DE102017123976A1

DE102017123976A1 - Herstellungsverfahren für rotierende elektrische maschine und rotierende elektrische maschine

Info

Publication number: DE102017123976A1
Application number: DE102017123976.6A
Authority: DE
Inventors: Toshiya Sugiyama; Yusaku KAWANISHI; Akinori Hoshino; Hiroaki Yabui; Koji Sato
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2018-06-07
Also published as: JP6790761B2; CN108110963B; JP2018085854A; CN108110963A; US20180145569A1; US10686350B2

Abstract

Es wird ein Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine (1) offenbart. Die rotierende elektrische Maschine weist einen Stator (40), der mit einem Statoreisenkern (10), der zylinderförmig ist und in dem auf einer Innenumfangsfläche in Umfangsrichtung Schlitze (10a) ausgebildet sind, und mit Spulen (30) einer Vielzahl von Phasen versehen ist, die jeweils in die Schlitze eingeführt sind, und ein bewegliches Element (90) auf, das mit einem Eisenkern für das bewegliche Element (91), der in Bezug auf den Stator (40) auf drehbare Weise getragen wird, und mit mindestens einem Paar Magnetpole für das bewegliche Element (92, 93) versehen ist, das in dem Eisenkern für das bewegliche Element (91) vorgesehen ist. Das Verfahren umfasst: einen Ausbildungsschritt für gesplittete Flussspulen; einen Spuleneinrichtungsschritt; einen Statoreisenkerneinrichtungsschritt; und einen gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine und eine rotierende elektrische Maschine.
Hinterarunddiskussion
Wie die JP 3485199 B2 (Entgegenhaltung 1) zeigt, gibt es auf dem betreffenden Gebiet ein Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine, das einen Stator herstellt, indem es ihn so konfiguriert, dass die Spulen jeder Phase in eine Vielzahl von gesplitteten Flussspulen unterteilt sind, und die gesplitteten Flussspulen nacheinander in Schlitze von Statoreisenkernen einführt. Bei diesem Herstellungsverfahren wird ein Stator angefertigt, indem eine gesplittete Flussspule der ersten Wicklung jeder Phase in einen einer Reihenfolge entsprechenden Schlitz eingeführt wird und indem das Einführen der gesplitteten Flussspulen der zweiten und folgenden Wicklung jeder Phase in den der Reihenfolge entsprechenden Schlitz so wiederholt wird, dass die Spulen parallel zu den gesplitteten Flussspulen verlaufen, die bereits in die Schlitze für jede Phase eingeführt sind.
Bei dem in der Entgegenhaltung 1 gezeigten Herstellungsverfahren bedeckt ein Spulenende einer gesplitteten Flussspule an einem Zeitpunkt, an dem die gesplittete Flussspule in einen Schlitz eingeführt wird, einen Schlitz, in den anschließend eine gesplittete Flussspule einzuführen ist, und es behindert das Einführen der gesplitteten Flussspule, die anschließend in den Schlitz einzuführen ist. Daher erfolgte bei dem in der Entgegenhaltung 1 gezeigten Herstellungsverfahren für einen Stator ein Zwischenformen, welches die Spulenenden von gesplitteten Flussspulen, die in die Schlitze eingeführt wurden, zur Außenumfangsseite des Statoreisenkerns hin verformt, um so jedes Mal, wenn eine gesplittete Flussspule in einen Schlitz eingeführt wird, zu vermeiden, dass das Einführen einer gesplitteten Flussspule, die anschließend in einen Schlitz einzuführen ist, behindert wird. Um die Spulen jeder Phase in die Schlitze des Statoreisenkerns einzuführen, ist dadurch eine größere Anzahl von Schritten notwendig, und die Herstellung einer rotierenden elektrischen Maschine dauert eine Weile.
Somit besteht Bedarf für ein Herstellungsverfahren einer rotierenden elektrischen Maschine und für eine rotierende elektrische Maschine, die dazu imstande sind, die Schritte zu reduzieren, die benötigt werden, um die Spule jeder Phase in die Schlitze eines Statoreisenkerns einzuführen, wodurch ein Stator einer rotierenden elektrischen Maschine in kürzerer Zeit hergestellt wird.
Kurzdarstellung
Gemäß einer Ausgestaltung dieser Offenbarung umfasst ein Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine, die einen Stator, der mit einem Statoreisenkern, der zylinderförmig ist und in dem auf einer Innenumfangsfläche in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Schlitzen ausgebildet ist, und mit Spulen einer Vielzahl von Phasen versehen ist, die jeweils in die Vielzahl von Schlitzen eingeführt sind, und ein bewegliches Element aufweist, das mit einem Eisenkern für das bewegliche Element, der in Bezug auf den Stator auf drehbare Weise getragen wird, und mit mindestens einem Paar Magnetpole für das bewegliche Element versehen ist, das in dem Eisenkern für das bewegliche Element vorgesehen ist, einen Ausbildungsschritt für gesplittete Flussspulen, in dem aus einem Leitungsdraht für jede Phase gesplittete Flussspulen ausgebildet werden, in denen die Spulen der Vielzahl von Phasen in eine Vielzahl der gesplitteten Flussspulen unterteilt sind, einen Spuleneinrichtungsschritt, in dem ein Einführen in lamellarer Form zwischen Zungen einer Spuleneinführmaschine erfolgt, indem man die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen jeder Phase in Ausbildungsrichtung der Zungen überlappen lässt, wobei die Spuleneinführmaschine mit einer Vielzahl der Zungen, die stabförmig sind und um einen Umfang herum voneinander räumlich getrennt angeordnet sind, und mit einem Schieber versehen ist, der so auf der Innenseite jeder Zunge angeordnet ist, dass er einem Innenseitenabschnitt jeder Zunge zugewandt ist, und der sich in der Ausbildungsrichtung der Zungen bewegt, einen Statoreisenkerneinrichtungsschritt, in dem der Statoreisenkern so in der Spuleneinführmaschine eingerichtet wird, dass eine Position von jedem der Schlitze mit einer Position eines zwischen den Zungen ausgebildeten Spalts übereinstimmt, und einen gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen, in dem ein Einführen in lamellarer Form erfolgt, indem mit einer Vielzahl von gesplitteten Flussspulen, die jeweils zwischen den Zungen eingeführt sind und die auf der Seite des Schiebers liegen, infolge dessen, dass der Schieber zur Seite des Statoreisenkerns bewegt wird, gesplittete Flussspulen gepresst werden, die näher auf der Seite des Statoreisenkerns als die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen liegen, die sich auf den gesplitteten Flussspulen befinden, die auf der Seite des Schiebers liegen, und indem man nacheinander die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen jeder Phase gleichzeitig in jedem Schlitz überlappen lässt.
Auf diese Weise werden die Spulen in die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen unterteilt, und in dem gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen werden die gesplitteten Flussspulen, die näher auf der Seite des Statoreisenkerns als die Vielzahl der jeweils zwischen jeder Zunge eingeführten gesplitteten Flussspulen liegen, welche sich auf der Seite des Schiebers befinden, infolge der Bewegung des Schiebers zur Seite des Statoreisenkerns durch die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen auf der Seite des Schiebers gepresst, und die Vielzahl der gesplitteten Flussspulen jeder Phase wird infolge dessen, dass man sie nacheinander gleichzeitig in jedem Schlitz überlappen lässt, in lamellarer Form eingeführt. Da die Spulen auf diese Weise in die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen unterteilt sind, ist die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen geringer als die von Spulen, die nicht unterteilt sind; und deswegen lassen sich die gesplitteten Flussspulen leicht verformen. Daher ist es im gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen möglich, infolge dessen, dass man die gesplitteten Flussspulen sämtlicher Phasen gleichzeitig in jedem Schlitz des Statoreisenkerns überlappen lässt, ein Einführen in lamellarer Form durchzuführen. Dadurch ist es möglich, die Anzahl der Schritte, die erforderlich ist, um die Spule jeder Phase einzuführen, stark zu reduzieren. Außerdem ist anders als beim Stand der Technik kein Zwischenformen erforderlich, welches die Spulenenden auf einer Seite der in die Schlitze eingeführten Spulen zur Außenumfangsseite des Statoreisenkerns verformt, um so zu vermeiden, dass nach dem Einführen der Spulen einer einzelnen Phase in die Schlitze des Statoreisenkerns das Einführen der anschließend in die Schlitze einzuführenden Spulen behindert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Anzahl der Schritte, die erforderlich ist, um die Spulen jeder Phase einzuführen, stark zu reduzieren; und daher ist es möglich, ein Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine zur Verfügung zu stellen, das dazu imstande ist, die Herstellung in kürzerer Zeit durchführen zu können.
Das Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß dieser Ausgestaltung der Offenbarung kann derart gestaltet sein, dass in dem Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts, der jede gesplittete Flussspule bildet, die in lamellarer Form zwischen den Zungen eingeführt ist, indem man sie überlappen lässt, so eingestellt ist, dass sie kleiner ist, wenn jede gesplittete Flussspule näher am Statoreisenkern liegt.
Das Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß dieser Ausgestaltung der Offenbarung kann derart gestaltet sein, dass in dem Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Länge einer einzelnen Wicklung des Leitungsdrahts, der jede gesplittete Flussspule bildet, die in lamellarer Form zwischen den Zungen eingeführt ist, indem man sie überlappen lässt, so eingestellt ist, dass sie kürzer ist, wenn jede gesplittete Flussspule weiter vom Statoreisenkern entfernt ist.
Eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieser Offenbarung weist Folgendes auf: einen Stator, der einen Statoreisenkern, der zylinderförmig ist und in dem auf einer Innenumfangsfläche in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Schlitzen ausgebildet ist, und Spulen einer Vielzahl von Phasen aufweist, die in einem Zustand montiert sind, in dem sie jeweils in die Vielzahl von Schlitzen eingeführt sind; und ein bewegliches Element, das einen Eisenkern für das bewegliche Element, der in Bezug auf den Stator auf drehbare Weise getragen wird, und mindestens ein Paar Magnetpole für das bewegliche Element aufweist, das in dem Eisenkern für das bewegliche Element vorgesehen ist, wobei die Spulen der Vielzahl von Phasen konfiguriert sind, indem sie jeweils in eine Vielzahl von gesplitteten Flussspulen unterteilt sind, die gesplitteten Flussspulen in einem Zustand montiert sind, in dem sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz überlappen gelassen werden, in lamellarer Form eingeführt sind, und ein Innendurchmesser eines Spulenendes an einer Position, die am meisten von einer Endfläche in einer Richtung separiert ist, in der der Statoreisenkern auf einer Seite jeder gesplitteten Flussspule, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie in die Schlitze eingeführt ist, vorspringt, so eingestellt ist, dass er kleiner als der Innendurchmesser des Statoreisenkerns ist.
Die rotierende elektrische Maschine gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung kann derart gestaltet sein, dass die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts, der jede gesplittete Flussspule bildet, die in einem Zustand montiert ist, in der sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt ist, so eingestellt ist, dass es weniger gesplittete Flussspulen auf einer Außenumfangsseite als gesplittete Flussspulen auf einer Innenumfangsseite gibt.
Die rotierende elektrische Maschine gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung kann derart gestaltet sein, dass die Länge einer einzelnen Wicklung des Leitungsdrahts, der jede gesplittete Flussspule bildet, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt ist, so eingestellt ist, dass die gesplitteten Flussspulen auf einer Innenumfangsseite kürzer als die gesplitteten Flussspulen auf einer Außenumfangseite sind.
Figurenliste
Die obigen und weiteren Merkmale und Besonderheiten dieser Offenbarung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher, wenn diese unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen betrachtet wird. Es zeigen:

1 eine Draufsicht auf eine rotierende elektrische Maschine;
2 eine Schnittansicht eines Stators;
3 ein Elementarschaltbild einer Spule mit einer Wellenwicklungskonfiguration, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einen Statoreisenkern eingeführt ist;
4 eine Schrittansicht eines Herstellungsverfahrens einer rotierenden elektrischen Maschine;
5A eine Perspektivansicht einer Spulenausbildungsmaschine, die einen Zustand zeigt, bevor gesplittete Flussspulen ausgebildet werden;
5B eine Perspektivansicht einer Spulenausbildungsmaschine, die einen Zustand zeigt, nachdem gesplittete Flussspulen ausgebildet wurden;
6A eine Schnittansicht entlang einer Linie VIA-VIA in 5A;
6B eine Schnittansicht entlang einer Linie VIB-VIB in 5B,
7 eine Perspektivansicht eines Zustands, in dem die gesplitteten Flussspulen jeder Phase in einer Spuleneinführmaschine eingerichtet sind;
8A eine Schnittansicht der Spuleneinführmaschine in einem Spuleneinrichtungsschritt;
8B eine Schnittansicht der Spuleneinführmaschine in einem Statoreisenkerneinrichtungsschritt;
8C eine Schnittansicht der Spuleneinführmaschine in einem gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen;
8D eine Schnittansicht der Spuleneinführmaschine in dem gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen;
9 eine Ansicht aus Richtung eines Pfeils IX in 8B;
10 eine Perspektivansicht eines Spulenendabschnitts des Stators;
11 eine Perspektivansicht, die den Spulenendabschnitt des Stators gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
12 eine Schrittansicht eines Herstellungsverfahrens eines Stators gemäß Stand der Technik; und
13 ein Elementarschaltbild einer Spule mit einer konzentrischen Wicklungskonfiguration, die in einen Statoreisenkern eingeführt ist.

Ausführliche Beschreibung
- Aufbau rotierende elektrische Maschine -
Eine rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine dreiphasige rotierende elektrische Maschine und hat, wie in 1 gezeigt ist, einen Stator 40 und ein bewegliches Element 90. Der Stator 40 hat einen Statoreisenkern 10, der zylinderförmig ist und in dem auf der Innenumfangsfläche in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Schlitzen 10a ausgebildet ist, und eine Spule 30, die eine Wellenwicklungskonfiguration hat und die montiert (eingeführt) ist, indem sie auf die Vielzahl von Schlitzen 10a aufgewickelt ist. Das bewegliche Element 90 hat einen Eisenkern für das bewegliche Element 91, der in Bezug auf den Stator 40 auf drehbare Weise getragen wird, und mindestens ein Paar Magnetpole für das bewegliche Element 92 und 93, die in dem Eisenkern für das bewegliche Element 91 vorgesehen sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in dem Statoreisenkern 10 48 Schlitze 10a ausgebildet. Außerdem ist der Eisenkern für das bewegliche Element 91 im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit vier Paaren der Magnetpole für das bewegliche Element 92 und 93 versehen.
In diesem Fall wird eine Drehrichtung des beweglichen Elements 90 bezüglich des Stators 40 als eine erste Richtung (Richtung des Pfeils X) definiert. Außerdem wird eine Tiefenrichtung der Vielzahl von (48) Schlitzen 10a als eine zweite Richtung (Richtung des Pfeils Y) definiert. Darüber hinaus wird eine Richtung, die senkrecht zu sowohl der ersten Richtung (der Richtung des Pfeils X) als auch der zweiten Richtung (der Richtung des Pfeils Y) ist, als eine dritte Richtung (Richtung des Pfeils Z) definiert. Die erste Richtung (die Richtung des Pfeils X) entspricht einer Richtung, die parallel zur Umfangsrichtung der rotierenden elektrischen Maschine 1 verläuft, und sie entspricht der Drehrichtung des beweglichen Elements 90.
Der Statoreisenkern 10 ist infolge dessen ausgebildet, dass ein elektromagnetisches Stahlblech in Form einer dünnen Platte (zum Beispiel ein Siliziumstahlblech) mehrmals in der dritten Richtung (der Richtung des Pfeils Z) aufeinandergeschichtet ist. Der Statoreisenkern 10 ist mit einem rückwärtigen Jochabschnitt 10b und einer Vielzahl von (48 im vorliegenden Ausführungsbeispiel) Statormagnetpolabschnitten 10c versehen, die mit dem rückwärtigen Jochabschnitt 10b eine Einheit bilden. Der rückwärtige Jochabschnitt 10b ist so ausgebildet, dass er parallel zur ersten Richtung (der Richtung des Pfeils X) verläuft, und jeder Statormagnetpolabschnitt 10c ist so ausgebildet, dass er vom rückwärtigen Jochabschnitt 10b aus in der zweiten Richtung (der Richtung des Pfeils Y) (in Axialrichtung der rotierenden elektrischen Maschine 1) vorspringt.
Die Schlitze 10a sind zwischen Statormagnetpolabschnitten 10c und 10c ausgebildet, die in der ersten Richtung (der Richtung des Pfeils X) nebeneinanderliegen. An einem Spitzenende jedes Statormagnetpolabschnitts 10c oder mit anderen Worten in einem Öffnungsabschnitt jedes Schlitzes 10a ist ein Vorsprungabschnitt 10d ausgebildet, der auf der Seite eines benachbarten Statormagnetpolabschnitts 10c oder mit anderen Worten in der ersten Richtung (der Richtung des Pfeils X) vorspringt.
Der Eisenkern für das bewegliche Element 91 des beweglichen Elements 90 ist infolge dessen, dass ein elektromagnetisches Stahlblech in Form einer dünnen Platte (zum Beispiel ein Siliziumstahlblech) mehrmals in der dritten Richtung (Richtung des Pfeils Z) aufeinandergeschichtet ist, in einer Säulenform ausgebildet. In dem Eisenkern für das bewegliche Element 91 ist eine Welle (nicht in den Zeichnungen dargestellt) vorgesehen. Die Welle geht in der dritten Richtung (der Richtung des Pfeils Z) durch die Mittelachse des Eisenkerns für das bewegliche Element 91 hindurch. Beide Endabschnitte der Welle in der dritten Richtung (der Richtung des Pfeils Z) werden auf drehbare Weise von einem Lagerwerkstoff (nicht in den Zeichnungen dargestellt) getragen. Aufgrund dessen ist der Eisenkern für das bewegliche Element 91 in Bezug auf den Stator 40 auf drehbare Weise vorgesehen.
Die vier Paare der Magnetpole für das bewegliche Element 92 und 93 sind in dem Eisenkern für das bewegliche Element 91 eingebettet. Genauer ist in dem Eisenkern für das bewegliche Element 91 in der ersten Richtung (der Richtung des Pfeils X) in gleichmäßig beanstandeten Intervallen eine Vielzahl von Magnetunterbringungsabschnitten 94 ausgebildet. Ferner sind in der Vielzahl von Magnetunterbringungsabschnitten 94 Permanentmagnete eingebettet, die eine vorbestimmte Anzahl von Magnetpolpaaren (vier Magnetpolpaare im vorliegenden Ausführungsbeispiel) haben. Das bewegliche Element 90 dreht sich in Bezug auf den Stator 40 infolge eines sich drehenden Magnetfelds, das in den Permanentmagneten und dem Stator 40 erzeugt wird.
In den Permanentmagneten kann zum Beispiel ein weithin bekannter Magnet auf Ferritbasis oder ein Magnet auf Seltenerdbasis verwendet werden. Außerdem ist das Verfahren zur Herstellung der Permanentmagnete nicht beschränkt. Zum Beispiel kann in den Permanentmagneten ein mit Kunstharz gebundener Magnet oder ein gesinterter Magnet verwendet werden. Ein mit Kunstharz gebundener Magnet wird zum Beispiel ausgebildet, indem ein Ausgangsmaterialmagnetpulver auf Ferritbasis, ein Harz und dergleichen gemischt werden und indem mittels Spritzgießen ein Gießen auf dem Eisenkern für das bewegliche Element 91 erfolgt. Ein gesinterter Magnet wird zum Beispiel ausgebildet, indem ein Ausgangsmaterialmagnetpulver auf Seltenerdbasis pressgeformt und bei hoher Temperatur gesintert wird. Zusätzlich können die Paare der Magnetpole für das bewegliche Element 92 und 93 als Oberflächenmagnete konfiguriert sein, bei denen die Permanentmagnete auf der Oberfläche (der Außenumfangsfläche) des Eisenkerns für das bewegliche Element 91 vorgesehen sind, die jedem Vorsprungabschnitt 10d des Statoreisenkerns 10 zugewandt ist. In 1 wird außerdem unter den beiden Magnetpolen für das bewegliche Element 92 und 93 von dem Magnetpol für das bewegliche Element 92 ein Magnetpol für das bewegliche Element dargestellt, der mit einer Polarität (zum Beispiel einem N-Pol) versehen ist, und von dem Magnetpol für das bewegliche Element 93 wird ein Magnetpol für das bewegliche Element dargestellt, der mit der anderen Polarität (zum Beispiel einem S-Pol) versehen ist.
Die Spule 30 ist infolge dessen ausgebildet, dass ein Leitungsdraht 30a, etwa Kupfer, gewickelt ist. Die Oberfläche des Leitungsdrahts 30a ist mit einer Isolationsschicht wie Emaille bedeckt. Die Spule 30 ist mit drei Spulenphasen versehen, und zwar mit einer U-Phasen-Spule 30U, einer V-Phasen-Spule 30V und einer W-Phasen-Spule 30W. Da die rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine dreiphasige rotierende elektrische Maschine ist, sind die Phasen der U-Phasen-Spule 30U, der V-Phasen-Spule 30V und der W-Phasen-Spule 30W in einem elektrischen Winkel von 120° verschoben.
Wie in 2 gezeigt ist, hat die Spule 30 Spulenseiten 30b und Spulenenden 30c. Die Spulenseite 30b und das Spulenende 30c bilden eine Einheit. Die Spulenseiten 30b beziehen sich auf Stellen, die in den Schlitzen 10a des Statoreisenkerns 10 untergebracht sind. Die Spulenenden 30c beziehen sich auf Stellen, an denen Spulenseiten 30b und 30b auf einer Endseite (Oberseite der Papierfläche in 2) in der dritten Richtung (der Richtung des Pfeils Z) einer Spulenseite 30b und an denen Spulenseiten 30b und 30b auf der anderen Endseite (Unterseite der Papierfläche in 2) in der dritten Richtung (der Richtung des Pfeils Z) der Spulenseite 30b abwechselnd so verbunden sind, dass sie eine Wellenwicklungskonfiguration bilden. Mit anderen Worten sind die Spulenenden 30c über Abschnitte der Spule 30 gefaltet, die in die Schlitze 10a des Statoreisenkerns 10 eingeführt sind, und sie sind Abschnitte, die aus dem Statoreisenkern 10 in Achsenlinienrichtung vorspringen.
- Elementarschaltbild Spule -
Anhand von 3 wird nun ein Elementarschaltbild der Spule beschrieben. Wie in 3 gezeigt ist, haben im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase eine Wellenwicklungskonfiguration. Die U-Phasen-Spule 30U ist durch eine erste U-Phasen-Spule 30U1 und eine zweite U-Phasen-Spule 30U2 konfiguriert. Außerdem ist die V-Phasen-Spule 30V durch eine erste V-Phasen-Spule 30V1 und eine zweite V-Phasen-Spule 30V2 konfiguriert. Außerdem ist die W-Phasen-Spule 30W durch eine erste W-Phasen-Spule 30W1 und eine zweite W-Phasen-Spule 30W2 konfiguriert.
Ein Ende der ersten U-Phasen-Spule 30U1 und ein Ende der zweiten U-Phasen-Spule 30U2 sind durch einen U-Phasen-Anschluss 60U verbunden. Ein Ende der ersten V-Phasen-Spule 30V1 und ein Ende der zweiten V-Phasen-Spule 30V2 sind durch einen V-Phasen-Anschluss 60V verbunden. Ein Ende der ersten W-Phasen-Spule 30W1 und ein Ende der zweiten W-Phasen-Spule 30W2 sind durch einen W-Phasen-Anschluss 60W verbunden.
Das andere Ende U1N der ersten U-Phasen-Spule 30U1, das andere Ende U2N der zweiten U-Phasen-Spule 30U2, das andere Ende V1N der ersten V-Phasen-Spule 30V1, das andere Ende V2N der zweiten V-Phasen-Spule 30V2, das andere Ende W1N der ersten W-Phasen-Spule 30W1 und das andere Ende W2N der zweiten W-Phasen-Spule 30W2 sind durch einen Sternpunktanschluss 70 verbunden.
Wie in 3 gezeigt ist, sind die erste U-Phasen-Spule 30U1, die zweite U-Phasen-Spule 30U2, die erste V-Phasen-Spule 30V1, die zweite V-Phasen-Spule 30V2, die erste W-Phasen-Spule 30W1 und die zweite W-Phasen-Spule 30W2 in jedem Schlitz 10a des Statoreisenkerns 10 eingeführt. Die erste U-Phasen-Spule 30U1 und die zweite U-Phasen-Spule 30U2 sind in nebeneinanderliegenden Schlitzen 10a eingeführt. Die erste V-Phasen-Spule 30V1 und die zweite V-Phasen-Spule 30V2 sind in nebeneinanderliegenden Schlitzen 10a eingeführt. Die erste W-Phasen-Spule 30W1 und die zweite W-Phasen-Spule 30W2 sind in nebeneinanderliegenden Schlitzen 10a eingeführt.
Wie in 7 gezeigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste U-Phasen-Spule 30U1 in eine Vielzahl von gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6 unterteilt, wenn sie durch eine Spuleneinführmaschine 100 in jeden Schlitz 10a eingeführt wird. Auf die gleiche Weise ist die zweite U-Phasen-Spule 30U2 in eine Vielzahl von zweiten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U2-1 bis 30U2-6 unterteilt. Auf die gleiche Weise ist die erste V-Phasen-Spule 30V1 in eine Vielzahl von ersten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V1-1 bis 30V1-6 unterteilt. Auf die gleiche Weise ist die zweite V-Phasen-Spule 30V2 in eine Vielzahl von zweiten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V2-1 bis 30V2-6 unterteilt. Auf die gleiche Weise ist die erste W-Phasen-Spule 30W1 in eine Vielzahl von ersten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W1-1 bis 30W1-6 unterteilt. Auf die gleiche Weise ist die zweite W-Phasen-Spule 30W2 in eine Vielzahl von zweiten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W2-1 bis 30W2-6 unterteilt.
- Übersicht Herstellungsverfahren rotierende elektrische Maschine -
Als Nächstes wird unter Verwendung von 4 eine Übersicht eines Herstellungsverfahrens für die rotierende elektrische Maschine 1 (den Stator 40) beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die ersten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6 und die zweiten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U2-1 bis 30U2-6 als gesplittete Flussspulen 30U** abgekürzt. Auf ähnliche Weise werden die ersten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V1-1 bis 30V1-6 und die zweiten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V2-1 bis 30V2-6 als gesplittete Flussspulen 30V** abgekürzt. Auf ähnliche Weise werden die ersten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W1-1 bis 30W1-6 und die zweiten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W2-1 bis 30W2-6 als gesplittete Flussspulen 30W** abgekürzt.
In einem Schlitzpapiereinführschritt wird zunächst innerhalb jedes Schlitzes 10a des Statoreisenkerns 10 ein Schlitzpapier 20 eingeführt, dessen Querschnittform U-förmig gefaltet ist. Das Schlitzpapier 20 umgibt innerhalb der Schlitze 10a den Umfang der Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase und isoliert die Spulen 30A, 30V und 30W jeder Phase vom Statoreisenkern 10.
In einem gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen wird als Nächstes zunächst die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen 30U**, 30V** und 30W** jeder Phase UVW, die im Ausbildungsschritt für gesplittete Flussspulen ausgebildet werden, in der Spuleneinführmaschine 100 eingerichtet. Als Nächstes werden die gesplitteten Flussspulen 30U**, 30V** und 30W** jeder Phase UVW durch die Spuleneinführmaschine 100 gleichzeitig gemeinsam in die Schlitze 10a des Statoreisenkern 10 eingeführt. Auf diese Weise werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die gesplitteten Flussspulen 30U**, 30V** und 30W** jeder Phase UVW auf andere Weise als bei den Herstellungsverfahren für Statoren des Stands der Technik gleichzeitig gemeinsam in die Schlitze 10a des Statoreisenkerns 10 eingeführt. Der gemeinsame Einführschritt für gesplittete Flussspulen wird später ausführlich beschrieben.
In einem Montageschritt für UVW-Phasen-Spulenanschlüsse werden als Nächstes an den Enden der gesplitteten Flussspulen 30U**, 30V** und 30W** jeder Phase UVW jeweils der U-Phasen-Anschluss 60U, der V-Phasen-Anschluss 60V und der W-Phasen-Anschluss 60W montiert. In dem Montageschritt für UVW-Phasen-Spulenanschlüsse werden die gesplitteten Flussspulen 30U**, 30V** und 30W** jeder Phase UVW gekoppelt und es werden jeweils die U-Phasen-Spule 30U, die V-Phasen-Spule 30V und die W-Phasen-Spule 30W ausgebildet.
In einem Zwischenprüfungsschritt wird als Nächstes jeweils ein Strom in die U-Phasen-Spule 30U, die V-Phasen-Spule 30V und die W-Phasen-Spule 30W eingeleitet, und es erfolgt eine Überprüfung der Isolation der U-Phasen-Spule 30U, der V-Phasen-Spule 30V und der W-Phasen-Spule 30W gegenüber dem Statoreisenkern 10.
In einem Sternpunktmontageschritt wird als Nächstes auf den anderen Enden der U-Phasen-Spule 30U, der V-Phasen-Spule 30V und der W-Phasen-Spule 30W der Sternpunktanschluss 70 montiert. Im Sternpunktmontageschritt werden die anderen Enden der U-Phasen-Spule 30U, der V-Phasen-Spule 30V und der W-Phasen-Spule 30W miteinander verknüpft.
In einem Lackierungsschritt werden als Nächstes die Spulenenden 30c der Spulen 30 mit einem Lack überzogen.
In einem Prüfungsschritt wird als Nächstes die Qualität des hergestellten Stators 40 festgestellt, indem die Kennwerte des hergestellten Stators 40 überprüft werden, und die Herstellung des Stators 40 wird abgeschlossen.
- Ausbildungsvorgang gesplittete Flussspulen -
Anhand der 5A, 5B, 6A und 6B wird als Nächstes der Ausbildungsschritt für gesplittete Flussspulen beschrieben. Wie in den 5A und 5B gezeigt ist, ist eine Spulenausbildungsmaschine 200, die in dem Ausbildungsschritt für gesplittete Flussspulen verwendet wird, durch ein Basisbauteil 201, vier Säulenbauteile 202 und vier Pressbauteile 203 konfiguriert. Das Basisbauteil 201 hat eine Plattenform. Es ist ein kreuzförmiges Gleitloch 201a ausgebildet, das durch das Basisbauteil 201 hindurchgeht. Das Gleitloch 201a ist aus vier Gleitspuren 201b bis 201e konfiguriert. Die vier Gleitspuren 201b bis 201a sind durch eine Mitte 201a1 (in 6A gezeigt) des Gleitlochs 201a verbunden und erstrecken sich von der Mitte 201a1 des Gleitlochs 201a aus zur Außenseite. Benachbarte Gleitspuren 201b bis 201e sind zueinander senkrecht.
Bei der Beschreibung der Spulenausbildungsmaschine 200 wird eine ferne Seite von der Mitte 201a1 des Gleitlochs 201a als eine Außenseite definiert, und eine nahe Seite von der Mitte 201a1 des Gleitlochs 201a wird als eine Innenseite definiert.
Die Säulenbauteile 202 haben eine Säulenform. Wie in 6A gezeigt ist, sind die Säulenbauteile 202 aus einem Fußabschnitt 202a und einem Spitzenendenabschnitt 202b konfiguriert. Die Querschnittform des Fußabschnitts 202a ist eine längliche Form. Die Spitzenendenabschnitte 202b sind mit der Außenseite des Fußabschnitts 202a (einer Seite, die von der Mitte 201a1 des Gleitlochs 201a fern ist) verbunden. Die Querschnittform des Spitzenendenabschnitts 202b ist ein gleichschenkliges Trapez. Eine Kante auf der Spitzenendenseite (Außenseite) des Spitzenendenabschnitts 202b ist so eingestellt, dass sie kürzer als eine Kante auf der Fußendenseite (Innenseite) des Spitzenendenabschnitts 202b ist. Die vier Säulenbauteile 202 sind jeweils durch jede der Gleitspuren 201b bis 201e hindurch eingeführt und so vorgesehen, dass sie dazu imstande sind, entlang jeder Gleitspur 201b bis 201e zu gleiten. Die vier Säulenbauteile 202 gleiten gleichzeitig zwischen einer ersten Position (in den 5A und 6A gezeigt) auf der Außenseite jeder Gleitspur 201b bis 201e und einer zweiten Position (in den 5B und 6B gezeigt) auf der zentralen Seite jeder Gleitspur 201b bis 201e.
Die Pressbauteile 203 haben eine Blockform. Wie in 6A gezeigt ist, sind die Pressbauteile 203 aus einem Fußabschnitt 203a und einem Spitzenendenabschnitt 203b konfiguriert. Die Querschnittform des Fußabschnitts 203a ist eine längliche Form. Der Spitzenendenabschnitt 203b ist mit der Innenseite des Fußabschnitts 203a (einer Seite, die nahe an der Mitte 201a1 des Gleitlochs 201a liegt) verbunden. Die Querschnittform des Spitzenendenabschnitts 203b ist ein gleichschenkliges Trapez. Eine Kante auf der Spitzenendenseite (Innenseite) des Spitzenendenabschnitts 203b ist so eingestellt, dass sie kürzer als eine Kante auf der Fußendenseite (Außenseite) des Spitzenendenabschnitts 203b ist. In einem Fall, in dem die vier Säulenbauteile 202 in der ersten Position positioniert sind, sind die vier Pressbauteile 203 jeweils auf der Außenseite eines zentralen Abschnitts einer Linie positioniert, die die Positionen verknüpft, die am weitesten auf der Außenseite nebeneinanderliegender Säulenbauteile 202 liegen. Die vier Pressbauteile 203 bewegen sich so, dass sie in die Nähe der Mitte 201a1 des Gleitlochs 201a gelangen oder sich von ihr entfernen. Die Pressbauteile 203 bewegen sich in einer verzahnten Weise mit den vier Säulenbauteilen 202. Mit anderen Worten sind die vier Pressbauteile 203 in einem Fall, in dem die vier Säulenbauteile 202 an der ersten Position positioniert sind, an einer dritten Position positioniert, die im Bewegungsbereich der Pressbauteile 203 eine Position darstellt, die am weitesten von einem zentralen Abschnitt des Gleitlochs 201a entfernt ist (in den 5A und 6A gezeigt). Indessen sind die vier Pressbauteile 203 in einem Fall, in dem die vier Säulenbauteile 202 an der zweiten Position positioniert sind, an einer vierten Position positioniert, die im Bewegungsbereich der Pressbauteile 203 eine Position darstellt, die am nächsten am zentralen Abschnitt des Gleitlochs 201a liegt (in den 5B und 6B gezeigt).
Eine Spulenausbildungsmaschine 200, die die zweiten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U2-1, 30U2-6, die zweiten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V2-1 bis 30V2-6 und die zweiten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W2-1 bis 30W2-6 ausbildet, ist so eingerichtet, dass die Außenform der Säulenbauteile 202 und der Pressbauteile 203 kleiner als bei einer Spulenausbildungsmaschine 200 ist, die die ersten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, die ersten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V1-1 bis 30V1-6 und die ersten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W1-1 bis 30W1-6 ausbildet.
Wie in den 5A und 6A gezeigt ist, wird der Leitungsdraht 30a in einem Zustand, in dem sich die vier Säulenbauteile 202 an der ersten Position und die vier Pressbauteile 203 an der dritten Position befinden, durch eine Wickelmaschine (nicht in den Zeichnungen dargestellt) auf eine solche Weise auf die vier Säulenbauteile 202 gewickelt, dass die Außenseitenabschnitte benachbarter Säulenbauteile 202 verknüpft werden. Zusätzlich kann sich die Spulenausbildungsmaschine 200 selbst drehen, und der Leitungsdraht 30a kann auf die vier Säulenbauteile 202 gewickelt werden.
Wenn unter Verwendung der Spulenausbildungsmaschine 200 jeweils die ersten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, die ersten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V1-1 bis 30V1-6 und die ersten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W1-1 bis 30W1-6 ausgebildet werden, wird der Leitungsdraht 30a so auf die vier Säulenbauteile 202 gewickelt, dass die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts 30a im Einklang mit zunehmenden Anschlussbezugszeichen zunimmt.
Wenn unter Verwendung der Spulenausbildungsmaschine 200 jeweils die zweiten gesplitteten U-Phasen-Spulen 30U2-1 bis 30U2-6, die zweiten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V2-1 bis 30V2-6 und die zweiten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W2-1 bis 30W2-6 ausgebildet werden, wird außerdem der Leitungsdraht 30a so auf die vier Säulenbauteile 202 gewickelt, dass die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts 30a im Einklang mit zunehmenden Anschlussbezugszeichen zunimmt.
Wenn unter Verwendung der Spulenausbildungsmaschine 200 jeweils die ersten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, die ersten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V1-1 bis 30V1-6 und die ersten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W1-1 bis 30W1-6 ausgebildet werden, nimmt ein Abstand a (in 6A gezeigt) zwischen den Außenseiten einander zugewandter Säulenbauteile 202 an der ersten Position im Einklang mit zunehmenden Anschlussbezugszeichen ab.
Wenn unter Verwendung der Spulenausbildungsmaschine 200 jeweils die zweiten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U2-1 bis 30U2-6, die zweiten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V2-1 bis 30V2-6 und die zweiten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W2-1 bis 30W2-6 ausgebildet werden, nimmt ein Abstand a (in 6A gezeigt) zwischen den Außenseiten einander zugewandter Säulenbauteile 202 an der ersten Position im Einklang mit zunehmenden Anschlussbezugszeichen ab.
Als Nächstes werden die vier Säulenbauteile 202 zur zweiten Position bewegt, und die vier Pressbauteile 203 werden zur vierten Position bewegt (in den 5B und 6B gezeigt), und es werden jeweils die gesplitteten Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6 und 30W2-1 bis 30W2-6 jeder Phase ausgebildet, die in 7 gezeigt sind.
Wenn jeweils die ersten gesplitteten U-Phasen-Spulen 30U1-1 bis 30U1-6, die ersten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V1-1 bis 30V1-6 und die ersten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W1-1 bis 30W1-6 ausgebildet werden, nehmen ein Abstand b (in 6B gezeigt) zwischen den Außenseiten einander zugewandter Säulenbauteile 202 an der zweiten Position und ein Abstand c (in 6B gezeigt) zwischen den Innenseiten einander zugewandter Pressbauteile 203 an der dritten Position im Einklang mit zunehmenden Anschlussbezugszeichen ab.
Wenn unter Verwendung der Spulenausbildungsmaschine 200 jeweils die zweiten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U2-1 bis 30U2-6, die zweiten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V2-1 bis 30V2-6 und die zweiten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W2-1 bis 30W2-6 ausgebildet werden, nehmen der Abstand b (in 6B gezeigt) zwischen den Außenseiten einander zugewandter Säulenbauteile 202 an der zweiten Position und der Abstand c (in 6B gezeigt) zwischen den Innenseiten einander zugewandter Pressbauteile 203 an der dritten Position im Einklang mit zunehmenden Anschlussbezugszeichen ab.
Bei den gesplitteten Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6 und 30W2-1 bis 30W2-6 jeder Phase, die auf diese Weise ausgebildet werden, ist die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts 30a so eingestellt, dass sie sich im Einklang mit zunehmenden Anschlussbezugszeichen erhöht. Mit anderen Worten ist in den gesplitteten Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6 und 30W2-1 bis 30W2-6 jeder Phase die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts 30a so eingestellt, dass sie im Einklang mit abnehmenden Anschlussbezugszeichen abnimmt.
Außerdem ist in den gesplitteten Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6 und 30W2-1 bis 30W2-6 jeder Phase, die auf diese Weise ausgebildet werden, die Länge einer einzelnen Wicklung des Leitungsdrahts 30a so eingestellt, dass sie im Einklang mit zunehmenden Anschlussbezugszeichen abnimmt.
- Gemeinsamer Einführvorgang für gesplittete Flussspulen -
In 7 wird der obere Bereich der Papierfläche als der obere Bereich der Spuleneinführmaschine 100 und der untere Bereich der Papierfläche als der untere Bereich der Spuleneinführmaschine 100 definiert.
Wie in den 8A bis 8D gezeigt ist, umfasst der gemeinsame Einführschritt für gesplittete Flussspulen einen Spuleneinrichtungsschritt, einen Statoreisenkerneinrichtungsschritt und einen gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen.
Wie in den 7 und 8A gezeigt ist, ist die Spuleneinführmaschine 100, die in dem gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen verwendet wird, aus einem Fußabschnitt 101, einer Vielzahl von Zungen 102 und einem Schieber 103 konfiguriert. Der Fußabschnitt 101 hat eine Platten- oder Blockform, und in seiner Mitte ist ein Durchgangsloch 101a (in 8A gezeigt) ausgebildet. Die Zungen 102 haben eine Stabform. Die Zungen 102 sind in einem festen Winkel auf der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 101a des Fußabschnitts 101 vorgesehen und stehen vom Fußabschnitt 101 aus nach oben vor. Mit anderen Worten sind die Zungen 102 um einen Umfang herum voneinander räumlich getrennt angeordnet. Die Anzahl der Zungen 102 ist die gleiche wie die Anzahl der Schlitze 10a, und sie beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 48. Zudem sind zwischen benachbarten Zungen 102 Spalte 102a (in den 7 und 9 gezeigt) ausgebildet, in die nur ein einzelner Durchlauf des Leitungsdrahts 30a eingeführt werden kann.
Wie in 8A gezeigt ist, ist auf der Innenseite der Zungen 102 der Schieber 103 vorgesehen und einem Innenseitenabschnitt der Zungen 102 zugewandt. Der Schieber 103 bewegt sich infolge eines Bewegungsmechanismus, der nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, in der Ausbildungsrichtung (der von oben nach unten gehenden Richtung) der Zungen 102. Der Schieber 103 wird von einem Hauptkörperabschnitt 103a und einer Vielzahl von Schiebeabschnitten 103b gebildet. Der Hauptkörperabschnitt 103a hat eine Zylinder- oder Säulenform. Die Schiebeabschnitte 103b haben eine längliche Plattenform und sind in einer Radialrichtung des Hauptkörperabschnitts 103a in einem festen Winkel auf der Außenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 103a vorgesehen. Die Anzahl der Schiebeabschnitte 103b ist die gleiche wie die Anzahl der Schlitze 10a, und sie beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 48. Wie in 9 gezeigt ist, ist jeder Schiebeabschnitt 103b in einem Zustand, in dem der Statoreisenkern 10 in der Spuleneinführmaschine 100 eingerichtet ist, der Innenseite jeder Zunge 102 zugewandt.
Jeder Schlitz 10a, der in dem Elementarschaltbild der Spule von 3 gezeigt ist, entspricht einem Spalt 102a, der zwischen jeder der in 7 gezeigten Zungen 102 ausgebildet ist. Im Spuleneinrichtungsschritt werden die gesplitteten Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6 und 30W2-1 bis 30W2-6 jeder Phase jeweils durch eine Migrationsvorrichtung (nicht in den Zeichnungen dargestellt) infolge dessen, dass sie in Übereinstimmung mit dem in 3 gezeigten Elementarschaltbild der Spule in der Ausbildungsrichtung der Zungen 102 überlappen gelassen werden, jeweils in lamellarer Form (in den 7 und 8A gezeigt) eingeführt.
Jede erste gesplittete U-Phasen-Flussspule 30U1-1 bis 30U1-6 und zweite gesplittete U-Phasen-Flussspule 30U2-1 bis 30U2-6 wird in einem Zustand montiert, in dem sie infolge dessen, dass sie in der Reihenfolge ihrer Anschlussbezugszeichen in der Ausbildungsrichtung der Zungen 102 von oben nach unten zwischen den Zungen 102 überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt wird. Jede erste gesplittete V-Phasen-Flussspule 30V1-1 bis 30V1-6 und zweite gesplittete V-Phasen-Flussspule 30V2-1 bis 30V2-6 wird in einem Zustand montiert, in dem sie in der Reihenfolge ihrer Anschlussbezugszeichen in der Ausbildungsrichtung der Zungen 102 von oben nach unten zwischen den Zungen 102 überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt wird. Jede erste gesplittete W-Phasen-Flussspule 30W1-1 bis 30W1-6 und zweite gesplittete W-Phasen-Flussspule 30W2-1 bis 30W2-6 wird in einem Zustand montiert, in dem sie in der Reihenfolge ihrer Anschlussbezugszeichen in der Ausbildungsrichtung der Zungen 102 von oben nach unten zwischen den Zungen 102 überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt wird.
Wie in den 7 und 3 gezeigt ist, werden die zweiten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U2-1 bis 30U2-6 in einem Spalt 102a angeordnet, der ein Spalt auf der Innenseite eines Spalts 102a ist, in dem die ersten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6 eingeführt werden. Auf die gleiche Weise werden die zweiten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V2-1 bis 30V2-6 in einem Spalt 102a angeordnet, der ein Spalt auf der Innenseite eines Spalts 102a ist, in dem die ersten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V1-1 bis 30V1-6 eingeführt werden. Auf die gleiche Weise werden die zweiten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W2-1 bis 30W2-6 in einem Spalt 102a angeordnet, der ein Spalt auf der Innenseite eines Spalts 102a ist, in dem die ersten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W1-1 bis 30W1-6 eingeführt werden.
Im Statoreisenkerneinrichtungsschritt wird als Nächstes der Statoreisenkern 10 so in der Spuleneinführmaschine 100 eingerichtet (in 8B gezeigt), dass die Positionen der Öffnungsabschnitte der Schlitze 10a, wie in 9 gezeigt ist, mit den Positionen der Spalte 102a übereinstimmen, die zwischen jeder Zunge 102 ausgebildet sind.
Im Statoreisenkerneinrichtungsschritt ist die Anzahl an Durchläufen der Leitungsdrähte 30a, die die gesplitteten Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6 und 30W2-1 bis 30W2-6 (nachstehend als gesplittete Flussspulen 30** geschrieben) jeder Phase bilden, die jeweils zwischen jeder Zunge 102 einzuführen sind, so eingestellt, dass sie kleiner ist, wenn die gesplitteten Flussspulen 30** näher am Statoreisenkern 10 liegen.
Außerdem ist im Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Länge des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die jeweils zwischen jeder Zunge 102 einzuführen ist, so eingestellt, dass sie umso mehr abnimmt, je weiter die gesplitteten Flussspulen 30** vom Statoreisenkern 10 entfernt sind.
Im gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen wird als Nächstes der Schieber 103 zur Seite des Statoreisenkerns 10 bewegt. Wenn dies geschieht, wird unter den gesplitteten Flussspulen 30** jeder Phase ein Abschnitt, der auf der Innenumfangsseite weiter als die Zungen 102 vorspringt, durch jeden Schiebeabschnitt 103b des Schiebers 103 zur Seite des Statoreisenkerns 10 hochgeschoben. Wenn dies geschieht, werden die gesplitteten Flussspulen 30** infolge dessen, dass sie in aufeinanderfolgenden Schlitzen 10a von gesplitteten Flussspulen 30** überlappt werden, die auf der Seite des Statoreisenkerns 10 (Oberseite) liegen, in lamellarer Form (dem Zustand von 8C) eingeführt. Mit anderen Worten werden die gesplitteten Flussspulen jeder Phase, die näher auf der Seite des Statoreisenkerns 10 (Oberseite) als die jeweils zwischen jeder Zunge 102 eingeführten gesplitteten Flussspulen 30** liegen, die sich auf der Seite des Schiebers 103 (Unterseite) befinden, durch die jeweils zwischen jeder Zunge 102 eingeführten gesplitteten Flussspulen 30** gepresst. Wenn dies geschieht, wird eine Vielzahl der jeweils zwischen den Zungen 102 eingeführten gesplitteten Flussspulen 30** infolge dessen, dass sie sich nacheinander in jedem Schlitz 10a überlappen, in lamellarer Form (dem Zustand von 8D) eingeführt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase konfiguriert, indem sie in eine Vielzahl von gesplitteten Flussspulen 30** unterteilt sind. Aufgrund dessen ist die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase nicht unterteilt sind, gering; und daher lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30** leicht verformen. Daher werden die gesplitteten Flussspulen 30**, die näher auf der Seite des Statoreisenkerns 10 liegen als die Vielzahl von jeweils zwischen jeder Zunge 102 eingeführten gesplitteten Flussspulen 30**, die auf der Seite des Schiebers 103 liegen, durch die jeweils zwischen jeder Zunge 102 eingeführten gesplitteten Flussspulen 30** gepresst, und es ist möglich, ein Einführen infolge dessen durchzuführen, dass man jeweils nacheinander die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen 30** gleichzeitig in jedem Schlitz 10a überlappen lässt.
Außerdem ist die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die jeweils zwischen jeder Zunge 102 einzuführen ist, so eingestellt, dass sie kleiner ist, wenn die gesplitteten Flussspulen 30** näher am Statoreisenkern 10 liegen. Mit anderen Worten ist die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz 10a überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt ist, so eingestellt, dass es weniger gesplittete Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite als gesplittete Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite gibt. Infolgedessen ist die Steifigkeit jeder gesplitteten Flussspule 30** so, dass sie bei den gesplitteten Flussspulen 30**, die nahe am Statoreisenkern 10 liegen, oder mit anderen Worten bei den gesplitteten Flussspulen 30**, die anfangs in die Schlitze 10a einzuführen sind, kleiner als bei den gesplitteten Flussspulen 30** ist, die danach einzuführen sind. Da die Flexibilität der gesplitteten Flussspulen 30** zunimmt, wenn die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** abnimmt, lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30** leicht in die Schlitze 10a einführen. Daher werden die gesplitteten Flussspulen 30**, die anfangs in die Schlitze 10a einzuführen sind, zuverlässig in die Schlitze 10a eingeführt. Außerdem lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30** schwerer verformen, wenn die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** zunimmt. Daher lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30**, die näher am Schieber 300 liegen, oder mit anderen Worten die gesplitteten Flussspulen 30**, die später in die Schlitze 10a eingeführt werden, als die gesplitteten Flussspulen 30** verformt werden sollen, die nahe am Statoreisenkern 10 liegen, schwerer verformen. Dementsprechend ist es möglich, das Einführen in die Schlitze 10a durchzuführen, indem die gesplitteten Flussspulen 30**, bei denen das Einführen zunächst begonnen hat, mit jeder später in die Schlitze 10a einzuführenden gesplitteten Flussspule 30**, die sich schwer verformen lässt, zuverlässig gepresst wird. Infolgedessen werden sämtliche gesplittete Flussspulen 30** zuverlässig in jeden Schlitz 10a eingeführt.
Unmittelbar nachdem die oben genannten gesplitteten Flussspulen jeder Phase in jeden Schlitz 10a eingeführt wurden, wird im gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen außerdem unter Verwendung eines Keilschiebers, der nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, ein Keilpapier 80 (in 10 gezeigt) auf eine Weise in jeden Schlitz 10a eingeführt, dass die Öffnungsabschnitte der Schlitze 10a blockiert werden.
Es wird nun ein auf diese Weise hergestellter Stator 40 beschrieben. 11 ist eine Perspektivansicht, die schematisch die Spulenenden 30c zeigt, die über Abschnitte jeder gesplitteten Flussspule 30** gefaltet sind, die in die Schlitze 10a des Stators 40 eingeführt sind, und die von einem Endabschnitt des Statoreisenkerns 10 in Achsenlinienrichtung vorspringen. Außerdem sind in 11 die Spulen 30U1 bis 30W1 jeder Phase aus Bequemlichkeitsgründen so konfiguriert, dass sie in drei gesplittete Flussspulen 30** unterteilt sind.
Wie in 11 gezeigt ist, nimmt der Abstand zwischen zwei Schlitzen 10a, in denen eine einzelne gesplittete Flussspule 30U1-1 bis 30U1-3, 30V1-1 bis 30V1-3 oder 30W1-1 bis 30W1-3 eingeführt ist, in Verbindung mit einer näheren Positionierung an der Innenseite des Statoreisenkerns 10 ab. Falls die Länge des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule bildet, gleich eingestellt würde, nähme daher die Vorsprunglänge vom Statoreisenkern 10 der Spulenenden 30c der gesplitteten Flussspulen 30** zu, wenn die gesplitteten Flussspulen näher an der Innenseite des Statoreisenkerns 10 positioniert wären. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in diesem Fall im Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Länge des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die in einem Zustand montiert ist, in der sie jeweils zwischen jeder Zunge 102 eingeführt ist, in der oben beschriebenen Weise so eingestellt, dass sie umso mehr abnimmt, je weiter die gesplitteten Flussspulen 30** vom Statoreisenkern 10 entfernt sind. Mit anderen Worten ist die Länge einer einzelnen Wicklung des Leitungsdrahts 30a, die jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz 10a überlappen gelassen wird, eingeführt ist, so eingestellt, dass die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite kürzer als die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite sind. Wie in 10 gezeigt ist, sind daher in einem Zustand, in dem jede gesplittete Flussspule 30** durch den gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen in jeden Schlitz 10a eingeführt worden ist, bei den Spulenenden 30c die Vorsprungbeträge vom Endabschnitt des Statoreisenkerns 10 von der Außenumfangsseite zur Innenumfangsseite im Wesentlichen konstant. Dementsprechend ist kein abschließender Spulenformschritt erforderlich, der die auf der Innenseite des Statoreisenkerns 10 positionierten Spulenenden 30c oder mit anderen Worten die Spulenenden 30c, die sehr vom Endabschnitt des Statoreisenkerns 10 vorspringen, presst und die Spulenenden 30c innerhalb eines konstanten Abstands vom Endabschnitt des Statoreisenkerns 10 hält.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Länge des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die jeweils zwischen jede Zunge 102 einzuführen ist, auf die oben genannte Weise so eingestellt, dass sie umso mehr abnimmt, je weiter die gesplitteten Flussspulen 30** vom Statoreisenkern 10 entfernt sind oder mit anderen Worten je näher zur Innenseite des Statoreisenkerns 10 die gesplitteten Flussspulen 30** in jeden Schlitz 10a eingeführt werden. Wie in 2 gezeigt ist, ist in einem Zustand, in dem die gesplitteten Flussspulen 30** jeder Phase durch den gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen in jeden Schlitz 10a eingeführt sind, infolgedessen ein Innendurchmesser A an einer Position, die in einer Richtung, in der sie von einer Endfläche des Statoreisenkerns 10 auf einer Seite der Spulenenden 30c vorspringt, am meisten separiert ist, so eingestellt, dass er kleiner als ein Innendurchmesser B des Statoreisenkerns 10 ist. Während des gemeinsamen Einführschritts für gesplittete Flussspulen werden daher die Spulenenden 30c der gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenseite der Spulenenden 30c der gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenseite nicht durch die Spulenenden 30c der gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenseite zur Außenseite gepresst. Dadurch wird ein Umstand verhindert, bei dem ein auf der Oberfläche des Leitungsdrahts 30a ausgebildeter Film infolge dessen bricht, dass die Spulenenden 30c der gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenseite gegen die Spulenenden 30c pressen, die weiter auf der Außenseite als die Spulenenden 30c der gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenseite liegen.
Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Stator 40 einer rotierenden elektrischen Maschine sogar in dem in 2 gezeigten Zustand verwirklicht wird, ist es nicht notwendig, die Spulenenden 30c, die sich weiter auf der Innenseite als der Innendurchmesser B des Statoreisenkerns 10 befinden, so zu formen, dass sie sich weiter auf der Außenseite als der Innendurchmesser B des Statoreisenkerns 10 befinden. Daher wird ein Umstand verhindert, bei dem ein auf der Oberfläche des Leitungsdrahts 30a ausgebildeter Film infolge dessen bricht, dass die Spulenenden 30c, die sich weiter auf der Innenseite als der Innendurchmesser B des Statoreisenkerns 10 befinden, so geformt werden, dass sie sich weiter auf der Außenseite als der Innendurchmesser B des Statoreisenkerns 10 befinden.
- Vergleich Herstellungsverfahren für rotierende elektrische Maschinen gemäß Stand der Technik und Ausführungsbeispiel -
Wie in 12 gezeigt ist, werden bei einem Herstellungsverfahren einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß dem Stand der Technik nach dem Schlitzpapiereinführschritt ein U-Phasen-Wickelschritt, ein U-Phasen-Einführschritt, ein U-Phasen-Zwischenschritt, ein V-Phasen-Wickelschritt, ein V-Phasen-Einführschritt, ein V-Phasen-Zwischenschritt, ein W-Phasen-Wickelschritt, ein W-Phasen-Einführschritt und ein abschließender Formschritt ausgeführt, um die Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase in die Schlitze 10a des Statoreisenkerns 10 einzuführen. Der U-Phasen-Zwischenschritt und der V-Phasen-Zwischenschritt sind Schritte, die die Spulenenden 30c der Spulen 30U und 30V, die in die Schlitze 10a eingeführt sind, so zur Außenumfangsseite des Statoreisenkerns 10 hin verformen, dass die Spulenenden nicht das Einführen der anschließend in die Schlitze 10a einzuführenden Spulen 30V und 30W in die Schlitze 10a behindern. Außerdem ist der abschließende Formschritt ein Schritt, der die Spulenenden 30c, die durch den U-Phasen-Zwischenschritt und den V-Phasen-Zwischenschritt zur Außenumfangsseite des Statoreisenkerns 10 hin verformt sind, zur Innenumfangsseite des Statoreisenkerns 10 verformt und in einen Zustand zurückbringt, bevor der U-Phasen-Zwischenschritt und der V-Phasen-Zwischenschritt ausgeführt wurden.
Wie in 4 gezeigt ist, werden bei dem Herstellungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel indessen in dem gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen die gesplitteten Flussspulen 30U**, 30V** und 30W** jeder Phase UVW gemeinsam in jeden Schlitz 10a des Statoreisenkerns 10 eingeführt. Daher ist es bei dem Herstellungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Vergleich zum Herstellungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem Stand der Technik, das in 12 gezeigt ist, nicht notwendig, nacheinander die Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase, nämlich der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase, in die Schlitze 10a des Statoreisenkerns 10 einzuführen; und daher werden der U-Phasen-Zwischenschritt und der V-Phasen-Zwischenschritt nicht benötigt. Da bei dem Herstellungsverfahren für den Stator gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der U-Phasen-Zwischenschritt und der V-Phasen-Zwischenschritt nicht erforderlich sind, wird auch nicht der abschließende Formschritt benötigt, der die Spulenenden 30c, die durch den U-Phasen-Zwischenschritt und den V-Phasen-Zwischenschritt zur Außenumfangsseite des Statoreisenkerns 10 verformt wurden, in den Zustand zurückbringen, bevor der U-Phasen-Zwischenschritt und der V-Phasen-Zwischenschritt ausgeführt wurden. Auf diese Weise ist es bei dem Herstellungsverfahren für den Stator gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Vergleich zum Herstellungsverfahren eines Stators gemäß dem Stand der Technik möglich, die Anzahl der Schritte, um die Spulen 30 in die Schlitze 10a des Statoreisenkerns 10 einzuführen, stark zu reduzieren.
- Wirkungen gemäß Ausführungsbeispiel -
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, werden die Spulen 30U, 30V und 30W in die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen 30** unterteilt, und in dem gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen werden die gesplitteten Flussspulen 30**, die näher auf der Seite des Statoreisenkerns 10 als eine Vielzahl der jeweils zwischen jede Zunge 102 eingeführten gesplitteten Flussspulen 30** liegen, die sich auf der Seite des Schiebers 103 befinden, infolge dessen, dass der Schieber 103 zur Seite des Statoreisenkerns 10 bewegt wird, durch die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Seite des Schiebers 103 gepresst, und die Vielzahl der gesplitteten Flussspulen 30** jeder Phase wird infolge dessen, dass man sie nacheinander gleichzeitig in jedem Schlitz 10a überlappen lässt, in lamellarer Form eingeführt. Da die Spulen 30U, 30V und 30W auf diese Weise in die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen 30** unterteilt sind, ist die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** geringer als die von Spulen 30U, 30V und 30W, die nicht unterteilt sind; und daher lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30** leicht verformen. Im gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen ist es daher infolge dessen, dass man die gesplitteten Flussspulen 30** aller Phasen gleichzeitig in jedem Schlitz 10a des Statoreisenkerns 10 überlappen lässt, möglich, das Einführen in lamellarer Form durchzuführen. Dadurch ist es möglich, die Anzahl der Schritte, die erforderlich ist, um die Spule 30 jeder Phase einzuführen, stark zu reduzieren. Außerdem ist anders als beim Stand der Technik kein Zwischenformen erforderlich, welches die Spulenenden 30c auf einer Seite der in die Schlitze 10a eingeführten Spulen 30U, 30V und 30W zur Außenumfangsseite des Statoreisenkerns 10 verformt, um zu vermeiden, dass nach dem Einführen der Spulen 30U, 30V und 30W einer einzelnen Phase in die Schlitze 10a des Statoreisenkerns 10 das Einführen der anschließend in die Schlitze 10a einzuführenden Spulen 30U, 30V und 30W behindert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Anzahl der Schritte, die erforderlich ist, um die Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase einzuführen, stark zu reduzieren; und daher ist es möglich, ein Herstellungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine 1 zur Verfügung zu stellen, das dazu imstande ist, die Herstellung in kürzerer Zeit durchzuführen.
Außerdem ist in dem Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die jeweils in lamellarer Form zwischen jeder Zunge 102 eingeführt ist, so eingestellt, dass sie kleiner ist, wenn die gesplitteten Flussspulen 30** näher am Statoreisenkern 10 liegen. Dadurch ist im gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen bei den gesplitteten Flussspulen 30**, die nahe am Statoreisenkern 10 liegen, oder mit anderen Worten bei den gesplitteten Flussspulen 30**, die anfangs in die Schlitze 10a einzuführen sind, die Steifigkeit geringer als bei den gesplitteten Flussspulen 30**, die danach einzuführen sind. Da die Flexibilität der gesplitteten Flussspulen 30** zunimmt, wenn die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** abnimmt, lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30** leicht in die Schlitze 10a einführen. Daher werden die gesplitteten Flussspulen 30**, die anfangs in die Schlitze 10a einzuführen sind, zuverlässig in die Schlitze 10a eingeführt. Außerdem lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30** schwerer verformen, wenn die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** zunimmt. Daher lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30**, die sich nahe am Schieber 103 befinden, oder mit anderen Worten die gesplitteten Flussspulen 30**, die später in die Schlitze 10a einzuführen sind, als die gesplitteten Flussspulen 30** zu verformen sind, die sich nahe am Statoreisenkern 10 befinden, schwer verformen. Dementsprechend ist es möglich, das Einführen in die Schlitze 10a durchzuführen, indem die gesplitteten Flussspulen 30**, bei denen das Einführen zuvor begonnen wurde, mit jeder der später in die Schlitze 10a einzuführenden gesplitteten Flussspulen 30**, die sich schwer verformen lassen, zuverlässig gepresst werden. Dadurch werden alle gesplitteten Flussspulen 30** zuverlässig in jeden Schlitz 10a eingeführt.
Außerdem ist im Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Länge des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die jeweils zwischen jeder Zunge 102 in lamellarer Form einzuführen ist, so eingestellt, dass sie umso mehr abnimmt, je weiter die gesplitteten Flussspulen 30** vom Statoreisenkern 10 entfernt sind. Dadurch wird der Leitungsdraht 30a um das Ausmaß verkürzt, um das jede gesplittete Flussspule 30** vom Statoreisenkern 10 entfernt ist, oder mit anderen Worten um das Ausmaß, um das die gesplitteten Flussspulen 30** weiter auf der Innenumfangsseite liegen als die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite. Es ist daher möglich, auf der Innenumfangsseite die Vorsprunglänge der Spulenenden 30c von der Endfläche des Statoreisenkerns 10 auf der einen Seite der gesplitteten Flussspulen 30** zu unterdrücken. Dadurch ist es möglich, die Länge des im Stator 40 verwendeten Leitungsdrahts 30a zu verkürzen; und daher ist es möglich, den elektrischen Widerstand der Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase und auch die Masse des Stators 40 zu verringern. Außerdem ist kein Formschritt erforderlich, der auf der Innenumfangsseite die Spulenenden 30c auf der einen Seite der gesplitteten Flussspulen 30**, die sehr von der Endfläche des Statoreisenkerns 10 vorspringen, zu pressen und den Überstand der Spulenenden 30c auf der einen Seite, die von der Endfläche des Statoreisenkerns 10 vorspringen, einzuschränken.
Wie in 2 gezeigt ist, ist außerdem der Innendurchmesser A an einer Position, die auf den Spulenenden 30c auf der einen Seite jeder gesplitteten Flussspule 30**, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie in die Schlitze 10a eingeführt ist, am meisten in einer Richtung separiert ist, die von der Endfläche des Statoreisenkerns 10 vorspringt, so eingestellt, dass er kleiner als ein Innendurchmesser B des Statoreisenkerns 10 ist. Der Stator 40 einer rotierenden elektrischen Maschine wird daher sogar in dem in 2 gezeigten Zustand verwirklicht. Daher wird ein Umstand verhindert, bei dem ein auf der Oberfläche des Leitungsdrahts 30a ausgebildeter Film infolge dessen bricht, dass die Spulenenden 30c, die sich weiter auf der Innenseite als der Innendurchmesser B des Statoreisenkerns 10 befinden, so verformt werden, dass sie sich weiter auf der Außenseite als der Innendurchmesser B des Statoreisenkerns 10 befinden.
Außerdem ist die Spule 30 jeder Phase konfiguriert, indem sie in die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen 30** unterteilt ist. Zudem ist die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz 10a überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt ist, so eingestellt, dass es weniger gesplittete Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite als gesplittete Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite gibt. Da die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** abnimmt, wenn die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, abnimmt, ist die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite geringer als die der gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite. Daher ist die Steifigkeit der gesplitteten Flussspule 30** auf der Außenumfangsseite oder mit anderen Worten der gesplitteten Flussspulen 30**, die anfangs in die Schlitze 10a eingeführt werden, geringer als die der gesplitteten Flussspulen 30**, die danach einzuführen sind. Da die Flexibilität der gesplitteten Flussspulen 30** zunimmt, wenn die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** abnimmt, lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30** leicht in die Schlitze einführen. Daher werden die gesplitteten Flussspulen 30**, die anfangs in die Schlitze 10a einzuführen sind, zuverlässig in die Schlitze 10a eingeführt.
Außerdem ist die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts 30a für die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite geringer als für die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite. Daher ist die Steifigkeit der gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite größer als die der gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite, und die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite lassen sich schwerer verformen. Dementsprechend lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite schwerer als die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite verformen, mit anderen Worten lassen sich die gesplitteten Flussspulen 30**, die in die Schlitze 10a einzuführen sind, schwerer als die gesplitteten Flussspulen 30** verformen, die anfangs in die Schlitze 10a einzuführen sind. Dadurch ist es möglich, ein Einführen in die Schlitze 10a durchzuführen, indem die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite, bei denen das Einführen zuvor begonnen wurde, mit den gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite, die später in die Schlitze 10a einzuführen sind und die sich schwer verformen lassen, zuverlässig gepresst werden.
Da das Einführen in die Schlitze 10a auf diese Weise infolge dessen erfolgt, dass die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite, für die das Einführen zuvor erfolgte, durch die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite gepresst werden, die später in die Schlitze 10a einzuführen sind, ist es infolge dessen, dass man sämtliche gesplittete Flussspulen 30** gleichzeitig in jedem Schlitz 10a überlappen lässt, möglich, das Einführen in lamellarer Form durchzuführen. Dadurch werden die Schritte reduziert, die erforderlich sind, um die Spulen 30 jeder Phase in die Schlitze 10a des Statoreisenkerns 10 einzuführen; und daher ist es möglich, eine rotierende elektrische Maschine 1 zur Verfügung zu stellen, die sich in kürzerer Zeit herstellen lässt.
Wie in 11 gezeigt ist, verringert sich der Abstand zwischen zwei Schlitzen 10a, in denen eine einzelne gesplittete Flussspule 30** eingeführt ist, in Verbindung mit einer näheren Positionierung zur Innenseite des Statoreisenkerns 10 hin. Wenn die Länge des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, gleich eingestellt wäre, würde daher die Vorsprunglänge der Spulenenden 30c auf einer Seite der gesplitteten Flussspulen 30** vom Statoreisenkern 10 um ein Ausmaß zunehmen, um das die gesplitteten Flussspulen 30** weiter auf der Innenumfangsseite positioniert sind als die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite. In diesem Fall wird die Länge einer einzelnen Wicklung des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30** bildet, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz 10a überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt ist, so eingestellt, dass die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Innenumfangsseite kürzer als die gesplitteten Flussspulen 30** auf der Außenumfangsseite sind. Daher ist es möglich, auf der Innenumfangsseite die Vorsprunglänge der Spulenenden 30c von der Endfläche des Statoreisenkerns 10 auf der einen Seite der gesplitteten Flussspulen 30** zu unterdrücken. Dadurch ist es möglich, die Länge des Leitungsdrahts 30a, der im Stator 40 verwendet wird, weiter zu verkürzen; daher ist es möglich, den elektrischen Widerstand der Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase und die Masse des Stators 40 zu verringern. Außerdem ist kein Formschritt erforderlich, der die Spulenenden 30c, die auf der Innenseite des Statoreisenkerns 10 positioniert sind und sehr vom Statoreisenkern 10 vorspringen, zu pressen und den Überstand der Spulenenden 30c, die vom Statoreisenkern 10 vorspringen, einzuschränken.
- Ausführungsbeispiel, bei dem Spulen konzentrische Wicklungen haben -
Wie in 13 gezeigt ist, können die rotierende elektrische Maschine 1 und das Herstellungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine 1 dieser Offenbarung bei einem Ausführungsbeispiel angewandt werden, bei dem die Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase eine konzentrische Wicklungskonfiguration haben. Auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die U-Phasen-Spule 30A durch eine erste U-Phasen-Spule 30U1 und eine zweite U-Phasen-Spule 30U2 konfiguriert. Außerdem ist die V-Phasen-Spule 30V durch eine erste V-Phasen-Spule 30V1 und eine zweite V-Phasen-Spule 30V2 konfiguriert. Außerdem ist die W-Phasen-Spule 30W durch eine erste W-Phasen-Spule 30W1 und eine zweite W-Phasen-Spule 30W2 konfiguriert.
Auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste U-Phasen-Spule 30U1 in eine Vielzahl von ersten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6 unterteilt, wenn sie durch eine Spuleneinführmaschine 100 in jeden Schlitz 10a eingeführt wird. Auf die gleiche Weise ist die zweite U-Phasen-Spule 30U2 in eine Vielzahl von zweiten gesplitteten U-Phasen-Flussspulen 30U2-1 bis 30U2-6 unterteilt. Auf die gleiche Weise ist die erste V-Phasen-Spule 30V1 in eine Vielzahl von ersten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V1-1 bis 30V1-6 unterteilt. Auf die gleiche Weise ist die zweite V-Phasen-Spule 30V2 in eine Vielzahl von zweiten gesplitteten V-Phasen-Flussspulen 30V2-1 bis 30V2-6 unterteilt. Auf die gleiche Weise ist die erste W-Phasen-Spule 30W1 in eine Vielzahl von ersten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W1-1 bis 30W1-6 unterteilt. Auf die gleiche Weise ist die zweite W-Phasen-Spule 30W2 in eine Vielzahl von zweiten gesplitteten W-Phasen-Flussspulen 30W2-1 bis 30W2-6 unterteilt.
Im Spuleneinrichtungsschritt werden die gesplitteten Flussspulen 30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6 und 30W2-1 bis 30W2-6 jeder Phase durch eine Migrationsvorrichtung (nicht in den Zeichnungen dargestellt) infolge dessen, dass sie in Übereinstimmung mit dem in 13 gezeigten Elementarschaltbild der Spule in der Ausbildungsrichtung der Zungen 102 zwischen den Zungen 102 überlappen gelassen werden, jeweils in lamellarer Form eingeführt.
Im Statoreisenkerneinrichtungsschritt ist die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6 und 30W2-1 bis 30W2-6 bildet, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie jeweils zwischen jeder Zunge 102 eingeführt ist, so eingestellt, dass sie kleiner ist, wenn die gesplitteten Flussspulen 30** näher am Statoreisenkern 10 liegen. Außerdem ist im Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Länge des Leitungsdrahts 30a, der jede gesplittete Flussspule 30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6 und 30W2-1 bis 30W2-6 bildet, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie jeweils zwischen jeder Zunge 102 eingeführt ist, so eingestellt, dass sie umso mehr abnimmt, je weiter die gesplitteten Flussspulen 30** vom Statoreisenkern 10 entfernt liegen.
Wenn der Schieber 103 im gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen zur Seite des Statoreisenkerns 10 bewegt wird, wird unter den gesplitteten Flussspulen 30** jeder Phase ein Abschnitt, der auf der Innenumfangsseite weiter als die Zungen 102 vorspringt, durch jeden Schieberabschnitt 103b des Schiebers 103 zur Seite des Statoreisenkerns 10 hochgeschoben. Wenn dies geschieht, werden die gesplitteten Flussspulen 30** infolge dessen, dass man sie nacheinander in aufeinanderfolgenden Schlitzen 10a von gesplitteten Flussspulen 30** überlappen lässt, die sich auf der Seite des Statoreisenkerns 10 (Oberseite) befinden, in lamellarer Form eingeführt. Auf diese Weise ist es auch bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Spulen 30U, 30V und 30W jeder Phase eine konzentrische Wicklungskonfiguration haben, infolge dessen, dass man die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen 30** jeder Phase nacheinander jeweils in den Schlitzen 10a überlappen lässt, möglich, ein Einführen in lamellarer Form durchzuführen.
- Anderes Ausführungsbeispiel -
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen beträgt die Anzahl an Phasen der Spule 30 drei. Allerdings kann die rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine rotierende elektrische Maschine 1 sein, bei der die Anzahl an Phasen der Spule 30 zwei oder vier oder mehr beträgt.
In der obigen Beschreibung sind die Prinzipien, bevorzugte Ausführungsbeispiele und Arbeitsweisen der Erfindung beschrieben worden. Allerdings sollte die zu schützende Erfindung nicht so verstanden werden, dass sie auf die hier offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt wäre. Zudem sollten die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht als einschränkend, sondern als darstellend angesehen werden. Von anderen können Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden und Äquivalente eingesetzt werden, ohne vom Schutzumfang abzuweichen. Es sollen dementsprechend alle Abwandlungen, Änderungen und Äquivalente umfasst sein, die in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie er in den Ansprüchen definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 3485199 B2 [0002]

Claims

Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine (1), die einen Stator (40), der mit einem Statoreisenkern (10), der zylinderförmig ist und in dem auf einer Innenumfangsfläche in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Schlitzen (10a) ausgebildet ist, und mit Spulen (30) einer Vielzahl von Phasen versehen ist, die jeweils in die Vielzahl von Schlitzen eingeführt sind, und ein bewegliches Element (90) aufweist, das mit einem Eisenkern für das bewegliche Element (91), der in Bezug auf den Stator auf drehbare Weise getragen wird, und mit mindestens einem Paar Magnetpole für das bewegliche Element (92, 93) versehen ist, das in dem Eisenkern für das bewegliche Element vorgesehen ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen Ausbildungsschritt für gesplittete Flussspulen, in dem aus einem Leitungsdraht (30a) für jede Phase gesplittete Flussspulen (30U1-1 bis 30U1-6, 30U2-1 bis 30U2-6, 30V1-1 bis 30V1-6, 30V2-1 bis 30V2-6, 30W1-1 bis 30W1-6, 30W2-1 bis 30W2-6) ausgebildet werden, in denen die Spulen der Vielzahl von Phasen in eine Vielzahl der gesplitteten Flussspulen unterteilt sind; einen Spuleneinrichtungsschritt, in dem ein Einführen in lamellarer Form zwischen Zungen (102) einer Spuleneinführmaschine (100) erfolgt, indem man die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen jeder Phase in Ausbildungsrichtung der Zungen überlappen lässt, wobei die Spuleneinführmaschine mit einer Vielzahl der Zungen, die stabförmig sind und um einen Umfang herum voneinander räumlich getrennt angeordnet sind, und mit einem Schieber (103) versehen ist, der so auf der Innenseite jeder Zunge angeordnet ist, dass er einem Innenseitenabschnitt jeder Zunge zugewandt ist, und der sich in der Ausbildungsrichtung der Zungen bewegt; einen Statoreisenkerneinrichtungsschritt, in dem der Statoreisenkern so in der Spuleneinführmaschine eingerichtet wird, dass eine Position von jedem der Schlitze mit einer Position eines zwischen den Zungen ausgebildeten Spalts (102a) übereinstimmt; und einen gemeinsamen Einführschritt für gesplittete Flussspulen, in dem ein Einführen in lamellarer Form erfolgt, indem mit einer Vielzahl von gesplitteten Flussspulen, die jeweils zwischen den Zungen eingeführt sind und die auf der Seite des Schiebers liegen, infolge dessen, dass der Schieber zur Seite des Statoreisenkerns bewegt wird, gesplittete Flussspulen gepresst werden, die näher auf der Seite des Statoreisenkerns als die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen liegen, die sich auf den gesplitteten Flussspulen befinden, die auf der Seite des Schiebers liegen, und indem man nacheinander die Vielzahl von gesplitteten Flussspulen jeder Phase gleichzeitig in jedem Schlitz überlappen lässt.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei im Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts, der jede der gesplitteten Flussspulen bildet, die in lamellarer Form eingeführt sind, indem man sie zwischen den Zungen überlappen lässt, so eingestellt ist, dass sie kleiner ist, wenn jede gesplittete Flussspule näher am Statoreisenkern liegt.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Statoreisenkerneinrichtungsschritt die Länge einer einzelnen Wicklung des Leitungsdrahts, der jede gesplittete Flussspule bildet, die in lamellarer Form eingeführt ist, indem man sie zwischen den Zungen überlappen lässt, so eingestellt ist, dass sie kürzer ist, wenn jede gesplittete Flussspule weiter vom Statoreisenkern entfernt ist.
Rotierende elektrische Maschine (1) mit: einem Stator (40), der einen Statoreisenkern (10), der zylinderförmig ist, und in dem auf einer Innenumfangsfläche in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Schlitzen (10a) ausgebildet ist, und Spulen (30) einer Vielzahl von Phasen aufweist, die in einem Zustand montiert sind, in der sie jeweils in die Vielzahl von Schlitzen eingeführt sind; und einem beweglichen Element (90), das einen Eisenkern für das bewegliche Element (91), der in Bezug auf den Stator auf drehbare Weise getragen wird, und mindestens ein Paar Magnetpole für das bewegliche Element (92, 93) aufweist, das in dem Eisenkern für das bewegliche Element vorgesehen ist, wobei die Spulen der Vielzahl von Phasen konfiguriert sind, indem sie jeweils in eine Vielzahl von gesplitteten Flussspulen unterteilt sind, die gesplitteten Flussspulen in einem Zustand montiert sind, in dem sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz überlappen gelassen werden, in lamellarer Form eingeführt sind, und ein Innendurchmesser eines Spulenendes (30c) an einer Position, die am meisten von einer Endfläche in einer Richtung separiert ist, in der der Statoreisenkern auf einer Seite jeder gesplitteten Flussspule, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie in die Schlitze eingeführt ist, vorspringt, so eingestellt ist, dass er kleiner als der Innendurchmesser des Statoreisenkerns ist.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 4, wobei die Anzahl an Durchläufen des Leitungsdrahts, der jede gesplittete Flussspule bildet, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt ist, so eingestellt ist, dass es weniger gesplittete Flussspulen auf einer Außenumfangsseite als gesplittete Flussspulen auf einer Innenumfangsseite gibt.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Länge einer einzelnen Wicklung des Leitungsdrahts, der jede gesplittete Flussspule bildet, die in einem Zustand montiert ist, in dem sie, indem sie jeweils in jedem Schlitz überlappen gelassen wird, in lamellarer Form eingeführt ist, so eingestellt ist, dass die gesplitteten Flussspulen auf einer Innenumfangsseite kürzer als die gesplitteten Flussspulen auf einer Außenumfangsseite sind.