DE112016006212T5

DE112016006212T5 - Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, elektrische Rotationsmaschine, und Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine elektrische Rotationsmaschine

Info

Publication number: DE112016006212T5
Application number: DE112016006212.5T
Authority: DE
Inventors: Tatsuro Hino; Kohei Egashira; Yoshihiro Harada; Shohei Matsuoka; Masashi Nakamura; Shinichiro Yoshida; Aiko Nakano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-09-20
Also published as: US20190020228A1; JPWO2017122445A1; CN108475946A; JP6416417B2; CN108475946B; WO2017122445A1

Abstract

Stator (1) für eine elektrische Rotationsmaschine (100), der Folgendes aufweist: einen Kern (4), der eine Vielzahl von Zahnbereichen (3) aufweist, die in Umfangsrichtung (Z) eines ringförmigen rückseitigen Jochbereichs mit Abständen voneinander beabstandet sind und in Radialrichtung (X) vorstehen; und eine Spule (7), die über isolierende Bereiche (6) an den Schlitzen (5) angeordnet ist. Ein Kragenbereich (10) ist an einem Endbereich (3A) von jedem von den Zahnbereichen (3) derart angeordnet, dass er zu der Schlitzseite vorsteht und Folgendes aufweist: einen Verbindungsbereich (11); einen gebogenen Bereich (12), der sich in Umfangsrichtung (Z) erstreckt und einen ersten Spalt (8) ausbildet; und einen Anschlagbereich (13), der an einer Endseite (13A) hiervon in Umfangsrichtung (Z) zu der Schlitzseite vorsteht und so ausgebildet ist, dass er eine Breite (W2) in Radialrichtung (X) aufweist, die größer ist als eine Breite (W1) in Radialrichtung (X) des gebogenen Bereichs (12). Ein R-Maß (R0) einer Seitenfläche in Umfangsrichtung (Z) und an einer Seite gegenüberliegend zu einer Vorsprungsseite (X1) des Zahnbereichs (3) des gebogenen Bereichs (12) ist nicht kleiner als die Breite (W1) in Radialrichtung (X) des gebogenen Bereichs (12).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, eine elektrische Rotationsmaschine, und ein Verfahren zum Herstellen des Stators für die elektrische Rotationsmaschine, die Spannungskonzentrationen verhindert und die Dauerfestigkeit verbessert.
Stand der Technik
In den vergangenen Jahren werden elektrische Rotationsmaschinen, wie beispielsweise Elektromotoren und Leistungsgeneratoren benötigt, die kleine Abmessungen sowie eine hohe Leistung und eine hohe Effizienz aufweisen. Eine beispielhafte Vorgehensweise zum Erfüllen dieser Anforderung ist es, die Breite der Schlitzöffnung des Stators zu verengen. Wenn die Schlitzöffnungsbreite verringert ist, wird der magnetische Widerstand reduziert, und die Effizienz der elektrischen Rotationsmaschine wird verbessert. Dies ermöglicht es, dass die elektrische Rotationsmaschine kleine Abmessungen und eine hohe Leistung aufweist. Allerdings besteht dann ein Problem dahingehend, dass es schwierig wird, die Spule in dem Schlitz zu montieren, wenn die Schlitzöffnungsbreite verringert wird.
Als herkömmlicher Stator, der ein derartiges Problem löst, ist ein Stator vorgeschlagen worden, bei dem ein Zahn einen Zahnkörperbereich und einen Zahnendbereich aufweist; und bei dem, nachdem eine Spule montiert worden ist, der Zahnendbereich in Richtung einer Schlitzseite geöffnet wird, die die Außenseite in Umfangsrichtung ist, so dass die Schlitzöffnungsbreite verringert wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
Durch das Anordnen eines V-förmigen Schnittbereichs und eines gebogenen Bereichs eines Zahnbereichsendes, das in Umfangsrichtung gebogen ist, und durch das Vorgeben des R-Maßes des Schnittbereichsendes mit 30 % bis 60 % der Dicke des flächenkörperförmigen Elements eines Kernmaterials, wird erreicht, dass ein Auswölben des Statorkerns in Axialrichtung verhindert wird.
Für eine weitere herkömmliche elektrische Rotationsmaschine sind geteilte Kerne eines Stators vorgeschlagen worden, die erste Elemente aufweisen, die aus flächenkörperförmigen Silizium-Stahl-Elementen ausgebildet sind und die Zahnbereiche zum Wickeln einer Spule hierauf aufweisen. Ferner weisen die geteilten Kerne zweite Elemente auf, die einen niedrigeren Siliziumgehalt als das flächenkörperförmige Silizium-Stahl-Element aufweisen, die in Zentralachsenrichtung des Stators auf dem ersten Element gestapelt sind, und die Folgendes aufweisen: Zahnbereiche zum Wickeln einer Spule hierauf; und Kragenbereiche, die an den Enden der Zahnbereiche angeordnet sind und die zum Positionieren der Spule nach dem Einsetzen der Spule gebogen werden (siehe z.B. Patentdokument 2).
Durch das Anordnen der gebogenen Bereiche an den zweiten Elementen, die einen niedrigeren Siliziumgehalt und eine gute Biege-Verarbeitung aufweisen, wird erreicht, dass die Spule mittels der zweiten Elemente gehalten wird, während mittels der ersten Elemente, die einen höheren Siliziumgehalt aufweisen, eine hohe Effizienz erreicht werden kann.
Stand der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanisches Patent JP 5 537 964 B2
Patentdokument 2: Japanisches Patent JP 5 114 354 B2

Zusammenfassung der Erfindung
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Bei dem herkömmlichen Stator der elektrischen Rotationsmaschine, der in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, wird ein gebogener Bereich durch eine Kraft ausgebildet, die an einem Bereich konzentriert ist, der zwischen dem Schnittbereich und einem inneren peripheren Zahnbereich ausgebildet ist und der die kleinste Breite in Radialrichtung aufweist. Bezogen auf eine zu stanzende Form durch das Pressen mit einem Werkzeug ist hinsichtlich des Lebenszyklus des Werkzeugs und der Genauigkeit selbst der dünnste Bereich grundsätzlich so ausgebildet, dass er größer ist als die Dicke eines flächenkörperförmigen Elements. Somit ist der gebogene Bereich wünschenswerter Weise mit einer Breite ausgebildet, die zumindest nicht geringer ist als die Dicke des flächenkörperförmigen Elements.
Dabei wird das R-Maß an der Innenseite des Biegens des gebogenen Bereichs so vorgegeben, dass es 30 % bis 60 % der Dicke des flächenkörperförmigen Elements beträgt, und somit besteht ein Problem dahingehend, dass dann, wenn ein gebogener Bereich, der eine Breite aufweist, die nicht geringer ist als die Dicke des flächenkörperförmigen Elements, durch Biegen mit einem inneren R-Maß ausgebildet wird, das 30 % bis 60 % der Dicke des flächenkörperförmigen Elements beträgt, exzessive Verformungen in einem äußeren peripheren Biegebereich auftreten, so dass darin Brüche auftreten.
Wenn flächenkörperförmige Silizium-Stahl-Elemente zum Erreichen einer hohen Effizienz verwendet werden, die eine zulässige Verformung aufweisen, die durch Hinzufügen von Silizium herabgesetzt worden ist, überschreitet die Verformung die zulässige Verformung, so dass ein Bruch verursacht wird. Folglich können solche flächenkörperförmigen Elemente nicht verwendet werden. Daher besteht ein Problem dahingehend, dass die Effizienz abnimmt.
Wenn die elektromagnetische Kraft in Radialrichtung auf den Kragenbereich wirkt, konzentriert sich die Belastung auf den Kragenbereich, und Risse entstehen, da das R-Maß in Radialrichtung klein ist. Daher besteht ein Problem dahingehend, dass eine ausreichende Dauerfestigkeit nicht zugesichert werden kann.
Bei der in dem Patentdokument 2 beschriebenen elektrischen Rotationsmaschine müssen die Materialien in der Mitte des Stapels ausgewechselt werden, da die ersten Elemente und die zweiten Elemente zum Formen verwendet werden. Somit entsteht ein Problem dahingehend, dass die Produktivität abnimmt. Wenn viele Kragenbereiche ausgebildet sind, nimmt der Anteil des zweiten Elements ab, das einen niedrigen Siliziumgehalt aufweist, und somit besteht ein Problem dahingehend, dass die Effizienz abnimmt.
Wenn indessen die Anzahl der Kragenbereiche abnimmt, nehmen die Eisenverluste des Rotors zu, und die Effizienz nimmt ab. Außerdem nimmt die magnetische Temperatur aufgrund des Rotor-Eisenverlusts zu. Somit besteht ein Problem dahingehend, dass ein hochwertiger Magnet bzw. ein Magnet von hoher Qualität verwendet werden muss und die Materialkosten ansteigen.
Wenn ferner die Anzahl der Kragenbereiche abnimmt, besteht ein Problem dahingehend, dass die gewünschte Haltekraft der Spule nicht sichergestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, eine elektrische Rotationsmaschine und ein Verfahren zum Herstellen des Stators für die elektrische Rotationsmaschine anzugeben, der die Spannungskonzentration verhindern kann und die Dauerfestigkeit erhöhen kann.
Lösung der Probleme
Ein Stator für eine elektrische Rotationsmaschine der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:

- einen Kern, der einen rückseitigen Jochbereich aufweist, in einer Ringform ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Zahnbereichen aufweist, die so ausgebildet sind, dass sie in Umfangsrichtung des rückseitigen Jochbereichs voneinander mit Abständen beabstandet sind und in Radialrichtung vorstehen; und
- eine Spule, die in einer Vielzahl von Schlitzen befestigt ist, die zwischen den benachbarten Zahnbereichen ausgebildet sind, und zwar mittels isolierender Bereiche,

- einen Verbindungsbereich, der mit dem Zahnbereich verbunden ist,
- einen gebogenen Bereich, der sich von dem Verbindungsbereich in Umfangsrichtung erstreckt und einen ersten Spalt ausbildet, über den der gebogene Bereich von dem Endbereich des Zahnbereichs beabstandet ist, und
- einen Anschlagbereich, der sich von dem gebogenen Bereich in Umfangsrichtung erstreckt und an einer Endseite hiervon in Umfangsrichtung zu der Schlitzseite hin vorsteht, und so ausgebildet ist, dass er eine Breite in Radialrichtung aufweist, die größer ist als eine Breite in Radialrichtung des gebogenen Bereichs, und
- wobei ein R-Maß einer Seitenfläche in Umfangsrichtung an einer Seite gegenüberliegend zu der Vorsprungsseite des Zahnbereichs des gebogenen Bereichs nicht kleiner ist als die Breite in Radialrichtung des gebogenen Bereichs.

Eine elektrische Rotationsmaschine der vorliegenden Erfindung weist einen Rotor auf, der derart angeordnet ist, dass er zu dem Stator konzentrisch ist.
Ein Verfahren zum Herstellen des Stators für die elektrische Rotationsmaschine der vorliegenden Erfindung weist folgende Schritte auf:

- einen ersten Schritt zum Ausbilden des Kerns in einem Zustand, bei dem die Kragenbereiche nicht zu der Schlitzseite in Umfangsrichtung hin vorstehen; und
- einen zweiten Schritt zum Montieren der Spule in den Schlitzen des Kerns mittels der isolierenden Bereiche; und
- einen dritten Schritt zum Biegen der Kragenbereiche in Umfangsrichtung, so dass die Kragenbereiche zu der Schlitzseite hin vorstehen.

Wirkung der Erfindung
Bei dem Stator für die elektrische Rotationsmaschine, bei der elektrischen Rotationsmaschine und bei dem Verfahren zum Herstellen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine der vorliegenden Erfindung können Spannungskonzentrationen verhindert werden und die Dauerfestigkeit verbessert werden.
Figurenliste
In den Figuren zeigen:

1 eine Abbildung, die die Konfiguration einer elektrischen Rotationsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Kerns eines Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
3 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, bevor der Kern des in 2 gezeigten Stators gebogen wird;
4 eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration des Stators und einen Rotor der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
5 eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines geteilten Kerns des Stators der in 4 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
6 eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration einer Spule und der isolierenden Bereiche des Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
7 eine Seitenansicht, die ein Verfahren zum Herstellen des Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
8 eine Draufsicht, die das Verfahren zum Herstellen des Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
9 eine perspektivische Ansicht, die das Verfahren zum Herstellen des Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
10 eine Seitenansicht, die das Verfahren zum Herstellen des Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
11 eine Draufsicht, die das Verfahren zum Herstellen des Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
12 eine perspektivische Ansicht, die das Verfahren zum Herstellen des Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt;
13 eine Draufsicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines Bereichs zeigt, der mit S bei dem in 11 gezeigten Stators gekennzeichnet ist;
14 eine Draufsicht, die das Verfahren zum Herstellen des Bereichs zeigt, der mit S bei dem in 11 gezeigten Stator gekennzeichnet ist;
15 Draufsichten, die die Konfiguration eines Stators eines Vergleichsbeispiels zeigen, um die vorteilhaften Wirkungen von Ausführungsform 1 zu beschreiben;
16 eine Draufsicht zum Beschreiben des Prinzips der vorteilhaften Wirkungen von Ausführungsform 1;
17 eine Draufsicht zum Beschreiben des Prinzips eines Vergleichsbeispiels, um die vorteilhaften Wirkungen von Ausführungsform 1 zu beschreiben;
18 eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel des Kerns des Stators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Kerns eines Stators gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, bevor der Kern des in 19 gezeigten Stators gebogen wird;
21 eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Kerns eines Stators gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
22 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, bevor der Kern des in 21 gezeigten Stators gebogen wird;
23 eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Kerns eines Stators gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
24 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, bevor der Kern des in 23 gezeigten Stators gebogen wird; und
25 eine Draufsicht, die den Zustand zeigt, bevor der Kern des in 24 gezeigten Stators gebogen wird.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsform 1
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der Erfindung der vorliegenden Anmeldung beschrieben. 1 ist eine einseitige Längsschnitt-Seitenansicht, die die Konfiguration einer elektrischen Rotationsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Zahnbereichs eines Kerns eines Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt.
3 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, bevor Kragenbereiche des Zahnbereichs des Kerns des in 2 gezeigten Stators gebogen werden. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration des Stators und eines Rotors der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines geteilten Kerns des Stators der in 4 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration einer Spule und isolierende Bereiche des Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt. 7 ist eine Seitenansicht, die ein Verfahren zum Herstellen des Stators der in 1 gezeigten elektrischen Rotationsmaschine zeigt. 8 ist eine Draufsicht entlang einer in 7 gezeigten Linie Q-Q, die das Verfahren zum Herstellen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine zeigt. 9 ist eine perspektivische Ansicht zur gleichen Zeit wie 7 und 8, die das Verfahren zum Herstellen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine zeigt.
10 ist eine Seitenansicht eines Schrittes nach 8, wobei die Ansicht das Verfahren zum Herstellen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine zeigt. 11 ist eine Draufsicht entlang einer in 10 gezeigten Linie P-P, die das Verfahren zum Herstellen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine zeigt. 12 ist eine perspektivische Ansicht zu der gleichen Zeit wie 10 und 11, die das Verfahren zum Herstellen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine zeigt.
13 ist eine Draufsicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines Bereichs zeigt, der bei dem in 11 gezeigten Stator mit S angegeben wird. 14 ist eine Draufsicht eines Schrittes nach 13, der das Verfahren zum Herstellen des Bereichs zeigt, der bei dem in 11 gezeigten Stator mit S angegeben ist. 15 zeigt Draufsichten, die die Konfiguration eines Stators eines Vergleichsbeispiels zeigen, um die vorteilhaften Wirkungen von Ausführungsform 1 zu beschreiben.
16 ist eine Draufsicht zum Beschreiben des Prinzips der vorteilhaften Wirkungen von Ausführungsform 1. 17 ist eine Draufsicht zum Beschreiben des Prinzips eines Vergleichsbeispiels, um die vorteilhaften Wirkungen von Ausführungsform 1 zu beschreiben. 18 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel des Kerns des Stators von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt, weist eine elektrische Rotationsmaschine 100 einen Stator 1 und einen Rotor 101 auf, der innerhalb einer Ringform des Stators 1 angeordnet ist. Die elektrische Rotationsmaschine 100 ist in einem Gehäuse 109 untergebracht, das Folgendes aufweist: einen Rahmen 102, der eine zylindrische Form mit einem Boden aufweist; und eine Endplatte 103, die die Öffnung des Rahmens 102 verschließt. Der Stator 1 ist in einem eingebauten Zustand innerhalb des zylindrischen Bereichs des Rahmens 102 befestigt. Der Rotor 101 ist an einer Rotationswelle 106 befestigt, die mittels des Bodenbereichs des Rahmens 102 und der Endplatte 103 über ein Lager 104 drehbar abgestützt ist.
Der Rotor 101 weist Folgendes auf: einen Rotorkern 107, der an der Rotationswelle 106 befestigt ist, die an einer axialen Position eingesetzt ist; und Permanentmagnete 108, die an der Außenumfangs-Oberflächenseite des Rotorkerns 107 eingebettet sind und in vorbestimmten Abständen in Umfangsrichtung Z angeordnet sind und Magnetpole ausbilden. Der Rotor 101 ist hier als ein Rotor der Permanentmagnet-Bauart gezeigt, allerdings ist dieser nicht hierauf beschränkt.
Es kann auch ein Käfigläufer verwendet werden, bei dem Leitungsdrähte, die keine isolierende Beschichtung aufweisen, in Schlitzen aufgenommen sind und an beiden Seiten mit Kurzschlussringen kurzgeschlossen sind. Alternativ kann ein gewickelter Rotor verwendet werden, bei dem Leitungsdrähte, die mit einer isolierenden Beschichtung ausgebildet sind, an Schlitzen eines Rotorkerns montiert sind.
Der Stator 1 weist einen Kern 4 und eine Spule 7 auf. Der Kern 4 weist Folgendes auf: einen rückseitigen Jochbereich 2, der in einer Ringform ausgebildet ist; und eine Vielzahl von Zahnbereichen 3, die so ausgebildet sind, dass sie in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung Z des Innenumfangs des rückseitigen Jochbereichs 2 voneinander beabstandet sind und zu der Innenseite X1 in Radialrichtung X vorstehen.
Die Spule 7 ist in einer Vielzahl von Schlitzen 5 befestigt, die zwischen den benachbarten Zahnbereichen 3 ausgebildet sind, und zwar mittels der isolierenden Bereiche 6. Die Schlitze 5 sind derart ausgebildet, dass sie in Axialrichtung Y vorspringen. Der rückseitige Jochbereich 2 ist magnetisch mit den zugehörigen Zahnbereichen 3 verbunden.
Der Kern 4 ist durch Verbinden einer Vielzahl von geteilten Kernen 104 zu einer Ringform ausgebildet, wobei die Vielzahl von geteilten Kernen 41 in Umfangsrichtung Z geteilt bzw. getrennt ist und in 5 gezeigt ist. Ein geteilter Kern 41 ist mit zwei Zahnbereichen 3 ausgebildet. Bei der Spule 7 ist beispielsweise eine Struktur wie eine verteilte Wicklungs-Bauweise anwendbar, bei der die Spule 7 über eine Vielzahl der Zahnbereiche 3 gewickelt ist. Alternativ ist eine konzentrierte Wicklungs-Bauweise bei der Spule 7 verwendbar, bei der die Spule 7 über einen Zahnbereich 3 gewickelt wird. Beispielhaft wird bei der Ausführungsform 1 eine verteilte Wicklungs-Bauweise beschrieben.
Der Kern 4 wird beispielsweise durch Stapeln einer Vielzahl von flächenkörperförmigen Elementen 40 in Axialrichtung Y ausgebildet, wobei die Vielzahl von flächenkörperförmigen Elementen 40 durch Stanzen eines elektromagnetischen flächenkörperförmigen Stahlelements erhalten wird, das Silizium aufweist, und zwar mittels einer Presse oder dergleichen.
Die flächenkörperförmigen Elemente 40, die in Axialrichtung Y gestapelt sind, sind mittels Befestigungseinrichtungen, wie beispielsweise durch Stauchen, Schweißen, und Verbinden befestigt. Im Folgenden ist ein Beispiel gezeigt, bei dem jeder isolierende Bereich 6 als ein Element ausgebildet ist, das von dem Kern 4 getrennt ist. Allerdings können die isolierenden Bereiche 6 und der Kern auch mittels Befestigungseinrichtungen, wie beispielsweise durch Spritzgussverfahren integral ausgebildet sein.
An einer Vorsprungsseite in Radialrichtung X von jedem Zahnbereich 3, in diesem Fall an einem Endbereich 3A an der Innenseite X1 in Radialrichtung X, sind Kragenbereiche 10 an beiden Seiten in Umfangsrichtung Z derart ausgebildet, dass sie zu der Schlitzseite in Umfangsrichtung Z vorstehen. Hier wird die Seite gegenüberliegend zu der Vorsprungsseite in Radialrichtung X als Außenseite X2 in Radialrichtung X bezeichnet.
Jeder Kragenbereich 10 weist einen Verbindungsbereich 11, einen gebogenen Bereich 12, und einen Anschlagbereich 13 auf. Der Verbindungsbereich 11 ist so ausgebildet, dass er mit einem Zentrumsbereich in Umfangsrichtung Z des Endbereichs 3A des Zahnbereichs 3 verbunden ist. Der gebogene Bereich 12 ist so ausgebildet, dass er sich von dem Verbindungsbereich 11 zu jeder Seite in Umfangsrichtung Z erstreckt. Der gebogene Bereich 12 bildet einen ersten Spalt 8 aus, über den der gebogene Bereich 12 von dem Endbereich 3A des Zahnbereichs 3 beabstandet ist.
Der erste Spalt 8 ist derart ausgebildet, dass eine Breite W3 hiervon in Radialrichtung X kleiner ist als eine Breite W4 hiervon in Umfangsrichtung Z ist. Ein R-Maß R0 einer Umfangsseiten-Fläche 12A des gebogenen Bereichs 12 an der Seite (Innenseite X1) gegenüberliegend zu der Vorsprungsseite (Außenseite X2) des Zahnbereichs 3 gibt einen Radius an, der eine sanft gekrümmte Linie zur Verfügung stellt, nachdem der Kragenbereich 10, wie in 2 gezeigt, in Umfangsrichtung Z gebogen worden ist.
Das R-Maß R0 ist so vorgegeben, dass es nicht geringer ist als die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12. Ferner ist die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12 so vorgegeben, dass sie einheitlich ist. Eine Aussparung 14 ist an einer Umfangsseiten-Fläche 12B an der Innenseite X1 des gebogenen Bereichs 12 ausgebildet.
Die Anschlagbereiche 13 sind so ausgebildet, dass sie sich von den gebogenen Bereichen 12 zu beiden Seiten in Umfangsrichtung Z erstrecken. Jeder Anschlagbereich 13 ist so ausgebildet, dass eine Endseite 13A hiervon in Umfangsrichtung Z zu der Schlitzseite hin vorsteht. Der Anschlagbereich 13 ist so ausgebildet, dass die Breite W2 hiervon in Radialrichtung X größer ist als die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12.
Außerdem bilden der Anschlagbereich 13 und der Endbereich 3A des Zahnbereichs 3 einen zweiten Spalt 9. Der zweite Spalt 9 ist so ausgebildet, dass die Breite W5 hiervon in Radialrichtung X kleiner ist als die Breite W3 in Radialrichtung X des ersten Spalts 8.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine gemäß der wie oben beschrieben ausgebildeten Ausführungsform 1 beschrieben. Zunächst werden, wie in 6 gezeigt, die isolierenden Bereiche 6 an vorbestimmten Stellen an der Spule 7 befestigt, die in gewünschter Form gewickelt ist. Zusätzlich werden, wie in 3 und 5 gezeigt, die geteilten Kerne 51 in einem Zustand ausgebildet, bei dem die Kragenbereiche 10 nicht zu der Schlitzseite in Umfangsrichtung Z vorstehen (erster Schritt). Wie in 7, 8 und 9 gezeigt, werden dann die geteilten Kerne 51 an der Außenumfangsseite der Spule 7 angeordnet, an der die isolierenden Bereiche 6 montiert worden sind.
Wie in 10, 11 und 12 gezeigt, werden dann die geteilten Kerne 51 in Richtung der Innenseite X1 in Radialrichtung X bewegt, und die Spule 7 wird an den geteilten Kernen 41 montiert (zweiter Schritt). Auf diese Weise werden die Vielzahl von geteilten Kernen 41 verbunden, und zwar derart, dass der Kern 4 und der ringförmige rückseitige Jochbereich 2 ausgebildet werden.
Die Schlitze 5 werden mittels der Zahnbereiche 3 der Vielzahl von geteilten Kernen 41 ausgebildet. Dementsprechend werden die isolierenden Bereiche 6 und die Spule 7, die in dem vorangehenden Schritt ausgebildet worden ist, innerhalb der Schlitze 5 angeordnet. Es sei angemerkt, dass die isolierenden Bereiche 6 in 10, 11 und 12 nicht dargestellt sind.
Dann wird, wie in 13 gezeigt, eine Spanneinrichtung 17 an der Innenseite X1 in Radialrichtung X des Kerns 4 derart angebracht, dass sie den Stellen gegenüberliegt, an denen die Kragenbereiche 10 ausgebildet sind. Dann wird, wie in 14 gezeigt, die Position des Kerns 4 festgelegt bzw. fixiert, und die Spanneinrichtung 17 wird in Richtung der Außenseite X2 in Radialrichtung X bewegt und gegen die Kragenbereiche 10 gedrückt.
Dementsprechend verformen sich die gebogenen Bereiche 12 in den Kragenbereichen 10 so, dass sie sich biegen, und die Anschlagbereiche 13 werden zu der Endbereichsseite des Zahnbereichs 3 bewegt. Ein Biegewinkel θ von jedem Kragenbereich 10 in 13 bis 14 ist der in 3 gezeigte Winkel. Dementsprechend steht die Endseite 13A von jedem Anschlagbereich 13 zu der Schlitzseite in Umfangsrichtung Z vor (dritter Schritt).
Da die Kragenbereiche 10 so ausgebildet sind, dass sie zu der Schlitzseite in Umfangsrichtung Z hin vorstehen, ist der Schlitz 5 derart ausgebildet, dass die Breite W11 hiervon in Umfangsrichtung Z an der Innenseite X1 in Radialrichtung X (Öffnungsseite des Schlitzes 5) kleiner ist als die Breite W10 hiervon in Umfangsrichtung Z an der Außenseite X2 in Radialrichtung X.
Folglich wird im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Breite in Umfangsrichtung Z des Schlitzes 5 an der Innenseite X1 der Radialrichtung X (an der Öffnungsseite des Schlitzes 5) gleich der Breite in Umfangsrichtung Z des Schlitzes 5 an der Außenseite X2 in Radialrichtung X ist, daher eine Wirkung dahingehend erreicht, dass der Rotorverlust verringert wird und eine höhere Effizienz erreicht werden kann. Außerdem nimmt durch das Reduzieren der Rotorverluste die Magnettemperatur ab, so dass das Verwenden eines Magneten von niedrigerer Qualität möglich ist, so dass niedrigere Kosten entstehen.
Außerdem wird das R-Maß R0 der Umfangsseiten-Fläche 12A des gebogenen Bereichs 12 so vorgegeben, dass es nicht geringer ist als die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12. Der erste Spalt 8, über den der gebogene Bereich 12 und der Endbereich 3A des Zahnbereichs 3 voneinander beabstandet sind, wird ausgebildet. Da der Spalt 8 derart ausgebildet ist, dass die Breite W3 hiervon in Radialrichtung X kleiner ist als die Breite W4 hiervon in Umfangsrichtung Z, kann ein R-Maß R0 garantiert werden, das bewirkt, dass die Umfangsseiten-Fläche 12A des gebogenen Bereichs 12 eine sanft gebogene Oberfläche ist.
Außerdem wird die Umfangsseiten-Fläche 12A des gebogenen Bereichs 12 mit dem sanften R-Maß R0 derart in eine runde Form gebogen, dass sie mit dem Verbindungsbereich 11 und dem Anschlagbereich 13 verbunden ist. Folglich treten während des Biegens keine Spannungskonzentrationen auf und eine gleichförmige Belastung wird erzeugt. Das hat zur Folge, dass eine Wirkung dahingehend erreicht wird, dass das Auftreten eines Bruchs unwahrscheinlicher wird.
Beim Formen der Kragenbereiche 10 mittels der Spanneinrichtung 17 können die Kragenbereiche 10 stabil durch In-Kontaktbringen der Anschlagbereiche 13 mit den Endbereichen 3A des Zahnbereichs 3 geformt werden, so dass eine Wirkung dahingehend erreicht wird, dass Drehmomentwelligkeiten und Rastmomente reduziert werden. Während des Formens werden die Anschlagbereiche 13 mit dem Endbereich 3A des Zahnbereichs 3 mittels der Spanneinrichtung 17 in Kontakt gebracht. Wenn allerdings die Spanneinrichtung 17 danach entfernt wird, sind zweite Spalte 9 zwischen den Anschlagbereichen 13 und den Endbereichen 3A des Zahnbereichs 3 ausgebildet.
Da der gebogene Bereich 12 derart ausgebildet ist, dass die Breite W1 hiervon in Radialrichtung X kleiner ist als die Breite W2 in Radialrichtung X des Anschlagbereichs 13, konzentrieren sich in dem gebogenen Bereich 12 Bereiche, die plastisch verformt sind. Daher kann ein Biegen mit einer kleinen Kraft ermöglicht werden, so dass eine Wirkung dahingehend erreicht wird, dass kostengünstig hergestellt werden kann.
Im Folgenden wird das Prinzip der vorteilhaften Wirkung bei dem R-Maß R0 der Umfangsseiten-Fläche 12A des gebogenen Bereichs 12 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dafür werden unter Bezugnahme auf 16 und 17 Konfigurationen zum einfachen und relativen Vergleichen der vorliegenden Ausführungsform und Vergleichsbeispielen beschrieben. 16 zeigt ein Beispiel des gebogenen Bereichs der vorliegenden Erfindung.
17 zeigt ein Vergleichsbeispiel. Wie in 15 gezeigt, ist bei dem Vergleichsbeispiel die Relation zwischen dem gebogenen Bereich und R nicht explizit gezeigt. Allerdings gilt, bezogen auf die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12 bei der vorliegenden Ausführungsform, dass für das Ausstanzen mit einer Formwerkzeug-Presse ein Bereich, der die minimale Breite aufweist, aus Gründen der Genauigkeit wünschenswerter Weise eine Breite aufweist, die nicht geringer ist als die Dicke des flächenkörperförmigen Elements.
Das Beispiel der vorliegenden Ausführungsform und ein Vergleichsbeispiel werden daher im Folgenden für einen Fall verglichen und in 16 bzw. 17 gezeigt, bei dem die Dicke des flächenkörperförmigen Elements mit 1 mm vorgegeben wird.
Insbesondere ist die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12 mit 1 mm vorgegeben und die Berechnung erfolgt unter der Annahme, dass der Biegewinkel 60° beträgt und die Neutralachse des gebogenen Bereichs 12 an einer Position angeordnet ist, die 40 % der Breite in Radialrichtung X entspricht. Die Position der Neutralachse des gebogenen Bereichs ist empirisch als 40 % der Breite in Radialrichtung bekannt.
16 zeigt den Fall für R1 = 1 mm, das heißt, bei dem ein R-Radius gleich der Dicke des flächenkörperförmigen Elements ist, die die untere Grenze des R-Maß R0 des gebogenen Bereichs der vorliegenden Ausführungsform ist. 17 zeigt den Fall für R2 = 0,3 mm, das heißt, dass ein R-Radius vorliegt, der 30 % der Dicke des flächenkörperförmigen Elements beträgt, und zwar als Vergleichsbeispiel. Im Folgenden sind die Ergebnisse des Vergleichs der Verformungsausmaße in diesen Fällen gezeigt.
Wie in 17 gezeigt, tritt bei dem Vergleichsbeispiel eine Verformung von 86,3 % (= 1,36 : 0,73) in dem äußeren peripheren Bereich auf. Andererseits tritt, wie in 16 gezeigt, bei der vorliegenden Ausführungsform lediglich eine Verformung von 43,2 % (= 2,09 : 1,46) in dem äußeren peripheren Bereich auf. Wie oben beschrieben, hat sich herausgestellt, dass bei einem Fall, bei dem mit dem gleichen Winkel gebogen wird, die Verformung um etwa die Hälfte reduziert werden kann.
Da wie oben beschrieben, die Verformung reduziert werden kann, können flächenkörperförmige Silizium-Stahl-Elemente als flächenkörperförmige Elemente 40 verwendet werden, die eine geringe Toleranz für Verformung und einen hohen Siliziumgehalt (beispielsweise nicht geringer als 1 %) aufweisen, so dass eine hohe Effizienz erreicht werden.
Drei Parameter, und zwar das R-Maß R0 der Umfangsseiten-Fläche 12A des gebogenen Bereichs 12, die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12 und der Biegewinkel θ können beliebig gemäß der zulässigen Dehnung von jedem flächenkörperförmigen Element 40 derart vorgegeben werden, dass das flächenkörperförmige Element 40 die Bedingung R0 ≥ W1 erfüllt.
Insbesondere können die drei Parameter, und zwar das R-Maß R0 der Umfangsseiten-Fläche 12A des gebogenen Bereichs 12, die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12 und der Biegewinkel θ derart eingestellt werden, dass die Verformung, die in dem gebogenen Bereich 12 auftritt, nicht größer ist als die zulässige Dehnung des flächenkörperförmigen Elements 40, so dass das Risiko eines Bruchs beim Biegen des Kragenbereichs 10 reduziert wird und eine elektrische Reduktionsmaschine erhalten wird, die eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
Da der Kern 4 aus der Vielzahl von geteilten Kernen 41, die in Umfangsrichtung Z geteilt bzw. getrennt sind, ausgebildet ist, ist die Verwendung eines Elements als geteilter Kern 41 denkbar, das eine höhere zulässige Dehnung in Umfangsrichtung Z als eine zulässige Dehnung hiervon in Radialrichtung X aufweist. Das liegt daran, dass die Verlängerung hauptsächlich in Umfangsrichtung Z in dem Kragenbereich 10 auftritt, wenn der Kragenbereich 10, der in Radialrichtung X vorsteht, in Umfangsrichtung Z gebogen wird.
Daher kann durch Verwenden eines Elements als geteilter Kern 41, das eine höhere zulässige Dehnung in Umfangsrichtung Z als eine zulässige Dehnung hiervon in Radialrichtung X aufweist, das Risiko eines Brechens während des Biegens des Kragenbereichs 10 reduziert werden, und es kann die Herstellung einer elektrischen Rotationsmaschine mit hoher Zuverlässigkeit ermöglicht werden. Die „zulässige Dehnung“ bezieht sich auf ein Ausmaß, bei dem sich das Element bis zum Bruch dehnt.
Wenn eine elektromagnetische Kraft in Radialrichtung X wiederholt auf den Kragenbereich 10 wirkt, so wirkt eine Belastung auf den gebogenen Bereich 12. Da das R-Maß R0 der Umfangsseiten-Fläche 12A des gebogenen Bereichs 12 hoch ist, wird dann eine Wirkung dahingehend erreicht, dass Spannungskonzentrationen verhindert werden und die Dauerfestigkeit verbessert wird. Da der Kragenbereich 10 über den gesamten Bereich in Axialrichtung Y ausgebildet ist, wird zudem eine Wirkung dahingehend erreicht, dass Eisenverluste des Stators 1 reduziert werden und die Effizienz verbessert wird.
Außerdem ist es unwahrscheinlicher, dass die Magnettemperatur ansteigt, so dass die Menge an Dysprosium oder Terbium reduziert werden kann, die zu dem Magneten hinzugefügt werden, um die Haltekraft des Magneten zu verbessern, so dass eine Wirkung dahingehend erreicht wird, dass Ressourcen eingespart werden können.
Da der Kragenbereich 10 über den gesamten Bereich in Axialrichtung Y ausgebildet ist, wird eine Wirkung dahingehend erreicht, dass die Spule 7 sicher innerhalb des Schlitzes 5 gehalten wird. Außerdem ist die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12 vorzugsweise nicht geringer als die Dicke von jedem flächenkörperförmigen Element 40, das den Kern 4 ausbildet. Durch das Vorgeben solch einer Breite wird die Breitengenauigkeit stabil, und es kann eine Wirkung dahingehend erzielt werden, dass die Drehmomentwelligkeit und das Rastmoment reduziert werden.
Da die Breite W1 in Radialrichtung X des gebogenen Bereichs 12 gleichförmig ist und die Ausnehmung 40 an der Umfangsseiten-Fläche 12B des gebogenen Bereichs 12 angeordnet ist, kann eine Wirkung dahingehend erreicht werden, dass die Verformung, die in dem gebogenen Bereich 12 auftritt, verteilt werden kann und die maximale Verformung reduziert wird.
Durch das Reduzieren der Verformung kann eine Ausbuchtung in Axialrichtung Y des inneren peripheren Bereichs des gebogenen Bereichs 12 reduziert werden. Daher kann die vorliegende Ausführungsform einen Effekt dahingehend erzielen, dass die Ausbuchtung in Axialrichtung Y weiter reduziert wird als bei dem Vergleichsbeispiel.
Der Anschlagbereich 13 und der Endbereich 3A des Zahnbereichs 3 bilden den zweiten Spalt 9. Außerdem ist die Breite W5 in Radialrichtung X des zweiten Spalts 9 kleiner als die Breite W3 in Radialrichtung X des ersten Spalts 8.
Durch das Ausbilden des zweiten Spalts 9 werden Geräusche, die aufgrund des Kontakts zwischen dem Kragenbereich 10 und dem Zahnbereich 3 entstehen, wenn der Kragenbereich 10 durch elektromagnetische Kraft vibriert, derart reduziert, dass niedrigere Geräuschpegel realisiert werden können.
Da die Breite W5 des zweiten Spalts 9 so vorgegeben wird, dass sie schmaler ist als die Breite W3 des ersten Spalts 8, wird ein Magnetfluss in Radialrichtung X reduziert, der durch den gebogenen Bereich 12 hindurch läuft, der einen hohen magnetischen Widerstand in Radialrichtung X aufweist. Außerdem wird der Magnetfluss erhöht, der durch den Verbindungsbereich 11 und den Anschlagbereich 13 des Zahnbereichs 3 hindurch läuft. Da der Magnetfluss verringert wird, der durch den gebogenen Bereich 12 hindurch läuft, der aufgrund der Verarbeitung verschlechtert ist, kann eine Wirkung dahingehend erreicht werden, dass eine höhere Effizienz realisiert wird.
Wie in 18 gezeigt, kann ein Dämpfungsmaterial 16 in dem zweiten Spalt 9 angeordnet sein. Durch das Anordnen des Dämpfungsmaterials 16, wie oben beschrieben, tritt eine Dämpfung auf, wenn der Kragenbereich 10 vibriert, so dass eine Wirkung des Reduzierens der Resonanzverstärkung während der Resonanz und eine Verbesserung der Dauerfestigkeit erreicht wird. Ein thermohärtendes Harz, wie beispielsweise Epoxidharz oder Acrylharz, wird vorzugsweise als Dämpfungs-material 16 verwendet. Durch das Verwenden dieser Harze kann das Harz in einem flüssigen Zustand in den zweiten Spalt 9 gefüllt werden. Somit kann das Dämpfungsmaterial 16 einfach ausgebildet werden.
Das Dämpfungsmaterial 16 muss nicht notwendigerweise in allen von den zweiten Spalten 9 angeordnet sein, sondern muss lediglich in einigen von den zweiten Spalten 9 angeordnet sein.
Da das R-Maß des gebogenen Bereichs so vorgegeben wird, dass es nicht kleiner ist als die Breite in Radialrichtung des gebogenen Bereichs, und zwar gemäß dem Stator der elektrischen Rotationsmaschine, der elektrischen Rotationsmaschine und dem Verfahren zum Herstellen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine aus der wie oben beschriebenen Ausführungsform 1, wird eine Wirkung dahingehend erreicht, dass Spannungskonzentrationen verhindert werden und die Dauerfestigkeit verbessert wird.
Da der Kragenbereich, der in Richtung der Schlitzseite in Umfangsrichtung vorsteht, entlang der Gesamtlänge in Axialrichtung angeordnet ist, kann zusätzlich eine Wirkung dahingehend erreicht werden, dass die Rotor-Eisenverluste reduziert werden und die Effizienz verbessert wird.
Folglich wird es unwahrscheinlicher, dass die Magnettemperatur ansteigt, und somit können Magnete von niedrigerer Qualität verwendet werden, so dass als Wirkung niedrige Kosten erreicht werden können.
Außerdem wird durch die Kragenbereiche eine Wirkung dahingehend erreicht, dass die Spule sicher innerhalb der Schlitze gehalten wird. Da der erste Spalt derart ausgebildet ist, dass die Breite hiervon in Umfangsrichtung groß ist und die Breite hiervon in Radialrichtung klein ist, wird die Belastung verringert, Verformungen werden reduziert, und ferner wird der magnetische Widerstand reduziert, so dass die Wirkung einer hohen Leistung erreicht wird.
Da der zweite Spalt zwischen dem Anschlagbereich und dem Zahnbereich ausgebildet ist, wird die Erzeugung von Geräuschen aufgrund des Kontakts zwischen dem Anschlagbereich und dem Endbereich des Zahnbereichs reduziert, wenn der Anschlagbereich durch die elektromagnetische Kraft vibriert, so dass niedrigere Geräuschpegel erreicht werden können.
Da der zweite Spalt derart ausgebildet ist, dass die Breite hiervon in Radialrichtung kleiner ist als die Breite in Radialrichtung des ersten Spalts, wird der Magnetfluss in Radialrichtung reduziert, der durch den gebogenen Bereich hindurch läuft, der einen hohen magnetischen Widerstand in Radialrichtung aufweist. Außerdem wird der Magnetfluss vergrößert, der durch den Kragenbereich und den zentralen Bereich in Umfangsrichtung des Zahnbereichs hindurch läuft.
Da, wie oben beschrieben, der Magnetfluss reduziert wird, der durch den gebogenen Bereich hindurch läuft, der aufgrund der Verarbeitung verschlechtert wird, kann eine Wirkung dahingehend erreicht werden, dass eine hohe Effizienz realisiert werden kann.
Da das Dämpfungsmaterial in dem zweiten Spalt angeordnet ist, kann ein Reduzieren der Vibration und der Geräusche bewirkt werden.
Da der gebogene Bereich derart ausgebildet ist, dass die Breite hiervon in Radialrichtung nicht kleiner ist als die Dicke des flächenkörperförmigen Elements, wird die Genauigkeit des Ausbildens des gebogenen Bereichs stabil und es kann eine Wirkung dahingehend erreicht werden, dass Drehmomentwelligkeiten und das Rastmoment reduziert werden.
Da die flächenkörperförmigen Elemente, die den Kern ausbilden, aus flächenkörperförmigen elektromagnetischen Stahl-Elementen ausgebildet sind, die Silizium aufweisen, kann eine Wirkung dahingehend erreicht werden, dass eine hohe Effizienz realisiert werden kann. Außerdem kann das Risiko eines Brechens aufgrund des Biegens des Kragenbereichs reduziert werden und eine elektrische Rotationsmaschine mit hoher Zuverlässigkeit wird erreicht.
Da der Kern aus der Vielzahl von geteilten Kernen ausgebildet ist, die in Umfangsrichtung geteilt bzw. getrennt sind, und jeder geteilte Kern aus einem Element ausgebildet ist, das eine größere zulässige Dehnung in Umfangsrichtung als eine zulässige Dehnung hiervon in Radialrichtung aufweist, kann das Risiko des Brechens beim Biegen des Kragenbereichs reduziert werden, und es wird eine elektrische Rotationsmaschine mit hoher Zuverlässigkeit erhalten.
Da der Kragenbereich nicht in Richtung der Schlitzseite vorsteht, bevor die Spule in den Schlitz eingesetzt wird (erster Schritt), kann die Spule mit dem Schlitz zusammengebaut werden, ohne von dem Kragenbereich beeinträchtigt zu werden.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben worden ist, bei dem die geteilten Kerne in Umfangsrichtung Z geteilt sind, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Der Kern kann auch in integraler Bauweise ähnlich ausgebildet sein. Die vorliegende Erfindung kann sowohl bei einer elektrischen Rotationsmaschine der Außenrotor-Bauart als auch bei einer elektrischen Rotationsmaschine der Innenrotor-Bauart verwendet werden. Das Gleiche gilt auch für die folgenden Ausführungsformen, und somit wird eine Beschreibung hiervon entsprechend weggelassen.
Ausführungsform 2
19 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Endbereichs eines Zahnbereichs eines Stators einer elektrischen Rotationsmaschine gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. 20 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, bevor die Kragenbereiche des in 19 gezeigten Zahnbereichs gebogen werden.
In den Zeichnungen sind die gleichen Teile wie die in der oben beschriebenen Ausführungsform 1 mit den gleichen Bezugsziffern versehen und eine erneute Beschreibung hiervon wird weggelassen.
Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Ausführungsform 1 hat bei der Ausführungsform 2 nicht jeder gebogene Bereich 12 eine Ausnehmung 14, die darin ausgebildet ist. Allerdings ist der gebogene Bereich 12 derart ausgebildet, dass die Breite W6 hiervon in Radialrichtung X an der Seite des Verbindungsbereichs 11 gleich der Breite W7 hiervon in der Radialrichtung X an der Seite des Anschlagbereichs 13 ist. Nachdem die Kragenbereiche 10 gebogen worden sind, werden somit Umfangsseiten-Flächen 10a an der Innenseite X1 in Radialrichtung X des Kragenbereichs 10 in einer im Wesentlichen geraden Weise in Umfangsrichtung Z ausgebildet.
Bei dem Stator der elektrischen Rotationsmaschine gemäß Ausführungsform 2, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, können selbstverständlich die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform 1 erreicht werden. Ferner wird der magnetische Widerstand reduziert, da eine in der oben beschriebenen Ausführungsform 1 ausgebildete Ausnehmung nicht in dem gebogenen Bereich ausgebildet ist, so dass eine Wirkung dahingehend erreicht wird, dass eine hohe Leistung realisiert werden kann.
Ausführungsform 3
21 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Endbereichs eines Zahnbereichs eines Stators einer elektrischen Rotationsmaschine gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. 22 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, bevor die Kragenbereiche des in 21 gezeigten Zahnbereichs gebogen werden. In den Zeichnungen haben die gleichen Teile wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die gleichen Bezugsziffern und eine erneute Beschreibung hiervon wird weggelassen.
Jeder gebogene Bereich 12 ist derart ausgebildet, dass die Breite W6 hiervon in Radialrichtung X an der Seite des Verbindungsbereichs 11 größer ist als die Breite W7 hiervon in Radialrichtung X an der Seite des Anschlagbereichs 13. Bei dem Stator der elektrischen Rotationsmaschine gemäß Ausführungsform 3, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, können selbstverständlich die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen erreicht werden.
Durch das Aufbringen von Druck in Radialrichtung mit der Spanneinrichtung, um den gebogenen Bereich zu biegen, wirkt ein großes Moment auf der Seite des Verbindungsbereichs. Da die Breite auf der Seite des Verbindungsbereichs größer ist als die Breite auf der Seite des Anschlagbereichs, wird hierbei die Verformung in dem gebogenen Bereich gleichförmig, und eine Wirkung dahingehend wird erreicht, dass die maximale Verformung weiter reduziert wird.
Ausführungsform 4
Vorstehend ist für jede Ausführungsform ein Beispiel beschrieben worden, bei dem die Anschlagbereiche 13 an beiden Seiten in Umfangsrichtung Z des Zahnbereichs 3 ausgebildet sind. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, und bei der Ausführungsform 4 wird ein Fall beschrieben, bei dem der Anschlagbereich 13 lediglich an einer Seite in Umfangsrichtung Z des Zahnbereichs 3 ausgebildet ist.
23 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Kerns eines Stators gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt. 24 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, bevor der Kern des in 23 gezeigten Stators gebogen wird. 25 ist eine Draufsicht, die den Zustand zeigt, bevor der Kern des in 24 gezeigten Stators gebogen wird. In den Zeichnungen sind die gleichen Teile wie die bei den anderen oben beschriebenen Ausführungsformen mit den gleichen Bezugsziffern versehen, und eine erneute Beschreibung hiervon wird weggelassen.
Der Stator der elektrischen Rotationsmaschine gemäß der Ausführungsform 4, der wie oben beschrieben ausgebildet ist, erreicht selbstverständlich die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie bei jeder oben beschriebenen Ausführungsform. Da der Anschlagbereich lediglich an der einen Seite in Umfangsrichtung des Zahnbereichs ausgebildet ist, kann außerdem die Distanz des gebogenen Bereichs zu dem Ende des Kragenbereichs im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Anschlagbereich an beiden Seiten ausgebildet ist, vergrößert werden, so dass der Biegewinkel verringert werden kann. Daher tritt eine Wirkung dahingehend auf, dass die Verformung reduziert wird.
Es sei angemerkt, dass innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung die oben beschriebenen Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden können, oder jede von den obigen Ausführungsformen modifiziert oder geeignet vereinfacht werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5537964 B2 [0006]
JP 5114354 B2 [0006]

Claims

Stator für eine elektrische Rotationsmaschine, der Folgendes aufweist: - einen Kern, der einen ringförmigen rückseitigen Jochbereich und eine Vielzahl von Zahnbereichen aufweist, die mit Abständen in Umfangsrichtung des rückseitigen Jochbereichs voneinander beabstandet sind und in Radialrichtung vorstehen; und - eine Spule, die in einer Vielzahl von Schlitzen zwischen den benachbarten Zahnbereichen mittels isolierender Bereiche befestigt ist, wobei ein Kragenbereich an einem Endbereich an einer Vorsprungsseite in Radialrichtung von jedem von den Zahnbereichen derart angeordnet ist, dass er zu der Schlitzseite in Umfangsrichtung vorsteht, wobei der Kragenbereich Folgendes aufweist: - einen Verbindungsbereich, der mit dem Zahnbereich verbunden ist, - einen gebogenen Bereich, der sich von dem Verbindungsbereich in Umfangsrichtung erstreckt und einen ersten Spalt ausbildet, über den der gebogene Bereich von dem Endbereich des Zahnbereichs beabstandet ist, und - einen Anschlagbereich, der sich von dem gebogenen Bereich in Umfangsrichtung erstreckt, der an einer Endseite hiervon in Umfangsrichtung zu der Schlitzseite hin vorsteht, und der eine Breite in Radialrichtung aufweist, die größer ist als die Breite in Radialrichtung des gebogenen Bereichs, und wobei das R-Maß einer Seitenfläche, und zwar in Umfangsrichtung und an einer Seite, die der Vorsprungsseite des Zahnbereichs gegenüberliegt, des gebogenen Bereichs nicht kleiner ist als die Breite in Radialrichtung des gebogenen Bereichs.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei der erste Spalt eine Breite in Radialrichtung aufweist, die kleiner ist als eine Breite hiervon in Umfangsrichtung.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Anschlagbereich und der Endbereich des Zahnbereichs einen zweiten Spalt ausbilden.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß Anspruch 3, wobei der zweite Spalt eine Breite in Radialrichtung aufweist, die kleiner ist als die Breite in Radialrichtung des ersten Spalts.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei ein Dämpfungsmaterial in dem zweiten Spalt angeordnet ist.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kragenbereich lediglich an einer Seite in Umfangsrichtung des Zahnbereichs ausgebildet ist.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei dem gebogenen Bereich die Breite in Radialrichtung an der Seite des Verbindungsbereichs und die Breite in Radialrichtung an der Seite des Anschlagbereichs gleich sind.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß Anspruch 7, wobei der gebogene Bereich eine Ausnehmung auf einer Umfangsseiten-Fläche an der Vorsprungsseite des Zahnbereichs aufweist.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei dem gebogenen Bereich die Breite in Radialrichtung an der Seite des Verbindungsbereichs größer ist als die Breite in Radialrichtung an der Seite des Anschlagbereichs.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Kern durch Stapeln einer Vielzahl von flächenkörperförmigen Elementen in Axialrichtung ausgebildet ist, und wobei die Breite in Radialrichtung des gebogenen Bereichs nicht geringer ist als die Dicke des flächenkörperförmigen Elements von jedem flächenkörperförmigen Element.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Kern durch Stapeln der Vielzahl von flächenkörperförmigen Elementen in Axialrichtung ausgebildet ist, und wobei die flächenkörperförmigen Elemente aus elektromagnetischen flächenkörperförmigen Stahl-Elementen ausgebildet sind, die Silizium aufweisen.
Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Kern aus einer Vielzahl von geteilten Kernen ausgebildet ist, die in Umfangsrichtung geteilt sind, und wobei jeder der geteilten Kerne aus einem Element ausgebildet ist, das eine zulässige Dehnung in Umfangsrichtung aufweist, die größer ist als eine zulässige Dehnung hiervon in Radialrichtung.
Elektrische Rotationsmaschine, die Folgendes aufweist: - einen Stator für eine elektrische Rotationsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12; und - einen Rotor, der so angeordnet ist, dass er konzentrisch zu dem Stator ist.
Verfahren zum Herstellen des Stators für eine Rotationsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - einen ersten Schritt zum Ausbilden des Kerns in einem Zustand, in dem die Kragenbereiche nicht zu der Schlitzseite in Umfangsrichtung vorstehen; - einen zweiten Schritt zum Montieren der Spule an den Schlitzen des Kerns mittels der isolierenden Bereiche; und - einen dritten Schritt zum Biegen der Kragenbereiche in Umfangsrichtung, so dass die Kragenbereiche zu der Schlitzseite hin vorstehen.