組み立てられた時に環状のステータを形成するように適応されたステータセグメント
【課題】ステータを構成するために容易に結合することができる改良されたステータセグメントユニットを提供する。
【解決手段】組み立てられたときに環状のステータを形成するように適応されたステータセグメントユニット１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８において、ヨークから突出する少なくとも１つのステータ歯２，６，１２，１３，２３を備えたステータヨーク３，７，１１，１７を有しており、ステータ歯２，６，１２，１３，２３の近くに固定された第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆと、ステータセグメントユニット１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８から自由に延びた第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ｅ′，ｆ′とを有する少なくとも１つのステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆが設けられている。
【解決手段】組み立てられたときに環状のステータを形成するように適応されたステータセグメントユニット１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８において、ヨークから突出する少なくとも１つのステータ歯２，６，１２，１３，２３を備えたステータヨーク３，７，１１，１７を有しており、ステータ歯２，６，１２，１３，２３の近くに固定された第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆと、ステータセグメントユニット１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８から自由に延びた第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ｅ′，ｆ′とを有する少なくとも１つのステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み立てられた時に環状のステータを形成するように適応されたステータセグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械は、電気モータのように電気を機械的動力に変換したり、逆に発電機のように機械的動力を電気に変換したりすることができる。従って、ロータとステータとは電気機械の必須の構成部材であり、ロータは磁気誘導によってステータに対して回転する。
【０００３】
容易な搬送及び取扱いの観点から、ロータ及び／又はステータを円のセグメントにセグメント化することが知られている。つまり、ロータとステータとは複数のセグメント化された部材から構成されており、これらの部材は組み立てられて環状のロータアセンブリ及び／又はステータアセンブリを構成する。
【０００４】
ステータ巻線を収容するためのスロットを形成する複数のステータ歯を備えたステータヨークを有するステータの組立てに関して、最初に環状のステータを構成するようにステータセグメントを組み立て、次いでステータ巻線がスロットに配置されるようにステータ巻線をステータ歯に巻き付けるのが一般的である。いわゆる二層構造を備えたステータに関して、巻線は２つの層に、つまり互いに上下に配置され、それぞれの相巻線は、往路部分によってステータスロットにおける第１の位置、すなわち下側位置を占め、復路部分によって別のステータスロットにおける第２の位置、すなわち上側位置を占める。言い換えれば、それぞれのスロットは、下側位置に第１のステータ巻線の往路相巻線を、上側位置に別のステータ巻線の復路相巻線を収容する。
【０００５】
前記のように二層構成を有するこのようなステータの組立ては、厄介で、時間がかかり、非効果的である。第１相巻線がステータヨークのスロットに装着された後、第１相巻線は、往路部分によって第１スロットにおける下側部分を占め、復路部分によって第２スロットにおける上側部分を占める。つまり、第２スロットの下側位置は第１相巻線の復路部分によって邪魔され、これにより、別の相巻線の別の往路部分がこのスロットの下側位置に容易に装着されることを妨げる。
【０００６】
しかしながら、これらの問題を解決するための試みが、相巻線のセグメント化において提案された。この場合、ステータ巻線は２つの半部として構成されており、これらは、ステータヨークのスロットに装着された後、例えばボルトによって端部巻線において結合される。しかしながら、この組立て方法は依然として時間がかかるので非効果的である。その他に、ステータは、多数の別個の構成部材を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、ステータを形成するために容易に結合することができる改良されたステータセグメントユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、ステータヨークを有しており、該ステータヨークが、該ステータヨークから突出した少なくとも１つのステータ歯を備えており、該ステータ歯の近くに固定された第１の巻線区分と、ステータセグメントユニットから自由に延びた第２の巻線区分とを有する少なくとも１つのステータ巻線が設けられている、上述のステータセグメントユニットによって達成される。
【０００９】
本発明によれば、ステータセグメントユニットは、１つ又は２つ以上の既に部分的に装着されたステータ巻線、すなわち、ステータ歯の近くに固定されているか又はステータ歯の周囲に巻き付けられた第１の巻線区分と、本発明のステータセグメントユニットから自由に延びた、すなわち自由端部を有する第２の巻線区分とを有する第１のステータ巻線、を有している。従って、ステータ巻線が、ステータヨークから突出したステータ歯の周囲に巻き付けられた時に、第１の巻線区分は、概して、ステータ巻線の往路部分であるのに対し、第２の巻線区分は、概して、ステータ巻線の復路部分である。言い換えれば、二層構造を有するステータに関して、第１の巻線区分は、ステータヨークに事実上接触しながら下側層に配置されており、第２の巻線区分は、上側層に配置されている。本発明によるステータセグメントユニットは、通常、円のセグメントの形状を有している。従って、組み立てられると、環状のステータが形成される。
【００１０】
隣接するステータセグメントユニットのステータヨークが結合され、ステータセグメントユニット又はステータヨークから自由に延びた第２の巻線区分が、隣接するステータセグメントユニットに装着された別のステータ巻線の第１の巻線区分の上部に配置されるだけでよいので、本発明のステータセグメントユニットはステータの単純な組立てを可能にする。従って、本発明のステータセグメントユニットは、特に組立て、搬送、及び保守及び／又は修理の時間に関して多くの利点を有する。
【００１１】
本発明のステータセグメントユニットは、ステータヨークから突出した個々の数のステータ歯を有する場合、多相巻線システムを提供するように適応されており、前記数は相の数に事実上対応する。なぜならば、これは、発明の基本原理に影響しないからである。
【００１２】
従って、ステータセグメントユニットは、２つ以上のステータ歯と、それぞれが第１及び第２の巻線区分を有する２つ以上のステータ巻線とを有しており、ステータ巻線のそれぞれの第１の巻線区分は、ステータヨークから突出した個々の隣接するステータ歯の近くに固定されており、それぞれの第２の巻線区分は、ステータセグメントユニットから自由に延びている。このような形式において、多相ステータセグメントユニットは上記のように実現されてよい。この実施の形態によれば、二層構造を有するステータに関して少なくとも２つのステータ巻線の第１の巻線区分が下側層を占めかつ少なくとも２つのステータ巻線の第２の巻線区分が上側層においてステータセグメントユニットから自由に延びているので、基本原理は継承される。
【００１３】
ステータセグメントユニットにはまた、
−ステータ巻線の第１のグループと、ステータ巻線の第２のグループとが設けられており、それぞれのステータ巻線が、第１及び第２の巻線区分を有しており、
−多数の隣接するステータ歯を含むステータ歯の第１のグループと、多数の隣接するステータ歯を含むステータ歯の第２のグループとが設けられており、それぞれのステータ歯がステータヨークから突出しており、第２のグループのステータ歯が、第１のグループのステータ歯に隣接して配置されており、
−ステータ巻線の第１のグループの第１の巻線区分が、ステータ歯の第１のグループのそれぞれの隣接するステータ歯の近くに固定されており、
−ステータ巻線の第２のグループの第１の巻線区分が、ステータ歯の第２のグループのそれぞれの隣接するステータ歯の近くに固定されており、
−ステータ巻線の第１のグループの第２の巻線区分が、ステータ巻線の第２のグループのそれぞれの第１の巻線区分の上方に配置されており、
−ステータ巻線の第２のグループの第２の巻線区分が、ステータセグメントユニットから自由に延びている。
【００１４】
基本的概念は依然として同じであるが、この実施の形態は、前に示された実施の形態とは僅かに異なる。ステータ、ひいてはステータセグメントユニットの二層構造に関して、ステータセグメントユニットは、ステータヨークの長さに沿って、部分的に装着されたステータ巻線の領域を有しており、この場合、ステータ巻線の第１のグループの第１の巻線区分は、ステータ歯の第１のグループの個々の隣接するステータ歯の近くに固定されている。隣接して、完全に装着されたステータ巻線の領域が配置されており、この場合、ステータ巻線の第２のグループの第１の巻線区分は、ステータ歯の第２のグループの個々の隣接するステータ歯の近くに固定されており、ステータ巻線の第１のグループの第２の巻線区分は、ステータ巻線の第２のグループの個々の第１の巻線の上方に配置されている。最後に、ステータセグメントユニットは、ステータセグメントユニットから自由に延びたステータ巻線の第２のグループの第２の巻線区分を備えた領域を有している。言い換えれば、ステータセグメントユニットは、依然として、第２の又は復路巻線区分を収容するように適応された１つの領域と、別のステータセグメントユニットの第１の巻線区分の上部に取り付けられるための１つの領域とを有している。１つのグループに属するステータ巻線の数、ひいてはステータ歯の数は、制限されない。
【００１５】
ステータセグメントユニットは、有利には、ステータセグメントユニットを別のステータセグメントユニットに結合するための少なくとも１つの結合部材を有していてよい。従って、多数のステータセグメントユニットが上流及び／又は下流に取り付けられ、これにより段階的にステータを形成してよい。
【００１６】
第１のステータセグメントユニットの結合部分は、ステータセグメントユニットの別のセグメントの結合部分とのプラグ結合を提供してよい。プラグ結合は、ステータセグメントユニットの迅速かつ容易な結合を生じる。プラグ結合は、解離可能又は解離不能であってよい。
【００１７】
結合部分は、好適には溝状の凹所又は舌片状の突出部であってよく、ステータの周方向に関してステータセグメントユニットの互いに反対側の自由端部に配置されている。結合部分は段状の張出部及び／又は段状の凹所であることもできる。有利には、ステータセグメントユニットは、一方の端部における溝状又は段状の凹所と、反対側の端部に配置された舌片状の突出部又は段状の張出部との両方を含んでいる。
【００１８】
択一的に又は付加的に、第１のステータセグメントユニットの結合部分は、別のステータセグメントユニットの結合部分とのスナップ嵌め結合を提供してよい。スナップ嵌め結合は公知であり、機械的ジョイントシステムを形成し、部材対部材の取付けが、結合される構成部材の一方又は他方と対応する位置決め及びロッキング手段によって達成される。結合は、（柔軟な）ロッキング手段が、対応する係合部分との係合のために側部を移動させ、その後、ロッキング手段が元の位置に戻ることを必要とする。位置決めされた手段は柔軟ではなく、取付けにおける強度及び安定性を提供する。
【００１９】
結果的に、この実施の形態において、結合部分は、スナップ嵌め又は同様のもの、又はスナップ嵌めを受容するように適応された凹所又は同様のものであってよい。スナップ嵌め及び対応する凹所の全ての形状が可能である。もちろん、スナップ嵌めは傾斜させられていてよく、これにより、ステータセグメントユニットの結合を容易にする。スナップ嵌め結合は、解離可能又は解離不能であってよい。結合部分、すなわちスナップ嵌め及び対応する凹所は、ステータセグメントユニットの端部、すなわち環状のステータに関する周方向の位置に提供されていてよい。
【００２０】
発明の別の実施の形態において、ステータ歯は、ステータヨークから突出した第１のステータ歯セグメントと、ステータ歯を形成するために第１のステータ歯セグメントに固定されるように適応された少なくとも１つの別のステータ歯セグメントとを含んでいてよい。従って、好適には、第１のステータ歯セグメントは第１の巻線区分と同じ高さを有している。このような形式において、第１の巻線区分は、第１のステータ歯セグメントと密接して安定的に配置されている。ステータ歯のセグメント化は、ステータセグメントユニットの結合が容易にされるので、ステータの組立てに関して利点を有する。
【００２１】
好適には、ステータ歯セグメントは、結合手段を用いて解離可能に互いに取り付けられる。好適には、結合手段は、ねじ山付きボルトである。結合手段は、ステータ歯セグメントの安定した堅固な結合を生じる。必要であるならば、結合手段を受容するためのボア又は同様のものがステータ歯セグメントに設けられている。
【００２２】
また、発明は、ロータとセグメント化されたステータとを有する少なくとも１つの相を有する電気機械に関し、ステータは、前述のように多数のステータセグメントユニットから形成されている。電気機械は、電気モータ又は発電機であってよい。電気機械は、任意の数の相を有していてよい。
【００２３】
さらに、発明は、前述のような電気機械のステータを組み立てる方法に関し、ステータは、前述のような多数のステータセグメントユニットを結合することによって組み立てられ、前記方法は、第１のステップとして第１のステータセグメントユニットを別の隣接して配置されたステータセグメントユニットに結合手段を使用して結合し、第２のステップとして第１のステータセグメントユニットのステータ巻線から自由に延びた第２の巻線区分を、別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上部に配置し、完全なステータが形成されるまで第１のステップと第２のステップとを繰り返すことを含む。
【００２４】
環状のステータを形成するためにまずステータセグメントを組み立てた後、ステータ歯の間のスロットへのステータ巻線の厄介で時間のかかる装着を本質的に含む、ステータを組み立てるための公知の方法とは対照的に、本発明の方法は容易になっている。なぜならば、本発明のステータセグメントユニットは、歯の近くに固定された第１の巻線区分と、ステータセグメントユニットから自由に延びた第２の巻線区分とを有する少なくとも１つのステータ巻線、すなわち部分的に装着されたステータ巻線を有するからである。
【００２５】
本発明によれば、完全に装着されたステータ、すなわち装着されたステータ巻線を有するステータは、第１のステップにおいて第１のステータセグメントユニットが、隣接して配置された別のステータセグメントユニットに結合されるので、次第に組み立てられる。ねじ、ボルト又は同様のもののような機械的ジョイントであってよい結合手段、又は前述のようなステータヨークに設けられた結合部分は、ステータセグメントユニットの安定した結合を達成するために設けられている。次の第２のステップにおいて、第１のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１のステータセグメントユニットから自由に延びた第２の巻線区分は、別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上側に配置される。その結果、２つのステータセグメントユニットは、しっかりと結合され、完全に装着されたステータ巻線を有する。環状のステータが完全に組み立てられるまで、ステップは繰り返される。
【００２６】
ステータセグメントユニットが、ステータヨークから突出した第１のステータ歯セグメントと、ステータ歯を形成するために第１のステータ歯セグメントに固定されるように適応された少なくとも１つの別のステータ歯セグメントとを有しているならば、第１のステータセグメントユニットのステータ巻線から自由に延びた第２の巻線区分を別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上側に配置した後に、少なくとも１つの別のステータ歯セグメントが第１のステータ歯セグメントに結合手段を用いて固定される場合、好適である。言い換えれば、少なくとも１つの別のステータ歯セグメントは、第１のステータセグメントユニットのステータ巻線の装着された第２の巻線区分の間に挿入され、別のステータセグメントユニットのステータヨークから突出したステータ歯セグメントにしっかりと固定される。
【００２７】
従って、ステータヨークからステータ歯セグメントまで延びたねじ山付きボルトが結合手段として使用されることが好ましい。このような形式において、ねじ山付きボルトは、ステータセグメントユニットのステータヨークと、ステータ歯セグメントとに突入することにより、ステータヨークと、ステータヨークから突出したステータ歯セグメントと、ステータヨークから突出したステータ歯セグメントに固定されるように適応されたステータ歯セグメントとのしっかりとした結合を形成する。従って、ステータヨークと、ステータヨークから突出したステータ歯セグメントとは、ボアを有するのに対して、ステータヨークから突出したステータ歯セグメントに固定されるように適応されたステータ歯セグメントは、スタッドホールを有していてよい。
【００２８】
以下に、図面を参照しながら発明を抄紙に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】発明の第１の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図２】発明の第２の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図３】発明の第３の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図４】発明の第４の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図５】発明の第５の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図６】発明の第１の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図７】発明の第２の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図８】発明の第２の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図９】発明の第３の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図１０】発明の第３の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図１１】発明の第３の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図１２】発明の第４の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図１３】発明の第４の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、発明の第１の又は基本的な実施の形態における環状のステータを構成するように適応されたステータセグメントユニット１を示している。ステータセグメントユニット１は、ステータヨーク３から突出した１つのステータ歯２を有している。ステータ巻線Ａはステータ歯２の周囲に巻き付けられており、この場合、ステータ巻線Ａの往路側であるステータ巻線Ａの第１の巻線区分ａは、ステータ歯２の近くに固定されており、ステータ巻線Ａの復路側である第２の巻線区分ａ′は、ステータセグメントユニット１から自由に延びている。従って、このステータセグメントユニット１は、単相構成を示している。全てのステータセグメントユニットは湾曲させられており、つまり、直線的に描かれているとしても、組み立てられたときに環状のステータを構成するように円のセグメントを形成している。
【００３１】
図２は、発明の第２の実施の形態によるステータセグメントユニット５を示している。ステータセグメントユニット５は、ステータヨーク７から突出した３つのステータ歯６を有している。ステータセグメントユニット５は、それぞれ異なる相を有する３つのステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃを有する三相構成を示している。それぞれの巻線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれが個々の隣接するステータ歯６の近くに固定された個々のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの往路側である第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃと、それぞれがステータセグメントユニット５から自由に延びた、個々のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの復路側である第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′とを有している。
【００３２】
さらに、ステータセグメントユニット５は、ステータセグメントユニット５を少なくとも１つの別のステータセグメントユニットに結合するための（図１２及び図１３参照）、ステータセグメントユニット５の反対側の両端に配置された、スナップ嵌め部８の形状の結合部と、スナップ嵌め部８を受容するための凹所９とを有している。従って、多数のステータセグメントユニット５を結合することは、スナップ嵌め結合である。スナップ嵌め部８は、ステータヨーク７に一体に形成されているか、適切な結合手段を用いて別個の部材としてステータヨーク７にしっかりと取り付けられていてよい。
【００３３】
図３は、発明の第３の実施の形態によるステータセグメントユニット１０を示している。ステータセグメントユニット１０は、ステータ歯１２を含むステータ歯の第１のグループと、ステータ歯１３を含むステータ歯の第２のグループとに分割された、ステータヨーク１１から突出した６つのステータ歯を有している。認識できるように、ステータ歯の第１のグループと、ステータ歯の第２のグループとは、隣接して配置されている。ステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃを含むステータ巻線の第１のグループは、ステータ歯の第１のグループの個々のステータ歯１２の近くに固定された第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃを有しており、ステータ巻線Ｄ，Ｅ，Ｆを含むステータ巻線の第２のグループは、ステータ歯の第２のグループの個々のステータ歯１３の近くに固定された第１の巻線区分ｄ，ｅ，ｆを有している。ステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第１のグループの第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′は、ステータ巻線Ｄ，Ｅ，Ｆの第２のグループの個々の第１の巻線区分ｄ，ｅ，ｆの上側に配置されているのに対し、ステータ巻線の第２のグループの第２の巻線区分ｄ′，ｅ′，ｆ′は、ステータセグメントユニット１０から自由に延びている。
【００３４】
さらに、ステータセグメントユニット１０は、ステータセグメントユニット１０を少なくとも１つの別のステータセグメントユニットに結合するために（図５及び図６参照）、ステータヨーク１１の両端部に配置された舌片１４及び溝１５の形状の結合部を有している。舌片１４は、ステータヨーク１１に一体に形成されていてよい。
【００３５】
図４は、図３に示された実施の形態と同様のステータセグメントユニット１６を示している。なぜならば、このステータセグメントユニット１６は、ステータセグメントユニット１０と同じ相構成を有しているからである。ステータ巻線と、ステータ巻線区分と、ステータ歯の第２のグループのステータ歯１３とに関して同じ符号が用いられている。結合部においてステータセグメントユニット１６がステータセグメントユニット１０と異なることが認識可能であり、結合部は、段状の凹所１８及び張出部１９の形状で、ステータヨーク１７と一体に形成されている。さらに、ステータ歯の第１のグループは、ステータ歯セグメント２０を備えたセグメント化されたステータ歯を有しており、ステータ歯セグメント２０は、ステータヨーク１７から突出しており、減じられた高さ、特に半分の高さを有しており、これにより、別のステータ歯セグメント（図示せず）が、完全なステータ歯を構成するために、ステータヨーク１７から突出したステータ歯セグメント２０に固定されてよい。
【００３６】
図５及び図６は、多数のステータセグメントユニットから環状ステータを組み立てるための本発明の方法の本質的なステップを示している。ステータセグメントユニットは、本質的に、図３による実施の形態から知られるものである。従って、少なくとも第１のステータセグメントユニット１０に対しては、同じ参照番号が使用されている。付加的に、原理図を明瞭にするために、関連する部分だけに番号が付されている。第１のステップにおいて、図５によれば、第１のステータセグメントユニット１０は、矢印２２によって示されているように、別のステータセグメントユニット２１に結合される。その後、ステータセグメントユニット１０のステータ巻線Ｄ，Ｅ，Ｆを含むステータ巻線の第２のグループの第２の巻線区分ｄ′，ｅ′，ｆ′は、３つのステータ歯２３を含むステータ歯の第１のグループに固定されたステータセグメントユニット２１のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第１のグループの個々の第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側に配置される（図６参照）。図６に示すように、ステータセグメントユニット１０をステータセグメントユニット２１にしっかりと結合するために、両ステータセグメントユニット１０及び２１に重なるベースプレートの典型的な形式の結合手段２４が使用される。その後、完全な環状のステータが形成されるまで、前記ステップが繰り返される。
【００３７】
図７及び図８は、セグメント化されたステータ歯を有する異なるステータセグメントユニット２５，２６を用いる本発明による方法を示している。ステータセグメントユニット２６においては、ステータヨーク２８から突出した３つの第１のステータ歯セグメント２７と、ステータヨーク２８から突出した第１のステータ歯セグメント２７に固定されるように適応された第２のステータ歯セグメント２９とが用いられている（図８参照）。この場合にも、第１のステップにおいて、ステータセグメントユニット２５，２６は互いに結合される。この実施の形態においては、ステータセグメントユニット２６をステータセグメントユニット２５に向かって又はその逆に摺動させることによって、ステータセグメントユニット２５の張出部３０がステータセグメントユニット２６の凹所３１に係合する。図８に示したように、ステータセグメントユニット２５のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′は、ステータセグメントユニット２６のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの個々の第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側に配置される。その後、第２のステータ歯セグメント２９が、ステータヨーク２８から突出したステータ歯セグメント２７の上側に配置される。ステータ歯セグメント２７とステータ歯セグメント２９との安定した結合を確立するために、適切な結合手段、例えばねじ、ボルト、接着剤等が使用されてよい。従って、前記ステップは環状ステータが形成されるまで繰り返される。
【００３８】
図９から図１１は、ステータセグメントユニットの設計に関して前記の実施の形態と本質的に異なる本発明の方法の別の実施の形態を示している。この場合、ステータセグメントユニットは図４に関して説明したものと同様のものである。従って、左側のステータセグメントユニットは、図４から知られるものであり、同じ参照番号を有する。やはり、本質的な部材のみに番号が付されている。
【００３９】
第１のステップにおいて、ステータセグメントユニット３２はステータセグメントユニット１６に向かって摺動させられ、凹所３３が張出部１９に係合する。図１０に示すように、ステータセグメントユニット１６のステータ巻線Ｄ，Ｅ，Ｆの第２のグループの第２の巻線区分ｄ′，ｅ′，ｆ′は、ステータセグメントユニット３２のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第１のグループの第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側に配置される。さらに、ステータセグメントユニット３２のステータ歯の第１のグループのそれぞれのステータ歯は、（ステータセグメントユニット３２に関して）ステータヨーク３５から突出したステータ歯セグメント３４を含み、それぞれステータセグメントユニット３２の第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側にステータセグメントユニット１６の第２の巻線区分ｄ′，ｅ′，ｆ′を装着した後に、第２のステータ歯セグメント３６は個々のステータ歯セグメント３４上に配置される。図１１に示されたその後のステップにおいて、ステータセグメントユニット１６，３２を互いにしっかりと結合するためにねじ山付きボルト３７が使用され、このねじ山付きボルト３７は、ステータセグメント１６，３２と、ステータ歯セグメント３４と、ステータ歯セグメント３６とに突入する。これにより、ねじ山付きボルト３７は、別々の歯部分３４，３６を保持し、付加的にステータセグメントユニット１６，３２を一緒に保持する。
【００４０】
図１２及び図１３は、発明の別の実施の形態による本発明の方法の本質的なステップを示している。左側に示されたステータセグメントユニットは、図２に示されたものと本質的に同じである。従って、同じ参照番号が有効である。第１のステップにおいて、ステータセグメントユニット３８は、個々の結合部分によってステータセグメントユニット５に結合され、つまり、ステータセグメントユニット３８に設けられたスナップ嵌め部３９は、ステータセグメントユニット５の凹所９に係合する。その後、ステータセグメントユニット５のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′は、ステータセグメントユニット３８のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側に配置される。このように、ステータセグメントユニット５，３８は、スナップ嵌め結合によって、容易に装着されたステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃとともに結合される。前記ステップは、環状のステータが形成されるまで繰り返される。
【符号の説明】
【００４１】
１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８ ステータセグメントユニット、 ２，６，１２，１３，２３ ステータ歯、 ３，７，１１，１７，２８，３５ ステータヨーク、 ８ スナップ嵌め部、 ９，３１，３３ 凹所、 １４ 舌片、 １５ 溝、 １８ 段状凹所、 １９，３０ リベート、 ２０，２７，２９，３４，３６ ステータ歯セグメント、 ２４ 結合手段、 ３７ ねじ山付きボルト、 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ ステータ巻線、 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ 第１の巻線区分、 ａ′，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ｅ′，ｆ′ 第２の巻線区分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み立てられた時に環状のステータを形成するように適応されたステータセグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械は、電気モータのように電気を機械的動力に変換したり、逆に発電機のように機械的動力を電気に変換したりすることができる。従って、ロータとステータとは電気機械の必須の構成部材であり、ロータは磁気誘導によってステータに対して回転する。
【０００３】
容易な搬送及び取扱いの観点から、ロータ及び／又はステータを円のセグメントにセグメント化することが知られている。つまり、ロータとステータとは複数のセグメント化された部材から構成されており、これらの部材は組み立てられて環状のロータアセンブリ及び／又はステータアセンブリを構成する。
【０００４】
ステータ巻線を収容するためのスロットを形成する複数のステータ歯を備えたステータヨークを有するステータの組立てに関して、最初に環状のステータを構成するようにステータセグメントを組み立て、次いでステータ巻線がスロットに配置されるようにステータ巻線をステータ歯に巻き付けるのが一般的である。いわゆる二層構造を備えたステータに関して、巻線は２つの層に、つまり互いに上下に配置され、それぞれの相巻線は、往路部分によってステータスロットにおける第１の位置、すなわち下側位置を占め、復路部分によって別のステータスロットにおける第２の位置、すなわち上側位置を占める。言い換えれば、それぞれのスロットは、下側位置に第１のステータ巻線の往路相巻線を、上側位置に別のステータ巻線の復路相巻線を収容する。
【０００５】
前記のように二層構成を有するこのようなステータの組立ては、厄介で、時間がかかり、非効果的である。第１相巻線がステータヨークのスロットに装着された後、第１相巻線は、往路部分によって第１スロットにおける下側部分を占め、復路部分によって第２スロットにおける上側部分を占める。つまり、第２スロットの下側位置は第１相巻線の復路部分によって邪魔され、これにより、別の相巻線の別の往路部分がこのスロットの下側位置に容易に装着されることを妨げる。
【０００６】
しかしながら、これらの問題を解決するための試みが、相巻線のセグメント化において提案された。この場合、ステータ巻線は２つの半部として構成されており、これらは、ステータヨークのスロットに装着された後、例えばボルトによって端部巻線において結合される。しかしながら、この組立て方法は依然として時間がかかるので非効果的である。その他に、ステータは、多数の別個の構成部材を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、ステータを形成するために容易に結合することができる改良されたステータセグメントユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、ステータヨークを有しており、該ステータヨークが、該ステータヨークから突出した少なくとも１つのステータ歯を備えており、該ステータ歯の近くに固定された第１の巻線区分と、ステータセグメントユニットから自由に延びた第２の巻線区分とを有する少なくとも１つのステータ巻線が設けられている、上述のステータセグメントユニットによって達成される。
【０００９】
本発明によれば、ステータセグメントユニットは、１つ又は２つ以上の既に部分的に装着されたステータ巻線、すなわち、ステータ歯の近くに固定されているか又はステータ歯の周囲に巻き付けられた第１の巻線区分と、本発明のステータセグメントユニットから自由に延びた、すなわち自由端部を有する第２の巻線区分とを有する第１のステータ巻線、を有している。従って、ステータ巻線が、ステータヨークから突出したステータ歯の周囲に巻き付けられた時に、第１の巻線区分は、概して、ステータ巻線の往路部分であるのに対し、第２の巻線区分は、概して、ステータ巻線の復路部分である。言い換えれば、二層構造を有するステータに関して、第１の巻線区分は、ステータヨークに事実上接触しながら下側層に配置されており、第２の巻線区分は、上側層に配置されている。本発明によるステータセグメントユニットは、通常、円のセグメントの形状を有している。従って、組み立てられると、環状のステータが形成される。
【００１０】
隣接するステータセグメントユニットのステータヨークが結合され、ステータセグメントユニット又はステータヨークから自由に延びた第２の巻線区分が、隣接するステータセグメントユニットに装着された別のステータ巻線の第１の巻線区分の上部に配置されるだけでよいので、本発明のステータセグメントユニットはステータの単純な組立てを可能にする。従って、本発明のステータセグメントユニットは、特に組立て、搬送、及び保守及び／又は修理の時間に関して多くの利点を有する。
【００１１】
本発明のステータセグメントユニットは、ステータヨークから突出した個々の数のステータ歯を有する場合、多相巻線システムを提供するように適応されており、前記数は相の数に事実上対応する。なぜならば、これは、発明の基本原理に影響しないからである。
【００１２】
従って、ステータセグメントユニットは、２つ以上のステータ歯と、それぞれが第１及び第２の巻線区分を有する２つ以上のステータ巻線とを有しており、ステータ巻線のそれぞれの第１の巻線区分は、ステータヨークから突出した個々の隣接するステータ歯の近くに固定されており、それぞれの第２の巻線区分は、ステータセグメントユニットから自由に延びている。このような形式において、多相ステータセグメントユニットは上記のように実現されてよい。この実施の形態によれば、二層構造を有するステータに関して少なくとも２つのステータ巻線の第１の巻線区分が下側層を占めかつ少なくとも２つのステータ巻線の第２の巻線区分が上側層においてステータセグメントユニットから自由に延びているので、基本原理は継承される。
【００１３】
ステータセグメントユニットにはまた、
−ステータ巻線の第１のグループと、ステータ巻線の第２のグループとが設けられており、それぞれのステータ巻線が、第１及び第２の巻線区分を有しており、
−多数の隣接するステータ歯を含むステータ歯の第１のグループと、多数の隣接するステータ歯を含むステータ歯の第２のグループとが設けられており、それぞれのステータ歯がステータヨークから突出しており、第２のグループのステータ歯が、第１のグループのステータ歯に隣接して配置されており、
−ステータ巻線の第１のグループの第１の巻線区分が、ステータ歯の第１のグループのそれぞれの隣接するステータ歯の近くに固定されており、
−ステータ巻線の第２のグループの第１の巻線区分が、ステータ歯の第２のグループのそれぞれの隣接するステータ歯の近くに固定されており、
−ステータ巻線の第１のグループの第２の巻線区分が、ステータ巻線の第２のグループのそれぞれの第１の巻線区分の上方に配置されており、
−ステータ巻線の第２のグループの第２の巻線区分が、ステータセグメントユニットから自由に延びている。
【００１４】
基本的概念は依然として同じであるが、この実施の形態は、前に示された実施の形態とは僅かに異なる。ステータ、ひいてはステータセグメントユニットの二層構造に関して、ステータセグメントユニットは、ステータヨークの長さに沿って、部分的に装着されたステータ巻線の領域を有しており、この場合、ステータ巻線の第１のグループの第１の巻線区分は、ステータ歯の第１のグループの個々の隣接するステータ歯の近くに固定されている。隣接して、完全に装着されたステータ巻線の領域が配置されており、この場合、ステータ巻線の第２のグループの第１の巻線区分は、ステータ歯の第２のグループの個々の隣接するステータ歯の近くに固定されており、ステータ巻線の第１のグループの第２の巻線区分は、ステータ巻線の第２のグループの個々の第１の巻線の上方に配置されている。最後に、ステータセグメントユニットは、ステータセグメントユニットから自由に延びたステータ巻線の第２のグループの第２の巻線区分を備えた領域を有している。言い換えれば、ステータセグメントユニットは、依然として、第２の又は復路巻線区分を収容するように適応された１つの領域と、別のステータセグメントユニットの第１の巻線区分の上部に取り付けられるための１つの領域とを有している。１つのグループに属するステータ巻線の数、ひいてはステータ歯の数は、制限されない。
【００１５】
ステータセグメントユニットは、有利には、ステータセグメントユニットを別のステータセグメントユニットに結合するための少なくとも１つの結合部材を有していてよい。従って、多数のステータセグメントユニットが上流及び／又は下流に取り付けられ、これにより段階的にステータを形成してよい。
【００１６】
第１のステータセグメントユニットの結合部分は、ステータセグメントユニットの別のセグメントの結合部分とのプラグ結合を提供してよい。プラグ結合は、ステータセグメントユニットの迅速かつ容易な結合を生じる。プラグ結合は、解離可能又は解離不能であってよい。
【００１７】
結合部分は、好適には溝状の凹所又は舌片状の突出部であってよく、ステータの周方向に関してステータセグメントユニットの互いに反対側の自由端部に配置されている。結合部分は段状の張出部及び／又は段状の凹所であることもできる。有利には、ステータセグメントユニットは、一方の端部における溝状又は段状の凹所と、反対側の端部に配置された舌片状の突出部又は段状の張出部との両方を含んでいる。
【００１８】
択一的に又は付加的に、第１のステータセグメントユニットの結合部分は、別のステータセグメントユニットの結合部分とのスナップ嵌め結合を提供してよい。スナップ嵌め結合は公知であり、機械的ジョイントシステムを形成し、部材対部材の取付けが、結合される構成部材の一方又は他方と対応する位置決め及びロッキング手段によって達成される。結合は、（柔軟な）ロッキング手段が、対応する係合部分との係合のために側部を移動させ、その後、ロッキング手段が元の位置に戻ることを必要とする。位置決めされた手段は柔軟ではなく、取付けにおける強度及び安定性を提供する。
【００１９】
結果的に、この実施の形態において、結合部分は、スナップ嵌め又は同様のもの、又はスナップ嵌めを受容するように適応された凹所又は同様のものであってよい。スナップ嵌め及び対応する凹所の全ての形状が可能である。もちろん、スナップ嵌めは傾斜させられていてよく、これにより、ステータセグメントユニットの結合を容易にする。スナップ嵌め結合は、解離可能又は解離不能であってよい。結合部分、すなわちスナップ嵌め及び対応する凹所は、ステータセグメントユニットの端部、すなわち環状のステータに関する周方向の位置に提供されていてよい。
【００２０】
発明の別の実施の形態において、ステータ歯は、ステータヨークから突出した第１のステータ歯セグメントと、ステータ歯を形成するために第１のステータ歯セグメントに固定されるように適応された少なくとも１つの別のステータ歯セグメントとを含んでいてよい。従って、好適には、第１のステータ歯セグメントは第１の巻線区分と同じ高さを有している。このような形式において、第１の巻線区分は、第１のステータ歯セグメントと密接して安定的に配置されている。ステータ歯のセグメント化は、ステータセグメントユニットの結合が容易にされるので、ステータの組立てに関して利点を有する。
【００２１】
好適には、ステータ歯セグメントは、結合手段を用いて解離可能に互いに取り付けられる。好適には、結合手段は、ねじ山付きボルトである。結合手段は、ステータ歯セグメントの安定した堅固な結合を生じる。必要であるならば、結合手段を受容するためのボア又は同様のものがステータ歯セグメントに設けられている。
【００２２】
また、発明は、ロータとセグメント化されたステータとを有する少なくとも１つの相を有する電気機械に関し、ステータは、前述のように多数のステータセグメントユニットから形成されている。電気機械は、電気モータ又は発電機であってよい。電気機械は、任意の数の相を有していてよい。
【００２３】
さらに、発明は、前述のような電気機械のステータを組み立てる方法に関し、ステータは、前述のような多数のステータセグメントユニットを結合することによって組み立てられ、前記方法は、第１のステップとして第１のステータセグメントユニットを別の隣接して配置されたステータセグメントユニットに結合手段を使用して結合し、第２のステップとして第１のステータセグメントユニットのステータ巻線から自由に延びた第２の巻線区分を、別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上部に配置し、完全なステータが形成されるまで第１のステップと第２のステップとを繰り返すことを含む。
【００２４】
環状のステータを形成するためにまずステータセグメントを組み立てた後、ステータ歯の間のスロットへのステータ巻線の厄介で時間のかかる装着を本質的に含む、ステータを組み立てるための公知の方法とは対照的に、本発明の方法は容易になっている。なぜならば、本発明のステータセグメントユニットは、歯の近くに固定された第１の巻線区分と、ステータセグメントユニットから自由に延びた第２の巻線区分とを有する少なくとも１つのステータ巻線、すなわち部分的に装着されたステータ巻線を有するからである。
【００２５】
本発明によれば、完全に装着されたステータ、すなわち装着されたステータ巻線を有するステータは、第１のステップにおいて第１のステータセグメントユニットが、隣接して配置された別のステータセグメントユニットに結合されるので、次第に組み立てられる。ねじ、ボルト又は同様のもののような機械的ジョイントであってよい結合手段、又は前述のようなステータヨークに設けられた結合部分は、ステータセグメントユニットの安定した結合を達成するために設けられている。次の第２のステップにおいて、第１のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１のステータセグメントユニットから自由に延びた第２の巻線区分は、別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上側に配置される。その結果、２つのステータセグメントユニットは、しっかりと結合され、完全に装着されたステータ巻線を有する。環状のステータが完全に組み立てられるまで、ステップは繰り返される。
【００２６】
ステータセグメントユニットが、ステータヨークから突出した第１のステータ歯セグメントと、ステータ歯を形成するために第１のステータ歯セグメントに固定されるように適応された少なくとも１つの別のステータ歯セグメントとを有しているならば、第１のステータセグメントユニットのステータ巻線から自由に延びた第２の巻線区分を別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上側に配置した後に、少なくとも１つの別のステータ歯セグメントが第１のステータ歯セグメントに結合手段を用いて固定される場合、好適である。言い換えれば、少なくとも１つの別のステータ歯セグメントは、第１のステータセグメントユニットのステータ巻線の装着された第２の巻線区分の間に挿入され、別のステータセグメントユニットのステータヨークから突出したステータ歯セグメントにしっかりと固定される。
【００２７】
従って、ステータヨークからステータ歯セグメントまで延びたねじ山付きボルトが結合手段として使用されることが好ましい。このような形式において、ねじ山付きボルトは、ステータセグメントユニットのステータヨークと、ステータ歯セグメントとに突入することにより、ステータヨークと、ステータヨークから突出したステータ歯セグメントと、ステータヨークから突出したステータ歯セグメントに固定されるように適応されたステータ歯セグメントとのしっかりとした結合を形成する。従って、ステータヨークと、ステータヨークから突出したステータ歯セグメントとは、ボアを有するのに対して、ステータヨークから突出したステータ歯セグメントに固定されるように適応されたステータ歯セグメントは、スタッドホールを有していてよい。
【００２８】
以下に、図面を参照しながら発明を抄紙に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】発明の第１の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図２】発明の第２の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図３】発明の第３の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図４】発明の第４の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図５】発明の第５の実施の形態による本発明のステータセグメントユニットの原理図である。
【図６】発明の第１の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図７】発明の第２の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図８】発明の第２の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図９】発明の第３の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図１０】発明の第３の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図１１】発明の第３の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図１２】発明の第４の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【図１３】発明の第４の実施の形態による本発明の方法の必須のステップを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、発明の第１の又は基本的な実施の形態における環状のステータを構成するように適応されたステータセグメントユニット１を示している。ステータセグメントユニット１は、ステータヨーク３から突出した１つのステータ歯２を有している。ステータ巻線Ａはステータ歯２の周囲に巻き付けられており、この場合、ステータ巻線Ａの往路側であるステータ巻線Ａの第１の巻線区分ａは、ステータ歯２の近くに固定されており、ステータ巻線Ａの復路側である第２の巻線区分ａ′は、ステータセグメントユニット１から自由に延びている。従って、このステータセグメントユニット１は、単相構成を示している。全てのステータセグメントユニットは湾曲させられており、つまり、直線的に描かれているとしても、組み立てられたときに環状のステータを構成するように円のセグメントを形成している。
【００３１】
図２は、発明の第２の実施の形態によるステータセグメントユニット５を示している。ステータセグメントユニット５は、ステータヨーク７から突出した３つのステータ歯６を有している。ステータセグメントユニット５は、それぞれ異なる相を有する３つのステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃを有する三相構成を示している。それぞれの巻線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれが個々の隣接するステータ歯６の近くに固定された個々のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの往路側である第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃと、それぞれがステータセグメントユニット５から自由に延びた、個々のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの復路側である第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′とを有している。
【００３２】
さらに、ステータセグメントユニット５は、ステータセグメントユニット５を少なくとも１つの別のステータセグメントユニットに結合するための（図１２及び図１３参照）、ステータセグメントユニット５の反対側の両端に配置された、スナップ嵌め部８の形状の結合部と、スナップ嵌め部８を受容するための凹所９とを有している。従って、多数のステータセグメントユニット５を結合することは、スナップ嵌め結合である。スナップ嵌め部８は、ステータヨーク７に一体に形成されているか、適切な結合手段を用いて別個の部材としてステータヨーク７にしっかりと取り付けられていてよい。
【００３３】
図３は、発明の第３の実施の形態によるステータセグメントユニット１０を示している。ステータセグメントユニット１０は、ステータ歯１２を含むステータ歯の第１のグループと、ステータ歯１３を含むステータ歯の第２のグループとに分割された、ステータヨーク１１から突出した６つのステータ歯を有している。認識できるように、ステータ歯の第１のグループと、ステータ歯の第２のグループとは、隣接して配置されている。ステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃを含むステータ巻線の第１のグループは、ステータ歯の第１のグループの個々のステータ歯１２の近くに固定された第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃを有しており、ステータ巻線Ｄ，Ｅ，Ｆを含むステータ巻線の第２のグループは、ステータ歯の第２のグループの個々のステータ歯１３の近くに固定された第１の巻線区分ｄ，ｅ，ｆを有している。ステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第１のグループの第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′は、ステータ巻線Ｄ，Ｅ，Ｆの第２のグループの個々の第１の巻線区分ｄ，ｅ，ｆの上側に配置されているのに対し、ステータ巻線の第２のグループの第２の巻線区分ｄ′，ｅ′，ｆ′は、ステータセグメントユニット１０から自由に延びている。
【００３４】
さらに、ステータセグメントユニット１０は、ステータセグメントユニット１０を少なくとも１つの別のステータセグメントユニットに結合するために（図５及び図６参照）、ステータヨーク１１の両端部に配置された舌片１４及び溝１５の形状の結合部を有している。舌片１４は、ステータヨーク１１に一体に形成されていてよい。
【００３５】
図４は、図３に示された実施の形態と同様のステータセグメントユニット１６を示している。なぜならば、このステータセグメントユニット１６は、ステータセグメントユニット１０と同じ相構成を有しているからである。ステータ巻線と、ステータ巻線区分と、ステータ歯の第２のグループのステータ歯１３とに関して同じ符号が用いられている。結合部においてステータセグメントユニット１６がステータセグメントユニット１０と異なることが認識可能であり、結合部は、段状の凹所１８及び張出部１９の形状で、ステータヨーク１７と一体に形成されている。さらに、ステータ歯の第１のグループは、ステータ歯セグメント２０を備えたセグメント化されたステータ歯を有しており、ステータ歯セグメント２０は、ステータヨーク１７から突出しており、減じられた高さ、特に半分の高さを有しており、これにより、別のステータ歯セグメント（図示せず）が、完全なステータ歯を構成するために、ステータヨーク１７から突出したステータ歯セグメント２０に固定されてよい。
【００３６】
図５及び図６は、多数のステータセグメントユニットから環状ステータを組み立てるための本発明の方法の本質的なステップを示している。ステータセグメントユニットは、本質的に、図３による実施の形態から知られるものである。従って、少なくとも第１のステータセグメントユニット１０に対しては、同じ参照番号が使用されている。付加的に、原理図を明瞭にするために、関連する部分だけに番号が付されている。第１のステップにおいて、図５によれば、第１のステータセグメントユニット１０は、矢印２２によって示されているように、別のステータセグメントユニット２１に結合される。その後、ステータセグメントユニット１０のステータ巻線Ｄ，Ｅ，Ｆを含むステータ巻線の第２のグループの第２の巻線区分ｄ′，ｅ′，ｆ′は、３つのステータ歯２３を含むステータ歯の第１のグループに固定されたステータセグメントユニット２１のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第１のグループの個々の第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側に配置される（図６参照）。図６に示すように、ステータセグメントユニット１０をステータセグメントユニット２１にしっかりと結合するために、両ステータセグメントユニット１０及び２１に重なるベースプレートの典型的な形式の結合手段２４が使用される。その後、完全な環状のステータが形成されるまで、前記ステップが繰り返される。
【００３７】
図７及び図８は、セグメント化されたステータ歯を有する異なるステータセグメントユニット２５，２６を用いる本発明による方法を示している。ステータセグメントユニット２６においては、ステータヨーク２８から突出した３つの第１のステータ歯セグメント２７と、ステータヨーク２８から突出した第１のステータ歯セグメント２７に固定されるように適応された第２のステータ歯セグメント２９とが用いられている（図８参照）。この場合にも、第１のステップにおいて、ステータセグメントユニット２５，２６は互いに結合される。この実施の形態においては、ステータセグメントユニット２６をステータセグメントユニット２５に向かって又はその逆に摺動させることによって、ステータセグメントユニット２５の張出部３０がステータセグメントユニット２６の凹所３１に係合する。図８に示したように、ステータセグメントユニット２５のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′は、ステータセグメントユニット２６のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの個々の第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側に配置される。その後、第２のステータ歯セグメント２９が、ステータヨーク２８から突出したステータ歯セグメント２７の上側に配置される。ステータ歯セグメント２７とステータ歯セグメント２９との安定した結合を確立するために、適切な結合手段、例えばねじ、ボルト、接着剤等が使用されてよい。従って、前記ステップは環状ステータが形成されるまで繰り返される。
【００３８】
図９から図１１は、ステータセグメントユニットの設計に関して前記の実施の形態と本質的に異なる本発明の方法の別の実施の形態を示している。この場合、ステータセグメントユニットは図４に関して説明したものと同様のものである。従って、左側のステータセグメントユニットは、図４から知られるものであり、同じ参照番号を有する。やはり、本質的な部材のみに番号が付されている。
【００３９】
第１のステップにおいて、ステータセグメントユニット３２はステータセグメントユニット１６に向かって摺動させられ、凹所３３が張出部１９に係合する。図１０に示すように、ステータセグメントユニット１６のステータ巻線Ｄ，Ｅ，Ｆの第２のグループの第２の巻線区分ｄ′，ｅ′，ｆ′は、ステータセグメントユニット３２のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第１のグループの第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側に配置される。さらに、ステータセグメントユニット３２のステータ歯の第１のグループのそれぞれのステータ歯は、（ステータセグメントユニット３２に関して）ステータヨーク３５から突出したステータ歯セグメント３４を含み、それぞれステータセグメントユニット３２の第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側にステータセグメントユニット１６の第２の巻線区分ｄ′，ｅ′，ｆ′を装着した後に、第２のステータ歯セグメント３６は個々のステータ歯セグメント３４上に配置される。図１１に示されたその後のステップにおいて、ステータセグメントユニット１６，３２を互いにしっかりと結合するためにねじ山付きボルト３７が使用され、このねじ山付きボルト３７は、ステータセグメント１６，３２と、ステータ歯セグメント３４と、ステータ歯セグメント３６とに突入する。これにより、ねじ山付きボルト３７は、別々の歯部分３４，３６を保持し、付加的にステータセグメントユニット１６，３２を一緒に保持する。
【００４０】
図１２及び図１３は、発明の別の実施の形態による本発明の方法の本質的なステップを示している。左側に示されたステータセグメントユニットは、図２に示されたものと本質的に同じである。従って、同じ参照番号が有効である。第１のステップにおいて、ステータセグメントユニット３８は、個々の結合部分によってステータセグメントユニット５に結合され、つまり、ステータセグメントユニット３８に設けられたスナップ嵌め部３９は、ステータセグメントユニット５の凹所９に係合する。その後、ステータセグメントユニット５のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第２の巻線区分ａ′，ｂ′，ｃ′は、ステータセグメントユニット３８のステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃの第１の巻線区分ａ，ｂ，ｃの上側に配置される。このように、ステータセグメントユニット５，３８は、スナップ嵌め結合によって、容易に装着されたステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃとともに結合される。前記ステップは、環状のステータが形成されるまで繰り返される。
【符号の説明】
【００４１】
１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８ ステータセグメントユニット、 ２，６，１２，１３，２３ ステータ歯、 ３，７，１１，１７，２８，３５ ステータヨーク、 ８ スナップ嵌め部、 ９，３１，３３ 凹所、 １４ 舌片、 １５ 溝、 １８ 段状凹所、 １９，３０ リベート、 ２０，２７，２９，３４，３６ ステータ歯セグメント、 ２４ 結合手段、 ３７ ねじ山付きボルト、 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ ステータ巻線、 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ 第１の巻線区分、 ａ′，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ｅ′，ｆ′ 第２の巻線区分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組み立てられたときに環状のステータを形成するように適応されたステータセグメントユニット（１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８）において、ステータヨーク（３，７，１１，１７）を有しており、該ステータヨークが、該ステータヨークから突出した少なくとも１つのステータ歯（２，６，１２，１３，２３）を備え、該ステータ歯（２，６，１２，１３，２３）の近くに固定された第１の巻線区分（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ）と、ステータセグメントユニット（１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８）から自由に延びた第２の巻線区分（ａ′，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ｅ′，ｆ′）とを有する少なくとも１つのステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）が設けられていることを特徴とする、ステータセグメントユニット。
【請求項２】
２つ以上のステータ歯（６，１２）と、それぞれが第１の巻線区分（ａ，ｂ，ｃ）と第２の巻線区分（ａ′，ｂ′，ｃ′）とを有する２つ以上のステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）とが設けられており、該ステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）のそれぞれの第１の巻線区分（ａ，ｂ，ｃ）が、ステータヨーク（７）から突出した個々の隣接するステータ歯（６）の近くに固定されており、それぞれの第２の巻線区分（ａ′，ｂ′，ｃ′）が、ステータセグメントユニット（５）から自由に延びている、請求項１記載のステータセグメントユニット。
【請求項３】
ステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の第１のグループと、ステータ巻線（Ｄ，Ｅ，Ｆ）の第２のグループとが設けられており、それぞれのステータ巻線が、第１及び第２の巻線区分を有しており、
多数の隣接するステータ歯（１２）を含むステータ歯の第１のグループと、多数の隣接するステータ歯（１３）を含むステータ歯の第２のグループとが設けられており、それぞれのステータ歯（１２，１３）がステータヨーク（１１）から突出しており、第２のグループのステータ歯（１３）が、第１のグループのステータ歯（１２）に隣接して配置されており、
ステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の第１のグループの第１の巻線区分（ａ，ｂ，ｃ）が、ステータ歯の第１のグループのそれぞれの隣接するステータ歯（１２）の近くに固定されており、
ステータ巻線（Ｄ，Ｅ，Ｆ）の第２のグループの第１の巻線区分（ｄ，ｅ，ｆ）が、ステータ歯の第２のグループのそれぞれの隣接するステータ歯（１３）の近くに固定されており、
ステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の第１のグループの第２の巻線区分（ａ′，ｂ′，ｃ′）が、ステータ巻線（Ｄ，Ｅ，Ｆ）の第２のグループのそれぞれの第１の巻線区分（ｄ，ｅ，ｆ）の上側に配置されており、
ステータ巻線（Ｄ，Ｅ，Ｆ）の第２のグループの第２の巻線区分（ｄ′，ｅ′，ｆ′）が、ステータセグメントユニット（１０）から自由に延びている、請求項１記載のステータセグメントユニット。
【請求項４】
前記ステータヨーク（７，１１，１７）に、ステータセグメントユニットを少なくとも１つの別のステータセグメントユニットに結合するための少なくとも１つの結合部が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のステータセグメントユニット。
【請求項５】
第１のステータセグメントユニットの結合部が、別のステータセグメントユニットの結合部とのプラグ結合を提供する、請求項４記載のステータセグメントユニット。
【請求項６】
前記結合部が、溝状の凹所（１５）又は舌片状の突出部（１４）である、請求項５記載のステータセグメントユニット。
【請求項７】
前記結合部が、段状の張出部（１９，２０，３０）及び／又は段状の凹所（１８，３１，３３）である、請求項５又は６記載のステータセグメントユニット。
【請求項８】
第１のステータセグメントユニットの結合部が、別のステータセグメントユニットの結合部とのスナップ嵌め結合を提供する、請求項４から７までのいずれか１項記載のステータセグメントユニット。
【請求項９】
前記結合部が、スナップ嵌め部（８）又はスナップ嵌め部を受容するように適応された凹所（９）である、請求項８記載のステータセグメントユニット。
【請求項１０】
ステータ歯が、ステータヨーク（１７，３５）から突出した第１のステータ歯セグメント（２０，２７，３４）と、ステータ歯を形成するために互いに固定されるように適応された少なくとも１つの別のステータ歯セグメント（２９，３６）とを含む、請求項１から９までのいずれか１項記載のステータセグメントユニット。
【請求項１１】
ステータ歯セグメント（２０，２７，３４，２９，３６）が、結合手段、特にねじ山付きボルト（３７）を用いて互いに解離可能に取り付けられる、請求項１０記載のステータセグメントユニット。
【請求項１２】
ロータとセグメント化されたステータとを含む少なくとも１つの相を有する電気機械において、ステータが、請求項１から１１までのいずれか１項記載の多数のステータセグメントユニット（１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８）から形成されていることを特徴とする、電気機械。
【請求項１３】
請求項１２記載の電気機械のステータを組み立てる方法において、ステータが、請求項１から９までのいずれか１項記載の多数のステータセグメントユニットを結合することによって組み立てられるようになっており、
ａ）結合手段を用いて第１のステータセグメントユニットを別の隣接して配置されたステータセグメントユニットに結合し、
ｂ）第１のステータセグメントユニットのステータ巻線から自由に延びた第２の巻線区分を、別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上側に配置し、
ｃ）完全なステータが形成されるまでステップａ）及びｂ）を繰り返すこと特徴とする、電気機械のステータを組み立てる方法。
【請求項１４】
ステータセグメントユニットが、ステータヨークから突出した第１のステータ歯セグメントと、第１のステータセグメントユニットのステータ巻線の自由に延びた第２の巻線区分を別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上側に配置した後にステータ歯を形成するために第１のステータ歯に固定されるように適応された少なくとも１つの別のステータ歯セグメントとを有しているならば、結合手段を用いて前記少なくとも１つの別のステータ歯セグメントが前記第１のステータ歯セグメントに固定される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記結合手段として、ステータヨークからステータ歯セグメントまで延びたねじ山付きボルトが使用される、請求項１４記載の方法。
【請求項１】
組み立てられたときに環状のステータを形成するように適応されたステータセグメントユニット（１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８）において、ステータヨーク（３，７，１１，１７）を有しており、該ステータヨークが、該ステータヨークから突出した少なくとも１つのステータ歯（２，６，１２，１３，２３）を備え、該ステータ歯（２，６，１２，１３，２３）の近くに固定された第１の巻線区分（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ）と、ステータセグメントユニット（１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８）から自由に延びた第２の巻線区分（ａ′，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ｅ′，ｆ′）とを有する少なくとも１つのステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）が設けられていることを特徴とする、ステータセグメントユニット。
【請求項２】
２つ以上のステータ歯（６，１２）と、それぞれが第１の巻線区分（ａ，ｂ，ｃ）と第２の巻線区分（ａ′，ｂ′，ｃ′）とを有する２つ以上のステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）とが設けられており、該ステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）のそれぞれの第１の巻線区分（ａ，ｂ，ｃ）が、ステータヨーク（７）から突出した個々の隣接するステータ歯（６）の近くに固定されており、それぞれの第２の巻線区分（ａ′，ｂ′，ｃ′）が、ステータセグメントユニット（５）から自由に延びている、請求項１記載のステータセグメントユニット。
【請求項３】
ステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の第１のグループと、ステータ巻線（Ｄ，Ｅ，Ｆ）の第２のグループとが設けられており、それぞれのステータ巻線が、第１及び第２の巻線区分を有しており、
多数の隣接するステータ歯（１２）を含むステータ歯の第１のグループと、多数の隣接するステータ歯（１３）を含むステータ歯の第２のグループとが設けられており、それぞれのステータ歯（１２，１３）がステータヨーク（１１）から突出しており、第２のグループのステータ歯（１３）が、第１のグループのステータ歯（１２）に隣接して配置されており、
ステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の第１のグループの第１の巻線区分（ａ，ｂ，ｃ）が、ステータ歯の第１のグループのそれぞれの隣接するステータ歯（１２）の近くに固定されており、
ステータ巻線（Ｄ，Ｅ，Ｆ）の第２のグループの第１の巻線区分（ｄ，ｅ，ｆ）が、ステータ歯の第２のグループのそれぞれの隣接するステータ歯（１３）の近くに固定されており、
ステータ巻線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の第１のグループの第２の巻線区分（ａ′，ｂ′，ｃ′）が、ステータ巻線（Ｄ，Ｅ，Ｆ）の第２のグループのそれぞれの第１の巻線区分（ｄ，ｅ，ｆ）の上側に配置されており、
ステータ巻線（Ｄ，Ｅ，Ｆ）の第２のグループの第２の巻線区分（ｄ′，ｅ′，ｆ′）が、ステータセグメントユニット（１０）から自由に延びている、請求項１記載のステータセグメントユニット。
【請求項４】
前記ステータヨーク（７，１１，１７）に、ステータセグメントユニットを少なくとも１つの別のステータセグメントユニットに結合するための少なくとも１つの結合部が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のステータセグメントユニット。
【請求項５】
第１のステータセグメントユニットの結合部が、別のステータセグメントユニットの結合部とのプラグ結合を提供する、請求項４記載のステータセグメントユニット。
【請求項６】
前記結合部が、溝状の凹所（１５）又は舌片状の突出部（１４）である、請求項５記載のステータセグメントユニット。
【請求項７】
前記結合部が、段状の張出部（１９，２０，３０）及び／又は段状の凹所（１８，３１，３３）である、請求項５又は６記載のステータセグメントユニット。
【請求項８】
第１のステータセグメントユニットの結合部が、別のステータセグメントユニットの結合部とのスナップ嵌め結合を提供する、請求項４から７までのいずれか１項記載のステータセグメントユニット。
【請求項９】
前記結合部が、スナップ嵌め部（８）又はスナップ嵌め部を受容するように適応された凹所（９）である、請求項８記載のステータセグメントユニット。
【請求項１０】
ステータ歯が、ステータヨーク（１７，３５）から突出した第１のステータ歯セグメント（２０，２７，３４）と、ステータ歯を形成するために互いに固定されるように適応された少なくとも１つの別のステータ歯セグメント（２９，３６）とを含む、請求項１から９までのいずれか１項記載のステータセグメントユニット。
【請求項１１】
ステータ歯セグメント（２０，２７，３４，２９，３６）が、結合手段、特にねじ山付きボルト（３７）を用いて互いに解離可能に取り付けられる、請求項１０記載のステータセグメントユニット。
【請求項１２】
ロータとセグメント化されたステータとを含む少なくとも１つの相を有する電気機械において、ステータが、請求項１から１１までのいずれか１項記載の多数のステータセグメントユニット（１，５，１０，１６，２１，２５，２６，３２，３８）から形成されていることを特徴とする、電気機械。
【請求項１３】
請求項１２記載の電気機械のステータを組み立てる方法において、ステータが、請求項１から９までのいずれか１項記載の多数のステータセグメントユニットを結合することによって組み立てられるようになっており、
ａ）結合手段を用いて第１のステータセグメントユニットを別の隣接して配置されたステータセグメントユニットに結合し、
ｂ）第１のステータセグメントユニットのステータ巻線から自由に延びた第２の巻線区分を、別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上側に配置し、
ｃ）完全なステータが形成されるまでステップａ）及びｂ）を繰り返すこと特徴とする、電気機械のステータを組み立てる方法。
【請求項１４】
ステータセグメントユニットが、ステータヨークから突出した第１のステータ歯セグメントと、第１のステータセグメントユニットのステータ巻線の自由に延びた第２の巻線区分を別のステータセグメントユニットのステータ巻線の第１の巻線区分の上側に配置した後にステータ歯を形成するために第１のステータ歯に固定されるように適応された少なくとも１つの別のステータ歯セグメントとを有しているならば、結合手段を用いて前記少なくとも１つの別のステータ歯セグメントが前記第１のステータ歯セグメントに固定される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記結合手段として、ステータヨークからステータ歯セグメントまで延びたねじ山付きボルトが使用される、請求項１４記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２５９６９７（Ｐ２０１１−２５９６９７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１２９２５６（Ｐ２０１１−１２９２５６）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９２５６（Ｐ２０１１−１２９２５６）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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