(57)【要約】  スロットレスステータ用の界磁巻線を形成する方法であって、マンドレルの周囲に各コイル巻線用の絶縁ワイヤをらせん状に巻くことにより、第１コイル群を形成し、ワイヤの各ターンが、ワイヤの次のターンと隣接する段階と、第１コイル群を形成する段階の後で、マンドレルに沿って軸方向に絶縁ワイヤを、各コイル巻線の後縁から、第２コイル群内の各コイル巻線の前縁におけるワイヤの位置までシフトする段階と；マンドレルの周囲に各コイル巻線用の絶縁ワイヤをらせん状に巻くことにより第２コイル群を形成する段階と；巻かれた第１及び第２コイル群からマンドレルを取り外す段階と；コイル巻線セグメントが交互配置されるように、巻きコイル群を単層ウェブ状に折り畳む段階と；及び、界磁巻線を形成するように、ウェブをシリンダー状に巻く段階とを含む。
2010515418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コイル群及び第２コイル群内に配置された複数のコイル巻線を含むスロットレスステータ用の、３相界磁巻線を形成する方法であって、前記方法が、
マンドレルの周囲に各コイル巻線用の絶縁ワイヤを巻くことにより、前記第１コイル群を形成し、前記ワイヤの各ターンが、前記ワイヤの次のターンと隣接する段階であって、完成時に、前記第１コイル群内の各コイル巻線が、実質的に同じコイル幅を有し、前記第１コイル群内の隣接するコイル巻線間の分離が、完成した巻線の１つの幅と実質的に等しい距離である段階と；
前記第１コイル群を形成する段階の後で、マンドレルに沿って軸方向に絶縁ワイヤを、各コイル巻線の後縁から、完成した巻線の１つの幅の５倍と実質的に等しい距離である、前記第２コイル群内の各コイル巻線の前縁におけるワイヤの位置までシフトする段階と；
前記ワイヤの各ターンが、前記ワイヤの次のターンと隣接するように、マンドレルの周囲に各コイル巻線用の絶縁ワイヤを巻くことにより第２コイル群を形成する段階であって、完成時に、前記第２コイル群及び前記第１コイル群内の各コイル巻線が、実質的に同じコイル幅を有し、前記第１コイル群内の隣接するコイル巻線間の分離が、完成した巻線の１つの幅と実質的に等しい距離である段階と；
巻かれた第１及び第２コイル群からマンドレルを取り外す段階と；
前記第１コイル群からのコイル巻線セグメントが、前記第２コイル群のコイル巻線セグメントの間に交互配置されるように、巻かれた第１コイル群と第２コイル群を単層ウェブ状に折り畳む段階と；及び、
界磁巻線を形成するように、前記単層ウェブをシリンダー状に巻く段階と、を含むことを特徴とする３相界磁巻線を形成する方法。
【請求項２】
環状磁束リターンリングの内表面上に前記シリンダーを組み込む段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ウェブ内の交互配置コイル巻線セグメントが、同じコイル巻線からの隣接するコイル巻線セグメントを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ウェブを巻く段階が、前記シリンダーの両側上に同じコイル巻線からの隣接するコイル巻線セグメントの組を設置することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ウェブを巻く段階が、前記ウェブの一端部からのコイル巻線セグメントが、前記ウェブの反対側の端部からのコイル巻線セグメントと交互配置される段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記セグメントが、同じコイル巻線からのコイル巻線セグメントと隣接するように、前記ウェブの両端部からのコイル巻線セグメントが、交互配置されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
各コイル巻線の端部を、共通端子に電気的に接続する段階と、各コイル巻線の反対の端部を３相電力供給装置の各相に接続可能な端子に接続する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第２コイル群の巻き方向が、前記第１コイル群の巻き方向と反対であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２コイル群の巻き方向と、前記第１コイル群の巻き方向とが同じ方向であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
第１コイル群及び第２コイル群を含む複数のコイル巻線と；
各コイル巻線用の絶縁ワイヤの第１らせん状巻線を含む第１コイル群であって、前記ワイヤの各ターンが、前記ワイヤの次のターンと隣接し、前記第１コイル群においてマンドレル上の隣接するコイル巻線間の間隙が、実質的に、前記第１群内のコイル巻線の幅と等しくなるように、前記ワイヤが、前記マンドレルの周囲に巻かれる第１コイル群と；
各コイル巻線用の絶縁ワイヤの第２らせん状巻線を含む第２コイル群であって、前記ワイヤの各ターンが、前記ワイヤの次のターンと隣接するように、前記ワイヤが、マンドレルの周囲に巻かれ、完成時に、前記第２コイル群及び前記第１コイル群内の各コイル巻線が、実質的に同じコイル幅を有し、前記第２コイル群内の前記マンドレル上の隣接するコイル巻線間の間隙が、前記第２群内のコイル巻線の幅と実質的に等しい第２コイル群と；
前記第１コイル群からのコイル巻線セグメントが、前記第２コイル群のコイル巻線セグメント間に交互配置されるように、折り畳まれた前記第１コイル群と前記第２コイル群を含むシリンダー状ウェブと、を含むことを特徴とするスロットレスステータ用の３相界磁巻線。
【請求項１１】
環状磁束リターンリングをさらに含み、
前記シリンダー状ウェブが、前記リングの内表面上に組み込まれることを特徴とする請求項１０に記載の３相界磁巻線。
【請求項１２】
前記ウェブ内の交互配置コイル巻線セグメントが、同じコイル巻線からの隣接するコイル巻線セグメントを含むことを特徴とする請求項１０に記載の３相界磁巻線。
【請求項１３】
同じコイル巻線からの前記隣接するコイル巻線セグメントの組が、前記シリンダーの両側上にあることを特徴とする請求項１２に記載の３相界磁巻線。
【請求項１４】
前記ウェブの一端部からのコイル巻線セグメントが、前記ウェブの反対側の端部からのコイル巻線セグメントと交互配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の３相界磁巻線。
【請求項１５】
前記セグメントが、同じコイル巻線からのコイル巻線セグメントと隣接するように、前記ウェブの両端部からのコイル巻線セグメントが、交互配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の３相界磁巻線。
【請求項１６】
各コイル巻線の端部が、共通端子に接続されており、
各コイル巻線の反対側の端部が、３相電力供給装置の各相に接続可能な端子に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の３相界磁巻線。
【請求項１７】
前記第２コイル群の巻き方向が、前記第１コイル群の巻き方向と反対であることを特徴とする請求項１０に記載の３相界磁巻線。
【請求項１８】
前記第２コイル群が、前記マンドレルの周囲に、前記第１コイル群と同じ方向に巻かれていることを特徴とする請求項１０に記載の３相界磁巻線。
【請求項１９】
コイル巻線の第１群を形成するように、マンドレルの周囲に複数の絶縁導体をらせん状に巻く段階であって、前記マンドレル上において、前記第１群内の巻きコイルが、前記第１群内の他の巻きコイルの少なくとも１つと直接隣接する段階と、；
前記第１群内の前記巻きコイルの幅と実質的に等しい距離だけ、前記マンドレルに沿った軸方向に前記導体の長さをシフトする段階と、；
コイル巻線の前記第１群の後縁から、前記第１群からの前記巻きコイルの幅と実質的に等しい距離から開始し、前記第１群に使用されたのと同じ巻き方向にコイルの第２群をらせん状に巻く段階であって、前記マンドレル上において、形成された前記第２群内の前記巻きコイルが、前記第１群内の他の巻きコイルの少なくとも１つと直接隣接する段階と、；
前記第２群からのコイルセグメントと交互配置された前記第１群からのコイルセグメントを含む単層ウェブを形成するように、前記マンドレルを取り外し、前記コイルを平坦化する段階と、；及び、
前記第１群からのコイルが、同じ導体によって形成された前記第２群を形成するコイルと重なるように、２層シリンダー状にウェブを巻く段階とを含むことを特徴とする電磁気多相デバイス用の界磁を巻く方法。
【請求項２０】
磁束リターンリングの内表面上に前記シリンダーを組み込む段階をさらに含み、
前記コイルセグメントが、前記シリンダーの重心軸と平行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】
前記複数の絶縁導体が３つであることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
第１群内の前記マンドレルの第１の側上に形成された前記コイルセグメントが、前記第２群内の前記マンドレルの前記第１の側上に形成されたコイルセグメントと重なっていることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
第１群内の前記マンドレルの第２の側上に形成された前記コイルセグメントが、前記第２群内の前記マンドレルの前記第２の側上に形成されたコイルセグメントと重なっていることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記シリンダーの第１の層が、前記第１群のコイルセグメントによって形成され、
前記シリンダーの第２の層が、前記第２群のコイルセグメントによって形成されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
マンドレルの周囲に各コイル巻線用の絶縁ワイヤを巻くことにより３つのコイル巻線のコイル群を形成し、前記ワイヤの各ターンが、前記ワイヤの次のターンと隣接する段階であって、完成時に、第１コイル群内の各コイル巻線が、実質的に同じコイル幅を有し、前記第１コイル群内の隣接するコイル巻線間の分離が、完成した巻線の１つの幅と実質的に等しい距離である段階と、；
巻きコイル群から前記マンドレルを取り外す段階と、；
前記マンドレルの第１の側からのコイル巻線セグメントが、前記マンドレルの反対側からのコイル巻線セグメントの間に交互配置されるように、前記巻きコイル群を折り畳む段階と、；及び
界磁巻線を形成するようにシリンダー状に単層ウェブを巻く段階であって、前記ウェブの一端部上におけるコイル巻線セグメントが、前記ウェブの反対側の端部におけるコイル巻線セグメントの間に交互配置され、同じコイル巻線からの巻線セグメントが、シリンダーの両側上にある段階とを含むことを特徴とする３つのコイル巻線を含むスロットレスステータ用の３相界磁巻線を形成する方法。
【請求項２６】
磁束リターンリングの内表面上に前記シリンダーを組み込む段階をさらに含み、
前記コイル巻線セグメントが、前記シリンダーの重心軸と平行であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ウェブ状に折り畳まれ、コイルセグメント間に交互配置された場合に、前記コイルセグメントが重ならないことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
各コイル巻線の端部を、共通端子に電気的に接続する段階と、
各コイル巻線の反対側の端部を、３相電力供給装置の各相に接続可能な端子に接続する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モーター用のステータに関する。特に、本発明は、交流（ＡＣ）及び直流（ＤＣ）電動モーター向けスロットレスステータ用の複数のコイル巻線から多相界磁巻線（ｐｏｌｙｐｈａｓｅ  ｆｉｅｌｄ  ｗｉｎｄｉｎｇ）を形成する方法、並びにこのようなステータ用のコイル巻線トポロジーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モーターは、シリンダー形の内部ローターを囲む環状ステータ、及びステータとローターとの間の空隙を有する。通常、ステータが、伝導性コイル巻線から形成された界磁巻線を含む。多相の、例えば、３相の、モーター用の界磁巻線内に、複数のコイル巻線が存在する。各コイル巻線が、絶縁導体、例えばステータの長さに沿って前後に伸びるワイヤから形成されている。コイル巻線を流れる交流が、環状ステータの中空部分内に、回転電磁場を形成する。ステータ内のローターが、回転磁場によって回転させられる。
【０００３】
従来、ステータコイル巻線は、例えば、ワイヤといった伝導性コイルをマンドレルの周りに巻きつけ、巻きコイルからマンドレルを取り外し、巻きコイルをウェブ状（ｗｅｂ）に折り畳み、及びステータ内に含まれるシリンダーを形成するようにウェブを巻くことにより形成される。コイル巻線を巻くための周知のトポロジー及び方法が、特許文献１から７に開示されている。スロットレスステータコイルのトポロジー、及び、実施が比較的に容易且つ安価であり、ステータ用の効果的な界磁巻線を提供する巻き付け方法に対する長年にわたる必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第３８１３２６７号明細書
【特許文献２】米国特許第５１９７１８０号明細書
【特許文献３】米国特許第５４２５１６５号明細書
【特許文献４】米国特許第５６１９０８５号明細書
【特許文献５】米国特許第５７１４８２７号明細書
【特許文献６】米国特許第６３５５９９３号明細書
【特許文献７】米国特許第６７９１２２４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
多相モーターにおけるスロットレスステータ用の、新規なコイル巻線トポロジー及び界磁巻線を形成するためにコイルを巻く方法が、開発されてきた。コイル巻線が、フラックスリターンリングの内表面上に組み込まれ、ステータ及びリターンリングと同軸のローターの周りに環形（ａｎｎｕｌｕｓ）が形成される。ステータのコイル巻線に加えられる起電力が、加えられた起電力の出力によって決まる速度及びトルクでローターを駆動する。通常、起電力は、例えば、３相ＡＣ電圧のような、多相交流（ＡＣ）電圧である。ステータ界磁巻線が、ＡＣ電圧の各相に対する分離したコイル巻線を含む。
【０００６】
本願明細書において開示されるコイル巻線トポロジーは、発電機におけるステータとしての使用に適用することも可能である。この巻き付け方法が、例えば、３相である多相スロットレスステータ用の、例えば、３つの（Ａ，Ｂ，Ｃ）多重コイル巻線を形成する。このステータコイル巻線が、睡眠時無呼吸処理装置における送風機用の小さなモーターに使用されてもよい。
【０００７】
第１コイル群及び第２コイル群内に配置された複数のコイル巻線を含むスロットレスステータ用の、例えば３相界磁巻線といった多相界磁巻線を形成する方法が、本願明細書において開示され、前記方法が、：マンドレルの周囲において各コイル巻線用の絶縁ワイヤを巻くことにより、第１コイル群を形成し、ワイヤの各ターン（ｔｕｒｎ）が、ワイヤの次のターンと隣接する段階であって、完成時に、第１コイル群内の各コイル巻線が、実質的に同じコイル幅を有し、第１コイル群における隣接するコイル巻線間の分離が、完成した巻線の１つの幅と実質的に等しい距離である段階と；第１コイル群の形成段階の後で、マンドレルに沿って軸方向に絶縁ワイヤを、各コイル巻線の後縁（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）から、完成した巻線の１つの幅の５倍と実質的に等しい距離である、第２コイル群内の各コイル巻線の前縁（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅ）におけるワイヤの位置までシフトする段階と；ワイヤの各ターンが、ワイヤの次のターンと隣接するように、マンドレルの周囲に各コイル巻線用の絶縁ワイヤを巻くことにより第２コイル群を形成する段階であって、完成時に、第２コイル群及び第１コイル群における各コイル巻線が、実質的に同じコイル幅を有し、第２コイル群の巻き方向が、第１コイル群の巻き方向と同じ又は反対であり、第１コイル群における隣接するコイル巻線間の分離が、完成した巻線の１つの幅と実質的に等しい距離である段階と；巻かれた第１及び第２コイル群からマンドレルを取り外す段階と；第１コイル群からのコイル巻線セグメントが、第２コイル群のコイル巻線セグメントの間に交互配置（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）されるように、巻かれた第１コイル群と第２コイル群を単層ウェブ状に折り畳む段階と、；及び、界磁巻線を形成するように、単層ウェブをシリンダー状に巻く段階とを含む。
【０００８】
スロットレスステータ用の３相界磁巻線のような多相界磁巻線が開示され、第１コイル群及び第２コイル群を含む複数のコイル巻線と、；各コイル巻線用の絶縁ワイヤの第１らせん巻線を含む第１コイル群であって、ワイヤの各ターンが、ワイヤの次のターンと隣接し、第１コイル群においてマンドレル上の隣接するコイル巻線間の間隙が、実質的に、第１群におけるコイル巻線の幅と等しくなるように、ワイヤが、マンドレルの周囲に巻かれる第１コイル群と、；各コイル巻線用の絶縁ワイヤの第２らせん巻線を含む第２コイル群であって、ワイヤの各ターンが、ワイヤの次のターンと隣接するように、ワイヤが、マンドレルの周囲に巻かれ、完成時に、第２コイル群及び第１コイル群における各コイル巻線が、実質的に同じコイル幅を有し、第２コイル群におけるマンドレル上の隣接するコイル巻線間の間隙が、第２群におけるコイル巻線の幅と実質的に等しく、第２コイル群の巻き方向が、第１コイル群と反対である第２コイル群と、；第１コイル群からのコイル巻線セグメントが、第２コイル群のコイル巻線セグメント間に交互配置されるように、折り畳まれた第１コイル群と第２コイル群を含むシリンダー状ウェブとを含む。
【０００９】
３つのコイル巻線を含むスロットレスステータ用の３相界磁巻線を形成する方法が開示され、前記方法が、：マンドレルの周囲に各コイル巻線用の絶縁ワイヤを巻くことにより３つのコイル巻線のコイル群を形成し、ワイヤの各ターンが、ワイヤの次のターンと隣接する段階であって、完成時に、第１コイル群内の各コイル巻線が、実質的に同じコイル幅を有し、第１コイル群内の隣接するコイル巻線間の分離が、完成した巻線の１つの幅と実質的に等しい距離である３つのコイル巻線のコイル群を形成する段階と、；巻きコイル群からマンドレルを取り外す段階と、；マンドレルの第１の側からのコイル巻線セグメントが、マンドレルの反対側からのコイル巻線セグメントの間に交互配置されるように、巻きコイル群を折り畳む段階と、；界磁巻線を形成するようにシリンダー状に単層ウェブを巻く段階であって、ウェブの１つの端部上におけるコイル巻線セグメントが、ウェブの反対側の端部におけるコイル巻線セグメントの間に交互配置され、同じコイル巻線からの巻線セグメントが、シリンダーの両側上にある、単層ウェブを巻く段階とを含む。
【００１０】
電磁気多相デバイス用の界磁（ｆｉｅｌｄ）を巻く方法が開示され、前記方法が、：コイル巻線の第１群を形成するように、マンドレルの周囲に複数の絶縁導体をらせん状に巻く段階であって、マンドレル上において、第１群内の巻きコイルが、第１群内の他の巻きコイルの少なくとも１つと直接隣接する、複数の絶縁導体をらせん状に巻く段階と、；第１群内の巻きコイルの幅と実質的に等しい距離だけ、マンドレルに沿った軸方向に導体の長さをシフトする段階と、；コイル巻線の第１群の後縁から、第１群からの巻きコイルの幅と実質的に等しい距離において開始し、第１群に使用されたのと同じ巻き方向にコイルの第２群をらせん状に巻く段階であって、マンドレル上において、形成された第２群内の巻きコイルが、第１群内の他の巻きコイルの少なくとも１つと直接隣接する、第２群をらせん状に巻く段階と、；第２群からのコイルセグメントに交互配置された第１群からのコイルセグメントを含む単層ウェブを形成するように、マンドレルを取り外し、コイルを平坦化する段階と、；及び、第１群からのコイルが、同じ導体によって形成された第２群を形成するコイルと重なるように、２層シリンダー状にウェブを巻く段階とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】マンドレル上の２つのコイル群に巻かれている３つのコイル巻線の第１配置の略図である。
【図２】マンドレルが取り外され、一層のウェブ状に折り畳まれたコイル巻線を有する図１に示されたコイルの略図である。
【図３】一層のシリンダー形ウェブに配置された図２に示されたコイルのウェブの端面の断面略図である。
【図４】ステータを形成するように、フラックスリターンリング内に取付けられた図２に示されるシリンダー形ウェブの端面の略図である。
【図５】図１から４に示された第１のコイル巻線配置を表す電気的３相コイル配置の略図である。
【図６】それぞれが１つのコイル群を有し、マンドレルの周りに巻かれた３つのコイル巻線の第２配置の略図である。
【図７】マンドレルが取り外され、コイルが、一層のウェブ状に折り畳まれたコイル巻線の第２配置の略図である。
【図８】シリンダー形に加工された、図７のコイル巻線のウェブの端面の断面略図である。
【図９】フラックスリターンリング内に組み込まれた図８のシリンダー形コイルウェブの端面の断面略図である。
【図１０】第２のコイル巻線配置を示す電気的３相コイル配置の略図である。
【図１１】マンドレル上に２つのコイル群内に巻き付けられた３つのコイル巻線の第３の配置の略図である。
【図１２】マンドレルが取り外され、コイルが２層ウェブ状に折り畳まれた、コイル巻線の第３の配置の略図である。
【図１３】２層シリンダーに配置された図１２のコイル巻線のウェブの端面の断面略図である。
【図１４】フラックスリターンリング内に組み込まれた図１３の２層シリンダー形コイル巻線ウェブの端面の断面略図である。
【図１５】第３のコイル巻線配置を示す電気的３相コイル配置の略図である。
【図１６】単層シリンダーに配置された図１２のコイル巻線のウェブの端面の断面略図である。
【図１７】フラックスリターンリング内に組み込まれた図１６の単層シリンダー形コイル巻線ウェブの端面の断面略図である。
【図１８】マンドレル上の２つのコイル群内に巻かれた３つのコイル巻線の第４の配置の略図である。
【図１９】マンドレルが取り外され、コイルが単層ウェブ状に折り畳まれた、図１８に示されたコイルの略図である。
【図２０】フラックスリターンリングに配置された図１９に示されたコイルのウェブの端面の断面略図である。
【図２１】ステータを形成するためにフラックスリターンリング内に組み込まれた図２に示されたシリンダー形コイルウェブの端面の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、マンドレル１６上において、２つのコイル群１２，１４（Ａ１，Ｂ１及びＣ１、並びにＡ２，Ｂ２及びＣ２）に巻き付けられた３つのコイル巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の第１の配置１０の略図である。導電性絶縁ワイヤが、マンドレルの周囲に巻かれ、各コイル巻線の群を形成する。接着テープ１８のストリップが、コイル群の両側に取付けられており、一時的にコイルを結合する。マンドレルが取り外された後で、配置１０が、ウェブ状に折り畳まれるが（図２参照）、テープが、コイル及びコイル群の間の距離を維持するために役立つ。
【００１３】
マンドレル１６のレーストラック形の断面が、通常、直線対向側壁部２０、並びにクレスト（ｃｒｅｓｔｅｄ）上端部及び底側部２２を有する。好ましくは、マンドレルが、六角形の断面を有するが、他の多角形断面を有しよく、又は、２つの対壁部２０、並びに曲がった上端部及び底側部２２を有してもよい。
【００１４】
マンドレルの壁部２０が、共通の長さを有し、上端部及び底側部よりも長い傾向がある。壁部２０が、コイル巻線の直線部分２４，２６（図２参照）を形成するために使用され、このコイル巻線が、シリンダーに配置され、モーター内のローターと向かい合う。壁部２０が、形成されるステータコイルセグメントの長さと実質的に同じ幅を有する。
【００１５】
マンドレルの上端部及び底側部２２上にあるコイル部が、コイル巻線のエンドターン部２８を形成する。マンドレルの幅、即ち、対壁部２０の間の距離が、コイルのエンドターン部２８の幅を決める。コイルが、ウェブ状に平坦化された場合に、接続されたコイル群、例えばＡ１とＡ２の間の間隙に及ぶように、エンドターン部が、十分な長さを有さなければならない。従って、エンドターン部が、それらの必要とされる長さを有するように、マンドレルの幅が、十分でなければならない。
【００１６】
ステータ内に形成された場合、コイルセグメント２４，２６が、ステータのシリンダーに配置される。コイルセグメントは、平行で、ローターと隣接する。コイルセグメントが、ステータの内部シリンダー形表面上に配置され、環状エアギャップによってローターから分離され、ローターの長さにわたる。コイルのエンドターン部２８が、隣接する直線コイルセグメント２４，２６を接続する。エンドターン部２８が、折り畳まれ、さもなければ、小型となるように配置される。通常のコイル巻線において、直線コイルセグメント２４，２６及びエンドターン部２８が、絶縁被覆を有する連続する導電ワイヤにおいて、交互に並ぶ。エンドターン部の幅、例えば、対壁部２０の間の距離が十分であり、エンドターン部が、コイルが折り畳まれて接続されたコイル群の間の距離にまで及ぶことが可能である。
【００１７】
各コイル群１２，１４が、密ならせん状にワイヤを巻くことによって形成され、ここで、ワイヤの各ターンが、各コイル巻線における次のそれと隣接する。各巻線のターンが開始される端部が、それぞれＳＡ，ＳＢ及びＳＣによって示される。各コイル巻線の最後のターンにおける端部が、それぞれＥＡ，ＥＢ及びＥＣによって示される。マンドレルの周囲にワイヤを自動で巻き付けるために、当技術分野において周知である自動コイル巻き機構が、使用されてよい。第１に、各巻線のワイヤが、第１方向（巻き方向が矢印によって示される）に巻かれ、コイルの第１群１２を形成する。第１コイル群が、例えば、２５〜２５０ターンである、所定数のワイヤのターンを有する。ワイヤターンが、通常、マンドレルの表面に対し並んで配置され、密に一緒にまとめられ、巻きコイルの単層を形成する。
【００１８】
分離したワイヤが、各コイル巻線を形成するために使用される。図１に示されるように、３つの絶縁ワイヤ（Ａ，Ｂ，Ｃ）が、マンドレルの周囲に巻かれる。最初に、ワイヤが、第１方向に巻かれ、コイルの第１群１２を形成する。各コイル群（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１）が、マンドレルの周囲に巻かれた分離した絶縁ワイヤに対応する。各コイル群が、実質的に同じ数の巻線を有し、各コイル群の幅及び各コイル群におけるターンの数が、実質的に同じである。
【００１９】
隣接するコイル群間の分離、例えば、コイル群Ａ１の後縁とコイル群Ｂ１の前縁との間の間隙（Ｇ）が、コイルセグメントの幅（ｗ）であってよい。コイルが、単層ウェブ状に平坦化された場合（図２参照）、この間隙により、コイルが重なることなく、コイルセグメントが、間隙内に位置することが可能となる。
【００２０】
コイル巻線の第１群（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１）が巻かれた後であって、コイル巻線の次の群（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）が巻かれる前に、各完成したコイル群１２から伸びる導電ワイヤが、マンドレルに沿った軸方向にシフトする。軸方向のシフトが、導電ワイヤを、完成した例えばＡ１である第１コイル群の後縁から、これから巻かれる例えばＡ２である第２コイル群の前縁まで移動させる。２つのコイル群を備えた３相コイルにおいて、軸方向のシフトの距離は、コイル巻線セグメントの幅（Ｗ）の５倍である。軸方向のシフトは、３相以外であって、異なる数のコイル群を有する多相コイル巻線によって異なる。一般的に、完成したコイル群１２から新しいコイル群１４への軸方向のシフトが、コイル群の数の２倍×コイル巻線の数−１である。軸方向のシフトのアルゴリズムが、単層シート状に折り畳まれることが可能なマンドレルコイル巻線上に提供される。
【００２１】
各コイル（Ａ，Ｂ，Ｃ）用の導電ワイヤが、第一に、例えば時計回りの一方向に巻かれ、第１コイル群（Ａ１，Ｂ１，及びＣ１）を形成し、次に、例えば反時計回りの他の反対方向に巻かれ、第２コイル群（Ａ２，Ｂ２，Ｃ１）を形成する。巻き方向が、図において矢印で示されている。マンドレルの周囲において、時計回り及び半時計回り方向に、交互にコイルを巻くことにより、追加的なコイル群が、形成されることが可能である。所望の数のコイル群が形成されるまで、巻き方向を逆転させることにより、コイル群の巻きが、繰り返される。
【００２２】
巻きが完成した後で、マンドレルが、巻きコイルから取り外される。マンドレルが取り外されるが、接着テープ１８が、コイル群の配置を保ち、それらのそれぞれのコイル群の中でワイヤが並んだままであり、間隙がコイル群の間に残されたままである。通常、接着テープは、コイルセグメント２４，２６のそれぞれの両側上におけるテープの２つのストリップである。接着テープの第１ストリップが、外側に面する接着表面でマンドレルの表面に固定され、巻きコイルを支える。巻きプロセスが、完成した後で、テープの第２ストリップが、コイルセグメントに設置され、通常、第１テープストリップの上に横たわるように設置される。
【００２３】
図２は、マンドレルを取り外した後のコイル巻線を示す。コイルは、平坦化され、単層ウェブ３０となっている。コイルセグメントの適切な重なりを確保するために、コイルの第１側上において、例えばＡ１’であるセグメントが、コイルの反対側上における、たとえ例えばＣ１及びＡ２である選択されたセグメント間の間隙にある位置に向かう軸方向にシフトされる。コイルセグメントが、ウェブ内に配置され、セグメント（例えば、Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ１’，Ａ２，Ｂ１’，Ｂ２，Ｃ１’，Ｃ２，Ａ２’，Ｂ２’及びＣ２’）は、平行であり、重ならない。コイルセグメント２４，２６（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ１’，Ｂ1‘及びＣ1’）は、ローターに隣接するステータ部を形成するウェブの一部である。コイルセグメント２４，２６が、ステータ内に配置され、これらは、ローターの回転軸に平行である。
【００２４】
巻き方向（図１及び２におけるセグメント上の矢印を参照）が、同じコイル巻線から隣接するセグメントに対して平行であるように、コイルセグメント２４，２６が、配置される。例えば、ウェブが、マンドレル上において同じ巻き方向に巻かれる隣接するセグメントＡ１’及びＡ２を有する。同様に、Ｂ１’，Ｂ２；Ｃ１’，Ｃ２；Ａ２，Ａ１’；Ｂ２’，Ｂ１及びＣ１，Ｃ２’である隣接するセグメントの各組が、同じ巻き方向を有する。コイルが、ウェブ状に平坦化され、マンドレルの一側上に形成されたコイルセグメント、例えば、図２に示された参照符号においてダッシュ記号（“’”）で識別されるセグメントが、マンドレルの反対側上に形成された、例えばダッシュ参照符号がないコイルセグメントに交互配置される。コイルセグメントの交互配置により、一方のコイル群からのセグメントが、他のコイル群からのコイルセグメント間に配置される。コイルセグメントが、交互配置された場合、巻き方向が、同じコイルからの隣接するコイルセグメントのそれと同じであるように、コイル群が反対方向に巻かれる。
【００２５】
コイルセグメントを流れる電流の方向は、セグメントの巻き方向によって決まる。隣接するセグメントが、同じ巻き方向を有するように、同じコイルからのコイルセグメントを配置することで、電流方向が、隣接するセグメントを流れる電流方向と同じであることが確保される。
【００２６】
ウェブ状に折り畳まれた場合、コイルセグメント２４，２６が、重ならない。コイルのエンドターン部が、セグメントを結合する（Ａ１とＡ１’、Ｂ１とＢ１’、及びＣ１とＣ１’）。ウェブが形成された場合、エンドターン部分が、部分的に重なる。この重なりが、平坦化プロセスに付随しておこり、コイルセグメントの重なりを構成しない。
【００２７】
ウェブの端部に最も近いコイルセグメント（Ａ１，Ｂ１及びＢ２’並びにＣ２’）が、間隙（Ｇ）で互いに分離される。これらの間隙が、ウェブの反対の端部から、コイルセグメントを受け入れる。ウェブが、シリンダー状に巻かれた場合、特に、セグメントＡ１が、セグメントＡ２’とＢ２’との間の間隙内に適合し、セグメントＢ１が、セグメントＢ２’とＣ２’との間に適合する。
【００２８】
図３は、ステータ界磁巻線３１内に形成されたウェブ３０のウェブセグメントの断面図である。コイルセグメントが重なることなく、ウェブが、シリンダー形状に巻かれる。ウェブの端部におけるコイルセグメント（Ａ１，Ｃ１’）が、他のコイルセグメントと交互配置され、これらの他のセグメントと重ならない。このセグメントが、シリンダー状ステータ界磁巻線３１内に配置され、第１群（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１）からのコイルセグメントが、同じコイルの第２群（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）からのコイルセグメントと隣接する。シリンダー状ウェブの内径が、実質的に、ステータの内部の直径の直径である。ステータセグメントが、シリンダーの軸と平行である。ローター（図４においてＮ及びＳ極によって表わされるローターを参照）が、ウェブ３０によって形成されたシリンダー状ステータ界磁巻線３１内における同軸上に適合する。
【００２９】
各コイル巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）からのコイルセグメントが、ステータ内に配置され、電流が、ステータの一側上で一方向に及びステータの他側上で反対方向に流れる。マンドレル上においてコイルセグメント２４，２６（図１）が巻かれる方向が、電流の流れ方向を決める。コイルＡにおいて、例えば、セグメントＡ１’及びＡ２が、第１巻き方向を有し、ステータの反対側上におけるセグメントＡ１及びＡ２’が、反対の巻き方向を有する。従って、セグメントＡ１’とＡ２とを流れる電流方向が同じであり、セグメントＡ１及びＡ２’内の電流方向と反対である。同様に、ステータの他側上において、セグメントＣ２’とＣ１に対する電流方向が同じであり、セグメントＣ２及びＣ１’に対する電流方向と反対である。さらに、セグメントＢ１とＢ２’に対する電流方向が同じであり、セグメントＢ１’及びＢ２に対する電流方向と反対である。従って、電流が、ステータシリンダーの一側上において一方向に及びシリンダーの反対側上において反対方向に流れる。
【００３０】
図４は、磁束リターンパスを提供する強磁性リング３２内に挿入されたシリンダー形状ステータ界磁巻線３１を示す。軸（ａｒｂｏｒ）が、コイルウェブによって形成されたシリンダーの内周に挿入され、ステータの内部直径（ｉｎｓｉｄｅｒ  ｄｉａｍｅｔｅｒ：ＩＤ）を定める。さらに、コイル巻線のエンドターン２８が、各セグメントの反対の端部上（ステータの反対の端部における）に密に配置され、全体のステータの高さを最小化する。リングの内周にコイルを加工する、又はリングにコイルをモールディングすることを含む様々な手段を使用し、コイルが、リターンパスリング３２に固定される。ウェブ及びリターンパスがスロットレスステータを形成する。シリンダー状ステータ界磁巻線３１が、ローターＮ極（Ｎ）及びＳ極（Ｓ）によって表される回転ローターを有するジェネレータ又はモーター内に含まれてよい。
【００３１】
図５は、図４のステータ界磁巻線３１の導電性パスを示す電気配線図である。各コイル群、例えばＡ１が、各導電コイル群内における各巻線のわずかな抵抗を示すレジスタ３４として表される。それらそれぞれのコイル巻線において、コイル群（Ａ１，Ａ２）が、直列に接続される。３つのコイル巻線（Ａ１とＡ２；Ｂ１とＢ２；及びＣ１とＣ２）が、例えば中心タップである共通端子３６に接続される。各巻線の両側端部が、モーターに対する電源のフェーズ端子に接続される端子３８を有する。各巻線の端部が、図５（図１も参照）においてＳＡ，ＳＢ及びＳＣと符号付けされた第１巻線ターンに対応し、配線図におけるコイルの開始位置を示す。各巻線のそれぞれの最後のターンＥＡ，ＥＢ及びＥＣも、図５及び１に示される。
【００３２】
図６は、マンドレル１６上における第２コイル巻線配置４０を示す配線図である。３つのコイル巻線（Ａ，Ｂ及びＣ）が、マンドレルの周囲において全て単一方向（矢印を参照）に巻かれた単一のコイル群４２を有する。マンドレルの両側２０上における接着テープ１８のストリップが、コイルセグメント２４，２６を固定する（図７）。隣接するコイル間における間隙（Ｇ）が、実質的に、コイルセグメントの幅（Ｗ）と同じである。
【００３３】
図７は、マンドレルが取り外され、コイルがウェブ４４状に平坦化された後におけるコイル巻線４０を示す。各巻線の最初のターンが、それぞれ、ＳＡ，ＳＢ及びＳＣと符号付けされ、各巻線の最後のターンが、それぞれ、ＥＡ，ＥＢ及びＥＣと符号付けされる。コイルが、ウェブ状に平坦化された場合、接着テープが、取り外されても、取り外されなくてもよい。コイルが平坦化され、マンドレルの一側からのコイルセグメント２４（Ａ１’，Ｂ１’及びＣ１’）が、軸方向にシフトされ、マンドレルの反対側からのコイルセグメント２６（Ａ１，Ｂ１及びＣ１）間の間隙（Ｇ）内に交互配置される。
【００３４】
交互配置されたコイルセグメント２４，２６が、重ならない。マンドレルの一側からのコイルセグメント２４が、マンドレルの他側からのセグメント間における間隙（Ｇ）内に位置する。平坦化されたセグメントが、単層ウェブ４４を形成する。これらがウェブに折り畳まれるので、各コイル巻線において直列にコイルセグメントを接続するエンドターン部２８が、重なってもよい。これらが、ステータコイルセグメント２４，２６を形成するために必要な面積をはるかに超えて、過度にウェブの長さ又は面積を増加させないように、エンドターンが、配置されてよい。
【００３５】
各コイル（Ａ，Ｂ及びＣ）が、各コイル巻線の一端における共通端子４６、及びコイル巻線の反対の端部における各コイルに対する個別端子４８を有する電気路を形成する。個別端子４８が、モーターに対する電源の各相と結合される。共通端子４６が、接地されてもよい。
【００３６】
図８は、ステータ用のシリンダー状に形成されたウェブ４４の概略断面図である。図９は、フラックスリターンリング３２の内表面上に組み込まれた状態を示すウェブ４４の概略断面図である。エンドコイルセグメント（Ａ１，Ｃ１’）が、それぞれ、Ｂ１’とＣ１’の間及びＡ１とＢ１の間の間隙（Ｇ）に適合される。各巻線に対する２つのコイルセグメントが、シリンダーの両側上にある。例えば、セグメントＡ１が、セグメントＡ１’に対するシリンダーの反対側上にある。Ａ１に対する巻き方向が、Ａ１’に対するそれと反対である（図７における巻線の矢印を参照）。各コイルにおいて、電流が、例えばセグメントＡ１を通してシリンダーの一側上で一方向に流れ、及び例えばセグメントＡ１’を通してステータシリンダーの反対側上で反対方向に流れる。従って、電流が、各コイルにおいて、ステータシリンダーの一側上で一方向に流れ、及びシリンダーの反対側上で反対方向に流れる。
【００３７】
図１０は、図９に示された３相ステータ巻線の電気配線図である。各相に対するコイル巻線が、それぞれ、Ａ，Ｂ及びＣと符号付けされる。各巻線に対する電力端子（ＳＡ，ＳＢ及びＳＣ）が、３相電力供給装置の各相に接続可能である。共通端子４６も、例えば、接地接続を介し、電力供給装置に接続可能である。各巻線の第１ターンが、それぞれ、ＳＡ，ＳＢ及びＳＣと符号付けされる。各巻線の最後のターンが、一緒に接続され、ＥＡ，ＥＢ及びＥＣと符号付けされる。
【００３８】
図１１は、第１コイル群５２及び第２コイル群５４内にそれぞれ配置された３つのコイル巻線（Ａ，Ｂ及びＣ）を有するさらなるコイル巻線配置の配線図である。コイル群が、例えば時計周りである同じ巻き方向（コイル上の矢印を参照）において、それぞれ巻かれる。
【００３９】
各コイルが、マンドレル１６の周囲に絶縁ワイヤを巻くことにより形成される。各ワイヤの開始部が、それぞれ、ＳＡ，ＳＢ及びＳＣによって示される。各ワイヤの端子末端部が、それぞれ、ＥＡ，ＥＢ及びＥＣによって示される。３相界磁巻線の３つのコイル巻線を形成する３つのワイヤが、第一に、マンドレルの周囲で一緒に巻かれ、それぞれが、第１コイル群５２を形成する。コイル群が、らせん状に巻かれ、密にまとめられ、ワイヤの各ターンが、マンドレル上のワイヤの前のターンと隣接して配置される。さらに、第１群において完成したコイル巻線（Ａ１，Ｂ１及びＣ１）が、互いに隣接し、コイル巻線Ａ１とＢ１の間、及びＢ１とＣ１の間には間隙が存在しない。コイル巻線Ｂ１及びＣ１に対するマンドレル上の開始位置が、それぞれ、コイル巻線Ａ１の巻き開始位置から距離Ｗ及び２×Ｗであり、ここで、Ｗは、完成したコイル巻線の幅である。各群におけるコイル巻線は、好ましくは、それぞれが、共通の幅（Ｗ）を有する。
【００４０】
第１コイル群５２の巻きプロセスが完了した後で、コイルワイヤが、第１群内において、マンドレルに沿って軸方向に各巻線の後縁からシフトされ、第２コイル群５４の各コイルの前縁が始まる。軸方向のシフトは、５×Ｗ又はさらに一般的には、群の中におけるコイルの結合した幅の２倍から、群の中における１つのコイル巻線（ｗ）の幅（Ｗ）を引いたものである。軸方向にシフトした後で、コイルワイヤが、マンドレルの周囲に巻かれ、第２コイル群５４が形成される。巻き方向は、第１コイル群５２を巻くために使用した方向と同じである。
【００４１】
図１２は、マンドレル１６及び接着テープストリップ１８がコイルセグメント２４，２６から取り外された後の、さらなる巻線配置５０の概略図である。コイル巻線が、単層ウェブ５６状に折り畳まれる。第１コイル群からのコイルセグメント（Ａ１’，Ｂ１’及びＣ１’）２４が、第１及び第２コイル群２７，２９からのコイルセグメント（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１並びにＡ２，Ｂ２及びＣ２）２６に交互配置される。ウェブ５６内のコイルセグメントが、ウェブ５６の長さに沿って並んで配置される。例えば、Ａ１，Ｂ１及びＣ１対Ａ１’，Ｂ１’及びＣ１’であるコイル群の隣接する３つの組の巻き方向（矢印を参照）が、反対である。巻き方向が、ウェブ５６の長さに沿って４回逆転する。
【００４２】
図１３は、２重層ステータシリンダー５８状に巻かれたウェブ５６の断面端面図である。各シリンダーの層が、２組の３つのコイルの群を含む。外側の層が、第１コイル群２７のコイル群セグメントＡ１，Ｂ１，Ｃ１、並びに第２コイル群２９のＡ１’，Ｂ１’及びＣ１’を含む。内部の層が、コイル群２９のコイル群セグメントＡ１’，Ｂ１’，Ｃ１’、並びにコイル群２７のセグメントＡ１，Ｂ１及びＣ１を含む。重なるコイルセグメント、例えばＡ１とＡ２が、同じ巻き方向を有し（図１１参照）、電流方向が、重なったセグメントを通して同じである。さらに、反対の巻き方向を有し、且つ同じコイル巻線、例えばＡから生じるコイルセグメント、例えば、Ａ１’とＡ２’が、シリンダーの反対側上にある。従って、各コイル巻線において、電流が、ステータシリンダーの一側上において一方向に、及びシリンダーの反対側上において反対方向に流れる。
【００４３】
図１４は、強磁性フラックスリターンリング６０の内表面上に組み込まれたステータシリンダー５８の断面端面図である。ステータを形成するために、シリンダーが、リング６０に接着されてよく、リング及びシリンダーが、封止剤及び当業界において周知である他のコーティングによってコーティングされてよい。さらに、ステータシリンダーを形成するコイル巻線のエンドターン２８が、ウェブの内表面に沿って配置され、リングの深さを最小化し、リング６０の軸及びシリンダー内に挿入されたローターの軸と平行であるステータセグメント２４，２６との電気的干渉を回避する。
【００４４】
図１５は、第１コイル群２７（Ａ１，Ｂ１及びＣ１）及び第２コイル群２９（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）内にそれぞれ配置された３つのコイル巻線（Ａ，Ｂ及びＣ）を有するコイル巻線配置５０の配線図である。各コイル巻線に対し、第１巻線ターンの開始部が、それぞれ、ＳＡ，ＳＢ及びＳＣと符号付けされる。各コイル巻線に対し、最後の巻線ターンが、それぞれ、ＥＡ，ＥＢ及びＥＣと符号付けされる。
【００４５】
図１６は、ステータに対する界磁巻線を形成するシリンダー６４に形作られた単層ウェブ６２の断面端面図である。ウェブ６２が、コイル（Ａ，Ｂ及びＣ）から形成され、それぞれが、Ａ１及びＡ２のように、２つ又はそれ以上のコイル群に配置される。図１１及び１２に関連して上に記載した方法と同じ方法で、コイルが、マンドレル上に巻かれ、ウェブ状に形成される。セグメントが重ならないように、コイルのセグメントが、平坦化され、ウェブ６２を形成する。
【００４６】
図１７は、強磁性フラックスリターンリング６６の内表面上に組み込まれたステータシリンダー６４の断面端面図である。ステータを形成するために、シリンダーが、リングに接着されてよく、リング及びシリンダーが、封止剤及び当業界において周知である他のコーティングによってコーティングされてよい。さらに、ステータシリンダーを形成するコイル巻線のエンドターンが、ウェブの内表面に沿って配置され、リングの深さを最小化し、リング６６の軸及びシリンダー内に挿入されたローターの軸と平行であるステータセグメントとの電気的干渉を回避する。
【００４７】
例えばＡ１及びＡ２である同じコイルの２つの群からのマンドレルの同じ側上に形成されたコイルセグメントが、シリンダー６４内で互いに反対に配置されるように、ウェブ６０が、配置される。コイルが、マンドレル上に巻かれる方法により、これらの両側のセグメントのそれぞれを流れる電流方向が、同じである。同様に、同じコイルの両側のセグメント、例えば、Ａ１’及びＡ２’が、コイルセグメントＡ１及びＡ２の位置から９０°だけ離れたシリンダー６４内の位置に配置される。電流が、向かい合ったセグメントＡ１’及びＡ２’を通して、同じ方向に流れ、これは、セグメントＡ１及びＡ２を流れる電流方向と反対である。シリンダー６４内のコイルセグメントのこの配置が、図１７に示された４つの極（ＮＳＮＳ）によって表される４極ローターに適している。４極ローターの極性は、Ｎ極−Ｓ極−Ｎ極−Ｓ極であり、これらのそれぞれの極が、９０°だけ離れている。その一方、図４，９及び１４に示されたステータシリンダーが、単一のＮ極と単一のＳ極を有する２極ローター用に構成され、ここで、両極が、１８０°だけ離される。これらの２極ローターが、図４，９及び１４におけるＮＳによって表される。
【００４８】
図１１及び１２に示されるパターンにコイルを巻き、平坦化することによって形成されたウェブ６２のような単層ウェブが、ステータ用の界磁巻線を形成するために使用されることが可能であり、４つ以上の磁極を有するローターで動作する。４つ以上の極を有するローターに対し、各コイルにおける群の数が、極の数の半分と等しくなるべきである。例えば、対応するローターが６つの極を有する場合、３つのコイル群（例えば、Ａ１，Ａ２及びＡ３）が、マンドレル上に巻かれるべきである。４つ以上の極を有するローターと共に使用されるステータコイルを形成するために、図１８及び１９に関連して上に記載したのと同じ手順で、マンドレル上においてステータコイルを巻きこみ、及び巻きコイルをウェブ状に平坦化する方法が、使用されてよい。
【００４９】
図１８は、マンドレル１６上において、２つのコイル群１２，１４（Ａ１，Ｂ１及びＣ１、並びにＡ２，Ｂ２及びＣ２）に巻かれた３つのコイル巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の第４のコイル巻線配置７０の配線図である。この第４コイル巻線配置は、第２コイル群（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）が、第１コイル群（Ａ１，Ｂ２及びＣ２）と同じ方向に巻かれるという点を除き、図１に示された３つのコイル巻線と同様である。一方、第１コイル巻線配置１０の第２コイル群（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）が、第１コイル群（Ａ１，Ｂ１及びＣ１）のコイル巻き方向と反対方向に巻かれる。この第４コイル巻線配置は、４極ローター用のステータ界磁巻線としての使用に適しており、一方、第１コイル巻線配置は、２極ローター用のステータ界磁巻線としての使用に適している。
【００５０】
この第４コイル巻線配置７０が、３つのコイルの２つの群（Ａ１，Ｂ１及びＣ１−群７２、並びにＡ２，Ｂ２及びＣ２−群７４）を含み、このコイルは、マンドレル１６上において、各コイルが、各コイルの幅（Ｗ）とほぼ等しい間隙（Ｇ）だけ離隔された状態で、巻かれている。これらをまとめるために、接着テープ１８が、コイルの各側面上に配置される。コイルＡ１−Ａ２，Ｂ１−Ｂ２，及びＣ１−Ｃ２が、４極ローターと共に使用されるステータ用の３相界磁巻線ユニットを形成する。４つ以上の極を有するローターに対し、コイル群の数が、極総数の半分と等しく設定されるべきである。例えば、６極ローター用のステータは、マンドレルの周囲において、その全てが同じ方向に巻かれる３つのコイル群から形成されるステータ界磁巻線を有するべきである。
【００５１】
各コイル群１２，１４が、密ならせん状にワイヤを巻くことによって形成され、ここで、ワイヤの各ターンが、各コイル巻線における次のそれと隣接する。各巻線の開始ターンにおける端部が、それぞれ、ＳＡ，ＳＢ及びＳＣによって示される。各コイル巻線の最後のターンにおける端部が、それぞれ、ＥＡ，ＥＢ及びＥＣによって示される。マンドレルの周囲にワイヤを自動的に巻くために、当業界において周知である自動コイル巻き機構が、使用されてよい。各巻線のワイヤが、第１に、第１方向（矢印によって示される巻き方向）に巻かれ、コイルの第１群１２を形成する。第１コイル群が、例えば２５〜２５０である所定数のワイヤのターンを含む。ワイヤターンが、通常、マンドレルの表面に対して並んで配置され、密にまとめられ、巻きコイルの単層を形成する。
【００５２】
分離したワイヤが、各コイル巻線を形成するために使用される。図１に示されるように、３つの絶縁ワイヤ（Ａ，Ｂ，Ｃ）が、マンドレルの周囲に巻かれる。ワイヤが、同じ巻き方向に巻かれ、コイルの第１コイル群（Ａ１，Ｂ１及びＣ１）７２、第２コイル群（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）、並びに（ローターが、４つ以上の極を有する場合）それに続くコイル群（Ａｎ，Ｂｎ及びＣｎ−図示しない）を形成する。各コイルＡ，Ｂ，Ｃが、マンドレルの周囲に巻かれた分離絶縁ワイヤに対応する。各コイル群、例えば、Ａ１，Ｂ１及びＣ１が、実質的に同じ数の巻線を有し、各コイル群の幅及び各コイル群内のターン数が、実質的に同じである。同様に、あるコイル群における各コイルに対する幅及びターン数が、好ましくは、コイル巻線内の全てのコイル群に対し、同じである。
【００５３】
隣接するコイル群の間の分離、例えば、コイル群Ａ１の後縁とコイル群Ｂ１の前縁との間の間隙（Ｇ）が、コイルセグメントの幅（ｗ）であってよい。コイルが、単層ウェブ状に平坦化された場合（図１９参照）、この間隙により、コイルセグメントが、コイルが重なることなく間隙内に位置することが可能となる。
【００５４】
コイル巻線の第１群（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１）が巻かれた後であって、コイル巻線の次の群（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）が巻かれる前に、各完成したコイル群７２から広がる導電ワイヤが、マンドレルの周囲に軸方向にシフトされる。この軸方向のシフトが、導電ワイヤを、完成した第１コイル群、例えばＡ１の後縁から、これから巻かれる第２コイル群、例えばＡ２の前縁まで移動させる。２つのコイル群を備えた３相コイルに対し、軸方向のシフトの距離は、コイル巻線セグメントの幅（Ｗ）の５倍である。
【００５５】
軸方向のシフトは、３相以外であり異なる数のコイル群を有する多相コイル巻線によって異なる。通常、完成したコイル群７２から、新しいコイル群７４への軸方向のシフトは、コイル群の数の２倍×コイル巻線の数引く１である。軸方向のシフトのアルゴリズムが、コイルの単層ウェブ状に折り畳まれることが可能な巻線を提供する。
【００５６】
図１９は、マンドレルが取り外された後の、コイル巻線（図１８に示される）を示す。コイルが、単層ウェブ７６状に平坦化される。コイルセグメントの適切な交互配置を確保する。平坦化プロセスの間に、コイルの第１の側上のセグメント、例えばＡ１’が、コイルの反対側上における選択されたセグメント、例えばＣ１とＡ２との間の間隙内の位置に向かって、軸方向にシフトされる。セグメント（例えば、Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ１’，Ａ２，Ｂ１’，Ｂ２，Ｃ１’，Ｃ２，Ａ２’，Ｂ２’及びＣ２’）が、平行であり、重ならないように、コイルセグメントが、ウェブ内に配置される。コイルセグメント２４，２６（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ１’，Ｂ１’及びＣ１’）が、ローターに隣接するステータ部を形成するウェブの一部である。これらがローターの回転軸に平行となるように、コイルセグメント２４，２６が、ステータ内に配置される。
【００５７】
図２０は、シリンダー状ステータ界磁巻線７８状に形成されたウェブ７６のウェブセグメントの断面図である。このウェブが、交互配置されたコイルセグメントを備え、シリンダー形状に巻かれる。ウェブの端部におけるコイルセグメント（Ａ１，Ｃ１’）が、他のコイルセグメント（Ａ２’，Ｂ２’及びＣ２’）に挟まれ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）、これらの他のセグメントと重ならない。第１群（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１）からのコイルセグメントが、同じコイルの第２群（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）からのコイルセグメントと隣接するように、このセグメントが、シリンダー状ステータ界磁巻線７８内に配置される。シリンダー状ウェブの内径が、実質的に、ステータの内部の径の直径である。ステータセグメントが、シリンダーの軸に平行である。４極ローター（図２１においてＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極によって表されるローターを参照）が、ウェブ７６によって形成されたシリンダー状ステータ界磁巻線７８内において同軸上に適合する。電流が、ステータの両側上において同じ方向に流れるように、各コイル巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）からのコイルセグメントが、ステータ内に配置される。
【００５８】
図２１は、磁束リターンパスを提供する強磁性リング８０内に挿入されたシリンダー形状ステータ界磁巻線７８を示す。ステータの内部直径（ＩＤ）を定めるために、軸が、コイルウェブによって形成されたシリンダーの内周に挿入されてよい。さらに、コイル巻線のエンドターン２８が、各セグメントの両端部上（ステータの両端部における）に密に配置され、全体のステータの高さを最小化する。モールディングを含む様々な手段を使用し、コイルが、リターンパスリング８０に固定される。ウェブ及びリターンパスがスロットレスステータを形成する。シリンダー状ステータ界磁巻線７８が、ローターのＮ極（Ｎ）、Ｓ極（Ｓ）、Ｎ極（Ｎ）及びＳ極（Ｓ）によって表される回転４極ローターを有するジェネレータ又はモーター内に含まれてよい。
【００５９】
本発明が、現在、最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものに関連して記載されたが、本発明は、開示された実施形態に制限されるものではなく、それどころか、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる様々な修正及び同等な配置にまで及ぶことを意図するものであると理解される。
【符号の説明】
【００６０】
１０  第１配置
１２、１４  コイル群
１６  マンドレル
１８  接着テープ
２０  対壁部
２２  上端部及び底側部
２４、２６  コイルセグメント
２８  エンドターン部
３０  ウェブ
３１  ステータ界磁巻線
３２  強磁性リング
３４  レジスタ
３６  共通端子
３８  端子
Ｇ  間隙
Ｗ  幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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