KR20020091246A - 전도성 세그먼트의 조립 방법 - Google Patents

Abstract

회전 전기 기계의 로터 권선 또는 스테이터 권선의 전도성 세그먼트(16)를 조립하는 본 발명의 방법은, 로터 또는 스테이터의 코어(12)에 형성된 슬롯내로 전도성 세그먼트(16)를 삽입하며, 그에 의해 전도성 세그먼트의 자유 단부가 코어(12)를 지나 돌출하도록 하는 단계와, 전도성 세그먼트의 자유 단부를 2개의 그룹으로 용접하여 로터 또는 스테이터 둘레에 권선(14)을 형성하는 단계를 포함한다. 전도체 세그먼트는 전기 전도성인 와이어와, 전기 절연 재료로 피복된 와이어 모두로 제조된다. 전도성 세그먼트를 용접하는 수단에 의해 전도성 세그먼트의 용접 영역에서 전기 절연 재료의 코팅이 제거된다. 본 발명은 자동차의 교류발전기내의 로터 또는 스테이터 권선의 전도성 세그먼트로 사용될 수 있다.

Description

전도성 세그먼트의 조립 방법{METHOD FOR ASSEMBLING CONDUCTIVE SEGMENTS OF A ROTOR WINDING OR STATOR WINDING IN A ROTARY ELECTRIC MACHINE}

종래의 구성에 있어서, 자동차용 교류발전기의 스테이터 권선은 전도성 세그먼트의 상호 대향하는 자유 단부 영역이 슬롯을 지나 돌출하도록 그 기부에 의해 스테이터의 코어에 형성된 슬롯내로 삽입된, "U"자 형태의 예비 형성 전도성 권선 세그먼트를 사용함으로써, 그리고 쌍을 이루는 전도성 세그먼트를 쌍으로 용접하여 코어 둘레에 연속적인 권선 구성 요소를 형성함으로써 형성된다.

이러한 종류의 조립 기술은 예를 들어 유럽 특허 제 EP-A-1 043 828 호에 개시되어 있다. 이러한 기술에 따르면, 일반적으로 전도성 세그먼트는 예를 들어 TIG 타입의 아크 용접을 이용하여 전극과 세그먼트의 각 자유 단부 영역 사이에 방전을 생성함으로써 용접된다.

일반적으로 전도성 세그먼트는, 전기 절연 재료(예를 들어, 에나멜)의 층으로 피복된, 예를 들어 구리 등의 전기 전도성 재료(예를 들면, 구리)의 와이어로 형성되기 때문에, 용접 동안 발산된 열로부터 절연 피복을 보호하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 단속적으로 변하는 타격 전압이 보통 사용되며, 전압 펄스에 의해 생성된 아크가 용접 영역의 각 영역에 가해진다. 이는 용접 영역 외부로 발산되는 열의 양을 제한한다. 이 기술은 아크의 충격동안 비제어 과도 상태를 증가시키기 때문에, 전도성 세그먼트의 나머지 부분을 보호하도록 용접될 2개의 인접 세그먼트의 2개의 단부 영역 사이에 삽입되는 보호 요소의 사용이 제안되어 왔다.

따라서, 상기 특허에 개시된 기술에 따르면, 한편으로는 용접 동안 발산된 열이 용접 영역 사이의 전기 절연 재료의 층을 손상하지 않고, 다른 한편으로는 용접될 영역을 향해 열이 전도되어 사전에 예열되도록, 용접될 전도 요소를 파지하는 보호용 척이 사용된다.

그러나, 이러한 기술은 하나의 큰 단점이 있다. 즉, 용접될 전도성 세그먼트의 자유 단부의 사전 스트리핑(stripping)이 요구되며, 이는 제조비용을 현저히 증가시키고, 스트리핑 작업에 비교적 긴 시간이 소요되므로 고속 생산 라인을 구상하기가 어렵다.

또한, 스트립핑 단계가 기계적으로 수행되는 경우에는, 전기 절연 재료의 층을 완전히 제거하기 위해서, 전도성 와이어의 외주연부 표면이 불가피하게 깎이게 되어, 전도성 세그먼트의 유효 단면의 감소를 야기한다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 이러한 단점을 극복하는 것이다.

따라서 본 발명의 대상은 회전 전기 기계의 로터 또는 스테이터 권선의 전도 새그먼트 조립 방법이며, 상기 방법은

전도성 세그먼트의 자유 단부가 로터 또는 스테이터의 코어를 지나 돌출하도록, 전도성 세그먼트를 로터 또는 스테이터의 코어내에 배치된 슬롯에 삽입하는 단계와,

전도성 세그먼트의 자유 단부를 접는 단계와,

로터 또는 스테이터 둘레에 권선을 형성하도록 전도성 세그먼트를 쌍을 이루어 그 돌출 자유 단부를 용접하는 단계를 포함하며,

상기 전도성 세그먼트는 전기 절연 재료의 층으로 피복된 전기 전도성 재료의 와이어로 각각 형성되며, 전도성 세그먼트를 용접하는데 사용되는 수단에 의해 전도성 세그먼트가 용접되는 영역에서 전기 절연 재료의 층이 제거되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 예를 들어 전기 절연 재료의 층의 기계적인 스트리핑 등의 사전 스트리핑 단계가 더 이상 제공될 필요가 없다. 또한, 세그먼트의 조립에 소요되는 비용이 현저히 줄어든다. 따라서 이 해결책은 신속하고, 단순하며, 경제적이다.

놀랍게도, 전자 빔 또는 레이저 타입의 용접 방법이 사용되는 경우에는, 전도성 세그먼트의 사전 스트리핑을 수행하거나, 또는 부분적인 스트리핑의 사전 단계가 수행된 경우에 전기 절연 재료의 잔존물이 있는 상태로 용접하지 않고, 즉 전도 와이어를 손상하지 않고 매우 높은 품질의 용접이 달성될 수 있다.

이러한 조립 방법은 개별적으로 또는 기술적으로 가능한 모드 조합으로 취해진 다음의 특징중 하나 또는 그 이상의 특징을 포함할 수 있다.

전기 절연 재료의 층이 제거되는 단계는 전도성 세그먼트의 용접 동안 수행된다.

상기 전도성 세그먼트의 용접에 이어, 용접 동안 생성된 전기 절연 재료의 부스러기(debris)를 제거하는 단계가 수행된다.

상기 부스러기 제거 단계는 용접된 영역이 브러싱되는 단계를 포함하며, 흡입 페이즈가 이어진다.

용접 방법은 전자 빔 타입의 용접 방법이다.

전자 빔의 일반적인 축은 로터 또는 스테이터의 축에 대해 약 45°로 경사져 있다.

용접 동안, 전자 빔은 전체 용접 영역에 걸쳐 스위핑(sweeping) 운동이 주어진다.

용접 방법은 높은 기하학적 정밀도를 갖는 관통 심(seam)을 얻을 수 있는 정밀하고 신속한 레이저 용접 방법이다.

용접 수단은 순차적으로 구동되며, 레이저 빔은 각각의 용접 작업 사이에서 교대로 켜지고 꺼진다.

본 발명은 회전 전기 기계의 로터 또는 스테이터 권선의 전도성 세그먼트를 조립하는 방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 자동차용 교류발전기의 로터 또는 스테이터 권선의 전도성 세그먼트 조립을 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 권선이 제공된 자동차용 교류발전기의 스테이터의 부분 사시도,

도 2는 도 1의 스테이터의 부분 단면도,

도 3은 도 1의 스테이터의 개략적인 확대도,

도 4는 전도성 세그먼트의 용접될 자유 단부상의 레이저 빔의 충격점을 나타내는 도면,

도 5 및 도 6은 제 2 실시예를 나타내는 것으로, 각각 도 1 및 도 2와 유사한 도면,

도 7은 제 2 실시예에 있어서 용접될 전도성 세그먼트 단부의 부분 평면도,

도 8은 용접된 후를 나타내는 것으로, 도 7과 유사한 도면,

도 9는 제 2 실시예의 용접된 단부의 부분 사시도,

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 대응하는 도 3의 변형된 도면으로서, 용접될 단부에 대한 레이저 빔의 경로를 나타내는 평면도,

도 11은 도 10의 제 3 실시예로서, 도 4와 유사한 도면,

도 12는 본 발명의 제 4 실시예로서, 도 8과 유사한 도면,

도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 제 5 및 제 6 실시예로서, 도 8과 유사한 도면.

본 발명의 다른 목적, 특징, 및 이점은 전적으로 예시의 방법으로 주어진 다음의 상세한 설명으로부터 첨부된 도면을 함께 참조함으로써 명백해질 것이다.

하기의 설명에서는, 자동차용 교류발전기의 스테이터 권선의 조립체가 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 적합하다면 교류발전기의 로터 권선의 조립체에도 또한 적용되며, 일반적으로는 회전 전기 기계의 로터 또는 스테이터의 조립체에 적용된다.

공지된 바와 같이, 종래의 자동차용 교류발전기는 로터 샤프트에 견고하게 고정된 로터를 구비하며, 로터 샤프트의 축방향 단부는 자동차의 고정부상에 장착되도록 설계된 중공 지지부에 의해 회전 지지된다. 내측상에는, 그 외주연부에서 이 지지부가 후술하는 로터를 둘러싸는 스테이터를 지지한다. 이 교류발전기에 있어서, 로터는 유도자(inductor) 형성하도록 형상이 결정되는 한편, 스테이터는 전기자(armature)를 형성하도록 형상이 결정된다.

지지부는 각각 전방 베어링 및 후방 베어링으로 불리는 2개의 부분을 구비한다. 각각의 베어링은 볼 베어링을 장착하기 위한 중심 리셉터클을 가지며, 그내에 로터 샤프트의 해당 단부가 장착된다. 이 샤프트는 적어도 하나의 벨트를 구비하는 운동 전달 장치를 통해 차량의 열기관의 수단에 의해 로터를 회전 구동하기 위한 풀리 등의 구동 부재를 지지하기 위해 전방 베어링의 외측으로 연장한다. 예를 들어, 2001년 3월 9일자로 출원된 프랑스 특허 제 FR-A-2 806 224 호에 개시된 바와 같이, 교류 발전기는 겸용 타입일 수 있고, 자동차용 스타터를 구성할 수 있으며, 그리하여 로터는 특히 자동차의 열기관을 시동하기 위해 로터 샤프트와 구동 부재를 회전 구동할 수 있다.

후방 베어링은 전압 조정기에 전기적으로 링크 연결된 브러시 홀더를 지지한다. 특정 실시예에 있어서, 마찬가지로 후방 베어링은 하기의 스테이터의 권선(14)내에 형성된 교류 전류를 정류하기 위해 모스펫(MOSFET) 타입의 다이오드 또는 트랜지스터 등의 정류 장치를 지지한다.

변형예에 있어서, 정류 장치는 프랑스 특허 제 FR-A-2 806 224 호에 개시된 바와 같이 후방 베어링으로부터 소정 거리에 있다.

브러시 홀더의 브러시는 로터 샤프트의 후방 단부에 의해 지지되는 컬렉터 링과 협동하도록 되어 있다. 이들 링은 로터의 적어도 하나의 여자 권선의 단부에 링크 연결된다. 상술한 프랑스 특허 제 FR-A-2 806 224 호에서는, 여자 권선이 제공되며, 로터는 클로(claw) 타입, 즉 여자 권선에 전류가 공급될 때, 자극을 규정하는 2개의 치형식 자극 휠을 갖는 타입이다. 변형예에서는, 영구 자석이 축방향으로 배향된 치형부 사이에 장착되어 자기 여자 플러스를 증가시킨다.

변형예에 있어서, 로터는 예를 들어, 2002년 1월 5일자로 출원된 국제 특허 출원 제 PCT/FR02/00037 호에 개시된 바와 같이 다수의 여자 권선이 제공된 돌출된 극을 갖는다.

일 실시예에 있어서, 교류발전기는 수냉식이며, 그것의 지지부는 자동차의 열기관의 냉각액 등의 냉각 유체의 순환을 위한 통로를 구비한다.

변형예에 있어서, 교류발전기는 공지된 방식으로 공기 냉각되며, 로터는 그것의 축방향 단부중 적어도 하나에 내부 팬을 지지하는 것이 바람직하며, 상술한 2개의 프랑스 특허 제 FR-A-2 806 224 호 및 국제 특허 출원 제 PCT/FR/0200037 호에 개시된 바와 같이, 이 팬은 반경방향 및/또는 축방향 유동을 생성하며, 공기의 순환을 위해 지지부내에 배치된다. 보다 상세한 설명을 위해서는 이들 특허를 참조하여야 한다.

팬은 로터의 각 단부에 제공되는 것이 바람직하다.

모든 경우에 있어서, 전방 및 후방 베어링은 공기 순환용 개구를 갖는다.

변형예에 있어서, 교류발전기가 수냉식인 경우, 로터에는 축방향 유동을 발생시키는 적어도 하나의 팬이 제공될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 다상(multi-phase) 자동차 교류발전기용 스테이터는 전기 전도성 세그먼트(16)의 조립체에 의해 형성된 권선(14)을 지지하는 코어(12)를 기본적으로 구비하고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 타입의 권선은 바아 권선으로 불린다. 코어(12)는 프랑스 특허 제 FR-A-2 806 224 호에 개시된 바와 같이, 그 외주연부가 교류발전기의 지지부에 의해 지지되며, 그 사이에 탄성 요소를 가질 수도 있다.

통상적인 방법에 있어서, 코어(12)는 원통형 금속 시트로 제조되며, 슬롯 또는 노치(18)가 제공되고, 이것은 코어(12)의 외주부를 따라 규칙적인 배열로 분포되어 있으며, 그 각각에는 전도성 세그먼트(16)가 삽입되고, 전도성 세그먼트(16)와 슬롯(18)의 에지 사이에는 전기 절연체(180)(예를 들면, 운모계 절연체)가 공지된 방법으로 삽입된다. 이 경우에 있어서, 슬롯(18)은 반폐쇄형으로서, 슬롯의 폭보다 폭이 좁은 개구에 의해 코어(12)의 내주연부에서 개방되어 있다. 변형예에 있어서, 슬롯은 폐쇄형이다.

각각의 전도성 세그먼트(16)는 "U"자형의 일반적인 형태를 가지며, 이것의 기부(B)는 코어(12)의 큰 면중 하나로부터 돌출하고, 이것의 브랜치는 도 1에 도시된 바와 같이 그 자유 단부가 스테이터(12)의 코어(12)의 다른 큰 면을 지나 돌출하도록 각 노치(18)내로 각각 삽입된다. 이들 자유 단부는 번(bun)으로 불리며, 예를 들어 유럽 특허 제 EP-A-1 043 828 호 및 상술한 프랑스 특허 제 FR-A-2 806 224 호에서 알 수 있는 바와 같이 공기의 순환에 의해 양호하게 냉각되도록 팬에 수직으로 배치된다.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어 동일 권선 세그먼트(16)의 2개의 브랜치(20a, 20b)는 인접 전도성 세그먼트의 브랜치가 삽입되는 소정 개수의 노치로부터 멀리 떨어진 2개의 노치(18)내로 삽입된다.

마찬가지로 도 1은 페이즈의 출력부중 하나를 도시한다. 보다 상세한 설명을 위해서는 2001년 12월 21일자로 출원된 국제 특허 출원 제 PCT/FR01/04147 호를 참조하여야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 전도성 세그먼트는 대체로 사각형 단면을 가지며, 전기 절연층으로 피복되어 세그먼트가 슬롯(18)내에서 서로 전기적으로 절연되는 것을 보장한다.

각 세그먼트(16)의 브랜치(20a)중 하나는 개별 슬롯(18)의 반경방향 내측 부분내로 삽입되고, 다른 브랜치(20b)는 다른 개별 슬롯(18)의 반경방향 외측 부분내로 삽입되어, 슬롯마다 적어도 2개의 반경방향으로 중첩된 층을 형성한다. 이 경우에 있어서, 조립은 브랜치(20a, 20b)를 슬롯내로 축방향으로 나사 고정함으로써이루어진다. 변형예에 있어서, 조립은 프랑스 특허 제 FR-A-631 056 호에 개시된 바와 같이, (바아의) 전도성 세그먼트를 재료 위로 접어 배치시킨 후에 반폐쇄형 슬롯으로 전환된 개방 슬롯내로 상기 브랜치를 반경방향으로 나사 고정함으로써 달성된다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 스테이터(12)의 모든 전도성 세그먼트(16)가 끼워 맞춰지면, 모든 슬롯(18)에 전도성 세그먼트(16)의 브랜치가 제공된다. 코어(12)상에 전도성 세그먼트를 장착하는 이러한 단계에 이어서, 예를 들어 로터의 회전방향을 고려하였을 때, 반경방향 외측 위치의 전도성 세그먼트의 자유 단부가 시계방향으로 접히고, 반경방향으로 보다 내측 위치내의 전도성 세그먼트의 단부 영역이 반시계방향으로 접히도록 전도성 세그먼트의 자유 단부가 접히는 단계가 수행된다. 이들 자유 단부는 로터의 일반적인 축에 대해 45° 각도로 접히는 것이 바람직하다.

이러한 작업을 수행하기 위해, 예를 들어 전도성 세그먼트의 자유 단부를 각각 수용하도록 되어 있는 파지 노치가 제공된 회전 터릿이 사용되며, 각각의 터릿은 시계방향 또는 반시계방향중 한 방향으로 전도성 세그먼트 조립체를 접는데 사용된다.

이러한 조립 및 접기 단계가 수행된 후, 동일 슬롯(18)내에 위치된 브랜치의 상호 대향하는 자유 단부는 통상적으로 그러하듯 스테이터 주위에 연속적인 권선을 형성하도록 용접된다.

도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 있어서, 스테이터는 각각의 슬롯(18)에 대해 4개의 전도성 세그먼트 브랜치가 제공되도록 배치되며, 슬롯(18)은 본체(12)의 외측상에 용접의 목적으로 서로 이격된 전도성 세그먼트(16)의 2쌍의 자유 단부(22, 24)를 형성한다.

상술한 국제 특허 출원 제 PCT/FR01/04147 호에 개시된 구성이 채택될 수도 있다.

물론, 달성될 회전수와 페이즈수에 의존하여 각각의 슬롯에 임의의 개수의, 예를 들어 2개의 전도성 세그먼트 브랜치가 제공되는 것에 따라 다른 어떤 구성에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

예를 들어, 전도성 세그먼트는 전기 절연성인 에나멜층으로 피복된 전기 전도 구리 와이어로 제조된다.

코어(12)의 주연부를 따라 연속적인 권선을 형성하기 위해, 전도성 세그먼트의 대면하는 자유 단부(22, 24)는 서로에 대해 용접된다. 이를 위해, 바람직하게는 전자 빔 타입의 용접 방법이나 또는 레이저 용접 방법 등의 비접촉 용접 방법이 이용된다.

이러한 용접 기술은 공지되어 있다. 따라서 이하에서는 상세히 설명되지는 않을 것이다.

그러나, 이들 용접 기술은 전도성 세그먼트의 대응 자유 단부를 스트리핑하는 준비 단계를 수행하지 않고 효과적인 용접을 달성하는 것을 가능하게 하며, 전기 전도 재료의 와이어를 피복하고 있는 전기 절연 재료의 층은 사용된 용접 수단에 의해 발생된 열의 작용에 의해 용접 공정 동안 적절히 변성되어 금속을 융합시킨다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 레이저 빔(L)이 사용되는 경우에, 상기 빔은 용접될 전도성 세그먼트(22, 24)의 대면하는 자유 단부 영역에 평행하게, 즉 스테이터의 축방향 대칭 축에 평행하게 연장한다.

도 4는 전도성 세그먼트의 용접될 자유 단부상의 레이저 빔의 충격점(200)을 도시한다.

여기에서, 이 충격점은 전체적으로 원형이다.

변형예에 있어서, 대조적으로, 전자 빔(E)이 사용될 때는, 이 도면에서는 점의 형태로 도시된 이 빔은 스테이터의 축에 대해 약 45°의 각도(A)로 경사져 있는 것이 바람직하다.

물론, 도 10에 개략적으로 도시된 바와 같이, 레이저 빔은 스테이터의 축방향 축에 대해 경사져 있는 것이 가능하며, 그 경우 길게 타원형상인 충격점(300)이 도 11에 도시되어 있다.

이러한 경사는 제조 공차를 증가시키는 것을 가능하게 한다.

이들 상이한 실시예에 있어서, 발생되는 레이저 빔 또는 전자 빔은 연속적이거나 또는 불연속적일 수 있다.

스테이터(12)는 용접될 각 세그먼트의 단부가 용접 수단에 연속적으로 드러나도록 화살표(F) 방향으로 회전 구동된다.

따라서, 스테이터(12)가 회전하는 동안, 스테이터내에 4개의 영역이 구별될 수 있는데, 이들은 도 3에서 각각 참조부호(I, II, III, IV)로 표시되며, 각각의영역은 세그먼트를 조립하는 공정의 특정 단계에 대응한다.

영역(I)은 비용접 영역에 해당한다. 이 경우, 전도성 세그먼트의 자유 단부(22, 24)는 스트리핑되지 않은 형태이며, 따라서 전기 절연 재료의 층으로 피복된 전기 전도 재료의 와이어로 각각 제조되어 있다.

이어지는 단계(II) 동안에는, 본 명세서에서는 접촉되어 있는, 전도성 세그먼트의 2개의 인접 단부가 용접 수단에 대향하여 위치되어 있으며, 사용되는 레이저 또는 전자 빔의 작용을 받는다.

상술한 바와 같이, 빔은 연속적이거나 또는 불연속적일 수 있다. 빔이 전자 빔일 때는 연속적일 수 있다. 그러나 레이저 빔을 사용할 때, 레이저 빔은 그 작동이 순차적이며 스테이터(12)의 단계적인 회전과 일치하도록 구성되는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 레이저는 전자 빔 용접의 경우에서처럼 진공에서 작업할 필요 없이, 그리고 전극과 용접될 전도성 세그먼트의 자유 단부 사이에 전류의 유동을 보장할 필요가 있고, 따라서 전기 설비를 사전에 제거해야 할 필요가 있는 TIG 타입 용접의 경우에서처럼 불활성 기체내에서 작업할 필요 없이, 정밀하고 신속하게 주기적으로 발사된다.

용접 동안, 레이저 빔은 용접될 전기 전도성 세그먼트의 대면하는 자유 단부(22, 24)와 끼워 맞춰진 코어(12)에 대해 고정되는데, 이는 특히 지속 시간 동안 작용함으로써 분배하고, 대면하는 자유 단부(22, 24)를 예열 및 스트리핑할 필요 없이 빔 에너지를 집중시키는데 최적이다. 또한, 이는 단부(22, 24)상의 에나멜이 용접 공정의 열에 의해 변형되는 거리를 최소화한다.

그에 따라, 이러한 레이저 용접 공정은 품질이 우수하고 기하학적 형상이 양호한 용접부를 얻는 것을 가능하게 한다.

레이저 용접 공정은 펄스 방식으로 수행되어, 각 용접부에 사용되는 에너지를 정밀하게 정량화 하는 것이 바람직하다.

이러한 에너지 제어는 어떠한 다른 관련 수단도 사용하지 않고 단부(22, 24) 사이의 결합부의 기하학적 형상의 완벽한 재현성을 보장하는 것을 가능하게 한다.

이 경우에 있어서, 레이저 펄스는 예를 들어 0.05초 내지 0.06초 동안 지속된다. 전도성 세그먼트가 끼워 맞춰진 코어(12)는 레이저가 작동하지 않는 공정 동안 회전된다.

다시 말해, 레이저 타입의 경우에 있어서, 용접 수단은 순차적으로 구동되며, 빔은 용접하는 동안 켜지고, 각 용접부 사이에서는 꺼진다.

전자 빔이 사용되는 경우에는, 전도성 세그먼트의 자유 단부의 대면 에지에 의해 규정되는 전체 용접 영역에 조사하는 방식의 스위핑 운동이 주어지는 것이 주목될 것이다.

용접에 적합한 단계(II) 동안, 본원에서는 에나멜인, 전기 절연 재료의 층은 연소에 의해 변성된다. 용접[단계(III)] 후에, 변성된 에나멜 부스러기로 이루어진 막(P)이 용접 수단에 의해 발산된 열에 종속된 영역에 형성된다. 이러한 막의 높이는 용접 영역에 실질적으로 대응하여, 비교적 작고, 전기 절연층의 나머지 부분은 원래대로 남게된다.

최종 단계(IV) 동안, 이러한 막(P)은 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어브러싱에 의해 제거되며, 그 후 흡입 단계가 이어진다.

용접 잔류물에 의한 전도성 세그먼트의 오염을 피하는 것이 가능하도록 하기 위해, 스테이터의 전도성 세그먼트 사이에서 용접부 아래로 공기의 흐름을 확보하는 것이 유리하다. 이러한 공기의 흐름은 회로 단락의 위험을 제한한다.

다른 실시예에 있어서(도 5 내지 도 9), 독일 특허 제 DE-A-37 04 780 호에 개시된 바와 같이 용접될 자유 단부(22, 24)는 목 형상을 갖는다. 이 경우에 있어서, 이들 단부(22, 24)는 각각 45° 내지 55°(45°±10°) 사이의 경사진 챔퍼(124)와, 세그먼트(16)의 폭의 25% 내지 50% 사이의 폭을 갖는 편평한 에지(125)를 가지며, 접촉하도록 되어 있는 단부(22, 24)의 면들은 챔퍼가 없다. 이들 챔퍼는 전도성 세그먼트를 공지된 방식으로 슬롯(18)내로 용이하게 도입하는 것을 가능하게 한다.

에나멜은 안정화 효과를 가지므로, 적어도 2mm의 폭을 갖는 스트리핑되지 않은 세그먼트(16)에 있어서는 양호한 결과가 달성되었다. 챔퍼는 보다 효과적으로 열을 국소화하는 것을 가능하게 하기 때문에 용접을 촉진한다.

이 경우에 있어서 세그먼트(16)의 폭과 동일한 기부와 와이어의 폭의 50%와 동일한 높이를 갖는 내부 삼각형을 갖는 관통형 용접 심(126)이 얻어진다. 삼각형의 꼭지점은 챔퍼(124)보다 내측을 향해 축방향으로 더욱 연장한다.

도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 용접 후에는 2개의 단부 사이에 간극이 존재하며, 이 간극은 금속을 융해 시키는 용접 동안 에나멜의 변형(스트리핑)으로부터 발생한다. 용접 시간을 단축함으로써, 도 12에 도시된 타입의 용접 심, 즉 보다 얕은 관통 용접부를 얻는 것이 가능하다.

도 12에는 용접 동안의 에나멜의 변형에 의한 간극이 도시되어 있다.

도 12의 심(126')은 전도성 세그먼트에 대하여 돌출하지 않는다.

모든 경우에 있어서, 이들 심(126, 126')은 도 9에서 명확히 알 수 있는 바와 같이 그리 두껍지 않으며, 그리하여 어떠한 회로 단락의 위험도 존재하지 않는다. 따라서 심의 레벨에서 공기의 순환이 촉진된다.

이 조립 공정은 용접부를 정렬하기 위해 전기 아크에 대해 용접될 단부를 변위시킬 필요가 있는 유럽 특허 제 EP-A-1 081 831 호에 개시된 공정과 비교하여 경제적이다.

이 경우에는, 관통 용접 심의 형성 때문에 상대적인 이동이 전혀 필요하지 않다. 이것은 권선(14)의 냉각을 촉진한다.

사실상, 얇은 용접 단부(22, 24)의 반경방향 아래에는 상술한 방식으로 팬이 설치되며, 그리하여 이들 심의 구조가 공기의 통과를 촉진하고, 따라서 교류발전기의 양호한 냉각과 소음의 감소를 촉진한다.

따라서, 이 경우에는 다중 페이즈 타입인 교류발전기는 매우 강력할 수 있다.

본원에서 세그먼트(16)의 에지는 도 6에서 보다 명확히 알 수 있는 바와 같이 용접을 촉진하도록 둥근 형상을 갖는 것이 주목될 것이다.

도 5 내지 도 9의 실시예에 있어서, 슬롯(18)의 에지와 전도성 세그먼트(16) 사이에 위치된 전기 절연체(280)는 도 2에 도시된 바와 같이 개방되어 있지만, 그러나 도 2의 실시예와 대조적으로 그 개구는 슬롯(18)의 내부 개구가 절연체(280)에 의해 폐쇄되도록 슬롯(18)의 측방향 에지중 하나에 인접한다. 이는 기밀성을 개선한다.

도 5 내지 도 9의 실시예에 있어서, 본체(18)의 외주연부에는 홈이 형성되어 있으며, 따라서 노치(102)에 의해 분리된, 이 경우에 사다리꼴 형상인, 치형부(101)를 형성한다. 이 치형부(101)는 슬롯(18)에 대면한다. 이러한 구성은 스테이터의 냉각을 촉진하는 동시에, 본체(12)의 제조 동안 재료의 절감을 가져온다. 본체는 재료의 스트립을 권선하거나 또는 둥글게 굴곡된 재료의 스트립을 형성함으로써 형성될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 세그먼트의 에지는 도 1 내지 도 3의 실시예에서보다 더 둥글다.

일 실시예에 있어서, 물론 세그먼트의 직사각형 단면은 대체로 정사각형일 수 있다.

본원에서, 전도성 세그먼트는 그 폭 레벨에서 슬롯내에 기계적으로 접촉하고 있다. 2개의 연속적인 슬롯(18) 사이의 원주방향 간격에 따라 그 반대도 가능하다.

물론, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않는다.

따라서, 상술한 방법에 있어서, 본 발명에 따른 조립 공정은, 예를 들어 프랑스 특허 제 FR-A-2 627 913 호에 개시된 타입의 전자기 리타더(retarder)에 속하는 교류발전기 등, 교류발전기의 로터에 적용 가능하다. 이 경우에 있어서, 스테이터는 제동될 회전 샤프트에 의해 횡단되는 한편, 로터는 샤프트에 견고하게 회전고정된다.

다음으로 스테이터는 기계의 유도자를 형성하고, 로터는 기계의 전기자를 형성하며, 전도성 세그먼트를 갖는 로터의 권선은 프랑스 특허 제 FR-A-2 627 913 호의 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 리타더의 코일에 적용되기 전에 적절한 정류기 브리지에 의해 정류된다.

도 8 및 도 12에 각각 대응하는 도 13 및 도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 챔퍼(124)의 존재가 필수적인 것은 아니다.

변형예로서, 물론 "U"자형 전도성 세그먼트를 사용하는 대신에, "U"자 형상의 하나의 브랜치에 각각 대응하며, 서로 용접되어 다시 "U"자 형상을 이루는 2개의 세그먼트를 사용하는 것이 가능하다.

이 경우에 있어서, 권선(14)의 각 번은 용접부를 구비한다. "U"자 형상의 2개의 브랜치는 물론 대칭이 아닐 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 US-A-2 407 935 호에 개시되어 있는 구성이 적용될 수 있는데, 접속 링은 본 발명에 따른 용접부에 의해 교체될 수 있다.

도 1 및 도 5에 있어서, 세그먼트(16)의 기부(B)는 지지부의 후방 베어링에 가장 근접한 스테이터의 번에 속한다. 이 구조는 반대가 될 수 있는데, 이 경우 베이스는 전방 베어링에 보다 근접하여 있다.

Claims (11)

1. 회전 전기 기계의 로터 또는 스테이터 권선의 전도성 세그먼트(16)의 조립 방법에 있어서,

   전도성 세그먼트(16)의 자유 단부가 로터 또는 스테이터의 코어(12)를 지나 돌출하도록, 전도성 세그먼트(16)를 로터 또는 스테이터의 코어(12)내에 배치된 슬롯(18)에 삽입하는 단계와,

   상기 전도성 세그먼트의 자유 단부를 접는 단계와,

   로터 또는 스테이터 둘레에 권선을 형성하도록 전도성 세그먼트(16)를 쌍을 이루어 그 돌출 자유 단부를 용접하는 단계를 포함하며,

   상기 전도성 세그먼트는 전기 절연 재료의 층으로 피복된 전기 전도 재료의 와이어로 각각 형성되며, 전도성 세그먼트를 용접하는데 사용되는 수단에 의해 전도성 세그먼트가 용접되는 영역에서 전기 절연 재료의 층이 제거되는 것을 특징으로 하는

   전도성 세그먼트의 조립 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전기 절연 재료의 층이 제거되는 단계는 전도성 세그먼트(16)의 용접 동안 수행되는 것을 특징으로 하는

   전도성 세그먼트의 조립 방법,
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전도성 세그먼트의 용접에 이어, 용접 동안 생성된 전기 절연 재료의 부스러기(debris)가 제거되는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는

   전도성 세그먼트 조립 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 부스러기 제거 단계는 용접된 영역이 브러싱되는 단계를 포함하며, 흡입 단계가 이어지는 것을 특징으로 하는

   전도성 세그먼트의 조립 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   용접 방법은 전자 빔 타입의 용접 방법인 것을 특징으로 하는

   전도성 세그먼트의 조립 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   전자 빔의 일반적인 축은 로터 또는 스테이터의 축에 대해 약 45°로 경사져 있는 것을 특징으로 하는

   전도성 세그먼트의 조립 방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   용접 동안, 전자 빔은 전체 용접 영역에 걸쳐 스위핑(sweeping) 운동이 주어지는 것을 특징으로 하는

   전도성 세그먼트의 조립 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 용접 방법은 레이저 용접 방법인 것을 특징으로 하는

   전도성 세그먼트의 조립 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 용접 수단은 순차적으로 구동되며, 두 용접 작업 사이에서는 레이저 빔이 차단되는 것을 특징으로 하는

   전도성 세그먼트의 조립 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    두 용접 작업 사이에서 레이저 빔은 전도성 세그먼트의 용접될 자유 단부(22, 24)에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는

    전도성 세그먼트의 조립 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 용접될 자유 단부(22, 24)는 내부 삼각형을 형성하는 관통 용접 심의 형성을 위한 챔퍼를 갖는 것을 특징으로 하는

    전도성 세그먼트의 조립 방법.