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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator, der einen Verbindungsanschluss umfasst, und einen Elektromotor.
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Hintergrund
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Herkömmlich ist ein Stator eines Elektromotors mit einem leitfähigen Verbindungsanschluss versehen, der es ermöglicht, dass ein Wicklungsdraht und ein Zuleitungsdraht leitend verbunden sind. Die Patentliteratur 1 offenbart beispielsweise einen Verbindungsanschluss, bei dem eine Wicklungsdrahtnut zum Halten eines Wicklungsdrahtes und eine Zuleitungsdrahtnut zum Halten eines Zuleitungsdrahtes ausgebildet sind.
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Die Breite der Wicklungsdrahtnut ist kleiner als der Außendurchmesser des Wicklungsdrahtes, und die Breite der Zuleitungsdrahtnut ist kleiner als der Außendurchmesser des Zuleitungsdrahtes. Wenn der Wicklungsdraht in die Wicklungsdrahtnut eingeführt wird, wird daher eine isolierende Beschichtung des Wicklungsdrahtes von einer Innenwand der Wicklungsdrahtnut abgelöst, um einen Kerndraht freizulegen. Gleichfalls wird beim Einführen des Zuleitungsdrahtes in die Zuleitungsdrahtnut eine isolierende Beschichtung des Zuleitungsdrahtes von einer Innenwand der Zuleitungsdrahtnut abgelöst, um einen leitenden Draht freizulegen. Infolgedessen kommen der Kerndraht des Wicklungsdrahtes und der leitende Draht des Zuleitungsdrahtes mit dem Verbindungsanschluss in Kontakt, und der Wicklungsdraht und der Zuleitungsdraht werden mit dem Verbindungsanschluss leitend verbunden.
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Ferner offenbart die Patentliteratur 2 einen Anschluss, bei dem ein Schnitt ausgebildet ist, um eine isolierende Beschichtung an einem Ende eines Wicklungsdrahtes ablösen zu können. In der Patentliteratur 2 wird ein Wicklungsdraht verwendet, bei dem eine Vielzahl von dünnen Kerndrähten gemeinsam mit der isolierenden Beschichtung bedeckt ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2008 054 520 A1 offenbart einen Stator in einem Elektromotor, insbesondere in einem Stell- oder Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen. Der Stator in einem Elektromotor weist eine Mehrzahl von über den Umfang angeordneten Einzelstatorelementen auf, die Trägerzähne bilden, die jeweils mit einer Spule versehen sind. Die elektrische Verbindung zwischen den Spulen erfolgt mittels eines Kontaktringes, der Träger von elektrischen Kontaktelementen ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 206 657 A1 offenbart einen Verschaltungsring zum Verschalten von Wicklungsdrähten eines Stators, insbesondere eines segmentierten Stators, nach einem Wickelschema, wobei der Verschaltungsring einen auf einer Stirnseite des Stators anbringbaren Trägerring aufweist, an dem radial außen Kontaktelemente angeordnet sind. Ferner offenbart die Druckschrift
DE 10 2016 206 657 A1 ein Kontaktelement für einen solchen Verschaltungsring sowie ein Verfahren zum Verschalten eines Stators mit einem solchen Verschaltungsring.
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Die Druckschrift
EP 3 416 267 A1 offenbart einen Motor, insbesondere einen Leistungsstecker, der dazu konfiguriert ist, zum elektrischen Anschluss einer externen Stromquelle mit einer um einen Stator gewickelten Spule zu verbinden, um einen Motor mit Strom zu versorgen.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 027 380 A1 offenbart eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator zumindest ein aus jeweils mehreren Spulen aufgebautes Wicklungssystem aufweist, mit einem Wickelkopf an beiden Stirnseiten des Stators und wobei sich Anfang und Ende der jeweiligen Spulen an einer Stirnseite des Stators befinden.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Offenlegung der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2001 - 197 699 A
- Patentliteratur 2: Offenlegung der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2002 - 142 416 A
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Überblick über die Erfindung
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Technisches Problem
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Im Falle der Verwendung eines Zuleitungsdrahtes, bei dem Litzendrähte, die eine Vielzahl von leitenden Drähten umfassen, gemeinsam mit einer isolierenden Beschichtung bedeckt sind, wenn die isolierende Beschichtung des Zuleitungsdrahtes von einer Innenwand einer Zuleitungsdrahtnut abgelöst wird, um die Litzendrähte freizulegen, kann sich jeder leitende Draht der Litzendrähte in der Zuleitungsdrahtnut bewegen. Infolgedessen kann sich die Position jedes leitenden Drahtes in der Zuleitungsdrahtnut aufgrund von Schwingung, die beim Antrieb eines Elektromotors oder durch einen anderen Faktor entsteht, verändern. Da die in der Patentliteratur 1 offenbarte Technik jedoch keine Mittel zur Beschränkung der Bewegung jedes Zuleitungsdrahtes in der Zuleitungsdrahtnut vorsieht, besteht ein Problem, dass der leitende Draht und der Verbindungsanschluss aufgrund der Schwingung, die beim Antrieb des Elektromotors oder durch einen anderen Faktor entsteht, voneinander getrennt werden, und ein Kontaktfehler zwischen dem Zuleitungsdraht und dem Verbindunganschluss auftritt.
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In der Patentliteratur 2 wird das Ablösen der isolierenden Beschichtung des Zuleitungsdrahtes, bei dem die Litzendrähte, einschließlich der Vielzahl von leitenden Drähten, gemeinsam mit der isolierenden Beschichtung bedeckt sind, überhaupt nicht offenbart. Ferner offenbart die Patentliteratur 2 keine Mittel zur Beschränkung der Bewegung jedes Kerndrahtes bei dem Schnitt.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben genannten Gründe gemacht, und ein Ziel davon ist es, einen Stator bereitzustellen, bei dem ein Kontaktfehler zwischen einem Zuleitungsdraht und einem Verbindungsanschluss weniger wahrscheinlich auftritt.
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Lösung des Problems
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Um das oben genannte Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst ein Stator gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kernrücken und eine Vielzahl von Zähnen, die von dem Kernrücken vorstehen. Der Stator umfasst: einen Isolator, der die Zähne bedeckt; einen Wicklungsdraht, der ein isolierter Leiter ist, bei dem ein leitfähiger Kerndraht mit einer isolierenden Beschichtung bedeckt ist; einen Zuleitungsdraht, der ein isolierter Leiter ist, bei dem leitfähige Litzendrähte gemeinsam mit einer isolierenden Beschichtung bedeckt sind; einen leitfähigen Verbindungsanschluss, der an dem Isolator befestigt ist, damit der Wicklungsdraht und der Zuleitungsdraht leitend verbunden sind; und ein Harzgussformteil, das den Isolator versiegelt. Ein erster Schlitz, der den Wicklungsdraht hält und ein zweiter Schlitz, der den Zuleitungsdraht hält, sind in dem Verbindungsanschluss ausgebildet. Die Breite des ersten Schlitzes ist so ausgebildet, dass sie kleiner ist als ein Außendurchmesser eines Bereiches des mit der isolierenden Beschichtung bedeckten Wicklungsdrahtes. Die Breite des zweiten Schlitzes ist so ausgebildet, dass sie kleiner ist als ein Außendurchmesser eines Bereiches des mit der isolierenden Beschichtung bedeckten Zuleitungsdrahtes. In einem Bereich des Wicklungsdrahtes, der in dem ersten Schlitz gehalten ist, ist die isolierende Beschichtung abgelöst, und der Kerndraht ist mit dem Verbindungsanschluss leitend verbunden. In einem Bereich des Zuleitungsdrahtes, der in dem zweiten Schlitz gehalten ist, ist die isolierende Beschichtung abgelöst, und die Litzendrähte sind mit dem Verbindungsanschluss leitend verbunden. Das Harzgussformteil versiegelt den Verbindungsanschluss.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bewirkt, dass ein Kontaktfehler zwischen dem Zuleitungsdraht und dem Verbindungsanschluss weniger wahrscheinlich auftritt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht eines Elektromotors mit einem Stator gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gesehen in einer axialen Richtung.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Elektromotor mit dem Stator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Isolator und einen Verbindungsanschluss des Stators zeigt.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Wicklungsdraht mit dem Verbindungsanschluss leitend verbunden ist, und sie ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie IV-IV des Isolators und des Verbindungsanschlusses gesehen wird, die in der 3 dargestellt sind.
- 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Wicklungsdraht und ein Zuleitungsdraht mit dem Verbindungsanschluss leitend verbunden sind, und sie ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie V-V des Isolators und des Verbindungsanschlusses gesehen wird, die in der 3 dargestellt sind.
- 6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Überbrückungsdraht zeigt.
- 7 ist eine Ansicht eines Isolators eines Stators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in der axialen Richtung gesehen wird.
- 8 ist eine Seitenansicht, die einen Isolator eines Stators gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Isolator eines Stators gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 10 ist eine Vorderansicht, die einen Verbindungsanschluss eines Stators gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Ein Stator und ein Elektromotor gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine Ansicht eines Elektromotors 100 mit einem Stator 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gesehen in einer axialen Richtung. Es sei angemerkt, dass in der 1 ein Rotor 20 durch eine Punktschraffur und ein Wicklungsdraht 4 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, um die Beschreibung zu erleichtern. Ferner ist 1 eine Ansicht eines Endes 10a in der axialen Richtung des Stators 10, ohne das in der 2 dargestellte Harzgussformteil 6. Der Elektromotor 100 umfasst den Stator 10, den Rotor 20 und einen Rahmen 30. Bei der ersten Ausführungsform ist der Elektromotor 100 ein drei phasiger Wechselstrom-Elektromotor. Der Stator 10 ist in einer zylindrischen Form gebildet, die eine Mittelachse C hat. Der Rotor 20 ist auf der Innenseite des Stators 10 angeordnet. Zwischen dem Rotor 20 und dem Stator 10 ist ein Spalt vorgesehen. Der Rotor 20 ist mit einer Welle (nicht dargestellt) verbunden und um die Mittelachse C herum drehbar. Der Rahmen 30 ist ein Metallteil, das eine äußere Hülle des Elektromotors 100 bildet und den Stator 10 und den Rotor 20 aufnimmt. Wenn in der folgenden Beschreibung die Ausrichtung der einzelnen Komponenten des Elektromotors 100 beschrieben wird, werden die axiale Richtung, eine radiale Richtung und eine Umfangsrichtung des Stators 10 als Referenzen verwendet.
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Elektromotor 100 einschließlich des Stators 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst der Stator 10 einen Statorkern 1, einen Isolator 2, einen Verbindungsanschluss 3, den Wicklungsdraht 4, einen Zuleitungsdraht 5 und das Harzgussformteil 6.
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Der in der 1 dargestellte Statorkern 1 ist durch Stapeln einer Vielzahl von dünnen Metallplatten gebildet. Der Statorkern 1 umfasst einen zylindrischen Kernrücken 11 und eine Vielzahl von Zähnen 12, die von einer inneren Umfangsfläche des Kernrückens 11 radial nach innen vorstehen. Die Zähne 12 sind mit dem Isolator 2 bedeckt.
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Der Isolator 2 ist ein Harzelement, das an dem Statorkern 1 befestigt ist und den Statorkern 1 von dem Wicklungsdraht 4 elektrisch isoliert. Das Material des Isolators 2 ist nicht besonders beschränkt, solange es sich um ein Harz mit isolierender Eigenschaft handelt. Der Isolator 2 ist in eine Vielzahl von Teilen unterteilt. Die Vielzahl der Isolatoren 2 ist ringförmig entlang der Umfangsrichtung angeordnet.
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen der Isolatoren 2 und der Verbindungsanschlüsse 3 des Stators 10 zeigt. Der Isolator 2 umfasst eine äußere Umfangswand 21, eine innere Umfangswand 22, die radial innerhalb der äußeren Umfangswand 21 angeordnet ist, und einen Verbindungsabschnitt 23, der die äußere Umfangswand 21 und die innere Umfangswand 22 verbindet.
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Die äußere Umfangswand 21 ist ein Bereich, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt. In der äußeren Umfangswand 21 sind ein erster Hohlraum 24, in den der Verbindungsanschluss 3 eingefügt ist, ein zweiter Hohlraum 25, durch den der Wicklungsdraht 4 verläuft, und ein dritter Hohlraum 26, durch den der Zuleitungsdraht 5 verläuft, ausgebildet. Der erste Hohlraum 24 erstreckt sich im Wesentlichen in der Umfangsrichtung. Der zweite Hohlraum 25 und der dritte Hohlraum 26 erstrecken sich jeweils in radialer Richtung und durchschneiden einen Bereich des ersten Hohlraums 24. Der zweite Hohlraum 25 und der dritte Hohlraum 26 sind in der Umfangsrichtung mit einem Abstand zueinander angeordnet.
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Die innere Umfangswand 22 ist ein Bereich, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt. Die Höhe der inneren Umfangswand 22 ist geringer als die Höhe der äußeren Umfangswand 21.
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Der Verbindungsabschnitt 23 ist ein Abschnitt, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt und um den herum der Wicklungsdraht 4 gewickelt ist. Der Verbindungsabschnitt 23 verbindet die äußere Umfangswand 21 und die innere Umfangswand 22 an einer Stelle, die nicht mit dem zweiten Hohlraum 25 und dem dritten Hohlraum 26 überlagert.
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4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Wicklungsdraht 4 mit dem Verbindungsanschluss 3 leitend verbunden ist, und ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV des Isolators 2 und des Verbindungsanschlusses 3, die in der 3 dargestellten sind. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Wicklungsdraht 4 und der Zuleitungsdraht 5 mit dem Verbindungsanschluss leitend verbunden sind, und ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V des Isolators 2 und des in der 2 dargestellten Verbindungsanschlusses 3. Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist der Verbindungsanschluss 3 ein leitfähiges Metallteil, das an dem Isolator 2 befestigt ist und es ermöglicht, dass der Wicklungsdraht 4 und der Zuleitungsdraht 5 leitend verbunden sind. Wie in der 3 dargestellt, wird der Verbindungsanschluss 3 durch Bohren und Biegen einer einzigen Metallplatte gefertigt. Der Verbindungsanschluss 3 ist in einer U-Form gebogen und umfasst zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 34 und eine Bodenwand 35, die die Seitenwände 34 verbindet. Der Verbindungsanschluss 3 wird an dem Isolator 2 befestigt, indem er in den ersten Hohlraum 24 eingeführt wird.
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Wie in den 3 und 5 dargestellt, umfasst der Verbindunganschluss 3 einen ersten Schlitz 31, der den Wicklungsdraht 4 hält, und einen zweiten Schlitz 32, der den Zuleitungsdraht 5 hält. Der erste Schlitz 31 und der zweite Schlitz 32 erstrecken sich von einer der Seitenwände 34 zu der anderen der Seitenwände 34 durch die Bodenwand 35. In einem Zustand, in dem der Verbindungsanschluss in den ersten Hohlraum 24 eingeführt ist, stehen der erste Schlitz 31 und der zweite Hohlraum 25 miteinander in Verbindung, und der zweite Schlitz 32 und der dritte Hohlraum 26 stehen miteinander in Verbindung. An beiden Enden jeder Seitenwand 34 entlang der Umfangsrichtung sind Vorsprünge 33 ausgebildet, die in Richtung einer Innenfläche des ersten Hohlraums 24 vorstehen. Der Vorsprung 33 ist in Kontakt mit der Innenfläche des ersten Hohlraums 24 und verhindert, dass der Verbindungsanschluss 3 aus dem ersten Hohlraum 24 austritt.
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Wie in der 5 dargestellt, ist der Wicklungsgrad 4 ein isolierter Leiter, bei dem ein leitfähiger Kerndraht 41 mit einer isolierenden Beschichtung 42 bedeckt ist. Es sei angemerkt, dass in der 5 die isolierende Beschichtung 42 der Erleichterung der Beschreibung halber durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Der Kerndraht 41 ist beispielsweise ein Kupferdraht oder Ähnliches. Der Wicklungsdraht 4 ist von einem Wechselrichter (nicht gezeigt) über den Zuleitungsdraht 5 mit Strom versorgt. Das Drehmoment ist in dem Elektromotor 100 durch Anziehung und Abstoßung zwischen einem Magnetfluss, der durch den durch den Wicklungsdraht 4 fließenden Strom erzeugt ist, und einem Magnetfluss, der von einem Permanentmagneten (nicht gezeigt) des Rotors 20 erzeugt ist, erzeugt. Wie in der 1 dargestellt, ist eine Vielzahl von Spulen 43 durch Wickeln des Wicklungsdrahtes 4 um den Verbindungsabschnitt 23 des Isolators 2 herum gebildet. Die Spulen 43 sind jeweils für eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase angeschlossen. Jede der Spulen 43 ist eine U-Phasen-Spule, eine V-Phasen-Spule oder eine W-Phasen-Spule.
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Wie in der 5 dargestellt, ist der Zuleitungsdraht 5 ein isolierter Leiter, bei dem leitfähige Litzendrähte, einschließlich einer Vielzahl von leitenden Drähten 51, gemeinsam mit einer isolierenden Beschichtung 52 bedeckt sind. Es sei angemerkt, dass in der 5 die isolierende Beschichtung 52 der Erleichterung der Beschreibung halber durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Der leitende Draht 51 ist beispielsweise ein Kupferdraht oder Ähnliches. Der Zuleitungsdraht 5 wird für die Verbindung zwischen dem Wechselrichter (nicht gezeigt) und dem Elektromotor 100 oder für die Verbindung zwischen den Spulen 43 verwendet. D. h., der Zuleitungsdraht 5 wird als Stromversorgungszuleitungsdraht, als Überbrückungsdraht und als Null-Leiterdraht verwendet. Der Stromversorgungszuleitungsdraht ist ein elektrischer Draht für die Stromversorgung von dem Wechselrichter (nicht gezeigt) zu jeder der Spulen 43. Der in dem zweiten Schlitz 32 des Verbindungsanschlusses 3 angeordnete Zuleitungsdraht 5 ist der Stromversorgungszuleitungsdraht.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Überbrückungsdraht 53 zeigt. Der Überbrückungsdraht 53 ist durch Verdrahtung des Zuleitungsdrahtes 5 zwischen einer der Spulen 43 und einer anderen der Spulen 43 gebildet. Der Überbrückungsdraht 53 ist ein elektrischer Draht zum elektrischen Verbinden der Spulen 43 der gleichen Phase. Es sei angemerkt, dass in der 6 nur ein Zustand dargestellt ist, in dem der Überbrückungsdraht 53 mit einer der Spulen 43 verbunden ist, und dass ein Zustand, in dem der Überbrückungsdraht mit der anderen der Spulen 43 verbunden ist, nicht dargestellt ist. Die beiden Spulen 43 sind über den Zuleitungsdraht 5 durchgehend miteinander verbunden. Der Null-Leiterdraht ist ein elektrischer Draht zum Verbinden der Endpunkte der Spulen 43 verschiedener Phasen. Obwohl nicht dargestellt ist, ist unter der Vielzahl der Zuleitungsdrähte 5 der Zuleitungsdraht 5, der die Endpunkte der Spulen 43 verschiedener Phasen verbindet, nach der inneren Umgangswand 22 des Isolators 2 angeordnet.
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Die Breite des ersten Schlitzes 31 ist kleiner als der Außendurchmesser eines Bereiches des Wicklungsdrahtes 4, der mit der isolierenden Beschichtung 42 bedeckt ist. Wenn der Verbindungsanschluss 3 in den ersten Hohlraum 24 eingeführt wird, wird daher die isolierende Beschichtung 42 des Wicklungsdrahtes 4 von einer Innenwand des ersten Schlitzes 31 abgelöst, um den Kerndraht 41 freizulegen. Dadurch kommt der Kerndraht 41 des Wicklungsdrahtes 4 mit dem Verbindungsanschluss 3 in Kontakt, und der Wicklungsdraht 4 und der Verbindungsanschluss 3 sind leitend verbunden. Nur in einem Bereich des Wicklungsdrahtes 4, der in dem ersten Schlitz 31 gehalten ist, ist die isolierende Beschichtung 42 abgelöst, und der Kerndraht 41 ist mit dem Verbindungsanschluss 3 leitend verbunden. Nur in dem Bereich des Wicklungsdrahtes 4, der in dem ersten Schlitz 31 gehalten ist, ist der Kerndraht 41 mit der Innenwand des ersten Schlitzes 31 in Druckkontakt, wobei die isolierende Beschichtung 42 abgelöst ist. Die isolierende Beschichtung 42 bleibt bis auf den in dem ersten Schlitz 31 gehaltenen Bereich des Wicklungsdrahtes 4 erhalten.
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Die Breite des zweiten Schlitzes 32 ist so geformt, dass sie kleiner ist als der Außendurchmesser eines Bereiches des mit der isolierenden Beschichtung 52 bedeckten Zuleitungsdrahtes 5. Wenn der Verbindungsanschluss 3 in den ersten Hohlraum 24 eingeführt wird, wird daher die isolierende Beschichtung 52 des Zuleitungsdrahtes 5 von einer Innenwand des zweiten Schlitzes 32 abgelöst, um die leitenden Drähte 51 freizulegen. Dadurch kommen die leitenden Drähte 51 des Zuleitungsdrahtes 5 mit dem Verbindungsanschluss 3 in Kontakt, und der Zuleitungsdraht 5 und der Verbindunganschluss 3 sind leitend verbunden. Nur in einem Bereich des Zuleitungsdrahtes 5, der in dem zweiten Schlitz 32 gehalten ist, ist die isolierende Beschichtung 52 abgelöst, und die leitenden Drähte 51 sind mit dem Verbindungsanschluss 3 leitend verbunden. Nur in dem Bereich des Zuleitungsdrahtes 5, der in dem zweiten Schlitz 32 gehalten ist, sind die Litzendrähte, einschließlich einer Vielzahl von leitenden Drähten 51, mit der Innenwand des zweiten Schlitzes 32 in Druckkontakt, wobei die isolierende Beschichtung 52 abgelöst ist. Die isolierende Beschichtung 52 bleibt bis auf den in dem zweiten Schlitz 32 gehaltenen Bereich des Zuleitungsdrahtes 5 erhalten. Es sei angemerkt, dass eine Vielzahl von Zuleitungsdrähten 5 in einem zweiten Schlitz 32 gehalten werden können. Ferner können der Wicklungsdraht 4 und der Zuleitungsdraht 5 in demselben Schlitz gehalten werden.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist das Harzgussformteil 6 ein Teil, das den Statorkern 1 und den Isolator 2 versiegelt. Das Harzgussformteil 6 versiegelt den Verbindungsanschluss 3. Wie in der 5 dargestellt ist, versiegelt das Harzgussformteil 6 die Innenseite des ersten Schlitzes 31 und die Innenseite des zweiten Schlitzes 32 des Verbindungsanschlusses 3 und beschränkt die Bewegung des Wicklungsdrahtes 4 und des Zuleitungsdrahtes 5 in Bezug auf den Verbindungsanschluss 3. Es sei angemerkt, dass in der 5 der Bereich des Harzgussformteils 6 der Erleichterung der Beschreibung halber durch eine Punktschraffur dargestellt ist. Das Harzgussformteil 6 ist von einem Harz gebildet, das kein Klebvermögen und eine isolierende Eigenschaft aufweist. Ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Harzgussformteils 6 ist vorzugsweise so eingestellt, dass er eine Relation erfüllt: (ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Verbindungsanschlusses 3) × 0,8 < der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgussformteils < (der lineare Ausdehnungskoeffizient des Verbindungsanschlusses 3) × 1,2. Ferner ist der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgussformteils 6 vorzugsweise so eingestellt, dass er eine Relation erfüllt: (ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Isolators 2) × 0,8 < der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgussformteils 6 < (der lineare Ausdehnungskoeffizient des Isolators 2) × 1,2.
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Hier wird die Anordnung des Verbindungsanschlusses 3, des Zuleitungsdrahtes 5, des Überbrückungsdrahtes 53, und des Harzgussformteils unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 6 beschrieben. Wie in der 2 dargestellt, umfasst der Stator 10 das eine Ende 10a und das andere Ende 10b in der axialen Richtung. Ein Bereich des Harzgussformteils 6 wölbt sich in einer zylindrischen Form an dem einen Ende 10a des Stators 10 entlang der axialen Richtung. Wie in der 1 dargestellt, sind der Verbindunganschluss 3, der Zuleitungsdraht 5 und dergleichen an dem einen Ende 10a des Stators 10 in der axialen Richtung angeordnet. Der Verbindungsanschluss 3, der Zuleitungsdraht 5 und dergleichen sind mit dem in der 2 dargestellten Harzgussformteil 6 bedeckt. 6 ist eine Ansicht, die das andere Ende 10b des Stators 10 in der axialen Richtung zeigt. Der Überbrückungsdraht 53 ist an dem anderen Ende 10b des Stators 10 in der axialen Richtung angeordnet. Der Überbrückungsdraht 53 ist auf der Seite angeordnet, die dem Verbindunganschluss 3 in der axialen Richtung des Stators 10 gegenüberliegt. Wenn das eine Ende 10a des Stators 10 entlang der axialen Richtung, an dem der Wicklungsdraht 4 und der Zuleitungsdraht 5 von dem Verbindunganschluss 3 verbunden sind, wie eine Verbindungsseite 40 definiert ist, und wenn das andere Ende 10b des Stators 10 entlang der axialen Richtung, an dem der Wicklungsdraht 4 und der Zuleitungsdraht 5 nicht von einem Verbindungsanschluss verbunden sind, wie eine Nicht-Verbindungsseite 50 definiert ist, ist der Überbrückungsdraht 53 auf der Nicht-Verbindungsseite 50 angeordnet.
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Als Nächstes werden die Wirkungen des Stators 10 beschrieben.
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Bei der folgenden Ausführungsform versiegelt das Harzgussformteil 6 den Verbindungsanschluss 3, sodass der Wicklungsdraht 4 und der Zuleitungsdraht 5 unbeweglich an dem Verbindungsanschluss 3 befestigt sind und in einen stabilen Druckkontaktzustand gebracht werden. Daher wird selbst im Falle der Verwendung des Zuleitungsdrahtes 5, bei dem die Litzendrähte, einschließlich der Vielzahl von leitenden Drähten 51, gemeinsam mit der isolierenden Beschichtung 52 bedeckt sind, die Bewegung jedes leitenden Drahtes 51 in dem zweiten Schlitz 32 von dem Harzgussformteil 6 beschränkt, sodass es weniger wahrscheinlich ist, dass die leitenden Drähte 51 des Zuleitungsdrahtes 5 und der Verbindungsanschluss 3 aufgrund von Schwingungen, die beim Antrieb des Elektromotors 100 entstehen, oder einem anderen Faktor voneinander getrennt werden. Dadurch wird ein Kontaktfehler zwischen dem Zuleitungsdraht 5 und dem Verbindungsanschluss 3 weniger wahrscheinlich auftreten. Ferner versiegelt das Harzgussformteil 6 den Verbindungsanschluss 3, sodass die Wärmedissipation des Verbindungsanschlusses verbessert werden kann.
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Bei der ersten Ausführungsform versiegelt das Harzgussformteil 6 den Verbindungsanschluss 3, sodass der in dem ersten Schlitz 31 des Verbindungsanschlusses 3 angeordnete Wicklungsdraht 4 zuverlässig gehalten werden kann. Da das Harzgussformteil 6 den Verbindungsanschluss versiegelt, ist ferner die von dem Wicklungsdraht 4 erzeugte Wärme an das Harzgussformteil 6 übertragen und dissipiert, sodass die Temperatur des Wicklungsdrahtes 4 gesenkt werden kann.
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In der oben beschriebenen Patentliteratur 2 ist der isolierte Leiter, bei dem die Vielzahl von Kerndrähten gemeinsam mit der isolierenden Beschichtung bedeckt ist, der Wicklungsdraht. Bei der ersten Ausführungsform hingegen ist der isolierte Leiter, bei dem die Litzendrähte, einschließlich der Vielzahl von leitenden Drähten 51, gemeinsam mit der isolierenden Beschichtung 52 bedeckt sind, der Zuleitungsdraht 5. Der Wicklungsdraht der Patentliteratur 2 ist ein elektrischer Draht zur Erzeugung eines magnetischen Flusses, und unterscheidet sich von dem Zuleitungsdraht 5 der ersten Ausführungsform, der der Stromversorgungszuleitungsdraht, der Überbrückungsdraht 53 oder der Null-Leiterdraht ist.
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Da bei der ersten Ausführungsform der erste Schlitz 31, der den Wicklungsdraht 4 hält, und der zweite Schlitz 32, der den Zuleitungsdraht 5 hält, in dem Verbindungsanschluss 3 ausgebildet sind, kann der einzelne Verbindungsanschluss 3 den Wicklungsdraht 4 und den Zuleitungsdraht 5 gemeinsam halten. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines Verbindungsanschlusses, wodurch die Anzahl der Komponenten reduziert und eine Kostenreduzierung erreicht werden kann.
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Bei der ersten Ausführungsform wird der Zuleitungsdraht 5 verwendet, bei dem die Litzendrähte, einschließlich der Vielzahl von leitenden Drähten 51, gemeinsam mit der isolierenden Beschichtung 52 bedeckt sind, sodass die Vielzahl von elektrischen Drähten, die in dem Zuleitungsdraht 5 eingeschlossen sind, miteinander verdrahtet werden können, und somit kann der Zuleitungsdraht 5 leicht weitergeleitet werden.
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Bei der ersten Ausführungsform wird beim Einführen des Verbindungsanschlusses 3 in den ersten Hohlraum 24 die isolierende Beschichtung 52 des Zuleitungsdrahtes 5 von der Innenwand des zweiten Schlitzes 32 abgelöst, und nur in dem in dem zweiten Schlitz 32 gehaltenen Bereich des Zuleitungsdrahtes 5 ist die isolierende Beschichtung 52 abgelöst, sodass die leitenden Drähte 51 mit dem Verbindungsanschluss 3 leitend verbunden sind. Infolgedessen ist der Zuleitungsdraht 5 bis auf den in dem zweiten Schlitz 32 gehaltenen Bereich mit der isolierenden Beschichtung 52 bedeckt, wodurch er in einem gebundenen Zustand verbleiben kann.
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Bei der ersten Ausführungsform, da der Überbrückungsdraht 53 auf der Nicht-Verbindungsseite 50 angeordnet ist, ist es möglich, den Raum auf der Verbindungsseite 40 zu reduzieren und die Größe des Elektromotors 100 zu verringern. Da der Überbrückungsdraht 53 auf der Nicht-Verbindungsseite 50 angeordnet ist, kann ferner die Anzahl der Zuleitungsdrähte 5, die die Spulen 43 auf der Verbindungseite 40 verbinden, reduziert werden.
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Bei der ersten Ausführungsform ist der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgussformteils 6 so eingestellt, dass er die folgende Relation erfüllt: (der lineare Ausdehnungskoeffizient des Verbindungsanschlusses 3) × 0,8 < der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgussformteils 6 < (der lineare Ausdehnungskoeffizient des Verbindungsanschlusses 3) × 1,2. Dadurch kann die Differenz in dem linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Harzgussformteil 6 und dem Verbindungsanschluss 3 verringert werden. Ferner ist der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgussformteils 6 so eingestellt, dass er die folgende Relation erfüllt: (der lineare Ausdehnungskoeffizient des Isolators 2) × 0,8 < der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgussformteils 6 < (der lineare Ausdehnungskoeffizient des Isolators 2) × 1,2. Infolgedessen kann die Differenz in dem linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Harzgussformteil 6 und dem Isolator 2 verringert werden. Daher ist es selbst im Falle einer Temperaturänderung möglich, das Auftreten einer Differenz in der thermischen Ausdehnung zwischen dem Harzgussformteil 6 und dem Verbindungsanschluss 3 und zwischen dem Harzgussformteil 6 und dem Isolator 2 zu unterdrücken und den Druckkontaktzustand des Wicklungsdrahtes 4 und des Zuleitungsdrahtes 5 zu stabilisieren.
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Zweite Ausführungsform.
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7 ist eine Ansicht des Isolators des Stators 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie entlang der axialen Richtung gesehen wird. Es sei angemerkt, dass bei der zweiten Ausführungsform, Teile, die Duplikate von denen der ersten Ausführungsform oben beschrieben sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie die bei der ersten Ausführungsform zugeordnet bezeichnet werden, und daher nicht beschrieben werden.
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Eine Linie entlang der radialen Richtung, die durch die Mitte des Isolators 2 in die Umfangsrichtung verläuft, ist als Mittellinie L definiert. Der Isolator 2 gemäß der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen liniensymmetrisch in Bezug auf die Mittellinie L ausgebildet. Der erste Hohlraum 24 ist in einem zentralen Bereich des Isolators 2 entlang der Umfangsrichtung angeordnet. Da bei der zweiten Ausführungsform der erste Hohlraum 24 in dem zentralen Bereich des Isolators 2 angeordnet ist, ist die Dicke der den ersten Hohlraum 24 umgebenden Wand über die Mittellinie L im Wesentlichen gleich, sodass der auf den Verbindungsanschluss 3 ausgeübte Druck im Wesentlichen gleich gemacht werden kann. Dies ermöglicht es, eine Verbindungsunterbrechung zu verhindern, wenn der Wicklungsdraht 4 und der Zuleitungsdraht 5 mit dem Verbindungsanschluss 3 in Druckkontakt gebracht werden. Es sei angemerkt, dass bei der zweiten Ausführungsform der Wicklungsdraht 4 auf der linken Seite des Zeichnungsblatts der 7 und der Zuleitungsdraht 5 auf der rechten Seite des Zeichnungsblattes der 7 angeordnet ist, aber der Wicklungsdraht 4 und der Zuleitungsdraht 5 können auch jeweils auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sein. Ferner kann der Isolator 2 in perfekter Liniensymmetrie in Bezug auf die Mittellinie L ausgebildet sein.
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Dritte Ausführungsform.
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8 ist eine Seitenansicht, die den Isolator 2 des Stators 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sei angemerkt, dass bei der dritten Ausführungsform, Teile, die Duplikate von denen der ersten Ausführungsform oben beschrieben sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie die bei der ersten Ausführungsform zugeordnet bezeichnet werden, und daher nicht beschrieben werden.
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Die Höhe der inneren Umfangswand 22 des Isolators 2 in der axialen Richtung ist gleich der Höhe der äußeren Umfangswand 21 in der axialen Richtung. Eine Endfläche 22a der inneren Umfangswand 22 entlang der axialen Richtung und eine Endfläche 21a der äußeren Umfangswand 21 entlang der axialen Richtung sind auf derselben Ebene orthogonal zu der axialen Richtung angeordnet. Bei der dritten Ausführungsform sind die eine Endfläche 22a der inneren Umfangswand 22 entlang der axialen Richtung und die eine Endfläche 21a der äußeren Umfangswand 21 entlang der axialen Richtung auf derselben Ebene in axialer Richtung angeordnet, sodass der Zuleitungsdraht 5 zwischen der inneren Umfangswand 22 und der äußeren Umfangswand 21 stabil angeordnet werden kann. Dies ermöglicht es, den Druckkontaktzustand des Zuleitungsdrahtes 5 in Bezug auf den Verbindungsanschluss 3 zu stabilisieren.
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Vierte Ausführungsform.
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9 ist eine perspektivische Ansicht, die den Isolator 2 des Stators 10 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sei angemerkt, dass bei der vierten Ausführungsform, Teile, die Duplikate von denen der ersten Ausführungsform oben beschrieben sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie die bei der ersten Ausführungsform zugeordnet bezeichnet werden, und daher nicht beschrieben werden.
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In einem Bereich der äußeren Umfangswand 21, die den ersten Hohlraum 24 umgibt, ist ein niedriger Wandbereich 27 ausgebildet, der in eine Richtung, in die der Verbindungsanschluss 3 eingeführt ist, niedriger ist als die anderen Bereiche. Der niedrige Wandbereich 27 ist eine Wand, die zwischen dem zweiten Hohlraum 25 und dem dritten Hohlraum 26 auf der radial äußeren Seite des ersten Hohlraums 24 angeordnet ist. Die Höhe eines Bereiches der Wand, die den ersten Hohlraum 24 umgibt, ist geringer als die Höhe der anderen Bereiche, sodass es möglich ist, die auf den Verbindungsanschluss (nicht gezeigt) ausgeübte Spannung von der den ersten Hohlraum 24 umgebenden Wand zu verringern und die Ausübung übermäßiger Spannung auf den Wicklungsdraht und den Zuleitungsdraht (nicht gezeigt) zu unterdrücken. Es ist auch möglich, thermische Spannung zu reduzieren, die von einer Differenz in dem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Isolator 2 und dem Verbindungsanschluss 3 bei hoher Temperatur entsteht. Es sei angemerkt, dass die Position des niedrigen Wandbereiches 27 nicht auf die in der 9 dargestellte Position beschränkt ist, solange er ein Bereich der den ersten Hohlraum 24 umgebenden Wand ist.
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Fünfte Ausführungsform.
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10 ist eine Vorderansicht, die den Verbindungsanschluss 3 des Stators 10 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sei angemerkt, dass bei der fünften Ausführungsform, Teile, die Duplikate von denen der ersten Ausführungsform oben beschrieben sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie die bei der ersten Ausführungsform zugeordnet bezeichnet werden, und daher nicht beschrieben werden. In der 10 werden die isolierenden Beschichtungen 42 und 52 durch gestrichelte Linien der Erleichterung der Beschreibung halber bezeichnet.
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In dem Verbindungsanschluss 3 gemäß der fünften Ausführungsform sind ein erster Schlitz 31 und zwei zweite Schlitze 32 ausgebildet. Dadurch können ein Wicklungsdraht 4 und zwei Zuleitungsdrähte 5 miteinander leitend verbunden werden, wodurch die Anzahl der Verbindunganschlüsse 3 reduziert werden kann, um eine Kostenreduzierung zu erreichen.
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Obwohl die Ausführungsform den Fall dargestellt hat, in dem die vorliegende Erfindung auf den rotierenden Elektromotor angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung auch beispielsweise auf einen Linearmotor angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Statorkern;
- 2
- Isolator;
- 3
- Verbindungsanschluss;
- 4
- Wicklungsdraht;
- 5
- Zuleitungsdraht;
- 6
- Harzgussformteil;
- 10
- Stator;
- 10a
- ein Ende;
- 10b
- ein anderes Ende;
- 11
- Kernrücken;
- 12
- Zähne;
- 20
- Rotor;
- 21
- äußere Umfangswand;
- 21a
- eine Endfläche;
- 22
- innere Umfangswand;
- 22a
- eine Endfläche;
- 23
- Verbindungsabschnitt;
- 24
- erster Hohlraum;
- 25
- zweiter Hohlraum;
- 26
- dritter Hohlraum;
- 27
- niedriger Wandbereich;
- 30
- Rahmen;
- 31
- erster Schlitz;
- 32
- zweiter Schlitz;
- 33
- Vorsprung;
- 34
- Seitenwand;
- 35
- Bodenwand;
- 40
- Verbindungsseite;
- 41
- Kerndraht;
- 42
- isolierende Beschichtung;
- 43
- Spule;
- 50
- Nicht-Verbindungsseite;
- 51
- leitender Draht;
- 52
- isolierende Beschichtung;
- 53
- Überbrückungsdraht;
- 100
- Elektromotor;
- C
- Mittelachse;
- L
- Mittellinie.
