DE102011054373A1

DE102011054373A1 - Stator, bürstenloser Motor und Herstellungsverfahren derselben

Info

Publication number: DE102011054373A1
Application number: DE102011054373A
Authority: DE
Inventors: Akihiko Seki; Tetsuji Yoshikawa; Masato Kamimura
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2012-04-26
Also published as: US8482180B2; CN102457149B; JP2012110212A; US20120098381A1; KR20120041127A; CN102457149A

Abstract

Ein bürstenloser Motor eines Innenrotortyps weist einen Stator (10) auf. Der Stator (10) ist aus einer Mehrzahl von Statorabschnitten (12) hergestellt. Jeder der Statorabschnitte (12) hat eine Mehrzahl von Kerngliedern (42), einen Isolator (18) und eine Wicklung (16), die über die Isolatoren (18) auf die Kernglieder gewickelt ist. Das Kernglied (42) weist einen Jochabschnitt (22) und einen Zahnabschnitt auf. Der Isolator (18) weist einen Ringabschnitt (34) auf, um die Kernglieder (42) zu verbinden. Da jeder Statorabschnitt (12) einen ausreichenden Abstand und Raum zwischen zwei Kerngliedern (42) an dem gleichen Statorabschnitt liefern kann, ist es einfach, die Wicklung (16) auf die Zahnabschnitte (24) zu wickeln. Die Statorabschnitte (12) können entlang einer axialen Richtung zusammengebaut sein, um den Stator (10) zu bilden. Die Jochabschnitte (22) sind umfangsmäßig angeordnet, um einander zu verbinden, um einen magnetischen Weg zu bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stator für eine drehende elektrische Maschine, einen bürstenlosen Motor und ein Herstellungsverfahren des Stators und des bürstenlosen Motors.
Die JPH09-322441A offenbart einen Stator für einen bürstenlosen Motor. Gemäß dem vorhergehenden Dokument weist ein Anker ein Kernglied, das aus einer Mehrzahl von ringförmigen Jochgliedern, die in einer axialen Richtung separiert werden können, erzeugt ist, auf Jedes der Jochglieder ist einstückig mit einem Zahnabschnitt, der zu einer radialen Außenseite vorspringt, gebildet.
Der bürstenlose Motor, der in dem vorhergehenden Dokument offenbart ist, ist jedoch ein Motor eines Außenrotortyps. Das Dokument offenbart nichts über einen Motor eines Innenrotortyps, wie zum Beispiel einen Stator, einen bürstenlosen Motor und ein Herstellungsverfahren für dieselben. Wenn das Joch, das in dem vorhergehenden Dokument offenbart ist, modifiziert ist, um zu dem Motor eines Innenrotortyps zu passen, müssen die Zahnabschnitte angeordnet sein, um zu einer radialen Innenseite vorzuspringen. Bei dem vorhergehenden Fall ist es schwer, Spulen auf die Zahnabschnitte, insbesondere von einer radialen Außenseite, zu wickeln. Es ist ferner schwierig, eine Flügelwickelmaschine zu verwenden, da die Anordnung des im Vorhergehenden erwähnten Kerns erfordert, eine Spule von einer radialen Innenseite zu wickeln. In dem vorhergehenden Fall kann es dennoch möglich sein, eine Düsenwickelmaschine zu verwenden, die von einer radialen Innenseite eine Spule auf den Zahnabschnitt wickeln kann. In einem Fall eines Verwendens der Düsenwickelmaschine ist es notwendig, einen Raum frei zu halten, der es ermöglicht, die Düse zwischen den Zahnabschnitten zu bewegen und durchzulassen. Der Raum senkt zusätzlich den Füllfaktor der Spule, der ein Verhältnis eines leitfähigen Materials in einem Querschnitt der Spule ist. Als ein Resultat ist es schwierig, den Füllfaktor zu erhöhen, und dies macht es schwierig, die drehende elektrische Maschine klein zu machen. Da zusätzlich die Düsenwickelmaschine hinsichtlich einer Wickelgeschwindigkeit verglichen mit der Flügelwickelmaschine langsamer ist, ist es schwierig, eine Wickelgeschwindigkeit der Spule zu erhöhen. Da es zusätzlich schwierig ist, die Zahl der Wickelmaschinen zu reduzieren, ist es schwierig, den Aufwand von Erzeugnissen zu senken.
In der vorhergehenden Erörterung weist die Flügelwickelmaschine einen Flügel und einen variablen Wickelkörper auf. Die Flügelwickelmaschine führt ein Flügelwickelverfahren durch, bei dem die Spule durch Zuführen der Spule von dem Flügel, während der Flügel angetrieben ist, um sich entlang eines kreisförmigen Wegs um den Zahnabschnitt zu drehen, und gleichzeitig durch Bilden und Formen der Spule unter Verwendung des variablen Wickelkörpers auf den Zahnabschnitt gewickelt wird. Die Düsenwickelmaschine weist eine Düse auf. Die Düsenwickelmaschine führt ein Düsenwickelverfahren durch, bei dem die Spule durch Zuführen der Spule von der Düse, während ein Drehantriebsverfahren zum Antreiben der Düse, um sich um den Zahnabschnitt zu bewegen, und ein axiales Verschiebeverfahren zum Antreiben der Düse, um sich auf eine verschiebende Art und Weise entlang der axialen Richtung zu bewegen, abwechselnd wiederholt werden, auf den Zahnabschnitt gewickelt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Stator für einen bürstenlosen Motor eines Innenrotortyps zu schaffen, der ohne Weiteres herstellbar ist. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Stator für einen bürstenlosen Motor eines Innenrotortyps zu schaffen, der Kernglieder mit einem niedrigen magnetischen Verlust und Spulenabschnitte hat, die ohne Weiteres herstellbar sind.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Stator für einen bürstenlosen Motor eines Innenrotortyps zu schaffen, der klein und mit einem niedrigen Aufwand versehen sein kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schafft einen Stator für eine drehende elektrische Maschine, der einen Kern, Wicklungen und Isolatoren aufweist. Der Kern hat ein ringförmiges Joch und eine Mehrzahl von Zahnabschnitten, die von dem Joch nach innen vorspringen. Der Kern weist eine Mehrzahl von Kerngliedern auf. Jedes der Kernglieder weist einen Jochabschnitt, der einen Teil des Jochs liefert, und den Zahnabschnitt, der mit dem Jochabschnitt einstückig gebildet ist, auf. Die Mehrzahl von Wicklungen hat eine Mehrzahl von Spulenabschnitten, die auf die Zahnabschnitte gewickelt sind. Die Wicklungen liefern eine Mehrzahl von Phasenwicklungen. Die Mehrzahl von Isolatoren ist jeweils für Phasen der drehenden elektrischen Maschine vorgesehen. Jeder der Isolatoren hat eine Mehrzahl von Isolatorabschnitten, die zwischen den Zahnabschnitten und den Spulenabschnitten angeordnet sind, und einen Verbindungsabschnitt, der die Isolatorabschnitte für die gleiche Phase verbindet.
Der Stator kann beispielsweise durch das folgende Verfahren hergestellt werden. Bei einem der Schritte kann eine Mehrzahl von Unterbaugruppen für Phasen durch Zusammenbauen oder einstückiges Bilden der Kernabschnitte und der Isolatorabschnitte gebildet werden. Bei einem der folgenden Schritte wird eine Mehrzahl von Statorabschnitten für die Phasen durch Wickeln der Wicklung auf die Zahnabschnitte, die auf der Unterbaugruppe platziert sind, von einer radialen Außenseite der Unterbaugruppe durch Verwenden einer Wickelmaschine gebildet. Der Stator wird dann durch Zusammenbauen der Statorabschnitte gebildet.
Gemäß dem Stator ist das Joch durch eine Mehrzahl von Jochabschnitten, die durch Teilen des Jochs entlang einer Umfangsrichtung vorgesehen sind, gebildet. Selbst wenn daher der Stator einer ist, der für den bürstenlosen Motor eines Innenrotortyps, bei dem die Mehrzahl von Zahnabschnitten von dem Joch nach innen vorspringt, verwendet ist, ist es möglich, die Wicklungen von der radialen Außenseite der Zahnabschnitte durch Verwenden einer Wickelmaschine auf die Zahnabschnitte zu wickeln. Als ein Resultat ist es möglich, den Füllfaktor der Wicklung zu erhöhen. Es ist mit anderen Worten möglich, den Stator zu verkleinern.
Das Joch ist entlang der Umfangsrichtung in die Mehrzahl von Jochabschnitten geteilt. Es ist daher möglich, den Stator in der axialen Richtung verglichen zu einem Fall zu verkleinern, bei dem das Joch entlang der axialen Richtung geteilt ist.
Gemäß der Anordnung der Unterbaugruppe ist es möglich, eine Flügelwickelmaschine zu verwenden, die hinsichtlich einer Wickelgeschwindigkeit verglichen zu einer Düsenwickelmaschine schneller ist. In einem Fall eines Verwendens der Flügelwickelmaschine ist es möglich, einen Schritt eines Wickelns schneller zu machen, und es ist möglich, den Stator durch Verringern der Zahl der Wickelmaschinen mit einem niedrigen Aufwand herzustellen.
Der Verbindungsabschnitt und die Isolatorabschnitte in einer der Phasen können gebildet sein, um die Zahnabschnitte auf eine nach außen vorspringende Art und Weise hinsichtlich des Verbindungsabschnitts zu halten. Jeder der Verbindungsabschnitte kann in einer Ringform gebildet sein. Die Verbindungsabschnitte können auf der gleichen Achse des Jochs angeordnet sein.
Jede der Wicklungen kann ferner eine Mehrzahl von Überbrückungsabschnitten aufweisen, die die Mehrzahl von Spulenabschnitten verbinden und auf den Ringabschnitten auf der gleichen Phase angeordnet sind. In diesem Fall können die Ringabschnitte miteinander koaxial angeordnet sein, und andere Ringabschnitte als der Ringabschnitt, der am meisten innen angeordnet ist, haben Vertiefungsabschnitte.
Die Vertiefung kann eine Beeinträchtigung zwischen Abschnitten der Statorabschnitte vermeiden. Die Überbrückungsabschnitte können beispielsweise angeordnet sein, um durch die Vertiefungsabschnitte, die an den Ringabschnitten, die außerhalb davon angeordnet sind, gebildet sind, zu gehen. Die Vertiefungsabschnitte können eine Beeinträchtigung zwischen den Ringabschnitten und den Überbrückungsabschnitten vermeiden. Es ist möglich, eine Länge der Überbrückungsabschnitte zu reduzieren. Dadurch ist es möglich, den Stator zu verkleinern und den Stator mit einem niedrigeren Aufwand herzustellen.
Jede der Wicklungen kann ferner eine Mehrzahl von Überbrückungsabschnitten aufweisen, die die Mehrzahl von Spulenabschnitten verbinden und auf den Ringabschnitten der gleichen Phase angeordnet sind. In diesem Fall kann jeder der Ringabschnitte einen Halterabschnitt aufweisen, der den Überbrückungsabschnitt, der auf dem Ringabschnitt angeordnet ist, hält.
Wenn daher der Stator durch Zusammenbauen der Mehrzahl von Statorabschnitten gebildet wird, ist es möglich, die Überbrückungsabschnitte durch die Halterabschnitte auf den Ringabschnitten zu halten. Daher ist es möglich, zu der Zeit eines Zusammenbauens der Mehrzahl von Statorabschnitten die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Nach dem Bau des Stators in einen bürstenlosen Motor werden zusätzlich die Überbrückungsabschnitte durch die Halterabschnitte an den Ringabschnitten gehalten. Es ist daher möglich, zu verhindern, dass sich die Überbrückungsabschnitte frei bewegen, und möglich, ein Geräusch und Fehlfunktionen zu reduzieren.
Die Ringabschnitte können zueinander koaxial angeordnet sein. In diesem Fall kann mindestens einer der Ringabschnitte einen Abstandshalterabschnitt aufweisen, der zwischen radial benachbarten Ringabschnitten angeordnet ist und die Ringabschnitte auf eine radial beabstandete Art und Weise beibehält.
Die Mehrzahl von Ringabschnitten kann durch den Abstandshalterabschnitt, der als ein vorspringender Abschnitt gebildet sein kann, auf eine radial separierte Art und Weise gehalten sein. Es ist dadurch möglich, zwischen den Ringabschnitten Räume zum Anordnen der Überbrückungsabschnitte zu bilden und vorzusehen, um zu verhindern, dass die Ringabschnitte vibrieren. Es ist zusätzlich möglich, eine Verarbeitbarkeit zu der Zeit eines Zusammenbauens der Ringabschnitte verglichen mit einem Fall zu verbessern, bei dem die Ringabschnitte über eine ganze Umfangslänge aneinander gepasst sind.
Der Stator kann in einem bürstenlosen Motor als ein Stator verwendet sein. In diesem Fall weist der bürstenlose Motor den Stator und einen Rotor, der durch ein sich drehendes magnetisches Feld, das durch den Stator erzeugt wird, drehbar ist, auf.
Es ist möglich, den bürstenlosen Motor zu verkleinern und mit einem niedrigen Aufwand zu erzeugen.
Der Stator kann durch ein Verfahren, das die folgenden Schritte aufweist, hergestellt werden. Das Verfahren weist einen Schritt eines Bildens von Unterbaugruppen für die Phasen durch Zusammenbauen oder einstückige Bilden der Kernglieder und der Isolatorabschnitte auf. Das Verfahren weist einen Schritt eines Bildens von Statorabschnitten für die Phasen durch Wickeln der Wicklung auf die Zahnabschnitte, die auf der Unterbaugruppe platziert sind, von einer radialen Außenseite der Unterbaugruppe durch Verwenden einer Wickelmaschine auf. Das Verfahren weist einen Schritt eines Bildens des Stators durch Zusammenbauen der Statorabschnitte auf.
Es ist möglich, den Füllfaktor der Wicklungen in einem Raum zwischen den Zahnabschnitten zu erhöhen und den Stator zu verkleinern.
Gemäß der Anordnung der Unterbaugruppe ist es möglich, eine Flügelwickelmaschine zu verwenden, die verglichen mit der Düsenwickelmaschine hinsichtlich der Wickelgeschwindigkeit schneller ist. In einem Fall eines Verwendens der Flügelwickelmaschine ist es möglich, den Schritt eines Wickelns schneller zu machen, und es ist möglich, den Stator durch Verringern der Zahl der Wickelmaschinen mit einem niedrigen Aufwand herzustellen.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, wenn dieselbe zusammen mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, ohne Weiteres offensichtlich. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Stators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2A eine perspektivische Ansicht eines in 1 gezeigten U-Phasen-Statorabschnitts;
2B eine perspektivische Ansicht eines in 1 gezeigten V-Phasen-Statorabschnitts;
2C eine perspektivische Ansicht eines in 1 gezeigten W-Phasen-Statorabschnitts;
3A eine perspektivische Ansicht eines Stators bei einem früheren Schritt eines Zusammenbauverfahrens einer Mehrzahl von in 1 gezeigten Statorabschnitten;
3B eine perspektivische Ansicht eines Stators bei einem späteren Schritt eines Zusammenbauverfahrens einer Mehrzahl von in 1 gezeigten Statorabschnitten;
4 ein Diagramm, das eine Mehrzahl von Schaltungen für Wicklungen, die auf die vorliegende Erfindung angewendet werden können, zeigt;
5 eine Querschnittsansicht eines bürstenlosen Motors eines Innenrotortyps gemäß dem Ausführungsbeispiel;
6 eine perspektivische Ansicht einer Flügelwickelmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel; und
7 eine perspektivische Ansicht einer Düsenwickelmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind Im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt einen Stator 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Stator 10 ist ein Stator für eine drehende elektrische Maschine, wie zum Beispiel einen bürstenlosen Motor eines Innenrotortyps. Der Stator 10 weist einen Kern 20, der ein ringförmiges Joch 40 und eine Mehrzahl von Zahnabschnitten 24, die von dem Joch 40 nach innen vorspringen, hat, auf. Der Kern 20 weist eine Mehrzahl von Kerngliedern 14 auf. Jedes der Kernglieder 14 weist einen Jochabschnitt 22 und den Zahnabschnitt 24 auf. Der Jochabschnitt 22 liefert einen Teil des Jochs 40. Der Zahnabschnitt 24 ist mit dem Jochabschnitt 22 einstückig gebildet. Der Stator 10 weist eine Mehrzahl von Wicklungen 16 auf. Jede der Wicklungen 16 weist eine Mehrzahl von Spulenabschnitten 26, die auf die Zahnabschnitte 24 gewickelt sind, auf. Die Wicklungen 16 liefern eine Mehrzahl von Phasenwicklungen 16U, 16V und 16W. Der Stator 10 weist eine Mehrzahl von Isolatoren 18, die für Phasen der drehenden elektrischen Maschine jeweils vorgesehen sind, auf. Da der Stator 10 drei Phasen hat, weist der Stator 10 drei Isolatoren 18U, 18V und 18W auf. Jeder der Isolatoren 18 hat eine Mehrzahl von Isolatorabschnitten 32 und einen Verbindungsabschnitt 34. Der Isolatorabschnitt 32 ist zwischen dem Zahnabschnitt 24 und dem Spulenabschnitt 26 angeordnet und auf denselben kann als ein Isolatorspulenträger Bezug genommen sein. Der Verbindungsabschnitt 34 verbindet die Isolatorabschnitte 32 für die gleiche Phase. Da die Verbindungsabschnitte 34 in einer Ringform gebildet sind, kann auf die Verbindungsabschnitte 34 als Ringabschnitte 34 Bezug genommen sein. Der Verbindungsabschnitt 34 und die Isolatorabschnitte 32 in einer der Phasen können gebildet sein, um die Zahnabschnitte 24 hinsichtlich des Verbindungsabschnitts 34 auf eine nach außen vorspringende Art und Weise zu halten. Der Stator 10 weist einen U-Phasen-Statorabschnitt 12U, einen V-Phasen-Statorabschnitt 12V und einen W-Phasen-Statorabschnitt 12W auf. 2A, 2B und 2C zeigen den U-Phasen-Statorabschnitt 12U, den V-Phasen-Statorabschnitt 12V bzw. den W-Phasen-Statorabschnitt 12W.
Wie in 2A gezeigt ist, weist der U-Phasen-Statorabschnitt 12V eine Mehrzahl von Kerngliedern 14U, eine Wicklung 16U und einen Isolator 18U auf. Jedes der Kernglieder 14U weist einen Jochabschnitt 22U und einen Zahnabschnitt 24U auf. Als ein Resultat weist der U-Phasen-Statorabschnitt 12U eine Mehrzahl von Jochabschnitten 22U und eine Mehrzahl von Zahnabschnitten 24U auf. Wie in 1 gezeigt ist, bildet die Mehrzahl von Kerngliedern 14U zusammen mit einer Mehrzahl von Kerngliedern 14V für eine V-Phase und einer Mehrzahl von Kerngliedern 14W für eine später beschriebenen W-Phase einen in 1 gezeigten Kern 20. Der Kern 20 ist ein magnetischer Kern, um einen magnetischen Weg zu liefern. Die Mehrzahl von Kerngliedern 14 ist entlang eines Kreises angeordnet, um zwischen umfangsmäßig benachbarten zwei Kerngliedern 14U Spalte zu definieren. Jeder der Spalte liefert einen vorbestimmten Abstand, der zwei andere Kernglieder 14V und 14W unterbringen kann.
Der Jochabschnitt 22U ist in eine Bogenform gebildet. Der Jochabschnitt 22U kann in einer Form gebildet sein, die einem Schnittteil einer zylindrischen Form entspricht. Wie in 1 gezeigt ist, bildet die Mehrzahl von Jochabschnitten 22U zusammen mit einer Mehrzahl von Jochabschnitten 22V für eine V-Phase und einer Mehrzahl von Jochabschnitten 22W für eine W-Phase, die später beschrieben sind, ein in 1 gezeigtes Joch 40. Das Joch 40 ist in einer Ringform gebildet. Der Zahnabschnitt 24U ist mit einem entsprechenden Jochabschnitt 22U einstückig gebildet. Wie in 1 gezeigt ist, springt der Zahnabschnitt 24U von dem Joch 40 nach innen vor.
Die Wicklung 16U liefert eine U-Phase des bürstenlosen Motors. Die Wicklung 16U weist eine Mehrzahl von Spulenabschnitten 26U und eine Mehrzahl von Überbrückungsabschnitten 28U auf. Jeder der Spulenabschnitte 26U ist auf einen entsprechenden der Zahnabschnitte 24U auf eine konzentrierte Art und Weise gewickelt. Der Spulenabschnitt 26U ist über einen Isolatorabschnitt 32U, der später beschrieben ist, auf den Zahnabschnitt 24U gewickelt. Die Mehrzahl von Spulenabschnitten 26U ist miteinander durch die Mehrzahl von Überbrückungsabschnitten 28U elektrisch verbunden. Die Mehrzahl von Spulenabschnitten 26U ist in Reihe geschaltet. Der Überbrückungsabschnitt 18U ist entlang einer äußeren Umfangsoberfläche eines Ringabschnitts 34U, der an dem Isolator 18U, der später im Detail beschrieben ist, gebildet ist, angeordnet. Der Überbrückungsabschnitt 28U ist auf eine Art und Weise einer Wicklung auf dem Ringabschnitt 34 angeordnet. Anschlussabschnitte 30U an beiden Enden der Wicklung 16U sind auf dem U-Phasen-Statorabschnitt 12U angeordnet, um in einer axialen Richtung des Stators 10 von den Zahnabschnitten 24U vorzuspringen. Die Anschlussabschnitte 30U springen in einer Richtung, die durch einen Pfeil Z1 gezeigt ist, vor.
Der Isolator 18U ist aus einem Harz hergestellt. Der Isolator 18U weist die Isolatorabschnitte 32U und den Ringabschnitt 34U auf. Die Mehrzahl von Isolatorabschnitten 32U und der Ringabschnitt 34U sind in einer kontinuierlichen Form einstückig gebildet. Die Isolatorabschnitte 32U springen hinsichtlich des Ringabschnitts 34U jeweils in einer radialen Außenseitenrichtung vor. Die Isolatorabschnitte 32U sind mit der gleichen Zahl wie die Zahnabschnitte 24U gebildet. Die Mehrzahl von Isolatorabschnitten 32U ist jeweils auf den Kerngliedern 14U auf eine Art und Weise eines einstückigen Bildens oder eine Art und Weise eines Zusammenbauens und Passens einstückig angeordnet. Der Isolatorabschnitt 32U isoliert zwischen dem Kernglied 14U, zum Beispiel dem Zahnabschnitt 24U und dem Spulenabschnitt 26U, elektrisch. Jeder der Zahnabschnitte 24U ist mit anderen Worten durch einen entsprechenden der Isolatorabschnitte 32U bedeckt, um die Zahnabschnitte 24U von der Wicklung 16U zu isolieren.
Der Ringabschnitt 34U verbindet die Mehrzahl von Isolatorabschnitten 32U. Der Ringabschnitt 34U ist auf einem Ende einer axialen Seite der Mehrzahl von Isolatorabschnitten 32U angeordnet. Der Ringabschnitt 34U ist auf dem Seitenende in der Richtung, die durch den Pfeil Z1 gezeigt ist, angeordnet. Der Ringabschnitt 34U weist ferner eine Mehrzahl von Halterabschnitten 36U auf. Der Halterabschnitt 36U befindet sich auf einem Teil des Ringabschnitts 34U, der sich zwischen den Isolatorabschnitten 32U erstreckt. Die Halterabschnitte 36U springen von einer radialen Außenseitenoberfläche des Ringabschnitts 34U in einer radialen Außenseitenrichtung nach außen vor. Die Halterabschnitte 36U tragen die Überbrückungsabschnitte 28U von dem Ende einer anderen axialen Seite des Ringabschnitts 34U. Die Halterabschnitte 36U befinden sich auf einer Seite, auf der ein Pfeil Z2 dargestellt ist, gleich neben den Überbrückungsabschnitten 28U. Der Ringabschnitt 34U hat ferner eine Mehrzahl von Vertiefungsabschnitten 38U, die an einem Teil des Ringabschnitts 34U gebildet sind und sich zwischen den Isolatorabschnitten 32U erstrecken. Die Vertiefungsabschnitte 38U sind gebildet, um sich zu dem Ende einer anderen axialen Seite des Ringabschnitts 34U zu öffnen. Die Vertiefungsabschnitte 38 sind mit anderen Worten gebildet, um sich in der Richtung, die durch den Pfeil Z2 gezeigt ist, zu öffnen.
Der V-Phasen-Statorabschnitt 12V, der durch 2B gezeigt ist, hat im Wesentlichen die gleiche Struktur wie der im Vorhergehenden beschriebene U-Phasen-Statorabschnitt 12U. Das heißt, wie in 2B gezeigt ist, dass der V-Phasen-Statorabschnitt 12V eine Mehrzahl von Kerngliedern 14V, eine Wicklung 16V und einen Isolator 18V aufweist. Jedes der Kernglieder 14V weist einen Jochabschnitt 22V und einen Zahnabschnitt 24V auf. Als ein Resultat weist der V-Phasen-Statorabschnitt 12V eine Mehrzahl von Jochabschnitten 22V und eine Mehrzahl von Zahnabschnitten 24V auf. Die Mehrzahl von Jochabschnitten 22V, die Mehrzahl von Zahnabschnitten 24V, die Wicklung 16V und der Isolator 18V entsprechen der Mehrzahl von Jochabschnitten 22U, der Mehrzahl von Zahnabschnitten 24U, der Wicklung 16U und dem Isolator 18U und haben ähnliche Anordnungen. Der Ringabschnitt 34V des V-Phasen-Statorabschnitts 12V hat einen Durchmesser, der kleiner als derselbe des Ringabschnitte 34U des U-Phasen-Statorabschnitts 12U ist. Der Ringabschnitt 34V hat die Vertiefungsabschnitte 38V. Die Halterabschnitte 36V tragen die Überbrückungsabschnitte 28V von dem Ende der einen axialen Seite des Ringabschnitts 34U. Die Halterabschnitte 36V befinden sich auf einer Seite, auf der der Pfeil Z1 dargestellt ist, gleich neben den Überbrückungsabschnitten 28V.
Der durch 2C gezeigte W-Phasen-Statorabschnitt 12W hat im Wesentlichen die gleiche Struktur wie der im Vorhergehenden beschriebene U-Phasen-Statorabschnitt 12U. Das heißt, wie in 2C gezeigt ist, der W-Phasen-Statorabschnitt 12W weist eine Mehrzahl von Kerngliedern 14W, eine Wicklung 16W und einen Isolator 18W auf. Jedes der Kernglieder 14W weist einen Jochabschnitt 22W und einen Zahnabschnitt 24W auf. Als ein Resultat weist der W-Phasen-Statorabschnitt 12W eine Mehrzahl von Jochabschnitten 22W und eine Mehrzahl von Zahnabschnitten 24W auf. Die Mehrzahl von Jochabschnitten 22W, die Mehrzahl von Zahnabschnitten 24, die Wicklung 16W und der Isolator 18W entsprechen der Mehrzahl von Jochabschnitten 22U, der Mehrzahl von Zahnabschnitten 24U, der Wicklung 16U und dem Isolator 18U und haben ähnliche Anordnungen. Der Ringabschnitt 34W des W-Phasen-Statorabschnitts 12W hat einen Durchmesser, der kleiner als derselbe des Ringabschnitts 34V des V-Phasen-Statorabschnitts 12V ist. Der Ringabschnitt 34W hat keinen Vertiefungsabschnitt, der den Vertiefungsabschnitten 38U und 38V entspricht. Als ein Resultat haben die anderen Ringabschnitte als der Ringabschnitt, der am meisten innen angeordnet ist, Vertiefungsabschnitte, der Ringabschnitt, der am meisten innen angeordnet ist, hat jedoch keinen Vertiefungsabschnitt. Die Halterabschnitte 36W tragen die Überbrückungsabschnitte 28W von dem Ende der einen axialen Seite des Ringabschnitts 34W. Die Halterabschnitte 36W befinden sich auf einer Seite, auf der der Pfeil Z1 dargestellt ist, gleich neben den Überbrückungsabschnitten 28W.
Bezug nehmend wieder auf 1 wird die Mehrzahl von Statorabschnitten 12U, 12V und 12W, wie später beschrieben ist, zusammengebaut und liefert den Stator 10. Bei dem Stator 10 ist das Joch 40 durch die Mehrzahl von Jochabschnitten 22U, 22V und 22W gebildet. Das Joch 40 ist mit anderen Worten hinsichtlich einer Umfangsrichtung in die Mehrzahl von Jochabschnitten 22U, 22V und 22W geteilt. Die Mehrzahl von Jochabschnitten 22U, 22V und 22W ist in einer vorbestimmten Reihenfolge in einer Umfangsrichtung angeordnet und gerät miteinander in Berührung, um eine magnetische Flussströmung zuzulassen. Jeder der Mehrzahl von Jochabschnitten 22U, 22V und 22W ist zwischen ein Paar der anderen Jochabschnitte, die sich auf beiden Umfangsseiten desselben befinden, gepasst.
Der Stator 10 weist die Mehrzahl von Ringabschnitten 34U, 34V und 34W auf. Die Mehrzahl von Ringabschnitten 34U, 34V und 34W sind zueinander auf einer radialen Innenseite des Jochs 40 koaxial angeordnet, und sind auf einer Achse des Jochs 40 angeordnet. Der Ringabschnitt 34V ist auf einer radialen Innenseite des Ringabschnitts 34U angeordnet, um einander in einer radialen Richtung zu überlappen. Der Ringabschnitt 34W ist auf einer radialen Innenseite des Ringabschnitts 34V angeordnet, um einander in einer radialen Richtung zu überlappen. Als ein Resultat ist der Ringabschnitt 34W am meisten innerhalb der Ringabschnitte 34U, 34V und 34W angeordnet. Der Ringabschnitt 34U hat einen Durchmesser, der ähnlich oder leicht kleiner als ein radialer Innenseitendurchmesser, der durch die Zahnabschnitte 24U definiert ist, ist. Alle Zahnabschnitte 24U, 24V und 24W liefern radiale magnetische Innenseitenpole, die einen Innenrotorraum definieren, der einen radialen Innenseitendurchmesser hat, der einen Innenrotor unterbringen kann. Die Ringabschnitte 34V und 34W sind zusätzlich hinsichtlich des Durchmessers kleiner als der Ringabschnitt 34U. Ein Verbindungsring, der durch die Ringabschnitte 34U, 34V und 34W vorgesehen ist, ist daher nach innen in den radialen Innenseitendurchmesser vorspringend angeordnet, befindet sich jedoch auf einer axialen Außenseite des Innenrotorraums. Die Halterabschnitte 36V sind an eine Innenoberfläche des Ringabschnitts 34U gepasst. Die Halterabschnitte 36W sind an eine Innenoberfläche des Ringabschnitts 34V gepasst. Als ein Resultat trägt sich die Mehrzahl von Ringabschnitten 34U, 34V und 34W auf eine radial separierte Art und Weise. Das heißt die Halterabschnitte 36V und 36W befinden sich zwischen radial benachbarten zwei der Ringabschnitte 34U, 34V und 34W und arbeiten als vorspringende Abstandshalter zum gegenseitigen Tragen der Ringabschnitte 34U, 34V und 34W auf eine radial separierte Art und Weise.
In der zusammengebauten Form der Mehrzahl von Ringabschnitten 34U, 34V und 34W auf eine koaxiale Art und Weise vermeiden die Vertiefungsabschnitte 38U und 38V eine Kollision zwischen den Ringabschnitten 34U und 34V und den Wicklungen 16V und 16W. Die Überbrückungsabschnitte 28V sind angeordnet und gelegen, um durch den Vertiefungsabschnitt 38U, der an dem Ringabschnitt 34U gebildet ist, zu gehen. Die Überbrückungsabschnitte 28W sind angeordnet und gelegen, um durch den Vertiefungsabschnitt 38U, der an dem Ringabschnitt 34U gebildet ist, und den Vertiefungsabschnitt 38V, der an dem Ringabschnitt 34V gebildet ist, zu gehen. Die Überbrückungsabschnitte 28V und 28W sind daher angeordnet, um durch die Vertiefungsabschnitte 38U und 38V, die an den Ringabschnitten 34U und 34V, die außerhalb davon angeordnet sind, gebildet sind, zu gehen.
Der Stator 10 und ein Rotor liefern einen bürstenlosen Motor eines Innenrotortyps. Bei diesem Typ des bürstenlosen Motors erzeugt der Stator 10 ein sich drehendes magnetisches Feld. Der Rotor dreht sich dann gemäß dem sich drehenden magnetischen Feld. Der Stator 10 liefert 8 magnetische Pole und 12 Nuten.
Im Folgenden ist ein Verfahren zum Herstellen des Stators 10 und des bürstenlosen Motors beschrieben.
Das Verfahren weist einen Schritt eines Bildens einer U-Phasen-Unterbaugruppe 42U, die die Mehrzahl von Kerngliedern 14U und den Isolator 18U, wie in 2A gezeigt ist, aufweist, auf. Bei dem Schritt eines Bildens werden die Kernglieder 14U und die Isolatorabschnitte 32U des Isolators 18U zusammengebaut oder auf eine einstückige Weise gebildet. Das Verfahren weist ähnlicherweise einen Schritt eines Bildens einer V-Phasen-Unterbaugruppe 42V, die die Mehrzahl von Kerngliedern 14V und den Isolator 18V, wie in 2B gezeigt ist, aufweist, auf. Bei dem Schritt eines Bildens werden die Kernglieder 14V und die Isolatorabschnitte 32V des Isolators 18V zusammengebaut oder auf eine einstückige Weise gebildet. Das Verfahren weist ferner einen Schritt eines Bildens einer W-Phasen-Unterbaugruppe 42W, die die Mehrzahl von Kerngliedern 14W und den Isolator 18W, wie in 2C gezeigt ist, aufweist, auf. Bei dem Schritt eines Bildens werden die Kernglieder 14W und die Isolatorabschnitte 32V des Isolators 18W zusammengebaut oder auf eine einstückige Weise gebildet. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, weist das Verfahren einen Schritt eines Bildens von Unterbaugruppen auf, der Unterbaugruppen 42U, 42V und 42W von allen Phasen liefert.
Das Verfahren weist ferner einen Schritt eines Wickelns, bei dem jede der Wicklungen 16U, 16V und 16W auf eine entsprechende der Unterbaugruppen 42U, 42V und 42W gewickelt wird, auf. Der Schritt eines Wickelns weist eine Mehrzahl von Schritten eines Bildens einer Spule, bei denen ein leitfähiger Draht über Isolatorabschnitte 32U, 32V und 32W auf die Zahnabschnitte 24U, 24V und 24W gewickelt wird, um die Spulenabschnitte 26U, 26V und 26W zu bilden, auf. Der Schritt eines Wickelns weist ferner eine Mehrzahl von Schritten eines Bildens einer Überbrückung, die zwischen den Schritten eines Bildens einer Spule durchgeführt werden, auf. Bei den Schritten eines Bildens einer Überbrückung werden die Überbrückungsabschnitte 28U, 28V und 28W auf die Ringabschnitte 34U, 34V und 34W gewickelt.
Die Schritte eines Bildens einer Spule weisen Schritte eines Bildens einer U-Phasen-Spule zum Bilden des U-Phasen-Statorabschnitts 12U, bei dem die Spulenabschnitte 26U an der U-Phasen-Unterbaugruppe 42U, wie in 2A gezeigt ist, gebildet werden, auf. Die Schritte eines Bildens einer U-Phasen-Spule werden durch Wickeln der Wicklung 16U, das heißt eines leitfähigen Drahts, auf die Zahnabschnitte 24U der U-Phasen-Unterbaugruppe 42U von einer radialen Außenseite der Zahnabschnitte 24U durch Verwenden einer Flügelwickelmaschine durchgeführt. Die Schritte eines Bildens einer Spule weisen ähnlicherweise Schritte eines Bildens einer V-Phasen-Spule zum Bilden des V-Phasen-Statorabschnitts 12V, bei dem die Spulenabschnitte 26V an der V-Phasen-Unterbaugruppe 42V, wie in 2B gezeigt ist, gebildet werden, auf. Die Schritte eines Bildens einer V-Phasen-Spule werden durch Wickeln der Wicklung 16V, das heißt eines leitfähigen Drahts, auf die Zahnabschnitte 24V der V-Phasen-Unterbaugruppe 42V von einer radialen Außenseite der Zahnabschnitte 24V durch Verwenden einer Flügelwickelmaschine durchgeführt. Die Schritte eines Bildens einer Spule weisen ferner Schritte eines Bildens einer W-Phasen-Spule zum Bilden des W-Phasen-Statorabschnitts 12W, bei dem die Spulenabschnitte 26W an der W-Phasen-Unterbaugruppe 42W, wie in 2C gezeigt ist, gebildet werden, auf. Die Schritte eines Bildens einer W-Phasen-Spule werden durch Wickeln der Wicklung 16W, das heißt eines leitfähigen Drahts, auf die Zahnabschnitte 24W der W-Phasen-Unterbaugruppe 42W von einer radialen Außenseite der Zahnabschnitte 24W durch Verwenden einer Flügelwickelmaschine durchgeführt.
Während der Schritt eines Wickelns durchgeführt wird, werden die Mehrzahl von Schritten eines Bildens einer Überbrückung zwischen den Schritten eines Bildens einer Spule durchgeführt, um die Überbrückungsabschnitte 28U auf einer radialen Außenseitenoberfläche des Ringabschnitts 34U, wie in 2A gezeigt ist, anzuordnen. Bei den Schritten eines Bildens einer Überbrückung werden die Überbrückungsabschnitte 28U auf den Halterabschnitten 36U platziert, um die Überbrückungsabschnitte 28U von der anderen axialen Seite des Ringabschnitts 34U zu tragen. Während ähnlicherweise der Schritt eines Wickelns durchgeführt wird, wird die Mehrzahl von Schritten eines Bildens einer Überbrückung zwischen den Schritten eines Bildens einer Spule durchgeführt, um die Überbrückungsabschnitte 28V auf einer radialen Außenseitenoberfläche des Ringabschnitts 34V, wie in 2B gezeigt ist, anzuordnen. Bei den Schritten eines Bildens einer Überbrückung werden die Überbrückungsabschnitte 28V auf den Halterabschnitten 36V platziert, um die Überbrückungsabschnitte 28V von der einen axialen Seite des Ringabschnitts 34V zu tragen. Während der Schritt eines Wickelns durchgeführt wird, wird ferner die Mehrzahl der Schritte eines Bildens einer Überbrückung zwischen den Schritten eines Bildens einer Spule durchgeführt, um die Überbrückungsabschnitte 28W auf einer radialen Außenseitenoberfläche des Ringabschnitts 34W, wie in 2C gezeigt ist, anzuordnen. Bei den Schritten eines Bildens einer Überbrückung werden die Überbrückungsabschnitte 28W auf den Halterabschnitten 36W platziert, um die Überbrückungsabschnitte 28W von der einen axialen Seite des Ringabschnitts 34W zu tragen.
Während der Schritt eines Wickelns durchgeführt wird, werden die Anschlussabschnitte 30U gebildet, um sich von einem Paar der Zahnabschnitte 24U in einer axialen Seitenrichtung, das heißt der Richtung, die durch den Pfeil Z1 gezeigt ist, des Stators 10 zu erstrecken. Während ähnlicherweise der Schritt eines Wickelns durchgeführt wird, werden die Anschlussabschnitte 30V gebildet, um sich von einem Paar der Zahnabschnitte 24V in die eine axiale Seitenrichtung des Stators 10 zu erstrecken. Während ferner der Schritt eines Wickelns durchgeführt wird, werden die Anschlussabschnitte 30W gebildet, um sich von einem Paar der Zahnabschnitte 24W in der einen axialen Seitenrichtung des Stators 10 zu erstrecken. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, weist das Verfahren einen Schritt eines Bildens eines Statorabschnitts, der einen Satz von Statorabschnitten, wie zum Beispiel Statorabschnitte für drei Phasen, zum Beispiel den U-Phasen-Statorabschnitt 12U, den V-Phasen-Statorabschnitt 12V und den W-Phasen-Statorabschnitt 12W, liefert, auf.
Das Verfahren weist ferner einen Schritt eines Zusammenbauens, bei dem der U-Phasen-Statorabschnitt 12U, der V-Phasen-Statorabschnitt 12V und der W-Phasen-Statorabschnitt 12W zusammengebaut werden, um den Stator 10 zu bilden, auf. Die Statorabschnitte 12U, 12V und 12W werden durch axiales Stapeln der Statorabschnitte 12U, 12V und 12W, während die Jochabschnitte 22U, 22V und 22W vermascht werden, und relatives Positionieren der Zahnabschnitte 24U, 24V und 24W in vorbestimmten Umfangspositionen zusammengebaut. Bei dem Schritt eines Zusammenbauens können die Statorabschnitte 12U, 12V und 12W durch zuerst Vermaschen von zwei Statorabschnitten und dann durch Vermaschen des verbleibenden einen Statorabschnitts auf die zusammengebauten zwei Statorabschnitte zusammengebaut werden. Die Statorabschnitte 12U, 12V und 12W können gleichzeitig zusammengebaut werden.
Bei dem Schritt eines Zusammenbauens werden die Statorabschnitte 12U, 12V und 12W, wie in 3A und 3B gezeigt ist, zusammengebaut. Der V-Phasen-Statorabschnitt 12V und der W-Phasen-Statorabschnitt 12W können axial gestapelt sein, während der V-Phasen-Statorabschnitt 12V in einer Umfangsrichtung hinsichtlich des W-Phasen-Statorabschnitts 12W um einen vorbestimmten Winkel verlagert ist. Der V-Phasen-Statorabschnitt 12V ist beispielsweise auf der einen axialen Seite des W-Phasen-Statorabschnitts 12W, auf der der Ringabschnitt 34W gebildet ist, der Seite, auf der der Pfeil Z1 dargestellt ist, platziert. Der V-Phasen-Statorabschnitt 12V ist in einer Umfangsrichtung verlagert, um die Jochabschnitte 22V genau neben den Jochabschnitten 22W zu platzieren, um miteinander in einer Umfangsrichtung in Berührung zu geraten. Der V-Phasen-Statorabschnitt 12V und der W-Phasen-Statorabschnitt 12W werden dann axial gestapelt und vermascht, um die Jochabschnitte 22V und 22W nebeneinander zu platzieren. Der V-Phasen-Statorabschnitt 12V ist beispielsweise entlang der Richtung, die durch den Pfeil Z2 gezeigt ist, an den W-Phasen-Statorabschnitt 12W gebaut. Der U-Phasen-Statorabschnitt 12U und der V-Phasen-Statorabschnitt 12V sind axial gestapelt, während der U-Phasen-Statorabschnitt 12U in einer Umfangsrichtung hinsichtlich des V-Phasen-Statorabschnitts 12V einen vorbestimmten Winkel verlagert ist. Der U-Phasen-Statorabschnitt 12U ist beispielsweise auf der einen axialen Seite des V-Phasen-Statorabschnitts 12V, auf der der Ringabschnitt 34V gebildet ist, der Seite, auf der der Pfeil Z1 dargestellt ist, platziert. Der U-Phasen-Statorabschnitt 12U ist in einer Umfangsrichtung verlagert, um die Jochabschnitte 22U genau neben den Jochabschnitten 22V zu platzieren, um in einer Umfangsrichtung miteinander in Berührung zu geraten. In einem Fall, dass der V-Phasen-Statorabschnitt 12V und der W-Phasen-Statorabschnitt 12W bereits zusammengebaut sind, wird der U-Phasen-Statorabschnitt 12U verlagert, um die Jochabschnitte 22U jeweils zwischen den Jochabschnitten 22V und 22W zu platzieren. Dann werden der U-Phasen-Statorabschnitt 12U und der V-Phasen-Statorabschnitt 12V axial gestapelt und vermascht, um die Jochabschnitte 22U und 22V nebeneinander zu platzieren. Der U-Phasen-Statorabschnitt 12U wird beispielsweise entlang der Richtung, die durch den Pfeil Z2 gezeigt ist, an den V-Phasen-Statorabschnitt 12V gebaut.
Bei dem Schritt eines Zusammenbauens werden die Statorabschnitte 12U, 12V und 12W durch Vermaschen und Passen von jedem der Jochabschnitte 221J, 22V und 22W zwischen ein Paar der anderen Jochabschnitte, die auf beiden Seiten des einen platziert sind, zusammengebaut, um miteinander in Berührung zu geraten. Bei dem Schritt eines Zusammenbauens werden die Statorabschnitte 12U, 12V und 12W durch Passen der Halterabschnitte 36V an die radiale Innenseitenoberfläche des Ringabschnitts 34U und durch Passen der Halterabschnitte 36W an die radiale Innenseitenoberfläche des Ringabschnitts 34V zusammengebaut. Als ein Resultat ist die Mehrzahl von Ringabschnitten 34U, 34V und 34W auf eine radial separierte Art und Weise durch die Halterabschnitte 36V und 36W, die an sich innen befindenden Ringabschnitten 34V und 34W als vorspringende Abschnitte gebildet sind, gehalten.
Bei dem Schritt eines Zusammenbauens werden die Überbrückungsabschnitte 28V platziert, um durch eine Innenseite des Vertiefungsabschnitts 38U, der an dem Ringabschnitt 34U gebildet ist, zu gehen. Die Überbrückungsabschnitte 28W werden platziert, um durch eine Innenseite des Vertiefungsabschnitts 38U, der an dem Ringabschnitt 34 gebildet ist, und eine Innenseite des Vertiefungsabschnitts 38V, der an dem Ringabschnitt 34V gebildet ist, zu gehen. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, weist das Verfahren den Schritt eines Zusammenbauens, der den Stator 10 durch Zusammenbauen der Statorabschnitte 12U, 12V und 12W, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, bildet, auf. Auf den Schritt eines Zusammenbauens kann ferner als ein Schritt eines Bildens eine Stators Bezug genommen sein. Die Anschlussabschnitte 30U, 30V und 30W sind mit Verbindungsgliedern, wie zum Beispiel Sammelschienen, verbunden, um die Wicklungen 16U, 16V und 16W in die bekannten Dreiphasen-Schaltungen zu schalten. Der Stator 10 wird durch das im Vorhergehenden beschriebene Verfahren hergestellt. Ein bürstenloser Motor 1 eines Innenrotortyps wird durch Bauen des Innenrotors 2 und des Stators 10 in ein zylindrisches Gehäuse 3, wie in 5 gezeigt ist, hergestellt. Der Stator 10 wird in dem zylindrischen Gehäuse 3 fixiert. Ein Innenrotor 2 wird ferner in einen radialen Innenseitenraum, der durch das radiale distale Innenseitenende der Zahnabschnitte 24U, 24V und 24W definiert ist, auf eine drehbare Art und Weise gebaut.
Funktionen und Vorteile des Ausführungsbeispiels sind im Folgenden im Detail beschrieben.
In der folgenden Beschreibung sind, wenn es nicht notwendig ist, die Phasen, wie zum Beispiel die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase, zu identifizieren, die Symbole U, V und W von den Bezugssymbolen entfernt.
Gemäß dem Stator 10 ist das Joch 40 aus einer Mehrzahl von Jochabschnitten 22, die durch Teilen des Jochs 40 entlang einer Umfangsrichtung vorgesehen sind, gebildet. Dies ermöglicht, dass der Stator 10 in eine Mehrzahl von Unterbaugruppen 42, zum Beispiel für jeweilige Phasen U, V und W, geteilt ist. Jede der Unterbaugruppen 42 hat lediglich ein Drittel der Zahnabschnitte 24 des Stators 10. Als ein Resultat ist es möglich, auf beiden Seiten der Zahnabschnitte 24 an jeder Unterbaugruppe 42 ausreichend Räume zu liefern. Selbst wenn daher der Stator 10 der eine ist, der für den bürstenlosen Motor eines Innenrotortyps verwendet ist, bei dem die Mehrzahl von Zahnabschnitten 24 von dem Joch 40 nach innen vorspringen, ist es möglich, die Wicklungen 16 von der radialen Außenseite der Zahnabschnitte 24 durch Verwenden einer Wickelmaschine auf die Zahnabschnitte 24 zu wickeln. In dem Fall einer U-Phasen-Unterbaugruppe 42U ist beispielsweise einer der Zahnabschnitte 24U ausreichend von den anderen Zahnabschnitten 24U beabstandet. Auf beiden Seiten des Zahnabschnitts 24U gibt es ausreichend Räume. Jeder Seitenraum entspricht zwei Zahnabschnitten 24V und 24W.
Gemäß der Struktur jeder Unterbaugruppe 42 ist es möglich, die Flügelwickelmaschine zu verwenden. Ein leitfähiger Draht 5 für die Wicklung 16 kann beispielsweise auf einen der Zahnabschnitte von einer radialen Außenseite der Unterbaugruppe 42, das heißt von einer radialen Außenseite, auf der die Jochabschnitte 22 platziert sind, durch Verwenden einer Flügelwickelmaschine 6, wie in 6 gezeigt ist, gewickelt werden. Die Flügelwickelmaschine 6 führt von einem distalen Ende eines Flügels 6a einen leitfähigen Draht 5 zu. Der Flügel 6a ist angetrieben, um sich durch eine Antriebseinrichtung 6b entlang eines kreisförmigen Wegs um den Zahnabschnitt 24 zu drehen. Die Flügelwickelmaschine 6 weist ferner einen variablen Wickelkörper 6c, der eine Form des leitfähigen Drahts 5, der auf die Zahnabschnitte 24 gewickelt ist, bildet, auf. Der variable Wickelkörper 6c wird durch die Antriebseinrichtung 6b entlang der axialen Richtung der Zahnabschnitte 24 auf eine hin und her bewegende Art und Weise ebenfalls angetrieben.
Es ist ferner alternativ möglich, die Düsenwickelmaschine 7, wie in 7 gezeigt ist, zu verwenden. Die Düsenwickelmaschine 7 führt den leitfähigen Draht 5 von einem distalen Ende einer Düse 7a zu. Das distale Ende der Düse 7a wird während des Wickelns der Spulenabschnitte 26 immer sehr nahe zu einer radialen Außenseitenoberfläche des Zahnabschnitts beibehalten. Der Düsenabschnitt 7a ist angetrieben, um sich durch eine Antriebseinrichtung 7b entlang eines rechtwinkligen Wegs, der einem Querschnitt der Zahnabschnitte 24 entspricht, um den Zahnabschnitt 24 zu drehen. Der Düsenabschnitt 7a wird ebenfalls durch die Antriebseinrichtung 7b auf eine hin und her bewegende Art und Weise angetrieben.
Nach dem Wickeln der Wicklungen 16 auf jeweilige Unterbaugruppen 42 werden die Unterbaugruppen 42 zusammengebaut, um den Stator 10 zu bilden. Es ist daher möglich, die Räume auf beiden Seiten der Zahnabschnitte 24 mit den anderen Zahnabschnitten zu füllen. Der Raum zwischen den Zahnabschnitten 24U ist beispielsweise durch die Zahnabschnitte 24V und 24W gefüllt. Als ein Resultat ist es möglich, den Füllfaktor der Wicklung 16, das heißt ein Verhältnis der Wicklungen 16 in dem Raum, der zwischen den Zahnabschnitte 24 gebildet ist, zu erhöhen. Es ist mit anderen Worten möglich, den Stator 10 zu verkleinern. Wenn das Joch 40 nicht geteilt ist, ist es notwendig, zwischen den Zahnabschnitten ausreichende Räume beizubehalten, um der Düse der Düsenwickelmaschine zu ermöglichen, einzutreten und sich um den Zahnabschnitt zu drehen, und es ist nicht vermeidbar, den Füllfaktor zu senken.
Das Joch 40 ist entlang der Umfangsrichtung in die Mehrzahl von Jochabschnitten 22 geteilt. Es ist daher möglich, den Stator 10 in der axialen Richtung verglichen mit einem Fall, bei dem das Joch 40 entlang der axialen Richtung geteilt ist, zu verkleinern.
Da ferner jede Unterbaugruppe 42 lediglich ein Drittel der Zahnabschnitte 24 an dem Stator 10 hat, springt jeder der Zahnabschnitte 24 unabhängig von einem jeweiligen der Ringabschnitte 34 in einer radialen Außenseitenrichtung vor. Bei der dargestellten Unterbaugruppe 42 sind beispielsweise die Zahnabschnitte 24 in einem 90-Grad-Intervall voneinander beabstandet. Alle Zahnabschnitte 24 sind daher in allen radialen Richtungen derselben vollständig offen. In der Form jeder Unterbaugruppe 42 ist jeder der Zahnabschnitte 24 von den anderen Zahnabschnitten 24 auf der gleichen Unterbaugruppe 42 ausreichend beabstandet und hat auf beiden Seiten desselben einen ausreichend großen offenen Raum. Zusätzlich befinden sich insbesondere bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel keine anderen Zahnabschnitte 24, die an der gleichen Unterbaugruppe 42 gebildet sind, auf einem radialen Außenseitenbereich von einem der Zahnabschnitte 24. Gemäß der Anordnung der Unterbaugruppe 42 ist es möglich, die Flügelwickelmaschine zu verwenden, die verglichen mit der Düsenwickelmaschine hinsichtlich der Wickelgeschwindigkeit schneller ist. In einem Fall eines Verwendens der Flügelwickelmaschine ist es möglich, den Schritt eines Wickelns schneller zu machen, und es ist möglich, den Stator 10 durch Verringern der Zahl der Wickelmaschinen mit einem geringen Aufwand herzustellen.
Die Ringabschnitte 34U und 34V definieren die Vertiefungsabschnitte 38U und 38V, in denen sich die Überbrückungsabschnitte 28V und 38W befinden. Da daher eine Beeinträchtigung der Ringabschnitte 34U und 34V und der Überbrückungsabschnitte 28V und 28W vermeidbar ist, ist es möglich, die Länge der Überbrückungsabschnitte 28V und 28W zu reduzieren. Es ist dadurch möglich, den Stator 10 zu verkleinern und den Stator 10 mit einem niedrigeren Aufwand herzustellen.
Jeder der Ringabschnitte 34 hat die Halterabschnitte 36, um die Überbrückungsabschnitte 28, die auf sich selbst angeordnet sind, zu halten. Wenn daher der Stator 10 durch Zusammenbauen der Mehrzahl von Statorabschnitten 12 gebildet wird, ist es möglich, die Überbrückungsabschnitte 28 durch die Halterabschnitte 36 an den Ringabschnitten 34 zu halten. Es ist daher möglich, die Verarbeitbarkeit zu der Zeit eines Zusammenbauens der Mehrzahl von Statorabschnitten 12 zu verbessern. Nach dem Bauen des Stators 10 in den bürstenlosen Motor werden zusätzlich die Überbrückungsabschnitte 28 durch die Halterabschnitte 36 an den Ringabschnitten 34 gehalten. Es ist daher möglich, zu verhindern, dass die Überbrückungsabschnitte 28 vibrieren, und möglich ein Rauschen und Fehlfunktionen zu reduzieren.
Die Mehrzahl von Ringabschnitten 34 kann durch die Halterabschnitte 36, die als vorspringende Abschnitte gebildet sind, auf eine radial separierte Art und Weise gehalten werden. Es ist dadurch möglich, Räume zum Anordnen der Überbrückungsabschnitte 28 zwischen den Ringabschnitten 34 zu bilden und vorzusehen und zu verhindern, dass die Ringabschnitte 34 vibrieren. Es ist zusätzlich möglich, die Verarbeitbarkeit zu der Zeit eines Zusammenbauens der Ringabschnitte 34 verglichen mit einem Fall zu verbessern, bei dem die Ringabschnitte 34 über die ganze Umfangslänge aneinander gepasst sind.
Die Jochabschnitte 22 sind mit den Zahnabschnitten 24 einstückig gebildet. Der Kern kann in einer zweistückigen Struktur gebildet sein, die eine Mehrzahl von Zahnabschnitten, die über als dünne Platte geformte Brückenabschnitte an distalen Enden verbunden sind, und einen Jochabschnitt, der platziert ist, um Basisenden der Zahnabschnitte zu verbinden, aufweist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es möglich, einen magnetischen Verlust an Übergängen zwischen den Joch- und den Zahnabschnitten bei der im Vorhergehenden erwähnten zweistückigen Struktur zu reduzieren. Das heißt die zweistückige Struktur kann einen magnetischen Verlust an drei Orten auf einem magnetischen Weg haben. Ein magnetischer Verlust kann bei den Brückenabschnitten zwischen den distalen Enden von einem benachbarten Paar von Zahnabschnitten erzeugt werden. Ein magnetischer Verlust kann an einem verbundenen Abschnitt zwischen dem Basisende von einem Zahnabschnitt des Paars der Zahnabschnitte und dem Joch erzeugt werden. Ein magnetischer Verlust kann ebenfalls an einem verbundenen Abschnitt zwischen dem Basisende und dem anderen Zahnabschnitt des Paars der Zahnabschnitte und dem Joch erzeugt werden. Bei dem Stator 10 dieses Ausführungsbeispiels ist es im Gegensatz dazu, da ein magnetischer Verlust lediglich an einem Ort erzeugt werden kann, der ein verbindender Teil zwischen einem Paar von benachbarten zwei der Jochabschnitte 22 ist, möglich, den magnetischen Verlust zu reduzieren. Dadurch ist es möglich, den Stator 10 zu verkleinern und hinsichtlich des Gewichts leichter zu machen.
Da die Spulenabschnitte 26 durch die Überbrückungsabschnitte 28 verbunden sind, ist es möglich, eine Menge eines Verbindungsglieds, wie zum Beispiel eine Zahl von Sammelschienen, zu eliminieren oder zu reduzieren. Es ist dadurch möglich, eine Menge an Komponenten oder eine Zahl von Komponenten zu reduzieren. Dies kann dazu beitragen, den Aufwand zu reduzieren.
Da die Überbrückungsabschnitte 28 auf die Ringabschnitte 34 gewickelt werden können, ist es möglich, eine Wickelgeschwindigkeit der Wicklungen 16 zu erhöhen. Es ist ferner möglich, einen Schritt eines Bildens zum Bilden der Überbrückungsabschnitte 28 in eine gewünschte Form nach dem Wickeln der Wicklungen 16 zu eliminieren. Es ist daher möglich, den Stator 10 mit einem niedrigen Aufwand herzustellen.
Da zusätzlich der bürstenlose Motor dieses Ausführungsbeispiels den Stator 10 aufweist, ist es möglich, einen kleinen und aufwandsarmen bürstenlosen Motor zu liefern.
Gemäß dem Herstellungsverfahren des Stators 10 bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Unterbaugruppen 42 für die U-, V- und W-Phasen gebildet, dann wird eine Wickelmaschine verwendet, um die Wicklungen 16 jeweils auf die Zahnabschnitte 24 an den Unterbaugruppen 42 zu wickeln. Es ist daher möglich, Räume zwischen den Zahnabschnitten 24 zu reduzieren. Es ist daher möglich, den Füllfaktor der Wicklungen 16 an dem Stator 10 zu erhöhen und die Größe des Stators 10 zu verringern. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es insbesondere möglich, Räume zwischen den Zahnabschnitten 24 zu eliminieren.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Wicklungen 16 durch Verwenden einer Flügelwickelmaschine auf die Zahnabschnitte 24 gewickelt.
Modifikationen des Ausführungsbeispiel sind im Folgenden beschrieben.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der bürstenlose Motor mit einer Konfiguration von 8 magnetischen Polen und 12 Nuten gebildet. Die Zahl der magnetischen Pole und die Zahl der Nuten kann alternativ geändert sein. Der bürstenlose Motor kann eine andere Kombination der Zahl von magnetischen Polen und der Zahl von Nuten haben.
Die Wicklungen 16U, 16V und 16W können in irgendwelche Schaltungsformen der Mehrphasenschaltung geschaltet sein. Die Wicklungen 16U, 16V und 16W können beispielsweise in eine Sternschaltungsform oder eine Deltaschaltungsform, wie in 4 gezeigt ist, geschaltet sein. In einer der Wicklungen 16 können die Spulenabschnitte 26 in Reihe geschaltet sein. Bei einer der Wicklungen 16 kann alternativ ein Paar der Spulenabschnitte 26 in Reihe geschaltet sein, und die Paare können parallel geschaltet sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel arbeiten die Halterabschnitte 36 als ein Drahthalter zum Halten der Überbrückungsabschnitte 28 und als ein vorspringender Abstandshalter zum Beibehalten der Ringabschnitte 34 auf eine radial separierte Weise. Die Halterabschnitte 36 können alternativ Drahthalter und Abstandshalter unabhängig aufweisen. Zusätzlich zu den Doppelzweckhalterabschnitten 36 kann beispielsweise der Ringabschnitt 34V einen nach außen vorspringenden Abstandshalter, der an die Innenseitenoberfläche des Ringabschnitts 34U passbar ist, und einen nach innen vorspringenden Abstandshalter, der an die Außenoberfläche des Ringabschnitts 34W passbar ist, haben.
Die Halterabschnitte 36 können alternativ lediglich als die Abstandshalter gebildet sein. Die Halterabschnitte 36 können alternativ lediglich als die Drahthalter gebildet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Halterabschnitte 36 an allen Ringabschnitten 34 gebildet. Statt der vorhergehenden Struktur ist es möglich, die Halterabschnitte 36W von den Ringabschnitten 34W zu eliminieren und an dem Ringabschnitt 34V nach innen vorspringende Halterabschnitte zu bilden, die an die Außenseitenoberfläche des Ringabschnitts 34W passbar sind. Ein Teil der Halterabschnitte 36 kann alternativ eliminiert sein. Die Halterabschnitte 36U können beispielsweise von den Ringabschnitten 34U entfernt sein.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ringabschnitte 34 an lediglich einer Seite der Mehrzahl von Isolatorabschnitten 32 vorgesehen. Die Ringabschnitte können alternativ auf der anderen Seite der Mehrzahl von Isolatorabschnitten 32 vorgesehen sein. Die Ringabschnitte können alternativ auf beiden Seiten der Mehrzahl von Isolatorabschnitten 32 vorgesehen sein. Die Ringabschnitte 34 können in einer anderen Form als ein kreisförmiger Ring, der in den Zeichnungen dargestellt ist, gebildet sein. Die Ringabschnitte 34 können beispielsweise in einer polygonalen Form, wie zum Beispiel einer rechtwinkligen, zylindrischen Form, gebildet sein. Die Ringabschnitte 34 können in einer anderen Anordnung als der koaxialen Anordnung, die in den Zeichnungen dargestellt ist, zusammengebaut sein. Die Ringabschnitte 34 können beispielsweise auf eine nicht zentrierte Art und Weise hinsichtlich der Mitte, die durch die Kernglieder 14 definiert ist, zusammengebaut sein. Die Halterabschnitte 36 können in einer Bogenform oder einer Flanschform, die sich entlang einer Umfangsrichtung der Ringabschnitte 34 erstreckt, gebildet sein.
Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist der Verbindungsabschnitt durch die Ringabschnitte 34 vorgesehen. Der Verbindungsabschnitt kann jedoch entlang einer Umfangsrichtung in keiner vollständig kontinuierlichen Form gebildet sein. Die Verbindungsabschnitte können beispielsweise durch ein C-förmiges Glied vorgesehen sein, das sich entlang des Ringabschnitts 34 erstreckt, jedoch eine vertiefte Diskontinuität hat.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben ist, sei bemerkt, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen Fachleuten offensichtlich sind. Solche Änderungen und Modifikationen sind als sich innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung befindend, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, zu verstehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 9-322441 A [0002]

Claims

Stator (10) für eine drehende elektrische Maschine (1), mit: einem Kern (20), der ein ringförmiges Joch (40) und eine Mehrzahl von Zahnabschnitten (24), die von dem Joch nach innen vorspringen, hat, wobei der Kern eine Mehrzahl von Kerngliedern (14) aufweist, wobei jedes der Kernglieder einen Jochabschnitt (22), der einen Teil des Jochs liefert, und einen Zahnabschnitt (24), der mit dem Jochabschnitt einstückig gebildet ist, aufweist; einer Mehrzahl von Wicklungen (16), die eine Mehrzahl von Spulenabschnitten (26), die auf die Zahnabschnitte gewickelt sind, haben, wobei die Wicklungen eine Mehrzahl von Phasenwicklungen liefern; und einer Mehrzahl von Isolatoren (18), die jeweils für Phasen der drehenden elektrischen Maschine vorgesehen sind, wobei jeder der Isolatoren eine Mehrzahl von Isolatorabschnitten (32), die zwischen den Zahnabschnitten und den Spulenabschnitten angeordnet sind, und einen Verbindungsabschnitt (34), der die Isolatorabschnitte für die gleiche Phase verbindet, hat.
Stator nach Anspruch 1, bei dem der Verbindungsabschnitt (34) und die Isolatorabschnitte (32) in einer der Phasen gebildet sind, um die Zahnabschnitte (24) hinsichtlich des Verbindungsabschnitts auf eine nach außen vorspringende Art und Weise zu halten.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jeder der Verbindungsabschnitte (34) in einer Ringform gebildet ist.
Stator nach Anspruch 3, bei dem die Verbindungsabschnitte (34) auf der gleichen Achse des Jochs angeordnet sind.
Stator nach Anspruch 3, bei dem jede der Wicklungen (16) ferner eine Mehrzahl von Überbrückungsabschnitten (28), die die Mehrzahl von Spulenabschnitten verbinden und auf den Ringabschnitten der gleichen Phase angeordnet sind, aufweist, und bei dem die Ringabschnitte zueinander koaxial angeordnet sind, und bei dem andere Ringabschnitte als der Ringabschnitt, der am meisten innen angeordnet ist, Vertiefungsabschnitte (38) haben.
Stator nach Anspruch 5, bei dem die Überbrückungsabschnitte (28) angeordnet sind, um durch die Vertiefungsabschnitte (38), die an den Ringabschnitten, die außerhalb derselben angeordnet sind, gebildet sind, zu gehen.
Stator nach Anspruch 3, bei dem jede der Wicklungen (16) ferner eine Mehrzahl von Überbrückungsabschnitten (28), die die Mehrzahl von Spulenabschnitten verbinden und auf den Ringabschnitten der gleichen Phase angeordnet sind, aufweist, und bei dem jeder der Ringabschnitte einen Halterabschnitt (36), der den Überbrückungsabschnitt, der auf dem Ringabschnitt angeordnet ist, hält, aufweist.
Stator nach Anspruch 3, bei dem die Ringabschnitte (34) zueinander koaxial angeordnet sind, und bei dem mindestens einer der Ringabschnitte einen Abstandshalterabschnitt (36), der zwischen radial benachbarten Ringabschnitten angeordnet ist und die Ringabschnitte auf eine radial beabstandete Art und Weise beibehält, aufweist.
Bürstenloser Motor mit: dem Stator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und einem Rotor (2), der durch ein sich drehendes magnetisches Feld, das durch den Stator erzeugt wird, drehbar ist.
Verfahren zum Herstellen des Stators nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit folgenden Schritten: Bilden von Unterbaugruppen (42) für die Phasen durch Zusammenbauen oder einstückiges Bilden der Kernglieder (14) und der Isolatorabschnitte (32); Bilden von Statorabschnitten (12) für die Phasen durch Wickeln der Wicklung (16) auf die Zahnabschnitte (24), die auf der Unterbaugruppe platziert sind, von einer radialen Außenseite der Unterbaugruppe durch Verwenden einer Wickelmaschine (6, 7); und Bilden des Stators (10) durch Zusammenbauen der Statorabschnitte (12).