特許 5679669 発電機のステータに関するステータセグメント、ステータ装置、発電機用のステータおよび発電機のステータのステータセグメントの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5679669

(24)【登録日】2015年1月16日

(45)【発行日】2015年3月4日

(54)【発明の名称】発電機のステータに関するステータセグメント、ステータ装置、発電機用のステータおよび発電機のステータのステータセグメントの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/18 20060101AFI20150212BHJP

   H02K 3/04 20060101ALI20150212BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/18 C

   H02K3/04 E

【請求項の数】14

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2010-13035(P2010-13035)

(22)【出願日】2010年1月25日

(65)【公開番号】特開2010-172189(P2010-172189A)

(43)【公開日】2010年8月5日

【審査請求日】2012年12月26日

(31)【優先権主張番号】09000947.3

(32)【優先日】2009年1月23日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】390039413

【氏名又は名称】シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト

【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ

(74)【代理人】

【識別番号】100061815

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 敏雄

(74)【代理人】

【識別番号】100099483

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 琢也

(74)【代理人】

【識別番号】100112793

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳大

(74)【代理人】

【識別番号】100128679

【弁理士】

【氏名又は名称】星 公弘

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【復代理人】

【識別番号】100165940

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 令子

(72)【発明者】

【氏名】ヘンリク スティースダル

【審査官】 安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０４４８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２９１１８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／１８

Ｈ０２Ｋ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電機のステータに関するステータセグメント（１００）において、
ベースエレメント（１０３）と、
前記ベースエレメント（１０３）に取り付けられているコイルエレメント（１０１）と、
を有し、
前記ベースエレメント（１０３）は接続領域（１０４）を有し、
前記接続領域（１０４）にて、前記ステータセグメント（１００）を別のステータセグメント（１１０）に接続する接続コイルエレメント（１０２）が取り付けられており、
前記コイルエレメント（１０１）および前記接続コイルエレメント（１０２）は、前記ベースエレメント（１０３）の外側の重畳領域（２０３）にて相互に重畳しており、前記重畳領域（２０３）では、前記コイルエレメント（１０１）の重畳平面の重畳垂線（ＮＯ）は、前記接続コイルエレメント（１０２）の重畳平面の重畳垂線（ＮＦ）に対して垂直に延びる、
ステータセグメント（１００）。

【請求項2】

前記ベースエレメント（１０３）は前記コイルエレメント（１０１）が取り付けられる巻線スロット（１０５）を有する、
請求項１記載のステータセグメント（１００）。

【請求項3】

前記接続領域（１０４）は前記接続コイルエレメント（１０２）の収容に適した接続スロット（１０６）を有する、
請求項１または２記載のステータセグメント（１００）。

【請求項4】

前記接続領域（１０４）は複数の接続コイルエレメント（１０２）の収容に適した複数の接続スロット（１０６）を有する、
請求項３記載のステータセグメント（１００）。

【請求項5】

前記ベースエレメント（１０３）は複数の接続領域（１０４）を有する、
請求項１から４までのいずれか１項記載のステータセグメント（１００）。

【請求項6】

ステータ装置において、
請求項１から５までのいずれか１項記載のステータセグメント（１００）と、
接続コイルエレメント（１０２）と、
を有し、
前記接続コイルエレメント（１０２）は固定領域（２０１）および調整可能領域（２０２）を有し、
前記接続コイルエレメント（１０２）の前記固定領域（２０１）は前記ステータセグメント（１００）の前記接続領域（１０４）に固定されており、
前記調整可能領域（２０２）は、前記別のステータセグメント（１１０）の接続領域（１０４）に取り付けられる、
ステータ装置。

【請求項7】

さらに、複数の接続コイルエレメント（１０２）を有し、
前記複数の接続コイルエレメント（１０２）のそれぞれの固定領域（２０１）は前記ステータセグメント（１００）の前記接続領域（１０４）に固定されており、
前記複数の接続コイルエレメント（１０２）のそれぞれの調整可能領域（２０２）は、前記別のステータセグメント（１１０）の接続領域（１０４）に取り付けられる、
請求項６記載のステータ装置。

【請求項8】

さらに、別のコイルエレメント（１０１）を有し、
コイルエレメント（１０１）および別のコイルエレメント（１０１）は、前記コイルエレメント（１０１）と前記別のコイルエレメント（１０１）とが重畳する重畳領域（２０３）が形成されるよう配置されている、
請求項６または７記載のステータ装置。

【請求項9】

発電機用のステータにおいて、
請求項６から８までのいずれか１項記載の少なくとも１つのステータ装置を有し、
前記ステータ装置および前記ステータセグメント（１００）は、前記ステータ装置の接続領域（１０４）および前記ステータセグメント（１００）の接続領域（１０４）に接続されている接続コイルエレメント（１０２）によって接続されていることを特徴とする、発電機用のステータ。

【請求項10】

発電機のステータのステータセグメント（１００）の製造方法において、
コイルエレメント（１０１）をベースエレメント（１０３）に取り付けるステップと、
前記ステータセグメント（１００）を別のステータセグメント（１１０）に接続する接続コイルエレメント（１０２）が取り付け可能であるように、前記ベースエレメント（１０３）の接続領域（１０４）を成形するステップと、
を有し、
前記コイルエレメント（１０１）および前記接続コイルエレメント（１０２）は、前記ベースエレメント（１０３）の外側の重畳領域（２０３）にて相互に重畳しており、前記重畳領域（２０３）では、前記コイルエレメント（１０１）の重畳平面の重畳垂線（ＮＯ）は、前記接続コイルエレメント（１０２）の重畳平面の重畳垂線（ＮＦ）に対して垂直に延びる、
方法。

【請求項11】

さらに、
前記接続コイルエレメント（１０２）を前記接続コイルエレメント（１０２）の固定領域（２０１）を用いて前記接続領域（１０４）に取り付けるステップと、
前記別のステータセグメント（１１０）の接続領域（１０４）に前記接続コイルエレメント（１０２）の調整可能領域（２０２）が取り付けられるよう、前記接続コイルエレメント（１０２）の前記調整可能領域（２０２）の形状を前記別のステータセグメント（１１０）の接続領域（１０４）について調整するステップと、
を有する、
請求項１０記載の方法。

【請求項12】

前記接続コイルエレメント（１０２）の前記調整可能領域（２０２）の形状を調整するステップは、
ダミー接続領域（３０２）が設けられているダミーセグメント（３０１）を前記ステータセグメント（１００）に取り付けるステップと、
前記接続コイルエレメント（１０２）の前記調整可能領域（２０２）を、前記ダミー接続領域（３０２）に取り付けるステップと、
前記接続コイルエレメント（１０２）の前記調整可能領域（２０２）の形状を前記ダミー接続領域（３０２）について調整するステップと、
を有し、
前記ダミー接続領域（３０２）は、前記別のステータセグメント（１１０）の前記別の接続領域（１０４）の幾何学的な寸法と同じ幾何学的な寸法を有する、
請求項１１記載の方法。

【請求項13】

前記接続領域（１０４）を、前記接続コイルエレメント（１０２）の少なくとも一部と同じ幾何学的な寸法を有するツールエレメント（３０３）について成形するステップをさらに有する、
請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。

【請求項14】

前記接続コイルエレメント（１０２）を備えた前記ステータセグメント（１００）を含浸材料に含浸し、前記接続コイルエレメント（１０２）の形状を固定するステップをさらに有する、
請求項１０から１３までのいずれか１項記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リング型発電機のステータに関するステータセグメント、ステータ装置、リング型発電機用のステータおよびリング型発電機のステータのステータセグメントの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

風力発電機においては風力エネルギをリング型発電機によって電力に変換することができる。リング型発電機はロータおよびステータを有し、ステータ内にはロータ軸が回転可能に支持されている。ロータ軸には風力発電機のロータブレードが取り付けられているので、風力エネルギはロータ軸を回転させ、したがって電磁誘導によりステータ内に電力を形成する。

【0003】

従来の風力発電機においては、ロータブレード、したがってロータ軸の回転速度は非常に遅い。したがって従来の風力発電機には、ステータ内でのロータ軸の回転速度をより速くするためにギアボックスを設け、効率的な発電を行っている。

【0004】

他方ではギアボックスの使用により、このギアボックスの抵抗に起因して効率が低下する虞がある。したがって現代の風力発電機においては、ステータの直径を非常に大きく形成し、ロータの誘導性素子とステータコイルとの間の接触領域をロータ軸の回転軸から遠ざけている。つまり、回転軸の回転が遅くとも、ロータとステータとの間の接触領域における相対速度は上昇している。これによって風力発電機においてはリング型発電機のステータの大きい直径がもたらされるが、このリング型発電機は製造場所から設置場所まで移送されなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

大きい直径を有するステータに起因して生じる問題を解消する、リング型発電機のステータに関するステータセグメント、ステータ装置、リング型発電機用のステータおよびリング型発電機のステータのステータセグメントの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

リング型発電機のステータに関するステータセグメントに関する課題は、ステータが、ベースエレメントと、ベースエレメントに取付けられているコイルエレメントとを有し、ベースエレメントは接続領域を有し、接続領域はステータセグメントを別のステータセグメントに接続する接続コイルエレメントの取付けに適合されていることにより解決される。

【0007】

ステータ装置に関する課題は、ステータ装置が、請求項１から５までのいずれか１項記載のステータセグメントと、接続コイルエレメントとを有し、接続コイルエレメントは固定領域および調整可能領域を有し、接続コイルエレメントの固定領域はステータセグメントの接続領域に固定されており、調整可能領域は、別のステータセグメントの別の接続領域に取付けられるよう、別のステータセグメントの別の接続領域について調整されていることにより解決される。

【0008】

リング型発電機用のステータに関する課題は、ステータが、請求項６から８までのいずれか１項記載の少なくとも１つのステータ装置と、請求項１から５までのいずれか１項記載のステータセグメントとを有し、ステータ装置およびステータセグメントは、ステータ装置の接続領域およびステータセグメントの接続領域に接続されている接続コイルエレメントによって接続されていることにより解決される。

【0009】

リング型発電機のステータのステータセグメントの製造方法に関する課題は、この方法が、コイルエレメントをベースエレメントに取付けるステップと、接続ステータセグメントを別のステータセグメントに接続する接続コイルエレメントが取付け可能であるように、ベースエレメントの接続領域を成形するステップとを有することにより解決される。

【0010】

本発明の第１の実施例によれば、リング型発電機のステータに関するステータセグメントが提供される。ステータセグメントはベースエレメントと、このベースエレメントに取り付けられているコイルエレメントとを有する。ベースエレメントは接続領域を有する。接続領域はステータセグメントを別のステータセグメントに接続するための接続コイルエレメントの接続に適合されている。

【0011】

別の実施例によれば、ステータ装置はステータセグメントおよび接続コイルエレメントを有する。接続コイルエレメントは固定領域および調整可能領域を有する。接続コイルエレメントの固定領域はステータセグメントの接続領域に固定されている。調整可能領域は別のステータセグメントの別の接続領域について調整されているので、調整可能領域を別のステータセグメントの接続領域に取り付けることができる。

【0012】

別の実施例によれば、リング型発電機用のステータが提供される。ステータは上述のステータ装置のうちの少なくとも１つおよび上述のステータセグメントのうちの少なくとも１つを有する。ステータ装置およびステータセグメントは、ステータ装置の接続領域およびステータセグメントの接続領域に取り付けられている接続コイルエレメントによって接続されている。

【0013】

別の実施例によれば、リング型発電機用のステータのステータセグメントの製造方法が提供される。コイルエレメントがベースエレメントに取り付けられる。ベースエレメントの接続領域は、ステータセグメントを別のステータセグメントに接続する接続コイルエレメントが取り付け可能であるように成形されている。

【0014】

「ベースエレメント」という用語はステータセグメントの平坦な部分またはリング形状の部分を意味する。ベースエレメントを積層材料または金属のような剛性材料から構成することができる。リング型発電機の総重量を低減するために、ベースエレメントを軽構造に成形することができる。

【0015】

「コイルエレメント」という用語は１つの導体または複数の導体を意味する。各導体は閉じられたループを形成しているので、ステータの内側でのロータの回転によって、電磁誘導に基づいた電力を生成することができる（ローレンツ力）。コイルエレメントを複数の単一導体から形成することができ、それらの単一導体は例えば樹脂のようなラミネートに挿入され、良好な絶縁と衝撃保護が提供される。これは樹脂リッチ技術（resin rich technology）によってなされる。

【0016】

「接続コイルエレメント」という用語は、２つのステータセグメント間に挿入されている上述のコイルエレメント、殊にループを形成している少なくとも１つの導体を表す。接続コイルエレメントは少なくとも１つのステータセグメントに固定的に取り付けられている。

【0017】

従来の風力発電機において、リング型発電機のステータには大きい直径が設けられている。大抵の場合は、ステータを複数のステータ部分に分解し、それらのステータ部分を個別に移送しなければならない。ステータ部分は運転地において組立てられなければならない。次いで、ステータ部分が組立てられると、導体がステータ部分の表面に取り付けられ、各導体によってそれぞれのステータコイルを形成することができる。したがってインシトゥーで、すなわちステータの運転地において、それらのステータ部分の時間の掛かる設置作業が行われなければならない。つまり、ステータ部分を慣例のステータに組立てた後に、時間の掛かるコイルの導体のはんだ付けならびに緊張を含む、いわゆるコイル作業が実施されなければならない。さらには、導体（すなわち自由銅端部）のはんだ付けおよび緊張が完了した後に、はんだ付け作業後の含浸処理が実施されなければならず、このことは完成したステータの運転地での設置作業を増やすことにもなる。

【0018】

本発明によれば、既に事前に組立てられたコイルエレメントを含む、ステータセグメントおよびステータ用のステータ装置が提供される。すなわち、コイルエレメントが必要とされる全ての接続部およびインタフェースを既に有しており、また既に定義済みで事前決定された形状を有するようにコイルエレメントはステータセグメントに取り付けられている。さらにはステータセグメントが相互接続されるように、ステータセグメントは接続領域を有し、この接続領域は接続コイルエレメントの収容および取り付けに適合されている。このことは、ステータセグメントのベースエレメントにおける接続領域に接続コイルエレメントを取り付け可能であることを意味している。接続コイルエレメントの一部がそれ自体の固定領域を用いて接続領域に固定されるように、この接続コイルエレメントを接続領域に取り付けることができる。また接続コイルエレメントは別のステータセグメントの接続領域について調整されている調整可能領域を有する。したがって、ステータセグメント（または接続コイルエレメントを有するステータ装置）を製造地において事前に組立て、次いで運転地において、僅かな付加的なコイル作業で別のステータセグメントに接続することができる。換言すれば、接続コイルエレメントは調整された領域を備えた突出領域を形成し、この突出領域を簡単且つ迅速にロータの別の取り付け可能なステータセグメントに取り付けることができる。

【0019】

したがって、本発明によれば、複数のステータセグメントおよびステータ装置の構造キットを提供することができ、はんだ付けや緊張のような時間の掛かる設置作業を要することなく、各ステータセグメントまたは装置を運転地において簡単且つ迅速に取り付けることができる。各ステータセグメントおよびステータ装置は独立した別個の構成素子を形成する。したがって、リング型発電機の移送中または設置場所において困難な問題が生じることなく、リング型発電機用のステータに大きい直径を備えさせることができる。

【0020】

別の実施例によれば、ベースエレメントはコイルエレメントが取り付けられる巻線スロットを有する。巻線スロットをベースエレメントの一方の側において例えば平削りによって形成することができる。巻線スロット（巻線溝）の内側にコイルエレメントを挿入することができる。したがってコイルエレメントの形状を巻線スロットの形状によって規定することができる。さらに、巻線スロットの内側にコイルエレメントが確実に設置される。すなわち、コイルエレメントを、例えば外部からの衝撃から保護することができる。

【0021】

別の実施例によれば、接続領域は接続コイルエレメントの収容に適した接続スロットを有する。

【0022】

別の実施例によれば、接続領域は複数の接続コイルエレメントの収容に適した複数の接続スロットを有する。接続スロットは接続コイルエレメントを収容するためのベースエレメントの接続領域内に溝またはスロットを形成することができる。したがって、別の接続コイルエレメントの突出した調整可能領域をステータセグメントの接続スロットに掛けることができるか、ヒンジ式に取り付けることができる。つまり接続コイルエレメントを、接続スロットの形状によって定義された、所定の位置ならびに形状でステータセグメントに固定的に取り付けることができる。それによって、運転地における組立て作業中の接続スロットおよびこの接続スロットの別の電気的な接続部の形状のアラインメントおよび調整のようなさらなる組立て作業を省略することができる。さらには、１つより多くの接続スロットを設けることもできるので、１つより多くの接続コイルエレメントを備えた別のステータセグメントをステータセグメントに取り付けることができる。

【0023】

別の実施例によれば、ベースプレートは複数の接続領域を有する。ベースエレメントの各々側に接続領域を形成することができるので、各々の側に別のステータセグメントを取り付けることができる。したがって、例えば、接続スロットが設けられている接続領域を有するステータセグメントを成形することができ、各側に別のステータセグメントからの別の接続コイルを取り付けることができる。換言すれば、ステータセグメントをメスコネクタとして設けることができる。メスコネクタとして成形されているステータセグメントは、接続コイルを有するステータ装置よりも簡単に形成することができるので、ステータセグメントの製造時間を短縮することができる。

【0024】

別の実施例によれば、ステータ装置は複数の接続コイルエレメントを有する。複数の接続コイルエレメントのそれぞれの固定領域はステータセグメントの接続領域に固定されている。複数の接続コイルエレメントのそれぞれの調整可能領域は別のステータセグメントの別の接続領域について調整されているので、調整可能領域を別のステータセグメントの接続領域に取り付けることができる。本発明の実施例により、複数の接続コイルエレメントは例えばステータ装置とステータセグメントとの間の溝を覆っている。したがって、溝を覆うことによって、機械的な回転から電力へのより効率的な変換を提供することができる。

【0025】

別の実施例によれば、ステータ装置は別のコイルエレメントを有する。コイルエレメントと別のコイルエレメントとが重畳領域を形成するように配置されており、この配置によりコイルエレメントは別のコイルエレメントと重畳する。したがって、コイルエレメントおよび／または接続コイルエレメントが重畳する場合には、ステータの改善された効率を提供することができる。さらにはコイルエレメントループの直径を拡大することができる。何故ならば、コイルエレメントループは隣接する巻線スロットへの配置に制限されずに、間隔を置いた巻線スロット内に配置することもできるからである。したがって、適切な効果を提供することができる。

【0026】

本方法の別の実施例によれば、接続コイルエレメントは固定領域を用いて接続領域に取り付けられている。接続コイルエレメントの調整可能領域は別のステータセグメントの別の接続領域について調整されているので、調整可能領域は別のステータセグメントの接続領域に取り付け可能である。接続コイルの調整可能領域が既に製造過程中に調整されていれば、ステータセグメントおよび別のステータセグメントの組立て時における接続コイルのさらなる調整はもはや必要ない。すなわち、接続コイルエレメントの調整可能領域を例えば、接続コイルが簡単なやり方で別のステータセグメントの別の接続領域に掛けられることによって、発電機の運転地において別のステータセグメントに取り付けることができる。したがって設置場所における複数のステータセグメントの簡単且つ迅速な取付け方法を提供することができる。

【0027】

本発明の別の実施例によれば、接続コイルエレメントの調整可能セクションを調整するステップはダミー接続領域が設けられているダミーセグメントをステータセグメントに取り付けるステップを含む。接続コイルエレメントの調整可能領域はダミー接続領域に取り付けられる。接続コイルエレメントの調整可能領域はダミー接続領域について調整されている。ダミー接続領域は別のステータセグメントの別の接続領域と同じ幾何学的な寸法を有する。本方法の実施例によって、ダミー接続領域が設けられているダミーセグメントを使用することができ、ダミーセグメントは接続コイルエレメントの調整過程中に雛形として機能するので、正確に寸法設計された接続コイルエレメントを製造地において製造することができる。つまり、接続コイルエレメントの調整可能領域をアライメントおよび調整するために、２つのステータセグメントを製造過程中に接続する必要はない。これにより製造コストおよびスペースを削減することができる。

【0028】

別の実施例によれば、接続領域は接続コイルエレメントの少なくとも一部と同じ幾何学的な寸法を有するツールエレメントについて調整されている。したがって、ツールエレメントを使用することによって、接続領域、例えば接続スロットを接続コイルエレメントの調整可能領域の所定の形状について簡単且つ廉価に調整することができる。

【0029】

接続領域および接続コイルの成形後にツールエレメントおよびダミーセグメントを取り外すために、ダミーセグメントもツールエレメントもテフロン、ポリプロピレンまたは含浸材料に対して非粘着特性を提供する他の材料によって覆われている鋼のような材料を含むことができる。

【0030】

別の実施例によれば、調整された接続コイルエレメントを備えたステータセグメントが含浸され、それにより調整された接続コイルの調整された形状が固定される。ステータセグメントの含浸によって、ステータセグメントおよび調整された接続コイルエレメントを外部の衝撃から保護することができる。さらには、接続コイルエレメントの調整された形状を含浸材料によって固定することができるので、例えば、調整された接続コイルエレメントの移送中の変形を阻止することができる。

【0031】

本発明によって、大きい直径が設けられているステータを有するリング型発電機を複数のステータセグメントおよびステータ装置から構成することができる。ステータセグメントに例えばコイルエレメントを事前に取付けることができ、運転地におけるステータセグメントの組立ては、大部分のマニュアル作業を要することなく容易になる。したがって、コイルはステータセグメントのベースプレート（例えば積層セグメント）内に事前に組立てられており、また事前定義された位置に固定されている。ステータの電磁効果を改善するために、少なくとも１つの接続コイルエレメントは組立てられた状態の２つのステータセグメント間の溝に架橋されている。

【0032】

本発明によれば、個々のステータセグメントをステータの完全に独立したサブコンポーネントとしてそれぞれ処理および製造することができる。

【0033】

接続コイルエレメントの調整可能な領域における接続コイルエレメントの所望の長さおよび形状を提供するために、ステータセグメントの隣に一次的に取り付けられるダミーセグメントを製造過程中に一時的にステータセグメントに取り付けることができる。一時的なダミーセグメントは別のステータセグメントと同じ形状を有することができる。したがって、ダミーセグメントは例えば少なくとも１つの溝を有し、この溝は別のステータセグメントに類似する幾何学的な寸法を有する。次に接続コイルをダミーセグメントおよびステータセグメントの接続領域内に配置し、調整することができる。

【0034】

コイルエレメントの取り付けおよび接続コイルエレメントの成形が完了した後、すなわち巻付けが完了した後では、緊張およびはんだ付けは全て完了している。次いで、ステータセグメントを含浸することができる。例えば、真空圧力含浸ＶＰＩによって含浸が完了した後では、コイルエレメントおよび接続コイルエレメントの形状を固定することができ、また一時的なダミーセグメントおよびツールエレメントをステータセグメントから取り外すことができる。

【0035】

最後に、ステータセグメントには必要とされる全てのコイルエレメントおよび／または接続コイルエレメントが事前実装された状態で設けられている。接続コイルエレメントを有する場合には、接続コイルエレメントの調整可能領域はさらに適切な長さおよび形状を備える。含浸に起因して、接続コイルエレメントおよびコイルエレメントはシーリングもされる。

【0036】

ツールエレメントが接続領域、例えば接続スロットに挿入されている場合、ツールエレメントはシーリングプロセス後または含浸プロセス後に取り外されるので、それぞれの接続スロットの溝は完全に空になり、含浸材料によって汚染されることもない。さらにはスロットを保護するために、ツールエレメントがステータセグメントの移送過程中に取り付けられたままでもよい。

【0037】

本発明の実施形態を種々の対象に関して説明したことを言及しておく。殊に、幾つかの実施形態は装置を特定する請求項に関して説明したが、その他の実施形態は方法を特定する請求項に関して説明した。しかしながら当業者であれば、前述の記載および後述の記載から、ことわりが無い限り、１つの対象に関連する特徴のあらゆる組み合わせの他に、それとは異なる対象に関連する複数の特徴の組み合わせ、殊に装置を特定する請求項に記載の特徴と、方法を特定する請求項に記載の特徴の組み合わせも本願の開示内容と見なせることが分かる。

【0038】

上記において定義した本発明の態様および別の態様は以下において説明する実施例より明らかになり、また実施例を参照しながらそれらを説明する。以下では実施例を参照しながら本発明を詳細に説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】本発明の実施例によるステータセグメントと別のステータセグメントの概略的な断面図を示す。

【図2】１つの実施例によるステータセグメントの斜視図を示す。

【図3】本発明の実施例による製造過程中のステータセグメントを示す。

【図4】本発明の１つの実施例によるオスコネクタ内のステータセグメントの斜視図を示す。

【図5】本発明の１つの実施例によるメスコネクタ内のステータセグメントの斜視図を示す。

【図6】リング型発電機のステータの斜視図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0040】

各図は概略的に示したものである。異なる図面において、類似または同一の構成要素には同一の参照番号を付している。

【0041】

図１は、リング型発電機のステータに関するステータセグメント１００を示す。ステータセグメント１００はベースエレメント１０３と、このベースエレメント１０３に取り付けられているコイルエレメント１０１とを有する。ベースエレメント１０３は接続領域１０４を有する。接続領域１０４はステータセグメント１００を別のステータセグメント１１０に接続する接続コイルエレメント１０２を接続するために適合されている。

【0042】

図１においてコイルエレメント１０１および接続コイルエレメント１０２はベースエレメント１０３の外側面に接続されている。本発明の別の実施例においては、コイルエレメント１０１および接続コイルエレメント１０２をベースエレメント１０３の内側面（例えば回転軸に向けられた内側表面）に取り付けることもできる。ベースエレメント１０３は巻線スロット１０５と、接続領域１０４の領域内に接続スロット１０６とを有することができる。巻線スロット１０５および接続スロット１０６にはコイルエレメント１０１および接続コイルエレメント１０２を取り付けることができる。ステータセグメント１００と別のステータセグメント１１０との間において、接続コイルエレメント１０２が接続領域１０４および別の接続領域１０４に取り付けられている。したがって、ステータセグメント１００と別のステータセグメント１１０との間の隙間は、適切な電気機械的な特性を設けるために、接続コイルエレメント１０２によって架橋されている。

【0043】

図２は、ステータセグメント１００の斜視図を示す。ベースエレメント（ベースプレート）１０３の一方の側には、巻線スロット１０５および接続スロット１０６が設けられている。巻線スロット１０５の内側にはコイルエレメント１０１が取り付けられている。ステータセグメント１００の縁部領域には２つの接続領域１０４が形成されている。接続領域１０４はステータエレメント１００のｘ軸に沿って配置されているので、このｘ軸に沿って別のステータセグメント１１０を取り付けることができる。

【0044】

さらに図２には、複数のコイルエレメント１０１および少なくとも１つの接続コイルエレメント１０２が示されている。接続コイルエレメント１０２およびコイルエレメント１０１はベースエレメント１０３、殊に巻線スロット１０５および接続スロット１０６に取り付けられており、接続コイルエレメント１０２およびコイルエレメント１０１は重畳領域において相互に重畳している。この重畳領域２０３においては、コイルエレメント１０１および接続コイルエレメント１０２のうちの一方のコイルエレメントが重畳垂線（ＮＯ）を有する重畳平面を形成し、この重畳垂線（ＮＯ）は他方のコイルエレメントの重畳平面の垂線（ＮＦ）に対して垂直に延びる。

【0045】

図２の左側に示されている接続領域１０４には接続コイルエレメント１０２が取り付けられている。接続コイルエレメント１０２は固定領域２０１を有し、この固定領域２０１は接続領域１０４、すなわち接続スロット１０６に取り付けられている。さらに、接続コイルエレメント１０２にはベースエレメント１０３から張り出した張り出し領域が設けられている。すなわち、接続コイルエレメント１０２には自由ループ部が設けられている。この自由ループ部は調整可能領域２０２を形成する。調整可能領域２０２を別のステータセグメント１１０の別の接続領域１０４（例えば別の接続スロット１０６）について調整することができる。したがって、調整可能領域２０２はその長さについて調整されており、また別のステータセグメント１１０の別の接続領域１０４の別の接続スロット１０６の形状に関して成形されている。

【0046】

図２に示されているステータセグメント１００の右側には、別のステータセグメント１１０からの接続コイルエレメント１０２を収容するために適合されている接続領域１０４が設けられている。したがって、図２に示されている右側の接続領域１０４には自由接続スロット１０６が設けられており、この自由接続スロット１０６に別のステータセグメント１１０の接続コイルエレメント１０２を取り付けることができる。

【0047】

つまり、接続コイルエレメント１０２の調整可能な領域２０２の調整により、別のステータセグメント１１０の別の接続コイルエレメント１０２の調整可能領域２０２を図示されているステータセグメント１００の接続領域１０４（例えば接続スロット１０６）内に正確に嵌合させることができる。

【0048】

図３は、それぞれ製造過程中の製造側におけるステータセグメント１００を示す。ステータセグメント１００の接続領域１０４にはダミーセグメント３０１が取り付けられており、このダミーセグメント３０１は別のステータセグメント１１０と同じ幾何学的な寸法を有する。ダミーセグメント３０１はさらにダミー接続領域３０２を有する。ダミー接続領域３０２は例えばダミー接続スロットを有し、このダミー接続スロットは接続スロット１０６と同じ幾何学的な寸法を有する。したがってステータセグメント１００の製造過程において、接続コイルエレメント１０２を固定領域２０１に取り付けることができる。接続コイルエレメント１０２の調整可能領域２０２をダミー接続領域３０２に挿入することができ、また所望の長さおよび形状にアライメントおよび調整することができる。換言すれば、コイルを形成する導体をステータセグメント１００の接続領域１０４からダミーセグメント３０１のダミー接続領域３０２に巻き付けることができる。適切な長さおよび形状に調整されると、接続コイルエレメント１０２の導体をシール、および／または、はんだ付け、および／または、緊張させることができるので、接続コイルエレメント１０２には所望の寸法が設けられる。

【0049】

さらに図３にはツールエレメント３０３が示されている。ツールエレメント３０３に接続コイルエレメント１０２の少なくとも一部、例えば接続コイルエレメント１０２の調整可能領域２０２と同一の幾何学的な寸法を設けることができる。したがって巻線スロット１０５および接続スロット１０６（接続領域１０４）をツールエレメント３０３の寸法に基づき成形することができる。したがって、完成した別のステータセグメント１１０が取り付けられなくても、巻線スロット１０５および接続スロット１０６を正確に製造することができる。

【0050】

完成したステータセグメント１００が含浸されるまで、ダミーセグメント３０１およびツールエレメント３０３を取り付けたままでもよい。その後に、ダミーセグメント３０１およびツールエレメント３０３を取り外し、後に製造される別のステータセグメント１１０のために使用することができる。

【0051】

図４は、ステータセグメント１００、殊に２つの接続領域１０４を有するステータ装置の斜視図を示す。各々の接続領域１０４には、それぞれ調整可能領域２０２を有している接続コイルエレメントを１つ取り付けることができる。したがって、図４に示されているステータセグメント１００の実施例は一種の「オスコネクタ」を形成し、このオスコネクタに例えば接続スロット１０６を有する別のステータセグメント１０１を取り付けることができる。

【0052】

図４は、各接続領域１０４が１つの接続コイルエレメント１０２を有することを示している。付加的に、各接続領域１０４が１つより多くの接続コイルエレメント１０２を有していてもよい。殊に、各接続領域１０４が２，３，４またはそれ以上の数の接続コイルエレメント１０２を有していてもよい。

【0053】

図５は、本発明の別の実施例によるステータセグメント１００を示し、この図においては２つの接続領域１０４が示されている。各接続領域は接続コイルエレメント１０２の各々の取り付け（収容）に関して、別のステータセグメントの接続コイルエレメント１０２の調整可能領域２０２である。図５の実施例によるステータセグメント１００は製造過程後に接続コイルエレメント１０２を有しておらず、したがっていわゆる「メスコネクタ」を形成することができる。ステータエレメント１００の接続領域１０４は１つの接続スロット１０６を有することができるが、２，３，４またそれより多くの数の接続スロット１０６を設けることもできる。したがって、複数の接続スロット１０６の各々に対して、別のステータセグメント１１０の別の接続コイルエレメント１０２を取り付けることができる。つまり、例えば、ステータセグメント１００の３つの接続コイルエレメント１０２をそれらの調整可能領域２０２を用いて別のステータセグメント１１０の３つの接続スロット１０６に取り付けることができる。

【0054】

図６は、ステータリング６０１およびロータ６０２を有するリング型発電機の斜視図を示す。ステータリング６０１の外面には複数のコイルエレメント１０１が取り付けられている。ロータ６０２が回転すると、発電のために電力をステータリング６０１のコイルエレメント１０１に誘導することができる。ステータリング６０１の直径は大きくなる可能性があり、したがって搬送が困難になる可能性がある。

【0055】

本明細書において「〜を有する、〜を有し」という表現は他の要素を排除するものではなく、また「１つ」という表現は複数を排除するものではない。異なる実施形態に関して説明した要素を組み合わせることもできる。また、特許請求の範囲の記載にされている参照番号は請求の範囲を制限するものではないと解するべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】