特許 7592150 電気機械用のステータ、および電気機械

(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】2024-11-21

(45)【発行日】2024-11-29

(54)【発明の名称】電気機械用のステータ、および電気機械

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/28 20060101AFI20241122BHJP

   H02K 3/12 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

H02K3/28 Z

H02K3/12

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023509858

(86)(22)【出願日】2021-07-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-30

(86)【国際出願番号】 EP2021069489

(87)【国際公開番号】W WO2022033788

(87)【国際公開日】2022-02-17

【審査請求日】2023-04-10

(31)【優先権主張番号】102020121347.6

(32)【優先日】2020-08-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】522447473

【氏名又は名称】ヴァレオ、イーオートモーティブ、ジャーマニー、ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＶＡＬＥＯ ＥＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＧＥＲＭＡＮＹ ＧＭＢＨ

(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】ボリス、ドッツ

【審査官】永田 勝也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０９６８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０１７３６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１５０４３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／２８

Ｈ０２Ｋ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

－個数Ｎが３以上である相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）と、
－個数Ｐが２以上である極対と、
－個数ｑが２以上の１極および１相毎のスロットと、
－周方向に形成された複数のスロット（３）を有するステータコア（２）と、
－前記スロット（３）において径方向に積層した態様で第１～第４層（１８ａ－ｄ）に配置される複数の成形導体（４、２２ａ－ｄ、２４ａ－ｄ）であって、前記第１～第４層（１８ａ－ｄ）は径方向にこの順で指定される、成形導体（４、２２ａ－ｄ、２４ａ－ｄ）と、
を備える電気機械（１０１）用のステータ（１）において、
前記周方向の第１向き（１９ａ）と、前記第１向き（１９ａ）とは反対の第２向き（１９ｂ）と、が規定され、
前記成形導体（４、２２ａ－ｄ、２４ａ－ｄ）は、各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）について、直列または並列に互いに接続可能である少なくとも２つの経路（１５ａ、１５ｂ）を形成するとともに、２×Ｐ個の巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｈ、２５ａ－ｐ）に配置され、前記巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｈ、２５ａ－ｐ）は、４つの前記層（１８ａ－ｄ）各々に亘って径方向に、かつ少なくともｑ＋１個の直接的に隣り合うスロット（３）に亘って周方向に延び、
各経路（１５ａ、１５ｂ）の前記成形導体（４、２２ａ－ｄ、２４ａ－ｄ）は直列回路において接続し、前記直列回路は、前記ステータコア（２）の第１端部側（７）および前記ステータコア（２）の前記第１端部側（７）とは反対の第２端部側（９）に配置されるコネクタ（８、８ａ、８ｂ、１０）により実現され、
各経路（１５ａ、１５ｂ）は、直列接続した成形導体（４、２２ａ－ｄ）の第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）と、直列接続した成形導体（２４ａ－ｄ）の第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）と、を有し、
前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）の成形導体（２２ａ－ｄ）は、前記巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｈ）に亘って、前記周方向に、最初に前記第１および第４層（１８ａ、１８ｄ）に、次いで前記第２および第３層（１８ｂ、１８ｃ）に交互に配置され、
前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）の成形導体（４、２４ａ－ｄ）は、前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）の前記成形導体（４、２２ａ－ｄ）が前記第１および第４層（１８ａ、１８ｄ）に配置される巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｈ、２５ａ－ｐ）において、前記第２および第３層（１８ｂ、１８ｃ）に配置され、前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）の前記成形導体（４、２２ａ－ｄ）が前記第２および第３層（１８ｂ、１８ｃ）に配置される巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｈ、２５ａ－ｐ）において、前記第１および第４層（１８ａ、１８ｄ）に配置される、
ステータ。

【請求項2】

前記第１タイプのそれぞれのグループ（１６ａ－ｄ）の前記成形導体（４、２２ａ－ｄ）は、前記直列回路に関して外側の第１成形導体（２２ａ）と、前記直列回路に関して前記第１成形導体（２２ａ）に直接的に接続する第２成形導体（２２ｂ）と、前記直列回路に関して前記第２成形導体（２２ｂ）に直接的に接続する第３成形導体（２２ｃ）と、前記直列回路に関して前記第３成形導体（２２ｃ）に直接的に接続する第４成形導体（２２ｄ）と、であり、
－前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）の前記第１成形導体（２２ａ）は、前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）についての第１巻線ゾーン（２３ａ、２３ｃ、２３ｅ、２３ｇ）の前記第１層（１８ａ）に配置され、
－前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）の前記第２成形導体（２２ｂ）は、前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）について、前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）についての前記第１巻線ゾーン（２３ａ、２３ｃ、２３ｅ、２３ｇ）に前記第１向き（１９ａ）に隣り合う第２巻線ゾーン（２３ｂ、２３ｄ、２３ｆ、２３ｈ）の前記第２層（１８ｂ）に配置され、
－前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）の前記第３成形導体（２２ｃ）は、前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）についての前記第１巻線ゾーン（２３ａ、２３ｃ、２３ｅ、２３ｇ）の前記第４層（１８ｄ）に配置され、
－前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）の前記第４成形導体（２２ｄ）は、前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）についての前記第２巻線ゾーン（２３ｂ、２３ｄ、２３ｆ、２３ｈ）の前記第３層（１８ｃ）に配置され、
前記直列回路に関して前記第１タイプの別のグループ（１６ａ－ｃ）の前記第４成形導体（２２ｄ）に直接的に接続するこのような前記第１タイプのグループ（１６ｂ－ｄ）についての前記第１巻線ゾーン（２３ｃ、２３ｅ、２３ｇ）は、前記第１タイプの前記別のグループ（１６ａ－ｃ）についての前記第２巻線ゾーン（２３ｂ、２３ｄ、２３ｆ）に、前記第１向き（１９ａ）に隣り合う、
請求項１に記載のステータ。

【請求項3】

前記第２タイプのそれぞれのグループ（１７ａ－ｄ）の前記成形導体（４、２４ａ－ｄ）は、前記直列回路に関して外側の第１成形導体（２４ａ）と、前記直列回路に関して前記第１成形導体（２４ａ）に直接的に接続する第２成形導体（２４ｂ）と、前記直列回路に関して前記第２成形導体（２４ｂ）に直接的に接続する第３成形導体（２４ｃ）と、前記直列回路に関して前記第３成形導体（２４ｃ）に直接的に接続する第４成形導体（２４ｄ）と、であり、
－前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）の前記第１成形導体（２４ａ）は、前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）についての第１巻線ゾーン（２５ａ、２５ｅ、２５ｉ、２５ｍ）の前記第２層（１８ｂ）に配置され、
－前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）の前記第２成形導体（２４ｂ）は、前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）について、前記第２タイプのグループについての前記第１巻線ゾーン（２５ａ、２５ｅ、２５ｉ、２５ｍ）に前記第２向き（１９ｂ）に隣り合う第２巻線ゾーン（２５ｂ、２５ｆ、２５ｊ、２５ｎ）の前記第１層（１８ａ）に配置され、
－前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）の前記第３成形導体（２４ｃ）は、前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）について、前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）についての前記第２巻線ゾーン（２５ｂ、２５ｆ、２５ｊ、２５ｎ）に前記第２向き（１９ｂ）に隣り合う第３巻線ゾーン（２５ｃ、２５ｇ、２５ｋ、２５ｏ）の前記第３層（１８ｃ）に配置され、
－前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）の前記第４成形導体（２４ｄ）は、前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）について、前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）についての前記第３巻線ゾーン（２５ｃ、２５ｇ、２５ｋ、２５ｏ）に前記第２向き（１９ｂ）に隣接する第４巻線ゾーン（２５ｄ、２５ｈ、２５ｌ、２５ｐ）の前記第４層（１８ｄ）に配置され、
前記直列回路に関して前記第２タイプの別のグループ（１７ａ－ｃ）の前記第４成形導体（２４ｄ）に直接的に接続するこのような前記第２タイプのグループ（１７ｂ－ｄ）の前記第１成形導体（２４ａ）は、前記第２タイプの前記別のグループ（１７ａ－ｃ）についての前記第３巻線ゾーン（２５ｃ、２５ｇ、２５ｋ）に配置される、
請求項１または２に記載のステータ。

【請求項4】

前記第２タイプのグループ（１７ａ）の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体（２４ａ）であって、前記直列回路に関して前記第１タイプのグループ（１６ｄ）の、前記直列回路に関して外側の成形導体（２２ｄ）に直接的に接続する前記成形導体（２４ａ）は、前記第１タイプのグループ（１６ｄ）の前記外側の成形導体（２２ｄ）が位置する前記巻線ゾーン（２０、２３ｈ）に前記第１向き（１９ｂ）に隣り合う巻線ゾーン（２０、２５ａ）に配置される、
請求項２および３に記載のステータ。

【請求項5】

各巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）は、正確にｑ＋２個のスロット（３）に亘って延びる、
請求項１～４の一項に記載のステータ。

【請求項6】

それぞれの巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）の前記第２および第３層（１８ｂ、１８ｃ）は、同一のスロット（３）に位置し、
－前記巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）の前記第１層（１８ａ）は、前記周方向の前記第２向き（１９ｂ）にスロット（３）の１つ分だけ前記第２および第３層（１８ｂ、１８ｃ）に対してオフセットし、前記第４層（１８ｄ）は、前記第１向き（１９ａ）にスロット（３）の１つ分だけ前記第２および第３層（１８ｂ、１８ｃ）に対してオフセットする、または、
－前記巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）の前記第１層（１８ａ）は、前記周方向の前記第１向き（１９ａ）にスロット（３）の１つ分だけ前記第２および第３層（１８ｂ、１８ｃ）に対してオフセットし、前記第４層（１８ｄ）は、前記第２向き（１９ｂ）にスロット（３）の１つ分だけ前記第２および第３層（１８ｂ、１８ｃ）に対してオフセットする
請求項５に記載のステータ。

【請求項7】

各巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）は、正確にｑ＋１個のスロット（３）に亘って延びる、
請求項１～４の一項に記載のステータ。

【請求項8】

－それぞれの巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）の前記第１～第３層（１８ａ－ｃ）は、同一のスロット（３）に位置し、前記巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）の前記第４層（１８ｄ）は、前記第１向き（１９ａ）または前記第２向き（１９ｂ）にスロット（３）の１つ分だけ前記第１～第３層（１８ａ－ｃ）に対してオフセットする、または、
－それぞれの巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）の前記第２～第４層（１８ｂ－ｄ）は、同一のスロット（３）に位置し、前記巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）の前記第１層（１８ａ）は、前記第２向き（１９ｂ）または前記第１向き（１９ａ）にスロット（３）の１つ分だけ前記第２～第４層（１８ｂ－ｄ）に対してオフセットする、
請求項７に記載のステータ。

【請求項9】

各巻線ゾーン（２０、２３ａ－ｇ、２５ａ－ｐ）は、前記成形導体（４、２２ａ－ｄ、２４ａ－ｄ）のうちの１つについて各々の場合において４×ｑ個の連続する受容スペースを提供するとともに、第１サブ巻線ゾーン（２１ａ）から第ｑ番目までのサブ巻線ゾーン（２１ｂ）を備え、前記サブ巻線ゾーンは、４つの前記層（１８ａ－ｄ）に亘って各々延び、
前記第１サブ巻線ゾーン（２１ａ）は、前記第１向き（１９ａ）から見て、それぞれの層（１８ａ－ｄ）の前記第１受容スペースを備え、前記第２サブ巻線ゾーン（２１ｂ）は、前記第１サブ巻線ゾーン（２１ａ）の前記受容スペースに直接的に隣接する前記受容スペースを備える、
請求項１～８の一項に記載のステータ。

【請求項10】

－ それぞれの経路（１５ａ、１５ｂ）の前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）および前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）は、異なるサブ巻線ゾーン（２１ａ、２１ｂ）に配置される、および／または、
－ 同一相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の異なる経路（１５ａ、１５ｂ）の前記第１タイプのグループ（１６ａ－ｄ）は、異なるサブ巻線ゾーン（２１ａ、２１ｂ）に配置される、および／または、同一相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の異なる経路（１５ａ、１５ｂ）の前記第２タイプのグループ（１７ａ－ｄ）は、異なるサブ巻線ゾーン（２１ａ、２１ｂ）に配置される、
請求項９に記載のステータ。

【請求項11】

それぞれの経路（１５ａ、１５ｂ）の前記成形導体（４、２２ａ－ｄ、２４ａ－ｄ）は、第１タイプのコネクタ（８、８ａ、８ｂ）および第２タイプのコネクタ（１０）により、前記直列回路に関して交互に接続され、
それぞれの経路の、前記直列回路に関して外側の成形導体（４、２２ａ、２４ｄ）は、前記第２タイプのコネクタ（１０）により、前記直列回路に関して次の前記成形導体（２２ｂ、２４ｃ）に接続される、
請求項１～１０の一項に記載のステータ。

【請求項12】

－前記第１タイプのコネクタ（８、８ａ、８ｂ）は、それらにより接続した前記成形導体（４、２２ａ－ｄ、２４ａ－ｄ）と一体的に形成されるとともに、前記ステータコア（２）から前記第１端部側（７）において延び出る、および／または、
－前記第２タイプのコネクタ（１０）は、前記第２タイプのコネクタ（１０）により接続した前記成形導体（４、２２ａ－ｄ、２４ａ－ｄ）に前記第２端部側（９）において前記ステータコア（２）から延び出る態様で隣接する２つの接続要素（１１ａ、１１ｂ）を備え、前記２つの接続要素（１１ａ、１１ｂ）は、一体的に接合した態様で互いに電気伝導的に接続する、
請求項１１に記載のステータ。

【請求項13】

それぞれの経路（１５ａ、１５ｂ）の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体（４、２２ａ）であって前記第１タイプのグループ（１６ａ）に属する前記成形導体（４、２２ａ）は、同一の巻線ゾーン（２０、２３ａ）に配置され、
前記経路（１５ａ、１５ｂ）の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体（４、２４ｄ）であって前記第２タイプのグループ（１７ｄ）に属する前記成形導体（４、２４ｄ）は、同一の巻線ゾーン（２０、２５ｐ）に配置され、
これらの前記巻線ゾーン（２０、２３ａ、２５ｐ）は隣り合っている、
請求項１～１２の一項に記載のステータ。

【請求項14】

前記ステータは、接続装置（１２）をさらに備え、
－前記接続装置（１２）は、それぞれの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記経路（１５ａ、１５ｂ）の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体（２２ａ）であって前記第１タイプのグループのうちの１つ（１６ａ）に属する前記成形導体（２２ａ）を接続するとともに、各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）についての相接続部（１３）を形成する、および／またはそれぞれの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のそれぞれの経路（１５ａ、１５ｂ）の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体（２４ｄ）であって前記第２タイプのグループのうちの１つ（１７ｄ）に属する前記成形導体（２４ｄ）を接続して単数または複数のスターポイント（１４）を形成する、または、
－前記接続装置（１２）は、それぞれの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の前記経路（１５ａ、１５ｂ）の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体（４、２４ｄ）であって前記第２タイプのグループのうちの１つ（１７ｄ）に属する前記成形導体（４、２４ｄ）を接続するとともに、各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）についての相接続部を形成する、および／または、それぞれの相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のそれぞれの経路（１５ａ、１５ｂ）の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体（４、２２ａ）であって前記第１タイプのグループのうちの１つ（１６ａ）に属する前記成形導体（４、２２ａ）を接続して単数または複数のスターポイント（１４）を形成する、
請求項１～１３の一項に記載のステータ。

【請求項15】

請求項１～１４の一項に記載のステータ（１）と、前記ステータ（１）内に回転可能に装着されたロータ（２）と、を備える、車両（１００）を駆動するための電気機械（１０１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気機械用のステータに関する。また、本発明は、車両を駆動するための電気機械に関する。

【背景技術】

【0002】

ＤＥ ２０ ２０１９ １０３ ２９７ Ｕ１は、駆動モータのステータ巻線配置構造体を有するステータを開示している。ステータ巻線配置構造体には、ヘアピンの形状にあるヘアピンセグメントが配置されている。各々のヘアピンセグメントは、複数のスロットを有するステータコアに挿入される２つの脚部を有している。スロットにおいて、ヘアピンセグメントのステータコアの反対側に配置された脚部は、直列コイル束を有する回路を形成するように曲がって接続している。駆動モータのステータ巻線は、三相からなる。駆動モータのステータ巻線の相の各々は、並列接続した２つ以上の直列コイル束により形成されている。ヘアピンセグメントの脚部は、異なる層に挿入されている。

【0003】

成形導体から形成されたステータ巻線を有するステータは、高度なプロセス信頼性および相の簡単な接続オプションを有する自動製造に特に適しているため、とくに自動車用途において非常に一般的である。ステータ巻線の形成に必要なターン数および所望の経路数の形成、同時に対称性、小さい巻線オーバーハングの実現、相の簡単な接続オプションを提供するといった要件に適合することが課題である。電気機械の運転中に、ステータ巻線における高調波および抵抗損失を小さくしつつ高品質な回転磁界を得ることも望まれている。

【発明の概要】

【0004】

したがって、本発明は、電気機械用のステータを操作する改良された方法を特定するという目的に基づく。

【0005】

この目的を達成するために、本発明は、個数Ｎが３以上である相と、個数Ｐが２以上である極対と、ｑが２以上の１極および１相毎の多数のスロットと、周方向に形成された複数のスロットを有するステータコアと、前記スロットにおいて径方向に積層した態様で第１～第４層に配置される複数の成形導体であって、前記第１～第４層は、径方向にこの順で指定される、成形導体と、を備える電気機械用のステータにおいて、前記周方向の第１向きと、前記第１向きとは反対の第２向きと、が規定され、前記成形導体は、各相について、直列または並列に互いに接続可能である少なくとも２つの経路を形成するとともに、２×Ｐ個の巻線ゾーンに配置され、前記巻線ゾーンは、４つの前記層各々に亘って径方向に、かつ少なくともｑ＋１個の直接的に隣り合うスロットに亘って周方向に延び、各経路の前記成形導体は直列回路において接続し、前記直列回路は、前記ステータコアの第１端部側および前記ステータコアの前記第１端部側とは反対の第２端部側に配置されるコネクタにより実現され、各経路は、直列接続した成形導体の第１タイプのグループと、直列接続した成形導体の第２タイプのグループと、を有し、前記第１タイプのグループの成形導体は、前記巻線ゾーンに亘って、前記周方向に、最初に前記第１および第４層に、次いで前記第２および第３層に交互に配置され、前記第２タイプのグループの成形導体は、前記第１タイプのグループの前記成形導体が前記第１および第４層に配置される巻線ゾーンにおいて、前記第２および前記第３層に配置され、前記第１タイプのグループの前記成形導体が前記第２および前記第３層に配置される巻線ゾーンにおいて、前記第１および第４層に配置されるステータを提案する。

【0006】

本発明によるステータは、特に、それぞれの相の経路の成形導体が配置される巻線ゾーンが、少なくとも３つの直接的に隣り合うスロットおよび４つの層に亘って延びることで、周方向における磁気回転場の空間的ずれが、軸方向に沿って生成され得る点で特徴的である。このようにして、正確にｑ個のスロットに亘って各々延びる巻線ゾーンを有するステータに比較して、効率、トルクリップルの発生、騒音および振動の発生が顕著に低減され得る。本発明によるステータにおいて、第１タイプのグループの成形導体がそれぞれの巻線ゾーンに周方向において内層および外層に交互に配置されるとともに、第２タイプのグループの成形導体がこれに対応して空いた層に配置されるという事実により、コネクタは、第１端部側において鱗状に重なって配置される結果、端部側における設置スペースが効率的に利用されるため、小さな巻線オーバーハングが実現する。

【0007】

１極および１相毎のスロットの個数ｑとは、ステータの１極および１相毎のスロットの個数である。好ましくは、ｑは６以下であり、好適にはｑは４以下であり、特に好適にはｑは３以下である。本発明によるステータの場合、Ｎは１２以下であり得る。好適には、Ｎは９以下であり得る。特に好適には、Ｎは６以下であり得る。Ｐが２０以下、好適にはＰが１６以下、特に好適にはＰが１２以下であることが想定され得る。スロットの個数は、好適には２００未満であり、特に好適には１２０未満である。スロットの個数は、正確に２×Ｐ×Ｎ×ｑであり得る。各巻線ゾーンは、好適にはステータの１つの極を実現する。

【0008】

他の相の正確に１つの巻線ゾーンは、それぞれの場合において、相の隣り合う巻線ゾーンの各対の間に適切に位置する。換言すれば、相の隣り合う巻線ゾーンの各対は、ｑ×（Ｎ－１）個のスロット分だけ間隔を置いている。

【0009】

好適な改良例において、各スロットに正確に４つの成形導体が受容される、および／または、Ｎが正確に３である、および／または、Ｐが正確に４である、および／または、ｑが正確に２であることが想定される。第１層は、好適には、径方向最外層である、および／または、第４層は、好適には、径方向最内層である。

【0010】

成形導体は、ロッド状の導体であり得るとともに、特に銅から構成され得る。成形導体は、典型的には非可撓性である。４つの層および／またはスロット全体における４つの成形導体は、好適にはスロットの断面積の少なくとも６０％、好適には少なくとも８０％を占める。成形導体は、好適には、場合より丸みを帯びた矩形の断面を有する。各成形導体は、軸方向においてスロットのうちの１つを完全に通過して延び得る。

【0011】

「経路」は、コネクタにより実現される成形導体の直列回路を意味すると理解されることが意図されている。この直列回路は、「電流経路」とも称され得る。各経路は、好適には、Ｐ個の直列接続した第１タイプのグループ、および／または、Ｐ個の直列接続した第２タイプのグループを備える。したがって、ステータコアの周囲に周方向における完全な周回が、第１タイプのグループまたは第２タイプのグループにより形成され得る。それぞれの経路の第１タイプのグループおよび第２タイプのグループの成形導体は、好適には、相の各巻線ゾーンを少なくとも１回占める。

【0012】

ステータコアは、恒久的に接続した多数の個々の積層体であって互いに積層された積層体により形成され得る。特に、ステータコアは、積層コアを形成する。各スロットは、好適には、中心軸に対して平行に延びる。中心軸に沿って、ステータコアに囲まれたロータ用の受容スペースが延びる。第１向きは、好適には、第１端部側から見て時計回り方向に相当する。

【0013】

本発明によるステータの有利な展開例において、前記第１タイプのそれぞれのグループの前記成形導体は、前記直列回路に関して外側の第１成形導体と、前記直列回路に関して前記第１成形導体に直接的に接続する第２成形導体と、前記直列回路に関して前記第２成形導体に直接的に接続する第３成形導体と、前記直列回路に関して前記第３成形導体に直接的に接続する第４成形導体と、であり、前記第１タイプのグループの前記第１成形導体は、前記第１タイプのグループについての第１巻線ゾーンの前記第１層に配置され、前記第１タイプのグループの前記第２成形導体は、前記第１タイプのグループについて、前記第１タイプのグループについての前記第１巻線ゾーンに前記第１向きに隣り合う第２巻線ゾーンの前記第２層に配置され、前記第１タイプのグループの前記第３成形導体は、前記第１タイプのグループについての前記第１巻線ゾーンの前記第４層に配置され、前記第１タイプのグループの前記第４成形導体は、前記第１タイプのグループについての前記第２巻線ゾーンの前記第３層に配置されることが想定され得る。換言すれば、第１タイプのそれぞれのグループの成形導体、およびそれらを接続するコネクタは、導体ループを形成する。

【0014】

前記直列回路に関して前記第１タイプの別のグループの前記第４成形導体に直接的に接続するこのような前記第１タイプのグループについての前記第１巻線ゾーンは、前記第１タイプの前記別のグループについての前記第２巻線ゾーンに、前記第１向きに隣接する。したがって、第１タイプのグループは、ステータの周囲に第１向きに延びる。この結果、各場合において１つの巻線ゾーンによる直列回路に関して第１タイプのグループから次の第１タイプのグループへの第１向きに沿った巻線進行が実現される。

【0015】

さらに、本発明によるステータの有利な展開例において、前記第２タイプのそれぞれのグループの前記成形導体は、前記直列回路に関して外側の第１成形導体と、前記直列回路に関して前記第１成形導体に直接的に接続する第２成形導体と、前記直列回路に関して前記第２成形導体に直接的に接続する第３成形導体と、前記直列回路に関して前記第３成形導体に直接的に接続する第４成形導体と、であり、前記第２タイプのグループの前記第１成形導体は、前記第２タイプのグループについての第１巻線ゾーンの前記第２層配置され、前記第２タイプのグループの前記第２成形導体は、前記第２タイプのグループについて、前記第２タイプのグループについての前記第１巻線ゾーに前記第２向きに隣り合う第２巻線ゾーンの前記第１層に配置され、前記第２タイプのグループの前記第３成形導体は、前記第２タイプのグループについて、前記第２タイプのグループについての前記第２巻線ゾーンに前記第２向きに隣り合う第３巻線ゾーンの前記第３層に配置され、前記第２タイプのグループの前記第４成形導体は、前記第２タイプのグループについて、前記第２タイプのグループについての前記第３巻線ゾーンに前記第２向きに隣り合う第４巻線ゾーンの前記第４層に配置されことが想定され得る。

【0016】

前記直列回路に関して前記第２タイプの別のグループの前記第４成形導体に直接的に接続するこのような前記第２タイプのグループの前記第１成形導体は、前記第２タイプの前記別のグループについての前記第３巻線ゾーンに配置される。したがって、第１タイプのグループは、ステータの周囲に第２向きに延びる。組み合わされた第２タイプのグループは、波状巻線およびハーフループを形成する。

【0017】

好適には、前記第２タイプのグループの、前記直列回路に関して外側の前記成形導体であって、前記直列回路に関して前記第１タイプのグループの、前記直列回路に関して外側の前記成形導体に直接的に接続する前記成形導体は、前記第１タイプのグループの前記外側成形導体が位置する前記巻線ゾーンに前記第１向きに隣り合う巻線ゾーンに配置されることが想定される。ここで、第１タイプのグループおよび第２タイプのグループの互いに接続した成形導体は、１つの層分のオフセットを単に実現するコネクタにより接続し得る。特に、このようにして第１タイプのグループとは反対方向の巻線進行が達成され得る。

【0018】

本発明によるステータの有利な第１実施形態によれば、各巻線ゾーンは、正確にｑ＋２個のスロットに亘って延びることが想定される。これにより、それぞれの巻線ゾーン内に少なくとも２つ、好適には正確に２つのオフセットを有する千鳥状のステータが形成され得る。

【0019】

本例において、それぞれの巻線ゾーンの前記第２および第３層は、同一のスロットに位置し、前記巻線ゾーンの前記第１層は、前記周方向の前記第２向きにスロットの１つ分だけ前記第２および第３層に対してオフセットし、前記第４層は、前記第１向きにスロットの１つ分だけ前記第２および第３層に対してオフセットすると好適である。これにより、優れたスロットスルーフローを有するステータの千鳥状態が特に有利に形成される。この場合、非千鳥状ステータに比較して、成形導体およびコネクタを形成するための実質的に等しい材料要件、すなわち、正確にｑ個のスロットに亘って延びる巻線ゾーンを有するこのようなステータが同時に必要とされる。また、第１および第２タイプのグループの上述の構成の例において、それぞれの経路の外側成形導体が互いに接近して移動するため、コンパクトな接続ウィンドウも実現され得る。

【0020】

代替例として、第１実施形態の例において、前記巻線ゾーンの前記第１層は、前記周方向の前記第１向きにスロットの１つ分だけ前記第２および第３層に対してオフセットし、前記第４層は、前記第２向きにスロットの１つ分だけ前記第２および第３層に対してオフセットすることも可能である。

【0021】

本発明によるステータの有利な第２実施形態によれば、各巻線ゾーンは、正確にｑ＋１個のスロットに亘って延びる。これにより、それぞれの巻線ゾーンにおいて少なくとも１つ、好適には正確に１つのオフセットを有する千鳥状のステータが形成され得る。

【0022】

ここで、それぞれの巻線ゾーンの前記第１～第３層は、同一のスロットに位置し、前記巻線ゾーンの前記第４層は、前記第１向きにスロットの１つ分だけ前記第１～第３層に対してオフセットすると好適である。この結果、特に第１および第２タイプのグループの上述の構成の例において、１つのスロット分だけ短くした２つのコネクタを周方向において使用できるため、非千鳥状ステータに関して材料要件が削減されることにより、抵抗損失が低減される。こうして、電気機械の効率が向上する。

【0023】

代替例として、前記巻線ゾーンの前記第４層は、前記第２向きにスロットの１つ分だけ前記第１～第３層に対してオフセットし得る。

【0024】

第２実施形態において、代替的に、それぞれの巻線ゾーンの前記第２～第４層は、同一のスロットに位置し、前記巻線ゾーンの前記第１層は、前記第２向きにスロットの１つ分だけ前記第２～第４層に対してオフセットすることが想定され得る。特に第１および第２タイプのグループの上述の構成の例において、非千鳥状ステータに比較して１つのスロット分だけ周方向に沿って短くした３つのコネクタがここで使用され得る結果、上述のように材料要件が同様に削減され得る。

【0025】

代替例として、前記巻線ゾーンの前記第１層は、前記第１向きにスロットの１つ分だけ前記第２～第４層に対してオフセットし得る。

【0026】

本発明によるステータの好適な展開例において、各巻線ゾーンは、前記成形導体のうちの１つについて各々の場合において４×ｑ個の連続する（つながった）受容スペースを提供するとともに、第１サブ巻線ゾーンから第ｑ番目までのサブ巻線ゾーンを備え、前記サブ巻線ゾーンは、４つの前記層に亘って各々延び、前記第１サブ巻線ゾーンは、前記第１向きから見て、それぞれの層の前記第１受容スペースを備え、前記第２サブ巻線ゾーンは、前記第１サブ巻線ゾーンの前記受容スペースに直接的に隣接する前記受容スペースを備えることが想定される。したがって、サブ巻線ゾーンは、それぞれの巻線ゾーンを細分化したものである。本例において、各サブ巻線ゾーンは、巻線ゾーンが延びるスロットの個数と同数のスロットに亘って延び、１極および１相毎のスロットの個数ｑとは異なる。各サブ巻線ゾーンは、１層毎に正確に１つの受容スペースを備える。

【0027】

さらに好ましくは、それぞれの経路の前記第１タイプのグループおよび前記第２タイプのグループは、異なるサブ巻線ゾーンに配置される。さらに、第１タイプのグループの成形導体は、巻線ゾーンの第１～第ｑ番目の巻線ゾーンのうちの同一のものに位置し得るとともに、第２タイプのグループの成形導体は、第１～第ｑ番目のサブ巻線ゾーンのうちの同一のものに位置し得る。代替的または追加的に、同一相の異なる経路の前記第１タイプのグループは、異なるサブ巻線ゾーンに配置される、および／または、同一相の異なる経路の前記第２タイプのグループは、異なるサブ巻線ゾーンに配置されることが想定され得る。したがって、それぞれの経路の成形導体は、他の経路の成形導体が占めないこれらの受容スペースを占めることができる。

【0028】

本発明によるステータの場合、好適には、それぞれの経路の前記成形導体は、第１タイプのコネクタおよび第２タイプのコネクタにより、前記直列回路に関して交互に接続されることが想定される。本例において、それぞれの経路の、前記直列回路に関して外側の成形導体は、前記第２タイプのコネクタにより、前記直列回路に関して次の前記成形導体に接続される。特にこのため、外側成形導体は、第１タイプのコネクタが位置する端部側に接触し得る、または接続し得る。

【0029】

本例において、前記第１タイプのコネクタは、それらにより接続した前記成形導体と一体的に形成され得るとともに、前記ステータコアから前記第１端部側において延び出し得る。第１タイプのコネクタ、およびそれらにより接続した成形導体は、好適には電気伝導性を有するロッドから形成される。第１タイプのコネクタは、特にロッドを曲げ加工することにより形成される。

【0030】

代替的または追加的に、前記第２タイプのコネクタは、前記第２タイプのコネクタにより接続した前記成形導体に前記第２端部側において前記ステータコアから延び出る態様で隣接する２つの接続要素であって、特に一体的に接合した態様で互いに電気伝導的に接続する接続要素を備えることが想定され得る。成形導体、およびそれらに隣接する接続要素も、電気伝導性を有するロッドから形成され得る。接続要素は、特に、ロッドをステータコアへ挿入した後に曲げ加工することにより形成される。

【0031】

したがって、それぞれの第１コネクタ、それと接続要素とにより接続した成形導体、および２つの第２コネクタのうちの成形導体に隣接する接続要素は、ヘアピン導体またはＵピンとも称され得る一体型の導体セグメントを形成し得る。

【0032】

第１タイプのそれぞれのグループの第１および第２成形導体、および／または第２タイプのそれぞれのグループの第１および第２成形導体は、好適には、第２タイプのコネクタにより接続する。第１タイプのそれぞれのグループの第２および第３成形導体、および／または第２タイプのそれぞれのグループの第２および第３成形導体は、好適には、第１タイプのコネクタにより接続する。第１タイプのそれぞれのグループの第３および第４成形導体、および／または第２タイプのそれぞれのグループの第３および第４成形導体は、好適には、第２タイプのコネクタにより接続する。２つの第１グループの直列回路に関して外側の成形導体は、好適には、第１タイプのコネクタにより接続する。２つの第２グループの直列回路に関して外側の成形導体は、好適には、第１タイプのコネクタにより接続する。それぞれの経路の第１タイプのグループの直列回路に関して外側の成形導体と、それぞれの経路の第２タイプのグループの直列回路に関して外側の成形導体とは、好適には、第１タイプのコネクタにより接続する。

【0033】

同一相の異なる経路の同一巻線ゾーンに配置された成形導体を接続し、一方の経路のうちの同一グループの成形導体を各々接続する第１コネクタは、好適には、互いに鱗状に重なる態様で配置される。こうして、それらは、Ｕ＆Ｕ鱗状重なりトポロジーとして知られるものを形成する。

【0034】

第１タイプのグループの、同一巻線ゾーンに配置された成形導体を、第２タイプのグループのものに接続するとともに同一相の異なる相に属する第１コネクタは、好適には、軸方向において一方が他方に配置される。こうして、それらは、Ｕ内Ｕトポロジーとして知られるものを形成する。この結果、巻線のオーバーハングをさらに小さくすることができる。

【0035】

本発明によるステータの場合、それぞれの経路の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体であって前記第１タイプのグループに属する前記成形導体は、同一の巻線ゾーンに配置され、前記経路の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体であって前記第２タイプのグループに属する前記成形導体は、同一の巻線ゾーンに配置され、これらの前記巻線ゾーンは隣接するとさらに好適である。したがって、外側成形導体を接触させるための接続部を互いの近くに形成することができる結果、特にコンパクトな接続ウィンドウが実現される。

【0036】

本発明によるステータの有利な展開例において、ステータは、接続装置をさらに備え、前記接続装置は、それぞれの相の前記経路の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体であって前記第１タイプのグループのうちの１つに属する前記成形導体を接続するとともに、各相についての相接続部を形成する、および／またはそれぞれの相のそれぞれの経路の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体であって前記第２タイプのグループのうちの１つに属する前記成形導体を接続して単数または複数のスターポイントを形成する。代替例として、本発明によるステータは、接続装置をさらに備え、前記接続装置は、それぞれの相の前記経路の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体であって前記第２タイプのグループのうちの１つに属する前記成形導体を接続するとともに、各相についての相接続部を形成する、および／または、それぞれの相のそれぞれの経路の、前記直列回路に関して外側の前記成形導体であって前記第１タイプのグループのうちの１つに属する前記成形導体を接続して単数または複数のスターポイントを形成する。ステータは、磁気回転場を形成するように、このような接続装置により電力を供給され得る。

【0037】

第２タイプのコネクタの第１端部側における連結要素および第２端部側における接続要素は、好適には、それぞれの経路の、直列回路に関して外側の成形導体であって第１タイプのグループに属する成形導体、およびそれぞれの経路の、直列回路に関して外側の成形導体であって第２タイプのグループに属する成形導体に隣接する。このような配置は、Ｉピンとも称され得る。連結要素は、好適には、第１タイプのコネクタよりも軸方向において遠くに延びる。連結要素には、好適には接続装置が接触する。

【0038】

本発明が基づく目的は、先行する請求項の一項によるステータと、前記ステータ内に回転可能に装着されたロータと、を備える、車両を駆動するための電気機械によりさらに達成される。電気機械は、好適には、電気モータである。電気機械は、例えば、恒久励磁型同期機または恒久励磁型同期モータ、あるいは非同期機／誘導機または非同期モータであり得る。

【0039】

本発明のさらなる利点および詳細は、以下に記載の例示的実施形態から、そして図面に基づいて得られ得る。図面は、概略的なものである。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】図１は、ステータの基本図を示す。

【図2】図２は、本発明によるステータの第１の例示的実施形態のステータ巻線のブロック回路図を示す。

【図3】図３は、第１の例示的な実施形態による巻線図を示す。

【図4】図４は、第１の例示的実施形態による複数の導体セグメントの基本図を示す。

【図5】図５は、本発明によるステータの第２の例示的実施形態による巻線図を示す。

【図6】図６は、本発明によるステータの第３の例示的実施形態による巻線図を示す。

【図7】図７は、本発明による電気機械の例示的な実施形態を有する車両の基本図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0041】

図１は、ステータ１の基本図である。

【0042】

ステータ１は、周方向に形成された多数のスロット３を有するステータコア２を有している。また、ステータ１は、スロット３において積層した態様で配置された多数の成形導体４を有している。成形導体４は、軸方向において、すなわち、ロータ用の受容スペース５を貫通する中央軸６に対して平行に、スロット３を完全に通過している。

【0043】

ステータ１の第１端部側７において、成形導体４は、第１タイプのコネクタ８により対をなして接続している。第１タイプのコネクタ８は、ここでは、成形導体４の対と一体的に形成されるとともに、１８０°に亘る曲げ加工を実施している。ステータ１の第２端部側９において、成形導体４は、第２タイプのコネクタ１０により対をなして接続している。第２タイプのコネクタ１０は、２つの曲がった接続要素１１ａ、１１ｂを備えている。接続要素１１ａ、１１ｂは、一体的に接続した成形導体４に隣接するとともに、互いに接続している。ここで、接続は、特に溶接により一体的に接合される態様においてなされる。成形導体４およびコネクタ８、１０は、ステータ１のステータ巻線を形成している。

【0044】

図１は、ステータ巻線の、相接続部１３およびスターポイント１４、または複数のスターポイントを形成する接続装置１２をさらに示す。

【0045】

図２は、ステータ１の第１の例示的実施形態によるステータ巻線のブロック回路図を示す。ステータ１には、図１に示すステータ１に関してなされた記述が適用され得る。

【0046】

第１の例示的実施形態によるステータ１は、図示の例示的な構成において、Ｎ＝３である相Ｕ、Ｖ、Ｗと、Ｐ＝４である極対と、を有している。成形導体４は、各相Ｕ、Ｖ、Ｗについて、第１経路１５ａおよび第２経路１５ｂを形成している。それぞれの相Ｕ、Ｖ、Ｗの経路１５ａ、１５ｂは、接続装置１２により並列接続している。それぞれの経路１５ａ、１５ｂの成形導体４は、直列接続している。

【0047】

各経路１５ａ、１５ｂは、Ｐ＝４である成形導体４の直列接続した第１タイプのグループ１６ａ－ｄと、Ｐ＝４である成形導体４の直列接続した第２タイプのグループ１７ａ－ｄと、を備えている。連続的に直列接続した第１タイプのグループ１６ａ－ｄは、連続的に直列接続した第２タイプのグループ１７ａ－ｄに直列接続している。接続装置１２によって、経路１５ａ、１５ｂの第１タイプのグループ１６ａは相接続部１３に接続し、経路１５ａ、１５ｂの第２タイプのグループ１７ｄはスターポイント１４に接続している。代替的な例示的実施形態によれば、接続装置１２は、２つのスターポイント１４も形成し得る。第１スターポイント１４は、相Ｕ、Ｖ、Ｗの第１経路１５ａの第２タイプのグループ１７ｄに接続し、第２スターポイント１４は、相Ｕ、Ｖ、Ｗの第２経路１５ｂの第２タイプのグループ１７ｄに接続する。

【0048】

図３は、第１の例示的実施形態によるステータ巻線の巻線図を示す。

【0049】

ステータ１は、ｑ＝２の１極および１相毎のスロットを有している。本例において、スロット３の合計数は、２×Ｐ×Ｎ×ｑ＝４８個となる。したがって、１極および１相毎のスロット数ｑは、２×Ｐである極数とＮである相数との積に対するスロット３の個数の割合を表す。

【0050】

ここで、成形導体４は、第１層１８ａ、第２層１８ｂ、第３層１８ｃ、および第４層１８ｄに配置されている。層１８ａ－ｄは、径方向外側から径方向内側へのそれらの順序に従って指定されている。したがって、４つの層１８ａ－ｄのうち、第１層１８ａは径方向最外層であり、第４層１８ｄは径方向最内層である。正確に１つの成形導体４が、それぞれのスロット３の各層１８ａ－１８ｄに配置されている。換言すれば、それぞれのスロット３の各層１８ａ－ｄは、正確に１つの成形導体４のための受容スペースを形成する。これにより、ステータ１の受容スペースまたは成形導体４の総数は、２×Ｐ×Ｎ×ｑ×Ｌ＝１９２個となる。Ｌは、層１８ａ－ｄの個数を表す。

【0051】

図３は、上側の表の上方に配置された２つの矢印を使用して、周方向の第１向き１９ａおよび第２向き１９ｂを示す。第１向き１９ａは、ステータ１の第１端部側７から見て時計回り方向に相当し、第２向き１９ｂは、ステータ１の第１端部側７から見て反時計回り方向に相当する（図１も参照のこと）。さらに、図３は、上側の表の下方に１～４８までのスロット番号を示す。図３の上側の表は、それぞれの受容スペースに配置された成形導体４がどの相Ｕ、Ｖ、Ｗに属するかを示す。「＋」または「－」の付加は、当該成形導体４を流れる電流の流れ方向を示す。各相Ｕ、Ｖ、Ｗの成形導体が２×Ｐ＝８個の巻線ゾーン２０に配置され、各巻線ゾーン２０がｑ×Ｌ＝８個の受容スペースを備えることが明白である。

【0052】

本例示的実施形態において、各巻線ゾーン２０は、４つの層１８ａ－ｄに亘って径方向に、かつ正確にｑ＋２＝４個の直接的に隣り合うスロット３に亘って周方向に延びている。巻線ゾーン２０は、第１サブ巻線ゾーン２１ａおよび第２サブ巻線ゾーン２１ｂにさらに分割され、各々はすべての４つの層１８ａ－ｄに亘って延びている。ここで、第１サブ巻線ゾーン２１ａは、第１向き１９ａから見て、巻線ゾーン２０の第１受容スペースを備え、第２サブ巻線ゾーン２１ｂは、第１サブ巻線ゾーン２１ａの受容スペースに直接的に隣接する受容スペースを備えている。

【0053】

スロット番号の下方において、図３は、巻線ゾーン２０において、相Ｕの成形導体４が占める受容スペースを、第１経路１５ａおよび第２経路１５ｂについて分けて示している。ここで、第１タイプのグループ１６ａ－ｄの成形導体４は、それらそれぞれの受容スペースにおいて「ｏ」で特定され、第２タイプのグループ１７ａ－ｄの成形導体４は、それらそれぞれの受容スペースにおいて「ｘ」で特定されている。２つの異なる受容スペース内の２つの成形導体４を接続する第１タイプのコネクタ８は、２つの受容スペース間において点線の矢印で特定される。２つの異なる受容スペース内の２つの成形導体４を接続する第２タイプのコネクタ１０は、２つの受容スペース間において実線の矢印で特定される。ここで、相Ｕについての成形導体４およびコネクタ８、１０の説明図は、スロット３が周方向においてｑ＝２つだけずれることを除いて、成形導体４およびコネクタ８、１０の配置が相Ｕのものに対応する他の相Ｖ、Ｗを代表するものである。

【0054】

巻線ゾーン２０のそれぞれの層１８ａ－ｄにおける第１タイプのグループ１６ａ－ｄおよび第２タイプのグループ１７ａ－ｄの成形導体４の配置は、以下のように構成される。第１タイプのグループ１６ａ－ｄの「ｏ」で特定される成形導体４は、巻線ゾーン２０に亘って、周方向において、まず第１層１８ａおよび第４層１８ｄに交互に、次に第２層１８ｂおよび第３層１８ｃに交互に配置される。第２タイプのグループ１７ａ－ｄの「ｘ」で特定される成形導体４は、第１タイプのグループ１６ａ－ｄの成形導体４が第１層１８ａおよび第４層１８ｄに配置された巻線ゾーン２０において、第２層１８ｂおよび第３層１８ｃに、そして、第１タイプのグループ１６ａ－ｄの成形導体４が第２層１８ｂおよび第３層１８ｃに配置された巻線ゾーン２０において、第１層１８ａおよび第４層１８ｄに配置される。すなわち、第１タイプのグループ１６ａ－ｄの成形導体４、または第２タイプのグループ１７ａ－ｄの成形導体４のいずれかのみが、それぞれの巻線ゾーン２０の第１層１８ａおよび第４層１８ｄに配置され、対応する他のグループ１７ａ―ｄまたは１６ａ―ｄの成形導体４のみが、それぞれの巻線ゾーン２０の第２層１８ｂおよび第３層１８ｃに配置される。

【0055】

第１経路１５ａにおいて、第１タイプのグループ１６ａ－ｄの成形導体４は、常に第２サブ巻線ゾーン２１ｂに配置され、第２タイプのグループ１７ａ－ｄの成形導体４は、常に第１サブ巻線ゾーン２１ａに配置される。第２経路１５ｂにおいて、第１タイプのグループ１６ａ－ｄの成形導体４は、常に第１サブ巻線ゾーン２１ａに配置され、第２タイプのグループ１７ａ－ｄの成形導体４は、常に第２サブ巻線ゾーン２１ｂに配置される。

【0056】

経路１５ａ、１５ｂの第１タイプの各グループ１６ａ－ｄの成形導体４は、それらの指定順に直列接続した第１成形導体２２ａ、第２成形導体２２ｂ、第３成形導体２２ｃ、および第４成形導体２２ｄである。第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄにおいて、第１成形導体２２ａは、第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄについての第１巻線ゾーン２３ａの第１層１８ａに配置され、第２成形導体２２ｂは、第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄについての第２巻線ゾーン２３ｂの第２層１８ｂに配置される。第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄについての第２巻線ゾーン２３ｂは、第１タイプのグループ１６ａについての第１巻線ゾーン２３ａに、第１向き１９ａに隣り合う。第３成形導体２２ｃは、第１タイプのそれぞれのグループ１６ａについての第１巻線ゾーン２３ａの第４層１７ｄに配置される。第４成形導体２２ｄは、第１タイプのそれぞれのグループ１６ｂについての第２巻線ゾーン２３ｂの第３層１８ｃに配置される。したがって、第１～第４成形導体２２ａ－ｄは、ジグザグパターンで配置され、ラップ巻線を形成している。

【0057】

第１タイプのグループ１６ｂの第１成形導体２２ａであって、直列回路に関して第１タイプのグループ１６ａの第４成形導体２２ｄに直接的に接続している第１成形導体２２ａは、第１タイプのグループ１６ｂについての第１巻線ゾーン２３ｃに配置される。第１タイプのグループ１６ｂについての第１巻線ゾーン２３ｃは、第１タイプのグループ１６ａについての第２巻線ゾーン２３ｂに、第１向き１９ａに隣り合っている。したがって、第２巻線ゾーン２３ｄが、第１タイプのグループ１６ｂについて設けられ、第１巻線ゾーン２４ｄおよび第２巻線ゾーン２３ｅが、第１タイプのグループ１６ｃについて設けられ、第１巻線ゾーン２３ｆおよび第２巻線ゾーン２３ｇが、第１タイプのグループ１６ｄについて設けられる。一般に、このような第１タイプのグループ１６ｂ－ｄの第１成形導体２２ａであって、直列回路に関して第１タイプの別のグループ１６ａ－ｃの第４成形導体２２ｄに直接的に接続している第１成形導体２２ａは、第１タイプの当該別のグループ１６ａ－ｅについての第２巻線ゾーン２３ｂ、２３ｄ、２３ｆに第１向き１９ａに隣り合う第１巻線ゾーン２３ｃ、２３ｅ、２３ｂに配置される。

【0058】

したがって、第１タイプの第１グループ１６ａの第１成形導体２２ａであって相接続部１３に接続する第１成形導体２２ａから始まって、第１タイプのグループ１６ｄの第４成形導体２２ｄに至る、第１タイプのグループ１６ａ－ｄは、第１向き１９ａにステータコア２の周囲で完全なる包囲を形成している。

【0059】

経路１５ａ、１５ｂの第２タイプの各グループ１７ａ－ｄの成形導体４は、それらの指定順に直列接続した第１成形導体２４ａ、第２成形導体２４ｂ、第３成形導体２４ｃ、および第４成形導体２４ｄである。第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄにおいて、第１成形導体２４ａは、第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第１巻線ゾーン２５ａ、２５ｅ、２５ｉ、２５ｍの第２層１８ｂに配置され、第２成形導体２４ｂは、第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第２巻線ゾーン２５ｂ、２５ｆ、２５ｊ、２５ｎに配置される。第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第２巻線ゾーン２５ｂ、２５ｆ、２５ｊ、２５ｎは、第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第１巻線ゾーン２５ａ、２５ｅ、２５ｉ、２５ｍに、第２向き１９ｂに隣り合っている。第３成形導体２４ｃは、第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第３巻線ゾーン２５ｃ、２５ｇ、２５ｋ、２５ｏに配置される。第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第３巻線ゾーン２５ｃ、２５ｇ、２５ｋ、２５ｏは、第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第２巻線ゾーン２５ｂ、２５ｆ、２５ｊ、２５ｎに、第２向き１９ｂに隣り合っている。第４成形導体２４ｄは、第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第４巻線ゾーン２５ｄ、２５ｈ、２５ｌ、２５ｐに配置される。第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第４巻線ゾーン２５ｄ、２５ｈ、２５ｌ、２５ｐは、第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄについての第３巻線ゾーン２５ｃ、２５ｇ、２５ｋ、２５ｏに、第２向き１９ｂに隣り合っている。

【0060】

第２タイプの第２グループ１７ｂの第１成形導体２４ａであって、直列回路に関して第２タイプの第１グループ１７ａの第４成形導体２４ｄに直接的に接続する第１成形導体２４ａは、第２タイプの第２グループ１７ｂについての第１巻線ゾーン５２ｅに配置される。したがって、第２タイプの第２グループ１７ｂについての第１巻線ゾーン２５ｅは、第２タイプの第１グループ１７ａ等についての第３巻線ゾーン２５ｃと同一の巻線ゾーン２０である。一般に、このような第２タイプのグループ１７ｂ－ｄの第１成形導体２４ａであって、直列回路に関して第２タイプの別のグループ１７ａ－ｃの第４成形導体２４ｄに直接的に接続する第１成形導体２４ａは、第２タイプの当該別のグループ１７ａ－ｃについての第３巻線ゾーン２５ｃ、２５ｇ、２５ｋに配置される。

【0061】

したがって、第２タイプの各グループ１７ａ－ｄは、第２向き１９ｂにおいて進む巻線であってハーフループを有する巻線を形成する。第２タイプの第４グループ１７ｄの第４成形導体２４ｄは、スターポイント１４に接続する。

【0062】

全体として、両経路１５ａ、１５ｂについてのそれぞれの相Ｕ、Ｖ、Ｗにおいて、
－第１タイプの第１グループ１６ａの第１巻線ゾーン２３ａと、第２タイプの第１グループ１７ａの第１巻線ゾーン２５ａと、第２タイプの第４グループ１７ｄの第３巻線ゾーン２５ｏとは、同一であり、
－第１タイプの第１グループ１６ａの第２巻線ゾーン２３ｂと、第２タイプの第３グループ１７ｃの第４巻線ゾーン２５ｌと、第２タイプの第３グループ１７ｃの第４巻線ゾーン２５ｌと、第２タイプの第４グループ１７ｄの第２巻線ゾーン２５ｎとは、同一であり、
－第１タイプの第２グループ１６ｂの第１巻線ゾーン２３ｃと、第２タイプの第３グループ１７ｃの第３巻線ゾーン２５ｋと、第２タイプの第４グループ１７ｄの第１巻線ゾーン２５ｍとは、同一であり、
－第１タイプの第２グループ１６ｂの第２巻線ゾーン２３ｄと、第２タイプの第２グループ１７ｂの第４巻線ゾーン２５ｈと、第２タイプの第３グループ１７ｃの第２巻線ゾーン２５ｊとは、同一であり、
－第１タイプの第３グループ１６ｃの第１巻線ゾーン２３ｅと、第２タイプの第２グループ１７ｂの第３巻線ゾーン２５ｇと、第２タイプの第３グループ１７ｃの第１巻線ゾーン２５ｉとは、同一であり、
－第１タイプの第３グループ１６ｃの第２巻線ゾーン２３ｆと、第２タイプの第１グループ１７ａの第４巻線ゾーン２５ｄと、第２タイプの第２グループ１７ｂの第２巻線ゾーン２５ｆとは、同一であり、
－第１タイプの第４グループ１６ｄの第１巻線ゾーン２３ｇと、第２タイプの第１グループ１７ａの第３巻線ゾーン２５ｃと、第２タイプの第２グループ１７ｂの第１巻線ゾーン２５ｅとは、同一であり、
－第１タイプの第４グループ１６ｄの第２巻線ゾーン２３ｈと、第２タイプの第１グループ１７ａの第２巻線ゾーン２５ｂと、第２タイプの第４グループ１７ｄの第４巻線ゾーン２５ｐとは、同一である。

【0063】

それぞれの経路１５ａ、１５ｂにおいて第１タイプのグループ１６ａ－ｄを第２タイプのグループ１７ａ－ｄに接続するために、第２タイプのグループ１７ａ－ｄの、直列回路に関して外側の成形導体２４ａ、すなわち、巻線ゾーン２５ａにおける第２タイプの第１グループ１７ａの第１成形導体２４ａを、第１タイプのグループ１６ａ－ｄの、直列回路に関して外側の成形導体２２ｄ、すなわち、巻線ゾーン２３ｈにおける第１タイプの第４グループ１６ｄの第４成形導体２２ｄに接続する。巻線ゾーン２５ａは、巻線ゾーン２３ｈに第１向き１９ａに隣り合っている。

【0064】

さらに図３から分かるように、各巻線ゾーン２０は、正確にｑ＋２＝４個のスロット３に亘って延びている。ここで、第１層１８ａは、第２および第３層１８ｂ、１８ｃに対して第２向き１９ｂにスロット３の１つ分だけオフセットしており、第４層１８ｄは、第２および第３層１８ｂ、１８ｃに対してスロット３の１つ分だけ第１向き１９ａにオフセットしている。

【0065】

このような構成により、第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄの第２成形導体２２ｂと第３成形導体２２ｃとを接続する第１タイプのコネクタ８、第１タイプのグループ１６ａ－ｃの第４成形導体２２ｄと直列回路に関して後続の第１タイプのグループ１６ｂ－ｄの第１成形導体２２ａとを接続する第１タイプのコネクタ８、第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの第２成形導体２４ｂと第３成形導体２４ｃとを接続する第１タイプのコネクタ８、及び第２タイプのグループ１７ａ－ｃの第４成形導体２４ｄと直列回路に関して後続の第２タイプのグループ１７ｂ－ｄの第１成形導体２４ａとを接続する第１タイプのコネクタ８は、両経路１５ａ、１５ｂにおいて、スロット３の５つ分のオフセットを各々実現している。

【0066】

さらに、第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄの第１成形導体２２ａと第２成形導体２２ｂとを接続する第２タイプのコネクタ１０、及び第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの第１成形導体２４ａと第２成形導体２４ｂとを接続する第２タイプのコネクタ１０は、両経路１５ａ、１５ｂにおいて、スロット３の７つ分のオフセットを各々実現している。第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄの第３成形導体２２ｃと第４成形導体２２ｄとを接続する第２タイプのコネクタ１０、及び第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの第３成形導体２４ｃと第４成形導体２４ｄとを接続する第２タイプのコネクタ１０は、スロット３の５つ分のオフセットを各々実現している。

【0067】

第１タイプの第４グループ１６ｄおよび第２タイプの第１グループ１７ａの、直列回路に関して外側の成形導体２２ｄ、２４ａを接続するために、第１タイプの異なるコネクタ８（図３において参照符号８ａ、８ｂにより別個に指定）が、経路１５ａ、１５ｂに設けられる。第１タイプのコネクタ８ａは、第１経路１５ａにおいて、スロット５つ分のオフセットを実現する。第１タイプのコネクタ８ｂは、第２経路１５ｂにおいて、スロット３の７つ分のオフセットを実現している。

【0068】

図４は、第１例示的実施形態による複数の導体セグメント２６ａ－ｄの基本図である。

【0069】

導体セグメント２６ａ－ｄは、２つの成形導体４と、第１端部側７において第２成形導体４に隣接してこれらを接続する第１タイプのコネクタ８、８ａ、８ｂと、第２端部側９において２つの成形導体４のそれぞれ一方に隣接する２つの接続要素１１ａ、１１ｂと、から形成されている。ここで、導体セグメント２６ａ－ｄは、一例として一体的に形成されているが、代替的に別個の部品を接合することによっても形成され得る。いずれの場合においても、異なる導体セグメント２６ａ－ｄの２つの接続要素１１ａ、１１ｂは、第２タイプのコネクタ１０を形成する。

【0070】

導体セグメント２６ａにおいて、接続要素１１ａ、１１ｂは、反対の向き１９ａ、１９ｂに互いに向き合っている。第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄの接続した第２および第３成形導体２２ｂ、２２ｃ、および第２タイプの異なるグループ１７ａ－ｄの接続した第４成形導体２４ｄおよび第１成形導体２４ａは、導体セグメント２６ａにより形成される。

【0071】

導体セグメント２６ｂにおいて、導体要素１１ａ、１１ｂは、反対の向き１９ａ、１９ｂに互いから離れる方向を向いている。第１タイプの異なるグループ１６ａ－ｄの接続した第４成形導体２２ｄおよび第１成形導体２２ａ、および第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの接続した第２および第３成形導体２４ｂ、２４ｃは、導体セグメント２６ｂにより形成される。

【0072】

導体セグメント２６ｃ、２６ｄにおいて、接続要素１１ａ、１１ｂは、同じ向きを有している。ここで、導体セグメント２６ｄの第１タイプのコネクタ８ａは、導体セグメント２６ｃの第１タイプのコネクタ８ｂの内部に軸方向に配置されている。したがって、第１タイプのコネクタ８ａは、第１タイプのコネクタ８ｂよりも軸方向において短い。導体セグメント２６ｃは、第１タイプのグループ１６ａ－ｄの、直列回路に関して外側の成形導体４であって、第２タイプのグループ１７ａ－ｄの、直列回路に関して外側の成形導体４に接続する成形導体４、すなわち、ここでは、第２経路１５ｂの、第１タイプの第４グループ１６ｄの第４成形導体２２ｄおよび第２タイプの第１グループ１７ａの第１成形導体２４ａを形成する。導体セグメント２６ｄは、第１タイプのグループ１６ａ－ｄの、直列回路に関して外側の成形導体４であって、第２タイプのグループ１７ａ－ｄの、直列回路に関して外側の成形導体４に接続する成形導体４、すなわち、ここでは、第１経路１５ａの、第１タイプの第４グループ１６ｄの第４成形導体２２ｄおよび第２タイプの第１グループ１７ａの第１成形導体２４ａを形成する。

【0073】

導体セグメント２６ｅは、成形導体４と、第２端部側９において成形導体４に隣接する接続要素１１ａと、接続装置１２（図１参照）と接触するための連結要素２８と、を備えている。それぞれの経路１５ａ、１５ｂの、直列回路に関して外側の成形導体４、すなわち、ここでは第１タイプの第１グループ１６ａの第１成形導体２２ａおよび第２タイプの第４グループ１７ｄの第４成形導体２４ｄは、導体セグメント２６ｅにより形成される。

【0074】

図４は、導体セグメント２６ａ－ｄを、特に第１タイプのコネクタ１０、１０ａ、１０ｂまたは接続要素１１ａ、１１ｂのオフセットを実現させるスロット３の個数を詳細に図示することなく概略的に示す。導体セグメント２６ａ－ｄは、Ｕピンまたはヘアピン導体としてもみなされ得る。導体セグメント２６ｅは、Ｉピンとしてみなされ得る。そして、ステータ巻線全体は、ヘアピン巻線とも称される。

【0075】

代替的な例示的実施形態によれば、第１層１８ａは、第２および第３層１８ｂ、１８ｃに対して第１向き１９ａにスロット３の１つ分だけオフセットしており、第４層１８ｄは、第２および第３層１８ｂ、１８ｃに対してスロット３の１つ分だけ第２向き１９ｂにオフセットしている。オフセットは、第１および第２タイプのコネクタ８、１０により実現され、そして対応する態様において変化する。

【0076】

図５は、ステータ１の第２の例示的実施形態による巻線図である。第１の例示的実施形態に関するすべての実施形態は、以下に反対のことが記載されていない限り、第２の例示的実施形態に適用され得る。ここで、同一または機能的に等価な構成要素には、同一の参照符号が付されている。

【0077】

第２の例示的実施形態において、各巻線ゾーン２０は、正確にｑ＋１＝４個のスロット３に亘って延びている。ここで、第１層１８ａは、第２～第４層１８ｂ－ｄに対して第２向き１９ｂにスロット３の１つ分だけオフセットしている。

【0078】

このような構成により、第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄの第２成形導体２２ｂと第３成形導体２２ｃとを接続する第１タイプのコネクタ８、及び第２タイプのグループ１７ａ－ｃの第４成形導体２４ｄと直列回路に関して後続の第２タイプのグループ１７ｂ－ｄの第１成形導体２４ａとを接続する第１タイプのコネクタ８は、両経路１５ａ、１５ｂにおいて、スロット３の６つ分のオフセットを各々実現している。第１タイプのグループ１６ａ－ｃの第４成形導体２２ｄと直列回路に関して後続の第１タイプのグループ１６ｂ－ｄの第１成形導体２２ａとを接続する第１タイプのコネクタ８、及び第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの第２成形導体２４ｂと第３成形導体２４ｃとを接続する第１タイプのコネクタ８は、スロット３の５つ分のオフセットを各々実現している。

【0079】

さらに、第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄの第１成形導体２２ａと第２成形導体２２ｂとを接続する第２タイプのコネクタ１０、及び第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの第１成形導体２４ａと第２成形導体２４ｂとを接続する第２タイプのコネクタ１０は、両経路１５ａ、１５ｂにおいて、スロット３の７つ分のオフセットを各々実現している。第１タイプのグループ１６ａ－ｄの第３成形導体２２ｃと第４成形導体２２ｄとを接続する第２タイプのコネクタ１０、及び第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの第３成形導体２４ｃと第４成形導体２４ｄとを接続する第２タイプのコネクタ１０は、スロット３の６つ分のオフセットを各々実現している。

【0080】

代替的な例示的実施形態によれば、第１層１８ａは、第２～第４層１８ｂ－ｄに対してスロット３の１つ分だけ第１向き１９ａにオフセットしている。オフセットは、第１および第２タイプのコネクタ８、１０により実現され、そして対応する態様において変化する。

【0081】

図６は、ステータ１の第３の例示的実施形態による巻線図である。第２の例示的実施形態に関するすべての実施形態は、以下に反対のことが記載されていない限り、第３の例示的実施形態に適用され得る。ここで、同一または機能的に等価な構成要素には、同一の参照符号が付されている。

【0082】

第３の例示的実施形態において、第４層１８ｄは、第１～第３層１８ａ－ｃに対して第１向き１９ａにスロット３の１つ分だけオフセットしている。

【0083】

このような構成により、第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄの第２成形導体２２ｂと第３成形導体２２ｃとを接続する第１タイプのコネクタ８、及び第２タイプのグループ１７ａ－ｃの第４成形導体２４ｄと直列回路に関して後続の第２タイプのグループ１７ｂ－ｄの第１成形導体２４ａとを接続する第１タイプのコネクタ８は、両経路１５ａ、１５ｂにおいて、スロット３の５つ分のオフセットを各々実現している。第１タイプのグループ１６ａ－ｃの第４成形導体２２ｄと直列回路に関して後続の第１タイプのグループ１６ｂ－ｄの第１成形導体２２ａとを接続する第１タイプのコネクタ８、及び第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの第２成形導体２４ｂと第３成形導体２４ｃとを接続する第１タイプのコネクタ８は、スロット３の６つ分のオフセットを各々実現している。

【0084】

第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄの第１成形導体２２ａと第２成形導体２２ｂとを接続する第２タイプのコネクタ１０、及び第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの第１成形導体２４ａと第２成形導体２４ｂとを接続する第２タイプのコネクタ１０は、２つの経路１５ａ、１５ｂにおいて、スロット３の６つ分のオフセットを各々実現している。第１タイプのそれぞれのグループ１６ａ－ｄの第３成形導体２２ｃと第４成形導体２２ｄとを接続する第２タイプのコネクタ１０、及び第２タイプのそれぞれのグループ１７ａ－ｄの第３成形導体２４ｃと第４成形導体２４ｄとを接続する第２タイプのコネクタ１０は、スロット３の５つ分のオフセットを各々実現している。

【0085】

代替的な例示的実施形態によれば、第４層１８ｄは、第１～第３層１８ａ－ｃに対してスロット３の１つ分だけ第２向き１９ｂにオフセットしている。オフセットは、第１および第２タイプのコネクタ８、１０により実現され、そして対応する態様において変化する。

【0086】

図７は、電気機械１０１の例示的実施形態を備える車両１００の基本図である。電気機械１０１は、例えば、電気モータの形態にある同期機または非同期機／誘導機である。電気機械１０１は、上述の例示的実施形態のうちの１つによるステータ１と、ステータ１内に回転可能に装着されたロータ１０２と、を備えている。本例示的実施形態において、ロータ１０２は、一例として、恒久的に励磁される。

【図1】

【図2】

【図3-1】

【図3-2】

【図4】

【図5-1】

【図5-2】

【図6-1】

【図6-2】

【図7】