JP2007195369A

JP2007195369A - Rotating electric machine and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2007195369A
Application number: JP2006012828A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kato; 雅浩加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-08-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating electric machine wherein a coil 3 is wound around a boss 2a of a pole core 2 in an adhesive manner. <P>SOLUTION: In the boss 2a of the pole core 2, a circumferential width is widest at an axial center, and is formed to become gradually narrower toward an axial end. Moreover, axial both ends are provided in the shape of R formed with predetermined radii respectively, and the both ends of the R shape and a circumferential side face are smoothly continuous. Accordingly, when the coil 3 is wound around the boss 2a, a gap is not produced between the side face of the boss 2a and the coil 3, and the coil 3 is wound around the side face of the boss 2a in the adhesive manner. As a result, the coil 3 is stably fixed, and the durability against disconnection of the coil 3 is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、界磁コイルを有する回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine having a field coil.

従来、ポールコアに界磁コイルを巻線する方法が知られている。
例えば、特許文献１には、ヨークの内周に固定されたポールコアのボス部に巻線機を用いて複数本のコイルを同時に巻き付ける方法が記載されている。
巻線機は、図６に示す様に、コイル１００を繰り出すノズル１１０を備えたノズルボディ１２０を有し、このノズルボディ１２０がボス部１３０の周囲を図示時計方向に周回しながら、ノズル１１０より繰り出される複数本のコイル１００が同時にボス部１３０に巻き付けられる。
特開平２−２６２８６１号公報 Conventionally, a method of winding a field coil around a pole core is known.
For example, Patent Document 1 describes a method in which a plurality of coils are simultaneously wound around a boss portion of a pole core fixed to the inner periphery of a yoke using a winding machine.
As shown in FIG. 6, the winding machine has a nozzle body 120 having a nozzle 110 for feeding out the coil 100, and the nozzle body 120 circulates around the boss portion 130 in the clockwise direction in the drawing, from the nozzle 110. A plurality of coils 100 to be fed are wound around the boss portion 130 at the same time.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-2628661

ところが、ポールコアのボス部１３０は、その断面形状が長円形状を有している。つまり、軸方向（図示上下方向）の両端部がＲ形状に設けられ、そのＲ形状を繋ぐ周方向（図示左右方向）の側面が直線状に形成されている。この場合、両端部の間でボス部１３０の周方向の幅が一定となるため、ボス部１３０に巻き付けられたコイル１００が、ボス部１３０の軸方向中央部付近で周方向外側に脹らむことにより、ボス部１３０の側面とコイル１００との間に隙間が生じてしまう。これは、巻線時のコイル１００に掛かるテンションが不足する程、前記隙間が大きくなってしまう。逆にコイル１００に掛かるテンションを上げ過ぎると、コイル１００が伸びて線径が細くなるため、出力性能が低下する問題を生じる。 However, the pole core boss 130 has an oval cross-sectional shape. That is, both end portions in the axial direction (the vertical direction in the drawing) are provided in an R shape, and the side surfaces in the circumferential direction (the horizontal direction in the drawing) that connect the R shapes are linearly formed. In this case, since the circumferential width of the boss portion 130 is constant between both ends, the coil 100 wound around the boss portion 130 expands outward in the circumferential direction in the vicinity of the axial center portion of the boss portion 130. A gap is generated between the side surface of the boss portion 130 and the coil 100. This is because the gap becomes larger as the tension applied to the coil 100 during winding is insufficient. On the other hand, if the tension applied to the coil 100 is increased too much, the coil 100 is stretched and the wire diameter is reduced, so that the output performance is degraded.

また、ボス部１３０の側面との間に隙間を有した状態でコイル１００が巻き付けられると、コイル１００の固定が不十分となり、通電時にコイル１００同士が反発する、あるいは振動時にコイル１００間の擦れ等が発生することにより、断線に至る恐れがある。これを補うために、コイル１００をボス部１３０に巻き付けた後、コイル１００を絶縁及び固定するために使用される絶縁材（液状エポキシ樹脂、エポキシ粉体等）の量を増やす必要があり、コストアップの要因となっている。
更に、絶縁材によってコイル１００が固定されているか否かを目視によって検査するため、コイル１００の内部まで確実に絶縁材が浸透していることを確認することは極めて困難であり、品質的に不安定である。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ポールコアのボス部にコイルを密着して巻き付けることができる回転電機を提供することにある。 Further, when the coil 100 is wound with a gap between the side surfaces of the boss portion 130, the coil 100 is not sufficiently fixed, and the coils 100 repel each other when energized, or the coils 100 are rubbed during vibration. Etc. may cause disconnection. In order to compensate for this, it is necessary to increase the amount of insulating material (liquid epoxy resin, epoxy powder, etc.) used to insulate and fix the coil 100 after the coil 100 is wound around the boss portion 130. It is a factor of up.
Furthermore, since it is visually inspected whether or not the coil 100 is fixed with the insulating material, it is extremely difficult to confirm that the insulating material has penetrated into the coil 100 without fail, and this is not satisfactory in terms of quality. It is stable.
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a rotating electrical machine capable of winding a coil in close contact with a boss portion of a pole core.

（請求項１の発明）
本発明は、ヨークの内周に固定されるポールコアと、このポールコアに巻線される界磁コイルとを有する回転電機において、ポールコアは、界磁コイルが巻き付けられるボス部を有し、このボス部の周方向の幅が、軸方向の中央部で最も大きく、軸方向の端部に向かって次第に小さく形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、ボス部の周方向側面が外側に脹らんでいるため、ボス部にコイルを巻き付けた時に、ボス部の側面からコイルが離れることはなく、ボス部の側面にコイルを密着した状態で巻き付けることができる。その結果、コイルの固定を安定して行うことができ、コイルの断線に対する耐久性が向上する。
また、ボス部の側面が直線状に形成されている従来技術（特許文献１）と比較すると、ボス部の断面積が増加するので、トルクアップに寄与する。 (Invention of Claim 1)
The present invention relates to a rotating electrical machine having a pole core fixed to the inner periphery of a yoke and a field coil wound around the pole core. The pole core has a boss portion around which the field coil is wound. The width in the circumferential direction is the largest at the central portion in the axial direction, and gradually decreases toward the end in the axial direction.
According to the above configuration, since the circumferential side surface of the boss portion is expanded outward, the coil is not separated from the side surface of the boss portion when the coil is wound around the boss portion. It can be wound in close contact. As a result, the coil can be fixed stably, and the durability against disconnection of the coil is improved.
Moreover, since the cross-sectional area of a boss | hub part increases compared with the prior art (patent document 1) by which the side surface of the boss | hub part is formed in linear form, it contributes to a torque-up.

（請求項２の発明）
請求項１に記載した回転電機において、ボス部は、軸方向の両端部が、それぞれ所定の半径で形成されるＲ形状に設けられ、そのＲ形状を有する軸方向の両端部と周方向の側面とが滑らかに連続していることを特徴とする。
これにより、ボス部の外周面を角部の無い滑らかな面で形成できるため、ボス部の外周面にコイルを密着して巻き付けることができる。 (Invention of Claim 2)
2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the boss portion is provided in an R shape in which both end portions in the axial direction are each formed with a predetermined radius, and both end portions in the axial direction having the R shape and side surfaces in the circumferential direction are provided. Are characterized by being smoothly continuous.
Thereby, since the outer peripheral surface of a boss | hub part can be formed with a smooth surface without a corner | angular part, a coil can be closely_contact | adhered and wound around the outer peripheral surface of a boss | hub part.

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した回転電機において、ボス部に巻き付けられたコイルが、絶縁材である樹脂によって固められていることを特徴とする。
本発明では、ボス部の側面にコイルを密着した状態で巻き付けることができるため、ボス部に巻き付けられたコイルを絶縁材（樹脂）で固めることで、コイルを確実に且つ安定して固定できる。その結果、絶縁材（樹脂）の使用量を少なくでき、且つ、コイル内部の目視検査も不要となるため、コストダウンが可能である。更に、品質的にも安定するため、信頼性の高い回転電機を提供できる。 (Invention of Claim 3)
The rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the coil wound around the boss portion is hardened by a resin which is an insulating material.
In the present invention, since the coil can be wound in a state of being in close contact with the side surface of the boss portion, the coil can be reliably and stably fixed by hardening the coil wound around the boss portion with an insulating material (resin). As a result, the amount of insulating material (resin) used can be reduced, and visual inspection of the inside of the coil is not necessary, so that the cost can be reduced. Further, since the quality is stable, a highly reliable rotating electrical machine can be provided.

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかの回転電機の製造方法であって、ヨークの内周にポールコアを固定した後、巻線機を用いて界磁コイルをボス部の周囲に巻き付けることを特徴とする。
ヨークの内周にポールコアが固定されている状態で、そのポールコアのボス部に巻線機を用いて複数本のコイルを同時に巻き付ける、いわゆる直巻きコイル方式では、コイルを整列した状態でボス部に巻き付けることが困難であり、乱巻になりやすいため、コイルの固定が不安定になる。これに対し、本発明では、ボス部にコイルを密着して巻き付けることができるので、直巻きコイル方式であってもコイルを安定して固定できる。 (Invention of Claim 4)
4. The method of manufacturing a rotating electric machine according to claim 1, wherein after the pole core is fixed to the inner periphery of the yoke, the field coil is wound around the boss portion using a winding machine. And
In a so-called direct-winding coil system in which a coil core is fixed to the boss part of the pole core and a plurality of coils are wound around the boss part of the pole core at the same time using a winding machine, the coil is aligned on the boss part. Since it is difficult to wind the coil and the coil is likely to be turbulent, the fixing of the coil becomes unstable. On the other hand, in the present invention, since the coil can be tightly wound around the boss portion, the coil can be stably fixed even in the case of the direct winding coil system.

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

図１はポールコアを外径側（ヨーク側）から見た平面図である。
実施例１に係る回転電機は、例えば、エンジンを始動するためのスタータモータであり、電磁石によって形成される界磁を備える。
界磁は、図３に示す様に、磁気回路を形成する円筒形状のヨーク１と、このヨーク１の内周に固定されるポールコア２（図４参照）と、このポールコア２に巻線される界磁コイル３とで構成される。なお、スタータモータに用いられる界磁コイル３の一端は、コネクションバー４を介してモータリード線５に接続され、このモータリード線５がグロメット６を挿通してヨーク１の外側に取り出され、図示しない電磁スイッチのモータ端子に接続される。また、界磁コイル３の他端は、正極側のブラシ７に接続されている。 FIG. 1 is a plan view of the pole core as seen from the outer diameter side (yoke side).
The rotating electrical machine according to the first embodiment is a starter motor for starting an engine, for example, and includes a field formed by an electromagnet.
As shown in FIG. 3, the field magnet is wound around a cylindrical yoke 1 that forms a magnetic circuit, a pole core 2 (see FIG. 4) fixed to the inner periphery of the yoke 1, and the pole core 2. It is comprised with the field coil 3. FIG. One end of the field coil 3 used for the starter motor is connected to a motor lead wire 5 through a connection bar 4, and this motor lead wire 5 is inserted through a grommet 6 and taken out of the yoke 1, and is shown in the figure. Not connected to the motor terminal of the electromagnetic switch. The other end of the field coil 3 is connected to the brush 7 on the positive electrode side.

ポールコア２は、界磁コイル３が巻き付けられるボス部２ａと、このボス部２ａの径方向反ヨーク側に設けられる鍔部２ｂとを有し、ボス部２ａの端面が溶接等によりヨーク１の内周面に固定されて、図４に示すヨークアセンブリを形成している。
本発明に係るボス部２ａは、図１に示す様に、周方向（図示左右方向）の幅が、軸方向（図示上下方向）の中央部で最も大きく、軸方向の端部に向かって次第に小さく形成されている。また、軸方向の両端部は、それぞれ所定の半径で形成されるＲ形状に設けられ、そのＲ形状の両端部と周方向の側面とが滑らかに連続している。 The pole core 2 has a boss portion 2a around which the field coil 3 is wound, and a flange portion 2b provided on the diametrically opposite yoke side of the boss portion 2a. The yoke assembly shown in FIG. 4 is formed by being fixed to the peripheral surface.
As shown in FIG. 1, the boss portion 2a according to the present invention has the largest width in the circumferential direction (the left-right direction in the figure) at the central portion in the axial direction (the up-down direction in the figure), and gradually toward the end in the axial direction. It is formed small. Further, both end portions in the axial direction are provided in an R shape formed with a predetermined radius, and both end portions of the R shape and the side surfaces in the circumferential direction are smoothly continuous.

界磁コイル３は、ヨーク１に固定されたポールコア２に対し、巻線機を用いてボス部２ａの周囲に巻き付けられる。
巻線機は、図２に示す様に、ボス部２ａの周囲を周回できるノズルボディ８を有し、このノズルボディ８には、複数本のコイル３を同時に繰り出すことができるノズル８ａが設けられている。
ノズル８ａから繰り出されるコイル３は、上記のノズルボディ８がボス部２ａの周囲を図示時計方向に周回することにより、所定のテンションが掛けられた状態でボス部２ａの周囲に巻き付けられる。このボス部２ａに巻き付けられたコイル３は、図示しない絶縁材（液状エポキシ樹脂、エポキシ粉体等）によって固められる。 The field coil 3 is wound around the boss portion 2a around the pole core 2 fixed to the yoke 1 by using a winding machine.
As shown in FIG. 2, the winding machine has a nozzle body 8 that can circulate around the boss portion 2 a, and the nozzle body 8 is provided with a nozzle 8 a that can simultaneously feed out a plurality of coils 3. ing.
The coil 3 fed out from the nozzle 8a is wound around the boss portion 2a in a state where a predetermined tension is applied as the nozzle body 8 circulates around the boss portion 2a in the clockwise direction in the drawing. The coil 3 wound around the boss 2a is solidified by an insulating material (not shown) (liquid epoxy resin, epoxy powder, etc.).

（実施例１の効果）
上記のポールコア２は、ボス部２ａの周方向の幅が、軸方向の中央部で最も大きく、軸方向の端部に向かって次第に小さく形成されている。つまり、ボス部２ａの周方向側面が外側に脹らんでいる。また、Ｒ形状を有するボス部２ａの両端部と周方向の側面とが滑らかに連続しているので、ボス部２ａの外周面を角部の無い滑らかな面で形成できる。これにより、ボス部２ａにコイル３を巻き付けた時に、ボス部２ａの側面とコイル３との間に隙間が生じることはなく、ボス部２ａの側面にコイル３を密着した状態で巻き付けることができる。その結果、コイル３の固定を安定して行うことができ、コイル３の断線に対する耐久性が向上する。
また、ボス部２ａの側面が直線状に形成されている従来技術（特許文献１）と比較すると、ボス部２ａの断面積が増加するので、トルクアップに寄与する。 (Effect of Example 1)
The pole core 2 is formed such that the circumferential width of the boss portion 2a is the largest in the central portion in the axial direction and gradually decreases toward the end in the axial direction. That is, the circumferential side surface of the boss 2a is expanded outward. Moreover, since the both ends of the boss | hub part 2a which has R shape, and the side surface of the circumferential direction are continuing smoothly, the outer peripheral surface of the boss | hub part 2a can be formed in the smooth surface without a corner | angular part. Thereby, when the coil 3 is wound around the boss portion 2a, no gap is generated between the side surface of the boss portion 2a and the coil 3, and the coil 3 can be wound in close contact with the side surface of the boss portion 2a. . As a result, the coil 3 can be fixed stably, and the durability against disconnection of the coil 3 is improved.
Moreover, since the cross-sectional area of the boss | hub part 2a increases compared with the prior art (patent document 1) by which the side surface of the boss | hub part 2a is formed in linear form, it contributes to a torque-up.

更に、ボス部２ａの側面にコイル３を密着した状態で巻き付けることができるため、ボス部２ａに巻き付けられたコイル３を絶縁材（樹脂）で固めた時に、コイル３を確実に且つ安定して固定できる。これにより、コイル３の固定が安定しない従来技術と比較すると、絶縁材（樹脂）の使用量を少なくでき、且つ、コイル３の内部まで確実に絶縁材が浸透していることを確認する必要もないため、コストダウンが可能である。また、品質的にも安定するため、信頼性の高い回転電機を提供できる。 Further, since the coil 3 can be wound in close contact with the side surface of the boss portion 2a, when the coil 3 wound around the boss portion 2a is hardened with an insulating material (resin), the coil 3 can be reliably and stably wound. Can be fixed. Thereby, compared with the prior art in which the fixing of the coil 3 is not stable, it is necessary to confirm that the insulating material (resin) can be used less and that the insulating material penetrates into the coil 3 reliably. Therefore, the cost can be reduced. In addition, since the quality is stable, a highly reliable rotating electrical machine can be provided.

図５はポールコア２を外径側（ヨーク側）から見た平面図である。
この実施例２に示すポールコア２は、ボス部２ａの断面形状が実施例１とは異なり、図５に示す様に、ボス部２ａの周方向両側に平坦な側面（平坦面２ｃと呼ぶ）が形成され、この平坦面２ｃから軸方向の両端部に向かって周方向の幅が次第に小さく形成されている。また、平坦面２ｃから軸方向の両端部にかけて角部の無い滑らかな面で形成されている。本実施例の場合でも、実施例１と同じく、ボス部２ａの周方向側面が外側に脹らんでいるので、ボス部２ａにコイル３を巻き付けた時に、ボス部２ａとコイル３との間に隙間が生じることはなく、ボス部２ａの側面にコイル３を密着した状態で巻き付けることができる。その結果、コイル３の固定を安定して行うことができ、コイル３の断線に対する耐久性が向上する。 FIG. 5 is a plan view of the pole core 2 as viewed from the outer diameter side (yoke side).
In the pole core 2 shown in the second embodiment, the cross-sectional shape of the boss portion 2a is different from that in the first embodiment, and as shown in FIG. The width in the circumferential direction is gradually reduced from the flat surface 2c toward both ends in the axial direction. Moreover, it is formed with a smooth surface having no corners from the flat surface 2c to both ends in the axial direction. Even in the case of the present embodiment, as in the first embodiment, the circumferential side surface of the boss portion 2a swells outward, so when the coil 3 is wound around the boss portion 2a, the boss portion 2a is interposed between the coil 3 There is no gap, and the coil 3 can be wound in close contact with the side surface of the boss 2a. As a result, the coil 3 can be fixed stably, and the durability against disconnection of the coil 3 is improved.

ポールコアを外径側から見た平面図である（実施例１）。(Example 1) which is the top view which looked at the pole core from the outer diameter side. 巻線機による界磁コイルの巻線方法を示す図面である。It is drawing which shows the winding method of the field coil by a winding machine. 界磁の斜視図である。It is a perspective view of a field. ヨークアセンブリの軸方向平面図である。It is an axial top view of a yoke assembly. ポールコアを外径側から見た平面図である（実施例２）。(Example 2) which was the top view which looked at the pole core from the outer diameter side. 巻線機による界磁コイルの巻線方法を示す図面である（従来技術）。It is drawing which shows the winding method of the field coil by a winding machine (prior art).

Explanation of symbols

１ヨーク
２ポールコア
２ａボス部
３界磁コイル
８ノズルボディ（巻線機）
1 Yoke 2 Pole Core 2a Boss 3 Field Coil 8 Nozzle Body (Winding Machine)

Claims

A pole core fixed to the inner periphery of the yoke;
In a rotating electrical machine having a field coil wound around this pole core,
The pole core has a boss portion around which the field coil is wound, and the circumferential width of the boss portion is the largest at the central portion in the axial direction and gradually becomes smaller toward the end portion in the axial direction. Rotating electric machine characterized by that.

In the rotating electrical machine according to claim 1,
The boss portion is provided in an R shape in which both end portions in the axial direction are each formed with a predetermined radius, and both end portions in the axial direction having the R shape and the side surfaces in the circumferential direction are smoothly continuous. Rotating electric machine.

In the rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The rotating electrical machine, wherein the coil wound around the boss portion is hardened by a resin which is an insulating material.

A method of manufacturing a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3,
After the pole core is fixed to the inner periphery of the yoke, the field coil is wound around the boss portion using a winding machine.