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Die
Erfindung betrifft einen Motor und einen Generator, deren Wicklungsträger durch
eine Spule gewickelt ist, und sie betrifft zudem ein Verfahren dazu.
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Rotierende
elektrische Einheiten finden im Stand der Technik auf verschiedenen
Gebieten breite Verwendung. Dabei beinhaltet eine rotierende elektrische
Einheit einen Motor sowie einen Generator. Die Verwendung der rotierenden
elektrischen Einheit ist nicht beschränkt, aber vorliegend wird sie
beispielsweise als Motor zum Ansteuern des Kompressors einer Klimaanlage,
als ein Motor zum Antreiben eines elektrischen Fahrzeugs (einschließlich eines
Hybridautos), als ein auf einem Auto befestigten Generator usw.
verwendet.
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Die
rotierende elektrische Einheit wird im Allgemeinen mit einer Spule
zur Erzeugung eines magnetischen Feldes bereitgestellt (im Falle
eines Generators mit einer Spule zur Erzeugung einer elektromotorischen
Kraft gemäß der Flussänderung).
Das nachstehend beschriebene Verfahren ist als Verfahren zur Ausbildung
eines herkömmlichen
Drahtes gut bekannt.
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Bei
der in der Druckschrift JP-A-9-191 588 (insbesondere in den 1 und 2 nebst
der Beschreibung in den Absätzen
0023 bis 0030) beschriebenen rotierenden elektrischen Einheit wird
eine Spule durch wiederholtes Winden eines Leitungsdrahtes um die
Nut eines Stators ausgebildet. Dieser Stator beinhaltet eine Vielzahl
von Statorteilen, und diese Statorteile werden kombiniert, nachdem
eine Spule für
jedes Statorteil ausgebildet ist. Der Wert dieses Verfahrens ist
daher, dass der Wicklungsvorgang im Vergleich zu einem Verfahren
zum Wickeln eines Leitungsdrahtes um die auf einem zylindrischen
Statorkern bereitgestellte Nut leichter wird.
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Ferner
wird in der Druckschrift JP-A-58-33 945 (insbesondere auf den Seiten
1 und 2) eine „Einfügeverfahren" genannte Technologie
beschrieben. Bei dem Einfügeverfahren
wird eine Spule im Voraus erzeugt, indem ein Leitungsdraht mehrere
Male um einen ringförmigen
Rahmen oder ähnliches
gewunden wird, und diese ringförmige
Spule wird in die zu dem Statorkern gehörende Nut unter Verwendung
eines „Einfügegerät" genannten Vorrichtung
eingefügt. Gemäß diesem
Einfügeverfahren
wird der Vorgang zur Ausbildung einer Spule leichter, da der Leitungsdraht
nicht unmittelbar um eine Nut des Statorkerns gewunden werden muss.
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Wenn
eine Spule durch Wickeln eines Leitungsdrahtes unmittelbar um eine
in einem Statorkern bereitgestellte Nut ausgebildet werden muss (besonders
wenn die Nut auf der inneren Umfangsseite eines zylindrischen Statorkerns
bereitgestellt wird), steigt die Arbeit für den Wicklungsvorgang. Bei dem
in der Druckschrift JP-A-9-191
588 beschriebenen Verfahren wird dieses Problem verringert. Gemäß dem in
dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren wird jedoch eine Auslegung
dahingehend getroffen, dass die Konfiguration des Statorkerns kompliziert
ist, und sich die Spule auf eine konzentrierte Wicklung beschränkt.
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Bei
dem in der Druckschrift JP-A-58-33 945 beschriebenen Verfahren ist
das Einfügegerät selbst ein
relativ großes
und auch teueres Gerät.
Besonders wenn der Statorkern eine lange zylindrische Form aufweist,
kann kaum eine Spule in die entsprechende Nut eingefügt werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dass die Spule eines
Motors und eines Generators leicht konfiguriert werden kann.
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Das
Herstellungsverfahren für
einen Motor oder Generator umfasst einen Schritt zum Herstellen einer
Kabelkomponente durch Bündeln
einer Vielzahl von Leitungsdrähten,
einen Schritt zum Einfügen
der Kabelkomponente in die entsprechende Nut, so dass eine Vielzahl
von in einem Eisenkern eines Wicklungsträgers bereitgestellten Nuten
durchquert wird, sowie einen Schritt zum Ausbilden einer Spule des Wicklungsträgers durch
elektrisches Verbinden der Enden der Vielzahl von Leitungsdrähten unter
Verwendung eines Verbindungselementes derart, dass die Vielzahl
von Leitungsdrähten
seriell verbunden ist.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
wird eine Kabelkomponente, die durch das Bündeln einer Vielzahl von Leitungsdrähten erhalten
wird, auf dem Eisenkern des Wicklungsträgers (wie etwa des Läufers oder
des Stators einer rotierenden elektrischen Einheit) installiert,
wonach eine Spule durch das elektrische Verbinden der beiden Enden
der Kabelkomponente ausgebildet wird. Daher kann eine Spule ausgebildet
werden, ohne einen Leitungsdraht unmittelbar um den Eisenkern des Läufers zu
wickeln. Da zudem eine Kabelkomponente in die entsprechende Nut
eingefügt
wird, so dass einige Nuten überquert
werden, ist ein großes
Gerät wie
die bei dem Einfügeverfahren
verwendete Vorrichtung nicht erforderlich.
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Bei
dem Schritt zur Herstellung der Kabelkomponente kann die Vielzahl
von Leitungsdrähten derart
angeordnet sein, dass der Querschnitt der Kabelkomponente ungefähr bzw.
im wesentlichen identisch zu dem der Nut ist. Da hierbei der Schichtungs- (oder
Dichte-)Faktor des Leitungsdrahtes in der Nut steigt, steigt die
Effizienz des Motors oder Generators. Da aber nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
die vorerzeugte Kabelkomponente in dem Eisenkern des Wicklungsträgers installiert
ist, ist es leicht, eine Vielzahl von Leitungsdrähten auszurichten, so dass
sie ungefähr
zu dem Querschnitt der Nut passen.
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Bei
dem Herstellungsverfahren kann die Kabelkomponente in die entsprechende
Nut eingefügt werden,
so dass die Vielzahl von Nuten derart durchquert wird, dass die
auszubildende Spule wellengewickelt wird. Gemäß diesem Verfahren kann eine Wellenwicklungsspule
leicht konfiguriert werden.
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Der
erfindungsgemäße Motor
und der erfindungsgemäße Generator
sind so konfiguriert, dass sie einen durch einen Leitungsdraht gewickelten Wicklungsträger beinhalten.
Der Wicklungsträger
beinhaltet einen Eisenkern des Wicklungsträgers, der mit einer Vielzahl
von Nuten versehen ist, eine Kabelkomponente, die durch Bündeln einer
Vielzahl von Leitungsdrähten
ausgebildet ist, und die in die entsprechende Nut einzufügen ist,
so dass eine Vielzahl von in dem Eisenkern des Wicklungsträgers bereitgestellten
Nuten durchquert wird, und ein Verbindungselement zum elektrischen
Verbinden der Enden der Vielzahl von Leitungsdrähten derart, dass die Vielzahl
von Leitungsdrähten
seriell verbunden ist.
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Bei
dem Motor und dem Generator kann die Vielzahl von Leitungsdrähten derart
angeordnet sein, dass der Querschnitt der Kabelkomponente ungefähr bzw.
im Wesentlichen identisch zu dem der der Nut ist. Zudem kann ein
flacher Leitungsdraht als jeder der Vielzahl von Leitungsdrähten ausgewählt werden.
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Der
erfindungsgemäße Motor
und Generator (oder Wicklungsträger)
kann durch Implementieren des vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens
sowie dieselbe Betriebsweise dieselbe Wirkung zeigen.
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Erfindungsgemäß wird eine
Kabelkomponente mit einer Vielzahl von Leitungsdrähten in
der Nut des Eisenkerns eines Wicklungsträgers (wie etwa eines Stators
oder eines Läufers)
bereitgestellt, wonach eine Spule durch elektrisches Verbinden der beiden
Enden der Kabelkomponente ausgebildet wird. Daher ist der Vorgang
zur Ausbildung einer Spule einfach, weswegen keine teuere und große Ausrüstung erforderlich
ist.
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Da
zudem erfindungsgemäß eine in
die Nut des Eisenkerns eines Wicklungsträgers einzusetzende Kabelkomponente
separat ausgebildet werden kann, ist die Ausrichtung einer Vielzahl
von Leitungsdrähten
leicht, so dass diese in etwa in den Querschnitt der Nut passen.
Demzufolge kann der Schichtungsfaktor der Leitungsdrähte in der
Nut erhöht
werden, so dass die Effizienz eines Motors oder Generators verbessert
werden kann.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 das
Muster einer als Spule bei einer rotierenden elektrischen Einheit
verwendeten Kabelkomponente gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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Die 2A bis 2C Herstellungsvorgänge für eine Kabelkomponente;
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3 eine
Schnittansicht für
ein Beispiel eines mit der in 2 gezeigten
Kabelkomponente versehenen Statorkerns;
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4 eine
perspektivische Explosionsansicht des Statorkerns eines weiteren
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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5 eine
Draufsicht des Statorkerns;
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Die 6A und 6B ein
Ausführungsbeispiel
des Herstellungsverfahrens einer in einer Nut des in den 4 und 5 gezeigten
Statorkerns bereitzustellenden Kabelkomponente;
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Die 7A bis 7C den
Zustand, bei dem eine Kabelkomponente in die Nut eines Stators eingefügt wird;
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8 ein
Verfahren zur Ausbildung einer Spule unter Verwendung einer Kabelkomponente;
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Die 9A und 9B weitere
Beispiele für den
Verbindungsvorgang von Enden einer Kabelkomponente; und
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Die 10A und 10B ein
Ausführungsbeispiel
bei einem Fall, bei dem die Erfindung auf einen Stator mit geschlossener
Nut angewendet wird.
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Nachstehend
folgt die Beschreibung der Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Die Beschreibung
erfolgt für den
Fall, bei dem die Erfindung auf eine Synchronmaschine als rotierende
elektrische Einheit angewendet wird. Dabei beinhaltet die rotierende
elektrische Einheit des Ausführungsbeispiels
einen Stator und einen Rotor, die jeweils ähnlich einer allgemeinen rotierenden
elektrischen Einheit als Wicklungsträger arbeiten, aber die Konfiguration
des Rotors ist nicht charakteristisch. Daher wird die Konfiguration des
Rotors weggelassen. Im Übrigen
können
die über
den Schritt zur Herstellung eines Stators hinausgehenden Schritte
durch eine allgemeine Technologie oder eine öffentlich bekannte Technologie
verwirklicht werden.
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1 zeigt
ein Muster einer als Spule bei einer rotierenden elektrischen Einheit
verwendeten Kabelkomponente gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel.
Die rotierende elektrische Einheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
umfasst einen Motor und einen Generator. Nachstehend erfolgt die
Beschreibung für
den Fall, bei dem die rotierende elektrische Einheit eine dreiphasige
rotierende elektrische Einheit ist und die Anzahl der Pole jeder Phase „6" beträgt.
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Eine
Kabelkomponente 10 wird durch Bündeln einer Vielzahl von Leitungsdrähten 11 ausgebildet.
Dabei ist jeder Leitungsdraht 11 isolierend beschichtet.
In Anbetracht dessen, dass die Kabelkomponente 10 auf einem
Stator installiert ist, sind die Länge des Leitungsdrahtes 11 auf
einer inneren Umfangsseite des Stator und die auf einer äußeren Umfangsseite
des Stators leicht verschieden, aber sie sind ungefähr gleich.
Zudem ist die Querschnittsfläche
jedes Leitungsdrahtes 11 im Wesentlichen dieselbe.
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Der
Querschnitt jedes Leitungsdrahtes 11 ist beispielsweise
kreisförmig
(oder im Wesentlichen kreisförmig)
oder rechteckig (oder im Wesentlichen rechteckig). Dabei wird eine
Vielzahl von Leitungsdrähten
mit demselben Querschnitt zur Ausbildung der Kabelkomponente 10 gebündelt, aber
es können auch
Leitungsdrähte
mit unterschiedlichen Querschnitten gemischt werden. Nachstehend
wird ein Leitungsdraht mit einem kreisförmigen Querschnitt gelegentlich
als „kreisförmiger Leitungsdraht" bezeichnet, während der
mit einem rechteckigen oder im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt
gelegentlich „flacher
Leitungsdraht" genannt
wird.
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An
beiden Enden der Kabelkomponente 10 sind jeweils Verbindungselemente 21 und 22 fixiert. Diese
Verbindungselemente 21 und 22 werden später näher beschrieben.
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Die 2A bis 2C zeigen
ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für die Kabelkomponente 10.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel
zeigt den Fall, bei dem neun kreisförmige Leitungsdrähte zur
Bündelung
derart ausgerichtet werden, dass der Querschnitt der Kabelkomponente 10 annähernd quadratisch
wird.
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Ein
Bündelungswerkzeug 30 zum
Bündeln einer
Vielzahl von Leitungsdrähten
beinhaltet einen Satz Werkzeugelemente 31 und 32.
Bei einem dieser Werkzeugelemente 31 ist eine sich in Längsrichtung erstreckende
Rille gemäß 2A ausgebildet.
Dabei ist der Querschnitt der Rille annähernd quadratisch. Wenn die
Werkzeugelemente 31 und 32 kombiniert werden,
wird daher der Querschnitt der verbundenen Elemente gemäß den 2B und 2C annähernd quadratisch,
und eine sich in Längsrichtung des
Bündelungswerkzeugs 30 erstreckende
Porosität 33 wird ausgebildet.
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Die
Vielzahl von Leitungsdrähten 11 wird
in die Rille des Werkzeugelementes 31 in einer vorbestimmten
Reihenfolge eingefügt,
damit die Drähte miteinander
ausgerichtet werden. Hierbei wird eine Vielzahl von Bündelungswerkzeugen 31 in
vorbestimmten Intervallen angeordnet, und eine Vielzahl von Leitungsdrähten 11 wird
in die Rille jedes Bündelungswerkzeugs 30 eingefügt. In dem
Zustand, bei dem eine Vielzahl von Leitungsdrähten 11 in die Rille des
Werkzeugelementes 31 eingefügt ist, werden dann die Werkzeugelemente 31 und 32 kombiniert, und
die Elemente werden miteinander unter Verwendung einer Schraube 34 oder ähnlichem
fixiert. Somit wird eine Kabelkomponente mit einem quadratischen Querschnitt
ausgebildet.
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3 zeigt
den Querschnitt eines Beispiels für einen Statorkern, der als
Eisenkern eines Wicklungsträgers
arbeitet, auf dem die in den 2A bis 2C gezeigte
Kabelkomponente 10 installiert wird. Der Querschnitt einer
auf dem Statorkern 40 bereitgestellten Nut 41 ist
annähernd
rechteckig (oder quadratisch). Die Kabelkomponente 10 wird
derart konfiguriert, dass der Querschnitt annähernd identisch zu dem der
Nut 41 ist. Wenn die Kabelkomponente 10 in die
Nut 41 entsprechend dem Statorkern 40 auf der
Grundlage von nachstehend beschriebenen Vorgängen eingefügt wird, wird daher der Schichtungsfaktor
der Leitungsdrähte
in der Nut erhöht.
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4 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht des Statorkerns gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel.
Ein Statorkern 50 beinhaltet gemäß 4 ein inneres
Umfangselement 51 und ein äußeres Umfangselement 52.
Das innere Umfangselement 51 ist mit einer Vielzahl von vorspringenden
Abschnitten versehen, die jeweils in radialer Richtung vorspringen.
Jede Nut 51 ist zwischen diesen vorspringenden Abschnitten
ausgebildet. Das äußere Umfangselement 52 ist
andererseits wie ein Zylinder ausgebildet und mit dem inneren Umfangselement 51 fixiert,
so dass es dieses Element umgibt.
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5 zeigt
den Statorkern 50 in Draufsicht. Dabei zeigt die Draufsicht
den Zustand, bei dem das äußere Umfangselement 52 auf
der äußeren Seite des
inneren Umfangselements 51 fixiert ist. Der Statorkern 50 ist
mit einer Vielzahl von (vorliegend 18) Nuten 53 versehen.
Der Querschnitt der Nut 53 ist bei dem vorliegenden Beispiel
trapezförmig
(oder fächerartig).
Die 6A und 6B zeigen
Ausführungsbeispiele
eines Herstellungsverfahrens für
eine in einer Nut des Statorkerns gemäß den 4 und 5 zu
installierende Kabelkomponente. Genauer zeigt die Zeichnung die
Ausführungsbeispiele
für den
Fall, wenn neun Leitungsdrähte
derart ausgerichtet und gebündelt
werden, dass der Querschnitt der Kabelkomponente 10 trapezförmig wird.
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Bezüglich des
in 6A gezeigten Bündelungswerkzeugs 30 ist
der Querschnitt der Porosität 33 zum
Aufnehmen einer Vielzahl von Leitungsdrähten 11 trapezförmig. In
dem neun Leitungsdrähte
in der Porosität 33 ausgerichtet
werden, wird daher der Querschnitt der Kabelkomponente 10 annähernd trapezförmig. Genauer
wird eine Vielzahl von Leitungsdrähten 11 derart angeordnet,
dass der Querschnitt der Kabelkomponente 10 ungefähr identisch
zu dem Querschnitt der Nut 53 wird.
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Bei
dem in 6B gezeigten Beispiel wird ein
flacher Leitungsdraht als Leitungsdraht 11 verwendet, aber
die Grundkonfiguration ist identisch zu dem in 6A gezeigten
Beispiel. Wenn die Kabelkomponente 10 unter Verwendung
von flachen Leitungsdrähten
ausgebildet wird, können
die Drähte unter
Inanspruchnahme von weniger Raum im Vergleich zu dem Fall ausgerichtet
werden, bei dem die Komponente unter Verwendung von kreisförmigen Leitungsdrähten ausgebildet
wird. Wenn die Kabelkomponente 10 unter Verwendung von
flachen Leitungsdrähten
ausgebildet wird, steigt demzufolge der Schichtungsfaktor der Leitungsdrähte in einer
Nut noch mehr, wenn die Kabelkomponente 10 in die Nut eines
Statorkerns eingefügt
wird.
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Falls
der Schichtungsfaktor der Leitungsdrähte in einer Nut erhöht wird,
steigt die Effizienz einer rotierenden elektrischen Einheit, wie
der Fachmann weiß.
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Nachstehend
erfolgt eine Beschreibung von Vorgängen zum Installieren der Kabelkomponente 10 in
einem Statorkern unter Bezugnahme auf die 1 und 7A bis 7C.
Bei der nachstehenden Beschreibung wird angenommen, dass die Kabelkomponente 10 gemäß den 4 und 5 im
Statorkern 50 installiert ist.
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7 zeigt einen Zustand, bei dem die Kabelkomponente 10 in
die entsprechende Nut des Statorkerns eingefügt ist. Dabei zeigen die 7A, 7B und 7C eine
Perspektivansicht, eine Musteransicht der auf der oberen Seite des
Statorkerns installierten Kabelkomponente bzw. eine Musteransicht
der auf der Unterseite des Statorkerns installierten Kabelkomponente.
Zur Verdeutlichung der Darstellung wurde dabei das äußere Umfangselement 52 weggelassen.
Zudem müssen
zur Verwirklichung einer dreiphasigen rotierenden elektrischen Einheit
drei Kabelkomponenten 10 im Statorkern installiert sein,
aber in der Zeichnung ist lediglich eine Kabelkomponente 10 gezeigt.
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In
den 7A bis 7C werden
die in den 9 und 5 gezeigten
Statorkerne verwendet, und die Kabelkomponente 10 wird
in die entsprechende Nut von der Seite der äußeren Umgebung des Statorkerns 50 eingefügt. Im Falle
des in 3 ausgeführten
Ausführungsbeispiels
wird die Kabelkomponente 10 in die entsprechende Nut von
der Seite des inneren Umfangs eingefügt, was in der Zeichnung nicht
gezeigt ist.
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Die
somit erzeugten Kabelkomponenten 10 werden in sechs entsprechende
Nuten in Intervallen von drei Nuten eingefügt. Genauer wird eine der Kabelkomponenten 10 sequentiell
in die Nuten 53a, 53p, 53m, 53j, 53g und 53d unter
den im Statorkern 50 bereitgestellten 18 Nuten 53a bis 53r eingefügt. Bei
den in den 7A bis 7C gezeigten
Beispielen ist dabei ein Ende der Kabelkomponente 10 (das Ende,
an dem das Verbindungselement 21 fixiert ist) auf dem oberen
Ende einer Nut 53a herausgezogen, während das andere Ende der Kabelkomponente 10 (das
Ende, an dem das Verbindungselement 22 fixiert ist) von
dem unteren Ende der Nut 53d herausgezogen ist. Die Kabelkomponente 10 ist
zur Ausbildung einer Wellenwicklung gemäß dem nachstehend beschriebenen
Weg installiert: Von dem Verbindungselement 21 zu dem oberen
Ende der Nut 53a durch die Nut 53a zu dem unteren
Ende der Nut 53a zu dem unteren Ende der Nut 53p durch
die Nut 53p zu dem oberen Ende der Nut 53p zu
dem oberen Ende der Nut 53m durch die Nut 53m zu dem unteren Ende
der Nut 53m zu dem unteren Ende der Nut 53j durch
die Nut 53j zu dem oberen Ende der Nut 53j zu dem
oberen Ende der Nut 53g durch die Nut 53g zu dem
unteren Ende der Nut 53g zu dem unteren Ende der Nut 53d durch
die Nut 53d zu dem oberen Ende der Nut 53d bis
hin zum Verbindungselement 22.
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Nachfolgend
wird eine Spule ausgebildet, indem die beiden Enden der im Statorkern 50 installierten
Kabelkomponente 10 verbunden werden. Nachstehend erfolgt
eine Beschreibung eines Verfahrens zur Ausbildung einer Spule unter
Bezugnahme auf 8. Bei dem in 8 gezeigten
Beispiel wird die Kabelkomponente 10 durch Kombination
von neun Leitungsdrähten 11a bis 11i ausgebildet.
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Das
Verbindungselement 21 wird an ein Ende der Kabelkomponente 10 fixiert.
Die Enden der Leitungsdrähte 11a bis 11h unter
den die Kabelkomponente 10 konfigurierenden neun Leitungsdrähten 11a bis 11i sind
jeweils mit den Anschlüssen 21a bis 21h des
Verbindungselements 21 verbunden. Das Ende des Leitungsdrahtes 11i ist
so konfiguriert, dass es nach außen heraustritt, ohne mit dem
Verbindungselement 21 verbunden zu sein.
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Das
Verbindungselement 22 ist an dem anderen Ende der Kabelkomponente 10 fixiert.
Die Enden der Leitungsdrähte 11b bis 11i unter
den die Kabelkomponente 10 konfigurierenden neun Leitungsdrähten 11a bis 11i sind
jeweils mit den Anschlüssen 22b bis 22i des
Verbindungselements 22 verbunden. Das Ende des Leitungsdrahtes 11a ist
herausgeführt, ohne
mit dem Verbindungselement 22 verbunden zu sein.
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Die
Verbindungselemente 21 und 22 sind miteinander über das
Verbindungselement 23 verbunden. Das Verbindungselement 23 ist
so konfiguriert, dass die Anschlüsse 21a bis 21h des
Verbindungselements 21 jeweils mit den Anschlüssen 22b bis 22i des
Verbindungselementes 22 elektrisch verbunden sind. Falls
die Verbindungselemente 21 und 22 über das
Verbindungselement 23 verbunden werden, sind daher neun
Leitungsdrähte 11a bis 11i elektrisch
und seriell verbunden, so dass ein Leitungsdraht ausgebildet wird.
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Die
Kabelkomponente 10 wird so installiert, dass sie eine vorbestimmte
Anzahl von in dem Statorkern 50 bereitgestellten Nuten
durchquert, wie unter Bezugnahme auf die 7A bis 7C beschrieben
ist. Falls also ein langer Leitungsdraht derart durch elektrisches
Verbinden der beiden Enden der Kabelkomponente 10 in geeigneter
Weise ausgebildet wird, dass die Leitungsdrähte 11a bis 11i seriell verbunden
werden, so wird eine um eine Vielzahl von Nuten des Statorkerns 50 gewickelte
Spule konfiguriert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die
Kabelkomponente 10 dabei neun Leitungsdrähte 11,
so dass Wellenwicklungsspulen mit neun Windungen konfiguriert werden.
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Zusätzlich werden
zwei andere Kabelkomponenten in dem Statorkern 50 installiert,
und Spulen werden durch dasselbe Verfahren konfiguriert. Nachdem
die Kabelkomponente 10 (d.h. eine Spule) im inneren Umfangselement 51 des
Statorkerns 50 auf diese Weise installiert ist, wird sodann
das äußere Umfangselement 52 zur
Umhüllung
des inneren Umfangselementes 51 platziert. Somit ist der
Stator einer rotierenden elektrischen Einheit konfiguriert.
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Auf
diese Weise wird bei dem Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische
Einheit nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung die
durch Bündeln
einer Vielzahl von Leitungsdrähten 11 erhaltene
Kabelkomponente 10 in der Nut eines Statorkerns installiert,
und beide Enden der Kabelkomponente 10 werden zur Konfigurierung einer Spule
elektrisch verbunden. Der Ablauf zur Installation der Kabelkomponente 10 in
der entsprechenden Nut ist dabei im Vergleich zu dem Ablauf bei
dem direkten Wickeln eines Leitungsdrahtes viel leichter. Zudem
ist bei dem Herstellungsverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung keine kostenintensive Vorrichtung wie bei dem Einfügeverfahren
erforderlich.
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Da
bei dem Herstellungsverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung die im Voraus hergestellte Kabelkomponente 10 um
die Nut eines Statorkerns installiert wird, wird zudem eine Vielzahl
von Leitungsdrähten 11 leicht
ausgerichtet, so dass diese ungefähr in den Querschnitt der Nut
passen. Daher kann der Schichtungsfaktor der Leitungsdrähte in einer
Nut erhöht
werden, wodurch die Effizienz einer rotierenden elektrischen Einheit verbessert
wird.
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Gemäß dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel
werden die Verbindungselemente 21 und 22 an den
Enden der Kabelkomponente 10 fixiert, und das Verbindungselement 23 verbindet
die Verbindungselemente 21 und 22, wobei die vorliegende
Erfindung jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist.
Genauer kann beispielsweise die in den 9A und 9B gezeigte
Konfiguration verwendet werden.
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Bei
dem in 9A gezeigten Beispiel sind das
Verbindungselement 21 sowie ein Verbindungselement 24 an
beiden Enden der Kabelkomponente 10 fixiert. Dabei wird
das Verbindungselement 24 erhalten, indem die Verbindungselemente 22 und 23 integriert
ausgebildet werden. Demzufolge wird durch Verbinden des Verbindungselementes 21 und
des Verbindungselementes 24 eine Spule ausgebildet.
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Bei
dem in 9B gezeigten Beispiel sind beide
Enden der Kabelkomponente 10 unter Verwendung einer Verbindungskomponente 25 verbunden. Dabei
beinhaltet das Verbindungsteil 25 die Verbindungselemente 26 und 27 sowie
ein Umwandlungskabel 28, und es arbeitet auf dieselbe Weise
wie die des in 8 gezeigten Verbindungselementes 23. Wenn
die Verbindungskomponente 25 die Verbindungselemente 21 und 22 verbindet,
wird demzufolge eine Spule erhalten.
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Bevor
die Kabelkomponente 10 in die Nut eines Statorkerns eingefügt wird,
kann zudem eine Isolierungsverarbeitung für die Kabelkomponente 10 durchgeführt werden.
Die Isolierungsverarbeitung ist dabei nicht besonders eingeschränkt, aber
diese Verarbeitung kann eine Verarbeitung zum Bedecken der in der
Nut enthaltenen Kabelkomponente 10 beispielsweise mit isolierendem
Papier, einer isolierenden Schicht, einem Harzmaterial oder ähnlichem sein,
wenn die Kabelkomponente 10 in dem Statorkern installiert
wird. Falls derartige Vorgänge
eingeführt
werden, muss das isolierende Papier oder ähnliches nicht im Voraus in
der entsprechenden Nut des Statorkerns eingefügt sein, und die Isolierung
zwischen der Spule und dem Statorkern kann erlangt werden, indem
nur die isolierende Kabelkomponente 10 in die entsprechende
Nut eingefügt
wird. Zudem kann die Ausrichtung einer Vielzahl von Leitungsdrähten 11 zur
Ausbildung der Kabelkomponente 10 beibehalten werden, indem
eine derartige Isolierungsverarbeitung durchgeführt wird.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist die im Statorkern bereitgestellte Nut eine offene Nut, aber
die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Genauer kann die vorliegende
Erfindung auf einen Statorkern mit einer in 10 gezeigten
geschlossenen Nut angewendet werden. Eine „offene Nut" gibt eine Konfiguration
an, bei der eine Nut in Richtung des äußeren Umfangs eines Statorkerns
(bezüglich 4)
offen ist, oder bei der eine Nut in Richtung des inneren Umfangs
eines Statorkerns (bezüglich 3)
offen ist. Andererseits gibt eine „geschlossene Nut" eine Konfiguration an,
bei der eine Nut weder in Richtung des äußeren Umfangs noch in Richtung
des inneren Umfangs eines Statorkerns offen ist, und diese Nut wird
durch eine Durchbohrung verwirklicht, damit ein Leitungsdraht hindurch
geführt
werden kann. Wenn die Erfindung auf eine geschlossene Nut angewendet
wird, wird die Kabelkomponente 10 in einem Statorkern derart
installiert, dass die Kabelkomponente sequentiell eine Vielzahl
von entsprechenden geschlossenen Nuten gemäß 10B durchdringt.
Dann werden Verbindungselemente an beiden Enden der Kabelkomponente 10 bereitgestellt,
und der Satz dieser Verbindungselemente wird miteinander verbunden.
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Wenn
die im Statorkern bereitgestellte Nut eine halbgeschlossene Nut
ist (die Nut ist in Richtung des äußeren Umfangs oder in Richtung
des inneren Umfangs offen, aber die Öffnungsbreite der Nut ist schmaler
als die Breite in der Umfangsrichtung der Nut), kann die Erfindung
auf dieselbe Weise wie im Falle einer geschlossenen Nut angewendet
werden.
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Ferner
ist die rotierende elektrische Einheit nicht auf eine dreiphasige
rotierende elektrische Einheit beschränkt, und die Anzahl der Pole
jeder Phase ist nicht auf „6" beschränkt. Falls
beispielsweise die Anzahl der Pole jeder Phase „4" ist, überquert die Kabelkomponente 10 vier
Nuten, und falls die Anzahl von Polen jeder Phase „8" beträgt, überquert
die Kabelkomponente 10 acht Nuten.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Erfindung
auf eine rotierende elektrische Einheit (genauer auf deren Wicklungsträger) angewandt,
sie kann jedoch ebenso auf einen Linearmotor oder eine Induktionsmaschine
(genauer auf deren Wicklungsträger)
angewandt werden. Im Übrigen
umfasst der Wicklungsträger
einen Wicklungsträgereisenkern
und eine Spule, erzeugt eine elektromotorische Kraft und arbeitet
als das Element, in dem der elektrische Hauptstrom fließt. Die
Erfindung findet breite Anwendung auf den für eine rotierende elektrische
Einheit, einen Linearmotor und eine Induktionsmaschine verwendeten
Wicklungsträger.
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Nach
vorstehender Beschreibung wird eine Vielzahl von Nuten in einem
Statorkern 50 bereitgestellt. Eine Kabelkomponente 10 wird
durch Bündeln einer
Vielzahl von Leitungsdrähten 11 ausgebildet, und
Verbindungselemente 21, 22 werden an beiden Enden
befestigt. Die Kabelkomponente 10 wird in eine entsprechende
Nut 53 eingefügt,
so dass die entsprechende Vielzahl von Nuten 53 durchquert wird,
wonach eine Spule durch Verbinden der beiden Enden der Kabelkomponente 10 ausgebildet
wird.