(57)【要約】      （修正有）【課題】機械的強度、摩耗耐性、、電気的絶縁、温度、化学物質、液体等のような広範な外的環境条件への耐性を与える絶縁スリーブを提供する。【解決手段】スロットセグメント内のステータ巻導線を相互接続する導線を複合スリーブ１４０で覆う。複合スリーブ１４０は、第１スリーブ１４８と、当該第１スリーブ１４８まわりに配置される第２スリーブ１５４とを含む。第１及び第２スリーブ１４８、１５４の一方は、圧縮アミド合成繊維から形成される。第１及び第２スリーブ１４８、１５４は協働して、外部要素から導線を保護する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータであって、
複数のスロットセグメントを含むステータコアと、
前記複数のスロットセグメントから選択されたものに配列される複数のステータ巻導線と、
一以上のステータ巻線を形成するべく前記複数のステータ巻導線から選択されたものを相互接続する一以上のジャンパ導線と、
前記ステータ巻導線の少なくとも一つに接続される一以上の共通導線と、
前記一以上のステータ巻線の対応するものに接続される一以上の位相導線と、
前記一以上のジャンパ導線、一以上の共通導線、及び前記一以上の位相導線の少なくとも一つに設けられる複合スリーブと
を含み、
前記複合スリーブは、第１スリーブと、前記第１スリーブまわりに配置される第２スリーブとを含み、
前記第１及び第２スリーブの一方が、圧縮されるアミド合成繊維から形成され、前記第１及び第２スリーブは協働して、外部要素から前記導線を保護するステータ。
【請求項２】
前記第１及び第２スリーブの他方が、外的にアクティブにされる収縮可能材料から形成される、請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記第１スリーブを形成するアミド合成繊維に、外的にアクティブにされる収縮可能材料が含浸される、請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
前記外的にアクティブにされる収縮可能材料は熱によりアクティブにされる、請求項２に記載のステータ。
【請求項５】
前記第１スリーブは前記アミド合成繊維から形成され、
前記第２スリーブは、外的にアクティブにされる収縮可能材料から形成される、請求項１に記載のステータ。
【請求項６】
前記第１スリーブは熱収縮可能材料から形成され、
前記第２スリーブは前記アミド合成繊維から形成される、請求項１に記載のステータ。
【請求項７】
前記第２スリーブまわりに延びる第３スリーブをさらに含み、
前記第３スリーブは、外的にアクティブにされる収縮可能材料から形成される、請求項６に記載のステータ。
【請求項８】
前記一以上のステータ巻線のそれぞれを電気的に接続する中性バーをさらに含み、前記複合スリーブは前記中性導線に設けられる、請求項１に記載のステータ。
【請求項９】
前記複合スリーブは、前記一以上のジャンパ導線、一以上の共通導線、及び前記一以上の位相導線の少なくとも一つに設けられる、請求項１に記載のステータ。
【請求項１０】
一以上のクロスオーバ導線をさらに含み、
前記複合スリーブは前記一以上のクロスオーバ導線に設けられる、請求項１に記載のステータ。
【請求項１１】
電気機械であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に回転的に配置されるロータと、
前記ハウジング及び前記ロータに対して固定的に取り付けられるステータと、
第１スリーブと、前記第１スリーブまわりに配置される第２スリーブとを含む複合スリーブと
を含み、
前記ステータは、
複数のスロットセグメントと、
前記複数のスロットセグメントから選択されたものに配列される複数のステータ巻導線と、
一以上のステータ巻線を形成するべく前記複数のステータ巻導線から選択されたものを相互接続する一以上のジャンパ導線と、
前記ステータ巻導線の少なくとも一つに接続される一以上の共通導線と、
前記一以上のステータ巻線の対応するものに接続される一以上の位相導線と
を含み、
前記複合スリーブは、前記一以上のジャンパ導線、一以上の共通導線、及び前記一以上の位相導線の少なくとも一つに設けられ、
前記第１及び第２スリーブの一方が、圧縮されるアミド合成繊維から形成され、前記第１及び第２スリーブは協働して、外部要素から前記導線を保護する電気機械。
【請求項１２】
前記第１及び第２スリーブの他方が、外的にアクティブにされる収縮可能材料から形成される、請求項１１に記載のステータ。
【請求項１３】
前記第１スリーブを形成するアミド合成繊維に、外的にアクティブにされる収縮可能材料が含浸される、請求項１２に記載のステータ。
【請求項１４】
前記外的にアクティブにされる収縮可能材料は熱によりアクティブにされる、請求項１２に記載のステータ。
【請求項１５】
前記第１スリーブは前記アミド合成繊維から形成され、
前記第２スリーブは、外的にアクティブにされる収縮可能材料から形成される、請求項１１に記載のステータ。
【請求項１６】
前記第１スリーブは熱収縮可能材料から形成され、
前記第２スリーブは前記アミド合成繊維から形成される、請求項１１に記載のステータ。
【請求項１７】
前記第２スリーブまわりに延びる第３スリーブをさらに含み、
前記第３スリーブは、外的にアクティブにされる収縮可能材料から形成される、請求項１６に記載のステータ。
【請求項１８】
前記一以上のステータ巻線のそれぞれを電気的に接続する中性導線をさらに含み、
前記複合スリーブは前記中性導線に設けられる、請求項１１に記載のステータ。
【請求項１９】
前記複合スリーブは、前記一以上のジャンパ導線、前記一以上の共通導線、及び前記一以上の位相導線の少なくとも一つに設けられる、請求項１１に記載のステータ。
【請求項２０】
一以上のクロスオーバ導線をさらに含み、
前記複合スリーブは前記一以上のクロスオーバ導線に設けられる、請求項１１に記載のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例が電気機械の技術に関し、詳しくは、複合スリーブが設けられた導線を含むステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械は、一以上の導線が巻き付けられたステータを含む。一以上の導線はステータ巻線を形成する。ステータ巻線は、当該電気機械が電気モータの場合には電力を与え又は発電器の場合には外部負荷に電流を流すようにロータ巻線からの起電力を授受するべく設計される。ステータは複数のステータ巻線を含むことが多い。複数のステータ巻線は、Δ結線又はＹ結線のような所望の接続を確立するべく結合される。
【０００３】
かかる場合、巻線は、所望の電気的相互接続を与えるジャンパ及び／又はクロスオーバによって結合される。ジャンパの数は大きく変わることがあり、多くの場合、ステータの全体的なサイズを大きく増加させることなく所望の相互接続を確立し、かつ、他のジャンパと重ね合わせ収納するべく複数の屈曲を含む必要がある。当該ジャンパに加え、ステータは、外部デバイスの適切な電気的位相に各ステータ巻線を電気的に接続する位相リードと、当該ステータに中性接続を与える中性バーとを含む。ジャンパ、位相リード、及び中性バーには一般に、保護用電気絶縁が設けられる。時間が経つと電気絶縁は、振動、製造中の緊密な詰め込み、外部要素にさらされること等によりもたらされる摩擦の結果破壊し得る。
【発明の概要】
【０００４】
開示されるのは、複数のスロットセグメントと、当該複数のスロットセグメントから選択されたものに配列される複数のステータ巻導線と、一以上のステータ巻線を形成するべく当該複数のステータ巻導線から選択されたものを相互接続する一以上のジャンパ導線と、当該ステータ巻導線の少なくとも一つに接続される一以上の共通導線と、当該一以上のステータ巻線の対応するものに接続される一以上の位相導線とを有するステータコアを含むステータである。当該一以上のジャンパ導線、一以上の共通導線、及び一以上の位相導線の少なくとも一つには複合スリーブが設けられる。複合スリーブは、第１スリーブと、当該第１スリーブまわりに配置される第２スリーブとを含む。第１及び第２スリーブの一方は、圧縮アミド合成繊維から形成される。第１及び第２スリーブは協働して、外部要素から導線を保護する。
【０００５】
さらに開示されるのは、ハウジングと、当該ハウジング内に回転的に配置されるロータと、当該ハウジング及び当該ロータに対して固定的に取り付けられるステータとを含む電気機械である。ステータは、複数のスロットセグメントと、当該複数のスロットセグメントから選択されたものに配列される複数のステータ巻導線と、一以上のステータ巻線を形成するべく当該複数のステータ巻導線から選択されたものを相互接続する一以上のジャンパ導線と、当該ステータ巻導線の少なくとも一つに接続される一以上の共通導線と、当該一以上のステータ巻線の対応するものに接続される一以上の位相導線とを含む。当該一以上のジャンパ導線、一以上の共通導線、及び一以上の位相導線の少なくとも一つには複合スリーブが設けられる。複合スリーブは、第１スリーブと、当該第１スリーブまわりに配置される第２スリーブとを含む。第１及び第２スリーブの一方は、圧縮アミド合成繊維から形成される。第１及び第２スリーブは協働して、外部要素から導線を保護する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
以下の記載は決して限定的とみなしてはならない。添付図面を参照すると、同じ要素には同じ番号が付される。
【図１】一実施例に係る複合スリーブが設けられた導線を有するステータを含む電気機械の断面図を示す。
【図２】図１のステータの部分斜視図を示す。
【図３】図１のステータの他の部分斜視図を示す。
【図４】図１のステータのさらなる他の部分斜視図を示す。
【図５】本実施例の一側面に係る複合スリーブを有する図１のステータの位相導線の斜視図を示す。
【図６】図５の位相導線及び複合スリーブの断面図を示す。
【図７】本実施例の他側面に係る複合スリーブを有する位相導線の斜視図を示す。
【図８】図７の位相導線及び複合スリーブの断面図を示す。
【図９】本実施例のさらなる他側面に係る複合スリーブを有する位相導線の斜視図を示す。
【図１０】図９の位相導線及び複合スリーブの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示の装置及び方法に係る一以上の実施例の詳細な説明が、図面を参照して本明細書において、例示的かつ非限定的に提示される。
【０００８】
一実施例に係る電気機械が、図１に一般に２で示される。電気機械２はハウジング４を含む。ハウジング４は第１及び第２側壁６及び７を有する。第１及び第２側壁６及び７は、第１端壁８及び第２反壁又はカバー１０により結合され、集合的に内側部分１２を画定する。第１側壁６は内表面１６を含み、第２側壁７は内表面１７を含む。この点において、ハウジング４はまた、連続内表面を有する単一側壁を含むべく構成され得ることも理解するべきである。電気機械２は、第１及び第２側壁６及び７の内表面１６及び１７に配列されたステータ２４をさらに含んで示される。ステータ２４は、複数のスロットセグメント２９（図２）を有するステータコア２８を含む。複数のスロットセグメント２９は、以下で十分に説明されるように、複数のステータ巻線３０が設けられている。
【０００９】
電気機械２はまた、ハウジング４内に回転可能に支持されるシャフト３４を含んで示される。シャフト３４は第１端３６を含む。第１端３６からは、第２端３７まで中間部分３９が延びる。第１端３６は第１ベアリング４３により第２端壁１０に対して回転可能に支持され、第２端３７は第２ベアリング４４により第１端壁８に対して回転可能に支持される。シャフト３４はロータアセンブリ５０を支持する。ロータアセンブリ５０はハウジング４内に回転可能に取り付けられる。ロータアセンブリ５０はロータハブ５４及びロータ積層板５９を含む。ロータハブ５４は、シャフト３４の中間部分に対して固定される。ロータ積層板は、ステータ２４に対して回転するべく構成される。
【００１０】
図２から４に示されるように、ステータ巻線３０は複数のステータ巻導線から形成される。複数のステータ巻導線の一つが６７で示される。ステータ巻導線６７は、複数のクロスオーバ導線、ジャンパ導線、及び少なくとも一つの共通導線７６によって選択的に接続される。複数のクロスオーバ導線の２つが図３において７０及び７１で示され、ジャンパ導線の２つが図４において７２から７４で示される。クロスオーバ導線７０、７１及びジャンパ導線７２から７４が、例えばＹ結線又はΔ結線のような、ステータ２４のための所望の電気的接続を確立する。ステータ２４はまた、複数の位相導線８４から８６を含んで示される。複数の位相導線８４から８６のそれぞれは、対応するコネクタ部材９０から９２を有する。位相導線８４から８６はステータ巻線３０へ電流を伝える。クロスオーバ導線、ジャンパ導線、及び位相導線の数は変わり得る。ステータ２４はさらに、中性バー９５を含んで示される。中性バー９５は、ステータ巻線３０を中性導線（図示せず）に接続するべく構成される。図示の実施例において、クロスオーバ導線７０、７１、ジャンパ導線７２から７４、位相導線８４から８６、及び中性バー９５には、位相導線８４と関連して１００で示されるような複合スリーブが設けられる。
【００１１】
図４及び５に示される実施例の一側面によれば、複合スリーブ１００は第１スリーブ１１０及び第２スリーブ１１４を含む。第１スリーブ１１０は、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ−鎖を有するアミド合成繊維１２０から形成される。−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ−鎖を有するアミドの例は、カプトン（登録商標）のようなポリイミド、並びにポリパラフェニレンテレフタルアミド又はケブラー（登録商標）のようなパラ系アミドを含むアラミド、及びノーメックス（登録商標）のようなメタ系アラミドを含む。詳しくは、第１スリーブ１１０は、等価重量ベースで鋼よりも強い高強度／高温材料から形成される。もちろん、実質的に同様の一般的品質を有する他のアミド合成繊維も上述のように使用できることを理解すべきである。当該実施例の一側面によれば、アミド合成繊維１２０は緩く織られ又は編まれて圧縮及び屈曲を促進する。すなわち、第１スリーブ１１０は、位相導線８４の輪郭に従い、ひいては複数の屈曲を含む必要がある。第２スリーブ１１４は、外的にアクティブにされる収縮可能材料１２４から形成される。一例によれば、外的にアクティブにされる収縮可能材料１２４は、熱収縮可能管材料の形態をとり得る。しかしながら、他の外的にアクティブにされる収縮可能材料も使用することができる。外的にアクティブにされるとの用語は、温度及び／又は光によりアクティブにされる材料、並びにガス又は他の物質にさらされることによりアクティブにされる材料を含むものと解釈するべきである。
【００１２】
第１スリーブ１１０は位相導線８４の外表面（個別に識別せず）に適用され、第２スリーブ１１４は第１スリーブ１１０を覆うように適用される。永久的にアクティブにされる収縮可能材料１２４がアクティブにされて、第２スリーブ１１４が第１スリーブ１１０まわりに収縮し、アミド合成繊維１２０を圧縮する。ひとたびアミド合成繊維１２０が圧縮されると、第１及び第２スリーブ１１０及び１１４が協働して機械的強度、摩耗耐性、及び絶縁を位相導線８４に与える。すなわち、第２スリーブ１１４は、外的にアクティブにされる収縮材料から形成されることに加え、電気的及び／又は熱的な絶縁品質を与える材料からも形成される。第２スリーブ１１４はまた、位相導線８４を劣化させ得る広範な化学物質への耐性を有する材料から形成される。すなわち複合スリーブ１００は、高温にさらされること、振動及び摩擦にさらされること、及び冷却材にさらされることから位相導線８４を保護する複数の保護層を与える。
【００１３】
ここで、当該実施例の他側面に係る複合スリーブ１４０を記載する図６及び７を参照する。複合スリーブ１４０が、位相導線８４まわりに配置されて第１スリーブ１４８及び第２スリーブ１５４を含む。第１スリーブ１４８はアミド合成繊維１５８から形成される。アミド合成繊維１５８には、外的にアクティブにされる収縮可能材料１６０が含浸される。上述と同様に、外的にアクティブにされる収縮可能材料１６０は、熱収縮可能材料の形態をとる。しかしながら、アクティブにする他の手段も使用することができる。図示の実施例において、第２スリーブ１５４もまた、外的にアクティブにされる収縮可能材料１６４から形成される。
【００１４】
上記配列によれば、第１スリーブ１４８は位相導線８４の外表面（個別に識別せず）まわりに配置される。ひとたび所定位置にされると、外的にアクティブにされる収縮可能材料１６０がアクティブにされて、第１スリーブ１４８が位相導線８４まわりに収縮する。この時点において、第２スリーブ１５４が第１スリーブ１４８まわりに配置されてアクティブにされる。第２スリーブ１５４は第１スリーブ１４８まわりに収縮してこれをさらに圧縮する。このようにして、第１スリーブ１４８が摩耗耐性及び機械的強度を与える一方、第２スリーブ１５４は外的影響からの絶縁及び保護を与える。
【００１５】
ここで、当該実施例の他側面により形成される複合スリーブ１８０を記載する図８及び９を参照する。複合スリーブ１８０は、位相導線８４まわりに設けられて第１スリーブ１８８、第２スリーブ１９２、及び第３スリーブ１９６を含む。第１スリーブ１８８は、外的にアクティブにされる収縮可能材料２０４から形成される。上述と同様に、外的にアクティブにされる収縮可能材料２０４は、熱収縮可能材料の形態をとる。しかしながら、アクティブにする他の手段も使用することができる。第２スリーブ１９２はアミド合成繊維２０８から形成され、第３スリーブ１９６は、第１スリーブ１８８と同様の又は同様ではない外的にアクティブにされる収縮可能材料２１２から形成される。この配列により、第１スリーブ１８８は位相導線８４の外表面（個別に識別せず）まわりに配置され、外的にアクティブにされる収縮可能材料２０４がアクティブにされる。第１スリーブ１８８は、第１保護層を与える位相導線８４まわりに収縮する。第２スリーブ１９２が第１スリーブ１８８まわりに配置され、第３スリーブ１９６が第２スリーブ１９２まわりに配置される。第３スリーブ１９６は、アクティブにする入力にさらされて第２スリーブ１９２及び第１スリーブ１８８まわりに圧縮され、複合スリーブ１８０を形成する。
【００１６】
この点において、当該実施例が、圧縮される緩く織られたアミド合成繊維の層を含む複合スリーブが設けられた様々な導線を含むステータを記載することを理解すべきである。アミド繊維は、自己圧縮性を有してもよい。すなわち、当該アミド繊維内に含浸される外的にアクティブにされる材料によって又は付加的な外側層によって圧縮されてもよい。それとは関係なく、当該アミド層及び付加的な層は、機械的強度、摩耗耐性、及び／又は電気的絶縁、並びに、温度、化学物質、液体等のような広範な外的環境条件への耐性を与える。
【００１７】
本発明が一の又は複数の実施例に関連して説明されてきたが、当業者に理解されるように、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更をなすこと、及び、当該要素を均等物に置換することができる。加えて、本発明の本質的範囲から逸脱することなく本発明の教示に対して特定の状況又は材料を適合するべく、多くの修正例をなすことができる。したがって、本発明が、本発明を実施するべく熟慮されたベストモードとして記載された特定の実施例に限られないこと、及び、本発明が特許請求の範囲内にあるすべての実施例を含むことが意図される。
【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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【外国語明細書】
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