(57)【要約】横磁束モータのような電気機械はステータコア組立体１を組み込んでいる。ステータコア組立体１はステータフレーム４を有し、間にスペーサ素子７を設けた状態で、ステータコア２、３がステータフレーム上に位置する。多数のステータ極部材１０、１１は、これらの部材１０、１１内のチャンネル１３がコア２、３の突出部５、６を収容するように、位置決めされる。ステータ極部材１０、１１は、磁束の循環及び他の歪み効果に拘わらず、組立体１のための一層大きな構造的な安定性を提供するために３つ以上の突出部５、６を跨ぐ。このような一層大きな構造的な安定性により、機械内のステータコア組立体１とロータとの間のギャップの一層精確な制御を維持することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコア部材（２、３）を有する電気機械のためのステータ極部材（１０、１１）において、
上記ステータ極部材（１０、１１）が、使用時に、構造的な安定性を提供するために２又はそれ以上の上記ステータコア部材（２、３）を跨ぐように、それ自体で又は他の極部材（１０、１１）と一緒に配置されることを特徴とするステータ極部材。
【請求項２】
上記各ステータ極部材（１０、１１）がチャンネル即ち溝穴（１２、１３）を有し、当該極部材（１０、１１）により跨がれた上記各ステータコア部材（２、３）の少なくとも一部（５、６）が上記チャンネル即ち溝穴内に位置することを特徴とする請求項１に記載のステータ極部材。
【請求項３】
上記各ステータ極部材（１０、１１）が上記ステータコア部材（２、３）のまわりで相互係止アーチ又はリングを形成するように配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のステータ極部材。
【請求項４】
上記ステータ極部材（１０、１１）が上記ステータコア部材（２、３）のそれぞれの対向する突出部（５、６）のための同心の内側及び外側の極部材組み合わせを形成するように配置されることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載のステータ極部材。
【請求項５】
ステータ（１）及びロータを有し、上記ステータ（１）が互いに離間したステータコア部材（２、３）を有する電気機械において、
少なくとも１つのステータ極部材（１０、１１）が、構造的な安定性を提供するために２又はそれ以上の上記ステータコア部材（２、３）を跨ぐように、それ自体で又は他の極部材（１０、１１）と一緒に形状づけられることを特徴とする電気機械。
【請求項６】
スペーサ素子（７）が隣接する上記ステータコア部材（２、３）間に設けられることを特徴とする請求項５に記載の電気機械。
【請求項７】
上記スペーサ素子（７）が上記ステータコア（２、３）を有するステータ組立体（１）のための更なる構造的な補強を提供することを特徴とする請求項６に記載の電気機械。
【請求項８】
上記機械内で上記ステータコア（２、３）を一緒に弾性的にクランプするように当該ステータコア部材（２、３）及び（又は）上記スペーサ素子（７）を内方へ押圧するために、クランプ素子（２１、２３）が設けられることを特徴とする請求項６又は７に記載の電気機械。
【請求項９】
上記ステータコア部材（２、３）及び上記ステータ極部材（１０、１１）が接着材料内に埋設又は収容されることを特徴とする請求項５及びこれに従属する任意の請求項に記載の電気機械。
【請求項１０】
上記接着材料が熱硬化エポキシ樹脂接着剤であることを特徴とする請求項９に記載の電気機械。
【請求項１１】
上記ステータ組立体（１）がステータフレーム（４）を有し、同ステータフレーム上には、上記ステータコア部材（２、３）が上記各ステータ極部材（１０、１１）及び上記スペーサ素子（７）と一緒に装着されることを特徴とする請求項７及びこれに従属する任意の請求項に記載の電気機械。
【請求項１２】
上記ステータ組立体（１）内で上記ステータコア部材（２、３）及び（又は）上記各ステータ極部材（１０、１１）及び（又は）上記スペーサ素子（７）の位置を安定させるためにこれらの素子を通って延びて上記ステータフレーム（４）に係合するように、係止ピン（２１）が設けられることを特徴とする請求項１１に記載の電気機械。
【請求項１３】
電気絶縁が上記各ステータ極部材（１０、１１）と上記ステータコア部材（２、３）との間に提供されることを特徴とする請求項５及びこれに従属する任意の請求項に記載の電気機械。
【請求項１４】
上記各ステータ極部材（１０、１１）が上記電気機械内に設置されたときに空気流冷却を容易にするように形状づけられることを特徴とする請求項５及びこれに従属する任意の請求項に記載の電気機械。
【請求項１５】
上記ステータ極部材（１０、１１）が上記ロータとの磁気境界面のために当該各ステータ極部材（１０、１１）の表面（１４、１５）上のチップのいずれかの側に設けられた縦溝（１６、１７）を具備するように形状づけられることを特徴とする請求項１４に記載の電気機械。
【請求項１６】
上記ステータコア部材（２、３）が適当な電磁材料の成形された平坦な積層体から形成された積層構造体であることを特徴とする請求項５及びこれに従属する任意の請求項に記載の電気機械。
【請求項１７】
上記各ステータ極部材（１０、１１）が適当な磁性材料の成形された平坦な積層体から形成された積層構造体であることを特徴とする請求項５及びこれに従属する任意の請求項に記載の電気機械。
【請求項１８】
上記各ステータ極部材（１０、１１）が、上記機械内で組立てられるときに、異なる平面で上記ステータコア部材（２、３）に積層されることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の電気機械。
【請求項１９】
上記ステータコア部材（２、３）が磁性粒子配向材料の平坦な積層体のスタックから作られることを特徴とする請求項１６に記載の電気機械。
【請求項２０】
上記各ステータ極部材（１０、１１）が磁性非粒子配向材料の平坦な積層体のスタックから作られることを特徴とする請求項１７に記載の電気機械。
【請求項２１】
上記スペーサ部材（７）が上記電気機械内に設置されたときに空気流冷却を容易にするように形状づけられることを特徴とする請求項６及びこれに従属する任意の請求項に記載の電気機械。
【請求項２２】
上記スペーサ部材（７）が改善された熱伝達のためのフィンを提供することにより形状づけられることを特徴とする請求項２１に記載の電気機械。
【請求項２３】
上記ステータ極部材（１０、１１）及び上記機械の他の部分が当該機械の冷却を容易にするために相互接続及び（又は）交差する空気流溝（１６、１７）を有することを特徴とする請求項５ないし２２のいずれかに記載の電気機械。
【請求項２４】
電気機械を作る方法において、
適当な材料の平坦な積層体を積層することにより多数のステータコア部材（２、３）を形成する工程と、ステータフレーム（４）上でこれらのステータコア部材（２、３）を固定する工程と、材料の多数の平坦な積層体を積層することにより少なくとも１つのステータ極部材（１０、１１）を形成する工程と、構造的に補強されたステータ組立体（１）を提供するために少なくとも２つの上記ステータコア部材（２、３）を跨ぐように上記各ステータ極部材（１０、１１）を位置決めする工程と、を有することを特徴とする方法。
【請求項２５】
上記ステータコア部材（２、３）及び（又は）上記各ステータ極部材（１０、１１）が積層された材料のブロックから所望の形状に切断されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
上記ステータコア部材（２、３）及び（又は）上記各ステータ極部材（１０、１１）の各平坦な積層体が所望の形状に切断又はパンチ加工され、ジグ内で組立てられることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
上記方法が更なる構造的な補強のために上記ステータコア部材（２、３）及び上記ステータ極部材（１０、１１）を接着剤内に埋設又は収容する工程を有することを特徴とする請求項２４、２５又は２６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電機機械に関し、特に、ステータ組立体及びロータを有する横磁束モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータと磁気的に相互関連する極を形成するために適当な材料の積層体から形成されたステータ組立体を有する電気機械を提供することが知られている。電気機械はステータ組立体とロータとの間の磁気係合により駆動されるモータを構成する。典型的には、ステータは一連の電磁石を有するように適当に構成され、電磁石の極特性はこの場合永久磁石を組み込んだロータを駆動するために変更することができる。
【０００３】
ステータ組立体は典型的には円形のハブ内で組立てられた多数のＣ形状のステータコアを有し、ロータは各Ｃ形状のステータコアの開いたジョーを貫通する。典型的には、Ｃ形状のコアは、コアのまわりに粒子配向電気スチールのストリップを巻きつけ、次いで接着剤で含漬し、硬化することにより、製造される。次いで、（これまたステータ極として知られる）チップの区域において材料の正しい形状を作るために機械加工により、開いたジョーが形成される。
【０００４】
これらのジョーのチップは回転トルク力をステータに伝達し、また、ロータ内の磁石によるジョー閉鎖力を受けることを理解されたい。作動において、これらの力は繰り返されるが、機械が静止しているときにも閉鎖力成分が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、チップは作動時に移動する傾向を有し、全体のＣ形状のコアは振動を受け、過剰な可聴のノイズを発生させることがある。振動はまたチップの区域において巻かれた積層体を分離させることがある。個々の積層体は強度が不足しており、磁気力によりロータに接触させられることがある。また、静止している場合でさえ、全体として、Ｃ形状のコアは閉鎖力を受け、この力は、時間が経つにつれて結合接着剤のクリープを生じさせ、積層体の分離により発生する振動が生じない場合でさえ、ロータ上でのチップの閉鎖を招いてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、ステータ及びロータを有する電気機械が提供され、ステータは互いに離間したステータコア部材と、構造的な安定性を提供するために２又はそれ以上のステータコア部材を跨ぐように、それ自体で又は他の極部材と一緒に形状づけられる少なくとも１つのステータ極部材とを有する。
【０００７】
また、本発明によれば、ステータコア部材を有する電気機械のためのステータ極部材が提供され、極部材は、使用時に、構造的な安定性を提供するために２又はそれ以上のステータコア部材を跨ぐように、それ自体で又は他の極部材と一緒に配置される。
【０００８】
好ましくは、各ステータ極部材はチャンネルポケットを有し、極部材により跨がれた各ステータコア部材の少なくとも一部がそのチャンネルポケット内に位置する。
好ましくは、本発明によれば、各ステータ極部材はステータコア部材のまわりで相互係止アーチ又はリングを形成するように配置される。通常、極部材はステータコア部材のそれぞれの対向する部分即ち突出部のための同心の内側及び外側の極部材組み合わせを形成するように配置される。可能なら、ステータ極部材は部分円を形成するか又はアクチュエータを形成するように直線的に配置される。
【０００９】
好ましくは、隣接するステータコア部材間にスペーサ部材が設けられる。通常、スペーサ部材はステータ組立体のための更なる構造的な補強を提供する。有利には、ステータ組立体内でステータコアを一緒に弾性的にクランプするようにステータコア部材及び（又は）スペーサ素子を押圧するために、クランプ手段が設けられる。
【００１０】
通常、ステータ組立体はステータフレームを有し、ステータコア部材がステータ極部材及び設けた場合のスペーサ素子と一緒にこのステータフレーム上に装着される。典型的には、ステータ組立体内でステータコア部材及び（又は）ステータ極部材及び（又は）スペーサ素子の位置を安定させるためにこれらの素子を通って延びてステータフレームに係合するように、係止ピンが設けられる。
【００１１】
一般に、電気絶縁がステータ極部材及び（又は）ステータコア部材間に提供される。
有利には、ステータコア部材及びステータ極部材及び設けた場合のスペーサ素子は接着材料を使用して一緒に埋設され及び（又は）収容され及び（又は）結合される。典型的には、その接着材料は熱硬化エポキシ樹脂接着剤である。
【００１２】
好ましくは、極部材は電気機械内に設置されたときに空気流冷却を容易にするように形状づけられる。典型的には、この形状はステータ極部材の開いた表面上でステータチップのいずれかの側に設けた縦溝である。
【００１３】
相互接続又は相互交差する溝をスペーサ及び極チップアーク内に設けることができ、これらの溝はステータフレームの半径方向の穴と交差する。これらの穴及び溝は空気流を冷却し、空気流をＣ形状のコアの側部に導き及び（又は）コイルのまわりで空気流が流れるのを許容し及び（又は）流れをロータリム上へ導くための通路を形成することができる。「縦溝」は、リムのまわりの空気流がリムをバイパスしないように不活性材料で満たすことができる。精確に、どの組み合わせが使用されるかは、熱管理法が特定の機械にとって何であるかに依存する。「標準の」デザインはステータフレームへの対流によるＣ形状のコア及びチップの水冷に依存し、ロータリムは空冷される。コイルは部分的に水冷され、部分的に空冷される。この構成においては、（空気を予め加熱しないように、また空気が冷却を意図する部品を冷却するのを阻止しないように）空気流からコア／極チップをできる限り絶縁するのが望ましい。主として空冷される機械デザインはステータ素子との空気の接触を最大化する。いずれかの方法に対してオプションが存在し、中間の方法が存在する。
【００１４】
通常、ステータコア部材は積層される。好ましくは、ステータ極部材は積層される。
有利には、間に電気絶縁を備えた極部材の隣接した対向する表面間に重要な相互係止が存在する。
【００１５】
好ましくは、ステータ極部材は異なる平面でステータコア部材に積層される。
典型的には、ステータコア部材は磁性粒子配向材料の平坦な積層体のスタックから作られる。
【００１６】
好ましくは、ステータ極部材は磁性非粒子配向材料の平坦な積層体のスタックから作られる。
更に、本発明によれば、電気機械を作る方法が提供され、この方法は材料の平坦な積層体を積層することにより多数のステータコア部材を形成する工程と、ステータフレーム上でこれらのステータコア部材を固定する工程と、多数の平坦な積層体を積層することにより電気機械の少なくとも１つのステータ極部材を形成する工程と、構造的に補強されたステータ組立体を提供するために少なくとも２つのステータコア部材を跨ぐように各極部材を位置決めする工程と、を有する。
【００１７】
代わりに、ステータコア部材及び（又は）極部材は積層ブロックから所望の形状に切断される。代わりに、積層前に、ステータコア部材及び（又は）極部材の各平坦な積層体は所望の形状に切断又はパンチ加工され、ジグ内で組立てられる。
【００１８】
有利には、方法はまたステータコア部材及び極部材及び設けた場合のスペーサ素子を接着剤内に埋設又は収容する工程を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付図面を参照しながら単なる例として本発明の実施の形態をここで説明する。
横磁束原理で作動するモータはロータと同軸の円形コイルの形をしたステータ巻線を有する。ステータはロータディスクのリムに装着された永久磁石により発生する磁束を一連のステータコアを介してリンクする。これらのステータコアはロータ経路のまわりで離間する。ステータコアは典型的にはロータの磁気相互作用に所望のステータコアを提供するように形状づけられた粒子配向材料の積層された組立体である。通常、ロータリム並びに共働するステータコア及びステータコイル組立体は一層大きなトルク電位を提供するようにロータディスクのいずれかの側に位置する。更に、一層多くの同心的なリムを異なる直径でロータディスクの各側に位置させることができ、各リムは一層大きなトルク電位のためにステータコアの共働するリング及びステータコイルをそれ自身備える。
【００２０】
電気機械の大きなパワー密度を達成するためには、磁束の相互作用を最大化することが望ましい。このような状況においては、ロータ及びステータ組立体は、ロータとステータのチップ表面との間にできる限り小さなギャップが提供されるように、配列される。不運にも、上述のように、従来のステータ組立体は積層体の分離及び歪みを生じ易く、そのため、ギャップが閉じて、ロータ及びステータ組立体の表面間の衝突を招くことがある。更に、ステータコア組立体内のいかなる運動も振動及び大きな可聴のノイズを生じさせることがある。
【００２１】
図１は電気機械の一部を形成するステータコア組立体１の分解部品前方斜視図を示す。図を明瞭にするため、たった１対のステータコア２、３を示すが、このようなコア２、３はステータコアフレーム４の全円周のまわりにおいて適当な間隔で位置することを認識されたい。ステータコア２、３は、ロータが突出部５、６により形成される開いたジョー間を通過するように、ほぼＣ状の形状を有する。通常、ステータコア組立体１内には、各ステータコア２、３を分離し、頑丈な関係でステータコア組立体１を保持することを許容するために、スペーサ素子７を設ける。
【００２２】
横磁束モータのような電気機械における作動中、各ステータコア２、３が適当に付勢され、これらの突出部５、６により生じた開いたジョー間でロータ（図示せず）を駆動するために対向するそれぞれの突出部５、６を横切る隣接する磁極反転を生じさせる。
【００２３】
通常、ステータコア組立体１はロータのいずれかの側に設けられる。
ロータとの磁束干渉はそれぞれの突出部４、５内のそれぞれのコア境界表面８、９を通して行われる。従って、ステータチップが巻かれたコアを機械加工することにより形成されるような従来のステータコア（図示せず）では、ステータコアを精確に形成することが必須である。一層高い製造精度は良好な磁束境界面及び電気機械のパワー密度のためにこれらの境界表面８、９とロータとの間のできる限り狭いギャップの仕様を許容する。作動中、コア５、６を通して提供される大きな磁束及びこれらの磁束の周期的循環が存在し、そのため、時間周期にわたって、段階的な滑り／破壊、クリープ又は各コア２、３を形成する巻かれた積層ストリップ間の積層体分離を生じる可能性があるか又は多分これらが生じるであろう。このような状況においては、ロータと境界表面８、９との間のギャップは変化するか又は閉じさえし、電気機械を故障させる。いずれにしても、電気機械は振動等のために一層大きなノイズを発する。
【００２４】
本発明によれば、ステータ極部材１０、１１が提供される。これらのステータ極部材１０、１１はポケットチャンネル即ち溝穴１２、１３を有し、各ステータコア２、３の突出部５、６が溝穴内に位置する。これらのステータ極部材１０、１１は磁束マトリックスとして作用し、この磁束マトリックスを通して、ステータコア２、３からの磁束が作用し、突出部５、６をチャンネル即ち溝穴１２、１３内に閉じ込めることによりステータコア組立体１の構造的な安定性を更に補強する。ステータ極部材１０、１１を形成する材料は導電性であり、そのため、表面８、９とチャンネル即ち溝穴１２、１３の対応する表面との間に位置する突出部５、６と極部材１０、１１との間に電気絶縁又は制御された間隙を設ける必要がある。
【００２５】
各ステータ極部材１０、１１はそれぞれのステータチップ即ち境界面領域１４、１５を有し、ここを通って、ロータ（図示せず）との磁束境界面が部材１０、１１間を通る。縦溝即ちチャンネル１６、１７はこれらのチップ即ち境界面領域１４、１５間に主として設けられ、磁気相互作用を容易にするが、また、空気循環流による冷却を提供する。チップ１４、１５及びチャンネル１６、１７を含む全体の境界表面の形状は、電気機械の効率及び作動のために、ロータ及び特にそのロータ内に位置する磁石との最良の相互作用のために設計され、仕様化される。チップ即ち領域１４、１５はロータ極とほぼ同じ幅であり、そのため、これらはロータ極間で重ならず、Ｎ及びＳ磁極を短絡させることに留意されたい。更に、これらの領域はまた、ロータリム上の反対の磁極と共働するように、円周方向で変位する（食い違う）。
【００２６】
通常、各ステータ極部材１０、１１は補強及び構造的な安定性を提供するために少なくとも２つのステータコア２、３を跨ぐ。全体のステータコア組立体１はステータコア組立体の内側及び外側のまわりでステータ極部材１０、１１の同心リングを提供するのに十分なステータ極部材１０、１１を有する。各ステータ極部材１０、１１はその隣接する部材１０、１１との境界面を有する。この境界面は部材１０の各端部で相互係止チャンネル１８を横切って延びる機械的な接続部又は隣接する部材１０、１１間の電気絶縁部との面対面の当接部を有することができる。いずれにしても、組み合わせたステータ極部材は構造的な安定性及び磁束相互作用のためにステータコア２、３の突出部５、６を跨ぐ完全なリング又はアーチを形成する。
【００２７】
各スペーサ素子７は一般に各ステータコア２、３の下方部分に作用する。図１においては、各素子７は肩部即ち段部１９、２０まで作用する。次いで、ステータ極部材１０、１１は肩部１９、２０及び素子７の表面２５、２６上に載り、構造的な安定性及び磁気境界面領域１４、１５のまわりでの磁気境界面のための必要な補強を提供する。
【００２８】
使用において、全体のステータコア組立体１は部材１０、１１の穴、スペーサ素子７の穴及びステータフレーム４の穴を通って延びるボルト２１により適所で係止される。従って、全体のステータコア組立体１はほぼ頑丈になり、構造的に安定する。通常、ステータ極部材１０、１１のチャンネル１３内に突出部５、６を埋設するために、高温硬化エポキシ樹脂接着剤も設けられる。このような樹脂はまたその組立体１を更に強化するためにステータコア組立体１内の他の並置する表面においても使用される。一般に、全体の組立体１は適当な時間期間にわたって高温で硬化される。
【００２９】
図２は図１に示したものと同様のステータコア組立体１を示し、従って同様の符号を使用した。図２は構造の種々の段階、つまり、移住されていないステータの一部、次いでコアのみ、次いでコア及びスペーサ、最後にコア、スペーサ及び極チップアークを示す。従って、ステータフレーム４はベースを提供し、スペーサ素子７がステータコア２、３間に位置する状態で、これらのステータコア２、３がベース上に位置する。たった１つの外側ステータ極部材１０及び１つの内側ステータ極部材１１を図２に組立てた状態で示すが、同様の部材１０、１１がステータコア部材２、３の突出部５、６の各同心の円形リングのまわりに位置することを認識されたい。先に示したように、すべての素子は先に述べたような素子の適当な穴を通る位置決めピン又はボルトにより一緒に固定される。
【００３０】
ステータフレーム４は一般にアルミニウムから製造され、可能なら水冷される頑丈なベースを提供し、ステータコア組立体１をこのベース上で形成することができる。
スペーサ素子７はステータコア２、３間で作用する。このような状況においては、スペーサ素子７は変形及び歪みに対して抵抗できる中実材料から形成される。図面の形状における直立の突出部５、６は比較的自由であり、そのため、本発明のステータ極部材１０、１１により補強されない場合は歪むことがある。このような頑丈な組立体１は、積層体の分離及び磁気閉鎖力の影響の下でのクリープのようないかなる歪み効果も、組立体１の向上した構造的な安定性により抵抗されることを保証する。
【００３１】
本発明によれば、ステータコア２、３はステータ極部材１０、１１とは別個に形成される。しかし、コア２、３及び極部材１０、１１の双方は結合された積層体により提供される。コア２、３は図１に一層詳細に示すほぼＣ形状の先に示したような結合された積層体を有する。これらのＣ形状の平坦な積層体はロータリムの表面に垂直な直立位置において図に示すように固定され、すなわち、機械の軸線から突出した半径方向のラインに整合する。電気機械内の組立体１は、ロータリムに対して異なる角度で、即ち、機械の方位に依存して機械の軸線から突出する半径方向のラインに関して傾斜した状態で、コア２、３を存在させることができる。ステータ極部材１０、１１はまたチャンネル即ち溝穴１２、１３及び磁気境界面チップ１４、１５を備えるように切断又はプレス加工された平坦な積層体から形成される。積層体はまた部材１０、１１を一緒に組立てるために図１に示すような相互係止特徴１８を有する。
【００３２】
ステータ極部材１０、１１の積層体は互いに重ねられ、図示のように、ほぼ横方向又は水平方向に延びる。従って、ステータコア組立体１においては、ステータコア２、３の積層体は、水平面内で延びるステータ極部材１０、１１の積層体と比較して、原理的には垂直形状である。このような構成は一般に構造的な安定性及びロータとの磁気係合を改善する。積層方向はこれらの素子内の磁束の方向に対して適切なものである。磁束はＣ形状のコアの周りを進み、そのため、「垂直な」積層体は、磁束が積層体間を横切ることなく、連続的な金属経路を与える。ステータ極部材においては、磁束の方向は、ロータに対して出入りするときに、「水平」に変わる。空気ギャップ区域においては、磁束面は基本的に水平であり、そのため、これらの素子は水平に積層される。電気絶縁が極部材１０、１１とコア２、３の接触表面との間に設けられる。極部材１０、１１が実質上３つ以上のコア２、３を跨ぐと、全体の組立体１が安定する。
【００３３】
通常、コア２、３及びステータ極部材１０、１１は異なる磁性材料から製造され、先に示したように、所望の形状に切断又はプレス加工された平坦な積層体のスタックとして一緒に結合される。コア２、３の数は寸法及びトルク又は発生効率の見地から所望の電気機械の性能により実質上決定され、機械の極部材の数に実質上等しいが、その数に束縛されない。
【００３４】
組立体１内に設けられるステータ極部材１０、１１の数は製造因子の数により決定される。最初に部材１０、１１を形成する積層体を精確に生産し、次いでチップ即ち相互係合領域１４、１５とロータとの間の最終的なギャップに関する精度を保証するような高い公差レベルでこれらの積層体を精確に組立てる必要がある。ステータ極部材の完全なリング内のステータ極チップの数は機械の極の数に等しい。
【００３５】
組立体の周りを延びる単一のステータ極部材を製造することが可能である。しかし、部材のまわりでの電気的な伝導を阻止するためには不連続部即ちギャップが必要であり、これは、リングの本質的な機械特性を維持しながら、積層体を重ねることにより、達成できる。
【００３６】
通常、完全なステータ極のアーチ又はリングを形成するために、図示のように数個のステータ極部材１０、１１が設けられる。同様に、可能なら各突出部５、６に対して１つずつ、多数のステータ極部材を製造することができ、これらの個々のステータ極部材は副組立体ステータ極部材を形成するために適当な方法により一緒に固定され、次いで、この副組立体ステータ極部材は組立体１のアーチ又はリングを形成するために同様の副組立体ステータ極部材に相互係止される。しかし、このような接近法では、２又はそれ以上の突出部５、６を跨ぐ副組立体を形成するために個々のステータ極部材を一緒に固定する方法はそれ自体クリープ又は他の歪みを生じさせ易く、そのため、各ステータ極部材自体が２又はそれ以上の突出部を跨ぎ、多数のステータコア２、３にわたる積層体の強度の見地からその目的のために十分に頑丈であることが好ましいことを認識されたい。
【００３７】
代わりに、突出部５、６に結合された単一の極部片を設けることができ、この場合、これらの部片を機械的に適所に保持する絶縁パッキングが極部片間に位置する。しかし、この接近法は結合の破壊を生じさせ、極部片の分離を招く。
【００３８】
従って、部材が個々に分離できないことを保証するように適所に機械的に固定される部材１０、１１を提供するのが好ましい。部材１０、１１の「長さ」又は跨がれるコア２、３の数は、これが機械の強度を増大させるので、経済上可能な限り大きくすべきである。
【００３９】
本発明によれば、ステータコアのために選択される積層方向は、ステータ極部材と組み合わさって、組立体が従来のステータコア組立体に比べて閉じ方向において一層剛直になるようなものである。磁気閉鎖力に対する抵抗が存在し、これはロータとステータコア／ステータ極部材の磁気境界面との間のギャップの歪みに関するクリープの問題を減少させるか又は排除する。
【００４０】
ステータ極部材はロータの平面と一致した平面内で上述のように積層される。このような積層体はチップ又は磁気境界面領域における電気的な渦電流を最小化する。ステータ極部材の平面は電気機械の平面内で積層されるステータコアの平面とは異なる。別個のステータ極部材による利点はステータコア及びステータ極部材内で異なる磁性材料を使用する便宜さである。各材料はステータコアとして又はステータ極部材としてのその特殊な必要な特徴を最適化できる。
【００４１】
上述のようなステータ極部材は弾性的な位置決めを保証し、使用時の分離を阻止するために各チップと磁気境界面領域との間の区域でボルト止めされる。選択された位置は材料を通る磁束経路に対する中断を最小にすることを意図する。
【００４２】
上述のように、アーチ又はリングを形成するために多数のステータ極部材を設けることが有利である。このようなステータ極部材は一層精確に作ることができ、そのため、ロータとチップ即ち境界面領域との間のギャップの良好な規制を達成することができる。これらの極部材はステータコアよりも大幅に一層精確に作ることができ、特に、ステータフレーム上に位置する場合には、これらのコアよりも一層正確である。実際において、ステータコアの突出部はステータ極部材のチャンネル即ち溝穴内で僅かに不整合となることがあるが、チップ即ち境界面領域は精確に位置決めされる。
【００４３】
各組のスペーサ及びステータ極部材の一方は「特殊な」ものであり、ステータ極の面の円周方向の位置を固定する方位／位置特徴を有する。従って、一方のスペーサはスペーサフレーム及びコアにより円周方向で精確に位置決めされ、他方のスペーサはそれに関して位置決めされる。同様に、（「特殊な」スペーサの頂部に装着された）一方のステータ極部材は方位特徴を有し、次いで他方のステータ極部材を位置決めする。従って、極部材のチップ面の円周方向の位置はステータフレーム（４）に関して固定される。これは、各リム／ステータが全体の機械の１つの電気的な位相を表すので、精確な機械の位相決めを保証するために重要である。
【００４４】
積層されたステータコア及びステータ極部材は、先の巻かれたステータコアに比べて、積層体の平面において一層高い寸法精度を提供する。更に、平坦な積層体の使用は材料のストリップからコアを巻きつけることに関連する応力の形成を回避する。巻きつけを行うことにより、クリープ又は磁束応力によって結合が弱化する場合は、積層体分離を助けるような生得の応力又はバイアスが存在することを理解されたい。
【００４５】
上述のようなスペーサ素子は一般に向上した可聴ノイズ減少利点を備えた一層剛直な組立体を形成するためにステータコアと一緒に完全なアーチ結合リングを形成する中実のブロック部片である。
【００４６】
ステータフレーム及びスペーサ素子は通常、運転可能な電気機械の一部としてのステータコア組立体の冷却のための良好な熱経路を達成するためにステータ極部材及びステータコアと良好で緊密な熱接触を行うアルミニウムから形成される。
【００４７】
製造中、先に示したようなステータコアは予めシェーピングした積層体のスタックから形成される。これらの積層体は一緒にクランプされ、単一の積層された構造体となるように適当に結合される。代わりに、積層された材料のブロックを製造することができ、次いで、ステータコアはワイヤ腐食、水噴射又は他の手段によりある形状に切断される。一般に、ステータコアは突出部の方向に粒子配向された電磁材料から製造される。
【００４８】
同様に、ステータ極部材は、ジグ内で適当にクランプされ、適当な構造体を提供するように一緒に結合された平坦な材料のスタンピング加工又は切断加工された積層体から製造される。通常、ステータ極部材は非粒子配向電磁材料から作られる。
【００４９】
通常、スペーサ素子は、これらの素子がステータフレーム上でのステータコアの位置決め及び組立てのためのクランプ力を提供するために半径方向に押圧されるように、ジャッキスクリュー上で形状づけられる。ジャッキスクリューのクランプ力を変更することにより適当に調整した後、ステータ極部材が付加され、組立体の最終の係止前のステータ極チップの正しい位置を保証するために測定ゲージが使用される。先に示したように、本発明によれば、ステータコアのための必要な位置精度は先に提供されたものよりも小さくすることができ、ステータコアの突出部はステータ極部材のチャンネルポケット内に位置することができる。組立て中、電気絶縁量材料の薄い層がステータ極部材とステータコアの対向する表面との間に置かれる。次いで、絶縁された係止ボルトがステータフレームのネジ穴内に係合するようにステータ極部材及びスペーサ素子を貫通させられる。これらのボルトは全体のステータコア組立体をステータフレームに対して押え付ける役目を果たす。最後に、ステータコア組立体の素子は熱硬化エポキシ樹脂で被覆され、ジャッキスクリュー及び押え付けボルトは正しい整合及び位置のために最終的に調整される。通常、全体のコア組立体は適当な弾性組み合わせ及び可能な応力除去のためにしばしば硬化される。
【００５０】
ステータ極部材は精確に作られ、ジャッキスクリューが最終的にロックアップされる前にコアを位置決めするために使用される。それ故、組立ての順序は次の通りである：Ｃ形状のコア及びスペーサの挿入。適当な調整。Ｃ形状のコア上へのステータ極部材の配置。測定ゲージによるステータ極部材の極チップ面の検査。正しかった場合のジャッキスクリューのクランプ。
【００５１】
本発明に係るステータ極部材は先に述べたようなボルトにより係止されないことがあることを認識されたい。従って、隣接するステータ極部材間の相互係止特性及びステータ極部材とステータコアの突出部との間の可能な接着が適当な安定性を提供するために利用される。しかし、このような構成では、押え付けボルトを設けた場合の好ましい組立体の上方及び近傍で分離及び（又は）運動が発生する危険性があることを認識されたい。
【００５２】
特に重要であると思われる本発明の特徴に注意を引くように上述の説明において努力を払ったが、本出願人は、特定の強調を行ったと否とに拘わらず、ここまで図面を参照し及び（又は）図面に示したいかなる特許性のある特徴又は特徴の組み合わせに関しても保護を求めることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に従った電気機械組立体の１つのステータの分解部品前方斜視図である。
【図２】本発明に従った電気機械の１つのステータ組立体の前方斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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