DE112011100325T5

DE112011100325T5 - Sammelschieneneinheit und Motor

Info

Publication number: DE112011100325T5
Application number: DE112011100325T
Authority: DE
Inventors: Airi NAKAGAWA
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-10-31
Also published as: JP5703604B2; US20120319512A1; CN102782996A; WO2011108734A1; CN102782996B; US9160217B2; JP2011205875A

Abstract

Eine Sammelschieneneinheit ist vorgesehen, die auf einem Axialendabschnitt eines Stators angeordnet ist, und elektrisch verbunden ist mit einer Mehrzahl von Spulendrahtanschlüssen, die angeordnet sind, um in einer Axialrichtung über den Axialendabschnitt des Stators vorzustehen. Die Sammelschieneneinheit umfasst eine Mehrzahl von Sammelschienen, die jeweils einen Körperabschnitt umfassen, der durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist, der zu einem Ring oder dem Buchstaben „C” geformt ist, wobei der Körperabschnitt um eine Achse des Stators angeordnet ist; ein Halteeinrichtungsbauglied, das auf dem Axialendabschnitt des Stators angeordnet ist, um die Sammelschienen zu halten; und eine Mehrzahl von Anschlussbaugliedern, die jeweils einen Sammelschienenverbindungsabschnitt umfassen, der mit dem Körperabschnitt von einer der Sammelschienen verbunden ist, und einen Spulenverbindungsabschnitt, der mit einem der Spulendrahtanschlüsse verbunden ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sammelschieneneinheit und einen Innenrotor-Motor, der dieselbe enthält.
Stand der Technik
4 und 5 der JP-A 2000-333400 offenbaren eine Sammelschiene, die mit Spulenanschlüssen von einem Stator verbunden ist und angeordnet ist, um Ströme an Spulen zu liefern. Eine Mehrzahl solcher Sammelschienen (Leitungsrahmen) ist aufeinander platziert, und jede der Sammelschienen (Leitungsrahmen) ist durch ein Plattenmaterial mit einer in Draufsicht im Wesentlichen kreisförmigen Form definiert. Jede Sammelschiene (Leitungsrahmen) und eine Mehrzahl von Anschlüssen sind integral miteinander definiert. Die Anschlüsse sind angeordnet, um von einem äußeren Umfang oder einem inneren Umfang jeder Sammelschiene in einer radialen Richtung vorzustehen. Kurz gesagt, jede Sammelschiene (Leitungsrahmen) ist definiert durch ein im Wesentlichen kreisförmiges Plattenmaterial mit einer Mehrzahl von Anschlüssen, die von derselben in der radialen Richtung vorstehen. Daher ist die Materialausbeute der Sammelschienen nicht sehr hoch.
Die JP-A 2004-56873 offenbart einen Motor, in dem eine Sammelschiene und Anschlüsse getrennt voneinander vorgesehen sind. In diesem Motor ist die Busschiene durch einen Draht (ein Kabel) definiert, und die Anschlüsse, die angeordnet sind, um die Sammelschiene mit Spulenanschlüssen zu verbinden sind, sind getrennt von der Sammelschiene vorgesehen. Diese Anordnung erreicht eine Verbesserung bei der Materialausbeute der Sammelschienen.

[Patentdokument 1] JP-A 2000-333400
[Patentdokument 2] JP-A 2004-56873

Offenbarung der Erfindung
Problem, das durch die Erfindung zu lösen ist
Der in der JP-A 2004-56873 beschriebene Motor erreicht eine Verbesserung bei der Materialausbeute der Sammelschienen. Der in der JP-A 2004-56873 beschriebene Motor hat jedoch den Nachteil, dass die Ausrichtung der Spulenanschlüsse eingestellt werden muss, wenn die Anschlüsse mit den Spulenanschlüssen verbunden werden. Daher kann gemäß dem in JP-A 2004-56873 beschriebenen Motor ein Schritt des Verbindens der Anschlüsse mit den Spulenanschlüssen nicht effizient durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um eine Verbesserung der Materialausbeute der Sammelschienen zu schaffen und auch eine Verbesserung der Bearbeitbarkeit beim Anbringen der Sammelschienen.
Lösung der Probleme
Eine Busschieneneinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist auf einem Axialendabschnitt eines Stators angeordnet. Die Sammelschieneneinheit ist elektrisch verbunden mit einer Mehrzahl von Spulendrahtanschlüssen, die angeordnet sind, um in einer Axialrichtung über den Axialendabschnitt des Stators vorzustehen. Die Sammelschieneneinheit umfasst eine Mehrzahl von Sammelschienen, ein Haltebauglied und eine Mehrzahl von Anschlussbaugliedern. Jede der Sammelschienen umfasst einen Körperabschnitt, der durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist, der zu einem Ring oder zu dem Buchstaben „C” geformt ist, wobei der Körperabschnitt um eine Achse des Stators angeordnet ist. Das Haltebauglied ist auf dem Axialendabschnitt des Stators angeordnet, um die Sammelschienen zu halten. Jedes der Anschlussbauglieder umfasst einen Sammelschienenverbindungsabschnitt und einen Spulenverbindungsabschnitt. Der Sammelschienenverbindungsabschnitt ist mit dem Körperabschnitt von einer der Sammelschienen verbunden. Der Spulenverbindungsabschnitt ist mit einem der Spulendrahtanschlüsse verbunden.
Gemäß der oben beschriebenen Sammelschieneneinheit sind die Sammelschienen und die Anschlussbauglieder getrennt voneinander definiert, und jede der Sammelschienen ist durch einen Draht definiert. Daher wird eine Verbesserung bei der Materialausbeute der Sammelschienen erreicht. Außerdem umfasst jedes der Anschlussbauglieder den Spulenverbindungsabschnitt, der angeordnet ist, um mit einem der Spulendrahtanschlüsse verbunden zu werden, die angeordnet sind, um sich in der Axialrichtung des Stators zu erstrecken. Dies ermöglicht es, die Sammelschienen mit den entsprechenden Spulendrahtanschlüssen zu verbinden, ohne einen Schritt des Einstellens der Ausrichtung jedes Spulendrahtanschlusses zu benötigen.
Effekt der Erfindung
Die Sammelschieneneinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erreicht eine Verbesserung der Materialausbeute der Sammelschienen und auch eine Verbesserung der Bearbeitbarkeit beim Anbringen der Sammelschienen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht eines Motors.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Sammelschieneneinheit und eines Stators.
3 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Sammelschieneneinheit und des Stators.
4 ist eine perspektivische Ansicht der Sammelschieneneinheit.
5 ist eine Querschnittsansicht der Sammelschieneneinheit und des Stators, die eine Situation darstellt, in der die Sammelschieneneinheit an dem Stator festgemacht ist.
6 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Sammelschieneneinheit, bei der die Halteeinrichtungen voneinander getrennt sind.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Sammelschiene und einer Halteeinrichtung.
8 ist eine perspektivische Ansicht der Sammelschiene.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Anschlussbauglieds.
10 stellt eine Entwicklung des beispielhaften Anschlussbauglieds dar.
11 ist ein Diagramm, das eine Situation darstellt, in der die Sammelschiene in Anschlussbauglieder eingefügt ist.
12 ist eine Draufsicht einer u-Phase-Halteeinrichtung oder einer v-Phase-Halteeinrichtung, in der die Sammelschiene angeordnet ist.
13 ist eine Draufsicht einer w-Phase-Halteeinrichtung, in der die Sammelschiene angeordnet ist.
14 ist eine Draufsicht der Sammelschieneneinheit von unten gesehen.
15A ist eine perspektivische Ansicht der Halteeinrichtung, in der die Sammelschiene angeordnet ist, von unten gesehen, und 15B ist eine perspektivische Ansicht der Halteeinrichtung, in der die Sammelschiene angeordnet ist, von oben gesehen.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Befestigungsabschnitt darstellt, an dem die Sammelschieneneinheit an dem Stator befestigt ist.
17 ist eine Querschnittsansicht, die eine Situation darstellt, in der die Sammelschieneneinheit an dem Stator festgemacht ist.
18 ist eine Draufsicht, die eine Situation darstellt, in der die Sammelschieneneinheit an dem Stator festgemacht ist.
19 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Anschlussbauglieds.
20 stellt eine Entwicklung des beispielhaften Anschlussbauglieds dar.
21 ist eine perspektivische Ansicht eines Statorsegments.
22 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Statorsegments.
23 ist eine perspektivische Ansicht eines Kernsegments.
24 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur eines Isolators darstellt.
25 ist eine perspektivische Ansicht des Kernsegments mit Isolatoren, die an demselben angebracht sind.
26 ist eine Querschnittsansicht des Kernsegments mit einer darum gewickelten Spule, die einen Schlitz und dessen Umgebung darstellt.
27 ist eine perspektivische Ansicht des Kernsegments mit den daran angebrachten Isolatoren und der darum gewickelten Spule.
28 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Rille darstellt, die in dem Statorsegment definiert ist.
29 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Situation, in der das Anschlussbauglied an einem Spulendrahtanschluss angebracht wurde.
30 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt einer Form darstellt, die verwendet wird, um eine Harzschicht zu formen.
31 ist eine Querschnittsansicht der Form.
32 ist eine vergrößerte Ansicht eines Querschnitts von Spulen von benachbarten Statorsegmenten und deren Umgebung.
33 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Rotors.
34 ist eine auseinander gezogene Ansicht von Komponenten des Rotors.
35 ist eine Querschnittsansicht einer Rotorabdeckung von einer Richtung aus gesehen, die durch die Linie I-I von 34 angezeigt ist.
36A und 36B sind Diagramme zum Erläutern einer Beziehung zwischen einer Trageregion und einer konvexen Oberfläche.
37 ist ein Diagramm zum Erläutern von Bedingungen, die von der Trageregion usw. gefordert werden.
38 ist ein weiteres Diagramm von Erläutern von Bedingungen, die von der Trageregion usw. gefordert werden.
39A, 39B, 39C und 39D sind Diagramme zum Erläutern eines Basisdefinitionsschrittes.
40A, 40B, 40C und 40D sind Diagramme zum Erläutern einer beispielhaften Variation des Basisdefinitionsschritts.
41 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Ausgenommener-Unterteilungsabschnitt-Definitionsschrittes.
42 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Trageregiondefinitionsschrittes.
43 ist ein weiteres Diagramm zum Erläutern des Trageregiondefinitionsschrittes.
44 ist eine Querschnittsansicht, die 43 entspricht, von einer Richtung aus gesehen, die durch die Linie II-II von 43 angedeutet ist.
45 ist noch ein weiteres Diagramm zum Erläutern des Trageregiondefinitionsschrittes.
46 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Manschettenabschnittsdefinitionsschrittes.
47 ist ein weiteres Diagramm zum Erläutern des Manschettenabschnittsdefinitionsschrittes.
48 ist noch ein weiteres Diagramm zum Erläutern des Manschettenabschnittsdefinitionsschrittes.
49 ist eine perspektivische Ansicht, die eine beispielhafte Modifikation der Sammelschiene darstellt.
50 ist eine perspektivische Ansicht, die eine beispielhafte Modifikation der Sammelschieneneinheit von oben gesehen darstellt.
51 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der in 50 dargestellten Sammelschieneneinheit, bei der Halteeinrichtungen voneinander getrennt sind.
52 ist eine perspektivische Ansicht der beispielhaften Modifikation der Sammelschieneneinheit von unten gesehen.
53 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der in 52 dargestellten Sammelschieneneinheit, bei der Halteeinrichtungen voneinander getrennt sind.
54 ist eine perspektivische Ansicht, die eine beispielhafte Modifikation der Sammelschiene darstellt.
55 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Modifikation der Sammelschieneneinheit von unten gesehen.
56 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der in 55 dargestellten Sammelschieneneinheit, bei der Halteeinrichtungen voneinander getrennt sind.
Bezugszeichenliste

1: Motor
100: Sammelschieneneinheit
101u: u-Phase-Halteeinrichtung (Halteeinrichtung)
101v: v-Phase-Halteeinrichtung (Halteeinrichtung)
101w: w-Phase-Halteeinrichtung (Halteeinrichtung)
116: Anschlussleitungsrille
117: vertikale Anschlussleitungsrille
120: Sammelschiene
1201: Körperabschnitt
1202: externer Verbindungsabschnitt
130: Anschlussbauglied
200: Stator

Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Hierin nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es ist anzumerken, dass die folgende Beschreibung lediglich darstellend ist und nicht so gesehen werden sollte, dass sie den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, Anwendungen oder Zwecke derselben begrenzt.
Gesamtstruktur des Motors
1 stellt einen Motor 1 dar, der einen Rotor 300 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst. Der Motor 1 ist ein bürstenloser Innenrotormotor, der in einem Fahrzeug installiert werden soll, und wird verwendet, um beispielsweise eine elektrische Servolenkung anzutreiben. Wie es in 1 dargestellt ist, umfasst der Motor 1 ein Gehäuse 2, eine Sammelschieneneinheit 100, einen Stator 200, den Rotor 300, eine Welle 6 usw.
Das Gehäuse 2 umfasst ein Aufnahmeelement 2a, das eine Unterseite aufweist und im Wesentlichen zylindrisch ist, und einen im Wesentlichen plattenförmigen Deckel 2b. Der Deckel 2b ist an einem Flansch des Aufnahmeelements 2a festgemacht. Der Flansch des Aufnahmeelement 2a ist angeordnet, um um einen Umfang einer Öffnung des Aufnahmeelements 2a herum radial nach außen vorzustehen. Der Stator 200 usw. sind in dem Aufnahmeelement 2a enthalten. Ein Durchgangsloch 3 ist in einem zentralen Abschnitt des Deckels 2b definiert. Ein Lagerabschnitt 4 ist auf einer Unteroberfläche des Aufnahmeelements 2a angeordnet, um dem Durchgangsloch 3 gegenüber zu liegen. Lager 5 sind in dem Lagerabschnitt 4 und in dem Durchgangsloch 3 angeordnet. Die Welle 6 wird durch die Lager 5 getragen, um bezüglich des Gehäuses 2 drehbar zu sein. Ein Endabschnitt der Welle 6 ist angeordnet, um von dem Deckel 2b durch das Durchgangsloch 3 nach außen vorzustehen. Der Endabschnitt der Welle 6 ist durch einen Drehzahlminderer (nicht gezeigt) mit der elektrischen Servolenkung verbunden.
Der Rotor 300 ist an einem Mittelabschnitt der Welle 6 befestigt, sodass der Rotor 300 koaxial mit der Welle 6 ist. Der Stator 200 ist an einer Innenumfangsoberfläche des Aufnahmeelements 2a befestigt, sodass der Stator 200 den Rotor 300 umgibt. Eine innere Umfangsoberfläche des Stators 200 und eine äußere Umfangsoberfläche des Rotors 300 sind einander gegenüber angeordnet mit einem leichten Zwischenraum dazwischen, sodass der Motor 1 effizient seine Leistungsfähigkeit zeigen kann. Die Sammelschieneneinheit 100 ist an einem Endabschnitt des Stators 200 angebracht. In 1 zeigt das Bezugszeichen „7” einen Drehwinkelsensor an, der angeordnet ist, um einen Drehwinkel zu erfassen.
Der Motor 1 ist mit einer Vielzahl von Vorrichtungen versehen, um verbesserte Leistungsfähigkeit, reduzierte Herstellungskosten usw. zu erreichen. Einzelheiten werden nachfolgend beschrieben.
Struktur der Sammelschieneneinheit 100
Die Struktur der Sammelschieneneinheit 100 wird nun nachfolgend näher beschrieben. Mit Bezugnahme auf 2 und 3 ist die Sammelschieneneinheit 100 auf einem Axialendabschnitt (d. h. einem oberen Endabschnitt in 2) des Stators 200 angeordnet. Die Sammelschieneneinheit 100 ist mit einer Mehrzahl von Spulendrahtanschlüssen 204a von dem Stator 200 elektrisch verbunden, die nachfolgend beschrieben werden. Die Sammelschieneneinheit 100 ist angeordnet, um Ströme an die Spulen 204 des Stators 200 zu liefern, die nachfolgend beschrieben werden.
Mit Bezugnahme auf 4, 5, 6, 7, 8 und 9 umfasst die Sammelschieneneinheit 100 Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w, Sammelschienen 120 und Anschlussbauglieder 130. Bei dem aktuellen bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Sammelschienen 120 drei an der Zahl, und jede der Sammelschienen 120 ist für eine getrennte der Phasen der Spulen 204 des Stators 200 vorgesehen, d. h. eine u-Phase, eine v-Phase und eine w-Phase. Eine Gesamtzahl von drei Halteeinrichtungen sind vorgesehen, d. h. eine u-Phase-Halteeinrichtung 101u, eine v-Phase-Halteeinrichtung 101v und eine w-Phase-Halteeinrichtung 101w. Jede Halteeinrichtung ist angeordnet, um eine getrennte der Sammelschienen 120 unabhängig aufzunehmen und zu halten. Außerdem ist eine Mehrzahl von Anschlussbaugliedern 130 mit jeder Sammelschiene 120 verbunden.
Mit Bezugnahme auf 7 und 8 ist jede Sammelschiene 120 durch einen Körperabschnitt 1201 definiert, der durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist, der zu einem Ring geformt ist. Genauer gesagt, jede Sammelschiene 120 (d. h. der Körperabschnitt 1201) gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise definiert durch einen blanken elektrischen Draht (z. B. einen blanken Kupferdraht) ohne isolierende Beschichtung. Die Sammelschiene 120 (d. h. der Körperabschnitt 1201) umfasst eine Mehrzahl von Anschlussverbindungsabschnitten 121, die an vorbestimmten Positionen beabstandet voneinander in einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Anschlussbauglieder 130 sind mit den Anschlussverbindungsabschnitten 121 verbunden. Jeder Anschlussverbindungsabschnitt 121 ist deformiert, um im Querschnitt eine rechteckige Form zu haben, wenn der Anschlussverbindungsabschnitt 121 mit dem Anschlussbauglied 130 verbunden ist. Die Abschnitte der Sammelschiene 120 (d. h. des Körperabschnitts 1201) mit Ausnahme der Anschlussverbindungsabschnitte 121 sind angeordnet, um im Querschnitt eine im Wesentlichen Kreisform zu haben. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Fläche eines Querschnitts der Sammelschiene 120 (d. h. des Körperabschnitts 1201) größer als diejenige eines Querschnitts eines Spulendrahts, der für die Spulen 204 des Stators 200 verwendet wird.
Es ist anzumerken, dass bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel die Sammelschiene 120 im Querschnitt jede Form haben kann, solange die Sammelschiene 120 durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist. Es ist außerdem anzumerken, dass die Sammelschiene 120 nicht notwendigerweise in der Form eines Rings sein muss, sondern in der Form des Buchstabens „C” sein kann. Es ist außerdem anzumerken, dass die Sammelschiene 120 durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert sein kann, der eine isolierende Beschichtung aufweist, die auf einem äußeren Umfang desselben angeordnet ist. In dem Fall, wo die Sammelschiene 120 durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist, der eine isolierende Beschichtung aufweist, die auf einem äußeren Umfang desselben angeordnet ist, ist es notwendig, die isolierende Beschichtung von den Anschlussverbindungsabschnitten 121 der Sammelschiene 120 zu entfernen. Die Entfernung der isolierenden Beschichtung kann entweder durch ein mechanisches Verfahren oder durch Widerstandsschweißen erreicht werden, solange die Anschlussverbindungsabschnitte 121 in der Lage sind, eine elektrische Verbindung mit den Anschlussbaugliedern 130 zu erreichen.
Mit Bezugnahme auf 9 ist jedes Anschlussbauglied 130 aus einem einzigen Plattenmaterial gebildet. Das Anschlussbauglied 130 umfasst einen Sammelschienenverbindungsabschnitt 131, der mit der Sammelschiene 120 (d. h. dem Körperabschnitt 1201) verbunden ist; einen Spulenverbindungsabschnitt 135, der mit dem Spulendrahtanschluss 204a von dem Stator 200 verbunden ist; und einen Aneinanderfügungsabschnitt 134, der angeordnet ist, um sich fortlaufend zwischen dem Sammelschienenverbindungsabschnitt 131 und dem Spulenverbindungsabschnitt 135 zu erstrecken.
Der Sammelschienenverbindungsabschnitt 131 besteht vorzugsweise aus zwei C-förmigen röhrenförmigen Abschnitten 132 und einem Plattenabschnitt 133, die angeordnet sind, um Endoberflächen der zwei C-förmigen röhrenförmigen Abschnitte 132 aneinander zu fügen. Jeder der zwei C-förmigen röhrenförmigen Abschnitte 132 ist ein röhrenförmiger Abschnitt, der definiert ist durch Biegen eines Plattenmaterials um die Form des Buchstabens „C” anzunehmen. Die zwei C-förmigen röhrenförmigen Abschnitte 132 sind angeordnet, um koaxial zueinander zu sein. Die Sammelschiene 120 ist angeordnet, um durch die C-förmigen röhrenförmigen Abschnitte 132 zu verlaufen. Der Spulenverbindungsabschnitt 135 ist ein röhrenförmiger Abschnitt, der definiert ist durch Biegen eines Plattenmaterials, um im Wesentlichen die Form des Buchstabens „C” anzunehmen. Der Spulendrahtanschluss 204a ist angeordnet, um durch diesen röhrenförmigen Abschnitt zu verlaufen. Eine Achse des Spulenverbindungsabschnitts 135 und eine Achse jedes C-förmigen röhrenförmigen Abschnitts 132 sind angeordnet, um senkrecht zueinander zu sein. Der Aneinanderfügungsabschnitt 134 ist definiert durch ein Plattenmaterial, das sich von einer Endoberfläche des Spulenverbindungsabschnitts 135 zu dem Plattenabschnitt 133 des Sammelschienenverbindungsabschnitts 131 erstreckt. Der Aneinanderfügungsabschnitt 134 ist in der Mitte gebogen in einer Plattendickenrichtung. Genauer gesagt, der Aneinanderfügungsabschnitt 134 ist angeordnet, um sich von der Endoberfläche des Spulenverbindungsabschnitts 135 in einer Axialrichtung des Spulenverbindungsabschnitts 135 zu erstrecken, und in einer Richtung gebogen zu sein, die im Wesentlichen senkrecht ist zu der Axialrichtung des Spulenverbindungsabschnitts 135, um sich bis zu dem Plattenabschnitt 133 zu erstrecken. Daher nimmt das gesamte Anschlussbauglied 130 in einer Draufsicht von oben gesehen in der Axialrichtung des Spulenverbindungsabschnitts 135 im Wesentlichen die Form des Buchstabens „T” an, und nimmt in einer Draufsicht von oben gesehen in der Axialrichtung des Sammelschienenverbindungsabschnitts 131 im Wesentlichen die Form des Buchstabens „L” an.
10 zeigt eine Entwicklung des Anschlussbauglieds 130. Das einzelne Plattenmaterial ist gemäß der Entwicklung von 10 geschnitten. Das resultierende Plattenmaterial wird einem Biegeprozess unterzogen, um das Anschlussbauglied 130 zu definieren. Wie es von 10 ersichtlich ist, hat das Anschlussbauglied 130 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Form, um eine hohe Materialausbeute zu erreichen.
Mit Bezugnahme auf 11 wird die Sammelschiene 120 in die Anschlussbauglieder 130 eingefügt, bevor die Sammelschiene 120 zu einem Ring geformt wird. Anders ausgedrückt, ein blanker elektrischer Draht, der in einer geraden Linie geformt ist, wird in die C-förmigen röhrenförmigen Abschnitte 132 der Anschlussbauglieder 130 eingefügt. Die C-förmigen röhrenförmigen Abschnitte 132 werden dann auf die entsprechenden Anschlussverbindungsabschnitte 121 der Sammelschiene 120 angepresst oder geschweißt. Die Sammelschiene 120 (d. h. der blanke elektrische Draht), die in einer geraden Linie geformt ist, ist danach zu einem Ring geformt. Als Folge ist die Mehrzahl von Anschlussbauglieder, 130 elektrisch verbunden mit der Sammelschiene 120 (siehe 7). Es ist anzumerken, dass bei dem aktuellen bevorzugten Ausführungsbeispiel die C-förmigen röhrenförmigen Abschnitte 132 der Anschlussbauglieder 130 auf die entsprechenden Anschlussverbindungsabschnitte 121 der Sammelschiene 120 angepresst oder geschweißt werden können, nachdem die Sammelschiene 120, die in einer geraden Linie geformt ist, und an der die Anschlussbauglieder 130 angebracht sind, zu einem Ring geformt wurde.
Jede der drei Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w ist ein ringförmiges Bauglied, das aus einem isolierenden Material hergestellt ist, und in einem Stück definiert ist und die gleiche Konfiguration aufweist. Mit Bezugnahme auf 7 umfasst jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w einen Halteeinrichtungskörper 105 in einer Ringform. Eine ringförmige Oberfläche 105a des Halteeinrichtungskörpers 105 umfasst eine darin definierte ringförmige Aufnahmerille 106. Die ringförmige Sammelschiene 120 (d. h. der Körperabschnitt 1201), mit der die Anschlussbauglieder 130 verbunden sind, wird in die Aufnahmerille 106 platziert und in derselben gehalten. Die Aufnahmerille 106 umfasst eine Mehrzahl von (bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel sechs) Anschlussaufnahmeabschnitte 107, die an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, die in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Die Anschlussaufnahmeabschnitte 107 sind angeordnet, sodass die Anschlussbauglieder 130 darin platziert und gehalten sind. Jeder Anschlussaufnahmeabschnitt 107 der Aufnahmerille 106 umfasst Ablösungsverhinderungsabschnitte 109, die angeordnet sind, um zu verhindern, dass sich das Anschlussbauglied 130 ablöst. Abschnitte der Aufnahmerille 106 mit Ausnahme der Anschlussaufnahmeabschnitte 107 umfassen eine Mehrzahl von Ablöseverhinderungsabschnitten 110, die angeordnet sind, um zu verhindern, dass sich die Sammelschiene 102 ablöst. Die Ablöseverhinderungsabschnitte 109 und 110 der Aufnahmerille 106 sind durch Krallen definiert. Eine Außenwand des Halteeinrichtungskörpers 105 umfasst Einschnitte 108, die an den Anschlussaufnahmeabschnitten 107 angeordnet sind, um es dem Aneinanderfügungsabschnitt 134 jedes Anschlussbauglieds 130 zu ermöglichen, dadurch zu verlaufen, um radial von dem Halteeinrichtungskörper 105 nach außen vorzustehen.
Eine Innenwand des Halteeinrichtungskörpers 105 von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w umfasst eine Mehrzahl von Haken 111, die an regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Genauer gesagt, jeder Haken 111 ist definiert durch einen Abschnitt der Innenwand des Halteeinrichtungskörpers 105, der angeordnet ist, um sich in einer Axialrichtung zu erstrecken, um über die ringförmige Oberfläche 105a des Halteeinrichtungskörpers 105 hervorzustehen. Die Innenwand des Halteeinrichtungskörpers 105 umfasst zusätzlich eine Mehrzahl von vertikalen Rillen 112, die an regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung und zwischen den Haken 111 angeordnet sind. Genauer gesagt, jeder der vertikalen Rillen 112 ist angeordnet, um sich in der Axialrichtung in der Innenwand des Halteeinrichtungskörpers 105 zu erstrecken. Jede vertikale Rille 112 umfasst einen Vorsprung 113, der an einer Unterseite derselben angeordnet ist, um radial nach innen vorzustehen.
Mit Bezugnahme auf 12 und 13 sind fünf der Anschlussbauglieder 130 mit jeder der Sammelschienen 120 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel verbunden, sodass vier der fünf Anschlussbauglieder 130 an regelmäßigen Abständen von 90° angeordnet sind. Das verbleibende Anschlussbauglied 130 ist in der Nähe von einem der vier Anschlussbauglieder 130 auf der Sammelschiene 120 angeordnet. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich eine Art und Weise, wie die Sammelschiene 120 in die w-Phase-Halteeinrichtung 101w platziert ist, leicht von einer Art und Weise, wie die Sammelschiene 120 in die u-Phase-Halteeinrichtung 101u und die v-Phase-Halteeinrichtung 101v platziert ist. Genauer gesagt, mit Bezugnahme auf 12, sind in der Aufnahmerille 106 von sowohl der u-Phase-Halteeinrichtung 101u als auch der v-Phase-Halteeinrichtung 101v drei der Anschlussaufnahmeabschnitte 107 in nächster Nähe zueinander angeordnet, und von den drei Anschlussaufnahmeabschnitten 107 ist der Anschlussaufnahmeabschnitt 107 ganz rechts in 12 nicht mit einem Anschlussbauglied 130 versehen. Währenddessen sind mit Bezugnahme auf 13 in der Aufnahmerille 106 der w-Phase-Halteeinrichtung 101w drei der Anschlussaufnahmeabschnitte 107 in nächster Nähe zueinander angeordnet, und von den drei Anschlussaufnahmeabschnitten 107 ist der Anschlussaufnahmeabschnitt 107 ganz links in 13 nicht mit einem Anschlussbauglied 130 versehen. Außerdem ist in jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w, in die die Sammelschiene 120 platziert ist, der Spulenverbindungsabschnitt 135 jedes Anschlussbauglieds 130 angeordnet, um radial nach außen vorzustehen. Außerdem sind eine Achse jedes Spulenverbindungsabschnitts 135 und eine Achse von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w angeordnet, um im Wesentlichen parallel zueinander zu sein.
Mit Bezugnahme auf 2, 4, 5 und 6 ist die Sammelschieneneinheit 100 durch die Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w definiert, die aufeinander platziert sind in einer Axialrichtung des Stators 200, wobei in jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w die entsprechende Sammelschiene 120 eingebaut und gehalten ist. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die u-Phase-Halteeinrichtung 101u oben platziert, die v-Phase-Halteeinrichtung 101v ist in der Mitte platziert und die w-Phase-Halteeinrichtung 101w ist in der Axialrichtung an der Unterseite platziert. Es ist jedoch anzumerken, dass die Reihenfolge, in der die Halteeinrichtungen in der Axialrichtung angeordnet sind, nicht darauf begrenzt ist. Mit Bezugnahme auf 5 und 6 ist die ringförmige Oberfläche 105a von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w angeordnet, um in der Axialrichtung nach unten gerichtet zu sein. Das heißt bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel sind Öffnungsoberflächen der Aufnahmerillen 106 der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w angeordnet, um einander nicht zugewandt zu sein.
Mit Bezugnahme auf 4 und 5 sind die Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w, die aufeinander platziert sind, aneinander festgemacht, da die oben erwähnten Haken 111 und der oben erwähnten Vorsprünge 113 der vertikalen Rillen 112 miteinander in Eingriff sind. Genauer gesagt, die Haken 111 der Halteeinrichtungen 101u und 101v werden in Eingriff gebracht mit den Vorsprüngen 113 der Halteeinrichtungen 101v bzw. 101w, um die drei Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w, die aufeinander platziert sind, aneinander festzumachen.
Mit Bezugnahme auf 14 sind die Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w umfangsmäßig voneinander verschoben, sodass keine zwei Anschlussbauglieder 130 (130u, 130v und 130w) angeordnet sind, um einander in der Axialrichtung von oben gesehen zu überlappen. Es ist anzumerken, dass in 14 die Bezugszeichen „130u”, „130v” und „130w” die Anschlussbauglieder bezeichnen, die auf der u-Phase-Halteeinrichtung 101u, der v-Phase-Halteeinrichtung 101v bzw. der w-Phase-Halteeinrichtung 101w installiert sind. Es ist außerdem anzumerken, dass die Bezugszeichen in Klammern Anschlussbauglieder bezeichnen, die nicht mit einem der Spulendrahtanschlüsse 204a von dem Stator 200 verbunden sind. Genauer gesagt, der Motor 1 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel hat eine 12-Schlitzstruktur. Folglich sind bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel die Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w aufeinander platziert, sodass zwölf der Anschlussbauglieder 130 (130u, 130v und 130w), ausgenommen der drei Anschlussbauglieder 130, die nicht mit einem der Spulendrahtanschlüsse 204a verbunden sind, an regelmäßigen Abschnitten von 30° in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Es ist anzumerken, dass die oben erwähnte Anzahl von Schlitzen des Motors 1 lediglich ein Beispiel ist und nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung. Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist jedes der drei Anschlussbauglieder 130, die nicht mit einem der Spulendrahtanschlüsse 204a von dem Stator 200 verbunden sind, mit einem elektrisch leitfähigen Draht verbunden, der von einer externen Leistungsversorgung durch eine Steuervorrichtung führt, wie z. B. eine elektronische Steuereinheit (ECU; ECU = electronic control unit). Ein Leistungsversorgungsstrom wird dadurch von der externen Leistungsversorgung an jede Sammelschiene 120 und die Spulen 204 des Stators 200 geliefert. Die ECU ist angeordnet, um die Drehleistung des Motors 1 zu steuern.
Mit Bezugnahme auf 6 und 15A umfasst die ringförmige Oberfläche 105a von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w eine Mehrzahl von erhöhten Abschnitten 114, die an regelmäßigen Abschnitten in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Mit Bezugnahme auf 15B umfasst eine ringförmige Oberfläche von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w gegenüber der ringförmigen Oberfläche 105a eine Mehrzahl von ausgenommenen Abschnitten 115, die den erhöhten Abschnitten 114 entsprechen, die an regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die erhöhten Abschnitte 114 und die ausgenommenen Abschnitte 115 werden verwendet, um die Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w ordnungsgemäß zu positionieren, wenn die Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w aufeinander platziert werden. Das heißt, die erhöhten Abschnitte 114 der Halteeinrichtungen 101u und 101v werden in die ausgenommenen Abschnitte 115 der Halteeinrichtungen 101v bzw. 101w eingepasst, um ordnungsgemäß die Umfangsausrichtung von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w zu bestimmen. Darüber hinaus trägt die Einpassung der erhöhten Abschnitte 114 in die entsprechenden ausgenommenen Abschnitte 115 dazu bei, eine Umfangsbewegung von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w zu beschränken.
Mit Bezugnahme auf 4 und 6 sind die Anschlussbauglieder 130, die auf der u-Phase-Halteeinrichtung 101u installiert sind, die an der Oberseite platziert ist, angeordnet, sodass der Aneinanderfügungsabschnitt 134 von jedem der Anschlussbauglieder 130 angeordnet ist, um sich in der Axialrichtung außerhalb der u-Phase-Halteeinrichtung 101u nach unten zu biegen. Anders ausgedrückt, die Anschlussbauglieder 130, die auf der v-Phase-Halteeinrichtung 101v und der w-Phase-Halteeinrichtung 101w installiert sind, die in der Mitte bzw. an der Unterseite platziert sind, sind angeordnet, sodass der Aneinanderfügungsabschnitt 134 von jedem der Anschlussbauglieder 130 angeordnet ist, um sich in der Axialrichtung außerhalb der v-Phase-Halteeinrichtung 101v bzw. der w-Phase-Halteeinrichtung 101w nach oben zu biegen. Das heißt, in der Sammelschieneneinheit 100 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Aneinanderfügungsabschnitt 134 von jedem der Anschlussbauglieder 130, die auf der u-Phase-Halteeinrichtung 101u, die oben platziert ist, und der Aneinanderfügungsabschnitt 134 von jedem der Anschlussbauglieder 130, die auf der w-Phase-Halteeinrichtung 101w installiert sind, die an der Unterseite platziert ist, angeordnet, um sich so zu biegen, dass dieselben aufeinander zu gehen. Daher steht keines der Anschlussbauglieder 130, die auf der u-Phase-Halteeinrichtung 101u installiert sind, die an der Oberseite platziert ist, über eine obere Endoberfläche der u-Phase-Halteeinrichtung 101u hervor. Darüber hinaus steht keines der Anschlussbauglieder 130, die auf der w-Phase-Halteeinrichtung 101w platziert sind, die an der Unterseite platziert ist, unter eine untere Endoberfläche der w-Phase-Halteeinrichtung 101w hervor. Dies trägt dazu bei, die Höhe der Sammelschieneneinheit 100 zu reduzieren.
Mit Bezugnahme auf 16 und 17 werden die Haken 111 der w-Phase-Halteeinrichtung 101w, die an der Unterseite der Sammelschieneneinheit 100 platziert ist, in Eingriff mit den Vorsprüngen 205g gebracht, die ähnlich sind wie die oben erwähnten Vorsprünge 113 und in dem Stator 200 definiert sind, sodass die Sammelschieneneinheit 100 an einem Axialendabschnitt des Stators 200 festgemacht ist. Darüber hinaus werden die erhöhten Abschnitte 114 der w-Phase-Halteeinrichtung 101w, die an der Unterseite der Sammelschieneneinheit 100 platziert ist, in ausgenommene Abschnitte 205h eingepasst, die in dem Axialendabschnitt des Stators 200 definiert sind, sodass die Sammelschieneneinheit 100 ordnungsgemäß positioniert ist. Ferner trägt die Einpassung der erhöhten Abschnitte 114 in die ausgenommenen Abschnitte 205h dazu bei, eine Umfangsbewegung der Sammelschieneneinheit 100 zu beschränken.
Wie es ebenfalls in 3, 5, 17 und 18 dargestellt ist, ist die Sammelschieneneinheit 100 an dem Axialendabschnitt des Stators 200 angebracht, sodass die Sammelschieneneinheit 100 und der Stator 200 koaxial zueinander sind. Wenn die Sammelschieneneinheit 100 und der Stator 200 in dieser Situation sind, sind die Sammelschienen 120 über dem Stator 200 angeordnet. Währenddessen sind in dem Stator 200 die Spulendrahtanschlüsse 204a, 24 an der Zahl, angeordnet, um axial von dem Axialendabschnitt des Stators 200 vorzustehen. Die Spulendrahtanschlüsse 204a sind an regelmäßigen Abständen von 15° in der Umfangsrichtung angeordnet, zentriert um die Achse des Stators 200. Anders ausgedrückt, die Spulendrahtanschlüsse 204a sind auf Kreisen angeordnet, die den gleichen Radius haben und deren Mitte die Achse des Stators 200 ist.
Die oben beschriebenen Spulendrahtanschlüsse 204a sind in Phasenanschlüsse 20a, die für die jeweiligen Phasen vorgesehen sind und mit den Anschlussbaugliedern 130 verbunden sind, die in der Sammelschieneneinheit 100 installiert sind, und Neutralpunktanschlüsse 20b unterteilt. Die Phasenanschlüsse 20a und die Neutralpunktanschlüsse 20b sind abwechselnd zueinander angeordnet. Die Neutralpunktanschlüsse 20b sind mit einer Neutralpunktsammelschiene 250 verbunden durch Neutralpunktanschlussbauglieder 250a, die nachfolgend beschrieben werden. Die Neutralpunktsammelschiene 250 wird durch einen Halteabschnitt gehalten, der in den Axialendabschnitt des Stators 200 geformt wurde und der radial außerhalb eines äußeren Umfangs der Sammelschieneneinheit 100 angeordnet ist. Das heißt, die Neutralpunktsammelschiene 250 ist an dem Axialendabschnitt des Stators 200 festgemacht. Es gibt daher keinen Bedarf, die Sammelschieneneinheit 100 mit einer Halteeinrichtung für einen Neutralpunkt zu versehen, was es ermöglicht, die Höhe der Sammelschieneneinheit 100 oder die Höhe des Motors 1 als Ganzes zu reduzieren. Außerdem ist die Isolation zwischen jeder Sammelschiene 120 und der Neutralpunktsammelschiene 250 effektiver sichergestellt.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel fällt die Axialrichtung jedes Spulenverbindungsabschnitts 135 mit der Axialrichtung des Stators 200 zusammen. Das heißt, die Axialrichtung jedes Spulenverbindungsabschnitts 134 fällt mit einer Richtung zusammen, in der jeder Spulendrahtanschluss 204a angeordnet ist, um vorzustehen. Wie es oben beschrieben ist, ist bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel jedes Anschlussbauglied mit dem Sammelschienenverbindungsabschnitt 131 versehen, der mit der ringförmigen Sammelschiene 120 verbunden ist, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt, und dem Spulenverbindungsabschnitt 135, der mit dem Spulendrahtanschluss 204a verbunden ist, der sich in der Axialrichtung des Stators 200 erstreckt. Es ist daher möglich, die Spulendrahtanschlüsse 204a in die entsprechenden Spulenverbindungsabschnitte 135 einzufügen, einfach durch Bewegen der Sammelschieneneinheit 100 in der Axialrichtung zu dem Axialendabschnitt des Stators 200 hin. Daher kann die Einpassung der Anschlussbauglieder 130 der Sammelschieneneinheit 100 und somit die Einpassung der Sammelschieneneinheit 100 in den Stator 200 leicht erreicht werden, ohne einen Schritt des Einstellen der Ausrichtung jedes Spulendrahtanschlusses 204a zu benötigen. Dies führt zum Verkürzen einer Prozedur des Einpassens der Sammelschieneneinheit 100 in den Stator 200, was wiederum zu verbesserter Produktivität beim Herstellen der Motoren 1 führt.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Sammelschienen 120 und die Anschlussbauglieder 130 unabhängig voneinander, und jede Sammelschiene 120 ist durch einen Draht definiert. Eine Verbesserung bei der Materialausbeute wird daher erreicht im Vergleich zu dem Fall, wo bandförmige Leiter mit integrierten Anschlüssen verwendet werden wie im Stand der Technik. Dies führt zu einer Reduktion der Kosten der Materialien für die Sammelschieneneinheit 100 und den Motor 1, was wiederum zu einer Reduktion der Herstellungskosten führt.
Ferner ist bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel das Anschlussbauglied 130 angeordnet, um solch eine Form zu haben, dass eine hohe Materialausbeute erreicht wird, wie es oben beschrieben ist. Dies trägt dazu bei, die Materialkosten und die Herstellungskosten weiter zu reduzieren.
Ferner ist die Sammelschiene 120 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel definiert durch einen blanken elektrischen Draht ohne isolierende Beschichtung. Das Fehlen einer isolierenden Beschichtung führt zu einer erhöhten Anzahl von Auswahlmöglichkeiten, wie die Anschlussbauglieder 130 an die Sammelschiene 120 angefügt werden können. Beispielsweise sind Anpressen, Schweißen und dergleichen in den Auswahlmöglichkeiten enthalten.
Ferner ist die Sammelschieneneinheit 100 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel mit der Mehrzahl von Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w versehen, von denen jede in einer Ringform angeordnet ist. Außerdem umfasst jede der Mehrzahl von Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w die ringförmige Aufnahmerille 106, die angeordnet ist, um eine getrennte der Sammelschienen 120 einzeln aufzunehmen und zu halten. Dies führt zu einer Sicherstellung der Isolation zwischen den Sammelschienen 120.
Ferner hat bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w die gleiche Konfiguration. Dies führt zu einer zusätzlichen Verbesserung der Produktivität.
Ferner sind bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel die ringförmigen Oberflächen 105a der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w (somit die Öffnungsoberflächen der Aufnahmerillen 106 der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w) angeordnet, um einander nicht zugewandt zu sein. Dies führt zu einer weiteren Sicherstellung der Isolation zwischen den Sammelschienen 120.
Ferner sind bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel die Anschlussbauglieder 130, die in der Sammelschieneneinheit 100 installiert sind, in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet. Dies trägt dazu bei, die Notwendigkeit des Schritts des Einstellens der Ausrichtung jedes Spulendrahtanschlusses 204a zu eliminieren.
Es ist anzumerken, dass das Anschlussbauglied 130 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel durch ein Anschlussbauglied 140 ersetzt werden kann, wie es in 19 dargestellt ist. Das Anschlussbauglied 140 besteht aus einem einzelnen Plattenmaterial. Das Anschlussbauglied 140 umfasst einen Sammelschienenverbindungsabschnitt 141, der mit der Sammelschiene 120 verbunden ist; einen Spulenverbindungsabschnitt 145, der mit dem Spulendrahtanschluss 204a verbunden ist; und einen Aneinanderfügungsabschnitt 144, der angeordnet ist, um sich zu erstrecken, um fortlaufend zu sein mit dem Sammelschienenverbindungsabschnitt 141 und dem Spulenverbindungsabschnitt 145. Der Sammelschienenverbindungsabschnitt 141 besteht aus einem C-förmigen röhrenförmigen Abschnitt 142 und einem Plattenabschnitt 143, der angeordnet ist, um fortlaufend zu sein mit einer Endoberfläche des C-förmigen röhrenförmigen Abschnitts 142. Die Struktur des Anschlussbauglieds 140 ist ansonsten ähnlich zu derjenigen des Anschlussbauglieds 130, das in 9 dargestellt ist. Die Wirkung und vorteilhaften Effekte des Anschlussbauglieds 140 sind ebenfalls ähnlich wie diejenigen des Anschlussbauglieds 130, das in 9 dargestellt ist. Anders ausgedrückt, das Anschlussbauglied 140 ist identisch mit dem in
9 dargestellten Anschlussbauglied 130, außer dass das Anschlussbauglied 140 nur einen C-förmigen röhrenförmigen Abschnitt 142 umfasst. 20 zeigt eine Weiterbildung des Anschlussbauglieds 140. Das einzelne Plattenmaterial ist gemäß dieser Weiterbildung geschnitten. Das resultierende Plattenmaterial wird einem Biegeprozess unterzogen, um das Anschlussbauglied 140 zu definieren. Wie es mit dem Anschlussbauglied 130 der Fall ist, hat das Anschlussbauglied 140 solch eine Form, um eine hohe Materialausbeute zu erreichen.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w angeordnet, um die gleiche Konfiguration zu haben. Es ist jedoch anzumerken, dass jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w angeordnet sein kann, um eine andere Konfiguration zu haben, solange die Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w in der Lage sind, die entsprechenden Sammelschienen 120 zu halten, während die Isolation zwischen den Sammelschienen 120 sichergestellt wird.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die drei Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w angeordnet, um die Sammelschienen 120 einzeln zu halten. Es ist jedoch anzumerken, dass nur eine Halteeinrichtung vorgesehen sein kann, die angeordnet ist, um alle Sammelschienen 120 zu halten.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w aus einem isolierenden Material hergestellt. Es ist jedoch anzumerken, dass in dem Fall, wo jede der Sammelschienen 120 durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist, der eine isolierende Beschichtung aufweist, die auf dem Außenumfang desselben angeordnet ist, nicht jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w notwendigerweise aus einem isolierenden Material hergestellt sein muss.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w durch ein ringförmiges Bauglied definiert, das angeordnet ist, um die entsprechende Sammelschiene 120 in ihrer Gesamtheit zu enthalten und zu halten. Es ist jedoch anzumerken, dass in dem Fall, wo jede der Sammelschienen 120 durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist, der eine isolierende Beschichtung aufweist, die auf dem Außenumfang desselben angeordnet ist, jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w ersetzt werden kann durch ein Bauglied oder Bauglieder, die angeordnet sind, um die Sammelschienen 120 nur teilweise in der Umfangsrichtung zu halten.
Es ist außerdem anzumerken, dass es eine minimale Anforderung des Anschlussbauglieds 130 darin besteht, dass das Anschlussbauglied 130 definiert ist durch ein einzelnes Bauglied, das den Sammelschienenverbindungsabschnitt 131 umfasst, der mit der ringförmigen Sammelschiene 120 zu verbinden ist, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt, und dem Spulenverbindungsabschnitt 135, der mit dem Spulendrahtanschluss 204a zu verbinden ist, der sich in der Axialrichtung des Stators 200 erstreckt. Das heißt, die Form des Anschlussbauglieds ist nicht auf die oben erwähnten Formen begrenzt.
Eine beispielhafte Modifikation der Sammelschieneneinheit 100 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wird nun nachfolgend mit Bezugnahme auf 49, 50, 51, 52 und 53 beschrieben. Die Sammelschieneneinheit 100 gemäß der vorliegenden beispielhaften Modifikation unterscheidet sich von der Sammelschieneneinheit 100 gemäß dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel in den Strukturen der Sammelschienen 120 und der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w.
Jede Sammelschiene 120 gemäß der vorliegenden beispielhaften Modifikation ist definiert durch einen einzelnen elektrisch leitfähigen Draht, der in eine geeignete Form gebogen ist. Genauer gesagt, jede Sammelschiene 120 umfasst einen Körperabschnitt 1201 und externe Verbindungsabschnitte 1202. Der Körperabschnitt 1201 ist definiert durch einen Abschnitt des elektrisch leitfähigen Drahts, der als ein Ring geformt ist. Jeder externe Verbindungsabschnitt 1202 ist angeordnet, um sich von dem Körperabschnitt 1201 radial nach innen zu erstrecken und danach gebogen zu sein und sich in der Axialrichtung zu erstrecken. Die externen Verbindungsabschnitte 1202 und der Körperabschnitt 1201 sind durch ein einziges fortlaufendes Bauglied definiert. Das heißt, ein einziger elektrisch leitfähiger Draht ist in eine Ringform gebogen und danach werden beide Endabschnitte des einzelnen elektrisch leitfähigen Drahts radial nach innen und dann in der Axialrichtung gebogen, um die Sammelschiene 120 zu definieren. Die Sammelschiene 120 (d. h. der Körperabschnitt 1201 und die externen Verbindungsabschnitte 1202) gemäß der vorliegenden beispielhaften Modifikation ist ebenfalls durch einen blanken elektrischen Draht (z. B. einen blanken Kupferdraht) ohne isolierende Beschichtung definiert, wie es bei der Sammelschiene 120 gemäß dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Vier Anschlussbauglieder 130 sind mit dem Körperabschnitt 1201 der Sammelschiene 120 verbunden. Das heißt die Anzahl von Anschlussbaugliedern 130, die mit dem Körperabschnitt 1201 der Sammelschiene 120 verbunden sind, ist eins weniger als die Anzahl von Anschlussbaugliedern 130, die mit der Sammelschiene 120 verbunden sind, gemäß dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel. Die vier Anschlussbauglieder 130 sind in regelmäßigen Abständen von etwa 90 Grad in der Umfangsrichtung angeordnet. Die externen Verbindungsabschnitte 1202 sind elektrisch verbunden mit der externen Leistungsversorgung, so dass der Leistungsversorgungsstrom von der externen Leistungsversorgung zu dem Körperabschnitt 1201 geliefert wird. Wie es oben beschrieben ist, besteht die Sammelschiene 120 gemäß der vorliegenden beispielhaften Modifikation nicht nur aus einem elektrisch leitfähigen Draht (d. h. dem Körperabschnitt 1201), der angeordnet ist, um eine Verbindung mit den Spulendrahtanschlüssen 204a von dem Stator 200 herzustellen, sondern auch aus elektrisch leitfähigen Drähten (d. h. den externen Verbindungsabschnitten 1202), die angeordnet sind, um elektrische Verbindungen mit der externen Leistungsversorgung herzustellen, die in einem einheitlichen Körper definiert sind.
Die Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w gemäß der vorliegenden beispielhaften Modifikation sind ähnlich wie die Halteeinrichtungen 101u, 101v bzw. 101w gemäß dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel, außer dass jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w gemäß der vorliegenden beispielhaften Modifikation zusätzlich eine Anschlussleitungsrille 116 und vertikale Anschlussleitungsrillen 117 umfasst. Die Anschlussleitungsrille 116 von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w ist angeordnet, um sich von der ringförmigen Aufnahmerille 106 radial nach innen zu erstrecken und dann in der Axialrichtung zu erstrecken. Anders ausgedrückt, die Anschlussleitungsrille 116 umfasst eine sich radial erstreckende Rille, die in der ringförmigen Oberfläche 105a der Halteeinrichtung 101u, 101v oder 101w definiert ist, um sich von der Aufnahmerille 106 radial nach innen zu erstrecken, und eine sich vertikal erstreckende Rille, die fortlaufend ist mit der sich radial erstreckenden Rille und in einer Innenumfangsoberfläche der Halteeinrichtung 101u, 101v oder 101w definiert ist, um sich in der Axialrichtung durch die Halteeinrichtung 101u, 101v oder 101w zu erstrecken. Es ist anzumerken, dass bei der vorliegenden beispielhaften Modifikation jede der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w nur eine darin definierte Anschlussleitungsrille 116 umfasst. Bezüglich jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w ist der Körperabschnitt 1201 der Sammelschiene 120 in der Aufnahmerille 106 platziert und gehalten, während die externen Verbindungsabschnitte 1201 der Sammelschiene 120 in der Anschlussleitungsrille 116 platziert und in derselben gehalten sind. Das heißt, die externen Verbindungsabschnitte 1202 werden radial nach innen gezogen von der Aufnahmerille 106 durch die Anschlussleitungsrille 116 und danach in die Axialrichtung gezogen. Währenddessen ist jede vertikale Anschlussleitungsrille 117 vorzugsweise in der Innenumfangsoberfläche der Halteeinrichtung 101u, 101v oder 101w angeordnet, um sich in der Axialrichtung durch die Halteeinrichtung 101u, 101v oder 101w zu erstrecken. Außerdem ist jede vertikale Anschlussleitungsrille 117 von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w an einer Position angeordnet, die einer Position der Anschlussleitungsrille 116 in einer anderen der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w entspricht. Wenn die drei Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w aufeinander platziert sind, sind die vertikalen Anschlussleitungsrillen 117 angeordnet, um die externen Verbindungsabschnitte 1202, die von den Anschlussleitungsrillen 116 in der Axialrichtung gezogen werden, aufzunehmen und zu halten. Die externen Verbindungsabschnitte 1202 werden durch die vertikalen Anschlussleitungsrillen 117 glatt in die Axialrichtung gezogen. Es ist anzumerken, dass der bei der vorliegenden beispielhaften Modifikation die Anzahl von vertikalen Anschlussleitungsrillen 117, die in jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w enthalten sind, zwei beträgt.
Bei der vorliegenden beispielhaften Modifikation sind die drei Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w aufeinander platziert, so dass die Anschlussleitungsrillen 116 der jeweiligen Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w umfangsmäßig voneinander verschoben sind, um einander in der Axialrichtung gesehen nicht zu überlappen. Darüber hinaus sind die drei Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w übereinander platziert, so dass die zwei vertikalen Anschlussleitungsrillen 117 von jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w mit den Anschlussleitungsrillen 116 der anderen der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w ausgerichtet sind. Dies ermöglicht es, die externen Verbindungsabschnitte 1202 jeder Sammelschiene 120 in die Axialrichtung zu ziehen, ohne die Notwendigkeit, irgendwelche externen Verbindungsabschnitte 1202 zu kreuzen. Ferner sind bei der vorliegenden beispielhaften Modifikation die Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w aufeinander platziert, so dass die externen Verbindungsabschnitte 1202 jeder Sammelschiene 120 in der Axialrichtung nach oben gezogen werden können. Wie es oben beschrieben ist, ist die Sammelschieneneinheit 100 gemäß der vorliegenden beispielhaften Modifikation so aufgebaut, dass der Körperabschnitt 1201 jeder Sammelschiene 120 in der Aufnahmerille 106 einer entsprechenden der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w gehalten wird, und dass die externen Verbindungsabschnitte 1202 jeder Sammelschiene 120 von der Aufnahmerille 106 in der Radialrichtung gezogen werden und dann in der Axialrichtung gezogen werden.
Gemäß der beispielhaften Modifikation, die oben beschrieben ist, sind die elektrisch leitfähigen Drähte (d. h. die externen Verbindungsabschnitte 1202), die angeordnet sind, um eine elektrische Verbindung mit der externen Leistungsversorgung herzustellen, integral in jeder Sammelschiene 120 enthalten. Dies eliminiert die Notwendigkeit, dass jede Busschiene 120 mit einem Anschlussbauglied versehen ist, mit dem ein elektrisch leitfähiger Draht verbunden ist, der von der externen Leistungsversorgung herführt, wie es bei jeder Sammelschiene 120 gemäß dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel notwendig ist. Als Folge sind die Anschlussbauglieder 130, die außerhalb des äußeren Umfangs der Sammelschieneneinheit 100 angeordnet sind, in der Umfangsrichtung weiter voneinander beabstandet. Dadurch dass das oben erwähnte Anschlussbauglied nicht mehr notwendig ist, ist darüber hinaus die Notwendigkeit einer Anpressoperation für das Anschlussbauglied eliminiert. Dies führt zu einer verbesserten Bearbeitbarkeit beim Anpressen der Anschlussbauglieder 130 auf die Spulendrahtanschlüsse 204a von dem Stator 200. Dies wiederum führt zu einer zusätzlichen Reduktion bei den Herstellungskosten des Motors 1.
Ferner werden die externen Verbindungsabschnitte 1202 jeder Sammelschiene 120 in der Radialrichtung gezogen, bevor dieselben in der Axialrichtung gezogen werden. Dies ermöglicht es, die externen Verbindungsabschnitte 1202 in der Axialrichtung zu ziehen, während verhindert wird, dass die externen Verbindungsabschnitte 1202 in Kontakt kommen mit dem Körperabschnitt 1201 einer der Sammelschienen 120, die in der Axialrichtung angeordnet sind.
Ferner werden bezüglich jeder der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w die externen Verbindungsabschnitte 1202 der Sammelschiene 120 in der Radialrichtung nach innen gezogen. Dies vermeidet eine Situation, in der die externen Verbindungsabschnitte 1202 außerhalb des äußeren Umfangs der Sammelschieneneinheit 100 angeordnet sind. Dies eliminiert die Notwendigkeit, einen Raum zu schaffen für die Anordnung der externen Verbindungsabschnitte 1202 außerhalb des äußeren Umfangs der Sammelschieneneinheit 100. Dies führt zu zusätzlicher Verbesserung der Bearbeitbarkeit beim Anpressen der Anschlussbauglieder 130 auf die Spulendrahtanschlüsse 204a.
Ferner werden bei der vorliegenden beispielhaften Modifikation die externen Verbindungsabschnitte 1202 nicht einfach in der Axialrichtung gezogen, nachdem dieselben in der Radialrichtung nach innen gezogen werden, sondern in der Axialrichtung gezogen, während dieselben in Rillen platziert und gehalten werden (d. h. den vertikal erstreckenden Rillen in den Anschlussleitungsrillen 116 und den vertikalen Anschlussleitungsrillen 117), die in den inneren Umfangsoberflächen der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w definiert sind. Dies trägt dazu bei, Raum für die Anordnung der externen Verbindungsabschnitte 1202 zu reduzieren.
Es ist anzumerken, dass bei der vorliegenden beispielhaften Modifikation die externen Verbindungsabschnitte 1202 der Sammelschienen 120 radial nach innen gezogen werden können über die Innenumfangsoberflächen der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w hinaus und dann in der Axialrichtung gezogen werden können.
Außerdem können mit Bezugnahme auf 54, 55, und 56 die externen Verbindungsabschnitte 1202 von der Aufnahmerille 106 in der Radialrichtung nicht nach innen, sondern nach außen gezogen werden, bevor dieselben in der Axialrichtung gezogen werden. In diesem Fall, wie er in 55 und 56 dargestellt ist, sind vertikal ausgedehnte Rillen von Anschlussleitungsrillen 118 und vertikalen Anschlussleitungsrillen 119 in äußeren Umfangsoberflächen der Halteeinrichtungen 101u, 101v und 101w definiert. Die externen Verbindungsabschnitte 1202 können in der Axialrichtung gezogen werden (d. h. aufwärts in der Axialrichtung), während dieselben in diesen Rillen platziert sind und gehalten werden. Dies vermeidet eine Situation, in der die externen Verbindungsabschnitte 1202 außerhalb des äußeren Umfangs der Sammelschieneneinheit 100 angeordnet sind. Daher ist die Bearbeitbarkeit beim Anpressen der Anschlussbauglieder 130 auf die Spulendrahtanschlüsse 204a kaum beeinträchtigt.
Außerdem können die externen Verbindungsabschnitte 1202 von der Aufnahmerille 106 in der Radialrichtung nach außen gezogen werden und dann angeordnet werden, um sich in der Radialrichtung zu erstrecken, ohne in die Axialrichtung gezogen zu werden. Anders ausgedrückt, die Richtung, in der die externen Verbindungsabschnitte 1202 gezogen werden, kann auf jede Weise modifiziert werden, abhängig von der Richtung, in der der Motor 1 angeordnet ist, oder der Position der externen Leistungsversorgung.
Außerdem werden bei der vorliegenden beispielhaften Modifikation beide Endabschnitte des einzelnen elektrisch leitfähigen Drahts als die externen Verbindungsabschnitte 1202 von der Aufnahmerille 106 gezogen. Es ist jedoch anzumerken, dass dies nicht wesentlich ist für die vorliegende Erfindung, und dass nur ein Endabschnitt desselben als externer Verbindungsabschnitt 1202 von der Aufnahmerille 106 gezogen werden kann. Das heißt, nur ein Endabschnitt des einzelnen elektrisch leitfähigen Drahts kann von der Aufnahmerille 106 gezogen werden als externer Verbindungsabschnitt 1202, wobei ein verbleibender Abschnitt des einzelnen elektrisch leitfähigen Drahts zu einem Ring geformt ist, um den ringförmigen Körperabschnitt 1201 zu definieren. Dies führt zu einer Reduktion bei den Materialkosten der Sammelschienen 120.
Es ist auch anzumerken, dass der Körperabschnitt 1201 der Sammelschiene 120 in der Form des Buchstabens „C” anstatt in der Ringform angeordnet sein kann. Es ist beispielsweise ausreichend, dass vier Anschlussbauglieder 130 mit dem Körperabschnitt 1201 verbunden sind, so dass die Anschlussbauglieder 130 in regelmäßigen Abständen von 90 Grad angeordnet sind. Daher ist es ausreichend, dass der Körperabschnitt 1201 in der Form eines Bogens von zumindest 270 Grad angeordnet ist.
Struktur des Stators
Der Stator 200 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht aus einer Mehrzahl von Statorsegmenten 201. Wie es in 2 dargestellt ist, ist der Stator 200 in der Form eines Zylinders. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl (hierin nachfolgend als „Segmentanzahl” bezeichnet) von Statorsegmenten 201, die zusammen den Stator 200 definieren, zwölf. Ein Mittelpunktswinkel jedes Statorsegments 201 beträgt daher 30 Grad. 21 ist eine perspektivische Ansicht des Statorsegments 201. 22 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Statorsegments 201. Wie es in 22 dargestellt ist, umfasst das Statorsegment 201 ein Kernsegment 202, Isolatoren 203, die Spule 204 und eine Harzschicht 205.
In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass die Axialrichtung oder eine Vertikalrichtung des Stators 200 oder des Statorsegments 201 sich auf eine Richtung der Achse der Welle 6 bezieht; dass sich eine horizontale Richtung auf eine Richtung senkrecht zu der Achse der Welle 6 bezieht; dass die Begriffe „radial nach innen”, „radial innen” usw. sich auf eine Seite näher zu der Welle 6 beziehen; und dass die Begriffe „radial nach außen”, „radial außen” usw. sich auf eine Seite weiter entfernt von der Welle 6 beziehen.
Kernsegment 202
23 ist eine perspektivische Ansicht des Kernsegments 202. Das Kernsegment 202 ist definiert durch eine Mehrzahl von elektromagnetischen Stahlblechen, die in der Axialrichtung aufeinander platziert sind. Wie es von 23 offensichtlich ist, ist ein Querschnitt des Kernsegments 202 im Wesentlichen in der Form des Buchstabens „T”.
In näheren Einzelheiten umfasst das Kernsegment 202 einen Zahnabschnitt 202a, einen Kernrückabschnitt 202b und einen inneren Jochabschnitt 202c. Der Kernrückabschnitt 202b ist ein Abschnitt, der angeordnet ist, um sich in der Umfangsrichtung des Stators 200 zu erstrecken, wenn der Kernrückabschnitt 202b einen Abschnitt des Stators 200 definiert. Ein Winkel, der zwischen zwei Umfangsendwänden 202e des Kernrückabschnitts 202b definiert ist, entspricht einem Mittelpunktswinkel des Kernsegments 202. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Mittelpunktswinkel des Kernsegments 202 30 Grad. Der Zahnabschnitt 202a ist ein Abschnitt, der angeordnet ist, um sich von dem Kernrückabschnitt 202b in einer Radialrichtung des Stators 200 zu erstrecken. Der innere Jochabschnitt 202c ist angeordnet, um fortlaufend zu sein mit einem radialen inneren Ende des Zahnabschnitts 202a. Der innere Jochabschnitt 202c ist ein Abschnitt, der angeordnet ist, um sich in der Umfangsrichtung über einen Abstand zu erstrecken, der kleiner ist als ein Abstand, über dem der Kernrückabschnitt 202b angeordnet ist, um sich in der Umfangsrichtung zu erstrecken. Räume, die zwischen dem inneren Jochabschnitt 202c und dem Kernrückabschnitt 202b auf beiden Umfangsseiten des Zahnabschnitts 202a definiert sind, definieren Schlitze 202d, die angeordnet sind, um die Spule 204 aufzunehmen.
Isolator 203 (isolierende Schicht)
Der Isolator 203 ist eine isolierende Schicht, die angeordnet ist, um Isolation zwischen dem Kernsegment 202 und der Spule 204 sicherzustellen. Der Isolator 203 ist zwischen der Spule 204 und dem Zahnabschnitt 202a angeordnet, wie es nachfolgend beschrieben ist. Das heißt, der Isolator 203 ist eine beispielhafte isolierende Schicht gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Isolator 203 ist daher aus einem isolierenden Material hergestellt. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wird in thermoplastisches Harz als das isolierende Material verwendet.
24 ist eine perspektivische Ansicht des Isolators 203, die die Struktur des Isolators 203 darstellt. Mit Bezugnahme auf 24 umfasst der Isolator 203 insbesondere einen Körperabschnitt 203a und Endwände 203b und 203c. Der Körperabschnitt 203a ist im Wesentlichen in der Form des Buchstabens „U” und ist an den Zahnabschnitt 202a angepasst. 25 ist eine perspektivische Ansicht, die die Isolatoren 203 an dem Kernsegment 202 angebracht darstellt. In jedem Statorsegment 201 werden zwei Isolatoren 203 verwendet. Der Körperabschnitt 203a von einem der zwei Isolatoren 203 ist an ein axiales Ende (d. h. ein Ausgangsseitenende) des Kernsegments 202 angepasst, während der Körperabschnitt 203a des anderen Isolators 203 in das andere axiale Ende des Kernsegments 202 angepasst ist. Als Folge ist der Zahnabschnitt 202a durch die Körperabschnitte 203a der Isolatoren 203 bedeckt.
Wenn der Isolator 203 an das Kernsegment 202 angepasst ist, sind die Endwände 203b und 203c desselben angeordnet, um über eine Axialendwand des Kernsegments 202 vorzustehen. Die Endwand 203c ist radial außerhalb einer Innenseitenoberfläche 202f des Kernsegments 202 angeordnet. Mit Bezugnahme auf 24 umfasst die Endwand 203c einen Stufenabschnitt 203e, der an einer Position angeordnet ist, die einem axialen Ende des Kernsegments 202 entspricht.
Eine Umfangsendwand 203d des Isolators 203 ist angeordnet, um in der Richtung des Zahnabschnitts 202a (d. h. umfangsmäßig nach innen) relativ zu der Umfangsendwand 202e des Kernsegments 202 leicht ausgenommen zu sein. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel gibt es eine Stufe von etwa 0,1 mm zwischen der Umfangsendwand 203d des Isolators 203 und der Umfangsendwand 202e des Kernsegments 202.
Spulen 204
Jede Spule 204 ist durch einen elektrischen Draht (d. h. einen Kupferdraht) definiert, wie z. B. einen Emaillebeschichteten Kupferdraht, der in einer gleichmäßigen Wicklungsweise um das Kernsegment 202 gewickelt ist, mit den Isolatoren 203 dazwischen angeordnet. Die Wicklung des Drahts wird so ausgeführt, dass die Spule 204 sich nicht über die Umfangsendwände 203d der Isolatoren 203 wölbt. 26 ist eine Querschnittsansicht des Schlitzes 202d und dessen Umgebung, wenn die Spule 204 um das Kernsegment 202 gewickelt wurde. In 26 ist der Zahnabschnitt 202a an der Unterseite gezeigt, und der Kupferdraht ist um den Zahnabschnitt 202a gewickelt in einer Reihenfolge, die durch die in 26 gezeigten Pfeile angezeigt ist. In 26 zeigen Zahlen rechts von jeder Schicht der Spule 204 (z. B. 8·7 ... 2·1 usw.) die Anzahl der Windungen an. Beispielsweise entspricht eine erste Schicht der Spule 204 (d. h. eine unterste Schicht in 26) der ersten bis achten Windung. Die Anzahl von Windungen wird gemäß einer Nennleistung des Motors 1 bestimmt. Die Annahme der gleichmäßigen Wicklung für die Spule 204 trägt dazu bei, zu verhindern, dass sich die Spule 204 über die Umfangsendoberflächen des Kernsegments 202 wölbt. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Zwischenraum von etwa 0,1 mm zwischen den Umfangsendoberflächen des Kernsegments 202 und einer Linie angeordnet, die die Umfangsendwände 203d des Isolators 203 aneinander fügt (d. h. eine Linie, die in 26 durch eine Doppelstrichpunktlinie dargestellt ist).
27 ist eine perspektivische Ansicht des Kernsegments 202 mit den daran angepassten Isolatoren 203 und der Spule 204 darum gewickelt. Wie es in 27 dargestellt ist, umfasst die Spule 204 ein Paar von Spulendrahtanschlüssen 204a. Die Spulendrahtanschlüsse 204a sind angeordnet, um sich im Wesentlichen parallel zueinander zu dem Ausgangsseitenende hin zu erstrecken (d. h. in der Axialrichtung des Statorsegments 201). Ein Mittelpunktswinkel (hierin nachfolgend auch als „Abstandswinkel” bezeichnet), der zwischen dem Paar von Spulendrahtanschlüssen 204a definiert ist, ist die Hälfte des Mittelpunktswinkels des Kernsegments 202, das heißt, bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel 15 Grad. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Paar von Spulendrahtanschlüssen 204a durch die Harzschicht 205 befestigt, so dass der Mittelpunktswinkel, der zwischen dem Paar von Spulendrahtanschlüssen 204a definiert ist, die Hälfte des Mittelpunktswinkels des Kernsegments 202 ist. Wenn die Statorsegmente 201 zusammengesetzt wurden, um den Stator 200 in der Ringform zu definieren, sind die Spulendrahtanschlüsse 204a daher an regelmäßigen Abständen von 15 Grad angeordnet. Es ist anzumerken, dass das Kernsegment 202 mit den daran angepassten Isolatoren 203 und der darum gewickelten Spule 204 der Zweckmäßigkeit der Beschreibung halber hierin nachfolgend als Unteranordnung 206 beschrieben wird.
Harzschicht 205
Die Harzschicht 205 ist angeordnet, um die gesamte Spule 204 abzudichten, abgesehen von dem Paar von Spulendrahtanschlüssen 204a. Die Beschichtung der gesamten Spule 204 mit der Harzschicht 205 trägt dazu bei, einen Kurzschluss (d. h. einen Zwischenphasenkurzschluss) mit einem anderen Statorsegment 201 zu verhindern. Darüber hinaus trägt die Harzschicht 205 dazu bei, eine Erregungsschwingung der Spule 204 zu reduzieren.
Die Harzschicht 205 ist auf die Unteranordnung 206 geformt. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Harzschicht 205 aus einem thermoplastischen Harz ähnlich dem Material der Isolatoren 203 hergestellt. Natürlich kann die Harzschicht 205 aus einem wärmehärtbaren Harz hergestellt sein, wie es üblicherweise bei Motoren verwendet wird.
Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Umfangsendwand 205d der Harzschicht 205 umfangsmäßig nach innen von der Umfangsendwand 202e des Kernsegments 202 angeordnet. Außerdem ist die Harzschicht 205 angeordnet, um keinen Raum über der Endwand 203c des Isolators 203 und der Innenseitenoberfläche 202f des Kernsegments 202 zu besetzen.
Ferner umfasst eine Ausgangsseitenendoberfläche der Harzschicht 205 eine Rille 205a, die angeordnet ist, um die Neutralpunktsammelschiene 250 aufzunehmen, die als ein Verdrahtungsbauglied für eine Masse wirkt (d. h. den Neutralpunkt). 28 ist eine perspektivische Ansicht, die die Rille 205a in dem Statorsegment 201 angeordnet darstellt. Wenn die Statorsegmente 201 zusammengesetzt wurden, um den Stator 200 in der Ringform zu definieren, sind die Rillen 205a der Statorsegmente 201 angeordnet, um zusammen eine ringförmige Rille zu bilden (siehe 2). Ein Querschnitt der Rille 205a und deren Umgebung sind in 17 dargestellt. 17 stellt eine Situation dar, in der die Neutralpunktsammelschiene 250 in der Rille 205a angeordnet ist. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Neutralpunktsammelschiene 250 ein ringförmiges oder C-förmiges Verdrahtungsbauglied. Zwölf Neutralpunktanschlussbauglieder 250a sind an der Neutralpunktsammelschiene 250 angebracht. Es ist anzumerken, dass die Anzahl von Neutralpunktanschlussbaugliedern 250a gleich der Segmentanzahl ist. Jedes der Neutralpunktanschlussbauglieder 250a ist im Wesentlichen in der Form des Buchstaben „T”, wie die Anschlussbauglieder 130, die in der Sammelschieneneinheit 100 verwendet werden. Jedes der Neutralpunktanschlussbauglieder 250a ist an der Neutralpunktsammelschiene 250 befestigt, durch Gesenkformen oder dergleichen. Wenn die Statorsegmente 201 zusammengesetzt wurden, um den Stator 200 in der Ringform zu definieren, sind die Neutralpunktanschlussbauglieder 250a an regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet, so dass alle benachbarten der Neutralpunktanschlussbauglieder 250a umfangsmäßig voneinander beabstandet sind um einen Winkel, der einem Mittelpunktswinkel des Kernrückabschnitts 202b entspricht.
Jedes der Neutralpunktanschlussbauglieder 250a ist in der Rille 205a angeordnet, um mit einem der Spulendrahtanschlüsse 204a eines getrennten der Statorsegmente 201 ausgerichtet zu sein. Das Neutralpunktanschlussbauglied 250a wird dann an den entsprechenden Spulendrahtanschluss 204a angepasst. 29 ist ein Diagramm, das eine Situation darstellt, in der das Neutralpunktanschlussbauglied 250a an den Spulendrahtanschluss 204a angepasst ist. In 29 ist die Neutralpunktsammelschiene 250 der Zweckmäßigkeit der Beschreibung halber ausgelassen. Wie es in 29 dargestellt ist, ist einer der Spulendrahtanschlüsse 204a des entsprechenden Statorsegments 201 in jedes Neutralpunktanschlussbauglied 250a in der Axialrichtung eingefügt, so dass das Neutralpunktanschlussbauglied 250a elektrisch verbunden ist mit dem Spulendrahtanschluss 204a.
Ferner umfasst eine Innenwandoberfläche der Rille 205a mit Bezugnahme auf 28 eine Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 205b. Die Vorsprungsabschnitte 205b sind angeordnet, um zu verhindern, dass sich die Neutralpunktanschlussbauglieder 250a und die Neutralpunktsammelschiene 250 ablösen. Mit Bezugnahme auf 17 wird jedes Neutralpunktanschlussbauglied 250a zwischen dem Vorsprungsabschnitt 205b und einem Unterabschnitt der Rille 205a gehalten. Die Vorsprungsabschnitte 205b tragen dazu bei, zu verhindern, dass sich das Neutralpunktanschlussbauglied 250a und so weiter von der Rille 205a ablösen. Dies wiederum trägt dazu bei, die elektrische Verbindung zwischen dem Neutralpunktanschlussbauglied 250a und dem Spulendrahtanschluss 204a weiter sicherzustellen.
Ferner umfasst die Harzschicht 205 mit Bezugnahme auf 21 einen flachen Abschnitt 205e, der an einem Ausgangsseitenende derselben angeordnet ist, so dass die Sammelschieneneinheit 100 darauf aufgebracht ist. Ferner umfasst die Harzschicht 205 mit Bezugnahme auf 17, 21 und 22 einen ausgenommenen Abschnitt 205f, der an einer radial inneren Ecke der Ausgangsseite derselben angeordnet ist. Der Stator 200 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht aus den zwölf Statorsegmenten 201. Daher sind in dem Stator 200 die ausgenommenen Abschnitte 205f an regelmäßigen Abständen von 30 Grad angeordnet. Jeder ausgenommene Abschnitt 205f umfasst den Vorsprung 205g, der darin angeordnet ist. Einer der Haken 111 der Halteeinrichtung 101w ist mechanisch in Eingriff mit dem Vorsprung 205g. Der ausgenommene Abschnitt 205f und der Vorsprung 205g definieren zusammen einen beispielhaften Befestigungsabschnitt gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Formen der Harzschicht
30 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt einer Form 260 darstellt, die verwendet wird, um die Harzschicht 205 zu formen. 31 ist eine Querschnittsansicht der Form 260. 31 stellt eine Situation dar, in der die Teilanordnung 206 in die Form 260 gesetzt ist. Die Form 260 umfasst einen stationären Seitenformabschnitt 260a, einen Spulendrahtanschlussseitenformabschnitt 260b, einen bewegbaren Seitenformabschnitt 260c und einen Gleitabschnitt 260d.
Der Spulendrahtanschlussseitenformabschnitt 260b ist angeordnet, um das Paar von Spulendrahtanschlüssen 204a zu positionieren. Genauer gesagt, der Spulendrahtanschlussseitenformabschnitt 260b umfasst zwei Löcher 260e, die so angeordnet sind, dass die Spulendrahtanschlüsse 204a darin eingefügt werden. Die Löcher 260e sind um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet. Dies ermöglicht es, dass die Spulendrahtanschlüsse 204a des Stators 200 an regelmäßigen Abständen von 15 Grad (der Abstandswinkel = 15 Grad) angeordnet sind, wenn die Statorsegmente 201 zusammengesetzt wurden, um den Stator 200 in der Ringform zu definieren. Der Spulendrahtanschlussseitenformabschnitt 260b ist mit einer vorbestimmten Abdichtungsstruktur versehen, um zu verhindern, dass ein injiziertes Harz durch einen Zwischenraum zwischen jedem Spulendrahtanschluss 204a und dem Spulendrahtanschlussseitenformabschnitt 260b (d. h. jedes Loch 260e) ausläuft.
Der Gleitabschnitt 260d wird vor der Injektion des Harzes in Kontakt mit einem gegenüber liegenden Axialende geschoben (d. h. einem Ende gegenüber dem Ausgangsseitendende) des Kernsegments 202.
Als Nächstes wird der Stufenabschnitt 203e des Isolators 203 beschrieben. Der stationäre Seitenformabschnitt 260a kann so gesehen werden, dass derselbe einheitliche Abmessungen aufweist, da der gleiche stationäre Seitenformabschnitt 260a wiederholt verwendet wird. Im Gegensatz dazu können die Kernsegmente 202 individuelle Unterschiede der axialen Abmessung aufweisen. In dem Fall, wo das Kernsegment 202 eine verringerte axiale Abmessung aufweist, ist ein zusätzlicher Raum definiert zwischen dem stationären Seitenformabschnitt 260a, dem gegenüberliegenden axialen Ende des Kernsegments 202 und der Endwand 203c des Isolators 203. Das Harz, das injiziert wird, um die Harzschicht 205 zu definieren, fließt in den zusätzlichen Raum. Falls das Harz, das in den zusätzlichen Raum geflossen ist, eine sehr geringe Dicke aufweist, kann das Harz von der inneren Umfangsoberfläche des Stators 200 zu dem Rotor 300 hin entfernt werden. Um zu verhindern, dass dies geschieht, ist der Stufenabschnitt 203e in dem Isolator 203 definiert. Das Harz fließt in den Stufenabschnitt 203e, wenn die Harzschicht 205 geformt wird. Als Folge hat die definierte Harzschicht 205 eine ausreichende Dicke.
Der stationäre Seitenformabschnitt 260a ist angeordnet, um sich entlang der Endwand 203c des Isolators 203 und der Innenseitenoberfläche 202f des Kernsegments 202 zu erstrecken, so dass verhindert wird, dass sich die Harzschicht 205 über die Endwand 203c und die Innenseitenoberfläche 202f des Kernsegments 202 erstreckt. Mit Bezugnahme auf 29 ist, auf Grund des stationären Seitenformabschnitts 260a eine Oberfläche 205c des Harzes, das in den Stufenabschnitt 203e geflossen ist, angeordnet, um mit der Innenseitenoberfläche 202f des Kernsegments 202 bündig zu sein.
Ferner ist der stationäre Seitenformabschnitt 260a in Kontakt mit den Umfangsendwänden 203d des Isolators 203 auf beiden Seiten angeordnet. Ferner ist der stationäre Seitenformabschnitt 260a auch in Kontakt mit den Umfangsendwänden 202e des Kernsegments 202 auf beiden Seiten angeordnet. Das heißt, die Umfangsendwände 203d und 202e werden als Referenzen verwendet, wenn die Harzschicht 205 geformt wird. Da der stationäre Seitenformabschnitt 260a in Kontakt mit dem Umfangsendwänden 202e des Kernsegments 202 auf beiden Seiten angeordnet ist, wird die Harzschicht 205 daran gehindert, sich über die Umfangsendwände 202e des Kernsegments 202 zu erstrecken.
Wie es oben beschrieben ist, sind die Stufen zwischen den Umfangsendwänden 202e des Kernsegments 202 und den Umfangsendwänden 203d der Isolatoren 203 definiert. Der stationäre Seitenformabschnitt 260a umfasst Stufen (jeweils etwa 0,1 mm), die den Stufen zwischen den Umfangsendwänden 202e des Kernsegments 202 und den Umfangsendwänden 203d der Isolatoren 203 entsprechen. Stufen ähnlicher Größe (d. h. jeweils etwa 0,1 mm) sind entsprechend zwischen den Umfangsendwänden 205d der Harzschicht 205 und den Umfangsendwänden 202e des Kernsegments 202 definiert. Das heißt, die Umfangsendwände 205d der Harzschicht 205 sind umfangsmäßig nach innen von den Umfangsendwänden 202e des Kernsegments 202 angeordnet. Als Folge sind, wenn der Stator 200 zusammengesetzt wurde, die Harzschichten 205 von benachbarten der Statorsegmente 201 nicht in Umfangskontakt miteinander angeordnet, während die Umfangsendwände 202e von benachbarten der Kernsegmente 202 in Kontakt miteinander angeordnet sind.
32 ist eine vergrößerte Ansicht eines Querschnitts der Spulen 204 von benachbarten der Statorsegmente 201 und deren Umgebung. Wie es oben beschrieben ist, gibt es eine Stufe von etwa 0,1 mm zwischen der Umfangsendwand 202e des Kernsegments 202 und der Umfangsendwand 203d des Isolators 203. Daher, wie es in 32 dargestellt ist, kann eine Luftisolierungsschicht, die mehr als etwa 0,2 mm beträgt, zwischen den benachbarten Statorsegmenten 201 festgelegt werden. Da jede Spule 204 und die Umfangsendwand 203d des entsprechenden Isolators 203 um etwa 0,1 mm voneinander beabstandet sind, ist ein Abstand von mehr als etwa 0,4 mm zwischen benachbarten der Kupferdrähte festgelegt.
Wie es oben beschrieben ist, sind bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel die Umfangsendwände 202e der Kernsegmente 202 des Stators 200 in Kontakt miteinander angeordnet, während die Harzschichten 205 nicht in Umfangskontakt miteinander angeordnet sind. Es ist daher möglich, den Stator 200 mit einer Genauigkeit der Kernsegmente 202 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel aufzubauen. Die Verwendung der Statorsegmente 201, um den Stator 200 aufzubauen, trägt daher dazu bei, eine verbesserte Kreisform eines Innenumfangs des Stators zu erreichen im Vergleich zu dem Fall, wo Statorsegmente, deren Harzschichten in Umfangskontakt miteinander angeordnet sind, verwendet werden, um den Stator aufzubauen. Da die Kreisform des Innenumfangs des Stators Charakteristika des Motors beeinträchtigt, ist der Motor 1 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel in der Lage, verbesserte Charakteristika zu erreichen.
Ferner umfasst die Endwand 203c des Isolators 203 den Stufenabschnitt 203e. Der Stufenabschnitt 203e trägt dazu bei, einen kumulativen Fehler in der Axialabmessung des Kernsegments 202 zu absorbieren.
Ferner ist die Harzschicht 205 in einer Situation geformt, wo das Paar der Spulendrahtanschlüsse 204a durch den Spulendrahtanschlussseitenformabschnitt 260b positioniert ist. Dies trägt dazu bei, ausreichende Genauigkeit des Abstandswinkels sicherzustellen, der zwischen den Spulendrahtanschlüssen 204a in jedem Statorsegment 201 definiert ist. Dies wiederum trägt dazu bei, einen Kurzschluss (d. h. einen so genannten Zwischenphasenkurzschluss) zwischen den Spulendrahtanschlüssen 204a in dem gleichen Statorsegment 201 zu verhindern. Außerdem wird die Anpassung der Sammelschieneneinheit 100 an den Stator 200 erleichtert. Die verstärkte Erleichterung der Anpassung der Sammelschieneneinheit 100 ermöglicht es, eine automatische Maschine für die Anpassung der Sammelschieneneinheit 100 zu verwenden. Da ferner die Spulendrahtanschlüsse 204a ordnungsgemäß positioniert sind, ist es möglich, die Notwendigkeit einer verstärkten Leitung von Drähten zu eliminieren. Dies trägt dazu bei, eine Restbelastung auf einen Anschluss zwischen Drähten zu reduzieren und die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zu verbessern.
Ferner ist die Sammelschieneneinheit 100 mechanisch angeschlossen an die Statorsegmente 201 durch die ausgenommenen Abschnitte 205f derselben. Dies trägt dazu bei, mechanische Festigkeit, Schwingungsfestigkeit und Stoßfestigkeit der Sammelschieneneinheit 100 zu verbessern.
Ferner umfasst jedes Statorsegment 201 die Rille 205a, die angeordnet ist, um die Neutralpunktsammelschiene 250 getrennt von der Sammelschieneneinheit 100 aufzunehmen. Dies trägt dazu bei, die Gesamtlänge des Motors 1 zu reduzieren im Vergleich zu dem Fall, wo die Drähte für jede Phase und die Drähte für die Masse in einer einzelnen Sammelschieneneinheit angeordnet sind. Dies wiederum trägt dazu bei, reduzierte Kosten zu erreichen.
Ferner ist die Harzschicht 205 so angeordnet, dass die Spule 204 zwischen den Isolatoren 203 und der Harzschicht 205 angeordnet ist. Dies trägt dazu bei, die Erregungsschwingung der Spule 204 zu reduzieren.
Es ist anzumerken, dass die oben erwähnte isolierende Schicht bei anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung statt des Isolators 203 durch eine Beschichtung definiert sein kann (z. B. eine Elektroaufbringungsbeschichtung).
Es ist auch anzumerken, dass die Neutralpunktsammelschiene 250 erzeugt werden kann durch Ausstanzen eines ringförmigen oder C-förmigen Stücks aus einem Plattenmaterial. In diesem Fall können die Neutralpunktanschlussbauglieder 250a integral mit der Neutralpunktsammelschiene 250 definiert sein, wenn die Neutralpunktsammelschiene 250 aus dem Plattenmaterial ausgestanzt wird.
Es ist außerdem anzumerken, dass die oben erwähnte Segmentanzahl des Stators 200 lediglich ein Beispiel ist.
Es ist auch anzumerken, dass der oben erwähnte Grad des Mittelpunktswinkels, der zwischen dem Paar von Spulendrahtanschlüssen 204a definiert ist, lediglich ein Beispiel ist. Das heißt, der Mittelpunktswinkel, der zwischen dem Paar von Spulendrahtanschlüssen 204a definiert ist, muss nicht notwendigerweise die Hälfte des Mittelpunktswinkels des Kernsegments 202 sein, wie bei dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Struktur des Rotors 300
Wie es in 33 und 34 dargestellt ist, ist der Rotor 300 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Rotor mit einer Zwei-Schritt-Versatzstruktur. Der Rotor 300 umfasst Rotorkerne 310, Magnete 320, Abstandhalter 330, eine Rotorabdeckung 340 und so weiter. Die Rotorkerne 310, die Magnete 320 und die Abstandhalter 330 sind durch die Rotorabdeckung 340 ohne die Verwendung eines Haftmittels sicher vereint. Es ist anzumerken, dass 34 die Rotorabdeckung 340 (d. h. eine Basis 340a) zeigt, bevor die Manschettenabschnitte 341 darin definiert sind.
Die Anzahl von Rotorkernen 310, die in dem Rotor 300 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel enthalten sind, beträgt zwei. Jeder Rotorkern 310 ist ein säulenförmiges Bauglied mit einem Querschnitt im Wesentlichen in der Form eines gleichmäßigen Achtecks. Der Rotorkern 310 umfasst ein Durchgangsloch 311, das an seiner Mitte definiert ist. Das Durchgangsloch 311 ist angeordnet, um im Wesentlichen koaxial zu sein mit einer Drehachse S, und ist angeordnet, so dass die Welle 6 darin festgemacht ist. Der Rotorkern 310 ist durch eine Mehrzahl von Metalllagen definiert, die aufeinander platziert sind entlang der Drehachse S und in einem einzelnen Körper vereint sind.
Der Rotor 300 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel hat acht Pole. Anders ausgedrückt, die Anzahl von Magneten 320 (die gemeinsam als „Magnetgruppe” bezeichnet werden), die an dem Rotorkern 310 befestigt sind, beträgt acht. Jeder Magnet 320 ist wie eine Bandplatte geformt. Jeder Magnet 320 umfasst eine konvexe Oberfläche 321, die angeordnet ist, um vorzustehen, um im Querschnitt einen leichten Bogen anzunehmen. Die Magnete 320 in jeder Magnetgruppe sind angeordnet, um die konvexe Oberfläche 321 desselben radial nach außen auszurichten. Darüber hinaus ist jeder Magnet 320 angeordnet, so dass die konvexe Oberfläche 321 desselben sich parallel zu dem Durchgangsloch 311 erstreckt. Die Magnete 320 sind daher auf einer Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 310 an regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet, mit einem vorbestimmten Zwischenraum, der zwischen benachbarten der Magnete 320 definiert ist. Die Magnete 320 sind polarisiert, so dass jeder der Magnete 320 einen Süd- oder einen Nordpol definiert, der radial ausgerichtet ist. Der Süd- und Nordpol sind angeordnet, um sich in der Umfangsrichtung auf einer radialen Außenseite abzuwechseln.
Die zwei Rotorkerne 310, jeweils mit der Magnetgruppe daran angebracht, sind entlang der Drehachse S übereinander angeordnet. Jedes Paar des Rotorkerns 310 und der Magnetgruppe wird als eine „Rotoranordnung 301” bezeichnet. Die zwei Rotoranordnungen 301 sind in die Rotorabdeckung 340 eingepasst, so dass die Rotoranordnungen 301 um einen vorbestimmten Schrittwinkel umfangsmäßig voneinander verschoben sind. Jeder der acht Magnete 320 in jeder Rotoranordnung 301 ist daher umfangsmäßig verschoben von einem entsprechenden der acht Magnete 320 in der anderen Rotoranordnung 301 durch den vorbestimmten Schrittwinkel. Anders ausgedrückt, die Rotoranordnungen 301 haben eine Schritt-Versatzstruktur.
Die Anzahl von Abstandhaltern 330, die in dem Rotor 300 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel enthalten sind, beträgt zwei. Jeder Abstandhalter 330 ist ein Bauglied mit einem Abschnitt, der im Wesentlichen eine Ringform aufweist und angeordnet ist, um sich entlang einer Innenumfangsoberfläche der Rotorabdeckung 340 zu erstrecken. Der Abstandhalter 330 ist angeordnet, um einen Außendurchmesser aufzuweisen, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Rotorabdeckung 340. Außerdem ist der Abstandhalter 330 angeordnet, um einen Innendurchmesser aufzuweisen, der größer ist als der Durchmesser des Durchgangslochs 311. Der Außendurchmesser des Abstandhalters 330 ist zumindest angeordnet, um kleiner zu sein als der Außendurchmesser des Rotorkerns 310. Es ist anzumerken, dass der Abstandhalter 330 entweder aus einem Metall oder einem Harz hergestellt sein kann, solange derselbe aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt ist.
Jeder Abstandhalter 330 ist zwischen einer Endoberfläche einer getrennten der Rotoranordnungen 301, die in die Rotorabdeckung 340 eingepasst sind, und einem der Manschettenabschnitte 341 angeordnet. Jeder Manschettenabschnitt 341 ist definiert durch Deformieren eines Endabschnitts der Rotorabdeckung 340. Jeder Abstandhalter 330 ist angeordnet, um eine Axialbewegung der entsprechenden Rotoranordnung 301 in Kombination mit dem entsprechenden Manschettenabschnitt 341 zu beschränken. Darüber hinaus trägt der Abstandhalter 330 dazu bei, eine Verarbeitung des Manschettenabschnitts 301 zu erleichtern, und auch dazu, die Magnete 320 und den Rotorkern 310 davor zu schützen, während der Verarbeitung beschädigt zu werden. Einzelheiten werden nachfolgend beschrieben.
Die Rotorabdeckung 340 ist ein zylindrischer Metallartikel, der Metallverarbeitung unterzogen wird. Die Rotorabdeckung 340 umfasst eine zylindrische Umfangswand 342 und Öffnungen 344, die angeordnet sind, um an beiden Enden der Rotorabdeckung 340 offen zu sein. Die Rotorabdeckung 340 wird definiert indem die Basis 340a, die im Wesentlichen zylindrisch und frei von Verbindungsstellen ist, einer Pressbearbeitung oder dergleichen unterzogen wird. Die Rotoranordnung 301 und der Abstandhalter 330 sind in die Rotorabdeckung 340 platziert durch jede Öffnung 344, und in die Rotorabdeckung 340 eingepasst. Jede Rotoranordnung 301 ist pressgepasst an die Rotorabdeckung 340. Die Rotorabdeckung 340 ist angeordnet, um die Rotoranordnungen 301 und die Abstandhalter 330 zu schützen, und die Rotoranordnungen 301 und die Abstandhalter 330 ordnungsgemäß zu positionieren und ohne die Verwendung eines Haftmittels vereint zu halten.
Die Rotorabdeckung 340 ist im Wesentlichen identisch mit der Basis 340a, außer dass die Rotorabdeckung 340 die darin definierten Manschettenabschnitte 341 umfasst. Ein Abschnitt (hierin nachfolgend auch als ein „verarbeiteter Rand 345” bezeichnet) der Basis 340a um jede Öffnung 344 herum ist radial nach innen deformiert, um den Manschettenabschnitt 341 zu definieren, der radial nach innen vorsteht, so dass die Rotorabdeckung 340 abgeschlossen ist. Die axiale Abmessung der Basis 340a ist daher entworfen, um größer zu sein als die Gesamtaxialabmessung der Rotorkerne 310 und der Magnete 320.
Eine Außenoberfläche der Umfangswand 342 der Rotorabdeckung 340 umfasst einen ausgenommenen Teilungsabschnitt 350, der radial nach innen eingedrückt ist. Der ausgenommene Teilungsabschnitt 350 entspricht einem Zwischenraum zwischen den zwei Rotoranordnungen 301, die benachbart zueinander entlang der Drehachse S angeordnet sind. Der ausgenommene Teilungsabschnitt 350 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist durch eine gerade Rille definiert, die angeordnet ist, um sich in der Umfangsrichtung zu erstrecken an einer axialen Mitte der Rotorabdeckung 340. Der ausgenommene Teilungsabschnitt 350 trägt dazu bei, die zwei Rotoranordnungen 301 zu halten, so dass die Rotoranordnungen 301 nicht in Kontakt miteinander sind.
Es ist anzumerken, dass die Struktur der Rotorabdeckung 340 modifiziert werden kann, solange ein Kontakt zwischen den Rotoranordnungen 301 vermieden wird. Das heißt, ein Zwischenraum, der zwischen den benachbarten Rotoranordnungen 301 durch den ausgenommenen Teilungsabschnitt 350 definiert ist, kann nur gering sein. Es ist jedoch anzumerken, dass, wenn die Rotoranordnungen 301 in zu naher Nähe zueinander angeordnet sind, eine Hochgeschwindigkeitsdrehung des Rotors 300 zum Auftreten eines Wirbelstromverlustes führen kann. Es ist daher vorzuziehen, dass der ausgenommene Teilungsabschnitt 350 angeordnet ist, um die zwei Rotoranordnungen 301 um 1 mm oder mehr voneinander zu beabstanden.
Die Außenoberfläche der Umfangswand 342 der Rotorabdeckung 340 umfasst eine Mehrzahl von Ausnehmungen 346, die darin definiert sind. Die Ausnehmungen 346 sind angeordnet, um sich entlang der Drehachse S zu erstrecken, entsprechend den Magneten 320. Auf beiden Seiten des ausgenommenen Teilungsabschnitts 350 in der Rotorabdeckung 340 sind die Ausnehmungen 346 angeordnet, um sich nicht über einen Endabschnitt auf jeder Seite zu erstrecken.
Jede Ausnehmung 346 umfasst eine erste Endwand 346a, die an einem Ende derselben näher zu der Öffnung 344 angeordnet ist. Die erste Endwand 346a ist angeordnet, um sich von einer äußeren Umfangsoberfläche der Rotorabdeckung 340 radial nach innen zu erstrecken, auf im Wesentlichen senkrechte Weise. Die ersten Endwände 346a der Ausnehmungen 346 sind im Wesentlichen in einer geraden Linie in der Umfangsrichtung angeordnet. Währenddessen hat ein Endabschnitt jeder Ausnehmung 346 an einem Ende näher zu dem ausgenommenen Teilungsabschnitt 350 eine sich verjüngende Form. Der Endabschnitt jeder Ausnehmung 346 an dem Ende näher zu dem ausgenommenen Teilungsabschnitt 350 umfasst eine zweite Endwand 346b, die angeordnet ist, um sich von der Außenumfangsoberfläche der Rotorabdeckung 340 schräg radial nach innen zu erstrecken. Es ist anzumerken, dass die Form der zweiten Endwand 346b ein Ergebnis des Vermeidens der erzwungenen Entfernung der Basis 340a von einer säulenförmigen Vorrichtung 360 ist, wenn die Ausnehmungen 346 definiert werden.
Mit Bezugnahme auf 35 umfasst die Rotorabdeckung 340 auf Grund der Ausnehmungen 346 eine Mehrzahl von Trageregionen 347, die jeweils einen Querschnitt in der Form eines leichten Bogens aufweisen. Jede Trageregion 347 ist angeordnet, um sich radial nach außen zu erstrecken, um mit der konvexen Oberfläche 321 eines getrennten der Magneten 320 zusammenzupassen, die in die Rotorabdeckung 340 eingepasst sind. Anders ausgedrückt, jeder Magnet 320 ist angeordnet, so dass die konvexe Oberfläche 321 desselben gegenüber einer getrennten der Trageregionen 347 angeordnet ist. Außerdem ist jeder Magnet 320 in Kontakt mit der entsprechenden Trageregion 347 angeordnet. Jeder Magnet 320 wird daher von einer Umfangsbewegung abgehalten und an einer vorbestimmten Position gehalten.
Zwischen jeweils zwei Trageregionen 347 benachbart zueinander in der Umfangsrichtung ist ein ausgenommener Abschnitt 348 definiert, der sich in einer Linie entlang der Drehachse S erstreckt und fortlaufend ist mit den zwei Trageregionen 347. Im Gegensatz zu den Trageregionen 347 ist jeder ausgenommene Abschnitt 348 angeordnet, um radial nach innen vorzustehen, um einen Querschnitt in der Form eines leichten Bogens zu haben. Der ausgenommene Abschnitt 348 ist eine kleine Vertiefung, die in einen Zwischenraum eingebettet ist, der zwischen jeweils zwei benachbarten Magneten 320 definiert ist. Jeder ausgenommene Abschnitt 348 ist in einer Umfangsmitte eines getrennten der Ausnehmungen 346 angeordnet. Außerdem ist der ausgenommene Abschnitt 348 angeordnet, um sich von der ersten Endwand 346a zu einer Umgebung der zweiten Endwand 346b zu erstrecken. Die ausgenommenen Abschnitte 348 tragen dazu bei, einen Kontakt zwischen allen Magneten 320, die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, sicher zu vermeiden.
Jede Trageregion 347 ist in sicherem Oberflächenkontakt mit der konvexen Oberfläche 321 eines getrennten der Magnete 320 angeordnet. Dies trägt dazu bei, die Magnete 320 ordnungsgemäß zu halten.
Genauer gesagt ist mit Bezugnahme auf 36A und 36B eine Innenoberfläche der Trageregion 347 angeordnet, so dass dieselbe einen geringeren Krümmungsradius hat als denjenigen der konvexen Oberfläche 321. Abmessungen von Abschnitten der Rotorabdeckung 340 sind entworfen, so dass beide Umfangsenden der konvexen Oberfläche 321 von jedem Magnet 320 umfangsmäßig nach innen positioniert sind von beiden Umfangsenden der Innenoberfläche der entsprechenden Trageregion 347.
Wenn keine externe Kraft an die Trageregion 347 angelegt ist, hat die Trageregion 347 mit Bezugnahme auf 36A einen geringeren Krümmungsradius als denjenigen der konvexen Oberfläche 321. Wenn die konvexe Oberfläche 321 in Kontakt mit der Innenoberfläche der Trageregion 347 gebracht wird, werden daher zwei getrennte Abschnitte der Trageregion 347 nahe beiden Umfangsenden derselben in Kontakt gebracht mit der konvexen Oberfläche 321, während ein Mittelabschnitt der Trageregion 347 nicht mit der konvexen Oberfläche 321 in Kontakt ist. Mit Bezugnahme auf 36B, nachdem der Rotorkern 310 und so weiter an die Basis 340a angepasst sind, werden Kräfte an die Basis 340a angelegt, als ob der Durchmesser der Basis 340a erhöht werden sollte. Als Folge werden beide Umfangsendabschnitte der Trageregion 347 in zueinander entgegengesetzte Richtungen gezogen. Als Folge wird eine Kraft, die zu der Drehachse S hin wirkt, an die Trageregion 347 angelegt, um die Trageregion 347 auf den Magneten 320 zu zwingen. Auf diese Weise wird die Innenoberfläche der Trageregion 347 im Wesentlichen in ihrer Gesamtheit in Oberflächenkontakt mit der konvexen Oberfläche 321 gebracht.
Wenn darüber hinaus die Trageregion 347 in engen Kontakt mit der konvexen Oberfläche 321 gebracht wurde, damit dieselbe den gleichen Krümmungsradius hat wie denjenigen der konvexen Oberfläche 321, ist ein Bogen, der diesen Krümmungsradius aufweist und durch die Trageregion 347 definiert ist, langer als ein Bogen mit diesem Krümmungsradius der durch die konvexe Oberfläche 321 definiert ist. Dies trägt dazu bei, den Oberflächenkontakt zwischen der konvexen Oberfläche 321 und der Trageregion 347 zu sichern. Als Folge ist der Magnet 320 ordnungsgemäß umfangsmäßig positioniert.
Mit Bezugnahme auf 37 und 38 werden nachfolgend mathematische Gleichungen zum Ableiten des Krümmungsradius der Trageregion 347 und so weiter beschrieben. Es wird angenommen, dass Ra den Krümmungsradius (mm) der Trageregion 347 bezeichnet, wenn keine externe Kraft auf die Trageregion 347 wirkt, und dass α den Mittelpunktswinkel (Radian) derselben bezeichnet. Es wird gleichermaßen angenommen, dass Rb den Krümmungsradius des ausgenommenen Abschnitts 348 bezeichnet, und dass β den Mittelpunktswinkel davon bezeichnet.
Es wird angenommen, dass Ra' den Krümmungsradius der Trageregion 347 bezeichnet, wenn die Trageregion 347 deformiert wurde, nachdem die Magnete 320 und so weiter auf die Rotorabdeckung 340 angepasst wurden, und dass α' den Mittelpunktswinkel derselben bezeichnet. Es wird gleichermaßen angenommen, dass Rb' den Krümmungsradius des ausgenommenen Abschnitts 348 bezeichnet, wenn der ausgenommene Abschnitt 348 deformiert wurde, nachdem die Magnete 320 und so weiter an die Rotorabdeckung 340 angepasst wurden, und dass β' den Mittelpunktswinkel desselben bezeichnet. Es ist anzumerken, dass Ra' gleich dem Krümmungsradius der konvexen Oberfläche 321 ist.
Es wird angenommen, dass R einen maximalen Außendurchmesser (mm) der Rotorabdeckung 340 bezeichnet, wenn die Magnete 320 und so weiter an die Rotorabdeckung 340 angepasst wurden. Es wird auch angenommen, dass θ den Mittelpunktswinkel eines Pols des Rotors 300 bezeichnet, dass t die Dicke (mm) der Rotorabdeckung 340 bezeichnet, dass L die Umfangslänge (mm) der Rotorabdeckung 340 bezeichnet, und dass E den Youngschen Modulus der Rotorabdeckung 340 bezeichnet.
Wenn die Rotorabdeckung 340 auf die oben beschriebene Weise aufgebaut ist, gelten die folgenden geometrischen Gleichungen. α' = θ + β' Gleichung 1 (R – t – Ra')sinθ = (Ra' + Rb' + t)sinβ' Gleichung 2
Wenn ferner die Magnete 320 und so weiter an die Rotorabdeckung 340 angepasst wurden, werden Ziehkräfte F an der Trageregion 347 und den Umfangsendabschnitten der ausgenommenen Abschnitte 348 erzeugt. Die Trageregion 347 und die ausgenommenen Abschnitte 348 werden dadurch gedehnt, so dass die folgende Gleichung gilt. a'Ra' – αRa / αRa = β'Rb' – βRb / βRb = F / tEL Gleichung 3
Die Ziehkräfte F, die an der Trageregion 347 erzeugt werden, erzeugen eine radiale Innenkraft N (d. h. eine Stützkraft), die auf den Magnet 320 wirkt. Die Stützkraft N ist durch die folgende Gleichung dargestellt. N = 2Fsin(α'/2) Gleichung 4
Daher ist das ordnungsgemäße Halten der Magnete 320 sichergestellt, indem die Stützkraft N, die basierend auf den obigen Gleichungen berechnet wird, größer gemacht wird als eine maximale Zentrifugalkraft, die an die Magnete 320 angelegt wird.
Genauer gesagt, das ordnungsgemäße Halten der Magnete 320 ist sichergestellt, wenn die folgende Ungleichung gilt: N > Mm·Rm·S² Gleichung 5 wobei Mm die Masse jedes Magneten 320 bezeichnet, Rm den Abstand von der Mitte des Durchgangslochs 311 zu dem Schwerpunkt des Magneten 320 bezeichnet, und S eine maximale Winkelgeschwindigkeit des Rotors 300 basierend auf einem Entwurf desselben bezeichnet.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des Rotors 300 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie es oben beschrieben ist, sind die Magnete 320 und so weiter an die Rotorabdeckung 340 angepasst ohne die Verwendung eines Haftmittels, um den Rotor 300 auf einheitliche Weise aufzubauen. Insbesondere umfasst das Verfahren zum Anpassen der Magnete 320 und so weiter auf die Rotorabdeckung 340, um den Rotor 300 auf eine einheitliche Weise aufzubauen, einen Schritt des Definierens der Basis 340a der Rotorabdeckung 340 (d. h. einen Basisdefinitionsschritt); einen Schritt des Definierens des ausgenommenen Teilungsabschnitts 350 in der Basis 340a (d. h. einen Ausgenommener-Teilungsabschnitt-Definitionsschritt); einen Schritt des Definierens der Trageregionen 347 in der Basis 340a (d. h. ein Trageregionsdefinitionsschritt); einen Schritt des Anpassens der Rotorkerne 310 und der Magnete 320 an die Basis 340a (d. h. einen Anpassungsschritt); und einen Schritt des Definierens der Manschettenabschnitte 341 in der Basis 340a, um die Rotorabdeckung 340 abzuschließen (d. h. einen Manschettenabschnittdefinitionsschritt).
Basisdefinitionsschritt
Mit Bezugnahme auf 39A, 39B, 39C und 39D wird die Basis 340a der Rotorabdeckung 340 (ein Anfangszustand) in dem Basisdefinitionsschritt definiert. Genauer gesagt, mit Bezugnahme auf 39A, wird eine Metalllage zunächst einer Pressbearbeitung unterzogen, um ein gepresstes Metallelement zu definieren, das ein Unterende aufweist und im Wesentlichen zylindrisch ist und frei von Verbindungsstellen ist. Die Dicke der Metalllage ist vorzugsweise in dem Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,3 mm, von dem Standpunkt der Dauerhaftigkeit und Motorleistungsfähigkeit.
Als Nächstes wird mit Bezugnahme auf 39B die Unterseite des gepressten Metallelements davon entfernt, um das gepresste Metallelement wie in 39C dargestellt zu formen, und danach wird ein unerwünschter Flanschabschnitt abgeschnitten, so dass schließlich ein im Wesentlichen zylindrisches Element mit Öffnungen an beiden Seiten, das frei von Verbindungsstellen ist, wie es in 39D dargestellt ist, definiert ist. Dieses Element wird als die Basis 340a der Rotorabdeckung 340 verwendet (der Anfangszustand).
Alternativ wird mit Bezugnahme auf 40A, 40B, 40C und 40D ein gepresstes Element, das eine Unterseite aufweist und im Wesentlichen zylindrisch und frei von Verbindungsstellen ist, und das eine gekrümmte Oberfläche umfasst, die in einem Unterabschnitt davon definiert ist, verwendet werden, um die Basis 340a zu definieren. In diesem Fall wird beispielsweise nachdem ein Abschnitt der Unteroberfläche abgeschnitten wurde, ein Abschnitt des gepressten Elements, der der gekrümmten Oberfläche entspricht, durch Pressbearbeitung deformiert, um eine zylindrische Form anzunehmen. Ein unerwünschter Flanschabschnitt wird danach abgeschnitten.
Ausgenommener-Teilungsabschnitt-Definitionsschritt
In dem Ausgenommener-Teilungsabschnitt-Definitionsschritt wird ein Abschnitt der Umfangswand 342 der Basis 340a radial nach innen eingedrückt, so dass ein Axialmittelabschnitt der Basis 340 den ausgenommenen Teilungsabschnitt 350 umfasst.
Genauer gesagt, mit Bezugnahme auf 41 ist die Basis 340a an ein Paar von vorbestimmten Halbvorrichtungen 380 angepasst, so dass die Basis 340a dadurch gehalten wird. Die andere des Paars von Halbvorrichtungen 380 wird mit der ersten Halbvorrichtung 380 zusammengefügt, so dass in einer Außenumfangsoberfläche der zweiten Halbvorrichtung 380 eine Ausnehmung 380a definiert ist. Die Ausnehmung 380a entspricht dem ausgenommenen Teilungsabschnitt 350. Ein Stempelwerkzeug 381, das einen Vorsprung umfasst, der an einem oberen Ende desselben definiert ist, wird gegen die Umfangswand 342 der Basis 340a in die Ausnehmung 380a gedrückt, radial nach innen von außerhalb der Umfangswand 342. Als Folge ist der ausgenommene Teilungsabschnitt 350 an einem vorbestimmten Abschnitt der Umfangswand 342 definiert.
Trageregionsdefinitionsschritt
In dem Trageregionsdefinitionsschritt werden Abschnitte der Umfangswand 342 der Basis 340a radial nach innen eingedrückt, so dass die Ausnehmungen 346 darin definiert sind. Als Folge sind die Trageregionen 347 darin definiert. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die ausgenommenen Abschnitte 348 gleichzeitig mit den Trageregionen 347 definiert.
Der Trageregionsdefinitionsschritt umfasst einen ersten Trageregionsdefinitionsschritt und einen zweiten Trageregionsdefinitionsschritt. In dem ersten Trageregionsdefinitionsschritt werden die Trageregionen 347 in einer von zwei axialen Hälften der Basis 340a definiert, geteilt durch den ausgenommenen Teilungsabschnitt 350. In dem zweiten Trageregionsdefinitionsschritt werden die Trageregionen 347 in der anderen axialen Hälfte der Basis 340a definiert, so dass die Trageregionen 347 in der anderen axialen Hälfte der Basis 340a von den Trageregionen 347 in der ersten axialen Hälfte der Basis 340a um den vorbestimmten Schrittwinkel umfangsmäßig verschoben sind.
Mit Bezugnahme auf 42, 43, 44 und 45 werden acht Pressstäbe 361 (d. h. Pressformen) und so weiter in dem Trageregionsdefinitionsschritt verwendet. Die Pressstäbe 361 sind für die säulenförmige Vorrichtung 360 und die Ausnehmungen 346 von einer der zwei Rotoranordnungen 301 angeordnet. Die axiale Abmessung der Vorrichtung 360 ist etwa die Hälfte der axialen Abmessung der Basis 340a, und der Außendurchmesser der Vorrichtung 360 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Basis 340a. Eine Außenumfangsoberfläche der Vorrichtung 360 umfasst acht eingedrückte Abschnitte 362, die darin definiert sind. Die eingedrückten Abschnitte 362 sind angeordnet, um den Ausnehmungen 346 im Querschnitt zu entsprechen, anders ausgedrückt, den Trageregionen 347 und den ausgenommenen Abschnitten 348 im Querschnitt. Jeder der eingedrückten Abschnitte 362 ist angeordnet, um sich von einem axialen Mittelabschnitt zu einem oberen Rand der äußeren Umfangsoberfläche der Vorrichtung 360 zu erstrecken. Jeder eingedrückte Abschnitt 362 umfasst ein geschlossenes Ende 362a, das durch eine Endoberfläche geschlossen ist, die sich radial ausbreitet, und ein offenes Ende 362b.
Jeder Pressstab 361 umfasst eine Pressoberfläche 361a. Die Pressoberfläche 361a ist angeordnet, um auf solch eine Weise vorzustehen, um der Ausnehmung 346 im Querschnitt zu entsprechen. Die Pressstäbe 361 sind um die Vorrichtung herum 360 angeordnet, so dass die Pressoberflächen 361a derselben angeordnet sind, um den eingedrückten Abschnitten 362 der Vorrichtung 360 zugewandt zu sein. Außerdem kann jeder Pressstab 361 in einer Radialrichtung verschoben werden. Ein axiales Ende der Pressoberfläche 361a jedes Pressstabs 361 ist mit dem geschlossenen Ende 362a eines getrennten der eingedrückten Abschnitte 362 ausgerichtet. Das andere axiale Ende der Pressoberfläche 361a jedes Pressstabs 361 ist axial unter einem oberen Rand der Vorrichtung 360 positioniert.
Mit Bezugnahme auf 42 wird in dem Trageregionsdefinitionsschritt die Basis 340a zunächst an die Vorrichtung 360 angepasst auf solch eine Weise, dass eine der Öffnungen 344 der Basis 340a über den oberen Rand (d. h. einen Anpassungsrand) der Vorrichtung 360 platziert wird. Als Nächstes wird mit Bezugnahme auf 43 eine Tragevorrichtung 360a in die Basis 340a eingefügt durch die gegenüberliegende Öffnung 344 derselben. Danach werden die Pressstäbe 361 gegen die äußere Umfangsoberfläche der Basis 340a gepresst. Vorbestimmte Abschnitte der Umfangswand 342 werden dadurch deformiert, um die Ausnehmungen 346 zu formen (der erste Trageregionsdefinitionsschritt).
Jeder eingedrückte Abschnitt 362 umfasst das offene Ende 362b, das an dem oberen Rand der Vorrichtung 360 angeordnet ist. Daher, nachdem die Pressstäbe 361 nach hinten verschoben werden, kann die Basis 340a ohne weiteres von der Vorrichtung 360 entfernt werden, indem die Basis 340a einfach von der Vorrichtung 360 gezogen wird, ohne eine erzwungene Entfernung zu erfordern.
Als Nächstes wird mit Bezugnahme auf 45 die Basis 340a umgedreht und um den vorbestimmten Schrittwinkel umfangsmäßig verschoben. Danach wird die Basis 340a erneut an die Vorrichtung 360 angepasst auf solch eine Weise, dass die gegenüberliegende Öffnung 344 der Basis 340a über den oberen Rand der Vorrichtung 360 platziert wird. Vorbestimmte Abschnitte der Umfangswand 342 der Basis 340a werden dann deformiert, um die Ausnehmungen 346 auf ähnliche Weise wie die oben beschriebene zu formen (der zweite Trageregionsdefinitionsschritt).
Die Ausnehmungen 346 und somit die Trageregionen 347 sind dadurch so definiert, wie es in 33 und anderen Figuren dargestellt ist.
Anpassungsschritt
In dem Anpassungsschritt, der nach dem Trageregionsdefinitionsschritt durchgeführt wird, werden die Rotorkerne 310, die Magnete 320 und die Abstandhalter 330 an die Basis 340a angepasst, so dass dieselben vorübergehend auf einheitliche Weise angeordnet sind.
Zuerst wird eine der Rotoranordnungen 301 an eine der axialen Hälften der Basis 340a angepasst. Beispielsweise wird ein Tragewerkzeug verwendet, um die Rotoranordnung 301 zu tragen, mit den Magneten 320 an vorbestimmten Positionen auf der äußeren Umfangsoberfläche des Rotorkerns 310 angeordnet. Die Rotoranordnung 301 wird dann an die Basis 340a angepasst, auf solch eine Weise, dass die Basis 340a über axiale Enden des Rotorkerns 310 und die Magnete 320 platziert ist, und pressgepasst ist an die Basis 340a, so dass die Magnete 320 in Kontakt mit dem ausgenommenen Teilungsabschnitt 350 gebracht werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Rotoranordnung 301 umfangmäßig ausgerichtet mit der Basis 340a, so dass beide Umfangsenden der konvexen Oberfläche 321 jedes Magneten 320 umfangsmäßig nach innen positioniert sind von beiden Umfangsenden der Innenoberfläche der entsprechenden Trageregion 347.
Wenn die Rotoranordnung 301 umfangsmäßig ausgerichtet ist mit der Basis 340a, so dass beide Umfangsenden der konvexen Oberfläche 321 jedes Magneten 320 umfangsmäßig nach innen positioniert sind von beiden Umfangsenden der Innenoberfläche der entsprechenden Trageregion 347, sind die konvexen Oberflächen 321 in Oberflächenkontakt mit den entsprechenden Trageregionen 347 angeordnet. Die Magnete 320 werden dadurch sicher in der Umfangsrichtung gehalten. Darüber hinaus sind die ausgenommenen Abschnitte 348 zwischen jedem Paar von benachbarten Magneten 320 eingebettet. Dies trägt dazu bei, einen Kontakt zwischen den Magneten 320 zu verhindern.
Als Nächstes wird die andere Rotoranordnung 301 an die andere axiale Hälfte der Basis 340a angepasst, so dass die andere Rotoranordnung 301 von der ersten Rotoranordnung 301 um den vorbestimmten Schrittwinkel umfangsmäßig verschoben ist. Beispielsweise wird das Tragewerkzeug verwendet, um die zweite Rotoranordnung 301 zu tragen, mit den Magneten 320 an vorbestimmten Positionen auf der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 310 derselben angeordnet. Die zweite Rotoranordnung 301 wird dann auf solch eine Weise an die Basis 340a angepasst, dass die Basis 340a über axiale Enden des Rotorkerns 310 und die Magneten 320 desselben platziert ist, und an die Basis 340a pressgepasst wird, so dass der Rotorkern 310 derselben mit dem Rotorkern 310 der ersten Rotoranordnung 301 in Kontakt gebracht wird, und dass die Magnete 320 derselben in Kontakt mit dem ausgenommenen Teilungsabschnitt 350 gebracht werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die zweite Rotoranordnung 301 umfangsmäßig ausgerichtet mit der Basis 340a, so dass beide Umfangsenden der konvexen Oberfläche 321 jedes Magneten 320 umfangsmäßig nach innen positioniert sind von beiden Umfangsenden der Innenoberfläche der entsprechenden Trageregion 347.
Schließlich ist der Abstandhalter 330 auf einer Endoberfläche, die der Öffnung 344 zugewandt ist, von jeder der Rotoranordnungen 301 angeordnet, die an die Basis 340a angepasst ist. Wenn die Rotorkerne 310, die Magnete 320 und die Abstandhalter 330 ordnungsgemäß an die Basis 340a angepasst sind, ist jeder Endabschnitt (d. h. der verarbeitete Rand 345) der Basis 340a um die Öffnung 344 herum angeordnet, um über eine Endoberfläche des entsprechenden Abstandhalters 330 vorzustehen.
Manschettenabschnittsdefinitionsschritt
In dem Manschettenabschnittsdefinitionsschritt, der nach dem Anpassungsschritt durchgeführt wird, werden die verarbeiteten Ränder 345 der Basis 340a deformiert, um die Manschettenabschnitte 341 zu definieren. Die Manschettenabschnitte 341 sind angeordnet, um die Magnete 320 und so weiter in der Rotorabdeckung 340 abzudichten.
Der Manschettenabschnittsdefinitionsschritt wird nun nachfolgend mit Bezugnahme auf 46, 47 und 48 beschrieben. In dem Manschettenabschnittsdefinitionsschritt wird eine zweckgebundene Drehbankvorrichtung 370 verwendet, um die Manschettenabschnitte 341 zu definieren, wie es in 46 bis 48 dargestellt ist. Die Drehbankvorrichtung 370 umfasst eine Spannvorrichtung 371, die um die Drehachse S gedreht werden kann, einen Reitstock 372 und so weiter. Der Reitstock 372 ist angeordnet, um der Spannvorrichtung 371 entlang der Drehachse S gegenüberzuliegen, und ist angeordnet, um sich synchron mit der Spannvorrichtung 371 zu drehen, während er einen der Abstandhalter 330 trägt.
Die Drehbankvorrichtung 370 umfasst ferner eine Rolle mit kleinem Durchmesser (d. h. einen Nockenfolger 373), die auf einer Oberseite derselben angeordnet ist und frei drehbar ist. Die Drehbankvorrichtung 370 umfasst ferner ein Anpresswerkzeug 374. Das Anpresswerkzeug 374 kann in einer radialen Richtung bezüglich der Drehachse S der Spannvorrichtung 371 und so weiter verschoben werden. Außerdem kann das Anpresswerkzeug 374 geneigt werden, zumindest innerhalb eines Bereichs zwischen der Drehachse S und einer Achse senkrecht zu der Drehachse S. Ferner umfasst die Drehbankvorrichtung 370 eine Berührungssonde 375, die verwendet wird, um während der Verarbeitung eine Referenzposition zu bestimmen. Die Drehbankvorrichtung 370 umfasst ferner eine Steuervorrichtung und so weiter (nicht gezeigt), die verwendet wird, um zentralisierte Steuerung der Spannvorrichtung 371, des Reitstocks 372, des Nockenfolgers 373, des Anpresswerkzeugs 374. und der Berührungssonde 375 durchzuführen. Die Drehbankvorrichtung 370 ist angeordnet, um automatisch eine Reihe von Prozessen zum Definieren der Manschettenabschnitte 341 durchzuführen.
In dem Manschettenabschnittsdefinitionsschritt wird zuerst die Basis 340a mit den Rotorkernen 310 und so weiter daran angepasst durch die Spannvorrichtung 371 gehalten, so dass eine der Öffnungen 344 der Basis 340a angeordnet ist, um nach außen gerichtet zu sein. Zu diesem Zeitpunkt sind die Spannvorrichtung 371 und die Basis 340a angeordnet, um im Wesentlichen koaxial zueinander zu sein, um die gleiche Drehachse S gemeinschaftlich zu verwenden. Sobald die Drehbankvorrichtung 370 aktiviert ist, wird mit Bezugnahme auf 46 die Berührungssonde 375 angetrieben. Die Berührungssonde 375 wird dann in Kontakt mit der Endoberfläche des Abstandhalters 330 gebracht. Eine Referenzoberfläche, die während der Verarbeitung als Referenz zu verwenden ist, wird dadurch eingestellt. Es ist anzumerken, dass das Durchführen der Verarbeitung basierend auf der Referenzoberfläche dazu beiträgt, mit Schwankungen bei den Abmessungen unterschiedlicher Teile zurecht zu kommen.
Mit Bezugnahme auf 47 beginnt der Reitstock 372 den Betrieb basierend auf der eingestellten Referenzoberfläche. Der Reitstock 372 wird dann ordnungsgemäß gegen den Abstandhalter 330 zu der Spannvorrichtung 371 hin gepresst. Die Basis 340a wird dabei durch die Drehbankvorrichtung 370 gehalten. Außerdem wird bewirkt, dass sich die Basis 340a um die Drehachse S dreht mit einer vorbestimmten Drehrate, zusammen mit der Spannvorrichtung 371 und dem Reitstock 372.
Mit Bezugnahme auf 48, während sich die Basis 340a dreht, wird der Nockenfolger 373 gegen den verarbeiteten Rand 345 der Basis 340a gepresst. Mit Bezugnahme auf 47 wird der Nockenfolger 373 dann schrittweise geneigt, so dass der verarbeitete Rand 345 radial nach innen deformiert wird, um den Manschettenabschnitt 341 zu definieren. Wenn der Manschettenabschnitt 341 definiert wurde, wird der Abstandhalter 330 zwischen dem Manschettenabschnitt 341 und einem Endabschnitt des Rotorkerns 310 gehalten.
Der Nockenfolger 373 ist angeordnet, um zu diesem Zeitpunkt nach Bedarf zu drehen. Die Drehung des Nockenfolgers 373 trägt dazu bei, das Auftreten einer übermäßigen Reibungskraft (d. h. aggressiver Abnutzung) zu verhindern, und einer unerwünschten Kraft zwischen dem verarbeiteten Rand 345 und dem Nockenfolger 373. Ferner trägt der Abstandhalter 330 dazu bei, einen Schaden jedes Magneten 320 und des Endabschnitts des Rotorkerns 310 zu verhindern. Ferner trägt der Abstandhalter 330 auch dazu bei, die Kreisform des verarbeiteten Rands 345 gegenüber dem Einfluss der Ausnehmungen 346 beizubehalten. Der Abstandhalter 330 ermöglicht somit das Formen des Manschettenabschnitts 341.
Der Manschettenabschnitt 341 ist dadurch so geformt, um sich gleichmäßig in der radialen Richtung zu erstrecken, um eine Feinbearbeitung zu haben. Der Manschettenabschnitt 341 ist in engem Kontakt mit dem Abstandhalter 330 angeordnet, um die Bewegung des Abstandhalters 330 zu beschränken.
Der Manschettenabschnitt 341 ist vorzugsweise angeordnet, um sich von der Umfangswand 342 um mehr als etwa 1 mm radial nach innen zu erstrecken. Der Vorsprung von mehr als etwa 1 mm stellt sicher, dass der Manschettenabschnitt 341 zuverlässig geformt ist, um flach zu sein ohne geriffelt zu sein, und stellt auch eine sichere Halterung des Abstandhalters 330 sicher. Es ist anzumerken, dass der Manschettenabschnitt 341 nicht notwendigerweise so angeordnet sein muss, dass sich derselbe einheitlich entlang des gesamten Umfangs erstreckt. Das heißt, ein Einschnitt oder Einschnitte können in einem Abschnitt oder Abschnitten des Manschettenabschnitts 341 definiert sein.
Danach wird die Basis 340a in umgekehrter Ausrichtung in die Drehbankvorrichtung 370 platziert, und die oben beschriebene Reihe von Prozessen wird auf ähnliche Weise durchgeführt, um den anderen verarbeiteten Rand 345 zu deformieren, um den anderen Manschettenabschnitt 341 zu definieren.
Die Rotorabdeckung 340 ist fertiggestellt, wenn der andere Manschettenabschnitt 341 definiert wurde. Die Manschettenabschnitte 341, die Abstandhalter 330 und der ausgenommene Teilungsabschnitt 350 werden kombiniert, um die axiale Bewegung der Rotorkerne 310 und der Magnete 320, die in die Rotorabdeckung 340 eingepasst sind, zu beschränken. Die Rotorkerne 310 und die Magnete 320 werden dadurch an vorbestimmten Positionen gehalten. Wie es oben beschrieben ist, kann der Rotor 300 gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ohne die Verwendung eines Haftmittels aufgebaut werden. Dies führt zu verbesserter Produktivität und reduzierten Produktionskosten. Ferner ist es möglich, die Magnete an im Wesentlichen regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung anzuordnen ohne die Verwendung eines dazwischen liegenden Haftmittels. Dies führt zu einer Verbesserung des Grads der Unwucht des Rotors.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf den Rotor 300 und so weiter gemäß dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Für Fachleute auf diesem Gebiet ist klar, dass Variationen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich und der Wesensart der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise ist die Form des Querschnitts des Rotorkerns 310 nicht auf ein Achteck begrenzt. Die Form des Querschnitts des Rotorkerns 310 kann zu einem Kreis, jedem einer Vielzahl anderer Polygone oder dergleichen geändert werden, geeigneter Weise entsprechend der Anzahl von Magneten 320, die auf dem Rotorkern 310 angeordnet sind, und der Form jedes Magneten 320.
Es ist außerdem anzumerken, dass derselbe so angeordnet sein kann, dass die Anzahl von Rotorkernen 310 eins ist, während eine Mehrzahl von Gruppen von Magneten übereinander entlang einer Drehachse des Rotorkerns 310 angeordnet sind.
Es ist außerdem anzumerken, dass der Ausgenommener-Unterteilungsabschnitt-Definitionsschritt nach dem Trageregion-Definitionsschritt durchgeführt werden kann. Es ist auch anzumerken, dass der ausgenommene Teilungsabschnitt nicht notwendigerweise angeordnet sein muss, um sich fortlaufend entlang dem gesamten Umfang zu erstrecken, sondern durch einen Abschnitt oder Abschnitte definiert sein kann, die nicht kontinuierlich in der Umfangsrichtung angeordnet sind, solange die Magnete dadurch axial gehalten werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000-333400 A [0002, 0004]
JP 2004-56873 A [0003, 0005, 0005, 0005]
JP 2004-56873 [0004]

Claims

Eine Sammelschieneneinheit, die auf einem Axialendabschnitt eines Stators angeordnet ist, und elektrisch verbunden ist mit einer Mehrzahl von Spulendrahtanschlüssen, die angeordnet sind, um in einer Axialrichtung über den Axialendabschnitt des Stators vorzustehen, wobei die Sammelschieneneinheit folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Sammelschienen, die jeweils einen Körperabschnitt umfassen, der durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist, der zu einem Ring oder einem Buchstaben „C” geformt ist, wobei der Körperabschnitt um eine Achse des Stators herum angeordnet ist; ein Halteeinrichtungsbauglied, das auf dem Axialendabschnitt des Stators angeordnet ist, um die Sammelschienen zu halten; und eine Mehrzahl von Anschlussbaugliedern, die jeweils einen Sammelschienenverbindungsabschnitt, der mit dem Körperabschnitt von einer der Sammelschienen verbunden ist, und ein Spulenverbindungsabschnitt umfassen, der mit einem der Spulendrahtanschlüsse verbunden ist.
Die Sammelschieneneinheit gemäß Anspruch 1, bei der jede der Sammelschienen einen externen Verbindungsabschnitt umfasst, der durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist, der fortlaufend und integriert mit dem Körperabschnitt ist, und angeordnet ist, um elektrisch verbunden zu sein mit einer externen Leistungsversorgung.
Die Sammelschieneneinheit gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, bei der das Halteeinrichtungsbauglied aus einer Mehrzahl von ringförmigen Halteeinrichtungen gebildet ist, die in der Axialrichtung aufeinander platziert sind, wobei jede der Halteeinrichtungen eine Aufnahmerille in einer Ringform oder in einer Form des Buchstabens „C” umfasst, die angeordnet ist, um den Körperabschnitt einer einzelnen der Sammelschienen getrennt aufzunehmen und zu halten.
Die Sammelschieneneinheit gemäß Anspruch 2, bei der das Halteeinrichtungsbauglied aus einer Mehrzahl von ringförmigen Halteeinrichtungen besteht, die in der Axialrichtung aufeinander platziert sind, wobei jede der Halteeinrichtungen eine Aufnahmerille in einer Ringform oder in einer Form des Buchstabens „C” umfasst, die angeordnet ist, um den Körperabschnitt einer einzelnen der Sammelschienen getrennt aufzunehmen und zu halten, und eine Anschlussleitungsrille, die angeordnet ist, um den externen Verbindungsabschnitt der Sammelschiene aufzunehmen und zu halten, um es zu ermöglichen, dass der externe Verbindungsabschnitt in einer Radialrichtung von der Aufnahmerille gezogen wird.
Die Sammelschieneneinheit gemäß Anspruch 4, bei der der externe Verbindungsabschnitt von jeder der Sammelschienen in der Axialrichtung gezogen wird, nachdem derselbe in der Radialrichtung von der Aufnahmerille gezogen wurde.
Die Sammelschieneneinheit gemäß Anspruch 5, bei der die Anschlussleitungsrille von jeder der Halteeinrichtungen angeordnet ist, um sich von der Aufnahmerille radial nach innen zu erstrecken und sich dann in der Axialrichtung zu erstrecken; und eine Innenumfangsoberfläche von jeder der Halteeinrichtungen eine vertikale Anschlussleitungsrille umfasst, die darin definiert ist, entsprechend zu der Anschlussleitungsrille einer anderen der Halteeinrichtungen, und angeordnet ist, um den externen Verbindungsabschnitt aufzunehmen und zu halten, der durch die Anschlussleitungsrille der anderen Halteeinrichtung gezogen wird, um es zu ermöglichen, dass der externe Verbindungsabschnitt in der Axialrichtung gezogen wird.
Die Sammelschieneneinheit gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der jede der Halteeinrichtungen eine identische Konfiguration aufweist.
Die Sammelschieneneinheit gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der die Halteeinrichtungen aufeinander platziert sind, so dass die Aufnahmerillen der jeweiligen Halteeinrichtungen keine Öffnungsoberflächen aufweisen, die einander zugewandt sind.
Die Sammelschieneneinheit gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der jede der Halteeinrichtungen eine erste ringförmige Oberfläche und eine zweite ringförmige Oberfläche umfasst, wobei die erste ringförmige Oberfläche eine Mehrzahl von erhöhten Abschnitten umfasst, die darin definiert sind, die zweite ringförmige Oberfläche eine Mehrzahl von ausgenommenen Abschnitten umfasst, die darin definiert sind, so dass die erhöhten Abschnitte einer anderen der Halteeinrichtungen darin eingepasst werden können.
Die Sammelschieneneinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der jedes der Anschlussbauglieder durch ein einziges Plattenmaterial definiert ist; und jedes der Anschlussbauglieder einen plattenförmigen Aneinanderfügungsabschnitt umfasst, der angeordnet ist, um sich fortlaufend zwischen dem Sammelschienenverbindungsabschnitt und dem Spulenverbindungsabschnitt zu erstrecken, wobei der Aneinanderfügungsabschnitt in einer Plattendickerichtung desselben gebogen ist.
Die Sammelschieneneinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der jede der Sammelschienen durch einen blanken elektrischen Draht definiert ist.
Ein Motor, der folgende Merkmale aufweist: die Sammelschieneneinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11; und einen Stator, der eine Mehrzahl von Spulen und eine Mehrzahl von Spulendrahtanschlüssen umfasst, die angeordnet ist, um von demselben in einer Axialrichtung vorzustehen; wobei die Sammelschieneneinheit auf einem Axialendabschnitt des Stators angeordnet ist, und die Anschlussbauglieder der Sammelschieneneinheit mit den Spulendrahtanschlüssen des Stators verbunden sind.
Der Motor gemäß Anspruch 12, bei dem die Spulendrahtanschlüsse in regelmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung um eine Achse des Stators angeordnet sind.
Der Motor gemäß einem der Ansprüche 12 und 13, der ferner folgende Merkmale aufweist: eine Neutralpunktsammelschiene, die durch einen elektrisch leitfähigen Draht definiert ist, der zu einem Ring oder einem Buchstaben „C” geformt ist; und einen Rillenabschnitt, der in dem Axialendabschnitt des Stators definiert ist, um die Neutralpunktsammelschiene zu halten; wobei die Spulen des Stators in einer Sternkonfiguration verbunden sind; die Spulendrahtanschlüsse einen Neutralpunktanschluss umfassen; und die Anschlussbauglieder ein Neutralpunktanschlussbauglied umfassen, das angeordnet ist, um die Neutralpunktanschlusssammelschiene und den Neutralpunktanschluss miteinander zu verbinden.