(57)【要約】  本発明は、コイルによって巻回された複数の個々の軟磁性ステータセグメントを備える多相の機器のためのステータモジュールであって、前記ステータセグメントはヨークと接続可能であり、１つの層の複数のコイルが直列に接続されている形式のステータモジュールに関し、１つの層の複数のステータセグメントが１つのステータセグメントチェーンを形成しており、少なくとも２つのステータセグメントを含み、該ステータセグメントのコイルは、中断のない巻線によって形成されることを特徴としている。
2013511256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロット（１４Ａ、１８）を形成しつつ周方向に互いに間隔を置いて配置され、かつコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）によって巻回されている複数の個々の軟磁性ステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）を備える、多相の電動機のためのステータモジュール（１）であって、
１つの相の少なくとも２つのコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）は直列に接続されている、
形式のステータモジュール（１）において、
１つの相の少なくとも２つのコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）は、少なくとも１つのステータセグメントチェーン（Ａ、Ｂ、Ｃ）を形成しており、
前記ステータセグメントチェーンのコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）と、該コイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）の接続部とが、互いに連続した１本の巻線（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）によって形成されるか、または少なくとも２本の平行に巻回された巻線（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）によって形成される、
ことを特徴とするステータモジュール（１）。
【請求項２】
１つのステータセグメントチェーン（Ａ，Ｂ，Ｃ）の２つの互いに連続するコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）間の接続路（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）のうちの少なくとも一部、有利には全ての接続路と、前記ステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）の端面との間の軸方向における間隔は、前記ステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）の端面と個々のコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）の外側層（１７）との間の最大間隔よりも、巻線直径よりも短い間隔だけ上回っている、
ことを特徴とする請求項１記載のステータモジュール（１）。
【請求項３】
１つのステータセグメントチェーン（Ａ，Ｂ，Ｃ）の２つの互いに連続するコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）間の接続路（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）のうちの少なくとも一部、有利には全ての接続路と、前記ステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）の端面との間の軸方向における間隔は、最大でも、前記ステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）の端面と個々のコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）の外側層（１７）との間の最大間隔に相当する、
ことを特徴とする請求項１または２記載のステータモジュール（１）。
【請求項４】
１つのステータセグメントチェーン（Ａ，Ｂ，Ｃ）の少なくとも２つのステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）は、周方向に互いに直接隣接して配置されており、
前記ステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）の前記コイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）は、互いに逆向きの巻回方向を有しており、
前記コイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）同士の間の接続は、第１形式または第２形式の短距離の接続路によって表される、
但し、前記第１形式の接続路（１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ）の場合には、相巻線において先行して配置されるコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）が、後続して配置されるステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）との共通のスロットを通過した後に終端しており、
その一方で、前記第２形式の接続路（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）の場合には、相巻線において先行して配置されるコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）が、後続して配置されるステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）との共通のスロットに到着する前に終端しており、巻線（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）を、前記先行して配置されるコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）の上に亘って導かなければならない、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のステータモジュール（１）。
【請求項５】
１つのステータセグメントチェーン（Ａ，Ｂ，Ｃ）の前記ステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）は、それぞれ少なくとも１つのステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）から、周方向に１つ以上のステータセグメントだけ、有利には１８０°だけ互いにずらされて配置されたステータセグメントグループ（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）を形成し、
前記ステータセグメントグループ（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）同士の間の接続は、第１形式または第２形式の長距離の接続路によって表される、
但し、前記第１形式の接続路の場合には、１つのステータセグメントグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）の最後のコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）が、後続して配置される他のステータセグメントグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）のステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）との共通のスロットを通過した後に終端しており、
その一方で、前記第２形式の接続路の場合には、１つのステータセグメントグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）の最後のコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）が、後続して配置される他のステータセグメントグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）のステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）との共通のスロットに到着する前に終端しており、巻線（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）を、当該コイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）の上に亘って導かなければならない、
ことを特徴とする請求項１または２記載のステータモジュール（１）。
【請求項６】
１つのステータセグメントチェーン（Ａ，Ｂ，Ｃ）の２つのコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）間の接続を表す接続路（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）の少なくとも一部の領域は、周方向に互いに隣接して配置された２つのステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）のコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）のコイルヘッド同士の間にある凹部の中にて、少なくとも部分的に放射方向に延在する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のステータモジュール（１）。
【請求項７】
１つのステータセグメントチェーン（Ａ，Ｂ，Ｃ）の２つのコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）間の接続を表す接続路（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）の少なくとも一部の領域は、前記コイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）の放射方向に内側の領域において少なくとも部分的に接線方向に延在しており、前記コイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）の前記外側層（１７）の巻回の伸長内では軸方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のステータモジュール（１）。
【請求項８】
２つのステータセグメントチェーン（Ａ，Ｂ，Ｃ）の長距離の接続路（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）同士の交差領域（１６．１，１６．２，１６．３）は、隣接する２つの前記ステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）のコイル（６Ａ１−６Ａ４、６Ｂ１−６Ｂ４、６Ｃ１−６Ｃ４）のコイルヘッド同士の間にある凹部の中に配置されている、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のステータモジュール（１）。
【請求項９】
個々の前記ステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）は、オルソサイクリック（orthocyclic）に巻回されている、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載のステータモジュール（１）。
【請求項１０】
複数の個々の巻回されたステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）からなるステータモジュール（１）を、前記ステータセグメントを収容するケーシング、とりわけヨーク（３）に配向および固定することによって製造する方法において、
・組み立て状態において周方向に隣接するステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）を、互いに傾けられた支持軸（Ｔ１−Ｔ４）に配置することにより、巻回工具にて巻回すべきステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）を準備および配置するステップと、
・個々のステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）のコイルを、１本の巻線（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）または平行に巻回される複数の巻線から形成するステップと、
・個々の巻回されたステータセグメント（２Ａ１−２Ａ４、２Ｂ１−２Ｂ４、２Ｃ１−２Ｃ４）を、最終的なステータモジュールにおいて該ステータセグメントが占める角度位置へと互いに傾け、このようにして形成された個々のステータセグメントチェーン（Ａ，Ｂ，Ｃ）を互いに収容工具または共通のヨークにて配向および固定するステップと
によって、予め製造されたステータセグメントチェーン（Ａ，Ｂ，Ｃ）を準備する、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、詳細には請求項１の上位概念に記載の特徴を備えた多相の電動機のためのステータモジュールに関する。
【０００２】
本発明はさらに、この種のステータモジュールの製造方法に関する。
【０００３】
電動機、とりわけ回転磁界電動機は、従来技術から種々異なる形態および種々異なる使用目的で公知である。この種の回転磁界電動機は、とりわけオートマチックトランスミッションにおけるサーボモータとして使用されている。このサーボモータは、僅かな構造スペースが要求される場合にも高い電力密度を有しなければならない。したがってステータモジュールの製造に関して、所要の構造スペースという観点から非常に高い要求が課されている。このようなステータモジュールの製造に関しては種々異なる方法が考えられる。第１の手段は、周囲が巻回されたシングルコイルを備えた個々のステータセグメントの形態の極から出発する。このように巻回されたステータセグメントは、予め大量に生産して備えておくことができ、要求に応じてステータモジュールと組み合わせることができる。
【０００４】
複数の個々のステータセグメントからなるステータモジュールのセグメント状の実施形態は、例えば刊行物ＤＥ１０２００９００４３９１Ａ１から公知である。個々のステータセグメントから構成されたステータモジュールは、高いスロット充填率を提供することができる。なぜなら、巻回は予め製造されたユニットにおいて既に行われており、巻回工具のために要求されるスペースを考慮しなくてもよいからである。この構造の欠点は、ステータセグメント毎に２つのコンタクト箇所が生じ、ステータがこのようなセグメントを所定数有する場合、相当数の相接続部と、とりわけ多数の配線ユニットを介してコンタクトを接続しなければならないことにある。個々に巻回されたステータセグメントのコイルを配線するためのより拡張された解決方法は、配線エレメントを使用することであり、配線エレメントは、打ち抜き部材として支持構造に組み立てられるか、または、コイルの巻線ヘッドの端面に予め射出成形されて接合される。小電流の場合には、配線エレメントとしてプリント基板も使用される。特別に形成されたプラスチック製の支持体ないしコイルヘッドは、導体エレメントを配置および固定することによって配線を支持する。これらの配線ユニットは、スペースを必要とし、コストがかかる。
【０００５】
さらにはコンタクトの数が多いことにより、配線ユニットと接続するための接合加工の数も相応に多くなってしまう。個々の接合接続はそれぞれ、製造時にも後々の動作においても潜在的なエラー源である。
【０００６】
刊行物ＤＥ１０２００８０６１４２１Ａ１から、例えば回転電機のための集中配電部材が公知である。集中配電部材は、回転電機のステータに巻回される各相コイルのうち同相コイル同士を接続する各相接続用の接続バスバーと、各接続バスバーを収容して相互に絶縁させるための円環状形状の保持スロットを有する絶縁部とを有する。
【０００７】
ヨークは、リングとして形成されているか、または個々のステータセグメントによるセグメント状の構造の場合には個々のステータセグメントと一緒に形成される。このようなヨーク領域に配線構造が設けられる場合、この配線構造は、非常に大きな巻回数を有するモータ、ひいては細い巻線を有するモータに制限されてしまう。しかしながら多くの使用ケースの場合には、巻回数はむしろ少なく、巻線は高い強度、ひいては大きな直径または他の寸法によって特徴付けられている。極数の多いモータでは、必要な配線のためにヨークの前の構造スペースはもはや充分ではなく、したがって個々の界磁コイルの配線はコイルヘッドの前で軸に沿って実施する必要があり、相応の構造スペースが要求される。さらにステータモジュールが配線側からケーシングへと押圧される場合には、押圧時に高まるスペース要求によってヨーク領域での配線は不可能となる。
【０００８】
さらに、１つの相の複数の極が１つに巻回される方法が公知である。このために基本的に、コイルヘッドの端面において固定点が定められ、この固定点は、巻回の敷設時に転換点として使用される、および／または、コイル端部を固定する。この際、転換点の周囲の巻線の敷設は同様に大きな構造スペースを要し、導体長さおよび巻線損失を増加させる。
【０００９】
択一的手段は、リング状のステータモジュールを、巻回された積層鉄心ユニットから形成することであり、この際、開かれたスロットが巻線ニードルを用いて通しで巻回され、その後引き続き巻回が中止され、巻線の接続路が配線エレメントを用いてコイルヘッドの前で軸に沿って導かれる。
【００１０】
複数のステータセグメントを巻線ニードルを用いて巻回する際に、巻回工具は、予め規定されたスロット領域において充分な作業スペースを必要とする。これによってコイルは、スロットスペースを相応に充填することができなくなり、したがってこのような実施形態では、スロット充填率が低くなってしまう。極を形成する隣り合うステータセグメント同士は巻回時により大きな距離を置いて配置され、これによって周方向に相互に隣接配置されたコイル間の接続は長過ぎとなり、これによって最終的なステータモジュールにおいて配置と固定のために要するスペースが大きくなり、配線の損失が高まってしまう。
【００１１】
さらに、順次連続するコイルの角度配置が少なくとも９０°である、特定の極配置のためだけの公知の巻回方法を使用することができる。
【００１２】
多くの公知例は、１つの相の複数のセグメントおよび個々の相の間の配線のために、軸方向にステータモジュールの前または後ろに互いに付加的な構造スペースが必要となるという点で共通している。この際、必要とされる軸方向の付加的な構造長さは、巻線直径の何倍もになることが多い。さらに、電気的接続を結合ないし形成するための相応の接続エレメントは相応に大きく、巻線抵抗、ひいては巻線損失を増加させてしまう。
【００１３】
公知例のさらなる重大な欠点は、上述した付加的な構造スペースに対する要求の他に、製造コスト、ならびに、個々のコイル端部と配線エレメントとの間の接続を実現するためのコスト自体が非常に高いことである。
【００１４】
したがって本発明の課題は、それぞれ極を形成する個々の巻回されたステータセグメントを有する電動機のためのステータモジュールを発展させて、所要の配線を含めた軸方向におけるステータモジュールの所要の構造長さを短くし、相巻線のための巻線抵抗を低く抑えることができるようにすることである。最小限のコストを用いた大量生産による製造を可能にするべきであり、できるだけ自動化すべきである。
【００１５】
本発明の解決方法は、請求項１に記載の特徴的構成を有する。本発明の方法は、請求項１０に記載の特徴的構成を有する。有利な実施形態はそれぞれ従属請求項に記載されている。
【００１６】
スロットを形成しつつ周方向に互いに間隔を置いて配置されており、かつコイルによって巻回されている複数のステータセグメントを備える、多相の電動機のためのステータモジュールであって、１つの相の少なくとも２つのコイルは直列に接続されている形式のステータモジュールにおいて、１つの相の少なくとも２つのコイルは、少なくとも１つのステータセグメントチェーンを形成しており、前記ステータセグメントチェーンのコイルと、該コイルの接続部とが、互いに連続した一本の巻線によって形成されることを特徴とする。これによって、ステータセグメントチェーン内では、給電線へのコンタクトのために必要な相応の端部を始端領域および終端領域において有する、ただ１本の連続した巻線または複数の平行に巻回された巻線だけが使用される。ステータモジュールにおいて実現すべきコンタクト箇所の数は、このようなステータセグメントチェーンの数に応じて相の数にまで低減される。さらに本発明によれば、個々のステータセグメントチェーンを予め製造しておき、その後、相応のヨークまたはケーシングに対して完全なステータセグメントチェーンを配置および配向し、個々のステータセグメントによってヨークが形成されている場合にはこれを互いに相応に配向することができる。巻線が一貫しているので、そうでなければ直列に接続される１つの相の個々の複数のコイルに必要であった接合箇所、後から配線するための接続エレメント、および、このような構造に必要な構造スペースが省略される。したがって本発明のステータモジュールは、軸方向の長さが短いことを特徴としている。
【００１７】
有利には、１つのステータセグメントチェーンの少なくとも２つのステータセグメントが、周方向に互いに直接隣接して配置され、この際これらのステータセグメントのコイルは互いに逆向きの巻回方向を有し、これらのコイル同士間の接続は、第１形式または第２形式の短い接続路によって表すことができる。第１形式の接続路と第２形式の接続路との違いは、１つの相巻線において先行して配置されるコイルのコイル端部の位置に依存している。先行して配置されるステータセグメントのコイルが、当該相巻線において後続して配置されるコイルとの共通のスロットで終端している場合には、特に短距離の接続を達成することができる。この第１形式の接続路は、互いに隣接配置されたコイル同士間におけるいわゆる短距離接続であり、第１形式の短距離接続は、巻線を、相巻線において先行して配置されるコイルの共通のスロットの前にあるコイル端部から、当該相巻線において後続して配置されるコイルの始端へと導くことによって実現される。これは、放射方向に延在する接続路にある巻線を、隣接する２つのコイルのコイルヘッド同士の間にある凹部のスペースに配置することによって実現される。
【００１８】
当該相巻線において後続して配置されるコイルとの、第２形式の接続路としての接続は、より長距離であり、まずは先行して配置されたコイルのコイルヘッドの上に亘って延びている。なぜなら、先行して配置されたコイルの最後の巻回が、別の隣接するステータセグメントとの境界のスロットを通過した後に終端しているからである。その後、この接続路の巻線は、２つのコイルヘッドの間にある凹部においてヨーク領域またはヘッド領域へと導かれ、そこから当該相巻線において後続して配置されるコイルの始端へと導かれる。
【００１９】
接続路のうち接線方向に延びる部分は、ステータモジュールのヨーク領域の手前で軸に沿って位置するか、または、極シュー領域の前で軸に沿って位置する。
【００２０】
さらには選択的または付加的に、１つのステータセグメントチェーンの複数のステータセグメントの少なくとも一部分を、周方向に１つ以上のステータセグメントだけ互いに間隔を置いて配置することができ、この際、そのずれは有利には１８０°である。１つのステータセグメントチェーンの複数のステータセグメントの一部分が、周方向に互いにずらされて配置されている場合には、この個々の部分はステータセグメントグループを形成する。個々のステータセグメントグループはそれぞれ少なくとも１つのステータセグメント、有利には複数のステータセグメントから形成される。ステータセグメントグループ同士間の接続は、第１形式または第２形式の長距離の接続路によって表され、この長距離の接続路は、間に配置されている少なくとも１つまたは複数のステータセグメントの上に亘って伸長している。特に有利には、個々のステータセグメントグループが、周方向に互いに隣接して配置された２つのステータセグメントを有するステータセグメントペアを含み、ここでは上述したように、１つのステータセグメントペアのステータセグメント同士での巻線方向は互いに逆向きになっている。個々のステータセグメントグループはそれぞれ２つ以上のステータセグメントとして存在していてもよく、ここでも、周方向に互いに隣接するステータセグメントに対する巻線方向に関して同様のことが当てはまる。長距離の接続路を介して、ステータモジュールの周囲の異なる場所に配置および固定されている、１つの相巻線の複数のステータセグメントを結合することができる。周方向に互いに隣接するステータセグメントのコイル同士の接続によって特徴付けられたステータセグメントチェーンを形成できることによって、ステータモジュールの周方向における非常に大きい伸長領域に亘って伸長することができ、かつ、個々のステータセグメントの個々のコイル間に接合箇所を有さず、かつ、個々のステータセグメントチェーンの始端領域および終端領域にのみ相応の端部が設けられている、ステータセグメントチェーンを形成することができる。これによって第１形式または第２形式の短距離の接続路だけを使用する場合、非常にコンパクトなステータセグメントチェーンを予め製造しておき、後々簡単にステータモジュールに組み立てることが可能となる。同様にして、長距離接続または短距離と長距離の接続との組み合わせを有するステータセグメントチェーンにも同様のことが当てはまる。
【００２１】
１つの有利な実施形態においては、短距離接続および長距離接続によって互いに結合されたコイルによってステータセグメントを配置および形成することを特徴とした、ステータセグメントチェーンの組み合わせを使用することができる。
【００２２】
択一的な実施形態においては、短距離接続によるステータセグメントチェーンのみからステータモジュールを形成することも考えられる。
【００２３】
軸方向に必要な構造スペースをできるだけ小さくするために、有利には、２つの連続するシングルコイルの間の接続路と軟磁性ステータセグメントの端面との間の軸方向における間隔は、コイルヘッドの最も外側の表面と軟磁性ステータセグメントの端面との間の最大間隔よりも、実質的に、巻線直径より短い間隔だけ上回っている。
【００２４】
特に有利な実施形態においては、１つのステータセグメントチェーンの２つの連続するコイル同士間の接続路と個々のステータセグメントの端面との間の軸方向における間隔は、最大でも、個々のステータセグメントの端面とコイルヘッドの表面との最大間隔に相当する。これによって接続は、軸方向のコイルヘッドの領域内に設けられ、軸方向に付加的な構造スペースは必要なくなる。後者の形態は、軸方向にコイルヘッドの外側で接続路が伸長することを僅かに、とりわけ充分に回避することを特徴としている。
【００２５】
できるだけステータモジュール平面に直接接続を敷設するために、１つのステータセグメントチェーンの２つのコイルの間の接続を表す接続路の少なくとも一部の領域が、周方向に連続して配置されたコイルヘッド同士間の凹部の中にて、少なくとも部分的に放射方向に配置される。これによって第１形式および第２形式の短距離の接続路を、コイルヘッドの外径によって表される２つの平行な平面の間の間隔内に、ないしはコイルの軸上に伸長する領域内に、敷設することができる。このような巻線の導きは、とりわけ、最後の巻回が縁部ではないところでスロットから放射状に突出して延びる場合に行われる。そうでない場合や、コイル端部が放射方向に外側または内側のスロット縁部にて終端している場合には、接線方向に延びる接続路にある巻線は、軸方向に、ステータモジュールのヨーク領域または極シュー領域の前にて導かれる。
【００２６】
基本的に、接続路が、延在する巻線のコイルの外側層の巻線の伸長内で接線方向および軸方向に延びる場合には、２つの形態が区別される。第１の形態は、巻回方向に先行して配置されたコイルのコイル端部が、周方向に後続して配置されるステータセグメントおよび該ステータセグメントを取り囲むコイルとの共通のスロットから出て行くことを特徴としている。第２の形態は、巻回方向に先行して配置されたコイルのコイル端部が共通ではないスロットから出ており、巻線がコイルヘッドの上に亘って、共通のスロットの前のコイルヘッドの凹部へと延びていることによって特徴付けられている。とりわけ長距離の接続路の構造に関して、周方向に個々に配置されたステータセグメントに沿った特徴的な巻線の延びは、巻回形式と下側層に対して表面層が巻回されていないスペースとによって生じた個々のコイル自体における使用可能なスペースが、巻線を導くために使用されるようになっている。とりわけ、表面層の巻回が無いコイル領域が使用される。これによってここでも長距離接続を、個々のコイルの構造平面に敷設することができる。
【００２７】
巻回を形成するステータセグメントチェーンの端部は、有利には、周方向において周囲に亘って均等に分布されて配置されており、端部ペアの数は、相の数または相の数の倍数に相当している。有利には、できるだけ１つの相の全ての巻回されたステータセグメントが、１つのセグメントチェーンに配置されているように努められる。
【００２８】
長距離の接続路同士の間の交点は、異なるステータセグメントグループの２つのコイルヘッド同士間の凹部の領域に位置する。これによって交点において、軟磁性ステータセグメントのより近くに延在する巻線を、当該巻線の上に位置する巻線によって凹部へと押圧することができ、このようにして下側の巻線の延びは軸方向に変形され、上側の巻線の延びは、コイルヘッドの外側層との間隔に相当する間隔を置いて延在することができる。
【００２９】
巻線として、有利には丸線が使用される。個々のコイルの巻回自体は、高い充填率を達成するために有利にはオルソサイクリック（orthocyclic）に実施される。
【００３０】
本発明の方法は、実質的に、以下に記載される方法ステップによって決定される。
・個々の分離されたステータセグメントチェーンと、該ステータセグメントチェーンを収容するケーシングとを準備するステップ。
・巻回工具においてステータセグメントチェーンのステータセグメントを配置するステップ。
・巻線からステータセグメントチェーンのコイルを形成するステップ。
・全ての相のステータセグメントチェーンをリング形に配置、配向／固定するステップ。
【００３１】
巻回方法に関しては、種々異なる可能性が考えられる。巻回方法は、巻回すべきステータセグメントを位置固定的に配置して例えば巻線ニードルを用いて巻線を導くか、または、ステータセグメントが巻線に対して可動であるかによって特徴付けられている。双方の巻回方法とも、ステータセグメントチェーンの巻回時にも実現可能である。しかしながら始めに挙げた方法を用いた場合には、基本的に、特にコンパクトなステータセグメントペアを形成することができる。つまり、組み立て状態において周方向に直接連続して配置されている２つのステータセグメントを形成することができる。巻回工程のために使用される巻回工具は、ステータセグメントのための少なくとも２つの異なる収容軸ないし支持軸を備える支持装置を含み、支持軸は、ステータセグメントチェーンにおいて後続するステータセグメントを巻回するために、１つの相の予め配置されたステータセグメントの支持軸に対して互いに角度付けられて傾けられており、この傾けられた状態において、周方向に互いに連続するステータセグメントのコイル同士間の短距離の接続路が形成され、巻回が実施される。この際実施形態に応じて、短距離の接続路を、直接このように位置付けられたステータセグメントの角度領域にて形成することができ、その後、組み立て状態において同一のステータセグメントの端部領域間において接続が行われるか、または、傾きを特徴づける角度を利用して接続が行われる。後者の場合には、接続路は、組み立て状態において放射方向に異なるステータセグメントの端部領域同士の間の接続を表している。
【００３２】
ステータセグメントチェーンの製造が完成した後、ステータセグメントは再度互いに配向され、最終位置が互いに相対的にもたらされる。このことは支持軸を、予め配置されたステータセグメントの支持軸を有する平面へと傾けることによって実施される。この工程は、事前製造の範囲内で行うことも、組み立ての際に初めてステータセグメントの中心軸を互いにそれぞれ傾けることによって行うことも可能である。
【００３３】
多極のステータセグメントセクタからなる個々のステータセグメントチェーンが、多極のステータセグメントセクタ間の第１形式の短距離接続、第２形式の短距離接続、ならびに長距離接続によって形成される場合には、個々の相の個々のステータセグメントチェーンの組み立てが順次行われる。この際、組み立てるべき第１の相のステータセグメントチェーンの配向のためには、簡単な軸方向の動きで充分である。第２の相のためには、スペース内で、放射方向および軸方向の動きによって特徴付けられる複数の動きが必要であり、その一方でさらなる相のためには、各動きの方向をさらに変更することができ、この際、長距離接続によって異なる実施方法が可能である。
【００３４】
本発明の解決方法は、巻回されたステータセグメントと、各相につき少なくとも２つのステータセグメントとを有する種々異なるステータモジュールを形成するために使用することができる。このことは、多相の電動機の特定の機械種類、特定の相数または極数に制限されていない。電動機は、インナーロータまたはアウターロータの機器とすることができる。
【００３５】
本発明による解決方法を、以下図面に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、特に有利な実施形態による本発明のステータユニットの概略斜視図である。
【図２】図２は、周方向に互いに連続する２つのコイルの間において第１形式の短距離の接続路を実現する様子を、ステータセグメントに関する図１の部分図に基づいて詳細に示した図である。
【図３】図３は、１つのステータセグメントチェーンの２つのステータセグメントグループのステータセグメント同士間において長距離の接続路を実施する様子を、図１の部分図に基づいて詳細に示した図である。
【図４】図４は、巻回のための個々のステータセグメントの配置例を示す図である。
【図５】図５は、機能位置におけるステータセグメントチェーンＢのコイルの配置および配線の例を示す図である。
【図６】図６は、ステータモジュールを製造するための本発明の方法の経過を示すフローチャートである。
【００３７】
図１は、回転磁界電動機に使用するための本発明によるステータモジュール１の基本構造を、斜視図に基づいて簡単かつ概略的に示している。このような機械は有利にはサーボモータとして自動化されたトランスミッションに使用されており、したがって使用可能な構造スペースに基づいて高い電力密度を特徴としている。回転磁界電動機はアウターロータまたはインナーロータによって構成することができ、図１に図示した回転磁界電動機内のステータモジュール１にはインナーロータが使用されている。
【００３８】
ステータモジュール１は多数のステータセグメント２を含む。これらのステータセグメント２は極とも呼ばれ、歯およびヨーク領域３から形成されている。個々のステータセグメント２は、円周においてステータモジュールの扇形角度領域を形成しており、ヨーク領域３内で互いに接している。図示の場合においては、これらのステータセグメントは、スロットのほぼ中央に継目箇所４を形成している。個々のステータセグメント２は、ステータモジュール１の周方向にてスロットを形成しつつ互いに隣接して配置されており、軟磁性材料からなる。ケーシングへのヨーク３の固定は、有利には予め組み立て済みのステータモジュールを、ここに図示しないケーシングスリーブへと押圧することによって実施される。ここでは個々のステータセグメント２の組立および交換を可能にする多数の手段を提示することができる。電動機の多相構造に応じて個々のステータセグメント２がステータセグメントチェーンに配置されている。ここでは３相の回転磁界電動機のためのステータモジュール１として実施し、これらのステータセグメントチェーンをＡ〜Ｃによって表す。この際、それぞれ１つの相に対して１つのステータセグメントチェーンＡ〜Ｃが割り当てられている。各ステータセグメントチェーンＡ〜Ｃは、巻回されてコイル６を形成しているそれぞれ少なくとも２つのステータセグメントから形成されている。ステータセグメントチェーンＡ〜Ｃの個々のコイルはそれぞれ直列に接続されており、本発明においては連続した巻線７Ａ〜７Ｃ、つまり接合箇所の無い巻線７Ａ〜７Ｃによって形成されている。ただ１本の線の代わりに、２本以上の線を平行に巻回することもできる。図示の場合においては、ステータモジュール１は例えば１２個の極を形成するステータセグメント２を含んでおり、１つのステータセグメントチェーンＡ〜Ｃにはこのようなステータセグメントがそれぞれ４つ割り当てられている。ステータセグメントチェーンＡのステータセグメントはここでは２Ａ１〜２Ａ４で表されている。ステータセグメントチェーンＢのステータセグメントは２Ｂ１〜２Ｂ４で表されており、ステータセグメントチェーンＣのステータセグメントは２Ｃ１〜２Ｃ４で表されている。各ステータセグメント２Ａ１〜２Ｃ４はそれぞれコイル６Ａ１〜６Ｃ４によって巻回されている。相Ａの個々のコイル６Ａ１〜６Ａ４は直列に接続されており、これらは接合箇所および中断または接続の必要性なしに連続した巻線７Ａによって形成されている。ステータセグメント２Ｂ１〜２Ｂ４および２Ｃ１〜２Ｃ４に割り当てられたコイル６Ｂ１〜６Ｂ４および６Ｃ１〜６Ｃ４にも同様のことが当てはまる。コイル６Ｂ１〜６Ｂ４および６Ｃ１〜６Ｃ４はそれぞれ巻線７Ｂおよび７Ｃによって形成されている。各ステータセグメントチェーンＡ〜Ｃはそれぞれ２つのステータセグメントグループに分けられており、図１に図示した実施形態では、ステータセグメントペア８Ａ、９Ａおよび８Ｂ、９Ｂおよび８Ｃ、９Ｃの形態で表されている。１つのステータセグメントグループの個々のステータセグメント、とりわけステータセグメントチェーンＡ〜Ｃのステータセグメントペアは、２つ１組で周方向に互いに直接隣接して配置されている。ステータセグメントチェーンＡの内部では、ステータセグメント２Ａ１、２Ａ２がステータセグメントペア８Ａを形成しており、一方でステータセグメント２Ａ３、２Ａ４はステータセグメントペア９Ａを形成している。ステータセグメントペア８Ｂと９Ｂに関しても同様のことが当てはまり、それぞれステータセグメントペア８Ｂはステータセグメント２Ｂ１、２Ｂ２からなり、ステータセグメントペア９Ｂは２Ｂ３、２Ｂ４からなる。ステータセグメントペア８Ｃはそれぞれステータセグメント２Ｃ１、２Ｃ２から、ステータセグメントペア９Ｃは２Ｃ３、２Ｃ４からなる。これらのステータセグメントには、コイル６Ａ１〜６Ｃ１が割り当てられている。
【００３９】
ステータセグメントペアの個々のステータセグメント、ここではステータセグメント８Ａの２Ａ１、２Ａ２、ステータセグメント８Ｂの２Ｂ１、２Ｂ２、ステータセグメント８Ｃの２Ｃ１、２Ｃ２は、ステータセグメント８Ａのコイル６Ａ１、６Ａ２、ステータセグメント８Ｂのコイル６Ｂ１、６Ｂ２、ステータセグメント８Ｃのコイル６Ｃ１、６Ｃ２に関して、それぞれ巻線７Ａ〜７Ｃによって形成される第１形式の短距離の接続路１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃによる接続を特徴としている。ステータセグメントペア９Ａのコイル６Ａ３、６Ａ４、ステータセグメントペア９Ｂのコイル６Ｂ３、６Ｂ４、ステータセグメントペア９Ｃのコイル６Ｃ３、６Ｃ４に関しては、１１Ａ〜１１Ｃによって第２形式の短距離の接続路が表されている。さらにステータセグメントペア同士、例えばステータセグメントチェーンＡのステータセグメントペア８Ａと９Ａは、長距離接続によって形成される接続路１２Ａ、ここでは第２形式、を介して互いに結合されている。ステータセグメントチェーンＡの個々のステータセグメントペア８Ａおよび９Ａは、周方向に見て互いに対向している。つまり互いに１８０°ずらされて配置されている。ステータセグメントペアのコイル、例えばステータセグメントペア８Ａの６Ａ１と６Ａ２、および、ステータセグメントペア９Ａの６Ａ３と６Ａ４は、発生する電界の相応の向きを補償するために、それぞれ逆向きの巻回方向を特徴としている。このことは、ステータセグメントペア８Ｂのコイル６Ｂ１、６Ｂ２、ステータセグメントペア９Ｂのコイル６Ｂ３、６Ｂ４、ステータセグメントペア８Ｃのコイル６Ｃ１、６Ｃ２、ステータセグメントペア９Ｃのコイル６Ｃ３、６Ｃ４にも同様に当てはまる。  長距離の接続路１２Ａ〜１２Ｃを介して互いに結合されたステータセグメントペア８Ａと９Ａ、８Ｂと９Ｂ、８Ｃと９Ｃは、図１による具体的な実施形態において、これらの長距離の接続路１２Ａ〜１２Ｃの始めと終わりに存在するコイル、この場合６Ａ２と６Ａ３、６Ｂ２と６Ｂ３、６Ｃ２と６Ｃ３が同一の巻線方向を有することを特徴としている。
【００４０】
全てのコイル６Ａ１〜６Ａ４、６Ｂ１〜６Ｂ４、６Ｃ１〜６Ｃ４は、有利には高い充填率を達成するために、丸線を用いてオルソサイクリック（orthocyclic）に巻回されている。オルソサイクリック巻回方法（orthocyclic winding）は、上側のコイル層の巻回をその下に配置されているコイル層の谷部の中に収納し、巻線７Ａ〜７Ｃを互いに専らコイルヘッドにて、つまりスロットの外側にて交差させることにより、使用可能なスペースを最適に利用することを特徴としている。
【００４１】
ステータセグメントグループの、周方向に互いに連続する少なくとも２つのコイル、すなわちこの場合ステータセグメントペア８Ａ、９Ａ、８Ｂ、９Ｂないし８Ｃ、９Ｃは、短距離接続を形成する第１形式の接続路１０Ａ〜１０Ｃ、ないしは第２形式の接続路１１Ａ〜１１Ｃが、組み立てられたステータモジュール１において、軸方向に、巻線ヘッドを形成するコイルヘッドの上には突出しないように巻回されている。このことをステータセグメントペア８Ａを例にして説明する。この際、第１形式の短距離の接続路１０Ａの領域における巻線７Ａは、コイル６Ａ１のコイルヘッドとコイル６Ａ２のコイルヘッドとの間の凹部にある放射状の延びによって表されている。特に有利な実施形態においては、短距離接続１０Ａないし１１Ａを介して互いに結合すべきコイルの端部、この場合例えばステータセグメントペア８Ａのステータセグメント２Ａ１、２Ａ２のコイル６Ａ１、６Ａ２は、ステータセグメント２Ａ１のコイル６Ａ１の巻回がこれらのコイルの間に形成された共通のスロット１４Ａの領域にて終端し、ヨーク３の領域へと直接放射状に導かれ、このヨーク３の半径において、ステータセグメントチェーンＡ内で直列に後続するコイル、この場合６Ａ２、の始端へと導かれるように構成されている。
【００４２】
巻回方向において先行するコイル、例えば６Ａ３が、共通のスロット１４Ａで終端していない場合には、巻線７Ａはまず、さらなる別の巻回が続いているかのようにもう一度このコイル６Ａ３の巻線ヘッドの上に亘って導かれる。コイルヘッド交差の終端においては、接続１１Ａが、２つの隣り合うコイルヘッドとコイルヘッドの間にある凹部において放射状にヨーク領域へと導かれ、このヨークの半径において、ヨーク３の内周４の領域にある、巻回方向に後続するコイル６Ａ４に到着する。
【００４３】
したがって、２つの直列に互いに連続するコイル、この場合６Ａ１、６Ａ２および６Ａ３、６Ａ４の、短距離接続を表す第１形式の接続路１０Ａないし第２形式の接続路１１Ａは、部分的に放射状に延びている。この放射状の延びは、隣り合う２つのコイルヘッドの間の凹部を利用して、ほぼスロット１４Ａないし１４Ａの中央にある対称線上に形成される。後続のコイル６Ａ２ないし６Ａ４の巻回はそれぞれ、個々のステータセグメント、この場合２Ａ２、２Ａ４、の放射方向に外側の領域にて、つまり軸方向にヨーク３の手前の領域にて開始する。スロット１４Ａの実施形態とコイルの形状、とりわけ台形形状に基づき、コイル端部は通常、放射方向に中間のスロット領域に存在している。すなわちコイルの外側層は、部分的にしか充填されていないのである。ステータセグメントペア９Ａのコイル６Ａ３へと向かう第２形式の長距離接続１２Ａは、特に有利な方法においては、ステータモジュール１の放射方向に内側の終端領域にて、コイルの外側層が使用していないスペースにおいて行われる。このために巻線７Ａは、接線に沿って別の相のコイルヘッドの傍らを通り過ぎて、コイル６Ａ２からコイル６Ａ３の方向へとさらに導かれる。
【００４４】
したがってステータセグメントチェーンＡの例での、個々のコイル間の接続の延び、とりわけ第２形式の短い距離１１Ａおよび第２形式の長い距離１２Ａの延びにおけるこのような接線に沿った接続部分は、それぞれ属するステータセグメント２Ａ１〜２Ａ４の形態の軟磁性の極コアの端面に対する間隔が、コイル６Ａ１〜６Ａ４の外側層にある巻線７Ａの最大間隔に相当している。
【００４５】
長距離接続を表す各第２形式の接続路、この場合、２つのステータセグメントペア８Ａと９Ａとの接続に対する１２Ａは、図１に図示したステータモジュール１の場合、放射方向に、ステータモジュール１の内周１５の領域において、周方向に間に設けられた他の相のステータセグメントチェーンＢ、Ｃのステータセグメントの傍らを通過している。この際接続路１２Ａ〜１２Ｃのために、それぞれ軸方向に使用可能なスペースが利用される。このスペースは、個々のコイル６Ａ１〜６Ｃ４の巻回時に、表面の巻回が無いまま残っているスペースであるか、ないしは、個々の巻回に設けられた段部のスペースによってコイルヘッドに空いたまま残っているスペースである。コイルヘッドないし巻回ヘッドにおけるこの段部は、個々のステータセグメント２Ａ１〜２Ｃ４の外周に関して外側層ないし表面層がより少ない巻回を有しており、かつ、この少ない巻回が放射方向にてステータモジュール１の外側に位置することによって形成される。個々のコイルの接線方向の幅は、ステータモジュール１の組み立て状態において、放射方向に外周に向かって見た場合、ステータモジュール１の内周１５の領域よりも大きい。
【００４６】
個々のステータセグメントＡ〜Ｃの第２形式の長距離接続を表す接続路１２Ａ〜１２Ｃは、それぞれ１箇所にて交差している。ここではそれぞれ２つのステータセグメントチェーン、例えばＡとＢ、ＡとＣ、またはＢとＣの長距離接続が交差している。これらの交差点はここでは１６．１〜１６．３によって示されており、有利には同様に、隣り合うコイルヘッドとコイルヘッドの間の凹部の領域に位置している。つまり交差は、軸方向に外側の交差している巻線が、先行するコイルの最も上の位置から出発して、同一のコイルの下の位置に沿って導かれた他の巻線の上に亘って導かれるようにして達成される。
【００４７】
個々のステータセグメントチェーンＡ〜Ｃの巻線７Ａ〜７Ｃの各端部はそれぞれ７Ａ１、７Ａ２、７Ｂ１、７Ｂ２、７Ｃ１、７Ｃ２によって表されており、機能位置において軸方向にあるステータセグメント２Ａ１〜２Ｃ４の装置平面から、軸方向に突出している。巻線の端部の配向は有利には表面層の領域にて行われ、この際終端領域は以下のようにして導かれて固定される。すなわち、これらの終端領域が放射方向にヨーク３の領域で支持されつつ導かれ、そして放射方向に中心方向へと配向され、そしてステータセグメント２Ａ１〜２Ｃ４の延在する領域にて、この領域から、有利には中間の領域から、軸方向に突出しているようにして、終端領域が導かれる。
【００４８】
１つの相の巻線を１つの部材からなる相巻線として、つまり中断のない相巻線として構成するための個々の特徴を、図２〜３にて簡単な概略図にて再現する。
【００４９】
図２は、コイル６Ａ１と６Ａ２の間での、短距離接続を表す第１形式の接続路１０Ａの放射状の延びを詳細に図示している。個々のステータセグメント２Ａ１および２Ａ２に対してコイル６Ａ１および６Ａ２が形成されている様子が認識でき、巻線７Ａの終端領域７Ａ１は、ステータセグメントチェーンＣの巻線７Ｃの終端領域７Ｃ２と共に、軸方向にステータセグメント平面から突出している。この際、ステータモジュール１の平面から９０°の方向に突出しており、したがって実質的にステータモジュール１の中心軸Ｍに対して平行になっている。さらにステータセグメント２Ａに関して、巻線７Ａによって実現されるステータセグメントチェーンＡの個々のコイル６Ａ１〜６Ａ４の直列接続の始端領域を形成している終端領域７Ａ１の配向が見て取れ、この形成されたコイル６Ａ１において、コイル６Ａ１の表面層１７対して接線方向に、巻線領域から出て中間スペースへと、ここではスロット１８へと向かい、ステータセグメントペア９Ｃのステータセグメントに至っている。終端領域７Ａ１はヨーク３の領域にて固定されている、ないしは、ステータセグメント２Ａ１のコイル本体の、対応する側面領域１９によって固定されており、この側面領域１９はここでは突出部によって形成されている。
【００５０】
個々のコイル６Ａ１および６Ａ２はオルソサイクリック（orthocyclic）に巻回されており、表面層はそれぞれ、巻線の断面によって生じる中間スペースへ収納されている。個々のステータセグメント２Ａ１の周囲の巻回は、放射方向に対して角度付けられて実施される。巻線７Ａは、組み立て状態で見て放射方向に外側の領域からステータモジュールの放射方向に内側の内周１５へと導かれ、そしてこの内周から再び戻る。周方向にこのコイル６Ａ１に対して直列に接続されたコイル６Ａ２への移行は、放射方向に、ヨーク３の内周４とステータモジュールの内周１５との間で実施される。それから巻線７Ａは接続１０Ａを介して、自身の端部がスロット１４Ａまで延びているコイル６Ａ１から、スロット１４Ａの領域にて放射方向に外側に、ないしはスロット１４Ａの中心線に対して平行に、ステータセグメント２Ａ２の放射方向に外側にあるヨーク領域へと導かれる。この導きは、個々のコイル６Ａ１のコイルヘッドとコイル６Ａ２のコイルヘッドとの間にある、巻線によって形成された凹部の内部で行われる。
【００５１】
第２形式の短距離接続に対する実施形態に関して、図１のコイル６Ａ３とコイル６Ａ４との間の接続に対する実施形態が示される。
【００５２】
第２形式に応じて巻線７Ａを接線に沿って導く様子を、ここではコイル６Ａ２のコイル端部に関して再び示している。コイル６Ａ２は、周方向に隣に配置されたスロットに到着する前に終端する。すなわちステータセグメント２Ａ２と、該ステータセグメント２Ａ２に周方向に隣接して配置されたステータセグメントチェーンＢのステータセグメント２Ｂ３との間に形成されたスロットに到着する前に終端する。この巻線７Ａ１の導きは、ここに図示されていないステータセグメントペア９Ａと結合するための、第２形式の長距離の接続路１２Ａの形成に含まれる。
【００５３】
図３は、図１の詳細図に基づいて、長距離接続１２Ｂが、階段状に形成されたコイルヘッドの手前で接線に沿って延びる様子を例として図示している。ここでは例として巻線７Ｂが、ステータセグメントグループ８Ｂのステータセグメント２Ｂ２から、ステータセグメントグループ９Ｂのステータセグメント２Ｂ３へと導かれる。ここでは巻線７Ｂが、周方向にこれらの間に配置されたステータセグメントに沿って導かれており、相Ｃおよび相Ａのステータセグメント２Ｃ３、２Ｃ４、２Ａ１、２Ａ２の図示した部分において、表面層１７とその下に位置する層２０との間に形成された段部に基づいて個々のコイル６Ｃ３、６Ｃ４、６Ａ１、６Ａ２に設けられたフリースペース２１を通って導かれている様子が見て取れる。このフリースペース２１は、ステータセグメントの層に関して、機能位置において、ステータモジュール１の内周１５の領域に設けられている。
【００５４】
接続路１２Ｂと接続路１２Ａとの交差点１６．１において、接続路１２Ａはコイル６Ａ２の巻線を横断しており、この際巻線７Ｂは、コイル６Ａ２の外側のとりわけ表面層１７にて接線に沿って、少なくとも部分的に放射方向に導かれる。個々の交差点１６．１は有利には、コイルの、この場合コイル６Ａ２の巻線層同士の間にある段部の領域に位置し、異なるコイルペア（８Ａ、９Ｂ）の２つのコイルヘッドの間にある凹部の領域に位置しているか、またはこれらに直接隣接して位置している。これによって交差点１６．１において、軟磁性のボディのより近くに延在する巻線、つまりこの場合巻線７Ｂを、その上に位置する巻線７Ａによって、コイル６Ａ２のコイルヘッドとコイル６Ｂ３のコイルヘッドとの間にある凹部へと押圧することができる。したがって巻線７Ｂは、長距離接続１２Ｂの延びにおいて軸方向に変形され、巻線７Ｂの上に延在する長距離接続１２Ａの巻線７Ａは、外側のコイル層の間隔に相当する間隔を置いて延在することができる。巻線７Ａを横断する巻線７Ｂは、接線方向から上に向かって屈曲し、凹部において放射方向にヨーク領域へと導かれる。
【００５５】
図１〜３は、３相および１２個の巻回された極を備えるステータモジュールの特に有利な実施形態を、例として示している。しかしながら、巻回されたステータセグメントの別の構成および別の極数も適当である。したがって１つの相の全ての極を周領域に配置することもでき、これによって長距離接続はなくなる。しかしながら巻回方向が異なるので、上に述べたように個々のコイルヘッド同士の間に形成された凹部の中に収納可能な、第１形式および第２形式の２つの異なる短距離接続は同様に存在する。さらには、極の数ならびに相の数を変化させることも、または第１形式または第２形式の長距離接続のみを備えたステータモジュールも製造することも考えられる。さらには、相巻線の断面が大きい場合には、１つの巻線の代わりに、平行に巻回された複数の巻線を使用することも可能である。
【００５６】
このようなステータモジュールの製造に関して、基本的に種々の手段が存在する。しかしながら全ての手段は、有利には１つの相の相巻線を表すステータセグメントチェーンＡ〜Ｃのステータセグメントがそれぞれ、直列に接続されたコイル６Ａ１〜６Ｃ４を構成するただ１つの巻線（または平行に巻回された複数の巻線）７Ａ、７Ｂ、７Ｃを、中断なしに有すること、および、個々の直列に接続されたコイル６Ａ１〜６Ｃ４の間の接続ができるだけ短く保たれることを特徴としている。図４は、予め製造されたステータセグメントチェーンＡとして製造する際の接続路１２Ａを例にして、接続路の延びの詳細をより簡単に概略的に図示している。図６は、ステータモジュール１を製造するための方法の経過のフローチャートである。
【００５７】
ここでは全ての実施形態において、第１ステップＶＡにて、ステータセグメントチェーンのステータセグメントが準備され、巻回工具において互いに配向される。巻回工具における配置は、ステータセグメントチェーンＡに関する図４に、非常に概略的かつ簡単に図示している。個々のステータセグメント２Ａ１〜２Ａ４の配向は、実質的に周方向に関して、これらのステータセグメントが完成したステータモジュール１において互いに配向されているような位置に相当する。ここでは長距離の接続路１２Ａを介して互いに接続すべき個々のステータセグメントペア８Ａおよび９Ａが、１つの平面上に、または、ここに図示していない巻線工具の支持体における実際の位置に、配置されている。しかしながら、軸方向への配向は種々異なる方法で実施することができる。この際、以下の実施方法が区別される。すなわち、固定の支持体および固定のステータセグメントと、周方向に個々のステータセグメントの周囲に巻線を導くことができる巻線ニードルとを用いてステータセグメントを巻回する実施方法と、巻線に対して回転するステータセグメントを用いた実施方法とが区別される。しかしながら有利には、巻線７Ａは、位置固定されたステータセグメントの周囲に巻線ニードルを用いて巻回される。
【００５８】
図４は、図示していない巻回工具の図示していない支持装置における、ステータセグメントチェーンＡの完成した巻回を図示している。ここでは個々のステータセグメントのための支持軸Ｔ１〜Ｔ４のみを図示している。周方向に互いに直接隣接するステータセグメント２Ａ１、２Ａ２および２Ａ３、２Ａ４のための支持軸Ｔ１、Ｔ２およびＴ３、Ｔ４は互いに角度付けられて配置されており、この際それぞれ周方向に隣接するステータセグメント２Ａ２および２Ａ４のステータセグメントのヨーク領域３は、先行するステータセグメント２Ａ１および２Ａ３に対して有利には２０°から９０°の角度範囲で、軸平面から手前に傾けられている。ステータセグメントグループが、第１形式の短距離の接続路を介して互いに結合すべきステータセグメントを複数有する場合には、工具における配置および配向は交替で互いに傾けられて行われる。この支持軸ないし固定軸にステータセグメントが配置および固定され、次の方法ステップＶＢにおいて、巻線７Ａが、ステータセグメントチェーンＡの個々のステータセグメント２Ａ１、２Ａ２、２Ａ３、２Ａ４の周囲に所期の方法によって順々に導かれる。この際、周方向に互いに隣接して配置されているステータセグメント２Ａ１と２Ａ２および２Ａ３と２Ａ４は、それぞれ異なる方向に巻回される。図１〜３のステータセグメントチェーンとは異なり、図４に図示されたステータセグメントチェーンの製造方法においては、ステータセグメントチェーンは、第１コイルの後に第２形式の短距離の接続路１１Ａを有しており、第２コイルの後に第１形式の長距離の接続路１３Ａを有しており、第３コイルの後に第１形式の短距離の接続路１０Ａを有している。したがってステータセグメントペア８Ａと９Ａの順序が入れ替わっている。ここでは図４に図示された短距離接続１１Ａは、組み立て状態においてステータセグメント２Ａ１の放射方向に内側の領域から、ステータセグメント２Ａ２の、ひいては後続コイル６Ａ２の、軸平面から手前に傾けられている放射方向に外側の領域へと、巻線７Ａを導くことによって実現される。移行時に巻回方向を変更することが重要である。図１のようにステータセグメントチェーンＡが、周方向に互いに間隔を置いた、ないし有利には対向するステータペアによって表されている場合には、長距離の接続路１３Ａを実現するために、ステータセグメントグループ８Ａと９Ａの間の移行部は、支持装置においても同様に、有利には円形のセグメントまたは平坦な平面に沿って導かれる。他のステータセグメントチェーンＢ、Ｃも同様に製造することができる。支持軸は、有利な工具形態において、ステータセグメントの巻回後に、隣接し合う２つのステータセグメントの磁極ヘッドの間の開角が最終値に低減され、小さいスロットスリットを獲得できるように傾けられる。
【００５９】
個々のステータセグメントチェーンＡ〜Ｃのための個々の巻線７Ａ〜７Ｃによって直列に接続された個々のコイルの巻回および製造が完了した後、これらのステータセグメントチェーンは、方法ステップＶＣでは既に組み立て済みの形態で存在しており、リング形のヨーク３へと配向することができるようになっている。個々のステータセグメントチェーンＡ〜Ｃの組み立て、配向、および／または固定は、軸方向の簡単な挿入動作によって実施することができ、ステータセグメントチェーンＢを例にして図５に図示している。個々のステータセグメント２Ｂ１、２Ｂ２および２Ｂ３、２Ｂ４は、ステータセグメントが放射方向に配向されている軸平面へと傾けられる。
【００６０】
その後、次に組み立てるべきステータセグメントチェーンＡまたはＣのために、組み立てを保証するための複数のオーバーラップした動作、つまりこの場合軸方向の動作および放射方向の動作が必要である。その一方で、最後のステータセグメントチェーンＡまたはＣのために、組み立てのための相応の別の方向成分が必要である。とりわけ、最後のステータセグメントチェーンの組み立てのために、ステータセグメントペアの短時間だけ放射方向にそらす必要がある。
【００６１】
ステータセグメントのヨーク領域間の接続の実施形態に応じて、この接続を力結合または素材結合によって実施することができ、したがって解除可能にも解除不能にも構成することができる。
【００６２】
完成するための本発明の方法は、図６のフローチャートに基づいて示されている。図６は、方法ステップＶＡにおいて、工具の準備および工具における個々のステータセグメントの配向を示し、方法ステップＶＢにおいて、角度付け工程を示し、方法ステップＶＣにおいて、ケーシングに挿入可能なリングへの組み立てを示している。
【符号の説明】
【００６３】
１  ステータモジュール
２Ａ１−２Ａ４  ステータセグメント
２Ｂ１−２Ｂ４  ステータセグメント
２Ｃ１−２Ｃ４  ステータセグメント
３  ヨーク
４  継目箇所
６Ａ１−６Ａ４  コイル
６Ｂ１−６Ｂ４  コイル
６Ｃ１−６Ｃ４  コイル
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ  巻線
７Ａ１  第１終端領域
７Ａ２  第２終端領域
７Ｂ１  第１終端領域
７Ｂ２  第２終端領域
７Ｃ１  第１終端領域
７Ｃ２  第２終端領域
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ  ステータセグメントペア
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ  ステータセグメントペア
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  ステータセグメントペア８Ａ、８Ｂ、８Ｃ内部の第１形式の短距離接続
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ  ステータセグメントペア９Ａ、９Ｂ、９Ｃ内部の第２形式の短距離接続
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  ステータセグメントペア８と９の間の第２形式の長距離接続
１３Ａ  第１形式の長距離接続
１４Ａ  スロット
１５  内周
１６．１−１６．３  交差点
１７  上側位置、上側巻線
１８  スロット
１０  側面領域
２０  下側位置、下側巻線
２１  フリースペース
Ａ、Ｂ、Ｃ  ステータセグメントチェーン
Ｍ  中心軸
Ｔ１−Ｔ４  支持軸
ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ  方法ステップ
【図１】
2013511256.tif 000003
【図２】
2013511256.tif 000004
【図３】
2013511256.tif 000005
【図４】
2013511256.tif 000006
【図５】
2013511256.tif 000007
【図６】
2013511256.tif 000008
【国際調査報告】
2013511256.tif 000009
2013511256.tif 000010
2013511256.tif 000011
2013511256.tif 000012
2013511256.tif 000013
2013511256.tif 000014