(57)【要約】【課題】巻線型回転子をさらに改良し、特にその製造を単純化し、比較的高い曲線因子を得ながら巻線作業をより高い速度で実施できるようにする。【解決手段】４つより多い極を有する巻線型回転子または固定子（１）、好ましくは回転子を製造する方法であって、回転子または固定子は、磁極片（１７）を備えた歯（１１）を備えており、この方法は、各極に対して、この極の磁極片（１７）と、極軸に対して直角でありかつ隣接する極の磁極片（１７）に接する平面（Ｐｍｉｎ）と、の間でこの極に沿って軸方向に延在するこの極の歯の一部（３２）上に少なくとも１つの導体を巻くことによって部分巻線（２０ａ）を製造するステップと、適切に製造された部分巻線（２０ａ）を歯の基部に向かって押し戻し、巻線に使用された歯の一部（３２）を解放するステップと、ステップａ）を繰り返して、適切に解放された歯の一部に別の部分巻線（２０ｂ）を製造するステップと、を含む。【選択図】図３
2019154227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つより多い極を有する巻線型の回転子または固定子（１）を製造する方法であって、前記回転子または固定子（１）は磁極片（１７）を備える歯（１１）を備え、当該方法は、各回転子に対して、
前記極の前記磁極片（１７）と、極軸に対して直角でありかつ隣接する極の磁極片（１７）に接する平面（Ｐｍｉｎ）と、の間で前記極に沿って軸方向に延在する前記極の歯の一部（３２）上に少なくとも１つの導体を巻くことによって部分巻線（２０ａ）を製造するステップと、
適切に製造された部分巻線（２０ａ）を歯の基部に向かって押し戻し、巻線に使用された歯の前記一部（３２）を解放するステップと、
ステップａ）を繰り返して、適切に解放された歯の一部に別の部分巻線（２０ｂ）を製造するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
同一の極の前記部分巻線（２０ａ、２０ｂ）の間にスペーサ（２５）を配置するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記回転子または固定子が６極を有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記回転子または固定子が極毎に巻かれている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
各極が２つの部分巻線（２０ａ、２０ｂ）のみを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
４つ以上の極を有する回転電機の回転子または固定子であって、
磁極片（１７）を備える歯（１１）と、
各歯上に互いに延在するように配置された少なくとも２つの部分巻線（２０ａ、２０ｂ）と、
を備えることを特徴とする回転子または固定子。
【請求項７】
正確に６つの歯を有することを特徴とする請求項６に記載の回転子または固定子。
【請求項８】
前記２つの部分巻線の間にスペーサ（２５）を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の回転子または固定子。
【請求項９】
前記スペーサ（２５）を少なくとも１つの通気溝（２６）が貫通していることを特徴とする請求項８に記載の回転子または固定子。
【請求項１０】
前記２つの部分巻線が電気的に直列に連結されていることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の回転子または固定子。
【請求項１１】
前記２つの部分巻線と対応する歯との間に低摩擦係数の材料のシート（３３）が挿入されていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の回転子または固定子。
【請求項１２】
各極が正確に２つの部分巻線を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回転子または固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の巻線形回転子の製造に関する。本発明はまた、歯巻取形固定子の製造にも適用される。
【背景技術】
【０００２】
回転子の各歯の全高にわたってワイヤを巻くように構成されたアームを備える巻線機を使用して、４極を有するモータの巻取形回転子を製造することが知られている。
【０００３】
「フライ巻線（fly winding）」と呼ばれるそのような巻線技術は、特に速いが４極を有する機械専用である。なぜなら、極の数が多いと、歯の磁極片がそれらの接近により歯へのアクセスを妨げるからである。
【０００４】
その結果、４つよりも多い極を有する機械の回転子は、より複雑な技術を使用して巻かれ、巻線作業はより長くかかる。
【０００５】
４極以上の回転子を巻くために開発された機械の一例は、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４３４０１８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
巻線型回転子をさらに改良し、特にその製造を単純化し、比較的高い曲線因子を得ながら巻線作業をより高い速度で実施できるようにする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、４つより多い極を有する巻線型回転子または固定子を製造するための方法を介してこの要求に対処しており、回転子または固定子は、磁極片が設けられた歯を備えており、各極について、以下のステップを含む：
この極の磁極片と、極軸に対して直角でありかつ隣接する極の磁極片に接する平面と、の間でこの極に沿って軸方向に延在するこの極の歯の一部上に少なくとも１つの導体を巻くことによって部分巻線を製造するステップ、
適切に製造された部分巻線を歯の基部に向かって押し戻し、巻線に使用された歯の前記一部を解放するステップ、
ステップａ）を繰り返して、適切に解放された歯の一部に別の部分巻線を製造するステップ。
【０００９】
本発明は、回転子または固定子の極性がより高いにもかかわらず、フライワインディング技術の利点から利益を受け続けることを可能にする。
【００１０】
各部分巻線の巻線は、全巻線窓に対応する前記一部の全長にわたって、または変形例として、この一部の一部のみにわたって実行されて得る。この場合、巻線窓の幅全体が使用されるわけではない。
【００１１】
上記ステップｂ）は、自動化された方法で実行するのが比較的簡単であり、そしてまた、回転子または固定子の製造時間を遅くしない。
【００１２】
部分巻線の存在は、１つの同じ極の２つの部分巻線の間にスペーサを配置することによって利用され得る。このスペーサは、歯上の部分巻線を軸方向にブロックするのを助け、特に冷却剤、特に空気の循環のために少なくとも１つの通気溝が貫通すると、回転子または固定子の冷却に寄与し得る。
【００１３】
本発明は、良好なフィルファクタを有する規則的な導体を有する部分巻線を容易に製造することを可能にする。
【００１４】
本発明は、６極を有する回転子または固定子に特に適しているが、４極を超える他の機械にも適用することができる。回転子または固定子は極毎に巻かれてもよい。変形例として、いくつかの極、特に直径方向に対向する極が同時に巻かれる。
【００１５】
各極は、２つの部分巻線のみを含み得る。それは、特に、磁極片間のギャップが比較的高い部分巻線を生成することを可能にする６極を有する回転子または固定子の場合に当てはまる可能性がある。
【００１６】
２つの部分巻線は、２つの部分巻線の間の導線の連続性を伴って生成され得る。言い換えれば、導線は、一方の部分巻線から他方の部分巻線まで切断されない。第１の部分巻線を巻き、それからワイヤを切らずに、第２の部分巻線を巻くことが可能である。
【００１７】
本発明の他の主題は、他の態様によれば、好ましくは上記で定義したような本発明による方法の実施によって得られる、４つ以上の極を有する回転電機の回転子または固定子であって、磁極片が設けられた歯と、各歯の上に互いに延長して配置された少なくとも２つの部分巻線と、を備える回転子または固定子である。
【００１８】
回転子または固定子は正確に６つの歯を有することができる。
【００１９】
回転子または固定子は、各極の２つの部分巻線の間に、さらには、極毎に２つ以上の部分巻線の場合では、少なくとも２つの部分巻線の間、またはこの極のすべての部分巻線の間にスペーサを含み得る。  
【００２０】
上述のスペーサを、好ましくは少なくとも１つの通気溝が貫通する。
【００２１】
部分巻線は、好ましくは電気的に直列に連結されている。
【００２２】
部分巻線と対応する歯との間に、低い摩擦係数を有する材料のシートを介在させることができる。このようなシートは、上記で定義された方法による回転子または固定子の製造中に部分巻線が歯の基部に向かって押し戻されるときに部分巻線の滑りを容易にすることができる。
【００２３】
各極は正確に２つの部分巻線を有することができるが、本発明は１つの極につき３つ以上の部分巻線を有する変形例も包含する。  
【００２４】
本発明は、その非限定的な実施例の以下の詳細な説明を読み、添付の図面を検討することにより、よりよく理解することができよう。本発明による回転子の一例を斜視図で概略的に表す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による回転子の一例を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の回転子の断面図である。
【図３】図２の詳細図である。
【図４】回転子のコアを単独で表す図である。
【図５Ａ】回転子巻線方法を示す。
【図５Ｂ】回転子巻線方法を示す。
【図５Ｃ】回転子巻線方法を示す。
【図５Ｄ】回転子巻線方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図面に示される本発明による回転子１は、電機子と呼ばれる磁気コア１０を備えており、これは重ね合わされた磁気プレートの束によって形成され得る。
【００２７】
この磁気コア１０は、図示されていないシャフトを取り付けるための中央開口部１３を備えた環状部分１２によってこれらの基部で連結された歯１１を含む。
【００２８】
検討した例では、回転子１は６極を有し、６つの歯１１を含む。
【００２９】
図示のように、通気溝１４が歯１１の間に作られ得る。これらの通気溝１４は、環状部分１２と隣接する歯１１の長手方向軸Ｘに対して直角に配向された隔壁１６との間に形成され得る。
【００３０】
図示の例では、各歯１１はその基部に各側に２つの通気溝１４を有するが、通気溝なしで、または異なる数の溝を有する他の配置も可能であることが理解される。
【００３１】
各歯１１は、その半径方向最外端に、磁極端とも呼ばれる２つの磁極片１７を有する。
【００３２】
各歯の半径方向外縁１８は、回転子の回転軸を中心とする円形であることが好ましい。磁極片１７の半径方向内面１９は、図示のように、対応する歯１１の長手方向軸Ｘに対して直角であることが好ましい。
【００３３】
各歯１１は、電気的に直列に連結され、他の極に電気的に連結された、一般的には直列の、あるいは変形例としては、この場合、好ましくは同名の極と連なって、２つの平行チャンネルを有する２つの部分巻線２０ａ及び２０ｂによって形成される極巻線２０を有する。
【００３４】
半径方向に最も内側の巻線２０ａは、対応する歯１１の基部に位置する隔壁１６を圧迫する。
【００３５】
半径方向に最も外側の巻線２０ｂは磁極片１７の面１９を圧迫する。
【００３６】
必要ならば、図示しない電気絶縁材料のシートを磁気コアと各部分巻線との間に介在させる。
【００３７】
図示のように、１つの同じ極の部分巻線２０ａと２０ｂの間にスペーサ２５を挿入して、巻線２０ａと２０ｂを所定の位置に保持することができる。
【００３８】
これらのスペーサ２５は、アルミニウムのような良好な熱伝導体である材料で製造され、少なくとも１つの通気溝、例えば図示のように２つの通気溝２６が貫通することが好ましい。
【００３９】
図示のように、フィンを有するヒートシンク３０が、極間空間３１内の部分巻線２０ａ及び２０ｂに対して固定され得る。
【００４０】
これらのシンク３０は、それらの半径方向の最も外側の長手方向縁部によって、隣接する磁極片１７の面１９を圧迫し、実質的に隣接する隔壁１６まで半径方向内向きに延在し得る。
【００４１】
シンク３０のフィンは、図示のように、１つの同じ極間空間３１内に収容された２つのシンク３０の間に形成される間隔は、実質的に一定の幅であるように可変の高さであり得る。
【００４２】
次に、図５Ａ〜図５Ｄを参照して、回転子１の製造方法について説明する。
【００４３】
図５Ａは、平面Ｐｍａｘ及びＰｍｉｎによって、少なくとも１本の導体ワイヤを歯の周りに巻回することによって歯の巻回に利用可能な間隙を示す。この間隙は、第１の部分巻線２０ａの巻線に使用される歯１１の一部３２を軸方向に画定する。
【００４４】
この巻線を製造するために、歯の周りを回転する可動アームを利用する、いわゆる「フライワインディング（fly winding）」技術が使用され得る。
【００４５】
図５Ａに示すように、必要に応じて、例えばＰＴＦＥ製の間紙３３を歯１１の周りに配置することができる。このシートは他の図には示されていない。
【００４６】
図５Ｂは、平面ＰｍａｘとＰｍｉｎとの間の、第１の部分巻線２０ａの製造後の歯１１を示す。この第１の部分巻線２０ａは、円形、または、例えば正方形または長方形の非円形断面の導線を有する規則的な巻線を有し得る。
【００４７】
部分巻線２０ａが製造され出すと、それが隔壁１６に当接するまで歯１１に沿ってその基部に向かって移動される。
【００４８】
この運動は、例えば、磁極片１７の下方での巻線の前に導入された要素を使用して、または部分巻線を掴みそれを歯の基部に向かって駆動するジョー（jaw）を使用して達成され得る。
【００４９】
図５Ｃに示すように、部分巻線２０ａがノッチの底部にくると、図５Ｄに示すように、第１の部分巻線２０ａと同じ歯１１の点で第２の部分巻線２０ｂの巻線を進めることができる。
【００５０】
次に、１つまたは複数のスペーサ２５を定位置に配置し、続いてシンク３０を配置して、図３に示す配置を得ることができる。
【００５１】
部分巻線の巻き数は、例えば１０〜２００の範囲である。ワイヤの銅直径は、例えば０．３１５ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲である。もちろん、本発明は例示された例に限定されるわけではない。
【００５２】
図面を参照して説明したことは、固定子電機子の巻線にも当てはまる。
【００５３】
さらに、各歯に３つ以上の部分巻線を配置すること、または例えば歯ごとに異なる寸法を有する磁極片でコアに他の形態を与えることが可能である。
【００５４】
例えば、磁極片の内面１９がもはや平面でも歯の半径軸Ｘに対して直角でもなく、例えば冷却溝を形成するように、または所望であればいくつかの巻線間溝を形成するように、回転軸に対して凹状であるために、平面Ｐｍａｘ及びＰｍｉｎによって与えられる巻線窓の幅よりも小さい高さにわたって部分巻線を生成することが可能である。
【００５５】
特に固定子の場合、部分巻線は、必要ならば、不等の高さであり得る。
【００５６】
トルクリップルを減らすために、歯がらせん形状を有し得る。
【符号の説明】
【００５７】
１  固定子または回転子
１０  磁気コア
１１  歯
１２  環状部分
１３  中央開口部
１４  通気溝
１６  隔壁
１７  磁極片
１８  半径方向外縁
１９  半径方向内面
２０  極巻線
２０ａ  第１の部分巻線
２０ｂ  第２の部分巻線
２５  スペーサ
２６  通気溝
３０  ヒートシンク
３１  極間空間
３２  一部
３３  スリップシート、シート
【図１】
2019154227.tif 000003
【図２】
2019154227.tif 000004
【図３】
2019154227.tif 000005
【図４】
2019154227.tif 000006
【図５Ａ】
2019154227.tif 000007
【図５Ｂ】
2019154227.tif 000008
【図５Ｃ】
2019154227.tif 000009
【図５Ｄ】
2019154227.tif 000010
【外国語明細書】
2019154227000001.pdf