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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator einer drehenden elektrischen Maschine und betrifft insbesondere den Aufbau eines Teils hiervon betreffend die Verbindung eines leitenden Spulendrahts.
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STAND DER TECHNIK
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Motoren zur Umwandlung elektrischer Energie in kinetische Drehenergie, Generatoren zur Umwandlung kinetischer Drehenergie in elektrische Energie und elektrische Vorrichtungen, welche sowohl als Motor als auch Generator arbeiten, sind bekannt. Nachfolgend werden diese elektrischen Maschinen als drehende elektrische Maschinen bezeichnet.
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Eine drehende elektrische Maschine hat zwei koaxiale Bauteile für eine Relativdrehung. Allgemein gesagt, so ist eines dieser beiden Bauteile festgelegt, wohingegen das andere frei drehbar ist. An dem festen Bauteil (Stator) ist eine Wicklung angeordnet und Elektrizität wird der Wicklung zugeführt, um ein drehendes Magnetfeld zu erzeugen. Durch Relativwirkung mit dem Magnetfeld dreht das andere Bauteil (der Rotor). Die an dem Stator angeordnete Wicklung wird beispielsweise durch Anordnen eines leitenden Spulendrahts in einer bestimmten Form an einem Stator gebildet und dann durch Verbinden der leitenden Spulendrähte miteinander.
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Das nachfolgend genannte Patentdokument 1 beschreibt eine Technik zum nebeneinander liegenden Anordnen und Verschweißen einer flachen Plattenbusschiene und eines Lackdrahts zur Bildung einer Wicklungsseite.
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Druckschriftlicher Stand der Technik:
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: JP2008-193767A
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Von der Erfindung zu lösende Aufgabe
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Bei der nebeneinander liegenden Anordnung und beim Verschweißen eines Endabschnitts einer flachen Plattenbusschiene und eines Endabschnitts eines leitenden Spulendrahts kann aufgrund einer Verschiebung zwischen den Endflächen die Verschweißungsfläche kleiner oder einseitig werden. Dies kann die Festigkeit des Schweißabschnitts verringern.
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Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, eine ausreichende Verschweißungsfestigkeit an den Schweißendflächen sicherzustellen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mittel zur Lösung der Aufgabe
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Der Stator einer drehenden elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Mehrzahl von leitenden Spulendrähten, die an einem Statorkern angeordnet sind, und wenigstens eine Busschiene, die hergestellt ist unter Verwendung eines flachen plattenförmigen Bauteils, welches breiter als der leitende Spulendraht ist und mit wenigstens einem leitenden Spulendraht verbunden ist. Die Mehrzahl von leitenden Spulendrähten ist miteinander entweder direkt oder über eine Busschiene oder über eine Kombination aus direkter Verbindung und Verbindung über eine Busschiene verbunden, um damit eine Statorwicklung zu bilden. Eine Busschiene kann Neutralpunkte der Statorwicklungen für drei Phasen verbinden und kann auch eine Statorwicklung und eine Energieversorgungsleitung zur Zufuhr von Energie an die Statorwicklung verbinden.
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Der leitende Spulendraht und die Busschiene sind miteinander durch Schweißen verbunden. Der leitende Spulendraht hat einen verlängerten leitenden Spulendrahtendabschnitt, der an wenigstens einem Endabschnitt hiervon ausgebildet ist. Die Busschiene hat einen verlängerten Busschienenendabschnitt, der an wenigstens einem Endabschnitt hiervon ausgebildet ist. Dieser verlängerte leitende Spulendrahtendabschnitt und dieser verlängerte Busschienenendabschnitt erstrecken sich parallel zueinander und ihre Endabschnitte sind miteinander verschweißt. Der verlängerte leitende Spulendrahtendabschnitt liegt benachbart einer breiteren Seitenfläche der Busschiene, welche unter Verwendung eines flachen Plattenbauteils hergestellt ist. Das Spitzenende des verlängerten Busschienenendabschnitts ist in Breitenrichtung sich verjüngend ausgebildet.
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Die Breite des Spitzenendes des verlängerten Busschienenendabschnitts kann größer als diejenige des Spitzenendes des leitenden Spulendrahts gemacht werden. Weiterhin kann ein Querschnitt des leitenden Spulendrahts rechteckförmig sein und die längere Seite des Rechtecks kann zu der Busschiene weisen.
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Eine Busschiene mit verlängerten Busschienenendabschnitten, welche an zwei jeweiligen Endabschnitten hiervon ausgebildet sind, kann mit leitenden Spulendrähten an diesen beiden Endabschnitten verschweißt sein, wodurch diese leitenden Spulendrähte miteinander verbunden sind. Weiterhin kann eine Busschiene mit einem verlängerten Busschienenendabschnitt, der nur an einem Endabschnitt hiervon ausgebildet ist, mit einem leitenden Spulendraht an dem einen Endabschnitt verschweißt sein, der sich verjüngend ausgebildet ist, und mit einer Energieversorgungsleitung am anderen Endabschnitt hiervon verbunden sein. Mit diesem Aufbau sind der leitende Spulendraht und die Energieversorgungsleitung miteinander verbunden. Weiterhin kann ein Endabschnitt der Busschiene, wo eine Energieversorgungsleitung angeschlossen ist, sich verjüngend ausgebildet sein und mit der Energieversorgungsleitung verschweißt sein, ähnlich der Verschweißung mit einem leitenden Spulendraht.
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Eine Busschiene mit zwei sich verjüngenden Endabschnitten kann als eine Phasenwicklungsbusschiene zur Verbindung von leitenden Spulendrähten für jede Phase einer drehenden elektrischen Maschine verwendet werden, um damit eine Statorwicklung zu bilden. Eine Busschiene, welche zwei sich verjüngende Endabschnitte hat, kann auch als eine Neutralpunktbusschiene verwendet werden, um ein Ende von Statorwicklungen für die jeweiligen Phasen zu verbinden, um damit einen Neutralpunkt zu bilden. Wenn eine solche Busschiene als Neutralpunktbusschiene verwendet wird, kann ein verzweigter Abschnitt zwischen den jeweiligen Endabschnitten ausgebildet werden und ein verlängerter Busschienenendabschnitt kann auch an dem Endabschnitt des verzweigten Abschnitts ausgebildet werden, so dass ein Endabschnitt einer jeden von drei Phasenstatorwicklungen mit den drei jeweiligen Endabschnitten verschweißt werden kann.
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Phasenwicklungsbusschienen für die jeweiligen Phasen mit wenigstens einer für die jeweilige Phase können durch Vergießen zusammengefasst werden, wobei ein isolierendes Material, beispielsweise ein Harz oder dergleichen, verwendet wird, um somit ein Busschienenmodul zu bilden. Das Busschienenmodul kann durch Vergießen so gebildet werden, dass es eine Neutralpunktbusschiene enthält. Weiterhin kann das Busschienenmodul unter Verwendung von Vergießen so gebildet werden, dass es eine Busschiene enthält, welche an einem Endabschnitt mit einer Energieversorgungsleitung verbunden ist, d. h. eine Energieversorgungsbusschiene. Ein Endabschnitt der Energieversorgungsbusschiene, wo ein leitender Spulendraht angeschlossen ist, ist sich verjüngend ausgebildet. Das Busschienenmodul kann benachbart einer Statorwicklung in Drehaxialrichtung der drehenden elektrischen Maschine angeordnet werden. Dann werden der verlängerte leitende Spulendrahtendabschnitt und der verlängerte Busschienenendabschnitt in Drehaxialrichtung der drehenden elektrischen Maschine in einer Richtung weg von Statorkern verlaufend angeordnet.
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Vorteile der Erfindung
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Durch die Ausbildung der sich verjüngenden Form wird die Schweißwärme von einem Spitzenende zu einer tiefer liegenden Position übertragen, was zu einer breiteren Schweißfläche führt. Weiterhin fließt Schweißmaterial entlang der sich verjüngenden Form, was ebenfalls zu einer breiteren Schweißfläche führt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stators einer drehenden elektrischen Maschine;
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2 zeigt ein an einem Stator angeordnetes Busschienenmodul;
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3 ist eine perspektivische Ansicht des Busschienenmoduls alleine;
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4 ist eine Schnittansicht des Busschienenmoduls entlang Linie A-A in 3;
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5 erläutert einen Abschnitt 38, wo eine Busschiene aufgenommen ist;
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6 zeigt Form und Anordnung einer Busschiene in einem Busschienenmodul;
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7 ist eine perspektivische Ansicht von detaillierten Formgebungen eines verlängerten Busschienenendabschnitts und eines verlängerten leitenden Spulendrahtendabschnitts;
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8 zeigt eine detaillierte Form eines verlängerten Busschienenendabschnitts;
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9 zeigt den Zustand einer Verschweißung, wenn eine Busschiene ohne ein sich verjüngendes Spitzenende verwendet wird;
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10 zeigt den Zustand einer Verschweißung, wenn eine Busschiene mit einem sich verjüngenden Spitzenende verwendet wird;
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11 ist eine Querschnittsansicht des Zustands einer Verschweißung entlang einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung einer Busschiene; und
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12 erläutert den Zustand einer Verschweißung, wenn ein leitender Spulendraht relativ zu einer Busschiene verschoben angeordnet ist.
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BESTE WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche das äußere Erscheinungsbild des Stators 10 einer drehenden elektrischen Maschine zeigt, wobei ein Busschienenmodul, welches nachfolgend zu beschreiben ist, weggelassen ist. Der Stator 10 hat einen Statorkern 12 mit einer im Wesentlichen ringförmigen oder zylindrischen Form, in welcher Zähne 14, die einen Magnetpol bilden, an der Innenoberfläche des Statorkerns 12 entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind. Ein leitender Spulendraht 16 ist um die Zähne 14 gewickelt, wodurch eine Statorwicklung 18 an dem Statorkern angeordnet wird. Bei dieser Ausführungsform wird eine Mehrzahl von leitenden Spulendrähten 16, die in eine bestimmte Form gebracht sind, in die jeweiligen Räume zwischen den Zähnen 14, d. h. in Schlitze, eingesetzt und miteinander verschweißt oder miteinander über einen Leiter, beispielsweise eine Busschiene oder dergleichen, verbunden, wodurch die Statorwicklung 18 gebildet wird. Genauer gesagt, die leitenden Spulendrähte 16 werden verschweißt und damit direkt miteinander verbunden, wodurch eine Teilwicklung, welche Teil der Statorwicklung 18 ist, gebildet wird. Dann werden jeweilige Enden der leitenden Spulendrähte 16 der Teilwicklungen miteinander über einen Leiter, beispielsweise eine Busschiene oder dergleichen, anders als der leitende Spulendraht verbunden, wodurch die Statorwicklung 18 gebildet wird.
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Der Stator 10 hat eine Ring- oder Zylinderform, auch wenn die Statorwicklung 18, die am Statorkern 12 angeordnet wird, der eine Ring- oder Zylinderform hat. Nachfolgend wird, was die Form des Stators oder dergleichen betrifft, eine Ring- oder Zylinderform aus Gründen der Einfachheit als Ringform bezeichnet. Ein Rotor (nicht gezeigt) ist innerhalb des Stators 10 mit der Ringform angeordnet. Eine Zufuhr von Energie an die Statorwicklung 18 erzeugt ein drehendes Magnetfeld in dem Raum innerhalb der Ringform des Stators 10, und der Rotor dreht durch eine Wechselwirkung mit dem Magnetfeld. Die Drehachse des Rotors ist die Drehachse der drehenden elektrischen Maschine und fällt mit der Mittelachse der Ringform des Stators 10 zusammen. Es sei festzuhalten, dass die Richtung, in welcher sich die Drehachse der drehenden elektrischen Maschine, d. h. die Mittelachse der Ringform des Stators 10, erstreckt, in der nachfolgenden Beschreibung als Drehaxialrichtung bezeichnet wird.
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Wie in 1 gezeigt, steht ein Ende des leitenden Spulendrahts nach oben, d. h. in Drehaxialrichtung, von der Statorwicklung 18 in 1 vor. Der Endabschnitt des leitenden Spulendrahts, der sich von der Statorwicklung 18 erstreckt, wird als verlängerter leitender Spulendrahtendabschnitt 20 bezeichnet. Im Fall des Stators 10 sind zwei Paare von Teilwicklungen für jede von U-Phase, V-Phase und W-Phase vorgesehen, so dass es zwölf verlängerte leitende Spulendrahtendabschnitte oder Enden jeweiliger Teilwicklungen gibt. Die verlängerten leitenden Spulendrahtendabschnitte 20 für jede Phase und auf der Neutralpunktseite sind elektrisch miteinander verbunden. Weiterhin ist eine Energieversorgungsleitung 22 zur Zufuhr von dreiphasiger Wechselstromenergie mit einem verlängerten leitenden Spulendrahtendabschnitt 20 für jede von U-Phase, V-Phase und W-Phase verbunden. Die Energieversorgungsleitung 22 hat zusätzlich die Funktion des Übermittelns von Energie, welche von der drehenden elektrischen Maschine erzeugt wurde, nach außen hin.
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Die 2 und 3 zeigen ein Busschienenmodul 26, welches eine Mehrzahl von Busschienen aus leitfähigem Material zur Verbindung der leitenden Spulendrähte 16 für die jeweiligen Phasen miteinander integriert. 2 zeigt das Busschienenmodul 26, das am Stator 10 angeordnet ist, und 3 zeigt schematisch das Busschienenmodul 26 alleine.
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Das Busschienenmodul 26 wird an dem Stator 10 in Drehaxialrichtung und insbesondere benachbart der Statorwicklung 18 angeordnet. Das Busschienenmodul 26 hat einen Busschienenmodulhauptkörper 28, der sich in Bogenform entlang der Ringform des Stators 10 erstreckt, und einen Anschluss 30, der vom Hauptkörper 28 vorsteht und mit dem verlängerten leitenden Spulendrahtendabschnitt 20 verbunden ist. Eine Mehrzahl von Busschienen 20 ist in dem Busschienenhauptkörper 28 angeordnet und erstreckt sich entlang der Bogenform des Hauptkörpers 28, und ein Endabschnitt der Busschiene, der vom Busschienenhauptkörper 28 vorsteht, bildet den Anschluss 30. Der Anschluss 30 wird nachfolgend als verlängerter Busschienenendabschnitt 30 bezeichnet. Der verlängerte Busschienenendabschnitt 30 steht von der Seitenfläche des Busschienenhauptkörpers 28 vor, d. h. einer Oberfläche, die sich in einer Richtung erstreckt, welche die Längsrichtung des Busschienenmodulhauptkörpers 28 schneidet. Im Fall des Stators 10 dieser Ausführungsform steht der verlängerte Busschienenendabschnitt 30 von jeder von einander gegenüberliegenden Oberflächen vor, insbesondere einer Seitenfläche an der äußeren Umfangsseite der Bogenform des Busschienenmodulhauptkörpers 28 und einer an der inneren Umfangsseite hiervon.
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Weiterhin ist ein Halteabschnitt 34 zum Halten eines Verbindungsteils 32, welches mit der Energieversorgungsleitung 22 mittels Schweißen oder dergleichen verbunden ist, so ausgebildet, dass er von dem Busschienenmodulhauptkörper 28 vorsteht (siehe 3). Genauer gesagt, die Anzahl von Verbindungsteilen 32, welche vorgesehen sind, ist gleich der Anzahl der Phasen. Die Abmessung des Busschienenmodulhauptkörpers 28 in Durchmesserrichtung, d. h. die Breite, ist gleich oder kleiner als die Breite der Statorwicklung 18 in Durchmesserrichtung, und die Breite des gesamten Busschienenmoduls 26 einschließlich des Halteabschnitts 34 liegt innerhalb der Breite des Statorkerns 12.
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Die Statorwicklung 18 wird gebildet durch Verbinden zweier Teilwicklungen für jede Phase miteinander über eine Busschiene. Das heißt, die einen Enden entsprechender leitender Spulendrähte zweier Teilwicklungen werden mit einer Busschiene verbunden; das andere Ende des leitenden Spulendrahts einer Teilwicklung wird mit einem Neutralpunkt verbunden; und das andere Ende des leitenden Spulendrahts der anderen Teilwicklung wird mit der Energieversorgungsleitung verbunden.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird eine Verbindungsbeziehung zwischen einer Busschiene und einem leitenden Spulendraht näher beschrieben. Ein verlängerter Busschienenendabschnitt 30 in Verbindung mit einem leitenden Spulendraht der U-Phase sei durch die Bezugszeichen 30U1, 30U2 bezeichnet; ein verlängerter Busschienenendabschnitt 30 in Verbindung mit einem leitenden Spulendraht der V-Phase sei durch die Bezugszeichen 30V1, 30V2 bezeichnet; ein verlängerter Busschienenendabschnitt 30 in Verbindung mit einem leitenden Spulendraht der W-Phase sei durch die Bezugszeichen 30W1, 30W2 bezeichnet, und ein verlängerter Busschienenendabschnitt 30 in Verbindung mit einem Ende eines leitenden Spulendrahts für jede Phase auf der Neutralpunktseite sei durch die Bezugszeichen 30N1, 30N2, 30N3 bezeichnet. Bei einer der beiden Teilwicklungen der U-Phase ist ein Ende des leitenden Spulendrahts der Teilwicklung mit dem verlängerten Busschienenendabschnitt 30U1 verbunden und das andere Ende mit dem verlängerten Busschienenendabschnitt 30N1 auf der Neutralpunktseite. Ein Ende des leitenden Spulendrahts der anderen Teilwicklung ist mit dem verlängerten Busschienenendabschnitt 30U2 verbunden und das andere Ende mit dem Verbindungsteil 32. Dies trifft auf ähnliche Weise für die V-Phase und U-Phase zu.
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An der äußeren Umfangsseite des Busschienenmoduls ist der Halteabschnitt 34 zum Halten des Verbindungsteils 32 ausgebildet. Ein Ende des leitenden Spulendrahts 16 ist mit dem Verbindungsteil 32 verbunden. Das Verbindungsteil 32 hat beispielsweise im Wesentlichen J-Form und ist so gehalten, dass die kürzere Seite der J-Form mehr außerhalb in Umfangsrichtung liegt. Die Energieversorgungsleitung 22 ist mit der kürzeren Seite verbunden, wohingegen das andere Ende des leitenden Spulendrahts 16 für jede Phase mit der längeren Seite verbunden ist.
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4 ist eine Querschnittsansicht des Busschienenmoduls 26, bei dem vier Busschienen 36 jeweils entsprechend den U-, V- und W-Phasen und dem Neutralpunkt parallel angeordnet sind, d. h. eine Schnittansicht entlang beispielsweise Linie A-A in 3. Die Busschiene 36 hat eine flache Plattenform, welche für eine Verbindung zwischen bestimmten leitenden Spulendrähten langgestreckt ist. Vier Busschienen 36 sind in einer 2 × 2-Anordnung angeordnet, d. h. in zwei Lagen in einer Richtung von oben nach unten und in zwei Spalten in einer Richtung von links nach rechts. Es sei festzuhalten, dass bei dieser Beschreibung die Drehaxialrichtung der drehenden elektrischen Maschine als eine Richtung von oben nach unten definiert ist und die Seite näher am Stator als eine Unterseite definiert ist, wohingegen die vom Stator weiter entfernte als Oberseite definiert ist. Weiterhin sei festzuhalten, dass in der Beschreibung eine Richtung senkrecht zur Drehaxialrichtung, d. h. eine Durchmesserrichtung der drehenden elektrischen Maschine, als eine Richtung von links nach rechts definiert ist und die Innenseite der drehenden elektrischen Maschine als linke Seite definiert ist, wohingegen die Außenseite als rechte Seite definiert ist. Diese oben genannten Richtungen sind hier nur aus Gründen der Anschaulichkeit der Beschreibung festgelegt und haben nichts mit den Richtungen und Ausrichtungen bei einer tatsächlichen Anordnung der Maschine zu tun. Weiterhin, wenn die vier Busschienen 36 voneinander unterschieden werden müssen, sind die Busschienen für die jeweiligen U-, V- und W-Phasen (Phasenwicklungsbusschienen) durch Bezugszeichen 36U, 36V und 36W bezeichnet, und eine Busschiene für einen Neutralpunkt (Neutralpunktbusschiene) wird in der nachfolgenden Beschreibung mit 36N angegeben. Wie gezeigt, liegt die U-Phasen-Busschiene 36U in der unteren Lage der linken Spalte; die V-Phasen-Busschiene 36V liegt in der oberen Lage der rechten Spalte; die W-Phasen-Busschiene 36W liegt in der oberen Lage der linken Spalte; und die Neutralpunktphasenbusschiene 36N liegt in der unteren Lage der rechten Spalte. Jeder der vier Bereiche in der 2 × 2-Anordnung ist als Abschnitt 38 bezeichnet. Wie in 5 gezeigt, ist in von vier Segmenten eines in der oberen Lage der linken Spalte als Abschnitt 38-1 bezeichnet, eines in der oberen Lage der rechten Spalte als Abschnitt 38-2, eines in der unteren Lage der linken Spalte als Abschnitt 38-3 und eines in der unteren Lage der linken Spalte als Abschnitt 38-4.
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Das Busschienenmodul 26 hat ein isolierendes Bauteil 40 zur Isolierung der Busschienen 36 voneinander und zum Bedecken der Busschienen 36, um damit die Busschienen 36 nach außen hin zu isolieren. Das isolierende Bauteil 40 wird durch Vergießen von beispielsweise Harz gebildet und wird durch den Guss mit den Busschienen 36U, 36V, 36W, 36N zu einer Einheit. Es sei festzuhalten, dass, obgleich das isolierende Bauteil 40 in der Darstellung als einteilig gezeigt ist, das isolierende Bauteil 40 in zwei oder mehr Teile unterteilt werden kann, was von den Gussbedingungen abhängt. Beispielsweise kann der kreuzförmige Abschnitt im isolierenden Bauteil 40 zuerst gegossen werden, gefolgt von einer Anordnung einer Busschiene an dem kreuzförmigen Abschnitt, und der rechteckförmige Außenabschnitt wird dann so in Harz gegossen, dass alles umschlossen ist. Das Material des isolierenden Bauteils 40 kann allgemein Kunststoff sein. Weiterhin kann abhängig von den Betriebsbedingungen oder dergleichen technischer Kunststoff oder technischer Superkunststoff verwendet werden.
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6 zeigt die einzelnen Formen der Busschienen 36U, 36V, 36W und 36N. Die Darstellung (a) in 6 zeigt eine obere Lage, d. h. eine Lage, zu der die Segmente 38-1, 38-2 gehören, und die Darstellung (b) in 6 zeigt eine untere Lage, d. h. eine Lage, zu der die Segmente 38-3, 38-4 gehören. Die jeweiligen Busschienen 36U, 36V, 36W, 36N werden hergestellt, indem ein flaches Plattenbauteil insbesondere in eine im Wesentlichen bogenförmige Form gestreckt wird, bei der die Plattenoberflächen der jeweiligen Busschienen 36U, 36V, 36W, 36N auf der flachen Oberfläche liegen, die durch die Bogenform definiert ist. Ein verlängerter Busschienenendabschnitt 30 wird an beiden jeweiligen Enden der Bogenform oder an beiden jeweiligen Enden und einer Mittelposition der Bogenform gebildet. Der verlängerte Busschienenendabschnitt 30 ist sich verjüngend ausgebildet, wie nachfolgend beschrieben wird, und die Busschienen 36U, 37V und 36W für die jeweiligen U-, V- und W-Phasen sind Busschienen mit beidseitig sich verjüngenden Enden oder eine Busschiene mit sich verjüngender Form an beiden jeweiligen Enden hiervon. Die Busschiene 36N am Neutralpunkt ist ebenfalls eine Busschiene mit beidseitig sich verjüngenden Enden oder eine Busschiene, welche an beiden jeweiligen Enden hiervon eine sich verjüngende Form hat und welche zusätzlich einen abzweigenden Abschnitt hat, der zwischen den beiden jeweiligen Enden ausgebildet ist, wo ein sich verjüngender verlängerter Busschienenendabschnitt 30 ausgebildet ist.
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Die U-Phasen-Busschiene 36U liegt im Abschnitt 38-3 in der unteren Lage auf der linken Seite. Die V-Phasen-Busschiene 36V liegt in der oberen Lage und erstreckt sich vom Anschluss 30V1 über den Abschnitt 38-1 auf der linken Seite, dann entlang dem Abschnitt 38-2 auf der rechten Seite und wieder über den Abschnitt 38-1 auf der linken Seite, um den Anschluss 30V2 zu erreichen. Die W-Phasen-Busschiene 36W erstreckt sich vom Anschluss 30W1 entlang dem Abschnitt 38-1, geht dann von der oberen Lage zur unteren Lage an einer Position jenseits des Anschlusses 30U2 über und erstreckt sich entlang dem Abschnitt 38-3 zum Anschluss 30W2. Die Neutralpunktbusschiene 36 erstreckt sich entlang dem Abschnitt 38-4 in der unteren Lage auf der rechten Seite. Wie oben beschrieben, sind in dem Busschienenmodulhauptkörper 28 die vier Busschienen 36 in den beiden jeweiligen oberen und unteren Lagen und den beiden jeweiligen linken und rechten Seiten Seite an Seite angeordnet.
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Das Verbindungsteil 32 zur Verbindung des leitenden Spulendrahts 16 und der Energieversorgungsleitung 22 kann als eine Busschiene betrachtet werden, welche unter Verwendung eines flachen Plattenleiters gebildet wird. In der nachfolgenden Beschreibung wird das Verbindungsteil 32 als Energieversorgungsleitungsbusschiene 32 bezeichnet. Ein Ende der Energieversorgungsleitungsbusschiene 32 ist ein verlängerter Busschienenendabschnitt zur Verschweißung mit dem leitenden Spulendraht 16 und ist in 3 mit 30C bezeichnet.
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Bei einer Beschreibung der Form der Busschienen 32, 36 ist die Richtung, in der sich die Busschiene erstreckt, als Längsrichtung definiert. Eine Richtung, welche die Längsrichtung schneidet und sich entlang der flachen Plattenoberfläche erstreckt, ist als Breitenrichtung definiert, und eine Abmessung in dieser Richtung ist als Breite definiert. Weiterhin ist eine Richtung, welche die Längsrichtung schneidet und die Plattenoberfläche durchtritt, als Dickenrichtung definiert, und eine Abmessung in dieser Richtung ist als Dicke definiert.
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7 zeigt die detaillierte Form des verlängerten Busschienenendabschnitts 30 und des verlängerten leitenden Spulendrahtendabschnitts 20. 8 zeigt die genaue Form des verlängerten Busschienenendabschnitts 30. Was den verlängerten Busschienenendabschnitt 30 betrifft, so entspricht die Längsrichtung der Richtung von oben nach unten in den 7 und 8, eine Richtung von links nach rechts entspricht der Breitenrichtung und eine Tiefenrichtung entspricht der Dickenrichtung. Wie gezeigt, erstrecken sich der verlängerte Busschienenendabschnitt 30 und der verlängerte leitende Spulendrahtendabschnitt 20 parallel in einer gleichen Richtung so, dass ihre Spitzenenden nach oben weisen, d. h. in einer Richtung weg von der Statorwicklung 18. Der verlängerte leitende Spulendrahtendabschnitt 20 liegt benachbart der breiteren Seitenfläche 42 der Busschiene 36. Der leitende Spulendraht 16 ist ein sogenannter Flachdraht mit einem rechteckförmigen Querschnitt und ist so angeordnet, dass die längere Seite des Rechtecks zu der breiteren Seitenfläche 42 der Busschiene 36 weist.
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Die Breite der Busschiene 36 ist größer als diejenige des leitenden Spulendrahts 16. Ein sich verjüngender Abschnitt 44, der in Breitenrichtung bei Annäherung an das Spitzenende schmäler wird, ist am Spitzenende des verlängerten Busschienenendabschnitts 30 ausgebildet. Die schrägen Oberflächen 46, welche die sich verjüngende Form bilden, sind bevorzugt symmetrisch zueinander an den beiden jeweiligen Seiten. Die Abmessung der sich verjüngenden Form ist so, dass eine Abmessung b in Längsrichtung länger als eine Abmessung a in Breitenrichtung ist, wie in 8 gezeigt. Die Abmessung b in Längsrichtung ist länger als die Abkantungslänge zum Entfernen einer Kante oder eines Grats eines Bauteils. Bei einer Busschiene mit einer Breite von wenigen Millimetern ist die Abmessung beim normalen Entgraten zum Entfernen einer Kante kleiner als ein Millimeter. Somit ist bei einer Busschiene mit der obigen Abmessung die Abmessung b in Längsrichtung der sich verjüngenden Form gleich oder größer als 1 mm.
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Der leitende Spulendraht 16 hat eine konstante Querschnittsform, und an den verlängerten leitenden Spulendrahtendabschnitten 20 ist der Leiter durch Entfernen der Ummantelung 52 freigelegt. Die Breite der Spitzenendfläche 48 der Busschiene 36, d. h. die Breite des Spitzenendes des sich verjüngenden Abschnitts 44, bleibt trotz des Vorhandenseins der sich verjüngenden Form größer als diejenige der Spitzenendfläche 50 des leitenden Spulendrahts 16. Die Lage des leitenden Spulendrahts 16, der sich vom Wicklungsendabschnitt der Statorwicklung 18 erstreckt, kann bei einem Herstellungsprozess nicht mit hoher Genauigkeit festgelegt werden, und jeder liegt daher etwas abweichend von der gewollten Position. Um die Differenz aufzufangen, hat die Spitzenendfläche 48 der Busschiene eine größere Breite als die Spitzenendfläche 50 eines leitenden Spulendrahts.
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7 zeigt als ein Beispiel einen verlängerten Busschienenendabschnitt 30, der an beiden jeweiligen Endabschnitten der Phasenbusschiene 36U, 36V, 36W und der Neutralpunktbusschiene 36N ausgebildet ist. Es sei festzuhalten, dass der verlängerte Busschienenendabschnitt 30N2, der in der Mittelposition der Neutralpunktbusschiene 36N ausgebildet ist, auch eine ähnliche sich verjüngende Form hat (siehe 3). Weiterhin haben die verlängerten Busschienenendabschnitte 30C der drei Energieversorgungsleitungsbusschienen 32 ebenfalls eine ähnliche sich verjüngende Form (siehe 3). Es sei festzuhalten, dass in 2 die sich verjüngende Form des verlängerten Busschienenendabschnitts 30 nicht gezeigt ist.
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Die 9 und 10 zeigen Schweißteile mit unterschiedlichen Formen, welche dem Vorhandensein oder Fehlen des sich verjüngenden Abschnitts 44 zuzuschreiben sind. 9 betrifft einen Fall, bei dem die Busschiene 54 ohne den sich verjüngenden Abschnitt 44 verwendet wird, wohingegen 10 einen Fall betrifft, bei dem die Busschiene 36 mit dem sich verjüngenden Abschnitt 44 verwendet wird. Beim Schweißen werden ein Endabschnitt des leitenden Spulendrahts 16 und derjenige der Busschiene 54 von oben her erhitzt, wobei die Endabschnitte, die zu verschweißen sind, beide nach oben weisend angeordnet sind. Da die Breite der oberen Oberfläche der Busschiene 54 ohne sich verjüngenden Abschnitt größer ist, verbleibt aufgrund der Oberflächenspannung, Schweißmaterial an der oberen Oberfläche der Busschiene 54 und eine Schweißmaterialzone 56 aufgrund der Aushärtung des geschweißten Materials wird nur in einem Bereich sehr nahe der Spitzenendoberfläche der Busschiene 54 und des leitenden Spulendrahts 16 ausgebildet.
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Wenn demgegenüber die Busschiene 36 mit dem sich verjüngenden Abschnitt 44 gemäß 10 verwendet wird, wird, da die Spitzenendoberfläche 48 der Busschiene schmal ist, Schweißhitze zu einem tieferen Punkt übertragen, d. h. zu einer Position entfernt von der Spitzenendoberfläche 48 der Busschiene in Längsrichtung der Busschiene gesehen, so dass ein tieferer Bereich in der Busschiene 36 geschweißt wird. Zusätzlich fließt das aufgeschweißte Material nach unten entlang der schrägen Oberfläche 46 des sich verjüngenden Abschnitts 44, so dass eine Schweißmaterialzone 58 gebildet wird, welche bis zu einer tieferen Position abdeckt. Weiterhin wird die Schweißmaterialzone 58, die aus dem nach unten geflossenen Material gebildet wird, in einem abgestuften Teil ausgebildet, der aufgrund einer Breitendifferenz zwischen dem verlängerten leitenden Spulendrahtendabschnitt 20 und dem verlängerten Busschienenendabschnitt 30 gebildet wird, wie in 11 gezeigt. Damit kann der leitende Spulendraht 16 zuverlässig mit der Busschiene 36 verbunden werden. Mit all dem Obengesagten kann ein verschweißter Abschnitt gebildet werden, der eine größere Fläche über den leitenden Spulendraht und die Busschiene hinweg bedeckt, so dass die Verbindung fester gemacht werden kann.
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12 zeigt ein Beispiel, bei dem die Busschiene 54 ohne einen sich verjüngenden Abschnitt mit dem leitenden Spulendraht 16 verschweißt wird, der in Breitenrichtung versetzt angeordnet ist. Wenn der leitende Spulendraht 16 versetzt angeordnet wird, ist die breitere Seitenfläche 60 der breiteren Seitenfläche 60 einseitig freigelegt und geschweißtes Material fließt aufgrund der Oberflächenspannung zu der Seite, wo die breitere Seitenfläche 60 stärker freiliegt. Folglich wird die Schweißmaterialzone 62 einseitig ausgebildet, wobei kein Schweißbereich an der Seitenoberfläche 60 auf der gegenüberliegenden Seite gebildet wird. In einem Fall, wo der sich verjüngende Abschnitt 44 ausgebildet wird, kann demgegenüber, da Schweißmaterial entlang der schrägen Oberfläche 46 fließt, die Wahrscheinlichkeit einer einseitigen Ausbildung einer Schweißmaterialzone, d. h. eines Schweißbereichs, verringert werden, obgleich sich die Verschiebung ergibt.
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Beschreibung von Bezugszeichen
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- 10 Stator, 16 leitender Spulendraht, 20 verlängerter leitender Spulendrahtendabschnitt, 22 Energieversorgungsleitung, 26 Busschienenmodul, 30 verlängerter Busschienenendabschnitt, 32 Verbindungsteil (Energieversorgungsleitungsbusschiene), 36 Busschiene, 44 sich verjüngender Abschnitt, 46 schräge Oberfläche, 48 Busschienenspitzenendfläche, 50 Spitzenendoberfläche leitender Spulendraht.