JP2018516529A - 回転電気機械のための電磁電機子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図3
Description
−交流、直流、又はパルス電流、又は何らかの形の電流を供給することができる、
−単体とすること、又は多相機械を形成するために回転軸に沿って結合される複数の独立した電磁電機子によって形成することができる、
−軸zを有する円筒体に組み込まれる、
−中心が中空又は中実である、
−随意的に電気巻線又は磁石セットを収容することができる、又は(磁石又は巻線なしで)受動的である、
−エアギャップ面において実質的に半径方向に磁束を発生する、
−「Npp」として知られている偶数個の磁極を含み、この数は、エアギャップ面を通る軸zに対する半径方向において磁束入力(S)及び出力(N)が交番するペアの数に対応する、
−回転電気機械のインダクタ又は電機子要素を形成することができ、
という点のうちの一部又は全てで特徴付けされる。
・円又は楕円、もしくは直線又は三角形の一部である、
・又は、破線(broken line)であり、この破線は、特に長方形、又は三角形、又は台形であり、それにより、歯をヨークに押し込むことができ、歯は、好ましくは、ヨークの接線方向の表面に対して傾斜する方向に、好ましくはほぼD/2の寸法に従って、ヨークに押し込まれ、Dは、方向xの歯の幅に対応し、
・又は、歯をヨーク上に配置することを可能にする長方形又は三角形の破線である、
のいずれかである。
−巻線を、環状スピンドル上に製作する、
−巻線を、ヨークに取り付けられる取り外し可能な仮の(false)歯の上に製作する、
−先に製作した巻線を、裸の(bare)ヨークに関連付けし、使い捨て式か又は挿入後に取り外し可能であるくさびよって所定位置に保持し、その後、歯を配置し、
−巻線を別々に挿入される副巻線に分離し、
−巻線をヨーク上に挿入し、ここで歯の一部だけが、すなわち同じ極性を有するものが最終的に所定位置に配置され、
−巻線の挿入ステップ中に取り外し可能な仮の歯を使用し、その後、最終的な歯によって置き換えられ、仮の歯は、好都合にはプラスチック又は研磨ステンレス鋼で作製される、
の中から製作れるか、又は前記電機子に関連付けされる。
−第1のステップにおいて、巻線を形成する電線を構成する要素の各々、並びに随意的にヨーク及び/又は歯などの巻線支持体を、平坦な金属熱板サーマルラッカリング、又は熱オーブン又はバーベキュー又はテーブルクッカーに使用される形式の、シリコーベースのサーマルラッカリング絶縁樹脂で被覆し、絶縁樹脂は、噴霧される粉体を使用して、静電法によって塗布されることが好ましい、
−第2のステップにおいて、絶縁樹脂をオーブン内でメーカーが示した公称温度、典型的には220°Cで硬化させるか、又は樹脂を公称重合温度よりも低い温度、例えば150°C〜180°Cで硬化させ、
−第3のステップにおいて、要素を冷間又は温間時に組み付け、
−第4のステップにおいて、適用可能である場合、3つのステップを巻線、ヨーク、及び歯によって形成された組み付けられた組立体に繰り返し、第2のステップにおいて硬化が公称重合温度よりも低い温度で実行された場合には組み付けられた組立体の硬化が必要である、
を含む。
−好ましくは波状巻線12と組み合わされた中実の(すなわち、凹部がない)周囲面を有する歯13を有すること(図2)、
−又は、各々が瓦状の又は好ましくは波状巻線12と組み合わされた凹部18を備える歯13を有すること(図3及び図4)、
によって構成される。
エアギャップ=Heo=(平均エアギャップ)/(余弦(局所的電気角度))
d11=d11x(d15−d11)/d15
−裸のヨーク11へのコイル12の挿入、及び使い捨ての又は挿入後に取り外し可能なくさびによるその固定、その後の歯13の挿入、
−別々に挿入されるサブコイルへのコイル12の分離、
−巻線の挿入ステップ中に取り外し可能な仮の歯の使用、その後、最終的な歯13による置き換え、仮の歯は、好都合にはプラスチック材又は研摩ステンレス鋼で作製される。
−第1のステップにおいて、導電体20を電気支持体100に組み付ける前に、導電体20の各々、並びに電気支持体100を、互いから独立して絶縁樹脂で被覆し、
−第2のステップにおいて、上記導電体20の各々、並びに電気支持体100を、公称重合温度で別々に硬化させ、
−第3のステップにおいて、重合樹脂で被覆された上記導電体20の各々を、同様に重合樹脂で被覆された電気支持体100に挿入し、
−随意的に、第4のステップにおいて、絶縁樹脂の第2の層を導電体の組立体及び支持体上に堆積させることによって上記導電体20の2回目の絶縁を行ない、導電体を、連続層で支持体と関連付けることによって形成し、この絶縁樹脂は、第1のステップで使用した樹脂と同じであることが好ましい。その後、樹脂の第2の層で被覆された導電体20及び電気支持体100の組立体を樹脂の公称重合温度で硬化させる。
−第1のステップにおいて、電気支持体100を導電体20に組み付ける前に、導電体20の各々、並びに電気支持体100を絶縁樹脂で互いから独立して被覆し、
−第2のステップにおいて、上記導電体20の各々、及び/又は電気支持体100を、公称重合温度よりも低い、例えば、150°C〜180°Cの範囲の温度で別々に硬化させた後に冷却する。公称値よりも低いこの硬化温度の選択は、第一に、導電体の支持体への挿入時の屈曲に十分耐える可撓性をもつ樹脂膜で導電体20及び電気支持体100を覆うことを可能にするために、第二に、最終硬化の最終ステップ時に、種々の組立部品の間の改善された接着を可能にするために、選択的に決定される。この第2のステップにおいて、導電体20のみ又は電気支持体100のみを公称重合温度で硬化させることが可能であり、
−第3のステップにおいて、硬化樹脂で被覆された上記導電体20の各々を、同様に硬化樹脂で被覆された電気支持体100に挿入し、
−第4のステップにおいて、絶縁樹脂の第2の層を導電体の組立体及び支持体上に堆積させることによって上記導電体20の2回目の絶縁を行ない、導電体を連続層で支持体と関連付けることによって形成し、この絶縁樹脂は、第1のステップで使用した樹脂と同じであることが好ましい。その後、樹脂の第2の層で被覆された導電体20及び電気支持体100の組立体を樹脂の公称重合温度にて硬化させる。
12 巻線
13 歯
17 エアギャップ面
18 凹部
Claims (16)
- エアギャップ面(17)に対向するように設計されて相互作用面として知られる、軸zを備える円筒面を有する電磁ヨーク(11)と、
前記エアギャップ面の方向において突出する様式で前記相互作用面に関連付けされ、前記ヨークの全体にわたって離間して配置される、磁極を形成する複数の歯(13)と、
を備える電磁電機子であって、
前記歯(13)の各々は、前記方向zと直交するいわゆる極平面上において前記歯の面のうちの1つの面に配置された凹部(18)を含み、前記凹部は、巻線(12)を受け入れるように設計されており、
前記歯(13)は、前記凹部(18)が前記ヨーク(11)の中央部を通過する極中央面の両側に交互に配置されるように、前記ヨーク(11)上に配置される、ことを特徴とする電磁電機子。 - 前記巻線(12)は、前記凹部の各々に収容されつつ、前記歯の各々の周囲を完全に取り囲む、請求項1に記載の電磁電機子。
- 前記巻線(12)は波状であり、すなわち、前記巻線は、前記歯の各々の一部のみに沿って進み、1つの磁極から別の磁極に進み、前記凹部の各々に収容されつつ前記磁極の各々での極面を変えるようになっている、請求項1に記載の電磁電機子。
- 前記歯(13)の1又は複数は、前記ヨークから独立しており、取り外し可能な様式で前記ヨークに対して付加される、請求項1から3のいずれかに記載の電磁電機子。
- エアギャップ面(17)に対向するように設計されていわゆる相互作用面である、軸zを備える円筒面を有する電磁ヨーク(11)と、
前記エアギャップ面の方向において突出する様式で前記相互作用面に関連付けされ、前記ヨークの全体にわたって離間して配置される、磁極を形成する複数の歯(13)と、
を備える電磁電機子であって、
前記歯(13)の少なくとも1つは、前記ヨークから独立しており、取り外し可能な様式で前記ヨーク(11)に対して付加されることを特徴とする、電磁電機子。 - 付加的な取り外し可能な前記歯(13)を備え、前記歯(13)は、連続して隣接するか又は連続して隣接しない、或いは交互に隣接するか又は交互に隣接しないものであり、同じ形状又は同じでない形状を有し、極中央面の各側に交互に配置される凹部(18)を有するか又は有していない、請求項5に記載の電磁電機子。
- 前記電磁ヨーク(11)は、軸zに直交する平面x−yに実質的に平行に配置され、方向zに積み重ねられる金属板(16)によって形成され、一方で、前記歯(13)は、平面y−zに実質的に平行に配置され、θとして知られる極回転方向に、又は接線方向xに、又は回転軸zに実質的に直交する可変の方向に積み重ねられる金属板(15)によって形成される、請求項1から6のいずれかに記載の電磁電機子。
- 前記歯(13)は、積み重ねられた積層金属板(15)によって又はSMC粉体から形成される、請求項1から6のいずれかに記載の電磁電機子。
- 前記歯(13)が取り外し可能な場合、前記歯(13)は、限定された半径方向の厚さ、好ましくは10mm未満、特に約1mmに従って、相互係合によって前記ヨーク(11)と協働する、請求項1から8のいずれかに記載の電磁電機子。
- 前記歯(13)が取り外し可能な場合、前記歯(13)は、遊びあり又遊びなしの嵌合によって、及び/又は接着によって、及び/又は、接合及び一体化のための要素によって、前記ヨークに関連付けされる、請求項1から9のいずれかに記載の電磁電機子。
- 前記歯数(13)の数は、前記電機子が対象とされる電気機械の磁極の数に少なくとも等しい、請求項1から10のいずれかに記載の電磁電機子。
- 前記電機子の前記巻線(12)及び/又は前記ヨーク(11)及び前記歯(13)は、熱板として知られ平坦な金属板のサーマルラッカリング、又は熱オーブン又はバーベキュー又はテーブルクッカーに使用される形式の、シリコーンベースのサーマルラッカリング絶縁樹脂で覆われ、特に、前記樹脂は、少なくとも20%のシリコーン又は少なくとも98%のシリコーンを含み、アクリル及び/又はエポキシも含むことができる、請求項1から11のいずれかに記載の電磁電機子。
- 前記ヨーク(11)と前記歯(13)との前記相互作用面は、実質的に円形であり、前記軸zの方向に平行移動される分離線(19)によって規定され、前記分離線は、
・円又は楕円、もしくは直線又は三角形の一部である、
・又は、破線であり、この破線は、特に長方形、又は三角形、又は台形であり、それにより、前記歯(13)を前記ヨーク(11)に押し込むことができ、前記歯は、好ましくは、前記ヨークの接線方向の表面に対して傾斜する方向に、好ましくはほぼD/2の寸法に従って、前記ヨークに押し込まれ、このDは、前記方向xにおける前記歯の幅に対応し、
・又は、前記歯(13)を前記ヨーク(11)上に配置することを可能にする長方形又は三角形の破線である、
のいずれかである、請求項1から12のいずれかに記載の電磁電機子。 - 請求項1から13のいずれかによる電磁電気子を製造する方法であって、
前記巻線(12)は、前記ヨーク(11)と関連付けされる前に構成されるか又は少なくとも1つの導電性ワイヤを巻回することによって前記ヨーク上で取得され、特に、前記巻線は、以下の可能性の中から製作されるか又は前記電機子に関連付けされる、
−前記巻線(12)を、環状スピンドル上に製作する、
−前記巻線(12)を、前記ヨーク(11)に取り付けられる、取り外し可能な仮の歯の上に製作する、
−先に製作した前記巻線(12)を、裸の前記ヨーク(11)に関連付けし、使い捨て式か又は挿入後に取り外し可能であるくさびよって所定位置に保持し、その後に前記歯(13)を配置する、
−前記巻線(12)を別々に挿入される副巻線に分離する、
−前記巻線(12)を前記ヨーク(11)上に挿入し、ここで前記歯(13)の一部だけが、すなわち同じ極性を有するものが最終的に所定位置に配置される、
−前記巻線の挿入ステップ中に取り外し可能な仮の歯を使用し、その後に最終的な前記歯(13)によって置き換えられ、前記仮の歯は、好都合にはプラスチック又は研磨ステンレス鋼で作製される、
ことを特徴とする、製造方法。 - 前記方法は、前記巻線(12)及び/又は頭部(11)及び/又は前記歯(13)の電気絶縁を提供し、前記電気絶縁は、
−第1のステップにおいて、前記巻線を形成する電線を構成する要素の各々、並びに随意的に前記ヨーク及び/又は前記歯などの巻線支持体を、平坦な金属熱板サーマルラッカリング、又は熱オーブン又はバーベキュー又はテーブルクッカーに使用される形式の、シリコーベースのサーマルラッカリング絶縁樹脂で被覆し、前記絶縁樹脂は、噴霧される粉体を使用して静電法によって塗布されることが好ましく、
−第2のステップにおいて、前記絶縁樹脂をオーブン内でメーカーが示した公称温度、典型的には220°Cで硬化させるか、又は前記樹脂を公称重合温度よりも低い温度、例えば150°C〜180°Cで硬化させ、
−第3のステップにおいて、前記要素を冷間又は温間時に組み付け、
−第4のステップにおいて、適用可能である場合、前記3つのステップを前記巻線、前記ヨーク、及び前記歯によって形成された組み付けられた組立体に繰り返し、第2のステップにおいて前記硬化が前記公称重合温度よりも低い温度で実行された場合には前記組み付けられた組立体の硬化が必要である、
ことを含む、請求項14に記載の製造方法。 - 固定子を形成する請求項1から13のいずれかに記載の少なくとも1つの電磁電機子と、環状磁性回転子とを備える回転電気機械であって、前記環状磁性回転子の磁石は、エアギャップ面(17)の反対側に位置し、単一の電磁電機子を有する単相機械、又は軸zの方向において離間した複数の電磁電機子を含む組立体を備える多相機械を構成するようになっている、回転電気機械。
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