界磁極構造用の三次元積層形状を構成するための装置および方法

专利摘要:
本発明による三次元積層形状を構成するための方法は、スプールに組み付けられる異なる幅を有する複数の積層ストリップから第１の積層ストリップを選択することを含む。第１の積層ストリップは、積層デバイス上に積層されるとともに、第１の長さにカットされる。第２の積層ストリップが、スプールから選択されて積層され、第１の長さと異なる第２の長さでカットされる。このプロセスは、電気力学的デバイスの三次元積層形状を構成するために繰り返される。他の実施形態において、コンピュータ可読記憶媒体は、三次元積層形状を特徴付ける設計情報を収集する実行可能命令と、設計情報に基づいて積層パラメータを計算する実行可能命令とを含む。コンピュータ可読記憶媒体は、パラメータを使用して電気力学的デバイスの三次元積層形状を構成するように複数の構成要素に命じるための命令を更に含む。
公开号:JP2011507472A
申请号:JP2010538224
申请日:2008-12-15
公开日:2011-03-03
发明作者:ジョン ペトロ，；ジェレミー メイヤー，
申请人:ノヴァトークー インコーポレイテッド；
IPC主号:H02K15-02

专利说明:

[0001] この出願は、参照することによりその全体が本願に組み入れられる２００７年１２月１７日に出願された「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｉｅｌｄ ｐｏｌｅｓ」と題される米国仮出願第６１／０１４，２５６号の利益を主張する。]
技術分野

[0002] 本発明は、一般に、電磁デバイス用の積層体を形成するための技術に関し、より詳細には、電気力学的デバイスにおける界磁極構造用の三次元積層形状を構成するための装置および方法に関する。]
背景技術

[0003] 電気力学的機械用の三次元界磁極アセンブリを構成するための多くの既知の手法がある。これらの手法は、一般に、従来のインターロッキング部を用いるストリップせん断技術または連続バー製造技術を利用する。また、軟磁性複合材料（ＳＭＣ）から界磁極アセブリをプレスする技術も存在する。しかしながら、これらの技術は、一般に、実施するのに高い費用がかかり、および／または、一般に電気力学的機械の性能低下をもたらす。]
[0004] 従来のスタンピング技術が界磁極アセンブリ用の積層構造を構成するために使用される場合があるが、工具コストおよび材料廃物発生率が非常に高い。電気力学的機械における三次元積層界磁極構造を費用対効果の高い方法で構成できる技術を開発することが望ましい。また、幅広い範囲の三次元界磁極形状およびサイズを構成するための技術を開発することが望ましい。]
[0005] 一実施形態において、三次元積層形状を構成するための方法は、スプールに組み付けられる異なる幅を有する複数の積層ストリップから第１の積層ストリップを選択することを含む。この方法は、第１の積層ストリップを積層して第１の積層長さにカットすることを含む。更に、この方法は、第２の積層ストリップをスプールから選択することを含み、第２の積層ストリップは、積層されるとともに第１の積層長さと異なる第２の積層長さにカットされる。第１の積層ストリップおよび第２の積層ストリップは、電気力学的デバイスの三次元積層形状の一部を形成する。]
[0006] 他の実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体が、三次元積層形状を特徴付ける設計情報を収集する実行可能命令と、設計情報に基づいて積層パラメータを計算する実行可能命令とを含む。コンピュータ可読記憶媒体は、積層パラメータに基づいて電気力学的デバイスの三次元積層形状を構成するように複数の構成要素に命じるための命令を更に含む。三次元積層形状は、異なる積層幅および異なる積層長さの複数の積層ストリップを備える。]
[0007] 本発明は、添付図面と併せて解釈される以下の詳細な説明に関連して更に十分に理解される。なお、同様の参照符号は、図面のいくつかの図にわたって対応する部分を示している。]
図面の簡単な説明

[0008] 本発明の一実施形態に係る、三次元積層形状を構成するためのダイパンチングシステムの概略図である。
図１に示されるダイパンチングシステムの立体斜視図である。
ダイパンチングシステム１０の構成要素を更に詳しく示す図である。
本発明の一実施形態に係る、積層ストリップのための積層長さが決定される技術を示す図である。
本発明の一実施形態に係る、界磁極構造用の三次元積層形状を構成するためのレーザに基づくシステムの概略図である。
本発明の実施形態にしたがって構成されるコンピュータを示す図である。
本発明の他の実施形態にしたがって構成されるコンピュータを示す図である。
本発明の実施形態にしたがって構成される典型的な三次元積層形状を示す図である。
本発明の一実施形態に係る、翼部を有する典型的な輪郭を成す界磁極構造の構成を示す図である。] 図１
実施例

[0009] 図１は、本発明の一実施形態に係る三次元積層形状を構成するためのダイパンチングシステムの概略図である。図２は、図１に示されるダイパンチングシステムの斜視図を示している。一実施形態において、開示されるダイパンチングシステムは、電気モータにおける界磁極構造の三次元積層形状を構成するために使用される。本明細書中で使用される「界磁極構造」という用語は、一般に、透磁性材料から成り且つコイルを周囲に巻回できる構造を与えるように構成される要素（すなわち、この要素は、磁束を発生させる目的でコイルを受けるように構成される）のことである。開示される実施形態は、界磁極構造用の三次元積層形状を構成するための技術について説明するが、開示される実施形態が、ロータコア、トランスコア、電磁石コア、イグニションコアなどの他の電磁デバイスの三次元積層形状を構成するために適用されてもよいことは言うまでもない。] 図１ 図２
[0010] ここで、図１および図２を参照すると、ダイパンチングシステム１０は、一般に、スプールシステム１１と、ピンチ・ホイール・ドライブ１２と、水平可動ガイド１４と、パンチング台１６と、切断パンチ１８と、積層プラテン２０と、ハードストッパ２２とを含む。ピンチ・ホイール・ドライブ１２は、一般に、スプールシステム１１上に組み付けられる様々な幅のコイル状積層ストリップの組から１つの積層ストリップを選択する。ピンチ・ホイール・ドライブに代わるものとしてヒッチ・フィード・ドライブを使用することができる。] 図１ 図２
[0011] 操作上、一実施形態では、スプールシステム１１のリールが水平に移動し、それにより、第１の積層幅を有する積層ストリップをピンチ・ホイール・ドライブ１２によって選択することができる。好ましくは、積層特徴部が第１の積層ストリップ中に予め打ち抜かれ、該積層ストリップがパンチング台１６へ供給される。ダイパンチングシステム１０内の可動水平幅ガイド１４は、それぞれの積層ストリップのために必要とされる適切な間隔を決定して、積層ストリップをパンチング台１６による打ち抜きに適した位置へと案内する。積層ストリップは積層機構内のハードストッパ２２へ向けて進められる。積層プラテン２０が積層体の位置を確保するために上昇し、その後、積層体が切断パンチ１８によってカットされる。その後、積層ストリップはピンチ・ホイール・ドライブ１２によって押し進められる。その後、第１の積層長さとは異なる積層長さを有する第２の積層ストリップが第１の積層ストリップと同じ方法で処理される。しかしながら、第２の積層ストリップの場合には、積層特徴部の組がパンチングステーション１６において第２の積層ストリップ上に打ち抜かれる。積層特徴部は、例えば、貫通穴および／または機械的なインターロックを含んでもよい。]
[0012] 積層プラテン２０は、それぞれのカットされた積層ストリップの積層を可能にするために、また、それぞれの新たな積層ストリップが加えられるときに完成品の蓄積される積層高さに対応するために、垂直方向に昇降できる能力を有する。積層のために穴およびピンが使用される場合、ピンは、カットされた積層ストリップを適切な場所に保持する。インターロックが使用される場合、積層プラテン２０は、第１の積層ストリップと適合する切り欠きを構造中に有し、また、カットされた積層ストリップを適切な場所に保持するために一般に磁気吸引力が使用される。]
[0013] 前記プロセスは、第１の積層幅を有する積層ストリップのために、構成されるべき三次元形状が必要とするだけの数の積層ストリップに関して継続する。第１の積層幅を有する最後の積層ストリップが積層プラテン２０上に積層されると、インターロックタブまたは積層特徴部が次の積層ストリップ中に打ち抜かれ、それにより、第１の積層幅を有する積層ストリップを、この次にこの特定の幅の積層ストリップが必要とされるときに利用できる。第１の積層幅を有する積層ストリップは、その後、パンチングステーション１６から引き出され、スプールシステム１１へと巻き戻される。]
[0014] その後、第１の積層幅とは異なる第２の積層幅を有する積層ストリップがピンチ・ホイール・ドライブ１２によって選択されるとともに、新たな積層幅を有する積層ストリップを案内するために水平可動ガイド１４が再配置される。その後、積層ストリップがパンチング機１６へと進められ、所望の三次元積層形状を構成するために必要とされるこの特定の幅の全ての積層ストリップに関して前記プロセスが繰り返される。]
[0015] 積層特徴部が予め打ち抜き加工されない積層ストックの新たなロールを押し進めるために２つの技術が使用されてもよい。第１の技術は、積層ストックのそれぞれの新たなロールをピンチ・ホイール・ドライブ１２内へ挿入して、それを適切なストッパ位置へと押し進めるとともに、積層特徴部を予め打ち抜いて、積層特徴部を伴わない１つの積層ストリップをカットし、その後、その積層ストックをスプールシステム１１へ戻すことである。このステップにおいてカットされた積層体は、その後、廃棄物として排出されてもよい。第２の技術は、積層ストリップをスタンピング加工に適した場所へ押し進めることができるようにすることである。残存する積層ストックは、その後に引き出されて、ピンチ・ホイール・ドライブ１２のスプールシステムへと巻き戻される。一実施形態において、積層ストリップは、それが切断パンチ１８に達するまで押し進められてもよい。図２および図３の実施は、水平に移動できる２つの同一の積層プラテン２０を含む。これにより、新たな積層構造体が処理されている間に、既に完成された積層構造体を除去することができる。] 図２ 図３
[0016] 図４は、本発明の一実施形態に係る、積層ストリップのための積層長さが決定される技術を示している。特定の実施形態において、各積層ストリップの長さは、積層ストリップに打ち抜かれる積層特徴部と切断パンチ１８の切断点との間の距離を計算することによって決定される。図示の例では、積層特徴部間の間隔がＳ２４で固定され、積層ストリップのそれぞれの端部までの最小距離がｘ２６である。各積層ストリップは、ストリップの各端部にｄｘが加えられると、長さが２ｄｘだけ増大する。それぞれの連続する積層体においては、積層ストリップの長さが予め設定された所定の大きさｄｘ分増大することに留意されたい。] 図４
[0017] 一実施形態では、積層ストリップ毎に積層特徴部を形成するパンチングステーション１６が所定量だけ移動する。機械的なハードストッパ２２は、各積層長さ同士の間の増分差だけ移動するように構成される。最後に、積層プラテン２０は、切断点に対する積層特徴部の位置の前進に対応するように所定量だけ移動するべく構成される。具体的には、それぞれの連続する積層体において、積層ストリップの長さが予め設定された所定の大きさｄｘ分増大すると、積層特徴部パンチングステーション１６がそれぞれの連続する積層パンチング間で−ｄｘ分移動するとともに、積層プラテン２０が毎回＋ｄｘ分移動する。積層ストリップを位置決めするための機械的なハードストッパ２２は、各サイクル中にプラスの方向にｄｘの２倍移動する。切断パンチ１８は固定されて動かない。他の実施形態では、積層長さが単調増加している場合には、積層長さが積層体間で変化する。]
[0018] ダイパンチングシステムを使用して三次元積層形状を構成する開示された技術は、幾つかの利点を有する。第１に、様々な幅を有する積層ストリップから始めることにより、ストリップのエッジから失われる材料は非常に僅かである。ハーフパンチインターロック特徴部が使用される場合には、このステップで失われる材料はなく、それにより、ストリップ材料の全てが完全に利用される。積層が貫通穴およびピンを用いて行なわれ且つ積層ストリップをカットして積層するためにパンチが使用される場合であっても、僅かなパーセンテージの材料しか廃物として除去されない。これは、従来のスタンピング工程によって発生する２５〜７５パーセントの材料廃物とは対照的である。また、一実施形態では、積層特徴部をパンチング加工するための５００ポンド未満のパンチングステーション、および、１０００ポンド未満の力を必要とする切断パンチが利用される。これらの比較的小さい力により、従来のスタンピング工程で使用される大型の高価なスタンピングプレスと比べて、単純なアクチュエータの使用でパンチング工程を達成できる。また、パンチング工程とカッティング工程とを同時に行なうことができるため、１秒間当たりに積層できる積層ストリップの数が非常に多い。更に、開示される技術は、非常に柔軟性があり、様々な形状の三次元構造を構成するために使用できる。最後に、積層材料を非常に薄くして渦電流コア損失を減らすことができる。これは、２つのスタンピング工程だけが行なわれるからである。従来のスタンピング技術を使用して薄い材料を処理するには、一般的に製造が困難な高価で高精度なダイが必要である。開示されるダイパンチングシステムによって利用されるダイは一般に非常に小さく単純であり、それにより、薄い積層材料を扱うために必要とされる精度にかかる付加的なコストが低減される。一実施形態において、切断パンチは、関連するダイに常に取り付けられ、それにより、ゼロに近いクリアランスを有するように設計することができる。]
[0019] 図５は、本発明の一実施形態に係る、界磁極構造の三次元積層形状を構成するためのレーザに基づくシステムの概略図である。レーザに基づくシステム２８は、一般に、スプールシステム３０と、厚さ測定デバイス３２と、ヒッチフィード・幅ガイドシステム３４と、レーザカッタ３６と、レーザ溶接機３８と、下側積層プラテン４０と、調整可能な上側プラテン４２とを含む。スプールシステム３０は、様々な幅の複数の積層ストリップを含む。一実施形態において、積層ストリップの幅は、１つ以上の積層処理パラメータにしたがって選択される。積層パラメータは、例えば、積層幅パラメータ、積層長さパラメータ、積層空隙面パラメータ、および、積層溶接パターンパラメータを含んでもよい。一実施形態では、レーザに基づくシステム２８に結合されるコントローラ４４が、一連のコンピュータ制御演算を行なって、積層ストリップ毎に積層パラメータを計算する。] 図５
[0020] 作動時、第１の積層幅を有する積層ストリップがスプールシステム３０から選択されて、ヒッチフィード・幅ガイドシステム３４へと自動的に供給される。ヒッチフィード・幅ガイドシステム３４における可動水平幅ガイドが、各積層ストリップに適した間隔に設定されて、積層ストリップを処理に適した位置へと案内するために使用される。一実施形態において、スプールシステム３０からの積層ストリップは、ヒッチフィード・幅ガイドシステム３４の前または内部に装着されるインライン厚さ測定デバイス３２を通過する。一実施形態において、厚さ測定デバイス３２は、各積層ストリップと関連する厚さ情報をリアルタイムでコントローラ４４に与えるように構成される。また、コントローラ４４は、構成されるべき三次元構造を特徴付ける設計情報を含む界磁極設計ファイル４６に結合される。一実施形態において、界磁極設計ファイル４６は、所望の界磁極構造の三次元包絡線を規定する設計情報を含む。また、コントローラ４４は、スプールシステム３０からの積層ストリップのそれぞれと関連付けられる標準化された幅情報を収集する。一実施形態において、コントローラ４４は、厚さ情報、設計情報、および、幅情報に基づいて積層ストリップ毎に積層パラメータを計算するための実行可能命令を含む。特定の実施形態において、積層パラメータを計算するための実行可能命令は、積層長さ、積層幅、積層空隙面形状、および、積層溶接パターンのうちの少なくとも１つを積層ストリップ毎に計算するための実行可能命令を含む。コントローラ４４は、計算された積層パラメータに基づいて三次元積層形状を構成するように、スプールシステム３０、ヒッチフィード・幅ガイドシステム３４、レーザカッタ３６、および、レーザ溶接機３８のうちの少なくとも１つに命じるための実行可能命令を更に含む。コントローラによって実行される動作については図７に関連して更に詳しく説明する。] 図７
[0021] 各積層ストリップは、ストリップの前端がレーザカッタ３６をちょうど通り過ぎるまで押し進められる。積層ストリップは、界磁極設計ファイル４６から計算されるプロファイルを用いてレーザカッタ３６が積層ストリップの空隙面をカットする間、所定位置に保持される。本明細書中で使用される「空隙」という用語は、界磁極構造における磁石表面とそれに向き合う磁極面との間の空間または隙間のことである。そのような空間は、磁石表面および磁極面の領域によって少なくとも境界付けられる容積として物理的に説明できる。空隙は、ロータとステータとの間の相対回転を可能にして、電気モータなどの電気機械デバイスにおける磁束相互作用領域を規定する働きをする。空隙は一般に空気で満たされるが、そうである必要はない。]
[0022] 一実施形態において、積層ストリップは、界磁極設計ファイル４６内の設計情報に基づいて積層ストリップのための第１の積層長さを決定するために計算された距離分だけヒッチフィード・幅ガイドシステム３４により押し進められる。調整可能な下側プラテン４０は、それぞれのカットされた積層ストリップの積層を可能にするとともに、それぞれの新たな積層ストリップが加えられるときに完成品の蓄積される積層高さに対応するために、昇降できる能力を有する。最初の積層ストリップは、三次元積層形状が構成されるときに下側積層プラテン４０上に保持される。下側積層プラテン４０は、第１の積層ストリップと適合する切り欠きを有することができ、また、カットされた積層ストリップを適切な場所に保持するために磁気吸引力が一般に使用される。あるいは、積層ストリップは、積層ストリップをプラテン４０に対して一時的に接着またはスポット溶接し且つ積層が完了されるときに完成した三次元積層形状を排出するための解放機構を設けることにより、下側積層プラテン４０に取り付けられる。最初の積層ストリップが下側積層プラテン４０に固定されると、レーザカッタ３６は、最初の積層ストリップの後端に所望の空隙プロファイルを形成する。]
[0023] その後、第２の積層ストリップを選択し、積層し、カットするための工程が行なわれる。第１の積層ストリップの後端空隙プロファイルのカット後、レーザカッタ３６は、連続する積層ストリップの端部に前端空隙面を形成する。下側積層プラテン４０が下降し、また、ヒッチフィード・幅ガイドシステム３４は、第１の積層ストリップ上にわたって中心付けられる第２の積層ストリップに適した長さを形成するために計算された距離まで積層ストリップを前進させる。一実施形態において、第２の積層ストリップは、最初の積層ストリップよりも大きい積層長さを有する。その後、下側積層プラテン４０が積層スタックを調整可能な上側プラテン４２に対して押し付ける。その後、第２の積層ストリップがレーザ溶接機３８を使用して第１の積層ストリップに取り付けられる。一実施形態において、レーザ溶接機３８は、２つの積層体分の深さであるスポット溶接のプログラム可能パターンを形成する。調整可能な上側プラテン４２は、レーザビームが第２の積層ストリップの上端に合焦できるようにする切り欠きを有する。第２の積層ストリップが第１の積層ストリップに取り付けられると、レーザカッタ３６は、界磁極設計ファイル４６によって指定される計算されたプロファイルに基づいて後端空隙面を形成する。前記プロセスは、第１の積層幅を有する積層ストリップのために構成されるべき三次元形状が必要とするだけの数の積層ストリップに関して継続する。第１の積層幅を有する最後の積層ストリップが積層されると、この幅の積層材料がヒッチフィード・幅ガイドシステム３４から引き出されてスプールシステム３０へと巻き戻される。]
[0024] 新たな積層幅が選択されて、この幅の積層ストックのためにヒッチフィード・幅ガイドシステム３４が再配置される。スプールシステム３０からの積層ストックがヒッチフィード・幅ガイドシステム３４へと押し進められ、前記手続きが繰り返される。このプロセスは、それぞれの必要とされる積層幅が使用されて全体の所望の三次元積層形状が完全に構成されるまで継続する。]
[0025] レーザに基づくシステムを使用して三次元積層形状を構成する開示される技術は、幾つかの利点を有する。開示されるレーザに基づくシステム２８は、レーザカッティング工程および溶接工程を、一般に１０ミリ秒〜１００ミリ秒の範囲で非常に高速に実行することができるため、高い機械処理能力を得ることができる。また、様々な幅の積層ストリップから始めることにより、ストリップのエッジから失われる材料はない。生成される唯一の廃物は、各積層ストリップの前端および後端の空隙プロファイルの切断部であり、これは、従来のスタンピング工程によって生成される材料廃物が２５〜７５％であるのに比べて非常に僅かである。また、レーザカッタを使用することにより、界磁極構造が構成されるにつれて空隙プロファイルを漸進的に変化させることができ、また、各積層ストリップの面の異なる場所に特別な特徴部を導入できる。また、カッティング工程および溶接工程は、高レベルの磁束を伴って低いコア損失を有する薄い透磁性の積層体に対して行なわれる。これは、費用対効果の高い方法で三次元積層構造の構成を可能にする。また、先に開示されるように界磁極構造の構成に厚さ変化を組み入れることにより、均一な形状、容積、および、重さの界磁極を構成できる。]
[0026] 図６は、本発明の実施形態にしたがって構成されるコンピュータを示している。一実施形態では、コンピュータ５０が図１、図２、図３に示されるダイパンチングシステム１０に結合される。特定の実施形態において、コンピュータ５０は、積層ストリップ毎に積層パラメータを計算するための一連の演算を実行するように構成される。コンピュータ５０は、以下で更に詳しく説明されるような態様で、計算された積層パラメータに基づいて、電気力学的デバイスの三次元形状を構成するようにダイパンチングシステム１０の１つ以上の構成要素に命じるための実行可能命令を更に含む。コンピュータ５０は、バス５８によってリンクする中央処理ユニット５２および入力／出力デバイス５４を含む標準的な構成要素を含んでいる。入力／出力デバイス５４としては、キーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタ、マシンインタフェースを挙げることができる。ネットワークインタフェース回路（ＮＩＣ）５６がネットワーク（図示せず）に対する接続性を与え、それにより、コンピュータ５０はネットワーク環境で動作できる。メモリ６０もバス５８に接続される。] 図１ 図２ 図３ 図６
[0027] 一実施形態において、メモリ６０は設計情報モジュール６２とパラメータ計算モジュール６４とを含む。設計情報モジュール６２は三次元積層形状を特徴付ける設計情報を含む。一実施形態では、設計情報モジュール６２が界磁極設計ファイル４６である。設計情報モジュール６２は、例えば、複数の積層ストリップと関連付けられる材料厚さ情報および幅情報を含んでもよい。パラメータ計算モジュール６４は、設計情報に基づいて積層パラメータを計算するための実行可能命令を含む。特定の実施形態において、パラメータ計算モジュール６４は、積層幅モジュール６６と、積層長さモジュール６８と、積層体積層高さモジュール７０とを含む。一実施形態において、積層幅モジュール６６は、積層幅を積層ストリップ毎に計算して、該積層幅を入力／出力デバイス５４を介してスプールシステム１１および幅ガイド１４に対して与えるための実行可能命令を含む。積層長さモジュール６８は、積層長さを積層ストリップ毎に計算して、該積層長さをピンチ・ホイール・ドライブ１２、ハードストッパ２２、および、切断パンチ１８に対して与えるための実行可能命令を含む。積層体積層高さモジュール７０は、組み付けられたスタック中の積層体の高さを積層ストリップ毎に決定し、スタックの垂直位置を制御するために高さ情報を積層ステーション２０に与えるための実行可能命令を含む。また、コンピュータは（例えば、積層長さモジュール６８を介して）積層特徴部パンチ１６も制御する。全体的に、コンピュータは、入力／出力デバイス５４を介して全ての動作を制御する。表示された特定のモジュールは典型例である。これらのモジュールの動作は組み合わされても、あるいは、より小さいモジュールに分割されてもよい。重要なのは、本発明の動作であり、それらの動作が実行されるまさにその場所または態様ではない。]
[0028] 図７は、本発明の他の実施形態にしたがって構成されるコンピュータを示している。一実施形態において、レーザに基づくシステム２８のコントローラ４４は、積層パラメータを積層ストリップ毎に計算するための一連の演算を実行するように構成されるコンピュータ８０を更に含む。コンピュータ８０は、計算された積層パラメータに基づいて、電気力学的デバイスの三次元形状を構成するようにレーザに基づくシステム２８の１つ以上の構成要素に命じるための実行可能命令を更に含む。コンピュータ８０は、バス８８によってリンクする中央処理ユニット８２および入力／出力デバイス８４を含む標準的な構成要素を含んでいる。ネットワークインタフェース回路（ＮＩＣ）８６はネットワーク（図示せず）に対する接続性を与え、それにより、コンピュータ８０はネットワーク環境で動作できる。メモリ９０もバス８８に接続される。] 図７
[0029] 一実施形態において、メモリ９０は設計情報モジュール９２とパラメータ計算モジュール９４とを含む。設計情報モジュール９２は、所望の界磁極構造の三次元包絡線を特徴付ける設計情報を含む。一実施形態では、設計情報モジュール９２が界磁極設計ファイル４６である。設計情報は、スプールシステム３０内の複数の積層ストリップと関連付けられる材料幅情報を含んでもよい。パラメータ計算モジュール９４は、設計情報と厚さ測定システム３２からのリアルタイムな積層厚さデータとに基づいて積層パラメータを計算するための実行可能命令を含む。計算モジュール９４は、現在の積層厚さ読み取り値とスタック中の既に積層された全て積層体からの蓄積された厚さデータとに基づいて三次元ボリューム全体中の各積層体の場所をリアルタイムで計算するための実行可能命令を含む。特定の実施形態において、パラメータ計算モジュール９４は、積層幅モジュール９６と、積層長さモジュール９８と、積層空隙面モジュール１００と、積層溶接パターンモジュール１０２とを含む。積層幅モジュール９６は、積層幅を積層ストリップ毎に計算して、該積層幅をスプールシステム３０およびヒッチフィード・幅ガイド３４に対して与えるための実行可能命令を含む。積層長さモジュール９８は、積層長さを積層ストリップ毎に計算して、該積層長さをヒッチフィード・幅ガイドシステム３４および上側プラテン４２に対して与えるための実行可能命令を含む。積層空隙面モジュール１００は、積層空隙面輪郭を積層ストリップ毎に決定して、積層空隙面輪郭をレーザカッタ３６に与えるための実行可能命令を含む。積層溶接パターンモジュール１０２は、積層溶接パターンを積層ストリップ毎に決定して、積層溶接パターンをレーザ溶接機３８に対して与えるための実行可能命令を含む。また、コンピュータは、下側積層プラテン４０を含む一連の全てのステーションも制御する。]
[0030] なお、コンピュータ５０のメモリ６０およびコンピュータ８０のメモリ９０内に記憶される実行可能モジュールは典型例である。オペレーティングシステムまたはグラフィックユーザインタフェースモジュールなどの更なるモジュールが含まれてもよい。モジュールの機能が組み合わされてもよいことは言うまでもない。また、モジュールの機能が単一の機械で実行される必要はない。それどころか、必要に応じて、機能がネットワークにわたって分配されてもよい。実際には、本発明は、一般に、様々な構成要素がクライアント側および／またはサーバ側で実施されるクライアント−サーバ環境において実施される。重要なのは、本発明の機能であって、機能が果たされる場所でも、機能が果たされる特定の態様でもない。]
[0031] 開示される実施形態は、様々な形状の三次元構造を構成するために使用されてもよい。図８は、本発明の実施形態にしたがって構成される典型的な三次元積層形状を示している。参照符号１０４は、平坦なカット面を有する三次元積層形状を示している。参照符号１０６は、湾曲した空隙面を有する三次元積層形状を示している。図９は、本発明の一実施形態に係る、翼部を有する典型的な輪郭を成す界磁極構造の構成を示している。一実施形態において、電気モータなどの電気力学的デバイスのロータの円錐形状と適合する湾曲した前面を有する界磁極構造は、直線状のパンチの代わりに卵形状パンチを使用することによって構成されてもよい。他の実施形態において、輪郭を成す界磁極構造は、可動サイドパンチによる複数の段階を加えることにより構成されてもよい。翼部１０８は、妥当な厚さの巻線を可能にしつつ、また、界磁極間の漏れ磁束を減少しつつ、より高い磁極カバレージを得る。] 図８ 図９
[0032] 本発明の一実施形態は、様々なコンピュータ実施演算を実行するためのコンピュータコードを有して成るコンピュータ可読媒体を伴うコンピュータ記憶製品に関する。媒体およびコンピュータコードは、本発明の目的のために特別に設計および構成されたものであってもよく、あるいは、コンピュータソフトウェア技術の当業者には公知の利用可能な類のものであってもよい。コンピュータ可読媒体の例としては、ハードディスク、フロッピディスク、および、磁気テープなどの磁気媒体と、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および、ホログラフィックデバイスなどの光学媒体と、光磁気媒体と、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、プログラマブル論理デバイス（「ＰＬＤ」）、並びに、ＲＯＭおよびＲＡＭデバイスなどのプログラムコードを記憶して実行するように特別に構成されるハードウェアデバイスとが挙げられるが、これらに限定されない。コンピュータコードの例としては、コンパイラによって生成されるようなマシンコード、および、インタープリタを使用するコンピュータによって実行される高レベルコードを含むファイルが挙げられる。例えば、本発明の一実施形態は、Ｊａｖａ、Ｃ＋＋、または、他のオブジェクト指向プログラミング言語、および、開発ツールを使用して実施されてもよい。本発明の他の実施形態は、マシン実行可能ソフトウェア命令の代わりに、あるいは該命令と組み合わせてハードワイヤード回路で実施されてもよい。]
[0033] 以上の記述は、本発明の完全な理解を与えるために、説明目的のために特定の用語を使用した。しかしながら、当業者であれば分かるように、本発明を実施するために特定の詳細な記述は必要とされない。したがって、本発明の特定の実施形態の前述した説明は、例示および説明の目的で与えられている。これらの説明は、網羅的となるように意図されておらず、あるいは、本発明を開示されたまさにその形態に限定しようとするものではない。したがって、明らかに、前記教示内容を考慮して多くの変更および変形が可能である。実施形態は、本発明の原理および本発明の実用的用途を最も良く説明するために選択されて説明された。したがって、それらにより、当業者は、予期される特定の用途に適する様々な変更を伴って本発明および様々な実施形態を最もうまく利用できる。以下の請求項およびそれらの等価物が本発明の範囲を規定する。]

权利要求:

請求項1
三次元積層形状を構成するための方法であって、スプールに組み付けられる異なる幅を有する複数の積層ストリップから第１の積層ストリップを選択するステップと、前記第１の積層ストリップを積層デバイス上に積層するステップと、前記第１の積層ストリップを第１の積層長さにカットするステップと、第２の積層ストリップを前記スプールから選択するステップと、前記第２の積層ストリップを前記積層デバイス上に積層するステップと、第１の積層長さと異なる第２の積層長さで前記第２の積層ストリップをカットして、電気力学的デバイスの界磁極のための三次元積層形状を構成するステップと、を備える、方法。
請求項2
前記第１の積層ストリップおよび前記第２の積層ストリップがパンチ加工された積層特徴部を含む、請求項１に記載の方法。
請求項3
前記第１の積層ストリップおよび前記第２の積層ストリップが空隙面プロファイルを含む、請求項１に記載の方法。
請求項4
前記第１の積層ストリップおよび前記第２の積層ストリップが、積層幅パラメータ、積層長さパラメータ、積層空隙面パラメータ、積層体積層高さパラメータ、および、積層溶接パターンパラメータのうちの少なくとも１つから選択される積層パラメータにしたがって処理される、請求項１に記載の方法。
請求項5
前記第１の積層ストリップを前記第２の積層ストリップにレーザ溶接するステップを更に備える、請求項１に記載の方法。
請求項6
三次元積層形状を特徴付ける設計情報を収集するための実行可能命令と、前記設計情報に基づいて積層パラメータを計算するための実行可能命令と、前記積層パラメータに基づいて電気力学的デバイスの三次元積層形状を構成するように複数の構成要素に命じる実行可能命令であって、三次元積層形状が異なる積層幅および異なる積層長さの複数の積層ストリップを備える、実行可能命令と、を備える、コンピュータ可読媒体。
請求項7
前記複数の構成要素が、スプールシステム、ヒッチフィード・幅ガイドシステム、レーザカッタ、および、レーザに基づくシステムにおけるレーザ溶接機のうちの少なくとも１つを備える、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項8
前記複数の構成要素が、ピンチ・ホイール・ドライブ、水平幅ガイド、パンチングステーション、および、ダイパンチングシステムの切断パンチのうちの少なくとも１つを備える、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項9
複数の積層ストリップと関連付けられる材料厚さ情報および幅情報のうちの少なくとも一方を収集することと、材料厚さ情報および幅情報に基づいて積層パラメータを計算することとを更に備える、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項10
積層パラメータを計算するための前記実行可能命令が、積層幅パラメータ、積層長さパラメータ、積層空隙面パラメータ、積層体積層高さパラメータ、および、積層溶接パターンパラメータのうちの少なくとも１つを積層ストリップ毎に計算するための実行可能命令を含む、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項11
前記積層パラメータに基づいて積層ストリップ毎に積層幅を計算するとともに、スプールシステムおよびヒッチフィード・幅ガイドシステムのうちの少なくとも一方に対して前記積層幅を与える実行可能命令を備える、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項12
前記積層パラメータに基づいて積層ストリップ毎に積層長さを計算するとともに、ヒッチフィード・幅ガイドシステムに対して前記積層長さを与える実行可能命令を備える、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項13
前記積層パラメータに基づいて積層ストリップ毎に積層体積層高さを計算するとともに、前記積層体積層高さを積層ステーションに与える実行可能命令を備える、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項14
前記積層パラメータに基づいて積層ストリップ毎に積層空隙面輪郭を計算するとともに、前記積層空隙面輪郭をレーザカッタに与える実行可能命令を備える、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項15
前記積層パラメータに基づいて積層ストリップ毎に積層溶接パターンを計算するとともに、前記積層溶接パターンをレーザ溶接機に与える実行可能命令を備える、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項16
それぞれの新たな積層ストリップを前の積層ストリップに溶接するレーザ溶接機のためのレーザ溶接命令を発生させるための実行可能命令を更に備える、請求項６に記載のコンピュータ可読媒体。