DE112013006284T5

DE112013006284T5 - Sammelschiene, Sammelschienenmodul und Verfahren zum Herstellen von Sammelschiene

Info

Publication number: DE112013006284T5
Application number: DE112013006284.4T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Ogawa; Hideo Fujii; Chikara Ichihara; Kenichi Inoue
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2033-12-28
Also published as: DE112013006284B4; US20150255192A1; CN104885319B; KR20150089050A; KR101732291B1; US9620263B2; WO2014104367A1; JP2014143905A; JP6075784B2; CN104885319A

Abstract

Eine Sammelschiene (1) umfasst: einen leitfähigen Verbunddraht (20), der gebildet ist durch Seite-an-Seite-Anordnen in der Längsrichtung eines ersten plattenförmigen leitfähigen Drahts (21), der durch spiralartiges Wickeln von Streifenleitern (11, 12) in der Breitenrichtung aneinander angrenzend, während die gegenüberliegenden inneren Oberflächen näher aneinander gebracht werden, gebildet wird, und eines zweiten plattenförmigen Drahts (22), der durch spiralartiges Wickeln der Streifenleiter (11, 12) in entgegengesetzter Richtung zu dem ersten leitfähigen Draht (21), während die gegenüberliegenden inneren Oberflächen näher aneinander gebracht werden, gebildet wird, sowie Überlagern dieser Drähte (21, 22) derart, dass die äußeren Oberflächen in der Breitenrichtung einander zugewandt sind; und Anschlüsse (30), die mit dem ersten leitfähigen Draht (21) und dem zweiten leitfähigen Draht (22) an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts (20) verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sammelschiene, die in elektrischer Verbindung verwendet wird, ein Sammelschienenmodul und ein Herstellungsverfahren der Sammelschiene.
Hintergrund
Sammelschienen und Sammelschienenmodule werden herkömmlicherweise in elektrischer Verbindung verwendet. Beispielsweise werden Sammelschienen und Sammelschienenmodule in Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen verwendet, wo eine Pulsweitenmodulation(PWM: Pulse Width Modulation)-Antriebssteuerung bzw. -regelung unter Verwendung von hochfrequentem Strom durchgeführt wird.
Ein Beispiel der Sammelschiene, die in dem System eines Hybridfahrzeugs verwendet wird, wird hier mit Bezug auf PTL 1 und 2 beschrieben. In dem Beispiel in PTL 1 und 2 werden Sammelschienen zur elektrischen Verbindung zwischen dem Motor und Motorinverter bzw. -wechselrichter, und zwischen dem Generator und Generatorinverter bzw. -wechselrichter, und auch für elektrische Stromleitungen innerhalb der Inverter- bzw. Wechselrichtereinheit verwendet.
Im Allgemeinen enthält hochfrequenter Strom, der zwischen dem Motor, Generator und Inverter fließt, auf Grund von Umschalten hochfrequente Wellenkomponenten, die mehrere KHz hoch sind, und zwar neben der Sinusgrundwelle und DC-Komponente. Solche hochfrequenten Wellenkomponenten werden durch Wirbelstrom innerhalb des Sammelschienenleiters indiziert. Bei dem Beispiel in PTL 1 ist der Stromfluss unterhalb des Oberflächen-Skin einer Sammelschiene 101 konzentriert, wie es in 11 gezeigt ist. Die Skin-Tiefe davon wird als δ = (ρ/πfμ)^1/2 aus der Frequenz f des Stroms und dem Leitermaterial der Sammelschiene 101 erhalten, die aus rechteckigem Draht konstruiert ist. Dies verringert die Stromdichte, die durch den Leiter fließt, so dass der effektive Widerstand bzw. Wirkwiderstand innerhalb des Leiters zunimmt, was sich folglich als Wirbelstromverlust manifestiert. Der Wirbelstromverlust ist proportional zu der Stromfrequenz f im Quadrat, so dass der durch die PWM erzeugte AC-Strom einen deutlichen Wirbelstromverlust auf Grund dessen aufweist, dass der Strom mit einem erheblich großen hochfrequenten Strom durch die Sammelschiene 101 fließt. 10 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Frequenz des Antriebsstroms und der Skin-Tiefe für jeden von verschiedenen Typen von Leitermaterialen zeigt.
Kupferplattenförmige Sammelschienen mit einem großen Flächenbereich werden in Motoren, die große Ströme mit hoher Spannung verwenden, wie es in PTL 1 beschrieben ist, verwendet, um den oben beschriebenen Wirbelstromverlust auf Grund von hochfrequenten Wellen zu unterbinden, und zur Wärmeableitung. Die Hauptleistung jedoch, welche die Sinusgrundwellen mit relativ niedrigen Frequenzen, und DC-Komponente ist, fließt ebenfalls durch die Sammelschiene. Das Ausbilden der Sammelschiene als eine flache Platte, um den Querschnittsbereich zu verringern, um die hochfrequenten Wellenkomponenten zu unterbinden, erhöht folglich den effektiven Widerstand bzw. Wirkwiderstand für den Strom, der die Hauptleistung handhabt, was in einem Anstieg eines sogenannten Kupferverlusts (oder Eisenverlusts in einem Fall, wo das Material Eisen ist) resultiert. Ferner weisen Metallplatten aus einem Material wie Kupfer, die plattenförmig mit einem gewissen Dickegrad sind, einen gewissen Grad an Steifigkeit auf, so dass deren Ausbildung und Verdrahtungsimplementierung nicht leicht ist. Folglich ist es eine Frage, wie der Gesamtübertragungsverlust bei Sammelschienen verringert werden kann, die Strom übertragen, bei dem niederfrequente Wellen bis hochfrequente Wellen gleichzeitig exisiteren.
Die hochfrequenten Wellenkomponenten, welche die PWM begleiten, induzieren ebenfalls reaktive Spannung bzw. Blindspannung proportional zu dem Produkt von Induktivität und Frequenz (V ∝ f·L) in der Sammelschiene, so dass je schneller das Umschalten, desto stärker muss die Durchschlagspannung des Ausgangsstufenelements des Inverters mit Spannungsanstiegen bzw. Überspannungen davon umgegangen werden bzw. umgehen. Folglich ist die erdfreie bzw. schwebende Induktivität (floating inductance) der Sammelschiene oder des Sammelschienenmoduls vorzugsweise so gering wie möglich.
Andererseits bildet ein zusammengesetzter rechteckiger Draht, wo mehrere relativ feine rechteckige Drähte zusammengesetzt wurden, die Sammelschiene. Laut PTL 2 soll dies Herstellungskosten senken, die Ausbildung komplizierter Formen ermöglichen und zudem einen Wirbelstromverlust unterbinden, indem der Strom auf mehrere rechteckige Drähte aufgeteilt wird. Gemäß der Beschreibung in PTL 2 ist der Drahtdurchmeser auf (1/Anzahl von Spulendrähten) in einem Fall verringert, dass die Sammelschiene unter Verwendung mehrerer rechteckiger Drähte konfiguriert ist, und zwar verglichen mit der Ausbildung der Sammelschiene als eine flache Platte. Die Beschreibung gibt an, dass dies den Wirbelstromverlust unterbindet, der proportional zu der Leitungsbreite im Quadrat sein soll, und folglich den Wirbelstromverlust über die gesamte Sammelschiene unterbindet. Die Beschreibung gibt zudem an, dass eine Erhöhung der Anzahl an Leitungen und eine Verringerung des Leitungsdurchmessers von jeder ebenfalls ermöglicht, dass die Schleifen der Wirbelströme, die durch den Querschnitt fließen, verringert werden und dass der Wirbelstromverlust weiter verringert werden kann.
Der Skin-Effekt bleibt jedoch bei einer Konfiguration bestehen, wo eine Sammelschiene 102 aus mehreren rechteckigen Drähten besteht, die seitwärts parallel angeordnet sind, wie es in 12A gezeigt ist. Das heißt, angenommen dass extern zugeführter hochfrequenter Strom gleichmäßig auf die rechteckigen Drähte aufgeteilt wird, welche die Sammelschiene 102 bilden, kann davon ausgegangen werden, dass es magnetische Flusslinien geben wird, welche die rechteckigen Drähte an der Innenseite umgeben, und zwar unter Berücksichtigung der Hochfrequenzwellenmagnetflusslinien, die dadurch angeregt werden, wie es in 12B gezeigt ist. Die beiden rechteckigen Drähte an den Außenseiten der magnetischen Flusslinien bilden eine große geschlossene Schleife auf Grund dessen, dass sie durch beiden Anschlüsse der Sammelschiene 102 verbunden sind, und die AC magnetischen Flusslinien durchqueren diese Schleife. Die Effekte der elektromagnetischen Induktion in diesem Zustand erzeugen induzierte elektromotorische Kraft in der geschlossenen Schleife, was zu einem Wirbelstrom führt. Dieser Wirbelstrom, der dem oben angenommenen extern zugeführten Strom hinzugefügt wird, ist denkbarerweise der Strom, der tatsächlich fließt. Selbst wenn die Sammelschiene 102 in mehrere rechteckige Drähte unterteilt ist, fließt der Strom unter Vermeidung der rechteckigen Drähte an der Innenseite und so tritt ein ungleichmäßiger Fluss auf, wo der Strom an den rechteckigen Drähten an der Außenseite konzentriert ist. Als Ergebnis verbleibt eine Stromverteilung, welche die gleiche ist wie die auf Grund des Skin-Effekts bei der in 11 gezeigten Sammelschiene 101, die aus mehreren rechteckigen Drähten besteht, die seitwärts parallel angeordnet sind, gebildet integral bzw. einstückig. Dies ist das gleiche wie das parallele Ausbilden von Schlitzen in einer Sammelschiene, die aus rechteckigen Drähten besteht, die den durch die Sammelschiene was bzw. wie auch immer fließenden Strom nicht beeinflussen.
Gleichermaßen bleibt der Skin-Effekt bestehen, selbst wenn die Sammelschiene 103 aus mehreren rechteckigen Drähten konfiguriert ist, die seitwärts parallel und vertikal angeordnet sind, wie es in 13A gezeigt ist. Der Erhalt der tatsächlichen Stromverteilung auf die gleiche Weise wie in 12B zeigt, dass die Existenz der magnetischen Flusslinien, die durch die Innenseite der rechteckigen Drähte auf der Innenseite verlaufen, in der gleichen Art von ungleichmäßigem Stromfluss auf die gleiche Weise wie der Skin-Effekt resultiert. Als Ergebnis verbleibt eine Stromverteilung, welche die gleiche ist wie die auf Grund des Skin-Effekts bei der in 11 gezeigten Sammelschiene 101, die aus mehreren rechteckigen Drähten besteht, die seitwärts parallel angeordnet sind, integral bzw. einstückig gebildet.
Somit ist ersichtlich, dass die in PTL 2 gezeigte Sammelschienenstruktur keine Effekte des Unterbindens von Wirbelstromverlust wie auch immer zeigt, obwohl die Einfachheit der Ausbildung und der Verdrahtungsimplementierung verbessert wird. PTL 2 gibt an, dass der Wirbelstromverlust durch Verdrehen der gesamten zusammengesetzten mehreren rechteckigen Drähte weiter verringert wird. Es ist jedoch ersichtlich, dass diese Konfiguration keinen Einfluss auf die Form oder Verteilung der AC magnetischen Flusslinien in den Querschnittsdiagrammen hat, die in 12B und 13B gezeigt sind, und keinen Effekt des Verringerns von Wirbelstrom, der durch die AC magnetischen Flusslinien induziert wird, oder Leistungsverlust hat, der dadurch auftritt. Das Verdrehen der gesamten zusammengesetzten mehreren rechteckigen Drähte ist äquivalent dazu, innere Induktivität wie in einer Magnetspule zu haben, was zu einem unnötigen Anstieg der Induktivität führt.
Literaturstellenliste
Patentliteratur

PTL 1: Japanische nicht geprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-81373
PTL 2: Japanische nicht geprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-246298

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wie oben beschrieben, selbst wenn eine Sammelschiene unter Verwendung mehrerer leitfähiger Drähte parallel wie bei einer herkömmlichen Anordnung konfiguriert ist, fließt ein Wirbelstrom durch eine geschlossene Schleife über die Anschlüsse an beiden Enden der Sammelschiene auf Grund von elektromotorischer Kraft, die durch die hochfrequenten magnetischen Flusslinien induziert wird, die innerhalb der Sammelschiene erzeugt werden. Dies erzeugt eine Ungleichmäßigkeit des hochfrequenten Stroms, der durch die leitenden Glieder fließt. Im Ergebnis tritt das Problem auf, dass die Stromverteilung die gleiche ist wie diejenige des Skin-Effekts bei der Massivleitersammelschiene, und der Wirbelstromverlust kann nicht unterbunden werden.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sammelschiene, ein Sammelschienenmodul und ein Herstellungsverfahren für eine Sammelschiene bereitzustellen, wodurch ein Wirbelstromverlust auf Grund hochfrequenten Stroms verringert werden kann.
Lösung des Problems
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, enthält eine Sammelschiene, die zur elektrischen Verbindung verwendet wird: einen laminierten leitfähigen Draht bzw. leitfähigen Verbunddraht, wo zwei oder mehr leitfähige Drähte, konfiguriert durch einen oder eine Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, der in Spiralform gewickelt wurde, um in einer Breitenrichtung des Streifenleiters angrenzend bzw. benachbart zu sein, in einer Flachplattenform konfiguriert sind, so dass gegenüberliegende bzw. entgegengesetzte Flächen bzw. Oberflächen eines gewickelten Inneren in der Nähe oder in engem Kontakt sind, Seite an Seite in einer Längsrichtung von jedem angeordnet sind und überlagert und geschichtet bzw. laminiert sind, so dass eine äußere Fläche bzw. Oberfläche von jedem in der Breitenrichtung einander zugewandt sind; und Anschlussteile, die an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts angeordnet sind und an die beiden leitfähigen Drähte gebondet sind.
Demgemäß wechseln die Streifenleiter der beiden leitfähigen Drähte zwischen der Außenseite des leitfähigen Verbunddrahts und der Innenseite der Längsrichtung folgend. Das heißt die Streifenleiter, die an der Oberfläche des leitfähigen Verbunddrahts waren, treten in das Innere an der folgenden Steigung ein. Demgemäß fließt Strom durch den Streifenleiter ungeachtet von Außenseite/Innenseite des leitfähigen Verbunddrahts, so dass ein effektiver Querschnittsbereich sichergestellt werden kann, und das Unterbinden bzw. Verringern des Wirbelstromverlusts auf einen niedrigen Pegel ermöglicht, den Skin-Effekt des hochfrequenten Stroms effektiv zu unterbinden. Somit wird Wirbelstromverlust unterbunden und der Skin-Effekt wird vermieden, und nicht nur niederfrequenter Strom, sondern auch hochfrequenter Strom kann durch das Innere der Sammelschiene fließen, und Strom kann an dem gesamten Querschnitt über einen breiten Frequenzbereich fließen. Folglich kann ein Übertragungsverlust von den niederfrequenten Grundwellen bis zu hochfrequenten Wellen auf Grund von Modulation effektiv unterbunden werden.
Bei der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung können die beiden leitfähigen Drähte einen ersten leitfähigen Draht, wo ein oder eine Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in Spiralform gewickelt sind, um in einer Breitenrichtung des Streifenleiters angrenzend bzw. benachbart zu sein, und in einer Flachplattenform konfiguriert sind, so dass gegenüberliegende bzw. entgegengesetzte Flächen bzw. Oberflächen eines gewickelten Inneren in der Nähe oder in engem Kontakt sind, und einen zweiten leitfähigen Draht enthalten, wo ein oder eine Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in Spiralform gewickelt sind, und zwar in einer entgegengesetzten Richtung zu dem ersten leitfähigen Draht, um in einer Breitenrichtung des Streifenleiters angrenzend bzw. benachbart zu sein, und in einer Flachplattenform konfiguriert sind, so dass gegenüberliegende bzw. entgegengesetzte Flächen bzw. Oberflächen eines gewickelten Inneren in der Nähe oder in engem Kontakt sind.
Demgemäß sind der erste Streifenleiter und der zweite Streifenleiter, die die Sammelschiene bilden, in entgegengesetzter Richtung in Spiralform gewickelt, so dass der spulenartige Spiralstrom einen Anstieg der inneren Induktivität bewirkt. Der erste leitfähige Draht, wo die Streifenleiter in Spiralform gewickelt sind, und der zweite leitfähige Draht, wo die Streifenleiter in Spiralform in entgegengesetzter Richtung gewickelt sind, sind jedoch Seite an Seite in der Längsrichtung laminiert bzw. geschichtet, so dass die magnetischen Flusslinien, die sich in der Nähe von jedem ausbreiten, zum größten Teil aufgehoben werden. Folglich kann ein Anstieg der inneren Induktivität für die Sammelschiene insgesamt minimiert werden.
Bei der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl an Streifenleitern, die jeden der leitfähigen Drähte bilden, gleich sein, und die Breite der Streifenleiter, die jeden der leitfähigen Drähte bilden, kann gleich sein. Ferner kann die Anzahl an Streifenleitern, die jeden der beiden leitfähigen Drähte bilden, Zwei betragen.
Bei Betrachtung aus der Längsrichtung der Sammelschiene können der erste leitfähige Draht und der zweite leitfähige Draht als zwei Magnetspulen mit kreisenden Strömen von zueinander entgegengesetzter Richtung angesehen werden. Diese beiden Magnetspulen sind in ausreichender Nähe angeordnet und die magnetische Flusslinie, die jeweils extern erzeugt wird, ist von der Richtung her entgegengesetzt, so dass sich die beiden durch Überlagern aufheben. Das heißt die innere Induktivität, die auf Grund der Struktur des leitfähigen Verbunddrahts erzeugt wird, der die Sammelschiene bildet, ist proportional zu der Ausdehnung der magnetischen Flusslinien, die durch den hochfrequenten Strom erzeugt werden (der Volumenintegration der magnetischen Flussdichte). Folglich ist die Ausdehnung der magnetischen Flusslinien nicht extern von der Sammelschiene, mit den beiden Paaren mit der gleichen Anzahl an Wicklungen gewickelt, aber in zueinander entgegengesetzten Wicklungen, was den Vorteil mit sich bringt, dass die innere Induktivität minimiert wird. Dies ist auch dahingehend vorteilhaft, dass die Struktur einfach ist und die Ausbildung und Verdrahtungsimplementierung leicht sind. In einem Fall, wo die Anzahl an Streifenleitern gleich ist, welche die beiden leitfähigen Drähte bilden, und wo die Streifenleiter, die diese bilden, die gleiche Breite aufweisen, besteht der Vorteil, dass die Struktur einfach ist, wo die Breite der Sammelschiene und die Spiralsteigung geeignet kombiniert werden können, und die Anzahl an Teilen gering ist, was hinsichtlich der Ausbildung und Verdrahtungsimplementierung höchst bevorzugt ist.
Zudem kann das Aspektverhältnis von Dicke des leitfähigen Verbunddrahts zu der Breite davon 1 oder kleiner sein.
Demgemäß ändert sich die Querschnittsform des leitfähigen Verbunddrahts in der Breitenrichtung von einem Quadrat zu einem Rechteck. In einem Fall der allgemein quadratischen bzw. vierkantigen Querschnittsform des leitfähigen Verbunddrahts in der Breitenrichtung, wo das Aspektverhältnis von Dicke des leitfähigen Verbunddrahts zu der Breite davon 1 ist, ist der Flächenbereich der Sammelschiene bei der herkömmlichen Rechtecklinienstruktur-Sammelschiene am kleinsten, und der Wirbelstromverlust ist maximal. Bei der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch wechseln die Streifenleiter des ersten leitfähigen Drahts und des zweiten leitfähigen Drahts zwischen der Außenseite des leitfähigen Verbunddrahts und der Innenseite der Längsrichtung folgend, und Strom fließt durch die Streifenleiter ungeachtet der Außenseite/Innenseite des leitfähigen Verbunddrahts, so dass ein effektiver Querschnittsbereich sichergestellt werden kann, und das Unterbinden bzw. Verringern des Wirbelstromverlusts auf einen niedrigen Pegel ermöglicht, den Skin-Effekt des hochfrequenten Stroms effektiv zu unterbinden.
Bei der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung, wo die Breite des leitfähigen Verbunddrahts W ist, die Dicke des leitfähigen Verbunddrahts 20 T ist, die Breite der Streifenleiter 11 und 12 ω ist und die Hälfte der Spiralsteigung der Streifenleiter λ ist, erfüllt eine Kombination der Größenverhältnisse T/W und λ/W hinsichtlich der Skin-Tiefe δ = (ρ/πfμ)^1/2 von der Frequenz f des Stroms, den die Sammelschiene leitet, und des Widerstands ρ und der magnetischen Permeabilität μ der Streifenleiter den folgenden Ausdruck (1). [Math 1]
Das Konfigurieren einer Sammelschiene durch Kombinieren der geometrischen Parameter T/W und λ/W, die basierend auf Ausdruck (1) erhalten werden, resultiert darin, dass der Wert des AC-Widerstands in der Sammelschiene, die eine herkömmliche rechteckige Drahtstruktur aufweist, bei der die Breitenrichtungsquerschnittsform näherungsweise die gleichen Abmessungen hat, und zwar bezüglich des AC-Widerstands der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung, 1 oder niedriger ist. Somit kann der AC-Widerstand verringert (verbessert) werden.
Wenn ein Spalt zwischen dem ersten leitfähigen Draht und dem zweiten leitfähigen Draht δt ist und die Dicke der Streifenleiter Tt ist, kann das Größenverhältnis derart sein, dass das Verhältnis δt/Tt von δt zu Tt 1 oder kleiner ist.
Dies verschmälert den Spalt zwischen dem ersten leitfähigen Draht und dem zweiten leitfähigen Draht, in dem die Streifenleiter, welche die Spiralen der Sammelschiene bilden, spiralförmig in entgegengesetzte Richtungen gewickelt sind, was eine Dämpfung der magnetischen Flusslinien bewirkt, die zwischen den ersten leitfähigen Draht und den zweiten leitfähigen Draht eintreten bzw. gelangen. Somit kann ein Anstieg der inneren Induktivität für die gesamte Sammelschiene unterbunden werden.
Die Sammelschiene kann somit zur elektrischen Verbindung verwendet werden, um pulsbreitenmodulierten Strom zu leiten.
Strom mit einer merklich großen hochfrequenten Komponente fließt zu der Sammelschiene mit dem AC-Strom gemäß der Pulsbreitenmodulation, so dass ein Wirbelstromverlust bei der herkömmlichen rechteckigen Drahtstruktur signifikant ist. Die Verwendung der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht jedoch eine Verringerung des Wirbelstromverlusts.
Die Sammelschiene kann zur elektrischen Verbindung zwischen einem Elektromotor und einem Inverter bzw. Wechselrichter verwendet werden.
Antriebsstrom, der von einem Inverter an einen Elektromotor geleitet wird, enthält bis zu einem gewissen Grad Schaltgeräusche auf Grund der Pulsbreitenmodulation, d. h. hochfrequente Komponente. Die Verwendung der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht jedoch eine Verringerung des Wirbelstromverlusts.
Ein Sammelschienenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch integrales Montieren einer Mehrzahl von Sammelschienen gebildet, die in einer vorbestimmten Form gebildet sind, und zwar angeordnet in engem Kontakt, so dass Flächen bzw. Oberflächen davon in der Breitenrichtung einander zugewandt sind.
Demgemäß kann das Sammelschienenmodul zum Antreiben eines Dreiphasenmotors oder dergleichen verwendet werden, indem beispielsweise drei Sammelschienen integral montiert werden.
Ein Sammelschienenherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Sammelschienenherstellungsverfahren zum Herstellen einer Sammelschiene, die zur elektrischen Verbindung verwendet wird. Das Verfahren umfasst: einen Leitfähiger-Draht-Wickelprozess des Wickelns eines oder einer Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in eine Spiralform, so dass die Streifenleiter angrenzend bzw. benachbart in der Breitenrichtung der Streifenleiter angeordnet sind, um zwei leitende gewickelte Glieder zu konfigurieren; einen Leitfähiger-Draht-Abflachungsprozess des Ausbildens der beiden leitenden gewickelten Glieder in Plattenformen durch Abflachungsverarbeitung, um die beiden leitfähigen Drähte zu konfigurieren; einen Schichtungs- bzw. Laminierprozess des Anordnens der beiden leitfähigen Drähte Seite an Seite in der Längsrichtung und des Schichtens bzw. Laminierens durch Überlagern der beiden leitfähigen Drähte, wobei die Fläche bzw. Oberfläche von jedem in der Breitenrichtung einander zugewandt sind, um einen geschichteten bzw. laminierten leitfähigen Draht bzw. leitfähigen Verbunddraht zu konfigurieren; und einen Anschlussteil-Bondingprozess des Anordnens von Anschlussteilen zur elektrischen Verbindung an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts und des Bondens an die beiden leitfähigen Drähte.
Demgemäß wechseln die Streifenleiter der beiden leitfähigen Drähte zwischen der Außenseite des leitfähigen Verbunddrahts und der Innenseite der Längsrichtung folgend. Das heißt die Streifenleiter, die an der Oberfläche des leitfähigen Verbunddrahts waren, treten in das Innere an der folgenden Steigung ein, und zwar auf Grund dessen, dass die Struktur in Spiralform gewickelt ist. Folglich fließt Strom durch die Streifenleiter ungeachtet von Außenseite/Innenseite des leitfähigen Verbunddrahts, so dass ein effektiver Querschnittsbereich sichergestellt werden kann, und das Unterbinden bzw. Verringern des Wirbelstromverlusts auf einen niedrigen Pegel ermöglicht, den Skin-Effekt des hochfrequenten Stroms effektiv zu unterbinden. Somit wird Wirbelstromverlust unterbunden und der Skin-Effekt wird vermieden, und nicht nur niederfrequenter Strom, sondern auch hochfrequenter Strom kann durch das Innere der Sammelschiene fließen, und Strom kann an dem gesamten Querschnitt über einen breiten Frequenzbereich fließen. Folglich kann ein Übertragungsverlust von den niederfrequenten Grundwellen bis zu hochfrequenten Wellen auf Grund von Modulation effektiv unterbunden werden.
Bei dem Sammelschienenherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Leitfähiger-Draht-Wickelprozess umfassen: einen ersten Leitfähiger-Draht-Wickelprozess des Wickelns eines oder einer Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in Spiralform, so dass die Streifenleiter in der Breitenrichtung der Streifenleiter angrenzend bzw. benachbart angeordnet sind, um ein erstes leitendes gewickeltes Glied zu konfigurieren, und einen zweiten Leitfähiger-Draht-Wickelprozess des Wickelns eines oder einer Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in Spiralform entgegengesetzt zu der Richtung des ersten leitenden gewickelten Glieds, so dass die Streifenleiter in der Breitenrichtung der Streifenleiter angrenzend bzw. benachbart angeordnet sind, um ein zweites leitendes gewickeltes Glied zu konfigurieren. In dem Leitfähiger-Draht-Abflachungsprozess kann das erste leitende gewickelte Glied durch Abflachungsverarbeitung in eine Plattenform gebildet werden, um einen ersten leitfähigen Draht zu konfigurieren, und das zweite leitende gewickelte Glied kann durch Abflachungsverarbeitung in eine Plattenform gebildet werden, um einen zweiten leitfähigen Draht zu konfigurieren. In dem Schichtungs- bzw. Laminierprozess können der erste leitfähige Draht und der zweite leitfähige Draht Seite an Seite in der Längsrichtung angeordnet werden und durch Überlagern des ersten leitfähigen Drahts und des zweiten leitfähigen Drahts laminiert bzw. geschichtet werden, wobei die Fläche bzw. Oberfläche von jedem in der Breitenrichtung einander zugewandt sind, um einen geschichteten bzw. laminierten leitfähigen Draht bzw. leitfähigen Verbunddraht zu konfigurieren. In dem Anschlussteil-Bondingprozess können Anschlussteile zur elektrischen Verbindung an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts angeordnet werden und an den ersten leitfähigen Draht und den zweiten leitfähigen Draht gebondet werden.
Demgemäß werden die Streifenleiter in entgegengesetzter Richtung in Spiralform gewickelt, so dass der spulenartige Spiralstrom einen Anstieg der inneren Induktivität bewirkt. Der erste leitfähige Draht, wo die Streifenleiter in Spiralform gewickelt sind, und der zweite leitfähige Draht, wo die Streifenleiter in Spiralform in entgegengesetzter Richtung gewickelt sind, werden jedoch Seite an Seite in der Längsrichtung laminiert bzw. geschichtet, so dass die magnetischen Flusslinien, die sich in der Nähe von jedem ausbreiten, zum größten Teil aufgehoben werden. Folglich kann ein Anstieg der inneren Induktivität für die Sammelschiene insgesamt minimiert werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der Sammelschiene, dem Sammelschienenmodul und dem Herstellungsverfahren der Sammelschiene der vorliegenden Erfindung kann ein Wirbelstromverlust auf Grund von hochfrequentem Strom verringert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Sammelschiene gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
2 ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die einen Teil eines laminierten leitfähigen Drahts bzw. leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Längsrichtung-Querschnittsansicht des leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
4A ist eine Querrichtung-Querschnittsansicht des leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
4B ist eine Querrichtung-Querschnittsansicht einer Sammelschiene gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik.
5 ist eine Draufsicht, die Abmessungen eines laminierten leitfähigen Drahts bzw. leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Graph, der Kombinationen von geometrischen Parametern T/W und λ/W, die auf die Sammelschiene angewandt werden, gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Draufsicht, die Abmessungen eines laminierten leitfähigen Drahts bzw. leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
8A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Sammelschienenmodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
8B ist eine perspektivische Ansicht, die ein Sammelschienenmodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
9A ist eine perspektivische Ansicht, die Prozeduren bzw. Vorgehensweisen für Prozesse eines Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
9B ist eine perspektivische Ansicht, die Prozeduren bzw. Vorgehensweisen für Prozesse des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
9C ist eine perspektivische Ansicht, die Prozeduren bzw. Vorgehensweisen für Prozesse des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
9D ist eine perspektivische Ansicht, die Prozeduren bzw. Vorgehensweisen für Prozesse des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Frequenz des Antriebsstroms und der Skin-Tiefe für verschiedene Typen von Leitermaterialen zeigt.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Sammelschiene, die aus einem regulären Draht besteht, gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik zeigt.
12A ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die eine Sammelschiene, die aus mehreren rechteckigen Drähten besteht, die seitwärts parallel angeordnet sind, gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik zeigt.
12B ist eine Querschnittsansicht, die eine Sammelschiene, die aus mehreren rechteckigen Drähten besteht, die seitwärts parallel angeordnet sind, gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik zeigt.
13A ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die eine Sammelschiene, die aus mehreren rechteckigen Drähten besteht, die seitwärts und vertikal parallel angeordnet sind, gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik zeigt.
13B ist eine Querschnittansicht, die eine Sammelschiene, die aus mehreren rechteckigen Drähten besteht, die seitwärts und vertikal parallel angeordnet sind, gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik zeigt.
14 ist ein Graph, der die Ergebnisse des Messens der Frequenzabhängigkeit des AC-Widerstands bezüglich einer Sammelschiene gemäß einem ersten Beispiel, einer Voll- bzw. Grundmaterialsammelschiene und einer Vierschicht- bzw. -lagensammelschiene zeigt.
15 ist ein Graph, der die Ergebnisse des Messens der Frequenzabhängigkeit des AC-Widerstands Rs durch magnetostatische Analyse gemäß der 3D-Randelementmethode bezüglich einer Sammelschiene gemäß einem zweiten Beispiel, einer Voll- bzw. Grundmaterialsammelschiene, einer Vierschicht- bzw. -lagensammelschiene und einer dünnen Vierschicht- bzw. -lagensammelschiene zeigt.
16 ist ein Graph, der AC-Widerstand ACR-Frequenz-Eigenschaften nahe Skin-Tiefe zeigt, in dem Graph in 15 gezeigt.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Stromdichtenverteilung einer Sammelschiene gemäß einem zweiten Beispiel zeigt.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Stromdichtenverteilung einer Voll- bzw. Grundmaterialsammelschiene zeigt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Ausführungsform zum Ausführen der Sammelschiene und des Sammelschienenmoduls sowie des Herstellungsverfahrens der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung wird anhand eines spezifischen Beispiels mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist anzumerken, dass die folgende Beschreibung rein exemplarisch ist und die Anwendung der Sammelschiene und des Sammelschienenmoduls sowie das Herstellungsverfahren der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung nicht einschränkt. Das heißt die Sammelschiene und das Sammelschienenmodul sowie das Herstellungsverfahren der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen können innerhalb des Schutzbereichs der dargelegten Ansprüche vorgenommen werden.
Eine Sammelschiene 1, in 1 gezeigt, und ein Sammelschienenmodul 2, in 8 gezeigt, werden zur elektrischen Verbindung verwendet, und insbesondere zum Leiten von Strom verwendet, der einer Pulsweitenmodulation (PWM: Pulse Width Modulation) unterzogen wird. Beispielsweise werden Sammelschienen und Sammelschienenmodule verwendet zur elektrischen Verbindung zwischen einem Elektromotor und einem Inverter bzw. Wechselrichter, elektrischen Verbindung zwischen einem Dreiphasen-AC-Motor für Inverter- bzw. Wechselrichtersteuerung bzw. -regelung und einem Inverter bzw. Wechselrichter, elektrischen Verbindung zwischen einer Leistungsquelle und einem Inverter bzw. Wechselrichter, elektrischen Verbindung zwischen einer AC-Steuerungs- bzw. -Regelungsvorrichtung, die Inverter bzw. Wechselrichter steuert bzw. regelt und einem Inverter bzw. Wechselrichter, elektrischen Verbindung zwischen verschiedenen Typen von Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtungen und einer Leistungsquelle, elektrischen Verbindung von verschiedenen Typen von Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtungen untereinander, und so weiter. Die Sammelschiene und das Sammelschienenmodul sowie das Herstellungsverfahren der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
[Sammelschiene]
Die Sammelschiene gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird basierend auf 1 bis 7 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Sammelschiene gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 2 ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die einen Teil eines laminierten leitfähigen Drahts bzw. leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 3 ist einer Längsrichtung-Querschnittsansicht des leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 4A ist eine Querrichtung-Querschnittsansicht des leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 4B ist eine Querrichtung-Querschnittsansicht einer Sammelschiene gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik. 5 ist eine Draufsicht, die Abmessungen eines laminierten leitfähigen Drahts bzw. leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 6 ist ein Graph, der Kombinationen von geometrischen Parametern T/W und λ/W, die auf die Sammelschiene angewandt werden, gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 7 ist eine Draufsicht, die Abmessungen eines laminierten leitfähigen Drahts bzw. leitfähigen Verbunddrahts, der die Sammelschiene konfiguriert, gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Gemäß der Darstellung in 1 ist die Sammelschiene 1 konfiguriert enthaltend einen geschichteten bzw. laminierten leitfähigen Draht bzw. leitfähigen Verbunddraht 20, der aus einem ersten leitfähigen Draht 21 und einem zweiten leitfähigen Draht 22 besteht, die zwei leitfähige Drähte sind, und Anschlussteile 30, die an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts 20 angeordnet sind.
Die Anschlussteile 30 sind an den ersten leitfähigen Draht 21 und den zweiten leitfähigen Draht 22 gebondet und somit an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts 20 angeordnet, wie es in 1 gezeigt ist. Die Anschlussteile 30 sind mit entsprechenden Anschlussteilen von Invertern bzw. Wechselrichtern oder Leistungsquellen oder dergleichen verbunden, mit denen eine elektrische Verbindung herzustellen ist.
Der erste leitfähige Draht 21 ist durch zwei Streifenleiter 11 und 12 gebildet, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind und die gleiche Breite ω und Dicke aufweisen und mit einer Spiralsteigung von 2λ in Spiralform gewickelt sind, so dass die Streifenleiter 11 und 12 angrenzend bzw. benachbart in der Breitenrichtung angeordnet sind, wie es in 1 und 2 gezeigt ist. Die Spiralsteigung bedeutet hier die Länge in der Spiralachsenrichtung pro Spiralwicklung. Der erste leitfähige Draht 21 ist als eine flache Platte mit einer Breite W und einer Dicke T/2 konfiguriert, mit den inneren gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Rückflächen, die in unmittelbarer Nähe oder in engem Kontakt gewickelt wurden, wie es in 2 gezeigt ist.
Der zweite leitfähige Draht 22 ist ebenfalls durch die zwei Streifenleiter 11 und 12 gebildet, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind und die gleiche Breite ω und Dicke aufweisen und mit einer Spiralsteigung von 2λ in Spiralform gewickelt sind, so dass die Streifenleiter 11 und 12 angrenzend bzw. benachbart in der Breitenrichtung angeordnet sind, aber in der entgegengesetzten Richtung von dem ersten leitfähigen Draht 21 gewickelt sind, wie es in 1 und 2 gezeigt ist. Der zweite leitfähige Draht 22 ist als eine flache Platte mit einer Breite W und einer Dicke T/2 konfiguriert, mit den inneren gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Rückflächen, die in unmittelbarer Nähe oder in engem Kontakt gewickelt wurden, wie es in 2 gezeigt ist.
Die Streifenleiter 11 und 12 sind aus einem von Aluminium, Kupfer, Aluminiumlegierung und Kupferlegierung gebildet oder weisen eines von diesen als das primäre Material auf. Ein Beispiel von Aluminium, das angewandt werden kann, ist 1060 (reines Aluminium). Die Verwendung von 1060 (reines Aluminium) als die Streifenleiter 11 und 12 führt zu noch besseren Eigenschaften der elektrischen Leitfähigkeit. Ein Beispiel einer Aluminiumlegierung ist 6061 (Aluminium, dem winzige Mengen Mangan und Silizium beigesetzt sind) oder dergleichen. Die Verwendung von Aluminiumlegierung führt zu einer noch besseren Festigkeit. Zu Beispielen von Kupfer gehören sauerstofffreies Kupfer (OFC), zähgepoltes Kupfer und so weiter. Zu Beispielen von Kupferlegierung gehören gefällte Kupferlegierung, wo dem Kupfer winzige Mengen Eisen und Phosphor beigesetzt sind, insbesondere beispielsweise „KFC” (eingetragenes Warenzeichen). Die Verwendung von „KFC” (eingetragenes Warenzeichen) als die Streifenleiter 11 und 12 ermöglicht das Anhaften zwischen den Streifenleitern 11 und 12 und einem Isolierfilm (in der Darstellung ausgelassen), der zu errichten ist, so dass sich der Isolierfilm nicht leicht löst (Grenz- bzw. Randtrennstärke bzw. -festigkeit, die zu errichten bzw. zu erhöhen ist). Der Isolierfilm ist aus einer Verbindung aus organischem Material und anorganischem Material, oder aus einem organischen Material gebildet, wobei das organische Material aus einem oder mehreren ausgewählt aus thermoplastischem Kunststoff bzw. Harz, hitzehärtbarem Kunststoff bzw. Harz und Gummi gebildet ist. Zu spezifischen Beispielen, die verwendet werden können, gehören Imidharze, von denen Polyimid, Polyamid-Imid, Polyester-Imid repräsentativ sind. Das anorganische Material ist aus einem oder mehreren ausgewählt aus kristallinem Siliciumdioxidpulver, geschmolzenem Siliciumdioxidpulver, Glasfaser, Talkpulver, Micapulver, Aluminiumoxidpulver, Magnesiumoxidpulver, Aluminiumnitridpulver, Bornitridpulver, Siliciumnitridpulver und Siliciumcarbidpulver gebildet. Der Isolierfilm ist nicht zwangsläufig auf ein aufgebrachtes oder ein- bzw. umschließendes Filmmaterial beschränkt und kann eine Emaille- oder Polyvinylformalbeschichtung sein, die durch Beschichten und dann Polymerisationsverarbeitung durch Erwärmen oder dergleichen erhalten wird. In einem Fall, wo der Leiter ein Aluminium ist, kann dies ein Oxidationsfilm sein, der auf der Oberfläche durch Oxalverarbeitung oder Anodisieren gebildet wird. Materialien werden optional gemäß der Sammelschiene 1 ausgewählt.
Der leitfähige Verbunddraht 20 ist durch den ersten leitfähigen Draht 21 und den zweiten leitfähigen Draht 22 gebildet, die sich jeweils Seite an Seite in der Längsrichtung erstrecken und überlagert und laminiert bzw. geschichtet sind, so dass die Flächen bzw. Oberflächen des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22 an den Außenseiten davon in der Breitenrichtung W einander zugewandt sind. Der leitfähige Verbunddraht 20 ist somit in der Form einer Platte mit einer Breite W und einer Dicke T gebildet.
Der leitfähige Verbunddraht 20 ist so gebildet, dass das Aspektverhältnis von Dicke T zu Breite W 1 oder kleiner ist (T ≤ W). Das heißt der leitfähige Verbunddraht 20 kann so konfiguriert sein, dass das Aspektverhältnis der Dicke T des leitfähigen Verbunddrahts 20 zu der Breite W 1 ist, so dass die breitenmäßige Querschnittsform im Allgemeinen quadratisch bzw. vierkantig ist. Alternativ kann der leitfähige Verbunddraht 20 so gebildet sein, dass das Aspektverhältnis der Dicke T zu der Breite W kleiner als 1 ist, so dass die breitenmäßige Querschnittsform im Allgemeinen rechteckig ist, um in der seitlichen Richtung flach zu sein.
Wie es ebenfalls in 7 gezeigt ist, wo die Breite des leitfähigen Verbunddrahts 20 W ist, die Dicke des leitfähigen Verbunddrahts 20 T ist, die Breite der Streifenleiter 11 und 12 ω ist und die Hälfte der Spiralsteigung der Streifenleiter λ ist, erfüllt wie oben beschrieben eine Kombination der Größenverhältnisse T/W und λ/W hinsichtlich der Skin-Tiefe δ = (ρ/πfμ)^1/2 von der Frequenz f des Stroms, den die Sammelschiene 1 leitet, und des Widerstands ρ und der magnetischen Permeabilität μ der Streifenleiter 11 und 12 den folgenden Ausdruck (1). [Math 2]
Ausdruck (1) zeigt die Bedingungen dafür, dass die geometrische Form der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen verringerten AC-Widerstand und unterdrückten Wirbelstromverlust im Vergleich zu der Sammelschiene des herkömmlichen Stands der Technik aufweist. Ausdruck (1) wird durch Entwickeln und Organisieren erhalten, so dass das Verhältnis η(f) des AC-Widerstands R^AC der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Ausführungsform in 7 1 oder weniger ist hinsichtlich des AC-Widerstands R^AC _bulk einer herkömmlichen Sammelschiene, die eine herkömmliche rechteckige Drahtstruktur aufweist, wo die breitenmäßige Querschnittsform im Wesentlichen die gleichen Abmessungen aufweist. [Math 3]
Wenn das oben beschriebene Verhältnis η(f) kleiner als 1 ist, ist der AC-Widerstand R^AC der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kleiner als der AC-Widerstand R^AC _bulk der herkömmlichen Sammelschiene, die näherungsweise die gleichen Abmessungen für die breitenmäßige Querschnittsform aufweist. Das heißt ein Verhältnis η(f), das kleiner als 1 ist, bedeutet einen verringerten Wirbelstromverlust. Die Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Kombination der Größenverhältnisse T/W und λ/W auf, die Ausdruck (1) erfüllte bzw. erfüllen, wodurch die Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen verringerten AC-Widerstand, verringerten Notationseffekt und unterdrückten Wirbelstromverlust verglichen mit der Sammelschiene gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik aufweist.
Ferner wird an einen Fall gedacht, wo die Breite des leitfähigen Verbunddrahts 20 und die Breite der Streifenleiter 11 und 12 bei der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gleich sind (W = ω), wie es in 5 gezeigt ist. In diesem Fall erfüllt die Kombination der Größenverhältnisse T/W und λ/W hinsichtlich der Skin-Tiefe δ = (ρ/πfμ)^1/2 von der Frequenz f des Stroms, den die Sammelschiene 1 leitet, und des Widerstands ρ und der magnetischen Permeabilität μ der Streifenleiter 11 und 12 vorzugsweise den folgenden Ausdruck (3). [Math 4]
Ausdruck (3) wird durch Entwickeln und Organisieren erhalten, so dass das Verhältnis η(f) des AC-Widerstands R^AC der Sammelschiene, welche die Abmessungen des leitfähigen Verbunddrahts aufweist, wie es in 5 gezeigt ist, 1 oder kleiner hinsichtlich des AC-Widerstands R^AC _bulk einer herkömmlichen Sammelschiene ist, die eine rechteckige Drahtstruktur aufweist, von der die breitenmäßigen Querschnittsabmessungen näherungsweise gleich sind. Der Rechenvorgang ist in dem folgenden Ausdruck (4) gezeigt. [Math 5]
Der Ausdruck (2), der von dem Ausdruck (4) abgeleitet wird, ist als das Produkt eines dimensionslosen geometrischen Parameters g (T/W, λ/W) ausgedrückt, das bzw. der die Struktur der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform festlegt, und zwei Mal die Skin-Tiefe, die dimensionslos gemacht wurde (durch Teilen durch die Dicke T der Sammelschiene 1) (2δ/T). Dabei zeigt 6 eine Darstellung von Werten, wo der geometrische Parameter g (T/W, λ/W) 1.2 bis 2.0 als zweidimensionale planare bzw. ebene Konturlinien (T/W)–(λ/W) ist. Eine Seite, wo ein Wert, der durch Multiplizieren des Werts einer Konturlinie mit dem Wert 2δ/T erhalten wird, 1 oder kleiner ist, legt die geometrische Form der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform fest, wodurch man erwarten kann, dass der Verbesserungseffekt eines verringerten Wirbelstromverlusts erbracht wird. Es ist anzumerken, dass die rechte Seite in 6 Beispiele von Formen gemäß dem Aspektverhältnis zeigt, wo in einem Fall, dass das Aspektverhältnis T/W 0,1 ist, die Form eine flache Platte ist, und in einem Fall, wo das Aspektverhältnis T/W 1 ist, die Form ein quadratischer Pfosten bzw. Vierkantpfosten oder Zylinder ist.
Wenn ein Spalt zwischen dem ersten leitfähigen Draht 21 und dem zweiten leitfähigen Draht 22 δt ist und die Dicke der Streifenleiter 11 und 12 Tt ist, ist das Größenverhältnis vorzugsweise derart, dass das Verhältnis δt/Tt von δt zu Tt 1 oder kleiner ist. Das Verschmälern des Spalts zwischen dem ersten leitfähigen Draht 21 und dem zweiten leitfähigen Draht 22, in dem die Streifenleiter, welche die Spiralen der Sammelschiene 1 bilden, spiralförmig in entgegengesetzte Richtungen gewickelt sind, bewirkt eine Dämpfung der magnetischen Flusslinien, die zwischen den ersten leitfähigen Draht 21 und den zweiten leitfähigen Draht 22 eintreten bzw. gelangen. Somit kann ein Anstieg der inneren Induktivität für die gesamte Sammelschiene unterbunden werden.
Nun werden die Richtung des hochfrequenten Stroms, der extern zugeführt wird, und der Zustand der AC magnetischen Flusslinien, die dadurch induziert werden, und zwar an dem Querrichtung-Querschnitt und Längsrichtung-Querschnitt des leitfähigen Verbunddrahts 20, der die Sammelschiene 1 bildet, basierend auf 2 bis 4 beschrieben. Der Strom, der durch jeden der Streifenleiter 11 und 12 fließt, die in Spiralform einander gegenüberliegend bzw. entgegengesetzt gewickelt sind, weisen einen Winkel zu der Längsrichtung des leitfähigen Verbunddrahts 20 auf, wie es in 2 gezeigt ist, so dass der Strom hinsichtlich der Längskomponente und einer Komponente senkrecht dazu separate betrachtet werden kann. Wie es in 4A gezeigt ist fließen bei Betrachtung des Querrichtung-Querschnitts des leitfähigen Verbunddrahts 20 die beiden Streifenleiter 11 und 11 sowie 12 und 12 des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22, die vertikal in der Dickenrichtung angeordnet sind, in der Längsrichtung, während sie zwischen der Außenseite (Oberfläche des leitfähigen Verbunddrahts 20) des leitfähigen Verbunddrahts 20 und der Innenseite (Innere des leitfähigen Verbunddrahts 20, d. h. die Laminier- bzw. Verbundebene, wo der erste leitfähige Draht 21 und der zweite leitfähige Draht 22 laminiert sind) wechseln. Das heißt die Streifenleiter 11 und 12 an der Oberfläche des leitfähigen Verbunddrahts 20 sind in Spiralform gegenüberliegend bzw. entgegengesetzt zueinander gewickelt, und auf Grund dieser Struktur treten sie in das Innere an der folgenden Steigung ein. Demgemäß tritt ungleichmäßiger Strom auf Grund eines Oberflächeneffekts nicht auf und der gleiche Strom fließt durch die Streifenleiter 11 und 12. Das heißt der Strom fließt durchschnittlich und einheitlich bzw. gleichmäßig an dem Querrichtung-Querschnitt des leitfähigen Verbunddrahts 20 (d. h. Sammelschiene 1), wie es in 2 gezeigt ist. Es ist anzumerken, dass 4B die Stromverteilung in einem Fall einer herkömmlichen Voll- bzw. Grundmaterialsammelschiene (rechteckig und kreisförmig) zeigt. Der hochfrequente Strom ist in der dünnen Schicht unterhalb des Oberflächen-Skin δ auf Grund des Oberflächeneffekts konzentriert, und zwar bei sowohl der rechteckigen als auch der kreisförmigen Form bei der herkömmlichen Voll- bzw. Grundmaterialsammelschiene.
Bei Betrachtung des leitfähigen Verbunddrahts 20 (d. h. Sammelschiene 1) an dem Längsrichtung-Querschnitt jedoch, wie es in 3 gezeigt ist, können die zwei Paare aus erstem leitfähigen Draht 21 und zweiten leitfähigen Draht 22, die vertikal in der Dickenrichtung angeordnet sind, quasi als zwei Magnetspulen mit kreisenden Strömen von zueinander entgegengesetzter Richtung angesehen werden. Wenn diese beiden Magnetspulen in ausreichender Nähe angeordnet sind, ist die magnetische Flusslinie, die jede extern erzeugt, von der Richtung her entgegengesetzt, so dass ein Überlagern der beiden des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22 als der leitfähige Verbunddraht 20 diese aufhebt. Das heißt die innere Induktivität, die auf Grund der Struktur der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt wird, ist proportional zu der Ausdehnung der magnetischen Flusslinien, die durch den hochfrequenten Strom erzeugt werden, d. h. proportional zu der Volumenintegration der magnetischen Flussdichte. Somit weist die Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Vorteil dahingehend auf, dass sich die magnetischen Flusslinien nicht außerhalb der Sammelschiene 1 ausbreiten und die innere Induktivität minimiert wird.
Gemäß der Sammelschiene 1 der vorliegenden Ausführungsform tauschen die Streifenleiter 11 und 12 des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22 zwischen der Oberfläche des leitfähigen Verbunddrahts 20, welche die Außenseite ist, und dem Inneren des leitfähigen Verbunddrahts 20, welche die Innenseite ist, die Plätze, und zwar in der Längsrichtung des leitfähigen Verbunddrahts 20, der die Sammelschiene 1 bildet. Folglich fließt Strom durch die Streifenleiter 11 und 12 ungeachtet von Außenseite/Innenseite des leitfähigen Verbunddrahts 20, so dass ein effektiver Querschnittsbereich sichergestellt werden kann, und das Unterbinden bzw. Verringern des Wirbelstromverlusts auf einen niedrigen Pegel ermöglicht, den Skin-Effekt des hochfrequenten Stroms effektiv zu unterbinden. Zudem sind die Streifenleiter 11 und 12 in entgegengesetzter Richtung in Spiralform gewickelt, so dass der spulenartige Spiralstrom einen Anstieg der inneren Induktivität bewirkt. Der erste leitfähige Draht 21, wo die Streifenleiter 11 und 12 in Spiralform gewickelt sind, und der zweite leitfähige Draht 22, wo die Streifenleiter 11 und 12 in Spiralform in entgegengesetzter Richtung gewickelt sind, sind jedoch Seite an Seite in der Längsrichtung laminiert bzw. geschichtet, so dass die magnetischen Flusslinien, die sich in der Nähe von jedem ausbreiten, zum größten Teil aufgehoben werden. Folglich kann ein Anstieg der inneren Induktivität für die Sammelschiene 1 insgesamt minimiert werden. Somit wird der Wirbelstromverlust unterbunden und der Skin-Effekt wird vermieden, und nicht nur niederfrequenter Strom, sondern auch hochfrequenter Strom kann durch das Innere der Sammelschiene 1 fließen, und Strom kann an dem gesamten Querschnitt über einen breiten Frequenzbereich fließen. Folglich kann ein Übertragungsverlust von den niederfrequenten Grundwellen zu hochfrequenten Wellen auf Grund von Modulation effektiv unterbunden werden.
Zudem ist die innere Induktivität, die auf Grund der Struktur des leitfähigen Verbunddrahts 20 erzeugt wird, der die Sammelschiene 1 bildet, proportional zu der Ausdehnung der magnetischen Flusslinien, die durch den hochfrequenten Strom erzeugt werden, d. h. proportional zu der Volumenintegration der magnetischen Flussdichte. Folglich dehnen sich die magnetischen Flusslinien nicht extern von der Sammelschiene 1 aus, wo der leitfähige Verbunddraht 20 durch die zwei Sätze von rechteckigen leitfähigen Drähten, erster leitfähiger Draht 21 und zweiter leitfähiger Draht 22, konfiguriert ist, die mit der gleichen Anzahl an Wicklungen gewickelt sind, aber in zueinander entgegengesetzten Wicklungen, was den Vorteil mit sich bringt, dass die innere Induktivität minimiert wird. Ferner ist die Anzahl an Streifenleitern 11 und 12, die den ersten leitfähigen Draht 21 und den zweiten leitfähigen Draht bilden, Zwei und die Breite ist gleich, was eine Struktur ist, die eine einfache Anpassung zwischen der Sammelschienenbreite und der Spiralteilung ermöglicht. Zudem ist die Anzahl an Teilen gering, was hinsichtlich der Ausbildung und Verdrahtungsimplementierung bevorzugt ist.
[Sammelschienenmodul]
Das Sammelschienenmodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird basierend auf 8A und 8B beschrieben. 8A und 8B sind perspektivische Ansichten, die das Sammelschienenmodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigen.
8A und 8B zeigen das Sammelschienenmodul 2, wo drei Sammelschienen 1 gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform einen Satz bilden. 8A zeigt einen geraden Typ und 8B zeigt einen gekrümmte Typ. Jegliche Verdrahtungsinstallation des Sammelschienenmoduls 2 kann durch Kombinieren des geraden Typs und des gekrümmten Typs durchgeführt werden. Das Hinzufügen einer Dreh- bzw. Verdrehdeformation zu dem linearen Abschnitt des Sammelschienenmoduls 2 ermöglicht, Flexibilität und Freiheit beim Verbindungswinkel sicherzustellen. Zwar weist das Sammelschienenmodul 2 drei Sammelschienen 1 als einen Satz integriert auf, aber dies ist nicht beschränkend und es kann eine Mehrzahl als ein Satz integriert werden.
Die effektive Induktivität des Sammelschienenmoduls 2 ist die Gesamtheit der inneren Induktivität jeder einzelnen Sammelschiene 1 und der äußeren Induktivität auf Grund eines räumlichen Schaltkreises, der durch das Layout der drei Sammelschienen 1 gebildet ist. Die frühere innere Induktivität wird durch die Struktur der Sammelschiene 1 gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform minimiert. Die spätere äußere Induktivität ist proportional zu dem Spalt zwischen den drei Sammelschienen 1, der minimiert werden kann durch Ausbilden der Querschnitte der Sammelschiene 1 als dünne Plattenformen, die plattenförmig und flach sind, und Überlagerung, so dass die Breitenrichtungsflächen bzw. -oberflächen einander ohne Spalte bzw. Zwischenräume zugewandt sind. Die Beispiele des Sammelschienenmoduls 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in 8A und 8B gezeigt sind, weisen eine Verdrehdeformierung auf die linearen Abschnitte des Sammelschienenmoduls 2 angewandt auf, was ermöglicht, die äußere Induktivität zu minimieren, während Flexibilität und Freiheit beim Verbindungswinkel sichergestellt werden.
Somit sind gemäß dem Sammelschienenmodul 2 der vorliegenden Ausführungsform die drei Sammelschienen 1 auf integrierte Weise montiert, so dass das gebildete Sammelschienenmodul 2 zum Antreiben eines Dreiphasenmotors oder dergleichen verwendet werden kann.
[Herstellungsverfahren für Sammelschiene]
Ein Herstellungsverfahren der Sammelschiene gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird mit Bezug auf 9A bis 9D beschrieben. 9A bis 9D sind perspektivische Ansichten, die die Prozeduren bzw. Vorgehensweisen für Prozesse des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigen.
Zunächst werden in einem ersten Leitfähiger-Draht-Wickelprozess (Leitfähiger-Draht-Wickelprozess) die beiden Streifenleiter 11 und 12, die von dem Isolierfilm bedeckt sind, in räumlichen Formen gewickelt, und zwar durch Wickeln auf einen zylindrischen Kern beispielsweise, so dass die Streifenleiter 11 und 12 angrenzend bzw. benachbart in der Seitenrichtung davon angeordnet werden, wie es in 9A gezeigt ist. Folglich wird ein erstes leitendes gewickeltes Glied 21a gebildet, das eines der beiden leitenden gewickelten Glieder ist. In einem Leitfähiger-Draht-Abflachungsprozess wird das erste leitende gewickelte Glied 21a durch Abflachungsverarbeitung in Plattenform gebildet, wodurch der erste leitfähige Draht 21 gebildet wird. Dieser Abflachungsprozess bringt die gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Oberflächen, die auf das Innere des ersten leitenden gewickelten Glieds 21a gewickelt wurden, in unmittelbare Nähe oder engen Kontakt, wodurch ein erster leitfähiger Draht 21 in Flachplattenform gebildet wird.
Als nächstes werden in einem zweiten Leitfähiger-Draht-Wickelprozess (Leitfähiger-Draht-Wickelprozess) die beiden Streifenleiter 11 und 12, die von dem Isolierfilm bedeckt sind, in räumlichen Formen gewickelt, und zwar durch Wickeln auf einen zylindrischen Kern beispielsweise, so dass die Streifenleiter 11 und 12 angrenzend bzw. benachbart in der Seitenrichtung davon angeordnet werden, und zwar in entgegengesetzter Richtung zu dem ersten leitfähigen Draht 21, wie es in 9B gezeigt ist. Folglich wird ein zweites leitendes gewickeltes Glied 22a gebildet. In einem Leitfähiger-Draht-Abflachungsprozess wird das zweite leitende gewickelte Glied 22a durch Abflachungsverarbeitung in Plattenform gebildet, wodurch der zweite leitfähige Draht 22 gebildet wird. Dieser Abflachungsprozess bringt die gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Oberflächen, die auf das Innere des zweiten leitenden gewickelten Glieds 22a gewickelt wurden, in unmittelbare Nähe oder engen Kontakt, wodurch ein zweiter leitfähiger Draht 22 in Flachplattenform gebildet wird.
In einem Schichtungs- bzw. Laminierprozess werden der erste leitfähige Draht 21 und der zweite leitfähige Draht 22 Seite an Seite in der Längsrichtung voneinander angeordnet, wobei sie geschichtet bzw. laminiert und überlagert werden, so dass die Oberflächen in der Breitenrichtung von jedem einander zugewandt sind, wodurch ein geschichtete bzw. laminierter leitfähiger Draht bzw. leitfähiger Verbunddraht 20 konfiguriert wird, wie es in 9C gezeigt ist.
Als nächstes werden in einem Anschlussteil-Bondingprozess die Anschlussteile 30 zur elektrischen Verbindung an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts 20 angeordnet und an den ersten leitfähigen Draht 21 und den zweiten leitfähigen Draht 22 gebondet, wie es in 9D gezeigt ist.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der Sammelschiene der vorliegenden Ausführungsform wechseln die beiden Streifenleiter 11 und 12 des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22 zwischen der Außenseite des leitfähigen Verbunddrahts 20 und der Innenseite der Längsrichtung folgend. Das heißt die Streifenleiter 11 und 12 werden in Spiralform gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzt zueinander gewickelt und auf Grund dieser Struktur treten die Streifenleiter 11 und 12, die an der Oberfläche des leitfähigen Verbunddrahts 20 waren, in das Innere an der folgenden Steigung ein. Demgemäß fließt Strom durch die Streifenleiter 11 und 12 ungeachtet von Außenseite/Innenseite des leitfähigen Verbunddrahts 20, so dass ein effektiver Querschnittsbereich sichergestellt werden kann, und das Unterbinden bzw. Verringern des Wirbelstromverlusts auf einen niedrigen Pegel ermöglicht, den Skin-Effekt des hochfrequenten Stroms effektiv zu unterbinden. Zudem werden die Streifenleiter 11 und 12 in entgegengesetzter Richtung in Spiralform gewickelt, so dass der spulenartige Spiralstrom einen Anstieg der inneren Induktivität bewirkt. Der erste leitfähige Draht 21, wo die Streifenleiter 11 und 12 in Spiralform gewickelt werden, und der zweite leitfähige Draht 22, wo die Streifenleiter 11 und 12 in Spiralform in entgegengesetzter Richtung gewickelt werden, werden jedoch Seite an Seite in der Längsrichtung laminiert bzw. geschichtet, so dass die magnetischen Flusslinien, die sich in der Nähe von jedem ausbreiten, zum größten Teil aufgehoben werden. Folglich kann ein Anstieg der inneren Induktivität für die Sammelschiene 1 insgesamt minimiert werden. Somit wird der Wirbelstromverlust unterbunden und der Skin-Effekt wird vermieden, und nicht nur niederfrequenter Strom, sondern auch hochfrequenter Strom kann durch das Innere der Sammelschiene 1 fließen, und Strom kann an dem gesamten Querschnitt über einen breiten Frequenzbereich fließen. Folglich kann ein Übertragungsverlust von den niederfrequenten Grundwellen zu hochfrequenten Wellen auf Grund von Modulation effektiv unterbunden werden.
Während eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform oder Beispiele beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der dargelegten Ansprüche vorgenommen werden.
Während die Sammelschiene 1 gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform den ersten leitfähigen Draht 21 und den zweiten leitfähigen Draht 22 in Spiralform in zueinander entgegengesetzten Richtung gewickelt aufweist, ist dies nicht beschränkend. Das heißt, um die Induktivität durch Unterbinden des Wirbelstroms zu minimieren, muss die Sammelschiene 1 so konfiguriert sein, dass sie den ersten leitfähigen Draht 21 und den zweiten leitfähigen Draht 22 in Spiralform in zueinander entgegengesetzter Richtung gewickelt aufweist. Wenn jedoch ein gewisses Maß an Induktivität zulässig ist, kann die Sammelschiene 1 so konfiguriert sein, dass zwei der leitfähigen Drähte (d. h. der erste leitfähige Draht 21 und der zweite leitfähige Draht 22) beide in Spiralform in der gleichen Richtung gewickelt sind.
Während das Herstellungsverfahren der Sammelschiene 1 gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform das Herstellen des ersten leitenden gewickelten Glieds 21a durch Wickeln der Streifenleiter 11 und 12 in dem ersten Leitfähiger-Draht-Wickelprozess in Spiralform und das Herstellen des zweiten leitenden gewickelten Glieds 22a durch Wickeln der Streifenleiter 11 und 12 in dem zweiten Leitfähiger-Draht-Wickelprozess in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen des ersten leitenden gewickelten Glieds in Spiralform beinhaltet, ist dies nicht beschränkend. Das heißt, um die Induktivität durch Unterbinden des Wirbelstroms zu minimieren, muss die Sammelschiene 1 so konfiguriert sein, dass sie den ersten leitfähigen Draht 21 und den zweiten leitfähigen Draht 22 in Spiralform in zueinander entgegengesetzter Richtung gewickelt aufweist. Wenn jedoch ein gewisses Maß an Induktivität zulässig ist, kann die Sammelschiene 1 so konfiguriert sein, dass zwei der leitfähigen Drähte (d. h. der erste leitfähige Draht 21 und der zweite leitfähige Draht 22) beide in Spiralform in der gleichen Richtung gewickelt sind. Bezüglich des Leitfähiger-Draht-Wickelprozesses kann zudem ein Prozess des ersten Leitfähiger-Draht-Wickelprozesses und des zweiten Leitfähiger-Draht-Wickelprozesses zwei Mal durchgeführt werden, wodurch zwei leitende gewickelte Glieder (das erste leitende gewickelte Glied 21a oder das zweite leitende gewickelte Glied 22a) hergestellt werden, wo die Streifenleiter 11 und 12 in Spiralform in der gleichen Richtung gewickelt sind.
Während das Herstellungsverfahren der Sammelschiene 1 gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform das Durchführen eines Leitfähiger-Draht-Abflachungsprozesses an dem ersten leitenden gewickelten Glied 21a während des Durchführens des ersten Leitfähiger-Draht-Wickelprozesses und das Durchführen eines Leitfähiger-Draht-Abflachungsprozesses an dem zweiten leitenden gewickelten Glied 22a während des Durchführens des zweiten Leitfähiger-Draht-Wickelprozesses beinhaltet, ist dies nicht beschränkend. Das heißt nach dem Durchführen des ersten Leitfähiger-Draht-Wickelprozesses und des zweiten Leitfähiger-Draht-Wickelprozesses können das erste leitende gewickelte Glied 21a und das zweite leitende gewickelte Glied 22a jeweils dem Leitfähiger-Draht-Abflachungsprozess unterzogen werden.
Die Sammelschiene 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform weist die gleiche Anzahl an Streifenleitern auf, die den ersten leitfähigen Draht 21 und den zweiten leitfähigen Draht 22 bilden, und die Streifenleiter, die jeden bilden, sind die beiden Streifenleiter 11 und 12 mit der gleichen Breite, aber dies ist nicht beschränkend. Es ist ausreichend, wenn der erste leitfähige Draht 21 und der zweite leitfähige Draht 22 die Streifenleiter angrenzend bzw. benachbart in der Breitenrichtung angeordnet aufweisen. Eine Konfiguration kann aus einem Streifenleiter der gleichen Breite oder aus drei oder mehr Streifenleitern sein. Die Anzahl an Streifenleitern, die den ersten leitfähigen Draht 21 bilden, und die Anzahl des zweiten leitfähigen Drahts 22 können unterschiedlich sein, und die Breite der Streifenleiter, die den ersten leitfähigen Draht 21 bilden, und die Breite des zweiten leitfähigen Drahts 22 können unterschiedlich sein. Es ist jedoch zu beachten, dass in einem Fall, wo die Anzahl an Streifenleitern, die jeden des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22 bilden, gleich ist, und die Streifenleiter, die diese bilden, die gleiche Breite aufweisen, der Vorteil besteht, dass die Struktur einfach ist und eine Ausbildung und Verdrahtungsimplementierung einfach sind. In einem Fall, wo sogar einer des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22 unter Verwendung eines einzelnen bzw. einzigen Streifenleiters konfiguriert ist, wird die Kombination aus Breite der Sammelschiene 1 und Spiralsteigung singulär definiert. Folglich wird die Breite der Sammelschiene 1 schmäler sein als die Breite des Streifenleiters, oder die Länge der Sammelschiene 1 in der Längsrichtung wird länger sein als nötig, so dass die geometrischen Formen, wo der AC-Widerstand schmäler ist als die Sammelschiene gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik (z. B. Voll- bzw. Grundmaterialsammelschiene), extrem begrenzt sein werden. Das heißt eine Konfiguration der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wo die Anzahl des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22 2 Zwei ist, ist im Hinblick auf die Ausbildung und Verdrahtungsimplementierung bevorzugt. Der Fall, wo die Anzahl des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22 Zwei ist, ist insbesondere eine einfache Struktur, wo die Sammelschienenbreite und die Spiralsteigung auf geeignete Weise kombiniert werden können und zudem die Anzahl an Teilen gering ist, und folglich ist dies im Hinblick auf die Ausbildung und Verdrahtungsimplementierung ebenfalls bevorzugt.
Während ein gerader Typ und ein gekrümmter Typ für das oben beschriebene Sammelschienenmodul 2 beschrieben wurden, ist dies nicht beschränkend. Jegliche Form kann gemäß der Stelle, wo das Sammelschienenmodul zu installieren ist, gebildet werden.
Zudem ist der Anschlussteil 30 der Sammelschiene 1 gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform nicht auf die in 1 gezeigte Form beschränkt und Anschlussteile 30 verschiedener Formen können verwendet werden.
Beispiele
(Erstes Beispiel)
Ein erstes Beispiel der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wurde einer AC-Widerstandsanalyse unterzogen. Die Ergebnisse daraus werden im Folgenden detailliert mit Bezug auf 14 beschrieben.
In dem ersten Beispiel wurde eine Kupferplatte mit einer Gesamtdicke von 0,6 mm verwendet, was 1 mm bis mehrere mm dünner ist als ein kommerziell verwendeter Artikel, der eigentlich als Sammelschiene 1 verwendet wird, und die Frequenzabhängig des AC-Widerstands wurde gemessen. In dem ersten Beispiel wurden der erste leitfähige Draht 21 und der zweite leitfähige Draht 22 aus zwei Streifenleitern 11 und 12 mit 0,15 mm t Dicke × 19 mm W Breite durch das Herstellungsverfahren für Sammelschiene 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform hergestellt. Der erste leitfähige Draht 21 und der zweite leitfähige Draht 22 wurden dann in engen Kontakt gebracht, wodurch ein geschichteter bzw. laminierter leitfähiger Draht bzw. leitfähiger Verbunddraht 20 mit 0,6 mm t Dicke × 19 mm W Breite herstellt wurde, an den Anschlussteile 30 gebondet wurden, wodurch eine Sammelschiene 1 hergestellt wurde, die verwendet wurde. Die Sammelschiene 1 gemäß dem ersten Beispiel wurde so hergestellt, dass die Gesamtlänge 6 m L betrug.
Zudem wurde eine Voll- bzw. Grundmaterialsammelschiene mit 0,6 mm t Dicke × 19 mm W Breite (die gleiche Breite wie die Sammelschiene 1 gemäß dem ersten Beispiel) und einer Gesamtlänge von 6 m L (die gleiche Gesamtlänge wie die Sammelschiene 1 gemäß dem ersten Beispiel) zum Vergleich gemäß dem ersten Beispiel vorbereitet. Die Frequenzabhängig des AC-Widerstands wurde für diese Grundmaterialsammelschiene auf die gleiche Weise wie bei der Sammelschiene 1 gemäß dem ersten Beispiel gemessen. Ferner wurden vier rechteckige Drähte mit 0,15 mm t Dicke × 19 mm W Breite (die gleiche Breite wie die Sammelschiene 1 gemäß dem ersten Beispiel) und einer Gesamtlänge von 6 m L (die gleiche Gesamtlänge wie die Sammelschiene 1 gemäß dem ersten Beispiel) Seite an Seite integriert, um einen integrierten rechteckigen Draht als Modell des herkömmlichen Stands der Technik zu konfigurieren. Die Frequenzabhängig des AC-Widerstands wurde für diese Vierschicht- bzw. -lagensammelschiene auf die gleiche Weise gemessen wie bei der Sammelschiene 1 gemäß dem ersten Beispiel.
Frequenzeigenschaften wurden von Induktivität (Ls) und AC-Widerstand (Rs) als die Frequenzabhängig des AC-Widerstands unter Verwendung eines LCR-Messgeräts unter den gleichen Bedingungen für alle Artikel gemessen. 14 zeigt die Ergebnisse des Messens der Frequenzabhängigkeit des AC-Widerstands bezüglich der drei Proben bzw. Muster der Sammelschiene gemäß dem ersten Beispiel, Voll- bzw. Grund und Vierschicht- bzw. -lagen. 14 bezeichnet die Messergebnisse der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als „vorliegende Ausführungsform”, die Messergebnisse der Grundmaterialsammelschiene als „Grund” und die Messergebnisse der Vierlagensammelschiene als „4-Lagen”.
14 zeigt, dass die Werte für Ls und Rs näherungsweise die gleichen Werte bei Niederfrequenzwellen aufwiesen. Es gibt jedoch einen geringen Fehler bzw. Abweichung bei den individuellen bzw. einzelnen Abmessungen, so dass eine bestimmte Frequenz (10 KHz in dem ersten Beispiel) nahe einer Frequenz, wo die Skin-Tiefe δ die Gesamtdicke t (= 0,6 mm) der Sammelschiene 1 ist, als eine standardisierte Frequenz festgelegt wurde, und die Verhältnisse von L und Rs-Werten der standardisierten Frequenz sind als standardisierte Induktivität <L> und standardisierter AC-Widerstand <Rs> eingezeichnet. Eine Skala ist an dem oberen Teil von 14 spezifiziert, die bzw. der das Verhältnis zwischen der Skin-Tiefe δ und der Gesamtdicke t der Sammelschiene bezüglich der Frequenz angibt.
Wie es in 14 gezeigt ist weist die standardisierte Induktivität <L> einen konstanten Wert mit guter Präzision auf, ungeachtet der Frequenz. Andererseits nimmt der standardisierter AC-Widerstand <Rs> exponentiell mit einer Steigung von ca. 1/2 der Frequenz oder weniger zu, und zwar bei einer Frequenz, wo δ = t oder höher ist, aber es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der Grundmaterialsammelschiene und der Vierlagensammelschiene. Folglich ist erkennbar, dass die Vierlagensammelschiene keinen Effekt des Verringerns eines Wirbelstromverlusts auf Grund von hochfrequentem Strom aufweist.
Andererseits weist der Wert der Sammelschiene 1 gemäß dem ersten Beispiel deutlich einen wesentlichen geringeren Wert verglichen mit der Grundmaterialsammelschiene und der Vierlagensammelschiene in einer Region auf, wo die Skin-Tiefe δ 1/2 bis 1/10 der Gesamtdicke t der Sammelschiene ist (weist niedrigen Widerstand auf). Was die Obergrenze dieses Effekts betrifft, so ist die Skin-Tiefe δ gleich der oder kleiner als die Dicke der Streifenleiter 11 und 12, welche die Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bilden (hier 0,15 mm t), und zwar in einer Region, wo die Skin-Tiefe δ deutlich geringer als 1/10 der Gesamtdicke t der Sammelschiene ist. Zu diesem Zeitpunkt tritt ein Skin-Effekt höherer Ordnung innerhalb des Strukturleiters auf und es wird vorhergesagt, dass die Effekte der Verringerung von Wirbelstromverlusts auf Grund von hochfrequentem Strom etwas abnehmen werden. Es ist jedoch anzumerken, dass bei Frequenzbereichen von MHz und darüber das Vorbereiten von Messbedingungen (das Eliminieren von Parasitärkapazität L und Parasitärkapazität C) und das Gewährleisten von Präzision mit einem normalen LCR-Messgerät schwierig ist, so dass eine Messung schwierig ist. Man ist der Ansicht, dass die Verschlechterung der Effekte der Verringerung von Wirbelstromverlusts auf Grund von hochfrequentem Strom ungefähr sein wird, wo die Skin-Tiefe δ 1/10 der Gesamtdicke t der Sammelschiene in dem in 14 gezeigten Graphen gemäß dieser Messung auf Grund dieser Messtechnologie sein wird. Dementsprechend ist man der Ansicht, dass in der Praxis die Effekte der Verringerung von Wirbelstromverlusts auf Grund von hochfrequentem Strom beibehalten werden und obwohl es eine gewisse Verschlechterung geben wird, diese weniger ausgeprägt sein sollte.
(Zweites Beispiel)
Ein zweites Beispiel der Sammelschiene 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wurde einer AC-Widerstandsanalyse und einer Stromdichteverteilungsanalyse unterzogen. Die Ergebnisse daraus werden im Folgenden detailliert mit Bezug auf 15 bis 18 beschrieben.
Die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel wurde durch die folgenden Vorgänge hergestellt. Zunächst wurden Streifenleiter 11 und 12 mit einer Dicke von 0,3 mm in Spiralform mit einem Spalt von 0,4 mm zwischen sich gewickelt. Somit wurden ein erster leitfähiger Draht 21 und ein zweiter leitfähiger Draht 22 von 1,0 mm t Dicke × 19 mm W Breite gebildet. Der Spalt zwischen den Streifenleitern 11 und 12 bedeutet einen Spalt zwischen den gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Flächen bzw. Oberflächen an der Innenseite der gewickelten Streifenleiter 11 und 12, d. h. einen Innenraum in dem ersten leitfähigen Draht 21 und dem zweiten leitfähigen Draht 22. Der zweite leitfähige Draht 22 wurde in Spiralform in der entgegengesetzten Richtung zu dem ersten leitfähigen Draht 21 gewickelt. Als nächstes wurden der erste leitfähige Draht 21 und der zweite leitfähige Draht 22 in engen Kontakt mit einem Spalt von 0,3 mm zwischen sich gebracht, und somit wurde ein geschichteter bzw. laminierter leitfähiger Draht bzw. leitfähiger Verbunddraht 20 von 2,3 mm t Dicke × 19 mm W Breite hergestellt. Der leitfähige Verbunddraht 20 wurde dann auf eine Tiefe von 15 mm durch Kupferanschlussteile 30 von 6 mm t Dicke × 19 mm W Breite × 30 mm L Länge abgeknipst, wodurch die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel hergestellt wurde. Die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel wurde so hergestellt, dass die Gesamtlänge 334 mm betrug.
Zudem wurde eine Voll- bzw. Grundmaterialsammelschiene ebenfalls einem AC-Widerstand und einer Frequenzabhängig auf die gleiche Weise ausgesetzt wie die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel, um sie mit der Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel zu vergleichen. Die Grundmaterialsammelschiene wurde wie folgt hergestellt. Zunächst wurde ein leitfähiger Draht von 1,2 mm t Dicke × 19 mm W Breite × 304 mm L Gesamtlänge so hergestellt, dass er den gleichen Querschnitt aufwies wie die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel. Als nächstes wurde der leitfähige Draht auf eine Tiefe von 15 mm durch Kupferanschlussteile 30 von 6 mm t Dicke × 19 mm W Breite × 30 mm L Länge abgeknipst, wodurch die Grundmaterialsammelschiene hergestellt wurde. Die Grundmaterialsammelschiene wurde so hergestellt, dass die Gesamtlänge 334 mm betrug, gleich der Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel.
Zudem wurde eine Vierlagensammelschiene ebenfalls einem AC-Widerstand und einer Frequenzabhängig auf die gleiche Weise ausgesetzt wie die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel, um sie mit der Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel zu vergleichen. Die Vierlagensammelschiene wurde wie folgt hergestellt. Zunächst wurden vier rechteckige Drähte von 0,3 mm t Dicke × 19 mm W Breite (die gleiche Breite wie die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel) und einer Gesamtlänge von 304 mm L (die gleiche Gesamtlänge wie die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel) Seite an Seite integriert. Als nächstes wurde auf die gleiche Weise wie bei der Sammelschiene 1 der Spalt zwischen angrenzenden bzw. benachbarten rechteckigen Drähte an der äußersten und einer an der inneren Seite auf 0,4 mm t festgelegt, und der Spalt zwischen den rechteckigen Drähten an der inneren Seite wurde auf 0,3 mm t festgelegt, so dass die Dicke 2,3 mm t betrug. Die vier rechteckigen Drähte wurden auf eine Tiefe von 15 mm durch Kupferanschlussteile 30 von 6 mm t Dicke × 19 mm W Breite × 30 mm L Länge abgeknipst, wodurch die Vierlagensammelschiene hergestellt wurde. Die Vierlagensammelschiene wurde so hergestellt, dass die Gesamtlänge 334 mm betrug, gleich der Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel.
Zudem wurde eine dünne Vierlagensammelschiene ebenfalls einem AC-Widerstand und einer Frequenzabhängig auf die gleiche Weise ausgesetzt wie die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel, um sie mit der Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel zu vergleichen. Die Vierlagensammelschiene wurde durch Festlegen der Spalte zwischen den rechteckigen Drähten bei der oben beschriebenen Vierlagensammelschiene auf 0,1 mm t und Anbringen der Anschlussteile 30 hergestellt.
(AC-Widerstandsanalyse)
Die Frequenzabhängigkeit des AC-Widerstands wurde für die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel, die Grundmaterialsammelschiene, die Vierlagensammelschiene und die dünne Vierlagensammelschiene analysiert. 15 und 16 zeigen die Ergebnisse. 15 zeigt die Ergebnisse des Messens der Frequenzabhängigkeit des AC-Widerstands Rs durch magnetostatische Analyse gemäß der 3D-Randelementmethode bezüglich einer Sammelschiene. 16 ist ein Graph, der die AC-Widerstand ACR-Frequenz-Eigenschaften nahe Skin-Tiefe vergrößert zeigt, in dem Graph in 15 gezeigt. 15 und 16 bezeichnen die Messergebnisse der Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel als „vorliegende Ausführungsform”, die Messergebnisse der Grundmaterialsammelschiene als „Grund”, die Messergebnisse der Vierlagensammelschiene als „4-Lagen” und die Messergebnisse der dünnen Vierlagensammelschiene als „dünne 4-Lagen”.
Aus 15 ist ersichtlich, dass der AC-Widerstand Rs der Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel einen niedrigeren Wert verglichen mit der Grundmaterialsammelschiene aufweist. Zudem ist der AC-Widerstand Rs der dünnen Vierlagensammelschiene, wo die Spalte zwischen den rechteckigen Drähten kleiner sind als die Dicke der rechteckigen Drähte, ungefähr der gleiche Pegel bzw. das gleiche Niveau wie die Grundmaterialsammelschiene, und zwar verglichen mit der Vierlagensammelschiene, wo die Spalte zwischen den rechteckigen Drähten größer sind als die Dicke der rechteckigen Drähte. Basierend auf den obigen Analyseergebnissen wurde bestätigt, dass durch Verringern der Spalte zwischen den rechteckigen Drähten, d. h. indem die Spalte zwischen den rechteckigen Drähten kleiner gemacht werden als die Dicke der rechteckigen Drähte, es den Effekt des Unterbindens eines Anstiegs der inneren Induktivität gab. Basierend auf den Ergebnissen dieser Analyse, wobei der Spalt des ersten leitfähigen Drahts 21 und des zweiten leitfähigen Drahts 22 δt ist und die Dicke der Streifenleiter 11 und 12 Tt ist, kann vorausgesagt werden, dass der Effekt des Unterbindens eines Anstiegs der inneren Induktivität durch Festlegen des Verhältnisses von δt zu Tt auf δt/Tt erzielt werden kann.
Die Sammelschiene 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weist einen kleinen Wert für den AC-Wiederstand ACR verglichen mit der Grundmaterialsammelschiene und der Vierlagensammelschiene und der dünnen Vierlagensammelschiene in der Region auf, wo die Skin-Tiefe δ 1/2 bis 1/10 ist, wie es in 16 gezeigt ist. Es wurde somit anhand dieser Analyseergebnisse bestätigt, dass die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel einen Wirbelstromverlust auf Grund von hochfrequentem Strom verringert.
(Stromdichtenverteilungsanalyse)
Die Stromdichtenverteilung wurde analysiert, als hochfrequenter Strom von 30 MHz durch die Sammelschiene 1 gemäß dem oben beschriebenen zweiten Beispiel und die Grundmaterialsammelschiene floss. Die Ergebnisse davon sind in 17 und 18 gezeigt. 17 zeigt die Stromdichtenverteilung der Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel. 18 zeigt die Stromdichtenverteilung der Grundmaterialsammelschiene
Aus 17 und 18 ist ersichtlich, dass die Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel eine breitere und durchschnittlichere Verteilung der Stromdichte an der Oberfläche des Leiters im Vergleich zu der Grundmaterialsammelschiene aufweist. Dies liegt daran, dass der hochfrequente Strom von 30 MHz an der Innenseite des leitfähigen Verbunddrahts 20 auch bei der Sammelschiene 1 gemäß dem zweiten Beispiel fließt, so dass der effektive Querschnittsbereich breiter ist, und die Oberflächenstromdichte gesunken ist.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-286995 , eingereicht am 28. Dezember 2012, deren Inhalt hierin unter Bezugnahme aufgenommen ist.
Bezugszeichenliste

1: Sammelschiene
2: Sammelschienenmodul
11: Streifenleiter
12: Streifenleiter
20: geschichteter bzw. laminierter leitender Draht bzw. leitfähiger Verbunddraht
21: erster leitfähiger Draht (zwei leitfähige Drähte)
21a: erstes leitendes gewickeltes Glied (zwei leitende gewickelte Glieder)
22: zweiter leitfähiger Draht (zwei leitfähige Drähte)
22a: zweites leitendes gewickeltes Glied (zwei leitende gewickelte Glieder)
30: Anschlussteil

Claims

Sammelschiene, die zur elektrischen Verbindung verwendet wird, umfassend: einen leitfähigen Verbunddraht, wo zwei oder mehr leitfähige Drähte, konfiguriert durch einen oder eine Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, der in Spiralform gewickelt wurde, um in einer Breitenrichtung des Streifenleiters angrenzend bzw. benachbart zu sein, in einer Flachplattenform konfiguriert sind, so dass gegenüberliegende Oberflächen eines gewickelten Inneren in der Nähe oder in engem Kontakt sind, Seite an Seite in einer Längsrichtung von jedem angeordnet sind und überlagert und geschichtet sind, so dass eine äußere Oberfläche von jedem in der Breitenrichtung einander zugewandt sind; und Anschlussteile, die an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts angeordnet sind und an die beiden leitfähigen Drähte gebondet sind.
Sammelschiene nach Anspruch 1, wobei die beiden leitfähigen Drähte enthalten einen ersten leitfähigen Draht, wo ein oder eine Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in Spiralform gewickelt sind, um in einer Breitenrichtung des Streifenleiters angrenzend zu sein, und in einer Flachplattenform konfiguriert sind, so dass gegenüberliegende Oberflächen eines gewickelten Inneren in der Nähe oder in engem Kontakt sind, und einen zweiten leitfähigen Draht, wo ein oder eine Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in Spiralform gewickelt sind, und zwar in einer entgegengesetzten Richtung zu dem ersten leitfähigen Draht, um in einer Breitenrichtung des Streifenleiters angrenzend zu sein, und in einer Flachplattenform konfiguriert sind, so dass gegenüberliegende Oberflächen eines gewickelten Inneren in der Nähe oder in engem Kontakt sind.
Sammelschiene nach Anspruch 1, wobei die Anzahl an Streifenleitern, die jeden der leitfähigen Drähte bilden, gleich ist, und die Breite der Streifenleiter, die jeden der leitfähigen Drähte bilden, gleich ist.
Sammelschiene nach Anspruch 3, wobei die Anzahl an Streifenleitern, die jeden der beiden leitfähigen Drähte bilden, Zwei beträgt.
Sammelschiene nach Anspruch 1, wobei ein Aspektverhältnis von Dicke des leitfähigen Verbunddrahts zu der Breite davon 1 oder kleiner ist.
Sammelschiene nach Anspruch 1, wobei wenn die Breite des leitfähigen Verbunddrahts W ist, die Dicke des leitfähigen Verbunddrahts 20 T ist, die Breite der Streifenleiter 11 und 12 ω ist und die Hälfte der Spiralsteigung der Streifenleiter λ ist, eine Kombination der Größenverhältnisse T/W und λ/W hinsichtlich der Skin-Tiefe δ = (ρ/πfμ)^1/2 aus bzw. von der Frequenz f des Stroms, den die Sammelschiene leitet, und des Widerstands ρ und der magnetischen Permeabilität μ der Streifenleiter den folgenden Ausdruck (1) erfüllt. [Math 1]
Sammelschiene nach Anspruch 2, wobei wenn ein Spalt zwischen dem ersten leitfähigen Draht und dem zweiten leitfähigen Draht δt ist und die Dicke der Streifenleiter Tt ist, das Größenverhältnis derart ist, dass das Verhältnis δt/Tt von δt zu Tt 1 oder kleiner ist.
Sammelschiene nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene zur elektrischen Verbindung verwendet wird, um pulsbreitenmodulierten Strom zu leiten.
Sammelschiene nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene zur elektrischen Verbindung zwischen einem Elektromotor und einem Inverter bzw. Wechselrichter verwendet wird.
Sammelschienenmodul, das durch integrales Montieren von Sammelschienen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet ist, die in einer vorbestimmten Form gebildet sind, und zwar in engem Kontakt angeordnet, so dass Oberflächen davon in der Breitenrichtung einander zugewandt sind.
Sammelschienenherstellungsverfahren zum Herstellen einer Sammelschiene, die zur elektrischen Verbindung verwendet wird, umfassend: einen Leitfähiger-Draht-Wickelprozess des Wickelns eines oder einer Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in eine Spiralform, so dass die Streifenleiter angrenzend in der Breitenrichtung der Streifenleiter angeordnet sind, um zwei leitende gewickelte Glieder zu konfigurieren; einen Leitfähiger-Draht-Abflachungsprozess des Ausbildens der beiden leitenden gewickelten Glieder in Plattenformen durch Abflachungsverarbeitung, um die beiden leitfähigen Drähte zu konfigurieren; einen Schichtungs- bzw. Laminierprozess des Anordnens der beiden leitfähigen Drähte Seite an Seite in der Längsrichtung und des Schichtens bzw. Laminierens durch Überlagern der beiden leitfähigen Drähte, wobei die Oberfläche von jedem in der Breitenrichtung einander zugewandt sind, um einen leitfähigen Verbunddraht zu konfigurieren; und einen Anschlussteil-Bondingprozess des Anordnens von Anschlussteilen zur elektrischen Verbindung an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts und des Bondens an die beiden leitfähigen Drähte.
Sammelschienenherstellungsverfahren nach Anspruch 11, wobei der Leitfähiger-Draht-Wickelprozess beinhaltet: einen ersten Leitfähiger-Draht-Wickelprozess des Wickelns eines oder einer Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in Spiralform, so dass die Streifenleiter in der Breitenrichtung der Streifenleiter angrenzend angeordnet sind, um ein erstes leitendes gewickeltes Glied zu konfigurieren, und einen zweiten Leitfähiger-Draht-Wickelprozess des Wickelns eines oder einer Mehrzahl von Streifenleitern, die mit einem Isolierfilm bedeckt sind, in Spiralform entgegengesetzt zu der Richtung des ersten leitenden gewickelten Glieds, so dass die Streifenleiter in der Breitenrichtung der Streifenleiter angrenzend angeordnet sind, um ein zweites leitendes gewickeltes Glied zu konfigurieren, wobei in dem Leitfähiger-Draht-Abflachungsprozess das erste leitende gewickelte Glied durch Abflachungsverarbeitung in eine Plattenform gebildet wird, um einen ersten leitfähigen Draht zu konfigurieren, und das zweite leitende gewickelte Glied durch Abflachungsverarbeitung in eine Plattenform gebildet wird, um einen zweiten leitfähigen Draht zu konfigurieren, wobei in dem Schichtungs- bzw. Laminierprozess der erste leitfähige Draht und der zweite leitfähige Draht Seite an Seite in der Längsrichtung angeordnet werden und durch Überlagern des ersten leitfähigen Drahts und des zweiten leitfähigen Drahts laminiert bzw. geschichtet werden, wobei die Oberfläche von jedem in der Breitenrichtung einander zugewandt sind, um einen leitfähigen Verbunddraht zu konfigurieren, und wobei in dem Anschlussteil-Bondingprozess Anschlussteile zur elektrischen Verbindung an beiden Enden des leitfähigen Verbunddrahts angeordnet werden und an den ersten leitfähigen Draht und den zweiten leitfähigen Draht gebondet werden.