(57)【要約】【課題】  固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上し、固定子コイルの許容温度に対してより大きな通電を可能として、定格出力を格段に向上する回転電機を提供する。【解決手段】  回転軸を有する円筒形の回転子と、空芯コイルを固定子鉄心のティース部に装着して固定子コイルとし、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の少なくとも２面以上で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させる固定子とを備えた回転電機において、前記空芯コイルは、巻線の一端および他端がコイルの外側に形成されていることを特徴とする空芯コイル、および前記空芯コイルを備えた回転電機とする。【選択図】    図１
2010148258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する回転子と、空芯コイルを固定子鉄心のティース部に装着して固定子コイルとし、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の少なくとも２面以上で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させる固定子とを備えた回転電機において、
前記空芯コイルは、巻線の一端および他端がコイルの外側に形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記空芯コイルは、コイルの内側に巻線の層の段差を有し、コイルの外側は巻線の層の段差がない平坦に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
回転軸を有する回転子と、空芯コイルを固定子鉄心のティース部に装着して固定子コイルとし、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の少なくとも２面以上で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させる固定子とを備えた回転電機の製造方法において、
前記空芯コイルは、巻回部に段差があり、複数に分割された巻回用治具に巻線を巻回し、接着した後、前記治具を内側に移動させて取り外すことを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項４】
前記空芯コイルは、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻回したのち、金型で加圧して外形状を成形して構成することを特徴とする請求項３に記載の回転電機の製造方法。
【請求項５】
前記空芯コイルは、絶縁皮膜を持つ、長方形断面の平角銅線または正方形断面の角銅線を巻回して構成することを特徴とする請求項３に記載の回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子と、空芯コイルを固定子鉄心のティース部に装着した固定子とを備えた回転電機と、回転電機の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機には、固定子鉄心に装着された固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上し、固定子コイルの許容温度に対してより大きな通電を可能として、定格出力を格段に向上しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
図１１は第１の従来技術における回転電機を示す側断面図、図１２は同回転電機を示す正断面図であり、特許文献１に示されているものである。
図１１および図１２において、固定子鉄心１１２に装着された板状導体よりなる固定子コイル１１１の負荷側コイルエンド１１１ｅは、内周面と外周面が各々一円筒面上に形成され、端面が一平面上に形成され、負荷側ブラケット１１５の溝部１１５ｅに嵌合密着している。そのため、固定子コイル１１１において発生した熱を、負荷側ブラケット１１５を通して効果的に放熱し、冷却効果を向上し、固定子コイルの許容温度に対してより大きな通電を可能として、定格出力を格段に向上しているのである。なお、図１１および図１２において、１１２ｃは固定子鉄心のティース部、１１３は第１のインシュレータ、１１４は第２のインシュレータ、１１６は反負荷側ブラケット、１１７は固定子コイル結線部、１１８は回転位置検出部、１１９は負荷側軸受、１２０は反負荷側軸受、１２１は永久磁石、１２２は保護テープ、１２３は回転子鉄心、そして１２４は回転軸である。
【０００３】
図１３は第２の従来技術における回転電機の空芯コイルの巻回方法を示す図であり、丸銅線を用いた一般的な従来の巻回方法による空芯コイルの説明図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。巻回が終了した空芯コイルの外形状を、２方向から示している。
図１３において、前記空芯コイルは、丸銅線４１の一端をコイルの内側に固定したまま、他端が内側より順次外側へと巻回されるため、巻き始めの一端であるＡ端４１Ａは、内側よりコイル外形状に沿って結線部へ引き出される。その結果、巻回する丸銅線との交差部４１ｄを生じ、外部からの加圧に対し絶縁被膜の損傷を起こし易く、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の少なくとも２面以上で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させるための、金型で加圧して外形状を成形することができない。また、巻回スペース４１ｅのうちの概ねＡ端分のスペースを損なっているため、巻線占積率も悪い。
金型で加圧して外形状を成形することが目的ではないが、この従来の一般的な巻回方法を改善した例として、図１４に示す、第３の従来技術としての回転電機の空芯コイルがある（例えば、特許文献２参照）。
図１４において、平角銅線１３１はコイルの内側より順次外側へと、平角銅線の両端をもって巻回されるため、一端１３２および他端１３３がコイルの外側に形成されている。その結果、図１３で示した交差部４１ｄを生ぜず、外部からの加圧に対し絶縁被膜の損傷に対する信頼性が高いので、金型で加圧して外形状を成形することが可能となる。また、負荷側コイルエンドの内周面、外周面で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させ易く、巻線の一端分のスペースも損なわないので、より多くの平角銅線を巻回でき、特許文献２の発明の目的である巻線占積率を向上することができる。
【０００４】
図１５は第４の従来技術における回転電機の固定子の一部を示す図であり、巻線占積率向上を目的とする別の例である（例えば、特許文献３参照）。
図１５において、固定子鉄心１４１のティース部１４６には丸銅線の線径に略等しい高さの段差１４８が設けられている。丸銅線は、前記ティース部１４６に絶縁体１４４を介して互いに密接かつ整列して巻回され、固定子コイル１４５が形成される。段差を設けたティース部の傾斜を隣接コイルとの境界面と平行にすることで、固定子コイルの外周部もこの境界面と略平行となり、コイルの外側は巻線の層の段差がない平坦あるいは概ね平坦（以下、平坦という）に形成され、負荷側コイルエンドの端面も平坦に形成されるため、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させ易く、また、巻線占積率も向上する。なお、図１５において、１４２は固定子鉄心の継鉄部、１４３は固定子鉄心の鍔部、１４７はティース部１４６の側面である。
【特許文献１】特開２００６−５０８５３号公報（図１、図２、）
【特許文献２】特開２００７−２０３７２号公報（図１）
【特許文献３】特開２００７−１３５３２６号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示した従来の回転電機は、固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上させる点において優れているものの、絶縁被膜を施された銅板をプレスで打ち抜いて製作された固定子コイルを用いているため高価であるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に示した従来の別の回転電機の空芯コイルでは、固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上させる場合、負荷側コイルエンドの内周面、外周面で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させ易いが、負荷側コイルエンドの端面となるコイルの外側に巻線の層の段差があるため、段差のスペースが冷却効果を損なうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献３に示した従来の別の回転電機の固定子コイルは、段差があるティースに巻回するため、空芯コイルとして取り出すことができず、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の外形状を精密に加圧成形して、絶縁体を介して負荷側ブラケットと密着させ、固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上させることができないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、
固定子鉄心のティース部に装着して固定子コイルとする空芯コイルを、金型で加圧して外形状を成形することができ、安価に製作し、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の少なくとも２面以上で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させ、固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上し、固定子コイルの許容温度に対してより大きな通電を可能として、定格出力を格段に向上する回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の回転電機の発明は、回転軸を有する回転子と、空芯コイルを固定子鉄心のティース部に装着して固定子コイルとし、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の少なくとも２面以上で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させる固定子とを備えた回転電機において、前記空芯コイルは、巻線の一端および他端がコイルの外側に形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記空芯コイルは、コイルの内側に巻線の層の段差を有し、コイルの外側は巻線の層の段差がない平坦に巻回されていることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の回転電機の製造方法の発明は、回転軸を有する回転子と、空芯コイルを固定子鉄心のティース部に装着して固定子コイルとし、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の少なくとも２面以上で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させる固定子とを備えた回転電機の製造方法において、前記空芯コイルは、巻回部に段差があり、複数に分割された巻回用治具に巻線を巻回し、接着した後、前記治具を内側に移動させて取り外すことを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記空芯コイルは、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻回したのち、金型で加圧して外形状を成形して構成することを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記空芯コイルは、絶縁皮膜を持つ、長方形断面の平角銅線または正方形断面の角銅線を巻回して構成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、次のような効果がある。
請求項１に記載の発明によると、前記空芯コイルは、巻線の一端および他端がコイルの外側に形成されているため、図１３で示した交差部４１ｄを生ぜず、金型で加圧して外形状を成形することができ、安価に製作できる。また、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の少なくとも２面以上で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させ、固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上し、固定子コイルの許容温度に対してより大きな通電を可能として、定格出力を格段に向上する回転電機を提供することができる。
また、請求項２に記載の発明によると、前記空芯コイルは、コイルの内側に巻線の層の段差を有し、コイルの外側は巻線の層の段差がない平坦に巻回されているため、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面等の少なくとも２面以上で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させ易い空芯コイルを提供することができる。
また、請求項３に記載の発明によると、前記空芯コイルは、複数に分割された巻回用治具に巻線を巻回し、接着した後、前記治具を内側に移動させて取り外すため、コイルの内側に巻線の層の段差を有する空芯コイルを製造することが可能となる。
また、請求項４に記載の発明によると、前記空芯コイルは、絶縁皮膜を持つ丸銅線より構成するため、平角銅線等に比べ、より安価に製作できる。
また、請求項５に記載の発明によると、前記空芯コイルは、絶縁皮膜を持つ、長方形断面の平角銅線または正方形断面の角銅線より構成するため、丸銅線に比べ、コイルの外側をより平坦に形成し易く、絶縁体を介して負荷側ブラケットにより密着するものを製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例における回転電機を示す側断面図である。
図１において、回転電機１は、埋込磁石型同機電動機であり、回転軸２を有する円筒形の回転子３と、固定子４とを備え、固定子４はフレーム５に保持され、フレームは負荷側に設置された負荷側ブラケット６に反負荷側ブラケット７とともに、図示しないボルトで締結されている。回転子３は、回転軸２に設置された負荷側軸受８と反負荷側軸受９を介して、負荷側ブラケット６と反負荷側ブラケット７に回転自在に保持され、回転軸の反負荷側には、回転位置検出のためのエンコーダ部１０が設置されている。
【００１３】
固定子４は、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻回したのち、金型で加圧して外形状を成形した空芯コイルを、固定子鉄心１１のティース部１１ａに装着して固定子コイル１２とし、負荷側コイルエンド１２ａと反負荷側コイルエンド１２ｂをモールド樹脂でモールドしている。
負荷側ブラケット６には、周方向にリング状に形成された凹部６ａが設けられ、固定子コイルの負荷側コイルエンド１２ａは、内周面１２ａａと外周面１２ａｂが各々一円筒面上に形成され、端面１２ａｃが一円錐面上に形成され、内周面、外周面および端面の３面で、絶縁体であるモールド樹脂を介して、前記負荷側ブラケットの凹部６ａと嵌合密着している。そのため、固定子コイル１２において発生した熱は、負荷側ブラケット６を通して効果的に放熱され、冷却効果が向上し、固定子コイルの許容温度に対してより大きな通電が可能となり、定格出力を格段に向上しているのである。
前記空芯コイルは、巻線の一端１２ｃおよび他端１２ｄがコイルの外側に形成され、固定子コイル１２の反負荷側コイルエンド１２ｂの近傍の結線部１３において、結線されている。そのため、図５、Ａで示した巻回する丸銅線との交差部４１ｄを生ぜず、外部からの加圧に対し絶縁被膜の損傷に対する信頼性が高いので、金型で加圧して外形状を成形することができる。また、負荷側コイルエンドの内周面、外周面で、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させ易い。
【００１４】
図２は、同回転電機を示す正断面図である。
図において、回転軸２を有する円筒形の回転子３は、回転子の内部に永久磁石１４を埋設した埋込磁石型回転子である。固定子４は、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻回したのち、金型で加圧して外形状を成形した空芯コイルを、固定子鉄心１１のティース部１１ａに装着して固定子コイル１２とし、円筒形に接合して構成し、フレーム５に保持されている。
【００１５】
本実施例では、前記固定子コイル１２の負荷側コイルエンド１２ａを、絶縁体であるモールド樹脂を介して負荷側ブラケットの凹部６ａに密着させているが、低電圧用の回転電機については、丸銅線の絶縁皮膜のみで、直接負荷側ブラケットの凹部６ａに密着させてもよい。
【００１６】
図３は、前記空芯コイルの巻回方法を示す図であり、従来の巻回方法を応用した巻回方法の説明図である。（ａ）から（ｉ）は絶縁皮膜を持つ丸銅線２本を同時に巻回する手順を、固定子コイルとして装着した場合の反負荷側となる方向より示している。
図３（ａ）に示すように、前記丸銅線２１を固定子鉄心のティース部の形状に近似した巻回用治具２２の下方に、固定子コイルとして装着した場合の負荷側となる方向より、水平に整列して巻回する。巻回用治具の巻回スペース２２ａは、予め設定回数巻回される丸銅線の線径に合せ、準備されている。
次に図３（ｂ）に示すように、前記反負荷側において、巻回の一方の端部２１ａｂを、巻回の他方の端部２１ＡＢの上方に向かって、斜めに巻回し、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、下方の巻線に密着して、水平に整列して巻回する。
次に図３（ｃ）に示すように、繰り返し、前記反負荷側において、巻回の一方の端部２１ａｂを斜めに巻回し、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、下方の巻線に密着して、水平に整列して上端まで巻回し、１層目の巻回が終了する。
次に図３（ｄ）に示すように、巻回の一方の端部２１ａｂを、前記反負荷側の上端において、１層目の外側の層に乗り上げ水平に１周巻回し、同様に巻回の他方の端部２１ＡＢも、前記反負荷側の下端において、１層目の外側の層に乗り上げ水平に１周巻回する。
次に図３（ｅ）に示すように、繰り返し、前記反負荷側において、巻回の一方の端部２１ａｂを斜めに巻回し、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、上方の巻線に密着して、水平に整列して、下端の他方の端部２１ＡＢの巻回に至るまで巻回し、２層目の巻回が終了する。
次に図３（ｆ）に示すように、巻回の一方の端部２１ａｂを、前記反負荷側の上端において、２層目の外側の層に乗り上げ水平に１周巻回し、同様に巻回の他方の端部２１ＡＢも、前記反負荷側の下端において、２層目の外側の層に乗り上げ水平に１周巻回する。
以下図３（ｇ）より（ｉ）に示すように、巻回の一方の端部２１ａｂは、前記反負荷側において、巻回のリードのため内側の層の巻線を乗り越して斜めに巻回し、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、前巻回の巻線に密着して水平に整列して、下端の他方の端部２１ＡＢの巻回から上端に至る範囲の巻回を進め、巻回の他方の端部２１ＡＢは、前記反負荷側の下端において、外側の層に乗り上げ水平に１周巻回することを繰り返して、設定回数の巻回を終了する。
このような巻回方法によって、絶縁皮膜を持つ丸銅線２本を同時に巻回でき、図５、Ａで示した巻回する丸銅線との交差部４１ｄがなく、巻線の一端および他端がコイルの外側に形成され、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、水平に整列して巻回された空芯コイル３０を巻回できる。
【００１７】
図４は前記空芯コイルを金型で加圧して外形状を成形する方法を示す説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は、固定子コイルとして装着した場合の負荷側となる方向より見た断面図である。（ｄ）は（ｃ）に示した状態の側断面図である。
図４の（ａ）に示すように、空芯コイル３０を加圧用治具のコアピン３１に装着し、内周面パンチ３２とコアピンを固定した状態で、外周面パンチ３３を下方に加圧して、空芯コイルの径方向高さを設定の寸法とする。
次に図４の（ｂ）に示すように、境界面パンチ３４を両側より周方向中央に加圧し、図の（ｃ）に示す状態とする。
図４の（ｄ）は、（ｃ）に示した状態の側断面図である。図４（ｄ）に示すように、最後に固定子コイルとして装着した場合の負荷側より、端面パンチ３５をコアピン方向に加圧し、この状態を丸銅線の絶縁皮膜が融着する温度に保ち、外形状を成形された空芯コイル３０が完成する。
固定子コイルにおいて発生した熱は、負荷側ブラケットを通して放熱されるため、反負荷側からの加圧は行わない。
【００１８】
図５は、前記空芯コイル３０の巻回方法を示す図であり、従来の巻回方法を応用した巻回方法の説明図である。巻回が終了した空芯コイルの外形状を、固定子コイルとして装着した場合の反負荷側となる方向と軸方向より示している。
図５において、前記空芯コイル３０は、図１３で示した巻回する丸銅線との交差部４１ｄがなく、外部からの加圧に対し絶縁被膜の損傷に対する信頼性が高いので、金型で加圧して外形状を成形することができる。また、巻線の一端および他端がコイルの外側に形成され、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、水平に整列して巻回されているため、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面の外形状を精密に加圧成形して、絶縁体を介して負荷側ブラケットと密着させ、固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上させることができる。
【００１９】
本実施例では、表皮効果による巻線抵抗の増大を防ぐために、絶縁皮膜を持つ丸銅線２本を同時に巻回する空芯コイルを用いているが、１本の巻線を用いた空芯コイルも同様な巻回方法よって製作できることは、言うに及ばない。
【実施例２】
【００２０】
図６は第２の実施例における回転電機の固定子の一部の正断面図である。
図６において、固定子は、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻回したのち、金型で加圧して外形状を成形した空芯コイルを、固定子鉄心６１のティース部６１ａに装着して固定子コイル６２とし、円筒形に接合して構成し、固定子コイル近傍をモールド樹脂６３でモールドしている。
前記空芯コイルは、コイルの内側に巻線の層の段差を有し、コイルの外側は巻線の層の段差がない概ね平坦に巻回されている。図示しない負荷側コイルエンドの端面も同様に巻線の層の段差がない概ね平坦となり、そのため、負荷側コイルエンドの内周面、外周面および端面の３面で、絶縁体であるモールド樹脂を介して、前記負荷側ブラケットの凹部６ａと嵌合密着し、固定子コイル６２において発生した熱は、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱され、冷却効果が向上する。
【００２１】
本実施例が実施例１と異なる部分は、空芯コイルの内周部に巻線の層の段差を有する部分である。
一般的に、固定子鉄心のティース部に装着する固定子コイルの装着スペースは扇形の場合が多く、コイルの外側に巻線の層の段差がなく、コイルの内側にも巻線の層の段差がない空芯コイルを、金型で加圧して外形状を成形する場合に比べ、コイルの内側に巻線の層の段差を有し、予め固定子コイルの装着スペースに外形状を近づけた空芯コイルを、金型で加圧して外形状を成形する方が、空芯コイルに与える変形を軽減できる。
従来の回転電機では、巻線の層の段差をコイルの外側に有する固定子コイルが一般的であるが、負荷側コイルエンドの端面等より、絶縁体を介して、負荷側ブラケットの凹部と密着させ、固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上し、固定子コイルの許容温度に対してより大きな通電を可能として、定格出力を格段に向上する回転電機では、コイルの外側が平坦であることが重要であり、コイルの内側に巻線の層の段差を有することは問題とならない。
【００２２】
図７は、第２の実施例における前記空芯コイルの巻回方法を示す説明図であり、（ａ）から（ｈ）は絶縁皮膜を持つ丸銅線２本を同時に巻回する手順を、固定子コイルとして装着した場合の反負荷側となる方向より示している。
図７の（ａ）に示すように、前記丸銅線７１を、巻回部に段差があり、後に説明する複数に分割された巻回用治具７２の下方に、固定子コイルとして装着した場合の負荷側となる方向より、水平に整列して巻回する。
次に前記反負荷側において、巻回の一方の端部７１ａｂを、巻回の他方の端部７１ＡＢの上方に向かって、斜めに巻回し、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、下方の巻線に密着して、水平に整列して巻回する。
次に図７の（ｂ）に示すように、繰り返し、前記反負荷側において、巻回の一方の端部７１ａｂを斜めに巻回し、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、下方の巻線に密着して、水平に整列して上端まで巻回し、１層目の巻回が終了する。
次に図７の（ｃ）に示すように、巻回の他方の端部７１ＡＢを、前記反負荷側の下端において、１層目の巻線の谷間に乗り上げ、水平に１周巻回する。同様に、巻回の一方の端部７１ａｂを、前記反負荷側の上端において、１層目の巻線の谷間に乗り上げ、水平に１周巻回し、繰り返し、前記反負荷側において斜めに巻回し、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、上方の巻線に密着して、水平に整列して、下端の他方の端部７１ＡＢの巻回に至るまで巻回し、２層目の巻回が終了する。
以下図７の（ｄ）より（ｈ）に示すように、巻回の一方の端部７１ａｂは、前記反負荷側において、内側の層の巻線の谷間に乗り上げ、巻回のリードのため斜めに巻回し、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、前巻回の巻線に密着して、水平に整列して下端の他方の端部７１ＡＢの巻回から上端に至る範囲の巻回を進め、巻回の他方の端部７１ＡＢは、前記反負荷側の下端において、内側の層の巻線の谷間に乗り上げ、水平に１周巻回することを繰り返して、設定回数の巻回を終了する。
【００２３】
図７の（ｉ）は、（ｈ）に示した状態の側断面図である。図に示すように、固定子コイルの負荷側コイルエンド端面となるコイルの外側を平坦とするために、巻回用治具の前記負荷側の巻回部７２ａには段差を設け、巻回のリードのため斜めに巻回する巻回用治具の前記反負荷側の巻回部７２ｂには段差を設けていない。
このような巻回方法によって、巻回部に段差があり、複数に分割された巻回用治具に、絶縁皮膜を持つ丸銅線２本を同時に巻回でき、図５、Ａで示した巻回する丸銅線との交差部４１ｄがなく、巻線の一端および他端がコイルの外側に形成され、前記負荷側を含む前記反負荷側以外の部分において、水平に整列して巻回されたコイルを巻回できる。
本実施例の巻回方法においては、外側の層の巻線は内側の層の巻線の谷間に巻回したが、実施例１の巻回方法と同様に、外側の層の巻線を内側の層の巻線の真上に巻回しても良い。
【００２４】
図８は前記空芯コイルを金型で加圧して外形状を成形する方法を示す説明図であり、固定子コイルとして装着した場合の負荷側となる方向より見た正断面図である。
図８の（ａ）は、加圧用治具による加圧前の状態を示し、（ｂ）は、加圧後の状態を示している。図８において、巻回部に段差があり、後に説明する複数に分割された加圧用治具のコアピン７４に、巻回用治具より取り外した空芯コイル７３と、内周面パンチ７５と、外周面パンチ７６とを装着する。以下、内周面パンチ７５とコアピン７４を固定した状態で、外周面パンチ７６、境界面パンチ７７と図示しない端面パンチを用い加圧する手順は、実施例１と同様である。
【００２５】
図９は、図７で示した、巻回部に段差があり、複数に分割された巻回用治具７２の構造説明図である。
図９の（ａ）は、固定子コイルとして装着した場合の負荷側となる方向より見た断面図である。巻回用治具の巻回部８０に段差があり、巻回された空芯コイルを取り外すためには、治具を分割する必要がある。
図９の（ｂ）は、固定子コイルとして装着した場合の外周側となる方向より見た巻回用治具の巻回部の断面図である。
図９において、巻回用治具の巻回部は、２つの第１のスライドコア８１と、２つの第２のスライドコア８２と、固定コア８３の、５つの部品より構成されている。破線はコイルの内側の最小形状を表す。
図９の（ｃ）と（ｄ）は、前記５つの部品を、順次コイルの内側の最小形状より取り外す手順を示す。
図９において、先ず固定コアを取り外し、次に第２のスライドコアをコイルの内側にスライドさせ取り外す。最後に第１のスライドコアを内側にスライドさせ取り外す。
つまり、４つの角からコイルの内側に向けて、コアを対角線方向にスライドさせ、取り外すのである。
【００２６】
また、図９の（ｅ）に示すように、固定子コイルとして装着した場合の反負荷側となる方向には、巻回用治具の巻回部に段差がないため、図の（ｆ）と（ｇ）に示すように、固定コア８６を取り外した後、第２のスライドコアを周方向に、第１のスライドコアを軸方向、次に周方向にスライドさせ、取り外しても良い。
このように、前記空芯コイルは、複数に分割された巻回用治具に巻線を巻回し、接着した後、前記治具を内側に移動させて取り外すため、コイルの内側に巻線の層の段差を有する空芯コイルを製造することができる。
【００２７】
本実施例の巻回方法においては、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻回したのち、金型で加圧して外形状を成形して空芯コイルを構成したが、図１０に示すように、絶縁皮膜を持つ、長方形断面の平角銅線または正方形断面の角銅線を巻回したのち、金型で加圧して外形状を成形して空芯コイルを構成しても良い。
その場合、丸銅線に比べ、巻回のみでコイルの外側をより平坦に形成し易く、金型で加圧して外形状を成形する場合、空芯コイルに与える変形を軽減でき、あるいは、金型で加圧して外形状を成形する工程を省くことができる。
【００２８】
本発明が特許文献１と異なる部分は、安価な丸銅線や角銅線を用い、固定子コイルにおいて発生した熱を、負荷側ブラケットを通して効果的に放熱し、冷却効果を向上している部分である。
また、本発明が特許文献２と異なる部分は、コイルの内側に巻線の層の段差を有し、コイルの外側は巻線の層の段差がない概ね平坦に巻回されている部分である。また、巻線の一端および他端がコイルの外側に形成する目的が、巻線占積率向上ではなく、負荷側コイルエンドと負荷側ブラケットの凹部との密着である部分である。
また、本発明が特許文献３と異なる部分は、有芯コイルでなく、コイルの内側に巻線の層の段差を有する空芯コイルを製造可能とした部分である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は回転電機の小型化および高出力化を実現でき、産業機械やロボットに用いられるサーボモータ等の分野にも適用できる
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施例における回転電機を示す側断面図
【図２】図１の回転電機における正断面図
【図３】第１の実施例における空芯コイルの巻回方法を示す説明図
【図４】第１の実施例における空芯コイルを金型で加圧して外形状を成形する方法を示す説明図
【図５】第１の実施例における空芯コイルの巻回方法を示す説明図
【図６】第２の実施例における回転電機の固定子の一部を示す正断面図
【図７】第２の実施例における空芯コイルの巻回方法を示す説明図
【図８】第２の実施例における空芯コイルを金型で加圧して外形状を成形する方法を示す説明図
【図９】第２の実施例における、巻回部に段差があり、複数に分割された巻回用治具の構造説明図
【図１０】長方形断面の平角銅線または正方形断面の角銅線を巻回した実施例
【図１１】第１の従来技術における回転電機を示す側断面図
【図１２】図１１の回転電機の正断面図
【図１３】第２の従来技術における回転電機の空芯コイルの巻回方法を示す図
【図１４】第３の従来技術における回転電機の空芯コイルを示す図
【図１５】第４の従来技術における回転電機の固定子の一部を示す図
【符号の説明】
【００３１】
１        回転電機
２        回転軸
３        回転子
４        固定子
５        フレーム
６        負荷側ブラケット
６ａ      負荷側ブラケットの凹部
７        反負荷側ブラケット
８        負荷側軸受
９        反負荷側軸受
１０      エンコーダ部
１１      固定子鉄心
１２      固定子コイル
１２ａ    負荷側コイルエンド
１２ａａ  負荷側コイルエンドの内周面
１２ａｂ  負荷側コイルエンドの外周面
１２ａｃ  負荷側コイルエンドの端面
１２ｂ    反負荷側コイルエンド
１２ｃ    巻線の一端
１２ｄ    巻線の他端
１３      結線部
【図１】
2010148258.tif 000003
【図２】
2010148258.tif 000004
【図３】
2010148258.tif 000005
【図４】
2010148258.tif 000006
【図５】
2010148258.tif 000007
【図６】
2010148258.tif 000008
【図７】
2010148258.tif 000009
【図８】
2010148258.tif 000010
【図９】
2010148258.tif 000011
【図１０】
2010148258.tif 000012
【図１１】
2010148258.tif 000013
【図１２】
2010148258.tif 000014
【図１３】
2010148258.tif 000015
【図１４】
2010148258.tif 000016
【図１５】
2010148258.tif 000017