特表 2022-547568 電気機械のための内部接続部及び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】2022-11-14

(54)【発明の名称】電気機械のための内部接続部及びピンを有するステータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/28 20060101AFI20221107BHJP

   H02K 15/085 20060101ALI20221107BHJP

【ＦＩ】

H02K3/28 J

H02K15/085

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022515989

(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】 EP2020075014

(87)【国際公開番号】W WO2021048088

(87)【国際公開日】2021-03-18

(31)【優先権主張番号】102019124463.3

(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】ボリス、ドッツ

【テーマコード（参考）】

5H603

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H603AA03

5H603AA09

5H603BB01

5H603BB07

5H603BB12

5H603CA01

5H603CA05

5H603CB03

5H603CB11

5H603CB18

5H603CC04

5H603CC17

5H603CD02

5H603CD05

5H603CD11

5H603CD12

5H603CD22

5H603CD28

5H603CE02

5H603CE05

5H603EE01

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB05

5H615BB14

5H615PP01

5H615PP14

5H615QQ03

5H615QQ06

5H615QQ07

5H615QQ12

5H615SS16

(57)【要約】

電気機械（４０１）のためのステータ（１）であって、
－ スロット（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上に配置される複数のピン（２、２１、２２、２３、２４、２５）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、２５）がそれぞれ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－１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、
－ スロット（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上に配置される複数のピン（２、２１、２２、２３、２４、２５）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、２５）がそれぞれ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－１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、４４）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（２８、３１）は、第５タイプの接続部（６５）によって互いに接続され、コイル（２０１、２０２）を形成する、請求項４に記載のステータ（１）。

【請求項6】

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５に記載のステータ（１）。

【請求項7】

２つのコイル（２０１、２０２）のピン（２６、２６ａ）のそれぞれの入力部（８１、１０１、１１１、８７、１０７、１１７）は、第６タイプの接続部によって互いに接続されている、請求項５に記載のステータ（１）。

【請求項8】

前記２つのコイル（２０１、２０２）のピン（３８、３８ａ）のそれぞれの出力部（８３、１０３、１１３、８５、１０５、１１５）は互いに接続され、結果として前記２つのコイル（２０１、２０２）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７に記載のステータ（１）。

【請求項9】

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（２２１、２２５）を有する２つの内側に曲がったピン脚部（６１ｂ、６３ａ）を持ち、第１半径方向距離（７１）を橋渡す、請求項１～８のうちのいずれか一項に記載のステータ（１）。

【請求項10】

前記第４タイプの接続部（６４）は、前記第４ピン（２４、２７、３４）及び前記第５ピン（２１、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（２２１、２２７）を有する２つの外側に曲がったピン脚部（６１ａ、６３ｂ）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５タイプの接続部（６５）は、第２端部ピン（２８）及び第３端部ピン（３１）から形成される第３ダブルピン（２１４）を備え、前記第３ダブルピン（２１４）は、それぞれの溶接ポイント（２２７、２２１）を有する２つのピン脚部（６３ｂ、６１ｂ）を持ち、第３半径方向距離（７５）を橋渡し、当該２つのピン脚部（６３ｂ、６１ｂ）は反時計回りに曲がる、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】

第７タイプの接続部（６７）が、第６端部ピン（２８ａ）及び第７端部ピン（３１ａ）から形成される第４ダブルピン（２１５）を備え、前記第４ダブルピン（２１５）は、それぞれの溶接ポイント（２２３、２２７）を有する２つのピン脚部（６３ｂ、６１ｂ）を持ち、第２半径方向距離（７３）を橋渡し、当該２つのピン脚部（６３ｂ、６１ｂ）は反時計回りに曲がる、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（２１９、２２０）が、第１端部ピン（２６）又は第４端部ピン（３８）又は第５端部ピン（２６ａ）又は第８端部ピン（３８）を含み、時計回りに曲がって溶接ポイント（２２３、２２５）を有するピン脚部（６１ａ、６３ａ）を持つ、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１ダブルピン（２１１）の又は前記第３ダブルピン（２１４）の又は第４ダブルピン（２１５）の前記ピン脚部（６１ｂ）における第１溶接ポイント（２２１）と、前記第２ダブルピン（２１３）の又はシングルピン（２１９）の前記ピン脚部（６１ａ）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）の又はシングルピン（２２０）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（２１４）の又は前記第４ダブルピン（２１５）の前記ピン脚部（６３ｂ）における第２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、スロットにおいてステータ中心点から異なる距離にある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つのピンがそれぞれ互いに直列に接続されて巻線を形成し、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、Ｕピンと呼ばれるダブルピン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端面を有することができ、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】

これらのピンは、端部ピンと呼ばれるものであってもよく、なぜならばそれらは部分－コイルの終端を示すからである。好ましくは、第２端部ピン及び第３端部ピンが、第５タイプの接続部によって互いに接続されることが可能である。

【0018】

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。

【0019】

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。相互接続は、例えば、２つの端部ピンによって、すなわち第４端部ピン及び第８端部ピンによって、実現されてもよい。ステータのスロットの全ての１／４以内において、つまりステータ周囲の１／４以内で、コイルは相互接続されることが可能である。

【0020】

さらに好ましくは、２つのコイルのピンのそれぞれの入力部が、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。

【0021】

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。

【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。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。

【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】

発明の一実施形態において、２つのコイルのピンのそれぞれの入力部は、第６タイプの接続部（６６）によって互いに接続されてもよい。

【0026】

好ましくは、２つのコイルのピンのそれぞれの出力部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。

【0027】

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。

【0028】

発明の一実施形態において、第２タイプの接続部が、第２ピン及び第３ピンから形成される第１ダブルピンを備えることが可能であり、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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

さらに好ましくは、第５タイプの接続部が、第２端部ピン及び第３端部ピンから形成される第３ダブルピンを含み、第３ダブルピンが、それぞれの溶接ポイントを有し反時計回りに曲がっている２つのピン脚部を持ち、第３半径方向距離を橋渡す。

【0033】

第３半径方向距離は、第１半径方向距離よりも少なくとも１スロット長くてもよい。

【0034】

一実施形態において、第７タイプの接続部が、第６端部ピン及び第７端部ピンから形成される第４ダブルピンを備えることが可能であり、第４ダブルピンは、反時計回りに曲がった２つのピン脚部を持ち、第２半径方向距離を橋渡す。

【0035】

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。

【0036】

好ましくは、シングルピンが、第１端部ピン又は第４端部ピン又は第５端部ピン又は第８端部ピンを含み、時計回りに曲がって溶接ポイントを有するピン脚部を持ってもよい。

【0037】

一実施形態において、第１タイプの接続部が、第１ダブルピンの又は第３ダブルピンの又は第４ダブルピンのピン脚部における第１溶接ポイントと、第２ダブルピンの又はシング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。

【0038】

好ましくは、第３タイプの接続部は、第１ダブルピンの又は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ダブルピンの又は第４ダブルピンのピン脚部における第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てもよい。

【0039】

発明によれば、車両は、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】

【0040】

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、シングルピンを示す。

【図12】図１２は、更なるシングルピンを示す。

【図13】図１３は、第１ダブルピンを示す。

【図14】図１４は、第２ダブルピンを示す。

【図15】図１５は、第３ダブルピンを示す。

【図16】図１６は、第４ダブルピンを示す。

【図17】図１７は、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】

【0041】

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２、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。第１端面７には、電気機械の動作のためのエネルギー源にピンを接続するための部分－コイルの入力部８１、８７、１０１、１０７、１１１、１１７と出力部８３、８５、１０３、１０５、１１３、１１５が示されている。入力部と出力部はそれぞれステーターの最外側レイヤー又は最内側レイヤーに配置される。もちろん、電気機械の動作にはロータも必要である。接続の目的のために、ピン同士を近接させ、短接続線を可能にする。

【0042】

図２は、４レイヤーにおけるスロット５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８とピン２１、２２、２３、２４、２６、２７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。それら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上にあり、したがってその円は個々のレイヤーＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４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。

【0043】

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。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５１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には、第３ピン２３と第１ピン２１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。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１ピン２１のすぐ隣にあるレイヤー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、さらに２つのピンのためにスペースが依然としてある。第１ピン、第２ピン、第３ピン及び第４ピンの接続は第１巻線４１を形成する。

【0044】

第４ピン２４は、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におけるレイヤーＬ１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は第１ピン２１と同様であるが、スロットが９０度オフセットされている。第１ピン２１は、第４タイプの接続部６４を介して、第４ピンと同様のピン２７に接続されている。ピン２７は、順に、第３タイプの接続部６３を介して第１端部ピン２６に接続され、当該第１端部ピンは入力部８１を有し、図１２を参照する。

【0045】

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。

【0046】

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において第３巻線４３を形成する。巻線４１、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、それぞれの巻線間の第４タイプの接続部６４は同一である。また、巻線４３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及び第２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。

【0047】

第４巻線４４は、特別な特徴を構成し、３つの他のコイルの直列接続の始まり及び終わりに形成される。第１巻線４１の第１ピン２１は、第４タイプの接続部６４を介して、スロット５８におけるピン２８に接続される。このピン２７は、第３タイプの接続部６３を介して、端部ピン２６に接続される。回路と巻線４１、４２、４３の接続部の後、２つのさらなるピンが図３に示すパターンに従って接続され、最後のピン２８が第２端部ピンとして構成され、それはこれにより部分－コイルが完成させる。スロットは、互いから同一距離７１にある。

【0048】

図４は、図３からのステータ１を示し、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。

【0049】

ピン３１、３２、３３、３４、３５は、図３のピン２１、２２、２３、２４、２５と同様に接続される。そのタイプの接続部も図３と同じであり、同じ参照符号で明確にしている。図３について説明したのと同じように、巻線４５、４６、４７及び４８は、第４タイプの接続部６４によって、時計回りに形成されて互いに接続される。第１ピン３１は、順に第３端部ピン３１となる。

【0050】

巻線４８のレイヤーＬ１におけるスロット９８での第４ピンは、第４端部ピン３８であり、エネルギー源の接続のための出力部８３を有する。４つの巻線４５、４６、４７、４８は、第２部分－コイルを形成する。

【0051】

図５は、図３及び図４からの第１及び第２部分－コイルを通るピン構成を示し、当該第１及び第２部分－コイルは黒四角で示されている。図において、同じ参照符号は同じピン、スロット及び接続部を示す。レイヤーＬ２、スロット５８における第１部分－コイルの巻線４４の第２端部ピン２８及びレイヤーＬ３、スロット９１における第１巻線４５の第３端部ピン３１は、第５タイプの接続部６５によって接続されている。このように２つの部分－コイルは、ステータの周囲における異なる方向への２つの放射状回路の後、入力部８１としての第１端部ピン２６と出力部８３としての第４端部ピン３８とを有する第１コイルを形成する。そのため、部分－コイルの始点と終点をそれぞれ示す端部ピン２６、２８、３１、３８を見ることができる。

【0052】

図６は、図３及び図４からの第１及び第２部分－コイルを通るピン構成を示し、それらは黒四角で示されている。図中、同じ参照符号は同じピン、スロット及び接続を示す。さらに、図３及び図４の原理による２つのさらなる部分－コイルが白地に黒の四角として示されているが、それらはそれぞれ第１コイルと比較して５スロット分オフセットされており、それぞれ第２及び第３部分－コイルを形成する。これらの２つの部分－コイルが、レイヤーＬ２、スロット９８における第６端部ピン２８ａとレイヤーＬ３、スロット５７における第７端部ピン３１ａとの間で第７タイプの接続部６７により接続され、第２コイルを形成する。

【0053】

図６は、このように、各々が２つの部分－コイルからなる２つの並列コイルを示す。コイルの入力部及び出力部も同様に示される。第１コイルの入力部８１はスロット５７に配置され、出力部８３はスロット９８に配置されている。第２コイルの入力部８７は、スロット９１に配置され、出力部８５はスロット５８に配置されている。そのため、２つのコイルの入力部及び出力部は、最外側レイヤー又は最内側レイヤーにおける隣り合うスロットにある。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。さらに、第３半径方向距離７５は、第１半径方向距離よりも１スロット長くなっている。

【0054】

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及び５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。そのため、２つのコイルの入力部及び出力部は、最外側レイヤー又は最内側レイヤーにおける隣り合うスロットにある。

【0055】

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及び５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。

【0056】

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。そのため、２つのコイルの入力部及び出力部は最外側レイヤー又は最内側レイヤーにおける隣り合うスロットにある。

【0057】

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。特に入力部８１、８７、１０１、１０７、１１１、１１７及び出力部８３、８５、１０３、１０５、１１３、１１５の位置から、全ての入力部がステータの１／８以内で相互に接続できることが明らかである。さらに、全ての出力部も、ステータの１／８以内で相互に接続できる。

【0058】

図１０は２つのコイル２０１、２０２を示し、当該２つのコイル２０１、２０２の各々は２つの部分－コイルで構成される。同じ参照符号が他の図との関係を確立する。コイルに対する部分－コイルの接続及びインバータに対するそれぞれのコイルの接続は、例えば図１０で見ることができる。第１コイル２０１のピン２６は、第１端部ピン２６を構成し、入力部８１を有する。実線矢印による黒く塗りつぶされたピンの直列接続は、ステータの周りの単一の放射状回路をほぼ完成させ、第１部分－コイルを含む第１回路を形成する。第１端部ピン２６は第１部分－コイルの始点にあり、第２端部ピン２８は終点にある。

【0059】

第２部分－コイルは、ダッシュ線矢印によって水平ダッシュとして示されるピンを接続することにより、形成される。その部分－コイルは、第３端部ピン３１で始まり、第４端部ピン３８で終わる。第４端部ピン３８は、例えば、出力部８３を経由して、インバータに接続される。第５タイプの接続部６５は、第１部分－コイルの第２端部ピン２８と、第２部分コイルの第３端部ピン３１と、の間に配置されている。２つの端部ピン３１、２８と第５タイプの接続部６５が図１５に示される。第１コイル２０１の両回路は、異なる方向に、例えばまずは時計回りに且つそして反時計回りに、行われる。

【0060】

第２コイル２０２のピン２６ａは、第５端部ピン２６ａを構成し、入力部８７を有する。実線矢印による黒く塗りつぶされたピンの直列接続は、ステータの周りの単一の放射状回路をほぼ完成させ、第２コイル２０２の第１部分－コイルを含む第１回路を形成する。第５端部ピン２６ａが第２部分－コイルの始点にあり、第６端部ピン２８ａが終点にある。

【0061】

第２部分－コイルは、ダッシュ線矢印による水平ダッシュとして示されるピンを接続することによって、形成される。その部分－コイルは、第７端部ピン３１ａで始まり、第８端部ピン３８ａで終わる。第８端部ピン３８ａは、例えば、出力部８５を経由してインバータに接続される。第７タイプの接続部６７は、第１部分－コイルの第６端部ピン２８ａと第２部分－コイルの第７端部ピン３８ａとの間に配置されている。２つの端部ピン２８ａ、３８ａ及び第７タイプの接続部６７は図１６に示される。

【0062】

２つのコイルの流れ方向は自由に選択できるが、それらは同じ流れ方向である。

【0063】

図１１は、シングルピン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３８、３８ａは、その中央に配置される。参照符号は先行する図面と同じである。それらのピンは、ステータ中心点から見て、第１端面７が上になるように示されている。出力部８３、８５、１０３、１０５、１１３、１１５は最上端部に配置されている。シングルピン２１９は、レイヤー１において、第４又は第８端部ピン３８、３８ａに使用される。最下端部では、端部ピンが、第２溶接ポイント２２３を有するピン脚部６１ａを持つ。

【0064】

図１２は、シングルピン２２０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２６、２６ａは、その中心部に配置される。参照符号は先行する図面と同じである。それらのピンは、ステータ中心点から見て、第１端面７が上になるように示されている。シングルピン２２０は、レイヤー４において、第１及び第５端部ピン２６、２６ａに用いられる。最下端部では、端部ピンが、第３溶接ポイント２２５を有するピン脚部６３ａを持つ。入力部８１、８７、１０１、１０７、１１１、１１７は最上端部に配置されている。

【0065】

図１３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を確立する第１ダブルピン２１１又はＵピンを示す。そのダブルピンは、スロット間に第１距離７１を橋渡しすることができる。最下端部において、そのダブルピンは、溶接ポイント２２５、２２１を有する内側に曲がった２つのピン脚部６３ａ、６１ｂを持つ。

【0066】

図１４は、ピン２４、３４、２７とピン２１、２５、３５との間にそのタイプの接続部６４を確立する第２ダブルピン２１３又はＵピンを示す。ダブルピンは、スロット間に第１距離７１を橋渡しすることができる。最下端部において、そのダブルピンは、溶接ポイント２２７、２２３を有する外側に曲がった２つのピン脚部６３ｂ、６１ａを持つ。

【0067】

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。

【0068】

図１５は、第２端部ピン２８と第３端部ピン３１との間にそのタイプの接続部６５を確立する第３ダブルピン２１４又はＵピンを示す。ダブルピンは、したがって距離７１よりも１スロットだけ大きい、第３距離７５を橋渡しすることができる。下端部において、そのダブルピンは、それぞれの溶接ポイント２２７、２２１を有する曲がった２つのピン脚部６３ｂ、６１ｂを持つ。

【0069】

図１６は、第６端部ピン２８ａと第７端部ピン３１ａとの間にそのタイプの接続部６７を確立する第４ダブルピン２１５又はＵピンを示す。そのダブルピンは、したがって距離７１よりも１スロット分小さい、第２距離７３を橋渡しすることができる。最下端部において、そのダブルピンは、それぞれの溶接ポイント２２１、２２７を有する２つの曲がったピン脚部６１ｂ、６３ｂを持つ。

【0070】

図１１～図１６における各種のシングルピン及びダブルピンは同様のピン脚部を有する。接続部６１は、図１０の巻線パターンに従って、ピン脚部６１ａ、６１ｂにおいて溶接ポイント２２１、２２３を一緒に溶接することによって形成される。接続部６３は、図１０の巻線パターンに従って、ピン脚部６３ａ、６３ｂにおいて溶接ポイント２２５、２２７を一緒に溶接することによって形成される。

【0071】

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

【0072】

図１７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
２６、２６ａ、２８、２８ａ、３１、３１ａ、３８、３８ａ 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 第５タイプの接続部
６６ 第６タイプの接続部
６７ 第７タイプの接続部
６１ａ、６１ｂ、６３ａ、６３ｂ ピン脚部
７１ 第１距離
７３ 第２距離
７５ 第３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、２１４、２１５ ダブルピン
２１９、２２０ 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】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】