特許 7479460 回転電気機械用の電気巻線

(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】

(24)【登録日】2024-04-25

(45)【発行日】2024-05-08

(54)【発明の名称】回転電気機械用の電気巻線

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/04 20060101AFI20240426BHJP

【ＦＩ】

H02K3/04 J

H02K3/04 E

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022520623

(86)(22)【出願日】2020-10-01

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-12-19

(86)【国際出願番号】 EP2020077564

(87)【国際公開番号】W WO2021064122

(87)【国際公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-05-17

(31)【優先権主張番号】1910985

(32)【優先日】2019-10-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】508075579

【氏名又は名称】ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100208188

【弁理士】

【氏名又は名称】榎並 薫

(72)【発明者】

【氏名】マクシム、グロスポー

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンドル、シュミット

(72)【発明者】

【氏名】ピエール、ファブロール

(72)【発明者】

【氏名】ウォイチェフ、マンドック

(72)【発明者】

【氏名】クレマン、ベルナール

(72)【発明者】

【氏名】ステファヌ、ド、クレール

(72)【発明者】

【氏名】ポール、アルミロリ

(72)【発明者】

【氏名】ダミアン、ル、ガック

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２１８６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／００１４６３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電気機械（１０）の特にステータまたはロータにより形成されるアクティブ部品用の電気巻線であって、
前記アクティブ部品は、軸（Ｘ）を中心とした環状のヨーク（２７）と、前記ヨークの側面から径方向に延びてスロット（２２）を画定する複数のティース（２８）と、を含む本体（２１）を有し、
前記スロットは、前記本体の第１軸方向端面（２９ａ）および第２軸方向端面（２９ｂ）に開口し、
前記電気巻線（２４）は、各々がピン（３０、３１、３２、３３、３４）のセットを含む複数の電気相を含む少なくとも１つの相システムを有し、
前記ピン（３０、３１、３２、３３、３４）は、互いに電気的に接続されるとともに、各々が少なくとも１つの導電性セグメント（３０Ａ、３０Ｂ、３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３４Ａ）を含み、
前記導電性セグメントは、Ｎ個の層（Ｃｉ）を形成する同一のスロットに収容されるのに適し、
前記ピンのセットは、各々が相入力または相出力を形成する１つの第１給電ピン（３３）および１つの第２給電ピン（３４）を少なくとも含み、
各給電ピンは、関連する前記導電性セグメント（３３Ａ、３４Ａ）から前記スロットの外側に延びる給電端部（３３Ｇ、３４Ｇ）を有する、巻線において、
第１給電端部（３３Ｇ）の少なくとも一部分が前記巻線の内周縁部に配置され、
前記第１給電端部は、外側層に配置された導電性セグメント（３３Ａ）を延長し、
第２給電端部（３４Ｇ）の少なくとも一部分が、前記巻線の外周縁部に配置され、
前記第２給電端部は、内側層に配置された導電性セグメント（３４Ａ）を延長し、
前記内周縁部は、前記外周縁部よりも前記軸（Ｘ）に近く、
前記内側層および前記外側層は、縁部層を形成する、
ことを特徴とする電気巻線。

【請求項2】

前記第１給電ピンおよび前記第２給電ピンの前記導電性セグメント（３３Ａ、３４Ａ）は、同一スロット（２２）の前記外側層（Ｃ１）および前記内側層（Ｃ４）にそれぞれ配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気巻線。

【請求項3】

前記第１端部（３３Ｇ）と前記第２端部（３４Ｇ）とは、周方向において互いから離間する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気巻線。

【請求項4】

前記第１給電端部（３３Ｇ）および前記第２給電端部（３４Ｇ）は、関連する前記導電性セグメント（３３Ａ、３４Ａ）に隣接するリンク部分（３３Ｇ１、３４Ｇ１）と、前記電気機械の電子アセンブリに接続されるのに適した接続部分（３３Ｇ３、３４Ｇ３）と、関連する前記リンク部分と前記接続部分との間に配置された交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）と、を各々有し、
同一給電端部の前記リンク部分および前記接続部分は、径方向において前記同一給電端部の前記交差部分を挟んで対向する側にあり、
前記第１給電端部および前記第２給電端部の前記交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）は、周方向において互いに対面して延びる、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電気巻線。

【請求項5】

前記ピン（３０、３１、３２、３３、３４）は、前記ステータ本体（２１）の前記軸方向端面（２９ａ、２９ｂ）の両側にそれぞれ束部（２５ａ、２５ｂ）を形成するのに適しており、
前記交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）は、前記束部から軸方向に距離を置いて配置される、
ことを特徴とする請求項４に記載の電気巻線。

【請求項6】

前記交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）は、前記巻線の前記外周縁部と前記内周縁部との間において、特に前記周縁部間の径方向中央部分において延びる、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電気巻線。

【請求項7】

前記巻線の前記周縁部のうちの一つに配置された第１セット（３６）であって、異なる相の給電ピンから構成された第１セット（３６）は、交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）を有する少なくとも１つの給電端部（３３Ｇ、３４Ｇ）と、交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）を有さない少なくとも１つの他の給電端部（３３Ｇ、３４Ｇ）と、を含み、
前記巻線の前記第１セット（３６）とは異なる周縁部に配置された第２セット（３７）であって、異なる相の給電ピンから構成された第２セット（３７）は、交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）を有する少なくとも１つの給電端部（３３Ｇ、３４Ｇ）と、交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）を有さない少なくとも１つの他の給電端部（３３Ｇ、３４Ｇ）と、を含む、
ことを特徴とする請求項４～６のいずれか一項に記載の電気巻線。

【請求項8】

少なくとも３つの第１端部（３３Ｇ、３４Ｇ）を含むセット（３６、３７）において、前記端部のうちの２つまたは１つのみが、交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）を有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の電気巻線。

【請求項9】

セット（３６、３７）が交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）を有する２つの給電端部（３３Ｇ、３４Ｇ）を含む場合、交差部分を有さない前記給電端部は、周方向において、交差部分を有する前記給電端部間に配置され、
セット（３６、３７）が交差部分（３３Ｇ２、３４Ｇ２）を有する１つの給電端部（３３Ｇ、３４Ｇ）を含む場合、前記交差部分を有する前記給電端部は、周方向において、交差部分を有さない前記給電端部間に配置される、
ことを特徴とする請求項８に記載の電気巻線。

【請求項10】

特にステータまたはロータにより形成されるアクティブ部品を備える回転電気機械であって、請求項１～９のいずれか一項に記載の電気巻線（２４）を備える回転電気機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に、回転電気機械のステータやロータ等のアクティブ部品用の電気巻線に関する。より詳細には、本発明は、導電性ピンを使用して作製される電気巻線に関する。

【背景技術】

【0002】

本発明は、オルタネータ、スタータ－オルタネータ、さらには可逆機械や電気モータ等の回転電気機械の分野に特に有利に適用され得る。可逆機械とは、オルタネータとして機能するときには発電機として、かつ例えば自動車の燃焼機関を始動させるための電気モータとして、可逆的に動作可能な回転電気機械であることを想起されたい。

【0003】

回転電気機械は、軸を中心として回転可能なロータと、固定されたステータと、を含んでいる。ステータは、ステータの中心を通る軸を中心として回転するための部品を形成するヨークを有する本体を含んでいる。本体は、ヨークから径方向にステータの中心に向かって延びるとともに、周囲に電気巻線が配置されるスロットを画定するティースを含んでいる。巻線は、本体のスロットに部分的に収容された複数の導電性ピンであって、連続した電気経路を形成するように端部を介して対になって電気的に接続された導電性ピンから形成されている。例えば、各ピンは、互いに対して実質的に平行な２つの導電性セグメントであって、Ｕ字形状をなすようにエルボージョイントで接続された２つの導電性セグメントを含んでいる。導電性セグメントは、導電性セグメントがステータの回転軸に対して実質的に平行となるように、ステータの第１軸方向端面において２つの別個のスロットに挿入されている。同一のスロットが別個のピンに属する複数のセグメントを収容し得ることにより、異なる導電性セグメントの層が形成される。

【0004】

また、ステータの第２軸方向端面を超えて突出する導電性セグメントの自由端部は、次いで互いに接続されることで、電流が流れると本体のティースに沿って磁界を生成する電気経路を形成している。換言すれば、導電性ピンは、異なるセットを形成するように対になって接続されている。特に、各セットは、電力供給相に対応し得る。例えば、ステータは、巻線に三相電流が給電されるように、３つの別個のセットを含んでいる。

【0005】

このような巻線では、相を互いに接続して所望の巻線の結合を確保するために、各相の入力および出力を形成する給電ピン同士の間に、および、各相の前記入力および出力を電力モジュールに接続するために、給電ピンと対応する電力モジュールとの間に、一定数の接続が必要である。

【0006】

巻線の構造によっては、給電ピンを巻線の外側層におけるスロットに配置することができる。したがってこの場合、給電ピンは、他のピンにより径方向に囲まれない。結果として、単一の導電性セグメントのみを含む給電ピンは、スロット内にしっかりと保持されない。特に、それらの自由端部は、径方向に巻線の外側に向かって移動し得る。そして、ステータの内側層に配置されたピンについて、自由端部はロータ等の回転電気機械の他の要素と、または、ステータの外側層に位置するピンについて、自由端部はケーシングのフランジのうちの１つと接触し得るとともに、回転電気機械に損傷を与え得る。また、自由端部がステータ本体やヨークのティースを押圧することで、それらを被覆するエナメルを傷つけ、短絡を発生させることもある。

【発明の概要】

【0007】

本発明の目的は、従来技術の欠点を回避することである。したがって、この目的のために、本発明は、回転電気機械のアクティブ部品用の電気巻線であって、前記アクティブ部品は、特にステータまたはロータにより形成され、前記アクティブ部品は、軸を中心とした環状のヨークと、前記ヨークの側面から径方向に延びてスロットを規定する複数のティースと、を含む本体を有し、前記スロットは、前記本体の第１軸方向端面および第２軸方向端面に開口する、電気巻線に関する。前記電気巻線は、各々がピンのセットを含む複数の電気相を含む少なくとも１つの相システムを含み、前記ピンは、互いに電気的に接続されるとともに、その各々が少なくとも１つの導電性セグメントを含み、前記導電性セグメントは、Ｎ個の層を形成する同一のスロットに収容されるのに適する。前記ピンのセットは、各々が相入力または相出力を形成する第１給電ピンおよび第２給電ピンを少なくとも含む。本発明によれば、各給電ピンは、関連する前記導電性セグメントから前記スロットの外側に延びる給電端部を有する。さらに本発明によれば、第１給電端部の少なくとも一部が前記巻線の内周縁部に配置され、前記第１端部は外側層に配置された導電性セグメントを延長する。また、本発明によれば、第２給電端部の少なくとも一部が前記巻線の外周縁部に配置され、前記第２端部は内側層に配置された導電性セグメントを延長し、前記内周縁部は、前記外周縁部よりも前記軸に近く、前記内側層および前記外側層は、縁部層を形成する。

【0008】

換言すれば、第１給電端部および第２給電端部は、周方向において互いに対面配置された交差部分を各々有する。

【0009】

これにより、給電端部に径方向において力を作用させることができる。この目的は、前記給電端部を保持し得るとともに、前記端部が移動して回転電気機械のロータまたはケーシングのいずれかに接触することを防止し得ることである。関連する導電性セグメントが巻線の外側層に配置された給電端部の一部分を内周縁部において電子アセンブリに接続することにより、給電端部に径方向内向きの力が生じ、給電端部が束部を超えて径方向外方に突出することが防止されるため、給電端部が機械ケーシングに接触することが防止される。同様に、関連する導電性セグメントが巻線の内側層に配置された給電端部の一部分を外周縁部において電子アセンブリに接続することにより、給電端部に径方向外向きの力が生じ、給電端部が束部を超えて径方向内方に突出することが防止されるため、給電端部が機械ロータに接触することが防止される。このため、特に短絡の発生が防止されることにより、前記給電端部の損傷が回避され得るとともに、回転電気機械のより全体的な損傷が防止され得る。

【0010】

一実施形態によれば、第１給電ピンはスロットの外側層において延び、第２給電ピンはスロットの内側層において延び、前記内側層および前記外側層は縁部層を形成する。

【0011】

例えば、前記第１給電ピンおよび前記第２給電ピンの前記導電性セグメントは、同一スロットの前記外側層および前記内側層にそれぞれ配置される。

【0012】

同一スロットの２つの給電端部が交差部分を各々有するという事実により、前記端部を径方向において保持するというこの機能が果たされ得る。その一方、２つの接続部が互いに接近しすぎることを防止することで、電子アセンブリと給電ピンとの接続が単純化され得る。

【0013】

「縁部層」とは、巻線の内側径方向端部および外側径方向端部に位置する層、すなわち、中央でない層を意味するものとする。換言すれば、給電ピンは、巻線の内周縁部および外周縁部をそれぞれ形成する層に配置される。給電ピンを中央層ではなく縁部層に配置することにより、相内のコイル同士の接続を隣接する中央層間でなすことができるため、これらの接続が簡略化され得る。

【0014】

一実施形態によれば、各スロットは、異なるピンに属するＮ個のセグメントを含む。例えば、層は、ピンの単一のセグメントにより形成される。

【0015】

一実施形態によれば、前記第１端部と前記第２端部とは、周方向において互いから離間する。換言すれば、交差部分同士は互いから離間しているため、接触しない。これにより、給電端部間で発生し得る短絡を回避することができる。

【0016】

一実施形態によれば、前記第１給電端部および前記第２給電端部は、関連する前記導電性セグメントに隣接するリンク部分と、前記電気機械の電子アセンブリに接続されるのに適した接続部分と、関連する前記リンク部分と前記接続部分との間に配置された交差部分と、を各々有し、同一給電端部の前記リンク部分および前記接続部分は、径方向において前記同一給電端部の前記交差部分を挟んで対向する側にあり、前記第１給電端部および前記第２給電端部の前記交差部分は、周方向において互いに対面して延びる。

【0017】

一実施形態によれば、前記ピンは、前記ステータ本体の前記軸方向端面の両側にそれぞれ束部を形成するのに適している。本実施形態において、前記交差部分は、前記束部から軸方向に距離を置いて配置される。これにより、給電端部のリンク部分に過大な屈曲角度での過大な力が及ぼされることが回避され得る。このような力は、特に導電体のエナメルを傷つけて短絡を生じさせ得る。また、これにより、リンク部分を束部から離間させることができるため、短絡の発生が回避され得る。しかしながら、この距離は、回転電気機械の設置面積を増加させないよう、大きすぎてはならない。

【0018】

一実施形態によれば、前記交差部分は、前記巻線の前記外周縁部と前記内周縁部との間において、特に前記周縁部間の径方向中央部分において延びる。これにより、給電端部に同一の力を加えることで巻線を作製する方法が、簡略化され得る。あるいは、交差部分は、巻線の内側縁部部分または外側縁部部分において延び得る。

【0019】

一実施形態によれば、前記巻線の前記周縁部のうちの一方に配置された第１セットであって、異なる相の給電ピンから構成された第１セットは、交差部分を有する少なくとも１つの給電端部と、交差部分を有さない少なくとも１つの他の給電端部と、を含む。本実施形態において、前記巻線の前記第１セットとは異なる周縁部に配置された第２セットであって、異なる相の給電ピンから構成された第２セットは、交差部分を有する少なくとも１つの給電端部と、交差部分を有さない少なくとも１つの他の給電端部と、を含む。

【0020】

したがって、セットの各々は、相入力を形成する少なくとも１つの給電端部と、相出力を形成する少なくとも１つの他の給電端部と、を含む。したがって、互いに接続される相入力と相出力は、デルタ構成を得るために、相互接続トラックを重ね合わせたり交差させたりする必要がないように配置される。これにより、相互コネクタの構造を簡略化するとともに、その設置面積を小さくすることができる。

【0021】

交差部分を有さない給電端部は、その関連する導電性セグメントが配置されたのと同一の周縁部において実質的に軸方向に延びる給電端部であるものとする。

【0022】

例えば、少なくとも３つの第１端部を含むセットにおいて、前記端部のうちの２つまたは１つのみが、交差部分を有する。

【0023】

あるいは、全ての給電端部が交差部分を有し得る。

【0024】

さらなる例として、交差部分を有する２つの給電端部をセットが含む場合、交差部分を有さない前記給電端部は、周方向において、交差部分を有する前記給電端部間に配置される。同様に、交差部分を有する１つの給電端部をセットが含む場合、前記交差部分を有する前記給電端部は、周方向において、交差部分を有さない前記給電端部間に配置される。

【0025】

交差部分を有する端部と交差部分を有さない端部とを交互に配置することにより、同一セット内で相入力と相出力とを交互に配置することが容易になる。これにより、入力を出力に接続する相互接続トラック同士の交差を回避することができる。その一方、電気的接続のために前記トラックのうちの１つが径方向に突出することを防止しつつ、端部のうちの１つが同一のステータ周上に位置することが回避される。

【0026】

一実施形態によれば、巻線は、少なくとも径方向において、交差部分を有さない２つの給電端部を保持するように配置された少なくとも１つの保持部材を含む。

【0027】

保持部材は、給電ピンの給電端部を保持することで、前記端部が移動して前記端部が移動して回転電気機械のステータ本体、ロータまたはケーシングのいずれかに接触することを防止し得る。

【0028】

保持部材は、給電端部同士を互いに接続可能とする、または給電端部を電子アセンブリに接続することを可能とする相互コネクタを形成し得る。保持部材は、導電性トラックを含み得る。例えば、導電性トラックは、少なくとも部分的に電気絶縁材料により覆われ得る。

【0029】

あるいは、保持部材は、電気絶縁材料のみから形成され得る。一実施形態によれば、給電ピン以外のピンは、２つの導電性セグメントから各々形成される。これら２つの導電性セグメントは、第１端部として理解される、本体の第１軸方向端面から延びる端部の一方において互いに接続されるとともに、第２端部として理解される、本体の第２軸方向端面から延びる他方の端部において異なるピンに接続される。給電ピンの第１端部は、前記第１軸方向端面から延びる。

【0030】

一実施形態によれば、第１給電ピンは、第２給電ピンとは異なる形状を有する。例えば、各給電ピンは、単一の導電性セグメントと２つの端部とを有する。さらなる例として、第１給電ピンの２つの端部は周方向において互いに反対側に延び、第２給電ピンの２つの端部は周方向において同一側に延びる。

【0031】

本実施形態によれば、巻線は、第１グループの導電性ピンと、第２グループの導電性ピンと、を含んでいる。第１グループの導電性ピンの導電性セグメントは、少なくとも１つの中間層により互いから隔てられた２つの別個の層に各々配置される。第２グループの導電性ピンの導電性セグメントは、少なくとも１つの中間層により互いから隔てられた２つの別個の層に各々配置される。第１グルーブのピンを含む層は、第２グループのピンを含む層とは別個である。接続ピンが、第１グループのピンを第２グループのピンに接続することを可能とする。

【0032】

一実施形態によれば、接続ピンの導電性セグメントは、２つの隣接する層に配置される。「隣接する層」とは、他の層により隔てられていない連続する層を意味するものとする。これにより、巻線を作製する方法において、ピンの挿入が簡略化され得るとともに、接続ピンの形状がシンプルにされ得る。

【0033】

一実施形態によれば、接続ピンの導電性セグメントが配置される隣接する層は、中央層である。「中央層」とは、２つの他の層により囲まれるため、スロットの縁部にない層を意味するものとする。

【0034】

一実施形態によれば、給電ピンの各導電性セグメントは、接続ピンの導電性セグメントを含むスロットのうちの１つに配置されるのに適している。一実施形態によれば、給電ピンは、巻線を電力モジュールおよび／または制御モジュールに接続することを可能とする。

【0035】

一実施形態によれば、各相は、複数の導電性ピンと、少なくとも１つの接続ピンと、複数の給電ピンと、を含む。給電ピンの個数は、接続ピンの２倍に等しい。

【0036】

一実施形態によれば、第１グループのピンである導電性ピンの導電性セグメントを含む層は、第２グループのピンである導電性ピンの導電性セグメントを含む層と交互に配置される。例えば、径方向内側層は、第１グループのピンである導電性ピンの導電性セグメントを含み、径方向外側層は、第２グループのピンである導電性ピンの導電性セグメントを含む。

【0037】

一実施形態によれば、第１グループのピンである導電性ピンは、第２グループのピンである導電性ピンと異なる形状をそれぞれ有する。

【0038】

一実施形態によれば、第１グループのピンである導電性ピンは、２つの導電性セグメントをそれぞれ延長する２つの自由端部であって、周方向において互いに接近するように湾曲する自由端部を、各々含む。

【0039】

一実施形態によれば、第２グループのピンである導電性ピンは、２つの導電性セグメントをそれぞれ延長する２つの自由端部であって、周方向において互いから分かれるように湾曲する自由端部を、各々含む。

【0040】

本発明は、また、特にステータまたはロータから形成される、回転電気機械のアクティブ部品であって、上述の電気巻線を含むアクティブ部品に関する。

【0041】

さらに、本発明は、特にステータまたはロータから形成されるアクティブ部品を含む回転電気機械であって、上述の電気巻線を含む回転電気機械に関する。回転電気機械は、有利には、オルタネータ、スタータ－オルタネータ、可逆機械、または電気モータを形成し得る。

【0042】

本発明は、本発明の非限定的な実施形態についての以下の詳細な説明を読み、、添付図面を参照することで、より良く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】図１は、回転電気機械の一例の部分断面図を概略的に示す。

【図2】図２は、図１のステータの斜視図を概略的に示す。

【図3】図３は、図２のステータの一部の径方向平面に沿った断面図を概略的に示す。

【図4】図４は、図２のステータの第１グループのピンである導電性ピンの斜視図を概略的に示す。

【図5】図５は、図２のステータの第２グループのピンである導電性ピンの斜視図を概略的に示す。

【図6】図６は、図２のステータの接続ピンの斜視図を概略的に示す。

【図7】図７は、図２のステータの第１給電ピンの斜視図を概略的に示す。

【図8】図８は、図２のステータの第２給電ピンの斜視図を概略的に示す。

【図9】図９は、図２のステータの巻線の電気回路図を部分的に示す。

【図10】図１０は、本発明の一例によるステータの部分斜視図を概略的に示す。

【図11】図１１は、図１０の例による相互接続トラックを含む巻線の一部の軸方向上面図を概略的に示す。

【図12】図１２は、保持部材の一例を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0044】

全ての図において、同一または類似の要素には同じ参照番号が付されている。種々の図は、必ずしも同じ縮尺ではないことにも留意されたい。

【0045】

図１は、特に自動車用のコンパクトな多相回転電気機械１０の一例を示す。この機械１０は、オルタネータモードにおいて機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換するとともに、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換するようにモータモードで動作し得る。この回転電気機械１０は、例えば、オルタネータ、スタータ－オルタネータ、可逆機械、または電気モータである。

【0046】

本例において、機械１０は、ケーシング１１を含んでいる。このケーシング１１の内部において、機械は、シャフト１３と、シャフト１３にしっかりと締結されてこれと一体的に回転するロータ１２と、ロータ１２を取り囲むステータ１５と、をさらに含んでいる。ロータ１２は、軸Ｘを中心として回転する。以下の説明では、軸方向は、シャフト１３の中心を通る軸Ｘに対応し、径配向は、軸Ｘに集中する面、特に軸Ｘに対して垂直な面に対応する。径方向に関して、「内側」とは、軸に面して配向された要素、または第２要素に比べて軸により近い要素に対応し、「外側」とは、軸からの隔たりを指す。

【0047】

本例において、ケーシング１１は、互いに組み付けられた前方フランジ１６および後方フランジ１７を含んでいる。これらのフランジ１６、１７は中空であり、中央にベアリングを各々支持している。ベアリングは、シャフト１３の回転を可能とするように、それぞれのボールベアリング１８、１９に結合されている。また、ケーシング１１は、回転電気機械１０を車両に装着可能とする固定手段１４を含んでいる。

【0048】

プーリやスプロケット等の駆動部品２０が、シャフト１３の前端部に取り付けられ得る。この部品により、回転運動がシャフトに伝達され得る、またはシャフトがその回転運動を伝達し得る。以下の説明では、前・前方／後・後方という用語は、この部品に準拠する。したがって、前面とは、この部品に面して配向された面であり、後面とは、前記部品の反対方向に配向された面である。

【0049】

前方フランジ１６および後方フランジ１７は、この場合、水やオイル等の冷却剤を通流させるためのチャンバを形成するように配置されている。あるいは、フランジは、ロータまたはシャフトに堅固に接続されてこれと一体的に回転する少なくとも１つのファンの回転により生成される冷却気流が通過するための開口部を含み得る。

【0050】

本例において、ロータ１２は、磁極を形成する永久磁石を収容するシートのパックから形成されている。あるいは、ロータは、２つの磁極ホイールと１つのロータコイルとを含むクローロータであり得る。

【0051】

本実施形態において、ステータ１５は、スロット２２が設けられたシートのパックにより形成された本体２１を含んでいる。これらのスロット２２には、電気巻線２４の設置のためにスロット絶縁体２３が設けられている。巻線は、本体２１のスロットを通過して、ステータの本体の両側に、前方束部２５ａおよび後方束部２５ｂを形成している。さらに、巻線２４は、単数または複数の相により形成されている。相は、少なくとも１つの導電体を含むとともに、電子アセンブリ２６に電気的に接続されている。

【0052】

ここではケーシング１１に装着されている電子アセンブリ２６は、巻線２４の少なくとも１つの相を制御可能とする少なくとも１つの電力モジュールを含んでいる。電力モジュールは、生成された交流電圧を直流電圧に、かつ直流電圧を交流電圧に変換するための電圧整流器ブリッジを形成している。あるいは、電子アセンブリは、機械から離間して配置され得る。

【0053】

図２および図３は、ステータ１５をより詳細に示す。ステータ２１の本体は、軸Ｘを中心とした環状形状を有するヨーク２７と、ヨークから、ここでは特にヨーク２７の内壁を形成する側面からステータの中心に向かう方向に径方向に延びる複数のティース２８と、によって形成されている。ティース２８は、環状本体の周縁部に、角度方向に均等に分散して配置されている。ティースの間に断続的に空間が設けられていることにより、ステータの環状本体の周縁部に亘って延びる一連のスロット２２が規定されている。各スロットは、２つの連続するティースによって境界が定められている。本例によれば、ティースは、ステータ本体の円周に沿って分散配置された４８個のスロットを規定し、これらのスロットは、電気巻線２４用の支持体を形成するように設けられている。変形例として、異なる個数のスロット、例えば９６個、８４個、７２個、６０個のスロットが使用され得る。この個数は、機械の用途、ステータの直径、およびロータの極数に依存することを理解されたい。

【0054】

軸方向において、すなわち軸Ｘに平行な方向において、スロット２２は、ステータ本体２１の第１軸方向端面２９ａおよび第２軸方向端面２９ｂに開口している。換言すれば、スロットは、本体を軸方向に貫通して、ステータの２つの対向する軸方向端面に開口している。「軸方向端面」という用語の意味するものは、ステータの回転軸Ｘに対して垂直な、あるいは実質的に垂直な面である。

【0055】

巻線２４は、互いに電気的に接続されて巻線の相を形成する電気経路を形成する複数のピンにより形成されている。本例において、各相は、複数の導電性ピン３０、３１と、１つの接続ピン３２と、２つの給電ピン３３、３４と、を含んでいる。図４および図５を参照して後述するように、各導電性ピン３０、３１は、２つの導電性セグメント３０Ａ、３０Ｂ、３１Ａ、３１Ｂにより形成されている。これらの導電性セグメント３０Ａ、３０Ｂ、３１Ａ、３１Ｂは、スロット２２内で軸方向に延びるとともに、この目的のために互いに実質的に平行である。前記導電性セグメントは、電気的連続性を形成すべく同様に導電性を有するエルボージョイント３０Ｃ、３１Ｃによって互いに接続されている。図６を参照して以下で詳述するように、接続ピン３２は、２つの導電性セグメント３２Ａ、３２Ｂにより形成されている。これらの導電性セグメント３２Ａ、３２Ｂは、スロット２２内で軸方向に延びるとともに、この目的のために互いに実質的に平行である。前記導電性セグメントは、電気的連続性を形成すべく同様に導電性を有するエルボージョイント３２Ｃによって互いに接続されている。同一のピン３０、３１、３２の導電性セグメント３０Ａ、３０Ｂ、３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂは、互いに別個の２つのスロットに配置されている。

【0056】

各エルボージョイント３０Ｃ、３１Ｃ、３２Ｃは、頂点３０Ｅ、３１Ｅ、３２Ｅを形成するように合流する２つの傾斜部分３０Ｄ、３１Ｄ、３２Ｄを有し得る。エルボージョイント３０Ｃ、３１Ｃ、３２Ｃは、ここでは、一体構造を有し、特に関連する導電性セグメントと一体的に形成されている。したがって、各ピン３０、３１、３２は、１つのＵ字形状ピースで形成されている。あるいは、エルボージョイントは、例えば溶接により互いに接続された２つの部分から形成され得る。エルボージョイントの各部分は、関連する導電性セグメントと一体的に形成される。したがって、各ピン３０、３１、３２は、各々がＩ字形状である２つのサブピンにより形成される。

【0057】

図７および図８を参照して以下で詳述するように、給電ピン３３、３４は、スロット２２内で軸方向に延びる導電性セグメント３３Ａ、３４Ａにより各々形成されている。

【0058】

図３に示すように、同一スロットに配置された種々の導電性セグメントは、Ｎ個の層Ｃｉの積層体を形成するように重ね合わされている。これらのＮ個の層がスロットの各々に存在することにより、実質的に同軸である環状円がステータの周縁部に形成されることを理解されたい。例えば、これらの層は、個数が４つであり、スロット２２内での積層順に従ってＣ１～Ｃ４とナンバリングされている。第１層Ｃ１は外側層に対応し、第２層Ｃ２は第１層Ｃ１に直接隣接する外側中央層に対応し、第３層Ｃ３は第２層Ｃ２に直接隣接する内側中央層に対応し、第４層は内側層に対応している。層Ｃ１および層Ｃ４は縁部層を形成し、層Ｃ２および層Ｃ３は中央層を形成している。したがって、ヨーク２７に最も近い導電性セグメントが第１層Ｃ１を占める。したがって、スロット開口部に最も近い、すなわち軸Ｘに最も近い導電性セグメントが第４層Ｃ４を占める。当然ながら、本発明は、この単一の実施形態に限定されず、より多くの個数の導電性セグメント、例えば６個、８個、または１０個の導電体が積層され得る。例えば、単一の導電性セグメントによって層が形成される。したがって、各スロット２２は、径方向に互いに一列に整列配置されたＮ個の導電性セグメントであって、各々が１つの層Ｃｉを形成する導電性セグメントを含む。図示例において、導電性セグメントは、スロット内でのそれらの積層を容易とするように、実質的に矩形の断面を各々有している。

【0059】

図４、図５、図６および図７は、電気巻線２４を形成するピンの種々の形状を示す。以下の説明は、電気巻線の１つの相についてなされるが、当業者には全ての相が同様に形成されることが理解されるであろう。第１または第２グループのピンを形成する導電性ピン３０、３１は、エルボージョイント３０Ｃ、３１Ｃに軸方向に対向する導電性セグメントの自由端部３０Ｆ、３１Ｆにおいて異なっている。

【0060】

図４は、第１グループのピンである導電性ピン３０を示す。第１グループのピン３０は、全て同じ形状を有している。この導電性ピン３０は、互いに接近するように湾曲した導電性セグメントの２つの自由端部３０Ｆを特徴とする。より具体的には、導電性セグメントの自由端部３０Ｆは、径方向に互いに重なるように屈曲している。同一のピン３０の導電性セグメントの２つの自由端部３０Ｆの間の間隔は、スロットに収容されたこれら２つの導電性セグメント３０Ａ、３０Ｂの直線部分の間の間隔よりも小さい。

【0061】

図５は、第２グループのピンである導電性ピン３１を示す。第２グループのピン３１は、全て同じ形状を有している。この導電性ピン３１は、互いから分かれるように湾曲した導電性セグメントの２つの自由端部３１Ｆを特徴とする。同一のピン３１の導電性セグメントの２つの自由端部３１Ｆの間の間隔は、スロットに収容されたこれら２つの導電性セグメント３１Ａ、３１Ｂの直線部分の間の間隔よりも大きい。より具体的には、同一のピンの導電性セグメント３１Ａ、３１Ｂは、スロットＥおよびスロットＥ＋Ｐにそれぞれ挿入されるようにステップＰだけ間隔を空けており、これらの導電性セグメントの自由端部３１Ｆは、ステップ２Ｐだけ間隔を空けている。

【0062】

図６は、接続ピン３２を示す。接続ピン３２は、導電性セグメント３２Ａ、３２Ｂの間隔と同一の間隔を維持するように湾曲した導電性セグメントの２つの自由端部３２Ｆを特に特徴とする。同一のピン３２の導電性セグメントの２つの自由端部３２Ｆの間の間隔は、スロットに収容されたこれら２つの導電性セグメント３２Ａ、３２Ｂの直線部分の間の間隔と同様である。より具体的には、同一のピンの導電性セグメント３２Ａ、３２Ｂは、スロットＥおよびスロットＥ＋Ｐにそれぞれ挿入されるようにステップＰだけ間隔を空けており、これらの導電性セグメントの自由端部３２Ｆは、同一ステップＰだけ間隔を空けている。

【0063】

図７は、第１給電ピン３３を示す。給電ピン３３は、単一の導電性セグメント３３Ａと、給電端部として理解される第１端部３３Ｇと、自由端部として理解される第２端部３３Ｆと、を含んでいる。自由端部３３Ｆは、他のピンの自由端部３０Ｆ、３１Ｆ、３２Ｆと同じステータの側に配置され、給電端部３３Ｇは、軸方向において反対側に、すなわちエルボージョイント３０Ｃ、３１Ｃ、３２Ｃの側に配置される。端部３３Ｆ、３３Ｇは、周方向の反対側に屈曲している。すなわち、前記端部は、軸方向に重ね合わされていない。

【0064】

図８は、第２給電ピン３４を示す。第２給電ピン３４は、単一の導電性セグメント３４Ａと、給電端部として理解される第１端部３３Ｇと、自由端部として理解される第２端部３３Ｆと、を含んでいる。自由端部３４Ｆは、他のピンの自由端部３０Ｆ、３１Ｆ、３２Ｆと同じステータの側に配置され、給電端部３４Ｇは、軸方向において反対側に、すなわちエルボージョイント３０Ｃ、３１Ｃ、３２Ｃの側に配置される。端部３４Ｆ、３４Ｇは、周方向の同じ側に屈曲している。すなわち、前記端部は、軸方向に重ね合わされている。

【0065】

給電端部３３Ｇ、３４Ｇの具体的な配置について、図１０を参照して以下に詳述する。

【0066】

特に図２および図９に示すように、各ピン３０、３１、３２、３３、３４は、以下の態様で配置されている。その導電性セグメントがステップＰだけ離間した２つの別個のスロットＥおよびスロットＥ＋Ｐ内で延び、各エルボージョイントは第１軸方向端面２９ａに配置されつつ、自由端部は第２軸方向端面２９ｂに配置されて、あるピンから他のピンへと巻線における電気的連続性を生じさせるように相互接続されている。図９を特に参照して後述するように、第１層Ｃ１に配置された導電性セグメントの自由端部と第２層Ｃ２に配置された導電性セグメントの自由端部とが相互接続され、第３層Ｃ３に配置された導電性セグメントの自由端部と第４層Ｃ４に配置された導電性セグメントの自由端部とが相互接続される。これらの接続は、例えば溶接によってなされる。したがって、同一のピンの導電性セグメント３０Ａ、３０Ｂ、３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３４Ａは、エルボージョイント３０Ｃ、３１Ｃ、３２Ｃによってそれらの端部のうちの一方で互いに接続されるとともに、それらの自由端部３０Ｆ、３１Ｆ、３２Ｆ、３３Ｆ、３４Ｆにおいて他のピンに各々接続される。

【0067】

第１グループの導電性ピン３０は、外側グループとして理解されるグループを形成する。このグループは、ピン３０を含み、その導電性セグメント３０Ａ、３０Ｂは、スロットに収容されて外側の第１層Ｃ１および内側中央の第３層Ｃ３を形成する。第２グループの導電性ピン３１は、内側グループとして理解されるグループを形成する。このグループは、ピン３１を含み、その導電性セグメント３１Ａ、３１Ｂは、スロットに収容されて内側の第４層Ｃ４および外側中央の第２層Ｃ２を形成する。

【0068】

図２および図９に示すように、２つのピンのグループは、交互配置(interleaved)されている、すなわち、外側グループのピン３０の導電性セグメントのうちの１つが、内側グループのピン３１の導電性セグメントのうちの１つよりもさらに内側のスロットに位置するように配置されている。より具体的には、第１グループに属する導電性ピン３０は、スロットＥにおいて第１層Ｃ１を占める１つの導電性セグメント３０Ａと、スロットＥ＋Ｐにおいて第３層Ｃ３を占める１つの導電性セグメント３０Ｂとを有するように、ステータに配置される。同様に、第２グループに属する導電性ピン３１は、スロットＥにおいて第２層Ｃ２を占める１つの導電性セグメント３１Ａと、スロットＥ＋Ｐにおいて第４層Ｃ４を占める１つの導電性セグメント３１Ｂとを有するように、ステータに配置される。換言すれば、導電性ピン３０、３１は、同一の導電性ピンの導電性セグメントが、あるスロットから他のスロットへの２つの層が径方向にオフセットした状態で別個のスロットを占めるように、すなわち換言すれば、この同一のピンの導電性セグメントが占める２つの層の間に中間層が介在した状態で別個のスロットを占めるように配置される。この径方向オフセットは、他のグループの導電性ピンに属する導電性セグメントの介在に相当する。この特定の配置の結果、ステータ本体２１の第１軸方向端面２９ａのエルボージョイントが整列するため、隣接するエルボージョイントは互いに対して実質的に平行になる。これにより、束部のコンパクト性が向上し得る。

【0069】

これら２つのグループの導電性ピン３０、３１は、互いに独立した連続する電気経路をそれぞれ形成する。相内の電気的連続性を確保するため、第１グループの導電性ピン３０を第２グループの導電性ピン３１に電気的に接続するように、接続ピン３２が配置される。これにより、単一の電気経路が形成されると共に、電気巻線２４の相が形成される。したがって、この接続ピン３２は、電気回路を連続させて、巻線を通過する電流の適切な流れを可能とする。特に、これにより、電流が同一のスロットに収容された導電性セグメントの各々において同一方向に流れ、かつ、電流があるスロットにおいて全体として一方向に流れるが、ステップＰおよびステップ－Ｐだけ間隔を空けたスロットにおいては反対方向に流れる。

【0070】

図９に示す例において、接続ピン３２の第１導電性セグメント３２Ａは、第１グループの導電性ピン３０に関連付けられた層のうちの１つに配置され、前記ピンの第２導電性セグメント３２Ｂは、第２グループの導電性ピン３１に関連付けられた層のうちの１つに配置される。この配置により、巻線の電気的接続が有利となる。これにより、２つの導電性セグメントがエルボージョイントによって互いに接続された状態で、全ての導電性ピン３０、３１がＵ字形状の接続ピン３２、すなわち、導電性ピンの形状に類似した形状を有するピンを介して接続され得る。したがってこの配置では、電気巻線２４は、スロットにおける電流の流れ方向に従うために電流の方向を反転させ得る特別なピンを含まない。これにより、電気巻線およびその組立方法が簡略化され得る。

【0071】

特に本例において、接続ピン３２の第１導電性セグメント３２Ａは第３層Ｃ３に配置され、前記ピンの第２導電性セグメント３２Ｂは第２層Ｃ２に配置される。したがって、接続ピンの導電性セグメント３２Ａ、３２Ｂは、２つの異なるスロットの径方向に隣接した２つの層に配置される。すなわち、この同一のピン３２の導電性セグメントが占める２つの層の間には中間層が挿入されない。これにより、接続ピンのエルボージョイント３２Ｃは、束部に組み込まれ得るとともに、束部の高さは、他のピン部分の上方を通過することによって増加することがない。

【0072】

図２、図３および図９に示すように、給電ピン３３、３４は、それらのそれぞれの導電性セグメント３３Ａ、３４Ａが接続ピン３２の導電性セグメント３２Ａ、３２Ｂを含む同一のスロットの層に隣接する層に配置されるように、スロットに配置される。換言すれば、スロットＥにおいて第２層Ｃ２を占める接続ピン３２の各導電性セグメントについて、給電ピン３３の導電性セグメント３３Ａが、前記スロットＥにおいて第１層Ｃ１を占めるように設けられる。同様に、スロットＥ＋Ｐにおいて第３層Ｃ３を占める接続ピン３２の各導電性セグメントについて、給電ピン３４の導電性セグメント３４Ａが、前記スロットＥに対してステップＰだけ距離を空けた前記スロットＥ＋Ｐにおいて第４層Ｃ４を占めるように設けられる。したがって、給電ピン３３、３４は、同一相の接続ピン３２であって、その導電性セグメント３２Ａ、３２Ｂが中央層に配置された接続ピン３２を囲むように、縁部層に配置される。

【0073】

各接続ピン３２は、特に図２に示すように、一対の給電ピン３３、３４に関連付けられることを理解されたい。したがって、６個の相を含む電気巻線２４は、６個の第１給電ピン３３と６個の第２給電ピン３４とを含む６対の給電ピン３３と、６個の接続ピン３２とを含む。第１グループの導電性ピン３０と第２グループの導電性ピン３１とは同数で存在することを前提として、導電性ピン３０、３１の個数は、ステータのスロットの個数、ひいては回転電気機械の所望の用途、特に所望の性能および利用可能なスペースに依存することを理解されたい。

【0074】

給電端部３３Ｇ、３４Ｇは、対応する相の電流入力および／または電流出力を形成する。より正確には、１つの相について、給電ピンの一方の１つの端部３３Ｇ、３４Ｇが、巻線の他の相の給電ピンの１つの端部３３Ｇ、３４Ｇに、および／または、特に電子アセンブリ２６の電力モジュールおよび／または制御モジュールに含まれる電流源に、直接的または相互接続装置を介して接続される。

【0075】

給電ピン３３、３４は、外側の第１層Ｃ１および内側の第４層Ｃ４において、電気巻線２４に沿って配置される。特に、第１給電ピン３３およびそれらの給電端部３３Ｇは外側層Ｃ１に配置され、第２給電ピン３４およびそれらの給電端部３４Ｇは内側層Ｃ４に配置される。当然ながら、本発明の範囲を逸脱せずに、給電ピンの配置を逆にすることもできる。

【0076】

図１０は、本発明の一実施形態であって、ステータの巻線の一部、特に給電端部３３Ｇ、３４Ｇが延び出る束部を示す。特に、本例において、６個の給電端部３３Ｇ、３４Ｇのうちの４つが各々交差部分３３Ｇ２、３４Ｇ２を有しており、残り２つの給電端部３３Ｇ、３４Ｇは交差部分を有さずに、関連する導電性セグメント３３Ａ、３４Ａから実質的に軸方向に延びている。本例において、交差部分を有さない給電端部が、周方向において、交差部分を有する給電端部の間に配置されている。

【0077】

図示しない代替例において、６個の給電端部３３Ｇ，３４Ｇのうちの２つのみが交差部分３３Ｇ２、３４Ｇ２を各々有し得るとともに、残り４つの給電端部３３Ｇ、３４Ｇは交差部分を有さない。この場合、交差部分を有する給電端部が、周方向において、交差部分を有さない給電端部の間に配置され得る。

【0078】

前記４つの給電端部の各々は、関連する導電性セグメント３３Ａ、３４Ａに隣接するリンク部分３３Ｇ１、３４Ｇ１と、電子アセンブリ２６に電気的に接続された接続部分３３Ｇ３、３４Ｇ３と、前記関連するリンク部分と接続部分との間に配置された交差部分３３Ｇ２、３４Ｇ２と、を有している。前記部分は、同一の給電ピンの導電性セグメントから互いに連続して延び、軸方向に対して傾斜して延びる実質的にまっすぐなラインを形成している。この傾斜したまっすぐなラインは、巻線の周縁部の一方から、径方向において反対側の周縁部に延びている。したがって、同一の給電端部の前記リンク部分と前記接続部分とは、巻線の内周縁部と外周縁部との間に実質的に径方向中央部分を形成する前記同一の給電端部の交差部分に対して、径方向において互いに対向している。

【0079】

同一のスロット２２において延びる導電性セグメントを有する２つの給電ピン３３、３４は、同一タイプの給電端部、すなわち、交差部分を含むタイプ、または交差部分を含まないタイプの給電端部を有している。したがって、同一のスロットに配置されたピンの給電端部の交差部分３３Ｇ２、３４Ｇ２は、周方向において対面しつつ互いから距離を置いて延びている。このため、交差部分同士は接触しない。特に、この間隔は、およそ数ミリメートルである。

【0080】

交差部分３３Ｇ２、３４Ｇ２は、給電端部が延び出る束部２５ａの軸方向端部から距離を置いて配置されている。したがって、前記交差部分は、束部の軸方向端部から軸方向に離間している。この軸方向間隔は、例えば５ｍｍ～３５ｍｍである。

【0081】

図示例において、給電端部３３Ｇは、巻線の外周縁部から延びるリンク部分３３Ｇ１と、前記巻線の内周縁部に向かって延びる接続部分３３Ｇ３と、を有している。同様に、給電端部３４Ｇは、巻線の内周縁部から延びるリンク部分３４Ｇ１と、前記巻線の外周縁部に向かって延びる接続部分３４Ｇ３と、を有している。したがって、単一のスロットの給電端部は、逆になっている。

【0082】

この例示的な実施形態において、デルタ構成を得るように、１つの相の出力は、同一の相システムの他の相の入力に接続される。相入力と相出力との間のこれらの接続部の各々は、特に電子アセンブリ２６の電力モジュールおよび／または制御モジュールに含まれる電流源にも接続される。

【0083】

給電端部３３Ｇ、３４Ｇは、それらの接続部分３３Ｇ３、３４Ｇ３が、各相システムについて第１セット３６と第２セット３７とにグループ分けされるように、電気巻線２４に沿って配置される。本例において、同一のセットの接続部分は、スロットの同一の層Ｃｉと軸方向に整列する。例えば、図１０に示すように、第１セット３６は外側層Ｃ１の上方に配置された接続部分を含み、第２セットは内側層Ｃ４の上方に配置された接続部分を含んでいる。１つの代替実施形態において、第１セットの接続部分が内側層Ｃ４に配置され得るとともに、第２セットの接続部分が外側層Ｃ１に配置され得る。接続部分を中央層Ｃ２、Ｃ３に配置することも可能である。

【0084】

ここで記載される例において、電気巻線２４は、各々が３個の相を含む２つのシステムを含んでいる。したがって、ここでの巻線は、２つの第１セット３６および２つの第２セット３７を含み、各々のセットが３個の接続部分３３Ｇ３、３４Ｇ３を含んでいる。セットの構造は、相システム間で同一であっても異なっていてもよい。セット３６、３７の各々は、相入力を形成する１つの接続部分と、相出力を形成する１つの接続部分と、を少なくとも含んでいる。特に、本例において、各セット３６、３７は、相入力を形成する２つの接続部分および相出力を形成する１つの接続部分か、相出力を形成する２つの接続部分および相入力を形成する１つの接続部分か、のいずれかを含んでいる。同一の相システムのセットは、互いに相補的な構成を有している。例えば、第１セットが２つの相入力および１つの相出力を含んでいる場合、第２セットは２つの相出力および１つの相入力を含む。また、各セットは、前記相システムの相毎に１つの接続部分を含む。したがって、同一のセットについて、各接続部分は異なる相に属する。

【0085】

図１１は、第１セット３６が、相出力を形成する２つの接続部分と相入力を形成する１つの接続部分とを含み、第２セット３７が、相入力を形成する２つの接続部分と相出力を形成する１つの接続部分とを含む例を示す。接続部分は、スロットの同一層に配置されているため、巻線の周方向の一部に亘って延びている。

【0086】

この例示的な実施形態において、任意のセット内で、相出力／相入力を形成する端部が周方向に交互に配置されている。換言すれば、２つの相出力および１つの相入力を含むセットについて、前記相入力は、周方向において相出力の間に配置されている。同様に、２つの相入力および１つの相出力を含むセットについて、前記相出力は、周方向において相入力の間に配置されている。

【0087】

好適には、給電端部間の周方向における距離は、同一セット３６、３７において同一である。

【0088】

例えば、同一のセット３６、３７は、２つの異なる給電ピン３３、３４に属する少なくとも１つの接続部分３３Ｇ３および少なくとも１つの接続部分３４Ｇ３を含んでいる。ここで、同一のセット内での相入力／相出力のこの交互配置は、相システムの給電端部の一部のみにつき、すなわち交差部分を有する給電端部につき、接続部分３３Ｇ３、３４Ｇ３を反転させることにより生じる。したがって、ある相について、第１セットが相出力を形成する接続部分を含んでいる場合、第２セットは相入力を形成する接続部分を含むことになる。

【0089】

図１１は、第１セット３６が、第３相の出力Ｏ／Ｚ＋２を形成する接続部分と、第１相の入力Ｉ／Ｚを形成する接続部分と、第２相の出力Ｏ／Ｚ＋１を形成する接続部分と、をこの順序で含む例を示す。前記第１セット３６に対して相補的な第２セット３７は、第３相の入力Ｉ／Ｚ＋２を形成する接続部分と、第１相の出力Ｏ／Ｚを形成する接続部分と、第２相の入力Ｉ／Ｚ＋１を形成する接続部分と、をこの順序で含んでいる。

【0090】

デルタ構成を得るために、給電端部３３Ｇ、３４Ｇは、ここでは例えば相互接続トラック３８によって相互接続されている。各相互接続トラックは、例えば、関連する接続部分に溶接されるとともに、電子アセンブリ２６のモジュールと接続するための部品を含み得る。トラック３８は、例えば、電気絶縁材料でオーバーモールドされている。これにより、これらの接続部を構成することが容易となるとともに、これら同士の良好な電気的絶縁、および前記トラックと巻線の他のピンの頂点３０Ｅ、３１Ｅ、３２Ｅとの良好な電気的絶縁を保証することが容易となる。

【0091】

より具体的には、第３相の相入力Ｉ／Ｚ＋２を形成する接続部分は第２相の相出力Ｏ／Ｚ＋１を形成する接続部分に接続され、第１相の相出力Ｏ／Ｚを形成する接続部分は第２相の相入力Ｉ／Ｚ＋１を形成する接続部分に接続され、第３相の相出力Ｏ／Ｚ＋３を形成する接続部分は第１相の相入力Ｉ／Ｚを形成する接続部分に接続される。図１１から明瞭に示すように、これらの接続をトラック３８同士を重ねずになすことができる。

【0092】

他のタイプの接続が、特に相の順序を入れ替えることにより、本発明の要旨を逸脱せずになされ得る。

【0093】

交差部分を有さない給電端部３３Ｇ、３４Ｇを径方向に保持するために、保持部材３９が前記端部同士の間に配置され得る。これにより、前記端部が、特に軸Ｘに対して径方向外側または内側に移動することが防止される。

【0094】

図１２に示す例において、保持部材３９は、同一スロットにおいて異なる縁部層に配置された２つの給電端部を保持している。層の各々は、巻線の径方向端部を形成している。

【0095】

例えば、保持部材３９は、電子アセンブリ２６に向かって軸方向に延びる後方束部２５ａの軸方向端部に接触して装着されている。したがって、支持表面として機能する保持部材３９の径方向平面は、ピン３０、３１、３２のうちの１つの少なくとも１つの頂点３０Ｅ、３１Ｅ、３２Ｅに接触している。変形例として、保持部材は、束部から距離を置いて装着されるため、束部に接触しない。

【0096】

図示例において、電気巻線２４は交差部分を有さない給電端部を２つのみ含み、巻線は単一の保持部材３９を含んでいる。電気巻線２４が交差部分を有さない４つの給電端部を含む上述の図示しない代替例において、巻線は、各端部対につき１つずつとなる２つの保持部材３９を含み得る。

【0097】

保持部材は、第１給電ピン３３の給電端部３３Ｇを保持可能とする第１部分４０と、第２給電ピン３４の給電端部３４Ｇを保持可能とする第２部分４１と、前記部分４０、４１間に配置されたリンク部分４２と、を含み得る。リンク部分は、前記２つ部分間において径方向に配置される。

【0098】

図１２は、各々が給電端部３３Ｇ、３４Ｇのうちの一方の挿入を可能とする２つの軸方向貫通孔４３を含んだバー形状にある保持部材３９の例を示す。あるいは、保持部材３９は、各々が給電端部３３Ｇ、３４Ｇの挿入を特にスナップ留めにより可能とする２つのスロットを含んだバー形状にあってもよい。

【0099】

保持部材３９は、プラスチック等の電気絶縁材料から構成される。保持部材は、単一部品として形成され得る。すなわち、一部品を作製するように、第１部分４０、第２部分４１、およびリンク部分４２は一体的に形成される。

【0100】

図９は、上述した巻線部の一部の概略図を示す。説明を解釈しやすくするため、スロットの個数は限定されているが、当業者には、以下の内容を困難なく拡大して、ステータの他のスロットも導電性セグメントの積層体を含みつつ完全な巻線を作製できることを理解されたい。また、説明を解釈しやすくするため、同一の相のピンを濃い線で示し、他の相のピンは薄い線で示している。

【0101】

より具体的には、図９に示す電気回路では、電流が、第１配向方向において、相の電流の入力を形成する第１給電ピン３４の給電端部３４Ｇであって、図示のように、第１軸方向端面２９ａの側に配置された給電端部３４Ｇを介して巻線２４に導入される。電流の流路をナンバリングされた矢印Ｆｉを介してより詳細に説明する。この目的は、電流が積層された導電性セグメントを通過して任意のスロットについて同一方向に流れ、ステップＰまたは－Ｐだけ間隔を空けたスロットについて反対方向に流れるという事実を示すことである。スロットＥ＋Ｐは、第１配向方向においてスロットＥから所定ステップＰだけ離間していることに留意されたい。極毎および相毎に１つのスロットを有するデュアル三相電気巻線の本例において、ステップＰは、スロットＥとスロットＥ＋Ｐとの間に５つのスロットを介在させることに相当する。

【0102】

電流は、第１軸方向端面２９ａから第２軸方向端面２９ｂに、スロットＥに収容された導電性セグメント３４Ａを通過して流れる（矢印Ｆ１）。このスロットＥにおいて第４層Ｃ４の一部を形成するように設けられたこの導電性セグメント３４Ａは、第２軸方向端面２９ｂ側のその自由端部３４Ｆに、それ自体で折り返された形状であって、この層において代わる第１グループのピンである導電性ピン３０の導電性セグメント３０Ｆと同様の形状を有している。

【0103】

給電ピンの自由端部３４Ｆは、ステータの第２軸方向端面２９ｂにおいて、第２グループのピンである導電性ピン３１の自由端部３１Ｆに接続されており、その導電性セグメントのうちの１つが、スロットＥ－Ｐにおいて第３層Ｃ３を占めている。２つの自由端部３４Ｆ、３１Ｆは、特に径方向において互いに隣り合って配置されているとともに、接点３５において電気的に接続されることで、電流が各スロットにおいて同一方向に導電性セグメントを通過して流れ得るようになっている。この接点は、溶接により作製され得る。電流の流れ方向は、導電性ピンに重ねた矢印で示されている。この結果、電流は、矢印Ｆ２で示すように、第２軸方向端面２９ｂから第１軸方向端面２９ａに、スロットＥ－Ｐの第３層Ｃ３における導電性セグメント３１Ｂを介して流れるようにされる。

【0104】

スロットＥ－Ｐにおいて第３層Ｃ３を占める導電性セグメント３１Ｂは、第２グループのピンに属する導電性ピン３１の一部を形成している。これにより、この導電性セグメントは、第１軸方向端面２９ａにおいて、エルボージョイント３１Ｃにより、導電性セグメント３１Ａ内に延びている。導電性セグメント３１Ａは、第１配向方向と反対の方向において、スロットＥ－ＰからスペースＰだけ離間したスロットＥ－２Ｐにおいて第１層Ｃ１を占めている。したがって、電流は、矢印Ｆ４で示すように、第１軸方向端面２９ａから第２軸方向端面２９ｂに、スロットＥ－２Ｐの第１層Ｃ１における導電性セグメント３１Ａを介して流れるようにされる。

【0105】

任意の相について、ピンは、ステータの外周全体の周囲に連続的に交互配置(interleaved)されており、図９の説明を解釈しやすくするため、電流が実質的にステータを一周した後、図９におけるスロットＥ＋ＰとスロットＥ＋２Ｐとの間に配置された実線において、上述の説明が再び開始されることを理解されたい。

【0106】

この段階において、巻線の連続性は、スロットＥ＋２Ｐにおいて第１層Ｃ１を占める導電性セグメント３１Ａの自由端部３１Ｆを、スロットＥ＋Ｐにおいて第２層Ｃ２を占める導電性セグメント３０Ａの自由端部３０Ｆに接続することにより達成されている。前記端部３１Ｅ、３０Ｆは、径方向において並んで配置されるとともに、第２軸方向端面２９ｂにおいて接点３５により電気的に接続されている。

【0107】

こうして、電流は、第１配向方向においてループをなすようにされるとともに、矢印Ｆ３で示すように、第２軸方向端面２９ｂから第１軸方向端面２９ａに向かって、スロットＥ＋Ｐの第２層Ｃ２において、第１グループのピンである導電性ピン３０の導電性セグメント３０Ａを介して流れ、次いで、前記導電性ピン３０のエルボージョイント３０Ｃを通過して流れ、そして、第１軸方向端面２９ａから第２軸方向端面２９ｂに向かって、スロットＥ＋２Ｐの第４層Ｃ４において、前記導電性ピン３０の導電性セグメント３０Ｂを介して流れるようにされる。上記から、スロットＥ＋２Ｐにおいて、第１層Ｃ１および第４層Ｃ４を流れる電流は、両者とも同一方向において流れることが分かる。

【0108】

次いで、電流は、第１配向方向と反対の方向において、接点３５を介してスロットＥ＋Ｐの第３層Ｃ３に収容された導電性セグメント３１Ｂに、次いでエルボージョイント３０Ｃを介してスロットＥの第１層Ｃ１における同一の導電性ピン３１の導電性セグメント３１Ａに、連続的に流れる。

【0109】

この段階において、電流は、接点３５に続いて、第２軸方向端面２９ｂから第１軸方向端面２９ａに向かって、第１配向方向に、スロットＥの第２層Ｃ２内を接続ピン３２の導電性セグメント３２Ａを介して流れ、次いで、エルボージョイント３２Ｃに続いて、第１軸方向端面２９ａから第２軸方向端面２９ｂに向かって、スロットＥ＋Ｐの第３層Ｃ３内を前記接続ピン３２の導電性セグメント３２Ｂを介して流れるようにされる。

【0110】

巻線の連続性は、上述の内容にしたがって、導電性ピンの一部を形成するエルボージョイントの側において第１層Ｃ１の導電性セグメントから第３層Ｃ３へ、および第４層Ｃ４から第２層Ｃ２へ通過することにより、かつ、第２軸方向端面２９ｂにおいて、接点３５、特に溶接部を介して第２層Ｃ２から第１層Ｃ１へ、および第３層Ｃ３から第４層Ｃ４へ通過することにより達成される。これにより、電流が各スロットにおいて同一方向に流れる、ということが達成される。

【0111】

次いで、電流は、上述の内容にしたがって、第１層Ｃ１においてスロットＥ－Ｐに流れ込むまで、１つの導電性ピンから他の導電性ピンへと流れるようにされる。スロットＥ－Ｐ内には、給電ピン３３の導電性セグメント３３Ａが配置され、その給電端部３３Ｇを介して図示の相の電流出力が形成されている。

【0112】

本発明は、特にオルタネータ、スタータ－オルタネータ、電気モータ、または可逆機械の分野に適用され得るが、あらゆるタイプの回転機械にも適用され得る。

【0113】

当然ながら、上述の説明は、例示のみを目的としてなされたものであり、本発明の分野を限定しない。種々の要素を他の同等品に代えても、前記分野からの逸脱にはならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】