JP2019519181A - ステータリングがモジュールから構成される、軸方向磁束機械用ステータ - Google Patents

Abstract

本発明は、軸方向磁束電磁機械用のステータに関し、ステータは、厚さにより接続される２つの実質的に円形の対向する面（１ａ、１ｂ）を有するリング（１）を形成し、リング（１）内で規則的に分布される巻線（３）を有する。各巻線（３）は、巻線（３）が巻かれたコア（５）を有するユニット部分（４）に担持される。ユニット部分（４）は、端部と端部が接して同心円状に配置され、そして選択肢としてリング（１）を収容するケーシングの一部である、支持部材（６）と強固に固定するための（１２，１２ａ、１４）を有し、その固定手段は、端部と端部が接するそれぞれのユニット部分（４）の軸方向または横方向の面によって担持され、あるいは実質的に円形の面の一部を形成する各ユニット部分の少なくとも１つの上面または下面により担持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステータのリングを形成するユニット部分を有する軸方向磁束電磁機械のステータに関する。本発明はまた、軸方向磁束機械およびそのようなステータを取り付ける方法に関する。

電磁機械は、少なくとも１つのステータ及び少なくとも１つのロータと、これら２つの要素を分離するエアギャップとを含む。ロータは少なくとも１つの永久磁石、有利には一連の永久磁石を担持し、一方少なくとも１つの一連の巻線要素はステータによって担持される。

従来、巻線要素の各々は、コイルを担持するコアまたは歯を含み、コアは、その側面のそれぞれが窪みによって囲まれ、良好な導電性金属ワイヤがコイルを形成するためにコアの周りに巻かれる。

一連の巻線に電力が供給されると、モータの出力軸に固定されたロータは磁場から生じるトルクを受け、生成された磁束は軸方向磁束機械のための軸方向磁束である。

重量および寸法を削減しながら高出力を供給することができる電気機械の需要は、現在非常に高い。

加えて、工業的用途では、最適出力のためのモータの重量および寸法の削減、ディテントトルクおよびトータルトルクの変動の低減は、生産設備、量産製造時間の利得と同じぐらい重要な分野である。

最も近い先行技術を表す欧州特許出願公開第Ａ２−１６２４５５５号明細書（特許文献１）には、２つの実質的に円形の対向面を持つリングを形成するステータを有する軸方向磁束機械用のステータが記載されており、ステータは、２つの実質的に円形の対向面を画定する複数のユニット部分を有し、それぞれのユニット部分は、その周りに巻線が巻き付けられたコアを有し、ユニット部分は、互いに同心のリングを少なくとも部分的に形成する。

支持部材は、ノッチを有し、そのノッチのそれぞれはユニット部分の周囲の一部を囲む。ノッチは壁で分離される。その結果、ユニット部分を端部と端部を接して配置することができず、それらの間には依然として間隔が存在する。これは、コンパクトなステータを得ることを可能にするものではない。

米国特許出願公開第２０１０／２７５２６０号（特許文献２）は、それぞれがユニット部分を形成する巻線を有するステータを記載している。ユニット部分は、その上面に支持部材で固定する手段を有する。巻線はシートに固定され、シートは巻線を分離しそして接触を防止する。これらのシートはまた、補助部品の存在によるステータの価格の上昇、およびステータの重量の増大という欠点も有する。

本発明の根底にある課題は、巻線の間の距離を小さく保つことによってステータがコンパクトな形状を保持できるようにしながら、容易に適応できることにより取り付けが簡単な、軸方向磁束電磁機械用のステータを設計することである。

欧州特許出願公開第Ａ２−１６２４５５５号 米国特許出願公開第２０１０／２７５２６０号

このために、本発明によれば、軸方向磁束電磁機械用のステータであって、そのステータは２つの実質的に円形の対向する面を有するリングを形成し、そのステータは２つの実質的に円形の対向する面を画定するいくつかのユニット部分から構成され、それぞれのユニット部分は巻線が巻かれたコアを有し、ユニット部分は、互いに対して同心円状に配置されてリングの少なくとも一部を構成し、ユニット部分は、互いに対して端部と端部を同心円に配置されることによって２つの実質的に円形の対向する面を連続的に画定し、そして各ユニット部分は、リングを収容するケーシングの一部であるか、またはケーシングの一部でない支持部材との固定手段を有し、その固定手段は、隣接するユニット部分と共に、各ユニット部分の軸方向および横方向の面によって端部と端部が接して担持されるか、あるいは実質的に円形の面の一部である各ユニット部分の上面または下面の少なくとも１つによって担持される、支持部材との固定手段を有する、ステータが提供される。

これらの面は軸方向に突出する固定手段を備えることができ、その固定手段はそれに関連する円形面上の限られた場所のみを占め、その平らな円形の面の大部分は維持されるので、これらの面は実質的に円形であると言われる。

ユニット部分が端と端を接して配置されるとき、即ち、リング状の構成を形成しながらユニット部分が隣接して配置されるとき、ユニット部分の隣接する端部は径方向に伸長する。隣接するユニット部分から最も外側に突き出た側方部分の間には、組立に十分なクリアランスが残る。したがって、空間は、ユニット部分が互いに分離されている近い従来技術に対して節約される。このようにして実施されるステータは、コンパクトであり、寸法が小さく、重さが少ない。

得られる技術的効果は、取り付けが簡単であることである。ユニット部分は、ステータ内の別の装着位置において、装着よりずっと前に製造することができ、ステータに個別に容易に装着することができる。巻線が不十分である場合、巻線が関連するユニット部分もステータから容易に取り外すことができ、特に各ユニット部分がステータに取り外し可能に固定されているときに容易である。ステータ上にすでに配置されているコア上に巻線を巻き付ける必要がなくなり、他のユニット部分から分離されたユニット部分に巻線を巻き付けるため、既にステータ上に配置されているコアの周囲より多くのスペースを確保する。

技術的効果はまた、ステータの実質的な適応性でもある。例えば、巻線を巻き戻すことなく、ステータのリングのユニット部分を別のタイプの巻線を担持するユニット部分と交換することによって、別の一連の巻線でリングの一連の巻線を変更することが可能である。これらのユニット部分は異なるサイズであってもよく、固定手段のみが同じである。

したがって、本発明に係るステータは、リングとは独立して連続して作られ、そしてステータの取り付けの工業化プロセスを改善することができる固定手段を有し、これにより製造の時間およびコストを低減することができる。

有利には、各ユニット部分は、リングに対して半径方向に互いに配置された金属薄板の組立体によって形成された本体または歯を有する。この特徴は、簡単な方法で各ユニット部分を製造することを可能にするため非常に有利である。

有利には、支持部材はケーシングの一体部分であるか、ケーシングに取り付けられる部分である。したがって、このような組立体は、互いに固定され、ケーシングに固定された要素として、またはケーシングと一つの部分として、より耐性がある。

有利には、隣接するユニット部分の２つのコアの間に、窪みを形成する自由空間と；適用可能な場合には、エアギャップを形成しようとする側に位置する、リングの第１の円形面上の端部によって形成される峡部と；第１の円形面と反対側のリングの第２の面の各ユニット部分の端部と；第１および第２の面の端部の間に位置し、１つのユニット部分のそれぞれの横方向側面の第１の横方向に突出した形状と；を有し、隣接するユニット部分は少なくとも第１の横方向に突出した形状により端部と端部が接するように配置される。

この窪みは、巻線を互いにわずかに分離することを可能にする。２つのユニット部分の第１の横方向に突出した形状は、これらの２つのユニット部分の間の接触を確立し、そしてユニット部分の互いに対する位置決めを補助する。この第１の突出形状は、後述するように、ステータのケーシングとは別のユニット部分の側方固定手段の一部とすることができる。

有利には、固定手段は取り外し可能または永久的であり、取り外し可能な固定手段は、隣接するユニット部分間の要素をねじ止めまたはスナップ嵌めすることによって実施され、永久固定手段は、溶接、接着、またはリベットタイプの要素により実施される。取り外し可能な固定手段は、ユニット部分が頻繁に外される可能性がある場合に好ましい。

有利には、取外し可能な固定手段は、ねじ込み、接続またはスナップ嵌め要素により、対向する、端部と端部が接するように配置された、第２の面に隣接する、ユニット部分の端部に、実施される。このように、端部と端部が接するように配置されたユニット部分は、ステータのリングの少なくとも１つの連続円形面を形成する。

有利なことに、恒久的固定手段は、端部と端部が接して配置され、対向する、第２の面と支持部材（６）に隣接する、ユニット部分（４）の端部に溶接、接着またはリベット締めによって実施される。これにより、ユニット部分を直接固定することが可能となり、追加の支持部材の使用が防止され、これにより手段の節約とステータの軽量化が実現される。

有利には、支持部材は、リングに対して半径方向の、そして隣接するユニット部分の端部（４ｂ）に対して平行に延在することにより位置決めされる、孔を有する。

有利には、支持部材は、隣接するユニット部分の形状に関して相補的な固定のための形状を有し、それによりそれぞれのユニット部分に担持される固定手段を形成する。

有利には、支持部材によって担持される固定のための形状は、挿入楔であり、各挿入楔は、楔の長さにわたって一定または可変のプリズム形状を有し、プリズム形状の三角形断面の１つの頂点は支持部材を指し示し、そしてプリズム形状の三角形断面の他の２つの頂点のそれぞれは、隣接する２つのユニット部分のそれぞれの互いに対向する端部によって担持される、第２の軸方向突出形状の溝内に収納され、第１の横方向に突出した形状と第２の軸方向突出形状は挿入楔を取り囲む。

これにより、ユニット部を軸方向に維持することができると共に、楔に沿ってスライドさせることによりユニット部を位置決めすることが容易になる。プリズム形状は、２つの隣接するユニット部分に対して挿入楔の実質的な支持面を提供する。プリズム形状以外の形状、例えば半円筒形状も考慮することができる。

有利には、支持部材に担持される固定手段の形状は、支持部材を横断してほぞ穴を形成する、リングに対し半径方向の孔であり、ユニット部分に隣接する支持部材の反対側には、リングの隣接するユニット部分の搭載位置において、それぞれのほぞ穴に侵入するほぞを有し、そのほぞは各ユニット部分の上面または下面の小さな部分のみを占める。

小さな部分とは、上面および下面の大部分にはほぞがないことを意味する。これにより、本発明によるほぞは、上面または下面の全面にほぞが形成された従来技術による結合から区別される。ほぞとほぞ穴の接続は、支持部材に関してユニット部分の単純で効果的なブロックを得る。ほぞによる面の占有が小さいことは、各ユニット部分の上面または下面の大部分がほぞ穴に侵入しないことを意味する。これにより、ユニット部分を端部と端部を接して円形の構成に配置することが可能になる。

有利には、各ほぞおよび関連するほぞ穴は互いに溶接される。これは、この固定方法を強固にする。

有利なことに、リングの端部を形成する底部が存在する場合、外側リングがリングの底部をその全周にわたって取り囲む。

リングの外側のリング以外に巻線のユニット部分の径方向の動きは生じない。外側リングは、縮小により、リング内のユニット部分の機械的強度を保証する。

有利には、ユニット部分のコアは、金属薄板、焼結磁性材料、または他の任意の磁気または反磁性材料で作られる。

有利なことに、ユニット部分は、同じリングについて可変的な形状および寸法である。特に、ユニット部分の上面または下面の固定手段がこの面のすべてを占有しないという事実は、異なるユニット部分に対して固定手段を同じに維持することを可能にし、異なる形状および寸法のユニット部分を同じ支持部材に適応させることを可能にし、そして例えば類似のほぞ穴に適応することを可能にする。ステータ上の異なるユニット部分を適応させるための自由度を得るために、ユニット部分よりも多い数のほぞ穴を設けることができる。

巻き付けの間にユニット部分が互いに隣接していない場合、各ユニット部分の巻線の巻き付けは、スペースによる制限なしに実施することができ、このことは取り付けの容易さを意味し、これは、２つの巻線要素の間に残される利用可能なスペースが大幅に減少する、ステータに既に取り付けられているリングには得ることが不可能である。

本発明はまた、一連の巻線を有する少なくとも１つのステータと、少なくとも１つの磁石を担持する少なくとも１つのロータと、を有する電磁機械であって、少なくとも１つのステータは、上述のようなステータであることを特徴とする電磁機械に関する。この機械は、モータ、発電機または電磁アクチュエータなどの様々な形態を有することができる。

本発明の他の特徴、目的および利点は、以下の詳細な説明を読むとき、および非限定的な例として提供される添付図面に関して現れる：
本発明による第１の実施形態のステータのリングを概略示す斜視図であり、リングは、この図から判るように、巻線を有するユニット部分と、各ユニット部分との固定手段を備える支持部材と、巻線と、ユニット部分の間の巻き線の窪みと、を有する。 図１に示す本発明による第１の実施形態を概略示す斜視図であり、支持部材はこの図２に示されている楔を備えており、この図からはいくつかの巻き線が取り除かれている。 本発明によるユニット部分を有するステータのリングの第２の実施形態を概略的に示す斜視図であり、隣接するユニット部分はこの第２の実施形態では一緒に固定され、巻線はこの図３には示されている。 図３に示された本発明による第２の実施形態を概略示す斜視図であり、巻線は図示されておらず、ユニット部分間の巻線の窪みはこの図４に見ることができる。 本発明によるユニット部分を有するステータのリングの第３の実施形態を概略示す斜視図であり、この実施形態では、隣接するユニット部分は孔を有する支持部材の手段により一緒に固定されている。 本発明によるユニット部分を有するステータのリングの第４の実施形態を概略示す斜視図であり、この実施形態では、隣接するユニット部分は、各ユニット部分に設けられた相補的な形状と協働する固定形状を有する支持部材の手段により、一緒に固定される。

図面は、例として提供され、本発明を限定するものではない。それらは、本発明の理解を容易にすることを意図した概略的なブロック表現を形成し、そして必ずしも実用的用途の寸法になっていない。特に、様々な部分の寸法は現実のものではない。

以下では、全ての図を組み合わせて参照する。１つまたは複数の特定の図を参照する場合、これらの図は、指定された参照数字を認識するために、他の図と組み合わせて使用される。

簡略化するために、１つの図において、例えばユニット部分、ほぞ穴およびほぞ、窪みなどの同じタイプの要素が複数ある場合、図の簡略化と明確化のためタイプごとに１つの要素のみが参照される。

すべての図面を参照して、本発明は軸方向磁束機械用のステータに関する。ステータは、２つの実質的に円形の対向する面１ａ、１ｂを有するリング１を形成する。これらの実質的に円形の対向する面１ａ、１ｂは、リング１の厚みまたは端部によって接続され、それは底部１５を形成することができる。リング１の円形面１ａは、ロータに面するリングの面とすることができ、それにより、ステータを含む電気機械のエアギャップの一部分を形成する。

リング１は、内周によって画定された内部空洞２を有し、一方リングの端部は、リング１の外周にある底部１５によって画定されうる。

ステータはリング１内で規則的に分布される巻線３を有する。本発明によれば、各ユニット部分４は、巻線３が周りに巻き付けられたコア５を有し、少なくとも部分的にリング１を形成するユニット部分４は、互いに対して同心円状に配置され、そして端部と端部を接して配置される。端部と端部を接するという意味は、２つの隣接するユニット部分４の最も外側に突出する側方端部、例えば図で４ｂまたは４ａと参照される端部、または第１の横方向に突出した形状１４、の間にユニット部分４の組み立てにちょうど十分な隙間が存在することを意味する。

巻線のユニット部分４は、図１，２，６においてはステータのリング１からある距離を置いて示されている。

巻線のユニット部分４の全てはステータのリング１を少なくとも部分的に形成し、ユニット部分４は、互いに隣接して、リング１の中心に対し同心円状に配置される。

ユニット部分４は、ステータのリング１の上面および下面をそれぞれ形成する上と下の面を有している。ユニット部分４はそれぞれ、ユニット部分４の上面または下面の少なくとも１つが実質的に円形の面１ａ、１ｂの一部であることにより、リング１を収容するケーシングの一部を形成しまたは形成しない、支持部材６との固定手段１１を有し、および／またはユニット部分４は、それぞれのユニット部分４の軸方向および横方向の面によって担持され、隣接するユニット部分と端部と端部で接する、ケーシングとの固定手段１２，１２ａ、１４を有する。

上述した２つのタイプの固定手段１１，１２，１２ａ、１４は、それらを組み合わせて、または代替として使用することができる。固定手段１１，１２，１２ａ、１４を組み合わせて使用すると、固定が強くなり、ステータ上にユニット部分４を維持する問題が解決される。

ユニット部分４によって担持される基本巻線３は、ステータのリングを形成する組立後に、巻線を形成するために相互接続することができる。

ステータのリング１を形成するユニット部分４は、金属薄板または磁性または反磁性材料の基板から作成することができる。

各ユニット部分４は、このようにリング１に対して径方向に互いに対向して配置された金属薄板の組立体によって形成された、本体または歯を有することができる。これは、異なる金属薄板により、または自身の上に数回折り曲げられたか、巻きつけられた単一または複数の金属薄板により作成することが出来る。このようにして生成された金属薄板の部分は、同心円の弧を形成する。これは、図１−４において特に良好に見ることができる。しかしながら、金属薄板の別の配置を実施することができる。

図示されていないケーシングは、リング１を収容することができる。この場合、支持部材６は、ケーシングが存在する場合その一部であるか、または支持部材６はケーシングに固定される部材であってもよく、支持部材はケーシングと同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。

隣接するユニット部分４の２つのコア５の間には、窪み１３を形成する自由空間と、そして、リング１の第１の円形面１ａにエアギャップを形成することを意図される、側面に位置する端部４ａによって形成される峡部１３ａが存在する。

第１の横方向に突出した形状１４を第１および第２の面の端部４ａ、４ｂの間に含めることができ、これはユニット部分４の両側の側面にある。その後隣接するユニット部分４は、少なくとも当接するそれらの第１の横方向に突出した形状１４により、端部と端部が接するように配置される。支持部材６を担持することができるのは、エアギャップの反対側であることが意図されるリング１の面１ｂである。

２つの隣接するユニット部分４の第１の横方向に突出した形状１４は、支持部材６よって担持された固定要素、有利には楔９、を受け入れるための空間を、ユニット部分の端部４ｂに近い末端部分で画定することができる。

固定手段１１，１２，１２ａ、１４は、取外し可能または恒久的であり得る。第１のケースでは、着脱可能な固定手段１１，１２，１２ａ，１４は、隣接するユニット部分４の間でねじ止め要素、結合またはスナップ嵌合要によって実施され得る。例えば、着脱可能な固定手段は、隣接するユニット部分４に面する端部４ｂ上のねじ止め要素、結合要素またはスナップ嵌合要素により実施される。

第２のケースでは、永久固定手段１１，１２，１２ａ，１４は、溶接、接着、またはリベットタイプの要素によって実施されうる。例えば、永久固定手段１１，１２，１２ａ，１４は、隣接するユニット部分４に面する端部４ｂを溶接、接着またはリベット締めすることによって実施することができる。溶接または接着は、スポットまたはビードによって実施することができる。

例えば、隣接するユニット部分４は、機械的強度を改善するために、リング１の内周及び外周に溶接することができる。これは、取り外し可能な固定手段の代替又は補完としてであり、その内周はリング１の内部空洞２を画定する。

支持部材６の寸法は、関連する円形面１ｂの寸法に適合させることができる。例えば、支持部材６は、リング１よりも僅かに大きい直径を有し、そしてリング１と同心であることにより、円形形状、詳細にはディスクの形状を有することができる。

支持部材６は、リング１内に通路８を有し、それは隣接するユニット部分４の端部４ｂに平行に延びることによって位置決めされる。

支持部材６は、ユニット部分４によって担持される、固定手段１１，１２，１２ａ、１４に関連する相補的固定手段９，１０を有することができる。

図５に示すように、通路８は、リング１に対して半径方向の孔の形態であってもよく、そして隣接するユニット部分４の巻線３の間のそれぞれの窪み１３と整列することによって配置されてもよく、この図ではそれぞれの窪み１３の上方にあり、これは少なくとも溶接作業の間でそうである。これは、接着作業にも有効である。

窪み１３は閉鎖することができ、この場合、窪み１３を部分的に画定する隣接するユニット部分４の端部４ｂは直接接触する。窪み１３はまた半閉にすることもでき、その場合図４に示されているように、隣接するユニット部分４の端部４ｂの間に空間が存在し、窪み１３の側面を画定する。

溶接スポットまたはビードは、２つの隣接するユニット部分４の間のそれぞれの窪み１３の中央に位置合わせされることにより、互いに溶接されるユニット部分４の端部４ｂ上で有利に行われる。

図３および図４においては支持部材は使用されていない。溶接または接着による固定は、隣接する２つのユニット部分４の互いに対向する端部４ｂにスポットまたはビーズまたは溶接ビードまたは接着剤を用いて実施することができる。これは、リング１の２つの隣接する実質的に円形の面１ａ、１ｂのうちの１つの面１ｂに有利には実施され、または２つの面１ａ、１ｂに実施される。

図５において、支持部材６は、実質的に円形の面の一方に対して使用される。溶接または接着による固着は、隣接する２つのユニット部分４の互いに対向する端部４ｂに施される溶接スポットまたはビードによって行うことができ、端部４ｂは、支持部材６が供給される場合、孔８を通ってリング１の外側からアクセスできる。

あるいは、リング１の２つの実質的に円形の面１ａ、１ｂの支持部材を有していない円形面１ｂは、２つの隣接するユニット部分４の互いに溶接または接着される当接する端部４ｂを有することができる。

最後に、支持部材６を使用しないことも可能である。この場合、ユニット部分４は、例えば接着または溶接によって永久的に固定され、または結合要素、ねじ込み要素または同等の技術を介して取り外し可能に固定される。

図１および２に示す実施形態では、支持部材６によって相補的固定手段として保持される固定部材９の形態は、挿入楔９とすることができる。各挿入楔９は、楔の長さにわたって一定のプリズム形状を有することができる。

プリズム形状の三角形断面の１つの頂点は、この支持部材６に固定されることにより支持部材６を指し示すことができる。プリズム形状の三角形断面の他の２つの頂点の各々は、楔９を取り囲む２つの隣接するユニット部分４のそれぞれに面し、そして、端部４ｂの近傍の、それぞれの第２の軸方向に突出した形状１２の溝１２ａに収容される。

第１の横方向に突出した形状１４および第２の軸方向に突出した形状１２は、楔の動きを制限することによって、それらの間に挿入楔９を取り囲むことができる。

図６に示す実施形態では、支持部材６によって担持された固定部材の形状１０は、ほぞ穴１０を形成することによって支持部材６を横断する、リング１に対して半径方向の孔であることができる。

支持部材に面するユニット部分４のそれぞれの面は、各ユニット部分４によって担持される固定手段としてのほぞ１１を有することができる。各ほぞ１１は、支持部材に隣接するユニット部分４の搭載位置において、それぞれのほぞ穴１０に侵入する。補足として、各ほぞ１１および関連するほぞ穴１０を一緒に溶接することができる。

ほぞ１１は、各ユニット部分４の上面または下面のわずかな部分のみを占めることができる。これは、空間を解放するという大きな利点を有し、ほぞ穴１０の端部は、ほぞ穴１０に侵入した各ユニット部分４の真上または真下にあり、近い先行技術に示されている、ほぞ穴１０に侵入するのがユニット部分４の上面または下面全体である場合のように、横方向で上または下にずれることがない。

異なる数のユニット部分４に対する適応の自由度を提供するため、ほぞ１０より多くの数のほぞ穴１１を設けることができ、例えば、異なる寸法のほぞ１１を有する、異なる寸法のユニット部分４の組み合わせは、同じほぞ穴１０に適応するためには変更されない。

これらの２つの実施例では、固定手段９，１０を担持する側とは反対側の円形面１ａ、１ｂ上で、ユニット部分４を互いに固定することが可能である。この反対側の円形面１ａ、１ｂに支持部材６を設けることさえ可能である。これは、図１、図２および図６には示されていない。

上で詳述した全ての実施形態は、互いに組み合わせることができ、２つの支持部材６、単一の支持部材６、または支持部材６を使用しない場合もあることに注意が必要である。

ある実施形態では、底部１５がリング１の端部に存在するとき、外側リング７がリング１の底部１５をその全周にわたって囲むことができ、これにより様々な実施形態において、リング１に固定されたユニット部分４の補助的な半径方向の維持が可能になる。

本発明はまた、一連の巻線３を有する少なくとも１つのステータと、少なくとも１つの磁石を担持する少なくとも１つのロータとを有し、その少なくとも１つのステータが上述のようなステータであることを特徴とする、電磁機械に関する。

軸方向磁束電気機械という用語は、軸方向磁束を有するあらゆる種類のモータ、発電機または電磁アクチュエータを意味する。この機械は、１つまたは複数のステータと、１つまたは複数のロータを同一シャフト上で互いに重ね合わせ、少なくとも１つのエアギャップによって分離することによって、単一エアギャップおよび多重エアギャップとすることができる。多重エアギャップ電気機械では、２つの実質的に円形の対向面１ａおよび１ｂがそれぞれのエアギャップの側面に位置するため、支持部材を使用しないことが好ましい。

同じ１つのリング１に対して、ユニット部分４は、可変の形状および寸法、例えば２倍の大きさまたは異なる形状を有することができる。

このようなステータおよび電磁機械の製造方法では、他のユニット部分４から解離したユニット部分４を構成するコア５に巻線３の巻線工程を行う。この工程は他のユニット部４から解離したそれぞれのユニット部４に対し別々に行うことができる。

この工程は、ステータの取り付けステーション以外のステーションで実施することができ、そして必ずしもステータの取り付け直前に行う必要はない。このようにユニットとして組み立てられたユニット部分４は、そのまま保持することができ、例えば、ステータのリング１を形成するための取り付けを待つ間、保管することができる。

その後、ステータのリング１を形成するために、ユニット部分４間の固定、および／またはユニット部分４の少なくとも１つの支持部材６への固定が実施される。

本発明が提案する解決策は、半閉鎖のコアまたは歯を備えたステータを実施するのに適しており、そして開いた窪みのステータの場合に適用することができる。コアの寸法は可変でよい。

本発明は、例としてのみ示され、記載され図示された実施形態に限定されるものでは決してない。

Claims (16)

1. 軸方向磁束電磁機械用のステータであって、
   前記ステータは２つの実質的に円形の対向する面（１ａ、１ｂ）を有するリング（１）を形成し、前記ステータは前記２つの実質的に円形の対向する面（１ａ、１ｂ）を画定するいくつかのユニット部分（４）から構成され、
   それぞれの前記ユニット部分（４）は巻線（３）が巻かれたコア（５）を有し、
   前記ユニット部（４）は、互いに対して同心円状に配置され、前記リング（１）の少なくとも一部を構成する、ステータにおいて、
   前記ユニット部分（４）は、互いに対して端部と端部を接して同心円に配置されることによって前記２つの実質的に円形の対向する面（１ａ、１ｂ）を連続的に画定し、
   そして前記ユニット部分は、前記リング（１）を収容するケーシングの一部であるか、またはケーシングの一部でない支持部材（６）との固定手段（１２，１２ａ、１４）を有し、前記固定手段は、隣接する前記ユニット部分（４）と共に、それぞれの前記ユニット部分（４）の軸方向および横方向の面により端部と端部が接して担持され、
   または実質的に円形の面の一部を形成する、前記各ユニット部分の上面または下面の少なくとも１つによって担持される、前記支持部材（６）との固定手段（１１）を有する、
   ことを特徴とする軸方向磁束電磁機械用のステータ。
2. それぞれの前記ユニット部分（４）が、前記リング（１）に対して径方向に互いに対向して配置された金属薄板の組立体を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のステータ。
3. 前記支持部材（６）は、前記ケーシングの一体部分であるか、前記ケーシングに取り付けられる部材である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のステータ。
4. 隣接する前記ユニット部分（４）の２つの前記コア（５）の間に、窪み（１３）を形成する自由空間と；適用可能な場合には、エアギャップを形成しようとする側に位置する、前記リング（１）の第１の円形面（１ａ）上の端部（４ａ）によって形成される峡部（１３ａ）と；前記第１の円形面（１ａ）と反対側の前記リング（１）の第２の面（１ｂ）の各前記ユニット部分（４）の端部（４ｂ）と；１つの前記ユニット部分（４）のそれぞれの横方向側面の、前記第１および第２の面の前記端部（４ａ、４ｂ）の間に位置する第１の横方向に突出した形状（１４）と；を有し、隣接する前記ユニット部分（４）は少なくとも前記第１の横方向に突出した形状（１４）により端部と端部が接するように配置される、ことを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載のステータ。
5. 前記固定手段（１２，１２ａ、１４）は、取外し可能または恒久的であり、前記取外し可能な固定手段（１２，１２ａ、１４）は、隣接する前記ユニット部分（４）の間でねじ止めまたはスナップ嵌め要素により実施され、そして前記恒久的固定手段は溶接、接着要素またはリベットタイプの要素により実施される、ことを特徴とする請求項１−４のいずれかに記載のステータ。
6. ねじ止め、結合またはスナップ嵌め要素によって実施される前記取り外し可能な固定手段は、前記第２の面（１ｂ）に隣接し、相対して端部と端部が接するように配置される、前記ユニット部分（４）の前記端部（４ｂ）上でアクティブであることを特徴とする請求項５に記載のステータ。
7. 前記恒久的固定手段は、前記第２の面（１ｂ）と前記支持部材（６）に隣接する前記ユニット部分（４）の相対する端部の溶接、接着またはリベット締めによって実施される、ことを特徴とする請求項５に記載のステータ。
8. 前記支持部材（６）は、前記リング（１）の径方向で、そして隣接する前記ユニット部分（４）の前記端部（４ｂ）に対して平行に延在することにより位置決めされる孔（８）を有する、ことを特徴とする請求項４−７のいずれかに記載のステータ。
9. 前記支持部材（６）は、前記隣接するユニット部分（４）の形状（１１，１２，１２ａ，１４）に関して相補的な固定形状（９，１０）を有し、それによりそれぞれの前記ユニット部分（４）に担持される固定手段を形成する、ことを特徴とする請求項１−８のいずれかに記載のステータ。
10. 前記支持部材（６）によって担持される固定形状は、挿入楔（９）であり、各挿入楔（９）は、楔の長さにわたって一定または可変のプリズム形状を有し、前記プリズム形状の三角形断面の１つの頂点は前記支持部材（６）を指し示し、そして前記プリズム形状の三角形断面の他の２つの頂点のそれぞれは、隣接する２つの前記ユニット部分（４）のそれぞれの相対する端部によって担持される第２の軸方向突出形状（１２）の溝（１２ａ）の内に収納され、前記第１の横方向に突出した形状（１４）と前記第２の軸方向突出形状（１２）は前記挿入楔（９）を取り囲む、ことを特徴とする請求項９に記載のステータ。
11. 前記支持部材（６）に担持される固定手段の形状は、前記支持部材（６）を横断してほぞ穴（１０）を形成する、前記リング（１）の径方向の孔であり、前記ユニット部分（４）に隣接する前記支持部材（６）の反対側には、前記リングの隣接する前記ユニット部分（４）の搭載位置において、それぞれの前記ほぞ穴（１０）に侵入するほぞ（１１）を有し、前記ほぞ（１１）は各ユニット部分（４）の前記上面または下面の中で小さな部分のみを占める、ことを特徴とする請求項９に記載のステータ。
12. 各前記ほぞ（１１）および関連する前記ほぞ穴（１０）が互いに溶接される、ことを特徴とする請求項１―１１のいずれかに記載のステータ。
13. 前記リング（１）の端部を形成する底部（１５）が存在する場合、外側リング（７）が前記リング（１）の前記底部（１５）をその全周にわたって取り囲む、ことを特徴とする請求項１―１２のいずれかに記載のステータ。
14. 前記ユニット部分（４）の前記コア（５）が、金属薄板、焼結磁性材料、または他の任意の磁性または反磁性材料で作られる、ことを特徴とする請求項１−１３のいずれかに記載のステータ。
15. 前記ユニット部分（４）は、同じ前記リング（１）に対し、可変的な形状および寸法を有する、ことを特徴とする請求項１−１４のいずれかに記載のステータ。
16. 一連の巻線（３）を有する少なくとも１つのステータと少なくとも１つの磁石を担持する少なくとも１つのロータとを有する電磁機械であって、前記少なくとも１つのステータが請求項１−１５のいずれかに記載のステータである、ことを特徴とする電磁機械。

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