JP3275369B2 - 環状巻線体 - Google Patents

環状巻線体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電機の回転子に巻
回される環状巻線体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、交流発電機やスタータモータ
等の回転電機では、回転子に巻回される環状巻線体の巻
線密度を向上させるために、断面円形状を成す巻線を一
対以上のローラにて断面多角形状を成すように塑性変形
させてから順次巻回する方法が公知である(特開平2−
190310号公報、特開平2−243468号公報参
照)。この環状巻線体は、図7に示すように、略円筒状
を成す絶縁性ボビン100等の円筒表面に形成された凹
凸面101をガイドとして巻線102を巻回し、その巻
線列102aによって形成される凹凸面をガイドとして
順次上層の巻線102を巻回して、ボビン100の径方
向に複数層巻回される。なお、図7に示す環状巻線体
は、巻線102の交差部103を含む断面図である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、環状巻線体
の巻線102は、図8に示すように、導体104の表面
にポリエステル等の絶縁皮膜105を焼付塗装して作成
されるものであり、巻線102の断面が多角形状を成す
ように塑性変形することで、多角形断面の角部では絶縁
皮膜105の膜厚t1 が対辺部の膜厚t2 より減少す
る。このため、上層巻線列102bが下層巻線列102
aを乗り越える交差部103(図8参照)と、上層巻線
列102bが下層巻線列102aの凹凸面にガイドされ
る非交差部とでは、上下層で巻線102の角部同志が当
接する交差部103の方が、上下層で巻線102の辺部
同志が当接する非交差部より上下層間の絶縁皮膜105
の膜厚が薄くなる。従って、巻線102の線間耐電圧
は、巻線102の角部における絶縁皮膜105の膜厚t
1 によって支配されることになり、塑性変形度合いが大
きな場合(膜厚t1 が薄くなる)には、巻線102の線
間耐電圧が要求値を満足できなくなる。この結果、絶縁
耐圧を維持するためには耐加工性に優れた絶縁皮膜を使
用する必要が生じ、コストの上昇を招くことになる。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、コストの上昇を招くことなく、巻線の線間耐電圧を
確保することのできる環状巻線体の提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1では、導体の外周に絶縁被膜が
施された巻線を順次巻回して下層の巻線列を形成した
後、その巻線列によって形成される凹凸面をガイド面と
して、そのガイド面に倣って上層の巻線を1周巻回し、
一旦前記下層の巻線を乗り越えて隣のガイド面に移り、
そのガイド面に倣って再び1周巻回し、再度前記下層の
巻線を乗り越えて更に隣のガイド面へ移りながら順次巻
回されて上層の巻線列が形成される環状巻線体であっ
て、 前記上層の巻線が隣のガイド面に移る際に前記下層
の巻線を乗り越える部位を交差部と呼び、前記上層の巻
線が前記ガイド面に倣って巻回される部位を非交差部と
呼ぶ時に、前記巻線は、断面円形状から断面多角形状に
塑性変形して設けられ、且つその塑性変形の割合が前記
交差部では小さく、前記非交差部では大きくなる様に設
けられていることを技術的手段とする。請求項2では、
前記巻線の断面形状が略正方形に塑性変形されたことを
特徴とする。請求項3では、前記巻線の断面形状が略正
六角形に塑性変形されたことを特徴とする。請求項4で
は、前記交差部における前記巻線の断面形状が円形状で
あることを特徴とする。請求項5では、前記交差部にお
ける前記巻線の断面形状が円形状を成し、前記非交差部
における前記巻線の断面形状が略正方形状を成すことを
特徴とする。
【0005】
【作用】上記構成より成る本発明の環状巻線体は、巻線
の塑性変形割合が交差部では小さく、非交差部では大き
くなる様に設けられている。従って、交差部の巻線は、
非交差部と同じ割合で塑性変形させた場合より、巻線の
断面角部に当たる絶縁皮膜の膜厚を厚くすることが可能
となる。つまり、塑性変形による膜厚の減少度合いを少
なくすることができる。
【0006】また、巻回後の環状巻線体の最大外径は、
非交差部を含む外径より交差部を含む外径の方が大きく
なるため、交差部を含む外径によって示される。本発明
において、この交差部を含む外径は、交差部での巻線の
塑性変形割合を非交差部での巻線の塑性変形割合より小
さくしたことにより、交差部における巻線断面の対角線
長さ、つまり半径方向の長さが、非交差部と同じ割合で
塑性変形させた場合より小さくなる。その結果、交差部
を含む外径によって示される環状巻線体の最大外径を小
さくすることができるため、最大外径を同一とすれば、
その分だけ高密度に巻回することが可能となる。
【0007】
【実施例】次に、本発明の環状巻線体の一実施例を図1
ないし図4を基に説明する。図1は巻線の交差部を含む
環状巻線体の断面図である。本実施例の環状巻線体1
は、例えば、車両用交流発電機やスタータモータ等の回
転子コイルとして適用されるもので、略円筒状を成す絶
縁性のボビン2と、このボビン2の円筒表面上に順次巻
回された巻線3より成る。ボビン2は、ナイロン等の熱
可塑性樹脂を金型成形して作製されるもので、巻線3が
巻回される円筒表面には、巻線3を案内するためのガイ
ド面2aが形成されている。なお、ガイド面2aは、ボ
ビン2の軸方向に角度90度の谷部と山部とが交互に繰
り返されるネジ山状に形成されている(各ガイド面2a
がボビン2の軸線に対して45度の角度で傾斜してい
る)。巻線3は、銅等の導体3aの表面にポリエステル
等の絶縁皮膜3bを焼付塗装して作製されるもので、断
面円形状を呈するが、巻装直前に断面略正方形状となる
ようにローラ加工によって塑性変形される。
【0008】この巻線3は、ボビン2のガイド面2aに
沿って所定回数巻回して下層巻線列1aを形成した後、
その下層巻線列1aによって形成される巻線3の凹凸面
をガイド面2aとしながら、順次上層巻線列1bを形成
することで、ボビン2の径方向に多層に亘って環状に巻
回される。従って、上層の巻線3は、下層巻線列1aが
形成されてから、その下層巻線列1aによって形成され
るガイド面2aに倣って1周巻回した後、一旦下層の巻
線3(角部30)を乗り越えて隣のガイド面2aに移
り、そのガイド面2aに倣って再び1周巻回し、再度下
層の巻線3(角部30)を乗り越えて更に隣のガイド面
2aへ移りながら順次巻回されて上層の巻線列を形成し
ている。 ここで、上層の巻線3が隣のガイド面2aに移
る際に下層の巻線3を乗り越える部位を交差部4(図1
参照)と呼び、上層の巻線3がガイド面2aに倣って巻
回される部位を非交差部(図3参照)と呼ぶ。なお、巻
線3は、ボビン2のガイド面2aがボビン2の軸線に対
して45度傾斜していることから、略正方形状を成す断
面の一方の対角線はボビン2の軸線と平行となり、他方
の対角線は、ボビン2の軸線と直交方向、つまりボビン
2の径方向と一致する。従って、上層の巻線3が下層の
巻線3を乗り越える交差部4では、下層の巻線3と上層
の巻線3の角部30同士が当接する(図2参照・交差部
4の拡大断面図)ことになり、非交差部では、下層の巻
線3と上層の巻線3の各辺部31同士が当接する(図4
参照・非交差部の拡大断面図)ことになる。
【0009】本実施例のように、断面円形状を呈する巻
線3を断面略正方形状に塑性変形することにより、巻線
3の各角部30(四隅)では、絶縁皮膜3bの膜厚t1
が各辺部31における絶縁皮膜3bの膜厚t2 より減少
することになる(図4参照)。そこで、本実施例では、
環状巻線体1の交差部4およびその近傍(交差部4の前
後)で、巻線3の塑性変形割合が、非交差部における巻
線3の塑性変形割合より小さくなるように設けられてい
る。即ち、交差部4における巻線断面の対辺間隔W1
を、非交差部における巻線断面の対辺間隔W2より大き
くして、角部30の曲率半径が大きくなるように塑性変
形されている。このため、交差部4およびその近傍にお
ける巻線3は、角部30を成す絶縁皮膜3bの膜厚t3
の減少度合いが、非交差部における巻線3の角部30を
成す絶縁皮膜3bの膜厚t1 の減少度合いより小さくな
る。つまり非交差部における巻線3の角部30を成す絶
縁皮膜3bの膜厚t1 より厚くすることができる。この
結果、巻線3の角部30同志が当接する交差部4では、
上層巻線列1bと下層巻線列1aとの間で、従来より絶
縁皮膜3bの膜厚t3 が厚くなることにより、耐加工性
に優れた絶縁皮膜3bを使用することなく、巻線3の線
間耐電圧を確保することができる。
【0010】また、巻装後の環状巻線体1の最大外径
は、非交差部を含む外径D1より交差部4を含む外径D
2の方が大きくなるため、交差部4を含む外径D2によ
って示される。本実施例にて、この交差部4を含む外径
D2は、交差部4での巻線3の塑性変形割合を非交差部
での巻線3の塑性変形割合より小さくしたことにより、
交差部4における巻線断面の他方の対角線長さW3、つ
まり半径方向の長さが、非交差部と同じ割合で塑性変形
させた場合の対角線長さW4より小さくなる。その結
果、交差部4を含む外径D2によって示される環状巻線
体1の最大外径を小さくすることができ、最大外径を同
一とすれば、その分だけ高密度に巻回することが可能と
なる。
【0011】〔変形例〕上記実施例では、断面円形状の
巻線3を断面略正方形状に塑性変形させた例を示した
が、図5(非交差部の拡大断面図)に示すように、断面
略正六角形状あるいは他の略多角形状に塑性変形させて
も良い。また、交差部4およびその近傍において、巻線
3の塑性変形割合を非交差部における巻線3の塑性変形
割合より小さくしたが、交差部4およびその近傍におい
て塑性変形をなくすことにより、図6(交差部4の拡大
断面図)に示すように、交差部4における巻線3の断面
形状を円形状としても良い。
【0012】
【発明の効果】本発明の環状巻線体は、上層巻線列と下
層巻線列との交差部で、巻線の塑性変形割合を小さくす
ることにより巻線の線間耐電圧低下を抑えることができ
る。従って、絶縁耐圧を維持するために耐加工性に優れ
た絶縁皮膜を使用する必要もなく、また、絶縁皮膜の材
料選択の範囲が拡がること等により、コストの上昇を抑
えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の環状巻線体に係る交差部を含む断面
図である。
【図2】本実施例の環状巻線体に係る交差部の拡大断面
図である。
【図3】本実施例の環状巻線体に係る非交差部における
断面図である。
【図4】本実施例の環状巻線体に係る非交差部の拡大断
面図である。
【図5】本実施例の変形例を示すもので、非交差部の拡
大断面図である。
【図6】本実施例の変形例を示すもので、交差部の拡大
断面図である。
【図7】従来技術に係る環状巻線体の交差部の拡大断面
図である。
【図8】従来技術に係る環状巻線体の交差部を含む断面
図である。
【符号の説明】
1 環状巻線体 1a 下層巻線列 1b 上層巻線列 3 巻線 3a 導体 3b 絶縁皮膜 4 交差部

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導体の外周に絶縁被膜が施された巻線を順
    次巻回して下層の巻線列を形成した後、その巻線列によ
    って形成される凹凸面をガイド面として、そのガイド面
    に倣って上層の巻線を1周巻回し、一旦前記下層の巻線
    を乗り越えて隣のガイド面に移り、そのガイド面に倣っ
    て再び1周巻回し、再度前記下層の巻線を乗り越えて更
    に隣のガイド面へ移りながら順次巻回されて上層の巻線
    列が形成される環状巻線体であって、 前記上層の巻線が隣のガイド面に移る際に前記下層の巻
    線を乗り越える部位を交差部と呼び、前記上層の巻線が
    前記ガイド面に倣って巻回される部位を非交差部と呼ぶ
    時に、 前記巻線は、断面円形状から断面多角形状に塑性変形し
    て設けられ、且つその塑性変形の割合が前記交差部では
    小さく、前記非交差部では大きくなる様に設けられてい
    ことを特徴とする環状巻線体。
  2. 【請求項2】前記巻線の断面形状が略正方形に塑性変形
    されたことを特徴とする請求項1記載の環状巻線体。
  3. 【請求項3】前記巻線の断面形状が略正六角形に塑性変
    形されたことを特徴とする請求項1記載の環状巻線体。
  4. 【請求項4】前記交差部における前記巻線の断面形状が
    円形状であることを特徴とする請求項1記載の環状巻線
    体。
  5. 【請求項5】前記交差部における前記巻線の断面形状が
    円形状を成し、前記非交差部における前記巻線の断面形
    状が略正方形状を成すことを特徴とする請求項1記載の
    環状巻線体。
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