JP2020078139A - Rotary electric machine and method of manufacturing the same - Google Patents

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JP2020078139A JP2018209353A JP2018209353A JP2020078139A JP 2020078139 A JP2020078139 A JP 2020078139A JP 2018209353 A JP2018209353 A JP 2018209353A JP 2018209353 A JP2018209353 A JP 2018209353A JP 2020078139 A JP2020078139 A JP 2020078139A
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大輔 倉井
Daisuke Kurai
大輔 倉井
酒井 亨
Toru Sakai
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Abstract

To provide a technique for a rotary electric machine that prevents the generation of winding collapse or the like to improve productivity while securing miniaturization and high efficiency.SOLUTION: A rotary electric machine comprises: teeth; a bobbin having a through hole into which the teeth are inserted; a stator having a plurality of coils wound on the bobbin; and a rotor disposed at a predetermined gap from the teeth. A first coil from the plurality of coils which contacts the bobbin first and a second coil which contacts the bobbin after the first coil are wound so that they are wound with their liner diameters partially overlapped.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、回転電機に係り、特に、ボビンにコイルを巻き回すことによりステータを形成する回転電機およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a rotary electric machine, and more particularly to a rotary electric machine that forms a stator by winding a coil around a bobbin, and a method for manufacturing the same.

一般に、回転電機の製造方法としては、ステータスロットにコイルを格納する方法と、コイルを巻き回したボビンにティースあるいは概略柱体のコアを挿入する方法の2種類がある。ボビンにコイルを巻き回して製造する場合においては、ボビンにコイルを巻き回す際に、巻崩れが起きないようにコイルに張力をかけつつ巻き回す製法が知られている。   Generally, there are two methods of manufacturing a rotating electric machine, a method of storing a coil in a status lot and a method of inserting a tooth or a core of a roughly columnar body into a bobbin around which the coil is wound. In the case of manufacturing by winding a coil around a bobbin, when winding the coil around the bobbin, there is known a manufacturing method in which tension is applied to the coil so that winding collapse does not occur.

ここで、回転電機の小型化・高効率化を図る上で、トルク出力に直接寄与する鉄心及びコイルを固定子内に高密度に配置することが重要である。鉄心は回転電機の磁気経路を形成する骨子であり、主磁束の磁気抵抗が小さくなるように形成することで、コイルや永久磁石で発生した磁束を有効に活用することが可能になる。また、コイルの体積を増加することは、同一巻き数を仮定した場合、線径の拡大につながる。これはコイルで発生するジュール損失を低減することにつながる。一方、鉄心やコイルの密度を高めようとすると、各部の隙間寸法が減少する為、生産性の悪化やコストの増加を招く恐れがある。従って、生産性や低コスト性を維持した上で、鉄心及びコイルの占積率を向上させる必要がある。   Here, in order to reduce the size and increase the efficiency of the rotary electric machine, it is important to arrange the iron core and the coils, which directly contribute to the torque output, in the stator at a high density. The iron core is a skeleton that forms the magnetic path of the rotating electric machine, and by forming it so that the magnetic resistance of the main magnetic flux is small, it becomes possible to effectively utilize the magnetic flux generated by the coil and the permanent magnet. Further, increasing the volume of the coil leads to an increase in wire diameter, assuming the same number of turns. This leads to reduction of Joule loss generated in the coil. On the other hand, if an attempt is made to increase the density of the iron core or the coil, the size of the gap between the parts is reduced, which may lead to deterioration in productivity and increase in cost. Therefore, it is necessary to improve the space factor of the iron core and the coil while maintaining productivity and low cost.

このようなボビンを用いた回転電機の構造において、所定の性能を確保しながら占積率を向上させるための手段として、例えば、特許文献1に開示されるように、2本のコイルを同時に巻き回す方法が開示されている。具体的には、巻線ノズルを支持
したノズル保持体を回転させて複数の線材20a、20bを平行(巻芯2の中心軸に垂直な面内で平行)に並べ、多層の巻線を同時に巻き回す方法や、線材20a、30bがドラムコア1の巻芯2の面に対して並列な状態でノズルから繰り出されるように設定しバイファイラ巻を施す方法が開示されている。
In a structure of a rotary electric machine using such a bobbin, as a means for improving a space factor while ensuring a predetermined performance, for example, as disclosed in Patent Document 1, two coils are wound at the same time. A method of turning is disclosed. Specifically, the nozzle holder that supports the winding nozzle is rotated to arrange a plurality of wire rods 20a and 20b in parallel (in a plane perpendicular to the central axis of the winding core 2) to simultaneously form a multilayer winding. A method of winding and a method of performing bifilar winding by setting the wire rods 20a and 30b to be fed from the nozzle in parallel with the surface of the winding core 2 of the drum core 1 are disclosed.

特開2004−119922号広報JP 2004-119922

しかしながら、特許文献1のようにノズルを巻芯の中心軸に対して斜めに角度をつけてしまうと、巻き芯(あるいはボビン)に巻き回す際に先に巻き芯に接触する線材と次に巻き芯に接触する線材にかかる張力の方向が異なり、複数層にも重ねて巻く際に巻崩れが発生しやすいという課題がある。   However, if the nozzle is inclined at an angle with respect to the center axis of the winding core as in Patent Document 1, when the nozzle is wound around the winding core (or bobbin), the wire material that first comes into contact with the winding core and the next winding wire There is a problem that the direction of the tension applied to the wire material that contacts the core is different, and the winding collapse easily occurs when the wire material is wound in multiple layers.

下の層(鉄心側に近い層)で巻崩れが発生してしまうと、崩れた層よりも上に巻くコイルを綺麗に整列させて巻くことができず、線材間に不必要な空隙が発生し、占積率の低下につながる。   If winding collapse occurs in the lower layer (layer closer to the iron core side), the coils wound above the collapsed layer cannot be neatly aligned and wound, creating unnecessary voids between the wires. However, this leads to a decrease in the space factor.

また、巻崩れが発生したコイルは所定のコイル長を巻こうとすると、巻崩れていないものと比べて空隙が多い分だけ太くなってしまう。コアメンバが所定幅よりも太くなるとステータを形成できない虞がある。また、ステータを樹脂で固定するような場合には、樹脂流路となるコアメンバ間の空隙が狭まり、十分に樹脂が回り込まないという虞もある。   In addition, when the coil having collapsed is attempted to be wound with a predetermined coil length, the coil becomes thicker by the amount of the voids as compared with the coil which is not collapsed. If the core member is thicker than a predetermined width, the stator may not be formed. In addition, when the stator is fixed with resin, there is a possibility that the gap between the core members, which serves as the resin flow path, may be narrowed and the resin may not sufficiently flow around.

小型化・高効率化を確保しつつ、生産性を向上させる技術が望まれる。   A technology that improves productivity while ensuring miniaturization and high efficiency is desired.

上述した課題を解決するため、特許請求の範囲に記載の発明を適用する。一例をあげるならば、回転電機であって、ティースと、内側に前記ティースが挿入される貫通孔を有するボビンと、前記ボビンに巻き回る複数本のコイルとを有するステータと、前記ティースと所定のギャップを介して配置されるロータと、を備える回転電機であって、複数本の前記のうち先にボビンに接触する第1のコイルと、前記第1のコイルよりも後にボビンに接触する第2のコイルとは、線径の一部が重なって巻き回るものである。   In order to solve the problems described above, the invention described in the claims is applied. As an example, in a rotating electric machine, a tooth, a bobbin having a through hole into which the tooth is inserted, a stator having a plurality of coils wound around the bobbin, the tooth, and a predetermined tooth. A rotating electric machine comprising: a rotor arranged via a gap, wherein a first coil of the plurality of coils comes into contact with the bobbin first, and a second coil comes into contact with the bobbin after the first coil. The coil is a coil in which a part of the wire diameter overlaps and is wound.

本発明の一側面によれば、コイルの巻き崩れを抑制することができ、回転電機の小型化・高効率化が図れ、生産性が向上する。   Advantageous Effects of Invention According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress coil collapse, reduce the size and efficiency of a rotating electric machine, and improve productivity.

本発明の他の課題、構成及び効果は以下の記載から明らかになる。   Other problems, configurations and effects of the present invention will be apparent from the following description.

は、本発明を適用した実施例1によるアキシャルギャップ型回転電機の全体構成を示す側面図及び断面図である。FIG. 1A is a side view and a sectional view showing an overall configuration of an axial gap type rotary electric machine according to a first embodiment to which the present invention is applied. は、本発明を適用した実施例1によるアキシャルギャップ型回転電機の縦断面斜視図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional perspective view of an axial gap type rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention. は、本発明を適用した実施例1によるアキシャルギャップ型回転電機のステータの縦断面斜視図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional perspective view of a stator of an axial gap type rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention. は、本発明を適用した実施例1によるアキシャルギャップ型回転電機のボビンと積層鉄心(コア)の組み合せを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a combination of a bobbin and a laminated iron core (core) of the axial gap type rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention. は、(a)に示すコアメンバにコイルが巻き回された状態を示す斜視図である。[Fig. 4] is a perspective view showing a state in which a coil is wound around the core member shown in (a). は、本発明を適用した実施例1によるアキシャルギャップ型回転電機のステータを構成する円環形状に配置されたコアメンバを示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an annular core member that constitutes a stator of an axial gap type rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention. は、本発明を適用した実施例1によるアキシャルギャップ型回転電機の樹脂流路を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a resin flow path of the axial gap type rotary electric machine according to the first embodiment to which the present invention is applied. は、本発明を適用した実施例1によるアキシャルギャップ型回転電機のコアメンバにおいて、2本のコイルを同層へ同時に巻き回す巻き方を示した模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a winding method in which two coils are simultaneously wound around the same layer in the core member of the axial gap type rotary electric machine according to the first embodiment to which the present invention is applied. は、本発明を適用した実施例1によるアキシャルギャップ型回転電機のコアメンバにおいて、2本のコイルをさらに巻き進め2層目へ巻き回す巻き方を示した模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a winding method in which two coils are further advanced and wound into a second layer in the core member of the axial gap type rotary electric machine according to the first embodiment to which the present invention is applied. は、本発明を適用した実施例2によるアキシャルギャップ型回転電機のコアメンバにおいて、隣接しあうコイルを巻き回す巻き方の特徴を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the characteristics of a winding method for winding adjacent coils in a core member of an axial gap type rotary electric machine according to a second embodiment of the present invention. は、本発明を適用した実施例3によるアキシャルギャップ型回転電機のコアメンバにおいて、隣接しあうコイルを巻き回す巻き方の特徴を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing the characteristics of a winding method for winding adjacent coils in a core member of an axial gap type rotary electric machine according to a third embodiment of the present invention.

以下、図面を用いて本発明を適用した実施例について説明する。   Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

図1に、本発明を適用した例であるアキシャルギャップ型回転電機1(以下、「回転電機1」と表記する。)の全体構成を示し、図2に断面図を示す。回転電機1は、概略筒形状のハウジング5内部にステータ2、出力軸4に固定されて共回りするロータ3、軸受を介して出力軸4と接続された出力側及び反出力側のエンドブラケット、反出力軸側のエンドブラケットを貫通した回転軸4の端部に接続されて共回りする冷却ファン及び冷却ファンの生成する冷却風をハウジング5の外周側に案内するファンカバーを備える。   FIG. 1 shows an overall configuration of an axial gap type rotary electric machine 1 (hereinafter referred to as “rotary electric machine 1”), which is an example to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a sectional view. The rotating electric machine 1 includes a stator 2 inside a substantially tubular housing 5, a rotor 3 fixed to an output shaft 4 and co-rotating, an output side end bracket and an output side end bracket connected to the output shaft 4 via a bearing, The cooling fan is connected to the end of the rotating shaft 4 that penetrates the end bracket on the side opposite to the output shaft, and rotates together with the cooling fan. The fan cover guides the cooling air generated by the cooling fan to the outer peripheral side of the housing 5.

図1及び図2に示すように、アキシャルエアギャップ型電動機1は、出力軸方向の磁束を有する円環形状のステータ2が、出力軸側および反出力軸側に設けられた平面対向する2つのロータ3と所定のエアギャップを介して平面対向する2ロータ式の電機子構成である。   As shown in FIGS. 1 and 2, in an axial air gap type electric motor 1, two annular stators 2 having a magnetic flux in the output shaft direction are provided on the output shaft side and the non-output shaft side and face each other. This is a two-rotor type armature structure that faces the rotor 3 in a plane with a predetermined air gap.

なお、本発明はこれに限定されず、シングルロータ式、複数のステータと複数のロータとからなる構成、またはラジアルギャップ型回転電機など、ボビンを用いる対応の回転電機であれば種々の形式に適用することができる。   The present invention is not limited to this, and is applicable to various types of rotary electric machines using a bobbin, such as a single rotor type, a configuration including a plurality of stators and a plurality of rotors, or a radial gap type rotary electric machine. can do.

図5に、軸方向から観察したステータ2の構成を示す。ステータ2は、複数の(本例では12個)ステータコアメンバ6が、出力軸方向を中心に円環形状に配列される。その後、当該環状体がモールド材(本例では、樹脂を用いるものとする)によってモールドされるようになっている。   FIG. 5 shows the structure of the stator 2 observed from the axial direction. In the stator 2, a plurality of (12 in this example) stator core members 6 are arranged in an annular shape around the output shaft direction. After that, the annular body is molded with a molding material (in this example, resin is used).

図3に、ステータ2を樹脂モールドした後の縦断面図を示す。各コアメンバ6は、コア8のコア端部8a(点線部)以外は、各コアメンバ間、コアメンバとハウジング間等すべてがモールド樹脂に覆われるようになる。また、ステータ2は、モールドによってハウジン5の内周に固定される。なお、ステータ2は、ハウジング5に直接成形されることなく個別にモールド成形などで強度部材として固形化された状態を製作し、ボルト等でハウジング5に固定してもよいし、あるいは樹脂モールドせずに固定部材等でハウジング5に固定してもよい。   FIG. 3 shows a vertical sectional view after the stator 2 is resin-molded. Each core member 6 is covered with the mold resin except for the core end portion 8a (dotted line portion) of the core 8 and between the core members and between the core member and the housing. The stator 2 is fixed to the inner circumference of the housing 5 by molding. It should be noted that the stator 2 may be individually molded by molding or the like and solidified as a strength member without being directly molded into the housing 5, and may be fixed to the housing 5 with a bolt or the like, or may be resin-molded. Instead, it may be fixed to the housing 5 with a fixing member or the like.

図4(a)及び図4(b)に、ステータコアメンバ6の構成を示す。ステータコアメンバ6は、コア8、ボビン7及びコイル9を備える。本例のコア8は、磁性体からなる箔帯(テープ状)のアモルファス金属を徐々に幅を変え、軸芯から径方向に積層してなる積層コアである。コア8の形状は、径方向断面が概略台形の概略柱体形状であり、回転軸方向の端面を磁束面としてロータ面と対抗する。なお、コア8は箔帯や薄鋼板を回転方向に積層するようにしてもよいし、粉体によって成形されたものでもよい。   FIG. 4A and FIG. 4B show the structure of the stator core member 6. The stator core member 6 includes a core 8, a bobbin 7 and a coil 9. The core 8 of this example is a laminated core in which foil metal (tape-shaped) amorphous metal made of a magnetic material is gradually changed in width and laminated in the radial direction from the axis. The core 8 has a substantially columnar shape with a substantially trapezoidal radial cross section, and opposes the rotor surface with the end face in the rotation axis direction as a magnetic flux surface. The core 8 may be formed by stacking foil strips or thin steel plates in the rotating direction, or may be formed of powder.

ボビン7は、樹脂等の絶縁材からなり、コア8の外周形状と概略一致する内周形状を有する筒状体からなる。筒状体からなるボビン7の軸方向両端部付近には、回転方向及び径方向に所定幅延伸する鍔部7aを有する。突起7bは、樹脂モールド時にコアメンバを環状配置した際、隣接するコアメンバ6の突起7bまたは鍔部7aと回転方向に当接し、コアメンバ6の位置決めを行う。また、隣接するボビンに突起7bが当接することによって、隣接するコアメンバ6のコイル間の空隙10に充填するモールド樹脂の流路が確保されるようになっている。なお、突起7bを設けずに、所定間隔でコアメンバ6を位置決めする他の手段を用いてもよい。コア8がボビン7に挿入され、軸方向の両鍔部7aの間にアルミや銅からなるコイル9が巻き回されることで、コアメンバ6が構成されるようになっている。   The bobbin 7 is made of an insulating material such as resin, and is made of a tubular body having an inner peripheral shape that substantially matches the outer peripheral shape of the core 8. The bobbin 7 made of a tubular body has a collar portion 7a that extends in a predetermined width in the rotational direction and the radial direction near both ends in the axial direction. When the core members are annularly arranged at the time of resin molding, the protrusions 7b are brought into contact with the protrusions 7b or the flange portions 7a of the adjacent core members 6 in the rotational direction to position the core member 6. Further, the projection 7b is brought into contact with the adjacent bobbin, so that the flow path of the mold resin filling the space 10 between the coils of the adjacent core members 6 is secured. Other means for positioning the core member 6 at a predetermined interval may be used without providing the protrusion 7b. The core 8 is inserted into the bobbin 7 and the coil 9 made of aluminum or copper is wound between the two flange portions 7a in the axial direction, whereby the core member 6 is configured.

ここで、ボビン7に巻き回すコイル9の層数は、両鍔部7a間において必ずしも同数であるとは限らない。これは、他のコアメンバ6では、巻始めコイル末端と、巻き終わりコイル末端の引出が、軸方向で同じ側(出力側或いは反出力側)とすることの要請である。たとえばボビン7のコイル巻き回し領域の長さ、コイル9の線径や巻き回し層数及び回数、そして巻始め並びに巻き終わり末端の引出方向をすべて考慮し、ボビンサイズ、コイル径や段数を決定することは可能であるが、出力面、製造上からのサイズバリエーションコストの面及び電機子の小型化という側面からコイル径および巻段数等を常に一律とすることが困難であるためである。   Here, the number of layers of the coil 9 wound around the bobbin 7 is not always the same between the collar portions 7a. This is a requirement that the winding start coil end and the winding end coil end of the other core member 6 should be drawn out on the same side (the output side or the non-output side) in the axial direction. For example, the bobbin size, the coil diameter, and the number of steps are determined in consideration of the length of the coil winding area of the bobbin 7, the wire diameter of the coil 9, the number and number of winding layers, and the withdrawal direction at the winding start and winding end ends. This is because it is difficult to always make the coil diameter, the number of winding stages, and the like uniform from the aspect of output, cost of size variation from manufacturing, and miniaturization of the armature.

よってコイル9は、最外層の途中で巻回しに予定されたコイル長にいたり、巻き終わりコイル末端から引出し線口まで距離が残ってしまうことを防止するために、最外層の巻終わりコイル末端が引出し線口の位置に一致するように、途中で折り返して巻き回されるようになっている。   Therefore, in order to prevent the coil 9 from having a coil length scheduled for winding in the middle of the outermost layer or leaving a distance from the winding end coil end to the lead wire opening, the winding end coil end of the outermost layer is It is designed to be folded back and wound so as to match the position of the lead wire opening.

図6(a)に、コアメンバ6を環状配列した際の縦断面を模式的に示す。同図に示すように、コイルの外周側の2層は一方の鍔部7a側に型よって巻き回される。コイルを単純に順巻した場合には、出力軸側の鍔部7aから巻始めコイル末端9sを巻回し、1段目が反出力軸側の鍔部7aまで巻き回されると、再度出力軸側の鍔部7aに巻き戻し、これを巻き終わりコイル末端9eまで繰り返す。このときコイル末端9eは、6層目の途中で予定の巻き回し量となり、出力軸側の鍔部7aに設けられた引出し線口まで至らないことになる。   FIG. 6A schematically shows a vertical cross section when the core members 6 are annularly arranged. As shown in the figure, the two layers on the outer peripheral side of the coil are wound around the one collar portion 7a side by a mold. When the coil is simply wound in the forward direction, the winding start end coil 9s is wound from the output shaft side flange portion 7a, and when the first stage is wound up to the counter output shaft side flange portion 7a, the output shaft side is again wound. It rewinds to the side collar part 7a, and this is repeated until the end of winding and the coil end 9e. At this time, the coil end 9e reaches a predetermined winding amount in the middle of the sixth layer, and does not reach the lead wire opening provided in the flange portion 7a on the output shaft side.

これに対して図6の巻き回し方法では、5層目の途中で御折り返し、巻始めコイル末端9sと同じ側の鍔部7aにコイル巻き終わり末端9eが巻き回されるようになっている。即ち5層目の一部が6層目として巻き回される。この結果、層数の少ない方が、隣接するコイル9との空隙10が大となり、その逆は小となる。   On the other hand, in the winding method shown in FIG. 6, the coil winding end portion 9e is folded back in the middle of the fifth layer, and the coil winding end terminal 9e is wound around the flange portion 7a on the same side as the winding start coil terminal 9s. That is, a part of the fifth layer is wound as the sixth layer. As a result, the smaller the number of layers, the larger the gap 10 with the adjacent coil 9, and vice versa.

なお、樹脂モールド工程で、この空隙10に樹脂を(主に)回転軸方向(図中の上下方向)から充填する際、空隙10が小の部分と大の部分とで樹脂流路幅が異なるため、空隙10が小の部分には樹脂が回り込みにくい。これを改善する為、図6(c)に示すように、第1コアメンバ6aはコイル9の巻回し層数が出力軸側で多く、第2コアメンバ6bはコイル9の巻回し層数が反出力側で多くなるように配置する。このように隣接するコアメンバで、巻回し層数が多いコイルと少ないコイルとが対向するように配置することで、隣接コイル間に形成される空隙10の幅を十分かつ略均一に確保することができる。   In the resin molding step, when resin is filled into the void 10 (mainly) from the rotational axis direction (vertical direction in the figure), the resin flow channel width differs between the small portion and the large portion of the void 10. Therefore, it is difficult for the resin to wrap around the portion where the void 10 is small. In order to improve this, as shown in FIG. 6C, the first core member 6a has a large number of winding layers of the coil 9 on the output shaft side, and the second core member 6b has a reverse number of winding layers of the coil 9. Arrange so that there will be more on the side. By arranging the coils having a large number of winding layers and the coils having a small number of winding layers so as to face each other in the adjacent core members in this manner, the width of the gap 10 formed between the adjacent coils can be ensured sufficiently and substantially uniformly. it can.

図7には、これまでに説明したコイル9の巻き回し方法を説明する模式図を示す。本実施例の回転電機1においては、ボビン7の筒部外周に巻き回されるコイル9は2本同時に巻き回されるものとする。   FIG. 7 shows a schematic diagram for explaining the winding method of the coil 9 described so far. In the rotary electric machine 1 of the present embodiment, it is assumed that two coils 9 wound around the outer circumference of the cylindrical portion of the bobbin 7 are wound at the same time.

図7(a)に示すように、ボビン7の筒部の外周に2本のコイルを同時にかつ連続して巻き回す際、先にボビンの筒部の外周に接触して巻き回されるコイル9aと後から巻き回されるコイル9bを同層に配置する。巻き回しの方向にコイル同士が密接するように巻き回しを進め、巻き始めの反対側の鍔部近傍で上層へと巻き重ね、同様に、コイル9aとコイル9bとを同層に配置し巻き回してゆく方向にコイル同士を密接させてゆく。   As shown in FIG. 7 (a), when two coils are wound around the outer circumference of the cylindrical portion of the bobbin 7 simultaneously and continuously, the coil 9a is wound in contact with the outer circumference of the cylindrical portion of the bobbin first. The coil 9b to be wound later is arranged in the same layer. The winding is advanced so that the coils come into close contact with each other in the winding direction, and is wound on the upper layer in the vicinity of the collar portion on the opposite side of the winding start, and similarly, the coils 9a and 9b are arranged in the same layer and wound. Coils the coils close to each other in the moving direction.

このとき、図7(b)に示すように、隣接するコイル9aとコイル9b同士は完全に同時ではなく、先にコイル9aがボビンに接触し、その次にコイル9bがコイル9aと接触しつつボビンに巻き回される。このとき、ボビンが図7(a)の矢印のように画面奥から画面手前に向かって回転する場合、ノズル30はコイル9aがコイル9bよりも画面奥側に位置させることで、同じタイミングでノズルから繰り出される二本のコイル9a,9bがボビンに接触する時間差を生み出している。   At this time, as shown in FIG. 7B, the adjacent coils 9a and 9b are not completely at the same time, but the coil 9a comes into contact with the bobbin first, and then the coil 9b comes into contact with the coil 9a. It is wound around a bobbin. At this time, when the bobbin rotates from the back of the screen to the front of the screen as shown by the arrow in Fig. 7 (a), the nozzle 30 is positioned at the back of the screen with respect to the coil 9a so that the nozzle can be moved at the same timing. The two coils 9a and 9b fed out of the coil create a time difference in contact with the bobbin.

このように先行するコイル9aに後行するコイル9bを接触させながら巻き回すことで、必ず、巻き回そうとするコイルの隣にガイドとなるコイル(最初のコイル9aの場合にはガイドは鍔部7a)が存在することとなり、コイル間に必要以上の空隙を発生させることなく整列して巻き回すことが可能となる。   In this way, by winding the following coil 9b while making contact with the preceding coil 9a, the coil that serves as a guide is always adjacent to the coil to be wound (in the case of the first coil 9a, the guide is the collar portion). Since 7a) is present, it is possible to wind the coils in an aligned manner without generating an unnecessary gap between the coils.

仮に、コイル9bの方が先にボビンに接触して巻き回されてしまうと、既に巻き回されているコイルと先に巻き回された9bとの間に9aが下りてくることになる。この巻き回し済のコイルと9bとの間隔がこいる9aの直径より大きすぎたり小さすぎたりすると、上の層に巻き回されるコイルの巻崩れにつながるため、9bは9aよりも後にボビンに接触することが望ましい。   If the coil 9b comes into contact with the bobbin first and is wound, the coil 9b comes down between the already wound coil and the previously wound 9b. If the gap between the wound coil and 9b is too large or too small as compared with the diameter of 9a, the coil wound on the upper layer will collapse, so that 9b will come to the bobbin after 9a. Contact is desirable.

図8(a)には1層目を巻き終わり、2層目を巻き回している状態の模式図を示す。2層目(偶数層目)は1層目(奇数層目)と異なり、既に巻き回されたコイルにガイドとして先に接触するのは巻回しの進行方向とは逆のコイル9bとなる。すなわち、図8(b)に示すように、2層目は、1層目のコイル9aとコイル9bとの間に2層目のコイル9bが巻き回される。その後コイル9bをガイドとしてコイル9aが、コイル9aをガイドとして次のコイル9bが隣接して巻き回されていく。2層目の最初のコイル9bは鍔部7aとは接触していないものの、整列して巻き回された1層目のコイル9aとコイル9bの両方に接触して巻き回されることで、下層のコイルをガイドとして整列に巻き回すことができる。2層目も1層目同様にコイル9aが先に下層に接触するように巻き回してしまうと、コイル9a同士の間隔がコイル9bの線径より大きすぎたり小さすぎたりする虞があり、巻崩れが発生してしまう。これを防ぐために2層目(偶数層目)は1層目(奇数層目)とは、下層のコイルに接触する順番を入れ替えることで、1層目と同様に、巻回しの進行方向の後方にガイドとなるコイルが存在することとなり、巻崩れを防止することができる。これ以降の層も、奇数層は図7のようにコイル9aが先にボビンに接触して巻き回し、偶数層目はコイル9bが先に下層のコイルに接触して巻き回す。奇数層と偶数層で、先にボビン(あるいは下層のコイル)に接触するコイルを入れ替えることで巻崩れを防止できる。巻崩れがなくなればコアメンバ間の隙間もかくほすることができ、樹脂モールドする場合の樹脂流路を確保することも可能となる。   FIG. 8A shows a schematic view of a state in which the first layer has been wound and the second layer has been wound. Unlike the first layer (odd layer), the second layer (even layer) comes into contact with the already wound coil first as a guide is the coil 9b opposite to the winding direction. That is, as shown in FIG. 8B, in the second layer, the second layer coil 9b is wound between the first layer coil 9a and the coil 9b. After that, the coil 9a is wound by using the coil 9b as a guide, and the next coil 9b is wound by using the coil 9a as a guide. Although the first coil 9b of the second layer is not in contact with the collar portion 7a, the coil 9a and the coil 9b of the first layer, which are aligned and wound, are wound in contact with each other, so that the lower layer Can be wound in a line by using the coil as a guide. Similarly to the first layer, if the second layer is wound so that the coil 9a first comes into contact with the lower layer, the spacing between the coils 9a may be larger or smaller than the wire diameter of the coil 9b. A collapse will occur. To prevent this, the second layer (even layer) is replaced with the first layer (odd layer) by changing the order of contact with the coil of the lower layer, so that the winding direction is rearward in the same manner as the first layer. Since there is a coil that serves as a guide, winding collapse can be prevented. As for the subsequent layers, the odd layers are wound by the coil 9a contacting the bobbin first as shown in FIG. 7, and the even layers are wound by the coil 9b contacting the lower coil first. It is possible to prevent the winding collapse by replacing the coils that come into contact with the bobbin (or the lower coil) in the odd-numbered layer and the even-numbered layer first. If the winding collapse is eliminated, the gap between the core members can be closed, and it is possible to secure a resin flow path for resin molding.

以上のように、実施例1のコアメンバ6によれば、コイルの巻き回し進行方向の後方に位置するコイルを先に下層に接触させ、ガイドとすることで、複数本を同時に巻き回す場合であっても巻崩れを防止し、生産性を向上させることができる。   As described above, according to the core member 6 of the first embodiment, a coil located at the rear of the winding direction of the coil is brought into contact with the lower layer first to serve as a guide, and a plurality of coils are wound at the same time. Even if it is, roll collapse can be prevented and productivity can be improved.

また、実施例1のコアメンバ6によれば、隣接するコアメンバで、巻回し層数が多いコイルと少ないコイルとが対向するように配置することで、樹脂モールドする場合の流路を確保することができ、信頼性・生産性を向上させることができる。   Further, according to the core member 6 of the first embodiment, the adjacent core members are arranged such that the coil having a large number of winding layers and the coil having a small number of winding layers face each other, thereby ensuring a flow path for resin molding. It is possible to improve reliability and productivity.

なお、本実施例では丸線のコイル線で2本巻のものを例にとって説明したが、角線や3本以上の複数巻のものにも適用可能である。   In the present embodiment, the description has been given by taking the example of winding two round coil wires, but the present invention is also applicable to a winding of a square wire or a plurality of windings of three or more.

次いで、実施例2について説明する。実施例1のコイル9は図7(b)に示すように線径が最も太い部分で隣り合うコイルに接触するように巻き回すものである。   Next, a second embodiment will be described. As shown in FIG. 7B, the coil 9 of the first embodiment is wound so that the coil having the largest wire diameter comes into contact with the adjacent coil.

これに対し本実施例では、隣り合うコイルの線径と重なるように接触させて巻き回す点が実施例1とは異なる。   On the other hand, the present embodiment is different from the first embodiment in that the coils are contacted and wound so as to overlap with the wire diameters of the adjacent coils.

図9(a)には、実施例2における巻き回し方法の模式図を示す。実施例2においては、コイル同士が横方向(回転軸方向)に接触するだけでなく、上下方向(積層方向)にも接触しつつ巻き回される。すなわちボビンに対してコイルを正射影した際に、コイルの線径同士が一部重なる形となる。巻始めのコイル9a'が鍔部7aに接触して巻き回される点は実施例1と共通するが、その次のコイル9b'はコイル9a'の上から、一部が被さる形で接触し、コイル9a'の外周に沿ってボビンへと巻き回される。次に巻き回されるコイルの内先にボビンに接触するコイル9a’も同様に、既に巻き回されているコイル9b'に斜め方向から接触し、そのままコイル9b'と接触を保ちつつコイル9b'の外周に沿ってボビンへと着地するように巻き回される。   FIG. 9A shows a schematic diagram of the winding method in the second embodiment. In the second embodiment, the coils are wound not only in the horizontal direction (rotational axis direction) but also in the vertical direction (stacking direction). That is, when the coil is orthographically projected onto the bobbin, the wire diameters of the coils partially overlap each other. The coil 9a 'at the beginning of winding is in common with the first embodiment in that the coil 9a' is wound in contact with the collar portion 7a, but the next coil 9b 'comes in contact with the coil 9a' in a partially covered form. , Is wound around the bobbin along the outer circumference of the coil 9a '. Similarly, the coil 9a 'which comes into contact with the bobbin at the inner end of the coil to be wound next also comes into contact with the coil 9b' which has already been wound from an oblique direction, and the coil 9b 'while keeping contact with the coil 9b' as it is. It is wound so that it will land on the bobbin along the outer periphery of.

図9(b)には2層目の巻き回し方法についての模式図を示す。一層目とは下層に接触するコイルの順が入れ替わる点は、実施例1と共通している。2層目以降も1層目と同様に、先に巻き回されているコイルに対し次に巻き回されるコイルの線径の一部が重なるように巻き回される。   FIG. 9 (b) shows a schematic view of the winding method of the second layer. It is common to the first embodiment that the order of the coils contacting the lower layer is changed from that of the first layer. Similarly to the first layer, the second layer and subsequent layers are wound so that a part of the wire diameter of the coil that is wound next overlaps the coil that is wound first.

以上のように、実施例2のコアメンバ6によれば、実施例1と比べコイルの線径の一部を重ねて巻き回すことにより、実施例1と比較して、よりコイル間の空隙を減らし整列して巻き回すことができる。そのため、生産性が向上し、占積率を上げることで小型化・高効率化が可能な回転電機を提供できる。   As described above, according to the core member 6 of the second embodiment, a part of the wire diameter of the coil is overlapped and wound as compared with the first embodiment, so that the gap between the coils is further reduced as compared with the first embodiment. Can be aligned and wound. Therefore, it is possible to provide a rotating electric machine that can be miniaturized and highly efficient by improving productivity and increasing the space factor.

実施例3では、実施例2の巻き回し方法に対し、さらに隣接するコイルへの力を加え、よりコイル同士が接触して整列するように巻き回す方法について説明する。   In a third embodiment, a method will be described in which, in addition to the winding method of the second embodiment, a force is further applied to adjacent coils so that the coils are in contact with each other and aligned.

図10には実施例3における巻き回し方法の模式図を示す。実施例3では、ボビンを一周したコイルを巻き回すときに、既に巻き回したコイル9b'・コイル9a'を横方向(回転軸方向)から押しつけてから巻き回すものである。コイルがボビン筒部を一周する毎にノズル30は図10(a)のようにコイル9b'に対し9a'を押し付けることで、実施例2の効果に加え、既に巻き回されているコイル9b'がコイル9a'側へ押し付けられ、巻き回し済みのコイルに対しても整列させる圧力をかけることができる。よって、コイル同士がより接触し、強固に巻き回されることで巻崩れを防ぐことが可能となる。   FIG. 10 shows a schematic diagram of the winding method in the third embodiment. In the third embodiment, when the coil wound around the bobbin is wound, the already wound coils 9b ′ and 9a ′ are pressed in the lateral direction (rotational axis direction) and then wound. The nozzle 30 presses the coil 9b 'against the coil 9b' as shown in FIG. 10 (a) every time the coil makes a round around the bobbin cylinder, and thus, in addition to the effect of the second embodiment, the coil 9b 'already wound. Is pressed to the side of the coil 9a ', and a pressure for aligning the wound coil can be applied. Therefore, it becomes possible to prevent the coil from collapsing because the coils contact each other and are wound tightly.

以上、本発明を適用した実施例について説明したが、本発明は上記種々の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱することのない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、線径の異なる2本のコイルを同時に巻線する場合や3本のコイルを同時に巻線するなど異なる導体径や複数本のコイルの組み合わせによりコイルを巻き回して作られるコイルによって、隣接するコイル間に樹脂成形時の樹脂の流路として有効な空隙形状を形成することができれば、巻き回されるコイルの線径の違いや同時に巻き回されるコイルの本数が限定されるものではない。   Although the embodiments to which the present invention is applied have been described above, the present invention is not limited to the above-described various embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Yes. For example, when two coils having different wire diameters are wound at the same time, or three coils are wound at the same time, adjacent coils are formed by winding the coils with different conductor diameters or a combination of a plurality of coils. The difference in wire diameter of the wound coils and the number of coils wound at the same time are not limited as long as a void shape that is effective as a resin flow path during resin molding can be formed between the coils.

1…回転電機、2…ステータ、3…ロータ、4…出力軸、5…ハウジング、6…コアメンバ、7…ボビン、8…積層鉄心(コア)、9、9a、9b…コイル、10…樹脂の流路、20…モールド樹脂、30、30a、30b…ノズル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotating electric machine, 2 ... Stator, 3 ... Rotor, 4 ... Output shaft, 5 ... Housing, 6 ... Core member, 7 ... Bobbin, 8 ... Laminated core (core), 9, 9a, 9b ... Coil, 10 ... Resin Channels, 20 ... Mold resin, 30, 30a, 30b ... Nozzles.

Claims (8)

ティースと、内側に前記ティースが挿入される貫通孔を有するボビンと、前記ボビンに巻き回る複数本のコイルとを有するステータと、前記ティースと所定のギャップを介して配置されるロータと、を備える回転電機であって、
複数本の前記コイルのうち先にボビンに接触する第一のコイルと、前記第一のコイルよりも後にボビンに接触する第二のコイルとが、線径の一部が重なって巻き回るものである回転電機。
A stator having a tooth, a bobbin having a through hole into which the tooth is inserted, a plurality of coils wound around the bobbin, and a rotor arranged via the tooth and a predetermined gap. A rotating electric machine,
A first coil of the plurality of coils that comes into contact with the bobbin first and a second coil that comes into contact with the bobbin after the first coil are wound such that a part of the wire diameters overlap each other. A rotating electric machine.
請求項1に記載の回転電機であって、
前記コイルの一層目における前記第一のコイルと前記第二のコイルの位置関係が、二層目において逆の位置関係となっているものである回転電機。
The rotating electric machine according to claim 1,
A rotary electric machine in which the positional relationship between the first coil and the second coil in the first layer of the coil is opposite to that in the second layer.
請求項1に記載の回転電機であって、
前記回転電機が、ラジアルギャップ型あるいはアキシャルギャップ型である回転電機。
The rotating electric machine according to claim 1,
A rotating electric machine, wherein the rotating electric machine is a radial gap type or an axial gap type.
請求項3に記載の回転電機であって、
樹脂が前記ステータをモールドしているものである回転電機。
The rotating electric machine according to claim 3,
A rotating electric machine in which a resin molds the stator.
複数本のコイルが巻き回されるボビンを備える回転電機の製造方法であって、
同じタイミングで巻き回される少なくとも二本のコイルの内、前記ボビンの内筒部外周面の回転軸方向端部に第一のコイルを接触させて巻き回す第一ステップと、
前記第一のコイルに第二のコイルを接触させて巻き回す第二ステップと、を有し、
前記第二のコイルよりも前記第一のコイルの方が先にボビンに接触するものである回転電機の製造方法。
A method of manufacturing a rotating electric machine, comprising a bobbin around which a plurality of coils are wound,
Of at least two coils wound at the same timing, a first step of winding the first coil in contact with an end portion in the rotation axis direction of the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion of the bobbin,
A second step of winding a second coil in contact with the first coil,
A method of manufacturing a rotating electric machine, wherein the first coil comes into contact with the bobbin earlier than the second coil.
請求項5に記載の製造方法であって、
前記第二ステップにおいて、前記第一のコイルの線径と前記第二のコイルの線径とが一部重なるものである回転電機の製造方法。
The manufacturing method according to claim 5, wherein
In the second step, the method of manufacturing a rotating electric machine, wherein the wire diameter of the first coil partially overlaps with the wire diameter of the second coil.
請求項5に記載の製造方法であって、
前記コイルの奇数層目において、
既に前記ボビンに巻き回された前記第二のコイルに対し、前記第一のコイルを回転軸方向から押し付ける第四ステップと、
前記第四ステップにて押し付けた前記第二のコイルに沿って、前記第1のコイルを
巻き回す第五ステップを有するものである回転電機の製造方法。
The manufacturing method according to claim 5, wherein
In the odd layer of the coil,
A fourth step of pressing the first coil from the rotation axis direction with respect to the second coil already wound around the bobbin,
A method of manufacturing a rotary electric machine, comprising: a fifth step of winding the first coil along the second coil pressed in the fourth step.
請求項5に記載の製造方法であって、
一層目を巻き終わった際に前記第一のコイルと第二のコイルとの位置関係を逆転させ、コイルを巻き回す方向において前記第一のコイルを先行させる第六ステップと、を有する回転電機の製造方法。
The manufacturing method according to claim 5, wherein
A sixth step of reversing the positional relationship between the first coil and the second coil when winding the first layer and advancing the first coil in the winding direction of the coil; Production method.
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