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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spulenanordnung einer rotierenden
elektrischen Maschine, wie beispielsweise ein Fahrzeug-Wechselstromgenerator
usw., der in einen LKW usw. eingebaut ist, und ein Verfahren zur
Herstellung der gleichen Spulenanordnung und eines Stators einer
rotierenden elektrischen Maschine, welche die gleiche Spulenanordnung
verwendet.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Um
den Fahrzeug-Wechselstromgenerator kompakter und für seine
Größe leistungsfähiger zu machen,
ist es ein Muss, den Raumfaktor im Innern jedes Schlitzes des Kerns
der Statorwicklung bzw. Ständerwicklung
zu verbessern, und die Überkreuzungsteile
an der Außenseite
der Schlitze der Ständerwicklung,
d.h. die Spulen-Endteile, ordentlicher anzuordnen und ihre Dichte
zu erhöhen.
Zahlreiche Verbesserungen wurden diesen Punkt betreffend vorgeschlagen,
wie beispielsweise in
JP 2927288 ,
EP 0 878 893 ,
DE 199 22 794 und
GB 1,436,543 .
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27(A) und (B) sind Perspektivansichten der
wesentlichen Teile der Ständerwicklung
einer Kraftwagen-Lichtmaschine
des Stands der Technik, im Blick von der Vorder- beziehungsweise der Rückseite,
und 28 ist eine Perspektivansicht des Leitersegments,
das an der Ständerwicklung
des in 27 gezeigten Kraftwagen-Wechselstromgenerators
verwendet wird.
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Diese
Zeichnungen zeigen ein Leitersegment 1 mit einem Innenschicht-Leiterteil 1a,
einem Außenschicht-Leiterteil 1b und
einem Wendeabschnitt 1c, der durch Biegen eines bandartigen
Kupfer-Elements in eine U-Form ausgebildet ist. Mehrere derart ausgebildete
Leitersegmente 1 sind an der Rückseite eines Stator-Eisenkerns 2 angeordnet, wodurch
sie die Wendeabschnitte 1c ordentlich ausrichten. Als nächstes wird
der Wendeabschnitt 1c derart gebogen, dass der Innenschicht-Leiterteil 1a und
der Außenschicht-Leiterteil 1b umfänglich,
um eine bestimmte Anzahl von Schlitzen, getrennt werden, wie in 27(B) gezeigt. Als nächstes wird der Außenschicht-Leiterteil 1b an
der tieferen Seite in die Schlitz-Tiefenrichtung eingeführt, und
der Innenschicht-Leiterteil 1a an
der flacheren Seite in die Schlitz-Tiefenrichtung (nicht in der Zeichnung
gezeigt), und die Endteile des bestimmten Leitersegments, die auf
der Vorderseite vorstehen, werden mittels Schweißen, Löten und anderen ähnlichen Verfahren
verbunden, wie in 27(A) gezeigt, wodurch
ein zusammentreffender Teil 3a ausgebildet wird, um ein
Spulenelement 3 zu bilden.
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Die
Ständerwicklungen
des Fahrzeug-Wechselstromgenerators des Stands der Technik wurden gebildet
durch ein Einführen
eines kurzen U-förmigen Leitersegments 1 in
die Schlitze des Stator-Eisenkerns 2 von der Rückseite,
und dann einem Zusammenfügen
der Enden, die auf der Vorderseite vorstehen. Deshalb war die Arbeit
ineffizient und die Produktivität
war gering, weil es notwendig war, zahlreiche kurze Leitersegmente 1 in
die Schlitze des Stator-Eisenkerns 2 einzuführen und
dann die Enden eins nach dem anderen zusammenzufügen. Da die Endabschnitte weiter
vorstehen müssen,
um zu ermöglichen,
dass die Enden durch eine Befestigungsvorrichtung für den Zusammenfügungsprozess
festgeklemmt werden, war es außerdem
schwierig eine kleinere Lichtmaschine herzustellen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Erfindung, wie in den Ansprüchen
1 bis 6 offenbart, wurde entwickelt um derartige Probleme und Unzulänglichkeiten,
wie oben beschrieben, zu lösen.
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Auch
ist es eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
einer Spulenanordnung für
eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, durch welches
Verbesserungen bei der Massenproduktion und dem Downsizing bzw. Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
davon ermöglicht werden.
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Ein
Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung einer rotierenden
elektrischen Maschine, gemäß dieser
Erfindung, umfasst die im unabhängigen
Anspruch 1 beanspruchten Schritte.
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Deshalb
ist es möglich,
ein Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung für eine rotierende
elektrische Maschine bereitzustellen, durch das Verbesserungen bei
der Massenproduktion und dem Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
davon ermöglicht
werden.
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Weitere
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
2 und 3 beansprucht.
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Deshalb
ist es möglich,
ein Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung für eine rotierende
elektrische Maschine bereitzustellen, durch welches ein weiteres Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
davon ermöglicht
wird.
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Deshalb
ist es möglich,
ein Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung für eine rotierende
elektrische Maschine bereitzustellen, durch welches die Isolierung
davon verbessert werden kann.
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Eine
weitere Ausführungsform
wird als abhängiger
Anspruch 4 beansprucht.
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Eine
andere Ausführungsform
wird als abhängiger
Anspruch 5 beansprucht.
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Deshalb
ist es möglich,
ein Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung für eine rotierende
elektrische Maschine bereitzustellen, durch welches ein weiteres Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
davon ermöglicht
wird.
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Noch
eine andere Ausführungsform
wird als abhängiger
Anspruch 6 beansprucht.
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Deshalb
ist es möglich,
ein Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung für eine rotierende
elektrische Maschine bereitzustellen, durch das Verbesserungen bei
der Massenproduktion und dem Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
davon ermöglicht
werden.
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Gemäß der Erfindung
der Ansprüche
1 bis 6, kann ein Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung
einer rotierenden elektrischen Maschine die folgenden Merkmale,
Vorteile und Effekte bewirken.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine Perspektivansicht, die das Aussehen eines Stators von einem
Wechselstromgenerator für
Fahrzeuge zeigt, an dem eine gemäß der Erfindung
hergestellte Spulenanordnung angebracht ist;
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2 wickelt
die Konstruktion der Spulenanordnung in 1 zusammen
mit einem Stator ab, wobei (A) eine abgewickelte Vorderansicht ist,
und (B) eine Seitenansicht im Schnitt nach B-B in (A) ist;
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3 ist
eine abgewickelte Vorderansicht, die einen Teil der Konstruktion
der Spulenanordnung in 1 zeigt;
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4 ist
eine Perspektivansicht, die einen Teil der Konstruktion eines Spulenelements
in 3 zeigt;
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5 ist
eine Perspektivansicht, die einen Teil der Konstruktion einer Spulenkombination
in 3 zeigt;
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6 zeigt
den Herstellungsprozess der vorliegenden Erfindung zur Herstellung
der Spulenanordnung in 3, wobei (A) eine Ansicht ist,
die einen Wicklungsschritt zeigt, und (B) eine Ansicht ist, die
einen Verschiebungsschritt zeigt.
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7 zeigt
die Konstruktion eines plattenartigen Stator-Eisenkerns, wobei (A) eine Draufsicht ist,
und (B) eine Seitenansicht ist;
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8 ist
eine Draufsicht, welche die Konstruktion eines plattenartigen Wicklungskerns
zeigt, auf den eine Spule gewickelt ist;
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9(A), (B), (C), (D) ist eine Seitenansicht, die
einen Pressschritt und einen Verschiebungsschritt zeigt, nachdem
ein Spulenelement spiralförmig
gewickelt ist;
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10 ist
eine beispielhafte Ansicht, die den Verschiebungsschritt in 6 im
Detail zeigt;
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11(A), (B) ist ein Blockdiagramm, das zwei
unterschiedliche Arten von Spulenanordnungen vergleichsweise zeigt;
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12 ist
eine Ansicht, die einen Wicklungsschritt zeigt, der sich von der
Spule in 6 unterscheidet;
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13 ist
eine Ansicht, die einen Verschiebungsschritt zeigt, der sich von
der Spule in 6 unterscheidet;
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14 ist
eine abgewickelte Ansicht, welche die Konstruktion einer Spulenanordnung
zeigt, die sich von derjenigen in 3 unterscheidet;
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15 ist
eine abgewickelte Ansicht, welche die Konstruktion einer Spulenanordnung
zeigt, die sich weiter von derjenigen in 3 unterscheidet;
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16 ist
eine Ansicht, die einen Prozess in einem Verfahren zur Herstellung
einer Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem
Beispiel zeigt;
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17 ist
eine Ansicht, die einen Prozess, der sich von dem Prozess in 6 unterscheidet,
in einem Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung einer rotierenden
elektrischen Maschine gemäß einem
Beispiel zeigt;
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18 ist
ein Blockdiagramm, das die Schritte eines Verfahrens zur Herstellung
einer Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem
Beispiel zeigt;
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19 ist
eine Perspektivansicht, die das Aussehen eines Stators eines Wechselstromgenerators
für Fahrzeuge
zeigt, der sich von demjenigen unterscheidet, an dem eine Spule
gemäß der obigen Beispiels
angebracht ist;
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20 ist
eine Ansicht, die ein Verfahren zeigt, das sich von demjenigen in 16 unterscheidet,
wobei der Prozess zur Herstellung einer Spulenanordnung gemäß einem
Beispiel gezeigt wird;
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21 ist
eine Perspektivansicht, die das Aussehen eines Stators eines Wechselstromgenerators
für Fahrzeuge
zeigt, an dem eine Spule gemäß eines
Beispiels angebracht ist;
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22 ist
eine Perspektivansicht, die das Profil des ersten Spulenelements
in 21 erklärt;
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23 ist
eine Perspektivansicht, welche die Gruppierung des ersten Spulenelements
in 21 erklärt;
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24 ist
eine Perspektivansicht, die das Profil des zweiten Spulenelements
in 21 erklärt;
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25 ist
eine Perspektivansicht, welche die Gruppierung des zweiten Spulenelements
in 21 erklärt;
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26 ist
eine Perspektivansicht, welche die Gruppierung von Kombinationen
einer Spulenkombination in 21 erklärt;
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27(A) ist eine Perspektivansicht, welche die
Hauptteile einer Ständerwicklung
für einen
Wechselstromgenerator für
Fahrzeuge des Stands der Technik zeigt, im Blick von seiner Vorderseite,
und (B) ist eine Perspektivansicht von ihm, im Blick von seiner
Rückseite;
und
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28 ist
eine Perspektivansicht, welche die Konstruktion eines Leitersegments
zeigt, das an der Ständerwicklung
für einen
Wechselstromgenerator für
Fahrzeuge in 27 angebracht ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Nachstehend
erfolgt eine Beschreibung der Erfindung auf Basis der beigefügten Zeichnungen:
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Beispiel 1
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1 ist
eine Perspektivansicht, die das Aussehen eines Stators von einem
Wechselstromgenerator für
ein Fahrzeug zeigt, an dem eine gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung hergestellte Spulenanordnung angebracht ist. 2 zeigt
die Konstruktion der Spulenanordnung in 1, die zusammen
mit dem Stator abgewickelt ist, wobei (A) eine abgewickelte Vorderansicht
ist, und (B) eine Seitenansicht im Schnitt nach B-B in (A) ist. 3 ist eine
abgewickelte Vorderansicht, welche die abgewickelte Konstruktion
der Spulenanordnung in 1 zeigt. 4 ist eine
Perspektivansicht, die einen Teil der Konstruktion von einer Spulenanordnung
in 3 zeigt. 5 ist eine
Perspektivansicht, die einen Teil der Konstruktion von einer Spulenkombination
in 3 zeigt. 6 zeigt
den beanspruchten Herstellungsprozess des Spulenelements in 3, wobei
(A) einen Wicklungsschritt zeigt, und (B) einen Verschiebungsschritt
zeigt. 7 zeigt die Konstruktion eines Stator-Eisenkerns
des flachen Typs, wobei (A) eine Draufsicht ist, und (B) eine Seitenansicht
ist.
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8 ist
eine Draufsicht, welche die Konstruktion eines plattenartigen Wicklungskerns
zum Wickeln einer Spule zeigt. 9 ist eine
Seitenansicht, die einen Pressschritt und einen Verschiebungsschritt
zeigt, nachdem ein Spulenelement spiralförmig gewickelt ist. 10 ist
eine beispielhafte Ansicht, die den Verschiebungsschritt in 6 im Detail
erklärt. 11 ist
ein Blockdiagramm, das zwei Arten von unterschiedlichen Schritten
einer Spulenanordnung vergleichsweise zeigt. 12 ist eine
Ansicht, die einen Wicklungsschritt zeigt, der sich von 6 unterscheidet,
die ein Spulenelement zeigt. 13 ist
eine Ansicht, die einen Verschiebungsschritt zeigt, der sich von 6 unterscheidet, die
ein Spulenelement zeigt. 14 ist
eine abgewickelte Ansicht, welche die Konstruktion einer Spulenanordnung
zeigt, die sich von derjenigen in 3 unterscheidet. 15 ist
eine abgewickelte Ansicht, welche die Konstruktion einer Spulenanordnung zeigt,
die sich weiter von derjenigen in 3 unterscheidet.
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In
den Zeichnungen weist ein Stator-Eisenkern 11A des flachen
Typs eine Vielzahl von Schlitzen 13 auf, die an einer Seite
von ihm ausgebildet sind. Ein Spulenelement 21 ist mit
einem Isolationsfilm versehen, und ist, wie in 4 gezeigt,
aus einem integralen Streifen oder bandförmigen Element mit einem rechteckigen
Querschnitt ausgebildet, der eine Breite W und eine Dicke T aufweist.
Und das Spulenelement 21 ist durch den ersten linearen
Abschnitt 21A und den zweiten linearen Abschnitt 21B ausgebildet,
die abwechselnd an der Innenschicht-Seite (die innere Umfangsseite
des Stator-Eisenkerns 11)
und der Außenschicht-Seite
(die äußere Umfangsseite
des Stator-Eisenkerns 11) in Schlitzen 13 angeordnet
sind, während
sie um die Breite W in der Laminierrichtung um Teilungen P, die
festgelegten Schlitzen entsprechen, verschoben bzw. verlagert werden,
und den ersten Wendeabschnitt 21C und den zweiten Wendeabschnitt 21D,
welche diese linearen Abschnitte 21A und 21b verbinden,
nach außen
von einer Endseite und nach außen
von der anderen Endseite der Schlitze 13 in der Längenrichtung.
Wie in 5 gezeigt, ist eine Spulenkombination 14 durch
Laminieren und Anordnen des ersten linearen Abschnitts 21A von
einem Spulenelement 22, das wie oben beschrieben ausgebildet
wird, und des zweiten linearen Abschnitts 21B des anderen
Spulenelements 23 in dem gleichen Schlitz 13,
aufgebaut. Ein Stator-Eisenkern 11 wird durch Biegen eines
Parallelepipedon-Eisenkerns 11A ausgebildet, in dem eine
Spulenanordnung 12 mit einer Vielzahl von kombinierten
Spulenkombinationen 14 aufgenommen wird, so dass die jeweiligen
Schlitze 13 nach innen kommen, was ihn ringförmig macht,
und zusammen Befestigen und Integrieren der Endabschnitte davon.
Ein Stator 10 ist aus einer Spulenanordnung 12 und
einem Stator-Eisenkern 11 aufgebaut.
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[Spulenanordnung]
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Zuerst
erfolgt eine ausführliche
Beschreibung einer Spulenanordnung, die gemäß dem Verfahren der Ansprüche 1 bis
6 hergestellt ist, unter Bezugnahme auf 1 bis 5.
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In 1 weist
der Stator 10 einen Stator-Eisenkern 11 und eine
darin aufgenommene Spulenanordnung 12 auf. Der Stator-Eisenkern 11 ist
so ausgebildet, dass er ringförmig
ist eine Vielzahl von Schlitzen 13 aufweist, die entlang
der inneren Umfangsoberfläche
an festgelegten Teilungen P ausgebildet sind. Die Spulenanordnung 12 weist
eine Innenschicht-Anordnung 12A und eine Außenschicht-Anordnung 12B auf,
die koaxial in dem Stator-Eisenkern 11 aufgenommen sind.
Die Innenschicht-Anordnung 12A und die Außenschicht-Anordnung 12B der
Spulenanordnung 12 sind in dem Stator-Eisenkern 11 in
einer derartigen Form aufgenommen, dass sie in eine Vielzahl von
Schlitzen 13 eingeführt
sind. Zum Zweck einer bequemeren Erklärung, ist 2 jedoch
auf eine Spulenanordnung 12 fokussiert und zeigt die Beziehung
zwischen der Spulenanordnung 12 und dem Stator-Eisenkern 11. 3 zeigt
lediglich eine Spulenanordnung 12.
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Die
Innenschicht-Anordnung 12A der Spulenanordnung 12 umfasst
eine Vielzahl von Spulenkombinationen 14. Bei der ersten
Ausführungsform werden
zum Beispiel sechs Spulenkombinationen 14A bis 14F verwendet.
Die jeweiligen Spulenkombinationen 14A bis 14F sind
gebogen und gefaltet, um von der linken Seite zu der rechten Seite
in 2 und 3 kontinuierlich zu sein. Wie
in 5 gezeigt, sind die jeweiligen Spulenkombinationen 14 aus
einer Kombination von Spulenelementen 21, im Detail, zwei
Spulenelementen 211 und 212, aufgebaut. Die jeweiligen
Spulenelemente 21 sind durch Biegen eines Streifens oder
bandförmigen
Elements ausgebildet. Das Streifenelement ist ein langes Element
aus einem leitfähigen
Material, wie beispielsweise einem Kupfermaterial, dessen Querschnitt
zum Beispiel rechteckig ist. Und es weist eine Breite W und eine Dicke
T auf. Ein leitfähiges
Material, dessen Querschnitt kreisförmig ist, kann verwendet werden.
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4 zeigt
ein Spulenelement 21. Die Spulenelemente 211 und 212 sind
wie bei dem Spulenelement 21 aufgebaut. Das Spulenelement 21 weist eine
Vielzahl der ersten linearen Abschnitte 21A auf, eine Vielzahl
der zweiten linearen Abschnitte 21B, eine Vielzahl der
ersten Wendeabschnitte 21C, und eine Vielzahl der zweiten
Wendeabschnitte 21D. Und das Spulenelement 21 ist
durch Biegen eines Streifens oder bandförmigen Elements aufgebaut,
so dass sie sich voneinander fortsetzen. Eine Vielzahl der ersten
linearen Abschnitte 21A sind parallel zueinander um eine
Teilung NP angeordnet, die „N"-Mal (n: eine natürliche Zahl)
der Teilung P von den Schlitzen 13 des Stator-Eisenkerns 11 entspricht.
Eine Vielzahl der zweiten linearen Abschnitte 21B sind
parallel zueinander um die gleiche Teilung NP angeordnet. Eine Vielzahl
der zweiten linearen Abschnitte 21B sind jeweils parallel
zu den jeweiligen ersten linearen Abschnitten 21A, und
sind just in der Mitte der jeweiligen linearen Abschnitte 21A positioniert,
aneinander angrenzend.
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Die
jeweiligen ersten linearen Abschnitte 21A und die jeweiligen
zweiten linearen Abschnitte 21B sind an zwei Umfängen angeordnet,
die sich voneinander unterscheiden, wodurch sie um die axiale Mitte
des Stator-Eisenkerns 11 zentriert sind. Die jeweiligen
ersten linearen Abschnitte 21A sind an dem inneren Umfang
der zwei Umfänge
positioniert, und befinden sich an der Innenschicht-Seite der Schlitze 13.
Auch die jeweiligen zweiten linearen Abschnitte 21B sind
an dem äußeren Umfang
davon positioniert, und befinden sich an der Außenschicht-Seite. Diese zwei
Umfänge
sind so positioniert, dass sie just um die Breite W des Spulenelements 21 in
der radialen Richtung verlagert sind. Als eine Folge davon sind
die ersten linearen Abschnitte 21A und die zweiten linearen
Abschnitte 21B so angeordnet, dass sie um die Breite W
in der radialen Richtung verlagert sind.
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Eine
Vielzahl der ersten Wendeabschnitte 21C sind an einer Endseite
der jeweiligen ersten linearen Abschnitte 21A und der jeweiligen
zweiten linearen Abschnitte 21B angeordnet, das heißt einer Endseite
des Stator-Eisenkerns 11. Die ersten Wendeabschnitte 21C sind
jeweils zwischen den ersten linearen Abschnitten 21A und
den zweiten linearen Abschnitten 21B positioniert, die
an einer Seite der ersten linearen Abschnitte 21A daran
angrenzen, wodurch sie ihre Endabschnitte 21a und 21b miteinander
an der gleichen Seite koppeln. Die ersten Wendeabschnitte 21C weisen
geneigte Abschnitte 24a und 24b auf, die jeweils
mit den Endabschnitten 21a und 21b, und einem
Wendepunkt 24c, verbunden sind, wo diese geneigten Abschnitte 24a und 24b miteinander
gekoppelt sind.
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Eine
Vielzahl der zweiten Wendeabschnitte 21D sind an der anderen
Endseite der jeweiligen ersten linearen Abschnitte 21A und
der jeweiligen zweiten linearen Abschnitte 21B angeordnet,
das heißt
an der anderen Endseite des Stator-Eisenkerns 11. Die jeweiligen
zweiten Wendeabschnitte 21D sind zwischen den ersten linearen
Abschnitten 21A und den zweiten linearen Abschnitten 21B positioniert,
die daran an der anderen Seite der ersten linearen Abschnitte 21A angrenzen,
und koppeln ihre Endabschnitte 21c und 21d miteinander,
an der gleichen Seite davon. Die zweiten Wendeabschnitte 21D weisen
geneigte Abschnitte 24d beziehungsweise 24e auf,
die zu den Endabschnitten 21c und 21d fortgesetzt
werden, und einen Wendepunkt 24f, der mit diesen geneigten
Abschnitten 24d und 24e gekoppelt ist.
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5 zeigt
die Konstruktion einer Spulenkombination 14. Die jeweiligen
Spulenkombinationen 14A bis 14F sind wie in 5 aufgebaut.
Die jeweiligen Spulenkombinationen 14 sind aus einer Kombination
von zwei Spulenelementen 211 und 212 aufgebaut.
Diese zwei Spulenelemente 211 und 212 sind derart
kombiniert, dass die jeweiligen zweiten linearen Abschnitte 21B des
Spulenelements 212 an der Außenseite der jeweiligen ersten
linearen Abschnitte 21A des Spulenelements 211,
die sich an dem inneren Umfang befinden, positioniert sind oder sie überlappen,
und die ersten linearen Abschnitte 21A des Spulenelements 212 überlappen
die Innenseite der jeweiligen zweiten linearen Abschnitte 21B des
Spulenelements 211, das sich an dem äußeren Umfang befindet.
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Die
Spulenkombinationen 14 werden derart an dem Stator-Eisenkern 11 zusammengebaut,
dass der erste lineare Abschnitt 21A des Spulenelements 211 und
der zweite lineare Abschnitt 21B des Spulenelements 212,
die einander überlappen,
in einen festgelegten Schlitz 13 des Stator-Eisenkerns 11 eingeführt werden,
und der erste lineare Abschnitt 21A des Spulenelements 212 und
der zweite lineare Abschnitt 21B des Spulenelements 211,
die einander überlappen,
werden in einen Schlitz 13 eingeführt, der durch „N" Schlitze von dem
festgelegten Schlitz 13 getrennt ist. In dem festgelegten
Schlitz 13 befindet sich der erste lineare Abschnitt 21A des
Spulenelements 211 an der Innenschicht-Seite, und der zweite
lineare Abschnitt 21B des Spulenelements 212 befindet
sich an der Außenschicht-Seite.
Außerdem
befindet sich, in dem um „N" Schlitze von dem
festgelegten Schlitz 13 getrennten Schlitz, der zweite
lineare Abschnitt 21B des Spulenelements 212 an
der Innenschicht-Seite, und der erste lineare Abschnitt 21A des
Spulenelements 211 befindet sich an der Außenschicht-Seite.
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Die
jeweiligen Wendepunkte 24c der jeweiligen ersten Wendeabschnitte 21C und
die jeweiligen Wendepunkte 24f der jeweiligen zweiten Wendeabschnitte 21D befinden
sich an einer Position, die an beiden Enden des Stator-Eisenkerns 11 sehr
von dem Stator-Eisenkern 11 vorsteht. Diese Wendepunkte 24c und 24f sind
aber die Umwandlungspunkte der Ausrichtung des Streifenelements.
Wie beim Stand der Technik, werden die Spulensegmente an diesen
Abschnitten nicht aneinander gefügt.
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Die
Wendepunkte, welche die Umwandlungspunkte der Ausrichtung der Streifenelemente sind,
erfordern keinen großen
Raum zum Zusammenfügen,
wodurch ein Effekt besteht, dass die Länge des Vorstehens von dem
Stator-Eisenkern 11 verringert werden kann. Darauf basierend
kann das Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
der Spulenanordnung 12 und des Stators 10 erreicht
werden.
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Falls
die jeweiligen Wendepunkte 24c so aufgebaut sind, dass
sie nach unten in die gleiche Richtung in der Umfangsrichtung verlagert
werden, und gleichzeitig die jeweiligen Wendepunkte 24f nach
unten in die gleiche Richtung in der Umfangsrichtung verlagert werden,
kann die Länge
des Vorstehens der Wendepunkte 24c und 24f weiter
verringert werden, wodurch das Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
der Spulenanordnungen 12 und des Stators 10 weiter
gefördert
werden kann. In diesem Fall werden die jeweiligen Wendepunkte 24c nach unten
an die Position näher
an einem linearen Abschnitt der ersten oder zweiten linearen Abschnitte verlagert,
von dem Zwischenpunkt zwischen den ersten linearen Abschnitten 21A der
jeweiligen Spulenelemente 21 und den zweiten linearen Abschnitten 21B,
die an einer Seite davon daran angrenzen. Ähnlich werden die jeweiligen
Wendepunkte 24f nach unten an einen linearen Abschnitt
der ersten oder zweiten linearen Abschnitte verlagert, von dem Zwischenpunkt
zwischen den ersten linearen Abschnitten 21A der jeweiligen
Spulenelemente 21 und den zweiten linearen Abschnitten 21B,
die an einer Seite davon daran angrenzen.
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[Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Herstellung einer Spulenanordnung]
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Als
nächstes
erfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer
Spulenanordnung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen 6 bis 15.
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– Vorbereitungsschritt eines
Stator-Eisenkerns
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Zuerst
wird ein Stator-Eisenkern 11 als ein flacher Stator-Kern 11A vorbereitet,
wie in 7 gezeigt. Eine Seite des Stator-Kerns 11A ist
mit einer Vielzahl von Schlitzen 13 versehen, die in Teilungen P
ausgebildet sind.
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– Wicklungsschritt einer Spulenanordnung
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In
diesem Schritt wird eine Vielzahl von Spulenkombinationen 14,
welche die Spulenanordnung 12 bilden, gleichzeitig gewickelt.
In diesem Wicklungsschritt werden ein Paar von plattenartigen Wickelkernen 25A und 25B,
die einander gegenüberliegen,
vorbereitet, so dass sie gleichzeitig eine Vielzahl von Streifen-Spulenelementen 21 aufwickeln,
bei dieser Ausführungsform
zwölf Spulenelemente,
wie in 8 gezeigt. Die plattenartigen Wickelkerne 25A und 25B sind
mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 25a und 25b versehen,
um jeweilige Streifen-Spulenelemente 21 an der äußeren Oberfläche davon
zu begrenzen. Die jeweiligen Streifen-Spulenelemente 21 werden
zwischen den Vorsprüngen 25a des
plattenartigen Wickelkerns 25A in einem Zustand eingeführt, in
dem die Spulenelemente 21 um einen festgelegten Winkel
a bezüglich
der Erstreckungsrichtung L der Wickelkerne 25A und 25B geneigt
sind, und sie werden begrenzt und zwischen den Vorsprüngen 25a gehalten,
so dass sie sich nicht bewegen.
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Als
nächstes
werden, wie durch den Pfeil A in 8 gezeigt,
durch ein Wenden bzw. Umdrehen beider plattenartiger Wickelkerne 25A und 25B,
insgesamt um die Mittelachse davon zentriert, die jeweiligen Streifen-Spulenelemente 21 auf
dem Umfang beider plattenartiger Wickelkerne 25A und 25B gewickelt,
wie in 9 gezeigt. Danach, durch ein Wiederholen des Wendens
von beiden plattenartigen Wickelkernen 25A und 25B,
einer nach dem anderen, werden jeweilige Streifen-Spulenelemente 21 an
einer Position gebogen oder übergefaltet,
die durch die Zwei-Strich-Linie in 6(A) gezeigt
wird, und werden auf den Umfang von beiden plattenartigen Wickelkernen 25A und 25B mit
der festgelegten Anzahl von Wicklungen gewickelt.
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Als
nächstes
werden beide plattenartige Wickelkerne 25A und 25B bewegt,
so dass sie sich einander annähern,
wie durch den Pfeil B in 8 gezeigt, um zu bewirken, dass
die Beschränkung
der jeweiligen Vorsprünge 25a und 25b und
der jeweiligen Spulenelemente 21 gelöst wird, wodurch die Spulenelemente 21 durch
ein Bewegen von ihnen entlang der Mitte des Wickelkerns bewegt werden.
Zu diesem Zeitpunkt werden, wie in 9(B) gezeigt,
die jeweiligen Spulenelemente 21 spiralförmig (auf-)gewickelt, so
dass sie rechteckig werden, wenn sie von der Seite davon betrachtet
werden, so dass die Spulenelemente mit einer Vielzahl der ersten
linearen Abschnitte 21A versehen sind, die sich auf der
ersten Ebene 27A befinden, einer Vielzahl der zweiten linearen
Abschnitte 21B, die sich auf der zweiten Ebene 27B befinden,
die parallel zu der ersten Ebene 27A ist, einer Vielzahl
der ersten Wendeabschnitte 21C, welche die ersten linearen
Abschnitte 21A mit den zweiten linearen Abschnitten 21B koppeln,
die an einer Seite davon daran angrenzen, und einer Vielzahl der
zweiten Wendeabschnitte 21D, welche die ersten linearen Abschnitte 21A mit
den zweiten linearen Abschnitten 21B koppeln, die an der
anderen Seite davon daran angrenzen.
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– Pressschritt
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Als
nächstes
wird eine Vielzahl von Spulenelementen 21 durch Pressen
ausgebildet. In dem Pressschritt wird jeder der jeweiligen zweiten
linearen Abschnitte 21B und der ersten linearen Abschnitte 21A zu
dem anderen gepresst bzw. gedrückt,
so dass die Ebene 27A, in der die ersten linearen Abschnitte 21A vorhanden
sind, sich der Ebene 27B annähert, in der die zweiten linearen
Abschnitte 21B vorhanden sind. Als eine Folge werden die
jeweiligen Spulenelemente 21 so verformt, dass die Innenseiten von
beiden linearen Abschnitten 21A und 21B auf nahezu
der gleichen Oberfläche
vorhanden sind, wie in 9(C) gezeigt.
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– Verschiebungsschritt
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Als
nächstes
werden die jeweiligen Spulenelemente 21 wie ein Schildpatt
verformt, wie in 2 und 3 gezeigt,
und es wird bewirkt, dass sich die zwei Spulenelemente 21 überlappen,
und die jeweiligen Spulenelemente 21 werden verformt, um
eine Spulenkombination 14 zu bilden.
-
In
dem Verschiebungsschritt werden vier bewegbare Elemente 29A, 29B, 29C und 29D als
eine Vielzahl von Stiften verwendet. Wie in 9(D) gezeigt,
sind die bewegbaren Elemente 29A und 29C an der
linken Seite des Spulenelements 21 angeordnet, die bewegbaren
Elemente 29B und 29D sind an der rechten Seite
davon angeordnet. Das bewegbare Element 29A weist eine
Vielzahl von Stiften 29a auf, die gleichzeitig bewirken,
dass sich der erste Endabschnitt 21a des ersten linearen
Abschnitts 21A der jeweiligen Spulenelemente 21 bewegt,
und das bewegbare Element 29B weist eine Vielzahl von Stiften 29b auf,
die gleichzeitig bewirken, dass sich der erste Endabschnitt 21b des
zweiten linearen Abschnitts 21B der jeweiligen Spulenelemente
bewegt. Außerdem
weist das bewegbare Element 29C eine Vielzahl von Stiften 29c auf,
die gleichzeitig bewirken, dass sich der zweite Endabschnitt 21c des
ersten linearen Abschnitts 21A der jeweiligen Spulenelemente 21 bewegt,
und das bewegbare Element 29D weist eine Vielzahl von Stiften 29d auf,
die gleichzeitig bewirken, dass sich der zweite Endabschnitt 21d des
zweiten linearen Abschnitts 21B der jeweiligen Spulenelemente 21 bewegt.
-
6(B) und 10 zeigen
die Bewegung dieser bewegbaren Elemente 29A bis 29D.
In diesen Zeichnungen wird das bewegbare Element 29A zu der
linken Seite bewegt, um zu bewirken, dass sich der erste Endabschnitt 21a zu
der linken Seite bewegt. Das bewegbare Element 29B wird
zu der rechten Seite bewegt, entgegengesetzt zu dem bewegbaren Element 29A,
wodurch bewirkt wird, dass sich der erste Endabschnitt 21b zu
der rechten Seite bewegt. Auch wird das bewegbare Element 29C zu
der linken Seite bewegt, um zu bewirken, dass sich der zweite Endabschnitt 21c zu
der linken Seite bewegt, während
das bewegbare Element 29D zu der rechten Seite bewegt wird,
entgegengesetzt dazu, um zu bewirken, dass sich der zweite Endabschnitt 21d zu
der rechten Seite bewegt. Aus der Bewegung resultierend werden die
jeweiligen Spulenelemente 21 aus dem Zustand, der durch
eine feste Linie in 10 gezeigt wird, in den Zustand
verformt, der darin durch eine Punktlinie gezeigt wird.
-
Wie
in 10 verständlich
gemacht wurde, bewegt sich in den jeweiligen ersten linearen Abschnitten 21A,
die auf der ersten Ebene 27A vorhanden sind, der erste
Endabschnitt 21a an dem unteren Ende davon nach links,
während
sich der zweite Endabschnitt 21c an dem oberen Ende davon
zu der dazu entgegengesetzten rechten Seite bewegt. In 10 werden
sich die jeweiligen ersten linearen Abschnitte 21A daraus
resultierend ausfahren bzw. erstrecken, und in der vertikalen Richtung
vorhanden sein. Ähnlich
bewegt sich in den zweiten linearen Abschnitten 21B, die
auf der zweiten Ebene 27B vorhanden sind, der erste Endabschnitt 21b an
dem unteren Ende davon nach rechts, während sich der zweite Endabschnitt 21d an
dem oberen Ende davon zu der linken Seite bewegt. Daraus resultierend
werden sich die zweiten linearen Abschnitte 21B ausfahren,
und in der vertikalen Richtung vorhanden sein.
-
Der
erste Wendeabschnitt 21C und der zweite Wendeabschnitt 21D werden
zusammen mit der Verformung der oben erwähnten linearen Abschnitte 21A und 21B verformt,
wodurch diese Wendepunke 24c und 24f folglich
zwischen den linearen Abschnitten 21A und 21B vorstehen.
In 6(B) trägt und hält auch ein Positionsregel-Element 28 den
ersten Endabschnitt an der unteren Seite des jeweiligen Spulenelements 21,
und verhindert, dass sich die jeweiligen Spulenelemente 21 verteilen
bzw. zerstreuen.
-
Hierin
wird sich auf ein anderes Spulenelement 21 fokussiert,
das durch eine gebrochene Ein-Strich-Linie in 10 gezeigt
wird. Das Spulenelement 21 ist derart, dass, vor dem Verschiebungsschritt,
der erste lineare Abschnitt 21A davon den zweiten linearen
Abschnitt 21B des Spulenelements 21 an dem Mittelpunkt
C in der Längsrichtung
kreuzt, und, nach dem Verschiebungsschritt, er den zweiten linearen
Abschnitt 21B des Spulenelements 21 überlappt. Ähnlich kreuzt
der zweite lineare Abschnitt 21B des Spulenelements 21 den
ersten linearen Abschnitt 21A des Spulenelements 21 an
dem Mittelpunkt C. Als eine Folge des Verschiebungsschritts wird
er an der Unterseite des ersten linearen Abschnitts 21A des
Spulenelements 21 angebracht sein. In dem Verschiebungsschritt überlappen
sich somit die jeweiligen linearen Abschnitte der zwei Spulenelemente 21,
wodurch eine Spulenkombination 14 ausgebildet wird. Somit
werden eine Vielzahl von Spulenkombinationen 14A bis 14F gleichzeitig gebogen
und ausgebildet.
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– Einführungsschritt
-
Ein
Vielzahl von Spulenkombinationen 14A bis 14F,
die jeweils wie oben beschrieben aufgebaut sind, weisen einen derartigen
Aufbau auf, wie er in 5 gezeigt wird, und werden in
Schlitze 13 des Stator-Eisenkerns 11 in dem nächsten Einführungsschritt
eingeführt.
In dem Einführungsschritt
werden die einander überlappenden
linearen Abschnitte 21A und 21B der Spulenelemente 211 und 212 in
die festgelegten Schlitze, und die um „N" Schlitze von den festgelegten Schlitzen
getrennten Schlitze, eingeführt.
In den festgelegten Schlitzen befindet sich der erste lineare Abschnitt 21A des
Spulenelements 211 an der Innenschicht-Seite, und der zweite
lineare Abschnitt 21B des Spulenelements 212 befindet
sich an der Außenschicht-Seite,
und im Gegensatz dazu befindet sich, in den um „N" Schlitze von den festgelegten Schlitzen
getrennten Schlitzen, der erste lineare Abschnitt 21A des
Spulenelements 212 an der Innenschicht-Seite, und der zweite
lineare Abschnitt 21B des Spulenelements 211 befindet
sich an der Außenschicht-Seite.
Danach wird der Stator-Eisenkern 11A ringförmig gebogen,
so dass die Schlitze 13 an den inneren Umfang kommen. Beide
der Endabschnitte davon werden zusammengefügt, und eine notwendige Wicklung
wird durchgeführt,
wodurch ein Stator 10 erhalten werden kann.
-
Gemäß dem ersten
Beispiel, da eine Vielzahl von Streifen-Spulenelementen 21 gleichzeitig
gebogen werden, um eine Vielzahl von Spulenkombinationen 14 zu
bilden, können
somit die Einführungs- und
Fügeschritte
der einzelnen Leitersegmente, die beim Stand der Technik unverzichtbar
waren, weggelassen werden. Deshalb kann die Arbeitseffiezienz verbessert
werden, und Verbesserungen bei der Effizienz von Massenproduktion
können
erzielt werden. Da keine Notwendigkeit besteht, die Spulenelemente mittels
Befestigungsvorrichtungen zum Fügen
zusammen zu klemmen, können
außerdem
beide der Wendeabschnitte 21C und 21D niedriger
ausgeführt werden,
wodurch ein Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
der Spulenanordnungen 12 erzielt werden kann.
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Gemäß dem Verfahren
zur Herstellung einer rotierenden elektrischen Maschine, wie in 11(A) gezeigt, da der Verschiebungsschritt
S3 nach dem Wicklungsschritt S1 und dem Pressschritt S2 ausgeführt wird,
können
außerdem
die jeweiligen Wendeabschnitte 21C und 21D weiter
niedriger ausgeführt werden.
Im Gegensatz dazu, wie in 11(B) gezeigt,
falls der Verschiebungsschritt S3 vor dem Pressschritt S2 ausgeführt wird,
kann auch verhindert werden, dass ein Kontakt zwischen den jeweiligen
Spulenelementen 21 auftritt, wodurch es möglich ist,
eine Situation zu verhindern, in welcher der Film aufgrund des Kontakts
zerstört
wird, und ein Schicht-Kurzschluss auftritt. Außerdem bezeichnet S4 in 11 den
Einführungsschritt.
-
Gemäß dem oben
erwähnten
Herstellungsverfahren, werden weiterhin in dem Wicklungsschritt die
jeweiligen Streifen-Spulenelemente 21 durch
die jeweiligen Vorsprünge 25a und 25b der
plattenartigen Wickelkerne 25A und 25B um einen
festgelegten Winkel α bezüglich der
Mittelachse L des Kerns begrenzt, um die bandförmigen Spulenelemente spiralförmig zu
machen. Wie in 12 gezeigt, falls die Streifen-Spulenelemente 21 um
einen festgelegten Winkel α gewickelt
werden, nachdem die bandförmigen
Spulenelemente 21 in der vertikalen Richtung zugefügt werden,
die durch den Pfeil B in der Zeichnung gezeigt wird, bezüglich der
Mittelachse L des Wickelkerns, und die jeweiligen Spulenelemente 21 durch
die jeweiligen Vorsprünge 25a und 25b begrenzt
sind, kann jedoch das Aufwickeln davon auf den plattenartigen Wickelkernen 25A und 25B sanft geschehen,
und es ist möglich
zu verhindern, dass sich die jeweiligen Spulenelemente 21 verdrehen.
-
Bei
dem Aufbau gemäß dem ersten
Beispiel werden auch die Endabschnitte der jeweiligen Spulenelemente 21 gesammelt
und an einer Endseite der Schlitze 13 angeordnet. Wie jedoch
in 14 gezeigt, können
sie gleichmäßig an einer
Endseite und der anderen Endseite verteilt werden, und an beiden Endseiten
angeordnet werden. Falls es so ist, dass die Spulenelemente 21 an
den jeweiligen Endabschnitten verteilt werden können, kann die Verbindung der
Endabschnitte erleichtert werden.
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Wie
an dem Abschnitt a in 14 gezeigt, werden auch festgelegte
Wendeabschnitte der jeweiligen Spulenelemente so ausgebildet, dass
sie höher vorstehen
als die anderen Wendeabschnitte. Und durch ein Abziehen des Isolationsfilms
an den festgelegten Wendeabschnitten, so wie es notwendig ist, können ausgehende
Abschnitte 21E einfach ausgebildet werden, wodurch die
Leitungsverarbeitbarkeit verbessert werden kann. Außerdem sind
die ausgehenden Abschnitte 21E und Verbindungen zwischen Drähten in 1 weggelassen.
-
Ferner
ist es im Allgemeinen so, dass die ausgehenden Abschnitte 21E verbunden
werden, nachdem die jeweiligen Spulenelemente 21 an dem Stator-Eisenkern 11 angebracht
sind und so ausgebildet wurden, dass sie ringförmig sind. Wie in 15 gezeigt,
kann aber die Nulllinie der Dreiphasen-Verbindung und der ausgehenden Abschnitte 21E,
welche die Überkreuzungslinie
der jeweiligen Phasen-Spulen wird, durch WIG-Schweißen, Verstemmen
oder Löten
vorher verbunden werden, in einem Zustand, in dem die jeweiligen
Spulen 5 noch Linear sind. In diesem Fall, verglichen mit
dem Fall, in dem die Spulenelemente 21 so ausgebildet sind,
dass sie ringförmig
sind und danach verbunden werden, kann der Grad der Konzentration
an den Spulen-Endabschnitten verringert werden. Da die Verbindung
in einem Zustand ausgeführt
wird, in dem die Spulen noch linear sind, kann auch die Verbindung
weiter erleichtert werden, und ein Raum zum Einführen von Befestigungsvorrichtungen
kann einfach gesichert werden, wodurch die Zusammenbauverarbeitbarkeit merklich
verbessert werden kann.
-
Durch
ein Ausbilden der ausgehenden Abschnitte eines Elements mit einem
kreisförmigen Querschnitt,
kann weiterhin ein Abziehen des Isolationsfilms an den Spitzenendabschnitten
einfach durch eine Maschine ausgeführt werden, und die Verarbeitbarkeit
kann weiter verbessert werden.
-
Wie
in 6(B) gezeigt, werden außerdem die
Spulenelemente 21 so verformt, dass sie ein Schildplatt
ausbilden, durch ein Bewegen der jeweiligen bewegbaren Elemente 29A und 29D mit
einer Vielzahl von Stiften. Tatsächlich
ist diese Art der Ausbildung eines Schildplatts jedoch nicht darauf
beschränkt.
Das heißt,
wie in 13 gezeigt, können bewegbare
Elemente mit parallelen Ebenen 30a und 30b an
beiden Seiten, und eine Vielzahl von verschiebbaren Platten 30,
die an die Ausrichtung der jeweiligen linearen Abschnitte 21A und 21B anpasst sind,
wenn die Spulenelemente 21 verformt werden, verwendet werden.
Da die jeweiligen linearen Abschnitte 21A und 21B der
Spulenelemente 21 so ausgebildet sind, dass sie durch beide
parallele Ebenen 30a und 30b der jeweiligen Klingen 30 gerade
sind, kann, falls es so ist, ein Einführen von ihnen in die Schlitze 13 erleichtert
werden, wodurch die Zusammenbauverarbeitbarkeit und die Isolationsfähigkeit merklich
verbessert werden können.
-
Beispiel 2, nicht Teil
der Erfindung
-
16 ist
eine Ansicht, die einen Schritt in einem Verfahren zur Herstellung
einer Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß dem zweiten
Beispiel zeigt. 17 ist eine Ansicht, die einen
Schritt zeigt, der sich von dem Schritt in 16 unterscheidet,
in einem Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen
Maschine gemäß dem zweiten
Beispiel. 18 ist ein Blockdiagramm, das
Schritte in einem Verfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung
einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Beispiel zeigt. 19 ist
eine Perspektivansicht, die das Aussehen eines Stators eines Wechselstromgenerators
für Fahrzeuge
zeigt, der sich von demjenigen aus 1 unterscheidet,
in dem Spulenelemente bei der ersten und der zweiten Ausführungsform
angebracht sind. 20 ist eine Ansicht, die ein
Verfahren zeigt, das sich von demjenigen in 16 unterscheidet,
wobei die Schritte zur Herstellung einer Spulenanordnung in dem
zweiten Beispiel gezeigt werden.
-
Eine
Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine, die durch
die zweite Ausführungsform
geschützt
wird, ist ähnlich
derjenigen, in der eine Spulenanordnung 12 gemäß dem oben
beschriebenen ersten Beispiel angeordnet ist. Deshalb wird keine
weitere Darstellung vorgesehen. Da das Herstellungsverfahren sich
von demjenigen des ersten Beispiels unterscheidet, erfolgt jedoch
eine Beschreibung des Herstellungsverfahrens unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen.
-
Zuerst
werden durch Biegen (Biegeschritt S5) eine Vielzahl von Streifen-Spulenelementen 21 auf
einer Platte, eine Vielzahl von linearen Abschnitten 33,
die so angeordnet sind, dass sie um eine festgelegte Teilung P verlagert
sind, und eine Vielzahl von geneigten Abschnitten 34, die
zwischen der Vielzahl von linearen Abschnitten 33 verbunden
sind, ausgebildet. Die jeweiligen geneigten Abschnitte 34 sind
um einen festgelegten Winkel α bezüglich den jeweiligen
linearen Abschnitten 34 geneigt.
-
Als
nächstes
werden in dem Faltschritt S6, an den Winkelhalbierenden G der jeweiligen
geneigten Abschnitte 34, die durch eine gebrochene Zwei-Strich-Linie
in 16 gezeigt werden, die jeweiligen Spulenelemente 21 gebogen.
Die jeweiligen Winkelhalbierenden G befinden sich an den Positionen,
wo die jeweiligen geneigten Abschnitte 34 in einen Abschnitt
der oberen Hälfte 34a und
einen Abschnitt der unteren Hälfte 34b unterteilt
werden, wobei die Spulenelemente 21 so an den Winkelhalbierenden
G gebogen werden, dass die Abschnitte der unteren Hälfte 34 die
jeweiligen Spulenelemente 21 der Abschnitte der oberen
Hälfte
um einen Winkel α kreuzen
und überlappen.
Die Biegearbeit wird von dem geneigten Abschnitt 34 ausgeführt, der
sich äußerst oben
in 16 befindet, einer nach dem anderen. Als eine
Folge davon werden, wie bei der ersten Ausführungsform, die ersten linearen
Abschnitte 21A und die zweiten linearen Abschnitte 21B ausgebildet, die
den jeweiligen linearen Abschnitten 33 entsprechen, und
die ersten Wendeabschnitte 21C und die zweiten Wendeabschnitte 21D werden
ausgebildet, die den jeweiligen geneigten Abschnitten 34 entsprechen.
Eine Vielzahl von schildplattartigen Spulenkombinationen 14 werden
gleichzeitig hergestellt, wie in 5. In dem
Biegeschritt wird der zweite lineare Abschnitt 21B von
einem anderen Spulenelement auf den ersten linearen Abschnitt 21A von
einem Spulenelement aufgeschichtet, und der erste lineare Abschnitt 21A von
einem anderen Spulenelement 1 wird unterhalb des zweiten
linearen Abschnitts 21B von einem Spulenelement angebracht, wodurch
die Spulenkombination 14 mit dem gleichen Aufbau, die diejenige
in 5, gebildet wird.
-
Und
wie in dem ersten Beispiel werden der erste lineare Abschnitt 21A der
Spulenelemente 211, die einander überlappen, und der zweite lineare
Abschnitt 21B der Spulenelemente 212 in festgelegte Schlitze 13 eingeführt, und
die zweiten linearen Abschnitt 21B der Spulenelemente 211,
die einander überlappen,
und die ersten lineare Abschnitte 21A der Spulenelemente 212 werden
in Schlitze 13 eingeführt,
die um „N" Schlitze von den
festgelegten Schlitzen 13 getrennt sind.
-
Gemäß dem zweiten
Beispiel, da eine Vielzahl von Spulenkombinationen 14 durch
ein Ausführen
des Faltschritts S6 erhalten werden kann, um eine Vielzahl von Streifen-Spulenelementen 21 zu falten,
nach dem Biegeschritt S5, um sie auf einer Ebene zu biegen, wie
in 18 gezeigt, können
somit Schritte zum Einführen
von Leitersegmenten und einem Fügen
von ihnen, die beim Stand der Technik notwendig sind, wie bei der
oben beschriebenen ersten Ausführungsform
weggelassen werden. Deshalb kann die Arbeitseffizienz verbessert
werden, und die Massenproduktivität kann auch verbessert werden. Ferner
ist kein Zusammenklemmen durch Befestigungsmittel zum Zusammenfügen erforderlich,
wodurch beide der Wendeabschnitte 21C und 21D niedriger
ausgeführt werden
können,
und die Spulenanordnungen 12 können auf einen kleineren Maßstab übertragen
werden. Außerdem
ist Schritt S4 in 18 der gleiche Einführungsschritt
wie in 11.
-
Des
Weiteren erfolgte bei den oben beschriebenen ersten und zweiten
Beispielen eine Beschreibung des Aufbaus eines Stators 10,
in dem die Spulenanordnungen 12A und 12B in zwei
Schichten aufgeschichtet sind und in Schlitze eingeführt werden.
Aber der Aufbau ist nicht auf den obigen Aufbau beschränkt. Zum
Beispiel kann ein Stator 10 durch die Verwendung von Spulenanordnungen 12 aufgebaut
sein, die aus dreischichtigen Spulenanordnungen 12A, 12B und 12C bestehen,
wie in 19 gezeigt. In diesem Fall können Effekte
bewirkt werden, die ähnlich
denjenigen in den ersten und zweiten Beispielen sind.
-
Weiterhin
können
die zweiten linearen Abschnitte 33A, die parallel zu den
linearen Abschnitten 33 sind, wie in 20 gezeigt,
auf halbem Weg entlang der geneigten Abschnitte 34 ausgebildet
werden, die in 16 gezeigt werden. Durch die
zweiten linearen Abschnitte 33A können Wendeabschnitte, durch
die ausgehende Abschnitte usw. einfach ausgebildet werden können, ausgebildet
werden, wodurch die Leitungsverarbeitbarkeit verbessert werden kann.
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Beispiel 3, nicht Teil
der Erfindung
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21 ist
eine Perspektivansicht, die das Aussehen eines Stators eines Wechselstromgenerators
für Fahrzeuge
zeigt, an dem eine Spule gemäß dem dritten
Beispiel angebracht ist, 22 ist
eine Perspektivansicht, die das Profil der ersten Spule in 21 erklärt, 23 ist
eine Perspektivansicht, die ein Gruppierungsprofil des ersten Spulenelements
in 21 erklärt, 24 ist
eine Perspektivansicht, die das Profil des zweiten Spulenelements
in 21 erklärt, 25 ist
eine Perspektivansicht, die ein Gruppierungsprofil des zweiten Spulenelements
in 21 erklärt,
und 26 ist eine Perspektivansicht, die eine Gruppierung
von Kombinationen von Spulenkombinationen in 21 erklärt.
-
In
den Zeichnungen werden Teile, die mit denjenigen des ersten Beispiels
identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine überlappende
Beschreibung davon wird weggelassen. Die ersten Spulenelemente 35 sind
aus einem Streifenleiter mit einer Breite W und einer Dicke T ausgebildet,
wie bei dem Spulenelement 21 in dem oben beschriebenen
ersten Beispiel. Und die ersten Spulenelemente 35 sind
aus den ersten linearen Abschnitten 35A und den zweiten
linearen Abschnitten 35B ausgebildet, die wechselweise
an der Innenschicht-Seite und der Außenschicht-Seite der Schlitze 13 angeordnet
sind, wobei sie um die Breite W in der Laminationsrichtung mit einer
festgelegten Teilung P verlagert sind, wie in 22 gezeigt,
und den ersten Wendeabschnitten 35C und den zweiten Wendeabschnitten 35D,
die beide der linearen Abschnitte 35A und 35B außerhalb
von einer Endseite und der anderen Endseite der Schlitze 13 in
der Längsrichtung
verbinden.
-
Das
zweite Spulenelement 36 ist aus einem Streifenleiter mit
einer Breite W und einer Dicke T ausgebildet. Das zweite Spulenelement 36 besteht aus
den ersten linearen Abschnitten 36A und den zweiten linearen
Abschnitten 36B, die wechselweise an der Innenschicht-Seite
und der Außenschicht-Seite
der Schlitze 13 angeordnet sind, wobei ein Intervall gelassen
wird, das der Abmessung 2W entspricht, welche zwei Mal
die Breite W in der Laminationsrichtung mit einer festgelegten Teilung
P ist, wie in 24 gezeigt, und den ersten Wendeabschnitten 36C und
den zweiten Wendeabschnitten 36D, die beide der linearen
Abschnitte 36A und 36B außerhalb von einer Endseite
und der anderen Endseite der Schlitze 13 in der Längsrichtung
verbinden.
-
Und
zwei der ersten Spulenelemente 35, die wie in 22 gezeigt
ausgebildet sind, werden kombiniert, um die erste Spulenkombination 37 zu
bilden. Zwei zu kombinierende Spulenelemente werden mit den Bezugszeichen 351 und 352 gezeigt.
Die Spulenkombination 37 wird so kombiniert, dass der erste lineare
Abschnitt 35A des Spulenelements 351 und der zweite
lineare Abschnitt 35B des Spulenelements 352 aufgeschichtet
werden, wie in 23 gezeigt. Auf der anderen
Seite werden zwei der zweiten Spulenelemente 36, die wie
in 24 gezeigt ausgebildet sind, kombiniert, um die
zweite Spulenkombination 38 zu bilden. Die zwei zu kombinierenden Spulenelemente
werden mit den Bezugszeichen 361 und 362 gezeigt.
Die Spulenkombination 38 wird so angeordnet, dass der erste
lineare Abschnitt 36A des Spulenelements 361 dem
zweiten linearen Abschnitt 36B des Spulenelements 362 über einen
Raum 2W gegenüberliegt,
wie in 25 gezeigt, und der zweite lineare
Abschnitt 36B des Spulenelements 361 dem ersten
linearen Abschnitt 36A des Spulenelements 362 über einen
Raum 2W gegenüberliegt.
-
Anschließend werden
die erste Spulenkombination 37 und die zweite Spulenkombination 38 miteinander
kombiniert, wie in 26 gezeigt. In 26 ist
die erste Spulenkombination 37 mit der zweiten Spulenkombination 38 so
kombiniert, dass der überlappende
Bereich der zwei linearen Abschnitte 35A und 35B der
ersten Spulenkombination 37 in den Raum 2W in
der zweiten Spulenkombination 38 eingeführt ist. In 26 befindet
sich an dem ersten Abschnitt 39A, wo vier lineare Abschnitte 35A, 35B, 36A und 36B aufgeschichtet
sind, der erste lineare Abschnitt 36A des Spulenelements 361 an
der ersten Schicht an der äußerst inneren
Seite, der erste lineare Abschnitt 35A des Spulenelements 351 befindet sich
an der zweiten Schicht des äußeren Umfangs davon,
der zweite lineare Abschnitt 35B des Spulenelements 352 befindet
sich an der dritten Schicht des weiter äußeren Umfangs davon, und der
zweite lineare Abschnitt 36B des Spulenelements 362 befindet sich
an der vierten Schicht, welche der äußerste Außenumfang ist. An einem anderen
zweiten Abschnitt 39B, wo die vier linearen Abschnitte
aufgeschichtet sind, befindet sich der erste lineare Abschnitt 36A des
Spulenelements 362 an der ersten Schicht, welche die äußerst innere
Seite ist, der erste lineare Abschnitt 35A des Spulenelements 352 befindet
sich an der zweiten Schicht des äußeren Umfangs
davon, der zweite lineare Abschnitt 35B des Spulenelements 351 befindet
sich an der dritten Schicht des weiter äußeren Umfangs davon, und der
zweite lineare Abschnitt 36B des Spulenelements 361 befindet sich
an der vierten Schicht, welche die äußerste Außenseite ist.
-
Als
nächstes
werden die Spulenkombinationen 37 und 38 in den
Stator-Eisenkern 11A so aufgenommen bzw. eingebaut, dass
der erste Abschnitt 39A in 26 in
die festgelegten Schlitze 13 eingeführt wird, und der zweite Abschnitt 39B darin
in Schlitze 13 eingeführt
wird, die um „N" Schlitze von den
festgelegten Schlitzen 13 getrennt sind. Die anderen Spulenkombinationen
werden in die anderen Schlitze 13 eingeführt. Nachdem
innere Leitungen vorgesehen werden, die für diese Spulenkombinationen
notwendig sind, wird der Stator-Eisenkern 11A ringförmig gebogen,
um den Stator 10 zu befestigen.
-
Spulenelemente 351 und 352 in
dem dritten Beispiel, die wie oben beschrieben aufgebaut sind, werden
durch ein Verfahren ausgebildet, das ähnlich demjenigen für die Spulenelemente 211 und 212 bei der
ersten und zweiten Ausführungsform/Beispiel
ist. Da die Spulen 361 und 362 durch ein Verlagern
der ersten und zweiten linearen Abschnitte 36A und 36B, ihm
um den inneren 2W dazwischen gegenüberliegend, ausgebildet werden,
wird eine Beschreibung des Herstellungsverfahrens weggelassen.
-
Gemäß dem dritten
Beispiel, da die ersten und zweiten Spulenkombinationen 37 und 38,
die durch das gleiche Herstellungsverfahren wie dasjenige bei der
ersten und zweiten Ausführungsform/Beispiel
ausgebildet werden, kombiniert werden, können somit die Effizienz der
Massenproduktion und ein Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
ermöglicht werden,
wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform.
-
Außerdem kann
bei jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen/Beispiele verhindert
werden, dass die Isolation davon erniedrigt wird, durch die Verwendung
eines Streifen-Spulenelements mit einem rechteckigen Querschnitt,
und das Belegungsverhältnis
der Spulenelemente in einem Schlitz 13 kann verbessert
werden.
-
Der
Querschnitt des Spulenelements ist jedoch nicht auf dies beschränkt. Zum
Beispiel kann stattdessen ein Streifen- Spulenelement mit einem kreisförmigen Querschnitt
verwendet werden, wobei, falls ein derartiges Streifen-Spulenelement
mit einem kreisförmigen
Querschnitt verwendet wird, ferner die folgenden Effekte ermöglicht werden.
-
Das
heißt,
es wird leicht werden, Befestigungsvorrichtungen in dem Wicklungsschritt
anzubringen, und man muss sich nicht wegen eines Verdrehens des
Streifenelements sorgen, wenn ein Spulenelement aufgewickelt wird.
Deshalb kann die Herstellungseffizienz weiter verbessert werden.
Außerdem
wird es möglich
werden, das Brechen der Isolationsfilme, aufgrund des Biegens der
Spitzenenden der Wendeabschnitte in dem Verschiebungsschritt, zu
unterdrücken,
wodurch die Effizienz des Einführens
in die Stator-Eisenkerne 11 und 11A verbessert wird,
um das Brechen der Filme zu verringern. Weiterhin kann ein Brechen
der Filme, das von dem wechselseitigen Kontakt der jeweiligen Spulenelemente
resultiert, wenn der Stator-Eisenkern 11A durch Biegen
kreisförmig
gemacht wird, verringert werden. Ein Brechen der Filme aufgrund
eines wechselseitigen Kontakts der Spulenelemente in den Schlitzen 13 des
Stator-Eisenkerns 11, oder zwischen den Spulenelementen
und der Innenwand-Oberfläche
der Schlitze 13, kann verringert werden, wodurch die Isolationseigenschaft
verbessert wird.
-
Außerdem kann
in dem Schritt des Abziehens der Filme an den Endabschnitten der
Spulenelemente ein mechanisches Ziehen erleichtert werden, wodurch
die Verarbeitbarkeit verbessert wird. Da ein Kühlluftfluss, der durch die
Spulen-Endabschnitte durchgeht, sanfter ausgeführt werden kann, kann das Luftfluss-Geräusch verringert
werden, wodurch die Zuverlässigkeit
verbessert werden kann.
-
Weiterhin,
obwohl es bei der ersten bis zur dritten Ausführungsform/Beispiel nicht erläutert wurde,
wird zum Beispiel der Fall der in 26 gezeigten
Spulenelemente 35 und 36 angenommen, wobei, falls
die jeweiligen ersten Wendeabschnitte 35C, 36C und
die zweiten Wendeabschnitte 35D und 36D in der
gleichen Seite in der Umfangsrichtung geneigt sind, die Höhe der Spulenenden
niedriger ausgeführt werden kann,
und ein Übertragen
auf einen kleineren Maßstab
erzielt werden kann. Gleichzeitig kann ein Ventilationswiderstand
an den Spulenenden verringert werden, wodurch die Kühleigenschaft
weiter verbessert werden kann.