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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Stromverteilungselement für einen Stator, welches benutzt wird, um Spulen eines Stators, welcher einen Bestandteil einer elektrischen, sich drehenden Maschine (ein Motor) bildet, ein Verfahren zur Herstellung dieses elektrischen Stromverteilungselements, eine Befestigungsstruktur dieses elektrischen Stromverteilungselements und einen Stator, der diese Befestigungsstruktur aufweist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein elektrisches Stromverteilungselement für einen Stator, das eine verbesserte Anbringbarkeit an einem Stator erzielt.
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STAND DER TECHNIK
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Der Bedarf an Hybridautos ist in der letzten Zeit stark gewachsen, und es wird ein weiter steigender Bedarf danach auch in Zukunft erwartet. Ein solches Auto beinhaltet einen Motor als Antriebsquelle. Ein Stator ist eines der Elemente, welche einen solchen Motor bilden, und ein Stator ist im Allgemeinen so strukturiert, dass er einen Statorkern, der aus einem ringförmigen Joch und aus Zähnen, die sich zentripetal von diesem Joch erstrecken, eine Spule, die aus einer Windung um jeden Zahn dieses Statorkerns gebildet wird, und ein elektrisches Stromverteilungselement zum Verbinden der Spulen aufweist.
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Die veröffentlichten
japanischen Patente Nr. 2005-160143 ,
2004-96841 ,
2006-333684 und
2007-104812 (Patentdokumente 1 bis 4) beschreiben ein solches elektrisches Stromverteilungselement. Z. B. ist gemäß Patentdokument 1 ein Endabschnitt einer Spule auf einer inneren Umfangsseite in einer radialen Richtung eines Stators angeordnet und der andere Endabschnitt davon ist auf einer äußeren Umfangsseite in der radialen Richtung des Stators angeordnet, ein Querungselement ist angeordnet, um einen inneren Umfangsseitenendabschnitt einer Spule und einen äußeren Umfangsseitenendabschnitt einer anderen Spule miteinander zu verbinden, und die Spulen sind miteinander über das Querungselement verbunden.
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Zusätzlich beschreibt das veröffentlichte
japanische Patent Nr. 2005-304244 (Patentdokument 5) eine Benutzung einer Spule, die unter Benutzung eines Flachdrahts als Windung und Winden dieses Drahts um die Ecken gebildet wird, als eine Spule eines Stators.
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STAND DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: Veröffentlichtes japanisches Patent Nr. 2005-160143
- Patentdokument 2: Veröffentlichtes japanisches Patent Nr. 2004-96841
- Patentdokument 3: Veröffentlichtes japanisches Patent Nr. 2006-333684
- Patentdokument 4: Veröffentlichtes japanisches Patent Nr. 2007-104812
- Patentdokument 5: Veröffentlichtes japanisches Patent Nr. 2005-304244
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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PROBLEM, DAS DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WIRD
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Mit steigendem Bedarf ist jedoch eine Verbesserung in der Produktivität nötig geworden.
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Gemäß einer üblichen Methode des Verbindens von Spulen eines Stators unter Benutzung der oben genannten Querungselemente soll ein Verfahren zum Anordnen eines Querungselements zwischen einem inneren Umfangsseitenendabschnitt einer Spule und einem äußeren Umfangsseitenendabschnitt einer anderen Spule für jedes Querungselement (18 im Patentdokument 1) wiederholt durchgeführt werden. Insofern ist ein Verfahren zum Verbinden der Spulen in einem Stator zeitaufwändig gewesen und eine Verbesserung wurde gewünscht.
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Insbesondere wurde jüngst das Benutzen einer um die Ecken gewundenen Spule, wie sie in Patentdokument 5 beschrieben wurde, als eine Spule eines Stators in Betracht gezogen, und ein elektrisches Stromverteilungselement, das für die Massenproduktion eines solchen Stators geeignet ist, wurde verlangt.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Stromverteilungselement für einen Stator zur Verfügung zu stellen, das eine verbesserte Anbringbarkeit an einem Stator erzielt.
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Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen des elektrischen Stromverteilungselements für den obigen Stator, eine Befestigungsstruktur dieses elektrischen Stromverteilungselements und einen Stator mit dieser Befestigungsstruktur zur Verfügung zu stellen.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
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Elektrisches Stromverteilungselement
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Ein elektrisches Stromverteilungselement für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Element zum Verbinden mehrerer Spulen, wobei gegenüberliegende Endabschnitte der Spule des Stators jeweils auf einer inneren Umfangsseite und einer äußeren Umfangsseite in einer radialen Richtung des Stators angeordnet sind. Das elektrische Stromverteilungselement für einen Stator beinhaltet mehrere Leiterstücke, welche jeweils einen ersten Verbindungsendabschnitt in einer flachen Scheibenform, der mit einem inneren Umfangsseitenendabschnitt einer Spule verbunden ist und einen zweiten Verbindungsendabschnitt in einer flachen Scheibenform, der mit einem äußeren Umfangsseitenendabschnitt einer anderen Spule verbunden ist, und mehrere isolierende Halteabschnitte zum integralen Halten der mehreren Leiterstücke voneinander beabstandet an einem anderen Abschnitt als die gegenüberliegenden Verbindungsendabschnitte jedes Leiterstücks aufweisen. Zusätzlich sind die isolierenden Halteabschnitte voneinander beabstandet angeordnet.
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Gemäß dieser Struktur können, da mehrere Leiterstücke durch die isolierenden Halteabschnitte gekoppelt und integriert sind, gegenüberliegende Verbindungsendabschnitte jedes Leiterstücks leicht unverzüglich an Endabschnitten jeder Spule angeordnet werden und eine Anbringbarkeit des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator kann verbessert werden. Zusätzlich kann, da die benachbarten Leiterstücke durch den isolierenden Halteabschnitt voneinander beabstandet gehalten werden, ein Kontakt zwischen den Leiterstücken vermieden werden, auch wenn Vibrationen auftreten, wenn der Motor angetrieben wird.
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Eine bevorzugtere Form der vorliegenden Erfindung ist eine Struktur mit einem Kopplungsabschnitt zum ringförmigen Koppeln der mehreren isolierenden Halteabschnitte.
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Es ist schwierig für einen isolierenden Halteabschnitt allein, mehrere Leiterstücke ringförmig zu halten. Dann kann durch das zur Verfügung Stellen eines solchen Kopplungsabschnitts eine ringförmige Gestalt zuverlässig aufrecht erhalten werden und eine Anbringbarkeit des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator kann weiter verbessert werden. Der Kopplungsabschnitt sollte lediglich eine Festigkeit haben, die ausreichend ist, um die Ringform aufrecht zu erhalten, und insofern kann eine Querschnittsfläche davon in einer Richtung senkrecht zu einer Umfangsrichtung kleiner als diejenige des isolierenden Halteabschnitts sein, und eine benutzte Materialmenge steigt nicht signifikant an.
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Isolierende und hitzeresistente Harze wie z. B. technische Kunststoffe wie Polyphenylsulfid (PPS), Flüssigkristallpolymer (LCP), Polyamid (PA), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyamid 6T (PA6T, Handelsname: 6T Nylon), Polyamid 66 (PA66, Handelsname: 66 Nylon) und Polyethylentherephthalat (PET) können für den isolierenden Halteabschnitt benutzt werden. Zusätzlich kann in einem Beispiel, in dem ein Kopplungsabschnitt vorhanden ist, der Kopplungsabschnitt aus dem gleichen Material wie das des isolierenden Halteabschnitts gemacht werden, und der Kopplungsabschnitt und jeder isolierende Halteabschnitt können einstückig gegossen werden.
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Zusätzlich hat vorzugsweise wenigstens einer der isolierenden Halteabschnitte einen Eingriffsabschnitt für die Positionierung im Bezug auf den Stator. Beim Anbringen des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator ist dieser Eingriffsabschnitt im Eingriff mit einem Arretierabschnitt, der an dem Stator vorgesehen ist, sodass das elektrische Stromverteilungselement mit Bezug auf den Stator genau positioniert werden kann. Daher können gegenüberliegende Verbindungsendabschnitte jedes Leiterstücks genau an Positionen angeordnet werden, welche Endabschnitte jeder Spule entsprechen, und die Anbringbarkeit des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator kann weiter verbessert werden. Ferner kann, da dieser Eingriffsabschnitt an dem Stator fest befestigt ist, eine Verschiebung einer Position eines anderen Leiterstücks während eines Verfahrens zum Verbinden eines Leiterstücks an Endabschnitten jeder Spule unterdrückt werden. Vom Gesichtspunkt der Positionierung und festen Befestigung des elektrischen Stromverteilungselements her wird dieser Eingriffsabschnitt vorzugsweise in der Form mehrerer (z. B. drei oder mehr) isolierender Halteabschnitte bereitgestellt.
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Ein runder Draht, ein Flachdraht oder ähnliches können als ein Leiterstück benutzt werden. Da solch ein Leiterdraht erhalten werden kann, ohne dass ein leitendes Scheibenmaterial gestanzt werden muss, ist der Materialverlust gering und eine Effizienz kann verbessert werden. Es ist anzumerken, dass gegenüberliegende Verbindungsendabschnitte eines Leiterstücks wie eine flache Scheibe geformt sind. Durch ein solches Gestalten der gegenüberliegenden Verbindungsendabschnitte als eine flache Scheibe kann eine Fläche für eine Verbindung zu jedem Spulenendabschnitt vergrößert werden und ein Verfahren zum Verbinden mit jedem Spulenendabschnitt durch Schweißen oder Löten wird vereinfacht. Eine Benutzung eines Flachdrahts als ein Leiterstück eliminiert die Notwendigkeit des Umformens der gegenüberliegenden Verbindungsendabschnitte in eine flache Scheibenform oder ähnliches, und daher wird ein Flachdraht vorzugsweise für ein Leiterstück benutzt.
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Zusätzlich weist das Leiterstück vorzugsweise eine isolierende Beschichtung auf. Da das Leiterstück eine solche isolierende Beschichtung aufweist, kann eine Isolation sichergestellt werden, auch wenn ein Leiterstück in Kontakt mit einem anderen Leiterstück oder einer Spule gerät, wenn der Motor angetrieben wird.
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Zusätzlich weist wenigstens einer der isolierenden Halteabschnitte einen Greifabschnitt auf, der durch einen Manipulator gegriffen wird. Wenn ein Verfahren zum Anbringen des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator automatisiert wird, um eine Produktivität zu erhöhen, ist es nötig, das elektrische Stromverteilungselement mit einem Manipulator anzuheben. Wenn das Leiterstück gegriffen wird, kann sich jedoch eine Isolierbeschichtung, ein Antioxidanzfilm oder ähnliches in diesem Abschnitt abschälen und die elektrischen Eigenschaften des Leiterstücks können sich verschlechtern. Dann wird es, wenn z. B. ein Vorsprungsabschnitt oder ein Nutenabschnitt sowohl auf der inneren als auch der äußeren Umfangsseite in einer radialen Richtung des Stators ausgebildet ist und ein Greifabschnitt auf dem isolierenden Halteabschnitt vorgesehen ist, leichter, den isolierenden Halteabschnitt zu greifen, und die Nachteile, die durch das Anheben des elektrischen Stromverteilungselements verursacht werden, werden bewältigt.
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Durch das zur Verfügung Stellen eines Eingriffsabschnitts oder eines Greifabschnitts auf dem isolierenden Halteabschnitt wie oben beschrieben wird ein Verfahren zum Anbringen des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator leicht automatisiert.
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Herstellungsverfahren
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Das elektrische Stromverteilungselement für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung kann in den folgenden Schritten hergestellt werden:
- 1) Vorbereiten mehrerer Leiterstücke, welche jeweils einen ersten Verbindungsendabschnitt in einer flachen Scheibenform, der mit einem inneren Umfangsseitenendabschnitt einer Spule verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsendabschnitt in einer flachen Scheibenform, der mit einem äußeren Umfangsseitenendabschnitt einer anderen Spule verbunden ist, aufweisen;
- 2) einen Leiterstückanordnungsschritt des ringförmigen Anordnens der Leiterstücke in einer Form; und
- 3) einen isolierenden Halteabschnitt-Bildungsschritt des Bildens mehrerer isolierender Halteabschnitte zum integralen Halten der mehreren Leiterstücke voneinander beabstandet an einem anderen Abschnitt als den gegenüberliegenden Verbindungsendabschnitten jedes Leiterstücks durch das Einbringen von Harz in die Form.
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Zusätzlich wird in einem Beispiel, in dem ein Kopplungsabschnitt vorhanden ist, in dem isolierenden Halteabschnitt-Bildungsschritt jeder isolierende Halteabschnitt und ein Kopplungsabschnitt zum ringförmigen Koppeln dieser isolierenden Halteabschnitte vorzugsweise einstückig gegossen.
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Durch Benutzung eines solchen Herstellungsverfahrens können elektrische Stromverteilungselemente, in denen mehrere ringförmig angeordnete Leiterstücke durch isolierende Halteabschnitte einstückig ausgebildet sind, unverzüglich hergestellt werden. zusätzlich kann, auch wenn ein Kopplungsabschnitt vorhanden ist, eine effiziente Produktion erzielt werden, ohne dass die Anzahl der Schritte erhöht wird.
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Befestigungsstruktur
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Eine Befestigungsstruktur des elektrischen Stromverteilungselements für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine solche Struktur, dass gegenüberliegende Endabschnitte einer Spule eines Stators eine flache Scheibenform aufweisen und jeder Verbindungsendabschnitt eines Leiterstücks durch Schweißen mit einem Endabschnitt jeder Spule verbunden ist.
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Wenn gegenüberliegende Endabschnitte der Spule eine flache Scheibenform aufweisen, kann eine Kontaktfläche mit jedem Verbindungsendabschnitt des Leiterstücks vergrößert werden und ein Verschweißen zwischen jedem Verbindungsendabschnitt des Leiterstücks und einem Endabschnitt jeder Spule wird erleichtert. Zusätzlich kann durch das Benutzen vom Schweißen beim Verbinden jedes Verbindungsendabschnitts eines Leiterstücks und eines Endabschnitt jeder Spule eine mechanische Festigkeit an einem Verbindungsabschnitt im Vergleich zum Löten verbessert werden. Z. B. können TIG (Tungsten Inert Gas) Schweißen, Widerstandsschweißen, Buckelschweißen, Fixierschweißen und Ähnliches als Schweißverfahren geeigneterweise benutzt werden.
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Zusätzlich ist vorzugsweise in der obigen Verbindungsstruktur jeder Verbindungsendabschnitt eines Leiterstücks mit einem Endabschnitt jeder Spule so verbunden, dass der erste Verbindungsendabschnitt des Leiterstücks auf einer inneren Umfangsseite in Bezug auf den inneren Umfangsseitenendabschnitt einer Spule und der zweite Verbindungsendabschnitt auf einer äußeren Umfangsseite in Bezug auf den äußeren Umfangsseitenendabschnitt einer anderen Spule angeordnet ist.
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In dem so die Anordnung jedes Verbindungsendabschnitts eines Leiterstücks in Bezug auf eine Position eines Endabschnitts jeder Spule festgelegt wird, kann ein Abstand zwischen jedem Verbindungsendabschnitt eines Leiterstücks und einem benachbarten Leiterstück vergrößert werden. Daher wird beim Verbinden eines Leiterstücks und eines Endabschnitts jeder Spule miteinander z. B. durch Schweißen das Einführen einer fixierenden Spannvorrichtung zum Klemmen und Fixieren des Verbindungsendabschnitts des Leiterstücks und des Endabschnitts der Spule von gegenüberliegenden Seiten an gegenüberliegenden Positionen zu einer Schweißdüse erleichtert und ein Verfahren zum Verbinden der Leiterstücke an dem Endabschnitt jeder Spule wird erleichtert.
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Ferner kann durch Benutzen dieser Befestigungsstruktur ein Stator, der eine hohe Produktivität erzielt, hergestellt werden.
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EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Bei dem elektrischen Stromverteilungselement für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung ist, da mehrere Leiterstücke durch isolierende Halteabschnitte gekoppelt und einstückig ausgebildet sind, eine Anbringbarkeit an dem Stator hervorragend.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein elektrisches Stromverteilungselement für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Stator angebracht ist.
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2 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem das elektrische Stromverteilungselement für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Stator angebracht ist.
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3 ist eine perspektivische Ansicht des elektrischen Stromverteilungselements für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine Draufsicht des elektrischen Stromverteilungselements für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5A ist eine Vorderansicht eines Leiterstücks.
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5B ist eine Draufsicht des Leiterstücks.
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6A ist eine Vorderansicht eines Leiterstücks für einen Sternpunkt.
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6B ist eine Draufsicht des Leiterstücks für einen Sternpunkt.
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7A ist eine vergrößerte Ansicht des mit VIIA in 4A bezeichneten Abschnitts zum Darstellen einer Anbringungsstruktur des elektrischen Stromverteilungselements für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung.
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7B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIIB-VIIB in 7A.
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8A ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der in 4 mit VIIIA bezeichnet ist.
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8B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIIIB-VIIIB in 8A.
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9A ist eine Vorderansicht, die ein anderes Beispiel eines Leiterstücks für einen Sternpunkt zeigt.
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9B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht zum Darstellen eines anderen Beispiels eines elektrischen Stromverteilungselements für einen Stator.
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WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Es wird bemerkt, dass ein Stator, der in einem Dreiphasen-Wechselstromrotor benutzt wird, beispielhaft in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden wird.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein elektrisches Stromverteilungselement für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Stator angebracht ist. Der Stator beinhaltet einen Statorkern 2 und eine Spule 3, die aus einer Windung, die um jeden Zahn in dem Statorkern 2 herumgewunden ist, gebildet wird, und Spulen 3 sind miteinander durch ein elektrisches Stromverteilungselement 1 verbunden. Ein Motor wird gebildet, indem ein Rotor R, dessen Schaft S fixiert wurde, im Mittelpunkt dieses Stators drehbar angeordnet wird.
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Statorkern 2 bezieht einen integrierten Typus, in dem ein ringförmiges Joch und Zähne, die sich zentripetal nach außen von diesem Joch erstrecken, vorgesehen sind, und das Joch und die Zähne integral ausgebildet sind, und einen geteilten Typus, in dem mehrere geteilte Kerne kombiniert sind, mit ein.
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Eine Stapelstruktur, die gebildet wird, indem Siliziumstahlscheiben oder ein ungesinterter Presskörper, der durch das Beschichten von Oberflächen magnetischer Pulver wie z. B. Eisenpulver mit einer isolierenden Beschichtung und Druckverdichtung der Pulver gebildet wird, aufeinander geschichtet werden, kann für diesen Statorkern 2 benutzt werden. Die Anzahl der Zähne ist nicht besonders beschränkt, wobei hierin jedoch die Anzahl auf 18 gesetzt ist und die Anzahl der Spulen 3 der Anzahl der Zähne entspricht.
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Spule 3 ist aus einer gewickelten Windung gebildet, und hier wird eine Spule, die erhalten wird, indem als Windung ein Flachdraht mit einer Oberfläche, die mit Ausnahme der gegenüberliegenden Endabschnitte mit einer Isolierbeschichtung versehen wurden, eingesetzt wird, und das Winden dieses Flachdrahts um die Ecken, eingesetzt. Jede Spule 3 hat einen Endabschnitt 3i, der an einer inneren Umfangsseite in einer radialen Richtung des Stators angeordnet ist, und hat den anderen Endabschnitt 3o auf einer äußeren Umfangsseite in der radialen Richtung des Stators angeordnet. Jeder Endabschnitt 3i, 3o der Spule 3 ist mit einem Endabschnitt einer anderen Spule 3 durch ein Leiterstück 10 des elektrischen Stromverteilungselements 1 verbunden.
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Zusätzlich ist, um eine Isolation zwischen der Spule 3 und dem Statorkern 2 aufrecht zu erhalten, ein Isolator 4 zwischen der Spule 3 und dem Statorkern 2 angeordnet. Isolator 4 weist einen Zylinderabschnitt, der um eine äußere Umfangsoberfläche eines Zahns herum angeordnet ist, und einen Flanschabschnitt, der auf der äußeren Umfangsseite des Zylinderabschnitts in der radialen Richtung des Stators ausgebildet ist, auf.
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Eine spezifische Spulenverbindungsstruktur wird mit Bezug auf 2 beschrieben. Ein innerer Umfangsseitenendabschnitt einer Spule 30U und ein äußerer Umfangsseitenendabschnitt einer Spule 31U, welcher davon gegen den Uhrzeigersinn beabstandet ist, wobei zwei Spulen dazwischengestellt sind, sind miteinander verbunden. Ähnlich sind innere Umfangsseitenendabschnitte der Spulen 31U, 32U, 33U und 34U mit äußeren Umfangsseitenendabschnitten der Spulen 32U, 33U, 34U und 35U jeweils verbunden. Ähnlich sind in Spulen 30V bis 35V und Spulen 30W bis 35W innere Umfangsseitenendabschnitte jeweils mit äußeren Umfangsseitenendabschnitten verbunden. Insbesondere sind Spulen 30U bis 35U in Reihe geschaltet, Spulen 30V bis 35V sind in Reihe geschaltet, und Spulen 30W bis 35W sind in Reihe geschaltet. Zusätzlich sind innere Umfangsseitenendabschnitte der Spulen 35U, 35V und 35W miteinander durch ein Leiterstück für einen Sternpunkt 15 verbunden, um somit einen Sternpunkt zu bilden. Insofern wird ein sich drehendes Magnetfeld erzeugt, indem Wechselströme, die in der Phase unterschiedlich sind, den äußeren Umfangsseitenendabschnitten der Spulen 30U, 30V und 30W jeweils zugeführt werden.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, weist das elektrische Stromverteilungselement mehrere Leiterstücke 10, mehrere isolierende Halteabschnitte 11, die einstückig mit den Leiterstücken 10 gegossen sind, und mehrere Kopplungsabschnitte 12 zum ringförmigen Koppeln dieser isolierenden Halteabschnitte 11 auf.
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Leiterstück 10 weist einen ersten Verbindungsendabschnitt 101, der mit dem inneren Umfangsseitenendabschnitt einer Spule verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsendabschnitt 102 auf, der mit dem äußeren Umfangsseitenendabschnitt einer anderen Spule verbunden ist. Leiterstücke 10 sind ringförmig so angeordnet, dass sie in einer Umfangsrichtung in einer teilweise überlappenden Art versetzt sind, und Leiterstücke 10 sind einstückig ausgeführt da sie durch den isolierenden Halteabschnitt 11 an einem anderen Abschnitt als den gegenüberliegenden Verbindungsendabschnitten gekoppelt sind.
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Wie in 5A und 5B gezeigt, ist dieses Leiterstück 10 aus einem Kupferflachdraht mit einer isolierenden Beschichtung hergestellt, und gegenüberliegende Verbindungsendabschnitte 101 und 102 sind durch die isolierende Beschichtung hindurch offengelegt. Zusätzlich ist das Leitungsstück 10 an zwei Abschnitten in einer Längsrichtung gebogen, um eine Verbindung mit den Endabschnitten jeder Spule zu erleichtern.
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Wie in 6A und 6B gezeigt, weist das Leiterstück für einen Sternpunkt 15 Verbindungsabschnitte 151 bis 153 auf, welche jeweils mit einem Endabschnitt einer Spule verbunden sind. Verbindungsabschnitte 151 bis 153 sind so verbunden, dass der erste Verbindungsabschnitt 151 mit dem inneren Umfangsseitenendabschnitt der Spule 35U verbunden ist, der zweite Verbindungsabschnitt 152 mit dem inneren Umfangsseitenendabschnitt der Spule 35V verbunden ist, und der dritte Verbindungsabschnitt 153 mit dem inneren Umfangsseitenendabschnitt der Spule 35W verbunden ist (siehe 2). Das Leitungsstück für den Sternpunkt 15 wird durch Stanzen einer Kupferscheibe erzeugt, und jeder der Verbindungsabschnitte 151 bis 153 ist in einer flachen Scheibenform, die in einer Breitenrichtung hervorsteht. Zusätzlich ist das Leiterstück für einen Sternpunkt 15 an zwei Abschnitten in einer Längsrichtung gebogen, um eine Verbindung mit Endabschnitten der Spulen zu erleichtern.
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Beim Anbringen des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator, wie in 7A gezeigt, wird das Leiterstück 10 so angeordnet, dass der erste Verbindungsendabschnitt 101 auf der inneren Umfangsseite in Bezug auf einen inneren Umfangsseitenendabschnitt 3i einer Spule angeordnet ist und der zweite Verbindungsendabschnitt 102 auf der äußeren Umfangsseite in Bezug auf den äußeren Umfangsseitenendabschnitt 3o einer Spule angeordnet ist. Daher kann, im Vergleich zu einem Beispiel, in dem der erste Verbindungsendabschnitt 101 auf der äußeren Umfangsseite in Bezug auf einen inneren Umfangsseitenendabschnitt 3i einer Spule angeordnet ist oder der zweite Verbindungsendabschnitt 102 auf der inneren Umfangsseite in Bezug auf den äußeren Umfangsseitenendabschnitt 3o einer Spule angeordnet ist, ein Abstand zwischen jedem Verbindungsendabschnitt 101, 102 eines Leiterstücks und einem benachbarten Leiterstück 10 vergrößert werden. Daher wird beim Verbinden des Leiterstücks 10 mit dem Endabschnitt 3i, 3o jeder Spule das Einführen einer fixierenden Spannvorrichtung (nicht dargestellt) zum Klemmen und Fixieren des Verbindungsendabschnitts 101 (102) des Leiterstücks und des Endabschnitts 3i (3o) der Spule von gegenüberliegenden Seiten erleichtert und ein Verbindungsverfahren wird erleichtert. TIG-Schweißen wird zum Verbinden jedes Verbindungsendabschnitts eines Leiterstücks und eines Endabschnitts jeder Spule miteinander eingesetzt.
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Zusätzlich wird das TIG-Schweißen auch zum Verbinden jedes Verbindungsstücks eines Leiterstücks für den Sternpunkt mit einem Endabschnitt jeder Spule benutzt. Beim Leiterstück für den Sternpunkt 15 ragt jeder Verbindungsabschnitt 151 bis 153 in einer Breitenrichtung hervor und ein Schweißverfahren wird erleichtert, indem ein Endabschnitt jeder Spule an diesem Vorsprungsabschnitt ausgerichtet wird.
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Wie in 3, 4, 7a und 7B gezeigt, ist jeder isolierende Halteabschnitt 11 zwischen gegenüberliegenden Endabschnitten 101 und 102 so einstückig gegossen, dass er den äußeren Umfang eines Paars benachbarter Leiterstücke 10 abdeckt und die Leiterstücke 10 voneinander beabstandet hält. Hierbei ist beim Befestigen des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator der isolierende Halteabschnitt 11 auf einer Mittellinie jeder Spule angeordnet und somit wird ein Kontakt mit dem Endabschnitt 3i, 3o jeder Spule, wobei jeder Verbindungsendabschnitt 101, 102 eines Leiterstücks gebogen ist, erleichtert. zusätzlich ist, wie in 8A und 8B gezeigt, ein isolierender Halteabschnitt 11a unter den mehreren isolierenden Halteabschnitten 11 in einer im Wesentlichen T-förmigen Gestalt gegossen, sodass er das Leiterstück für einen Sternpunkt 15 auf der inneren Umfangsseite in der radialen Richtung des Stators hält.
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Ein Eingriffsabschnitt 11e für die Positionierung in Bezug auf den Stator ist an dreien der mehreren isolierenden Halteabschnitte 11 vorgesehen. Der Eingriffsabschnitt 11e ist unterhalb einer Zwischenposition in einer Höhenrichtung des isolierenden Halteabschnitts 11 positioniert und ist so angeordnet, dass er nicht einem Greifen des Greifabschnitts 11g, welcher später beschrieben wird, durch einen Manipulator im Weg steht (siehe 7B). Dieser Eingriffsabschnitt 11e weist einen Verjüngungsabschnitt auf und ist mit dem isolierenden Halteabschnitt 11 so einstückig gegossen, dass er zu der äußeren Umfangsseite in der radialen Richtung des Stators hervorragt. Zusätzlich ist eine Einkerbungsnut (ein Arretierabschnitt) 4c auf dem Flanschabschnitt des Isolators 4 vorgesehen (siehe 1). Insofern kann beim Anbringen des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator durch das In-Eingriff-Bringen des Verjüngungsabschnitts des Eingriffsabschnitts 11e mit der Einkerbungsnut 4c das elektrische Stromverteilungselement fest mit Bezug auf den Stator positioniert werden.
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Ferner ist beim isolierenden Halteabschnitt 11 eine V-förmige Nut (Greifabschnitt) 11g sowohl auf der inneren als auch auf der äußeren Umfangsseite in der radialen Richtung des Stators vorgesehen. Insofern wird ein Greifen des isolierenden Halteabschnitts 11 durch den Manipulator erleichtert und ein Anheben des elektrischen Stromverteilungselements beim Anbringen des elektrischen Stromverteilungselements an dem Stator wird erleichtert.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, ist jeder Kopplungsabschnitt 12 ein stabähnliches Element zum Koppeln der mehreren isolierenden Halteabschnitte 11 und ist einstückig mit jedem isolierenden Halteabschnitt 11 gegossen. Diese Kopplungsabschnitte 12 haben eine Funktion, die Leiterstücke 10 ringförmig zu halten, indem sie die mehreren isolierenden Halteabschnitte 11 ringförmig koppeln. Zusätzlich ist, wie in 7A und 7B gezeigt, da der Kopplungsabschnitt 12 in der radialen Richtung in der Höhe und Breite des Stators kleiner ist als der isolierende Halteabschnitt 11, eine Querschnittsfläche davon in einer Richtung senkrecht zu der Umfangsrichtung kleiner als diejenige des isolierenden Halteabschnitts 11. Der Kopplungsabschnitt 12 kann in einer gekrümmten Stangenform zusätzlich zu einer geraden Stangenform gestaltet sein.
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Ferner ist in jedem Kopplungsabschnitt 12 ein Einkerbungsabschnitt 12c durch Schneiden ausgebildet, welcher in einer Oberfläche, die dem zweiten Verbindungsendabschnitt 102 eines Leiterstücks gegenüberliegt, vorgesehen ist. Daher wird beim Verbinden des zweiten Verbindungsendabschnitts 102 mit einem äußeren Umfangsseitenendabschnitt 3o einer Spule durch Einfügen der fixierenden Spannvorrichtung wie oben beschrieben eine Wechselwirkung zwischen der fixierenden Spannvorrichtung und dem Kopplungsabschnitt 12 vermieden und ein Verbindungsverfahren wird erleichtert. Vorliegend wird ein Beispiel, in dem ein Einkerbungsabschnitt 12c auf einer Oberfläche vorgesehen ist, welche dem zweiten Verbindungsendabschnitt 102 eines Leiterstücks gegenüberliegt, gezeigt, es kann jedoch ein Einkerbungsabschnitt auf einer Oberfläche vorgesehen sein, die dem ersten Verbindungsendabschnitt 101 gegenüberliegt, oder Einkerbungsabschnitte können auf jeweiligen Oberflächen vorgesehen sein, welche beiden Verbindungsendabschnitten 101 und 102 gegenüberliegen.
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Wie in 3, 8A und 8B gezeigt, sind Kopplungsabschnitte, die sich in gegenüberliegende Richtungen von dem isolierenden Halteabschnitt 11, welcher nicht das Leiterstück 10 unter den mehreren Kopplungsabschnitten 12 hält, aus erstrecken, jeweils mit einem Vorsprungsabschnitt 121, der in einer Umfangsrichtung kontinuierlich ist, auf einer der Spule gegenüberliegenden Oberfläche versehen, und dieser ist so gegossen, dass er einen T-förmigen Querschnitt aufweist. Daher kann ein Abschnitt, in dem ein Leiterstück 10 nicht angeordnet ist und eine Festigkeit gering ist, verstärkt werden und eine ringförmige Gestalt kann zuverlässig aufrecht erhalten werden. Zusätzlich kann solch ein Vorsprungsabschnitt auf jedem Kopplungsabschnitt 12 vorgesehen sein. Wenn Vorsprungsabschnitte auf allen Kopplungsabschnitten 12 vorgesehen sind, kann eine Verbesserung der Festigkeit erwartet werden.
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Da die isolierenden Halteabschnitte 11 teilweise in der Umfangsrichtung vorgesehen sind, kann ein Materialverbrauch im Vergleich zu einem Beispiel verringert werden, in dem mehrere Leiterstücke über den gesamten Umfang eingegossen sind. zusätzlich steigt, wie oben beschrieben, da der Kopplungsabschnitt 12 eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu der Umfangsrichtung aufweist, die geringer ist als diejenige des isolierenden Halteabschnitts 11, ein Materialverbrauch auch nicht wesentlich an.
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Das elektrische Stromverteilungselement 1 wie oben beschrieben kann wie folgt hergestellt werden. Anfangs wird eine Form mit mehreren Leiterstückanordnungsnuten, in denen Leiterstücke ringförmig voneinander beabstandet angeordnet sind, mit mehreren Harzeinfüllabschnitten, welche Abschnitte sind, die von den gegenüberliegenden Verbindungsendabschnitten jedes Leiterstücks verschieden und voneinander getrennt in der Umfangsrichtung vorgesehen sind, und mit einem Kopplungsnutenabschnitt zum Koppeln der Harzeinfüllabschnitte vorbereitet. Dann wird, nachdem Leiterstücke in den Leiterstückanordnungsnuten angeordnet sind, ein Harz in die Form eingebracht, sodass das Harz sicher an einem Teil jedes Leiterstücks haftet, und der isolierende Halteabschnitt zum integralen Halten benachbarter Leiterstücke wird einstückig mit jedem Leiterstück durch das Outsert-Gießen vergossen. Hierbei wird der Kopplungsabschnitt zum Koppeln dieser isolierenden Halteabschnitte zusammen mit jedem isolierenden Halteabschnitt einstückig gegossen.
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(Abwandlung)
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9A ist eine Vorderansicht, die eine Abwandlung des Leiterstücks für einen Sternpunkt 15 zeigt, dessen Gestalt verschieden von dem Leiterstück für einen Sternpunkt, das oben beschrieben wurde, ist, wobei Verbindungsabschnitte 151 bis 153, die mit Endabschnitten der Spulen jeweils verbunden werden sollen, nicht in einer Breitenrichtung hervorragen. Da solch ein Leiterstück für einen Sternpunkt 15 z. B. durch Biegen eines Kupferflachdrahts hergestellt werden kann, kann es erzeugt werden, ohne dass eine Kupferplatte gestanzt werden muss, wodurch ein Materialverlust gering ist und eine Ausbeute verbessert wird. Zusätzlich sind Einkerbungsabschnitte 15c auf jeweiligen gegenüberliegenden Seiten des Verbindungsabschnitts 152 im Mittelpunkt unter den Verbindungsabschnitten vorgesehen. Indem Einkerbungsabschnitte 15c auf jeweiligen gegenüberliegenden Seiten des Verbindungsabschnitts 152 vorgesehen sind, kann das Leiten der Schweißhitze an die gegenüberliegenden Endabschnittsseiten des Leiterstücks für den Sternpunkt 15 beim Verbinden des Verbindungsabschnitts 152 und eines Endabschnitts einer Spule miteinander durch Schweißen unterdrückt werden und eine Schweißhitze wird nur lokal angebracht. Somit wird ein Schweißverfahren erleichtert. Es ist anzumerken, dass der Einkerbungsabschnitt 15c nur durch Schneiden oder Entfernen eines äußeren Umfangsabschnitts eines Kupferflachdrahts hergestellt werden sollte.
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9B ist eine vergrößerte Teilansicht zum Darstellen einer Abwandlung eines elektrischen Stromverteilungselements für einen Stator und zeigt einen Zustand, bevor ein elektrisches Stromverteilungselement auf einem Stator wie in 7A gezeigt angebracht wird. Insbesondere ist der isolierende Halteabschnitt 11 von dem oben beschriebenen in einer zweidimensionalen Form verschieden und der isolierende Halteabschnitt 11 weist eine solche zweidimensionale Form auf, dass sie von der Seite des ersten Verbindungsendabschnitts 101 des Leiterstücks 10, welches durch den isolierenden Halteabschnitt 11 gehalten wird, zu der Seite des zweiten Verbindungsendabschnitts 102 geneigt ist. Z. B. kann, indem der isolierende Halteabschnitt 11 als Parallelogramm wie in 9B geformt ist, ein räumlicher Abstand di zwischen der inneren Umfangsseite des isolierenden Halteabschnitts 11 und einem ersten Verbindungsendabschnitt 101 eines Leiterstücks und ein räumlicher Abstand do zwischen der äußeren Umfangsseite des isolierenden Halteabschnitts 11 und einem zweiten Verbindungsendabschnitt 102 des Leiterstücks vergrößert werden. Daher wird beim Verbinden des Verbindungsendabschnitts 101 (102) eines Leiterstücks und eines Endabschnitts 3i (3o) einer Spule miteinander ein Einfügen einer fixierenden Spannvorrichtung erleichtert und ein Verbindungsverfahren wird erleichtert.
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Es sollte berücksichtigt werden, dass die Ausführungsformen, die hierin offenbart sind, nur zur Illustration dienen und in keiner Hinsicht einschränkend sind. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche im Gegensatz zu der obigen Beschreibung definiert und ist so gedacht, dass er jede Abwandlung innerhalb des Bereichs und der Bedeutung, welche den Ausdrücken in den Ansprüchen äquivalent ist, beinhaltet.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Das elektrische Stromverteilungselement für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem Stator und einem Motor, welcher diesen benutzt, eingesetzt werden. Insbesondere kann das elektrische Stromverteilungselement für einen Stator gemäß der vorliegenden Erfindung passend im Gebiet eines Motors für ein Kraftfahrzeug eingesetzt werden, dessen Produktion verbessert werden soll.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrisches Stromverteilungselement
- 10
- Leiterstuck,
- 101
- erster Verbindungsendabschnitt,
- 102
- zweiter Verbindungsendabschnitt
- 11, 11a
- isolierender Halteabschnitt,
- 11e
- Eingriffsabschnitt,
- 11g
- V-förmige Nut
- 12
- ringförmiger Kopplungsabschnitt,
- 12c
- Einkerbungsabschnitt,
- 121
- Vorsprungsabschnitt
- 15
- Leiterstück für einen Sternpunkt,
- 15c
- Einkerbungsabschnitt
- 151
- erster Verbindungsabschnitt,
- 152
- zweiter Verbindungsabschnitt,
- 153
- dritter Verbindungsabschnitt
- 2
- Statorkern
- 3, 30U bis 35U, 30V bis 35V, 30W bis 35W
- Spule,
- 3i
- innerer Umfangsseitenendabschnitt,
- 3o
- äußerer Umfangsseitenendabschnitt
- 4
- Isolator,
- 4c
- Einkerbungsnut
- R
- Rotor,
- S
- Schaft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005-160143 [0003, 0005]
- JP 2004-96841 [0003, 0005]
- JP 2006-333684 [0003, 0005]
- JP 2007-104812 [0003, 0005]
- JP 2005-304244 [0004, 0005]
