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QUERBEZUG AUF EINE ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-293628 , eingereicht am 28. Dezember 2010 und beansprucht ihre Priorität. Der Inhalt dieser Anmeldung wird hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Anmeldung einbezogen.
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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Statoren für rotierende elektrische Maschinen, welche beispielsweise in Motorfahrzeugen als elektrische Motoren und elektrische Generatoren verwendet werden, sowie auf Verfahren zur Herstellung der Statoren.
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2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
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Bekannt sind beispielsweise aus dem
japanischen Patent Nr. 3438570 rotierende elektrische Maschinen, welche einen Stator mit einer Statorwicklung der segmentierten Art enthalten.
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Im Einzelnen enthält der Stator einen ringförmigen Statorkern und die Statorwicklung, welche an dem Statorkern angeordnet ist. Der Statorkern besitzt eine Anzahl von Nuten, welche in der radial inneren Fläche des Statorkerns gebildet und voneinander in Umfangsrichtung des Statorkerns beabstandet sind. Die Statorwicklung wird durch Einsetzen einer Anzahl elektrischer Leitersegmente in die Nuten des Statorkerns und Verbinden entsprechender freier Enden der elektrischen Leitersegmente gebildet.
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Genauer gesagt hat jedes der elektrischen Leitersegmente im Wesentlichen U-förmige Gestalt und enthält ein Paar von geraden Abschnitten, die sich parallel zueinander erstrecken, sowie einen gebogenen Abschnitt, welcher Enden der geraden Abschnitte auf derselben Seite verbindet. Bei der Bildung der Statorwicklung werden die geraden Abschnitte axial von einer axialen Seite des Statorkerns aus jeweils in entsprechende zwei der Nuten des Statorkerns eingesetzt; die entsprechenden zwei Nuten sind voneinander durch eine vorbestimmte Teilung (beispielsweise eine vorbestimmte Anzahl von Nuten) getrennt. Dann werden die freien Enden der geraden Abschnitte, welche jeweils aus den entsprechenden Nuten auf der anderen Axialseite des Statorkerns vorstehen, so gebogen, dass sie sich längs einer Umfangsrichtung des Statorkerns schräg unter einem vorbestimmten Winkel gegenüber der axialen Stirnfläche oder Endfläche des Statorkerns erstrecken. Danach werden entsprechende Paare der freien Enden der elektrischen Leitersegmente verbünden, beispielsweise durch Schweißung, so dass die Statorwicklung der Segmentart entsteht.
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Bei der obigen Bildung der Statorwicklung können jedoch die vorstehenden Höhen der Spulenköpfe oder Spulenenden der Statorwicklung über die entsprechenden axialen Stirnflächen des Statorkerns groß werden, wodurch es schwierig wird, die gesamte Axiallänge der Statorwicklung minimal zu halten. Hier bezeichnen die Spulenköpfe oder Spulenenden diejenigen Teile der Statorwicklung, welche außerhalb der Nuten des Statorkerns gelegen sind und jeweils aus den entsprechenden axialen Stirnflächen des Statorkerns vorstehen.
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Wenn weiter die vorbestimmte Teilung groß ist und/oder die Anzahl magnetischer Pole eines Rotors der rotierenden elektrischen Maschine klein ist, dann können die freien Enden der elektrischen Leitersegmente, welche sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns schräg unter vorbestimmten Winkel relativ zur axialen Stirnfläche des Statorkerns erstrecken, gebogen werden, wodurch die vorstehenden Höhen der Spulenköpfe oder Spulenenden der Statorwicklung erhöht werden.
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ZUSAMMENFASSENDE ERLÄUTERUNG
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Gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform ist ein Stator für eine rotierende elektrische Maschine vorgesehen, welche einen hohlzylindrischen Statorkern und eine Statorwicklung aufweist. Der Statorkern besitzt eine Anzahl von Nuten, welche darin ausgebildet sind; die Nuten sind voneinander in Umfangsrichtung des Statorkerns beabstandet. Die Statorwicklung ist aus einer Anzahl elektrischer Leitersegmente gebildet, welche an dem Statorkern angeordnet sind. Jedes der elektrischen Leitersegmente besitzt ein Paar von in der Nut befindlichen Abschnitten, einen ersten Endabschnitt und ein Paar von zweiten Endabschnitten. Die in der Nut befindlichen Abschnitte werden jeweils von entsprechenden zwei der Nuten des Statorkerns aufgenommen. Der erste Endabschnitt ist auf einer axialen Seite des Statorkerns gelegen und erstreckt sich in solcher Weise, dass er die in der Nut befindlichen Abschnitte verbindet. Die zweiten Endabschnitte sind auf der anderen axialen Seite des Statorkerns gelegen und erstrecken sich von den in der Nut befindlichen Abschnitten aus. Jeder der zweiten Endabschnitte enthält einen schräg verlaufenden Teil und einen endständigen Teil. Der schräg verlaufende Teil erstreckt sich längs einer Umfangsrichtung des Statorkerns schräg unter einem vorbestimmten Winkel relativ zu der axialen Stirnfläche des Statorkerns. Der endständige Teil erstreckt sich von dem schräg verlaufenden Teil weg. Entsprechende Paare von endständigen Teilen der zweiten Endabschnitte der elektrischen Leitersegmente werden verbunden, um die Statorwicklung auszubilden. Die schräg verlaufenden Teile der zweiten Endabschnitte der elektrischen Leitersegmente besitzen eine größere Härte als die in der Nut befindlichen Abschnitte der elektrischen Leitersegmente.
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Aufgrund der größeren Härte können folglich die schräg verlaufenden Teile nicht leicht verformt werden; demgemäß können sie im Wesentlichen in ihrer Gestalt gerade bleiben. Dies hat zur Folge, dass es möglich ist, den Abstand zwischen den jeweiligen benachbarten Paaren der schräg verlaufenden Teile minimal zu halten und dadurch die vorstehende Höhe der zweiten Endabschnitte der elektrischen Leitersegmente minimal zu halten, d. h., die vorstehende Höhe des Spulenkopfes der Statorwicklung von der axialen Stirnfläche des Statorkerns auf der anderen axialen Seite des Statorkerns aus.
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Gemäß der beispielsweisen Ausführungsform wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine rotierende elektrische Maschine geschaffen. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: (1) Vorbereiten eines hohlzylindrischen Statorkerns und einer Anzahl im Wesentlichen U-förmiger elektrischer Leitersegmente mit jeweils im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt, wobei der Statorkern eine Anzahl von darin ausgebildeter Nuten aufweist, welche voneinander in Umfangsrichtung des Statorkerns beabstandet sind, wobei jedes der elektrischen Leitersegmente ein Paar von geraden Abschnitten aufweist, die sich parallel zueinander erstrecken, sowie einen gebogenen Abschnitt, welcher Enden der geraden Abschnitte auf der einen Seite verbindet; (2) Einsetzen der geraden Abschnitte der elektrischen Leitersegmente von einer Axialseite des Statorkerns aus in entsprechende der Nuten des Statorkerns derart, dass die freien Endteile der geraden Abschnitte jeweils aus den entsprechenden Nuten auf der anderen axialen Seite des Statorkerns vorstehen; (3) Biegen jedes der freien Endteile der geraden Abschnitte der elektrischen Leitersegmente zur Bildung eines schrägen Teils und eines endständigen Teils, wobei der schräge Teil sich längs der Umfangsrichtung des Statorkerns schräg unter einem vorbestimmten Winkel relativ zu einer axialen Stirnfläche des Statorkerns erstreckt, und wobei der endständige Teil sich von dem schrägen Teil weg erstreckt; (4) Verschweißen jeweils entsprechender Paare der endständigen Teile der elektrischen Leitersegmente; und (5) Isolierungsbehandlung der verschweißten endständigen Teile der elektrischen Leitersegmente.
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Das Verfahren umfasst ferner vor dem Biegungsschritt einen Schritt des Pressens von Teilen der elektrischen Leitersegmente, welche jeweils die schrägen Teile der elektrischen Leitersegmente bilden, nach dem Biegeschritt, wodurch die Härte der Teile erhöht wird.
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Da bei dem vorstehenden Verfahren der Schritt des Pressens vor dem Biegeschritt ausgeführt wird, wird die Härte dieser Teile der elektrischen Leitersegmente, welche jeweils die schrägen Teile nach dem Biegeschritt bilden sollen, entsprechend vor dem Biegeschritt erhöht. Folglich ist es mit der erhöhten Härte möglich, diejenigen Teile der elektrischen Leitersegmente in dem Biegeschritt in der Gestalt gerade zu halten, wodurch der Spalt zwischen jeweils benachbarten Paaren der resultierenden schrägen Teile der elektrischen Leitersegmente minimal gehalten werden kann. Demzufolge ist es möglich, die vorstehende Höhe oder Auskragung der Spulenköpfe der Statorwicklung von der axialen Stirnfläche des Statorkerns auf der anderen axialen Seite des Statorkerns minimal zu halten. Darüber hinaus ist es, da ein Unterschied in der Härte zwischen denjenigen Teilen der elektrischen Leitersegmente, welche jeweils die schräg verlaufenden Teile bilden, und den anderen Teilen der elektrischen Leitersegmente besteht, möglich, die elektrischen Leitersegmente in dem Biegeschritt leicht zu biegen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird vollumfänglicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und aus den begleitenden Zeichnungen einer beispielsweisen Ausführungsform verständlich, wobei die Beschreibung jedoch nicht im Sinne einer Beschränkung der Erfindung auf die spezielle Ausführungsform zu verstehen ist, sonder zum Zwecke der Erläuterung und des besseren Verständnisses.
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In den begleitenden Zeichnungen stellen dar:
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1 eine Teil-Querschnittsansicht eines Kraftfahrzeuggenerators gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Stators des Generators;
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3 eine Seitenansicht eines Teils des Stators;
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4 eine partielle Querschnittsansicht eines Teils des Stators;
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5 eine schematische perspektivische Ansicht, welche die Ausbildung der elektrischen Leitersegmente zur Bildung der Statorwicklung des Stators verdeutlicht;
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6 eine schematische perspektivische Ansicht, welche ein Verfahren zum Einsetzen der elektrischen Leitersegmente in Nuten verdeutlicht, welche in einem Statorkern des Stators gebildet sind;
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7 eine schematische Ansicht, welche die Anordnung der elektrischen Leitersegmente in einer radial äußeren Schicht eines Spulenkopfes der Statorwicklung zeigt, wobei der Spulenkopf aus denjenigen Teilen der elektrischen Leitersegmente besteht, welche miteinander verbunden sind;
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8 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Spulenendes oder Spulenkopfes;
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9 eine schematische Querschnittsansicht, welche die Anordnung der elektrischen Leitersegmente in den Nuten des Statorkerns zeigt;
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10 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung des Stators verdeutlicht;
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11 eine schematische Ansicht, welche einen Pressschritt des Verfahrens deutlich macht;
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12A und 12B partielle Querschnittsdarstellungen, welche den Pressschritt darstellen;
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13A eine schematische Ansicht, welche die Änderung des Querschnitts eines schräg verlaufenden Teils eines der elektrischen Leitersegmente aufgrund des Pressschritts zeigt;
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13B eine Querschnittsansicht, welche die Querschnittsgestalt anderen Teile des elektrischen Leitersegments deutlich macht;
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14A und 14B partielle Querschnittsansichten, welche einen Pressschritt gemäß Abwandlungen der beispielsweisen Ausführungsform zeigen; und
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15 eine schematische perspektivische Ansicht, welche die Gestaltung der elektrischen Leitersegmente gemäß einer Abwandlung der beispielsweisen Ausführungsform zeigt.
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BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt den Gesamtaufbau eines Kraftfahrzeuggenerators 1 gemäß einer biespielsweisen Ausführungsform. Der Generator 1 ist so ausgebildet, dass er in einem Motorfahrzeug, beispielweise einem Personenfahrzeug oder einem Lastkraftwagen, verwendbar ist.
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Wie in 1 dargestellt, enthält der Generator 1 einen Stator 2, welcher als Anker arbeitet, einen Rotor 3, welcher als Feld arbeitet, ein Paar von vorderen und hinteren Gehäuseteilen 4a und 4b, welche durch eine Anzahl von Schrauben 4c miteinander verbunden und befestigt sind und zusammen sowohl den Stator 2 als auch den Rotor 3 aufnehmen, und einen Gleichrichter 5, welcher Dreiphasen-Wechselstromleistung, welche von dem Stator 2 abgegeben wird, in Gleichstromleistung gleichrichtet.
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Der Stator 2 enthält, wie in 2 dargestellt, einen hohlzylindrischen Statorkern 22, eine dreiphasige Statorwicklung 21, welche an dem Statorkern 22 angeordnet ist, und einen Isolator 24, welcher elektrisch die Statorwicklung 21 von dem Statorkern 22 isoliert. Es sei wieder 1 betrachtet. Der Stator 2 ist zwischen den vorderen und hinteren Gehäuseteilen 4a und 4b gehalten, so dass er den Rotor 3 mit vorbestimmtem radialem Luftspalt umgibt, der zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 gebildet ist. Der Aufbau des Stators 2 im Einzelnen wird nachfolgend beschrieben.
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Der Rotor 3 enthält eine Rotorwelle 33, ein Paar von magnetischen Polkernen 32a und 32b der Lundell-Bauart und eine Feldwicklung 31. Die Rotorwelle 33 ist drehbar von den vorderen und hinteren Gehäuseteilen 4a bzw. 4b abgestützt. Die Rotorwelle 33 trägt eine Riemenscheibe 20, welche an dem vorderen Endteil der Welle (d. h., dem linken Endteil gemäß 1) befestigt ist, so dass sie durch eine Verbrennungsmaschine (nicht dargestellt) des Fahrzeugs über die Riemenscheibe 20 angetrieben wird. Jeder der magnetischen Polkerne 32a und 32b besitzt eine Anzahl von magnetischen Polklauen 32c. Die Feldwicklung 31 ist beispielsweise aus isoliertem Kupferdraht gefertigt und in einen hohlzylindrischen Raum eingewickelt. Die magnetischen Polkerne 32a und 32b sind an der Rotorwelle 33 zusammen mit der Feldwicklung 31 befestigt, welche zwischen den magnetischen Polkernen 32a und 32b gehalten ist.
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Zusätzlich ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Anzahl der magnetischen Polklauen 32c jedes der magnetischen Polkerne 32a und 32b gleich 8. Das bedeutet, der Rotor 3 besitzt eine Gesamtzahl von 16 magnetischen Polen.
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Ferner enthält der Generator 1 weiter einen Kühllüfter 35 mit gemischter Strömung, einem Zentrifugal-Kühllüfter 36, ein Paar von Schleifringen 37 und 38 und eine Bürsteneinrichtung 7. Der Kühllüfter 35 mit gemischter Strömung ist beispielsweise durch Schweißung an einer Frontseite des magnetischen Polkerns 32a befestigt, der an der Frontseite (d. h., der linken Seite mit Bezug auf 1) gelegen ist. Der Kühllüfter 35 mit gemischter Strömung saugt Kühlluft von der Frontseite her an und gibt die Kühlluft sowohl in axialer als auch in radialer Richtung mit Bezug auf die Rotorachse 33 ab. Andererseits ist der Zentrifugal-Kühllüfter 36, beispielsweise durch Schweißung, an einer rückwärtigen Stirnfläche des magnetischen Polkerns 32b befestigt, welcher sich auf der Rückseite (d. h., der rechten Seite mit Bezug auf 1) befindet. Der Zentrifugal-Kühllüfter 36 saugt Kühlluft von der Rückseite her an und gibt diese in Radialrichtung mit Bezug auf die Rotorwelle 33 ab.
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Zusätzlich ist in der frontseitigen Wand des vorderen Gehäuseteils 4a eine Anzahl von Kühlluftansaugöffnungen 42a gebildet, über welche die Kühlluft in den Generator 1 durch den Kühllüfter 35 mit gemischter Strömung angesaugt wird. Andererseits ist in der rückseitigen Wand des hinteren Gehäuseteils 4b eine Anzahl von Kühlluftansaugöffnungen 42b gebildet, über welche die Kühlluft in den Generator 1 durch den Zentrifugal-Kühllüfter 36 angesaugt wird. Darüber hinaus sind in den Seitenwänden der vorderen und hinteren Gehäuseteile 4a und 4b eine Anzahl von Kühlluftabgabeöffnungen 41 ausgebildet, über welche die Kühlluft aus dem Generator 1 durch den Kühllüfter 35 mit gemischter Strömung und dem Zentrifugalkühllüfter 36 abgegeben wird. Weiter sind bei der vorliegenden Ausführungsform die Kühlluftabgabeöffnungen 41 in den vorderen und hinteren Gehäuseteilen 4a und 4b so gebildet, dass sie denjenigen Teilen der Statorwicklung 21 gegenüberstehen, welche von den axialen Endflächen des Statorkerns 22 vorstehen.
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Die Schleifringe 37 und 38 sind an einem rückwärtigen Endabschnitt (d. h., einem rechten Endabschnitt mit Bezug auf 1) der Rotorwelle 33 vorgesehen, und jeweils elektrisch mit einander gegenüberliegenden Enden der Feldwicklung oder Feldspule 31 verbunden.
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Die Bürsteneinrichtung 7 enthält ein Paar von Bürsten, welche jeweils an dem jeweiligen äußeren Umfang der Schleifringe 37 und 38 angeordnet sind, so dass sie den Feldstrom zu der Feldwicklung oder Feldspule 31 über die Schleifringe 37 und 38 liefern.
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Der Kraftfahrzeuggenerator 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau arbeitet auf folgende Weise. Wenn Drehmoment von der Verbrennungsmaschine zu der Riemenscheibe 20 beispielsweise über einen (nicht dargestellten) Treibriemen übertragen wird, dann wird der Rotor 3 durch das Drehmoment angetrieben, um sich in vorbestimmte Richtung zu drehen. Während der Drehung des Rotors 3 wird Feldstrom zu der Feldspule oder Feldwicklung 31 aufgrund des gleitenden Kontakts zwischen den Schleifringen 37 und 38 und den Bürsten der Bürsteneinrichtung 7 geliefert, wodurch die magnetischen Polklauen 37c der magnetischen Polkerne 32a und 32b magnetisiert werden, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen. Das rotierende Magnetfeld induziert die Dreiphasen-Wechselstromleistung in der Statorwicklung 21. Danach richtet der Gleichrichter 5 die Dreiphasen-Wechselstromleistung, welche von der Statorwicklung 21 abgegeben wird, in die Gleichstromleistung um und gibt die erhaltene Gleichstromleistung über die Ausgangsklemmen des Gerätes ab.
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Nach der Beschreibung des Gesamtaufbaus und der Wirkungsweise des Generators 1 wird der Aufbau des Stators 2 des Generators 1 in Einzelheiten unter Bezugnahme auf die 2 bis 9 beschrieben.
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In dem Statorkern 22 ist eine Anzahl von Nuten 25 zur Aufnahme der Statorwicklung 21 gebildet. Wie in 4 gezeigt besitzt jede der Nuten 25 im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Nuten 25 je Magnetpol des Rotors 3, welcher die 16 Magnetpole aufweist, und je Phase der dreiphasigen Statorwicklung 21 vorgesehen. Demgemäß ist die Gesamtzahl der Nuten 25, welche in dem Statorkern 22 gebildet ist, 96 (d. h. 2 × 16 × 3).
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Die Statorwicklung 21 wird gebildet, indem eine Anzahl von im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegmenten 23 an dem Stator 22 angeordnet und entsprechende Paare von freien Enden der elektrischen Leitersegmente 23 verbunden werden. Das bedeutet, die Statorwicklung 21 ist eine Statorwicklung der Segmentbauart. Zusätzlich besitzt bei der vorliegenden Ausführungsform jedes der Leitersegmente 23 eine Isolationsbeschichtung (nicht dargestellt), welche die Außenfläche des Segments bedeckt.
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Im Einzelnen hat vor der Installation am Statorkern 22 jedes der elektrische Leitersegmente 23, wie in 6 gezeigt ist, ein Paar von geraden Abschnitten 23g, die sich parallel zueinander erstrecken, sowie einen gebogenen Abschnitt 23h, der die Enden der geraden Abschnitte 23g auf derselben Seite verbindet. Bei der Bildung der Statorwicklung 21 werden die geraden Abschnitte 23g von einer Axialseite des Statorkerns 23 aus jeweils axial in entsprechende zwei der Nuten 25 des Statorkerns 22 eingeschoben; die entsprechenden zwei Nuten 25 sind voneinander durch eine vorbestimmte Teilung getrennt. Dann werden die freien Enden der geraden Abschnitte 23g, welche jeweils aus den entsprechenden Nuten 25 auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 23 vorstehen, abgebogen, so dass sie sich längs der Umfangsrichtung des Statorkerns 22 schräg unter vorbestimmtem Winkel gegenüber der axialen Stirnfläche des Statorkerns 22 erstrecken. Danach werden entsprechende Paare von freien Enden der elektrischen Leitersegmente 23, beispielsweise durch Schweißung, verbunden.
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Folglich hat in der sich ergebenden Statorwicklung 21 jedes der elektrischen Leitersegmente 23, wie aus 5 zu ersehen ist, ein Paar von in der Nut befindlichen Abschnitten 23a, einen ersten Endabschnitt 23b und ein Paar von zweiten Endabschnitten 23c. Die in der Nut befindlichen Abschnitte 23a werden jeweils in den entsprechenden zwei Nuten 25 des Statorkerns 22 aufgenommen und erstrecken sich in axialer Richtung des Statorkerns 22. Der erste Endabschnitt 23b, welcher dem gebogenen Abschnitt 23h vor der Montage des elektrischen Leitersegments 23 an dem Statorkern 23 entspricht, verbindet die in der Nut befindlichen Abschnitte 23a auf der einen axialen Seite (d. h., der Rückseite des Generators 1 oder der rechten Seite mit Bezug auf 1) des Statorkerns 22. Die zweiten Endabschnitte 23c, welche den freien Endteilen der geraden Abschnitte 23g vor der Montage des elektrischen Leitersegments 23 an dem Statorkern 22 entsprechen, erstrecken sich jeweils von den in der Nut befindlichen Abschnitten 23a auf der anderen axialen Seite (d. h., der Vorderseite des Generators 1 oder der linken Seite mit Bezug auf 1) des Statorkerns 22 aus.
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Darüber hinaus enthält der erste Endabschnitt 23b an seiner Spitze, ein gebogenes Teil 23d, welches im Wesentlichen V-förmig ist. Andererseits ist jeder der zweiten Endabschnitte 23c zweifach gebogen, um einen schräg verlaufenden Teil und einen Endteil 23f zu erhalten. Der schräg verlaufende Teil 23e erstreckt sich längs der Umfangsrichtung des Statorkerns 23 schräg unter vorbestimmtem Winkel gegenüber der axialen Stirnfläche des Statorkerns 23 auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die schräg verlaufenden Teile 23e der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 gepresst, um eine größere Härte aufzuweisen als die in der Nut befindlichen Abschnitte 23a der elektrischen Leitersegmente 23. Folglich können die schräg verlaufenden Teile 23e nicht leicht deformiert werden, so dass sie im Wesentlichen gerade Gestalt beibehalten. Demzufolge ist es möglich, den Spalt zwischen jedem benachbarten Paar von schräg verlaufenden Teilen 23e der elektrischen Leitersegmente 23 minimal zu halten, wodurch die vorstehende Höhe h der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23, d. h., die auskragende Höhe h des Spulenkopfes der Statorwicklung 21 von der axialen Stirnfläche des Statorkerns 22 auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22 minimal zu machen (siehe 3).
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In jeder der Nuten 25 des Statorkerns 22 findet eine gerade Anzahl elektrischer Leiter (d. h., die in der Nut verlaufenden Abschnitte 23a der elektrischen Leitersegmente 23) Aufnahme.
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Im Einzelnen sind bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 gezeigt ist, in jeder der Nuten 25 des Statorkerns 22 vier elektrische Leiter untergebracht, welche in der Radialrichtung des Statorkerns 22 aufgereiht sind. Im Folgenden werden die vier elektrischen Leiter der Reihe nach als ein innerer Leiter, ein innen-mittlerer Leiter, ein außen-mittlerer Leiter und ein äußerer Leiter von der radialen Innenseite zur radialen Außenseite der Nut 25 bezeichnet. Zusätzlich gehören sämtliche der vier elektrischen Leiter, die in derselben Nut 25 untergebracht sind, zu derselben Phase der Statorwicklung 21.
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Weiter sind die elektrischen Leiter, welche in den Nuten 25 des Statorkerns 22 untergebracht sind, elektrisch miteinander in einem vorbestimmten Muster verbunden, um die Statorwicklung 21 zu bilden.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die elektrischen Leiter, welche in den Nuten 25 des Statorkerns 22 Aufnahme finden, von den in der Nut befindlichen Abschnitten 23a der elektrischen Leitersegmente 23 gebildet. Auf der einen Axialseite des Statorkerns 22 sind die elektrischen Leiter, welche in den Nuten 25 des Statorkerns 22 untergebracht sind, elektrisch miteinander über den ersten Endabschnitt 23b der elektrischen Leitersegmente 23 verbunden. Auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22 sind die elektrischen Leiter, welche in den Nuten 25 des Statorkerns 22 untergebracht sind, elektrisch miteinander durch Verbinden entsprechender Paare der äußeren Teile 23f der elektrischen Leitersegmente 23 verbunden. Die ersten Endabschnitte 23b der elektrischen Leitersegmente 23 bilden zusammen den Spulenkopf der Statorwicklung 21 auf der einen axialen Seite des Statorkerns 22. Die zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 bilden zusammen den Spulenkopf der Statorwicklung 21 auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22.
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Ferner ist jedes elektrisch verbundene Paar von elektrischen Leitern jeweils in einem Paar von Nuten 25 des Statorkerns 22 untergebracht, welche voneinander durch eine vorbestimmte Teilung getrennt sind.
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Beispielsweise ist, wie bei Betrachtung von 5 und 9 erkennbar ist, für eine der Nuten 25 der innere Leiter 231a in der Nut 25 elektrisch über einen Verbindungsleiter 231c mit dem äußeren Leiter 231b in einer anderen der Nuten 25 verbunden, der von der Nut 25 durch eine magnetische Polteilung im Uhrzeigersinn entfernt ist. Der Verbindungsleiter 231c ist an der einen axialen Seite des Statorkerns 22 gelegen.
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in ähnlicher Weise ist für eine der Nuten 25 der innen-mittlere Leiter 232a in der Nut 25 über einen Verbindungsleiter 232c mit dem außen-mittleren Leiter 232b in einer anderen der Nuten 25 verbunden, welche von der einen Nut 25 durch eine magnetische Polteilung in Richtung des Uhrzeigersinns entfernt ist; der Verbindungsleiter 232c ist auch auf der einen axialen Seite des Statorkerns 22 gelegen.
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Folglich ist auf einer axialen Seite des Statorkerns 22 jeder der verbindenden Leiter 232c, welcher jeweils Paare der innen-mittleren Leiter 232a und der außen-mittleren Leiter 232b verbindet, durch einen entsprechenden der verbindenden Leiter 231c überdeckt, welcher jeweils Paare der Innenleiter 231a und der Außenleiter 231b verbindet. Dies hat zur Folge, dass sämtliche der verbindenden Leiter 232c zusammen eine axial innere Schicht des Spulenkopfes der Statorwicklung 21 auf der einen axialen Seite des Statorkerns 22 bilden; sämtliche der verbindenden Leiter 231c bilden zusammen eine axial äußere Schicht des Spulenkopfes der Statorwicklung 21 auf der einen axialen Seite des Statorkerns 22.
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Weiter ist für eine der Nuten 25 der innen-mittlere Leiter 232a in der Nut 25 elektrisch auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22 mit dem inneren Leiter 231a in einer anderen der Nuten 25 verbunden, welche von der Nut 25 entfernt um eine magnetische Polteilung in Richtung des Uhrzeigersinns gelegen ist. Genauer gesagt, der innen-mittlere Leiter 232a ist elektrisch mit dem inneren Leiter 231'a durch Verbindung eines Paares von Verbindungsleitungen 232d und 231d' verbunden, die sich jeweils von dem innen-mittleren Leiter 232a und dem inneren Leiter 231a erstrecken aus. In ähnlicher Weise ist bei einer der Nuten 25 der Außenleiter 231b' in der Nut 25 elektrisch auf der anderen Axialseite des Statorkerns 27 mit dem Außen-Mittelleiter 232b in einer anderen der Nuten 25 verbunden, welche von der Nut 25 um eine magnetische Polteilung in Uhrzeigersinnrichtung entfernt ist. Genauer gesagt ist der Außenleiter 231b' elektrisch mit dem Außen-Mittelleiter 232b durch Verbindung eines Paares von Verbindungsleitern 231e' und 232e verbunden, welche sich jeweils von dem Außenleiter 231b' und dem Außen-Mittelleiter 232b aus erstrecken.
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Folglich ist auf der anderen Axialseite des Statorkerns 22 jede der Verbindungen zwischen den Verbindungsleitern 232d und den Verbindungsleitern 231d' von einer entsprechenden der Verbindungen zwischen den Verbindungsleitern 231e' und den Verbindungsleitern 232e sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung des Statorkerns 22 entfernt. Dies ergibt, wie in 8 gezeigt, dass sämtliche Verbindungen zwischen den Verbindungsleitern 232d und den Verbindungsleitern 231d' auf demselben Kreis liegen, um eine radial innere Schicht des Spulenkopfes der Statorwicklung 21 auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22 zu bilden; sämtliche der Verbindungen zwischen den Verbindungsleitern 231e' und den Verbindungsleitern 232e liegen auf demselben Kreis zur Bildung einer radial äußeren Schicht des Spulenkopfes der Statorwicklung 21 auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22. Um werter die Verbindungen zwischen den Verbindungsleitern 232d und den Verbindungsleitern 231d' von den Verbindungen zwischen den Verbindungsleitern 231e' und den Verbindungsleitern 232e elektrisch zum Isolieren, werden sämtliche der Verbindungen mit Isoliermaterial beschichtet.
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Fernerhin werden bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in den 5 und 6 gezeigt ist, die elektrischen Leitersegmente 23 aus einer Anzahl von Paaren von ersten und zweiten elektrischen Leitersegmenten 231 und 232 gebildet. Jede verbundene Gruppe von inneren Leitern 231a, äußeren Leitern 231b und Verbindungsleitern 231c, 231d und 231e ist in einer einstückigen Konstruktion ausgebildet, indem eines der ersten elektrischen Leitersegmente 231 verwendet wird. Andererseits ist jede verbundene Gruppe aus dem innen-mittleren Leiter 232a, dem außen-mittleren Leiter 232b und den Verbindungsleitern 232c, 232d und 232e als einstückige Konstruktion durch Verwendung eines der zweiten elektrischen Leitersegmente 232 gebildet.
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In der vorliegenden Ausführungsform besteht die dreiphasige Statorwicklung 21 aus Phasenwicklungen, welche in Stern geschaltet sind. Jede der Phasenwicklungen ist aus einer vorbestimmten Anzahl von elektrischen Leitersegmenten 23 gebildet und erstreckt sich um den Statorkern 22 in zwei Umläufen. Zusätzlich sei bemerkt, dass die elektrischen Leitersegmente, welche verschieden von den oben beschriebenen elektrischen Leitersegmenten 23 sind, auch zur Bildung der Statorwicklung 21 verwendet werden. Diese elektrischen Leitersegmente enthalten beispielsweise elektrische Leitersegmente zur Bildung der Ausgangsanschlüsse und neutralen Anschlüsse der Phasenwicklungen der Statorwicklung 21 sowie elektrische Leitersegmente zur Verbindung verschiedene Umläufe derselben Phasenwicklung.
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Nunmehr sei ein Verfahren zur Herstellung des Stators 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 10 bis 13B beschrieben.
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Wie in 10 gezeigt enthält das Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Vorbereitungsschritt 100, einen Pressschritt 101, einen Einsetzschritt 102, einen Biegeschritt 103, einen Verschweißungsschritt 104 und einen Isolationsbehandlungsschritt 105.
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Bei dem Vorbereitungsschritt 100 werden, wie in 6 gezeigt, ein hohlzylindrischer Statorkern 22 und die im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegmente 23 bereitgestellt.
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In dem Pressschritt 101 werden für jedes elektrische Leitersegment 23 Teile des elektrischen Leitersegments 23, welche nach dem Biegeschritt 103 die schräg verlaufenden Teile 23e der elektrischen Leitersegmente 23 bilden, gepresst und hierdurch gehärtet.
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11 zeigt einen dieser Teile. Wie in der Figur gezeigt ist, liegt der Teil, welcher einen schräg verlaufenden Teil 23e bilden soll, zwischen einem Teil des elektrischen Leitersegments 23, welcher in dem Biegeschritt 103 gebogen werden wird, und einen Teil des Leitersegments, welcher in dem Pressschritt 101 festgehalten wird.
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Zusätzlich sei bemerkt, dass der schräg verlaufende Teil 23e nicht die zwei gebogenen Teile 23p und 23q umfasst, welche bei dem Biegeschritt 103 jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten des schräg verlaufenden Teils 23e gebildet werden.
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Wie in den 12A und 12B gezeigt ist, wird in dem Pressschritt 101 der Teil, welcher den schräg verlaufenden Teil 23e bilden soll, zwischen eine Form 51 und einen Stempel 52 gesetzt und gepresst.
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Genauer gesagt werden, wie in 13A gezeigt ist, bei der vorliegenden Ausführungsform diejenigen Seitenflächen des Teils, welche jeweils das radial einander gegeüberliegende Paar von Seitenflächen des schräg verlaufenden Teils 23e bilden, in dem Pressschritt 101 behandelt.
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Folglich wird die Härte des Teils, welches den schräg verlaufenden Teil 23e bildet, gegenüber der Härte anderer Teile des elektrischen Leitersegments 23 erhöht.
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Darüber hinaus wird, wie aus den 13A und 13B ersichtlich ist, die radiale Breite des Teils, welcher den schräg verlaufenden Teil 23e bilden soll, so reduziert, dass sie geringer wird als die radiale Breite anderer Teile des elektrischen Leitersegments 23. Die Querschnittsfläche des Teils, welcher den schräg verlaufenden Teil 23e bilden soll, ist jedoch vor und nach dem Pressschritt 101 konstant (oder unverändert) gehalten.
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Weiter ist es vorzuziehen, dass an den pressenden Oberflächen der Form 51 und des Stempels 52 ein Muster mit kleinen Vorsprüngen und Ausnehmungen, beispielsweise ein Körnungsmuster, gebildet ist. In diesem Falle ist es möglich, die Presskraft beim Pressen der schräg verlaufenden Teile 23e herabzusetzen und eine Beschädigung der Isolationsbeschichtung zu verhindern, welche die Außenoberflächen der schräg verlaufenden Teile 23e bedeckt.
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Bei dem Einsetzschritt 102 werden für jedes der elektrischen Leitersegmente 23 die gerade verlaufenden Abschnitte 23g des elektrischen Leitersegments axial von der einen axialen Seite des Statorkerns 22 jeweils in die entsprechenden zwei Nuten 25 des Statorkerns 23 eingesetzt oder eingeführt, wobei diese Nuten voneinander durch eine magnetische Polteilung getrennt sind. Folglich stehen die freien Endteile der geraden Abschnitte 23g jeweils aus den entsprechenden zwei Nuten 25 auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22 vor.
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Bei dem Biegeschritt 103 wird für jeden der geraden Abschnitte 23g der elektrischen Leitersegmente 23 der freie Endteil des gerade verlaufenden Abschnitts 23g zweifach abgebogen, um den schräg verlaufenden Teil 23e und den endständigen Teil 23f zu bilden, wie in den 5 und 7 gezeigt ist. Der schräg verlaufende Teil 23e erstreckt sich längs der Umfangsrichtung des Statorkerns 23 schräg unter einem bestimmten Winkel relativ zur axialen Stirnfläche des Statorkerns 23 an der anderen Axialseite des Statorkerns 22. Der endständige Teil 23f erstreckt sich von dem schräg verlaufenden Teil 23e aus in der Axialrichtung des Statorkerns 22.
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Bei dem Biegeschritt 103 kann es weiter leicht vorkommen, dass ein Rückfedern der elektrischen Leitersegmente 23 auftritt, was bewirkt, dass die endständigen Teile 23f der elektrischen Leitersegmente 23 nicht mehr miteinander ausgerichtet sind. Aus diesem Grunde ist es bei dem Verfahren zweckmäßig, dass es nach dem Biegeschritt 103 und vor dem Verschweißungsschritt 104 einen Schritt der Ausrichtung der endständigen Teile 23f der elektrischen Leitersegmente 23 enthält.
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In dem Verschweißungsschritt 104 werden entsprechende Paare der endständigen Teile 23f der elektrischen Leitersegmente 23 verschweißt.
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Im Einzelnen wird bei der vorliegenden Ausführungsform für jedes entsprechende Paar von äußeren Endteilen 23f der elektrischen Leitersegmente 23 eine Erdungselektrode zunächst an dem Paar von äußeren Endteilen 23f angebracht, wodurch sie an der Erdelektrode befestigt werden. Als nächstes wird eine Schweißelektrode nach abwärts in eine Position bewegt, in welcher die Schweißelektrode dem Paar von äußeren Endteilen 23f über einen Luftspalt dazwischen gegenübersteht. Dann wird ein elektrischer Lichtbogen von der Schweißelektrode zu dem Paar von äußeren Endteilen 23f erzeugt, wodurch die Metalle des Paares äußerer Endteile 23f aufgeschmolzen und miteinander vermischt werden. Folglich wird eine Verschweißung (oder Verbindung) zwischen den Paaren äußerer Endteile 23f gebildet, wodurch diese miteinander verbunden werden. Danach werden die Erdungselektrode und die Schweißelektrode von dem Paar von äußeren Endteilen 23f zurückgezogen.
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In dem Isolationsbehandlungsschritt 105 wird ein Harzpulver zunächst auf die äußeren Endteile 23f der elektrischen Leitersegmente 23 und die Schweißstellen aufgebracht, welche zwischen dem äußeren Endteil 23f gebildet wurden. Als nächstes wird das Harzpulver durch Wärmeeinwirkung aufgeschmolzen und dann verfestigt, wodurch eine Isolationsschicht gebildet wird, welche die Schweißstellen voneinander isoliert.
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Als Ergebnis wird der Stator 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhalten.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die folgenden Vorteile zu erzielen.
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In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Stator 2 den hohlzylindrischen Statorkern 22 und die Statorwicklung 21. Der Statorkern 22 besitzt Nuten 25, welche darin gebildet sind. Die Nuten 25 sind voneinander in Umfangsrichtung des Statorkerns 22 beabstandet. Die Statorwicklung 21 ist aus elektrischen Leitersegmenten 23 gebildet, welche an dem Statorkern 22 montiert sind. Jedes der elektrischen Leitersegmente 23 besitzt ein Paar von in der Nut befindlichen Abschnitten 23a, den ersten Endabschnitt 23b und das Paar von zweiten Endabschnitten 23c. Die in der Nut befindlichen Abschnitte 23a finden jeweils in den entsprechenden zwei Nuten 25 des Statorkerns 22 Aufnahme. Der erste Endabschnitt 23b ist auf einer axialen Seite des Statorkerns 23 angeordnet und erstreckt sich in solcher Weise, dass er die in der Nut befindlichen Abschnitte 23a verbindet. Die zweiten Endabschnitte 23c sind an der anderen axialen Seite des Statorkerns 23 gelegen und erstrecken sich jeweils von den in der Nut befindlichen Abschnitten 23a aus. Jeder der zweiten Endabschnitte 23c enthält den schräg verlaufenden Teil 23e und den endständigen Teil 23f. Der schräg verlaufende Abschnitt 23e erstreckt sich längs der Umfangsrichtung des Statorkerns 22 in schräger Richtung unter einem vorbestimmten Winkel relativ zu der axialen Stirnfläche des Statorkerns 22. Der endständige Teil 23f erstreckt sich von dem schräg verlaufenden Teil 23e weg. Entsprechend dem Paar von endständigen Teilen 23f der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 werden beispielsweise durch Lichtbogenschweißung miteinander verbunden, um die Statorwicklung 21 zu bilden. Die schräg verlaufenden Teile 23e der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 besitzen eine größere Härte als die in der Nut befindlichen Abschnitte 23a der elektrischen Leitersegmente 23.
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Aufgrund der größeren Härte können folglich die schräg verlaufenden Teile 23e nicht leicht deformiert werden; somit können sie in ihrer Gestalt im Wesentlichen gerade bleiben. Dies hat zur Folge, dass es möglich ist, den Spalt zwischen jedem benachbarten Paar von schräg verlaufenden Teilen 23e minimal zu halten und hierdurch die vorkragende Höhe h der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 minimal zu machen, d. h., die auskragende Höhe h des Spulenkopfes der Statorwicklung 21 von der axialen Stirnfläche des Statorkerns 22 auf dessen anderer axiale Seite minimal zu machen.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die größere Härte der schräg verlaufenden Teile 23e der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 durch Pressen der schräg verlaufenden Teile 23e erreicht.
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Folglich ist es möglich, die Härte der schräg verlaufenden Teile 21e in einfacher Weise zu erhöhen.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird für jeden der schräg verlaufenden Teile 23e der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 die Querschnittsfläche der schräg verlaufenden Teile 23e vor und nach dem Pressen der schräg verlaufenden Teile 23e konstant gehalten.
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Demzufolge ist es möglich, eine Erhöhung des elektrischen Widerstands der schräg verlaufenden Teile 23e aufgrund des Pressens dieser schräg verlaufenden Teile 23e zu verhindern.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform werden für jeden der schräg verlaufenden Teile 23e der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 die Paare von Seitenflächen des schräg verlaufenden Teils 23e, welche einander in Radialrichtung des Statorkerns 22 gegenüberstehen, beim Pressen des jeweiligen schräg verlaufenden Teils 23e gepresst.
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Folglich ist es möglich, die radiale Breite der schräg verlaufenden Teile 23e der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 zu vermindern.
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Weiter wird bei der vorliegenden Ausführungsform die radiale Breite der schräg verlaufenden Teile 23e der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23 so reduziert, dass sie geringer wird als die radiale Breite der in der Nut befindlichen Abschnitte 23a der elektrischen Leitersegmente 23 (siehe 13A und 13B).
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Demzufolge ist es möglich, sowohl die radiale Breite als auch den Außendurchmesser des Spulenkopfes der Statorwicklung 21 auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22 zu vermindern.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform gilt für jeden der schräg verlaufenden Teile 23e der zweiten Endabschnitte 23c der elektrischen Leitersegmente 23, dass das Pressen der schräg verlaufenden Teile 23e über die gesamte Länge des jeweiligen schräg verlaufenden Teils 23e durchgeführt wird.
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Folglich kann die Härte des schräg verlaufenden Teils 23e gleichförmig über die gesamte Länge dieses Teils erhöht werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält das Verfahren zur Herstellung des Stators 2 den Vorbereitungsschritt 100, den Einsetzschritt 102, den Biegeschritt 103, den Verschweißungsschritt 104 und den Isolationsbehandlungsschritt 105. In dem Vorbereitungsschritt 100 werden der hohlzylindrische Statur 22 und die im Wesentlichen U-förmigen elektrischen Leitersegmente 23 bereitgestellt. Jedes der elektrischen Leitersegmente 23 besitzt, wie in 6 gezeigt ist, gerade Abschnitte 23g, welche sich parallel zueinander erstrecken, sowie einen gebogenen Abschnitt 23h, welcher die Enden der geraden Abschnitte 23g auf derselben Seite verbindet. In dem Einsetzschritt 102 werden die geraden Abschnitte 23g der elektrischen Leitersegmente 23 von einer Axialseite des Statorkerns 22 her jeweils in entsprechende Nuten 25 des Statorkerns 22 eingesetzt. Folglich ragen die freien Endteile der geraden Abschnitte 23g jeweils aus den entsprechenden Nuten 25 auf der anderen Axialseite des Statorkerns 22 vor. In dem Biegeschritt 103 wird jedes der freien Endteile der geraden Abschnitte 23g der elektrischen Leitersegmente 23 zwei mal gebogen, um den schräg verlaufenden Teil 23e und den endständigen Teil 23f auszubilden, wie in 7 gezeigt ist. Bei dem Verschweißungsschritt 104 wird jedes entsprechende Paar endständiger Teile 23f der elektrischen Leitersegmente 23 verschweißt. Bei dem Isolationsbehandlungsschritt 105 werden die verschweißten Paare von endständigen Teilen 23f der elektrischen Leitersegmente 23 isolierend behandelt. Darüber hinaus umfasst in der vorliegenden Ausführungsform das Verfahren zur Herstellung des Stators 2 den Pressschritt 101 in solcher Weise, dass dieser nicht später als der Biegeschritt 103 ausgeführt wird. In dem Pressschritt 101 werden diejenigen Teile der elektrischen Leitersegmente 23, welche jeweils die schräg verlaufenden Teile 23e nach dem Biegeschritt 103 bilden sollen, gepresst, wodurch die Härte dieser Teile erhöht wird.
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Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren wird, da der Pressschritt 101 nicht später als der Biegeschritt 103 ausgeführt wird, die Härte derjenigen Teile der elektrischen Leitersegmente 23, welche nach dem Biegeschritt 103 die schräg verlaufenden Teile 23e bilden sollen, entsprechend vor der Durchführung des Biegeschrittes 103 erhöht. Folglich ist es aufgrund der vergrößerten Härte möglich, jene Teile der elektrischen Leitersegmente 23 in dem Biegeschritt 103 in ihrer Gestalt gerade zu halten, wodurch der Zwischenraum zwischen jedem benachbarten Paar der resultierenden schräg verlaufenden Teile 23e der elektrischen Leitersegmente 23 minimal gemacht wird. Demzufolge wird ermöglicht, die vorstehende Höhe h des Spulenkopfes der Statorwicklung 21 von der axialen Stirnfläche des Statorkerns 22 auf der anderen axialen Seite des Statorkerns 22 minimal zu halten. Da weiter ein Unterschied in der Härte zwischen denjenigen Teilen der elektrischen Leitersegmente 23, welche jeweils die schräg verlaufenden Teile 23e bilden, und den anderen Teilen der elektrischen Leitersegmente 23 besteht, ist es möglich, die elektrischen Leitersegmente in dem Biegeschritt 103 in einfacher Weise zu biegen.
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Ferner wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Pressschritt 101 vor dem Einsetzschritt 102 durchgeführt. Folglich ist es bei dem Pressschritt 101 möglich, die elektrischen Leitersegmente 23 einzeln zu pressen, wodurch das Pressen der elektrischen Leitersegmente 23 vereinfacht wird.
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Während die obige besondere Ausführungsform hier dargestellt und beschrieben wurde, versteht es sich für die Fachleute, dass vielerlei Modifikationen, Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne dass hierdurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.
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Beispielsweise wird bei der obigen Ausführungsform für jedes der schräg verlaufenden Teile 23e der elektrischen Leitersegmente 23 das Paar von Seitenflächen des schräg verlaufenden Teils 23e, welche einander in Radialrichtung des Statorkerns 22 gegenüberstehen, in dem Pressschritt 101 gepresst, ohne dass das andere Paar von Seitenflächen des schräg verlaufenden Teils 23e eine Einspannung erfährt.
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Wie jedoch in den 14A und 14B dargestellt ist, ist es auch möglich, den schräg verlaufenden Teil 23e an allen vier Seiten dieses Teils einzuspannen und zu pressen. In diesem Falle kann die Presskraft in einfacher Weise auf den schräg verlaufenden Teil 23e einwirken, wodurch in zuverlässiger Weise die Härte des schräg verlaufenden Teils 23e erhöht wird.
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Zusätzlich kann die Presskraft auf den schräg verlaufenden Teil 23e in diagonaler Richtung einwirken, wie in 14A gezeigt ist, oder sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung, wie dies in 14B dargestellt ist.
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In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird der Pressschritt 101 vor dem Einsetzschritt 102 durchgeführt. Der Pressschritt 101 kann jedoch nach dem Einsetzschritt 102 und vor dem Biegeschritt 103 ausgeführt werden. In diesem Falle ist es möglich, eine Mehrzahl der schräg verlaufenden Teile 23e der elektrischen Leitersegmente 23 gleichzeitig zu pressen und dadurch die Produktivität zu verbessern.
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In der obigen Ausführungsform werden, wie in 5 und 6 gezeigt ist, die elektrischen Leitersegmente 23 aus der Anzahl von Paaren erster und zweiter elektrischer Leitersegmente 231 und 232 gebildet, wobei die ersten elektrischen Leitersegmente 231 in der Gestalt von den zweiten elektrischen Leitersegmenten 232 verschieden sind.
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Wie jedoch in 15 gezeigt, können die elektrischen Leitersegmente 23 auch aus einer Anzahl von Paaren elektrischer Leitersegmente 23A und 23B gebildet sein, wobei die elektrischen Leitersegmente 23A in der Gestalt identisch mit den elektrischen Leitersegmenten 23B sind. Genauer gesagt werden in diesem Falle für jedes Paar elektrischer Leitersegmente 23A und 23B die geraden Abschnitte 23g der elektrischen Leitersegmente 23A jeweils in einem Paar von Nuten 25 aufgenommen, welche jeweils benachbart zu einem anderen Paar von Nuten 25 sind, in welchen die geraden Abschnitte 23G der elektrischen Leitersegmente 23B jeweils Aufnahme finden.
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Beispielsweise findet für das rechte Paar der elektrischen Leitersegmente 23A und 23B in 15 einer der geraden Abschnitte 23g des elektrischen Leitersegments 23A Aufnahme in der äußeren Schicht in der Nut 25A; der andere gerade Abschnitt 23g des elektrischen Leitersegments 23A findet Aufnahme in der Außen-Mittelschicht in einer anderen Nut 25 (nicht dargestellt), welche entfernt von der Nut 25A um eine magnetische Polteilung in Gegenuhrzeigersinnrichtung ist. Andererseits findet einer der geraden Abschnitte 23g des elektrischen Leitersegments 23B Aufnahme in der Außenschicht in der Nut 25B, welche benachbart zu der Nut 25A ist; der andere gerade Abschnitt 23g des elektrischen Leitersegments 23B findet Aufnahme in der Außen-Mittelschicht in einer anderen Nut 25 (nicht dargestellt), welche von der Nut 25B um eine magnetische Polteilung in Gegenuhrzeigersinnrichtung entfernt gelegen ist. Das bedeutet, die Nuten 25, in welchen die geraden Abschnitte 23g der elektrischen Leitersegmente 23A jeweils Aufnahme finden, sind in Umfangsrichtung des Statorkerns 22 um eine Nutteilung gegenüber denjenigen versetzt, in welcher die geraden Abschnitte 23g der elektrischen Leitersegmente 23B jeweils Aufnahme finden.
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Mit der obigen Anordnung überschneiden sich die gebogenen Abschnitte 23h der elektrischen Leitersegmente 23A und 23B in ihren mittleren Bereichen nicht. Folglich ist es möglich, die auskragende Höhe der gebogenen Abschnitte 23h von der axialen Stirnfläche des Statorkerns 22 auf der einen axialen Seite des Statorkerns 23 minimal zu machen.
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Weiter finden in obigem Falle in jeder der Nuten 25 des Statorkerns 22 ebenfalls eine gerade Zahl (beispielsweise vier) der geraden Abschnitte 23g der elektrischen Leitersegmente 23A und 23B Aufnahme, wie dies bei der vorigen Ausführungsform der Fall war. Darüber hinaus wird, obgleich dies in 15 nicht gezeigt ist, jeder der freien Endteile der geraden Abschnitte 23g der elektrischen Leitersegmente 23A und 23B auf der anderen Axialseite des Statorkerns 22 gebogen, um einen schräg verlaufenden Teil 23e und einen endständigen Teil 23f zu bilden. Entsprechende Paare der endständigen Teile 23f der elektrischen Leitersegmente 23A und 23B werden zur Bildung der Statorwicklung 21 verschweißt.
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In der obigen Ausführungsform ist die Erfindung als sich auf den Stator eines Kraftfahrzeuggenerators 1 beziehend beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch auf Statoren anderer rotierender elektrischer Maschinen angewendet werden, beispielsweise auf einen Statur eines Motorgenerators, wie er in einem Hybridfahrzeug verwendet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-293628 [0001]
- JP 3438570 [0003]
