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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine drehelektrische Maschine, wie beispielsweise einen Motor oder einen Elektrogenerator, und ein Wicklungsverfahren dafür.
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Hintergrund
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Herkömmlich wurden bezüglich eines Stators für eine drehelektrische Maschine, wie beispielsweise einen Motor oder einen Elektrogenerator, verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen, die verschiedene Wicklungsanordnungen in benachbarten Zähnen zum Verbessern eines Raumfaktors (einer Wicklungsdichte) und zur Verkleinerung der Einrichtung aufweisen. Beispielsweise sind in den Patentliteraturen 1 und 3 eine Konkavität, eine Konvexität und eine Abschrägung (taper) in einem Isolator vorgesehen, der zwischen Zähnen und einem Draht angeordnet ist, sodass benachbarte Isolatoren verschiedene Formen aufweisen, wodurch unterschiedliche Wicklungsanordnungen in den benachbarten Zähnen vorgesehen sind. Ferner sind in der Patentliteratur 2 unter Verwendung einer Wicklungsmaschine, die individuelle Spezifikationen aufweist, unterschiedliche Wicklungsanordnungen bei benachbarten Zähnen vorgesehen.
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Zitatliste
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Patentliteraturen
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- Patent Literatur 1: japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer: 2006-296146
- Patentliteratur 2: japanisches Patent Nr. 4456886
- Patentliteratur 3: japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer: 2004-104870
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Allerdings sind gemäß dem Verfahren, das in der Patentliteratur 1 oben beschrieben ist, aufgrund der individuellen Form des Isolators die Komponentenkosten hoch, wodurch sich die Produktkosten problematisch erhöhen.
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Ferner, gemäß dem Verfahren, das in der Patentliteratur 2 beschrieben ist, ist eine spezielle Wicklungsmaschine erforderlich, und somit kann keine gängige Wicklungsmaschine verwendet werden. Folglich bestehen Probleme darin, dass die Komponentenkosten und die Produktkosten sich erhöhen, und die herstellbaren Maschinentypen begrenzt sind.
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Ferner, gemäß dem Verfahren, das in der Patentliteratur 3 beschrieben ist, erhöhen sich, wie bei dem Verfahren, das in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, die Komponentenkosten des Isolators, und da der Isolator eine abgeschrägte Form aufweist, erhöht sich die externe Größe der Einrichtung problematisch.
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Die vorliegende Erfindung wurde betätigt, um die obigen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Stator für eine drehelektrische Maschine bereitzustellen, der verschiedene Wicklungsanordnungen bezüglich benachbarter Zähne aufweisen kann, ohne einen individuell-geformten Isolator zu verwenden oder ohne eine individuelle Wicklungsmaschine zu verwenden, und eine Verbesserung des Raumfaktors (Wicklungsdichte) und eine Verkleinerung der Einrichtung realisieren kann, und ein Wicklungsverfahren dafür bereitzustellen.
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Lösung des Problems
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Zur Lösung der obigen Probleme und zum Erfüllen der Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Stator für eine drehelektrische Maschine bereitgestellt, bei dem mehrere Zähne, die dieselbe Form aufweisen, in einer radialen Richtung zu einem Drehwellenkern bereitgestellt, wobei Basisenden derselben mit einem Kernrücken in einer Ringform gekoppelt sind, ein Schlitz zwischen den benachbarten Zähnen ausgebildet ist, ein Flanschabschnitt vorstehend zu gegenüberliegenden Seiten von apikalen Enden der Zähne ausgebildet ist, ein Schlitzeinsatz zwischen den benachbarten Flanschabschnitten ausgebildet ist, ein Wicklungsbereich um jeden Zahn ausgebildet ist und ein Draht über einen Isolator, der in jedem Wicklungsbereich dieselbe Form aufweist, gewickelt ist. Und ein erster Draht ist um erste Zähne, die abwechselnd vorgesehen sind, gewickelt, und ein zweiter Draht ist um zweite Zähne, die zwischen den ersten Zähnen vorgesehen sind, gewickelt, und der erste Draht und der zweite Draht sind in unterschiedlicher Form in einer Schnittform von gegenüberliegenden Abschnitten gewickelt, sodass ein konvexer Abschnitt des ersten Drahts einem konkaven Abschnitt des zweiten Drahts entspricht und ein konkaver Abschnitt des ersten Drahts einem konvexen Abschnitt des zweiten Drahts entspricht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stator für eine drehelektrische Maschine bereitgestellt, bei dem mehrere Zähne, welche dieselbe Form aufweisen, in eine radialen Richtung zu einem Drehwellenkern angeordnet sind, wobei Basisenden derselben mit einem Kernrücken in einer Ringform gekoppelt sind, ein Schlitz zwischen den benachbarten Zähnen ausgebildet ist, ein Flanschabschnitt vorstehend zu gegenüberliegenden Seiten von apikalen Enden der Zähne ausgebildet ist, ein Schlitzeinsatz zwischen den benachbarten Flanschabschnitten ausgebildet ist, ein Wicklungsbereich um jeden Zahn ausgebildet ist und ein Draht über einen Isolator, der in jedem Wicklungsbereich dieselbe Form aufweist, gewickelt ist. Ein erster Draht ist um erste Zähne, die abwechselnd vorgesehen sind, gewickelt, und ein zweiter Draht ist um zweite Zähne gewickelt, die zwischen den ersten Zähnen angeordnet sind, eine Fläche, die einen Raum in dem Schlitz in einer abgeschrägten Querschnittsform radial in zwei unterteilt, wird als Grenzfläche festgelegt, ein kürzester Abstand zwischen dem ersten Draht und dem zweiten Draht wird als ein minimaler Isolationsabstand festgelegt, der Draht ist in dem Wicklungsbereich jeweils als ein Satz gewickelt, während ein Übergang zwischen den entsprechenden Zähnen vorliegt, wobei der eine Satz so ist, dass der Draht in einer m'ten Schicht in einer Richtung von dem Basisabschnitt, der eine große Breite aufweist, zum Flanschabschnitt, der eine geringe Breite aufweist, bezüglich der Zähne in der abgeschrägten Querschnittsform, gewickelt ist, und in einer m + 1'ten Schicht, die auf der m'ten Schicht gestapelt ist, zurückgewickelt ist. Wenn die Grenzfläche überstiegen ist oder der Abstand von dem zweiten Draht den minimalen Isolationsabstand in einer n'ten Schicht des ersten Drahts erreicht hat, wird die Position als eine Umkehrposition zum Zurückwickeln des Drahts in einer n + 1'ten Schicht festgelegt, wobei ein Übergang zum zweiten Draht durchgeführt wird, und wenn die Grenzfläche überstiegen ist oder der Abstand von dem ersten Draht den minimalen Isolationsabstand in einer n'ten Schicht des zweiten Drahts erreicht hat, wird die Position als Umkehrposition zum Zurückwickeln des Drahts festgelegt, was als ein Satz bezeichnet wird, und dieser Prozess wird mit einem oder mehreren Sätzen wiederholt, und ein Übergang zu den ersten Zähnen wird ausgeführt, und der Draht wird gewickelt, während die Wicklungsanzahl so eingestellt wird, dass die Wicklungsanzahl des ersten Drahts mit der Wicklungsanzahl des zweiten Drahts in der letzten Schicht übereinstimmt.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Wicklungsverfahren für einen Stator für eine drehelektrische Maschine bereitgestellt, bei dem mehrere Zähne, die dieselbe Form aufweisen, in einer radialen Richtung zu einem Drehwellenkern angeordnet sind, wobei Basiselementen derselben mit einem Kernrücken in einer Ringform gekoppelt sind, ein Schlitz zwischen den benachbarten Zähnen ausgebildet ist, ein Flanschabschnitt vorstehend zu gegenüberliegenden Seiten von apikalen Enden der Zähne ausgebildet ist, ein Schlitzeinsatz zwischen den benachbarten Flanschabschnitten ausgebildet ist, ein Wicklungsbereich um jeden Zahn ausgebildet ist und ein Draht über einen Isolator, der in jedem Wicklungsbereich dieselbe Form aufweist, gewickelt ist. Das Wicklungsverfahren enthält: einen Schritt des Wickelns eines ersten Drahts um erste Zähne, die abwechselnd vorgesehen sind, und Wickeln eines zweiten Drahts um zweite Zähne, die zwischen den ersten Zähnen vorgesehen sind; einen Schritt des Festlegens einer Fläche, welche einen Raum in einem Schlitz in einer abgeschrägten Querschnittsform radial in zwei teilt, als eine Grenzfläche; einen Schritt des Festlegens eines kürzesten Abstands zwischen dem ersten Draht und dem zweiten Draht als einen minimalen Isolationsabstand; einen Schritt des Wickelns des Drahts in dem Wicklungsbereich um jeweils einen Satz, während ein Übergang zwischen den entsprechenden Zähnen stattfindet, wobei der eine Satz so ist, dass der Draht in einer m'ten Schicht in einer Richtung von dem Basisabschnitt, der eine große Breite aufweist, zu dem Flanschabschnitt, der eine geringe Breite aufweist, bezüglich der Zähne in der abgeschrägten Querschnittsform, gewickelt wird, an einer bestimmten Position umgekehrt wird, und in einer m + 1'ten Schicht, die auf der m'ten Schicht gestapelt ist, zurückgewickelt wird; einen Schritt des Wickelns des Drahts in einer n + 1'ten Schicht zum Basisabschnitt, wenn die Grenzfläche überstiegen wird oder der Abstand von dem zweiten Draht den minimalen Isolationsabstand in einer n'ten Schicht des ersten Drahts erreicht hat, durch Festlegen der Position als Umkehrposition; einen Schritt des Übergangs zu den zweiten Zähnen, und wenn die Grenzfläche überstiegen wird oder der Abstand von dem ersten Draht den minimalen Isolationsabstand in einer n'ten Schicht des zweiten Drahts erreicht hat, Zurückwickeln des Drahts durch Festlegen der Position als eine Umkehrposition, wobei dieser Prozess mit einem Satz oder mehr wiederholt wird; und einen Schritt des Übergangs zu den ersten Zähnen, und wobei der Draht gewickelt wird, während die Wicklungsanzahl so eingestellt wird, dass die Anzahl der Wicklungen des ersten Drahts mit der Anzahl der Wicklungen des zweiten Drahts in der letzten Schicht übereinstimmt.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein erster Draht um erste Zähne gewickelt, die abwechselnd vorgesehen sind, und ein zweiter Draht wird um zweite Zähne gewickelt, die zwischen den ersten Zähnen angeordnet sind, und der erste Draht und der zweite Draht sind in unterschiedlichen Formen im Querschnitt der gegenüberliegenden Abschnitte gewickelt, sodass ein konvexer Abschnitt des ersten Drahts einem konkaven Abschnitt des zweiten Drahts entspricht und der konkave Abschnitt des ersten Drahts dem konvexen Abschnitt des zweiten Drahts entspricht. Folglich kann eine Verbesserung eines Raumfaktors (einer Wicklungsdichte) und eine Verkleinerung der Einrichtung realisiert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der erste Draht um die ersten Zähne, die abwechselnd vorgesehen sind, gewickelt, und der zweite Draht wird um die zweiten Zähne, die zwischen den ersten Zähnen vorgesehen sind, gewickelt. Eine Fläche, welche einen Raum in einem Schlitz in einer abgeschrägten Querschnittsform radial in zwei teilt, wird als Grenzfläche festgelegt, und der kürzeste Abstand zwischen dem ersten Draht und dem zweiten Draht wird als der minimale Isolationsabstand festgelegt. Der Draht wird in einer m'ten Schicht von einer Seite eines Basisabschnitts, der eine große Breite aufweist, zu einem Flanschabschnitt gewickelt, der eine geringe Breite aufweist, bezüglich der Zähne in der abgeschrägten Querschnittsform, an einer bestimmten Position umgelenkt und in einer m + 1'ten Schicht, die auf der m'ten gestapelt ist, zurückgewickelt. Dieser Prozess wird als ein Satz festgelegt, und der Draht wird in einem Wicklungsbereich jeweils um einen Satz gewickelt, während ein Übergang zwischen entsprechenden Zähnen vorliegt. Wenn die Grenzfläche überstiegen wird oder der minimale Isolationsabstand erreicht wird, wird die Position als Umkehrposition zum Zurückwickeln des Drahts festgelegt. Mit dieser einfachen Prozedur können der erste Draht und der zweite Draht in unterschiedlicher Querschnittsform der gegenüberliegenden Abschnitte gewickelt werden, sodass der konvexe Abschnitt des ersten Drahts dem konkaven Abschnitt des zweiten Drahts entspricht, und der konkave Abschnitt des ersten Drahts dem konvexen Abschnitt des zweiten Drahts entspricht. Folglich kann bei den benachbarten Zähnen eine unterschiedliche Wicklungsanordnung erzielt werden, ohne Verwendung eines individuell geformten Isolators oder ohne Verwendung einer individuellen Wicklungsmaschine, wodurch eine Verbesserung des Raumfaktors (der Wicklungsdichte) und eine Verkleinerung der Einrichtung realisiert wird.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist eine Schnittansicht eines Teils (vier Zähne) eines Stators einer drehelektrischen Maschine.
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2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils C in 1 und zeigt einen Zustand einer Wicklungsanordnung, die für einen Schlitz gewickelt ist.
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3 ist eine Seitenansicht, die einen Querschnitt eines Drahtwicklungsabschnitts in einem Drahtübergangsabschnitt in der Wicklungsanordnung für einen Schlitz gemäß der 2 zeigt.
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4 sind Seitenansichten eines Zahns und zeigen eine erste Schicht, die um einen Zahn gewickelt ist, und eine Wicklungsanordnung in der ersten Schicht.
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5 sind Prozessdiagramme von Prozessen, in denen Drähte von der ersten Schicht zur letzten Schicht schrittweise gestapelt sind.
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6 ist eine Schnittansicht einer Wicklungsanordnung von Drähten, die in den entsprechenden Prozessen, die in 5 gezeigt sind, gewickelt sind, während die Drähte mit veränderlichen Farben gezeigt sind.
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7 ist ein Diagramm, das für einen Vergleich gezeigt ist, während diese der 2 entspricht, und zeigt einen Zustand einer herkömmlichen Wicklungsanordnung, in der ein Draht für einen Schlitz gewickelt ist.
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8 ist ein Diagramm, das für einen Vergleich gezeigt ist, während diese der 3 entspricht, und ist eine Seitenansicht, die einen Querschnitt eines Drahtwicklungsabschnitts in einem Drahtübergangsabschnitt in der herkömmlichen Wicklungsanordnung für einen Schlitz zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Beispielhafte Ausführungsformen eines Stators einer drehelektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt.
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Ausführungsform
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1 ist eine Schnittansicht eines Teils (vier Zähne) eines Stators einer drehelektrischen Maschine. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils C in 1 und zeigt eine Zustand einer Wicklungsanordnung, bei der eine Wicklung für einen Schlitz vorliegt. 3 ist eine Seitenansicht, welche einen Querschnitt eines Drahtwicklungsabschnitts in einem Drahtübergangsabschnitt in der Wicklungsanordnung für einen Schlitz gemäß der 2 zeigt. 4 sind Seitenansichten eines Zahns und zeigen eine erste Schicht, die um Zähne gewickelt ist und eine Wicklungsanordnung in der ersten Schicht. Während 1 einen Stator für vier Zähne zeigt, weist der Stator insgesamt zwölf Zähne auf.
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Ein Stator 50 enthält mehrere Zähne 10 in einer radialen Richtung zu einem Drehwellenkern. Basisenden der Zähne 10 sind mit einem Kernrücken in einer Ringform gekoppelt. Ein Schlitz 15 ist zwischen den benachbarten Zähnen 10 ausgebildet. Ein Flanschabschnitt 11 ist vorstehend zur gegenüberliegenden Seiten von apikalen Enden der Zähne 10 ausgebildet. Ein Schlitzeinsatz ist zwischen den benachbarten Flanschabschnitten 11, 11 ausgebildet. Der Raum in dem Schlitz 15 ist virtuell in einer zulaufenden bzw. abgeschrägten Form (tapered shape) mittels einer Grenzfläche 16, die sich in der radialen Richtung erstreckt, in zwei geteilt. Der Wicklungsbereich, in dem ein Draht 20 gewickelt ist, ist um die entsprechenden Zähne 10 ausgebildet, während dieser einen Raum innerhalb des Schlitzes 15 enthält, der durch die Grenzfläche 16 zweigeteilt ist. Der Draht 20 ist in dem Wicklungsbereich der entsprechenden Zähne 10 über einen Isolator 12 gewickelt.
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Der erste Draht 20 (20A) ist um die ersten Zähne 10 (10A) gewickelt, die abwechselnd vorgesehen sind, und der zweite Draht 20 (20B) ist um die zweiten Zähne 10 (10B), die zwischen den ersten Zähnen 10A vorgesehen sind, gewickelt.
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Der kürzeste Abstand zwischen einem ersten Draht 20A und dem zweiten Draht 20B wird als ein minimaler Isolationsabstand D festgelegt. D. h., der erste Draht 20A und der zweite Draht 20B sind um den minimalen Isolationsabstand D beabstandet, selbst an der nächstliegenden Position.
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7 ist ein Diagramm, das für einen Vergleich gezeigt ist, während diese der 2 entspricht, und zeigt einen Zustand einer herkömmlichen Wicklungsanordnung, in der ein Draht für einen Schlitz gewickelt ist. 8 ist ein Diagramm, das für einen Vergleich gezeigt ist, während diese der 3 entspricht, und ist eine Seitenansicht, die einen Querschnitt eines Drahtwicklungsabschnitts in einem Drahtübergangsabschnitt in einer herkömmlichen Wicklungsanordnung für einen Schlitz zeigt. Herkömmlich wurde ein Draht 120 um benachbarte Zähne 10 in derselben Wicklungsanordnung gewickelt. Folglich befanden sich konvexe Abschnitte des Drahts 120 in den benachbarten Zähnen an Positionen, die einander zugewandt sind, und konkave Abschnitte befanden sich an Positionen, die einander zugewandt sind, wodurch ein ungenutzter Raum zwischen den konkaven Abschnitten ausgebildet wurde.
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Gemäß dem Stator 50 der vorliegenden Ausführungsform sind in der Schnittform der gegenüberliegenden Abschnitte die Drähte 20A und 20B in unterschiedlicher Form gewickelt, sodass der konvexe Abschnitt des ersten Drahts 20A dem konkaven Abschnitt des zweiten Drahts 20B entspricht, und der konkave Abschnitt des ersten Drahts 20A dem konvexen Abschnitt des zweiten Drahts 20B entspricht. Die konkaven Abschnitte und die konvexen Abschnitte sind angeordnet, um ineinander einzugreifen, wobei eine bestimmte Lücke beibehalten wird. D. h., durch Anwenden des Wicklungsanordnungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform weisen die benachbarten Drähte 20, 20 verschiedene Wicklungsanordnungen auf, um ineinander einzugreifen, wie es in der 2 gezeigt ist, während eine bestimmte Lücke bzw. ein bestimmter Spalt beibehalten wird. Folglich können der Wicklungsraumfaktor und die Effizienz des Motors verbessert werden, und ein erforderlicher Isolationsabstand kann sichergestellt werden, verglichen mit der herkömmlichen Wicklungsanordnung (7). Ferner, wie es in 3 gezeigt ist, kann die Anzahl von Wicklungsschichten in einer axialen Richtung des Motors verringert werden und die axiale Größe des Motors kann verringert werden, verglichen mit der herkömmlichen Wicklungsanordnung (8).
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Indem die Wicklungsanordnungen zwischen den benachbarten Zähnen unterschiedlich bewerkstelligt wird, war es herkömmlicherweise erforderlich, dass ein Wicklungsziel (ein Isolator oder dergleichen) in einer individuellen Form ausgebildet war, oder es war eine individuelle Wicklungsmaschine erforderlich. Folglich war die Herstellung einer großen Vielfalt von Produkten schwierig und erforderte hohe Kosten. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da ein Allzweckprodukt verwendet werden kann, wird die Herstellung einer Vielzahl verschiedener Produkte einfach und eine Kostenverringerung kann realisiert werden.
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Durch Anwenden des Wicklungsanordnungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da eine Wicklungsendposition sich stets auf einer Seite des Kernrückens 13 befindet, kann eine Drahtverbindung und ein Übergangsprozess zwischen den benachbarten Zähnen 10, 10 vereinfacht werden, und eine Verringerung der Wicklungszeit (eine Kostenreduktion) kann durch einen kontinuierlichen Wicklungsprozess realisiert werden.
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Ferner wird die Wicklungsausrichtung durch Anwenden des Wicklungsanordnungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform verbessert. 4(a) zeigt eine Wicklungsanordnung in der ersten Schicht, gewickelt um die Zähne, und 4(b) zeigt eine Wicklungsanordnung in der ersten und zweiten Schicht, gewickelt um die Zähne. Wie es in den 4 gezeigt ist, verläuft (crosses) der Draht auf einer kurzen Seite der Zähne 10, und der Draht, der zu wickeln und zu stapeln ist, gerät stets mit sich selbst in Kontakt, um die Drahtausrichtung zu verbessern.
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Eine Prozedur des Stators 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes mit Bezug auf die 5 und 6 erläutert. In den 5 ist ein Prozess Schritt für Schritt gezeigt, bei dem ein Draht von der ersten Schicht zur letzten Schicht gestapelt wird. In 6 sind die Drähte, die in jedem Schritt zu wickeln sind, in unterschiedlichen Schraffurmustern gezeigt. Die Zahlen in den Klammern in 6 stellen die Arrayzahl der Schicht dar.
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In dem Stator 50, der wie oben beschrieben aufgebaut ist, sind der erste Draht 20A und der zweite Draht 20B um die ersten Zähne 10A und die zweiten Zähne 10B gewickelt. Als eine Voraussetzung wird eine vollständige Umwicklung (round-trip winding), sodass eine m'te Schicht in einer Richtung von dem Basisabschnitt (auf der Seite des Kernrückens 13) zum Flanschabschnitt 11 der Zähne 10 gewickelt ist, an eine bestimmte Position als eine Rückkehrposition zurückgebracht ist und eine m + 1'te Schicht auf der m'ten Schicht zurückgewickelt ist, als ein Satz bzw. eine Gruppe bezeichnet.
- (1) Zunächst wird ein Wicklungssatz um die ersten Zähne 10A in der Reihenfolge ausgeführt, die mit den Pfeilen E1, E2 und E3 dargestellt ist, wie es in der 5(a) gezeigt ist. Der Draht U, der den Flanschabschnitt erreicht hat, wird zurückgewickelt, wobei die Position als die Umkehrposition bezeichnet wird, sodass die erste und zweite Schicht, die in 6 gezeigt sind, gewickelt werden.
- (2) Auf gleiche Weise wird ein Wicklungssatz um die zweiten Zähne 10B (die erste und die zweite Schicht, gezeigt in 6) in der Reihenfolge, die mit Pfeilen F1, F2 und F3 dargestellt ist, wie es in 5(b) gezeigt ist, ausgeführt.
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Die obigen Prozesse (2) und (1) werden zum Wickeln des Drahts wiederholt. D. h., wenn das Wickeln der ersten Schicht und der zweiten Schicht um die entsprechenden Zähne 10 ausgeführt wird, während ein Übergang zwischen den entsprechenden Zähnen 10 durchgeführt wird, wird ein Wicklungssatz (dritte und vierte Schicht) kontinuierlich um die entsprechenden Zähne 10 ausgeführt. Auf diese Weise wird der Draht um einen Satz schrittweise in jedem Wicklungsbereich gewickelt, während ein Übergang zwischen den entsprechenden Zähnen von den ersten Zähnen 10A durchgeführt wird. Eine Überleitung (crossover), welche den ersten Draht 20A und den zweiten Draht B miteinander verbindet, wird direkt durch Herausziehen des Drahts ausgebildet.
- (3) Wie es oben beschrieben ist, wenn der Draht gewickelt und gestapelt wird, um kontinuierlich fünf Schichten des ersten Drahts 20A zu wickeln, wie es mit einem Pfeil G1 in 5(c) gezeigt ist, wird, wenn der Draht in der nächsten sechsten Schicht die Grenzfläche 16 erreicht hat, der Draht in der sechsten Schicht zum Basisabschnitt zurückgewickelt, wie es mit Pfeilen G2 und G3 gezeigt ist, wobei diese Position als die Umkehrposition bezeichnet wird (die Position des Drahts U). Da während der Design-Phase basierend auf der Tiefe des Wicklungsbereichs und des Durchmessers des Drahts bestimmt werden kann, welcher Abschnitt des Drahts die Umkehrposition wird, wird die Umkehrposition in der Wicklungsmaschine festgelegt. Auf diese Weise werden die fünften und sechsten Schichten, wie es in 6 gezeigt ist, um die ersten Zähne 10A gewickelt.
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Bei dem Prozess (3) hat der Draht U an der Umkehrposition die Grenzfläche 16 erreicht und an dieser Position wird der Abstand zwischen dem Draht U und dem zweiten Draht 20B der minimale Isolationsabstand D. Allerdings wird der Draht umgekehrt bzw. umgeschlagen, wenn eine der oben beschriebenen Bedingungen erfüllt ist.
- (4) Als nächstes wird der Übergang zu den zweiten Zähnen 10B ausgeführt, und eine oder mehrere Wicklungssätze werden so ausgeführt, dass die Anzahl der Wicklungen im Wesentlichen gleich der Anzahl der Wicklungen t der fünften und sechsten Schichten des ersten Draht 20A werden, wobei berücksichtigt wird, ob der Draht die Grenzfläche 16 erreicht hat oder der Abstand von dem ersten Draht 20A der minimale Isolationsabstand wird. Genauer gesagt, wie es in 5(d) gezeigt ist, werden zwei Wicklungssätze durchgeführt, in der Reihenfolge, wie es mit Pfeilen H1, H2, H3, I1, I2 und I3 gezeigt ist. Folglich werden die fünften und sechsten Schichten, die in 6 gezeigt sind, um den zweiten Draht 20B gewickelt. Die Prozesse (3) und (4) werden je nach Erfordernis wiederholt.
- (5) Schließlich wird der Draht in den ersten Zähnen 10A gewickelt, während die Wicklungsanzahlen so festgelegt werden, dass die Wicklungsanzahl des ersten Drahts 20A mit der Wicklungsanzahl des zweiten Drahts 20B in der letzten Schicht übereinstimmt. Genauer gesagt, wie es in 5(e) gezeigt ist, wird ein Wicklungssatz durchgeführt (die siebenden und achten Schichten, wie es in 6 gezeigt ist), in der Reihenfolge, wie es durch einen Pfeil K1, K2 und K3 gezeigt ist, um die Wicklung zu beenden.
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Wie es oben beschrieben ist, wird der Draht gewickelt, während die Wicklungsanzahl so eingestellt wird, dass die Wicklungsanzahl des ersten Drahts 20A mit der Wicklungsanzahl des zweiten Drahts 20B übereinstimmt, wobei berücksichtigt wird, ob der Draht die Grenzfläche 16 erreicht hat oder der Abstand zwischen dem ersten Draht 20A und dem zweiten Draht 20B der minimale Isolationsabstand wird. Allerdings wird die Wicklungsanzahl der Wicklungsrückschicht (winding back layer) auf dieselbe Wicklungsanzahl oder ±1 der vorigen Schicht festgelegt. (Beispiel) „Wicklungsanzahl der ersten Schicht” = „Wicklungsanzahl der zweiten Wicklung” (Beispiel) „Wicklungsanzahl der fünften Schicht” = „Wicklungsanzahl der sechsten Schicht + eine Wicklung”
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Wie es oben beschrieben ist, wird gemäß dem Stator 50 der vorliegenden Ausführungsform der erste Draht 20A um die ersten Zähne 10A gewickelt, die abwechselnd vorgesehen sind, und der zweite Draht 20B wird um die zweiten Zähne 10B gewickelt, die zwischen den ersten Zähnen 10A vorgesehen sind. Die Fläche, die den Raum in dem Schlitz 15 in einer abgeschrägten Querschnittsform radial in zwei teilt, wird als die Grenzfläche 16 festgelegt, und der kürzeste Abstand zwischen dem ersten Draht 20A und dem zweiten Draht 20B wird als der minimale Isolationsabstand D festgelegt. Der Draht wird in der m'ten Schicht in der Richtung von einer Seite des Basisabschnitts, der eine große Breite aufweist, zum Flanschabschnitt 11, der eine geringe Breite aufweist, bezüglich der Zähne in der abgeschrägten Querschnittsform, gewickelt, an der bestimmten Position umgekehrt und in der m + 1'ten Schicht, die auf der m'ten Schicht liegt, zurückgewickelt. Dieser Prozess wird als ein Satz bzw. eine Gruppe bezeichnet, und der Draht wird in dem Wicklungsbereich um jeweils einen Satz gewickelt, während zwischen den entsprechenden Zähnen ein Übergang stattfindet.
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Wenn die Grenzfläche 16 überstiegen wird oder der Abstand von dem zweiten Draht 20B den minimalen Isolationsabstand D in einer n'ten Schicht des ersten Drahts 20A erreicht hat, wird die Position als die Umkehrposition zum Zurückwickeln des Drahts in einer n + 1'ten Schicht zum Basisabschnitt festgelegt. Ein Übergang zu den zweiten Zähnen 10B wird anschließend ausgeführt, und wenn die Grenzfläche 16 überstiegen wird oder der Abstand von dem ersten Draht 20A den minimalen Isolationsabstand D in der n'ten Schicht des zweiten Drahts 20B erreicht hat, wird die Position als die Umkehrposition zum Zurückwickeln des Drahts bezeichnet. Dieser Prozess wird um einen Satz oder mehr wiederholt, ein Übergang zu den ersten Zähnen 10A wird ausgeführt, und der Draht wird gewickelt, während die Wicklungsanzahl so eingestellt wird, dass die Wicklungsanzahl des ersten Drahts 20A mit der Wicklungsanzahl des zweiten Drahts 20B in der letzten Schicht übereinstimmt.
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Folglich können der erste Draht 20A und der zweite Draht 20B in unterschiedlicher Form in einer Schnittform der gegenüberliegenden Abschnitte gewickelt werden, sodass der konvexe Abschnitt des ersten Drahts 20A dem konkaven Abschnitt des zweiten Drahts 20B entspricht und der konkave Abschnitt des ersten Drahts 20A dem konvexen Abschnitt des zweiten Drahts 20B entspricht, durch eine einfache Prozedur, sodass, wenn die Grenzfläche 16 überstiegen wird oder der minimale Isolationsabstand D erreicht wird, der Draht an dieser Position als Umkehrposition zurückgewickelt wird. Die in den benachbarten Zähnen 10 unterschiedlichen Wicklungsanordnungen können ohne Verwendung eines individuell geformten Isolators oder ohne Verwendung einer individuellen Wicklungsmaschine realisiert werden, und eine Verbesserung eines Raumfaktors (einer Wicklungsdichte) und eine Verkleinerung der Einrichtung kann realisiert werden.
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Bezüglich der Frage, wie weit der Draht zurückgewickelt wird, wird der Draht, wie es in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, idealerweise zum Basisabschnitt der Zähne 10 zurückgewickelt (zur Seite des Kernrückens 13). Allerdings, selbst wenn der Draht den Basisabschnitt nicht vollständig erreicht, können durch zurückwickeln des Drahts bis zur Umgebung des Basisabschnitts im Wesentlichen die gleichen Wirkungen erzielt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann der zweite Draht 20B um die ersten Zähne 10A gewickelt werden, und der erste Draht 20A kann um die zweiten Zähne 10B gewickelt werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie es oben beschrieben ist, sind der Stator für eine drehelektrische Maschine und das Wicklungsverfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise für einen AC-Generator oder einen Anlassermotor, der in einem Fahrzeug vorgesehen ist, oder dergleichen geeignet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zähne
- 10A
- erste Zähne
- 10B
- zweite Zähne
- 11
- Flanschabschnitt
- 12
- Isolator
- 13
- Kernrücken
- 15
- Schlitz
- 16
- Grenzfläche
- 20
- Draht
- 20A
- erster Draht
- 20B
- zweiter Draht
- D
- minimaler Isolationsabstand
