(57)【要約】  本発明は、電気機械の固定子又はロータ用の巻き線をプレアセンブリするための装置（２００）に関する。この装置は、非円形断面を有する２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）を備える複数のヘアピン（２５５）を含む。この装置は、複数のスロット（２２２，２３２）を含むリング（２２０，２３０）、及びリング（２２０，２３０）の円周に沿って格納を行う外側格納リング（２１０）を備える。また、内側カムブロック（２７０）と外側カムブロック（２８０）は、内側カムブロック（２７０）を囲み、且つ径方向に対向しており、上記リング（２２０，２３０）の出口面に対向して配置されている。カムは、使用中、上記リング（２２０，２３０）と同時に交差するとき、上記２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）と交差するように構成されている。このカムは、２つのカムブロックの間の自由円形空間（２９５）に向けて開口している。また、本発明は、電気機械の固定子又はロータ用の巻き線セット（２９０）をプレアセンブリする方法に関する。この方法において、ヘアピンは装置（２００）のスロットに順番に挿入される。また、リング（２２０，２３０）の連続回転は、自由円形空間に配置されている完成した巻き線セット（２９０）を得るように行われる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械の固定子又はロータ用の少なくとも１つの巻き線アセンブリ（２９０）をプレアセンブリするための装置（２００）であって、
前記装置は、複数の基本導体（２５５）を含んでおり、
それぞれの前記基本導体（２５５）は、２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）を備えており、
前記２つの脚部は、２つの自由端（２５５ａＥ，２５５ｂＥ）を備える略「Ｕ」字形状を形成するように、非円形断面と、前記２つの脚部の間における橋状接続部（２５５ｃ）とを有しており、
前記装置（２００）は、
少なくとも１つのリング（２２０，２３０）を備えており、
前記リングは、中心軸（Ｘ）に沿って伸びて、複数のスロット（２２２，２３２）を備えており、
前記複数のスロット（２２２，２３２）のそれぞれのスロットは、前記中心軸（Ｘ）と実質的に平行な深さ方向に沿って、且つ前記中心軸（Ｘ）に関して径方向に沿う開口部を形成しており、
前記それぞれのスロットは、前記深さ方向に沿って、１つ以上の前記基本導体（２５５）の少なくとも１つの自由端（２５５ａＥ，２５５ｂＥ）を受容するように構成されており、
前記中心軸（Ｘ）に沿う前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）は、前記少なくとも１つの自由端（２５５ａＥ，２５５ｂＥ）の第１挿入面、及び前記第１挿入面に対向する第２面を有しており、
前記装置（２００）は、
少なくとも１つのカムブロック（２７０，２８０）が、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）の前記第１挿入面又は前記第２出口面のいずれかに対向して配置されており、
前記少なくとも１つのカムブロック（２７０，２８０）は、使用するとき、前記中心軸（Ｘ）と実質的に平行な方向の少なくとも一部において、前記２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）の一方と交差するように構成されている少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）を有しており、
前記２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）の一方は、同時に、少なくとも一部において、前記複数のスロット（２２２，２３２）のそれぞれのスロットに沿う前記中心軸（Ｘ）と実質的に平行な方向に前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）と交差しており、
自由円形空間（２９５）が前記カムブロック（２７０，２８０）に形成されており、
前記自由円形空間は、前記中心軸（Ｘ）と同心であり、且つ前記２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）と交差するように構成されており、
前記少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）の少なくとも１つの端部は開いており、
前記自由円形空間（２９５）と前記少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）は、使用するとき、前記カムブロックに関して前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）の相対的回転により、前記カムブロック（２７０，２８０）と前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）にそれぞれの前記２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）と共にそれぞれ挿入されている前記基本導体（２５５）が、前記２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）の一方と実質的に平行な軸に関して、最終位置に向けて移動して回転するように構成されており、
両方の前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）が前記自由円形空間（２９５）と交差する、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記複数のスロット（２２２，２３２）の前記スロットは、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）の開口部を通り、
前記第２面は、前記少なくとも１つの自由端（２５５ａＥ，２５５ｂＥ）の出口面であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）のそれぞれの前記スロット（２２２，２３２）は、第１スロット（２２２）及び第２スロット（２３２）により構成されており、複数の前記第１スロット（２２２）及び前記第２スロット（２３２）を形成しており、
前記第１スロット及び前記第２スロットは、それぞれ、前記中心軸（Ｘ）と実質的に平行な深さ方向に沿って、且つ前記中心軸（Ｘ）に関して径方向に沿う開口部を形成しており、
前記第１スロット及び前記第２スロットは、それぞれ、径方向に対向する開口端、及び反対側の閉口端を有しており、
前記第１スロット（２２２）及び前記第２スロット（２３２）は、前記深さ方向に沿って、１つ以上の前記基本導体（２５５）の前記少なくとも１つの自由端（２５５ａＥ，２５５ｂＥ）を受容するように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）は、
前記第２スロット（２３２）を示す、より小さな径の内側リング（２３０）と、
前記第１スロット（２２２）を示す、より大きな径の外側リング（２２０）とを備えることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
複数の前記第１スロット（２２２）及び／又は前記第２スロット（２３２）は、複数の径方向に格納できる挿入部（２２１）に形成されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
複数の前記径方向に格納できる挿入部（２２１）は、それぞれ、歯止め（２２３）を備えることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
請求項４に基づいて、
前記径方向に格納できる挿入部は、より大きな径の前記外側リング（２２０）に設けられていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
前記装置は、
前記リング（２２０，２３０）の少なくとも１つの周囲面と、
前記周囲面の格納装置（２１０）とを備えており、
少なくとも１つの前記周囲面は、前記第１挿入面及び前記第２出口面と繋がっていることを特徴とする、請求項１〜７の少なくともいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記格納装置（２１０）は、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）の前記周囲面に沿って格納を行う格納リング（２１０）を備えることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記カムブロック（２７０，２８０）は、内側ブロック（２７０）と外側ブロック（２８０）を備えて、
前記外側ブロックは、前記内側ブロック（２７０）を囲み、且つ径方向に対向しており、
前記内側ブロック（２７０）は少なくとも１つの内側エンベロープガイド（２７１）を有して、及び／又は、
前記外側ブロック（２８０）は、使用するとき、前記２つの脚部が、少なくとも一部において、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）と同時に交差する場合、少なくとも一部において、前記２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）のいずれかと交差するように構成されている少なくとも１つの外側エンベロープガイド（２８１）を有しており、
前記自由円形空間（２９５）は前記内側ブロック（２７０）と前記外側ブロック（２８０）との間に形成されていることを特徴とする、請求項１〜９の少なくともいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記外側エンベロープガイド（２８１）は、前記リング（２２０，２３０）の相対的回転により、外側から前記自由円形空間（２９５）に向けて前記外側エンベロープガイド（２８１）に挿入される１つ以上の基本連結部（２５５）の前記脚部（２５５ｂ，２５５ａ）を取り込むように構成されており、
前記内側エンベロープガイド（２７１）は、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）の相対的回転により、前記自由円形空間（２９５）に向けて前記内側エンベロープガイド（２７１）に挿入される１つ以上の基本連結部（２５５）の前記脚部（２５５ｂ，２５５ａ）を取り込むように構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記中心軸（Ｘ）の第１の高さにおいて、前記中心軸（Ｘ）に関して径方向に伸びて、第１の一連のエンベロープガイド、及び第１の径方向の大きさを有する第１自由円形空間（２９５）を備える第１カムブロックがあり、
前記中心軸（Ｘ）の第２の高さにおいて、前記中心軸（Ｘ）に関して径方向に伸びて、第２の一連のエンベロープガイド、及び第２の径方向の大きさを有する第２自由円形空間（２９５）を備える第２カムブロックがあり、
前記第１の高さは前記第２の高さと異なり、
前記第１の径方向の大きさは前記第２の径方向の大きさと異なり、
前記第１カムブロックと前記第２カムブロックは、使用するとき、前記複数のスロット（２２２，２３２）に関して同時且つ同期して回転する、又は固定し続けるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜１１の少なくともいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の一連のエンベロープガイドと前記第２の一連のエンベロープガイドの間の比率、及び前記第１の径方向の大きさと前記第２の径方向の大きさの比率は、それぞれ、約１〜２であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
請求項４に基づいて、
前記内側リング（２２０）及び／又は前記外側リング（２３０）は、前記少なくとも１つのカムブロック（２７０，２８０）に関して一体的且つ反対側の方向に、又は前記少なくとも１つのカムブロック（２７０，２８０）に関して一方の方向に一方を、且つ反対側の方向に他方を回転するように構成されていることを特徴とする、請求項４又は請求項５〜１３の少なくともいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記自由円形空間（２９５）の中線上を進む分離パーティション（２６５）があり、
前記分離パーティション（２６５）は、例えば、予め形成された巻き取りアセンブリに対応するような厚みを有することを特徴とする、請求項１〜１４の少なくともいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）は、前記２つの脚部の一方が、他方よりも、前記中心軸（Ｘ）に関して近くなるように、また前記基本導体の前記２つの脚部が、前記中心軸から最も離れた少なくとも前記脚部の自由空間に接近する動作に従って、少なくとも１組の前記基本導体（２５５）に対して前記自由円形空間（２９５）に入れられるように構成されている、
前記基本導体（２５５）は、前記自由円形空間（２９５）の内側に形成される前記少なくとも１つの巻き線アセンブリ（２９０）と一体となっているオブザーバの視点から見えるように前記２つの脚部を構成して、且つ一致する前記脚部のそれぞれに対して等しい運動経路と共に、前記脚部の間の等しい角度幅を有することを特徴とする、請求項１〜１５の少なくともいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記装置（２００）は、少なくとも１つの巻き線セットを組み立てるように構成されており、
前記巻き線セットは、前記基本導体（２５５）に加えて、
Ｉピンの第１端部と第２端部を有する単一の脚部により構成されている１組のＩピン、及び／又は、
いずれかの一方の端部において橋状に接続されている３つ以上の脚部を備える１組のＷピンを含んでおり、
前記少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）は、使用するとき、少なくとも一部において、前記中心軸（Ｘ）と実質的に平行な方向に、前記第１端部又は前記第２端部から始まる前記Ｉピンの単一の脚部、及び／又は前記３つ以上の脚部の少なくとも１つの脚部と交差するように構成されており、
前記単一の脚部、又は前記３つ以上の脚部の前記少なくとも１つの脚部は、同時に、少なくとも一部において、前記複数のスロット（２２２，２３２）のそれぞれのスロットに沿って、前記中心軸（Ｘ）と実質的に平行な方向に、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）と交差して、
前記自由円形空間（２９５）は、前記単一の脚部、又は前記３つ以上の脚部の前記少なくとも１つの脚部と交差するように構成されており、
前記自由円形空間（２９５）と前記少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）は、使用するとき、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）の相対的回転により、前記単一の脚部、又は前記３つ以上の脚部の前記少なくとも１つの脚部により挿入される前記Ｉピン又は前記Ｗピンが、それぞれ、前記カムブロック（２７０，２８０）及び前記リング（２２０，２３０）において、最終位置に向けて動いて、前記単一の脚部、又は前記３つ以上の脚部の前記少なくとも１つの脚部が前記自由円形空間（２９５）と交差するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜１６の少なくともいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
複数のエンベロープガイド（４８１，４８１）が設けられており、
前記複数のエンベロープガイド（４８１，４８１）の内の少なくとも２つのエンベロープガイドが、前記自由円形空間（２９５）により囲まれている円周の内側、又は前記円周の外側にあることを特徴とする、請求項１〜１７の少なくともいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
電気機械の固定子又はロータ用の少なくとも１つの巻き線アセンブリ（２９０）を完全又は部分的にプレアセンブリするための方法であって、
前記方法は、複数の基本導体（２５５）を含んでおり、
前記複数の基本導体（２５５）は、それぞれ、２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）を備えており、
前記２つの脚部は、２つの自由端（２５５ａＥ，２５５ｂＥ）を備える略「Ｕ」字形状を形成するように、非円形断面と、前記２つの脚部の間における橋状接続部（２５５ｃ）とを有しており、
前記方法は、
スロット間の一定又は可変ピッチを有する少なくとも１つのリング（２２０，２３０）と共に、請求項１〜１８の少なくともいずれかに記載されているような電気機械の固定子又はロータ用の少なくとも１つの巻き線セット（２９０）をプレアセンブリするための第１の装置を与えるステップＳ１であって、
少なくとも１つのカムブロック（２７０，２８０）が、少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）と自由円形空間（２９５）を有するステップＳ１と、
初期位置に向かう前記少なくとも１つのカムブロックに関して、両方の前記脚部（２５５ｂ，２５５ａ）をそれぞれの前記エンベロープガイド（２７１，２８１）に挿入できるように、又は前記２つの脚部の一方を前記エンベロープガイド（２７１，２８１）に、且つ前記２つの脚部（２５５ｂ，２５５ａ）の異なる脚部を前記自由円形空間（２９５）に挿入できるように、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）の全体又は一部を回転するステップＳ２と、
前記基本導体（２５５）の前記２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）を、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）と異なるそれぞれのスロット（２２２，２３２）に、同時に前記エンベロープガイド（２７１，２８１）の一方の脚部、及び前記自由円形空間（２９５）又は別の前記エンベロープガイド（２７１，２８１）の前記２つの脚部の他方により、前記カムブロック（２７０，２８０）に挿入するステップＳ３と、
最後に挿入された前記基本導体（２５５）の前記自由円形空間（２９５）に向けて接近する動作を得るように、一方又は複数のスロットピッチにより、前記少なくとも１つのリング（２２０，２３０）及び／又は前記少なくとも１つのカムブロック（２７０，２８０）をそれぞれの方向に回転するステップＳ４と、
前記巻き線セット（２９０）の予め決められた数の前記基本導体（２５５）を挿入するまで、ステップＳ３とステップＳ４を繰り返すステップＳ５とを備えており、
前記ステップＳ１の前記第１の装置が請求項１７において設けられている場合、
前記ステップＳ２において、前記初期位置は、前記単一の脚部、又は前記３つ以上の脚部の前記少なくとも１つの脚部を挿入できて、
前記ステップＳ３において、前記単一の脚部、又は前記３つ以上の脚部の前記少なくとも１つの脚部は、前記スロット（２２２，２３２）、及び前記カムブロック（２７０，２８０）に挿入される、ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
追加のステップは、
前記ステップＳ５の後に行われて、
最後に挿入された前記基本導体（２５５）を形成するように、又は最後の前記Ｉピン若しくは前記Ｗピンが前記少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）から出るように、予め決められた角度により前記リングを回転するステップＳ６であることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記基本導体（２５５）は、前記脚部の間において、予め決められた角度の開口部又はピッチを有して、ステップＳ１〜Ｓ５において用いられており、
追加のステップは、
前記ステップＳ５の後に行われて、
前記巻き線アセンブリ（２９０）が完全又は部分的に組み立てられるまで、対応する前記ステップと異なる前記脚部の間において、予め決められた同じ角度の開口部を有する予め決められた数の前記基本導体（２５５）を用いて、ステップＳ１〜Ｓ５又はステップＳ１〜Ｓ６を繰り返すステップＳ９であることを特徴とする、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
より小さな同じ角度の開口部を有するすべての前記基本導体（２５５）が、より大きな同じ角度の開口部を有する前記基本導体の前に用いられることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
同じ角度の開口部を有するすべての前記基本導体（２５５）が、前記基本導体の前に挿入されており、
前記基本導体の前記角度の開口部は、前記巻き線における最終位置に関して、前記同じ角度の開口部を備えることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記方法の１つ以上の前記ステップは、複数の同心巻き線アセンブリを組み立てるように反復的に繰り返されており、
前記ステップＳ２又はＳ３は、別の巻き線アセンブリをプレアセンブリする最後のステップの終了前に始まり得ることを特徴とする、請求項１９〜２３の少なくともいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
ステップＳ４の回転は、
角度βが、２つの連続的に挿入される前記基本導体（２５５）の間にあり、前記少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）の一方において、連続的に挿入される前記基本導体（２５５）を挿入するための空間を取り除くように、２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）の一方の周りの前記基本導体（２５５）の回転に対応することであって、
前記角度βは、前記基本導体（２５５）の大きさ、及び前記少なくとも１つのエンベロープガイド（２７１，２８１）の構造により定まることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
ステップＳ７は、ステップＳ６の終了時に行われて、
プレアセンブリされた巻き線アセンブリ（２９０）は前記固定子又はロータコア（３００）に適用されることを特徴とする、請求項２０〜２５の少なくともいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
前記ステップＳ１の前記第１の装置は、
前記少なくとも１つの内側エンベロープガイド（２７１）、及び／又は前記少なくとも１つの外側エンベロープガイド（２８１）が、それぞれ、前記自由円形空間（２９５）において、少なくとも１つの外側カム出口部（２８１ａ）と少なくとも１つの内側カム出口部（２７１ａ）を有しており、
前記ステップＳ７は、
外側カム出口部（２８１ａ）、及び／又は内側カム出口部（２７１ａ）を閉じるサブステップＳ７Ａと、
前記巻き線セット（２９０）を前記固定子又はロータ（３００）に挿入するサブステップＳ７Ｂとを備えることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
請求項１０〜１４に記載の前記第１の装置が用いられており、
前記ステップＳ２は、前記内側ブロック（２７０）と前記外側ブロック（２８０）に関して行われており、
前記ステップＳ４において、前記内側リング（２２０）と前記外側リング（２３０）は、両方とも逆回転するように形成されている、又はいずれかの一方だけが回転するように形成されていることを特徴とする、請求項１９〜２７の少なくともいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
請求項５に記載の前記第１の装置が用いられており、
前記巻き線セット（２９０）の前記基本導体（２５５）の前記２つの自由端（２５５ａＥ，２５５ｂＥ）が前記固定子又はロータコアに挿入されるとき、又はこのステップより前に、複数の前記径方向に格納できる挿入部（２２１）のいずれかは、前記巻き線アセンブリ（２９０）を放出するように径方向に移動することを特徴とする、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３０】
代替として、
前記ステップＳ１の前記装置は請求項１８において形成されており、
前記ステップＳ１〜Ｓ５，Ｓ６，又はＳ９において、前記基本導体（２５５）は、第１曲げ方向を有する前記橋状接続部（２５５ｃ）と共に用いられる、
または、スロット（４２６）間の一定又は可変ピッチを有する少なくとも１つのリング（４２５）と共に、請求項１８に記載されているような電気機械の固定子又はロータ用の巻き線アセンブリをプレアセンブリするための第２の装置（４００）を与えるステップＲ１であって、
少なくとも１つのカムブロック（４８０）が、少なくとも２つのエンベロープガイド（４８１，４８２）と自由円形空間（４９５）を有するステップＲ１と、
前記ステップＳ５，Ｓ６，又はＳ９の前記第１の装置（２００）から前記巻き線アセンブリ（２９０）を取り除くステップＲ２であって、
前記第１曲げ方向を有する前記橋状接続部（２５５ｃ）を備える前記基本導体（２５５）が前記ステップＳ５，Ｓ６，又はＳ９において用いられるステップＲ２と、
前記巻き線アセンブリ（２９０）を前記第２の装置（４００）の前記自由円形空間（４９５）に挿入するステップＲ３とが行われており、
前記ステップＳ５，Ｓ６，若しくはＳ９の後、且つステップＳ７の前、又はステップＲ３の後に、
初期位置までの前記少なくとも１つのカムブロック（４８０）に関して、前記少なくとも１つのカムブロック（４８０）において、前記２つの脚部により、少なくとも１つの前記基本導体（２５５，２５５ｒ）をそれぞれの前記エンベロープガイド（４８１，４８２）に挿入できるように、前記少なくとも１つのリング（４２５）の全体又は一部を回転するステップＲ４と、
前記基本導体（２５５，２５５ｒ）の前記２つの脚部を、前記少なくとも１つのリング（４２５）のそれぞれ異なる前記スロット（４２６）に、同時に２つの前記エンベロープガイド（４８１，４８２）のそれぞれの前記２つの脚部により、前記カムブロック（４８０）に挿入するステップＲ５と、
最後に挿入された前記基本導体（２５５，２５５ｒ）の前記自由円形空間（４９５）に向けて接近する動作を得るように、一方又は複数のスロットピッチにより、前記少なくとも１つのリング（４２５）及び／又は前記少なくとも１つのカムブロック（４８０）をそれぞれの方向に回転するステップＲ６と、
予め決められた数の前記基本導体（２５５，２５５ｒ）を前記少なくとも１つの巻き線セット（２９０）に挿入するまで、ステップＲ４〜Ｒ６、又はステップＲ５，Ｒ６を繰り返すステップＲ７とが行われており、
予め決められた数の前記基本導体（２５５，２５５ｒ）は、第２曲げ方向を有する前記基本導体（２５５ｒ）を備えており、
前記第２曲げ方向は前記第１曲げ方向に対向することを特徴とする、請求項１９〜２９の少なくともいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記ステップＳ５，Ｓ６，若しくはＳ９、又は前記ステップＲ２の前記巻き線アセンブリ（２９０）は、請求項１７に記載の装置が用いられるとき、１つ以上の巻き線レイヤ（２９０−１，２９０−４）における予め決められた数のＩピン又はＷピンを備えており、
予め決められた数の前記基本導体（２５５，２５５ｒ）が、それぞれ、前記予め決められた数のＩピン又はＷピンの脚部と角度的に対応する前記少なくとも１つの脚部により挿入されることを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
代替として、
前記ステップＳ１の前記装置は請求項１７，１８に記載されており、
前記ステップＲ７の後に、
前記スロット（４２６）間の一定又は可変ピッチを有する前記少なくとも１つのリング（４２５）と共に、請求項１７，１８に記載されているような電気機械の固定子又はロータ用の少なくとも１つの巻き線アセンブリをプレアセンブリするための第３の装置（４００）を与えるステップＬ１であって、
前記少なくとも１つのカムブロック（４８０）が、少なくとも１つの前記エンベロープガイド（４８１，４８２）と前記自由円形空間（４９５）を有するステップＬ１と、
前記ステップＲ７の前記装置（４００）から前記少なくとも１つの巻き線アセンブリ（２９０）を取り除くステップＬ２と、
前記少なくとも１つの巻き線アセンブリ（２９０）を前記第３の装置（４００）の前記自由円形空間（４９５）に挿入するステップＬ３とが行われており、
前記ステップＲ７又はＬ３の後に、
初期位置までの前記少なくとも１つのカムブロック（４８０）に関して、前記少なくとも１つのカムブロック（４８０）において、少なくとも１つの前記基本導体（２５５）、又は少なくとも１つの前記Ｉピン若しくは前記Ｗピンをそれぞれの前記エンベロープガイド（４８１，４８２）に挿入できるように、前記少なくとも１つのリング（４２５）の全体又は一部を回転するステップＬ４と、
前記基本導体（２５５）、Ｉピン、又はＷピンの前記脚部を、前記少なくとも１つのリング（４２５）のそれぞれ異なる前記スロット（４２６）に、同時に対応する前記エンベロープガイド（４８１，４８２）の前記脚部により、前記カムブロック（４８０）に挿入するステップＬ５と、
最後に挿入された前記基本導体（２５５）の前記自由円形空間（４９５）に向けて接近する動作を得るように、一方又は複数のスロットピッチにより、前記少なくとも１つのリング（４２５）及び／又は前記少なくとも１つのカムブロック（４８０）をそれぞれの方向に回転するステップＬ６と、
前記少なくとも１つの巻き線セット（２９０）の予め決められた数の前記基本導体（２５５）、及び／又はＩピン、及び／又はＷピンを挿入するまで、ステップＬ４〜Ｌ６、又はステップＬ５，Ｌ６を繰り返すステップＬ７とが行われており、
前記予め決められた数の基本導体（２５５）は、前記第１曲げ方向を有する前記基本導体であることを特徴とする、請求項３０又は３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的モータのような電気機械の固定子又はロータに用いられる電気的な棒導体の巻き線セットをプレアセンブリするための方法と装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、例えばハイブリッド車（ＨＥＶ）の適用に対して、発電機又は電気的モータのような電気機械の固定子又はロータを与えることが知られている。この固定子又はロータの巻き線は、「棒巻き線」又は「巻き線セット」としても知られている電気的な巻き線を形成するように、曲げられていて、且つ様々に相互接続している複数の棒導体により形成される。この曲げられている棒導体はまた、一方の端部に向かう橋部として繋がる１つ以上の脚部と共に、「ヘアピン導体」又は単純な「ヘアピン」として知られている。それぞれの「レイヤ」は、棒巻き線において区別され得る。それぞれの棒巻き線は、巻き線軸から径方向の同じ距離に配置されている等距離位置の円形配列、及び（以下の定義によれば）右側又は左側のいずれかの単一の種類のヘアピンを備える導体のセットにより形成されている。したがって、ヘアピンの脚部は、最も多くのレイヤの位置を占有する。巻き線セットにおける最大の濃度を有して、説明されている種類のセットは、「クラウン」と呼称されている。一部の場合、棒巻き線は、１つ以上の同心のクラウンにより構成されている。
【０００３】
特に、（「円形ワイヤ導体」とも呼称される）円形断面又は長方形断面を有するヘアピンを備える巻き線は、従来技術に属している。これに関して、本明細書における「長方形」又は「正方形」の導線は、一般的に丸い縁により隣接する側面とそれぞれ繋がる４つの実質的に平坦な側面を有するワイヤを示す。台形状の断面を有する棒導体が知られている。
【０００４】
上記基本導体は、一般的に、直線の棒導体から始まり、「Ｕ」字又は「Ｐ」字に曲げることにより予め形成されている。米国特許７，４８０，９８７号は、ヘアピンを形成するように、直線の棒導体を予め形成するための方法の例を記載している。「Ｕ」字又は「Ｐ」字形状に予め成形された導体は、技術分野において「予め形成された基本導体」とも一般的に呼称されており、等しい又は異なる長さの２つの隣接する脚部を一般的に有する。この脚部は、それぞれ、自由端部と反対側の端部を有する。この反対側の端部は接続部により他の脚部と繋がっている。
【０００５】
図２（ａ）を参照すると、ヘアピン２５５は、線形導体（図示せず）から始まり、それぞれの自由端２５５ａＥを有する第１脚部２５５ａと、それぞれの自由端２５５ｂＥを有する第２脚部２５５ｂとを形成するように該線形導体を曲げることにより予め形成されている。曲げ形状は、同時に、２つの脚部２５５ａ，２５５ｂの間の橋状接続部２５５ｃを形成する。この例において、この予め形成されたヘアピンは平坦な「Ｕ」字の形状を有する。例えば、電気機械の固定子を形成するため、「Ｕ」字又は「Ｐ」字状に予め形成された棒導体に２つの異なる種類のねじりを受けさせることが知られている。
【０００６】
「挿入側からのねじり」とも呼称される第１の種類のねじりにおいて、予め形成された棒導体は、対応する径方向に並ぶポケット又は「スロット」に適切に挿入されている。このポケット又は「スロット」は、ねじり装置に設けられていて、挿入後、この導体を変形するように構成されている。ねじり装置は、「Ｕ」字又は「Ｐ」字形状の脚部を拡げるように実質的に用いられる。したがって、それぞれの導体の２つの脚部は、装置から導体を取り出した後、対応する一対の固定子コアのスロットに連続して挿入され得る。この固定子コアのスロットは、予め決められている線形距離により、互いに角度的にオフセットされている。この線形距離はオフセット脚部の間の距離と実質的に等しい。
【０００７】
図２（ａ）に示すような排他的でない例として、固定子（又はロータ）に挿入するための適切な形状のヘアピンは、予め形成されたヘアピンから始まり、例えば図２（ｂ）における形状を得るように、脚部２５５ａ，２５５ｂを拡げて、橋状接続部２５５ｃを成形するように形成されている。参照符号２５５ｐは、ヘアピンのピッチ、すなわち脚部の間の線形距離、又は角距離（開口部）、若しくはスロットピッチに関する距離を示す。注目すべきことは、形成されているヘアピンの中央頂部２５５ｃ２は、導体の断面がヘアピンの内側面（ヘアピンの内側を通過して、２つの脚部を含む面）又はＸ軸のいずれかに関して１８０°回転を受ける領域である。
【０００８】
米国公開特許２００９／０１７８２７０号は、挿入側から、棒導体をねじり装置のポケットに挿入した後、予め形成された棒導体を一様なピッチでねじるためのねじり方法の例を開示している。このねじり装置において、ヘアピンは長方形断面を有する。
【０００９】
従来技術によれば、図３ｂを参照すると、ヘアピンはまた、スタンピングにより得られてもよい。すなわち、直線導体は、打ち抜きと型のシステムにおけるコントラスト部に押し付けられている。図３ｂ（ａ）は、スタンプされた導体を示す一方、ヘアピンの中央面に関して回転する断面を示さない。このスタンプされたヘアピン又は予め形成されたヘアピンは、溶接側にねじりを受けてもよい。この場合、上記回転及び脚部２５５ａ，２５５ｂの「階段状」の形状を導入することができる。例えば、図３ｂ（ｂ）に示すように、脚部２５５ａ，２５５ｂの内の脚部２５５ａは、第１直線部２５５ａ１，階段形状部２５５ａ２，第２直線部２５５ａ３を有する。
【００１０】
図３ｃを参照すると、橋状接続部２５５ｃの形状は、（図３ｃにおいて隠れている）第２脚部２５５ｂとの接続部から始まり、第１脚部２５５ａとの接続部で終わる３つの部分２５５ｃ１，２５５ｃ３，２５５ｃ２を備えてもよい。部分２５５ｃ１は、主要伸長方向Ｂと曲率半径ＲＢを有する。部分２５５ｃ３は、主要伸長方向Ａと曲率半径Ｒを有する。部分２５５ｃ２は、主要伸長方向Ｃ（及び曲率）を有する。参照符号α１は方向Ａ，Ｃの間の角度を示す。また、参照符号α２は方向Ａ，Ｂの間の角度を示す。さらに、参照符号α３は方向Ｂ，Ｃの間の角度を示しており、角度α１と角度α２の合計に等しい。これは、ヘアピンの最終的に可能な唯一の形状である。橋状部と脚部の両方の異なる部分と構造を有する他のすべての形状は、本明細書に記載の装置及び方法と共に用いられ得る。
【００１１】
また、伸びる単一の直線部（一般的に、第１端部と第２端部の間において適切に形成されている単一の脚部）を有して、スロットに収容されている「Ｉピン」と呼称される導体がある。この導体は、米国特許７，６２２，８４３号において、位相端子として用いられている。「Ｗ」字形状の導体も、例えば米国特許７，６２２，８４３号を示して、知られている。「Ｗ」字形状の導体は、Ｉピンを有するスタンプされたヘアピンを溶接することにより、又は第４導体を３つのＩピンに溶接することにより形成され得る。一般的に、以下の「Ｗピン」は、橋状接続部により同じ側面と繋がる少なくとも３つの脚部を有する導体を示す。上記３つ以上の脚部の少なくとも１つの脚部は適切なカムに用いられる。
【００１２】
さらに、図３ｄを参照すると、曲げ点における傾斜断面（図３ｄ（ａ））、及びスロットに収容されているヘアピン部に沿う連続転置（図３ｄ（ｂ）及び米国特許３，８３７，０７２号）を有する鎖状のヘアピンがある。図示しない変形例は、傾斜のない同様のヘアピンであってもよい。
【００１３】
図３ｅは、スロットの異なる位置における２つのクラウン巻き線のヘアピンの脚部の考えられる構成を示す。参照符号Ａ，Ｂは、（異なるヘアピンに属している）スロットに示す脚部が属しているクラウンを示す。巻き線ヘアピンを収容する固定子のスロットのレイヤは、同じ方向のスロットを細分化することにより径方向に得られる単一の脚部により占有されているスロット自体の部分である。スロットにおけるヘアピンの一部の考えられる構成は、ＡＡＢＢ，ＡＢＢＡ，ＡＢＡＢである。これに関して、米国特許６，８９４，４１７号を参照する。
【００１４】
固定子軸に関するヘアピンの径方向伸長は、脚部の間の径方向の距離であり、スロットレイヤに関して測定される。例えば、ＡＡＢＢ巻き線を有するヘアピン、又は巻き線ＡＢＢＡのクラウンＢの径方向伸長は単一のレイヤと等しい。ヘアピンの脚部は、隣接するレイヤに属している。ＡＢＡＢ型巻き線のヘアピンの径方向伸長は、２つのレイヤと等しい。ＡＢＢＡ型巻き線のクラウンＡのヘアピンの径方向伸長は、３つのレイヤと等しい。径方向伸長のないヘアピンも可能であり、すなわち、同じレイヤの脚部を有する。
【００１５】
以下、「ヘアピン」という用語は、後述するすべての種類の「基本導体」を含む。
【００１６】
基本導体は、第１の種類のねじりを受けた後、又はスタンプされた後、上述の巻き線セットにおいて一般的にプレアセンブリされている。プレアセンブリ装置は、それぞれのヘアピンの脚部を挿入するための一連のスロットを有して、ねじり装置と一般的に異なる。
【００１７】
巻き線セットは、ブロックとして、（「挿入側」又は「挿入面」と呼称される）第１の側面を通して、該第１の側面と反対側のコアの（「溶接側」、「接続側」、「溶接面」、又は「出口面」と呼称される）第２の側面から突出しているそれぞれの自由端部と共に固定子コアのスロットに挿入されている。
【００１８】
得られる特定の巻き線パターンに基づいて、溶接側から突出している基本導体の自由端部は、例えば、適切なねじり固定部に形成されているポケットに挿入された後、「溶接側からのねじり」と呼称される第２の種類のねじりを受け得る。本明細書において、ねじり固定部は、導体の自由端部を曲げる、又はねじり、この端部を適切に成形して、巻き線を完成するため、導体の間の適切な電気的接続を行うことを可能にする目的を有する。米国公開特許２００９／０３０２７０５は、上記種類の溶接側からのねじり方法の例を記載している。
【００１９】
例として、図１は、従来技術に記載のプレアセンブリ装置を示す。このプレアセンブリ装置は、巻き線セットを製造するため、（特にスタータモータ用の）固定子又はロータに挿入される前に適用されている。この装置又はアセンブリ１００は、円形断面を有するヘアピン１１０の同心リング１４０，１９０を用いて、すでに拡がっている。したがって、導体は、それぞれ、固定子コアの２つのスロットの間の角距離に対応する角度により分かれている脚部を示す。脚部は、このスロットに挿入される。参照符号１２０，１８０は、ヘアピンの脚部を垂直に支持するための「スロット」又は「ポケット」を示す。特に、ポケット１２０は、回転する前、ヘアピンを装着している間、垂直支持部を与えるように用いられている。参照符号１５０は、プレアセンブリ装置の軸に対する基準である。また、参照符号１６０は、巻き線セット１７０をプレアセンブリするための回転方向である。スロットは、同心リング１４０，１９０に設けられており、第３の同心要素１９５と共に軸方向に重ね合わせられる。径方向に伸びるガイドは、この第３の同心要素１９５にあり、最初にポケット１２０に収容されている脚部の動作をガイドする。上記回転の間、リング１４０と要素１９５は、リング１９０に関して拘束されて回転する。すなわち、リング１９０はリング１４０と要素１９５の両方に関して回転する。上記回転の開始時、それぞれのヘアピンの脚部の上部は、スロット１２０に収容されて、該スロットから現れる。このスロットは、要素１９５のガイド端部において、軸方向に重ね合わせられる。脚部自体の下部は、脚部がリング１９０に接近するまで、脚部の動作を拘束する上記ガイドに残る。
【００２０】
回転方向は、固定脚部に配置されているオブザーバにより見られるヘアピンの脚部の間の接続部における曲げの（時計周り又は反時計周りの）方向（以下、曲げ方向）に関連している。この曲げは、例えば、一方のレイヤから他方のレイヤに向けてヘアピンを通過するため、必要である。一般的に、曲げ方向は、左向き又は右向きであってもよい。所定の場合、曲げの左側に位置している橋状接続部の部分は固定子の軸から離れている。同じ場合、左脚部は固定子の軸から離れている。他の場合、右脚部、及び曲げの右側に対する橋状接続部の部分は、固定子の軸から離れている。この２つの場合、曲げは、２つの脚部を通過する平面に関して質的に鏡面である。
【００２１】
図１における装置により、巻き線を組み立てるために挿入されているすべてのヘアピン１１０は同時に回転している。この回転の支点は、導体を互いに接近させて、巻き線セット又は導体のクラウンを組み立てるように、それぞれのヘアピンの内側脚部（すなわち、ローラと第３の同心要素１９５内の脚部）である。この装置は、円形ワイヤ導体に対して便利に用いられ得る。一方、例えば、円形状と異なる断面を有する棒導体、例えば「長方形」導体及び「台形」導体と共に用いられることは適合していない。実際に、円形スロットにおいて、非円形断面を有するこの導体の回転は、あまり円滑でなく、ヘアピンを傷つける虞を伴う。ポケットの断面を長方形から円形に形成するためのブッシング、又は長方形断面を有するポケットを用いることは、ヘアピンの脚部を囲む壁部のヌルでない厚みにより、複雑であり、ヘアピンをヘアピンクラウン内の最終プレアセンブリ位置に向けて完全に取り込むことを可能にしない。実際に、図３ａを参照すると、ガイドシム２６１は、上述のローラが回転するとき、基本導体２５５の脚部をガイドするため、設けられている（ブッシング２６０の壁）。このローラは、クラウン２９０内のヘアピンの完全な閉鎖を妨げる。（簡単のため、非円形断面から円形断面に適合させることは示さない。）この妨げとなるものは、発明者に知られている文献において示さない一方、発明者自身により行われる実験的研究から現れる。
【００２２】
従来技術の別の態様によれば、上述の同心ガイドリング１４０，１９０が備えるポケットは、すべて、同じ深さと閉じた底部を有する。したがって、この既知の固定部は、異なる長さと特徴の脚部を有する棒基本導体を備える巻き線アセンブリをプレアセンブリするように用いられることができない欠点を有する。この異なる長さと特徴の脚部は、複数の種類の巻き線セットを得るため、必要であってもよい。同様に、従来技術の装置は、異なるスパン又はピッチ（角度の開口部）を有するヘアピンを組み立てることができない。上述の同心リングによる既知の固定部の別の欠点は、この装置により形成されている巻き線セット１７０を取り出して、該巻き線セット１７０をそれぞれのコア固定子又はロータに挿入するため、固定部からブロック内の巻き線セットを取り出して、該巻き線セットを固定子コアに正確に挿入するように、追加の把持アセンブリを与えることが一般的に必要であることを示す。
【００２３】
注目すべきことは、「ポケット」又は「スロット」の用語が、本明細書と請求項において一般的に用いられて、壁部を有するスロットを含むことである。この壁部を有するスロットは、単独又は他の壁部と共に、装置が動作するとき、回転又は並進しているヘアピンの２つの脚部の内の一方を含む。したがって、スロットは、部材の凹部又は窪みにより形成され得る。このスロットは、部材により、及び部材の空洞により完全に囲まれている。空洞の１つ以上の開口側は、隣接する構成要素の表面又は壁部により効率的に閉じるように構成されている。特に、スロットは、部材の止まり穴又は貫通穴であってもよい。
【００２４】
電気機械用の棒巻き線の巻き線セットをプレアセンブリするための従来技術に関連する上述のアセンブリ及び方法に関する代替のアセンブリ及び方法を提案することが必要である。この代替のアセンブリ及び方法は、従来技術に関する上述の欠点を少なくとも部分的に克服し得る。
【００２５】
特に、本発明の態様によれば、円形ワイヤ導体に関して異なる種類の棒導体を有する電気機械用の棒巻き線の巻き線セットをプレアセンブリすることを可能にする装置、アセンブリ、及び／又は方法を提供することが必要である。この円形ワイヤ導体は、円形断面を有する棒導体である。
【００２６】
上述の態様に加えて、又は代替として、本発明の別の態様によれば、棒導体、すなわち例えば異なる長さ、又は異なるスパン／ピッチ／スローを有する上述のような棒導体を有する電気機械用の巻き線棒の巻き線セットをプレアセンブリすることを可能にする装置、アセンブリ、及び／又は方法を利用できるようにすることが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明の目的は、固定子又はロータ用の棒巻き線の１つ以上の巻き線セットをプレアセンブリするための装置及び方法を提供することである。この装置及び方法により、上記問題を解決して、従来技術の欠点の全体又は一部を克服する。
【００２８】
本発明の主題は、添付の請求項に記載の装置及び方法である。
【００２９】
本発明の別の主題は、電気機械の固定子又はロータである。本発明の方法により得られる棒巻き線の１つ以上の巻き線セットは、添付の固定子又はロータの請求項によれば、この固定子又はロータに挿入される。
【００３０】
本発明の別の主題は、電気機械である。この電気機械は、添付の電気機械の請求項によれば、本発明により得られる固定子及び／又はロータを用いる。
【００３１】
請求項は本明細書の不可欠な部分を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明は、添付図面を参照して実施例により説明する。
【図１】図１は、従来技術に記載のヘアピン巻き線をプレアセンブリするための装置を示す。
【図２】図２は、従来技術に記載の（ａ）平坦な「Ｕ」字に予め形成されているヘアピン、及び（ｂ）完成したヘアピンを示す。
【図３ａ】図３ａは、発明者による実験に係る、従来技術のプレアセンブリ装置のブッシングを用いることの詳細を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、（ａ）スタンプされた導体、及び（ｂ）溶接側にねじりを受けた後の同じ導体を示す。
【図３ｃ】図３ｃは、従来技術に記載の上方から見た図３ｂのヘアピンを示す。
【図３ｄ】図３ｄは、（ａ）曲げ点における傾斜断面を有する鎖状のヘアピン、及び（ｂ）スロットに収容されているヘアピン部に沿う連続転置を示す。
【図３ｅ】図３ｅは、スロットの様々な位置における２つのクラウン巻き線のヘアピンの脚部の３つの考えられる構成（ａ）〜（ｃ）を示す。符号Ａ，Ｂは、（異なるヘアピンに属している）スロットに示す脚部が属しているクラウンを示す。
【図４】図４は、ヘアピン固定子巻き線のプレアセンブリ装置の実施形態の上面斜視図を示す。
【図５】図５は、図４の実施形態の下方から見た斜視図を示す。
【図６】図６は、図４，５における装置の内側配列と外側配列の部分平面図を示す。
【図７】図７は、ヘアピンが挿入されている図４〜６の装置の部分斜視図を示す。
【図８】図８は、図７における部分の部分平面図を示す。
【図９】図９は、２つの連続的なヘアピンが挿入されている図８の図面を示す。
【図１０】図１０は、４つの連続的なヘアピンが挿入されている図８，９の図面を示す。
【図１１】図１１は、固定子巻き線の最後のヘアピンも挿入されている図８〜１０の図面を示す。
【図１２】図１２は、固定子巻き線が完成して、プレアセンブリの終了時に閉じ得る内側カムと外側カムの入口点２７１ｂ，２８１ｂ及び出口点２７１ａ，２８１ａを示す図８〜１１の図を示す。
【図１３】図１３は、巻き線を解放するため、格納できる挿入部を取り除くことを示す。
【図１４】図１４は、挿入部を取り除く前の固定子におけるヘアピンの足部の挿入を示す。
【図１５】図１５は、（ａ）中央軸により形成されているエンベロープライン、及び（ｂ）ヘアピンの脚部に沿って配置されている軸により形成されているエンベロープラインを、それぞれの該軸周りのヘアピンのそれぞれの回転と共に示す。
【図１６】図１６は、ヘアピンの脚部周りの回転と共に、本明細書に記載のヘアピンのアセンブリを示す。
【図１７ａ】図１７ａは、（１）２つの脚部の一方の支点と（２）２つの脚部の他方の支点を備える左向きのヘアピン（時計周りの曲げ）を示す。このヘアピンの回転は曲げと逆方向（上方から見た脚部に関して反時計周りの回転）である。
【図１７ｂ】図１７ｂは、本明細書の態様に記載の単一のクラウンのアセンブリに入れ子にされている異なるヘアピン（異なるスパン）を用いることを示す。
【図１８】図１８は、２つのクラウンを組み立てるための２つの種類の動作を示す。異なる瞬間における、（内側クラウンに対して着色されている一方、外側クラウンに対して着色されていない）同じヘアピンの連続的位置を（ａ）に示す。このヘアピンは、一般的に、脚部の一方に関する回転を有する回転並進を受ける。内側クラウンのヘアピンに対して、回転は反時計周りである。また、外側クラウンのヘアピンに対して、回転は時計回りである。破線は、ヘアピン（カム形状）の相対的回転における脚部の異なる位置を含む曲線を示す。外側クラウンのヘアピンが、図の左側の同じクラウンのヘアピンに関して鏡面であり、反時計周りに回転するという違いを有する（ａ）に類似している状況を（ｂ）に示す。
【図１９】図１９は、一方の脚部における最後のヘアピンの回転、及び図１８（ｂ）のような逆回転の配列による２つのクラウンのアセンブリの完了のステップの間、本明細書に記載の装置を示す。（ａ）は、スロットの配列又はリングを示し得る平面図を示す。（ｂ）は、カムを示し得る底面図を示す。予め組み立てられたクラウンに対応するような厚みである分離パーティションをまた、クラウンの間に示す。
【図２０】図２０は、従来技術に記載のＡＢＢＡ型の巻き線を形成する、異なるクラウンの交差する２つのヘアピンの場合を示す。
【図２１】図２１は、本明細書に記載の２つのクラウンのアセンブリに対する動作の実施例を示す。この実施例において、異なる瞬間における、同様に交差する２つのヘアピンを示す。２つのヘアピンは、一般的に、ヘアピンの中心に関して生じる回転部分を有する回転並進を受ける。
【図２２】図２２は、図２１における２つのヘアピンの回転並進に対して、本明細書に記載の装置のカムの構成の実施例を示す。
【図２３】図２３は、ヘアピンの３つの変形例により構成されている、対応する固定子に挿入されるようにアセンブリされて、且つ用意されている巻き線クラウンの実施例を示す。第１の標準的なピッチは６つのスロットと等しい。第２の長い種類のピッチは７つのスロットと等しい。第３の短い種類のピッチは５つのスロットと等しい。
【図２４】図２４は、本明細書の態様によれば、２つの挿入点を有する２つのクラウンを平行に組み立てる一部のステップの実施例を示す。（ａ）内側クラウンの第１のヘアピンが円形空間に入るとき、第２のクラウンのヘアピンの回転していない脚部が、接近して、それぞれの挿入点、及び内側クラウンの第１のヘアピンに関して適切な角度により角度的にオフセットされているカムエンベロープになる。（ｂ）２つのクラウンのアセンブリは（同時に）平行であり続ける。（ｃ）外側クラウンのアセンブリの完了は、２つのクラウンの挿入点の角距離に応じて時間的にオフセットされている。
【図２５】図２５は、（ａ）単一の曲げ方向を有するヘアピンが用いられている４層巻き線セットのレイヤ間の相互接続図と、（ｂ）他の曲げ方向に対向する曲げ方向を有する逆の種類のヘアピンも用いられる４層巻き線セットのレイヤ間の相互接続図とを示す。
【図２６】図２６は、第２レイヤが完成していない一方、第１レイヤが一連のＩピンを含む本発明に記載の方法により得られる巻き線セットを示す。
【図２７】図２７は、（ａ）一連の逆のヘアピンが加えられる図２５の巻き線セット、（ｂ）巻き線セットの詳細斜視図、及び（ｃ）本発明に記載の逆のヘアピンの径方向接近動作を示す。
【図２８】図２８は、別の一連の（逆でない）ヘアピンが追加された図２７の巻き線セットを示す。
【図２９】図２９は、（ａ）〜（ｄ）において、本発明の実施形態に記載の装置の図面における、本発明に記載の方法の実施形態に対応する連続ステップを示す。
【図３０】図３０は、（ａ）一定数までの逆のヘアピンの挿入部を有する図２９の装置の全体平面図、及び（ｂ）最後に挿入された逆のヘアピンの円形ガイドへの侵入部を有する同様の図面を示す。
【図３１】図３１は、（ａ）径方向の位置（レイヤ番号）及び角度位置（スロット番号）に応じて、逆のピン及び／Ｗピン導体のスロットに収容されている部分の位置の実施例を示す。巻き線の考えられる種類の１つが、３６個のスロットと４つのレイヤを有する固定子に対して形成され得る。ボックスＲｅｖは、すべての逆のヘアピンの脚部の位置（例えば、スロット９のレイヤ２）を示す。ボックスＩ／Ｗは、すべてのＩ／Ｗピンの脚部の位置（例えば、スロット９のレイヤ４）を示す。図面（ｂ）は、径方向の位置（レイヤ番号）及び角度位置（スロット番号）に応じて、逆のピン及び／Ｗピン導体のスロットに収容されている部分の位置の別の実施例を示す。巻き線の考えられる種類の１つが、３６個のスロットと４つのレイヤを有する固定子に対して形成され得る。ボックスＲｅｖは、すべての逆のヘアピンの脚部の位置（例えば、スロット９のレイヤ２）を示す。ボックスＩ／Ｗは、すべてのＩ／Ｗピンの脚部の位置（例えば、スロット９のレイヤ４）を示す。
【００３３】
注目すべきことは、当業者が後述する実施形態から簡単に分かるように、本発明の技術概念に関して制限のない別の実施形態を提供するため、後述する異なる実施形態の要素が共に組み合わせられ得ることである。
【００３４】
本明細書はまた、例えば、同じ種類の解決手段において、従来技術で通常用いられる重要性の低い要素のような説明されていない詳細な特徴に関して、実施のための従来技術を参照する。
【００３５】
ある要素が明細書又は請求項に導入されているとき、他に特定されていない限り、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」であってもよいことが常に分かる。
【００３６】
本明細書において、要素又は特徴のリストが記載されている場合、本明細書に記載の本発明は、そのような要素を「備える」、又は代替としてそのような要素から「構成されている」ことが分かる。
【００３７】
添付図面における同様又は同等の要素を同じ参照符号により示す。
【００３８】
本明細書の目的に対して、「平坦な」又は「正方形の」棒導体は、４つの実質的に平坦な側面を有する棒導体を示す。この平坦な側面は、それぞれ、隣接する側面と繋がり、一般的に丸い縁を形成する。したがって、棒導体の断面を説明するように用いられる「平坦」又は「正方形」という用語、若しくは同等の用語は一般的な意味において用いられる一方、この棒導体が、実質的に平坦な側面と繋がる大きな丸い角を有することを除くように解釈されてはならない。「平坦な導体」という表現は、導体が２つの対向する側面を有して、この２つの対向する側面の距離が他の２つの対向する側面の間の距離よりも大きいことを示す。本明細書の目的に対して、「長方形の導体」は、平坦な導体と正方形の導体の一般化を示しており、４つの側面が同じ大きさを有する長方形の導体の特別な場合、正方形の導体である。
【００３９】
本明細書の目的に対して、「非円形導体」、「非円形ヘアピン導体」、又は「非円形ヘアピン」という表現は、いずれかの多角形状断面を有する導体を示すものとして、また「長方形導体」の一般化として分かる必要がある。例えば、この表現において、均一である、又は一様でない長方形、三角形、五角形、六角形の断面を有する導体を含む。同様に、楕円のような連続的に閉じた曲線断面を有する導体を含む。本明細書に記載の棒導体はまた、米国特許７，６２２，８４３号の図の例に対して記載しているような独特な形状を有する棒導体であってもよい。また、本明細書の装置と方法は、様々な代替方法において、１つ以上の異なる種類の一部のサンプルを有する種類のような導電性の棒を用いることを備える。
【００４０】
本明細書の目的に対して、スロットは、部材の凹部又は窪みにより形成され得る。このスロットは、部材により、及び部材の空洞により完全に囲まれている。空洞の１つ以上の開口側は、隣接する構成要素の表面又は壁部により効率的に閉じるように構成されている。特に、スロットは、部材の止まり穴又は貫通穴であってもよい。ブロックの貫通穴の場合、ヘアピンの脚部の挿入面と出口面が形成されている。
【００４１】
本明細書の目的に対して、方向又は軸に関して形成されている「径方向」又は「円周」という表現、若しくは他の同様の表現は、方向又は軸に対して直角な平面にあり、且つ該方向又は軸において中心を有する円周に対して呼称されている。また、本明細書の目的に対して、方向又は軸に関して形成されているような「角度的に離間している」という表現（又は他の同様の表現）は、方向又は軸に対して直角な平面にあり、且つ該方向又は軸において中心を有する円の２つの径の間の角度に対して呼称される必要がある。
【００４２】
本明細書の目的に対して、円筒は、円形断面又は近似的な円形断面を有する。例えば、この近似は、製作公差、又は固定子又はロータ溶接の特定の構成が原因であり、１５％、好ましくは１０％又は５％以内で円形と僅かに異なる。
【００４３】
また、本明細書の目的に対して、円筒は、説明されているような近似と共に、均一である、又は一様でない多角形断面を有するプリズムとして分かり得る。また、特定の必要な工業的実施形態によれば、本明細書に記載の円筒はまた、楕円、双曲線、又は放物線の準線を有しており、一部の場合、傾斜及び／又は切断されている。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本明細書は、固定子又はロータ用の１組の巻き線棒をプレアセンブリするための装置（又はアセンブリ）及び方法に関する。巻き線セットは、非円形断面、例えば長方形又は正方形を有する（有利であるように、銅から形成されている）ヘアピンにより構成されている、又は備える。後述する参照は、「ヘアピン導体」又は「基本導体」を示すように、「ヘアピン」に対して形成されている。以下に説明するように、「基本導体」は、予め形成されたヘアピン、又は最終形状のヘアピン（溶接側において曲げがない脚部を有するヘアピン）を示す。また、本明細書はまた、２つ以上の溶接部、同心部、及び一部の実施形態における隣接セットを同時にプレアセンブリすることに関する。
【００４５】
本明細書の実施形態において、図４〜１３を参照すると、装置２００は、上述のような非円形断面又は「基本導体」を有するヘアピン２５５から始まり、固定子又はロータの巻き線をプレアセンブリするため、提供されている。
【００４６】
装置２００は、回転対称軸Ｘと共に、また有利であるように、外側格納リングの下部レイヤ２１１及び外側格納リングの上部レイヤ２１２と共に、外側格納リング２１０（一般的に、例えば、第１挿入面と第２出口面を接続するリング２２０，２３０の周囲面に作用する格納装置又は格納手段）を任意で備えてもよい。「上部」と「下部」は、軸Ｘに沿う、特に軸Ｘが重力により実質的に配向されているとき、地面に向かう連続位置を示す。
【００４７】
外側格納リング２１０の内側且つ実質的に隣接して、（少なくとも）１つの外側配列（又は「リング」）２２０は、格納できる挿入部２２１の操作機構（図示せず）を備える、又は操作機構と繋がるように構成されている。この格納できる挿入部２２１は、配列自体の一部を構成する。外側リング又は配列２２０は、円形断面により（中心軸Ｘ周りに）リング状に形成されて、有利であるように、該円形断面と実質的に垂直な周囲面を有してもよい。周囲面は、有利であるように、円形断面の外側表面にあり、好ましくは実質的に平坦なリングの２つの対向面を組み合わせる。格納できる挿入部と対応するためのハウジングは、（円周の中心に最も近い）円形断面の内周に沿って設けられ得る。
【００４８】
格納できる挿入部２２１は単一のブロックに形成され得る。格納できる挿入部２２１は、スロット２２２（図６参照）を備えており、好ましくは、Ｓ字形状部に対応する形状を有する。閉端部２２２ａは便宜上正方形である。また、Ｓ字形状部の幅は実質的に一定である。これにより、ヘアピンに対して固定された隣接部を有することができる。ヘアピンの脚部をガイドする高さの面取り（図示せず）が要求されている場合、丸みによるマージンを有する閉端部を与えることもできる。スロット２２２は、残りの大部分のヘアピンと異なるピッチ、スパン、スローのヘアピンを挿入するため、互いに異なり得る。一般的に、スロット２２２，又は２３２は、上記中心軸Ｘと実質的に平行な深さ方向に沿い、上記中心軸Ｘに関して径方向に沿うそれぞれの開口部を形成し得る。それぞれのスロットは、上記深さ方向に沿って、１つ以上の基本導体２５５の少なくとも１つの自由端２５５ａＥ，２５５ｂＥ（すなわち、他の脚部と橋状に繋がらない端部）を受容するように構成され得る。
【００４９】
特に図１３を参照すると、格納できる挿入部２２１は、有利であるように、同じ格納できる挿入部２２１の径方向操作に対して、歯止め２２３を備える。この歯止め２２３は、本明細書に記載の巻き線セットをプレアセンブリする方法に関して後述される。
【００５０】
他の装置又は格納手段は、格納リング２１０の代わりに用いられて、例えば、スロットが、方向Ｘに関するそれぞれの側面において閉じている開口部である場合のように、スロットと一体となり得る、又はスロットを有する単一の部品に形成され得る。
【００５１】
好ましくは、内側配列２３０が、同心且つ外側配列２２０と径方向に隣接するような作動位置に配置されている。外側配列２２０の場合のように、この内側配列２３０は、有利であるように、実質的に平坦な２つの対向面を組み合わせる周囲面により、リング状に形成されてもよい。内側配列２３０は、好ましくは、１つの部品に形成されており、複数の径方向の内側配列開口スロット２３２を示す。この内側配列開口スロット２３２は、Ｓ字形状部に対応する形状を有する。このＳ字形状部において、閉端部は便宜上正方形である。また、Ｓ字の幅は実質的に一定である。一方、上述の面取りに関して、他の実施形態が考えられる。外側配列２２０の場合のように、それぞれの開口スロットは、同じ理由のため、他と異なり得る。
【００５２】
本明細書の態様によれば、内側配列は、径方向開口動作が、軸Ｘに向かい、且つ外側配列に関して軸Ｘから離れない違いと共に、格納できる挿入部（図示せず）を備えて、上述のように作動し得る。
【００５３】
本明細書の態様によれば、内側リング又は配列２３０、及び外側リング又は配列２２０は、一体的又は逆回転するように構成されている。いずれかの場合、本明細書における回転は、常に、ある要素の別の要素に関する相対的回転として分かり得る。
【００５４】
図６を参照すると、外側配列スロット２２２及び内側配列スロット２３２は、それぞれの開口端部２２２ｂ，２３２ｂと隣接するとき、配列及び「Ｓ」字形状の平面における閉スロット又は閉スリットを形成する。このＳ字形状は必須ではない一方、ヘアピンが（脚部と平行であり、且つ脚部の間の仲介となる）中心軸に関して回転するとき、閉スリットの幅を減少することを可能にするため、有利である。代替として、ヘアピンが、ヘアピンの脚部の一方と一致する軸に関して回転するとき、スロットの最適な形状が円周の円弧に縮小する。本明細書の異なる態様によれば、あらゆる他の準最適な形状も想定される。
【００５５】
有利であるように、外側配列（又はリング）２２０及び内側配列（又はリング）２３０は、上記格納ブロック２１０の種類の格納ブロックにより、自己支持装置（図示せず）に対する固定システム又は適切な支持部に機械的に支持されている。
【００５６】
本明細書によれば、スロットは、２つの（互いに）対向するスロット２２２，２３２に分割することなく形成され得る。スロットは、「Ｓ」字形状と異なる形状を有する、又は単一の部品若しくは２つ以上の部品において得られてもよい。
【００５７】
詳細に後述するように（図５参照）、外側配列２２０及び内側配列２３０の格納リング２１０のアセンブリは、支持ハブ２４０と繋がり得る。
【００５８】
また、好ましくは、格納できる挿入部の上記操作機構（図示せず）は、共通支持部（図示せず）に配置され得る。本発明の態様によれば、スロット配列は、軸方向において、カムブロックと隣接し得る。本明細書の態様によれば、スロット配列の１つ以上の部品が用いられ得る。カムは、スロット配列の１つ以上の部品の間に配置されている（軸方向に挟まれている）。２つの配列（外側又は内側）の一方の軸方向に並ぶスロット（軸方向におけるカムより上方に１つと下方に１つ）が、同じ格納できる挿入部において形成され得る。
【００５９】
また、図４は、（円形、正方形、又はいずれかの他の断面を有する）ヘアピン２５５の挿入機器２５０を示す。この挿入機器２５０は、有利であるように、第１垂直ロッド２５３及び第２垂直ロッド２５４を有する。この第１垂直ロッド２５３及び第２垂直ロッド２５４は、有利であるように、第１垂直ロッド２５３及び第２垂直ロッド２５４における窪みとして、それぞれ、好ましくは、第１スライドガイド２５３ａと第２スライドガイド２５４ａを有する。この挿入機器により、ヘアピン２５５の一方の脚部は第１スライドガイド２５３ａに配置されている。また、ヘアピン２５５の他方の脚部は第２スライドガイド２５４ａに配置されている。適切に形成された付勢部品又はブレード２５１は、２つの垂直ロッド２５３，２５４の間においてスライドするように形成されており、２つの脚部２５５ａ，２５５ｂを上述の２つのスロット２２２，２３２（特に、「Ｓ」字の端部）内に挿入するようにヘアピン２５５を付勢する。付勢は、付勢部品２５１と繋がるハンドル２５２により便宜上与えられ得る。挿入機器の図示された形状は、考えられる唯一ではなく、巻き線セットのプレアセンブリを考慮して、ヘアピン２５５を挿入するために構成されている手段の例である。例えば、それぞれのヘアピン２５５を挿入するため、ツール２５０又は別のツールを用いる自動的なピッカを与えることができる。
【００６０】
図７は、上方から見た斜視図において、本発明に記載の装置２００に挿入されているヘアピン２５５の実施例を示す。
【００６１】
代替として、図５は、下方から見た斜視図において、本発明に記載の装置２００に挿入されているヘアピンの実施例を示す。ヘアピンの挿入端（脚部の端部）２５５ａＥ，２５５ｂＥを示し得る。本明細書の実施例によれば、これらの脚部は隣接部を満たさない。このため、脚部２５５ａ，２５５ｂは、従来技術において生じることに反して、異なる長さを有してもよい。電気的な機能の観点から、これは、同じレイヤにおいて異なる長さを有する棒導体が本明細書のシステムにより管理され得ることを示す。本明細書の目的に対して、特殊な導体は、基本導体に対して、巻き線を完成するため、用いられる棒導体を示す。この特殊な導体は、本質的に既知の方法において、例えば、ジャンパ、位相端子、固定子の同じ側面に対向する２つ以上の端部を繋げるために必要なスターポイント導体を含む。
【００６２】
また、図５，６は、ヘアピン２５５の脚部２５５ａ，２５５ｂの係合機構を示す。内側カムを有する内側カムブロック２７０、及び外側カムを有する外側カムブロック２８０が、それぞれ、（内側配列２３０及び外側配列２２０の２つの対向する平坦面の内の一方の側面、すなわち有利であるように、ハブ２４０が回転対称軸Ｘを有して伸びる側面から）内側配列２２０と外側配列２３０より上方（又は下方）に配置されている。外側ブロック２８０は、有利であるように、内側ブロック２７０を囲み、且つ内側ブロック２７０と径方向に対向する。
【００６３】
（好ましくは、スルーカットを有する）内側エンベロープガイド２７１は、内側カムを形成するため、有利であるように、内側カムブロック２７０に形成されて、且つ本明細書のプレアセンブリの間、ヘアピン２５５の脚部２５５ａ，２５５ｂの様々な位置のエンベロープを形成するように構成されている。実際に、図１２を参照すると、内側エンベロープガイド２７１は、外側カムブロック２８０に対向する表面における内側カムの出口点２７１ａから始まり、有利であるように、ハブ２４０（図４，５において、ハブ２４０を示す。）に向けて（軸Ｘに向かう径方向において）伸びるため、内側カムブロック２７０に向けて螺旋状に伸びる。
【００６４】
（好ましくは、スルーカットを有する）外側エンベロープガイド２８１は、外側カムを形成するため、有利であるように、外側カムブロック２８０に形成されて、且つ内側エンベロープガイド２７１の同じ回転方向において、ヘアピン２５５の脚部２５５ｂ，２５５ａのエンベロープを形成するように構成されている。実際に、外側エンベロープガイド２８１は、内側カムブロック２７０に対向する表面における外側カムの出口点２８１ａから始まり、外側格納リング２１０に向けて伸びるため、外側カムブロック２８０において螺旋状に伸びる。
【００６５】
本明細書の態様によれば、カムブロックはまた、１つの部品、又は２つ以上の部品にあり、同心になるように又は同心でないように配置されている。
【００６６】
エンベロープガイド２７１，２８１は、全体又は部品としてカムブロックのカムを構成している。カムの形状は、少なくとも、導体の回転中心の位置、すなわちカム自体の位置とヘアピンの形状に応じる。
【００６７】
本明細書の態様によれば、図５〜１４に示すように、外側エンベロープガイド２８１は、リング２２０，２３０の相対的回転により、自由円形空間２９５に向けて外側エンベロープガイド２８１に挿入される１つ以上のヘアピン２５５の脚部２５５ｂ，２５５ａを取り込むように構成されている。代替として、又は追加として、内側エンベロープガイド２７１は、少なくとも１つのリング２２０，２３０の相対的回転により、上記自由円形空間２９５に向けて内側エンベロープガイド２７１に挿入される１つ以上のヘアピン２５５の脚部２５５ｂ，２５５ａを取り込むように構成されている。
【００６８】
詳細に後述するように、装置は、挿入点２７１ｂ，２８１ｂが「Ｓ」字の閉端部２２２ａ，２３２ａ（すなわち配列の平面における径方向のスロット、すなわちスロット底部）におけるそれぞれの回転ピッチにおいて配置されているように構成され得る。
【００６９】
異なるスパンを有するヘアピンが組み立てられ得るため、それぞれのカムブロックに対して、複数の異なるエンベロープガイドがあってもよい。ヘアピンの回転軸は、ヘアピンの脚部と平行な軸のいずれか１つであってもよい。２つではなく、１つだけのカム（空の中心空間２９５と１つだけのエンベロープガイドを有する単一のブロック）が、単一のクラウンを組み立てるために十分であってもよい。この場合、ヘアピンは２つの脚部の一方の周りを回転する。また、ヘアピンの挿入部の２つの点の一方が、２つの脚部に対応して、脚部自体が組み立て手順の終了時にある位置に既にある。図１５（ｂ）は、巻き線クラウンの軸から見えるように、ヘアピンの動作の直感的表現を示す。明確性のため、図１５（ｂ）は、上述の２つの同心のカムにより誘導されるヘアピンの動作を示す。（図１２に示す）出口点２７１ａ，２８１ａは閉じ得る。（これは、ヘアピン２５５の対応する脚部が入らないことを示す。）この閉鎖は、（以下に説明する）方法において、最後のヘアピンの脚部が出口点におけるロック部から挿入されることを防ぐため、（軸Ｘの方向において、配列（ヘアピンの脚部の出口側、又は「溶接側」）の下方から挿入される）ディスクを逆回転する（図示せず）、例えば、部品を閉じることによる多くの方法において得られてもよい。
【００７０】
自由距離（自由円形中心空間２９５）が、内側カムブロック２７０と外側カムブロック２８０の間において保たれて、２つ以上の連続して挿入されるヘアピン２５５が干渉しないように形成される。図２を示して、ガイドの端部（出口点２７１ａ，２８１ａ）の間の線形距離は、ヘアピンの２つの脚部の間の距離２５５ｐに対応する。
【００７１】
当然、本発明の態様によれば、上述のように、単一の挿入ガイドがあるとき、単一の出口点がある。
【００７２】
本明細書に記載の装置２００において、好ましくは、上述の方法によれば、上述の閉じたＳ字形状スロット２２２，２３２はまとめて移動する。一方、内側カムブロック２７０と外側カムブロック２８０は、好ましくは、固定され続ける。この逆もできる一方、ヘアピンの挿入機器２５０の配置が位置を変える必要があるため、より複雑である。したがって、一方だけでなく、２つの円形動作がある。（カムブロック２７０，２８０及びツール２５０が移動する必要がある。）本明細書の態様によれば、スロット配列は、カムに関して一体的又は反対側の方向に回転し得る。
【００７３】
カムブロック２７０，２８０及び配列２２０，２３０は、ヘアピン２５５が動作に従う必要がある経路を与える。実際に、カムブロックと配列との間の相対的動作は、ヘアピンが予め決められた動作に従うことを強いる。
【００７４】
本明細書の態様によれば、図１９を参照すると、装置をプレアセンブリすることは、形成される巻き線セット２９０の２つのクラウンの間において把持されるように、自由円形空間２９５の内側の中線に挿入される分離パーティション２６５を備えてもよい。クラウンの間の分離パーティション２６５の厚みが、予め組み立てられたクラウンに対応するものであってもよい。
【００７５】
本明細書に記載の巻き線方法は、図８〜１３を参照して記載されている。この方法は、以下のステップを備える。
ヘアピン２５５のそれぞれの脚部による交差におけるカムエンベロープの挿入点を開くための適切な方法において、それぞれのカムに関して配列を配置して、スロットの配列の歯の障害を可能な限り取り除くステップ１。（これは、Ｉピン及びＷピンなどの基本導体の挿入に適用する。）
ヘアピン２５５を配列に挿入するステップ２。スライドガイド２５３ａ，２５４ａにそれぞれ挿入されるヘアピン２５５の脚部２５５ａ，２５５ｂは、挿入ブレード２５１により配列２２０，２３０（図４）に付勢される。
（図示しない、本明細書に記載の装置の外部により）有利であるように、配列のスロットピッチ又は複数のスロットピッチを回転するステップ３。第１ピッチの挿入後、一方のスロットピッチにより配列を回転する。また、カムブロック２７０，２８０によりガイドされる脚部２５５ａ，２５５ｂは、回転して、最終位置に徐々に近づく位置に配置される。この最終位置は、プレアセンブリされる巻き線アセンブリ２９０において、カムブロック２７０，２８０が（両方の脚部と共に）有する（図１２参照）位置である。
（好ましくは同じ種類の）最後のヘアピン２５５を挿入して、連続する追加の回転を行う（図示せず）ステップ４。最後に挿入されたヘアピン２５５は、動作を完了して、内側カムブロック２７０と外側カムブロック２８０の経路から出るため、追加の回転を必要とし得る。この追加の回転は、特定の適用の場合におけるヘアピンと装置の大きさに応じて定まり得る。
同じ種類の連続するヘアピン２５５を挿入するステップ５。ステップ１，３は反復的に繰り返される。すなわち、ほぼすべてのヘアピン２５５が、挿入されて、巻き線セット又は「ヘアピンクラウン」２９０を完成する。
それぞれのカムエンベロープの挿入点に挿入されるように、（好ましくは、可能な限り異なるピッチ／スパン／スローを有するヘアピンの異なる種類に対して）ステップ１〜５を繰り返すステップ６。
別のステップ７が、少なくとも１つのエンベロープガイド２７１，２８１から出口に挿入された最後の基本導体２５５、最後のＩピン、又は最後のＷピンを形成するため、予め決められた角度によりリングを回転することで構成されている。
【００７６】
固定子又はロータの巻き線が構成されているとき、異なるクラウン（巻き線セット）に対してステップ１〜６を繰り返すステップ８。アセンブリが複数のクラウンに同時に行われ得る。または、クラウンのヘアピンの挿入が、同じ巻き線の他のクラウンの部分的なアセンブリの後、始まり得る。また、基本導体の予め決められた数は、異なる予め決められた距離、すなわち脚部の間における予め決められた角度の開口部を有して用いられ得る。ステップ３の回転は、カムブロック２７０，２８０の構造により、以下を生じる。
それぞれのヘアピン２５５が、回転ピッチ又は複数の回転ピッチに対して、回転軸に関して実質的に回転する。この回転軸は、脚部の間の中央、中間位置、又はヘアピンの先端（図３ｃにおける要素の中心点２５５ｃ２）において、一方の脚部に配置されている。
それぞれのヘアピン２５５が、連続するヘアピン２５５の挿入空間を解放するため、回転ピッチ又は複数の回転ピッチに対して移動する。
【００７７】
ヘアピンが、後期において、配列の回転方向における隣接部又は前のスロットに入るように挿入されることは必要でない。ヘアピンは、複数のスロットの距離において挿入され得る。ヘアピンの脚部は開始位置における自由円形空間に既にない。
【００７８】
図１５を参照すると、回転軸の位置に関して、（ａ）中央軸により形成されているエンベロープライン、及び（ｂ）ヘアピンの脚部に沿って配置されている軸により形成されているエンベロープラインを、それぞれの軸周りのヘアピンのそれぞれの回転と共に示す。
【００７９】
ステップ２〜４において、ヘアピン２５５は配列２２０，２３０により（例えば、スロットを通る橋状部２５５ｃにより）支持されている。代替として、ヘアピン２５５は、低コントラスト要素により支持され得る。リング２２０，２３０は、基本導体を支持することに加えて、基本導体を移動する、及び／又は配置するように構成され得る。
【００８０】
本明細書の態様によれば、ステップ１，２は、上述の内側ブロック２７０と外側ブロック２８０に関して行われる。ステップ３において、内側リング２２０と外側リング２３０の両方が逆回転する。または、２つの内の一方だけが回転する。もしくは、２つのリングが同じ方向に回転する。
【００８１】
上述のステップは、ヘアピンの種類を変えることにより、例えばヘアピンを用いて繰り返され得る。このヘアピンにおいて、脚部と平行な予め決められた軸に関する脚部の角度の開口部は、予め用いられているヘアピンの角度の開口部と異なる。同じ方法において、所望の数の一様なヘアピンのセットが導入され得る。より大きな角距離を有するヘアピンの前に、より小さな角距離を有するヘアピンを用いることは、好ましく、常に必須でない。これは、小さな角距離のヘアピンと大きな角距離のヘアピンが入れ子にされているときだけ、すなわち一方の軸挿入が他の軸挿入により防がれるとき、必須である。巻き線を組み立てるように行われる一連の動作において、幅が大きいヘアピンは、幅が小さいヘアピンを挿入した後、強制的に挿入される必要がある。この幅が大きいヘアピンは、組み立てられた巻き線の構成において、幅が小さいヘアピンと交差する。関連している２つのヘアピンを含むことは同時でなくてもよい。上述の制限に関して、標準的なピッチ又は異なるピッチのいずれか一方のヘアピンは、別のヘアピンの前又は後に挿入され得る。
【００８２】
ヘアピンのクラウン２９０は、ステップ６の終了時、形成される一方、装置２００に挿入されたままである。固定子又はロータコアに適用するため、様々な方法で進めることができる。図１４を参照すると、以下の互いに連続するステップ（図示せず）が、好ましくは行われる。
ヘアピンの移動を防ぐため、カムブロック２７０，２８０の出口ダクト２７１ａ，２７１ｂを閉じるステップ８。このヘアピンを、カムブロックの開口部２７１ａ，２７１ｂにおいて示す。
ヘアピンのクラウン２９０を固定子コア３００に挿入するステップ９。
【００８３】
上述のステップ８の間、固定リングの形態におけるコントラスト、又はスロットの配列の全体が用いられ得る。これにより、形成された円形クラウンの脚部の径方向の動作を防ぐ。
【００８４】
クラウン又は巻き線２９０のヘアピン２５５の端部が固定子又はロータコア３００に挿入されるとき、又はこのステップの前に、格納できる外側又は内側要素２３０を備える配列は、ヘアピンのクラウン２９０を解放するように離れ得る。本明細書の態様によれば、図１３に示すように、これは、有利であるように、歯止め２２３（径方向の抽出に対して用いられる外側カムブロック２８０のタペット）により径方向外側に向けて（軸Ｘから離れて）格納できるセクタ又は挿入部２２１により生じ得る。
【００８５】
その他、把持部は、ヘアピンのクラウン２９０を取り出して、固定子又はロータコア３００に配置するため、用いられ得る。
【００８６】
本明細書の態様によれば、プレアセンブリ装置は、２つ以上の同心レイヤを同時にプレアセンブリするため、構成され得る。この目的のため、スロット配列とカムブロックの回転に関して、２つのクラウンのヘアピンの回転の種類を定めることができる。
【００８７】
図１７ａは、ヘアピンの中心曲げの方向に応じて、ヘアピンの回転モードを示す。図１７ａは、詳細には、２つの脚部の一方の支点と共に、左向きのヘアピン（反時計方向の曲げ、すなわち曲げのレベルにおける下方の矢印）、及び曲げの方向（上方の矢印の時計回りの回転）に対して反対方向のヘアピンの回転を示す。図１５，１６のように、同じ検討が、反対方向の中央曲げを有するヘアピンの場合に当てはまる。図１７ａの中央矢印の方向を反転することにより、単純に、右向きの曲げ方向を有することができる。実際に、ヘアピンを構成している「Ｕ」字の橋部は、単一の曲率中心を有する平面又は表面に設けられない。２つの脚部の一方から始まり、第１位置、第１位置により不連続の角度を形成する中央位置、不連続の新しい角度を有する第２位置がある。これは、Ｕ字が、単一の曲率中心を有する曲線に沿う橋部により取り込まれること、及び頂部から見て、且つ参照点（脚部の一方）を固定するとき、橋部の中央部が左向き又は右向きにねじられることのようである。
【００８８】
図１７ｂを参照すると、ある態様において、本発明に記載の装置と方法により、単一のリングのアセンブリにおいて入れ子にされている異なるヘアピン（例えば、異なるスパン）を用いることができる。特に、この図において、径方向の幅が１つのレイヤと等しく、またスパン／ピッチ／スローが、同じレイヤにおいて一致する脚部をそれぞれ有する５，７スロットと等しい２つの同心ヘアピンを見つけることができる。
【００８９】
図１８を参照すると、ヘアピンの回転軸の位置をヘアピン自体に対して設定可能にすることにより、２つの巻き線クラウンを組み立てることを可能にする。この場合、２つのカム、すなわちそれぞれのリングに対して１つのカムが必要である。（完成した巻き線における）ヘアピンの最も外側（内側）の脚部が回転中心としての役目を果たすとき、カムは、作動して、形成されるクラウンの内側（外側）にある。カムは、ヘアピンの脚部、すなわち、ヘアピンの回転中心が配置されている脚部の支点に配置されているオブザーバにより分かるように、Ｕ字形状部の曲げの方向と反対方向のヘアピンの回転を誘導する必要がある。図１８は、２つのクラウンを組み立てるための動作を示して、異なる瞬間における（内側クラウン、外側クラウンの輪郭全体に対して着色されている）ヘアピン自体の位置を示す。
【００９０】
ヘアピンは、一般的に、回転並進を受ける。
【００９１】
図１８（ａ）に示す場合、回転は、脚部の一方に関して生じて、内側ヘアピンに対して反時計回りであり、外側ヘアピンに対して、すなわち回転中心としての役目を果たす脚部に配置されているオブザーバに対して時計回りである。破線は、ヘアピン（カム形状又はエンベロープガイド）の相対的回転における脚部の異なる位置を含む曲線を示す。内側及び外側スロット配列は、動作を誘導するように、カムに関して拘束されて回転する。
【００９２】
図１８（ｂ）に示す場合、図１８（ａ）に関して、外側クラウンのヘアピンが、変化して、この場合、図の左側の同じクラウンのヘアピンに関して鏡面であり、回転中心としての役目を果たす脚部のオブザーバに対するヘアピンの反時計回りの回転を想定する。内側及び外側スロット配列は、この動作を誘導するように、カムに関して逆方向に回転する。図１８（ａ），（ｂ）は、上述の空の中心空間を示す２つの円形線の弧を示して、明確性のため、離れて示す。
【００９３】
図１９は、アセンブリの終了に向けて同時に組み立てられている２つのクラウン２９０，２９０’を示す。また、本明細書によれば、注目すべきことは、完全に任意で、分離パーティションがクラウンの間にあることである。このクラウンは、１つ以上の予め組み立てられたクラウンに対応するような厚みを有して、少なくとも３つのクラウンのサンドイッチ（図示せず）を形成し得る。
【００９４】
図２０〜２２を参照して、ＡＢＡＢ又はＡＢＢＡ型巻き線を組み立てるように入れ子にされているヘアピンを有する２つのクラウンは、本明細書に記載の装置により得られてもよい。図２１から明らかであるように、この場合、２つのクラウンは、ヘアピンの２つの脚部の間の中央軸に関する動作により得られてもよい。
【００９５】
図２３に示すように、ＡＢＢＡ型巻き線を組み立てるため、２対のカムエンベロープが、異なる角度位置において、対称軸Ｘに関して、エンベロープガイドの異なる大きさと共に構成され得る。中心ガイドの一方の大きさは、より大きな脚部を有するヘアピンの１対の脚部の厚みに関連している。また、他方の大きさは、２つの交差するヘアピンの２対の脚部の累積厚みに関連している。図２１（ｂ）に示す固定子の一方の側面から見えるように、平坦なヘアピンの脚部の場合（２対の脚部が平坦でない、すなわち、同じ線上で終端がなくてもよい。）、最終的なクラウンにおける２つのヘアピンは、互いに交差して、従来技術に関する追加の利点を得る。
【００９６】
本明細書の態様によれば、一般的に、２つの脚部の一方は、他方よりも、中心軸Ｘ又は自由円形空間２９５に関して近い。また、少なくとも１つの上記エンベロープガイド２７１，２８１は、基本導体２５５の少なくとも１つのグループに対して、基本導体の上記脚部が、中心軸Ｘから最も離れた少なくとも脚部の上記自由円形空間２９５に向かう上記基本導体２５５の動作に従って、上記自由円形空間２９５に入れられるように構成されている。基本導体は、一致する脚部のそれぞれに対して等しい運動経路と共に、中心軸Ｘに関する脚部の間の等しい角度幅を有する。この一致する脚部は、上記自由円形空間２９５の内側の上記少なくとも１つの巻き線アセンブリ２９０と一体となっているオブザーバの視点から、脚部のそれぞれを構成する。
【００９７】
図２２は、内側ブロックと外側ブロックの両方が２つのエンベロープガイド及び２つの挿入点を有する場合を示す。一般的に、それぞれのブロックは、いくつかのエンベロープガイドを有してもよい。
【００９８】
本明細書の態様によれば、図２３は、（ａ）におけるスロット配列の側面から、また（ｂ）におけるカムの側面から、２つのクラウンのプレアセンブリがあり、またカムブロックの外側ブロックと内側ブロックの両方が、１８０°に互いに配置されている２つのエンベロープガイドを有する実施形態を示す。ヘアピンは単一又は入れ子であってもよい。この構成の有利な点は、巻き線を急速に完成することである。
【００９９】
また、図示しない本明細書の態様によれば、図２０に示す、異なる長さを有する異なるピッチのヘアピンをプレアセンブリするため、本発明に記載の装置において、上記中心軸Ｘの第１の高さにおいて、中心軸Ｘに関して径方向に伸びて、第１の一連のエンベロープガイド、及び第１の径方向の大きさを有する第１自由円形空間２９５を備える第１カムブロックがある。また、上記中心軸Ｘの第２の高さにおいて、中心軸Ｘに関して径方向に伸びて、第２の一連のエンベロープガイド、及び第２の径方向の大きさを有する第２自由円形空間２９５を備える第２カムブロックがある。この第１の高さは第２の高さと異なる。第１の径方向の大きさは第２の径方向の大きさと異なる。上記第１カムブロックと上記第２カムブロックは、使用するとき、同時且つ同期して回転する、又は固定し続けるように構成されている。これにより、それぞれのヘアピンを別々に動作することができる。また、異なる高さの２つのガイドは単一のブロックに構成され得る。さらに、上記第１の一連のエンベロープガイド及び上記第２の一連のエンベロープガイドの要素の数は、互いに１対２の比率であってもよい。また、これは、第１の径方向の大きさ及び第２の径方向の大きさに適用する。このオプションは、入れ子にされているクラウンの内側クラウンの内側ヘアピンに対するガイドが両方のカムブロック、すなわち上方のカムブロックと下方のカムブロックに配置されて、その他、内側ヘアピンの挿入と回転が上方のカムブロックにより防がれる検討から生じる。代替として、外側ヘアピンのガイドは下方のカムブロックにない。一方、複数の挿入点が外側ヘアピンに対してだけあるため、数の比率は常に１対２である。
【０１００】
図２４は、本明細書に記載の２つのクラウンの同時巻き線の簡略図を与える。一方、全体的に同様の方法が３つ以上のクラウンに適用する。（ａ）内側クラウンの第１のヘアピンが円形空間に入るとき、第２の（最も外側の）クラウンのヘアピンの回転していない脚部が、接近して、それぞれの挿入点、及び内側クラウンの第１のヘアピンに関して適切な角度により角度的にオフセットされているカムエンベロープになる。（ｂ）２つのクラウンのアセンブリは（同時に）平行であり続ける。（ｃ）外側クラウンのアセンブリの完了は、２つのクラウンの挿入点の角距離に応じて時間的にオフセットされている。本明細書に記載の動作は、２つ以上のクラウンのアセンブリに対して一般化されている。
【０１０１】
最後に、上記ＩピンとＷピンを用いることは、本明細書に記載の装置と方法を適切に用いてできる。このため、記載されているプレアセンブリの間、Ｉピン又はＷピンを受容するように構成されている１つ以上の対の空間を残すため、ヘアピンの予め決められたセットを挿入することが防がれる。
【０１０２】
本発明の態様によれば、Ｉピン及び／又はＷピンを受容するための空間の代替として、Ｉピン及び／又はＷピンのプレアセンブリは、非導電性の（例えば硬い）機械的接続手段により機械的に接続されるアセンブリとして行われ得る。この方法において、Ｉピン及び／又はＷピンは、自由円形空間２９５に最初に配置され得る。再び、この方法において、Ｉピン及び／又はＷピンを様々なサブセットに加えて、サブセットを自由円形空間に挿入することができる。また、機械的接続手段が可逆であり、巻き線セットを作る間、Ｉピンが機械的接続を有することなく放置されることができる。最後に、基本導体と同じカムガイド及びスロットを用いて、Ｉピン及び／又はＷピンを組み立てることができる。このカムガイド及びスロットは、両方の種類のアセンブリに対して構成されている。カムガイドにおけるＩピンの単一の脚部、及び／又はＷピンの３つ以上の脚部の内の少なくとも１つの脚部を挿入することができる。Ｉピン及びＷピンは、自由円形空間におけるスロットの相対的回転の後、最終的に配置されている。
【０１０３】
要約すると、本発明に記載の方法は、電気機械の固定子又はロータ用の少なくとも１つの巻き線アセンブリ２９０を完全又は部分的にプレアセンブリするための方法である。この方法は複数の基本導体２５５を含む。上記複数の基本導体２５５は、それぞれ、２つの脚部２５５ａ，２５５ｂを備える。この２つの脚部２５５ａ，２５５ｂは、２つの自由端２５５ａＥ，２５５ｂＥを備える略「Ｕ」字形状を形成するように、非円形断面と、２つの脚部の間における橋状接続部２５５ｃとを有する。この方法は、以下のステップを備える。
スロット間の一定又は可変ピッチを有する少なくとも１つのリング２２０，２３０と共に、上述の電気機械の固定子又はロータ用の少なくとも１つの巻き線セット２９０をプレアセンブリするための第１の装置を与えるステップＳ１であって、少なくとも１つのカムブロック２７０，２８０が、少なくとも１つのエンベロープガイド２７１，２８１と自由円形空間２９５を有するステップＳ１。
初期位置に向かう少なくとも１つのカムブロックに関して、両方の脚部２５５ｂ，２５５ａをそれぞれのエンベロープガイド２７１，２８１に挿入できるように、又は２つの脚部の一方をエンベロープガイド２７１，２８１に、且つ２つの脚部２５５ｂ，２５５ａの異なる脚部を自由円形空間２９５に挿入できるように、上記少なくとも１つのリング２２０，２３０の全体又は一部を回転するステップＳ２。
基本導体２５５の２つの脚部２５５ａ，２５５ｂを、少なくとも１つのリング２２０，２３０と異なるそれぞれのスロット２２２，２３２に、同時に前記エンベロープガイド２７１，２８１の一方の脚部、及び自由円形空間２９５又は別のエンベロープガイド２７１，２８１の２つの脚部の他方により、上記カムブロック２７０，２８０に挿入するステップＳ３。
最後に挿入された基本導体２５５の自由円形空間２９５に向けて接近する動作を得るように、一方又は複数のスロットピッチにより、少なくとも１つのリング２２０，２３０及び／又は少なくとも１つのカムブロック２７０，２８０をそれぞれの方向に回転するステップＳ４。
巻き線ユニット２９０の予め決められた数の基本導体２５５を挿入するまで、ステップＳ２〜Ｓ４、又はステップＳ３とステップＳ４を繰り返すステップＳ５。
【０１０４】
本発明によれば、基本導体２５５は、脚部の間において、予め決められた角度の開口部又はピッチを有して、ステップＳ１〜Ｓ５において用いられている。また、この方法の以下の追加の反復ステップが、ステップＳ５の後に行われる。
ステップＳ１〜Ｓ５又はステップＳ１〜Ｓ６を繰り返すステップＳ９。このステップＳ９において、予め決められた数の基本導体２５５が用いられて、巻き線アセンブリ２９０が完全又は部分的に組み立てられるまで、対応する上記ステップと異なる脚部の間において、予め決められた同じ角度の開口部を有する。
【０１０５】
この状況において、例えば、同じ角度の開口部を有するすべての基本導体２５５は、巻き線における最終位置に関して、上記同じ角度の開口部を備える角度の開口部の基本導体の前に挿入され得る。
【０１０６】
また、ステップＳ２又はＳ３は、同心巻き線アセンブリの複数のセットを組み立てるための方法のステップの反復において、別の巻き線アセンブリのプレアセンブリの最後のステップの終了前に開始し得る。
【０１０７】
図９を参照すると、ステップＳ４の回転は、角度βが、２つの連続的に挿入される基本導体２５５の間にあり、少なくとも１つのエンベロープガイド２７１，２８１の一方において、連続的に挿入される基本導体２５５を挿入するための空間を取り除くように、２つの脚部２５５ａ，２５５ｂの一方の周りの基本導体２５５の回転に対応することである。上記角度βは、基本導体２５５の大きさ、及び上記少なくとも１つのエンベロープガイド２７１，２８１の構造により定まる。
【０１０８】
この第１の装置において、上記少なくとも１つのエンベロープガイド４８１，４８２は、単に、上記自由円形空間２９５により囲まれている円周の内側、又は該円周の外側だけにあってもよい。代替として、様々なエンベロープガイドが、上記円周の内側及び外側にいくつかあってもよい。
【０１０９】
図２５〜３０は、本発明に記載の装置及び方法の別の実施形態を示す。この実施形態は、上述したことを用いる。
【０１１０】
図２５（ａ）は、巻き線セットのヘアピンの間の接続の種類を示す。この巻き線セットは、単一の曲げ方向を有するヘアピン又は基本導体を用いる。基本導体は、線形化された固定子ブロックに関して、上方から挿入されて、下方に溶接される。電気的経路は、レイヤ１とレイヤ２に戻るため、レイヤ１からレイヤ２へ進む。その後、電気的経路は、レイヤ３，４を通り、再びレイヤ３，４に戻る。
【０１１１】
代替として、図２５（ｂ）は、異なる曲げ方向を有するヘアピンを用いる巻き線セットの部分を示す。基本導体は、固定子コアの同じ側面に挿入される。巻き線の端子は、この側面から現れる。一方の脚部によりレイヤ２に挿入されて、且つ（電流の方向に関して）連続する脚部によりレイヤ１に挿入される基本導体、及び一方の脚部によりレイヤ４に挿入されて、且つ（電流の同じ方向に関して）連続する脚部によりレイヤ３に挿入される基本導体は、すべて、同じ曲げ方向を有する。一方の脚部によりレイヤ２に挿入されて、且つ（電流の同じ方向に関して）連続する脚部によりレイヤ３に挿入される基本導体は、すべて、上記曲げ方向に対向する曲げ方向を有する。このため、後者の基本導体は「逆」と呼称される。Ｉピン及び／又はＷピンの導体のセットは、巻き線を完成して、基本導体により放置されている固定子のスロットの位置に配置されている。この位置は、関係している図面において、最も外側のレイヤと最も内側のレイヤに属している。レイヤからレイヤに向かう電気的経路は、１−２−１−２−３−４−３−４の順番に直観的にまとめられ得る。巻き線の他の表現において、異なる数のモジュール２−１又は４−３、若しくは溶接接続部２−３があってもよい。
【０１１２】
図２５（ｂ）に示すように、工業的及び適用の必要性のため、電気的経路は、複数のレイヤと複数のクラウンを有する巻き線において要求されて、（クラウンのヘアピンの曲げに関して異なる曲げを有する）「逆」の基本導体により少なくとも部分的に装着される少なくとも１対のレイヤ、及びＩピン及び／又はＷピンの少なくとも２つの対応するレイヤを用いる。この場合、巻き線のクラウンのインタレースは、上述の装置と方法により容易に克服されないアセンブリの問題を示す。したがって、本発明は、設けられている「逆」ヘアピンを有する巻き線セットを組み立てるため、ステップと特性を上述に追加する装置と方法を備える。
【０１１３】
図３１により、逆の基本導体及びＩ／Ｗピンの構成の実施例が与えられる。
【０１１４】
図２６に示すように、例えば、本発明に記載の装置２００は、最も内側のレイヤ２９０−４において、一連のＩピン及び／又はＷピンを含む不完全な巻き線のセットを有するように用いられ得る。一方、レイヤ２９０−３におけるヘアピンの残りは、すべてに対して同じである単一の曲げ方向を有する２つの脚部のヘアピンである。巻き線セットの不完全性はレイヤ２９０−３にある。したがって、ヘアピンの脚部により占有されていない自由な部分がある。
【０１１５】
この時点で、逆のヘアピンを追加するように求められる場合、両方の脚部を、径方向動作の構成要素を有する巻き線セット２９０に接近させることが必要である。その他、少なくとも１つの脚部の軸方向の挿入が、レイヤ３，４に挿入されるヘアピンの接続橋があることにより防がれる。図２７（ｂ）に示すように、逆のヘアピンの２つの見える脚部に対する第１の２つの上部レイヤの一方のヘアピン（ドット付きのヘアピンを参照）の橋状部は、最終位置において軸方向に該脚部を挿入することを試みる場合、該逆のヘアピンの該脚部の軸方向の挿入を妨げる。図２７（ｃ）において、発明の方法の種類を示す。一般的に、図２７（ｃ）に示す動作が始まるときから開始動作の一定時間における逆のヘアピンの位置は、組み立てられているヘアピン、又は同じ時間に組み立てるステップの間のヘアピンの橋状接続部の位置に対応する必要がある。実際に、その他、この橋状接続部は、巻き線に関して最終位置に配置されていなくても、逆のヘアピンを組み立てることを妨げる。図２７（ａ）は、複数の逆のヘアピン２５５ｒが加えられて、レイヤ２９０−２を形成することを始める巻き線セットを示す。逆のヘアピンのセットは「Ｎｒ」のヘアピンにより形成される。この「Ｎｒ」のヘアピンは、傷のついた固定子において、内側クラウンの放置されているレイヤ（図面を参照すると、この表現において、これは、Ｉピンの単一のレイヤがある角度のクラウン部である。）における上記自由なレイヤ全体を占有するための脚部と、内側面に隣接するクラウンの内側のレイヤにおける他の脚部とを有する。内側クラウンのヘアピンの頂点部（又は橋状接続部）の曲げの方向は、反時計周り（又は時計周り）である。脚部から見ると、上記逆のヘアピンの一方の頂点部の曲げの方向は、左向き又は右向きである（図１７（ａ）参照）。一般的に、基本導体２５５に対する第１の曲げ方向、及び基本導体２５５ｒに対する第２の曲げ方向について述べることができる。
【０１１６】
図２８は、図２７の巻き線セットから得られる巻き線セットを示す。図において、逆でないヘアピンが、レイヤ２９０−１をほぼ完全に形成するように連続的に加えられる。巻き線セットは、Ｉピン及び／又はＷピンにより完成し得る。この挿入が、逆のヘアピンの挿入の後、行われ得る。
図２６の巻き線アセンブリは、第１の曲げ方向とＩピン及び／又はＷピンを有する基本導体を組み立てることができる本発明に記載の第１の装置により得られる。
図２７の巻き線アセンブリは、第２の曲げ方向を有する基本導体を組み立てることができる本発明に記載の第２の装置により得られる。
図２８の巻き線アセンブリは、第１の曲げ方向とＩピン及び／又はＷピンを有する基本導体を組み立てることができる本発明に記載の第３の装置により得られる。
【０１１７】
また、形成される巻き線セットを取り除く必要がないようなエンベロープガイドを有する単一の装置を用いることができる。
【０１１８】
図２６〜２８の巻き線が、最も内側のレイヤから最も外側のレイヤに向けて組み立てられる。一方、アセンブリは、３つの装置を用いる順序を適切に変えることにより、外側から内側に向けて同様に行われ得る。
【０１１９】
図２９，３０を参照すると、装置４００の特性、及びプレアセンブリのための方法のステップを詳細に示す。
【０１２０】
装置４００は、一部の違いを有して、装置２００に類似している。カムブロック４８０が同様にある。参照符号４８１，４８２により、２つのエンベロープガイド（必要条件によれば、２より大きな任意の数であってもよい。）を示す。この２つのエンベロープガイドは、自由円形空間４９５により囲まれている円周の内側にだけ、又は上記円周の外側にだけある。一般的に、上記装置２００は、この方法において、形成され得る。
【０１２１】
上記巻き線セット２９０を終了させる前に、交互に、ステップＳ１の装置が請求項１８において形成される、または以下のステップが行われる。
電気機械の固定子又はロータ用の少なくとも１つの巻き線アセンブリをプレアセンブリするための第２の装置４００を与えるステップＲ１。少なくとも２つのエンベロープガイド４８１，４８２が、スロット４２６間の一定又は可変ピッチを有する少なくとも１つのリング４２５と共に、（符号が異なる一方、自由円形空間２９５と実質的に同一の）自由円形空間４９５において囲まれている円周の内側にだけ、又は上記円周の外側にだけある。また、少なくとも１つのカムブロック４８０が、少なくとも２つのエンベロープガイド４８１，４８２と自由円形空間４９５を有する。
ステップＳ５，Ｓ６，又はＳ９の第１の装置２００から少なくとも１つの上記巻き線アセンブリ２９０を取り除くステップＲ２。第１曲げ方向を有する橋状接続部を備える基本導体２５５が、ステップＳ５，Ｓ６，又はＳ９において用いられる。
少なくとも１つの巻き線アセンブリ２９０を上記第２の装置４００の上記自由円形空間４９５に挿入するステップＲ３。
また、ステップＳ５，Ｓ６，又はＳ９の後、且つステップＳ７の前に、以下の別のステップが行われる。このステップにおいて、基本導体２５５は、第１曲げ方向を有する橋状接続部２５５ｃと共に用いられる。または、ステップＲ３の後に、以下の別のステップが行われる。
初期位置までの少なくとも１つのカムブロック４８０に関して、上記少なくとも１つのカムブロック４８０において、２つの脚部により、少なくとも１つの基本導体２５５，２５５ｒをそれぞれのエンベロープガイド４８１，４８２に挿入できるように、上記少なくとも１つのリング４２５の全体又は一部を回転するステップＲ４。
基本導体２５５，２５５ｒの２つの脚部を、少なくとも１つのリング４２５のそれぞれ異なるスロット４２６に、同時に２つのエンベロープガイド４８１，４８２のそれぞれの２つの脚部により、上記カムブロック４８０に挿入するステップＲ５。
最後に挿入された基本導体２５５，２５５ｒの自由円形空間４９５に向けて接近する動作を得るように、一方又は複数のスロットピッチにより、少なくとも１つのリング４２５及び／又は少なくとも１つのカムブロック４８０をそれぞれの方向に回転するステップＲ６。
予め決められた数の基本導体２５５，２５５ｒを少なくとも１つの巻き線セット２９０に挿入するまで、ステップＲ４〜Ｒ６、又はステップＲ５，Ｒ６を繰り返すステップＲ７。
基本導体２５５，２５５ｒのプリセット番号は、第２曲げ方向を有する基本導体２５５ｒのサブセットを備える。
第２曲げ方向は上記第１曲げ方向に対向する。
【０１２２】
ステップＲ２の巻き線セット２９０は、１つ以上の巻き線レイヤ２９０−１，２９０−４において、予め決められた数のＩピン又はＷピンを備えてもよい。基本導体２５５ｒの上記サブセットは、それぞれ、上記予め決められた数のＩピン又はＷピンの脚部において角度的に、少なくとも１つの脚部により挿入される。明らかに、エンベロープガイドと自由円形空間は、Ｉピン及び／又はＷピンを挿入して加工できるように構成されている必要がある。一般的に、Ｉピン又はＷピンは、異なるレイヤ（対応する奇数又は偶数）の逆の基本導体の脚部と等しい角度位置において、所定のレイヤ（奇数又は偶数）に配置されている脚部を有する。図２８を参照すると、Ｉピン又はＷピンが、基本導体２５５ｒの脚部により占有されている角度位置において、巻き線の最も内側のレイヤにあることを示し得る。図示しなくても、Ｉピン又はＷピンは、最も外側のレイヤ２９０−１に挿入される。
【０１２３】
ステップＲ７の後、代替として、ステップＳ１の装置は、自由円形空間の円周の外側又は内側の少なくとも２つのエンベロープガイドにより、Ｉピン及び／又はＷピンを加工するように構成され得る。または、ステップＲ７の後、以下の追加のステップが行われる。
ステップＲ１において形成されるような電気機械の固定子又はロータ用の少なくとも１つの巻き線アセンブリをプレアセンブリするための第３の装置４００を与えるステップＬ１。この第３の装置４００は、スロット４２６間の一定又は可変ピッチを有する少なくとも１つのリング４２５と共に、Ｉピン及び／又はＷピンを組み立てるように構成されている。また、少なくとも１つのカムブロック４８０が、少なくとも１つのエンベロープガイド４８１，４８２と自由円形空間４９５を有する。
ステップＲ７の装置４００から少なくとも１つの巻き線アセンブリ２９０を取り除くステップＬ２。
上記少なくとも１つの巻き線アセンブリ２９０を上記第３の装置４００の上記自由円形空間４９５に挿入するステップＬ３。
ステップＲ７又はＬ３の後に、以下の別のステップが行われる。
初期位置までの少なくとも１つのカムブロック４８０に関して、少なくとも１つの基本導体２５５、又は少なくとも１つのＩピン若しくはＷピンを挿入できるように、上記少なくとも１つのリング４２５の全体又は一部を回転するステップＬ４。上記少なくとも１つのカムブロック４８０において、２つの脚部がそれぞれのエンベロープガイド４８１，４８２に挿入される。
基本導体２５５、Ｉピン、又はＷピンの脚部を、少なくとも１つのリング４２５のそれぞれ異なるスロット４２６に、同時に対応するエンベロープガイド４８１，４８２の脚部により、上記カムブロック４８０に挿入するステップＬ５。
最後に挿入された基本導体２５５の自由円形空間４９５に向けて接近する動作を得るように、一方又は複数のスロットピッチにより、少なくとも１つのリング４２５及び／又は少なくとも１つのカムブロック４８０をそれぞれの方向に回転するステップＬ６。
少なくとも１つの巻き線セット２９０の予め決められた数の基本導体２５５、及び／又はＩピン、及び／又はＷピンを挿入するまで、ステップＬ５，Ｌ６を繰り返すステップＬ７。
上記予め決められた数の基本導体２５５は、上記第１曲げ方向を有する前記基本導体である。
【０１２４】
ステップＲ７の後、上記少なくとも１つの巻き線セットは、ステップＲ１〜Ｒ７において、また必要ではない一方、可能な限りステップＬ１〜Ｌ７において、予め決められた数のレイヤによる最後のステップＲ７、及び最終的なステップＬ１〜Ｌ７における少なくとも１つの最終的な巻き線セットを得るための予め決められた数の反復に対して再び用いられ得る。これは、外側のレイヤと内側のレイヤの間における中間のレイヤに配置されているＩピンを有する巻き線を形成して、他のヘアピンをまたいで配置されている隣接しないレイヤにおける脚部を有するように逆のヘアピンを必要とすることを示し得る。
【０１２５】
複数の異なる装置を用いる特定の実施例において、この反復の方法により、一般的に、２×ｎ−１個の装置において、巻き線アセンブリはｎ個のレイヤに対して得られる。このｎ個のレイヤは、ｎ／２個のクラウンを組み合わせる逆のヘアピンのｎ／２−１個のセットを含む。巻き線のセットは、所望の電気的経路を形成するため、異なるレイヤ（好ましくは、対向する外側のレイヤ２９０−１，２９０−４）におけるＩピン及び／又はＷピンの１個又は２個のセットを便宜上含む。
【０１２６】
本明細書に記載の装置と方法により、巻き線セットを形成するため、挿入されたすべてのヘアピンを同時に回転させることを必要とすることなく、ヘアピンの巻き線セットの製造を自動化することができる。
【０１２７】
また、本明細書に記載の装置と方法は、スロット又は非円形スロットに対する適合を用いることを必要とすることなく、円形ワイヤ棒導体、及び「長方形」導体及び「台形」導体のような円形と異なる断面を有する棒導体と共に便宜上用いられ得る。この方法において、本明細書に記載の装置と方法により、ヘアピンの隣接する脚部に完全に接近することができる。
【０１２８】
本明細書に記載の装置と方法は、１以上、特に２以上のスロット当たりのワイヤの数を有する固定子に対して有効である。複数の巻き線セットの場合、この方法は、それぞれの巻き線セット又はレイヤを形成すること、及び固定子又はロータに再び連結することを想定する。
【０１２９】
また、本明細書に記載の装置と方法により、棒導体の脚部に対して軸方向に停止する隣接部を形成する底壁がないため、異なる長さの脚部を有する棒導体を管理することができる。
【０１３０】
さらに、本明細書の装置と方法によれば、固定子において巻き線を挿入するための抽出把持部を用いることは必要でない。
【０１３１】
本明細書に記載の本発明の利点の包括的でないリストを以下に与える。
１．クラウン自体を完成するため、順番に、又は「特別な」ヘアピンと平行に追加することによる、ヘアピンのクラウンの一部のアセンブリ。
ａ．異なるスパン／ピッチ／スローを有するヘアピンを備えるクラウンを組み立てる可能性。
ｂ．ヘアピンが挿入される固定子の側面における端子を備えるクラウンを組み立てる可能性。
ｃ．スターポイント接続部に対して用いられる、フォーク形状又は「Ｗ」字形状のヘアピンを備えるクラウンを組み立てる可能性。
２．複数のクラウンのアセンブリ。
３．同じレイヤ及び隣接するスロットに配置されている一致する脚部を有して、また異なるピッチのＵ字形状の曲げを有する同心のヘアピンを備えるクラウンのアセンブリ。このピッチは、所定のヘアピン用の標準的なピッチの７／６と等しく、別のヘアピン用の標準的なピッチの５／６と等しい。
４．ＡＢＢＡ，ＡＢＡＢ，及びＡＡＢＢパターン（米国特許６，８９４，４１７号の図６参照）において重複するクラウンのアセンブリ。
５．重ねられたヘアピン（米国公開特許２００３０２１４１９６号の図１参照）を備えるクラウンのアセンブリ。
【符号の説明】
【０１３２】
１００：固定子モータ用の円形断面のヘアピンを有するロータの巻き線を形成するための装置（従来技術）
１１０：円形断面のヘアピン
１２０：ピンを挿入するためのポケット
１３０：回転支持リング
１４０：ポケット１２０が配置されている回転外側リング
１９５：第３の同心要素
１８０：ピンを挿入するためのポケット
１９０：ポケット１８０が配置されている内側リング
１５０：装置の軸
１６０：回転外側リング又は内側リングの回転方向
１７０：ヘアピンを有するロータ巻き線
２００：本発明に記載の非円形断面のヘアピンを有する固定子／ロータの巻き線を形成するための装置
２１０：外側格納リング
２１１：外側格納リングの下方のレイヤ
２１２：外側格納リングの上方のレイヤ
２２０：格納できる挿入部２２１の操作機構を備える外側配列
２２１：格納できる挿入部（外側配列要素）
２２２：格納できる挿入部の開口スロット、すなわち長方形Ｓ字部
２２２ａ：径方向における、格納できる挿入部のスロットの閉端部
２２２ｂ：径方向における、格納できる挿入部のスロットの開口端部
２２３：格納できる挿入部を操作するための格納できる挿入部の歯止め
２３０：内側配列
２３２：内側配列の開口スロット
２３２ａ：径方向における、内側配列のスロットの閉端部
２３２ｂ：径方向における、開口端部２２２ｂに対向する内側配列のスロットの開口端部
２４０：支持ハブ
２５０：（円形断面、正方形断面、又は他の断面を有する）ヘアピン挿入機器
２５１：ヘアピンの付勢部品
２５２：ヘアピンの付勢部品のハンドル
２５３：挿入機器の第１垂直ロッド
２５３ａ：第１垂直ロッドのスライドガイド
２５４：挿入機器の第２垂直ロッド
２５４ａ：第２垂直ロッドのスライドガイド
２５５：ヘアピン
２５５ａ：ヘアピンの第１脚部
２５５ａＥ：ヘアピンの第１脚部の自由端
２５５ａ１：ヘアピンの脚部の第１直線部
２５５ａ２：ヘアピンの脚部の階段状部
２５５ａ３：ヘアピンの脚部の第２直線部
２５５ｂ：ヘアピンの第２脚部
２５５ｂＥ：ヘアピンの第２脚部の自由端
２５５ｃ：ヘアピンの脚部の橋状接続部
２５５ｃ１：第２脚部と繋がる橋状接続部の部分
Ｂ：部分２５５ｃ１の伸長の主な方向
ＲＢ：部分２５５ｃ１の曲率半径
２５５ｃ３：第１脚部と繋がる橋状接続部の部分
Ａ：部分２５５ｃ３の伸長の主な方向
ＲＡ：部分２５５ｃ３の曲率半径
２５５ｃ２：橋状接続部の中央部
Ｃ：部分２５５ｃ２の伸長の主な方向
α１：方向Ａ，Ｃの間の角度
α２：方向Ａ，Ｂの間の角度
α３：α１とα２の合計に等しい方向Ｂ，Ｃの間の角度
２５５ｉ：Ｉピン
２５５ｐ：ヘアピンの脚部の間の距離（ピッチ）
２５５ｒ：逆のヘアピン
２６０：ブッシング
２６１：ガイドの厚み
２６５：クラウンの間の分離パーティション
２７０：内側カムブロック
２７１：内側カムブロックのエンベロープガイド
２７１ａ：（空の円形空間における、閉じ得る）内側カムブロックの出口点
２７１ｂ：内側カムブロックの挿入点
２８０：外側カムブロック
２８１：内側カムブロックの挿入ガイド
２８１ａ：（中央の空の円形空間における、閉じ得る）外側カムブロックの出口点
２８１ｂ：外側カムブロックの挿入点
β：次のヘアピンを挿入するための空間を開けるために必要であり、ヘアピンの大きさに応じて、連続して挿入される２つのヘアピンの間の角度（従来技術において、βはより大きい。また、プレアセンブリは同時に行われる。）
２９０：ヘアピンのクラウン（巻き線セット）
２９０’：ヘアピンの別のクラウン（巻き線セット）
２９５：カムブロック内、又はカムブロックの間の自由円形空間
３００：固定子パック
４００：装置２００と異なる、本発明に記載の非円形断面のヘアピンを有する固定子／ロータの巻き線を形成するための装置
４２５：装置４００のリング
４２６：リング４２５のスロット
４８０：装置４００のカムブロック
４８１，４８２：カムブロック４８０のエンベロープガイド
４８５：自由円形空間４９５により囲まれている円周に関する内側カムブロックの部分
４９５：カムブロック４８０の自由円形空間
２５５，２５５ｒ：装置４００と共に用いられ得る基本導体
２９０−１：巻き線セットの第１レイヤ
２９０−２：巻き線セットの第２レイヤ
２９０−３：巻き線セットの第３レイヤ
２９０−４：巻き線セットの第４レイヤ
ＲＦ：リング４２５における参照点
【０１３３】
本明細書において、好ましい実施形態を記載して、本発明の一部の変形例を示した。一方、添付されている請求項により定められているように、当業者が、それぞれの保護の範囲から逸脱することなく、変更を行うことができることが分かる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５（ａ）】
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【図１５（ｂ）】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ）】
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【図１８ｂ）】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１ａ）】
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【図２１ｂ）】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９（ａ）】
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【図２９（ｂ）】
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【図２９（ｃ）】
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【図２９（ｄ）】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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