DE102012212701A1

DE102012212701A1 - Stator für elektrische Rotationsmaschine

Info

Publication number: DE102012212701A1
Application number: DE102012212701A
Authority: DE
Inventors: Tomotaka Iki; Takeki KISHI
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2013-01-24
Also published as: JP2013027175A; US20130020890A1; US9362793B2; JP5389109B2; CN102891548A; CN102891548B

Abstract

Ein Stator für eine elektrische Rotationsmaschine umfasst: einen Statorkern mit mehreren Schlitzen; und segmentierte Spulen mit mehreren Phasen (in der Ausführungsform zum Beispiel Spulen 50), wobei: die segmentierten Spulen mehrerer Phasen mehrere Spulenstangen, die einzeln in die mehreren Schlitze in dem Statorkern eingesetzt werden und die sich im Wesentlichen in einer geraden Linie erstrecken, und mehrere Verbindungsspulen, die die Spulenstangen der gleichen Phase miteinander verbinden, um dadurch erweiterte Abschnitte zu bilden, haben; wobei die Verbindungsspulen jeweils eine innere Verbindungsspule und eine äußere Verbindungsspule umfassen, die an verschiedenen axialen Positionen angeordnet sind; und wobei die innere Verbindungsspule einer äußeren Verbindungsspule mit einer anderen Phase in einer Axialrichtung zugewandt ist, und die äußere Verbindungsspule der inneren Verbindungsspule einer anderen Phase in der Axialrichtung zugewandt ist.

Description

Hintergrund
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, die in einem elektrischen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug installiert ist.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Herkömmlicherweise sind als ein Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, die unter Verwendung von Segmentspulen hergestellt wird, Statoren für elektrische Rotationsmaschinen bekannt, in denen Spulen durch Einsetzen mehrerer Segmente, die aus elektrischen Leitern bestehen, die zu einer U-Form geformt sind, in Schlitze in einem Statorkern ausgebildet werden, woraufhin Beinabschnitte gebogen werden und Endabschnitte der Segmente miteinander verbunden werden (siehe JP-A-2003-158840 und US-Patent Nr. 6894417 ).
In den Statoren für elektrische Rotationsmaschinen, die in JP-A-2003-158840 und dem US-Patent Nr. 6894417 beschrieben sind, werden Spulen durch einen Ausbildungsarbeitsgang zum Ausbilden elektrischer Leiter zu einer U-Form, einen Biegearbeitsgang zum Biegen der Beinabschnitte und einen Verbindungs-(Schweiß-)Arbeitsgang zum Verbinden von Endabschnitten der elektrischen Leiter ausgebildet. Aufgrund dessen werden die Endabschnitte der elektrischen Leiter in einem derartigen Zustand miteinander verbunden, dass die Endabschnitte in der Axialrichtung vorstehen, und daher wird die Größe des Stators in der Axialrichtung aufgrund der erweiterten Abschnitte vergrößert, und die Länge der erweiterten Abschnitte wird vergrößert. Somit gibt es immer noch Raum für Verbesserungen.
Zusammenfassung
Die Erfindung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme gemacht und eine ihrer Aufgaben ist, einen Stator für eine elektrische Rotationsmaschine bereitzustellen, dessen Größe verringert werden kann, indem der Vorsprung der sich in der Axialrichtung erstreckenden Abschnitte, unterdrückt wird, und der seine Leistung verbessern kann, indem der Kupferverlust als ein Ergebnis der verringerten Länge der erstreckenden Abschnitte verringert wird.
Mit Blick auf die Lösung der Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Stator (zum Beispiel ein Stator 10 in einer später beschriebenen Ausführungsform) für eine elektrische Rotationsmaschine bereitgestellt, der umfasst:
einen Statorkern (in der Ausführungsform zum Beispiel ein Statorkern 21) mit mehreren Schlitzen (in der Ausführungsform zum Beispiel Schlitze 23); und
segmentierte Spulen mit mehreren Phasen (in der Ausführungsform zum Beispiel Spulen 50), wobei
die segmentierten Spulen mehrerer Phasen mehrere Spulenstangen (in der Ausführungsform zum Beispiel Spulenstangen 25), die einzeln in die mehreren Schlitze in dem Statorkern eingesetzt werden und die sich im Wesentlichen in einer geraden Linie erstrecken, und mehrere Verbindungsspulen (in der Ausführungsform zum Beispiel Verbindungsspulen 40), die die Spulenstangen der gleichen Phase miteinander verbinden, um dadurch erweiterte Abschnitte zu bilden, haben, wobei
die Verbindungsspulen jeweils eine innere Verbindungsspule (in der Ausführungsform zum Beispiel eine innere Verbindungsspule 42) und eine äußere Verbindungsspule (in der Ausführungsform zum Beispiel eine äußere Verbindungsspule 41) umfassen, die an verschiedenen axialen Positionen angeordnet sind, und wobei
die innere Verbindungsspule einer äußeren Verbindungsspule einer anderen Phase in einer Axialrichtung zugewandt ist, und die äußere Verbindungsspule der inneren Verbindungsspule einer anderen Phase in der Axialrichtung zugewandt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Statorkern für eine elektrische Rotationsmaschine, wie in dem ersten Aspekt dargelegt, bereitgestellt, wobei
ein Paar von Grundplatten (in der Ausführungsform zum Beispiel Grundplatten 31L, 31R) an beiden Enden des Statorkerns bereitgestellt ist, wobei
in jedem Paar von Grundplatten mehrere Rillen (in der Ausführungsform zum Beispiel äußere Oberflächenrillen 37 und innere Oberflächenrillen 38) jeweils auf seiner Außenoberfläche (in der Ausführungsform zum Beispiel eine Außenoberfläche 35) und seiner Innenoberfläche (in der Ausführungsform zum Beispiel eine Innenoberfläche 36), die einander zugewandt sind, ausgebildet sind, wobei
die äußeren Verbindungsspulen in den Rillen (in der Ausführungsform zum Beispiel die Außenoberflächenrillen 37) angeordnet sind, die auf der Außenoberfläche ausgebildet sind, und wobei
die inneren Verbindungsspulen in den Rillen (in der Ausführungsform zum Beispiel die Innenoberflächenrillen 38) angeordnet sind, die auf der Innenoberfläche ausgebildet sind.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Stator für eine elektrische Rotationsmaschine bereitgestellt, wie in dem ersten oder zweiten Aspekt dargelegt, wobei
die Spulenstangen, die einzeln in die Schlitze eingesetzt sind, jeweils eine radial äußere Spulenstange (in der Ausführungsform zum Beispiel eine radial äußere Spulenstange 26) und eine radial innere Spulenstange (in der Ausführungsform zum Beispiel eine radial innere Spulenstange 27) umfassen, die in einer radialen Richtung ausgerichtet sind, wobei
die radial äußere Spulenstange oder die radial innere Spulenstange an einem Ende mit der äußeren Verbindungsspule verbunden ist und an ihrem anderen Ende mit der inneren Verbindungsspule verbunden ist, und wobei
die andere der radial äußeren Spulenstange und der radial inneren Spulenstange an einem Ende mit der inneren Verbindungsspule verbunden ist und an ihrem anderen Ende mit der äußeren Verbindungsspule verbunden ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Stator für eine elektrische Rotationsmaschine bereitgestellt, wie in dem dritten Aspekt dargelegt, wobei
die äußere Verbindungsspule, die an ihrem einen Ende mit der radial äußeren Spulenstange verbunden ist, sich radial auswärts und entweder in eine Uhrzeigerrichtung oder eine Gegenuhrzeigerrichtung erstreckt, um dadurch mit einer inneren Verbindungsspule der gleichen Phase verbunden zu werden, wobei
die innere Verbindungsspule, die an ihrem anderen Ende mit der radial äußeren Spulenstange verbunden ist, sich radial auswärts und in die andere – die Uhrzeigerrichtung oder die Gegenuhrzeigerrichtung – erstreckt, um dadurch mit einer äußeren Verbindungsspule der gleichen Phase verbunden zu werden, wobei
die innere Verbindungsspule, die an ihrem einen Ende mit der radial inneren Spulenstange verbunden ist, sich radial auswärts und in die andere – die Uhrzeigerrichtung oder die Gegenuhrzeigerrichtung – erstreckt, um dadurch mit einer äußeren Verbindungsspule der gleichen Phase verbunden zu werden, und wobei
die äußere Verbindungsspule, die an ihrem anderen Ende mit der radial inneren Spulenstange verbunden ist, sich radial auswärts und in die eine – die Uhrzeigerrichtung oder die Gegenuhrzeigerrichtung – erstreckt, um dadurch mit einer inneren Verbindungsspule der gleichen Phase verbunden zu werden.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, wie in dem vierten Aspekt dargelegt, bereitgestellt, wobei
in jeder der Grundplatten ein radial inneres Durchgangsloch (in der Ausführungsform zum Beispiel ein radial inneres Durchgangsloch 33) und ein radial äußeres Durchgangsloch (in der Ausführungsform zum Beispiel ein radial äußeres Durchgangsloch 32), in welche die radial innere Spulenstange und die radial äußere Spulenstange, die jeweils in dem gleichen Schlitz in dem Statorkern angeordnet sind, eingesetzt sind, derart ausgebildet sind, dass sie in der Radialrichtung ausgerichtet sind, wobei
die innere Verbindungsspule und die äußere Verbindungsspule, die mit der radial äußeren Spulenstange verbunden sind, derart ausgebildet sind, dass sie sich entlang einer Evolventenkurve erstrecken, und wobei
die innere Verbindungsspule und die äußere Verbindungsspule, die mit der radial inneren Spulenstange verbunden sind, derart ausgebildet sind, dass sie sich entlang einer Evolventenkurve erstrecken, während sie an einem radial inneren Ende der Evolventenkurve gebogen sind, um sich radial auswärts von dem radial inneren Durchgangsloch zu erstrecken, während sie sich um das radial äußere Durchgangsloch herum erstrecken.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird ein Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, wie in jedem der dritten bis fünften Aspekte dargelegt, bereitgestellt, wobei
die radial äußere Spulenstange und die radial innere Spulenstange die gleiche Länge haben.
Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung wird ein Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, wie in jedem der ersten bis sechsten Aspekte dargelegt, bereitgestellt, wobei
die mehreren Verbindungsspulen innerhalb einer Region angeordnet sind, wo der Statorkern in der Axialrichtung vorsteht.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bestehen die erweiterten Abschnitte, welche die Spulenstangen der gleichen Phase miteinander verbinden, aus den inneren Verbindungsspulen und den äußeren Verbindungsspulen, die in den verschiedenen axialen Positionen angeordnet sind, wodurch der axiale Vorsprung der erweiterten Abschnitte unterdrückt werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, die Größe des Stators zu verringern. Außerdem wird der Kupferverlust als ein Ergebnis der Verringerung der Länge der erweiterten Abschnitte verringert, wodurch der Wirkungsgrad der elektrischen Rotationsmaschine verbessert wird.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sind die inneren Verbindungsspulen und die äußeren Verbindungsspulen effizient in den verschiedenen axialen Positionen in einem derartigen Zustand angeordnet, dass sie durch die Grundplatte voneinander isoliert sind, wodurch nicht nur die Größe des Stators verringert werden kann, sondern auch die Montageeigenschaften der segmentierten Spulen verbessert werden können.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung können die äußeren und inneren Verbindungsspulen mit den zwei Spulenstangen verbunden werden, die sich in der Form einer Wellenwicklung von dem Schlitz erstrecken.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung können die äußeren und inneren Verbindungsspulen mit den Spulenstangen verbunden werden, die sich von den Schlitzen radial auswärts erstrecken, wodurch der Rotor leicht im Inneren des Stators angeordnet werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, die Verbindungsspulen mit den Spulenstangen in der Form einer Wellenwicklung zu verbinden.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung kommen die inneren Verbindungsspulen und die äußeren Verbindungsspulen innerhalb der Grundplatte nicht miteinander ins Gehege, wodurch des möglich gemacht wird, die von ihnen belegte Fläche zu verringern.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung haben die radial äußere Spulenstange und die radial innere Spulenstange die gleiche Länge, so dass Spulenstangenteile vereinheitlicht werden können.
Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung kann die radiale Größe des Stators verringert werden, und der Rotor kann leicht im Inneren des Stators angeordnet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird aus der hier nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung gegeben wird, und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend ist, vollständiger verstanden, wobei:
1 eine Perspektivansicht eines Stators für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß der Erfindung ist;
2 eine perspektivische Explosionsansicht des in 1 gezeigten Stators ist;
3A eine perspektivische Explosionsansicht einer der in 2 Grundplattenanordnungen ist, und 3B eine perspektivische Explosionsansicht der anderen Grundplattenanordnung ist;
4 eine Perspektivansicht einer Spulenstange ist;
5 eine vertikale Schnittansicht des in 1 gezeigten Stators ist, die entlang der Linie A-A in 6 genommen ist;
6 eine Vorderansicht der in 3A gezeigten einen Grundplattenanordnung ist;
7 eine Rückansicht der in 3A gezeigten einen Grundplattenanordnung ist;
8 eine Perspektivansicht segmentierter Doppelschlitzspulen mit mehreren Phasen ist;
9 eine Perspektivansicht von Spulen einer Phase ist, die aus den in 8 gezeigten Spulen mit den mehreren Phasen herausgenommen sind;
10 ein beispielhaftes Diagramm ist, das den Ausbau der Spulen mit den mehreren Phasen zeigt;
11A eine vergrößerte Teilansicht von 6 ist, und 11B eine entlang der Linie B-B in 11A genommene Schnittansicht ist;
12A ein beispielhaftes Diagramm ist, das einen Zustand zeigt, in dem eine Spulenstange und Verbindungsspulen durch Crimpen miteinander verbunden sind, 12B ein beispielhaftes Diagramm ist, das einen Zustand zeigt, in dem eine Spulenstange mit halbkugelförmigen Endabschnitten durch Presspassen mit Verbindungsspulen verbunden ist, und 12C ein beispielhaftes Diagramm ist, das einen Zustand zeigt, in dem eine Spulenstange mit halbkreisförmigen Endabschnitten und einem rechteckigen Querschnitt mit Verbindungsspulen verbunden ist, indem sie in Löcher in den Verbindungsspulen pressgepasst ist;
13 eine Perspektivansicht des Stators ist, in dem Kühlplatten auf Endflächen der Grundplattenanordnungen angeordnet sind;
14 eine vertikale Schnittansicht eines Hauptteils des Stators einschließlich der in 13 gezeigten Kühlplatten ist;
15 eine Perspektivansicht von Spulen einer Phase, die Einschlitzspulen mehrerer Phasen bilden, ist;
16 eine Perspektivansicht von Spulen einer Phase ist, die Dreischlitzspulen mit mehreren Phasen bildet.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Hier nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind in einer Ausrichtung zu sehen, in der Bezugsnummern richtig aussehen.
Wie in 1, 2 und 5 gezeigt, umfasst ein Stator 10 für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß dieser Ausführungsform eine Statorkernanordnung 20 und ein Paar von Grundplattenanordnungen 30L, 30R, und die Grundplattenanordnungen 30L, 30R sind einzeln an Enden des Statorkernanordnung 20 angeordnet und montiert. Eine Isolationslage 65, die zum Beispiel aus Silikon besteht, ist zwischen der Statorkernanordnung 20 und jeder der Grundplattenanordnungen 30L, 30R angeordnet, um die Statorkernanordnung 20 und die Grundplattenanordnungen zu isolieren.
Die Statorkernanordnung 20 umfasst einen Statorkern 21 und mehrere Spulenstangen (in der in den Figuren gezeigten Ausführungsform 48) 25.
Der Statorkern 21 besteht zum Beispiel aus mehreren Siliziumstahllagen, die durch eine Stanzpresse ausgestanzt und aneinander laminiert sind, und umfasst 48 Zähne 22, die auf seiner radialen Innenseite bereitgestellt sind, und 48 Schlitze 23, die zwischen den Zähnen 22, 22 ausgebildet sind, die benachbart zueinander liegen. Die Schlitze 23 sind derart ausgebildet, dass sie den Statorkern 21 in seiner Axialrichtung durchdringen und eine im Wesentlichen elliptische Form haben, die in einer Radialrichtung des Statorkerns 21 länglich ist, wenn er aus seiner Axialrichtung betrachtet wird. Die Schlitze 23 haben auch Öffnungsabschnitte 24, die zu einer Innenumfangsoberfläche des Statorkerns 21 geöffnet sind.
Auch unter Bezug auf 4 umfasst die Spulenstange 25 eine radial äußere Spulenstange 26 und eine radial innere Spulenstange 27, die die gleiche Form und Länge haben. Die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27 sind parallel angeordnet, während sie in der Axialrichtung in einem derartigen Maß wie eine Dicke einer Verbindungsspule 40, die später beschrieben wird, voneinander versetzt sind. Die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27 sind integral ausgebildet, indem sie auf ihrem Umfang mit einem Isoliermaterial 28 überzogen sind, das aus einem Harz spritzgegossen ist, wobei beide Enden jeder Spulenstange unbedeckt gelassen sind. Insbesondere ist die Länge jeder radial äußeren Spulenstange 26 und der radial inneren Spulenstange 27 auf eine Länge festgelegt, die im Wesentlichen gleich einer Summe einer axialen Länge des Statorkerns 21 und einer Dicke der drei Verbindungsspulen 40 ist, und Abschnitte 26a, 27a mit kleinem Durchmesser sind jeweils an beiden Enden der radial äußeren Spulenstange 26 und der radial inneren Spulenstange 27 ausgebildet, wobei die Länge der Abschnitte 26a, 27a mit kleinem Durchmesser im Wesentlichen gleich der Dicke der Verbindungsspule 40 ist.
Die mehreren (in der in den Figuren gezeigten Ausführungsform 48) Spulenstangen 25, die jeweils aus der radial äußeren Spulenstange 26 und der radial inneren Spulenstange 27 bestehen, werden, wie in 5 gezeigt, einzeln in die 48 Schlitze 23 in dem Statorkern 21 eingesetzt, so dass die radial äußeren Spulenstangen 26 radial auswärts angeordnet sind, und werden dann in einer Umfangsrichtung des Statorkerns 21 ausgerichtet. Folglich bilden die mehreren Spulenstangen 25 die Statorkernanordnung 20.
Die radial äußeren Spulenstangen 26 werden einzeln in die Schlitze 23 eingesetzt, so dass der Durchmesserabschnitt 26a mit kleinem Durchmesser ungefähr in einem solchen Ausmaß wie eine Dicke von zwei Verbindungsspulen 40 von einer Endfläche 21a (eine linke Endfläche in 5) des Statorkerns 21 vorsteht, während der Abschnitt 26a mit kleinem Durchmesser ungefähr in einem derartigen Maß wie die Dicke der Verbindungsspule 40 von der andere Endfläche 21b (eine rechte Endfläche in 5) vorsteht.
Außerdem werden die radial inneren Spulenstangen 27 einzeln in die Schlitze 23 eingesetzt, so dass der Abschnitt 27a mit kleinem Durchmesser in ungefähr einem derartigen Maß wie die Dicke der Verbindungsspule 40 von der einen Endfläche 21a des Statorkerns 21 vorsteht, während der Abschnitt 26a mit kleinem Durchmesser ungefähr in einem derartigen Maß wie die Dicke von zwei Verbindungsspulen 40 von der anderen Endfläche 21b vorsteht. Das Isoliermaterial 28 ist zwischen der radial äußeren Spulenstange 26 und der radial inneren Spulenstange 27 und dem Schlitz 23 in dem Statorkern 21 eingefügt, um die Isolierung zwischen den radial äußeren und inneren Spulenstangen 26, 27 und dem Statorkern 21 sicherzustellen. Folglich werden die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27 von dem Isolierelement 28 in einem derartigen Zustand bedeckt, dass die radial äußeren und inneren Spulenstangen 26, 27 in der Axialrichtung voneinander versetzt sind, so dass die axialen Positionen der Endabschnitte sich voneinander unterscheiden.
Das Isoliermaterial 28, das die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27 bedeckt, hat im Wesentlichen die gleiche Form wie die des Schlitzes 23 und ist ein wenig größer als der Schlitz 23 bemessen. Folglich kann das Isoliermaterial 28 leicht durch eine Presspassung in den Schlitz 23 eingesetzt werden. Außerdem sind die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27 dicker als eine herkömmliche Spule, die aus einer Wicklung besteht, die um sie herum gewickelt ist, und folglich wird ein Vorteil bereitgestellt, dass der Raumfaktor relativ zu dem Schlitz 23 vergrößert wird.
Wie in 1 bis 7 gezeigt, umfassen die Grundplattenanordnungen 30L, 30R, die einzeln an den Enden der Statorkernanordnung 20 angeordnet sind, Grundplatten 31L, 31R und mehrere Verbindungsspulen 40. Die Grundplattenanordnung 30R unterscheidet sich von der Grundplattenanordnung 30L darin, dass die Erstere keinen Verbindungsanschlussabschnitt, der später beschrieben wird, umfasst und darin, dass die Formen von ausgebildeten Rillen und die auf der Ersteren ausgebildeten Verbindungsspulen sich von denen der Letzteren unterscheiden. Die anderen Aufbauten beider Grundplattenanordnungen sind die gleichen, und daher wird hier nachstehend hauptsächlich die Grundplattenanordnung 30L beschrieben.
Wie in 6 und 7 gezeigt, ist die Grundplatte 31L aus einem Harz mit Isolationseigenschaften ausgebildet und ist im Wesentlichen ein ringförmiges Element mit im Wesentlichen den gleichen Innen- und Außendurchmessern wie denen des Statorkerns 21. Ein Einsatzabschnitt 31a ist, wie in den Figuren zu sehen, an einem oberen Abschnitt der Grundplatte 31L bereitgestellt, so dass er sich radial auswärts davon in die Form eines Segments erstreckt. Ein Verbindungsanschlussabschnitt ist für den Anschluss an externe Einrichtungen oder ähnliches auf dem Einsatzabschnitt 31a ausgebildet.
48 Paare von radial äußeren Durchgangslöchern 32 und radial inneren Durchgangslöchern 33 sind ausgebildet, um die Grundplatte 31L auf einer radial inneren Seite der Grundplatte 31L zu durchdringen, um jeweils den radial äußeren Spulenstangen 26 und den radial inneren Spulenstangen 27 der Spulenstangen 25 zu entsprechen, die in die Schlitze 23 in dem Statorkern 21 eingesetzt sind.
Das radial äußere Durchgangsloch 32 und das radial innere Durchgangsloch 33, die ein Paar bilden, liegen auf der gleichen geraden Linie L, die sich von einer Mitte O der Grundplatte 31 in eine radiale Richtung erstreckt. Ferner ist ein radial äußerstes Loch 34 auf einer Außendurchmesserseite der Grundplatte 31L ausgebildet. Folglich stellen die radial äußeren und inneren Durchgangslöcher 32, 33 und das radial äußerste Loch 34 eine Verbindung zwischen einer Außenoberfläche 35 und einer Innenoberfläche 36 der Grundplatte 31L her (sieh 5). Außerdem sind in einer Umfangsposition, wo der Einsatzabschnitt 31a ausgebildet ist, 12 Verbindungsanschluss-Verbindungslöcher 39 ausgebildet, die weiter radial auswärts als die Position des radial äußersten Lochs 34 in dem Einsatzabschnitt 31a gelegen sind.
Wie in 5 bis 7 gezeigt, sind mehrere (48) äußere Oberflächenrillen 37 und innere Oberflächenrillen 38 entlang Evolventenkurven ausgebildet, so dass sie jeweils auf der Außenoberfläche 35 und der Innenoberfläche 36 der Grundplatte 31L nahe aneinander liegen. Die äußeren Oberflächenrillen 37 und die inneren Oberflächenrillen 38 sind derart ausgebildet, dass sie einen U-förmigen Schnitt haben, der zu der Außenoberfläche 35 und der Innenoberfläche 36 jeweils geöffnet ist. Die benachbarten äußeren Oberflächenrillen 37 und die benachbarten inneren Oberflächenrillen 38 sind durch Wände 31b isoliert, die von der Grundplatte 31L aufgerichtet sind, und die äußeren Oberflächenrillen 37 und die inneren Oberflächenrillen 38, die einander in einer Axialrichtung zugewandt sind, sind durch eine Trennwand 31c isoliert, wodurch die äußeren Oberflächenrillen 37 und die inneren Oberflächenrillen 38 einzeln elektrisch isoliert werden.
Außerdem wird der Grundplatte 31 eine axiale Breite gegeben, die im Wesentlichen gleich einer Summe von Rillentiefen der äußeren Oberflächenrille 37 und der inneren Oberflächenrille 38 ist, die jeweils einer äußeren Verbindungsspule 41 und einer inneren Verbindungsspule 42, die beide später beschrieben werden, und einer Dicke der Trennwand 31c entsprechen.
In der Grundplattenanordnung 30L ist, wie in einer Vorderansicht der Grundplatte in 6 gezeigt, jede äußere Oberflächenrille 37 auf der Grundplatte 31L in einer gekrümmten Weise entlang der Evolventenkurve ausgebildet, um ein radial äußeres Durchgangsloch 32 mit einem radial äußersten Loch 34 zu verbinden, das auf einer geraden Linie L ausgebildet ist, die durch ein radial äußeres Durchgangsloch 32 geht, das in einer Uhrzeigerrichtung drei radial äußere Durchgangslöcher vor dem radial äußeren Durchgangsloch 32 liegt. In den mehreren äußeren Oberflächenrillen 37 erstrecken sich jedoch 12 äußere Oberflächenrillen 37a, die sich in Richtung des Einsatzabschnitts 31a erstrecken, in einer Evolventenweise von den entsprechenden radial äußeren Durchgangslöchern 32 zu geraden Linien L, die durch die radial äußeren Durchgangslöcher 32 gehen, die in der Uhrzeigerrichtung drei radial äußere Löcher vor den radial äußeren Durchgangslöchern 32 liegen, von denen die äußeren Oberflächenrillen 37a beginnen, sich zu erstrecken, und sind danach radial auswärts gebogen, um mit den entsprechenden Verbindungsanschluss-Verbindungslöchern 39 zu verbinden.
Wie in einer Rückansicht der Grundplatte in 7 gezeigt, ist jede innere Oberflächenrille 38 auf der Grundplatte in einer derartigen gekrümmten Weise ausgebildet, dass sie vermeidet, mit dem entsprechenden radial äußeren Durchgangsloch 32 ins Gehege zu kommen, um ein radial inneres Durchgangsloch 33 mit einem radial äußersten Loch 34 zu verbinden, das aus einer geraden Linie L gebildet ist, die durch ein radial inneres Durchgangsloch 33 geht, das in Uhrzeigerrichtung (von der Vorderseite der in 6 gezeigten Grundplatte gesehen gegen die Uhrzeigerrichtung) drei radial innere Durchgangslöcher vor dem einen radial inneren Durchgangsloch 33 liegt. In den mehreren inneren Oberflächenrillen 38 erstrecken sich jedoch 12 innere Oberflächenrillen 38a, die ich in Richtung des Einsatzabschnitts 31a erstrecken, ebenso in einer gekrümmten Weise von den entsprechenden radial inneren Durchgangslöchern 33 zu den geraden Linien L, welche durch die radial inneren Durchgangslöcher 33 gehen, die in Uhrzeigerrichtung (von der in 6 gezeigten Vorderseite der Grundplatte 31L gesehen gegen die Uhrzeigerrichtung) drei radial innere Durchgangslöcher vor den radial inneren Durchgangslöchern 33 liegen, von denen die inneren Oberflächenrillen 38a beginnen, sich zu erstrecken, und werden danach radial auswärts gebogen, um mit den entsprechenden Verbindungsanschluss-Verbindungslöchern 39 zu verbinden.
Nämlich sind, wie in 6 gezeigt, das radial äußere Durchgangsloch 32 und das radial innere Durchgangsloch 33, die in Uhrzeigerrichtung (oder gegen die Uhrzeigerrichtung) sechs radial äußere oder innere Durchgangslöcher voneinander beabstandet sind, über das radial äußerste Loch 34, mit dem die äußere Oberflächenrille 37 und die innere Oberflächenrille 38 sich gemeinsam verbinden, miteinander verbunden. Außerdem verbindet das Paar der äußeren Oberflächenrille 37a und der inneren Oberflächenrille 38a, die sich mit dem gemeinsamen Verbindungsanschluss-Verbindungsloch 39 verbinden, das radial äußere Durchgangsloch 32 mit dem radial inneren Durchgangsloch 33, die in der Uhrzeigerrichtung (oder gegen die Uhrzeigerrichtung) sechs radial äußere oder innere Durchgangslöcher voneinander beabstandet sind.
In der Grundplattenanordnung 30R hat jede äußere Oberflächenrille 37 auf der Grundplatte 31R die gleiche Form wie die innere Oberflächenrille 38 auf der Grundplatte 31L, und jede innere Oberflächenrille 38 auf der Grundplatte 31R hat die gleiche Form wie jede äußere Oberflächenrille 37 auf der Grundplatte 31L.
Die Verbindungsspule 40 ist aus einem leitenden Material, wie etwa Kupfer, zu der Form einer Platte ausgebildet. Die Verbindungsspulen 40 sind in äußere Verbindungsspulen 41 (41a, 41b), die in die äußeren Oberflächenrillen 37, 37a eingesetzt sind, und innere Verbindungsspulen 42 (42a, 42b), die in die inneren Oberflächenrillen 38, 38a eingesetzt sind, unterteilt. Wenn hier darauf Bezug genommen wird, sind die äußeren Verbindungsspulen 41 die Verbindungsspulen 40, die auf einer axial äußeren Seite des Stators 10 angeordnet sind, wenn die Statorkernanordnung 20 und die Grundplattenanordnungen 30 miteinander montiert sind, und die inneren Verbindungsspulen 42 sind die Verbindungsspulen 40, die auf einer axial inneren Seite des Stators 10 angeordnet sind.
Wie in 6 gezeigt, sind die äußeren Verbindungsspulen 41a entlang der Evolventenkurven mit der gleichen Form wie die äußeren Oberflächenrillen 37 ausgebildet, und Verbindungslöcher 43a, 43b sind an beiden Endabschnitten der äußeren Verbindungsspulen 41a ausgebildet. Das Verbindungsloch 43a hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen der gleiche wie der des Abschnitts 26a mit kleinem Durchmesser der radial äußeren Spulenstange 26 ist, und das Verbindungsloch 43b hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen der gleiche wie der eines Verbindungsstifts 45 ist, der später beschrieben wird, um die äußere Verbindungsspule 41a und die innere Verbindungsspule 42a miteinander zu verbinden. Außerdem sind die äußeren Verbindungsspulen 41b in einer gekrümmten Weise ausgebildet, so dass sie die gleiche Form wie die der äußeren Oberflächenrillen 37a haben, und Verbindungslöcher 43a und Verbindungsanschlusslöcher 43c sind an beiden Endabschnitten der äußeren Verbindungsspulen 41b ausgebildet.
Wie in 7 gezeigt, sind die inneren Verbindungsspulen 42a entlang der Evolventenkurven mit der gleichen Form der inneren Oberflächenrillen 38 ausgebildet, und Verbindungslöcher 44a, 44b sind an beiden Endabschnitten der inneren Verbindungsspulen 42a ausgebildet. Das Verbindungsloch 44a hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen der gleiche wie der des Abschnitts 27a mit kleinem Durchmesser der radial inneren Spulenstange 27 ist, und das Verbindungsloch 44b hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen der gleiche wie der des Verbindungsstifts 45 ist. Außerdem sind die inneren Verbindungsspulen 42b in einer gekrümmten Weise ausgebildet, so dass sie die gleiche Form wie die der inneren Oberflächenrillen 38a haben, und Verbindungslöcher 44a und Verbindungsanschlusslöcher 44c sind an beiden Endabschnitten der inneren Verbindungslöcher 42b ausgebildet.
Folglich sind, abgesehen von dem Abschnitt der Grundplatte 31L, wo die Verbindungsanschluss-Verbindungslöcher 39 sind, die inneren Verbindungsspulen 42a und die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b, die alle mit den radial äußeren Spulenstangen 26 verbunden sind, entlang der Evolventenkurven ausgebildet, und die inneren Verbindungsspulen 42a, 42b und die äußeren Verbindungsspulen 41a, die alle mit den radial inneren Spulenstangen 27 verbunden sind, sind entlang der Evolventenkurven ausgebildet, so dass sie sich von den radial inneren Durchgangslöchern 33 auf einer radial inneren Seite der Evolventenkurven radial auswärts erstrecken.
Die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b sind jeweils in die äußeren Oberflächenrillen 37, 37a und die inneren Verbindungsspulen 42a, 42b sind jeweils in die inneren Oberflächenrillen 38, 38a eingesetzt. Die leitenden Verbindungsstifte 45, die aus Kupfer oder Aluminium gefertigt sind, sind in die radial äußersten Löcher 34 eingesetzt, um die äußeren Verbindungsspulen 41a und die inneren Verbindungsspulen 42a elektrisch zu verbinden.
Dadurch werden die Grundplattenanordnungen 30L, 30R in einem derartigen Zustand aufgebaut, dass die Verbindungslöcher 43a der äußeren Verbindungsspulen 41a und die Verbindungslöcher 44a der inneren Verbindungsspulen 42a, die in Uhrzeigerrichtung (oder gegen die Uhrzeigerrichtung) sechs Verbindungslöcher voneinander entfernt angeordnet sind, über die äußeren Verbindungsspulen 41a, die Verbindungsstifte 45 und die inneren Verbindungsspulen 42a elektrisch verbunden.
Anstelle der Bereitstellung der Verbindungsstifte 45 wie in dieser Ausführungsform kann ein Aufbau verwendet werden, in dem vorstehende Abschnitte mit der gleichen Form des Verbindungstifts 45 integral auf einer der äußeren Verbindungsspulen 41a und der inneren Verbindungsspulen 42a ausgebildet sind, so dass die vorstehenden Abschnitte, die so geformt werden, in die Verbindungslöcher 43b, 44b eingesetzt werden, welche auf der anderen der äußeren Verbindungsspulen 41a und der inneren Verbindungsspulen 42a bereitgestellt sind, wobei die äußeren Verbindungsspulen 41a und die inneren Verbindungsspulen 42a elektrisch miteinander verbunden werden.
Das Paar von Grundplattenanordnungen 30L, 30R, das wie hier bereits beschrieben aufgebaut ist, ist an den vorgegebenen Positionen auf den beiden Enden der Statorkernanordnung 20 angeordnet, um daran montiert zu werden. Wie in 5 gezeigt, sind in der Grundplattenanordnung 30L, die an der einen Endfläche 21a (der linken Endfläche in der Figur) des Statorkerns 21 angeordnet ist, die Abschnitte 26a mit kleinem Durchmesser der radial äußeren Spulenstangen 26 in die Verbindungslöcher 43a der äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b eingesetzt, und die Abschnitte 27a mit kleinem Durchmesser der radial inneren Spulenstangen 27 sind in die Verbindungslöcher 44a der inneren Verbindungsspulen 42a, 42b eingesetzt. Danach werden die Abschnitte 26a, 27a mit kleinem Durchmesser gecrimpt, um in den entsprechenden Verbindungslöchern 43a, 44a fixiert zu werden. Genauer gesagt verbinden die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b und die inneren Verbindungsspulen 42a, 42b die Spulenstangen 25 der gleichen Phase (zum Beispiel eine U-Phase) miteinander, um dadurch erweiterte Abschnitte einer Spule 50 zu bilden.
In der Grundplattenanordnung 30R, die an der anderen Endfläche 21b (der rechten Endfläche in der Figur) des Statorkerns 21 angeordnet ist, werden die Abschnitte 26a mit kleinem Durchmesser der radial äußeren Spulenstangen 26 in die Verbindungslöcher 44a der inneren Verbindungsspulen 42a eingesetzt, und die Abschnitte 27a mit kleinem Durchmesser der radial inneren Spulenstangen 27 werden in die Verbindungslöcher 43a der äußeren Verbindungsspulen 41a eingesetzt. Danach werden die Abschnitte 26a, 27a mit kleinem Durchmesser gecrimpt, um in den entsprechenden Verbindungslöchern 43a, 44a befestigt zu werden. Genauer gesagt verbinden die äußeren Verbindungsspulen 41a und die inneren Verbindungsspulen 42a die Spulenstangen 25 der gleichen Phase (zum Beispiel der U-Phase) miteinander, um dadurch erweiterte Abschnitte der Spule 50 zu bilden.
Folglich erstreckt sich die äußere Verbindungsspule 41a, die mit dem einen Ende (dem linken Ende in der Figur) der radial äußeren Spulenstange 26 verbunden ist, in Bezug auf die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27, die in dem gleichen Schlitz 23 angeordnet sind, radial auswärts und in Uhrzeigerrichtung, um die innere Verbindungsspule 42a der gleichen Phase zu verbinden, während die innere Verbindungsspule 42a, die mit dem anderen Ende (dem rechten Ende in der Figur) der radial äußere Spulenstange 26 verbunden ist, sich radial auswärts und gegen die Uhrzeigerrichtung erstreckt, um die äußere Verbindungsspule 41a der gleichen Phase zu verbinden. Außerdem erstreckt sich die innere Verbindungsspule 42a, die mit dem einen Ende (dem linken Ende in der Figur) der radial inneren Spulenstange 27 verbunden ist, radial auswärts und gegen die Uhrzeigerrichtung, um die äußere Verbindungsspule 41a mit der gleichen Phase zu verbinden, während die äußere Verbindungsspule 41a, die mit dem anderen Ende (dem rechten Ende in der Figur) der radial inneren Spulenstange 27 verbunden ist, sich radial auswärts und gegen die Uhrzeigerrichtung erstreckt, um die innere Verbindungsspule 42a der gleichen Phase zu verbinden.
Auf diese Weise wird der Stator 10 gebildet, indem das Paar der Grundplattenanordnungen 30L, 30R mit den beiden Enden der Statorkernanordnung 20 verbunden wird, wodurch die segmentierten Spulen 50 vier Spulenschleifen für jede Phase, die den gleichen Aufbau haben, (U-Phasenspulen 50U, V-Phasenspulen 50V und W-Phasenspulen 50W) bildet. In diesen Spulenschleifen der drei Phasen (U-Phasenspulen 50U, V-Phasenspulen 50V und W-Phasenspulen 50W) bilden zwei Spulenschleifen einen Satz, und folglich werden die zwei Sätze von U-Phasenspulen 50U, zwei Sätze von V-Phasenspulen 50V und zwei Sätze von W-Phasenspulen 50W in dieser Reihenfolge in die Gegenuhrzeigerrichtung gewickelt (siehe 8 und 10). Dann umfassen die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27, die zusammen von dem Isoliermaterial 28 bedeckt sind, das in dem gleichen Schlitz 23 angeordnet werden soll, jeweils zwei Spulen, die einen Satz bilden. 8 ist eine Perspektivansicht vom Doppelschlitztyp, segmentierter Spulen mehrerer Phasen (U-, V- und W-Phase), die für ein besseres Verständnis aus dem Stator herausgenommen sind, und 9 ist eine Perspektivansicht von Spulen einer Phase (zum Beispiel U-Phase), die ihrerseits aus den Spulen der mehreren Phasen herausgenommen sind. 10 ist ein beispielhaftes Diagramm, das den Aufbau der Spulen der mehreren Phasen zeigt, 11A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 6, und 11B ist eine entlang der Linie B-B in 11A genommene Schnittansicht.
Außerdem sind in dem Stator 10, der in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b und die inneren Verbindungsspulen 42a, 42b in einem Bereich angeordnet, in dem der Statorkern 21 in der Axialrichtung vorsteht, und sind an verschiedenen Positionen in Bezug auf die Axialrichtung angeordnet.
In der Schnittansicht der Grundplattenanordnung 30L, die entlang der in 11A gezeigten Linie B-B genommen ist, sind, wie in 11B gezeigt, auf der Außenoberfläche der Grundplatte 31L zwei äußere V-Phasen-Verbindungsspulen 41b und eine äußere W-Phasenverbindungsspule 41b in dieser Reihenfolge von einer radial einwärtigen zu einer auswärtigen Richtung an dem Abschnitt 26a mit kleinem Durchmesser der radial äußeren U-Phasenspulenstange 26 von einer radial inneren Seite ausgerichtet, während auf der inneren Oberfläche der Grundplatte 31L eine U-Phasenverbindungsspule 42b und zwei innere W-Phasenverbindungsspulen 42b in dieser Reihenfolge von der radialen Innenseite angeordnet sind. Wie folglich aus 11A deutlich ist, sind die inneren Verbindungsspulen 42a, 42b den äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b der anderen Phase in der Axialrichtung zugewandt, und die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b sind den inneren Verbindungsspulen 42a, 42b der anderen Phasen in der Axialrichtung zugewandt.
Außerdem sind die Außenoberflächen der mehreren äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b, die an den axial äußeren Enden des Stators 10 angeordnet sind, auf gleicher Höhe mit den Endflächen der Grundplatten 31L, 31R.
Wie in 5 gezeigt ist, sind die Spulen 50 außerdem an dem Stator 10 montiert, so dass die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b, die mit den radial äußeren Spulenstangen 26 verbinden, sich axial auswärts an der einen Endfläche 21a des Statorkerns 21 befinden, während an der anderen Endfläche 21b des Statorkerns 21 die äußeren Verbindungsspulen 41a, die mit den radial inneren Spulenstangen 27 verbinden, axial auswärts gelegen sind.
12A bis 12C zeigen konzeptionelle Diagramme, die Verbindungsaufbauten zwischen einer Spulenstange und Verbindungsspulen zeigen. Hier nachstehend wird die radial auswärtige Spulenstange 26 als ein Beispiel für die Beschreibung genommen. Jedoch können Verbindungsaufbauten, die hier nachstehend beschrieben werden, auch auf die radial innere Spulenstange 27 angewendet werden. In einer bei 12A gezeigten radial äußeren Spulenstange 26 sind keilförmig zulaufende Abschnitte 26b, die in Richtung Enden der radial äußeren Spulenstange 26 konisch zulaufen, an beiden Endabschnitten ausgebildet, und ein Verbindungsloch 43a in einer äußeren Verbindungsspule 41a oder 41b und ein Verbindungsloch 44a in einer inneren Verbindungsspule 42a sind zu einem konisch zulaufenden Loch mit einem Gradienten gemacht, der im Wesentlichen gleich dem der Endabschnitte der radial äußeren Spulenstange 26 ist. Die radial äußere Spulenstange 26 und die Verbindungsstangen 40 sind derart aneinander montiert, dass die Grundplatten 31L, 31R, an dem Statorkern 21 montiert sind, und die Verbindungsspulen 40 dann von Druckelementen 61 von Spannvorrichtungen Dank elastischer Kräfte von Federn 64 relativ zu der radial äußeren Spulenstange 26 axial gedrückt werden, wodurch die Verbindungslöcher 43a, 44a der Verbindungsspulen 40 auf die konisch zulaufenden Abschnitte 26b der radial äußeren Spulenstange 26 montiert werden. Dann werden die Endabschnitte der radial äußeren Spulenstange 26 gecrimpt, indem sie gequetscht werden, um an den Enden von einem Stempel 62 verformt zu werden, wodurch die Spulenstange 26 und die Verbindungsspulen 40 aneinander befestigt werden.
Wenn dies stattfindet, sind die Einpassabschnitte zwischen der radial äußeren Spulenstange 26 und den Verbindungsspulen 40 konisch zulaufend, und daher werden, selbst in dem Fall, dass die Mitten der radial äußeren Spulenstange 26 und der Verbindungsspulen 40 ein wenig versetzt sind, die radial äußere Spulenstange 26 und die Verbindungsspulen 40 Dank der auf sie von den Druckelementen 61 angewendeten Drücke zentriert, so dass die radial äußere Spulenstange 26 und die Verbindungsspulen 40 an den konisch zulaufenden Abschnitten 26b in einer sicheren Weise miteinander verbunden werden, um dadurch eine elektrische Verbindung dazwischen herzustellen. Außerdem kann eine derartige Verbindung an mehreren Stellen (in dieser Ausführungsform 96 Stellen) durch einen einzigen Pressarbeitsgang ausgeführt werden. Folglich kann die Verbindungsarbeit effizient ausgeführt werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Herstellungseffizienz beachtlich zu verbessern. Es sollte bemerkt werden, dass die Spulenstange 25 und die Verbindungsspulen 40 nicht notwendigerweise durch Presspassen und Crimpen miteinander verbunden werden müssen und folglich durch Presspassen oder Crimpen verbunden werden können. Somit wird eine Verbindung der Spulenstange 25 und der Verbindungsspulen 40 basierend auf Presspassen nachstehend beschrieben.
Endabschnitte einer radial äußeren Spulenstange 26, die in 12B gezeigt ist, sind zu einer halbkugelförmigen Form ausgebildet, und Verbindungslöcher 43a, 44a von Verbindungsspulen 40 sind zu einem halbkugelförmig vertieften Abschnitt ausgebildet. In diesem Aufbau werden die halbkugelförmigen Endabschnitte der radial äußeren Spulenstange 26 in die Verbindungslöcher 43a, 44a der Verbindungsspulen 40 pressgepasst, wobei die radial äußere Spulenstange 26 und die Verbindungsspulen 40 miteinander verbunden werden. In diesem Aufbau können die radial äußere Spule 26 und die Verbindungsspulen 40 ebenfalls zentriert werden. Außerdem kann eine derartige Verbindung an mehreren Stellen durch einen einzige Presspassarbeitsgang ausgeführt werden, wodurch die radial äußere Spule 26 und die Verbindungsspulen 40 äußerst effizient miteinander verbunden werden können.
Eine in 12C gezeigte radial äußere Spulenstange 26 ist derart ausgebildet, dass sie einen rechteckigen Querschnitt hat und Endabschnitte davon sind zu einer halbkreisförmigen Form ausgebildet. Außerdem sind ebenso Verbindungslöcher 43a, 44a von Verbindungsspulen 40 zu einem halbkreisförmigen vertieften Abschnitt ausgebildet, und die radial äußere Spulenstange 26 und die Verbindungsspulen 40 werden durch Presspassen der Endabschnitte der radial äußeren Spule 26 in die Verbindungslöcher 43a, 44a, welche die halbkreisförmigen vertieften Abschnitte sind, verbunden. Nachdem der rechteckige Querschnitt gegeben ist, hat die radial äußere Spulenstange 26 dieser Ausführungsform eine Winkelform, die eng mit der des Schlitzes 23 übereinstimmt, und daher kann der Raumfaktor des Schlitzes 23 ebenfalls verbessert werden.
13 ist eine Perspektivansicht des Stators, in dem Kühlplatten an Endflächen der Grundplattenanordnungen angeordnet sind, und 14 ist eine vertikale Schnittansicht eines Hauptteils des Stators. Wie in 13 und 14 gezeigt, ist ein Paar Kühlplatten 60 derart angeordnet, dass sie in Kontakt mit den Grundplattenanordnungen 30 sind, die an beiden Endflächen des Stators 10 bereitgestellt sind. Ein Kältemitteldurchgang 63 ist in einem Inneren der Kühlplatte 60 ausgebildet, so dass ein Kältemittel darin zirkulieren kann. Dann wird ein Kältemittel, das unter Druck von einem nicht gezeigten Kältemittelzuführungssystem befördert wird, zum Beispiel in eine durch einen Pfeil C angegebene Richtung (siehe 13) in dem Kältemitteldurchgang 63 in der Kühlplatte 60 ausgegeben. Folglich kann der Stator 10 sicher über die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b (die erweiterten Abschnitte) des Stators 10 gekühlt werden, mit denen das Paar von Kühlplatten 60 in Kontakt ist.
Außerdem sind vordere Oberflächen der äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b flach, und daher werden die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b in Oberflächenkontakt mit den Kühlplatten 60 gebracht. Aufgrund dessen ist die Kontaktfläche mit den Kühlplatten 60 im Vergleich zu einer herkömmlichen Spule, um die eine Wicklung gewickelt ist, groß, das heißt, die Wärmeleitungsfläche ist groß, wodurch es möglich gemacht wird, den Stator 10 wirksam zu kühlen.
Außerdem sind in den Spulen 50 an der einen Endfläche 21a des Statorkerns 21 die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b, die mit den radial äußeren Spulenstangen 26 verbinden, axial auswärts gelegen, während an der anderen Endfläche 21b des Statorkerns 21 die äußeren Verbindungsspulen 41a, die mit den radial inneren Spulenstangen 27 verbinden, axial auswärts gelegen sind. Daher werden die radial äußeren Spulenstangen 26 und die radial inneren Spulenstangen 27 über die äußeren Verbindungsspulen 41a, 41b gleichmäßig gekühlt, um dadurch die Wärmeverteilung der Spulen zu unterdrücken. Ferner sind die Spulen 50 nicht anfällig für Probleme, die verursacht werden, wenn ein Ölkühlverfahren unter Verwendung eines ATF-Öls oder ähnlichem ausgewählt wird, dass die Spulen und die Isoliermaterialien durch das ATF-Öl, das auf die Spulen gesprüht wird, negativ beeinträchtigt werden, wodurch die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Stators verbessert werden.
Folglich umfasst der Stator 10 gemäß dieser Ausführungsform, wie hier bereits beschrieben wurde, den Statorkern 21 und die segmentierten Spulen 50 mehrerer Phasen, und die segmentierten Spulen 50 mehrerer Phasen haben die mehreren Spulenstangen 25, die einzeln in die mehreren Schlitze 23 in dem Statorkern 21 eingesetzt werden und die sich im Wesentlichen in der geraden Linie erstrecken, und mehrere Verbindungsspulen 40, welche die Spulenstangen 25 der gleichen Phase miteinander verbinden, um dadurch die erweiterten Abschnitte zu bilden. Die Verbindungsspulen 40 umfassen jeweils die innere Verbindungsspule 42 und die äußere Verbindungsspule 41, die in den verschiedenen axialen Positionen angeordnet sind, und die innere Verbindungsspule 42 ist der äußeren Verbindungsspule 41 der anderen Phase in der Axialrichtung zugewandt, während die äußere Verbindungsspule 41 der inneren Verbindungsspule 42 der verschiedenen Phase in der Axialrichtung zugewandt ist. Daher sind die erweiterten Abschnitte, welche die Spulenstangen 25 der gleichen Phase miteinander verbinden, an den anderen axialen Positionen angeordnet, wodurch der axiale Vorsprung der erweiterten Abschnitte unterdrückt werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, die Größe des Stators 10 zu verkleinern. Außerdem kann als ein Ergebnis dessen, dass die Länge der erweiterten Abschnitte verringert ist, der Kupferverlust unterdrückt werden, wodurch die Leistung der elektrischen Rotationsmaschine verbessert wird.
Außerdem ist das Paar von Grundplatten 31L, 31R an den beiden Enden des Statorkerns 21 bereitgestellt, und in jedem der Paar von Grundplatten 31L, 31R sind die mehreren Rillen 37, 38 auf ihrer Außenoberfläche 35 und Innenoberfläche 36, die jeweils einander zugewandt sind, ausgebildet. Die äußeren Verbindungsspulen 41 sind in den Rillen 37, die auf der Außenoberfläche 35 ausgebildet sind, angeordnet, während die inneren Verbindungsspulen 42 in den Rillen 38 angeordnet sind, die auf der Innenoberfläche 36 ausgebildet sind. Daher sind die erweiterten Abschnitte wirkungsvoll in einem derartigen Zustand an anderen axialen Positionen angeordnet, dass die erweiterten Abschnitte durch jede der Grundplatten 31L, 31R isoliert werden, wodurch nicht nur die Größe des Stators 10 verringert werden kann, sondern auch die Montageeigenschaften der segmentierten Spulen 50 verbessert werden können.
Ferner umfassen die Spulenstangen 25, die einzeln in die Schlitze 23 eingesetzt sind jeweils die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27, die in der Radialrichtung ausgerichtet sind, und die radial äußere Spulenstange 26 ist an einem Ende mit der äußeren Verbindungsspule 41 verbunden und ist an ihrem anderen Ende mit der inneren Verbindungsspule 42 verbunden, während die radial innere Spulenstange 27 an einem Ende mit der inneren Verbindungsspule 42 verbunden ist und an ihrem anderen Ende mit der äußeren Verbindungsspule 41 verbunden ist. Daher können die äußeren und inneren Verbindungsspulen 41, 42 mit den zwei Spulenstangen 26, 27 verbunden werden, die sich in der Form einer Wellenwicklung von dem Schlitz 23 erstrecken.
Außerdem sind die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27 mit den äußeren Verbindungsspulen 41 verbunden, die axial auswärts von dem Stator 10 auf beiden Endflächen des Statorkerns 21 positioniert sind. Durch Verwenden dieses Aufbaus wird in dem Stator 10 erzeugte Wärme über die äußeren Verbindungsspulen 41 abgeführt, wodurch es möglich gemacht wird, die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27 gleichmäßig zu kühlen. Der Stator 10 kann ferner effizient gekühlt werden, wenn die Kühlplatten 60 derart angeordnet sind, dass sie in Kontakt mit den äußeren Verbindungsspulen 41 sind, die sich an den axial äußeren Enden des Stators 10 befinden.
Außerdem erstreckt sich die äußere Verbindungsspule 41, die an einem ihrer Enden mit der radial äußeren Spulenstange 26 verbunden ist, radial auswärts und in die Uhrzeigerrichtung oder gegen die Uhrzeigerrichtung, um dadurch mit der inneren Verbindungsspule 42 der gleichen Phase verbunden zu werden, die innere Verbindungsspule 42, die an ihrem anderen Ende mit der radial äußeren Spulenstange 26 verbunden ist, erstreckt sich radial auswärts und in die andere – in Uhrzeigerrichtung oder gegen die Uhrzeigerrichtung – um dadurch mit der äußeren Verbindungsspule 41 der gleichen Phase verbunden zu werden, die innere Verbindungsspule 42, die einem ihrer Enden mit der radial inneren Spulenstange 27 verbunden ist, erstreckt sich radial auswärts und in die andere – die Uhrzeigerrichtung und die Gegenuhrzeigerrichtung – um dadurch mit der äußeren Verbindungsspule 41 der gleichen Phase verbunden zu sein, und die äußere Verbindungsspule 41, die an einem ihrer Enden mit der radial inneren Spulenstange 27 verbunden ist, erstreckt sich radial auswärts und in die eine der Uhrzeigerrichtung und gegen die Uhrzeigerrichtung, um dadurch mit der inneren Verbindungsspule 42 der gleichen Phase verbunden zu werden. Durch Verwenden dieses Aufbaus können die äußeren und inneren Verbindungsspulen 41, 42 mit den Spulenstangen 26, 27 verbunden werden, die sich von dem Schlitz 23 radial auswärts von den äußeren und inneren Spulenstangen 26, 27 erstrecken, und der Rotor kann leicht im Inneren des Stators 10 angeordnet werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Verbindungsspulen 40 in der Form einer Wellenwicklung mit den Spulenstangen 25 zu verbinden.
Außerdem sind in jeder der Grundplatten 31L, 31R das radial innere Durchgangsloch 33 und das radial äußere Durchgangsloch 32, in welche jeweils die radial innere Spulenstange 27 und die radial äußere Spulenstange 26, die in dem gleichen Schlitz 23 angeordnet sind, eingesetzt sind, derart ausgebildet, dass sie in der Radialrichtung ausgerichtet sind, und die innere Verbindungsspule 42 und die äußere Verbindungsspule 41, die mit der radial äußeren Spulenstange 26 verbunden sind, sind derart ausgebildet, dass sie sich entlang der Evolventenkurve erstrecken. Ferner sind die innere Verbindungsspule 42 und die äußere Verbindungsspule 41, die mit der radial inneren Spulenstange 27 verbunden sind, derart ausgebildet, dass sie sich entlang der Evolventenkurve erstrecken, während sie auf der radialen Innenseite der Evolventenkurve gebogen sind, so dass sie sich von dem radial inneren Durchgangsloch 33 radial auswärts erstrecken, während sie sich um das radial äußere Durchgangsloch 32 erstrecken. Daher kommen die innere Verbindungsspule 42 und die äußere Verbindungsspule 41 innerhalb jeder der Grundplatten 31L, 31R beeinträchtigen sich nicht gegenseitig, wodurch es möglich gemacht wird, die von ihnen belegte Fläche zu verringern.
Außerdem sind die radial äußere Spulenstange 26 und die radial innere Spulenstange 27 derart gefertigt, dass sie die gleiche Länge haben, wodurch Teile für Spulenstangen 25 vereinheitlicht werden können.
Außerdem sind die mehreren Verbindungsspulen 40 innerhalb der Region angeordnet, wo der Statorkern 21 in der Axialrichtung vorsteht, und daher kann die Größe des Stators 10 in der Radialrichtung verringert werden. Außerdem kann der Rotor leicht im Inneren des Stators 10 angeordnet werden.
Es sollte bemerkt werden, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt ist, die hier bereits beschrieben wurde, und folglich nach Bedarf modifiziert oder verbessert werden kann.
Zum Beispiel sind in der Ausführungsform 12 Verbindungsanschluss-Verbindungslöcher 39 ausgebildet. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und folglich kann ein Aufbau verwendet werden, in dem sechs Verbindungsanschluss-Verbindungslöcher 39 ausgebildet sind, und benachbarte Verbindungsspulen der gleichen Phase miteinander verbunden sind.
Außerdem kann eine Isolierabdeckung an den axial äußeren Enden des Paars von Grundplattenanordnungen 30L, 30R angeordnet sein. Alternativ können die axial äußeren Enden mit einem Harz oder ähnlichem überzogen werden.
Der Stator 10 der Erfindung ist nicht auf den Doppelschlitzstator, der hier vorstehend beschrieben wurde, beschränkt. Zum Beispiel kann der Stator 10 als ein Einschlitzstator aufgebaut werden, dessen Spulenform einer Phase in 15 gezeigt ist, oder kann als ein Dreischlitzstator aufgebaut sein, dessen Spulenform einer Phase in 16 gezeigt ist. In einem Dreiphasen-Achtpol-Wellenwicklungsstator beträgt die Anzahl von Schlitzen in dem Statorkern 21 in dem Fall des Einschlitzstators 24, und in dem Fall des Dreischlitzstators beträgt die Anzahl der Schlitze in dem Statorkern 21 72.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003-158840 A [0002, 0003]
US 6894417 [0002, 0003]

Claims

Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, der umfasst: einen Statorkern mit mehreren Schlitzen; und segmentierte Spulen mit mehreren Phasen, wobei: die segmentierten Spulen mehrerer Phasen mehrere Spulenstangen, die einzeln in die mehreren Schlitze in dem Statorkern eingesetzt werden und die sich im Wesentlichen in einer geraden Linie erstrecken, und mehrere Verbindungsspulen, die die Spulenstangen der gleichen Phase miteinander verbinden, um dadurch erweiternde Abschnitte zu bilden, haben; die Verbindungsspulen jeweils eine innere Verbindungsspule und eine äußere Verbindungsspule umfassen, die an verschiedenen axialen Positionen angeordnet sind; und die innere Verbindungsspule einer äußeren Verbindungsspule mit einer anderen Phase in einer Axialrichtung zugewandt ist, und die äußere Verbindungsspule der inneren Verbindungsspule einer anderen Phase in der Axialrichtung zugewandt ist.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 1, wobei ein Paar von Grundplatten an beiden Enden des Statorkerns bereitgestellt ist; in jedem Paar von Grundplatten mehrere Rillen jeweils auf seiner Außenoberfläche und seiner Innenoberfläche, die einander zugewandt sind, ausgebildet sind; die äußeren Verbindungsspulen in den Rillen angeordnet sind, die auf der Außenoberfläche ausgebildet sind; und die inneren Verbindungsspulen in den Rillen angeordnet sind, die auf der Innenoberfläche ausgebildet sind.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Spulenstangen, die einzeln in die Schlitze eingesetzt sind, jeweils eine radial äußere Spulenstange und eine radial innere Spulenstange umfassen, die in einer radialen Richtung ausgerichtet sind; die radial äußere Spulenstange oder die radial innere Spulenstange an einem Ende mit der äußeren Verbindungsspule verbunden ist und an ihrem anderen Ende mit der inneren Verbindungsspule verbunden ist; und die andere der radial äußeren Spulenstange und der radial inneren Spulenstange an einem Ende mit der inneren Verbindungsspule verbunden ist und an ihrem anderen Ende mit der äußeren Verbindungsspule verbunden ist.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 3, wobei: die äußere Verbindungsspule, die an ihrem einen Ende mit der radial äußeren Spulenstange verbunden ist, sich radial auswärts und entweder in eine Uhrzeigerrichtung oder eine Gegenuhrzeigerrichtung erstreckt, um dadurch mit einer inneren Verbindungsspule der gleichen Phase verbunden zu werden; die innere Verbindungsspule, die an ihrem anderen Ende mit der radial äußeren Spulenstange verbunden ist, sich radial auswärts und in die andere – die Uhrzeigerrichtung oder die Gegenuhrzeigerrichtung – erstreckt, um dadurch mit einer äußeren Verbindungsspule der gleichen Phase verbunden zu werden; die innere Verbindungsspule, die an ihrem einen Ende mit der radial inneren Spulenstange verbunden ist, sich radial auswärts und in die andere – die Uhrzeigerrichtung oder die Gegenuhrzeigerrichtung – erstreckt, um dadurch mit einer äußeren Verbindungsspule der gleichen Phase verbunden zu werden; und die äußere Verbindungsspule, die an ihrem anderen Ende mit der radial inneren Spulenstange verbunden ist, sich radial auswärts und in die Uhrzeigerrichtung oder die Gegenuhrzeigerrichtung erstreckt, um dadurch mit einer inneren Verbindungsspule der gleichen Phase verbunden zu werden.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 4, wobei: in jeder der Grundplatten ein radial inneres Durchgangsloch und ein radial äußeres Durchgangsloch, in welche die radial innere Spulenstange und die radial äußere Spulenstange, die jeweils in dem gleichen Schlitz in dem Statorkern angeordnet sind, eingesetzt sind, derart ausgebildet sind, dass sie in der Radialrichtung ausgerichtet sind; die innere Verbindungsspule und die äußere Verbindungsspule, die mit der radial äußeren Spulenstange verbunden sind, derart ausgebildet sind, dass sie sich entlang einer Evolventenkurve erstrecken; und die innere Verbindungsspule und die äußere Verbindungsspule, die mit der radial inneren Spulenstange verbunden sind, derart ausgebildet sind, dass sie sich entlang einer Evolventenkurve erstrecken, während sie an einem radial inneren Ende der Evolventenkurve gebogen sind, um sich radial auswärts von dem radial inneren Durchgangsloch zu erstrecken, während sie sich um das radial äußere Durchgangsloch herum erstrecken.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 3, wobei die radial äußere Spulenstange und die radial innere Spulenstange die gleiche Länge haben.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: die mehreren Verbindungsspulen innerhalb einer Region angeordnet sind, wo der Statorkern in der Axialrichtung vorsteht.