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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 rotierend 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-9-191588 (insbesondere in den 1 und 2 nebst
der Beschreibung in den Absätzen
0023-0030) 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-58-33945 (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
einer „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-9-191588
beschriebenen Verfahren wird dieses Problem verringert. Gemäß dem in
dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren wird jedoch eine Auslegung
dahingehend getroffen, dass die Konfiguration des Statorkern kompliziert
ist, und sich die Spule auf eine konzentrierte Wicklung beschränkt.
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Bei
dem in der Druckschrift JP-A-58-33945 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
erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
für einen
Motor und einen Generator (oder einen Wicklungsträger) umfasst
die Schritte Erzeugen einer Spulenkomponente durch wiederholtes
Wickeln eines Leitungsdrahtes um ein Ausbildungswerkzeug; Durchtrennen
der Spulenkomponente an einer vorbestimmten Stelle; Einfügen der
durchtrennten Spulenkomponente in eine in dem Eisenkern eines Wicklungsträgers bereitgestellten
Nut, so dass eine Vielzahl von Nuten durchquert wird; und Ausbilden
einer Spule des Wicklungsträgers
durch elektrisches Verbinden der Enden der Vielzahl von Leitungsdrähten an
Trennoberflächen
der durchtrennten Spulenkomponente zum Konfigurieren der Spulenkomponente.
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Gemäß diesem
Herstellungsverfahren wird eine unter Verwendung des Ausbildungswerkzeugs ausgebildete
Spulenkomponente an einem vorbestimmten Teil durchtrennt und wird
kabelförmig.
Danach wird eine Spule ausgebildet, indem die kabelförmige Spulenkomponente
in dem Eisenkern eines Wicklungsträgers (wie etwa des Läufers oder
des Stators einer rotierenden elektrischen Einheit) installiert
und die Enden der Leitungsdrähte
an den Trennoberflächen
der Spulenkomponente elektrisch verbunden werden. Daher kann eine
Spule ausgebildet werden, ohne einen Leitungsdraht unmittelbar um den
Eisenkern eines Wicklungsträgers
zu wickeln. Da die kabelförmige
Spulenkomponente in eine entsprechende Nut eingefügt wird,
so dass eine Vielzahl von Nuten durchquert wird, ist zudem keine
große Vorrichtung
wie etwa das bei dem Einfügeverfahren verwendete
Gerät erforderlich.
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Bei
dem Schritt zur Ausbildung der Spulenkomponente kann der vorstehend
beschriebene Leitungsdraht um das Ausbildungswerkzeug derart gewickelt
werden, dass der Querschnitt der Spulenkomponente ungefähr zu dem
Querschnitt der Nut passt. Dabei steigt der Schichtungs- (oder Dichte-) Faktor
der Leitungsdrähte
in einer Nut, und die Effektivität
eines Motors oder Generators wird verbessert. Da eine vorausgebildete
Spulenkomponente in dem Eisenkern eines Wicklungsträgers installiert
wird, kann im Übrigen
gemäß diesem
Herstellungsverfahren eine Vielzahl von Leitungsdrähten ausgerichtet werden,
so dass sie ungefähr
in den Querschnitt der Nut passen. Falls ein flacher Leitungsdraht
als Leitungsdraht verwendet wird, kann zudem der Schichtungsfaktor
der Leitungsdrähte
weiter erhöht
werden.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren kann die durchtrennte
Spulenkomponente in eine entsprechende Nut eingefügt werden, so
dass eine Vielzahl von Nuten derart durchquert wird, dass die auszubildende
Spule wellengewickelt ist. Gemäß diesem
Verfahren kann eine Wellenwicklungsspule leicht konfiguriert werden.
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Zudem
können
bei dem Schritt zur Erzeugung der Spulenkomponente die Leitungsdrähte derart
um das Ausbildungswerkzeug gewickelt werden, dass sie sich in dem
in die Nut einzufügenden
Bereich nicht überschneiden.
Gemäß diesem
Verfahren verringert sich der Schichtungsfaktor von Leitungsdrähten in
einer Nut nicht.
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Der
erfindungsgemäße Motor
oder Generator beinhaltet einen durch einen Leitungsdraht gewickelten
Wicklungsträger.
Der Wicklungsträger
umfasst einen mit einer Vielzahl von Nuten versehenen Wicklungsträgereisenkern
sowie eine durch wiederholtes Wickeln eines Leitungsdrahtes um ein
Ausbildungswerkzeug erzeugte Spulenkomponente. Nach Installation
der vorstehend beschriebenen Spulenkomponente im Wicklungsträgereisenkern,
während diese
an einer vorbestimmten Stelle durchtrennt ist, werden die Enden
der die Spulenkomponente ausbildenden Leitungsdrähte an den Trennoberflächen elektrisch
verbunden. Der erfindungsgemäß erzeugte
Motor und Generator erzielt im Übrigen
dieselbe Wirkung, indem dieselbe Betriebsweise implementiert wird,
wie die gemäß dem vorstehend
beschriebenen Herstellungsverfahren. Bezüglich der Spulenkomponente
können
bei dem Motor und Generator die Enden der die Spulenkomponente ausbildenden Leitungsdrähte durch
ein Verbindungselement an den Trennoberflächen elektrisch verbunden werden.
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Erfindungsgemäß kann eine
Spule ausgebildet werden, indem eine vorausgebildete Spulenkomponente
an einem vorbestimmten Teil durchtrennt wird, die durchtrennte Spulenkomponente
in dem Eisenkern eines Wicklungsträgers installiert wird und die
Enden der Leitungsdrähte
an den Trennoberflächen
der Spulenkomponente elektrisch verbunden werden. Der Vorgang zur
Ausbildung einer Spule ist daher einfach, so dass eine teuere und
große
Ausrüstung
erforderlich ist.
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Da
eine in die Nut des Wicklungsträgers
eines Eisenkerns einzufügende
Spulenkomponente erfindungsgemäß separat
ausgebildet werden kann, ist es zudem einfach, eine Vielzahl von
Leitungsdrähten auszurichten,
so dass sie ungefähr
zu dem Querschnitt der Nut passen. Folglich kann der Schichtungsfaktor
von Leitungsdrähten
in der Nut erhöht werden,
so dass die Effektivität
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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Die 1A und 1B einen
Herstellungsvorgang für
eine zur Herstellung einer rotierenden elektrischen Einheit gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendete Spulenkomponente;
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2 eine
Explosionsansicht eines Statorkerns gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3 den
in 2 gezeigten Statorkern von oben;
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Die 4A bis 4C den
Zustand, bei dem eine Spulenkomponente in die Nut eines Statorkern
eingefügt
ist;
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5 ein
Muster des Zustands, bei dem eine Spulenkomponente in eine entsprechende
Nut des Statorkerns eingefügt
ist;
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6 eine
Schnittansicht der Spulenkomponente;
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7A einen
Statorkern gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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7B eine
Schnittansicht der in eine Nut des in 7A gezeigten
Statorkerns eingefügten Spulenkomponente;
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Die 8A und 8B Zustände, bei
denen sich Leitungsdrähte
miteinander überschneiden, wenn
eine Spulenkomponente ausgebildet wird;
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Die 9A bis 9C die
Durchtrennung/Verbindung von Spulenkomponenten;
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Die 10A bis 10C Vorgänge zum Verbinden
der Enden von Leitungsdrähten;
und
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Die 11a und 11B ein
Ausführungsbeispiel,
bei dem die Erfindung auf einen Stator mit geschlossener Nut angewendet
wird.
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Nachstehend
werden die Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die
Beschreibung erfolgt lediglich für
den Fall, dass die Erfindung auf eine als eine rotierende elektrische
Einheit arbeitende Synchronmaschine angewendet wird. Dabei beinhaltet eine
rotierende elektrische Einheit gemäß einem Ausführungsbeispiel
einen Motor und einen Generator. Nachstehend erfolgt die Beschreibung
für den Fall,
dass die rotierende elektrische Einheit eine dreiphasige rotierende
elektrische Einheit ist, und dass die Anzahl der Pole jeder Phase „6" beträgt.
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Die
rotierende elektrische Einheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beinhaltet einen Stator und einen Rotor, die jeweils als Wicklungsträger ähnlich einer
allgemeinen rotierenden elektrischen Einheit 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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Die 1A und 1B zeigen
einen Herstellungsvorgang für
eine zur Herstellung einer rotierenden elektrischen Einheit gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendete Spulenkomponente.
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Gemäß 1A wird
eine Spulenkomponente 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch
wiederholtes Wickeln eines Leitungsdrahtes 11 um ein Ausbildungswerkzeug 20 ausgebildet.
Die Form des Ausbildungswerkzeugs 20 ist vorliegend nicht
besonders beschränkt,
aber die Länge
des äußeren Umfangs
des Ausbildungswerkzeugs 20 wird durch die Form des Statorkerns
oder ähnlichem
bestimmt, auf dem die Spulenkomponente 10 des Eisenkerns
eines Wicklungsträgers
einer rotierenden elektrischen Einheit installiert wird.
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Der
Leitungsdraht 11 ist beispielsweise ein Kupferdraht, der
isolierend beschichtet ist. Der Querschnitt jedes Leitungsdrahtes 11 ist
beispielsweise rund (oder im Wesentlichen rund) oder rechteckig (oder
im Wesentlichen rechteckig). Nachstehend wird ein Leitungsdraht
mit einem runden Querschnitt manchmal „runder Leitungsdraht" genannt, während der
mit einem rechteckigen oder annähernd
rechteckigen Querschnitt manchmal „flacher Leitungsdraht" genannt wird.
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Nachfolgend
wird die somit ausgebildete Spulenkomponente 10 an dem
in 1B gezeigten vorbestimmten Teil durchtrennt. Dabei
werden die Leitungsdrähte 11 vorzugsweise
vorläufig
fixiert, damit eine Separierung dieser die Spulenkomponente 10 ausbildenden
Drähte 11 vermieden
wird. Im Übrigen
werden die Durchtrennungsteile der Spulenkomponente 10 manchmal
Endabschnitte 12a und 12b genannt.
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2 zeigt
eine Explosionsansicht eines Statorkerns gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Der Statorkern 50 beinhaltet ein inneres Umfangselement 51 und
ein äußeres Umfangselement 52,
wie es in 2 gezeigt ist. Das innere Umfangselement 51 ist
mit einer Vielzahl von vorspringenden Abschnitten versehen, die
jeweils in radialer Richtung vorspringen. Jede Nut 53 ist
zwischen diesen vorspringenden Abschnitten ausgebildet. Andererseits
ist das äußere Umfangselement 52 wie
ein Zylinder geformt und an das innere Umfangselement 51 fixiert,
um dieses Element zu umgeben.
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3 zeigt
den Statorkern 50 von oben. Dabei zeigt die Figur einen
Zustand, bei dem das äußere Umfangselement 52 auf
der äußeren Seite
des inneren Umfangselementes 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 fächerförmig).
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Nachstehend
erfolgt eine Beschreibung der Vorgänge zum Installieren der somit
ausgebildeten Spulenkomponente 10 in dem in den 1A und 1B gezeigten
Statorkern. Bei der nachstehenden Beschreibung wird angenommen,
dass die Spulenkomponente 10 in den in den 2 und 3 gezeigten
Statorkernen 50 installiert wird.
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Die 4A bis 4C zeigen
den Zustand, bei dem die Spulenkomponente 10 in die entsprechende
Nut des Statorkerns eingefügt
wird. Dabei zeigen die 4A, 4B und 4C eine
Perspektivansicht, ein Musterdiagramm einer auf der Oberseite des
Statorkerns installierten Spulenkomponente bzw. ein Musterdiagramm
einer auf der Unterseite des Statorkerns installierten Spulenkomponente.
Zur Verdeutlichung der Zeichnung ist dabei das äußere Umfangselement 52 weggelassen.
Zudem müssen
zur Verwirklichung einer dreiphasigen rotierenden elektrischen Einheit
drei Spulenkomponenten 10 in dem Statorkern installiert
sein, wobei aber nur eine Spulenkomponente 10 in der Zeichnung
gezeigt ist.
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Die
somit ausgebildete Spulenkomponente 10 wird in sechs entsprechende
Nuten in Intervallen von drei Nuten eingefügt. Im Einzelnen wird eine
der Spulenkomponenten 10 nacheinander 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 4A bis 4C gezeigten Beispielen
wird dabei der Endabschnitt 12a der Spulenkomponente 10 aus
dem oberen Ende einer Nut 53m herausgeführt, während der Endabschnitt 12b der
Spulenkomponente 10 aus dem unteren Ende der Nut 53p herausgeführt wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
durchquert die Spulenkomponente 10 eine Vielzahl von Nuten,
so dass eine Wellenwicklung gemäß dem nachstehend
aufgeführten
Weg ausgebildet wird: vom Endabschnitt 12a der Spulenkomponente 10 zu
dem oberen Ende der Nut 53m durch die Nut 53m zum
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 zum
unteren Ende der Nut 53g zum unteren Ende der Nut 53d durch
die Nut 53d zum oberen Ende der Nut 53d zum oberen
Ende der Nut 53a durch die Nut 53a zum unteren
Ende der Nut 53a zum unteren Ende der Nut 53p durch
die Nut 53p zum oberen Ende der Nut 53p zum Endabschnitt 12b der
Spulenkomponente 10.
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5 zeigt
ein Musterdiagramm des Zustands, bei dem die Spulenkomponente 10 in
entsprechende Nuten des Statorkerns 50 eingefügt wird. Auf
diese Weise durchquert die Spulenkomponente 10 eine Vielzahl
von Nuten 53m, 53j, 53g, 53d, 53a und 53p wie
eine Welle.
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6 zeigt
eine Schnittansicht der Spulenkomponente 10. Dabei ist
der Querschnitt der Spulenkomponente 10 für den Fall
dargestellt, bei dem der Querschnitt einer Nut des Statorkerns 50 trapezförmig ist
(vergleiche 2 und 3). Zudem
ist der Leitungsdraht 11 ein flacher Leitungsdraht.
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Die
Spulenkomponente 10 ist durch wiederholtes Wickeln des
Leitungsdrahtes 11 um den äußeren Umfang des Ausbildungswerkzeugs 20 ausgebildet.
Bei dem in 6 gezeigten Beispiel ist der
Leitungsdraht 11 mit 24 Windungen gewickelt. Dabei
ist der Leitungsdraht 11 derart gewickelt, dass der Querschnitt
der Spulenkomponente 10 ungefähr zu dem Querschnitt jeder
in dem Statorkern 50 bereitgestellten Nut 53 passt.
Zudem ist der Leitungsdraht 11 so gewickelt, dass er in
einer vorbestimmten Reihenfolge im Querschnitt der Spulenkomponente 10 ausgerichtet
ist. Die in 6 zugewiesenen Nummern „1" bis „24" geben die Anordnungsreihenfolge
der Leitungsdrähte 11 an.
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7A zeigt
den Statorkern eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung
und 7B zeigt eine Schnittansicht einer in die Nut
des in 7A gezeigten Statorkerns einzufügenden Spulenkomponente.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
wird die Spulenkomponente 10 in eine entsprechende Nut
von einer äußeren Umfangsseite des
Statorkerns eingefügt,
während
bei dem in 7A gezeigten Ausführungsbeispiel
die Spulenkomponente 10 in eine entsprechende Nut von einer inneren
Umfangsseite des Statorkerns eingefügt wird.
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Bezüglich des
in 7A gezeigten Statorkerns ist der Querschnitt der
Nut ungefähr
rechteckig. In diesem Fall wird der Querschnitt der Spulenkomponente 10 ungefähr rechteckig
ausgebildet. Genauer wird auch hierbei der Leitungsdraht derart
gewickelt, dass der Querschnitt des Leitungsdrahtes ungefähr zu dem
Querschnitt jeder in dem Statorkern bereitgestellten Nut passt.
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Auf
diese Weise wird der Leitungsdraht 11 derart gewickelt,
dass der Querschnitt der Spulenkomponente 10 ungefähr zu dem
einer Nut des Statorkerns bei einer rotierenden elektrischen Einheit des
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels passt.
Dann wird die Spulenkomponente 10 in die entsprechende
Nut eingefügt.
Daher steigt der Schichtungsfaktor der Leitungsdrähte in einer
Nut. Demzufolge wird die Effektivität einer rotierenden elektrischen
Einheit verbessert. Falls ein flacher Leitungsdraht als Leitungsdraht
verwendet wird, kann zudem der Schichtungsfaktor der Leitungsdrähte in einer
Nut im Vergleich zu dem Fall weiter erhöht werden, bei dem ein runder
Leitungsdraht verwendet wird.
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Wenn
der Leitungsdraht 11 um das Ausbildungswerkzeug 20 gewickelt
wird, überschneiden sich
manchmal die Leitungsdrähte.
Bei dem in den 8A bis 8B gezeigten
Beispiel kreuzt beispielsweise der Leitungsdraht der vierten Windung den
Leitungsdraht der dritten Windung, als ob der erstgenannte auf dem
letztgenannten laufen würde. Diese Überschneidung
stört die
Ausrichtung der Leitungsdrähte.
Genauer kann dort, wo sich die Leitungsdrähte überschneiden, der Querschnitt
der Spulenkomponente 10 nicht in der vorbestimmten Querschnittsform
gehalten werden (bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel „trapezförmig" oder „rechteckig"), so dass die Komponente
nicht in eine Nut des Statorkerns eingefügt werden kann.
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Daher
werden gemäß dem Herstellungsverfahren
nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der
Erfindung die Leitungsdrähte 11 um
das Ausbildungswerkzeug 20 so gewickelt, dass sie sich
bei dem Schritt zur Erzeugung des Leitungsdrahtes 11 nicht
in dem Bereich miteinander überschneiden,
der in die Nut des Statorkerns einzufügen ist. Beispielsweise wird
bei dem in 5 gezeigten Beispiel die Spulenkomponente 10 derart
ausgebildet, dass die Leitungsdrähte 11 sich
in dem mit gestrichelter Linie umschlossenen Bereich nicht überschneiden.
Daher passt in dem Bereich, wo der Leitungsdraht in die Nut eines
Statorkerns eingefügt
wird, der Querschnitt der Spulenkomponente 10 ungefähr zu dem
Querschnitt der Nut, ohne die Ausrichtung der Leitungsdrähte 11 zu
stören.
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Danach
wird eine Spule ausgebildet, indem die Endabschnitte 12a und 12b der
in dem Statorkern 50 installierten Spulenkomponente 10 verbunden werden.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Verbinden der Endabschnitte 12a und 12b der
Spulenkomponente 10 unter Bezugnahme auf die 9A bis 9C beschrieben.
Dabei wird angenommen, dass die Spulenkomponente 10 gemäß 9A durch
N-maliges Wickeln des Leitungsdrahtes 11 um das Ausbildungswerkzeug 20 ausgebildet
wird. Dabei werden die Leitungsdrähte der ersten Wicklung bis
zur N-ten Wicklung entsprechend mit Wicklungsdraht 11-1 bis 11-N bezeichnet.
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Nach
vorstehender Beschreibung wird die Spulenkomponente 10 an
einer vorbestimmten Stelle durchtrennt. Genauer werden die Leitungsdrähte 11-1 bis 11-N jeweils
gemäß 9B durchtrennt.
Dabei bezeichnet eine „vorbestimmte
Stelle" eine Stelle, die
von einer in die Nut eines Statorkerns einzufügenden Stelle verschieden ist.
Nachstehend werden die Leitungsdrähte auf der Seite des Endabschnitts 12a der
Spulenkomponente 10 mit 11-a bis 11-Na bezeichnet,
während
die Leitungsdrähte
auf der Seite des Endabschnitts 12b der Spulenkomponente 10 mit 11-1b bis 11-Nb bezeichnet
werden.
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Die
Spulenkomponente 10, die an einer vorbestimmten Stelle
durchtrennt wird, wird in dem Statorkern 50 gemäß den 4A bis 4C installiert. Sodann
werden die Endabschnitte der entsprechenden Leitungsdrähte an den
Trennoberflächen
(den Endabschnitten 12a und 12b) der Spulenkomponente 10 elektrisch
verbunden. Im Einzelnen werden gemäß 9C die
jeweiligen Endabschnitte der Leitungsdrähte 11-1a bis 11-Na und
die jeweiligen Endabschnitte der Leitungsdrähte 11-1b bis 11-Nb jeweils
derart elektrisch verbunden, dass die jeweiligen abgetrennten Leitungsdrähte 11-1 bis 11-N in
einen Zustand vor der Durchtrennung wiederhergestellt werden.
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Folglich
wird die Spulenkomponente 10 eine in dem Statorkern installierte
Spule. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Spulenkomponente 10 in eine entsprechende Nut
eingefügt,
so dass sie eine Vielzahl von Nuten wie eine Welle durchquert. Demzufolge
wird durch die Spulenkomponente 10 eine Wellenwicklung
ausgebildet.
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Ein
Verfahren zum elektrischen Verbinden der Endabschnitte der Leitungsdrähte 11 ist
nicht besonders beschränkt,
so dass dieses Verfahren auf verschiedene Weisen verwirklicht werden
kann. Die Endabschnitte der Leitungsdrähte können beispielsweise durch einen
Lötvorgang
oder durch verschiedene Schweißvorgänge (einschließlich Laserschweißen, Widerstandsschweißen und
Lichtbogenschweißen)
verbunden werden. Zudem wird gemäß 10A ein Endabschnitt eines Satzes von zu verbindenden
Leitungsdrähten
als männliche
Bauart verarbeitet, während
der andere Endabschnitt als weibliche Bauart verarbeitet wird. Danach
werden diese Leitungsdrähte
unter Druck miteinander verbunden, während sie aneinander fixiert
sind.
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Ansonsten
kann gemäß 10B eine Vielzahl von Sätzen von Leitungsdrähten unter
Verwendung eines Satzes von Verbindungselementen gleichzeitig verbunden
werden. Zudem kann gemäß 10C eine Vielzahl von Sätzen von Leitungsdrähten unter
Verwendung eines Verbindungselementes verbunden sein.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
werden die Enden jedes Leitungsdrahtes derart verbunden, dass die
durchtrennten Leitungsdrähte
in den Originalzustand wiederhergestellt werden, wie unter Bezugnahme
auf die 9A bis 9C beschrieben
ist. Zudem werden an den Trennoberflächen der Spulenkomponente 10 die
Spulenkomponente 10 ausbildende Leitungsdrähte in einem vorbestimmten
Muster gemäß 6 oder 7B ausgerichtet.
Somit wird ein Verbindungselement zum Verbinden der Enden jedes
Leitungsdrahtes nicht durch eine komplizierte Konfiguration verwirklicht,
wie etwa dass leitende Pfade sich innerhalb des Verbindungselementes
miteinander überkreuzen, sondern
durch eine einfache Konfiguration derart, dass an derselben Stelle
(vergleiche 10C) angeordnete Leitungsdrähte miteinander
verbunden werden, so dass das Verbindungselement selbst verkleinert
werden kann. Daher trägt
diese Umsetzung zur Verkleinerung einer rotierenden elektrischen
Einheit bei.
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Zudem
werden zwei andere Spulenkomponenten in dem Statorkern 50 installiert,
und eine Spule wird in demselben Verfahren konfiguriert. Nachdem
die Spulenkomponenten 10 (d.h. Spulen) in dem inneren Umfangselement 51 des
Statorkerns 50 auf diese Weise installiert sind, wird sodann
das äußere Umfangselement 52 fixiert,
um das innere Umfangselement 51 zu umfangen. Somit wird
der Stator einer rotierenden elektrischen Einheit konfiguriert.
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Auf
diese Weise wird bei dem Herstellungsverfahren einer rotierenden
elektrischen Einheit nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung die
Spulenkomponente 10 durch wiederholtes Wickeln der Leitungsdrähte 11 um
das Ausbildungswerkzeug 20 ausgebildet, und die somit ausgebildete Spulenkomponente 10 wird
an einer vorbestimmten Stelle durchtrennt, wodurch die durchtrennte
Spulenkomponente in einem Statorkern installiert wird. Dann wird
eine Spule ausgebildet, indem die beiden Enden der Spulenkomponente 10 an
den Trennoberflächen
elektrisch verbunden werden. Dabei ist der Vorgang zum Installieren
der Spulenkomponente 10 in der entsprechenden Nut im Vergleich
mit dem Vorgang zum direkten Wickeln eines Leitungsdrahtes um den
Statorkern sehr viel leichter. Zudem ist bei dem Herstellungsverfahren
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
der Erfindung kein teures Gerät
mehr erforderlich, wie es bei dem Einfügeverfahren der Fall war.
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Da
die im Voraus ausgebildete Spulenkomponente 10 in die Nut
eines Statorkerns eingefügt wird,
wird außerdem
bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine Vielzahl von Leitungsdrähten 11 leicht ausgerichtet,
so dass sie ungefähr
in den Querschnitt der Nut passen. Daher kann der Schichtungsfaktor der
Leitungsdrähte
in einer Nut erhöht
werden, wodurch die Effektivität
einer rotierenden elektrischen Einheit verbessert wird.
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Bevor
bei dem Herstellungsverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Spulenkomponente 10 in die Nut eines Statorkerns eingefügt wird,
kann eine Isolierungsverarbeitung für die Spulenkomponente 10 durchgeführt werden.
Die Isolierungsverarbeitung ist dabei nicht besonders beschränkt, aber
diese Verarbeitung kann eine Verarbeitung zum Bedecken der in der
Nut enthaltenen Spulenkomponente 10 beispielsweise mit
isolierendem Papier, einer isolierenden Schicht, einem Harzmaterial
oder ähnlichem
sein, wenn die Spulenkomponente 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 Spulenkomponente 10 in die entsprechende
Nut eingefügt
wird. Zudem kann die Ausrichtung einer Vielzahl von Leitungsdrähten zur
Ausbildung der Spulenkomponente 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 11A gezeigten
geschlossenen Nut angewendet werden. Eine „offene Nut" gibt eine Konfiguration
an, bei der eine Nut in Richtung des äußeren Umfangs eines Statorkerns
(bezüglich 2)
offen ist, oder bei der eine Nut in Richtung des inneren Umfangs
eines Statorkerns (bezüglich 7A)
offen ist.
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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 Spulenkomponente 10 in einem Statorkern
derart installiert, dass die Spulenkomponente sequentiell eine Vielzahl
von entsprechenden geschlossenen Nuten gemäß 11B durchdringt. Dann
werden Verbindungselemente an beiden Enden der Spulenkomponente 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 „sechs" beschränkt. Falls
beispielsweise die Anzahl der Pole jeder Phase „vier" ist, überquert die Kabelkomponente 10 vier
Nuten, und falls die Anzahl von Polen jeder Phase „acht" 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 rotierend elektrische
Einheit, einen Linearmotor und eine Induktionsmaschine verwendeten
Wicklungsträger.
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Nach
vorstehender Beschreibung wird eine Vielzahl von Nuten 53 in
einem Statorkern 50 bereitgestellt. Eine Spulenkomponente 10 wird
durch mehrmaliges Wickeln von Leitungsdrähten 11 um ein Ausbildungswerkzeug 20 erzeugt.
Die Spulenkomponente 10 wird an einer vorbestimmten Stelle
durchtrennt und in eine Nut 53 eingefügt, so dass die Vielzahl von
Nuten 53 durchquert wird. Sodann wird eine Spule durch
Verbinden der entsprechenden Leitungsdrähte 11 an Trennoberflächen der
Spulenkomponente 10 ausgebildet.