DE60117084T2

DE60117084T2 - Rotierende elektrische Maschine und ihr Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60117084T2
Application number: DE60117084T
Authority: DE
Inventors: Toshio Yokosuka-shi Kikuchi; Shinichiro Kitada; Yutaro Yokohama-shi Kaneko; Takashi Yokohama-shi Tsuneyoshi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2021-10-27
Also published as: US6700283B2; EP1215801A3; EP1215801A2; JP2002186211A; JP3624825B2; DE60117084D1; EP1215801B1; US20020074889A1

Description

FELD DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf eine rotierende elektrische Maschine und ein Herstellungsverfahren dafür, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 9.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Tokkai Sho 53-95207, veröffentlicht vom japanischen Patentamt im Jahre 1978 und Tokkai Hei 4-364343, veröffentlicht vom japanischen Patentamt im Jahre 1992, offenbaren eine rotierende elektrische Maschine, die, unter Verwendung eines inneren Abschnitts eines Schlitzes eines Stators als Kühldurchlass, Statorspulen direkt kühlt.
Die in Tokkai Sho 53-95207 offenbarte rotierende elektrische Maschine weist eine Deckschicht auf, die die Schlitzöffnung verschließt. Nachdem einer Harzpaste, die den Schlitz füllt, ermöglicht wurde, auszuhärten, wird die Deckschicht durch Aufsprühen eines keramischen Materials auf die innere Umfangsfläche des Stators ausgebildet. Ein Kühlmedium wird in einen auf diese Weise definierten inneren Abschnitt der Schlitzöffnung eingebracht. Jedoch verursacht dieses Verfahren das Problem, dass es schwierig ist, die Harzpastenfüllung durchzuführen, wenn die Breite der Schlitzöffnung ein bestimmtes Maß erreicht.
Andererseits weist die in Tokkai Hei 4-364343 offenbarte rotierende elektrische Maschine die Deckschicht durch Einspritzen von technischem Kunststoff auf, um einen Anstand auszufüllen und dem Kunststoff zu ermöglichen, auszuhärten.
Der Abstand ist durch den Statorkern und eine Formteil, das im Schlitz angeordnet ist und der inneren Umfangsseite des Stators definiert. Im Gegensatz zu der in Tokkai Sho 53-95207 offenbarten rotierenden elektrischen Maschine kann dieses Verfahren unabhängig von der Breite der Schlitzöffnung angewendet werden. Weil dieses Verfahren nicht die Notwendigkeit bedingt, einen designierten Arbeitsvorgang, wie z. B. das Aufsprühen eines keramischen Materials durchzuführen, kann der Kühldurchlass auf relativ kosteneffektive Weise ausgebildet werden.
GB 963 880 A beschreibt eine rotierende elektrische Maschine mit Kühlanordnungen für Stator, in denen ein Kühlmittel axial entlang Schlitzen des Stators durchgeleitet wird. Das Kühlmittel fließt in Spalten zwischen Stromleitern. Darüber hinaus sind eine Platte und eine Harzschicht vorgesehen, die zusammen die Schlitzöffnung verschließen und abdichten.
EP-A-0 913 909 offenbart einen Reluktanz-Motor und kompressorgetriebenen Reluktanz-Motor. Der Reluktanz-Motor weist einen Stator auf, der eine Mehrzahl von Polvorsprüngen hat, die an seiner inneren Umfangsseite ausgebildet sind und um jede von diesen eine Wicklung gewickelt ist, ebenso wie einen Rotor auf, der an der inneren Umfangsfläche des Stators angeordnet ist und eine Mehrzahl von Polvorsprüngen an seiner Außenseite aufweist. Darüber hinaus sind Wicklungs-Halteelemente angeordnet, die entsprechend an axial entgegen gesetzten Endbereichen von jedem der Polvorsprünge des Stators ausgebildet sind, um so die entsprechend um die Polvorsprünge gewickelten Wicklungen auf einer inneren Umfangsseite der Polvorsprünge zu halten. Die Wicklungs-Halteelemente von 12 weisen einen T-förmigen Querschnitt auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch erfordert das in Tokkai Hei 4-364343 offenbarte Verfahren, dass die entsprechend in der inneren Umfangsseite des Stators und dem inneren Abschnitt des Schlitzes angeordneten Formkörper entfernt werden, nachdem das eingespritzte technische Kunststoffmaterial ausgehärtet ist. Demzufolge kann dies eine Vielfalt von Problemen verursachen. Zum Beispiel kann das Entfernen der im inneren Abschnitt des Schlitzes angeordneten Formkörpers zu einer Beschädigung des Statorkerns durch Ablösen oder Biegen des dünnen Edelstahlblechs, das die Statorkerne aufweist, führen.
Obwohl ferner der nach dem Entfernen der Gussform ausgebildete Abstand einen Abschnitt des Kühldurchlasses erzeugt, weil dieser Abstand von den Statorwicklungen getrennt ist, kann ein bevorzugter Kühleffekt nicht erreicht werden. Dadurch wird die Querschnittsfläche des Kühldurchlasses tatsächlich unnötigerweise durch eine dem Abstand entsprechende Fläche vergrößert. Folglich muss die Durchflussmenge des Kühlmediums zur Erzeugung des erforderlichen Ölkühlungseffekts erhöht werden und dafür demzufolge die Kapazität der Pumpe, die das Kühlmedium umwälzt, vergrößert werden.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, wobei während einer Ausformung der Harzschicht die Platte in der richtigen Position abgestützt und eine übermäßige Verformung der Platte im Schlitz verhindert wird, um dadurch den Kühldurchlass aufrechtzuerhalten. Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die Eigenschaften von Anspruch 1 bzw. 9 erreicht. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die Details, sowie weitere Eigenschaften und Vorzüge dieser Erfindung, werden im Rest der Beschreibung dargelegt und in der anliegenden Zeichnung gezeigt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Schnittansicht einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung.
2 ist eine Teil-Schnittansicht einer rotierenden elektrischen Maschine, die einen Abschnitt von 1, entlang der Linie II-II, gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
3 zeigt die Form eines Formraums zum Formpressen einer magnetischen Stahlplatte gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen geteilten Kern gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
5 ist eine Schnittansicht, die Wicklungen zeigt, die um den geteilten Kern gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung gewickelt sind.
6 ist eine Teil-Schnittansicht, die einen in einen zylindrischen Abschnitt eines Gehäuses eingepassten Statorkerns gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die Platten zeigt, die in den Statorkern gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung eingepasst sind.
9 ist eine Schnittansicht der Form einer Harzschicht gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Platte, die nicht in den beiliegenden Ansprüchen enthalten ist.
11 ist eine Teil-Schnittansicht der rotierenden elektrischen Maschine gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN Ausführungsformen
Mit Bezug auf 1 weist das Gehäuse 1 der rotierenden elektrischen Maschine eine zylindrische Platte 1A und seitliche Platten 1B, 1C auf, die eine Öffnung an beiden axialen Enden der zylindrische Platte 1A abdecken.
Ein säulenförmiger Rotor 2 ist im Gehäuse 1 beherbergt. Der Rotor 2 dreht sich um die Drehwelle 2A. Beide Enden der Drehwelle 2A des Rotors 2 werden auf den seitlichen Platten 1B, 1C durch entsprechende Lager 3 abgestützt. Darüber hinaus ist ein Magnet 4 in der Nähe der äußeren Umfangsfläche des Rotors 2 vorgesehen.
Ein zylindrischer Stator 5 ist auf der inneren Umfangsfläche der zylindrische Platte 1A, die den Rotor 2 umgibt, montiert. Ein festgelegter Abstand ist zwischen der inneren Umfangsfläche des Stators 5 und der äußeren Umfangsfläche des Rotors 2 vorgesehen. Die Breite des festgelegten Abstands beträgt weniger als 1,0 Millimeter.
Die ringförmigen Öltaschen 10, 11 mit einem U-förmigen Querschnitt sind entsprechend an beiden axialen Enden des Stators 5 montiert. Ölkammern 12, 13 sind zwischen der Stirnfläche des Stators 5 und der Innenseite der Öltaschen 10, 11 ausgebildet. Kühlöl wird einer Ölkammer 12 durch eine Ölzuführungsöffnung 16, die in der Öltasche 10 ausgebildet ist, zugeführt und durchströmt die zylindrische Platte 1A. Das Kühlöl wird in die Ölkammern 13 durch den Kühl-Durchlass 29, der im Stator 5, wie in 2 gezeigt, ausgebildet ist, eingeleitet. Das in die Ölkammer 13 eingeleitete Kühlöl wird zur Außenseite durch eine Öl-Auslassöffnung 17, die in der Öltasche 11 ausgebildet ist, abgeleitet und durchströmt die zylindrische Platte 1A.
Mit Bezug auf 2 weist der Stator 5 einen Statorkern 20 und Drahtspulen 30 auf, die auf den Statorkern 20 gewickelt sind.
Der Statorkern 20 mit einer zylindrischen Form wird durch Verbindung einer Mehrzahl von geteilten Kernen 21 ausgebildet. Das heißt, der Statorkern 20 weist geteilte Kerne auf. In dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl der geteilten Kerne gleich 12. Jeder der geteilten Kerne 21 ist durch Schichten einer festgelegten Anzahl von T-förmigen magnetischen Stahlblechen bezüglich der Drehwelle 2A des Rotors 2 ausgebildet. Das heißt die Platten werden senkrecht zur Oberfläche der Seite in 2 geschichtet. Drei der zwölf geteilten Kerne 21, die im Statorkern 20 enthalten sind, sind in 2 gezeigt. Die festgelegte Anzahl wird durch die Dicke der T-förmigen magnetischen Stahlbleche und der erforderlichen Größe des Statorkerns 20 bestimmt.
Der Statorkern 20 ist mit einer ringförmigen Kern-Rückseite 22 und einer Mehrzahl von Zähnen 23 versehen. Die Kern-Rückseite 22 ist entlang der inneren Umfangsfläche der zylindrischen Platte 1A des Gehäuses 1 vorgesehen und die Zähne 23 ragen radial von der Kern-Rückseite 22 zur inneren Umfangsseite des Statorkerns 20 heraus. Die Einbuchtung zwischen angrenzenden Zähnen 23, d. h. die Nut weist den Schlitz 25 auf. Die Drahtspulen 30 bilden konzentrierte Wicklungen auf jedem der Zähne 23 und sind im Schlitz 25 beherbergt.
Vorsprünge 26 sind an beiden seitlichen Flächen in der Nähe der Spitze der Zähne 23, nämlich auf einer inneren Umfangsfläche nahe der Öffnung des Schlitzes 25 ausgebildet. Ein Anschlag 27 ist in einer Umgebung näher zum Boden der Zähne 23 als zum Vorsprung 26 ausgebildet, d. h. mehr in Richtung zur Innenseite des Schlitzes 25. Der Anschlag ragt aus der inneren Umfangsfläche des Schlitzes 25 heraus. Die Nut zwischen dem Vorsprung 26 und dem Anschlag 27 bildet eine Platten-Rückhaltenut 28 zum Zurückhalten der Platte 40 aus. Der Anschlag 27 besitzt die Funktion, die Platte 40 abzustützen, wenn die Harzschicht 50 eingefüllt wird und die Funktion, den Wicklungsbereich der Drahtspulen 30 auf den Zähnen 23 zu bestimmen.
Die Öffnung jedes Schlitzes 25 wird durch eine Platte 40 und die Harzschicht 50 geschlossen. Auf diese Weise weist der Abstand im Schlitz 25 den Kühldurchlass 29 auf, um einen Durchfluss des Kühlöls zu erlauben.
Wie in 7 gezeigt, weist die Platte 40 einen Hauptabschnitt 41 auf, der in der Öffnung des Schlitzes 25 montiert ist und einen Schenkel 42 auf, der sich von einem im wesentlichen mittigen Abschnitt der Rückseite des Hauptabschnitts 41 in Richtung zum inneren Abschnitt des Schlitzes 25 erstreckt. Die Harzschicht 50 wird durch eine Harz-Injektionsfüllung auf der Außenfläche 43 der Platte 40 ausgebildet. Die Außenfläche 43 der Platte 40 ist eine Oberfläche, die der äußeren Richtung des Schlitzes 25, nämlich der inneren Umfangsseite des Statorkerns 5 zugewandt ist.
Beide Seiten der Platte 40 werden in der Platten-Rückhaltenut 28, wie oben beschrieben, abgestützt. Die Abmessungen des Hauptabschnitts 41 der Platte 40 und der Platten-Rückhaltenut 28 werden so festgelegt, dass ein geeignetes Spiel zwischen dem Hauptabschnitts 41 und der Platten-Rückhaltenut 28 entsteht. Dieses Spiel gestattet der Oberfläche des Hauptabschnitts 41 der inneren Richtung des Schlitzes 25 zugewandt zu sein, der während dem Einfüllen der Harzschicht 50 in engen Kontakt mit der Auflagefläche des Anschlags 27 gepresst wird. Daher ist es möglich das eingespritzte Harz am Auslaufen in den Schlitz 25 zu hindern. Die Platte 40 ist an einer geeigneten Position durch Auflage mit dem Anschlag 27 so befestigt, um in engen Kontakt mit dem Anschlag 27 zu kommen.
Es wird bevorzugt, dass die Platte 40 aus einem elastischen Material ausgebildet ist. Durch Ausbilden der Platte 40 aus einem elastischen Material, wird dem Anschlag 27 ermöglicht, in die Platte 40 zu beißen, woraus eine bessere Abdichtung resultiert.
Der Schenkel 42 der Platte 40 ist in einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt des Schlitzes 25 angeordnet. Die Querschnittsfläche des Schenkels 42 hat die Funktion, die Querschnittsoberfläche des Kühldurchlasses 29 zu reduzieren. Daher ist der Kühldurchlass 29 auf einen Bereich mit einer kleinen Querschnittsfläche in der Umgebung der Drahtspulen 30 beschränkt. Weil ein Kühlmedium, wie z. B. Kühlöl, durch den begrenzten Bereich in der Umgebung der Drahtspulen 30 fließt, wird eine Kühlung effizient durchgeführt.
Darüber hinaus ist es möglich, die Menge des Kühlöls, das durch den Kühldurchlass 29 strömt, zu reduzieren. Das heißt, dass während eine Durchflussmenge an Kühlöl aufrechterhalten bleibt, wird die Kühleffizienz durch Reduzieren der Querschnittsfläche des Kühldurchlasses 29 und Erhöhung der Fließgeschwindigkeit des Öls verbessert. Dementsprechend kann die Kapazität der Öl-Umwälzpumpe, die erforderlich ist, um den ausreichenden Kühleffekt zu erreichen, reduziert werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Querschnittsfläche des Kühldurchlasses 29 durch Veränderung der Breite des Schenkels 42 zu regulieren.
Die Länge des Schenkels 42 wird auf eine Länge festgelegt, die die Bildung eines Abstands zwischen dem Boden des Schlitzes 25, nämlich mit dem Kern-Rückseiten- 42 Abschnitt zu ermöglichen. Auf diese Weise wird die Abdichtung, die aus der Auflagefläche des Anschlags 27 und der Innenfläche der Platte 40 entsteht, durch den Kern-Rückseiten- 22 Bereich nicht behindert.
Der Schenkel 42 stößt nicht am Boden des Schlitzes 25 an, wenn die Platte 40 nicht unter dem Fülldruck steht. Jedoch nimmt dieser Abstand die Größe an, die einen Kontakt der Spitze des Schenkels 42 mit dem Boden des Schlitzes 25 erlaubt, wenn der Fülldruck den Hauptabschnitt 41 der Platte 40 verformt. Daher ist die Verformung der Platte 40 auf einen festen Betrag eingeschränkt, der durch den Abstand während der Harz-Einspritzung reguliert wurde. Wenn der Verformungsbetrag der Platte auf diese Weise eingeschränkt ist, ist es möglich, ein relativ weiches Material mit niedriger Steifigkeit als Material für die Platte 40 zu wählen. Darüber hinaus ist es möglich, den Fülldruck auf ein relativ hohes Niveau festzulegen. Demzufolge werden die Abdichtungseigenschaften der Innenfläche der Platte 40 und der Auflagefläche des Anschlags 27 gesteigert, um eine verbesserte Abdichtung zu erzeugen.
Als Nächstes wird ein Herstellungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 3 bis 8 beschrieben.
Zuerst wird, mit Bezug auf 3, eine T-förmige magnetische Stahlplatte durch einen Stanzvorgang unter Verwendung eines Formraumes 61 ausgebildet. Danach wird eine festgelegte Anzahl der T-förmigen magnetischen Stahlplatten geschichtet. Auf diese Weise wird eine Anzahl von geteilten Kernen 21, die für den Stator 5 erforderlich sind, wie in 4 gezeigt, ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist die erforderliche Kernanzahl gleich zwölf.
Mit Bezug auf 4 werden die geteilten Kerne mit bogenförmigen Kern-Rückseitenabschnitten 22A, die schräg herausragen und Zähnen 23, die sich im Wesentlichen rechtwinklig dazu und von den Kern-Rückseitenabschnitten 22A erstrecken, bereitgestellt. Der Kern-Rückseitenabschnitt 22A weist einen Teil des Kern-Rückseitenabschnitts 22 des Statorkerns 20 auf. Ein Vorsprung 26, eine Platten-Rückhaltenut 28 und ein Anschlag 27 sind in der Umgebung der Spitze der Zähne 23 ausgebildet.
Mit Bezug auf 5 werden Drahtspulen 30 durch Aufwickeln von Draht auf den Zähnen 23 zwischen dem Anschlag 27 und dem Kern-Rückseitenabschnitt 22A ausgebildet. Die Drahtspulenwicklungen werden quer über eine festgelegte Lage mit einer festgelegten Anzahl von Wicklungen (Anzahl von Umdrehungen) ausgeführt.
In dieser Ausführungsform gibt es sechs Umdrehungen im Draht in einer ersten Lage. Die Draht-Umdrehungen werden vom Boden der Zähne 23 in Richtung der Spitze ohne Abstände in einem Bereich unmittelbar nach dem Kern-Rückseitenabschnitt 22A bis unmittelbar vor dem Anschlag 27 ausgeführt. Als Nächstes werden die Wicklungen einer zweiten Lage, die 5 Umdrehungen aufweist, zurück vom Ende der ersten Lage, von der Spitze der Zähne 23 in Richtung des Bodens oben auf dem Draht, den die erste Lage aufweist, ausgeführt. Danach wird auf die gleiche Weise eine dritte Lage, die fünf Draht-Umdrehungen aufweist, eine vierte Lage, die drei Draht-Umdrehungen aufweist und eine fünfte Lage, die eine Drahtumdrehung aufweist, hintereinander ausgeführt. Somit wird eine Summe von zwanzig Draht-Umdrehungen auf den Zähnen 23 der geteilten Kerne 21 ausgeführt. Es ist möglich, den Drahtwicklungs-Arbeitsschritt in einer geteilten Kernanordnung, im Unterschied zu einem ganzheitlichen Stator, zu erleichtern.
Mit Bezug auf 6 werden zwölf geteilte Kerne 21 mit darauf gewickelten Drahtspulen 30 in einer zylindrischen Form innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet. Die geteilten Kerne 21 werden durch Einfügen entlang der inneren Umfangsfläche der zylindrischen Platte 1A des Gehäuses 1 montiert. In 6 sind drei der zwölf an das Gehäuse 1 befestigte geteilte Kerne 21 als Beispiel gezeigt. Eine Montage der geteilten Kerne an die zylindrische Platte 1A wird zum Beispiel durch ein Aufpressverfahren durchgeführt. Somit kommen die zwölf geteilten Kerne 21 in engen Kontakt mit beiden Seiten des Kern-Rückseitenabschnitts 22A. Auf diese Weise wird ein Stator 5 ausgebildet, der die gleiche Funktion wie ein ganzheitlicher Stator aufweist.
Mit Bezug auf 8 werden beide Seiten des Hauptabschnitts 41 der Platte 40, wie in 7 gezeigt, an der Platten-Rückhaltenut 28 befestigt. Darüber hinaus wird die Platte 40 aus der axialen Drehrichtung (einer zur Oberfläche der Seite in 8 senkrechten Richtung) des Rotors 2 in den Schlitz 25 eingefügt, sodass der Schenkel 42 im Innern des Schlitzes 25 beherbergt ist. Darüber hinaus wird, wie oben beschrieben, das Spiel mit einem bestimmten Maß zwischen der Platte 40 und der Platten-Rückhaltenut 28 vorgesehen.
Mit Bezug auf 9 wird ein Formkörper 62 auf einer inneren Umfangsfläche 5A des Stators 5 eingesetzt. Der Formkörper 42 wird, nachdem das Harz ausgehärtet ist, wieder entfernt das Harz wird unter einem festgelegten Druck in den Abstand 63, der zwischen der Außenfläche 43 der Platte 40 und dem Formkörper 62 ausgebildet ist, eingespritzt. Der festgelegte Druck liegt in der Größe von mehreren hundert kgf/cm². Auf diese Weise wird eine Harzschicht 50, die, wie in 2 gezeigt, gehärtetes Harz aufweist, auf der Außenfläche 43 der Platte 40 ausgebildet.
Als Nächstes werden die ringförmigen Öltaschen 10, 11 mit einem U-förmigen Querschnitt entsprechend auf beiden axialen Enden des Stators 5 montiert. Danach wird der Rotor 2 durch die Lager 3 am Gehäuse 1 montiert.
Die Innenfläche der Platte 40 kommt auf Grund des Drucks während der Harz-Einspritzung in engen Kontakt mit der Auflagefläche des Anschlags 27 des Stators 5. Somit wird eine Abdichtung erzeugt, die ein Auslaufen von in den Schlitz 25 eingespritztem Harz verhindert. Da ein hoher Druck verwendet wird, um das Harz einzuspritzen, füllt das Harz alle Ecken des Abstands 63 aus und verbessert die Harzschicht 50.
Die Harzschicht 50 wird auf einer Außenfläche 43 der Platte 40 ausgebildet, die nach der Harz-Einspritzung nicht entfernt wird. Eine Modellform (ein Formkörper) wird im innern des Schlitzes 28 nicht verwendet. Somit entsteht kein Problem einer Biegung usw. der magnetischen Stahlplatten, da der Herstellungsschritt der Entfernung der Modellform nach einer Ausbildung der Harzschicht 50 ausgelassen wird.
Ein Verfahren ohne Anwendung eines Einspritzdrucks (Fülldrucks) kann als Verfahren der Harz-Abdichtung eingesetzt werden. Zum Beispiel kann ein Verfahren verwendet werden, die Breite W2 des Hauptabschnitts 41 der Platte 40 etwas größer als den Abstand W1 (siehe 6) der Platten-Rückhaltenut 28 zwischen benachbarten Zähnen 23 festzulegen. Wenn die Platte 40 an die Platten-Rückhaltenut 28 angebracht wird, erlaubt dieses Verfahren, dass der seitliche Abschnitt der Platte 40 in engen Kontakt mit dem Boden der Platten-Rückhaltenut 28 ist. Obwohl dieses Verfahren für einen ganzheitlichen Statorkern effektiv ist, ist es nicht effektiv für einen Statorkern, der geteilte Kerne aufweist, weil die Einhaltung der Genauigkeit des Abstands W1 schwierig ist, wenn der Statorkern 20, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, geteilte Kerne aufweist.
Da der Statorkern 20 geschichtete magnetische Stahlplatten aufweist, kann eine gewisse Unebenheit in seiner Seitenfläche einschließlich der Auflagefläche des Anschlags 27 nicht vermieden werden. Wenn das Maß der Unebenheit groß ist, ist es möglich, selbst wenn der Hauptabschnitt 41 der Platte 40 in engen Kontakt mit der Seitenfläche der Zähne 23 oder dem Anschlag 27 steht, das Dichtungseigenschaften nicht ausreichend beibehalten werden. Bei diesem Vorgang ist es wünschenswert, dass die Platte 40 nach einer Vorbeschichtung eines Klebstoffes auf dem Hauptabschnitt 41 der Platte 40 oder der Platten-Rückhaltenut 28 befestigt wird.
Wie oben gemäß dieser Ausführungsform beschrieben, wird die Harzschicht 50 durch Einspritzen von Harz auf die Oberseite einer Außenfläche 43 der Platte 40 ausgebildet. Jedoch unterscheidet sich die Platte 40 von der im Innern des Schlitzes 25 vorgesehenen Modellform (Formkörper) und wirkt als Verschlusselement für die Öffnung des Schlitzes 25 zusammen mit der Harzschicht 50. Nach einer Ausbildung der Harzschicht 50 wird die Platte 40 nicht entfernt. Somit wird das Problem einer Beschädigung des Stators vermieden. Eine solche Beschädigung kann aus einer Biegung der magnetischen Stahlplatten, die der Stator aufweist, als Folge von Arbeitsschritten nach Ausbildung der Harzschicht, zum Beispiel dem Entfernungsvorgang entstehen, wenn eine Modellform verwendet wird.
Da ferner das Harz mit einem Druck von mehreren hundert kgf/cm² eingespritzt wird, erreicht das Harz alle Ecken des auszufüllenden Abstandes und es ist möglich, eine verbesserte Harzschicht zu erreichen. Ein solcher Typ einer rotierenden elektrischen Maschine, die einen inneren Abschnitt des Schlitzes 25 als Kühldurchlass 29 verwendet, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform effizient hergestellt werden und erlaubt eine verbesserte Leistung bei der resultierenden rotierenden elektrischen Maschine.
Die während der Einspritzung von Harz druckbelastete Innenfläche der Platte 40 wird durch engen Kontakt mit der Auflagefläche des Anschlags 27 abgestützt. Daher ist es möglich, ein Auslaufen von Harz in den Schlitz 25 effektiv zu verhindern. Wenn darüber hinaus die Platte aus einem elastischen Material, wie z. B. Harz, ausgebildet ist, werden hohe Luftdichtigkeits-Eigenschaften zwischen der Platte 40 und dem Anschlag 27 erreicht, da der Anschlags 27 in die Platte 40 beißt. Daher können verbesserte Abdichtungseigenschaften des Schlitzes 25 gewährleistet werden.
Wenn sich die Platte 40 (Hauptabschnitt 41) während der Harz-Einspritzung verformt, wird die Verformung durch Anstoßen des Schenkels 42 am Boden des Schlitzes 25 begrenzt. Somit kann die Platte 40 ein Material mit geringer Steifigkeit aufweisen und der Einspritzdruck kann auf ein relativ hohes Niveau eingestellt werden. Demzufolge werden die Luftdichtigkeits-Eigenschaften eines Abschnitts des Anschlags 27 mit der Platte 40 verbessert und es ist möglich die Abdichtungseigenschaften weiter zu gewährleisten.
Mit Bezug auf 10, die nicht in den Ansprüchen enthalten ist, weist eine Platte 45 nur einen Hauptabschnitt ohne den Schenkel, im Gegensatz zur Platte 40 in der ersten obigen Ausführungsform, auf. Wenn das Material für die Platte ein relativ hartes Material mit einer hohen Steifigkeit ist, ist es möglich die Platte 45 zu verwenden, da es nicht notwendig ist, eine Verformung der Platte 45 zu begrenzen. Wenn es nicht notwendig ist, die Oberfläche des Kühldurchlasses 29 zu regulieren, kann ein Vorsprung ähnlich dem Schenkel auf einem mittigen Abschnitt der Platte vorgesehen werden.
Eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung wird mit Bezug auf 11 beschrieben.
In der zweiten Ausführungsform resultieren Luftdichtigkeits-Eigenschaften aus dem Anstoßen des Schenkelabschnitts 42 der Platte 40 mit den Schlitzboden 25A (Kern-Rückseitenabschnitt 22), und dem Anstoßen der Außenfläche der Platte 40 mit der Innenfläche (der Innenseite des Schlitzes 25 zugewandte Fläche) des Vorsprungs 26. Das heißt, dass in dieser Ausführungsform die Platte 40 durch den Schlitzboden 25A auf Grund der Länge des Schenkels 42 der Platte 40 abgestützt wird, wobei ein Anstoßen mit dem Schlitzboden 25A ermöglicht wird. Demzufolge kommt die Außenfläche der Platte 40 in engen Kontakt mit dem Vorsprung 26 und erzeugt eine Abdichtung während der Harz-Einspritzung. Diese Anordnung erfordert keinen Anschlags 27, der von der seitlichen Fläche der Zähne 23 wie in der ersten Ausführungsform herausragt. Somit ist es möglich, die Form der Zähne 23 zu vereinfachen und den Stanzvorgang der magnetischen Stahlplatten zu vereinfachen.
Um für diese Anordnung eine Abdichtung während einer Harz-Einspritzung zu erzeugen, muss die Maßgenauigkeit jedes Abschnitts des Statorkerns 20 relativ groß sein. Folglich wird in dieser Ausführungsform ein ganzheitlicher Statorkern verwendet, um eine solche Genauigkeit einzuhalten. Jedoch kann, solange die Luftdichtigkeits-Eigenschaften der Auflagefläche des Vorsprungs 27 und der Außenfläche 43 der Platte 40 beibehalten werden, dieser Aufbau für den Statorkern mit einem geteilten Aufbau eingesetzt werden.
Obwohl diese Erfindung zuvor mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung auf diese oben beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen werden dem Durchschnittsfachmann im Lichte des oben Gesagten einleuchten. Der Umfang der Erfindung ist definiert mit Bezug auf die nachfolgenden Ansprüche.

Claims

Rotierende elektrische Maschine, die einen Stator (5) aufweist, der Wicklungen (30) in einem Schlitz (25) aufnimmt, wobei die Öffnung des Schlitzes (25) geschlossen ist und einen Kühldurchgang (29) aufweist, der an einem inneren Abschnitt des Schlitzes (25) ausgebildet ist, wobei die rotierende elektrische Maschine aufweist: eine Platte (40), die in der Nähe der Öffnung des Schlitzes (25) angeordnet ist; und eine Harzschicht (50), die auf der Außenfläche (43) der Platte (40) ausgebildet ist, die der äußeren Ausrichtung des Schlitzes zugewandt ist, wobei die Platte (40) und die Harzschicht (50) die Öffnung des Schlitzes (25) verschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (40) einen Schenkel (42) aufweist, der sich in den Schlitz (25) erstreckt.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 1, wobei der Schenkel (42) in einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt des Schlitzes (25) angeordnet ist.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 1, die ferner einen Anschlag (27) aufweist, der von einer inneren Umfangsfläche des Schlitzes (25) hervorsteht, wobei eine Innenfläche der Platte (40) in Kontakt mit einer Auflagefläche des Anschlags (27) kommt.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 3, wobei die Platte (40) aus einem federnden Material ausgebildet ist.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei die Länge des Schenkels (42) so angepasst ist, dass der Schenkel (42) nicht am dem Boden des Schlitzes (25) anstößt, wenn die Platte (40) nicht unter Druck steht.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 5, wobei die Länge des Schenkels (42) so ist, dass bei einer Verformung der Platte (40) durch Druck während der Einspritzung des Harzes die Verformung der Platte (40) durch das Anstoßen des Schenkels (42) am Boden des Schlitzes (25) unterdrückt wird.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 1, wobei ein Vorsprung weiter in Richtung einer äußeren Position des Schlitzes als der Platte (40) vorgesehen ist, wobei der Vorsprung (26) in der Nähe der Öffnung des Schlitzes (25) liegt und wobei die Außenfläche (43) der Platte (40), aufgrund des Kontaktes des Schenkels (24) mit dem Boden des Schlitzes (25), in Kontakt mit der Innenfläche des Vorsprungs (26) gerät.
Rotierende elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Platte (40) am Schlitz (25) durch eine Klebebeschichtung befestigt ist, die zwischen der Platte (40) und der inneren Umfangsfläche des Schlitzes (25) angeordnet ist.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine, die einen Stator (5), der Drahtspulen (30) in einem Schlitz (24) aufnimmt, einen Rotor (2) und einen Kühldurchgang (29) im Schlitz (25) des Stators (5) aufweist, wobei das Herstellungsverfahren aufweist: – Anordnen einer Platte (40) im Innern der Schlitzöffnung und – Verschließen der Schlitzöffnung durch eine Harz-Einspritzung auf die Außenfläche (43) der Platte (40), gekennzeichnet dadurch, dass das Vorsehen eines Schenkels (42) auf der Platte derart ist, dass er sich in den Schlitz (25) erstreckt.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 9, das ferner ein Eindrücken der Platte (40) in den Schlitz (25) während einer Harz-Einspritzung mittels Druck aufweist, sodass die Platte (40) in engen Kontakt mit einem Anschlag (27) kommt, der von der inneren Umfangsfläche des Schlitzes (25) herausragt.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 10, wobei die Platte (40) aus einem elastischen Material ausgebildet wird.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei die Länge des Schenkels (42) so angepasst ist, dass der Schenkel (42) nicht am Boden des Schlitzes (25) anstößt, wenn die Platte (40) nicht unter Druck steht.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 12, wobei, wenn die Platte (40) während einer Einspritzung durch einen Druck verformt wird, die Verformung der Platte (40) durch ein Anstoßen des Schenkels (42) am Boden des Schlitzes (24) unterdrückt wird.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 9 oder 11, wobei ein Vorsprung (26) weiter in Richtung einer äußeren Position des Schlitzes, als der Platte (40) vorgesehen ist, wobei ein Vorsprung (26) in der Nähe der Öffnung des Schlitzes (25) liegt und wobei die Außenfläche (43) der Platte (40), aufgrund des Kontaktes des Schenkels (24) mit dem Boden des Schlitzes (25), in engen Kontakt mit der Innenfläche des Vorsprungs (26) gerät.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei eine Harz-Einspritzung nach einer Beschichtung eines Klebstoffs auf dem Spalt zwischen der Platte (40) und der inneren Umfangsfläche (25) durchgeführt wird.
Herstellungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 9, das ferner aufweist: – das Formen von magnetischen Stahlplatten durch einen Stanzprozess unter Verwendung eines Formenhohlraums (61), – das Formen eines geteilten Kerns (21) durch Schichten der magnetischen Stahlplatten, wobei ein Draht auf die Zähne (23) des geteilten Kerns (21) gewickelt wird, – das Formen des Statorkerns (20) mit einer zylindrischen Form durch Verbinden einer Mehrzahl von geteilten Kernen (21), – das Befestigen des Statorkerns (20) auf einem Gehäuse (1), – das Befestigen von ringförmigen Öl-Taschen (10, 11) mit einem U-förmigen Querschnitt an beiden axialen Enden des Statorkerns (20) und – das Befestigen des Rotors (2) am Gehäuse (1) mittels Lagern.