JP4121040B2 - 回転電気装置用の巻線方法とコイル - Google Patents

Description

本発明は、ギャップにより分離される少なくとも２個の同軸の電機子、すなわち固定ステータと均質な運動により駆動されるロータとを含む回転電気装置の分野に関している。
ここでは主に多相多極交流装置を取り上げる。
これらの電機子は円筒形にすることができ、その場合、装置は径方向の磁界を形成する。導線は、ステータの内周またはロータの外周に配分される切り込み内に配置される。導線は、装置の回転軸に平行である。
これらの電機子はまた円板形にすることもでき、この場合、装置は軸方向の磁界を形成する。導線は、径方向の切り込み内に配置され、従って装置の回転軸に垂直である。
一般に、導線は、用途に関連して選択した様々なタイプの巻線に応じて、磁気回路の切り込み内に配置される。
巻線は、コイルまたはステー（barre）から構成されるが、ここでは主にコイルから構成された巻線を取り上げる。
コイルは、互いに絶縁した導線を同心の複数の巻きに応じて巻きつけて構成される。各コイルは、磁気回路の異なる２個の切り込み内に配置される。一般に、切り込み内に配置されたコイルの二つの部分を束線と呼び、磁気回路の外部にあるコイルの部分を引き出し線またはコイルヘッドと呼ぶ。
従来の巻線は、同心のコイルや重ね合わせたコイルを備えており、特に、出力が平均的な装置および強力な装置に用いられる重ね型の巻線である。
同心のコイルを備えた巻線は、交互磁極（POLES ALTERNES）または合成磁極を備えた巻線から形成することができる。
導線は、唯一の切り込み面に配置され、この面は、位相と同数の層を持つ合成磁極を備えた巻線用、交互磁極を備えた巻線用に、連続して形成される２個の層からなる。
これらの巻線は、各平面で形成されるという長所を有するので、容易に自動化可能である。
しかしながら、様々な限界や不都合がある。
平面巻線は今日では主に低出力装置用であり、技術的な性能にくらべて製造費が高い。この場合、導線は丸い線からなり、切り込みの充填は、平面導線を用いた充填よりも劣り、巻線のピッチは、回転磁界の様相を犠牲にして整数になる。
しかし、異なる構成のコイルを用いて、このタイプの巻線を平面導線から構成することが可能であり、そのために、引き出し線の外形寸法の差から、位相間の不均衡と磁気分散とが起きることがある。
回転磁界の漸進性を改良するために、ピッチを短縮した巻線を製造することもできるが、その性能は有限であり、巻線が非対称になる。
コイルを重ね合わせた重ね型の巻線は、ピッチを短縮可能であるので、一定の電気的な同調を除去できる。
導線は、絶縁体により分離された２個の異なる面に従って切り込み内に配置される。
一般にコイルは、一つまたは複数の同心の巻きを得るように、予め絶縁した平面導線を、巻き付けドラムに巻き付けることにより構成される。
コイルは一般に舟形であり、次いでこの舟形を延伸してコイルを開放し、コイルヘッドを持ち上げる。
磁気回路の切り込み内に配置するコイルの２個の長い方の辺の間の隔たりは、磁極数の関数である。コイルの２個の長い方の辺が、互いにシフトした面にあるので、この二つの辺は、コイルが磁気回路内に配置されるとき、異なる面にも同様に配置される。これによって、磁気回路内に順次コイルを配置することにより、装置の電気回路を構成できる。
重ね型のコイルは、２個の巻線面が存在するので、電気的な観点から多数の長所を有する。
とはいえ、主に二つの欠点を有する。
コイルヘッドの長さと外形寸法が比較的大きいので、電気性能を損なうことがあり、しかも銅の使用量のために追加費用がかかる。
また、コイルの全体を設置する場合、最後のコイルを挿入できるようにするために最初に配置したコイルを持ち上げなければならない。この操作は、通常、ピッチ上げと称されているが、主としてマニュアル操作であるので、完全な自動化を困難にするものである。
従って、コイルヘッドの長さを短縮できる、電気装置の磁気回路のための他のタイプのコイルと、容易に自動化できる他の巻線方法とを提案することが必要になってくる。
本発明は、まず第一に、２個の束線と、厚みが前記束線の厚みの分数にほぼ等しい２個のコイルヘッドとを含み、前記コイルが束線の中央面に対して対称である、回転電気装置の磁気回路用のコイルに関する。
好適には、本発明によるコイルは、少なくとも一つのヘッドを含み、このヘッドが束線に対して広がっており、突出部を有する。
突出部の最大幅が、有利には、前記ヘッドの位置で磁気回路の２個の切り込みの間の隔たり未満である。
コイルは、円板形の電機子を備える装置のために構成される場合、ほぼ台形の形状を有し、束線およびコイルのヘッドが同一面にある。
好適には、このコイルが平らな外面を有する。
コイルが、円筒形の電機子を備える装置のために構成される場合、束線を通る面にある突起がほぼ長方形であり、コイルの束線およびヘッドは、曲率半径が装置の曲率半径と同じである同一の円筒部分にある。
好適な実施形態では、ヘッドの厚みが、最大でも束線の厚みの半分に等しい。
本発明はまた、回転電気装置の磁気回路用の巻線製造方法に関し、この方法は、本発明によるコイルを、磁気回路の切り込みに配置することからなり、コイルは、全ての切り込みを充填するべく少なくとも２個の独立した連続巻線層に沿って、隣接するように配置される。
好適には、この方法は、磁気回路の切り込みに直接コイルを形成することからなる。
その場合、所定の段階の各電気回路のコイルを連続して製造することが有利である。
好適には、本発明による方法は、少なくとも一つの切り込み面に沿って巻線を形成することからなり、各切り込み面が、少なくとも２個のコイル層により形成され、前記コイルのヘッドが、部分的に重なり合いながら互いに重ねてはめ込まれる。
巻線が二個の切り込み面に沿って形成される場合、コイルが各切り込み面に連続して配置され、同一コイルの束線が、同じ切り込み面に配置される。
本発明による方法が円板形装置のために構成される場合、巻線の層の間でコイルの位置を逆転することによりコイルヘッドのはめ込みが得られる。
巻線のピッチが１〜４よりも大きい場合、この方法は、同心のコイルにより実施される。
円板形装置に対して、巻線のピッチが１〜４である場合、この方法は、同じコイルで実施される。
本発明はまた、本発明によるコイルにより構成される巻線に関し、第一のコイル群が「切り込み下部」面だけに配置され、第二のコイル群が、「切り込み上部」面だけに配置され、この二面が独立している。
添付図に関してなされた以下の説明によって、本発明はよりよく理解され、本発明の長所および特徴が明らかになるだろう。
図１は、重ね型の従来の巻線のために使用され、円筒形の電機子を備えた装置内に配置されるコイルの正面図である。
図２は、装置の軸を通る面における図１のコイルの突起部を示す。
図３は、本発明によるコイルを備えた、円板形の装置の例の磁気回路の部分斜視図である。
図４は、図３の正面図である。
図５は、図３または４の部分上面図である。
図６は、図５のＶＩ−ＶＩによる断面図である。
図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩによる部分断面図である。
図８は、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩによる部分断面図である。
図９は、重ね型のコイルを一部に、本発明によるコイルを一部に備えた、円板型装置の磁気回路の部分上面図である。
図１０は、「切り込み下部」面に本発明によるコイルを備えた、円板型装置の別の例の磁気回路の部分上面図である。
図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩによる部分断面図である。
図１２は、図１０のＸＩＩ−ＸＩＩによる部分断面図である。
図１３は、図１０のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩによる部分断面図である。
図１４は、図１０のＸＩＶ−ＸＩＶによる部分断面図である。
図１５は、本発明によるコイルを製造可能な工具の一例の側面図１５ａおよび正面図１５ｂを含む図である。
図１６は、図１５の工具を用いて本発明によるコイルを製造する２段階を示す図１６ａと１６ｂを含む図である。
複数の図で共通する部材は同じ参照数字で示している。
重ね型の巻線で使用されるコイルは一般に、舟形を延伸して得られる。
このようなコイル１を示す図１を参照すると、コイル１は、円筒形の電機子を備えた回転装置のステータの磁気回路２内に配置されている。
また、ロータ（図１では図示せず）が内部に配置されるステータの中ぐり３が示されている。
ステータの磁気回路２内には、中ぐり３に通じる切り込みが設けられている。
図１では、２個の切り込み４、５だけを図示した。
切り込みは、ありほぞ形（queue d’aronde）のくり抜き６、７内に配置される切り込み閉鎖キー（図１では図示せず）により閉じられている。
コイル１の２個の長い方の辺８と９は、シフトした面にある。束線８は、「切り込み下部」面４に配置され、束線９は、「切り込み上部」面５に配置される。
一般に、「切り込み上部」面は、ギャップの近傍に配置されるが、「切り込み下部」面はギャップから最も離れた面である。
またコイルヘッド１０が示されている。さらに他のコイルとの電気接続１１、１２が示されている。
図２は、重ね型の巻線によりコイルヘッドの長さが比較的長いことを示している。
さらに、引き出し線は、磁極数が少なければ少ないほど長い。
上記のように、引き出し線は電気的な観点からは有効性がない。従って製造メーカーは、銅の使用量を減らしながら装置に対する電気性能を改善するために、引き出し線を低減することに利点がある。
しかも引き出し線は非常にかさばる。そのために、回転装置のケーシングを適切に寸法決定しなければならない。
引き出し線が嵩張ると、円板形装置に対して特に有害である。円板形電機子（コイルを巻いたステータまたはロータ）の磁気回路の切り込みは、電機子の半径に応じて配分される。切り込みは、電機子の周辺および、直径が小さい電機子中央の中ぐりに続く。
各円板形装置の直径を決定する場合、製造メーカーは、様々な計算方法を知っており、この直径をできるだけ小さくする。
しかしながら、中央の中ぐりの位置でコイルヘッド全体が通ることができないので、これは考慮できない。
かくして、コイルヘッドの長さから、この中央中ぐりの直径を大きくしなければならない。それによって装置のケーシングの寸法ばかりではなく、磁気回路の寸法や、導線の寸法が大きくなり、従って銅の容量も多くなる。
次に、図３および図４を参照すると、本発明によるコイルから構成され、ピッチ１〜４で２個の巻線面を備えた円板形装置の電機子の巻線を示す。
漸進回転磁界を得ることができるので、二つの面（「切り込み上部」と「切り込み下部」）にある巻線が一般に使用される。
しかしながら、本発明によるコイルは、単一面にある巻線を構成することも可能である。コイルは、引き出し線の外形寸法、従って装置の外形寸法を低減するという同じ長所に到達できる。
電機子の磁気回路２０と磁気回路の切り込み４０とを示した。切り込みは、円板形電機子の半径に応じて配分される。
巻線は、「切り込み上部」および「切り込み下部」と通常称される２個の面２２、２３を有している。
これらの各面で、巻線は、全ての切り込みを充填するべく２個の導線層２４、２５と２６、２７を含む。導線層の形状は環状である。この導線層は、相互に平面で平行である。
同一コイル３０の２個の束線間の隔たりは、４個の切り込みの間に存在する隔たりに対応し、図示され巻線はピッチタイプが１〜４である。
コイルの束線は一般に、図示されていない切り込み閉鎖キーにより保持される。
そのため、本発明によるコイルの束線間の隔たりは、装置に対して考慮される巻線のピッチに依存する。
さらに、同一コイルの束線は、図１と２に示したようなコイルの束線とは反対に磁気回路の同一切り込み面に配置されるように構成される。従って、円板形の装置の場合、本発明によるコイルは平面であり、その形がほぼ台形である。
後述するように、所定の数の磁極を備えた装置の場合、これによって引き出し線の寸法を低減できる。
図３と４は、同じコイル３０により巻線を形成し、従って、このコイルの容量および形状は同じである。
コイルは必ずしも同じものでなくてもよいが、同じである場合には製造を簡素化することができる。
しかも、導線層または巻線層間で、はめ込み可能にするためにコイル３０を逆転する。このようにして、層２４と２６に配置されるコイルは、層２５と２７に配置されるコイルに対して逆転した同じ位置に配置される。
それによって、図５〜８でいっそう明確に示されているように、コイルヘッドの外形寸法をさらに低減できる。
図５は、図３と４に示された装置の部分上面図であり、「切り込み上部」面２２の上層２４にあるコイル３１と、この同じ面２２の下層２５にあるコイル３２、３３とを示している。
コイルは既に磁気回路の「切り込み下部」面２３に、各巻線層で隣接するように配置されているものと考える。
従って、面２３の実施形態と同じである面２２の実施形態について考慮する。
面２２では、まず第一に、切り込み４０内でコイル３０を隣接するように配置することにより下部層２５を構成している。
従って、コイル３２と３３は、隣接する２個の束線３４と３５を有する。
下部層２５のコイルの２個の束線の間で、磁気回路の２個の切り込みは、導線を配置されていない。
下部層２５が終了すると、面２２の上層２４を形成する。このため、同様にコイル３０が、隣接するように、また下部層２５のコイルにより解放されたままである切り込みを充填するように配置される。
かくして、コイル３１の束線３６、３７は、コイル３２と３３により占有されない切り込み内に配置される。
また、コイル３０は、下部層２５と上部層２４とにそれぞれ配置されるコイルのヘッドが重なるように構成される。
従って、たとえばコイル３１のヘッド５１と、コイル３２、３３のヘッドは、図５が示すように部分的に重なり合っている。
このようにして「切り込み上部」面２２に、完全な導電面を構成する。
本発明による巻線を二つの面に沿って構成する場合、かくして巻線は２個のコイル群を含み、第一のコイル群は「切り込み下部」面にのみ配置され、第二のコイル群は「切り込み上部」面にのみ配置される。そのため、この二つの面は互いに独立していて連続して構成される。
図５は、コイル３１が、ＶＩ−ＶＩ線により示された束線３６、３７の中央面に対して対称であることを示している。この中央面は、各コイルヘッド５１、５２の中央を通り、２個の束線３６と３７を通る面に垂直である。
重ね型の巻線を構成するためのコイルは、図１と２に示したように、このような中央面に対して対称ではない。
図５に示した例では、コイルヘッドが装置の直径に従って広がっている。従って、コイル３１のコイルヘッド５１が２個の突出部４１、４２を含む。コイルヘッドの広がりは主に、考慮された製造方法に由来するものであり、コイルの主要特徴を構成するものではない。
しかしながら好適には、突出部の寸法は任意ではない。対応する束線から計算したその幅はあらゆる点で、ヘッド５１の位置で磁気回路の２個の切り込み間の隔たりの半分未満でなければならない。これによって、同一層の２個のコイルの間、たとえば突出部４５と４６をもつコイル３２、３３との間で過度の厚みを形成しないようにすることができる。たとえば、コイル３１の突出部４２の最大幅Ｌが図示されている。
コイル３１のコイルヘッド５２の突出部４３と４４にも同じ指摘がされ、切り込み間の隔たりは、ヘッド５２の位置でヘッド５１の隔たりよりも小さい。
次に、中央面ＶＩ−ＶＩによる図５の断面図である図６を参照する。この図は、２個の切り込み面２２と２３にあるコイルを示す。この２個の面は一般に、図６では示されていない絶縁体により分離される。
コイル３１の場合、ヘッド５１は、ヘッド５２が電機子の内径に配置されているのと同様に電機子の外径に配置され、束線の横断面の厚みが、切り込み内の束線３６または３７の厚みのほぼ半分であり、この厚みは、切り込み面２２の高さにほぼ対応する。
このようにして、コイル３１は、ほぼ平面である外面６０を有する。
実際には、コイルのヘッドの厚みは、その全長にわたって半分に低減されているわけではない。図６はまた、長さｌにわたって望ましい厚みに低減したところまで、コイル３１の厚みが連続して薄くされることを示している。
しかしながら、各コイルヘッドの、高さを低減していない部分は、引き出し線の全長に対して無視することができる。
コイル３１の断面は、束線３６、３７およびコイルヘッド５１、５２の位置で同じであるので、コイルの導線は、コイルの厚みを薄くするように、ヘッド内で割り振って配分されている。そのため、コイルは、突出部４１、４２または４５、４６を有することができる。これらの突出部はまた、コイルヘッドの長さを短縮することも可能である。
図３と４に関して既に説明したように、コイルは、巻線層の間で逆転される。
従って図６に示すように、コイル３２と３３は、コイル３１に対して逆転され、こうした逆転により、コイル３２のヘッド５３、５４をコイル３１のヘッド５１、５２にそれぞれはめ込むことができる。
前述のように、同一切り込み面の異なる層に配置されたコイルヘッドの重なりは部分的である。
２個のコイル３１、３２は、そのヘッド位置で束線に対してほぼ半分に低減された厚みを有するので、２個のコイルのヘッドの厚みもまた、対応切り込み面２２の厚みにほぼ匹敵する。
図６はまた、切り込み面２３に配置されたコイル３８、３９を同様に示している。これらのコイルは、コイル３１と同じ形であり、同様に互いに逆転位置にあるので、コイルヘッド５５、５７および５６、５８をはめ込むことができる。
次に、図５のＶＩＩ−ＶＩＩによる部分断面図である図７を参照する。図７は、（切り込み上部）面２２にあるコイルだけを示している。だが、各面２２、２３のコイルは、装置の種々の特性に関するずれを伴って、２個の切り込み面２２、２３の間の中央面である面６１に対して対称である。
図７から、コイル３１のコイルヘッド５１、５２がそれぞれ、コイル３２のコイルヘッド５３、５４にそれぞれ適切にはめ込まれることを確認される。
図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩによる部分断面図である図８についても同様であり、この図では、面２２にあるコイルだけが示されている。
コイルヘッドに特定の形状を与えることにより、コイルは、過度の厚みを形成せずに重ねることができる。図１５、１６に関して後述するように、本発明によるコイルはこのために、異なる長さの巻きを含む。
かくして、束線が同一切り込み面に配置されてヘッドがはめ込み可能であるコイルを使用することにより、引き出し線の長さが短縮される。引き出し線の一般的な形状は、電機子の外径についても内径についても、きわめてコンパクトである。
これは図９から、はっきりと分かる。図９は、ピッチタイプが１〜４である円板形装置の磁気回路の部分平面図である。
この磁気回路は、比較のために、図３〜８に示されたようなコイル３０と重ね型のコイル１３０とを含んでいる。
コイル３０から構成される巻線の外形寸法は、引き出し線の位置で、磁気回路１３２の外径１３１についても中央１３３の中ぐりの周囲についても、コイル１３０から形成される重ねたコイルの外形寸法より小さくされていることが分かる。この中ぐりは、装置のシャフトを収容するように構成される。
実際には、本発明によるコイル３０で巻線を形成する場合、磁気回路の中央の中ぐりの直径が、磁気回路の外径同様に小さくすることができる。
図３から８に示した例では、各巻線面（「切り込み上部」と「切り込み下部」）が、２個のコイル層とともに構成され、２個の面が独立している。
異なる特徴の装置は、２個の面からなる巻線に、３個のコイル層を備えた各巻線面を形成可能にしなければならない。この実施形態は、図示されていない。
このような場合、円板形装置では、ほぼ同じ容量である２個の異なるタイプのコイルで巻線を形成することができる。
第一のタイプのコイルは、特に図５から８に示したコイル３１のタイプと同様であり、コイルヘッドの厚みが、コイルの束線の厚みのほぼ三分の一に対応し、その厚み自体が、切り込み面の高さにほぼ等しい（切り込みの全高の約半分）。
コイル３１の場合と同様に、この第一のタイプのコイルは、ほぼ平らな外面を有する。
第二のタイプのコイルは、厚みが第一のタイプのコイルとほぼ同じである、すなわち束線の厚みの約三分の一であるコイルヘッドを有し、これらのコイルヘッドは束線の横断面の中心部に配置される。
従って、この第二のタイプのコイルは、平らな外面を含まない。
三層からなる巻線面を構成する場合、第一の層に第一のタイプのコイルを、第二の層に第二のタイプのコイルを配置し、また第三の層には、第一のタイプのコイルを第一の層で考慮した位置とは反対の位置で配置する。
上記のように、同一巻線面の異なる層のコイルヘッドは、部分的に重なり合いながら、はめ込んで重ねられる。
このようにして、長さを短縮した小型引き出し線がさらに得られる。
従って一般には、コイルヘッドの厚みは、束線の厚みの分数にほぼ等しく、この分数が、切り込み面に巻線を形成するのに必要な層の数に依存する。
図１０は、円板形装置の電機子の部分平面図であり、その特徴が、図３から８に示された装置とは異なる。
特に、巻線のピッチは１〜８および２〜７である。これにより同心のコイルで巻線を形成しなければならなくなる。
図１０は、「切り込み下部」面に配置されるコイルだけを示している。
一般に、巻線のピッチが１〜４よりも大きい場合、巻線は、所望の巻線ピッチを得るために同心の複数のコイルを組み込んでいる。たとえば、各磁極および各位相の切り込み数が約２である多相装置の場合、巻線は、同心の２個のコイルから形成される。
円板形装置の磁気回路７０は、径方向の切り込みを有する。
コイル８１、８２、８３、８４は、「切り込み下部」面の第一の層に配置され、コイル８５、８６は、この同じ面の第二の層に配置される。
コイル８１、８３、８５は同じであるので、容量および形状が同じであり、２個の束線間の隔たりが７個の切り込み分である第一のタイプのコイルに対応する。
コイル８２、８４、８６は同じであるので、容量および形状が同じであり、２個の束線間の隔たりが５個の切り込み分である第二のタイプのコイルに対応する。
図３〜８に示されたコイル３０の場合と同様に、これら全てのコイルの引き出し線は、厚みが薄く、束線の厚みの半分にほぼ等しい。
従って、隣接する切り込み内に束線７１、７２が配置されるコイル８１、８３のように、第一のタイプのコイルを切り込み内で隣接するように配置することにより、次いでこれらのコイルの内部に第二のタイプのコイルをコイル８２、８４のように配置することにより、「切り込み下部」面の第一の層の巻線を構成する。
第一および第二のタイプのコイルを切り込み内に配置する順序は、実際にはどちらでもよい。
次に、コイル８５、８６のように第一および第二のタイプのコイルを同様に、しかし空いている切り込み内に配置することにより、「切り込み下部」面の第二の巻線層を形成する。このようにして、コイル８５、８６の束線７３、７５は、こうした同じコイルの束線７４、７６のように、隣接する切り込み内に配置される。図３〜８に示した巻線のように、コイルは、第一および第二の巻線層の間で逆転されている。さらに、コイル８５のコイルヘッド７７と７８および、コイル８６のコイルヘッド７９と８０の厚みは、束線の厚みの半分にほぼ等しい。他のコイルについても同様である。
図５に関して先に述べたように、同一切り込み面の異なる層に配置されたコイルヘッドは、部分的に重なり合いながら互いにはめ込まれて重なっている。
従って、コイル８５のヘッド７７は、「切り込み下部」面の第一の巻線層に配置されるコイルヘッド８１、８２、８３、８４を部分的に被覆している。
次いで「切り込み上部」面に巻線を設けることができる。
図１０のＸＩ−ＸＩ〜ＸＩＶ−ＸＩＶによる部分断面図を示す図１１〜１４を参照すると、これらの図では「切り込み下部」面にあるコイルだけが示されている。
この四つの図から、「切り込み下部」面のあらゆる点で、コイルヘッドが重ねられており、互いにはめ込まれていることが分かる。
磁気回路の外径に配置されるコイル８３、８４のコイルヘッド８７、８８がそれぞれ示されている。
本発明によるコイルは、同一コイルの束線が同一切り込み面に属するので、ここでもまたコイルヘッドの長さを短くすることができる。しかも、コイルヘッドの厚みが薄くなっているので、同一切り込み面にこれらをはめ込むことができ、従って、コイルヘッドの長さをさらに短縮して、コンパクトな形にすることが可能である。
上記の説明から、本発明によるコイルを用いて行われる本発明による巻線方法が、容易に自動化できることが分かる。この方法は、重ね型の巻線のように、ピッチ上げ操作が不要である。
実際、巻線は、一つの切り込み面または二つの切り込み面に形成されるので、各導線面は、独立した連続層に従って切り込み内にコイルを配置することにより得られ、各層は、磁気回路の同一面に配置される。
さらに、巻線が２個の切り込み面に従って構成される場合、この二つの面のそれぞれは、コイルを適切に配置することにより、独立かつ連続して形成される。
予めコイルを形成してから、これを切り込み内に配置することができるが、切り込み内にコイルを直接配置することもできる。
この場合、一個のコイルの複数の巻きが、磁気回路の切り込み内の導線のドラムから直接形成され、形成中のコイルのヘッドは、着脱式の工具により所望の形状に直接補正される。
コイルは有利には連続して、すなわち断線なく構成される。
また、多相装置の場合、各位相の電気回路は、各回路のコイルを順次、連続して形成することにより、直接、製造可能である。これにより、コイル形成後のあらゆる電気接続が回避される。
次に、本発明によるコイルの実施方法の一例を示すために、図１５と１６を参照する。
図１５は、工具９０が台形の平面支持体９１を含むことを示している。
支持体９１の面には、同じく台形の第一の部品９２が固定されており、その断面は、支持体に固定された内面９３から外面９４まで連続的に大きくなる。
支持体９１の反対の面には、ほぼ台形の第二の部品９５が固定されており、その断面は、支持体に固定された内面９６から外面９７まで同じく連続的に大きくなっている。内面９６の断面と外面９７の断面はそれぞれ、第一の部品９２の内面９３の断面と、この同じ部品９２の外面９４の断面よりも小さい。
工具９０の寸法は勿論、製造するコイルの寸法に依存する。
従って、（軸９８による）部品９２の高さと部品９５の高さは、図１６に示したコイルの束線１０４の高さにほぼ対応する。
（断面ＸＶＩ−ＸＶＩによる）工具９０の長さは、コイルの中間の長さにほぼ対応する。
（断面ＸＶＩ−ＸＶＩの垂線による）部品９５の幅は、ピッチ幅にほぼ対応し、一方で部品９２の幅は、コイルヘッドの長さを短縮するために１０％だけ増加したピッチ幅にほぼ対応する。
上記のように、他にも適切な製造方法を考慮できる。
本発明によるコイルは、次のように得られる。
図１５に記載された工具９０は、巻き付けドラムに取り付けられており、軸９８を備える。その場合、導線は工具に巻き付けられ、第一および第二の部品９２、９５に与えられる形から、巻線の長さが異なる。
導線を巻き付けた後の工具９０のＸＶＩ−ＸＶＩによる断面図である図１６ａが示すように、導線の２個の巻線１００と１０１が得られ、その形状は、第一および第二の部品９２、９５の形状に依存する。
次の操作は、図１６ａに記載した矢印Ｆに沿って、巻線１００の位置に巻線１０１を組み込むことからなる。
すると、コイルの束線の一つに沿った側面図である、図１６ｂに示したコイルが得られる。２個のコイルヘッド１０２と１０３の厚みは、束線１０４の厚みの半分にほぼ等しい。
図１５に示した工具は、巻線面がコイルの２個の連続相からなる円板形装置の磁気回路のための本発明によるコイルの実施に適している。この工具は、形状がほぼ台形の部品からなり、磁気回路の径方向の切り込み内に配置可能であるように同様に台形の形状をしたコイルを構成することができる。
従って、円筒形装置の磁気回路のためのコイルを構成する場合、工具を変えなければならない。しかしながら、実施方法は変わらない。
上記の説明は全て、円板形装置用のコイルに対して行われたが、本発明によるコイルはまた、円筒形の電機子を備えた装置に対しても同様に使用できる。
円筒形の装置のためのコイルは、上記のコイルとやや異なる。
実際、このような装置の磁気回路の切り込みは全て装置の軸に平行であり、同一切り込み面において２個の切り込み間の隔たりは、磁気回路の端の間で一定である。従って、コイルの束線間の隔たりも同様に一定である。図３に示したコイル３０のように、円板形装置用のコイルの場合はそうはならない。
さらに、円筒形の電機子を備えた装置用のコイルの場合、コイルの２個の束線間の隔たりは、コイルを「切り込み下部」面に配置するか「切り込み上部」面に配置するかに従って異なる。これは特に図１から分かる。
さらに、円筒形装置のための本発明によるコイルは平面ではなく、円筒部分を形成し、その曲率が装置の直径に依存する。そのため、同一切り込み面にある巻線は、面が含むコイル層と同数の型のコイルを必要とするが、これは、互いに重ねられるようにするためにコイルを逆転することができないからである。
従って、円筒形の電機子を備えた装置の磁気回路の巻線は、同じコイルを用いて構成することはできない。
しかし、円板形装置のためのコイルと同様に、円筒形の電機子を備えた装置のためのコイルは、コイルの束線の中央面に対して対称である。
同一コイルの２個の引き出し線も同様に同じである。
かくして、円筒形装置のための本発明による１個のコイルの２個の束線を通る面で、投影がほぼ長方形である。
本発明によるコイルおよび巻線方法は、円板形電機子を備える装置にも、円筒形の電機子を備える装置にも同様に有利である。
実際、コイルは、引き出し線の長さを短縮でき、一方で巻線方法が容易に自動化可能であって、巻線は独立した連続層に従って磁気回路の切り込み内に配置される。
これらの層は、円筒形の装置の場合、「切り込み面」と同心で円筒形であり、円板形装置の場合、「切り込み面」に平行な環状形である。
引き出し線の長さを短くすることにより、重ね型の巻線の装置よりも銅の使用量が減るが、装置の特徴は同じである。
従って、一般には装置の全体損失の５０％を占める「銅」の損失が減る。減速装置の場合、「銅」の損失が非常に多い。
たとえば、公称トルクが３０００Ｎｍの低速装置では、本発明によるコイルを用いて構成された巻線は、ステータの銅の容量に対して約２０％の利得が得られ、従ってステータのジュール損に対してほぼ同様の利得が得られる。この場合、装置の収量は８７．４〜８９．５％になる。従って、収量は２．１％改善される。
引き出し線の長さを短縮することにより、磁気回路の外形寸法を小型化可能であり、従って装置のケーシングの寸法を小さくできる。
円板形装置の場合、引き出し線の長さを短くすることにより、装置の電機子の寸法決定を最小にすることが可能であり、引き出し線を通すために電機子の中央中ぐりの直径を増やす必要がない。
このため、重ね型の巻線で用いられるコイルに比べると、本発明によるコイルは、電機子の直径を減らすことができるので磁気回路の寸法を小型化できる。
請求の範囲に記載された技術特徴の後に挿入されている参照記号は、請求の範囲を理解を促すことだけを目的としており、これを限定するものではない。

Claims (14)

1. 磁気回路（２０、７０）の全ての切り込み（４０）を充填するように配置される複数のコイル（３０）を備え、
   各コイルは、２個の束線（３６、３７；７３、７４；７５、７６）と、厚みが前記束線の厚みの分数にほぼ等しい２個のコイルヘッド（５１、５２；７７、７８；７９、８０）とを含み且つ前記２個の束線の中央面に対して対称であり、
   各コイルの前記２個の束線は同一の切り込み面に配置され、
   各切り込み面は少なくとも２個の巻線層を有し、
   複数のコイルの位置を互いに逆転することにより１つの巻線層におけるコイルヘッドが他の巻線層におけるコイルヘッドと部分的に重なり合いながらはめ込まれることを特徴とする回転電気装置の磁気回路用の巻線。
2. 第一のコイル群（３８、３９；８３、８４、８５、８６）が切り込み下部面（２３）だけに配置され、第二のコイル群（３１、３２）が、切り込み上部面（２２）だけに配置される、請求項１に記載の巻線。
3. 少なくとも一つのコイルヘッド（５１、５２）が、束線（３６、３７）に対して広がると共に突出部（４１、４２；４３、４４）を有する請求項１または２に記載の巻線。
4. 突出部（４１、４２；４３、４４）の最大幅が、前記コイルヘッド（５１、５２）の位置における磁気回路（２０）の互いに隣接する２個の切り込み（４０）の間の隔たり未満である請求項３に記載の巻線。
5. 円板形電機子を備える装置のために構成され、各コイルはほぼ台形の全体形状を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の巻線。
6. 各コイルは平らな外面（６０）を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の巻線。
7. 円筒形の電機子を備える装置のために構成され、各コイルの束線を通る面にある突起がほぼ長方形であり、各コイルの束線およびコイルヘッドは、曲率半径が前記電機子の曲率半径と同じである同一の円筒部分にある請求項１〜４のいずれか一項に記載の巻線。
8. コイルヘッドの厚みが、束線の厚みの半分である請求項１〜７のいずれか一項に記載の巻線。
9. 磁気回路（２０、７０）の全ての切り込み（４０）を充填するように、請求項１〜８のいずれか一項に記載の巻線の各コイル（３０）の２個の束線を磁気回路（２０、７０）の同一の切り込み面に配置し、
   複数のコイルの位置を互いに逆転することにより各切り込み面の１つの巻線層におけるコイルヘッドを他の巻線層におけるコイルヘッドと部分的に重ね合いながらはめ込むことを特徴とする回転電気装置の磁気回路用の巻線製造方法。
10. 磁気回路（２０、７０）の切り込み（４０）に直接コイルを形成する請求項９に記載の巻線製造方法。
11. 多相多極交流装置の磁気回路用の巻線製造方法であって、各位相の電気回路のコイルを順次製造する請求項１０に記載の巻線製造方法。
12. コイルが、切り込み面（２２、２３）のそれぞれに配置される請求項９〜１１のいずれか一項に記載の巻線製造方法。
13. 同心のコイル（８１、８３、８５；８２、８４、８６）により形成される巻線を製造する請求項９〜１２のいずれか一項に記載の巻線製造方法。
14. 同一のコイル（３０）により形成される巻線を製造する請求項９〜１２のいずれか一項に記載の巻線製造方法。

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