CN1328839C

CN1328839C - 旋转电机的转子

Info

Publication number: CN1328839C
Application number: CNB028291581A
Authority: CN
Inventors: 中西俊雄; 小野雅史; 泷泽拓志; 大桥笃志; 田中胜则
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JPWO2004038893A1; EP1555735A1; KR100636489B1; US7053515B2; US20050218744A1; DE60237478D1; JP4347219B2; WO2004038893A1; EP1555735A4; CN1628405A; EP1555735B1; KR20050004296A

Abstract

本发明揭示具有线圈绕组的旋转电机转子。它是在线圈架的卷筒部的外周将截面为圆形的线圈导线使各层沿轴向的排数相同而进行多层卷绕，从而构成转子线圈的线圈绕组。而且，线圈绕组的奇数层如下构成，使线圈导线与线圈架的第一凸缘部的内周壁面接触，绕卷筒部近似绕1圈后，使该线圈导线互相接触，沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈对线圈架的第二凸缘部的内周壁面具有间隙S，而线圈绕组的偶数层是这样构成的，使线圈导线与第二凸缘部的内周壁面接触，绕卷筒部近似绕1圈后使该线圈导线互相接触，沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈导线对第一凸缘部的内周壁面具有间隙S。而且，上述间隙S相对于线圈导线的直径D，满足D/4≤S≤D/2的关系。

Description

旋转电机的转子

技术领域

本发明涉及安装在轿车、卡车、电车等车辆上的旋转电机的转子，特别涉及卷绕在线圈架的卷筒部的转子线圈的卷绕结构。

背景技术

图17为说明例如特开平6-181139号公报所述的以往的旋转电机转子线圈制造方法的主视图。

在该以往的转子线圈制造方法中，如图17所示，在卷筒部1a的两端形成一对凸缘1b的线圈架1安装在主轴2上，如箭头所述旋转。然后，线材4从出线口3送出，卷绕在旋转的线圈架1的卷筒部1a。这时，出线口3沿箭头的方向往复移动，线材4整齐排列在卷筒部1a，卷绕成多层，得到转子线圈。

但是，在以往的转子线圈制造方法中，关于卷筒部1a的轴向尺寸与线材4的直径的关系、以及在径向相邻的层间的线材4的位置关系上，是什么也没有考虑到。因此，在将线材4卷绕在卷筒部1a的过程中会发生乱绕。而且，卷绕完成后的由卷绕的线材4构成的线圈绕组的外径，因该乱绕而导致沿线圈架1的轴向不整齐。其结果，位于外径大的线圈绕组最外圈的线材4与磁极的内周壁面接触，出现线材4的绝缘膜损伤而引起绝缘不良的问题。另外，因乱绕而引起加在线材4上的载荷平衡破坏，在卷绕完成后还会引起线圈绕组散乱的问题。

发明内容

本发明是将线圈导线在线圈架上使各层的排数相同，进行多层卷绕，构成线圈绕组，而且规定线圈导线与线圈架的凸缘部的间隙与线圈导线的排列间距的关系，在线圈导线进行卷绕的工序中抑制产生乱绕，得到具有均匀外径、不易散乱的线圈绕组的旋转电机转子。

根据本发明的旋转电机的转子中，转子线圈的线圈绕组是将截面为圆形的线圈导线在线圈架的卷筒部的外周使各层在轴向的排数相同，而进行多层卷绕所构成的。该线圈绕组的奇数层是这样构成的，其线圈导线接触线圈架的第一凸缘部的内周壁面并绕卷筒部近似绕1圈后，使该线圈导线互相接触而沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈导线相对于线圈架的第二凸缘部的内周壁面具有间隙S，而线圈绕组的偶数层是这样构成的，其线圈导线接触第二凸缘部的内周壁面并绕卷筒部近似绕1圈后，使该线圈导线互相接触而沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈导线相对于第一凸缘部的内周壁面具有间隙S。而且，上述间隙S相对于线圈导线的直径D，满足D/4≤S≤D/2的关系。

另外，根据本发明的旋转电机的转子中，转子线圈的线圈绕组是将截面为圆形的线圈导线在线圈架的卷筒部的外周使各层在轴向的排数相同，而进行多层卷绕构成的。该线圈绕组的奇数层是这样构成的，其线圈导线接触线圈架的第一凸缘部的内周壁面并绕卷筒部近似绕1圈后，使该线圈导线具有间隙G而沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈导线相对于线圈架的第二凸缘部的内周壁面具有间隙S，而线圈绕组的偶数层是这样构成的，其线圈导线接触第二凸缘部的内周壁面并绕卷筒部近似绕1圈后，使该线圈导线具有间隙G而沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈导线相对于第一凸缘部的内周壁面具有间隙S，而且，上述间隙S相对于线圈导线的直径D及间隙G，满足S＝(D+G)/2的关系。

附图说明

图1所示为本发明实施形态1有关的旋转电机转子的主要部分的剖视图。

图2所示为适用于本发明实施形态1有关的旋转电机转子的线圈架的立体图。

图3所示为本发明实施形态1有关的旋转电机转子的线圈架的转子线圈卷绕状态的立体图。

图4为说明本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕方法的立体图。

图5为说明本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕方法的工序图。

图6为说明本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕方法的工序图。

图7为说明本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕方法的工序图。

图8为说明本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕状态的剖视图。

图9为说明本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕状态的剖视图。

图10为说明本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕状态的剖视图。

图11所示为本发明实施形态2有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕状态的剖视图。

图12所示为本发明实施形态3有关的旋转电机的线圈架的主要部分平面图。

图13为说明本发明实施形态3有关的旋转电机的转子线圈卷绕状态的剖视图。

图14所示为本发明实施形态4有关的旋转电机转子的线圈架的侧视图。

图15为图14的XV-XV箭头方向的剖视图。

图16所示为本发明实施形态5有关的旋转电机转子的主要部分的剖视图。

图17为说明以往的旋转电机转子线圈制造方法的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的理想实施形态。

实施形态1

图1所示为本发明实施形态1有关的旋转电机转子的主要部分的剖视图，图2所示为适用于本发明实施形态1有关的旋转电机转子的线圈架的立体图，图3所示为本发明实施形态1有关的旋转电机转子的线圈架的转子线圈卷绕状态的立体图，图4为说明本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕方法的立体图，图5至图7分别为说明本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕方法的工序图，图8至图10分别所示为本发明实施形态1有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕状态的剖视图，图8所示为S＞D/2的情况，图9所示为S＝D/2所情况，图10所示为S＜D/4的情况。另外，S是各层的线圈导线15与第一及第二凸缘18及19的内周壁面的间隙，D是线圈导线15的直径。

旋转电机的转子10如图1所示，由流过电流产生磁通的转子线圈11；覆盖该转子线圈11而设置的、利用转子线圈11产生的磁通而形成磁极的一对磁极心12所构成。

各磁极心12由铁制成，尖细形状的爪形磁极13分别使其尖细方向与轴心一致，在圆柱形底部14的外周边缘沿圆周方向以等角间距形成多个。而且，一对磁极心12使爪形磁极13对置，相互咬合，将底部14的端面相互之间接触，固定在转轴(未图示)上。另外，图中未画出，转轴穿通孔设置在底部14的轴心位置。

线圈架16如图2所示，是将尼龙66等热塑性树脂中添加玻璃纤维的材料通过金属模具成形而制成，第一及第二凸缘部18及19从卷筒部17的轴向两端向径向的外侧延伸设置，构成截面呈“コ”字形的环形体。另外，形成增强用的筋20，增加第一及第二凸缘部18及19的壁厚，在这种情况下，在第一及第二凸缘部18及19上，沿圆周方向以等角间距形成6处的筋20。另外，在第一及第二凸缘部18及19的外周端沿内圆周方向以等角间距设置绝缘用的舌片18a及19a，在线圈架16安装到一对磁极心12上时，将舌片18a及19a弯曲，使其沿爪形磁极13的内周壁面，以防止转子线圈11与爪形磁极13直接接触。再在第一凸缘部18的外周端竖立设置一对系线部21a系21b，在第一凸缘部18的内周壁面凹进设置后述的槽22，使其从系线部21a附近的第一凸缘部18的外周端达到卷筒部17。

该线圈架16将卷筒部17装在底部14上，从两侧(图1的左右)利用爪形磁极13的根部13a夹住，放置在由一对磁极心12的爪形磁极13与底部14构成的空间内。另外，转子线圈11是将线圈导线15在卷筒部17的外周、使各层沿轴向的排数相等来进行多层卷绕而构成。这里，线圈导线卷绕成7排4层。

下面说明转子线圈11的卷绕方法。

线圈导线15是在截面为圆形的铜等芯材的表面被覆聚酰亚胺树脂等绝缘膜制成。该线圈导线15从出线口23送出，其前端卷绕在安装在主轴(未图示)等上的线圈架16的系线部21a，通过沟槽22内，引至卷筒部17。

然后，如图4所示，一面从出线口23送出线圈导线15，一面使线圈架旋转，将线圈导线15卷绕在卷筒部17。这时，使出线口23沿线圈架16的轴向移动，在卷筒部17卷绕第一层线圈导线15，该第一层的线圈导线15如图5所示，从槽22向卷筒部17伸出后，一面与第一凸缘部18的内周壁面接触，一面绕卷筒部17近似绕1圈，然后一面向第二凸缘部19一侧位移线圈导线15的一条大小的距离，与第1圈的线圈导线15接触，一面绕卷筒部17近似绕1圈，同样这样进行，绕卷筒部17全部卷绕7圈。这时，在第一层的第7圈的线圈导线15与第二凸缘19的内周壁面之间形成间隙S。

接着，在第一层的线圈导线15上卷绕第二层的线圈导线15。首先，线圈导线15如图6所示，叠在第7圈的线圈导线15之上使其与第二凸缘部19的内周壁面接触，近似绕1圈。然后，如图7所示，一面向第一凸缘部18一侧位移线圈导线15的一条大小的距离，与第二层的第1圈的线圈导线15接触，而且与第一层的第6圈及第7圈的线圈导线15接触，一面绕卷筒部17近似绕1圈，同样这样进行，绕卷筒部17全部卷绕7圈。

重复进行该线圈导线15的卷绕工序，在卷筒部17卷绕线圈导线15，一直达到与爪形磁极13的根部13a的高度相同的高度，构成线圈绕组A。在该实施形态1中，线圈绕组A是将线圈导线15卷绕7排4层而构成。然后，切断从出信口23伸出的线圈导线15，将线圈导线15的切断一侧卷绕在系线部21b，达到图3所示的转子线圈11。

在这样制成的转子线圈11中，如图1所示，是在线圈架16的卷筒部17卷绕7排4层。而且，在奇数层是这样卷绕的，使线圈导线15的第1圈与第一凸缘部18的内周壁面接触，进行卷绕，以后使其互相接触，全部绕7圈，在第7圈的线圈导线15与第二凸缘部19的内周壁面之间具有间隙S。另外，在偶数层是这样卷绕的，使线圈导线15的第1圈以第二凸缘部19的内周壁面接触，进行卷绕，以后使其互相接触，全部绕7圈，在第7圈的线圈导线15与第一凸缘部18的内周壁面之间具有间隙7。而且，例如由于第二层的第1圈的线圈导线15与第二凸缘部19的内周壁面接触，进行卷绕，因此第二层的第1圈的线圈导线15将第一层的第圈的线圈导线15向第一凸缘部18的一侧按压。起到使第一层的7圈导线15互相贴紧的作用。因此，即使在第二层将线圈导线15依次卷绕第2圈、第3圈，也能确保第一层卷绕的线圈导线15的贴紧状态。另外，即使在第3层及第4层卷绕线圈导线15时，也同样确保下层卷绕的线圈导线15的贴紧状态。即，能够确保线圈绕组A的各层线圈导线15的整齐排列状态。

这样，转子线圈11的线圈绕组A由于是这样构成的，它使得各层的排数相同，在奇数层使线圈导线15与第一凸缘部18的内周壁面接触，相对于第二凸缘部19的内周壁面具有间隙S，而且互相接触，这样从第一凸缘部18至第二凸缘部19一侧以排列间距P(＝D)排列7排，在偶数层使线圈导线15与第二凸缘部19的内周壁面接触，相对于第一凸缘部的内周壁面具有间隙S，而且还互相接触，这样从第二凸缘部19至第一凸缘部18一侧以排列间距P(＝D)排列7排，因此线圈绕组A的外径沿线圈架16的轴向也不会不排齐。其结果，在将转子线圈11装到磁极心上制成转子10时，能够抑制因位于线圈绕组A的最外圈部分的线圈导致15与爪形磁极13的内周壁面接触而引起线圈导线15的绝缘膜产生损伤，能够提高绝缘性。另外，也能够抑制线圈导线15所加的载荷平衡，防止线圈绕组A卷绕结束后引起散乱。

另外，由于线圈架16是将尼龙66等热塑性树脂中添加玻璃纤维的材料通过金属模具成形而制成，因此线圈架16的强度增大，在线圈导线15的卷绕工序中，能够抑制第一及第二凸缘部18及19被线圈导线15挤压而倒向外侧。再有由于在第一及第二凸缘部18及19形成筋20，因此线圈架16的强度更进一步增大，能够确实防止第一及第二凸缘部18及19倒向外侧。

另外，第一及第二凸缘部18及19倒向外侧将导致间隙S扩大，线圈导线15在卷绕过程中会发生乱绕，线圈导线15不能卷绕成整齐排列的状态。其结果，线圈绕组A的外径沿轴向变成不整齐，加在线圈导线15上的载荷平衡破坏。

下面参照图8至图10说明间隙S。

从图8至图10可知，第二层的第1圈的线圈导线15与第一层的第7圈的线圈导线15的接触点距离卷筒部17的高度是间隙越大则越低。

在图9中，所示的卷绕结构是这样构成的，它使线圈绕组A的各层以排列间距P(＝D)将线圈导线15排列7排，设第7圈的线圈导线15与第一凸缘部18(或第二凸缘部19)的间隙S为D/2。在该卷绕结构中，中间层(除了第一层及最上层)的中间圈(除了第1圈及最后1圈)的线圈导线15沿圆周方向与6圈的线圈导线15接触。即，线圈导线15的外圆周面变成以等角间距的6点与相邻圈的线圈导线15接触，加在各圈的线圈导线15的载荷平衡很好，以极稳定的状态下进行卷绕。另外，由于各层的第1圈的线圈导线15以第一凸缘部18或第二凸缘部19接触，因此例如在第二层的第1圈卷绕线圈导线15时，第一层的卷绕的线圈导线15向第一凸缘部18一侧挤压，但该挤压力通过第1圈的线圈导线15由第一凸缘部18承受，第一层的线圈导线15的整齐排列状态不会散乱。因此，由于能够以稳定的状态卷绕线圈导线15，所以在卷绕工序中能够确实抑制产生乱绕，能够以齐排列的状态卷绕线圈导线15。其结果能简单地制成外径沿轴向整齐的线圈绕组A，同时能够实现不易发生散乱的线圈绕组A。另外，由于能够不浪费线圈架16的卷绕空间来卷绕线圈导线15，因此能够增多线圈导线15的卷绕圈数。再有，由于线圈导线15沿圆周方向与相邻的6圈线圈导线15接触，因此在转子通电时，由线圈导线15产生的热量是通过相邻圈的线圈导线15向周围散发，提高了转子线圈11的散热性，能够抑制转子线圈11的温度上升。

另外，在图8中所示的卷绕结构是这样构成的，它使线圈绕组A的各层以排列间距P(＝D)将线圈导线15排列7排，设第一层的第7圈的线圈导线15与第一凸缘部18的间隙S大于D/2(S＞D/2)。在该卷绕结构中，由于间隙S变成S＞D/2，因此第二层的第1圈的线圈导线15距离卷筒部17的高度要低于第二层的其它圈的线圈导线15，与第2圈的线圈导线15分离。而且，层数越大，同一层内高度降低的线圈导线15的圈数越多。其结果，如图8中斜线所示，在线圈导线15的卷绕工序过程中产生乱绕，沿线圈架16的轴向的线圈绕组的外径非常不整齐，同时加在线圈导线15上的载荷平衡也太大破坏。另外，例如第三层的第1圈卷绕的线圈导线15将第二层的第7圈的线圈导线15向第二凸缘部19一侧挤压。这时，由于第二层的第1圈与第2圈的线圈导线15分离，而且第二层的第1圈的线圈导线15位于比第二层的第圈的线圈导线15更下方的位置，因此将第二层的第7圈的线圈导线15向第二凸缘部19一侧挤压力没有通过第二层的第1圈的线圈导线15由第二凸缘部19承受。因此，第二层的第7圈的线圈导线15因该挤压力而越过第一层的第2圈的线圈导线15，不能以排列整齐的状态卷绕线圈导线15。再有，在发生乱绕部分的附近，线圈导线15沿圆周方向的接触部位比上述图9所示的卷绕结构要少。因此，在转子线圈11通过时，由线圈导线15产生的热量难以通过相邻圈的线圈导线15向周围散发，转子线圈11的散热性恶化，导致转子线圈11的温度上升。

另外，在图10中所示的卷绕结构是这样构成的，它使线圈绕组A的各层以排列间距P(＝D)将线圈导线15排列7排，设第7圈的线圈导线15与第一凸缘部18(和第二凸缘部19)的间隙S小于D/4(S＜D/4＝。在该卷绕结构中，由于间隙S变成S＜D/4，因此各层的线圈导线15与下层的线圈导线15的顶部附近接触。其结果，线圈绕组A的层数减少，线圈导线15的卷绕圈数减少，由转子线圈11产生的磁通势减小。另外，线圈导线15以较小的力可越过下层的线圈导线15，线圈导线15在卷绕工序过程中发生乱绕的危险性增大，同时线圈绕组S发生散乱的危险性增大。再有，由于中间层的中间圈的线圈导线沿圆周方向只与相邻的4圈线圈导线15接触，因此在转子线圈11通电时，由线圈导线15产生的热量难以通过相邻圈的线圈导线15向周围散发，转子线圈11的散热性恶化，导致转子线圈11的温度上升。

这样，间隙S最好设定为大于等于D/4而且小于等于D/2。

特别是若设定间隙S为D/2，由于能够以稳定的状态卷绕线圈导线15，因此在卷绕工序中能够抑制产生乱绕，能够以整齐排列的状态卷绕线圈导线15。其结果，能够简单地制成外径沿轴向整齐的线圈绕组A，同时能够实现不易发生散乱的线圈绕组A。再有，能够增多线圈导线15的卷绕圈数，增大由转子线圈11产生的磁通势。

实施形态2

图11所示为本发明实施形态2有关的旋转电机转子的转子线圈卷绕状态的剖视图。图11是通过在的四层卷绕线圈导线15时产生的交点C的纵向剖视图。

在该实施形态2中，转子线圈11的线圈绕组A是如图11所示而构成的，它是在线圈架16的卷筒部17将线圈导线15卷绕7排4层，而且使交点C沿径向不重合。

在线圈绕组A的奇数层是这样卷绕的，使线圈导线15的第1圈与第一凸缘部18的内周壁面接触，进行卷绕，以后使其互相接触，以排列间距P(＝D)全部绕7圈，在第7圈的线圈导线15与第二凸缘部19的内周壁面之间具有间隙S(＝D/2)。另外，在线圈绕组A的偶数层是这样卷绕的，使线圈导线15的第1圈与第二凸缘部19的内周壁面接触，进行卷绕，以后使其互相接成，以排列间距P(＝D)全部绕7圈，在第7圈的线圈导线15与第一凸缘部18的内周壁面之间具有间隙S(＝D/2)，然后，使线圈导线15沿轴向移动排列间距P的移动开始位置在每一层沿圆周方向偏移。即，在第二层、第三层第四层卷绕线圈导线15时产生的交叉点C沿圆周方向分散，沿径向互相不重合。

另外，在各层(除第一层以外)卷绕线圈导线15的情况下，线圈导线15在从第n₁圈沿轴向移动排列间距P而卷绕第(n₁+1)圈时，将越过下层的线圈导线15的顶部，所谓该交叉点C是线圈导线15越过下层的线圈导线15的顶部的点。

在转子线圈中，若交叉点C沿径向重合而构成线圈绕组A，则交叉点C的重合部分的线圈绕组A的外径增大。而且，交叉点C的重合越多，交叉点的重合部分的线圈绕组A的外径越大。其结果，在将转子线圈安装在磁极心12上而制成时，位于交叉点C的重合部分的线圈绕组A的最外圈部位的线圈导线15与爪形磁极13的内周壁面接触，使线圈导线15的绝缘膜损伤。另外，为了避免位于交叉点C的重合部分的线圈绕组A的最外圈部位的线圈导线15与爪形磁极13的内周壁面接触，必须减少线圈绕组A的层数，线圈导线15的卷绕圈数将减少。

但是，在本实施形态2中，由于交叉点C沿径向没有重合，因此使线圈绕组A的外径增大的交叉点C沿圆周方向分散，能够得到具有均匀外径的线圈绕组A。其结果，由于能够避免线圈导线15与爪形磁极13的内周壁面接触，能够增加线圈绕组A的层数，因此能得到抑制线圈导线15的绝缘膜发生损伤、线圈导线15的卷绕圈数多的旋转电机。

另外，在图11中，在第四层卷绕线圈导线15时产生的交叉点C沿轴向重合，但交叉点C沿轴向重合与线圈绕组A的外径增大无关。

实施形态3

图12所示为本发明实施形态3有关的旋转电机的线圈架的主要部分平面图。图13为说明本发明实施形态3有关的旋转电机的转子线圈卷绕状态的剖视图。

在本实施形态3中，如图12所示，在卷筒部17A的外周壁面以(D+G)的排列间距沿轴向设置近似沿卷筒部17A绕1圈的拱起部25a。通过这样，在卷筒部17A以(D+G)的排列间距沿轴向并排设置6个利用拱起部25a划分的线圈导线引导用的引导槽25。而且，形成的各引导槽25的槽内形状与线圈导线15的外形形状相同。另外，各拱起部25a不预先在遍及卷筒部17A的圆周方向规定范围内形成，相邻的引导槽25之间连通。另外，系线部21a位于拱起部25a的非形成区域的径向外侧。这里，G是各层卷绕的线圈导线15之间的间隙。另外，线圈架16A除了在卷筒部17A形成引导槽25这一点以外，与上述实施形态1的线圈架16同样构成。

下面参照图13说明根据实施形态3的转子线圈的卷绕结构。

首先，线圈导线15从槽22向卷筒部17A延伸出来以后，被引入的第一条引导槽25内，一面与第一凸缘部18的内周壁面接触，一面绕卷筒部17A近似绕1圈。接着，线圈导线15在没有形成拱起部25a的区域向第二凸缘部19一侧仅位移(D+G)，引入第二条引导槽25内，绕卷筒部17A近似绕1圈。然后，线圈导线15同样进行卷绕，绕卷筒部17A全部绕6圈。这时，线圈导线15以排列间距P(＝D+G)进行排列，在第6圈的线圈导线15与第二凸缘部19的内周壁面之间形成间隙S(＝(D+G)/2)。

接着，线圈导线15的第二层在第一层的线圈导线15上进行卷绕。首先，线圈导线15搁在第一层的第6圈的线圈导线15上，与第二凸缘部19的内周壁面接触，近似绕圈。然后，向第一凸缘部18一侧仅位移(D+G)，一面与第一层的第6圈及第5圈的线圈导线15接触，一面绕卷筒部17A近似绕1圈，同样绕卷筒部17A全部绕6圈。这时，线圈导线15以排列间距P(＝D+G)进行排列，在第6圈的线圈导线15与第一凸缘部18的内周壁面之间形成间隙S(＝(D+G)/2)。

重复进行该线圈导线15的卷绕工序，在卷筒部17A卷绕线圈导线15，一直达到与爪形磁极3的根部13a的高度相同的高度，构成线圈绕组A。

在这样制成的转子线圈绕组A中，如图13所示，在奇数层是这样卷绕的，使线圈导线15的第1圈与第一凸缘部18的内周壁面接触，进行卷绕，以后以排列间距P(＝D+G)全部绕6圈，在第6圈的线圈导线15与第一凸缘部19的内周壁面之间具有间隙S(＝(D+G)/2)，在偶数段是这样卷绕的，使线圈导线15的第1圈与第二凸缘部19的内周壁面接触，进行卷绕，以后以排列间距P(＝D+G)全部绕6圈，在第6圈的线圈导线15与第一凸缘部18的内周壁面之间具有间隙S(＝(D+G)/2)。然后，在各层中，线圈导线15具有间隙G进行排列。

根据本实施形态3，由于第一层(最下层)的线圈导线15放置在具有与线圈导线15的外形形状相同的槽内形状的引导槽25内，在卷筒部17A进行卷绕，因此利用引导槽25阻止线圈导线15沿轴向的移动，确保整齐排列的状态。另外，由于各层的线圈导线15以排列间距P(D+G)进行排列，在奇数层，其第1圈的线圈导线15与第一凸缘部18的内周壁面接触，而且第6圈(最后1圈)的线圈导线15与第二凸缘部19的内周壁面具有间隙S(＝(D+G)/2)分离，而在偶数层，其第1圈的线圈导线15与第二凸缘部19的内周壁面接触，而且第6圈(最后1圈)的线圈导线15与第一凸缘部18的内周壁面具有间隙S(＝(D+G)/2)分离，因此各层的线圈导线15距离卷筒部17A位置同一高度，中间层的中间圈的各线圈导线15在对线圈导线15的轴心的剖面中，相对于线圈导线15的轴心与卷筒部17A的轴心的直线以对称的位置关系与上下层的4圈线圈导线15接触，对各圈的线圈导线15所加的载荷平衡性好。因此，不会产生乱绕，能够以稳定的状态将线圈导线15在卷筒部17A进行卷绕。其结果，能够简单地制成外径沿轴向整齐的线圈绕组A，同时能够实现不易发生散乱的线圈绕组A。再有，由于能不浪费线圈架16A的卷绕空间来卷入线圈导线15，因此能够增多线圈导线15的卷绕圈数。

这里，若考虑到线圈绕线机产生的线圈导线张力的差异等引起的线圈导线直径的差异，则最好使引导槽25的排列间距P为线圈导线直径的1～1.04倍(1≤P≤1.04D)。

另外，当然也可以将实施形态3的引导槽25用于上述实施形态1及2的转子中，在这种情况下，引导槽25的排列间距变为D。

实施形态4

图14所示为本发明实施形态4有关的旋转电机转子的线圈架的侧视图，图14为图14的XV-XV箭头方向的剖视图。

本实施形态4的线圈架16B的卷筒部17B由半径r1的大径部26、半径r2(＜r1＝的小径部27、以及沿小径部27的切线方向延伸并与大径部26光滑连接的连接部28构成。然后，在大径部26的外周壁面上形成引导槽25，在小径部27没有形成引导槽25。另外，小径部27在卷筒部17B沿圆周方向的60度范围内形成，系线部21a位于小径部27的形成区域内的径向外侧。另外，图中未画出，线圈绕组的各层中的交叉点C在小径部27的径向外侧区域中形成，与上述实施形态2相同，使其在径向互相不重合。

另外，其它结构与上述实施形态3同样构成。

根据本实施形态4，由于线圈绕组各层的交叉点C在小径部27的径向外侧区域中形成，因此随着交叉点C的形成而使线圈绕组外径的增大部分利用卷筒部17B的小径部27抵消掉，线圈绕组的外径在整体上均匀。其结果，由于能够避免线圈导线15与爪形磁极13的内周壁面接触，能够增加线圈绕组的层数，因此能够得到抑制线圈导线15的绝缘膜发生损伤，线圈导线15的卷绕圈数度的旋转电机。

一般，在使卷筒部16B的内径为一定时，不能减小小径部27的半径r2，而且，若随着交叉点C的形成而使线圈绕组的外径增大部分增加，则为了抵消该外径的增大部分，就必须增大(r1-r2)。因此，要增大大径部26的半径r1，以确保能够抵消随着交叉点C的形成而使线圈绕组的外径增大部分(的r1-r2)。但是，不改变磁极心12的大小而增大大径部26的半径r1，将导致线圈15的卷绕空间减少，使转子线圈的磁通势降低。

但是，在本实施形态4中，由于线圈绕组的各层中的交叉点C在小径部27的径向外侧区域中沿圆周方向分散，因此随着交叉点C的形成而使线圈绕组的外径增大部分较少。因此，由于不需要过度减小小径部27的半径r2，因此能够不增大大径部26的半径，就可抵消随着交叉点C的形成而使线圈绕组的外径增大部分。其结果，能够确保使线圈导线15的卷绕空间，抑制转子线圈的磁通势降低。

下面说明形成小径部27的圆周方向范围θ。

若圆周方向范围减小，则交叉点C沿圆周方向分散的范围也减小。而且，若圆周方向范围θ不到40度，则交叉点C完全集中在圆周方向的狭窄范围内，交叉点C之间的圆周方向距离变得极短。因此，假设交叉点C在径向即使没有重合，但由于位于下层的交叉点的影响，随着上层形成交叉点C而使线圈绕组的外径增大部分显著增加。

另外，若圆周方向范围θ过大，则引导槽25的非形成区域扩大，而且，若在第一层(最下层)卷绕的线圈导线15沿轴向的移动没有用沿圆周方向超过80度的范围来限制，则在第二层卷绕线圈导线15时，位于引导槽25的非形成区域的第一层的线圈导线15沿轴向将移动，会发生乱绕。

这样，若设定圆周方向范围θ为大于等于40的而小于等于80度，最好设定为60度，则能够抑制因交叉点C而引起的线圈绕组的外径增大，而且能够抑制线圈导线15在卷绕工序中发生乱绕。

实施形态5

本实施形态5中，如图16所示，在将线圈导线15在线圈架16上卷绕7排4层而构成线圈绕组A之后，再卷绕4排1层，在其上再卷绕1圈，而构成线圈绕组山顶部29。

在本实施形态5的转子10A中，由于在线圈绕组A的上部将线圈导线15卷绕4排，再在其上卷绕1圈，形成线圈绕组山顶部29，因此能够利用线圈绕组A与磁极心12的爪形磁极13之间的多余空间，增加线圈导线15的卷绕圈数。通过这样，能够增大转子线圈的磁通势，提高旋转电机的输出。

另外，由于线圈绕组山顶部29是以比线圈绕组A的各层排数要少的排数构成的，因此能够避免与爪形磁极13接触，配置在线圈绕组A与磁极心12的爪形磁极13之间的多余空间。

这里，线圈绕组山顶部29只要以比线圈绕组A的各层排数要少的排数构成多层即可。而且最好使线圈绕组山顶部29的各层排数按照线圈绕组A与磁极心12的爪形磁极13之间的多余空间形状，向上层方向逐渐减少。

另外，根据本发明的转子能够适用于安装在例如轿车、卡车、电车等车辆上的交流发电机、交流电动机、交流发电电动机等旋转电机。

另外，在上述实施形态3及4中，是设置引导槽25，来限制在第一层(最下层)卷绕的线圈导线15沿轴向的移动，但限制线圈导线15沿轴向移动的手段不限定于引导槽25，例如也可以在线圈导线15进行卷绕的前道工序中，在卷筒部的外周而形成粘结材料或粘结剂等。

另外，在上述各实施形态中，为便于说明，假设线圈绕组A形成7排4层或6排4层，但线圈绕组A的排数及层数不限定与此。

工业上的实用性

如上所述，本发明有关的转子由于转子线圈的线圈绕组将线圈导线以整齐排列的状态进行卷绕，具有均匀外径而构成，因此线圈绕组能够避免爪形磁极与线圈导线接触，而且能够以高密度、及不易散乱而构成，可用作为安装在汽车等车辆上的车辆用交流发电机等旋转电机的转子。

Claims

1.一种旋转电机的转子，其特征在于，包括

一对磁极心，该一对磁极心的构成如下，即各个尖细形状的爪形磁极使其尖细方向与轴向一致、且在圆柱形底部的外周边缘沿圆周方向以等角间距形成多个，并使该底部的端面相互之间接触而使该爪形磁极咬合；

第一及第二凸缘部从圆筒形的卷筒部的轴向两端向径向的外侧延伸设置而构成截面呈“コ”字形的环形体、而且用所述一对磁极心的所述爪形磁极的根部夹住并装在所述底部上的线圈架；以及

具有将截面为圆形的线圈导线在所述线圈架的卷筒部的外周、使各层沿轴向的排数相等来进行多层卷绕而构成的线圈绕组的转子线圈，

所述线圈绕组的奇数层是这样构成的，所述线圈导线接触所述第一凸缘部内周壁面并绕所述卷筒部近似1圈后，使该线圈导线互相接触而沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈导线相对于所述第二凸缘部的内周壁面具有间隙S，

所述线圈绕组的偶数层是这样构成的，所述线圈导线接触所述第二凸缘部内周壁面并绕所述卷筒部近似1圈后，使该线圈导线互相接触而沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈导线相对于所述第一凸缘部的内周壁面具有间隙S，

所述间隙S相对于所述线圈导线的直径D，满足D/4≤S≤D/2的关系。

2.一种旋转电机的转子，其特征在于，包括

第一及第二凸缘部从圆筒形的卷筒部的轴向两端向径向的外侧延伸设置而构成截面呈“コ”字形的环形体，而且用所述一对磁极心的所述爪形磁极的根部夹住并装在所述底部上的线圈架，以及

所述线圈绕组的奇数层是这样构成的，所述线圈导线接触所述第一凸缘部的内周壁面并绕所述卷筒部近似绕1圈后，使该层线圈导线相互之间具有间隙G而沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈导线相对于所述第二凸缘部的内周壁面具有间隙S，

所述线圈绕组的偶数层是这样构成的，所述线圈导线接触所述第二凸缘部的内周壁面并绕所述卷筒部近似绕1圈后，使该线圈导线具有间隙G而沿轴向卷绕多排，最后一排的该线圈导线相对于所述第一凸缘部的内周壁面具有间隙S，

所述间隙S相对于所述线圈导线的直径D及所述间隙G，满足S＝(D+G)/2的关系。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述线圈绕组的构成是使得径向相邻层的利用所述线圈导线而形成的交叉点沿径向不重合。

4.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，

在所述卷筒部的外周面沿轴向以D的排列间距，形成槽方向为圆周方向的线圈导线引导槽。

5.如权利要求2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

在所述卷筒部的外周面沿轴向以D+G的排列间距，形成槽方向为圆周方向的线圈导线引导槽。

6.如权利要求5所述的旋转电机的转子，其特征在于，

间隙G满足0≤G≤0.04D的关系而构成。

7.如权利要求4或5所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述卷筒部具有在圆周方向的规定范围内使该卷筒部的壁厚减薄而形成的小径部，该小径部构成所述线圈导线引导槽的非形成区域，

径向相邻的层的利用所述线圈导线形成的全部交叉点沿径向互相不重合，并位于所述小径部的径向外侧。

8.如权利要求7所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述小径部在圆周方向的大于等于40度，小于等于80度的范围内形成。

9.如权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

在所述线圈架的第一及第二凸缘部形成多个厚壁的筋。

10.如权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述线圈架利用添加玻璃纤维的尼龙66制成。

11.如权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其特征在于，

所述线圈导线在所述线圈绕组的上部以比该线圈的各层的排数要少的排数卷绕多层。