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QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldungen
Nr. 2009-169520 , eingereicht am 17. Juli 2009, Nr.
2009-241798 , eingereicht
am 20. Oktober 2009, und Nr.
2010-135853 ,
eingereicht am 15. Juni 2010, wobei deren Offenbarungsgehalt hierbei
unter Bezugnahme beansprucht wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Statoren für drehende elektrische
Maschinen, die z. B. bei motorbetriebenen Fahrzeugen als Elektromotoren
und elektrische Generatoren verwendet werden.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Es
sind bereits Statoren für drehende elektrische Maschinen
bekannt, welche einen hohlzylindrischen Statorkern und eine Statorspule
enthalten. Der Statorkern weist dabei eine Mehrzahl von Schlitzen auf,
die in der radialen Innenfläche des Statorkerns ausgebildet
sind, und in Umfangsrichtung des Statorkerns beabstandet sind. Die
Statorspule besteht aus einer Mehrzahl von elektrischen Leitungsdrähten,
die auf dem Statorkern montiert sind.
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Darüber
hinaus ist z. B. in der
japanischen ungeprüften
Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2001-145286 ein
Verfahren zum Herstellen eines Stators offenbart. Gemäß diesem Verfahren
sind U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen der Statorspule
mit einem rechtwinkligen Querschnitt konfiguriert, und weisen eine derartige
Gesamtform auf, dass, wenn sie in einer Ebene abgewickelt werden,
sich die Wicklungen mäandrisch in Form einer Kurbel erstrecken,
um dadurch die Raumfaktoren bzw. die Raumausnutzung der elektrischen
Leitungsdrähte in den Schlitzen des Statorkerns zu verbessern.
Ferner ist jede der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen
um eine vorbestimmte Anzahl von Windungen bzw. Wicklungen in Spiralform
gewunden bzw. gewickelt, um eine Statorspule mit einer hohlzylindrischen
Form auszubilden.
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Mit
dem obenstehenden Verfahren ist jedoch jeder der elektrischen Leitungsdrähte
(oder elektrischen Leiter), die entsprechend die U-Phasen-, V-Phasen-
und W-Phasenwicklungen der Statorspule ausbilden, in einer gewissen
Länge erforderlich. Demgemäß ist eine
lange bzw. große Formmaschine zum Formen bzw. Ausbilden
der elektrischen Leitungsdrähte notwendig. Darüber
hinaus ist es schwierig, mit den elektrischen Leitungsdrähten
während der Herstellung des Stators zu arbeiten, da die elektrischen
Leitungsdrähte lang sind. Daher ist es schwierig, eine
hohe Produktivität und niedrige Kosten bzgl. des Stators
zu gewährleisten. Da die elektrischen Leitungsdrähte
spiralförmig aufgewickelt sind und in den Schlitzen des
Statorkerns aufgenommen sind, kann zudem eine Interferenz aufgrund
der Rückfederung der elektrischen Leitungsdrähte
zwischen der Statorspule und einem Rotor auftreten, welcher radial
innen im Stator angeordnet ist. Demgemäß kann
die Statorspule aufgrund dieser Interferenz beschädigt
werden, wodurch die Langlebigkeit des Stators negativ beeinflusst
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist hinsichtlich der obenstehenden Probleme
des Standes der Technik gemacht worden.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ein Stator für eine drehende
elektrische Maschine vorgesehen, welche einen hohlzylindrischen
Statorkern und eine Statorspule enthält. Der Statorkern
weist eine Mehrzahl von Schlitzen auf, die in einer radialen Innenfläche
des Statorkerns ausgebildet sind, und in Umfangsrichtung des Statorkerns
beabstandet sind. Die Statorspule besteht aus einer Mehrzahl von
elektrischen Leitungsdrähten, die auf dem Statorkern montiert
sind. Jeder der elektrischen Leitungsdrähte weist erste,
zweite, ..., n-te Schlitz-Abschnitte und erste, zweite, ..., (n – 1)-te
Wendeabschnitte auf, wobei n eine Ganzzahl ist, die nicht kleiner
als 4 ist. Die ersten bis n-ten Schlitz-Abschnitte sind sequentiell
in p der Schlitze des Statorkerns aufgenommen, wobei p eine Ganzzahl
ist, die nicht größer als n ist. Die ersten bis
(n – 1)-ten Wendeabschnitte sind abwechselnd auf entgegengesetzten
axialen Seiten des Statorkerns außerhalb der Schlitze angeordnet,
um korrespondierende benachbarte Paare der ersten bis n-ten Schlitz-Abschnitte
zu verbinden. Jeder der elektrischen Leitungsdrähte weist
zudem erste und zweite Endabschnitte auf. Der erste Endabschnitt
ist näher am ersten Schlitz-Abschnitt als einer der Schlitz-Abschnitte
des elektrischen Leitungsdrahts; der zweite Endabschnitt ist näher
am n-ten Schlitz-Abschnitt als einer der Schlitz-Abschnitte des elektrischen
Leitungsdrahts. Die ersten Schlitz-Abschnitte der elektrischen Leitungsdrähte
sind radial ganz außen, und die n-ten Schlitz-Abschnitte
sind radial ganz innen in den Schlitzen des Statorkerns angeordnet.
Die Statorspule ist eine mehrphasige Statorspule, welche aus einer
Mehrzahl an Phasenwicklungen besteht. Jede der Phasenwicklungen
der Statorspule ist aus zumindest zwei der elektrischen Leitungsdrähte
ausgebildet. Der erste Endabschnitt von einem der zwei elektrischen
Leitungsdrähte ist mit dem zweiten Endabschnitt des anderen
elektrischen Leitungsdrahts verbunden.
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Da
jede der Phasenwicklungen der Statorspule aus zumindest zwei elektrischen
Leitungsdrähten ausgebildet ist, ist es bei der obenstehenden Konfiguration
möglich, die Länge von jedem der elektrischen
Leitungsdrähte zu verkürzen. Demnach können
die elektrischen Leitungsdrähte unter Verwendung einer
kleineren Formmaschine ausgebildet werden, und während
der Herstellung des Stators einfach gehandhabt werden. Als Ergebnis
ist es möglich, eine hohe Produktivität und niedrige
Kosten für den Stator zu erzielen. Ferner können
die ersten und zweiten Endabschnitte von jedem der elektrischen Leitungsdrähte
entsprechend von den radialen inneren und radialen äußeren
Peripherien des Statorkerns gezogen bzw. entnommen werden, da die
ersten Schlitz-Abschnitte der elektrischen Leitungsdrähte
radial ganz außen, und die n-ten Schlitz-Abschnitte radial
ganz innen in den Schlitzen des Statorkerns angeordnet sind. Demnach
kann jedes entsprechende bzw. korrespondierende Paar der ersten
und zweiten Endabschnitte der elektrischen Leitungsdrähte entsprechend
von zwei im Wesentlichen beabstandeten Plätzen bzw. Stellen
gezogen bzw. entnommen werden. Dadurch wird die Flexibilität
der Verbindung der elektrischen Leitungsdrähte verbessert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung und der beigefügten Figuren bevorzugter Ausführungsformen der
Erfindung besser verstanden, wobei die spezifische Ausführungsformen
die Erfindung nicht darauf beschränken, sondern lediglich
zur Erläuterung und zum besseren Verständnis dienen
sollen.
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In
der beigefügten Zeichnung zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht, welche die Gesamtkonfiguration des Stators
für drehende elektrische Maschinen gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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2 eine
Draufsicht des Stators;
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3 eine
Seitenansicht des Stators;
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4 eine
Draufsicht des Statorkerns des Stators;
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5 eine
Draufsicht von einem der Statorkernsegmente, welche zusammen den
Statorkern ausbilden;
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6 eine
perspektivische Ansicht der Statorspule des Stators;
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7 eine
Seitenansicht der Statorspule;
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8 eine
Draufsicht der Statorspule;
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9 eine
Bodenansicht der Statorspule;
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10A eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration
von elektrischen Leitungsdrähten darstellt, welche die
Statorspule ausbilden;
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10B eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation
der elektrischen Leitungsdrähte darstellt, die in 10A dargestellt sind;
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11A eine Draufsicht von einem der elektrischen
Leitungsdrähte;
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11B eine Vorderansicht von einem der elektrischen
Leitungsdrähte;
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12A eine perspektivische Ansicht, die einen Wendeabschnitt
von einem der elektrischen Leitungsdrähte darstellt;
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12B eine perspektivische Ansicht, die eine Mehrzahl
von Wendeabschnitten der elektrischen Leitungsdrähte darstellt,
welche zueinander benachbart sind;
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13A eine Bodenansicht der elektrischen Leitungsdrahtanordnung,
die aus den elektrischen Leitungsdrähten zum Ausbilden
der Statorspule besteht;
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13B eine Vorderansicht der elektrischen Leitungsdrahtanordnung;
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13C eine perspektivische Ansicht, die einen der
elektrischen Leitungsdrähte in der elektrischen Leitungsdrahtanordnung
darstellt, nachdem die elektrische Leitungsdrahtanordnung in hohlzylindrischer
Form aufgerollt ist;
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14 ein
Schaltungsdiagramm der Statorspule;
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15 eine
schematische Ansicht, welche die Anordnung des radial äußersten
Schlitz-Abschnitts von jedem der elektrischen Leitungsdrähte im
Statorkern darstellt;
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16 eine
schematische Ansicht, welche die Art und Weise der Erstreckung bzw.
des Verlaufs des elektrischen Leitungsdrahts darstellt, das mit (U1-4')
markiert ist, betrachtet entlang der Längsachse O des Statorkerns;
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17 eine
rohrförmige Darstellung, welche sowohl die Nummer des elektrischen
Leitungsdrahts, der an der radial äußersten Schicht,
als auch die Nummer des elektrischen Leitungsdrahts, der an der radial
innersten Schicht in jedem der Schlitze des Statorkerns angeordnet
ist, darstellt;
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18 eine
schematische Ansicht, welche die Verbindung zwischen jenem der elektrischen
Leitungsdrähte darstellt, welcher zusammen eine V-Phasenwicklung
der Statorspule ausbilden, betrachtet von der radialen Innenseite
des Statorkerns;
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19A eine Vorderansicht eines elektrischen Leitungsdrahts
zum Ausbilden der Statorspule gemäß einer ersten
Modifikation der Erfindung;
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19B eine Vorderansicht eines elektrischen Leitungsdrahts
zum Ausbilden der Statorspule gemäß einer zweiten
Modifikation der Erfindung;
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20A eine Vorderansicht eines elektrischen Leitungsdrahts
zum Ausbilden der Statorspule gemäß einer vierten
Modifikation der Erfindung;
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20B eine Vorderansicht eines elektrischen Leitungsdrahts
zum Ausbilden der Statorspule gemäß einer vierten
Modifikation der Erfindung;
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21 eine
perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Wendeabschnitts eines
elektrischen Leitungsdrahts zum Ausbilden einer Statorspule gemäß einer
fünften Modifikation der Erfindung;
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22A eine Draufsicht eines elektrischen Leitungsdrahts
zum Ausbilden der Statorspule gemäß einer sechsten
Modifikation der Erfindung;
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22B eine Vorderansicht des elektrischen Leitungsdrahts
gemäß der sechsten Modifikation;
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23 eine
Draufsicht eines Stators gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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24 eine
Seitenansicht des Stators gemäß der zweiten Ausführungsform;
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25 eine
Draufsicht des Stators gemäß der zweiten Ausführungsform,
wobei auf einen Anschluss bzw. eine Verbindung verzichtet wird;
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26 eine
Seitenansicht des Stators gemäß der zweiten Ausführungsform,
wobei auf einen Anschluss bzw. eine Verbindung verzichtet wird;
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27 eine
Draufsicht der Verbindung;
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28 eine
Seitenansicht der Verbindung;
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29 eine
Bodenansicht der Verbindung;
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30 eine
schematische Ansicht, welche die Art und Weise der Verbindung der
elektrischen Leitungsdrähte gemäß der
siebten Modifikation der Erfindung darstellt; und
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31 eine
schematische Ansicht, welche die Art und Weise der Verbindung der
elektrischen Leitungsdrähte gemäß der
achten Modifikation der Erfindung darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hiernach
bezüglich den 1 bis 31 beschrieben.
Dabei sollte beachtet werden, dass hinsichtlich der Klarheit und
dem besseren Verständnis gleiche Komponenten mit gleichen Funktionen
in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung in den
Figuren wenn möglich mit gleichen Bezugszeichen versehen
worden sind.
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1 bis 3 stellen
zusammen die Gesamtkonfiguration eines Stators 20 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar. Der Stator 20 ist
zum Beispiel für die Verwendung in einer drehenden elektrischen
Maschine vorgesehen, welche konfiguriert ist, sowohl als Elektromotor
als auch als elektrischer Generator in einem motorbetrieben Fahrzeug
zu funktionieren. Die drehende elektrische Maschine enthält
ferner einen Rotor (nicht dargestellt), der derart drehbar angeordnet
ist, dass er vom Stator 20 umgeben ist. Der Rotor enthält
eine Mehrzahl von Permanentmagneten, die eine Mehrzahl von magnetischen
Polen auf einem radialen äußeren Randbereich des
Rotors ausbilden, und einem radialen inneren Randbereich des Stators
gegenüberliegen. Die Polaritäten der magnetischen
Pole wechseln sich zwischen Nord und Süd in Umfangsrichtung des
Rotors ab. Zudem sind in der vorliegenden Ausführungsform
acht magnetische Pole im Rotor ausgebildet (d. h. vier Nordpole
und vier Südpole).
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Wie
in den 1 bis 3 dargestellt enthält
der Stator 20 einen hohlzylindrischen Statorkern 30 und
eine Drei-Phasen-Statorspule 40, die aus einer Mehrzahl
von (z. B. 48 in der vorliegenden Ausführungsform) elektrischen
Leitungsdrähten 50 besteht, die auf bzw. an dem
Statorkern 30 montiert sind. Zudem kann der Stator 20 eine
Isolationspapierschicht enthalten, welche zwischen dem Statorkern 30 und
der Statorspule 40 eingebracht ist.
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Der
Statorkern 30 weist wie in 4 dargestellt
eine Mehrzahl von Schlitzen 31 auf, die in der radialen
Innenfläche des Statorkerns 30 ausgebildet sind,
und in Umfangsrichtung des Statorkerns 30 mit einer festen
bzw. bestimmten Teilung beabstandet sind. Bei jedem der Schlitze 31 ist
die Tieferichtung der Schlitze 31 gleich einer radialen
Richtung des Statorkerns 30. In der vorliegenden Ausführungsform sind
zwei Schlitze 31 pro Magnetpol des Rotors vorgesehen, der
acht magnetische Pole pro Phase der Drei-Phasen-Statorspule 40 hat.
Demgemäß ist die Gesamtanzahl der Schlitze 31,
die in dem Statorkern 30 vorgesehen sind, 48 (d. h. 2 × 8 × 3).
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Darüber
hinaus besteht der Statorkern 30 in der vorliegenden Ausführungsform
zum Beispiel aus 24 Statorkernsegmenten 32, wie in 5 dargestellt. Die
Statorkernsegmente 32 sind so miteinander verbunden, dass
sie in Umfangsrichtung des Statorkerns 30 benachbart sind,
wobei jedes der Statorkernsegmente 32 darin einen der Schlitze 31 definiert.
Ferner definiert jedes in Umfangsrichtung benachbarte Paar der Statorkernsegmente 32 zusammen
dazwischen einen weiteren Schlitz 31. Jedes der Statorkernsegmente 32 weist
zudem zwei Zahnabschnitte 33 auf, welche sich radial erstrecken,
um einen der Schlitze 31 dazwischen auszubilden, und einen
hinteren Kernabschnitt 34, welcher radial außerhalb
der Zahnabschnitte 33 angeordnet ist, um diese zu verbinden.
Zudem ist an den radialen Außenflächen der Statorkernsegmente 32 ein
zylindrischer äußerer Rand bzw. Randteil 37 eingepasst (siehe 1 bis 3).
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Statorkernsegmente 32 durch
Laminieren der Mehrzahl von magnetischen Stahlschichten mit einer
Mehrzahl von Isolationsfilmen dazwischen ausgebildet. Dabei ist
zu erwähnen, dass auch herkömmliche Metallschichten
an Stelle der magnetischen Metallschichten verwendet werden können.
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6 bis 9 stellen
zusammen die Konfiguration der Statorspule 40 dar. In der
vorliegenden Ausführungsform wird die Statorspule 40 wie
später beschrieben durch Stapeln der 48 elektrischen Leitungsdrähte 50 hergestellt,
um eine bandförmige Leitungsdrahtanordnung 45 wie
in den 13A bis 13B dargestellt
auszubilden, und anschließend die elektrische Leitungsdrahtanordnung 45 in
hohlzylindrischer Form aufzurollen.
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Wie
in den 6 bis 9 dargestellt, weist die Statorspule 40 als
Gesamtes betrachtet einen geraden Teil 41 auf, der in den
Schlitzen 31 des Statorkerns 30 aufzunehmen ist,
und ein Paar von Spulenendteilen 42, die entsprechend auf
entgegengesetzten axialen Seiten des geraden Teils 41 ausgebildet
sind, und außerhalb der Schlitze 31 anzuordnen sind.
Darüber hinaus ragen auf einer axialen Seite des geraden
Teils 41 U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Ausgangsanschlüsse
und U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse
der Statorspule 40 von der ringförmigen axialen
Endfläche des Spulenendteils 42 hervor, wobei
eine Mehrzahl von Überschneidungsteilen bzw. Überkreuzungsteilen 70 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 die axiale Endfläche
von der radialen Innenseite bis zur radialen Außenseite
der ringförmigen axialen Endfläche überschneiden
bzw. kreuzen, um entsprechende Paare der elektrischen Leitungsdrähte 50 zu verbinden.
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Jeder
der elektrischen Leitungsdrähte 50 zum Ausbilden
der Statorspule 40 ist wie in 10A dargestellt
mit einem elektrischen Leiter 67 und einer Isolationsschicht 68 konfiguriert,
welche die äußere Oberfläche des elektrischen
Leiters 67 bedeckt. Bei der vorliegenden Ausführungsform
besteht der elektrische Leiter 67 aus Kupfer, und weist
einen im Wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt auf. Die Isolationsschicht 68 besteht
aus einer zweischichtigen Struktur, um eine Innenschicht 68a und
eine Außenschicht 68b zu umfassen. Die Stärke
des Isolationsmantels 68 (d. h. die Summe der Stärken
aus den inneren und äußeren Schichten 68a und 68b)
wird auf einen Wert zwischen 100 und 200 μm eingestellt.
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Mit
einer solchen Stärke des zweischichtig strukturierten Isolationsmantels 68 ist
es möglich, die elektrischen Leitungsdrähte 50 zuverlässig
voneinander zu isolieren, ohne dabei auf die dazwischen liegenden
Isolationspapierschichten angewiesen zu sein. Dabei ist es jedoch
auch möglich, Isolationspapierschichten zwischen den elektrischen
Leitungsdrähten 50 so anzubringen, dass die elektrische
Isolation dazwischen weiter verbessert wird.
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Ferner
besteht die Außenschicht 68b aus einem Isolationsmaterial
wie zum Beispiel Nylon. Die Innenschicht 68a besteht aus
einem thermoplastischen Harz mit einer höheren Glasübergangstemperatur
als die Außenschicht 68b, oder einem Isolationsmaterial
mit keiner Glasübergangstemperatur wie zum Beispiel ein
Polyamidimid Harz. Daher verfestigen sich die Außenschichten 68b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 durch die Wärme
bzw. Hitze, welche durch die Betätigung bzw. den Betrieb
der drehenden elektrischen Maschine erzeugt wird, vor den Innenschichten 68a.
Demnach wird die Oberflächenhärte der äußeren
Schichten 68b erhöht, wodurch die elektrische
Isolation zwischen den elektrischen Leitungsdrähten 50 erhöht
bzw. verbessert wird.
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Ferner
kann wie in 10B dargestellt jeder der elektrischen
Leitungsdrähte 50 auch möglich, zudem
einen schmelzbaren Mantel 69 aufweisen, um die Außenfläche
des Isolationsmantels 68 abzudecken; der schmelzbare Mantel 69 kann
zum Beispiel aus einem Epoxidharz bestehen. In diesem Fall werden
die Schutzmäntel 69 der elektrischen Leitungsdrähte 50 durch
die Hitze, welche bei dem Betrieb der drehenden elektrischen Maschine
erzeugt wird, vor den Isolationsmänteln 68 geschmolzen,
wodurch diese Abschnitte der elektrischen Leitungsdrähte 50, welche
in denselben Schlitzen 31 des Statorkerns 30 aufgenommen
sind, miteinander verbunden werden. Als Ergebnis gehen diese Abschnitte
der elektrischen Leitungsdrähte 50 in einen festen
Körper über, wodurch die mechanische Festigkeit
verbessert wird. Zudem können auch die äußeren
Schichten 68b der Isolationsmäntel 68 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 aus einem PPS (Polyphenylensulfid)
bestehen.
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11A und 11B stellen
zusammen die Form von jedem der elektrischen Leitungsdrähte 50 dar,
bevor die elektrischen Leitungsdrähte 50 gestapelt
werden, um die bandförmige Leitungsdrahtanordnung 45 auszubilden.
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Wie
in den 11A und 11B dargestellt, ist
jeder der elektrischen Leitungsdrähte 50 wellenförmig
ausgebildet, um eine Mehrzahl von Schlitz-Abschnitten 51 und
eine Mehrzahl von Wendeabschnitten 52 zu enthalten. Die
Schlitz-Abschnitte 51 sind in Längsrichtung Y
des elektrischen Leitungsdrahts 50 an vorbestimmten Abständen beabstandet
und erstrecken sich rechtwinklig zur Längsrichtung Y. Jeder
der Schlitz-Abschnitte 51 ist in einem Entsprechenden der
Schlitze 31 des Statorkerns 30 aufzunehmen. Jeder
der Wendeabschnitte 52 erstreckt sich derart, dass er ein
entsprechendes angrenzendes Paar von Schlitz-Abschnitten 51 berührt
und ist außerhalb der Schlitze 31 des Statorkerns 30 anzuordnen.
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Genauer
gesagt enthält die Mehrzahl der Schlitz-Abschnitte 51 zumindest
einen ersten Schlitz-Abschnitt 51A, einen zweiten Schlitz-Abschnitt 51B und
einen dritten Schlitz-Abschnitt 51C. Die ersten, zweiten
und dritten Schlitz-Abschnitte 51A, 51B und 51C sind
entsprechend in drei verschiedenen Schlitzen 31 des Statorkerns 30 aufgenommen;
die drei Schlitze 31 sind in Umfangsrichtung mit einem
Abstand bzw. einer Teilung von sechs Schlitzen 31 beabstandet.
Demhingegen enthalten die Mehrzahl von Wendeabschnitten 52 zumindest einen
ersten Wendeabschnitt 52A und einen zweiten Wendeabschnitt 52B.
Der Wendeabschnitt 52A verbindet die ersten und zweiten
Schlitz-Abschnitte 51A und 51B und ist an einer
axialen Seite des Statorkerns 30 außerhalb der
Schlitze 31 anzuordnen. Der zweite Wendeabschnitt 52B verbindet
die zweiten und dritten Schlitz-Abschnitte 51B und 51C und
ist an bzw. auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 30 außerhalb
der Schlitze 31 anzuordnen.
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Genauer
gesagt enthält in der vorliegenden Ausführungsform,
wie in den 11A bis 11B dargestellt,
die Mehrzahl von Schlitz-Abschnitten 51 erste bis zwölfte
Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L, welche sequenziell
in acht Schlitzen 31 aufgenommen sind, die in Umfangsrichtung
mit einer Teilung von sechs Schlitzen 31 beabstandet sind.
Das heißt, sind zwölf in jedem der elektrischen
Leitungsdrähte 50 Schlitz-Abschnitte 51.
Demhingegen enthält eine Mehrzahl von Wendeabschnitten 52 erste
bis elfte Wendeabschnitte 52A bis 52K, welche
jeweils ein entsprechendes angrenzendes Paar der Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L verbinden,
und abwechselnd auf der entgegengesetzten axialen Seite des Statorkerns 30 außerhalb
der Schlitze 31 anzuordnen sind. Das heißt, die
Anzahl der Wendeabschnitte 52 in jedem der elektrischen
Leitungsdrähte 50 ist 11.
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Darüber
hinaus verringern sich die Abstände X zwischen den Schlitz-Abschnitten 51A bis 51L in Längsrichtung
Y des elektrischen Leitungsdrahts 50 schrittweise in einer
Richtung vom ersten Schlitz-Abschnitt 51A bis zum zwölften
Schlitz-Abschnitt 51L. Das heißt, X1 > X2 > X3 > X4 > X5 > X6 > X7 > X8 > X9 > X10 > X11. Zudem sind die
vorbestimmten Abstände X1 bis X11 basierend auf den Umfangsabständen
zwischen den acht Schlitzen 31 des Statorkerns 30 eingestellt,
in welchen die Schlitz-Abstände 51A bis 51L aufzunehmen
sind.
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Jeder
der elektrischen Leitungsdrähte 50 enthält
ferner ein Paar von Verbindungsabschnitten 53a und 53b,
die entsprechend an entgegengesetzten Enden des elektrischen Leitungsdrahts 50 zum Verbinden
des elektrischen Leitungsdrahts 50 mit anderen elektrischen
Leitungsdrähten 50 ausgebildet sind. Der Verbindungsabschnitt 53a ist
mit dem ersten Schlitz-Abschnitt 51A über einen
Halb-Wendeabschnitt 52M verbunden, der sich von dem ersten Schlitz-Abschnitt 51A erstreckt,
und innen (d. h. nach rechts in 11B)
in Längsrichtung Y des elektrischen Leitungsdrahts 50 zurückkehrt.
Die Länge des Halb-Wendeabschnitts 52M ist im
Wesentlichen halb so lang wie der erste Wendeabschnitt 52A.
Demnach ist der Verbindungsabschnitt 53a innen (d. h. nach rechts
in 11B) in Längsrichtung Y vom ersten Schlitz-Abschnitt 51A um
die Länge des Halb-Wendeabschnitts 52M beabstandet.
Demhingegen ist der Verbindungsabschnitt 53b mit dem zwölften Schlitz-Abschnitt 51L über
einen Halb-Wendeabschnitt 52N verbunden, der sich von dem
zwölften Schlitz-Abschnitt 51L erstreckt, und
innen (d. h. nach links in 11B)
in Längsrichtung Y des elektrischen Leitungsdrahts 50 zurückkehrt.
Die Länge des Halb-Wendeabschnitts 52N ist im
Wesentlichen halb so lang wie der elfte Wendeabschnitt 52K.
Demnach ist der Verbindungsabschnitt 53b innen (d. h. nach links
in 11B) in Längsrichtung Y vom zwölften Schlitz-Abschnitt 51L um
die Länge des Halb-Wendeabschnitts 52N beabstandet.
Ferner ist der Verbindungsabschnitt 53b so ausgebildet,
dass darin einer der vorstehend beschriebenen Überkreuzungsteile 70 enthalten
ist.
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Ferner
enthält, wie in 11A dargestellt,
jeder der Wendeabschnitte 52 im Wesentlichen in dessen
Zentrum einen kurbelgeformten bzw. kurbelförmigen Teil 54,
der gebogen ist, um den Wendeabschnitt 52 in einer Richtung
rechtwinklig zu sowohl der Längsrichtung Y des elektrischen
Leitungsdrahts 50 als auch der Erstreckungsrichtung der
Schlitz-Abschnitte 51 zu beabstanden. Demnach ist der elektrische
Leitungsdraht 50mit bzw. durch die kurbelförmigen
Teile 54 abgestuft, um die Schlitz-Abschnitte 51 in
Richtung rechtwinklig zu sowohl der Längsrichtung Y als
auch der Erstreckungsrichtung der Schlitz-Abschnitte zu beabstanden.
Dabei sollte erwähnt werden, dass der Begriff ”kurbelförmig” nur
deshalb verwendet wird, dass die Gesamtform der Teile 54 beschrieben
werden kann, wobei dieser Begriff die Innenwinkel zwischen benachbarten
Bereichen der Teile 54 nicht auf einen 90° Winkel
beschränkt.
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Bezüglich
den 12A und 12B wird nach
dem Ausbilden der Statorspule 40 mit den elektrischen Leitungsdrähten 50 und
Anordnen des Statorkerns 30 zu der Statorspule 40,
jeder der Wendeabschnitte 52 (d. h., 51A bis 52K)
der elektrischen Leitungsdrähte 50 durch das kurbelförmige
Teil 54, das darin in radialer Richtung des Statorkerns 30 ausgebildet
ist, beabstandet. Zudem, obwohl dies nicht in den 12A und 12B dargestellt
wird, erstreckt sich jeder der kurbelförmigen Teile 54,
die in den Wendeabschnitten 52 der elektrischen Leitungsdrähte 50 ausgebildet
sind, parallel zu einer entsprechenden axialen Endfläche 30a des
Statorkerns 30.
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Ferner
wird in der vorliegenden Ausführungsform der Betrag bzw.
Wert der radialen Beabstandung, welcher durch jeden der kurbelförmigen Teile 54 erstellt
wird, gleich der radialen Stärke bzw. Dicke der Schlitz-Abschnitte 51 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 eingestellt. Hierbei
wird der Wert bzw. Betrag der radialen Beabstandungen, welche durch jedes
der kurbelförmigen Teile 54 erstellt wird, als
der Unterschied in Radialposition zwischen den entgegengesetzten
Enden des kurbelförmigen Teils 54 definiert. Demgemäß ist
die Differenz der radialen Position zwischen jedem benachbarten
Paar der Schlitz-Abschnitte 51, welche durch einen entsprechenden
der Wendeabschnitte 52 verbunden sind, für jeden
der elektrischen Leitungsdrähte 50 gleich der
radialen Dicke (d. h. Dicke in Radialrichtung des Statorkerns 30)
der Schlitz-Abschnitte 51.
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Durch
Einstellen des Wertes bzw. Betrags der radialen Beabstandung wie
obenstehend dargestellt, ist es möglich, jedes benachbarte
Paar der Wendeabschnitte 52 der elektrischen Leitungsdrähte 50 in
engen Kontakt zueinander anzuordnen, wie in 12B dargestellt.
Als Ergebnis kann die radiale Dicke der Spulenendteile 42 der Statorspule 40 minimiert
werden. Zudem ist es möglich, dass sich jedes benachbarte
Paar von Wendeabschnitten 52 der elektrischen Leitungsdrähte 50 in
Umfangsrichtung des Statorkerns 30 ohne Störungen
bzw. Interferenzen dazwischen erstreckt.
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Darüber
hinaus enthält, wie in den 12A und 12B dargestellt, jeder der Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 ein Paar von Schulterteilen 55,
welche entsprechend dem Paar der Schlitz-Abschnitte 51,
welches durch den Wendeabschnitt 52 verbunden ist, benachbart
sind, wobei sich beide rechtwinklig zum Paar der Schlitz-Abschnitte 51 (oder
parallel zur entsprechenden axialen Endfläche 30a des
Statorkerns 30) erstrecken. Demnach kann mit den Schulterteilen 55 die
hervorstehende Höhe von jedem der Wendeabschnitte 52 von den
entsprechenden axialen Endflächen 30a des Statorkerns 30 reduziert
werden. Als Ergebnis kann die axiale Länge der Spulenendteile 42 der
Statorspule 40 reduziert werden. Zudem bestehen die Spulenendteile 42 der
Statorspule 40 jeweils aus diesen Wendeabschnitten 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50, welche an bzw.
auf derselben axialen Seite des Statorkerns 30 angeordnet
sind.
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Ferner
ist in der vorliegenden Ausführungsform die nachfolgende
räumliche Beziehung festgelegt: d1 ≤ d2, wobei
d1 die Länge von jedem der Schulterteile 55 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 in Umfangsrichtung
des Statorkerns 30 ist, und d2 der Abstand zwischen jedem
in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Schlitze 31 des
Statorkerns 30.
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Genauer
gesagt ist es bei der obenstehenden Beziehung möglich,
eine Interferenz zwischen jedem Paar der Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50, welches entsprechend
von einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Schlitze 31 des
Statorkerns 30 hervorsteht, zu verhindern. Demnach ist
es möglich zu verhindern, dass beide axialen Längen
und radialen Dicken der Spulenendteile 42 der Statorspule 40 erhöht
werden, um dadurch die obenstehend beschriebene Interferenz zu verhindern.
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Ferner
enthält, wie in den 12A und 12B dargestellt, jeder der Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 ferner zwei Schulterteile 56 zwischen dem
kurbelförmigen Teil 54 und jedem der Schulterteile 55.
Demgemäß enthält jeder der Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 einen kurbelförmigen
Teil 54, zwei Schulterteile 55 und vier Schulterteile 56.
Jedes der Schulterteile 56 erstreckt sich wie die Schulterteile 55 rechtwinklig
zu den Schlitz-Abschnitten 51 (oder parallel zur entsprechenden
axialen Endfläche 30a des Statorkerns 30).
Demnach kann mit den Schulterteilen 56 die hervorstehende
Höhe von jedem der Wendeabschnitte 52 von der
entsprechenden axialen Endfläche 30a des Statorkerns 30 weiter
reduziert werden. Als Ergebnis kann die axiale Länge der
Spulenendteile 42 der Statorspule 40 weiter reduziert werden.
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Zudem
kann jeder der Wendeabschnitte 52 der elektrischen Leitungsdrähte 50 als
auf beiden Seiten des kurbelförmigen Teils 54 gestuft
bzw. abgestuft betrachtet werden, um seine hervorstehende Höhe
von der entsprechenden axialen Endfläche 33a des
Statorkerns 30 aus zu reduzieren.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist die Statorspule 40 mit
den 48 elektrischen Leitungsdrähten 50 wie in
den 11A und 11B dargestellt ausgebildet.
Es sollte beachtet werden, dass auf die Überschneidungsteile 70 bei
manchen der elektrischen Leitungsdrähten 50 zum
Ausgestalten der Ausbildung der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Ausgangsanschlüssen
und der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüssen
in der Statorspule 40 verzichtet werden kann. Es ist jedoch in
jedem Fall bevorzugt, dass alle elektrischen Leitungsdrähte 50 zumindest
zwischen den Leitungsabschnitten 53a und 53b die
gleiche Form aufweisen.
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Beim
Ausbilden der Statorspule 40 werden die 48 elektrischen
Leitungsdrähte 50 zuerst übereinander
gestapelt, dass die Längsrichtungen Y der elektrischen
Leitungsdrähte 50 parallel zueinander sind und
die ersten Schlitz-Abschnitte 51a der elektrischen Leitungsdrähte 50 voneinander
in Längsrichtung Y um einen Schlitzabstand des Statorkerns 30 voneinander
beabstandet sind (d. h., die Umfangslänge zwischen den
Zentren bzw. Mitten von jedem benachbarten Paar der Schlitze 31 des
Statorkerns 30). Demgemäß wir die bandförmige
Leitungsdrahtanordnung 45 wie in den 13A und 13B dargestellt,
erhalten. Die Anordnung 45 weist ein Paar von gestuften
Oberflächen 45aauf, die entsprechend an entgegengesetzten
longitudinalen Enden der Anordnung 45 ausgebildet sind,
und in entgegengesetzte Richtungen zeigen.
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Zudem
ist der erste elektrische Leitungsdraht 50 (hiernach durch 50a gekennzeichnet)
wie in 13A dargestellt, im Stapel der
elektrischen Leitungsdrähte 50 am linken Ende
am Boden der elektrischen Leitungsdrahtanordnung 45 angeordnet;
der letzte elektrische Leitungsdraht 50 (hiernach durch 50b gekennzeichnet)
im Stapel der elektrischen Leitungsdrähte 50 am
rechten Ende ganz oben in der Anordnung 45 angeordnet.
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Die
bandförmige Leitungsdrahtanordnung 45 wird anschließend
aufgerollt, so dass die Form eines Hohlzylinders mit einer konstanten
radialen Dicke in Umfangsrichtung entsteht. Genauer gesagt wird
die bandförmige Leitungsdrahtanordnung 45 wie
in 13A dargestellt vom linken Ende im entgegengesetzten
Uhrzeigersinn Z aufgerollt, wodurch die zwei gestuften Oberflächen 45a vollständig
in Kontakt miteinander gebracht werden.
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Demgemäß wird
jeder der elektrischen Leitungsdrähte 50, die
in der Anordnung 45 enthalten sind, wie in 13C dargestellt um eineinhalb Windungen in Spiralform
aufgerollt. Demgemäß erstreckt sich jeder der
elektrischen Leitungsdrähte 50 im endgültig
erhaltenen Stator 20 um die Achse O des Statorkerns 30,
betrachtet entlang der Achse O des Statorkerns 30 (siehe 16).
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Danach
werden die entsprechenden Paare der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdraht 50 z. B. durch Schweißen
miteinander verbunden. Als Ergebnis wird die Statorspule 40 wie
in den 6 bis 9 dargestellt erhalten.
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Bei
der Statorspule 40 stehen jene Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50, welche radial
ganz außen angeordnet sind, nicht von jenen der Schlitz-Abschnitte 51 der
elektrischen Leitungsdrähte 51 radial nach außen
hervor, welche radial ganz außen in den Schlitzen 31 des
Statorkerns 30 angeordnet sind. Demgemäß kann
der Außendurchmesser der Spulenendteile 42 der
Statorspule 40 begrenzt werden.
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Wie
vorstehend beschrieben enthält jeder der Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 im Wesentlichen
in dessen Mitte das kurbelförmige Teil 54, durch
welches der Wendeabschnitt 52 radial um die radiale Dicke
der Schlitz-Abschnitte 51 beabstandet ist. Demgemäß ist
für jeden der elektrischen Leitungsdrähte 50 die
Differenz in der radialen Position zwischen jedem benachbarten Paar
der Schlitz-Abschnitte 51, welche durch entsprechende Wendeabschnitte 52 verbunden
sind, gleich der radialen Dicke der Schlitz-Abschnitte 51. Darüber
hinaus ist der erste Schlitz-Abschnitt 51A bei jedem der
elektrischen Leitungsdrähte 50 radial ganz außen
angeordnet, während der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L radial
ganz innen angeordnet ist; die vorbestimmten Abstände X
zwischen den Schlitz-Abschnitten 51A bis 51L werden
in Richtung von dem ersten Schlitz-Abschnitt 51A zum zwölften Schlitz-Abschnitt 51L kontinuierlich
kleiner (siehe 11B). Demgemäß können
jene Schlitz-Abschnitte 51 der elektrischen Leitungsdrähte 50,
welche in radialer Richtung der Statorspule 40 gestapelt
sind (oder in radialer Richtung des Statorkerns 30) gerade in
Radialrichtung ausgerichtet sein, wodurch ermöglicht wird,
dass die Statorspule 40 im Wesentlichen eine perfekt hohlzylindrische
Form, wie in den 6 und 7 dargestellt,
aufweist.
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Ferner
sind alle i-ten Schlitz-Abschnitte 51 der 48 elektrischen
Leitungsdrähte 50 entsprechend in den 48 Schlitzen 31 des
Statorkerns 30 in gleichen radialen Positionen angeordnet,
wobei i = 1, 2, ..., 12. Zum Beispiel sind alle der ersten Schlitz-Abschnitte 31A der
48 elektrischen Leitungsdrähte 50 entsprechend
in den 48 Schlitzen 31 und radial ganz außen in
entsprechenden Schlitzen 31 angeordnet; alle der zwölf
Schlitz-Abschnitte 51L der 48 elektrischen Leitungsdrähte 50 sind
entsprechend in den 48 Schlitzen 31 angeordnet und radial
ganz innen in den entsprechenden Schlitzen 31 positioniert.
Mit der obenstehenden Anordnung der Schlitz-Abschnitte 51 der elektrischen
Leitungsdrähte 50 kann sowohl der Außen-
als auch der Innendurchmesser der Statorspule 40 einheitlich
in Umfangsrichtung des Statorkerns 30 vorgesehen werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist die Statorspule 40,
wie in 14 dargestellt, als Drei-Phasen-Spule
ausgebildet, welche aus drei Phasenwicklungen besteht (d. h., U-Phasen-,
V-Phasen- und W-Phasenwicklungen) 43. Jede der U-Phasen-,
V-Phasen- und W-Phasenwicklungen 43 ist durch serielles
Verbinden von 16 elektrischen Leitungsdrähten 50 ausgebildet.
Ferner sind die U-Phasen-Ausgangs- und Neutralanschlüsse
entsprechend an entgegengesetzten Enden der U-Phasenwicklung 43 ausgebildet;
die V-Phasen-Ausgangs- und Neutralanschlüsse entsprechend
an den entgegengesetzten Enden der V-Phasenwicklung 43 ausgebildet;
und die W-Phasen-Ausgangs- und Neutralanschlüsse entsprechend
an den entgegengesetzten Enden der W-Phasenwicklung 43 ausgebildet.
Ferner sind die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen 43 Y-verbunden,
um dazwischen einen neutralen Punkt bzw. einen Sternpunkt zu definieren. Das
heißt, die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse
der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen 43 sind
miteinander im neutralen Punkt bzw. Sternpunkt verbunden. Demgemäß wird
die Drei-Phasen-AC-Leistung bzw. der Drei-Phasen-AC-Strom von der
Statorspule 40 über die U-Phasen-, V-Phasen- und
W-Phasen-Ausgangsanschlüsse eingegeben oder ausgegeben.
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In
den 15 und 16 zeigen
die Überschneidungen zwischen den zwölf gestrichelten
Kreisen und 48 radial erstreckenden gestrichelten Linien die Positionen
der Schlitz-Abschnitte 51 der elektrischen Leitungsdrähte 50 an.
Zudem werden zwischen den Positionen der Schlitz-Abschnitte 51 nur die
radial äußersten und radial innersten durch Rechtecke
gekennzeichnet.
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Den 15 und 16 kann
entnommen werden, dass in der vorliegenden Ausführungsform in
jedem der Schlitze 31 des Statorkerns 30 die Schlitz-Abschnitte 51 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 in zwölf
Schichten radial gestapelt sind.
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Ferner
sind Nr. 1 bis 48 der Schlitze 31 des Statorkerns 30 in
den 15 und 16 entsprechend
radial außerhalb der 48 sich radial erstreckenden gestrichelten
Linien dargestellt. Zudem ist in 15 jeder
der 48 elektrischen Leitungsdrähte 50 radial außerhalb
des Schlitzes 31 markiert bzw. benannt, in welchem der
erste Schlitz-Abschnitt 51A des elektrischen Leitungsdrahts 50 radial
ganz außen angeordnet ist (d. h., in der zwölften
Schicht im Schlitz 31 angeordnet ist); jeder der 48 elektrischen Leitungsdrähte 50 ist
zudem radial innen im Schlitz 31 markiert, in welchem der
zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L des elektrischen
Leitungsdrahts 50 radial ganz innen angeordnet ist (d.
h., in bzw. an der ersten Schicht im Schlitz 31).
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist jede der U-Phasen-,
V-Phasen- und W-Phasenwicklungen 43 der Statorspule 40 mit
ersten und zweiten elektrischen Leitungsdrahtgruppen ausgebildet,
welche jeweils aus acht elektrischen Leitungsdrähten 50 bestehen.
Die Schlitz-Abschnitte 51 der elektrischen Leitungsdrähte 50 der
ersten Gruppe sind in acht gemeinsamen Schlitzen 31 des
Statorkerns 30 aufgenommen. Ähnlich sind die Schlitz-Abschnitte 51 des elektrischen
Leitungsdrahts 50 der zweiten Gruppe in weiteren acht gemeinsamen
Schlitzen 31 des Statorkerns 30 aufgenommen. Das
heißt, die Schlitz-Abschnitte 51 des elektrischen
Leitungsdrahts 50 der ersten Gruppe sind in anderen Schlitzen 31 wie
die Schlitz-Abschnitte 51 der elektrischen Leitungsdrähte 50 der
zweiten Gruppe aufgenommen.
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Zum
Beispiel ist die U-Phasenwicklung 43 mit einer ersten elektrischen
Leitungsdrahtgruppe ausgebildet, welche aus den elektrischen Leitungsdrähten 50 besteht,
welche mit (U1-1) bis (U1-4) und (U1-1') bis (U1-4') markiert sind,
und einer zweiten elektrischen Leitungsdrahtgruppe, die aus den
elektrischen Leitungsdrähten 50 besteht, welche
mit (U2-1) bis (U2-4) und (U2-1') bis (U2-4') markiert sind. Die
Schlitz-Abschnitte 51 der (U1-1) bis (U1-4) und (U1-1')
bis (U1-4') elektrischen Leitungsdrähte 50 sind
in den Schlitzen 31 Nr. 1, 7, 13, 19, 25, 31, 37 und 43
des Statorkerns 30 aufgenommen. Demhingegen sind die Schlitz-Abschnitte 51 der
(U2-1) bis (U2-4) und (U2-1') bis (U2-4') elektrischen Leitungsdrähte 50 in
den Schlitzen 31 Nr. 2, 8, 14, 20, 26, 32, 38 und 44 des
Statorkerns 30 aufgenommen.
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15 stellt
von einer axialen Seite des Statorkerns 32 aus die Anordnung
von jedem der 48 elektrischen Leitungsdrähte 50,
unter Verwendung des (U1-1) elektrischen Leitungsdrahts 50 als
Beispiel, dar. Genauer gesagt werden in 15 die
Positionen der Schlitz-Abschnitte 51 des (U1-1) elektrischen
Leitungsdrahts 50 durch schwarze Rechtecke gekennzeichnet;
jene Wendeabschnitte 52 des (U1-1) elektrischen Leitungsdrahts 50,
welche auf der einen axialen Seite des Statorkerns 30 angeordnet
sind (d. h., auf der ”Vorderseite” der Papieroberfläche
von 15), werden durch sich in Umfangsrichtung erstreckende
durchgehende Linien gekennzeichnet; und jene der Wendeabschnitte 52 des (U1-1)
elektrischen Leitungsdrahts 50, welche auf der anderen
axialen Seite des Statorkerns 30 angeordnet sind (d. h.
auf der ”Hinterseite” der Papieroberfläche
von 15), werden durch sich in Umfangsrichtung erstreckende
strichpunktierte Linien mit zwei Punkten gekennzeichnet. Wie aus 15 ersichtlich,
ist der erste Schlitz-Abschnitt 51A für den (U1-1)
elektrischen Leitungsdraht 50 an der zwölften Schicht
(d. h., der radial äußersten Schicht) im Schlitz 31 Nr.
1 angeordnet; der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L ist
an der ersten Schicht (d. h., der radial innersten Schicht) im Schlitz 31 Nr.
19 angeordnet; die ersten bis zwölften Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L sind in
Umfangsrichtung mit einer Teilung von sechs Schlitzen beabstandet;
wobei die radialen Abschnitte der Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L sukzessive
radial nach innen um jeweils eine Schicht versetzt sind.
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16 stellt
von der anderen axialen Seite des Statorkerns 30 aus betrachtet
die Anordnung von jedem der 48 elektrischen Leitungsdrähte 50 unter Verwendung
des (U1-4') elektrischen Leitungsdrahts 50 als Beispiel
dar. Genauer gesagt sind die Positionen der Schlitz-Abschnitte 51 des
(U1-4') elektrischen Leitungsdrahts 50 in 16 durch
schwarze Rechtecke gekennzeichnet; jene der Verbindungsabschnitte 52 des
(U1-4') elektrischen Leitungsdrahts 50, welche auf der
anderen axialen Seite des Statorkerns 30 angeordnet sind
(d. h., auf der Vorderseite der Papieroberfläche von 16),
werden durch sich in Umfangsrichtung erstreckende durchgehende Linien
gekennzeichnet; und jene der Wendeabschnitte 52 des (U1-4')
elektrischen Leitungsdrahts 50, welche auf der einen axialen
Seite des Statorkerns 30 angeordnet sind (d. h., auf der
Hinterseite der Papieroberfläche von 16),
werden durch sich in Umfangsrichtung erstreckende strichpunktierte
Linien mit zwei Punkten gekennzeichnet. Wie in 16 ersichtlich,
ist der erste Schlitz-Abschnitt 51A für den (U1-4')
elektrischen Leitungsdraht 50 an der zwölften Schicht
im Schlitz 31 Nr. 43 angeordnet; der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L ist
in der ersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 13 angeordnet;
die ersten bis zwölften Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L sind
in Umfangsrichtung mit einer Teilung von sechs Schlitzen beabstandet;
wobei die radialen Positionen der Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L sukzessive
um jeweils eine Schicht versetzt sind.
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Wie
vorstehend beschrieben weist der Statorkern 30 in der vorliegenden
Ausführungsform die 48 Schlitze 31 darin ausgebildet
auf, während die Statorspule 40 mit den 48 elektrischen
Leitungsdrähten 50 ausgebildet ist. Die elektrischen
Leitungsdrähte 50 sind auf dem Statorkern 30 so
montiert, dass sie voneinander in Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um
einen Schlitzabstand des Statorkerns 30 versetzt sind.
Demgemäß sind die ersten Schlitz-Abschnitte 51A der
48 elektrischen Leitungsdrähte 50 entsprechend
an den radial äußersten Schichten (d. h., den
zwölften Schichten) in den 48 Schlitzen 31 angeordnet;
die zwölf Schlitz-Abschnitte 51L der 48 elektrischen
Leitungsdrähte 50 sind entsprechend an den radial
innersten Schichten (d. h., den ersten Schichten) in den 48 Schlitzen 31 angeordnet.
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17 stellt
sowohl die Markierung des elektrischen Leitungsdrahts 50,
der an der radial äußersten Schicht angeordnet
ist, als auch die Markierung des elektrischen Leitungsdrahts 50,
das an der radial innersten Schicht angeordnet ist, in jedem der Schlitze 31 des
Statorkerns 30 dar.
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In
der vorliegenden Ausführungsform werden für jeden
der 48 elektrischen Leitungsdrähte 50, welche
die Statorspule 40 ausbilden, die radialen Abstände
von der Achse O des Statorkerns 30 zu den Schlitz-Abschnitten 51 des
elektrischen Leitungsdrahts 50 sukzessive von dem ersten
Schlitz-Abschnitt 51A bis zu dem zwölften Schlitz-Abschnitt 51L kleiner.
Darüber hinaus ist die Differenz des radialen Abstands
von der Achse O des Statorkerns 30 zwischen jedem benachbarten
Paar der Schlitz-Abschnitte 51, welche durch einen der
entsprechenden Wendeabschnitte 52 verbunden sind, für
jeden der 48 elektrischen Leitungsdrähte 50 gleich
der radialen Dicke der Schlitz-Abschnitte 51.
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Rückbezogen
auf 16 wird z. B. für den (U1-4') elektrischen
Leitungsdraht 50 die nachfolgende Beziehung erfüllt:
r43 > r1 > r7 > r13. Hierbei steht r43
für den radialen Abstand von der Achse O des Statorkerns 30 zu
dem ersten Schlitz-Abschnitt 51A, der an der zwölften
Schicht in Schlitz 31 Nr. 43 angeordnet ist; r1 steht für
den radialen Abstand von der Achse O zum zweiten Schlitz-Abschnitt 51B,
der an der elften Schicht im Schlitz 31 Nr. 1 angeordnet
ist; r7 steht für den radialen Abstand von der Achse O zum
dritten Schlitz-Abschnitt 51C, der an der zehnten Schicht
im Schlitz 31 Nr. 7 angeordnet ist; und r13 steht für
den radialen Abstand von der Achse O des vierten Schlitz-Abschnitts 51D,
der an der neunten Schicht im Schlitz 31 Nr. 13 angeordnet
ist. Ferner werden die radialen Abstände r43, r1, r7 und
r13 entsprechend der radialen Dicke der Schlitz-Abschnitte 51 sukzessive
kleiner.
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Als
nächstes wird bezüglich den 14 und 17 bis 18 die
Art und Weise zum seriellen Verbinden der sechzehn elektrischen
Leitungsdrähte 50 zum Ausbilden der V-Phasenwicklung 43 der
Statorspule 40 beschrieben. Zudem sollte beachtet werden,
dass die elektrischen Leitungsdrähte 50 zum Ausbilden
der U-Phasen- und W-Phasenwicklungen 43 der Statorspule 40 auf
die gleiche Art und Weise wie jene zum Ausbilden der V-Phasenwicklung 43 verbunden
werden.
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Wie
in 14 dargestellt, ist die U-Phasenwicklung 43 durch
serielles Verbinden der (V1-1) mit (V1-4), (V1-1') mit (V1-V4'),
(V2-1) mit (V2-4) und (V2-1') mit (V2-4') elektrischen Leitungsdrähte 50 verbunden.
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Genauer
gesagt ist der U-Phase-Ausgangsanschluss mit dem Seitenende des
ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V1-1) elektrischen Leitungsdrahts 50 verbunden.
Wie in den 17 und 18 dargestellt,
ist bei dem (V1-1) elektrischen Leitungsdraht 50 der erste
Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht (d. h. der zwölften Schicht) in Schlitz 31 Nr.
5 des Statorkerns 30 angeordnet, während der zwölfte
Schlitz-Abschnitt 51L an der radial innersten Schicht (d.
h. der ersten Schicht) im Schlitz 31 Nr. 23 angeordnet
ist.
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Mit
dem Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitt 51L des
(V1-1) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende
des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V1-2) elektrischen
Leitungsdrahts 50 verbunden. Darüber hinaus ist
bei dem (V1-2) elektrischen Leitungsdraht 50 der erste
Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 17 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht im Schlitz 31 Nr. 35 angeordnet ist.
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Mit
dem Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des
(V1-2) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende
des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V1-3) elektrischen
Leitungsdrahts 50 verbunden. Darüber hinaus ist
bei dem (V1-3) elektrischen Leitungsdraht 50 der erste
Schlitz-Abschnitt 5lA an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 29 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht im Schlitz 31 Nr. 47 angeordnet ist.
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Mit
dem Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des
(V1-3) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende
des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V1-4) elektrischen
Leitungsdrahts 50 verbunden. Darüber hinaus ist
bei dem (V1-4) elektrischen Leitungsdraht 50 der erste
im Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 41 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht im Schlitz 31 Nr. 11 angeordnet ist.
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Mit
dem Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des
(V1-4) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende
des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V2-1) elektrischen
Leitungsdrahts 50 verbunden. Darüber hinaus ist
bei dem (V2-1) elektrischen Leitungsdraht 50 der erste
Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 6 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L der radial innersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 24 angeordnet ist.
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Mit
dem Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des
(V2-1) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende
des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V2-2) elektrischen
Leitungsdrahts 50 verbunden. Darüber hinaus ist
bei dem (V2-2) elektrischen Leitungsdraht 50 der erste
Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 18 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 36 angeordnet ist.
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Mit
dem Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des
(V2-2) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende
des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V2-3) elektrischen
Leitungsdrahts 50 verbunden. Darüber hinaus ist
bei dem (V2-3) elektrischen Leitungsdraht 50 der erste
Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 30 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 48 angeordnet ist.
-
Mit
dem Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des
(V2-3) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende
des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V2-4) elektrischen
Leitungsdrahts 50 verbunden. Darüber hinaus ist
bei dem (V2-4) elektrischen Leitungsdraht 50 der erste
Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 72 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 12 angeordnet ist.
-
Mit
dem Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des
(V2-4) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende
des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des (V2-4')
elektrischen Leitungsdrahts 50 verbunden. Darüber
hinaus ist bei dem (V2-4') elektrischen Leitungsdraht 50 der
erste Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 48 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 18 angeordnet ist.
-
Mit
dem Seitenende des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V2-4')
elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende des zwölften
Schlitz-Abschnitts 51L des (V2-3') elektrischen Leitungsdrahts 50 verbunden.
Darüber hinaus ist bei dem (V2-3') elektrischen Leitungsdraht 50 der
erste Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 36 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 6 angeordnet ist.
-
Mit
dem Seitenende des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V2-3')
elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende des zwölften
Schlitz-Abschnitts 51L des (V2-2') elektrischen Leitungsdrahts 50 verbunden.
Darüber hinaus ist bei dem (V2-2') elektrischen Leitungsdraht 50 der
erste Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 24 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 42 angeordnet ist.
-
Mit
dem Seitenende des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V2-2')
elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende des zwölften
Schlitz-Abschnitts 51L des (V2-1') elektrischen Leitungsdrahts 50 verbunden.
Darüber hinaus ist bei dem (V2-1') elektrischen Leitungsdraht 50 der
erste Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 12 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 30 angeordnet ist.
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Mit
dem Seitenende des ersten Innen-Schlitz-Abschnitts 51A des
(V2-1') elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende
des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des (V1-4')
elektrischen Leitungsdrahts 50 verbunden. Darüber
hinaus ist bei dem (V1-4') elektrischen Leitungsdraht 50 der
erste Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten Schicht
in Schlitz 31 Nr. 47 angeordnet, während der zwölfte
Schlitz-Abschnitt 51L an der radial innersten Schicht in
Schlitz 31 Nr. 17 angeordnet ist.
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Mit
dem Seitenende des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V1-4')
elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende des zwölften
Schlitz-Abschnitts 51L des (V1-1') elektrischen Leitungsdrahts 50 verbunden.
Darüber hinaus ist bei dem (V1-3') elektrischen Leitungsdraht 50 der
erste Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht im Schlitz 31 Nr. 35 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht im Schlitz 31 Nr. 5 angeordnet ist.
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Mit
dem Seitenende des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V1-3')
elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende des zwölften
Schlitz-Abschnitts 51L des (V1-2') elektrischen Leitungsdrahts 50 verbunden.
Darüber hinaus ist bei dem (V1-2') elektrischen Leitungsdraht 50 der
erste Schlitz-Abschnitt 51A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 23 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 41 angeordnet ist.
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Mit
dem Seitenende des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V1-2')
elektrischen Leitungsdrahts 50 ist das Seitenende des zwölften
Schlitz-Abschnitts 51L des (V1-1') elektrischen Leitungsdrahts 50 verbunden.
Darüber hinaus ist bei dem (V1-1') elektrischen Leitungsdraht 50 der
erste Schlitz-Abschnitt 50A an der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 11 angeordnet, während
der zwölfte Schlitz-Abschnitt 51L an der radial
innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 29 angeordnet ist.
Zudem ist das Seitenende des ersten Schlitz-Abschnitts 51A des
(V1-1') elektrischen Leitungsdrahts 50 mit dem V-Phasen-Neutralanschluss
der Statorspule 40 verbunden.
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Ferner,
wie vorstehend beschrieben, weist jeder der elektrischen Leitungsdrähte 50 den
Verbindungsabschnitt 53a an dessen Seitenende des ersten
Schlitz-Abschnitts 51A und den Verbindungsabschnitt 53b an
dessen Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L auf
(siehe 11A bis 11B).
Der Verbindungsabschnitt 53a ist mit dem ersten Schlitz-Abschnitt 51A über
den Halb-Wendeabschnitt 52M verbunden, und der Verbindungsabschnitt 53e ist
mit dem zwölften Schlitz-Abschnitt 51L über
den Halb-Wendeabschnitt 52N verbunden. Der Verbindungsabschnitt 53b weist
zudem einen Überschneidungsteil 70 darin ausgebildet
aus. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Verbindung
zwischen den elektrischen Leitungsdrähten 50 durch Schweißen
bzw. Zusammenschweißen von entsprechenden Paaren von Verbindungsabschnitten 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 hergestellt.
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Zum
Beispiel weist der (V1-1) elektrische Leitungsdraht 50 den
ersten Schlitz-Abschnitt 51A in der radial äußersten
Schicht im Schlitz 31 Nr. 5 des Statorkerns 30 auf,
und den zwölften Schlitz-Abschnitt 51L in der
radial innersten Schicht in Schlitz 31 Nr. 23. Der Verbindungsabschnitt 53b des
(V1-1) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist um die Länge
des Halb-Wendeabschnitts 52N in Umfangsrichtung des Statorkerns 30,
von dem Schlitz 31 Nr. 23 bis zur Umgebung des Schlitzes 31 Nr.
20, beabstandet. Demhingegen weist der (V1-2) elektrische Leitungsdraht 50 den
ersten Schlitz-Abschnitt 51A in der radial äußersten
Schicht in Schlitz 31 Nr. 17 auf, und den zwölften
Schlitz-Abschnitt 51L an der radial innersten Schicht in
Schlitz 31 Nr. 35. Der Verbindungsabschnitt 53a des
(V1-2) elektrischen Leitungsdrahts 50 ist um die Länge
des Halb-Wendeabschnitts 52M in Umfangsrichtung des Statorkerns 30 von
Schlitz 31 Nr. 17 bis zur Umgebung des Schlitzes 31 Nr.
20 beabstandet. Ferner ist der Verbindungsabschnitt 53b des
(V1-1) elektrischen Leitungsdrahts 50 wie in den 6 bis 9 dargestellt
radial außen im Wesentlichen in einem rechten Winkel gebogen,
um sich von der radial inneren Peripherie der Statorspule 40 zum Verbindungsabschnitt 53a des
(V1-2) elektrischen Leitungsdrahts 50 zu erstrecken, welcher
auf der radial äußeren Peripherie der Statorspule 40 angeordnet
ist; anschließend wird der Verbindungsabschnitt 53b des
(V1-1) elektrischen Leitungsdrahts 50 auf dem Verbindungsabschnitt 53a des
(V1-2) elektrischen Leitungsdrahts 50 geschweißt.
Das heißt, das Seitenende des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L des (V1-1)
elektrischen Leitungsdrahts 50 ist mit dem Seitenende des
ersten Schlitz-Abschnitts 51A des (V1-2) elektrischen Leitungsdrahts 50 durch
Schweißen verbunden.
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Darüber
hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform alle entsprechenden
bzw. korrespondierenden Paare der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 radial außerhalb
der radial äußersten Wendeabschnitte 52 der elektrischen
Leitungsdrähte 50 geschweißt. An diesem
Ende ist jeder der Verbindungsabschnitte 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 konfiguriert, den Überkreuzungsteil 70 zu
enthalten, der die ringförmige axiale Endfläche
der Statorspule 40 (genauer gesagt, die ringförmige
axiale Endfläche des Spulenendteils 42 der Statorspule 40,
welche aus den Wendeabschnitten 52 der elektrischen Leitungsdrähte 50 besteht)
vom radial Inneren zum radial Äußeren der axialen
Endfläche überschneidet bzw. kreuzt. Demgemäß ist
es möglich, zu verhindern, dass die zwölften Schlitz-Abschnitte 51L der
elektrischen Leitungsdrähte 50, welche radial
ganz innen in den Schlitzen 31 des Statorkerns 30 angeordnet
sind, nicht radial nach innen ragen. Als Ergebnis ist es möglich,
zuverlässig zu verhindern, dass die Statorspule 40 den
Rotor der drehenden elektrischen Maschine, welche radial im inneren
des Stators 20 angeordnet ist, stört.
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Ferner
ist jeder der Überkreuzungsteile 70 der elektrischen
Leitungsdrähte 50, wie in der vorliegenden Ausführungsform
in 8 dargestellt, kurbelförmig, und enthält
ein Paar von sich radial erstreckenden Endbereichen 70a und 70b.
Mit solch einer Form ist es möglich, das Biegen der Verbindungsabschnitte 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 zum Ausbilden der Überkreuzungsteile 70 zu
ermöglichen, und das Verschweißen der entsprechenden Paare
der Verbindungsabschnitt 53a und 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 einzurichten.
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Zudem
belegen die Überkreuzungsteile 70 wie in den 6 und 8 dargestellt
auf der ringförmigen axialen Endfläche der Statorspule 40 im Wesentlichen ¾ des
gesamten Winkelbereichs bzw. Umfangsbereichs der axialen Endfläche;
der gesamte Winkelbereich ist 360°. In dem verbleibenden ¼ des
gesamten Winkelbereichs sind der V-Phasen-Neutralanschluss, der
W-Phasen-Ausgangsanschluss, der U-Phasen-Neutralanschluss, der V-Phasen-Ausgangsanschluss,
der W-Phasen-Neutralanschluss und der U-Phasen-Ausgangsanschluss
der Statorspule 40 angeordnet. Das heißt, auf
der axialen Endfläche der Statorspule 40 sind
die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Ausgangsanschlüsse
auf derselben Fläche wie die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse
angeordnet; die Überkreuzungsteile 70 sind in
einer anderen Fläche als die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Ausgangsanschlüsse
und die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse
angeordnet.
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Der
Statorkern 30 ist an der obenstehend beschriebenen Statorspule 40 durch
Einbringen der Zahnabschnitte 30 der Statorkernsegmente 32 in
die Lücken bzw. Räume, die zwischen den Stapeln
der Schlitz-Abschnitte 51 der elektrischen Leitungsdrähte 50 von
radial außerhalb der Statorspule 40 ausgebildet
sind, angebracht. Demgemäß ist jeder der Schlitz-Abschnitte 51 der
elektrischen Leitungsdrähte 50, welche die Statorspule 40 ausbilden,
in einem entsprechenden Schlitz 31 des Statorkerns 30 aufgenommen.
Genauer gesagt sind für jeden der elektrischen Leitungsdrähte 50 jedes
benachbarte Paar der Schlitz-Abschnitte 51 entsprechend
in einem entsprechenden bzw. dazugehörigen Paar der Schlitze 31 des
Statorkerns 30 aufgenommen, welche in Umfangsrichtung mit
einer Teilung von sechs Schlitzen beabstandet sind. Darüber
hinaus steht jeder der Wendeabschnitte 52, welche ein entsprechendes Paar
der Schlitz-Abschnitte 51 verbinden, von einer entsprechenden
axialen Endfläche des Statorkerns 30 hervor.
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Der
obenstehend beschriebene Stator 20 weist gemäß der
vorliegenden Ausführungsform die nachfolgenden Vorteile
auf.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform enthält der Stator 20 den
hohlzylindrischen Statorkern 30 und die Statorspule 40.
Der Statorkern 30 weist die 48 Schlitze 31auf,
welche in der radialen Innenfläche des Statorkerns 30 ausgebildet
sind, und in Umfangsrichtung des Statorkerns 30 beabstandet sind.
Die Statorspule 40 besteht aus den 48 elektrischen Leitungsdrähten 50,
die auf dem Statorkern 30 montiert sind. Jeder der elektrischen
Leitungsdrähte 50 hat die ersten bis zwölften
Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L und die ersten
bis elften Wendeabschnitte 52A bis 52K. Die zwölf
(d. h. n = 12) Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L sind
sequentiell in acht (d. h. p = 8, wobei p eine Ganzzahl nicht größer
als n ist) Schlitzen 31 des Statorkerns 30 aufgenommen.
Die elf (d. h. (n – 1) = 11) Wendeabschnitte 52A bis 52K sind
abwechselnd auf den entgegengesetzten axialen Seiten des Statorkerns 30 außerhalb
der Schlitze 31 angeordnet, um die korrespondierenden benachbarten Paare
der ersten bis zwölften Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L zu
verbinden. Jeder der elektrischen Leitungsdrähte 50 weist
zudem das Paar von Verbindungsabschnitten (oder erste und zweite
Endabschnitte) 53a und 53b auf. Der Verbindungsabschnitt 53a ist
auf der Seite des ersten Schlitz-Abschnitts 51A positioniert;
d. h., der Verbindungsabschnitt 53a ist näher
an dem ersten Schlitz-Abschnitt 51A als einer der Schlitz-Abschnitte 51 des
elektrischen Leitungsdrahts 50. Demhingegen ist der Verbindungsabschnitt 53b auf
der Seite des zwölften Schlitz-Abschnitts 51L positioniert;
d. h., der Verbindungsabschnitt 53b ist näher
an dem zwölften Schlitz-Abschnitt 51L als einer
der Schlitz-Abschnitte 51 des elektrischen Leitungsdrahts 50.
Darüber hinaus sind die ersten Schlitz-Abschnitte 51A der
elektrischen Leitungsdrähte 50 radial ganz außen,
und die zwölften Schlitz-Abschnitte 51L radial
ganz innen in den Schlitzen 31 des Statorkerns 30 angeordnet. Die
Statorspule 40 ist eine Drei-Phasen-Statorspule, welche
aus den U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen 43 besteht.
Jede der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen 43 ist
durch Verbinden der 16 elektrischen Leitungsdrähte 50 ausgebildet.
Ferner enthalten die 16 elektrischen Leitungsdrähte 50 zumindest
ein Paar der elektrischen Leitungsdrähte 50, bei
denen eines seinen Verbindungsabschnitt 53a mit dem Verbindungsabschnitt 53b des
anderen verbunden hat.
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Da
jede der Phasenwicklungen 43 der Statorspule 40 aus
den 16 elektrischen Leitungsdrähten 50 ausgebildet
ist, ist es mit der obenstehenden Konfiguration möglich,
die Länge von jedem der elektrischen Leitungsdrähte 50 zu
verkürzen. Demgemäß können die
elektrischen Leitungsdrähte 50 unter Verwendung
einer kleinen Formmaschine geformt bzw. ausgebildet werden, und
während der Herstellung des Stators 20 einfacher
gehandhabt werden. Als Ergebnis ist es möglich, eine hohe
Produktivität und niedrige Kosten bezüglich des
Stators 20 zu erzielen. Ferner, da die ersten Schlitz-Abschnitte 51A der
elektrischen Leitungsdrähte 50 radial ganz außen,
und die zwölften Schlitz-Abschnitte 51L radial
ganz innen in den Schlitzen 31 des Statorkerns 30 angeordnet sind,
können die Verbindungsabschnitte 53a und 53b von
jedem der elektrischen Leitungsdrähte 50 entsprechend
von den radial inneren und radial äußeren Peripherien
des Statorkerns 30 bezogen werden. Demnach kann jedes korrespondierende
Paar der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 entsprechend von
zwei ausreichend beabstandeten Stellen bezogen werden. Dadurch wird
die Flexibilität beim Verbinden der elektrischen Leitungsdrähte 50 verbessert.
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In
der vorliegenden Ausführungsform wird die Statorspule 40 dadurch
erhalten, dass die elektrischen Leitungsdrähte 50 zuerst
gestapelt werden, um die bandförmige elektrische Leitungsdrahtanordnung 45 zu
erhalten, und die Anordnung 45 anschließend in
hohlzylindrischer Form aufgerollt wird.
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Das
heißt, die Statorspule 40 kann ohne Durchführen
eines Verflechtungsprozesses der elektrischen Leitungsdrähte 50 ausgebildet
werden. Daher ist es möglich, sowohl die Herstellungszeit
als auch die Herstellungskosten für die Statorspule 40 zu reduzieren.
Zudem ist es durch die verkürzte Länge der elektrischen
Leitungsdrähte 50 möglich, das Stapeln
und auf den Stapel- und Auffüllprozess zum Ausbilden der
Statorspule 40 zu vereinfachen.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der elektrischen
Leitungsdrähte 50, welche die Statorspule 40 ausbilden,
gleich 48; die Anzahl der Schlitze 31, die in dem Statorkern 30 ausgebildet sind,
ist ebenfalls gleich 48. Das heißt, die Anzahl der elektrischen
Teile 50 ist gleich der der Schlitze 31.
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Mit
der obenstehenden Konfiguration ist es möglich, die elektrischen
Leitungsdrähte 50 im Statorkern 30 derart
regelmäßig anzuordnen, dass sie voneinander in
Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um einen Schlitzabstand
des Statorkerns 30 versetzt sind. Daher ist es möglich,
die Statorspule 40 so auszubilden, dass sie eine im Wesentlichen
perfekt hohlzylindrische Form aufweist. Zudem ist es mit der im Wesentlichen
perfekt hohlzylindrischen Form der Statorspule 40 möglich,
eine hohe Leistung bzw. Performance der drehenden elektrischen Maschine
zu gewährleisten.
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In
der vorliegenden Ausführungsform wird jeder der Verbindungsabschnitte 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 in einer radialen
Richtung des Statorkerns 30 nach außen gebogen
und mit einem entsprechenden der Verbindungsabschnitte 53a der elektrischen
Leitungsdrähte 50 verbunden.
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Mit
der obenstehenden Konfiguration der Verbindungsabschnitte 53b ist
es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass die
zwölften Schlitz-Abschnitte 51L der elektrischen
Leitungsdrähte 50, welche radial ganz innen in
den Schlitzen 31 des Statorkerns 30 angeordnet
sind, aufgrund der Rückfederung der elektrischen Leitungsdrähte 50 radial
nach innen hervorstehen bzw. herausragen. Daher ist es möglich, zuverlässig
zu verhindern, dass die Statorspule 40 mit dem Rotor der
drehenden elektrischen Maschine, welche radial innen im Stator 20 angeordnet
ist, interferiert.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Verbindungsabschnitte 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 so konfiguriert,
dass er ein Überkreuzungsteil 70 enthält,
das die ringförmige bzw. kreisförmige axiale Endfläche
der Statorspule 40 von der radialen Innenseite zur radialen
Außenseite der axialen Endfläche kreuzt.
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Mit
den Überkreuzungsteilen 70 der Verbindungsabschnitte 53b ist
es möglich, zuverlässiger zu verhindern, dass
die zwölften Schlitz-Abschnitte 51L der elektrischen
Leitungsdrähte 50 radial nach innen ragen.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Überkreuzungsteile 70 der
Verbindungsabschnitte 53b der elektrischen Leitungsdrähte 50 kurbelgeformt
bzw. kurbelförmig, so dass es das Paar von sich radial
erstreckenden Endbereichen 70a und 70b enthält.
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Mit
der obenstehenden Form ist es möglich, das Biegen der Verbindungsabschnitte 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 zum Ausbilden der Überkreuzungsteile 70 und
Schweißen der korrespondierenden Paare der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 zu erleichtern.
Zudem ist es bei den Verbindungsabschnitten 53a möglich,
eine Rückhaltekraft in einer radialen Außenrichtung
auf die zwölften Schlitz-Abschnitte 51L über
die Verbindungsabschnitte 53b auszuüben, wodurch
zuverlässiger verhindert wird, dass die zwölften
Schlitz-Abschnitte 51L radial nach innen ragen.
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In
der vorliegenden Ausführungsform sind die Überkreuzungsteile 70 der
Verbindungsabschnitte 53b der elektrischen Leitungsdrähte 50 auf
der gleichen axialen Seite des Statorkerns 30 wie die U-Phasen-,
V-Phasen- und W-Phasen-Ausgangsanschlüsse und die U-Phasen-,
V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse angeordnet. Ferner
sind auf der ringförmigen axialen Endfläche der
Statorspule 40 die Überkreuzungsteile 70 in
einem anderen Winkelbereich der axialen Endfläche als die
U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse angeordnet.
Das heißt, die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse
sind im gleichen Winkelbereich angeordnet.
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Mit
der obenstehenden Anordnung ist es möglich, die U-Phasen-,
V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse zusammen zu beziehen,
wodurch die elektrische Verbindung der Statorspule 40 ermöglicht
bzw. erleichtert wird.
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Ferner
sind in der vorliegenden Ausführungsform auf der ringförmigen
axialen Endfläche der Statorspule 40 die U-Phasen-,
V-Phasen- und W-Phasen-Ausgangsanschlüsse im gleichen Winkelbereich
der axialen Endfläche wie die U-Phasen-, V-Phasen- und
W-Phasen-Neutralanschlüsse angeordnet.
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Mit
der obenstehenden Anordnung ist es möglich, alle U-Phasen-,
V-Phasen- und W-Phasen-Ausgangsanschlüsse und U-Phasen-,
V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse zusammen zu legen,
wodurch die elektrische Verbindung der Statorspule 40 weiter
vereinfacht wird.
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In
der vorliegenden Ausführungsform sind bei jedem der elektrischen
Leitungsdrähte 50 die Verbindungsabschnitte 53a und 53b entsprechend
innen in Längsrichtung Y des elektrischen Leitungsdrahts 50 von
den ersten und zwölften Schlitz-Abschnitten 51A und 51L um
die Längen der Halb-Wendeabschnitte 52M und 52N versetzt.
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Mit
der obenstehenden Konfiguration können die Abstände
zwischen den korrespondierenden Paaren der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 reduziert werden, wodurch der
Widerstand der Statorspule 40 und somit der Kupferverlust
des Stators 20 herabgesetzt werden kann.
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In
der vorliegenden Ausführungsform sind die korrespondierenden
Paare der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 durch Schweißen
verbunden. Demgemäß können die entsprechenden
Paare der Verbindungsabschnitte 53a und 53b sicher
miteinander verbunden werden, wodurch die Langlebigkeit bzw. Dauerfestigkeit des
Stators 20 gewährleistet wird.
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Ferner
sind in der vorliegenden Ausführungsform die entsprechenden
Paare der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 radial außerhalb
der radial äußersten Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 52 geschweißt.
Demgemäß wird verhindert, dass die Isolierungsmäntel 68 der
Wendeabschnitte 52 der elektrischen Leitungsdrähte 50 durch
die Hitze, welche während des Schweißens erzeugt
wird, beschädigt werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 gestuft, so dass
er die Mehrzahl der Schulterteile 55 und 56 enthält,
die sich parallel zu den entsprechenden axialen Endflächen 30a des Statorkerns 30 erstrecken,
von welchen der Wendeabschnitt 52 hervorsteht.
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Mit
den Schulterteilen 55 und 56 kann die hervorstehende
Höhe von jedem der Wendeabschnitte 52 von den
entsprechenden axialen Endflächen 30a des Statorkerns 30reduziert
werden. Als Ergebnis kann die axiale Länge der Spulenendteile 42 der
Statorspule 40 reduziert werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform besteht jeder der elektrischen
Leitungsdrähte 50, welche die Statorspule 40 ausbilden,
aus dem elektrischen Leiter 67 mit einem im Wesentlichen
rechtwinkligen Querschnitt und dem Isolierungsmantel 68, welcher
die Oberfläche des elektrischen Leiters 67 überdeckt.
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Mit
dem im Wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt ist es möglich,
die Schlitz-Abschnitte 51 der elektrischen Leitungsdrähte 50 in
den Schlitzen 31 des Statorkerns 30 ohne radial
dazwischen ausgebildete Lücken dicht anzuordnen, wodurch
hohe Raumfaktoren der elektrischen Leitungsdrähte 50 in den
Schlitzen 31 gewährleistet werden können.
Darüber hinaus ist es möglich, die Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 ohne radial ausgebildete
Lücken dazwischen anzuordnen, wodurch die radiale Größe
der Spulenendteile 42 der Statorspule 40 minimiert
wird.
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In
der vorliegenden Ausführungsform weisen alle elektrischen
Leitungsdrähte 50 zumindest zwischen den Verbindungsabschnitten 53a und 53b die gleiche
Form auf.
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Mit
der obenstehenden Konfiguration ist es möglich, alle elektrischen
Leitungsdrähte 50 unter Verwendung der gleichen
Formmaschine zu formen bzw. auszubilden und dadurch den Formprozess
der elektrischen Leitungsdrähte 50 zu vereinfachen,
wodurch die Herstellungskosten der Statorspule 40 reduziert
werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist die Statorspule 40 so
konfiguriert, dass entlang der Achse O des Statorkerns 30 betrachtet,
jeder der elektrischen Leitungsdrähte 50, welche
die Statorspule 40 ausbilden, sich spiralförmig
um die Achse O des Statorkerns 30 erstreckt.
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Mit
der obenstehenden Konfiguration ist es möglich, die elektrischen
Leitungsdrähte 50 ohne Vergrößern
der radialen Dimension bzw. Abmessung des Statorkerns 40 dicht
anzuordnen.
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19A stellt elektrische Leitungsdrähte 50 gemäß einer
ersten Modifikation der Erfindung dar. In dieser Modifikation sind
die Halb-Wendeabschnitte 52M und 52N so ausgebildet,
dass sie sich nach außen in Längsrichtung des
elektrischen Leitungsdrahts 50 entsprechend von den ersten
und zwölften Schlitz-Abschnitten 51A und 51L erstrecken.
Demgemäß sind die Verbindungsabschnitte 53a und 53b entsprechend
nach außen in Längsrichtung von den ersten und
zwölften Schlitz-Abschnitten 5lA und 51L um
die Längen der Halb-Wendeabschnitte 52M und 52N versetzt.
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19B stellt die elektrischen Leitungsdrähte 50 gemäß einer
zweiten Modifikation der Erfindung dar. In dieser Modifikation ist
der Halb-Wendeabschnitt 52M so ausgebildet, dass er sich
nach außen in Längsrichtung des elektrischen Leitungsdrahts 50 von
dem ersten Schlitz-Abschnitt 51A erstreckt, wobei der Halb-Wendeabschnitt 52N so
ausgebildet ist, dass er sich nach innen in Längsrichtung
von dem zwölften Schlitz-Abschnitt 51L erstreckt.
Demgemäß ist der Verbindungsabschnitt 53a in
Längsrichtung vom ersten Schlitz-Abschnitt 51A um
die Länge des Halb-Wendeabschnitts 52N versetzt,
wobei der Verbindungsabschnitt 53b nach innen in Längsrichtung von
dem zwölften Schlitz-Abschnitt 51L um die Länge
des Halb-Wendeabschnitts 52N versetzt ist.
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20A stellt die elektrischen Leitungsdrähte 50 gemäß einer
dritten Modifikation der Erfindung dar. In dieser Modifikation ist
der Halb-Wendeabschnitt 52M so ausgebildet, dass er sich
nach innen in Längsrichtung des elektrischen Leitungsdrahts 50 vom
ersten Schlitz-Abschnitt 51A erstreckt, wobei der Halb-Wendeabschnitt 52N so
ausgebildet ist, dass er sich nach außen in Längsrichtung
vom zwölften Schlitz-Abschnitt 51L erstreckt.
Demgemäß ist der Verbindungsabschnitt 53a nach
innen in Längsrichtung von dem ersten Schlitz-Abschnitt 51A um die
Länge des Halb-Wendeabschnitts 52M versetzt, wobei
der Verbindungsabschnitt 53b nach außen in Längsrichtung
vom zwölften Schlitz-Abschnitt 51L um die Länge
des Halb-Wendeabschnitts 52N versetzt ist.
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20B stellt die elektrischen Leitungsdrähte 50 gemäß einer
vierten Modifikation der Erfindung dar. In dieser Modifikation wird
auf beide Halb-Wendeabschnitte 52M und 52N verzichtet,
so dass sich die Verbindungsabschnitte 53a und 53b entsprechend
von den ersten und zwölften Schlitz-Abschnitten 51A und 51L erstrecken,
ohne dabei in Längsrichtung der elektrischen Leitungsdrähte 50 davon versetzt
zu sein.
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21 stellt
die elektrischen Leitungsdraht 50 gemäß einer
fünften Modifikation der Erfindung dar. In dieser Modifikation,
wie in 12A dargestellt, wird bei jedem
der Wendeabschnitte 52 der elektrischen Leitungsdraht 50 auf
die Schulterteile 56 verzichtet. Demgemäß werden
jene Teile zwischen dem kurbelförmigen Teil 54 und
den Schulterteilen 55 in jedem der Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdraht 50 gerade. Als Ergebnis wird
die Form der Wendeabschnitte 52 der elektrischen Leitungsdraht 50 vereinfacht,
wodurch das Formen der elektrischen Leitungsdraht 50 vereinfacht
wird.
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22A bis 22B stellen
die elektrischen Leitungsdrähte 50 gemäß einer
sechsten Modifikation der Erfindung dar. In dieser Modifikation sind
beide Halb-Wendeabschnitte 52M und 52N gerade
ausgebildet, ohne dabei wie in den 11A bis 11B dargestellt abgestuft zu sein. Mit der geraden
Form der Halb-Wendeabschnitte 52M und 52N können
die Verbindungsabschnitte 53a und 53b einfacher
und genauer positioniert werden. Zudem ist es möglich,
nur einen der Halb-Wendeabschnitte 52M und 52N gerade
auszubilden.
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[Zweite Ausführungsform]
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23 bis 24 stellen
einen Stator 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung dar. Dieser Stator 20 weist im Grunde die
gleiche Konfiguration wie der Stator 20 gemäß der
ersten Ausführungsform auf; demgemäß werden
nachstehend nur die Unterschiede dazu beschrieben.
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Wie
vorstehend beschrieben sind in der ersten Ausführungsform
die entsprechenden bzw. korrespondierenden Paare der Verbindungsabschnitte 53a (d.
h., erste Endabschnitte) und Verbindungsabschnitte 53b (d.
h., zweite Endabschnitte) der elektrischen Leitungsdrähte 50 über
die Überkreuzungsteile 70, welche in den Verbindungsabschnitten 53b vorgesehen
sind, verbunden.
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Im
Vergleich zur vorliegenden Ausführungsform wird auf die Überkreuzungsteile 70 bei
den Verbindungsabschnitten 53b der elektrischen Leitungsdrähte 50 verzichtet.
Stattdessen ist der Stator 20 mit einem Anschluss bzw.
einer Verbindung 80 vorgesehen, um die entsprechenden Paare
der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 zu verbinden.
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Genauer
gesagt, wie in 25 dargestellt, bleiben die
Verbindungsabschnitte 53a und 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 vor der Montage der Verbindung 80 der
Statorspule 40 in einem Winkelbereich E der ringförmigen
axialen Endfläche der Statorspule 40 unverbunden;
der Winkelbereich E beträgt im Wesentlichen ¾ des
gesamten Winkelbereichs der axialen Endfläche. Darüber
hinaus, bezüglich 26, weisen
alle Verbindungsabschnitte 53a und 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 die gleiche hervorstehende Höhe
von der axialen Endfläche 30a des Statorkerns 30 wie
die Wendeabschnitte 52 der elektrischen Leitungsdrähte 50 auf.
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Wie
in den 27 bis 29 dargestellt,
besteht das Verbindungsstück bzw. die Verbindung 80 aus
einem Substrat 81 und einer Mehrzahl von (z. B. 34 in der
vorliegenden Ausführungsform) elektrischen Leitern 34,
die in dem Substrat 81 eingebettet sind. Das Substrat 81 besteht
aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. einem elektrisch
isolierenden Harz. Das Substrat 81 weist die Form eines Teilrings
auf, um den Winkelbereich E der ringförmigen axialen Endfläche
der Statorspule 40 abzudecken. Die Leiter 82 sind
so ausgebildet, dass sie die gleiche kurbelförmige Form
wie die Überkreuzungsteile 70 gemäß der
ersten Ausführungsform haben. Die Leiter 82 sind
in Umfangsrichtung des Substrats 81 (oder in Umfangsrichtung
des Statorkerns 30) in vorbestimmten Abständen
gleich beabstandet. Ferner weist jeder der Leiter 82 ein
Paar sich radial erstreckender Endbereiche 82a und 82b auf.
Die Endbereiche 82a und 82b sind entsprechend
in den radialen inneren und äußeren Peripherien
des Substrats 81 so gebogen, dass sie von einer Hauptfläche
des Substrats 81, welche den Verbindungsabschnitten 53a und 53b der
Statorspule 40 gegenüberliegt, hervorstehen.
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Die
Verbindung 80 ist an der Statorspule 40 so montiert,
dass die Endbereiche 82a der Leiter 82 entsprechend
mit den Verbindungsabschnitten 53b der elektrischen Leitungsdrähte 50 in
Verbindung gebracht werden, und die Endbereiche 80b entsprechend
mit den Verbindungsabschnitten 53a in Verbindung gebracht
werden. Anschließend werden die Endbereiche 82a der
Leiter 82 entsprechend mit den Verbindungsabschnitten 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 an der radial inneren
Peripherie der Statorspule 40 verschweißt; die
Endbereiche 82b werden entsprechend mit den Verbindungsabschnitten 53a der
radial äußeren Peripherie der Statorspule 40 verschweißt.
Als Ergebnis sind die entsprechenden Paare der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 über die
Leiter 82 der Verbindung 80 verbunden.
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Wie
obenstehend beschrieben wird die elektrische Verbindung zwischen
den entsprechenden Paaren der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 in der vorliegenden Ausführungsform
mittels der Verbindung 80 hergestellt. Die Leiter 82 der
Verbindung 80 führen die gleiche Funktion wie
die Überkreuzungsteile 70 der Verbindungsabschnitte 53b gemäß der
ersten Ausführungsform aus.
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Unter
Verwendung der Verbindung 80 ist es möglich, die
Leiter 82 entsprechend den Verbindungsabschnitten 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 einfach und genau
zu positionieren, wodurch die Anordnungseffizienz bzw. Zusammenbaueffizienz
des Stators 20 verbessert wird.
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Während
insbesondere die obenstehenden Ausführungsformen und Modifikationen
der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, ist zu verstehen,
dass durch einen Fachmann weitere Modifikationen, Veränderungen
und Verbesserungen ausgeführt werden können, ohne
dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
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In
der ersten Ausführungsform sind die Verbindungsabschnitte 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 z. B. radial so
nach außen gebogen, dass sie mit entsprechenden Verbindungsabschnitten 53a auf
der radialen Ausgangsseite der Statorspule 40 verbunden
werden. Anstatt die Verbindungsabschnitte 53b zu verbiegen,
ist es jedoch auch möglich, die Verbindungsabschnitte 53a radial
nach innen so zu verbiegen, dass sie mit entsprechenden Verbindungsabschnitten 53b auf
der radialen Innenseite bzw. im radial Inneren der Statorspule 40 verbunden sind.
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30 stellt
die Verbindungsabschnitte 53a und 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 gemäß einer
siebten Modifikation der Erfindung dar. In dieser Modifikation sind
die Verbindungsabschnitte 53a und 53b radial nach
innen oder radial nach außen abwechselnd in Umfangsrichtung
des Statorkerns 30 gebogen; die Schweißnähte 53c zwischen
den entsprechenden Paaren der Verbindungsabschnitte 53a und 53b sind
auf der radialen Innenseite oder radialen Außenseite der
Statorspule 40 abwechselnd in Umfangsrichtung des Statorkerns 30 ausgebildet.
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31 stellt
die Verbindungsabschnitte 53a und 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 gemäß einer
achten Modifikation der Erfindung dar. In dieser Modifikation sind
die Verbindungsabschnitte 53a und 53b so gebogen,
dass sie die Schweißnähte 53c zwischen
den entsprechenden Paaren der Verbindungsabschnitte 53a und 53b auf
der radialen Außenseite oder der radialen mittleren Position
der Statorspule 40 abwechselnd in Umfangsrichtung des Statorkerns 30 ausbilden.
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Mit
der obenstehenden Konfiguration der Verbindungsabschnitte 53a und 53b gemäß der
siebten und achten Modifikationen ist es möglich, den Abstand
zwischen jedem benachbarten Paar der Schweißnähte 53c zu
vergrößern, wodurch die elektrische Isolation
dazwischen verbessert wird.
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Ferner
sind die Überkreuzungsteile 70 in der ersten Ausführungsform
so konfiguriert, dass sie sich im Wesentlichen entlang einer ringförmigen
axialen Endfläche der Statorspule 40 von der radialen
Innenseite zur radialen Außenseite der axialen Endfläche erstrecken.
Die Überkreuzungsteile 70 können jedoch
auch so konfiguriert sein, dass sie sich von der radialen Innenseite
zur radialen Außenseite der axialen Endfläche erstrecken,
und dabei einen vorbestimmten Abstand von der axialen Endfläche
der Statorspule 40 einhalten.
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In
der vorliegenden Ausführungsform sind die Überkreuzungsteile 70 so
ausgebildet, dass sie eine kurbelförmige Form aufweisen.
Die Überkreuzungsteile 70 können jedoch
auch so ausgebildet sein, dass sie andere Formen wie z. B. eine
gerade Form aufweisen.
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In
der ersten Ausführungsform sind die Überkreuzungsteile 70 auf
der ringförmigen axialen Endfläche der Statorspule 40 in
einem anderen Winkelbereich als die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Ausgangsanschlüsse
und die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Neutralanschlüsse
angeordnet. Die Überkreuzungsteile 70 können
jedoch auch im gleichen Winkelbereich wie die U-Phasen-, V-Phasen-
und W-Phasen-Ausgangsanschlüsse und die U-Phasen-, V-Phasen-
und W-Phasen-Neutralanschlüsse angeordnet sein.
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In
der ersten Ausführungsform sind die entsprechenden Paare
der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der elektrischen
Leitungsdrähte 50 durch Schweißen verbunden.
Beim Schweißverfahren kann dabei jedes angebrachte Schweißverfahren, wie
z. B. Laserschweißen, verwendet werden.
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Ferner
können die entsprechenden Paare der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 auch durch andere
Verfahren verbunden werden, wie z. B. Löten oder unter Verwendung
von Krimpkontakten.
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In
der ersten Ausführungsform ist es nach dem Schweißen
der entsprechenden Paare der Verbindungsabschnitte 53a und 53b der
elektrischen Leitungsdrähte 50 bevorzugt, eine
zusätzliche Messung vorzunehmen, um die Schweißnähte,
die zwischen den Verbindungsabschnitten 53a und 53b ausgebildet
sind, z. B. durch Abdecken der Schweißnähte mit
entsprechenden Isolationsmänteln oder mit einem einteiligen
Isolationsmantel bzw. einer einteiligen Isolationsabdeckung zu schützen.
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In
der ersten Ausführungsform enthält jeder der Wendeabschnitte 52 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 das kurbelförmige
Teil 54, das im Wesentlichen in der Mitte des Wendeabschnitts 52 zum
radialen Versetzen eines entsprechenden Paares der Schlitz-Abschnitte 51,
die durch den Wendeabschnitt 52 verbunden sind, ausgebildet
ist. Das kurbelförmige Teil 54 ist jedoch nicht
unbedingt im Wesentlichen in der Mitte des Wendeabschnitts 52 auszubilden. Das
kurbelförmige Teil 54 kann z. B. auch in der Nähe von
einem Ende des Wendeabschnitts 52 ausgebildet sein.
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In
der ersten Ausführungsform ist der Betrag des radialen
Versatzes bzw. der radialen Beabstandung, die durch jedes der kurbelförmigen
Teile 50 der Wendeabschnitte 52 hergestellt ist,
gleich der radialen Dicke der Schlitz-Abschnitte 51 der
elektrischen Leitungsdrähte 50 eingestellt. Der
Betrag bzw. Wert des radialen Versatzes, der durch jedes der kurbelförmigen
Teile 54 hergestellt ist, kann jedoch auch z. B. auf das
0,5-, 1,2- oder 2-fache der radialen Dicke der Schlitz-Abschnitte 51 eingestellt
sein. In solchen Fällen wäre der Unterschied des
radialen Abstands von der Achse O des Statorkerns 30 zwischen
jedem benachbarten Paar der Schlitz-Abschnitte 51, welche durch
entsprechende Wendeabschnitte 52 verbunden sind, entsprechend
das 0,5-, 1,5- oder 2-fache der radialen Dicke der Schlitz-Abschnitte 51.
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In
der ersten Ausführungsform ist n = 12, wobei n die Anzahl
der Schlitz-Abschnitte 51 ist, welche in jedem der elektrischen
Leitungsdrähte 50 vorgesehen sind. n kann jedoch
auch gleich einer anderen Ganzzahl sein, die nicht kleiner als 4
ist. Zudem ist es bevorzugt, dass n eine gerade Zahl ist, um die
Verbindungsabschnitte 53a und 53b von auf der
gleichen axialen Seite des Statorkerns 30 zu lokalisieren.
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In
der ersten Ausführungsform nehmen die radialen Abstände
der ersten bis zwölften Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L von
der Achse O des Statorkerns 30 bei jedem der elektrischen
Leitungsdrähte 50 sukzessive in gleichen Abständen
bzw. Dekrementen ab (d. h., in den Dekrementen gleich der radialen
Dicke der Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L). Jeder
der elektrischen Leitungsdrähte 50 kann jedoch auch
so modifiziert sein, dass die radialen Abstände der ersten
bis zwölften Schlitz-Abschnitte 51A bis 51L von
der Achse O des Statorkerns 30 sukzessive in verschiedenen
Dekrementen abnehmen.
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In
der ersten Ausführungsform wird die Anzahl der Schlitz-Abschnitte 51 der
elektrischen Leitungsdrähte 50, die radial in
jedem der Schlitze 31 des Statorkerns 30 gestapelt
sind, gleich der Anzahl der Schlitz-Abschnitte 51 eingestellt,
die in jedem der elektrischen Leitungsdrähte 50 vorgesehen
sind. Die Anzahl der Schlitz-Abschnitte 51 der elektrischen Leitungsdrähte 50,
die radial in jedem der Schlitze 31
des Statorkerns 30 gestapelt
sind, kann jedoch auch mit einer anderen Anzahl an Schlitz-Abschnitten 51, welche
in jedem der elektrischen Leitungsdrähte 50 vorgesehen
sind, eingestellt sein.
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In
der ersten Ausführungsform ist die Anzahl der elektrischen
Leitungsdrähte 50, welche die Statorspule 40 ausbilden,
gleich der Anzahl der Schlitze 31, die in dem Statorkern 30 ausgebildet
sind. Die Anzahl der elektrischen Leitungsdrähte 50,
welche die Statorspule 40 ausbilden, kann jedoch auch anders
als die Anzahl der Schlitze 31 sein, welche in dem Statorkern 30 ausgebildet
sind.
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In
der ersten Ausführungsform ist die Statorspule 40 als
Drei-Phasen-Statorspule ausgebildet, welche aus den U-Phasen-, V-Phasen-
und W-Phasenwicklungen 43 besteht. Die Statorspule 40 kann jedoch
auch als eine beliebige andere mehrphasige Spule ausgebildet sein,
z. B. als Zwei-Phasen-Statorspule.
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Ferner
ist jede der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen 43 durch
Verbinden von 16 elektrischen Leitungsdrähten 50 ausgebildet. Jede
der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen 43 kann
jedoch auch durch Verbinden einer anderen Mehrzahl von elektrischen
Leitungsdrähten, z. B. zwei elektrischen Leitungsdrähten,
ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2009-169520 [0001]
- - JP 2009-241798 [0001]
- - JP 2010-135853 [0001]
- - JP 2001-145286 [0004]