DE19818432B4

DE19818432B4 - Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE19818432B4
Application number: DE19818432A
Authority: DE
Inventors: Yasumasa Nagasaki; Hideo Hotta; Kazuo Kitamura
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2018-04-25
Also published as: GB2325788B; US6127760A; KR19980081881A; GB9808903D0; TW409449B; DE19818432A1; JPH10304605A; CN1084073C; CN1197321A; GB2325788A; KR100415209B1

Abstract

Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, mit einem Statorblechpaket, das ein Innenjoch (1) aufweist, an dem eine Vielzahl sich in einer kreisförmigen Anordnung erstreckender Zähne (3, 4), die jeweils einen Spulenwicklungsabschnitt (3a, 4a) und einen luftspaltseitigen Polschuh (3b, 4b) haben, angeordnet sind,
wobei die Zähne (3, 4) erste Zähne (3) mit jeweils umfangsmäßig breiteren Polschuhen (3b) und zweite Zahne (4) mit umfangsmäßig schmaleren Polschuhen (4b) als die der ersten Zähne (3) umfassen und jeder der Zähne (3, 4) auf seinem Spulenwicklungsabschnitt (3a, 4a) eine Spule (13,.. 14, 15) trägt, und
wobei die Polschuhe (3b) der ersten Zähne (3) im Bereich ihrer umfangsmäßigen Enden auf einer axialen Seite Ausklinkungen (3c) aufweisen, in die Führungsansätze (16d) einer Wickelmaschine eingreifen können.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstrommotor mit einem Anker mit einer Vielzahl von in einer kreisförmigen Anordnung angebrachten Zähnen, so daß eine Vielzahl von Nuten festgelegt ist, und mit um die betreffenden Zähne gewickelten Spulen.
Ein Anker für einen herkömmlichen Gleichstrommotor, beispielsweise ein Stator für einen dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor des Außenrotortyps, hat ein(en) Statorblechpaket oder -kern mit einem Joch und einer Anzahl von sich einstückig vom Joch in einer kreisförmigen Anordnung erstreckenden Zähnen, so daß eine Anzahl von Nuten festgelegt ist, die mit entsprechenden, um sie gewickelten Spulen versehen sind. Eine Öffnung am distalen Ende jeder Nut ist halb geschlossen, so daß jede Nut zu einer halbumschlossenen Nut ausgebildet ist. Infolgedessen ist eine Schwankung im magnetischen Leitwert bzw. in der Permeanz zwischen dem Statorkern und einem Rotor in einer Drehrichtung des Rotors oder in der Umfangsrichtung verringert, so daß ein Hakmoment, das im wesentlichen eine Drehmomentschwankung ist, vermindert werden kann.
In einem anderen herkömmlichen Gleichstrommotor haben die Zähne zwei wechselweise unterschiedliche Umfangsbreiten an ihren entsprechenden distalen Enden. In diesem Aufbau haben die halbumschlossenen Nuten wechselweise unterschiedliche Umfangsteilungen an den Zentren ihrer Öffnungen. Die Unterschiedlichkeit der Umfangsteilungen verringert die Schwankungen im magnetischen Leitwert. Dies verringert wirksam das Hakmoment.
Eine automatische Wickelmaschine wird für gewöhnlich verwendet, um Spulen auf die betreffenden Zähne des Statorblechpakets für den Gleichstrommotor zu wickeln. Als "Wickelschablonen" bezeichnete Führungselemente werden in Längsrichtung bezüglich jedes Zahns hin- und herbewegt, so daß ein Draht, nämlich ein Leiterdraht, so geführt wird, daß er für jeweils jeden Wickelschritt einer Windung fortbewegt wird. Damit wird jede Spule in eine vorbestimmte Form gebracht.

EP 0 688 091 A1 offenbart zeigt die Verwendung von nutisolierenden Elementen, die das Polpacket eines Stators bedecken.

DE 29 47 976 C2 und DE 30 28 747 A1 zeigen den Einsatz von Wickelmaschinen bzw. Flyerwickelern sowie die damit verbundenen Probleme und einige Lösungsansätze.

JP 63 – 0 52 655 A zeigt einen Stator, bei dem eine Beschädigung des Leiterdrahts beim Wickeln vermieden wird, wobei nutisolierende Elemente mit abgerundeten Kanten verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stator für einen Gleichstrommotor bereitzustellen, der eine Vielzahl von Zähnen aufweist, von denen jede einen Spulenwicklungsabschnitt und einen am distalen Ende des Zahns gelegenen Polschuh aufweist, wobei sich die Zähne in kreisförmiger Anordnung einstückig vom Joch aus erstrecken und erste Zähne mit entsprechend breiten Polschuhen sowie zweite Zähne mit entsprechend schmalen Polschuhen umfassen, und der eine derartige Struktur aufweist, daß die Wickelmaschine leicht auf ihm anwendbar ist, um die Spulen auf die betreffenden Zähne zu wickeln, so daß eine wirksame Spulenwickeloperation ausgeführt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Stator für einen Gleichstrommotor gemäß Anspruch 1 oder 2. Die weiteren Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, einen Gleichstrommotor bereitzustellen, bei dem eine Vergrößerung hiervon aufgrund der Anordnung eines Positionserfassungselements zum Erfassen einer Drehposition eines Rotors verhindert werden kann.

Noch ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, einen Gleichstrommotor bereitzustellen, der ein gut ausgeglichenes Drehmoment entwickeln kann und niedrige Schwingungs- und Geräuschpegel erzeugt.

Gemäß dem oben beschriebenen Motor ist die Vielzahl von Zähnen mit den Polschuhen mit den jeweils zwei verschiedenen Breiten am Umfang angeordnet. Da die Schwankungen in der Permeanz bzw. dem magnetischen Leitwert zwischen einem Rotor und dem Stator verringert werden, kann demzufolge das Hakmoment wirksam verringert werden. Da die Einkerbungen in den Ecken am Umfang der jeweiligen Polschuhe der ersten Zähne ausgebildet sind, können außerdem die Führungsvorsprünge bzw. -ansätze der Wickelmaschine zum Aufwickeln der Spulen auf die ersten und zweiten Zähne verwendet werden.

In einer bevorzugten Form haben die ersten und zweiten Zähne äußere Umfänge, die jeweils mit nutisolierenden Elementen bedeckt sind, und die Einkerbungen werden in den jeweils die ersten Zähne bedeckenden nutisolierenden Elementen ausgebildet.

In einer weiteren bevorzugten Form werden die Spulen auf den ersten und zweiten Zähnen durch eine Wickelmaschine aufgewickelt, die mit Führungsansätzen bzw. -vorsprüngen versehen ist, welche in Längsrichtung bezüglich jedes Zahns hin- und herbeweglich sind, um damit die ersten und zweiten Zähne zu einer Stelle zu führen, an der ein spulenbildender Leiterdraht daraufgewickelt wird, und jede Einkerbung eine solche Form aufweist, daß sie darin den entsprechenden Führungsansatz an dessen Umkehrposition aufnimmt.

In einer dritten bevorzugten Form haben die ersten und zweiten Zähne Außenumfänge, die jeweils mit nutisolierenden Elementen bedeckt sind, und die Einkerbungen sind in Abschnitten der nutisolierenden Elemente jedes ersten Zahns ausgebildet, wobei die Abschnitte allen an beiden Umfangsenden jeweils jeder Polsektion gelegenen Ecken entsprechen. Infolgedessen sind die Formen der nutisolierenden Elemente ausgeglichen und die aufgewickelten Spulen werden durch vier Stege jedes Zahns stabil gestaltet.

In einer vierten bevorzugten Form hat ein Teilabschnitt des Polschuhs jedes ersten Zahns ausschließlich der Einkerbungen eine Umfangsbreite, die in etwa gleich einer Breite des Polschuhs jedes zweiten Zahns ist. Der Leiterdraht kann durch die Führungsansätze sowohl an den zweiten Zahn als auch an den ersten Zahn herangeführt werden.

In einer fünften bevorzugten Form hat jede Einkerbung eine Umfangsbreite, die gleich oder größer als die Umfanggröße jedes Führungsansatzes ist, und jede Einkerbung hat eine axiale Tiefe, die fünfmal (oder mehr) größer als der Drahtdurchmesser jeder Spule ist. Außerdem hat jede Einkerbung eine axiale Tiefe, welche die Hälfte (oder mehr) einer Dicke der auf jeden ersten Zahn gewickelten Spule beträgt. Folglich können die Spulen stabil auf die betreffenden Zähne gewickelt werden, wenn eine oder mehrere der oben beschriebenen Anordnungen angewandt wird bzw. werden.

In einer sechsten bevorzugten Form ist ein Positionserfassungselement in einer der Einkerbungen eines der ersten Zähne vorgesehen, und die um den ersten Zahn gewickelte Spule hat eine geringere Anzahl von Windungen als die anderen Spulen. Da das Positionserfassungselement in der Einkerbung angeordnet ist, welche nach dem Aufwickeln der Spulen unnötig ist, kann durch das Vorsehen des Positionserfassungselement verhindert werden, daß die Motorgröße zunimmt.

In einer siebten bevorzugten Form sind die Spulen mit der gleichen Anzahl von Windungen auf den mit dem Positionserfassungselement versehenen ersten Zahn sowie einen weiteren ersten Zahn gewickelt, der zur selben Phase wie der genannte erste Zahn gehört und der jeweils ungefähr symmetrisch zu dem ersten Zahn angeordnet ist.

In einer achten bevorzugten Form ist der eine mit dem Positionserfassungselement mindestens in einer Phase versehene erste Zahn und die anderen Zähne in der einen Phase auf eine größere Anzahl von Windungen festgelegt, so daß eine Gesamtzahl von Windungen in der einen Phase gleich einer Gesamtzahl von Windungen in jeder der anderen Phasen ist.

In einer neunten bevorzugten Form weist mindestens ein Zahn eine geringere Anzahl von Windungen der Spule als die anderen Zähne auf, wobei der mindestens eine Zahn zu einer Phase gehört, die sich von der Phase unterscheidet, zu der der eine Zahn gehört, der mit dem Positionserfassungselement versehen ist, und ungefähr symmetrisch mit dem einen mit dem Positionserfassungselement versehenen Zahn angeordnet ist.

In einer zehnten bevorzugten Form umfassen die Zähne die ersten oder zweiten Zähne, von denen jeder zu einer Phase gehört, die sich von der Phase des ersten, mit dem Positionserfassungselement versehenen Zahns unterscheidet, und von denen jeder eine geringere Anzahl von Spulenwindungen als der erste mit dem Positionserfassungselement versehene Zahn aufweist, wobei die ersten oder zweiten Zähne ungefähr symmetrisch zueinander in jeder Phase angeordnet sind.

In einer elften bevorzugten Form haben die ungefähr symmetrisch in jeder Phase zueinander angeordneten Spulen, und die die kleinere Anzahl von Windungen als die anderen Zähne aufweisen, die betreffenden Anzahlen von Windungen ungefähr gleich mit der Anzahl von Windungen der um den ersten, mit dem Positionserfassungselement versehenen Zahn gewickelten Spulen. In den oben beschriebenen siebten bis zehnten Formen kann die magnetische Unausgeglichenheit aufgrund des Vorsehens des Positionserfassungselementes in der Einkerbung auf der Seite des Polschuhs so vermindert werden, daß eine Zunahme in den Drehmomentschwankungen verringert werden kann.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausschließlich beispielhaft beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines ersten Zahns des in dem Gleichstrommotor einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Gleichstrommotors verwendeten Statorblechpakets,
2 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Wickelschablone der Wickelmaschine bei der Bewegung längs des ersten isolierten Zahns,
3 eine perspektivische Ansicht der Wickelschablone bei der Bewegung längs des zweiten isolierten Zahns,
4 eine Draufsicht auf das Statorblechpaket des Gleichstrommotors,
5 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des Statorblechpakets und der Isolierendplatten,
6 eine perspektivische Ansicht des Stators des Gleichstrommotors,
7 und 8 Längsschnitte der auf den ersten bzw. zweiten isolierten Zahn gewickelten Spulen,
9 einen Teil-Längsschnitt zur Darstellung der ersten Windung der Spule, die veranlaßt wird, längs des hervorstehenden Absatzes zu fallen,
10 eine schematische perspektivische Ansicht zur Darstellung der Relation in der Stellung zwischen der Wicklungsschablone und dem isolierten Zahn,
11 eine teilweise vergrößerte Draufsicht auf die Isolierendplatte,
12 eine Teil-Draufsicht auf das Statorblechpaket zur Darstellung der Wicklung der U-Phase-Spulen,
13 eine Teildraufsicht des Statorblechpakets zur Darstellung der Wicklung der V-Phase-Spulen,
14 eine Teildraufsicht des Statorblechpakets zur Darstellung der W-Phase-Spulen,
15 eine perspektivische Ansicht des Rotors,
16 eine Teilansicht des Rotors,
17 eine Teil-Schnittansicht eines Formgesenks für die Isolierendplatten,
18 eine Veranschaulichung eines um den Zahn gewickelten Leiterdrahts,
19 eine perspektivische Ansicht der ersten isolierten Zähne, die in dem Gleichstrommotor einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden,
20 eine Teildraufsicht auf den Stator mit weggelassenen Spulen,
21 eine schematische Ansicht einer Wicklungsart im Gleichstrommotor einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
22 eine der 21 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Gleichstrommotors einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
23 eine der 22 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Gleichstrommotors einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform,
24 eine der 23 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Gleichstrommotors einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform und
25 eine der 20 ähnliche Ansicht zur Darstellung des Gleichstrommotors einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Im folgenden wird eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 18 beschrieben. In der Ausführungsform ist die Erfindung auf einen bürstenlosen, dreiphasigen 24-Pol-36-Nut-Gleichstrommotor des Außenrotortyps zum Drehen eines Pulsators und einer Waschtrommel einer vollautomatischen Waschmaschine angewandt. Gemäß 4 ist zunächst ein Statorblechpaket 1 für den bürstenlosen Gleichstrommotor gezeigt. Das Statorblechpaket 1 ist durch Aufeinanderstapeln einer Vielzahl von Stahllamellen gebildet. Das Statorblechpaket umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Innenjoch 2 sowie achtzehn sich radial von dem Innenjoch 1 erstreckende erste Zähne 3 und achtzehn sich radial von dem Innenjoch 2 erstreckende zweite Zähne 4. Die ersten und zweiten Zähne 2 bzw. 4 sind abwechselnd mit einer gleichen Teilung (= 10°) umfangsmäßig in Bezug auf den Stator angeordnet.
Jeder der ersten Zähne 3 umfaßt einen im wesentlichen rechteckigen Spulenwicklungsabschnitt 3a und ein Zahnende. Das Zahnende dient als rechteckiger Polschuh 3b, der umfangsmäßig von beiden Umfangsflächen in der Nähe des distalen Endes des Spulenwicklungsabschnitts 3a absteht. Jeder Polschuh 3b hat eine auf W1b festgelegte Umfangsbreite (nachstehend "Breite" genannt).
Die Breite W1b jedes Polschuhs 3b und eine Breite W1a jedes Spulenwicklungsabschnitts 3a werden unter einem bestimmten Verhältnis bei W1b > W1a festgelegt.
Jeder der zweiten Zähne 4 umfaßt einen im wesentlichen rechteckigen Spulenwicklungsabschnitt 4a und ein Zahnende oder einen Polschuh 4b, der umfangsmäßig von beiden Umfangsflächen in der Nähe des distalen Endes des Spulenwicklungsabschnitts 4a absteht. Jeder Polschuh 4b weist eine Umfangsbreite W2a auf, die kleiner als die Breite W1a des Spulenwicklungsabschnitts 3a jedes ersten Zahns 3 festgelegt ist. Die Breite W2b jedes Polschuhs 4b und die Breite W2a jedes Spulenwicklungsabschnitts 4a werden unter einem vorher bestimmten Verhältnis bei W2b > W2a festgelegt, um das Auftreten partieller magnetischer Sättigung zu verhindern.
Nuten 5 sind durch die ersten Zähne 3 bzw. die zweiten Zähne 4 festgelegt. Jede Nut 5 ist zu einer halb umschlossenen Nut ausgebildet. Die Zentren der Nutöffnungen 5a sind wechselweise in einer Drehrichtung eines Rotors und in einer entgegengesetzten Richtung relativ zur Mittellinie zwischen den Zähnen 3 und 4 versetzt.
Das Statorblechpaket bzw. der Statorkern 1 ist mit zwei Isolierendplatten 8 und 9 an beiden Endseiten hiervon in Richtung der Drehachse des Rotors oder an oberen bzw. unteren Seiten hiervon, wie aus 5 ersichtlich ist, bedeckt. Jede der Isolierendplatten 8 und 9 ist durch Spritzguß aus einem isolierenden Kunstharz, z.B. Polybutylenterephthalat mit einem Glasfüller hergestellt. Jede Isolierendplatte umfaßt einen ringförmigen Abschnitt 10, achtzehn erste nutisolierende Abschnitte 6, die sich radial von dem ringförmigen Abschnitt 10 erstrecken, und achtzehn zweite nutisolierende Abschnitte 7, die sich radial von dem ringförmigen Abschnitt 10 erstrecken. Die ersten und zweiten nutisolierenden Abschnitte 6 und 7 jeder Isolierendplatte sind abwechselnd am Umfang mit gleicher Teilung (= 10°) angeordnet.
Jeder erste nutisolierende Abschnitt 6 weist eine trog- bzw. wannenförmige erste Zahnabdeckung 6a und einen im wesentlichen U-förmigen ersten Flansch 6b auf, der an einem distalen Ende der ersten Zahnabdeckung 6a gelegen ist. Jede Zahnabdeckung 6a hat eine innere Breite, die etwa gleich der Breite W1a des Spulenwicklungsabschnitts 3a ist. Jeder Flansch 6b hat eine Breite, die etwa gleich der Breite W1b des Polschuhs 3b ist.
Jeder zweite nutisolierende Abschnitt 7 weist eine zweite Zahnabdeckung 7a mit einem trog- bzw. wannenförmigen Abschnitt und einem im wesentlichen U-förmigen zweiten Flansch 7b auf, der an einem distalen Ende der zweiten Zahnabdeckung 7a gelegen ist. Jede Zahnabdeckung 7a hat eine innere Breite, die etwa gleich der Breite W2a des Spulenwicklungsabschnitts 4a ist. Jeder Flansch 7b hat eine Breite, die in etwa gleich der Breite W2b des Polschuhs 4b ist.
Die ersten nutisolierenden Abschnitte 6 der Isolierendplatten 8 und 9 liegen gegeneinander axial und zentral bezüglich des Statorblechpakets 1 an, wie die 2, 3, 7 und 8 zeigen. Die zweiten nutisolierenden Abschnitte 7 der Isolierendplatten 8 und 9 liegen ebenfalls gegeneinander axial und zentral bezüglich des Statorblechpakets 1 an. Innenflächen der Zahnabdeckungen 6a und 7a liegen eng an den Außenflächen der Spulenwicklungsabschnitte 3a bzw. 4a an. Die Außenflächen der Spulenwicklungsabschnitte 3a sind mit den Zahnabdeckungen 6a bedeckt. Die Außenflächen der Spulenwicklungsabschnitte 4a sind mit den Zahnabdeckungen 7a bedeckt. Die äußeren Umfangsflächen der Flansche 6b und 7b liegen eng an den inneren Umfangsflächen der Polschuhe 3b bzw. 4b an.
Mit Bezugsziffer 11 sind in den 2, 3 und 6 breite erste isolierte Zähne bezeichnet, die die ersten Zähne 3 und die nutisolierenden Abschnitte 6 umfassen, welche jeweils die ersten Zähne 3 bedecken. Mit Bezugsziffer 12 sind schmale zweite isolierte Zähne bezeichnet, welche die zweiten Zähne 4 und die zweiten nutisolierenden Abschnitte 7 umfassen, die jeweils die zweiten Zähne 4 bedecken.
U-Phase-Spulen 13 sind um den äußeren Umfang der isolierten Zähne 11 und 12 gewickelt, welche der U-Phase entsprechen, nämlich an den äußeren Umfängen der nutisolierenden Abschnitte 6 bzw. 7, wie in den 6, 7, 8 und 12 gezeigt ist. Diese U-Phase-Spulen 13 sind durch Aufwickeln eines einzelnen Leiterdrahtes kontinuierlich auf sechs isolierten Zähnen 11 und sechs isolierten Zähnen 12 für jeden einzelnen Zahn gebildet. In einer Wickelfolge, wie sie durch das Bezugssymbol U in 4 gezeigt ist, wird der Leiterdraht zunächst auf den breiten ersten Zahn 3 aufgewickelt. Der Leiterdraht wird danach auf den schmalen zweiten Zahn 4 gewickelt, der zwei Zähne von dem ersten gewickelten Zahn 3 in Richtung des Pfeils A in 1 entfernt ist. Sodann wird der Leiterdraht drittens um den breiten ersten Zahn 3 gewickelt, der zwei Zähne von dem als zweiter gewickelten Zahn 4 in Richtung des Pfeils A entfernt ist. Der Leiterdraht wird kontinuierlich auf diese Zähne 3 bzw. 4 gewickelt, ohne abgeschnitten zu werden. Zwischenspulendrähte 13a der U-Phase-Spulen 13 sind an der axialen Unterseite des Statorblechpakets 1 angeordnet, wie in 12 gezeigt ist.
Die V-Phase-Spulen 14 sind um den äußeren Umfang der der V-Phase entsprechenden isolierten Zähne 11 bzw. 12 gewickelt, nämlich um den äußeren Umfang der nutisolierenden Abschnitte 6 bzw. 7, wie 6 zeigt. Diese U-Phase-Spulen 14 werden durch kontinuierliches Aufwickeln eines einzelnen Leiterdrahtes auf sechs isolierte Zähne 11 und sechs isolierte Zähne 12 gebildet. In einer Wickelfolge, wie in bezug auf Symbol V in 4 gezeigt ist, wird der Leiterdraht zuerst auf den breiten ersten Zahn 3 gewickelt. Der Leiterdraht wird sodann auf den schmalen zweiten Zahn 4 gewickelt, der zwei Zähne von dem erstumwickelten Zahn 3 in Richtung des Pfeils A in 4 entfernt ist. Dann wird der Leiterdraht drittens um den breiten ersten Zahn 3 gewickelt, der zwei Zähne von dem als zweiter umwickelten Zahn 4 in Richtung des Pfeils A entfernt ist. Der Leiterdraht wird auf diese Zähne 3 bzw. 4 kontinuierlich gewickelt, ohne abgeschnitten zu werden. Die Zwischenspulendrähte 14a der V-Phase-Spulen 14 sind auf der axialen Unterseite des Statorblechpakets 1 angeordnet, wie in 13 gezeigt ist.
W-Phase-Spulen 15 sind am äußeren Umfang der der W-Phase entsprechenden isolierten Zähne 11 und 12 gewickelt, nämlich am äußeren Umfang der nutisolierenden Abschnitte 6 bzw. 7, wie 6 zeigt. Diese U-Phase-Spulen 15 werden durch kontinuierliches Umwickeln eines einzigen Leiterdrahts auf sechs isolierten Zähnen 11 und sechs isolierten Zähnen 12 gebildet. In einer Wickelfolge, wie durch Bezugssymbol W in 4 dargestellt, wird der Leiterdraht zuerst um den weiten ersten Zahn 3 gewickelt. Der Leiterdraht wird sodann um den schmalen zweiten Zahn 4 gewickelt, der zwei Zähne von dem zuerst umwickelten Zahn 3 in Richtung des Pfeils A in 4 entfernt ist. Dann wird der Leiterdraht drittens um den breiten ersten Zahn 3 gewickelt, der zwei Zähne von dem als zweiter umwickelten Zahn 4 in Richtung des Pfeils A entfernt ist. Der Leiterdraht wird kontinuierlich auf diese Zähne 3 bzw. 4 gewickelt, ohne abgeschnitten zu werden. Zwischenspulendrähte 15a der W-Phase-Spulen 15 sind an der Oberseite des Statorblechpakets 1 angeordnet, wie die 6 und 14 zeigen. Somit sind die Zwischenspulendrähte 15a der W-Phase-Spulen 15 auf einer Seite angeordnet, die den Zwischenspulendrähten 13a bzw. 14a der U- bzw. V-Phase-Spulen 13 bzw. 14 gegenüberliegt.
In jeder der Spulen 13 bis 15 wird der Leiterdraht wechselweise von der Fußseite zur distalen Endseite des Zahns und von der distalen Endseite zur Fußseite für jede einzelne Schicht gewickelt, so daß jede Spule in eine vierschichtige, regelmäßige Wicklung mit einer im wesentlichen im Querschnitt trapezartigen (beispielsweise pyramidenförmigen) Form ausgebildet wird. Anfang und Ende jeder der Spulen 13 bis 15 sind an der Fußseite jedes der isolierten Zähne 11 und 12 gelegen. Die den Spulenwicklungen in 7 zugeordneten Bezugsziffern bezeichnen die Wicklungsfolge. Die Anzahl der Windungen der Spulen 13 bis 15 wird um jeweils eine Windung verringert, da jede Spule zu den oberen Schichten gewickelt ist.
Weitere Spulen 13b, 14b und 15b sowie 13c, 14c und 15c sind ferner um die betreffenden breiten ersten isolierten Zähne 11 gewickelt, wie 8 zeigt. Die zusätzlichen Spulen 13b bis 15b und 13c bis 15c sind an radial entgegengesetzten Enden der betreffenden Spulen 13 bis 15 gelegen. Die zusätzlichen Spulen 13b bis 15b und 13c bis 15c werden sukzessive von der Wicklung der Spulen 13 bis 15 gewickelt, so daß sie jeweils Räume an entgegengesetzten Enden der Spulen ausfüllen. Die Schlußschichten der Spulen 13 bis 15 und die Schlußschichten der Zusatzspulen 13b bis 15b und 13c bis 15c werden so festgelegt, daß sie ungefähr auf derselben axialen Höhe sind.
Die Flansche 6b und 7b der nutisolierenden Abschnitte 9 und 10 haben einstückig geformte Ansätze (bzw. Fortsätze) 6c bzw. 7c. Die Ansätze 6c und 7c sind in 5 aus Klarheitsgründen weggelassen. Jeder der Ansätze 6c und 7c hat ungefähr die selbe axiale Höhe als jede der Spulen 13 bis 15. Die Ansätze 6c und 7c verhindern, daß die Spulen 13 bis 15, die zusätzlichen Spulen 13b bis 15b und 13c bis 15c nach unten zu den distalen Endseiten der Zähne 3 bzw. 4 hin gleiten.
Die nutisolierenden Abschnitte 6 und 7 weisen eine Anzahl Führungsnuten bzw. -rillen 6d bzw. 7d auf, die an beiden Umfangskanten der Zahnabdeckungen 6a bzw. 7a gelegen sind, wie die 1 bis 3 zeigen. Jede der Führungsnuten 6d und 7d hat ungefähr dieselbe Breite wie der Durchmesser R (= 0,6 mm) des Leiterdrahts und eine Tiefe, die ungefähr auf die Hälfte des Durchmessers R des Leiterdrahts festgelegt ist. Die Wicklungen des Leiterdrahts, welche die unterste Schicht der betreffenden Spulen 13 bis 15 bilden, sind bzw. werden in den Führungsnuten 6d bzw. 7d untergebracht.
Die Spulen 13 bis 15 und die zusätzlichen Spulen werden um die isolierten Zähne 11 und 12 durch Rotieren eines Kopfs einer automatischen Wicklungsmaschine (nicht dargestellt) gewickelt. (Eine) Wicklungsschablone(n) 16, wie sie im Stand der Technik gut bekannt ist, ist bzw. sind auf der Wickelmaschine für gemeinsame Bewegung angebracht, wie 17 zeigt. Die Wickelschablone 16 weist ein Paar oberer Ansätze 16a bzw. 16b auf. Die Wickelschablone 16 umfaßt ein Paar oberer Führungsteile 16a bzw. 16b. Das Führungsteil 16a weist ein Paar Führungsansätze 16b auf, die am distalen Ende hiervon so ausgebildet sind, daß sie einander gegenüberliegen, wobei eine Austrittsrille bzw. -nut 16c zwischen ihnen festgelegt ist. Der Spulenwicklungsabschnitt jedes der isolierten Zähne 11 bzw. 12 passiert die Austrittsrille 16c. Die Austrittsrille 16c hat eine Breite, die etwas größer ist als die um jeden breiten Zahn 11 gewickelte Spule. Ein weiteres Führungsteil 16e, das dem Führungsteil 16d gegenüberliegt, erstreckt sich einstückig vom distalen Ende des Führungsteils 16b. Eine Führungsrille 17a ist zwischen vertikalen Abschnitten der Führungsansätze 16d und der Führungsplatte 16e festgelegt. Die Führungsrille 17a hat eine Breite, die geringfügig größer ist als der Durchmesser des Leiterdrahts (durch Bezugszeichen "Wa" in den 9 und 10 dargestellt).
Beim Wickeln der Spulen ist die obere Wickelschablone 17 über den isolierten Zähnen 11 und 12 angeordnet, wie 10 zeigt. Eine untere (nicht dargestellte) Wickelschablone, welche dieselbe ist wie die obere Wickelschablone 17, ist unterhalb des isolierten Zahns 11 bzw. 12 angeordnet. Diese Wickelschablonen werden gleichzeitig intermittierend um den Wickelschritt R in Richtung des Vorstehens jedes Zahns oder in Richtung von Pfeil B und in die Gegenrichtung zu Pfeil B bewegt, so daß der Leiterdraht Wa längs der Führungsrille 17a der Wickelschablone 17 geführt wird, wodurch er an den Außenumfängen der isolierten Zähne 11 bzw. 12 zu einer regelmäßigen Wicklung aufgewickelt wird.
Die Zahnabdeckungen 6a und 7a der betreffenden Endplatten 8 und 9 weisen hervorstehende Absätze 6e bzw. 7e auf, die einstückig an deren jeweiligen Fußumfängen ausgebildet sind, wie 9 zeigt. Jeder der vorstehenden Absätze 6e und 7e hat eine Absatzhöhe H, die in der Beziehung R/2 < H E 2R festgelegt ist, wobei R der Durchmesser des Leiterdrahts Wa und eine Größe in Richtung des Vorstehens des Zahns oder eine Dicke W ist, die in etwa gleich einer Dicke T1 der Führungsplatte 16e der Wickelschablone 17 festgesetzt ist. Eine erste Wicklung des Leiterdrahts Wa jeder der Spulen 13 bis 15 wird durch die Führungsrille 17a zwischen die Führungsteile 16a und 16b fallengelassen, um entlang der Absätze 6e bzw. 7e zu liegen zu kommen.
Jeder erste isolierte Zahn 11 weist vier Ausklinkungen 11b auf, die in rückseitigen Abschnitten der Ecken der Polschuhe 11a ausgebildet sind, welche jeweils am distalen Ende hiervon vorgesehen sind, wie in den 1 bis 3 gezeigt ist. Jede Ausklinkung 11b hat eine rechteckige Form, die jedem Führungsansatz 16d des Führungsteils 16a entspricht. Jede Ausklinkung 11b hat eine axiale Tiefe D, die auf das Fünffache (oder mehr) des Durchmessers des Leiterdrahts Wa und auf die Hälfte (oder mehr) der Dicke Hc (sh. 7 und 8) jeder der gewickelten Spulen 13 bis 15 festgesetzt ist. Die Tiefe D jeder Ausklinkung 11b ist bei der Ausführungsform auf 5 mm festgelegt. Außerdem sind in der Ausführungsform die Ausklinkungen 11b jeweils durch teilweises Abschneiden der Flansche 6b bzw. 7b der Isolierendplatten gebildet.
Eine Breite W3 des Abschnitts des Flansches 6b ausschließlich der Ausklinkungen 11b ist geringfügig kleiner als die Breite der Austrittsnut bzw. -rille 16c des Führungsteils 16a festgelegt. Eine Breite W4 jeder Ausklinkung 11b in Richtung des vorstehenden Zahns ist größer als die Dicke T2 jedes Führungsansatzes 16d festgelegt, wie 2 zeigt. Dementsprechend werden in dem Fall, in dem die Spulen 13 bis 15 und die Zusatzspulen 13b bis 15b auf den betreffenden breiten isolierten Zähnen 11 aufgewickelt sind, die Führungsansätze 16d, vorausgesetzt sie befinden sich in ihren Umkehrpositionen, in die betreffenden Ausklinkungen 11b eingesetzt.
Der Flansch 7b jedes zweiten isolierten Zahns 12 hat eine Breite W5, die ungefähr gleich der Breite W3 des Flansches 6b festgelegt ist. Entsprechend passiert jeder Führungsansatz 16d des Führungsteils 16a den Flansch 7b, wenn jede der Spulen 13 bis 15 um den schmalen zweiten Zahn 12 gewickelt wird.
In 17 ist ein Formgesenkaufbau 18 dargestellt, der zum Spritzgießen der Isolierendplatten 8 und 9 verwendet wird. Der Formgesenkaufbau 18 umfaßt eine feststehende Gesenkform 19 und eine bewegliche Gesenkform 20. Die Gesenkanlageflächen 19a und 20a der betreffenden feststehenden bzw. beweglichen Gesenkformen 19 bzw. 20 sind so festgelegt, daß sie koplanar zu den Bodenflächen der Ausklinkungen 11b jedes Flansches 6b oder zu einer ungefähr senkrecht zur Achsenrichtung gelegenen Seite sind. Infolgedessen ist eine Trennlinie der Isolierendplatten 8 und 9 längs der Bodenfläche der Rille 11b festgelegt.
Die obere Isolierendplatte 8 weist eine Zwischenspulendraht-Führungsrille 21 auf. Eine Bodenplatte der Zwischenspulendraht-Führungsrille 21 weist einstückig ausgebildete, rechteckige, zylindrische Anschlußeinsetzabschnitte 22 bis 24 auf, wie 11 zeigt. Jeder der Anschlußeinsetzabschnitte 22 bis 24 hat mit im wesentlichen U-förmigen, kleinen Rillen 25 ausgebildete Innen- bzw. Außenumfangswände. Die erste der zwölf U-Phase-Spulen 13 ist auf den breiten, ersten isolierten Zahn 11 gewickelt, der in Nähe des Anschlußeinsetzabschnitts 22 gelegen ist. Der Anfang 13s der zwölf in Reihe gewickelten U-Phase-Spulen 13 ist in die beiden kleinen Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts eingefügt.
Die erste der zwölf V-Phase-Spulen 14 wird um den schmalen ersten isolierten Zahn 12 gewickelt, der in der Nähe des Anschlußeinsetzabschnitts 23 gelegen ist, wie 13 zeigt. Der Anfang 14s der zwölf in Reihe geschalteten V- Phase-Spulen 14 wird in die beiden kleinen Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 23 eingeführt. Die erste der zwölf W-Phase-Spulen 15 wird um den schmalen zweiten isolierten Zahn 12 gewickelt, der in Nähe des Anschlußeinsetzabschnitts 24 gelegen ist, wie 14 zeigt. Der Anfang 15s der zwölf W-Phase-Spulen 15 wird in die beiden kleinen Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 24 eingeführt.
Die Zwischenspulendraht-Führungsrille 21 der oberen Isolierendplatte 8 weist einstückig ausgebildete, rechteckige, zylindrische Anschlußeinsetzabschnitte 26 bis 28 auf, wie 14 zeigt. Jeder der Anschlußeinsetzabschnitte 26 bis 28 hat innere und äußere Umfangswände, die mit kleinen Rillen 25 ausgebildet sind. Die zwölfte der zwölf U-Phase-Spulen 13 wird um den engen zweiten isolierten Zahn 11 gewickelt, der in Nähe des Anschlußeinsetzabschnitts 26 gelegen ist. Das Ende 13e der zwölf in Reihe gewickelten U-Phase-Spulen 13 wird in die beiden kleinen Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 26 eingeführt.
Die zwölfte der zwölf V-Phase-Spulen 14 wird um den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt, der in Nähe des Anschlußeinsetzabschnitts 27 gelegen ist, wie 13 zeigt. Das Ende 14e der zwölf in Reihe geschalteten V-Phase-Spulen 14 wird in die beiden kleinen Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 27 eingeführt. Die zwölfte der zwölf W-Phase-Spulen 15 wird um den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt, der in Nähe des Anschlußeinsetzabschnitts 28 gelegen ist, wie 14 zeigt. Das Ende 15e der zwölf W-Phase-Spulen 15 wird in die beiden kleinen Nuten 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 28 eingeführt.
Gemeinsame Verbindungsanschlüsse (nicht dargestellt) werden jeweils in die Anschlußeinsetzabschnitte 22 bis 24 eingeführt. Externe Verbindungsanschlüsse (nicht dargestellt) werden jeweils in die Anschlußeinsetzabschnitte 26 bis 28 eingeführt. Jeder dieser Anschlüsse bzw. Anschlußklemmen durchbricht eine Umhüllung des Leiterdrahts beim Schritt des Einführens, um dadurch in Kontakt mit den Leitern zu kommen. Ein (nicht dargestellter) Anschlußblock aus Kunstharz ist an der oberen Isolierendplatte 8 befestigt. Die gemeinsamen Verbindungsanschlüsse sind über eine im Anschlußblock eingebettete Leiterplatte miteinander verbunden. Die externen Verbindungsanschlüsse sind über eine in dem Anschlußblock eingebettete Leiterplatte mit einer (nicht dargestellten) Energieversorgung verbunden. Somit sind die Phasenspulen 13 bis 15 in einer Dreiphasenkonfiguration an die Energieversorgung angeschlossen.
Ein Rotor 29 ist so angeordnet, daß er außerhalb des Stator 1 gelegen ist. Der Rotor 29 umfaßt einen schalenförmigen Metall-Rahmen 30 mit einem geschlossenen oberen Ende, einem aus Kunstharz hergestellten und sich längs der äußeren Umfangsfläche einer Öffnung des Rahmens 30 erstreckenden Ringteil 31, sowie vierundzwanzig Rotormagnete 32, die längs einer inneren Umfangsfläche der Öffnung des Rahmens 30 angeordnet sind. Der Rahmen 30, das Ringteil 31 und die Rotormagnete 32 sind durch Kunstharz einstückig ausgebildet. Eine (nicht dargestellte) Antriebswelle ist mit einem Zentralabschnitt des Rotors 29 verbunden. Die Innenumfangsflächen der Rotormagnete 32 liegen den Außenumfangsflächen der Polschuhe 3b der ersten Zähne 3 und den Polschuhen 4b der zweiten Zähne 4, mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen, gegenüber.
Eine Art und Weise des Aufwickelns der Spulen 13 bis 15 ist im folgenden beschrieben. Die Isolierendplatten 8 und 9 werden auf das Statorblechpaket bzw. den Statorkern 1 von beiden axialen Seiten aus aufgebracht. Danach wird, wie in 12 gezeigt ist, der Anfang 13s des Leiterdrahts in beide kleinen Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 22 eingesetzt. Der gemeinsame Verbindungsanschluß wird in den Anschlußeinsetzabschnitt 22 hineingedrückt, so daß der Anfang 13s durch den gemeinsamen Verbindungsanschluß befestigt wird.
Beim Drehen des Kopfes der Wicklungsmaschine in dem oben beschriebenen Zustand wird der Leiterdraht auf den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt, der in Nähe des Anschlußeinsetzabschnitts 22 gelegen ist.
Die an beiden Axialseiten des Statorkerns 1 plazierten zwei Wickelschablonen 17 werden intermittierend mit einem Wickelschritt R wiederholt abwechselnd vom Fuß des isolierten Zahns 11 zur distalen Endseite des Zahns oder in Richtung des Pfeils B, und von der distalen Endseite zur Fußseite des Zahns 11 geführt, so daß der Leiterdraht Wa für die erste Windung so geführt ist, daß er längs der Absatzfläche des Absatzes 6e zu liegen kommt, und der Leiterdraht für die zweite und nachfolgende Windungen in die Führungsrille 6d fallengelassen wird, wie 9 zeigt. Wenn die Führungsansätze 16d danach jeweils in die Ausklinkungen 11b eingesetzt werden, wird der Leiterdraht Wa in die äußerste Führungsrille 6d fallengelassen, wie 2 zeigt, so daß eine erste Schicht der U-Phase-Spule 13 gewickelt ist. In 2 ist nur das obere axiale Führungsteil 16a gezeigt.
Nach Abschluß der Wicklung der ersten Schicht der U-Phase-Spule 13 werden die Wicklungsschablonen 17 wiederholt abwechselnd in die entgegengesetzte Richtung zum Pfeil B und dann in Richtung des Pfeils B bewegt, so daß bewirkt wird, daß der Leiterdraht der oberen Schicht zwischen die Windungen des Leiterdrahts der unteren Schicht fällt. Dementsprechend werden die zweiten, dritten und vierten Schichten der U-Phase-Spule 13 nacheinander gewickelt. Beim Wickeln der zweiten bis vierten Schichten der U-Phase-Spule 13 wird jede Wickelschablone in einem Wickelschritt bewegt, der dem Durchmesser R des Leiterdrahts entspricht, und zwar für jede Zunahme um eine Schicht in eine von der axialen Endfläche des isolierten Zahns 11 ausgehende Richtung.
Wenn die U-Phase-Spule 13 auf dem breiten ersten isolierten Zahn 11 aufgewickelt worden ist, wird der Leiterdraht auf den schmalen zweiten isolierten Zahn 12 aufgewickelt, der zwei Zähne von dem vorher umwickelten Zahn 11 in Richtung des Pfeils A entfernt ist, und zwar in derselben Weise wie oben beschrieben. Die oberen und unteren Wickelschablonen 17 werden intermittierend um einen Wickelschritt R von der Fußseite des schmalen zweiten isolierten Zahns 12 aus bewegt, so daß der Leiterdraht für die erste Windung so geführt ist, daß er längs der Absatzfläche des schmalen Absatzes 7e zu liegen kommt und der Leiterdraht für die zweite und nachfolgende Windungen in die Führungsrille 7d fallengelassen wird. Wie 3 zeigt, passiert jeder Führungsansatz 16d den Flansch 7b und wird weiter so bewegt, daß der Leiterdraht in die Führungsrille 7d fallengelassen wird, die am distalen Ende des Zahns gelegen ist, und die erste Schicht der U-Phase-Spule 13 gewickelt ist. In der 3 ist nur die an der axialen oberen Seitenfläche gelegene Wicklungsschablone 17 dargestellt.
Wenn die U-Phase-Spule 13 auf den schmalen zweiten isolierten Zahn 12 gewickelt worden ist, werden die U-Phase-Spulen 13 nacheinander auf den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt, der zwei Zähne von dem vorher umwickelten Zahn 12 in Richtung des Pfeils A entfernt ist, und auf den schmalen zweiten isolierten Zahn 12, der zwei Zähne von dem vorher umwickelten Zahn 11 entfernt ist.
Schließlich wird die U-Phase-Spule 13 auf den schmalen zweiten isolierten Zahn 12, der zwei Zähne von dem zuerst umwickelten Zahn 11 entfernt ist, in der zum Pfeil A entgegengesetzten Richtung gewickelt, wie 12 zeigt. Danach wird das Ende 13e der U-Phase-Spulen 13 in die kleinen Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 26 eingeführt, und der externe Verbindungsanschluß in den Anschlußeinsetzabschnitt 26 gedrückt, so daß das Ende 13e in elektrischen Kontakt mit dem externen Verbindungsanschluß gebracht und ebenfalls befestigt wird.
Wenn die zwölf U-Phase-Spulen 13 auf die isolierten Zähne 11 und 12 gewickelt worden sind, wird der Anfang 14s des Leiterdrahtes in die kleinen Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 23 eingeführt, und der gemeinsame Verbindungsanschluß wird in den Anschlußeinsetzabschnitt 23 gedrückt, so daß der Anfang 14s in elektrischen Kontakt mit dem gemeinsamen Verbindungsanschluß gebracht und ebenfalls befestigt wird, wie 13 zeigt. Der Kopf der Wicklungsmaschine wird dann gedreht, so daß der Leiterdraht auf den schmalen zweiten isolierten Zahn 12 zunächst dem breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt wird, auf dem die erste U-Phase-Spule 13 in zum Pfeil A entgegengesetzter Richtung gewickelt wurde, womit die V-Phase-Spule 14 gewickelt ist.
Die Wickelschablonen 17 werden wiederholt abwechselnd von der Zahnfußseite zur distalen Endseite des Zahns hin und von der distalen Endseite des Zahns zur Zahnfußseite hin bewegt, so daß die V-Phase-Spule 14 auf dieselbe Weise gewickelt wird wie die U-Phase-Spulen 13. Somit wird die Bewegungsrichtung der Wickelschablonen 17 für jede einzelne Schicht umgekehrt. Wenn die V-Phase-Spule 14 auf den zweiten isolierten Zahn 12 gewickelt worden ist, wird eine weitere V-Phase-Spule 14 auf den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt, der zwei Zähne von dem vorher umwickelten schmalen Zahn 12 in Richtung des Pfeils A entfernt ist.
Wenn die V-Phase-Spule 14 auf den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt worden ist, werden nachfolgend die V-Phase-Spulen 14 auf den schmalen zweiten isolierten Zahn 12 gewickelt, der von dem vorher umwickelten Zahn 11 zwei Zähne in Richtung des Pfeils A entfernt ist, und auf den breiten ersten isolierten Zahn 11, der zwei Zähne von dem vorher umwickelten Zahn 12 entfernt ist. Schließlich wird die V-Phase-Spule 14 auf den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt, der zwei Zähne von dem erstumwickelten Zahn 12 in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil A entfernt ist, wie 13 zeigt. Danach wird das Ende 14e der V-Phase-Spulen 14 in die kleinen Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 27 eingeführt, und der externe Verbindungsanschluß wird in den Anschlußeinsetzabschnitt 27 gedrückt, so daß das Ende 14e in elektrischen Kontakt mit dem externen Verbindungsanschluß gebracht und ebenfalls befestigt wird.
Wenn die zwölf V-Phase-Spulen 14 auf die isolierten Zähne 11 bzw. 12 gewickelt worden sind, wird der Anfang 15s des Leiterdrahts in die Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 24 eingeführt, und der gemeinsame Verbindungsanschluß wird in den Anschlußeinsetzabschnitt 24 gedrückt, so daß der Anfang 15s in elektrischen Kontakt mit dem gemeinsamen Verbindungsanschluß gebracht und ebenfalls befestigt wird, wie 14 zeigt. Der Kopf der Wickelmaschine wird sodann gedreht, so daß der Leiterdraht auf den schmalen zweiten isolierten Zahn 12 gewickelt wird, der nächst dem breiten ersten isolierten Zahn 11 liegt, auf den die erste U-Phasen-Spule 13 in Richtung des Pfeils A gewickelt worden ist, womit die W-Phase-Spule 15 gewickelt ist.
Die Wickelschablonen 17 werden wiederholt abwechselnd von der Zahnfußseite zur distalen Endseite des Zahns und von der distalen Endseite des Zahns zur Zahnfußseite geführt, so daß die W-Phase-Spule 15 auf dieselbe Weise wie die U- und V-Phase-Spulen 13 bzw. 14 gewickelt wird. Somit wird die Bewegungsrichtung der Wickelschablonen 17 für jede Schicht jeweils umgekehrt. Wenn die W-Phase-Spule 15 auf den schmalen zweiten isolierten Zahn 12 gewickelt worden ist, wird eine weitere V-Phase-Spule 14 auf dem breiten ersten isolierten Zahn 11 zwei Zähne von dem vorher umwickelten schmalen Zahn 12 in Richtung des Pfeils A entfernt gewickelt.
Wenn die W-Phase-Spule 15 auf den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt worden ist, werden nachfolgend die W-Phase-Spulen 15 auf den schmalen zweiten isolierten Zahn 12 gewickelt, der zwei Zähne von dem vorher umwickelten Zahn 11 in Richtung des Pfeils A entfernt ist, sowie auf den breiten ersten isolierten Zahn 11, der zwei Zähne von dem vorher umwickelten Zahn 12 entfernt ist. Schließlich wird die V-Phase-Spule 14 um den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt, der zwei Zähne von dem zuerst umwickelten Zahn 12 in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil A entfernt ist, wie 14 zeigt. Danach wird das Ende 15e der W-Phase-Spulen 15 in die Rillen 25 des Anschlußeinsetzabschnitts 28 eingeführt, und der externe Verbindungsanschluß wird in den Anschlußeinsetzabschnitt 28 gedrückt, so daß das Ende 15e in elektrischen Kontakt mit dem externen Verbindungsanschluß gebracht und ebenfalls befestigt wird.
Nachdem die Spulen 13 bis 15 jeweils auf den breiten ersten isolierten Zahn 11 gewickelt worden sind, werden die Wickelschablonen 17 wechselweise zu der distalen Endseite des Zahns und zur Zahnfußseite geführt, so daß bewirkt wird, daß der Leiterdraht zu den beiden Endseiten des Zahns hin fällt. Dementsprechend werden die zusätzlichen Spulen 13b bis 15b an der distalen Endseite des Zahns und die zusätzlichen Spulen 13c bis 15c an der Zahnfußseite gebildet. Die Zwischenspulendrähte werden zur Zahnfußseite hin geführt.
Gemäß der vorangehenden Ausführungsform unterscheidet sich die Breite W1b der Polschuhe 3b der ersten Zähne 3 von der Breite W2b der Polschuhe 4b der zweiten Zähne 4. Dementsprechend werden die Öffnungen 5a der Nuten 5 wechselweise in die Drehrichtung des Rotors bzw. in die zur Drehrichtung entgegengesetzte Richtung verschoben, d.h. in Richtung von Pfeil A und in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil A relativ zu den Mitten der Zähne 3 und 4. Da die Schwankungen in der Permeanz bzw. im magnetischen Leitwert zwischen dem Rotor 29 und dem Statorblechpaket 31 verringert sind, kann folglich das Hakmoment wirksam vermindert werden.
Die Ausklinkungen 11b sind im Polschuh 11a jedes breiten ersten isolierten Zahns 11 ausgebildet. Da die Führungsansätze 16d jeder Wickelschablone 17 in die Einkerbungen 11d abgeführt werden, können die Spulen 13 bis 15 sowohl auf den breiten ersten und den schmalen zweiten Zähnen 11 bzw. 12 unter Verwendung der Wickelschablone einer einzigen Größe gewickelt werden. Da die Wickelschablonen 17 nicht entsprechend den Breiten der Zähne ausgetauscht werden müssen, kann infolgedessen die Wirksamkeit der Spulenwicklung verbessert und eine für die Wicklung der Spulen 13 bis 15 aufgebrachte Zeit gekürzt werden.
Die Ausklinkungen 11b sind nicht im Statorblechpaket 1 ausgebildet, sondern in den nutisolierenden Abschnitten 6 der Isolierendplatten 8 und 9, die im wesentlichen einstückig mit dem Statorblechpaket 1 sind. Da die durch den Polschuh 3b verlaufenden Einkerbungen nicht nötig sind, wird somit die Verringerung des Hakmoments nicht nachteilig beeinflußt. Da die Ausklinkungen 11b nur in den nutisolierenden Abschnitten 6 ausgebildet sind, können außerdem die aufgestapelten Stahllamellen mit derselben Form verwendet werden, und es braucht dementsprechend nicht eine Vielzahl von Stahllamellen-Typen bereitgestellt werden.
Folglich kann die Effizienz der Herstellung verbessert und die Ausklinkungen 11b leicht ausgeformt werden.
Die Ausklinkungen 11b sind so gelegen, daß sie den Führungsansätzen 16d jeder Wickelschablone 17 entsprechen. Demgemäß wird jede Wickelschablone 17 linear längs dem ersten isolierten Zahn 11 bewegt, so daß die Führungsansätze 16d in die betreffenden Ausklinkungen 11b abgeführt werden können. Folglich können ein Mechanismus und eine Steueranordnung zur Bewegung der Wickelschablone 17 vereinfacht werden.
Wenn der Leiterdraht auf jeden ersten Zahn 11 in Richtung des Pfeils c gemäß 18 gewickelt wird, so wird der Leiterdraht auf jeden ersten isolierten Zahn 11 von dessen linksseitigen Ende zu dessen rechtsseitigem Ende auf der Seite der oberen Fläche gewickelt, wie durch zwei gestrichelte Linien dargestellt ist, während der Leiterdraht auf der Seite der unteren Fläche vom rechtsgelegenen Ende zum linksgelegenen Ende gewickelt wird. Aus diesem Grund wird die Stelle, an der der Leiterdraht gewickelt wird, vorzugsweise an das rechtsgelegene Ende des isolierten Zahns 11 auf der Seite der oberen Fläche fesgelegt, während auf der Seite der unteren Fläche der Leiterdraht vorzugsweise am linksgelegenen Ende des isolierten Zahns 11 diagonal zu dem rechtsgelegenen Ende auf der Seite der oberen Fläche festgelegt wird. In der vorangehenden Ausführungsform sind die Ausklinkungen 11b in jedem nutisolierenden Abschnitt 6 vorgesehen. Die Führungsansätze 16d sind an den umfangsmäßig entgegengesetzten Enden der auf der Seite der oberen Fläche gelegenen Wickelschablone 17 ausgebildet, sowie an den umfangsmäßig entgegengesetzten Enden der Wickelschablone 17, die auf der Seite der unteren Fläche gelegen sind, so daß die Führungsvorsprünge 16d jeweils in die Ausklinkungen 11b abgeführt werden können. Selbst wenn die Spulen 13 bis 15 in der entgegengesetzten Richtung für jeden einzelnen Pol gewickelt sind, ist der Leiterdraht zwischen den diagonalen Stellen bezüglich des isolierten Zahns 11 geführt. Folglich können die Spulen 13 bis 15 stabil auf die ersten isolierten Zähne 11 aufgewickelt werden. Darüber hinaus verbessern die Einkerbungen die Auswuchtung des Flansches 6b. Da dies ein gleichmäßiges Einfließen des geschmolzenen Kunstharzes in das Formgesenk zur Folge hat, kann die Wirksamkeit der Formung der isolierten Endplatten 8 und 9 verbessert werden.
Die Breite W3 eines Polkörpers 11a jedes ersten isolierten Zahns 11, ausschließlich der Ausklinkungen 11b, wird so festgelegt, daß er ungefähr gleich der Breite eines entgegengesetzten Abschnitts 12a auf jedem isolierten Zahn 12 ist. Entsprechend kommt in diesem Fall die Innenfläche der Austrittsrille 16c jeder Wickelschablone 17 näher an den zweiten isolierten Zahn 12 heran, als wenn die Breite W5 ausreichend kleiner als die Breite W3 festgelegt wird. Da der Leiterdraht stabil geführt ist, können die um die zweiten isolierten Zähne 12 gewickelten Spulen 13 bis 15 stabil gestaltet werden.
Die Breite W3 jeder Ausklinkung 11b in Richtung des Vorstehens des Zahns wird größer festgelegt als die Dicke T2 jedes Führungsansatzes 16d. Dementsprechend werden die Führungsansätze 16d ausreichend in die betreffenden Ausklinkungen 11b eingeführt, so daß sie daran gehindert werden, von den Innenumfängen des Flansches 6b abzustehen. Folglich können die Spulen 13 bis 15 wirksam unter Verwendung der radialen Abmessungen jedes ersten isolierten Zahns 11 in der Richtung seines Abstehens gewickelt werden.
Die axiale Tiefe D jeder Ausklinkung 11b wird auf das Fünffache (oder mehr) des Durchmessers des Leiterdrahts Wa festgelegt. Da die Führungsansätze 16d jeder Wickelschablone 17 axial tief in die betreffenden Ausklinkungen 11b eingeführt sind, kommen die Innenflächen der Austrittsrille 16c der Wickelschablone 17 näher an den ersten isolierten Zahn 11 heran. Entsprechend wird die Größe bzw. der Umfang der Positionssteuerung des Leiterdrahts durch jede Wickelschablone 17 vergrößert bzw. erweitert, wobei die Größe eine Kontaktgröße zwischen dem Leiterdraht und jeder Wickelschablone, eine Kontaktdauer zwischen ihnen usw. umfaßt. Da der Leiterdraht genau geführt ist, können infolgedessen die Spulen 13 bis 15 stabil auf die ersten isolierten Zähne 11 gewickelt werden.
Die Trennlinie der Isolierendplatten 8 und 9 wird längs der Bodenfläche der Ausklinkung 11b festgelegt. Dies verhindert ein Auftreten von Graten in der Umfangsseitenfläche des Flansches 6. Da für die Beseitigung der Grate keine Arbeit erforderlich ist, kann somit die Effizienz der Herstellung verbessert werden. Es besteht eine Möglichkeit, daß die Grate in der Bodenfläche jeder Ausklinkung 11b auftreten. Da jedoch die Grate durch die Führungsansätze 16d bei der Bewegung abgeschert werden, ist infolgedessen die Arbeit zur Beseitigung der Grate nicht nötig.
Ferner ist die Tiefe D jeder Ausklinkung 11b auf einhalb (oder mehr) der Dicke Hc jeder der gewickelten Spulen 13 bis 15 festgelegt. Dementsprechend ist der Leiterdraht genau geführt, da die Führungsansätze 16d jeder Wickelschablone 17 tief in die Ausklinkungen 11b eingeführt werden können. Selbst wenn die Höhe Hc mit der Erhöhung der Anzahl von Schichten der Spulen 13 bis 15 heraufgesetzt wird, kann darüber hinaus bewirkt werden, daß die Innenfläche der Austrittsrille 16c näher an die Spulenoberfläche jedes ersten isolierten Zahns entsprechend der Höhe Hc herankommt, da die Ausklinkungen 11b relativ tief sind. Demgemäß kann der Leiterdraht genau geführt werden.
Die vorstehenden Absätze 6e und 7e werden auf den ersten bzw. zweiten isolierten Zähnen 11 bzw. 12 ausgebildet. Die Absatzhöhe H jeder der hervorstehenden Absätze 6e und 7e wird so festgelegt, daß sie mindestens die Hälfte oder mehr des Drahtdurchmessers der Spulen 13 bis 15 oder des Durchmessers R des Leiterdrahts beträgt. Folglich kann verhindert werden, daß die erste Windung des Leiterdrahts Wa jeder der Spulen 13 bis 15 durch die oberen Schichten gedrückt wird und dadurch zur Innenumfangsseite des Zahns abgleitet.
Außerdem wird die Höhe H maximal auf das Zweifache oder weniger des Drahtdurchmessers festgelegt. Wenn die Führungsplatte 16e des Führungsteils 16b an die hervorstehenden Absätze 6e und 7e angelegt wird, so daß bewirkt wird, daß der Leiterdraht längs der Absätze 6e und 7e zu liegen kommt, kann dementsprechend bewirkt werden, daß die Führungsplatte 16e nahe an die ersten und zweiten isolierten Zähne 11 bzw. 12 herankommt. Entsprechend wird die Größe bzw. der Umfang der Positionssteuerung des Leiterdrahts durch jede Wickelschablone 17 vergrößert bzw. erweitert. Da der Leiterdraht genau geführt ist, können die um die ersten isolierten Zähne 11 gewickelten Spulen 13 bis 15 noch stabiler gestaltet werden.
Die Zusatzspulen 13b bis 15b und 13c bis 15c werden um die ersten isolierten Zähne 11 unter Verwendung des breiten Polkörpers 11a jedes Zahns gewickelt. Damit kann die Anzahl von Windungen erhöht werden, indem der ungenutzte Raum ohne axiale Ausdehnung der Spulenseite effektiv genutzt wird. Außerdem kann die Motorleistung durch Änderung der Windungszahl jeder der Zusatzspulen fein gesteuert werden.
Die 19 und 20 stellen eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar. Die Unterschiede zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform werden im folgenden beschrieben. Gleiche Teile werden bei der zweiten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen versehen wie in der ersten Ausführungsform.
Einer der ersten isolierten Zähne 11, auf den jeweils die U-Phase-Spulen 13 gewickelt sind, weist Einkerbungen 3c auf, die an den umfangsmäßig entgegengesetzten Enden seines Polschuhs 3b ausgebildet sind. Positionserfassungselemente zum Erfassen einer Drehposition des Rotors 29, beispielsweise Hall-Elemente sind jeweils in den Einkerbungen 3c vorgesehen. Eines der Hall-Elemente ist schematisch durch das Bezugszeichen He in 19 dargestellt.
In dem mit den Hall-Elementen ausgestatteten isolierten Zahn 11 müssen die Flansche 6a zu den Einkerbungen, in denen die Hall-Elemente angeordnet sind, beabstandet sein. Zu diesem Zweck hat jede der Zahnabdeckungen 6a für den Zahn 11 mit den Einkerbungen eine Länge, die kleiner ist als die der anderen Zahnabdeckungen 6a und 7a. Die Anzahl der Windungen der U-Phase-Spule 13, die auf den isolierten Zahn 11 mit den Einkerbungen gewickelt ist, ist auf 80 festgelegt, was weniger ist als die Anzahl (= 120 Windungen) der Windungen der anderen Spulen. Die ersten isolierten Zähne 11, die nicht mit den Hallelementen ausgestattet sind, werden mit den Ausklinkungen 11b nur in dem nutisolierenden Abschnitt 6, wie bei der vorangehenden Ausführungsform, ausgebildet. Der Flansch 6b des nutisolierenden Abschnitts 6a des mit dem Hall-Element ausgestatteten isolierten Zahns 11 hat dieselbe Breite wie die anderen Flansche 7c, so daß die Austrittsrille 16c der Wickelschablone 17 den Flansch passieren kann. Infolgedessen können die Führungsansätze 16d jeweils in Einkerbungen 3c plaziert werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform sind die Hall-Elemente in den Einkerbungen 3c eines der ersten isolierten Zähne 11 angeordnet. Somit können die Hall-Elemente zufriedenstellend angeordnet und daran gehindert werden, vom Statorblechpaket hervorzustehen. Infolgedessen kann verhindert werden, daß sich der Umfang des Motors durch das Vorsehen der Hall-Elemente vergrößert. Da die Anzahl der Windungen der U-Phase-Spule 13, die auf den mit dem Hall-Element versehenen isolierten Zahn 11 gewickelt ist, geringer gehalten wird als die der anderen isolierten Zähne 11, kann demzufolge eine Fehlfunktion der Hall-Elemente aufgrund eines durch die Spule 13 auf dem Zahn 11 mit den Hall-Elementen erzeugten Magnetfelds verhindert werden.
In 21 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Im folgenden sind die Unterschiede zwischen der zweiten und dritten Ausführungsform beschrieben. Die gleichen Teile werden in der dritten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen wie in der zweiten Ausführungsform versehen. Die Isolierendplatten 8 und 9 sind aus Klarheitsgründen in 21 weggelassen.
Drei U-Phase-Spulen 13 sind voneinander um 120° beabstandet. Die Anzahl der Windungen jeder dieser Spulen 13 ist auf 80 festgelegt. Die Hall-Elemente sind in dem ersten isolierten Zahn 11, auf den eine der oben beschriebenen Spulen 13 gewickelt ist, angeordnet, oder dem Zahn 11 an der Mittellinie CL. Die Anzahl der Windungen der anderen U-Phase-Spulen und aller V-Phase- und W-Phase-Spulen beträgt 120.
Gemäß der dritten Ausführungsform sind die zur selben Phase wie die Zähne mit den Hall-Elementen gehörigen und eine geringere Anzahl von Windungen aufweisenden ersten isolierten Zähne 11 vorgesehen und rotationssymmetrisch angeordnet. Die von den U-Phase-Spulen 13 auf den Rotor 29 einwirkenden magnetischen Kräfte sind ausgeglichen. Da die magnetische Unausgeglichenheit in derselben Phase reduziert ist, können Schwingung und Störgeräusch reduziert werden.
22 stellt eine vierte Ausführungsform der Erfindung dar. Die Unterschiede zwischen der zweiten und vierten Ausführungsform werden im folgenden beschrieben. Gleiche Teile werden in der vierten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen versehen wie in der zweiten Ausführungsform Die Anzahl der Windungen jeder der zwei U-Phase-Spulen 13 ist auf 80 festgelegt, und die Anzahl der Windungen jeder der anderen vier U-Phase-Spulen 13 ist auf 140 festgelegt. Die anderen U-Phase-Spulen 13 und alle V-Phase- und W-Phase-Spulen 14 bzw. 15 sind auf 120 festgelegt.
Die U-Phase-Spulen 13 mit 80 Windungen sind auf die ersten isolierten Zähne 11 so gewickelt, daß sie um 180° von den mit den Hall-Elementen versehenen ersten isolierten Zähnen versetzt sind, oder zu den Zähnen auf der Mittellinie CL. Die U-Phase-Spulen 13 mit 140 Windungen sind um die ersten isolierten Zähne 11 symmetrisch um die Achse des Statorblechpakets 1 gewickelt. Die Gesamtzahl der Windungen der U-Phase-Spulen 14 und 15 ist auf 1440 (= 80 × 2 + 140 × 4 + 120 × 8) festgelegt. Die Gesamtzahl der Windungen jeder der V-Phase- und W-Phase-Spulen 14 bzw. 15 ist auf 1440 (= 120 × 12) festgelegt.
Gemäß der vierten Ausführungsform ist die Anzahl der Windungen jedes der isolierten Zähne 11, die nicht mit den Hall-Elementen versehen sind und derselben Phase angehören als die mit den Hall-Elementen versehenen, auf 120 und 140 festgelegt. Die Gesamtzahl der Windungen jeder der Phasespulen ist gleich. Die von den Phasespulen 13 bis 15 auf den Rotor 29 einwirkenden magnetischen Kräfte sind ausgeglichen. Da die magnetische Unausgeglichenheit zwischen verschiedenen Phasen reduziert wird, wird das durch jede Phase entwickelte Drehmoment ausgeglichen. Folglich können Schwingung und Störgeräusch reduziert werden.
Die U-Phase-Spule 13 ist mit 80 Windungen auf den isolierten Zahn gewickelt, mit dem der erste isolierte Zahn 11 mit den Hall-Elementen symmetrisch angeordnet ist. Dadurch wird die magnetische Unausgeglichenheit in jeder Phase weiter reduziert und entsprechend die Schwingung und das Störgeräusch verringert. Außerdem sind die U-Phase-Spulen 13 mit 120 und 140 Windungen auf die isolierten Zähne 11 gewickelt, zu denen der Zahn mit 80 Windungen jeweils gleichwinklig angeordnet ist. Dies reduziert weiter die magnetische Unausgeglichenheit in jeder Phase und damit die Schwingung und das Störgeräusch.
23 stellt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung dar. Der Unterschied zwischen der zweiten und fünften Ausführungsform wird im folgenden beschrieben. Die ähnlichen Teile werden in der fünften Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen versehen wie in der zweiten Ausführungsform. Eine der V-Phase-Spulen 14 und eine der W-Phase-Spulen 15, die von der obigen V-Phase-Spule um zehn Zahnteilungen beabstandet ist, werden jeweils mit 80 Windungen festgelegt. Diese V-Phase- und W-Phase-Spulen 14 bzw. 15 werden auf die zweiten isolierten Zähne 12, die gleichwinkelig relativ zu dem mit dem Hall-Element ausgestatteten ersten isolierten Zahn, auf den die Spule mit 80 Windungen gewickelt ist (der untere isolierte Zahn 11 auf der Mittellinie CL) angeordnet sind, gewickelt. Jede der anderen Spulen 13 bis 15 ist auf 120 Windungen festgelegt.
Gemäß der fünften Ausführungsform sind der isolierte Zahn 11, der mit den Hall-Elementen versehen ist, und die zwei isolierten Zähne 12, welche zu den verschiedenen Phasen gehören und von denen jeder eine geringere Anzahl von Spulenwindungen aufweist als der Zahn mit den Hall-Elementen, ungefähr in der symmetrischen Beziehung angeordnet. Dadurch sind die von den Phasenspulen 13 bis 15 auf den Rotor 29 einwirkenden magnetischen Kräfte ausgeglichen. Da das von jeder Phase entwickelte Drehmoment ausgeglichen ist, können die Schwingung und das Störgeräusch weiter reduziert werden. Die Anzahl der Windungen des mit den Hall-Elementen versehenen Zahns und die Anzahl der Windungen jeder der zwei gleichwinkelig angeordneten, zu den verschiedenen Phasen gehörigen Zähne, ist auf 80 festgelegt. Da die magnetische Unausgeglichenheit zwischen verschiedenen Phasen verringert wird, wird das durch jede Phase entwickelte Drehmoment ausgeglichen. Folglich können Schwingung und Störgeräusch reduziert werden.
24 stellt eine sechste Ausführungsform der Erfindung dar. Die Unterschiede zwischen der zweiten und sechsten Ausführungsform werden im folgenden beschrieben. Die gleichen Teile werden in der sechsten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen versehen wie in der zweiten Ausführungsform. Die Anzahl von Windungen von zwei der U-Phase-Spulen 13 wird auf 80 festgelegt. Diese U-Phase-Spulen 13 werden auf den isolierten Zahn 11 gewickelt, der mit den Hall-Elementen ausgestattet ist (unterer isolierter Zahn 11 auf der Mittellinie CL in 24), sowie jeweils auf den um 180° von dem mit den Hall-Elementen ausgestatteten Zahn beabstandeten isolierten Zahn 11. Die Anzahl der Windungen der anderen U-Phase-Spulen 13 ist auf 120 festgelegt.
Die Anzahl der Windungen von zwei der V-Phase-Spulen 14 wird auf 80 festgelegt. Diese V-Phase-Spulen 14 werden um zwei zweite isolierte Zähne 12 gewickelt, die voneinander um 180° beabstandet sind. Die Anzahl der Windungen der anderen V-Phase-Spulen 14 ist auf 120 festgelegt. Die Anzahl der Windungen zweier der W-Phase-Spulen 15 ist auf 80 festgelegt. Diese W-Phase-Spulen 15 sind auf zwei erste isolierte Zähne 11 gewickelt, die voneinander um 180° beabstandet sind. Die Anzahl der Windungen der anderen W-Phase-Spulen ist auf 120 festgelegt.
Gemäß der sechsten Ausführungsform sind die Hall-Elemente in einem der isolierten Zähne 11 vorgesehen, und es ist eine Vielzahl isolierter Zähne 11 und 12 vorgesehen, die zu verschiedenen Phasen gehören und die geringere Anzahl von Windungen aufweisen. Diese isolierten Zähne 11 und 12 sind symmetrisch um das Drehzentrum für jede einzelne Phase angeordnet. Dadurch sind die magnetischen Kräfte ausgeglichen, welche von den Phase-Spulen 13 bis 15 auf den Rotor 29 einwirken. Da die magnetische Unausgeglichenheit zwischen verschiedenen Phasen reduziert ist, ist das von jeder Phase entwickelte Drehmoment ausgeglichen. Folglich können Schwingung und Störgeräusch reduziert werden.
Außerdem ist die Anzahl der Windungen bezüglich des ersten isolierten Zahns 11 mit dem Hall-Element, des um 180° von dem Zahn mit dem Hall-Element versetzt angeordneten und zur selben Phase gehörigen isolierten Zahns 11 sowie der um 180° voneinander beabstandeten und zu verschiedenen Phasen gehörigen isolierten Zähne 12 auf 80 festgelegt. Da die magnetische Unausgeglichenheit zwischen den verschiedenen Phasen reduziert ist, kann die Schwingung und das Störgeräusch weiter reduziert werden.
In dem zweiten bis sechsten Ausführungsformen sind die Ausklinkungen 11b nur in dem nutisolierenden Abschnitt 6 jeder der ersten isolierten Zähne 11 vorgesehen, die nicht mit dem Hall-Element ausgestattet sind. Wie jedoch in der in 25 dargestellten siebten Ausführungsform gezeigt ist, können die Einkerbungen, wie sie durch das Bezugszeichen "3c" in 19 gezeigt sind, in vier Ecken jedes breiten Polschuhs 3b ausgebildet sein, und jeder Flansch 6b kann so ausgebildet sein, daß er in den Umfang desjenigen Abschnitts des Polschuhs 3b eingesetzt wird, an dem die Einkerbungen gelegen sind.
Das Bezugszeichen 6f in 25 bezeichnet Ausnehmungen des Flansches 6b, die den Einkerbungen des Polschuhs 3b entsprechen. Bei diesem Aufbau stehen die Ansätze 16d der Wickelschablone 17 in die Ausnehmungen 6f des Flansches 6b hinein, wenn die Spulen 13 bis 15 auf die ersten isolierten Zähne 11 gewickelt werden.
In der ersten bis sechsten Ausführungsform werden die Ausklinkungen 11b in allen Ecken jedes nutisolierenden Abschnitts 6 bezüglich der ersten isolierten Zähne 11 ausgebildet, in denen kein Hall-Element vorgesehen ist. Die Einkerbung bzw. Ausklinkungen 11b kann (können) stattdessen in einer, zwei und drei der Ecken gebildet sein. Insbesondere in dem Fall, in dem die Einkerbungen in zwei Ecken ausgebildet sind, kann der Leiterdraht stabil gewickelt werden, wenn die Einkerbungen diagonal angeordnet sind. Wenn eine Einkerbung in der Anordnung von 18 ausgebildet ist, kann beispielsweise die Ausklinkung 11b in der rechts gelegenen Ecke auf der Seite der oberen Fläche und in der links gelegenen Ecke auf der Seite der unteren Fläche jedes isolierten Zahns 11 ausgebildet sein, so daß die Einkerbung der Richtung entspricht, in der der Leiterdraht gewickelt ist.
Jede der Spulen 13 bis 15 ist in der ersten bis siebten Ausführungsform in vier Schichten gewickelt. Jede Spule kann jedoch auch in einer bis drei Schichten oder fünf oder mehr Schichten gewickelt sein.
Jede der Spulen 13 bis 15 ist in der vorangehenden Ausführungsform in eine regelmäßige oder normale Wicklung aufgewickelt. Stattdessen kann jede Spule jedoch auch in eine beliebige Spule aufgewickelt sein. Außerdem sollte jede der Spulen 13 bis 15 nicht auf die Pyramiden- oder Trapezform beschränkt sein.
Die Gesamtzahl der Zähne des Statorblechpakets bzw. -kerns 1 ist auf 36 in den vorangehenden Ausführungsformen festgelegt. Die Anzahl kann jedoch auf jeden beliebigen Wert festgelegt sein, vorausgesetzt die Anzahl der Zähne pro Phase beträgt zwei oder mehr. Insbesondere wird der Pol jeder Phase vorzugsweise auf eine gerade Zahl festgelegt.
Obwohl bei den vorangehenden Ausführungsformen die Zusatzspulen 13b bis 15b und 13c bis 15c auf dem ersten isolierten Zahn gewickelt sind, können die Zusatzspulen vorgesehen sein oder auch nicht. Obwohl bei den vorangehenden Ausführungsformen die Zusatzspulen in eine regelmäßige oder normale Wicklung aufgewickelt sind, kann jede von ihnen stattdessen zu einer beliebigen Spule aufgewickelt sein. In den vorangehenden Ausführungsformen sind die Isolierendplatten 8 und 9 an dem Statorblechpaket 1 befestigt, und die Spulen 13 bis 15 sind auf die nutisolierenden Abschnitte 6 und 7 gewickelt. Jedoch kann beispielsweise das Statorblechpaket 1 durch Spritzgießen gebildet sein, so daß es mit den nutisolierenden Abschnitten bedeckt ist, und die Spulen 13 bis 15 können auf die nutisolierenden Abschnitte gewickelt sein. Außerdem können die Isolierendplatten 8 und 9 weggelassen werden, und ein ausreichend isolierter Leiterdraht kann direkt auf die Zähne 3 und 4 gewickelt werden, um die Spulen 13 bis 15 zu bilden. In dieser Anordnung sind die Einkerbungen direkt in den Umfangsecken jedes Polschuhs 3b ausgebildet.
Die Breite W1a des Spulwickelabschnitts 3a jedes ersten Zahns 3 unterscheidet sich von der Breite W2a des Spulwickelabschnitts 4a jedes zweiten Zahns 4 bei den vorangehenden Ausführungsformen. Stattdessen können die Breiten W1a und W2a jedoch auch ungefähr gleich sind.
Die Erfindung ist bei der vorangehenden Ausführungsform auf den Stator bzw. Ständer für den bürstenlosen Gleichstrommotor des Außenrotortyps angewandt. Die Erfindung kann jedoch auch auf Ständer für bürstenlose Gleichstrommotoren des Innenrotortyps, Ständer für Gleichstrommotoren des Außenrotortyps mit entsprechenden Bürsten, Ständer für Gleichstrommotoren des Innenrotortyps mit entsprechenden Bürsten, Rotoren für Gleichstrommotoren des Außenrotortyps mit entsprechenden Bürsten und Rollen für Gleichstrommotoren des Innenrotortyps mit entsprechenden Bürsten angewandt werden.

Claims

Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, mit einem Statorblechpaket, das ein Innenjoch (1) aufweist, an dem eine Vielzahl sich in einer kreisförmigen Anordnung erstreckender Zähne (3, 4), die jeweils einen Spulenwicklungsabschnitt (3a, 4a) und einen luftspaltseitigen Polschuh (3b, 4b) haben, angeordnet sind, wobei die Zähne (3, 4) erste Zähne (3) mit jeweils umfangsmäßig breiteren Polschuhen (3b) und zweite Zahne (4) mit umfangsmäßig schmaleren Polschuhen (4b) als die der ersten Zähne (3) umfassen und jeder der Zähne (3, 4) auf seinem Spulenwicklungsabschnitt (3a, 4a) eine Spule (13,.. 14, 15) trägt, und wobei die Polschuhe (3b) der ersten Zähne (3) im Bereich ihrer umfangsmäßigen Enden auf einer axialen Seite Ausklinkungen (3c) aufweisen, in die Führungsansätze (16d) einer Wickelmaschine eingreifen können.
Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, mit einem Statorblechpaket, das ein Innenjoch (1) aufweist, an dem eine Vielzahl sich in einer kreisförmigen Anordnung erstreckender Zähne (3, 4), die jeweils einen Spulenwicklungsabschnitt (3a, 4a) und einen luftspaltseitigen Polschuh (3b, 4b) haben, angeordnet sind, wobei die Zahne (3, 4) erste Zähne (3) mit jeweils umfangsmäßig breiteren Polschuhen (3b) und zweite Zähne (4) mit umfangsmäßig schmaleren Polschuhen (4b) als die der ersten Zähne (3) umfassen und jeder der Zähne (3, 4) auf seinem Spulenwicklungsabschnitt (3a, 4a) eine Spule (13, 14, 15), die auf einen Spulenkörper (6, 7) gewickelt ist, trägt, und wobei die Spulenkörper (6) der ersten Zähne (3) luftspaltseitig im Bereich ihrer umfangsmäßigen Enden Ausklinkungen (11b) aufweisen, in die Führungsansätze (16d) einer Wickelmaschine eingreifen können.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zähne (3, 4) äußere Umfänge aufweisen, die jeweils mit nutisolierenden Elementen (6) bedeckt sind und die Einkerbungen (11b) in den nutisolierenden Elementen (6) ausgebildet sind, welche jeweils die ersten Zähne (3) bedecken.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (13, 14, 15) auf die ersten und zweiten Zähne (3, 4) durch eine Wickelmaschine gewickelt sind, welche mit Führungsansätzen (16d) versehen ist, die in Längsrichtung bezüglich jedes Zahns (3, 4) beweglich sind, wodurch die ersten und zweiten Zähne (3, 4) zu einer Stelle geführt werden, an der ein spulenbildender Leiterdraht (Wa) darauf gewickelt wird, und jede Einkerbung (11d) eine solche Form hat, daß sie darin den entsprechenden Führungsansatz (16d) an einer Umkehrposition desselben aufnimmt.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen (11b) in jedem Polschuh (3b) in einer diagonalen Anordnung ausgebildet sind.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zähne (3, 4) Außenumfänge aufweisen, die jeweils mit nutisolierenden Elementen (6) bedeckt sind, und die Einkerbungen (11d) in Abschnitten der nutisolierenden Elemente (6) jedes ersten Zahns (3) ausgebildet sind, wobei die Abschnitte jeweils allen an beiden Umfangsenden jeder Polsektion (3b) gelegenen Ecken entsprechen.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Polschuhs (3b) jedes ersten Zahns (3) ausschließlich der Einkerbungen (11b) eine Umfangsbreite aufweist, die ungefähr gleich einer Breite des Polschuhs (4b) jedes zweiten Zahns (4) ist.
Stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einkerbung (11b) eine Umfangsbreite aufweist, die gleich oder größer ist als die Umfangsgröße jedes Führungsansatzes (16d).
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einkerbung (11b) eine axiale Tiefe hat, die das Fünffache oder mehr des Drahtdurchmessers jeder Spule (13, 14, 15) beträgt.
Stator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennlinie jedes nutisolierenden Elements (6) sich längs einer Seite jeder Einkerbung (11b) ungefähr senkrecht zu einer Achsenrichtung erstreckt.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (13) auf den betreffenden ersten Zähnen (3) in einer regelmäßigen Wicklung aufgewickelt sind, und jede Einkerbung (11b) eine axiale Tiefe aufweist, die die Hälfte oder mehr einer Dicke der auf jeden ersten Zahn (3) gewickelten Spule (13) beträgt.
Stator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ersten und zweiten Zähne (3, 4) einen hervorstehenden Absatz (6e, 7e) aufweist, der aus einem isolierenden Material gebildet ist und an einem zur Öffnung des Nutes entgegengesetzten Ende gelegen ist, so daß er von einer Seite des Spulenwicklungsabschnitts (3a, 4a) hervorsteht, und jeder hervorstehende Absatz (6e, 7e) eine Absatzhöhe aufweist, welche die Hälfte oder mehr eines Drahtdurchmessers jeder Spule (13, 14, 15) beträgt, und zweimal oder weniger so breit ist wie diese.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule (13) auf den entsprechenden ersten Zahn (3) in einer regelmäßigen Wicklung so aufgewickelt ist, daß sie in eine trapezartige Form ausgebildet ist, und eine Zusatzspule (13b–15b, 13c–15c) auf jeden ersten Zahn (3) gewickelt ist, um zwischen einem Spulenende und dem Polschuh (3b) zu liegen zu kommen.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Positionserfassungselement in einer der Einkerbungen (11b) eines der ersten Zähne (3) vorgesehen ist, und die auf den einen ersten Zahn (3) gewickelte Spule (13) eine geringere Anzahl von Windungen aufweist als die anderen Spulen (13, 14, 15).
Stator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (13) mit derselben Anzahl von Windungen auf den einen mit dem Positionserfassungselement ausgestatteten ersten Zahn (3) gewickelt sind, sowie auf einen weiteren ersten Zahn (3), der zur selben Phase gehört als der eine erste Zahn (3) und jeweils ungefähr symmetrisch mit dem einen ersten Zahn (3) angeordnet ist.
Stator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der eine mit dem Positionserfassungselement ausgestattete erste Zahn (3) mindestens in einer Phase, und die anderen Zähne (3, 4) in der einen Phase auf eine größere Anzahl von Windungen festgelegt sind, so daß eine Gesamtzahl von Windungen in der einen Phase gleich einer Gesamtzahl von Windungen in jeder der anderen Phasen ist.
Stator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zahn (3, 4) eine geringere Anzahl von Spulenwindungen aufweist als der andere Zahn (3, 4), wobei der mindestens eine Zahn (3, 4) zu einer Phase gehört, die sich von der Phase unterscheidet, zu der der eine mit dem Positionserfassungselement ausgestattete Zahn (3) gehört, und ungefähr symmetrisch mit dem einen mit dem Positionserfassungselement ausgestatteten Zahn 3 angeordnet ist.
Stator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne erste oder zweite Zähne (3, 4) umfassen, von denen jeder zu einer Phase gehört, die sich von der Phase des mit dem Positionserfassungselement ausgestatteten ersten Zahns (3) unterscheidet, und von denen jede eine geringere Anzahl von Spulenwicklungen aufweist als der mit dem Positionserfassungselement ausgestattete erste Zahn (3), wobei erste oder zweite Zähne (3) oder (4) in jeder Phase ungefähr symmetrisch zueinander angeordnet sind.
Stator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die in jeder Phase ungefähr symmetrisch zueinander angeordneten Spulen (13, 14, 15), von denen jede eine geringere Anzahl von Windungen aufweist als die anderen Zähne, die betreffenden Windungszahlen ungefähr gleich mit der Anzahl der Windungen der auf den mit dem Positionserfassungselement ausgestatteten ersten Zahn (3) gewickelten Spule (13) hat.