(57)【要約】本発明は、固定子であって、リング（２５）と、ここで、該リング（２５）が、複数の歯（２３）の間にスロット（２１）が設けられている該複数の歯（２３）、及び複数の材料のブリッジ（２７）、ここで、各材料のブリッジ（２７）が、隣接する２つの歯（２３）を該隣接する２つの歯の基部において空気間隙（４６）の側で接続し、且つ該スロットの底部（３５）をこれらの歯（２３）の間に画定する、を備えており、ここで、複数の材料のブリッジ（２７）の各材料のブリッジ（２７）が、低減された透磁率の少なくとも１つの領域を有し、該領域が、該材料の局所化された狭窄及び／又は該材料のブリッジ（２７）の幅ｌの中にある少なくとも１つの開口（６０、６４）、及び／又は該材料のブリッジ（２７）の該透磁率を局所的に低減する、該材料のブリッジ（２７）の幅ｌの中での少なくとも１つの局所化された処理部（６６）、の形態であり、該リング（２５）の該スロット（２１）内に配置された、巻線（２２）と、を備えている、上記固定子を提供する。【選択図】図２
2022501984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング（２５）であって、
複数の歯（２３）の間にスロット（２１）を成す該複数の歯（２３）と、ここで、該スロット（２１）が、該リング（２５）の外側に向かって径方向に開いている、及び
材料の複数のブリッジ（２７）と、ここで、材料の複数のブリッジ（２７）のそれぞれが、隣接する２つの歯（２３）を該隣接する２つの歯の基部において空気間隙（４６）の側で接続し、且つ該スロットの底部（３５）をこれらの歯（２３）の間に画定し、前記材料の複数のブリッジ（２７）のそれぞれが、低減された透磁率の少なくとも１つの領域を有し、該領域が、
該材料のブリッジ（２７）の厚さの中にある該固定子の長手方向軸（Ｘ）に沿って延在する少なくとも１つの溝（４０）によって形成された少なくとも１つの局所化された狭窄、若しくは該材料のブリッジ（２７）の幅ｄの中にある少なくとも１つの局所化された材料の圧縮部、及び／又は
該材料のブリッジ（２７）の幅ｌの中にある少なくとも１つの開口（６０、６４）、及び／又は
該材料のブリッジ（２７）の該透磁率を局所的に低減する、該材料のブリッジ（２７）の幅ｌの中での少なくとも１つの局所化された処理部（６６）
の形態である、
を備えている、前記リング（２５）、並びに、
電気導体の複数の巻回で形成され、且つ該リング（２５）の該スロット（２１）内に分散された様式で配置された巻線（２２）
を備えている、固定子（２）。
【請求項２】
リング（２５）であって、
複数の歯（２３）の間にスロット（２１）を成す該複数の歯（２３）と、及び
材料の複数のブリッジ（２７）と、ここで、該材料の複数のブリッジ（２７）のそれぞれが、隣接する２つの歯（２３）を該隣接する２つの歯の基部において空気間隙（４６）の側で接続し、且つ該スロットの底部（３５）をこれらの歯（２３）の間に画定し、前記材料の複数のブリッジ（２７）のそれぞれが、低減された透磁率の少なくとも１つの領域を有し、該領域が、該材料のブリッジ（２７）の厚さの中にある該固定子の長手方向軸（Ｘ）に沿って延在する少なくとも２つの溝（４０）、又は該材料のブリッジ（２７）の幅ｄの中にある少なくとも２つの局所化された材料の圧縮部の形態である、
を備えている、前記リング（２５）、並びに、
該リング（２５）の該スロット（２１）内に配置された巻線（２２）
を備えている、固定子（２）。
【請求項３】
リング（２５）であって、
複数の歯（２３）の間にスロット（２１）を成す該複数の歯（２３）と、及び
材料の複数のブリッジ（２７）と、ここで、該材料の複数のブリッジ（２７）のそれぞれが、隣接する２つの歯（２３）を該隣接する２つの歯の基部において空気間隙（４６）の側で接続し、且つ該スロットの底部（３５）をこれらの歯（２３）の間に画定し、前記材料の複数のブリッジ（２７）のそれぞれが、該材料のブリッジ（２７）の幅で複数の微細孔（６４）の形態である、低減された透磁率の少なくとも１つの領域を有する、
を備えている、前記リング（２５）、並びに、
該リング（２５）の該スロット（２１）内に配置された巻線（２２）
を備えている、固定子（２）。
【請求項４】
リング（２５）であって、
複数の歯（２３）の間に、該リング（２５）内で閉じられているスロット（２１）を成す該複数の歯（２３）、及び
材料の複数のブリッジ（２７）と、ここで、該材料の複数のブリッジ（２７）のそれぞれが、隣接する２つの歯（２３）を該隣接する２つの歯の基部において空気間隙（４６）の側で接続し、該スロットの底部（３５）をこれらの歯（２３）の間に画定し、前記材料の複数のブリッジ（２７）のそれぞれが、該材料のブリッジ（２７）の幅ｌの中にある少なくとも１つの開口（６０、６４）の形態である、低減された透磁率の少なくとも１つの領域を有する、
を備えている、前記リング（２５）、並びに、
該リング（２５）の該スロット（２１）内に配置された巻線（２２）
を備えている、固定子（２）。
【請求項５】
該スロット（２１）が、該リング（２５）の外側に向かって径方向に開いている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項６】
該リング（２５）に取り付けられたヨーク（２９）を備えている、請求項１〜３及び５のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項７】
該スロット（２１）が該リング（２５）内で閉じられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項８】
材料の各ブリッジ（２７）の低減された透磁率の該領域（４０、６０、６４、６６）が、該リング（２５）の厚さで連続している、請求項１〜４及び５〜７のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項９】
材料の複数のブリッジ（２７）が、該材料の該ブリッジ（２７）の幅で複数の微細孔（６４）を有する、請求項１、２及び４〜８のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１０】
該材料の複数のブリッジ（２７）が全て、低減された透磁率の領域を有し、該領域が、
該材料のブリッジ（２７）の厚さの中にある該固定子の長手方向軸（Ｘ）に沿って延在する少なくとも１つの溝（４０）によって形成された少なくとも１つの局所化された狭窄、若しくは該材料のブリッジ（２７）の幅ｄの中にある少なくとも１つの局所化された材料の圧縮部、及び／又は
該材料のブリッジ（２７）の幅ｌの中にある少なくとも１つの開口（６０、６４）、及び／又は
該材料のブリッジ（２７）の透磁率を局所的に低減する、該材料のブリッジ（２７）の幅ｌの中での少なくとも１つの局所化された処理部（６６）
の形態である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１１】
低減された透磁率の各領域（４０、６０、６４、６６）が、該リング（２５）の厚さ全体にわたって延在している、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１２】
該リング（２５）が、材料の複数のブリッジ（２７ａ、２７ｂ）によって複数の歯（２３ａ、２３ｂ）の基部において空気間隙（４６）の側で互いに接合された該複数の歯（２３ａ、２３ｂ）を有する積層された複数のラミネーション（８０ａ、８０ｂ）の形態を取り、該材料の複数のブリッジ（２７ａ、２７ｂ）のうちの少なくとも幾つか、及び更に好ましくは全てがそれぞれ、低減された透磁率の少なくとも１つの領域（４０ａ、４０ｂ）を示し、該複数のラミネーション（８０ａ、８０ｂ）それぞれの該低減された透磁率の領域（４０ａ、４０ｂ）が中心に置かれておらず、隣接する少なくとも２つのラミネーション（８０ａ、８０ｂ）が、互いに対してオフセットされた互い違いの構成で配列された、低減された透磁率の少なくとも２つの領域（４０ａ、４０ｂ）を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１３】
材料の複数のブリッジ（２７）が、少なくとも１つの溝（４０）によって形成された少なくとも１つの局所化された狭窄を有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１４】
該溝（４０）が該スロット（３５）に向かって開いている、請求項１３に記載の固定子。
【請求項１５】
該スロットの該底部（３５）が、横断方向に方向付けされた少なくとも１つの支承面（３０）、更に好ましくは少なくとも２つの支承面（３０）を有し、該溝（４０）の底部がこれ又はこれらの支承面（３０）に対して後退させられており、好ましくは断面が実質的に矩形である、対応するスロット（２１）に挿入された該巻線（２２）が、該支承面（３０）に当接し、且つ該溝の該底部に対して後退させられている、請求項１３又は１４に記載の固定子。
【請求項１６】
該溝（４０）がそれぞれ、該固定子の軸に垂直な面において断面が曲線の、特に実質的に半円形の断面の、プロファイルを有する、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１７】
材料の複数のブリッジ（２７）のそれぞれが、該材料のブリッジ（２７）の幅ｌにおける少なくとも１つの局所化された処理部（６６）を有して、該材料のブリッジ（２７）の透磁率を局所的に低減する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１８】
該材料のブリッジ（２７）が変形不能である、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項１９】
該スロット（２１）が、底部を有し、該底部が、該溝（４０）から離れて、実質的に平らである、特に該スロット（２１）の内部に向かって該スロットの該底部（３５）内へと突出するレリーフがない、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載の固定子（２）と回転子（１）とを備えている回転電気機械（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電気機械（rotary  electric  machines）に、特にはそのような機械の固定子に、関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のほとんどの固定子において、ヨークは、巻線が導入されることを可能にするように、空気間隙に向かって完全に開いているか又は半分開いているスロットを形成する。一般に、該半分開いているスロットは、ばらばらに配置されている円形の横断面の電気導体を受け入れ、一方、該開いているスロットは、規則的な様式（ordered  manner）で配置された矩形の横断面の電気導体を収容する。
【０００３】
日本国特許第２８７５４９７号明細書は、ラミネーションがそれらの厚さにおいて薄くされた部分を有する歯付きリングを備えている電気機械の為の固定子であって、ここで、これらの部分が２つの連続する歯の間の空気間隙の側に載置されている、上記固定子に関する。そのような薄くされた部分は、無意味ではない電磁妨害、特に磁束フリンジング（flux  fringing）による「磁気」空気間隙の増加、同じ理由による回転子の表面でのより多い鉄の損失、又はさもなくばパーミアンスのばらつきが相対的に急激であることによる振動によるトルクを生じることがある空気間隙に向かう開口を構成する。
【０００４】
日本国特開２０１１−０９７７２３号公報は、ヨークに取り付けられた個々の歯を開示している。
【０００５】
仏国特許出願公開第３０１９９４７号明細書は、複数の歯を有する歯付きリングを有する固定子であって、該歯付きリングは、材料の複数のブリッジによって互いに接続され且つコイルを受け入れる為のスロットを複数の歯の間に画定する該複数の歯を備えており、ここで、該スロットが外側に向かって径方向に開いている、上記固定子を記載している。該スロットの開口は、該歯付きリングに取り付けられたヨークによって閉じられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気機械の為の固定子を更に改善すること、特にトルクリップルを低減すること、の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、固定子を通して、この必要性に応答する。該固定子は、
リングであって、
複数の歯の間にスロットを成す該複数の歯と、及び
材料の複数のブリッジと、ここで、材料の複数のブリッジのそれぞれが、隣接する２つの歯を該隣接する２つの歯の基部において空気間隙の側で接続し、且つ該スロットの底部をこれらの歯の間に画定し、該材料の複数のブリッジのうちの少なくとも幾つか、更に好ましくは全て、のそれぞれが、低減された透磁率の少なくとも１つの領域を有し、該領域が、
該材料のブリッジの厚さの中にある該固定子の長手方向軸に沿って延在する少なくとも１つの溝によって形成された少なくとも１つの局所化された狭窄、若しくは該材料のブリッジの幅の中にある少なくとも１つの局所化された材料の圧縮部（crushing）、及び／又は
該材料のブリッジの幅の中にある少なくとも１つの開口、及び／又は
該材料のブリッジの該透磁率を局所的に低減する、該材料のブリッジの幅の中での少なくとも１つの局所化された処理部（treatment）
の形態である、
を備えている、上記リング、並びに、
該リングの該スロット内に配置された巻線
を備えている。
【０００８】
該材料のブリッジの、該局所化された狭窄、該局所化された圧縮部、該開口又は該局所化された処理部によって形成される、該低減された透磁率の領域は、機械が動作中の場合に、該材料のブリッジの上記領域が磁気的に飽和されることを可能にし、このことは、磁束が該材料のブリッジを通過することを制限し、且つ該機械の効率を増加させる。
【０００９】
その上、そのような固定子は、従来技術における空気間隙上に開いているスロットの存在に関連付けられる電磁妨害を大幅に低減する。該空気間隙に向かう該スロットの開口が存在しないことは、該スロットの脈動を低減することを可能にする。
【００１０】
該機械の電磁性能が改善される。
【００１１】
加えて、該材料の複数のブリッジの存在は、該固定子全体がラッカーに含浸されている場合に、該空気間隙でのラッカーの損失の危険性を低減する。これは、洗浄の必要性を低減することを可能にする。
【００１２】
それはまた、該固定子が取り付けられる該機械の動作中、該空気間隙内への該ラッカーの漏れを低減することを可能にする。これは、該機械のメンテナンスを単純化する。語「ラッカー」は、本明細書において広く理解されるべきであり、任意のタイプの含浸材料、特にポリマー材料、を包含する。
【００１３】
固定子
外側に向かって径方向に開いているスロット
好ましくは、該スロットはリングの外側に向かって径方向に開いている。好ましくは、該スロットは完全に開いている。次に、巻線が、該スロットの内部に向かって径方向に移動することによって、該スロットに挿入されることができる。これは、一方では、該スロットの内部へのアクセスがより簡単になる限り、ここで、これらは、完全に開いており且つ空気間隙に向かうのではなく外側に向かうスロットである、また他方では、必要な工具の為に、又は更には巻線機械の為に、該リングの周りで利用可能な空間が、該固定子のボア（bore）内の利用可能な空間よりも大きい限り、該巻線の設置をより簡単にする。
【００１４】
その上、該スロットの充填はより簡単である為、充填の程度が改善されることができ、及び、それは、該機械の性能をより一層改善することを可能にしうる。特に、単位体積当たりのトルクが増加されることができる。
【００１５】
ヨーク
好ましくは、該固定子は、リングに取り付けられたヨークを備えている。
【００１６】
「取り付けられたヨーク」によって意味されることは、該ヨークが該リングと一体に生成されず、しかし、該固定子の製造中に該リングに取り付けられることである。
【００１７】
該ヨークは、該リングのスロットを閉じ、且つ巻線が挿入された後に該巻線を該スロット内で保持することができる。該固定子の製造中に、該ヨークは、多数の方法で該リングと組み立てられうる。
【００１８】
ヨーク・リング境界面
好ましくは、該リングは、その外表面にレリーフを有し、該ヨークに属する補完的なレリーフと連携する。そのようなレリーフは、連携する形状を通して、該リングと該ヨークとが相対的に固定されて保たれることを可能にする。該連携するレリーフは好ましくは、ダイヤモンドポイントタイプ（diamond-point  type）を有する。
【００１９】
該リングは、該材料の複数のブリッジによって接続される複数の歯を有する金属薄板の帯を螺旋状に巻くことによって作成され得、各スロットの対向するエッジは好ましくは、該帯がそれ自体の上に巻かれて該リングを形成する場合に、実質的に相互に平行になる。
【００２０】
変形例において、該帯は、幾つかの歯をそれぞれが備えている複数のセクタで形成され得、ここで、該セクタはリンクによって接続され、これらのセクタは金属薄板の帯から切られる。該リンクは柔軟なブリッジであり得、該ブリッジは、該セクタを互いに、及び／又は補完的形状の部分、例えばあり継ぎ（dovetails）及びほぞ穴（mortises）タイプの部分、又は、とりわけ該リングが該ヨークによって圧縮して保持される場合に、互いに当接するようになる補完的なレリーフ、に接続する。
【００２１】
該補完的な形状は、様々なセクタが該材料の複数のブリッジのレベルで組み立てられるように、該材料の複数のブリッジ上にありうる。好ましくは、該様々なセクタの該補完的な形状の組み立ては、局所化された狭窄、開口、及び／又は処理部から離れて実施される。例えば、該セクタは、隣接するセクタに属する補完的な突出した形状と連携する、窪んだ形状を示す。
【００２２】
変形例において、該リングは、予め切られた（precut）磁気ラミネーションの積層体を備えている。
【００２３】
更なる変形例において、該リングは、付加製造を使用して、例えば粉末焼結を使用して、製造される。
【００２４】
金属薄板の帯を、その幅がこれを許容する場合は、螺旋状に直接巻くことによって、場合によっては上記金属薄板の帯の切断時に該帯に好適なスロットを形成することを又は付加製造によって、例えば粉末焼結によって得られた、予め切られた磁気ラミネーション若しくはスライスを積層することを伴って又は場合によってはそれを伴わずに、この巻線を容易にするように該ヨークが作成されうる。
【００２５】
該ヨークは、該巻線が該スロット内に嵌合された後に、該リングに取り付けられうる。
【００２６】
閉じられたラミネーションの固定子
変形例において、該固定子は、該リング内で閉じられた、すなわち空気間隙に向かう又は外部に向かう開口を有さないスロットを有しうる。その場合、該巻線は、ピンの形態、特にＵ字形（「Ｕピン」として知られている）又はＩ字形（「Ｉピン」として知られている）であり、且つ長手方向で移動することによって挿入される。
【００２７】
該スロットは閉じている為、該固定子は、端部のみでの封止を確保することによって、閉じられた含侵チャンバとして使用されうる。従って、工具は単純化される。これはまた、使用されるラッカー又は樹脂の量を低減する。
【００２８】
複数のスロット
少なくとも１つのスロット、更に好ましくは全てのスロット、は、相互に平行な対向するエッジを有しうる。該スロットの幅は好ましくは、スロットの全高にわたって実質的に一定である。
【００２９】
少なくとも１つの歯、更に好ましくは全ての歯、は、該固定子の長手方向軸に垂直な面内の断面で見られた場合に、台形の全体形状を有しうる。
【００３０】
好ましくは、材料の複数のブリッジの全ては、下記の形態である低減された透磁率の領域を有する。
該材料のブリッジの厚さの中にある該固定子の長手方向軸に沿って延在する少なくとも１つの溝によって形成された少なくとも１つの局所化された狭窄、若しくは該材料のブリッジの幅の中にある少なくとも１つの局所化された材料の圧縮部、及び／又は
該材料のブリッジの幅の中にある少なくとも１つの開口、及び／又は
該材料のブリッジの透磁率を局所的に低減する、該材料のブリッジの幅の中での少なくとも１つの局所化された処理部。
【００３１】
低減された透磁率の各領域は好ましくは、該リングの厚さ全体にわたって延在する。
【００３２】
変形例において、該低減された透磁率の領域は、該リングの厚さ未満であるか又はそれに等しい長さにわたって延在する。
【００３３】
材料の各ブリッジの低減された透磁率の該領域は好ましくは、該リングの厚さで連続しており、且つ直線的であってもよく又はなくてもよい。
【００３４】
変形例において、該低減された透磁率の該領域は、該リングの厚さで不連続である。
【００３５】
例えば、該リングは、材料の複数のブリッジによって複数の歯の基部において空気間隙の側で互いに接続された該複数の歯を有する積層された複数のラミネーションの形態であり、該複数のラミネーションそれぞれの該材料の複数のブリッジのうちの少なくとも幾つか、更に好ましくはその全て、はそれぞれ、低減された透磁率の少なくとも１つの領域を有する。該複数のラミネーションそれぞれの該材料の複数のブリッジの該低減された透磁率の領域は、中心に置かれないことが可能である。隣接する少なくとも２つのラミネーションは、互いに相対的にオフセットされた互い違いの様式で配列された、低減された透磁率の少なくとも２つの領域を有し得、且つ部分的に互いに交差してもよく又はしていなくてもよい。該オフセットされた互い違いの構成は、該リングを構成する該複数のラミネーションの積層体の特定のラミネーションを、特に１つおきのラミネーションを反転することによって、又は該複数のラミネーションをある角度で切ることによって、又は複数の異なるラミネーションを使用することによって、実現されうる。
【００３６】
溝
好ましくは、該スロットの底部が少なくとも１つの溝を有する場合、該溝は該スロットに向かって開いている。
【００３７】
該スロットの該底部は、横断方向に方向付けされている少なくとも１つの支承面、更に好ましくは少なくとも２つの支承面、を有し、該溝の底部はこの又はこれらの面に対して後退させられる。該１以上の支承面は、対応するスロットの径方向軸に対して斜めに方向付けされ得、又は優先的に、この軸に対して垂直に方向付けされうる。該溝は、該１以上の支承面に対する傾斜において中断を形成する。好ましくは実質的に矩形の断面を有する、対応するスロットに挿入された該巻線は好ましくは、該支承面に当接し、該溝の底部に対して後退させられる。好ましくは、該巻線は該溝と接触していない。該１以上の支承面は優先的に、平らである。該スロットの底部は、該溝を除いて、平らでありうる。これは、該コイルが該スロットの底部に平らに載ることを可能にすることによって、矩形の横断面の巻線の場合に、該スロットの該巻線による良好な充填を可能にする。
【００３８】
該スロットの底部における該溝は好ましくは、該材料のブリッジと該対応する該巻線との間に隙間を形成し、それは、該固定子に含浸する場合に該ラッカーが浸透するのをより簡単にしうる。
【００３９】
該材料のブリッジは、上記した通りの少なくとも２つの溝を備えうる。
【００４０】
該１以上の溝は、該１以上のスロットに対して中心に置かれるか、又は対照的に、該１以上のスロットの対称面に対してオフセットされうる。
【００４１】
該固定子の内表面は好ましくは、回転のシリンダーである。
【００４２】
変形として、該１以上の溝は、該固定子の内表面、すなわち該回転子で該空気間隙を画定する該固定子の表面、に延在しうる。
【００４３】
該回転子で該空気間隙を画定する該固定子の内表面に該１以上の溝が置かれる場合に、該１以上の溝は、該固定子の角度方向付けを可能にし得、従って該ラミネーションの積層及びインデックス付けをより簡単にしうる。次に、該固定子がその外表面にレリーフを持たないことが可能であり、これは、該ヨークと冷却手段との接触を改善することを可能にする。
【００４４】
好ましくは、該１以上の溝はそれぞれ、該固定子の軸に垂直な面において断面が曲線の、特に実質的に半円形の断面の、プロファイルを有する
【００４５】
局所化された圧縮部
局所化された圧縮部は、該材料のブリッジの幅の中で、すなわち該固定子の径方向軸に沿って、実現され、低減された透磁率を有する局所化された狭窄を構成する。該圧縮部は好ましくは、該スロットの底部に溝を形成する。その場合、該局所化された圧縮部は、該溝について上記した通りでありうる。
【００４６】
開口
上記開口は優先的に、該リングの厚さ全体にわたって、該固定子の長手方向軸に沿って延在する。
【００４７】
該開口は、楕円形、円形、又は多角形、例えば丸み付けられた角を有する多角形、及び特に矩形、である横断面を有しうる。
【００４８】
該材料のブリッジは、その幅において単一のみの開口を有することが可能である。
【００４９】
該開口は、該材料のブリッジの中央にありうる。
【００５０】
該開口は、そのどちらかの側に２つの薄くされた領域を有し得、該機械が動作中の場合に、該薄くされた領域は磁気的に飽和される。
【００５１】
変形として、該材料のブリッジはその幅において複数の微細孔を有する。該微細孔は、該ラミネーション断面を低減し、且つ該材料のブリッジがより弱い磁束によって磁気的に飽和されることを可能にする。
【００５２】
処理部
局所化された処理部は、該磁束に対する該ブリッジの該材料の透過性を局所的に修正することを可能にする。
【００５３】
該局所化された処理部は、該材料のブリッジの幅全体にわたって、又はその一部分のみにわたって延在しうる。
【００５４】
この処理部は、金属のグレインの配向を局所的に修正し且つ円周方向で透磁率の低下を引き起こす熱処理部でありうる。
【００５５】
変形として、該熱処理部は、該材料のブリッジのレーザー切断中の材料の劣化に関連付けられる熱応力である。
【００５６】
該材料の複数のブリッジは変形不能でありうる。これは、該固定子の剛性を増加させ、且つ該電気機械の寿命を改善する。
【００５７】
巻線
複数の巻線は、集中された（concentrated）様式又は分散された（distributed）様式で該スロット内に配置されうる。
【００５８】
「集中された」によって意味されることは、該複数の巻線が単一の歯の周りにそれぞれ巻かれることである。
【００５９】
「分散された」によって意味されることは、該複数の巻線の少なくとも１つが、隣接していない２つのスロットを連続して通ることである。
【００６０】
好ましくは、該巻線は、とりわけ回転子極の数が８以下の場合に、該スロット内に分散された様式で配置される。
【００６１】
該複数の巻線はそれぞれ、横断面で円形の形状、又は丸み付けられた角を有する多角形の形状、好ましくはとりわけ矩形の形状、でありうる少なくとも１つの電気導体を備えている。
【００６２】
該導体の横断面が円形である場合、該導体は、六角形の積層体で該スロット内に配置されうる。該導体の横断面が多角形である場合、該導体は、径方向に方向付けされている１以上の列で該スロット内に配置されうる。該積層体を最適化することは、より多量の電気導体を該スロット内に配設することを可能にし、及びそれ故に、同じ体積でより強力な固定子を得られうる。
【００６３】
該電気導体は、該スロット内にランダムに配置されるか、又はその中に配列されうる。好ましくは、該電気導体は該スロット内に配列される。「配列された」によって意味されることは、該導体が該スロット内にばらばらに配置されるのではなく、規則的な様式で配置されることである。それらは、該スロット内にランダムではなく積層され、例えば、配列された電気導体の１以上の列で、とりわけ１つ又は２つの列で、好ましくは単一の列で、配置される。
【００６４】
該電気導体は、絶縁性被覆、特にエナメル、によって、外部から電気的に絶縁される。
【００６５】
該巻線は、絶縁によって、特に少なくとも１つの絶縁シートによって、該スロットの壁から離されうる。そのようなシート絶縁は、該固定子物体に対する該巻線のより良好な電気絶縁を可能にする。
【００６６】
好ましくは、各スロットは、少なくとも２つの巻線、特には異なる位相を有する少なくとも２つの巻線、を受け入れる。これら２つの巻線は、径方向に重ねられうる。
【００６７】
該２つの巻線は、１つのシートが各巻線の周りに巻き付けられる場合に、少なくとも１つの絶縁シートによって、好ましくは少なくとも２つの絶縁シートによって、互いから離されうる。
【００６８】
各巻線は、幾つかの巻回で形成されうる。
【００６９】
変形例において、該巻線は、ピンの形態、特にＵ字形（「Ｕピン」として知られている）又はＩ字形の直線（「Ｉピン」として知られている）であり、及びその場合、Ｉの形状又はＵの形状において、端部が、対応するスロットの外部の導体に溶接された部分を備えている。
【００７０】
該固定子は捻られうる（「スキューされる」（skewed）として知られている）。そのような捻れは、該スロット内の該巻線を締めること且つ該スロットの高調波を低減することに寄与しうる。
【００７１】
機械及び回転子
本発明の更なる主題は、上記した通りの固定子を備えている回転電気機械である。該機械は同期式であってもよく又はなくてもよい。該機械は、リラクタンス機でありうる。該機械は、同期モータを構成しうる。
【００７２】
該回転電気機械は、巻線型回転子又は永久磁石回転子を備えうる。
【００７３】
製造方法及び機械
本発明の更なる主題は、上記した通りの固定子を製造する為の方法であって、該巻線を該固定子の該リングの該スロットに挿入するステップが実施される、上記方法である。
【００７４】
該方法は、ヨークを該固定子の該リングに取り付けることから成るステップを含みうる。
【００７５】
該方法は、１つの同じ材料の帯から切って、１以上のリング及びヨークのラミネーションを形成するステップを含み得、ここで、該ヨーク及びリングの１以上のラミネーションは共通のカットを有する。
【００７６】
該方法は、金属シートの帯を螺旋状に巻いて、該リング及び該ヨークを形成するステップを含みうる。
【００７７】
該方法は、該ヨークを該リング上に嵌合することをより簡単にする為に、該ヨークを加熱する及び／又は該リングを冷却するステップを含みうる。
【００７８】
ラミネーション
本発明の更なる主題は、固定子の、特に上記した通りの固定子の、リングの為のラミネーションであり、該ラミネーションは下記を有する。
該空気間隙の側で材料の複数のブリッジによって複数の歯の基部で互いに接合された該複数の歯、ここで、該材料の複数のブリッジのうちの少なくとも幾つか、更に好ましくは全て、がそれぞれ、低減された透磁率の少なくとも１つの領域を示す、ここで、該少なくとも１つの領域は、下記の形態である。
少なくとも１つの溝によって形成された少なくとも１つの局所化された狭窄、若しくは局所化された圧縮部（crushing）、及び／又は
該材料のブリッジの厚さの幅の中にある少なくとも１つの開口、及び／又は
該材料のブリッジの透磁率を局所的に低減する、該材料のブリッジの幅の中での少なくとも１つの局所化された処理部（treatment）。
【００７９】
該固定子が上記された通りにラミネーションを積層することによって形成される場合、該ラミネーションの複数の歯は、該固定子の複数の歯を形成するように位置合わせされ、該ラミネーションの、該材料の複数のブリッジは、積層によって該固定子の該材料の複数のブリッジを形成する。
【００８０】
該固定子に関して上記された特徴は、上記ラミネーションに当てはまる。
【００８１】
本発明は、本発明の非限定的な例示的実施態様の下記の詳細な説明を読み且つ添付の図面を研究することにより、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、本発明に従って作成される固定子を備えている機械の横断面の部分概略図を示す。
【図２】図２は、図１の機械の固定子のリングの一部分を概略的に示す。
【図３】図３は、本発明に従う固定子の変形例を示す。
【図４】図４は、該固定子のリングの変形例の実施態様を部分的且つ概略的に示す。
【図５】図５は、該固定子のリングの変形例の実施態様を部分的且つ概略的に示す。
【図６】図６は、該固定子のリングの変形例の実施態様を部分的且つ概略的に示す。
【図７】図７は、該固定子の巻線を有するリングの変形例の実施形態を示す、図４〜図６に類似した図である。
【図８】図８は、該固定子の巻線を有するリングの変形例の実施形態を示す、図４〜図６に類似した図である。
【図９】図９は、該固定子のリングの変形例の実施態様を示す。
【図１０】図１０は、該固定子のリングの変形例の実施態様を示す。
【図１１】図１１は、該固定子のリングの変形例の実施態様を示す。
【図１２】図１２は、図１及び図２の実施態様のスロットの上からの図を概略的に示す。
【図１３】図１３は、図１２のスロットの実施態様の変形例を概略的に示す。
【図１４】図１４は、図１２のスロットの実施態様の変形例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
図１は、回転子１と固定子２とを備えている回転電気機械１０を示す。該固定子は、特に同期モータの文脈において、該回転子１の回転を駆動する回転磁場を生成することを可能にし、及び、交流発電機の場合に、該回転子の回転が、該固定子の巻線内に起電力を誘起する。
【００８４】
下記に示されている例は概略であり、及び、様々な構成要素の相対的な寸法は必ずしも守られていない。
【００８５】
固定子
該固定子２は、歯付きリング２５の複数の歯２３の間に形成された複数のスロット２１内に配置される巻線２２を備えている。該スロット２１は、材料の複数のブリッジ２７によって、空気間隙の側で閉じられ、該複数のブリッジのそれぞれは、該リング２５の２つの連続する歯を互いに接合する。
【００８６】
該固定子２は、該リング２５に取り付けられたヨーク２９を備えている。
【００８７】
該複数のスロット２１は、記載されている例において、相互に平行な径方向エッジ３３を有し、及び、該機械の回転軸Ｘに垂直な面内の断面において、実質的に矩形の形状である。
【００８８】
該複数のスロット２１の底部３５は、該固定子の長手方向軸に沿って延在する溝又は該材料のブリッジ２７の幅ｄにおいて径方向で実施される圧縮部の長手方向軸に沿って延在する溝以外は、該巻線２２の形状を多かれ少なかれ補完する形状を有する。以下では、溝のみに対して言及がされるが、該溝の代わりに、局所化された圧縮部がまた可能であることが明確に理解されるべきである。図１〜図４の例において、該スロット２１の該底部３５は、該溝４０の各側に１つずつあり且つ該巻線２２が当接する、２つの支承面３０を有する。該スロットの該底部３５は、フィレット３６によって径方向エッジ３３に接続される。各スロット２１の溝４０は、上記スロットの該底部３５上で中心に置かれ、且つ図１２に示されている通り、該リング２５の厚さ全体にわたって、該機械の回転軸Ｘに沿って延在する。
【００８９】
該溝４０は、軸Ｘに垂直な面内の断面において、特に実質的に半円である、曲線形状を有する。該溝は、径方向で測定された、０．２ｍｍ〜１ｍｍの、例えば０．４２ｍｍに等しい、深さｐを有する。
【００９０】
該溝４０は、該材料の複数のブリッジ２７の局所化された狭窄を形成する。そのような狭窄は、該ブリッジ２７に沿ったより弱い磁束によって該ラミネーションの磁気飽和を可能にし、これは該磁束の通過を制限する。
【００９１】
該材料の複数のブリッジ２７の最小幅ｌは好ましくは、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ、例えば０．４ｍｍ、に等しい。
【００９２】
該リング２５及び／又は該ヨーク２９はそれぞれ、軸Ｘに沿って積層された磁気ラミネーションのパックで形成され、ここで、該ラミネーションは例えば、同一であり、且つ厳密に重ねられる。該ラミネーションは、クリップ留めによって、接着剤結合によって、リベットによって、タイロッドによって、溶接によって、及び／又は任意の他の技法によって、一緒に保持されうる。該磁気ラミネーションは好ましくは、磁性鋼から形成される。
【００９３】
図示されている例において、該リング２５の該複数の歯２３は、該リング２５を構成する様々なラミネーションが互いにクリップ留めされることを可能にする、補完的なレリーフ５６を表面上に有する。該補完的なレリーフ５６は、該複数の歯２３の全ての上に又は単に、該複数の歯２３のうちの幾つかの上に、例えば１つおきの歯２３の上に、ありうる。
【００９４】
変形例において、該ラミネーションは、共に接着剤結合されるか、又は何らかの他の様式で組み立てられる。
【００９５】
同様に、該ヨーク２９は、該ヨーク２９を構成する様々なラミネーションが互いにクリップ留めされることを可能にする補完的なレリーフを表面上に有する。
【００９６】
代替的には、該リング及び／又は該ヨークは、切り出されて、そしてそれ自体（それら自体）の上に巻かれた金属シートの１以上の帯で形成されうる。
【００９７】
該ヨーク２９は、形状の連携によって、該リング２５上に取り付けられる。該リング２５及び該ヨーク２９は、該リングの外表面及び該ヨークの内表面に補完的なレリーフ４９を有し、これらが互いに相対的な位置で保持することを可能にする。
【００９８】
巻線
該巻線２２は、集中された（concentrated）様式又は分散された（distributed）様式で、好ましくは分散された様式で、該スロット２１内に配置されうる。
【００９９】
図２に示されている例において、該巻線２２の該電気導体３４は、配列された様式（arranged  manner）で該スロット内に配置される。
【０１００】
図２に示されている通り、該電気導体３４は好ましくは、矩形の平らにされた横断面を有し、且つ例えば単一の列で、径方向に重ねられる。該電気導体３４は、エナメル加工されるか又は任意の好適な絶縁被覆で被覆されているところの銅又は別の導電性材料で作られる。
【０１０１】
各スロット２１は、異なる位相を有する積層された２つの巻線２２を受け入れることができる。各巻線２２は、横断面において、実質的に矩形の形状でありうる。
【０１０２】
各巻線２２は、該巻線を、該スロットの複数の壁３３及び３６並びに異なる位相の該巻線２２から絶縁する絶縁シート３７によって取り囲まれる。
【０１０３】
該電気導体２２は、該スロット２１の外部で巻線２２内に組み立てられ且つ絶縁シート２７によって取り囲まれ、及び、該絶縁シート３７を有する該巻線２２は、該スロット２１内に挿入される。この動作は、該スロットが外部に向かって径方向に完全に開いているという事実によって、より簡単にされる。
【０１０４】
変形例において、該巻線は、ピン巻線である。
【０１０５】
回転子
図１に示されている回転子１は、シャフト上に取り付ける為の中央開口５を備えており、且つ該回転子の回転軸Ｘに沿って軸方向に延在する磁気回転子物体３を備えており、ここで、この回転子物体は、例えば軸Ｘに沿って積層された磁気ラミネーションのパックによって形成され、該ラミネーションは例えば、同一であり且つ厳密に重ねられる。
【０１０６】
該回転子１は例えば、該磁気回転子物体３のハウジング８内に配置された複数の永久磁石７を備えている。代替として、該回転子は、巻線型回転子である。
【０１０７】
固定子を製造する為の方法、及び機械
該固定子は、以下に記載されている製造方法を使用して得られうる。
【０１０８】
該巻線２２は、該巻線２１を該スロット２１の内部に向かって径方向に移動させることによって、該リング２５の該スロット２１内に挿入される。
【０１０９】
次に、該ヨーク２９は、該リング２７に取り付けられる。該ヨーク２９は、該ヨークを拡張し且つ該リング２５を越えて挿入することをより簡単にする為に、前もって加熱されうる。該リング２５を越えて挿入された後、該ヨークは、冷えるにつれて収縮し得、該リング２５と該ヨーク２９との間の最小限の隙間（clearance）を実現することを可能にする。
【０１１０】
変形として又は追加的に、該リング２５は、該リングを収縮させ且つ該ヨーク２９の挿入をより簡単にする為に、前もって冷却されうる。該ヨーク２９が挿入された後、該リングは、温まるにつれて拡張しうる。
【０１１１】
閉じられたラミネーション
図３に示されている変形例において、該リング２５は、両側で閉じられているスロット２１を有する。その場合、該巻線を長手方向軸Ｘに平行な軸に沿って滑り込ませることによって、該スロット２１に該巻線２２が挿入されることができるように、該巻線２２はピン巻線である。
【０１１２】
図４の実施態様は、該材料のブリッジ２７が溝４０を有さないが、開口６０が該リング２５の厚さ全体にわたって延在するという点で、図１、図２、及び図１２の実施態様と異なる。該開口６０は、図示されている通り、横断面において円形の輪郭を有する。該材料のブリッジ２７は、それ故に、該開口６０のどちらかの側に、２つの薄くされた領域６２を有し、及び、これは、より少量の磁束に対するこれらの領域の磁気飽和を可能にする。
【０１１３】
図５に示されている変形例において、該材料のブリッジ２７は、磁束の通過の為に利用可能なラミネーションの断面を低減する複数の微細孔６４を有し、該機械が動作中の場合に磁気飽和をもたらす。
【０１１４】
図６に示されている変形例において、該材料のブリッジ２７は、より低い透磁率を有する熱処理された領域６６を有し、該機械が動作中の場合に磁気飽和される。該局所化された熱処理部は、レーザーを使用して実現されうる。
【０１１５】
図７の実施態様は、該スロットが２列の巻線２２を受け入れるという点で、図１、図２、及び図１２の実施態様と異なる。
【０１１６】
図８の実施態様は、該スロットが３列の巻線２２を受け入れるという点、及び該材料のブリッジ２７が２つの溝４０を有するという点で、図１、図２、及び図１２の実施態様と異なる。
【０１１７】
図９の実施態様は、該材料の複数のブリッジ２７のうちの少なくとも一部が補完的な複数の複数のレリーフ７２及び７４を有するという点で、図１、図２、及び図１２の実施態様と異なる。これらの補完的なレリーフ７２及び７４は、低減された透磁率を有する領域と異なる、該材料のブリッジ２７の領域内にありうる。この実施態様において、該リング２５は、該補完的な複数のレリーフ７２及び７４を使用して円周方向で互いと組み立てられた、ラミネーションのセグメントを組み立てることによって製造される。該補完的な複数のレリーフ７２及び７４は、共に固定する補完的なレリーフ、例えば図９に示されている通りのあり継ぎ（dovetails）及びほぞ穴（mortises）でありうる。それらは、隣接する２つのセグメントが共に固定されることを可能にする。変形例において、図１０及び図１１に示されている通り、該補完的な複数のレリーフ７２及び７４はそれぞれ、補完的な形状の突出したレリーフ及び窪んだレリーフであり、該レリーフは、特に該ヨーク２９によって、該リング２５の圧縮部の結果として、該複数のレリーフ７２及び７４が共に任意に固定されることなしに、互いに対して当接するようになる。それらは、該複数のレリーフ６２及び６４を噛み合わせることによって、且つ該複数のレリーフ６２及び６４の互いに対する当接によって、隣接する２つのセグメントが所定位置に保持されることを可能にし、該リングを圧縮状態で保つ。
【０１１８】
図１３及び図１４の実施態様は、該溝４０が直線的でないという点で、図１、図２、及び図１２の実施態様と異なる。これらの実施態様において、該リング２５は、複数のラミネーション８０ａ及び８０ｂの積層体で形成される。各ラミネーション８０ａ及び８０ｂは、材料の複数のブリッジ２７ａ及び２７ｂそれぞれによって、複数の歯の基部において該空気間隙４７の側で共にそれぞれ接続された、該複数の歯２３ａ及び２３ｂを有する。該複数のラミネーション８０ａ及び８０ｂの該材料の複数のブリッジ２７ａ及び２７ｂにおける該複数の溝４０ａ及び４０ｂは、材料の対応する複数のブリッジ２７ａ又は２７ｂの中心に置かれない。該複数の溝８０ａ及び８０ｂは、該スロットの該底部３５において、オフセットされた互い違いの構成である。これらの実施態様において、該複数のラミネーション８０ａ及び８０ｂは同一であるが、該ラミネーション８０ｂは、該ラミネーション８０ａに対して反転されている。該複数のラミネーション８０ａ及び８０ｂの該複数の溝４０ａ及び４０ｂは、図１４に示されている通り、該固定子の連続的な溝４０を形成し得、ここで、該複数のラミネーション８０ａ及び８０ｂの該複数の溝４０ａ及び４０ｂが該リング２５の厚さで部分的に重ねられている、又は、図１３に示されている通り、該固定子の不連続の溝４０を形成し得、ここで、該複数のラミネーション８０ａ及び８０ｂの該複数の溝４０ａ及び４０ｂが不連続である。
【０１１９】
当然ながら、本発明は、前述の例示的な実施態様に制限されず、低減された透磁率の上記領域は例えば、中心に置かれないことがありうる。
【０１２０】
表現「〜１つを有する」は、「少なくとも１つを備えている」と同義であると理解されるべきである。
【図１】
2022501984.tif 000003
【図２】
2022501984.tif 000004
【図３】
2022501984.tif 000005
【図４】
2022501984.tif 000006
【図５】
2022501984.tif 000007
【図６】
2022501984.tif 000008
【図７】
2022501984.tif 000009
【図８】
2022501984.tif 000010
【図９】
2022501984.tif 000011
【図１０】
2022501984.tif 000012
【図１１】
2022501984.tif 000013
【図１２】
2022501984.tif 000014
【図１３】
2022501984.tif 000015
【図１４】
2022501984.tif 000016
【国際調査報告】
2022501984.tif 000017
2022501984.tif 000018
2022501984.tif 000019
2022501984.tif 000020