(57)【要約】【課題】電気機械のステータ組立体の導線を絶縁する方法を提供する。【解決手段】導線の絶縁方法は、長手方向軸線を備えた導電性コア（５０）を用意するステップ及び絶縁材料（５８，６２）をコアの外面に取り付けるステップを有する。この方法は、絶縁材料の温度を上昇させるステップ及び外部圧力を絶縁材料に加えてコアとの接着を容易にするステップを更に有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線の絶縁方法であって、
長手方向軸線を備えた導電性コアを用意するステップと、
絶縁材料を前記コアの外面に取り付けるステップと、
前記絶縁材料の温度を上昇させるステップと、
外部圧力を前記絶縁材料に加えて前記コアとの接着を容易にするステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記温度の上昇ステップにより、前記絶縁材料の溶融流れが生じる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記絶縁材料は、絶縁外装材である、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記絶縁外装材は、前記コア周りに被着された第１の層及び第１の層周りに被着された第２の層を有する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記絶縁材料取り付けステップは、前記絶縁外装材の前記第１の層を前記コアの前記長手方向軸線に対して約１３０°〜約１７０°の角度をなして前記コアに巻き付けるステップを含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記絶縁材料取り付けステップは、前記絶縁外装材の前記第２の層を前記コアの前記長手方向軸線に対して約１０°〜約４５°の角度をなして前記第１の層に巻き付けるステップを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記外部圧力を前記絶縁材料に加えるステップは、回転可能に支持された第１のローラ及び対向した状態で回転自在に支持された第２のローラを通って前記導線を動かすステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第１のローラは、圧力を絶縁材料に第１の方向に加え、前記第２のローラは、圧力を前記絶縁材料に第２の方向に加え、前記第２の方向は、前記コアの前記長手方向軸線及び前記第１の方向に対して横方向である、請求項７記載の方法。
【請求項９】
導線を絶縁する方法であって、
非円形断面の導電性コアを用意するステップと、
少なくとも絶縁材料外装材の第１の層を前記コア周りに被着させるステップと、
前記絶縁外装材を加熱するステップと、
外部圧力を前記絶縁外装材に加えるステップとを有する、方法。
【請求項１０】
前記絶縁外装材は、前記コアの近くに位置する結合部分を有し、前記絶縁外装材は、溶融流れ材料及び接着材料のうちの一方で構成されている、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記絶縁外装材の加熱ステップにより、前記絶縁外装材の前記結合部分が溶融流れ状態になる、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記断熱外装材の加熱ステップと前記圧力を断熱外装材に加えるステップは、同時に起こる、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記断熱外装材の加熱ステップは、前記圧力を断熱外装材に加えるステップに先立って行われる、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記外圧を加えるステップは、前記絶縁外装材を前記コアの長手方向軸線に垂直な第１の方向から加圧するステップ及び前記絶縁外装材を前記コアの前記長手方向軸線及び前記第１の方向に対して横の第２の方向から加圧するステップを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
前記導線を電気機械のステータ組立体に結合するステップを更に有する、請求項９記載の方法。
【請求項１６】
前記コアは、長方形断面のものである、請求項９記載の方法。
【請求項１７】
絶縁材を電気機械の導線に付着させる方法であって、
導電性コアを用意するステップと、
絶縁外装材の第１の層を前記コア周りに被着させるステップと、
前記絶縁外装材の第２の層を前記第１の層周りに被着させるステップと、
前記絶縁外装材の前記第１の層及び前記第２の層を前記コアに押し付けるステップとを有する、方法。
【請求項１８】
前記絶縁外装材の前記第１の層及び前記第２の層を加熱するステップを更に有する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記絶縁外装材の前記第１の層及び前記第２の層の各々は、内面及び外面を有し、前記第１の層の前記内面は、前記コアの近くに位置し、前記第２の層の前記内面は、前記第１の層の前記外面の近くに位置し、前記第１の層の前記内面及び前記第２の層の前記内面のうちの少なくとも一方は、前記第１の層及び前記第２の層の前記加熱ステップの実施中、溶融流れの状態になるよう構成された溶融流れ材料及び接着剤被膜のうちの一方を含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の層の加熱ステップは、前記絶縁外装材の前記第１の層の前記内面及び前記絶縁外装材の前記第２の層の前記内面のうちの少なくとも一方の溶融流れ温度にほぼ等しい、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記コアは、長方形断面のものである、請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
前記コアは、正方形断面のものである、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記電気機械は、ステータ組立体を含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２４】
前記絶縁外装材の第１の層及び第２の層の被着ステップは、前記第１の層を前記コアの長手方向軸線に対して約１３０°〜約１７０°の角度をなして前記コアに巻き付けるステップ及び前記第２の層を前記コアの前記長手方向軸線に対して約１０°〜約４５°の角度をなして前記第１の層に巻き付けるステップを含む、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、導線を有する電気機械に関し、特に、電気機械のステータ組立体の導線を絶縁する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械は、自動車パワートレーンと関連した用途を含む種々の用途に使用可能である。例えば、従来型自動車は、内燃エンジン用の始動電動機又は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り出すと共に／或いは車両のバッテリを充電する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、ロータ及びステータを有する。ステータは、ステータスタック及びステータスタック内に挿入された複数本の導線又は巻線で構成されている。ステータは、磁界中でロータと相互作用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】
巻線は、導電性コア及びコアを包囲した絶縁材で構成されている場合がある。典型的な絶縁材は、巻線をステータスタック中に挿入する前にコアに塗布されるエナメル塗料を有する場合がある。別の形式の絶縁材は、巻線をステータスタック中に挿入する前に導電性コアに巻き付けられる絶縁材で構成された外装材又はテープである。
【０００５】
導電性コアは、円形又は長方形断面を有する場合がある。円形断面の導電性コアは、絶縁テープの付着を容易にすることができる。というのは、テープが導電性コアに巻き付けられているときにテープに加えられる力及びその結果としての圧力は、実質的に一様だからである。これとは逆に、絶縁テープが非円形、一例を挙げると長方形断面の導電性コアに巻き付けられる場合、非一様又は非一定である場合がある。したがって、絶縁テープの付着性が長方形断面の導電性コアの特定の場所又は特定の側部に沿って（例えば、表面積の大きなコアの側部に沿って）減少する場合がある。具体的に言えば、絶縁テープ内の張力（力）は、導電性コアに加わっている間実質的に一定であり且つ圧力は導電性コアの表面積の逆関数であるので、テープに加えられる力は、表面積の大きなコアの側部に沿って低い場合がある。変形例として、円形断面を有する導電性コアと同様、長方形導電性コアの全ての側部の表面積が互いに等しい場合、絶縁テープに加えられる圧力は、実質的に一定である場合がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、導電性コアを絶縁する方法に関する。例示の方法は、長手方向軸線を備えた導電性コアを用意するステップ及び絶縁材料をコアの外面に取り付けるステップを有する。例示の方法は、絶縁材料の温度を上昇させるステップ及び外部圧力を絶縁材料に加えてコアとの接着を容易にするステップを更に有する。
【０００７】
本発明の別の例示の実施形態によれば、導線を絶縁する方法が非円形断面の導電性コアを用意するステップ及び少なくとも絶縁材料外装材の第１の層をコア周りに被着させるステップを有する。例示の方法は、絶縁外装材を加熱するステップ及び外部圧力を絶縁外装材に加えるステップを更に有する。
【０００８】
本発明の別の例示の方法は、導電性コアを用意するステップ及び絶縁外装材の第１の層をコア周りに被着させるステップを有する。例示の方法は、絶縁外装材の第２の層を第１の層周りに被着させるステップを更に有する。加うるに、例示の方法は、絶縁外装材の第１の層及び第２の層をコアに押し付けるステップを有する。
【０００９】
本発明の追加の特徴及び追加の利点は、現時点において認識される本発明の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考慮すると、当業者には明らかになろう。
【００１０】
本発明の上記観点及び意図した利点のうちの多くは、添付の図面と関連して行われる以下の詳細な説明を参照すると、良好に理解された状態になるので、容易に明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】例示のステータ組立体の挿入側端部の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの例示のステータ組立体の接続側端部の斜視図である。
【図２】例示のステータ組立体の図１Ｂの２‐２線矢視部分断面図である。
【図３】例示のステータ組立体の導線の図２の３‐３線矢視部分断面図である。
【図４】全体としてＵ字形の形態を有する例示のステータ組立体の導線の前から見た斜視図である。
【図５】図４の導線の一部分の縦断面図であり、絶縁部分によって包囲された導電性コアを示す図である。
【図６Ａ】導線の導電性コアを絶縁するステップを示す図である。
【図６Ｂ】導線の導電性コアを絶縁するステップを示す図である。
【図６Ｃ】導線の導電性コアを絶縁するステップを示す図である。
【図７】絶縁外装材の第１の層（想像線で示されている）を包囲した絶縁外装材の第２の層を有する図４の導線の端部の斜視図である。
【図８】本発明の例示の絶縁システムの略図である。
【図９Ａ】図８の例示の絶縁システムの第１の対をなすローラ中を動いている導線の正面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの第１の対をなすローラを通って動いている導線の側面図である。
【図１０Ａ】図８の例示の絶縁システムの第２の対をなすローラ中を動いている導線の正面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの第２の対をなすローラを通って動いている導線の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
幾つかの図全体において、対応の参照符号は、対応の部分を示している。図面は本発明の種々の特徴及びコンポーネントの実施形態を示しているが、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、或る特定の特徴は、本発明を良好に示すと共に説明するために誇張されている場合がある。本明細書において記載する例示は、本発明の実施形態を示しており、かかる例示は、本発明の範囲をなんら限定するものではないと解されるべきである。
【００１３】
次に、本発明の原理の理解を促進する目的で以下に説明する図面に示されている実施形態を参照する。以下に開示される実施形態は、網羅的であるというわけではなく又は本発明を以下の詳細な説明に開示される形態そのものに限定するものではない。それどころか、実施形態は、当業者が実施形態の教示を利用できるように選択されると共に説明されている。それにより、本発明の範囲を限定するものではないことが理解されよう。本発明は、図示の装置及び説明する方法並びに本発明の原理の別の用途における本発明が関連している当業者に通常思いつく任意の変形例及び別の改造例を含むものである。
【００１４】
最初に図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、電気機械１１の例示のステータ組立体１０が示されている。特に、図１Ａは、ステータ組立体１０の挿入側端部１４を示し、図１Ｂは、ステータ組立体１０の接続側端部１２を示している。電気機械１１は、モータ（例えば、始動電動機又はトラクションモータ）として用いられる場合、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するロータ（図示せず）に動作可能に結合されたステータ組立体１０を有する。電気機械１１は又、電気を発生させ、電力を例えば車両付属装置に送り出すと共に／或いは自動車のバッテリを充電するオルタネータ又はゼネレータとしても使用可能である。
【００１５】
ステータ組立体１０は、一例として、支持体又はステータスタック２０及び複数本の導線又は巻線３４で構成されている。ステータスタック２０は、開口中央部分２４を備えた円筒形壁２２を有している。円筒形壁２２は、１つ又は２つ以上の貼合せスタック又は積層から成るのが良い。円筒形壁２２は、シリコーンスチールで構成されるのが良く、シリコーンスチールは、電気機械１１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、円筒形壁２２は、中実粉末金属本体で構成されても良い。さらに、ステータスタック２０は、金属（例えばスチール）フレーム（図示せず）を有するのが良い。
【００１６】
図２及び図３を参照すると、ステータスタック２０の円筒形壁２２は、一例として、導線３４を挿通させる１２０個の周方向に互いに間隔を置くと共に軸方向に延びるスロット２６を有するが、他の数、例えば６０個又は２４０個のスロット２６を利用しても良い。特に、例示の各スロット２６は、導線３４の端部を支持するために長方形の断面を有している。スロット２６は各々、導線３４相互間のボイドと共に導線３４とステータスタック２０の円筒形壁２２との間のボイド又は空間を満たす絶縁材料又は充填材２８（例えば、ワニス、フォーム、ゲル、スプレー）を有するのが良い。
【００１７】
変形例として、円筒形壁２２は、複数の同心列又は層を形成する複数個の半径方向に間隔を置いて設けられたスロット２６を有しても良い。本明細書において更に詳細に説明するように、スロット２６は各々、一例として、導線３４の少なくとも一部分を支持する。スロット２６は、ステータスタック２０の円筒形壁２２の長さｌに沿って延びている。
【００１８】
図１Ａ及び図１Ｂに開示されているように、ステータ組立体１０は、共通（commons ）領域３０及び特定（specials）領域３２を含み、これら領域は、導線３４で構成されている。特定領域３２は、ステータ組立体１０の形式及び形態を示している。当該技術分野において知られているように、特定領域３２内の導線３４は、中立導線、相導線及びクロスオーバ導線を含むのが良い。特定領域３２は、他の導線３４を更に含む場合がある。
【００１９】
共通領域３０内の導線３４は、ステータスタック２０のスロット２６内に位置決めされた複数本の共通導線３６を含む。図４を参照すると、単一の共通導線３６が示されている。共通導線３６は、互いに異なる最大電圧キャパシティ（例えば、約１２０ボルト（Ｖ））を有するのが良い。加うるに、共通導線３６の動作温度は、約−４４°Ｆ（約−４２℃）〜約４２８°Ｆ（約２２０℃）までであるのが良い。
【００２０】
一例を挙げると、共通導線３４は、電気機械１１のスロット‐充填材比（ＳＦＲ）を増大させることによって電気機械１１の効率を向上させるよう長方形又は他の直線から成る断面（図４）を有する。ＳＦＲは、スロット２６のうちの１つの中に納められた裸銅製導体の全体的断面積とスロット２６それ自体の断面積の比較である。電気機械１１が高いＳＦＲを有している場合、導線３４の断面積によりスロット２６のサイズが所与の場合、位相抵抗が減少すると共に導線３４の抵抗（即ち、電力損）が減少する。導線３４は、一例として、電気機械１１の高いＳＦＲに寄与するために、円形断面ではなく長方形断面を有する。したがって、電気機械１１の効率を向上させることができる。
【００２１】
一例として、図２及び図３は、ステータ組立体１０の共通領域３０が複数本の内側共通導線３８及び複数本の外側共通導線４０を有していることを示している。本発明の例示の実施形態では、１２０本の内側共通導線３８及び１２０本の外側共通導線４０を有している。代表的なステータ組立体１０は、ステータ組立体１０の所望の電力要件、磁気要件及び他の動作要件に応じて、これとは異なる本数の共通導線３６（例えば、６０本の共通導線３６又は２４０本の共通導線３６）を含むことができる。
【００２２】
内側共通導線３８の端部４２及び外側共通導線４０の端部４４は、一例として、ステータ組立体１０の接続側端部１４から延びている（図１Ａ及び図１Ｂ）。各共通導線３６は、ステータ組立体１０の組み立ての際、曲げられても良く又はよりコンパクトな形態に形作られても良い。共通導線３６は、カイ等（Cai et al.）に付与された米国特許第６，８９４，４１７号の教示に従って形作られるのが良く、この米国特許は、２００５年５月１７日に発行され、インディアナ州アンダーソン所在のレミー・インコーポレイテッド（Remy Inc.）に譲渡されており、この米国特許を参照により引用し、その開示内容を本明細書の一部とする。具体的に説明すると、共通導線３６は、ヘアピン形状又はＵ字形（図４）を形成するよう曲げられるが、共通導線３６は、他の形状に曲げられても良い。さらに図４を参照すると、内側共通導線３８のうちの１本の例示のヘアピン形状は、Ｕ字形端曲がり部４８から延びて端部４２で終端した２本の脚部４６を定めている。例示の外側共通導線４０は、内側共通導線３８と全体として同一の形状を有している。図１Ａ及び図１Ｂに示されているように、Ｕ字形端曲がり部４８は、ステータ組立体１０の挿入側端部１４のところで露出されている。共通導線３６の脚部４６は、端曲がり部４８を形成するよう時計回り又は反時計回りの方向に曲げられるのが良い。
【００２３】
図２及び図３を参照すると、共通導線３６の各端部４２，４４は、各端部４２，４４が互い違いになるよう又は「交互配置」され（即ち、隣り合う共通導線３６に対して異なるスロット２６を通って位置決めされる）ようステータスタック２０のスロット２６のうちの１つの中に受け入れられている。具体的に説明すると、内側共通導線３８の端部４２は、スロット２６の半径方向内方の部分内に周方向に互い違いに納められている。加うるに、外側共通導線４０の端部４４は、スロット２６の半径方向外方の部分内に周方向に互い違いに納められている。
【００２４】
図１Ｂを参照すると、スロット２６から延びる共通導線３６の端部４２，４４は、少なくとも１つの回路を形成するよう相互に接続されている。加うるに、共通導線３６は、回路を完成させるよう特定領域３２の導線３４と相互に接続されている。例えば、導線３４は、単相回路、二相回路又は三相回路を形成するよう互いに接続されるのが良い。具体的に説明すると、導線３４は、回路を形成するために溶接又は他の類似の従来技術により相互に接続されるのが良い。
【００２５】
図５を参照すると、導線３４は各々、一例として、導電性部分又はコア５０及び非導電性絶縁部分５４を有している。導線３４は、電流が導線３４を通って流れているときに電気機械１１が短絡するのを阻止するために互いに且つステータスタック２０から絶縁されている。導電性コア５０は、導電性材料、例えば金属（例えば、銅）で構成されている。上述したように、導電性コア５０は、非円形又は直線から成る断面、一例として長方形の断面を有するのが良いが、導電性コア５０は、他の断面形状（例えば、円形）を有しても良い。
【００２６】
絶縁部分５４は、導電性コア５０の外面５２周りに延びていて、この絶縁部分は、絶縁材料、例えばポリマー、紙、ガラス繊維スリーブ又はケブラー（Kevlar（登録商標））商標のアラミド繊維（デュポン（DuPont（商標））から入手できる）で構成される。図５に示されているように、例示の導線３４の絶縁部分５４は、複数個の層を含む。具体的に説明すると、絶縁部分５４は、絶縁テープ又は外装材５６の少なくとも１つの区分又は層を含む。変形例として、絶縁部分５４は、コア５０と外装材５６との中間に設けられ又は外装材５６の外面に被着された非導電性被膜の層を有しても良い。
【００２７】
絶縁部分５４の材料特性は、導線３４の動作環境を定める。外装材５６は、非導電性材料、例えば少なくとも１つのポリマー絶縁材料、例えばポリイミドを主成分とする材料、ポリアミド‐イミドを主成分とする材料、ポリウレタンを主成分とする材料及びポリエステルを主成分とする材料で構成されるのが良い。例えば、外装材５６は、デュポン（DuPont（商標））から入手できるカプトン（Kapton（登録商標））ポリイミドフィルムであるのが良い。具体的に説明すると、外装材５６は、外装材５６の内面を形成する結合部分又は層及び外装材５６の内面を形成する裏当て部分又は層を有するのが良い。結合部分は、ポリマー材料、例えば溶融流れ材料、接着剤、ヒートシール可能な樹脂又は他のこれらに類似した材料で構成されるのが良く、裏当て部分は、例えばポリイミド材料であるのが良い。
【００２８】
一例を挙げると、外装材５６は、コア５０に被着されるときに固体の形態であり、外装材５６は、その厚さよりも実質的に大きい幅を有する。外装材５６は、コア５０の外面５２に巻き付けられ又はこれをぐるりとくるめた状態で配置されるのが良い。例示の外装材５６は、約０．００１インチ（約０．０２５４ミリメートル）の厚さ及び約０．３７５インチ（約１０ミリメートル）〜約０．５インチ（約１３ミリメートル）の幅を有するのが良い。  図６Ａを参照すると、例示の絶縁部分５４は、少なくとも第１又は内側の外装材層５８及び第２又は外側の外装材層６２を有するのが良い。第１の層５８は、第１の向きで被着され、第２の層６２は第２の向きで被着される。変形例として、外装材５６の第１の層５８及び第２の層６２は、同一の向きに被着されても良い。具体的に説明すると、例示の第１の層５８は、導電性コア５０の長手方向軸線Ｌに対して角度αをなして導電性コア５０に被着される。第１の向きの例示の角度αは、長手方向軸線Ｌに対して０°よりも大きく且つ１８０°よりも小さいのが良い。或る特定の例示の実施形態では、角度αは、約１３５°〜約１７０°であるのが良く、図６Ａに示されているように約１３５°である。外装材５６の例示の第２の層６２は、コア５０の長手方向軸線Ｌに対して角度βをなして第１の層５８に被着される。第２の向きの例示の角度βは、長手方向軸線Ｌに対して０°よりも大きく且つ１８０°よりも小さいのが良い。或る特定の例示の実施形態では、角度βは、約１０°〜約４５°であるのが良く、図６Ａに示されているように約４５°である。第１及び第２の層５８，６２の角度の向きは、一例として、約９０°（角度α−角度βにより定められる）だけオフセットしている。理解できるように、第１及び第２の層５８，６２のそれぞれの角度の向きは逆であっても良く、その結果、角度αは、約１０°〜約４５°であり、角度βは、約１３５°〜約１７０°であっても良い。
【００２９】
本発明の絶縁部分５４の変形実施形態は、導電性コア５０の長手方向軸線Ｌと同軸に被着された第１及び第２の層５８，６２を有しても良く、その結果、外装材５６の向きは、長手方向軸線Ｌと平行である（即ち、第１及び第２の層５８，６２のそれぞれの角度α，βは、約０°及び／又は１８０°である）。別の変形実施形態は、導電性コア５０の上方側部又は下方側部から垂直に被着された外装材５６の第１の層５８と第２の層６２の両方を有する。
【００３０】
外装材５６の第１及び第２の層５８，６２は、図５の第１及び第２の層５８，６２のそれぞれの隆起オーバーラップ部分６４，６６及び図６Ａ〜図６Ｃの想像線で示されているように互いにオーバーラップした状態で導線３４に被着されるのが良い。具体的に説明すると、外装材５６の第１の層５８は、一例として、第１の層５８がコア５０に巻き付けられるたびに、第１の層５８が先にコア５０に被着されたそれ自体の一部分とオーバーラップするようコア５０に被着される。外装材５６の第１の層５８のオーバーラップ部分６４により、コア５０は、露出されず、従って、導線３４が絶縁されるようになる。したがって、外装材５６の第１の層５８のオーバーラップ部分６４の厚さは、非オーバーラップ部分における第１の層５８の厚さの２倍であるのが良い。同様に、外装材５６の第２の層６２は、オーバーラップ部分６６を形成するよう同じオーバーラップ状態で外装材５６の第１の層５８の外面６０に被着される。外装材５６の第１及び第２の向きのそれぞれの角度の向きα，βは、所望のオーバーラップ状態を提供し、一例を挙げると、層５８，６２あたり約１０％〜約７５％のオーバーラップ量を提供する。
【００３１】
例示の絶縁部分５４は、約０．００４インチ（約０．１ミリメートル）〜約０．００８インチ（約０．２ミリメートル）の厚さを有するのが良い。絶縁部分５４の厚さは、外装材５６の例示の第１の層５８のオーバーラップ部分６４の厚さ（例えば、約０．０２５ミリメートル×２＝約０．０５ミリメートル）を外装材５６の例示の第２の層６２のオーバーラップ部分６６の厚さ（例えば、約０．０２５ミリメートル×２＝約０．０５ミリメートル）に追加することによって計算される。
【００３２】
図８を参照すると、導電性コア５０は、以下の例示のステップで絶縁されるのが良い。図６Ａ及び図８に示されているように、絶縁プロセスは、導電性コア５０で始まる。導電性コア５０は、当初、巻き出されて例えばコンベヤベルト７４に載せて絶縁システム７０を直線的に通される導線のバルクロール７２であるのが良い。コア５０を外装材５６の第１の層５８で包み、次に、外装材５６の第２の層６２で包む。具体的に言えば、外装材５６の第１の層５８の溶融流れ部分をコア５０の外面５２に塗布し、外装材５６の第２の層６２の溶融流れ部分を第１の層５８の外面６０に塗布するのが良い。図６Ａ〜図６Ｃ及び図８に示されているように、外装材５６の第１の層５８をコア５０の外面５２（図６Ｂ）に被着させて外装材５６の第１の層５８がコア５０の周りに延びてコア５０を完全に覆うようにする。一例を挙げると、外装材５６の第１の層５８をコア５０の長手方向軸線Ｌに対して角度αをなして巻き付ける。角度αは、コア５０の長手方向軸線Ｌに対して約０°〜約１８０°であるのが良い（例えば、図６Ａでは１３５°である）。外装材５６の第１の層５８をコア５０に巻き付けると、第１の層５８は、先にコア５０に巻き付けられた第１の層５８の部分とオーバーラップする。図６Ｂは、外装材５６の第１の層５８のオーバーラップ部分６４を想像線で示している。オーバーラップ部分６４は、約１０％〜約７５％のオーバーラップ量を有するのが良い。
【００３３】
コア５０への外装材５６の第１の層５８の巻き付け後、外装材５６の第２の層６２を図５、図６Ａ、図６Ｃ及び図８に示されているように、外装材５６の第１の層５８の外面６０に巻き付ける。外装材５６の第２の層６２を導電性コア５０の長手方向軸線Ｌに対して角度βをなして巻き付ける。具体的に説明すると、角度βは、導電性コア５０の長手方向軸線Ｌに対して約０°〜約１８０°であるのが良い（例えば、図６Ｃでは４５°である）。一例を挙げると、図７は、外装材５６の第１の層５８が約９０°だけ外装材５６の第２の層６２から角度的にオフセットしており、その結果、第１の層５８が第２の層６２とＸ字形パターンをなしていることを示している。変形例として、外装材５６の第１及び第２の層５８，６２を同一の向きで被着させても良い。
【００３４】
外装材５６の第２の層６２を外装材５６の第１の層５８に巻き付けているとき、第２の層６２は、先に第１の層５８に巻き付けられた第２の層６２の部分とオーバーラップする。図６Ｃは、外装材５６の第２の層６２のオーバーラップ部分６６を想像線で示している。オーバーラップ部分６６は、約１０％〜約７５％のオーバーラップ量を有するのが良い。巻き付けプロセスは、導線３４の絶縁部分５４が所望の特性を有するまで繰り返されるのが良い。
【００３５】
外装材５６の第１の層５８及び第２の層６２が被着された状態で、コンベヤベルト７４は、導線３４がオーブン７８（例えば、赤外線又は対流オーブン）を通って外装材５６を加熱するようにさせ、それにより、外装材５６の少なくとも一部分の溶融流れ、例えば第１の層５８及び／又は第２の層６２の溶融流れ部分が絶縁部分５４内に機械的結合部を形成し、絶縁部分５４をコア５０にくっつける。例えば、溶融流れは、例示の導線３４が約１０秒間オーブン７８内に位置したときに生じるのが良く、その間、オーブン７８は、約６５０°Ｆ（約３４３℃）の温度で動作している。しかしながら、理解できるように、オーブン７８の温度及び導線３４がオーブン７８内に存在する時間の長さは、外装材５６の材料特性に依存し、従って、様々である場合がある。
【００３６】
図８〜図１０を参照すると、外装材５６が溶融流れ状態（即ち、高温状態）にあるとき、一例として、圧力を外装材５６に加える。その目的は、外装材５６の第１の層５８とコア５０との間の付着度及び外装材５６の第２の層６２と第１の層５８との間の付着度を高めることにある。一例を挙げると、外装材５６を少なくとも１つの外部加圧装置により加圧する。具体的に説明すると、例示の絶縁システム７０は、第１の加圧装置８０及び第２の加圧装置９０を有している。第１及び第２の加圧装置８０，９０は、圧力を外装材５６に加えるために例示として、ばね、油圧装置又は空気圧装置によって互いに近づけられる。第１の加圧装置８０は、対向した円筒形プレス又はローラ８０ａ，８０ｂを有し、これら円筒形プレス又はローラは、回転可能に支持されると共に互いに間隔を置いて配置されている。同様に、第２の加圧装置９０は、回転可能に支持されると共に互いに間隔を置いて配置された対向したプレス又はローラ９０ａ，９０ｂを有する。第１及び第２の加圧装置８０，９０は、外装材５６に対するローラ８０ａ，８０ｂ，９０ａ，９０ｂの位置を調節するための機械式、油圧式又は電気式手段を有するのが良い。
【００３７】
第１の加圧装置８０は、コンベヤベルト７４及びコア５０に関し、第２の加圧装置９０に対して垂直に差し向けられている。したがって、例示の第１及び第２の加圧装置８０，９０は、本明細書において更に詳細に説明するように、互いに対し且つ導電性コア５０の長手方向軸線Ｌに対して垂直の方向に力を外装材５６に加える。具体的に説明すると、第１及び第２の加圧装置８０，９０は、長方形断面の導電性コア５０の互いに反対側の表面に圧力を加える。図８に示されているように、第１の加圧装置８０は、コンベヤベルト７４及び導線３４から垂直方向に間隔を置いて配置されており、その結果、ローラ８０ａは、一例として、導線３４の上方に位置決めされ、ローラ８０ｂは、導線３４の下方に位置決めされている。これとは逆に、第２の加圧装置９０は、コンベヤベルト７４及び導線３４から側方に間隔を置いて配置され、その結果、ローラ９０ａは、導線３４の一方の側部に対して外方に位置決めされ、ローラ９０ｂは、導線３４の他方の側部に対して外方に位置決めされている。例示の第１及び第２の加圧装置８０，９０の直径は、約０．５インチ〜６．０インチ（約１．２７ｃｍ〜１５．２４ｃｍ）であるのが良いが、導線３４のサイズに対応するよう様々であって良い。加うるに、ローラ８０ａ，８０ｂの長さは、導線３４の幅よりも大きく、ローラ９０ａ，９０ｂの長さは、導線３４の高さ又は深さよりも大きく、その目的は、圧力を外装材５６の表面全体に及ぼすことにある。
【００３８】
図９Ａ及び図９Ｂに示されているように、第１の加圧装置８０に対し、ローラ８０ａ，８０ｂは、第１の加圧装置８０を通る導線３４の運動を容易にするよう互いに逆方向に回転する。一例を挙げると、図９Ａに示されているように、ローラ８０ａは、紙面から出る方向８６（即ち、図９Ｂの側から見た斜視図で見て時計回りの方向）に回転し、ローラ８０ｂは、紙面に入る方向８８（即ち、ローラ８０ｂの側から見た斜視図で見て反時計回りの方向）に回転する。第１の加圧装置８０は、圧力を外装材５６に互いに逆方向８２，８４において及ぼす。具体的に説明すると、ローラ８０ａは、圧力を外装材５６に方向８２において及ぼし、ローラ８０ｂは、圧力を外装材５６に方向８４において及ぼす。方向８２，８４は、互いに垂直に整列しており、その結果、第１の加圧装置８０により及ぼされた圧力は、コア５０の長手方向軸線Ｌに対して垂直である。
【００３９】
図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、ローラ９０ａ，９０ｂは、第２の加圧装置９０を通る導線３４の運動を容易にするよう互いに逆方向に回転する。一例を挙げると、ローラ９０ａは、時計回りの方向９６に回転し、ローラ９０ｂは、反時計回りの方向９８に回転する。第２の加圧装置９０は、圧力を外装材５６に互いに逆方向９２，９４において及ぼす。具体的に説明すると、ローラ９０ａは、圧力を外装材に方向９２において及ぼし、ローラ９０ｂは、圧力を外装材に方向９４において及ぼす。方向９２，９４は、互いに側方に整列しており、その結果、第２の加圧装置９０により及ぼされる圧力は、コア５０の長手方向軸線Ｌ及び第１の加圧装置８０に及ぼされる圧力の方向８２，８４に対して横方向である。
【００４０】
例示の絶縁システム７０は、外装材５６が加圧されている間、加熱され続けることができるようにするためにオーブン７８並びに第１及び第２の加圧装置８０，９０を封入するハウジング７６を有するのが良い。絶縁システム７０の変形実施形態は、第１及び第２の加圧装置８０，９０がオーブン７８に続き（オーブン７８から見て下流側に）コンベヤベルト７４に沿って位置決めされるようハウジング７６をずらしても良い。したがって、外装材５６は、第１及び第２の加圧装置８０，９０により加圧されている間、冷え始めることができる。
【００４１】
第１及び第２の加圧装置８０，９０は、外装材５６の第１の層５８とコア５０との付着度及び外装材５６の第２の層６２と第１の層５８との付着度を高めるために圧力を外装材５６に加える。加うるに、外装材５６を加熱することによって、絶縁部分５４内に機械的結合部が形成されるのが良い。さらに、外装材５６を加圧することにより、外装材５６とコア５６との間及び外装材５６の第１の層５８と第２の層６２との間の結合を促進することができる。したがって、絶縁部分５４の信頼性を向上させることができ、電気機械１１内における短絡という出来事の発生の恐れを減少させることができる。圧力を外装材５６に及ぼすことによって、外装材５６の溶融流れ部分は、コア５０の側部全体にわたって一層一定且つ一様に広がり又は流れることができ、それにより、導電性コア５０の側部全てへの外装材５６の付着度を高めることができる。外装材５６に及ぼされる一様な圧力は、絶縁部分５４の信頼性を高めることができる。加圧装置８０，９０により外装材５６に及ぼされる圧力と外装材５６は圧力下にある時間の長さの両方は、外装材５６の材料特性及び導線３４のサイズで決まる。例えば、例示の加圧装置８０，９０の各々は、約１．０〜１００．０ｐｓｉ（１平方インチ当たりのポンド）の圧力を約０．０１〜１．０秒間外装材５６に及ぼすのが良い。
【００４２】
導線３４は、外装材５６の第１及び第２の層５８，６２を第１及び第２の加圧装置８０，９０により加圧した後、冷却されるのが良い。例えば、導線３４は、絶縁システム７０の端の近くに位置決めされているシャワーヘッド１００又は他の装置によって水冷されるのが良い。一例を挙げると、単一の動的絶縁システム７０は、コア５０を絶縁し、導線３４を形成するが、静的若しくは非コンベヤシステム又は他の装置を用いても、同一の結果を達成することができる。導線３４は、冷却ステップに続きバルクロール１０２の状態に丸められるのが良く、そして将来の使用のために保管されるのが良い。変形例として、導線３４は、ステータ組立体１０を組み立てるのに必要な複数本の導線３４を形成するために寸法決めされると共に切断されることを目的としてコンベヤベルト７４に沿って動き続けても良い。
【００４３】
導線３４は、絶縁処理後、ステータスタック２０との組み立てのために適当なサイズに合わせて切断されるのが良い。導線３４の端部４２，４４をステータ組立体１０の挿入側端部１４（図１Ａ）のところでステータスタック２０のスロット２６中に挿入する。さらに、導線３４を曲げてよりコンパクトなステータ組立体１０を提供するのが良い。ステータ組立体１０の接続側端部１２（図１Ｂ）から外方に延びる導線３４の端部４２，４４を従来プロセスにより被覆をむいて絶縁部分５４を除去し、各端部４２，４４のコア５０を露出させるのが良い。具体的に説明すると、隣り合う端部４２，４４を溶接し又は違ったやり方で相互接続して回路を形成するために導線３４の端部４２，４４の各々のコア５０を露出させる。導線３４をワニス若しくは他のシーラント、被膜、フィルム又はエポキシで被覆するのが良く、その目的は、ステータスタック２０内の導線３４を安定化することにある。
【００４４】
本発明を例示の設計を備えるものとして説明したが、本発明は、本発明の精神及び範囲内で更に改造可能である。したがって、本願は、本発明の一般原理を利用して本発明の任意の変形例、使用又は改造を含むものである。さらに、本願は、本発明と関連した当該技術分野における公知のやり方又は慣例に含まれるような本発明の開示内容からの逸脱例を含むものである。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ステータ組立体
１１  電気機械
１２  接続側端部
１４  挿入側端部
２０  支持体又はステータスタック
２２  円筒形壁
２４  開口中央部分
２６  スロット
３０  共通領域
３２  特定領域
３６  共通導線
３８  内側共通導線
４０  外側共通導線
４４  脚部
５０  導電性コア
５６  外装材
５８  外装材の第１の層
６２  外装材の第２の層
７０  絶縁システム
７２  バルクロール
７４  コンベヤベルト
７６  ハウジング
７８  オーブン
８０  第１の加圧装置
９０  第２の加圧装置
１００  シャワーヘッド
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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