DE112021002994T5

DE112021002994T5 - Motor

Info

Publication number: DE112021002994T5
Application number: DE112021002994.0T
Authority: DE
Inventors: Yuuji Yamashita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2021-03-08
Publication date: 2023-03-09
Also published as: WO2021240943A1; JP2021191082A; CN115668696A; US20230084091A1; JP7468153B2

Abstract

Ein mit einer Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteter Motor (10) weist einen Rotor (22) der drehbar gestützt ist und einen Magneten (32) aufweist, und einen Stator (20) auf, der radial dem Rotor gegenüberliegt. Der Stator weist eine Vielzahl von Spulen (28) auf, von denen jede durch Wickeln eines elektrisch leitenden Leiterdrahts (86) in einer Ringform gebildet ist. Die Spulen sind entlang einer Rotationsumlaufsrichtung angeordnet. Für jede der Spulen weist der Leiterdraht, der die Spule bildet, einen ersten Endabschnitt (86A), der radial von einem inneren Umfangsabschnitt der Spule vorspringt, und einen zweiten Endabschnitt (86B) auf, der radial von einem äußeren Umfangsabschnitt der Spule vorspringt.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTER ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-093559 , die am 28. Mai 2020 eingereicht worden ist, wobei deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung einbezogen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Motoren.
HINTERGRUND
Patentdokument 1, das nachstehend identifiziert ist, offenbart einen nutenlosen bürstenlosen Motor, der keine Nuten aufweist, in denen Leiterdrähte, die Spulen bilden, gewickelt sind. In dem nutenlosen bürstenlosen Motor ist jedes in Umlaufsrichtung zueinander benachbarte Paar von U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen derart angeordnet, dass sich im Wesentlichen die Hälften des Paars der Spulen radial einander überlappen. Folglich wird es möglich, eine Reduktion in dem Rastdrehmoment des nutenlosen bürstenlosen Motors zu erzielen.
LITERATUR GEMÄSS DEM STAND DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: JP 2004 - 289 963 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch ist es in dem in Patentdokument 1 offenbarten Motor zum Anordnen jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paares der Spulen derart, dass sie sich radial überlappen, notwendig, für jede der Spulen eine radiale Stufe in einem in Umlaufsrichtung mittleren Teil davon zu bilden. Folglich wird die Form der Spulen kompliziert.
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, einen Motor bereitzustellen, der Spulen aufweist, bei denen verhindert wird, dass die Form kompliziert wird.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Motor bereitgestellt, der einen Rotor und einen Stator aufweist. Der Rotor ist drehbar gestützt und weist einen Magneten auf. Der Stator ist radial dem Rotor gegenüberliegend und weist eine Vielzahl von Spulen auf. Jede der Spulen ist durch Wickeln eines elektrisch leitenden Leiterdrahts in einer Ringform gebildet. Die Spulen sind entlang einer Rotationsumlaufsrichtung angeordnet. Weiterhin weist für jede der Spulen der Leiterdraht, der die Spulen bildet, einen ersten Endabschnitt, der radial von einem inneren Umfangsabschnitt der Spule vorspringt, und einen zweiten Endabschnitt auf, der radial von einem äußeren Umfangsabschnitt der Spule vorspringt.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird verhindert, dass die Form der Spulen kompliziert wird.
Figurenliste
Die vorstehend beschriebene Aufgabe, andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile gemäß der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung, die einen Motor, der mit einer Geschwindigkeitsreduziereinrichtung versehen ist, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
2 eine perspektivische Querschnittsansicht, die den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motor veranschaulicht, die entlang der Linie 2-2 in 1 geschnitten ist,
3 eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Querschnitt des mit einer Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motors veranschaulicht, die entlang einer axialen Richtung geschnitten ist,
4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motor in einer auseinandergezogene Weise veranschaulicht,
5 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die einen Stator des mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motors in einer auseinandergezogenen Weise veranschaulicht,
6 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die eine Geschwindigkeitsreduziereinrichtung des mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motors in einer auseinandergezogenen Weise veranschaulicht,
7 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die einen Magneten und Magnetabdeckungselemente des mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motors veranschaulicht,
8 eine perspektivische Darstellung, die einen Statorkern und Spulen, die entlang einer inneren Umlaufsoberfläche des Statorkerns in dem mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motor angeordnet sind, veranschaulicht,
9 eine perspektivische Ansicht, die eine der Spulen veranschaulicht,
10 eine perspektivische Ansicht, die den Statorkern und die Spulen veranschaulicht, die an dem Statorkern über entsprechende Isolatoren montiert sind,
11 eine perspektivische Ansicht, von einer radial äußeren Seite aus, von einer der Spulen, die um die entsprechenden Isolatoren gebildet ist,
12 eine perspektivische Ansicht, von einer radial inneren Seite aus, von einer der Spulen, die um die entsprechenden Isolatoren gebildet ist,
13 ein schematisches Diagramm, das die Verbindung zwischen den Spulen veranschaulicht,
14 ein schematisches Diagramm, das die Verbindung zwischen den Spulen über Verbindungselemente veranschaulicht,
15 ein schematisches Diagramm, das die Anordnung der Verbindungselemente auf einer radial äußeren Seite der Spulen veranschaulicht,
16 eine perspektivische Ansicht, die 11 entspricht, die eine Spule und einen Isolator eines Motors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
17 ein schematisches Diagramm, das 15 entspricht, das die Anordnung von Verbindungselementen in dem Motor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
18 eine perspektivische Darstellung, die 12 entspricht, die eine Spule und einen Isolator eines Motors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
19 ein schematisches Diagramm, das 15 entspricht, das die Anordnung von Verbindungselementen in dem Motor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
20 eine perspektivische Darstellung, die 12 entspricht, die eine Spule und einen Isolator eines Motors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
21 ein schematisches Diagramm, das 15 entspricht, das die Anordnung von Verbindungselementen in dem Motor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
22 ein schematisches Diagramm, das 13 entspricht, das die Verbindung zwischen Spulen eines ersten Systems in einem Motor gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
23 ein schematisches Diagramm, das 13 entspricht, das die Verbindung zwischen Spulen eines zweiten Systems in dem Motor gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
24 ein schematisches Diagramm, das 15 entspricht, das die Anordnung von Verbindungselementen in dem Motor gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
25 eine vergrößerte perspektivische Darstellung, die eine Spule und einen Isolator eines Motors gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und
26 eine perspektivische Darstellung, die 11 entspricht, die eine Spule und einen Isolator eines Motors gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE ZUR UMSETZUNG DER ERFINDUNG
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein mit einer Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteter Motor 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben. Es sei bemerkt, dass die Richtungen, die in geeigneter Weise durch Pfeile Z, R und C in den Zeichnungen angegeben sind, jeweils eine erste Seite in einer Rotationsachsenrichtung einer Ausgangswelle 12 des Motors 10, eine äußere Seite in einer Rotationsradialrichtung der Ausgangswelle 12 und eine erste Seite in einer Rotationsumfangsrichtung der Ausgangswelle 12 repräsentieren. Weiterhin sei bemerkt, dass nachstehend, solange wie nicht anders spezifiziert, die Rotationsachsenrichtung, die Rotationsradialrichtung und die Rotationsumfangsrichtung der Ausgangswelle 12 einfach als axiale Richtung, radiale Richtung und Umlaufsrichtung bezeichnet sind.
Wie es in 1 bis 4 gezeigt ist, ist der mit einer Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüstete Motor 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Motor mit 3 Phasen, 8 Polen und 12 Nuten, der eine darin eingebaute Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 aufweist. Insbesondere weist der mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüstete Motor 10 ein Motorgehäuse 16, eine Motorabdeckung 18, einen Stator 20, einen Rotor 22, die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 und die Ausgangswelle 12 auf. Der Stator 20, der Rotor 22 und die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 sind in dem Motorgehäuse 16 angeordnet. Die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 ist konfiguriert, die Drehgeschwindigkeit des Rotors 22 zu reduzieren. Die Ausgangswelle 12 springt zu der ersten Seite in der axialen Richtung von der Motorabdeckung 18 aus vor. Zusätzlich ist in 3 ein Querschnitt des mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motors 10 gezeigt. Wie es in 2, 3 und 5 gezeigt ist, ist das Motorgehäuse 16 in einer zylindrischen Form mit einem Boden derart gebildet, dass es auf der ersten Seite in der axialen Richtung offen ist, jedoch auf einer zweiten Seite in der axialen Richtung geschlossen ist. Insbesondere weist das Motorgehäuse 16 einen Bodenwandabschnitt 16A, der in einer Scheibenform gebildet ist, und einen Seitenwandabschnitt 16B auf, der gebogen ist und sich von einem radial äußeren Ende des Bodenwandabschnitts 16A zu der ersten Seite in der axialen Richtung hin erstreckt.
Wie es in 2 bis 4 gezeigt ist, weist die Motorabdeckung 18 einen Deckelabschnitt 18A auf, der in einer Scheibenform gebildet ist. In einem radial zentralen Teil des Deckelabschnitts 18A ist eine Einsetzöffnung 18B gebildet, in die die Ausgangswelle 12, die später beschrieben wird, eingesetzt wird. Weiterhin weist der Motorabschnitt 18 einen ersten Flanschabschnitt 18C auf, der in einer ringförmigen Form gebildet ist und von einem Kantenabschnitt der Einsetzöffnung 18B zu der ersten Seite in der axialen Richtung hin vorspringt. An dem radial inneren Umfang des ersten Flanschabschnitts 18C ist durch Presspassung oder dergleichen ein Lager 19 zum Stützen der Ausgangswelle 12 fixiert. Die Motorabdeckung 18 ist mit der in die Einsetzöffnung 18B der Motorabdeckung 18 eingesetzten Ausgangswelle 12 an dem Motorgehäuse 16 montiert. Folglich wird das Motorgehäuse 16 durch den Deckelabschnitt 18A der Motorabdeckung 18 auf der Seite mit dem offenen Ende (d.h. der ersten Seite in der axialen Richtung) des Motorgehäuses 16 geschlossen, wobei die Ausgangswelle 12 von der Motorabdeckung 18 zu der ersten Seite in der axialen Richtung hin vorspringt. Weiterhin weist, wie es in 2 und 3 gezeigt ist, die Motorabdeckung 18 außerdem einen zweiten Flanschabschnitt 18D auf, der in einer ringförmigen Form gebildet ist und von einem radial mittleren Teil des Deckelabschnitts 18A zu der zweiten Seite in der axialen Richtung hin vorspringt. An einem radial inneren Umfang des zweiten Flanschabschnitts 18D ist durch Presspassung oder dergleichen ein erstes abgedichtetes Lager 21 zum Stützen eines Ringrads 60 der später beschriebenen Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 fixiert.
Wie es in 4 gezeigt ist, ist der Stator 20 an einer radial inneren Oberfläche des Seitenwandabschnitts 16B des Motorgehäuses 16 fixiert. Weiterhin weist, wie es in 4 und 5 gezeigt ist, der Stator 20 einen Statorkern 24, der in einer Ringform gebildet ist, und eine Vielzahl von Spuleneinheiten 26 auf, die an einer inneren Umlaufsoberfläche des Statorkerns 24 fixiert sind. Genauer sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 5 gezeigt ist, zwölf Spuleneinheiten 26 nebeneinander in der Umlaufsrichtung angeordnet.
Jede der Spuleneinheiten 26 ist aus einer Spule 28, die durch Wickeln eines Leiterdrahts gebildet ist, und einem Isolator 30 zusammengesetzt, der die Form der Spule 28 hält und Arretierungsabschnitte 30A aufweist, die an dem Statorkern 24 arretiert sind. Der Leiterdraht, der die Spule 28 bildet, besteht aus einer Elementdrahtanordnung, die durch Bündeln einer Vielzahl elektrisch leitender Elementdrähte miteinander gebildet ist. Weiterhin sind die elektrischen Widerstandswerte zwischen den Elementdrähten höher als der elektrische Widerstandswert von jedem der Elementdrähte. Folglich wird es möglich, einen Wirbelstromverlust in der Spule 28 zu reduzieren. Weiterhin sind Endabschnitte der Spulen 28 der Spuleneinheiten 26 in einer Weise verbunden, die später ausführlich beschrieben ist. Zusätzlich weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Stator 20 eine zahnlose Struktur derart auf, dass keine Abschnitte des Statorkerns 24 sich innerhalb der Spulen 28 befinden.
Wie es in 4 und 7 gezeigt ist, ist der Rotor 22 durch Montieren eines ringförmigen Magneten 32 an eine äußere Umfangsoberfläche des Ringrads 60 der später beschriebenen Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 gebildet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie es in 7 gezeigt ist, der Magnet 32 durch einen 8-poligen polar-anisotropen Magneten implementiert, in dem N-Pole und S-Pole abwechselnd in der Umlaufsrichtung angeordnet sind. Außerdem sind in 7 die Richtungen von Magnetfluss in Teilen des Magneten 32 schematisch durch Pfeile W angegeben. Es sei bemerkt, dass der Magnet 32 alternativ durch Magnete mit anderen Orientierungen implementiert werden kann, wie ein Magnet mit einer Halbach-Orientierung. Weiterhin ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Magnet 32 durch eine magnetische Zusammensetzung gebildet, deren Koerzitivkraft Hc gleich wie oder größer als 400 kA/m ist, und deren Remanenzflussdichte Br gleich wie oder größer als 1,0 T ist. Beispielsweise kann der Magnet 32 aus einer magnetischen Zusammensetzung NdFe₁₁TiN, Nd₂Fe₁₄B, Sm₂Fe₁₇N₃ oder FeNi gebildet sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Orientierung von Magnetfluss in dem Magnet 32 derart eingestellt, dass die entlang der Umlaufsrichtung auf einer äußeren Umlaufsoberfläche (d.h. einer radial äußeren Oberfläche) 32A des Magneten 32 gemessene Magnetflussdichte einen Spitzenwert an den Mitten (Zentren) der N- und S-Magnetpole aufweist. Zusätzlich ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Orientierung von Magnetfluss in dem Magnet 32 derart eingestellt, dass die entlang der Umlaufsrichtung auf einer inneren Umlaufsoberfläche (d.h. einer radial inneren Oberfläche) 32B des Magneten 32 gemessene Magnetflussdichte im Wesentlichen null an jeder Position in der Umlaufsrichtung ist. Folglich wird verhindert, dass das Ringrad 60, an das der Magnet 32 fixiert ist, einen Teil eines Magnetkreises (oder eines Magnetpfades) wird. Zusätzlich ist die äußere Umlaufsoberfläche 32A des Magneten 32, die an die äußere Umfangsoberfläche des Ringrads 60 montiert ist, mit einem Magnetabdeckungselement 33 abgedeckt, und eine Oberfläche des Magneten 32 auf der ersten Seite in der axialen Richtung und eine Oberfläche des Magneten 32 auf der zweiten Seite in der axialen Richtung sind ebenfalls mit jeweiligen Magnetabdeckungselementen 33 abgedeckt.
Wie es in 6 gezeigt ist, weist die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 das vorstehend beschriebene Ringrad 60 auf, das in einer zylindrischen Form gebildet ist und einen Teil des Rotors 22 bildet. Weiterhin weist die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 erste Planetenräder 62, einen ersten Träger 64 und ein erstes Sonnenrad 66 auf, die alle auf der zweiten Seite in der axialen Richtung in einem Innenraum des Ringrads 60 angeordnet sind. Weiterhin weist die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 ebenfalls zweite Planetenräder 68, einen zweiten Träger 70 und ein zweites Sonnenrad 72 auf, die alle auf der ersten Seite in der axialen Richtung in dem Innenraum des Ringrads 60 angeordnet sind.
Wie es in 2, 3 und 6 gezeigt ist, ist das Ringrad 60 aus einem Metallmaterial in die zylindrische Form gebildet. Zusätzlich ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jede Komponente der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 14 aus einem Metallmaterial hergestellt. Eine Vielzahl erster Innenzähne 60A sind entlang der Umlaufsrichtung auf der radial inneren Oberfläche des Ringrads 60 auf der Seite in der axialen Richtung gebildet. Demgegenüber ist eine Vielzahl zweiter Innenzähne 60B entlang der Umlaufsrichtung auf der radial inneren Oberfläche des Ringrads 60 auf der ersten Seite in der axialen Richtung gebildet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Innendurchmesser dieses Teils des radial inneren Umfangs des Ringrads 60, an dem die ersten Innenzähne 60A gebildet sind, derart eingestellt, dass er größer als der Innendurchmesser desjenigen Teils des radial inneren Umfangs des Ringrads 60 ist, an dem die zweiten Innenzähne 60B gebildet sind. Weiterhin ist an einer Grenze zwischen demjenigen Teil des radial inneren Umfangs des Ringrads 60, an dem die ersten Innenzähne 60A gebildet sind, und demjenigen Teil des radial inneren Umfangs des Ringrads 60, an dem die zweiten Innenzähne 60B gebildet sind, ein Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 60C gebildet, der radial nach innen vorspringt. Weiterhin sind an dem radial äußeren Umfang des Ringrads 60 drei Stufenabschnitte gebildet, die unterschiedliche radiale Höhen aufweisen. Nachstehend sind die drei Stufenabschnitte als ein erster Stufenabschnitt 60D, ein zweiter Stufenabschnitt 60E und ein dritter Stufenabschnitt 60F in Reihenfolge von der ersten Seite in der axialen Richtung aus bezeichnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser desjenigen Teils des radial äußeren Umfangs des Ringrads 60, der sich zwischen dem ersten Stufenabschnitt 60D und dem zweiten Stufenabschnitt 60E befindet, derart eingestellt, dass er größer als der Außendurchmesser desjenigen Teils des radial äußeren Umfangs des Ringrads 60 ist, der sich auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den ersten Stufenabschnitt 60D befindet. Weiterhin ist der Außendurchmesser desjenigen Teils des radial äußeren Umfangs des Ringrads 60, der sich zwischen dem zweiten Stufenabschnitt 60E und dem dritten Stufenabschnitt 60F befindet, derart eingestellt, dass er größer als der Außendurchmesser desjenigen Teils des radial äußeren Umfangs des Ringrads 60 ist, der sich zwischen dem ersten Stufenabschnitt 60D und dem zweiten Stufenabschnitt 60E befindet. Weiterhin ist der Außendurchmesser desjenigen Teils des radial äußeren Umfangs des Ringrads 60, der sich auf der zweiten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den dritten Stufenabschnitt 60F befindet, derart eingestellt, dass er größer als der Außendurchmesser desjenigen Teils des radial äußeren Umfangs des Ringrads 60 ist, der sich zwischen dem zweiten Stufenabschnitt 60E und dem dritten Stufenabschnitt 60F befindet. Weiterhin ist der zweite Stufenabschnitt 60E an derselben Position in der axialen Richtung wie der Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 60C gebildet. Der Magnet 32 ist an der äußeren Umlaufsoberfläche des Ringrads 60 fixiert, wobei ein radial inneres Umfangsende des Magneten 32 auf der zweiten Seite in der axialen Richtung an dem zweiten Stufenabschnitt 60E arretiert ist. Weiterhin wird ein Endabschnitt des Ringrads 60, der sich auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den ersten Stufenabschnitt 60D befindet, durch das erste abgedichtete Lager 21 gestützt, das an der Motorabdeckung 18 fixiert ist. Demgegenüber ist ein zweites abgedichtetes Lager 21 durch Presspassung oder dergleichen an einem radial inneren Umfang eines Endabschnitts des Ringrads 60 fixiert, der sich auf der zweiten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den dritten Stufenabschnitt 60F befindet.
Die ersten Planetenräder 62 sind radial innerhalb eines Teils des Ringrads 60 auf der zweiten Seite in der axialen Richtung angeordnet. Genauer sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel drei erste Planetenräder 62 zu gleichen Intervallen entlang der Umlaufsrichtung angeordnet. Zusätzlich greifen die ersten Planetenräder 62 jeweils in die ersten Innenzähne 60A des Ringrads 60 ein.
Der erste Träger 64 weist einen Basisplattenabschnitt 64A, der in einer Scheibenform gebildet ist, und drei Wellenabschnitte 64B auf, die von dem Basisplattenabschnitt 64A zu der ersten Seite in der axialen Richtung vorspringen und zu gleichen Intervallen in der Umlaufsrichtung angeordnet sind. Die drei Wellenabschnitte 64B stützen jeweils drehbar die drei ersten Planetenräder 62. Zusätzlich sind die ersten Planetenräder 62 benachbart zu dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 60C des Ringrads 60 angeordnet, weshalb eine Bewegung der ersten Planetenräder 62 in eine Richtung, in der sie von dem Wellenabschnitt 64B des ersten Trägers 64 losgelöst werden, durch den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 60C des Ringrads 60 beschränkt wird. Weiterhin ist eine kreisförmige Öffnung 64C an der axialen Mittel des Basisplattenabschnitts 64A gebildet. An einem inneren Umfang der Öffnung 64C ist durch Presspassung oder dergleichen ein Lager 76 zum Stützen eines Endabschnitts eines Wellenelements 74 auf der zweiten Seite in der axialen Richtung fixiert, wobei das Wellenelement 74 später beschrieben ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Basisplattenabschnitt 64A des ersten Trägers 64 an dem Bodenwandabschnitt 16A des Motorgehäuses 16 fixiert. Weiterhin ist eine innere Laufbahn des zweiten abgedichtete Lagers 21 an einem radial äußeren Umfang des Basisplattenabschnitts 64A des ersten Trägers 64 arretiert.
Das erste Sonnenrad 66 ist radial innerhalb der ersten Planetenräder 62 angeordnet, um in diese einzugreifen. Das erste Sonnenrad 66 ist durch Presspassung oder dergleichen an das Wellenelement 74 fixiert, das in einer zylindrischen Form gebildet ist und koaxial zu der Ausgangswelle 12 angeordnet ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Modul und der Teilkreisdurchmesser des ersten Sonnenrads 66 jeweils derart eingestellt, dass sie größer als das Modul und der Teilkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrads 72 ist, das später beschrieben ist.
Die zweiten Planetenräder 68 sind radial innerhalb eines Teils des Ringrads 60 auf der ersten Seite in der axialen Richtung angeordnet. Genauer sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel drei zweite Planetenräder 68 zu gleichen Intervallen entlang der Umlaufsrichtung angeordnet. Zusätzlich greifen die zweiten Planetenräder 68 jeweils in die zweiten Innenzähne 60B des Ringrads 60 ein. Weiterhin liegen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zweiten Planetenräder 68 den vorstehend beschriebenen ersten Planetenrädern 62 über den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 60C des Ringrads 60 in der axialen Richtung gegenüber.
Der zweite Träger 70 weist einen Basisplattenabschnitt 70A, der in einer Scheibenform gebildet ist, und drei Wellenabschnitte 70B auf, die von dem Basisplattenabschnitt 70A zu der zweiten Seite in der axialen Richtung hin vorspringen und zu gleichen Intervallen in der Umlaufsrichtung angeordnet sind. Die drei Wellenabschnitte 70B stützen jeweils drehbar die drei zweiten Planetenräder 68. Zusätzlich sind die zweiten Planetenräder 68 benachbart zu dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 60C des Ringrads 60 angeordnet, weshalb eine Bewegung der zweiten Planetenräder 68 in eine Richtung, in der sie von den Wellenabschnitten 70B des zweiten Trägers 70 losgelöst werden, durch den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 60C des Ringrads 60 beschränkt wird. Weiterhin ist in der axialen Mitte des Basisplattenabschnitts 70A eine Aussparung 70C gebildet, die auf der zweiten Seite in der axialen Richtung offen ist. An einem inneren Umfang der Aussparung 70C ist durch Presspassung oder dergleichen ein Lager 76 zum Stützen eines Endabschnitts des Wellenelements 74 auf der ersten Seite in der axialen Richtung fixiert. Weiterhin springt die Ausgangswelle 12 von einem radial zentralen Teil des Basisplattenabschnitts 70A des zweiten Trägers 70 zu der ersten Seite in der axialen Richtung hin vor. Das heißt, dass der zweite Träger 70 einstückig mit der Ausgangswelle 12 in ein Stück gebildet ist.
Das zweite Sonnenrad 72 ist radial innerhalb der drei zweiten Planetenräder 68 angeordnet, um in diese einzugreifen. Das zweite Sonnenrad 62 ist an dem Wellenelement 74 durch Presspassung oder dergleichen fixiert. Folglich ist eine Sonnenradanordnung 78 durch das zweite Sonnenrad 72, das erste Sonnenrad 66 und das Wellenelement 74 gebildet, so dass das zweite Sonnenrad 72 zusammen mit dem ersten Sonnenrad 66 drehen kann.
(Ausführliche Konfiguration des Stators 20)
Nachstehend ist die ausführliche Konfiguration des Stators 20 beschrieben.
8 zeigt die Spulen 28 und den Statorkern 24 des Stators 20 (siehe 2), wobei die für die Spulen 28 vorgesehenen Isolatoren 30 weggelassen sind. 9 zeigt eine der Spulen 28, wobei der entsprechende Isolator 30 weggelassen ist, der für die Spule 28 vorgesehen ist. Weiterhin ist, wie es in 10 bis 12 gezeigt ist, jede der Spulen 28 um den entsprechenden einen der Isolatoren 30 gebildet. Weiterhin ist jede der Spulen 28 entlang der inneren Umlaufsoberfläche des Statorkerns 24 an den Statorkern 24 über den entsprechenden Isolator 30 montiert. Das heißt, dass jede der Spuleneinheiten 26 entlang der inneren Umlaufsoberfläche des Statorkerns 24 an den Statorkern 24 montiert ist.
Wie es in 8 gezeigt ist, ist der Statorkern 24 aus einem magnetischen Material wie Eisen oder Stahl in eine ringförmige Form gebildet. Weiterhin weist ein Querschnitt des Statorkerns 24, der durch Schneiden des Stators 20 entlang der axialen Richtung erhalten wird, eine rechteckige Form auf, dessen Längsrichtung mit der vertikalen Richtung in 8 übereinstimmt. Die radial innere Oberfläche (d.h. die innere Umlaufsoberfläche) des Statorkerns 24 ist als eine zylindrische Oberfläche gebildet, die sowohl in der Umlaufsrichtung als auch der axialen Richtung glatt ist. Demgegenüber sind in der radial äußeren Oberfläche (d. h. der äußeren Umlaufsoberfläche) des Statorkerns 24 eine Vielzahl von Arretierungsrillen 24A gebildet, die sich jeweils kontinuierlich in der axialen Richtung erstrecken. Insbesondere ist jede der Arretierungsrillen 24A radial nach innen von der radial äußeren Oberfläche des Statorkerns 24 aus vertieft. Weiterhin sind die Arretierungsrillen 24A zu vorbestimmten Intervallen entlang der Umlaufsrichtung beabstandet.
Wie es in 11 und 12 gezeigt ist, ist jeder der Isolatoren 30 aus einem elektrisch isolierenden Material wie einem Harzmaterial gebildet. Jeder der Isolatoren 30 weist einen Wicklungsabschnitt 30B auf, um den ein Leiterdraht 86, der die entsprechende Spule 28 bildet, gewickelt ist. Weiterhin weist jeder der Isolatoren 30 ebenfalls einen inneren Erstreckungsabschnitt 30C auf, der derart angeordnet ist, dass er radial zu dem Rotor 22 zeigt (siehe 4), wobei ein axial und in Umlaufsrichtung zentraler Teil einer radial äußeren Oberfläche des inneren Erstreckungsabschnitts 30C mit einem radial inneren Ende des Wicklungsabschnitts 30B verbunden ist. Weiterhin weist jeder der Isolatoren 30 außerdem einen Zwischenabschnitt 30D auf, der derart angeordnet ist, dass er radial zu dem Statorkern 24 zeigt (siehe 10), wobei ein axialer und in Umlaufsrichtung zentraler Teil der radial inneren Oberfläche des Zwischenabschnitts 30D mit einem radial äußeren Ende des Wicklungsabschnitts 30B verbunden ist. Der innere Erstreckungsabschnitt 30C und der Zwischenabschnitt 30D sind jeweils in der Form einer dünnen Platte, die entlang der Umlaufsrichtung gekrümmt ist, gebildet. Weiterhin weist jeder der Isolatoren 30 ebenfalls ein Paar von Arretierungsabschnitten 30A auf, die von einem in Umlaufsrichtung zentralen Teil des Zwischenabschnitts 30D radial nach außen vorspringen. Das Paar der Arretierungsabschnitte 30A ist voneinander in der axialen Richtung beabstandet. Wie es in 10 gezeigt ist, ist jede der Spulen 28 an dem Statorkern 24 über den entsprechenden Isolator 30 montiert, wobei der Statorkern 24 zwischen dem Paar der Arretierungsabschnitte 30A des entsprechenden Isolators 30 angeordnet ist, und radial äußere Endabschnitte des Paars der Arretierungsabschnitte 30A in eine entsprechende der Arretierungsrillen 24A des Statorkerns 24 arretiert sind. Weiterhin weist, wie es in 11 und 12 gezeigt ist, jeder der Isolatoren 30 Öffnungen 30E auf, die an beiden Seiten in Umlaufsrichtung des Paars der Arretierungsabschnitte 30A in dem Zwischenabschnitt 30D gebildet sind, wobei die Öffnungen 30E mit einer inneren Umfangsabschnittsseite der entsprechenden Spule 28 kommunizieren. Weiterhin weist jeder der Isolatoren 30 ebenfalls Öffnungen 80F auf, die in dem inneren Erstreckungsabschnitt 30C an Positionen gebildet sind, die in Umlaufsrichtung und axial den in dem Zwischenabschnitt 30D gebildeten Öffnungen 30E entsprechen, wobei die Öffnungen 30F ebenfalls mit der inneren Umfangsabschnittsseite der entsprechenden Spule 28 kommunizieren. Es sei bemerkt, dass die Isolatoren 30 jeweils keine Öffnungen 30F darin gebildet aufweisen müssen.
Wie es in 9, 11 und 12 gezeigt ist, ist jede der Spulen 28 durch Wickeln eines elektrisch leitenden Leiterdrahts 86 um den Wicklungsabschnitt 30B des entsprechenden Isolators 30 gebildet. Ein erster Endabschnitt 86A, der ein Endabschnitt des Leiterdrahts 86 ist, der die Spule 28 bildet, springt von einem inneren Umfangsabschnitt der Spule 28 radial nach außen durch eine der Öffnungen 30E vor, die auf der ersten Seite in der axialen Richtung des Zwischenabschnitts 30D des entsprechenden Isolators 30 gebildet sind. Folglich springt, wenn von der radialen äußeren Seite aus betrachtet, der erste Endabschnitt 86A radial von einem Spalt zwischen einem Ende des Statorkerns 24 auf der ersten Seite in der axialen Richtung und der Spule 28 vor. Demgegenüber springt ein zweiter Endabschnitt 86B, der der andere Endabschnitt des Leiterdrahts 86 ist, der die Spule 28 bildet, von einem äußeren Umfangsabschnitt der Spule 28 auf der ersten Seite in der axialen Richtung radial nach außen entlang einer äußeren Kante des Zwischenabschnitts 30D des entsprechenden Isolators 30 vor. Zusätzlich kann die Anzahl der Windungen und die Form der Spule 28 in geeigneter Weise unter Berücksichtigung von Drehmomenteigenschaften, die für den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motor 10 erforderlich sind, eingestellt werden.
Wie es in 10 gezeigt ist, sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die U-Phasen-Spulen 28, die V-Phasen-Spulen 28 und die W-Phasen-Spulen 28 in dieser Reihenfolge entlang der Umlaufsrichtung angeordnet. Zusätzlich sind die vier U-Phasen-Spulen 28 jeweils durch Bezugszeichen U1, U2, U3 und U4 in Reihenfolge entlang der Umlaufsrichtung gekennzeichnet, sind die vier V-Phasen-Spulen 28 jeweils durch Bezugszeichen V1, V2, V3 und V4 in dieser Reihenfolge entlang der Umlaufsrichtung jeweils gekennzeichnet, und sind die vier W-Phasen-Spulen 28 durch Bezugszeichen W1, W2, W3 und W4 in dieser Reihenfolge entlang der Umlaufsrichtung jeweils gekennzeichnet. Wie es in 13 gezeigt ist, sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die U-Phasen, V-Phasen und W-Phasen-Spulen 28 in einer Dreiecksschaltung miteinander verbunden.
Genauer sind, wie es in 14 gezeigt ist, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel alle ersten Endabschnitte 86A der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen 28 miteinander an einem Neutralverbindungselement 88C verbunden, der in einer ringförmigen Form gebildet ist und einen Neutralpunkt zwischen den Spulen 28 definiert. Demgegenüber sind alle zweiten Endabschnitte 86B der vier U-Phasen-Spulen 28 über ein U-Phasen-Verbindungselement 88U miteinander verbunden, das in einer axialen Ansicht im Wesentlichen in einer C-Form gekrümmt ist, sind alle zweiten Endabschnitte 86B der vier V-Phasen-Spulen 28 über ein V-Phasen-Verbindungselement 88V, das in einer axialen Ansicht im Wesentlichen in einer C-Form gekrümmt ist, miteinander verbunden, und sind alle zweiten Endabschnitte 86B der vier W-Phasen-Spulen 28 über ein W-Phasen-Verbindungselement 88W, das in axialer Sicht im Wesentlichen in einer C-Form gekrümmt ist, miteinander verbunden. Zusätzlich werden elektrische Ströme, die durch das U-Phasen-Verbindungselement 88U, das V-Phasen-Verbindungselement 88V und das W-Phasen-Verbindungselement 88W fließen, durch eine (nicht gezeigte) Steuerungseinheit gesteuert.
Wie es in 15 gezeigt ist, sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Neutralverbindungselement 88C, das U-Phasen-Verbindungselement 88U, das V-Phasen-Verbindungselement 88V und das W-Phasen-Verbindungselement 88W derart angeordnet, dass sie auf dem Statorkern 24 in der axialen Richtung auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 gestapelt sind. Es sei bemerkt, dass die Stapelreihenfolge dieser Verbindungselemente beliebig eingestellt werden kann. Beispielsweise sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das W-Phasen-Verbindungselement 88W, das V-Phasen-Verbindungselement 88V, das U-Phasen-Verbindungselement 88U und das Neutralverbindungselement 88C in dieser Reihenfolge von der ersten Seite zu der zweiten Seite in der axialen Richtung gestapelt. Zusätzlich ist zur vereinfachten Darstellung das Neutralverbindungselement 88C derart gezeigt, dass es sich radial innerhalb der Spulen 28 in 14 befindet, jedoch ist das Neutralverbindungselement 88C tatsächlich radial außerhalb der Spulen 28 angeordnet, wie es in 15 gezeigt ist.
(Betrieb und Wirkungen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel)
Nachstehend sind Betrieb und Wirkungen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie es in 1 bis 7 gezeigt ist, wird in dem vorstehend beschriebenen, mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motor 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Speisung der Spulen 28 der Spuleneinheiten 26 des Stators 20 durch eine (nicht gezeigte) Steuerungsschaltung umgeschaltet, was bewirkt, dass der Stator 20 ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Folglich wird ein Drehen des Rotors 22 durch das rotierende Magnetfeld bewirkt, weshalb das Ringrad 60 sich zusammen mit dem Magneten 32 dreht.
Weiterhin drehen sich mit der Drehung des Ringrads 60 die drei ersten Planetenräder 62, die mit den ersten Innenzähne 60A des Ringrads 60 im Eingriff sind, ebenfalls.
Weiterhin dreht sich mit der Drehung der ersten drei Planetenräder 62 das erste Sonnenrad 66, das in die drei ersten Planetenräder 62 eingreift, zusammen mit dem zweiten Sonnenrad 72.
Weiterhin drehen sich mit der Drehung des zweiten Sonnenrads 72 die drei zweiten Planetenräder 68 die in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad 72 sind, ebenfalls. Weiterhin sind die drei zweiten Planetenräder 68 ebenfalls im Eingriff mit dem Ringrad 60. Daher wälzen die drei zweiten Planetenräder 68 um das zweite Sonnenrad 72 mit einer Geschwindigkeit herum, die sowohl der Drehgeschwindigkeit des zweiten Sonnenrads 72 als auch der Drehgeschwindigkeit des Ringrads 60 entspricht. Folglich dreht sich der zweite Träger 70, der die drei zweiten Planetenräder 68 stützt, zusammen mit der Ausgangswelle 12 mit einer Drehgeschwindigkeit, die der Umdrehung der drei zweiten Planetenräder 68 entspricht.
In dem mit einer Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motor 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie es in 9 gezeigt ist, jede der Spulen 28 durch Wickeln eines elektrisch leitenden Leiterdrahts 86 in eine Ringform gebildet. Weiterhin springt in jeder der Spulen 28 der erste Endabschnitt 86A des Leiterdrahts 86, der die Spule 28 bildet, radial von dem inneren Umfangsabschnitt der Spule 28 nach außen vor, wobei der zweite Endabschnitt 26B des Leitabschnitts 86, der die Spule 28 bildet, von dem äußeren Umfangsabschnitt der Spule 28 auf der ersten Seite in der axialen Richtung radial nach außen vorspringt. Weiterhin sind in dem mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motor 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel alle Spulen 28 nebeneinander entlang der Umlaufsrichtung angeordnet. Folglich wird es unnötig, die Spulen 28 wie in dem Fall zu formen, bei dem die Spulen 28 derart angeordnet sind, dass sie sich teilweise einander überlappen, wobei es ebenfalls unnötig wird, die Spulen 28 derart zu formen, dass die ersten Endabschnitte 86A und die zweiten Endabschnitte 86B der Spulen 28 vermieden werden. Als Ergebnis wird verhindert, dass die Form der Spulen 28 kompliziert wird.
Weiterhin kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 10 gezeigt ist, jede der Spulen 28 leicht an den Statorkern 24 über den entsprechenden Isolator 30 durch Arretieren der radial äußeren Endabschnitte des Paars der Arretierungsabschnitte 30A des entsprechenden Isolators 30 in die entsprechenden Arretierungsrillen 24A des Statorkerns 24 montiert werden.
Weiterhin sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 14 und 15 gezeigt ist, die ersten und zweiten Endabschnitte 86A und 86B der Spulen 28 über das Neutralverbindungselement 88C, das U-Phasen-Verbindungselement 88U, das V-Phasen-Verbindungselement 88V und das W-Phasen-Verbindungselement 88W verbunden, die derart angeordnet sind, dass sie auf dem Statorkern 24 in der axialen Richtung auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 gestapelt sind. Folglich wird es möglich, effektiv den Raum zwischen den Spulen 28 und dem Seitenwandabschnitt 16B (siehe 2) des Motorgehäuses 16 auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 zu nutzen, wodurch eine Erhöhung der axialen und radialen Größen des mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motors 10 unterdrückt wird. Weiterhin wird es ebenfalls möglich, die radialen Abstände zwischen den Spulen 28 und dem Neutralverbindungselement 88C, dem U-Phasen-Verbindungselement 88U, dem V-Phasen-Verbindungelement 88V und dem W-Phasen-Verbindungselement 88W zu reduzieren, wodurch die Verdrahtungsabstände dazwischen verkürzt werden. Weiterhin wird es mit den Zwischenabschnitten 30D der entsprechenden Isolatoren 30, die zwischen den Spulen 28 und dem Neutralverbindungselement 88C, dem U-Phasen-Verbindungselement 88U, dem V-Phasen-Verbindungselement 88V und dem W-Phasen-Verbindungselement 88W liegen, möglich, leicht eine elektrische Isolierung dazwischen zu gewährleisten.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist die Konfiguration eines Motors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 16 und 17 beschrieben. Es sei bemerkt, das in dem Motor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denjenigen in dem mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motor 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in dem mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motor 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gekennzeichnet sind, weshalb deren Beschreibung nachstehend entfällt.
Wie es in 16 und 17 gezeigt ist, ist in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Stator 20 mit einer Vielzahl von Spuleneinheiten 26 konfiguriert, in denen jeweils der erste Endabschnitt 86A des Leiterdrahts 86, der die Spule 28 bildet, von dem inneren Umfangsabschnitt der Spule 28 radial nach außen durch eine der Öffnungen 30E vorspringt, die auf der zweiten Seite in der axialen Richtung in dem Zwischenabschnitt 30D des entsprechenden Isolators 30 gebildet sind. Weiterhin ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Neutralverbindungselement 88C, über das die ersten Endabschnitte 86A der Spulen 28 miteinander verbunden sind, derart angeordnet, dass es auch dem Statorkern 24 in der axialen Richtung auf der zweiten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 gestapelt ist. Demgegenüber sind die U-Phasen, V-Phasen- und W-Phasen-Verbindungselemente 88U, 88V und 88W, über die die zweiten Endabschnitte 86D der Spule 28 in einer vorbestimmten Weise verbunden sind, derart angeordnet, dass sie auf den Statorkern 24 in der axialen Richtung auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 gestapelt sind.
In dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird es mit dem Neutralverbindungselement 88C, das an der vorstehend beschriebenen Stelle angeordnet ist, möglich, effektiv den Raum zwischen den Spulen 28 und dem Seitenwandabschnitt 16B (siehe 2) des Motorgehäuses 16 auf der zweiten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 zu nutzen, wodurch eine Erhöhung in den axialen und radialen Größen des Motors unterdrückt wird. Weiterhin wird es in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem Neutralverbindungselement 88C und den U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Verbindungselementen 88U, 88V und 88W, die jeweils an den vorstehend beschriebenen Stellen angeordnet sind, möglich, eine elektrische Isolierung zwischen dem Neutralverbindungselement 88C, das den Neutralpunkt definiert, und den U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Verbindungselementen 88U, 88V und 88W auf der Leistungsleitungsseite zu gewährleisten.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist die Konfiguration eines Motors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 18 und 19 beschrieben. Es sei bemerkt, das in dem Motor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denjenigen in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gekennzeichnet sind, weshalb deren Beschreibungen entfallen.
Wie es in 18 und 19 gezeigt ist, ist in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Stator 20 mit einer Vielzahl von Spuleneinheiten 26 konfiguriert, in denen der erste Endabschnitt 86A des Leiterdrahts 86, der die Spule 28 bildet, von dem inneren Umfangsabschnitt der Spule 28 radial nach innen durch die Öffnung 80F vorspringt, die auf der ersten Seite in der axialen Richtung in dem inneren Erstreckungsabschnitt 30C des entsprechenden Isolators 30 gebildet ist. Weiterhin ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Neutralverbindungselement 88C, über das die ersten Endabschnitte 86A der Spulen 28 miteinander verbunden sind, entlang den radial inneren Oberflächen der inneren Erstreckungsabschnitte 30C der Isolatoren 30 angeordnet. Demgegenüber sind die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Verbindungselemente 88U, 88V und 88W, über die die zweiten Endabschnitte 86B der Spulen 28 in einer vorbestimmten Weise verbunden sind, derart angeordnet, dass sie auf dem Statorkern 24 in der axialen Richtung auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 gestapelt sind.
In dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird es mit dem Neutralverbindungselement 88C, das an der vorstehend beschriebenen Stelle angeordnet ist, möglich, den Raum auf der radial inneren Seite der Spulen 28 und auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Magneten 32 (siehe 2) des Rotors 22 zu nutzen, wodurch eine Erhöhung in den axialen und radialen Größen des Motors unterdrückt wird. Weiterhin wird es in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem Neutralverbindungselement 88C und den U-Phasen-, V-Phasen-, und W-Phasen-Verbindungselementen 88U, 88V und 88W, die jeweils an den vorstehend beschriebenen Stellen angeordnet sind, möglich, leicht eine elektrische Isolierung zwischen dem Neutralverbindungselement 88C, das den Neutralpunkt definiert, und den U-Phasen-, V-Phasen-, und W-Phasen-Verbindungselementen 88U, 88V und 88W auf der Leistungsleitungsseite zu gewährleisten. Weiterhin wird es mit der Verwendung der Spuleneinheiten 26, die die vorstehend beschriebene Konfiguration aufweisen, möglich, alle Verbindungselemente auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 anzuordnen. Folglich wird es möglich, sowohl die Verbindung zwischen den ersten Endabschnitten 86A der Spulen 28 als auch die Verbindung zwischen den zweiten Endabschnitten 86B der Spulen 28 auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 durchzuführen.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist die Konfiguration eines Motors gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 20 und 21 beschrieben. Es sei bemerkt, dass in dem Motor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denjenigen in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gekennzeichnet sind, weshalb deren Beschreibung nachstehend entfällt.
Wie es in 20 und 21 gezeigt ist, ist in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Stator 20 mit zwei Arten von Spuleneinheiten 26 konfiguriert. Insbesondere springt in jeder der Spuleneinheiten der ersten Art 26, wie es in 20 gezeigt ist, der zweite Endabschnitt 86B des Leiterdrahts 86, der die Spule 28 bildet, von einem äußeren Umfangsabschnitt der Spule 28 auf der zweiten Seite in der axialen Richtung radial nach außen entlang eines äußeren Rands des Zwischenabschnitts 30D des entsprechenden Isolators 30 vor. Demgegenüber sind die Spuleneinheiten der zweiten Art 26 identisch zu den Spuleneinheiten 26, die in dem dritten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 18 beschrieben sind. Weiterhin bilden die Spulen 28 der Spuleneinheiten der ersten Art 26 die W-Phasen-Spulen 28, wohingegen die Spulen 28 der Spuleneinheiten der zweiten Art 26 die U-Phasen- und W-Phasen-Spulen 28 bilden. Weiterhin ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 21 gezeigt ist, das Neutralverbindungselement 88C, über das die ersten Endabschnitte 86A der Spulen 28 miteinander verbunden sind, entlang den radial inneren Oberflächen der inneren Erstreckungsabschnitte 30C der Isolatoren 30 angeordnet. Demgegenüber sind die U-Phasen- und V-Phasen-Verbindungselemente 88U und 88V, über die die zweiten Endabschnitte 86B der Spulen 28 der Spuleneinheiten der zweiten Art 26 in einer vorbestimmten Weise verbunden sind, derart angeordnet, dass sie auf dem Statorkern 24 in der axialen Richtung auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 gestapelt sind, und ist das W-Phasen-Verbindungselement 88W, über das die zweiten Endabschnitte 86B der Spulen 28 der Spuleneinheiten der ersten Bauart 26 in einer vorbestimmten Weise verbunden sind, derart angeordnet, dass es auf dem Statorkern 24 in der axialen Richtung auf der zweiten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 gestapelt ist.
In dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Neutralverbindungselement 88C, das U-Phasen-Verbindungselement 88U, das V-Phasen-Verbindungselement 88V und das W-Phasen-Verbindungselement 88W an den vorstehend beschriebenen drei Stellen verteilt. Folglich wird es möglich, die Anordnungsräume der Verbindungselemente im Vergleich zu dem Motor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel leichter zu gewährleisten
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist die Konfiguration eines Motors gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 22 bis 24 beschrieben. Es sei bemerkt, dass in dem Motor gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denjenigen in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gekennzeichnet sind, weshalb deren Beschreibung nachstehend entfällt.
Wie es in 22 bis 24 gezeigt ist, weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Stator 20 U-Phasen-Spulen 28, V-Phasen-Spulen 28 und W-Phasen-Spulen 28 eines ersten Systems 90A, die miteinander in einer Sternschaltung verbunden sind, sowie U-Phasen-Spulen 28, V-Phasen-Spulen 28 und W-Phasen-Spulen 28 eines zweiten Systems 90B auf, die ebenfalls in einer Sternschaltung miteinander verbunden sind. Weiterhin ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Stator 20 mit zwei Arten von Spuleneinheiten 26 konfiguriert. Insbesondere sind die Spuleneinheiten der ersten Art 26 identisch zu den Spuleneinheiten 26, die in dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 11 beschrieben worden sind. Demgegenüber weisen die Spuleneinheiten der zweiten Art 26 eine Form auf, die durch Invertieren der Form der Spuleneinheiten der ersten Art 26 in der axialen Richtung erhalten wird. Weiterhin bilden die Spulen 28 der Spuleneinheiten der ersten Art 26 die U-Phasen-, V-Phasen, und W-Phasen-Spulen 28 des ersten Systems 90A, wohingegen die Spulen 28 der Spuleneinheiten der zweiten Art 26 die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen 28 des zweiten Systems 90B bilden. Weiterhin weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Stator 20 außerdem ein Neutralverbindungselement 88C des ersten Systems 90A, über das die ersten Endabschnitte 86A der Spulen 28 des ersten Systems 90A miteinander verbunden sind, U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Verbindungselemente 88U, 88V und 88W des ersten Systems 90A, über die die zweiten Endabschnitte 86B der Spulen 28 des ersten Systems 90A in einer vorbestimmten Weise verbunden sind, ein Neutralverbindungselement 88C des zweiten Systems 90B, das die ersten Endabschnitte 86A der Spulen 28 des zweiten Systems 90B miteinander verbunden sind, und U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Verbindungselemente 88U, 88V und 88W des zweiten Systems 90B auf, über die die zweiten Endabschnitt 86B der Spulen 28 des zweiten Systems 90B in einer vorbestimmten Weise verbunden sind. Weiterhin sind das Neutralverbindungselement 88C, das U-Phasen-Verbindungselement 88U, das V-Phasen-Verbindungselement 88V und das W-Phasen-Verbindungselement 88W des ersten Systems 90A alle derart angeordnet, dass sie auf dem Statorkern 24 in der axialen Richtung auf der ersten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 gestapelt sind. Demgegenüber sind das Neutralverbindungselement 88C, das U-Phasen-Verbindungselement 88U, das V-Phasen-Verbindungselement 88V und das W-Phasen-Verbindungselement 88W des zweiten Systems 90B alle derart angeordnet, dass sie auf dem Statorkern 24 in der axialen Richtung auf der zweiten Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den Statorkern 24 gestapelt sind.
In dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente, die die Spulen 28 des ersten Systems 90A verbinden, durch den Statorkern 24 in der axialen Richtung von den Verbindungselementen getrennt, die die Spulen 28 des zweiten Systems 90B verbinden.
Weiterhin ist in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, selbst wenn die Spulen 28 von einem der ersten und zweiten Systeme 90A und 90B nicht gespeist werden kann, es möglich, eine Speisung der Spulen 28 des anderen der ersten und zweiten Systeme 90A und 90B zu gewährleisten. Zusätzlich können die Spulen 28 der ersten und zweiten Systeme 90A und 90B derart angeordnet werden, dass die Spulen 28 des ersten Systems 90A von den Spulen 28 des zweiten Systems 90B um 180° in Umlaufsrichtung versetzt sind.
Alternativ dazu können die Spulen 28 der ersten und zweiten Systeme 90A und 90B derart angeordnet sein, dass die Nuten, in denen die Spulen 28 des ersten Systems 90A angeordnet sind, in der Umlaufsrichtung sich mit den Nuten abwechseln, in denen die Spulen 28 des zweiten Systems 90B angeordnet sind.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist die Konfiguration eines Motors gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 25 beschrieben. Es sei bemerkt, dass in dem Motor gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denjenigen in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gekennzeichnet sind, weshalb deren Beschreibung nachstehend entfällt.
Wie es in 25 gezeigt ist, ist in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an einem der Arretierungsabschnitte 30A von jedem der Isolatoren 30 ein elektrisch leitendes Anschlusselement 92 auf einer Seite des Arretierungsabschnitts 30A fixiert, die entgegengesetzt zu der Seite ist, an der der Arretierungsabschnitt 30A Kontakt mit dem Statorkern 24 herstellt (siehe 8).
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, den ersten Endabschnitt 86A von jeder der Spulen 28 mit dem Anschlusselement 92 zu verbinden, der an einem der Arretierungsabschnitte 30A des entsprechenden Isolators 30 fixiert ist. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, über das Neutralverbindungselement 88C alle Anschlusselemente 92, die an den Arretierungsabschnitten 30A der Isolatoren 30 fixiert sind, miteinander in der Umlaufsrichtung zu verbinden, wobei es somit möglich ist, alle ersten Endabschnitte 86A der Spulen 28 miteinander zu verbinden.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist die Konfiguration eines Motors gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 26 beschrieben. Es sei bemerkt, dass in dem Motor gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denjenigen in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in den mit der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ausgerüsteten Motoren 10 gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind, weshalb deren Beschreibung nachstehend entfällt.
Wie es in 26 gezeigt ist, ist in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in jedem der Isolatoren 30 eine Umlaufsbreite (Breite in Umlaufsrichtung) W1 des Arretierungsabschnitts 30A auf der zweiten Seite in der axialen Richtung derart eingestellt, dass sie größer als eine Umlaufsbreite W2 des Arretierungsabschnitts 30A auf der ersten Seite in der axialen Richtung ist.
In dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird es mit den Umlaufsbreiten W1 und W2 des Paars der Arretierungsabschnitte 30A in jedem der Isolatoren 30, die wie vorstehend beschrieben eingestellt sind, möglich, durch das Paar der Arretierungsabschnitte 30A die Haltung der Spuleneinheit 26 in der axialen Richtung zu greifen, wenn das Paar der Arretierungsabschnitte 30A an den Statorkern 24 arretiert ist (siehe 8). Folglich wird es möglich, zu verhindern, dass die Spuleneinheiten 26 jeweils inkorrekt an den Statorkern 24 angebaut werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Spulen 28 in einer Sternschaltung miteinander verbunden. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Konfiguration begrenzt. Beispielsweise können die Spulen 28 alternativ durch eine Dreieckschaltung miteinander verbunden sein.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die ersten Endabschnitten 86A der Spulen 28 zusammen verbunden, um den Neutralpunkt zwischen den Spulen 28 zu definieren. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Konfiguration begrenzt. Beispielsweise können anstelle der ersten Endabschnitte 86A die zweiten Endabschnitte 86B der Spulen 28 miteinander verbunden werden, um den Neutralpunkt zwischen den Spulen 28 zu definieren.
Die Konfigurationen der Motoren gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können miteinander kombiniert werden. Weiterhin können die Konfigurationen der Motoren gemäß der vorliegenden Offenbarung auf Motoren angewendet werden, die keine Geschwindigkeitsreduziereinrichtung aufweisen.
Obwohl die vorstehend beschriebenen besonderen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung gezeigt und beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann verständlich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen besonderen Ausführungsbeispiele begrenzt ist, sondern durch verschiedene Modifikationen ohne Abweichen von der Idee der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden kann.
Weiterhin sollte, obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, berücksichtigt werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und Strukturen begrenzt ist. Stattdessen umfasst die vorliegende Offenbarung verschiedene Modifikationen und Änderungen innerhalb von äquivalenten Bereichen. Zusätzlich sind verschiedene Kombinationen und Moden ebenfalls in der Kategorie und dem Umfang der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020093559 [0001]
JP 2004289963 A [0004]

Claims

Motor (10) mit: einem Rotor (22), der drehbar gestützt wird und einen Magneten (32) aufweist, und einem Stator (20), der dem Rotor radial gegenüberliegt, wobei der Stator eine Vielzahl von Spulen (28) aufweist, von denen jede durch Wickeln eines elektrisch leitenden Leiterdrahts (86) in einer Ringform gebildet ist, wobei die Spulen entlang einer Rotationsumlaufsrichtung angeordnet sind, wobei für jede der Spulen der Leiterdraht, der die Spule bildet, einen ersten Endabschnitt (86A), der radial von einem inneren Umfangsabschnitt der Spule vorspringt, und einen zweiten Endabschnitt (86B) aufweist, der radial von einem äußeren Umfangsabschnitt der Spule vorspringt.
Motor nach Anspruch 1, wobei: der Stator weiterhin einen ringförmigen Statorkern (24) aufweist, die Spulen entlang einer inneren Umlaufsoberfläche oder einer äußeren Umlaufsoberfläche des Statorkerns angeordnet sind, und für jede der Spulen der erste Endabschnitt des Leiterdrahts, der die Spule bildet, radial von einem Spalt zwischen der Spule und einem Ende des Statorkerns in einer Rotationsaxialrichtung vorspringt.
Motor nach Anspruch 2, wobei: für jede der Spulen der erste Endabschnitt des Leiterdrahts, der die Spule bildet, radial von dem inneren Umfangsabschnitt der Spule zu der Statorkernseite hin vorspringt, und der zweite Endabschnitt des Leiterdrahts, der die Spule bildet, radial von dem äußeren Umfangsabschnitt der Spule zu der Statorkernseite hin vorspringt.
Motor nach Anspruch 3, wobei zumindest eine aus einer ersten Endabschnittsgruppe, die aus den ersten Endabschnitten der Leiterdrähte, die die Spulen bilden, besteht, und einer zweiten Endabschnittsgruppe, die aus den zweiten Endabschnitten der Leiterdrähte, die die Spulen bilden, besteht, über ein Verbindungselement (88C, 88U, 88V, 88W) verbunden ist, das angeordnet ist, um den Statorkern in der Rotationsaxialrichtung zu überlappen.
Motor nach Anspruch 4, wobei: die ersten Endabschnitte der Leiterdrähte, die die Spulen bilden, miteinander über ein Verbindungselement verbunden sind, das an einer Seite in der Rotationsaxialrichtung in Bezug auf den Statorkern angeordnet ist, und die zweiten Endabschnitte der Leiterdrähte, die die Spulen bilden, miteinander über ein Verbindungselement verbunden sind, das auf der anderen Seite in der Rotationsaxialrichtung in Bezug auf den Statorkern angeordnet ist.
Motor nach Anspruch 2, wobei: für jede der Spulen der erste Endabschnitt des Leiterdrahts, der die Spule bildet, von dem inneren Umfangsabschnitt der Spule zu einer Seite in einer Rotationsradialrichtung vorspringt, und der zweite Endabschnitt des Leiterdrahts, der die Spule bildet, von dem äußeren Umfangsabschnitt der Spule zu der anderen Seite in der Rotationsradialrichtung vorspringt.
Motor nach Anspruch 6, wobei: eine aus einer ersten Endabschnittsgruppe, die aus den ersten Endabschnitten der Leiterdrähte, die die Spulen bilden, besteht, und einer zweiten Endabschnittsgruppe, die aus den zweiten Endabschnitten der Leiterdrähte, die die Spulen bilden, besteht, über ein Verbindungselement verbunden ist, das derart angeordnet ist, dass es den Statorkern in der Rotationsaxialrichtung überlappt, und die andere aus der ersten Endabschnittsgruppe und der zweiten Endabschnittsgruppe über ein Verbindungselement verbunden ist, das auf einer radial entgegengesetzten Seite der Spulen in Bezug auf den Statorkern angeordnet ist.
Motor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei: die Spulen U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen eines ersten Systems (90A) sowie U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen eines zweiten Systems (90B) aufweisen, die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen des ersten Systems miteinander auf einer Seite in der Rotationsaxialrichtung in Bezug auf den Statorkern verbunden sind, und die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen des zweiten Systems miteinander auf der anderen Seite in der Rotationsaxialrichtung in Bezug auf den Statorkern verbunden sind.
Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweiten Endabschnitte von einigen der Leiterdrähte, die die Spulen bilden, axial entgegengesetzt in Bezug auf die zweiten Endabschnitte der restlichen der Leiterdrähte, die die Spulen bilden, angeordnet sind.
Motor nach einem der Ansprüche 2 und 3 bis 9, die von Anspruch 2 abhängen, wobei jede der Spulen um einen Isolator (30) gebildet ist, der aufweist: einen Wicklungsabschnitt (30B) um den der Leiterdraht, der die Spule bildet, gewickelt ist, einen Zwischenabschnitt (30D), der zwischen der Spule und dem Statorkern angeordnet ist, und einen Arretierungsabschnitt (30A) der einstückig mit dem Zwischenabschnitt in ein Stück gebildet ist und an dem Statorkern arretiert ist.
Motor nach Anspruch 10, wobei an dem Arretierungsabschnitt ein elektrisch leitendes Anschlusselement (92) an einer Seite des Arretierungsabschnitts, die entgegengesetzt zu einer Seite ist, an der der Arretierungsabschnitt in Kontakt mit dem Statorkern ist, fixiert ist.