(57)【要約】【課題】導線の絶縁被膜の損傷を抑制する集中巻コイルを提供することである。【解決手段】複数層からなる集中巻きコイル２０であって、外被単層コイル２１と、この外被単層コイル２１の内周面に当接して嵌合固定される内装単層コイル２２とを備え、外被単層コイル２１と内装単層コイル２２とは、互いに独立に単層巻き形成されており、両コイル２１，２２の導線が互いに密着して複数層の集中巻きコイルを構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数層からなる集中巻きコイルであって、
外被単層コイルと、この外被単層コイルの内周面に当接して嵌合固定される内装単層コイルとを備え、
前記外被単層コイルと前記内装単層コイルとは、互いに独立に単層巻き形成されていることを特徴とする集中巻きコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁被膜の損傷を抑制する集中巻コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に使用される回転電機のステータにはコイルが巻装されている。コイルはステータのティースに巻き付けられているが、この巻き付け方法には集中巻き、分布巻き等の方法が採用されている。
【０００３】
集中巻きとしては、エナメル等で絶縁被膜された断面平角形状の導線をティースに巻き付けて、第１の巻き層を作り、この巻き付けた導線の外側に、さらに導線を多層積層して巻き付け、次にティースの径方向に移動して、この多層巻き付けを順次繰り返していく巻き付け方法がある（例えば、引用文献１参照）。特に、引用文献１の図２には、ティースに巻き付けた導線の外側に、もう一度導線を巻き付けて２層として、この層をティースの径方向に４列製作した２層４列の集中巻きが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０９８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ティースに巻き付けた導線の外側にさらに導線を多層巻き付ける場合、巻き崩れを防止するために導線に張力をかけながら巻く必要があり、このとき内側層の導線と外側層の導線とが擦れて絶縁被膜が損傷することがある。
【０００６】
そこで、本発明では、導線の絶縁被膜の損傷を抑制する集中巻コイル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】
【０００７】
本発明の集中巻コイルは、複数層からなる集中巻きコイルであって、外被単層コイルと、この外被単層コイルの内周面に当接して嵌合固定される内装単層コイルとを備え、前記外被単層コイルと前記内装単層コイルとは、互いに独立に単層巻き形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、集中巻コイルにおける導線の絶縁被膜の損傷を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】集中巻コイル、インシュレータ及びティースの分解斜視図である。
【図２】外被単層コイルと内装単層コイルとを示す図であり、（ａ）は分解斜視図を示し、（ｂ）はその縦断面図を示す。
【図３】外被単層コイルと内装単層コイルとの寸法関係を示す図である。
【図４】渡り線を有する外被単層コイルと内装単層コイルとを嵌め合わす説明図であり、（ａ）は内装単層コイルを外被単層コイルに挿入する状態を示し、（ｂ）は内装単層コイルを変形した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
車両等に使用される回転電機のステータは、ステータコア１０と、このステータコア１０に巻装されるコイル２０とを備えている。
【００１１】
ステータコア１０の一部分を示す図１において、ステータコア１０は、ステータ周方向に沿って延びる環状のヨーク１１と、ヨーク１１の内周面よりステータ径方向内側へ突出する複数のティース１２とを備える。複数のティース１２はステータ周方向に互いに等間隔で配置されている。ステータ周方向に隣接するティース１２の間にスロット１３が形成され、複数のスロット１３がステータ周方向に互いに等間隔で配置されている。
【００１２】
ティース１２には、台形筒形状の樹脂からなるインシュレータ１５を介してコイル２０が装着されている。コイル２０は２本の導線２１ａ，２２ａが互いに並列配置されるペア巻きによって、台形形状となるように複数巻きされて、集中巻きコイルを構成している。２本の導線２１ａ，２２ａは並列接続されており並列回路を構成している。
【００１３】
図２（ａ）に示すように、コイル２０は、予め別々に独立して製作された外被単層コイル２１及び内装単層コイル２２が互いに嵌め合わされて構成されている。外被単層コイル２１は、エナメル等で絶縁被膜された断面平角形状の導線２１ａを、所定の巻枠にエッジワイズ曲げで複数回巻き付けて製作される単層コイルである。図２（ｂ）に示すように、導線２１ａを複数回巻き付ける際に、外被単層コイル２１の断面が台形形状となるように導線２１ａを階段状に巻き付ける。
【００１４】
また、内装単層コイル２２は、外被単層コイル２１よりも小さい相似形であるとともに、外被単層コイル２１の内周面に当接する外周面を有する大きさであり、外被単層コイル２１と同様な方法によって製作される単層コイルである。
【００１５】
ここで、図３において、外被単層コイル２１の内径と内装単層コイル２２の外径との関係について説明する。本実施の形態においては、外被単層コイル２１と内装単層コイル２２とを嵌め合わせた場合に、階段状の導線２１ａ，２２ａが互いに密着することが望ましいが、コイルの製作誤差等により導線２１ａ，２２ａ間に隙間が生じる可能性がある。
【００１６】
そのため、外被単層コイル２１と内装単層コイル２２とを嵌め合わせた場合に、コイルの長手方向の導線２１ａ，２２ａのほうが、短手方向の導線２１ａ，２２ａよりも接触面積が大きいことから、長手方向の長さの精度よりも短手方向の長さの精度を高精度に規定する。図３に示すように、外被単層コイル２１の内径における長手方向の長さをＬ１、短手方向の長さをＬ２、内装単層コイル２２の外径における長手方向の長さをＬ３、短手方向の長さをＬ４とすると、各長さをＬ１＞Ｌ３及びＬ２≧Ｌ４の関係となるように設定する。このように設定することによって、長手方向の導線２１ａ，２２ａを確実に当接、密着させることができる。
【００１７】
なお、長さＬ３を長さＬ１よりも小さく設定するとしても、長さＬ３と長さＬ１との差は製作誤差を吸収できる程度の僅かな差であり、長さＬ２と長さＬ４との差についても同様である。
【００１８】
次に、外被単層コイル２１及び内装単層コイル２２の組立について説明する。予め別々に独立して製作された外被単層コイル２１及び内装単層コイル２２は、単層コイルの状態でそれぞれ絶縁検査が行われる。絶縁検査は、コイル内側に検査用の金属端子を接触させて、この金属端子とコイル端に電圧を印加して、漏れ電流を計測することによって行われ、絶縁被膜の傷の有無、すなわち、絶縁不良が判断される。計測された漏れ電流が所定値よりも大きい場合には、絶縁被膜に傷があって絶縁不良であると判断される。
【００１９】
この絶縁検査により、単層コイルの状態での絶縁不良が判断されて、絶縁検査に合格した外被単層コイル２１及び内装単層コイル２２がコイル２０の組み立てに使用される。
【００２０】
図２において、矢印Ａで示すように、外被単層コイル２１の内周に向けて内装単層コイル２２を嵌め込むことによって、外被単層コイル２１及び内装単層コイル２２が互いに組み合わされる。外被単層コイル２１及び内装単層コイル２２が組み合わさった状態では、階段形状の導線２１ａ，２２ａが密着して、外被単層コイル２１と内装単層コイル２２との接触面積を大きくでき、外れにくくすることができる。また、外被単層コイル２１に内装単層コイル２２を嵌め込む際に、両コイル２１，２２の間に接着剤を用いてもよい。
【００２１】
なお、接着剤を使用しない場合には、一度嵌め合わせても、両コイル２１，２２を取り外すことが可能であるので、万一、組み付け後に、外被単層コイル２１または内装単層コイル２２のいずれかに絶縁不良が発見されたときに、両コイル２１，２２を取り外して、絶縁不良のコイルを交換することによって、良品のコイル２０とすることができる。このように、一方の単層コイルに絶縁不良が発見されたときでも、他方の単層コイルを有効に活用することができる。
【００２２】
次に、渡り線を有するコイル３０について図４を参照して説明する。コイル３０は、コイル２０と基本的な構成は同様であるので異なる点について説明する。なお、図４において、コイル形状を簡略化して矩形状として示し、また導線の図示を省略している。
【００２３】
図４に示すように、コイル３０を構成する外被単層コイル３１及び内装単層コイル３２には、他のコイルと接続するための渡り線３１ｂ，３２ｂがそれぞれ設けられている。渡り線３１ｂは、外被単層コイル３１の最外周の導線３１ａを外被単層コイル３１の上方に向かって延出した後、他のコイルに向かって屈曲して構成されている。渡り線３２ｂも、渡り線３１ｂと同様に構成されている。
【００２４】
渡り線３１ｂ，３２ｂを有する外被単層コイル３１及び内装単層コイル３２においては、外被単層コイル３１に対して内装単層コイル３２を平行移動により嵌め合わせようとすると、渡り線３２ｂが外被単層コイル３１に干渉するために、図２に示すような両コイルの嵌め合わせを行うことはできない。
【００２５】
そこで、図４（ａ）に示すように、外被単層コイル３１に内装単層コイル３２を嵌め合わす場合、まず、内装単層コイル３２を傾けて、内装単層コイル３２の渡り線３２ｂを外被単層コイル３１の内側に挿入する。このとき、内装単層コイル３２は傾いていることから、内装単層コイル３２の対角線Ｌ５が、外被単層コイル３１の内径における長さＬ１よりも長い状態となる。上述したように、外被単層コイル３１の長さＬ１と内装単層コイル３２の長さＬ３（図３参照）との差は製作誤差を吸収できる程度の僅かな差であることから、内装単層コイル３２を傾けた状態で外被単層コイル３１に挿入すると、内装単層コイル３２の下端が、外被単層コイル３１の内周に干渉する。
【００２６】
そのため、図４（ｂ）に示すように、内装単層コイル３２を、その断面形状が略平行四辺形となるように弾性変形する。すなわち、内装単層コイル３２の上端及び下端の導線３２ａを長手方向にずらして、その断面形状を平行四辺形に弾性変形する。このように変形することによって、内装単層コイル３２の上端と外被単層コイル３１の内周との間に隙間が形成され、内装単層コイル３２を外被単層コイル３１に嵌め合わせることができる。
【００２７】
内装単層コイル３２を外被単層コイル３１に嵌め合わせた後は、内装単層コイル３２は、外被単層コイル３１の内周形状に沿うので元の形状に戻り、外被単層コイル３１の導線３１ａと内装単層コイル３２の導線３２ａとは密着することになる。
【００２８】
また、内装単層コイル３２の上端及び下端の導線３２ａを長手方向にずらして平行四辺形に変形したが、上端の導線３２ａのみを内装単層コイル３２の内側に撓ませて変形してもよい。このような外被単層コイル３１と内装単層コイル３２の嵌合方法は、単層コイルに渡り線が無い場合であっても、図２に示す断面台形形状でない通常の四角筒形状の外被単層コイルと内装単層コイルとを嵌合する場合にも同様に適用することができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態では、外被単層コイル３１と内装単層コイル３２とを別々に独立して製作しておき、これらを嵌め合わせるので、巻き付けた導線の上にさらに張力をかけて導線を巻く必要がなく、導線の絶縁被膜の損傷を抑制できる。また、巻き付けた導線の上に導線を巻き付ける際の張力がかからないために、コイルの変形を抑制でき、導線間の密着性を向上することができる。さらに、単層コイルの状態で予め絶縁検査することによって、絶縁不良の単層コイルを除外することができ、嵌め合わせ後のコイルの良品率を向上することができる。
【００３０】
なお、上述の実施形態では、内装単層コイル２２が１層のコイルについて説明したが、１層に限らず２層以上の集中巻きコイルとしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ステータコア、１１  ヨーク、１２  ティース、１３  スロット、１５  インシュレータ、２０，３０  コイル、２１  外被単層コイル、２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ  導線、２２  内装単層コイル、３１ａ，３１ｂ  渡り線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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