DE112013005097T5

DE112013005097T5 - Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird

Info

Publication number: DE112013005097T5
Application number: DE112013005097.8T
Authority: DE
Inventors: Hironori TSUIKI; Hiroyuki Akita; Atsushi Sakaue; Masaya Inoue
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-08-06
Also published as: JP5924711B2; CN104737427B; US9680358B2; WO2014065026A1; JPWO2014065026A1; US20150288262A1; CN104737427A

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers bereit, der in einer Ankerwicklung einer elektrischen Maschine verwendet wird, durch das ein Wicklungskörper, der dadurch gebildet wird, dass ein Leiterdraht über eine bestimmte Anzahl von Windungen zu einer Spiralform gewickelt wird, unter Verwendung eines einfachen Mechanismus kostengünstig hergestellt werden kann. Dieses Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers umfasst: einen Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt 710, bei dem Ausbauchungsabschnitte durch Biegen in einer Sollteilung am Leiterdraht ausgebildet werden; einen Kröpfabschnittausbildungsschritt 720, bei dem Kröpfabschnitte durch Biegen an mittleren Abschnitten der Ausbauchungsabschnitte ausgebildet werden; einen Ausbildungsschritt 810 für geneigte Abschnitte und geradlinige Abschnitte, bei dem die geradlinigen Abschnitte durch Biegen am Leiterdraht ausgebildet werden, an dem die Ausbauchungsabschnitte in einer Sollteilung ausgebildet sind, und an dem die Kröpfabschnitte an jedem der Ausbauchungsabschnitte nach Abschluss des Ausbauchungsabschnittausbildungsschritts 710 und des Kröpfabschnittausbildungsschritts 720 ausgebildet sind; und einen Kreisbogenabschnittausbildungsschritt 910, bei dem die geneigten Abschnitte zu einer Kreisbogenform gebogen und geformt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in Ankerwicklungen für elektrische Maschinen wie etwa drehende elektrische Maschinen wie etwa Elektromotoren oder Generatoren oder direktwirkenden Maschinen wie etwa Linearmotoren verwendet wird.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurden Kompaktheit, hohe Leistung und hohe Qualität bei drehenden elektrischen Maschinen wie etwa Elektromotoren oder Generatoren gefordert. Was eine Verkleinerung von drehenden elektrischen Maschinen dieser Art anbelangt, wurden Ankerwicklungen, die konzentrierte Wicklungen haben, in denen Leiterdrähte auf einzelne Ankerkernzähne aufgewickelt sind, im Hinblick darauf verwendet, Spulenenden zu verkleinern, die keinen effektiven Magnetfluss erzeugen. Gefragt sind allerdings Anker, die Ankerwicklungen mit einem verteilten Wicklungsaufbau verwenden, der Drehmomentpulsation unterbinden und Leistung erhöhen kann.
Nun werden im Gegensatz zu konzentrierten Wicklungen, die durch Aufwickeln von Leiterdrähten auf einzelne Zähne gebildet werden, Wicklungen, die durch Wickeln von Leiterdrähten in Paare von Nuten gebildet werden, die um mehr als oder gleich zwei Nuten getrennt sind, als „verteilte Wicklungen“ bezeichnet. Mit anderen Worten, verteilte Wicklungen sind Wicklungen, die über mehrere Windungen so gewickelt sind, dass ein Leiterdraht, der sich aus einer Nut nach außen erstreckt, zwei oder mehr aufeinanderfolgende Zähne überspannt und in eine andere Nut eintritt.
Bei herkömmlichen Verfahren zum Herstellen von Spulen, wie etwa den in Patentschrift 1 beschriebenen, wurden Hexagonalspulendrähte hergestellt, indem ein Drahtmaterial mit einer Sollteilung, das eine einer einzelnen Windung entsprechende Länge hat, eingespannt wurde, die jeweiligen Klemmabschnitte betätigt wurden, um das Drahtmaterial mit einer zweidimensionalen Biegung zu beaufschlagen, und dann das Drahtmaterial, das mit der zweidimensionalen Biegung beaufschlagt wurde, mit einer dreidimensionalen Biegung zu beaufschlagen.
ANFÜHRUNGSLISTE
PATENTLITERATUR

Patentschrift 1: Japanisches Patent mit der Offenlegungsnummer HEI 6-284651 (Patentblatt)

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEM, DAS DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL
Weil jedoch bei herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Spulen wie etwa den in Patentschrift 1 beschriebenen das zweidimensionale Biegen zwischen Spulenenden und geradlinigen Abschnitten bei einer Windung eines hexagonalen Spulendrahts gleichzeitig unter Verwendung einer einzigen Vorrichtung erfolgt, bestand ein Problem darin, dass eine große Vorrichtung erforderlich ist, wodurch die Ausrüstungskosten steigen. Weil es sich bei der Bearbeitungseinheit um eine Windung eines hexagonalen Spulendrahts handelt, bestand ein anderes Problem darin, dass separat ein Schritt zum Zusammenbau einer bestimmten Anzahl an Spulendrähten erforderlich ist, um verteilte Wicklungen herzustellen, die mehrere Windungen haben, was auch die Herstellungskosten steigert.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers bereitzustellen, der in einer Ankerwicklung einer elektrischen Maschine verwendet wird, durch das ein Wicklungskörper, der dadurch gebildet wird, dass ein Leiterdraht über eine bestimmte Anzahl von Windungen zu einer Spiralform gewickelt wird, unter Verwendung eines einfachen Mechanismus kostengünstig hergestellt werden kann.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Um das obige Ziel zu erreichen, wird nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers bereitgestellt, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, wobei der Wicklungskörper dadurch ausgebildet wird, dass ein nicht zusammengefügter durchgehender Leiterdraht, der mit einer Isolierung beschichtet ist, über m Windungen so zu einer Spiralform gewickelt wird, wobei m eine natürliche Zahl ist, die größer als oder gleich Zwei ist, dass er aufweist: geradlinige Abschnitte, die so in zwei Kolonnen angeordnet sind, dass sich m der geradlinigen Abschnitte in jeder der Kolonnen aufreihen; und Spulenenden, die Endabschnitte der geradlinigen Abschnitte zwischen den Kolonnen miteinander verbinden, wobei jedes der Spulenenden aufweist: einen Ausbauchungsabschnitt; ein Paar geneigte Abschnitte, die den Ausbauchungsabschnitt und die geradlinigen Abschnitte verbinden; und einen Kröpfabschnitt, der an einem mittleren Teil des Ausbauchungsabschnitts ausgebildet ist und die geradlinigen Abschnitte, die durch das Spulenende verbunden sind, um einen Sollbetrag in einer Anordnungsrichtung der geradlinigen Abschnitte verschiebt, wobei das Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, umfasst: einen Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt, bei dem die Ausbauchungsabschnitte durch Biegen in einer Sollteilung am Leiterdraht ausgebildet werden; einen Kröpfabschnittausbildungsschritt, bei dem die Kröpfabschnitte durch Biegen an mittleren Abschnitten der Ausbauchungsabschnitte ausgebildet werden; einen Ausbildungsschritt für geradlinige Abschnitte, bei dem die geradlinigen Abschnitte durch Biegen am Leiterdraht ausgebildet werden, an dem die Ausbauchungsabschnitte in einer Sollteilung ausgebildet sind, und an dem die Kröpfabschnitte an jedem der Ausbauchungsabschnitte nach Abschluss des Ausbauchungsabschnittausbildungsschritts und des Kröpfabschnittausbildungsschritts ausgebildet sind; und einen Ausbildungsschritt für geneigte Abschnitte, bei dem die geneigten Abschnitte durch Biegen am Leiterdraht auf beiden Seiten der Ausbauchungsabschnitte vor dem Ausbildungsschritt für geradlinige Abschnitte ausgebildet werden.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Weil nach der vorliegenden Erfindung das zweidimensionale Biegen, durch das die Ausbauchungsabschnitte und die Kröpfabschnitte gebildet werden, so ausgeführt wird, dass es in einen Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt und einen Kröpfabschnittausbildungsschritt unterteilt wird, können die Mechanismen der Vorrichtung vereinfacht werden, wodurch Verkleinerungen bei der Vorrichtungsgröße und Kostensenkungen ermöglicht werden.
Weil ein Leiterdraht, bei dem die Ausbauchungsabschnitte in einer Sollteilung ausgebildet werden, und die Kröpfabschnitte an jedem der Ausbauchungsabschnitte ausgebildet werden, durch den Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt und den Kröpfabschnittausbildungsschritt hergestellt werden, können Wicklungskörper, die eine bestimmte Anzahl an Windungen haben, hergestellt werden, indem einfach nur die Anzahl der ausgebildeten Ausbauchungsabschnitte verändert wird. Somit ist ein Schritt, bei dem eine bestimmte Anzahl an Spulendrähten zusammengefügt wird, nicht mehr erforderlich, wodurch Senkungen bei den Herstellungskosten ermöglicht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Halbschnitt, der eine drehende elektrische Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Schrägprojektion, die einen Teil der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine Schrägprojektion, die einen Stator zeigt, der in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
4 ist eine Schrägprojektion, die einen Kernblock zeigt, der einen Statorkern bildet, der in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
5 ist eine Schrägprojektion, die eine Wicklungsbaugruppe zeigt, die eine Statorwicklung des Stators bildet, der in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
6 ist eine Schrägprojektion, die einen Wicklungskörper zeigt, der die Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet;
7 ist eine Frontdraufsicht, die den Wicklungskörper zeigt, der die Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet;
8 ist eine Seitendraufsicht, die den Wicklungskörper zeigt, der die Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet;
9 ist eine Schrägprojektion des Wicklungskörpers, der die Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet, von schräg oberhalb einer Frontfläche gesehen;
10 ist eine Teilenddraufsicht eines Zustands, in dem zwei Wicklungskörper in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung von einer Seite nahe einem ersten axialen Ende her gesehen so im Statorkern angebracht sind, dass sie sich eine einzelne Nut teilen;
11 ist eine abgewickelte Projektion eines Zustands, in dem drei Wicklungskörper in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung von einer Seite nahe einem ersten axialen Ende her gesehen in identischen Nutgruppen des Statorkerns in einer Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angebracht sind;
12 ist eine abgewickelte Projektion, die einen Zustand zeigt, in dem drei Wicklungskörper in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung von radial außen her gesehen in identischen Nutgruppen des Statorkerns in einer Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angebracht sind;
13 ist ein Schema, das den Ablauf von Schritten bei der Herstellung eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
14 ist eine Schrägprojektion, die einen Aufbau einer Spulenendenausbildungsmaschine in einem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
15 ist eine Schrägprojektion, die einen Stempel einer Spulenendenausbildungsmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers zeigt, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
16 ist ein Schema, das einen Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
17 ist ein Schema, das den Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
18 ist ein Schema, das den Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
19 ist ein Schema, das den Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
20 ist ein Schema, das einen Kröpfabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
21 ist eine Frontdraufsicht, die einen Leiterdraht zeigt, der durch die Spulenendenausbildungmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit einer Biegung beaufschlagt wurde;
22 ist eine Draufsicht, die den Leiterdraht zeigt, der durch die Spulenendenausbildungmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit einer Biegung beaufschlagt wurde;
23 ist eine Schrägprojektion, die eine Ausbildungsmaschine für geneigte Abschnitte und geradlinige Abschnitte in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers zeigt, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
24 ist ein Prozessschema, das einen Ausbildungsschritt für geneigte Abschnitte in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
25 ist ein Prozessschema, das den Ausbildungsschritt für geneigte Abschnitte in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
26 ist ein Prozessschema, das einen Ausbildungsschritt für geradlinige Abschnitte in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
27 ist eine Frontdraufsicht, die einen Zwischenwicklungskörper zeigt, der durch das Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers hergestellt ist, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
28 ist eine Draufsicht von oben, die den Zwischenwicklungskörper zeigt, der durch das Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers hergestellt ist, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
29 ist eine Draufsicht von oben, die den Zwischenwicklungskörper zeigt, der durch das Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers hergestellt ist, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
30 ist ein Schaubild, das einen Kreisbogenabschnittausbildungsschritt im Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
31 ist eine Schrägprojektion, die ein Verfahren zum Zusammenbau einer Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
32 ist eine Schrägprojektion, die das Verfahren zum Zusammenbau einer Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
32 ist eine Schrägprojektion, die das Verfahren zum Zusammenbau einer Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
33 ist eine Schrägprojektion, die das Verfahren zum Zusammenbau einer Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
34 ist eine Schrägprojektion, die das Verfahren zum Zusammenbau einer Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
35 ist eine Schrägprojektion, die das Verfahren zum Zusammenbau einer Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
36 ist eine Schrägprojektion, die das Verfahren zum Zusammenbau einer Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
37 ist ein schematisches Schaubild, das eine Vorgehensweise zum Einbauen eines achtundvierzigsten Wicklungskörpers in dem Verfahren zum Zusammenbau der Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
38 ist ein schematisches Schaubild, das die Vorgehensweise zum Einbauen des achtundvierzigsten Wicklungskörpers in dem Verfahren zum Zusammenbau der Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
39 ist ein schematisches Schaubild, das die Vorgehensweise zum Einbauen des achtundvierzigsten Wicklungskörpers in dem Verfahren zum Zusammenbau der Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
40 ist ein Schaubild, das ein Verfahren zum Anbringen der Wicklungsbaugruppe im Statorkern in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
41 ist ein Schaubild, das das Verfahren zum Anbringen der Wicklungsbaugruppe im Statorkern in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
42 ist ein Schaubild, das das Verfahren zum Anbringen der Wicklungsbaugruppe im Statorkern in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
43 ist ein Schaubild, das das Verfahren zum Anbringen der Wicklungsbaugruppe im Statorkern in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
44 ist eine Frontdraufsicht, die einen Leiterdraht zeigt, der durch die Spulenendenausbildungmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung mit einer Biegung beaufschlagt wurde; und
45 ist eine Frontdraufsicht, die einen Leiterdraht zeigt, der durch die Spulenendenausbildungmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung mit einer Biegung beaufschlagt wurde.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine nach der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist ein Halbschnitt, der eine drehende elektrische Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Schrägprojektion, die einen Teil der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 3 ist eine Schrägprojektion, die einen Stator zeigt, der in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 4 ist eine Schrägprojektion, die einen Kernblock zeigt, der einen Statorkern bildet, der in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 5 ist eine Schrägprojektion, die eine Wicklungsbaugruppe zeigt, die eine Statorwicklung des Stators bildet, der in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 6 ist eine Schrägprojektion, die einen Wicklungskörper zeigt, der die Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet, 7 ist eine Frontdraufsicht, die den Wicklungskörper zeigt, der die Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet, 8 ist eine Seitendraufsicht, die den Wicklungskörper zeigt, der die Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet, 9 ist eine Schrägprojektion des Wicklungskörpers, der die Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bildet, von schräg oberhalb einer Frontfläche gesehen, 10 ist eine Teilenddraufsicht eines Zustands, in dem zwei Wicklungskörper in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung von einer Seite nahe einem ersten axialen Ende her gesehen so im Statorkern angebracht sind, dass sie sich eine einzelne Nut teilen, 11 ist eine abgewickelte Projektion eines Zustands, in dem drei Wicklungskörper in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung von einer Seite nahe einem ersten axialen Ende her gesehen in identischen Nutgruppen des Statorkerns in einer Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angebracht sind und 12 ist eine abgewickelte Projektion, die einen Zustand zeigt, in dem drei Wicklungskörper in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung von radial außen her gesehen in identischen Nutgruppen des Statorkerns in einer Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angebracht sind. Darüber hinaus sind in 11 Spulenenden der Einfachheit halber als gerade Linien dargestellt.
In den 1 und 2 umfasst eine drehende elektrische Maschine 100, die als eine elektrische Maschine funktioniert: ein Gehäuse 1, das aufweist: einen mit Boden versehenen zylindrischen Rahmen 2; und eine Endplatte 3, die eine Öffnung des Rahmens 2 verschließt; einen Stator 10, der als Anker fungiert, der an einem zylindrischen Abschnitt des Rahmens 2 in einem innen eingebauten Zustand befestigt ist; und einen Rotor 5, der an einer Drehwelle 6 befestigt ist, die im Bodenabschnitt des Rahmens 2 und der Endplatte 3 mittels Lager 4 drehbeweglich so gelagert ist, dass sie auf einer Innenumfangsseite des Stators 10 drehbeweglich angeordnet ist.
Der Rotor 5 ist ein Permanentmagnetrotor, der umfasst: einen Rotorkern 7, der an der Drehwelle 6 befestigt ist, die durch eine zentrale Position von diesem eingesetzt ist; und Permanentmagnete 8, die nahe einer Außenumfangsfläche des Rotorkerns 7 so eingebettet sind, dass sie umfänglich in einer Sollteilung angeordnet sind, um Magnetpole zu bilden. Darüber hinaus ist der Rotor 5 nicht auf einen Permanentmagnetrotor beschränkt, und es kann auch ein Kurzschlussläufer, bei dem unisolierte Rotorleiter in Nuten eines Rotorkerns so aufgenommen sind, dass zwei Seiten durch einen Kurzschlussring kurzgeschlossen werden, oder ein gewickelter Rotor, bei dem isolierte Leiterdrähte in Nuten eines Rotorkerns angebracht sind, etc. verwendet werden.
Als Nächstes wird ein Aufbau des Stators 10 mit Bezug auf die 3 bis 9 im Detail beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Stator 10: einen Statorkern 11; und eine Statorwicklung 20, die als Ankerwicklung 20 fungiert, die am Statorkern 11 angebracht ist. Um die Erklärung hier zu vereinfachen, beträgt die Anzahl an Polen im Rotor 5 acht, die Anzahl an Nuten im Statorkern 11 beträgt achtundvierzig, und die Statorwicklung 20 ist eine Dreiphasenwicklung. Anders ausgedrückt sind die Nuten 13 am Statorkern 11 in einem Verhältnis von zwei Nuten pro Phase pro Pol ausgebildet. Darüber hinaus beträgt die Anzahl an Nuten pro Phase pro Pol zwei.
Wie in 4 gezeigt ist, sind Kernblöcke 12 dadurch hergestellt, dass der ringförmige Statorkern 11 umfänglich in achtundvierzig gleiche Sektionen unterteilt ist, und sie umfassen: einen Kernrückenabschnitt 12a, der einen kreisbogenförmigen Querschnitt hat, der durch schichtweises Anordnen und Integrieren einer bestimmten Anzahl von elektromagnetischen Stahlblechen hergestellt ist; und einen Zahn 12b, der so angeordnet ist, dass er sich von einer Innenumfangswandfläche des Kernrückenabschnitts 12a radial nach innen erstreckt. Der Statorkern 11 wird dadurch in einer Ringform ausgebildet, dass achtundvierzig Kernblöcke 12 umfänglich angeordnet und integriert werden, indem Umfangsseitenflächen der Kernrückenabschnitte 12a so in Anlage aneinander gebracht werden, dass die Zähne 12b radial nach innen gerichtet sind. Die Nuten 13, die durch umfänglich benachbarte Kernblöcke 12 gebildet sind, sind umfänglich in einer gleichmäßigen Winkelteilung so angeordnet, dass sie auf einer Innenumfangsseite offen sind. Die Zähne 12b sind so ausgebildet, dass sie eine sich verjüngende Form haben, bei der eine Umfangsbreite radial nach innen allmählich schmäler wird, und ein Querschnitt der Nuten 13 ist rechteckig. Hier entspricht eine Umfangsrichtung einer Anordnungsrichtung der Nuten 13.
Wie in 3 gezeigt ist, wird die Statorwicklung 20 ausgebildet, indem ein Verbindungsprozess auf die Wicklungsbaugruppe 21 angewendet wird, die am Statorkern 11 angebracht wird. Wie in 5 gezeigt ist, wird die Wicklungsbaugruppe 21 ausgebildet, indem Wicklungskörper 22, die in Paaren von Nuten 13 aufgenommen sind, die sich auf zwei Seiten von sechs aufeinanderfolgenden Zähnen 12b befinden, umfänglich in einer Teilung einer Nut angeordnet werden. Wicklungsenden 22g (die nachstehend beschrieben werden) stehen jeweils axial nach außen vor und sind auf einer radial inneren Seite der Wicklungsbaugruppe 21 umfänglich in einer Teilung einer Nut angeordnet. Wicklungsenden 22h (die nachstehend beschrieben werden) stehen jeweils axial in einer gleichen Richtung wie die Wicklungsenden 22g nach außen vor und sind auf einer radial äußeren Seite der Wicklungsbaugruppe 21 umfänglich in einer Teilung einer Nut angeordnet.
Wie in den 6 bis 9 gezeigt ist, handelt es sich bei den Wicklungskörpern 22 um Hexagonalspulen, die aufgebaut werden, indem ein Leiterdraht 25, der einen rechteckigen Querschnitt hat, der aus einem nicht zusammengefügten, durchgehenden Kupferdraht oder Aluminiumdraht besteht, der beispielsweise unter Verwendung eines Lackharzes isoliert wurde, spiralförmig über vier Windungen so zu einer annähernden Sechseckform gewickelt wird, dass flache Flächen, die durch lange Seiten der rechteckigen Querschnitte gebildet sind, einander zugewandt sind, und so, dass ein Spalt d, der ungefähr gleich einer Länge kurzer Seiten des rechteckigen Querschnitts ist, zwischen den betreffenden einander zugewandten flachen Flächen sichergestellt ist.
Die auf diese Weise aufgebauten Wicklungskörper 22 umfassen: erste und zweite geradlinige Abschnitte 22a und 22b, die zwei Kolonnen bilden, die um eine Winkelteilung von sechs Nuten getrennt sind, bei der vier von jeder in einer Richtung von kurzen Seiten der rechteckigen Querschnitte so angeordnet sind, dass Spalten d in jeder der Kolonnen belassen werden; und erste und zweite Spulenenden 22c und 22d, die abwechselnd zwischen den Kolonnen der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b erste Längsenden miteinander und zweite Längsenden miteinander verbinden. Außerdem handelt es sich bei einer Winkelteilung von sechs Nuten um eine Teilung zwischen Nutmitten von Nuten 13 auf zwei Seiten von sechs aufeinanderfolgenden Zähnen 12b.
Die ersten Spulenenden 22c haben: erste obere Abschnitte 22e an mittleren Abschnitten zwischen den Kolonnen der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b; geneigte Abschnitte 22c ₁, die sich mit einer Sollneigung längs in Bezug auf die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b von ersten Enden der ersten geradlinigen Abschnitte 22a in einer ersten Kolonne nach außen zu zweiten geradlinigen Abschnitten 22b in einer zweiten Kolonne nach außen erstrecken und an die ersten oberen Abschnitte 22e angeschlossen sind; und geneigte Abschnitte 22c ₂, die sich mit einer Sollneigung längs in Bezug auf die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b von den ersten oberen Abschnitten 22e zu den zweiten geradlinigen Abschnitten 22b in der zweiten Kolonne nach innen erstrecken und an die ersten Enden der zweiten geradlinigen Abschnitte 22b in der zweiten Kolonne angeschlossen sind. Die ersten oberen Abschnitte 22e haben: umgekehrt U-förmige Ausbauchungsabschnitte 22e ₁, die Endabschnitte der geneigten Abschnitte 22c ₁ und 22c ₂ miteinander verbinden; und Kröpfabschnitte 22e ₂, die durch Biegen eines mittleren Abschnitts des Ausbauchungsabschnitts 22e ₁ zu einer Kröpfform gebildet sind, und die die geneigten Abschnitte 22c ₁ und 22c ₂ um einen Abstand d in der Anordnungsrichtung der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b verschieben.
Ähnlich haben die zweiten Spulenenden 22d: zweite obere Abschnitte 22f an mittleren Abschnitten zwischen den Kolonnen der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b; geneigte Abschnitte 22d ₁, die sich mit einer Sollneigung längs in Bezug auf die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b von zweiten Enden der zweiten geradlinigen Abschnitte 22b in einer zweiten Kolonne zu ersten geradlinigen Abschnitten 22a in der ersten Kolonne nach außen erstrecken und an die zweiten oberen Abschnitte 22f angeschlossen sind; und geneigte Abschnitte 22d ₂, die sich mit einer Sollneigung längs in Bezug auf die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b von den zweiten oberen Abschnitten 22f zu den ersten geradlinigen Abschnitten 22a in der ersten Kolonne nach innen erstrecken und an die zweiten Enden der ersten geradlinigen Abschnitte 22a in der ersten Kolonne angeschlossen sind. Die zweiten oberen Abschnitte 22f haben: umgekehrt U-förmige Ausbauchungsabschnitte 22f ₁, die Endabschnitte der geneigten Abschnitte 22d ₁ und 22d ₂ miteinander verbinden; und Kröpfabschnitte 22f ₂, die durch Biegen eines mittleren Abschnitts des Ausbauchungsabschnitts 22f ₁ zu einer Kröpfform gebildet sind, und die die geneigten Abschnitte 22d ₁ und 22d ₂ um einen Abstand d in der Anordnungsrichtung der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b verschieben.
In den Wicklungskörpern 22, die so aufgebaut sind, sind die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b und die ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d jeweils in der Richtung der kurzen Seiten der rechteckigen Querschnitte des Leiterdrahts 25 in einer Teilung (2d) angeordnet, die annähernd die doppelte Länge der kurzen Seiten beträgt, so dass flache Flächen, die durch die langen Seiten der rechteckigen Querschnitte des Leiterdrahts 25 gebildet sind, einander zugewandt sind. Die ersten geradlinigen Abschnitte 22a und die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b, die mittels der ersten oberen Abschnitte 22e und der zweiten oberen Abschnitte 22f angeschlossen sind, sind in der Anordnungsrichtung versetzt, um einen Spalt d zu belassen. Die Wicklungskörper 22 umfassen auch: ein Wicklungsende 22g, das sich in der Längsrichtung vom zweiten Ende eines ersten geradlinigen Abschnitts 22a nach außen erstreckt, der sich an einem ersten Ende in der Anordnungsrichtung in der ersten Kolonne befindet; und ein Wicklungsende 22h, das sich in der Längsrichtung vom zweiten Ende eines zweiten geradlinigen Abschnitts 22b nach außen erstreckt, der sich an einem zweiten Ende in der Anordnungsrichtung in der zweiten Kolonne befindet.
10 zeigt einen Zustand, in dem zwei Wicklungskörper 22 jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Paaren von Paaren von Nuten 13 angebracht sind, die sechs aufeinanderfolgende Zähne 12b überspannen, und die 11 und 12 zeigen einen Zustand, in dem drei Wicklungskörper 22 jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Paaren von Paaren von Nuten 13 angebracht sind, die sechs aufeinanderfolgende Zähne 12b überspannen. Wenn nun der Fokus auf einen einzelnen Wicklungskörper 22 gelegt wird, erstreckt sich ein erstes Spulenende 22c, das sich am ersten axialen Ende von einem ersten geradlinigen Abschnitt 22a in einer ersten Schicht von einer Nutöffnungsseite einer ersten Nut 13 nach außen erstreckt, umfänglich zu einer zweiten Nut 13 in einem Neigungswinkel Θ, ist an einem Kröpfabschnitt 22e ₂ eines ersten oberen Abschnitts 22e um einen Abstand d radial nach außen verschoben, erstreckt sich anschließend umfänglich in einem umgekehrten Neigungswinkel Θ zur zweiten Nut 13, und ist in einer zweiten Schicht von der Nutöffnungsseite der zweiten Nut 13 her mit einem zweiten geradlinigen Abschnitt 22b verbunden. Als Nächstes erstreckt sich ein zweites Spulenende 22d, das sich am zweiten axialen Ende vom zweiten geradlinigen Abschnitt 22b in der zweiten Schicht von der Nutöffnungsseite der zweiten Nut 13 nach außen erstreckt, umfänglich zur ersten Nut 13 in einem Neigungswinkel Θ, ist an einem Kröpfabschnitt 22f ₂ eines zweiten oberen Abschnitts 22f um einen Abstand d radial nach außen verschoben, erstreckt sich anschließend umfänglich in einem umgekehrten Neigungswinkel Θ zur ersten Nut 13, und ist in einer dritten Schicht von der Nutöffnungsseite der ersten Nut 13 her mit einem ersten geradlinigen Abschnitt 22a verbunden. Zusätzlich erweitert sich ein Umfangsabstand zwischen den ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b des Wicklungskörpers 22 allmählich zu einer radial äußeren Seite hin, um sich der Nutform von Paaren von Nuten 13 anzupassen, die sechs aufeinanderfolgende Zähne 12b überspannen. Hier entspricht eine radiale Richtung einer Nuttiefenrichtung.
Auf diese Weise sind die ersten geradlinigen Abschnitte 22a in der ersten, dritten, fünften und siebten Schicht der ersten Nut 13 und die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b in der zweiten, vierten, sechsten und achten Schicht der zweiten Nut 13 jeweils durch die ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d in einer Spiralform verbunden. Die geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂, die sich von Endabschnitten der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b zu den ersten und zweiten oberen Abschnitten 22e und 22f erstrecken, sind so geformt, dass sie aus einer axialen Richtung gesehen eine Kreisbogenform haben. Die Krümmung der geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ ist in den geneigten Abschnitten größer, die sich auf einer radial äußeren Seite befinden. In der Nut 13, die sich die zwei Wicklungskörper 22 teilen, sind die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b der zwei Wicklungskörper 22 so untergebracht, dass die langen Seiten der rechteckigen Querschnitte der rechteckigen Leiterdrähte 25 umfänglich so ausgerichtet sind, dass sie sich abwechselnd in einer einzelnen Kolonne in der radialen Richtung aufreihen. Wie in 10 gezeigt ist, befinden sich die ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d radial weiter außen als Spitzenenden der Zähne 12b des Statorkerns 11, und befinden sich radial weiter innen als Bodenabschnitte der Nuten 13.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der Wicklungskörper 22 mit Bezug auf die 13 bis 21 erläutert. 13 ist ein Schema, das den Ablauf von Schritten bei der Herstellung eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 14 ist eine Schrägprojektion, die einen Aufbau einer Spulenendenausbildungsmaschine in einem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 15 ist eine Schrägprojektion, die einen Stempel einer Spulenendenausbildungsmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers zeigt, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 16 ist ein Schema, das einen Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 17 ist ein Schema, das den Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 18 ist ein Schema, das den Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 19 ist ein Schema, das den Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 20 ist ein Schema, das einen Kröpfabschnittausbildungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 21 ist eine Frontdraufsicht, die einen Leiterdraht zeigt, der durch die Spulenendenausbildungsmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit einer Biegung beaufschlagt wurde, 22 ist eine Draufsicht, die einen Leiterdraht zeigt, der durch die Spulenendenausbildungsmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit einer Biegung beaufschlagt wurde, 23 ist eine Schrägprojektion, die eine Ausbildungsmaschine für geneigte Abschnitte und geradlinige Abschnitte in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers zeigt, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die 24 und 25 sind Prozessschemata, das einen Ausbildungsschritt für geneigte Abschnitte in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutern, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 26 ist ein Prozessschema, das einen Ausbildungsschritt für geradlinige Abschnitte in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 27 ist eine Frontdraufsicht, die einen Zwischenwicklungskörper zeigt, der durch das Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers hergestellt ist, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 28 ist eine Draufsicht von oben, die den Zwischenwicklungskörper zeigt, der durch das Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers hergestellt ist, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 29 ist eine Draufsicht von oben, die den Zwischenwicklungskörper zeigt, der durch das Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers hergestellt ist, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und 30 ist ein Schaubild, das einen Kreisbogenabschnittausbildungsschritt im Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers erläutert, der in der Statorwicklung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
In diesem Fall umfasst das Verfahren zum Herstellen des Wicklungskörpers 22 wie in 13 gezeigt: einen Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt 710; einen Kröpfabschnittausbildungsschritt 720; einen Ausbildungsschritt 810 für geneigte Abschnitte und geradlinige Abschnitte; und einen Kreisbogenabschnittausbildungsschritt 910.
Wie In 14 gezeigt ist, umfasst eine Spulenendenausbildungsmaschine 700, die im Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt und Kröpfabschnittausbildungsschritt verwendet wird: eine feststehende Basis 701; einen Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung, der an der feststehenden Basis 701 in der axialen Richtung X des Leiterdrahts 25, der einen rechteckigen Querschnitt hat, beweglich installiert ist; einen Senkrechtgleitstempel 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung, der am Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung in einer Richtung beweglich installiert ist, die senkrecht zur axialen Richtung X ist; ein Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung, das an der feststehenden Basis 701 in der axialen Richtung X des Leiterdrahts 25 beweglich installiert ist; ein Senkrechtgleitklemmelement 705 zur Kröpfabschnittausbildung, das am Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung in einer Richtung beweglich installiert ist, die senkrecht zur axialen Richtung X ist, und einen Kröpfabschnittausbildungsstempel 706, der in der axialen Richtung X und einer vertikalen Richtung beweglich angeordnet ist. Wie in 15 gezeigt ist, hat der Kröpfabschnittausbildungsstempel 706 einen Spulenausbildungsabschnitt 706a, der mit den Formen des Axialgleitklemmelements 704 zur Kröpfabschnittausbildung und des Senkrechtgleitklemmelements 705 zur Kröpfabschnittausbildung übereinstimmt.
Zuerst wird im Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt 710 der Leiterdraht 25 in der axialen Richtung X um einen Sollbetrag zugeführt und zwischen dem Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung und dem Senkrechtgleitstempel 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung angeordnet, wie in 16 gezeigt ist. Als Nächstes wird der Senkrechtgleitstempel 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung zum Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung hin angetrieben. Wie in 17 gezeigt ist, wird der Leiterdraht 25 dadurch zwischen dem Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung und dem Senkrechtgleitstempel 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung eingeklemmt, um einen umgekehrt U-förmigen Ausbauchungsabschnitt 22e ₁ zu bilden.
Als Nächstes wird der Senkrechtgleitstempel 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung vom Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung weg angetrieben und der freigesetzte Leiterdraht 25 um einen Sollbetrag in der axialen Richtung X zugeführt. Als Nächstes wird das Senkrechtgleitklemmelement 705 zur Kröpfabschnittausbildung zum Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung hin angetrieben und der Ausbauchungsabschnitt 22e ₁ zwischen dem Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung und dem Senkrechtgleitklemmelement 705 zur Kröpfabschnittausbildung gehalten, wie in 18 gezeigt ist. Als Nächstes wird das Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung in der axialen Richtung X zur einer Position bewegt, an der eine Beabstandung vom Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung um einen Sollbetrag länger ist als eine endgültige Ausbildungszielbeabstandung. Dadurch wird der Ausbauchungsabschnitts 22e ₁ positioniert.
Hier wird die Stoppposition des Axialgleitklemmelements 704 zur Kröpfabschnittausbildung in der axialen Richtung X so eingestellt, dass sie einen Schrumpfungsbetrag des Leiterdrahts 25 in der axialen Richtung X aufgrund der Ausbildung der Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ und der Ausbildung der Ausbauchungsabschnitte 22e ₂ und 22f ₂ zusätzlich zu Längen und Umfangsabständen der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b und Längen der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d im Wicklungskörper 22 zulässt, bei dem es sich um den endgültigen ausgebildeten Körper handelt. Außerdem wird die Stoppposition des Axialgleitklemmelements 704 zur Kröpfabschnittausbildung in der axialen Richtung X so gesteuert, dass sie sich vom Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung allmählich so entfernt, dass der Umfangsabstand der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b des Wicklungskörpers 22, bei dem es sich um den endgültigen ausgebildeten Körper handelt, radial nach außen allmählich weiter wird. Somit bilden die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ Bezugspunkte, mittels derer die Teilung geregelt wird, in der anschließende Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ durch Biegen ausgebildet werden.
Als Nächstes wird der Senkrechtgleitstempel 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung zum Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung hin angetrieben, um einen umgekehrt U-förmigen Ausbauchungsabschnitt 22f ₁ auszubilden, wie in 19 gezeigt ist.
Als Nächstes wird der Kröpfabschnittausbildungsstempel 706 nach unten angetrieben, um die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ durch den Spulenausbildungsabschnitt 706a mit einer Biegung zu beaufschlagen, um einen Kröpfabschnitt 22e ₂ am mittleren Abschnitt des Ausbauchungsabschnitts 22e ₁ auszubilden, wie in 20 gezeigt ist (der Kröpfabschnittausbildungsschritt 720). Als Nächstes wird der Kröpfabschnittausbildungsstempel 706 nach oben angetrieben, das Senkrechtgleitklemmelement 705 zur Kröpfabschnittausbildung wird vom Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung weg angetrieben, der Senkrechtgleitstempel 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung wird vom Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung weg angetrieben und der Leiterdraht 25 freigesetzt.
Diese Schritte werden wiederholt durchgeführt, um einen Zwischenleiterdraht 26 herzustellen, an dem die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁, an denen Kröpfabschnitte 22e ₂ gebildet sind, und Ausbauchungsabschnitte 22f ₁, an denen Kröpfabschnitte 22f ₂ gebildet sind, abwechselnd in einer Sollteilung in der axialen Richtung X des Leiterdrahts 25 ausgebildet sind, wie in den 21 und 22 gezeigt ist.
Darüber hinaus wird im Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt 710 nur der Senkrechtgleitstempel 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung betätigt, um die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ auszubilden, aber es können der Axialgleitstempel 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung und der Senkrechtgleitstempel 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung betätigt werden, um die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ auszubilden.
Im Kröpfabschnittausbildungsschritt 720 wird nur das Senkrechtgleitklemmelement 705 zur Kröpfabschnittausbildung betätigt, um die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ zu fixieren, aber es können das Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung und das Senkrechtgleitklemmelement 705 zur Kröpfabschnittausbildung betätigt werden, um die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ auszubilden.
Wie in 23 gezeigt ist, umfasst eine Ausbildungsmaschine 800 für geneigte und geradlinige Abschnitte, die im Ausbildungsschritt 810 für geneigte und geradlinige Abschnitte verwendet wird: einen feststehenden Stempel 801 zur Spulenendenausbildung, an dem ein Rückseitenabschnitt 801b mit einer gestuften Form mittels eines gestuften Abschnitts 801a ausgebildet ist, der den Kröpfabschnitten 22e ₂ und 22f ₂ entspricht; einen beweglichen Stempel 802 zur Spulenendenausbildung, an dem ein Ausbauchungsabschnitt 802a gebildet ist, der die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ positioniert; und Biegeabschnitte 803a und 803b, die am feststehenden Stempel 801 zur Spulenendenausbildung um eine Achse schwenkbeweglich angebracht sind, die senkrecht zum Rückseitenabschnitt 801b ist, und die die erste und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b durch Biegen ausbilden.
Im Ausbildungsschritt 810 für geneigte und geradlinige Abschnitte wird der Leiterdraht 25 positioniert, indem ein Ausbauchungsabschnitt 22e ₁ des Leiterdrahts 25 mit einem Ausbauchungsabschnitt 802a des beweglichen Stempels 802 zur Spulenendenausbildung in Übereinstimmung gebracht wird, wie in 24 gezeigt ist. Hier wird der Ausbauchungsabschnitt 22e ₁ des Leiterdrahts 25 am gestuften Abschnitt 801a so positioniert, dass Abschnitte auf beiden Seiten des Ausbauchungsabschnitts 22e ₁ des Leiterdrahts 25 mit dem Rückseitenabschnitt 801b in Kontakt sind. Als Nächstes wird der bewegliche Stempel 802 zur Spulenendenausbildung zum feststehenden Stempel 801 zur Spulenendenausbildung angetrieben, um den Leiterdraht 25 gegen den feststehenden Stempel 801 zur Spulenendenausbildung zu pressen, wie in 25 gezeigt ist. Der Leiterdraht 25 wird dadurch zwischen dem feststehenden Stempel 801 zur Spulenendenausbildung und dem beweglichen Stempel 802 zur Spulenendenausbildung festgepresst und gehalten, und der Ausbauchungsabschnitt 22e ₁ bildet einen Bezugspunkt, und geneigte Abschnitte 22c ₁ und 22c ₂ werden durch Biegen auf beiden Seiten des Ausbauchungsabschnitts 22e ₁ ausgebildet.
Als Nächstes werden, wie in 26 gezeigt, die Biegeabschnitte 803a und 803b betätigt, um die vorstehenden Abschnitte des Leiterdrahts 25 zu biegen, der zwischen dem feststehenden Stempel 801 zur Spulenendenausbildung und dem beweglichen Stempel 802 zur Spulenendenausbildung festgepresst und gehalten ist. Dieser Ausbildungsschritt 810 für geneigte und geradlinige Abschnitte wird wiederholt durchgeführt, um geneigte Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ und erste und zweite geradlinige Abschnitte 22a und 22b auf beiden Seiten jedes der Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ auszubilden, um einen Zwischenwicklungskörper 22A herzustellen.
Dieser Ausbildungsschritt 810 für geneigte und geradlinige Abschnitte wird wiederholt durchgeführt, um geneigte Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ und erste und zweite geradlinige Abschnitte 22a und 22b auf beiden Seiten jedes der Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ auszubilden, um einen Zwischenwicklungskörper 22A herzustellen.
Wie in den 27 und 28 gezeigt ist, wird der Zwischenwicklungskörper 22A auf eine dem Wicklungskörper 22 ähnliche Weise hergestellt, mit der Ausnahme, dass die geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ so ausgebildet werden, dass sie die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b und die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ geradlinig verbinden.
Als Nächstes werden im Kreisbogenabschnittausbildungsschritt 910 kreisbogenförmige Stempel 902, 903, 904, 912, 913 und 914 jeweils zwischen die geneigten Abschnitte 22d ₁ und 22d ₁ und zwischen die geneigten Abschnitte 22d ₂ und 22d ₂ der zweiten Spulenenden 22d des Zwischenwicklungskörpers 22A eingesetzt, die einen Spalt haben, wie in 30 gezeigt ist. Als Nächstes werden die zweiten Spulenenden 22d, in die die Stempel 902, 903, 904, 912, 913 und 914 eingesetzt wurden, zwischen oberen Stempeln 901 und 911 und unteren Stempeln 902 und 912 eingeklemmt, um die geneigten Abschnitte 22d ₁ und 22d ₂ zu Kreisbogenformen zu biegen und zu formen. Die geneigten Abschnitte 22c ₁ und 22c ₂ der ersten Spulenenden 22c des Zwischenwicklungskörpers 22A, die einen Spalt haben, werden ähnlich zu Kreisbogenformen gebogen und geformt. Dadurch wird ein wie in 29 gezeigter Wicklungskörper 22 hergestellt.
Somit wird in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers 22 nach Ausführungsform 1 im Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt 710 die Teilung, in der anschließende Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ durch Biegen ausgebildet werden, unter Verendung von Ausbauchungsabschnitten 22e ₁ und 22f ₁ als Bezugspunkte geregelt, die zuvor durch Biegen ausgebildet wurden. Somit können die Längen der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b des Wicklungskörpers 22 und Teilungen zwischen den Kolonnen der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b mühelos modifiziert werden, indem die Ausbildungsteilung der Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ verändert wird, wodurch Modifizierungen an der axialen Länge und dem Durchmesser des Statorkerns 11 angepasst werden können. Außerdem können auch Modifizierungen an der Anzahl an Windungen im Wicklungskörper 22 mühelos angepasst werden, indem die Anzahl an ausgebildeten Ausbauchungsabschnitten 22e ₁ und 22f ₁ verändert wird.
Weil der Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt 710 und der Kröpfabschnittausbildungsschritt 720 getrennt sind, um die ersten und zweiten oberen Abschnitte 22e und 22f der ersten und zweiten Spulenenden 22c und 22d auszubilden, können erste und zweite obere Abschnitte 22e und 22f, die komplizierte zweidimensionale Formen haben, unter Verwendung eines einfachen Mechanismus gebogen und ausgebildet werden, wodurch Verkleinerungen bei der Vorrichtungsgröße und Kostensenkungen ermöglicht werden.
Weil der Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt 710, der Kröpfabschnittausbildungsschritt 720, der Ausbildungsschritt 810 für geneigte Abschnitte und geradlinige Abschnitte und der Kreisbogenabschnittausbildungsschritt 910 getrennt sind, wird eine Anpassung von Taktzeit und Produktionssteuerung erleichtert.
Weil im Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt 710 aufeinanderfolgende Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ durch Biegen unter Verwendung von zuvor ausgebildeten Ausbauchungsabschnitten 22e ₁ und 22f ₁ als Bezugspunkte ausgebildet werden, können die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ genau ausgebildet werden.
Im Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt 710 werden die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁, die durch Biegen ausgebildet wurden, um einen Sollbetrag zugeführt und zwischen dem Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung und dem Senkrechtgleitklemmelement 705 zur Kröpfabschnittausbildung festgeklemmt, das Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung wird in der axialen Richtung X bewegt, das Axialgleitklemmelement 704 zur Kröpfabschnittausbildung wird (die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ werden) an einer Sollposition positioniert, und dann werden anschließende Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ durch Biegen ausgebildet. Somit können, weil die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁, bei denen es sich um Bezugspunkte handelt, an Sollpositionen positioniert werden und man sich nicht nur auf den Zuführbetrag des Leiterdrahts 25 verlässt, die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ durch Biegen mit hoher Präzision ausgebildet werden.
Weil im Ausbildungsschritt 810 für geneigte Abschnitte und geradlinige Abschnitte die Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ als Bezugspunkte verwendet und die geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ und die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b auf beiden Seiten dieser Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ durch Biegen ausgebildet werden, können die geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ und die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b durch Biegen genau ausgebildet werden.
Die geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ des Zwischenwicklungskörpers 22A, der unter Verwendung des Ausbildungsschritts 810 für geneigte Abschnitte und geradlinige Abschnitte ausgebildet wird, werden zu einer Kreisbogenform gebogen und geformt. Mit anderen Worten kann, weil der Kreisbogenabschnittausbildungsschritt 910, bei dem hohe Fräspräzision erforderlich ist, der endgültige Schritt ist, ein Wicklungskörper 22 hergestellt werden, der kreisbogenförmige geneigte Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ hat, die hochpräzise gebogen wurden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Zusammenbau der Wicklungsbaugruppe 21 mit Bezug auf die 31 bis 39 erläutert. Die 31 bis 36 sind Schrägprojektionen, die ein Verfahren zum Zusammenbau der Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutern, und die 37 bis 39 sind schematische Schaubilder, die eine Vorgehensweise zum Einbauen eines achtundvierzigsten Wicklungskörpers in dem Verfahren zum Zusammenbau der Wicklungsbaugruppe in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutern.
Hier sind, um die Erklärung zu vereinfachen, die Wicklungskörper 22 in der Montagereihenfolge als Wicklungskörper 22 ₁, Wicklungskörper 22 ₂, Wicklungskörper 22 ₃, Wicklungskörper 22 ₄₇ und Wicklungskörper 22 ₄₈ bezeichnet.
Wie in 31 gezeigt ist, werden die ersten und zweiten Wicklungskörper 22 ₁ und 22 ₂ umfänglich einander benachbart so angeordnet, dass axiale Höhenpositionen fluchten. Als Nächstes werden, wie in 32 gezeigt, die ersten geradlinigen Abschnitte 22a des zweiten Wicklungskörpers 22 ₂ zwischen die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b des ersten Wicklungskörpers 22 ₁ eingesetzt, die einen Spalt d haben. Als Nächstes wird der zweite Wicklungskörper 22 ₂ umfänglich bewegt, bis sich die ersten geradlinigen Abschnitte 22a des zweiten Wicklungskörpers 22 ₂ an einer Position befinden, die um eine Teilung einer Nut (den Winkel zwischen den Nuten) von den ersten geradlinigen Abschnitten 22a des ersten Wicklungskörpers 22 ₁ getrennt ist. Die beiden Wicklungskörper 22 ₁ und 22 ₂ werden dadurch wie in 33 gezeigt zusammengesetzt. Beim Zusammensetzen der beiden Wicklungskörper 22 ₁ und 22 ₂ tritt der Leiterdraht 25 des Wicklungskörpers 22 ₂ in die Spalte zwischen dem Leiterdraht 25 des Wicklungskörpers 22 ₁ ein, wodurch sie einander radial überlagern und die Steifigkeit erhöhen.
Als Nächstes wird, wie in 34 gezeigt, der dritte Wicklungskörper 22 ₃ umfänglich so angrenzend an den Aufbau der zwei Wicklungskörper 22 ₁ und 22 ₂ angeordnet, dass axiale Höhenpositionen fluchten. Als Nächstes werden, wie in 35 gezeigt, die ersten geradlinigen Abschnitte 22a des dritten Wicklungskörpers 22 ₃ zwischen die zweiten geradlinigen Abschnitte 22b der Wicklungskörper 22 ₁ und 22 ₂ eingesetzt. Als Nächstes wird der dritte Wicklungskörper 22 ₃ umfänglich bewegt, bis sich die ersten geradlinigen Abschnitte 22a des dritten Wicklungskörpers 22 ₃ an einer Position befinden, die um eine Teilung einer Nut (den Winkel zwischen den Nuten) von den ersten geradlinigen Abschnitten 22a des zweiten Wicklungskörpers 22 ₂ getrennt ist. Eine Teilbaugruppe 24, die durch die drei Wicklungskörper 22 ₁, 22 ₂ und 22 ₃ gebildet ist, ist dadurch zusammengesetzt, wie in 36 gezeigt ist.
Die Wicklungskörper 22 werden zusätzlich nacheinander angebracht, indem axiale Höhenpositionen fluchtend ausgerichtet und sie bis zum siebenundvierzigsten Wicklungskörper 22 ₄₇ umfänglich bewegt werden. Wie in 37 gezeigt ist, wird der Aufbau 23, in dem die siebenundvierzig Wicklungskörper 22 ₁ bis 22 ₄₇ zusammengesetzt sind, im Durchmesser vergrößert, um eine C-Form zu bilden, die zwischen dem ersten Wicklungskörper 22 ₁ und dem siebenundvierzigsten Wicklungskörper 22 ₄₇ breiter ist als eine Umfangsbreite des achtundvierzigsten Wicklungskörpers 22 ₄₈.
Als Nächstes wird, wie in 38 gezeigt ist, der achtundvierzigste Wicklungskörper 22 ₄₈ an einem Ende nahe dem siebenundvierzigsten Wicklungskörper 22 ₄₇ angebracht. Zusätzlich wird, wie in 39 gezeigt, eine Öffnung des C-förmigen Aufbaus 23 geschlossen, und der erste Wicklungskörper 22 ₁ und der achtundvierzigste Wicklungskörper 22 ₄₈ werden aneinander befestigt, um die ringförmige Wicklungsbaugruppe 21 zusammenzusetzen, die in 5 gezeigt ist. In der Wicklungsbaugruppe 21, die auf diese Weise zusammengesetzt ist, sind achtundvierzig Kolonnen aus acht ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b, die radial in einer einzelnen Kolonne aufgereiht sind, umfänglich in einer Teilung einer Nut angeordnet.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Anbringen der Wicklungsbaugruppe 21 am Statorkern 11 mit Bezug auf die 40 bis 43 erklärt. Die 40 bis 43 sind Schaubilder, die ein Verfahren zum Anbringen der Wicklungsbaugruppe im Ankerkern in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutern, wobei die 40 und 41 einen Zustand, bevor die Wicklungsbaugruppe angebracht ist, zeigen, 42 einen Zustand nach dem Anbringen der Wicklungsbaugruppe zeigt, und 43 den Zustand nach dem Anbringen der Wicklungsbaugruppe vergrößert zeigt. Außerdem sind der Einfachheit halber nur die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b der Wicklungsbaugruppe 21 in den 41 bis 43 gezeigt.
Zuerst werden achtundvierzig Kernblöcke 12 umfänglich in einer annähernd gleichmäßigen Winkelteilung so angeordnet, dass sich jeweilige Zähne auf einer radial äußeren Seite zwischen benachbarten Kolonnen aus ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b der Wicklungsbaugruppe 21 befinden, wie in den 40 und 41 gezeigt ist. Als Nächstes werden die Kernblöcke 12, die umfänglich angeordnet sind, gleichzeitig radial nach innen bewegt. Die jeweiligen Zähne 12b der Kernblöcke 12 werden dadurch zwischen die benachbarten Kolonnen aus ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b eingeschoben, und die Umfangsseitenflächen der benachbarten Kernblöcke 12 werden miteinander in Anlage gebracht, wodurch eine Bewegung der Kernblöcke 12 radial nach innen verhindert wird, und dadurch ist die Wicklungsbaugruppe 21 am Statorkern 11 angebracht, wie in den 42 und 43 gezeigt ist. Im Inneren jeder der Nuten 13 sind acht erste und zweite geradlinige Abschnitte 22a und 22b so aufgenommen, dass die langen Seiten der rechteckigen Querschnitte umfänglich so ausgerichtet sind, dass sie sich in einer einzigen Kolonne in einer radialen Richtung sauber aufreihen.
So werden, indem die umfänglich in einer Reihe angeordneten Kernblöcke 12 so radial nach innen bewegt werden, dass sie in die Wicklungsbaugruppe 21 eingeschoben werden, die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b, die in der radialen Richtung unregelmäßig aufgereiht sind, durch die Bewegung, die den Abstand zwischen den Zähnen 12b der benachbarten Kernblöcke 12 verengt, sauber in einer Kolonne angeordnet. Zusätzlich werden Spalte zwischen jedem der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b, die sauber in einer Kolonne in der radialen Richtung angeordnet sind, durch die radiale Einwärtsbewegung der Kernrückenabschnitte 12a der Kernblöcke 12 verkleinert und eliminiert. Somit kann der Raumfaktor der Leiterdrähte 25 im Inneren der Nuten 13 verbessert werden. Weil die Leiterdrähte 25 im Inneren der Nuten 13 und die Kernblöcke 12 miteinander in Kontakt sind, und eine Wärmeübertragungsleistung von der Wicklungsbaugruppe 21, die einen Wärme erzeugenden Körper während eines Durchflusses elektrischen Stroms darstellt, zum Statorkern 11 verbessert werden kann, werden Temperaturanstiege in der Wicklungsbaugruppe 21 unterbunden, wodurch es ermöglicht wird, dass Anstiege beim elektrischen Widerstand unterbunden werden. Weil die Kernblöcke 12 so eingeschoben werden, dass der Abstand zwischen den benachbarten Zähnen 12b allmählich enger wird, wird eine Gleitbewegung an Kontaktflächen zwischen der Statorwicklung 20 und den Kernblöcken 12 unterbunden, wodurch es ermöglicht wird, dass ein Schaden an den Isolierbeschichtungen der Leiterdrähte 25 verhindert wird.
Die Kröpfabschnitte 22e ₂ und 22f ₂ der ersten und zweiten oberen Abschnitte 22e und 22f sind so ausgelegt, dass sie in einer radialen Richtung verschoben werden, um einen Spalt d zu belassen, der radialen Abmessungen der ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b ungefähr gleich ist. Somit kann ein Wicklungskörper 22 ohne Behinderung an einem anderen Wicklungskörper 22 angebracht werden, indem die axialen Höhenpositionen ausgerichtet werden und er umfänglich zum anderen Wicklungskörper 22 hin bewegt wird, wodurch ermöglicht wird, dass der Zusammenbau der Wicklungsbaugruppe 21 verbessert werden kann.
In einem Schritt des Einschiebens der Zähne 12b der Kernblöcke 12 zwischen die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b von einer Außenumfangsseite der Wicklungsbaugruppe 21 her wird die Wicklungsbaugruppe 21, weil die sich verjüngenden Zähne 12b zwischen jede der Kolonnen aus ersten und zweiten geradlinigen Abschnitten 22a und 22b von radial außen her eingeschoben und radial nach innen bewegt werden, so im Statorkern 11 angebracht, dass die ersten und zweiten geradlinigen Abschnitte 22a und 22b sauber in einzelnen Kolonnen angeordnet werden.
Eine drehende elektrische Maschine 100, die sich des Stators 10 bedient, der auf diese Weise aufgebaut ist, arbeitet als ein Dreiphasenmotor mit einem Innenrotor mit acht Polen und achtundvierzig Nuten, wenn der Statorwicklung 20 eine bestimmte Wechselstromenergie zugeführt wird.
In der vorstehenden Ausführungsform 1 sind die Kolonnen der ersten geradlinigen Abschnitte 22a und die Kolonnen der zweiten geradlinigen Abschnitte 22b des Wicklungskörpers 22 als um eine Winkelteilung von sechs Nuten getrennt erklärt, aber die Teilung zwischen den Kolonnen ist nicht auf eine Winkelteilung von sechs Nuten beschränkt. Wenn beispielsweise die Nuten 13 in einem Verhältnis von einer Nut pro Phase pro Pol ausgebildet werden, kann eine Ankerwicklung, die einen verteilten Wicklungsaufbau aus Vollteilungswicklungen hat, erhalten werden, wenn eine Zwischenkolonnenteilung zwischen den Kolonnen der ersten geradlinigen Abschnitte 22a und den Kolonnen der zweiten geradlinigen Abschnitte 22b mit einer Winkelteilung von drei Nuten angesetzt wird.
Ausführungsform 2
44 ist eine Frontdraufsicht, die einen Leiterdraht zeigt, der durch die Spulenendenausbildungsmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung mit einer Biegung beaufschlagt wurde.
In Ausführungsform 2 sind die Formen eines Axialgleitstempels 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung und eines Senkrechtgleitstempels 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung in einer Spulenendenausbildungsmaschine modifiziert, und Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ und geneigte Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ werden gleichzeitig durch Biegen ausgebildet. Somit ist ein Ausbildungsschritt für geneigte Abschnitte im Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt enthalten, um einen Zwischenleiterdraht 27 herzustellen, bei dem Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ und geneigte Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ an einem Leiterdraht 25 in einer Sollteilung ausgebildet werden, wie in 44 gezeigt ist.
Weil nach Ausführungsform 2 die geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ gleichzeitig durch Biegen während des Biegens und Ausbildens der Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ ausgebildet werden, können die geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ genau ausgebildet werden.
Ausführungsform 3
45 ist eine Frontdraufsicht, die einen Leiterdraht zeigt, der durch die Spulenendenausbildungsmaschine in dem Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers in der drehenden elektrischen Maschine nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung mit einer Biegung beaufschlagt wurde.
In Ausführungsform 3 sind die Formen eines Axialgleitstempels 702 zur Ausbauchungsabschnittausbildung und eines Senkrechtgleitstempels 703 zur Ausbauchungsabschnittausbildung in einer Spulenendenausbildungsmaschine modifiziert, und Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ und geneigte Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ werden gleichzeitig durch Biegen ausgebildet. Somit ist ein Ausbildungsschritt für geneigte Abschnitte im Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt enthalten, um einen Zwischenleiterdraht 28 herzustellen, bei dem Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ und geneigte Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ an einem Leiterdraht 25 in einer Sollteilung ausgebildet werden, wie in 45 gezeigt ist.
Weil nach Ausführungsform 3 die geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ gleichzeitig durch Biegen während des Biegens und Ausbildens der Ausbauchungsabschnitte 22e ₁ und 22f ₁ ausgebildet werden, können auch die geneigten Abschnitte 22c ₁, 22c ₂, 22d ₁ und 22d ₂ genau ausgebildet werden.
Darüber hinaus wurde in jeder der vorstehenden Ausführungsformen ein Elektromotor mit acht Polen und achtundvierzig Nuten erläutert, aber die Anzahl von Polen und die Anzahl von Nuten sind nicht auf acht Pole und achtundvierzig Nuten beschränkt.
In jeder der vorstehenden Ausführungsformen werden Wicklungskörper dadurch ausgebildet, dass ein Leiterdraht über vier Windungen zu einer Spiralform aufgewickelt wird, die Anzahl von Windungen des Leiterdrahts ist aber nicht auf vier Windungen beschränkt, vorausgesetzt, sie beträgt mehr als oder gleich zwei Windungen.
In jeder der vorstehenden Ausführungsformen werden Wicklungskörper unter Verwendung eines Leiterdrahts hergestellt, der einen rechteckigen Querschnitt hat, Wicklungskörper können aber auch unter Verwendung eines Leiterdrahts hergestellt werden, der einen kreisförmigen Querschnitt hat. In diesem Fall ist ein Biegen des Leiterdrahts vereinfacht.
In jeder der vorstehenden Ausführungsformen wurde eine Statorwicklung als Ankerwicklung erläutert, aber ähnliche oder identische Wirkungen zeigen sich auch, wenn die vorliegende Erfindung auf eine Rotorwicklung angewendet wird.
In jeder der vorstehenden Ausführungsformen wurden Fälle erläutert, in denen die vorliegende Anmeldung auf einen Elektromotor angewendet wurde, aber ähnliche oder identische Wirkungen zeigen sich auch, wenn die vorliegende Anmeldung auf einen Generator angewendet wird.
In jeder der vorstehenden Ausführungsformen wurden Fälle erläutert, in denen die vorliegende Anmeldung auf einen Elektromotor angewendet wurde, aber die elektrischen Maschinen, auf die sich die vorliegende Anmeldung anwenden lässt, sind nicht auf drehende elektrische Maschinen wie etwa Elektromotoren oder Generatoren beschränkt, und ähnliche oder identische Wirkungen zeigen sich auch, wenn die vorliegende Anmeldung auf eine direktwirkende Maschine wie etwa einen Linearmotor angewendet wird. In diesem Fall sind geneigte Abschnitte von Spulenenden von Wicklungskörpern nicht durch Biegen zu einer Kreisbogenform geformt, sondern sind gerade, und der Abstand zwischen Kolonnen erster geradliniger Abschnitte und Kolonnen zweiter geradliniger Abschnitte ist konstant.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, wobei der Wicklungskörper dadurch ausgebildet wird, dass ein nicht zusammengefügter durchgehender Leiterdraht, der mit einer Isolierung beschichtet ist, über m Windungen so zu einer Spiralform gewickelt wird, wobei m eine natürliche Zahl ist, die größer als oder gleich Zwei ist, dass er aufweist: geradlinige Abschnitte, die so in zwei Kolonnen angeordnet sind, dass sich m der geradlinigen Abschnitte in jeder der Kolonnen aufreihen; und Spulenenden, die Endabschnitte der geradlinigen Abschnitte zwischen den Kolonnen miteinander verbinden, wobei jedes der Spulenenden aufweist: einen Ausbauchungsabschnitt; ein Paar geneigte Abschnitte, die den Ausbauchungsabschnitt und die geradlinigen Abschnitte verbinden; und einen Kröpfabschnitt, der an einem mittleren Teil des Ausbauchungsabschnitts ausgebildet ist und die geradlinigen Abschnitte, die durch das Spulenende verbunden sind, um einen Sollbetrag in einer Anordnungsrichtung der geradlinigen Abschnitte verschiebt, wobei das Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, umfasst: einen Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt, bei dem die Ausbauchungsabschnitte durch Biegen in einer Sollteilung am Leiterdraht ausgebildet werden; einen Kröpfabschnittausbildungsschritt, bei dem die Kröpfabschnitte durch Biegen an mittleren Abschnitten der Ausbauchungsabschnitte ausgebildet werden; einen Ausbildungsschritt für geradlinige Abschnitte, bei dem die geradlinigen Abschnitte durch Biegen am Leiterdraht ausgebildet werden, an dem die Ausbauchungsabschnitte in einer Sollteilung ausgebildet sind, und an dem die Kröpfabschnitte an jedem der Ausbauchungsabschnitte nach Abschluss des Ausbauchungsabschnittausbildungsschritts und des Kröpfabschnittausbildungsschritts ausgebildet sind; und einen Ausbildungsschritt für geneigte Abschnitte, bei dem die geneigten Abschnitte durch Biegen am Leiterdraht auf beiden Seiten der Ausbauchungsabschnitte vor dem Ausbildungsschritt für geradlinige Abschnitte ausgebildet werden.
Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, nach Anspruch 1, wobei im Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt ein Ausbauchungsabschnitt, der durch Biegen ausgebildet ist, als Bezugspunkt verwendet wird, um die Teilung zu regeln, in der ein anschließender Ausbauchungsabschnitt durch Biegen ausgebildet wird.
Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, nach Anspruch 2, wobei, bevor der anschließende Ausbauchungsabschnitt durch Biegen ausgebildet wird, der Ausbauchungsabschnitt, der den Bezugspunkt bildet, festgehalten und in einer Zufuhrrichtung des Leiterdrahts bewegt wird, um den Ausbauchungsabschnitt, der den Bezugspunkt bildet, so zu positionieren, dass die Teilung, in der der anschließende Ausbauchungsabschnitt durch Biegen ausgebildet wird, besagte Sollteilung ist.
Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, nach Anspruch 3, wobei, nachdem der Ausbauchungsabschnitt, der den Bezugspunkt bildet, positioniert wurde, der Kröpfabschnittausbildungsschritt so durchgeführt wird, dass der Kröpfabschnitt durch Biegen am mittleren Abschnitt des positionierten Ausbauchungsabschnitts ausgebildet wird.
Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in einem Ausbildungsschritt für geradlinige Abschnitte die geradlinigen Abschnitte durch Biegen an den beiden Seiten des Ausbauchungsabschnitts unter Verwendung des Ausbauchungsabschnitts als Bezugspunkt ausgebildet werden.
Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, nach Anspruch 5, wobei, bevor die geradlinigen Abschnitte durch Biegen auf den beiden Seiten des Ausbauchungsabschnitts ausgebildet werden, der Ausbildungsschritt für geneigte Abschnitte so durchgeführt wird, dass die geneigten Abschnitte durch Biegen auf den beiden Seiten des Ausbauchungsabschnitts des Leiterdrahts unter Verwendung des Ausbauchungsabschnitts als Bezugspunkt ausgebildet werden.
Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Ausbauchungsabschnittausbildungsschritt den Ausbildungsschritt für geneigte Abschnitte umfasst, und der Ausbauchungsabschnitt und die geneigten Abschnitte auf beiden Seiten des Ausbauchungsabschnitts gleichzeitig durch Biegen in der Sollteilung am Leiterdraht ausgebildet werden.
Verfahren zum Herstellen eines Wicklungskörpers, der in einer Ankerwicklung für eine elektrische Maschine verwendet wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, darüber hinaus einen Schritt zum Biegen und Formen der geneigten Abschnitte zu einer Kreisbogenform nach Abschluss des Ausbildungsschritts für geradlinige Abschnitte umfassend.