DE112016003902T5

DE112016003902T5 - Verfahren zur Herstellung eines Ankers und Anker

Info

Publication number: DE112016003902T5
Application number: DE112016003902.6T
Authority: DE
Inventors: Hironori TSUIKI; Akira Hashimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2018-05-24
Also published as: JP6351861B2; JPWO2017038570A1; CN107925321B; WO2017038570A1; US20180145553A1; US10693337B2; CN107925321A

Abstract

In einem Gerätevorbereitungsschritt (Schritt S11) wird eine Ringleiter-Haltevorrichtung vorbereitet, die einen Rückhalteführungsbereich aufweist, der aus zylinderförmig angeordneten Blättern mit dazwischenliegenden Lücken in Umfangsrichtung gebildet ist. In einem einfachen Anordnungsschritt (Schritt S12) wird ein Ringleiter eingesetzt und in zwei der Lücken über mehrere Blätter hinweg angeordnet. In einem Überlappungsanordnungsschritt (Schritt S13) wird der nächste Ringleiter so in die Lücken eingefügt, dass er den zuvor angeordneten Ringleiter teilweise überlappt. Im Folgenden wird der Schritt S13 wiederholt, so dass die in Schritt S13 angeordneten Ringleiter spiralförmig im Rückhalteführungsbereich angeordnet sind. In einem Zusammenbauschritt (Schritt S14) werden der Rückhalteführungsbereich, in dem die Ringleiter angeordnet sind und der Innenumfangsteil des Kernes aufeinander angepasst und die Positionen in Umfangsrichtung der Lücken und der Schlitze des Kernes in gegenseitige Übereinstimmung gebracht. In einem Einführungsschritt (Schritt S15) wird ein Schieber in das Innenumfangsteil des Rückhalteführungsbereichs eingesetzt, sodass die Ringleiter auf dem Schieber gefangen werden, so dass die Ringleiter in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs bewegt und in die Schlitze des Kernes eingelegt werden und so zu den Spulen werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Ankers und auf einen Anker.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren werden rotierende elektrische Maschinen, wie Elektromotoren und elektrische Generatoren gefordert, die klein, leistungsstark und qualitativ hochwertig sein müssen. Daher ist ein Anker mit Ankerwicklung und verteilter Wicklungsstruktur erforderlich, der Drehmomentpulsationen unterdrücken und Leistungssteigerungen ermöglichen kann. Des Weiteren steigt wegen des Anstiegs des Magnetpreises auch die Nachfrage nach rotierenden elektrischen Maschinen, die keine Magnete verwenden, und es ist ein Anker erforderlich, der eine Ankerwicklung des Typs verteilte Wicklung verwendet und einen höheren Wirkungsgrad hat.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine Wicklung eines konzentrierten Wicklungstyps durch Wickeln eines leitfähigen Drahtes um einen Zahn herum konfiguriert wird, während eine Ankerwicklung eines verteilten Wicklungstyps durch Wickeln eines leitfähigen Drahtes in Schlitze konfiguriert wird, die durch zwei oder mehr Schlitze voneinander getrennt sind.
Das heißt, die Wicklung wird so hergestellt, dass ein aus einem Schlitz herausführender leitfähiger Draht über zwei oder mehr aufeinanderfolgende Zähne in einen anderen Schlitz eingeführt wird.
Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Ankers mit einer Ankerwicklung vom Typ mit verteilter Wicklung wird der Anker mit Hilfe einer Vorrichtung, die als Inserter bezeichnet wird, in Serie hergestellt. Der mit einem solchen Verfahren hergestellte Anker hat eine Struktur, die konzentrische Wicklung genannt wird, in der Spulenenden konzentrisch angeordnet sind. In dieser Struktur nimmt die Behinderung zwischen den Spulenenden zu, was zu einer Vergrößerung des Ankers führt. Andererseits stören sich die Spulenenden in der Lap-Wicklung, die eine Art verteilte Wicklung ist und in der die Spulenenden in einer Spiralform angeordnet sind, weniger gegenseitig. Dadurch können die Spulenenden kleiner gemacht werden als bei einer konzentrischen Wicklung, und es kann eine Verkleinerung erreicht werden.
Aufgrund der Konfiguration ist es jedoch nicht möglich, die Montage aus einer Richtung durchzuführen, und deshalb ist es schwierig, eine Automatisierung zu erreichen. Dementsprechend wird eine Spulen-Haltevorrichtung als eine Ringleiter-Haltevorrichtung vorgeschlagen, bei der, wenn Ringleiter, die Spulen werden sollen, in der Spulen-Haltevorrichtung in einer Lap-Wicklungsform gehalten werden, eine Vielzahl von Ringleitern durch jeden von zwei Haupthaltebereichen gehalten werden, die beweglich sind und halbzylindrische Formen haben (die eine zylindrische Form haben können, wenn sie integriert sind), wobei die Haupthaltebereiche so verschoben werden, dass sie in eine zylindrische Form zusammengeführt werden, so dass die Ringleiter, die von den jeweiligen Haupthaltebereichen zurückgehalten werden, einander überlappen und dann die Ringleiter in Schlitze eines Kerns eingesetzt werden (siehe z.B. das Patentdokument 1).
In einem Spulen-Anordnungsverfahren in einem anderen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Ankers werden in einem Anordnungsschritt S mehrere Ringleiter so angeordnet, dass sie sich in einem schrägen Zustand in einem Spule-Halter mit mehreren, in zylindrischer Form angeordneten Blättern überlappen. Dieser Anordnungsschritt beinhaltet einen normalen Anordnungsschritt und einen speziellen Anordnungsschritt. Im normalen Anordnungsschritt werden normale Ringleiter sequentiell gemäß einer durch eine normale Anordnungsrichtung definierten Anordnungsreihenfolge eingefügt, solange ein Einfügungsvorgang möglich ist. Der normale Anordnungsschritt ist beendet, wenn der nächste Einfügungsvorgang nicht mehr möglich ist.
Dann wird der Rest der Ringleiter (Ringleiter, die nicht auf die gleiche Weise wie die andere normalen Ringleiter eingesetzt werden können) als spezifische Ringleiter in dem nachfolgenden Schritt der Sonderanordnung angeordnet. In dem Schritt der Sonderanordnung wird jeder der Vielzahl von spezifischen Ringleitern gegenüber dem normalen Ringleiter, der in dem normalen Anordnungsschritt angeordnet ist, in die entgegengesetzte Richtung geneigt eingesetzt (siehe z.B. das Patentdokument 2).
STAND DER TECHNIK

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2013-123 339 A
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2014-192 971 A

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Die herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Ankers haben folgende Probleme. Die Spulen-Haltevorrichtung als Ringleiter-Haltevorrichtung, wie sie in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ist wie oben beschrieben konfiguriert, so dass es notwendig ist, eine Operation durchzuführen, bei der die Ringleiter in zwei Sätze aufgeteilt und von den beiden Haupthaltebereichen mit halbzylindrischen Formen gehalten werden und dann die Haupthaltebereiche bewegt werden, um in eine zylindrische Form zusammengeführt zu werden. So ist die Konfiguration der Spulen-Haltevorrichtung kompliziert, so dass sich die Gerätekosten erhöhen und die Taktzeit für das Einlegen von Spulen (Ringleitern) erhöht, was zu einer Verringerung der Produktionseffizienz führt.
Bei dem in dem Patentdokument 2 beschriebenen Herstellungsverfahren werden mehrere Ringleiter in dem Spulenhalter angeordnet, der eine Vielzahl von zylinderförmig angeordneten Blättern aufweist, die nicht in eine zylindrische Form integriert werden müssen, und dann können die Ringleiter mit einem Spulen-Ausschieber in Schlitze eingesetzt werden. Als Ringleiter müssen jedoch die normalen Ringleiter und die spezifischen Ringleiter verwendet werden, und in dem spezifischen Schritt muss die Vielzahl von spezifischen Ringleitern eingefügt werden, die in die entgegengesetzte Richtung geneigt sind, in Bezug auf die normalen Ringleiter, die im normalen Schritt angeordnet werden. Dadurch werden das Herstellungsverfahren kompliziert und die Produktionseffizienz reduziert.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die oben genannten Probleme zu lösen, und Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Anker-Herstellungsverfahren anzugeben, das eine Verbesserung der Produktionseffizienz durch die Verwendung einer einfachen Ringleiter-Haltevorrichtung ermöglicht und mit ausgezeichneter Produktivität die Herstellung von Ankern ermöglicht.
Lösung der Probleme
Ein Verfahren zur Herstellung eines Ankers gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Ankers mit einem Kern, der eine Vielzahl von Schlitzen, die an einem zylindrischen Innenumfangsteil vorgesehen sind, und in die Schlitze eingelegten Spulen aufweist. Das Verfahren wird mit Hilfe einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung durchgeführt. Die Ringleiter-Einführungsvorrichtung beinhaltet: einen Rückhalteführungsbereich mit Stützelementen und einem Befestigungselement, wobei die Stützelemente in zylindrischer Form mit Lücken dazwischen in Umfangsrichtung angeordnet sind und ein Ende jedes Stützelements an dem Befestigungselement befestigt ist, so dass ein zylindrisches Teil gebildet wird, wobei das zylindrische Teil an das Innenumfangsteil des Kernes angepasst werden kann und so gestaltet ist, dass Positionen der Lücken in Umfangsrichtung mit Positionen der Schlitze des Kernes übereinstimmen; und einen Eingriffsbereich, der so konfiguriert ist, dass er innerhalb des zylindrischen Teils in axialer Richtung des zylindrischen Teils beweglich ist.
Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

einen Anordnungsschritt zum Anordnen von einer notwendigen Anzahl von Ringleitern, jeweils durch Wickeln eines leitfähigen Drahtes in ringförmiger Form, im Rückhalteführungsbereich, durch Kombination von: einem einfachen Anordnungsschritt, bei dem über eine Vielzahl von Stützelementen eine Vielzahl von Ringleitern in die Lücken eingeführt wird, in die die Ringleiter noch nicht eingesetzt sind, so dass die Vielzahl von Ringleitern im Rückhalteführungsbereich angeordnet wird;
und einen Überlappungsanordnungsschritt, bei dem weitere Ringleiter in andere der Lücken über eine Vielzahl der Stützelemente eingesetzt werden, so dass sie die zuvor eingefügten Ringleiter in axialer Richtung teilweise überlappen, so dass der andere Ringleiter im Rückhalteführungsbereich angeordnet wird;
einen Anpassungsschritt, bei dem der Rückhalteführungsbereich und der Innenumfangsteil des Kerns aufeinander abgestimmt werden und die Positionen der Lücken in Umfangsrichtung mit den Positionen der Schlitze in Übereinstimmung gebracht werden; und
einen Einführungsschritt, bei dem der Eingriffsbereich in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs verschoben und der Eingriffsbereich mit den im Rückhalteführungsbereich angeordneten Ringleitern in Eingriff gebracht wird, um die Ringleiter in die Schlitze einzuführen und so die Spulen zu bilden.

Ein Anker gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:

einen Kern mit einer Vielzahl von Schlitzen, die an einem zylindrischen Innenumfangsteil vorgesehen sind;
Spulen, die in die Schlitze eingesetzt sind;
und Isolierelemente.

Jede Spule hat Schlitz-Aufnahmebereiche, die in den entsprechenden Schlitzen untergebracht sind, und Spulenenden, die die Schlitz-Aufnahmebereiche verbinden. Jedes Isolierelement hat Isolierbereiche und Kopplungsbereiche; die Isolierbereiche bedecken in radialer Richtung des Innenumfangsteils des Kernes jeweils eine Seite der entsprechenden Spulenenden, wobei die Kopplungsbereiche innerhalb der Schlitze liegen und die Isolierbereiche verbinden.
Effekt der Erfindung
Das Verfahren zur Herstellung eines Ankers gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet den Anordnungsschritt des Anordnens einer notwendigen Anzahl von Ringleitern durch Kombination des einfachen Anordnungsschrittes und des Überlappungsanordnungsschrittes. In dem einfachen Anordnungsschritt wird eine Vielzahl von durch Wickeln eines leitfähigen Drahts in ringförmiger Form gebildeten Ringleitern über eine Vielzahl der Stützelemente in die Lücken, in die die Ringleiter noch nicht eingesetzt sind, eingeführt und somit im Rückhalteführungsbereich angeordnet.
Die Lücken sind die Lücken der Ringleiter-Einführungsvorrichtung einschließlich des Rückhalteführungsbereichs mit dem zylindrischen Teil, der aus den Stützelementen gebildet ist, die mit Lücken dazwischen in Umfangsrichtung zylindrisch angeordnet sind, wobei das eine Ende jedes Stützelements an dem Befestigungselement befestigt ist. Im Überlappungsanordnungsschritt wird ein weiterer Ringleiter über eine Vielzahl von Stützelementen in andere der Lücken eingeschoben, um den zuvor eingeschobenen Ringleiter in axialer Richtung des zylindrischen Teils teilweise zu überlappen, und somit im Rückhalteführungsbereich angeordnet. Daher kann die Produktionseffizienz mit einer einfachen Ringleiter-Haltevorrichtung verbessert werden.
Der Anker gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: den Kern mit der Vielzahl von Schlitzen, die am zylindrischen Innenumfangsteil vorgesehen sind; die in die Schlitze eingelegten Spulen; und die Isolierelemente. Jedes Isolierelement hat Isolierbereiche und Kopplungsbereiche. Jeder Isolierbereich deckt die eine Seite des entsprechenden Spulenendes in radialer Richtung des Innenumfangsteils des Kernes ab. Die Kopplungsbereiche befinden sich innerhalb der Schlitze und verbinden die Isolierbereiche. Dadurch kann die Produktionseffizienz verbessert werden.
Figurenliste

1 ist eine partielle Schnittdarstellung einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Draufsicht auf den Anker gemäß 1;
3 ist ein axialer Schnitt durch den Anker gemäß 1;
4 ist eine Draufsicht auf einen Kern des Ankers gemäß 2;
5 ist ein Hauptteil der Draufsicht auf einen Kern des Ankers gemäß 2;
6 ist ein detaillierter Schnitt durch einen Schlitz-Teil des Ankers gemäß 2;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Beziehung zeigt zwischen einem Ringleiter, der gemäß 4 in die Schlitze des Kerns eingefügt werden soll, und einer durch den Ringleiter erhaltenen Spule, die in die Schlitze eingefügt wird;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung, die zur Herstellung des Ankers gemäß 2 verwendet wird;
9 ist eine perspektivische Ansicht auf einen Rückhalteführungsbereich gemäß 8;
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Schiebers gemäß 8;
11 ist ein perspektivischer Blick auf die Ringleiter-Einführungsvorrichtung gemäß 8 und den Kern in Kombination miteinander;
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung des Ankers veranschaulicht;
13 zeigt eine Reihenfolge, in der die Ringleiter in der Ringleiter-Einführungsvorrichtung gemäß 8 angeordnet werden;
14 ist eine Abwicklungsansicht der Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der die Ringleiter angeordnet sind;
15 veranschaulicht das Herstellungsverfahren des Ankers;
16 veranschaulicht das Herstellungsverfahren des Ankers;
17 ist eine Draufsicht auf einen Anker gemäß Ausführungsform 2;
18 veranschaulicht eine Reihenfolge, in der Ringleiter in einer Ringleiter- Einführungsvorrichtung angeordnet werden;
19 ist eine Abwicklungsansicht der Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der die Ringleiter angeordnet werden;
20 ist eine Draufsicht auf einen Anker gemäß Ausführungsform 3;
21 ist eine Draufsicht auf einen Kern des Ankers gemäß 20;
22 ist eine Abwicklungsansicht einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der Ringleiter angeordnet sind;
23 ist eine Schnittdarstellung eines Ankers gemäß Ausführungsform 4;
24 ist ein detaillierter Schnitt durch einen Schlitz-Teil des Ankers gemäß 23;
25 ist eine perspektivische Ansicht eines Spulenendes des Ankers gemäß Ausführungsform 4;
26 ist ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren zur Herstellung des Ankers nach der Ausführungsform 4 veranschaulicht;
27 ist eine Draufsicht, die einen Isolator zeigt;
28 ist eine Abwicklungsansicht einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der die Isolatoren und Ringleiter angeordnet sind;
29 zeigt ein Herstellungsverfahren zur Anordnung der Isolatoren und des Ringleiters in einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung;
30 zeigt einen Zustand, in dem der Isolator und der Ringleiter in einen Schlitz eingesetzt werden;
31 ist eine perspektivische Ansicht eines Spulenendes eines Ankers gemäß Ausführungsform 5;
32 ist ein detaillierter Schnitt durch einen Schlitz-Teil des Ankers gemäß 31;
33 ist eine Draufsicht, die einen Isolator zeigt;
34 ist eine perspektivische Ansicht, die den Isolator zeigt;
35 ist eine perspektivische Ansicht, die die Beziehung zeigt zwischen einem Ringleiter und einer durch den Ringleiter erhaltenen Spule, die in einen Schlitz eingesetzt wird, entsprechend der Ausführungsform 6;
36 ist eine Abwicklungsansicht einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der die Isolatoren und die Ringleiter angeordnet sind.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform 1
1 bis 16 zeigen Ausführungsform 1 zur Realisierung der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine partielle Schnittdarstellung einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Draufsicht auf den Anker gemäß 1. 3 ist ein axialer Schnitt durch den Anker gemäß 1. 4 ist eine Draufsicht auf einen Kern des Ankers gemäß 2. 5 ist eine Draufsicht auf einen Hauptteil des Kernes des Ankers gemäß 2. 6 ist ein detaillierter Schnitt durch einen Schlitz-Teil des Ankers gemäß 2.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Beziehung zeigt zwischen einem Ringleiter, der gemäß 4 in Schlitze des Kerns eingefügt wird, und einer durch den Ringleiter erhaltenen Spule, die in die Schlitze eingefügt wird. 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung, die zur Herstellung des Ankers gemäß 2 verwendet wird. 9 ist ein perspektivischer Blick auf einen Rückhalteführungsbereich gemäß 8. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Schiebers gemäß 8.
11 ist ein perspektivischer Blick auf die Ringleiter-Einführungsvorrichtung gemäß 8 und den Kern kombiniert miteinander. 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung des Ankers veranschaulicht. 13 zeigt eine Reihenfolge, in der die Ringleiter in der Ringleiter-Einführungsvorrichtung gemäß 8 angeordnet sind. 14 ist eine Abwicklungsansicht der Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der die Ringleiter angeordnet sind. 15 und 16 veranschaulichen das Herstellungsverfahren des Ankers.
Gemäß 1 besitzt eine rotierende elektrische Maschine 100 einen Anker 10, ein Gehäuse 110, einen Rotor 120 und ein Lager 130. Der Anker 10 (später detailliert beschrieben) wird in den zylindrischen Teil des Rahmen 112 eingepasst und damit fixiert. Das Gehäuse 110 hat einen zylindrischen Rahmen 112 mit Boden und eine Endplatte 113, die die Öffnung des Rahmens 112 verschließt. Der Rotor 120 ist ein Dauermagnet-Rotor, der Folgendes aufweist: eine drehbare Welle 121; ein Rotorkern 122, der an der drehbaren Welle 121 befestigt ist; und Dauermagnete 125, die in Umfangsrichtung in einer vorbestimmten Teilung auf der äußeren Umfangsflächenseite des Rotorkerns 122 eingebettet sind und magnetische Pole bilden. Der Rotor 120 befindet sich im Innenumfangsteil des Ankers 10 und wird über das Lager 130 durch das Unterteil des Rahmen 112 und die Endplatte 113 drehbar gelagert.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Rotor 120 nicht auf einen Dauermagnet-Rotor beschränkt ist, sondern auch ein Käfigläufer sein kann, in dem nicht isolierte Rotorleiter in Schlitzen eines Rotorkerns untergebracht sind und beidseitig durch Kurzschlussringe kurzgeschlossen sind, oder ein gewickelter Rotor, in dem isolierte leitfähige Drähte in Schlitze eines Rotorkerns eingelegt sind.
Als nächstes wird die Konfiguration des Ankers 10 beschrieben. Gemäß 2 bis 6 hat der Anker 10 einen Kern 4, Spulen 21, eine Schlitzzelle 51 und einen Keil 52. Im Kern 4 sind zwölf Spulen 21 (in 2: Spulen 21, die in drei Phasen (vier Spulen pro Phase) miteinander verbunden sind, durch die Bezugszeichen 21U1 bis 21W4 bezeichnet) eingesetzt, von denen jede durch Wickeln eines leitfähigen Drahtes mit einer Isolationsschicht in ringförmiger Form mit mehreren Windungen gebildet wird.
Wie in 4 dargestellt, ist der Kern 4 zylindrisch geformt, indem in axialer Richtung des Kerns 4 eine vorgegebene Anzahl von elektromagnetischen Stahlblechen in runder Form gestapelt wird, wobei vierundzwanzig Zähne 42 aus einem zylindrischen Jochbereich 41 nach innen ragen und vierundzwanzig Schlitze 44 von den Zähnen 42 gebildet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass ein zylindrisches Innenumfangsteil 43 durch die radial-innerseitigen Enden der Zähne 42 gebildet wird. Der Jochbereich 41 lässt einen von den Spulen 21 erzeugten magnetischen Fluss durchfließen.
Wie in 2 gezeigt, wird jede Spule 21 in zwei (ein Paar) Schlitze 44 über eine Vielzahl von (in der vorliegenden Ausführungsform, fünf) Zähnen 42 (aus einer anderen Perspektive, vier Schlitze 44) eingefügt, und die Spulen 21 umfassen: Spulen 21U1, 21U2, 21U3, 21U4, die die U-Phase bilden; Spulen 21V1, 21V2, 21V3, 21V4, die die V-Phase bilden; und Spulen 21W1, 21W2, 21W3, 21W4, die die W-Phase bilden. So wird ein Stator mit drei Phasen und vier Polen gebildet. Die Spulen 21 sind mit der Spule 21U1 als Startpunkt und mit der Spule 21V4 als Endpunkt angeordnet, wie in 2 dargestellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass 2 schematisch den Zustand der Spulenenden der Spulen 21 darstellt, aber nicht exakt die tatsächliche Form wiedergibt. 3 zeigt schematisch einen Schnitt durch den Anker 10 entlang der Ebene A-A in 2. Es wird darauf hingewiesen, dass zur besseren Veranschaulichung nur die Anordnung der Spulenenden der Spulen 21U1, 21W2, 21V4, 21U3, 21V2, 21W1 in 3 dargestellt ist.
Bei den in der vorliegenden Ausführungsform hergestellten Spulen 21 des Ankers 10, wie in 2 dargestellt, sind die Spulenenden (durch dicke Linien gekennzeichnet) der Spule 21U1 und der Spule 21V4 konzentrisch wie eine konzentrische Wicklung angeordnet, d.h. auf zwei Bögen, die zur Mittelachse des Kerns 4 zentriert sind. Das heißt, die Spulenenden der Spule 21U1 und der Spule 21V4 haben Bogenformen, die zur Mittelachse des Kerns 4 zentriert sind, und zwar von der axialen Richtung des Kerns 4 aus gesehen. Die Spulenenden der anderen Spulen haben eine spiralförmige Form, wie Lap-Wicklungen, bei der die Position der jeweiligen Spulenenden von der radial äußeren Seite zur radial inneren Seite im Uhrzeigersinn gemäß 2 um die Mittelachse des Kerns 4 aus der axialen Richtung des Kerns 4 gesehen verschoben wird.
Jeder Schlitz 44 ist ausgestattet mit: einer Schlitzzelle 51 zum elektrischen Isolieren der Spule 21 vom Schlitz 44; und einem Keil 52 zum Verhindern des Herausragens der Spule 21 aus dem Schlitz 44. Die Schlitzzelle 51 und der Keil 52 bestehen aus einem Isoliermaterial, wie z.B. einer PET-Folie oder einer Meta-Aramid-Faserfolie. Obwohl nicht eigens dargestellt, kann eine Struktur, die allgemein als Manschette bezeichnet wird, durch Biegen beider Enden in axialer Richtung (Richtung senkrecht zum Zeichenblatt von 6) der Schlitzzelle 51 hergestellt werden. Dies verhindert ein Phänomen, bei dem die Schlitzzelle 51 zum Zeitpunkt des Einführens der Spule in axialer Richtung aus dem Schlitz herausgeschoben wird.
Als nächstes wird eine Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500 unter Bezugnahme auf 8 bis 10 beschrieben. Wie in 8 dargestellt, enthält die Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500 einen Rückhalteführungsbereich 520 und einen Schieber 550 (siehe auch 10 und 16) als Eingriffsbereich. Der Rückhalteführungsbereich 520 hat Blätter 521 als Stützelemente und eine Basis 526 als Halteteil. Die Blätter 521 haben Stabformen mit rundem Querschnitt und sind zylindrisch angeordnet, dazwischen Lücken 522. Ein Ende jedes Blattes 521 ist an der Basis 526 befestigt. Der Rückhalteführungsbereich 520 hat ein zylindrisches Innenumfangsteil 523 aus den Blättern 521, ein zylindrisches Teil 524 und ein zylindrisches Stufenteil 525, das durch Schneiden des oberen Teils in 9 um ein vorgegebenes Maß in radialer Richtung erhalten wird.
Die Länge des Stufenteils 525 in axialer Richtung entspricht in etwa der Länge des Kerns 4 in axialer Richtung, und der Durchmesser des Stufenteils 525 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser des Innenumfangsteils 43 des Kerns 4. Wie in 11 dargestellt, können das Stufenteil 525 und der Innenumfangsteil 43 des Kerns 4 mit einer leichten Lücke dazwischen in radialer Richtung aneinander angepasst werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Zahl der Blätter 521 vierundzwanzig ist, und die Anzahl der durch die Blätter 521 gebildeten Lücken 522 ist die gleiche (vierundzwanzig) wie die Anzahl der Schlitze 44 des Kerns 4, so dass beim Einfügen des Stufenteils 525 in den Innenumfangsteil 43 des Kerns 4 die Positionen der Lücken 522 in Umfangsrichtung des Rückhalteführungsbereichs 520 übereinstimmen mit den Positionen der Öffnungen der Schlitze 44 des Kerns 4. Im Rückhalteführungsbereich 520 wird, wie oben beschrieben, in jede Lücke 522 ein Ringleiter 30 aus 7 eingesetzt und dadurch gehalten (später detailliert beschrieben).
Wie in 10 dargestellt, hat der Schieber 550 eine kurze Säulenform und hat vorstehende Bereiche 551, die in Form einer Projektionslinie über den Außenumfang vorstehen. Jeder vorstehende Bereich 551 hat an einem oberen Teil davon einen Schulterbereich 552 mit einer sanften Schulterform. Die Zahl der vorstehenden Bereiche 551 ist gleich der Zahl (vierundzwanzig) der Lücken 522, so dass beim Einfügen der vorstehenden Bereiche 551 in den Innenumfangsteil 523 des Rückhalteführungsbereichs 520 die vorstehenden Bereiche 551 in die Lücken 522 eingepasst werden (siehe 15 und 16). Der Schieber 550 wird gemäß 8 und 16 durch eine nicht gezeigte Antriebsvorrichtung nach oben bzw. unten, d.h. die axiale Richtung des Rückhalteführungsbereiches 520, gefahren und dabei auf den Blättern 521 des Rückhalteführungsbereiches 520 gleitend bewegt.
Als nächstes wird ein in 2 und 3 gezeigtes Verfahren zur Herstellung des Ankers 10 unter Bezugnahme auf 12 bis 16 beschrieben. Zuerst werden der Kern 4 (4) und eine notwendige Anzahl von Ringleitern 30, die durch Wickeln aus einem leitfähigen Draht in ringförmiger Form gebildet werden, im Voraus präpariert. Im Kern 4 werden die Schlitzzellen 51 vorab in die in 4 gezeigten Schlitze 44 eingesetzt (siehe Schlitzzelle 51 in 5 und 6).
Wie später noch beschrieben, wird jeder Ringleiter 30 von der Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500 in die Schlitze 44 des Kerns 4 eingesetzt und wird so zur Spule 21. Die Korrespondenzrelation zwischen dem Ringleiter 30 und der Spule 21 ist in 7 nebeneinander dargestellt. Das heißt, gerade Bereiche 30a, die von links nach rechts in 7 einander gegenüberliegen, werden in die Schlitze 44 eingesetzt, um Schlitz-Aufnahmebereiche 21a zu werden, und Anschlussbereiche 30b, die die beiden einander gegenüberliegenden Seiten verbinden, werden zu Spulenenden 21b, die die Schlitz-Aufnahmebereiche 21a verbinden.
Als nächstes erfolgen das Einfügen und Anordnen des Ringleiters 30 in die Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500 durch einen Gerätevorbereitungsschritt (Schritt S11), einen einfachen Anordnungsschritt (Schritt S12), einen Überlappungsanordnungsschritt (Schritt S13), einen Zusammenbauschritt (Schritt S14) und einen Einführungsschritt (Schritt S15) im Flussdiagramm gemäß 12. Zuerst wird im Gerätevorbereitungsschritt (Schritt S11) die Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500 vorbereitet. Als nächstes wird im einfachen Anordnungsschritt (Schritt S12) ein Ringleiter 30 im Rückhalteführungsbereich 520 der Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500 angeordnet.
Das heißt, wie in 13(a) dargestellt, wird im Rückhalteführungsbereich 520 der Ringleiter 30 eingesetzt und über eine vorgegebene Anzahl von (in der vorliegenden Ausführungsform fünf) Blättern 521 in einem Paar der Lücken 522 angeordnet. Der erste eingesetzte Ringleiter 30 (z.B. Ringleiter 30, der die Spule 21V4 werden soll) bewegt sich unter der Führung der Blätter 521 nach unten und stoppt bei Berührung mit der Basis 526 (siehe 14).
Der leitfähige Draht, der den Ringleiter 30 bildet, ist dünn und hat eine vergleichsweise geringe Steifigkeit, und so wird beim Einführen des Ringleiters 30 (21V4) in den Lücken 522 der Gegenüber-Abstand zwischen seinen geraden Bereichen 30a, die die zwei einander gegenüberliegende Seiten sind, durch die Blätter 521 leicht verringert (der Anschlussbereich 30b wird leicht deformiert) und der Ringleiter 30 (21V4) bewegt sich somit nach unten, um in einer im wesentlichen horizontalen Lage gehalten zu werden, wie in 14 gezeigt.
Die Einfügung des Ringleiters 30 kann von Lücken 522 aus an beliebigen Stellen im Rückhalteführungsbereich 520 gestartet werden, wobei die Positionen der Lücken 522, von denen aus die Einfügung gestartet wird, vorher festgelegt werden. Darüber hinaus kann die Phase der Spule, die schließlich von jedem eingefügten Ringleiter 30 gebildet wird, nachträglich bestimmt werden, aber in der folgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung der Beschreibung in Klammern das Bezugszeichen der Phase angegeben, die jeder Spule entspricht.
Es wird darauf hingewiesen, dass der erste eingesetzte Ringleiter 30 zuletzt in die Schlitze 44 eingesetzt werden soll, und wird nach dem Einsetzen in die Schlitze 44 zur Spule 21V4. Daher wird in 13 und 14 dieser Ringleiter 30 als Ringleiter 30 (21V4) dargestellt.
Anschließend wird im Überlappungsanordnungsschritt (Schritt S13) der nächste Ringleiter 30 (21W3) in die beiden Lücken 522 eingesetzt, um den zuvor angeordneten Ringleiter 30 (21V4) in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs 520 (nachfolgend einfach als „Überlappung in axialer Richtung“ bezeichnet) teilweise zu überlappen (in diesem Fall um zwei Blätter 521 entgegen der Uhrzeigerrichtung verschoben) und so im Rückhalteführungsbereich angeordnet (siehe 13(b)).
Wenn der Ringleiter 30 (21W3) in die Lücken 522 eingesetzt wird, wird der Gegenüber-Abstand zwischen seinen geraden Bereichen 30a, die zwei einander gegenüberliegende Seiten sind, durch die Blätter 521 geringfügig erweitert (der Anschlussbereich 30b wird leicht deformiert) und somit bewegt sich der Ringleiter 30 (21W3) nach unten, um auf den zuvor angeordneten Ringleiter 30 (21V4) gelegt zu werden (auf dessen Oberseite, in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs in 14), und ist damit im Rückhalteführungsbereich 520, wie in 14 dargestellt, schräg angeordnet. Der Ringleiter 30 (21W3) wird nach dem Einsetzen in die Schlitze 44 zur Spule 21W3.
Danach wird der Überlappungsanordnungsschritt (Schritt S313) wiederholt, um nacheinander die Ringleiter 30 in die Lücken 522 einzusetzen (13(b) bis 13(d)), so dass alle elf Ringleiter 30 im Überlappungsanordnungsschritt spiralförmig im Rückhalteführungsbereich 520 angeordnet werden. Wie in 13 und 14 dargestellt, befindet sich der zuletzt eingesetzte (arrangierte) Ringleiter 30 (21U1) oberhalb (nach oben in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs 520) des zuerst im Rückhalteführungsbereich 520 angeordneten Ringleiters 30 (21V4).
Es wird darauf hingewiesen, dass der einfache Anordnungsschritt und der überlappende Anordnungsschritt einem Anordnungsschritt in der vorliegenden Erfindung entsprechen. Es wird darauf hingewiesen, dass, wie später beschrieben, der Ringleiter 30 (21V4), der Ringleiter 30 (21W3), ,...., und der Ringleiter 30 (21U1), die sequentiell in die Lücken 522 eingesetzt und vom Rückhalteführungsbereich 520 (Blätter 521) zurückgehalten werden, zur Spule 21V4, zur Spule 21W3, ..., und zur Spule 21U1 werden, nachdem sie in die Schlitze 44 eingesetzt worden sind (siehe 2).
So werden durch eine Kombination des einfachen Anordnungsschrittes (Schritt S12) und des Überlappungsanordnungsschrittes (Schritt S13) alle Ringleiter 30 zur Bildung einer vorgegebenen Anzahl von Spulen 21, die für den Anker 10 benötigt werden, im Rückhalteführungsbereich 520 angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass in 14 zur Erleichterung des Verständnisses die Ringleiter 30 (21V4) bis 30 (21U1) mit leichten Lücken dazwischen in Einschubrichtung (Auf-Ab-Richtung in 14) gezeigt werden, aber tatsächlich stehen sie in Berührung miteinander.
Nachdem die Anordnung der Ringleiter 30 in den Rückhalteführungsbereich 520 abgeschlossen ist, werden im Zusammenbauschritt (Schritt S14) der Rückhalteführungsbereich 520 und der Kern 4 miteinander verbunden. Das heißt, wie in 15 dargestellt, wird der Kern 4 über dem Rückhalteführungsbereich 520 positioniert, in dem die Ringleiter 30 angeordnet sind, und dann wird der Kern 4 nach unten verschoben, so dass der Innenumfangsteil 43 des Kerns 4 und das Stufenteil 525 des Rückhalteführungsbereiches 520 aneinander gefügt sind, was zu einem Zustand führt, der in 16 dargestellt ist.
Das Stufenteil 525 wird lose an den Innenumfangsteil 43 des Kerns 4 angepasst, dazwischen eine leichte Lücke in radialer Richtung. Zu diesem Zeitpunkt werden die Positionen der Schlitze 44 des Kerns 4 in Umfangsrichtung mit den Positionen der Lücken 522 des Rückhalteführungsbereichs 520 in Umfangsrichtung in Übereinstimmung gebracht. Dadurch stimmen die Positionen der Blätter 521 in Umfangsrichtung mit den Positionen der Zähne 42 überein (4). Es wird darauf hingewiesen, dass 14 und 15 schematisch den Zustand der im Rückhalteführungsbereich 520 gehaltenen (arrangierten) Ringleiter 30 darstellen.
Danach wird im Einführungsschritt (Schritt S15) der Schieber 550 gemäß 16 durch die nicht gezeigte Antriebsvorrichtung nach oben (nach oben in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs 520) getrieben, so dass die Anschlussbereiche 30b (7) der Ringleiter 30 nach oben bewegt werden, indem sie sich an den Schulterbereichen 552 des Schiebers 550 verfangen, so dass die Ringleiter 30 in die Schlitze 44 eingeführt werden. Zusammen mit der Aufwärtsbewegung des Schiebers 550 bewegen sich die Ringleiter 30 unter Führung der Blätter 521 nach oben und werden in radialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs 520 nach außen ausgeschoben, um so in die entsprechende Schlitze 44 eingesetzt zu werden. Die so in die Schlitze 44 eingesetzten Ringleiter 30 werden zu Spulen 21 (siehe 7 und 2).
Wie oben beschrieben, wird der zuletzt im Rückhalteführungsbereich 520 angeordnete Ringleiter 30 (21U1) zuerst in die Schlitze 44 eingesetzt und wird zur Spule 21U1, und von der axialen Richtung des Kerns 4 aus gesehen, hat dessen Spulenende (dargestellt mit einer dicken Linie und gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 21U1 der Spule) eine Bogenform mit Zentrum auf der Achse des Kerns 4 und befindet sich auf der radial äußeren Seite des Kerns 4 relativ zu den Spulenenden der anderen Spulen (Spulen 21V3, 21W2, 21V4, 21W3), welche die Spule 21U1 in radialer Richtung des Kerns 4 überlappen. Es wird darauf hingewiesen, dass in 2 die Spulenenden der Spulen 21 durch die Bezugszeichen der jeweiligen Spulen gekennzeichnet sind, z.B. wird das Spulenende der Spule 21U1 durch das Bezugszeichen 21U1 angezeigt.
Der im Rückhalteführungsbereich 520 zuerst angeordnete Ringleiter 30 (21V4) wird zuletzt in die Schlitze 44 eingesetzt und wird zur Spule 21V4, und das Spulenende davon (in 2, dargestellt mit einer dicken Linie und gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 21V4 der Spule) hat aus der axialen Richtung des Kerns 4 betrachtet eine Bogenform mit Zentrum auf der Achse des Kerns 4 und befindet sich auf der radial inneren Seite des Kerns 4 relativ zu den Spulenenden aller anderen Spulen (Spulen 21W2, 21U1, 21W3, 21U2), die die Spule 21V4 in radialer Richtung des Kerns 4 überlappen.
Die Spulenenden der Spulen, mit Ausnahme der Spule 21U1 und der Spule 21V4, haben eine Spiralform, so dass sich der Radius der Spirale im Uhrzeigersinn allmählich verringert, wenn man es von der axialen Richtung des Kerns 4 aus betrachtet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Wicklung des Ankers durch die obige Vielzahl (in der vorliegenden Ausführungsform zwölf) von Spulen 21 gebildet wird.
Nachdem die Spulen 21 durch Einsetzen der Ringleiter 30 in die Schlitze 44 des Kerns 4 gebildet sind, wird der in 6 gezeigte Keil 52 in die Öffnung jedes Schlitzes 44 eingesetzt, so dass der Anker 10 mit den Spulen 21 und der Kern 4, wie in 2 dargestellt, erhalten wird. Es wird darauf hingewiesen, dass danach die Spulen 21 für die jeweiligen Phasen dreiphasig durch Überbrückungsdrähte verbunden werden, um den Anker zu vervollständigen. Die Beschreibung und Darstellung des dreiphasigen Anschlusses werden nicht näher ausgeführt.
Ausführungsform 2
17 bis 19 zeigen Ausführungsform 2. 17 ist eine Draufsicht des Ankers. 18 zeigt eine Reihenfolge, in der Ringleiter in einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung angeordnet sind. 19 ist eine Abwicklungsansicht der Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der die Ringleiter angeordnet sind. In 17 sind unter Spulen 21 eines Ankers 210 insgesamt vier Spulen 21 mit bogenförmigen Spulenenden, die konzentrisch um die Achse des Kerns 4 angeordnet sind, an zwei Stellen in Umfangsrichtung angeordnet. Konkret sind die vier Spulen 21 eine Spule 21U1 und eine Spule 21V4 (diese Spulen 21 werden durch dicke durchgezogene Linien dargestellt) und eine Spule 21U3 und eine Spule 21V2 (diese Spulen 21 werden durch dicke Punktlinien dargestellt).
Wenn man die Spulen 21 so anordnet, dass ihre Spulenenden konzentrische Bogenformen aufweisen, wenn die Ringleiter 30 im Rückhalteführungsbereich 620 angeordnet und gehalten werden, so können die Ringleiter 30 in einer doppelten Spiralform angeordnet werden, wie in 18 und 19 dargestellt. Damit halbiert sich die Höhe der Ringleiter 30 (das Maß in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs 620) gegenüber der Ausführungsform 1, wenn die Ringleiter 30 im Rückhalteführungsbereich 620 angeordnet sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Rückhalteführungsbereich 620 mit dem Rückhalteführungsbereich 520 übereinstimmt, mit der Ausnahme, dass die Längen der Blätter 621 und Lücken 622 kürzer sind als die Längen der Blätter 521 und der Lücken 522 des Rückhalteführungsbereichs 520, die in 9 dargestellt sind. Weiterhin stimmt die Ringleiter-Einführungsvorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform mit der in 8 gezeigten Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500 überein, mit Ausnahme des Unterschieds im Rückhalteführungsbereich 620.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Anordnung der Ringleiter 30 im obigen Rückhalteführungsbereich 620 beschrieben. Zuerst wird, wie in 18(a) dargestellt, ein Ringleiter 30 (21V4) in ein beliebiges Paar Lücken 622 über fünf Blätter 621 (vier Lücken 622) des Rückhalteführungsbereichs 620 eingelegt und somit im Rückhalteführungsbereich 620 angeordnet. Dann wird der nächste Ringleiter 30 (21V2) in einem Paar Lücken 622 an Positionen angeordnet, die axial symmetrisch zu den Positionen sind, an denen der Ringleiter 30 (21V4) zuvor eingefügt worden ist, bezogen auf die Mittelachse des Rückhalteführungsbereichs 620 (18(a)) (bisher ist der Vorgang der einfache Anordnungsschritt). Es wird darauf hingewiesen, dass der Ringleiter 30 (21V4) und der Ringleiter 30 (21V2) gleichzeitig angeordnet werden können (einfacher Anordnungsschritt), und in diesem Fall verkürzt sich die Zeit für das Anordnen insgesamt.
Als nächstes wird der Ringleiter 30 (21W3) so angeordnet, dass er den Ringleiter 30 (21V4) in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs 620 (Überlappungsanordnungsschritt) teilweise überlappt, und der Ringleiter 30 (21U2) wird so angeordnet, dass er den Ringleiter 30 (21W3) teilweise überlappt. Parallel dazu wird der Ringleiter 30 (21W1) so angeordnet, dass er den Ringleiter 30 (21V2) teilweise überlappt, und der Ringleiter 30 (21U4) so, dass er den Ringleiter 30 (21W1) teilweise überlappt. So sind die Ringleiter 30 im Rückhalteführungsbereich 620 (18(b)) sequentiell angeordnet (Wiederholung des Überlappungsanordnungsschrittes).
Durch die Fortführung eines solchen Anordnungsvorganges werden die Ringleiter 30 bis zu den Stellen angeordnet, an denen der letzte Ringleiter 30 (21U3) den zuerst angeordneten Ringleiter 30 (21V2) in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereiches 620 teilweise überlappt und der letzte Ringleiter 30 (21U1) den zuerst eingelegten Ringleiter 30 (21V4) in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereiches 620 (18c)) teilweise überlappt. Indem man auch den obigen Überlappungsanordnungsschritt durch paralleles Arbeiten durchführt, kann die für die Anordnung benötigte Zeit halbiert werden.
So werden durch die Kombination des einfachen Anordnungsschrittes und des Überlappungsanordnungsschrittes alle Ringleiter 30 zur Bildung einer vorgegebenen Anzahl von Spulen 21, die für den Anker 210 benötigt werden, im Rückhalteführungsbereich 620 angeordnet. Bezüglich der Ringleiter 30 (21W3) bis 30 (21U3) und der Ringleiter 30 (21W1) bis 30 (21U1), die im Überlappungsanordnungsschritt angeordnet werden, wie bei der Ausführungsform 1, wenn jeder Ringleiter 30 in die Lücken 522 eingesetzt wird, wird der Gegenüber-Abstand zwischen den geraden Bereichen 30a, welche einander gegenüberliegende Bereichen sind, durch die Blätter 521 leicht erweitert und damit den Ringleiter 30 nach unten bewegt.
19 zeigt eine Abwicklungsansicht des Rückhalteführungsbereichs 620, in der die Ringleiter 30 durch eine Runde um den Rückhalteführungsbereich 620 angeordnet sind, wie oben beschrieben. Auch in diesem Fall werden die zuerst angeordneten Ringleiter 30 (21V4) und 30 (21V2) in einem annähernd horizontalen Zustand von den Blättern 621 abgestützt, und die im nachfolgenden Überlappungsanordnungsschritt angeordneten Ringleiter 30 werden von den Blättern 621 in einem schrägen Zustand abgestützt, so dass zwei Sätze von Ringleitern 30 spiralförmig entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass in 19 die Ringleiter 30 (21V4) bis 30 (21U3) und die Ringleiter 30 (21V2) bis 30 (21U1) mit leichten Lücken dazwischen in Einschubrichtung gezeigt werden, aber tatsächlich stehen sie in Kontakt miteinander. Wie bei der Ausführungsform 1 ist der Rückhalteführungsbereich 620, in dem die Ringleiter 30 wie in 19 angeordnet werden, am Kern 4 (Zusammenbauschritt) angebracht, und die Ringleiter 30 werden von einem Schieber nach oben geschoben, ähnlich dem Schieber 550 in 10, um sie in die Schlitze 44 des Kerns 4 einzufügen und so die in 17 gezeigte Spulen 21 (21U1 bis 21W4) zu erhalten (Einführungsschritt).
In diesem Fall befinden sich die Spulenenden (dargestellt durch eine dicke durchgezogene Linie) des Ringleiters 30 (21U1) und die Spulenenden (dargestellt durch eine dicke Punktlinie) des Ringleiters 30 (21U3), die zuletzt im Rückhalteführungsbereich 620, wie in 17 gezeigt, angeordnet sind, an verschiedenen Positionen in Umfangsrichtung (in der vorliegenden Ausführungsform Positionen symmetrisch zur Achse des Kerns 4), um sich nicht in axialer Richtung des Kerns 4 zu überlappen.
Darüber hinaus befinden sich das Spulenende (dargestellt durch eine dicke durchgezogene Linie) des Ringleiters 30 (21V4) und das Spulenende (dargestellt durch eine dicke Punktlinie) des Ringleiters 30 (21V2), die zuerst im Rückhalteführungsbereich 620 angeordnet werden, an unterschiedlichen Positionen in Umfangsrichtung (in der vorliegenden Ausführungsform symmetrisch zur Achse des Kerns 4), um sich nicht in axialer Richtung des Kerns 4 zu überlappen.
Gemäß der obigen Beschreibung ist an zwei Stellen jeweils ein Ringleiter 30 vorgesehen, wie die zuerst im Rückhalteführungsbereich 620 anzuordnenden Ringleiter 30. Die Anordnung kann jedoch auch wie folgt durchgeführt werden. Drei Ringleiter 30 werden in Winkelabständen von 120° gleichzeitig angeordnet (einfacher Anordnungsschritt). Dann werden die Ringleiter 30 unter Bezugnahme auf die drei Ringleiter 30 sequentiell so angeordnet, dass sie die zuvor angeordneten Ringleiter 30 in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs 620 an drei Stellen gleichzeitig teilweise überlappen. Die Ringleiter 30 werden also bis zu den Positionen angeordnet, die den zuerst angeordneten Ringleiter 30 in axialer Richtung teilweise überlappen, so dass die Anordnung fertiggestellt wird (der bisherige Vorgang ist der Überlappungsanordnungs schritt).
Entsprechend der oben beschriebenen Anordnung der Ringleiter 30 können, wenn die Ringleiter 30 im Rückhalteführungsbereich 620 angeordnet sind, die Ringleiter 30 in einer doppelten oder mehrfachen Spiralform, wie in 19 gezeigt, angeordnet (gehalten) werden, so dass die Höhe der Ringleiter 30 gleich oder kleiner ist als die Hälfte der Höhe bei der Ausführungsform 1. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Länge der Blätter 621 verkürzt werden kann. Zusätzlich werden die Ringleiter 30 sequentiell gleichzeitig angeordnet, wobei eine Vielzahl (zwei oder drei) von zuerst angeordneten Ringleitern 30 als Referenz verwendet wird, so dass die für die Anordnung der Ringleiter 30 benötigte Zeit auf eine Sekunde oder 1/3 Sekunde verkürzt und somit auch die Fertigungszeit verkürzt werden kann.
Ausführungsform 3
20 bis 22 zeigen Ausführungsform 3. 20 ist eine Draufsicht auf einen Anker. 21 ist eine Draufsicht auf einen Kern des Ankers gemäß 20. 22 ist eine Abwicklungsansicht einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der Ringleiter angeordnet sind. In 20, sind zwei Spulen 21 in einem Anker 310 in jeweils einem identischen Schlitz 44 angeordnet. Die Anordnungsrelation der Spulenenden der Spulen 21 auf den tiefen Seiten (radial äußere Seite von Kern 4) der Schlitze 44 ist die gleiche wie bei der Ausführungsform 1 in 2 dargestellt.
Die Anordnungsrelation der Spulenenden der Spulen 21 auf den Öffnungsseiten (radial innere Seite von Kern 4) der Schlitze 44 ist gleich einer Relation, die man erhält, indem man die Anordnungsrelation der Spulenenden der Spulen 21 auf den tiefen Seiten (radial äußere Seite von Kern 4) um 180° gegen den Uhrzeigersinn dreht. In diesem Fall sind vier Spulen 21 mit bogenförmigen Spulenenden konzentrisch um die Achse des Kerns 4, aus der axialen Richtung des Kerns 4 gesehen, in Umfangsrichtung vorgesehen. Die vier Spulen 21 sind eine Spule 21U1 und eine Spule 21V4 (dargestellt durch dicke durchgezogene Linien) und eine Spule 21U3 und eine Spule 21V2 (dargestellt durch dicke Punktlinien).
Als nächstes wird ein Verfahren zur Anordnung der Ringleiter 30 in einem Rückhalteführungsbereich 720 (22) der Ringleiter-Einführungsvorrichtung beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass der Rückhalteführungsbereich 720 der gleiche ist wie der Rückhalteführungsbereich 520, mit der Ausnahme, dass die Längen der Blätter 721 und Lücken 722 kürzer sind als die Längen der Blätter 521 und der Lücken 522 des Rückhalteführungsbereichs 520, wie in 8 dargestellt. Darüber hinaus ist die Ringleiter-Einführungsvorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform gleich der in 8 gezeigten Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500, mit Ausnahme des Unterschieds im Rückhalteführungsbereich 720.
Zuerst wird, wie in 22 dargestellt, ein Ringleiter 30 (21V2) eingesetzt und angeordnet in ein beliebiges Paar Lücken 522 über fünf Blätter 721 des Rückhalteführungsbereichs 720 (einfacher Anordnungsschritt in der ersten Runde). Als nächstes wird der Ringleiter 30 (21W1) so angeordnet, dass er den Ringleiter 30 (21V2) in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs 720 teilweise überlappt (Überlappungsanordnungsschritt in der ersten Runde), und der Ringleiter 30 (21U4) wird im Rückhalteführungsbereich 720 so angeordnet, dass er den Ringleiter 30 (21W1) teilweise überlappt (Wiederholung des Überlappungsanordnungsschrittes in der ersten Runde).
Durch die Fortsetzung dieses Vorgangs werden die Ringleiter 30 so lange angeordnet, bis der letzte Ringleiter 30 (21U3) den zuerst angeordneten Ringleiter 30 (21V2) in axialer Richtung teilweise überlappt. So werden die Ringleiter 30 über den gesamten Umfang des Rückhalteführungsbereichs 720 angeordnet, so dass die Anordnung der Ringleiter 30 in der ersten Runde abgeschlossen ist. Anschließend erfolgt die Anordnung der Ringleiter 30 in der zweiten Runde.
Als Startposition wird der Ringleiter 30 (21V4) an einer Position angeordnet (in der vorliegenden Ausführungsform eine Position axial symmetrisch zum Ringleiter 30 (21V2) in Bezug auf die Achse des Rückhalteführungsbereichs 720), die in Umfangsrichtung des Rückhalteführungsbereichs 720 verschoben ist, um den zuerst angeordneten Ringleiter 30 (21V2) nicht in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs zu überlappen (einfacher Anordnungsschritt in der zweiten Runde).
Danach werden die Ringleiter 30 wie in der ersten Runde nacheinander angeordnet (Wiederholung des Überlappungsanordnungsschrittes in der zweiten Runde), so dass die Ringleiter 30 im Rückhalteführungsbereich 720, wie in 22 dargestellt, durch zwei Runden spiralförmig angeordnet sind. Bezüglich der Ringleiter 30 (21W1) bis 30 (21U3) und der Ringleiter 30 (21V4) bis 30 (21U1), die wie bei der Ausführungsform 1 im Überlappungsanordnungsschritt angeordnet sind, wird, wenn jeder Ringleiter 30 in die Lücken 522 eingesetzt ist, der Gegenüber-Abstand zwischen den graden Bereichen 30a, welche einander gegenüberliegende Bereichen sind, durch die Blätter 521 leicht erweitert; damit bewegt sich der Ringleiter nach unten.
In 22 sind die Ringleiter 30 (21V2) bis 30 (21U3) und die Ringleiter 30 (21V4) bis 30 (21U1) mit leichten Lücken dazwischen in Einschubrichtung dargestellt, aber tatsächlich stehen sie in Kontakt miteinander. So werden durch Kombination des einfachen Anordnungsschrittes und des Überlappungsanordnungsschrittes alle Ringleiter 30 zur Bildung einer vorgegebenen Anzahl von Spulen 21, die für den Anker 310 benötigt werden, im Rückhalteführungsbereich 720 angeordnet. Die folgenden Arbeiten sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1 oder 2, und der Anker 310, der in 20 gezeigt wird, wird hergestellt.
Wie in 20 dargestellt, sind die Spulen 21 in radialer Richtung zweilagig angeordnet. In einer solchen Anordnung werden die Positionen der Spulenenden (dargestellt durch dicke durchgezogene Linien) der Spule 21U3 und der Spule 21V2 von den Positionen der Spulenenden (dargestellt durch dicke durchgezogene Linien) der Spule 21U1 und der Spule 21V4 verschoben, die konzentrische Bogenformen aufweisen, was eine Behinderung zwischen den Spulenenden verstärken würde. Somit können diese Spulenenden in Umfangsrichtung des Kerns 4 verteilt werden, so dass die Abmessung der Spulenenden in radialer Richtung reduziert und somit der Anker 310 verkleinert werden kann.
Darüber hinaus kann, wie in 22 dargestellt, bei Anordnung der Ringleiter 30 in der ersten Runde im Rückhalteführungsbereich 720 die Anordnung des Ringleiters 30 (21V4), der zuerst in der zweiten Runde anzuordnen ist, der eine Spule in der radial-außenseitigen Schicht des Kerns 4 sein soll, aus einer Position auf halbem Wege begonnen werden (Ringleiter 30 (21V4) in 22). Daher können die Längen der Blätter 721 gegenüber dem Fall der Anordnung der Ringleiter 30 bei der Ausführungsform 1 verkürzt werden.
Ausführungsform 4
23 bis 30 zeigen Ausführungsform 4. 23 ist eine Schnittdarstellung eines Ankers. 24 ist ein detaillierter Schnitt durch einen Schlitzbereich des Ankers. 25 ist eine perspektivische Ansicht eines Spulenendes des Ankers. 26 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung des Ankers veranschaulicht. 27 ist eine Draufsicht, die einen Isolator zeigt. 28 ist eine Abwicklungsansicht einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der die Isolatoren und Ringleiter angeordnet sind. 29 zeigt ein Verfahren zur Anordnung des Isolators und des Ringleiters in der Ringleiter-Einführungsvorrichtung.
30 zeigt einen Zustand, in dem der Isolator und der Ringleiter in einen Schlitz eingesetzt werden. In 23 bis 25 enthält ein Anker 410 Isolierelemente 19. Wie in 25 dargestellt, hat jedes Isolierelement 19 Isolierbereiche 191 und Kopplungsbereiche 192, die miteinander verbunden sind. Das Isolierelement 19 entsteht durch Verformung eines in 27 gezeigten, plattenförmigen Isolators 29, wenn der Isolator 29 zusammen mit dem Ringleiter 30 (7) durch die Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500 (8) in die Schlitze 44 (23) des Kerns 4 eingeführt wird (wie später im Detail beschrieben).
Wie in 27 dargestellt, sind erste Teile 291 des Isolators 29 mit einem vorgegebenen Abstand dazwischen in Aufwärts-Abwärts-Richtung in 27 (entsprechend der axialen Richtung des Ankers) versehen und durch zwei zweite Teile 292, ein rechtes und linkes, verbunden. Der Rechts-Links-Abstand zwischen den zweiten Teilen 292 ist gleich dem Abstand zwischen den geraden Bereichen 30a (7) des Ringleiters 30. Ein bevorzugtes Material für den Isolator 29 ist ein Film aus einem isolierenden Material, wie z.B. aus einem Polyethylenterephthalatfilm oder einem Polyphenylensulfidharz-Film.
Wenn der Isolator 29, wie oben beschrieben, zusammen mit dem Ringleiter 30 in die Schlitze 44 eingesetzt wird, so wird der Isolator 29 zum Isolierelement 19 verformt, so dass die ersten Teile 291 zu Isolierbereichen 191 werden, die die benachbarten Spulenenden 21b für verschiedene Phasen voneinander isolieren, wie in 25 gezeigt, und die zweiten Teile 292 befinden sich in den Schlitzen 44 und innerhalb der Keile 52, während sie kaum verformt werden, und werden zu den Kopplungsbereichen 192 (siehe 24).
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Ankers 410 unter Bezugnahme auf 26 bis 30 beschrieben. Wie in 26 dargestellt, umfasst das Verfahren zur Herstellung des Ankers 410 zusätzlich zu den in 12 dargestellten Schritten einen ersten Schritt der Isolatoranordnung (Schritt S21) und einen Schritt einer spiralförmigen Anordnung (Schritt S22) als Schritte der Isolatoranordnung. Der Schritt der spiralförmigen Anordnung (Schritt S22) umfasst einen zweiten Schritt der Isolatoranordnung (Schritt S221) als Schritt der Isolatoranordnung und einen Schritt der überlappenden Anordnung (Schritt S13).
Im ersten Schritt der Isolatoranordnung (Schritt S21), vor dem einfachen Anordnungsschritt (Schritt S12), wird der Isolator 29 eingesetzt und in einem Paar Lücken 522 über eine vorgegebene Anzahl Blätter 521 so angeordnet, dass er sich an derselben Position wie der später anzuordnende Ringleiter 30 (21V4) befindet (29(a), 28). Anschließend wird im einfachen Anordnungsschritt (Schritt S12) der erste Ringleiter 30 im Rückhalteführungsbereich 520 so angeordnet, dass er den zuvor angeordneten Isolator 29 überlappt (29(b), 28).
Wenn der Isolator 29 in die Lücken 522 eingesetzt wird, wird der Gegenüber-Abstand zwischen seinen zweiten Teilen 292, die zwei einander gegenüberliegende Seiten sind, durch die Blätter 521 leicht eingeengt (die Biegung des ersten Teils 291 wird leicht verändert) und der Isolator 29 bewegt sich nach unten, um in einem annähernd horizontalen Zustand gehalten zu werden, wie in 28 gezeigt. Wenn der Ringleiter 30 (21V4) in die Lücken 522 eingesetzt ist, wird der Gegenüber-Abstand zwischen seinen geraden Bereichen 30a, die zwei einander gegenüberliegende Seiten sind, durch die Blätter 521 leicht eingeengt und somit bewegt sich der Ringleiter 30 (21V4) nach unten, um in einem annähernd horizontalen Zustand gehalten zu werden, wie in 28 gezeigt.
Weiterhin wird im zweiten Schritt der Isolatoranordnung (Schritt S221) der Isolator 29 eingesetzt und in einem Paar Lücken 522 über eine vorgegebene Anzahl von Blättern 521 so angeordnet, dass er sich an derselben Position wie der Ringleiter 30 (21W3) befindet, der später in der Stufe der Überlappungsanordnung (Schritt S13) angeordnet wird (29(c), 28).
Anschließend wird der Ringleiter 30 (21W3) im Überlappungsanordnungsschritt (Schritt S13) so angeordnet, dass der Ringleiter 30 (21W3) den Isolator 29 überlappt, der zuvor im zweiten Schritt der Isolatoranordnung (Schritt S2211) angeordnet worden ist (29(d), 28).
Im Folgenden werden der zweite Schritt der Isolatoranordnung (Schritt S221) und der Schritt der Überlappungsanordnung (Schritt S13) wiederholt, so dass alle anderen Ringleiter 30 im Rückhalteführungsbereich 520 der Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500 angeordnet werden, wie in 28 dargestellt. Das bedeutet, die im Schritt der spiralförmigen Anordnung (Schritt S22) angeordneten Ringleiter 30 (21W3 bis 21U1) werden im Rückhalteführungsbereich 520 spiralförmig angeordnet, wie in 28 dargestellt. Zudem sind die Isolatoren 29 direkt unter dem jeweiligen Ringleiter 30 angeordnet.
Somit werden durch die Kombination des ersten Schrittes der Isolatoranordnung (Schritt S21), des einfachen Anordnungsschrittes (Schritt S12), des zweiten Schrittes der Isolatoranordnung (Schritt S221) und des Überlappungsanordnungsschrittes (Schritt S13) alle Ringleiter 30 zur Bildung einer vorgegebenen Anzahl von Spulen 21, die für den Anker 410 benötigt werden, im Rückhalteführungsbereich 620 angeordnet. Bezüglich der Ringleiter 30 (21W3) bis 30 (21U1), die im Überlappungsanordnungsschritt angeordnet sind, wird wie bei der Ausführungsform 1, wenn jeder Ringleiter 30 in die Lücken 522 eingesetzt wird, der Gegenüber-Abstand zwischen seinen geraden Bereichen 30a, die zwei einander gegenüberliegende Seiten sind, durch die Blätter 521 geringfügig erweitert, so dass sich der Ringleiter 30 nach unten bewegt.
Nachfolgend wird, wie in 12 dargestellt, der Rückhalteführungsbereich 520 im Zusammenbauschritt (Schritt S14) auf den Kern 4 aufgesteckt, und die Ringleiter 30 und die Isolatoren 29 werden im Einführungsschritt (Schritt S15) durch den Schieber 550 in die Schlitze 44 des Kerns 4 eingesetzt. Zu diesem Zeitpunkt werden, wie in 30 dargestellt, auch die Isolatoren 29 durch den Schieber 550 (10) mit den Ringleitern 30 zusammengeschoben, so dass sie am Kern 4 montiert und so zu den Spulen 21 und den Isolierelementen 19 werden.
Jedes erste Teil 291 wird in eine Bogenform gebogen, um zum Isolierbereich 191 zu werden, und jedes zweite Teil 292 wird im Schlitz 44 und innerhalb des Keils 52 angeordnet, während er kaum deformiert wird, und wird zum Kopplungsbereich 192. So deckt jeder Isolierbereich 191 eine Seite des Spulenendes 21b ab, d.h. eine Seite (Innenseite) in radialer Richtung des Innenumfangsteils 43 des Kerns 4, so dass eine Isolierung vom daran angrenzenden Spulenende 21b der Spule 21b (auf der Innenseite) gewährleistet ist.
Ausführungsform 5
31 bis 34 zeigen Ausführungsform 5. 31 ist eine perspektivische Ansicht eines Spulenendes eines Ankers. 32 ist eine detaillierte Schnittansicht, die einen Schlitz-Teil zeigt. 33 ist eine Draufsicht, die einen Isolator zeigt. 34 ist eine perspektivische Ansicht des Isolators. In 31 enthält ein Anker 510 Isolierelemente 39. Wie in 31 und 32 dargestellt, hat jedes Isolierelement 39 Isolierbereiche 191, Keilbereiche 392 und schmale Bereiche 393. Die Isolierbereiche 191 und die Keilbereiche 392 sind miteinander integriert und die schmalen Bereiche 393 sind an beiden Enden in der Auf-Ab-Richtung in der Zeichnung von jedem Keilbereich 392 vorgesehen.
Jeder Isolierbereich 191 ist der gleiche wie der in 25 gezeigte und deckt eine Seite des Spulenendes 21b ab, d.h. eine Seite in radialer Richtung des Innenumfangsteils 43 des Kerns 4. Jeder Keilbereich 392 hat die gleiche Funktion wie der Keil 52 in 6 und verhindert das Herausragen der Spule 21, dient aber auch als Kopplungsbereich, der die Isolierbereiche 191 verbindet.
Ein Isolator 49 mit ersten Teilen 491 und zweiten Teilen 492, wie in 33 und 34 dargestellt, wird in die Schlitze 44 des Kerns 4 in gleicher Weise wie der Isolator 29 in 27 eingebaut, so dass das Isolierelement 39 mit den Isolierbereichen 391 und den Keilbereichen 392 gebildet wird. Aus den ersten Teilen 491 werden zu diesem Zeitpunkt die Isolierbereiche 391 und aus den zweiten Teilen 492 die Keilbereiche 392. Wenn in diesem Fall die Breite (Abmessung in Umfangsrichtung des Innenumfangsteils 43 des Kerns 4) des zweiten Teils 492 groß ist, stört der Isolator 49 die Blätter 521 beim Einsetzen in die Lücke zwischen die Blätter 521 des Rückhalteführungsbereichs 520.
Daher wird ein Ausschnitt 493 gebildet, indem von jedem zweiten Teil 492 ein Teil herausgeschnitten wird, das nahe bei dem ersten Teil 491 liegt. Wenn der Isolator 49 an den Schlitzen 44 des Kerns 4 montiert wird und zum Isolierelement 39 wird, werden die Ausschnitte 493 zu den schmalen Bereichen 393.
Da die Keilbereiche 392, wie oben beschrieben, auch als Kopplungsbereiche dienen, können die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Arbeitsschritte verringert und eine Verringerung des Schlitz-Raumfaktors (ein Verhältnis der Leiterfläche der Spule 21 (siehe 6) zur effektiven Teilfläche der Schlitze 44) verhindert werden.
Ausführungsform 6
35 und 36 zeigen die Ausführungsform 6. 35 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnungsrelation zwischen einem Ringleiter und einer Spule zeigt, die durch das Einfügen des Ringleiters in Schlitze erhalten worden ist. 36 ist eine Abwicklungsansicht einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung, in der Isolatoren und die Ringleiter angeordnet sind. In 35 hat ein Ringleiter 80 gerade Bereiche 30a, die in 35 zwei einander gegenüberliegende Seiten in Rechts-Links-Richtung sind, und Anschlussbereiche 80b, die die geraden Bereiche 30a verbinden, die zwei einander gegenüberliegende Seiten sind. Der Ringleiter 80 wird durch eine nicht abgebildete Ringleiter-Einführungsvorrichtung in die Schlitze 44 (siehe 4) des Kerns 4 eingesetzt und wird so zur Spule 71.
Die Anordnungsrelation zwischen dem Ringleiter 80 und der Spule 71 ist in 35 nebeneinander dargestellt. Das heißt, die geraden Bereiche 30a sind die gleichen wie in 7, und werden die Schlitz-Aufnahmebereiche 21a, wenn sie in die Schlitze 44 eingefügt sind (4), und die Anschlussbereiche 80b werden zu Spulenenden 71b, die die Schlitz-Aufnahmebereiche 21a verbinden. In 36 sind die Einschubtiefen (Einschubmaße) des rechten und linken geraderen Bereichs 30a des Ringleiters 80 gleich, und die Ringleiter 80 (71V4) bis 80 (71U1) sind in 36 treppenförmig und spiralförmig in annähernd horizontalem Zustand angeordnet, d.h. senkrecht zu den später beschriebenen Blättern 821 (siehe 36).
Zusätzlich sind Isolatoren 79 jeweils unter den Ringleitern 80 (71V4) bis 80 (71U1) in 36 angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Isolatoren 79 die gleichen sind wie die Isolatoren 29 in 27, jedoch ist ihre Abmessung in der Rechts-Links-Richtung in 27 entsprechend dem Gegenüber-Abstand zwischen den geraden Bereichen 30a (35), die zwei einander gegenüberliegende Seiten des Ringleiters 80 sind, leicht eingeengt.
In 36 ist der Rückhalteführungsbereich 820 identisch mit dem Rückhalteführungsbereich 520, mit der Ausnahme, dass die Längen der Blätter 821 und Lücken 822 länger sind als die Längen der Blätter 521 und der Lücken 522 des Rückhalteführungsbereichs 520 in 9. Weiterhin ist die Ringleiter-Einführungsvorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform identisch mit der in 8 gezeigten Ringleiter-Einführungsvorrichtung 500, mit Ausnahme des Unterschieds im Rückhalteführungsbereich 820.
Die Isolatoren 79 und der Ringleiter 80 werden mit dem gleichen Verfahren (siehe Schritte S11 bis S22 in 26), wie bei der Ausführungsform 4 beschrieben, in den Rückhalteführungsbereich 820 eingesetzt und gehalten. Es wird darauf hingewiesen, dass, gemäß 36, jeder Ringleiter 80 und der daneben eingefügte Isolator 79 mit einer Lücke dazwischen in Einschubrichtung dargestellt sind, tatsächlich aber miteinander in Kontakt stehen. Der nachfolgende Zusammenbauschritt (Schritt S14) und der Einführungsschritt (Schritt S15) sind ebenfalls identisch mit denen in 26. Nach der vorliegenden Ausführungsform können die Längen der Anschlussbereiche 80b der Ringleiter 80, d.h. die Längen der Spulenenden 71b der Spulen 71, verkürzt werden.
Bei dem Anker, der in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen hergestellt wird, sind -wie in 2, 17 und 20 dargestellt- aus der axialen Richtung des zylindrischen Innenumfangsteils 43 des Kerns 4 gesehen Spulenenden, die auf Kreisen liegen, die konzentrisch zum Innenumfangsteil 43 liegen: in 2, Spulenenden der Spule 21V4 auf der innersten Umfangsseite und der Spule 21U1 auf der äußersten Umfangsseite; in 17, Spulenenden der Spule 21V4 und der Spule 21V2 auf der innersten Umfangsseite und der Spule 21U1 und der Spule 21U3 auf der äußersten Umfangsseite; und in 20, Spulenenden der Spule 21V2 auf der innersten Umfangsseite, der Spule 21V4 und der Spule 21U3 in der Mitte und der Spule 21U1 auf der äußersten Umfangsseite. Die anderen Spulenenden als die oben genannten Spulen befinden sich auf Spirallinien konzentrisch zum Innenumfangsteil 43.
Die Ringleiter 30 bei den obigen Ausführungsformen 1 bis 5 werden jeweils durch Wickeln aus einem dünnen, leitfähigen Draht gebildet und haben somit eine vergleichsweise geringe Steifigkeit, und so kann der Gegenüber-Abstand zwischen den geraden Bereichen 30a, die zwei einander gegenüberliegende Seiten sind, von den Blättern verändert werden, wenn jeder Ringleiter 30 im Rückhalteführungsbereich angeordnet ist. Bei Verwendung von Ringleitern mit hoher Steifigkeit kann jedoch das Abmessungsverhältnis zwischen den Lücken 522 (14) der Blätter 521 und den Ringleitern 30 (21V4) bis 30 (21U1) so eingestellt werden, dass der Ringleiter im einfachen Anordnungsschritt angeordnet wird, z.B. wird der Ringleiter 30 (21V4) in 14 ebenfalls mit dem rechten geraden Bereich 30a nach rechts geneigt (siehe 7) tiefer eingesetzt als der linke gerade Bereich 30a, und die anderen elf Ringleiter 30 (21W3) bis 30 (21U1) werden ebenfalls in gleicher Weise geneigt angeordnet wie der Ringleiter 30 (21V4), und die Ringleiter 30 sind insgesamt spiralförmig angeordnet. In diesem Fall ist es nicht notwendig, eine große Kraft aufzubringen, um die Ringleiter 30 (21V4) bis 30 (21U1) beim Einsetzen in die Lücken 522 zu verformen, so dass das Einsetzen leicht durchgeführt werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung die obigen Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden können, oder dass jede der obigen Ausführungsformen entsprechend modifiziert oder vereinfacht werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013123339 A [0008]
JP 2014192971 A [0008]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Ankers, der einen Kern mit einer Vielzahl von Schlitzen aufweist, die an einem zylindrischen Innenumfangsteil ausgebildet sind, und in die Schlitze eingefügte Spulen, wobei das Verfahren unter Verwendung einer Ringleiter-Einführungsvorrichtung durchgeführt wird, wobei die Ringleiter-Einführungsvorrichtung Folgendes aufweist: - einen Rückhalteführungsbereich mit Stützelementen und einem Befestigungselement, wobei die Stützelemente in zylindrischer Form mit Lücken in Umfangsrichtung dazwischen angeordnet sind und ein Ende jedes Stützelements an dem Befestigungselement befestigt ist, so dass ein zylindrisches Teil gebildet wird, wobei das zylindrische Teil mit dem Innenumfangsteil des Kernes zusammengebaut werden kann und so konfiguriert ist, dass Positionen in Umfangsrichtung der Lücken mit Positionen der Schlitze des Kernes übereinstimmen; und - einen Eingriffsbereich, der so konfiguriert ist, dass er innerhalb des zylindrischen Teils in einer axialen Richtung des zylindrischen Teils beweglich ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: - einen Anordnungsschritt zum Anordnen einer notwendigen Anzahl von Ringleitern, die jeweils durch Wickeln eines leitfähigen Drahtes in ringförmiger Form gebildet werden, im Rückhalteführungsbereich, durch Kombination von: einem einfachen Anordnungsschritt, bei dem über eine Vielzahl von Stützelementen eine Vielzahl der Ringleiter in die Lücken eingeführt wird, in die die Ringleiter noch nicht eingesetzt sind, so dass die Vielzahl von Ringleitern im Rückhalteführungsbereich angeordnet wird; und einen Überlappungsanordnungsschritt, bei dem ein weiterer Ringleiter in andere der Lücken über eine Vielzahl der Stützelemente eingeführt wird, um den zuvor eingefügten Ringleiter in axialer Richtung teilweise zu überlappen, so dass der andere Ringleiter im Rückhalteführungsbereich angeordnet wird; - einen Zusammenbauschritt bei dem der Rückhalteführungsbereich und der Innenumfangsteil des Kerns zusammengebaut werden und die Positionen der Lücken in Umfangsrichtung mit den Positionen der Schlitze in Übereinstimmung gebracht werden; und - einen Einführungsschritt, bei dem der Eingriffsbereich in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs verschoben und der Eingriffsbereich mit den im Rückhalteführungsbereich angeordneten Ringleitern in Eingriff gebracht wird, um die Ringleiter in die Schlitze einzuführen und so die Spulen zu bilden.
Verfahren zum Herstellen eines Ankers nach Anspruch 1, wobei in dem einfachen Anordnungsschritt die Vielzahl von Ringleitern gleichzeitig oder zeitlich getrennt in die Lücken eingeführt und im Rückhalteführungsbereich so angeordnet werden, dass die Vielzahl von Ringleitern in Umfangsrichtung des Rückhalteführungsbereichs so verteilt ist, dass sie sich in axialer Richtung nicht überlappen.
Verfahren zum Herstellen eines Ankers nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anordnungsschritt Folgendes umfasst: - einen Anordnungsschritt in einer ersten Runde der Anordnung der Ringleiter im Rückhalteführungsbereich über einen ganzen Umfang des Rückhalteführungsbereichs durch Kombination des einfachen Anordnungsschrittes und des Überlappungsanordnungs schrittes; und - nachdem die Ringleiter in dem Anordnungsschritt in der ersten Runde angeordnet sind, einen Anordnungsschritt in einer zweiten Runde, umfassend weiterhin ein Anordnen der Ringleiter im Rückhalteführungsbereich über den gesamten Umfang des Rückhalteführungsbereichs durch Kombination des einfachen Anordnungsschrittes und des Überlappungsanordnungsschrittes, so dass in dem einfachen Anordnungsschritt in dem Anordnungsschritt in der zweiten Runde ein anderer Ringleiter in andere der Lücken in einer in Umfangsrichtung verschobenen Position des Rückhalteführungsbereichs so eingefügt wird, dass er in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs den Ringleiter, der in der ersten Runde des einfachen Anordnungsschrittes angeordnet worden ist, nicht überlappt, so dass der andere Ringleiter im Rückhalteführungsbereich angeordnet wird .
Verfahren zum Herstellen des Ankers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede Spule Schlitz-Aufnahmebereiche hat, die in den entsprechenden Schlitzen untergebracht sind, und Spulenenden, die die Schlitz-Aufnahmebereiche verbinden, wobei das Verfahren vor dem einfachen Anordnungsschritt und dem Überlappungsanordnungsschritt einen Isolator-Anordnungsschritt beinhaltet, bei dem ein Isolator in den Lücken über eine Vielzahl der Stützelemente so eingesetzt wird, dass er an der gleichen Position wie jeder später anzuordnende Ringleiter angeordnet ist, so dass der Isolator im Rückhalteführungsbereich angeordnet wird, wobei der Isolator erste Teile mit einer vorbestimmten Lücke dazwischen aufweist, und zweite Teile, welche die ersten Teile verbinden, und in dem Einführungsschritt der Eingriffsbereich in axialer Richtung des Rückhalteführungsbereichs bewegt und mit den im Rückhalteführungsbereich angeordneten Isolatoren und Ringleitern in Eingriff gebracht wird, um die Isolatoren und die Ringleiter in die Schlitze einzuführen, so dass jeder Isolator zu einem Isolierelement wird, das Folgendes aufweist: Isolierbereiche, die jeweils eine Seite des entsprechenden Spulenendes in radialer Richtung des Innenumfangsteils des Kernes bedecken; und Kopplungsbereiche, die sich innerhalb der Schlitze befinden und die Isolierbereiche verbinden, während die ersten Teile die Isolierbereiche und die zweiten Teile die Kopplungsbereiche werden, und die Ringleiter die Spulen mit den Schlitz-Aufnahmebereichen und den Spulenenden werden.
Verfahren zum Herstellen des Ankers nach Anspruch 4, wobei die Kopplungsbereiche der Isolierelemente sich innerhalb der Schlitze befinden und auch als Keilbereiche dienen, die verhindern, dass die Spulen aus den Schlitzen herausragen.
Verfahren zum Herstellen des Ankers nach Anspruch 5, wobei die zweiten Teile der Isolatoren schmale Bereiche haben, wobei die schmalen Bereiche solche Abmessungen haben, dass die schmalen Bereiche in die Lücken der Stützelemente eingesetzt werden können, und wobei, wenn die Isolatoren in den Stützelementen angeordnet sind, die schmalen Bereiche in die Lücken der Stützelemente eingesetzt und somit im Rückhalteführungsbereich angeordnet werden.
Anker, der Folgendes aufweist: - einen Kern mit einer Vielzahl von Schlitzen, die in einem zylindrischen Innenumfangsteil vorgesehen sind; - Spulen, die in die Schlitze eingesetzt sind; und - Isolierelemente, wobei jede Spule Schlitz-Aufnahmebereiche, die in den entsprechenden Schlitzen untergebracht sind, und Spulenenden hat, die die Schlitz-Aufnahmebereiche verbinden, und wobei jedes Isolierelement Isolierbereiche und Kopplungsbereiche hat, wobei die Isolierbereiche jeweils eine Seite der entsprechenden Spulenenden in radialer Richtung des Innenumfangsteils des Kernes bedecken, wobei die Kopplungsbereiche innerhalb der Schlitze liegen und die Isolierbereiche verbinden.
Anker nach Anspruch 7, wobei die Kopplungsbereiche der Isolierelemente auch als Keilbereiche dienen, die verhindern, dass die Spulen aus der Schlitze hervorstehen.