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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Isolierteil, insbesondere ein
Isolierteil zum Isolieren eines Kerns von einer hochkant gewickelten
Spule, die um an einer Innenumfangsfläche des Kerns ausgebildete
Zähne gewickelt ist.
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Stand der Technik
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Die
veröffentlichte japanische Patentanmeldung
JP 2005-057931 A offenbart
einen Stator, bei welchem eine hochkant gewickelte Spule verwendet wird.
Bei diesem Stator umfasst ein isolierender Spulenkörper
mit einer hochkant darum gewickelten Spule einen Zähneisolierungsabschnitt,
welcher einen Zahn von der hochkant gewickelten Spule isoliert, und
einen ersten und einen zweiten Erstreckungsabschnitt, wovon sich
jeder von dem jeweiligen Endabschnitt des Zähneisolierungsabschnitts
etwa parallel zu einer Jochinnenfläche erstreckt.
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Bei
dem in der oben genannten Veröffentlichung offenbarten
Stator sind der erste und der zweite Erstreckungsabschnitt jeweils
an jedem Endabschnitt des Zähneisolierungsabschnitts vorgesehen.
Um eine hochkant gewickelte Spule zu bilden, ist es daher notwendig,
einen Flachdraht um den isolierenden Spulenkörper zu wickeln.
Die hochkant gewickelte Spule jedoch muss in Breitenrichtung des Flachdrahts
gebogen werden und deshalb ist es nicht immer einfach, die hochkant
gewickelte Spule durch Wickeln eines Flachdrahts um den isolierenden
Spulenkörper herum zu formen. Darüber hinaus muss
bei dem zuvor genannten Stator die Festigkeit des isolierenden Spulenkörpers
erhöht werden, da beim Aufwickeln der Spule eine große
Kraft auf den isolierenden Spulenkörper ausgeübt
wird. Deshalb erhöht sich leider die Größe
des isolierenden Spulenkörpers.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die zuvor genannten Probleme
zu lösen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Isolierteils, welches sich besser für eine hochkant
gewickelte Spule eignet.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung weist ein Isolierteil zum Isolieren einer
um einen Zahn einer Spule hochkant gewickelten Spule von dem Kern
einen hinteren Flächenabschnitt, einen ersten und einen
zweiten Seitenflächenabschnitt und einen ersten und einen
zweiten Säulenabschnitt auf. Der hintere Flächenabschnitt
ist so ausgebildet, dass er zwischen der hochkant gewickelten Spule
und einer Jochinnenumfangsfläche des Kerns angeordnet ist. Der
erste und der zweite Seitenflächenabschnitt erstrecken
sich von dem hinteren Flächenabschnitt, um die den Schlitzen
neben dem Zahn zugewandten erste bzw. zweite Seitenfläche
des Zahns abzudecken, und sind so ausgebildet, dass sie in einer
einander entgegengesetzten Richtung bzw. zueinander biegbar sind.
Der erste und der zweite Säulenabschnitt erstrecken sich
vom hinteren Flächenabschnitt entlang einer dritte und
einer vierten Seitenflächen des Zahns, welche sich von
der ersten und der zweiten Seitenfläche des Zahns unterscheiden,
und sind von dem ersten und dem zweiten Seitenflächenabschnitt beabstandet,
um eine Verformung des ersten und des zweiten Seitenflächenabschnitt
zuzulassen, und sind so ausgebildet, dass sie zwischen einer Innenumfangsfläche
der hochkant gewickelten Spule und der dritten bzw. vierten Seitenflächen
angeordnet sind.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sind der erste und der zweite Seitenflächenabschnitt
so ausgebildet, dass sie zueinander biegbar sind, und der erste und
zweite Säulenabschnitt sind so ausgebildet, dass sie eine
Verformung des ersten und des zweiten Seitenflächenabschnitts
zulassen und dass sie zwischen der Innenumfangsfläche der
hochkant gewickelten Spule und dem Zahn angeordnet sind. Daher kann
die hochkant gewickelte Spule, nachdem diese ausgebildet ist, an
dem Isolierteil befestigt werden, indem der erste und der zweite
Seitenflächenabschnitt zueinander gebogen werden. Somit
wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Anordnung
der hochkant gewickelten Spule erheblich verbessert.
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Vorzugsweise
hat sowohl der erste als auch der zweite Säulenabschnitte
zumindest eine Dicke, welche einem Abstand entspricht, welcher die
hochkant gewickelte Spule von dem Zahn isolieren kann.
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Da
bei der vorliegenden Erfindung ein Spalt zwischen sowohl dem ersten
als auch dem Säulenabschnitte und dem ersten bzw. dem zweiten
Seitenflächenabschnitt vorgesehen ist, werden die dritte und
die vierte Seitenfläche des Zahns nicht komplett durch
das Isolierungsteil abgedeckt. Ferner ist sowohl der erste als auch
der zweite Säulenabschnitt so ausgebildet, dass er zumindest
eine Dicke hat, welche einer Entfernung entspricht, welche die hochkant
gewickelte Spule von dem Zahn isolieren kann. Somit kann gemäß der
vorliegenden Erfindung eine Isolierung zwischen der hochkant gewickelten
Spule und dem Zahn sichergestellt werden.
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Vorzugsweise
hat sowohl der erste als auch der zweite Seitenflächenabschnitt
einen Flanschabschnitt, welcher an deren Spitzenabschnitt ausgebildet
ist, um die hochkant gewickelte Spule in Stapelrichtung zu stützen.
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Daher
kann gemäß der vorliegenden Erfindung auf sichere
Weise verhindert werden, dass sich die hochkant gewickelte Spule
lockert.
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Vorzugsweise
ist ferner eine Flanschbreite des Flanschabschnitts kleiner als
eine Breite eines Flachdrahtleiters, welcher die hochkant gewickelte Spule
bildet.
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Da
bei der vorliegenden Erfindung die hochkant gewickelte Spule durch
einen Flachdrahtleiter gebildet wird, kann die hochkant gewickelte
Spule in Stapelrichtung gestützt werden, auch wenn die Flanschbreite
des Flanschabschnitts kleiner als die Breite des Flachdrahtleiters
ist. Daher können gemäß der vorliegenden
Erfindung Materialkosten des Isolierteils reduziert werden.
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Vorzugsweise
ist der Kern ein Statorkern. Das Isolierteil isoliert die um den
Zahn des Statorkerns hochkant gewickelte Spule von dem Statorkern.
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Wie
oben beschrieben wird gemäß der vorliegenden Erfindung
die Anordnung der hochkant gewickelten Spule erheblich verbessert.
Somit wird ein Isolierteil bereitgestellt, welches für
eine hochkant gewickelte Spule besser geeignet ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Stators, welcher Isolierteile gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines von den in 1 gezeigten
Isolierteilen.
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3 ist
eine Querschnittsansicht des in 2 gezeigten
Schnitts III-III.
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4 ist
eine Vorderansicht des in 2 gezeigten
Isolierteils.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, welche eine an dem Isolierteil montierte
hochkant gewickelte Spule zeigt.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, welche zeigt, dass die an dem Isolierteil
montierte hochkant gewickelte Spule an einem Zahn montiert ist.
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7 ist
eine Querschnittsansicht des in 6 gezeigten
Schnitts VII-VII.
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist zu beachten, dass
die gleichen oder entsprechende Teile in den Figuren mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet werden und deren ausführliche
Beschreibung nicht wiederholt wird.
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Stators, welcher ein Isolierteil
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Bezug
nehmend auf 1 weist ein Stator 1 einen Statorkern 2,
eine Vielzahl von hochkant gewickelten Spulen 6 und eine
Vielzahl von Isolierteilen 8 auf.
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Der
Statorkern 2 weist ein ringförmiges Joch 3 und
eine Vielzahl von Zähnen 4, welche entlang der Umfangsrichtung
in regelmäßigen Abständen an einer Innenumfangsfläche
des Jochs 3 ausgebildet sind, auf. Ein Schlitz 5 ist
zwischen jedem Zahn 4 ausgebildet, welcher durch die um
den Zahn 4 hochkant gewickelte Spule 6 besetzt
wird. Ein den um die Zähne 4 hochkant gewickelten
Spulen 6 zugeführter Strom wird so gesteuert,
dass ein sich drehendes magnetisches Feld im Stator 1 bildet.
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Eine
Vielzahl von hochkant gewickelten Spulen 6 ist entsprechend
einer Vielzahl von Zähnen 4 vorgesehen. Jede hochkant
gewickelte Spule wird durch einen Flachdrahtleiter gebildet, welcher
durch Biegen in Breitenrichtung gewickelt wird, und dicht mit einer
Isolierteil 8 dazwischen um den entsprechenden Zahn 4 gewickelt.
Die Oberfläche des die hochkant gewickelte Spule 6 bildenden
Flachdrahtleiters ist lackiert, um eine Isolierung zwischen den benachbarten
Leitern sicherzustellen. Anschließend wird eine Vielzahl
von hochkant gewickelten Spulen 6 wiederholt in der Reihenfolge
einer U-Phase, V-Phase und W-Phase in Umfangsrichtung des Stators 1 angeordnet.
Die Spulen derselben Phase werden durch ein nicht gezeigtes Stromverteilungsteil elektrisch
miteinander verbunden. Die hochkant gewickelte Spule 6 kann
im Vergleich zu einer durch Wicklung eines runden Drahts gebildete
Spule den Füllfaktor erhöhen und weist ferner
eine exzellente Wärmeabführung auf.
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Eine
Vielzahl von Isolierteilen 8 ist entsprechend einer Vielzahl
von hochkant gewickelten Spulen 6 vorgesehen. Jedes Isolierteil 8 isoliert
die entsprechende hochkant gewickelte Spule 6 von dem Statorkern 2.
Das Isolierteil 8 ist aus Harz geformt, welches eine exzellente
elektrische Isolierung bereitstellt und relativ einfach gebogen
werden kann, und wird zum Beispiel aus PPS(Polyphenylsulfid)-Harz, LCP(flüssigkristallines
Polymer)-Harz, oder dergleichen hergestellt.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines der in 1 gezeigten
Isolierteile 8. Bezug nehmend auf 2 weist
das Isolierteil 8 einen hinteren Flächenabschnitt 10,
ein Paar von Seitenflächenabschnitten 12 und ein
Paar von Säulenabschnitten 14 auf. Der hintere
Flächenabschnitt 10 hat einen Öffnungsabschnitt 11,
durch welchen der entsprechende Zahn 4 (1)
so eingepasst wird, dass das Isolierteil 8 am Zahn 4 montiert
ist. Wenn das Isolierteil 8 an dem Zahn 4 montiert
ist, befindet sich der hintere Flächenabschnitt 10 zwischen
der entsprechenden hochkant gewickelten Spule 6 (1)
und der Jochinnenumfangsfläche an der Rückseite
des Schlitzes, wodurch die hochkant gewickelte Spule 6 von
dem Joch 3 isoliert ist (1).
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Der
Seitenflächenabschnitt 12 erstreckt sich von einem
Endabschnitt des Öffnungsabschnitts 11 des hinteren
Flächenabschnitts 10 zur Innenumfangsfläche
des Statorkerns hin (y-Richtung), so dass er die schlitzseitige
Seitenfläche des Zahns 4 abdecken kann. Anders
gesagt isoliert der Seitenflächenabschnitt 12 die
hochkant gewickelte Spule 6 in dem Schlitz von dem Zahn 4,
wenn das Isolierteil 8 und die entsprechende hochkant gewickelte
Spule 6 am Zahn 4 montiert sind. Daraufhin kann
ein Paar von Seitenflächenabschnitten 12 aufeinander
zu gebogen werden, wie später beschrieben wird.
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Darüber
hinaus ist an einem Spitzenabschnitt (y-Richtung) des Seitenflächenabschnitts 12 ein
Flanschabschnitt 16 ausgebildet. Der Flanschabschnitt 16 ist
so ausgebildet, dass er die am Isolierteil 8 montierte
hochkant gewickelte Spule 6 in Stapelrichtung (y-Richtung)
stützen kann, wie später beschrieben wird. Anders
gesagt verhindert der Flanschabschnitt 16, dass sich die
an dem Isolierteil 8 montierte hochkant gewickelte Spule 6 in
Innenumfangsrichtung des Statorkerns löst.
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Darüber
hinaus ist eine Seitenwand 13 an jedem Endabschnitt in
z-Richtung des Seitenflächenabschnitts 12 ausgebildet.
Diese Seitenwand 13 ist so ausgebildet, dass sie eine Isolierung
zwischen der hochkant gewickelten Spule 6 und dem Zahn 4 an
jedem Endabschnitt in z-Richtung des Seitenflächenabschnitts 12 sicherstellt.
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Ein
Säulenabschnitt 14 erstreckt sich von dem Endabschnitt
des Öffnungsabschnitts 11 des hinteren Flächenabschnitts 10 zur
Innenumfangsrichtung (y-Richtung) des Statorkerns hin, und zwar etwa
in der Mitte der beiden Seitenflächenabschnitten 12 und
entlang der spulenendseitigen Endfläche auf der des Zahns 4.
Anders gesagt lassen sich die beiden Seitenflächenabschnitte 12 wie
oben beschrieben aufeinander zu biegen. Der Säulenabschnitt 14 erstreckt
sich vom hinteren Flächenabschnitt 14 in der Form
einer Säule entlang der spulenendseitigen Endfläche
des Zahns 4 und ist von dem Seitenflächenabschnitt 12 beabstandet,
um eine Verformung des Seitenflächenabschnitts 12 zuzulassen.
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Wenn
das Isolierteil 8 und die entsprechende hochkant gewickelte
Spule 6 am Zahn 4 montiert sind, stützt
der Säulenabschnitt 14 die hochkant gewickelte
Spule 6 in z-Richtung und hält den Isolierungsabstand
zwischen der hochkant gewickelten Spule 6 und dem Zahn 4.
Da anders gesagt ein Spalt zwischen dem Säulenabschnitt 14 und
dem Seitenflächenabschnitt 12 vorgesehen ist,
wird die spulenendseitige Endfläche des Zahns 4 nicht
komplett vom Isolierteil 8 abgedeckt. Dann wird der Säulenabschnitt 4 so
ausgebildet, dass er wenigstens eine Dicke (z-Richtung) aufweist,
welche dem Abstand entspricht, welcher die hochkant gewickelte Spule 6 vom Zahn 4 isolieren
kann.
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3 ist
eine Querschnittsansicht des in 2 gezeigten
Schnitts III-III. Bezug nehmend auf die 3 ist das
Isolierteil 8 aus Harz hergestellt, welches sich wie oben
beschrieben relativ einfach biegen kann. Die beiden Seitenflächenabschnitten 12 lassen
sich aufeinander zu biegen, ohne dass der Säulenabschnitt 14 deren
Verformung behindert. So kann die gebildete hochkant gewickelte
Spule 6 an dem Isolierteil 8 von der y-Richtung
her montiert werden, indem die Seitenflächenabschnitte 12 zueinander
gebogen werden.
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4 ist
eine Vorderansicht des in 2 gezeigten
Isolierteils 8. Bezug nehmend auf die 4 ist
der Säulenabschnitt 14 in der Form einer Säule ausgebildet,
und etwa mittig zwischen den beiden Seitenflächenabschnitten 12,
um von den Seitenflächenabschnitten 12 beabstandet
zu sein. Daher behindert der Säulenabschnitt 14 nicht
die Verformung der Seitenflächenabschnitte 12,
auch wenn ein Paar von Seitenflächenabschnitten 12 beim
Montieren der hochkant gewickelten Spule 6 zueinander gebogen wird.
Wenn die hochkant gewickelte Spule 6 am Isolierteil 8 montiert
ist, wird die hochkant gewickelte Spule 6 in z-Richtung
durch den Säulenabschnitt 14 gestützt,
so dass die hochkant gewickelte Spule 6 fixiert ist.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die am Isolierteil 8 montierte
hochkant gewickelte Spule 6 zeigt. Bezug nehmend auf die 5 wird
die hochkant gewickelte Spule 6 von der y-Richtung her am
Isolierteil montiert, indem die Seitenflächenabschnitte 12 zueinander
gebogen werden. Die hochkant gewickelte Spule 6 ist somit
in z-Richtung durch den Säulenabschnitt 14 und
in Stapelrichtung (y-Richtung) durch den an der Spitze des Seitenflächenabschnitts 12 angebrachten
Flanschabschnitt 16 abgestützt.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, welche zeigt, dass die am Isolierteil 6 montierte
hochkant gewickelte Spule 6 am Zahn 4 montiert
ist. Bezug nehmend auf 6 werden, nachdem die hochkant gewickelte
Spule 6 am Isolierteil 8 montiert ist (5),
die hochkant gewickelte Spule 6 und das Isolierteil 8 als
eine Einheit am Zahn 4 montiert.
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7 ist
eine Querschnittsansicht des in 6 gezeigten
Schnitts VII-VII. Bezug nehmend auf die 7 ist die
hochkant gewickelte Spule 6 so gewickelt, dass ein Flachdrahtleiter
in y-Richtung gestapelt wird, und es wird durch den Flanschabschnitt 16, welcher
für das Isolierteil 8 vorgesehen ist, verhindert,
dass sich die hochkant gewickelte Spule 6 löst. Wenn
die Spule aus einem runden Draht oder einem rechteckigen Draht gebildet
ist, muss die Flanschbreite (die Länge in x-Richtung) des
Flanschabschnitts 16 genügend sichergestellt werden,
um ein Lösen der Spule zu verhindern. In dieser Ausführungsform
wird die Spule jedoch von einem Flachdrahtleiter gebildet und deshalb
kann die hochkant gewickelte Spule lediglich durch nur einen Teil
der hochkant gewickelten Spule 6 durch den Flanschabschnitt 16 gestützt
werden. Anders gesagt kann die Flanschbreite (die Länge
in x-Richtung) des Flanschabschnitts 16 reduziert werden.
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Wie
oben beschrieben können in dieser Ausführungsform
die beiden Seitenflächenabschnitten 12 des Isolierteils 8 so
ausgebildet sein, dass sie zueinander gebogen werden können.
Die beiden Säulenabschnitte 14 des Isolierteils 8 sind
ausgebildet, dass sie eine Verformung der Seitenflächenabschnitte 12 zulassen
und zwischen der Innenumfangsfläche der hochkant gewickelten
Spule 6 und dem Zahn 4 angeordnet sind. Daher
kann die hochkant gewickelte Spule 6, nachdem sie gebildet
ist, am Isolier teil 8 montiert werden, indem die beiden
Seitenflächenabschnitte 12 zueinander gebogen
werden. Somit wird gemäß dieser Ausführungsform
der Zusammenbau der hochkant gewickelten Spule erheblich verbessert.
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Da
der Säulenabschnitt 14 zumindest eine Dicke aufweist,
welche dem Abstand entspricht, welcher die hochkant gewickelte Spule 6 von
dem Zahn 4 isolieren kann, kann ferner gemäß dieser
Ausführungsform die Isolierung zwischen der hochkant gewickelten
Spule 6 und dem Zahn 4 sichergestellt werden.
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Da
der Seitenflächenabschnitt 12 einen an seinem
Spitzenabschnitt ausgebildeten Flanschabschnitt 16 aufweist,
um die hochkant gewickelte Spule in Stapelrichtung zu stützen,
kann ferner gemäß dieser Ausführungsform
auf sicherere Weise verhindert werden, dass sich die hochkant gewickelte
Spule 6 löst.
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Da
die hochkant gewickelte Spule 6 aus einem Flachdrahtleiter
hergestellt ist, kann die hochkant gewickelte Spule 6 in
Stapelrichtung gestützt werden, auch wenn die Flanschbreite
des Flanschabschnitts 16 kleiner als die Breite des Flachdrahtleiters
ist. Darüber hinaus können gemäß dieser Ausführungsform
die Materialkosten des Isolierteils 8 reduziert werden,
indem die Flanschbreiten des Flanschabschnitts 16 kleiner
als die Breite des Flachdrahtleiters der hochkant gewickelten Spule 6 gemacht
werden.
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Obwohl
die Querschnittsform des Säulenabschnitts 14 in
der vorangegangenen Ausführungsform prismaförmig
ausgebildet ist, kann diese selbstverständlich auch zylinderförmig
ausgebildet sein.
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Obwohl
der Flanschabschnitt 16 entlang der Längsseite
der hochkant gewickelten Spule 6 in der vorangegangenen
Ausführungsform ausgebildet ist, kann der Flansch nur an
einem Teil der Längsseite der hochkant gewickelten Spule 6 ausgebildet
sein. Dadurch können die Materialkosten des Isolierteils 8 weiter
reduziert werden.
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Obwohl
in der vorangegangenen Ausführungsform das Isolierteil 8 die
um einen Zahn eines Statorkerns hochkant gewickelte Spule 6 vom
Statorkern isoliert, kann das Isolierteil eine hochkant gewickelte
Spule von einem Rotor in einem Motor mit einer um einen Rotor hochkant
gewickelten Spule isolieren.
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Die
hier offenbarte Ausführungsform sollte in jeglicher Hinsicht
als veranschaulichend und nicht beschränkend erachtet werden.
Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird vielmehr durch
die Ansprüche als durch die vorangegangene Beschreibung
der Ausführungsform definiert und es ist beabsichtigt,
dass alle Änderungen innerhalb des Wortlauts und des Äquivalenzbereichs
der Ansprüche hierin umfasst sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Isolierteil
(8), welches mit einem hinteren Flächenabschnitt
(10), einem Paar von Seitenflächenabschnitten
(12) und einem Paar von Säulenabschnitten (14)
versehen ist. Der hintere Flächenabschnitt (10)
ist zwischen einer hochkant gewickelten Spule und einer Jochinnenumfangsfläche
eines Statorkerns ausgebildet. Das Paar von Seitenflächenabschnitten
(12) erstreckt sich von dem hinteren Flächenabschnitt
(10) aus, um schlitzseitige Seitenflächen des
Zahns abzudecken, und sind zueinander biegbar ausgebildet. Das Paar
von Säulenabschnitten (14) erstreckt sich von
dem hinteren Flächenabschnitt (10) entlang den
spulenendseitigen Endflächen des Zahns, während
zwischen den Säulenabschnitten und den Seitenflächenabschnitten
(12) Abstände gehalten werden, um eine Verformung
der Seitenflächenabschnitte (12) nicht zu behindern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-057931
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