DE60018365T2 - Statorwicklungen eines Wechselstromgenerators - Google Patents

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DE60018365T2
DE60018365T2 DE2000618365 DE60018365T DE60018365T2 DE 60018365 T2 DE60018365 T2 DE 60018365T2 DE 2000618365 DE2000618365 DE 2000618365 DE 60018365 T DE60018365 T DE 60018365T DE 60018365 T2 DE60018365 T2 DE 60018365T2
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groove
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Atsushi Chiyoda-ku Oohashi
Katsumi Chiyoda-ku Adachi
Yoshihito Chiyoda-ku Asao
Akira Chiyoda-ku Morishita
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Description

  • HINTRGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator eines Generators, der beispielsweise von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, und insbesondere eine Statorkonstruktion für einen Kraftfahrzeuggenerator, der bei einem Kraftfahrzeug wie beispielsweise einem Personenkraftfahrzeug oder einem Lastkraftwagen vorgesehen ist.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • 25 ist eine Seitenansicht, die einen Teil eines Stators eines herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators zeigt, wie er beispielsweise im japanischen Patent Nr. 2927288 beschrieben wird. 26 ist eine Perspektivansicht, die ein Leitersegment zeigt, das in dem in 25 gezeigten Stator des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators eingesetzt wird, und die 27 und 28 sind eine Perspektivansicht vom Vorderende bzw. Hinterende eines Teils des in 25 gezeigten Stators des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators.
  • In den 25 bis 28 weist der Stator 50 auf: einen Statorkern 51; eine Statorwicklung 52, die auf den Statorkern 51 gewickelt ist; und Isolatoren 53, die im Inneren von Nuten 51a angebracht sind, und die Statorwicklung 52 gegen den Statorkern 51 isolieren. Der Statorkern 51 ist ein zylindrischer, laminierter Kern, der durch Aufeinanderstapeln dünner Stahlbleche zusammenlaminiert wird, und weist eine Anzahl an Nuten 51a auf, die sich Axialrichtung erstrecken, und in gleichmäßigem Abstand in Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie zu einer Innenumfangsseite hin offen sind. Im vorliegenden Fall sind sechsundneunzig Nuten 51a so vorgesehen, dass sie zwei Dreiphasen-Wicklungsabschnitte aufnehmen, so dass die Anzahl an Nuten, welche jede Phase des Wicklungsabschnitts aufnehmen, der Anzahl an Magnetpolen (sechzehn) in einem Rotor (nicht gezeigt) entspricht. Die Statorwicklung 52 ist so aufgebaut, dass eine Anzahl kurzer Leitersegmente 54 in einem vorbestimmten Wicklungsmuster verbunden werden.
  • Die Leitersegmente 54 sind im wesentlichen U-förmig, und aus einem isolierten Kupferdrahtmaterial mit rechteckigem Querschnitt hergestellt, und werden jeweils zu zweit von einem in Axialrichtung hinteren Ende in Paare von Nuten 51a sechs Nuten entfernt (ein Abstand von einem Magnetpol) eingeführt. Dann werden Endabschnitte der Leitersegmente 54, die sich am vorderen Ende nach außen erstrecken, miteinander verbunden, um die Statorwicklung 52 auszubilden.
  • Genauer gesagt werden, in Paare von Nuten 15a sechs Nuten entfernt, erste Leitersegmente 54 vom hinteren Ende in ersten Positionen von einer Außenumfangsseite in erste Nuten 51a eingeführt, und in zweite Positionen von der Außenumfangsseite in zweite Nuten 51a, und werden zweite Leitersegmente 54 von dem hinteren Ende in dritte Positionen von der Außenumfangsseite in die ersten Nuten 51a eingeführt, sowie in vierte Positionen von der Außenumfangsseite in die zweiten Nuten 51a. In jeder Nut 15a sind daher vier gerade Abschnitte 54a der Leitersegmente 54 so angeordnet, dass sie in einer Reihe in Radialrichtung ausgerichtet sind.
  • Dann werden Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am vorderen Ende von den ersten Positionen von der Außenumfangsseite in den ersten Nuten 51a nach außen erstrecken, und Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen an dem Vorderende von den zweiten Positionen von der Außenumfangsseite in den zweiten Nuten 51a sechs Nuten entfernt in Uhrzeigerrichtung aus den ersten Nuten 51a erstrecken, verbunden, um eine Außenschichtwicklung mit zwei Windungen zu bilden. Weiterhin werden Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am Vorderende von den dritten Positionen von der Außenumfangsseite in den ersten Nuten 51a erstrecken, und Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am Vorderende von den vierten Positionen von der Außenumfangsseite in den sechsten Nuten 51a sechs Nuten entfernt in Uhrzeigerrichtung von den ersten Nuten 51a erstrecken, verbunden, um eine Innenschichtwicklung mit zwei Windungen auszubilden.
  • Weiterhin werden die Innenschichtwindung und die Außenschichtwindung, die durch die Leitersegmente 54 gebildet werden, die in die Paare von Nuten 51a sechs Nuten entfernt eingeführt sind, in Reihe geschaltet, um einen Wicklungsphasenabschnitt mit vier Windungen auszubilden.
  • Insgesamt sechs Wicklungsphasenabschnitte mit jeweils vier Windungen werden auf diese Art und Weise hergestellt, so dass die Nuten, in welche die Leitersegmente 54 jedes Wicklungsphasenabschnitts eingeführt sind, jeweils um eine Nut versetzt sind. Die Statorwicklung 52, die aus zwei Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitten besteht, wird dadurch aufgebaut, dass die Wicklungsphasenabschnitte mit jeweils drei Teilen in Wechselstromverbindungen geschaltet werden.
  • Bei dem auf diese Weise aufgebauten, herkömmlichen Stator 50 sind am Hinterende des Statorkerns 52 Windungsabschnitte 54c der Paare der Leitersegmente 54, die in dieselben Paare von Nuten 15a eingeführt sind, in Reihen in Radialrichtung ausgerichtet. Dies führt dazu, dass die Windungsabschnitte 54c in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind, um eine Hinterend-Wickelendgruppe zu bilden.
  • Andererseits werden am Vorderende des Statorkerns 51 Verbindungsabschnitte, die durch Verbinden der Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am Vorderende von den ersten Positionen von der Außenumfangsseite in den ersten Nuten 51a erstrecken, mit den Endabschnitten 54b der Leitersegmente 54 gebildet werden, die sich nach außen am Vorderende von den zweiten Positionen von der Außenumfangsseite in den zweiten Nuten 51a sechs Nuten entfernt erstrecken, und Verbindungsabschnitte, die durch Verbinden der Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54, die sich nach außen am Vorderende von den dritten Positionen von der Außenumfangsseite in den ersten Nuten 51a erstrecken, und der Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 gebildet werden, die sich nach außen am Vorderende von den vierten Positionen von der Außenumfangsseite in den zweiten Nuten 51a sechs Nuten entfernt erstrecken, so angeordnet, dass sie in Radialrichtung ausgerichtet sind. Dies führt dazu, dass Verbindungsabschnitte, die durch Verbinden von Endabschnitten 54b miteinander gebildet werden, in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass eine Vorderend-Wickelendgruppe ausgebildet wird.
  • Bei dem Stator 50 des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators ist, wie voranstehend erläutert, die Statorwicklung 52 so aufgebaut, dass kurze Leitersegmente 54 mit im wesentlichen U-Form in die Nuten 51a des Statorkerns 51 vom Hinterende aus eingeführt werden, und Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 verbunden werden, die sich nach außen vom Vorderende erstrecken.
  • Da die Vorderend-Wickelendgruppe so aufgebaut ist, dass in Umfangsrichtung die Verbindungsabschnitte angeordnet sind, die durch Verbinden der Endabschnitte 54b gebildet werden, welche ihre Isolierung infolge von Löten oder Schweißen verloren haben, korrodiert die Wickelendkonstruktion leicht durch Einwirkung von Feuchtigkeit, wodurch die Korrosionsfestigkeit extrem niedrig wird.
  • Da die Vorderend-Wickelendgruppe aus zwei Reihen von sechsundneunzig Verbindungsabschnitten besteht, also aus 192 Verbindungsabschnitten, wird darüber hinaus bei der Konstruktion ein Kurzschluss zwischen den Verbindungsabschnitten erleichtert, was die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Kurzschlussausfällen erhöht.
  • Eine große Anzahl der kurzen Leitersegmente 54 muss in den Statorkern 51 eingeführt werden, und deren Endabschnitte 54b müssen durch Schweißen, Löten, usw. verbunden werden, was die Funktionsfähigkeit signifikant beeinträchtigt. Weiterhin muss das Ausmaß jedes Leitersegments 54, das in die Nuten 51a eingeführt wird, größer sein als die Länge des Statorkerns 51, wodurch leichter eine Beschädigung der Isolierung auftritt, und die Qualität des fertig gestellten Erzeugnisses beeinträchtigt wird. Weiterhin tritt häufig, wenn die Endabschnitte 54b verbunden werden, ein Kurzschluss zwischen den Verbindungsabschnitten infolge von übergelaufenem Lot oder der Schweißschmelze auf, wodurch die Massenproduktion signifikant beeinträchtigt wird.
  • Bei dem herkömmlichen Stator werden die Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 dadurch miteinander verbunden, dass Abschnitte von ihnen in eine Spannvorrichtung eingeklemmt werden, und ihre Spitzen verlötet oder verschweißt werden. Da ein Klemmbereich für die Spannvorrichtung benötigt wird, und eine Ausdehnung der gelöteten Abschnitte oder geschweißten Abschnitte auftritt, wird daher die Höhe des Wickelendes vergrößert, und wird der Raum zwischen den Verbindungsabschnitten verkleinert. Wenn die Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 verschweißt werden, werden die Leitersegmente 54 durch die Temperaturerhöhung beim Schweißen erweicht, was zu einer Abnahme der Steifigkeit des Stators führt. Dies führt dazu, dass dann, wenn der herkömmliche Stator 50 bei einem Kraftfahrzeuggenerator vorgesehen wird, die Wickel-Streureaktanz in den Wickelendabschnitten zunimmt, wodurch die Ausgangsleistung beeinträchtigt wird, der Windwiderstand erhöht wird, was zu stärkeren Windgeräuschen führt, und die Steifigkeit des Stators verringert wird, was die effektive Verringerung des magnetischen Rauschens beeinträchtigt.
  • Ähnliche Generatoren wie voranstehend beschrieben sind in der EP-A-0881752 und in der US-A-5,982,068 beschrieben. Die US-A-3,453,468 beschreibt eine Wicklungsanordnung einer dynamoelektrischen Maschine mit einer Endwindungsisolierung. In diesem Zusammenhang besteht die Statorwicklung aus zwei Wicklungsunterabschnitten, die jeweils einen Leitungsstrang aufweisen, der auf den Statorkern in einer Runde gewickelt wird, so dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung in den Nuten eingenommen werden. Der Leitungsstrang wird so gewickelt, dass er sich aus der ersten Nut an der ersten Endoberfläche des Statorkerns heraus erstreckt, zurückgebogen ist, in die zweite Nut fünfzehn Nuten von der ersten Nut entfernt in einer ersten Umfangsrichtung hineingelangt, sich aus der zweiten Nut an der zweiten Endoberfläche des Statorkerns herauserstreckt, zurückgebogen ist, und in die dritte Nut dreizehn Nuten entfernt von der zweiten Nut in einer zweiten Umfangsrichtung hineingelangt, wie dies in den 2 und 3 dieses Dokuments gezeigt ist. Daher wird der Leitungsstrang so gewickelt, dass er abwechselnd in Nuten fünfzehn Nuten entfernt und in Nuten dreizehn Nuten entfernt in zwei unterschiedlichen Umfangsrichtungen hineingelangt, so dass er in einer Runde auf den Statorkern gewickelt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Mit der vorliegenden Erfindung sollen die voranstehend geschilderten Probleme gelöst werden, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Stators für einen Generator, der die Korrosionsfestigkeit erhöht, und die Isoliereigenschaften, durch signifikante Verringerung der Anzahl an Verbindungen in den Wickelenden, unter Verwendung von Wicklungsanordnungen, die aus einer Anordnung aus einer Anzahl von Wicklungsunterabschnitten bestehen, die jeweils eine Windung aufweisen, die aus einem durchgehenden Leiter besteht, und den Zusammenbau und die Produktivität verbessert, durch Verbesserung des Anbringens der Wicklungen in dem Statorkern.
  • Um das voranstehend geschilderte Ziel zu erreichen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Stator für einen Generator zur Verfügung gestellt, welcher aufweist:
    • einen zylindrischen Statorkern, der aus einem laminierten Kern besteht, der eine Anzahl an Nuten aufweist, die sich in Axialrichtung in einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung erstrecken; und
    • eine mehrphasige Statorwicklung, die eine Anzahl an Wicklungsunterabschnitten aufweist, bei welchen jeweils ein langer Leitungsstrang so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in einer Nuttiefenrichtung in den Nuten in Abständen von einer vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen werden, wobei die Leitungsstränge außerhalb der Nuten an axialen Endoberflächen des Statorkerns zurückgebogen sind,
    • wobei die Wicklungsunterabschnitte durch zumindest eine Wicklungsanordnung gebildet werden, die aus einem Paar aus einer ersten und einer zweiten Wicklungsgruppe besteht, wobei die erste Wicklungsgruppe eine Anzahl erster Wicklungsunterabschnitte aufweist, die jeweils eine Windung aufweisen, die durch Wickeln eines der Leitungsstränge gebildet wird, so dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in einer Nuttiefenrichtung in den Nuten in Abständen der vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen werden, die ersten Wicklungsunterabschnitte in einem Abstand von einer Nut voneinander angeordnet sind, und ihre Anzahl der vorbestimmten Anzahl an Nuten entspricht, und die zweite Wicklungsgruppe eine Anzahl zweiter Wicklungsunterabschnitte aufweist, die jeweils eine Windung aufweisen, die durch Wickeln eines der Leitungsstränge gebildet wird, so dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung in den Nuttiefen in Abständen der vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen werden, und umgekehrt gewickelt und um einen elektrischen Winkel von 180° relativ zu den ersten Wicklungsunterabschnitten versetzt sind, wobei die zweiten Wicklungsunterabschnitte in einem Abstand von einer Nut voneinander angeordnet sind, und ihre Anzahl gleich der vorbestimmten Anzahl an Nuten ist.
  • Eine exakte Definition der Erfindung ist im Patentanspruch 1 angegeben.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Querschnitt, der eine Konstruktion eines Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Perspektivansicht eines Stators des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
  • 3 ist eine Endansicht zur Erläuterung von Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist ein Schaltbild für den Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs für eine Wicklungsanordnung, die einen Teil der Statorwicklung bildet, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 6 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs für eine Wicklungsanordnung, die einen Teil der Statorwicklung bildet, die in dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 7A und 7B sind eine Endansicht bzw. eine Aufsicht, welche eine Wicklungsanordnung zeigen, die einen Teil der Statorwicklung bildet, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 8 ist eine Perspektivansicht, die einen Teil eines Leitungsstranges zeigt, der ein Teil der Statorwicklung bildet, die in dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 9 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anordnung von Leitungssträngen, die einen Teil der Statorwicklung bilden, die in dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 10A und 10B sind eine Seitenansicht bzw. Ansicht von hinten zur Erläuterung der Konstruktion eines Statorkerns, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird;
  • 11A, 11B und 11C sind Querschnitte zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs für den Stator, der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird;
  • 12 ist ein Querschnitt zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs für den Stator, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 13 ist eine Endansicht zur Erläuterung von Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei einem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 14 ist eine Endansicht zur Erläuterung von Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei einem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
  • 15 ist eine Endansicht zur Erläuterung von Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei einem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
  • 16 ist eine Perspektivansicht eines Stators eines Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 17 ist eine Endansicht zur Erläuterung von Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 18 ist eine Aufsicht auf eine erste Wicklungsanordnung, die einen Teil der Statorwicklung bildet, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 19 ist eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Form eines Leitungsstrangs, der einen Teil der ersten Wicklungsanordnung bildet;
  • 20 ist eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Anordnung der Leitungsstränge bei der ersten Wicklungsanordnung;
  • 21 ist eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Form eines Leitungsstrangs, der einen Teil einer zweiten Wicklungsanordnung bildet, die einen Teil der Statorwicklung bildet, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 22 ist eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Anordnung der Leitungsstränge bei der zweiten Wicklungsanordnung;
  • 23 ist eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Anordnung der Leitungsstränge bei der Statorwicklung, die bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 24 ist eine Endansicht zur Erläuterung von Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei einem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung;
  • 25 ist eine Seitenansicht eines Teils eines Stators eines herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators;
  • 26 ist eine Perspektivansicht eines Leitersegments, das bei dem Stator des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators eingesetzt wird;
  • 27 ist eine Perspektivansicht eines Teils des Stators des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators von einem Vorderende aus; und
  • 28 ist eine Perspektivansicht eines Teils des Stators des herkömmlichen Kraftfahrzeuggenerators von einem Hinterende aus.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist ein Querschnitt, der eine Konstruktion eines Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Perspektivansicht eines Stators dieses Kraftfahrzeuggenerators, 3 ist eine Endansicht zur Erläuterung von Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei diesem Kraftfahrzeuggenerator, 4 ist ein Schaltbild für diesen Kraftfahrzeuggenerator, 5 und 6 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs für eine Wicklungsanordnung, die einen Teil der Statorwicklung bildet, die bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird, 7A und 7B sind eine Endansicht bzw. eine Aufsicht, die eine Wicklungsanordnung zeigen, die einen Teil der Statorwicklung bildet, der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator verwendet wird. 8 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Leitungsstrangs, der einen Teil der Statorwicklung bildet, die bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird, und 9 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anordnung von Leitungssträngen, welche einen Teil der Statorwicklung bilden, der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird. Die 10A und 10B sind eine Seitenansicht bzw. Rückansicht zur Erläuterung der Konstruktion eines Statorkerns, der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird, die 11A, 11B und 11C sind Querschnitte zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs für den Stator, der bei dem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird, und 12 ist ein Querschnitt zur Erläuterung des Herstellungsvorgangs für den Stator, der bei diesem Kraftfahrzeuggenerator eingesetzt wird. Weiterhin wurden in 2 eine Ausgangsleitung und eine Überkreuzungsverbindung weggelassen.
  • In 1 ist der Kraftfahrzeuggenerator so ausgebildet, dass drehbar ein Rotor 7 des Lundell-Typs im Inneren eines Gehäuses 3 angebracht ist, das durch eine vordere Stütze 1 aus Aluminium und eine hintere Stütze 2 aus Aluminium gebildet wird, mit Hilfe einer Welle 6, und ein Stator 8 an einer Innenwand des Gehäuse 3 so befestigt ist, dass er die Außenumfangsseite des Rotors 7 abdeckt.
  • Die Welle 6 ist drehbar in der vorderen Stütze 1 und der hinteren Stütze 2 gehaltert. Eine Riemenscheibe 4 ist an einem ersten Ende dieser Welle 6 so befestigt, dass Drehmoment von einer Brennkraftmaschine auf die Welle 6 mit Hilfe eines Riemens (nicht gezeigt) übertragen werden kann.
  • Schleifringe 9 zum Zuführen elektrischen Stroms zum Rotor 7 sind an einem zweiten Ende der Welle 6 befestigt, und ein Paar von Bürsten 10 ist in einem Bürstenhalter 11 aufgenommen, der im Inneren des Gehäuses 3 angeordnet ist, so dass das Paar der Bürsten 10 in Kontakt mit den Schleifringen 9 gleitet. Ein Regler 18 zur Einstellung der Größe der Wechselspannung, die in dem Stator 8 erzeugt wird, ist mit Hilfe eines Klebers an einem Kühlkörper 17 befestigt, der auf dem Bürstenhalter 11 befestigt ist. Gleichrichter 12, welche elektrisch mit dem Stator 8 verbunden sind, und in dem Stator 8 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, sind im Inneren des Gehäuses 3 angebracht.
  • Der Rotor 7 weist einen Rotorwickel 13 zur Erzeugung eines Magnetflusses beim Durchgang von elektrischem Strom auf, und ein Paar von Polkernen 20 und 21, die so angeordnet sind, dass sie den Rotorwickel 13 abdecken, wobei Magnetpole in den Polkernen 20 und 21 durch den Magnetfluss ausgebildet werden, der in dem Rotorwickel 13 erzeugt wird. Das Paar der Polkerne 20 und 21 besteht aus Eisen, und jeder Polkern weist acht klauenförmige Magnetpole 22 und 23 auf, die auf einem Außenumfang in gleichen Abständen in Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie in Axialrichtung vorstehen, wobei die Polkerne 20 und 21 einander gegenüberliegend so an der Welle 6 befestigt sind, dass die klauenförmigen Magnetpole 22 und 23 ineinander greifen. Weiterhin sind Gebläse 5 am ersten und zweiten Ende in Axialrichtung des Rotors 7 vorgesehen.
  • Lufteinlassöffnungen 1a und 2a sind in Endoberflächen in Axialrichtung der vorderen Stütze 1 und der hinteren Stütze 2 angeordnet, und Luftauslassöffnungen 1b und 2b sind in zwei Schulterabschnitten am Außenumfang der vorderen Stütze 1 und der hinteren Stütze 2 vorgesehen, gegenüberliegend der Außenseite in Radialrichtung der Vorderend- und Hinterend-Wickelenden 16a und 16b der Statorwicklung 16.
  • Wie in 2 gezeigt, weist der Stator 8 auf: einen zylindrischen Statorkern 15, der als laminierter Kern ausgebildet ist, der mit einer Anzahl an Nuten 15a versehen ist, welche sich in Axialrichtung mit einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung erstrecken; eine mehrphasige Statorwicklung 16, die auf den Statorkern 15 gewickelt ist; und Isolatoren 19, die jeweils in einer der Nuten 15a angebracht sind, um die mehrphasige Statorwicklung 16 elektrisch gegenüber dem Statorkern 15 zu isolieren. Die mehrphasige Statorwicklung 16 weist zwei Wicklungsanordnungen 29 auf, die in zwei Reihen in Radialrichtung angeordnet sind. Die Wicklungsanordnungen 29 werden durch eine Anzahl an Wicklungsunterabschnitten gebildet, bei denen jeweils ein Leitungsstrang 30 außerhalb der Nuten 15a an Endoberflächen des Statorkerns 15 zurückgebogen ist, und wellenförmig so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung innerhalb von Nuten 15a eine vorbestimmte Anzahl an Nuten getrennt eingenommen werden. Im vorliegenden Fall ist der Statorkern 15 mit sechsundneunzig Nuten 15a in gleichmäßigem Abstand versehen, so dass zwei Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitte 160, die nachstehend erläutert werden, aufgenommen werden, so dass die Anzahl an Nuten, welche jede Phase der Wicklungsabschnitte aufnehmen, der Anzahl an Magnetpolen (sechzehn) in dem Rotor 7 entspricht. Langes, isoliertes Kupferdrahtmaterial mit beispielsweise rechteckigem Querschnitt wird bei den Leitungssträngen 30 eingesetzt.
  • Als nächstes wird die Wicklungskonstruktion eines Statorwicklungsphasenabschnitts 161 im Einzelnen unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
  • Ein Statorwicklungsphasenabschnitt 161 besteht aus einem ersten bis einem vierten Wicklungsunterabschnitt 31 bis 34, die jeweils aus einem Leitungsstrang 30 hergestellt sind. Der erste Wicklungsunterabschnitt 31 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut gebildet, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine erste Position von einer Außenumfangsseite und eine zweite Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der zweite Wicklungsunterabschnitt 32 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, hergestellt, so dass abwechselnd die zweite Position von der Außenumfangsseite und die erste Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der dritte Wicklungsunterabschnitt 33 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut gebildet, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine dritte Position von der Außenumfangsseite und eine vierte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der vierte Wicklungsunterabschnitt 32 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut gebildet, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd die vierte Position von der Außenumfangsseite und die dritte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden.
  • Daher bildet jeder der ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 einen Wicklungsunterabschnitt, der eine Windung aufweist, wobei ein einzelner Leitungsstrang 30 in jede sechste Nut 15a so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung eingenommen werden. Die Leitungsstränge 30 sind so angeordnet, dass sie in einer Reihe von vier Strängen in Radialrichtung innerhalb jeder Nut 15a ausgerichtet sind, wobei die Längsrichtungen ihrer rechteckigen Querschnitte in Radialrichtung ausgerichtet sind.
  • An einem ersten Ende des Statorkerns 15 werden ein zweiter Endabschnitt 31b des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 heraus erstreckt, und ein erster Endabschnitt 33a des dritten Wicklungsunterabschnitts 33, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung der benachbarten Adresse), werden ein zweiter Endabschnitt 33b des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 34a des vierten Wicklungsunterabschnitts 34, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung der benachbarten Adresse), und dann werden ein zweiter Endabschnitt 33b des dritten Wicklungsunterabschnitts 33, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 34b des vierten Wicklungsunterabschnitts 34, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung derselben Adresse). Auf diese Weise sind der erste bis vierte Wicklungsunterabschnitt 31 bis 34 in Reihe geschaltet, um einen Statorwicklungsphasenabschnitt 161 auszubilden, der vier Windungen aufweist.
  • Hierbei wird der erste Endabschnitt 31a des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, bzw. des ersten Endabschnitts 32a des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, zu einer Ausgangsleitung (O) bzw. einem Sternpunkt (N) des Statorwicklungsphasenabschnitts 161.
  • Insgesamt sechs Statorwicklungsphasenabschnitte 161 werden entsprechend dadurch ausgebildet, dass die Nuten 15a, in welche die Leitungsstränge 30 gewickelt werden, jeweils um eine Nut versetzt werden. Dann werden, wie in 4 gezeigt, drei Statorwicklungsphasenabschnitte 161 jeweils in zwei Sternschaltungen geschaltet, um die beiden Dreiphasen-Statorwicklungsphasenabschnitte 160 zu bilden, und wird jeder der Dreiphasen-Statorwicklungsphasenabschnitte 160 an seinen eigenen Gleichrichter 12 angeschlossen. Die Gleichrichter 12 sind parallel geschaltet, so dass der von jedem abgegebene Ausgangsstrom mit dem anderen vereinigt wird.
  • Die Leitungsstränge 30, welche die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 bilden, werden jeweils wellenförmig so gewickelt, dass sie sich aus ersten Nuten 15a an Endoberflächen des Statorkerns 15 heraus erstrecken, zurückgebogen sind, und in zweite Nuten 15a sechs Nuten entfernt hineingelangen. Jeder der Leitungsstränge 30 ist so gewickelt, dass abwechselnd die innere Schicht und die äußere Schicht relativ zur Nuttiefenrichtung (der Radialrichtung) in jeder sechsten Nut eingenommen werden. Der erste Wicklungsunterabschnitt 31 und der zweite Wicklungsunterabschnitt 32 sind um einen elektrischen Winkel von 180° so versetzt, dass sie umgekehrt relativ zueinander gewickelt sind. Entsprechend sind der dritte Wicklungsunterabschnitt 33 und der vierte Wicklungsunterabschnitt 34 ebenfalls um einen elektrischen Winkel von 180° so versetzt, dass sie entgegengesetzt relativ zueinander gewickelt sind.
  • Weiterhin erstrecken sich Windungsabschnitte 30a der Leitungsstränge 30 nach außen von dem Statorkern 15 und sind zurückgebogen, um Wickelenden auszubilden. Die Windungsabschnitte 30a, welche mit im wesentlichen der gleichen Form an beiden Enden in Axialrichtung des Statorkerns 15 ausgebildet werden, sind voneinander in Umfangsrichtung und in Radialrichtung beabstandet, und sind ordentlich in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet, so dass Wickelendgruppen 16a und 16b gebildet werden.
  • Als nächstes wird der Zusammenbau des Stators 8 unter Bezugnahme auf die 5 bis 12 erläutert.
  • Zuerst werden, wie in 5 gezeigt, zwölf lange Leitungsstränge 30 gleichzeitig in derselben Ebene so gebogen, dass die Form eines Blitzes entsteht. Dann werden die Wicklungsanordnungen 29, die in den 7A und 7B gezeigt sind, dadurch hergestellt, dass aufeinanderfolgend die Stränge in rechtem Winkel gebogen werden, wie durch den Pfeil in 6 angedeutet, unter Verwendung einer Spannvorrichtung. Die Wicklungsanordnungen 29 werden dann zehn Minuten lang bei 300 Grad angelassen, so dass ein quaderförmiger Kern 37, an dem die Wicklungsanordnungen 29 angebracht sind, einfach in eine ringförmige Form gebracht werden kann.
  • Weiterhin wird, wie in 8 gezeigt, jeder Leitungsstrang 30 dadurch ausgeformt, dass er in ein ebenes Muster gebogen wird, bei welchem gerade Abschnitte 30b, die durch Windungsabschnitte 30a verbunden sind, in einem Abstand von sechs Nuten (6P) ausgerichtet sind. Benachbarte gerade Abschnitte 30b sind versetzt um eine Entfernung gleich einer Breite (W) der Leitungsstränge 30 mit Hilfe der Windungsabschnitte 30a. Die Wicklungsanordnungen 29 sind so aufgebaut, dass sechs Leitungsstrangpaare so angeordnet werden, dass sie um einen Abstand von einer Nut gegeneinander versetzt sind, wobei jedes Leitungsstrangpaar aus zwei Leitungssträngen 30 besteht, in dem voranstehend geschilderten Muster, die um einen Abstand von sechs Nuten versetzt sind, und so angeordnet sind, dass sich gerade Abschnitte 30b überlappen, wie in 9 gezeigt ist. Sechs Endabschnitte der Leitungsstränge 30 erstrecken sich jeweils nach außen von einer ersten und einer zweiten Seite an einem ersten und einem zweiten Ende der Wicklungsanordnungen 29. Weiterhin sind die Windungsabschnitte 30a so ausgebildet, dass sie in Reihen auf ersten und zweiten Seitenabschnitten der Wicklungsanordnungen 29 ausgerichtet sind. Weiterhin sind, wie in 9 gezeigt, die Leitungsstrangpaare, die so angeordnet sind, dass die geraden Abschnitte 30b um einen Abstand von sechs Nuten versetzt sind, und aufeinander gestapelt sind, um einen elektrischen Winkel von 180° versetzt.
  • Der quaderförmige Kern 37 wird so hergestellt, wie dies in den 10A und 10B gezeigt ist, durch Zusammenlaminieren einer vorbestimmten Anzahl an Blechen aus SPCC-Material, die mit trapezförmigen Nuten 37a in einem vorbestimmten Abstand (einem elektrischen Winkel von 30°) versehen sind, und durch Laserverschweißen eines äußeren Abschnitts des Kerns.
  • Wie in 11A gezeigt, sind die Isolatoren 19 in den Nuten 37a des quaderförmigen Kerns 37 angebracht, und sind die geraden Abschnitte der beiden Wicklungsanordnungen 29 so eingeführt, dass sie innerhalb jeder der Nuten aufeinander gestapelt sind. Auf diese Weise werden die beiden Wicklungsanordnungen 29 in dem quaderförmigen Kern 37 angebracht, wie in 11B gezeigt. Hierbei sind gerade Abschnitte 30b der Leitungsstränge 30 in vier Reihen in Radialrichtung innerhalb der Nuten 15a aufgenommen, und sind elektrisch gegen den quaderförmigen Kern 37 durch die Isolatoren 19 isoliert.
  • Als nächstes wird der quaderförmige Kern 37 zusammengerollt, seine Enden aneinander angelegt, und miteinander verschweißt, um einen zylindrischen Kern 38 zu erhalten, wie in 11C gezeigt. Durch Zusammenrollen des quaderförmigen Kerns 37 nehmen die Nuten 37a (entsprechend den Nuten 15a im Statorkern) eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform ein, und werden Öffnungsabschnitte 37b der Nuten 37a (entsprechend Öffnungsabschnitten 15b der Nuten 15a) kleiner als die Abmessungen der Nutbreite der geraden Abschnitte 30b. Dann werden beide Endabschnitte jedes Leitungsstrangs 30 miteinander verbunden, um den ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitt 31 bis 34 auszubilden, die auf dieselbe Nutgruppe gewickelt sind, die jeweils eine Windung aufweisen.
  • Als nächstes werden Windungsabschnitte 30a jedes der Leitungsstränge 30, welche den ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitt 31 bis 34 bilden, zwischen zwei Paaren von Nuten durchgeschnitten, wobei die Nuten in jedem Paar sechs Nuten voneinander entfernt sind. Dann werden die abgeschnittenen Enden (erste und zweite Endabschnitte 31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b, 34a und 34b) der ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 so miteinander verbunden, wie dies in 3 gezeigt ist, um die sechs Statorwicklungsphasenabschnitte 161 auszubilden. Dann wird der zylindrische Kern 38 in einen zylindrischen, äußeren Kern 39 eingeführt, der durch Laminieren von SPCC-Material hergestellt wird, und dann werden die Kerne mittels Schrumpfsitz vereinigt, um den in 12 gezeigten Stator zu erhalten. Der vereinigte Körper, der durch den. zylindrischen Kern 38 und den äußeren Kern 39 gebildet wird, entspricht dem Statorkern 15.
  • Bei dem auf diese Art und Weise aufgebauten Kraftfahrzeuggenerator wird elektrischer Strom von einer (nicht gezeigt) Batterie geliefert, über die Bürsten 10 und die Schleifringe 9 an den Rotorwickel 13, wodurch Magnetfluss erzeugt wird. Die klauenförmigen Magnetpole 22 des ersten Polkerns 22 werden mit Nordsuchenden (N) Polen durch diesen Magnetfluss magnetisiert, und die klauenförmigen Magnetpole 23 des ersten Polkerns 21 werden mit Südsuchenden (S) Polen magnetisiert. Gleichzeitig wird Drehmoment von der Brennkraftmaschine über den Riemen und die Riemenscheibe 4 auf die Welle 6 übertragen, so dass sich der Rotor 7 dreht. Auf diese Weise wird ein Drehmagnetfeld an die mehrphasige Statorwicklung 16 angelegt, so dass eine elektromotorische Kraft in der mehrphasigen Statorwicklung 16 erzeugt wird. Diese elektromotorische Wechselkraft geht durch die Gleichrichter 12 hindurch, und wird in Gleichstrom umgewandelt, die Höhe der Spannung wird durch den Regler 18 eingestellt, und die Batterie wird wieder aufgeladen.
  • Am hinteren Ende wird Außenluft durch die Lufteinlassöffnungen 2a angesaugt, die gegenüberliegend den Kühlkörpern der Gleichrichter 12 bzw. dem Kühlkörper 17 des Reglers 18 angeordnet sind, durch Drehung der Gebläse 5, und dann fließt die Luft entlang der Achse der Welle 6, kühlt die Gleichrichter 12 und den Regler 18, und wird dann in Zentrifugalrichtung durch die Gebläse 5 abgelenkt, so dass die Hinterend-Wickelendgruppe 16b der mehrphasigen Statorwicklung 16 gekühlt wird, bevor die Luft nach außen durch die Luftauslassöffnungen 2b ausgestoßen wird. Gleichzeitig wird am Vorderende Außenluft in Axialrichtung durch die Lufteinlassöffnungen 1a infolge der Drehung der Gebläse 5 angesaugt, und dann in Zentrifugalrichtung durch die Gebläse 5 abgelenkt, wodurch die Vorderend-Wickelendgruppe 16a der mehrphasigen Statorwicklung 16 gekühlt wird, bevor die Luft nach außen durch die Luftauslassöffnungen 1b ausgestoßen wird.
  • Auf diese Weise wird bei der Ausführungsform 1 die mehrphasige Statorwicklung 16 mit einer Anzahl erster bis vierter Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 versehen, bei denen jeweils ein Leitungsstrang 30 außerhalb der Nuten 15a an Endoberflächen des Statorkerns 15 zurückgebogen ist, und so wellenförmig gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung in jede sechsten Nut 15a eingenommen werden. Zwei Wicklungsanordnungen 29 werden eingesetzt, die jeweils aus einem Paar erster und zweiter Wicklungsgruppen bestehen, wobei die erste Wicklungsgruppe durch sechs erste Wicklungsunterabschnitte 31 (oder dritte Wicklungsunterabschnitte 33) gebildet wird, die in einem Abstand von einer Nut voneinander angeordnet sind, und die zweite Wicklungsgruppe durch sechs zweite Wicklungsunterabschnitte 32 (oder vierte Wicklungsunterabschnitte 34) gebildet wird, die in einem Abstand von einer Nut voneinander angeordnet sind, und entgegengesetzt so gewickelt sind, dass sie um einen elektrischen Winkel von 180° in Bezug auf die ersten Wicklungsunterabschnitte 31 (oder dritten Wicklungsunterabschnitte 33) versetzt sind. Die beiden Wicklungsanordnungen 29 sind so in dem Statorkern 15 angeordnet, dass zwei Reihen in Radialrichtung gebildet werden.
  • Auf diese Weise sind sechs Statorwicklungsphasenabschnitte 161 in dem Statorkern 15 angebracht, durch Anbringen der beiden Wicklungsanordnungen 29 im Statorkern 15 so, dass zwei Reihen in Radialrichtung gebildet werden, wodurch der Zusammenbau signifikant erleichtert wird.
  • Da Wicklungsverbindungen zwischen den beiden Wicklungsanordnungen 29 durch zwei Überkreuzungsverbindungen bei einer benachbarten Adresse gebildet werden, und die Wicklungsverbindung in einer der Wicklungsanordnungen 29 durch eine Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse gebildet wird, weisen die Überkreuzungsverbindungsabschnitte eine extrem einfache Konstruktion auf. Die Vorgänge des Herumziehens und Abbiegens der Leitungsstränge 30 zur Ausbildung der Überkreuzungsverbindungen können daher wesentlich erleichtert werden, was den Verbindungsvorgang wesentlich verbessert.
  • Da die Überkreuzungsverbindungsabschnitte in jedem Statorwicklungsphasenabschnitt 161 sich auf zwei benachbarte Nutpaare konzentrieren, bei welchen die Paare sechs Nuten voneinander entfernt sind, wird darüber hinaus der Verbindungsvorgang wesentlich verbessert.
  • Da die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34, welche die mehrphasige Statorwicklung 16 bilden, jeweils aus einem Leitungsstrang 30 (einem durchgehenden Draht) bestehen, ist es nicht erforderlich, eine große Anzahl an kurzen Leitersegmenten 54 in den Statorkern 51 einzuführen, und Endabschnitte 54b miteinander durch Schweißen, Löten und dergleichen zu verbinden, wie dies bei dem herkömmlichen Stator 50 erforderlich war, so dass die Produktivität für den Stator 8 wesentlich verbessert werden kann.
  • Da die Wickelenden durch die Windungsabschnitte 30a der Leitungsstränge 30 gebildet werden, sind die einzigen Verbindungen in den Wickelendgruppen 16a und 16b die ersten und zweiten Endabschnitte der ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 und die Überkreuzungsverbindungsabschnitte, wodurch die Anzahl an Verbindungen signifikant verringert wird. Da das Auftreten von Kurzschlussausfällen unterdrückt werden kann, das mit einem Verlust der Isolierung infolge des Verbindungsvorgangs einhergeht, kann daher eine bessere Isolierung erzielt werden, und auch eine hohe Ausbeute erreicht werden. Darüber hinaus kann eine Verringerung der Korrosionsbeständigkeit unterdrückt werden, die mit einem Verlust der Isolierung infolge der Verbindung einhergeht.
  • Da die beiden Wicklungsanordnungen 29, die aus durchgehendem Draht bestehen, in zwei Reihen ausgerichtet werden können, und in die Nuten 15a des Statorkerns 15 eingeführt werden können, wird der Zusammenbau signifikant verbessert, verglichen mit dem Stand der Technik, bei welchem eine große Anzahl an Leitersegmenten 54 jeweils getrennt in die Nuten eingeführt wird.
  • Eine Erhöhung der Anzahl an Windungen in der mehrphasigen Statorwicklung kann einfach dadurch erzielt werden, dass die geraden Abschnitte 30b der Wicklungsanordnungen 29, die aus durchgehenden Leitungssträngen bestehen, relativ zueinander ausgerichtet werden, und so angebracht werden, dass sie aufeinander gestapelt sind.
  • Der Stator 8 gemäß Ausführungsform 1 kann so hergestellt werden, dass die Wicklungsanordnungen 29, die aus durchgehendem Draht bestehen, in die Nuten 37a in dem quaderförmigen Kern 37 durch die Öffnungsabschnitte 37b eingeführt werden, und dann der quaderförmigen Kern 37 zu einer Ringform zusammengerollt wird. Da die Öffnungsabmessungen der Öffnungsabschnitte 37b der Nuten 37a des quaderförmigen Kerns 37 größer gewählt werden können als die Abmessungen der Leitungsstränge 30 in Richtung der Breite der Nuten, wird der Vorgang des Einführens der Wicklungsanordnungen 29 erleichtert. Da die Öffnungsabmessungen der Öffnungsabschnitte 37b des quaderförmigen Kerns 37 kleiner gewählt werden können als die Abmessungen der Leitungsstränge 30 in Richtung der Breite der Nuten, wenn der quaderförmige Kern 37 zusammengerollt wird, wird der Raumfaktor verbessert, was eine Erhöhung der Ausgangsleistung ermöglicht. Selbst wenn die Anzahl an Nuten erhöht wird, wird die Produktivität für den Stator nicht beeinträchtigt. Da es nicht erforderlich ist, die Leitungsstränge 30 in die Nuten 15a entlang der Axialrichtung des Statorkerns 15 zu drücken, wie dies bei den Leitersegmenten 54 der Fall war, tritt nicht leicht eine Beschädigung der Isolierbeschichtung auf den Leitungssträngen 30 auf, so dass eine hohe Ausbeute erreicht werden kann.
  • Die Auswirkungen, die durch Installieren des Stators 8 mit dem voranstehend geschilderten Aufbau in einem Generator erreicht werden können, werden nachstehend geschildert.
  • Da die Wickelenden durch die Windungsabschnitte 30a der Leitungsstränge 30 gebildet werden, ist die Anzahl an Verbindungen in den Wickelendgruppen 16a und 16b signifikant verringert. Daher werden die Leitungsstränge 30 nicht durch Schweißen erweicht, was die Steifigkeit des Stators insgesamt erhöht, und ermöglicht, das magnetische Rauschen zu verringern.
  • Die Wickelendgruppen 16a und 16b sind so ausgebildet, dass die Windungsabschnitte 30a in Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Verglichen mit den herkömmlichen Wickelendgruppen, bei welchen die Endabschnitte 54b der Leitersegmente 54 miteinander verbunden waren, kann daher die Höhe verkleinert werden, um welche sich die Wickelendgruppen vom Statorkern 15 aus nach außen erstrecken. Daher wird der Windwiderstand in den Wickelendgruppen 16a und 16b verringert, was eine Verringerung von Windgeräuschen infolge der Drehung des Rotors 7 ermöglicht. Auch die Wickelstreureaktanz in den Wickelenden wird verringert, wodurch die Ausgangsleistung und der Wirkungsgrad verbessert werden.
  • Vier Leitungsstränge 30 sind so angeordnet, dass sie in einer Reihe in Radialrichtung in jeder Nut 15a ausgerichtet sind, und die Windungsabschnitte 30a sind so angeordnet, dass sie in zwei Reihen in Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Die Windungsabschnitte 30a, welche die Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, sind daher jeweils in zwei Reihen in Radialrichtung unterteilt, was es ermöglicht, die Höhe zu verkleinern, um welche sich die Wickelendgruppen 16a und 16b vom Statorkern 15 aus nach außen erstrecken. Dies führt dazu, dass der Windwiderstand in den Wickelendgruppen 16a und 16b verringert wird, was die Verringerung von Windgeräuschen infolge der Drehung des Rotors 7 ermöglicht.
  • Die Windungsabschnitte 30a, die an den Endoberflächen des Statorkerns 15 zurückgebogen sind, verbinden jeweils zwei gerade Abschnitte 30b, die in unterschiedlichen Schichten in unterschiedlichen Nuten 15a sechs Nuten entfernt angeordnet sind. Da eine gegenseitige Störung zwischen den Wickelenden in jeder Phase unterdrückt wird, und der Raumfaktor der Statorwicklung erhöht wird, kann eine erhöhte Ausgangsleistung erreicht werden. Weiterhin lässt sich jeder der Windungsabschnitte 30a einfach mit einer im Wesentlichen identischen Form ausbilden. Da Unregelmäßigkeiten in Umfangsrichtung auf radial inneren Randoberflächen der Wickelendgruppen 16a und 16b unterdrückt werden können, durch Ausbildung jedes der Windungsabschnitte 30a mit im wesentlichen identischer Form, also durch Ausbildung der Windungsabschnitte 30a, welche die Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, mit im wesentlichen identischer Form in Umfangsrichtung, können Windgeräusche verringert werden, die zwischen dem Rotor 7 und den Wickelendgruppen 16a und 16b erzeugt werden. Weiterhin wird die Streuinduktivität gleichmäßig, was die Ausgangsleistung stabilisiert. Da die Windungsabschnitte 30a in Umfangsrichtung beabstandet sind, und die Räume zwischen den Windungsabschnitten 30a in Umfangsrichtung so ausgebildet sind, dass sie im wesentlichen identisch sind, wird der Durchgang von Kühlluft ins Innere der Wickelendgruppen 16a und 16b erleichtert, was die Kühlung verbessert, und Geräusche infolge einer gegenseitigen Störung zwischen der Kühlluft und den Wickelenden verringert.
  • Da die Windungsabschnitte 30a mit im Wesentlichen identischer Form ausgebildet sind, und in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind, ist die Wärmeabfuhr von jedem der Windungsabschnitte 30a gleichmäßig, und ist darüber hinaus die Wärmeabgabe von jeder der Wickelendgruppen 16a und 16b gleichmäßig. Wärme, die in der mehrphasigen Statorwicklung 16 erzeugt wird, wird daher gleichmäßig von jedem der Windungsabschnitte 30a abgestrahlt, und gleichmäßig von beiden Wickelendgruppen 16a und 16b abgestrahlt, was die Kühlung der mehrphasigen Statorwicklung 16 verbessert.
  • Da der Nutabstand, mit welchem die Leitungsstränge 30 gewickelt sind, dem Abstand der N- und S-Pole in dem Rotor 7 entspricht, ist die Wicklung eine Wicklung mit vollständigem Abstand, was es ermöglicht, eine hohe Ausgangsleistung zu erzielen.
  • Da die Öffnungsabmessungen der Öffnungsabschnitte 15b der Nuten 15a so gewählt sind, dass sie kleiner sind als die Abmessungen der Leitungsstränge 30 in Richtung der Breite der Nuten 15a, wird verhindert, dass die Leitungsstränge 30 aus den Nuten 15a radial nach innen herausfallen, und können Geräusche an den Öffnungsabschnitten 15b infolge einer gegenseitigen Störung mit dem Rotor 7 verringert werden.
  • Da die geraden Abschnitte 30b einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, passt die Querschnittsform der geraden Abschnitte 30b ordnungsgemäß in die Form der Nuten 15a, wenn die geraden Abschnitte 30b in den Nuten 15a aufgenommen werden. Hierdurch lässt sich der Raumfaktor der Leitungsstränge 30 innerhalb der Nuten 15a einfach erhöhen, was eine verbesserte Wärmeübertragung von den Leitungssträngen 30 auf den Statorkern 15 ermöglicht. Da die Leitungsstränge 30 einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wird die Oberfläche vergrößert, welche Wärme von den Windungsabschnitten 30a abstrahlt, welche die Wickelenden bilden, so dass von der mehrphasigen Statorwicklung 16 erzeugte Wärme effizient abgestrahlt wird. Durch Anordnen der langen Seiten des rechteckigen Querschnitts parallel zur Radialrichtung können darüber hinaus Spalte zwischen den Windungsabschnitten 30b sichergestellt werden, was es ermöglicht, dass die Kühlluft ins Innere der Wickelendgruppen 16a und 16b hineingelangt, und den Windwiderstand in Radialrichtung zu verringern. Bei der vorliegenden Ausführungsform 1 weisen die Leitungsstränge 30 einen rechteckigen Querschnitt auf, jedoch ist die Querschnittsform der Leitungsstränge 30 nicht auf einen rechteckigen Querschnitt beschränkt, und kann jede im wesentlichen flache Form sein, beispielsweise eine länglichelliptische Form, bei welcher die kurzen Seiten eines Rechtecks als Bögen ausgebildet sind, oder eine längliche Form, usw.
  • Der Rotor 7 weist sechzehn Magnetpole auf, und sechsundneunzig (96) Nuten 15a sind mit gleichmäßigem Winkelabstand in dem Statorkern 15 vorgesehen. Da die Leitungsstränge 30 wellenförmig in jede sechste Nut 15a gewickelt sind, entspricht der Abstand der Nuten, in welche die Leitungsstränge 30 wellenförmig gewickelt sind, dem Abstand der N- und der S-Pole. Daher kann ein maximales Drehmoment erhielt werden, was eine erhöhte Ausgangsleistung ermöglicht.
  • Wie in 4 gezeigt, sind die beiden Dreiphasen-Statorwicklungsphasenabschnitte 160 so ausgebildet, dass drei Statorwicklungsphasenabschnitte 161 jeweils zwei Sternschaltungen aufweisen, ist jeder der drei Statorwicklungsphasenabschnitte 161 so ausgebildet, dass die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 in Reihe geschaltet sind, ist jeder dieser zwei Dreiphasen-Statorwicklungsphasenabschnitte 160 an seinen eigenen Gleichrichter 12 angeschlossen, und sind darüber hinaus die Ausgänge der beiden Gleichrichter 12 parallel geschaltet. Der Gleichstrom, der von den Dreiphasen-Statorwicklungsphasenabschnitten 160 mit vier Windungen abgegeben wird, kann daher vereinigt und abgezogen werden, was das Problem einer unzureichenden Energieerzeugung in Bereichen niedriger Drehzahlen löst.
  • Da die Höhe der Wickelendgruppen 16a und 16b gering ist, und nicht viele Verbindungsabschnitte vorhanden sind, werden Geräusche verringert, die durch gegenseitige Störung zwischen den Wickelendgruppen 16a und 16b und den Kühlluftfluss hervorgerufen werden, der durch die Gebläse 5 infolge der Drehung des Rotors 7 erzeugt wird. Da die Form beider Wickelendgruppen 16a und 16b im wesentlichen gleich ist, und die Gebläse 5 an beiden Enden des Rotors 7 angeordnet sind, werden die Wickelendgruppen 16a und 16b in ausgeglichener Art und Weise gekühlt, wodurch die Temperatur der Statorwicklung gleichmäßig und wesentlich verringert wird.
  • Allerdings müssen die Gebläse 5 nicht an beiden Enden des Rotors 7 angeordnet sein, sondern können sie unter Berücksichtigung der Positionen der Statorwicklung oder der Gleichrichter angeordnet sein, welche beide Körper mit starker Wärmeerzeugung darstellen. So können beispielsweise die Wickelenden der Statorwicklung, welche Körper mit starker Wärmeentwicklung darstellen, an der Auslassseite eines Gebläses mit einer hohen Kühlgeschwindigkeit angeordnet sein, und kann ein Gebläse an einem Endabschnitt des Rotors an dem Ende angeordnet sein, an welchem sich die Gleichrichter befinden. Da bei der Anbringung an einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine die Riemenscheibe normalerweise mit einer Kurbelwelle mit Hilfe eines Riemens verbunden ist, kann das Gebläse an dem Ende weg von der Riemenscheibe angeordnet sein, so dass die ausgestoßene Kühlluft von dem Gebläse nicht den Riemen beeinträchtigt. Weiterhin weisen Schulterabschnitte der klauenförmigen Magnetpole des Rotors eine Windtransportwirkung auf, und können als Kühlvorrichtung verwendet werden.
  • Da die Richtung der Schrägstellung der Leitungsstränge 30, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppe 16a bilden, parallel zur Richtung der Schrägstellung der Leitungsstränge 30 verläuft, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppe 16b bilden, dreht sich der Fluss in Axialrichtung von Kühlluft durch das Gehäuse 3 entlang der Richtung der Schrägstellung der Leitungsstränge 30. Auf diese Weise wird der Luftfluss in Axialrichtung gesteuert, der durch die Drehung des Rotors 7 erzeugt wird.
  • Anders ausgedrückt wird der Fluss in Axialrichtung der Kühlluft gefördert, wenn die Leitungsstränge 30, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, entlang der Richtung schräg stehen, die sich aus einer Kombination einer Komponente des Kühlluftflusses in Richtung der Drehung des Rotors 7 und einer Komponente des Flusses in Axialrichtung der Kühlluft ergibt. Da der Rotorwickel 13 wirksam gekühlt wird, nimmt daher die Temperatur des Rotorwickels 13 ab, was es ermöglicht, den Feldstrom zu erhöhen, und die Ausgangsleistung zu verbessern. In diesem Fall werden auch Windgeräusche infolge gegenseitiger Störungen verringert, da die Leitungsstränge 30, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, schräg entlang der Komponente des Flusses in Axialrichtung der Kühlluft stehen.
  • Andererseits wird der Fluss in Axialrichtung der Kühlluft verringert, wenn die Leitungsstränge 30, welche die Innenumfangsseite der Wickelendgruppen 16a und 16b bilden, entlang jener Richtung schräg stehen, die sich aus der Kombination einer Komponente des Kühlluftflusses in Richtung der Drehung des Rotors 7 und einer Komponente gegen den Fluss in Axialrichtung der Kühlluft ergibt. Daher wird die Luftmenge erhöht, die in Radialrichtung ausgestoßen wird, was die Kühlung der Wickelenden verbessert, die an der Auslassseite angeordnet sind.
  • Da die Länge in Axialrichtung des Stators 8, einschließlich der Wickelenden, kürzer ist als die Polkerne 20 und 21, kann ein kompakter Aufbau erzielt werden. Wenn Gebläse 5 an beiden Endabschnitten des Rotors 7 angeordnet sind, wird infolge der Tatsache, dass keine Wickelenden an der Auslassseite der Gebläse vorhanden sind, der Windwiderstand signifikant verringert, wodurch Windgeräusche verringert werden, und Temperaturanstiege in inneren Teilen unterdrückt werden, welche eine Kühlung benötigen, beispielsweise bei den Gleichrichtern 12.
  • Die Anzahl an Nuten, welche die mehrphasige Statorwicklung 16 aufnehmen, beträgt zwei pro Pol pro Phase, und es sind zwei Dreiphasen-Statorwicklungsphasenabschnitte 160 vorgesehen, jeweils entsprechend der Anzahl an Nuten pro Pol pro Phase. Daher kann die magnetomotorische Signalform so ausgebildet werden, dass sie sich an ein Sinussignal annähert, wodurch höhere harmonische Signalkomponenten verringert werden, und eine stabile Ausgangsleistung sichergestellt wird. Da die Anzahl an Nuten 15a erhöht ist, sind Zähne in dem Statorkern 15 schlank, wodurch ein Kriechmagnetfluss durch Zähne verringert wird, welche die gegenüberliegenden, klauenförmigen Magnetpole 22 und 23 überspannen, was es ermöglicht, plötzliche Anstiege der Ausgangsleistung zu unterdrücken. Da eine größere Anzahl an Nuten 15a eine entsprechend größere Anzahl an Windungsabschnitten 30a bedeutet, wird darüber hinaus die Wärmeabfuhr von den Wickelendgruppen verbessert.
  • Da die Nuten 15a und die Öffnungsabschnitte 15b so angeordnet sind, dass sie gleichmäßig in einem elektrischen Winkel von 30° angeordnet sind, können magnetische Polarisationen verringert werden, die zu Erregerkräften führen, welche magnetisches Rauschen verursachen.
  • Weiterhin sind bei der voranstehenden Ausführungsform 1 Endabschnitte jedes der Leitungsstränge 30 in den ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitten 31 bis 34 miteinander verbunden, um eine Windung der Wicklung auszubilden, und dann werden einige der Windungsabschnitte 30b der Leitungsstränge 30, welche die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 bilden, durchgeschnitten, und werden die abgeschnittenen Enden zu einer Überkreuzungsverbindung eingesetzt, jedoch können auch die Endabschnitte jedes der Leitungsstränge 30 in den ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitten 31 bis 34 zur Überkreuzungsverbindung eingesetzt werden. In diesem Fall wird die Anzahl an Verbindungen weiter verringert, und ist der Schneidvorgang nicht mehr erforderlich.
  • Ausführungsform 2
  • 13 ist eine Endansicht, welche Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • In 13 wird ein Statorwicklungsphasenabschnitt 161A durch erste bis vierte Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 gebildet, die jeweils aus einem Leitungsstrang 30 bestehen. Der erste Wicklungsunterabschnitt 31 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut gebildet, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine erste Position von einer Außenumfangsseite und eine zweite Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der zweite Wicklungsunterabschnitt 32 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut gebildet, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd die zweite Position von der Außenumfangsseite und die erste Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der dritte Wicklungsunterabschnitt 33 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut gebildet, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine dritte Position von der Außenumfangsseite und eine vierte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der vierte Wicklungsunterabschnitt 34 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut gebildet, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd die vierte Position von der Außenumfangsseite und die dritte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden.
  • Jeder der ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 34 bildet daher einen Wicklungsunterabschnitt, der eine Windung aufweist, bei welcher ein einzelner Leitungsstrang 30 so in jede sechste Nut 15a gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Richtung der Nuttiefe eingenommen werden.
  • Am ersten Ende des Statorkerns 15 werden ein zweiter Endabschnitt 31b des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 33a des dritten Wicklungsunterabschnitts 33, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse), dann werden ein zweiter Endabschnitt 33b des dritten Wicklungsunterabschnitts 33, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 34b des vierten Wicklungsunterabschnitts 34, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse), und weiter werden ein erster Endabschnitt 31a des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 32a des Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse). Der erste bis vierte Wicklungsunterabschnitt 31 bis 34 werden daher in Reihe geschaltet, um einen Statorwicklungsphasenabschnitt 161A auszubilden, der vier Windungen aufweist.
  • Hierbei werden der zweite Endabschnitt 32b des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 heraus erstreckt, und der Endabschnitt 34a des vierten Wicklungsunterabschnitts 34, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, zu einer Ausgangsleitung (O) bzw. zu einem Sternpunkt (N), des Statorwicklungsphasenabschnitts 161A.
  • Wie voranstehend erläutert, ist jeder Statorwicklungsphasenabschnitt 161A gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung auf dieselbe Art und Weise aufgebaut, wie der Statorwicklungsphasenabschnitt 161 bei der voranstehenden Ausführungsform 1, mit Ausnahme des Überkreuzungsverbindungsverfahrens des ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitts 31 bis 34.
  • Genauer gesagt, sind bei Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zwei Statorwicklungsanordnungen 29 in den Statorkern 15 in zwei Reihen in Radialrichtung gewickelt. Dann wird jeder Statorwicklungsphasenabschnitt 161A, der vier Windungen aufweist, dadurch ausgebildet, dass eine Verbindung zwischen den Wicklungsunterabschnitten innerhalb jeder der Wicklungsanordnungen 29 durch zwei Überkreuzungsverbindungen mit benachbarter Adresse hergestellt wird, und eine Verbindung zwischen den Wicklungsunterabschnitten zwischen den beiden Wicklungsanordnungen 29 mit einer Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse hergestellt wird. Daher können die gleichen Auswirkungen wie bei der Ausführungsform 1 auch bei der Ausführungsform 2 erzielt werden.
  • Ausführungsform 3
  • 14 ist eine Endansicht, welche Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei einem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • In 14 wird ein Statorwicklungsphasenabschnitt 161B durch erste und zweite Wicklungsunterabschnitte 31 und 32 gebildet, die jeweils aus einem Leitungsstrang 30 bestehen. Der erste Wicklungsunterabschnitt 31 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine erste Position von einer Außenumfangsseite und eine zweite Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der zweite Wicklungsunterabschnitt 32 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd die zweite Position von der Außenumfangsseite und die erste Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden.
  • Daher bildet jeder der ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte 31 und 32 einen Wicklungsunterabschnitt, der eine Windung aufweist, bei welcher ein einzelner Leitungsstrang 30 in jede sechste Nut 15a so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Richtung der Nuttiefe eingenommen werden.
  • An dem ersten Ende des Statorkerns 15 werden ein zweiter Endabschnitt 31b des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 32b des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse). Daher werden der erste und der zweite Wicklungsunterabschnitt 31 bzw. 32 in Reihe geschaltet, um einen Statorwicklungsphasenabschnitt 161B auszubilden, der zwei Windungen aufweist.
  • Hierbei werden der erste Endabschnitt 31a des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und der erste Endabschnitt 32a des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, zu einer Ausgangsleitung (O) bzw. einem Sternpunkt (N), des Statorwicklungsphasenabschnitts 161B.
  • Wie voranstehend erläutert, ist jeder Statorwicklungsphasenabschnitt 161B gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung ebenso aufgebaut wie der Statorwicklungsphasenabschnitt 161 bei der voranstehenden Ausführungsform 1, mit Ausnahme des Überkreuzungsverbindungsverfahrens der ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte 31 bzw. 32.
  • Genauer gesagt, ist bei Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eine Statorwicklungsanordnung 29 in dem Statorkern 15 angebracht. Dann wird jeder Statorwicklungsphasenabschnitt 161A, der zwei Windungen aufweist, dadurch ausgebildet, dass eine Verbindung zwischen den Wicklungsunterabschnitten innerhalb der einzelnen Windungsabschnitten 29 unter Verwendung einer Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse hergestellt wird. Daher können die gleichen Auswirkungen wie bei der Ausführungsform 1 auch bei der Ausführungsform erzielt werden.
  • Ausführungsform 4
  • 15 ist eine Endansicht, welche Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei dem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • In 15 wird ein Statorwicklungsphasenabschnitt 161C durch erste bis sechste Wicklungsunterabschnitte 31 bis 36 gebildet, die jeweils aus einem Leitungsstrang 30 bestehen. Der erste Wicklungsunterabschnitt 31 wird dadurch hergestellt, dass wellenförmig ein Leitungsstrang 30 in jede sechste Nut gewickelt wird, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine erste Position von einer Außenumfangsseite und eine zweite Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der zweite Wicklungsunterabschnitt 32 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 hergestellt, in jede sechste Nut von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine zweite Position von der Außenumfangsseite und eine erste Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der dritte Wicklungsunterabschnitt 33 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine dritte Position von der Außenumfangsseite und eine vierte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der vierte Wicklungsunterabschnitt 34 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine vierte Position von der Außenumfangsseite und eine dritte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der fünfte Wicklungsunterabschnitt 35 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine fünfte Position von der Außenumfangsseite und eine sechste Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der sechste Wicklungsunterabschnitt 36 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 30 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine sechste Position von der Außenumfangsseite und eine fünfte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden.
  • Daher bildet jeder der ersten bis sechsten Wicklungsunterabschnitte 31 bis 36 einen Wicklungsunterabschnitt, der eine Windung aufweist, bei welchem ein einziger Leitungsstrang 30 in jede sechste Nut 15a so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Richtung der Nuttiefe eingenommen werden.
  • An einem ersten Ende des Statorkerns 15 werden ein zweiter Endabschnitt 31b des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 33a des dritten Wicklungsunterabschnitts, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse), werden ein zweiter Endabschnitt 33b des dritten Wicklungsunterabschnitts 33, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 35a des fünften Wicklungsunterabschnitts 35, der sich nach außen von der fünften Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse), dann werden ein zweiter Endabschnitt 32b des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 34a des vierten Wicklungsunterabschnitts 34, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse), dann werden ein zweiter Endabschnitt 34b des vierten Wicklungsunterabschnitts 34, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 36a des sechsten Wicklungsunterabschnitts 36, der sich nach außen von der fünften Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse), dann werden ein zweiter Endabschnitt 35b des fünften Wicklungsunterabschnitts 35, der sich nach außen von der sechsten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 36b des sechsten Wicklungsunterabschnitts 36, der sich nach außen von der sechsten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse). Auf diese Weise werden der erste bis sechste Wicklungsunterabschnitt 31 bis 36 in Reihe geschaltet, um einen Statorwicklungsphasenabschnitt 161C auszubilden, der sechs Windungen aufweist.
  • Zu diesem Zeitpunkt werden ein erster Endabschnitt 31a des ersten Wicklungsunterabschnitts 31, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 32a des zweiten Wicklungsunterabschnitts 32, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, zu einer Ausgangsleitung (O) bzw. zu einem Sternpunkt (N), des Statorwicklungsphasenabschnitts 161A.
  • Wie voranstehend erläutert, ist jeder Statorwicklungsphasenabschnitt 161C gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung auf dieselbe Art und Weise aufgebaut, wie der Statorwicklungsphasenabschnitt 161 bei der voranstehenden Ausführungsform 1, mit Ausnahme der Anzahl an Windungen und des Überkreuzungsverbindungsverfahrens des ersten bis sechsten Wicklungsunterabschnitts 31 bis 36.
  • Genauer gesagt, sind bei Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung drei Statorwicklungsanordnungen 29 in den Statorkern 15 in drei Reihen in Radialrichtung gewickelt. Dann wird jeder Statorwicklungsphasenabschnitt 161C, der sechs Windungen aufweist, dadurch hergestellt, dass eine Verbindung zwischen den Wicklungsunterabschnitten innerhalb einer der Wicklungsanordnungen 29 mit einer Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse hergestellt wird, und eine Verbindung zwischen den Wicklungsunterabschnitten zwischen benachbarten Wicklungsanordnungen 29 mit vier Überkreuzungsverbindungen mit derselben Adresse hergestellt wird. Daher können die gleichen Auswirkungen wie bei der Ausführungsform 1 auch bei der Ausführungsform 4 erzielt werden.
  • Ausführungsform 5
  • 16 ist eine Perspektivansicht, die einen Stator des Kraftfahrzeuggenerators gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt. Darüber hinaus sind in 16 Ausgangsleitungen, Überkreuzungsverbindungen, usw. weggelassen.
  • In 16 weist ein Stator 8A auf: einen Statorkern 15; eine mehrphasige Statorwicklung 16A, die auf den Statorkern 15 gewickelt ist; und Isolatoren 19, die innerhalb von Nuten 15a angebracht sind, wobei die Isolatoren 19 elektrisch die mehrphasige Statorwicklung 16A gegen die Statorkern 15 isolieren. Die mehrphasige Statorwicklung 16A weist eine Anzahl an Wicklungsunterabschnitten auf, in denen jeweils ein Leitungsstrang 40 (400) so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Richtung der Nuttiefe innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden, in Intervallen mit einer vorbestimmten Anzahl an Nuten, wobei die Leitungsstränge 40 (400) außerhalb der Nuten an Endoberflächen in Axialrichtung des Statorkerns 15 zurückgebogen sind. Bei der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls sechsundneunzig Nuten 51a in gleichem Abstand so vorgesehen, dass zwei Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitte aufgenommen werden, so dass die Anzahl an Nuten, welche jeden Wicklungsabschnitt aufnehmen, der Anzahl an Magnetpolen (sechzehn) in einem Rotor (nicht gezeigt) entspricht.
  • Da die mehrphasige Statorwicklung 16A so ausgebildet ist, dass die Wicklungsunterabschnitte, die durch die Leitungsstränge 40 gebildet werden, von den Wicklungsunterabschnitten umhüllt sind, die durch die Leitungsstränge 400 gebildet werden, sind die Leitungsstränge 40 in 16 nicht erkennbar, da sie durch die Windungsabschnitte 400a der Leitungsstränge 400 abgedeckt sind.
  • Als nächstes wird die Konstruktion der Wicklungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt 162 unter Bezugnahme auf 17 erläutert.
  • Ein Statorwicklungsphasenabschnitt 162 wird durch einen ersten und einen zweiten Wicklungsunterabschnitt 41 bzw. 42 gebildet, die jeweils aus einem Leitungsstrang 400 bestehen, und durch einen dritten und einen vierten Wicklungsunterabschnitt 43 bzw. 44, die jeweils aus einem Leitungsstrang 40 bestehen. Da die Leitungsstränge 40 und 400 aus demselben Material bestehen, kann beispielsweise Kupferdrahtmaterial verwendet werden, das einen rechteckigen Querschnitt aufweist, und mit einer Isolierung beschichtet ist.
  • Der erste Wicklungsunterabschnitt 41 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 400 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine erste Position von einer Außenumfangsseite und eine vierte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der zweite Wicklungsunterabschnitt 42 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 400 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd die vierte Position von der Außenumfangsseite und die erste Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der dritte Wicklungsunterabschnitt 43 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 40 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd eine zweite Position von der Außenumfangsseite und eine dritte Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden. Der vierte Wicklungsunterabschnitt 44 wird durch wellenförmiges Wickeln eines Leitungsstrangs 40 in jede sechste Nut hergestellt, von Nut Nummer 1 bis Nummer 91, so dass abwechselnd die dritte Position von der Außenumfangsseite und die zweite Position von der Außenumfangsseite innerhalb der Nuten 15a eingenommen werden.
  • Jeder der ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 41 bis 44 bildet daher einen Wicklungsunterabschnitt, der eine Windung aufweist, bei welchem ein einzelner Leitungsstrang 400 (oder 40) in jede sechste Nut 15a so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Richtung der Nuttiefe eingenommen werden. Die Leitungsstränge 400 und 40 sind so angeordnet, dass sie in einer Reihe von vier Strängen in Radialrichtung innerhalb jeder Nut 15a ausgerichtet sind, wobei die Längsrichtung ihrer rechteckigen Querschnitte in Radialrichtung ausgerichtet ist.
  • An einem ersten Ende der Statorkerns 15 werden ein zweiter Endabschnitt 43b des dritten Wicklungsunterabschnitts 43, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 42a des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse), dann werden ein zweiter Endabschnitt 44b des vierten Wicklungsunterabschnitts 44, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 41a des ersten Wicklungsunterabschnitts 41, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse), und weiterhin werden ein erster Endabschnitt 43a des dritten Wicklungsunterabschnitts 43, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 44a des vierten Wicklungsunterabschnitts 44, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse). Auf diese Weise werden der erste bis vierte Wicklungsunterabschnitt 41 bis 44 in Reihe geschaltet, um einen Statorwicklungsphasenabschnitt 162 auszubilden, der vier Windungen aufweist.
  • Zu diesem Zeitpunkt werden der erste Endabschnitt 42b des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und der zweite Endabschnitt 41b des ersten Wicklungsunterabschnitts 41, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, zu einer Ausgangsleitung (O) bzw. zu einem Sternpunkt (N), des Statorwicklungsphasenabschnitts 162.
  • Insgesamt sechs Statorwicklungsphasenabschnitte 162 werden entsprechend hergestellt, durch Versetzen der Nuten 15a, in welche die Leitungsstränge 40 und 400 gewickelt werden, um jeweils eine Nut. Dann werden, wie bei der voranstehenden Ausführungsform 1, drei Statorwicklungsphasenabschnitte 162 jeweils in zwei Sternschaltungen geschaltet, um die zwei Dreiphasen-Statorwicklungen auszubilden, wie in 4 gezeigt, und wird jeder der Dreiphasen-Statorwicklungsabschnitte an seinen eigenen Gleichrichter 12 angeschlossen. Die Gleichrichter 12 sind parallel geschaltet, so dass deren Ausgangsgleichströme vereinigt werden.
  • Die Leitungsstränge 40 und 400, welche die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 41 bis 44 bilden, werden daher jeweils wellenförmig so gewickelt, dass sie sich aus ersten Nuten 15a an Endoberflächen des Statorkerns 15 heraus erstrecken, zurückgebogen sind, und in zweite Nuten 15a sechs Nuten entfernt hineingehen. Jeder der Leitungsstränge 40 und 400 wird so gewickelt, dass abwechselnd die innere Schicht und die äußere Schicht relativ zur Richtung der Nuttiefe (der Radialrichtung) in jeder sechsten Nut eingenommen werden. Der erste Wicklungsunterabschnitt 41 und der zweite Wicklungsunterabschnitt 42 sind um einen elektrischen Winkel von 180° versetzt ausgebildet, so dass sie umgekehrt in Bezug aufeinander gewickelt sind. Entsprechend sind der dritte Wicklungsunterabschnitt 43 und der vierte Wicklungsunterabschnitt 44 ebenfalls um einen elektrischen Winkel von 108° so versetzt ausgebildet, dass sie umgekehrt relativ zueinander gewickelt sind.
  • Als nächstes wird der Zusammenbau eines Stators 8A unter Bezugnahme auf die 18 bis 23 erläutert.
  • Zuerst wird die erste Wicklungsanordnung 45 dadurch hergestellt, dass zwölf lange Leitungsstränge 40 gebogen werden, wie in 18 gezeigt ist. Wie aus 19 hervorgeht, wird jeder Leitungsstrang 40 so ausgebildet, dass er in ein ebenes Muster gebogen wird, bei welchem gerade Abschnitte 40b, verbunden durch Windungsabschnitte 40a, in einem Abstand von sechs Nuten (6P) ausgerichtet sind. Benachbarte gerade Abschnitte 40b sind um eine Entfernung gleich einer Breite (W) der Leitungsstränge 40 versetzt, mit Hilfe der Windungsabschnitte 40a.
  • Die erste Wicklungsanordnung 45 wird so ausgebildet, dass sechs Leitungsstrangpaare so angeordnet werden, dass sie um einen Abstand von einer Nut gegeneinander versetzt sind, wobei jedes Leitungsstrangpaar aus zwei Leitungssträngen 40 besteht, die das voranstehend geschilderte Muster aufweisen, um einen Abstand von sechs Nuten versetzt sind, und so angeordnet sind, dass sie die geraden Abschnitte 40b überlappen, wie in 20 gezeigt ist. Weiterhin sind die Windungsabschnitte 40a so angeordnet, dass sie in Reihen auf ersten und zweiten Seitenabschnitten der ersten Wicklungsanordnung 45 ausgerichtet sind.
  • Dann wird, obwohl dies nicht gezeigt ist, eine zweite Wicklungsanordnung durch Biegen von zwölf langen Leitungssträngen 400 hergestellt. Wie in 21 gezeigt, wird jeder Leitungsstrang 400 so ausgebildet, dass er in ein ebenes Muster gebogen wird, bei welchem gerade Abschnitte 400b, die durch Windungsabschnitte 400a verbunden sind, in einem Abstand von sechs Nuten (6P) ausgerichtet sind. Benachbarte gerade Abschnitte 400b sind um im Wesentlichen das Doppelte der Breite (2W) der Leitungsstränge 400 mit Hilfe der Windungsabschnitte 400a versetzt. Weiterhin ist der innere Durchmesser der Windungsabschnitte 400a der Leitungsstränge 400, welche die zweite Wicklungsanordnung bilden, so gewählt, dass er im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser (D) der Windungsabschnitte 40a der Leitungsstränge 40 ist, welche die erste Wicklungsanordnung 45 bilden.
  • Die zweite Wicklungsanordnung wird so hergestellt, dass sechs Leitungsstrangpaare so angeordnet werden, dass sie um einen Abstand von einer Nut gegeneinander versetzt sind, wobei jedes Leitungsstrangpaar aus zwei Leitungssträngen 40 besteht, die mit dem voranstehend geschilderten Muster versehen sind, um einen Abstand von sechs Nuten versetzt sind, und so angeordnet sind, dass sich gerade Abschnitte 400b überlappen, wie in 22 gezeigt. Die Windungsabschnitte 400a der Leitungsstränge 400 sind so angeordnet, dass sie in Reihen an ersten und zweiten Seitenabschnitten der zweiten Wicklungsanordnung ausgerichtet sind.
  • Weiterhin sind die Leitungsstränge 400 in der zweiten Wicklungsanordnung identisch zu den Leitungssträngen 40 in der ersten Wicklungsanordnung 45. Abgesehen von Unterschieden in Bezug auf den Durchmesser der Windungsabschnitte 400a und dem Ausmaß der Versetzung der geraden Abschnitte 400b, weist die zweite Wicklungsanordnung dieselbe Konstruktion auf wie die erste Wicklungsanordnung 45.
  • Dann wird die erste Wicklungsanordnung 45 mit der auf diese Art und Weise ausgebildeten Konstruktion ins Innere der zweiten Wicklungsanordnung eingeführt, um eine Doppelwicklungsanordnungsgruppe zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt werden die Windungsabschnitte 400a der zweiten Wicklungsanordnung innerhalb der Doppelwicklungsanordnungsgruppe angeordnet, so dass sie die Windungsabschnitte 40b der ersten Wicklungsanordnung 45 umgeben, und werden die geraden Abschnitte 400b der zweiten Wicklungsanordnung auf beiden Seiten der geraden Abschnitte 40b der ersten Wicklungsanordnung 45 angeordnet, wie dies in 23 gezeigt ist. Weiterhin zeigt 23 einen Teil der ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 41 bis 44, welche einen Statorwicklungsphasenabschnitt 162 bilden.
  • Dann werden, obwohl nicht dargestellt, die Isolatoren 19 in den Nuten 37a des quaderförmigen Kerns 37 angebracht, und wird die Doppelwicklungsanordnungsgruppe in dem quaderförmigen Kern 37 angebracht, durch Einführen der geraden Abschnitte 40b und 400b der Doppelwicklungsanordnungsgruppe in jede der Nuten 37a. Auf diese Weise werden die geraden Abschnitte 40b und 400b der Leitungsstränge 40 und 400 in Reihen von vier in Radialrichtung innerhalb der Nuten 37a aufgenommen, und werden elektrisch gegenüber dem quaderförmigen Kern 37 durch die Isolatoren 19 isoliert.
  • Dann wird der quaderförmige Kern 37 aufgerollt, seine Enden zur Anlage gebracht, und durch einen Laser miteinander verschweißt, so dass ein zylindrischer Kern 38 erhalten wird. Dann wird die mehrphasige Statorwicklung 16A dadurch hergestellt, dass die Endabschnitte der Leitungsstränge 40 und 400 auf Grundlage der Verbindungen verbunden werden, die in 17 gezeigt sind. Danach wird der zylindrische Kern 38 in einen zylindrischen, äußeren Kern 39 eingeführt, der aus laminiertem SPCC-Material besteht, und mittels Schrumpfsitz vereinigt, um den in 16 gezeigten Stator 8A zu erhalten.
  • Bei dem auf diese Weise ausgebildeten Stator 8A werden die Leitungsstränge 40 und 400, welche die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 41 bis 44 bilden, jeweils wellenförmig so gewickelt, dass sie sich aus ersten Nuten 15a an Endoberflächen des Statorkerns 15 heraus erstrecken, zurückgebogen sind, und in zweite Nuten 15a sechs Nuten entfernt hineingelangen. Dann erstrecken sich die Windungsabschnitte 40a und 400a der Leitungsstränge 40 und 400 nach außen von dem Statorkern 15, und sind zurückgebogen, um Wickelenden auszubilden. Die Windungsabschnitte 40a und 400a, die so ausgebildet sind, dass die Windungsabschnitte 400a der großen Wicklungsstranggruppe die Windungsabschnitte 40b der kleinen Leitungsstranggruppe 45 umgeben, sind ordentlich in zwei Reihen in Umfangsrichtung angeordnet, um Wickelendabschnitte 16a und 16b auszubilden.
  • Auf diese Weise ist gemäß Ausführungsform 5 die mehrphasige Statorwicklung 16A mit einer Anzahl an Wicklungsunterabschnitten versehen, den ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitten 41 bis 44, bei denen jeweils ein Leitungsstrang 40 oder 400 so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Richtung der Nuttiefe in jeder sechsten Nut 15a eingenommen werden, wobei die Leitungsstränge außerhalb der Nuten an Endoberflächen in Axialrichtung des Statorkerns 15 zurückgebogen sind. Es werden erste und zweite Wicklungsanordnungen 45 verwendet, die jeweils aus einem Paar aus ersten und zweiten Wicklungsgruppen bestehen, wobei die erste Wicklungsgruppe durch sechs erste Wicklungsunterabschnitte 41 (oder dritte Wicklungsunterabschnitte 43) gebildet wird, die in einem Abstand von einer Nut voneinander angeordnet sind, und die zweite Wicklungsgruppe durch sechs zweite Wicklungsunterabschnitte 42 (oder vierte Wicklungsunterabschnitte 44) gebildet wird, die in einem Abstand von einer Nut voneinander angeordnet sind, und entgegengesetzt gewickelt sind, so dass sie um einen elektrischen Winkel von 180° relativ zu den ersten Wicklungsunterabschnitten 41 (oder den dritten Wicklungsunterabschnitten 43) versetzt sind. Die zweite Wicklungsanordnung wird so in dem Statorkern 15 angebracht, dass sie die erste Wicklungsanordnung 45 umgibt.
  • Durch Vereinigen und Anbringen der ersten und zweiten Wicklungsanordnungen in dem Statorkern 15 werden daher sechs Statorwicklungsphasenabschnitte 162 in dem Statorkern 15 angebracht, was eine signifikante Verbesserung des Zusammenbaus ermöglicht.
  • Da Wicklungsverbindungen zwischen den ersten und zweiten Wicklungsanordnungen durch zwei Überkreuzungsverbindungen mit benachbarter Adresse gebildet werden, und Wicklungsverbindungen durch eine Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse in der zweiten Wicklungsanordnung gebildet werden, weisen die Überkreuzungsverbindungsabschnitte eine extrem einfache Konstruktion auf. Die Vorgänge des Herumziehens und Abbiegens der Leitungsstränge 40 und 400 zur Ausbildung der Überkreuzungsverbindungen können daher signifikant erleichtert werden, was den Verbindungsvorgang wesentlich verbessert.
  • Da sich die Überkreuzungsverbindungsabschnitte in jedem Statorwicklungsphasenabschnitt 162 in zwei benachbarten Paaren von Nuten konzentrieren, bei welchen die Nuten in jedem Paar sechs Nuten entfernt sind, wird der Verbindungsvorgang signifikant verbessert.
  • Weiterhin wird gemäß der Ausführungsform 5 infolge der Tatsache, dass die Windungsabschnitte 40a und 400a in zwei Schichten übereinander gestapelt sind, und in Reihen in Umfangsrichtung angeordnet sind, die Wickelendhöhe um die Breite eines Leitungsstrangs erhöht, jedoch wird der Abstand zwischen den Windungsabschnitten 40a und 400a in Umfangsrichtung vergrößert, was Kurzschlussausfälle zwischen den Leitungssträngen verhindert.
  • Weiterhin kann eine Erhöhung der Anzahl an Windungen in der mehrphasigen Statorwicklung einfach dadurch erzielt werden, dass Leitungsstranggruppen gewickelt werden, die aus durchgehendem Draht bestehen, und zwar so, dass sie übereinander gestapelt aufeinander in Richtung der Höhe angeordnet sind.
  • Ausführungsform 6
  • 24 ist eine Endansicht, welche Verbindungen in einem Statorwicklungsphasenabschnitt bei einem Kraftfahrzeuggenerator gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • Bei der Ausführungsform 6 ist, wie bei der Ausführungsform 5, die zweite Wicklungsanordnung so in dem Statorkern 15 angebracht, dass sie die erste Wicklungsanordnung 45 umhüllt.
  • An einem ersten Ende des Statorkerns 15 werden ein zweiter Endabschnitt 42b des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und ein zweiter Endabschnitt 41b des ersten Wicklungsunterabschnitts 41, der sich nach außen von der ersten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse), dann werden ein erster Endabschnitt 43a des dritten Wicklungsunterabschnitts 43, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 44a des vierten Wicklungsunterabschnitts 44, der sich nach außen von der zweiten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse), und weiterhin wird ein zweiter Endabschnitt 44b des vierten Wicklungsunterabschnitts 44, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, und ein erster Endabschnitt 41a des ersten Wicklungsunterabschnitts 41, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 55 erstreckt, über Kreuz verbunden (Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse). Auf diese Weise werden der erste bis vierte Wicklungsunterabschnitt 41 bis 44 in Reihe geschaltet, um einen Statorwicklungsphasenabschnitt 162A auszubilden, der vier Windungen aufweist.
  • Zu diesem Zeitpunkt werden der zweite Endabschnitt 43b des dritten Wicklungsunterabschnitts 43, der sich nach außen von der dritten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 67 erstreckt, und der erste Endabschnitt 42a des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42, der sich nach außen von der vierten Position von der Außenumfangsseite der Nut Nummer 61 erstreckt, zu einer Ausgangsleitung (O) bzw. zu einem Sternpunkt (N), des Statorwicklungsphasenabschnitts 162A.
  • Wie voranstehend erläutert, ist jeder der Statorwicklungsphasenabschnitte 162A gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung auf dieselbe Art und Weise aufgebaut wie bei der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung, mit Ausnahme des Überkreuzungsverbindungsverfahrens der ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 41 bis 44.
  • Genauer gesagt, werden die Wicklungsunterabschnitte durch zwei Überkreuzungsverbindungen mit derselben Adresse innerhalb jeder der Wicklungsanordnungen verbunden, und werden die Wicklungsunterabschnitte durch eine Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse zwischen der ersten und der zweiten Wicklungsanordnung verbunden, um jeden der Statorwicklungsphasenabschnitte 162A auszubilden, welcher vier Windungen aufweist. Daher können die gleichen Auswirkungen wie bei der Ausführungsform 5 auch bei der Ausführungsform 6 erzielt werden.
  • Weiterhin sind bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen die Gebläse 5 innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet, jedoch kann ein Gebläse auch außerhalb des Kraftfahrzeuggenerators so angeordnet sein, dass es sich zusammen mit der Drehung des Rotors dreht.
  • Jede der voranstehenden Ausführungsformen wurde erläutert für sechs Windungen, vier Windungen, und zwei Windungen, aber wenn jedoch eine Ausgangsleistung bei noch niedrigerer Drehzahl benötigt wird, können acht Windungen verwendet werden. Solche Fälle können einfach dadurch angepasst werden, dass Wicklungsanordnungen 29 in den Statorkern 15 so eingeführt werden, dass sie in vier Reihen in Radialrichtung ausgerichtet sind, oder durch Einführen von Wicklungsanordnungen 45 in den Statorkern 15 so, dass sie sich vierfach überlappen. Selbstverständlich können auch ungerade Anzahlen an Windungen eingesetzt werden.
  • Jede der voranstehenden Ausführungsformen wurde zum Einsatz bei einem Generator mit Wicklungen mit vollem Abstand erläutert, jedoch können die vorliegenden Konstruktionen auch bei einem Generator mit Wicklungen mit kurzem Abstand (also Wicklungen mit nicht vollem Abstand) eingesetzt werden.
  • Jede der voranstehenden Ausführungsformen kann auch bei, Kraftfahrzeuggeneratoren jener Art eingesetzt werden, bei denen der Rotorwickel an einer Stütze befestigt ist, und ein Drehmagnetfeld über einen Luftspalt zugeführt wird.
  • Bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen betrug die Anzahl an Nuten in dem Stator sechsundneunzig Nuten für sechzehn Magnetpole, jedoch können auch drei Phasen und zweiundsiebzig Nuten für zwölf Magnetpole, 120 Nuten für zwanzig Pole, usw. ebenfalls eingesetzt werden. Weiterhin können im Falle von einer Nut pro Pol pro Phase auch achtundvierzig Nuten für sechzehn Pole vorgesehen sein, sechsunddreißig Nuten für zwölf Pole, sechzig Nuten für zwanzig Pole, usw.
  • Bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen war der äußere Kern des Statorkerns als laminierter Körper aus SPCC-Material aufgebaut, jedoch kann auch ein rohrförmiger äußerer Kern mit massivem Körper eingesetzt werden.
  • Die Nutöffnungsabschnitte können darüber hinaus nach dem Einführen der Wicklungsgruppen in die Nuten des quaderförmigen Kerns dadurch verengt werden, dass die Zahnenden dadurch plastisch verformt werden, dass sie mit einer Spannvorrichtung in Radialrichtung druckbeaufschlagt werden.
  • Jede der voranstehenden Ausführungsformen verwendete einen Rotor des Lundell-Typs, der klauenförmige Magnetpole aufweist, jedoch lassen sich die gleichen Auswirkungen auch erzielen, wenn ein Rotor des vorspringenden Typs verwendet wird, der vorspringende Magnetpole aufweist.
  • Bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen wurden Zentrifugalgebläse als die Gebläse 5 eingesetzt, jedoch können dieselben Auswirkungen auch dann erzielt werden, wenn Gebläse mit Axialfluss oder Gebläse mit schrägem Fluss verwendet werden, bei denen eine Komponente in Axialrichtung auftritt, da selbst Gebläse mit Fluss in Axialrichtung und Gebläse mit Fluss in Schrägrichtung eine Zentrifugalkomponente aufweisen.
  • Bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen sind die Gleichrichter am Ende des Rotors weg von der Riemenscheibe angeordnet, und ist das Gebläse am selben Ende angeordnet, jedoch kann das Gebläse auch an dem Ende in der Nähe der Riemenscheibe angeordnet sein, wenn kein spezielles Problem in Bezug auf die Temperatur der Gleichrichter vorhanden ist. Da die Höhe der Wickelenden des Stators gering ist, wird der Windwiderstand an der Auslassseite in dem Windkanal des Gebläses signifikant verringert, was das Gesamtausmaß der Belüftung verbessert. Geeignete Relativpositionen für die Gleichrichter, die Riemenscheibe, und die Gebläse können daher auch unter Berücksichtigung der Position ausgewählt werden, an welcher der Generator auf der Brennkraftmaschine angebracht ist, der Windgeräusche, sowie unter Berücksichtigung von magnetischem Rauschen, und der Temperaturbedingungen an jedem Abschnitt.
  • Bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen wird die Wicklung mit beabstandeten Leitungssträngen hergestellt, aber da die Leitungsstränge mit einer Isolierung beschichtet sind, kann die Wicklung auch so hergestellt werden, dass die Leitungsstränge vollständig nahe beieinander liegen. Bei dieser Konstruktion kann die Dichte der Wickelenden weiter erhöht werden, so dass ihre Abmessungen noch weiter verkleinert werden können. Durch Verkleinerung der Spalte zwischen den Leitungssträngen werden auch Unregelmäßigkeiten verringert, was eine weitere Verringerung von Windgeräuschen ermöglicht. Da die Steifigkeit der Wicklung ebenfalls durch Kontakt zwischen den Leitungssträngen vergrößert wird, können Kurzschlüsse zwischen den Leitungssträngen sowie zwischen den Leitungssträngen und dem Kern infolge von Schwingungen verringert werden, und kann auch das magnetische Rauschen verringert werden. Da die Wärmeübertragung zwischen den Leitungssträngen verbessert ist, wird die Temperatur der Leitungsstränge gleichmäßiger, wodurch die Temperatur des Stators weiter verringert wird.
  • Bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen werden die Isolatoren auf der Seite des Statorkerns eingeführt, bevor das Einführen der Leitungsstranggruppen in den Kern erfolgt, jedoch können die Isolatoren auch zuerst um die Abschnitte der Leitungsstränge herumgeschlungen werden, die in den Nuten aufgenommen werden sollen, und zusammen mit den Leitungsstranggruppen in den Kern eingeführt werden. Weiterhin kann ein langer Isolatorstreifen oben auf den quaderförmigen Kern gelegt werden, und können die Leitungsstranggruppen von oben eingeführt werden, so dass die Isolatoren gleichzeitig in die Nuten eingeführt und in diesen aufgenommen werden, zusammen mit den Leitungsstranggruppen. In diesem Fall können in einer späteren Stufe die vorstehenden Isolatoren zusammen in einem Schritt entfernt werden. Weiterhin können jene Abschnitte der Leitungsstränge, die in den Nuten aufgenommen werden sollen, vorher mit Isolierharz ausgeformt werden. In diesem Fall wird die Massenproduktion signifikant verbessert.
  • Bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen wird der ringförmige Kern, der durch Aufrollen des quaderförmigen Kerns ausgebildet wird, in den äußeren Kern eingeführt, und dann werden die beiden Kerne durch Schrumpfsitz vereinigt, jedoch kann der ringförmige Kern, der durch Aufrollen des quaderförmigen Kerns hergestellt wird, auch mit dem äußeren Kern dadurch vereinigt werden, dass erster in letzteren im Presssitz eingeführt wird.
  • Bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen wurde der Statorkern dadurch ausgebildet, dass der ringförmige Kern, der durch Aufrollen des quaderförmigen Kerns hergestellt wurde, in den äußeren Kern eingeführt wurde, und dann ein Schrumpfsitz der beiden Kerne erfolgte, jedoch kann ein ringförmiger Kern mit einer dicken Kernrückseite ebenfalls hergestellt werden, wobei in diesem Fall der äußere Kern weggelassen werden kann. Wenn der Statorkern so hergestellt wurde, dass der ringförmige Kern in den äußeren Kern eingeführt wurde, und dann ein Schrumpfsitz der beiden Kerne erfolgte, entsteht ein Spalt zwischen dem ringförmigen Kern und dem äußeren Kern, wodurch die Ausgangsleistung beeinträchtigt wird, und die Steifigkeit des Statorkerns verringert wird, was zu einer Verschlechterung in Bezug auf magnetisches Rauschen führt. Wenn der Statorkern nur mit dem ringförmigen Kern mit der dicken Kernrückseite hergestellt wird, gibt es die voranstehend geschilderte Beeinträchtigung der Ausgangsleistung nicht, infolge eines Spalts zwischen dem ringförmigen Kern und dem äußeren Kern, und wird die Steifigkeit des Statorkerns nicht dadurch beeinträchtigt, dass der Statorkern aus dem ringförmigen Kern und dem äußeren Kern besteht, was es ermöglicht, eine Erhöhung des magnetischen Rauschens zu unterdrücken. Da der Vorgang zum Einführen des ringförmigen Kerns in den äußeren Kern weggelassen wird, wird darüber hinaus die Produktivität des Stators verbessert.
  • Bei jeder der voranstehenden Ausführungsformen wird Kupferdrahtmaterial mit rechteckigem Querschnitt bei den Leitungssträngen eingesetzt, jedoch sind die Leitungsstränge nicht auf Kupfermaterial mit rechteckigem Querschnitt beschränkt, und können beispielsweise aus Kupfermaterial mit kreisförmigem Querschnitt bestehen. In diesem Fall wird die Formbarkeit der Leitungsstränge erhöht, ein einfaches Anordnen und Verbinden der Leitungsstränge erleichtert, und die Bearbeitbarkeit verbessert. Darüber hinaus sind die Leitungsstränge nicht auf Kupfermaterial beschränkt, und können beispielsweise aus Aluminiummaterial bestehen.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf die voranstehend geschilderte Art und Weise ausgebildet, und zeigt die nachstehend geschilderten Auswirkungen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stator für einen Generator zur Verfügung gestellt, wobei vorgesehen sind: ein zylindrischer Statorkern, der aus einem laminierten Kern besteht, der mit einer Anzahl an Nuten versehen ist, die in Axialrichtung in einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung verlaufen; und einer mehrphasigen Statorwicklung, die eine Anzahl an Wicklungsunterabschnitten aufweist, bei denen jeweils ein langer Leitungsstrang so gewickelt ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Richtung der Nuttiefe innerhalb der Nuten eingenommen wird, in Abständen von einer vorbestimmten Anzahl an Nuten, wobei der Leitungsstrang außerhalb der Nuten an Endoberflächen in Axialrichtung des Statorkerns zurückgebogen ist, wobei die Wicklungsunterabschnitte durch zumindest eine Wicklungsanordnung gebildet werden, die aus einem Paar aus einer ersten und einer zweiten Wicklungsgruppe besteht, die erste Wicklungsgruppe eine Anzahl erster Wicklungsunterabschnitte aufweist, die jeweils eine Windung aufweisen, und durch Wickeln eines der Leitungsstränge auf solche Weise gebildet sind, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Richtung der Nuttiefe in den Nuten in Abständen der vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen werden, die ersten Wicklungsunterabschnitte in einem Abstand von einer Nut voneinander angeordnet sind, und ihre Anzahl gleich der vorbestimmten Anzahl an Nuten ist, und die zweite Wicklungsgruppe eine Anzahl zweiter Wicklungsunterabschnitte aufweist, die jeweils eine Windung aufweisen, die durch Wickeln eines der Leitungsstränge so gebildet wird, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Richtung der Nuttiefe in den Nuten in Abständen der vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen werden, und entgegengesetzt gewickelt und um einen elektrischen Winkel von 180° relativ zu den ersten Wicklungsunterabschnitten versetzt sind, die zweiten Wicklungsunterabschnitte in einem Abstand von einer Nut voneinander angeordnet sind, und ihre Anzahl gleich der vorbestimmten Anzahl an Nuten ist, wodurch die Anzahl an Verbindungen in den Wickelenden signifikant verringert wird, die Korrosionsbeständigkeit und die Isolierung verbessert werden, und eine Anzahl an Wicklungsabschnitten in dem Statorkern gleichzeitig als Wicklungsanordnungen angebracht werden kann, wodurch der Zusammenbau und die Produktivität verbessert werden.
  • Die beiden Wicklungsanordnungen können so in dem Statorkern angebracht sein, dass sie in zwei Reihen in Radialrichtung ausgerichtet sind, und jeder Statorwicklungsphasenabschnitt, welcher die mehrphasige Statorwicklung bildet, kann durch einen Wicklungsabschnitt gebildet sein, der vier Windungen aufweist, wobei die ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte, die in dieselbe Nutgruppe gewickelt sind, in Reihe geschaltet sind, was es ermöglicht, einfach eine mehrphasige Statorwicklung aufzubauen, die aus Statorwicklungsabschnitten besteht, bei denen jede Phase vier Windungen aufweist.
  • Drei Wicklungsanordnungen können so in dem Statorkern angebracht sein, dass sie in drei Reihen in Radialrichtung ausgerichtet sind, und jeder Statorwicklungsphasenabschnitt, welcher die mehrphasige Statorwicklung bildet, kann durch einen Wicklungsabschnitt gebildet sein, der sechs Windungen aufweist, wobei die ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte, die in dieselbe Nutgruppe gewickelt sind, in Reihe geschaltet sind, was es ermöglicht, einfach eine mehrphasige Statorwicklung aufzubauen, die aus Statorwicklungsabschnitten besteht, von denen jede Phase sechs Windungen aufweist.
  • Zwei Wicklungsanordnungen können so in dem Statorkern angebracht sein, dass eine erste Wicklungsanordnung eine zweite Wicklungsanordnung umhüllt, und jeder Statorwicklungsphasenabschnitt, der die mehrphasige Statorwicklung bildet, kann durch einen Wicklungsabschnitt gebildet sein, der vier Windungen aufweist, wobei die ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte, die in dieselbe Nutgruppe gewickelt sind, in Reihe geschaltet sind, was es ermöglicht, einfach eine mehrphasige Statorwicklung aufzubauen, die aus Statorwicklungsabschnitten besteht, bei denen jede Phase vier Windungen aufweist.
  • Jede Phase, welche die mehrphasige Statorwicklung bildet, kann so ausgebildet sein, dass ein Wicklungsabschnitt vorhanden ist, der vier Windungen aufweist, wobei Endabschnitte der ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte zwischen zweien der Wicklungsanordnungen durch zwei Überkreuzungsverbindungen mit benachbarter Adresse verbunden sind, und Endabschnitte der ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte in einer der Wicklungsanordnungen durch eine Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse verbunden sind, wodurch bei den Überkreuzungsverbindungsabschnitten eine einfache Konstruktion vorhanden ist, und der Verbindungsvorgang verbessert wird.
  • Jede Phase, welche die mehrphasige Statorwicklung bildet, kann durch einen Wicklungsabschnitt gebildet sein, der vier Windungen aufweist, wobei Endabschnitte der ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte innerhalb jeder der Wicklungsanordnungen durch eine Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse pro Wicklungsanordnung verbunden sind, und Endabschnitte der ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte zwischen zweien der Wicklungsanordnungen durch eine Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse verbunden sind, wodurch die Überkreuzungsverbindungsabschnitte eine einfache Konstruktion aufweisen, und der Verbindungsvorgang verbessert wird.
  • Die Leitungsstränge können eine im Wesentlichen abgeflachte Querschnittsform aufweisen, wodurch der Raumfaktor der Leitungsstränge in den Nuten vergrößert wird.

Claims (7)

  1. Stator für einen Generator, welcher aufweist: einen zylindrischen Statorkern (15), der aus einem laminierten Kern besteht, der eine Anzahl an Nuten (15a) aufweist, die sich in Axialrichtung in einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung erstrecken; und eine mehrphasige Statorwicklung (16, 16A), die eine Anzahl an Wicklungsunterabschnitten (31–36, 41–44) aufweist, bei welchen jeweils ein durchgängiger Leitungsstrang (30, 40, 400) so angeordnet ist, dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung innerhalb der Nuten in Abständen einer vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen wird, wobei die Leitungsstränge außerhalb der Nuten an axialen Endoberflächen des Statorkerns zurückgebogen sind, wobei die Wicklungsunterabschnitte (31–36, 41–44) durch zumindest eine Wicklungsanordnung (29, 45) gebildet werden, die aus einem Paar aus einem ersten und einer zweiten Wicklungsgruppe besteht, die erste Wicklungsgruppe eine Anzahl erster Wicklungsunterabschnitte (31, 33, 35, 41, 43) aufweist, die jeweils eine Windung aufweisen, die durch einen der Leitungsstränge (30, 40, 400) gebildet wird, so dass abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung innerhalb der Nuten in Abständen der vorbestimmten Anzahl an Nuten eingenommen werden kann, und die ersten Wicklungsunterabschnitte (31, 33, 35, 41, 43) in einem. Abstand von einer Nut voneinander angeordnet sind, und ihre Anzahl gleich der Anzahl der vorbestimmten Anzahl an Nuten ist, und die zweite Wicklungsgruppe eine Anzahl an zweiten Wicklungsunterabschnitten (32, 34, 36, 42, 44) aufweist, die jeweils eine Windung aufweisen, die durch einen der Leitungsstränge (30, 40, 400) gebildet wird, um so abwechselnd eine innere Schicht und eine äußere Schicht in Nuttiefenrichtung innerhalb der Nuten in Abständen der vorbestimmten Anzahl an Nuten einnehmen zu können, und umgekehrt gewickelt und um einen elektrischen Winkel von 180 Grad versetzt relativ zu den ersten Wicklungsunterabschnitten (31, 33, 35, 41, 43) sind, wobei die zweiten Wicklungsunterabschnitte (32, 34, 36, 42, 44) in einem Abstand von einer Nut gegeneinander angeordnet sind, und ihre Anzahl gleich der vorbestimmten Anzahl an Nuten ist.
  2. Stator für einen Generator nach Anspruch 1, bei welchem: zwei der Wicklungsanordnungen (29) so in dem Statorkern (15) angeordnet sind, dass sie in zwei Reihen in Radialrichtung ausgerichtet sind; und jeder Statorwicklungsphasenabschnitt (161, 161A), welcher die mehrphasige Statorwicklung (16) bildet, durch einen Wicklungsabschnitt gebildet wird, der vier Windungen aufweist, wobei der erste und der zweite Wicklungsunterabschnitt (31–34), die in dieselbe Nut gewickelt sind, in Reihe geschaltet sind.
  3. Stator für einen Generator nach Anspruch 1, bei welchem: drei der Wicklungsanordnungen (29) so in dem Statorkern (15) angeordnet sind, dass sie in drei Reihen in Radialrichtung ausgerichtet sind; und jeder Statorwicklungsphasenabschnitt (161C), welcher die mehrphasige Statorwicklung (16) bildet, durch einen Wicklungsabschnitt gebildet wird, der sechs Windungen aufweist, wobei der erste und der zweite Wicklungsunterabschnitt (31–36), welche in dieselbe Nutgruppe gewickelt sind, in Reihe geschaltet sind.
  4. Stator für einen Generator nach Anspruch 1, bei welchem: zwei der Wicklungsanordnungen (45) so in dem Statorkern (15) angebracht sind, dass eine erste Wicklungsanordnung (45) eine zweite Wicklungsanordnung umhüllt; und jeder Statorwicklungsphasenabschnitt (162, 162A), welcher die mehrphasige Statorwicklung (16A) bildet, durch einen Wicklungsabschnitt gebildet wird, der vier Windungen aufweist, wobei der erste und der zweite Wicklungsunterabschnitt (41–44), die in dieselbe Nutgruppe gewickelt sind, in Reihe geschaltet sind.
  5. Stator für einen Generator nach Anspruch 2 oder 4, bei welchem jede Phase, welche die mehrphasige Statorwicklung (16, 16A) bildet, durch einen Wicklungsabschnitt gebildet wird, der vier Windungen aufweist, wobei Endabschnitte des ersten und des zweiten Wicklungsunterabschnitts (31–34, 41–44) zwischen zweien der Wicklungsanordnungen (29, 45) durch zwei Überkreuzungsverbindungen mit benachbarter Adresse verbunden sind, und Endabschnitte der ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte (31–34, 41–44) in einer der Wicklungsanordnungen (29, 45) durch eine Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse verbunden sind.
  6. Stator für einen Generator nach Anspruch 2 oder 4, bei welchem jede Phase, welche die mehrphasige Statorwicklung (16, 16A) bildet, durch einen Wicklungsabschnitt gebildet wird, der vier Windungen aufweist, bei welchen Endabschnitte der ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte (31–34, 41–44) in jeder der Wicklungsanordnungen (29, 45) durch eine Überkreuzungsverbindung mit derselben Adresse pro Wicklungsanordnung verbunden sind, und Endabschnitte der ersten und zweiten Wicklungsunterabschnitte (31–34, 41–44) zwischen zweien der Wicklungsanordnungen (29, 45) durch eine Überkreuzungsverbindung mit benachbarter Adresse verbunden sind.
  7. Stator für einen Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Leitungsstränge (30, 40, 400) eine im Wesentlichen flache Querschnittsform aufweisen.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6275336B2 (ja) 2015-05-22 2018-02-07 三菱電機株式会社 回転電機および回転電機の製造方法
FR3075502B1 (fr) * 2017-12-20 2019-11-08 Valeo Equipements Electriques Moteur Stator pour machine electrique tournante
FR3101736B1 (fr) * 2019-10-04 2021-10-15 Valeo Equip Electr Moteur Bobinage électrique pour une machine électrique tournante
CN113422453B (zh) * 2021-05-14 2022-10-28 华为数字能源技术有限公司 一种六相扁线波绕组结构、六相电机、动力总成和车辆

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3453468A (en) * 1966-09-21 1969-07-01 Kurz & Root Co Inc Dynamoelectric machine winding arrangement with end turn insulation and method of making the same
US4833356A (en) * 1987-12-28 1989-05-23 Sundstrand Corporation Compact connections for interdispersed armature winding
DE4031276A1 (de) * 1990-10-04 1992-04-09 Bosch Gmbh Robert Staender fuer elektrische maschinen und verfahren zu seiner herstellung
JP3485199B2 (ja) * 1993-12-06 2004-01-13 本田技研工業株式会社 多相回転機の固定子巻線方法
WO1998054822A1 (fr) * 1997-05-26 1998-12-03 Denso Corporation Alternateur pour vehicule
CA2238504C (en) * 1997-05-26 2001-03-13 Atsushi Umeda Stator arrangement of alternator for vehicle

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DE60018365D1 (de) 2005-04-07

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