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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ständer für eine dynamoelektrische Maschine, wie
beispielsweise eine solche eines Automobilgenerators oder dergleichen,
und auf ein Herstellungsverfahren sowie einen Verbindungsleiterdraht
für den Ständer, und
auf ein Herstellungsverfahren zum Verbinden des Leiterdrahtes.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Bislang
verwendet eine Vielzahl von Arten elektrischer Gerätschaft
unterschiedliche Arten von Leiterdrähten entsprechend den individuellen
Anwendungen. Bei manchen Anwendungen werden Leiterdrähte zur
Verwendung miteinander verbunden.
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In
einem solchen Fall werden die Endabschnitte der miteinander zu verbindenden
Leiterdrähte
ordnungsgemäß angeordnet,
und Isolationsschichten, die auf den Endabschnitten ausgebildet sind,
werden entfernt. Anschließend
werden die entblößten Endabschnitte
verbunden, woraufhin ein neues Isolationsharz auf die entblößten Abschnitte aufgetragen
wird, die den verbundenen Abschnitt aufweisen, um den Verbindungsprozess
der Leitungsdrähte
abzuschließen.
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Bei
einem solchen Verbindungsverfahren besteht jedoch ein Problem dahingehend,
dass die distalen Enden der zu verbindenden Leitungsdrähte vollständig geschmolzen
werden, weshalb zum Verbinden derselben viel Wärme erforderlich ist. Ein weiteres
Problem besteht darin, dass eine Wärmeerhöhung während des Verbindungsprozesses
zu einer Erhöhung
der Temperatur um die Endabschnitte der Leitungsdrähte herum
führt,
wodurch Isolationsschichten beeinträchtigt werden, was zu verschlechterten
Isolationseigenschaften führt.
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Zur
Lösung
der zuvor beschriebenen Probleme wurde beispielsweise in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 2000-164043 eine Leiterdrahtstruktur vorgeschlagen,
bei der die Endabschnitte der miteinander zu verbindenden Leitungsdrähte teilweise
abgeschnitten werden, um die Querschnittsflächen der Drähte zu verringern, um auf diese
Weise eine Wärmeerhöhung während eines
Verbindungsprozesses zu verringern.
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19 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen herkömmlichen Prozess zum Verbinden
von Leitungsdrähten
zeigt, der beispielsweise in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 2000-164043 offenbart ist.
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Bei
dem herkömmlichen
Prozess zum Verbinden von Leitungsdrähten werden zwei miteinander
zu verbindende Leitungsdrähte 100 zunächst präpariert,
und Isolationsfilme 116 werden von den Flächen nahe
der Endabschnitte der Leitungsdrähte 100 entfernt
(Schritt 1). Anschließend
werden Endabschnitte 112 der Leitungsdrähte 100, von denen die
Isolationsfilme 116 entfernt wurden, wie dargestellt teilweise
abgeschnitten, um abgeschnittene Abschnitte 114 zu bilden
(Schritt 2). Es wird im Wesentlichen die Hälfte des runden Querschnitts
jedes der Endabschnitte 112 der Leitungsdrähte 100 zum
Ausbilden des abgeschnittenen Abschnitts 114 abgeschnitten.
Die Querschnittsfläche
wird also im Wesentlichen auf die Hälfte derjenigen Fläche verringert,
die mit dem Endabschnitt 112 verbunden ist. Daraufhin werden
die beiden Leitungsdrähte 100 parallel
zueinander angeordnet, so dass ihre abgeschnittenen Abschnitte 114 zueinander
weisen, so dass die Endabschnitte 112 ordnungsgemäß angeordnet
sind. Anschließend
werden die Endabschnitte 112 beispielsweise mittels Wolfram-Inertgas-(TIG)-Schweißen miteinander
verbunden (Schritt 3). Schließlich
wird ein Isolationsharz 120 neu auf einen Verbindungsabschnitt 118 auf
die Fläche
aufgetragen, von der die Isolationsschichten 116 entfernt
wurden (Schritt 4), womit der Verbindungsprozess der beiden Leitungsdrähte 100 abgeschlossen
ist.
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Wie
es zuvor beschrieben wurde, wird der Endabschnitt 112 des
Leitungsdrahtes 100 bei der herkömmlichen Struktur des Leiterdrahtes
teilweise abgeschnitten, um die Querschnittsfläche des Leiters zu verringern,
so dass die Isolationsschicht 116 des Leitungsdrahtes 100 um
den abgeschnittenen Abschnitt 114 unvermeidbar beschädigt wird.
Aus diesem Grund muss das Isolationsharz 120 nach dem Verbinden
der Endabschnitte 112 der Leitungsdrähte 100 auf einen
großen
Abschnitt einschließlich
des Verbindungsabschnitts 118 aufgetragen werden. Dies
zieht das Problem einer geringen Bearbeitungseffizienz nach sich
und erhöht
das Volumen des Isolationsharzes 120, weshalb sich der
Verbindungsabschnitt der Leitungsdrähte nach außen wölbt.
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Nachfolgend
wird ein Fall beschrieben, in dem die Leitungsdrähte, die eine herkömmliche Struktur
aufweisen, auf einen Ständer 121 eines
Generators angewendet werden.
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Wie
es in 20 gezeigt ist, umfasst der Ständer 121 einen
Ständereisenkern 122 und
eine Ständerwicklung 123,
die aus Leitungsdrähten 124 aufgebaut
ist, die durch Nuten 122a des Ständereisenkerns 122 gefädelt sind.
In einer Spulenendgruppe 123a der Ständerwicklung 123 sind
Verbindungsabschnitte 125, die jeweils aus geschweißten Endabschnitten
von zwei Leitungsdrähten 124 aufgebaut
sind, auf die ein Isolationsharz 120 aufgetragen ist, in
zwei Schichten benachbart in einer Reihe in der radialen Richtung
auf eine Endfläche
des Ständereisenkerns 122 ausgerichtet,
also in zwei Reihen in der Umfangsrichtung.
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Da
die Endabschnitte der Leitungsdrähte 124 im
Falle der zuvor beschriebenen Leitungsdrähte 100 teilweise
abgeschnitten sind, ist die Isolationsschicht 116 um den
abgeschnittenen Abschnitt beschädigt,
so dass die Leiter freiliegen. Die verbundenen Teile der Endabschnitte
der Leitungsdrähte 124 sind
benachbart in einer Reihe in der radialen Richtung an der Endfläche des
Ständereisenkerns 122 ausgerichtet,
also in zwei Reihen in der Umfangsrichtung. Somit neigen geschweißte Abschnitte
der Endabschnitte der Leitungsdrähte 124,
die nebeneinander in der radialen Richtung ausgerichtet sind, zur
Erzeugung von Kurzschlüssen.
Wenn das Isolationsharz 120 auf einen kurzgeschlossenen
geschweißten Abschnitt
aufgetragen wird, so wird die Leistung des Ständers 121 gesenkt.
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Um
eine Leistungssenkung zu verhindern, wird eine Inspektion durchgeführt, um
die geschweißten
Abschnitte der Endabschnitte der Leitungsdrähte 124 in Bezug auf
Kurzschlüsse
zu untersuchen, bevor das Isolationsharz 120 aufgetragen wird.
Ein ausgemustertes Werkstück
muss einem Schritt unterzogen werden, um eine kurzgeschlossene Position
zu lokalisieren, woraufhin der Kurzschluss korrigiert werden muss,
indem die kurzgeschlossenen geschweißten Abschnitte in der radialen Richtung
manuell voneinander getrennt werden.
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Es
ist ausgesprochen schwer, eine kurzgeschlossene Position zu lokalisieren.
Für den
Schritt des Korrigierens eines Kurzschlusses muss die Ständerproduktionslinie
angehalten werden, und dieser Schritt wird manuell durchgeführt, was
zu einer starken Produktivitätssenkung
und zu höheren
Kosten führt.
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Da
das Isolationsharz 120 auf eine große Querschnittsfläche in der
Nähe des
geschnittenen Abschnitts aufgetragen werden muss, wölbt sich
der Verbindungsabschnitt 125 nach außen, wodurch eine radiale Abmessung
und eine Umfangsabmessung erhöht
werden. Auf diese Weise kann der Ständer 121 nicht kleiner
ausgeführt
werden, und die Mehrreihen-Konfiguration der Verbindungsabschnitte 125 wird
nachteilig beeinträchtigt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung soll die zuvor beschriebenen Probleme lösen, und
es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ständer einer
dynamoelektrischen Maschine und ein Herstellungsverfahren desselben
zu schaffen, ebenso wie einen Verbindungsleiterdraht und ein Herstellungsverfahren desselben,
bei dem ein Endbereich eines Leitungsdrahtes plastisch verformt
wird, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung einer Isolationsschicht zu
minimieren und um eine Querschnittsfläche des Endbereichs zu verringern,
wodurch die Wärmeerhöhung während eines
Verbindungsprozesses verringert wird und gute Isolationseigenschaften
sichergestellt werden. Ferner wird das Auftreten von Kurzschlüssen zwischen
Verbindungsabschnitten strukturell verhindert, um den Bedarf einer
manuellen Korrektur von Kurzschlüssen
zu eliminieren, die beim Stand der Technik erforderlich war, wodurch
eine höherer
Produktivität
und eine Senkung der Kosten erzielt werden.
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen Ständer einer dynamoelektrischen
Maschine nach Anspruch 1 und ein Herstellungsverfahren nach Anspruch
6. Bevorzugte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die Endabschnitte von Verbindungsleitungsdrähten gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die
Verbindungsleitungsdrähte
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verbunden wurden;
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3A und 3B sind
eine Seitenansicht und eine Vorderansicht, die ein Herstellungsverfahren
zum Verbinden von Leitungsdrähten
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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4A und 4B sind
eine Seitenansicht und eine Vorderansicht, die das Herstellungsverfahren
zum Verbinden von Leitungsdrähten
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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5A und 5B sind
eine Seitenansicht und eine Vorderansicht, die das Herstellungsverfahren
zum Verbinden von Leitungsdrähten
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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6 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Verbindungsdraht
zeigt, der auf einen Ständer
eines Automobilgenerators gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Bereichs des Ständers des
Generators gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine schematische Ansicht, die einen Schweißprozess bei einem Herstellungsverfahren
des Ständers
des Generators gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
eine weitere schematische Ansicht, die einen Scheißprozess
bei einem Herstellungsverfahren des Ständers des Generators gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht, die Endabschnitte von Verbindungsleitungsdrähten gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die
Verbindungsleitungsdrähte
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden sind;
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12 ist
eine perspektivische Ansicht, die Endabschnitte der Verbindungsleitungsdrähte gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die
Verbindungsleitungsdrähte
gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden sind;
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14 ist
eine schematische Draufsicht, die einen Leitungsdraht zeigt, der
auf einen Ständer
eines Automobilgenerators gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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15 ist
eine schematische Ansicht, die einen Schweißprozess bei einem Herstellungsverfahren
des Ständers
des Generators gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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16 ist
eine schematische Draufsicht, die einen Leitungsdraht zeigt, der
auf einen Ständer
eines Automobilgenerators gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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17 ist
eine schematische Draufsicht, die einen Leitungsdraht zeigt, der
auf einen Ständer
eines Automobilgenerators gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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18 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Verbindungsleitungsdrähte gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden sind;
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19 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Verbindungsprozess der herkömmlichen
Verbindungsleitungsdrähte
zeigt; und
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20 ist
eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Bereichs eines herkömmlichen Ständers eines
Automobilgenerators.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die Endabschnitte von Verbindungsleitungsdrähten gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine
perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Verbindungsleitungsdrähte gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden sind.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist ein Verbindungsleitungsdraht 1 aus
einem Kupferdrahtstab aufgebaut, der einen runden Querschnitt aufweist,
und ist mit einer Isolationsschicht 2 aus Emaille oder
dergleichen bedeckt. Ein Endabschnitt 11, der sich in einem
vorbestimmten Maß von
dem distalen Ende desselben in der Längsrichtung erstreckt, ist
verjüngt,
so dass seine Leiterquerschnittsfläche kontinuierlich abnimmt.
Ein Hauptabschnitt 10 und ein Teil des Endabschnitts 11 in
der Nähe
des Hauptabschnitts 10 sind gleichmäßig mit der Isolationsschicht 2 bedeckt, und
eine Kupferdrahtstange liegt an einem distalen Endabschnitt 11a frei.
Die Mitte des Bereichs des Endabschnitts 11 des Verbindungsleiterdrahts 1 ist
in Richtung eines Außenumfangs
in Bezug auf die Mitte des Bereichs des Hauptabschnitts 10 in
der Nähe des
Endabschnitts 11 verlagert.
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Zwei
Verbindungsleiterdrähte 11 mit
dem zuvor beschriebenen Aufbau werden nivelliert, d.h. ordnungsgemäß angeordnet
und auf gleiche Höhe
gebracht, so dass die Endabschnitte 11 nahe aneinander
positioniert werden, wie es in 1 gezeigt
ist, und werden beispielsweise durch Lichtbogenschweißen miteinander
verbunden. Die so miteinander verbundenen Verbindungsleiterdrähte 1 werden
durch einen Verbindungsabschnitt 3 miteinander verbunden,
in dem die distalen Endabschnitte 11a mit den freiliegenden
Kupferdrahtstäben
zu einem Teil miteinander verbunden wurden, und der Verbindungsabschnitt 3 und
die proximale Endseite der Endabschnitte 11 werden mit
einem Isolationsharz 45 abgedeckt, wie es in 2 gezeigt
ist.
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Bei
dem Verbindungsleiterdraht 1 ist der Endabschnitt 11 über das
vorbestimmte Maß in
der Längsrichtung
von dem distalen Ende desselben verjüngt, so dass die Leiterquerschnittsfläche kontinuierlich
abnimmt. Der Verbindungsleiterdraht 1 ist mit Ausnahme
des distalen Endabschnitts 11a mit der Isolationsschicht 2 bedeckt.
Da die Querschnittsfläche
des distalen Endabschnitts 11a kleiner als die Querschnittsfläche des
Hauptabschnitts 10 ist, wird die für das Verbinden erforderliche
Wärmemenge
reduziert.
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Die
reduzierte Wärmemenge,
die zum Verbinden erforderlich ist, unterdrückt die Wahrscheinlichkeit
einer Beschädigung
der Isolationsschicht 2. Da der Endabschnitt 11 verjüngt ist,
wölbt sich
der Verbindungsabschnitt 3 ferner nicht über den
Hauptabschnitt 10 in der Nähe des Endabschnitts 11 hinaus
nach außen,
wo der Verbindungsabschnitt 3 befestigt ist. Zudem erfolgt
die Abdeckung durch die Isolationsschicht 2 bis zu einem
Teil des Endabschnitts 11 in der Nähe des Hauptabschnitts 10, so
dass der freiliegende Abschnitt des Kupferdrahtstabs relativ zu
dem Außenumfang
des Hauptabschnitts 10 in der Nähe des Endabschnitts 11 einwärts geneigt
ist.
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Selbst
wenn der Verbindungsleiterdraht 1 auf eine Anwendung angewendet
wird, bei der die Verbindungsabschnitte 3 der Verbindungsleiterdrähte 1 nahe
beieinander angeordnet sind, werden entsprechend Kurzschlüsse zwischen
den Verbindungsabschnitten 3 oder zwischen dem Verbindungsabschnitt 3 und
dem freiliegenden Teil des Kupferdrahtstabs unterdrückt, wodurch
gute Isolationseigenschaften sichergestellt werden.
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Es
muss kein Isolationsharz 45 zum Sicherstellen der Isolierung
aufgetragen werden, um den Bereich des Hauptabschnitts 10 in
der Nähe
des Endabschnitts 11 abzudecken. Mit anderen Worten, muss
das Isolationsharz 45 lediglich auf den distalen Endabschnitt 11a des
verjüngten
Endabschnitts 11 und in dessen Nachbarschaft aufgetragen
werden, so dass die Wölbung
des gesamten Verbindungsabschnitts einschließlich des Isolationsharzes 45 minimiert
werden kann. Entsprechend kann der Verbindungsleiterdraht 1 auch
bei einer Anwendung verwendet werden, bei der die Verbindungsabschnitte 3 der
Verbindungsleiterdrähte 1 nahe
aneinander angeordnet sind.
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Das
Herstellungsverfahren für
den Verbindungsleiterdraht 1 wird nachfolgend unter Bezugnahme
auf die 3A und 3B bis 5A und 5B beschrieben.
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Ein
Formoberteil 4 umfasst eine geneigte Nut 4a, und
ein Formunterteil 5 umfasst eine geneigte Nut 5a.
Wie es in den 3A und 3B gezeigt
ist, wird der Verbindungsleiterdraht 1, der mit der Isolationsschicht 2 versehen
ist und einen kreisförmigen Querschnitt
aufweist, zwischen dem Formoberteil 4 und dem Formunterteil 5 angeordnet.
Anschließend wird
der Verbindungsleiterdraht 1 durch das Formoberteil 4 und
das Formunterteil 5 unter Druck gesetzt, um den Verbindungsleiterdraht 1 in
die durch die Nuten 4a und 5a definierte Form
plastisch umzuformen, wie es in den 4A und 4B dargestellt
ist. Anschließend
werden, wie es in den 5A und 5B gezeigt
ist, das Formoberteil 4 und das Formunterteil 5 voneinander
getrennt, und der Verbindungsleiterdraht 1 mit dem plastisch
deformierten Endabschnitt 11, der eine verjüngte Form
aufweist, wird entnommen.
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Daraufhin
wird die Isolationsschicht 2 von dem distalen Ende des
Endabschnitts 11 entfernt, um den in 1 dargestellten
Verbindungsleiterdraht 1 zu erhalten.
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Gemäß dem Herstellungsverfahren
sichert der plastisch verformte Endabschnitt 11 des Verbindungsleiterdrahtes 1 die
Haftung der Isolationsschicht 2 an dem Endbereich 11,
so dass der verjüngte
Endabschnitt 11 ausgebildet werden kann, ohne die Isolationsschicht 2 zu
beschädigen.
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Nachfolgend
wird ein Fall beschrieben, in dem der Verbindungsleiterdraht 1 mit
dem zuvor beschriebenen Aufbau auf den Ständer einer dynamoelektrischen
Maschine angewendet wird.
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6 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Leiterdraht
zeigt, der auf einen Ständer
eines Automobilgenerators gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird, 7 ist eine
perspektivische Ansicht eines wesentlichen Bereichs des Ständers des Generators
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 8 ist eine
schematische Ansicht, die einen Schweißprozess eines Herstellungsverfahrens
des Ständers
des Generators gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, und 9 ist eine
weitere schematische Ansicht, die den Schweißprozess des Herstellungsverfahrens
für den
Ständer
des Generators gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf 6 wird der auf einen Ständer 15 angewendete
Leiterdraht 20 geformt, indem ein Verbindungsleiterdraht 1 im
Wesentlichen zu einer U-Form gebogen wird, die aus einem Paar von
geraden Abschnitten 20a aufgebaut ist, die jeweils einen
Hauptabschnitt bilden und durch einen Wendeabschnitt 20b miteinander
verbunden ist. Bei dem Leiterdraht 20 sind die Endabschnitte 20c,
die sich von den distalen Enden um ein vorbestimmtes Maß in der
Längsrichtung
erstrecken, verjüngt,
so dass ihre Querschnittsflächen
in Richtung ihrer distalen Enden kontinuierlich kleiner werden.
Die Isolationsschicht 2 wurde von den distalen Enden 20d der Endabschnitte 20c entfernt,
um den Kupferdrahtstab freizulegen. Zudem sind die Querschnittsmitten
der Endabschnitte 20c in Richtung der Außenumfänge relativ
zu den Querschnittsmitten der geraden Abschnitte 20a in
der Nähe
der Endabschnitte 20c verlagert. Die Isolationsschicht 2 verbleibt
an den proximalen Endbereichen der Endabschnitten 20c.
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7 zeigt
einen Ständereisenkern 16,
der den Ständer 15 bildet,
und ein zylindrisches Element, das aus einem magnetischen Stahlbestandteil
ausgebildet ist. Der Ständereisenkern 16 umfasst
Nuten 16a, die axial ausgerichtet und in der Umfangsrichtung
in vorbestimmten Intervallen vorgesehen sind, so dass sie an der
Innenumfangsseite offen sind. Eine Ständerwicklung 17 wird
erzeugt, indem die distalen Enden 20d mehrerer Leiterdrähte 20,
die in den Nuten 16a angeordnet sind, miteinander verbunden werden.
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Zur
Montage des Ständers 15 werden
jeweils zwei der Leiterdrähte 20 in
ein Paar der Nuten 16a, die um zwei Nuten voneinander beabstandet
sind, von einem Ende des Ständereisenkerns 16 eingesetzt.
Zum Zwecke der einfacheren Beschreibung sind die Positionen in jeder
Nut 16a in der aufsteigenden Reihenfolge mit den Ziffern
1 bis 4 bezeichnet, angefangen mit der innersten Position. Genauer
gesagt, wird ein Leiterdraht 20 an der Position 1 einer der
gepaarten Nuten 16a eingesetzt, die um zwei Nuten voneinander
beabstandet sind, und an der Position 2 des anderen Schlitzes 16a.
Der andere Leitungsdraht 20 wird an der Position 3 des
einen Schlitzes 16a und an der Position 4 des anderen Schlitzes 16a eingesetzt.
Auf diese Weise werden vier gerade Abschnitte 20a in jeder
Nut 16a aufgenommen, so dass sie in einer einzelnen Reihe
in der Richtung der Tiefe der Nut miteinander fluchten.
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Sobald
sämtliche
Leiterdrähte 20 an
dem Ständereisenkern 16 positioniert
sind, wird der Endabschnitt des Leiterdrahtes 20, der sich
von der Position 1 einer Nut 16a zu dem anderen Ende des Ständereisenkerns 16 erstreckt,
auswärts
gebogen, und der Endabschnitt des anderen Leiterdrahtes 20, der
sich von der Position 2 der Nut 16a erstreckt, die von
der zuvor genannten Nut 16a um zwei Nuten beabstandet ist,
zu dem anderen Ende des Ständereisenkerns 16 erstreckt,
wird auswärts
gebogen. Daraufhin werden die beiden gebogenen Endabschnitte 20c radial
einander überlappend
angeordnet, so dass sie näher
aneinander positioniert werden. Zudem wird der Endabschnitt des
Leiterdrahtes 20, der sich von der Position 3 einer Nut 16a zu
dem anderen Ende des Ständereisenkerns 16 erstreckt,
auswärts gebogen,
und der Endabschnitt des anderen Leiterdrahtes 20, der
sich von der Position 4 der Nut 16a, die von der zuvor
genannten Nut 16a um zwei Nuten beabstandet ist, zu dem
anderen Ende des Ständereisenkerns 16 erstreckt,
wird auswärts
gebogen. Daraufhin werden die beiden gebogenen Endabschnitte 20c radial
einander überlappend
angeordnet, so dass sie näher
aneinander positioniert sind.
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Auf
diese Weise werden an dem anderen Ende des Ständereisenkerns 16 zwei
Paare der Endabschnitte 20c, die in einer Reihe in der
radialen Richtung miteinander fluchten, in der Umfangsrichtung angeordnet.
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Anschließend, wie
es in 8 gezeigt ist, wird ein Metallblock 23 zwischen
zwei Paaren der Endabschnitte 20c, die in der radialen
Richtung fluchten, positioniert, und die Endabschnitte 20c der
entsprechenden Paare werden mit Hilfe einer ersten druckaufbringenden
Metallgerätschaft 24 und
einer zweiten druckaufbringenden Metallgerätschaft 25 gegeneinander
gedrückt.
Auf diese Weise werden die Endabschnitte 20c jedes Paars
in engen Kontakt miteinander gebracht und stoßen gegen den Metallblock 23 an.
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Daraufhin,
wie es in 9 gezeigt ist, wird ein Ausgabeanschluss
einer Pulserzeugungsstromquelle 30 mit der ersten druckaufbringenden
Gerätschaft 24 und
der zweiten druckaufbringenden Gerätschaft 25 verbunden,
eine Lötlampe 31 wird
in die Nähe
des Paars der Endabschnitte 20c gebracht, und die Pulserzeugungsstromquelle 30 wird
eingeschaltet. Auf diese Weise wird ein Lichtbogen 32 zwischen
der Lötlampe 31 und
dem Paar der Endabschnitte 20c erzeugt, um die distalen
Enden 20d zu erwärmen
und zu schmelzen, wodurch sie miteinander verbunden werden.
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Das
gleiche Schweißverfahren
wird bei sämtlichen
Paaren der Endabschnitte 20c durchgeführt, woraufhin ein Isolationsharz
(nicht gezeigt) auf die Endabschnitte 20c aufgetragen wird,
um die Verbindungen 3 abzudecken, wodurch der Ständer 15 erzeugt
wird.
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In
dem Ständer 15,
der auf die zuvor beschriebene Weise hergestellt wurde, sind die
Verbindungsabschnitte 3 der Endabschnitte 20c in
zwei Schichten in einer Reihe in der radialen Richtung ausgerichtet,
also in zwei Reihen in der Umfangsrichtung angeordnet, wodurch eine
Spulenendgruppe in dem anderen Ende der Statorwicklung 17 gebildet wird.
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Obwohl
es nicht gezeigt ist, sind die gebogenen Abschnitte 20b der
Leiterdrähte 20 an
einem Ende des Ständereisenkerns 16 in
zwei Schichten in einer Reihe in der radialen Richtung ausgerichtet, also
in zwei Reihen in der Umfangsrichtung angeordnet, wodurch eine Spulenendgruppe
an einem Ende der Ständerwicklung 17 erzeugt
wird.
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Der
Ständer 15 mit
dem zuvor beschriebenen Aufbau verwendet die Leiterdrähte 20,
bei denen die Endabschnitte 20c, die sich von den distalen
Enden um ein vorbestimmtes Maß in
einer Längsrichtung
erstrecken, verjüngt
sind, so dass die Leiterquerschnittsflächen kontinuierlich abnehmen,
wobei die Isolationsschicht 2 von den distalen Enden 20d der
Endabschnitte 20c entfernt ist, so dass die Kupferdrahtstäbe freiliegen.
Diese Anordnung verringert den Wärmebedarf
während
des Verbindungsprozesses. Zudem wird der Temperaturanstieg in der
Nähe der
distalen Enden 20d der Leiterdrähte 20 unterdrückt, so
dass verhindert wird, dass die Isolationseigenschaften aufgrund
einer Verschlechterung der Isolationsschicht 2 an den proximalen
Endflächen der
Endabschnitte 20c beeinträchtigt werden. Zudem wird die
Isolationsschicht 2 von den Leiterdrähten 20 mit Ausnahme
der geraden Abschnitte 20a und der proximalen Endflächen der
Endabschnitte 20c entfernt, so dass die proximalen Endflächen der
Endabschnitte 20c der Leiterdrähte 20 weiterhin durch die
Isolationsschicht 2 bedeckt bleiben, wodurch Kurzschlüsse zwischen
den Verbindungsabschnitten 3, die radial nebeneinander
angeordnet sind, sicher verhindert werden.
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Entsprechend
werden keine Kurzschlüsse mehr
zwischen den Verbindungen 3 der Endabschnitte 20c der
Leiterdrähte 20 bei
dem Kurzschlussinspektionsschritt festgestellt, der vor dem Schritt
des Auftragens einer Isolationsschicht ausgeführt wird. Entsprechend müssen die
Ständer
nicht mehr aus der Herstellungslinie entnommen werden, um kurzgeschlossene
Positionen zu lokalisieren und Kurzschlüsse zu korrigieren, indem die
kurzgeschlossenen Verbindungsabschnitte in der radialen Richtung
manuell voneinander getrennt werden. Auf diese Weise werden die
Produktivität
und der Ertrag stark verbessert, wohingegen Kosten bei der Herstellung
der Ständer 15 verringert
werden.
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Bei
dem Leiterdraht 20 ist die Querschnittsmitte des Endabschnitts 20c in
Richtung des Außenumfangs
relativ zu der Querschnittsmitte des geraden Abschnitts 20a in
der Nähe
des Endabschnitts 20c verlagert. Die Endabschnitte 20c sind
derart angeordnet, dass sie eng aneinander angeordnet und zueinander
gebogen und in der radialen Richtung ausgerichtet sind. Diese Anordnung
verbessert die Schweißeffizienz.
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Bei
dem Leiterdraht 20 ist die Breite in Umfangsrichtung des
Endabschnitts 20c derart gewählt, dass sie gleich oder kleiner
als die Breite in Umfangsrichtung des geraden Abschnitts 20a ist,
so dass es möglich
ist, das Einsetzen der Leiterdrähte 20 in
die Nuten 16a des Ständereisenkerns 16 zu
automatisieren.
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Bei
dem Ständer 15 sind
die Verbindungsabschnitte 3 benachbart zueinander in der
radialen Richtung ausgerichtet. Die Isolationsschicht 2 an
den proximalen Endflächen
der Endabschnitte 20c erfährt keine Beschädigung,
und die Verbindungsabschnitte 3 wölben sich nicht auswärts, so
dass die geraden Abschnitte 20a in der Nähe der Endabschnitte 20c nicht
mit einem Isolierharz 45 bedeckt werden müssen. Somit
wird das Volumen des Isolierharzes 45, das zum Abdecken
der Verbindungsabschnitte 3 aufgetragen werden muss, verringert,
und die Breite in radialer Richtung der Spulenendgruppe kann verringert
werden, so dass der Ständer 15 kleiner
ausgebildet werden kann.
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In
den vergangenen Jahren bestand ein Bedarf daran, mehr Nuten in dem
Ständer 15 vorzusehen,
so dass unvermeidbar die Umfangsintervalle zwischen den Verbindungsbereichen 3 verringert werden
müssen.
Bei der Befriedigung dieses Bedarfs verursacht die Konfiguration
des Leiterdrahtes 20 keine Vergrößerung des Ständers 15,
und es können gute
Isolierungseigenschaften aufgrund der Anti-Kurzschluss-Struktur der Verbindungsabschnitte 3 der
Leiterdrähte 20 und
des geringeren Volumens der gesamten Verbindungsabschnitte einschließlich des Isolationsharzes 45 sichergestellt
werden.
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Der
Metallblock 23 wird zwischen den zwei Paaren von Endabschnitten 20c platziert,
die radial miteinander fluchten, und ein Paar der Endabschnitte 20c wird
gegen den Metallblock 23 mit Hilfe der ersten druckausübenden Metallgerätschaft 24 zum
Verbinden der Endabschnitte 20c gepresst. Auf diese Weise
werden die Endabschnitte 20c in engem Kontakt miteinander
gehalten, wenn sie verbunden werden. Dies verhindert Schweißtrennfehler
bei dem Verbindungsprozess und gestattet die Erzielung einer hohen
Verbindungsfestigkeit.
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Da
die Endabschnitte 20c kreisförmige Querschnitte aufweisen,
wird das distale Ende der ersten druckaufbringenden Gerätschaft 24 sanft
eingesetzt, indem es durch die Außenumfangsfläche des
Endabschnitts 20c geführt
wird, selbst wenn die erste druckaufbringende Gerätschaft 24 nicht
mit der Mitte des Endabschnitts 20c fluchtet, wenn die
erste druckaufbringende Gerätschaft 24 von
der radialen Richtung eingesetzt wird, um gegen den Endabschnitt 20c zu
stoßen.
Ferner beschränkt
das V-förmige
distale Ende der ersten druckaufbringenden Gerätschaft 24 das Umfangsspiel
des Endabschnitts 20c, so dass ein stabiles Verbinden durchgeführt werden
kann.
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Der
Schweißtrennfehler
kann ferner unterdrückt
werden, da die Endabschnitte 20c derart radial miteinander
fluchten, dass sie zueinander gebogen sind, wenn sie in engen Kontakt
miteinander gebracht werden.
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Die
Verbindung erfolgt unter Verwendung des Lichtbogens 32,
bei dem es sich um eine nicht kontaktierende Wärmequelle handelt; entsprechend kann
die Temperatur der distalen Enden 20d auf eine Verbindungstemperatur
erhöht
werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der
Isolationsschicht 2 minimiert wird.
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Vorzugsweise
sind der Metallblock 23, die erste Druck aufbringende Gerätschaft 24 und
die zweite Druck aufbringende Gerätschaft 25 aus Kupfer
oder aus einer Kupferlegierung mit guter thermischer Leitfähigkeit
hergestellt. Die Verwendung von Kupfer oder einer Kupferlegierung
unterdrückt
einen Temperaturanstieg des Metallblocks 23 der ersten druckaufbringenden
Gerätschaft 24 und
der zweiten druckaufbringenden Gerätschaft 25 während des Verbindungsprozesses
und verhindert sicher ein Verbinden zwischen den Leiterdrähten 20 und
dem Metallblock 23, zwischen den Leiterdrähten 20 und
der ersten druckaufbringenden Gerätschaft 24 und zwischen
den Leiterdrähten 20 und
der zweiten druckaufbringenden Gerätschaft 25.
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Die
Paare von Endabschnitten 20c werden gegen den Metallblock 23 durch
die erste druckaufbringende Gerätschaft 24 und
die zweite druckaufbringende Gerätschaft 25 gedrückt, und
der Ausgabeanschluss der Lichtbogenerzeugungsstromquelle 30 wird
elektrisch mit der ersten druckaufbringenden Gerätschaft 24 und der
zweiten druckaufbringenden Gerätschaft 25 verbunden,
um das Schweißen
auszuführen.
Während
des Schweißens
fließt
ein Strom i in beiden radialen Richtungen des Lichtbogens 32, wie
es durch die Pfeile in 9 dargestellt ist. Bei dieser
Anordnung werden die Einflüsse
der Magnetfelder, die durch den Strom i erzeugt werden, eliminiert,
so dass der Lichtbogen 32 nicht durch die Magnetfelder
abgelenkt wird, wodurch eine stabile Schweißqualität gewährleistet wird.
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Zweite Ausführungsform
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In
einer zweiten Ausführungsform,
die in 10 gezeigt ist, ist ein Verbindungsleiterdraht 40 aus
einem Kupferdrahtstab hergestellt, der einen runden Querschnitt
aufweist, und ist mit einer Isolationsschicht 2 aus Emaille
oder dergleichen bedeckt. Ein Endabschnitt 42, der sich
in einem vorbestimmten Maß von
dem distalen Ende desselben in der Längsrichtung erstreckt, umfasst
einen verjüngten Abschnitt 42a mit
einer Leiterquerschnittsfläche,
die kontinuierlich in Richtung des distalen Endes desselben abnimmt,
und einem Abschnitt 42b mit konstanter Querschnittsfläche, der
sich von dem verjüngten Abschnitt 42a in
Richtung des distalen Endes erstreckt, während seine Leiterquerschnittsfläche konstant
bleibt. Ein Hauptabschnitt 41 und der verjüngte Abschnitt 42a sind
gleichmäßig mit
der Isolationsschicht 2 bedeckt. Der Kupferdrahtstab des
Abschnitts 42b mit konstanter Querschnittsfläche liegt frei.
Die Mitte des Querschnitts des Endabschnitts 42 des Verbindungsleiterdrahtes 40 ist
in Richtung eines Außenumfangs
in Bezug auf die Mitte des Querschnitts des Hauptabschnitts 41 in
der Nähe
des Endabschnitts 42 verlagert. Der Endabschnitt 42 des Verbindungsleiterdrahtes 40 ist
ebenfalls durch plastische Verformung verformt, ebenso wie bei der
zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Zwei
Verbindungsleiterdrähte 40 mit
dem zuvor beschriebenen Aufbau sind ordnungsgemäß auf gleicher Höhe angeordnet,
so dass die Endabschnitte 42 nahe aneinander angeordnet
sind, wie es in 10 gezeigt ist, und beispielsweise
mittels Lichtbogenschweißen
miteinander verbunden sind. Die so verbundenen Verbindungsleiterdrähte 40 sind
durch einen Verbindungsabschnitt 3 miteinander verbunden,
in dem die Abschnitte 42b mit konstanter Querschnittsfläche und
den freiliegenden Kupferdrahtstellen zu einem Teil miteinander verbunden
sind, wie es in 11 gezeigt ist.
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Entsprechend
schafft auch der Verbindungsleiterdraht 40 gemäß der zweiten
Ausführungsform die
gleichen Vorteile, die bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform
erzielt werden.
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Die
Anwendung des Verbindungsleiterdrahtes 40 auf einen Ständer schafft
die gleichen Vorteile wie diejenigen, die bei der zuvor beschriebenen
ersten Ausführungsform
erzielt wurden.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
gestattet das Vorsehen des Abschnitts 42b mit konstanter
Querschnittsfläche
ein einfacheres Klemmen durch die erste druckaufbringende Gerätschaft 24 beim
Schweißen,
wodurch eine stabile Schweißqualität sichergestellt
wird.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
ist die Isolationsschicht 2 von dem Abschnitt 42b mit
konstanter Querschnittsfläche
entfernt, um den Kupferdrahtstab freizulegen. Es ist jedoch nicht
erforderlich, die Isolationsschicht 2 vollständig von
dem Abschnitt 42b mit konstanter Querschnittsfläche zu entfernen; anstelle
dessen kann die Isolationsschicht 2 beispielsweise nur
von der distalen Endfläche
des Abschnitts 42b mit konstanter Querschnittsfläche entfernt
werden, der in einer Verbindungsfläche liegt.
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Dritte Ausführungsform
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Bei
der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform ist der Verbindungsleiterdraht 40 aus einem
Kupferdrahtstab hergestellt, der einen runden Querschnitt aufweist,
und mit der Isolationsschicht 2 aus Emaille oder dergleichen
bedeckt. Gemäß einer dritten
Ausführungsform
ist ein Verbindungsleiterdraht 40A aus einem Kupferdrahtstab
hergestellt, der mit einer Isolationsschicht 2 aus Emaille
oder dergleichen bedeckt ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist,
wie es in den 12 und 13 gezeigt ist.
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Entsprechend
schafft die dritte Ausführungsform
die gleichen Vorteile wie diejenigen, die mittels der zweiten Ausführungsform
erzielt wurden.
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Der
Verbindungsleiterdraht 40A gemäß der dritten Ausführungsform
verwendet den Kupferdrahtstab mit dem rechteckigen Querschnitt;
somit gestattet der Verbindungsleiterdraht 40A einen größeren Raumfaktor
der Leiterdrähte
in Nuten, wenn er auf eine Ständerwicklung
angewendet wird, mit einer entsprechend höheren Leistung des Ständers.
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Vierte Ausführungsform
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14 ist
eine schematische Draufsicht, die einen Leiterdraht zeigt, der auf
einen Ständer
eines Automobilgenerators gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird, und in 15 ist
eine schematische Ansicht, die einen Schweißprozess eines Herstellungsverfahrens
des Ständers
des Generators gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf 14 wird ein Leiterdraht 43 gemäß der vierten
Ausführungsform
hergestellt, indem ein Kupferdrahtstab im Wesentlichen zu einer
U-Form gebogen wird, wobei der Kupferdrahtstab mit einer Isolationsschicht 2 bedeckt
ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Ein Endabschnitt 43b,
der sich von dem distalen Ende in einem vorbestimmten Maß in der
Längsrichtung
erstreckt, umfasst einen runden Querschnitt und wurde vorab verjüngt, so
dass seine Leiterquerschnittsfläche
kontinuierlich in Richtung des distalen Endes desselben abnimmt.
Die Isolationsschicht 2 ist von einem distalen Ende 43c des
Endabschnitts 43b entfernt, so dass der Kupferdrahtstab
freiliegt. Zudem ist die Querschnittsmitte des distalen Endes 43c zu
einer Seite in Bezug auf die Querschnittsmitte eines geraden Abschnitts 43a in
der Nähe
des Endabschnitts 43b verlagert. Die Isolationsschicht 2 verbleibt
an einer proximalen Endfläche
des Endabschnitts 43b. Die Endabschnitte 43b fluchten
in der radialen Richtung, so dass sie gebogen sind, um näher aneinander
angeordnet zu sein. Eine Breite t1 des geraden Abschnitts 43a,
bei dem es sich um einen Hauptabschnitt handelt, und eine Breite
t2 des distalen Endes 43c weisen eine Beziehung auf, die durch
t1 ≥ t2 repräsentiert
werden kann.
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Die
Endabschnitte 43b werden gegen einen Metallblock 43 mit
Hilfe einer gabelförmigen
ersten Druck aufbringenden Gerätschaft 24a gedrückt, um miteinander
verbunden zu werden, wie es in 15 dargestellt
ist.
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Gemäß der vierten
Ausführungsform
ist der Endabschnitt 43b des Leiterdrahtes 43 verjüngt, so dass
seine Leiterquerschnittsfläche
kontinuierlich in Richtung des distalen Endes abnimmt, wodurch die gleichen
Vorteile wie diejenigen erzielt werden, die mit Hilfe der zuvor
beschriebenen ersten Ausführungsform
erzielt werden.
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Die
Beziehung zwischen der Breite t1 des geraden Abschnitts 43a,
bei dem es sich um einen Hauptabschnitt handelt, und einer Breite
t2 des distalen Endes 43c ist t1 ≥ t2, so dass die Leiterdrähte automatisch
in eine Biegegerätschaft
einer Biegemaschine eingesetzt werden können.
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Da
die distalen Enden 43c runde Querschnitte aufweisen, wird
die erste Druck aufbringende Gerätschaft 24a sanft
entlang der kreisförmigen
Außenumfangsfläche des
distalen Endes 43c eingesetzt, selbst wenn die erste druckaufbringende
Gerätschaft 24a nicht
mit der Mitte des distalen Endes 43c fluchtet, wenn die
erste druckaufbringende Gerätschaft 24a von
der radialen Richtung eingesetzt wird.
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Die
gegabelte erste Druck aufbringende Gerätschaft 24a kann dem
Umfangsspiel der distalen Enden 43c sicher widerstehen,
wodurch eine stabile Schweißqualität sichergestellt
wird.
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Der
rechteckige Querschnitt des Leiterdrahtes 43 gestattet
einen größeren Raumfaktor
der Leiterdrähte
in den Nuten.
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Fünfte Ausführungsform
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Bei
einer fünften
Ausführungsform,
die in 16 gezeigt ist, ist ein distales
Ende 43c eines Leiterdrahtes 43A derart ausgebildet,
dass es einen elliptischen Querschnitt aufweist. Die Beziehung zwischen
der Breite t1 eines geraden Abschnitts 43a, bei dem es
sich um einen Hauptabschnitt handelt, und einer Breite t3 des distalen
Endes 43c wird repräsentiert
durch t1 ≥ t3.
Die restliche Konstruktion entspricht derjenigen der zuvor beschriebenen
vierten Ausführungsform.
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Entsprechend
schafft die fünfte
Ausführungsform
die gleichen Vorteile wie diejenigen, die mit der vierten Ausführungsform
erzielt werden.
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Da
das distale Ende 43c bei der fünften Ausführungsform derart ausgebildet
ist, dass es einen elliptischen Querschnitt aufweist, ist der Einsetzwiderstand
der ersten druckaufbringenden Gerätschaft geringer als derjenige
bei der vierten Ausführungsform, bei
der das distale Ende 43c einen runden Querschnitt aufweist.
Der verringerte Einsetzwiderstand verhindert einen Verschleiß der Gerätschaft.
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Sechste Ausführungsform
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Bei
der sechsten Ausführungsform,
die in 17 dargestellt ist, sind beide
Umfangsseitenflächen
eines distalen Endes 43c eines Leiterdrahtes 43B mit
einem Querschnitt ausgebildet, der in der radialen Richtung eben
ist. Die Außenumfangsflächen, die
einem zu verbindenden Gegenstück
abgewandt sind, sind zu gebogenen Flächen geformt. Die Beziehung
zwischen einer Breite t1 eines geraden Abschnitts 43a,
bei dem es sich um einen Hauptabschnitt handelt, und einer Breite
t4 des distalen Endes 43c wird durch t1 ≥ t4 repräsentiert.
Die übrige Konstruktion
stimmt mit derjenigen der zuvor beschriebenen vierten Ausführungsform überein.
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Somit
schafft die sechste Ausführungsform die
gleichen Vorteile wie diejenigen, die mit der zuvor beschriebenen
vierten Ausführungsform
erzielt werden.
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Gemäß der sechsten
Ausführungsform
sind beide Umfangsseitenflächen
des Querschnitts des distalen Endes 43c in radialer Richtung
eben, so dass die erste druckaufbringende Gerätschaft 24a derart
eingesetzt werden kann, dass sie beide zu verbindenden distalen
Enden 43c umgibt. Bei dieser Anordnung können beide
distalen Enden 43c sicher und stabil geklemmt werden, wodurch
eine noch stabilere Schweißqualität erzielt
wird.
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Siebte Ausführungsform
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Bei
einer siebten Ausführungsform,
die in 18 gezeigt ist, ist das distale
Ende eines Abschnitts 42b mit einer konstanten Querschnittsfläche eines
Verbindungsleiterdrahtes 40B ferner in Richtung des Außenumfangs
durch eine gebogene Stufe 44 gebogen. Die restliche Konstruktion
stimmt mit derjenigen der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform überein.
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Entsprechend
schafft die siebte Ausführungsform
die gleichen Vorteile, die mit der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform
erzielt werden.
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Gemäß der siebten
Ausführungsform
ist das distale Ende des Abschnitts 42b mit konstanter
Querschnittsfläche
des Verbindungsleiterdrahtes 40B ferner in Richtung des
Außenumfangs
durch die gebogene Stufe 44 gebogen; wenn die Endabschnitte 42 in
der radialen Richtung zum Verbindungszeitpunkt ausgerichtet werden,
werden sie somit in engen Kontakt miteinander gebracht, ohne dass
ein Spalt zwischen den distalen Enden der Abschnitte 42b mit konstanter
Querschnittsfläche
erzeugt wird. Diese Anordnung verhindert sicher einen Verbindungstrennungsfehler
beim Verbinden.
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Bei
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
werden Kupferdrahtstäbe
für die
Leiterdrähte verwendet;
jedoch ist der Bestandteil der Leiterdrähte nicht auf den Kupferdrahtstab
beschränkt.
Beispielsweise kann auch ein Aluminiumdrahtstab verwendet werden.
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Obwohl
als nicht berührende
Wärmequelle bei
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
ein Lichtbogen verwendet wird, ist die nicht berührende Wärmequelle nicht auf einen Lichtbogen
beschränkt. Beispielsweise
kann auch ein Plasmastrahl, ein Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl
verwendet werden.
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Zuvor
wurden Ausführungsformen
beschrieben, bei denen die vorliegende Erfindung auf den Ständer eines
Automobilgenerators angewendet wurde. Die vorliegende Erfindung
schafft jedoch die gleichen Vorteile, wenn sie auf andere Arten
von Generatoren oder Motoren angewendet wird.
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Bei
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
wurden Fälle
beschrieben, in denen im Wesentlichen U-förmige Leiterdrähte in die
Nuten eingesetzt wurden, und in denen die Endabschnitte der Leiterdrähte miteinander
verbunden werden, um die Ständerwicklung
zu bilden. Die vorliegende Erfindung schafft jedoch die gleichen
Vorteile, wenn sie auf einen Fall angewendet wird, in dem ein Leiterdraht,
der aus einem kontinuierlichen Draht aufgebaut ist, in Nuten installiert
wird, und die Endabschnitte des Leitungsdrahtes miteinander verbunden
werden, um eine Ständerwicklung
zu erzeugen.
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Bei
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
sind die Endabschnitte der Leiterdrähte, die in die Nuten eingesetzt
sind, in der radialen Richtung ausgerichtet und miteinander verbunden.
Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf einen Fall angewendet
werden, in dem die Endabschnitte der Leiterdrähte, die in Nuten eingesetzt
sind, in der Umfangsrichtung ausgerichtet und miteinander verbunden
sind, oder auf einen Fall, in dem die Endabschnitte der Leiterdrähte, die
in Nuten eingesetzt sind, in der Umfangsrichtung versetzt angeordnet und
in der radialen Richtung ausgerichtet sind, um diese zu verbinden.
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Bei
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
werden die Endabschnitte von zwei Leiterdrähten, die sich von verschiedenen
Nuten an der Endfläche
des Ständereisenkerns
erstrecken, miteinander verbunden. Die vorliegende Erfindung kann
jedoch auch auf einen Fall angewendet werden, in dem die Endabschnitte
von drei oder mehr Leiterdrähten, die
sich von verschiedenen Nuten erstrecken, einteilig miteinander verbunden
werden, beispielsweise auf eine Verbindung eines neutralen Punktes
zum Wechselstromverbinden der Wicklungen der entsprechenden Phasen
einer Ständerwicklung.
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Die
beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung schaffen die nachfolgenden
Vorteile.
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Der
Stator einer dynamoelektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst einen zylindrischen Ständereisenkern
mit mehreren Nuten, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind;
und eine Ständerwicklung,
die aus mehreren Leiterdrähten
aufgebaut ist, die in den Nuten angeordnet sind, wobei die Ständerwicklung
ausgebildet wird, indem Endabschnitte der Mehrzahl von Leiterdrähten, die
sich aus verschiedenen der Nuten an der Endfläche des Ständereisenkerns heraus erstrecken, miteinander
verbunden werden, wobei die Leiterdrähte derart ausgebildet sind,
dass eine Leiterquerschnittsfläche
eines Endabschnitts in einem vorbestimmten Maß in einer Längsrichtung
von einem distalen Ende desselben kleiner als eine Leiterquerschnittsfläche eines
Hauptabschnitts ist, und eine Isolationsschicht bedeckt den Hauptabschnitt
und einen Teil des Endabschnitts in der Nähe des Hauptabschnitts; und
mehrere Leiterdrähte,
die sich aus unterschiedlichen Nuten heraus erstrecken, werden miteinander
verbunden, wobei ihre Endabschnitte ordnungsgemäß angeordnet sind. Somit können Kurzschlüsse zwischen
den miteinander verbundenen Abschnitten sicher verhindert werden,
so dass manuelle Korrekturen von Kurzschlüssen durch Trennen verbundene
Abschnitte vor dem Aufbringen des Isolierharzes nicht weiter erforderlich
sind, und das Volumen der gesamten verbundenen Abschnitte einschließlich des
Isolierharzes wird verringert, so dass ein Ständer einer dynamoelektrischen
Maschine erzielt werden kann, der eine höhere Produktivität bei verringerten
Kosten und reduzierter Baugröße gestattet.
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Der
Endabschnitt jedes der Leiterdrähte kann
aus einem verjüngten
Abschnitt ausgebildet sein, dessen Leiterquerschnittsfläche kontinuierlich von
dem Hauptabschnitt in Richtung des distalen Endes desselben abnimmt,
und aus einem Abschnitt mit konstanter Querschnittsfläche, der
sich von dem verjüngten
Abschnitt in Richtung des distalen Endes erstreckt, wobei seine
Leiterquerschnittsfläche
unverändert
bleibt, so dass die Endabschnitte der Leiterdrähte einfach geklemmt werden
können,
wenn diese verbunden werden. Auf diese Weise wird eine stabile Schweißqualität erzielt,
die Adhäsion
einer Isolierschicht an dem verjüngten
Abschnitt sicherstellt, wenn der Leiterdraht deformiert wird, und
Kurzschlüsse
zwischen benachbarten Verbindungsleiterdrähten werden verhindert.
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Die
Endabschnitte der Leiterdrähte
können in
Bezug auf den Hauptabschnitt in der Nähe des Endabschnitts exzentrisch
und ordnungsgemäß angeordnet
sein, so dass die Endabschnitte der Leiterdrähte nahe aneinander angeordnet
werden, bevor sie miteinander verbunden werden. Auf diese Weise wird
der Spalt zwischen Endabschnitten der miteinander zu verbindenden
Leiterdrähte
verringert, wodurch Verbindungsfehler verhindert werden, bei denen
Endabschnitte in einem verbundenen Zustand getrennt sind. Zudem
wird ein Spalt zwischen den Endabschnitten der miteinander zu verbindenden Leiterdrähte und
einem benachbart angeordneten Leiterdraht sichergestellt, wodurch
verhindert wird, dass der benachbarte Leiterdraht versehentlich
involviert und verbunden wird.
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Wenn
die Endabschnitte der Leiterdrähte ordnungsgemäß angeordnet
sind, kann die Außenumfangsfläche eines
Endabschnitts des Leiterdrahtes an der gegenüberliegenden Seite von seinem
Gegenstück
derart ausgebildet sein, dass sie eine gebogene Fläche aufweist.
Dies sichert ein sanftes Einsetzen einer Gerätschaft, die zum Pressen der Endabschnitte
der Leiterdrähte
verwendet wird, um diese zu verbinden.
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Die
Endabschnitte der Leiterdrähte
können derart
ausgebildet sein, dass sie im Wesentlichen kreisförmige Querschnitte
aufweisen. Selbst wenn die Einsetzrichtung einer Gerätschaft
in Bezug auf die Mitte eines Endabschnitts zum Zeitpunkt des Verbindens
fehl ausgerichtet ist, kann die Gerätschaft somit sanft eingesetzt
werden, indem sie durch die kreisförmige Außenumfangsfläche des
Endabschnitts geführt
wird.
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Die
Endabschnitte der Leiterdrähte
können derart
geformt sein, dass sie im Wesentlichen elliptische Querschnitte
aufweisen, so dass der Einsetzwiderstand einer Gerätschaft
verringert wird, wodurch ein Verschleiß der Gerätschaft unterdrückt wird.
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Beide
Umfangsseitenflächen
der Endabschnitte der Leiterdrähte
können
derart ausgebildet sein, dass sie in einer radialen Richtung eine
ebene Form aufweisen. Entsprechend können Endabschnitte der Leiterdrähte von
einer Gerätschaft stabil
geklemmt werden, wenn die Endabschnitte miteinander verbunden werden.
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Die
Umfangsbreite des Endabschnitts des Leiterdrahtes kann derart eingestellt
werden, dass sie gleich oder kleiner als die Breite in Umfangsrichtung
des Hauptabschnitts ist, so dass ein automatisches Einsetzen der
Leiterdrähte
in Nuten erzielt werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
für einen
Ständer
einer dynamoelektrischen Maschine mit einem zylindrischen Ständereisenkern, der
mehrere Nuten aufweist, die in einer Umfangsrichtung angeordnet
sind; und einer Ständerwicklung,
die aus mehreren Leiterdrähten
aufgebaut ist, die in die Nuten eingebracht sind, wobei jeder der Leiterdrähte derart
ausgebildet ist, dass eine Leiterquerschnittsfläche eines Endabschnitts in
einem vorbestimmten Maß in
einer Längenrichtung
von einem distalen Ende desselben kleiner als eine Leiterquerschnittsfläche eines
Hauptabschnitts ist, wobei der Hauptabschnitt und ein Teil des Endabschnitts
in der Nähe
des Hauptabschnitts mit einer Isolationsschicht bedeckt sind, und
die Ständerwicklung
ausgebildet ist, indem die Endabschnitte der Mehrzahl von Leiterdrähten, die
sich aus verschiedenen der Nuten an der Endfläche des Ständereisenkerns heraus erstrecken, wobei
ihre Endabschnitte ordnungsgemäß angeordnet
sind, umfasst einen Schritt des Bereitstellens eines Metallblocks
zwischen einem Paar der angeordneten Endabschnitte der Leiterdrähte und
einem benachbarten der Leiterdrähte;
und einen Schritt des Verbindens des Paars der Endabschnitte der
Leiterdrähte,
während
das Paar der angeordneten Endabschnitte der Leiterdrähte gegen
den Metallblock mit Hilfe einer ersten druckaufbringenden Gerätschaft
gedrückt
wird. Entsprechend kann ein Herstellungsverfahren eines Ständers einer
dynamoelektrischen Maschine erzielt werden, bei dem die Endabschnitte
der zu verbindenden Leiterdrähte
in engem Kontakt in einem Verbindungsprozess gehalten werden können, um
die Endabschnitte daran zu hindern, sich in einem verbundenen Zustand
zu trennen, und bei dem die Endabschnitte der Leiterdrähte sicher
mit hoher Verbindungsfestigkeit miteinander verbunden werden können.
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Der
Metallblock kann aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung hergestellt
sein, so dass die Temperatur des Metallblocks selbst während eines Verbindungsprozesses
auf ein geringes Niveau beschränkt
wird, wodurch ein Verschmelzen der miteinander zu verbindenden Abschnitte
und des Metallblocks verhindert wird.
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Das
Paar der angeordneten Endabschnitte der Leiterdrähte kann miteinander verbunden
werden, während
die Endabschnitte in der Umfangsrichtung gehalten sind. Selbst wenn
die Druckkraft erhöht wird,
werden die gehaltenen Endabschnitte nicht beeinträchtigt,
wodurch Verbindungsfehler unterdrückt werden können.
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Das
Paar der angeordneten Endabschnitte der Leiterdrähte kann miteinander verbunden
werden, indem sie mit Hilfe einer nicht berührenden Wärmequelle erwärmt werden,
so dass die Temperatur der Endabschnitte schnell auf eine Verbindungstemperatur
erhöht
werden kann, wobei es möglich
ist, die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung einer Isolationsschicht
während
des Verbindungsprozesses zu minimieren.
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Die
nicht kontaktierende Wärmequelle
verwendet einen Lichtbogen oder Plasma, die erste druckaufbringende
Gerätschaft
ist metallisch, das Paar der angeordneten Endabschnitte der Leiterdrähte wird
gegen den Metallblock mit Hilfe der ersten druckaufbringenden Gerätschaft
gedrückt,
die Leiterdrähte
neben dem Paar der angeordneten Endabschnitte der Leiterdrähte werden
ebenfalls mit Hilfe einer zweiten druckaufbringenden Gerätschaft aus
Metall gegen den Metallblock gedrückt, und ein Ausgangsanschluss
einer Stromquelle wird zum Erzeugen der nicht kontaktierenden Wärmequelle
mit den ersten und zweiten druckaufbringenden Gerätschaften
verbunden, um das Paar der angeordneten Endabschnitte der Leiterdrähte miteinander
zu verbinden. Bei dieser Anordnung wird der Lichtbogen oder das
Plasma nicht durch die Magnetfelder abgelenkt, die durch den Strom
erzeugt werden, der zum Erzeugen der Verbindung fließt, wodurch
eine stabile Verbindungsqualität
erzielt werden kann.
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Das
erfinderische Herstellungsverfahren für einen Ständer einer dynamoelektrischen
Maschine mit einem zylindrischen Ständereisenkern, der mehrere
Nuten aufweist, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind; und
eine Ständerwicklung,
die aus mehreren Leiterdrähten
aufgebaut ist, die in die Nuten eingebracht sind, wobei jeder der
Leiterdrähte derart
ausgebildet ist, dass eine Leiterquerschnittsfläche eines Endabschnitts in
einem vorbestimmten Maß in
einer Längsrichtung
von einem distalen Ende desselben geringer als eine Leiterquerschnittsfläche eines
Hauptabschnitts ist, wobei der Hauptabschnitt und ein Teil des Endabschnitts
in der Nähe
des Hauptabschnitts mit einer Isolationsschicht abgedeckt sind,
und die Ständerwicklung
ausgebildet wird, indem die Endabschnitte der Mehrzahl von Leiterdrähten, die
sich aus verschiedenen der Nuten an der Endfläche des Ständereisenkerns heraus erstrecken,
miteinander verbunden werden, wobei ihre Endabschnitte ordnungsgemäß angeordnet
sind, umfasst einen Schritt des plastischen Verformens eines Leiterdrahtstabs,
der vollständig
mit der Isolationsschicht bedeckt wurde, um ein vorbestimmtes Maß in einer
Längsrichtung
von dem distalen Ende desselben, so dass die Leiterquerschnittsfläche des
Endabschnitts kleiner als die Leiterquerschnittsfläche des
Hauptabschnitts ist; und einen Schritt des Entfernens der Isolierschicht
von dem Endabschnitt, so dass die Isolationsschicht an einem Teil
des Endabschnitts in der Nähe
des Hauptabschnitts verbleibt, um den Leiterdraht fertig zu stellen.
Auf diese Weise kann ein Herstellungsverfahren für einen Ständer einer dynamoelektrischen
Maschine erzielt werden, bei dem die Adhäsion der Isolationsschicht an
dem Endabschnitt mit einer geringeren Leiterquerschnittsfläche sichergestellt
werden kann, wobei die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der
Isolationsschicht eliminiert und ein Kurzschluss zwischen Verbindungen
sicher verhindert werden kann.
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Der
erfindungsgemäße Verbindungsleiterdraht
ist derart ausgebildet, dass eine Leiterquerschnittsfläche eines
Endabschnitts in einem vorbestimmten Maß in einer Längsrichtung
von einem distalen Ende desselben kleiner als eine Leiterquerschnittsfläche eines
Hauptabschnitts ist, wobei der Hauptabschnitt und ein Teil des Endabschnitts
in der Nähe
des Hauptabschnitts mit einer Isolationsschicht bedeckt sind. Auf
diese Weise kann ein Verbindungsleiterdraht erzielt werden, der
dazu geeignet ist, eine Verbindungsstruktur zu realisieren, die
ein Reduzieren der Wärmemenge
gestattet, die für
ein Verbinden erforderlich ist, eine Verschlechterung einer Isolierschicht
beim Verbinden unterdrückt
und gute Isolationseigenschaften erzielt.
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Der
Endabschnitt kann aus einem verjüngten Abschnitt,
dessen Leiterquerschnittsfläche
kontinuierlich von dem Hauptabschnitt in Richtung des distalen Endes
desselben abnimmt, und aus einem Abschnitt mit konstanter Querschnittsfläche ausgebildet sein,
der sich von dem verjüngten
Abschnitt in Richtung des distalen Endes erstreckt, wobei dessen
Leiterquerschnittsfläche
unverändert
bleibt. Diese Anordnung gestattet ein einfacheres Klemmen zum Verbinden,
wodurch ein stabileres Verbinden realisiert wird.
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Das
erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
für einen
Verbindungsleiterdraht umfasst einen Schritt zum plastischen Verformen
eines Leiterdrahts, der mit der Isolationsschicht bedeckt wurde, in
einem vorbestimmten Maß in
einer Längsrichtung von
dem distalen Ende desselben, um die Leiterquerschnittsfläche des
Endabschnitts kleiner als die Leiterquerschnittsfläche des
Hauptabschnitts zu gestalten; und einen Schritt zum Entfernen der
Isolationsschicht von dem Endabschnitt, so dass die Isolationsschicht
an einem Teil des Endabschnitts in der Nähe des Hauptabschnitts verbleibt.
Auf diese Weise kann ein Herstellungsverfahren für einen Verbindungsleiterdraht
erzielt werden, bei dem die Adhäsion
einer Isolationsschicht an dem Endabschnitt mit einer kleineren
Querschnittsfläche
sichergestellt werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer
Beschädigung der
Isolationsschicht minimiert wird.