzentration einer Spannung an der Grenzfläche zwischen dem Nichthaftabschnitt und dem Haftabschnitt schwerlich auf, und eine Größe des Nichthaftabschnitts kann in wünschenswerter Weise aufrechterhalten werden.
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Eine achte Form der vorliegenden Offenbarung ist, dass der bedeckte gerade Leiterabschnitt einen gebogenen Abschnitt hat, der zwischen einer ersten Seite, in der der exponierte Abschnitt angeordnet ist, und einer zweiten Seite angeordnet ist, in der der Niedrighaftabschnitt angeordnet ist. Der gebogene Abschnitt hat eine innenseitige Fläche, die nach innen gebogen ist, und eine außenseitige Fläche, die nach außen gebogen ist, und der Niedrighaftabschnitt ist an einer Fläche angeordnet, die senkrecht zu der innenseitigen Fläche und der außenseitigen Fläche des gebogenen Abschnitts ist.
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Der bedeckte gerade Leiterabschnitt ist an einem Wicklungsende von beispielsweise dem Stator für die elektrische drehende Maschine gebogen. Falls der exponierte Abschnitt an dem ersten Ende vorgesehen ist und der Niedrighaftabschnitt an dem zweiten Ende vorgesehen ist, wobei der gebogene Abschnitt dazwischen angeordnet ist, kann es schwierig sein, eine Änderung der Größe der Isolationsabdeckung um einen Endteil des bedeckten geraden Leiterabschnitts herum zu absorbieren, und zwar als eine Folge des gebogenen Abschnitts. Da jedoch der Niedrighaftabschnitt an einer Fläche vorgesehen ist, die senkrecht zu der innenseitigen Fläche und der außenseitigen Fläche ist, wird die Änderung der Größe der Isolationsabdeckung in wünschenswerter Weise an dem Niedrighaftabschnitt absorbiert.
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Eine neunte Form der vorliegenden Offenbarung ist, dass der Niedrighaftabschnitt, der benachbart zu dem Haftabschnitt ist, eine Isolationsabdeckungsdicke hat, die niedriger ist als die Isolationsabdeckungsdicke des Haftabschnitts.
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Der bedeckte gerade Leiterabschnitt ist mit der Isolationsabdeckung versehen, die ein Hindurchgehen von Sauerstoff gestattet, und die Fläche des Leiters wird somit durch den Sauerstoff oxidiert. Die Haftfestigkeit der Isolationsabdeckung, die an dem Leiter haftet, wird durch die Oxidation an der Fläche des Leiters verringert. Gemäß der beschriebenen Gestaltung, da die Dicke der Isolationsabdeckung an dem Niedrighaftabschnitt dünner ist als die Dicke an dem Haftabschnitt, der benachbart zu diesem ist, ist die Menge von Sauerstoff, der durch den Niedrighaftabschnitt hindurchgeht, erhöht, und der Leiter, der unterhalb des Niedrighaftabschnitts positioniert ist, wird leicht oxidiert. In diesem Fall kann eine Dicke der oxidierten Abdeckung an dem Niedrighaftabschnitt mit Absicht größer sein als eine Dicke von anderen Teilen der Isolationsabdeckung, und ein Niedrighaftabschnitt ist in wünschenswerter Weise vorgesehen.
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In einer zehnten Form der vorliegenden Offenbarung ist der Niedrighaftabschnitt durch eine oxidierte Schicht gestaltet, die an einem Abschnitt der Leiterfläche ausgebildet ist, der durch die Isolationsabdeckung bedeckt ist.
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Wie hier vorstehend beschrieben ist, wird die Haftfestigkeit der Isolationsabdeckung an dem Leiter durch eine Oxidation der Leiterfläche verringert. Als eine Folge kann, durch Ausbilden der oxidierten Schicht an der Leiterfläche, die durch die Isolationsabdeckung bedeckt ist, der Niedrighaftabschnitt in wünschenswerter Weise an einem Teil der Leiterfläche ausgebildet werden, der durch die Isolationsabdeckung bedeckt ist.
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Eine elfte Form der vorliegenden Offenbarung ist, dass die oxidierte Schicht, die an dem Niedrighaftabschnitt positioniert ist, eine größere Dicke hat als die oxidierte Schicht, die an dem Haftabschnitt positioniert ist, der benachbart zu dem Niedrighaftabschnitt an der Leiterfläche ist.
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Gemäß der Gestaltung ist die Verringerung einer Haftfestigkeit der Isolationsabdeckung umso größer, je größer die Dicke der oxidierten Schicht an der Leiterfläche ist. Als eine Folge kann der Niedrighaftabschnitt an dem Leiter stabil vorgesehen werden.
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In einer zwölften Form der vorliegenden Offenbarung sind die Vielzahl von bedeckten geraden Leiterabschnitten mit Wicklungsendabschnitten versehen, die sich in einer Axialrichtung von der Nut zu einer Außenseite erstrecken. Der Leiterfügeabschnitt und der Niedrighaftabschnitt sind an jedem Wicklungsendabschnitt vorgesehen.
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Die Vielzahl von bedeckten geraden Leiterabschnitten haben jeweils einen mittleren Abschnitt, der frei ist und nicht mit einem mittleren Abschnitt eines anderen bedeckten geraden Leiterabschnitts gefügt ist, an dem Wicklungsendabschnitt hat, und der Niedrighaftabschnitt kann somit in wünschenswerter Weise an dem Wicklungsendabschnitt vorgesehen werden. Zusätzlich, da der Niedrighaftabschnitt nahe des Leiterfügeabschnitts (Isolator) an dem Wicklungsendabschnitt angeordnet ist, werden Änderungen der Größe der Isolationsabdeckung durch den Niedrighaftabschnitt in wünschenswerter Weise absorbiert.
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Eine dreizehnte Form der vorliegenden Offenbarung ist, dass die Vielzahl der bedeckten geraden Leiterabschnitte Wicklungsendabschnitte haben, die sich in der Radialrichtung von der Nut zu der Außenseite erstrecken. Eine Länge von dem exponierten Abschnitt zu dem Niedrighaftabschnitt ist in einem Bereich vorgesehen, der geringer als eine Hälfte einer Länge des Wicklungsendabschnitts ist.
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Gemäß der Gestaltung kann ein Niedrighaftabschnitt in wünschenswerter Weise an der Isolationsabdeckung vorgesehen werden, da die Vielzahl von bedeckten geraden Leiterabschnitten mittlere Bereiche haben, die nicht miteinander gefügt sind. Darüber hinaus, da der Niedrighaftabschnitt in einer nahen Umgebung des Leiterfügeabschnitts (Isolator) an dem Wicklungsendabschnitt vorgesehen ist, können Änderungen der Größe der Isolationsabdeckung in wünschenswerter Weise an dem Niedrighaftabschnitt absorbiert werden.
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Figurenliste
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Der Zweck der Offenbarung, die vorstehend beschrieben ist, und andere Zwecke, zusätzlich zu Merkmalen und Vorteilen von dieser, werden transparent mit einer Beschreibung, die nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben ist.
- 1 ist eine Axialquerschnittszeichnung einer elektrischen drehenden Maschine;
- 2 ist eine perspektivische Gesamtansicht eines Stators;
- 3 ist ein beschreibendes Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem ein Leitersegment in einen Statorkern eingesetzt ist;
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil des Stators zeigt;
- 5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines gefügten Zustands eines Leiters an dem Wicklungsendabschnitt;
- 6 ist eine Querschnittsansicht des Leiterfügeabschnitts;
- 7 ist eine Querschnittsansicht des Leiterfügeabschnitts;
- 8 ist ein Querschnittsdiagramm des Leitersegments;
- 9 ist ein Diagramm, das eine Gestaltung des Niedrighaftabschnitts an dem Leitersegment beschreibt;
- 10 ist ein Diagramm, das die Gestaltung des Niedrighaftabschnitts an dem Leitersegment beschreibt;
- 11 ist ein Diagramm, das die Gestaltung des Niedrighaftabschnitts an dem Leitersegment beschreibt;
- 12 ist eine perspektivische Ansicht, die einen vorderen Endabschnitt des Leitersegments zeigt, und
- 13 ist eine Querschnittsansicht des Leitersegments.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass die gleichen Symbole in den Ausführungsbeispielen gestaltenden Elementen oder den Äquivalenten entsprechen, die in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt sind.
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Eine elektrische drehende Maschine 10 in einem ersten Ausführungsbeispiel wird als ein Wechselstromgenerator für ein Fahrzeug verwendet. Die elektrische drehende Maschine 10, die in 1 gezeigt ist, ist mit einem Rotor, der an einer Drehwelle 11 fixiert ist, einem Stator 13, der als eine Einfassung um den Rotor 12 herum positioniert ist, und einem Gehäuse 14 versehen, das den Rotor 12 und den Stator 14 aufnimmt. Das Gehäuse 14 hat ein Paar von rohrförmigen Gehäusebauteilen 14a und 14b, die mit einem Boden und Öffnungen versehen sind, an denen die Gehäusebauteile aneinandergefügt sind. Während die Gehäusebauteile in dem gefügten Zustand vorgesehen sind, wird ein Bolzen 15 festgezogen, und das Gehäuse 14 und die Gehäusebauteile 14a und 14b sind somit als ein Körper zusammengebaut.
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Das Gehäuse 14 ist mit Achslagern 16 und 17 versehen, und eine Drehung der Rotorwelle 11 und des Rotors 12 wird durch die Achslager abgestützt. Der Rotor 12 hat eine Vielzahl von magnetischen Polen, die in einer Umfangsrichtung von diesem angeordnet sind, sodass eine Polarität an einer Außenseite wechselt, gegenüberliegend zu der Radialrichtung der Innenumfangsseite des Stators 13. Die magnetischen Pole sind aus einer Vielzahl von Permanentmagneten ausgebildet, die in vorbestimmten Positionen in dem Rotor 12 eingebettet sind. Da sich die Anzahl von magnetischen Polen, die an dem Rotor vorgesehen sind, gemäß der elektrischen drehenden Maschine unterscheidet, ist die Anzahl von magnetischen Polen nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Rotor, der 8 Pole (4 N-Pole und 4 S-Pole) hat, verwendet.
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Als Nächstes wird der Stator 13 beschrieben. Wie in 2 bis 4 gezeigt ist, ist der Stator 13 mit einem kreisförmigen Statorkern, der mit einer Vielzahl von Nuten 21 versehen ist, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und einer Statorwicklung versehen, die mit drei Statorwicklungen (im Speziellen einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase) versehen ist. Die drei Statorwicklungen sind um die Nuten 21, die an dem Statorkern 20 vorgesehen sind, herum verteilt und gewickelt.
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Der Statorkern 20 hat eine Vielzahl von ringförmigen elektromagnetischen Platten 20a (wie in 1 gezeigt ist), die in einer Axialrichtung des Statorkerns 20 laminiert sind. Der Statorkern 20 hat einen ringförmigen Rückkern 23 und eine Vielzahl von Zähnen 24, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind und die zu einer inneren Seite in der Radialrichtung vorstehen und die einen vorbestimmten Abstand haben, der zwischen diesen vorgesehen ist. Die Nuten 21 sind zwischen den Zähnen 24 vorgesehen, die benachbart zueinander angeordnet sind.
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Ein Flansch 25 ist als ein Innenwandbereich an einem vorderen Ende von jedem der Zähne 24 ausgebildet. Die Anzahl von Nuten 21, die an dem Statorkern 20 ausgebildet sind, ist zwei Nuten pro eine Phase der Statorwicklung 30 für jeden NS-magnetischen Pol (8 magnetische Pole). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Speziellen die Gesamtanzahl von Nuten 48, die als 8x3x2=48 berechnet wird. Die 48 Nuten 21 sind aus U-Phasennuten, V-Phasennuten und W-Phasennuten gebildet. Die Nuten 21 sind in Gruppen von zwei angeordnet, die wiederholt in der Umfangsrichtung davon angeordnet sind.
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Jede Nut 21 ist als ein geöffneter Abschnitt ausgebildet, der sich in der Radialrichtung des Statorkerns 20 erstreckt, als eine Längsrichtung der Nut. Eine Vielzahl von Leitersegmenten 40 kann in der Längsrichtung der Nut 21 angerordnet sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Nut 21 den Flansch 25, der an einem Endabschnitt an einer inneren Seite des Kerns dazwischen angeordnet ist. Die Nut 21 ist als eine halb geschlossene Nut ausgebildet, bei der ein Teil der Nut geöffnet ist, jedoch kann sie auch als eine geschlossene Nut ausgebildet sein, bei der ein Ende der Nut an einer Kerninnenseite durch einen Innenwandabschnitt abgeschlossen ist, oder kann als offene Nut ohne einen Innenwandabschnitt ausgebildet sein.
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Die Statorwicklung 30 ist aus einer Vielzahl von Leitersegmenten 40 gestaltet, die im Wesentlichen eine U-Form ausbilden. Das Leitersegment 40 ist aus einem Paar von gerade geformten Abschnitten 41 und einem Wendeabschnitt 42 ausgebildet, der das Paar von gerade geformten Abschnitten 41 verbindet. Das Paar von gerade geformten Abschnitten 41 hat eine Länge, die größer ist als eine Dickenrichtung des Statorkerns 20. In einer Mitte des Wendeabschnitts 42 ist ein Spitzenabschnitt 43 vorgesehen, um sich entlang einer Endfläche 20b des Statorkerns 20 zu erstrecken, und ein schräger Abschnitt 44, der in einem vorbestimmten Winkel relativ zu der Endfläche 20b des Statorkerns 20 geneigt ist, ist an jedem Ende des Spitzenabschnitts 43 vorgesehen.
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Das Leitersegment 40 ist aus einem Kupferleiter 51, der eine längliche gerade Querschnittsfläche hat, und einem bedeckten geraden Leiterabschnitt gestaltet, der durch die Isolationsabdeckung 52 bedeckt ist, die eine Außenumfangsfläche des Leiters 51 bedeckt. Das Leitersegment 40 ist durch plastische Verformung im Wesentlichen in eine U-Form ausgebildet. In Anbetracht der thermischen Anforderung des Leitersegments 40 der Isolationsabdeckung 52 wird ein hochwärmeresistentes Harzmaterial, beispielsweise Polyimid (PI), verwendet, und die Isolationsabdeckung 52 ist in einem angebrachten Zustand an dem Leiter 51.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist ein Ende des gerade geformten Abschnitts 41 (der an einem Ende vorgesehen ist, das dem Wendeabschnitt 42 gegenüberliegt) ein exponierter Abschnitt 53, der durch den Leiter 51 exponiert ist. Der exponierte Abschnitt 51 ist durch Entfernen der Isolationsabdeckung 52 von dem Leitersegment 40 an diesem bestimmten Teil des Leitersegments 40 ausgebildet. Im Übrigen, wenn das Leitersegment 40 in die Nut 21 eingesetzt ist, ist eine Breitenabmessung der Nut 21 kleiner als eine Breite der Öffnung der Nut 21 in einer Umfangsrichtung des Kerns.
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Es sei angemerkt, dass ein Material des Leiters 51 aus einem zähgepoltem Kupfer, das pures Kupfer ist, das als eine Stromschiene verwendet wird, Kupfer, dem Sauerstoff entzogen worden ist, oder einer Kupferlegierung ausgebildet sein kann, die Kupfer als eine Hauptsubstanz hat. Andererseits kann der Leiter beispielsweise auch aus reinem Aluminium, das in einer eine Stromschiene verwendet wird, oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet sein, die Aluminium als eine Hauptsubstanz hat,. Ein Material, das verwendet wird, um die Isolationsabdeckung 52 auszubilden, ist optional. Das heißt im Speziellen können beispielsweise ein Polyimid, Polyamid-Imid, Polyester, Polyurethan, Polyether-Imid, Polyphenylsulfon, Polyphenylensulfid und Polyetheretherketon verwendet werden. Andererseits können eine Vielzahl von laminierten Isolationsabdeckungen auch aus einer Vielzahl der vorstehend genannten Materialien ausgebildet sein.
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Der Statorkern 20 ist mit der Vielzahl der Leitersegmente 40, die in die Nuten 21 eingesetzt sind, in der Radialrichtung des Kerns versehen. Das heißt, der Statorkern 20 hat zwei Nuten 21A und 21B, die für die gleiche Phase vorgesehen sind und die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung vorgesehen sind, und Leitersegmente 40A und 40B. In diesem Fall sind die zwei Leitersegmente 40A und 40B, die als ein Paar vorgesehen sind, jeweils in die Nuten 21A und 21B eingesetzt.
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Wie in 3 gezeigt ist, sind die geraden Abschnitte 41 der zwei Leitersegmente 40A und 40B nicht in die gleiche Nut eingesetzt, sondern sind in unterschiedliche Nuten eingesetzt, im Speziellen in die Nuten 21A und 21B, die benachbart zueinander sind. In dieser Weise sind die geraden Abschnitte somit in die Nuten 21A und 21B von einem Ende von jedem geraden Abschnitt 41 in der Axialrichtung eingesetzt. Im Speziellen hat, von den zwei Leitersegmenten 40A und 40B, die in 3 an der linken Seite gezeigt sind, das Leitersegment 40A einen ersten geraden Abschnitt 41, der in eine erste Nut 21A eingesetzt ist, die an der äußersten Schicht (einer achten Schicht) positioniert ist, und einen zweiten geraden Abschnitt 41, der in eine zweite Nut 21A eingesetzt ist, die an einer siebten Schicht (von den Figuren weggelassen) an einer ersten Polteilung in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung des Statorkerns 20 positioniert ist und von der ersten Nut 21A beabstandet ist.
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Das Leitersegment 40B hat einen ersten geraden Abschnitt 41, der in eine erste Nut 21B eingesetzt ist, die zu der ersten Nut 21A benachbart ist, an der äußersten Schicht (der achten Schicht), und ein zweites gerades Segment 41, das in eine zweite Nut 21B eingesetzt ist, die an der siebten Schicht (von den Figuren weggelassen) an der ersten Polteilung in der Gegenuhrzeigersinnrichtung des Statorkerns 20 positioniert ist und von der ersten Nut 21B beabstandet ist.
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Mit anderen Worten gesagt, sind die zwei Leitersegmente 40A und 40B in Nuten von einer Nutteilungsdifferenz voneinander in der Umfangsrichtung angeordnet. Gemäß der Gestaltung sind die geraden Abschnitte 41 der Leitersegmente 40 in die ungeradzahligen Nuten 21 von den gesamten Nuten 21 eingesetzt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt acht gerade Abschnitte 41 in einer einzelnen Linie in der Radialrichtung ausgerichtet, und in diesem Zustand sind die acht geraden Abschnitte 41 in eine Nut 21 eingesetzt und im Inneren der Nut 21 aufgenommen.
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Ein Isolationsplättchen 26, das eine elektrische Isolierung zwischen dem Stator 20 und der Statorwicklung 30 (Leitersegment 40) vorsieht, ist im Inneren der Nut 21 vorgesehen. Das Isolationsplättchen 26 ist gemäß der Form und Grö-ße der Vielzahl von Leitersegmenten 40 (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 8 Leitersegmente), die in die Nuten 21 eingesetzt sind, gefaltet und gebogen und ist angeordnet, um die Vielzahl von Leitersegmenten 40 als ein Ganzes zu umgeben. Das Isolationsplättchen 26 ist somit angeordnet, um zwischen eine Innenwandfläche des Statorkerns 20 an der Innenseite der Nut 21 und dem Leitersegment 40 angeordnet zu sein. Das Isolationsplättchen 26 steht weiter zu einer Außenseite vor als die Endfläche 20b des Statorkerns 20.
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Das Paar von geraden Abschnitten 41 für jedes Leitersegment 40 hat Spitzenenden, die sich von den Nuten 21 zu einem anderen Ende in der Axialrichtung (3 untere Seite) erstrecken. Diese speziellen Spitzenenden sind zu gegenüberliegenden Seiten voneinander zu einem vorbestimmten Winkel von der Endfläche 20b des Statorkerns 20 gebogen, in der Umfangsrichtung von diesem (siehe 2). Dieser Vorgang wird durch schräges Biegen der Spitzenenden der geraden Abschnitte 41 durchgeführt, um einen verdrehten Abschnitt 45 auszubilden, der eine Länge hat, die im Wesentlichen eine Hälfte einer Länge eines Polteilungsbereichs ist (siehe 2). Anschließend werden die Spitzenenden der verdrehten Abschnitte 45 für zwei Schichten der Leitersegmente 40 durch beispielsweise Schweißen oder Verstemmen miteinander gefügt, an dem anderen Ende in der Axialrichtung des Statorkerns 20. Die Leitersegmente 40 sind somit durch ein vorbestimmtes Muster elektrisch miteinander verbunden. Im Speziellen ist das Paar von geraden Abschnitten 41 für jedes Leitersegment 40 nebeneinander in der Radialrichtung angeordnet, mit einer Differenz einer Schicht zwischen den zwei geraden Abschnitten. In dieser Weise, da der verdrehte Abschnitt 45 zu der gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung für jede Schicht ausgebildet ist, sind die Leitersegmente 40 fortlaufend miteinander verbunden.
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In dieser Gestaltung sind vorbestimmte Segmente 20 in einer geraden Linie verbunden, und m-Schichten (wenn m eine natürliche Zahl von eins oder mehr ist), die im Inneren von jeder der Nuten beherbergt sind, und ein Nutbeherbergungsabschnitt (gerader Abschnitt 41) sind elektrisch verbunden. Gemäß der Gestaltung sind die Phasenwicklungen 31Y, 31V und 31W jeweils entlang der Nuten 21 in der Umfangsrichtung des Statorkerns 20 wellengewickelt, und eine Statorwicklung 30 ist somit von jeder der Phasenwicklungen 31U, 31V und 31W ausgebildet. Es sei angemerkt, dass ein Wicklungsende von jeder Phasenwicklung 31U, 31V und 31W ein gefügter Draht ist, der durch eine Sternverbindung gefügt ist.
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Die Statorwicklung 30 ist um den Statorkern 20 herum gewickelt, sodass eine Vielzahl der Umwicklungen 42 von der Endfläche 20b der ersten Endseite zu einer Außenseite der Nut 21 vorstehen. Gemäß dieser Gestaltung ist insgesamt ein ringförmiger Wicklungsendabschnitt 47 (siehe 2) ausgebildet.
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Des Weiteren stehen, an der zweiten Endseite in der Axialrichtung des Statorkerns 20, die Vielzahl von verdrehten Abschnitten 45 und Anschlussfügeabschnitten 46 von einer Endfläche von diesem zu einer Außenseite der Nuten 21 vor und eine gesamte Gestaltung eines ringförmigen Wicklungsendabschnitts 48 ist somit ausgebildet (siehe 2). An dem Wicklungsendabschnitt 47 sind sechs Nutteilungen zwischen Nuten durch die Umwicklungsabschnitte 42 an dem Leitersegment 40 elektrisch verbunden, und an dem Wicklungsende 48 sind die sechs Nutteilungen zwischen diesen durch den verdrehten Abschnitt 45 und dem Anschlussfügeabschnitt 46 nicht elektrisch verbunden.
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Nachstehend wird ein Fügen der Leitersegmente im Detail beschrieben. Eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Leiterfügezustands an dem Wicklungsendabschnitt 48 ist in 5 gezeigt, und ein Querschnittsdiagramm des Leiterfügeabschnitts ist in 6 gezeigt.
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Wie in 5 und 6 gezeigt ist, ist ein exponierter Abschnitt 53 des Leiters 51 an einem Spitzenende des Leitersegments 40 vorgesehen, und jeder Leiter 51 ist mit einem anderen Leiter 51 durch beispielsweise Zusammenschweißen der Leiter oder Verstemmen der Leiter miteinander gefügt. Ein Leiterfügeabschnitt, der aus den Leitern 51 gebildet ist, die miteinander gefügt sind, ist durch den Isolator 55 in wenigstens einem Bereich bedeckt, der einen Endabschnitt der Isolationsabdeckung 52 umfasst. Es sei angemerkt, dass der Isolator 55 aus einem Harzpulver ausgebildet ist. In einem Herstellungsprozess des Pulverharzes wird Luft in einen Tank geliefert, der ein Pulverharz enthält, und in diesem Zustand wird das Harz gemischt. Ein vorerwärmter Leiterfügeabschnitt wird in den Tank eingetaucht, der das Harz enthält, das pulvrige Harz schmilzt aufgrund der Wärme von dem Leiterfügeabschnitt und der Isolator 55 wird auf diese Weise an einer Fläche des Leiterabschnitts ausgebildet. Beispielsweise kann ein Isolationsmaterial, das Harzkomponenten von einem Epoxidtyp und einem Polyestertyp enthält, als eine Hauptharzkomponente verwendet werden.
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Im Übrigen, wenn die elektrische drehende Maschine 10 verwendet wird, kann ein Wiederauftreten von Änderungen der Temperatur von einer Raumtemperatur zu einer Temperatur, die eine Raumtemperatur übersteigt, ein Reißen des Isolators 45 an dem Endabschnitt oder nahe dem Endabschnitt der Isolationsabdeckung 52 für das Leitersegment 40 verursachen. Des Weiteren gibt es auch Bedenken hinsichtlich eines Fortschreitens einer Rissbildung an beispielsweise dem Isolator, sodass sich, als eine Folge, der Isolator 55 von dem Leitersegment 40 ablöst.
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In dem Fall beispielweise, in dem sich ein linearer Ausdehnungskoeffizient zwischen der Isolationsabdeckung 52 des Leitersegments 40 und dem Isolator 50 unterscheidet, der die gefügten Leiter bedeckt, oder eine Spannungskonzentration, die durch eine Änderung der Temperatur verursacht wird, an dem Endabschnitt der Isolationsabdeckung 52 auftritt, kann in solchen Fällen als eine Folge beispielsweise ein Reißen an dem Isolator 55 auftreten.
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Mit anderen Worten gesagt, wie in 7 gezeigt ist, falls eine Änderung der Größe der Isolationsabdeckung 52 (Zusammenziehen oder Ausdehnen) in einer unterschiedlichen Weise gegenüber dem Isolator 55 auftritt, der vorstehend beschrieben ist, und solche Änderungen in einem Umfangsbereich des Endabschnitts der Isolationsabdeckung 52 an einer Innenseite des Isolators 55 auftreten, kann dies zu wiederholten Änderungen einer Spannung auf den Isolator 55 führen. In dieser Hinsicht kann beispielsweise ein Reißen und Brechen des Isolators 55 durch eine Änderung der Spannung verursacht werden. Es sei angemerkt, dass ein lineares Ausdehnungsverhältnis der Isolationsabdeckung 52 größer ist als ein lineares Ausdehnungsverhältnis des Isolators 55.
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Des Weiteren, da eine Innenumfangsseite der Isolationsabdeckung 52 an dem Leiter 51 angebracht ist, ist eine Position, die näher zu einer Außenseite der Isolationsabdeckung 52 ist, eine Position, die von einem Haftteil des Leiters 51 beabstandet ist. Als eine Folge dehnt sich die Isolationsabdeckung 52 mit einem linearen Ausdehnungsverhältnis des Harzmaterials selbst aus und zieht sich mit diesem zusammen, und das Niveau des Ausdehnens und des Zusammenziehens ist größer an der Außenumfangsseite der Isolationsabdeckung 52 als an einer Innenumfangsseite (das heißt einer Seite umfänglich zu einer äußeren Fläche des Leiters 51). In der beschriebenen Gestaltung gibt es jedoch, als eine Folge, die Befürchtungen des Reißens der Isolationsabdeckung 52, das an einem äußeren Ende von dieser initiiert wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeckt, wie in 8 gezeigt ist, die Isolationsabdeckung 52 den Leiter 51 in einem an diesem angebrachten Zustand an dem Leitersegment 40, und im Gegensatz dazu ist der Niedrighaftabschnitt 56, in dem die Isolationsabdeckung 52 nicht an dem Leiter 51 angebracht ist, in einer vorbestimmten Position vorgesehen, die von einem Endabschnitt an einer Seite des exponierten Abschnitts 53 beabstandet ist.
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Es sei angemerkt, dass der Niedrighaftabschnitt 56 auch ein Abschnitt sein kann, der eine niedrigere Haftfestigkeit an dem Leiter 51 als an den anderen Teilen der Isolationsabdeckung 52 hat. Wie in 8 gezeigt ist, ist der Leiter 55 mit einer virtuellen Linie gekennzeichnet, und der Niedrighaftabschnitt 56 ist in einer Position, die von dem Endabschnitt der Isolationsabdeckung 55 beabstandet ist, an einer Außenseite des Isolators 55 vorgesehen.
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Die Haftabschnitte 57A und 57B, die eine höhere Haftfestigkeit als der Niedrighaftabschnitt 56 haben, sind zwischen der Seite des exponierten Abschnitts 53 und dem Niedrighaftabschnitt 56 vorgesehen. Im Speziellen sind die Haftabschnitte 57A und 57B an einer gegenüberliegenden Seite zu dem exponierten Abschnitt 53 vorgesehen, wobei der Niedrighaftabschnitt 56 dazwischen angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass eine Länge des Haftabschnitts 57A von einem Ende der Isolationsabdeckung 52 (im Speziellen ein Abstand von dem Ende der Isolationsabdeckung 52 zu dem Niedrighaftabschnitt 56) beispielsweise geringer als 5 cm und bevorzugt weniger als 3 cm ist.
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Wie vorstehend beschrieben ist, da die Isolationsabdeckung den Niedrighaftabschnitt 56 hat, der an einem Teil von dieser gestaltet ist, ist die Isolationsabdeckung 53 in einem schwimmenden Zustand, im Speziellen in einem haftfreien Zustand mit dem Leiter 55 um den Niedrighaftabschnitt 56 herum. Deshalb, falls sich eine Größe der Isolationsabdeckung 52 relativ zu dem Isolator 55 ändert, der das Leitersegment bedeckt (beispielsweise eine Änderung der Größe der Isolationsabdeckung 52 in der Längsrichtung des Leiters 40), wird die Grö-ßenänderung der Isolationsabdeckung 52 an dem Nie-drighaftabschnitt 56 absorbiert, und eine zusätzliche Spannung (Scherspannung) an dem Leiter 55, die durch die Änderung der Größe der Isolationsabdeckung 52 verursacht wird, wird verringert. Als eine Folge wird beispielsweise ein Auftreten von Rissen in dem Isolator 55 unterdrückt.
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Es sei angemerkt, dass in einer Situation, in der der Niedrighaftabschnitt 56 eine vergleichsweise niedrige Haftfestigkeit mit dem Leiter 51 hat, eine Änderung der Größe der Isolationsabdeckung 52 durch den Niedrighaftabschnitt 56 absorbiert wird, solange die Isolationsabdeckung 54 in ausdehnbarer Weise an der Leiterfläche in Situationen beweglich ist, wo die Größe der Isolationsabdeckung zu einer Änderung neigt. Somit kann ein Effekt des Unterdrückens des Reißens der Isolationsabdeckung 55 vorgesehen werden.
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Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass die Isolationsabdeckung 52 eine Zugrestspannung an dem Leitersegment 40 hat. Die Zugrestspannung kann auftreten, wenn die Isolationsabdeckung durch Polymerisation der Isolationsabdeckung an dem Leiter ausgebildet wird, nachdem die Isolationsabdeckung auf den Leiter lackiert worden ist, oder kann aufgrund einer Drahtausdehnung auftreten, wenn der Abdeckungsleitungsdraht auf eine Spule gewickelt wird. Andererseits kann eine Zugrestspannung auch auftreten, wenn der Stator bei einem Punkt der Herstellung bearbeitet wird. Die Restspannung, die auftritt, wenn das Segment 40 hergestellt wird, oder die elastische Verformung der Isolationsabdeckung 52, die bei einem Prozesspunkt auftritt, nachdem das Segment hergestellt worden ist, bleiben erhalten, und die Spannung der Isolationsabdeckung 52 wird somit aufrechterhalten, ohne sich zu verringern. In der beschriebenen Gestaltung, da der Haftabschnitt 57A zwischen dem Ende an der Seite des exponierten Abschnitts und dem Niedrighaftabschnitt 56 vorgesehen ist, wird die Zugrestspannung an dem Niedrighaftabschnitt 56 durch den Haftabschnitt 57A aufrechterhalten. Als eine Folge, falls sich die Größe der Isolationsabdeckung 52 beispielsweise mit einer Temperaturänderung ausdehnt, wird die Größenausdehnung der Isolationsabdeckung in wünschenswerter Weise an dem Niedrighaftabschnitt 56 absorbiert, während die Zugrestspannung verwendet wird.
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Als Nächstes wird der Niedrighaftabschnitt 56 des Leitersegments 40 im Detail beschrieben. 9 ist eine Gestaltung des Niedrighaftabschnitts 56 an dem Leitersegment 40, (a) zeigt eine Querschnittszeichnung des Leitersegments 40 an einer Querschnittsfläche, die sich in einer X-Richtung erstreckt, die in (c) gezeigt ist, und (b) zeigt eine Querschnittsgestaltung an einer Querschnittsfläche, die sich in einer Y-Richtung erstreckt, die in (c) gezeigt ist.
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In 9 hat der Leiter 51 einen ausgesparten Teil 51a, der an der Leiterfläche ausgespart ist. Der ausgesparte Teil 51a ist an dem Leiter 51 durch Pressen einer Fläche des Leiters 51 zu einer Querschnittsinnenseite des Leiters ausgebildet. Der ausgesparte Teil ist in einer vorbestimmten Richtung (X-Richtung) des Leiters 51 ausgespart und ist auch in einer senkrechten Richtung (Y-Richtung) zu einer vorbestimmten Richtung ausgedehnt, um einen ausgedehnten Abschnitt auszubilden.
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Als eine Folge hat der ausgesparte Teil 51a eine flache ovalförmige Fläche 51b in dem ausgesparten Teil 51a. Der Niedrighaftabschnitt 56 der Isolationsabdeckung 52 bedeckt den ausgesparten Teil 51a. Das heißt, der ausgesparte Teil 51a ist an zwei Leiterseitenflächen ausgebildet, die in der X-Richtung des Leiters 51 angeordnet sind, und der Niedrighaftabschnitt 56 ist entlang der zwei Leiterflächen vorgesehen. Es sei angemerkt, dass das Leitersegment 40 unter Verwendung eines Pressprozesses gepresst wird, und der Leiter 51 somit in der X-Richtung ausgespart wird und in der Y-Richtung an dem ausgesparten Teil 51a ausgedehnt wird.
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Da der ausgesparte Teil 51a in dieser Weise an dem Leiter 51 ausgebildet ist, schwimmt die Isolationsabdeckung 52 leicht über dem Leiter 51. Zusätzlich, da der ausgesparte Teil 51a mit dem Leiter 51 in dem gepressten Zustand ausgebildet wird, wird die Isolationsabdeckung 52 in einer Längsrichtung des Leiters 51 gezogen und wird auch in einer Richtung senkrecht zu dieser gezogen, und die Isolationsabdeckung 52 schwimmt leicht über dem Leiter 51. Als eine Folge ist der Niedrighaftabschnitt 56 in wünschenswerter Weise an der Isolationsabdeckung 52 gestaltet.
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Das heißt, ein Außenrand an einer Seite des exponierten Abschnitts hat eine Ausbildung in einer ovalen Form in dem ausgesparten Teil 51a. Der Niedrighaftabschnitt 56 ist in einem Bereich vorgesehen, der sich zu der Außenseite des ausgesparten Teils 51a ausdehnt. Das heißt, der Niedrighaftabschnitt 56 ist derart angeordnet, dass ein Startpunkt des Niedrighaftabschnitt 56 weiter zu einer Außenseite positioniert ist als ein Startpunkt des ausgesparten Teils 51, in der Längsrichtung des Leitersegments 40. Wie in 9 (b) gezeigt ist, hat eine Länge L1 des ausgesparten Teils 51a eine kleinere Abmessung als eine Länge L2 des Niedrighaftabschnitts aus Sicht in der Längsrichtung des Segments 40 (L1<L2).
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Da der Außenrand des ausgesparten Teils 51a in einer ovalen Form ist, ist eine Grenzfläche zwischen dem Niedrighaftabschnitt 56 und den Haftabschnitten 57A und 57B auch ovalförmig. Somit wird ein übermäßiges Ausbreiten des Niedrighaftabschnitts 56 unterdrückt, und eine übermäßige Verringerung der Haftfestigkeit zwischen dem Leiter 51 und der Isolationsschicht 52 wird auch unterdrückt. Das heißt, falls eine Spannungskonzentration an beispielsweise einem Eckabschnitt der Grenzfläche zwischen dem Niedrighaftabschnitt 56 und dem Haftabschnitt auftritt, neigt die Isolationsabdeckung dazu, leicht an dem Spannungskonzentrationspunkt einzureißen, durch das Zusammenziehen und Ausdehnen, das beispielsweise als eine Folge der Zugspannung des Niedrighaftabschnitts 56 oder einer Änderung der Temperatur auftritt, und als eine Folge kann sich auch ein unerwünschtes Ausbreiten des Niedrighaftabschnitts erhöhen.
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In Anbetracht dieses Problems tritt gemäß der vorstehend beschriebenen Gestaltung solch eine Spannungskonzentration schwerlich an der Grenzfläche zwischen dem Niedrighaftabschnitt 56 und dem Haftabschnitt auf, und deshalb wird die Größe des Niedrighaftabschnitts 56 in wünschenswerter Weise aufrechterhalten.
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Des Weiteren ist der Niedrighaftabschnitt 56 angeordnet, um in der Längsrichtung des Leitersegments 40 eine größere Region zu bedecken als der ausgesparte Teil 51a, mit anderen Worten gesagt ist der ausgesparte Teil 51a in einem kleineren Bereich vorgesehen als der Niedrighaftabschnitt 56. Als eine Folge kann, während der Niedrighaftabschnitt 56 an der Isolationsabdeckung 52 vorgesehen ist, die Größe des ausgesparten Teils 51a klein gehalten werden, und somit wird eine Verringerung der Motoreffizienz, die beispielsweise durch den ausgesparten Teil 51a verursacht wird, unterdrückt. Im Speziellen können, falls der ausgesparte Teil 51a an dem Leiter 51 vorgesehen ist, Befürchtungen hinsichtlich einer verringerten Effizienz des Motors auftreten, die durch eine Verringerung der Querschnittsgröße verursacht wird. In dieser Hinsicht ist, durch Halten des ausgesparten Teils 51a bei einer relativ kleinen Größe, der Niedrighaftabschnitt 56 in wünschenswerter Weise durch die Ausbildung des ausgesparten Teils 51a gestaltet, und die Verringerung der Motoreffizienz kann auch unterdrückt werden.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als ein Verfahren, um die Haftfestigkeit der Isolationsabdeckung 52 an dem Leiter 51 aktiv zu verringern, eine oxidierte Schicht an einer Fläche des Leiters 51 an dem Niedrighaftabschnitt 56 ausgebildet. In einem Fall des Verwendens eines Kupferleiters 51 wird eine oxidierte Schicht an der Fläche des Leiters 51 durch Verwendung von Kupferoxid (CuO und CuO2) ausgebildet. In diesem Fall wird eine oxidierte Schicht an einer Fläche des Leiters 51 ausgebildet, während der Leiter 51 durch die Isolationsabdeckung 52 bedeckt ist. Die Haftfestigkeit der Isolationsabdeckung an dem Leiter 51 wird somit durch Oxidation verringert, die an der Fläche der Leiterfläche auftritt.
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Im Speziellen wird, wie in 10 gezeigt ist, eine oxidierte Schicht 58 an der Fläche des Leiters 51 (im Speziellen zwischen dem Leiter 51 und der Isolationsabdeckung 52) in einer Umgebung des haftfreien Abschnitts des Leitersegments 40 ausgebildet. Es sei angemerkt, dass die oxidierte Schicht 58 durch Sauerstoff gestaltet wird, der durch die Isolationsmembran 52 hindurchgeht, und deshalb wird in Betracht gezogen, dass die Sauerstoffmembran entlang des gesamten Leitersegments 40 ausgebildet ist. Demzufolge ist, in 10, die oxidierte Schicht 58 entlang der gesamten Längsrichtung des Leiters 51 ausgebildet, und der Niedrighaftabschnitt 56 und andere Bereiche werden gemäß dem Dickenunterschied der oxidierten Schicht 58 ausgebildet. Eine Dicke der oxidierten Schicht an dem Niedrighaftabschnitt 56 ist als T1 gegeben und die Dicke der oxidierten Schicht 58 an den anderen Bereichen ist als T2 gegeben (T1>T2). Um die Dicke der oxidierten Schicht zu ändern, kann beispielsweise ein Bereich des Niedrighaftabschnitts 56 einer lokalen Aussetzung zu einer Hochsauerstoffatmosphäre unterzogen werden, und eine relativ dicke oxidierte Schicht 58 kann somit in der Umgebung des Niedrighaftabschnitts 56 ausgebildet werden.
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In 11 unterscheidet sich eine Dicke der Isolationsabdeckung 52 zwischen dem Niedrighaftabschnitt 56 und den anderen Bereichen an dem Leitersegment 40. Eine Dicke T3 der Isolationsabdeckung an dem Niedrighaftabschnitt 56 ist niedriger als die Dickt T4 der Isolationsabdeckung 52 an dem Haftabschnitt, der benachbart ist zu dem Niedrighaftabschnitt 56 (T3<T4). Da hohe Mengen von Sauerstoff durch die Isolationsabdeckung 52 an dem Niedrighaftabschnitt 56 hindurchgehen, der die niedrigere Dicke hat, wird der Leiter 51 leicht oxidiert, und ein gewünschter Niedrighaftabschnitt 56 wird vorgesehen.
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Ein Endabschnitt des Leitersegments 40 ist der Wicklungsendabschnitt 48, der in der Axialrichtung von der Nut 21 zu einer Außenseite vorsteht. Ein verdrehter Abschnitt 45 und ein Anschlussfügeabschnitt 46 sind an dem Wicklungsendabschnitt 48 ausgebildet, und in der Gestaltung ist der Niedrighaftabschnitt 56 an dem Wicklungsendabschnitt 48 vorgesehen. Im Speziellen kann der Niedrighaftabschnitt 56 in einem Bereich ausgebildet sein, der geringer als eine Hälfte einer Gesamtlänge des Wicklungsendabschnitts 48 ist, wenn die Länge des Wicklungsendabschnitts 48 von dem exponierten Abschnitt 53 gemessen wird. Beispielsweise ist der Niedrighaftabschnitt 56 in einem Teil vorgesehen, der in 5 mit A gekennzeichnet ist.
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Da der Wicklungsendabschnitt 48 die Vielzahl der Leitersegmente 50 hat, die mittlere Abschnitte haben, die frei und nicht gefügt sind, kann der Niedrighaftabschnitt 56 in wünschenswerter Weise vorgesehen werden. Darüber hinaus, da der Niedrighaftabschnitt 56 nahe zu dem Isolator 55 an dem Wicklungsendabschnitt 48 angeordnet ist, werden Änderungen der Größe der Isolationsabdeckung 52 in wünschenswerter Weise durch den Niedrighaftabschnitt 56 absorbiert.
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Des Weiteren ist der Niedrighaftabschnitt 56 in wünschenswerter Weise in Anbetracht einer Biegerichtung des Wicklungsendabschnitts 48 an dem Leitersegment 40 positioniert. Das heißt, wie in 12 gezeigt ist, ist der gebogene Abschnitt 59 in einer Umgebung eines vorderen Endabschnitts so angeordnet, dass der Leiter 51 mit einem anderen Leiter 51 an dem Leitersegment 40 gefügt ist. Des Weiteren ist der exponierte Abschnitt 53 an einem Ende angeordnet, wobei ein gebogener Abschnitt 59 zwischen dem exponierten Abschnitt 53, der an dem einen Ende vorgesehen ist, und dem Niedrighaftabschnitt 59 angeordnet ist, der an einem zweiten Ende des Leitersegments 40 vorgesehen ist. Der Niedrighaftabschnitt 59 ist an einer Fläche, die senkrecht zu einer gebogenen Fläche ist, die an einer inneren Seite und einer äußeren Seite des gebogenen Abschnitts vorgesehen ist, an dem Leitersegment 40 vorgesehen.
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Die Leitersegmente 40 sind an den Nuten 21 des Statorkerns 20 in einer Anordnungsrichtung des Leitersegments 40 verflochten. Die Verflechtung der Leitersegmente 40 ist durch Biegen der Leitersegmente in einer senkrechten Richtung zu einer Anfangsanordnungssegmentrichtung (im Speziellen der Kernumfangsrichtung) ausgebildet, und in diesem Zustand ist ein Niedrighaftabschnitt 56 an zwei Flächen in der Kernradialrichtung ausgebildet.
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Falls jedoch der gebogene Abschnitt 59 an dem Leitersegment 40 vorgesehen ist, kann es schwierig für den Niedrighaftabschnitt 56 sein, die Änderung der Größe der Isolationsabdeckung 52 an jeder der Flächen an der inneren Seite und der äußeren Seite des gebogenen Abschnitts 59 zu absorbieren. In Anbetracht dieser Bedenken, da der Niedrighaftabschnitt 56 an einer Fläche angeordnet ist, die senkrecht zu den Flächen ist, die an der inneren Seite und der äußeren Seite des gebogenen Abschnitts 50 vorgesehen sind, werden Änderungen der Größe der Isolationsabdeckung 52 in wünschenswerter Weise an dem Niedrighaftabschnitt 56 an dem Leitersegment 40 absorbiert.
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Als Nächstes werden Wirkungen des Ausführungsbeispiels im Detail beschrieben.
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In der beschriebenen Gestaltung, da der Niedrighaftabschnitt 56 in einer Position angeordnet ist, die von dem Endabschnitt an der Seite des exponierten Abschnitts 53 beabstandet ist, wird ein Reißen des Isolators 55, das durch beispielsweise eine Änderung der Größe der Isolationsabdeckung 52 verursacht wird, unterdrückt, und die Statorwicklung 30 kann in gewünschter Weise geschützt werden.
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Der Haftabschnitt 57A ist zwischen dem Endabschnitt an der Seite des exponierten Abschnitts 53 und dem Niedrighaftabschnitt 56 vorgesehen, und deshalb wird eine Zugrestspannung an dem Niedrighaftabschnitt 56 durch den Haftabschnitt 57A aufrechterhalten. Des Weiteren wird eine Größenausdehnung der Isolationsabdeckung 52 in wünschenswerter Weise an dem Niedrighaftabschnitt 56 unter Verwendung der Zugrestspannung absorbiert.
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Der ausgesparte Teil 51a ist an dem Leiter 51 ausgebildet, und der Niedrighaftabschnitt 56 ist positioniert, um den ausgesparten Teil 51a zu bedecken. Im Speziellen ist eine Aussparung in einer vorbestimmten Querschnittsrichtung ausgebildet und dehnt sich in der Richtung aus, die senkrecht zu der vorbestimmten Querschnittsrichtung ist, an einer Position, in der der ausgesparte Teil 51a an dem Leiter 51 ausgebildet ist. Somit schwimmt gemäß der Gestaltung die Isolationsabdeckung 52 leicht über dem Leiter 51, und der Niedrighaftabschnitt 56 kann in gewünschter Weise gestaltet sein.
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Des Weiteren, da der äußere Rahmen des ausgesparten Teils 51a ovalförmig ist, ist die Grenzfläche zwischen dem Niedrighaftabschnitt 56 und dem Haftabschnitt 57A eine ovale Form. Als eine Folge wird beispielsweise eine übermäßige Ausdehnung des Niedrighaftabschnitt 56 unterdrückt, und eine Größe von diesem wird in wünschenswerter Weise aufrechterhalten.
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Der Niedrighaftabschnitt 56 ist ausgebildet, um in der Längsrichtung des Leitersegments 40 eine größere Region abzudecken als der ausgesparte Teil 51a. Deshalb, während der Niedrighaftabschnitt 56 an der Isolationsabdeckung 52 vorgesehen ist, kann die Größe des Aussparungsteils 51a klein gehalten werden, und eine Verringerung der Motoreffizienz, die beispielsweise durch den Aussparungsteil 51a verursacht wird, wird unterdrückt.
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In der beschriebenen Gestaltung ist der Niedrighaftabschnitt 56 an der Fläche, die in der senkrechten Richtung der Flächen an der inneren Seite und der äußeren Seite des gebogenen Abschnitts 59 positioniert ist, an dem Leiter 40 angeordnet. Deshalb wird die Änderung der Größe der Isolationsabdeckung 52 an dem Niedrighaftabschnitt 56 in wünschenswerter Weise absorbiert, ungeachtet der Gestaltung des gebogenen Abschnitts 59.
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Eine Dicke der Isolationsabdeckung 52 ist an dem Niedrighaftabschnitt 56 niedriger als die Dicke an dem Haftabschnitt, der benachbart zu dem Niedrighaftabschnitt 56 ist. Gemäß der Gestaltung kann die oxidierte Schicht an dem Niedrighaftabschnitt 56 in wünschenswerter Weise eine größere Dicke haben als die oxidierte Schicht, die an den anderen Teilen des Leitersegments 40 ausgebildet ist, und der Niedrighaftabschnitt 56 kann teilweise an der Isolationsabdeckung 52 gestaltet sein.
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Des Weiteren, da die oxidierte Schicht an dem Niedrighaftabschnitt 5 eine größere Dicke hat als die oxidierte Schicht an dem Haftabschnitt, der benachbart zu dem Niedrighaftabschnitt 56 ist, kann ein stabiler Nie-drighaftabschnitt 56 an dem Leitersegment 40 ausgebildet werden.
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Der Niedrighaftabschnitt 56 ist an dem Wicklungsendabschnitt 48 gestaltet. Insbesondere ist der Niedrighaftabschnitt 56 in einem Bereich ausgebildet, der weniger als eine Hälfte der Gesamtlänge des Wicklungsendes bedeckt, wenn die Länge des Wicklungsendes von dem exponierten Abschnitt 53 an ist.
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Nachstehend wird ein Verfahren des Ausbildens des Niedrighaftabschnitt 56 an dem Leitersegment 40 beschrieben.
- (1) In einem Pressprozess oder einem Erwärmungsprozess wird der ausgesparte Teil 51a an dem Leiter 51 mit einer Scherspannung ausgebildet, die gleich wie oder höher ist als die Haftkraft zwischen dem Leiter 51 und der Isolationsabdeckung 52. In diesem Fall wird der Niedrighaftabschnitt 56 an dem Leitersegment 40 durch Ablösen der Leiterabdeckung 52 von dem Leiter 51 ausgebildet. Gemäß dem beschriebenen Verfahren werden Verwaltungskosten und Herstellungskosten verringert.
- (2) Bei dem Pressprozess oder dem Erwärmungsprozess wird der ausgesparte Teil 51a an der Isolationsschicht 52 mit einer Scherspannung ausgebildet, die gleich wie oder höher als die Haftkraft zwischen dem Leiter 51 und der Isolationsabdeckung 52 und gleich wie oder niedriger als eine Fließspannung der Isolationsabdeckung 52 ist. Gemäß dem beschriebenen Prozess wird der Niedrighaftabschnitt 56 an dem Leitersegment 40 durch Ablösen der Isolationsabdeckung 52 von dem Leiter 51 ausgebildet, und zu diesem Punkt kann ein Membranverdünnen der Isolationsabdeckung 52 als eine Folge des Prozesses unterdrückt werden. Des Weiteren kann eine Verringerung einer Isolationszuverlässigkeit auch unterdrückt werden.
- (3) In einem Pressprozess oder einem Erwärmungsprozess wird der ausgesparte Teil 51a an dem Leiter 51 mit einer Haftfestigkeit, die gleich wie oder höher als die Haftfestigkeit zwischen dem Leiter 51 und der Isolationsabdeckung 52 ist, und einer Fließspannung, die gleich wie oder niedriger als die Isolationsabdeckung ist, und auch eine Scherspannung ausgebildet, die gleich wie oder höher als eine Fließspannung des Leiters ist. Gemäß der Gestaltung kann der Niedrighaftabschnitt 56 an dem Leitersegment 40 durch Ablösen der Isolationsabdeckung von dem Leiter 51 an diesem speziellen Teil der Abdeckmembran ausgebildet werden. Des Weiteren wird ein unerwünschtes Verdünnen der Isolationsabdeckung 52 aufgrund des Bearbeitens von dieser unterdrückt.
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Gemäß der Gestaltung wird eine Verschlechterung der Isolationszuverlässigkeit unterdrückt. Des Weiteren kann der Niedrighaftabschnitt 56 an dem Leitersegment 40 zuverlässig ausgebildet werden.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Die Ausführungsbeispiele können wie folgt modifiziert werden.
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Eine Fläche, in der der Niedrighaftabschnitt 56 an dem Leitersegment 40 in einem Umfang des Leiters ausgebildet wird, ist optional. Beispielsweise kann der Niedrighaftabschnitt 56 an einer Fläche von den vier Flächen des Leiters ausgebildet werden. Im Gegensatz dazu kann eine Gestaltung, in der der Niedrighaftabschnitt 56 an drei Flächen oder vier Flächen des Leitersegments gestaltet ist, auch vorgesehen werden. Das heißt, der Niedrighaftabschnitt 56 kann an wenigstens einer Fläche des Leiters 51 vorgesehen werden. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass je mehr die Scherspannung, die auf dem Isolator 55 aufgebracht wird, verringert ist, desto höher die Anzahl von Flächen ist, die den Niedrighaftabschnitt 56 haben, und eine Unterdrückung eines Reißens des Isolators kann auch verbessert werden.
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Das Leitersegment 40 kann auch ohne den ausgesparten Teil 51a an dem Leiter 51 gestaltet sein. Des Weiteren kann in einer Gestaltung, in der der ausgesparte Teil 51a nicht an dem Leiter 51 gestaltet ist, die Grenzfläche zwischen dem Niedrighaftabschnitt 56 und den Haftabschnitten 57A und 57B als eine ovale Form ausgebildet sein. Gemäß der beschriebenen Gestaltung wird ein übermäßiges Ausbreiten des Niedrighaftabschnitts 56 unterdrückt und eine Größe des Niedrighaftabschnitts 56 kann in wünschenswerter Weise aufrechterhalten werden.
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In den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der lineare Ausdehnungskoeffizient der Isolationsabdeckung 52 größer als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Isolators 55, jedoch kann die beschriebene Gestaltung auch geändert sein. Beispielsweise kann der lineare Ausdehnungskoeffizient der Isolationsabdeckung 52 als ein kleinerer Wert vorgesehen sein als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Isolators 55, und auch in dieser Gestaltung kann ein Reißen des Isolators unterdrückt werden.
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Als ein Verfahren, um die Haftfestigkeit zwischen dem Leiter 51 und der Isolationsabdeckung 52 zu verringern, kann der Leiter 51 mit einem Öl bedeckt werden, vor einem Ausbilden der Isolationsabdeckung 52, und anschließend kann die Isolationsabdeckung 52 dann an dem Leiter 51 ausgebildet werden.
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Eine Gestaltung, die in 13 gezeigt ist, kann auch verwendet werden. In 13 ist der Isolator 55 mit einer virtuellen Linie gezeigt, und ein Niedrighaftabschnitt 56 ist an einer inneren Seite des Isolators 55 angeordnet.
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Das Leitersegment 40 ist nicht auf eine rechteckige Querschnittsform beschränkt und kann beispielsweise auch eine Kreisquerschnittsform sein. Das heißt, das Leitersegment 40 kann ein gerundeter Drahtteil oder ein rechteckiger Drahtteil sein.
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Die elektrische drehende Maschine wird als ein am Fahrzeug montierter Generator, eine elektrische Maschine oder eine Vorrichtung verwendet, die die Funktionen von beiden der vorstehend genannten Maschinen hat und hervorruft.
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Die vorliegende Offenbarung ist in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsbeispielen beschrieben worden, jedoch ist es zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und die Gestaltung beschränkt ist, die beschrieben sind. Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationen und die Äquivalente von dieser. Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung umfassen verschiedene Kombinationen und Formen, die ein oder mehr als ein Element haben, ohne von dem Kern und dem Umfang der Offenbarung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017004405 [0001]
- JP 11341730 A [0004]
