特開 2022-53531 ステータの巻線の導電性セグメントを位置決めするための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022053531

(43)【公開日】2022-04-05

(54)【発明の名称】ステータの巻線の導電性セグメントを位置決めするための装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/04 20060101AFI20220329BHJP

   H02K 15/085 20060101ALI20220329BHJP

【ＦＩ】

H02K15/04 F

H02K15/085

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021154661

(22)【出願日】2021-09-22

(31)【優先権主張番号】20198239.4

(32)【優先日】2020-09-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】521416487

【氏名又は名称】ヴァレオ、エレクトリック、アンド、エレクトロニック、システムズ、エスピー．ゼット、オー．オー．

【氏名又は名称原語表記】ＶＡＬＥＯ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＳＹＳＴＥＭＳ ＳＰ． Ｚ Ｏ．Ｏ．

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル、チュク

(72)【発明者】

【氏名】ウォイチェフ、マンドック

(72)【発明者】

【氏名】ミロスロー、スクルジップザーク

(72)【発明者】

【氏名】マルチン、ツェブラウスキ

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB05

5H615BB14

5H615PP13

5H615QQ03

5H615QQ06

5H615QQ12

5H615QQ25

5H615QQ27

5H615SS09

5H615SS10

5H615SS16

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ステータの巻線のセグメントの２つの端部を互いに近接した位置に確保する装置を提供する。
【解決手段】回転電気機械のステータの巻線５の導電性セグメントを位置決めするための装置１は、回転軸を中心にして配置された少なくとも１つのカムを有する少なくとも１つの回転リングを備える。回転リングは、導電性セグメントの位置を確保するように少なくとも２つの一連のフィンガ６、７、８を径方向に運動させるように配置され、第１の一連のフィンガ６のフィンガおよび第２の一連のフィンガ７のフィンガが、一対のセグメントの２つの導電性セグメントを互いに押し付けるよう構成されるように、２つの一連のフィンガは、互いに反対方向に運動する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電気機械のステータ（１９）の巻線（５）の導電性セグメントを位置決めするための装置（１）であって、
回転軸（１００）を中心にして配置された少なくとも１つのカム（２０１；２０２；３０１）を有する少なくとも１つの回転リング（２；３）を備え、
前記回転リング（２；３）は、前記導電性セグメントの位置を確保するように少なくとも２つの一連のフィンガ（６；７；８）を径方向に運動させるように配置され、
第１の一連のフィンガ（６）のフィンガおよび第２の一連のフィンガ（７）のフィンガが、一対のセグメント（５１；５２）の２つの導電性セグメントを互いに押すよう構成されるように、２つの前記一連のフィンガ（６；７；８）は、互いに反対方向に運動する、
装置。

【請求項2】

前記装置（１）は、第１回転リング（２）と、第２回転リング（３）と、を備え、
前記第１回転リング（２）は、第１の一連のフィンガ（６）および第２の一連のフィンガ（７）の両方を径方向に運動させるように構成され、
前記第２回転リング（３）は、第３の一連のフィンガ（８）を径方向に運動させるように構成される、
請求項１に記載の装置（１）。

【請求項3】

前記第３の一連のフィンガ（８）は、各対のセグメント（５１；５２）を径方向に整列させるように構成される、
請求項２に記載の装置（１）。

【請求項4】

前記第３の一連のフィンガ（８）の各フィンガは、肩部（８０９）を有し、
前記肩部は、一対のセグメント（５１；５２）の２つの導電性セグメントの互いに対する押し付けに関与するように構成される、
請求項２または３に記載の装置（１）。

【請求項5】

前記第１の一連のフィンガ（６）の各フィンガおよび前記第２の一連のフィンガ（７）の各フィンガは、複数の横方向凸部（６０３；７０３；６０４）を有する、
請求項１～４のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項6】

前記第１回転リング（２）は、前記第１の一連のフィンガ（６）の各フィンガと協働するように構成された第１カム（２０１）と、前記第２の一連のフィンガ（７）の各フィンガと協働するように構成された第２カム（２０２）と、を有する、
請求項１～５のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項7】

前記第１カム（２０１）および前記第２カム（２０２）は、波形状を持つ円形状であって同心円形状を有する、
請求項６に記載の装置（１）。

【請求項8】

前記第１カム（２０１）と前記第２カム（２０２）とは、角度的に互いにオフセットしており、
このようなオフセットは、前記第１の一連のフィンガ（６）の移動の時間が、前記第２の一連のフィンガ（７）の移動に対してずれるように構成される、
請求項６または７に記載の装置（１）。

【請求項9】

前記第２回転リング（３）は、規則的に角度を付けて分散配置された複数の湾曲カム（３０１）を有する、
請求項２と組み合わせた請求項１～８のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項10】

前記装置（１）は、前記一連のフィンガ（６；７；８）を受容するように構成された複数の案内溝（４０１）を有する円形支持体（４）を備え、
前記第１の一連のフィンガ（６）および前記第２の一連のフィンガ（７）は、前記第１の一連のフィンガ（６）と前記第２の一連のフィンガ（７）とが互いに交互の態様にしたがって配置されるように、複数の前記案内溝（４０１）に配置される、
請求項１～９のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項11】

前記円形支持体（４）は、２つの前記回転リング（２；３）の間に挿入される、
請求項２と組み合わせた請求項１０に記載の装置（１）。

【請求項12】

各案内溝（４０１）は、前記第３の一連のフィンガ（８）のフィンガ、および前記第１または前記第２の一連のフィンガ（６；７）のうちの一方のフィンガを受容するように構成される、
請求項２と組み合わせた請求項１０または１１に記載の装置（１）。

【請求項13】

前記第３の一連のフィンガ（８）は、長フィンガ（８０４）および短フィンガ（８０５）を有し、
前記長フィンガ（８０４）は、各案内溝（４０１）において前記第１の一連のフィンガ（６）のフィンガに重ねられ、
前記短フィンガ（８０５）は、各案内溝（４０１）において前記第２の一連のフィンガ（７）のフィンガに重ねられる、
請求項１２に記載の装置（１）。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれかに記載の装置（１）により実施される、回転電気機械のステータ（１９）の巻線（５）の導電性セグメントを位置決めする方法であって、
－前記装置（１）を、前記機械の回転軸に沿った並進移動により前記巻線上に設置する第１ステップであって、少なくとも第１の一連のフィンガ（６）および第２の一連のフィンガ（７）の前記軸方向移動により、前記巻線のセグメントは、複数対のセグメント（５１；５２）に分離される第１ステップと、
－一対のセグメント（５１、５２）の少なくとも２つの導電性セグメントを互いに対して押し付けるように、前記第１回転リング（２）を前記回転軸を中心として回転させて、第１の一連のフィンガ（６）および第２の一連のフィンガ（７）を、反対の径方向にいずれも運動させる第２ステップであって、一対のセグメントの前記押し付けられた導電性セグメントの溶接作業の前に実施される第２ステップと、
を備える位置決め方法。

【請求項15】

各対のセグメント（５１；５２）の前記セグメントを少なくとも径方向に整列させるように、前記第２回転リング（３）を回転させて、前記第３の一連のフィンガ（８）を径方向に運動させる、前記第２ステップに続く第３ステップを備える、
請求項２と組み合わせた請求項１～１３のいずれかに記載の装置により実施される請求項１４に記載の位置決め方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電気機械のステータの導電性セグメントの溶接に関する。より具体的には、本発明は、溶接前にステータの導電性セグメントを位置決めするための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車またはハイブリッド車にエネルギーを供給するために、回転電気機械を備えた電気エンジンを使用することが知られている。このような回転電気機械は、ロータおよびステータを備えている。内部ロータを有するモータのレイアウトにおいて、ステータは、磁性要素を設けられたロータを受容するように回転軸の周囲に配置された円筒状要素からなる場合がある。ステータは、歯を規定する金属片の積層体と各歯の周囲の巻線とを備えている。したがって、回転電気機械がモータモードで動作しているときには、巻線に電流が流れることにより、ステータのコイルにより磁界が形成される。このような磁界によりロータが回転駆動され、車両の推進力が確保される。回転電気機械が発電機モードで動作しているときには、ロータの回転運動によりステータに磁界が形成され、このような磁界がステータの巻線を流れる電流となって、車両の機器への電力供給が確保される。

【0003】

巻線は、各歯に連続的に巻き付けられた柔軟な電線により実現され得る。組付を単純化し得る他の解決策は、２つの連続する歯の間の各溝に別個に導入される導電性セグメントであって、その自由端部が互いに溶接されて巻線の接続が完了する導電性セグメントを使用することである。このような溶接は、例えば、レーザー溶接により実施されることでより高い精度が保証される。

【0004】

このような溶接ツールの精度を以てしても、各導電性セグメントの各端部の位置が理論的位置の近くに存在する場合しか正しい溶接に至らないことに注意しなければならない。互いに溶接されないはずの２つのセグメントの端部同士が近接し過ぎている場合、溶接中にレーザーがセグメント同士を誤って接続してしまう可能性がある。逆に、互いに溶接されるはずの２つのセグメントの端部同士が互いに離れ過ぎている場合、レーザーは電気的接続に失敗する可能性がある。

【0005】

互いに溶接されるべきでないセグメント間の分離を確保するためのツールが既に知られている。このようなツールは、溶接ステップの前に、セグメントの２つの端部の間に径方向に挿入されるスペーサからなる。

【0006】

互いに溶接されるべきセグメントの端部の径方向整列を確保する他のツールが知られている。このようなツールは、２列のセグメントの端部間に挿入される径方向フィンガからなる。このようなツールは、互いに溶接されるべきセグメントの端部を整列させること、および互いに離すべきセグメントの列を径方向に分離させることの両方に有効である。

【0007】

いずれの場合にも、溶接ステップが実現するまで、ツールをステータに固定して動かないようにしなければならない。この結果、複数のツールを同時に使用することができない。また、互いに溶接されるべきでないセグメント同士の完全なる離間を保証する装置は知られていない。さらに、互いに溶接されるべきセグメントの２つの端部を互いに近接した位置に確保するツールも提供されていない。

【発明の概要】

【0008】

本発明は、回転軸を中心にして配置された少なくとも１つのカムを有する少なくとも１つの回転リングを備える、回転電気機械のステータの巻線の導電性セグメントを位置決めするための装置において、前記回転リングは、前記導電性セグメントの位置を確保するように少なくとも２つの一連のフィンガを径方向に運動させるように配置され、第１の一連のフィンガのフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガが、一対のセグメントの２つの導電性セグメントを互いに押し付けるよう構成されるように、２つの前記一連のフィンガは、互いに反対方向に運動する装置を提供することにより、これらの問題のうちの少なくとも１つを解決する。

【0009】

本発明の装置は、互いに固定されるべき全てのセグメントがグループ化されることを少なくとも確保することによって、溶接を容易にし、ステータの全ての巻線の正しい溶接を保証する。また、このような装置、より具体的にはフィンガおよび対応する回転リングのレイアウトは、互いに溶接されるべきでないセグメントを分離して短絡を避けるのに役立つ。

【0010】

一連のフィンガが導電性セグメントと機械的に相互作用し得るように、装置はステータの巻線上に設置される。回転リングは、回転リングの移動中に関連する一連のフィンガの位置に影響を与える少なくとも１つのカムを備えている。その後、回転リングを回転させることにより、一連のフィンガは径方向移動にしたがって移動する。一連のフィンガのこのような移動により、前記フィンガと相互作用する導電性セグメントの移動が生じる。

【0011】

これらの導電性セグメントは対として組み立てられ、対をなす一対のセグメントの各対のセグメントは、互いに溶接される必要がある。装置は、第１の一連のフィンガのフィンガが一対のセグメントの第１セグメントと相互作用し、第２の一連のフィンガのフィンガが当該一対のセグメントの第２セグメントと相互作用するように巻線上に設置される。第１の一連のフィンガと第２の一連のフィンガとの反対方向の運動により、これらのフィンガは、一対のセグメントの各セグメントの互いに対する押し付けを保証する。

【0012】

本発明の一態様によれば、第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガは、装置が巻線上に設置されたときの初期位置に対応する停止位置と、これらのフィンガが各対のセグメントの２つのセグメントを互いに対して押し付ける作動位置との間で交互に動くことができる。第１回転リングが移動すると、第１および第２の一連のフィンガのフィンガは、反対の径方向に運動し、それらは各対のセグメントの２つのセグメントを互いに対して押し付ける。この状態において、第１の一連のフィンガのフィンガ、および第２の一連のフィンガのフィンガは、作動位置にあり、溶接作業中のそれらの機能を確保している。

【0013】

本発明の一態様によれば、第１の一連のフィンガの各フィンガおよび第２の一連のフィンガの各フィンガは、交互の態様にしたがって配置され、第２の一連のフィンガのフィンガが第１の一連のフィンガの２つのフィンガに周方向に隣り合っている。第１の一連のフィンガのフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガは、軸方向に整列していてもよく（軸方向に揃えられてもよく）、軸方向にずれていてもよい。

【0014】

本発明の一態様によれば、第１の一連のフィンガの各フィンガおよび第２の一連のフィンガの各フィンガは、２つの一対の導電性セグメントを押し付けるように構成され、前記２つの一対の導電性セグメントの一方は、他方に比較して周方向にずれている。したがって、各フィンガは、２つの隣り合うスロットの導電性セグメントを押し付けることができる。これにより、第１の一連のフィンガのフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガの個数を少なくすることができ、装置が簡素化される。

【0015】

本発明の一態様によれば、第１の一連のフィンガのフィンガの径方向寸法と、第２の一連のフィンガのフィンガの径方向寸法とは異なる。上述のように、フィンガは反対の径方向に移動する。回転軸とは反対に、装置の外側に向かって移動するフィンガは、内方に移動するフィンガの径方向寸法より大きい径方向寸法を有する。

【0016】

本発明の一態様によれば、前記装置は、第１回転リングと第２回転リングとを備え、前記第１回転リングは、第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガの両方を径方向に運動させるように構成され、前記第２回転リングは、第３の一連のフィンガを径方向に運動させるように構成される。第１回転リングは、上述のように、第１および第２の一連のフィンガを介して一対のセグメントの各セグメント間の接触を確保するように構成され、第２回転リングは、他の一連のフィンガを介して複数対のセグメントを互いに対して周方向に間隔を空けさせるという付加的な機能を確保するように構成される。さらに、この第３の一連のフィンガは、第１および第２の一連の両フィンガにより押し付けられていない、複数対のセグメントに対する押し付けの補完的機能を確保し得る。

【0017】

装置は、導電性セグメントの移動に関与する第３の一連のフィンガを備え得る。したがって、このような構成において、装置は、３つの一連のフィンガを径方向に運動させるように配置された２つの回転リングを備える。

【0018】

２つの独立した回転リングの特徴により、離すべきセグメントの間隔を空ける、および互いに溶接されるべきセグメントを近づけるという複数の同時機能を、一連のフィンガの一部による反対の径方向移動と、他の一連のフィンガの同一方向の径方向移動とにより実施することができる。

【0019】

本発明の一態様によれば、前記第３の一連のフィンガは、各対のセグメントを径方向に整列させるように構成される。装置に第３の一連のフィンガが設けられる場合、一対のセグメントのセグメントは、互いに押し付けられるだけでなく、これら２つのセグメント間の接触面が向上するように径方向に整列する。換言すれば、径方向整列により、各対のセグメントの２つのセグメント間の接触が良好になり、各対のセグメントのこのような２つのセグメントの最適な溶接が確保される。このような径方向整列、および径方向整列を可能とする第３の一連のフィンガにより、複数対のセグメントの径方向列と隣り合う径方向列との間隔を空けることが確保され、短絡が回避される。

【0020】

本発明の一態様によれば、前記第３の一連のフィンガの各フィンガは、一対のセグメントの２つの導電性セグメントの互いに対する押し付けに関与するように構成された肩部を有する。第３の一連のフィンガが第２回転リングによって径方向に運動するとき、第３の一連のフィンガの各フィンガのストッパは、第１回転カムに関連付けられた一方の一連のフィンガの機能に代わり、第３の一連のフィンガのフィンガの径方向運動と反対の径方向に移動するように構成された他の一連のフィンガと協働し得る。

【0021】

換言すれば、第２回転カムに関連付けられた第３の一連のフィンガは、第１回転カムに関連付けられた２つの一連のフィンガのうちの一方の一連のフィンガと同一の半径方向に移動するように構成され、第３の一連のフィンガに配置された肩部は、反対の径方向に移動する、第１回転カムに関連付けられた２つの一連のフィンガのうちの他方の一連のフィンガとともに、一対のセグメントを押し付けるように使用される。本段落および明細書の残りの部分では、フィンガの径方向移動は、溶接作業の前のステップとして考慮され、フィンガをそれらの停止位置からそれらの作動位置に移動させるものであることを理解されたい。

【0022】

本発明の一態様によれば、前記第１の一連のフィンガの各フィンガおよび前記第２の一連のフィンガの各フィンガは、複数の横方向凸部を有する。このような横方向凸部により、複数のスロットまたは複数のゾーンが形成され得る。複数のスロットまたは複数のゾーンは、これらのスロットまたはゾーンのそれぞれに、少なくとも一対のセグメントが受容されるように構成されている。横方向凸部により、スロットおよびゾーンは、一対のセグメントを互いに事前に分離するように構成される。さらに、同一対のセグメントを互いに押し付け合うように回転リングおよび対応するフィンガが運動している間、横方向凸部によりフィンガとセグメントとが接触し得る。

【0023】

本発明の一態様によれば、前記第１回転リングは、前記第１の一連のフィンガの各フィンガと協働するように構成された第１カムと、前記第２の一連のフィンガの各フィンガと協働するように構成された第２カムと、を有する。第１回転リングのカムは、第１回転リングの移動時に、第１の一連のフィンガと第２の一連のフィンガとの反対の径方向移動を生じさせるように、互いに対して配置される。

【0024】

本発明の一態様によれば、前記第１カムおよび前記第２カムは、波形状を持つ円形状であって同心円形状を有する。第１カムおよび第２カムの両方は、第１回転リング上で延びて、可変の半径を有する円を形成する。カムは、干渉を起こさないように、かつ各カムをこのようなカムと協働するように構成されたフィンガの一部に対面して配置されるように、径方向オフセットを伴った同心円状のレイアウトにより実現される。

【0025】

本発明の一態様によれば、前記第１カムと前記第２カムとは、角度的に互いにオフセットしており、このようなオフセットは、前記第１の一連のフィンガの移動の時間が、前記第２の一連のフィンガの移動に対してずれるように構成される。換言すれば、第１の一連のフィンガの運動は、第２の一連のフィンガの運動に比較して時間的に遅れ、反対方向の各運動が同時に適用されることはない。例えば、第１回転リングの回転は、第１および第２の一連のフィンガの両方の移動をもたらすが、第１の一連のフィンガのフィンガは、第２の一連のフィンガのフィンガより先に停止位置を離れるように装置が構成されている。本例において、第１の一連のフィンガのフィンガが押し付けられるべき一対のセグメントのセグメントと最初に相互作用し、それらはこの押し付け作用のための基準面を形成する。このような時間のずれにより、第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガが運動しているときの機械的な干渉の可能性を回避することができる。

【0026】

本発明の一態様によれば、前記第２回転リングは、規則的に角度を付けて分散配置された複数の湾曲カムを備える。複数の湾曲カムは、第２回転リングの表面全体に配置され、カムの間には、支持体を機械的に保持するのに十分な材料が提供されている。

【0027】

上述のように、第２回転リングが運動すると、第３の一連のフィンガのフィンガは、径方向に運動する。この目的は、ステータのセグメントを径方向に整列させること、およびそれらのストッパによって複数対のセグメントによるこのようなセグメントの押し付けに関与することである。

【0028】

第３のフィンガは、他の２つの一連のフィンガより大きい径方向距離を移動することが意図されている。装置は、セグメントの列毎に第３の一連のフィンガのフィンガを設けられている。これら２つの特徴の結果、カムの形状および長さは、第１リングのものと異なっている。

【0029】

本発明の一態様によれば、湾曲カムは２つの対向する端部を有し、第１端部は第２端部に対して角度的にオフセットしている。角度的オフセットは、湾曲カムが第３の一連のフィンガの少なくとも２つのフィンガと相互作用するように構成されるようなものとされる。

【0030】

本発明の一態様によれば、前記装置は、前記一連のフィンガを受容するように構成された複数の案内溝を有する円形支持体を備え、前記第１の一連のフィンガおよび前記第２の一連のフィンガは、前記第１の一連のフィンガと前記第２の一連のフィンガとが互いに交互の態様にしたがって配置されるように、複数の前記案内溝に配置される。

【0031】

円形支持体は、例えば成形により案内溝を形成できるような十分な厚さを有している。各案内溝は、任意の一連のフィンガの任意のフィンガの形状に少なくとも部分的に対応する形状を呈する。

【0032】

第１の一連のフィンガのフィンガを収容する各案内溝は、第２の一連のフィンガのフィンガを収容する案内溝によって各側を囲まれており、逆もまた同様である。このような構成は、円形支持体および全ての案内溝の全体に沿って延びる。第１および第２の一連のフィンガの交互配置により、複数対のセグメント、複数対のセグメントの内側または外側周縁パターンの少なくとも各対が、第１の一連のフィンガのフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガの両方と、より正確には第１の一連のフィンガのフィンガ、および第２の一連のフィンガの隣り合うフィンガと相互作用することが確保される。

【0033】

隣り合うフィンガは、それらの停止位置において、装置が巻線上に設置される際にセグメントが挿入され得るフレームを形成するように構成されていることに留意されたい。

【0034】

本発明の一態様によれば、前記円形支持体は、２つの前記回転リングの間に挿入される。

【0035】

本発明の一態様によれば、各回転リングは、固定カバーの内部に配置される。各カバーは、回転リングの一方を受容するような寸法を有するハウジングを備える。各回転リングは、そのカバーの内部で回転運動をすることができる。

【0036】

本発明の一態様によれば、各案内溝は、前記第３の一連のフィンガのフィンガ、および前記第１または前記第２の一連のフィンガのうちの一方のフィンガを受容するように構成される。各案内溝は、互いに重ね合わされた少なくとも２つのフィンガを受容するのに十分な深さを有している。

【0037】

本発明の一態様によれば、案内溝は、当該溝に配置された各フィンガの径方向移動を確保するように構成される。案内溝は、回転リングにより開始された径方向移動が、案内溝に配置された各フィンガにより許容された唯一の移動であるようなものとされる。

【0038】

本発明の一態様によれば、前記第３の一連のフィンガは、長フィンガと短フィンガとを備え、前記長フィンガは、各案内溝において前記第１の一連のフィンガのフィンガに重ね合わされ、前記短フィンガは、各案内溝において前記第２の一連のフィンガのフィンガに重ね合わされる。一般的に、第３の一連のフィンガの各フィンガの長さは、第３の一連のフィンガのフィンガが重ね合わされるフィンガの長さに依存する。したがって、装置がステータの巻線上に設置されたときにこれら一連のフィンガの機械的抵抗を最大化するように、第３の一連のフィンガのフィンガは、第１の一連のフィンガのおよび第２の一連のフィンガの両フィンガの表面全体に接する。

【0039】

本発明の一態様によれば、各一連のフィンガの各フィンガは、ピンが固定される少なくとも１つの穴を備えており、各ピンは、カムのうちの１つと協働するように構成されている。各カムは、ピンが挿入される凹部からなる。各ピンは、各フィンガに自由度なく連結される。したがって、ピンが運動すると、フィンガも運動する。

【0040】

第１回転リングまたは第２回転リングの回転に続いて、各カムは、このカムと相互作用するピンを運動させる。このようなピンの運動は、カムとピンとの相互作用と、フィンガを回転リングにより径方向に運動させる、フィンガの径方向案内の両方と、によってもたらされる。

【0041】

したがって、第１回転リングが回転運動をすると、第１の一連のフィンガの各ピンは、第１カムの波形状を有する円形状に追従し、第２の一連のフィンガの各ピンは、第２カムの波形状を有する円形状に追従する。

【0042】

本発明の一態様によれば、第１の一連のフィンガの各フィンガのピンおよび第２の一連のフィンガの各フィンガのピンは、第１回転リングのカムの一方と相互作用し、円形支持体の各案内溝は、長円形開口を備える。長円形開口は、このようなピンがカムと相互作用するように横切ることを許容するように構成される。上述のように、円形支持体は、回転リング間に位置する。したがって、回転リングの一方、例えば第１回転リングは、円形支持体の底部に面するように配置される。このような状態で、第１回転リングと相互作用すべきフィンガの各ピンは、円形支持体を横切るべきである。各ピンは各フィンガに固定され、各案内溝は、その底部に開口を含む必要がある。これにより、各案内溝の各底部に対して配置された各フィンガのピン、つまり、第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガは、第１回転リングのカムと相互作用することができる。このような開口は、ピンの径方向移動、ひいてはフィンガの径方向移動を許容するように長円形である。

【0043】

本発明の一態様によれば、第１回転リングの第１カムは、第１の一連のフィンガの各フィンガのピンを受容するように構成され、第１回転リングの第２カムは、第２の一連のフィンガの各フィンガのピンを受容するように構成される。第１の一連のフィンガの各フィンガのピンおよび第２の一連のフィンガの各フィンガのピンの両方が第１回転リングと相互作用するとしても、第１の一連のフィンガのピンおよび第２の一連のフィンガのピンは、同一カムと相互作用しない。したがって、第１の一連のフィンガのピンと第２の一連のフィンガのピンとの間には、機械的干渉を避けるように径方向オフセットが存在する。この結果、第１の一連のフィンガのフィンガを受容する円形支持体の溝における長円形開口の位置と、第２の一連のフィンガのフィンガを受容する円形支持体の隣り合う溝における長円型開口の位置との間には、径方向オフセットが存在する。

【0044】

波形状により、ピンが運動することが可能とされる。このような運動は、長円形開口の寸法および波形状の寸法により定められる。

【0045】

本発明の一態様によれば、第３の一連のフィンガの各フィンガのピンは、第２回転リングの湾曲カムのうちの１つと相互作用するように構成される。第１の一連のフィンガのピンおよび第２の一連のフィンガのピンと同様に、第３の一連のピンと対応するカムとの間には機械的相互作用が存在する。第３の一連のフィンガは、円形支持体に対して第１回転リングの反対側にある第２回転リングと相互作用する。したがって、第３の一連のフィンガのピンはフィンガから突出し、第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガの両ピンのように円形支持体に開口を設ける必要はない。

【0046】

本発明の一態様によれば、湾曲カムは、それらの２つの端部間に角度的オフセットが存在するように構成され、第３の一連のフィンガのフィンガは、第３の一連のフィンガのフィンガのピンと第３の一連のフィンガの隣り合うフィンガのピンとの間に径方向オフセットが存在するように構成される。このような特徴の組み合わせの結果、第３の一連のフィンガの隣り合う２つのフィンガが同一の湾曲カムと相互作用することができる。

【0047】

本発明の一態様によれば、装置は、第１回転リングおよび第２回転リングを作動させるように構成された回転手段を備えている。このような回転手段により、リングの回転運動、さらには一連のフィンガの径方向運動が可能とされる。この目的は、これらのフィンガのそれぞれの機能を確保することである。

【0048】

装置の回転手段は、レバーやクランク等の手動要素を有し得る。また、回転手段は、サーボモータにより作動させることもできる。この場合、回転の精度が高くなる。

【0049】

本発明の一態様によれば、装置は、第１回転リングおよび第２回転リングの角度位置を維持するように構成されたクランプ手段を備える。クランプ手段により、溶接作業中のフィンガの位置を維持することができ、これにより、一対のセグメントに対する圧力、および互いに溶接されるべきでないセグメント間の間隔が、溶接作業中にずっと維持される。装置が手動で調整可能な場合、クランプ手段は複数のネジであり得る。回転手段がサーボモータにより作動される場合、後者が回転リングをブロックし、クランプ手段として使用され得る。

【0050】

また、本発明は、上述の装置により実施される、回転電気機械のステータの巻線の導電性セグメントを位置決めする方法であって、
－前記装置を、前記機械の回転軸に沿った並進移動により前記巻線上に設置する第１ステップであって、少なくとも第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガの前記軸方向移動により、前記巻線のセグメントは、複数対のセグメントに分離される第１ステップと、
－一対のセグメントの少なくとも２つの導電性セグメントを互いに対して押し付けるように、前記第１回転リングを前記回転軸を中心として回転させて、第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガを、反対の径方向にいずれも運動させる第２ステップであって、一対のセグメントの前記押し付けられた導電性セグメントの溶接作業の前に実施される第２ステップと、
を備える位置決め方法を対象とする。

【0051】

少なくともこれら２つのステップを有する本発明の方法により、互いに離されるべき隣り合う対のセグメントを互いに分離することにより、かつ互いに溶接されるべき一対のセグメントの２つのセグメントを互いに対して押し付けることにより、溶接作業の前に作業者は各導電性セグメントの正しい位置を確保することができる。

【0052】

本発明の一態様によれば、第１および第２の一連のフィンガの前記反対方向の移動は、一方が他方に比較して時間的に遅れる。

【0053】

本発明の一態様によれば、前記第１および第２の一連のフィンガの前記反対方向の移動により、回転軸に対して回転電気機械の同一半径上に配置された各対のセグメントの押し付けが確保される。互いに溶接されるべき複数対の導電性セグメントは、内側パターンと外側パターンとを有する２つの環状パターン上に分散配置され得る。本発明によれば、第１および第２の一連のフィンガの反対の径方向移動により、環状パターンのうちの一方の各対に対して一対のセグメントが互いに同時に接触することが少なくとも確保される。

【0054】

本発明の一態様によれば、本方法は、各対のセグメントのセグメントを少なくとも径方向に整列させるように、前記第２回転リングを回転させて、前記第３の一連のフィンガを径方向に運動させる、前記第２ステップに続く第３ステップを備える。

【0055】

さらに、第３の一連のフィンガの径方向移動は、一対のセグメントの２つの導電性セグメントの互いに対する押し付けに関与し得る。第１および第２の一連のフィンガの両方の移動により、一方の環状パターンの各対について、一対のセグメントのセグメントが互いに同時に接触することが少なくとも保証され得る。第１および第２の一連のフィンガのうちの一方の移動と組み合わせた第３の一連のフィンガの移動により、他方の環状パターンの各対について、一対のセグメントのセグメントが互いに同時に接触することが少なくとも保証され得る。

【0056】

このような方法は、各対のセグメントのセグメントを互いに溶接する一方で、一対のセグメントを他の対と溶接しないことからなる正しい溶接を実施するのに最適なものである。

【0057】

本発明のその他の特徴、詳細および利点は、以下に示す本発明の明細書から推測され得る。種々の実施形態が、図面に示されている。

【図面の簡単な説明】

【0058】

【図1】図１は、本発明によるステータの巻線の導電性セグメントを位置決めするための装置の全体図である。

【図2】図２は、図１の装置の要素の分解図であり、特に第１回転リング、第２回転リング、および両回転リング間の円形支持体を示す。

【図3】図３は、図１の装置の部品である第１の一連のフィンガのフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガの詳細図である。

【図4】図４は、図１の装置の部品である第３の一連のフィンガのフィンガの詳細図である。

【図5】図５は、円形支持体と第２回転リングとの間に配置された第１の一連のフィンガのフィンガおよび第３の一連のフィンガのフィンガの配置を示す分解図である。

【図6】図６は、円形支持体と第２回転リングとの間に配置された第２の一連のフィンガのフィンガおよび第３の一連のフィンガのフィンガの配置を示す分解図である。

【図7】本発明の方法のセットを示す図であって、装置が回転電気機械の巻線上に設置される図である。

【図8】図８は、第１および第２の一連のフィンガのフィンガと導電性セグメントとの相互作用の詳細図であって、フィンガが停止位置にある図である。

【図9】図９は、第１および第２の一連のフィンガのフィンガと導電性セグメントとの相互作用の詳細図であって、フィンガが作動位置にある図である。

【図10】図１０は、第３の一連のフィンガのフィンガと導電性セグメントとの相互作用の詳細図であって、第３の一連のフィンガのフィンガが停止位置にある図である。

【図11】図１１は、フィンガに固定されたピンに関連付けられたカムを示す第２回転リングの部分図であって図１０と同様の図である。

【図12】図１２は、第３の一連のフィンガのフィンガと導電性セグメントとの相互作用の詳細図であって、第３の一連のフィンガのフィンガが作動位置にあり、第２回転リングを部分的に示す図である。

【図13】図１３は図１２と同様の図であって、第２回転リングの部分図を省いた図である。

【発明を実施するための形態】

【0059】

図１は、回転電気機械の巻線５の導電性セグメントを位置決めするための装置１の全体図である。回転電気機械は図１に示されていない。装置１の機能は、巻線５の各セグメントを、このようなセグメントの溶接作業前に正しく位置決めし、回転電気機械のステータの周囲に連続した巻線を実現することである。具体的には、装置１は、溶接されるべきセグメントを互いに対して押し付けるとともに、溶接されるべきでないセグメント間にスペースを提供するように構成されている。

【0060】

装置１は、第１回転リングおよび第１カバー２１と、第２回転リングおよび第２カバー３１と、円形支持体４と、を含んでいる。第１回転リングは、第１カバー２１に挿入されているとともに、第２回転リングは第２カバー３１に挿入されており、これらの回転リングは図１では見えない。円形支持体４は、２つのカバーの間に配置されている。したがって、円形支持体は、２つの回転リングの間に配置されていることに留意されたい。第１回転リングを含む第１カバー２１、第２回転リングを含む第２カバー３１、および円形支持体４は、それぞれ環状本体を有し、環状本体の回転軸１００に対して互いに重ね合わされている。溶接作業中に装置１が回転電気機械上に設置されているとき、前記回転軸１００は、このような機械の回転軸と同一である。第１カバー２１と、第２カバー３１と、円形支持体４と、は、例えばネジとしての複数の締結手段１２によって互いに固定され得る。

【0061】

装置１は、各回転リングがそのそれぞれのカバーの内部で回転軸１００を中心として回転可能である一方、円形支持体４は固定位置に留まるように構成されている。第１回転リングおよび第２回転リングは、それぞれ少なくとも１つのカムを含んでいる。各カムは各回転リングの表面に配置され、この表面は円形支持体４に対面している。各回転リング、同様に各カムは、回転手段９により回転運動をすることができる。このような回転手段９は、一方の端部に歯車を有するレバーであり得る。前記歯車は、回転リングの歯付き部分と相互作用して回転運動を開始するように配置されている。各回転リングは、固有の回転手段９を有している。各回転手段９は、図１に示さないサーボモータにより制御可能である。

【0062】

回転手段９は、クランプ手段１１としても機能し得る。クランプ手段１１により、溶接作業中に装置の位置を維持することができる。回転手段９と同様に、クランプ手段１１もサーボモータにより使用可能である。

【0063】

第１回転リングおよび第２回転リングを回転させることにより、回転手段９は、第１の一連のフィンガ６、第２の一連のフィンガ７、および第３の一連のフィンガ８を間接的に運動させることができる。これらのフィンガは、回転リングの上述のカムと相互作用して、リングの回転移動を３つの一連のフィンガの径方向運動に変更する。各フィンガの径方向移動は、当該フィンガを停止位置から作動位置に移動させるように構成されている。停止位置は、巻線に装置を位置決めする際のフィンガの位置である、作動位置は、溶接作業中の当該フィンガの位置であって、その目的は、溶接されるべき導電性セグメント、および互いに離されるべき導電性セグメントを所定位置に維持することである。換言すれば、一連のフィンガの径方向運動により、全ての導電性セグメントが、後述のように溶接のために正しく位置決めされ得る。

【0064】

図２は装置の分解図であり、第１回転リング２、第２回転リング３、および円形支持体４が示されているが、一連のフィンガは示されていない。

【0065】

上述のように、第１回転リング２は、第１カバー２１内に配置されている。第１カバー２１は、第１回転リング２を受容し、その回転、より具体的には第１カバー２１により画定されたハウジング内での回転を許容する形状および寸法を有している。第１カバー２１は、第１回転リング２の回転を案内するための手段と、第１回転リング２を第１カバー２１の内部で維持するための手段と、を含み得る。同じ特徴が、第２回転リング３および第２カバー３１にも適用されることに留意しなければならない。

【0066】

各回転リングは、少なくとも１つのカムを含んでいる。このようなカムは、以下の図に示すように、円形支持体４に配置されたフィンガと相互作用するように、円形支持体４に向けられている。換言すれば、各回転リングは、円形支持体と接触することが意図された内面と、円形支持体４の反対側の外面と、を含んでいる。カムは、対応する回転リングの内面に構成された溝により実現されている。

【0067】

リング２、３および円形支持体４の積層体は、円形支持体が２つの回転リングの間に位置するとともに、装置の使用前に第１回転リング２が巻線に対面するようになっている。換言すれば、装置が軸方向移動によって、より正確には回転軸に沿った並進移動によって巻線上に設置されるとき、巻線は、最初に第１回転リング２と協働し、次いで円形支持体４と協働し、最後に第２回転リング３と協働する。

【0068】

第１回転リング２は、第１カム２０１と、第２カム２０２と、を含んでいる。このようなカムは、全体として円形であり、第１回転リング２に沿って延びている。第１カム２０１および第２カム２０２は同心円状であり、第１カムの平均半径は第２カム２０２の平均半径より大きい。後述するように、これら２つのカムは波形状を有している。これは、第１カム２０１および第２カム２０２の半径が可変であるということを意味する。

【0069】

第１回転リング２は、リングの周縁部に配置された第１歯付き部２００を含んでいる。このような第１歯付き部２００は、図１に示す一方の回転手段の歯車に連結するように構成されている。この歯車伝達システムにより、第１回転リングの回転移動、ひいては第１カム２０１および第２カム２０２の回転運動が可能となる。回転リングに回転運動を与えるものであれば、いかなる他のタイプの伝達システムを使用してもよい。第１カバー２１は、第１歯付き部２００と上述の回転手段との接続を許容するように、除去可能な材料を含む。

【0070】

円形支持体４は、第１回転リング２の内面に対面するように構成された第１側４０４と、第２回転リング３の内面に対面するように構成された第２側４０５と、を含んでいる。円形支持体４は、円形支持体４に沿って全体に広がる複数の案内溝４０１を含んでいる。案内溝４０１は径方向に延びている。これらは、第２側４０５をくり抜くことにより円形支持体４の材料に形成されている。各案内溝は、少なくとも部分的に長円形であり、この長円形は、３つの一連のフィンガのうちの２つの一連のフィンガの少なくとも２つのフィンガを受容するように構成されている。各案内溝は、内部に配置されたフィンガの径方向運動を許容するように、円形支持体の中央に向かって開放している。

【0071】

上述のように、各案内溝４０１は、互いに重ね合わされた２つのフィンガを受容し、各案内溝４０１の深さは、互いに重ね合わされた２つのフィンガの高さの合計に実質的に等しい。前記深さおよび高さは、回転軸の方向に対して考慮されている。案内溝４０１の底部に配置されたフィンガは、第１回転リング２と相互作用するように構成される。一方、案内溝４０１の頂部に配置されたフィンガは、第２回転リング３と相互作用するように構成される。

【0072】

各案内溝４０１の底部に配置された各フィンガと第１回転リング２のカムの一方との相互作用を確保するように、各案内溝４０１の底部は、外側長円形開口４０２、または内側長円形開口４０３を含んでいる。案内溝４０１は、外側長円形開口４０２を含む案内溝４０１が、内側長円形開口４０３を含む２つの案内溝４０１の間に位置するように配置され、その逆もまた同様である。第１カバー２１と円形支持体４とが互いに連結されるとき、外側長円形開口４０２が第１カム２０１に対面し、内側長円形開口４０３が第２カム２０２に対面している。したがって、外側長円形開口４０２を含む案内溝４０１の底部に配置されたフィンガは、第１カム２０１と相互作用する。一方、内側長円形開口４０３を含む案内溝４０１の底部に配置されたフィンガは、第２カム２０２と相互作用する。

【0073】

第２回転リング３は、複数の湾曲カム３０１を含んでいる。湾曲カム３０１は、第２回転リング３に沿って規則的に角度を付けて分散配置されている。各湾曲カム３０１は、第２回転リング３の外側周縁端部に近い第１端部から、第２回転リング３の内側周縁部に近い第２端部に延びる凹部である。各湾曲カム３０１の湾曲は、第２回転リング３の径方向と比較してオフセットしている。したがって、湾曲カムの長さ、ひいては湾曲カム３０１と相互作用するフィンガの径方向運動を長くするように、湾曲カム３０１の第１端部は、同一の湾曲カム３０１の第２端部と比較して角度的にオフセットしている。湾曲カム３０１は並んで配置されていることにより、第２回転リング３の半径は複数の湾曲カム３０１と交差している。

【0074】

第１回転リング２と同様に、第２回転リング３も、歯付き部分、より具体的には、図１に示す回転手段の一方と相互作用するように配置された第２歯付き部分３００を含んでいる。第２カバー３１は、第２歯付き部３００と上述の回転手段との接続を許容するように、除去可能な材料で構成されている。

【0075】

図３および図４は、３つの一連のフィンガのうちの異なるフィンガの図である。これらフィンガは全て、溶接作業の前およびその最中に、ステータの巻線の位置を調整するように、径方向の運動をするように構成されている。

【0076】

図３は、第１の一連のフィンガ６の２つのフィンガの間にある第２の一連のフィンガ７のフィンガを示す。図３において、フィンガは、円形支持体の３つの隣り合う案内溝に配置されているかのような向きに配置されている。各フィンガは、交互の態様にしたがって配置されており、第２の一連のフィンガ７のフィンガが第１の一連のフィンガ６の２つのフィンガに隣り合っている。この逆も同様である。

【0077】

各フィンガは、各フィンガが配置された案内溝の径方向と共通の長手方向にしたがって延びている。

【0078】

図３に示す全てのフィンガは、長円形部品を含んでいる。より具体的には、第１の一連のフィンガ６のフィンガは第１長円形部品６０５を含み、第２の一連のフィンガ７のフィンガは第２長円形部品７０５を含んでいる。これらの長円形部品は、円形支持体の案内溝の内部に配置されるように寸法決めされている。案内溝の形状は、フィンガの長円形部品の形状と一致しているため、フィンガの径方向運動のみが許容される。

【0079】

第１の一連のフィンガ６のフィンガの各長円形部品および第２の一連のフィンガ７のフィンガの各長円形部品は、穴を有している。穴は、各一連のフィンガの機能に応じて異なった態様で配置されている。したがって、第１の一連のフィンガ６のフィンガは第１穴６０２を有しており、第２の一連のフィンガ７のフィンガは第２穴７０２を有している。一連のフィンガの各フィンガの各穴が、当該フィンガが配置された各案内溝の各長円形開口に対面するように、第１穴６０２および第２穴７０２は、径方向に互いにオフセットしている。各フィンガの穴の機能については後述する。

【0080】

各長円形の反対側に、各フィンガは、複数の横方向凸部を含んでいる。横方向とは、凸部が各フィンガの長手方向に対して実質的に垂直に延びていることを意味する。

【0081】

第１の一連のフィンガ６のフィンガは、２つの横方向凸部、より具体的には、内側凸部６０４および第１外側凸部６０３を含んでいる。内側凸部６０４は、各フィンガの両側に横方向に延びるとともに、第１の一連のフィンガ６のフィンガの長手方向端部に配置されている。第１外側凸部６０３も、各フィンガの両側に横方向に延びるとともに、長手方向端部と第１長円形部品６０５との間に配置されている。

【0082】

第２の一連のフィンガ７のフィンガは、１つの横方向凸部、より具体的には、第２外側凸部７０３を含んでいる。第２外側凸部７０３は、各フィンガの両側に横方向に延びるとともに、第２の一連のフィンガ７のフィンガの長手方向端部に配置されている。

【0083】

第１の一連のフィンガ６のフィンガの長手方向寸法は、第２の一連のフィンガ７のフィンガの長手方向寸法より大きい。したがって、第１外側凸部６０３および第２外側凸部７０３は、互いに相互作用するように両方とも横方向に延びている。より正確には、第１回転リングが移動する前、すなわち、フィンガが停止位置にあるときに、第１外側凸部６０３および第２外側凸部７０３は、図３に示すように、同一の径方向位置にある。このことは、第１外側凸部６０３および第２外側凸部７０３が、回転軸から同一距離にあることを意味する。

【0084】

図３または図１０に示すように、第１および第２の一連のフィンガの両方がそれらの作動位置から停止位置に戻る際の径方向運動のストッパとなるように、第１外側凸部６０３および第２外側凸部７０３の端部は、傾斜を付けられている。隣り合うフィンガの外側凸部は、同一の径方向位置になくてはならない。

【0085】

また、２つの隣り合うフィンガの少なくとも一方の外側凸部は、回転軸に垂直な面を含み得る。隣り合うフィンガを部分的に覆うように、当該面において、材料が除去されている。換言すれば、２つの隣り合うフィンガの外側凸部は、このような凸部の自由端部において互いに重ね合わされるように構成されている。このような重ね合わせにより、セグメントに接触し得る凸部の表面を、隣り合う各フィンガ間に機械的な干渉を生じさせることなく増大させることができる。

【0086】

第１の一連のフィンガ６および第２の一連のフィンガ７の両フィンガの長円形部品と、第１の一連のフィンガ６および第２の一連のフィンガ７の両方の各外側凸部と、は、スロット１０を形成する。スロット１０は、第１の一連のフィンガ６のフィンガと第２の一連のフィンガ７のフィンガとの間に形成される。各スロット１０は、装置がステータの巻線上に設置されたときに、ステータの巻線の一対のセグメントを受容するように構成されている。一対のセグメントは、第１の一連のフィンガ６の各フィンガの第１外側凸部６０３と内側凸部６０４との間に生じたゾーン１８にも受容され得る。

【0087】

図４は、第３の一連のフィンガ８の異なる種類のフィンガを示す図である。後述するように、第３の一連のフィンガ８のフィンガは、第１の一連のフィンガのフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガに重ね合わされるように構成されている。

【0088】

第３の一連のフィンガは、複数の長フィンガ８０４と複数の短フィンガ８０５とを含んでいる。長フィンガ８０４と短フィンガ８０５は、他のフィンガと同様にその主方向に対応するそれぞれの長手方向の寸法によって区別される。長フィンガ８０４は、第１の一連のフィンガのフィンガに重ね合わされるように構成され、短フィンガ８０５は、第２の一連のフィンガのフィンガに重ね合わされるように構成されている。

【0089】

長フィンガ８０４および短フィンガ８０５は、第３長円形部品８０８である同様の部品を有している。第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガの両フィンガの長円形部品と同様に、第３長円形部品８０８は、円形支持体の案内溝の内部に配置されるように構成されている。各第３長円形部品８０８は、外側穴８０２と内側穴８０３とを含んでいる。

【0090】

第３長円形部品８０８の反対側に、第３の一連のフィンガ８の各種類のフィンガは、ストリップを含んでいる。このようなストリップは、肩部８０９が実現されるように横方向にオフセットしている。このような肩部８０９は、径方向ストッパとして構成されている。ストリップがオフセットしていることにより、第３の一連のフィンガ８が径方向に運動する際に、複数対のセグメント間にストリップを挿入することが可能とされる。

【0091】

長フィンガ８０４および短フィンガ８０５は、それらのストリップの長手方向寸法によって区別される。長フィンガ８０４は長ストリップ８０６を含み、短フィンガ８０５は短ストリップ８０７を含んでいる。各ストリップは、各フィンガの肩部８０９から長手方向端部に向かってその横方向寸法が次第に細くなるテーパ形状を有している。

【0092】

図５は、第１の一連のフィンガ６のフィンガの配置を示す分解図である。上述のように、第１の一連のフィンガ６の各フィンガは、第３の一連のフィンガ８の長フィンガ８０４により覆われる。

【0093】

装置の動作を確実にするように、第１の一連のフィンガ６のフィンガは、外側長円形開口４０２を含む案内溝４０１に配置されなければならない。

【0094】

第１の一連のフィンガ６のフィンガの第１穴６０２は、第１ピン６０１の挿入および固定に使用される。第１ピン６０１は、第１回転リング２のカムのうちの一方、ここでは第１カム２０１と相互作用する。第１ピン６０１は、対応するフィンガの一側からのみ延びるように、第１穴６０２の内部に例えば接着によって固定される。このようなフィンガは、第１ピンが案内溝４０１の底部を向くように、案内溝に配置される。

【0095】

第１ピン６０１は、円形支持体４を介して第１カム２０１まで延び得るように、対応するフィンガの主平面に垂直な主サイズを有している。これを確実にするように、第１穴６０２は外側長円形開口４０２に対面しており、これによって第１ピン６０１は、外側長円形開口４０２を介して案内溝４０１を横切ることができるとともに、第１カム２０１の内部に挿入され得る。

【0096】

第１ピン６０１の直径は、外側長円形開口４０２の短寸法に実質的に等しい。したがって、円形支持体４により許容される第１ピン６０１の唯一の自由度は、装置の径方向に対応する外側長円形開口４０２の長寸法である。

【0097】

第３の一連のフィンガ８の長フィンガ８０４は、第１の一連のフィンガ６のフィンガに重ね合わされる。同じことが、円形支持体４に配置される第１の一連のフィンガ６の全てのフィンガに適用される。長フィンガ８０４は、第１の一連のフィンガ６のフィンガを、その長手方向主サイズ全体に沿って覆うように構成される。したがって、方法の説明として後述するように、装置がステータの巻線上に設置されたとき、長フィンガ８０４により第１の一連のフィンガ６のフィンガが支持され得る。

【0098】

長フィンガ８０４は、例えば接着により内側穴８０３の内部に固定された第３ピン８０１を含んでいる。これにより、第３ピン８０１は、長フィンガの一側からのみ、第２回転リング３に向かって延びる。第３ピン８０１は、第２回転リング３の湾曲カム３０１のうちの１つまで延びるような主サイズを有している。

【0099】

図６に示すように、このようなレイアウトは、第２の一連のフィンガ７のフィンガおよび第３の一連のフィンガ８の短フィンガ８０５を案内溝に配置する場合にも同様である。第２の一連のフィンガ７のフィンガは、内側長円形開口４０３を有する案内溝４０１の内部に配置されなくてはならない。したがって、第２穴７０２の内部に固定されている第２ピン７０１は、内側長円形開口４０３を介して案内溝４０１を横切ることができる。より具体的には、第２の一連のフィンガ７の全てのフィンガの全ての第２ピン７０１は、第１回転リング２の第２カム２０２と相互作用するように円形支持体４を横切る。

【0100】

第３の一連のフィンガ８の各短フィンガ８０５は、第２の一連のフィンガ７の各フィンガに重ね合わされる。長フィンガや第１の一連のフィンガのフィンガと同様に、短フィンガ８０５の長手方向寸法は、第２の一連のフィンガ７のフィンガを、その長手方向主寸法全体に沿って覆うように構成されている。上述のように、装置がステータの巻線上に設置されたとき、短フィンガ８０５により第２の一連のフィンガ７のフィンガが支持され得る。

【0101】

短フィンガ８０５の第３ピン８０１は、外側穴８０２の内部に配置され固定される。この第３ピンは、第２回転リング３の湾曲カム３０１のうちの１つと相互作用する。長フィンガの第３ピン８０１と短フィンガ８０５の第３ピン８０１との径方向オフセットは、その後正当化（位置決め）される。

【0102】

図７は、回転電気機械のステータ１９の軸方向端部から延びる巻線５上に、どのように装置１を設置するかを示す。このような巻線５は、複数のラインセグメントを含んでおり、各ラインセグメントは、ステータ１９の２つの連続する歯の間に配置されたセグメントの径方向整列により実現されている。連続する巻線を形成するには、隣り合うラインセグメントを互いに離すべきであるとともに、同一ラインセグメントを一対ずつ互いに溶接されるべきである。図示のように、各径方向ラインセグメントは、外側対のセグメント５１および内側対のセグメント５２を形成する４つのセグメントを含んでいる。本装置の機能は、溶接作業によって、複数対のセグメントを互いに連結することなく、一対のセグメントのセグメントを互いに連結することを確保することである。

【0103】

最初に、一連のフィンガと複数対のセグメントとの相互作用を開始するように、軸方向運動２０にしたがって、装置１を巻線５上に設置する。このような軸方向運動２０は、装置１の回転軸１００に対して、および各セグメントの端部の主方向に対して平行である。

【0104】

装置１が巻線５上に設置されると、この巻線の互いに溶接されるべき導電性セグメントは、複数対のセグメントにより既にグループ化され、各対の間には理論上のスペースがあるため、複数対のセグメントの間にフィンガが挿入され得る。しかしながら、セグメントはその理論上の位置にはない場合があり、装置の自由な軸方向移動の障害となる場合がある。したがって、第１回転リングは、このようなセグメントと接触する装置の最初の複合体であり、第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガは、接触荷重を受けて曲がり得る。第３の一連のフィンガのフィンガの停止位置では、前記フィンガは第１回転リングのフィンガを覆う。前記フィンガは、装置を巻線に位置決めする際に、第１回転リングのこれらのフィンガが破損することを防止するように、第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガの曲げを制限することを確保する。

【0105】

図８は、第１の一連のフィンガ６の２つのフィンガと、第２の一連のフィンガ７の１つのフィンガと、４対のセグメント、すなわち、第１外側対のセグメント５０１、第２外側対のセグメント５０２、第１内側対のセグメント５０３および第２内側対のセグメント５０４と、の間の相互作用を示す。図８において、各ピンと、第１回転リング２の各カムと、の間の相互作用を明示するために、各フィンガの各長円形部品は透明に表示されている。同じく明示のために、円形支持体は図示されていない。

【0106】

装置が巻線上に設置されると、各外側対のセグメントは、交互の態様にしたがって配置された第１の一連のフィンガ６のフィンガと第２の一連のフィンガ７の隣り合うフィンガとの協働によって形成された各スロット１０の内部で摺動する。上述のように、各スロット１０は、第１の一連のフィンガ６および第２の一連のフィンガ７の隣り合う両フィンガによって長手方向および横方向に規定される。内側対のセグメントに関して、それらは、第１の一連のフィンガ６のフィンガの各外側凸部６０３と第１の一連のフィンガ６のフィンガの各内側凸部６０４との間のゾーン１８に配置される。

【0107】

図８において、第１の一連のフィンガ６のフィンガおよび第２の一連のフィンガ７のフィンガは、上述の停止位置にあるが、図７に示す装置の巻線に対する位置決めにより、複数対のセグメントをそれらの間で離すことが既に保証されている。一例として、第２の一連のフィンガ７のフィンガにより、第１外側対のセグメント５０１と第２外側対のセグメント５０２とが離れている。別の例として、第１の一連のフィンガ６のフィンガと第２の一連のフィンガ７のフィンガとの協働により、より具体的には第１外側凸部６０３と第２外側凸部７０３との協働により、第１外側対のセグメント５０１と第１内側対のセグメント５０３とが離れ、第２外側対のセグメント５０２と第２内側対のセグメント５０４とが離れている。

【0108】

図８において、各フィンガの長円形部品が透明であることにより、第１の一連のフィンガ６のフィンガの第１ピン６０１が第１カム２０１の内部に挿入され、第２の一連のフィンガ７のフィンガの第２ピン６０２が第２カム２０２の内部に挿入されていることがわかる。

【0109】

第１カム２０１および第２カム２０２は、複数の波形状を有している。換言すれば、各カムの半径は可変である。これらの波形状はわずかなものであるが、各ピン、同様に各フィンガの径方向運動を生じさせるには十分である。

【0110】

第１回転リング２が運動すると、図９に示すように、第１カム２０１および第２カム２０２は、結果として第１回転運動１３をする。第１カム２０１および第２カム２０２の回転中に、各ピンはそのカムの内部で摺動する。フィンガの径方向運動のみを許容する形状に一致する形状を有する対応する案内溝内にフィンガが維持されていることを考慮すると、各カムの波形状に沿ったピンの摺動により、案内溝の内部における各ピンおよび各フィンガの径方向運動における移動が生じる。より具体的には、第１の一連のフィンガ６のフィンガは、第１径方向運動１４にしたがって移動し、第２の一連のフィンガ７のフィンガは、第２径方向運動１５にしたがって移動する。両方の一連のフィンガは同一の回転リングによって運動する場合であっても、第１径方向運動１４と第２径方向運動１５とは反対方向である。第１の一連のフィンガ６および第２の一連のフィンガ７の両方のフィンガがそれらの停止位置にある場合、各第１ピン６０１は、第１カム２０１の波形状の凸部より回転軸に近い第１カム２０１の波形状の凹部にあり、ここで第１ピン６０１は第１径方向運動１３により移動する。各第２ピン７０１は、その停止位置において、第２カム２０２の波形状の凹部より回転軸から離れた第２カム２０２の波形状の凸部にあり、ここで第２ピン７０１は第１径方向運動１３により移動する。

【0111】

さらに、この停止位置において、各第１ピン６０１と第１カム２０１の波形状の次の凸部との間の距離は、各第２ピン７０１と第２カム２０２の波形状の次の凹部との間の距離より小さい。第１カム２０１および第２カム２０２におけるピンの停止位置間のこのような角度オフセットにより、第２の一連のフィンガ７が反対の径方向運動をする前に、第１の一連のフィンガ６は径方向に運動する。このような時間のずれにより、２つの径方向運動が同時であった場合に生じ得る機械的干渉が回避され得る。

【0112】

第１径方向運動１４により、第１の一連のフィンガ６のフィンガは、全ての対のセグメントと相互作用する。より具体的には、第１外側凸部６０３および内側凸部６０４が複数対のセグメントの各環状列と接触することにより、各対のセグメントは、第１径方向運動と同一の向きの径方向に運動する。

【0113】

第１回転運動１３の間、第２の一連のフィンガ７のフィンガは、第２径方向運動１５にしたがった運動をする。したがって、第２外側凸部７０３が、内側対のセグメントを、第１の一連のフィンガ６の各隣り合うフィンガの内側凸部６０４に対して押す。このような内側対のセグメントは、第１の一連のフィンガのフィンガの内側凸部６０４によって既に運動しており、全ての内側対のセグメントの各セグメントは、本発明によれば互いに押し付けられる。さらに、第２の一連のフィンガ７のフィンガの肩部が第１外側対のセグメントのセグメントに到達する。

【0114】

これら複数対のセグメントのセグメントが互いに押し付けられることにより、第１の一連のフィンガ６および第２の一連のフィンガ７は、外側対のセグメントと内側対のセグメントとの間のスペースも増大させる。

【0115】

図１０～図１３は、第３の一連のフィンガ８のフィンガの機能、およびそれらと巻線の各対のセグメントとの相互作用を示す。このような相互作用を理解しやすくするために、図１１および図１２は、第２回転リング３および湾曲カム３０１を少なくとも部分的に示す。一方で、図１０および図１３において、第２回転リング３および湾曲カム３０１は図示されていない。

【0116】

上述のように、第３の一連のフィンガ８のフィンガは、第１の一連のフィンガのフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガに重ね合わされている。第１の一連のフィンガのフィンガの凸部および第２の一連のフィンガのフィンガの凸部は、４つの図面全てにおいて示されている。図９に示すように、第１の一連のフィンガのフィンガおよび第２の一連のフィンガのフィンガは作動位置にあるため、それらは、各対のセグメントのセグメントを互いに押し付け、各対のセグメントを他の対のセグメントから分離させるのに関与している。

【0117】

図１０に関して、第３の一連のフィンガ８のフィンガは、円形支持体４の各案内溝４０１内にある。長フィンガ８０４は第１の一連のフィンガのフィンガに重ね合わされ、短フィンガ８０５は第２の一連のフィンガのフィンガに重ね合わされている。上述のように、各第３ピン８０１は、径方向に互いにオフセットしている。

【0118】

第３ピンのこのような径方向オフセットは、図１１に関して説明できる。２つの第３ピン８０１が１つの湾曲カム３０１に挿入されている。したがって、第３ピン８０１の互いに対するオフセットにより、装置では、第３ピン８０１、ひいては第３フィンガの個数の半分に相当する個数の湾曲カム３０１が必要となる。したがって、２つの連続する湾曲カム間の十分なスペースが提供され得ることにより、円形支持体４は両回転リングを支持するのに十分な弾性を有し得る。このような状態で、各外側穴８０２に固定された各第３ピン８０１は、各湾曲カム３０１の、第２回転リング３の外側周縁端部に近い第１端部に配置されている。一方、各内側穴８０３に固定された各第３ピン８０１は、各湾曲カム３０１の第１端部から距離を置いて配置されている。

【0119】

第１の一連のフィンガおよび第２の一連のフィンガが作動位置に到達すると、図１２に示すように、第２回転リング３、ひいては湾曲カム３０１が、その回転手段によって第２回転運動１６にしたがって運動をする。このような第２回転運動１６は、第１カムおよび第２カムの第１回転運動より長い。これは、第２回転運動が、上述の第２の一連のフィンガの第２径方向運動より長い第３径方向運動１７にしたがって第３の一連のフィンガ８のすべてのフィンガを運動させる必要があるためである。このような第３径方向運動１７は、第３の一連のフィンガの全てのフィンガ、より具体的にはそれらのストリップが複数対のセグメントのうち最も内側のものを超える自由端部を有するのに十分な長さを有する必要がある。

【0120】

第２回転運動１６の間、各内側穴８０３に固定された各第３ピン８０１が、第２回転リング３の内側周縁端部に近い各湾曲カム３０１の第２端部に到達するまで、各第３ピン８０１は各湾曲カム３０１の湾曲に追従する。

【0121】

フィンガの径方向運動のみを許容する形状に一致する形状を有する対応する案内溝にフィンガが維持されていることを考慮すると、各カムの波形状に沿ったピンの摺動により、案内溝の内部で各ピンおよび各フィンガの径方向運動における移動が生じる。この結果、第３の一連のフィンガ８の全てのフィンガが第３径方向運動１７をする。

【0122】

第３の一連のフィンガ８のフィンガが径方向に運動すると、各ストリップは、２つの隣り合う外側対のセグメントの間で、かつ２つの隣り合う内側対のセグメントの間で摺動する。一例として、図１２または図１３に示す短ストリップ８０７は、第１外側対のセグメント５０１と第２外側対のセグメント５０２との間で、かつ第１内側対のセグメント５０３と第２内側対のセグメント５０４との間で摺動した。各ストリップのテーパ形状により容易とされるこのような摺動により、各対のセグメントの各セグメントが径方向にそれらの間で整列し、各対のセグメント間のスペースが増大する。

【0123】

さらに、第３の一連のフィンガ８のフィンガが径方向に運動すると、第３の一連のフィンガ８の各フィンガの各肩部８０９が、このような正確な押し付けに関与するように各外側対のセグメントを押すようになる。

【0124】

その後、各回転リングの位置がクランプ手段により固定され、こうして巻線の全てのセグメントは溶接のために正しく位置決めされる。このような正しい位置決めを図１２または１３に示す。実際に、各対のセグメントは他の対から正しく分離し、各対のセグメントのセグメントは、互いに押し付けられるとともに径方向に整列する。したがって、各対のセグメントのセグメントのみを互いに溶接することで、溶接を最適化することができる。

【0125】

溶接が終了したら、上述の全てのステップを逆の順番で実施して、装置を巻線から取り外すことができる。

【0126】

以上から、本発明は、最適な溶接を確保するために、ステータの巻線のセグメントを位置決めするための装置を提供するものであることが理解されるであろう。さらに、このような装置は、異なる寸法を有する導電性セグメントに、全てのツールを変更せずにフィンガの径方向移動を調節することで適合され得る。

【0127】

しかしながら、本発明は、本明細書に記載および図示された手段や構成に限定されるものではなく、同等の手段や構成、またそのような手段の技術的に有効な組み合わせにも及ぶものである。

【0128】

例えば、上述の装置は、２つの環状パターンを有する導電性セグメント対に使用されているが、例えば凸部を追加することで、２つよりも多い環状パターン、例えば３つまたは４つの環状パターンを有する導電性セグメント対に使用されるように適合され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【外国語明細書】