JP2004312795A - 回転電機のコイル - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な装置を必用とせずに回転電機のコイルの平角線を高い占積率で整然と巻回する。
【解決手段】鉄心１２の周囲を覆うインシュレータ１３に平角線１４を複数層に重ねて巻回する際に、インシュレータ１３の巻き始め部分に対応する一対の長辺１３ｄに沿ってそれぞれ段状突起部１３ｈを形成し、前記段状突起部１３ｈの幅Ｗはそこに巻回された初期ターン部の平角線１４の倒れを阻止し得る幅に設定され、前記段状突起部１３ｈの高さＨは前記初期ターン部に隣接する複数層の実ターン部の最外層の平角線１４が前記記初期ターン部の平角線１４に係止されて巻回軸の方向へのずれを阻止される高さに設定される。インシュレータ１３に一対の段状突起部１３ｈを形成するだけなので、インシュレータ１３の巻回部全体に階段状の段差を形成したり、高価な特殊巻き線機を使用したりする必要がなくなり、コイル１１の製造コストを低く抑えることができる。
【選択図】 図１３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄心の周囲を覆う絶縁部材の巻回部に平角線を複数層に重ねて巻回した回転電機のコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機の鉄心に巻線を巻回してコイルを構成する場合、巻線の占積率を高めるために円形断面の丸線に代えて長方形断面の平角線を用いることが知られている。丸線を用いた場合には隣接する丸線間の窪みに次の丸線が嵌合することで安定した巻回が可能になるが、平角線を用いた場合には前記窪みができないことで平角線どうしがスリップして位置決めが困難になるため、平角線の繰り出しと連動して移動するガイドを備えた高価な巻線機が必要になってコイルの製造コストが上昇する問題があった。
【０００３】
そこで、鉄心の外周を覆う絶縁部材の巻回部に階段状の段差を形成し、この段差により平角線を位置決めしながら巻回するものが、下記特許文献により提案されている。
【０００４】
【特許文献】
特開２００３−９４４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のものは、階段状の段差を形成することで絶縁部材の肉厚が厚くなり、その分だけ平角線の占積率が低下する問題があるだけでなく、平角線のエッジワイズ曲げ（長方形断面の短辺と直交する方向の曲げ）を伴うために、巻回に先立って平角線を所定の形状に曲げる特殊な成形装置と、その平角線を巻回する特殊な巻線機とが必要になる問題があった。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、複雑な装置を必要とせずに回転電機のコイルの平角線を高い占積率で整然と巻回することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、鉄心の周囲を覆う絶縁部材の巻回部に平角線を複数層に重ねて巻回した回転電機のコイルであって、絶縁部材の巻回部は巻回軸に直交する断面が方形状であり、平角線の横断面は長辺および短辺を有する長方形状であり、平角線の一方の長辺が絶縁部材の巻回部に対向するように巻回されるものにおいて、絶縁部材の巻き始め部分に対応する巻回部の相対向する一対の辺に沿ってそれぞれ段状突起部を形成し、前記段状突起部の幅Ｗはそこに巻回された初期ターン部の平角線の倒れを阻止し得る幅であり、前記段状突起部の高さＨは前記初期ターン部に隣接する複数層の実ターン部の最外層の平角線が、前記初期ターン部の平角線に係止されて巻回軸の方向へのずれを阻止される高さであることを特徴とする回転電機のコイルが提案される。
【０００８】
上記構成によれば、鉄心の周囲を覆う絶縁部材の断面方形状の巻回部が、その巻き始め部分に対応する一対の辺に沿って所定幅Ｗおよび所定高さＨの段状突起部を有しているので、段状突起部に巻回した初期ターン部の平角線によって、その初期ターン部に隣接する複数層の実ターン部の最外層の平角線が倒れたりずれたりするのを阻止し、絶縁部材に平角線を整然と巻回して占積率を高めることができる。しかも絶縁部材に一対の段状突起部を形成するだけなので、絶縁部材の巻回部全体に階段状の段差を形成したり、高価な特殊巻き線機を使用したりする必要がなくなり、平角線の占積率を確保しながらコイルの製造コストを低く抑えることができる。
【０００９】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、初期ターン部のターン数を自然数Ｎとし、平角線の長辺の長さをＬとしたとき、絶縁部材の段状突起部の幅Ｗを、
（Ｎ−０．５）×Ｌ≦Ｗ≦（Ｎ＋０．１）×Ｌ
に設定したことを特徴とする回転電機のコイルが提案される。
【００１０】
上記構成によれば、絶縁部材の段状突起部の幅Ｗを適切に設定することにより、初期ターン部の平角線の倒れを確実に阻止しながら、段状突起部に平角線が巻回されないことで発生する無駄空間を最小限に抑えることができる。
【００１１】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、初期ターン部に隣接する実ターン部の層数を３以上の奇数の自然数Ｎｏとし、平角線の短辺の長さをＳとしたとき、絶縁部材の段状突起部の高さＨを、
（Ｎｏ−１．８）×Ｓ≦Ｈ≦（Ｎｏ−１．０）×Ｓ
に設定したことを特徴とする回転電機のコイルが提案される。
【００１２】
上記構成によれば、絶縁部材の段状突起部の高さＨを適切に設定することにより、初期ターン部に隣接する複数層の実ターン部の最外層の平角線が巻回軸の方向にずれるのを確実に阻止しながら、初期ターン部の外径が不必要に大きくなるのを防止することができる。
【００１３】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記段状突起部を、絶縁部材として設けたインシュレータに形成したことを特徴とする回転電機のコイルが提案される。
【００１４】
上記構成によれば、絶縁部材としてのインシュレータに段状突起部を形成したので、既存の鉄心に何ら変更を加えることなく、インシュレータに段状突起部を付加するだけで所望の効果を得ることができる。
【００１５】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記段状突起部を、鉄心の形状により形成したことを特徴とするの回転電機のコイルが提案される。
【００１６】
上記構成によれば、鉄心の形状により段状突起部を形成したので、インシュレータを廃止して薄い絶縁皮膜で済ますことができ、コストを削減するとともに、コイルの占積率を更に高めることができる。しかも鉄心をブロックから切削する場合に、段状突起部の分だけ材料の歩留りを高めることができる。
【００１７】
尚、実施例のインシュレータ１３は本発明の絶縁部材に対応し、実施例の長辺１３ｄ，１３ｄ′は本発明の辺に対応する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図１４は本発明の第１実施例を示すもので、図１はステータの部分正面図、図２は図１の２方向矢視図、図３はインシュレータの斜視図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図４の５−５線拡大断面図、図６は平角線の横断面図、図７は平角線の巻回工程を示す第１分図、図８は平角線の巻回工程を示す第２分図、図９は平角線の巻回工程を示す第３分図、図１０は平角線の巻回工程を示す第４分図、図１１は図７（Ａ）に対応するコイルの断面図、図１２は図７（Ｃ）に対応するコイルの断面図、図１３は図８（Ｄ）に対応するコイルの断面図、図１４は段状突起部の幅Ｗの許容範囲を説明する図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、ハイブリッド車両の走行用駆動源として用いられる発電電動機の環状をなすステータ１０は、同一構造を有する複数個（実施例では２４個）のコイル１１…を円周方向に結合してなり、図１には２４個のコイル１１…のうちの５個が示される。各々のコイル１１は、多数の鋼板を積層した鉄心１２の外周を絶縁部材としての合成樹脂製のインシュレータ（ボビン）１３で覆い、そのインシュレータ１３に平角線１４を複数層に巻回してなる。鉄心１２の径方向の外端部は、その円周方向の両端部に凸部１２ａおよび凹部１２ｂを備えており、それらの凸部１２ａおよび凹部１２ｂが交互に嵌合することで円周方向に結合される。
【００２１】
図３〜図５に示すように、インシュレータ１３は鉄心１２の外周に嵌合可能なように割り面ｐで２分割されており、平角線１４を巻回すべく外側フランジ部１３ａおよび内側フランジ部１３ｂ間に形成された巻回部１３ｃは、巻回軸Ａに直交する断面の形状（図４参照）が、一対の長辺１３ｄ，１３ｄおよび一対の短辺１３ｅ，１３ｅを有する長方形となっている。内側フランジ部１３ｂには平角線１４の巻き始め部分を平角線ホルダ１５と協働して係止する２個の切欠１３ｆ，１３ｆが形成され、外側フランジ部１３ａには平角線１４の巻き終わり部分を平角線ホルダ１６と協働して係止する１個の切欠１３ｇが形成される。
【００２２】
インシュレータ１３の巻回部１３ｃの長辺１３ｄ，１３ｄと内側フランジ部１３ｂとの境界に段状突起部１３ｈ，１３ｈが形成される。図５から明らかなように、段状突起部１３ｈの断面は長方形であり、その幅（径方向長さ）はＷであり、その高さ（円周方向長さ）はＨである。
【００２３】
図６に示すように、平角線１４の横断面は長方形状であり、その長辺１４ａ，１４ａの長さはＬであり、その短辺１４ｂ，１４ｂの長さはＳである。そして平角線１４の横断面の４個の角部は、中心角が９０°の小半径の円弧１４ｃ…で構成される。即ち、平角線１４は一対の長辺１４ａ，１４ａに対応する部分に一対の平行面を備えるとともに、一対の短辺１４ｂ，１４ｂに対応する部分に一対の平行面を備えることが必要である。
【００２４】
本実施例では、段状突起部１３ｈの幅Ｗは平角線の長辺の長さＬに等しく設定され（Ｗ＝Ｌ）、また段状突起部１３ｈの高さＨは平角線の短辺の長さＳの１．５倍に設定される（Ｈ＝１．５Ｓ）。
【００２５】
次に、インシュレータ１３に対する平角線１４の巻回工程を、図７〜図１３に基づいて説明する。
【００２６】
先ず、図７（Ａ）および図１１に示すように、インシュレータ１３の内側フランジ部１３ｂの２個の切欠１３ｆ，１３ｆを通過させた平角線１４を、インシュレータ１３の巻回部１３ｃの外周に沿って径方向内側から径方向外側に向かって螺旋状に１層目の１４ターン（厳密には１３ターン＋３／４ターン）を巻回する。このとき、平角線１４の一方の長辺１４ａがインシュレータ１３の巻回部１３ｃに対向するとともに、１ターン毎に平角線１４の短辺１４ｂ，１４ｂどうしが密着する。そして巻き始めの１ターンにおいて平角線１４はインシュレータ１３の一対の段状突起部１３ｈ，１３ｈおよび一対の短辺１３ｅ，１３ｅ上に巻回され、２ターン目以降がインシュレータ１３の長辺１３ｄ，１３ｄおよび短辺１３ｅ，１３ｅ上に巻回される。
【００２７】
巻き始めの１ターンの段状突起部１３ｈ，１３ｈ上に巻回された平角線１４は、２ターン目以降の平角線１４に対して、段状突起部１３ｈの高さＨである１．５Ｓだけ外側に突出している。以下、段状突起部１３ｈ上に巻回された部分（本実施例では最初の１ターン）を初期ターン部と呼び、それ以降の部分（２ターン目以降）を実ターン部と呼ぶ。
【００２８】
続いて、図７（Ｂ）に示すように、インシュレータ１３の外側フランジ部１３ａの下面に沿って平角線１４を１ターンさせた後に、図７（Ｃ）および図１２に示すように、１層目の外周に径方向外側から径方向内側に向かって螺旋状に２層目の１２ターンを巻回する。この２層目の巻き終わりにおいて、平角線１４の短辺１４ｂは初期ターン部の平角線１４の短辺１４ｂの上面および段状突起部１３ｈ，１３ｈの上面にそれぞれ短辺１４ｂの長さＳの半分ずつ乗る状態になる。
【００２９】
続いて、図８（Ｄ）および図１３に示すように、初期ターン部の平角線１４の上面および段状突起部１３ｈ，１３ｈの上面に沿って平角線１４を１ターンさせる。この１ターンにおいて、平角線１４の短辺１４ｂは段状突起部１３ｈ，１３ｈに巻回された初期ターン部の平角線１４の上面に短辺１４ｂの長さＳの半分だけ乗る状態になる。そして図８（Ｅ）に示すように、２層目の外周に径方向内側から径方向外側に向かって螺旋状に３層目の１２ターンを巻回する。
【００３０】
続いて、図８（Ｆ）に示すように、インシュレータ１３の外側フランジ部１３ａの下面に沿って平角線１４を１ターンさせた後に、図９（Ｇ）に示すように、３層目の外周に径方向外側から径方向内側に向かって螺旋状に４層目の６ターンを巻回する。この４層目の巻き終わりは、インシュレータ１３の巻回部１３ｃの径方向の中間部とされる。
【００３１】
続いて、図９（Ｈ）に示すように、４層目の外周に径方向内側から径方向外側に向かって螺旋状に１ターンさせた後に、図９（Ｉ）に示すように、更に５層目の５ターンを巻回する。この５層目の巻き終わりはインシュレータ１３の外側フランジ部１３ａの下面に達している。
【００３２】
続いて、図１０（Ｊ）に示すように、インシュレータ１３の外側フランジ部１３ａの下面に沿って平角線１４を１ターンさせた後に、図１０（Ｋ）に示すように、５層目の外周に径方向外側から径方向内側に向かって螺旋状に６層目の１ターンを巻回し、最後に図１０（Ｌ）に示すように平角線１４を外側フランジ部１３ａの切欠１３ｇを通過させて巻回を完了する。
【００３３】
このように、平角線１４を使用したことにより、隣接する平角線１４間の空間が丸線を使用した場合に比べて減少し、コイル１１の占積率を高めることができる。またインシュレータ１３の径方向内側では平角線１４を３層に巻回し、径方向外側では平角線１４を６層に巻回することにより、巻き上がったコイル１１の外径が径方向外側ほど大きくなるようにし、隣接するコイル１１…間の間隙１７…（図１参照）を小さくして占積率を更に高めることができる。
【００３４】
以上のように、図８（Ｄ）および図１３で説明した３層目の巻き始めの平角線１４が、その径方向内側で段状突起部１３ｈ，１３ｈに巻回された初期ターン部の平角線１４の上面に短辺１４ｂの長さＳの半分だけオーバーラップするので、３層目の巻き始めの平角線１４が径方向内側に滑って巻回が乱れるのを未然に防止することができる。しかもインシュレータ１３の巻回部１３ｃの全体に階段状の段差を形成したり、巻回に先立って平角線１４を所定形状に曲げたり、高価な特殊巻き線機を使用したりする必要がなく、単にインシュレータ１３の巻回部１３ｃに一対の段状突起部１３ｈ，１３ｈを形成するだけで良いため、コイル１１の製造コストが増加することもない。
【００３５】
次に、段状突起部１３ｈの幅Ｗについて考察する。
【００３６】
第１実施例では段状突起部１３ｈの幅Ｗを平角線１４の長辺１４ａの長さＬに一致させていたが、幅Ｗを長さＬよりも小さくすることができる。しかしながら、図１４（Ａ）に示すように、段状突起部１３ｈの幅Ｗを平角線１４の長辺１４ａの長さＬの０．３倍よりも小さくすると平角線１４が倒れてしまうため、安全を見越して幅Ｗは長さＬの０．５倍以上とすることが望ましい。
【００３７】
また第１実施例では平角線１４が段状突起部１３ｈ，１３ｈ上に巻回される初期ターン部のターン数が１回であるが、初期ターン部のターン数を２回以上とすれば、段状突起部１３ｈの幅Ｗは平角線１４の長辺１４ａの長さＬよりも大きくなる。例えば、図１４（Ｂ）に示すように、初期ターン部のターン数を２回とした場合に、段状突起部１３ｈの幅Ｗを平角線１４の長辺１４ａの長さＬの１．３倍よりも小さくすると、初期ターン部の第２ターンで平角線１４が倒れてしまうため、安全を見越して幅Ｗは長さＬの１．５倍以上とすることが望ましい。同様に、初期ターン部のターン数を３回とした場合には幅Ｗは長さＬの２．５倍以上とし、初期ターン部のターン数を４回とした場合には幅Ｗは長さＬの３．５倍以上とすることが望ましい。
【００３８】
また図１４（Ｃ）に示すように、初期ターン部のターン数が１回であっても、段状突起部１３ｈの幅Ｗを平角線１４の長辺１４ａの長さＬよりも大きくすることができる。但し、この場合には段状突起部１３ｈの上部に無駄な空間が発生するため、その無駄な空間を最小限に抑えるために、段状突起部１３ｈの幅Ｗを平角線１４の長辺１４ａの長さＬの１．１倍よりも小さくすることが望ましい。同様にして、初期ターン部のターン数が２回である場合には、段状突起部１３ｈの幅Ｗを平角線１４の長辺１４ａの長さＬの２．１倍よりも小さくすることが望ましい。
【００３９】
以上のことを纏めると、初期ターン部のターン数を自然数Ｎ（１，２，３，４…）とし、平角線１４の長辺１４ａの長さをＬとしたとき、段状突起部１３ｈの幅Ｗを、
（Ｎ−０．５）×Ｌ≦Ｗ≦（Ｎ＋０．１）×Ｌ
に設定すれば良いことになる。
【００４０】
次に、段状突起部１３ｈの高さＨについて考察する。
【００４１】
第１実施例では段状突起部１３ｈの高さＨを平角線１４の短辺１４ｂの長さＳの１．５倍に設定していたが、高さＨも適宜変更可能である。例えば、実施例では初期ターン部に隣接する実ターン部が３層に巻回されており、段状突起部１３ｈの高さＨを平角線１４の短辺１４ｂの長さＳの１．５倍に設定したことで、３層目の巻き始めの平角線１４が短辺１４ｂの長さＳの０．５倍だけオーバラップして初期ターン部の平角線１４の上に乗るようにしていたが、前記オーバラップ量は０．２Ｓ以上あれば平角線１４のずれを充分に防止することができる。また前記オーバラップ量は１．０Ｓ以上あっても、初期ターン部の外径が不必要に大きくなるだけであるため、実ターン部が３層巻きの場合の段状突起部１３ｈの高さＨは、１．２Ｓ以上で２．０Ｓ以下であれば良いことになる。
【００４２】
初期ターン部に隣接する実ターン部の層数は第１実施例の３層に限定されず、３層以上の奇数層であれば良い。図１５に示す第２実施例では、初期ターン部に隣接する実ターン部の層数が５層になっており、この場合の段状突起部１３ｈの高さＨは３．５Ｓに設定されている。但し、段状突起部１３ｈの高さＨは３．５Ｓに限定されず、上述したように、高さＨは３．２Ｓ以上で４．０Ｓ以下であれば良いことになる。
【００４３】
以上のことを纏めると、初期ターン部に隣接する実ターン部の層数を３以上の奇数の自然数Ｎｏ（３，５，７，９…）とし、平角線１４の短辺１４ｂの長さをＳとしたとき、インシュレータ１３の段状突起部１３ｈの高さＨを、
（Ｎｏ−１．８）×Ｓ≦Ｈ≦（Ｎｏ−１．０）×Ｓ
に設定すれば良いことになる。
【００４４】
次に、図１６に基づいて本発明の第３実施例を説明する。
【００４５】
第３実施例はインシュレータ１３の断面形状に特徴を有するもので、段状突起部１３ｈ，１３ｈを利用して、その裏側に凹部１３ｉ，１３ｉを形成したものである。凹部１３ｉ，１３ｉを形成したことにより、鉄心１２の径方向内側のフランジ１２ｃ，１２ｃを鎖線位置から実線位置へと移動させることができ、ステータ１０の内径形状を変化させることなく、鉄心１２の径方向の高さを減少させることができる。
【００４６】
次に、図１７に基づいて本発明の第４実施例を説明する。
【００４７】
上述した第１〜第３実施例は、鉄心１２にインシュレータ１３を介して平角線１４を巻回してなるコイル１１…を複数個結合してステータ１０を構成しているが、第４実施例のステータ１０は、鋼板を打ち抜き加工して環状に形成した鉄心１２に周方向に所定間隔を存して複数の切欠１２ｄ…を設け、これらの切欠１２ｄ…に装着したインシュレータ１３…にそれぞれ平角線１４…を巻回したものである。本実施例のインシュレータ１３も段状突起部１３ｈ，１３ｈを備えることで、第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００４８】
尚、第４実施例では合成樹脂製のインシュレータ１３を鉄心１２に装着しているが、鉄心１２自体にインシュレータ１３の段状突起部１３ｈ，１３ｈに対応する段状突起部が形成されているため、インシュレータ１３を廃止し、その代わりに鉄心１２を絶縁紙、絶縁塗装、絶縁被覆等の薄い絶縁部材で覆っても良い。このようにすれば、インシュレータ１３を使用する場合に比べてコストを削減することができ、また絶縁部材が薄いためにコイル１１の占積率を更に高めることができる。しかも鉄心１２をブロックから切削する場合に、段状突起部の分だけ材料の歩留りを高めることができる。更に、第４実施例のものは、アウターロータタイプのステータ１０として示したが、コイル式のロータとしても使用可能である。
【００４９】
次に、図１８に基づいて本発明の第５実施例を説明する。
【００５０】
上述した第１実施例〜第４実施例では本発明をステータ１０に適用した例を説明したが、第５実施例では本発明を同期機のロータ１８に適用している。ロータ１８は複数のコイル１１…を図示せぬ回転軸の外周に円周方向に配置したもので、各コイル１１の構造は第１実施例〜第４実施例のものと類似している。その相違点は、第１実施例〜第４実施例のものが合成樹脂製のインシュレータ１３を備えているのに対し、第５実施例のものはインシュレータ１３を廃止し、その代わりに絶縁紙、絶縁塗装、絶縁被覆等の薄い絶縁部材１３′で鉄心１２を覆っている。
【００５１】
絶縁部材１３′は、インシュレータ１３の外側フランジ部１３ａ、内側フランジ部１３ｂ、巻回部１３ｃ、長辺１３ｄ、段状突起部１３ｈ，１３ｈ等に対応して外側フランジ部１３ａ′、内側フランジ部１３ｂ′、巻回部１３ｃ′、長辺１３ｄ′、段状突起部１３ｈ′，１３ｈ′等を備えている。但し、合成樹脂製のインシュレータ１３と異なり、絶縁部材１３′は厚さが一定であるため、その段状突起部１３ｈ′，１３ｈ′に対応する鉄心１２に必ず段状突起部１２ｅ，１２ｅが形成される。絶縁部材１３′の段状突起部１３ｈ′，１３ｈ′の機能はインシュレータ１３の段状突起部１３ｈ，１３ｈの機能と同じであり、従って第５実施例によれば、第１実施例〜第４実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００５２】
それに加えて、第５実施例によれば、コストの嵩むインシュレータ１３を廃止して絶縁部材１３′を採用したことでコストウンを達成することができ、しかも絶縁部材１３′はインシュレータ１３よりも薄いためにコイル１１の占積率を更に高めることができる。また段状突起部１２ｅ，１２ｅを有する鉄心は、プレス成形によっても圧粉成形によって容易に製造可能であり、ブロックから切削して製造する場合には段状突起部１２ｅ，１２ｅの分だけ材料の歩留りを高めることができる。
【００５３】
尚、第５実施例のものは、アウターロータタイプのコイル式ステータとしても使用可能である。
【００５４】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５５】
例えば、本発明のコイル１１は、ハイブリッド車両の発電電動機以外の任意の回転電機に対して適用することができる。
【００５６】
またインシュレータ１３あるいは絶縁部材１３′の巻回部１３ｃ，１３ｃ′の断面形状は長方形に限定されず、正方形を含む方形状であれば良い。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、鉄心の周囲を覆う絶縁部材の断面方形状の巻回部が、その巻き始め部分に対応する一対の辺に沿って所定幅Ｗおよび所定高さＨの段状突起部を有しているので、段状突起部に巻回した初期ターン部の平角線によって、その初期ターン部に隣接する複数層の実ターン部の最外層の平角線が倒れたりずれたりするのを阻止し、絶縁部材に平角線を整然と巻回して占積率を高めることができる。しかも絶縁部材に一対の段状突起部を形成するだけなので、絶縁部材の巻回部全体に階段状の段差を形成したり、高価な特殊巻き線機を使用したりする必要がなくなり、平角線の占積率を確保しながらコイルの製造コストを低く抑えることができる。
【００５８】
また請求項２に記載された発明によれば、絶縁部材の段状突起部の幅Ｗを適切に設定することにより、初期ターン部の平角線の倒れを確実に阻止しながら、段状突起部に平角線が巻回されないことで発生する無駄空間を最小限に抑えることができる。
【００５９】
また請求項３に記載された発明によれば、絶縁部材の段状突起部の高さＨを適切に設定することにより、初期ターン部に隣接する複数層の実ターン部の最外層の平角線が巻回軸の方向にずれるのを確実に阻止しながら、初期ターン部の外径が不必要に大きくなるのを防止することができる。
【００６０】
また請求項４に記載された発明によれば、絶縁部材としてのインシュレータに段状突起部を形成したので、既存の鉄心に何ら変更を加えることなく、インシュレータに段状突起部を付加するだけで所望の効果を得ることができる。
【００６１】
また請求項５に記載された発明によれば、鉄心の形状により段状突起部を形成したので、インシュレータを廃止して薄い絶縁皮膜で済ますことができ、コストを削減するとともに、コイルの占積率を更に高めることができる。しかも鉄心をブロックから切削する場合に、段状突起部の分だけ材料の歩留りを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係るステータの部分正面図
【図２】図１の２方向矢視図
【図３】インシュレータの斜視図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】図４の５−５線拡大断面図
【図６】平角線の横断面図
【図７】平角線の巻回工程を示す第１分図
【図８】平角線の巻回工程を示す第２分図
【図９】平角線の巻回工程を示す第３分図
【図１０】平角線の巻回工程を示す第４分図
【図１１】図７（Ａ）に対応するコイルの断面図
【図１２】図７（Ｃ）に対応するコイルの断面図
【図１３】図８（Ｄ）に対応するコイルの断面図
【図１４】段状突起部の幅Ｗの許容範囲を説明する図
【図１５】初期ターン部に隣接する実ターン部の層数を５層にした第２実施例を示す図
【図１６】第３実施例に係るコイルの部分断面図
【図１７】第４実施例に係るステータの部分正面図
【図１８】第５実施例に係るロータの部分正面図
【符号の説明】
１２ 鉄心
１３ インシュレータ（絶縁部材）
１３′ 絶縁部材
１３ｃ 巻回部
１３ｃ′ 巻回部
１３ｄ 長辺（辺）
１３ｄ′ 長辺（辺）
１３ｈ 段状突起部
１３ｈ′ 段状突起部
１４ 平角線
１４ａ 長辺
１４ｂ 短辺
Ａ 巻回軸

Claims (5)

1. 鉄心（１２）の周囲を覆う絶縁部材（１３，１３′）の巻回部（１３ｃ，１３ｃ′）に平角線（１４）を複数層に重ねて巻回した回転電機のコイルであって、
   絶縁部材（１３，１３′）の巻回部（１３ｃ，１３ｃ′）は巻回軸（Ａ）に直交する断面が方形状であり、平角線（１４）の横断面は長辺（１４ａ）および短辺（１４ｂ）を有する長方形状であり、平角線（１４）の一方の長辺（１４ａ）が絶縁部材（１３，１３′）の巻回部（１３ｃ，１３ｃ′）に対向するように巻回されるものにおいて、
   絶縁部材（１３，１３′）の巻き始め部分に対応する巻回部（１３ｃ，１３ｃ′）の相対向する一対の辺（１３ｄ，１３ｄ′）に沿ってそれぞれ段状突起部（１３ｈ，１３ｈ′）を形成し、前記段状突起部（１３ｈ，１３ｈ′）の幅Ｗはそこに巻回された初期ターン部の平角線（１４）の倒れを阻止し得る幅であり、前記段状突起部（１３ｈ，１３ｈ′）の高さＨは前記初期ターン部に隣接する複数層の実ターン部の最外層の平角線（１４）が、前記初期ターン部の平角線（１４）に係止されて巻回軸（Ａ）の方向へのずれを阻止される高さであることを特徴とする回転電機のコイル。
2. 初期ターン部のターン数を自然数Ｎとし、平角線（１４）の長辺（１４ａ）の長さをＬとしたとき、絶縁部材（１３）の段状突起部（１３ｈ，１３ｈ′）の幅Ｗを、
   （Ｎ−０．５）×Ｌ≦Ｗ≦（Ｎ＋０．１）×Ｌ
   に設定したことを特徴とする、請求項１に記載の回転電機のコイル。
3. 初期ターン部に隣接する実ターン部の層数を３以上の奇数の自然数Ｎｏとし、平角線（１４）の短辺（１４ｂ）の長さをＳとしたとき、絶縁部材（１３，１３′）の段状突起部（１３ｈ，１３ｈ′）の高さＨを、
   （Ｎｏ−１．８）×Ｓ≦Ｈ≦（Ｎｏ−１．０）×Ｓ
   に設定したことを特徴とする、請求項１に記載の回転電機のコイル。
4. 前記段状突起部（１３ｈ）を、絶縁部材（１３）として設けたインシュレータに形成したことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の回転電機のコイル。
5. 前記段状突起部（１３ｈ′）を、鉄心（１２）の形状により形成したことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の回転電機のコイル。

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