(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイナモ電気機械の積層スタック（２００）を圧縮する装置であって、
複数の重量分散板（４００）と、
複数の押圧板（５００）と、
を備え、
前記複数の重量分散板（４００）の各々が、オペレータ又は技術者が操作し易くなるように、前記重量分散板（４００）中に１つ又は複数の取手（４１０）を備え、
前記複数の重量分散板（４００）が、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、及びスチールの少なくとも１つからなり、
前記複数の重量分散板（４００）が、前記ダイナモ電気機械の積層スタックの一端に配置され、
前記複数の押圧板（５００）の各々が１つ又は複数のハンドル（５１０）を備え、
前記複数の押圧板（５００）が、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、及びスチールの少なくとも１つからなり、
前記複数の押圧板（５００）が、前記複数の重量分散板（４００）の上に配置され、
前記複数の重量分散板（４００）と前記複数の押圧板（５００）とを介して前記積層スタック（２００）に圧縮力が加えられる、
装置。
【請求項２】
前記複数の重量分散板（４００）が、隣接するパンチング（２０）間の継目が前記複数の重量分散板（４００）の少なくとも１つによって覆われるように、前記積層スタック（２００）の端部に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の押圧板（５００）が、隣接する重量分散板（４００）間の継目が前記複数の押圧板（５００）の少なくとも１つによって覆われるように、前記複数の重量分散板（４００）上に配置される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の押圧板（５００）の各々が押圧接触パッド（５２０）を備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記ダイナモ電気機械がモータ又は発電機のうちの少なくとも１つである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記積層スタック（２００）がステータコアを構成する、請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にダイナモ電気機械の装置に関する。より具体的には、本発明は、ダイナモ電気機械のコア内の積層スタックを圧縮する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステータコア積層体、すなわちパンチングは一般に、隣接するステータコア積層体のセット、又はパケットを形成する複数の環状アレイに配列される。積層体の環状アレイのセットは、スペースブロックによって互いに軸方向に離間され、発電機のステータフレーム内に据え付けられる。スペースブロックは、ステータを通して冷却流を径方向に向ける通気路を画成する。通常、積層体の組み立ては、個々の積層体の外径に沿って、メスの突起部と相補的なオスの突起部を有するダブテール形のキーバー上に手動的に配置することによって行われる。組み立て中、積層スタックは、パンチング工程中に発生するバリによって不都合な起伏を生じることがある。加えて、閉じ込められた空気も、積層スタック内に不都合な起伏を引き起こし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７０５７３２４Ｂ２号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のある態様では、ダイナモ電気機械の積層スタックを圧縮する装置が提供される。この装置は、複数の重量分散板と、複数の押圧板とを含む。複数の重量分散板は、ダイナモ電気機械の積層スタックの一端に配置される。複数の押圧板は、複数の重量分散板の上に配置される。複数の重量分散板と複数の押圧板とを介して、積層スタックに圧縮力が加えられる。
【０００５】
本発明の別の態様では、ダイナモ電気機械の積層スタックを圧縮する方法が提供される。この方法は、積層スタックを設けるステップと、複数の重量分散板を設けるステップと、複数の押圧板を設けるステップと、複数の重量分散板を積層スタックの少なくとも一端に配置するステップと、複数の押圧板を複数の重量分散板上に配置するステップと、複数の重量分散板と複数の押圧板とを介して積層スタックに圧縮力を加えるステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】パンチングを配置して積層する装置のテーブル、マンドレル及び位置決めフィンガを形成する部分の概略斜視図である。
【図２】積層されたパンチングの環状アレイを形成するために、個々のパンチングをテーブル上に配置する態様を示す概略図である。
【図３】環状アレイに配置された複数のパンチングの拡大斜視図である。
【図４】本発明のある態様による重量分散板の上面図である。
【図５】本発明のある態様による押圧板の上面図である。
【図６】本発明のある態様による、積層スタックの上面に配置された重量分散板の上面図である。
【図７】本発明のある態様による、積層スタックの上面に配置された重量分散板及び押圧板の上面図である。
【図８】本発明のある態様による、積層スタックを圧縮する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ダイナモ電気機械は、機械エネルギを電気エネルギに変換し、又は電気エネルギを機械エネルギに変換するいずれかの機械であると定義される。モータ又は発電機は、ダイナモ電気機械の２つの例である。
【０００８】
次に図面、特に図１及び２を参照すると、例えば電気、油圧又は空気圧モータ（図示せず）などの適宜の駆動機構によって軸１２を中心に回転するように実装された、例えばテーブル１０などの支持体が示されている。テーブル１０の形状は好ましくは環状であり、軸１２を中心にテーブル１０と共回転するマンドレル１４を囲む。マンドレル１４は、テーブル１０に対して高さ調整も可能である。テーブルと同様に、マンドレルも任意の適宜の駆動機構、好ましくは電動モータによって昇降する。図示のように、マンドレルには、マンドレル１４と共回転可能であり、マンドレルの高さが調整されるとその高さも調整可能な、径方向外向きに延在する複数のフィンガ１６が取付けられる。フィンガ１６の先端は、後述するようにパンチングをテーブルの周囲に案内し、環状アレイに位置決めするガイド１８で終端する。
【０００９】
図３を参照すると、複数のパンチング２０が示されている。図示のパンチングの形態では、各パンチングは概ね径方向に延びる縁部２２と、周方向に延びる内縁部に沿って互いに周方向に離間した、完全に径方向に延びる複数のスロット２４と、内縁部の近傍のパンチングの反対側２２に沿って径方向に延びる半スロット２６とを有する。各パンチングは更に任意で、その外縁部に沿った周方向に離間した位置にダブテール形状２８を含んでもよい。図３に示すように、説明目的のため、重ねられた６層のパンチング２０があるが、層の数はそれより多くても少なくてもよいことが理解されよう。
【００１０】
図３から、各層の隣接するパンチング２０の側縁部２２に沿った径方向の接合部は、隣接する層の隣接するパンチング間の継目の下に位置しないことが分かる。従って、一例に過ぎない図示したこの実施形態では、パンチングは周方向に互い違いに配置され、周方向に隣接する４層おきのパンチングの継目は、互いに垂直に位置合わせされる。
【００１１】
しかし、各パンチングの反対側に沿った半スロット２６は、周方向に隣接するパンチングの半スロット２６と共に全スロットを形成することが理解されよう。スロット２４及び２６は、以下に記載するようにガイド１８を受けるために径方向内側に開放される。一実施例では、各環状層内に１５のパンチングがあり、パンチングの側縁部２２は互いに位置合わせされて、共通の面に位置する。
【００１２】
パンチングは互い違いに重複して積層されて、パンチングの複数の環状アレイのセットを形成する。一方、これらのセットはテーブル上でスペースブロック（図示せず）によって互いに軸方向に離間され、セット間に配置されて、完成したダイナモ電気機械のステータフレーム内に通気管路を形成する。フィンガ１６はガイド１８内で終端する。各ガイド１８は、フィンガ１６の関連する遠位端の上部に半球状突起部を含む。フィンガ１６の遠位端は、パンチング２０のスロット２４内に受け止められる。
【００１３】
以下に記載するように、複数セットのパンチングをテーブルから上昇させてダイナモ電気機械に実装する前に、これらの複数のセットがテーブルに沿って配置される。特定の一例に過ぎないが、１５のパンチングがその環状アレイを形成し、パンチングの厚さは約０．０１４インチである。各セットのパンチングの垂直高さは約２インチであることが好ましい。そのため、厚さ２インチのパンチングを軸方向に形成するには、互いに重ねた１４０〜１５０個のパンチングが必要である。しかし、適宜の任意の厚さの任意の数のパンチングを配置して、ダイナモ電気機械（例えばモータ及び／又は発電機）内に適宜の任意の縦の長さのコアを形成してもよい。
【００１４】
図２を再び参照すると、テーブル１０が挿入ステーション３０を越えて矢印３１で示すように回転すると、パンチング２０がテーブル１０上に挿入されるステーション３０が示されている。本発明のこの態様では、個人が、テーブルの上面、又は以前に配置されたパンチングの環状アレイの上面にパンチングを配置する。個人がテーブル１０上に、又は以前に配置されたアレイ上の個々のパンチング２０を載置するので、パンチングは、１つ又は複数のフィンガ１６がパンチングの全スロット２４又は半スロット２６内に受けられるように配置される。半球形の表面１８は各パンチングをフィンガ１６の周囲に案内するために、ひいてはパンチングをテーブルの周囲の選択された周方向及び径方向の位置に互いに位置合わせするために役立つ。テーブルが回転すると、側縁部２２が互いに接するように追加のパンチングがテーブル及び下に位置するアレイ上に載置される。個人は又、最初の追加のパンチング２０の層を下に位置するパンチングのアレイに対して偏倚させることによってパンチング層を互い違いにすることで、新たに載置されたパンチングの継目は下に位置するパンチングの継目と重ならない。
【００１５】
テーブルが回転すると、載置されたパンチングはローラシステム４０と嵌合可能であり、それによって全スロット２４と半スロット２６の両方のスロットの底部がガイド１８と確実に嵌合し、それによってパンチングのスロットの、ひいてはパンチング自体のテーブル上での精確で均一な位置合わせが保たれる。システム４０は、周方向に配列されたパンチングの外縁部に対してローラを維持する。パンチングの最上層の上昇が増大すると、フィンガを取り付けたマンドレルも上昇する。これは、パンチングの最上層の高さの検知に反応して継続的に、又は増分的に達成され、検知された信号に反応してマンドレル及びフィンガを機械的に上昇させる。完成したパンチング２０のスタックは積層スタック２００を形成し、これがダイナモ電気機械（例えばモータ又は発電機）のステータコアを形成可能である。
【００１６】
図４は、本発明のある態様による重量分散板４００の上面図を示す。重量分散板４００は略長方形の形状を有し、又は積層スタックによって画成される形状の一部と概ね一致するように構成されてもよい。オペレータ又は技術者が操作し易くなるように、重量分散板４００に１つ又は複数の取手４１０を設けてもよい。手動操作を更に容易にするため、重量分散板４００は好ましくはアルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、スチール、スチール合金、又はその他の軽量の材料、金属、又は金属合金から製造され、一人の技術者によって楽に取り扱えるような重さである。あるいは、重量分散板４００を木材、ゴム、セラミック又はプラスティック、又はそれらの複合材料を含むがそれらに限定されない適宜の材料から製造することもできよう。
【００１７】
図５は、本発明のある態様による押圧板５００の上面図を示す。押圧板５００は略長方形の形状を有してよく、又は積層スタックによって画成される形状の一部と概ね一致するように構成されてもよい。オペレータ又は技術者が操作し易くなるように、押圧板５００は１つ又は複数のハンドル５１０、又は取手を備えてもよい。一実施例では、ハンドル５１０は押圧板５００に取り付けたブラケットを備えてもよく、このブラケットも環状ハンドルを含む。別の実施例では、ハンドル５１０の代わりに取手４１０と同様の取手を使用することもできよう。押圧板５００は更に押圧接触パッド５２０を含んでもよく、押圧すると押圧板５００のこの部分と接触状態になる。手動操作を更に容易にするため、押圧板５００は好ましくはアルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、スチール、スチール合金、又はその他の軽量の材料、金属、又は金属合金から製造され、一人の技術者によって楽に取り扱えるような重さである。あるいは、押圧板５００を木材、ゴム、セラミック又はプラスティック、又はそれらの複合材料を含むがそれらに限定されない適宜の材料から製造することもできよう。あるいは、押圧接触パッド５２０を省いて、押圧板５００の上面に別個の付加的な押圧板のセットを取付けてもよく、この付加的な押圧板は、特定の用途で望まれるような押圧力又は圧縮力の増大及び／又は分散を容易にするであろう。
【００１８】
重量分散板４００及び／又は押圧板５００は、空気を充填したバッグ又は容器と共に使用してもよい。空気充填バッグは、板４００、５００と力抵抗部材との間に配置することができる。積層スタック２００に圧縮力を加えるために、空気バッグには圧縮空気を充填することができる。
【００１９】
図６は、２枚の重量分散板が上面に積層された積層スタック２００の上面図を示す。動作時には、積層スタックの押圧サイクル中、重量分散板４００は積層スタック２００の上面に置かれ、積層スタック２００の周囲全体にわたって配列される。積層スタック２００は、部分的に組み立てた積層スタックでもよく、完成した積層スタックでもよい。ある用途では、積層スタックが最終的な完成前に段階的に押圧される「段階的」押圧動作を行うことが望ましい。
【００２０】
図７は、２枚の重量分散板４００が積層され、押圧板５００が２枚の重量分散板の上面に配置された積層スタックの上面図を示す。明確にするため数枚の板しか示されていないが、重量分散板４００と押圧板５００の両方とも積層スタックの周囲全体にわたって配置されることが理解されよう。押圧板は、好ましくは２枚の重量分散板４００の重複部分に配置される。
【００２１】
次に、非限定的な例としてのみ押圧動作を記載する。重量分散板４００と押圧板５００とが積層スタック２００の上面に載置される。各々の板は約３０インチ〜約３６インチの長さであるが、特定の用途では必要ないずれの寸法でもよい。板４００及び５００は互い違いの継目を覆うように配置され、平方インチ当たり（ｐｓｉ）の荷重が均等に配分されるようにされている。板４００、５００を配置した後、平方インチ当たり１ポンドの力が押圧板５００に加えられ、押圧板５００と重量分散板４００との組立体を通して約４０〜４５ｐｓｉの圧縮力がコアスタック積層アセンブリ２００内に発生する。しかし、特定の用途では必要に応じて適宜どのような圧力をかけてもよい。積層スタック２００に伝達される圧縮力は、スタック積層２０を圧縮し、スタック内の閉じ込められた空気と起伏とを除去し、積層体のバリを圧縮し、且つ／又は積層体製造工程中のパンチング／レーザーカットによるバリ及び／又は反転部、及び／又は積層工程中の積層体の変形を圧縮する。
【００２２】
図８は、ダイナモ電気機械内の積層スタックを圧縮する方法８００のフローチャートである。方法８００は、積層スタックを設けるステップ８１０と、複数の重量分散板を設けるステップ８２０と、複数の押圧板を設けるステップ８３０と、複数の重量分散板を積層スタックの少なくとも一端に配置するステップ８４０と、複数の押圧板を複数の重量分散板上に配置するステップ８５０と、複数の重量分散板と複数の押圧板とを介して積層スタックに圧縮力を加えるステップ８６０とを含む。
【００２３】
ステップ８２０は更に、アルミニウム製の複数の重量分散板を設け、且つ／又は複数の重量分散板の各々に複数の取手を設けるステップを含む。ステップ８３０は更に、アルミニウム製の複数の押圧板を設け、複数の押圧板の各々に押圧接触パッドを備え、且つ／又は複数の押圧板の各々に複数のハンドルを設けるステップを含む。ステップ８４０は更に、隣接するパンチング間の継目が複数の重量分散板の少なくとも１つによって覆われるように、積層スタックの端部に複数の重量分散板を配置するステップを含む。ステップ８５０は更に、隣接する重量分散板間の継目が複数の押圧板の少なくとも１つによって覆われるように、複数の押圧板を配置するステップを含む。本明細書に記載の方法は、モータ又は発電機であるダイナモ電気機械、及びステータコア内の積層スタックに利用できる。
【００２４】
本明細書は、実施例を使用して、最良の形態を含む本発明を開示し、更にあらゆる装置又はシステムを製作且つ使用すること及びあらゆる組み込まれた方法を実行することを含む本発明の実施を当業者が行なうのを可能にする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有する場合、又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する同等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになるものとする。
【符号の説明】
【００２５】
１０  テーブル
１２  軸
１４  マンドレル
１６  フィンガ
１８  ガイド
２０  パンチング
２２  縁部
２４  スロット
２６  半スロット
２８  ダブテール
３０  ステーション
３１  矢印
４０  ローラシステム
２００  積層スタック
４００  重量分散板
４１０  取手
５００  押圧板
５１０  ハンドル
５２０  押圧接触パッド
８００  方法
８１０  ステップ
８２０  ステップ
８３０  ステップ
８４０  ステップ
８５０  ステップ
８６０  ステップ
【図１】
0005941267.tif 000002
【図２】
0005941267.tif 000003
【図３】
0005941267.tif 000004
【図４】
0005941267.tif 000005
【図５】
0005941267.tif 000006
【図６】
0005941267.tif 000007
【図７】
0005941267.tif 000008
【図８】
0005941267.tif 000009