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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNG
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Diese
Anmeldung basiert auf der
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2008-286181 , eingereicht am 17. November
2008, deren Inhalt hierdurch durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit
in diese Anmeldung aufgenommen ist, und nimmt deren Priorität in
Anspruch.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Statoren für dynamoelektrische
Maschinen, die in beispielsweise Motorfahrzeugen als elektrische
Motoren und elektrische Generatoren verwendet sind, und auf Verfahren
zum Herstellen der Statoren.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Eine
dynamoelektrische Maschine, wie zum Beispiel ein elektrischer Motor
und ein elektrischer Generator, weist allgemein einen Rotor, einen
Stator und ein Gehäuse, das sowohl den Rotor als auch den Stator
unterbringt, auf. Der Rotor ist an einer Drehwelle, die durch das
Gehäuse drehbar getragen ist, fixiert. Der Stator ist in
dem Gehäuse fixiert, um die radial äußere
Peripherie des Rotors zu umgeben. Der Stator weist außerdem
einen hohlen zylindrischen Statorkern und eine Statorspule, die
an dem Statorkern angebracht ist, auf.
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Der
Statorkern hat eine Mehrzahl von Schlitzen, die in einer radial
inneren Oberfläche des Statorkerns gebildet sind und in
der Umfangsrichtung des Statorkerns in vor gegebenen Intervallen
beabstandet sind. Der Statorkern ist aus einer Mehrzahl von elektrischen
Drähten, die an dem Statorkern angebracht ist, gebildet.
Jeder der elektrischen Drähte weist eine Mehrzahl von In-Schlitz-Abschnitten,
die in den Schlitzen des Statorkerns aufgenommen sind, und eine
Mehrzahl von verbindenden Abschnitten, die sich außerhalb
der Schlitze befinden, um die In-Schlitz-Abschnitte zu verbinden,
auf.
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Die
vorhergehende Statorspule kann mit einem flachbandförmigen
Aufbau eines elektrischen Drahts, der durch ein herkömmliches
Verfahren, das in beispielsweise der
japanischen Patenterstveröffentlichung
Nr. 2004-104841 offenbart ist, hergestellt wird, gebildet
sein. Gemäß dem herkömmlichen Verfahren
wird zuerst eine Mehrzahl von elektrischen Drähten gebildet,
um eine Dreieckwellenform zu haben. Einer der elektrischen Drähte
wird dann stationär gehalten, und die anderen elektrischen
Drähte werden auf den stationären elektrischen
Draht aufeinanderfolgend gewoben, um den flachbandförmigen Aufbau
eines elektrischen Drahts zu bilden. Bei dem Webeschritt wird genauer
gesagt jeder der anderen elektrischen Drähte um seine Achse
um 90 Grad wiederholt gedreht und hin zu dem stationären
elektrischen Draht um eine Hälfte seiner Teilung bewegt.
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Der
Aufbau eines flachen elektrischen Drahts kann ferner eine vorbestimmte
Zahl von Windungen gerollt werden, um einen hohlen zylindrischen
Aufbau eines elektrischen Drahts zu bilden. Danach kann eine Mehrzahl
von Statorkernstücken an dem hohlen zylindrischen Aufbau
eines elektrischen Drahts angebracht werden. Die Statorkernstücke
können dann zusammengefügt werden, was den Stator
bildet, in dem der hohle zylindrische Aufbau eines elektrischen
Drahts die Statorspule bildet und die Statorkernstücke
zusammen den Statorkern bilden.
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Bei
dem auf eine solche Art und Weise erhaltenen Stator, wie im Vorhergehenden
beschrieben ist, stehen die axialen Endabschnitte der Statorspule, die
aus den verbindenden Abschnitten der elektrischen Drähte
gebildet sind, von den axialen Endflächen des Statorkerns
vor. Auf die axialen Endabschnitte der Statorspule ist im Folgenden
als Spulenenden der Statorspule Bezug genommen. Da sich jeder der
verbindenden Abschnitte der elektrischen Drähte erstreckt,
um die Form eines Dreiecks zu bilden, wer den die axialen Endflächen
der Spulenenden in den Erstreckungsrichtungen der verbindenden Abschnitte
uneben. Jeder der verbindenden Abschnitte der elektrischen Drähte
hat außerdem einen Scheitel, der in dem verbindenden Abschnitt
von dem Statorkern axial am weitesten ist. Für jedes radial
benachbarte Paar der verbindenden Abschnitte der elektrischen Drähte
sind die Scheitel der verbindenden Abschnitte durch den Abstand
zwischen jedem umfangsmäßig benachbarten Paar
der Schlitze des Statorkerns umfangsmäßig voneinander
weg beabstandet. Die Scheitel von allen verbindenden Abschnitten
der elektrischen Drähte bilden folglich zusammen eine Mehrzahl
von gekrümmten Wülsten bzw. Kämmen, von
denen sich jeder von der radial inneren Seite zu der radial äußeren
Seite der Statorspule schief erstreckt, wobei eine Mehrzahl von
Tälern zwischen den Kämmen gebildet ist.
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Während
eines Betriebs der dynamoelektrischen Maschine erhöht sich
außerdem aufgrund dessen, dass der elektrische Strom dadurch
strömt, die Temperatur der Statorspule, wodurch verursacht wird,
dass sich der elektrische Widerstand der Statorspule erhöht.
Um die Erhöhung des elektrischen Widerstands der Statorspule
zu unterdrücken, wird daher ein Kühlmittel (zum
Beispiel ATF) zugeführt, um entlang der Oberflächen
der Spulenenden und des Statorkerns zu strömen, wodurch
die Statorspule und der Statorkern gekühlt werden. Wie
in 18 gezeigt ist, strömt zusätzlich
das Kühlmittel mit einer Drehung des Rotors der dynamoelektrischen
Maschine von der radial inneren Seite zu der radial äußeren Seite
des Statorkerns 60A, wodurch die axialen Endflächen
der Spulenenden der Statorspule 70A gekühlt werden.
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Bei
der Statorspule, die mit dem flachbandförmigen Aufbau eines
elektrischen Drahts, der durch das herkömmliche Verfahren
hergestellt wurde, gebildet ist, unterscheidet sich jedoch die Strömung
des Kühlmittels, die an der axialen Endfläche
eines der Spulenenden vorbeigeht, von derselben, die an der axialen
Endfläche des anderen Spulenendes vorbeigeht.
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Wie
in 19A gezeigt ist, fallen genauer gesagt für
eines der Spulenenden der Statorspule 70A die Erstreckungsrichtungen
der Kämme 700A, die aus den Scheiteln der verbindenden
Abschnitte der elektrischen Drähte gebildet sind, mit der
Drehrich tung b des Rotors 40A zusammen, und fallen somit
ferner mit der Strömungsrichtung des Kühlmittels zusammen.
Es sei bemerkt, dass einer Einfachheit wegen lediglich einer der
Kämme 700A in 19A durch
eine durchgezogene Linie angegeben ist. Das Kühlmittel
kann folglich entlang der axialen Endfläche des Spulenendes
von der radial inneren Seite zu der radial äußeren
Seite des Statorkerns 60A gleichmäßig
strömen, wodurch das Spulenende effektiv gekühlt
wird.
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Im
Vergleich sind, wie in 19B gezeigt
ist, für das andere Spulenende die Erstreckungsrichtungen
der Kämme 700A quer zu der Drehrichtung B des
Rotors 40A und somit ferner quer zu der Strömungsrichtung
des Kühlmittels. Es sei bemerkt, dass der Einfachheit wegen
durch eine durchgezogene Linie in 19B lediglich
einer der Kämme 700A angegeben ist. Das Kühlmittel
kann folglich entlang der axialen Endfläche des anderen
Spulenendes nicht gleichmäßig strömen,
wodurch es dabei versagt, das andere Spulenende effektiv zu kühlen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ein Stator für eine dynamoelektrische
Maschine geschaffen, der einen hohlen zylindrischen Statorkern und eine
Statorspule aufweist. Der Statorkern hat eine Mehrzahl von Schlitzen,
die in einer radial inneren Oberfläche des Statorkerns
gebildet und in vorbestimmten Intervallen in der Umfangsrichtung
des Statorkerns beabstandet sind. Die Statorspule ist aus einer
Mehrzahl von wellenförmigen elektrischen Drähten
gebildet, die an dem Statorkern angebracht sind. Jeder der elektrischen
Drähte hat eine Mehrzahl von In-Schlitz-Abschnitten, wobei
jeder derselben in einem der Schlitze des Statorkerns aufgenommen
ist, und eine Mehrzahl von verbindenden Abschnitten, von denen sich
jeder außerhalb der Schlitze des Statorkerns befindet,
um ein benachbartes Paar der In-Schlitz-Abschnitte des elektrischen
Drahts zu verbinden. Jeder der verbindenden Abschnitte weist einen
Scheitelteil, der sich in dem verbindenden Abschnitt von dem Statorkern
axial am weitesten befindet, auf, und weist einen schiefen Abschnitt
auf; der schiefe Abschnitt erstreckt sich hinsichtlich der radialen
Richtung des Statorkerns schief. Bei dem Stator gemäß der
Erfindung sind ferner die schiefen Abschnitte der Scheitelteile
der verbindenden Abschnitte der elektrischen Drähte, die
sich auf einer axialen Seite des Statorkerns befinden, in der gleichen
Richtung schief wie dieselben, die sich auf der anderen axialen
Seite des Statorkerns befinden.
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Mit
der vorhergehenden Konfiguration ist, wenn ein Kühlmittel
zugeführt wird, um den Stator zu kühlen, der Strömungsweg
des Kühlmittels, der an der axialen Endfläche
der Statorspule auf einer Seite des Statorkerns vorgesehen ist,
identisch zu demselben, der an der axialen Endfläche der
Statorspule auf der anderen Seite des Statorkerns vorgesehen ist. Als
ein Resultat ist es möglich, den gleichen Kühleffekt
auf beiden axialen Endflächen der Statorspule zu erreichen,
wodurch es ermöglicht wird, eine hohe Kühlleistung
des Stators sicherzustellen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erhöhen
sich die schiefen Winkel der schiefen Abschnitte der Scheitelteile
der verbindenden Abschnitte von der radial inneren Seite zu der
radial äußeren Seite des Statorkerns.
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Die
schiefen Winkel der schiefen Abschnitte der elektrischen Drähte,
die auf den gleichen Kreis fallen, sind zueinander gleich.
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Jeder
der verbindenden Abschnitte der elektrischen Drähte ist
gestuft, um eine Mehrzahl von Schulterteilen, die sich zu einer
axialen Endfläche des Statorkerns, von der der verbindende
Abschnitt vorsteht, erstrecken, aufzuweisen. Die Mehrzahl von Schulterteilen
weist ferner zwei Schulterteile auf, von denen jedes zu einem des
Paars von In-Schlitz-Abschnitten, die durch den verbindenden Abschnitt
verbunden sind, benachbart ist. Es ist die folgende dimensionale
Beziehung spezifiziert: d1 < d2,
wobei d1 die Länge von jedem der zwei Schulterteile, die
benachbart zu den In-Schlitz-Abschnitten sind, ist, und d2 der Abstand
zwischen jedem umfangsmäßig benachbarten Paar
der Schlitze des Statorkerns ist.
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Für
jeden der elektrischen Drähte ist die Änderung
der radialen Position des elektrischen Drahts, die durch einen der
schiefen Abschnitte des elektrischen Drahts verursacht ist, im Wesentlichen
gleich der Dicke des elektrischen Drahts.
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Jeder
der elektrischen Drähte ist aus einem elektrischen Leiter,
der einen rechtwinkligen Querschnitt hat, und einem isolierenden
Mantel, der die Oberfläche des elektrischen Leiters bedeckt,
gebildet. Der isolierende Mantel ist ferner zweischichtig strukturiert,
um eine innere Schicht und eine äußere Schicht
aufzuweisen. Die innere Schicht hat ferner eine höhere
Glasübergangstemperatur als die äußere
Schicht.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen des
Stators gemäß der Erfindung geschaffen. Das Verfahren
weist die Schritte (1) eines Vorbereitens einer Mehrzahl von elektrischen
Drähten und einer Mehrzahl von Statorkernstücken,
die zusammen den Statorkern bilden, (2) eines Formens der elektrischen
Drähte, um die Mehrzahl von wellenförmigen elektrischen
Drähten zu erhalten, (3) eines Stapelns der wellenförmigen elektrischen
Drähte, um einen flachbandförmigen Aufbau eines
elektrischen Drahts zu bilden, (4) eines Rollens des flachbandförmigen
Aufbaus eines elektrischen Drahts eine vorbestimmte Zahl von Windungen,
um die Statorspule zu bilden, die eine hohle zylindrische Form hat,
und (5) eines Bauens der Statorkernstücke an die Statorspule,
um den Stator zu bilden, auf.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ferner ein anderes Verfahren zum Herstellen
des Statorkerns gemäß der Erfindung geschaffen.
Dieses andere Verfahren weist die Schritte (1) eines Vorbereitens
einer Mehrzahl von elektrischen Drähten und einer Mehrzahl
von Statorkernstücken, die zusammen den Statorkern bilden,
(2) eines Formens der elektrischen Drähte, um die Mehrzahl
von wellenförmigen elektrischen Drähten zu erhalten,
wobei die Mehrzahl von wellenförmigen elektrischen Drähten
in eine Mehrzahl von Gruppen klassifiziert ist, sodass die wellenförmigen
elektrischen Drähte in der gleichen Gruppen die gleiche
Länge haben, jedoch dieselben in unterschiedlichen Gruppen
unterschiedliche Längen haben, (3) eines Stapelns der wellenförmigen elektrischen
Drähte in Gruppen, um eine Mehrzahl von flachbandförmigen
Aufbauten eines elektrischen Drahts, die unterschiedliche Längen
haben, zu bilden, (4) eines Rollens der flachbandförmigen
Aufbauten eines elektrischen Drahts um eine einzelne Windung, um
eine Mehrzahl von hohlen zylindrischen Aufbauten eine elektrischen
Drahts, die unterschiedliche innere und äußere
Durchmesser haben, zu bilden, (5) eines Zusammenbau ens der hohlen
zylindrischen Aufbauten eines elektrischen Drahts, um die Statorspule
zu bilden, und (6) eines Bauens der Statorkernstücke an
die Statorspule, um den Stator zu bilden, auf.
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Bei
den vorhergehenden Verfahren gemäß der Erfindung
ist es vorzuziehen, dass für jeden der wellenförmigen
elektrischen Drähte, die durch den Schritt eines Formens
erhalten werden, alle schiefen Abschnitte der Scheitelteile der
verbindenden Abschnitte in der gleichen Richtung hinsichtlich der Längsachse
des wellenförmigen elektrischen Drahts schief sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung ist aus der im Folgenden angegebenen detaillierten
Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung vollständiger zu verstehen, die jedoch nicht
so aufgefasst werden sollten, um die Erfindung auf die spezifischen
Ausführungsbeispiele zu begrenzen, sondern lediglich einer
Erläuterung und einem Verständnis dienen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht, die die Gesamtkonfiguration einer
dynamoelektrischen Maschine zeigt, die einen Stator gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist;
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2 eine
Endansicht des Stators;
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3 eine
Endansicht eines Statorkerns des Stators;
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4 eine
Endansicht eines Statorkernstücks von Statorkernstücken,
die zusammen den Statorkern bilden;
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5A–5C eine
Hinterendansicht, eine Draufsicht bzw. Vorderendansicht eines elektrischen Drahts
von elektrischen Drähten, die zusammen eine Statorspule
des Stators bilden;
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6 eine
perspektivische Ansicht, die einen verbindenden Abschnitt eines
elektrischen Drahts der elektrischen Drähte zeigt;
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7A–7C eine
Hinterendansicht, eine Draufsicht bzw. eine Vorderendansicht eines
elektrischen Drahts von elektrischen Drähten zum Bilden einer
Statorspule unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens;
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8 eine
schematische Ansicht, die schiefe Abschnitte, die in den elektrischen
Drähten zum Bilden der Statorspule gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, zeigt;
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9A eine
Querschnittsansicht, die die Konfiguration der elektrischen Drähte
zum Bilden der Statorspule gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
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9B eine
Querschnittsansicht, die eine Modifikation der Konfiguration der
in 9A gezeigten elektrische Drähte darstellt;
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10 ein
schematisches Schaltungsdiagramm des Stators gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel;
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11A–11C, 12A–12C, 13A–13C und 14A–14C schematische
Ansichten, die einen Schritt eines Bildens eines Aufbaus eines elektrischen
Drahts beim Herstellen des Stators gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel darstellen;
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15A eine schematische Endansicht, die den Strömungsweg
eines Kühlmittels an der axialen Endfläche der
einen Statorspulenseite des Statorkerns gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
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15B eine schematische Endansicht, die den Strömungsweg
des Kühlmittels an der axialen Endfläche der Statorspule
auf der anderen Seite des Statorkerns gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
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16A–16D perspektivische
Ansichten, die hohle zylindrische Aufbauten eines elektrischen Drahts
zum Bilden einer Statorspule gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
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17 eine
perspektivische Ansicht, die die Statorspule gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
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18 eine
schematische perspektivische Ansicht, die die Strömung
eines Kühlmittels durch einen herkömmlichen Stator
darstellt;
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19A eine schematische Endansicht, die den Strömungsweg
des Kühlmittels an einer axialen Seite des herkömmlichen
Stators darstellt;
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19B eine schematische Endansicht, die den Strömungsweg
des Kühlmittels an der anderen axialen Seite des herkömmlichen
Stators darstellt.
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BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind im
Folgenden unter Bezugnahme auf 1–17 beschrieben.
Es sei bemerkt, dass der Klarheit und des Verständnisses
wegen identische Komponenten, die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen
der Erfindung identische Funktionen haben, dort, wo es möglich
ist, mit den gleichen Bezugsziffern in jeder der Figuren markiert
sind.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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1 zeigt
die Gesamtkonfiguration einer dynamoelektrischen Maschine 100,
die einen Stator 50 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist.
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Die
dynamoelektrische Maschine 100 ist konfiguriert, um in
einem Motorfahrzeug, wie zum Beispiel einem elektrischen Fahrzeug
oder einem Hybridfahrzeug, als entweder ein elektrischer Generator
oder ein elektrischer Motor zu funktionieren.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist die dynamoelektrische Maschine 100 zusätzlich
zu dem Stator 50 ein Gehäuse 20 und einen
Rotor 40 auf. Das Gehäuse 20 ist aus
einem Paar von schalenförmigen Gehäusestücken 21 und 22,
die an den offenen Enden derselben zusammengefügt sind,
zusammengesetzt. Das Gehäuse 20 hat ein Paar von
Lager 31 und 32, die darin angebracht sind, über
die eine Drehwelle 30 durch das Gehäuse 20 drehbar
getragen ist. Der Rotor 40 ist in dem Gehäuse 20 aufgenommen
und an der Drehwelle 30 fixiert. Der Stator 50 ist
in dem Gehäuse 20 fixiert, um die radial äußere
Peripherie des Rotors 40 zu umgeben.
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Der
Rotor 40 weist einen Permanentmagneten auf, der an einer
radial äußeren Peripherie des Rotors 40,
die einer radial inneren Peripherie des Stators 50 zugewandt
ist, vorgesehen ist. Der Permanentmagnet hat darin eine Mehrzahl
von magnetischen Polen gebildet, die in der Umfangsrichtung der Drehwelle 30 in
vorbestimmten Intervallen angeordnet sind. Die magnetischen Pole
sind so magnetisiert, dass die Polaritäten der magnetischen
Pole in der Umfangsrichtung der Drehwelle 30 zwischen N (Nord)
und S (Süd) abwechseln. Die Zahl der magnetischen Pole
ist abhängig von dem Typ der dy namoelektrischen Maschine 100.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Zahl der
magnetischen Pole auf acht (das heißt vier N-Pole und vier
S-Pole) eingestellt.
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Wie
in 1–3 gezeigt
ist, weist der Stator 50 einen hohlen zylindrischen Statorkern 60 und
eine Drei-Phasen-Statorspule 70, die an dem Statorkern 60 angebracht
ist, auf. Der Statorkern 60 hat eine Mehrzahl von Schlitzen 61,
die in der radial inneren Oberfläche des Statorkerns 60 gebildet
sind und in der Umfangsrichtung des Statorkerns 60 in vorbestimmten
Intervallen beabstandet sind. Die Statorspule 70 hat eine
Mehrzahl von In-Schlitz-Abschnitten, die in den Schlitzen 61 des
Statorkerns 60 aufgenommen sind, und ein gegenüberliegendes Paar
von axialen Endabschnitten, die jeweils von den axialen Endflächen
des Statorkerns 60 vorstehen. Auf die axialen Endabschnitte
der Statorspule 70 ist im Folgenden als Spulenenden der
Statorspule 70 Bezug genommen. Der Stator 50 kann
zusätzlich ferner ein isolierendes Papier, das zwischen
dem Statorkern 60 und der Statorspule 70 angeordnet
ist, aufweisen. Die detaillierte Konfiguration des Stators 50 ist
später beschrieben.
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Die
dynamoelektrische Maschine 100 weist ferner einen Kühlmittelzuführer
(nicht gezeigt), einen Kühlmittelsammler (nicht gezeigt)
und einen Kühlmittelrezirkulierer (nicht gezeigt) auf.
Der Kühlmittelzuführer führt über
Kühlrohre 23 von dem Äußeren
in das Innere des Gehäuses 20 ein Kühlmittel
zum Kühlen von sowohl dem Rotor 40 als auch dem
Stator 50 zu. Es sei bemerkt, dass, obwohl lediglich ein
Kühlrohr 23 in 1 gezeigt
ist, die dynamoelektrische Maschine 100 tatsächlich
mindestens zwei Kühlrohre 23 aufweist, die sich
jeweils axial auf gegenüberliegenden Seiten des Stators 50 befinden.
Wie in 1 gezeigt ist, erstreckt sich jedes der Kühlrohre 23 durch
eine axiale Endwand des Gehäuses 20, sodass sich
ein offenes Ende desselben von einem entsprechenden der Spulenenden
der Statorspule 70 vertikal nach oben befindet. An dem
offenen Ende jedes der Kühlrohre 23 ist ein Kühlmittelentladungsauslass 23a,
durch den das Kühlmittel in das Innere des Gehäuses 20 entladen
wird, gebildet. Der Kühlmittelsammler sammelt das Kühlmittel,
das in das Innere des Gehäuses 20 entladen wird.
Der Kühlmittelrezirkulierer rezirkuliert das Kühlmittel,
das durch den Kühlmittelsammler gesammelt wird, zurück
zu dem Kühlmittelzuführer. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ferner ATF
(= Automotive Transmission Fluid = Kraftfahrzeuggetriebefluid) als das
Kühlmittel zum Kühlen von sowohl dem Rotor 40 als
auch dem Stator 50 verwendet. Es sei bemerkt, dass andere
herkömmliche Kühlmittel, wie zum Beispiel Kühlöl,
ferner statt des ATF ferner verwendet sein können.
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Nun
auf 3 Bezug nehmend hat bei dem Statorkern 60 jeder
der Schlitze 61 in der radialen Richtung des Statorkerns 60 eine
Tiefe. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind für
jeden der acht magnetischen Pole des Rotors 40 und für
jede der drei Phasen der Statorspule 70 zwei Schlitze 61 vorgesehen.
Die Gesamtzahl der Schlitze 61, die in dem Statorkern 60 vorgesehen
sind, ist dementsprechend gleich 48 (das heißt 8 × 3 × 2).
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist außerdem
der Statorkern 60 aus beispielsweise 24 Statorkernstücken 62,
wie in 4 gezeigt ist, gebildet. Jedes der Statorkernstücke 62 definiert
darin einen der Schlitze 61. Jedes umfangsmäßig
benachbarte Paar der Statorkernstücke 62 definiert
ferner zusammen einen der Schlitze 61 dazwischen. Genauer
gesagt hat jedes der Statorkernstücke 62 ein Paar
von Zahnabschnitten 63, die sich jeweils radial nach innen
erstrecken, und einen Rückkernabschnitt 64, der
von den Zahnabschnitten 62 radial nach außen vorgesehen
ist, um dieselben zu verbinden. Nach dem Aufbau des Statorkerns 60 werden
alle Rückkernabschnitte 64 der Statorkernstücke 62 angeordnet,
um in der Umfangsrichtung des Statorkerns 60 aneinanderzugrenzen.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zusätzlich
jedes der Statorkernstücke 62 durch Laminieren
einer Mehrzahl von magnetischen Stahlblechen mit einer Mehrzahl
von isolierenden Filmen, die dazwischen angeordnet sind, gebildet.
Es sei bemerkt, dass andere herkömmliche Metallbleche ebenfalls
ferner statt der magnetischen Stahlbleche verwendet sein können.
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Die
Statorspule 70 ist durch Stapeln einer Mehrzahl von wellenförmigen
elektrischen Drähten 80, wie in 5A–5C gezeigt
ist, um einen flachbandförmigen Aufbau 71 eines
elektrischen Drahts, wie in 14C gezeigt
ist, zu bilden, und Rollen des flachbandförmigen Aufbaus 71 eines elektrischen
Drahts eine vorbestimmte Zahl von Windungen in eine hohle zylindrische
Form hergestellt. Das Herstellungsverfahren der Statorspule 70 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist später im
Detail beschrieben.
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Jeder
der elektrischen Drähte 80 zum Bilden der Statorspule 70 ist,
wie in 9A gezeigt ist, mit einem elektrischen
Leiter 87 und einem isolierenden Mantel 88, der
die Oberfläche des elektrischen Leiters 87 bedeckt,
konfiguriert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der elektrische Leiter 87 aus Kupfer hergestellt und
hat einen rechtwinkligen Querschnitt. Mit dem rechtwinkligen Querschnitt
ist es möglich, die elektrischen Drähte 80 in
einer hohen Dichte an dem Statorkern 60 anzubringen.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner der isolierende
Mantel 88 zweischichtig strukturiert, um eine innere Schicht 88a und
eine äußere Schicht 88b aufzuweisen.
Die Dicke des isolierenden Mantels 88 (die Summe der Dicken
der inneren und äußeren Schichten 88a und 88b)
ist eingestellt, um in dem Bereich von 100 bis 200 um zu sein.
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Mit
dem vorhergehenden zweischichtig strukturierten isolierenden Mantel 88 ist
es möglich, die elektrischen Drähte 80 voneinander
zuverlässig zu isolieren, ohne isolierende Papierblätter
zwischen den elektrischen Drähten 80 anzuordnen.
Es ist ferner möglich, zwischen den elektrischen Drähten 80 isolierende
Papierblätter anzuordnen, um die elektrische Isolation
dazwischen zu verbessern.
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Die äußere
Schicht 88b ist ferner aus einem isolierenden Material,
wie zum Beispiel Nylon, hergestellt. Die innere Schicht 88a ist
aus einem isolierenden Material, das eine höhere Glasübergangstemperatur
als die äußere Schicht 88b hat, wie zum
Beispiel einem thermoplastischen Harz oder einem Polyamid-Imid-Harz,
hergestellt. Die äußere Schicht 88b wird
folglich durch die Wärme, die durch einen Betrieb der dynamoelektrischen
Maschine 100 erzeugt wird, früher als die innere
Schicht 88a weichgemacht, wodurch diese Abschnitte der
elektrischen Drähte 80, die in die Gleichen der
Schlitze 61 des Statorkerns 60 eingeführt
sind, zusammengebondet werden. Als ein Resultat werden diese Abschnitte
der elektrischen Drähte 80 in einem steifen Körper
integriert, wodurch die mechanische Stärke desselben verbessert
ist. Wenn zusätzlich eine übermäßige
Vibration auftritt, wird die äußere Schicht 88b von
der inneren Schicht 88a separiert, wodurch die innere Schicht 88a hinterlassen
wird, um die Oberfläche des elektrischen Leiters 87 weiter
zu bedecken. Als ein Resultat kann die elektrische Isolation zwischen
den elektrischen Drähten 80 sichergestellt werden.
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Wie
in 9B gezeigt ist, ist es weiter ferner möglich,
dass jeder der elektrischen Drähte 80 weiter einen
schmelzbaren Mantel 89, um die äußere
Oberfläche des isolierenden Mantels 88 zu bedecken,
aufweist; dieser schmelzbare Mantel 89 kann beispielsweise
aus Epoxidharz hergestellt sein. In diesem Fall werden die schmelzbaren
Mäntel 89 der elektrischen Drähte 80 durch
die Wärme, die durch einen Betrieb der dynamoelektrischen
Maschine 100 erzeugt wird, früher als der isolierende
Mantel 88 geschmolzen, wodurch diese Abschnitte der elektrischen
Drähte 80, die in die Gleichen der Schlitze 61 des
Statorkerns 60 eingeführt sind, zusammengebondet
werden. Als ein Resultat werden diese Abschnitte der elektrischen
Drähte 80 in einem steifen Körper integriert,
wodurch die mechanische Stärke desselben verbessert ist.
In diesem Fall kann zusätzlich der isolierende Mantel 88 ferner
aus PPS (= Polyphenylensulfid) hergestellt sein, um eine Einzelschichtstruktur zu
haben.
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5A–5C zeigen
einen der elektrischen Drähte 80, bevor derselbe
an dem Statorkern 60 angebracht wird, um die Statorspule 70 zu
bilden. Es sei bemerkt, dass alle elektrischen Drähte 80 zueinander
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zueinander identisch
sind. Der Vermeidung eine Redundanz wegen ist daher lediglich die
Struktur von einem der elektrischen Drähte 80 im
Folgenden beschrieben.
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Wie
in 5A–5C gezeigt
ist, ist der elektrische Draht 80 wellenförmig,
um eine Mehrzahl von In-Schlitz-Abschnitten 81, von denen
jeder in einem der Schlitze 61 des Statorkerns 60 aufzunehmen
ist, und eine Mehrzahl von verbindenden Abschnitten 82,
von denen jeder ein benachbartes Paar der In-Schlitz-Abschnitte 81 verbindet
und sich außerhalb der Schlitze 61 des Statorkerns 60 zu
befinden hat, aufzuweisen. Die In-Schlitz-Abschnitte 81 sind
in vorbestimmten Intervallen in der Längsrichtung des elektrischen
Drahts 80 angeordnet und erstrecken sich gerade parallel
zueinander.
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Jeder
der verbindenden Abschnitte 82 weist einen Scheitelteil 84 auf,
der sich axial am weitesten in dem verbindenden Abschnitt 82 von
der entsprechenden axialen Endfläche des Statorkerns 60 befindet
und sich parallel zu der entsprechenden axialen Endfläche
erstreckt. Wie in 5A und 5C gezeigt
ist, ist der Scheitelteil 84 kurbelförmig, um
einen schiefen Abschnitt 84a aufzuweisen, der sich hinsichtlich
anderer Teile des verbindenden Abschnitts 82 auf einer
Ebene senkrecht zu den In-Schlitz-Abschnitten 81 des elektrischen
Drahts 80 schief erstreckt.
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Wie
in 8 gezeigt ist, erstreckt sich ferner, nachdem
der elektrische Draht 80 an dem Statorkern 60 angebracht
ist, der schiefe Abschnitt 84a hinsichtlich einer Bezugslinie
L1 mit einem schiefen Winkel θ zwischen dem schiefen Abschnitt 84a und
der Bezugslinie L1 schief; der schiefe Winkel θ ist größer
als 0° und kleiner als 90°. Die Bezugslinie L1
ist hier definiert, um sich von der Achse P des Statorkerns 60 durch
die Mitte des Scheitelteils 84 radial zu erstrecken. Der
schiefe Abschnitt 84a erstreckt sich dementsprechend mit
anderen Worten hinsichtlich der radialen Richtung des Statorkerns 60 schief.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhöhen sich
außerdem für jeden der elektrischen Drähte 80 die
schiefen Winkel θ der schiefen Abschnitte 84a allmählich
von der radial inneren Seite zu der radial äußeren
Seite des Statorkerns 60. Alle Scheitelteile 84 der
verbindenden Abschnitte 82 der elektrischen Drähte 80 bilden
folglich zusammen eine Mehrzahl von Kämmen 700,
von denen sich jeder von der radial inneren Seite zu der radial äußeren Seite
des Statorkerns 60 in einer langsamen Krümmung
schief erstreckt. Es sei bemerkt, dass einer Einfachheit wegen lediglich
einer der Kämme 700 durch eine durchgezogene Linie
in 8 angegeben ist. Als ein Resultat kann, wenn die
Erstreckungsrichtungen der Kämme 700 mit der Drehrichtung
des Rotors 40 zusammenfallen, das Kühlmittel von
der radial inneren Seite zu der radial äußeren
Seite des Statorkerns 60 entlang der Täler, die
zwischen den Kämmen 700 gebildet sind, gleichmäßig
strömen, wodurch sowohl die Statorspule 70 als
auch der Statorkern effektiv gekühlt werden.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ferner die schiefen
Winkel θ der schiefen Abschnitte 84a der elektrischen
Drähte 80, die auf den gleichen Kreis fallen (mit
anderen Worten die gleiche radiale Position haben), einander gleich.
Es ist folglich möglich, in der Umfangsrichtung des Statorkerns 60 an
beiden der axialen Endflächen der Statorspule 70 den
Kühleffekt zu vergleichmäßigen.
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Bezug
nehmend zurück auf 5A–5C ist
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der elektrische
Draht 80 so geformt, dass hinsichtlich der Längsachse
L2 des elektrischen Drahts 80 alle schiefen Abschnitte 84a der
Scheitelteile 84 der verbindenden Abschnitte 82 in
der gleichen Richtung schief (oder geneigt) sind. Genauer gesagt
sind hinsichtlich der Längsachse L2 die schiefen Abschnitte 84a der Scheitelteile 84 der
verbindenden Abschnitte 82 auf der Vorderseite (d. h. der
unteren Seite in 5B) in der gleichen Richtung
wie dieselben auf der Hinterseite (d. h. der oberen Seite in 5B)
schief.
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Im
Vergleich ist bei einem Fall eines Anwendens des herkömmlichen
Verfahrens, das in der
japanischen
Patenterstveröffentlichung Nr. 2004-104841 offenbart
ist, der flachbandförmige Aufbau eines elektrischen Drahts
unter Verwendung von beispielsweise elektrischen Drähten
90,
wie in
7A–
7C gezeigt
ist, hergestellt. Jeder der elektrischen Drähte
90 ist
so geformt, dass hinsichtlich der Längsrichtung L3 des
elektrischen Drahts
90 die schiefen Abschnitte
94a der
Scheitelteile
94 der verbindenden Abschnitte
92 auf
der Vorderseite (das heißt der unteren Seite in
7B)
in der entgegengesetzten Richtung zu denselben auf der Hinterseite (das
heißt der oberen Seite in
7B) schief
sind.
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Wieder
Bezug nehmend auf 8 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
für jeden der elektrischen Drähte 80 die Änderung
der radialen Position des elektrischen Drahts 80, die durch
einen der schiefen Abschnitte 84a der Scheitelteile 84 der
verbindenden Abschnitte 82 verursacht wird, im Wesentlichen
gleich der Dicke des elektrischen Drahts 80. Jedes radial
benachbarte Paar der verbindenden Abschnitte 82 der elektrischen
Drähte 80 kann folglich in eine Berührung
miteinander gebracht sein. Als ein Resultat kann die radiale Breite
der Spulenenden der Statorspule 70 minimiert sein, wodurch
verhindert wird, dass die Statorspule 70 von dem Statorkern 60 radial
vorsteht.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist ferner, wie
in 6 gezeigt ist, jeder der verbindenden Abschnitte 82 ein
Paar von Schulterteilen 85, die zu dem Paar von In-Schlitz-Abschnitten 81,
die durch den verbindenden Abschnitt 82 verbunden sind,
benachbart sind und sich beide senkrecht zu den In-Schlitz-Abschnitten 81 (oder
parallel zu der entsprechenden axialen Endfläche des Statorkerns 70)
erstrecken, auf. Mit den Schulterteilen 85 kann folglich
die Höhe jedes der verbindenden Abschnitte 82 (das
heißt die axiale Länge der Spulenenden der Statorspule 70)
reduziert werden.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner die folgende
dimensionale Beziehung definiert: d1 < d2, wobei d1 die Länge jedes
der Schulterteile 85 der verbindenden Abschnitte 82 der
elektrischen Drähte 80, wie in 6 gezeigt
ist, ist, und d2 der Abstand zwischen jedem umfangsmäßig
benachbarten Paar der Schlitze 61 des Statorkerns 60 ist, wie
in 3 gezeigt ist. Durch Spezifizieren der vorhergehenden
Beziehung ist es möglich, eine Beeinträchtigung
zwischen jedem Paar der verbindenden Abschnitte 82 der
elektrischen Drähte 80, die von einem umfangsmäßig
benachbarten Paar der Schlitze 61 des Statorkerns 60 jeweils
vorstehen, zu verhindern. Es ist folglich möglich, zu verhindern,
dass sowohl die axiale Länge als auch die radiale Breite
der Spulenenden der Statorspule 70 für den Zweck
eines Verhinderns der im Vorhergehenden beschriebenen Beeinträchtigung
erhöht werden.
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Bezug
nehmend wiederum auf 6 weist jeder der verbindenden
Abschnitte 82 der elektrischen Drähte 80 ferner
zwei Schulterteile 86 zwischen dem Scheitelteil 84 und
jedem der Schulterteile 85 auf. Jeder der verbindenden
Abschnitte 82 der elektrischen Drähte 80 weist
dementsprechend eine Gesamtsumme von sieben Teilen, das heißt
einen Scheitelteil 84 und sechs Schulterteile 85 und 86 auf. Jeder
der Schulterteile 86 erstreckt sich wie die Schulterteile 85 senkrecht
zu den In-Schlitz-Abschnitten 81 (oder parallel zu der
entsprechenden axialen Endfläche des Statorkerns 70).
Mit den Schulterteilen 86 kann folglich die Höhe
jedes der verbindenden Abschnitte 82 (das heißt
die axiale Länge der Spulenenden der Statorspule 70)
weiter reduziert werden.
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Jeder
der verbindenden Abschnitte 82 kann zusätzlich
als auf beiden Seiten des Scheitelteils 84 gestuft angesehen
werden, um die Höhe desselben zu reduzieren.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 10 gezeigt
ist, die Statorspule 70 aus sechs Phasenwicklungen U1,
U2, V1, V2, W1 und W2 gebildet. Die Phasenwicklungen U1 und U2 sind zueinander
parallel geschaltet, um eine U-Phasen-Wicklung der Statorspule 70 zu
bilden. Die Phasenwicklungen V1 und V2 sind ähnlicherweise
zueinander parallel geschaltet, um eine V-Phasen-Wicklung der Statorspule 70 zu
bilden. Die Phasenwicklungen W1 und W2 sind zueinander parallel
geschaltet, um eine W-Phasen-Wicklung der Statorspule 70 zu
bilden. Die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen sind außerdem
Y-geschaltet, um dazwischen einen neutralen Punkt O zu haben.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner jede der
sechs Phasenwicklungen U1, U2, V1, V2, W1 und W2 der Statorspule 70 durch
Fügen eines Paars der elektrischen Drähte 80 durch
beispielsweise Schweißen gebildet. Die Zahl der elektrischen
Drähte 80, die zum Bilden der Statorspule 70 verwendet
sind, ist dementsprechend 12.
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Jeder
der elektrischen Drähte 80 ist um den Statorkern 60 wellengewickelt,
um sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns 60 zu erstrecken.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schlitze 61 des
Statorkerns 60 in acht Gruppen geteilt, von denen jede
sechs umfangsmäßig benachbarte Schlitze 61 aufweist.
Für jeden der elektrischen Drähte 80 sind
alle der In-Schlitz-Abschnitte 81 des elektrischen Drahts 80 in
acht Schlitzen 61 aufgenommen, die jeweils zu den acht
Gruppen gehören, und sind in der Umfangsrichtung des Statorkerns 60 fünf
Schlitze 61 voneinander beabstandet. Für jeden der
elektrischen Drähte 80 steht ferner jeder der
verbindenden Abschnitte 82 des elektrischen Drahts 80 von
einer der axialen Endflächen des Statorkerns 60 vor,
um ein umfangsmäßig benachbartes Paar der In-Schlitz-Abschnitte 81 des
elektrischen Drahts 80 zu verbinden. Alle der verbindenden
Abschnitte 82 der elektrischen Drähte 80 bilden
folglich zusammen die Spulenenden der Statorspule 70.
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Für
jeden der elektrischen Drähte 80 steht ferner
ein Ende des elektrischen Drahts 80 von einem radial äußersten
Teil eines der Schlitze 61 des Statorkerns 60 vor;
das andere Ende des elektrischen Drahts 80 steht von einem
radial innersten Teil eines anderen der Schlitze 61 des
Statorkerns 60 vor. Beide Enden des elektrischen Drahts 80 stehen
ferner von der gleichen axialen Endfläche des Statorkerns 60 vor.
Jeder der Schlitze 61 des Statorkerns 60 nimmt
die In-Schlitz-Abschnitte 81 von lediglich zwei der elektrischen
Drähte 80 auf. In jedem der Schlitze 61 sind
ferner die In-Schlitz-Abschnitte 81 von einem der zwei
elektrischen Drähte 80 mit jenen des anderen elektrischen
Drahts 80 in der radialen Richtung des Statorkerns 60 abwechselnd
angeordnet.
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Bei
der Statorspule 70 sind die Enden der Phasenwicklung U1
jeweils beispielsweise durch Schweißen an die Enden der
Phasenwicklung U2, was Fügeabschnitte 75 bildet,
gefügt. Die Enden der Phasenwicklung V1 sind ähnlicherweise
jeweils beispielsweise durch Schweißen an die Enden der
Phasenwicklung V2 gefügt, was Fügeabschnitte 75 bildet.
Die Enden der Phasenwicklung W1 sind jeweils beispielsweise durch
Schweißen an die Enden der Phasenwicklung W2 gefügt,
was Fügeabschnitte 75 bildet. Wie in 1 gezeigt
ist, sind alle der Fügeabschnitte 75 so gebildet,
um von einem Spulenende der Statorspule 70 vorzustehen.
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Nach
dem die Gesamtkonfiguration der dynamoelektrischen Maschine 100 und
die detaillierte Konfiguration des Stators 50 beschrieben
ist, ist im Folgenden das Verfahren zum Herstellen des Stators 50 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Verfahren
zum Herstellen des Stators 50 einen Schritt eines Formens
eines elektrischen Drahts, einen Schritt eines Bildens eines Aufbaus eine
elektrischen Drahts, einen Schritt eines Bildens einer Statorspule
und einen Schritt eines Bauens eines Stators auf.
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1. Schritt eines Formens eines elektrischen
Drahts
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Bei
diesem Schritt werden zwölf gerade elektrische Drähte
unter Verwendung einer Formmaschine (nicht gezeigt) geformt, um
zwölf wellenförmige elektrische Drähte 80,
wie in 5A–5C gezeigt ist,
zu bilden.
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2. Schritt eines Bildens eines
Aufbaus eines elektrischen Drahts
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Bei
diesem Schritt werden die zwölf wellenförmigen
elektrischen Drähte 80 aufeinanderfolgend gestapelt,
wie in 11A–14C gezeigt ist, um den flachbandförmigen
Aufbau 71 eines elektrischen Drahts zu bilden. In diesem
Fall werden, wie am besten aus 11B zu
sehen ist, die elektrischen Drähte 80 so gestapelt,
um voneinander in der Längsrichtung des Aufbaus 71 eines
elektrischen Drahts mit dem Abstand d2 zwischen jedem umfangsmäßig
benachbarten Paar der Schlitze 61 des Statorkerns 60 abzuweichen.
Es sei bemerkt, dass in 11–14 die Bezugsziffern 1–12 die
Zahlen der elektrischen Drähte 80 bei dem aufeinanderfolgenden
Stapeln derselben darstellen.
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3. Schritt eines Bildens einer
Statorspule
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Bei
diesem Schritt wird der flachbandförmige Aufbau 71 eines
elektrischen Drahts um ein zylindrisches Kernglied, das einen vorbestimmten äußeren Durchmesser
(nicht gezeigt) hat, eine vorbestimmte Zahl von Windungen (zum Beispiel
fünf Windungen bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel)
in eine hohle zylindrische Form gerollt. Bei diesem Schritt werden
ferner die entsprechenden Enden der elektrischen Drähte 80 durch
beispielsweise Schweißen zusammengefügt. Als ein
Resultat wird die Statorspule 70 erhalten, die eine hohle
zylindrische Form hat, wie es aus 2 zu sehen
ist.
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4. Schritt eines Bauens eines
Stators
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Bei
diesem Schritt wird der Statorkern 60 an die Statorspule 70 gebaut,
wodurch der Stator 50 gebildet wird. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist genauer gesagt der Statorkern 60 aus
24 Statorkernstücken 62, wie in 4 gezeigt
ist, gebildet. Bei diesem Schritt werden die Statorkernstücke 62 so
an der Statorspule 70 angebracht, dass die Zahnabschnitte 63 der
Statorkernstücke 62 jeweils in die Räume,
die zwischen umfangsmäßig benachbarten Paaren
der In-Schlitz-Abschnitte 81 der elektrischen Drähte 80 gebildet
sind, eingeführt sind. Dann werden alle der Rückkernabschnitte 64 der
Statorkernstücke 62 durch beispielsweise Schweißen
aneinandergefügt. Als ein Resultat wird der Stator 50 erhalten,
der in 2 gezeigt ist.
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Mit
den vorhergehenden Verfahren gemäß den vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist es, da die Statorspule 70 mit
dem flachbandförmigen Aufbau 71 eines elektrischen
Drahts gebildet wird, möglich, die Zahl der Fügeabschnitte 75,
die die Enden der elektrischen Drähte 80 fügen,
zu minimieren, wodurch die Größe der Statorspule 70 minimiert
wird.
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Wiederum
Bezug nehmend auf 1 wird während des
Betriebs der dynamoelektrischen Maschine 100 das Kühlmittel
durch den Kühlmittelzuführer über die
Külmittelentladungsauslässe 23a entladen.
Das Kühlmittel, das zu den Spulenenden (das heißt
den verbinden Abschnitten 82 der elektrischen Drähte 80)
der Statorspule 70 entladen wurde, strömt ferner
entlang der radial äußeren Oberflächen
der Spulenenden, wodurch dasselbe über die ganze Statorspule 70 verteilt
wird. Das Kühlmittel, das zu den axialen Endflächen
des Rotors 40 geströmt ist, strömt ferner
andererseits mit einer Drehung des Rotors 40, an den Spulenenden
der Statorspule 70 vorbeigehend, radial nach außen.
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Wie
im Vorhergehenden beschrieben ist, sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
für jeden der elektrischen Drähte 80 alle
der schiefen Abschnitte 84a der Scheitelteile 84 der
verbindenden Abschnitte 82 in der gleichen Richtung schief
(oder geneigt). Die schiefen Abschnitte 84a der Scheitelteile 84 der
verbindenden Abschnitte 82 der elektrischen Drähte 80,
die sich auf einer axialen Seite des Statorkerns 60 befinden,
sind daher in der gleichen Richtung schief wie dieselben auf der
anderen axialen Seite des Statorkerns 60.
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Der
Strömungsweg des Kühlmittels, der an der axialen
Endfläche des Spulenendes auf einer Seite des Statorkerns 60 vorgesehen
ist, ist folglich identisch zu demsel ben, der an der axialen Endfläche des
Spulenendes auf der anderen Seite des Statorkerns 60 vorgesehen
ist; die Strömungswege sind jeweils in 15A und 15B gezeigt.
Als ein Resultat ist es möglich, an beiden der axialen
Endflächen der Spulenenden der Statorspule 70 den
gleichen Kühleffekt zu erreichen. Beide der Spulenenden
der Statorspule 70 können mit anderen Worten durch
das Kühlmittel gleichermaßen gekühlt
werden.
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Wie
in 15A und 15B gezeigt
ist, kann außerdem die Drehrichtung des Rotors 40 und daher
die Strömungsrichtung des Kühlmittels an beiden
der axialen Endflächen der Spulenenden der Statorspule 70 mit
den Erstreckungsrichtungen der Kämme 700, die
aus den Scheiteln 84 der verbindenden Abschnitte 82 der
elektrischen Drähte 80 gebildet sind, zusammenfallend
gemacht werden. Es sei bemerkt, dass der Einfachheit wegen lediglich
einer der Kämme 700 in jeder der 15A und 15B durch
eine durchgezogene Linie angegeben ist. Das Kühlmittel
kann folglich entlang beider axialer Endflächen der Spulenenden
der Statorspule 70 gleichmäßig strömen,
wodurch beide Spulenenden effektiv gekühlt werden.
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[Zweites Ausführungsbeispiel]
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Dieses
Ausführungsbeispiel stellt ein Verfahren zum Herstellen
eines Stators für die dynamoelektrische Maschine 100 dar,
das sich von dem Verfahren gemäß dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel unterscheidet.
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Wie
bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weist das
Verfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ferner einen Schritt eines Formens eines elektrischen Drahts, einen
Schritt eines Bildens eines Aufbaus eines elektrischen Drahts, einen
Schritt eines Bildens einer Statorspule und einen Schritt eines
Bauens eines Stators auf.
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1. Schritt eines Formens eines
elektrischen Drahts
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Bei
diesem Schritt wird eine Gesamtsumme von 48 geraden elektrischen
Drähten unter Verwendung einer Formmaschine (nicht gezeigt)
geformt, um vier Gruppen von wellenförmigen elektrischen Drähten 80,
wie in 5A–5C gezeigt
ist, zu bilden. Jede der vier Gruppen weist zwölf elektrische Drähte 80 auf.
Alle elektrischen Drähte 80 in der gleichen Gruppe
haben die gleiche Länge. Die elektrischen Drähte 80 in
unterschiedlichen Gruppen haben jedoch unterschiedliche Längen.
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2. Schritt eines Bildens eines
Aufbaus eines elektrischen Drahts
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Bei
diesem Schritt werden die zwölf wellenförmigen
elektrischen Drähte 80 von jeder der vier Gruppen
aufeinanderfolgend gestapelt, wie in 11A–14C gezeigt ist, um einen flachbandförmigen
Aufbau eines elektrischen Drahts zu bilden. Als ein Resultat werden
vier flachbandförmige Aufbauten 71a, 71b, 71c und 71d eines
elektrischen Drahts (nicht gezeigt) erhalten, die unterschiedliche Längen
haben.
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3. Schritt eines Bildens einer
Statorspule
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Bei
diesem Schritt wird jeder der flachbandförmigen Aufbauten 71a–71d eines
elektrischen Drahts um ein zylindrisches Kernglied, das einen vorbestimmten äußeren
Durchmesser (nicht gezeigt) hat, mit einer einzigen Windung gerollt.
Als ein Resultat werden vier hohle zylindrische Aufbauten 77a, 77b, 77c und 77d eines
elektrischen Drahts erhalten, die wie in 16A–16D gezeigt ist, unterschiedliche innere und äußere
Durchmesser haben. Der äußere Durchmesser des
Aufbaus 77a ist zusätzlich im Wesentlichen gleich
dem inneren Durchmesser des Aufbaus 77b; der äußere
Durchmesser des Aufbaus 77b ist im Wesentlichen gleich
dem inneren Durchmesser des Aufbaus 77c; der äußere
Durchmesser des Aufbaus 77c ist im Wesentlichen gleich
dem inneren Durchmesser des Aufbaus 77d.
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Die
vier hohlen zylindrischen Aufbauten 77a–77d eines
elektrischen Drahts werden dann zusammengebaut, genauer gesagt radial
miteinander verstemmt, was eine Statorspule 76 bildet,
wie es in 17 gezeigt ist. Bei diesem Schritt
werden zusätzlich die entsprechenden Enden der elektrischen Drähte 80 durch
beispielsweise Schweißen zusammengefügt.
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4. Schritt eines Bauens eines
Stators
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Bei
diesem Schritt wird der Statorkern 60 an die Statorspule 76 auf
die gleiche Weise wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
gebaut, wodurch der Stator 50 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel gebildet wird.
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Wie
im Vorhergehenden beschrieben ist, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Statorspule 76 durch radiales Stapeln der hohlen zylindrischen
Aufbauten 77a–77d eines elektrischen Drahts,
die unterschiedliche innere und äußere Durchmesser
haben, gebildet. Die hohlen zylindrischen Aufbauten 77a–77d eines
elektrischen Drahts werden ferner jeweils durch Rollen der flachbandförmigen
Aufbauten 71a–71d eines elektrischen
Drahts, die unterschiedlichen Längen haben, gebildet. Die vier
flachbandförmigen Aufbauten 71a–71d eines elektrischen
Drahts werden ferner jeweils durch Verwenden der vier Gruppen der
elektrischen Drähte 80, die unterschiedliche Längen
haben, gebildet.
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Die
Längen von allen der elektrischen Drähte 80 und
die Längen von allen der flachbandförmigen Aufbauten 71a–71d eines
elektrischen Drahts sind folglich verglichen mit der Länge
von allen der elektrischen Drähte 80 und der Länge
des einzelnen flachbandförmigen Aufbaus 71 eines
elektrischen Drahts bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
beträchtlich verkürzt. Als ein Resultat wird es
leichter, den Schritt eines Formens eines elektrischen Drahts und
den Schritt eines Bildens eines Aufbaus eines elektrischen Drahts
durchzuführen, wodurch die Produktivität des Stators 50 verbessert
wird.
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Während
im Vorhergehenden besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung
gezeigt und beschrieben sind, versteht es sich für Fachleute
von selbst, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen
und Verbesserungen vorgenommen sein können, ohne von dem
Geist der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-286181 [0001]
- - JP 2004-104841 [0005, 0066]