特表 2021-526001 回転電気機械の為の固定子

(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】特表2021-526001(P2021-526001A)

(43)【公表日】2021年9月27日

(54)【発明の名称】回転電気機械の為の固定子

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/18 20060101AFI20210830BHJP

   H02K 3/04 20060101ALI20210830BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/18 C

   H02K3/04 E

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2020-567140(P2020-567140)

(86)(22)【出願日】2019年6月4日

(85)【翻訳文提出日】2021年1月29日

(86)【国際出願番号】EP2019064504

(87)【国際公開番号】WO2019234031

(87)【国際公開日】20191212

(31)【優先権主張番号】1854959

(32)【優先日】2018年6月7日

(33)【優先権主張国】FR

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(71)【出願人】

【識別番号】505337087

【氏名又は名称】モトール ルロワ−ソメー

(74)【代理人】

【識別番号】100085545

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 光夫

(74)【代理人】

【識別番号】100118599

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 博司

(72)【発明者】

【氏名】ジャノ，グザヴィエ

(72)【発明者】

【氏名】トゥルカ，フランソワ

(72)【発明者】

【氏名】プラッセ，セドリック

(72)【発明者】

【氏名】ガス，オリヴィエ

【テーマコード（参考）】

5H601

5H603

【Ｆターム（参考）】

5H601AA22

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD11

5H601EE03

5H601EE18

5H601GA02

5H601GA37

5H601GA38

5H601GA40

5H601GB05

5H601GB12

5H601GB32

5H601GB49

5H601GC02

5H601GC12

5H601GD02

5H601GD18

5H603BB05

5H603BB12

5H603CA01

5H603CA05

5H603CB01

5H603CC03

5H603CC17

5H603CD02

5H603CD05

5H603CD11

5H603CD22

5H603CE02

5H603CE05

(57)【要約】

本発明は、固定子であって、複数の歯（２３）、及び前記複数の歯間の、径方向外側に開口するスロット（２１）と、複数の材料ブリッジ（２７）のそれぞれが、空気間隙（４６）側の各基部に対して２つの隣接する歯（２３）を連結する該複数の材料ブリッジ（２７）とを有するリング（２５）、前記リング（２５）に取り付けられたヨーク（２９）、前記リング（２５）の前記スロット（２１）に裁置された巻線（２２）を備えており、前記複数の材料ブリッジ（２７）の少なくとも幾つかは、前記リング（２５）に対する前記ヨーク（２９）の組み立て中に変形されうる少なくとも１つの変形可能なゾーン（３２）を有する、上記固定子を提供する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定子であって、
複数の歯（２３）、及び前記複数の歯間の、径方向外側に開口するスロット（２１）と、
複数の材料ブリッジ（２７）のそれぞれが、空気間隙（４６）側の各基部に対して２つの隣接する歯（２３）を連結する該複数の材料ブリッジ（２７）と
を有するリング（２５）と、
前記リング（２５）に取り付けられたヨーク（２９）と、
前記リング（２５）の前記スロット（２１）に裁置された巻線（２２）と、
を備えており、
前記複数の材料ブリッジ（２７）の少なくとも幾つかは、前記リング（２５）に対する前記ヨーク（２９）の組み立て中に変形されうる少なくとも１つの変形可能なゾーン（３２）を有する、
前記固定子（２）。

【請求項2】

各材料ブリッジ（２７）は、少なくとも１つの変形可能なゾーン（３２）を有する、請求項１に記載の固定子。

【請求項3】

各変形可能なゾーン（３２）は、前記材料ブリッジ（２７）の側のうちの一方に、とりわけ前記空気間隙に面する側に、少なくとも１つの溝（４８、５０）と、その反対側に、突出するレリーフ（４２、５２）とを形成する波形である、請求項１又は２に記載の固定子。

【請求項4】

前記突出する１以上のレリーフ（４２）は、対応するスロット（２１）の底部の凹部（４０）の内に延在し、ここで、前記突出する１以上のレリーフ（４２）は、とりわけ、前記凹部（４０）の深さｐ以下である高さｈを有する、請求項３に記載の固定子。

【請求項5】

前記溝（４８）は、前記空気間隙（４６）に向けて開口し、前記突出する１以上のレリーフ（４２）は、前記対応するスロット（２１）の底部内に延在している、請求項３又は４に記載の固定子。

【請求項6】

前記固定子が、回転軸線に沿って見られた場合に、各材料ブリッジ（２７）が、湾曲したプロファイルを有し、又は折れ線の形、とりわけ、アーチ状又はＶ字状の中心線を有する変形可能なゾーン（３２）を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の固定子。

【請求項7】

前記変形可能なゾーン（３２）は、前記ヨーク（２９）の前記リング（２５）に対する組み立て中及び／又は前記巻線（２２）の前記スロット（２１）への挿入中に、引き伸ばしにより引き伸ばされ且つ変形されてくびれ（６０）を形成することができる前記材料ブリッジ（２７）のゾーンである、請求項１又は２に記載の固定子。

【請求項8】

前記変形可能なゾーン（３２）は、機械の動作中に、磁気的に飽和される前記材料ブリッジ（２７）のゾーン、とりわけ幅がより小さいゾーン、である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の固定子。

【請求項9】

前記スロット（２１）のそれぞれが、巻線（２２）、好ましくは実質的に矩形断面の巻線（２２）、を支える少なくとも１つの平坦部（３０）を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の固定子。

【請求項10】

前記リング（２５）が、その径方向外側の表面に、前記ヨーク（２９）の協働レリーフと協働するレリーフを有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の固定子。

【請求項11】

前記巻線（２２）のそれぞれが、矩形断面を有する少なくとも１つの導電体（３４）を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の固定子。

【請求項12】

各スロット（２１）は、異なる位相の２つの巻線（２２）を収容する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の固定子。

【請求項13】

請求項１〜１２のいずれか１項に記載の固定子（２）と回転子（１）とを有する回転電気機械（１０）。

【請求項14】

請求項１〜１２のいずれか１項に記載の固定子を製造するための方法であって、
前記ヨーク（９）の前記リング（２５）に対する組み立て中及び／又は前記巻線（２２）の前記スロット（２１）への挿入中に、前記変形可能な１以上のゾーン（３２）を変形させる工程を含む、前記方法。

【請求項15】

前記巻線を前記スロットに挿入する工程は、前記複数の材料ブリッジ（２７）を延在させることによって前記スロット（２１）を広げるようにして行われる、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記ヨーク（２９）を前記リング（２５）に組み立てる工程は、前記複数の材料ブリッジ（２７）を圧縮することによって前記リング（２５）の直径の減少を生じる、請求項１４又は１５に記載の方法。

【請求項17】

１回以上の共通の切断によって、とりわけ１回の切断によって、同じシートから前記リング（２５）と前記ヨーク（２９）とを同時に切断する工程を含む、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電気機械（rotating electrical machines）、より特にはそのような機械の固定子、に関する。

【背景技術】

【0002】

日本国特許第２８７５４９７号公報は、２つの連続する歯の間に裁置されている部分が空気間隙の側で狭められている鋸歯状リング（indented ring）を含む、電気機械の固定子に関する。

【0003】

日本国特開第２０１１−０９７７２３号公報は、ヨークに取り付けられている個別の歯を開示している。

【0004】

最もよく知られている固定子では、ヨークが、空気間隙に面する全開又は半開のスロットを提供して、巻線の挿入を可能にしている。通常、半開のスロットは、バラバラに配置されている円形断面を有する導電体を収容し、一方、全開のスロットは、列を成して配置されている矩形断面を有する導電体を収容する。

【0005】

空気間隙に面するスロットの開口部は、無視できない電磁擾乱（electromagnetic disturbances）、とりわけ、フローフリンジによる「磁気的」空気間隙の増加、同じ理由から回転子の表面上のより大きな鉄損、又はパーミアンスの変動が比較的激しいので脈動トルクを引き起こしうる。

【0006】

仏国特許出願公開第３０１９９４７号明細書は、複数の材料ブリッジ（material bridges）により互いに連結された歯を有する鋸歯状リングと、巻線を収容するための歯の間にあるスロットとを含み、そのスロットが径方向外側に開口している固定子を開示している。そのスロットの開口部は、鋸歯状リングに取り付けられたヨークによって閉鎖されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

組み立てが容易であること且つスロットが効率的に充填されることを可能にし、その一方で十分な電磁性能を確保する、回転電気機械の固定子の必要性がある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、下記の固定子によって上記必要性を満たし、該固定子は、
複数の歯、及び該複数の歯間の、径方向外側に開口するスロットと、
複数の材料ブリッジのそれぞれが、空気間隙側の各基部に対して２つの隣接する歯を連結する該複数の材料ブリッジと
を有するリングと、
該リングに取り付けられたヨークと、
該リングの該スロットに裁置された巻線と、
を備えており、
該複数の材料ブリッジの少なくとも幾つかは、該リングに対する該ヨークの組み立て中及び／又は該スロットへの該巻線の挿入中に変形されうる少なくとも１つの変形可能なゾーンを有する。

【0009】

「変形可能なゾーン」は、該ブリッジによって連結された該歯の相対的な動きによって好適に変形される該複数の材料ブリッジのゾーンを意味する。該材料ブリッジの変形は、該材料ブリッジの外周の伸長又は短縮であることができ、それは、該リングの周方向長さの伸長又は短縮を生じる。好適な変形は、特定の形状を採用するブリッジを生じうる。

【0010】

「取り付けられたヨーク」は、該ヨークが該リングと一体ではなく、該固定子の製造中に、それに固定されることを意味する。

【0011】

該変形可能なゾーンは、該リングと該ヨークとの組み立て中に、該リングに施与される機械的応力に該リングが耐えることを可能にする。その上、これは、該スロットが、必要に応じて、該ヨークの組み立て前により大きく開口すること、従って、該巻線の挿入中に該巻線と該スロットとの壁との間のクリアランスをより大きくすることを可能にし、それは該挿入を容易にし且つ該絶縁体が損傷する危険性を低減する。

【0012】

該ヨークは、該リングの該スロットを閉じ且つ挿入後に、該スロット内で該巻線を保持する。該固定子の製造中、該ヨークは、多数の様式で該リングと組み立てられうる。該複数の材料ブリッジの変形可能なゾーンは、該リングに可撓性を与えることによってこの組み立てを容易にし、それは、該ヨークの取り付け中に、該ヨークの形状に該リングが適合することを可能にし、それはより剛性があり且つ形状を決定する。

【0013】

該変形可能なゾーンを用いて該リングを変形させることにより該リングの直径を増大させて該クリアランスを減少させる前に、該リングと該ヨークはまた、それらの間のクリアランスを設けて組み立てられることができる。

【0014】

その上、複数の材料ブリッジの存在は、完成された固定子のワニス含侵中、空気間隙におけるワニス損失の危険性を低減する。これは、清浄要求を低減する。

【0015】

これはまた、該固定子が取り付けられている機械の動作中、空気間隙内へのワニスの漏れを低減する。これは、該機械の保全を簡略化する。

【0016】

語「ワニス」（varnish）は、本明細書において広い意味で理解されるべきであり且つ全ての種類の含侵材料、特にポリマー、を包含する。

【0017】

該変形可能なゾーンは好ましくは、該複数の材料ブリッジと、対応する巻線との間のクリアランスを形成し、それは該固定子の含侵中、ワニスの浸透を容易にすることができる。

【0018】

該ヨークが組み立てられた後、該スロットが閉じられるという事実は、含侵ワニスが該空気間隙内に漏れる危険性を排除する。該固定子は、閉じられた含侵筐体として使用されることができ、該固定子の端部のみで封止を提供する。これは、工具を単純化する。これはまた、失われるワニスの量及び清浄作業を低減する。

【0019】

該スロットが径方向外側に開いているという事実は、該スロットの内部に向かう径方向の移動によって、該巻線が該スロット内へ挿入されることを可能とする。第１に、該スロットの内部へのアクセスがより容易であり、ここで、該スロットが全開され且つ該空気間隙ではなく外側に面する、第２に、必要な工具の為の又は巻線機の為の、該リングの周りの利用可能なスペースが該固定子の口径（bore）の利用可能なスペースより大きいので、該巻線の装着が容易になる。

【0020】

その上、そのような固定子は、空気間隙上に開いているスロットを有する固定子と比べて多くの電磁気的利点を有する。これは、先行技術における空気間隙に面するスロット開口部の存在に関連された電磁気擾乱を有意に低減する。その上、該スロットへの充填がより簡単である故に、充填の速さが向上されることができ、それは、該機械の性能をさらに増大させることを助ける。トルク密度は、増大されることができる。

【0021】

空気間隙に面するスロット開口部がないことは、スロット脈動を低減させる。該機械の電磁気的性能が改善される。

【0022】

固定子
スロット
少なくとも１つのスロット、好ましくは複数のスロットの全て、は、対向する平行なエッジを有しうる。該スロットの幅は好ましくは、それの全体の高さにわたって実質的に一定である。

【0023】

少なくとも１つの歯、好ましくは複数の歯の全て、は、該固定子の該軸線に対して垂直な平面の断面で見られた場合に、全体的に台形の形状を有しうる。

【0024】

好ましくは、各材料ブリッジは、少なくとも１つの変形可能なゾーンを有する。これは、該リングの直径がより広い範囲の値にわたって変化すること及びより均一な磁気特性を提供することを可能にする。

【0025】

好ましくは、該複数の材料ブリッジは、該歯と連続しており、これらの歯の基部から延在する。

【0026】

好ましくは、該複数の材料ブリッジは、該歯と一体的に形成されている。

【0027】

好ましくは、該歯の基部間には、該複数の材料ブリッジにより提供される、材料の連続性がある。

【0028】

好ましくは、各材料ブリッジは、単一の変形可能なゾーンを有する。

【0029】

該変形可能なゾーンは、該対応する材料ブリッジの中央に配置され、又はその他の位置に配置されることができる。

【0030】

好ましくは、各変形可能なゾーンは、該材料ブリッジの側のうちの一方に、例えば、該空気間隙に面する側に、少なくとも１つの溝と、その反対側に、突出するレリーフ（projecting relief）とを形成する波形である。好ましくは、該溝は該空気間隙に向けて開口し、及び、該突出するレリーフは、該スロットの底部内に延在する。

【0031】

好ましくは、該突出するレリーフは、対応するスロットの底部の凹部内に延在し、ここで、該突出するレリーフは、とりわけ、該凹部の深さ以下である高さｈを有する。これは、該レリーフが該スロットの底部を超えることを防止し、それによって、該巻線による該スロットの充填を容易にする。好ましくは、該材料ブリッジの変形後、該突出するレリーフ（projecting reliefs）の高さは該凹部の深さ以下のままである。

【0032】

該固定子が、回転軸線に沿って見られた場合に、変形可能なゾーンを有する複数の材料ブリッジ、湾曲し、又は折れ線の形、とりわけ、アーチ状又はＶ字状の形の、中心線を有する。

【0033】

変形例において、該変形可能なゾーンは、該リングの該ヨークに対する組み立て中及び／又は該巻線の該スロットへの挿入中に、引き伸ばしによって引き伸ばされ且つ変形されて、くびれ（constriction）を形成することができる該材料ブリッジのゾーンである。

【0034】

好ましくは、該変形可能なゾーンは、機械の動作中に、磁気的に飽和される該材料ブリッジのゾーンである。これは、該スロットと該空気間隙との間の電磁流の通過を向上させ、それは高調波を最小化すること且つ該歯及び該ヨークの脱飽和によってより大きなトルクを得ることを助ける。

【0035】

好ましくは、該スロットのそれぞれの底面が、巻線、好ましくは実質的に矩形断面の巻線、を支える少なくとも１つの平坦部を有する。該１以上の平坦部は、該スロットの半径軸方向に実質的に垂直である。

【0036】

該スロットの底部は、凹部を除いて平坦であることができる。

【0037】

変形例として、該スロットの底部は全体的に平坦であることができ、及び、該複数の材料ブリッジは、前述された通り、引き伸ばしにより変形されて、くびれを形成することができる。

【0038】

該変形可能なゾーン又は該凹部は好ましくは、該複数の材料ブリッジと該対応する巻線との間にクリアランスを形成し、それは、該固定子の含侵中に、ワニスの浸透を容易にすることができる。

【0039】

これにより、矩形断面の巻線の場合に、該スロットが該巻線により十分に充填されることを可能にし、該巻線が該スロットの底部に対して平坦にすることを可能にする。

【0040】

ヨーク−リング境界面
好ましくは、該リングは、その径方向外側の表面に、該ヨークの協働レリーフ（cooperating reliefs）と協働するレリーフを有し、それらは、とりわけ、互いに入れ子にされている。そのようなレリーフは、該リング及び該ヨークが、互いに形状嵌合により固定されることを可能にする。該協働レリーフは好ましくは、あり継ぎ（dovetails）及びほぞ穴（mortises）である。

【0041】

該リングは、複数の材料ブリッジによって接続される歯を有する板金の帯（strip of sheet metal）を螺旋状に巻くことにより作られることができる。該帯がそれ自体の周りに巻かれて該リングを形成した場合に、各スロットの対向するエッジは好ましくは、互いに実質的に平行である。

【0042】

変形例において、該帯は、複数のセクターで形成されることができ、ここで、各セクターは数個の歯を有し、該セクターは、リンクにより連結され、且つ板金の帯から切り取られる。該リンクは、該セクターを互いに連結する可撓性ブリッジ及び／又は、マッチングする形状、例えば、あり継ぎ及びほぞ穴を有する部品、又は、とりわけ、該リングが該ヨークによって圧縮状態で保持されている場合に互いに支え合うマッチングするレリーフ（matching reliefs）、であることができる。

【0043】

該異なるセクターが該複数の材料ブリッジで組み立てられるように、該マッチングする形状は該複数の材料ブリッジ上に設けられることができる。好ましくは、該異なるセクターの該マッチングする形状は、該複数の材料ブリッジの変形可能なゾーンの外側で組み立てられる。これは、とりわけ、大きな機械の場合に、組み立てを容易にする。例えば、該セクターは、隣接するセクターのマッチングする突出する形状と協働する中空形状を有する。

【0044】

変形例において、該リングは、予め切られた（precut）磁性シートの積層を有する。

【0045】

別の変形例において、該リングは、付加製造により、例えば粉末焼結により、作られる。

【0046】

該ヨークは、切断中に、該板金の帯に適切なスリットを形成して、幅が許せば、板金の帯をらせん状に直接巻くことにより、又は、そうでなければ、該巻き付けを容易にするために、予め切られた磁性シートを積み重ねることにより、又は付加製造により、例えば粉末焼結により、作られることができる。

【0047】

該ヨークは、該スロット内への該巻線の装着後に該リングに取り付けられる。

【0048】

巻線
該巻線は、集中された又は分散された様式で該スロット内に配置されることができる。

【0049】

「集中された」は、各巻線が単一の歯の周りに巻かれていることを意味する。

【0050】

「分散された」は、少なくとも１つの巻線が２つの隣接していないスロットを連続して通ることを意味する。

【0051】

好ましくは、該巻線は、とりわけ、該回転子における極の数が８以下である場合に、該スロット内に分散された様式で配置される。

【0052】

該複数の巻線はそれぞれ、円形の断面又は丸みを帯びたエッジを有する多角形の断面、好ましくは矩形、を有することができる少なくとも１つの導電体を有する。当該列挙は限定するものでない。

【0053】

該導電体が円形の断面を有する場合に、該導電体は、六角形の積層体で該スロット内に配列されることができる。該導電体が多角形の断面を有する場合、該導電体は、径方向に配向された１つ以上の列で該スロット内に配列されることができる。最適な積層体は、より多くの導電体が該スロット内に配列されることを可能にすることができ、それによって同じ体積に対してより高い動力の固定子を製造する。

【0054】

該導電体は、該スロットに無作為に又は列で配置されることができる。好ましくは、該導電体は列で配置される。「列で」とは、該導電体が該スロット内にバルクでなく、整然と配置されていることを意味する。該導電体は、該スロットに、非無作為に、例えば、整列した導電体の１つ以上の列で、とりわけ１つ又は２つの列で、好ましくは単一の列で、配置される。

【0055】

該導電体は好ましくは、絶縁コーティング、とりわけエナメル、によって、外部から電気的に絶縁されている。

【0056】

好ましくは、該巻線は、絶縁体によって、とりわけ、少なくとも１つの絶縁シートによって、該スロットの壁から分離されている。そのような絶縁シートは、該スロットに関して該巻線の改善された電気絶縁性を提供する。

【0057】

好ましくは、各スロットは、少なくとも２つの巻線、とりわけ、異なる位相の少なくとも２つの巻線、を収容する。これら２つの巻線は、径方向に重ねて配置されることができる。

【0058】

該２つの巻線は、少なくとも１枚の絶縁シート、好ましくは少なくとも２枚の絶縁シート、によって互いに分離されることができる。

【0059】

各巻線は、数ターンで形成されることができる。

【0060】

変形例において、該巻線は、ピン巻線、とりわけＵ−ピン巻線又はＩ−ピン巻線、であり、本例ではＩ字型部分又はＵ字型部分を含み、該巻線の末端は、該対応するスロットの外側の導電体に溶接されている。

【0061】

該固定子は、スキューされることができる。そのようなスキューイングは、該スロットに巻線を留めること、且つスロット高調波を低減することに役立ちうる。

【0062】

機械及び回転子
本発明はまた、上記で定義された固定子を含む回転電気機械に関する。該機械は、同期式又はそれ以外のものであることができる。該機械は、リラクタンス機械（reluctance machine）でありうる。該機械は、同期式モーターであることができる。

【0063】

該回転電気機械は、巻線形回転子又は永久磁石回転子を含むことができる。

【0064】

製造方法及び機械
本発明はまた、上記で定義された固定子の為の製造方法であって、該固定子の該リングの該スロット内に該巻線を挿入する工程を含む、上記方法に関する。

【0065】

当該工程の間、少なくとも１つの巻線が、該固定子の該リングの２つの異なる非連続スロットに裁置されることができる。

【0066】

好ましくは、該方法は、該ヨークの該リングに対する組み立て中及び／又は該巻線の該スロットへの挿入中に、該変形可能な１以上のゾーンを変形させる工程を含む。そのような変形は、該リングの直径及び該スロットの幅を変化させることができる。

【0067】

該巻線を該スロットに挿入する工程は、該複数の材料ブリッジを延在させることによって該スロットを広げるようにして行われることができる。これはまた、該リングの外径を増大する。これは、該巻線の挿入を容易にする。

【0068】

該巻線は好ましくは、該巻線の内向きの径方向移動によって該スロット内に挿入される。

【0069】

該ヨークを該リングに組み立てる工程は、該複数の材料ブリッジを圧縮することによって該リングの内径の減少を生じることができる。これは、該磁極の空気間隙の総和を低減することによって電気的性能を改善する為に、これらのリング間の最小限のクリアランスで該ヨークと該リングが組み立てられることを可能にする。

【0070】

好ましくは、該方法は、１回以上の共通の切断によって、とりわけ１回の切断によって、同じシートから該リングと該ヨークとを同時に切断する工程を含むことができる。この場合、該ヨークを該リング上に組み立てる工程は、該１以上の材料ブリッジを圧縮することによって該リングの外径における減少をもたらすことができる。実際、プレス機で該リングと該ヨークを切断する場合に、応力が生成され、次に、切断された材料が解放され、該ブリッジがない状態での共通の切断で、該材料が切断線を越えて延在することをもたらして、該２つの部品を組み立てることを困難にする。

【0071】

該方法は、該ヨークを該リングに組み立てる工程に続いて、該変形可能なゾーンを変形させて該リングの直径を増大させる工程を含むことができ、それによって、該リングと該ヨークとの間のあらゆるクリアランスを減少させることができる。

【0072】

本発明は、下記の発明の詳細な説明において、本発明の非限定的な例の実施形態及び添付図面でさらに説明されている。

【図面の簡単な説明】

【0073】

【図1】本発明に従う固定子を含む機械の概略的な部分断面図である。

【図2】図１における該機械の固定子のリングの一部の概略図である。

【図3】変形可能なゾーンが拡大されている、図２における固定子のリングの一部を示す。

【図4】変形可能なゾーンが圧縮されている、図２における固定子のリングの一部を示す。

【図5】複数の材料ブリッジ及びスロットの形態における変形例を示す。

【図6】複数の材料ブリッジ及びスロットの形態における変形例を示す。

【図7】複数の材料ブリッジ及びスロットの形態における変形例を示す。

【図8】変形可能なゾーンが拡大されている、固定子のリングの変形例の部分を示す。

【図9】変形可能なゾーンが圧縮されている、図８における固定子のリングの一部を示す。

【図10】固定子のリングの変形例の部分を示す。

【図11】固定子のリングの変形例の部分を示す。

【図12】固定子のリングの変形例の部分を示す。

【図13】固定子のリングの変形例の部分を示す。

【発明を実施するための形態】

【0074】

図１は、回転子１と固定子２とを有する回転電気機械１０を示す。該固定子は、回転磁場を生成して、同期電動機の一部としての回転子１を駆動するために用いられ、交流発電機の場合に、該回転子の回転が、該固定子の巻線内に起電力を誘起する。

【0075】

以下に示されている例は概略であり、相対的な寸法は必ずしも守られていない。

【0076】

固定子
固定子２は、鋸歯状リング２５の複数の歯２３の間に形成された複数のスロット２１内に配置されている巻線２２を有する。該複数のスロットは、複数の材料ブリッジ２７により空気間隙の側で閉じられており、該複数の材料ブリッジのそれぞれは、該リング２５の２つの連続する歯を連結する。

【0077】

固定子２は、リング２５に取り付けられたヨーク２９を有する。

【0078】

記載されている例において、該スロット２１は平行な径方向エッジ３３を有し、且つ該機械の回転軸Ｘに垂直な平面において、実質的に矩形の断面を有する。

【0079】

該スロット３５の底部は、凹部４０を除いて、巻線２２の形状に適合している。図１〜図４における例において、スロット３５の底部は、矩形の巻線２２が裁置される凹部４０のいずれかの側に２つの平坦部３０を有する。スロット３５の底部は、丸みを帯びたエッジ３６によって径方向エッジ３３に接続されている。

【0080】

該凹部４０は、該スロット２１の底部を中心として、機械の回転軸Ｘに沿って延在する長手方向の溝である。

【0081】

凹部４０は好ましくは、０．４ｍｍ〜１ｍｍ、例えば０．６ｍｍ、の深さｐを有する。

【0082】

複数の材料ブリッジ２７のそれぞれは好ましくは、スロット２１の幅であり、その円周長ｅが変えられることによって、該リング２５の平均内径２Ｒを変えることを可能にする変形可能なゾーン３２を有する。

【0083】

図示の例において、変形可能なゾーン３２は波型である。

【0084】

複数の材料ブリッジ２７は可変幅であり、及び、変形可能なゾーン３２は最も狭いゾーンである。複数の材料ブリッジ２７の最も狭い箇所は好ましくは、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ、例えば０．４ｍｍ、である。

【0085】

図２に示されている通り、各波形は、スロット３５の底部の側で凹部４０内に延在する突出するレリーフ４２、及び空気間隙４６の側で溝４８を形成する。

【0086】

各突出するレリーフ４２は丸みを帯びた頂部を有するリブを形成する。該レリーフの高さｈは、凹部４０を越えることがないように凹部４０の深さｐより小さい。

【0087】

該溝４８は、軸Ｘに垂直な平面において、丸みを帯びた断面のチャネルである。

【0088】

図３に示されている通り、変形可能なゾーン３２が引き延ばされた場合に、溝４８及び突出するレリーフ４２は平坦にされ、それによって、材料ブリッジを引き伸ばし且つスロットを拡張する。

【0089】

図４に示されている通り、該リング２５が圧縮される場合に、溝４８及び該突出するレリーフ４２は折りたたまれる。該突出するレリーフ４２の高さｈ_ｍａｘは変形がない高さｈよりも大きく、及び、変形部４０の深さｐ_ｍａｘは変形がない深さｐよりも大きく、高さｈ_ｍａｘは該対応する凹部４０の深さｐ_ｍａｘよりも小さい。

【0090】

該リング２５及び／又は該ヨーク２９はそれぞれ、軸Ｘに沿って積み重ねられた磁気シートのパケットにより形成され、ここで、該シートは例えば、同一で且つ正確に重ねられている。該シートは、スナップ嵌合、リベット、留め具、溶接及び／又は任意のその他の技法によって共に保持されることができる。該磁気シートは好ましくは、磁性鋼から作られている。

【0091】

図示の例において、該リング２５の歯２３はマッチングする面レリーフ５６を有し、該リング２５を構成する異なるシートが共にスナップ嵌合されることを可能にする。該マッチングするレリーフ５６は、全ての歯２３に又は幾つかの歯２３のみ、例えば一つ置きの歯２３、にあることができる。

【0092】

変形例において、該シートは、互いに接合されているか又は別の様式で組み立てられている。

【0093】

同様に、該ヨーク２９は、該ヨーク２９を共に構成している異なるシートをスナップ嵌合する為のマッチングする面レリーフを有しうる。該リング及び／又は該ヨークはまた、それ自体に巻かれる帯状の切断シートから形成されることができる。

【0094】

該ヨーク２９は、形状嵌合方式で該リング２５に取り付けられている。該リング２５及び該ヨーク２９は、該リングの外面及び該ヨークの内面に該マッチングするレリーフ４９を有し、これらの構成要素が互いに関して所定の位置に保持されることを可能にする。

【0095】

巻線
巻線２２は、集中された又は分散された様式で、好ましくは分散された様式で、スロット２１に配置されることができる。

【0096】

図２に示されている例において、該巻線２２の該導電体３４は、該スロット内で、列で配列されている。

【0097】

図２に示されている通り、該導電体３４は好ましくは、平坦な矩形の断面を有し、且つ例えば単一の列で、径方向に重ねられる。該導電体３４は、エナメル加工されているか又は任意の好適な他の絶縁被覆で被覆される。

【0098】

各スロット２１は、異なる位相の２つの積み重ねられた巻線２２を収容することができる。各巻線２２は、実質的に矩形断面を有することができる。

【0099】

各巻線２２は、巻線をスロットの壁３３及び３６並びに異なる位相の巻線２２から絶縁するために絶縁シート３７内に包まれている。

【0100】

該導電体２２は、該スロット２１の外側で巻線２２に組み立てられ、そして絶縁シート２７に包まれ、そして、絶縁シート３７を有する巻線２２が該スロット２１内に挿入される。この操作は、該スロットが完全に且つ径方向外側に開いていること且つ複数の材料ブリッジが変形可能であることよって容易化される。

【0101】

回転子
図１に示されている回転子１は、シャフト上に組み立てる為の中心開口部５を有し、且つ該回転子の回転軸Ｘに沿って軸方向に延在する磁気回転子物体３を有し、ここで、該回転子物体は例えば、軸Ｘに沿って積み重ねられた磁気シートのパケットにより形成され、該シートは例えば、同一で且つ正確に重ねられている。

【0102】

該回転子１は例えば、該磁気回転子物体３の着座８内に配置された複数の永久磁石７を有する。変形例において、該回転子は、巻線形である。

【0103】

固定子の為の製造方法、及び機械
該固定子は、下記に記載される製造方法を使用して得られることができる。

【0104】

該巻線２２は、該スロット２１の内部に向かって該巻線２１の径方向移動によって、該リング２５の該スロット２１内に挿入される。該巻線２２の挿入中に、該スロット２１は、複数の材料ブリッジ２７の変形可能なゾーンの変形によって拡張されることができる。それ故に、該リング２５の外径は、巻取前よりも大きくなることができる。

【0105】

以下の工程において、該ヨーク２９は、該リング２７にしっかりと取付けられる。この組み立ては、変形可能なゾーン３２の変形による該リング２５の拡張された外径の減少を生じることができる。次に、該リングと該ヨークとの間のクリアランスが最小である。

【0106】

図５における実施形態は、該スロット２１の底部に凹部がないという点で、図１及び図２における実施形態と異なる。該突出するレリーフは、軸Ｘに対して垂直な平面において丸みを帯びた断面を有する。

【0107】

図６における実施形態は、スロット該の底部に凹部がないという点、及び該波形のそれぞれがスロット２１の該底部に向けて配向されている溝５０によって形成され且つ突出するレリーフ５２が空気間隙４６内に延在しているという点で、図１及び図２における実施形態と異なる。

【0108】

図７における実施形態は、溝４８のプロファイル及び該突出するレリーフ４２のプロファイルがＶ字型の折れ線であるという点、及び該スロット２１の底部の幅が該スロット２１の径方向エッジ３３から該突出するレリーフに向けて減少するという点で、図５における実施形態と異なる。

【0109】

図８及び図９における実施形態は、変形可能なゾーンが、引き伸ばしによって引き伸ばされ且つ変形されて、くびれ６０を形成することができるゾーンであるという点で、図１及び図２における実施形態と異なる。図８に示されている通り、引き伸ばされた場合に、該変形可能なゾーン３２は、局所的に幅が狭くなることができる。該ヨークの組み立て前では、図９に示されている通り、材料ブリッジ２７の厚さは一定であることができる。

【0110】

図１０における実施形態は、上記された通り、該スロットの底部が２つの変形可能なゾーン３２を有するという点で、図１及び図２における実施形態と異なる。

【0111】

図１１〜図１３における実施形態は、複数の材料ブリッジ２７の少なくとも幾つかが、マッチングするレリーフ６２及び６４を有するという点で、図１及び図２における実施形態と異なる。これらのマッチングするレリーフ６２及び６４は、変形可能なゾーン３２以外の材料ブリッジ２７のゾーンにあることができる。これの実施形態において、該リング２５は、マッチングするレリーフ６２及び６４によって円周方向に一緒に組み立てられる板金のセクターを組み立てることによって作られる。該マッチングするレリーフ６２及び６４は、図１１に示されている通り、一緒に結合されるマッチングするレリーフ、例えばあり継ぎ及びほぞ穴、であることができる。これは、２つのセクターが、延在又は圧縮されたリングと一緒に結合されることを可能にする。変形例において、図１２及び図１３に示されている通り、該マッチングするレリーフ６２及び６４はそれぞれ、リング２５の圧縮によって、とりわけ該ヨーク２９によって、該レリーフ６２及び６４が互いに結合されることなく互いに支え合う、マッチングする形状を有する突出するレリーフ且つ凹状レリーフである。これは、該レリーフ６２及び６４の係合によって、且つリングを圧縮しながら該レリーフ６２及び６４を互いに押し付けることによって、２つのセクターが隣接して保持されることを可能にする。

【0112】

当然ながら、本発明は、前述の例示的な実施態様に制限されず、且つ変形可能なゾーンが中央に裁置される必要はない。

【0113】

本発明は、図示された複数の材料ブリッジの例に限定されず、これらの後者は、他の形態、例えば複数の波形、で作られることができる。

【0114】

表現「１つを含む」は、「少なくとも１つを含む」と同じことを意味すると理解されるべきである。

【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】

【国際調査報告】