JP2003520559A - 電気機械のためのコア巻線を有する磁気的に励起可能なコアを製作する方法、この方法で制作されたコア巻線を有する磁気的に励起可能なコア並びにこの方法で制作されたコア巻線を有するコアを備えた電気機械 - Google Patents

電気機械のためのコア巻線を有する磁気的に励起可能なコアを製作する方法、この方法で制作されたコア巻線を有する磁気的に励起可能なコア並びにこの方法で制作されたコア巻線を有するコアを備えた電気機械

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Abstract

(57)【要約】 電気機械のための、電磁的に励起可能なコアを製作する方法であって、１つの方法ステップ（Ｓ１）において１つの側に平行に延びる溝（３２）を有しているほぼ直方体形（２０）のコア（２４）を準備し、その溝（３２）内に１つの方法ステップ（Ｓ２）においてコア巻線（４０）の巻線側（３６）を挿入し、かつ次いで１つの方法ステップ（Ｓ３）においてコア（２４）をコア巻線（４０）と一緒に、溝（３２）が半径方向で内方に向いている円筒リング形（５２）に変形する形式のものが提案される。この方法は別のステップを特徴とし、このステップによれば、それぞれ１つの溝（３２）内に挿入されるその都度すべての巻線側（３６）を、溝（３２）内に挿入する前に、１つの工具（４４）内で溝形（１１９）にプレスして変形する。更にこの方法で制作されたステータ（１５０）並びにこのステータ（１５０）を有する電気機械が提案される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 背景技術 日本の公開公報 9-103 052 から、請求項１の上位概念に記載した電気機械の
ステータのための製作方法が公知である。
【０００２】 このスタータを製作するためには、まず個々の薄板が打ち抜かれ、特定の数の
これらの薄板が互いに重ねられて、コアの所望の軸方向の幅にまで積層される。
この積層された薄板はステータコアを形成し、このステータコアはこれにより１
つの側にステータのために普通の互いに平行に整向された歯及び溝を有している
。既にあらかじめ巻かれた分配された波巻線として構成されたコア巻線はほぼ平
らな形で存在しており、ほぼ平らなコアの溝内に次いで挿入される。コアとコア
巻線とから成る偏平な構造群はいわゆる巻線オーバーハングを有しており、換言
すれば全部で３つの相の個々の相は、最初は溝内に挿入されていない１つの巻線
側を有している。コアとコア巻線とから成るこの構造群は次いで曲げ丸められて
、普通の中空円筒状のステータが形成される。この場合オーバーハングする巻線
側はステータの完成前に相応する溝内に最終的に挿入しておかなければならない
。
【０００３】 その製作に基づいて、コアは２つの端部を有しており、これらの端部はコア巻
線を有するコアの曲げ丸めの際に互いに密着せしめられる。これら両方の端部は
幾何的に１つのコア溝の溝底に位置せしめれれている。
【０００４】 この背景技術においては、溝に良好にアプローチし得るにもかかわらず、充て
ん率が最適でないことが欠点である。
【０００５】 発明の利点 本発明の根底をなす認識は、薄板束の曲げ丸めの前に拡開されている溝を次の
ように、すなわち挿入された巻線が既に曲げ丸めの前に少なくともほぼ、曲げ丸
め後の溝の形状に相応しているように、充てんすべきであり、その際挿入された
巻線の内部においてある程度の圧縮が望ましいということである。
【０００６】 したがって本発明による方法によれば、コア巻線のすべての巻線側を、コアの
溝内に挿入する前に、工具内で溝形にプレスして変形させる。このことは極めて
有利な手段である。それは、これにより５５％以上の比較的に大きな溝充てん率
が達成されるからである。これによって、あらかじめ組み立てられた偏平なコア
とコア巻線との構造群が中空円筒状の形状への曲げ丸めの際に変形仕事をするこ
と及びこれによってコアが許容し得ない変形を受けることが阻止される。
【０００７】 従属請求項に記載した手段によって、独立請求項による方法が有利に展開され
かつ改善される。
【０００８】 本発明の１実施形態では、後続のステップで互いに結合されるコアの両方の端
部においてそれぞれ１つの、円周方向で半分の歯が構成され、換言すれば薄板束
の突き合わせ縁は公知のように溝内に位置しているのではなしに、溝を形成する
１つの歯の内部に位置している。この手段によって突き合わせ縁の結合が困難に
なるけれども、コイルは巻線オーバーハングをもってコア内に挿入され、この巻
線オーバーハングはコア若しくはステータの曲げ丸めの終了の直前に溝内に挿入
すればよい。ところでこの溝が既に完全に形成されていると、巻線オーバーハン
グのこの巻線側が両方の端部の間で突き合わせ縁に締め込まれる危険はない。こ
の最後に挿入される巻線側の破損は、特に高速で行われる製作プロセスの際に、
簡単な形式で確実に阻止される。更に、最後に挿入される巻線側の回りに設けら
れる溝絶縁部が巻線側の挿入の際に巻線側から下方に滑ることが回避され、これ
によって製作プロセスが少なくとも阻止されることはない。それぞれ半分に構成
された歯の別の利点は、ステータコアの磁気帰路内の磁気抵抗が中断されておら
ず、したがって磁気損失がわずかであることである。
【０００９】 コア巻線が完成すると、個々のコイル側又はループ側が占める包絡スペースは
一般に、コアの曲げ丸めの後の本来の溝スペースよりも大きい。コア内への挿入
の前に巻線側をコアの溝の最終形状に相応する工具の溝形内でプレスすると、巻
線側が変形せしめられ、巻線側の包絡スペースがステータの曲げ丸めの後の本ら
ウェブの溝スペースに適合せしめられる。これによって、ステータ、換言すれば
コア巻線を有するコアの曲げ丸めの際にコアの個々の歯が巻線側に変形力を作用
させて、これによって場合によりそれ自体が曲げられ、コアが場合により損傷せ
しめられることが回避される。工具の溝形において絶縁層の厚さを考慮して、工
具の溝形を溝形の外周における絶縁層の一部だけ小さくすると、せいぜいのとこ
ろ、巻線側は２つの歯の間の絶縁層によって軽くプレスされるに過ぎない。巻線
側若しくはコア巻線はこれによってその位置にわずかな緩衝作用をもって保持さ
れ、コイルワイヤのラッカ層のはがれ及び短絡が回避される。特に絶縁層の全厚
を考慮して、工具の溝形をコア溝の溝形よりも絶縁層の全厚だけ小さくする場合
、絶縁層が損傷せしめられることはない。
【００１０】 コア巻線をいわゆる巻線オーバーハングをもって巻くと、ステータコアの両側
の両方の巻線頭部をほぼ対称的に構成することができる。巻線頭部はこの場合特
に突き合わせ箇所の範囲において、貫通開口を形成して、空気の貫流の際に大き
なレベルの騒音を発生するほぼくさび形の切り欠きは有していない。巻線オーバ
ーハングによって達成される対称的な巻線頭部の構成によって更に、コアとコア
巻線とから形成されている構造群の曲げ抵抗がステータの長さ若しくは円周にわ
たって充分にコンスタントである。円筒リング形に曲げられているコアとコア巻
線とから成る完成した構造群はこれによって特に良好な円形度を有している。
【００１１】 コア巻線が少なくとも１つのオーバーハング巻線側を有しており、この少なく
とも１つのオーバーハングの巻線側の、次のオーバーハングしていない巻線側と
の間隔が２つの隣接する溝の間隔よりも大きいと、コアの曲げ丸めの終了の前に
おけるオーバーハングの巻線側の第１の溝内への挿入が容易にされており、オー
バーハングの巻線側と最後の溝内にある最後の巻線側との間の引っ張り負荷が回
避される。少なくとも１つのオーバーハングの巻線側を溝形への巻線側のプレス
の際に、オーバーハングしていない巻線側が定める平面から持ち上げると、曲げ
丸めの際に、かつ最後のオーバーハングのコイルの挿入の際に、巻線側がコアの
端部と衝突して、場合により損傷せしめられることが回避される。
【００１２】 ２層のループ巻線として構成されたコア巻線の利点は、相巻線の各ループが一
面では内周の、ひいては歯頭部範囲におけるワイヤを有しており、かつ他面では
溝底の範囲のワイヤを有していることである。巻線頭部の冷却は一般に内周にお
いて外周におけるよりも良好であるので、これによってループの、ひいてはまた
全体の相巻線の結局は一様な冷却が達成される。これにより単に相巻線が一様に
冷却されるだけでなしに、コア巻線全体も一様に冷却される。個々の相巻線は同
じ負荷に構成することができる。
【００１３】 コア巻線を簡単な単層のループ巻線として構成すると、コア巻線はオーバーハ
ングの巻線側を有しておらす、コアとコア巻線とから成る構造群の巻丸めの際に
、オーバーハングの巻線側を挿入する必要はなく、リング円筒形への曲げ丸めプ
ロセスはオーバーハングの巻線側なしに簡単にかつ問題なしに行うことができる
。
【００１４】 本発明の別の実施形態では、コアはコア巻線を溝内に挿入する前に、そのコア
背面を介して、換言すれば溝を付けられていない側を介して、ある程度前曲げさ
れて、巻線側を挿入するための溝開口が拡大せしめられる。この方法ステップに
よって、まだ偏平なコアの溝開口が極めて小さい場合に、溝開口よりも幅広い巻
線側を有する巻線をコア内に挿入することが可能である。このことは歯頭部を比
較的に幅広く構成することを可能にし、これによりロータからコアへの磁界の極
めて良好な移行が実現され、このことは効率を著しく改善する。この方法ステッ
プによって、その最少横断面寸法が、まだ偏平な状態のステータコアの溝開口の
幅よりも大きいワイヤ並びに非円形の横断面を有するワイヤを使用することも可
能である。
【００１５】 円筒リング形へのコアの曲げの終了の前に巻線オーバーハングが少なくとも１
つの溝内に挿入され、次いで初めて完全に曲げられる場合、溝開口は完全に曲げ
られたコアにおけるよりも幅広く、これによって巻線オーバーハングの挿入が簡
単になる。
【００１６】 円筒リング形に曲げられたコアがもはや曲げの弾性的な部分だけ戻り変形しな
いようにするために、コアの端部は素材結合で互いに結合しておくことができる
。
【００１７】 実施例の説明 以下においては添付の図面に示した実施例によって本発明を詳説する。
【００１８】 図１には重要なステップを有する本発明による方法の概略的な経過が示されて
いる。方法ステップＳ１においてはほぼ直方体形２０を有する磁気的に励起可能
なコア２４が準備される（図２も見よ）。コア２４は側２８上で平行に延びる溝
３２を有している。
【００１９】 コア巻線４０は溝ワイヤ区分１０５を有しており、これは後で溝３２内に配置
される。溝３２内に配置されて群にまとめられる溝ワイヤ区分１０５は巻線側３
６として示される。巻線側３６を有するコア巻線４０はプレス工具４４（図６Ｂ
）内でプレスされて、巻線側３６が変形せしめられ、かつこれによって溝３２の
輪郭に適合せしめられる（方法ステップＳ２）。別の後続の方法ステップＳ３に
おいて、プレスされたコア巻線４０がその巻線側３６をコア２４の溝３２内に挿
入される（図８も見よ）。方法ステップＳ４においてはコア２４はコア巻線４０
と一緒に、半径方向で内方に向いた溝３２を有する円筒リング形５２に変形せし
められる。
【００２０】 図２においては、直方体形のコア２４の側面図が示されている。コア２４は、
互いに逆の側の端面５６を備えた直方体形２０を有している。端面５６は背面６
０と溝面６４とによって互いに結合されている。両方の端面５６、背面６０並び
に溝面６４は直方体形のコア横断面を決定する。コア２４は２つの端部６１を有
しており、これらの端部はそれぞれ端面６８を有している。コア２４は全部で３
６の溝３２を有しており、これらの溝は全て互いに平行に整向されていて、１つ
の共通な平面内に配置されている。溝３２は全て同じ方向に開かれていて、溝開
口７２で終わっており、これらの溝開口は全て溝面６４内に位置している。溝３
２は側面が平行な歯７６によって仕切られる。歯７６は溝面６４内で終わってい
る歯頭部７８と、歯足部８０とを有している。歯７６の歯足部８０は全て、背面
６０に対して平行に配置されている１つの平面内に位置している。歯７６は横断
面形若しくはプロフィール形８２を有しており、歯７６は端面６８に対して平行
に延びている。各歯頭部７８は２つの歯条片８４を有しており（図８も見よ）、
これらの歯条片は、円筒リング形５２にコア２４が曲げられる場合に、円周方向
に延びる。各歯７６は、端面６８に対して平行に整向されている歯中心平面８６
に関して対称的に構成されている。コア２４の両方の端面６８のところには、そ
れぞれ２つの、歯中心平面８６において半分にされている歯８８が構成されてい
る。両方の半分にされている歯８８の間には３５の完全に構成された歯７６が配
置されており、したがって全体で３６の溝３２及びコア２４が曲げ丸められた状
態で３６の歯７６が生じ、その際１つの歯は２つの半分にされた歯８８から形成
されている。
【００２１】 全体の歯７６及び半分の歯８８はそれらの歯足部８０をもってコア背部８９と
互いに一体に結合されている。コア背部は全ての全体の及び半分の歯７６及び８
８の磁気帰路を形成する。
【００２２】 コア２４の上方にコア巻線４０が示されており、このコア巻線はコア２４に対
して９０°だけ図平面内に旋回させて示されている。図２に示したコア巻線４０
は３相の２層ループ巻線９０である。被覆された若しくはラッカを塗られたワイ
ヤ９１から巻かれている３相のループ巻線９０は接続ワイヤＵ及びＸを有する第
１の相９３と、コア巻線接続部Ｖ及びＹを有する第２の相９６と、接続ワイヤＷ
及びＺを有する第３の相９９とから成っている。ループ巻線９０はそのコア巻線
接続部Ｕをもって番号１の溝３２内に挿入され、コア巻線接続ワイヤＺは番号２
の溝３２内に、かつコア巻線接続ワイヤＶは番号３の溝３２内に挿入されている
。コア巻線接続部Ｕ、Ｚ及びＶ並びにＸ、Ｗ及びＹ並びにこれらの間に位置する
全ての巻線側３６は番号１〜３６の溝内に挿入されるのに対し、このコア巻線は
いわゆる全巻線オーバーハング１０２を有しており、これはコア巻線４０をコア
２４内に挿入する場合に、溝３２内には挿入されていない。
【００２３】 図３には図２の第１の相９３が原理的に同じ構成で示されている。この第１の
相９３は残りの両方の相と同じように、溝ワイヤ区分１０５並びにこれらの溝ワ
イヤ区分１０５を接続する接続ワイヤ１０７から成っている。第１の相９３の図
示の下側に記載されている数字１〜３４は、どの溝ワイヤ区分１０５がどの番号
１〜３４若しくは１の溝内に位置するか若しくは挿入されるかを示す。
【００２４】 図４においては、図２に示されているような全ての３つの相９３，９６及び９
９の横断面が示されており、その際しかしながら単に例えば第１の相９３だけが
示されている。ほかの両方の相９６及び９９はこれと同じように製作されている
。数字１〜３６若しくは３は溝番号を示す。番号１の溝３２から出発して、第１
のステップにおいて相端部Ｕから溝ワイヤ区分１０５が番号１の溝３２に相応す
る位置に配置される（Ｕ１）。溝ワイヤ区分１０５，Ｕ１に、図示していない接
続ワイヤ１０７が接続しており、この接続ワイヤは番号４の溝３２の位置にまで
達している。巻線は溝ワイヤ区分１０５，Ｕ２で続けられる。溝ワイヤ区分１０
５，Ｕ２には別の接続ワイヤ１０７が接続しており、この接続ワイヤは溝ワイヤ
区分１０５，Ｕ３で再び番号１の溝３２の位置に巻かれる。巻き付けは別の接続
ワイヤ１０７で溝ワイヤ区分１０５，Ｕ４を介して番号４の溝３２内の位置に続
けられ、そこから交互に、図４に示すように、接続ワイヤ１０７及び溝ワイヤ区
分１０５，Ｕ５を介して番号７の溝３２の位置に、このようにしてステップ状に
示すように、最後に溝番号４２の溝３２にまで行われ、そこから溝ワイヤ区分１
０５，Ｕ４８が再び導き出され、第１の相９３の相端部Ｘを形成する。明らかな
ように、溝番号３６の溝３２を介して２つの溝ワイヤ区分１０５，Ｕ４５及びＵ
４７が配置されており、これらの溝ワイヤ区分は後で再び溝番号１の溝３２内に
、ひいては溝ワイヤ区分１０５，Ｕ３及びＵ１上に位置せしめられる。図４の図
示においては、個々の溝ワイヤ区分１０５が第１の層１１０においても、第２の
層１１２においても、位置することが明らかである。このことは全ての３つの層
９３，９６及び９９に対して当てはまる。第１の層１１０は後で溝３２の内部に
、かつ第２の層１１２は後で溝開口７２の範囲内に位置することになる。図３の
第１の相９３の図示は図４及び図２における図示と個々の層における個々の溝ワ
イヤ区分１０５の位置に関して異なってはいるが、しかしながらこのことは製作
法及びまた電気的作用にとって重要なことではない。
【００２５】 図５においては、巻線側３６の範囲が部分的にかつ拡大して示されており、こ
れらの巻線側は溝番号３４，３５及び３６の溝３２内に挿入され、並びに３つの
相９３，９６及び９９の個々の巻線オーバーハング１１５が示されている。第２
の相９６の巻線側３６と第３の相９９の巻線側３６との間の間隔ｄ１はコア２４
の直方体形の状態における２つの溝３２の間隔に等しい。第３の相９９の巻線側
３６と第１の相９３の第１の巻線オーバーハング１１５との間隔はｄ２で示され
ている。この間隔は、曲げ丸める前にコア２４内に挿入される最後の巻線側３６
ともはや偏平なコア２４内には挿入できない第１の巻線オーバーハング１１５と
の間隔を示す。間隔ｄ２は間隔ｄ１よりも大きい。３つの相９３，９６及び９９
の個々の巻線オーバーハング１１５相互の間隔は間隔ｄ１に等しい。
【００２６】 図６Ａには個々の巻線側３６の横断面が示されている。個々の巻線側の横断面
は最初は、特定の包絡面１１８の内部で最初は程度の差こそあれ、無秩序に配置
されている個々の溝ワイヤ区分１０５の横断面から成っている。図３，４及び５
の図示と異なって、ここではより多数のループ若しくは巻き条が巻かれている。
図１において既に述べたように、巻線側３６はコア２４の溝３２内に挿入する前
に変形せしめられ、包絡面１１８が最後にプレス工具４４の溝形１１９になるよ
うにされる（図６Ｂも見よ）。このために巻線側３６はまずルーズにプレス工具
４４の溝形１１９内に図６Ｂの矢印のように挿入される。次いでプランジャ１２
０が巻線側３６を溝形１１９内にプレスして、その場合巻線側３６を塑性変形さ
せ、巻線側が外側の包絡面１１８で溝形１１９になるようにする。プレス工具４
４の溝形１１９は曲げの後の溝３２の横断面形と等しいように構成しておくこと
ができる。変化形では、溝形１１９は、溝３２の溝横断面から絶縁層１２３の材
料厚さｄＩＳＯの少なくとも一部を減じたものに等しい（図６Ｃ及び６Ｄ並びに
図８も見よ）。
【００２７】 図４に示したようなコア巻線４０が全巻線オーバーハング１０２をもって巻か
れると、全巻線オーバーハング１０２は第２の層１１２の高さのところに位置す
る。プレス工具４４内でコア巻線４０をプレスすることにより、全巻線オーバー
ハング１０２は同時に第２の層によって形成される平面から持ち上げられる。個
々の巻線オーバーハング１１５は後で第１の層１１０に向けられている下面を有
している。個々の巻線オーバーハング１１５のこれらの下面はプレス工具４４内
でのプレスによって、第２の層１１２を越えて持ち上げられ、後で円形になるコ
ア２４の直径の内部に位置する曲線Ｋ上に位置する。
【００２８】 コア巻線４０のプレス及び変形の後に、コア巻線４０は巻線側３６を絶縁物質
１２３で内張された溝３２内に挿入される（図８）。コア２４、絶縁物質１２３
及びコア巻線４０から形成される前組み立てされた構造群は次の方法ステップＳ
４で溝３２が半径方向で内方に向けられている円筒リング形５２に変形せしめら
れる。この場合、溝番号３６の溝３２に接する半分の歯８８から変形が開始され
る。半分の歯８８は工具内で、溝番号３５及び３６の溝３２の間の次の歯７６に
対して相対的に曲げられ、これにより歯頭部７８が互いに接近し、溝開口７２が
縮小せしめられる。この場合同時に半分の歯８８と溝番号３５及び３６の溝３２
の間の歯７６との間の背面区分（１４０）が曲げられ、歯７６と背面区分１４０
との間の角度が小さくなる。半分の歯８８についても同じことである。この変形
過程は、最後に溝番号３及び４の溝３２の間の歯７６が溝番号２及び３の溝３２
の間の歯７６に向かって曲げられるまで、続けられる。
【００２９】 しかしながらコア２４の曲げ丸めを終了する前に、まず３つの相９３，９６及
び９９の３つの巻線オーバーハング１１５を溝番号３，２及び１の溝３２内に挿
入しなければならない。このためには、個々の巻線オーバーハング１１５をそれ
ぞれ１つのプランジャ１２６によって溝番号３，２及び１の溝３２内に挿入し、
若しくは押し込む。変化形によればこのことは、これらの巻線オーバーハングに
対して１つのプランジャ１２７によっても可能である（図１０を見よ）。
【００３０】 プレスされた巻線側３６を挿入する前に溝３２を絶縁層１２３で内張し、次い
で溝を溝閉鎖フォイル１２４で閉鎖する代わりに（図１１も見よ）、変化形では
プランジャ１２６及び１２７に溝閉鎖フォイル１２４を装着し、溝閉鎖フォイル
１２４が巻線オーバーハング１１５と一緒に溝３２内に押し込まれるようにする
ことも可能である。その場合溝内における溝閉鎖フォイルの位置は、コア２４の
曲げ丸めに際に狭くなる溝開口７２によって歯条片８４で押さえられる。更に別
の変化形では、やはり絶縁層１２３と溝閉鎖フォイル１２４との２部分から成る
溝絶縁部が使用される。この場合既にプレスされたコア巻線４０若しくはその巻
線側３６をコア２４内に挿入する前に、側面を絶縁層１２３でくるみ、かつ場合
により接着する。溝閉鎖フォイル１２４は、前述の溝閉鎖フォイル１２４を装着
したプランジャ１２６及び１２７のように、巻線オーバーハング１１５と一緒に
溝３２内に押し込まれる。別の変化形では、プレスされた巻線側３６を溝３２内
に挿入する前に一体の絶縁層１２３で取り囲む（図１２）。図１２に示した実施
例では絶縁層１２３は次のように巻線側３６に巻き付けられる。すなわち絶縁層
１２３の２つの端部１３０が互いに重なり合い、これらの端部の互いに接触する
面が互いに接着されているようにする。この変化形では、全体のコア巻線４０は
、巻線側を絶縁層１２３で取り囲んだ後に初めて、コア２４の溝３２内に挿入さ
れる（図１３）。
【００３１】 図１４においては、簡単なループ巻線が斜視図で示されている。このループ巻
線はやはりコア巻線４０の第１の相９３を構成する。図３若しくは４の２層のル
ープ巻線におけるように、溝番号１の溝３２の位置から始まって巻き付けが行わ
れ、第１のループが溝番号１及び４の溝３２内に巻かれ、このようにして溝間隔
に関して３ステップずつの別のコイルに配置される。第１の相９３は最後に溝番
号３４の溝３２内で端部Ｘで終わる。相応して構成される第２の相９６は溝番号
２の溝３２において始まり、溝番号３５の溝３２にまで第１の相９３上に重ねら
れる。第３の相９９も同じことであって、番号３の溝で始まり、溝番号３６の溝
で終わる。このようにして構成されたコア巻線４０は全巻線オーバーハング１０
２を有していない。図１５においては７２の溝を有するコア２４が示されている
。ここでは第１の相９３は溝番号１の溝３２から溝１及び７に巻かれ、特定の巻
数の後に溝２及び８に巻かれる。コイル接続ワイヤにより、最後にこの第２のコ
イルが溝１３及び１９内に巻かれた後に別のコイルが溝１４及び２０内にかつ続
いて巻かれ、最後に全部で８つの別のコイルの後に相巻線９３が番号６８の溝内
で再びコア２４から導き出される。溝番号３の溝３２において始まって、第２の
相９６が開始され、最後に番号７０の溝において第２の相９６のワイヤがコア２
４から導き出される。第３の相９９の巻線は番号５の溝において始まって、番号
７２の溝において終わる。
【００３２】 図１６においては第１の相９３が分配された波巻線１３５の形で示されている
。ワイヤ９１は溝番号１の溝３２内で始まって、接続ワイヤ区分１０７を介して
溝４内に導かれ、そこから再び別の接続ワイヤ区分１０７を介して溝７内に導か
れ、かつ図１６に示すように、引き続き巻かれ、第１の巻線オーバーハング１１
５が溝１に相応する位置において生ずる。そこから溝３４〜４を介して巻き戻さ
れる。第２の相巻線９６は類似した形式で溝２から始まって溝２まで巻かれ、そ
こで形成される巻線オーバーハング１１５は再び溝５まで巻き戻され、第３の相
は溝３において始まって、溝番号３の溝３２内の巻線オーバーハング１１５まで
巻かれ、そこから再び溝番号６の溝３２内に巻き戻される。このような分配され
た波巻線１３５として構成されたコア巻線４０はやはり本発明による方法に適し
ている。
【００３３】 別の実施例においては、まずコア２４が準備される。溝３２内に巻線４０がワ
イヤ９１で巻き込まれるか、あるいはあらかじめ製作された巻線４０が溝３２内
に挿入される。巻線４０はこの場合まだプレスされていない。次いで溝３２の溝
側１７０にそれぞれ一線になるように案内エレメント１７３が、後で半径方向で
内方に向くコア２４の側２８上に載置され、案内エレメント１７３の間にコンス
タントな間隔が生ぜしめられる。内側輪郭１７９を有する成形プランジャ１７６
が次いで両方の案内エレメント１７３によって案内されて巻線側１１５上に動か
される。巻線側１１５の個々の溝ワイヤ区分１０５はこの場合内側輪郭１７９内
に押し込まれて変形せしめられ、巻線側１１５の横断面がコア２４の曲げ丸めの
後の溝３２の横断面に相応するようにされる（図１７Ａ、図１７Ｂ）。
【００３４】 代替的に、それぞれ１つの溝３２内に巻かれた溝ワイヤ区分１０５を順次にプ
レスすることも可能である。
【００３５】 巻線４０を巻き付け若しくは挿入する前に、必要に応じてあらかじめ絶縁層１
２３を入れておくことができる。
【００３６】 変形後に、成形プランジャ１７６が再び溝３２から取り除かれ、案内エレメン
ト１７３がコア２４から取り外される（図１７Ｃ）。
【００３７】 巻線４０を有するこのコア２４は次いで、図９又は１０に示し、説明したよう
に、別の方法ステップで加工される。
【００３８】 別の実施例では、その最大の横断面寸法がまだ直方体形２０であるコアの円周
方向での溝開口７２の幅よりも大きいワイヤ９１が使用される。エンドレスのワ
イヤ９１，例えば棒巻線と呼ばれる巻線に使用されるような長方形のワイヤ横断
面を有するワイヤ９１を有するこのような巻線が、既に述べた３つの巻線構成に
おけるように巻かれる場合には、コア巻線４０の挿入はそれ自体として不可能で
ある。これに対処するために、コア４０はその背面６０を介してコア巻線４０の
挿入の前に、曲げられ、溝開口７２が拡開せしめられ、コア巻線４０を挿入可能
であるようにする。コア巻線４０が挿入されると、既に述べたように、この場合
においても、コア巻線４０を有するコア２４が次いで曲げ丸められ、溝開口７２
が更に狭められる（図１８Ｂを見よ）。
【００３９】 しばしば溝３２の２倍の溶接又はろう接された接続部を有している普通の棒巻
線と異なって、ワイヤ端部Ｕ〜Ｚへの接続部を製作する費用は減少せしめられて
いる。
【００４０】 図１８Ａ及び１８Ｂに示した実施例は相応する横断面寸法を有するワイヤの使
用に限定されるものではない。むしろこの実施例は、巻線側３６がその円周方向
の幅に基づいて溝開口７２内に挿入することができず、コア２４をその背面６０
を介して曲げて、溝開口を拡開した後に初めて挿入することができるようにプレ
スされているコア巻線４０のためにも使用することができる。
【００４１】 プレスされた巻線側３６の形状安定性を改善するために、巻線側３６を固定す
るいわゆるバックラッカを使用することができる。このことは、例えば既にこの
ようなラッカで処理されたワイヤ９１を使用することによって可能であり、その
ラッカ層はプレス工具４４内で加熱されて、少なくとも粘着性の状態になり、こ
れによりワイヤ９１が互いに付着し、ラッカが冷却して凝固した後に互いに固く
結合し、簡単に継続加工することができる。
【００４２】 電気的に有効な溝充てん率はこの場合溝内に配置されている全ての電気的に作
用する溝ワイヤ区分１０５の部分の横断面の和の、曲げ丸めの後の溝３２の横断
面に対する面積横断面比として規定される。本発明の範囲内で、電気的に有効な
溝充てん率は少なくとも５５％を実現することができる。この下限は電気的な効
果のための最低必要値である。７５％の上限は技術的になお可能である。より大
きな溝充てん率は巻線側３６のプレスの際に大きな力を必要とし、ワイヤ９１上
のラッカ層が損傷せしめられ、コア巻線４０の短絡がこれを使用不能にする。製
作公差及び技術的な実現性を考慮した良好な妥協値は５７％と７０％との間の範
囲の溝充てん率である。
【００４３】 図１９Ａにおいては、薄板１５３から構成され、コア巻線４０として簡単なル
ープ巻線を有するコア２４から成るステータ１５０が示されている。図１８Ｂに
おいては、曲げ丸められたコア２４の両方の突き合わされる端面６８から形成さ
れる接合箇所１５６が示されている。曲げ丸められたコア２４が曲げの弾性的な
部分だけ開くことがないようにするために、接合箇所１５６に溶接継ぎ目１６０
が設けられており、これによりコア２４の両方の端部６１が互いに固く結合され
る。
【００４４】 図２０には本発明によるステータ１５０を有する電気機械１４０が概略的に示
されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるコア巻線を有するコアを製作する方法の経過を示す。
【図２】 直方体形のコアの側面及びコア巻線接続部を有するコア巻線の平面並びにその
、コアの溝に対する従属関係を示す。
【図３】 ２層のループ巻線の相の斜視図を示す。
【図４】 図３の２層のループ巻線から形成されたコア巻線の全ての３つの相の概略的な
概要を示す。
【図５】 図４の巻線の巻線オーバーハングの細部を示す。
【図６Ａ】 巻き付け直後の巻線側の横断面を示す。
【図６Ｂ】 プレス過程後のプレス工具内の図６Ａの巻線側を示す。
【図６Ｃ】 プレス後のループ側の輪郭の細部を示す。
【図６Ｄ】 プレス後のループ側の輪郭の細部を示す。
【図７】 巻線オーバーハング及びオーバーハングしていない次の巻線側に対するその位
置を示す。
【図８】 曲げ丸めの前の挿入された巻線側を有する溝の横断面を示す。
【図９】 溝１〜３内にオーバーハングしたコイルを押し込むための補助装置と一緒にほ
とんど完全に曲げ丸められたコアの側面の一部を示す。
【図１０】 溝１〜３内にオーバーハングしたコイルを押し込むための図９の装置の変化形
を示す。
【図１１】 曲げ丸めた後の溝の横断面を示す。
【図１２】 絶縁された巻線側の別の実施例を示す。
【図１３】 溝内で図１２により絶縁された巻線側の一部を示す。
【図１４】 簡単な単層のループ巻線の個々の相の斜視図を示す。
【図１５】 ３相の単層の簡単なループ巻線から形成された直方体形のコア内のコア巻線を
示す。
【図１６】 分配された波巻線の簡単な実施例を示す。
【図１７Ａ】 製作法の別の実施例を示す。
【図１７Ｂ】 製作法の別の実施例を示す。
【図１７Ｃ】 製作法の別の実施例を示す。
【図１８Ａ】 曲げ開かれた溝及び挿入された巻線側を有するコアの一部を示す。
【図１８Ｂ】 コアを曲げ丸めた後の図１７Ａの溝の一部を示す。
【図１９Ａ】 製作後のコア巻線を有するコアを示す。
【図１９Ｂ】 接合箇所の範囲におけるコア巻線を有するコアの一部を示す。
【図２０】 本発明によるコア巻線を有するコアを備えた電気機械を示す。
【符号の説明】
２０ 直方体形、 ２４ コア、 ２８ 側、 ３２ 溝、 ３６ 巻線側、
４０ コア巻線、 ４４ プレス工具、 ５２ 円筒リング形、 ５６ 端面、
６０ 背面、 ６１ 端部、 ６４ 溝面、 ６８ 端面、 ７２ 溝開口、
７６ 歯、 ７８ 歯頭部、 ８０ 歯足部、 ８２ 横断面形若しくはプロ
フィール形、 ８４ 歯条片、 ８６ 歯中心平面、 ８８ 歯、 ８９ コア
背部、 ９０ ループ巻線、 ９１ ワイヤ、 ９３ 第１の相、 ９６ 第２
の相、 ９９ 第３の相、 １０２ 全巻線オーバーハング、 １０５ 溝ワイ
ヤ区分、 １０７ 接続ワイヤ、 １１０ 層、 １１２ 層、 １１５ 巻線
オーバーハング、 １１８ 包絡面、 １１９ 溝形、 １２０ プランジャ、
１２３ 絶縁層、 １２４ 溝閉鎖フォイル、 １２６ プランジャ、 １２
７ プランジャ、 １３０ 端部、 １３５ 波巻線、 １４０ 背面区分（電
気機械）、 １５０ ステータ、 １５３ 薄板、 １５６ 接合箇所、 １６
０ 溶接継ぎ目、 １７０ 溝側、 １７３ 案内エレメント、 １７６ 整形
プランジャ、 １７９ 内側輪郭、 ｄ１ 間隔、 ｄ２ 間隔、 ｄＩＳＯ
材料厚さ、 Ｋ 曲線、 Ｓ１ 方法ステップ、 Ｓ２ 方法ステップ、 Ｓ３
方法ステップ、 Ｓ４ 方法ステップ、 Ｕ 接続ワイヤ、 Ｖ コア巻線接
続部、 Ｗ接続ワイヤ、 Ｘ 接続ワイヤ、 Ｙ コア巻線接続部、 Ｚ 接続
ワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 エバーハルト ラウ ドイツ連邦共和国 コルンタール−ミュン ヒンゲン シュテッティンガー シュトラ ーセ 27 (72)発明者 アダム ウィルモット イギリス国 スワンセン テュイコーチ パストラル ワン 55 (72)発明者 アラン ファッセイ イギリス国 モア バイ シー 06 サッ トン ケーン ティ ネイヴィヨード （番地なし) (72)発明者 ウイリアムズ ニール イギリス国 ブリッジエンド ガース ア イ シーア ジル ムリッグ （番地な し) (72)発明者 マーティン ヘンネ ドイツ連邦共和国 メークリンゲン パウ ル−ヒンデミート−シュトラーセ 14 (72)発明者 クラウス プフリューガー ドイツ連邦共和国 エバーディンゲン シ ュロスシュトラーセ ２ Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AB01 5H615 AA01 BB01 BB02 BB14 PP01 PP06 PP13 QQ02 QQ06 QQ12 SS04 SS05 (54)【発明の名称】 電気機械のためのコア巻線を有する磁気的に励起可能なコアを製作する方法、この方法で制作さ れたコア巻線を有する磁気的に励起可能なコア並びにこの方法で制作されたコア巻線を有するコ アを備えた電気機械

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気機械のためのコア巻線（４０）を有する磁気的に励起可
    能なコアを製作する方法であって、１つの方法ステップ（Ｓ１）において１つの
    側に平行に延びる溝（３２）を有しているほぼ直方体形（２０）のコア（２４）
    を準備し、その溝（３２）内に１つの方法ステップ（Ｓ２）においてコア巻線（
    ４０）の巻線側（３６）を挿入し、かつ次いで１つの方法ステップ（Ｓ３）にお
    いてコア（２４）をコア巻線（４０）と一緒に、溝（３２）が半径方向で内方に
    向いている円筒リング形（５２）に変形する形式のものにおいて、それぞれ１つ
    の溝（３２）内に挿入されるその都度すべての巻線側（３６）を、溝（３２）内
    に挿入する前に、１つの工具（４４）内で溝形（１１９）にプレスして変形する
    ことを特徴とする、電気機械のためのコア巻線を有する磁気的に励起可能なコア
    を製作する方法。
  2. 【請求項２】 コア（２４）を次のように、すなわちその互いに接合すべき
    端部（６１）が円周方向でそれぞれ半分の歯（８８）として構成されているよう
    に、製作することを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 コア巻線（４０）の巻線側（３６）を、コア（２４）の溝（
    ３２）の横断面形に等しい溝形（１１９）にプレスすることを特徴とする、請求
    項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 コア巻線（４０）の巻線側（３６）を、コア（２４）の溝（
    ３２）の横断面形から絶縁層（１２３）の厚さ（ｄＩＳＯ）の少なくとも一部を
    減じた溝形（１１９）にプレスすることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 コア巻線（４０）を少なくとも１つの巻線オーバーハング（
    １１５）をもって巻き付けることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか
    １項記載の方法。
  6. 【請求項６】 オーバーハングする巻線側（３６）の、隣接のオーバーハン
    グしない巻線側（３６）に対する間隔（ｄ２）を２つの溝（３２）の間隔（ｄ１
    ）よりも大きく巻くことを特徴とする、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 溝形（１１９）への巻線側（３６）のプレスによって、少な
    くとも１つのオーバーハングする巻線側（３６）をオーバーハングしない巻線側
    （３６）によって形成される平面から永久的に持ち上げることを特徴とする、請
    求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 コア巻線（４０）を２層のループ巻線として構成することを
    特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
  9. 【請求項９】 コア（２４）を、コア巻線（４０）を溝（３２）内に挿入す
    る前に、そのコア背面を介して曲げて、溝開口（７２）を巻線側（３６）を挿入
    するために拡大することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】 コア巻線（４０）を簡単な単層のループ巻線として構成す
    ることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  11. 【請求項１１】 巻線オーバーハング（１１５）を、円筒リング形（５２）
    へのコア（２４）の曲げの終了前に、少なくとも１つの溝（３２）内に挿入する
    ことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
  12. 【請求項１２】 円筒リング形（５２）にコア（２４）を曲げた後に、端部
    （６１）を素材結合で互いに結合することを特徴とする、請求項１から１１まで
    のいずれか１項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 電気機械のためのコア巻線（４０）を有する磁気的に励起
    可能なコアを製作する方法であって、１つの方法ステップ（Ｓ１）において１つ
    の側に平行に延びる溝（３２）を有しているほぼ直方体形（２０）のコア（２４
    ）を準備し、その溝（３２）内に１つの方法ステップ（Ｓ２）においてコア巻線
    （４０）の巻線側（３６）を挿入し、かつ次いで１つの方法ステップ（Ｓ３）に
    おいてコア（２４）をコア巻線（４０）と一緒に、溝（３２）が半径方向で内方
    に向いている円筒リング形（５２）に変形する形式のものにおいて、それぞれ１
    つの溝（３２）内に挿入されるその都度すべての巻線側（３６）を、溝（３２）
    内に挿入した後に、成形プランジャ（１７６）によって変形して、すべての巻線
    側が全体として、その外側輪郭が曲げ丸めたコア（２４）の溝（３２）に等しく
    なるようにすることを特徴とする、電気機械のためのコア巻線を有する磁気的に
    励起可能なコアを製作する方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法で製作さ
    れた、電気機械（１４０）のためのコア巻線（４０）を有する磁気的に励起可能
    なコア（２４）。
  15. 【請求項１５】 コア（２４）が接合箇所（１５６）を有しており、この接
    合箇所においてその２つの端面（６８）が互いに結合されていることを特徴とす
    る、請求項１４記載の電気機械（１４０）のためのコア巻線（４０）を有する磁
    気的に励起可能なコア（２４）。
  16. 【請求項１６】 両方の端部（６１）が素材結合で互いに結合されているこ
    とを特徴とする、請求項１４又は１５記載の電気機械（１４０）のためのコア巻
    線（４０）を有する磁気的に励起可能なコア（２４）。
  17. 【請求項１７】 接合箇所（１５６）の両側にそれぞれ少なくとも１つのコ
    ア巻線接続部が配置されていることを特徴とする、請求項１４から１６までのい
    ずれか１項記載の電気機械（１４０）のためのコア巻線（４０）を有する磁気的
    に励起可能なコア（２４）。
  18. 【請求項１８】 請求項１４から１７までのいずれか１項記載のコア巻線（
    ４０）を有する磁気的に励起可能なコアを備えた電気機械（１４０）のためのス
    テータ（１５０）。
  19. 【請求項１９】 請求項１８のステータ（１５０）を有する電気機械（１４
    ０）、特にオルタネータ。
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