特表 2022-547318 電気機械のためのピンを有するステータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-11

(54)【発明の名称】電気機械のためのピンを有するステータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/12 20060101AFI20221104BHJP

   H02K 3/28 20060101ALI20221104BHJP

【ＦＩ】

H02K3/12

H02K3/28 J

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022515988

(86)(22)【出願日】2020-09-08

(85)【翻訳文提出日】2022-04-19

(86)【国際出願番号】 EP2020075012

(87)【国際公開番号】W WO2021048086

(87)【国際公開日】2021-03-18

(31)【優先権主張番号】102019124464.1

(32)【優先日】2019-09-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521219051

【氏名又は名称】ヴァレオ、シーメンス、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 ＳＩＥＭＥＮＳ ＥＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＧＥＲＭＡＮＹ ＧＭＢＨ

(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】100130719

【弁理士】

【氏名又は名称】村越 卓

(72)【発明者】

【氏名】ステファヌ、ド－クレール

(72)【発明者】

【氏名】ボイチェフ、マンドク

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン、フィンガー－アルベルト

(72)【発明者】

【氏名】ボリス、ドッツ

【テーマコード（参考）】

5H603

【Ｆターム（参考）】

5H603AA09

5H603CA01

5H603CA05

5H603CB02

5H603CD02

5H603CE05

(57)【要約】

電気機械（４０１）のためのステータ（１）であって、
－ ステータ（１）のスロット（５、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８）においてステータ中心点（Ｍ）から異なる距離に同心円（７）上に配置される複数のピン（２１、２２、２３、２４、３１、３２、３３、３４）であって、各同心円がレイヤー（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）を形成する、複数のピン（２、２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２、３３、３４、３５、３６）を備え、
－ 異なるレイヤー（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）において４つのピン（２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２、３３、３４、３５、３６）が互いに直列に接続されて巻線（４１）を形成し、
－ 巻線（４１）の第１ピン（２１）は、４ｎ－３レイヤー（Ｌ１）において第１スロット（５１）に位置し、ｎは自然数であり、
－ 巻線（４１）の第２ピン（２２）は、４ｎ－２レイヤー（Ｌ２）において第２スロット（５２）に位置し、第２スロット（５２）は、ステータ（１）の第１周方向において第１スロット（５１）から第１半径方向距離（７１）にあり、
－ 巻線（４１）の第３ピン（２３）は、４ｎレイヤー（Ｌ４）において第１スロット（５１）に位置し、
－ 巻線（４１）の第４ピン（２４）は、４ｎ－３レイヤー（Ｌ３）において第２スロット（５２）に位置する、ステータ（１）。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機械（４０１）のためのステータ（１）であって、
－ 前記ステータ（１）のスロット（５、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８）においてステータ中心点（Ｍ）から異なる距離に同心円（７）上に配置される複数のピン（２、２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２、３３、３４、３５、３６）であって、各同心円がレイヤー（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）を形成する、複数のピン（２１、２２、２３、２４、３１、３２、３３、３４）を備え、
－ 異なるレイヤー（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）において４つのピン（２１、２２、２３、２４）が互いに直列に接続されて巻線（４１）を形成し、
－ 前記巻線（４１）の第１ピン（２１）は、４ｎ－３レイヤー（Ｌ１）において第１スロット（５１）に位置し、ｎは自然数であり、
－ 前記巻線（４１）の第２ピン（２２）は、４ｎ－２レイヤー（Ｌ２）において第２スロット（５２）に位置し、前記第２スロット（５２）は、前記ステータ（１）の第１周方向において前記第１スロット（５１）から第１半径方向距離（７１）にあり、
－ 前記巻線（４１）の第３ピン（２３）は、４ｎレイヤー（Ｌ４）において前記第１スロット（５１）に位置し、
－ 前記巻線（４１）の第４ピン（２４）は、４ｎ－３レイヤー（Ｌ３）において前記第２スロット（５２）に位置する、
ステータ（１）。

【請求項2】

前記ステータ（１）は、第１端面（７）及び第２端面（９）を有し；
－ 前記第１ピン（２１）及び前記第２ピン（２２）は、第１タイプの接続部（６１）によって、前記第２端面（９）において互いに接続され；
－ 前記第２ピン（２２）及び前記第３ピン（２３）は、第２タイプの接続部（６２）によって、前記第１端面（７）において互いに接続され；
－ 前記第３ピン（２３）及び前記第４ピン（２４）は、第３タイプの接続部（６３）によって、前記第２端面（９）において互いに接続され；
－ 前記第１タイプの接続部、前記第２タイプの接続部及び前記第３タイプの接続部はお互いに異なる、
請求項１に記載のステータ（１）。

【請求項3】

前記ステータは、少なくとも２つの巻線（４１、４２、４３）を有し、少なくとも前記第２スロット（５２、５４、５６）における前記第４ピン（２４）は、第４タイプの接続部（６４）によって、第３スロット（５３）における前記４ｎ－３レイヤー（Ｌ１）での第５ピン（２５）に接続されている、請求項１又は２に記載のステータ（１）。

【請求項4】

前記ステータ（１）は複数の巻線（４１、４２、４３、４４）を有し、当該複数の巻線（４１、４２、４３、４４）は、前記ステータ（１）の全周にわたって延び、それによって部分－コイルを形成する、請求項３に記載のステータ（１）。

【請求項5】

２つの部分－コイルのそれぞれのピン（２６、３６）は、第５タイプの接続部（６５）によって互いに接続されている、請求項４に記載のステータ（１）。

【請求項6】

少なくとも２つの部分－コイルがコイル（２０１、２０２）を形成する請求項５に記載のステータ（１）。

【請求項7】

前記部分－コイルは６つのコイルを形成し、それらに対して６つの位相が割り当てられて、異なる位相に割り当てられる２つのコイルがそれぞれ隣り合うスロット（５１－５８、９１－９８）に位置する、請求項６に記載のステータ（１）。

【請求項8】

２つのコイル（２０１、２０２）のピン（２１）のそれぞれの入力部（８１、１０１、１１１、８５、１０５、１１５）は、第６タイプの接続部（６６）によって互いに接続されている、請求項６に記載のステータ（１）。

【請求項9】

前記２つのコイル（２０１、２０２）のピン（３７）のそれぞれの出力部（８３、１０３、１１３、８７、１０７、１１７）は互いに接続され、結果として前記２つのコイルは並列に接続されて、特に１つの位相に割り当てられる、請求項８に記載のステータ（１）。

【請求項10】

前記第２タイプの接続部（６２）は、第２ピン（２２、３２）及び第３ピン（２３、３３）から形成される第１ダブルピン（２１１）を備え、前記第１ダブルピン（２１１）は、それぞれの溶接ポイント（２２５、２２３）を有する２つの内側に曲がったピン脚部（６３ａ、６１ｂ）を持ち、第１半径方向距離（７１）を橋渡す、請求項１～９のうちのいずれか一項に記載のステータ（１）。

【請求項11】

前記第４タイプの接続部（６４）は、前記第４ピン（２４、３４）及び前記第５ピン（２５、３５）から形成される第２ダブルピン（２１３）を備え、前記第２ダブルピン（２１３）は、それぞれの溶接ポイント（２２７、２２１）を有する２つの外側に曲がったピン脚部（６３ｂ、６１ａ）を持ち、第１半径方向距離（７１）を橋渡す、請求項１～１０のうちのいずれか一項に記載のステータ（１）。

【請求項12】

前記第５タイプの接続部（６５）は、２つの第１端部ピン（２６、３６）から形成される第３ダブルピン（２１５）を備え、前記第３ダブルピン（２１５）は、２つのピン脚部（６３ｂ、６１ｂ）を持ち且つ第２半径方向距離（７３）を橋渡し、当該２つのピン脚部（６３ｂ、６１ｂ）は同じ方向に曲がっており且つそれぞれの溶接ポイント（２２７、２２３）を有する、請求項１～１１のうちのいずれか一項に記載のステータ（１）。

【請求項13】

シングルピン（２１７、２１９）が、第２端部ピン（２１、３７）と、時計回りに曲がるピン脚部（６１ａ、６３ａ）と、を含む、請求項１～１２のうちのいずれか一項に記載のステータ（１）。

【請求項14】

前記第１タイプの接続部（６１）は、前記第２ダブルピン（２１３）の又は前記第１シングルピン（２１７）の前記ピン脚部（６１ａ）における第１溶接ポイント（２２１）と、前記第１ダブルピン（２１１）の又は前記第３ダブルピン（２１５）の前記ピン脚部（６１ｂ）における第２溶接ポイント（２２３）と、の間の溶接した接続部によって形成される、請求項１～１３のうちのいずれか一項に記載のステータ（１）。

【請求項15】

前記第３タイプの接続部（６３）は、前記第１ダブルピン（２１１）の又は前記第２シングルピン（２１９）の前記ピン脚部（６３ａ）における第３溶接ポイント（２２５）と、前記第２ダブルピン（２１３）の又は前記第３ダブルピン（２１５）の前記ピン脚部（６３ｂ）における第４溶接ポイント（２２７）と、の間の溶接した接続部によって形成される、請求項１～１４のうちのいずれか一項に記載のステータ（１）。

【請求項16】

請求項１～１５のうちのいずれか一項に記載のステータ（１）を有する電気機械（４０１）を持つ車両（４０３）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

発明は、電気機械、特に電動機、のためのピンを有するステータに関する。

【発明の概要】

【0002】

先行技術
電気機械は、車両の駆動用の電動機として一般に知られており且つますます使用されている。電気機械は、ステータとロータから構成される。

【0003】

ステータは複数のスロットを含み、当該複数のスロットにおいて巻線がガイドされる。巻線は、ピンと呼ばれるものの形態で分離した銅棒で形成されうる。ロータはステータにおいて配置され且つロータシャフトに接続される。

【0004】

そのようなピンモータ、Ｕピンモータ又はヘアピンモータは、例えば、ＵＳ９，１３６，７３８Ｂ２から知られている。

【0005】

課題及び解決策
本発明の目的は、製造が容易な、ピンにより構成される巻線を有するステータを提供することである。

【0006】

発明によれば、電気機械のためのステータは複数のピンを備え、当該複数のピンは、ステータでのスロットにおいてステータ中心点（Ｍ）から異なる距離で同心円上に配置され、各同心円がレイヤーを形成し；異なるレイヤーにおいて４つのピンが互いに直列に接続されて巻線を形成する。巻線の第１ピンは、４ｎ－３レイヤーにおいて第１スロットに位置し、ｎは自然数であり；巻線の第２ピンは、４ｎ－２レイヤーにおいて第２スロットに位置し、第２スロットは、ステータの第１周方向において第１スロットから第１半径方向距離にあり；巻線の第３ピンは、４ｎレイヤーにおいて第１スロットに位置し；巻線の第４ピンは、４ｎ－１レイヤーにおいて第２スロットに位置する。

【0007】

発明による巻線を有するステータは、容易に製造されることができ、効率的な電磁場を発生させる。それらのタイプの接続部は、スロットにおけるピン間に導電性の接続部を生成する。そのタイプの接続部はピンに対する導体の溶接であってもよく、ピンは既に、ダブルピン又はＵピンと呼ばれるものの形であってもよく、それによってステータ内に挿入される場合に既に接続部を生成する。また、互いに向けて曲げられるピンの端部の一緒の溶接は、あるタイプの接続部を構成する。

【0008】

レイヤーは、ステータ中心点に関して外側から内側に向かって、増える順に番号をつけられることができる。

【0009】

好ましくは、ステータは、第１端面及び第２端面を有し；第１ピン及び第２ピンが第１タイプの接続部によって第２端面において互いに接続され；第２ピン及び第３ピンが第２タイプの接続部によって第１端面において互いに接続され；第３ピン及び第４ピンが第３タイプの接続部によって第２端面において互いに接続され；第１タイプの接続部、第２タイプの接続部及び第３タイプの接続部はお互いに異なる。

【0010】

異なるタイプの接続部は、改良された製造を可能にする。異なる端面におけるそれらのタイプの接続部の位置を交互にすることは、スロット間にあるステータ歯の周りに巻線を効率的に形成することを可能にする。

【0011】

ステータ内部又は外部に関してピン脚部が異なる方向に曲げられているために、ステータの同じ端面における複数タイプの接続部も異なりうる。

【0012】

ステータの異なる端面又は同じ端面における上述のタイプの接続部の組み合わせも可能である。ステータの、同じ端面における同じタイプの接続部及び異なる端面における異なるタイプの接続部は、簡単かつ迅速な製造を可能にする。例えば、ステータの一つの端面において、ダブルピン或いはＵピンと呼ばれる予め曲げられるピンのタイプのおかげで接続部が作られ、ステータの他の端面において、複数のシングルピン又はダブルピンのそれぞれの側が互いに対して溶接される。溶接ポイントは、ピンの脚部又はダブルピンにおいてあってもよい。

【0013】

発明の一実施形態において、ステータは、少なくとも２つの巻線を有してもよく、少なくとも第２スロットにおける第４ピンは、第４タイプの接続部によって、第３スロットにおける４ｎ－３レイヤーでの第５ピンに接続されてもよい。

【0014】

さらに好ましくは、ステータが複数の巻線を含むことが可能であり、当該複数の巻線はステータの全周にわたって延び、それによって部分－コイルを形成する。

【0015】

これは、巻線が対称性を有し、当該対称性が一様な回転界磁を作ることを意味する。

【0016】

更なる実施形態において、２つの部分－コイルのそれぞれのピンは、第５タイプの接続部によって互いに接続されてもよい。

【0017】

第５タイプの接続部は、例えば、特別に曲げられたピンによって実現されてもよい。

【0018】

好ましくは、少なくとも２つの部分－コイルがコイルを形成することが可能である。

【0019】

さらに好ましくは、２つのコイルのそれぞれのピンが、第６タイプの接続部によって互いに接続されことが可能である。

【0020】

第６タイプの接続部は、ピンに取り付けた導体によって又は導電性リングによって作られてもよい。

【0021】

２つのコイルは並列に接続されてもよく、さらに同相で給電されてもよい。その並列接続は、第１端部ピンと第５端部ピンをペアで接続することによって又は第４端部ピンと第８端部ピンをペアで接続することによって、実現されてもよい。

【0022】

２つのコイルは並列に接続されてもよく、さらに同相で給電されてもよい。

【0023】

発明の好ましい実施形態において、部分－コイルは６つのコイルを形成してもよく、それらに対して６つの位相が割り当てられてもよく、それによって異なる位相に割り当てられる２つのコイルがそれぞれ隣り合うスロットにおいて位置する。

【0024】

さらに、２つの位相がそれぞれほぼ同じ電流及び電圧プロファイルを持つことが可能であり、その結果、６相インバータが３相モータのみを制御することが可能である。この構成は、インバータにおけるスイッチング素子の電流分割を可能にする。

【0025】

好ましくは、２つのコイルのそれぞれの更なるピンが互いに接続されることが可能であり、結果として２つのコイルが並列に接続されること、特に１つの位相に割り当てられること、が可能である。

【0026】

このように、隣り合うスロットの２つのコイルは並列に接続されて、１相によって給電されてもよく、その結果、３相電気機械のための巻線を有するステータがもたらされる。

【0027】

一実施形態において、第２タイプの接続部は、第２ピン及び第３ピンから形成される第１ダブルピンを備えてもよく、第１ダブルピンは、それぞれの溶接ポイントを有する２つの内側に曲がったピン脚部を持ち、第１半径方向距離を橋渡す。

【0028】

ダブルピンは一つの端面からステータ内に挿入されてもよく、他の端面においてさらにダブルピンと溶接されてもよい。

【0029】

好ましくは、第４タイプの接続部が、第４ピン及び第５ピンから形成される第２ダブルピンを備えることが可能であり、第２ダブルピンは、それぞれの溶接ポイントを有する２つの外側に曲がったピン脚部を持ち、第１半径方向距離を橋渡す。

【0030】

その第１距離は、橋渡されるスロットの数を表す。ダブルピンが異なるレイヤーをつなぐため、橋渡される実際の空間距離は、レイヤーにおけるピンの位置に依存する。

【0031】

更に好ましくは、第５タイプの接続部が、２つの第１端部ピンから形成される第３ダブルピンを含み、第３ダブルピンは２つのピン脚部（６３ｂ、６１ｂ）を有し且つ第２半径方向距離を橋渡し、当該２つのピン脚部（６３ｂ、６１ｂ）は同じ方向に曲げられてそれぞれの溶接ポイントを有する。

【0032】

第２半径方向距離は、第１半径方向距離よりも少なくとも１スロット短くてもよい。

【0033】

発明の一実施形態において、シングルピンが、第２端部ピンと、時計回りに曲げられるピン脚部と、を含んでもよい。

【0034】

好ましくは、第１タイプの接続部が、第２ダブルピンの又は第１シングルピンのピン脚部における第１溶接ポイントと、第１ダブルピンの又は第３ダブルピンのピン脚部おける第２溶接ポイントとの間の溶接した接続部によって形成されることが可能である。

【0035】

さらなる実施形態において、第３タイプの接続部は、第１ダブルピンの又は第２シングルピンのピン脚部における第３溶接ポイントと、第２ダブルピンの又は第３ダブルピンのピン脚部における第４溶接ポイントとの間の溶接した接続部によって形成されてもよい。

【0036】

発明によれば、車両（１０３）は、好ましい実施形態のうちの１つによるステータを備えた電気機械を備える。

【図面の簡単な説明】

【0037】

図の説明

【図1】図１はステータを示す。

【図2】図２は、８スロット及び４レイヤーを有するステータを示す。

【図3】図３は、第１部分－コイルの巻線パターンを示す。

【図4】図４は、第２部分－コイルの巻線パターンを示す。

【図5】図５は、２つの部分－コイル、及び前記部分－コイルの互いに対する接続部を、ひいてはコイルを、を有するステータを示す。

【図6】図６は、２つのコイルを有するステータを示し、当該２つのコイルは２つのそれぞれの部分－コイルから構成される。

【図7】図７は、さらに２つのコイルを持つステータを示す。

【図8】図８は、さらに２つのコイルを持つステータを示す。

【図9】図９は、６つのコイルを持つステータを示す。

【図10】図１０は、２つのコイルの巻線パターンを示す。

【図11】図１１は、２つのシングルピンを示す。

【図12】図１２は、内側に曲げられたピン脚部を有するダブルピンを示す。

【図13】図１３は、外側に曲げられたピン脚部を有するダブルピンを示す。

【図14】図１４は、１つの内側に曲げられたピン脚部及び１つの外側に曲げられたピン脚部を有するダブルピンを示す。

【図15】図１５は、インターフェースを持つステータを有する電気機械を、特に電動機を、有する車両を示す。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１は、複数のスロット５を有するステータ１を示し、当該複数のスロット５においてピン３が案内される。ステータは、第１端面７と第２端面９を有する。さらに、インターフェース１１が第１端面７に配置されており、当該インターフェース１１によってステータがインバータに接続されることができる。インターフェース１１は、第６タイプの接続部６６によってピンに接続されている。もちろん、電気機械の動作にはロータも必要である。

【0039】

図２は、４レイヤーにおけるスロット５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７とピン２１、２２、２３、２４を有するステータ１を示し、８スロットのみを図示している。そのピンはスロットにおいて配置されている。１つのスロットにおいてピンが互いに隣り合って並んでおり；図２の例では、１つのスロットにおいて４つのピンが互いに隣り合って並んでいる。したがって、１つのスロット内の４つのピンは、ステータの中心点Ｍを中心とする異なる同心円Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４上にあり、したがってその円は個々のレイヤーを形成する。２つのそれぞれのスロットの間には距離７１がある。この距離７１は、図２に示す全てのスロット間で同一である。

【0040】

図３は、図２からのステータ１を示す。ピンは依然として同心円上に、つまりレイヤー状に、配置されているが、より良い説明のためにその同心円は描かれていない。図３は、どのピンが直列に互いに接続されているかを示す。より良好な明確性のために、ピンは黒に黒く塗りつぶされた四角においてのみピンが配置されている。白い四角はこの図では考慮されておらず、記述されたピンが配置されているレイヤーを明確にするだけである。第１ピン２１は、レイヤーＬ１における第１スロット５１に配置されている。この第１ピン２１は、点線で図示した第１タイプの接続部６１によって、スロット５２における第２ピン２２に接続されている。第２ピン２２は、レイヤーＬ２に配置されている。第２ピン２２は、短破線で示された第２タイプの接続部６２によって、スロット５１における第３ピン２３に接続されている。第３ピン２３は、第１スロット５１において、すなわち、第１ピン２１と同じスロットにおいて、順に配置されている。しかし、第３ピン２３は、レイヤーＬ４に存在する。その結果、スロット５１における第１ピン２１と第３ピン２３との間に、さらに２つのピンのためのスペースが依然としてある。これは、プレースホルダーの形をした２つの白い四角によって示される。第３ピン２３は、実線で示された第３タイプの接続部６３を介して、第４ピン２４に接続されている。第４ピン２４は、第２ピン２２と同じスロット５２にある。第４ピン２４は、第２ピン２２のすぐ隣のレイヤーＬ３に存在する。その結果、スロット５２には、２つのピン２２、２４に隣り合うレイヤーＬ１及びＬ４において、さらに２つのピンのためにスペースが依然としてある。これは、プレースホルダーの形をした２つの白い四角で示される。それらの接続部を有する４つのピン２１、２２、２３、２４は第１巻線４１を形成し、当該それらの接続部は異なるタイプの接続部６１、６２、６３によって作られる。

【0041】

第４ピン２４は、長破線で示された第４タイプの接続部６４を介して、第３スロット５３において第５ピン２５に接続されている。第５ピン２５で、ステータにおける後続ピンの上述の直列接続が再び始まり、第５ピン２５の位置は第１ピン２１の位置に関して９０度だけ反時計回りに回転されている。

【0042】

スロット５３及び５４における更なるピンに対する第５ピン２５の直列接続は、第２巻線４２を形成する。これらのピン間の第１、第２及び第３タイプの接続部６１、６２、６３は、第１巻線４１のピンのそれぞれの第１、第２及び第３タイプの接続部６１、６２、６３と同じである。

【0043】

２つの巻線４１、４２は、第４タイプの接続部６４によって接続されている。直列接続の継続は、スロット５５、５６において巻線４３を形成し、スロット５７、５８において巻線４４を形成する。巻線４２、４３、４４は、それぞれ第４タイプの接続部６４によって接続されている。したがって、それぞれの巻線４１、４２、４３、４４間の第４タイプの接続部６４は同一である。また、巻線４３、４４のピン間の第１、第２及び第３タイプの接続部６１、６２、６３は、巻線４１、４２の第１、第２及び第３タイプの接続部６１、６２、６３と同じである。

【0044】

４つの巻線４１、４２、４３、４４は、ステータ１の周囲における反時計回り回路として第１部分－コイルを形成する。この部分－コイルにおける最後のピンは、端部ピン２６である。

【0045】

図４は、図３からのステータ１を示し、図３のスロットの左に且つ図３のスロットの直近に位置する８つのスロット９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８を示す。

【0046】

ピン３１、３２、３３、３４は、図３のピン２１、２２、２３、２４、２５と同様に直列に接続される。そのそれぞれのタイプの接続部は図３と同じであり、同じ参照符号で明確にしている。巻線４５は特別な特徴を構成し、図５において説明されている。巻線４６、４７、４８のピンは図３におけるのと同じ形態であることは図４から明らかである。第２部分－コイルの第１ピン３１は、レイヤーＬ１における第１スロット９４に配置されている。この第１ピン３１は、点線として示される第１タイプの接続部６１によって、スロット９３において第２ピン３２に接続されている。第２ピン３２は、レイヤーＬ２に配置されている。第２ピン３２は、短破線として示される第２タイプの接続部６２によって、スロット９４において第３ピン３３に接続されている。第３ピン３３は、第１スロット９４において、すなわち第１ピン３１と同じスロットにおいて、順に配置されている。ただし、第３ピン３３は、レイヤーＬ４にある。その結果、スロット９８において、第１ピン３１と第３ピン３３との間に２つの更なるピンのためのスペースが依然としてあり、これはプレースホルダーの形をした２つの白い四角によって示されている。第３ピン３３は、実線として示される第３タイプの接続部６３を介して第４ピン３４に接続されている。第４ピン３４は、第２ピン３２と同じスロット９３にある。第４ピン３４は、第２ピン３２の直ぐ隣のレイヤーＬ３にある。その結果、スロット９７において２つのピン３２、３４の隣にレイヤーＬ１及びＬ４において２つのさらなるピンのためのスペースが依然としてあり、これはプレースホルダーの形で２つの白い四角で示されている。それらの接続部を有する４つのピンは、第１巻線４６を形成する。

【0047】

第１ピン３１は、長破線で示された第４タイプの接続部を介して第２巻線４７の第４ピンに接続されている。

【0048】

第２巻線４７の第４ピンの位置が第１巻線４６の第４ピン３４の位置に関して反時計回りに９０度回転した状態で、第４ピンで、ステータの後続ピンの上述した直列接続が再び始まる。

【0049】

スロット９７、９８における更なるピンに対する第２巻線４７の第１ピンの直列接続は、第３巻線４８を形成する。これらのピン間の第１、第２及び第３タイプの接続部６１、６２、６３は、第１巻線及び第２巻線４６、４７のピンのそれぞれの第１、第２及び第３タイプの接続部６１、６２、６３と同じである。

【0050】

ステータにおけるピンの直列接続は、上述したように巻線４６、４７、４８を形成する。巻線４５は、直列接続の始まりと終わりに形成される。第１巻線４６の第４ピン３４は、第４タイプの接続部６４を介して第３スロット９２における第５ピン３５に接続されている。第５ピン３５は、順に、第１タイプの接続部６１を介してスロット９１における第１端部ピン３６に接続される。第２部分－コイルの端部ピン３６は、図５に従って、第１部分－コイルの端部ピン２６に接続される。

【0051】

また、上記の完全な回路の後、スロット９１のレイヤー３におけるピンは、スロット９２のレイヤー４におけるピンに接続される。この後者のピンはシングルピンとして構成され、エネルギー源の接続のための出力部８３を有する。こうして、４つの巻線４５、４６、４７、４８が第２部分－コイルを形成する。

【0052】

そのため、第２部分－コイルのピンの直列接続の回路は、第１部分－コイルのピンと逆方向に向かう。２つの部分－コイルに関する流れ方向は自由に選ばれうるものであり；それらはただ異なっている必要がある。

【0053】

図５は、図３及び図４からの第１部分コイル及び第２部分コイルの接続を示し、それによって、図４からの第２部分－コイルの巻線４５が特別な特徴を構成する。

【0054】

この巻線４５は、スロット９１でのレイヤー２において第２部分－コイルの第１端部ピンとともに始まり、当該第１端部ピンは、第５タイプの接続部６５によって、スロット５８における第１部分－コイルの巻線４４の第１端部ピン２６に接続されている。この接続部は、図５において、長破線の太線で示されている。

【0055】

第１部分－コイルと第２部分－コイルは、スロット５８におけるレイヤーＬ３とスロット９１におけるレイヤーＬ２との間で第５タイプの接続部６５によって接続され、第１コイル２０１を形成する。

【0056】

図６は、図３及び図４からの２つの部分－コイルを通じたピン構成を示し、当該２つの部分－コイルが黒い四角で示される。これらの図において同じ参照符号は、同じピン、スロット、タイプの接続部を表す。さらに、図３及び図４の原理による２つのさらなる部分－コイルが白い四角における白い正方形として示されており、それらはそれぞれ第１部分－コイル及び第２部分－コイルのスロットにおける空きレイヤーを埋め、それによって第１部分－コイル及び第２部分－コイルの巻線パターンに従って第２コイルを形成する。したがって、図６は２つのコイルを示し、当該２つのコイルの各々は２つの部分－コイルから構成されている。

【0057】

第２コイル２０２の２つの部分－コイルの接続部は、長破線６７で示されており、第５タイプの接続部によって実現される。

【0058】

コイルの入力部及び出力部も同様に示され、当該入力部及び出力部はシングルピン２１７、２１９として実現され；図１１が参照される。第１コイルの入力部８１はスロット５１に配置され、出力部８３はスロット９２に配置されている。第２コイルの入力部８７は、スロット９３に配置され、出力部８５はスロット５８に配置されている。第２半径方向距離７３は、例えば、第１半径方向距離７１よりも１スロット分短い。

【0059】

図７は、白ドットのついた黒い四角と黒ドットのついた白い四角において、第３コイルと第４コイルを通じたピン構成を示す。これは、図３、４、５及び６で確立された巻線パターンによって生成され、それは、後者の図に示されたピン及び接続部に比べ、２スロット分時計回りにオフセットされている。第３コイルの入力部１０１と出力部１０３及び第４コイルの入力部１０７と出力部１０５も同様に示される。

【0060】

図８は、第５コイルと第６コイルを通じたピン構成を示す。これは、図３、４、５及び６で確立された巻線パターンによって生成され、後者の図に示されたピンと接続部に比べ、４スロット分時計回りにオフセットされている。第５コイルの入力部１１１と出力部１１３及び第６コイルの入力部１１７と出力部１１５も同様に示される。

【0061】

図９は、図６、図７及び図８の組み合わせの形態での６つのコイルを通じたピン構成を示す。

【0062】

図１０は、４８つスロット且つ４つレイヤーを有するステータの場合における第１コイル２０１及び第２コイル２０２の巻線パターンを示す。第３コイル及び第４コイル並びに第５コイル及び第６コイルは、２つのそれぞれのスロットのオフセットによって生成され、図１０には示されていない。また、２つのコイル２０１，２０２の入力部８１、８７及び出力部８３，８５が示される。

【0063】

図１１は、２つのシングルピン２１７、２１９又はＩピンを示す。ステータのスロットに配置される実際のピンは、中央に位置している。参照符号は先行図面と同じである。ピンは、ステータ中心点から見て、第１端面が上になるように示されている。入力部又は出力部８１、１０１、１１１、８３、１０３、１１３、８５、１０５、１１５、８７、１０７、１１７が最上端部に配置されている。左側シングルピン２１７は、レイヤー４で使用される。右側シングルピン２１９は、レイヤー１で使用される。最下端部において、２つのピンは、溶接ポイント２２１、２２５を有するピン脚部６３ａ、６１ａを持つ。

【0064】

図１２は第１ダブルピン２１１を示し、当該第１ダブルピン２１１は、予め曲げられたより長いピンから製造され、当該第１ダブルピン２１１は、第２ピン２２、３２と第３ピン２３、３３との間にそのタイプの接続部６２を生成する。予め曲げられた接続部６２は第１端面７に位置し、第２端面９におけるピン脚部６３ａ、６１ｂの溶接ポイント２２３，２２５での溶接により、接続部が作られる。その中心は、スロットにおいて存在し、先行する図面からの確立された参照符号を持つ前述のピンを形成する。ダブルピンは、スロット間の距離７１を橋渡すことができる。

【0065】

接続部６１は、２つの溶接ポイント２２１及び２２３を一緒に溶接することにより、ピン脚部６１ａ、６１ｂを介して、図１１からの右側シングルピン２１７と図１２からの第１ダブルピン２１１とによって形成されている。

【0066】

図１１の左側のシングルピン２１９は、図１２の第１ダブルピン２１１のピン２３、３３と同様である。ピン脚部６３ａ及び溶接ポイント２２５は同一である。左側シングルピン２１９でコイルが終了又は開始するため、シングルピン２１９は、第１ダブルピン２１１のような接続部６２を有しない。

【0067】

図１３は、第２ダブルピン２１３又はＵピンを示す。この予め曲げられた第２ダブルピン２１３は、第４ピン２４、３４と第５ピン又は第１ピン３１、２５との間にそれぞれ接続部６４を形成する。各コイルの第１部分－コイルの第１巻線の第１ピン２１のみが、シングルピンとして設計されている。それらの溶接ポイント２２７、２２１によって、ピンの最下部に配置されたピン脚部６３ｂ、６１ａは、図１１、１２、１４のピンの溶接ポイント２２３、２２５とともに、それらのタイプの接続部６１、６３を形成する。

【0068】

第１距離７１は、橋渡しされるスロットの数に関してのみ同一である。ダブルピンは異なるレイヤーを接続するので、橋渡しされる実際の空間距離は異なる。

【0069】

図１１の右側のシングルピン２１７は、図１３の第２ダブルピン２１７のピン２５、３１、３５と同様である。ピン脚部６１ａと溶接ポイント２２１は同一である。右側のシングルピン２１７でコイルが終了又は開始するので、シングルピン２１７は、第２ダブルピン２１３のような接続部６４を有しない。

【0070】

図１４のダブルピン２１５は、そのタイプの接続部６５、６７を形成し、特定のダブルピンの形態でコイルごとに１度だけ存在する。ダブルピン２１５は、ピン２６、３６と、溶接ポイント２２７、２２３を有するピン脚部６３ｂ、６１ｂとを含み、それらは溶接ポイント２２５、２２１とともにそのタイプの接続部６１、６３を形成する。ダブルピン２１５は、第２距離７３を、すなわち第１距離７１よりも１スロット小さい距離を、橋渡すことができる。

【0071】

このようにして、ピン脚部６１ａ、６１ｂ及び溶接ポイント２２１、２２３を介して、第１タイプの接続部６１が形成される。このようにして、ピン脚部６３ａ、６３ｂ及び溶接ポイント２２５、２２７を介して、第３タイプの接続部６３が形成される。

【0072】

図１５は、車両４０３の、例えばハイブリッド車両又は電気車両の、例示的な実施形態の基本図であり、当該車両４０３は、車両４０３を駆動するためのステータ１の例示的な実施形態を有する電気機械４０１を、特に電動機を、備える。また、車両４０３は、電気機械４０１に直流電源から交流を供給するインバータ４０５を含んでいてもよい。

【0073】

符号の一覧
１ ステータ
２、２１、２２、２３、２４、２５ ピン
３１、３２、３３、３４、３５ ピン
５、５１、５２、５３、５４、５５、５６ スロット
５７、５８、９１、９２、９３、９４、９５ スロット
９６、９７、９８ スロット
７ 第１端面
９ 第２端面
１１ インターフェース
２６、３６ 端部ピン
４１－４８ 巻線
６１ 第１タイプの接続部
６２ 第２タイプの接続部
６３ 第３タイプの接続部
６４ 第４タイプの接続部
６５、６７ 第５タイプの接続部
６６ 第６タイプの接続部
６１ａ、６１ｂ、６３ａ、６３ｂ ピン脚部
７１ 距離
４０１ 電気機械
８１、８７、１０１、１０７、１１１、１１７ 入力部
８３、８５、１０３、１０５、１１３、１１５ 出力部
２０１ 第１コイル
２０２ 第２コイル
２１１、２１３、２１５ ダブルピン
２１７、２１９ シングルピン
２２１、２２３、２２５、２２７ 溶接ポイント
４０３ 車両
４０５ インバータ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ レイヤー
Ｍ ステータ中心点

【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】

【図14】

【図15】

【国際調査報告】