JP2017216800A - Rotor for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、乗用車、トラック、電車などの車両に搭載される回転電機の回転子に関し、特に、回転子コイルが巻回されるボビン構造に関するものである。 The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine mounted on a vehicle such as a passenger car, a truck, and a train, and more particularly to a bobbin structure around which a rotor coil is wound.
特許文献１に記載された従来のボビンは、巻線が巻回される巻胴部と、第１および第２鍔部と、からなる。巻胴部には、巻線の巻回方向に延びる巻線ガイド凸部が、軸方向に巻線の直径と同等の間隔で複数設けられていた。また、第１鍔部には、第１鍔部を厚み方向に貫通して、第１鍔部の最外径部から径方向内方に延びる引込切込部と、この引込切込部の内径側端部と繋がって巻胴部の周方向に延びる引込空間と、が設けられている。 The conventional bobbin described in Patent Document 1 includes a winding drum portion around which a winding is wound, and first and second flange portions. A plurality of winding guide projections extending in the winding direction of the winding are provided in the winding body portion at intervals equivalent to the diameter of the winding in the axial direction. Moreover, the 1st collar part penetrates the 1st collar part in the thickness direction, and the drawing | incision notch part extended inward in radial direction from the outermost diameter part of a 1st collar part, and the internal diameter of this drawing | notch cutting part A lead-in space connected to the side end portion and extending in the circumferential direction of the winding drum portion is provided.
このように構成された従来のボビンでは、巻線は、外部から引込切込部に引き入れられて引込空間に導かれ、引込空間内を通って巻胴部に導かれ、巻胴部に複数列、複数段に巻回される。このとき、巻線は、当該引込空間内を巻線の巻回方向に進みながら巻胴部側に徐々にシフトされ、引込空間から巻胴部にレーンチェンジされる。これにより、巻線が太く、高剛性であっても、大きく屈曲させることなく、巻胴部に引き込まれるので、第１鍔部近傍の１段目における巻線の巻き乱れの発生が抑制される。 In the conventional bobbin configured as described above, the winding is drawn from the outside into the drawing cut-in portion and led to the drawing space, led through the drawing space to the winding drum portion, and a plurality of rows are arranged on the winding drum portion. , Wound in multiple stages. At this time, the winding is gradually shifted toward the winding drum while moving in the winding direction of the winding in the drawing space, and is lane-changed from the drawing space to the winding drum. As a result, even if the winding is thick and highly rigid, it is drawn into the winding body without being greatly bent, so that the winding disturbance in the first stage in the vicinity of the first flange is suppressed. .
従来のボビンでは、巻胴部の周方向に延びる引込空間を第１鍔部の内壁面の内径側端部に形成し、当該引込空間を用いて、第１鍔部近傍の１段目における巻き乱れの発生を抑制していた。しかしながら、巻胴部の周方向に延びる引込空間が第１鍔部の内壁面の内径側端部に形成されている従来のボビンを型成形することは、極めて困難であり、生産性が低下するとともに、低コスト化が図れないという課題があった。 In the conventional bobbin, a retracting space extending in the circumferential direction of the winding body portion is formed at the inner diameter side end portion of the inner wall surface of the first collar portion, and the winding at the first stage in the vicinity of the first collar portion is performed using the retracting space. The occurrence of turbulence was suppressed. However, it is extremely difficult to mold a conventional bobbin in which a drawing space extending in the circumferential direction of the winding drum portion is formed at the inner diameter side end portion of the inner wall surface of the first flange portion, and productivity is lowered. At the same time, there is a problem that the cost cannot be reduced.
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、回転子コイルの巻き乱れや巻き太りの発生を抑制できる安価なボビンを備えた回転電機の回転子を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a rotor for a rotating electrical machine having an inexpensive bobbin that can suppress the occurrence of winding disturbance and thickening of a rotor coil with a simple configuration. The purpose is to obtain.
この発明による回転電機の回転子は、回転子鉄心と、前記回転子鉄心に装着されたボビンと、前記ボビンに複数列、かつ複数段に巻回されたコイル線により構成された回転子コイルと、を備えている。前記ボビンは、前記コイル線が巻回される円筒状の巻胴部と、前記巻胴部の軸方向の両端部にそれぞれ設けられた、径方向外方に突出して周方向に延びるリング状の第１フランジ部および第２フランジ部と、前記第１フランジ部の外径端部に立設され、前記コイル線が巻き付けられる第１係止部と、前記第１フランジ部の前記第２フランジ部と相対する内壁面に、前記第１フランジ部の外径端部から前記巻胴部に至るように、かつ前記第１係止部に巻き付けられた前記コイル線を引き込み可能に設けられた、前記コイル線の巻回方向の前方に進むにつれ、内径側に変位する直線状の引き込み溝と、前記巻胴部の第１フランジ部側に径方向に突出して設けられ、前記引き込み溝の下端部の前記コイル線の巻回方向の前方位置から後方位置まで延びるコイル線ガイド壁と、を有し、前記引き込み溝の溝深さが前記コイル線の直径以上であり、前記引き込み溝を通って前記巻胴部に引き込まれた前記コイル線が、前記第１フランジ部の前記内壁面との間に隙間を確保して、かつ前記コイル線ガイド壁に接して１巻き目を巻かれている。 A rotor of a rotating electrical machine according to the present invention includes a rotor core, a bobbin attached to the rotor core, and a rotor coil configured by coil wires wound in a plurality of rows and a plurality of stages on the bobbin. It is equipped with. The bobbin has a cylindrical winding drum portion around which the coil wire is wound, and ring-shaped projections that extend in the circumferential direction and project outward in the radial direction, provided at both axial ends of the winding drum portion. A first flange portion and a second flange portion; a first locking portion that is erected on an outer diameter end portion of the first flange portion and around which the coil wire is wound; and the second flange portion of the first flange portion The coil wire wound around the first locking portion is provided on the inner wall surface opposed to the first flange portion so as to be able to be drawn from the outer diameter end portion of the first flange portion to the winding body portion, As the coil wire advances forward in the winding direction, a linear lead-in groove that is displaced toward the inner diameter side and a first flange portion side of the winding body portion that protrudes in the radial direction are provided at the lower end of the lead-in groove. The coil wire extends from the front position to the rear position in the winding direction. A coil wire guide wall that has a groove depth greater than or equal to a diameter of the coil wire, and the coil wire drawn into the winding body through the lead groove is the first coil wire. A first winding is wound while ensuring a gap between the flange portion and the inner wall surface and in contact with the coil wire guide wall.
この発明によれば、引き込み溝が、第１フランジ部の第２フランジ部と相対する内壁面に、第１フランジ部の外径端部から巻胴部に至るように設けられ、コイル線の巻回方向の前方に進むにつれ、内径側に変位する直線状に形成されている。そこで、引き込み溝に引き込まれたコイル線を、引き込み溝内をコイル線の巻回方向の前方に進みながら、巻胴部側に漸次シフトさせることで、コイル線をスムーズに引き込み溝から巻胴部にレーンチェンジさせることができる。また、引き込み溝から巻胴部のコイル線ガイド壁の両端部間に引き込まれたコイル線が、第１フランジ部との間に隙間を確保して、かつコイル線ガイド壁に接して１巻き目が巻かれているので、巻胴部に引き出されたコイル線を、第２フランジ部側への膨らみの発生を抑えて、コイル線ガイド壁に接するように巻くことができる。
これにより、１段目の巻き乱れの発生が抑制され、２段目以降の巻き乱れの発生が抑制されるとともに、３段目以降の巻き太りや巻き乱れの発生が抑制される。また、特許文献１のような巻胴部の周方向に延びる引込空間をボビンの第１フランジ部に設ける必要がないので、ボビンを簡易に型成形でき、生産性が高められ、低コスト化が図られる。
According to this invention, the lead-in groove is provided on the inner wall surface of the first flange portion facing the second flange portion so as to extend from the outer diameter end portion of the first flange portion to the winding drum portion. As it advances forward in the turning direction, it is formed in a linear shape that is displaced toward the inner diameter side. Therefore, by gradually shifting the coil wire drawn into the drawing groove toward the winding drum while moving forward in the winding direction of the coil wire in the drawing groove, the coil wire is smoothly drawn from the drawing groove to the winding drum. You can change the lane. In addition, the coil wire drawn from the drawing groove between both ends of the coil wire guide wall of the winding body portion secures a gap between the first flange portion and is in contact with the coil wire guide wall to make the first turn Since the coil wire is wound, the coil wire drawn out to the winding body portion can be wound so as to be in contact with the coil wire guide wall while suppressing the occurrence of swelling toward the second flange portion side.
As a result, the occurrence of winding disturbance at the first stage is suppressed, the occurrence of winding disturbance at the second stage and thereafter is suppressed, and the occurrence of thickening and winding disturbance after the third stage is suppressed. Moreover, since it is not necessary to provide the drawing-in space extended in the circumferential direction of the winding drum part like patent document 1 in the 1st flange part of a bobbin, a bobbin can be easily shape-molded, productivity can be improved, and cost reduction can be carried out. Figured.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子を示す要部断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子に適応されるボビンを示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子に適応されるボビンのコイル線引き込み部周りを示す要部斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子に適応されるボビンにコイル線を巻回する方法を説明する斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子に適応されるボビンにコイル線を巻回した状態を示す断面図、図６この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子に適応されるボビンにコイル線が巻回された１段目の状態を示す上面図である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a cross-sectional view of a main part showing a rotor of a rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a bobbin adapted to the rotor of the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention. 3 is a perspective view of the main part showing the periphery of the coil wire lead-in portion of the bobbin adapted to the rotor of the rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view for explaining a method of winding a coil wire around a bobbin adapted to the rotor of FIG. 5, and FIG. 5 shows the coil wire wound around the bobbin adapted to the rotor of the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 is a top view showing a first stage state in which a coil wire is wound around a bobbin adapted to the rotor of the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention.
図１において、回転電機の回転子１０は、励磁電流が流されて磁束を発生する回転子コイル１１と、それぞれ例えばＳ１０Ｃなどの低炭素鋼で作製され、回転子コイル１１を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成される、回転子鉄心としての一対のポールコア１２と、を備えている。
In FIG. 1, a
回転子コイル１１は、ポリイミド樹脂などの絶縁被膜が被覆された断面円形の銅などのコイル線１５をボビン１６に巻回して作製される。
各ポールコア１２は、外周面を円筒形状とし、回転軸挿通穴（図示せず）が軸心位置を貫通して形成された基部１４と、それぞれ、周方向幅が先端側に向かって徐々に狭くなり、かつ、径方向厚みが先端側に向かって徐々に薄くなる先細り形状に形成され、基部１４の外周縁部に周方向に等角ピッチで設けられた複数の爪状磁極１３と、を備える。そして、一対のポールコア１２が、爪状磁極１３をかみ合わせるように対向させて、基部１４の端面同士を突き合わせ、基部１４の回転軸挿入穴に挿入されたシャフト（図示せず）に固着されている。
The rotor coil 11 is produced by winding a
Each
ボビン１６は、絶縁性樹脂からなる樹脂成型体であり、図２および図３に示されるように、円筒状の巻胴部１７と、巻胴部１７の軸方向両端から径方向外方に突出して周方向の全周に渡って形成されたリング状の第１および第２フランジ部１８，１９と、それぞれ、第１および第２フランジ部１８，１９の外径端部から径方向外方に突出して周方向に等角ピッチで設けられた複数の舌片１８ａ，１９ａと、第１フランジ部１８の外径端部に周方向に離間して立設された第１および第２係止部２１ａ，２１ｂと、第１フランジ部１８の第２フランジ部１９と相対する面である内壁面に形成された、コイル線１５を巻胴部１７に引き込むための引き込み溝２２と、巻胴部１７の外周面に第１フランジ部１８に近接して径方向外方に突出して周方向に延びるように形成されて、引き込み溝２２を通って巻胴部１７に引き込まれたコイル線１５の１巻き目をガイドするコイル線ガイド壁２４ａと、を備える。
The
ここで、舌片１８ａ，１９ａは、第１および第２フランジ部１８，１９に周方向に交互に配設され、根元部から内向きに折り曲げられて、巻胴部１７に巻回されたコイル線１５を覆うようになっている。第１および第２係止部２１ａ，２１ｂは、周方向に１８０°離間して配設されている。そして、コイル線１５の引き込み側が第１係止部２１ａに巻かれて係止され、引き出し側が第２係止部２１ｂに巻かれて係止される。引き込み溝２２は、第１フランジ部１８の内壁面に第１係止部２１ａの根元位置からコイル線１５の巻回方向の前方に進みながら、漸次内径側に変位して巻胴部１７に至るように形成された直線状の溝である。引き込み溝２２は、引き込み溝２２に挿入されたコイル線１５が第１フランジ部１８の内壁面と面一となる溝深さに形成されている。
Here, the
コイル線ガイド壁２４ａは、引き込み溝２２の内径側端部（以下、下端部とする）の位置のコイル線１５の巻回方向の前方位置から、引き込み溝２２の下端部の位置のコイル線１５の巻回方向の後方位置に至るように、巻胴部１７の外周面に形成されている。コイル線ガイド壁２４ａの両端間の周方向領域が、レーンチェンジ領域２５となる。引き込み溝２２を通って巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれたコイル線１５が、コイル線ガイド壁２４ａの第２フランジ部１９側の面に接して巻胴部１７に巻回される。Ｈは、巻胴部１７の外周面からのコイル線ガイド壁２４ａの上面まで高さであり、ここでは、ＨはＤ／２に設定されている。なお、Ｄはコイル線１５の直径である。Ｓは、コイル線ガイド壁２４ａに接して巻回された１巻き目のコイル線１５と第１フランジ部１８との間の隙間である。ここでは、Ｓはコイル線ガイド壁２４ａの上面の幅に一致し、Ｄ／２に設定されている。
The coil
ここで、コイル線１５の巻回方法について説明する。
Here, the winding method of the
コイル線１５は、ノズル２３から繰り出され、その先端をスピンドル（図示せず）に装着されたボビン１６の第１係止部２１ａに巻き付け、引き込み溝２２を通って巻胴部１７に導かれる。このとき、コイル線１５は、引き込み溝２２内をその下端部の近傍まで導かれた後、引き込み溝２２内をコイル線１５の巻回方向の前方に進みながら、巻胴部１７側に漸次シフトする。そして、コイル線１５が引き込み溝２２の下端部の径方向位置に到達したときには、コイル線１５は引き込み溝２２から巻胴部１７上に乗り移っている。
The
ついで、図４に示されるように、ノズル２３からコイル線１５を繰り出しつつ、ボビン１６を回転させて、コイル線１５を巻胴部１７に巻き付ける。そして、ノズル２３をボビン１６の軸方向に第２フランジ部１９側に移動させ、コイル線１５の１段目が巻胴部１７に巻回される。このとき、引き込み溝２２から巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれたコイル線１５は、図６に示されるように、コイル線ガイド壁２４ａに接して１巻き目が巻かれる。そして、コイル線１５は、コイル線ガイド壁２４ａの巻き終わり端を過ぎると、第２フランジ部１９側にシフトして、１巻き目のコイル線１５に接して２巻き目が巻かれる。このようにして、コイル線１５は、レーンチェンジ領域２５の周方向領域内でレーンチェンジして、５巻き目まで巻かれ、１段目が巻き終わる。このとき、５巻き目のコイル線１５は第２フランジ部１９に接している。
Next, as shown in FIG. 4, the
ついで、ノズル２３をボビン１６の軸方向に第１フランジ部１８側に移動させ、コイル線１５の２段目が巻胴部１７に巻回される。まず、コイル線１５は、１段目の５巻き目と４巻き目のコイル線１５に接するように１巻き目が巻かれる。そして、コイル線１５は、１巻き目が巻き終わると、第１フランジ部１８側にシフトして、１段目の４巻き目と３巻き目のコイル線１５に接するように２巻き目が巻かれる。このようにして、コイル線１５は、レーンチェンジ領域２５の周方向領域内でレーンチェンジして、５巻き目まで巻かれ、２段目が巻き終わる。このとき、５巻き目のコイル線１５は第１フランジ部１８に接している。
Next, the
このようにして、図５に示されるように、コイル線１５をボビン１６に５列４段に巻回して回転子コイル１１が作製される。なお、図示していないが、４段目の５巻き目を巻き終わったコイル線１５が、第２係止部２１ｂに巻き付けられる。また、各段のコイル線１５は、いずれも、レーンチェンジ領域２５の周方向領域内でレーンチェンジが行われている。
In this manner, as shown in FIG. 5, the rotor coil 11 is manufactured by winding the
このように作製された回転子コイル１１は、舌片１８ａ，１９ａを根元部から内向きに折り曲げて、外周面が覆われた状態とされる。そして、一対のポールコア１２が、爪状磁極１３をかみ合わせるように対向させて、基部１４をボビン１６の巻胴部１７に挿入し、基部１４の端面同士を突き合わせる。一対のポールコア１２は、基部１４の回転軸挿入穴に挿入されたシャフトに固着されて一体化され、回転子１０が組み立てられる。なお、回転子コイル１１は、軸方向両側から爪状磁極１３の根元部１３ａに挟持されて、一対のポールコア１２の爪状磁極１３と基部１４とから構成される空間内に収納される。また、回転子コイル１１の外周面は、舌片１８ａ，１９ａに覆われて、爪状磁極１３との直接的な接触が防止されている。
The rotor coil 11 manufactured in this way is in a state where the outer peripheral surface is covered by bending the
つぎに、実施の形態１によるボビン１６の効果を説明するために、コイル線ガイド壁２４ａを省略した比較例のボビン１６０にコイル線１５を巻回した場合について説明する。図７は比較例のボビンにコイル線を巻回した状態を示す断面図、図８は比較例のボビンに軟らかいコイル線が巻回された１段目の状態を示す上面図、図９は比較例のボビンに硬いコイル線が巻回された１段目の状態を示す上面図である。
Next, in order to explain the effect of the
比較例のボビン１６０においても、図７に示されるように、コイル線１５が５列４段に巻回されている。
コイル線１５が軟らかい場合には、図８に示されるように、引き込み溝２２から巻胴部１７に引き込まれたコイル線１５は、第１フランジ部１８の内壁面に接して１巻き目が巻かれる。しかし、コイル線１５が硬い場合には、図９に示されるように、引き込み溝２２から巻胴部１７に引き込まれたコイル線１５は、第２フランジ部１９側に膨らんだ後、第１フランジ部１８側に戻って、第１フランジ部１８の内壁面に接して１巻き目が巻かれる。このように、コイル線１５の１巻き目の巻き始め側が第１フランジ部１８の内壁面に接しない状態となり、２巻き目以降に巻き乱れが発生する。この１段目の巻き乱れは、２段目以降の巻き乱れを増大させてしまう。
Also in the
When the
実施の形態１によれば、引き込み溝２２が、第１フランジ部１８の内壁面にコイル線１５の巻回方向の前方に進みながら、内径側に漸次変位して巻胴部１７に至る直線状の溝に形成されている。この引き込み溝２２は、径方向に対して傾斜しているので、径方向外方から見たときに、巻胴部１７の周方向に延びる溝形状となっている。そこで、引き込み溝２２は、引き込み溝２２から巻胴部１７にレーンチェンジするに十分な周方向長さを有する。これにより、コイル線１５は、引き込み溝２２から巻胴部１７にスムーズにレーンチェンジされる。
さらに、引き込み溝２２から巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれたコイル線１５が、コイル線ガイド壁２４ａに案内されて、第１フランジ部１８の内壁面からＤ／２だけ離れて１巻き目が巻かれている。そこで、レーンチェンジ領域２５に引き出されたコイル線１５を、第２フランジ部１９側への膨らみの発生を抑えて、コイル線ガイド壁２４ａに接するように巻くことができる。
According to the first embodiment, the lead-in
Further, the
これにより、コイル線１５の１段目の巻き乱れの発生が抑制され、２段目以降の巻き乱れの発生が抑制されるとともに、３段目以降の巻き太りや巻き乱れの発生が抑制される。
また、径方向に対して傾斜する直線状の引き込み溝２２を第１フランジ部１８の内壁面に形成して、特許文献１で必要であった周方向に延びる引込空間を省略しているので、ボビン１６を簡易に型成形できるようになり、ボビン１６の生産性が高められるとともに、低コスト化が図られる。
Thereby, the occurrence of the first stage winding disturbance of the
Moreover, since the linear drawing groove |
また、２段目の５巻き目のコイル線１５は、２段目の１巻き目から４巻き目のコイル線１５と同じ高さ位置で第１フランジ部１８の内壁面に接して巻回されるので、３段目のコイル線１５を巻き乱れなく巻回できる。このように、コイル線１５を安定した状態でボビン１６に巻回でき、巻回工程での巻き乱れの発生を抑制できるの、コイル線１５を整列状態に巻回できる。これにより、外径が軸方向に揃った、崩れの発生しにくい回転子コイル１１を簡易に作製できる。さらに、コイル線１５の巻回数を多くできので、回転子コイル１１で発生する起磁力を大きくすることができる。
Further, the
奇数段のコイル線１５が第１フランジ部１８の内壁面からＤ／２だけ離れて巻回され、偶数段のコイル線１５が第１フランジ部１８の内壁面に接して巻回されている。そして、コイル線１５が５列４段に巻胴部１７に巻かれている。そこで、コイル線１５の巻き始めと巻き終わりが、第１フランジ部１８側となる。これにより、コイル線１５が第１フランジ部１８の内壁面に接した状態で、その巻き終わり端部を第２係止部２１ｂに巻き付けることができ、コイル線１５の弛みによる断線を防止することができる。また、回転子コイル１１の両端部がボビン１６の第１フランジ部１８側から引き出されているので、回転子コイル１１への給電構造が簡易となる。
The odd-numbered
また、コイル線１５が引き込み溝２２内を内径側に進みながら巻胴部１７側に漸次シフトしているので、コイル線１５が引き込み溝２２内を内径側に進むにつれ、引き込み溝２２からのコイル線１５の巻胴部１７側への突出量が多くなる。この引き込み溝２２からのコイル線１５の巻胴部１７側への突出部は、１段目のコイル線１５には何ら影響しないが、２段目以降のコイル線１５の第１フランジ部１８に最も接近する巻回部と干渉する恐れがある。この実施の形態１では、引き込み溝２２の下端部が巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５の周方向範囲内に位置している。そこで、引き込み溝２２からのコイル線１５の巻胴部１７側への突出部と２段目以降のコイル線１５の第１フランジ部１８に最も接近する巻回部との干渉を回避でき、２段目以降の巻き乱れや巻き太りの発生を抑制できる。
Further, since the
つぎに、コイル線ガイド壁２４ａに接して巻回された１巻き目のコイル線１５と第１フランジ部１８との間の隙間Ｓについて検討する。
Next, the gap S between the
ＳがＤ／２より大きい場合には、２段目の５巻き目のコイル線１５の巻胴部１７からの高さは、２段目の１巻き目から４巻き目までのコイル線１５に対して低くなり、２段目の４巻き目のコイル線１５から離れる。そして、段数が多くなるほど、同一段内で高さが低くなるコイル線１５の数が多くなる。その結果、コイル線１５の巻回工程の途中で巻き乱れが発生し、ボビン１６の軸方向に関して、回転子コイル１１の外径の不揃いが激しくなるとともに、コイル線１５にかかる荷重のバランスが悪化する。
When S is larger than D / 2, the height of the
ＳがＤ／４より小さい場合には、２段目の５巻き目のコイル線１５の巻胴部１７からの高さは、２段目の１巻き目から４巻き目までのコイル線１５に対して高くなる。そこで、３段目のコイル線１５が接する２段目のコイル線１５の位置が当該コイル線１５の頂部近傍に接することになる。すなわち、段数が多くなるほど、コイル線１５が接する下段のコイル線１５の位置がコイル線１５の頂部に近づくことになる。これにより、回転子コイル１１の段数が少なくなり、コイル線１５の巻回数が減り、回転子コイル１１で発生する起磁力が小さくなってしまう。さらに、コイル線１５が小さな力で下段のコイル線１５を乗り越えられるようになり、コイル線１５の巻回工程での巻き乱れが発生しやすくなるとともに、回転子コイル１１の崩れが発生しやすくなる。
When S is smaller than D / 4, the height from the winding
これらのことから、コイル線ガイド壁２４ａに接して巻回された１巻き目のコイル線１５と第１フランジ部１８との間の隙間Ｓは、Ｄ／４以上、かつＤ／２以下に設定することが望ましい。また、隙間ＳがＤ／４以上であれば、太い、あるいは硬いコイル線１５であっても、第２フランジ部１９側に膨らむことなく、コイル線ガイド壁２４ａに接して１巻き目を巻回することができる。
For these reasons, the gap S between the
なお、前記実施の形態１では、コイル線ガイド壁２４ａの巻胴部１７からの突出高さＨをＤ／２としているが、Ｈは、１段目の１巻き目のコイル線１５と第１フランジ部１８との間の隙間Ｓが、Ｄ／４以上、かつＤ／２以下に維持できればよく、Ｄ／２に限定されない。
In the first embodiment, the protrusion height H of the coil
また、上記実施の形態１では、引き込み溝２２の溝深さをコイル線１５の直径Ｄとしたが、引き込み溝２２の溝深さはＤより深くてもよい。そして、引き込み溝２２の溝深さが深くなるほど、引き込み溝２２から巻胴部１７へのコイル線１５のレーンチェンジによる、コイル線１５の第１フランジ部１８の内壁面からの突出開始位置が巻胴部１７に近づく。
また、上記実施の形態１では、引き込み溝２２の全長がレーンチェンジ領域２５の周方向領域内に位置しているが、引き込み溝２２の全長がレーンチェンジ領域２５の周方向領域内に位置している必要はなく、引き込み溝２２の下端側がレーンチェンジ領域２５の周方向領域内に位置していればよい。
In the first embodiment, the groove depth of the lead-in
In the first embodiment, the full length of the pull-in
実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子に適応されるボビンにコイル線を巻回した状態を示す断面図である。
Embodiment 2. FIG.
10 is a cross-sectional view showing a state where a coil wire is wound around a bobbin adapted to a rotor of a rotating electrical machine according to Embodiment 2 of the present invention.
図１０において、ボビン１６Ａは、それぞれ、溝方向を円周方向として、巻胴部１７の外周面のコイル線ガイド壁２４ａと第２フランジ部１９との間の部位に軸方向にＤのピッチで形成された５つのコイル線ガイド溝２４ｃを備える。巻胴部１７の外周面の、レーンチェンジ領域２５の周方向幅で、第１フランジ部１８から第２フランジ部１９に至る領域は、巻胴部１７の軸心を中心とする、コイル線ガイド溝２４ｃに接する円筒面の一部で構成されている。
なお、実施の形態２では、ボビン１６Ａを用いている点を除いて実施の形態１と同様に構成されている。
In FIG. 10, each of the
The second embodiment is configured in the same manner as in the first embodiment except that the
実施の形態２によるボビン１６Ａにおいても、引き込み溝２２が、第１フランジ部１８の内壁面にコイル線１５の巻回方向の前方に進みながら、内径側に漸次変位して巻胴部１７に至る直線状の溝に形成されている。そして、引き込み溝２２の下端部が、巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５と面一となっている。そして、引き込み溝２２から巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれたコイル線１５は、コイル線ガイド溝２４ｃに導かれ、コイル線ガイド壁２４ａに接して、かつ第１フランジ部１８の内壁面からＤ／２だけ離れて１巻き目が巻かれる。そして、コイル線１５は、コイル線ガイド壁２４ａの巻き終わり端を過ぎると、第２フランジ部１９側にシフトして、隣のコイル線ガイド溝２４ｃに導かれて１巻き目のコイル線１５に接して２巻き目が巻かれる。このようにして、コイル線１５は、レーンチェンジ領域２５の周方向領域内でレーンチェンジして、５巻き目まで巻かれ、１段目が巻き終わる。このとき、５巻き目のコイル線１５は第２フランジ部１９に接している。
Also in the
ついで、コイル線１５は、１段目の５巻き目と４巻き目のコイル線１５に接するように、２段目の１巻き目が巻かれる。そして、コイル線１５は、２段目の１巻き目が巻き終わると、第１フランジ部１８側にシフトして、１段目の４巻き目と３巻き目のコイル線１５に接するように２巻き目が巻かれる。このようにして、コイル線１５は、レーンチェンジ領域２５の周方向領域内でレーンチェンジして、５巻き目まで巻かれ、２段目が巻き終わる。このとき、５巻き目のコイル線１５は第１フランジ部１８に接している。
Next, the first winding of the second stage is wound so that the
このようにして、図１０に示されるように、コイル線１５がボビン１６Ａに５列４段に巻回される。
In this way, as shown in FIG. 10, the
この実施の形態２においても、引き込み溝２２が、第１フランジ部１８の内壁面にコイル線１５の巻回方向の前方に進みながら、内径側に漸次変位して巻胴部１７に至る直線状の溝に形成され、コイル線１５が、引き込み溝２２から巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれ、コイル線ガイド壁２４ａに案内されて、第１フランジ部１８の内壁面からＤ／２だけ離れて１巻き目が巻かれているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、実施の形態２によれば、列数分のコイル線ガイド溝２４ｃが巻胴部１７のコイル線ガイド壁２４ａの第２フランジ部１９側にＤのピッチで形成されているので、コイル線１５の１段目の巻回が容易となる。
Also in the second embodiment, the lead-in
Further, according to the second embodiment, the coil
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の回転子に適応されるボビンにコイル線を巻回した状態を示す断面図である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 11 is a sectional view showing a state in which a coil wire is wound around a bobbin adapted to a rotor of a rotary electric machine according to Embodiment 3 of the present invention.
図１１において、ボビン１６Ｂは、第１フランジ部１８と第２フランジ部１９との間の寸法が、ボビン１６における第１フランジ部１８と第２フランジ部１９との間の寸法よりＤ／２だけ広く形成されている。そして、コイル線１５がボビン１６Ｂに、奇数段が５列となり、偶数段が６列となって、４段に巻回される。奇数段の１巻き目と５巻き目のコイル線１５が、それぞれ、第１フランジ部１８と第２フランジ部１９との間に隙間Ｄ／２が形成されている。偶数段の１巻き目と６巻き目のコイル線１５が、それぞれ、第１フランジ部１８と第２フランジ部１９とに接している。
なお、実施の形態３では、ボビン１６Ｂを用いている点を除いて実施の形態１と同様に構成されている。
In FIG. 11, the
In the third embodiment, the configuration is the same as in the first embodiment except that the bobbin 16B is used.
実施の形態３によるボビン１６Ｂにおいても、引き込み溝２２が、第１フランジ部１８の内壁面にコイル線１５の巻回方向の前方に進みながら、内径側に漸次変位して巻胴部１７に至る直線状の溝に形成されている。そして、引き込み溝２２の下端部が、巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５と面一となっている。そして、引き込み溝２２から巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれたコイル線１５が、コイル線ガイド壁２４ａに案内されて、第１フランジ部１８の内壁面からＤ／２だけ離れて１巻き目が巻かれている。
したがって、実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
Also in the bobbin 16B according to the third embodiment, the lead-in
Therefore, also in Embodiment 3, the same effect as in Embodiment 1 can be obtained.
実施の形態４．
図１２はこの発明の実施の形態４に係る回転電機の回転子に適応されるボビンにコイル線を巻回した状態を示す断面図である。
Embodiment 4 FIG.
12 is a cross-sectional view showing a state in which a coil wire is wound around a bobbin adapted to a rotor of a rotary electric machine according to Embodiment 4 of the present invention.
図１０において、ボビン１６Ｃは、それぞれ、溝方向を円周方向として、巻胴部１７の外周面のコイル線ガイド壁２４ａと第２フランジ部１９との間の部位に軸方向にＤのピッチで形成された５つのコイル線ガイド溝２４ｃを備える。巻胴部１７の外周面の、レーンチェンジ領域２５の周方向幅で、第１フランジ部１８から第２フランジ部１９に至る領域は、巻胴部１７の軸心を中心とする、コイル線ガイド溝２４ｃに接する円筒面の一部で構成されている。引き込み溝２２の下端が、巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５と面一となっている。
なお、実施の形態４では、ボビン１６Ｃを用いている点を除いて実施の形態３と同様に構成されている。
In FIG. 10, each of the
In the fourth embodiment, the configuration is the same as that of the third embodiment except that the
実施の形態４では、引き込み溝２２から巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれたコイル線１５は、コイル線ガイド溝２４ｃに導かれてコイル線ガイド壁２４ａに接して１巻き目が巻かれる。そして、コイル線１５は、コイル線ガイド壁２４ａの巻き終わり端を過ぎると、第２フランジ部１９側にシフトして、隣のコイル線ガイド溝２４ｃに導かれて１巻き目のコイル線１５に接して２巻き目が巻かれる。このようにして、コイル線１５は、レーンチェンジ領域２５の周方向領域内でレーンチェンジして、５巻き目まで巻かれ、１段目が巻き終わる。このとき、５巻き目のコイル線１５は第２フランジ部１９との間に隙間Ｄ／２だけ離間している。
In the fourth embodiment, the
ついで、コイル線１５は、第２フランジ部１９と１段目の５巻き目のコイル線１５に接するように、２段目の１巻き目が巻かれる。そして、コイル線１５は、２段目の１巻き目が巻き終わると、第１フランジ部１８側にシフトして、１段目の５巻き目と４巻き目のコイル線１５に接するように２巻き目が巻かれる。このようにして、コイル線１５は、レーンチェンジ領域２５の周方向領域内でレーンチェンジして、６巻き目まで巻かれ、２段目が巻き終わる。このとき、６巻き目のコイル線１５は第１フランジ部１８に接している。
Subsequently, the first winding of the second stage is wound around the
このようにして、図１２に示されるように、コイル線１５がボビン１６Ｃに、奇数段が５列となり、偶数段が６列となって４段に巻回される。
In this manner, as shown in FIG. 12, the
実施の形態４によるボビン１６Ｃにおいても、引き込み溝２２が、第１フランジ部１８の内壁面にコイル線１５の巻回方向の前方に進みながら、内径側に漸次変位して巻胴部１７に至る直線状の溝に形成されている。そして、引き込み溝２２の下端部が、巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５と面一となっている。そして、引き込み溝２２から巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれたコイル線１５が、コイル線ガイド壁２４ａに案内されて、第１フランジ部１８の内壁面からＤ／２だけ離れて１巻き目が巻かれている。
したがって、実施の形態４においても、上記実施の形態３と同様の効果が得られる。
また、実施の形態４によれば、列数分のコイル線ガイド溝２４ｃが巻胴部１７のコイル線ガイド壁２４ａの第２フランジ部１９側にＤのピッチで形成されているので、コイル線１５の１段目の巻回が容易となる。
Also in the
Therefore, also in the fourth embodiment, the same effect as in the third embodiment can be obtained.
Further, according to the fourth embodiment, the coil
実施の形態５．
図１３はこの発明の実施の形態５に係る回転電機の回転子に適応されるボビンにコイル線を巻回した状態を示す断面図、図１４この発明の実施の形態５に係る回転電機の回転子に適応されるボビンにコイル線が巻回された１段目の状態を示す上面図である。
13 is a sectional view showing a state in which a coil wire is wound around a bobbin adapted to a rotor of a rotary electric machine according to
図１３において、幅を（Ｓ＋Ｄ）とし、巻胴部１７からの突出高さをＨとするコイル線ガイド壁２４ｂが、ボビン１６Ｄの巻胴部１７の外周面に形成されている。なお、Ｓ＝Ｄ／２である。コイル線ガイド壁２４ｂの巻胴部１７からの突出高さＨは、１段目の１巻き目のコイル線１５と２段目の３巻き目のコイル線１５とに接している状態の２段目の４巻き目のコイル線１５と接する高さである。
In FIG. 13, a coil
そして、引き込み溝２２から巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれたコイル線１５は、コイル線ガイド壁２４ｂに接して１巻き目が巻かれる。そして、コイル線１５は、コイル線ガイド壁２４ａの巻き終わり端を過ぎると、第２フランジ部１９側にシフトして、１巻き目のコイル線１５に接して２巻き目が巻かれる。このようにして、コイル線１５は、レーンチェンジ領域２５の周方向領域内でレーンチェンジして、４巻き目まで巻かれ、１段目が巻き終わる。このとき、１巻き目のコイル線１５と第１フランジ部１８との間に隙間(Ｓ＋Ｄ）が形成され、４巻き目のコイル線１５が第２フランジ部１９に接している。
The
そして、２段目の１巻き目のコイル線１５が１段目の４巻き目と３巻き目のコイル線１５に接するように１巻き目が巻かれる。そして、コイル線１５は、１巻き目が巻き終わると、第１フランジ部１８側にシフトして、１段目の４巻き目と３巻き目のコイル線１５に接するように２巻き目が巻かれる。このようにして、コイル線１５は、レーンチェンジ領域２５の周方向領域内でレーンチェンジして、５巻き目まで巻かれ、２段目が巻き終わる。このとき、４巻き目のコイル線１５は、３巻き目のコイル線１５と１段目の１巻き目のコイル線１５とコイル線ガイド壁２４ｂの上面とに接し、５巻き目のコイル線１５は、４巻き目のコイル線１５とコイル線ガイド壁２４ｂの上面と第１フランジ部１８とに接している。
このようにして、コイル線１５が、ボビン１６Ｄに４段に巻回される。
Then, the first winding is wound such that the first winding
In this way, the
実施の形態５によるボビン１６Ｄにおいても、引き込み溝２２が、第１フランジ部１８の内壁面にコイル線１５の巻回方向の前方に進みながら、内径側に漸次変位して巻胴部１７に至る直線状の溝に形成されている。そして、引き込み溝２２の下端部が、巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５と面一となっている。そして、引き込み溝２２から巻胴部１７のレーンチェンジ領域２５に引き込まれたコイル線１５が、コイル線ガイド壁２４ａに案内されて、第１フランジ部１８の内壁面から（３Ｄ／２）だけ離れて１巻き目が巻かれている。
したがって、実施の形態５においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
Also in the
Therefore, in the fifth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
また、コイル線ガイド壁２４ｂの幅が（Ｓ＋Ｄ）であるので、１段目のコイル線１５の巻回数が３となり、回転子コイル１１の巻回数を１ターン少なくすることができる。つまり、コイル線ガイド壁２４ｂの幅を（Ｓ＋ｎＤ）とすることにより、回転子コイル１１の巻回数を簡易に調整することができる。但しｎは自然数である。このとき、コイル線ガイド壁２４ｂの巻胴部１７からの突出高さＨは、軸方向に関して一定であり、２段目の第１フランジ部１８側から（ｎ＋２）番目の列のコイル線１５と１段目の１巻き目のコイル線１５とに接している状態の２段目の第１フランジ部１８側から（ｎ＋１）番目の列のコイル線１５と接する高さに設定される。２段目の第１フランジ部１８側から（ｎ＋１）番目の列までのコイル線１５の沈み込みが抑えられ、コイル線１５の巻き乱れの発生を防止することができる。
Further, since the width of the coil
なお、この発明による回転子は、例えば自動車、トラック、電車などの車両に搭載される交流発電機、交流電動機、交流発電電動機などの回転電機に適用できる。 The rotor according to the present invention can be applied to rotating electric machines such as an AC generator, an AC motor, and an AC generator motor mounted on vehicles such as automobiles, trucks, and trains.
１０ 回転子、１１ 回転子コイル、１２ ポールコア（回転子鉄心）、１５ コイル線、１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ ボビン、１７ 巻胴部、１８ 第１フランジ部、１９ 第２フランジ部、２１ａ 第１係止部、２１ｂ 第２係止部、２２ 引き込み溝、２４ａ，２４ｂ コイル線ガイド壁、２４ｃ コイル線ガイド溝、２５ レーンチェンジ領域。
DESCRIPTION OF
この発明による回転電機の回転子は、回転子鉄心と、前記回転子鉄心に装着されたボビンと、前記ボビンに複数列、かつ複数段に巻回されたコイル線により構成された回転子コイルと、を備えている。前記ボビンは、前記コイル線が巻回される円筒状の巻胴部と、前記巻胴部の軸方向の両端部にそれぞれ設けられた、径方向外方に突出して周方向に延びるリング状の第１フランジ部および第２フランジ部と、前記第１フランジ部の外径端部に立設され、前記コイル線が巻き付けられる第１係止部と、前記第１フランジ部の前記第２フランジ部と相対する内壁面に、前記第１フランジ部の外径端部から前記巻胴部に至るように、かつ前記第１係止部に巻き付けられた前記コイル線を引き込み可能に設けられた、前記コイル線の巻回方向の前方に進むにつれ、内径側に変位する直線状の引き込み溝と、前記巻胴部の第１フランジ部側に径方向に突出して設けられ、前記引き込み溝の下端部の前記コイル線の巻回方向の前方位置から後方位置まで一定の幅および高さで延びるコイル線ガイド壁と、を有し、前記引き込み溝の溝深さが前記コイル線の直径以上であり、前記引き込み溝を通って前記巻胴部に引き込まれた前記コイル線が、前記第１フランジ部の前記内壁面との間に隙間を確保して、かつ前記コイル線ガイド壁に接して１巻き目を巻かれている。 A rotor of a rotating electrical machine according to the present invention includes a rotor core, a bobbin attached to the rotor core, and a rotor coil configured by coil wires wound in a plurality of rows and a plurality of stages on the bobbin. It is equipped with. The bobbin has a cylindrical winding drum portion around which the coil wire is wound, and ring-shaped projections that extend in the circumferential direction and project outward in the radial direction, provided at both axial ends of the winding drum portion. A first flange portion and a second flange portion; a first locking portion that is erected on an outer diameter end portion of the first flange portion and around which the coil wire is wound; and the second flange portion of the first flange portion The coil wire wound around the first locking portion is provided on the inner wall surface opposed to the first flange portion so as to be able to be drawn from the outer diameter end portion of the first flange portion to the winding body portion, As the coil wire advances forward in the winding direction, a linear lead-in groove that is displaced toward the inner diameter side and a first flange portion side of the winding body portion that protrudes in the radial direction are provided at the lower end of the lead-in groove. one to the winding direction of the forward position of the coil wire to the rear position Has a coil wire guide wall extending in the width and height of the said pull groove depth of the grooves is not less than the diameter of the coil wire, the coil drawn into the winding body through the pull-in groove The wire is wound with a first winding while ensuring a gap with the inner wall surface of the first flange portion and in contact with the coil wire guide wall.
Claims (6)
前記回転子鉄心に装着されたボビンと、
前記ボビンに複数列、かつ複数段に巻回されたコイル線により構成された回転子コイルと、を備え、
前記ボビンは、前記コイル線が巻回される円筒状の巻胴部と、前記巻胴部の軸方向の両端部にそれぞれ設けられた、径方向外方に突出して周方向に延びるリング状の第１フランジ部および第２フランジ部と、前記第１フランジ部の外径端部に立設され、前記コイル線が巻き付けられる第１係止部と、前記第１フランジ部の前記第２フランジ部と相対する内壁面に、前記第１フランジ部の外径端部から前記巻胴部に至るように、かつ前記第１係止部に巻き付けられた前記コイル線を引き込み可能に設けられた、前記コイル線の巻回方向の前方に進むにつれ、内径側に変位する直線状の引き込み溝と、前記巻胴部の第１フランジ部側に径方向に突出して設けられ、前記引き込み溝の下端部の前記コイル線の巻回方向の前方位置から後方位置まで延びるコイル線ガイド壁と、を有し、
前記引き込み溝の溝深さが前記コイル線の直径以上であり、
前記引き込み溝を通って前記巻胴部に引き込まれた前記コイル線が、前記第１フランジ部の前記内壁面との間に隙間を確保して、かつ前記コイル線ガイド壁に接して１巻き目を巻かれている回転電機の回転子。 The rotor core,
A bobbin attached to the rotor core;
A rotor coil composed of a coil wire wound in a plurality of rows and a plurality of stages on the bobbin;
The bobbin has a cylindrical winding drum portion around which the coil wire is wound, and ring-shaped projections that extend in the circumferential direction and project outward in the radial direction, provided at both axial ends of the winding drum portion. A first flange portion and a second flange portion; a first locking portion that is erected on an outer diameter end portion of the first flange portion and around which the coil wire is wound; and the second flange portion of the first flange portion The coil wire wound around the first locking portion is provided on the inner wall surface opposed to the first flange portion so as to be able to be drawn from the outer diameter end portion of the first flange portion to the winding body portion, As the coil wire advances forward in the winding direction, a linear lead-in groove that is displaced toward the inner diameter side and a first flange portion side of the winding body portion that protrudes in the radial direction are provided at the lower end of the lead-in groove. The coil wire extends from the front position to the rear position in the winding direction. It has a coil wire guide wall that, the,
The groove depth of the lead-in groove is equal to or greater than the diameter of the coil wire;
The coil wire drawn into the winding body through the drawing groove secures a gap between the coil wire and the inner wall surface of the first flange portion, and is in contact with the coil wire guide wall. The rotor of a rotating electrical machine that is wound around.
前記コイル線ガイド壁は、前記巻胴部の軸方向に関して前記巻胴部からの突出高さが一定であり、
２段目の前記第１フランジ部側から（ｎ＋１）番目の列の前記コイル線が、２段目の前記第１フランジ部側から（ｎ＋２）番目の列の前記コイル線、１段目の１巻き目の前記コイル線、および前記コイル線ガイド壁に接している請求項１記載の回転電機の回転子。 The gap is (n + 1/4) D or more and (n + 1/2) D or less (where n is a natural number), where D is the diameter of the coil wire,
The coil wire guide wall has a constant protrusion height from the winding drum portion with respect to the axial direction of the winding drum portion,
The coil wire of the (n + 1) th row from the first flange portion side of the second stage is the coil wire of the (n + 2) th row from the first flange portion side of the second row, and the first 1 The rotor of the rotating electrical machine according to claim 1, wherein the coil wire is in contact with the winding wire and the coil wire guide wall.
前記コイル線は、偶数段に巻回されており、
偶数段の前記第１フランジ部に最も近い列の前記コイル線が、前記第１フランジ部の前記内壁面に接しており、
最終段の前記第１フランジ部に最も近い列の前記コイル線の巻き終わりが、前記第２係止部に巻き付けられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。 A second locking portion erected on the outer diameter end of the first flange portion;
The coil wire is wound in an even number of stages,
The coil wire in the row closest to the first flange portion of the even number of stages is in contact with the inner wall surface of the first flange portion,
5. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein a winding end of the coil wire in a row closest to the first flange portion in the final stage is wound around the second locking portion. Rotor.
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| CN110867292A (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-06 | 马勒国际有限公司 | Coil carrier for electromagnetic switch |
| CN110867292B (en) * | 2018-08-28 | 2022-09-27 | 马勒国际有限公司 | Coil carrier for electromagnetic switch |
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| JP6253709B2 (en) | 2017-12-27 |
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