(57)【要約】      （修正有）【課題】巻線密度を向上し、巻線を強固に保持すことのできる固定子を提供する。【解決手段】複数の金属シートを積層してなる、回転電機の固定子本体４であって、ノッチ基部と、半径方向内面側に位置するノッチ開口とをそれぞれ有し、固定子本体に設けられ、軸方向にそれぞれ延伸する複数のノッチ４１、４２、４３と、複数のノッチの各々に１つずつ収容された複数の巻線部分５１、５２、５３を含み、固定子本体によって支持された固定子巻線と、を備え、複数のノッチのそれぞれのノッチ開口に、少なくとも１つのノッチ閉鎖要素４５２ｂが設けられており、ノッチに収容される巻線部分は、ノッチ基部と閉鎖要素との間に保持されており、複数のノッチのそれぞれについて、少なくとも１つのノッチ閉鎖要素は、ノッチの方向において隣接するノッチの複数の金属シートのうちの少なくとも１つを偏位してなる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機（１）の固定子（６）であって、
複数の金属シートを積層してなり、軸（Ｘ）を有し、半径方向内面と半径方向外面とで範囲が定められた固定子本体（４）と、
ノッチ基部（４８）と、前記半径方向内面側に位置するノッチ開口（４９）とをそれぞれ有し、前記固定子本体に設けられ、軸方向にそれぞれ延伸する複数のノッチ（４４）と、
前記複数のノッチの各々に１つずつ収容された複数の巻線部分（５１，５２，５３）を含み、前記固定子本体によって支持された固定子巻線（５）と、を備え、
複数のノッチ（４４，４１，４２，４３）のそれぞれのノッチ開口に、少なくとも１つのノッチ閉鎖要素（４５１，４５２，４５３，４５４）が設けられており、前記ノッチに収容される巻線部分は、ノッチ基部と前記閉鎖要素との間に保持されており、
複数のノッチのそれぞれについて、少なくとも１つのノッチ閉鎖要素は、前記ノッチの方向において隣接するノッチの複数の金属シートのうちの少なくとも１つを偏位（４５１，４５２ａ，４５２ｂ，４５３，４５４）してなる、固定子。
【請求項２】
請求項１に記載の固定子であって、
２つノッチのうちの一方のノッチは、２以上の整数であるＮ個の閉鎖要素を備え、他方のノッチは、Ｎより厳密に小さい数の閉鎖要素を備える、固定子。
【請求項３】
請求項２に記載の固定子であって、
Ｎ個の閉鎖要素を備える２つのノッチが、より少ない数の閉鎖要素を備えるノッチの両側に隣接する、固定子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の固定子であって、
ノッチは、固定子の周囲長に応じた数にされ、偶数個のノッチが備える閉鎖要素の数は、奇数個のノッチが備える閉鎖要素の数と異なる、固定子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の固定子であって、
ノッチ（４２）の閉鎖要素は、固定子本体の軸方向の長さに沿って軸方向に分散配置されている、固定子。
【請求項６】
請求項２に従属する請求項５に記載の固定子であって、
より少ない個数の閉鎖要素を有するノッチ（４１，４３）の閉鎖要素の少なくとも１つが、Ｎ個の閉鎖要素を備えるノッチ（４２）の２つの隣接する閉鎖要素の中央を通る半径方向面に位置している、固定子。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の固定子であって、
所与のノッチ（４２）に対して、このノッチの閉鎖要素は、固定子本体の第１の半径方向面にそれぞれ位置し、隣接するノッチ（４１，４３）の閉鎖要素は、固定子本体の第２の半径方向面にそれぞれ位置し、第１の半径方向面は、第２の半径方向面とは異なる、固定子。
【請求項８】
請求項７に記載の固定子であって、
第１の半径方向面および第２の半径方向面は、少なくとも２つの金属シートに対して軸方向に等間隔で設けられている、固定子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の固定子であって、
閉鎖要素（４５２）は、最初に、隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを前記ノッチの方向において右側に偏位し（４５２ａ）、次に、隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを前記ノッチの方向において左側に偏位して（４５２ｂ）なり、２つの偏位は、同じ半径方向面に位置する、固定子。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の固定子であって、
閉鎖要素（４５１，４５２，４５３，４５４）は、少なくとも２つの隣接する金属シートを偏位してなり、閉鎖要素は、少なくとも２つの金属シートの軸方向高さを有する、固定子。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の固定子であって、
ノッチ（４２）の各閉鎖要素に対して、２つの隣接するノッチの少なくとも１つは、半径方向に直交する方向においてノッチ幅よりも広い寸法を有するツール（６０）を半径方向に導入することによる変形の痕跡を有する、固定子。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の固定子であって、
ノッチ（４２）の各閉鎖要素に対して、２つの隣接するノッチの少なくとも１つは、実質的に球状のツール（６０）を半径方向に導入することによる変形の痕跡を有する、固定子。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の固定子であって、
ノッチの巻線部分（５１，５２，５３）は、ツール（６０）を前記半径方向に導入することによる高密化の痕跡を有する、固定子。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の固定子であって、
ノッチの巻線部分（５１，５２，５３）は、列に沿って揃えられた複数のワイヤを備える、固定子。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の固定子を備える回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関し、特に、このタイプの回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の回転電機の使用が知られている。このような回転電機は、小型の多相オルタネータから構成されうる。このオルタネータは、機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、可逆動作も可能である。このタイプの可逆式のオルタネータは、オルタネータ兼スタータとして知られ、さらなる機能モードにおいて、特に自動車の熱機関を始動させるために、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する。
【０００３】
上記回転電機は、実質的に、ハウジング１を備え、さらに、ハウジング１内に、シャフト３と一体回転するクロー回転子２と、小さな空隙を挟んで回転子を取り囲む固定子本体４とを備え、さらに、固定子の相に適合するためのノッチ絶縁体を装備し、固定子本体の両側にシニョン（ｃｈｉｇｎｏｎ）５を形成する少なくとも１つの巻線をそれぞれ備える、この場合は半閉鎖型のノッチを備えるプレートセットの形態の本体を備える。巻線は、例えば、エナメルで覆われた連続ワイヤから、または例えば溶接で互いに接続されたピンなどの棒状の導電要素から得られる。
【０００４】
これらの巻線は、例えば、星形または三角形の形状に接続された三相巻線であり、巻線の出力は、例えば、特許文献１に記載されているように、特にオルタネータ兼スタータに係る場合、ＭＯＳＦＥＴタイプのダイオードまたはトランジスタなどの整流素子を備える少なくとも１つの整流ブリッジに接続される。
【０００５】
相の数は用途に応じ、１つまたは２つの整流ブリッジが設けられるようにした４相以上のものであってもよい。
【０００６】
クロー回転子２は、環状の２つの軸方向に並置された磁石車輪７、８を備え、磁石車輪７、８は、外周に設けられた横断方向のフランジをそれぞれ有し、他方の磁石車輪のフランジの方へ軸方向に対向する台形の歯９を有し、一方の磁石車輪の歯は、磁石車輪の歯が重なり合うように他方の磁石車輪の２つの隣接する歯９の間に存在する空間に貫通する。磁石車輪７、８のフランジは、環状の形態のものであり、面取り箇所によって歯９に接続された放射状突出部（参照符号なし）を外周方向に有する。これらの突出部は、歯９とともにクローを形成する。歯９の数は用途に応じ、特に、固定子の相の数に応じる。例えば、１つの磁石車輪当たり８個の歯が設けられうる。一変形例として、各磁石車輪は、６個または７個の歯を備える。
【０００７】
磁石車輪７、８のフランジ間に円筒状のコアが軸方向に挟まれる。この場合、このコアは２つのハーフコアからなり、各ハーフコアはフランジの１つに属する。このコアは、外周部で励磁巻線１０を支持する。巻線１０の支持コイルのような絶縁体が、コアと巻線１０との間に半径方向に挟まれる。
【０００８】
回転子２のシャフト３は、前端部で、プーリ１２などの駆動ユニットを支持し、駆動ユニットは、自動車のオルタネータと熱機関との間に少なくとも１つのベルトを有する動き伝達装置に属し、後端部１３では、縮径化されるとともに、ワイヤ接続によって回転子の励磁巻線の端部に接続されるコレクタリングを有する。この場合、ワイヤ接続およびコレクタリングは、特許文献２に記載されたタイプの追加型のコレクタに属する。ブラシは、ブラシホルダ１４に属し、コレクタリングを擦るように配設される。ブラシホルダは、電圧調整器に接続される。このように、シャフト３の前端部および後端部、複数の部分をそれぞれ備える。
【０００９】
励磁巻線１０がブラシによって電気的に供給されると、強磁性材料から作られた回転子２は磁化され、磁石車輪の歯での磁極の形成とともにインダクタ回転子になる。
【００１０】
このインダクタ回転子１０は、シャフト３が回転すると誘導固定子に誘導交流を生じさせ、特に自動車の車載網の負荷および需要部への供給および該自動車のバッテリ充電のために、整流ブリッジにより誘導交流を直流に変換される。
【００１１】
ハウジング１は、内部において外周部で固定子本体４を支持し、回転するように、シャフト３を中央で支持する。この場合、このハウジングは、２つの部分、すなわち、プーリ１２に隣接した前方ベアリング１６と、ブラシホルダ、電圧調整器および少なくとも１つの整流ブリッジを支持する後部ベアリング１７とから構成される。ベアリングは、中空形態を有し、回転子２のシャフト３が回転すると適合するように、ボールベアリング１９および２０を中央にそれぞれ備える。ベアリング１９の直径は、ベアリング２０のものより大きい。
【００１２】
図１において、固定子本体４の外周部には、振動を抑制するために、平坦な連結部４８を前方にバッファ４９を後方に有する弾性システムが設けられ、熱を放出させるために、前方ベアリングと固定子本体との間に可撓性のある熱伝導性樹脂が挟まれる。一変形例として、ベアリング１６、１７は、固定子本体４を強固に支持する。
【００１３】
図１において、ベアリングは、空気を循環させてオルタネータを冷却できるように穿孔されている。この目的のために、回転子２は、少なくとも、軸方向端部の一方で、空気の循環を確保するように構成されたファンを支持する。図示した例において、回転子の前方正面にファン２３が設けられ、回転子の後方背面により強力なファン２４が設けられ、各ファンには複数のブレード２５、２６が設けられる。
【００１４】
これらの電機には、固定子本体４の巻線５に関して、特に２つの問題が生じる。１つは、巻線があまり詰まった状態になく、そのような状態の巻線は、ぎっしりと詰まった状態の巻線がノッチの空間を占める量と比較した場合、ノッチの空間をより多くの量占めることになる。これは、ワイヤの所定の全長に対して、電機の性能向上、特に電機の出力増大のためにノッチに銅を追加する必要があるため好ましくない。もう１つは、ノッチにおける巻線の固定が十分でないと、巻線が固定子の内径から突出する可能性があり、これにより回転に際し回転子との衝突のおそれが生じる。
【００１５】
従来技術により提案された解決法では、上記問題を十分に解決することはできない。
【００１６】
また、特許文献３から、ワイヤの半径方向に直交する方向の幅を増大させるためにワイヤを半径方向に押圧して、ノッチのエッジで支持されるようにすることが知られている。この場合、ワイヤ、特に、ワイヤの絶縁体が上記操作中にダメージを受けやすい。
【００１７】
特許文献４から、ノッチのワイヤを、半径方向に直交する方向の距離を長くするために半径方向に圧縮することが知られている。この場合、この方法は、特に、２列のワイヤを有するノッチに適用される。同文献には、特に、１列に沿って揃えられたワイヤを有するノッチについての解決策は提案されていない。
【００１８】
最後に、特許文献５から、回転子の外面に半径方向にワイヤを押圧することが知られている。この解決策は、この従来技術において、ワイヤを回転子のノッチに保持することを目的としたものであるため、固定子のノッチへの適用はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２７４５４５５号明細書（米国特許第６００２２１９号明細書）
【特許文献２】仏国特許発明第２７１０１９７号明細書
【特許文献３】米国特許第７８０８１４８号明細書
【特許文献４】仏国特許発明第２９００７７３号明細書
【特許文献５】仏国特許発明第２７０８３９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、電機の性能を低下させることなく再現可能な方法でノッチにワイヤを保持するとともに、ワイヤを詰めて高密化することが可能な解決策が必要とされている。このような解決策は、ノッチに歯根がない固定子の場合に特に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の目的は、上述したような欠点のうちの少なくとも１つを解消するとともに、上記の要求を満たすことである。
【００２２】
本発明によれば、回転電機の固定子であって、
−金属シートを積層してなり、軸を有し、半径方向内面と半径方向外面とで範囲が定められた固定子本体と、
−ノッチ基部と、前記半径方向内面側に位置するノッチ開口とをそれぞれ有し、前記固定子本体に設けられ、軸方向にそれぞれ延伸する複数のノッチと、
−前記複数のノッチの各々に１つずつ収容された複数の巻線部分を含み、前記固定子本体によって支持された固定子巻線と、を備える回転電機の固定子が提案される。
【００２３】
本発明の一般的特徴によれば、複数のノッチのそれぞれのノッチ開口に、少なくとも１つのノッチ閉鎖要素が設けられており、前記ノッチに収容される巻線部分は、ノッチ基部と前記閉鎖要素との間に保持されており、複数のノッチのそれぞれについて、少なくとも１つのノッチ閉鎖要素は、前記ノッチの方向において隣接するノッチの複数の金属シートのうちの少なくとも１つを偏位してなる。
【００２４】
これにより、ワイヤにダメージを与えることなく、さらには回転電機の性能を低下させることなく、閉鎖要素を簡単かつ迅速に形成することができる。例えば、閉鎖要素は、歯根がない固定子にも形成することができる。閉鎖要素は、歯根として作用する。また、ノッチ閉鎖要素は、すでに歯根がある固定子にも形成することができる。
【００２５】
個別にまたは組み合わせて得られる他の特徴によれば、
−偏位は円周方向の偏位である。
−２つノッチのうちの一方のノッチは、２以上の整数であるＮ個の閉鎖要素を備え、他方のノッチは、Ｎより厳密に小さい数、例えば、Ｎ−１個、の閉鎖要素を備える。これにより、最適な数の閉鎖要素を得ることができる。各ノッチの閉鎖要素の数は同数に限定されない。
−Ｎ個の閉鎖要素を備える２つのノッチが、より少ない数の閉鎖要素を備えるノッチの両側に隣接する。このような配列は、ツールのセットを２つのノッチに対向した位置に設けて、ツールのセットの２つのノッチに対応する角度だけ固定子に対して回転させることができるようになるため好適である。
−ノッチは、固定子の周囲長に応じた数にされ、偶数個のノッチが備える閉鎖要素の数は、奇数個のノッチが備える閉鎖要素の数と異なる。このように、前述したようにツールのセットを有することの可能性に加えて、閉鎖要素の数を交互にすることもできる。また、これにより閉鎖要素を良好に分散配置させることができる。
−ノッチの閉鎖要素は、固定子本体の軸方向の長さに沿って軸方向に分散配置される。これにより、特に、ワイヤにかかる応力を低減させるために、閉鎖要素を良好に分散配置させることができ、ここでは軸方向の分散配置である。
−より少ない個数の閉鎖要素を有するノッチの閉鎖要素の少なくとも１つが、Ｎ個の閉鎖要素を備えるノッチの２つの隣接する閉鎖要素の中央を通る半径方向面に位置する。このように、閉鎖要素を理想的に分散配置できるとともに、単一の歯の同じ軸方向レベルで左右への変形に相当する干渉現象が回避される。
−所与のノッチに対して、このノッチの閉鎖要素は、固定子本体の第１の半径方向面にそれぞれ位置し、隣接するノッチの閉鎖要素は、固定子本体の第２の半径方向面にそれぞれ位置し、第１の半径方向面は、第２の半径方向面とは異なる。したがって、前述した干渉現象が回避される。
−第１の半径方向面および第２の半径方向面は、少なくとも２つの金属シートに対して軸方向に等間隔で設けられる。軸方向の距離は、干渉の問題を解消するために、２つの閉鎖要素間に規定される。
−閉鎖要素は、最初に、隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを前記ノッチの方向において右側に偏位し、次に、隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを前記ノッチの方向において左側に偏位してなり、２つの偏位は、同じ半径方向面に位置する。ノッチは同じ半径方向面に位置する２つの偏位を備える閉鎖要素を有し、必要な偏位はより小さく、したがって、ノッチを変形させるためにツールに加えられる力が軽減される。
−閉鎖要素は、少なくとも２つの隣接する金属シートを偏位してなることで、閉鎖要素は、少なくとも２つの金属シートの軸方向高さを有する。したがって、これは閉鎖要素の軸方向の長さを規定する。
−ノッチ基部から始まりノッチ開口へ向かう各ノッチの２つのノッチエッジは、ノッチ閉鎖要素の形成物の前までの直線上にそれぞれ含まれる。本発明は、歯根で巻線部分を良好に保持できることで、ノッチ閉鎖ウェッジを低減させたり、さらにはなくしたりすることができるため、歯根が設けられたノッチに好適であるが、ノッチに歯根が設けられていない場合での適用もさらに求められている。
−ノッチの各閉鎖要素に対して、２つの隣接するノッチの少なくとも１つは、半径方向に直交する方向においてノッチ幅よりも広い寸法を有するツールを半径方向に導入することによる変形の痕跡を有する。このツールは、単に半径方向に動かすだけで半径方向に直交する方向への変形を可能にする。
−ノッチの各閉鎖要素に対して、２つの隣接するノッチの少なくとも１つは、実質的に球状のツールを半径方向に導入することによる変形の痕跡を有する。このように、金属シートの位置を漸進的に偏位するために漸進的に増大する半径方向に直交する方向の幅を有するという利点が得られる。また、ノッチ開口内に自己中心合わせの機能も有することで、左右への隣接するノッチへの偏位は均衡がとれ、さらには均等である。最後に、このような丸い形態により、巻線部分を高密化するためにツールが使用される場合にワイヤにダメージを与えずにすむ。
−ノッチの各閉鎖要素に対して、２つの隣接するノッチの少なくとも１つは、丸い隆起を有する三角柱状のツールを半径方向に導入することによる変形の痕跡を有する。
−ノッチの巻線部分は、ツールの前記半径方向の導入による高密化の痕跡を有する。偏位動作は、ノッチ閉鎖要素の形成に容易に加えることができる。これは、特に、ノッチにツールを半径方向に導入するためである。
−ノッチの巻線部分は、列に沿って、例えば、１列に沿って揃えられた複数のワイヤを備える。
−ノッチの巻線部分は、２つの平行な列に沿って揃えられた複数のワイヤを備える。例えば、ワイヤは、ノッチの基部から始まり最終列まで２列に沿って揃えられ、最終列は、単一ワイヤで占められる。
−閉鎖要素の個数は、ノッチのそれぞれと同一である。
【００２６】
また、本発明は、前述したような固定子を備える機械に関する。
【００２７】
また、本発明の課題は、固定子の形成方法であって、前記固定子は、
−金属シートを積層してなり、軸を有し、半径方向内面と半径方向外面とで範囲が定められた固定子本体と、
−ノッチ基部と、前記半径方向内面側に位置するノッチ開口とをそれぞれ有し、前記固定子本体に設けられ、軸方向に延伸する複数のノッチと、
−前記複数のノッチの各々に１つずつ収容された複数の巻線部分を備え、前記固定子本体によって支持された固定子巻線と、を備える固定子の形成方法である。
【００２８】
本発明の一般的特徴によれば、上記形成方法は、前記ノッチに収容される巻線部分がノッチ基部と前記閉鎖要素との間に保持されるようにノッチ開口での閉鎖を行うステップを含み、閉鎖ステップは、前記ノッチの方向において隣接するノッチの複数の金属シートの少なくとも１つを偏位するステップを含む。例えば、閉鎖ステップは、歯根がない固定子においても実行できる。したがって、これにより歯根を形成することができる。ノッチ閉鎖ステップは、歯根がすでに設けられた固定子においても実行できる。
【００２９】
個別にまたは組み合わせて得られる他の特徴によれば、
−閉鎖ステップは、各ノッチに対して、
−第１に、隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを前記ノッチの方向において右側に偏位するステップと、
−第２に、隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを前記ノッチの方向において左側に偏位ステップであって、上記２つの偏位ステップは、同じ半径方向面で実行され、
−偏位ステップは、少なくとも２つの金属シートの軸方向の高さにおいて実行され、
−前記偏位ステップは、半径方向に沿ってツールを導入するステップを含み、前記ツールは、ノッチ幅より大きい半径方向に直交する方向の寸法を有し、
−前記偏位ステップは、半径方向に沿って実質的に球形状のツールを導入するステップを含み、
−前記偏位ステップの間、半径方向に沿ってツールが導入されるノッチに収容された巻線部分の高密化が実行され、
−偏位ステップの間、軸方向に分散配置された複数の閉鎖要素を備えるノッチに対して、軸方向に分散配置された複数のツールが設けられた単一のツールが、前記ノッチに隣接する少なくとも１つのノッチ内に半径方向に導入される。
【００３０】
本発明は、以下の説明を読み、添付の図面を検討することによってさらに深く理解されるであろう。なお、これらの図は、単に本発明を説明するために与えられたものであって、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】上述したような回転電機の図である。
【図２】オルタネータの形態の回転電機の固定子本体の斜視図である。
【図３】本発明の別の実施形態による固定子本体の詳細図である。
【図４】固定子本体と巻線とを備える、本発明による固定子の斜視図である。
【図５】図４の固定子の半径方向断面図である。
【図６】図４の固定子の半径方向断面図である。
【図７】図４の固定子の半径方向断面図である。
【図８】図４の固定子の半径方向断面図である。
【図９】図４の固定子の半径方向断面図である。
【図１０】本発明による固定子の内観図である。
【図１１】本発明による方法のステップの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
同一、同様または類似の要素は、図面を通して同じ参照符号が付与されている。
【００３３】
図２は、回転電機の固定子本体４を示す。固定子本体は、積層した複数の金属シートで形成される。固定子本体は、軸Ｘを有し、半径方向内面と半径方向外面とで範囲が定められる。固定子本体には複数のノッチ４４が設けられる。これらのノッチ４４は、軸方向に延伸し、２つのノッチ４４は歯４５によって分離されている。ノッチ４４はそれぞれ、ノッチ基部４８とノッチ開口４９とを有する。ノッチ開口は、半径方向内面側に位置する。各ノッチについて、半径方向のノッチの深さは、ノッチ開口とノッチ基部との間に規定される。
【００３４】
図３は、本発明の別の実施形態による回転電機の固定子本体４を示す。本実施形態は、歯４５のそれぞれに歯根４７がある点で図２のものとは異なる。歯根４７は、半径方向に直交する方向を有する２つの突出部、すなわち、１つは左側への突出部４６ａと、もう１つは右側への突出部４６ｂとによって形成される。
【００３５】
図４は、巻線５を支持する固定子本体４を示す。固定子本体４および巻線は、回転電機の固定子６を形成する。すなわち、電機固定子６は、複数のノッチ４４が設けられた固定子本体４と、巻線５とを備える。巻線５は、複数の巻線部分５８を備え、各巻線部分５８は、前記ノッチ４４のそれぞれに収容される。巻線は、固定子本体の両側に軸方向に位置する２つのシニョン５６および５７を備える。巻線部分５８は、シニョン５６および５７を接続する。巻線は、シニョン５７に対して軸方向に突出する入出部５５をさらに備える。
【００３６】
図５は、図４の固定子６の詳細を示す。具体的には、図５は、半径方向の面に沿った断面図であって、ここで半径方向の面は、以下の記載において軸Ｘに対して垂直であることと同義に用いられる。同図は、巻線部分５１、５２および５３をそれぞれ受ける３つのノッチ４１、４２および４３を示す。ノッチ４１、４２および４３は、歯４５によって分離される。歯およびノッチは、絶縁体としても知られる絶縁紙５０で覆われる。この絶縁体は、巻線部分５４と固定子本体４との間の電気絶縁を確保するために必要とされる。実際、電機の稼働中、電流が巻線部分を流れる一方で、固定子本体は、接地の電位にある。絶縁体の厚みは、およそ１０分の１ミリメートルである。図５から分かるように、巻線部分５１、５２および５３は、半径方向の列に沿って揃えられた、例えば、ノッチ当たり７本のワイヤを備える。巻線部分は密ではないため、ノッチ開口側にある最後のワイヤは、固定子本体の半径方向内面から延伸する。ここで、各ノッチについて、ノッチ幅４４５とは、ノッチの２つのエッジ間の半径方向に直交する方向の距離に相当する幅である。また、各ノッチについて、挿入幅とは、絶縁紙５０で覆われた場合にノッチの２つのエッジ間の半径方向に直交する方向の距離に相当する幅である。図５の固定子では、ワイヤがノッチ開口のレベルで保持されず、挿入幅より小さい直径を有することが分かる。したがって、ノッチ開口側の最後のワイヤが巻線部分５４から完全に出るおそれがある。図５の実施形態について、ノッチ基部から始まりノッチ開口へ向かう各ノッチの２つのノッチエッジは、ノッチ閉鎖要素の形成物の前までの直線上にそれぞれ含まれる。しかしながら、本発明は、各歯に歯根が設けられた場合に従って、図２に示す固定子に適用される。
【００３７】
図６は、上述したリスクをなくす作用を有するツール６０がノッチ４１に到来する様子を示す。ツールは、ノッチ４１に揃えられた半径に沿って、例えば、軸Ｘに垂直な第１の半径方向面で移動により変位される。すなわち、ツールは、導入対象のノッチに対して半径方向に変位される。図６に示すツールは、球状のものであり、ワイヤにダメージを与えない利点を有し、ノッチ開口においてツールの中心合わせが可能な半径方向に直交する方向に漸進的な幅を有する。しかしながら、ツールの幅がノッチ幅４４５より大きい長さのものである限り、ツールの形状は任意のものであってもよい。
【００３８】
図７は、ノッチ４１のノッチ開口の方向にツール６０が継続的に変位する様子を示す。このような継続的な変位により、ノッチ４１の巻線部分５１が密になる。このようにして、最後のワイヤが固定子本体の半径方向内面から突出しなくなる。また、このような継続的な変位により、２つの閉鎖要素４５１および４５２ａが形成される。閉鎖要素４５１および４５２ａは、図７に２つの矢印で示すように、ツールを受け入れるノッチ４１の金属シートの一部をそれぞれ左側および右側に偏位して形成される。このようにして、閉鎖要素４５１および４５２ａは、参照符号を付していないノッチと、ノッチ４２内において、半径方向に直交する方向にそれぞれ突出する。
【００３９】
すなわち、ノッチのうちの少なくとも１つのノッチ開口に少なくとも１つのノッチ閉鎖要素が設けられることで、前記ノッチに収容された巻線部分は、ノッチ基部と前記閉鎖要素との間に保持される。閉鎖要素は、前記ノッチの方向において隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを偏位して形成される。
【００４０】
なお、ツール６０は、ノッチ４１の軸方向にＮ個分散配置して設けられてもよい。これにより、軸方向に２Ｎ個の閉鎖要素の形成物が分散配置されることになる。また、半径方向の支持体が軸方向に分散配置されることで、ノッチ４１の巻線部分５１の高密化がさらに良好なものとなる。この目的のために、操作の容易性から、前記Ｎ個のツール６０を備えた単一ツールを設けることも可能である。
【００４１】
図８は、ノッチ４２のノッチ開口の方向にツール６０が変位する様子を示す。第１の実施形態によれば、図８に示すツール６０は、図７のものと同じである。ツール６０は、固定子に対してツールを相対的に回転運動させることによってノッチ４２に対向配置される。第１の実施形態の一例によれば、図７の配置から図８の配置へ進むためには、ツール６０が後退され、固定子が回転され、ツール６０はノッチ４２の方向に変位される。第２の実施形態によれば、ツール６０は、図７に示すものに追加したツールである。両者の相違点は、図８のツールが、別のノッチ、すなわち、ノッチ４２に対向した位置にあるのに対して、図７のツールが、ノッチ４１と対向している点である。第２の実施形態の一例によれば、図７のツール６０が後退された後、図８のツール６０は、ノッチ４２の方向に変位される。
【００４２】
第１または第２の実施形態によれば、ノッチ４２の金属シートの一部の偏位が得られる。このように、閉鎖要素４５３および４５４は、図８に２本の矢印で示すように、ツールを受けるノッチ４２の金属シートをそれぞれ左側および右側に偏位することで形成される。このように、閉鎖要素４５３および４５４は、ノッチ４１内およびノッチ４３内のそれぞれにおいて半径方向に直交する方向に突出する。また、これらの２つの実施形態によれば、ツールを変位させると、ノッチ４２の巻線部分５２が高密化する。このようにして、最後のワイヤが固定子本体の半径方向内面から突出しなくなる。
【００４３】
第１の実施形態の場合において、一実施形態によれば、ツール６０は、固定子に対して同じ軸方向の位置を保持する。これにより、閉鎖要素４５１、４５２ａ、４５３および４５４は、同じ半径方向面に位置することになる。別の実施形態によれば、固定子４に対してツール６０を軸方向に相対変位させることもできる。このような軸方向の相対変位は、例えば、ツール６０に対して固定子４を相対的に回転させることと同時に行われる。すなわち、閉鎖要素４５１、４５２ａは第１の半径方向面に位置し、閉鎖要素４５３および４５４は第２の半径方向面に位置する。ここで、第１の半径方向面と第２の半径方向面とは異なるものである。例えば、第１および第２の半径方向面は、２つの金属シートより長い距離に位置する。
【００４４】
第２の実施形態において、図７のツール６０および図８のツール６０は、実質的に異なる第１および第２の半径方向面に位置しうる。例えば、第１の半径方向面および第２の半径方向面は、少なくとも２つの金属シートに等しい距離だけ軸方向に間隔を空けて設けられる。すなわち、閉鎖要素４５１、４５２ａは第１の半径方向面に位置し、閉鎖要素４５３および４５４は第２の半径方向面に位置する。ここで、第１の半径方向面と第２の半径方向面とは異なるものである。
【００４５】
なお、図７に対してすでに述べたが、ノッチ４２の軸方向にＮ個のツール６０を分散配置して設けてもよい。これらのツールにより、軸方向に分散配置された２Ｎ個の閉鎖要素の形成物が生じる。また、軸方向に分散配置された半径方向の支持体により、ノッチ４２の巻線部分５２がさらに良好に高密化されうる。この目的のために、操作の容易性から、前記Ｎ個のツール６０を備えた単一ツールを設けることも可能である。
【００４６】
図９は、ノッチ４３のノッチ開口の方向にツール６０が変位する様子を示す。上述したように、図９に示すツール６０は、図８に示すものと同じものでありうる。また、図９に示すツール６０は異なるものであってもよい。ノッチ４２と対向するものと同一ではないが、ノッチ４１に対向するものと同一のツール６０を設けることも可能である。これは、例えば、２つの連続したノッチに２つのツールを対向して配置させ、その間に、ノッチ開口への変位ステップおよび２つのツールの後退ステップの後に、固定子に対して２つのノッチに相当する角度だけ２つのツールを回転変位させるノッチ閉鎖方法である。
【００４７】
ツール６０で形成された閉鎖要素４５２ｂおよび４５５は、いずれの場合も、図９のツール６０の面にある。
【００４８】
なお、一方では閉鎖要素４５３および４５２ａ、他方では閉鎖要素４５４および４５２ｂは、単一の歯４５にそれぞれ位置する。このように、一方では閉鎖要素４５３および４５２ａが２つの異なる半径方向面上にあり、閉鎖要素４５４および４５２ｂが２つの異なる半径方向面上にあることも好ましい。
【００４９】
実際に、２つの異なる半径方向面に閉鎖要素４５３および４５２ａを有するように選択することで、金属シートの左側への偏位による閉鎖要素４５３の形成物が、金属シートの右側への偏位による閉鎖要素４５２ａの形成物を干渉しないようにすることができる。
【００５０】
同様に、２つの異なる半径方向面に閉鎖要素４５４および４５２ｂを有するように選択することにより、金属シートの左側への偏位による閉鎖要素４５２ｂの形成物が、金属シートの右側への偏位による閉鎖要素４５４の形成物を干渉しないようにすることができる。
【００５１】
一方では形成要素４５３、４５２ａを、他方では形成要素４５４および４５２ｂを例に挙げて説明したこのような現象のことを、以下の説明において干渉と呼ぶ。
【００５２】
ツール６０の寸法は、特に、ワイヤのサイズ、ノッチの半径方向の深さ、ノッチ幅、挿入幅、絶縁体の幅およびノッチ当たりのワイヤ数に依存する。
【００５３】
例えば、図７および図９を参照すると、ノッチ幅は１．９５ｍｍ、ワイヤサイズはおよそ１．５６ｍｍ、絶縁体の厚みは０．１３ｍｍである。したがって、挿入幅は、１．９５−２×０．１３＝１．６９となり、ワイヤサイズは、１．５６ｍｍである。さらに、ノッチの半径方向の深さは、およそ１２．５ｍｍである。したがって、ノッチ基部が絶縁体で覆われていることを考慮すると、巻線部分の深さは、１２．５−０．１３＝１２．３７ｍｍとなる。目的は、少なくとも７本の導体のセットが１２．３７ｍｍの長さの部分に十分入ることができる高密度を得ることである。一実施形態によれば、２本のワイヤ間の半径方向のギャップは、最大で０．１ｍｍであるものと規定されうる。そして、以下の式、すなわち、１２．３７−（７×１．５６＋６×０．１）＝０．８５ｍｍで算出される値だけツール６０がノッチに進入する必要があることが導き出される。
【００５４】
このように進入値が０．８５ｍｍの場合、隣接するノッチにワイヤが十分に保持されうる程度に金属シートを偏位させるツール形態を規定する必要がある。このような必要偏位量は、挿入幅とワイヤサイズとの差に従って算出されうる。偏位の値は、１つのノッチにおいて互いに対向し、閉鎖要素の半径方向面が同じ２つの偏位が存在するかによる。具体的には、閉鎖要素が、ノッチ４１および４２間の歯の右側への偏位のみで形成される場合、またはノッチ４２および４３の間の歯の左側への偏位のみで形成される場合は、偏位の値は大きくしなければならない。一方で、閉鎖要素が、ノッチ４１および４２の間で歯の右側への偏位と、ノッチ４２および４３の間の歯の左側への偏位とにより形成される場合、２つの偏位のそれぞれの値の大きさはより小さくなる。
【００５５】
このように、閉鎖要素４５２が偏位４５２ａまたは４５２ｂによってのみ形成される場合、偏位は、少なくとも、挿入幅とワイヤサイズとの差、すなわち、１．６９−１．５６＝０．１３ｍｍを補償する必要がある。
【００５６】
閉鎖要素が偏位４５２ａおよび偏位４５２ｂによって形成される場合、例えば、偏位４５２ａが偏位４５２ｂに等しいものとすれば、２分の１の大きさの偏位、すなわち、（１．６９−１．５６）／２＝０．０６５であればよい。
【００５７】
このように、０．８５ｍｍの導入の場合、挿入幅１．５６ｍｍに対して２つの歯のそれぞれに少なくとも０．１３ｍｍまたは０．０６５ｍｍの偏位を許容しなければならないツール形態がある。球状のツールの場合、球の直径が４ｍｍの場合にこれが可能となる。
【００５８】
さらに、以下に挙げる３つの実施形態は、例示的に引用するものでありうる。
【００５９】
実施形態１：ノッチ４１、４２および４３のツールは同一ものである。本実施形態の一例によれば、ツールに対して固定子の相対的回転が１回転のみ起こると、閉鎖要素４５１、４５２ａ、４５３、４５４、４５５および４５２ｂは、同じ半径方向面に位置することになる。そして、特に、２つの閉鎖要素４５２ａおよび４５２ｂによって形成される閉鎖要素４５２が１つ存在する。
【００６０】
実施形態２：ノッチ４２および４３のツールが異なる。本実施形態の一例によれば、一方に閉鎖要素４５３および４５４、他方に閉鎖要素４５５および４５２ｂがあり、これらは２つの異なる半径方向面に２セット位置する。
【００６１】
実施形態３：ノッチ４１および４３のツールが同一である。本実施形態の一例によれば、ツールに対する固定子の相対的回転が１回転のみ起これば、閉鎖要素４５１、４５２ａ、４５５および４５２ｂが同一半径方向面に位置する一方で、例えば、閉鎖要素４５３および４５４が、別の半径方向面に位置する。このようにして、上述した干渉の現象を防ぐことができる。また、２つの閉鎖要素４５２ａおよび４５２ｂによって形成される単一の閉鎖要素４５２が得られる。
【００６２】
なお、図７および図８に関してすでに述べたように、ノッチ４３の軸方向にＮ個のツール６０を分散配置してもよく、これにより、軸方向に分散配置された最大２Ｎ個の閉鎖要素の形成物が生じる。また、軸方向に分散配置された半径方向の支持体により、ノッチ４３の巻線部分５３をさらに良好に高密化される。
【００６３】
図１０は、ノッチ４１および４３について、Ｎ＝２個のツール、ノッチ４２について、Ｎ＝１個のツールを示す。より一般的には、図１０によれば、２つのノッチのうちの１つは、１つのツールで変形され、残りのノッチは、２つのツールで変形される。また、２つのツールで変形された２つのノッチによって囲まれた１つのツールで変形された１つのノッチがある。
【００６４】
すなわち、２つのうちの１つのノッチが、Ｎ個の閉鎖要素を備え、ここで、Ｎは２以上に等しい総数であり、残りのノッチは、より少数の閉鎖要素を備える。例えば、Ｎ個の閉鎖要素は、Ｎ−１個の閉鎖要素を有するノッチの両側に隣接する。一例によれば、ノッチの個数が固定子の周囲に応じたものである場合、偶数のノッチが有する閉鎖要素の数は、奇数のノッチが有する閉鎖要素の数とは異なる。
【００６５】
ノッチ４２から分かるように、閉鎖要素４７２および４６２は、固定子本体の軸方向の長さに沿って軸方向に分散配置される。また、図から分かるように、Ｎ−１個の閉鎖要素を備えるノッチ４１または４３について、閉鎖要素４６１または４６３は、ノッチ４２の２つの隣接する閉鎖要素の中央を通る半径方向面に位置する。
【００６６】
例えば、ノッチ４２について、このノッチの閉鎖要素４６２および４７２は、固定子本体の第１の半径方向面にそれぞれ位置し、隣接するノッチ４１または４３の閉鎖要素４６１または４６３は、固定子本体の第２の半径方向面にそれぞれ位置し、ここで、第１の半径方向面は、第２の半径方向面と異なる。例えば、第１の半径方向面および第２の半径方向面は、少なくとも２つの金属シートに等しい距離だけ軸方向に間隔を空けて設けられる。
【００６７】
図から分かるように、ノッチ４１また４３について、閉鎖要素４６１または４６３は、まず、前記ノッチの方向において隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを右側に偏位させ、次に、前記ノッチの方向において隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを左側に偏位させることで形成され、２つの偏位は、同じ半径方向面上に位置する。同様に、ノッチ４２について、２つの閉鎖要素４７２および４６２は、まず、前記ノッチの方向において隣接するノッチ４３の金属シートの少なくとも１つを右側に偏位させ、前記ノッチの方向において隣接するノッチ４１の金属シートの少なくとも１つを左側に偏位させて形成され、２つの偏位は、同じ半径方向面に位置する。
【００６８】
例えば、閉鎖要素が少なくとも２つの金属シートの軸方向の高さを有するように、少なくとも２つの連続する金属シートを偏位させることにより閉鎖要素が形成される。
【００６９】
図１０によれば、ノッチの各閉鎖要素について、２つの隣接するノッチの少なくとも１つは、半径方向に直交する方向の寸法がノッチ幅より大きなツールを半径方向に導入することによる変形の痕跡を有する。例えば、ノッチの各閉鎖要素について、２つの隣接するノッチの少なくとも１つは、実質的に計上のツールを半径方向に導入することによる変形の痕跡を有する。
【００７０】
一実施形態によれば、ノッチ４１の２つのツールのセットおよびノッチ４３の２つのツールのセットは同一である。この目的のために、ノッチ４１および４３を変形する２つのツール６０のセットのために単一のツールを提供することも可能である。
【００７１】
この実施形態の一例によれば、ノッチ４１からノッチ４３へ進むためには、ツールに対して固定子の２つのノッチに相当する角度だけ相対的回転を１回転のみ実行すればよい。特に、ノッチ４２について、ノッチ４３の変形から得られた閉鎖要素４７２ｂまたは４６２ｂと同じ半径方向面上に、ノッチ４１の変形から得られた閉鎖要素４７２ａまたは４６２ａがある。すなわち、閉鎖要素４７２ａおよび４７２ｂの第１のセットと、閉鎖要素４６２ａおよび４６２ｂの第２のセットはそれぞれ１つの半径方向面上にあるため、これらの２つのセットはそれぞれ単一の閉鎖要素４６２または４７２を形成する。
【００７２】
本実施形態の一例によれば、ノッチ４２の変形により形成された閉鎖要素４６１および４６３は、ノッチ４２の閉鎖要素４６２および４７２のもの以外の半径方向面上に位置しうる。このようにして、上述した干渉の現象を防ぐことができる。
【００７３】
一実施形態によれば、ノッチ４０、４２および４４を変形するツール６０は同一でありえ、２つのノッチに対応する角度だけ回転して上述したさまざまなノッチに作用するものでありうる。この場合、ノッチ４０、４２および４４０の変形により形成された閉鎖要素（特に、４６１、４６３）は、同じ半径方向面上に位置するものであってもよく、ここで、この半径方向面は、ノッチ４１またはノッチ４３の変形から得られた閉鎖要素の半径方向面とは異なるものである。したがって、これにより、上述したような干渉の現象が防止される。
【００７４】
より一般的には、以下に記載するケースは、例示的なものであって、本発明の文脈から逸脱するものではない。
【００７５】
ケース１（図１０に図示せず）：連続するノッチに作用するＮ個のツールセットが同じセットである。本実施形態の一例によれば、ツールに対する固定子の相対的回転が１回転のみ起これば、Ｎに等しい少なくとも１つの閉鎖要素を備える半径方向面が複数あり、半径方向面のそれぞれは、同じ数の閉鎖要素を備える。
【００７６】
ケース２：ノッチ４２に作用するツールのセットは、ノッチ４３に作用するものと異なる。この第２のケースの一例によれば、ノッチ４２の変形から得られた閉鎖要素４６２および４６３は、ノッチ４３の変形から得られた閉鎖要素４７２ｂおよび４６２ｂのものと異なる面に位置する。すなわち、図１０の参照符号４５６が付された歯について、ノッチ４３の変形により生じた金属シートの左側の偏位４７２ｂおよび４６２ｂ、およびノッチ４２の変形により生じた金属シートの右側への偏位４７２ａおよび４６２ａは、同一の半径方向面には位置せず、これにより、上述したような干渉の現象は防止される。
【００７７】
ケース３：ノッチ４１および４３に作用するＮ個のツールのセットは同じセットである。このケースの一例によれば、Ｎ個のツールのセットに対する固定子の相対的回転が１回転のみ起こると、特に、ノッチ４２については、ノッチ４１の変形から得られた閉鎖要素４７２ａおよび４６２ａがあり、同じ半径方向面上に、ノッチ４３の変形から得られたノッチ閉鎖要素４６７ａまたは４６２ｂがある。ノッチ４１の変形およびノッチ４３の変形からそれぞれ得られる同一半径方向面上の２つの閉鎖要素は、単一の閉鎖要素４６２または４７２を形成する。１つの例によれば、上記ケース３は、本実施形態のケース２に組み合わされてもよく、これにより、特に、歯４５６に対して上述した干渉の現象が防止される。
【００７８】
図１１は、上述したような回転電機の固定子の製造方法を示す。この製造方法は、隣接するノッチの金属シートの少なくとも１つを該ノッチの方向に偏位するステップを含む閉鎖ステップ１１１を含む。
【００７９】
例えば、偏位ステップは、少なくとも２つの金属シートの軸方向の高さで実行される。上記に示したように、偏位ステップは、半径方向に沿ってツールを導入するステップを含み、前記ツールの半径方向に直交する方向の寸法は、ノッチ幅より大きい。
【００８０】
また、この製造方法は、半径方向に沿ってツールが導入されるノッチに収容される巻線部分を高密化するステップ１１２をさらに含む。一実施形態によれば、このような高密化は、前記偏位ステップ中に実行される。
【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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【図１１】
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【外国語明細書】
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