코일 삽입 방법 및 고정자 document_id A220623038158

이 형태의 방법은 종래 기술에 특히 프랑스 특허 공개 제 2 608 334 호를 통해서 공지되어 있다. 성형 이후 각각의 상은 삽입 공구에 배치되고, 이후 금속 시트 패킷의 리세스에 삽입된다. 삽입은 상 별로 이루어진다. 이 방법에 의해 형성된 고정자는 금속 시트 패킷의 두 측부에 매우 조밀한 코일 단부를 가지며, 공기 순환에 대한 높은 저항을 제공한다. 또한, 코일 단부는 대칭적이지 않고, 코일 단부중 하나는 다른 코일 단부보다 높은 축방향 높이를 가지며, 이 역시 이들 코일 단부용 냉각 공기의 순환을 위해서는 바람직하지 않다. 더욱이, 리세스의 충전 비율(filling ratio), 즉 구리로 제작되는 베어(bare) 전도성 와이어의 단면과, 리세스의 에지와 와이어 사이에서 작용하는 리세스 절연체가 장착되는 리세스의 완전한 단면 사이의 비율은 50%로 제한되는 바, 이는 리세스 내로의 측방 브랜치 위치설정이 삽입 공구에서 리세스로의 턴 이동 중에 잘 제어되지 않기 때문이다. 또한, 전도성 와이어를 리세스에 삽입하는데 필요한 힘은 매우 높다. 나중에 삽입되는 상이 먼저 삽입된 상을 사실상 밀어내야 한다. 힘은 하나의 상에서 다른 상으로 잘 전달되지 않는다. 특정 조건 하에서, 이는 제품의 질을 손상시킬 수도 있다. 이를 감안하여, 본 발명의 목적은 전술한 결점들을 완화시키는 것이다. 발명의 요약 이를 위해, 상기 전문(前文: preamble)에 의해 부여되는 포괄적인 정의에 의한 본 발명의 방법은, 본질적으로, 모든 권선체의 와이어가 리세스에 동시에 삽입되고, 상이한 와이어의 턴은 소정 중첩 순서로 교호되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 가능한 일 실시예에서, 상기 중첩 순서는 일련의 동일한 시퀀스를 포함하고, 각각의 시퀀스는 각 와이어의 턴으로 구성된다. 바람직하게, 상기 리세스는 복수의 반경방향으로 단차 형성된 수용 위치를 제공하며, 턴의 측방 브랜치는 상기 소정 순서로 내부에서 외부로 중첩되어 리세스 내에서 반경방향으로 보다 외부의 수용 위치를 점차 차지한다. 본 발명의 유리한 특징에 따르면, 하나의 동일한 톱니의 측방 브랜치는 실질적으로 직선적이고 상호 평행하다. 유리하게, 톱니의 헤드 브랜치는 곡선적이고, 고정자의 제 1 축방향 측부에 코일 단부를 형성한다. 마찬가지로, 연결 세그먼트는 와이어를 따라서 두 개의 인접한 톱니의 두 개의 각각의 측방 브랜치를 연결하고 곡선 형상을 가지며, 이들 세그먼트는 고정자의 상기 제 1 축방향 측부와 대향하는 제 2 축방향 측부에 코일 단부를 형성한다. 본 발명의 유리한 특징에 따르면, 단계 1에서 형성된 헤드 브랜치 및/또는 연결 세그먼트는 와이어를 따라서 증가 또는 감소하는 높이를 갖는다. 이 경우, 그 측방 브랜치가 리세스의 바닥의 반경방향 외부 위치에 삽입되는 턴은 그 측방 브랜치가 반경방향 내부 위치에 삽입되는 턴보다 상대적으로 큰 높이를 갖는 헤드 브랜치 및/또는 연결 세그먼트를 갖는다. 본 발명의 또 다른 유리한 특징에 따르면, 상기 방법은, 단계 3 이후에, 연결 세그먼트 및/또는 헤드 브랜치를 내측으로 경사시킴으로써 코일 단부를 성형하는 단계 4를 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 방법은 단계 3 이후에, 연결 세그먼트 및/또는 헤드 브랜치를 외측으로 경사시킴으로써 코일 단부를 성형하는 단계 4를 포함할 수 있다. 더욱이, 상기 방법은 단계 1 이후, 고정자에 권선체가 삽입되면, 와이어를 다른 와이어를 가로지르도록 의도된 와이어의 영역 또는 동일 와이어의 다른 영역에서 국소 성형하는 단계 1'를 포함할 수 있다. 이 경우, 와이어의 국소 성형은 와이어의 단면을 국소 변형하거나 와이어를 국소 만곡시키는 것으로 구성된다. 유리하게, 국소 성형은 핀칭(pinching), 스웨이징(swaging) 또는 깔쭈기가공(knurling)에 의해 이루어진다. 본 발명의 또 다른 유리한 특징에 따르면, 와이어는 원형 단면을 가질 수 있으며, 리세스는 와이어 직경의 수 배인 원주방향 폭을 갖는다. 본 발명의 가능한 일 실시예에 따르면, 리세스는 와이어의 직경에 일치하는 원주방향 폭을 가지며, 반경방향 최내측 위치를 차지하는 측방 브랜치는 리세스 내부에서 다른 위치를 차지하는 측방 브랜치를 유지하기 위해 원주방향으로 확장됨으로써 변형된다. 본 발명의 가능한 다른 실시예에서, 리세스는 적어도 두 개의 와이어 직경에 해당하는 원주방향 폭을 갖고, 두 개의 축방향 단차에 의해 두 개의 양 측부에서 부분 폐쇄되는 개구를 반경방향 내측에 구비하며, 리세스를 차지하는 측방 브랜치는 이 내부에서 평탄 심(shim)에 의해 리세스 내부의 단차에 충합 유지된다. 이 경우, 상기 심은 자성 물질, 특히 철을 함유하는 플라스틱 재료로 형성된다. 바람직하게, 상기 개구는 0.6㎜ 미만의 간극만큼 증가된 와이어의 직경과 동등한 원주방향 폭을 갖는다. 또한, 리세스는 와이어 직경의 수 배인 반경방향 깊이를 가질 수 있다. 본 발명의 또 다른 유리한 특징에 따르면, 상기 방법은, 단계 1과 단계 3 사이에, 원통형 삽입 공구 상에 모든 권선체의 와이어를 끼우는 단계로서, 와이어의 턴은 삽입 공구 주위에 감기고, 상기 소정 순서로 반경방향 내부에서 외부로 중첩되는 단계 2를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 삽입 공구 상에서, 톱니는 삽입 공구의 대칭축에 대해 평행하거나 이 축에 대해 약간 경사진 각각의 평면에서 연장된다. 본 발명의 가능한 일 실시예에서, 리세스에 권선체를 삽입하는 단계 3은 삽입 공구를 고정자의 대칭축을 따라서 이동시킴으로써 이루어진다. 본 발명의 가능한 다른 실시예에서, 리세스에 권선체를 삽입하는 단계 3은, 삽입 공구를 금속 시트 패킷의 중심에 배치하고 턴을 리세스 내에서 반경방향으로 내부에서 외부로 밀어냄으로써 이루어진다. 이 경우, 상기 삽입 공구는, 공구의 반경방향 외면에 제공되고 공구의 대칭축 주위에 규칙적으로 분포된 각각의 반경방향 평면에서 연장되는 복수의 반경방향 슬롯, 상기 반경방향 슬롯에 배치되는 복수의 블레이드, 및 상기 반경방향 슬롯에서 블레이드를 반경방향으로 내부에서 외부로 이동시키는 수단을 포함하며, 턴의 측방 브랜치는 단계 2에서 블레이드의 반경방향 외측에서 반경방향 슬롯에 삽입되게 되고, 상기 블레이드는 측방 브랜치를 반경방향 슬롯으로부터 리세스로 이동시키기 위해 단계 3에서 반경방향으로 외부를 향해 이동한다. 유리하게, 상기 반경방향 슬롯은 리세스와 개수가 동일하다. 바람직하게, 각각의 반경방향 슬롯은 와이어의 단면에 대응하는 원주방향 폭을 가지며, 따라서 측방 브랜치는 모두 슬롯에 반경방향으로 정렬된다. 예를 들면, 단계 1에서, 권선체의 와이어를 일련의 종방향으로 정렬된 톱니에서 성형한 후, 모든 권선체의 와이어는 상호 평행한 횡방향 슬롯이 제공되는 직선형 종방향 랙 상에 평탄하게 적층되며, 각 와이어의 톱니의 측방 브랜치는 일련의 횡방향 슬롯에 삽입되게 된다. 이 경우, 단계 2에서, 권선체의 와이어에 의해 형성된 적층체는 랙으로부터 삽입 공구 주위에 감긴다. 권선체가 3 쌍으로 분포되는 여섯 개의 와이어를 포함하는 경우, 주어진 쌍의 와이어의 턴의 위치는 하나의 리세스의 시프트에 대응하는 회전에 의해 동일 쌍의 다른 권선체의 턴의 위치로부터 추정될 수 있다. 마찬가지로, 한 쌍의 와이어의 턴의 위치는 두 개 또는 네 개의 리세스의 시프트에 대응하는 회전에 의해 다른 쌍에서의 와이어의 턴의 위치로부터 추정될 수 있다. 제 2 양태에 따르면, 본 발명은, 자동차용 교류 발전기 또는 교류 발전기/시동기와 같은 다상 회전 전기 기기용 고정자로서, 이 고정자는 중심 구멍과 대칭축을 갖는 금속 시트 패킷, 상기 금속 시트 패킷의 반경방향 내면에 축방향으로 제공되는 관통 리세스, 및 복수의 상 권선체로 이루어지는 권선체를 포함하고, 각각의 권선체는 적어도 하나의 도전성 연속 와이어로 구성되며, 각각의 와이어는 금속 시트 패킷의 내면 주위에 여러 개의 턴으로 이루어진 나선체를 형성하고, 각각의 턴은 내면의 1회전에 대응하며, 각각의 와이어는 연결 세그먼트에 의해 연결되는 일련의 톱니에 합치되고, 각각의 톱니는, 리세스에 각각 삽입되고 상호 대면하는 두 개의 측방 브랜치, 및 두 개의 측방 브랜치를 연결하는 헤드 브랜치를 포함하며, 와이어의 턴은 반경방향으로 소정 순서로 중첩되는 고정자에 있어서, 다양한 와이어의 턴은 소정 중첩 순서로 교호되는 것을 특징으로 하는 고정자에 관한 것이다. 유리하게, 상기 소정 중첩 순서는 일련의 동일한 시퀀스를 포함하고, 각각의 시퀀스는 각 와이어의 턴으로 구성된다. 바람직하게, 상기 리세스는 복수의 반경방향으로 단차 형성된 수용 위치를 제공하며, 턴의 측방 브랜치는 상기 소정 순서로 내부에서 외부로 중첩되어 리세스 내에서 규칙적으로 보다 외부의 수용 위치를 점차 차지한다. 본 발명의 유리한 특징에 따르면, 각 톱니의 측방 브랜치는 실질적으로 직선적이고 상호 평행하다. 유리하게, 상기 톱니의 헤드 브랜치는 곡선적이고, 고정자의 제 1 축방향 측부에 코일 단부를 형성한다. 마찬가지로, 연결 세그먼트는 와이어를 따라서 두 개의 인접한 톱니의 두 개의 각각의 측방 브랜치를 연결하고 곡선 형상을 가지며, 이들 세그먼트는 고정자의 상기 제 1 축방향 측부와 대향하는 제 2 축방향 측부에 코일 단부를 형성한다. 예를 들면, 코일 단부를 구성하는 연결 세그먼트 및/또는 헤드 브랜치는 내부를 향해서 경사질 수 있다. 대안적으로, 코일 단부를 구성하는 연결 세그먼트 및/또는 헤드 브랜치는 외부를 향해서 경사질 수 있다. 본 발명의 다른 유리한 특징에 따르면, 와이어는 다른 와이어를 가로지르는 이 와이어의 영역 또는 이 동일 와이어의 다른 영역에서 국소 성형된다. 이 경우, 와이어의 국소 성형은 와이어의 단면을 국소 변형하거나 와이어를 국소 만곡시키는 것으로 구성된다. 바람직하게, 국소 성형은 핀칭, 스웨이징 또는 깔쭈기가공에 의해 이루어진다. 본 발명의 또 다른 유리한 특징에 따르면, 와이어는 원형 단면을 가지며, 리세스는 와이어 직경의 수 배인 원주방향 폭을 갖는다. 본 발명의 가능한 일 실시예에 따르면, 리세스는 와이어의 직경에 일치하는 원주방향 폭을 가지며, 반경방향 최내측 위치를 차지하는 측방 브랜치는 리세스 내부에서 다른 위치를 차지하는 측방 브랜치를 유지하기 위해 원주방향으로 확장됨으로써 변형된다. 본 발명의 가능한 다른 실시예에서, 리세스는 적어도 두 개의 와이어 직경에 해당하는 원주방향 폭을 갖고, 두 개의 축방향 단차에 의해 두 개의 양 측부에서 부분 폐쇄되는 개구를 반경방향 내측에 구비하며, 리세스를 차지하는 측방 브랜치는 그 내부에서 평탄 심에 의해 리세스 내부의 단차에 충합 유지된다. 이 경우, 상기 심은 자성 물질, 특히 철을 함유하는 플라스틱 재료로 형성된다. 또한, 상기 개구는 와이어의 직경 플러스 0.6㎜ 미만의 간극과 동등한 원주방향 폭을 가질 수 있다. 바람직하게, 리세스는 와이어 직경의 수 배인 반경방향 깊이를 가질 수 있다. 권선체가 3 쌍으로 분포되는 여섯 개의 와이어를 포함하는 경우에, 주어진 쌍의 와이어의 턴의 위치는 하나의 리세스의 시프트에 대응하는 회전에 의해 동일 쌍에서의 다른 와이어의 턴의 위치로부터 유리하게 추정될 수 있다. 마찬가지로, 한 쌍의 와이어의 턴의 위치는 두 개 또는 네 개의 리세스의 시프트에 대응하는 회전에 의해 다른 쌍에서의 와이어의 턴의 위치로부터 추정될 수 있다.