(57)【要約】      （修正有）【課題】電気機械のステータ組立体内の導体を支持するスペーサを提供する。【解決手段】スペーサ１００は、複数の位置決め要素を有し、位置決め要素は、巻線構成の特別領域の種々の導体と協働する。スペーサ１００は、非導電性材料で形成された絶縁本体１０２を有する。絶縁本体は、短絡導体に接触するために軸線方向内向きである面と、内側の巻線セット３８と外側の巻線セット４０を電気的に接続するクロスオーバ導体を受入れるクロスオーバポケットを有する。スペーサ１００は更に、端子側位相リード導体６０を受入れるために軸線方向外向きである位相リードポケットを有する。【選択図】図１
2013121317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械のステータ組立体内の導体を支持するスペーサであって、
非導電性材料で形成された絶縁本体と、
前記絶縁本体によって支持され、且つ、内側の巻線セットの複数の短絡導体に接触するために軸線方向内向きである第１の面と、
前記絶縁本体によって支持され、且つ、外側の巻線セットの複数の短絡導体に接触するために軸線方向内向きである第２の面と、を有し、前記第２の面は、前記第１の面よりも半径方向内側に位置決めされ、
更に、前記絶縁本体によって支持され、且つ、前記内側の巻線セットと前記外側の巻線セットを電気的に接続するクロスオーバ導体を定める導体を受入れるために半径方向内向きであるクロスオーバポケットを有し、前記クロスオーバポケットは、前記第１の面と前記第２の面の中間で半径方向に延び、
更に、前記絶縁本体によって支持され、且つ、端子側位相リード導体を受入れるために軸線方向外向きである位相リードポケットを有する、スペーサ。
【請求項２】
更に、前記絶縁本体によって支持された第３の面を有し、前記第３の面は、前記外側の巻線セット及び前記内側の巻線セットの複数の普通導体に接触するために軸線方向内向きである、請求項１に記載のスペーサ。
【請求項３】
更に、前記絶縁本体によって支持された中性ポケットを有し、前記中性ポケットは、前記内側の巻線セット及び前記外側の巻線セットの異なる巻線位相の間の中性接続部を構成する中性導体を定める導体を受入れるために軸線方向外きである、請求項２に記載のスペーサ。
【請求項４】
前記第１の面は、円周方向に間隔をあけ且つ前記第３の面から軸線方向内方に延びる複数の第１のパッドによって構成され、
前記第２の面は、円周方向に間隔をあけ且つ前記第３の面から軸線方向内方に延びる複数の第２のパッドによって構成され、
前記第１のパッドは、前記第２のパッドよりも半径方向内側に位置決めされる、請求項２に記載のスペーサ。
【請求項５】
前記複数のクロスオーバポケットは、円周方向に延び、前記第１のパッドと前記第２のパッドの中間で半径方向に位置決めされる、請求項４に記載のスペーサ。
【請求項６】
前記中性ポケットは、前記絶縁本体の軸線方向内向きで半径方向内側の縁に形成される、請求項３に記載のスペーサ。
【請求項７】
前記複数の位相リードポケットは、前記絶縁本体の半径方向内側の縁と前記絶縁本体の半径方向外側の縁の間を半径方向に延びる、請求項１に記載のスペーサ。
【請求項８】
前記絶縁本体は、ポリマーで作られる、請求項１に記載のスペーサ。
【請求項９】
前記絶縁本体は、ポリテトラフルオロエチレンで作られる、請求項８に記載のスペーサ。
【請求項１０】
更に、ＦＥＰ熱収縮ラップを、前記中性導体の少なくとも一部分の上のケブラー（登録商標）製スリーブの上に有する、請求項６に記載のスペーサ。
【請求項１１】
更に、前記位相リードポケットの半径方向内側の縁に位置決めされたコネクタアイレットを有する、請求項７に記載のスペーサ。
【請求項１２】
電気機械であって、
長手方向軸線の周りに延びる側壁を含むステータコアと、
前記ステータコアによって支持された内側の巻線セットと、を有し、前記内側の巻線セットは、複数の普通導体と、複数の短絡導体を含み、前記第１の巻線セットは、第１の導体層及び前記第１の導体層よりも半径方向外側に位置決めされた第２の導体層を有するように構成された多相巻線であり、
更に、前記ステータコアによって支持された外側の巻線セットを有し、前記外側の巻線セットは、前記内側の巻線セットよりも半径方向外側に位置決めされ、複数の普通導体と、複数の短絡導体を含み、前記第２の巻線セットは、第３の導体層及び前記第３の導体層よりも半径方向外側に位置決めされた第４の導体層を有するように構成された多相巻線であり、
更に、前記ステータコアによって支持され且つ前記内側の巻線セットと前記外側の巻線セットを電気的に接続する複数のクロスオーバ導体と、
前記ステータコアによって支持された複数の端子側位相リード導体と、を有し、前記端子側位相リード導体の各々は、前記内側の巻線セット及び前記外側の巻線セットの位相のうちの１つに電気的に結合され、
更に、非導電性材料で形成された絶縁本体を含むスペーサを有し、前記スペーサは、前記ステータコアの軸線方向外側に位置決めされ、複数の位置決め要素を有し、前記位置決め要素は、前記内側の巻線セット及び外側の巻線セットの短絡導体、前記内側の巻線セット及び前記外側の巻線セットの普通導体、前記複数のクロスオーバ導体、及び前記端子側位相リード導体と協働する、電気機械。
【請求項１３】
前記スペーサの前記位置決め要素は、前記絶縁本体に設けられた第１の面と、前記絶縁本体に支持された第２の面を有し、
前記第１の面は、前記内側の巻線セットの複数の前記短絡導体に接触するために軸線方向内向きであり、
前記第２の面は、前記第１の面よりも半径方向内側に位置決めされ、前記外側の巻線セットの複数の前記短絡導体に接触するために軸線方向内向きである、請求項１２に記載の電気機械。
【請求項１４】
前記スペーサの位置決め要素は、前記外側の巻線セット及び前記内側の巻線セットの複数の普通導体に接触するために軸線方向内向きである第３の面を有する、請求項１３に記載の電気機械。
【請求項１５】
前記スペーサの位置決め要素は、前記絶縁本体に支持されたクロスオーバポケットを有し、前記クロスオーバポケットは、前記第１の面と前記第２の面の中間を半径方向に延び、クロスオーバ導体を受入れるために軸線方向内向きである、請求項１４に記載の電気機械。
【請求項１６】
前記スペーサの位置決め要素は、更に、前記絶縁本体に支持された位相リードポケットを有し、前記位相リードポケットは、端子側位相リード導体を受入れるために軸線方向外向きである、請求項１５に記載の電気機械。
【請求項１７】
更に、前記内側の巻線セット及び前記外側の巻線セットの異なる巻線位相の間の中性接続部を構成する中性導体を有し、
前記スペーサの位置決め要素は、更に、前記中性導体を受入れる中性ポケットを含む、請求項１６に記載の電気機械。
【請求項１８】
前記第１の面は、円周方向に間隔をあけ且つ前記第３の面から軸線方向内方に延びる複数の第１のパッドによって構成され、
前記第２の面は、円周方向に間隔をあけ且つ前記第３の面から軸線方向内方に延びる複数の第２のパッドによって構成され、
前記第１のパッドは、前記第２のパッドよりも半径方向内側に位置決めされる、請求項１３に記載の電気機械。
【請求項１９】
前記スペーサの位置決め要素は、複数の前記クロスオーバポケットを含み、前記クロスオーバポケットは、前記第１の面と前記第２の面の中間を半径方向に延び、前記クロスオーバ導体を受入れるために軸線方向内向きである、請求項１３に記載の電気機械。
【請求項２０】
前記中性ポケットは、前記絶縁本体の軸線方向内向きで半径方向内側の縁に形成される、請求項１７に記載の電気機械。
【請求項２１】
前記スペーサの位置決め要素は、前記端子側位相リード導体を受入れる複数の前記位相リードポケットを含み、前記複数の位相リードポケットは、前記絶縁本体の半径方向内側の縁と前記絶縁本体の半径方向外側の縁の間を半径方向に延びる、請求項１２に記載の電気機械。
【請求項２２】
前記絶縁本体は、ポリマーで作られる、請求項１２に記載の電気機械。
【請求項２３】
前記絶縁本体は、ポリテトラフルオロエチレンで作られる、請求項２２に記載の電気機械。
【請求項２４】
更に、ＦＥＰ熱収縮ラップを、前記中性導体の少なくとも一部分の上のケブラー（登録商標）製スリーブの上に有する、請求項１７に記載の電気機械。
【請求項２５】
更に、前記位相リードポケットの半径方向内側の縁に位置決めされたコネクタアイレットを有する、請求項２１に記載の電気機械。
【請求項２６】
前記導体は、ヘアピン導体を含み、前記ヘアピン導体は、第１の脚部と、第２の脚部と、前記第１の脚部と前記第２の脚部を連結するＵターン部分を有する、請求項１２に記載の電気機械。
【請求項２７】
電気機械のステータ組立体を形成する方法であって、
挿入側端部及びその反対側の端部を有するステータコアを準備する工程と、
複数の普通導体を前記ステータコアのスロット内に配置する工程と、
複数の短絡導体を前記ステータコアのスロット内に配置する工程と、
複数のクロスオーバ導体を前記ステータコアのスロット内に配置する工程と、
スペーサを前記ステータコアの挿入側端部の近くに位置決めする工程と、
前記スペーサの第１の面を前記短絡導体と整列させる工程と、
クロスオーバポケットを前記クロスオーバ導体と整列させる工程と、
前記スペーサを前記ステータコアの挿入側端部に向かって移動させ、前記短絡導体を前記第１の面に係合させて前記ステータコアの前記スロットに押込み、前記クロスオーバ導体を前記スペーサのクロスオーバポケット内に受入れる工程と、を有する方法。
【請求項２８】
更に、前記スペーサを移動させて前記普通導体に接触させる工程を有する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
更に、複数の端子側位相リード導体を、前記スペーサの位相リードポケット内に配置する工程を有する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
更に、中性導体を、前記スペーサの中性ポケット内に配置する工程を有する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
更に、熱収縮ラップを、前記中性導体の上のケブラー（登録商標）製スリーブの上に配置する工程を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記スペーサは、非導電性材料で作られる、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、電気機械に関し、特に、電気機械のステータ組立体内で巻線構成を形成する種々の導体を電気的に絶縁するスペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械は、自動車パワートレインと関連した適用例を含む種々の適用例に利用可能である。例えば、従来型自動車は、内燃エンジン用の始動モータとして、又は、電気を発生させて電力を車両付属装置に送ると共に／或いは車両のバッテリを充電する交流発電機（オルタネータ）として、電気機械を用いる場合がある。
【０００３】
例示の電気機械は、ロータ（回転子）及びステータ（固定子）を有する。ステータは、ステータスタック又はコアと、ステータスタックに挿入された複数の電気導体又は巻線で構成される。巻線は、電気機械の作動に必要な回路を形成するために溶接折返し端部又は継手のところで互いに接続される（例えば、互いに溶接される）。特に、電気機械は、ステータが磁界を介してロータと相互作用するときに作動して、電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、又は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する。
【０００４】
導体は、多位相電気機械を形成してもよい。回路全体を完成させるために、各位相は、他の位相と相互に接続される。導体は、モータが短絡しないことを確保するために、互いに電気的に絶縁される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
モータ製作に関する一般的な懸念は、製造プロセス中における導体の損傷の可能性である。損傷は、ステータ内の経路を最適化するために導体内に形成される曲げ部及び捩り部によって生じることがある。ステータの寸法及び形態に応じて、曲げ部及び捩り部が極端であることがある。詳細には、導体の外面に支持された絶縁部に損傷が生じることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電気機械のステータ組立体内の導体を支持するスペーサに関し、スペーサは、非導電性材料で形成された絶縁本体を有する。第１の面が、絶縁本体によって支持され、第１の面は、内側の巻線セットの複数の短絡導体に接触するために軸線方向内向きである。第２の面が、絶縁本体に支持され、第２の面は、外側の巻線セットの複数の短絡導体に接触するために軸線方向内向きであり、第１の面よりも半径方向内側に位置決めされる。クロスオーバポケットが絶縁本体によって支持され、クロスオーバポケットは、内側の巻線セットと外側の巻線セットを電気的に接続するクロスオーバ導体を定める導体を受入れるために半径方向内向きであり、第１の面と第２の面の中間で半径方向に延びる。位相リードポケットが、絶縁本体によって支持され、位相リードポケットは、端子側位相リード導体を受入れるために軸線方向外向きである。
【０００７】
本発明の別の例示の実施形態によれば、電気機械が、長手方向軸線の周りに延びる側壁を含むステータコアを有する。内側の巻線セットが、ステータコアによって支持され、内側の巻線セットは、複数の普通導体と、複数の短絡導体を含む。第１の巻線セットは、第１の導体層及び第１の導体層よりも半径方向外側に位置決めされた第２の導体層を有するように構成された多相巻線である。外側の巻線セットが、ステータコアによって支持され且つ内側の巻線セットよりも半径方向外側に位置決めされ、外側の巻線セットは、複数の普通導体と、複数の短絡導体を含む。第２の巻線セットは、第３の導体層及び第３の導体層よりも半径方向外側に位置決めされた第４の導体層を有するように構成された多相巻線である。複数のクロスオーバ導体が、ステータコアによって支持され且つ内側の巻線セットと外側の巻線セットを電気的に接続する。複数の端子側位相リード導体が、ステータコアによって支持され、端子側位相リード導体の各々は、内側の巻線セット及び外側の巻線セットの位相のうちの１つに電気的に結合される。スペーサが、非導電性材料で形成された絶縁本体を含み、スペーサは、ステータコアの軸線方向外側に位置決めされ、複数の位置決め要素を有し、複数の位置決め要素は、内側の巻線セット及び外側の巻線セットの短絡導体、内側巻線セット及び外側の巻線セットの普通導体、複数のクロスオーバ導体、及び端子側位相リード導体と協働する。
【０００８】
本発明の別の例示の実施形態によれば、電気機械のステータ組立体を形成する方法が、挿入側端部及びこれと反対側の端部を有するステータコアを準備する工程と、複数の普通導体をステータコアのスロット内に配置する工程と、複数の短絡導体をステータコアのスロット内に配置する工程と、複数のクロスオーバ導体をステータコアのスロット内に配置する工程と、スペーサをステータコアの挿入側端部の近くに位置決めする工程を有する。この方法は、更に、スペーサの第１の面を短絡導体と整列させる工程と、クロスオーバポケットをクロスオーバ導体と整列させる工程と、スペーサをステータコアの挿入側端部に向かって移動させ、短絡導体を第１の面に係合させてステータコアのスロットに押込み、クロスオーバ導体をスペーサのクロスオーバポケット内に受入れる工程を有する。
【０００９】
本発明の追加の特徴及び追加の利点は、現時点において想定される本発明を実施する最適実施態様を例示する例示の実施形態の以下の詳細な説明を読むと当業者には明らかになろう。
【００１０】
図面の詳細な説明は、特に、添付の図に言及する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】挿入側から見た例示のステータ組立体の斜視図である。
【図２】図１のステータコアの平面図であり、これに設けられているスロットを示す図である。
【図３】本発明の例示のスペーサの外側から見た斜視図である。
【図４】図３のスペーサの内側から見た斜視図である。
【図５】図１の例示のステータ組立体の挿入側端部のところに作られた特別接続部の略図である。
【図６】スペーサと協働する導体を示し且つ普通導体及び短絡導体が分かりやすくするために省いた、図３のスペーサの外側から見た斜視図である。
【図７】内側から見た図６と同様の斜視図である。
【図８】図３のスペーサと協働する普通導体を示す内側から見た斜視図である。
【図９】図８に類似した外側から見た斜視図である。
【図１０】図３のスペーサと協働する短絡導体を示す内側から見た斜視図である。
【図１１】図１０に類似した外側から見た斜視図である。
【図１２】図３のスペーサと協働するクロスオーバ導体の斜視図である。
【図１３】図３のスペーサと協働する中性導体の斜視図である。
【図１４】図３のスペーサと協働する端子側位相リード導体を示す外側から見た斜視図である。
【図１５】図１４に類似した内側から見た斜視図である。
【図１６】図１５に類似した別の内側から見た斜視図である。
【図１７】挿入側から見た例示のステータ組立体の斜視図である。
【図１８】本発明の例示のスペーサの外側から見た斜視図である。
【図１９】図１８のスペーサの内側から見た斜視図である。
【図２０】図１７の例示のステータ組立体の挿入側端部に作られた特別接続部の略図である。
【図２１】スペーサと協働する導体を示すと共に普通導体及び短絡導体が分かりやすくするために省いた、外側から見た斜視図である。
【図２２】内側から見た図２１に類似した斜視図である。
【図２３】図１８のスペーサと協働する普通導体を示す内側から見た斜視図である。
【図２４】図２３に類似した外側から見た斜視図である。
【図２５】図１８のスペーサと協働する短絡導体を示す内側から見た斜視図である。
【図２６】図２５に類似した外側から見た斜視図である。
【図２７】図１８のスペーサと協働するクロスオーバ導体の斜視図である。
【図２８】図１８のスペーサと協働する中立導体（中性線）の斜視図である。
【図２９】図１８のスペーサと協働する端子側位相リード導体を示す外側から見た斜視図である。
【図３０】図２９に類似した内側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書において説明する本発明の実施形態は、網羅的ではなく又は本発明を開示する形態そのものに限定するわけではない。これとは異なり、説明のために選択された実施形態は、当業者が本発明を実施することができるようにするよう選択されている。
【００１３】
最初に図１を参照すると、電気機械１２に用いられる例示の並列式ステータ組立体１０の斜視図が示されている。ステータ組立体１０の相巻線が、本明細書において後で詳細に説明するように、並列に互いに接続されているので、ステータ組立体１０は、並列式であると考えられる。ステータ組立体１０は、挿入側端部１４と、これと反対側の接続側端部１６を含んでいる。電気機械１２は、モータ（例えば、始動モータ又はトラクションモータ）として用いられるとき、ステータ組立体１０を有し、ステータ組立体１０は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するために、磁界を介してロータ（図示せず）に作動可能に結合されている。同様に、電気機械１２は、交流発電機（オルタネータ）又は直流発電機（ジェネレータ）としても使用され、交流発電機（オルタネータ）又は直流発電機（ジェネレータ）は、機械エネルギーを、磁界を介して電気エネルギーに変換することによって、及び、動力を例えば車両付属装置に送ることによって電気を発生させ、且つ／又は、車両のバッテリを充電する。
【００１４】
ステータ組立体１０は、例示として、ステータコア又はスタック２０と、複数の導体又は巻線３０を含んでいる。ステータコア２０は、円筒形側壁２２を有し、円筒形側壁２２は、長手方向軸線２３の周りに延び、開放中央部分２４を有している。軸線方向Ａは、ステータ組立体１０の挿入側端部１４とその反対側の接続側端部１６との間で、開放中央部分２４を貫いて延びており、半径方向Ｒは、軸線方向Ａに対して垂直に長手方向軸線２３から円筒形側壁２２に向かって延びている。或る例示の実施形態では、円筒形側壁２２は、１つ又は２つ以上の積層スタック又は複数の層（図示せず）を有するのがよい。或る例示の実施形態では、円筒形側壁２２は、シリコーンスチールで構成されるのがよく、この材料は、電気機械１２の作動中、ヒステリシス及び渦電流損を減少させる。変形例として、円筒形側壁２２は、中実の粉末状金属本体で構成されてもよい。さらに、ステータコア２０は、金属フレーム（図示せず）を有するのがよく、金属は、例えば、スチールである。
【００１５】
ステータコア２０の円筒形側壁２２は、円周方向内面３２と円周方向外面３４の間に延び、例示として、導体３０を受入れる複数のスロット３６（図２）を有し、複数のスロット３６は、円周方向に間隔をあけて設けられ且つ軸線方向Ａに延びている。図１及び図２に示すステータコア２０は、６０個のスロット３６を有している。例示として、ステータスロット３６への開口が、ステータコア２０の内面３２並びにステータコア２０の挿入側端部１４及び接続側端部１６に設けられている。
【００１６】
例示として、スロット３６は各々、電機子巻線セット内に配列された導体３０の少なくとも一部分を支持し、かかる電機子巻線セットは、第１の（内側の）巻線セット３８と、第２の（外側の）巻線セット４０を含んでいる。詳細には、各スロット３６は、例示として、第１の巻線セット３８及び第２の巻線セット４０を含む両方の巻線セットの一部分を含んでいる。各スロット３６内の第１の巻線セット３８は、１つの位相の２つの導体３０を含み、各スロット３６内の第２の巻線セット４０は、別の位相の２つの導体３０を含んでいる。同様に、例示の実施形態では、他のスロット３６の各々も、１つの位相の２つの導体３０と、別の位相の２つの導体３０を有している。他の例示の実施形態では、スロット３６の各々が、同じ位相の４つ全ての導体３０を収容することも可能である。本明細書において開示する例示の巻線構成は、位相Ａ，Ｂ，Ｃを含む三相巻線構成である。しかしながら、本発明は、他の多相巻線構成に適用してもよいことを理解すべきである。
【００１７】
例示として、導体３０は、長方形の断面を有する導電性材料、例えば銅で形成され、電機子巻線セット３８，４０を形成するのに用いられている。図２及び図５を参照すると、導体３０は、例示として、４つの同心リング又は層をなして配置され、第１の層４２は、ステータコア２０の内面３２に最も近いところに位置決めされ、第２の層４４は、第１の層４２の半径方向外側に位置決めされ、第３の層４６は、第２の層４４の半径方向外側に位置決めされ、第４の層４８は、第３の層の半径方向外側に且つステータコア２０の外面３４に最も近いところに位置決めされている。第１の層４２及び第２の層４４は、第１の巻線セット３８を構成し、第３の層４６及び第４の層４８は、第２の巻線セット４０を構成する。高いスロット充填比（ＳＦＲ）を有する半閉鎖式電機子スロット又は完全閉鎖式電機子スロットの利点を得るために、長方形断面の導体３０が利用されるのがよいけれども、それを他の導体（例えば、円形断面）に置き換えてもよい。
【００１８】
ステータ組立体１０内に用いられる導体３０は、例示として、普通導体５２（図８及び図９）、短絡導体５４（図１０及び図１１）、クロスオーバ導体５６（図１２）、中性導体５８（図１３）、及び端子側位相リード導体６０（図１４〜図１６）を含む。導体５２，５４，５６，５８，６０の各々は、種々のヘアピン構成のものであるのがよい。例示のヘアピン導体に関する追加の詳細は、レミ・インターナショナル・インコーポレイテッド（Remy International,Inc.）に譲渡された米国特許第７，６２２，８４３号明細書（発明者：カイ（Cai））に記載され、この米国特許を本明細書に援用する。
【００１９】
ステータ組立体１０は、例示として、導体３０で構成された普通領域５９及び特別領域６１を含んでいる。以下に更に詳細に説明するように、特別領域６１内の電気接続部は、ステータ組立体１０の種類及び形態を定める。当該技術分野において知られているように、特別領域６１は、外部電気部品（図示せず）と結合可能な例えば、短絡導体５４、クロスオーバ導体５６、中性導体５８、及び端子側位相リード導体６０を含んでいる。種々の導体３０を位置決めすると共に電気的に絶縁するための例示のスペーサ１００が、特別領域６１内に位置決めされている。
【００２０】
図８及び図９を参照すると、普通導体５２は、第１の巻線セット３８及び第２の巻線セット４０に用いられている。普通導体５２は、ステータ組立体１０内で用いられる最も数の多い（即ち、普通の）導体３０であり、全体としてＵ字形のヘアピン構成を有し、Ｕ字形のヘアピン構成は、折返し部分６４によって互いに分離された第１の脚部６２ａ及び第２の脚部６２ｂを含んでいる。各脚部６２ａ，６２ｂは、それと関連した脚端部６８ａ，６８ｂ（図８）を有している。導体５２の方向は、折返し部分６４のところで実質的に１８０°変化する。各普通導体５２は、それぞれの巻線セット３８，４０内で所定数のスロット３６（即ち、ピッチ）を跨いでいる。或る例示の実施形態では、各普通導体５２は、その巻線セット３８，４０の１２個のスロットを跨ぐように構成されている。図示の実施形態では、１つの位相当たり１６個の普通導体５２が必要とされ、全部で４８個の普通導体５２がある（つまり、１６／位相×３位相＝４８）。
【００２１】
図１０及び図１１を参照すると、短絡導体５４は、普通導体５２に類似しているが、普通導体５２よりも短いピッチを有し、即ち、普通導体５２よりも少ない数のスロット３６を跨いでいる。短絡導体５４も、全体としてＵ字形のヘアピン構成を有し、Ｕ字形のヘアピン構成は、折返し部分７４によって分離された第１の脚部７２ａ及び第２の脚部７２ｂを含み、第１の脚部７２ａ及び第２の脚部７２ｂはそれぞれ、端部７８ａ，７８ｂを有している。図示の実施形態では、１つの位相当たり４個の短絡導体５４が必要とされ、全部で１２個の短絡導体５４がある（つまり、４／位相×３位相＝１２）。例示として、１つの巻線セット３８，４０当たり６個の短絡導体５４が設けられる。
【００２２】
次に図１２を参照すると、クロスオーバ導体５６は、普通導体５２のヘアピン構成に類似しているが、普通導体５２よりも僅かに大きい寸法を有しており、その理由は、クロスオーバ導体５６が、巻線セット３８，４０の間に延び、即ち、より長いスロット３６間の距離に跨っており、各位相において巻線の間のセット間接続部になっているからである。クロスオーバ導体５６は、折返し部分５７によって互いに分離された第１の脚部５３ａ及び第２の脚部５３ｂを有し、第１の脚部５３ａ及び第２の脚部５３ｂはそれぞれ、端部５５ａ，５５ｂを有している。例示の実施形態では、１つの位相当たり２個のクロスオーバ導体５６が必要とされ、全部で６個のクロスオーバ導体５６がある（つまり、２／位相×３位相＝６）。
【００２３】
図１３を参照すると、中性導体５８は各々、例示として、Ｗ字形を有し、巻線構成の第４の層４８と電気的に接続されるように設けられた第１の脚部８２、第２の脚部８４、及び第３の脚部８６を含んでいる。各中性導体５８は、Ｕ字形ヘアピン導体８８と、単一の脚部導体９０とで形成されるのがよい。中性導体５８は、巻線構成のための中性接続部として用いられる。更に、内側中性導体５８及び外側中性導体５８ｂが、例示の並列巻線構成（図５）のために必要である。
【００２４】
次に図１４〜図１６を参照すると、端子側位相リード導体６０が、例示の巻線構成のステータ組立体１０の挿入側において、各巻線位相（Ａ，Ｂ，Ｃ）のための端子側端部を構成している。例示として、端子側位相リード導体６０は、各巻線位相に１つずつ設けられた３つの導体９２，９４，９６を有している。各導体９２，９４，９６は、それぞれ内側脚部９２ａ，９４ａ，９６ａと、外側脚部９２ｂ，９４ｂ，９６ｂを有している。コネクタアイレット９８が、各端子側位相リード導体脚部９２，９４，９６の端部のところに位置決めされている。
【００２５】
図５は、例示の特別接続部の更なる詳細であり、特別接続部は、（１）巻線セット３８，４０を互いに接続するのに必要とされる接続部（即ち、第２の層４４と第３の層４６の間の接続部）と、（２）互いに異なる相巻線の間の中性接続部と、（３）各相巻線のための端子接続部を含んでいる。接続部（１）〜（３）の各々は、上述した導体によって達成され、例えば、接続部（１）〜（３）はそれぞれ、（１）クロスオーバ導体５６、（２）中性導体５８、及び（３）端子側位相リード導体６０である。
【００２６】
第１の種類の特別接続部は、２つの巻線セット３８，４０を互いに接続するのに必要とされる接続部、即ち、第２の層と第１の層の間の接続部である。第１の種類の特別接続部は、例示として、クロスオーバ導体５６によって構成される。第２の種類の特別接続部は、互いに異なる相巻線の間の中性接続部である。第２の種類の特別接続部は、例示として、中性導体５８によって構成される。中性接続部は、巻線が、多相機械のためのスター接続又はデルタ接続のいずれかで接続されるように構成されるのがよい。第３の種類の特別接続部は、各相巻線のための端子接続部である。第３の種類の特別接続部は、端子側位相リード導体６０で構成されている。
【００２７】
再び図３及び図４を参照すると、種々の導体５２，５４，５６，５８，６０を支持するスペーサ１００が絶縁本体１０２を有している。例示の１つの実施形態では、本体１０２は、非導電性材料、例えばポリマーで形成されている。ポリマーは、テフロン（登録商標）と呼ばれているポリテトラフルオロエチレンであるのがよい。スペーサ１００は、ステータコア２０の挿入側６０の近くに且つステータコア２０の軸線方向外側に位置決めされている。スペーサ１００は、ステータ組立体１０の特別領域６１内において、円周方向に互いに間隔をあけて配置され、種々の導体３０の間の偶発的な電気的接触及び短絡を阻止するために、種々の導体３０を位置決めすると共に互いに絶縁するように構成されている。スペーサ１００は、ステータコア２０内への導体３０の挿入を容易にするために、プッシャツール又は組立てツールとしても使用されるのがよい。例示の絶縁本体１０２は、成形プロセス中、一体に形成されるが、他の実施形態では、絶縁本体１０２は、種々の導体３０を互いに係止して捕捉する多数の部品によって構成されてもよい。
【００２８】
スペーサ１００は、普通導体５２、短絡導体５４、クロスオーバ導体５６、中性導体５８、及び端子側位相リード導体６０を含むステータ組立体１０の特別領域内の種々の導体と協働する複数の位置決め要素を有している。スペーサ１００の絶縁本体１０２は、軸線方向内向きの内面１０４と、その逆の軸線方向外向きの外面１０６を有している。弧状の内側の側面１０８及び外側の側面１１０が、絶縁本体１０２の互いに反対側に位置する端面１１２，１１４の間を延びている。内側の側面１０８は、半径方向内向き（ステータコア２０の中心軸線２３に向かう向き）であり、外側の側面１１０は、半径方向外向き（ステータコア２０の中心軸線２３から遠ざかる向き）である。
【００２９】
図４、図１０及び図１１を参照すると、スペーサ１００は、絶縁本体１０２によって支持された第１の面１１５によって構成される第１の位置決め要素を有し、第１の面１１５は、内側の巻線セット３８の選択的な短絡導体５４に接触するために、軸線方向内向きである。例示として、第１の面１１５は、スペーサ１００の内面１０４から軸線方向内向きに延び且つ円周方向に間隔をあけて配置された複数の第１のペグ又はパッド１１６によって集合的に構成されている。第１のパッド１１６は各々、内側の巻線セット３８の短絡導体５４の折返し部分７４に接触している。第２の位置決め要素が、絶縁本体１０２によって支持された第２の面１１８によって構成されている。第２の面１１８は、スペーサ１００の内面１０４から軸線方向内向きに延び且つ円周方向に間隔をあけて配置された複数の第２のペグ又はパッド１２０によって集合的に構成され、第１のパッド１１６は、第２のパッド１２０よりも半径方向内側に位置決めされている。第２のパッド１２０は各々、外側の巻線セット４０のそれぞれの短絡導体５４の折返し部分７４に接触している。
【００３０】
図４、図８及び図９を参照すると、スペーサ１００の内面１０４は、絶縁本体１０２によって支持された第３の位置決め要素又は面を有している。スペーサ１００の内面１０４は、特別領域６１において、外側の巻線セット３８及び内側の巻線セット４０の複数の普通導体５２に接触するために、軸線方向内向きである。詳細には、面１０４は、内側及び外側の巻線セット３８，４０の選択的な普通導体５２の折返し部分６４に接触している。
【００３１】
図４及び図１２を参照すると、第４の位置決め要素が、スペーサ１００の内面１０４の中で延び且つ第１の面１１６と第２の面１２０の中間を半径方向に延びる複数のクロスオーバポケット１２４によって構成されている。クロスオーバポケット１２４は、クロスオーバ導体５６を受入れるために、軸線方向内向きである。詳細には、クロスオーバポケット１２４は、クロスオーバ導体５６の折返し部分５７を受入れるために、互いに反対側に位置する側面１０８，１１０の中間で円周方向に且つ半径方向に延びている。クロスオーバポケット１２４は、例示として、第１のパッド１１６と第２のパッド１２０の中間で半径方向に位置決めされている。
【００３２】
図４及び図１３を参照すると、スペーサ１００の第５の位置決め要素が、中性導体５８ｂを受入れるためにスペーサ１００内に形成された中性ポケット１２８によって構成されている。中性ポケット１２８は、絶縁本体１０２において、内面１０４と外側の側面１１０によって定められる軸線方向内向きで半径方向内側の縁に形成されている。図１３では、中性導体５８ｂを受入れる単一の中性ポケット１２８が、絶縁本体１０２内に示されている。しかしながら、他の例示の実施形態では、第２の中性ポケット（図示せず）が、外側の中性導体５８ａを受入れるために、絶縁本体１０２の内側の側面１０８内に形成されてもよい。例示として、中性導体５８の少なくとも一部分は、中性導体５８を摩耗から保護すると共に電気絶縁性を有するように、パラアラミド合成繊維（ケブラー（登録商標）と通称されている）で形成されたスリーブ１３２の上にわたって、溶融加工可能なフルオロポリマー（例えば、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ））の熱収縮ラップ１３０で覆われる。
【００３３】
図３及び図１４〜図１６を参照すると、スペーサ１００の第６の位置決め要素が、位相リード導体６０の導体９２，９４，９６を受入れるために絶縁本体１０２によって支持された複数の位相リードポケット１３６，１３８，１４０を含んでいる。位相リードポケット１３６，１３８，１４０は各々、第１の部分１４２、第２の部分１４４、第３の部分１４６、及び第４の部分１４８を有している。第１の部分１４２は、絶縁本体１０２の外面１０６に形成され、軸線方向外向きである。第２の部分１４４は、内側の側面１０８に形成されると共に半径方向内向きに且つ軸線方向に延びるスロットである。第３の部分１４６は、外側の側面１１０に形成されると共に半径方向外向きに且つ軸線方向に延びるスロットである。第４の部分１４８は、絶縁本体１０２の内側の側面１０８に形成されると共に円周方向に延びるスロットである。第１の部分１４２、第２の部分１４４、及び第４の部分１４８は、端子側位相リード導体６０の内側脚部９２ａ，９４ａ，９６ａを受入れる。同様に、第１の部分１４２及び第３の部分１４６は、端子側位相リード導体６０の外側脚部９２ｂ，９４ｂ，９６ｂを受入れる。位相リードポケット１３６，１３８，１４０は、アイレット９８を外部端子ブロック（図示せず）と適正に整列させて位置決めするのを助ける。更に、スペーサ１００は、それを端子ブロックに結合させるときの位相リード導体の脚部９２，９４，９６の移動を制限する。
【００３４】
或る例示の実施形態では、スペーサ１００の本体１０２は、熱放散要素を有するのがよい。例えば、チャネル（図示せず）が、絶縁本体１０２内に形成され、スペーサ１００の近くに位置する導体３０からの熱の放散を助ける流体（例えば、空気又は油）がチャネルに供給される。
【００３５】
図１７は、例示の実施形態としての直列式ステータ組立体２１０を示す。直列式ステータ組立体２１０は、並列式ステータ組立体１０とほぼ同じであるが、並列ではなく直列に接続された導体３０を有する。したがって、同様の符号は、上述した構成要素と同様の構成要素を特定する。
【００３６】
直列式ステータ組立体２１０は、普通導体５２、短絡導体５４、クロスオーバ導体５６、中性導体５８及び端子側位相リード導体６０と一緒に、ジャンパ導体２１１（図２０及び図２８）を含んでいる。ジャンパ導体２１１は、上述したヘアピン構成と同じヘアピン構成を有し、相巻線の各々を直列に接続するのに用いられる。図２８に示すように、各ジャンパ導体２１１は、折返し部分２１５によって互いに連結された一対の脚部２１３ａ、２１３ｂを有している。本明細書において詳細に説明する巻線構成では、例示として、１つの位相当たり１つ、全部で３つのジャンパ導体２１１ａ、２１１ｂ，２１１ｃが用いられている（つまり、１／位相×３位相＝３）。
【００３７】
図２０は、直列式ステータ組立体２１０内の例示の特別接続部を示す巻線略図である。詳細には、特別領域の種々の導体は、（１）巻線セット３８，４０を接続するのに必要とされる接続部（即ち、第２の層４４と第３の層４６の間の接続部）、（２）異なる相巻線の間の中性接続部、（３）各相巻線のための端子接続部、（４）相巻線の各々を直列に接続するのに必要とされる接続部（即ち、相経路間の接続部）を構成する。これら接続部の各々は、上述した導体の１つによって達成され、例えば、かかる導体はそれぞれ、（１）クロスオーバ導体５６、（２）中性導体５８、（３）端子側位相リード導体６０、（４）ジャンパ導体２１１である。
【００３８】
第１の種類の特別接続部は、２つの巻線セット３８，４０を接続するのに必要とされる接続部（即ち、第２の層と第１の層の間の接続部）である。第１の種類の特別接続部は、例示として、クロスオーバ導体５６によって構成される。第２の種類の特別接続部は、異なる相巻線の間の中性接続部である。第２の種類の特別接続部は、例示として、中性導体５８によって構成される。中性接続部は、巻線が、多相機械のためのスター接続又はデルタ接続のいずれかで接続されるように構成されるのがよい。第３の種類の特別接続部は、各相巻線のための端子接続部である。第３の種類の特別接続部は、端子側位相リード導体６０と一緒に作られる。第４の種類の特別接続部は、同じ相巻線経路を直列に接続するのに必要とされる接続部である。第４の種類の特別接続部は、ジャンパ導体２１１で構成される。
【００３９】
図１８、図１９、図２１及び図２２を参照すると、直列式ステータ組立体２１０に使用される更なる例示のスペーサ３００が示されている。例示の１つの実施形態では、スペーサ３００は、非導電性材料、例えばポリマーで形成された絶縁本体３０２を有している。ポリマーは、通常、テフロン（登録商標）として知られているポリテトラフルオロエチレンであるのがよい。スペーサ３００は、ステータコア２０の挿入側端部１４の近くに且つステータコア２０の軸線方向外側に位置決めされている。スペーサ３００は、ステータ組立体２１０の特別領域６１内において、円周方向に互いに間隔をあけ手配置され、種々の導体３０の間の偶発的な電気的接触及び短絡を阻止するために、種々の導体３０を位置決めすると共に互いに絶縁するように構成されている。スペーサ３００は、ステータコア２０内への導体３０の挿入を容易にするために、プッシャツール又は組立てツールとしても使用されるのがよい。
【００４０】
スペーサ３００は、普通導体５２、短絡導体５４、クロスオーバ導体５６、中性導体５８、端子側位相リード導体６０、及びジャンパ導体２１１を含むステータ組立体１０の特別領域６１内の種々の導体と協働する複数の位置決め要素を有している。スペーサ３００の絶縁本体３０２は、軸線方向内向きの内面３０４と、その逆の軸線方向外向きの外面３０６を有している。弧状の内側の側面３０８及び外側の側面３１０が、本体３０２の互いに反対側に位置する端面３１２，３１４の間を延びている。内側の側面３０８は、半径方向内向き（ステータコア２０の中心軸線２３に向かう向き）であり、外側の側面３１０は、半径方向外向き（ステータコア２０の中心軸線２３から遠ざかる向き）である。
【００４１】
図１９、図２５及び図２６を参照すると、スペーサ３００は、絶縁本体３０２によって支持された第１の面３１５によって構成される第１の位置決め要素を有し、第１の面３１５は、内側の巻線セット３８の選択的な短絡導体５４に接触するために、軸線方向内向きである。例示として、第１の面３１５は、スペーサ３００の内面３０４から軸線方向内向きに延び且つ円周方向に間隔をあけて配置された複数の第１のペグ又はパッド３１６によって集合的に構成されている。第２の位置決め要素が、絶縁本体３０２によって支持された第２の面３１８によって構成されている。第２の面３１８は、スペーサ３００の内面３０４から軸線方向内向きに延び且つ円周方向に間隔をあけて配置された複数の第２のペグ又はパッド３２０によって集合的に構成され、第１のパッド３１６は、第２のパッド３２０よりも半径方向内側に位置決めされている。
【００４２】
図１９、図２３及び図２４を参照すると、スペーサ３００の内面３０４は、絶縁本体３０２によって支持された第３の位置決め要素又は表面を有している。スペーサ３００の内面３０４は、特別領域６１において、外側の巻線セット３８及び内側の巻線セット４０の複数の普通導体５２に接触するために、軸線方向内向きである。
【００４３】
図１９及び図２７を参照すると、第４の位置決め要素が、スペーサ３００の内面３０４の中で延び且つ第１の面３１６と第２の面３２０の中間を半径方向に延びる複数のクロスオーバポケット３２４によって構成されている。クロスオーバポケット３２４は、クロスオーバ導体５６を受入れるために、軸線方向内向きである。詳細には、クロスオーバポケット３２４は、クロスオーバ導体５６の折返し部分５７を受入れるために、互いに反対側に位置する側面３０８，３１０の中間で円周方向に且つ半径方向に延びている。クロスオーバポケット３２４は、例示として、第１のパッド３１６と第２のパッド３２０の中間で半径方向に位置決めされている。
【００４４】
図１９及び図２８を参照すると、スペーサ３００の第５の位置決め要素が、中性導体５８を受入れるためにスペーサ３００内に形成された中性ポケット３２８である。中性ポケット３２８は、絶縁本体３０２において、内面３０４と外側の側面３１０によって定められる軸線方向内向きで半径方向内側の縁に形成されている。
【００４５】
図１８、図２９及び図３０を参照すると、スペーサ３００の第６の位置決め要素が、絶縁本体３０２によって支持された複数の位相リードポケット３３６，３３８，３４０を含んでいる。位相リードポケット３３６，３３８，３４０は各々、第１の部分３４２及び第２の部分３４４を有している。第１の部分３４２は、絶縁本体３０２の外面３０６に形成され、軸線方向外向きである。第２の部分３４４は、外側の側面３１０に形成されると共に半径方向外向きに且つ軸線方向に延びるスロットである。第１の部分３４２及び第２の部分３４４は、端子側位相リード導体６０の脚部９２，９４，９６を受入れる。
【００４６】
図１９及び図２８を参照すると、ジャンパ導体２１１は、絶縁本体３０２において、内面３０４及び内側の側面３０８によって定められる軸線方向内向きで半径方向内側の縁に形成されたジャンパポケット３５０に受入れられている。ジャンパポケット３５０は、円周方向に延び、ジャンパ導体２１１の折返し部分２１５を受入れている。
【００４７】
ステータ組立体１０を形成する例示の方法を詳細に説明する。直列式ステータ組立体２１０を形成する方法は、注目する相違点を除き、並列式ステータ組立体１０の形成方法と実質的に同じである。例示の方法は、ステータコア２０を準備する工程と、複数の普通導体５２及び短絡導体５４をステータコア２０に挿入する工程を有する。詳細には、普通導体５２及び短絡導体５４を、ステータコア２０の挿入側端部１４から選択的なスロット３６に挿入する。また、複数のクロスオーバ導体５６をステータコア２０の挿入側端部１４の選択的なスロット３０に挿入する。また、中性導体５８をステータコア２０の選択的なスロット３６の挿入側端部１４に受入れる。直列式ステータ組立体２１０では、ジャンパ導体２１１をステータコア２０に挿入し、ジャンパ導体２１１は、中性導体５８のうちの１つと置き換わる。
【００４８】
次に、スペーサ１００をステータコア２０の挿入側端部１４の近くに位置決めし、スペーサ１００の第１の面１１５及び第２の面１１５，１１８を短絡導体５４に整列させ、クロスオーバポケット１２４をクロスオーバ導体５６に整列させ、内面１０４を普通導体５２に整列させる。次に、スペーサ１００をステータコア２０の挿入側端部１４に向かって移動させ、短絡導体５４を第１の面１１５及び第２の面１１８に係合させ、短絡導体５４をステータコア２０のそれぞれのスロット３６に押込み、クロスオーバ導体５６をスペーサ１００のクロスオーバポケット１２４に受入れる。或る例示の実施形態では、スペーサ１００の内面１０４は、普通導体５２の折返し部分６４に当接するのがよい。また、中性導体５８をスペーサ１００の中性ポケット１２８内に位置決めする。直列式ステータ組立体２１０では、選択的なジャンパ導体２１１をスペーサ３００のジャンパポケット３５０内に位置決めする。端子側位相リード導体６０をスペーサ１００の位相リードポケット１３６，１３８，１４０内に位置決めする。
【００４９】
本明細書において詳細に説明したスペーサ１００，３００は、ステータ組立体１０，２１０の特別領域６１内における種々の導体３０の間に固定された間隔を付与する。スペーサ１００，３００はまた、端子ブロックとの適正な整列のために、位相進みアイポケット９８の固定された位置決めを助ける。各スペーサ１００，３００の絶縁本体１０２，３０２は、特別領域６１内における導体３０の間の電気絶縁性を提供する。スペーサ１００，３００の空間的配置及び電気絶縁性により、典型的には個々の導体３０に付与される絶縁材料を、多くの適用例においてなくすことができる。加えて、スペーサ１００，３００は、挿入される導体３０の間の相対間隔を維持しながら特別領域６１内における導体３０の同時挿入を可能にする組立てツールとして使用されるのがよい。
【００５０】
本発明を或る好ましい実施形態に関して詳細に説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲に含まれる変形例及び修正例が存在する。
【符号の説明】
【００５１】
１０，２１０  ステータ組立体
１２  電気機械
１４  挿入側端部
１６  接続側端部
２０  ステータコア
２２  円筒形側壁
２３  長手方向軸線
３０  導体又は巻線
３６  スロット
３８  内側の巻線セット
４０  外側の巻線セット
４２  第１の導体層
４４  第２の導体層
４６  第３の導体層
４８  第４の導体層
５２  普通導体
５４  短絡導体
５６  クロスオーバ導体
５８  中性導体
６０  端子側位相リード導体
１００，３００  スペーサ
１０２，３０２  絶縁本体
１０４，３０４  内面（第３の面）
１１５，３１５  第１の面
１１６，３１６  第１のパッド
１１８，３１８  第２の面
１２０，３２０  第２のパッド
１２４，３２４  クロスオーバポケット
１２８，３２８  中性ポケット
１３０  熱収縮ラップ
１３２  スリーブ
１３６，１３８，１４０，３３６，３３８，３４０  位相リードポケット
【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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【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】
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【図３０】
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【外国語明細書】
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