JP2023134484A - ヘアピンを作る装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】固定子または回転子巻線セットのアセンブリのスロット空間の充填を増加することができるヘアピンを作る装置を提供する。【解決手段】ヘアピンを作る装置１００は、ヘアピン２５５が挿入されるスロット１５５を備えるフレーム１５０からなる。ウェッジ１２０がヘアピンのブリッジ状部分２５５ｃを押すように、スロット１５５のクラウンに下げられる。【選択図】図６

Description

本明細書は、固定子または回転子巻線セットが形成されるヘアピンを作るように構成された装置の分野に関する。
例えばハイブリッド電気自動車（ＨＥＶｓ）の用途のための、例えば発電機または電気エンジンなどの電気機械の固定子または回転子を製造することが知られ、現在普及しており、固定子または回転子巻線は、「棒巻線」とも呼ばれる、電気巻線を形成するように互いに様々に相互接続された複数の曲がった棒導体からなる。そのような曲がった棒導体は、また「ヘアピン導体」または単に「ヘアピン」とも呼ばれる。棒巻線は、ときどき「クラウン」として知られる、１またはそれ以上の同心巻線セットからなり、それぞれの巻線セットは、すでに巻線それ自体である（「巻線セット」）。
特に、円断面（「丸線導体」とも呼ばれる）または長方形断面を有するヘアピン、またはその長さに沿った可変の形状を備える断面を有する導体（例えばスロットに収容される一部で長方形が作られた丸導体）を備える巻線が従来技術に属する。この目的を達成するために、本明細書で「長方形」または「正方形」導体は、４つの実質的に平らな側面を有し、それぞれ典型的に丸まった端部によって隣接する側面に接合される線を意味する。台形形状断面を有する棒導体が知られている。
当該棒導体は、通常「Ｕ」型または「Ｐ」型形状の曲げによって直線棒導体から前もって形成される。米国特許第７，４８０，９８７号は、ヘアピンを形成するために直線棒導体を前もって形成する方法の例を記載する。工業において、「前もって形成された基礎導体」とも呼ばれる、「Ｕ］または「Ｐ」型形状の前もって形成された導体は、自由端部とブリッジ状接続部によって２つの脚部の他と接続される反対の端部とをそれぞれ有し、等しいまたは異なる長さを有する、典型的に並んで設置された２つの脚部を有する。端部が回転子または固定子に挿入されたとき端部は突き出るので、今後、端部は、「自由突出部」及び「反対の接続突出部」とも呼ばれるであろう。接続突出部は、「ヘッド部」とも呼ばれる。
図１（ａ）を参照すると、ヘアピン２５５は、自由突出部の関連端部２５５ａＥを備える第１の脚部２５５ａと自由突出部の関連端部２５５ｂＥを備える第２の脚部２５５ｂを形成するために、直線導体を曲げることによって、直線導体（図示せず）から前もって形成される。曲げは、同時に２つの脚部２５５ａ，２５５ｂの間のブリッジ状接続部２５５ｃを形成する。この例の前もって形成されたヘアピンは、押しつぶされた「Ｕ」の形状を有する。電気機械の固定子を製造するために、例えば「Ｕ」型または「Ｐ」型形状の前もって形成されたヘアピンを２つの異なるタイプのねじれにさらすことが知られている。
径方向磁気流電気機械の固定子または回転子は、２つの平面に垂直で、電気機械の回転子の回転軸に平行な発電機を有する、実質的に２つの平面と２つの円筒表面を有するリングである。特に指定しない限り、後に言及される径方向、円周方向、軸方向は、回転軸に関する。２つの円筒表面の１つは、電気機械の間隙に少なくとも部分的に隣接し、その当該固定子または回転子は一部であり、巻線の直線部分が収容されるスロットの群を定義する。２つの平坦な表面は、表面または挿入側と挿入側の反対の表面または側面で分離する。当該コアの外側に突き出る巻線の部分は、当該ヘッドである。導体の自由部分の端部は、挿入側に反対の側面から突き出るヘッドに属し、大部分の導体は、溶接にさらされる。巻線にブリッジ状突出部があるならば、それらは挿入側から突き出るヘッドに属する。それらが自由であろうとブリッジ状に接続されていようと、挿入側から突出する部分は、突出部挿入側として後で示される。
１つのスロットと別の隣接するスロットの間の固定子または回転子のコア領域は、歯と呼ばれる。歯の数は、スロットの数と等しい。コア歯の接続部は、ヨークとも呼ばれ、それぞれのスロットの部分を画定し、それに対して機械間隙のスロット開口と反対の側面において位置する。
スロットは、位置のマトリクスに分けられる。これらの位置のそれぞれにおいて、基礎導体の脚部が設置される。スロットの同じ径方向の位置に収容される導体は、いわゆる巻線層を定義する。
「挿入側からのねじれ」とも呼ばれる、第１のタイプのねじれにおいて、前もって形成された基礎導体は、挿入後そのような導体を変形するように適用されたねじり装置で作られる特定の径方向に揃えられたポケットまたは「スロット」に都合良く挿入される。ねじり装置は、本質的に「Ｕ」型または「Ｐ］型形状の脚部を広げ、ねじり装置から導体を引き抜いた後、脚部が引き続いて挿入されるスロットの間の角度距離に実質的に等しい所定の距離で互いに角度をずらして、それぞれ脚部によって占められるスロット位置の間の径距離によって径方向に間隔を空ける、固定子コアのスロットの対応する組にその後それぞれの導体の２つの脚部が挿入されることを保証する。
例えば、排他的でなく図１（ａ）に示されるように、ヘアピンは、例えば図１（ｂ）の形状を得るために、脚部２５５ａ，２５５ｂを広げ、ブリッジ状接続部２５５ｃを形作ることによって固定子（または回転子）にヘアピンの挿入のために適切な形状で、あらかじめ形成されたヘアピンから形成される。２５５ｐは、ヘアピンのピッチ、すなわち、脚部の間の直線距離または角度距離またはスロットピッチに関する距離を示す。ここで形成されたヘアピンの中上部２５５ｃ２は、導体の断面がヘアピンの中央表面（ヘアピンを通り２つの脚部を含む表面）に対して１８０°回転を受ける領域であることが注目に値する。
米国特許公開公報第２００９／０１７８２７０号の下で公開された特許出願は、ヘアピンが長方形断面を有する、ねじり装置のポケットに導体を挿入後、あらかじめ形成された棒導体の均一なピッチでねじるための挿入側のねじり方法の例を開示する。
既知の技術により及び図２を参照すると、ヘアピンは、また成形、直線導体が「押し抜きと金型」タイプのシステムで摩擦要素に対して押圧する方法によって得られる。図２（ａ）は、そのような成形導体を示す。ヘアピンの中央平面に対して回転する断面を有さない。
上記のように得られたこの成形ヘアピン、またはあらかじめ形成された及び広げられたヘアピンは、いわゆる「ねじれ溶接側」にさらされ、その場合において、上記回転と脚部２５５ａ及び２５５ｂの突出部の「階段」形状は導入され、例えば、脚部２５５ａは、図２（ｂ）に示されるように、第１の直線部２５５ａ１、階段形状部２５５ａ２及び第２の直線部２５５ａ３を有する（図１の部分２５５ａＥに対応する）。
図３を参照すると、成形されたヘアピンのための、挿入側の突出部、すなわちブリッジ状接続２５５ｃの形状は、第２の脚部２５５ｂに対する接続部から始まり、（図３に隠されている）第１の脚部２５５ａに対する接続部で終わる３つの部分２５５ｃ１，２５５ｃ３及び２５５ｃ２を備える。部分２５５ｃ１は、主伸長方向Ｂ及び曲率半径ＲＢを有し、部分２５５ｃ３は、主伸長方向Ａ及び曲率半径ＲＡを有し、部分２５５ｃ２は、主伸長方向Ｃ（及び場合によっては独自の曲率、図示せず）を有する。α１は、方向ＡとＣの間の角度を示し、α２は、方向ＡとＢの間の角度を示し、α３は角度α１とα２の合計に等しい方向ＢとＣの間の角度を示す。これは、ヘアピンの可能な最終形状の１つにすぎない。ブリッジ状部分及び脚部の両方の、異なる部分及び形状の他の任意の形状を、本明細書による装置及び方法で用いることができる。
また、単一のスロットに収容される導体を意味する用語で、スロットにあるとき、固定子コアの両方の平面から突き出る自由端を備える部分を有する、「Ｉピン」と呼ばれる導体が存在する。Ｉピンの端部は、スロットから突き出る他の導体または他の要素（例えばブスバー、アイ）の端部に溶接されるまたはフェーズターミナルとして機能する。部分は、「溶接側」タイプの曲げを受ける。Ｉピンの例は、米国特許第７，６２２，８４３Ｂ２号の符号８１から８３で示される導体である。「Ｗ形状導体」は、例えばまた米国特許第７，６２２，８４３Ｂ２号を参照して知られている。Ｗ形状導体は、Ｉピンを備える成形されたヘアピンを溶接することによって、または３つのＩピンで第４の導体を溶接することで、形作られる。
さらに、図４を参照すると、曲げ部分の断面の折り畳みを備える（図４（ａ））またはスロットに収容されるヘアピンの部分に沿った連続転移を備える（図４（ｂ）；米国特許第３８３７０７２号）より合わせヘアピンがある。示されない変形は、折り畳みのない同様のヘアピンである。
全ての上記タイプのヘアピン及びまたＩピン及びＷピンは、用語「基礎導体」で以下に含まれる。
第１のタイプのねじりを受けた後または成形された後、基礎導体は典型的に上記に示されるように巻線セットであらかじめ組み立てられる。組み立て前の装置は、それぞれのヘアピンの脚部が挿入される一連のスロットを有し、一般にねじり装置と異なる。
巻線セットは、その後第１の側面に対向するコアの第２の側面（いわゆる「溶接側面」または「接続側面」または「溶接面」または「出口面」）から突き出るそれぞれの自由部分を備える固定子コアの第１の側面（いわゆる「挿入側」または「挿入面」）を通る固定子コアのスロットに一括して挿入される。
したがって、得られる特定の巻線レイアウトによると、溶接側面から突き出る基礎導体の自由部分は、例えば特定のねじり装置に作られるポケットに挿入された後、「ねじり溶接側」とも呼ばれる、第２のタイプのねじりにさらされる。ここで、ねじり装置の目的は、都合良くそのような自由部分を形作り、したがって巻線を完成するために適切な電気接続が導体の間に作られるように、導体の自由部分を曲げるまたはねじることである。米国特許公開公報第２００９／０３０２７０５号で公開された特許出願は、上記に示されるタイプのねじり溶接側面の方法の例を記載する。
電気機械の容積を圧縮することによって固定子スロットの線の数が増加し、したがって、スロットの空間を最小化し、スロットに挿入される銅の容積と絶縁材料によって占められる容積を差し引いた利用可能な容積の間の割合を最大化する一方で、固定子スロットの層の数を増やす問題が感じられる。
この目的を達成するために、接続部のある望まれない変形は、巻線の対応するヘッドの圧縮化と組み立ての増加を妨げ、特に巻線がスロット当たりの導体の数を増加したとき、スロットの充填の増加を妨害することは注目に値する。巻線クラウンの接続部の望まれない変形は、クラウン自身の層の間の望まれない距離、すなわち、巻線クラウンの内側及び外側脚部の間の最小径方向距離の原因となる。さらに、いくつかの巻線クラウンを備える巻線の接続部の望まれない変形は、様々な巻線クラウンの隣接層の脚部の間の望まれない最小距離をもたらす。これは、また例えば接続部のある曲げ点での線の部分の変形と回転により、スロット充填に負の効果を有する。言い換えると、巻線のヘッドが径方向に圧縮されるのと同じくらい、接続部の望まれない変形のためにスロットに収容される導体の直線部分の間の距離はヘッドよりも大きい。
したがって、銅の容積とスロットの利用可能な容積の割合を改善することができる装置及びプロセスの必要性が感じられる。特にこの目的を達成するために、固定子または回転子巻線セットがスロットの空間の充填を増加して組み立てられ、したがって線の可能な様々な機械特性に従って調整される道具を備える巻線の突出部挿入側を変形することができる要求が感じられる。
米国特許第７，４８０，９８７号 米国特許公開公報第２００９／０１７８２７０号 米国特許第７，６２２，８４３Ｂ２号 米国特許第３８３７０７２号 米国特許公開公報第２００９／０３０２７０５号
固定子または回転子巻線セットのアセンブリのスロット空間の充填を増加することができるヘアピンを作る装置を提供することが本発明の目的である。
基礎導体の密度を増加した固定子または回転子を得るために、ヘアピンを作る本発明の装置を用いるプロセスが本発明のさらなる特定の目的である。
添付された請求項に従う装置または器具及び／または方法が本発明の主題である。
棒巻線の１またはそれ以上の巻線セットが挿入され、固定子または回転子の添付された請求項に従う本発明の方法及び／または装置によって得られる電気機械の固定子または回転子が本発明のさらなる主題である。
さらに電気機械の添付された請求項に従う本発明によって得られる固定子及び／または回転子を用いる電気機械が、またさらなる本発明の主題である。
本発明の例示的な実施形態の詳細な説明
本発明は、ここから特に添付された図を参照して非限定の例として記載されるであろう。
（ａ）あらかじめ形成された押しつぶされたＵ型形状のヘアピンと（ｂ）既知の技術に従って形成されたヘアピンを示す。 （ａ）成形導体と（ｂ）溶接側面でねじれを受けた後の導体を示す。 既知の技術に従う、上面からの図１（ｂ）または２（ａ）のヘアピンを示す。 （ａ）曲げ部の断面の折り畳みを備えるより合わせヘアピンと、（ｂ）スロットに収容されるヘアピンの部分に沿った連続転移を備えるより合わせヘアピンを示す。 （ａ）従来技術に従う前もって組み立てられたヘアピンの場合の挿入側のヘアピンの部分の角度移動と、（ｂ）本明細書に従って個々に作られるものを示す。 ヘアピンが同時にスプレッダウェッジを用いて広げられることができる、本明細書の１つの実施形態に従うヘアピン作製装置を示す。 本明細書の１つの実施形態に従う作製装置の２つの状態：（ａ）開始ヘアピンが図５（ａ）のように挿入される初期休息状態と（ｂ）ヘアピンが図５（ｂ）のように作られる最終作製状態を示す。 （ａ）方向Ａ－Ａの、（ｂ）方向Ｂ－Ｂの図７の装置の２つの断面を（ａ）と（ｂ）でそれぞれ示す。 図７の２つの対応する動作状態の図７の装置の上面図を（ａ）と（ｂ）で示す。 初期休息位置の図７乃至９の装置の概略斜視図を示す。 本明細書の装置が挿入される、作られたヘアピンの生産ラインを示す。 図１１の本明細書の装置の位置の詳細図を示す。 既知の技術に従う巻線セットの形成の間、ヘアピン挿入側の配置を示す。 本発明の方法を用いて避けられる、様々なクラウンに属する隣接接続部の間で生じる干渉を示す。 それぞれのクラウンのための異なる存在物を有する本発明の方法に従って得られる巻線の基礎導体の一部を示し、他の部分は、接続部の曲げを見ることを容易にするために隠され、詳細図において、スロット充填のために主に役立つ様々なクラウンの接続部の間の距離における本方法の利点は注目に値する。 （ａ）本明細書に従う挿入側で得られるマルチクラウン巻線セットと、（ｂ）クラウンの間の空間の詳細を示す。 （ａ）既知の技術に従う挿入側で得られるマルチクラウン巻線セットと、（ｂ）クラウンの間の空間の詳細を示す。 （ａ）変形プロセスによっていくつかの基礎導体を変形する際に適用できる複数の変形手段の概略例と（ｂ）時間と共に互い違いの変形を得るためのそのような複数の変形手段の適用の場合を示す。
後に記載される異なる実施形態の要素は、当業者が以下の記載と請求項から容易に理解できるので、本発明の技術概念に違反することなく、限定なくさらなる実施形態を提供するために組み合わされることがここで規定される。
本明細書は、また例えば、同じタイプの解決法で既知の技術で通常用いられるほとんど重要でない要素が記載されない詳細な特徴に関する、その実施のために既知の技術を参照する。
要素が導入されたとき、特に指定がない限り、「少なくとも１つ」または「１またはそれ以上」があることを常に意味する。
要素または特徴のリストが本明細書に記載されるとき、本明細書に従う本発明は、そのような要素を「備える」または代わりに「からなる」を意味する。
等しいまたは同様の要素は、添付された図で同じ符号を示す。
本明細書の目的のために、方向または軸に対して定義される用語「径方向」または「円周方向」または他の同様な表現は、そのような方向または軸に直交する平面に横たわる及び当該方向または軸の中心を有する円周を参照する。さらに、本明細書の目的のために、方向または軸に対して定義される用語「角度的に間隔を空ける」（または他の同様な表現）は、そのような方向または軸に直角な平面に横たわる及び当該方向または軸に中心を有する円周の２つの半径の間の角度を参照する。
本明細書は、固定子または回転子棒巻線セットにヘアピンの前組み立ての前に、ヘアピン（有利に銅で作られ、円または非円の断面を有する）を作る装置（または器具またはアセンブリ）及び方法に関する。「ヘアピン導体」または「基礎導体」を意味するための「ヘアピン」が以下に無差別に参照される。「基礎導体」は、以下に記載されるように、広げられた脚部を備える（溶接側を超えて曲げられない脚部を備える）ヘアピン、またはＩピンまたはＷピンを含んで意味する。
図５を参照すると、本明細書に従う解決法は、巻線セットにヘアピンの前組み立ての前の単一のヘアピンを作るステップを含む。図５（ａ）に示されるように、従来のヘアピン２５５は、例えばヘアピンの２つ（またはそれ以上）の脚部２５５ａ及び２５５ｂを通る、所定の平面に対して角度γで傾けられた挿入側部２５５ｃを備える。そのような平面は、例えば１つの脚部の２つの点と他の脚部の１つの点など、少なくとも３つの点を通り、角度γは、ブリッジ状接続２５５ｃの端部または一般的に突出部挿入側（明確にするために脚部へのそれらの接続部）の端部及びブリッジ状接続部自体の少なくとも１つの点を通る平面に対して計算される。ヘアピンの２つの部分の基準平面が定義されるとすぐに、本明細書の解決法で議論される角度の測定が検査される。脚部に対してヘッド部の角度の異なる定義がある。本発明によりそのような傾斜が定義されるとすぐに変えられるので、それらは全て本発明の関数である。明白に、ほとんど適切な定義は所望の変化を得られるように選択される、すなわち得られる最終基礎導体は、望まれるものである。
ここで「ヘッド部」がＩピンの場合に、そのようなヘッド部が収容される脚部の残りに対して曲げられるとき、フレームのまたは固定子／回転子の台座またはスロットに収容されない自由端の１つを意味することは注目に値する。
実際に本明細書の解決法は、例えば同じ回転方向において、さらなる角度ｘ（正または負）でこの傾斜を増加する意図がある。これは、巻線セットにヘアピンの組み立て前にそれぞれのヘアピンに個々になされる。
「個々に」が本明細書で用いられたとき、またただしそれらがその表面光沢を保持するように決して変形の邪魔をしないならば、いくつかのヘアピンが同時にまたは本明細書に従う同じ変形動作のフレームワーク内で変形されることを意味する。
本明細書の１つの実施形態に従う、図６を参照すると、上記された意味でヘアピンを作る装置は、ヘアピン２５５が挿入されるスロット１５５を備えるフレーム１５０からなる。ウェッジ１２０がヘアピンのブリッジ状部分２５５ｃを押すように、スロット１５５のクラウンに下げられる。この及び他の実施形態のフレームは、非限定の例として、棒巻線の基礎導体の固定子／回転子またはアセンブリシステムである。フレームは、また固定子または回転子と異なる装置であり、そのため曲がった基礎導体は、フレームから取られ、様々な方法で例えば、事前に巻線セットのアセンブリ装置を用いて固定子または回転子に設置される。ウェッジまたは変形要素は一般に、くさびでもその他でも、筐体部に対して移動可能であるべきである。用語「移動可能な方法で取り付けられる」は、ウェッジ及びフレームの間に拘束があり（図示せず）、そのためウェッジがこの拘束内で動くことを意味する。特に、移動は、上から下に可能である。
ヘアピンが完全な巻線セットを形成するためにスロット１５５に挿入され、その後ウェッジが上記のように動作されるならば、巻線セットの閉じたヘアピンのブリッジ状部分は、ヘアピン自身のコーティングを損傷する相互摩擦を受ける。
本発明に従う、第２の問題を解決するために、ヘアピンは、そのブリッジ状部分２５５ｃがヘアピンの間の摩擦を避けるために、全作製プロセスの間、干渉されないようにスロットに配置されるべきである。基礎導体は、当該ヘッド部が互いから所定の径または角度距離をとるように挿入され、特に基礎導体は、角度方向の連続基礎導体が、それぞれのヘッド部の間の接触がなく（図６のように）、連続基礎導体の脚部を径方向に重ねる１つの脚部を有するように、１またはそれ以上の対応するそれぞれの当該筐体部に配置される。したがって、その１つの例だけが描かれる、これが可能なようにフレームのスロット及びスロットのヘアピンを構成する様々な方法がある。
ウェッジの代替として、複数の要素が用いられ、導体の接続部に作用し、導体の接続部を変形し、径方向に配置される及び固定子／回転子またはアセンブリ装置と同じ軸に対して径方向に移動可能である。一般にこれは、単一移動のヘアピンと干渉するような大きさと形状である不可欠な要素である。
本明細書に従う方法の目的のために、異なるアセンブリ装置が、ウェッジシステム１００から、場合によっては、既知の技術の目的のための巻線セットのヘアピンの位置決めに反して、ヘアピンが互いに干渉しないようにヘアピンを位置決めするために処理する、グリッパなどの手動手段の使用が用いられる。本明細書のこの態様に従う方法は、以下ができる。
１．スロットの空間を最小にする。
２．スロット充填を増加した巻線セットを組み立てる。
３．軸圧縮（第２の問題）を有する。
４．アセンブリシステム／固定子が都合良く部分的に実装される場合のみ、摩擦（第２の問題）を避ける。
図７－１０を参照すると、それらは本明細書に従う作製装置の１つの実施形態を示す。そのような記載は、単一のヘアピンの作製を描くが、そのような作製に便利な要素及び手段は、その後それらが役立つ様々な用途で用いられる、同様な及び平行な方法でいくつかのヘアピンを作るように、場合によってはそれぞれの統合された構成部品を備えて同じ装置で反復される及びそこに配置されることが理解される。
装置は、変形（または押し付けによって実行される例の作製）要素３３０（または手段）が例えばピン３８０によって回転可能に接続されるフレーム要素３１０，３１５，３２０，３４０の群を備える。変形要素３３０は、変形要素３３０自身と上記で示されたフレーム要素の群の間に接続される、ばね３４５または復元力を働かせる他の要素または手段によって適切な位置に任意に及び有利に復元される。
本明細書の１つの態様に従って、フレーム要素の群は、基礎部３１０、基礎部３１０に接続された垂直要素３１５、ピン３８０の支持要素３２０、及びばね３４５の固定要素３４０を備える。有利に、要素３１５，３２０及び３４０は、平行な平面に沿って互いに接触する。
本明細書の１つの態様によると、支持要素３２０は、場合によっては一端または所定の高さで互いに接合する２つの平行なブラケットを備える。支持要素３２０のそれぞれの端部に２つのピン３８０があり、ピンは、同じ軸を共有し、変形要素３３０が当該軸の周りを回転するように取り付けられる。その接続部が当該軸に対して突出するようにヘアピン２５５を収納する群３５０，３６０は、２つの平行なブラケットの間に配置される。有利に、要素３５０は、ヘアピン２５５の頂点２５５ｃ２の支持要素であり、スロット要素３６０（また支持要素３２０及び／または垂直要素３１５に固定された２つの平行なブラケットからなる）は、ヘアピンの脚部を挿入する２つ（またはそれ以上）のスロットを含む。要素３５０と一体化するさらなる要素３５５は、便利にスロット要素３６０と要素３５０の間に配置される。本発明の１つの態様に従って、支持要素３５０の位置は、異なるヘアピンが作られるように、ピン３８０の軸に垂直な軸に沿って調節可能である。
摩擦または接触要素３７０は、筐体群３５０，３６０（例えば、当該押し付け要素３３０に固定され／一体化され、突出要素３７５を通って当該スロット要素３６０を超えて滑る）と、変形要素３３０の間に取り付けられ、変形要素３３０の回転時に、摩擦要素３７０が十分に均一な方法で、同じ方向にヘアピン２５５の挿入側の突出部を押し、そのためスロット要素３６０のスロットの平面に対して角度移動ｘを実行する。
変形要素３３０は、それを押すハンドルまたはピストンのための固定支持部３９０を有する。図９を参照すると、ハンドル３９５は、描写の単純化のために他の図で示されないが、３９０に固定される。ハンドル３９５の代わりにまたはハンドルに追加して変形要素３３０を回転する機械的アクチュエータがある。
任意に、本記載によると、作製（または「折り畳み」または「変形」）装置は、例えば、１またはそれ以上の検査ねじの形態で、曲げ角度ｘを調整する手段３１６を有する。
一般に、次は本明細書による１またはそれ以上の基礎導体２５５を作るプロセスである。
最初に、装置は、以下を備えて提供されるべきである。
－フレーム３１０，３１５，３２０，３４０。
－当該１またはそれ以上の基礎導体２５５を収納する１またはそれ以上の対応する部分的または全ての筐体部３５０，３６０であって、それぞれの筐体部は、当該フレーム３１０，３１５，３２０，３４０と一体に接続されるまたはフレームに形成される、筐体部。
－当該１またはそれ以上の基礎導体２５５の１またはそれ以上の対応する変形要素３３０。
１またはそれ以上の対応する変形要素３３０は、それらが実質的に当該１またはそれ以上の基礎導体２５５に全く作用を適用しない、初期位置から当該角度が当該所定の値γと異なる値γ＋ｘをとる当該１またはそれ以上の基礎導体２５５の最終変形位置に動かすように構成される及び適合される。さらに、当該１またはそれ以上の対応する筐体部３５０，３６０は、当該１またはそれ以上の基礎導体２５５がそれぞれのブリッジ状部分２５５ｃの相互の干渉がなく挿入され、当該初期位置と当該最終位置までの全ての状態の両方において、干渉しないままである。
この点において、当該１またはそれ以上の基礎導体の脚部は、当該１またはそれ以上の対応する筐体部３５０，３６０に挿入され、そのブリッジ状接続部２５５ｃは、当該初期位置及び当該最終位置までの全ての状態の両方において、互いに干渉しない。
最後に、当該少なくとも１つの変形要素３３０は、当該初期位置から当該最終位置まで動かされる。移動は、基礎導体のヘッド部２５５ｃ及び／または脚部２５５ａ，２５５ｂが当該最終位置までの全ての状態において相互接触しないようにすることが好ましい。移動は、当該１またはそれ以上の対応する筐体部３５０，３６０の少なくとも１つに対してまたは好ましくは両方の脚部に垂直または基礎導体の脚部の少なくとも３つの点を通る平面に平行な、任意の軸に対して回転移動であることが好ましい。そのような回転は、基礎導体に対する押し付け手段の摩擦を避けるまたは減らし、そのため基礎導体のコーティングにほとんど損傷を引き起こさない追加の効果を提供する。
巻線セットを形成するヘアピンは、本明細書による方法で得られる。１またはそれ以上の巻線セットは、そのため固定子または回転子に取り付けられる。特に１またはそれ以上の巻線セット２９０は、相互に異なる角度ｘで取り付けられる。これらの巻線セットは、次々に挿入され、当該角度ｘは、固定子／回転子のヨークに最も近い第１の巻線セットから固定子／回転子の間隙に最も近い最後の巻線セットへ減少する。さらに詳細に、クラウンが変形されると、挿入順序に従う必要がある。最初に挿入されるクラウンは、角度ｘが最大のクラウンであり、最後のクラウンは、角度ｘが最小のクラウンである。
ヘアピンの脚部の平面に対して接続突出部を曲げる場合が描かれているが、その場合は完全に可能であり、当該接続部が静止したままであり、脚部が描かれる場合と反対の方向に角度ｘで曲がる本明細書に含まれる。実際に、求められている効果を得るために重要なのは、接続部（挿入側）と脚部の平面との間の相互の曲げであり、実際に２つのうち１つが静止している場合はそうではない。
さらに２つの脚部でヘアピンを作る装置の場合が記載されるが、同じ技術コンセプトは、容易に３つの脚を備えるＷピンまたはただ１つの脚を備えるＩピンにおいて実施される。明白に、この後者の場合において、摩擦要素は、ブリッジ状接続部分でなくむしろ単純なロッドまたはアイ部分である、単一突出部挿入側（Ｗ、ＩまたはＵ導体の場合）を握るように適用されるべきである。
図１８を参照すると、複数の変形手段の例は描かれる。実際に本発明によると、いくつかのヘアピンは、変形手段によって一度に変形される。装置３００’は図１０のそれの複数のバージョンを示す。図１０との類推によって、符号３１０’は、複数のフレームの基礎部を示し、３１５’は、複数のフレームの垂直要素を示し、３２０’は、ピン３８０’の支持要素を示し、３３０’は、押し付けまたはけん引複数要素を示し、３４０’は、復元ばね３４５’を固定する要素を示し、３８０’は、要素３３０’／３３５’の回転を可能とするピンを示し、最後に３７０’は、好ましくは剛性の摩擦または接触要素を示す。そのような摩擦要素の間の距離は、固定されるが、様々な要素の間で同じである必要はない。等しい距離により、基礎導体が干渉することなく（それらが変形の間互いに触れることを避ける）基礎導体２５５の同時の曲げを可能とする。摩擦要素３７０’のそれぞれの組の間の異なる距離により、時間と共にわずかに互い違いの曲げができる。ピン３８０’の周りの回転は本質的でなく、要素３７５’は、また移動手段（図示せず）によって水平に動かされる。固定距離はまた描かれる他の実施形態において実施される。
図１１を参照すると、本明細書による装置は、個々のヘアピンを製造する生産ライン４００及びまた巻線セット組み立て－前組み立てシステムに取り付けられる。本明細書の１つの態様によると、生産ライン４００は、コイルから導線４４０がほどかれる部分、所望の長さに直線状の導体を切断するいわゆる切断部４３０、既知の技術によりヘアピンを形成する第１の装置を含む曲げ部４２０、及び本明細書による接続部のさらなる回転角度ｘを分ける第２のインライン装置を備える。導線の製造部の代わりとして、ヘアピンが成形されるならば曲げ部４２０に接続する成形部４１０がある。
図１２は、従来技術のようなヘアピンの曲げ装置４２５の出口における本明細書による作製装置３００を示す。
ここから図１３乃至１７を参照すると、それらは従来技術によって定義される記載されたタイプの巻線を得る方法に対する本明細書による解決法の効果の差をより詳細に示す。
図１３は、ヘアピン２５５の間の接触領域５１０を強調する拡大された詳細図を備える、アセンブリ装置または固定子／回転子１５０の、描写の明確性の理由のために隠された巻線セットを形成するヘアピンの部分を有する巻線セットを示す。
図１４は、３つの同心クラウンがある図１３の配置から形成された巻線セット２９０を示す。異なるクラウンのヘアピンの間の同じタイプの干渉５１０が見えている。
図１５は、既知の技術の２つの前の図と同様でない、ヘアピン２５５の間の空の領域５５０を強調する拡大された詳細図を備える、隠されたあるヘアピンを備えるアセンブリ装置または固定子／回転子１５０の本発明による巻線セットを示す。
この効果は、異なるクラウンのヘアピンの間に空間５５０が明確にある、本発明の解決法によって得られる３つのクラウンの巻線セット２９５の上面図の図１６でも示される。ヘアピンの脚部の平面に対するヘアピンの挿入側の突出部の追加の回転角度を導入する作製によって得られるこの空間によって、巻線セットは、摩擦力によってヘアピンの表面、特にそのコーティングを損傷することなく取り付けられる。
その一方、図１７は、異なるクラウンのヘアピン２５５の間に空間のない、むしろヘアピンが接触し５１０、その結果ヘアピンのコーティングを損傷する摩擦を作り出す、従来の巻線セット２９０を示す。
この点において、作られたヘアピンは、引き抜かれ、最小の弾性戻りの後、開始位置（図５）から異なる角度位置で上部を有する。
従来の解決法において、上記形成のない固定子の領域の挿入により、スロットの空間を最小化できる。実際に、脚部の平面に対する接続部の径方向の曲げを実施することなく、－機械の動作中その絶縁を維持するために必要とされる－クラウンの間の空間の増加は、スロットの脚部の間の空間の等しい増加及びそのためスロット空間の最適でない実施と関連する。
代わりに、本発明による装置によって得られるヘアピンの作製によって、固定子は、固定子または回転子ヨークの存在のために利用可能な空間を占めることによって、スロット空間の改善した実施を備えて得られる。さらに、二次的な効果として、同心巻線セットの線の間の干渉が避けられる。
本明細書の解決法によると、とりわけ、これは、巻線セットのヘアピンの前組み立ての前に、それぞれ個々のヘアピンにおいて、接続部及びヘアピンの脚部の間に追加の曲げを与えることによって得られる。
上記のように、一般に隣接層を有する巻線クラウンの脚部を含む円クラウンは、図１６及び１７のそれらのような上面図において、当該脚部の接続部を含むクラウンより細い。これは、ある曲げ点の線の部分の変形及び回転による。機械の動作のために要求されるクラウンの間の最小空間で合計されたこの増加は、スロット充填に反映される。
代わりに、これらの２つの態様は、本明細書の場合のように、それぞれのクラウンにおいて異なる物体の接続部のさらなる曲げが径方向に実行されるならば、起きない。それにより、挿入のために要求されるクラウンの間の距離は、スロットに反映されない。曲げ方向は、マシン間隙に近いまたは固定子ヨークに近い空間を占める可能性に依存する。一般に、曲げは、コアヨークがスロットマトリクスのクラウンよりさらに外部にあるならば外側である。逆に、曲げは内側である。
請求される方法及び装置は、基礎導体の接続部の曲げを実行し、巻線がいくつかのクラウンからなる固定子／回転子のクラウンの挿入を促進するために、導体の絶縁コーティングの機械応力を最小にする。
請求される方法及び装置は、調整可能な量によって基礎導体の接続部の曲げを実行する。そのような調整は、異なる弾性戻りによって、その形状によって、銅の金属処理によって、コーティング材料によって異なる線の機械特性により実行される。これにより、新しい成形を設計し製造することと比較して、簡単な方法で調整される変形要素の移動ができる。
好ましい実施形態が上記で記載され、本発明の変形は示唆されたが、当業者は、添付された請求項によって定義されるように、保護の関連範囲から逸脱することなく変形と変更をすることができる。
１００ 本明細書の実施形態による変形システム
１２０ スプレッダウェッジ
１２５ 基礎導体（を備える接触部）の摩擦要素からなるスプレッダウェッジの側面
１５０ ヘアピンのための組み込まれた筐体を備える変形フレーム（固定子／回転子またはアセンブリシステム）
１５５ 部分的にまたは全体に挿入するヘアピンの脚部のためのスロット
２５５ ヘアピン
２５５ａ ヘアピンの第１の脚部
２５５ａＥ ヘアピンの第１の脚部の自由端
２５５ａ１ ヘアピンの脚部の第１の直線部
２５５ａ２ ヘアピンの脚部の階段形状部
２５５ａ３ ヘアピンの脚部の第２の直線部
２５５ｂ ヘアピンの第２の脚部
２５５ｂＥ ヘアピンの第２の脚部の自由端
２５５ｃ 広げられた、成形されたまたは形成されたヘアピンの脚部のブリッジ状接続
２５５ｃ１ 第２の脚部に接続されたブリッジ状接続の部分
Ｂ 部分２５５ｃ１の主伸長方向
ＲＢ 部分２５５ｃ１の曲率半径
２５５ｃ３ 第１の脚部に接続されるブリッジ状接続の部分
Ａ 部分２５５ｃ３の主伸長方向
ＲＡ 部分２５５ｃ３の曲率半径
２５５ｃ２ ブリッジ状接続の中間部
Ｃ 部分２５５ｃ２の主伸長方向
α１ 方向Ａ及びＣの間の角度
α２ 方向Ａ及びＢの間の角度
α３ α１とα２の合計に等しい、方向Ｂ及びＣの間の角度
２５５ｐ ヘアピンの脚部の間の距離（ピッチ）
γ ヘアピン２５５の２つの脚部を通る平面に対する部分２５５ｃの回転角度
ｘ 例えば角度γと同じ方向のヘアピン２５５の２つの脚部を通る平面に対する部分２５５ｃのさらなる回転角度
２５５ｃｘ ２５５ｃの部分に対してｘで回転された挿入側の突出ヘアピンの部分
２９０ 従来の巻線セット（巻線セット）
２９５ 本明細書による巻線セット
３００ 変形装置または器具
３００’ 複数の変形装置または器具
３１０ フレーム基礎部
３１０’ 複数のフレーム基礎部
３１５ 垂直要素
３１５ 複数のフレームの垂直要素
３１６ 曲げ角度ｘの調整手段
３２０ ピン支持要素３８０
３２０’ ピン支持要素３８０’
３３０ 押し付けまたはけん引要素
３３０’ 複数の押し付けまたはけん引要素
３４０ ばね固定要素３４５
３４０’ ばね固定要素３４５’
３４５ 復元ばね
３４５’ 復元ばね
３５０ ヘアピンの頂点２５５ｃ２の支持要素
３５５ 要素３５０と一体の要素
３６０ スロット要素
３８０ ピン
３８０’ ピン
３７０ 好ましくは剛性の摩擦または接触要素
３７０’ 好ましくは剛性の摩擦または接触要素
３７５ 突出要素
３８０ ピン
３９０ 固定支持部
３９５ ハンドル
４００ ヘアピン生産ライン
４１０ 成形部
４２０ 曲げ部
４２５ 従来技術によるヘアピンを曲げる装置
４３０ 切断部
４４０ 導線のほどかれる部分
５１０ 従来の巻線セット２９０のヘアピン２５５の間の接触領域
５５０ 本明細書による巻線セット２９５のヘアピン２５５の間の空の領域
本明細書は、固定子または回転子巻線セットが形成されるヘアピンを作るように構成された装置の分野に関する。
例えばハイブリッド電気自動車（ＨＥＶｓ）の用途のための、例えば発電機または電気エンジンなどの電気機械の固定子または回転子を製造することが知られ、現在普及しており、固定子または回転子巻線は、「棒巻線」とも呼ばれる、電気巻線を形成するように互いに様々に相互接続された複数の曲がった棒導体からなる。そのような曲がった棒導体は、また「ヘアピン導体」または単に「ヘアピン」とも呼ばれる。棒巻線は、ときどき「クラウン」として知られる、１またはそれ以上の同心巻線セットからなり、それぞれの巻線セットは、すでに巻線それ自体である（「巻線セット」）。
特に、円断面（「丸線導体」とも呼ばれる）または長方形断面を有するヘアピン、またはその長さに沿った可変の形状を備える断面を有する導体（例えばスロットに収容される一部で長方形が作られた丸導体）を備える巻線が従来技術に属する。この目的を達成するために、本明細書で「長方形」または「正方形」導体は、４つの実質的に平らな側面を有し、それぞれ典型的に丸まった端部によって隣接する側面に接合される線を意味する。台形形状断面を有する棒導体が知られている。
当該棒導体は、通常「Ｕ」型または「Ｐ」型形状の曲げによって直線棒導体から前もって形成される。米国特許第７，４８０，９８７号は、ヘアピンを形成するために直線棒導体を前もって形成する方法の例を記載する。工業において、「前もって形成された基礎導体」とも呼ばれる、「Ｕ］または「Ｐ」型形状の前もって形成された導体は、自由端部とブリッジ状接続部によって２つの脚部の他と接続される反対の端部とをそれぞれ有し、等しいまたは異なる長さを有する、典型的に並んで設置された２つの脚部を有する。端部が回転子または固定子に挿入されたとき端部は突き出るので、今後、端部は、「自由突出部」及び「反対の接続突出部」とも呼ばれるであろう。接続突出部は、「ヘッド部」とも呼ばれる。
図１（ａ）を参照すると、ヘアピン２５５は、自由突出部の関連端部２５５ａＥを備える第１の脚部２５５ａと自由突出部の関連端部２５５ｂＥを備える第２の脚部２５５ｂを形成するために、直線導体を曲げることによって、直線導体（図示せず）から前もって形成される。曲げは、同時に２つの脚部２５５ａ，２５５ｂの間のブリッジ状接続部２５５ｃを形成する。この例の前もって形成されたヘアピンは、押しつぶされた「Ｕ」の形状を有する。電気機械の固定子を製造するために、例えば「Ｕ」型または「Ｐ」型形状の前もって形成されたヘアピンを２つの異なるタイプのねじれにさらすことが知られている。
径方向磁気流電気機械の固定子または回転子は、２つの平面に垂直で、電気機械の回転子の回転軸に平行な発電機を有する、実質的に２つの平面と２つの円筒表面を有するリングである。特に指定しない限り、後に言及される径方向、円周方向、軸方向は、回転軸に関する。２つの円筒表面の１つは、電気機械の間隙に少なくとも部分的に隣接し、その当該固定子または回転子は一部であり、巻線の直線部分が収容されるスロットの群を定義する。２つの平坦な表面は、表面または挿入側と挿入側の反対の表面または側面で分離する。当該コアの外側に突き出る巻線の部分は、当該ヘッドである。導体の自由部分の端部は、挿入側に反対の側面から突き出るヘッドに属し、大部分の導体は、溶接にさらされる。巻線にブリッジ状突出部があるならば、それらは挿入側から突き出るヘッドに属する。それらが自由であろうとブリッジ状に接続されていようと、挿入側から突出する部分は、突出部挿入側として後で示される。
１つのスロットと別の隣接するスロットの間の固定子または回転子のコア領域は、歯と呼ばれる。歯の数は、スロットの数と等しい。コア歯の接続部は、ヨークとも呼ばれ、それぞれのスロットの部分を画定し、それに対して機械間隙のスロット開口と反対の側面において位置する。
スロットは、位置のマトリクスに分けられる。これらの位置のそれぞれにおいて、基礎導体の脚部が設置される。スロットの同じ径方向の位置に収容される導体は、いわゆる巻線層を定義する。
「挿入側からのねじれ」とも呼ばれる、第１のタイプのねじれにおいて、前もって形成された基礎導体は、挿入後そのような導体を変形するように適用されたねじり装置で作られる特定の径方向に揃えられたポケットまたは「スロット」に都合良く挿入される。ねじり装置は、本質的に「Ｕ」型または「Ｐ］型形状の脚部を広げ、ねじり装置から導体を引き抜いた後、脚部が引き続いて挿入されるスロットの間の角度距離に実質的に等しい所定の距離で互いに角度をずらして、それぞれ脚部によって占められるスロット位置の間の径距離によって径方向に間隔を空ける、固定子コアのスロットの対応する組にその後それぞれの導体の２つの脚部が挿入されることを保証する。
例えば、排他的でなく図１（ａ）に示されるように、ヘアピンは、例えば図１（ｂ）の形状を得るために、脚部２５５ａ，２５５ｂを広げ、ブリッジ状接続部２５５ｃを形作ることによって固定子（または回転子）にヘアピンの挿入のために適切な形状で、あらかじめ形成されたヘアピンから形成される。２５５ｐは、ヘアピンのピッチ、すなわち、脚部の間の直線距離または角度距離またはスロットピッチに関する距離を示す。ここで形成されたヘアピンの中上部２５５ｃ２は、導体の断面がヘアピンの中央表面（ヘアピンを通り２つの脚部を含む表面）に対して１８０°回転を受ける領域であることが注目に値する。
米国特許公開公報第２００９／０１７８２７０号の下で公開された特許出願は、ヘアピンが長方形断面を有する、ねじり装置のポケットに導体を挿入後、あらかじめ形成された棒導体の均一なピッチでねじるための挿入側のねじり方法の例を開示する。
既知の技術により及び図２を参照すると、ヘアピンは、またダイプレス、直線導体が「押し抜きと金型」タイプのシステムで停止要素に対して押圧する方法によって得られる。図２（ａ）は、そのようなダイプレス導体を示す。ヘアピンの中央平面に対して回転する断面を有さない。
上記のように得られたこのダイプレスヘアピン、またはあらかじめ形成された及び広げられたヘアピンは、いわゆる「ねじれ溶接側」にさらされ、その場合において、上記回転と脚部２５５ａ及び２５５ｂの突出部の「階段」形状は導入され、例えば、脚部２５５ａは、図２（ｂ）に示されるように、第１の直線部２５５ａ１、階段形状部２５５ａ２及び第２の直線部２５５ａ３を有する（図１の部分２５５ａＥに対応する）。
図３を参照すると、ダイプレスヘアピンのための、挿入側の突出部、すなわちブリッジ状接続２５５ｃの形状は、第２の脚部２５５ｂに対する接続部から始まり、（図３に隠されている）第１の脚部２５５ａに対する接続部で終わる３つの部分２５５ｃ１，２５５ｃ３及び２５５ｃ２を備える。部分２５５ｃ１は、主伸長方向Ｂ及び曲率半径ＲＢを有し、部分２５５ｃ３は、主伸長方向Ａ及び曲率半径ＲＡを有し、部分２５５ｃ２は、主伸長方向Ｃ（及び場合によっては独自の曲率、図示せず）を有する。α１は、方向ＡとＣの間の角度を示し、α２は、方向ＡとＢの間の角度を示し、α３は角度α１とα２の合計に等しい方向ＢとＣの間の角度を示す。これは、ヘアピンの可能な最終形状の１つにすぎない。ブリッジ状部分及び脚部の両方の、異なる部分及び形状の他の任意の形状を、本明細書による装置及び方法で用いることができる。
また、単一のスロットに収容される導体を意味する用語で、スロットにあるとき、固定子コアの両方の平面から突き出る自由端を備える部分を有する、「Ｉピン」と呼ばれる導体が存在する。Ｉピンの端部は、スロットから突き出る他の導体または他の要素（例えばブスバー、アイ）の端部に溶接されるまたはフェーズターミナルとして機能する。部分は、「溶接側」タイプの曲げを受ける。Ｉピンの例は、米国特許第７，６２２，８４３Ｂ２号の符号８１から８３で示される導体である。「Ｗ形状導体」は、例えばまた米国特許第７，６２２，８４３Ｂ２号を参照して知られている。Ｗ形状導体は、Ｉピンを備えるダイプレスヘアピンを溶接することによって、または３つのＩピンで第４の導体を溶接することで、形作られる。
さらに、図４を参照すると、曲げ部分の断面の折り畳みを備える（図４（ａ））またはスロットに収容されるヘアピンの部分に沿った連続転移を備える（図４（ｂ）；米国特許第３８３７０７２号）より合わせヘアピンがある。示されない変形は、折り畳みのない同様のヘアピンである。
全ての上記タイプのヘアピン及びまたＩピン及びＷピンは、用語「基礎導体」で以下に含まれる。
第１のタイプのねじりを受けた後またはダイプレスされた後、基礎導体は典型的に上記に示されるように巻線セットであらかじめ組み立てられる。組み立て前の装置は、それぞれのヘアピンの脚部が挿入される一連のスロットを有し、一般にねじり装置と異なる。
巻線セットは、その後第１の側面に対向するコアの第２の側面（いわゆる「溶接側面」または「接続側面」または「溶接面」または「出口面」）から突き出るそれぞれの自由部分を備える固定子コアの第１の側面（いわゆる「挿入側」または「挿入面」）を通る固定子コアのスロットに一括して挿入される。
したがって、得られる特定の巻線レイアウトによると、溶接側面から突き出る基礎導体の自由部分は、例えば特定のねじり装置に作られるポケットに挿入された後、「ねじり溶接側」とも呼ばれる、第２のタイプのねじりにさらされる。ここで、ねじり装置の目的は、都合良くそのような自由部分を形作り、したがって巻線を完成するために適切な電気接続が導体の間に作られるように、導体の自由部分を曲げるまたはねじることである。米国特許公開公報第２００９／０３０２７０５号で公開された特許出願は、上記に示されるタイプのねじり溶接側面の方法の例を記載する。
電気機械の容積を圧縮することによって固定子スロットの線の数が増加し、したがって、スロットの空間を最小化し、スロットに挿入される銅の容積と絶縁材料によって占められる容積を差し引いた利用可能な容積の間の割合を最大化する一方で、固定子スロットの層の数を増やす問題が感じられる。
この目的を達成するために、接続部のある望まれない変形は、巻線の対応するヘッドの圧縮化と組み立ての増加を妨げ、特に巻線がスロット当たりの導体の数を増加したとき、スロットの充填の増加を妨害することは注目に値する。巻線クラウンの接続部の望まれない変形は、クラウン自身の層の間の望まれない距離、すなわち、巻線クラウンの内側及び外側脚部の間の最小径方向距離の原因となる。さらに、いくつかの巻線クラウンを備える巻線の接続部の望まれない変形は、様々な巻線クラウンの隣接層の脚部の間の望まれない最小距離をもたらす。これは、また例えば接続部のある曲げ点での線の部分の変形と回転により、スロット充填に負の効果を有する。言い換えると、巻線のヘッドが径方向に圧縮されるのと同じくらい、接続部の望まれない変形のためにスロットに収容される導体の直線部分の間の距離はヘッドよりも大きい。
したがって、銅の容積とスロットの利用可能な容積の割合を改善することができる装置及びプロセスの必要性が感じられる。特にこの目的を達成するために、固定子または回転子巻線セットがスロットの空間の充填を増加して組み立てられ、したがって線の可能な様々な機械特性に従って調整される道具を備える巻線の突出部挿入側を変形することができる要求が感じられる。
米国特許第７，４８０，９８７号 米国特許公開公報第２００９／０１７８２７０号 米国特許第７，６２２，８４３Ｂ２号 米国特許第３８３７０７２号 米国特許公開公報第２００９／０３０２７０５号
固定子または回転子巻線セットのアセンブリのスロット空間の充填を増加することができるヘアピンを作る装置を提供することが本発明の目的である。
基礎導体の密度を増加した固定子または回転子を得るために、ヘアピンを作る本発明の装置を用いるプロセスが本発明のさらなる特定の目的である。
添付された請求項に従う装置または器具及び／または方法が本発明の主題である。
棒巻線の１またはそれ以上の巻線セットが挿入され、固定子または回転子の添付された請求項に従う本発明の方法及び／または装置によって得られる電気機械の固定子または回転子が本発明のさらなる主題である。
さらに電気機械の添付された請求項に従う本発明によって得られる固定子及び／または回転子を用いる電気機械が、またさらなる本発明の主題である。
本発明の例示的な実施形態の詳細な説明
本発明は、ここから特に添付された図を参照して非限定の例として記載されるであろう。
（ａ）あらかじめ形成された押しつぶされたＵ型形状のヘアピンと（ｂ）既知の技術に従って形成されたヘアピンを示す。 （ａ）ダイプレス導体と（ｂ）溶接側面でねじれを受けた後の導体を示す。 既知の技術に従う、上面からの図１（ｂ）または２（ａ）のヘアピンを示す。 （ａ）曲げ部の断面の折り畳みを備えるより合わせヘアピンと、（ｂ）スロットに収容されるヘアピンの部分に沿った連続転移を備えるより合わせヘアピンを示す。 （ａ）従来技術に従う前もって組み立てられたヘアピンの場合の挿入側のヘアピンの部分の角度移動と、（ｂ）本明細書に従って個々に作られるものを示す。 ヘアピンが同時にスプレッダウェッジを用いて広げられることができる、本明細書の１つの実施形態に従うヘアピン作製装置を示す。 本明細書の１つの実施形態に従う作製装置の２つの状態：（ａ）開始ヘアピンが図５（ａ）のように挿入される初期休息状態と（ｂ）ヘアピンが図５（ｂ）のように作られる最終作製状態を示す。 （ａ）方向Ａ－Ａの、（ｂ）方向Ｂ－Ｂの図７の装置の２つの断面を（ａ）と（ｂ）でそれぞれ示す。 図７の２つの対応する動作状態の図７の装置の上面図を（ａ）と（ｂ）で示す。 初期休息位置の図７乃至９の装置の概略斜視図を示す。 本明細書の装置が挿入される、作られたヘアピンの生産ラインを示す。 図１１の本明細書の装置の位置の詳細図を示す。 既知の技術に従う巻線セットの形成の間、ヘアピン挿入側の配置を示す。 本発明の方法を用いて避けられる、様々なクラウンに属する隣接接続部の間で生じる干渉を示す。 それぞれのクラウンのための異なる存在物を有する本発明の方法に従って得られる巻線の基礎導体の一部を示し、他の部分は、接続部の曲げを見ることを容易にするために隠され、詳細図において、スロット充填のために主に役立つ様々なクラウンの接続部の間の距離における本方法の利点は注目に値する。 （ａ）本明細書に従う挿入側で得られるマルチクラウン巻線セットと、（ｂ）クラウンの間の空間の詳細を示す。 （ａ）既知の技術に従う挿入側で得られるマルチクラウン巻線セットと、（ｂ）クラウンの間の空間の詳細を示す。 （ａ）変形プロセスによっていくつかの基礎導体を変形する際に適用できる複数の変形手段の概略例と（ｂ）時間と共に互い違いの変形を得るためのそのような複数の変形手段の適用の場合を示す。
後に記載される異なる実施形態の要素は、当業者が以下の記載と請求項から容易に理解できるので、本発明の技術概念に違反することなく、限定なくさらなる実施形態を提供するために組み合わされることがここで規定される。
本明細書は、また例えば、同じタイプの解決法で既知の技術で通常用いられるほとんど重要でない要素が記載されない詳細な特徴に関する、その実施のために既知の技術を参照する。
要素が導入されたとき、特に指定がない限り、「少なくとも１つ」または「１またはそれ以上」があることを常に意味する。
要素または特徴のリストが本明細書に記載されるとき、本明細書に従う本発明は、そのような要素を「備える」または代わりに「からなる」を意味する。
等しいまたは同様の要素は、添付された図で同じ符号を示す。
本明細書の目的のために、方向または軸に対して定義される用語「径方向」または「円周方向」または他の同様な表現は、そのような方向または軸に直交する平面に横たわる及び当該方向または軸の中心を有する円周を参照する。さらに、本明細書の目的のために、方向または軸に対して定義される用語「角度的に間隔を空ける」（または他の同様な表現）は、そのような方向または軸に直角な平面に横たわる及び当該方向または軸に中心を有する円周の２つの半径の間の角度を参照する。
本明細書は、固定子または回転子棒巻線セットにヘアピンの前組み立ての前に、ヘアピン（有利に銅で作られ、円または非円の断面を有する）を作る装置（または器具またはアセンブリ）及び方法に関する。「ヘアピン導体」または「基礎導体」を意味するための「ヘアピン」が以下に無差別に参照される。「基礎導体」は、以下に記載されるように、広げられた脚部を備える（溶接側を超えて曲げられない脚部を備える）ヘアピン、またはＩピンまたはＷピンを含んで意味する。
図５を参照すると、本明細書に従う解決法は、巻線セットにヘアピンの前組み立ての前の単一のヘアピンを作るステップを含む。図５（ａ）に示されるように、従来のヘアピン２５５は、例えばヘアピンの２つ（またはそれ以上）の脚部２５５ａ及び２５５ｂを通る、所定の平面に対して角度γで傾けられた挿入側部２５５ｃを備える。そのような平面は、例えば１つの脚部の２つの点と他の脚部の１つの点など、少なくとも３つの点を通り、角度γは、ブリッジ状接続２５５ｃの端部または一般的に突出部挿入側（明確にするために脚部へのそれらの接続部）の端部及びブリッジ状接続部自体の少なくとも１つの点を通る平面に対して計算される。ヘアピンの２つの部分の基準平面が定義されるとすぐに、本明細書の解決法で議論される角度の測定が検査される。脚部に対してヘッド部の角度の異なる定義がある。本発明によりそのような傾斜が定義されるとすぐに変えられるので、それらは全て本発明の関数である。明白に、ほとんど適切な定義は所望の変化を得られるように選択される、すなわち得られる最終基礎導体は、望まれるものである。
ここで「ヘッド部」がＩピンの場合に、そのようなヘッド部が収容される脚部の残りに対して曲げられるとき、フレームのまたは固定子／回転子の台座またはスロットに収容されない自由端の１つを意味することは注目に値する。
実際に本明細書の解決法は、例えば同じ回転方向において、さらなる角度ｘ（正または負）でこの傾斜を増加する意図がある。これは、巻線セットにヘアピンの組み立て前にそれぞれのヘアピンに個々になされる。
「個々に」が本明細書で用いられたとき、またただしそれらがその表面光沢を保持するように決して変形の邪魔をしないならば、いくつかのヘアピンが同時にまたは本明細書に従う同じ変形動作のフレームワーク内で変形されることを意味する。
本明細書の１つの実施形態に従う、図６を参照すると、上記された意味でヘアピンを作る装置は、ヘアピン２５５が挿入されるスロット１５５を備えるフレーム１５０からなる。ウェッジ１２０がヘアピンのブリッジ状部分２５５ｃを押すように、スロット１５５のクラウンに下げられる。この及び他の実施形態のフレームは、非限定の例として、棒巻線の基礎導体の固定子／回転子またはアセンブリシステムである。フレームは、また固定子または回転子と異なる装置であり、そのため曲がった基礎導体は、フレームから取られ、様々な方法で例えば、事前に巻線セットのアセンブリ装置を用いて固定子または回転子に設置される。ウェッジまたは変形要素は一般に、くさびでもその他でも、筐体部に対して移動可能であるべきである。用語「移動可能な方法で取り付けられる」は、ウェッジ及びフレームの間に拘束があり（図示せず）、そのためウェッジがこの拘束内で動くことを意味する。特に、移動は、上から下に可能である。
ヘアピンが完全な巻線セットを形成するためにスロット１５５に挿入され、その後ウェッジが上記のように動作されるならば、巻線セットの閉じたヘアピンのブリッジ状部分は、ヘアピン自身のコーティングを損傷する相互摩擦を受ける。
本発明に従う、第２の問題を解決するために、ヘアピンは、そのブリッジ状部分２５５ｃがヘアピンの間の摩擦を避けるために、全作製プロセスの間、干渉されないようにスロットに配置されるべきである。基礎導体は、当該ヘッド部が互いから所定の径または角度距離をとるように挿入され、特に基礎導体は、角度方向の連続基礎導体が、それぞれのヘッド部の間の接触がなく（図６のように）、連続基礎導体の脚部を径方向に重ねる１つの脚部を有するように、１またはそれ以上の対応するそれぞれの当該筐体部に配置される。したがって、その１つの例だけが描かれる、これが可能なようにフレームのスロット及びスロットのヘアピンを構成する様々な方法がある。
ウェッジの代替として、複数の要素が用いられ、導体の接続部に作用し、導体の接続部を変形し、径方向に配置される及び固定子／回転子またはアセンブリ装置と同じ軸に対して径方向に移動可能である。一般にこれは、単一移動のヘアピンと干渉するような大きさと形状である不可欠な要素である。
本明細書に従う方法の目的のために、異なるアセンブリ装置が、ウェッジシステム１００から、場合によっては、既知の技術の目的のための巻線セットのヘアピンの位置決めに反して、ヘアピンが互いに干渉しないようにヘアピンを位置決めするために処理する、グリッパなどの手動手段の使用が用いられる。本明細書のこの態様に従う方法は、以下ができる。
１．スロットの空間を最小にする。
２．スロット充填を増加した巻線セットを組み立てる。
３．軸圧縮（第２の問題）を有する。
４．アセンブリシステム／固定子が都合良く部分的に実装される場合のみ、摩擦（第２の問題）を避ける。
図７－１０を参照すると、それらは本明細書に従う作製装置の１つの実施形態を示す。そのような記載は、単一のヘアピンの作製を描くが、そのような作製に便利な要素及び手段は、その後それらが役立つ様々な用途で用いられる、同様な及び平行な方法でいくつかのヘアピンを作るように、場合によってはそれぞれの統合された構成部品を備えて同じ装置で反復される及びそこに配置されることが理解される。
装置は、変形（または押し付けによって実行される例の作製）要素３３０（または手段）が例えばピン３８０によって回転可能に接続されるフレーム要素３１０，３１５，３２０，３４０の群を備える。変形要素３３０は、変形要素３３０自身と上記で示されたフレーム要素の群の間に接続される、ばね３４５または復元力を働かせる他の要素または手段によって適切な位置に任意に及び有利に復元される。
本明細書の１つの態様に従って、フレーム要素の群は、基礎部３１０、基礎部３１０に接続された垂直要素３１５、ピン３８０の支持要素３２０、及びばね３４５の固定要素３４０を備える。有利に、要素３１５，３２０及び３４０は、平行な平面に沿って互いに接触する。
本明細書の１つの態様によると、支持要素３２０は、場合によっては一端または所定の高さで互いに接合する２つの平行なブラケットを備える。支持要素３２０のそれぞれの端部に２つのピン３８０があり、ピンは、同じ軸を共有し、変形要素３３０が当該軸の周りを回転するように取り付けられる。その接続部が当該軸に対して突出するようにヘアピン２５５を収納する群３５０，３６０は、２つの平行なブラケットの間に配置される。有利に、要素３５０は、ヘアピン２５５の頂点２５５ｃ２の支持要素であり、スロット要素３６０（また支持要素３２０及び／または垂直要素３１５に固定された２つの平行なブラケットからなる）は、ヘアピンの脚部を挿入する２つ（またはそれ以上）のスロットを含む。要素３５０と一体化するさらなる要素３５５は、便利にスロット要素３６０と要素３５０の間に配置される。本発明の１つの態様に従って、支持要素３５０の位置は、異なるヘアピンが作られるように、ピン３８０の軸に垂直な軸に沿って調節可能である。
押すまたは接触要素３７０は、筐体群３５０，３６０（例えば、当該押し付け要素３３０に固定され／一体化され、突出要素３７５を通って当該スロット要素３６０を超えて滑る）と、変形要素３３０の間に取り付けられ、変形要素３３０の回転時に、押す要素３７０が十分に均一な方法で、同じ方向にヘアピン２５５の挿入側の突出部を押し、そのためスロット要素３６０のスロットの平面に対して角度移動ｘを実行する。
変形要素３３０は、それを押すハンドルまたはピストンのための固定支持部３９０を有する。図９を参照すると、ハンドル３９５は、描写の単純化のために他の図で示されないが、３９０に固定される。ハンドル３９５の代わりにまたはハンドルに追加して変形要素３３０を回転する機械的アクチュエータがある。
任意に、本記載によると、作製（または「折り畳み」または「変形」）装置は、例えば、１またはそれ以上の検査ねじの形態で、曲げ角度ｘを調整する手段３１６を有する。
一般に、次は本明細書による１またはそれ以上の基礎導体２５５を作るプロセスである。
最初に、装置は、以下を備えて提供されるべきである。
－フレーム３１０，３１５，３２０，３４０。
－当該１またはそれ以上の基礎導体２５５を収納する１またはそれ以上の対応する部分的または全ての筐体部３５０，３６０であって、それぞれの筐体部は、当該フレーム３１０，３１５，３２０，３４０と一体に接続されるまたはフレームに形成される、筐体部。
－当該１またはそれ以上の基礎導体２５５の１またはそれ以上の対応する変形要素３３０。
１またはそれ以上の対応する変形要素３３０は、それらが実質的に当該１またはそれ以上の基礎導体２５５に全く作用を適用しない、初期位置から当該角度が当該所定の値γと異なる値γ＋ｘをとる当該１またはそれ以上の基礎導体２５５の最終変形位置に動かすように構成される及び適合される。さらに、当該１またはそれ以上の対応する筐体部３５０，３６０は、当該１またはそれ以上の基礎導体２５５がそれぞれのブリッジ状部分２５５ｃの相互の干渉がなく挿入され、当該初期位置と当該最終位置までの全ての状態の両方において、干渉しないままである。
この点において、当該１またはそれ以上の基礎導体の脚部は、当該１またはそれ以上の対応する筐体部３５０，３６０に挿入され、そのブリッジ状接続部２５５ｃは、当該初期位置及び当該最終位置までの全ての状態の両方において、互いに干渉しない。
最後に、当該少なくとも１つの変形要素３３０は、当該初期位置から当該最終位置まで動かされる。移動は、基礎導体のヘッド部２５５ｃ及び／または脚部２５５ａ，２５５ｂが当該最終位置までの全ての状態において相互接触しないようにすることが好ましい。移動は、当該１またはそれ以上の対応する筐体部３５０，３６０の少なくとも１つに対してまたは好ましくは両方の脚部に垂直または基礎導体の脚部の少なくとも３つの点を通る平面に平行な、任意の軸に対して回転移動であることが好ましい。そのような回転は、基礎導体に対する押し付け手段の摩擦を避けるまたは減らし、そのため基礎導体のコーティングにほとんど損傷を引き起こさない追加の効果を提供する。
巻線セットを形成するヘアピンは、本明細書による方法で得られる。１またはそれ以上の巻線セットは、そのため固定子または回転子に取り付けられる。特に１またはそれ以上の巻線セット２９０は、相互に異なる角度ｘで取り付けられる。これらの巻線セットは、次々に挿入され、当該角度ｘは、固定子／回転子のヨークに最も近い第１の巻線セットから固定子／回転子の間隙に最も近い最後の巻線セットへ減少する。さらに詳細に、クラウンが変形されると、挿入順序に従う必要がある。最初に挿入されるクラウンは、角度ｘが最大のクラウンであり、最後のクラウンは、角度ｘが最小のクラウンである。
ヘアピンの脚部の平面に対して接続突出部を曲げる場合が描かれているが、その場合は完全に可能であり、当該接続部が静止したままであり、脚部が描かれる場合と反対の方向に角度ｘで曲がる本明細書に含まれる。実際に、求められている効果を得るために重要なのは、接続部（挿入側）と脚部の平面との間の相互の曲げであり、実際に２つのうち１つが静止している場合はそうではない。
さらに２つの脚部でヘアピンを作る装置の場合が記載されるが、同じ技術コンセプトは、容易に３つの脚を備えるＷピンまたはただ１つの脚を備えるＩピンにおいて実施される。明白に、この後者の場合において、押す要素は、ブリッジ状接続部分でなくむしろ単純なロッドまたはアイ部分である、単一突出部挿入側（Ｗ、ＩまたはＵ導体の場合）を握るように適用されるべきである。
図１８を参照すると、複数の変形手段の例は描かれる。実際に本発明によると、いくつかのヘアピンは、変形手段によって一度に変形される。装置３００’は図１０のそれの複数のバージョンを示す。図１０との類推によって、符号３１０’は、複数のフレームの基礎部を示し、３１５’は、複数のフレームの垂直要素を示し、３２０’は、ピン３８０’の支持要素を示し、３３０’は、押し付けまたはけん引複数要素を示し、３４０’は、復元ばね３４５’を固定する要素を示し、３８０’は、要素３３０’／３３５’の回転を可能とするピンを示し、最後に３７０’は、好ましくは剛性の押すまたは接触要素を示す。そのような押す要素の間の距離は、固定されるが、様々な要素の間で同じである必要はない。等しい距離により、基礎導体が干渉することなく（それらが変形の間互いに触れることを避ける）基礎導体２５５の同時の曲げを可能とする。押す要素３７０’のそれぞれの組の間の異なる距離により、時間と共にわずかに互い違いの曲げができる。ピン３８０’の周りの回転は本質的でなく、要素３７５’は、また移動手段（図示せず）によって水平に動かされる。固定距離はまた描かれる他の実施形態において実施される。
図１１を参照すると、本明細書による装置は、個々のヘアピンを製造する生産ライン４００及びまた巻線セット組み立て－前組み立てシステムに取り付けられる。本明細書の１つの態様によると、生産ライン４００は、コイルから導線４４０がほどかれる部分、所望の長さに直線状の導体を切断するいわゆる切断部４３０、既知の技術によりヘアピンを形成する第１の装置を含む曲げ部４２０、及び本明細書による接続部のさらなる回転角度ｘを分ける第２のインライン装置を備える。導線の製造部の代わりとして、ヘアピンがダイプレスされるならば曲げ部４２０に接続するダイプレス部４１０がある。
図１２は、従来技術のようなヘアピンの曲げ装置４２５の出口における本明細書による作製装置３００を示す。
ここから図１３乃至１７を参照すると、それらは従来技術によって定義される記載されたタイプの巻線を得る方法に対する本明細書による解決法の効果の差をより詳細に示す。
図１３は、ヘアピン２５５の間の接触領域５１０を強調する拡大された詳細図を備える、アセンブリ装置または固定子／回転子１５０の、描写の明確性の理由のために隠された巻線セットを形成するヘアピンの部分を有する巻線セットを示す。
図１４は、３つの同心クラウンがある図１３の配置から形成された巻線セット２９０を示す。異なるクラウンのヘアピンの間の同じタイプの干渉５１０が見えている。
図１５は、既知の技術の２つの前の図と同様でない、ヘアピン２５５の間の空の領域５５０を強調する拡大された詳細図を備える、隠されたあるヘアピンを備えるアセンブリ装置または固定子／回転子１５０の本発明による巻線セットを示す。
この効果は、異なるクラウンのヘアピンの間に空間５５０が明確にある、本発明の解決法によって得られる３つのクラウンの巻線セット２９５の上面図の図１６でも示される。ヘアピンの脚部の平面に対するヘアピンの挿入側の突出部の追加の回転角度を導入する作製によって得られるこの空間によって、巻線セットは、摩擦力によってヘアピンの表面、特にそのコーティングを損傷することなく取り付けられる。
その一方、図１７は、異なるクラウンのヘアピン２５５の間に空間のない、むしろヘアピンが接触し５１０、その結果ヘアピンのコーティングを損傷する摩擦を作り出す、従来の巻線セット２９０を示す。
この点において、作られたヘアピンは、引き抜かれ、最小の弾性戻りの後、開始位置（図５）から異なる角度位置で上部を有する。
従来の解決法において、上記形成のない固定子の領域の挿入により、スロットの空間を最小化できる。実際に、脚部の平面に対する接続部の径方向の曲げを実施することなく、－機械の動作中その絶縁を維持するために必要とされる－クラウンの間の空間の増加は、スロットの脚部の間の空間の等しい増加及びそのためスロット空間の最適でない実施と関連する。
代わりに、本発明による装置によって得られるヘアピンの作製によって、固定子は、固定子または回転子ヨークの存在のために利用可能な空間を占めることによって、スロット空間の改善した実施を備えて得られる。さらに、二次的な効果として、同心巻線セットの線の間の干渉が避けられる。
本明細書の解決法によると、とりわけ、これは、巻線セットのヘアピンの前組み立ての前に、それぞれ個々のヘアピンにおいて、接続部及びヘアピンの脚部の間に追加の曲げを与えることによって得られる。
上記のように、一般に隣接層を有する巻線クラウンの脚部を含む円クラウンは、図１６及び１７のそれらのような上面図において、当該脚部の接続部を含むクラウンより細い。これは、ある曲げ点の線の部分の変形及び回転による。機械の動作のために要求されるクラウンの間の最小空間で合計されたこの増加は、スロット充填に反映される。
代わりに、これらの２つの態様は、本明細書の場合のように、それぞれのクラウンにおいて異なる物体の接続部のさらなる曲げが径方向に実行されるならば、起きない。それにより、挿入のために要求されるクラウンの間の距離は、スロットに反映されない。曲げ方向は、マシン間隙に近いまたは固定子ヨークに近い空間を占める可能性に依存する。一般に、曲げは、コアヨークがスロットマトリクスのクラウンよりさらに外部にあるならば外側である。逆に、曲げは内側である。
請求される方法及び装置は、基礎導体の接続部の曲げを実行し、巻線がいくつかのクラウンからなる固定子／回転子のクラウンの挿入を促進するために、導体の絶縁コーティングの機械応力を最小にする。
請求される方法及び装置は、調整可能な量によって基礎導体の接続部の曲げを実行する。そのような調整は、異なる弾性戻りによって、その形状によって、銅の金属処理によって、コーティング材料によって異なる線の機械特性により実行される。これにより、新しい金型を設計し製造することと比較して、簡単な方法で調整される変形要素の移動ができる。
好ましい実施形態が上記で記載され、本発明の変形は示唆されたが、当業者は、添付された請求項によって定義されるように、保護の関連範囲から逸脱することなく変形と変更をすることができる。
１００ 本明細書の実施形態による変形システム
１２０ スプレッダウェッジ
１２５ 基礎導体（を備える接触部）の押す要素からなるスプレッダウェッジの側面
１５０ ヘアピンのための組み込まれた筐体を備える変形フレーム（固定子／回転子またはアセンブリシステム）
１５５ 部分的にまたは全体に挿入するヘアピンの脚部のためのスロット
２５５ ヘアピン
２５５ａ ヘアピンの第１の脚部
２５５ａＥ ヘアピンの第１の脚部の自由端
２５５ａ１ ヘアピンの脚部の第１の直線部
２５５ａ２ ヘアピンの脚部の階段形状部
２５５ａ３ ヘアピンの脚部の第２の直線部
２５５ｂ ヘアピンの第２の脚部
２５５ｂＥ ヘアピンの第２の脚部の自由端
２５５ｃ 広げられた、ダイプレスされたまたは形成されたヘアピンの脚部のブリッジ状接続
２５５ｃ１ 第２の脚部に接続されたブリッジ状接続の部分
Ｂ 部分２５５ｃ１の主伸長方向
ＲＢ 部分２５５ｃ１の曲率半径
２５５ｃ３ 第１の脚部に接続されるブリッジ状接続の部分
Ａ 部分２５５ｃ３の主伸長方向
ＲＡ 部分２５５ｃ３の曲率半径
２５５ｃ２ ブリッジ状接続の中間部
Ｃ 部分２５５ｃ２の主伸長方向
α１ 方向Ａ及びＣの間の角度
α２ 方向Ａ及びＢの間の角度
α３ α１とα２の合計に等しい、方向Ｂ及びＣの間の角度
２５５ｐ ヘアピンの脚部の間の距離（ピッチ）
γ ヘアピン２５５の２つの脚部を通る平面に対する部分２５５ｃの回転角度
ｘ 例えば角度γと同じ方向のヘアピン２５５の２つの脚部を通る平面に対する部分２５５ｃのさらなる回転角度
２５５ｃｘ ２５５ｃの部分に対してｘで回転された挿入側の突出ヘアピンの部分
２９０ 従来の巻線セット（巻線セット）
２９５ 本明細書による巻線セット
３００ 変形装置または器具
３００’ 複数の変形装置または器具
３１０ フレーム基礎部
３１０’ 複数のフレーム基礎部
３１５ 垂直要素
３１５ 複数のフレームの垂直要素
３１６ 曲げ角度ｘの調整手段
３２０ ピン支持要素３８０
３２０’ ピン支持要素３８０’
３３０ 押し付けまたはけん引要素
３３０’ 複数の押し付けまたはけん引要素
３４０ ばね固定要素３４５
３４０’ ばね固定要素３４５’
３４５ 復元ばね
３４５’ 復元ばね
３５０ ヘアピンの頂点２５５ｃ２の支持要素
３５５ 要素３５０と一体の要素
３６０ スロット要素
３８０ ピン
３８０’ ピン
３７０ 好ましくは剛性の押すまたは接触要素
３７０’ 好ましくは剛性の押すまたは接触要素
３７５ 突出要素
３８０ ピン
３９０ 固定支持部
３９５ ハンドル
４００ ヘアピン生産ライン
４１０ ダイプレス部
４２０ 曲げ部
４２５ 従来技術によるヘアピンを曲げる装置
４３０ 切断部
４４０ 導線のほどかれる部分
５１０ 従来の巻線セット２９０のヘアピン２５５の間の接触領域
５５０ 本明細書による巻線セット２９５のヘアピン２５５の間の空の領域

Claims (22)

  1. １またはそれ以上の基礎導体（２５５）を作る装置（１００，３００，３００’）であって、
    それぞれの基礎導体（２５５）は、１またはそれ以上の脚部（２５５ａ，２５５ｂ）と、ヘッド部（２５５ｃ）と、を備え、
    １またはそれ以上の前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）は、前記ヘッド部（２５５ｃ）に反対のそれぞれ１またはそれ以上の自由端（２５５ａＥ，２５５ｂＥ）を含み、
    １またはそれ以上の前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）と前記ヘッド部（２５５ｃ）の間の角度は、所定の値（γ）をとり、
    前記装置（３００）は、
    －１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）を収納する１またはそれ以上のそれぞれ部分的または全体の筐体部（１５５；３５０，３６０）を含むフレーム（１５０，１５５；３１０，３１５，３２０，３４０；３１０’，３１５’，３２０’，３４０’）であって、それぞれの筐体部は前記フレーム（１５０，１５５；３１０，３１５，３２０，３４０；３１０’，３１５’，３２０’，３４０’）に一体化して接続されまたは一体化して形成されるフレーム（１５０，１５５；３１０，３１５，３２０，３４０；３１０’，３１５’，３２０’，３４０’）と、
    －１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）の変形のための１またはそれ以上のそれぞれの変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）と、を備え、
    １またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）は、それらが実質的に１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）に全く作用を適用しない初期位置から、１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）の最終変形位置に動くように構成され及び適合され、
    前記角度は、前記所定の値（γ）と異なる値（γ＋ｘ）をとり、
    １またはそれ以上のそれぞれの前記筐体部（１５５；３５０，３６０）は、１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）が複数の基礎導体（２５５）であるとき、それらが互いに接触せずに収納されるように構成され、
    １またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）が複数の変形要素であるとき、それらは、互いからの固定距離をとって取り付けられる、装置（３００）。
  2. １またはそれ以上のそれぞれの筐体部（１５５；３５０，３６０）の少なくとも１つは、前記ヘッド部（２５５ｃ）または１またはそれ以上の前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）のみを収容するように構成され及び適合される、請求項１に記載の装置（３００）。
  3. １またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素の少なくとも１つは、押し付けを適用し、
    少なくとも１つの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）と前記フレームの間に、復元手段（３４５）が取り付けられ、前記初期位置に向かって少なくとも１つの前記変形要素（３３０）の復元力を加える、請求項１または２に記載の装置（３００）。
  4. 前記復元手段（３４５）は、ばねを備える、請求項３に記載の装置（３００）。
  5. 少なくとも１つの摩擦要素（１２５；３７０；３７０’）は、１またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）の少なくとも１つと１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）の間またはそこに取り付けられ、
    摩擦要素は、前記ヘッド部（２５５ｃ）または１またはそれ以上の前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）を押すように構成され及び適合される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置（３００）。
  6. 前記異なる値（γ＋ｘ）は、前記所定の値より大きい、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置（３００）。
  7. 異なる値（γ＋ｘ）で前記角度を調整する手段を備える、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置（３００）。
  8. １またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）のすくなくとも１つは、手動アクチュエータ（３９０，３９５）またはモータ付きアクチュエータによって動かされるように構成される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の装置。
  9. １またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素は、例えば１つの部品で形成されるなど、互いに一体化する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置（３００）。
  10. それぞれの前記基礎導体（２５５）は２つの脚部（２５５ａ，２５５ｂ）を備え、
    前記ヘッド部は、「Ｕ」型を形成するように２つの前記脚部の間にブリッジ状接続部（２５５ｃ）を備え、そのため２つの前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）を通る平面と前記ブリッジ状接続部（２５５ｃ）の端部とその別の点を通る平面の間の角度は、前記所定の値（γ）をとる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
  11. １またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）の１またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）のそれぞれは、１またはそれ以上の対応する前記筐体部（１５５；３５０，３６０）の少なくとも１つに対して、移動可能に取り付けられる、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
  12. １またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）の１またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素（３３０；３３０’，３７０’）のそれぞれは、１またはそれ以上の対応する前記筐体部（３５０，３６０）の少なくとも１つに対して回転で取り付けられる、請求項１１に記載の装置。
  13. １またはそれ以上の基礎導体（２５５）を作る方法であって、
    それぞれの基礎導体（２５５）は、１またはそれ以上の脚部（２５５ａ，２５５ｂ）とヘッド部（２５５ｃ）とを備え、
    １またはそれ以上の前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）は、前記ヘッド部（２５５ｃ）に反対のそれぞれ１またはそれ以上の自由端（２５５ａＥ，２５５ｂＥ）を含み、
    １またはそれ以上の前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）と前記ヘッド部（２５５ｃ）の間の角度は、所定の値（γ）をとり、
    前記方法は、
    Ｓ１．－１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）を収納する１またはそれ以上のそれぞれ部分的または全体の筐体部（１５５；３５０，３６０）を含むフレーム（１５０，１５５；３１０，３１５，３２０，３４０；３１０’，３１５’，３２０’，３４０’）であって、それぞれの筐体部は前記フレーム（１５０，１５５；３１０，３１５，３２０，３４０；３１０’，３１５’，３２０’，３４０’）に一体化して接続されまたは一体化して形成されるフレーム（１５０，１５５；３１０，３１５，３２０，３４０；３１０’，３１５’，３２０’，３４０’）と、
    －１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）の１またはそれ以上のそれぞれの変形要素（１２０；３３０；３３０’）と、を備え、
    １またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）は、それらが実質的に１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）に全く作用を適用しない初期位置から、１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）の最終変形位置に動くように構成され及び適合され、
    前記角度は、前記所定の値（γ）と異なる値（γ＋ｘ）をとり、
    １またはそれ以上のそれぞれの前記筐体部（１５５；３５０，３６０）は、１またはそれ以上の前記基礎導体（２５５）が複数の基礎導体（２５５）であるとき、それらは少なくとも前記ヘッド部（２５５ｃ）が互いに接触せずに収納されるように構成され、
    １またはそれ以上のそれぞれの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）が複数の変形要素であるとき、それらは、互いからの固定距離をとって取り付けられる、装置を提供するステップと、
    Ｓ２．１またはそれ以上の基礎導体の前記脚部を１またはそれ以上の対応する筐体部（１５５；３５０，６３０）に挿入し、そのため１またはそれ以上の前記基礎導体のいずれかの前記ヘッド部（２５５ｃ）及び／または前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）は、前記初期位置で１またはそれ以上の前記基礎導体の別の前記ヘッド部（２５５ｃ）及び／または前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）と接触しないステップと、
    Ｓ３．１またはそれ以上の前記基礎導体のいずれかの前記ヘッド部（２５５ｃ）及び／または前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）が最終位置までの全ての最終状態において、１またはそれ以上の前記基礎導体の別の前記ヘッド部（２５５ｃ）及び／または前記脚部（２５５ａ，２５５ｂ）と接触しないように、前記初期位置から前記最終位置まで少なくとも１つの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）を移動するステップと、を備える、方法。
  14. ステップＳ１の前記装置は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置である、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記フレーム（１５０）は、中軸に対する円形の周囲を有し、１またはそれ以上の対応する前記筐体部（１５５）は、前記フレームと同軸上に得られるまたは一体化され、
    前記初期位置と前記最終位置の間で１またはそれ以上の基礎導体（２５５）の前記ヘッド部を押し、そのため前記ヘッド部を変形するような大きさにされた単一の変形要素を備える、請求項１３または１４に記載の方法。
  16. 前記ステップＳ２の１またはそれ以上の前記基礎導体は、前記ヘッド部が互いに所定の径または角度距離をとってあるように挿入される、請求項１５に記載の方法。
  17. 角度方向の連続基礎導体（２５５）がそれぞれの前記ヘッド部の間の接触なく、前記連続基礎導体の前記脚部を径方向に重ねる１つの脚部を有するように、前記基礎導体（２５５）の前記脚部は、１またはそれ以上の対応するそれぞれの前記筐体部（１５５）に配置される、請求項１６に記載の方法。
  18. ステップＳ３の少なくとも１つの前記変形要素（１２０；３３０；３３０’，３７０’）は、１またはそれ以上の対応する前記筐体部（３５０，３６０）の少なくとも１つに対してそれを回転することによって前記初期位置から前記最終位置に動かされる、請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
  19. コイルから棒導体がほどかれる部分（４４０）、所定の長さに前記棒導体を切断する部分（４３０）、前記棒導体（２５５）を曲げる部分（４２０）を備え、
    前記曲げる部分（４２０）は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の少なくとも１つの装置を含む、基礎導体（２５５）を製造する装置（４００）。
  20. ヨーク及び複数の基礎導体（２５５）を備える１またはそれ以上の巻線セット（２９０）を備える固定子または回転子であって、
    それぞれの前記基礎導体（２５５）は、１またはそれ以上の脚部（２５５ａ，２５５ｂ）とヘッド部（２５５ｃ）とを備え、
    前記１またはそれ以上の脚部（２５５ａ，２５５ｂ）は、前記ヘッド部（２５５ｃ）と反対のそれぞれ１またはそれ以上の自由端を含み、
    １またはそれ以上の脚部（２５５ａ，２５５ｂ）と前記ヘッド部（２５５ｃ）の角度は、所定の値（γ）をとり、
    １またはそれ以上の巻線セット（２９０）は、前記角度のそれぞれの値を有し、
    前記ヨークから最も遠い最後の巻線セットに対して前記ヨークの近くに設定される第１の巻線セットから減るように、それぞれの前記値が選択される、固定子または回転子。
  21. 請求項２０に記載の固定子及び／または回転子を備える電気機械。
  22. 請求項２０に記載の固定子及び／または回転子及び／または請求項２１に記載の電気機械を備える、電気けん引車またはハイブリッド車。
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