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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Generator bzw. eine Lichtmaschine,
und insbesondere einen Stator für
einen an einem Auto usw. angebrachten Generator, der Verringerungen
bei der Größe und eine
erhöhte
Ausgabe bzw. Arbeitsleistung ermöglicht,
und ein Verfahren für
die Herstellung davon.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Ein
herkömmlicher
Stator für
einen Generator wird angefertigt durch Montieren von Leiterdrähten mit
einem kreisförmigen
Querschnitt in Schlitzen eines Statorkerns, dann Pressen der im
Innern der Schlitze untergebrachten Leiterdrähte in eine Schlitztiefenrichtung,
und dann Fertigen der Schlitzöffnungen
halb offen, durch Ausstellen der Spitzen von Zahnabschnitten des
Statorkerns zu der ersten und der zweiten Umfangsseite.
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Ein
Problem war jedoch, dass Verbesserungen bei der Ausgabe des Generators
nicht erzielt werden können,
wenn Leiterdrähte
mit einem kreisförmigen
Querschnitt im Innern der Schlitze untergebracht werden, weil der
Raumfaktor (das durch die Leiterdrähte in den Schlitzen eingenommene
Verhältnis)
aufgrund eines Raums nicht verbessert werden kann, der zwangsläufig zwischen
den Leiterdrähten entsteht.
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Wenn
Leiterdrähte
mit einem kreisförmigen Querschnitt
in den Schlitzen montiert werden, kreuzen die Leiterdrähte einander
im Innern der Schlitze, und die Leiterdrähte sind nicht in einem ausgerichteten
Zustand im Innern der Schlitze untergebracht. Falls in diesem Zustand
untergebrachte Leiterdrähte in
einer Schlitztiefenrichtung gepresst werden, wird eine elektrisch
isolierende Beschichtung auf der Oberfläche der Leiterdrähte beschädigt, was
einen Kurzschluss unter den Leiterdrähten hervorruft. Als eine Folge
war ein anderes Problem, dass die Produktionsrate des Stators abnimmt.
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Um
Probleme dieser Art zu lösen,
wird zum Beispiel ein Stator für
einen Generator in der ungeprüften,
offengelegten
japanischen Patenanmeldung Nr.
SHO 63-194543 vorgeschlagen, der angefertigt wird durch
Anfertigen von Wicklungsabschnitten durch Wicklungsleiterdrähte mit
einem kreisförmigen Querschnitt
für eine
vorbestimmte Anzahl von Wicklungen, Pressformen von Abschnitten
der Leiterdrähte
dieser Wicklungsabschnitte, die in den Schlitzen unterzubringen
sind, in einen viereckigen Querschnitt, und dann Montieren der Wicklungsabschnitte in
dem Statorkern, derart, dass die Abschnitte der mit dem viereckigen
Querschnitt ausgebildeten Leiterdrähte in die Schlitze eingeführt werden.
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15 ist
ein Teilquerschnitt, der einen herkömmlichen Stator für einen
Generator zeigt, der zum Beispiel in der ungeprüften, offengelegten
japanischen Patenanmeldung Nr.
SHO 63-194543 beschrieben ist, die
16 bis
18 sind
alle Schaubilder, die ein Verfahren zum Ausbilden einer Ständerwicklung
in dem herkömmlichen
Stator für
einen Generator erläutern,
19 ist
eine Perspektivansicht, die einen Teil eines Statorkerns vor einer
Montage der Ständerwicklung
in dem herkömmlichen Stator
für einen
Generator zeigt, und die
20A und
20B sind Schaubilder, die ein Verfahren
zum Ausbilden von Flanschabschnitten des Statorkerns in dem herkömmlichen
Stator für
einen Generator erläutern.
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Ein
herkömmlicher
Stator 1 für
einen Generator, wie in 15 gezeigt,
umfasst: einen Statorkern 2 und eine Ständerwicklung 4, die
in dem Statorkern 2 montiert ist.
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Der
Statorkern 2 wird durch Laminieren einer vorbestimmten
Anzahl von Stahlblechen angefertigt, die in eine vorbestimmte Form
gestanzt werden, wobei sie derart aufgebaut sind, dass Zahnabschnitte 7, die
so angeordnet sind, dass sie sich radial nach innen von einem ringförmigen Kernrückabschnitt 6 erstrecken,
in einer vorbestimmten Teilung in einer Umfangsrichtung angeordnet
sind. Schlitze 3 sind zwischen angrenzenden Paaren der
Zahnabschnitte 7 definiert. Flanschabschnitte 5 sind
an Spitzenabschnitten von jedem der Zahnabschnitte 7 ausgebildet,
so dass sie zu ersten und zweiten Umfangsseiten hin vorstehen. Diese
Flanschabschnitte 5 dienen einem Zweck des Sammelns eines
magnetischen Flusses, und dienen auch einem Zweck des Verhinderns
eines Austretens der Ständerwicklung 4,
durch Schließen
von ungefähr
der Hälfte
einer Breite der Öffnungen
der Schlitze 3.
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Die
Ständerwicklung 4 ist
derart in dem Statorkern 2 montiert, dass ein Dreiphasen-Ausgang
erhalten werden kann. In jedem der Schlitze 3, wie unten
beschrieben, sind Schlitzuntergebrachte Abschnitte 12a,
die durch Verformen durch Pressen eines Abschnitts von Leiterdrähten 11 mit
einem kreisförmigen
Querschnitt in einen rechteckigen Querschnitt ausgebildet sind,
so untergebracht, dass sie sich in einzelnen Reihen in einer radialen
Richtung aufreihen.
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Des
Weiteren sind Isolatoren 8 mit einer hohen Wärmetoleranz
in jedem der Schlitze 3 angebracht, die eine elektrische
Isolierung zwischen dem Statorkern 2 und der Ständerwicklung 4 sicherstellen.
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Ein
Verfahren zum Ausbilden der Ständerwicklung 4 wird
nun erläutert.
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Als
erstes, wie in 16 gezeigt, wird eine Schleifenwicklung 10 mit
einer Vielzahl von rechteckigen Wicklungsabschnitten 12 durch
Ausbilden eines ersten rechteckigen Wicklungsabschnitts 12 angefertigt,
durch Wickeln eines Leiterdrahts 11 mit einem kreisförmigen Querschnitt
in eine im Wesentlichen rechteckige Form für eine vorbestimmte Anzahl von
Wicklungen (zum Beispiel sechs Wicklungen), und dann Wickeln des
Leiterdrahts 11, der von diesem rechteckigen Wicklungsabschnitt 12 vorsteht, für eine vorbestimmte
Anzahl von Wicklungen, so dass er einen zweiten rechteckigen Wicklungsabschnitt 12 ausbildet,
und so weiter.
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Als
nächstes
wird jeder der rechteckigen Wicklungsabschnitte 12 der
Schleifenwicklung 10 auf einer Pressformmaschine 13 angebracht,
wie in 17 gezeigt. Hier werden die
Schlitz-untergebrachten Abschnitte 12a in einzelnen Reihen überlagert
und zwischen einem Stopper 15 und Schiebern 14 eingeführt, die
durch Federn 16 gleitbar gestützt werden. Dann werden die
Schlitz-untergebrachten Abschnitte 12a in die Richtung
des Pfeils durch eine Schubvorrichtung 17 gepresst. Daher
werden, wie in 26 gezeigt, die Schlitzuntergebrachten
Abschnitte 12a der Schleifenwicklung 10 mit einem
rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Außerdem weisen Spulenendabschnitte 12b,
welche die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 12a verbinden,
einen kreisförmigen
Querschnitt auf.
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Die
auf diese Art aufgebauten Schlitz-untergebrachten Abschnitte 12a der
Schleifenwicklung 10 werden von einer inneren Umfangsseite
in jedem der Schlitze 3 des Statorkerns 2 eingeführt, wie
in 19 gezeigt. Hier wird die Schleifenwicklung 10 in
den Statorkern 2 durch Einführen der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 12a in jeden dritten Schlitz 3 montiert.
Wie in 20A gezeigt, sind die Isolatoren 8 in
jedem der Schlitze 3 angebracht und die Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 12a sind in sechs Lagen untergebracht, so dass
sie sich in einzelnen Reihen in einer radialen Richtung aufreihen.
Die Ständerwicklung 4 ist
durch Montieren von drei Schleifenwicklungen 10 in dem
Statorkern 2 aufgebaut, derart, dass die Schlitze 3,
in welche die Schlitzuntergebrachten Abschnitte 12a von
jeder Schleifenwicklung 10 eingeführt werden, jeder um einen
Schlitz versetzt sind.
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Als
nächstes
werden Spitzenoberflächen
der Zahnabschnitte 7 des Statorkerns 2 durch eine
Walze usw. (nicht gezeigt) in Richtungen gepresst, die durch die
Pfeile F in 20B angedeutet werden. Daher
werden eindringende Öffnungen 9,
die an den Spitzenabschnitten der Zahnabschnitte 7 ausgebildet sind,
gequetscht, und Abschnitte an ersten und zweiten Umfangsseiten der
eindringenden Öffnungen 9 werden
umfänglich
nach außen
geschoben, wobei die Flanschabschnitte 5 ausgebildet werden.
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Bei
diesem herkömmlichen
Stator 1 sind die Schlitzuntergebrachten Abschnitte 12a,
die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, in sechs Lagen in
jedem der Schlitze 3 untergebracht, so dass sie sich in
einzelnen Reihen in einer radialen Richtung aufreihen. Bündel von
sechs Spulenendabschnitten 12b von jeder der Schleifenwicklungen 10,
die aus irgendeinem gegebenen Schlitz 3 heraus führen und
in den nächsten
Schlitz 3 führen,
drei Schlitze entfernt in einer ersten Umfangsrichtung, sind in
einer Teilung von sechs Schlitzen in einer Umfangsrichtung angeordnet,
wobei sie Spulenendgruppen bilden. In diesen Spulenendgruppen beträgt die maximale
radiale Überlappung
der Bündel
der Spulenendabschnitte 12b drei Bündel.
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Bei
dem auf diese Art aufgebauten herkömmlichen Stator 1,
weil die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 12a der Schleifenwicklung 10 mit
einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet sind, bevor sie in die
Schlitze 3 eingeführt
werden, ist es weniger wahrscheinlich, dass Spalte zwischen den Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 12a entstehen, die im Innern der Schlitze 3 untergebracht
sind. Folglich ist der Raumfaktor verbessert, was Verbesserungen
der Ausgabe des Generators ermöglicht.
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Weil
die Pressformmaschine 13 verwendet wird, um die Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 12a der rechteckigen Wicklungsabschnitte 12 der
Schleifenwicklung 10 in einen rechteckigen Querschnitt durch
Pressen zu verformen, nach dem Ausbilden der Schleifenwicklung 10 unter
Verwendung eines Leiterdrahts 11, können die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 12a zwischen
die Schieber 14 und den Stopper 15 in einem ausgerichteten
Zustand gesetzt werden, was das Auftreten einer Beschädigung an der
elektrisch isolierenden Beschichtung der Leiterdrähte 11 ermöglicht,
die daraus resultiert, dass eine Pressverformung unterdrückt wird.
Folglich wird das Auftreten eines Kurzschlusses unter den Leiterdrähten 11 unterdrückt, was
ermöglicht,
dass Verringerungen bei der Produktionsrate des Stators 1 verhindert
werden.
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Weil
die Spulenendabschnitte 12b einen kreisförmigen Querschnitt
aufweisen, wird das Auftreten einer Beschädigung an der elektrisch isolierenden
Beschichtung, aus einem Reiben unter den Spulenendabschnitten 12b resultiert,
unterdrückt,
was eine elektrische Isolierung verbessert.
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Weil
der herkömmliche
Stator 1 für
einen Generator durch Montieren von drei Schleifenwicklungen 10 in
dem Statorkern 2 aufgebaut ist, derart, dass die Schlitze 3,
in welche die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 12a von
jeder Schleifenwicklung 10 eingeführt werden, jeweils um einen
Schlitz versetzt sind, überlappt
sich ein Maximum der drei Bündel
von sechs Spulenendabschnitten 12b in einer radialen Richtung
an den axialen Enden des Statorkerns 2. Somit wirken große Biegebeanspruchungen, die
von einem Kontakt zwischen den Bündeln
von Spulenendabschnitten 12b resultieren, auf die Spulenendabschnitte 12b.
Diese Biegebeanspruchungen sind an der Grenze zwischen den Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 12a und den Spulenendabschnitten 12b konzentriert,
und ein Problem war, dass die elektrisch isolierende Beschichtung
an der Grenze beschädigt
wird, was Kurzschlussvorfälle
unter den Leiterdrähten 11 hervorruft.
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Beim
Verfahren zur Herstellung des herkömmlichen Stators 1 für einen
Generator, weil die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 12a der
Schleifenwicklung 10 in jeden der Schlitze 3 des
Statorkerns 2 von einer inneren Umfangsseite eingeführt sind
und dann die Flanschabschnitte 5, die von der ersten und
der zweiten Umfangsseite vorstehen, durch Pressen der Spitzenoberflächen der
Zahnabschnitte 7 von einer inneren Umfangsseite und plastischem
Verformen der Spitzenabschnitte der Zahnabschnitte 7 ausgebildet
werden, entstehen Unregelmäßigkeiten
in der Form der Flanschabschnitte 5. Folglich war ein anderes
Problem, dass, wenn der Stator 1 an einen Generator angebracht
ist, der Magnetkreis unausgeglichen wird, was zu einer Verschlimmerung
von elektromagnetischen Geräuschen führt.
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EP 1 109 291 A2 ,
der nächstliegende
Stand der Technik, zeigt einen Generator mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1.
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Außerdem offenbart
US 4,857,787 ein Verfahren
zur Herstellung eines Stators für
einen Generator, wobei der Stator umfasst:
einen Statorkern,
mit:
einem ringförmigen
Kernrückabschnitt,
Zahnabschnitten,
die jeweils radial nach innen von dem Kernrückabschnitt vorstehen, wobei
die Zahnabschnitte in einer vorbestimmten Teilung in einer Umfangsrichtung
angeordnet sind;
Schlitzen, die durch angrenzende Paare der
Zahnabschnitte definiert sind; und
Flanschabschnitten, die
zu ersten und zweiten Umfangsseiten vorstehen, von Spitzenabschnitten
der Zahnabschnitte, und
einer Ständerwicklung, die aus einer
Vielzahl von verteilten Wicklungsphasenabschnitten gebildet ist, wobei
jeder in dem Statorkern in einer Schlitzgruppe montiert ist, die
durch eine Gruppe der Schlitze gebildet ist, die in Intervallen
mit einer vorbestimmten Anzahl von Schlitzen angeordnet sind, wobei
das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Anfertigen des
Statorkerns durch Laminieren und Integrieren eines magnetischen
Stahlblechs;
Anfertigen einer ringförmigen Wicklungseinheit durch Wickeln
eines Leiterdrahts, der mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt
ausgebildet ist, in eine Ringform für eine vorbestimmte Anzahl
von Wicklungen;
Anfertigen einer sternförmigen Wicklungseinheit durch
Biegen der ringförmigen
Wicklungseinheit in ein sternförmiges
Muster, derart, dass gerade Schlitz-untergebrachte Abschnitte in
einer vorbestimmten Schlitzteilung in einer Umfangsrichtung angeordnet
werden, mit einer Längsrichtung
von ihnen im Wesentlichen in einer radialen Richtung ausgerichtet,
wobei Endabschnitte der Schlitz-untergebrachten Abschnitte, die
durch die vorbestimmte Schlitzteilung in ungefähr die Hälfte der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte separiert werden, an einer inneren Umfangsseite und einer äußeren Umfangsseite
durch erste U-förmige
Spulenendabschnitte wechselweise verbunden werden, wobei Endabschnitte der
Schlitzuntergebrachten Abschnitte, die durch die vorbestimmte Schlitzteilung
in einen Rest der Schlitz-untergebrachten Abschnitte separiert werden,
an einer inneren Umfangsseite und einer äußeren Umfangsseite durch zweite
U-förmige
Spulenendabschnitte wechselweise verbunden werden, und wobei die
ersten Spulenendabschnitte, welche die Endabschnitte von ungefähr der Hälfte der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte verbinden, und die zweiten Spulenendabschnitte, welche
die Endabschnitte des Rests der Schlitz-untergebrachten Abschnitte
verbinden, einander in einer radialen Richtung zugewandt sind;
plastisches
Verformen der Schlitz-untergebrachten Abschnitte der sternförmigen Wicklungseinheit
in einen flachen Querschnitt;
Anfertigen einer zylindrischen
verteilten Wicklungseinheit durch Umformen der sternförmigen Wicklungseinheit,
derart, dass die Schlitz-untergebrachten Abschnitte in der vorbestimmten
Schlitzteilung in einer Umfangsrichtung angeordnet werden, mit einer Längsrichtung
von ihnen parallel zu einer axialen Richtung.
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DE 38 03 752 und
JP 61-240832 zeigen einen
Stator mit Wicklungen, wo auch anstelle eines Drahts mit kreisförmigem Querschnitt
ein Draht mit rechteckigem Querschnitt für die Drahtabschnitte in den
Schlitzen verwendet wird, während
der Rest der Wicklung einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Probleme zu lösen und
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stator für einen
Generator und ein Verfahren für
die Herstellung davon bereitzustellen, die ermöglichen, dass Kurzschlussvorfälle unter
den Leiterdrähten
verringert werden, durch Aufbauen einer Ständerwicklung unter Verwendung
von verteilten Wicklungen, um Spulenendabschnitte zu verteilen,
die von irgendeinem gegebenen Schlitz zu ersten und zweiten Umfangsseiten vorstehen,
und die Anzahl von Spulenendabschnitten verringern, die Schlitz-untergebrachte
Abschnitte in Schlitzpaaren verbinden, um Biegebeanspruchungen zu
verringern, die von einem Kontakt zwischen Bündeln der Spulenendabschnitte
resultieren, wodurch das Auftreten einer Beschädigung an einer elektrisch
isolierenden Beschichtung auf den Leiterdrähten unterdrückt wird.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zur Herstellung eines Stators für
einen Generator bereitzustellen, welches ermöglicht, dass eine Verschlimmerung
von elektromagnetischen Geräuschen,
wenn er an dem Generator angebracht ist, verringert wird, durch
Einführen
der Schlitzuntergebrachten Abschnitte der Ständerwicklung in Schlitze eines
Statorkerns aus einer axialen Richtung, und auch ermöglicht,
dass Flanschabschnitte integriert an Spitzen von Zahnabschnitten ausgebildet
werden, durch Press- bzw. Druckstanzen während dem Ausbilden des Statorkerns.
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Mit
der obigen Aufgabe im Blick, umfasst ein Stator für einen
Generator der vorliegenden Erfindung einen Statorkern, der aus einem
ringförmigen Kernrückabschnitt,
Zahnabschnitten, die jeweils radial nach innen von dem Kernrückabschnitt
vorstehen, wobei die Zahnabschnitte in einer vorbestimmten Teilung
in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, Schlitzen, die durch angrenzende
Paare der Zahnabschnitte definiert sind, und Flanschabschnitten
gebildet ist, die zu ersten und zweiten Umfangsseiten von Spitzenabschnitten
der Zahnabschnitte vorstehen; und eine Ständerwicklung, die aus einer
Vielzahl von Wicklungsphasenabschnitten gebildet ist, wobei jeder
in dem Statorkern in einer Schlitzgruppe montiert ist, die durch
eine Gruppe der Schlitze gebildet ist, die in Intervallen mit einer
vorbestimmten Anzahl von Schlitzen angeordnet sind. Jeder der Wicklungsphasenabschnitte
ist durch Montieren eines Leiterdrahts in eine verteilte Wicklung
in der Schlitzgruppe aufgebaut, so dass er von ersten und zweiten
Enden der Schlitze vorsteht, wobei er auf ersten und zweiten Umfangsseiten
verteilt ist und in jeden der Schlitze eintritt, die vorbestimmte
Anzahl von Schlitzen entfernt auf der ersten und der zweiten Umfangsseite. Jeder
der Schlitzuntergebrachten Abschnitte, der in den Schlitzen untergebracht
ist, ist mit einem flachen Querschnitt ausgebildet. Jeder von Spulenendabschnitten
des Leiterdrahts, welche die Endabschnitte der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte verbinden, ist mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt
ausgebildet. Die Schlitz-untergebrachten Abschnitte sind im Innern
von jedem der Schlitze in einer Vielzahl von Lagen untergebracht, so
dass sie in zumindest einer einzelnen Reihe in einer radialen Richtung
angeordnet sind. Der Leiterdraht umfasst Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte mit einer flachen
Querschnittform, die an einem Grenzabschnitt zwischen den Schlitz-untergebrachten
Abschnitten und den Spulenendabschnitten ausgebildet sind, an einem
ersten axialen Ende des Statorkerns, wobei die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte
derart angeordnet sind, dass Längsachsen der
Querschnitte von ihnen im Wesentlichen in einer radialen Richtung
ausgerichtet sind, und wobei die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte
derart ausgebildet sind, dass eine Umfangsbreite von ihnen kleiner
als eine Breite von einer Öffnung
der Schlitze ist.
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Deshalb
ist der Raumfaktor verbessert, wodurch ein Generator ermöglicht wird,
der eine hohe, zu erzielende Ausgabe bzw. Arbeitsleistung aufweist. Ferner
wird das Auftreten einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung, die von einem Abreiben
unter den Spulenendabschnitten resultiert, unterdrückt, und
das Auftreten einer Beschädigung an
der elektrisch isolierenden Beschichtung, die von Biegebeanspruchungen
resultiert, die aufgrund eines Kontakts unter den Spulenendabschnitten
entstehen, wird unterdrückt,
wodurch ein Stator für
einen Generator mit einer vorzüglichen
elektrischen Isolierung bereitgestellt wird.
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Mit
der obigen Aufgabe im Blick, umfasst ein Verfahren zur Herstellung
eines Stators, wie in Anspruch 4 definiert, für einen Generator der vorliegenden
Erfindung die Schritte von Anspruch 4.
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Deshalb
kann ein Stator mit einem hohen Raumfaktor und einer vorzüglichen
elektrischen Isolierung hergestellt werden. Ferner kann ein Stator, der
ermöglicht,
dass die Form der Spitzen der Zahnabschnitte mit einer hohen Abmessungspräzision ausgebildet
werden, hergestellt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Längsquerschnitt,
der einen Automobilgenerator zeigt, an dem ein Stator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
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2 ist
eine Perspektivansicht, die den Stator für einen Automobilgenerator
gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist
ein Teilquerschnitt, der einen Schlitzuntergebrachten Zustand einer
Ständerwicklung
in dem Stator für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4A ist
ein Prozessablaufdiagramm, das einen Prozess zur Herstellung einer
sternförmigen Wicklungseinheit
in einem Verfahren zur Herstellung des Stators für einen Automobilgenerator
gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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4B ist
ein anderes Prozessablaufdiagramm, das den Prozess zur Herstellung
der sternförmigen
Wicklungseinheit in dem Verfahren zur Herstellung des Stators für einen
Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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4C ist
ein anderes Prozessablaufdiagramm, das den Prozess zur Herstellung
der sternförmigen
Wicklungseinheit in dem Verfahren zur Herstellung des Stators für einen
Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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5 ist
eine Perspektivansicht, die eine verteilte Wicklungseinheit in dem
Stator für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
eine Teilvergrößerungsansicht,
welche die verteilte Wicklungseinheit in dem Stator für einen
Automobilgenerator gemäß Ausführungsform 1
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Prozessablaufdiagramm, das einen Prozess zum Anbringen der verteilten
Wicklungseinheit in einem Statorkern in dem Verfahren zur Herstellung
des Stators für einen
Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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8 ist
ein Teilquerschnitt, der den Prozess zum Anbringen der verteilten
Wicklungseinheit in dem Statorkern in dem Verfahren zur Herstellung
des Stators für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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9 ist
ein Teilquerschnitt, der einen Schlitzuntergebrachten Zustand einer
Ständerwicklung
in einem Stator für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10A ist ein Prozessablaufdiagramm, das
einen Prozess zur Herstellung einer sternförmigen Wicklungseinheit in
einem Verfahren zur Herstellung des Stators für einen Automobilgenerator
gemäß Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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10B ist ein anderes Prozessablaufdiagramm,
das den Prozess zur Herstellung der sternförmigen Wicklungseinheit in
dem Verfahren zur Herstellung des Stators für einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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10C ist ein anderes Prozessablaufdiagramm,
das den Prozess zur Herstellung der sternförmigen Wicklungseinheit in
dem Verfahren zur Herstellung des Stators für einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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11 ist
eine Perspektivansicht, die einen Stator für einen Automobilgenerator
gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 ist
ein Teilquerschnitt, der einen Schlitzuntergebrachten Zustand einer
Ständerwicklung
in dem Stator für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 ist
eine Perspektivansicht, die einen verteilten Wicklungsphasenabschnitt
in dem Stator für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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14 ist
eine Vergrößerungsansicht,
die einen Teil des verteilten Wicklungsphasenabschnitts in dem Stator
für einen
Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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15 ist
ein Teilquerschnitt, der einen herkömmlichen Stator für einen
Generator zeigt;
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16 ist
ein Schaubild, welches das Verfahren zum Ausbilden einer Ständerwicklung
in dem herkömmlichen
Stator für
einen Generator erläutert;
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17 ist
ein anderes Schaubild, welches das Verfahren zum Ausbilden der Ständerwicklung
in dem herkömmlichen
Stator für
einen Generator erläutert;
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18 ist
noch ein anderes Schaubild, welches das Verfahren zum Ausbilden
der Ständerwicklung
in dem herkömmlichen
Stator für
einen Generator erläutert;
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19 ist
eine Perspektivansicht, die einen Teil eines Statorkerns vor einer
Montage der Ständerwicklung
in dem herkömmlichen
Stator für
einen Generator zeigt;
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20A ist ein Schaubild, das ein Verfahren zum
Ausbilden von Flanschabschnitten des Statorkerns in dem herkömmlichen
Stator für
einen Generator erläutert;
und
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20B ist ein anderes Schaubild, welches das
Verfahren zum Ausbilden der Flanschabschnitte des Statorkerns in
dem herkömmlichen
Stator für
einen Generator erläutert.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
erläutert.
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Ausführungsform
1
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1 ist
ein Längsquerschnitt,
der einen Automobilgenerator zeigt, an dem ein Stator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung angebracht ist, 2 ist eine
Perspektivansicht, die den Stator für einen Automobilgenerator
gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigt, und 3 ist ein
Teilquerschnitt, der einen Schlitz-untergebrachten Zustand einer
Ständerwicklung
in dem Stator für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst ein Automobilgenerator 20:
ein Gehäuse 23,
das durch einen vorderen Träger 21 und
einen hinteren Träger 22 gebildet
ist, die aus Aluminium hergestellt sind, wobei jeder im Wesentlichen
schalenförmig
ist; eine Welle 26, die im Innern des Gehäuses 23 angeordnet
ist, wobei eine Riemenscheibe 24 an einem ersten Endabschnitt
der Welle 26 befestigt ist; einen Lundell-Rotor 27,
der an der Welle 26 befestigt ist; Gebläse 25, die an ersten
und zweiten axialen Endabschnitten des Rotors 27 befestigt
sind; einen Stator 40, der an dem Gehäuse 23 befestigt ist,
so dass er den Rotor 27 einhüllt; Schleifringe 28,
die an einem zweiten Endabschnitt der Welle 26 befestigt
sind, zum Zuführen
von elektrischem Strom an den Rotor 27; ein Paar von Bürsten 29,
die auf Oberflächen
der Schleifringe 28 gleiten; einen Bürstenhalter 30, der die
Bürsten 29 unterbringt;
einen Gleichrichter 31, der mit dem Stator 40 elektrisch
verbunden ist, zum Umwandeln von Wechselstrom, der in dem Stator 40 erzeugt
wird, in Gleichstrom; und einen Regler 32, der auf dem
Bürstenhalter 30 angebracht
ist, wobei der Regler 32 die Größenordnung der in dem Stator 40 erzeugten
Wechselspannung anpasst.
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Der
Rotor 27 umfasst: eine Feldwicklung 33 zum Erzeugen
eines magnetischen Flusses beim Durchgang eines elektrischen Stroms;
und ein Paar von ersten und zweiten Polkernen 34 und 35,
die so angeordnet sind, dass sie die Feldwicklung 33 bedecken,
wobei Magnetpole in dem ersten und dem zweiten Polkern 34 und 35 durch
den magnetischen Fluss von der Feldwicklung ausgebildet werden.
Der erste und der zweite Polkern 34 und 35 sind
aus Eisen hergestellt, wobei jeder eine Vielzahl von ersten und
zweiten klauenförmigen
Magnetpolen 34a und 35a aufweist, die eine im
Wesentlichen trapezförmige Oberflächenform
des äußersten
Durchmessers aufweisen, angeordnet an einem Außenumfangsrandabschnitt in
einer gleichmäßigen winkligen
Teilung in einer Umfangsrichtung, so dass sie axial vorstehen, und
wobei der erste und der zweite Polkern 34 und 35 einander
zugewandt an der Welle 26 befestigt sind, derart, dass
der erste und der zweite klauenförmige
Magnetpol 34a und 35a ineinandergreifen.
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Der
Stator 40 ist gebildet durch: einen zylindrischen Statorkern 41,
der durch Laminieren eines magnetischen Stahlbleches ausgebildet
ist; und eine Ständerwicklung 42,
die in dem Statorkern 41 montiert ist. Der Stator 40 wird
zwischen dem vorderen Träger 21 und
dem hinteren Träger 22 gehalten,
um einen einheitlichen Luftspalt zwischen äußeren Umfangsoberflächen der
klauenförmigen
Magnetpole 34a und 35a und einer inneren Umfangsoberfläche des
Statorkerns 41 auszubilden.
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Als
nächstes
wird ein Aufbau des Stators 40 unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert.
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Der
Statorkern 41 wird in eine zylindrische Form angefertigt,
durch Laminieren und Integrieren eines magnetischen Stahlbleches
in eine vorbestimmte Form, wobei der Statorkern 41 aufweist:
einen ringförmigen
Kernrückabschnitt 41a;
Zahnabschnitte 41b, von denen jeder radial nach innen von dem
Kernrückabschnitt 41a vorsteht,
wobei die Zahnabschnitte 41b in einer vorbestimmten Teilung in
einer Umfangsrichtung angeordnet sind; Schlitze 41c, die
durch angrenzende Paare der Zahnabschnitte 41b definiert
sind; und Flanschabschnitte 41d, die nach außen zu ersten
und zweiten Umfangsseiten von Spitzenabschnitten der Zahnabschnitte 41b vorstehen.
Hier sind die Schlitze 41c in einem Verhältnis von
einem pro Phase pro Pol in einer gleichmäßigen winkligen Teilung in
einer Umfangsrichtung ausgebildet. Mit anderen Worten, sind für zwölf klauenförmige Magnetpole 34a und 35a in
dem Rotor 27, sechsunddreißig Schlitze 41c in
dem Statorkern 41 angeordnet, um die Ständerwicklung 42 zu erhalten,
die aus einer dreiphasigen Wechselstromwicklung gebildet ist. Des
Weiteren, weil jeder der Schlitzabschnitte 41b mit einem
rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist, sind die durch angrenzende Paare
der Zahnabschnitte 41b definierten Schlitze 41c mit
einer im Wesentlichen trapezförmigen
Form ausgebildet, die sich radial nach innen verjüngt.
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Die
Ständerwicklung 42 ist
mit drei verteilten Wicklungsphasenabschnitten 43 versehen,
die an dem Statorkern 41 derart angebracht sind, dass die Schlitze 41c,
in welchen jeder verteilte Wicklungsphasenabschnitt 43 angebracht
ist, um einen Schlitz versetzt sind. Die dreiphasige Wechselstromwicklung
ist zum Beispiel durch Ausbilden der drei verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43 in
eine Wechselstromverbindung, wie beispielsweise eine Y-Verbindung,
aufgebaut.
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Jeder
der verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43 ist aufgebaut
durch Wickeln eines Leiterdrahts 44, der aus einem mit
einer elektrisch isolierenden Beschichtung bedeckten Kupferdrahtmaterial gebildet
ist, in eine Wellenform in jeden dritten Schlitz 41c für fünf Windungen
in einer ersten Umfangsrichtung und dann Fortsetzen, den Leiterdraht 44 in
eine Wellenform in jeden dritten Schlitz 41c für fünf Windungen
in einer zweiten Umfangsrichtung zu wickeln. Abschnitte der Leiterdrähte 44,
die im Innern der Schlitze 41c untergebracht sind (nachstehend „Schlitz-untergebrachte
Abschnitte 44a" genannt), sind
mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet, und Abschnitte der
Leiterdrähte 44,
die Schlitz-untergebrachte Abschnitte 44a verbinden, die
in Schlitzen 41c drei Schlitze entfernt an axialen Enden
des Statorkerns 41 (nachstehend „Spulenendabschnitte 44b" genannt) untergebracht
sind, sind mit einem kreisförmigen
Querschnitt ausgebildet. Hier ist die Länge der langen Seiten des rechteckigen
Querschnitts der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a größer als
ein Spalt zwischen den Flanschabschnitten 41d (eine Schlitzöffnung),
und der Durchmesser der Spulenendabschnitte 44b ist kleiner
als der Spalt zwischen den Flanschabschnitten 41d.
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Wie
in 3 gezeigt, sind die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a in
jedem der Schlitze 41c mit den Längsachsen der rechteckigen
Querschnitte in einer Umfangsrichtung ausgerichtet untergebracht,
und so, dass sie sich in zwei Reihen in einer radialen Richtung
aufreihen und in fünf
Lagen in engem Kontakt miteinander angeordnet sind. Ferner erscheint es
in 3, als ob es große Spalte zwischen den Schlitzuntergebrachten
Abschnitten 44a und inneren Wandoberflächen der Schlitze 41c gibt,
aber dies ist so, weil die Anordnung der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 44a schematisch gezeigt wird, und in Realität die Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 44a eng im Innern der Schlitze 41c untergebracht sind.
Des Weiteren, obwohl in 3 nicht gezeigt, können Isolatoren
im Innern der Schlitze 41c angebracht sein.
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Fünf der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 44a, die in irgendeinem gegebenen Schlitz 41c untergebracht
sind, sind jeweils an einem ersten axialen Ende des Statorkerns 41 durch
einen Spulenendabschnitt 44b mit fünf Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44a verbunden, die in dem Schlitz 41c drei Schlitze
entfernt in einer ersten Umfangsrichtung untergebracht sind, und
sind jeweils an einem zweiten axialen Ende des Statorkerns 41 durch
einen Spulenendabschnitt 44b mit fünf Schlitz-untergebrachten Abschnitten 44a verbunden,
die in dem Schlitz 41c drei Schlitze entfernt in einer
zweiten Umfangsrichtung untergebracht sind. Die fünf verbleibenden Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 44a, die in dem gegebenen Schlitz 41c untergebracht
sind, sind jeweils an dem ersten axialen Ende des Statorkerns 41 durch
einen Spulenendabschnitt 44b mit fünf Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44a verbunden, die in dem Schlitz 41c drei
Schlitze entfernt in der zweiten Umfangsrichtung untergebracht sind,
und sind jeweils an dem zweiten axialen Ende des Statorkerns 41 durch
einen Spulenendabschnitt 44b mit fünf Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44a verbunden, die in dem Schlitz 41c drei
Schlitze entfernt in der ersten Umfangsrichtung untergebracht sind.
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Bei
der auf diese Art aufgebauten Ständerwicklung 42,
sind die Leiterdrähte 44,
die von jedem der Schlitze 41c vorstehen, halb jeweils
auf erste und zweite Umfangsseiten verteilt. In jedem der verteilten Wicklungsphasenabschnitten 43 sind
Bündel
von fünf
Spulenendabschnitten 44b in einer Umfangsrichtung in einer
Teilung von drei Schlitzen angeordnet. Somit sind an dem ersten
und dem zweiten axialen Ende des Statorkerns 41 Lagen der
Bündel
von Spulenendabschnitten 44b, die in einer Umfangsrichtung
in einer Teilung von drei Schlitzen angeordnet sind, in drei Lagen
angeordnet, so dass sie wechselseitig um einen Schlitz versetzt
sind, wobei sie Spulenendgruppen 42f und 42r der
Ständerwicklung 42 bilden.
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Bei
dem auf diese Art aufgebauten Automobilgenerator 20, wird
ein elektrischer Strom von einer Batterie (nicht gezeigt) durch
die Bürsten 29 und
die Schleifringe 28 an die Feldwicklung 33 zugeführt, was
einen magnetischen Fluss erzeugt. Die ersten klauenförmigen Magnetpole 34a an
dem ersten Polkern 34 sind durch diesen magnetischen Fluss
in Nord(N)-Pole magnetisiert, und die zweiten klauenförmigen Magnetpole 35a an
dem zweiten Polkern 35 sind in Süd(S)-Pole magnetisiert.
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Zur
gleichen Zeit wird die Riemenscheibe 24 durch einen Motor
angetrieben und der Rotor 27 wird durch die Welle 26 gedreht.
Ein rotierendes Magnetfeld wird auf den Statorkern 41 aufgrund
der Rotation des Rotors 27 aufgebracht, was eine elektromotorische
Kraft in der Ständerwicklung 42 erzeugt.
Die in der Ständerwicklung 42 erzeugte,
alternierende elektromotorische Kraft wird durch den Gleichrichter 31 in Gleichstrom
umgewandelt und die Größenordnung der
Spannungsausgabe davon wird durch den Regler 32 angepasst.
Die Ausgabe von dem Gleichrichter 31 lädt die Batterie nach.
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Gemäß Ausführungsform
1, weil die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a mit
einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet sind, werden die Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 44a im Innern der Schlitze 41c in engem
Kontakt miteinander untergebracht. Folglich sind Spalte zwischen
den Schlitzuntergebrachten Abschnitten 44a verringert,
was Verbesserungen beim Raumfaktor ermöglicht, wodurch ein Generator
mit einer hohen, zu erreichenden Ausgabe ermöglicht wird.
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Die
Spulenendabschnitte 44b reiben gegen einander, wenn die
verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43 in den Statorkern 41 montiert
werden, wenn die Spulenendabschnitte 44b der in dem Statorkern 41 montierten,
verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43 geformt werden,
und wenn Vibrationen von einem Auto auf den Automobilgenerator 20 wirken.
Nun wird, falls die Spulenendabschnitte einen rechteckigen Querschnitt
aufweisen, eine elektrisch isolierende Beschichtung, die an den
Eckabschnitten davon abgerieben wird, beschädigt. Bei diesem Stator 40 jedoch,
weil die Spulenendabschnitte 44b mit einem kreisförmigen Querschnitt
ausgebildet sind, wird das Auftreten einer Beschädigung an der elektrisch isolierenden
Beschichtung, die von einem Reiben unter Spulenendabschnitten 44b resultiert,
unterdrückt,
was eine elektrische Isolierung verbessert.
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Weil
die Ständerwicklung 42 durch
die verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43 gebildet ist,
ist die Anzahl von Spulenendabschnitten 44b, die Schlitz-untergebrachte
Abschnitte 44a verbinden, die im Innern von Schlitzen 41c drei
Schlitze entfernt untergebracht sind, um die Hälfte verringert. Mit anderen
Worten beträgt
bei diesem Stator 40 die Anzahl von Spulenendabschnitten 44b,
die Schlitzuntergebrachte Abschnitte 44a verbinden, die
im Innern von Schlitzen 41c drei Schlitze entfernt untergebracht sind,
fünf. Bei
dem herkömmlichen
Wicklungsaufbau, falls ein Leiterdraht so gewickelt wird, dass er
in einen Schlitz drei Schlitze entfernt in der ersten Umfangsrichtung
eintritt, wann immer er von irgendeinem gegebenen Schlitz vorsteht,
beträgt
die Anzahl von Spulenendabschnitten zehn.
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Somit
werden, falls die Dicke der Spulenendabschnitte und die Anzahl von
Wicklungen der Leiterdrähte
identisch sind, Biegebeanspruchungen, die auf jeden der Spulenendabschnitte 44b wirken,
als eine Folge der Bündel
der Spulenendabschnitte 44b, die sich in einer radialen
Richtung überlappen
und miteinander in Kontakt gelangen, bei dem Stator 40 verringert,
verglichen mit dem herkömmlichen
Wicklungsaufbau im Verhältnis
zu der Verringerung bei der Anzahl von Spulenendabschnitten 44b,
die Schlitz-untergebrachte Abschnitte 44a verbinden, die im
Innern von Schlitzen 41c drei Schlitze entfernt untergebracht
sind.
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Als
eine Folge, sogar falls diese Biegebeanspruchungen an einem Grenzabschnitt
zwischen den Schlitz-untergebrachten Abschnitten 44a und
den Spulenendabschnitten 44b konzentriert sind, ist es weniger
wahrscheinlich, dass die elektrisch isolierende Beschichtung an
dem Grenzabschnitt beschädigt wird,
was das Auftreten von Kurschlussvorfällen unter den Leiterdrähten 44 unterdrückt.
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Jeder
der verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43 ist aufgebaut
durch Montieren des Leiterdrahts 44, so dass er von ersten
und zweiten Enden von jedem der Schlitze 41c vorsteht,
auf erste und zweite Umfangsseiten verteilt wird und in Schlitze 41c drei
Schlitze entfernt sowohl auf der ersten als auch der zweiten Umfangsseite
eintritt. Somit ist eine radiale Überlappung der Bündel von
Spulenendabschnitten 44b in einer Umfangsrichtung verteilt, was
eine radiale Ausdehnung bei den Spulenendgruppen 42f und 42r verringert.
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Daher
werden, weil es weniger Umfangsunregelmäßigkeiten an den Spulenendgruppen 42f und 42r gibt,
Windgeräusche,
die als eine Folge von Druckschwankungen zwischen den Spulenendgruppen 42f und 42r und
dem Rotor 27 entstehen, und zwischen den Spulenendgruppen 42f und 42r und den
Gebläsen 25,
während
eines Betriebs des Automobilgenerators 20 verringert.
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Weil
die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a im Innern der
Schlitze 41c untergebracht sind, so dass sie sich in zwei
Reihen in einer radialen Richtung aufreihen, kann das Flachheitsverhältnis der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte (d. h. die Länge der
langen Seiten des rechteckigen Querschnitts geteilt durch die Länge der
kurzen Seiten des rechteckigen Querschnitts) verringert werden,
verglichen damit, wenn die Schlitz-untergebrachten Abschnitte im Innern
der Schlitze untergebracht sind, so dass sie sich in einzelnen Reihen
in einer radialen Richtung aufreihen. Ferner, wenn die Schlitz-untergebrachten Abschnitte
durch plastisches Verformen von Leitern mit einem kreisförmigen Querschnitt
in einen rechteckigen Querschnitt ausgebildet werden, nimmt der Verformungsgrad
der Leiter ab, wenn dass Flachheitsverhältnis verringert wird. Somit
wird das Auftreten einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung bei dem Prozess der
plastischen Verformung unterdrückt,
im Verhältnis
zu der Verringerung beim Flachheitsverhältnis der Schlitzuntergebrachten
Abschnitte, was eine elektrische Isolierung verbessert.
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Weil
die Länge
der langen Seiten des rechteckigen Querschnitts der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a so
ausgebildet ist, dass sie größer ist als
die Schlitzöffnungen,
gibt es kein Losreißen
der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a aus den Schlitzen 41c.
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Als
nächstes
wird ein Verfahren zur Herstellung des Stators 40 unter
Bezugnahme auf die 4A bis 8 erläutert.
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Die 4A bis 4C sind
Prozessablaufdiagramme, die einen Prozess zur Herstellung einer sternförmigen Wicklungseinheit
in einem Verfahren zur Herstellung des Stators für einen Automobilgenerator
gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutern, 5 und 6 sind
eine Perspektivansicht beziehungsweise eine Teilvergrößerungsansicht,
die eine verteilte Wicklungseinheit in dem Stator für einen
Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigen, 7 ist ein
Prozessablaufdiagramm, das einen Prozess zum Anbringen der verteilten
Wicklungseinheit in einem Statorkern in dem Verfahren zur Herstellung
des Stators für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert,
und 8 ist ein Teilquerschnitt, der den Prozess zum
Anbringen der verteilten Wicklungseinheit in dem Statorkern in dem
Verfahren zur Herstellung des Stators für einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Als
erstes wird, wie in 4A gezeigt, eine erste ringförmige Wicklungseinheit 45A durch
Wickeln eines Leiterdrahts 44A, der aus einem Kupferdrahtmaterial
mit einem kreisförmigen
Querschnitt gebildet ist, bedeckt mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung,
in eine Ringform mit fünf
Wicklungen angefertigt, und eine zweite ringförmige Wicklungseinheit 45B wird
durch Wickeln des Leiterdrahts 44A in eine Ringform für weitere
fünf Wicklungen
angefertigt.
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Als
nächstes
werden, wie in 4B gezeigt, erste und zweite
sternförmige
Wicklungsuntereinheiten 46A und 46B mit einem
sternförmigen
Muster, bei denen Endabschnitte von angrenzenden Paaren von geraden
Schlitz-untergebrachten Abschnitten 46a an einer inneren
Umfangsseite und einer äußeren Umfangsseite
durch U-förmige
Spulenendabschnitte 46b wechselweise verbunden werden,
durch Biegen der ersten und der zweiten ringförmigen Wicklungseinheit 45A und 45B angefertigt.
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In
der ersten und der zweiten sternförmigen Wicklungsuntereinheit 46A und 46B sind
zwölf Bündel von
fünf Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 46a so angeordnet, dass sie einen vorbestimmten
Abstand in einer Umfangsrichtung aufweisen.
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Dann
wird eine sternförmige
Wicklungseinheit 46 angefertigt, wie in 4C gezeigt,
durch Überfalten
bzw. Herumfalten des Abschnitts des Leiterdrahts 44A, der
die erste und die zweite sternförmige
Wicklungsuntereinheit 46A und 46B verbindet, und
Stapeln der ersten und der zweiten sternförmigen Wicklungsuntereinheit 46A und 46B derart
aufeinander, dass die Gipfelabschnitte und die Talabschnitte der
zwei sternförmigen
Muster übereinander liegen,
das heißt
derart, dass die Spulenendabschnitte 46b einander in einer
radialen Richtung zugewandt sind.
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Als
nächstes
wird jedes der Bündel
von Schlitzuntergebrachten Abschnitten 46a der sternförmigen Wicklungseinheit 46 in
eine Pressformmaschine (nicht gezeigt) gesetzt. Hier werden die
Schlitz-untergebrachten Abschnitte 46a in jedem der Bündel in einzelnen
Reihen in der Richtung des Drucks gestapelt. Sämtliche der Bündel von
Schlitzuntergebrachten Abschnitten 46a werden gleichzeitig
durch Schubvorrichtungen (nicht gezeigt) gepresst. Daher werden
die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 46a aus einem kreisförmigen Querschnitt
in einen rechteckigen Querschnitt plastisch verformt. Jeder der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 46a weist eine im Wesentlichen identische Querschnittsform
auf. Hier hat die Pressformmaschine eine vorbestimmte Anzahl von
Paaren der Schieber 14 und der Stopper 15 von
der herkömmlichen
Pressformmaschine 13 in einer Umfangsrichtung angeordnet.
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Wie
in den 5 und 6 gezeigt, wird eine verteilte
Wicklungseinheit 47 durch Umformen bzw. Rückbilden
der sternförmigen
Wicklungseinheit 46 in eine zylindrische Form angefertigt.
Bei dieser verteilten Wicklungseinheit 47 wird ein Leiterdraht 44 für zehn Windungen
in eine Wellenwicklung gewickelt. Bündel von zehn Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 47a (den Schlitz-untergebrachten Abschnitten 46a entsprechend,
die in einen rechteckigen Querschnitt plastisch verformt wurden)
werden in einer Teilung von drei Schlitzen in einer Umfangsrichtung
angeordnet, derart, dass die Längsrichtungen davon
parallel zu einer axialen Richtung sind. Des Weiteren werden fünf der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 47a in
jedem der Bündel
an ersten und zweiten axialen Enden durch Spulenendabschnitte 47b (den
Spulenendabschnitten 46b entsprechend) wechselweise verbunden.
Die verbleibenden fünf Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 47a in jedem der Bündel werden auf eine ähnliche
Art und Weise an ersten und zweiten axialen Enden durch Spulenendabschnitte 47b wechselweise
verbunden. Ferner sind die Spulenendabschnitte 47b, die
jede Gruppe von fünf
Schlitz-untergebrachten Abschnitten 47a verbinden, einander
in einer axialen Richtung zugewandt.
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Als
nächstes
werden die Spulenendabschnitte 47b an dem ersten axialen
Ende der verteilten Wicklungseinheit 47 radial nach innen
gebogen. Wie in 7 gezeigt, wird die verteilte
Wicklungseinheit 47 an dem Statorkern 41 aus einer
axialen Richtung angebracht. Hier werden, wie in 8 gezeigt,
radial nach innen gebogene Abschnitte der Spulenendabschnitte 47b,
welche in der Umgebung der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 47a sind,
in einer axialen Richtung zwischen Flanschabschnitten 41d (die
Schlitzöffnungen)
bewegt, wobei die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 47a in
das Innere der Schlitze 41c geführt werden. Nachdem die Schlitzuntergebrachten
Abschnitte 47a vollständig
in das Innere der Schlitze 41c geführt wurden, werden die radial
nach innen gebogenen Spulenendabschnitte 47b zurückgeführt, so
dass sie sich in einer axialen Richtung erstrecken, was die Anbringung einer
ersten verteilten Wicklungseinheit 47 in dem Statorkern 41 vervollständigt.
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Eine
zweite verteilte Wicklungseinheit 47 wird auf ähnliche
Weise an dem Statorkern 41 angebracht, derart, dass die
Schlitze 41c, in welche sie eingeführt wird, um einen Schlitz
versetzt sind. Eine dritte verteilte Wicklungseinheit 47 wird
auf ähnliche Weise
an dem Statorkern 41 angebracht, wobei der in 2 gezeigte
Stator 40 erhalten wird.
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Gemäß dem Verfahren
zur Herstellung des Stators gemäß Ausführungsform
1, weil die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 47a der
verteilten Wicklungseinheiten 47 mit dem rechteckigen Querschnitt
ausgebildet sind, bevor sie in die Schlitze 41c eingeführt werden,
können
die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 47a im Innern der
Schlitze 41c ohne Spalte untergebracht werden. Folglich
ist der Raumfaktor verbessert, was Verbesserungen bei der Ausgabe
des Generators ermöglicht.
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Weil
die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 46a der sternförmigen Wicklungseinheit 46,
unter Verwendung der Pressformmaschine, durch Pressen in den rechteckigen
Querschnitt verformt werden, nach dem Ausbilden der sternförmigen Wicklungseinheit 46 unter
Verwendung von Leiterdrähten 44A mit
einem kreisförmigen
Querschnitt, können
die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 46a in eine Spannvorrichtung
(zum Beispiel zwischen den Schiebern und den Stoppern) in einem
ausgerichteten Zustand gesetzt werden, was ein Unterdrücken des
Auftretens einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung ermöglicht, die von beim Verformen
durch Pressen verhedderten Leiterdrähten 44A resultiert.
Folglich wird das Auftreten von Kurzschlüssen unter den Leiterdrähten 44 unterdrückt, was
ermöglicht,
dass Verringerungen bei der Produktionsrate des Stators 40 verhindert
werden.
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Weil
sämtliche
der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 46a gleichzeitig
pressgeformt werden, ist der Prozess zum plastischen Verformen der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte in den rechteckigen Querschnitt vereinfacht.
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Weil
die Spulenendabschnitte 47b einen kreisförmigen Querschnitt
aufweisen, wird das Auftreten einer Beschädigung an der elektrisch isolierenden
Beschichtung, die von einem Reiben unter den Spulenendabschnitten 47b bei
dem Herstellungsprozess für
den Stator resultiert, unterdrückt,
was eine elektrische Isolierung verbessert.
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Weil
die verteilten Wicklungseinheiten 47 an dem Statorkern 41 aus
einer axialen Richtung angebracht werden, derart, dass die Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 47a in das Innere der Schlitze 41c eingeführt werden,
während
ein Abschnitt der Spulenendabschnitte 47b der verteilten
Wicklungseinheiten 47 zwischen den Flanschabschnitten 41d durchgeht, können die
Flanschabschnitte 41d an den Spitzenabschnitten der Zahnabschnitte 41b in
der Phase ausgebildet werden, wenn der Statorkern 41 angefertigt wird.
Somit ist der Prozess zum Anfertigen der Flanschabschnitte 5 in
dem Verfahren zur Herstellung des herkömmlichen Stators 1 nicht
länger
notwendig, was eine Vereinfachung des Herstellungsprozesses ermöglicht.
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Weil
die Flanschabschnitte 41d gleichzeitig ausgebildet werden
können,
wenn das magnetische Stahlblech, welches das Material des Statorkerns 41 ist,
pressgeformt wird, können
die Formen der Flanschabschnitte 41d, das heißt die Formen
der Spitzen der Zahnabschnitte 41b, mit hoher Präzision ausgebildet
werden. Somit wird der Magnetkreis auf eine ausgeglichene Art ausgebildet,
wenn der Stator 40 an einem Automobilgenerator angebracht
ist, was eine Verschlimmerung von elektromagnetischen Geräuschen unterdrückt.
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Weil
die Spulenendabschnitte 47b der verteilten Wicklungseinheiten 47 radial
nach innen gebogen werden, bevor sie an dem Statorkern 41 angebracht
werden, gelangen die Spulenendabschnitte 47b nicht mit
dem Statorkern 41 in Kontakt, was ermöglicht, dass ein Abschnitt
der Spulenendabschnitte 47b zwischen den Flanschabschnitten 41d durchgeführt wird.
Somit ist die Anbringungsdurchführbarkeit
der verteilten Wicklungseinheiten 47 verbessert, und das
Auftreten einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung, die von einem Kontakt
zwischen den Spulenendabschnitten 47b und dem Statorkern 41 resultiert,
ist auch unterdrückt.
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Ferner
werden, bei der obigen Ausführungsform
1, die Schlitze 41c mit einer im Wesentlichen trapezförmigen Form
ausgebildet, aber die Zahnabschnitte können mit einem trapezförmigen Querschnitt
ausgebildet werden und die Schlitze mit einer im Wesentlichen rechteckigen
Form ausgebildet werden. In dem Fall, weil die Bündel von Schlitzuntergebrachten
Abschnitten 44a, die in zwei Reihen in einer radialen Richtung
angeordnet sind, dazu gebracht werden können, sich an die Form der
Schlitze anzupassen, ist der Raumfaktor erhöht und eine Verschiebung der
Schlitzuntergebrachten Abschnitte im Innern der Schlitze durch Variationen
wird unterdrückt, was
das Auftreten einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung unterdrückt.
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Bei
dem Stator 40 gemäß der obigen
Ausführungsform
1, kann ein elektrisch isolierendes Harz, wie beispielsweise ein
Lack, auf die Spulenendgruppen 42f und 42r aufgebracht
werden. In dem Fall, weil das elektrisch isolierende Harz die Spulenendabschnitte 44b zusammen
fixiert, wobei ein von Vibrationen resultierendes Reiben unter den
Spulenendabschnitten 44b beseitigt ist, wird eine Verschlechterung
der elektrischen Isolierung, die eine Beschädigung an der elektrisch isolierenden
Beschichtung an den Spulenendabschnitten 44b begleitet,
unterdrückt.
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Die
obige Ausführungsform
1 wurde für
Fälle erläutert, in
denen die verteilten Wicklungseinheiten 47 eine zur Zeit
an dem Statorkern 41 angebracht werden, aber die drei verteilten
Wicklungseinheiten 47 können
auch konzentrisch gestapelt und zusammen an dem Statorkern 41 angebracht
werden. In dem Fall ist der Prozess zum Anbringen der verteilten Wicklungseinheiten 47 an
dem Statorkern 41 vereinfacht.
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Ausführungsform
2
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9 ist
ein Teilquerschnitt, der einen Schlitzuntergebrachten Zustand einer
Ständerwicklung
in einem Stator für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bei
Ausführungsform
2 sind die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44c, die
rechteckige Querschnitte aufweisen, in fünf Lagen angeordnet, so dass
sie sich in zwei Reihen in einer radialen Richtung im Innern der
Schlitze 41c aufreihen. Die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44c sind
derart ausgebildet, dass das Flachheitsverhältnis von jedem sequentiell
von der äußersten
Lage zu der innersten Lage abnimmt, und derart ausgebildet, dass Bündel der
Schlitzuntergebrachten Abschnitte 44c, die in zwei Reihen
in einer radialen Richtung angeordnet sind, sich der im Wesentlichen
trapezförmigen Form
der Schlitze 41c anpassen.
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Überdies
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf eine ähnliche
Art und Weise zur obigen Ausführungsform
1 aufgebaut.
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Gemäß Ausführungsform
2, weil die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44c derart
ausgebildet sind, dass das Flachheitsverhältnis von jedem sequentiell
von der äußersten
Lage zu der innersten Lage abnimmt, und derart ausgebildet sind, dass
Bündel
der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44c, die in zwei
Reihen in einer radialen Richtung angeordnet sind, sich der im Wesentlichen
trapezförmigen
Form der Schlitze 41c anpassen, ist der Raumfaktor erhöht. Außerdem wird
eine Verschiebung der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44c im
Innern der Schlitze 41c durch Vibrationen unterdrückt, was das
Auftreten einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung unterdrückt.
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Der
Prozess zum plastischen Verformen der Schlitzuntergebrachten Abschnitte
in die rechteckigen Querschnitte gemäß Ausführungsform 2 wird nun erläutert.
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Als
erstes wird eine sternförmige
Wicklungseinheit 46 auf eine ähnliche Art und Weise zur obigen Ausführungsform
1 angefertigt.
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Als
nächstes
werden Schlitz-untergebrachte Abschnitte 46a von jedem
der Bündel
von Schlitz-untergebrachten Abschnitten 46a in der ersten
und der zweiten sternförmigen
Wicklungsuntereinheit 46A und 46B, welche die
sternförmige
Wicklungseinheit 46 bilden, einer zur Zeit in die Pressformmaschine gesetzt,
wobei vierundzwanzig Schlitzuntergebrachte Abschnitte 46a in
rechteckige Querschnitte zur gleichen Zeit plastisch verformt werden.
Dieser Prozess wird fünf
Mal wiederholt, um sämtliche
der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 46a in rechteckige
Querschnitte zu verformen. Hier wird der Druck von der Schubvorrichtung
in jedem Schritt des Prozesses sequentiell variiert, um Schlitz-untergebrachte
Abschnitte 44c mit fünf
Arten von Querschnittformen auszubilden, derart, dass das Flachheitsverhältnis von
jedem sequentiell in fünf
Phasen verringert wird.
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Die
Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44c, die auf diese Art
und Weise angefertigt sind, wie in 9 gezeigt,
sind im Innern der Schlitze 41c in zwei Reihen in einer
radialen Richtung angeordnet, derart, dass das Flachheitsverhältnis von
ihnen sequentiell von der äußersten
Lage zu der innersten Lage abnimmt. Die Bündel von Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44c, die im Innern der Schlitze 41c untergebracht
sind, passen sich an die im Wesentlichen trapezförmige Form der Schlitze 41c an.
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Folglich,
weil das Flachheitsverhältnis
der Schlitzuntergebrachten Abschnitte nach Belieben angepasst werden
kann, falls der Prozess zum Ausbilden der Schlitzuntergebrachten
Abschnitte der sternförmigen
Wicklungseinheit in die rechteckigen Querschnitte gemäß Ausführungsform
2 angewandt wird, können
die Schlitz-untergebrachten Abschnitte bei einem hohen Raumfaktor
untergebracht werden, sogar in Schlitzen 41c mit einer
im Wesentlichen trapezförmigen
Form.
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Ausführungsform
3
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Bei
der obigen Ausführungsform
1, wird die sternförmige
Wicklungseinheit 47 unter Verwendung von einem Leiterdraht 44A angefertigt,
aber in Ausführungsform
3 wird eine sternförmige Wicklungseinheit 49 unter
Verwendung von zwei Leiterdrähten 44A angefertigt.
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Überdies
ist der Rest dieser Ausführungsform
auf eine ähnliche
Art und Weise zur obigen Ausführungsform
1 aufgebaut.
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Der
Prozess zur Herstellung der sternförmigen Wicklungseinheit 49 gemäß Ausführungsform
3 wird nun unter Bezugnahme auf 10 erläutert.
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Als
erstes wird eine ringförmige
Wicklungseinheit 48 durch Wickeln eines Leiterdrahts 44A in eine
Ringform für
fünf Windungen
angefertigt. Ähnlich
wird eine andere ringförmige
Wicklungseinheit 48 durch Wickeln eines anderen Leiterdrahts 44A in eine
Ringform für
fünf Windungen
angefertigt.
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Als
nächstes
werden erste und zweite sternförmige
Wicklungsuntereinheiten 49A und 49B mit einem
sternförmigen
Muster, bei denen Endabschnitte von angrenzenden Paaren von geraden Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 49a an einer inneren Umfangsseite und einer äußeren Umfangsseite
durch U-förmige
Spulenendabschnitte 49b wechselweise verbunden werden,
durch Biegen von jeder der ringförmigen
Wicklungseinheiten 48 angefertigt. In der ersten und der
zweiten sternförmigen
Wicklungsuntereinheit 49A und 49B sind zwölf Bündel von fünf Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 49a so angeordnet, dass sie jeweils einen vorbestimmten
Abstand in einer Umfangsrichtung aufweisen.
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Dann
wird die sternförmige
Wicklungseinheit 49 angefertigt, durch Stapeln der ersten
und der zweiten sternförmigen
Wicklungsuntereinheiten 49A und 49B eine auf die
andere, derart, dass die Gipfelabschnitte und die Talabschnitte
von beiden sternförmigen
Mustern übereinander
liegen, das heißt
derart, dass die Spulenendabschnitte 49b einander in einer radialen
Richtung zugewandt sind.
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Die
auf diese Art und Weise angefertigte, sternförmige Wicklungseinheit 49 ist
auf eine ähnliche
Art und Weise zu der sternförmigen
Wicklungseinheit 47 gemäß Ausführungsform
1 aufgebaut, abgesehen von der Tatsache, dass die erste und die zweite
sternförmige
Wicklungsuntereinheit 49A und 49B jeweils unter
Verwendung von einem Leiterdraht 44A angefertigt sind.
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Somit
kann ein Stator, der äquivalent
zu dem Stator 40 gemäß Ausführungsform
1 ist, erhalten werden, durch Annehmen des gleichen Herstellungsverfahrens
wie bei der obigen Ausführungsform
1 unter Verwendung der sternförmigen
Wicklungseinheit 49 gemäß Ausführungsform
3 anstelle der sternförmigen
Wicklungseinheit 47 gemäß Ausführungsform 1.
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Folglich
können ähnliche
Wirkungen zu denjenigen bei der obigen Ausführungsform 1 auch bei Ausführungsform
3 erzielt werden.
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Ausführungsform
4
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11 ist
eine Perspektivansicht, die einen Stator für einen Automobilgenerator
gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt, 12 ist
ein Teilquerschnitt, der einen Schlitz-untergebrachten Zustand einer
Ständerwicklung
in dem Stator für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt, 13 ist
eine Perspektivansicht, die einen verteilten Wicklungsphasenabschnitt
in dem Stator für
einen Automobilgenerator gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt, und 14 ist
eine Vergrößerungsansicht,
die einen Teil des verteilten Wicklungsphasenabschnitts in dem Stator
für einen Automobilgenerator
gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 11 wird
ein Statorkern 41A in eine zylindrische Form durch Laminieren
und Integrieren eines magnetischen Stahlbleches angefertigt, das
in eine vorbestimmte Form gepresst ist, wobei Schlitze 41c in
dem Statorkern 41A in einer gleichmäßigen winkligen Teilung in
einer Umfangsrichtung in einem Verhältnis von zwei pro Phase pro
Pol ausgebildet werden. Mit anderen Worten werden für die zwölf klauenförmigen Magnetpole
in dem Rotor 27, zweiundsiebzig Schlitze 41c in
dem Statorkern 41A angeordnet, um eine Ständerwicklung 42A zu
erhalten, die aus zwei dreiphasigen Wechselstromwicklungen gebildet
ist. Ferner ist, abgesehen von der Tatsache, dass die Schlitze 41c in
einem Verhältnis
von zwei pro Phase pro Pol ausgebildet sind, der Statorkern 41A auf
eine ähnliche
Art und Weise zu dem oben beschriebenen Statorkern 41 aufgebaut.
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Die
Ständerwicklung 42A ist
mit sechs verteilten Wicklungsphasenabschnitten 43A versehen, die
derart an dem Statorkern 41A angebracht sind, dass die
Schlitze 41c, in welchen jeder verteilte Wicklungsphasenabschnitt 43A montiert
ist, jeder um einen Schlitz versetzt sind. Zum Beispiel sind zwei
dreiphasige Wechselstromwicklungen jeweils aufgebaut durch Ausbilden
dreier der verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43A in
eine Wechselstromverbindung, wie beispielsweise eine Y-Verbindung.
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Jeder
der verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43A, wie in den 13 und 14 gezeigt, ist
aufgebaut durch Wickeln eines Leiterdrahts 44, der aus
einem mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung beschichteten
Kupferdrahtmaterial gebildet ist, in eine Wellenform in jeden sechsten
Schlitz 41c für
drei Windungen in einer ersten Umfangsrichtung, und dann Fortsetzen,
den Leiterdraht 44 in eine Wellenform in jeden sechsten
Schlitz 41c für
drei Windungen in einer zweiten Umfangsrichtung zu wickeln. Schlitz-untergebrachte
Abschnitte 44a der Leiterdrähte 44, die im Innern
der Schlitze 41c untergebracht sind, sind mit einem rechteckigen
Querschnitt ausgebildet, und Spulenendabschnitte 44b, die Schlitzuntergebrachte
Abschnitte 44a verbinden, die in Schlitzen 41c sechs
Schlitze entfernt an axialen Enden des Statorkerns 41 untergebracht
sind, sind mit einem kreisförmigen
Querschnitt ausgebildet. Außerdem
sind Verbindungsabschnitte zwischen den Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44a und den Spulenendabschnitten 44b mit
einem flachen Querschnitt ausgebildet, wobei sie Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d bilden.
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Wie
in 12 gezeigt, sind die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a in
jedem der Schlitze 41c mit den Längsachsen der rechteckigen
Querschnitte in einer Umfangsrichtung ausgerichtet untergebracht,
und so, dass sie sich in einzelnen Reihen in einer radialen Richtung
aufreihen und in sechs Lagen in engem Kontakt miteinander angeordnet
sind.
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Hier
ist die Länge
der langen Seiten des rechteckigen Querschnitts der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 44a größer als
Spalte zwischen den Flanschabschnitten 41d (die Schlitzöffnungen).
Die Längsachsen
der flachen Querschnitte der Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d sind
senkrecht zu den Längsachsen
der rechteckigen Querschnitte der Schlitzuntergebrachten Abschnitte 44a,
wobei die Länge
der Nebenachsen der flachen Querschnitte der Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d kleiner
ist als die Spalte zwischen den Flanschabschnitten 41d.
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Drei
der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a, die in irgendeinem
gegebenen Schlitz 41c untergebracht sind, sind jeweils
an einem ersten axialen Ende des Statorkerns 41A durch
einen Spulenendabschnitt 44b mit drei Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44a verbunden, die in dem Schlitz 41c sechs
Schlitze entfernt in einer ersten Umfangsrichtung untergebracht
sind, und sind jeweils an einem zweiten axialen Ende des Statorkerns 41A durch
einen Spulenendabschnitt 44b mit drei Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44a verbunden, die in dem Schlitz 41c sechs
Schlitze entfernt in einer zweiten Umfangsrichtung untergebracht
sind. Die drei verbleibenden Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a, die
in dem gegebenen Schlitz 41c untergebracht sind, sind jeweils
an dem ersten axialen Ende des Statorkerns 41A durch einen
Spulenendabschnitt 44b mit drei Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44a verbunden, die in dem Schlitz 41c sechs
Schlitze entfernt in der zweiten Umfangsrichtung untergebracht sind,
und sind jeweils an dem zweiten axialen Ende des Statorkerns 41A durch
einen Spulenendabschnitt 44b mit drei Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44a verbunden, die in dem Schlitz 41c sechs
Schlitze entfernt in der ersten Umfangsrichtung untergebracht sind.
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Bei
der auf diese Art aufgebauten Ständerwicklung 42A,
sind die Leiterdrähte 44,
die von jedem der Schlitze 41c vorstehen, halb jeweils
auf erste und zweite Umfangsseiten verteilt. In jedem der verteilten Wicklungsphasenabschnitten 43A sind
Bündel
von drei Spulenendabschnitten 44b in einer Umfangsrichtung
in einer Teilung von sechs Schlitzen angeordnet. Somit sind an dem
ersten und dem zweiten axialen Ende des Statorkerns 41A Lagen
der Bündel von
Spulenendabschnitten 44b, die in einer Umfangsrichtung
in einer Teilung von sechs Schlitzen angeordnet sind, in sechs Lagen
angeordnet, so dass sie wechselseitig um einen Schlitz versetzt
sind, wobei sie Spulenendgruppen 42f und 42r der
Ständerwicklung 42A bilden.
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Folglich
können ähnliche
Wirkungen zu denjenigen bei der obigen Ausführungsform 1 auch bei dem auf
diese Art aufgebauten Stator 40A erzielt werden.
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Bei
diesem Stator 40A, weil die Schlitze 41c in einem
Verhältnis
von zwei pro Phase pro Pol ausgebildet sind, ist die Form der Schlitze
schmal verglichen mit Schlitzen, die in einem Verhältnis von
einem pro Phase pro Pol ausgebildet sind. Des Weiteren sind die
Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a im Innern der Schlitze 41c angeordnet,
so dass sie sich in einzelnen Reihen in einer radialen Richtung
aufreihen. Als eine Folge ist das Flachheitsverhältnis der Schlitzuntergebrachten
Abschnitte 44a verringert, was ein Unterdrücken des
Auftretens einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung während der Ausbildung der Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a ermöglicht.
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Weil
die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d,
die einen flachen Querschnitt mit einer Breite aufweisen, die dünner ist
als die Schlitzöffnungen,
an dem Verbindungsabschnitt zwischen den Schlitz-untergebrachten
Abschnitten 44a und den Spulenendabschnitten 44b ausgebildet
sind, können die
Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a in das Innere der
Schlitze 41c eingeführt
werden, während
die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d durch
die Schlitzöffnungen
durchgeführt
werden, während
einer Montage der verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43A.
Als eine Folge kann ein Kontakt zwischen den Leiterdrähten 44 und
dem Statorkern 41A vermieden werden, was das Auftreten
einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung unterdrückt.
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Als
nächstes
wird ein Verfahren zur Herstellung der verteilten Wicklungseinheiten,
welche die verteilten Wicklungsphasenabschnitte 43A bilden, erläutert.
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Zuerst
wird, durch den in den 4A bis 4C gezeigten
Prozess, eine ringförmige
Wicklungseinheit angefertigt, bei der erste und zweite sternförmige Wicklungsuntereinheiten,
von denen jede durch Wickeln eines Leiterdrahts 44a für drei Windungen
ausgebildet ist, eine auf die andere gestapelt werden, derart, dass
die Gipfelabschnitte und die Talabschnitte von beiden sternförmigen Mustern übereinander
liegen, das heißt
derart, dass die Spulenendabschnitte einander in einer radialen
Richtung zugewandt sind.
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Als
nächstes
wird jedes der Bündel
von Schlitzuntergebrachten Abschnitten der sternförmigen Wicklungseinheit
in eine Pressformmaschine gesetzt, und sämtliche der Bündel von
Schlitz-untergebrachten Abschnitten werden gleichzeitig durch Schubvorrichtungen
gepresst. Daher werden die Schlitzuntergebrachten Abschnitte der
sternförmigen Wicklungseinheit
aus einem kreisförmigen
Querschnitt in einen rechteckigen Querschnitt plastisch verformt.
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Als
nächstes
werden die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d,
die einen flachen Querschnitt aufweisen, ausgebildet, durch plastisches
Verformen der Spulenendabschnitte in der Umgebung der Schlitzuntergebrachten
Abschnitte in einen flachen Querschnitt unter Verwendung der Pressformmaschine.
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Eine
verteilte Wicklungseinheit mit einer identischen Form zu dem verteilten
Wicklungsphasenabschnitt 43a, in den 13 und 14 gezeigt, wird
durch Umformen der sternförmigen
Wicklungseinheit in eine zylindrische Form angefertigt.
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Als
nächstes
werden die Spulenendabschnitte an einem ersten axialen Ende der
verteilten Wicklungseinheit (d. h. an dem Ende, wo die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte
ausgebildet sind), die auf diese Art angefertigt wird, radial nach innen
gebogen. Die verteilte Wicklungseinheit wird an dem Statorkern 41A aus
einer axialen Richtung angebracht. Hier werden die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d,
die an den Spulenendabschnitten in der Umgebung der Schlitzuntergebrachten
Abschnitte ausgebildet sind, in eine axiale Richtung zwischen den
Flanschabschnitten 41d bewegt, was die Schlitz-untergebrachten
Abschnitte ins Innere der Schlitze 41c führt. Nachdem
die Schlitz-untergebrachten Abschnitte vollständig in das Innere der Schlitze 41c geführt wurden,
werden die radial nach innen gebogenen Spulenendabschnitte zurückgeführt, so
dass sie sich in einer axialen Richtung erstrecken, was die Anbringung
einer ersten verteilten Wicklungseinheit in dem Statorkern 41A vervollständigt.
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Zweite
bis sechste verteilte Wicklungseinheiten werden auf ähnliche
Weise an dem Statorkern 41A angebracht, derart, dass die
Schlitze 41c, in die sie eingeführt werden, jeder um einen
Schlitz versetzt sind, wobei der in 12 gezeigte
Stator 40A erhalten wird.
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Bei
Ausführungsform
4, weil die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d,
die einen flachen Querschnitt mit einer Breite aufweisen, die dünner ist als
die Schlitzöffnungen,
an den Spulenendabschnitten 44b in der Umgebung der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 44a ausgebildet sind, können die Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 44a in das Innere der Schlitze 41c eingeführt werden,
während
die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d durch
die Schlitzöffnungen
durchgeführt
werden, während
einer Montage der verteilten Wicklungseinheiten. Als eine Folge
kann ein Kontakt zwischen den Leiterdrähten 44 und dem Statorkern 41A vermieden
werden, was das Auftreten einer Beschädigung an der elektrisch isolierenden
Beschichtung unterdrückt.
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Weil
die Schlitzöffnungs-Durchgangsabschnitte 44d ausgebildet
werden, kann der Durchmesser der Spulenendabschnitte 44b vergrößert werden.
Mit anderen Worten werden Verringerungen beim Widerstand der Leiterdrähte 44 möglich, was die
Erzeugung von Wärme
während
einer Erregung unterdrückt
und eine erhöhte
Ausgabe ermöglicht.
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Überdies
kann bei der obigen Ausführungsform
4 der Prozess zum Ausbilden der Schlitz-untergebrachten Abschnitte
der sternförmigen
Wicklungseinheit in rechteckige Querschnitte gemäß der obigen Ausführungsform
2 auch angenommen werden, um die Schlitz-untergebrachten Abschnitte 44a derart
auszubilden, dass das Flachheitsverhältnis von jedem sequentiell
von der äußersten
Lage zu der innersten Lage abnimmt, wodurch die Bündel der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte 44a, die im Innern der Schlitze 41c untergebracht
sind, dazu gebracht werden, sich an die im Wesentlichen trapezförmige Form
der Schlitze 41c anzupassen.
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Des
Weiteren wird bei der obigen Ausführungsform 4 ein Statorkern 41A verwendet,
bei dem Schlitze 41c in einem Verhältnis von zwei pro Phase pro
Pol ausgebildet sind, aber ähnliche
Wirkungen können
auch durch Verwendung eines Statorkerns erzielt werden, bei dem
Schlitze in einem Verhältnis von
drei oder mehr pro Phase pro Pol ausgebildet werden.
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Die
obigen Ausführungsformen
wurden für Schlitzuntergebrachte
Abschnitte erläutert,
die mit rechteckigen Querschnitten ausgebildet sind, aber die Schlitzuntergebrachten
Abschnitte müssen
lediglich eine flache Querschnittform aufweisen, und Querschnittformen
wie beispielsweise Rechtecke, Ovale und Kugel- bzw. Geschossformen
können
verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf die obige Art und Weise aufgebaut
und weist die unten beschriebenen Wirkungen auf.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stator für einen
Generator bereitgestellt, wie in Anspruch 1 definiert, der Verbesserungen
beim Raumfaktor ermöglicht,
wodurch ein Generator mit einer hohen, zu erreichenden Ausgabe ermöglicht wird,
und auch eine Beschädigung
an einer elektrisch isolierenden Beschichtung unterdrückt wird,
die von einem Reiben unter den Spulenendabschnitten resultiert,
und eine Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung unterdrückt wird,
die von Biegebeanspruchungen resultiert, die aufgrund eines Kontakts
unter den Spulenendabschnitten entstehen, wodurch ein Stator für einen Generator
mit einer vorzüglichen
elektrischen Isolierung bereitgestellt wird.
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Eine
Umfangsbreite der Schlitz-untergebrachten Abschnitte kann im Wesentlichen
mit einer Umfangsbreite der Schlitze übereinstimmen, wobei die Schlitz-untergebrachten
Abschnitte im Innern der Schlitze untergebracht sind, so dass sie
in einer radialen Richtung gestapelt und in einer einzelnen Reihe angeordnet
werden, wobei eine Vibrationen begleitende Verschiebung der Schlitz-untergebrachten
Abschnitte im Innern der Schlitze unterdrückt wird, wodurch eine elektrische
Isolierung verbessert wird.
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Die
Schlitz-untergebrachten Abschnitte können derart ausgebildet werden,
dass die Umfangsbreite von ihnen größer ist als eine Breite von
einer Öffnung
der Schlitze, was ein Losreißen
der Schlitz-untergebrachten Abschnitte verhindert.
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Die
Schlitze können
in eine im Wesentlichen trapezförmige
Form ausgebildet werden, die sich radial nach innen verjüngt, und
die Schlitz-untergebrachten Abschnitte, die im Innern der Schlitze
in einer radialen Richtung angeordnet sind, sind derart ausgebildet,
dass das Flachheitsverhältnis
von jedem Schlitz-untergebrachten Abschnitt von einer äußeren radialen
Seite zu einer inneren radialen Seite sequentiell abnimmt, so dass
sich die Schlitz-untergebrachten Abschnitte an die im Wesentlichen
trapezförmige
Form der Schlitze anpassen, wobei verlässlich eine Vibrationen begleitende
Verschiebung der Schlitz-untergebrachten Abschnitte im Innern der Schlitze
unterdrückt
wird, wodurch eine elektrische Isolierung weiter verbessert wird.
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Durch
einen Stator für
einen Generator, wie in Anspruch 1 definiert, kann ein Kontakt zwischen der
Ständerwicklung
und dem Statorkern während
einer Montage der Ständerwicklung
in den Statorkern verringert werden.
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Die
Schlitze können
in einem Verhältnis
einer Mehrzahl pro Phase pro Pol ausgebildet werden, was die Form
der Schlitze schmal macht, wodurch Verringerungen bei der Größe des Flachheitsverhältnisses der
Schlitz-untergebrachten Abschnitte ermöglicht werden. Als eine Folge
wird das Auftreten einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung, wenn den Schlitz-untergebrachten
Abschnitten flache Querschnitte gegeben werden, unterdrückt.
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Ein
elektrisch isolierendes Harz kann auf eine Spulenendgruppe aufgebracht
werden, die durch die Spulenendabschnitte der Vielzahl von Wicklungsphasenabschnitten
gebildet ist, wobei ein Reiben unter den Spulenendabschnitten beseitigt wird,
wodurch eine elektrische Isolierung verbessert wird.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung eines Stators für
einen Generator bereitgestellt, wie in Anspruch 4 definiert, welches
ermöglicht,
dass der Stator einen hohen Raumfaktor und eine vorzügliche elektrische
Isolierung aufweist, und auch einen Stator für einen Generator bereitstellt,
welcher ermöglicht,
dass die Form der Spitzen der Zahnabschnitte mit einer hohen Abmessungspräzision ausgebildet werden.
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Ferner
wird ein Anbringen der verteilten Wicklungseinheit an dem Statorkern
erleichtert.
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Außerdem wird
ein Kontakt zwischen den Leiterdrähten und dem Statorkern während einer Montage
der verteilten Wicklungseinheit an den Statorkern verringert, wodurch
eine Verschlechterung der elektrischen Isolierung unterdrückt wird,
die von einer Beschädigung
an der elektrisch isolierenden Beschichtung resultiert.
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Sämtliche
der Schlitz-untergebrachten Abschnitte, welche die sternförmige Wicklungseinheit bilden,
können
gleichzeitig pressgeformt werden, in dem Schritt des plastischen
Verformens der Schlitz-untergebrachten Abschnitte der sternförmigen Wicklungseinheit
in den flachen Querschnitt, wobei der Herstellungsprozess vereinfacht
wird, wodurch eine Herstellungszeit verkürzt wird.
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Die
Schlitz-untergebrachten Abschnitte der sternförmigen Wicklungseinheit, welche
die Schlitz-untergebrachten Abschnitte der verteilten Wicklungseinheit
bilden, können
in jedem der Schlitze angebracht werden, so dass sie sich in Lagen
in einer radialen Richtung der Schlitze ausrichten, in dem Schritt
des Anbringens der verteilten Wicklungseinheit in dem Statorkern,
und die Schlitz-untergebrachten Abschnitte der sternförmigen Wicklungseinheit
können
Lage um Lage pressgeformt werden, in dem Schritt des plastischen
Verformens der Schlitz-untergebrachten Abschnitte der sternförmigen Wicklungseinheit
in den flachen Querschnitt, wobei die Schlitz-untergebrachten Abschnitte
der sternförmigen
Wicklungseinheit in jeder jeweiligen Lage gleichzeitig pressgeformt
werden, was ermöglicht, dass
die Querschnittform der Schlitz-untergebrachten Abschnitte leicht
so ausgebildet wird, dass sie sich an die Form der Schlitze anpasst.
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Eine
Vielzahl der verteilten Wicklungseinheiten, welche die Ständerwicklung
bilden, können
konzentrisch gestapelt werden, um die Schlitz-untergebrachten Abschnitte
in jeder verteilten Wicklungseinheit um eine Teilung von einem Schlitz
in einer Umfangsrichtung zu versetzen, und in dem Statorkern gleichzeitig
in dem Schritt des Anbringens der verteilten Wicklungseinheit in
den Statorkern angebracht zu werden, was den Herstellungsprozess
vereinfacht, wodurch eine Herstellungszeit verkürzt wird.