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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE OFFENLEGUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-104011 , die am 16. Mai 2013 eingereicht wurde und deren Inhalte hier durch Bezugnahme enthalten sind.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die hier beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf einen Stator eines rotierenden Elektromotors vom Typ eines Leiters mit Segmenten und ein Herstellungsverfahren davon.
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HINTERGRUND
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Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge enthalten als Antriebsquelle einen rotierenden Elektromotor. Im Besonderen bestehen bei Hybridfahrzeugen hohe Nachfragen nach einer Verkleinerung der Größe des rotierenden Elektromotormoduls zur Platzersparnis, wenn er zum Zwecke der Ermöglichung der Koexistenz mit einem Motor oder zur Sicherstellung des Fahrkomforts eingebaut wird. Andererseits bestehen Nachfragen nach rotierenden Elektromotoren mit höherer Leistung, und hierzu wurden verschiedene Gegenmaßnahmen untersucht, einschließlich der Erhöhung der Windungszahlen einer Statorspule, die Generierung höherer Spannungen durch Verbesserung der Isolationsleistung und Ähnliches.
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In einer Spulenendegestaltung eines rotierenden Elektromotors, wie in
9 und
10 dargestellt, besteht eine Spule
113 aus U-förmigen Spulensegmenten
100, die jeweils aus einem Bündel von flachen, rechtwinkligen Drähten W gebildet sind, bei denen mehrere flache, rechtwinklige Drähte
101 zusammen nebeneinander ausgerichtet sind und die jeweils ein Paar von Beinbereichen
102 und einen Verbindungsbereich
103 aufweisen, in dem ein S-förmiger Bereich
104, der in einer S-Form gekrümmt ist, in einem Mittenbereich davon vorgesehen ist und der beide Beinbereiche
102 miteinander verbindet (siehe zum Beispiel
JP-2012-165624-A ).
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Die Spule 113 wird durch Einsetzen eines Paares von Beinbereichen 102 von jedem von mehreren Spulensegmenten 100 in verschiedene Schlitze 112 in einen Statorkern 111 ausgebildet, wobei ein überspannender Bereich (Spanning Portion) 114 ausgebildet wird, der sich von einer radialen Innenseite eines Schlitzes 112 zu einer radialen Außenseite des anderen Schlitzes 112 über einen S-förmigen Bereich 104 erstreckt, und wobei die hervorstehenden Bereiche der Beinbereiche 102 gefaltet werden, die aus dem Statorkern 111 in einer Umfangsrichtung hervorstehen, sodass die zugehörigen Beinbereiche 102 miteinander verbunden sind. Hierbei sind mehrere S-förmige Bereiche 104, die den überspannenden Bereich 114 des Spulensegments 100 bilden, so angeordnet, dass sie einander in der Umfangsrichtung an einer Fläche 111a des Statorkerns 111 überlappen.
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Der Spulensegment 100 wird basierend auf einer in den 11A bis 11C dargestellten Vorgehensweise gebildet.
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Als Erstes, wie in 11A dargestellt, wird ein Mittenbereich eines Bündels flacher rechtwinkliger Drähte W, in dem mehrere flache rechtwinklige Drähte 101 zusammen angeordnet sind, wobei die breiteren Flächen zueinander abgewandt angeordnet sind, durch einen beweglichen Die 121 und einen festen Die 122 gebogen, um einen S-förmigen Bereich 104 zu bilden. Daraufhin wird, wie in 11B dargestellt, der Mittenbereich des Bündels der flachen rechtwinkligen Drähte W im Wesentlichen von einem hervorstehenden Die 123 und einem ausgesparten Die 124, die jeweils an der rechten und linken Seite jeweils schräge Flächen in einem bestimmten Winkel aufweisen, um schräge Bereiche 105 an beiden Seiten des S-förmigen Bereichs 104 zu bilden, in eine V-Form gepresst. Danach wird, wie in 11C dargestellt, das Bündel flacher rechtwinkliger Drähte W an einem den Beinbereich bildenden Die 125 angeordnet und ein Paar L-förmiger Dies 126 wird abgesenkt, um beide Endbereiche des Bündels der flachen rechtwinkligen Drähte W zu biegen, um ein Paar Beinbereiche 102 zu bilden.
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In
JP-2012-165624-A werden die Flächen der flachen rechtwinkligen Drähte
101, die einander im Schlitz
112 zugewandt sind, ebenso gestaltet, dass sie einander am Ende der Spule zugewandt sind, sodass die Größe des rotierenden Elektromotors verringert wird, ohne die Isolierungsbeschichtungen der flachen rechtwinkligen Drähte
101 negativ zu beeinflussen.
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Wenn in
JP-2012-165624-A jedoch, wie in
12A und
12B dargestellt, versucht wird, ein Spulenende auszubilden, bei dem eine Überspannhöhe verringert wird, indem geneigte Bereiche
105 der benachbarten Spulensegmente
100A bis
100C möglichst nahe aneinander angeordnet oder miteinander in Kontakt gebracht werden, interferiert in der Praxis, wie in
13A dargestellt, ein Eckbereich
101a einer der flachen rechtwinkligen Drähte
101 des Spulensegments
100A mit dem Spulensegment
100B am Übergangsbereich
106 zwischen den schrägen Bereichen
105 des Spulensegments
100A, was zu dem Problem führt, dass die Isolierungsleistung beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund sind bei dem Versuch, einen Isolationsabstand sicherzustellen, der am Übergangsbereich
106 erforderlich ist, oder ein Spulenende über ein Isolationsmaterial auszubilden, wie in
13B dargestellt, die schrägen Bereiche
105 voneinander beabstandet oder die Aufhöhe wird erhöht, was die Größe des rotierenden Elektromotors erhöht, was zu dem Problem führt, dass sich der Einbau des rotierenden Elektromotors in ein Fahrzeug schwieriger gestaltet.
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ÜBERSICHT
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Ein Ziel der Ausführungsformen ist die Bereitstellung eines Stators eines rotierenden Elektromotors vom Typ eines Leiters mit Segmenten, der eine Aufhöhe einer Spule gering halten kann und eine erforderliche Isolationsleistung sicherstellen kann, sowie ein Herstellungsverfahren des Stators.
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Die Ausführungsformen sehen die folgenden Aspekte 1 bis 8 vor.
- 1. Ein Stator (zum Beispiel ein Stator 10 in einer Ausführungsform) eines rotierenden Elektromotors vom Typ eines Leiters mit Segmenten, der aufweist:
einen ringförmigen Statorkern (zum Beispiel ein Statorkern 13 in der Ausführungsform), der mehrere Schlitze (zum Beispiel die Schlitze 14 in der Ausführungsform) enthält; und
Spulen (wie die Statorspulen 15 der Ausführungsform), die in die Schlitze eingesetzt sind, wobei an wenigstens einem axialen Endbereich (zum Beispiel einem Endbereich 13c in der Ausführungsform) des Statorkerns die Spulen angeordnet sind, um ein Spulenende zu bilden, sodass mehrere überspannende Bereiche (zum Beispiel die Verbindungsbereiche 22 in der Ausführungsform) der Spulen fortlaufend in einer Umfangsrichtung angeordnet sind und sodass am Umfang benachbarte der überspannenden Bereiche in axialer Richtung betrachtet einander teilweise überlappen, wobei sich jeder überspannende Bereich von einem radialen Innenbereich von einem der Schlitze zu einem radialen Außenbereich eines anderen der Schlitze erstreckt, und
wobei ein Scheitelbereich (zum Beispiel ein Scheitelbereich 29 in der Ausführungsform) des überspannenden Bereichs verdrillt ist, sodass ein Überkreuzungszustand in radialer Richtung betrachtet in einem Bereich (zum Beispiel ein Bereich S in der Ausführungsform) ausgebildet wird, wobei der überspannende Bereich in axialer Richtung betrachtet freigelegt ist.
- 2. Stator nach Aspekt 1,
wobei ein radialer Außenbereich des überspannenden Bereichs radial nach außen bezüglich des Scheitelbereichs in axialer Richtung betrachtet verläuft.
- 3. Stator nach Aspekt 1 oder 2, wobei ein radialer Innenbereich des überspannenden Bereichs radial nach innen bezüglich des Scheitelbereichs in axialer Richtung betrachtet verläuft.
- 4. Stator nach einem der Aspekte 1 bis 3,
wobei der überspannende Bereich aus mehreren Spulensegmenten (zum Beispiel Spulensegmente 23 in der Ausführungsform) besteht, die zusammen nebeneinander in einem Bündel ausgerichtet sind, und
wobei der Scheitelbereich des überspannenden Bereichs verdrillt ist, sodass die benachbarten der Spulensegmente eng aneinander angebracht sind,
- 5. Herstellungsverfahren einer Stators (zum Beispiel der Stator 10 in der Ausführungsform) eines rotierenden Elektromotors vom Typ eines Leiters mit Segmenten, der einen ringförmigen Statorkern (zum Beispiel der Statorkern 13 der Ausführungsform) enthält, der mehrere Schlitze (zum Beispiel die Schlitze 14 in der Ausführungsform) und Spulen (zum Beispiel die Statorspulen 15 in der Ausführungsform) enthält, die in die Schlitze eingefügt werden, wobei das Verfahren beinhaltet:
Verdrillen eines Scheitelbereichs (zum Beispiel des Scheitelbereichs 29 in der Ausführungsform) eines überspannenden Bereichs (zum Beispiel der Verbindungsbereiche 22 in der Ausführungsform) von jeder Spule an wenigstens einem axialen Endbereich (zum Beispiel der Endbereich 13c in der Ausführungsform) des Statorkerns, sodass ein Überkreuzungszustand in radialer Richtung betrachtet ausgebildet wird, wobei sich jeder überspannende Bereich von einem radialen Innenbereich von einem der Schlitze zu einem radialen Außenbereich eines anderen der Schlitze erstreckt; und
Anordnen der Spulen in den Schlitzen im Statorkern, sodass die mehreren überspannenden Bereiche fortlaufend in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und sodass die am Umfang benachbarten der überspannenden Bereiche einander teilweise in axialer Richtung betrachtet überlappen.
- 6. Verfahren nach Aspekt 5, das weiterhin beinhaltet:
Erweitern eines radialen Außenbereichs des überspannenden Bereichs nach außen bezüglich des Scheitelbereichs in axialer Richtung betrachtet.
- 7. Verfahren nach Aspekt 5 oder 6, das weiterhin beinhaltet:
Erweitern eines radialen Innenbereichs des überspannenden Bereichs radial nach innen bezüglich des Scheitelbereichs in axialer Richtung betrachtet.
- 8. Das Verfahren nach einem der Aspekte 5 bis 7,
wobei im Verdrillungsschritt ein Scheitelbereich des überspannende Bereichs ausgebildet wird, indem mehrere Spulensegmente (zum Beispiel die Spulensegmente 23 in der Ausführungsform) miteinander verdrillt werden, die zusammen nebeneinander in einem Bündel angeordnet sind, sodass die benachbarten der Spulensegmente eng aneinander angebracht sind.
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Gemäß den Aspekten 1 und 5 kann selbst in einem Falle, in dem die mehreren überspannenden Bereiche fortlaufend in der Umfangsrichtung angeordnet sind, während sie einander teilweise überlappen, die Höhe der überspannenden Bereiche der Spule gering gehalten werden, wodurch die Größe des rotierenden Elektromotors verringert werden kann.
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Gemäß den Aspekten 2, 3, 6 und 7 kann der Bereich, in dem die überspannenden Bereiche in axialer Richtung betrachtet freigelegt sind, erweitert werden, was den Verdrillungsprozess vereinfacht.
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Gemäß den Aspekten 4 und 8 kann verhindert werden, dass die überspannenden Bereiche vergrößert werden, dadurch verringert sich die Größe des Spulenendes.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Vorderansicht eines Stators gemäß einer Ausführungsform.
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2 ist eine vergrößerte Ansicht der Hauptkomponente in 1.
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3A ist eine perspektivische Ansicht einer Gruppe von Spulensegmenten.
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3B ist eine Seitenansicht einer Gruppe von Spulensegmenten.
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4A ist eine Ansicht einer Gruppe von Spulensegmenten, die einen Biegeschritt veranschaulicht.
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4B ist eine Ansicht einer Gruppe von Spulensegmenten, die einen Schritt der Bildung eines Beinbereichs veranschaulicht.
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4C ist eine Ansicht der Spulensegmentgruppe in einer durch IV angegebenen Richtung.
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4D ist eine Ansicht einer Spulensegmentgruppe, die einen Verdrillungsschritt veranschaulicht.
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5 ist eine ausschnittsweise perspektivische Detailansicht einer Seite des Stators, an der die Beinbereiche der Spulensegmente verbunden sind.
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6 ist eine Vorderansicht, die drei ausgewählte Spulensegmentgruppen darstellt.
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7A ist eine Ansicht der drei Spulensegmentgruppen in 6 in radialer Richtung betrachtet.
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7B ist eine perspektivische Ansicht der drei Spulensegmentgruppen in 6.
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8A ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils, die ein Paar von aneinander angrenzenden Spulensegmentgruppen darstellt, die aus mehreren Spulensegmentgruppen stammen, deren Beinbereiche in Statorschlitze eingesetzt sind.
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8B ist eine Querschnittansicht entlang der Linie VIII-VIII von 8A.
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8C ist eine Querschnittansicht entlang der Linie VIII'-VIII' von 8A.
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9 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Stators.
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10 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Gruppe von Spulensegmenten.
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11A bis 11C sind Diagramme, die den Funktionsprozess der Spulensegmentgruppen von 8A bis 8C darstellen.
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12A ist eine Vorderansicht eines Spulenendes, bei dem eine Aufhöhe durch Verwendung herkömmlicher Spulensegmentgruppen verringert wird.
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12B ist eine Seitenansicht der Spule in 12A.
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13A ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der herkömmlichen Spulensegmentgruppen, die einen Zustand darstellen, in dem ein Paar benachbarter Spulensegmentgruppen an Übergangsbereichen miteinander in Interferenz kommen.
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13B ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils herkömmlicher Spulensegmentgruppen, die nur ein Paar der Spulensegmentgruppen darstellt, die zur Veranschaulichung ausgewählt wurden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In dem vorliegenden Dokument werden ein Stator eines rotierenden Elektromotors vom Typ eines Leiters mit Segmenten und ein Herstellungsverfahren davon gemäß einer Ausführungsform basierend auf den Zeichnungen im Anhang beschrieben. Es ist hervorzuheben, dass die Zeichnungen in eine Richtung betrachtet werden sollten, in der die angegebenen Bezugsziffern korrekt ausgerichtet sind.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, weist ein Stator 10 der Ausführungsform auf einen Statorkern 13, in dem mehrere Schlitze 14, die den Statorkern 13 in einer axialen Richtung durchschneiden, an bestimmten Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und Statorspulen 15 in mehreren Phasen (zum Beispiel einer U-Phase, einer V-Phase, einer W-Phase), die in den Schlitzen untergebracht sind.
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Zuleitungsbereiche 16 sind einzeln mit Statorspulen 15 verbunden, sodass der Strom hierzu von einer externen Stromquelle zugeleitet wird. Ein nicht dargestellter Rotor ist rotierbar im Stator 10 angeordnet, und der Stator 10 und der Rotor sind in einem nicht dargestellten Gehäuse untergebracht, um einen rotierenden Elektromotor zu bilden.
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Die Statorspulen 15 sind aus mehreren Spulensegmentgruppen 20 ausgebildet. Jede Spulensegmentgruppe 20 ist aus einer bestimmten Anzahl von im Wesentlichen U-förmigen Spulensegmenten 23 ausgebildet, die zusammen nebeneinander in einem Bündel ausgerichtet sind. Jedes U-förmige Spulensegment 23 weist einen flachen rechtwinkligen Draht 30 auf, der im Querschnitt rechteckig ist und hat, wie in 3A und 3B dargestellt, ein Paar von Beinbereichen 21a, 21b, die parallel zueinander verlaufen und einen Verbindungsbereich 22, der die beiden Beinbereiche 21a, 21b an Endbereichen davon verbindet. Wie in 2 dargestellt, wird ein Beinbereich 21a eines jeden Spulensegments 23 in einen radialen Innenbereich eines Schlitzes 14a eingesetzt, und der andere Beinbereich 21b wird in einen radialen Außenbereich des anderen Schlitzes 14b eingesetzt, der sich an einer bestimmten Anzahl von Schlitzen vom Schlitz 14a entfernt befindet. In der Folge bildet der Verbindungsbereich 22 einen überspannenden Bereich, der vom radialen Innenbereich des Schlitzes 14 zum radialen Außenbereich des anderen Schlitzes zur Verbindung an einem axialen Endbereich 13c des Statorkerns 13 reicht.
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Die Statorspulen 15 sind so angeordnet, dass die Verbindungsbereiche 22 der mehreren Spulensegmentgruppen 20 fortlaufend in Umfangsrichtung liegen und dass die am Umfang benachbarten der Verbindungsbereiche 22 einander in axialer Richtung betrachtet teilweise überlappen, um dadurch die Spulenenden davon am axialen Endbereich 13c des Statorkerns 13 auszubilden.
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Auch in dieser Ausführungsform sind in jeder Spulensegmentgruppe 20 die Spulensegmente 23 zusammen nebeneinander ausgerichtet, sodass breitere Flächen der flachen rechtwinkligen Drähte 30 abgewandt zueinander angeordnet werden. Darüber hinaus sind die Spulensegmente 23 so angeordnet, dass Flächen der flachen rechtwinkeligen Drähte 30, die einander an den Beinbereichen 21a, 21b gegenüberliegen, ebenso einander am Verbindungsabschnitt 22 gegenüberliegen. Ein gekrümmter Bereich 26, der im Wesentlichen in einer S-Form gekrümmt ist, ist an einem Mittenbereich des Verbindungsbereichs 22 ausgebildet, in dem der Mittenbereich in der Richtung, in der die Spulensegmente 23 ausgerichtet sind, an mindestens zwei Positionen 26a, 26b gebogen wird, wobei die Biegerichtung wechselweise geändert wird.
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In dieser Ausführungsform weist der Verbindungsbereich 22 einen verdrillten Bereich 25 auf, der so verdrillt ist, dass er in radialer Richtung betrachtet einen Überkreuzungszustand in einem Bereich bildet, in dem der Verbindungsbereich 22 in axialer Richtung betrachtet freigelegt ist (siehe 7A und 7B).
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Und zwar ist, wie in 6 dargestellt, zum Beispiel in Verbindungsbereichen 22A bis 22C der drei Spulensegmentgruppen 20A bis 20C, die in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, ein verdrillter Bereich 25 des Verbindungsbereichs 22B in axialer Richtung betrachtet nicht vom Verbindungsbereich 22A und vom Verbindungsbereich 22C bedeckt. Das heißt, der verdrillte Bereich 25 ist innerhalb eines Bereichs ausgebildet (einen Bereich S in 6, der mit schrägen Linien schattiert ist), der in axialer Richtung betrachtet freigelegt ist. Im Besonderen ist in dieser Ausführungsform der verdrillte Bereich 25 in einem Bereich ausgebildet, der durch Verbinden einer radialen inneren Grenzposition T1 und einer radialen äußeren Grenzposition T2 definiert ist, wobei die Spulensegmente 23 des Verbindungsbereichs 22A und des Verbindungsbereichs 22B, die in der Umfangsrichtung nebeneinander liegen, in axialer Richtung betrachtet einander zu überlappen beginnen, und eine radiale innere Grenzposition T3 und eine radiale äußere Grenzposition T4, an der in der axialen Richtung betrachtet die Spulensegmente 23 des Verbindungsbereichs 22B und des Verbindungsbereichs 22C, die in Umfangsrichtung nebeneinander liegen, einander zu überlappen beginnen.
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An diesem verdrillten Bereich 25 sind die mehreren Spulensegmente 23 zusammen entlang einer Verdrillungssachse 32 verdrillt, die durch Mittenbereiche der flachen rechtwinkligen Drähte 30 entlang einer Richtung verläuft, in der die Mittenbereiche verlaufen, sodass die benachbarten Spulensegmente 23 eng aneinander angebracht sind. Darüber hinaus sind mit Bezugnahme auf den verdrillten Bereich des Verbindungsbereichs 22B in 6 ein radialer Außenbereich und ein radialer Innenbereich des verdrillten Bereichs 25 entlang der Verdrillungsachse 32 in abgewandten Richtungen bezüglich eines radialen Mittenbereichs C verdrillt. D. h. der radiale Außenbereich des verdrillten Bereichs 25 ist bezüglich des radialen Mittenbereichs C in einer Richtung verdrillt, in der der Verbindungsbereich 22B sich vom Verbindungsbereich 22A wegbewegt, um sich dem Verbindungsbereich 22C anzunähern, während der radiale Innenbereich des verdrillten Bereichs 25 bezüglich des radialen Mittenbereichs C in einer Richtung verdrillt wird, in der der Verbindungsbereich 22B vom Verbindungsbereich 22C weg verläuft, um sich dem Verbindungsbereich 22A anzunähern. Dadurch wird am Verbindungsbereich 22 ein Scheitelbereich 29, an dem der verdrillte Bereich 25 ausgebildet ist, und ein Paar schräger Bereiche 24, die in schräger Weise in Richtungen verlaufen, in denen die Beinbereiche 21a, 21b zwischen dem Scheitelbereich 29 und den Beinbereichen 21a, 21b verlaufen, ausgebildet.
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Aus diesem Grund, wie in 3B, 7A und 7B dargestellt, sind die Bereiche, an denen das Paar schräger Bereiche 24 ausgebildet ist, im Wesentlichen in einer flachen Fläche ausgebildet. Darüber hinaus ist der Überkreuzungszustand in radialer Richtung betrachtet am verdrillten Bereich 25 ausgebildet, wobei ein Bereich 25a ausgebildet ist, der von einer axialen Außenfläche 24c eines jeden schrägen Bereichs 24 in radialer Richtung betrachtet hervorsteht. Die Verdrillungsachse 32 bildet eine Linie, an der sich die durch das Paar schräger Bereiche 24 gebildeten Flächen 31A, 31B schneiden.
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In der Spulensegmentgruppe 20, die wie oben beschrieben geformt ist, wird zuerst, wie in 4A dargestellt, eine bestimmte Anzahl von (in der veranschaulichten Ausführungsform vier) flachen rechtwinkligen Drähten 30 zusammen nebeneinander in einem flachen Bündel ausgerichtet, wobei breitere Flächen davon abgewandt zueinander liegen, und ein Mittenbereich des Bündels der flachen rechtwinkligen Drähte 30 wird entlang einer Richtung gebogen, in der die flachen rechtwinkligen Drähte 30 an wenigstens zwei Positionen ausgerichtet sind, an denen sich die Biegerichtung wechselweise verändert, sodass die Mittenposition im Wesentlichen in einer S-Form gekrümmt ist, wobei ein gekrümmter Bereich 26 am Mittenbereich ausgebildet wird.
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Darauf werden, wie in 4B dargestellt, beide Enden des Mittenbereichs, die sich um einen bestimmten Abstand vom gekrümmten Bereich 26 entfernt befinden, gebogen, um ein Paar von Beinbereichen 21a, 21b zu bilden. Ist dies der Fall, wird ein Paar der Beinbereiche 21a, 21b gebogen, während sie verdrillt werden, um im folgenden Schritt in verschiedene Richtungen von einander in einem bestimmten Winkel ausgerichtet zu werden, sodass das Paar der Beinbereiche 21a, 21b zueinander parallel wird. Ein zwischen den Biegebereichen an den Enden des Mittenbereichs definierter Bereich bildet einen Verbindungsbereich 22.
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Wie in 4C dargestellt, ist ein Bereich des gekrümmten Bereichs 26, der näher am Beinbereich 21a liegt, bezüglich des gebogenen Bereichs 26a des gekrümmten Bereichs 26 entlang der Verdrillungsachse 32 verdrillt, die durch den Mittenbereich in die Richtung verläuft, in der die flachen rechtwinkligen Drähte 30 in der Verlaufsrichtung der flachen rechtwinkligen Drähte 30 ausgerichtet sind, um dadurch einen verdrillten Bereich 25 zu bilden. Hierdurch wird, wie in 4D dargestellt, eine Spulensegmentgruppe 20 ausgebildet, die einen Scheitelbereich 29 aufweist, an dem der verdrillte Bereich 25 ausgebildet ist, und ein Paar schräger Bereiche 24, die vom Scheitelbereich 29 als Grenze dazwischen in schräger Weise bezüglich der Richtungen verlaufen, in denen die Beinbereiche 21a, 21b verlaufen.
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Wie in 2 dargestellt, wird in der Statorspule 15 der Beinbereich 21a eines jeden Spulensegments 23 der oben beschriebenen Spulensegmentgruppe 20 in einen radialen Innenbereich eines Schlitzes 14a eingesetzt, während der andere Beinbereich 21b davon in einen radialen Außenbereich eines anderen Schlitzes 14b eingesetzt wird, der sich eine bestimmte Anzahl von Schlitzen vom einen Schlitz 14a entfernt befindet, und der Verbindungsbereich 22 ist an einem axialen Endbereich 13c des Statorkerns 13 angeordnet. In diesem Fall ist der schräge Bereich 24a, der sich näher am Beinbereich 21a befindet, der im Wesentlichen in der Umfangsrichtung verläuft, radial nach außen am Biegebereich 26b des gekrümmten Bereichs 26 gebogen und verläuft dann zum Scheitelbereich 29. Der andere schräge Bereich 24b, der sich näher am anderen Beinbereich 21b befindet und im Wesentlichen in der Umfangsrichtung verläuft, wird danach an einem Biegebereich 33 gekrümmt, um so entlang des Verlaufs am Umfang radial nach außen zu verlaufen, wird danach am Biegebereich 26a des gekrümmten Bereichs 26 radial nach innen gebogen und verläuft zum Scheitelbereich 29. In diesem Fall befindet sich der Biegebereich 26a des gekrümmten Bereichs 26 radial weiter außen als der Schlitz 14.
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In der Folge sind in dieser Ausführungsform acht Spulensegmente 23 in einem Schlitz 14 angeordnet. Dann werden, wie in 5 dargestellt, die hervorstehenden Bereiche 21c des Paars der Beinbereiche 21a, 21b, die durch die Schlitze 14 hindurchgehen, um aus dem Statorkern 13 hervorzustehen, in der Umfangsrichtung des Statorkerns 13 gebogen, sodass die Beinbereiche 21a, 21b, die im Schlitz 14 nebeneinander in radialer Richtung liegen, in abgewandten Richtungen gebogen werden, um so in den zugehörigen Spulensegmenten 23 verbunden zu werden.
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Wenn die Statorspulen 15 in der oben beschriebenen Weise ausgebildet werden, wie in 2 dargestellt, sind die Verbindungsbereiche 22 der mehreren Spulensegmentgruppen 20 so angeordnet, dass sie fortlaufend an der Umfangsrichtung liegen, während sie einander teilweise an dem einen axialen Endbereich 13c des Statorkerns 13 überlappen. 8A zeigt ein Paar von am Umfang benachbarten Spulensegmentgruppen, die aus den drei Spulensegmentgruppen stammen, 8B ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie VIII-VIII in 8A erstellt wurde, und 8C ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie VIII'-VIII' in 8A erstellt wurde. Und zwar überlappen sich die am Umfang benachbarten Spulensegmentgruppen 20A, 20B in axialer Richtung mit einer axialen Außenfläche 27a der Spulensegmentgruppe 20A, die sich nahe einer axialen Innenfläche 28b der anderen Spulensegmentgruppe 20B in einer Querschnittposition an einer radialen Außenseite befindet oder in Kontakt damit steht, wie in 8B dargestellt, während in einer Querschnittposition an einer radialen Innenseite, wie in 8C dargestellt, die Spulensegmentgruppen 20A, 20B sich in axialer Richtung mit einer axialen Innenfläche 27b der Spulensegmentgruppe 20A überlappen, die sich nahe einer axialen Außenfläche 28a der anderen Spulensegmentgruppe 20B befindet oder in Kontakt damit steht. In der Folge wird jede Spulensegmentgruppe 20 an sowohl der radialen Außen- und der radialen Innenseite davon durch das Paar von Spulensegmentgruppen 20 gehalten, die sich an beiden Seiten davon in der Umfangsrichtung befinden, wobei die axiale Innen- und die axiale Außenfläche davon nahe dem Paar von Spulensegmentgruppen 20 liegen oder in Kontakt damit stehen. Somit werden die einzelnen Spulensegmentgruppen stabil gehalten.
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Darüber hinaus, wenn die am Umfang benachbarten Spulensegmentgruppen 20A, 20B in der oben beschriebenen Weise sogar nahe der radialen Innen- und der radialen Außenseite angeordnet sind oder hier miteinander in Kontakt stehen, kann ein Abstand „c” zwischen den verdrillten Bereichen 25 sichergestellt werden, umso zu verhindern, dass die Spulensegmente 23 davon miteinander in Interferenz kommen, wodurch die Isolationsleistung zwischen den Spulensegmentgruppen 20 sichergestellt wird. Daher muss die Aufhöhe nicht erhöht werden, um die Interferenzen der Spulensegmente 23 der beiden Spulensegmentgruppen 20 zu vermeiden, und nur die erforderliche Anzahl der verdrillten Bereiche 25, die die bestimmte Anzahl von Schlitzen überspannt, ist zu verdrillen.
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Somit sind, wie bisher beschrieben wurde, gemäß dem Stator 10 für einen rotierenden Elektromotor und ein Herstellungsverfahren davon gemäß der Ausführungsform, die Spulen 15 so angeordnet, dass die mehreren Verbindungsbereiche 22, die jeweils von einem radialen Innenbereich des einen Schlitzes 14a zum radialen Außenbereich des anderen Schlitzes 14b zur Verbindung verlaufen, fortlaufend in der Umfangsrichtung liegen und dass die am Umfang benachbarten Verbindungsbereiche 22 in der axialen Richtung betrachtet einander teilweise an wenigstens dem einen axialen Endbereich 13c des Statorkerns 13 überlappen, und der Scheitelbereich 29 des Verbindungsbereichs 22 verdrillt ist, sodass der Überkreuzungszustand in radialer Richtung betrachtet im Bereich S ausgebildet ist, in dem der Verbindungsbereich 22 in axialer Richtung betrachtet freigelegt ist. Wenn somit die Verbindungsbereiche 22 sogar in einer Weise angeordnet sind, dass die Verbindungsbereiche fortlaufend in der Umfangsrichtung liegen und einander teilweise überlappen, kann die Aufhöhe der Statorspulen 15 verringert werden, wodurch die Größe des rotierenden Elektromotors verkleinert werden kann.
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Der radiale Außenbereich des Verbindungsbereichs 22 erstreckt sich in axialer Richtung betrachtet radial nach außen bezüglich des Scheitelbereichs 29 aufgrund des gebogenen Bereichs 26a des gekrümmten Bereichs 26, und dies kann den Bereich S erweitern, wodurch der Verdrillungsprozess vereinfacht wird.
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Der Verbindungsbereich 22 wird ausgebildet, indem die mehreren Spulensegmente 23 nebeneinander in einer Reihe ausgerichtet werden, und der Scheitelbereich 29 des Verbindungsbereichs 22 wird verdrillt, sodass die benachbarten Spulensegmente 23 eng aneinander angebracht sind. Dies kann die Vergrößerung des Verbindungsbereichs 22 verhindern, was das Spulenende vergrößert.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann daher nach Bedarf geändert oder verbessert werden.
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Es ist ausreichend, dass der verdrillte Bereich 25 im Bereich S verdrillt ist, in dem der Verbindungsbereich 22 in axialer Richtung betrachtet freigelegt ist. D. h. der verdrillte Bereich 25 kann verdrillt sein, um so über den Scheitelbereich 29 vorzuliegen, um sich über einen Bereich zu erstrecken, der die radiale Innenseite und der radialen Außenseite des Scheitelbereichs 29 beinhaltet.
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Während der radiale Außenbereich des Verbindungsbereichs 22 sich in dieser Ausführungsform radial nach außen bezüglich des Scheitelbereichs 29 in axialer Richtung betrachtet erstreckt, kann der radiale Innenbereich des Verbindungsbereichs 22 in axialer Richtung betrachtet radial nach innen bezüglich des Scheitelbereichs 29 verlaufen. Alternativ können sowohl der radiale Außenbereich und der radiale Innenbereich des Verbindungsbereichs 22 radial bezüglich des Scheitelbereichs 29 in axialer Richtung betrachtet verlaufen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013-104011 [0001]
- JP -2012-165624- A [0004]
- JP 2012-165624 A [0008, 0009]
