(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のヨークから径方向に突出した磁極ティースを有する固定子鉄心と、上記磁極ティースに線材を巻回して構成されたコイルと、上記磁極ティース及びヨークと上記コイルとを絶縁するコイルボビンとを備えた回転電機用固定子において、
上記コイルボビンは、上記磁極ティースの一方の端面から装着される第一のコイルボビンと、上記磁極ティースの端面からの円筒軸方向の寸法が上記第一のコイルボビンより短く上記磁極ティースの他方の端面から装着される第二のコイルボビンとからなり、
上記第一のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記ヨークとの絶縁部とがなす角部の少なくともコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材をガイドする第一のコイルガイドを備え、
上記第二のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記ヨークとの絶縁部とがなす角部の少なくともコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材を上記ヨークから離れる方向にガイドして列替えをするための第二のコイルガイドを備え、
上記線材の巻き始め位置を第一のコイルボビン側に設け、上記線材の交差する部位の全てを上記第二のコイルボビンの上記円筒軸方向の端面に纏め、上記線材の配置が上記磁極ティース中央線に対して左右対称とならないようにしたことを特徴とする回転電機用固定子。
【請求項２】
円筒状のヨークから径方向に突出した磁極ティースを有する固定子鉄心と、上記磁極ティースに線材を巻回して構成されたコイルと、上記磁極ティース及びヨークと上記コイルとを絶縁するコイルボビンとを備えた回転電機用固定子において、
上記コイルボビンは、上記磁極ティースの一方の端面から装着される第一のコイルボビンと、上記磁極ティースの端面からの円筒軸方向の寸法が上記第一のコイルボビンより短く上記磁極ティースの他方の端面から装着される第二のコイルボビンとからなり、
上記第一のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記ヨークとの絶縁部とがなす角部の少なくともコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材をガイドする第一のコイルガイドを備え、
上記第二のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記ヨークとの絶縁部とがなす角部の少なくともコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材を上記ヨークから離れる方向にガイドして列替えをするための第二のコイルガイドを備え、
上記線材を巻回する際に、上記線材の交差する部位を上記第二のコイルボビンの上記円筒軸方向の端面に纏め、
上記第二のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記磁極ティースとの絶縁部とがなす角部のコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材をガイドするための第四のコイルガイドを備え、
上記第四のコイルガイドは、上記コーナ部に設けられ、上記コーナ部間には設けられていないことを特徴とする回転電機用固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機用固定子に関し、詳細には、高密度な集中巻きコイルを行うための構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定子鉄心に集中巻きコイルを形成する方法として、磁極ティース部上下に絶縁性を有する樹脂により成形されたコイルボビンを挿入し、このコイルボビンの上から線材を順次螺旋状に巻回する方法が用いられている。そして、コイルの高密度化は、回転電機の高効率化や大容量化さらに小形化に寄与するため、コイルを整列巻きし高密度化させる方法が考えられている。
【０００３】
この整列巻きとは、例えば、特許文献１で示されるように、磁極ティース部の一端から他端に順次巻き送り、また他端から一端に順次巻き戻し（以下、送り・戻し動作という）、順次線材を俵積み状に積層させる巻き方である。この整列巻きは、限られたスペースでコイル密度を高めることができる上、安定したコイル形状を実現することができる。
【０００４】
しかし、整列巻きされたコイルは送り・戻し動作を繰り返し、俵積み状に積層することにより形成されるため、送り・戻し動作によって線材同士が交差する部位が各層間に発生してしまう。このため、コイルを俵積み状に積層することによりコイル巻回高さを縮小させ、高密度化に対処させようとしても、線材同士が交差する部位によりコイル巻回高さは縮小されないので、高密度化が困難であった。
【０００５】
この問題に対処して、例えば、特許文献２では、送り・戻し動作により線材が交差する部位を所定のコイルボビン側面に纏めて配置することで、コイルの高密度化を図っている。特に、線材が交差する部位を一方のコイルエンド（円筒軸方向）側のコイルボビン側面に纏めることで優れた効果が得られるとしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２４５８９５号公報（第３頁、図１５）
【特許文献２】特開２００２−１１２４８３号公報（第４頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献２の方法では、円筒軸方向の寸法が長いコイルボビンを挿入しコイル形成を行う場合、線材が交差する部位をこの円筒軸方向の寸法が長いコイルボビン側面に纏める際に、線材の送り・戻し動作によって、線材と引出線収納溝側のコイルボビンの巻枠と垂直な面が接触し、線材の絶縁被膜が剥離し絶縁不良となる問題や、線材がコイルボビンの巻枠と垂直な面と接触するために線材を所定の位置に配置できず、このためコイル密度が低下するという問題がある。
【０００８】
この発明は上記のような問題を解決するために成されたもので、線材が絶縁不良を起こさず、コイルの高密度化が可能な回転電機用固定子を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る回転電機用固定子は、円筒状のヨークから径方向に突出した磁極ティースを有する固定子鉄心と、上記磁極ティースに線材を巻回して構成されたコイルと、上記磁極ティース及びヨークと上記コイルとを絶縁するコイルボビンとを備えた回転電機用固定子において、
上記コイルボビンは、上記磁極ティースの一方の端面から装着される第一のコイルボビンと、上記磁極ティースの端面からの円筒軸方向の寸法が上記第一のコイルボビンより短く上記磁極ティースの他方の端面から装着される第二のコイルボビンとからなり、
上記第一のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記ヨークとの絶縁部とがなす角部の少なくともコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材をガイドする第一のコイルガイドを備え、
上記第二のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記ヨークとの絶縁部とがなす角部の少なくともコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材を上記ヨークから離れる方向にガイドして列替えをするための第二のコイルガイドを備え、
上記線材の巻き始め位置を第一のコイルボビン側に設け、上記線材の交差する部位の全てを上記第二のコイルボビンの上記円筒軸方向の端面に纏め、上記線材の配置が上記磁極ティース中央線に対して左右対称とならないようにしたものである。
【００１０】
また、円筒状のヨークから径方向に突出した磁極ティースを有する固定子鉄心と、上記磁極ティースに線材を巻回して構成されたコイルと、上記磁極ティース及びヨークと上記コイルとを絶縁するコイルボビンとを備えた回転電機用固定子において、
上記コイルボビンは、上記磁極ティースの一方の端面から装着される第一のコイルボビンと、上記磁極ティースの端面からの円筒軸方向の寸法が上記第一のコイルボビンより短く上記磁極ティースの他方の端面から装着される第二のコイルボビンとからなり、
上記第一のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記ヨークとの絶縁部とがなす角部の少なくともコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材をガイドする第一のコイルガイドを備え、
上記第二のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記ヨークとの絶縁部とがなす角部の少なくともコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材を上記ヨークから離れる方向にガイドして列替えをするための第二のコイルガイドを備え、
上記線材を巻回する際に、上記線材の交差する部位を上記第二のコイルボビンの上記円筒軸方向の端面に纏め、
上記第二のコイルボビンは、上記線材を巻回する巻き枠部と上記磁極ティースとの絶縁部とがなす角部のコーナ部に上記巻き枠部から突出した突出部からなり、上記突出部の側面で上記巻回する線材をガイドするための第四のコイルガイドを備え、
上記第四のコイルガイドは、上記コーナ部に設けられ、上記コーナ部間には設けられていないものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る回転電機用固定子によれば、線材が交差する部位を一方の円筒軸方向側の側面かつ第二のコイルボビン上に纏めることができるため、送り・戻し動作を行っても、線材が第一のコイルボビンに接触することがなく、かつ、整列巻きを行うことができ、線材が絶縁不良を起こさず、コイルの高密度化が可能な回転電機用固定子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る回転電機用固定子における実施の形態１の正面図、図２は、図１の下面図、図３は、この実施の形態１における第一のコイルボビンの正面図、図４は、図３の斜視図、図５は、この実施の形態１における第二のコイルボビンの正面図、図６は、図５の斜視図である。
【００１３】
図１及び図２に示したように、固定子鉄心１は、円筒状のヨーク３と、ヨーク３から径方向に突出し、ヨーク３により磁気的に連結された複数の磁極ティース２を有する。磁極ティース２の上から、図３及び図４に示した引出線収納溝４を有し磁極ティース２の端面から円筒軸方向の寸法が長い第一のコイルボビン５が挿入され、磁極ティース２の下から、図５及び図６に示した第一のコイルボビン５よりも磁極ティース２の端面から円筒軸方向の寸法が短い第二のコイルボビン６が挿入されている。
【００１４】
図３及び図４に示したように、第一のコイルボビン５は、コイルが巻かれる部分である巻き枠７とヨーク３を絶縁する部分とがなす角部の少なくともコーナ部に、巻き枠７から突出したコイルガイド（第一のコイルガイド）８を有し、また、磁極ティース２の先端部分を絶縁する部分と巻枠７とがなす角部に巻き枠７から突出したコイルガイド（第三のコイルガイド）９を有する。図５及び図６に示したように、第二のコイルボビン６も、同様の角部の少なくともコーナ部に、巻き枠７から突出したコイルガイド（第二のコイルガイド）１０と巻き枠７から突出したコイルガイド（第四のコイルガイド）１１を有する。
【００１５】
コイルガイド８，９は、その突出部の側面で線材１３ａをガイドするものであり、コイルガイド８は線材１３ａがヨーク３側へ移動するのを防止し、コイルガイド９は線材１３ａが磁極ティース２の先端方向へ移動するのを防止する。
【００１６】
コイルガイド１０は、その突出部の側面で線材１３ａをガイドするものであり、第二のコイルボビン６側に巻かれる線材１３ａをヨーク３から離れる方向へガイドして列替えをするように、傾斜したガイド壁面を有する。
【００１７】
コイルガイド１１は、その突出部の側面で線材１３ａをガイドするものであり、コイルガイド９は線材１３ａが磁極ティース２の先端方向へ移動するのを防止する（図１３参照）。
【００１８】
また、第二のコイルボビン６は、図５及び図６に示したように、巻き枠７に線材１３の線径間隔に配置された突起１２を巻き枠７の側面（軸方向と垂直な面）に有し、１層目の線材１３ａを所定の位置に配置し、線材１３ａが巻き乱れるのを防止する。
【００１９】
図７は、１つの磁極ティースにコイルを形成した状態の正面図、図８は、図７の上面図、図９は、図７の下面図であり、図９は１８０度回転させて示している。図７及び図８に示したように、第一のコイルボビン５側には、磁極ティース２に線材１３ａを巻き始める側から引き出した巻き始め線１４と、巻き終わる側から引き出した巻き終わり線１５を有し、図９に示したように、第二のコイルボビン６側には引き出し線はない。
【００２０】
図１０及び図１１は、２層目途中までコイル１３を形成した状態の上面図及び下面図で、図１０は、図１において第一のコイルボビン５を上から見た上面図であり、図１１は、図１において第二のコイルボビン６を下から見た下面図である。線材１３ａは、図１０のＡの位置から巻き始め、図５及び図６に示した突起１２間及びコイルガイド１０を通って列替えされる。列替えは、図１１のＷ−Ｗ’間で行われる。線材１３ａは、ヨーク３側から磁極ティース２の先端側に向かって送り動作により整列巻きされ、磁極ティース２の先端に至ると、図５及び図６に示したコイルガイド１１ａ，１１ｂを通り、さらに図３及び図４に示したコイルガイド９を通り、第二のコイルボビン６の円筒軸方向端面で２層目の線材１３ａが図１１のＸ−Ｘ’のように１層目と交差され、さらに、磁極ティース２の先端側からヨーク３側に向う戻し動作によって線材１３ａを戻して俵積み状に２層目が整列巻きされる。この送り・戻し動作によってコイル１３が形成される。これを繰り返すことで、線材１３ａが交差する部位を図９に示したように第二のコイルボビン６の円筒軸方向端面上に纏め、第一のコイルボビン５及び第二のコイルボビン６の線材１３ａが交差する部位を纏めた面以外では俵積み状に整列巻きされる。
【００２１】
図１２は、２つの磁極ティース２にコイル１３を形成した状態の第二のコイルボビン側における断面図であり、図１３は、図１２の一部を拡大して示している。線材１３ａの断面内には１つの磁極ティース２の内側から順に１〜４８の巻く順番が示されている。また、破線は１つの磁極ティース２が有する範囲を区切っている。図１２に示したように、磁極ティース２の中央（Ｙ−Ｙ’の左右間）で左右対称のコイル形状とはならず、最後に巻かれてとびでた４８番目の線材１６ａ，１６ｂは隣り合う磁極ティース２に巻かれた線材が窪んで空間となった位置に入ることになる。
【００２２】
以上のようにコイル１３を形成し、巻き始め線１４を引出線収納溝４に納めることで図１の状態となる。
【００２３】
この実施の形態１によれば、磁極ティース２に１番目に巻かれる線材１３ａが第一のコイルボビン５側のコイルガイド８と第二のコイルボビンのコイルガイド１０によってヨーク３方向へ移動することを防ぐことができ、また、第二のコイルボビン６のコイルガイド１０によって第二のコイルボビン６の円筒軸方向端面で列替えできるため、線材１３ａが交差する部位を巻き始め側の円筒軸方向端面とは反対側の第二のコイルボビン６の円筒軸方向端面に纏めることができる。
【００２４】
また、磁極ティース２に１番目に巻かれる線材１３ａが磁極ティース２を１周する前に列替えを行うため、磁極ティース２の中央で左右対称のコイル１３の形状とならないようにでき、隣接する磁極ティース２側にとびでた線材１３ａを隣接する磁極ティース２側の窪んだ空間に配置することができるので、隣接する磁極ティース２に巻かれたコイル１３と接触しないようにすることができ、電位差を生じるコイル１３同士の接触を避けることができる。
【００２５】
また、コイルガイド９とコイルガイド１１によって、線材１３ａが磁極ティース２先端方向へ移動するのを防ぐことができる。
【００２６】
また、第二のコイルボビン６の円筒軸方向端面に、線材１３ａが交差する部位を纏めることができるため、図９に示したＺ−Ｚ’間のように、線材１３ａを交差させるための移動距離を長くする場合でも、フライヤ等によって巻線を施す際に線材１３ａが第一のコイルボビン５に接触することがない。これにより線材１３ａの絶縁皮膜が剥離されないため絶縁不良を起こさず、かつ線材１３ａを任意の位置に配置できることから、コイル１３の高密度化が可能な回転電機用固定子を提供することができる。
【００２７】
なお、線材１３ａが交差する部位を巻き始め線１４側の円筒軸方向端面に纏めることも可能である。この場合、第一のコイルボビン５と第二のコイルボビン６を上下反対に挿入し、コイルガイド８とコイルガイド１０をなくすことで可能となる。このような構成とすることで、線材１３ａが交差する部位を任意の円筒軸方向端面に設けることができる。
【００２８】
また、図３に示したコイルガイド８を円筒軸方向端面である上面から側面に延在するように設けることで、広い範囲で線材１３ａを固定することができ、整列性がより高まる。
【００２９】
また、図３に示したコイルガイド９は、コーナー部に設けてもよいが、上面から側面に延在するように設けることにより広い範囲で線材１３ａを固定することができ、整列性がより高まる。
【００３０】
また、コイルガイド１０が、コーナ部から側面に延在するように設けることにより広い範囲で線材１３ａを固定することができ、整列性がより高まる。
【００３１】
また、突起１２はコーナ部に設けてもよく、さらに、コーナ部から側面に延在するように設けてもよく、これにより巻き乱れを防止し、安定して整列性の高いコイルを作製することができる。
【００３２】
また、コイルガイド１１はコーナ部に設け、コーナ部とコーナ部との間には設けない。これにより、コーナ部とコーナ部との間で１層目から２層目に巻線の線材１３ａが移るとき、コイルガイド１１によって線材１３ａが干渉されないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明は、自動車用、産業機器用等の回転電機用固定子に有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係る回転電機用固定子における実施の形態１の正面図である。
【図２】図１の下面図である。
【図３】実施の形態１における第一のコイルボビンの正面図である。
【図４】図３の斜視図である。
【図５】実施の形態１における第二のコイルボビンの正面図である。
【図６】図５の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態１による回転電機用固定子の１つの磁極ティースにコイルを形成した状態の正面図である。
【図８】図７の上面図である。
【図９】図７の下面図である。
【図１０】２層目途中までコイル１３を形成した状態の上面図である。
【図１１】２層目途中までコイル１３を形成した状態の下面図である。
【図１２】２つの磁極ティース２にコイル１３を形成した状態の第二のコイルボビン側における断面図である。
【図１３】図１２の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  固定子鉄心、２  磁極ティース、３  ヨーク、４ａ〜４ｃ  引出線収納溝、
５，５ａ〜５ｄ  第一のコイルボビン、６，６ａ〜６ｉ  第二のコイルボビン、
７  巻き枠、８，９，１０，１１  コイルガイド、１２ａ〜１２ｏ  突起、
１３  コイル、１３ａ  線材、１４  巻き始め線、１５  巻き終わり線、
１６ａ，１６ｂ  ４８番目に巻かれる線。
【図１】
0005148260.tif 000002
【図２】
0005148260.tif 000003
【図３】
0005148260.tif 000004
【図４】
0005148260.tif 000005
【図５】
0005148260.tif 000006
【図６】
0005148260.tif 000007
【図７】
0005148260.tif 000008
【図８】
0005148260.tif 000009
【図９】
0005148260.tif 000010
【図１０】
0005148260.tif 000011
【図１１】
0005148260.tif 000012
【図１２】
0005148260.tif 000013
【図１３】
0005148260.tif 000014