DE112015005047T5

DE112015005047T5 - Stator einer elektrischen Drehmaschine

Info

Publication number: DE112015005047T5
Application number: DE112015005047.7T
Authority: DE
Inventors: Akito Akimoto; Masayuki Takiguchi; Atsuo Ishizuka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2017-08-17
Also published as: JP2016092997A; US10530201B2; WO2016072480A1; US20170324286A1; JP6369293B2

Abstract

Ein Stator (20) hat einen Statorkern (30) mit einer Vielzahl an Schlitzen (31), die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und eine Statorspule (40), die ausgebildet ist durch ein wellenartig erfolgendes Wickeln von fortlaufenden Wicklungsdrähten (50) an dem Statorkern (30). Jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte (50) hat an einem Schlitz anzuordnende Abschnitte (51), die in den Schlitzen (31) aufgenommen sind, und Wendeabschnitte (52), von denen jeder an der Außenseite der Schlitze (31) ein Paar der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte (51) verbindet. Die Statorspule (40) ist ausgebildet durch ein spiralartig erfolgendes Rollen eines bandförmigen Wicklungsdrahtbündels (60), das ausgebildet ist durch Bündeln der fortlaufenden Wicklungsdrähte (50) zu einer zylindrischen Form. In dem Wicklungsdrahtbündel (60) sind die fortlaufenden Wicklungsdrähte (50) an einer Vielzahl an Orten umgestellt. Darüber hinaus ist in einem Bereich, an dem sich die fortlaufenden Wicklungsdrähte (50) in der Umfangsrichtung des Statorkerns (30) um eine vollständige Windung erstrecken, zumindest ein Intervall zwischen benachbarten Transpositionsorten in dem Wicklungsdrahtbündel (60) größer als oder gleich wie die Umfangslänge von einem Wendeabschnitt (52).

Description

QUERVERWEIS ZU ZUGEHÖRIGER ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung ist auf die am 6. November 2014 angemeldete japanische Patentanmeldung JP 2014-225923 gegründet und nimmt deren Priorität in Anspruch, wobei der Inhalt dieser Anmeldung hierbei in seiner Gesamtheit in diese Anmeldung aufgenommen ist und darauf Bezug genommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Statoren von elektrischen Drehmaschinen, die beispielsweise in Motorfahrzeugen als Elektromotoren und elektrische Generatoren verwendet werden.
HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
Es sind Statoren von elektrischen Drehmaschinen bekannt, die im Allgemeinen einen Statorkern und eine Statorspule haben. Der Statorkern hat eine Vielzahl an Schlitzen, die in seiner Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Statorspule ist ausgebildet durch ein wellenartiges Wickeln einer Vielzahl an fortlaufenden Wicklungsdrähten an dem Statorkern. Jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte hat eine Vielzahl von im Schlitz befindlichen Abschnitten, die in den Schlitzen aufgenommen sind, und eine Vielzahl an Wendeabschnitten, von denen jeder an der Außenseite der Schlitze ein Paar der im Schlitz befindlichen Abschnitte verbindet.
Die fortlaufenden Wicklungsdrähte sind so ausgebildet, dass sie ausreichend lang so sind, dass sie sich um den Statorkern in der Umfangsrichtung erstrecken. Es sind zwei Muster zum Anordnen der im Schlitz befindlichen Abschnitte der fortlaufenden Wicklungsdrähte bekannt. Das erste Muster ist ein Muster (geflochtene Spulenart), bei dem die im Schlitz befindlichen Abschnitte abwechselnd bei zwei verschiedenen Lagen in benachbarten Schlitzen angeordnet sind, wie dies in Patentdokument 1 offenbart ist. Das zweite Muster ist ein Muster (Überlappungsspulenart) bei dem die im Schlitz befindlichen Abschnitte an der gleichen Lage in benachbarten Schlitzen angeordnet sind, wie dies in Patentdokument 2 offenbart ist.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
Patentdokumente

Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2002 176752 A
Patentdokument 2: U.S. Patent US 6 882 077 B2

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
In der Vergangenheit hat die Anwendung von Statoren für hohe Stromstärken zugenommen und die Querschnittsflächen von Leitern der fortlaufenden Wicklungsdrähte hat sich vergrößert. Daher wird während der Herstellung einer Statorspule, wenn die fortlaufenden Wicklungsdrähte plastisch verformt werden, je dichter die Statorspule ist, der Zusammenbau umso schwieriger. Demgemäß ist nach dem Ausbilden der fortlaufenden Wicklungsdrähte zum Stabilisieren der Form der fortlaufenden Wicklungsdrähte und zum Erschweren, dass die fortlaufenden Wicklungsdrähte plastisch verformt werden, es erforderlich, die fortlaufenden Wicklungsdrähte zu bündeln. In dem Fall der geflochtenen Spulenart, bei dem die im Schlitz befindlichen Abschnitte der fortlaufenden Wicklungsdrähte abwechselnd bei zwei verschiedenen Lagen in benachbarten Schlitzen angeordnet sind, wie dies in Patentdokument 1 offenbart ist, ist es während des Flechtens der fortlaufenden Wicklungsdrähte leicht, dass eine Spannung an den fortlaufenden Wicklungsdrähten einwirkt, und somit werden die fortlaufenden Wicklungsdrähte mit Leichtigkeit plastisch verformt. Darüber hinaus würde, wenn dicke fortlaufende Wicklungsdrähte angewendet werden würden, mehr Zeit für die Herstellung der Statorspule benötigt werden. Daher ist bislang keine geflochtene Spule unter Verwendung von dicken fortlaufenden Wicklungsdrähten verwirklicht worden.
Im Vergleich ist es in dem Fall der Überlappungsspulenart, bei den die im Schlitz befindlichen Abschnitte der fortlaufenden Wicklungsdrähte an der gleichen Lage in benachbarten Schlitzen angeordnet sind, wie dies in Patentdokument 2 offenbart ist, möglich, die Statorspule in einer kurzen Zeitspanne herzustellen. Jedoch ist es während der Anordnung der langen kontinuierlichen Wicklungsdrähte in einem übereinander angeordneten Zustand leicht, dass die Form der fortlaufenden Wicklungsdrähte unstabil wird, und somit gelangen die fortlaufenden Wicklungsdrähte leicht voneinander weg. Daher wird ein Werkzeug benötigt, um die übereinander angeordneten fortlaufenden Wicklungsdrähte zu fixieren, was somit die Handhabung der fortlaufenden Wicklungsdrähte kompliziert gestaltet.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend dargelegten Umstände gemacht worden. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stator einer elektrischen Drehmaschine zu schaffen, der dazu in der Lage ist, eine Stabilität von fortlaufenden Wicklungsdrähte zu sichern und zu erschweren, dass die fortlaufenden Wicklungsdrähte während der Herstellung einer Statorspule plastisch verformt werden, die aus den fortlaufenden Wicklungsdrähten ausgebildet wird, wodurch die Herstellung der Statorspule erleichtert werden soll.
Lösung der Probleme
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die die vorstehend dargelegten Probleme löst, ist ein Stator einer elektrischen Drehmaschine geschaffen worden. Der Stator hat:
einen Statorkern (30) mit einer Vielzahl an Schlitzen (31), die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind; und
eine Statorspule (40), die ausgebildet ist durch wellenartiges Wickeln einer Vielzahl an fortlaufenden Wicklungsdrähten (50) an dem Statorkern, wobei jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte eine Vielzahl an in einem Schlitz anzuordnenden Abschnitten (51), die in den Schlitzen aufgenommen sind, und eine Vielzahl an Wendeabschnitten (52) hat, von denen jeder an der Außenseite der Schlitze ein Paar der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte verbindet,
wobei
die Statorspule ausgebildet ist durch Ausbilden eines bandförmigen Wicklungsdrahtbündels (60) durch Bündeln der Vielzahl an fortlaufenden Wicklungsdrähten zu einem vorbestimmten Zustand, und Formen des Wicklungsdrahtbündels zu einer zylindrischen Form durch ein spiralartig erfolgendes Rollen des Wicklungsdrahtbündels,
in dem Wicklungsdrahtbündel die fortlaufenden Wicklungsdrähte an einer Vielzahl an Orten umgestellt sind, und
in einem Bereich, an dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns um eine vollständige Windung erstrecken, zumindest ein Intervall zwischen benachbarten Transpositionsorten in dem Wicklungsdrahtbündel größer ist als oder gleich ist wie eine Umfangslänge von einem Wendeabschnitt.
Bei dem vorstehend dargelegten Aufbau sind die fortlaufenden Wicklungsdrähte an der Vielzahl an Orten in dem Wicklungsdrahtbündel umgestellt das heißt vertauscht (Transposition). Hierbei ist mit „die fortlaufenden Wicklungsdrähte sind umgestellt” gemeint, dass die „radialen Positionen der fortlaufenden Wicklungsdrähte miteinander vertauscht sind”. Daher kann während der Herstellung der Statorspule das Wicklungsdrahtbündel stabil gehalten werden, und somit wird es für das Wicklungsdrahtbündel schwierig, weg zu gelangen. Folglich wird die Handhabung des Wicklungsdrahtbündels leicht. Darüber hinaus ist in dem Bereich, bei dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns um eine vollständige Wendung erstrecken, zumindest ein Interwall zwischen benachbarten Transpositionsorten in dem Wicklungsdrahtbündel größer als oder gleich wie die Umfangslänge von einem Wendeabschnitt. Folglich wird es während der Herstellung der Statorspule für eine Spannung schwierig, an den fortlaufenden Wicklungsdrähten einzuwirken, und somit wird es den fortlaufenden Wicklungsdrähten erschwert, dass sie plastisch verformt werden. Als ein Ergebnis wird die Zusammenbaubarkeit der Statorspule verbessert, und somit wird eine leichte Herstellung der Statorspule möglich.
Die nach den Elementen und Teilen in diesem Abschnitt und in den Ansprüchen aufgezeigten Bezugszeichen repräsentieren lediglich die Entsprechung zu den spezifischen Elementen und Teilen, die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben sind, und beschränken den jeweiligen Anspruch nicht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Stators einer elektrischen Drehmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
2 zeigt eine Seitenansicht des Stator der elektrischen Drehmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 zeigt eine Draufsicht auf den Stator der elektrischen Drehmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer axialen Richtung des Stators der elektrischen Drehmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
5 zeigt eine Draufsicht auf ein Kernsegment gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Statorspule gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
7 zeigt eine Vorderansicht eines fortlaufenden Wicklungsdrahtes zum Ausbilden der Statorspule gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
8 zeigt eine Vorderansicht eines Teils des Stators der elektrischen Drehmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
9 zeigt eine Vorderansicht eines Teils des Stators der elektrischen Drehmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Stators der elektrischen Drehmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
11 zeigt eine Vorderansicht eines Teils des Stators der elektrischen Drehmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Stators der elektrischen Drehmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
13 zeigt eine erläuternde Darstellung des Aufbaus von zweiten Klammerabschnitten, die an beiden Seiten eines im Schlitz anzuordnenden Abschnittes vorgesehen sind, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
14 zeigt eine erläuternde Darstellung des Aufbaus eines zweiten Klammerabschnittes, der lediglich an einer Seite eines im Schlitz anzuordnenden Abschnittes vorgesehen ist, gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel.
15 zeigt eine erläuternde Darstellung des Zustandes von zweiten Klammerabschnitten, die in einem fortlaufenden Wicklungsdraht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind.
16 zeigt eine erläuternde Darstellung des Zustandes der zweiten Klammerabschnitte, die in einem Wicklungsdrahtbündel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind.
17 zeigt eine erläuternde Darstellung einer Kombination von Biegerichtungen von zweiten Klammerabschnitten, die an beiden Seiten von dem Schlitz anzuordnenden Abschnitten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind.
18 zeigt eine erläuternde Darstellung einer anderen Kombination an Biegerichtungen von zweiten Klammerabschnitten, die an beiden Seiten von dem Schlitz anzuordnenden Abschnitten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind.
19 zeigt eine erläuternde Darstellung eines Wicklungsdrahtbündels, das erlangt wird durch Flechten eines fortlaufenden Wicklungsdrahtes und eines anderen fortlaufenden Wicklungsdrahtes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
20 zeigt eine erläuternde Darstellung eines Wicklungsdrahtbündels, das erlangt wird durch Flechten eines Bündels aus zwei fortlaufenden Wicklungsdrähten und einem fortlaufendem Wicklungsdraht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
21 zeigt eine erläuternde Darstellung eines Wicklungsdrahtbündels, das erlangt wird durch Flechten eines Bündels aus drei fortlaufenden Wicklungsdrähten und einem anderen Bündel aus drei fortlaufenden Wicklungsdrähten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
22 zeigt eine erläuternde Darstellung eines Wicklungsdrahtbündels, das erlangt wird durch Flechten eines Bündels aus sechs fortlaufenden Wicklungsdrähten und eines anderen Bündels aus sechs fortlaufenden Wicklungsdrähten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
23 zeigt eine erläuternde Darstellung eines Flechtortes beim Flechten eines Bündels aus sechs fortlaufenden Wicklungsdrähten und eines anderen Bündels aus sechs fortlaufenden Wicklungsdrähten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
24 zeigt von einer Seite eines Spulenendteils aus gesehen eine Draufsicht auf einen fortlaufenden Wicklungsdraht, der von der zylindrisch geformten Statorspule gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel herausgezogen ist.
25 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf einen Abschnitt K aus 24 in einer Vergrößerung.
26 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnittes K aus 24 in einer Vergrößerung.
27 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes des Stators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Vergrößerung.
28 zeigt eine erläuternde Darstellung des Falls, bei dem ein Bündel aus sechs Wicklungsdrähten und ein anderes Bündel aus sechs Wicklungsdrähten an zwei Flechtorten (Flechten bei 4,5 Erhebungen) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel geflochten werden.
29 zeigt eine erläuternde Darstellung des Falls, bei dem ein Bündel aus sechs Wicklungsdrähten und ein anderes Bündel aus sechs Wicklungsdrähten unter Verwendung eines 2-Orte-Flechtens in Kombination mit einem 1-Erhebung-Einführen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel geflochten werden.
30 zeigt eine erläuternde Darstellung deines Zustandes, bei dem ein Bündel aus sechs Wicklungsdrähten und ein anderes Bündel aus sechs Wicklungsdrähten an vier Flechtorten (Flechten mit 1,5 Erhebungen) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel geflochten werden.
31 zeigt eine Seitenansicht einer Kühlflüssigkeit, die aus einer Düse einer Kühlvorrichtung auf beide Wicklungsendteile des Statorkerns gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel tropft.
32 zeigt eine Vorderansicht der Kühlflüssigkeit, die aus der Düse der Kühlvorrichtung auf einen der Spulenendteile der Statorspule gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel tropft.
33 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes aus 32 in einer Vergrößerung.
34 zeigt erläuternde Darstellungen (a) bis (c) die jeweils drei Muster mit verschiedenen Biegerichtungen von zweiten Klammerabschnitten zeigen, bei denen Wendeabschnitte erste Klammerabschnitte haben, die zu einer Seite geneigt sind.
35 zeigt erläuternde Darstellungen (a) bis (c), die jeweils drei Muster mit verschiedenen Biegerichtungen von zweiten Klammerabschnitten zeigen, bei denen Wendeabschnitte erste Klammerabschnitte haben, die zu der anderen Seite geneigt sind.
36 zeigt eine erläuternde Darstellung eines Verfahrens zum Ausbilden von Wicklungsdrahtbündeln in einer ersten und zweiten Abwandlung.
37 zeigt eine erläuternde schematische Darstellung von Wicklungsdrahtbündeln gemäß der ersten Abwandlung.
38 zeigt eine erläuternde schematische Darstellung von Wicklungsdrahtbündeln gemäß der zweiten Abwandlung.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Ein Stator 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird beispielsweise in einem Motor-Generator angewendet, der als ein Elektromotor und als ein elektrischer Generator in einem Motorfahrzeug (elektrisches Fahrzeug) fungiert. Ein (nicht gezeigter) Rotor ist an einer Innenumfangsseite des Stators 20 drehbar aufgenommen. In einem Außenumfangsabschnitt des Rotors sind eine Vielzahl an Permanentmagneten so eingebettet, dass sie unter vorbestimmten Intervallen in einer Umfangsrichtung beabstandet sind. Durch die Permanentmagnete sind eine Vielzahl an Magnetpolen ausgebildet, deren Polaritäten in der Umfangsrichtung abwechselnd unterschiedlich sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Magnetpole auf 16 festgelegt (8 Nordpole und 8 Südpole).
Wie dies in den 1 bis 4 gezeigt ist, hat der Stator 20 einen ringartigen Statorkern 30, der aus einer Vielzahl an Kernsegmenten 32 gebildet ist, und eine Statorspule 40 mit drei Phasen (Phase U, Phase V und Phase W), die aus einer Vielzahl (im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind es 12) an fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 gebildet ist, die an dem Statorkern 30 wellenartig gewunden sind. Der Statorkern 30 ist ausgebildet, in dem die Vielzahl (im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind es 48) an Kernsegmenten 32 (sh. 5), die in der Umfangsrichtung geteilt sind, zu der ringartigen Form zusammengebaut sind. Der Statorkern 30 hat eine Vielzahl an Schlitzen 31, die in der Umfangsrichtung seines Innenumfangs angeordnet sind. Die Vielzahl an Kernsegmenten 32, die zu der ringartigen Form zusammengebaut sind, sind durch einen Außenzylinder 37 fixiert gehalten, der an seinen Außenumfängen pressgepasst ist.
Der Statorkern 30 hat einen ringartigen Rückseitenkernabschnitt 33, der an der Außenumfangsseite angeordnet ist, und eine Vielzahl (im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind es 96) an Zähnen 34, die jeweils von dem Rückseitenkernabschnitt 33 radial nach innen vorragen und unter vorstimmten Intervallen in der Umfangsrichtung beabstandet sind. Folglich ist zwischen jedem in Umfangsrichtung einander zugewandten Paar an Seitenflächen 34a von benachbarten Zähnen 34 ein Schlitz 31 ausgebildet, der an dem Innenumfang des Statorkerns 30 offen ist und sich in der axialen Richtung erstreckt. Darüber hinaus ist jeder Schlitz 31 so ausgebildet, dass seine Tiefenrichtung mit einer radialen Richtung übereinstimmt. In Bezug auf die Anzahl der Magnetpole des Rotors (d. h. 16) ist die Anzahl der Schlitze 31, die in dem Statorkern 30 ausgebildet sind, gleich 2 (d. h. die Schlitzmultiplizierzahl ist gleich 2) pro Phase des Statorkerns 40. Demgemäß ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Gesamtanzahl an Schlitzen 31 gleich 96, was aus 16 × 3 × 2 = 96 herrührt.
Jedes der Kernsegmente 32, die den Statorkern 30 bilden, ist ausgebildet, indem eine Vielzahl an magnetischen Stahlblechen in der axialen Richtung laminiert sind; wobei die magnetischen Stahlflächen durch Pressstanzen zu einer vorbestimmten Form ausgebildet sind. Zwischen jeweils benachbarten zwei magnetischen Stahlblechen ist ein Isolationsfilm angeordnet. Außerdem kann jedes der Kernsegmente 32 auch aus herkömmlich bekannten Stahlblechen und Isolationsfilmen anstelle des Laminats aus magnetischen Stahlblechen ausgebildet sein.
Wie dies in 6 gezeigt ist, ist die Statorspule 40 ausgebildet durch: Ausbilden eines bandförmigen Wicklungsdrahtbündels 60 (sh. 11) durch Bündeln einer Vielzahl (im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind es 12) an fortlaufenden Wicklungsdrähten 50, die zu einer vorbestimmten Wellenform geformt sind, zu einem vorbestimmten Zustand; und dann spiralartig erfolgendes Rollen des Wicklungsdrahtbündels 60 zu einer zylindrischen Form.
Wie dies in 7 gezeigt ist, ist jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50, die Statorspule 40 bilden, zu einer langen Wellenform ausgebildet. Jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 hat eine Vielzahl an im Schlitz anzuordnenden Abschnitten 51 und eine Vielzahl an Wendeabschnitten 52. Die im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 sind entlang einer Längsrichtung des fortlaufenden Wicklungsdrahtes 50 parallel angeordnet und in den Schlitzen 31 des Statorkerns 30 aufgenommen. Die Wendeabschnitte 52 ragen außerhalb von den Schlitzen 31 vor und verbinden jeweils entsprechende Enden von benachbarten im Schlitz anzuordnenden Abschnitten 51. Jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 ist aus einem flachen Draht ausgebildet, der einen elektrischen Leiter und eine Isolationsbeschichtung hat. Der elektrische Leiter ist aus einem Material mit einem hohen elektrischen Leitvermögen ausgebildet, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium und hat einen rechtwinkligen Querschnitt. Die Isolationsbeschichtung bedeckt den Außenumfang des elektrischen Leiters.
Jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 hat an einem Spitzenabschnitt von jedem der Wendeabschnitte 52 einen ersten Klammerabschnitt 53, der das Paar an im Schlitz anzuordnenden Abschnitten 51 radial lagenverändert, die jeweils mit den beiden Enden des Wendeabschnittes 52 verbunden sind; wobei der Spitzenabschnitt an der Mitte des Wendeabschnittes 52 und von einer axialen Endseite 30a (sh. 2) des Statorkerns 30 axial nach außen am weitesten entfernt ist. Der Betrag der radialen Positionsänderung durch den ersten Klammerabschnitt 53 ist so festgelegt, dass er im Wesentlichen gleich der radialen Breite von jedem fortlaufenden Wicklungsdraht 50 ist. Somit sind die als Paar vorgesehenen im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51, die jeweils mit den beiden Enden des Wendeabschnittes 52 verbunden sind, in verschiedenen Lagen in den jeweiligen Schlitzen 31 aufgenommen; wobei die zwei verschiedenen Lagen voneinander um eine Lage radial versetzt sind.
Wie dies in 8 gezeigt ist, ist jeder der ersten Klammerabschnitte 53 relativ zu einer Referenzlinie L1 zu der Umfangsrichtung hin geneigt (schräg); wobei die Referenzlinie L1 sich von einer Mittelachse O (sh. 3) des Statorkerns 30 radial erstreckt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die ersten Klammerabschnitte 53 zwei Arten an ersten Klammerabschnitten 53a und 53b, die verschiedene Neigungsrichtungen relativ zu den jeweiligen Referenzlinien L1 zu der Umfangsrichtung haben. Genauer gesagt ist jeder der ersten Klammerabschnitte 53a relativ zu der Referenzlinie L1 zu einer Umfangsseite (Richtung des Uhrzeigersinns) um einen Winkel θ1 schräg gestellt (geneigt). Im Gegensatz dazu ist jeder der ersten Klammerabschnitte 53b relativ zu der Referenzlinie L1 zu der anderen Umfangsseite (Richtung des Gegenuhrzeigersinns) um einen Winkel θ2 schräg (geneigt). Außerdem sind beide Winkel θ1 und θ2 spitze Winkel.
Die ersten Klammerabschnitte 53a sind in der Umfangsrichtung so unregelmäßig angeordnet, dass einige der ersten Klammerabschnitte 53a einzeln angeordnet sind, während die restlichen ersten Klammerabschnitte 53a in Gruppen angeordnet sind. Die ersten Klammerabschnitte 53b sind ebenfalls in der Umfangsrichtung so unregelmäßig angeordnet, dass einige der ersten Klammerabschnitte 53b einzeln angeordnet sind, während die restlichen ersten Klammerabschnitte 53b in Gruppen angeordnet sind. Darüber hinaus ist eine Vielzahl an Orten vorhanden, an denen die ersten Klammerabschnitte 53a abwechselnd mit den ersten Klammerabschnitten 53b in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Beispielsweise ist in den 9 und 10 ein Ort gezeigt, an dem sechs erste Klammerabschnitte 53b (lagenwechselnde Abschnitte), die jeweils in sechs der zwölf fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 vorgesehen sind, fortlaufend in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Andererseits ist in den 11 und 12 ein Ort gezeigt, an dem die ersten Klammerabschnitte 53b (lagenwechselnde Positionen), die an dem ersten und siebten der zwölf fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 vorgesehen sind, einzeln in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Außerdem können die Neigungswinkel θ1 und θ2 der ersten Klammerabschnitte 53a und 53b jeweils eine Vielzahl an Werten haben.
Darüber hinaus hat, wie dies in 7 gezeigt ist, jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 an Fußabschnitten der Wendeabschnitte 52, die jeweils mit den Enden der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 in der Erstreckungsrichtung verbunden sind, zweite Klammerabschnitte 54, die radial gebogen sind. Die zweiten Klammerabschnitte 54 sind an beiden Seiten von jedem der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 vorgesehen. Jene zweiten Klammerabschnitte 54, die radial von den jeweiligen Enden der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 nach außen gebogen sind, sind in Kombination mit jenen zweiten Klammerabschnitten 54 vorgesehen, die von den jeweiligen Enden der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 radial nach innen gebogen sind. Wie dies in 13 gezeigt ist, ist der Betrag A1 der radialen Biegung von jedem der zweiten Klammerabschnitte 54 so festgelegt, dass er die Hälfte (C1/2) der radialen Breite C1 von jedem der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 beträgt, und somit konstant ist. Darüber hinaus ist der Betrag A1 der radialen Biegung von jedem der zweiten Klammerabschnitte 54 so festgelegt, dass er die Hälfte des Betrages der radialen Positionsänderung durch jeweils die ersten Klammerabschnitte 53 beträgt.
Wie bei einem ersten in 14 gezeigten Vergleichsbeispiel ist in dem Fall, bei dem der zweite Klammerabschnitt 154 lediglich an einer Seite eines im Schlitz anzuordnenden Abschnittes 151 vorgesehen ist, der Betrag A2 der radialen Biegung des zweiten Klammerabschnittes 154 so festgelegt, dass er gleich der radialen Breite C2 (gleich wie C1) des im Schlitz anzuordnenden Abschnittes 151 ist. Im Vergleich dazu wird es im vorliegenden Ausführungsbeispiel, in dem die zweiten Klammerabschnitte 54 an beiden Seiten von jedem der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 in der Erstreckungsrichtung vorgesehen sind, möglich, den Betrag A1 der radialen Biegung von jedem der zweiten Klammerabschnitte 54 auf die Hälfte (C1/2) der radialen Breite C1 von jedem der in dem Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 festzulegen.
Darüber hinaus ist die Erstreckungsrichtungslänge B1 von jedem der zweiten Klammerabschnitte 54 im vorliegenden Ausführungsbeispiel so festgelegt, dass sie die Hälfte (B2/2) der Erstreckungsrichtungslänge B2 des zweiten Klammerabschnittes 154 bei dem ersten Vergleichsbeispiel beträgt. Des Weiteren ist die radiale Breite D1 von jedem der zweiten Klammerabschnitte 54 im vorliegenden Ausführungsbeispiel so festgelegt, dass sie größer als die radiale Breite D2 des zweiten Klammerabschnittes 154 in dem ersten Vergleichsbeispiel ist. Das heißt die Querschnittsfläche von jedem der zweiten Klammerabschnitte 54 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist größer als die Querschnittsfläche des zweiten Klammerabschnittes 154 in dem ersten Vergleichsbeispiel. Folglich wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verringerung der Querschnittsfläche von jedem der zweiten Klammerabschnitte 54 minimiert, wodurch eine Zunahme beim elektrischen Widerstand unterdrückt wird.
Darüber hinaus hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie dies in 15 gezeigt ist, jeder der Wendeabschnitte 52 an seinen beiden Enden gebogene R-Abschnitte 55, die in Umfangsrichtung so gebogen sind, dass sie gekrümmt sind. Jeder der zweiten Klammerabschnitte 54 ist so vorgesehen, dass er mit einem der gebogenen R-Abschnitte 55 teilweise überlappt. Folglich ist die Vorragehöhe h der Wendeabschnitte 52, die von den jeweiligen axialen Endseiten 30a des Statorkerns 30 vorragen, so unterdrückt, dass sie gering ist. Außerdem ist, wie dies in 16 gezeigt ist, jeder der gebogenen R-Abschnitte 55, die an den Wendeabschnitten 52 vorgesehen sind, so positioniert, dass er mit den benachbarten anderen gebogenen R-Abschnitten 55 nicht in Beeinträchtigung gelangt (d. h. nicht stört). Daher ergibt sich, obwohl jeder der zweiten Klammerabschnitte 54 so vorgesehen ist, dass er teilweise mit einem der gebogenen R-Abschnitte 55 überlappt, keine Beeinträchtigung zwischen den zweiten Klammerabschnitten 54.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es, wie dies in den 17 und 18 gezeigt ist, vier Muster an Kombinationen der Biegerichtungen der zweiten Klammerabschnitte 54, die an beiden Seiten der in dem Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 vorgesehen sind. Genauer gesagt sind in 17 die Biegerichtungen der zweiten Klammerabschnitte 54, die an beiden Seiten von einem im Schlitz anzuordnenden Abschnitt 51a vorgesehen sind (nach innen, nach innen), während die Biegerichtungen der zweiten Klammerabschnitte 54, die an beiden Seiten des anderen im Schlitz anzuordnenden Abschnittes 51b vorgesehen sind (nach außen, nach innen) sind. Darüber hinaus sind in 18 die Biegerichtungen der zweiten Klammerabschnitte 54, die an beiden Seiten von einem im Schlitz anzuordnenden Abschnitt 51c vorgesehen sind (nach innen, nach außen), während die Biegerichtungen der zweiten Klammerabschnitte 54, die an beiden Seiten des anderen im Schlitz anzuordnenden Abschnittes 51d vorgesehen sind (nach außen, nach außen) sind.
In der vorstehend dargelegten Erläuterung ist mit „nach innen” die Biegerichtung für den Fall gemeint, bei dem die zweiten Klammerabschnitte 54 von den jeweiligen Enden der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 radial nach innen gebogen sind; wobei „nach außen” die Biegerichtung in dem Fall bezeichnet, bei dem die zweiten Klammerabschnitte 54 von den jeweiligen Enden der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 radial nach außen gebogen sind. Darüber hinaus gibt es in dem Fall, bei dem die Biegerichtung der zweiten Klammerabschnitte 54 „nach außen” ist, ausgebildete Vertiefungen 56 zwischen den zweiten Klammerabschnitten 54 und den jeweiligen axialen Endseiten 30a des Statorkerns 30 (sh. die 4 und 31). Außerdem sind in dem fortlaufenden Wicklungsdraht 50, wie dies in den 17 und 18 gezeigt ist, die ersten Klammerabschnitte 53b in den oberen Wendeabschnitten 52 vorgesehen, während die ersten Klammerabschnitte 53a an den unteren Wendeabschnitten 52 vorgesehen sind; wobei jedoch in dem Fall, bei dem die Neigungsrichtungen der ersten Klammerabschnitte 53, die an den Wendeabschnitten 52 vorgesehen sind, umgekehrt sind, wobei die vorstehend beschriebenen vier Muster immer noch angewendet sind.
Wie dies in den 19 bis 22 gezeigt ist, ist das Wicklungsdrahtbündel 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels so ausgebildet, dass die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 zu einem vorbestimmten Zustand gebündelt sind. Zunächst werden, wie dies in 19 gezeigt ist, ein fortlaufender Wicklungsdraht 50A und ein anderen fortlaufender Wicklungsdraht 50B zu einem Zustand gebündelt, bei dem sie an einer Vielzahl an Orten umgruppiert, d. h. vertauscht (Transposition) sind (d. h. ihre Positionen sind ausgetauscht), wodurch ein Wicklungsdrahtbündel 60A ausgebildet wird, das aus den beiden fortlaufenden Wicklungsdrähten 50A und 50B gebildet ist.
In dem Wicklungsdrahtbündel 60A sind die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A und 50B so geflochten, dass sie bei Intervallen von 2,5 Erhebungen (Rippen) vertauscht, d. h. umgestellt sind (Transposition). Das heißt in dem Fall des gewöhnlichen fortlaufenden Flechtens würden die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A und 50B so geflochten werden, dass sie bei Intervallen von 0,5 Erhebungen umgestellt, d. h. vertauscht sind (Transposition). Im Vergleich dazu sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A und 50B unter Auslassung von zwei Erhebungen (die Umfangslänge von zwei Wendeabschnitten 52) geflochten. Folglich sind in dem Bereich, bei dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um eine vollständige Wendung erstrecken, sämtliche der Intervalle zwischen benachbarten Transpositionsorten gleich wie 2,5 Erhebungen (d. h. größer als oder gleich wie die Umfangslänge von einem Wendeabschnitt 52).
Außerdem repräsentieren 2,5 Erhebungen den Bereich, der der Umfangslänge von 2,5 Wendeabschnitten 52 von jedem fortlaufenden Wicklungsdraht 50 entspricht, der an beiden Seiten der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 in der Erstreckungsrichtung angeordnet ist. Darüber hinaus repräsentieren in dem Fall des Wicklungsdrahtbündels 60, das durch Bündeln der Vielzahl an fortlaufenden Wicklungen 50 ausgebildet wird, 2,5 Erhebungen den Bereich, der der Umfangslänge von 2,5 Wendeabschnittsgruppen entspricht, die an beiden Seiten der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 in der Erstreckungsrichtung anzuordnen sind; wobei jede Wendeabschnittsgruppe aus einer Vielzahl an Wendeabschnitten 52 besteht, die miteinander gebündelt sind.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Verflechten der beiden kontinuierlichen Wicklungsdrähte 50A und 50B wie folgt ausgeführt. Zunächst werden die beiden fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A und 50B so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind und voneinander um zwei Schlitzabstände in der Längsrichtung versetzt sind (die Richtung ihrer Mittelachsen). Danach werden, indem ein Ende von jedem von ihnen in der Längsrichtung fixiert wird, die beiden fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A und 50B relativ zueinander so umgedreht, dass jeder von ihnen um die Mittelachse des anderen umläuft. Genauer gesagt werden die beiden fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A und 50B verflochten, indem sie dazu gebracht werden, dass sie bei jedem Relativumlauf von 180° bei Intervallen von 2,5 Erhebungen und in dem Zustand zusammen kommen, bei dem sie relativ zueinander an der oberen und unteren Seite in 19 umgestellt sind (Transposition). Folglich werden die beiden fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A und 50B zu dem Zustand gebündelt, bei dem sie voneinander um zwei Schlitzabstände in der Längsrichtung versetzt sind, wodurch das Wicklungsdrahtbündel 60A ausgebildet wird.
Außerdem ist jeder Transpositionsort zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50A und 50B zwischen benachbarten Wendeabschnitten 52 der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A und 50B vorhanden. Darüber hinaus sind Transpositionsorte zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50A und 50B an beiden Seiten der in dem Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A und 50B in der Erstreckungsrichtung vorhanden.
Als nächstes werden, wie dies in 20 gezeigt ist, ein Wicklungsdrahtbündel 60A und ein fortlaufender Wicklungsdraht 50C zu einem Zustand gebündelt, bei dem sie an einer Vielzahl an Orten umgestellt (vertauscht) sind (Transposition), wodurch ein Wicklungsdrahtbündel 60B ausgebildet wird, der aus den drei fortlaufenden Wicklungsdrähten 50A bis 50C besteht. Das Wicklungsdrahtbündel 60B wird wie das Wicklungsdrahtbündel 60A so verflochten, dass die drei fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A bis 50C bei Intervallen von 2,5 Erhebungen umgestellt sind (Transposition). Genauer gesagt wird das Verflechten des Wicklungsdrahtbündels 60A und des fortlaufenden Wicklungsdrahtes 50C so ausgeführt, dass der fortlaufende Wicklungsdraht 50C an der Mittelposition in der Versetzrichtung zwischen den beiden fortlaufenden Wicklungsdrähten 50A und 50B, die das Wicklungsdrahtbündel 60A bilden, in der gleichen Weise angeordnet wird, wie dies vorstehend beschrieben ist. Folglich werden die drei fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A bis 50C in einem Zustand gebündelt, bei dem sie voneinander um einen Schlitzabstand in der Längsrichtung versetzt sind.
Als nächstes werden, wie dies in 21 gezeigt ist, eine erstes Wicklungsdrahtbündel 60B1 und ein zweites Wicklungsdrahtbündel 60B2 zu einem Zustand gebündelt, bei dem sie an einer Vielzahl an Orten umgestellt, d. h. ausgetauscht sind (Transposition), wodurch ein Wicklungsdrahtbündel 60C ausgebildet wird, das aus sechs fortlaufenden Wicklungsdrähten 50A bis 50C besteht. Das Wicklungsdrahtbündel 60C wird so verflochten, dass die sechs fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A bis 50C bei Intervallen von 2,5 Erhebungen umgestellt oder vertauscht sind (Transposition). Genauer gesagt wird das Verflechten des ersten und zweiten Wicklungsdrahtbündels 60B1 und 60B2 in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben ausgeführt, wobei das erste und zweite Wicklungsdrahtbündel 60B1 und 60B2 voneinander um drei Schlitzabstände in der Längsrichtung versetzt sind. Folglich werden die sechs fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A bis 50C, die das erste und das zweite Wicklungsdrahtbündel 60B1 und 60B2 bilden, zu einem Zustand gebündelt, bei dem sie voneinander um einen Schlitzabstand in der Längsrichtung versetzt sind.
Danach werden, wie dies in 22 gezeigt ist, ein erstes Wicklungsdrahtbündel 60C1 und ein zweites Wicklungsdrahtbündel 60C2 zu einem Zustand gebündelt, bei dem sie an einer Vielzahl an Orten umgestellt, d. h. vertauscht sind (Transposition), wodurch ein Wicklungsdrahtbündel 60D ausgebildet wird, das aus zwölf fortlaufenden Wicklungsdrähten 50A bis 50C besteht. Das Wicklungsdrahtbündel 60D wird, indem das erste und zweite Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 voneinander um sechs Schlitzabstände in der Längsrichtung versetzt sind, in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben so verflochten, dass das erste und zweite Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 bei Intervallen von 2,5 Erhebungen umgestellt, d. h. vertauscht sind (Transposition).
In diesem Fall ist, wie dies in 23 gezeigt ist, jeder Transpositionsort zwischen dem ersten und zweiten Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 zwischen benachbarten zwei Wendeabschnittsgruppen des ersten und zweiten Wicklungsdrahtbündels 60C1 und 60C2 vorhanden (anhand von Pfeilen gezeigte Orte). Folglich werden die zwölf fortlaufenden Wicklungsdrähte 50A bis 50C, die das erste und zweite Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 bilden, zu einem Zustand gebündelt, bei dem sie voneinander um einen Schlitzabstand in der Längsrichtung versetzt sind.
Außerdem sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Transpositionsorte zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 bei Intervallen von 2,5 Erhebungen festgelegt, wie dies vorstehend beschrieben ist. Daher sind in dem Bereich, bei dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um eine vollständige Windung erstrecken, sämtliche Intervalle zwischen benachbarten Transpositionsorten gleich wie 2,5 Erhebungen (d. h. größer als oder gleich wie die Umfangslänge von einem Wendeabschnitt 52). Folglich wird das Wicklungsdrahtbündel 60 nicht zu einem dichten Zustand wie in dem Fall des gewöhnlichen Flechtens geflochten, bei dem die Intervalle gleich wie 0,5 Erhebungen sind, sondern zu einem lockeren Zustand geflochten. Folglich ist es während des Bündelns der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 für die Spannung schwierig, an den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 einzuwirken, und somit ist es den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 erschwert, dass sie plastische verformt werden. Als ein Ergebnis wird es möglich, den Prozess zum Bündeln der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 zu erleichtern und den anschließenden Prozess zum Zusammenbauen des Statorkerns 30 und der Statorspule 40 zu erleichtern.
Die Statorspule 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird ausgebildet, indem das bandförmige Wicklungsdrahtbündel 60D, das durch Bündeln der zwölf fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 wie vorstehend beschrieben erhalten wird, drei Windungen zu der zylindrischen Form spiralartig gerollt wird (sh. 6). Außerdem ist in den 24 bis 26 einer der zwölf fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 gezeigt, der von der zylindrisch geformten Statorspule 40 herausgezogen ist. In den 24 bis 26 ist mit 50e ein Endabschnitt des fortlaufenden Wicklungsdrahtes 50 an einem Ende von ihm bezeichnet, während mit 50f ein Endabschnitt des fortlaufenden Wicklungsdrahtes 50 an seinem anderen Ende bezeichnet ist. Die Statorspule 40 ist aus Windungen mit drei Phasen gebildet, die sternartig an ihren jeweiligen Enden verbunden sind; wobei jede der Phasenwindungen aus zwei parallelen Windungen besteht, die parallel zueinander verbunden sind. Außerdem ist jede der parallelen Windungen aus zwei der zwölf fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 gebildet; wobei die beiden fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 in Reihe miteinander verbunden sind.
Die Statorspule 40 und der Statorkern werden wie folgt zusammengebaut. Die Zähne 34 von jedem der Kernsegmente 32 werden in die zylindrisch geformte Statorspule 40 von der Außenumfangsseite eingeführt; wobei somit sämtliche Kernsegmente 32 zu der ringartigen Form entlang der Statorspule 40 zusammengebaut werden. Dann wird der zylindrische Außenzylinder 37 auf die Außenumfänge der Kernsegmente 32 beispielsweise durch Presspassen oder Schrumpfpassen gesetzt. Folglich wird, wie dies in den 1 bis 4 gezeigt ist, die Statorspule 40 an dem Statorkern 30 so angebaut, dass die vorbestimmten in dem Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 von jedem der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 in den vorbestimmten Schlitzen 31 des Statorkerns 30 aufgenommen sind.
In diesem Fall sind für jeden der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 die in dem Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 des fortlaufenden Wicklungsdrahtes 50 in jeder vorbestimmten Anzahl (3 (Phasen) × 2 (Doppelschlitz) = 6 im vorliegenden Ausführungsbeispiel) der Schlitze 31 aufgenommen. Darüber hinaus sind in jedem der Schlitze 31 eine vorbestimmte Anzahl (im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind es 6) der in dem Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 so angeordnet, dass sie in einer Reihe radial ausgerichtet sind. Darüber hinaus ragen die Wendeabschnitte 52 der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50, die benachbarte im Schlitz anzuordnende Abschnitte 51 verbinden, von jeweiligen der beiden axialen Endseiten 30a des Statorkerns 30 vor. Folglich gibt es an beiden axialen Enden der Statorspule 40 ringartige Spulenendteile (Wicklungsendteile) 41 und 42, die jeweils aus den vorragenden Wendeabschnitten 52 gebildet sind (sh. die 1 bis 4).
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind an den Fußabschnitten der Wendeabschnitte 52, die jeweils mit den Enden der in dem Schlitz anzuordnenden Abschnitte 52 verbunden sind, die zweiten Klammerabschnitte 54 vorgesehen; wobei der Betrag 1A der radialen Biegung der zweiten Klammerabschnitte 54 so festgelegt ist, dass er die Hälfte der radialen Breite C1 der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 beträgt. Daher ist, wie dies in 27 gezeigt ist, der Innendurchmesser der Spulenendteile 41 und 42 geringer als der Innendurchmesser der in dem Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 um die radiale Breite C1 der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51; wobei der Außendurchmesser der Spulenendteile 41 und 42 um die radiale Breite C1 der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 größer ist als der Außendurchmesser der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, sind in dem Stator der elektrischen Drehmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 an einer Vielzahl an Orten in dem Wicklungsdrahtbündel 60 verschoben (Transposition). Daher kann während der Herstellung der Statorspule 40 das Wicklungsdrahtbündel 60 stabil gehalten werden, und somit ist es für das Wicklungsdrahtbündel 60 schwierig, weg zu gelangen. Folglich wird die Handhabung des Wicklungsdrahtbündels 60 leicht. Darüber hinaus sind in dem Bereich, an dem sich die fortlaufenden Wicklungsdrähte 60 in der Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um eine vollständige Windung erstrecken, sämtliche Interwalle zwischen benachbarten Transpositionsorten in dem Wicklungsdrahtbündel 60 gleich zu 2,5 Erhebungen. Das heißt zumindest ein Interwall zwischen benachbarten Transpositionsorten ist größer als oder gleich wie die Umfangslänge von einem Wendeabschnitt 52. Folglich wird es während der Herstellung der Statorspule 60 schwierig für die Spannung, an den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 einzuwirken, und somit wird es für die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 schwierig, plastisch verformt zu werden. Als ein Ergebnis wird die Zusammenbaubarkeit der Statorspule 40 verbessert, und somit wird es möglich, die Statorspule 40 mit Leichtigkeit herzustellen.
Darüber hinaus werden bei dem Wicklungsdrahtbündel 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 gebündelt, indem sie geflochten werden. Daher sind die Transpositionsorte zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 an beiden Seiten der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 in der Erstreckungsrichtung der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte 51 vorhanden. Folglich kann das Wicklungsdrahtbündel 60 stabiler gehalten werden, und somit wird es für das Wicklungsdrahtbündel 60 noch schwieriger, weg zu gelangen. Als ein Ergebnis wird die Handhabung des Wicklungsdrahtbündels 60 einfacher.
Darüber hinaus ist die Anzahl an Transpositionsorten zwischen jedem Paar an fortlaufenden Wicklungsdrähten 50, die das Wicklungsdrahtbündel 60 bilden, größer als oder gleich wie 2 in dem Bereich, an dem sich die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 in der Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um eine vollständige Windung erstrecken. Folglich kann das Wicklungsdrahtbündel 60 stabiler gehalten werden, und somit wird es für das Wicklungsdrahtbündel 60 nach schwieriger, weg zu gelangen. Als ein Ergebnis wird die Handhabung des Wicklungsdrahtbündels 60 einfacher.
Darüber hinaus ist jeder der Transpositionsorte zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50, die das Wicklungsdrahtbündel 60 bilden, zwischen benachbarten zwei Wendeabschnitten 52 der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 vorhanden. Daher ist es möglich, in einfacher und leichter Weise das Wicklungsdrahtbündel 60 mit den vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekten auszubilden.
Außerdem ist bei dem Flechten gemäß dem vorstehend erläutertem Ausführungsbeispiel die Anzahl an Transpositionsorten zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 gleich wie 3 (ein Flechten bei 2,5 Erhebungen) in dem Bereich, bei dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um eine vorständige Windung erstrecken. Um das Wicklungsdrahtbündel 60 noch besser zu stabilisieren und es daher noch schwieriger zu machen, dass das Wicklungsdrahtbündel weg gelangt, wird vorzugsweise die Anzahl der Transpositionsorte so festgelegt, dass sie größer als oder gleich wie zwei ist. 28 zeigt ein Beispiel, bei dem beim Ausbilden eines Wicklungsdrahtbündels 60D durch Flechten eines ersten und zweiten Wicklungsdrahtbündels 60C1 und 60C2 jedes von ihnen durch ein Bündeln von sechs fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 ausgebildet wird, wobei die Anzahl an Transpositionsorten auf zwei (Flechten bei 4,5 Erhebungen) in dem Bereich festgelegt ist, bei dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um eine vollständige Windung erstrecken. Außerdem ist in den 20 bis 30 jeder Transpositionsort zwischen dem ersten und zweiten Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 durch ein Paar aus weißen und grauen Pfeilen gezeigt, die in der vertikalen Richtung zueinander entgegensetzt sind.
Darüber hinaus zeigt 29 ein Beispiel, bei dem beim Ausbilden eines Wicklungsdrahtbündels 60D durch Flechten eines ersten und zweiten Wicklungsdrahtbündels 60C1 und 60C2 jedes von ihnen durch Bündeln von sechs fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 ausgebildet wird, wobei ein 2-Orte-Flechten (Flechten bei 4,5 Erhebungen) verwendet ist in Kombination mit einem 1-Erhebung-Einführen in dem Bereich, bei dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um eine vollständige Windung erstrecken. Hierbei ist mit 1-Erhebung-Einführen das Einführen von einer Erhebung (eine Wendeabschnittgruppe, die aus sechs Wendeabschnitten 52 besteht, die miteinander gebündelt sind) des zweiten Wicklungsdrahtbündels 60C2 in eine Erhebung (eine Wendeabschnittsgruppe, die aus sechs Wendeabschnitten 52 besteht, die miteinander gebündelt sind) des ersten Wicklungsdrahtbündels 60C1 bezeichnet. In diesem Fall sind das erste und zweite Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 an beiden Seiten des Einführabschnittes so verschoben das heißt umgruppiert (Transposition), dass die Transpositionsrichtungen zueinander entgegensetzt sind.
Darüber hinaus zeigt 30 ein Beispiel, bei dem beim Ausbilden eines Wicklungsdrahtbündels 60D durch Flechten eines erste und zweiten Wicklungsdrahtbündels 60C1 und 60C2 jedes von ihnen durch Bündeln von sechs fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 ausgebildet wird, wobei die Anzahl an Transpositionsorten auf 4 (Flechten bei 1,5 Erhebungen) in dem Bereich festgelegt ist, bei dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um eine vollständige Windung erstrecken.
Außerdem ist es bei dem Flechten, je mehr Transpositionsorte zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 sind, umso einfacher, dass eine plastische Verformung der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 auftritt. Im Gegensatz dazu ist es, je weniger Transpositionsorte zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 vorhanden sind, umso einfacher für das Wicklungsdrahtbündel 60, weg zu gelangen. Daher kann die Anzahl an Transpositionsorten zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 geeignet festgelegt werden unter Berücksichtigung eines Gleichgewichts zwischen den vorstehend erläuterten Faktoren.
Darüber hinaus sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Vertiefungen 56 zwischen den zweiten Klammerabschnitten 54 und den jeweiligen axialen Endseiten 30a des Statorkerns 30 ausgebildet. Des Weiteren sind, wie dies in 32 gezeigt ist, in den Spulenendteilen 41 und 42 der Statorspule 40 Bereiche, an denen die ersten Klammerabschnitte 53a vorgesehen sind, in der Umfangsrichtung abwechselnd zu Bereichen angeordnet, an denen die ersten Klammerabschnitte 53b vorgesehen sind. Daher kann, wenn der Stator 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels bei einer elektrischen Drehmaschine angewendet wird, die eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Stators 20 mit einer Kühlflüssigkeit hat, ein günstiger Kühleffekt erzielt werden.
Genauer gesagt ist, wie dies in den 31 und 32 gezeigt ist, die elektrische Drehmaschine mit der Kühlvorrichtung so angeordnet, dass die Achse des Stators 20 in einer horizontalen Richtung ausgerichtet ist. An der oberen Seite des Stators 20 ist eine Düse 70 angeordnet zum Abgeben der Kühlflüssigkeit auf obere Abschnitte von beiden Spulenendteilen 41 und 42 der Statorspule 40. In diesem Fall ist, wie dies in 33 gezeigt ist, jedes der Spulenendteile 41 und 42 der Statorspule 40 so angeordnet, dass an einer obersten Fläche einer axial äußeren Endfläche des Spulenendteils eine Vielzahl an ersten Klammerabschnitten 53a von einer Umfangsmitte zu einer Umfangsseite (Richtung im Gegenuhrzeigersinn) angeordnet sind, während eine Vielzahl an ersten Klammerabschnitten 53b von der Umfangsmitte zu der anderen Umfangsseite (Richtung des Uhrzeigersinns) angeordnet sind.
Folglich fließt die Kühlflüssigkeit, die von der Düse 70 auf den oberen Abschnitt von jedem der Spulenendteile 41 und 42 abgegeben wird, zu beiden Umfangsseiten durch die ersten Klammerabschnitte 53a und 53b. In diesem Fall sind in den Spulenendteilen 41 und 42 jene Bereiche, an denen die ersten Klammerabschnitte 53a vorgesehen sind, in der Umfangsrichtung abwechselnd mit jenen Bereichen angeordnet, an denen die ersten Klammerabschnitte 53b vorgesehen sind. Daher fließt die Kühlflüssigkeit, die durch die ersten Klammerabschnitte 53a und 53b fließt, so, dass sie ihre Fließrichtung ändert. Folglich wird es für die Kühlflüssigkeit leicht, über einen breiten Bereich in den Spulenendteilen 41 und 42 zu fließen; und die Verweilzeit der Kühlflüssigkeit in den Spulenendteilen 41 und 42 wird erhöht. Darüber hinaus ist es für die Kühlflüssigkeit, die in die Vertiefungen 56 geflossen ist, die zwischen den zweiten Klammerabschnitten 54 und den jeweiligen axialen Endseiten 30a des Statorkerns 30 ausgebildet sind, leicht, in den Vertiefungen 56 eine lange Zeitspanne lang zu bleiben. Durch die vorstehend dargelegten Faktoren ist es möglich, einen günstigen Kühleffekt zu erzielen.
Andere Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und kann in verschiedenen Weisen abgewandelt werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise umfassen in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die ersten Klammerabschnitte 53, die an den Mitten der Wendeabschnitte 52 der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 vorgesehen sind, die zwei Arten der ersten Klammerabschnitte 53a (sh. 34) und der ersten Klammerabschnitte 53b (sh. 35) mit verschiedenen Neigungsrichtungen relativ zu den jeweiligen Referenzlinien L1 zu der Umfangsrichtung. Darüber hinaus gibt es drei Kombinationen der Biegerichtungen des Paares aus zweiten Klammerabschnitten 54, die jeweils an den beiden Fußabschnitten von jedem der Wendeabschnitte 52 der fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 vorgesehen sind, das heißt eine erste Kombination, bei der beide Biegerichtungen radial nach innen gerichtet sind (sh. 34(b) und 35(c)), eine zweite Kombination, bei der beide Biegerichtungen radial nach außen gerichtet sind (sh. 34(c) und 35(b)), und eine dritte Kombination, bei der die Biegerichtungen jeweils radial nach außen und radial nach innen gerichtet sind (sh. 34(a) und 35(a)). Folglich ist es, wie dies in den 34(a) bis (c) und in 35(a) bis (c) gezeigt ist, indem insgesamt sechs Muster kombiniert sind, die erhalten werden durch Kombinieren der beiden Neigungsrichtungen der ersten Klammerabschnitte 53 und der drei Kombinationen der Biegerichtungen der zweiten Klammerabschnitte 54, möglich, in beliebiger Weise die Positionen und die Anzahl der Transpositionsorte festzulegen.
Darüber hinaus sind in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel im Hinblick auf die Transpositionsorte zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten 50 Beispiele aufgezeigt, bei denen die Anzahl der Transpositionsorte auf 2 (Flechten bei 4,5 Erhebungen), 3 (Flechten bei 2,5 Erhebungen) oder 4 (Flechten bei 1,5 Erhebungen) in dem Bereich festgelegt ist, bei dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte 50 sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns 30 um eine vollständige Windung erstrecken. Jedoch kann das Muster der Transpositionsorte in verschiedenen Weisen so wie beispielsweise bei der ersten und zweiten Abwandlung abgewandelt werden, die nachstehend beschrieben sind.
Außerdem ist in den 37 und 38, die sich auf die erste und zweite Abwandlung beziehen, jedes Wicklungsdrahtbündel 60C, das ausgebildet ist durch Bündeln von sechs fortlaufenden Wicklungsdrähten 50, so gezeigt, dass es eine Bandform hat, wie dies in 36 gezeigt ist. Darüber hinaus ist ein erstes Wicklungsdrahtbündel 60C1 in weiß gezeigt, während ein zweites Wicklungsdrahtbündel 60C2 in grau gezeigt ist. Darüber hinaus ist jeder Transpositionsort zwischen dem ersten und zweiten Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 durch ein Paar an Pfeilen gezeigt, die in der vertikalen Richtung zueinander entgegengesetzt sind.
Erste Abwandlung
In der ersten Abwandlung sind, wie dies in 37 gezeigt ist, das erste und zweite Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 in dem Zustand gebündelt, bei dem sie voneinander durch sechs Schlitzabstände in der Längsrichtung versetzt sind durch Anwendung von sowohl einem 1-Erhebung-Einführen und einem Flechten. In diesem Fall wird an dem linken Ende in 37 ein Erhebungsabschnitt des ersten Wicklungsdrahtbündels 60C1 in einen Erhebungsabschnitt des zweiten Wicklungsdrahtbündels 60C2 von der unteren Seite zu der oberen Seite eingeführt; und dann wird ein Erhebungsabschnitt des zweiten Wicklungsdrahtbündels 60C2 in einen Erhebungsabschnitt des ersten Wicklungsdrahtbündels 60C1 von der oberen Seite zu der unteren Seite eingeführt. Danach werden an einer Position, die um 0,5 Erhebungen entfernt ist, das erste und zweite Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 umgekehrt (Transposition), indem sie verflochten werden; wobei dann das vorstehend beschriebene 1-Erhebung-Einführen des ersten Wicklungsdrahtbündels 60C1 von der unteren Seite zu der oberen Seite und das 1-Erhebung-Einführen des zweiten Wicklungsdrahtbündel 60C2 von der oberen Seite zu der unteren Seite wiederholt werden. Außerdem sollte das linke Ende (sh. 37) des ersten Wicklungsdrahtbündels 60C1 der Transpositionsort an einer Seite des ersten 1-Erhebung-Einführens sein, jedoch ist es tatsächlich kein Transpositionsort, da das linke Ende ein offenes Ende ist.
Zweite Abwandlung
In der zweiten Abwandlung sind, wie dies in 38 gezeigt ist, das erste und zweite Wicklungsdrahtbündel 60C1 und 60C2 in dem Zustand gebündelt, bei dem sie voneinander um sechs Schlitzabstände in der Längsrichtung versetzt sind, indem ein 0,5-Erhebung-Flechten und 1,5-Erhebung-Flechten abwechselnd wiederholt werden. Außerdem sollte in diesem Fall wie bei der ersten Abwandlung das linke Ende (sh. 38) des ersten Wicklungsdrahtbündels 60C1 ein Transpositionsort des ersten Flechtens sein, jedoch ist es tatsächlich kein Transpositionsort, da das linke Ende ein offenes Ende ist.
Bezugszeichenliste

20: Stator
30: Statorkern
30a: Endseiten
31: Schlitze
40: Statorspule
41, 42: Spulenendteile
50, 50A–50C: fortlaufende Wicklungsdrähte
51: im Schlitz anzuordnende Abschnitte
52: Wendeabschnitte
53, 53a, 53b: erste Klammerabschnitte
60, 60A–60D: Wicklungsdrahtbündel
L1: Referenzlinie
O: Mittelachse des Statorkerns

Claims

Stator einer elektrischen Drehmaschine, wobei der Stator Folgendes aufweist: einen Statorkern (30) mit einer Vielzahl an Schlitzen (31), die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind; und eine Statorspule (40), die ausgebildet ist durch wellenartiges Wickeln einer Vielzahl an fortlaufenden Wicklungsdrähten (50) an dem Statorkern, wobei jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte eine Vielzahl an in einem Schlitz anzuordnenden Abschnitten (51), die in den Schlitzen aufgenommen sind, und eine Vielzahl an Wendeabschnitten (52) hat, von denen jeder an der Außenseite der Schlitze ein Paar der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte verbindet, wobei die Statorspule ausgebildet ist durch Ausbilden eines bandförmigen Wicklungsdrahtbündels (60) durch Bündeln der Vielzahl an fortlaufenden Wicklungsdrähten zu einem vorbestimmten Zustand, und Formen des Wicklungsdrahtbündels zu einer zylindrischen Form durch ein spiralartig erfolgendes Rollen des Wicklungsdrahtbündels, in dem Wicklungsdrahtbündel die fortlaufenden Wicklungsdrähte an einer Vielzahl an Orten umgestellt sind, und in einem Bereich, an dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns um eine vollständige Windung erstrecken, zumindest ein Intervall zwischen benachbarten Transpositionsorten in dem Wicklungsdrahtbündel größer ist als oder gleich ist wie eine Umfangslänge von einem Wendeabschnitt.
Stator einer elektrischen Drehmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Transpositionsorte zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten an beiden Seiten der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte der fortlaufenden Wicklungsdrähte in einer Erstreckungsrichtung der im Schlitz anzuordnenden Abschnitte vorhanden sind.
Stator einer elektrischen Drehmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Bereich, an dem die fortlaufenden Wicklungsdrähte sich in der Umfangsrichtung des Statorkerns um eine vollständige Windung erstrecken, die Anzahl der Transpositionsorte zwischen jedem Paar an fortlaufenden Wicklungsdrähten größer ist als oder gleich ist wie zwei.
Stator einer elektrischen Drehmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder der Transpositionsorte zwischen den fortlaufenden Wicklungsdrähten zwischen benachbarten zwei Wendeabschnitten der fortlaufenden Wicklungsdrähte vorhanden ist.
Stator einer elektrischen Drehmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder der fortlaufenden Wicklungsdrähte an einem Spitzenabschnitt von jedem der Wendeabschnitte einen Klammerabschnitt (53) hat, der relativ zu einer Referenzlinie (L1) zu der Umfangsrichtung des Statorkerns geneigt ist, wobei die Referenzlinie sich radial von einer Mittelachse (O) des Statorkerns erstreckt, wobei der Spitzenabschnitt sich am weitesten entfernt von dem Statorkern axial nach außen befindet, wobei die Klammerabschnitte, die in den Wendeabschnitten der fortlaufenden Wicklungsdrähte ausgebildet sind, Klammerabschnitte (53a) einer ersten Art und Klammerabschnitte (53b) einer zweiten Art aufweisen, wobei eine Neigungsrichtung der Klammerabschnitte der ersten Art relativ zu den jeweiligen Referenzlinien zu der Umfangsrichtung sich von einer Neigungsrichtung der Klammerabschnitte der zweiten Art relativ zu den jeweiligen Referenzlinien zu der Umfangsrichtung unterscheidet, und in Spulenendteilen (41, 42) der Statorspule, die axial nach außen jeweils von zwei axialen Endseiten (30a) des Statorkerns axial vorragen, Bereiche, an denen die Klammerabschnitte der ersten Art vorgesehen sind, in der Umfangsrichtung abwechselnd mit Bereichen angeordnet sind, an denen Klammerabschnitte der zweiten Art vorgesehen sind.