JP2018515063A - 電子的に整流された直流モータ - Google Patents

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Abstract

本発明は、インナーロータと三相ステータ(1)とを有する電子的に整流された直流モータであって、三相ステータ(1)は閉じたヨークリング(32)と、ヨークリング(32)と一体的な内方に向けられた多数のステータ極(33)と、ステータ極(33)を極カバー(21)で及びヨークリング(32)をヨークリングカバー(19)で軸方向に覆う絶縁材料体(4)と、を有しており、絶縁材料体(4)はヨークリングカバー(19)から軸平行に突出したワイヤ案内手段(5)を有し、ワイヤ案内手段(5)はワイヤ貫通路(8)によって中断されており、n個のステータ極(33)が設けられていて各ステータ極(33)は1個のコイル(S1〜S9)で巻装されているものに関する。本発明の課題は、冒頭に記載した形式の直流モータにおいて、軸方向及び半径方向寸法の小さいコンパクトな構造形態、ニードル巻線法を使用した場合でも最適な効率及び容易な製造可能性を提供することである。この課題は本発明により請求項1〜17によって解決される。

Description

本発明は、インナーロータと三相ステータ(1)とを有する電子的に整流された直流モータであって、前記三相ステータ(1)は閉じたヨークリング(32)と、ヨークリング(32)と一体的な内方に向けられた多数のステータ極(33)と、ステータ極(33)を極カバー(21)で及びヨークリング(32)をヨークリングカバー(19)で軸方向に覆う絶縁材料体(4)と、を有しており、前記絶縁材料体(4)はヨークリングカバー(19)から軸平行に突出したワイヤ案内手段(5)を有しており、前記ワイヤ案内手段(5)はワイヤ貫通路(8)によって互いに分離されており、n個のステータ極(33)が設けられていて各ステータ極(33)は1個のコイル(S1〜S9)で巻装されているものに関する。
内方に向けられた極を有する電子的に整流された直流モータは、それぞれの要求に応じて種々異なる方法で作製される。短い工程時間を達成しようとすれば、例えば単極巻線方法が適しており、経済的なやり方で極にグループ別に同時に外側から巻装し、次いで1個のステータにまとめて挿入する。その際に個々の極の間の各境界面は、磁気抵抗を形成する。これらの抵抗の総和は、直流モータの総効率を減じる。それゆえこの方法は、効率に対して高い要求が課せられる場合は用いられない。これに対してはニードル巻線などインナー巻線方法を選択するのがよい。但し、ニードル巻線法の短所は巻線ニードル自体の所要スペースが比較的大きく巻線ニードルは一方では極の間を移動しなければならず、他方では巻線を布設する際にもワイヤ案内手段の間を移動しなければならない。更に、ニードル巻線においては、特に巻線を接続手段に接続する際に接続方式に応じて、巻線を軸平行に挿入若しくは布設する必要がある。その際にワイヤは、既に布設された部分から、例えば転向ジオメトリに沿って滑り出ないように軸方向に確保されなければならない。これを避けるために、転向ジオメトリにアンダーカットを設けるのが普通である。これらのジオメトリは側面スライドを付けた明らかに複雑な射出成形型を必要とする。
欧州特許第EP1722464A1号により公知の冒頭に記載した形式の電子的に整流された直流モータでは、ワイヤは絶縁材料体の外に布設され、半径方向で絶縁材料体に続いている接触装置(接続ブロック)と接続される。この場合、コイルは、巻線がある相に割り当てられたすべてのステータ歯部に巻装する前又は後に接触装置の接触エレメントを介して案内されるように布設されている。巻線はそれぞれヨークの領域で絶縁材料体の外側に布設される。このことは接触装置の領域でも該当するので、接触装置は半径方向外方に非常に大きく延び、それによって構造スペースが著しく増大する。
本発明の課題は、冒頭に記載した形式の直流モータにおいて、軸方向及び半径方向寸法の小さいコンパクトな構造形態、ニードル巻線法を使用した場合でも最適な効率、及び容易な製造可能性を提供することである。
この課題は本発明により装置請求項1〜17によって解決される。更に少なくとも3個の互いに隣接するワイヤ転向手段(7)がヨークリングカバー(19)から軸平行に突出しており、これらのワイヤ転向手段は空隙部(10)によって互いに分離されており、少なくともn個のワイヤ貫通路(8)がワイヤ案内手段(5)相互の間又はワイヤ案内手段(5)とワイヤ転向手段(7)との間に設けられているので、巻線(6)を有効に少ないスペースで布設する可能性が多くなる。接続ブロック(28)に対向して空隙部(10)を配置することにより、巻線(6)は最適に互いに平行に布設でき、直線的に接続ブロック(28)に供給できる。提案された解決によっては、更に半径方向外方に位置する領域のワイヤ転向手段(7)は必要ない。
本発明の構成が従属請求項に記載されている。好ましくは2個のワイヤ転向手段(7(1)、7(2))は専らワイヤ転向のために用いられて、コイル(S1〜Sn)へのワイヤ供給には用いられない。これらの両ワイヤ転向手段(7)は複数の側から巻線(6)で巻装されるので、そこから接続部にとってある程度引張荷重が軽減される。
更に、巻線(6)は第3のワイヤ転向手段(7(3))で半径方向内方にのみ通過する。
巻線(6)を少ないスペースで布設できるようにするために、縁材料体(4)のワイヤ案内手段(5)は各ステータ極(33)の領域で、巻線(6)をワイヤ案内手段(5)の半径方向内部の空間領域とワイヤ案内手段(5)の半径方向外部の空間領域との間で受容するのに適している、少なくとも1個の半径方向に位置合わせされたワイヤ貫通路(8)を有している。
巻線(6)を節約し、ひいてはコイル抵抗を最小化するために、少なくともワイヤ転向手段(7)に隣接する両ワイヤ案内手段(5)は補助ワイヤ貫通路(2(1)、2(2))を有しており、それゆえ部分ワイヤ案内手段(3(1)、3(2)、3(3)、3(4))内で分離されている。
本発明の構成において、少なくとも2個の巻線部分は、第1、第2及び第3のワイヤ転向手段(7(1)、7(2)、7(3))に順次接触する。その際に巻線(6)は塑性変形し、それによって銅線内の引張応力を吸収できる。このことは特に巻線部分は相接続部P1、P2又はP3のいずれかと最短距離で接続されている場合に重要である。
ワイヤ転向手段(7)は軸方向にアンダーカットを有していないことによって、明らかに単純化された製作可能性が達成される。
絶縁材料体(4)に、接続ブロック(28)のための支持体(22)として用いられる半径方向拡張部が形成されていることが目的に適っている。この接続ブロック(28)は用途に応じて様々な形状に作製でき、絶縁材料体(4)自体を適合させる必要はない。これによりモジュール式の製品ポートフォリオを経済的に構成できる。圧接コンタクト(25)は、接続部の単純な組付けに適している。
本発明は、ステータ(1)に関して接続ブロック(28)の特に省スペース型の構成を可能にする。巻装時には接続ブロック(28)はまだ組み付けられていないので、巻線ニードルは軸方向行程なしに案内でき−この理由からワイヤ転向手段(7)にアンダーカットも必要ない−巻装中に巻線部分が.滑り落ちる危険がない。それゆえ圧接コンタクト(25)の切断縁と、ヨークリング(32)の半径方向外側縁部との最大半径方向間隔は、最大で空隙部(10)の幅の4倍であることができる。
空隙部(10)の深さは、少なくともワイヤの太さ4倍に、ワイヤ案内手段(5)の外周に設けたワイヤ案内溝(23)とワイヤ案内手段(5)の軸方向端部との間の段差部(30)の厚さを加えたものであることが有利であることが分かった。このことは、コイル(S1〜Sn)の外部の巻線(6)と接続ブロック(28)の巻線(6)が接触しないように異なる平面上に布設できることにも役立つ。ここで「接触しない」とは、2つのワイヤ絶縁が製造に制約されて偶然接触すると解されるべきではなく、ワイヤ案内溝(23)内の巻線(6)の位置が幾何学的に明確に画定されており、それが巻線(6)の帯電構成部分の接触しない間隔を保証することを意味する。
更に、ワイヤ案内手段(5)とワイヤ転向手段(7)はそれぞれヨークリングカバー(19)を基準とした接線方向でヨークリングカバー(19)の周面に配設されており、ワイヤ貫通路(8)も空隙部(10)も、コイル(S1〜Sn)に巻装して巻線(6)を布設するために巻線ニードルが問題なく通過できる内法幅を有している。この配置は特にスペース節約型であり、工程安定性が高い。
本発明は特に三相ステータに適しており、コイルはそれぞれ複数の直列に接続されたコイル(S1〜Sn)を有するデルタ結線として形成されている。各相は接続ブロック(28)に電気的に接続されている。接続ブロック(28)は1個のセグメント領域(29)に配置されており、セグメント領域(29)は2個のステータ極(33)によって画定されている。
ヨークリングカバー(19)と接続ブロック(28)との間で、ヨークリング(32)の半径方向外部に少なくとも1個のワイヤ偏向手段(9)が配置されている。このワイヤ偏向手段は、巻線(6)を正確な接続位置にもたらす働きをする。
本発明の別の解決は、請求項14による方法によって与えられている。この解決が次の方法ステップを含む。
(a)再使用可能な固定手段(13)を工作物台の一部として用意し、絶縁材料体(4)を有するステータ(1)を用意し、ステータ(1)を固定手段(13)に組み付け、この配置構成を巻線装置に装填し、巻線(6’)を固定手段(13)の第1のストップピン(14)に固定し、巻線(6’)を絶縁材料体(4)の第1のワイヤ貫通路(8(1))に通してステータ(1)に案内する。
(b)第1相の第1のコイル(S1)に巻装する。
(c)巻線(6’)を第1のコイル(S1)から第1のワイヤ貫通路(8(1))を通って半径方向外方に、及び複数の部分ワイヤ案内手段(3(1)、3(2))若しくはワイヤ案内手段(5(1)、5(2))を通って軸方向でヨークリング(32)に近い第1のワイヤ案内溝(23)内に布設し、巻線(6’)を第4のワイヤ貫通路(8(4))に通して内方に転向させて第1相の第2のコイル(52)に巻装する。
(d)巻線(6’)を第4のワイヤ貫通路(8(4))に通して半径方向外方に貫通させ、複数のワイヤ案内手段(5(3)、5(4)、5(5))を回って布設し、更に第7のワイヤ貫通路(8(7))に通して半径方向内方に布設して、第1相の第3のコイル(S3)に巻装する。
(e)巻線(6’)を第7のワイヤ貫通路(8(7))に通して半径方向外方に貫通させ、ワイヤ案内手段(5(6))若しくは部分ワイヤ案内手段(3(3)、3(4))を回って布設し、第1のワイヤ転向手段(7(1))を回って第1の空隙部(10(1))に通し、第2のワイヤ転向手段(7(2))を回って半径方向外方に第2の空隙部(10(2))に通して固定手段(13)に向かい第2のストップピン(15)に固定する。
(f)第2相の巻線(6”)を第2のストップピン(15)からステータ(1)に向かって案内し、巻線(6”)を第1のワイヤ偏向手段(9(1))と第3のワイヤ転向手段(7(3))を回って転向させ、第2の空隙部(10(2))に通して半径方向内方に貫通させ、第1の部分ワイヤ案内手段(3(1))を通過させてこれを通して偏向させ、第1の補助ワイヤ貫通路(2(1))に通して外方に貫通させ、第2の部分ワイヤ案内手段(3(2))を回って第2のワイヤ貫通路(8(2))に通して半径方向内方に貫通させて、第2相の第1のコイル(S4)に巻装する。
(g)巻線(6”)を第2のワイヤ貫通路(8(2))に通して半径方向外方に貫通させ、複数のワイヤ案内手段(5(1)、5(2)、5(3))を回って布設し、第5のワイヤ貫通路(8(5))に通して半径方向内方に貫通させて、第2相の第2のコイル(S5)に巻装する。
(h)巻線(6”)を第5のワイヤ貫通路(8(5))に通して半径方向外方に貫通させ、複数のワイヤ案内手段(5(4)、5(5)、5(6))を回って布設し、第8のワイヤ貫通路(8(8))に通して半径方向内方に貫通させ、第2相の第3のコイル(S6)に巻装し、第8のワイヤ貫通路(8(8))に通して半径方向外方に貫通させ、ワイヤ案内手段(5)を回って布設し、第2のワイヤ偏向手段(9(2))を通過させる。
(i)巻線(6”)を固定手段(13)の第3のストップピン(16)に案内して、巻線(6)をこれに巻線(6”)を固定し、巻線(6’”)を同じ進路でステータ(1)に向かって戻し、第2のワイヤ偏向手段(9(3))を回って第9のワイヤ貫通路(8(9))に通し、次いで第1のワイヤ転向手段(7(1))を回って第1の空隙部(10(1))に通して外方に案内し、第2のワイヤ転向手段(7(2))を回って第2の空隙部(10(2))に通して内方に案内し、第3のワイヤ転向手段(7(3))を回って軸方向にコイル(S1)の前を通過させ、第1の部分ワイヤ案内手段(3(1))を回って第1の補助ワイヤ貫通路(2(1))に通して外方に案内する。
(j)巻線(6”’)を第3の平面上で第2の部分ワイヤ案内手段(3(2))と第1のワイヤ案内手段(5(1))を回って第3のワイヤ貫通路(8(3))に通して半径方向内方に貫通させ、第3相の第2のコイル(S7)に巻装し、第3のワイヤ貫通路(8(3))に通して外方に貫通させ、第3の平面上で複数のワイヤ案内手段(5(2)、5(3)、5(4))を回って第3のワイヤ案内溝(23)と第6のワイヤ貫通路(8(6))に通して半径方向内方に案内して、第3相の第2のコイル(S8)に巻装する。
(k)巻線(6’”)を第6のワイヤ貫通路(8(6))に通して半径方向外方に案内し、複数のワイヤ案内手段(5(5)、5(6))若しくは部分ワイヤ案内手段(3(3)、3(4))を回って、第9のワイヤ貫通路(8(9))に通して半径方向内方に布設する。
(l)第3相の第3のコイル(S9)に巻装し、巻線(6”’)を第2の補助ワイヤ貫通路(2(2))に通して半径方向外方に案内し、巻線(6’”)を第4の部分ワイヤ案内手段(3(4))と第1のワイヤ転向手段(7(1))を回って、第1の空隙部(10(1))に通して内方に貫通させ、第2のワイヤ転向手段(7(2))に接触させて、巻線(6”’)を第3のワイヤ転向手段(7(3))を回って転向させて、固定手段(13)に向かい第1のストップピン(14)に固定する。
続く方法ステップにおいて、接続ブロック(28)は、ステータ(1)と固定手段(13)との間に延びている巻線部分(6’、6”、6”’)の延在方向に対して直角に挿入されて、これらの巻線部分がワイヤ布設スリット(24)に受容されるようになっている。このワイヤ布設スリット(24)は、巻線(6)の締付けが起こり得ないように設計されている。
次いで、接続ブロック(28)は半径方向でステータ(1)に向かって支持体(22)上に滑り被されて、軸平行方向で嵌合が形成される。
この位置で、巻線部分(6’、6”、6’”)は圧接コンタクト(25)、溶接コンタクト又ははんだコンタクトによって電気的に接触される。
最後に、巻線部分(6’、6”、6”’)は接続ブロック(28)の近傍で切断され、ステータと切り取られた巻線部分(6’、6”、6”’)が巻線機から取り出される。
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
ステータの立体図 ステータの正面図 別の視点から見たステータの別の立体図 ステータの別の正面図 ステータコイルの回路図 ステータコイルの巻装とワイヤ布設(6a〜6l) 固定手段
図1は、本発明によるステータ1(アウターステータ)の立体図を示しており、多数の積層鋼板から構成され顕著なインナー極を具備する、ヨークリング32とステータ極33からなるステータコア11、絶縁材料体4、及びそれぞれ3個のコイルを直列に接続したデルタ結線として実施された三相コイル12を有している。各相は接続ブロック28の接続部と電気的に接続されている。接続ブロック28は圧接結合によって形成されており、そのためにワイヤ布設スリット24(図3参照)と、これに対して直角な圧接コンタクト25(図3参照)用の受容シャフト26(図3参照)を有している。本発明にとって本質的な絶縁材料体4は、ステータ極33の正面とコイル空間領域を覆うエンドキャップとして形成されている。半径方向外側には絶縁材料体4がリング状に形成されてヨークリング32を被覆し、ワイヤ案内手段5若しくは部分ワイヤ案内手段3の形式で軸方向に延びており、ワイヤ貫通路8若しくは補助ワイヤ貫通路2によって多数中断されている。絶縁材料体4の全周にわたりワイヤ貫通路8は規則的に各ステータ極33の上方に配置されている。2個のステータ極33によって占められ限定されたセグメント領域29(図2参照)の縁部には、2個の補助ワイヤ貫通路2があり、セグメント領域29の内部で極間領域には2個の空隙部10があり、これらも同様にワイヤ貫通路8として用いられる。このセグメント領域29にはヨークリング32の半径方向外部に少し離れて接続ブロック28がある。この配置の利点は、半径方向で更に外方に位置する転向ピンを不要にできることである。ワイヤ転向手段7は、接続ブロック28における相接続部の領域で巻線6を正確に配置及び位置合わせするために用いられる。更に、ヨークリング32と接続ブロック28との間の領域にワイヤ偏向手段9が設けられている。全体として本発明による構成により、接続領域の非常に省スペース型の配置構成が得られる。特に巻線6は、ワイヤ案内手段5若しくは部分ワイヤ案内手段3及びワイヤ転向手段7の半径方向内方の内部領域27に多重に布設されており、対応するワイヤ部分はヨークリング32の内部の内部領域27(図2参照)でそれぞれ既に巻装されたコイルの前で軸方向に延びており、そのために追加的な構造スペースは必要ない。ワイヤ貫通路8と補助ワイヤ貫通路2は、巻線ニードルがほんのわずかな遊びを伴って貫入できるように設計されている。それにより非常にコンパクトな構造形態が可能になる。ステータ1は第2の類似の絶縁材料体4を包含しているが、ワイヤ案内手段5とワイヤ貫通路8は包含していない。
図2は、ステータ1の正面図を示している。ここには2個のステータ極33を包含するセグメント領域29が記入されている。このセグメント領域29には更に、接続ブロック28、2個の部分ワイヤ案内手段3、2個のワイヤ貫通路8、3個のワイヤ転向手段7、及びワイヤ転向手段7を互いに分離する2個の空隙部10がある。2個の補助ワイヤ貫通路2は、上記のセグメント領域29の縁部にあり、部分ワイヤ案内手段3を互いに分離している。それ以外のワイヤ案内手段5は、それぞれ2個の隣接するステータ極33の間のワイヤガイドブリッジをなしている。コイル12は、ステータ極33に巻装された個別コイルの全体によって形成される。
図3は、他の視点から見たステータ1の別の立体図を示している。ここでは特に絶縁材料体4と一体的な支持体22に組み付けられた接続ブロック28が際立たせられている。接続ブロック28は3個のワイヤ布設スリット24と3個の受容シャフト26を有しており、受容シャフト内にはそれぞれ1個の圧接コンタクト25が組み付けられている。更に、ここではヨークリングカバー19と絶縁材料体4の構成部分である極カバー21、及びワイヤ案内手段5の軸方向端部とワイヤ案内溝23との間の段差部30が示されている。
図4はステータ1の別の正面図を示しており、ここではコイル12の配置が際立たせられている。ステータ1は、3個の相接続部P1、P2及びP3を包含する三相−デルタ結線を有している。ここでは各相接続部と別の相接続部との間に3個の直列に巻装された個別コイルが配置されている。コイルS1、S2及びS3は相接続部P1とP2との間に置かれ、コイルS4、S5及びS6は相接続部P2とP3との間に置かれ、コイルS7、S8及びS9は相接続部P3とP1との間に置かれている。
図5は、相接続部P1、P2及びP3、並びに個別コイルS1〜S9を有するステータコイルの回路図を示している。
図6a〜図6lは、ステータ極33の個々の巻装と巻線(6)の布設を請求された順序と請求された進路で段階的に示している。第1相の巻線(6)は6’、第2相の巻線(6)は6”、及び第3相の巻線(6)は6’”で表されている。図の表現において巻装の基本的な順序は、時計方向に行われる。巻線装置(単純化のために図示せず)内に絶縁材料体n4を備えたステータ1と、ステータ1に属さない固定手段13(ここでは模式化されているが、図7bに正確に示されている)が配置されている。固定手段13は工作物台の一部であり、第1相に対する第1のストップピン14、第2相に対する第2のストップピン15、及び第3相に対する第3のストップピン16、並びに第2のストップピン15に割り当てられている第1の偏向ピン17、及び第3のストップピン15に割り当てられている第2の偏向ピン18を有している。絶縁材料体4は、内部領域27に配置された極カバー21と、ヨークリング32を覆うヨークリングカバー19からなる。ヨークリングカバー19は、内部領域27を半径方向外方に限定している。絶縁材料体4から軸方向に突出しているワイヤ案内手段5(1)、5(2)、5(3)、5(4)、5(5)及び5(6)と、部分ワイヤ案内手段3(1)、3(2)、3(3)及び3(4)は、ワイヤ案内領域20を有しており、その中にワイヤ案内溝23(図3に明瞭に示す)が形成されている。絶縁材料体4のヨークリングカバー19から軸方向に3個のワイヤ転向手段7(1)、7(2)及び7(3)が突出しており、これらは第1の部分ワイヤ案内手段3(1)と第4の部分ワイヤ案内手段3(4)との間の接続領域に配置されている。第1のワイヤ転向手段7(1)は、第1の空隙部10(1)によって第2のワイヤ転向手段7(2)から分離され、第2のワイヤ転向手段7(2)は第2の空隙部10(2)によって第3のワイヤ転向手段7(3)から分離されている。
巻装は、巻線6’を固定手段13の第1のストップピン14(図6a)に固定する(ここでは巻回によって固定する)ことによって開始する。ここから巻線6’はステータ1に向かって第1の部分ワイヤ案内手段3(1)と第3のワイヤ転向手段7(3)との間にある第1のワイヤ貫通路8(1)に案内される。
図6bでは、巻線6’は第1のワイヤ貫通路8(1)を貫通して、第3のワイヤ転向手段7(3)を回って第1のコイルS1を形成する。図6bではそれぞれ1個のコイル(S1〜Sn)に割り当てられたワイヤ貫通路8(1)〜8(9)と、2個の補助ワイヤ貫通路2(1))及び2(2))も見て取れる。
図6cは、巻線6’の絶縁材料体4へのワイヤ布設と巻装された第2のコイルS2を示している。第1のコイルS1から出発して巻線6’は第1の部分ワイヤ案内手段3(1)を回って第1のワイヤ貫通路8(1)を半径方向外方に貫通し、そこから第2の部分ワイヤ案内手段3(2)とワイヤ案内手段5(1)及び5(2))を通る。次いで巻線6’は第4のワイヤ貫通路8(4)を半径方向内方に横断して、そこに第2のコイルS2を形成する。絶縁材料体4はその周面最大部分に3個のワイヤ案内溝23を有している。ワイヤ案内溝23はワイヤ案内領域20を形成する。巻線6’はここでヨークリング32に最も近い溝内を進む。ワイヤ案内溝23は、第1〜第6のワイヤ案内手段5(1)、5(2)、5(3)、5(4)、5(5)、5(6)若しくは第1〜第4の部分ワイヤ案内手段3(1)、3(2)、3(3)及び3(4)の中に形成されており、それらは互いに島状に分離している。
図6dは、巻装されたコイルS3を有するステータ1を示している。両コイルS2及びS3の間でも巻線6’は、ヨークリング32に最も近い溝内で延びている。この場合、巻線(6’)は第4のワイヤ貫通路8(4)を通って内部領域27から出て、ワイヤ案内手段5(3)、5(4)及び5(5)の外部領域上に延び、第7のワイヤ貫通路8(7)を通って再び内部領域27に入り、そこで第3のコイルS3を形成する。
図6eは、巻線6’の更なる進路を示しており、コイルS3から出発して第6のワイヤ案内手段5(6)若しくは第3及び第4の部分ワイヤ案内手段3(3)、3(4)のワイヤ案内領域20を通り、更に第1のワイヤ転向手段7(1)の半径方向外側を回って、第1の空隙部10(1)を通って半径方向内方に進み、第2のワイヤ転向手段7(2)の半径方向内側を回って、第2の空隙部10(2)を貫通する。その際に、ワイヤ進路の方向は約90°変化し、そこから固定手段13の第2のストップピン15に延びて第2のストップピン15を回って進む。
図6fでは、第2相の巻線6”が第2のストップピン15から出発して偏向ピン17を回ってステータ1に戻されている。そこで第2の空隙部10(2)を貫通する前に、第1のワイヤ偏向手段9(1)によって偏向され、第3のワイヤ転向手段7(3)を回って案内される。第1のワイヤ偏向手段9(1)は、接続ブロック28(図1〜3参照)に対する支持体22の一部である。第1のワイヤ偏向手段9(1)は、接続ブロック28内でワイヤ進路を平行に保つ働きをする。次いで巻線6”は内部領域27を軸方向で既に巻装された第1のコイルS1の前で半径方向内方に進み、第1の部分ワイヤ案内手段3(1)を通過して、第1の補助ワイヤ貫通路2(1)を半径方向外方に貫通し、ワイヤ案内領域20の3個の溝の中央の溝内の第2の部分ワイヤ案内手段3(2)を回って、更に第2のワイヤ貫通路8(2)を貫通して、そこで第4のコイルS4を形成する。
図6gは、巻線6”の更なる進路を示しており、コイルS4から出発して第2のワイヤ貫通路8(2)を半径方向外方に貫通し、ワイヤ案内手段5(1)、5(2)及び5(3)のワイヤ案内領域20のそれぞれ3個の溝の中央の溝を通り、第5のワイヤ貫通路8(5)を半径方向内方に貫通して、そこで第5のコイルS5を形成する。
図6hは、巻線6”が第5のコイルS5から第6のコイルS6に進み、更に固定手段13に向かう進路を示している。巻線6”は第5のコイルS5から第5のワイヤ貫通路8(5)を半径方向外方に貫通し、第4〜第6のワイヤ案内手段5(4)、5(5)及び5(6)と第8のワイヤ貫通路8(8)を通って半径方向内方に案内されて、そこで第6のコイルS6を形成する。巻線6”は第6のコイルS6から第8のワイヤ貫通路8(8)を通って半径方向外方に延び、第3の部分ワイヤ案内手段3(3)を回って第2のワイヤ偏向手段9(2)に進み、巻線6”の進路は固定手段13に向けられる。第2のワイヤ偏向手段9(2)はヨークリング32の半径方向外部にあり、接続ブロック28(参照図1〜3)に対する支持体22の構成部分である。第2相に対する巻線6”の最後の部分も、ワイヤ案内領域20の3個の溝の中央に配置されている。
図6iは、コイル12の第3相に対する巻線6’”の進路の最初の部分を示している。最初に第2相の巻線6”は、固定手段13の第3のストップピン16まで延び、これを回って案内されている。そこから出る第3相の巻線6”’は第2の偏向ピン18を通過して、巻線6’”の進路がステータ1に向けられる。巻線6’”は第2のワイヤ偏向手段9(2)によりやや角度を変えて第9のワイヤ貫通路8(9)を半径方向内方に貫通し、第1のワイヤ転向手段7(1)を回って180°反転する。更に、巻線6’”は第1の空隙部10(1)を斜め外方に進み、第2のワイヤ転向手段7(2)によって90°以上偏向され、第2の空隙部10(2)を通って再び内方に案内され、第3のワイヤ転向手段7(3)により約45°偏向されて、コイルS1の軸方向外部を通って第1の補助ワイヤ貫通路2(1)を斜め外方に案内される。その際に巻線6’”は第1の部分ワイヤ案内手段3(1)の回りで約30°偏向され、そこで第2の部分ワイヤ案内手段3(2)を回って案内される。
図6jに示す進路において、巻線6’”は第2の部分ワイヤ案内手段3(2)から第1のワイヤ案内手段5(1)と第3のワイヤ貫通路8(3)を通って半径方向内方に案内される。巻線6’”はそこで第7のコイルS7を形成する。第7のコイルS7から巻線6’”は第3のワイヤ貫通路8(3)を通って半径方向外方に戻り、ワイヤ案内手段5(2)、5(3)及び5(4)と、第6のワイヤ貫通路8(6)を通して半径方向内方に案内され、そこでコイルS8を形成する。この場合、巻線6’”は第2の部分ワイヤ案内手段3(2)と、ヨークリング32から軸方向で最も離れている最初の4個のワイヤ案内手段5(1)、5(2)、5(3)及び5(4)のワイヤ案内領域20内の3個の溝のうち第3の溝内に延びている。
図6kに示すワイヤ布設では、巻線6’”は更に第8のコイルS8から第6のワイヤ貫通路8(6)を通って半径方向外方に進み、ワイヤ案内手段5(5)及び5(6)、若しくは部分ワイヤ案内手段3(3)及び3(4)を通って第9のワイヤ貫通路8(9)を半径方向内方に貫通する。
図6lで第3相は完了する。巻線6’”は第9のコイルS9を形成し、次いで第2の補助ワイヤ貫通路2(2)を通って半径方向外方に進み、第4の部分ワイヤ案内手段3(4)を回って180°反転し、それから第1のワイヤ転向手段7(1)によって約45°偏向されて、第1の空隙部10(1)を斜め内方に進行し、第2のワイヤ転向手段7(2)に接触して、第3のワイヤ転向手段7(3)により90°転向されて固定手段13に向かい、そこで第1のストップピン14を回って固定される。ストップピン14、15及び16の間隔は、第2及び第3のワイヤ転向手段7(2)及び7(3)、並びにワイヤ偏向手段9(1)及び9(2)の間隔と配置に調整されているので、巻線6(同じ巻線部分を意味する)6’、6”及び6’”はステータ1と固定手段13の間で互いに平行に延びる。
図7には、工作物受容部31を有する固定手段13が示されている。その中にストップピン14、15及び16、並びに偏向ピン17及び18がはっきり見て取れる。工作物受容部31は半径方向に接続ブロック用開口部35が拡張されている。固定手段13は巻線装置内でストップピン14、15、16とステータ1との間の定義された間隔を維持する。保持ピン34は、工作物台(図示せず)に接続手段13を所定通りに保持するために用いられる。工作物台は直流モータの後続の組立を容易にし、若しくは接続手段13を巻線装置(図示せず)に所定通りに受容するために用いられる。
1 ステータ
2 補助ワイヤ貫通路
3 部分ワイヤ案内手段
4 絶縁材料体
5 ワイヤ案内手段
6 巻線
7 ワイヤ転向手段
8 ワイヤ貫通路
9 ワイヤ偏向手段
10 空隙部
11 ステータコア
12 コイル
13 固定手段(工具)
14 第1のストップピン
15 第2のストップピン
16 第3のストップピン
17 第1の偏向ピン
18 第2の偏向ピン
19 ヨークリングカバー
20 ワイヤ案内領域
21 極カバー
22 支持体(接続ブロック用)
23 ワイヤ案内溝
24 ワイヤ布設スリット
25 圧接コンタクト
26 受容シャフト(コンタクト用)
27 内部領域
28 接続ブロック
29 セグメント領域
30 段差部
31 工作物受容部
32 ヨークリング
33 ステータ極
34 保持ピン
35 接続ブロック用開口部

Claims (22)

  1. インナーロータと三相ステータ(1)とを有する電子的に整流された直流モータであって、前記三相ステータ(1)は閉じたヨークリング(32)と、ヨークリング(32)と一体的な内方に向けられた多数のステータ極(33)と、ステータ極(33)を極カバー(21)で及びヨークリング(32)をヨークリングカバー(19)で軸方向に覆う絶縁材料体(4)と、を有しており、前記絶縁材料体(4)はヨークリングカバー(19)から軸平行に突出したワイヤ案内手段(5)を有しており、前記ワイヤ案内手段(5)はワイヤ貫通路(8)によって互いに分離されており、n個のステータ極(33)が設けられていて各ステータ極(33)は1個のコイル(S1〜S9)で巻装されているものにおいて、更に少なくとも3個の互いに隣接するワイヤ転向手段(7)がヨークリングカバー(19)から軸平行に突出しており、前記ワイヤ転向手段(7)は空隙部(10)によって互いに分離されており、少なくともn個のワイヤ貫通路(8)がワイヤ案内手段(5)相互の間又はワイヤ案内手段(5)とワイヤ転向手段(7)との間に設けられており、前記空隙部(10)はヨークリングカバー(19)の半径方向外部に配置された接続ブロック(28)と対向しており、前記ワイヤ転向手段(7)によりそれぞれ少なくとも1つの巻線部分が接続ブロック(28)に進むように転向されていることを特徴とする、電子的に整流された直流モータ。
  2. 3個の隣接するワイヤ転向手段のうち少なくとも2個(7(1)、7(2))は専らワイヤ転向に用いられること、前記2個のワイヤ転向手段(7(1)、7(2))のいずれかから出る巻線部分は直接いずれかのコイル(S1〜Sn)に進まないこと、及び巻線(6)は両ワイヤ転向手段(7(1)、7(2))で少なくとも1回は半径方向外方に及び少なくとも1回は半径方向内方に案内されていることを特徴とする、請求項1に記載の電子的に整流された直流モータ。
  3. 巻線(6)は第3のワイヤ転向手段(7(3))で半径方向内方にのみ案内されていることを特徴とする、請求項2に記載の電子的に整流された直流モータ。
  4. 前記絶縁材料体(4)のワイヤ案内手段(5)は各ステータ極(33)の領域で、巻線(6)をワイヤ案内手段(5)の半径方向内部の空間領域とワイヤ案内手段(5)の半径方向外部の空間領域との間で受容するのに適している、少なくとも1個の半径方向に位置合わせされたワイヤ貫通路(8)を有することを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  5. 少なくともワイヤ転向手段(7)に隣接する両ワイヤ案内手段(5)は補助ワイヤ貫通路(2)を有しており、それゆえ部分ワイヤ案内手段(3)内で分離されていることを特徴とする、請求項4に記載の電子的に整流された直流モータ。
  6. 少なくとも2個の巻線部分は、第1、第2及び第3のワイヤ転向手段(7(1)、7(2)、7(3))に順次接触することを特徴とする、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  7. 巻線部分は相接続部P1、P2、又はP3のいずれかと最短距離で接続されていることを特徴とする、請求項6に記載の電子的に整流された直流モータ。
  8. 前記ワイヤ転向手段(7)は軸方向にアンダーカットを有していないことを特徴とする、請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  9. 前記接続ブロック(28)は絶縁材料体(4)と一体的な支持体(22)上に組み付けられており、3個の圧接コンタクト(25)、溶接コンタクト、又ははんだコンタクトが前記支持体(22)内に受容されていることを特徴とする、請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  10. 圧接コンタクト(25)の切断縁と、ヨークリング(32)の半径方向外側縁部と、の半径方向間隔は、最大で空隙部(10)の幅の4倍に等しいことを特徴とする、請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  11. 空隙部(10)の深さは、少なくともワイヤの太さの4倍に、ワイヤ案内手段(5)の外周に設けたワイヤ案内溝(23)とワイヤ案内手段(5)の軸方向端部との間の段差部(30)の厚さを加えたものであることを特徴とする、請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  12. コイル(S1〜Sn)の外部の巻線(6)と接続ブロック(28)の巻線(6)とは、互いに接触しないように異なる平面上に布設されていることを特徴とする、請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  13. 前記ワイヤ案内手段(5)と前記ワイヤ転向手段(7)とはヨークリングカバー(19)の周面に配設されており、ワイヤ貫通路(8)も空隙部(10)も、コイル(S1〜Sn)に巻装して巻線(6)を布設するために巻線ニードルが問題なく通過できる内法幅を有していることを特徴とする、請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  14. ステータ(1)は、それぞれ複数の直列に接続されたコイル(S1〜Sn)を有するデルタ結線として形成された三相コイルを有することを特徴とする、請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  15. 巻線(6)は、セグメント領域(29)に配置された接続ブロック(28)に多重に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1から請求項14までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  16. ヨークリングカバー(19)と接続ブロック(28)との間で、ヨークリング(32)の半径方向外部に少なくとも1個のワイヤ偏向手段(9)が配置されていることを特徴とする、請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の電子的に整流された直流モータ。
  17. 電子的に整流された直流モータに巻装するための方法であって、
    (a)再使用可能な固定手段(13)を工作物台の一部として用意し、絶縁材料体(4)を有するステータ(1)を用意し、ステータ(1)を固定手段(13)に組み付け、前記配置構成を巻線装置に装填し、巻線(6’)を固定手段(13)の第1のストップピン(14)に固定し、巻線(6’)を第1の平面上で絶縁材料体(4)の第1のワイヤ貫通路(8(1))に通して、ステータ(1)に案内する方法ステップと、
    (b)第1相の第1のコイル(S1)に巻装する方法ステップと、
    (c)巻線(6’)を第1のコイル(S1)から第1のワイヤ貫通路(8(1))を通って半径方向外方に、及び複数の部分ワイヤ案内手段(3(1)、3(2))及びワイヤ案内手段(5(1)、5(2))を通って軸方向でヨークリング(32)に近い第1の平面上で第1のワイヤ案内溝(23)内に布設し、巻線(6’)を第4のワイヤ貫通路(8(4))に通して内方に転向させて、第1相の第2のコイル(52)に巻装する方法ステップと、
    (d)巻線(6’)を第4のワイヤ貫通路(8(4))に通して半径方向外方に貫通させ、第1の平面上で複数のワイヤ案内手段(5(3)、5(4)、5(5))を回って布設し、更に第7のワイヤ貫通路(8(7))に通して半径方向内方に布設して、第1相の第3のコイル(S3)に巻装する方法ステップと、
    (e)巻線(6’)を第7のワイヤ貫通路(8(7))に通して半径方向外方に貫通させ、第1の平面上でワイヤ案内手段(5(6))と部分ワイヤ案内手段(3(3)、3(4))を回って布設し、第1のワイヤ転向手段(7(1))を回って第1の空隙部(10(1))に通し、第2のワイヤ転向手段(7(2))を回って半径方向外方に第2の空隙部(10(2))に通して第1の平面上で固定手段(13)に向かい、第2のストップピン(15)に固定する方法ステップと、
    (f)第2相の巻線(6”)を第2のストップピン(15)から第2の平面上でステータ(1)に向かって案内し、巻線(6”)を第1のワイヤ偏向手段(9(1))と第3のワイヤ転向手段(7(3))を回って転向させて、第2の空隙部(10(2))に通して半径方向内方に貫通させ、第1の部分ワイヤ案内手段(3(1))を通過させてこれを通して偏向させ、第1の補助ワイヤ貫通路(2(1))に通して外方に貫通させ第2の部分ワイヤ案内手段(3(2))を回ってヨークリング(32)から軸方向に少なくともワイヤの太さだけ離れて第2のワイヤ案内溝(23)に通し、第2のワイヤ貫通路(8(2))に通して半径方向内方に貫通させて、第2相の第1のコイル(S4)に巻装する方法ステップと、
    (g)巻線(6”)を第2のワイヤ貫通路(8(2))に通して半径方向外方に貫通させ、第2の平面上で複数のワイヤ案内手段(5(1)、5(2)、5(3))を回って布設し、第5のワイヤ貫通路(8(5))に通して半径方向内方に貫通させて、第2相の第2のコイル(S5)に巻装する方法ステップと、
    (h)巻線(6”)を第5のワイヤ貫通路(8(5))に通して半径方向外方に貫通させ、第2の平面上で複数のワイヤ案内手段(5(4)、5(5)、5(6))を回って布設し、第8のワイヤ貫通路(8(8))に通して半径方向内方に貫通させ、第2相の第3のコイル(S6)に巻装し、第8のワイヤ貫通路(8(8))に通して半径方向外方に貫通させ、第3の部分ワイヤ案内手段(3(3))を回って布設し、第2の平面上で第2のワイヤ偏向手段(9(2))を通過させる方法ステップと、
    (i)巻線(6”)を第2の平面上で固定手段(13)の第3のストップピン(16)に案内してこれに巻線(6”)を固定し、第3の平面上で巻線(6’”)を同じ進路でステータ(1)に向かって戻し、第2のワイヤ偏向手段(9(3))を回って第9のワイヤ貫通路(8(9))に案内し、次いで第1のワイヤ転向手段(7(1))を回って第1の空隙部(10(1))に通して外方に案内し、第2のワイヤ転向手段(7(2))を回って第2の空隙部(10(2))に通して内方に案内し、第3のワイヤ転向手段(7(3))を回って軸方向にコイル(S1)の前を通過させ、第1の部分ワイヤ案内手段(3(1))を回って、第1の補助ワイヤ貫通路(2(1))に通して外方に案内する方法ステップと、
    (j)巻線(6”’)を第3の平面上で第2の部分ワイヤ案内手段(3(2))と第1のワイヤ案内手段(5(1))を回って第3のワイヤ貫通路(8(3))に通して半径方向内方に貫通させ、第3相の第2のコイル(S7)に巻装し、第3のワイヤ貫通路(8(3))に通して外方に貫通させ、第3の平面上で複数のワイヤ案内手段(5(2)、5(3)、5(4))を回って第3のワイヤ案内溝(23)と第6のワイヤ貫通路(8(6))に通して半径方向内方に案内して、第3相の第2のコイル(S8)に巻装する方法ステップと、
    (k)巻線(6’”)を第6のワイヤ貫通路(8(6))に通して半径方向外方に案内し、第3の平面上で複数のワイヤ案内手段(5(5)、5(6))と部分ワイヤ案内手段(3(3)、3(4))を回って、第9のワイヤ貫通路(8(9))に通し半径方向内方に布設する方法ステップと、(l)第3相の第3のコイル(S9)に巻装し、巻線(6”’)を第2の補助ワイヤ貫通路(2(2))又は他のワイヤ貫通路(8)に通して半径方向外方に案内し、巻線(6’”)をワイヤ案内手段(5)を回らず又は少なくとも1個のワイヤ案内手段(5)を回って布設し、第4の部分ワイヤ案内手段(3(4))と第1のワイヤ転向手段(7(1))を回って、第1の空隙部(10(1))に通して内方に貫通させ、第2のワイヤ転向手段(7(2))に接触させて、巻線(6”’)を第3のワイヤ転向手段(7(3))を回って転向させて、固定手段(13)に向かい第1のストップピン(14)に固定する方法ステップと、
    を特徴とする、電子的に整流された直流モータに巻装するための方法。
  18. 前記接続ブロック(28)は、ステータ(1)と固定手段(13)との間に延びている巻線部分(6’、6”、6”’)の延在方向に対して直角に挿入されて、前記巻線部分(6’、6”、6”’)がワイヤ布設スリット(24)に受容されることを特徴とする、請求項17に記載の方法。
  19. 前記接続ブロック(28)は半径方向でステータ(1)に向かって支持体(22)上に滑り被されて、軸平行方向で嵌合が形成されることを特徴とする、請求項17又は請求項18に記載の方法。
  20. 前記巻線部分(6’、6”、6’”)は圧接コンタクト(25)、溶接コンタクト又ははんだコンタクトによって電気的に接触されることを特徴とする、請求項19に記載の方法。
  21. 前記巻線部分(6’、6”、6”’)は接続ブロック(28)の近傍で切断されることを特徴とする、請求項20に記載の方法。
  22. ステータ(1)と切り取られた巻線部分(6’、6”、6”’)が巻線機から取り出されることを特徴とする、請求項21に記載の方法。
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