(57)【要約】【課題】従来より変形の容易なコイルを提供する。【解決手段】回転電機のティースに組み付けられるコイル１０であって、前記コイル１０は、内周巻線１２（２）、１２（３）、１２（６）、１２（７）と、前記内周巻線の外周に巻かれる外周巻線１２（１）、１２（４）、１２（５）、１２（８）とを備える多層巻線が、前記ティースに沿った形状となるように多段に形成されるとともに、前記ティースへの組み付け時には、前記形状が変形させられる。さらに、前記内周巻線１２（２）、１２（３）、１２（６）、１２（７）と、前記外周巻線１２（１）、１２（４）、１２（５）、１２（８）との間には、前記変形時における前記内周巻線の、前記外周巻線側への移動を確保するための間隙１６が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機のティースに組み付けられるコイルであって、
内周巻線と、前記内周巻線の外周に巻かれる外周巻線とを備える多層巻線が、前記ティースに沿った形状となるように多段に形成されるとともに、前記ティースへの組み付け時には、前記形状が変形させられ、
前記内周巻線と前記外周巻線との間には、前記変形時における前記内周巻線の、前記外周巻線側への移動を確保するための間隙が設けられていることを特徴とする、コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルに関し、特に、回転電機のティースに組み付けられるコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転電機のティースに組み付けるコイルとして、ティースに沿った形状に成形された、集中巻用のコイルが知られている。組み付けの際には、当該コイルをティースに挿入する。
【０００３】
ティースは、回転電機のステータコアに設けられている。ステータコアは、中空部を備えた円筒形状をしており、ティースは、ステータコアの内周面から中心軸に向かって延設されている。ティースは、中心軸に向かって先細りするような形状をしており、ステータコアの端面から見ると、ティースは台形形状を有している。また、ティースは、ステータコアの周廻りに複数形成されている。
【０００４】
ティースの形状に対応するため、コイルもまた台形形状に形成される。この場合において、各ティースにコイルを組み付けていくと、最後のコイルの挿入が困難となる場合がある。すなわち、図３に示すように、Ｎ個のティースにＮ個のコイルを組み付ける場合、最初のコイル１００（１）と、最後から一つ前のコイル１００（Ｎ−１）との隙間Ｌ１（開口幅）が、最後のコイル１００（Ｎ）の最上段の幅Ｌ２（外幅）より狭くなり、そのままの形状では、最後のコイル１００（Ｎ）をティース１０２に挿入することができなくなる場合がある。そこで、特許文献１においては、図４に示すように、最後のコイル１００（Ｎ）を変形させた上で、当該コイル１００（Ｎ）をティース１０２に挿入させている。
【０００５】
また、集中巻用のコイルとして、図３、４に示すような、いわゆる単層巻のコイルの代わりに、図５に示すような、内周巻線と、内周巻線の外周に巻かれる外周巻線とを備える多層巻線を多段に組んだ、多層巻コイルが使用される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２２００９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ティースに多層巻コイルを組み付ける際に、当該多層巻コイルを変形させるのが困難となる場合がある。例えば、図５に示すように、多層巻コイル１０４の各段の段差からなる傾斜角を、θ１からθ２に変形させる場合を考える。なお、図５では、Ｎ周目の巻線１１０を１１０（＋Ｎ）及び１１０（−Ｎ）で表す。例えば、１周目の巻線は１１０（＋１）及び１１０（−１）で示される。また、−は紙面から奥に延びる巻線を示し、＋は紙面から手前側に延びる巻線を示している。また、図５では、簡略化のため、＋から−に渡る巻線のみを示し、−から＋に渡る巻線は、図示を省略している。
【０００８】
１周目の巻線側を上段、８周目の巻線側を下段とすると、図６に示されているように、変形に伴う巻線の移動量は、下段ほど大きくなる（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）。また、図６の右側の巻線の移動に伴い、その巻線に接続する巻線も移動する。例えば、巻線１１０（−８）をＤ３だけ移動させると、巻線１１０（−８）に繋がる巻線１１０（＋８）及び巻線１１０（＋７）も、Ｄ３だけ移動する。さらに、巻線１１０（−８）に隣接する巻線１１０（−７）も、巻線１１０（−８）に押されて、Ｄ３だけ移動する。これに伴い、巻線１１０（−７）に繋がる巻線１１０（＋６）が、Ｄ３だけ移動する。
【０００９】
さらに、巻線１１０（−５）をＤ２だけ移動させるに伴い、巻線１１０（−５）に繋がる巻線１１０（＋５）もＤ２だけ移動する。このとき、外側巻線である巻線１１０（＋５）の移動量はＤ２であり、その内側巻線である巻線１１０（＋６）の移動量はＤ３となる。Ｄ２＜Ｄ３であるから、巻線１１０（＋６）の移動は、巻線１１０（＋５）に干渉される。巻線の移動が干渉される結果、多層巻コイルの変形が困難になる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、回転電機のティースに組み付けられるコイルに関するものである。当該コイルは、内周巻線と、前記内周巻線の外周に巻かれる外周巻線とを備える多層巻線が、前記ティースに沿った形状となるように多段に形成されるとともに、前記ティースへの組み付け時には、前記形状が変形させられる。さらに、前記内周巻線と前記外周巻線との間には、前記変形時における前記内周巻線の、前記外周巻線側への移動を確保するための間隙が設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来より変形の容易なコイルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係るコイルの断面図である。
【図２】本実施の形態に係るコイルの断面図である。
【図３】ティースへのコイルの組み付け工程を説明する図である。
【図４】ティースへのコイルの組み付け工程を説明する図である。
【図５】コイルの変形過程を説明する図である。
【図６】コイルの変形過程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に、本実施の形態に係るコイル１０を例示する。コイル１０は、内周巻線及び内周巻線の外周に巻かれる外周巻線を備えた、多層巻線構造を備えている。さらに、コイル１０は、この多層巻構造が複数段に組まれた多段構造となっている。
【００１４】
なお、図１、２では、Ｎ周目の巻線１２の断面を、１２（＋Ｎ）及び１２（−Ｎ）で表す。例えば、１周目の巻線は１２（＋１）及び１２（−１）で示される。また、−は紙面から奥に延びる巻線を示し、＋は紙面から手前側に延びる巻線を示している。また、所定の断面から次の断面までの巻線（渡り線）は、実線で示している。さらに、図１、２では、簡略化のため、＋から−への渡り線のみを示し、−から＋への渡り線は、図示を省略している。
【００１５】
さらに、コイル１０の段数について、紙面上側の段から下側に向かって段数が増えていくものとする。例えば、巻線１２（−１）、１２（＋１）、１２（−２）及び１２（＋２）の段は１段目であり、巻線１２（−７）、１２（＋７）、１２（−８）及び１２（＋８）の段は４段目である。
【００１６】
コイル１０は、図示しない回転電機のティースに沿った形状であってよい。具体的には、各段における巻線が略矩形に巻かれるともに、段数を重ねるにつれてその矩形形状が小さくなっていくような、先細りの形状であってよい。
【００１７】
コイル１０の巻線は、いわゆる平角線であってよい。また、一本の巻線を巻き回すことによってコイル１０を形成してもよい。また、内周巻線と外周巻線の巻き順は、各段で異なっていてもよい。例えば、１段目と３段目は、外周巻線を巻いた後に内周巻線を巻くようにしてもよく、２段目と４段目は、内周巻線を巻いた後に外周巻線を巻くようにしてもよい。
【００１８】
コイル１０は、ティースへの挿入時に変形可能であってよい。例えば、Ｎ個のティースにＮ個のコイル１０を挿入するときに、最後に挿入されるコイル１０を変形してティースに挿入するようにしてもよい。具体的には、図１に示すように、紙面右側の、各段の段差からなる傾斜角θ１を、θ２にするように変形してもよい。
【００１９】
ここで、上記変形の際に、外周巻線側への内周巻線の移動を確保するために、内周巻線と外周巻線との間には、間隙１６が設けられている。例えば、コイル１０を成型する巻線機を作動させるプログラムに、間隙１６を設ける指令を与えることで、間隙１６を備えたコイル１０を製作することができる。外側巻線と内側巻線との間隙１６の幅ａは、コイル１０の変形の際に、内側巻線が、外周巻線に干渉されずに移動できる幅であってよい。
【００２０】
図２には、変形時のコイル１０が例示されている。紙面右側最下段の外側巻線１２（−８）は、変形時にＤ３だけ移動する。これに伴い、巻線１２（−８）に繋がる巻線１２（＋７）及び巻線１２（＋８）も、Ｄ３だけ移動する。
【００２１】
また、巻線１２（−８）に隣接する巻線１２（−７）が、巻線１２（−８）に押されて移動する。具体的には、巻線１２（−８）の移動量Ｄ３から間隙１６の幅ａを引いた量Ｄ３−ａが、巻線１２（−７）の移動量となる。さらに、巻線１２（−７）の移動に伴い、巻線１２（−７）に繋がる巻線１２（＋６）が、巻線１２（−７）と同じＤ３−ａだけ移動する。
【００２２】
また、紙面右側３段目の外側巻線１２（−５）が、変形時にＤ２だけ移動する。これに伴い、巻線１２（−５）に繋がる巻線１２（＋５）が、Ｄ２だけ移動する。
【００２３】
ここで、３段目に注目すると、内側巻線である巻線１２（＋６）の移動量はＤ３−ａであり、外側巻線である巻線１２（＋５）の移動量はＤ２である。巻線１２（＋６）が巻線１２（＋５）に干渉されずにＤ３−ａだけ移動可能とするためには、巻線１２（＋５）及び巻線１２（＋６）のそれぞれの移動量と、間隙１６の幅ａが、（Ｄ３−ａ）−Ｄ２≦ａとの関係式を満たしていればよい。上記関係式より、間隙１６の幅ａは（Ｄ３−Ｄ２）／２以上であればよい。
【００２４】
また、巻線１２（−５）の移動に伴い、巻線１２（＋５）だけでなく、巻線１２（＋４）もＤ２だけ移動する。さらに、紙面右側２段目の巻線１２（−４）が、変形時にＤ１だけ移動する。これに伴い、巻線１２（−４）に繋がる巻線１２（＋３）がＤ１だけ移動する。
【００２５】
ここで、２段目に注目すると、外側巻線である巻線１２（＋４）の移動量はＤ２であり、内側巻線である巻線１２（＋３）の移動量はＤ１である。Ｄ１＜Ｄ２であるので、この段については、内側巻線の移動が外側巻線に干渉されることは避けられる。
【００２６】
さらに、巻線１２（−４）の移動に伴い、隣接する巻線１２（−３）が、巻線１２（−４）に押されて移動する。具体的には、巻線１２（−４）の移動量Ｄ１から間隙１６の幅ａを引いた量Ｄ１−ａが、巻線１２（−３）の移動量となる。さらに、巻線１２（−３）の移動に伴い、巻線１２（−３）に繋がる巻線１２（＋２）が、巻線１２（−３）と同じＤ１−ａだけ移動する。
【００２７】
また、１段目については、紙面右側の外側巻線である巻線１２（−１）が移動しないので、巻線１２（−１）に繋がる巻線１２（＋１）及び巻線１２（−１）に隣接する巻線１２（−２）は、殆ど移動しない
【００２８】
ここで、１段目に注目すると、外側巻線である巻線１２（＋１）の移動量は０であり、内側巻線である巻線１２（＋２）の移動量はＤ１−ａである。巻線１２（＋２）が巻線１２（＋１）に干渉されずにＤ１−ａだけ移動可能とするためには、巻線１２（＋２）の移動量と、間隙１６の幅ａが、（Ｄ１−ａ）≦ａとの関係式を満たしていればよい。上記関係式より、間隙１６の幅ａは、Ｄ１／２以上であればよい。
【００２９】
以上から、１段目における間隙１６の条件ａ≧Ｄ１／２、及び、３段目における間隙１６の条件ａ≧（Ｄ３−Ｄ２）／２が同時に満たされるように、間隙１６の幅ａが定められることが好適である。
【００３０】
なお、上述した実施形態では、すべての段の内側巻線と外側巻線に間隙１６を設けていたが、この形態に限られない。内側巻線の移動が外側巻線により干渉されるおそれのある段のみに、間隙１６を設けるようにしてもよい。例えば、１段目と３段目のみに間隙１６を設けるようにしてもよい。このように、選択的に間隙１６を設けることで、ティースにコイル１０を組み付けた後に、隣接するコイル１０同士が接触するおそれが軽減される。
【００３１】
すなわち、コイル１０の最下段（図２の４段目）は、ティースにコイル１０を組み付けた際に、他の段よりも、隣接するコイル１０との間隔が狭くなる。最下段の巻線には間隙１６を設けないようにすることで、最下段の外周巻線１２（８）の幅を小さくすることができる。その結果、隣接するコイル１０同士の接触を防ぐことが可能となる。このように、間隙１６を選択的に設けるには、例えば、コイル１０を成形する巻線機に対して、段ごとの間隙１６の幅ａを指定したプログラムを与えればよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０  コイル、１２  巻線、１６  間隙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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