JP5743768B2 - 回転電機の固定子 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機の固定子に関するものであり、特に、巻き乱れのない高密度な集中巻きコイルを備えた回転電機の固定子に関する。

従来、固定子鉄心の集中巻きコイルは、磁極ティース部上下に絶縁性を有する樹脂で成形されたコイルボビンを覆設し、このコイルボビンの上から線材を順次螺旋状に巻回する方法により形成されている。
近年、回転電機は高効率化や大容量化、さらには小形化が進展し、コイルの高密度化が望まれており、固定子鉄心のコイルには、高密度化が可能な整列巻きが用いられている。

この整列巻きとは、磁極ティース部の一端から他端に順次巻き送り、また他端から一端に順次巻き戻して、順次、線材を俵積み状に積層させる巻き方である。さらに、詳述すると、コイルボビンへの１ターン分の線材の巻回においては、整列的に巻回された下層の２本の線材間の真上に俵積みされるように線材を配置する。下層と線材が交差する端面であっても、コイルボビンのコーナにおいては下層の２本の線材上を狙うことにより整然とした整列を確保するように巻回される。
この整列巻きは、限られたスペースでコイル密度を高めることができる上、安定したコイル形状を実現することができる（例えば、特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に記載の整列巻きされた固定子コイルは、コイルボビンにおける巻枠の巻回面が平坦であり、コイル巻回時に巻乱れが発生し、巻線間に隙間が生じることにより、巻線密度が低下するとの問題があった。
このような、問題を解決するものとして、巻枠の巻回部の側面に、線材の線径間隔で突起が設けられたコイルボビンを用い、少なくとも第１層を形成する隣接する線材どうしが接触した固定子コイルがある（例えば、特許文献２参照）。

特開平０７−２４５８９５号公報（第３頁、第２４図） 特開２００９−１５３３１２号公報（第５頁、第５図、第６図）

しかし、特許文献２に記載の固定子コイルでは、突起が巻枠の巻回部の側面に線材の線径間隔で設けられているが、第１層を形成する隣接する線材どうしが接触するようになっており、突起と突起との間に形成された各凹部が近接しているので、巻線装置の振動による影響や線材のロット毎の線径ばらつきのような悪条件が重なると、所定の位置とは異なるところに線材が巻回されてしまい、やはり、コイルが巻乱れるとの問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、コイルの巻乱れが防止され、磁極ティースへの安定的な巻線が確保され、生産性に優れるとともに、コイルの高密度化を可能にし、小型で大容量化が可能な回転電機を実現できる回転電機の固定子を提供することである。

本発明に係わる第１の回転電機の固定子は、円筒状のヨークと、ヨークの径方向に突出するとともに、ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、コイルボビンは、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部は、高さが線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および鍔部と突出部との間の隙間の幅が線径ｄと同じであり、隣合う突出部間の各隙間および鍔部と突出部との間の各隙間に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルが、２層目を、１層目の２本の線材が接してガイドしつつ、突出部の上面に接して巻回して形成しており、３層目以上の各層における奇数層を、この奇数層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、奇数層の１つ下の層の１本の線材と鍔部と、が接してガイドしつつ、奇数層より２層下の線材に接して巻回して形成しており、４層目以上の各層における偶数層を、この偶数層の１つ下の層の２本の線材が接してガイドしつつ、偶数層より２層下の線材に接して巻回して形成しているものである。

また、本発明に係わる第２の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部は、高さが線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および鍔部と突出部との間の隙間の幅が線径ｄと同じであり、隣合う突出部間の各隙間および鍔部と突出部との間の各隙間に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルボビンにおけるいずれか一方の鍔部が、１つの突出部と一体となった突出部一体型鍔部であり、コイルが、２層目を、１層目の２本の線材、あるいは、１層目の１本の線材と突出部一体型鍔部と、が接してガイドしつつ、突出部の上面に接して巻回して形成しており、３層目以上の各層における奇数層を、この奇数層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、奇数層の１つ下の層の１本の線材と突出部との間に隙間を有する突出部分離型鍔部と、が接してガイドしつつ、奇数層より２層下の線材に接して巻回して形成しており、４層目以上の各層における偶数層を、この偶数層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、偶数層の１つ下の層の１本の線材と突出部一体型鍔部と、が接してガイドしつつ、偶数層より２層下の線材に接して巻回して形成しているものである。

また、本発明に係わる第３の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、複数の保持溝が設けられており、保持溝は、深さが線材の線径ｄの１／２であり、幅が線径ｄと同じであり、隣合う保持溝の間隔Ｄｇが線径ｄより狭くなっており、保持溝の各々に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルが、２層目を、１層目の２本の線材、あるいは、１層目の１本の線材と鍔部と、が接してガイドしつつ、巻枠部の面に接して巻回して形成しており、３層目以上の各層における奇数層を、この奇数層の１つ下の層の２本の線材が接してガイドしつつ、奇数層より２層下の線材に接して巻回して形成しており、４層目以上の各層における偶数層を、この偶数層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、偶数層の１つ下の層の１本の線材と鍔部と、が接してガイドしつつ、偶数層より２層下の線材に接して巻回して形成しているものである。

また、本発明に係わる第４の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部は、高さが線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および鍔部と突出部との間の隙間の幅が線径ｄと同じであり、隣合う突出部間の各隙間および鍔部と突出部との間の各隙間に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、突出部の幅Ｗｐが、線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であるものである。

また、本発明に係わる第５の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、複数の保持溝が設けられており、保持溝は、深さが線材の線径ｄの１／２であり、幅が線径ｄと同じであり、隣合う保持溝の間隔Ｄｇが線径ｄより狭くなっており、保持溝の各々に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、保持溝の間隔Ｄｇが、線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であるものである。

また、本発明に係わる第６の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部は、高さが線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および鍔部と突出部との間の隙間の幅が線径ｄと同じであり、隣合う突出部間の各隙間および鍔部と突出部との間の各隙間に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルを形成する各層の隣合う線材の間隔ｓが、線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であるものである。

また、本発明に係わる第７の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、複数の保持溝が設けられており、保持溝は、深さが線材の線径ｄの１／２であり、幅が線径ｄと同じであり、隣合う保持溝の間隔Ｄｇが線径ｄより狭くなっており、保持溝の各々に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルを形成する各層の隣合う線材の間隔ｓが、線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であるものである。

また、本発明に係わる第８の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部の幅Ｗｐが、線材の径ｄより狭くなっており、コイルは、１層目の線材の各々が突出部の側面に接するとともに巻枠部に接しており、２層目の線材の各々が突出部の頂部と接しており、巻枠部の表面側からコイルの外層側の方向において、３層目の線材が１層目の線材の真上で１層目の線材と接して巻回されており、積層された１層目と３層目の２本の線材の各々が、同じ１本の２層目の線材と固定子の径方向で接しているものである。

本発明に係わる第１の回転電機の固定子は、円筒状のヨークと、ヨークの径方向に突出するとともに、ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、コイルボビンは、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部は、高さが線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および鍔部と突出部との間の隙間の幅が線径ｄと同じであり、隣合う突出部間の各隙間および鍔部と突出部との間の各隙間に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルが、２層目を、１層目の２本の線材が接してガイドしつつ、突出部の上面に接して巻回して形成しており、３層目以上の各層における奇数層を、この奇数層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、奇数層の１つ下の層の１本の線材と鍔部と、が接してガイドしつつ、奇数層より２層下の線材に接して巻回して形成しており、４層目以上の各層における偶数層を、この偶数層の１つ下の層の２本の線材が接してガイドしつつ、偶数層より２層下の線材に接して巻回して形成しているものであり、生産性に優れるとともに、小型で大容量化が可能な回転電機を実現できる。

また、本発明に係わる第２の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部は、高さが線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および鍔部と突出部との間の隙間の幅が線径ｄと同じであり、隣合う突出部間の各隙間および鍔部と突出部との間の各隙間に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルボビンにおけるいずれか一方の鍔部が、１つの突出部と一体となった突出部一体型鍔部であり、コイルが、２層目を、１層目の２本の線材、あるいは、１層目の１本の線材と突出部一体型鍔部と、が接してガイドしつつ、突出部の上面に接して巻回して形成しており、３層目以上の各層における奇数層を、この奇数層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、奇数層の１つ下の層の１本の線材と突出部との間に隙間を有する突出部分離型鍔部と、が接してガイドしつつ、奇数層より２層下の線材に接して巻回して形成しており、４層目以上の各層における偶数層を、この偶数層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、偶数層の１つ下の層の１本の線材と突出部一体型鍔部と、が接してガイドしつつ、偶数層より２層下の線材に接して巻回して形成しているものであり、生産性に優れるとともに、小型で大容量化が可能な回転電機を実現できる。

また、本発明に係わる第３の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、複数の保持溝が設けられており、保持溝は、深さが線材の線径ｄの１／２であり、幅が線径ｄと同じであり、隣合う保持溝の間隔Ｄｇが線径ｄより狭くなっており、保持溝の各々に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルが、２層目を、１層目の２本の線材、あるいは、１層目の１本の線材と鍔部と、が接してガイドしつつ、巻枠部の面に接して巻回して形成しており、３層目以上の各層における奇数層を、この奇数層の１つ下の層の２本の線材が接してガイドしつつ、奇数層より２層下の線材に接して巻回して形成しており、４層目以上の各層における偶数層を、この偶数層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、偶数層の１つ下の層の１本の線材と鍔部と、が接してガイドしつつ、偶数層より２層下の線材に接して巻回して形成しているものであり、生産性に優れるとともに、小型で大容量化が可能な回転電機を実現できる。

また、本発明に係わる第４の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部は、高さが線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および鍔部と突出部との間の隙間の幅が線径ｄと同じであり、隣合う突出部間の各隙間および鍔部と突出部との間の各隙間に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、突出部の幅Ｗｐが、線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であるものであり、生産性に優れるとともに、小型で大容量化が可能な回転電機を実現できる。

また、本発明に係わる第５の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、複数の保持溝が設けられており、保持溝は、深さが線材の線径ｄの１／２であり、幅が線径ｄと同じであり、隣合う保持溝の間隔Ｄｇが線径ｄより狭くなっており、保持溝の各々に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、保持溝の間隔Ｄｇが、線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であるものであり、生産性に優れるとともに、小型で大容量化が可能な回転電機を実現できる。

また、本発明に係わる第６の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部は、高さが線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および鍔部と突出部との間の隙間の幅が線径ｄと同じであり、隣合う突出部間の各隙間および鍔部と突出部との間の各隙間に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルを形成する各層の隣合う線材の間隔ｓが、線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であるものであり、生産性に優れるとともに、小型で大容量化が可能な回転電機を実現できる。

また、本発明に係わる第７の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、複数の保持溝が設けられており、保持溝は、深さが線材の線径ｄの１／２であり、幅が線径ｄと同じであり、隣合う保持溝の間隔Ｄｇが線径ｄより狭くなっており、保持溝の各々に、１本の線材が配設されてコイルの１層目が形成されており、コイルを形成する各層の隣合う線材の間隔ｓが、線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であるものであり、生産性に優れるとともに、小型で大容量化が可能な回転電機を実現できる。

また、本発明に係わる第８の回転電機の固定子は、コイルボビンが、線材を巻回する巻枠部と巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、巻枠部の表面に、断面の頂部が巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、突出部の幅Ｗｐが、線材の径ｄより狭くなっており、コイルは、１層目の線材の各々が突出部の側面に接するとともに巻枠部に接しており、２層目の線材の各々が突出部の頂部と接しており、巻枠部の表面側からコイルの外層側の方向において、３層目の線材が１層目の線材の真上で１層目の線材と接して巻回されており、積層された１層目と３層目の２本の線材の各々が、同じ１本の２層目の線材と固定子の径方向で接しているものであり、生産性に優れるとともに、小型で大容量化が可能な回転電機を実現できる。

本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子の斜視図である。 図１に示す回転電機の固定子の軸方向における下側の面となる他方側端面の正面図である。 図１に示す固定子の一部分を示す部分斜視図である。 図３に示す固定子の一部分の他方側端面の正面図である。 磁極ティースへのコイルボビンの設置を説明する模式図である。 本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子における、コイルボビンの詳細な構造（ａ）と、コイルボビンにコイルの１層目を巻回した状態（ｂ）とを示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した場合の、突出部の幅と線径との関係、および、各層における隣合う線材の間隔と線径との関係を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンに線材を巻回する状態を示す図である。 比較のための、従来のコイルボビンに線材を巻回して俵積巻線を形成する状態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子における、第１例のコイルボビンの詳細な構造（ａ）と、第１例のコイルボビンにコイルの１層目を巻回した状態（ｂ）とを示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子における、第２例のコイルボビンの詳細な構造（ａ）と、第２例のコイルボビンにコイルの１層目を巻回した状態（ｂ）とを示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子において、第１例のコイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した状態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子において、第２例のコイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した状態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子において、第１例のコイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した場合の、鍔部一体型突出部の幅と線径との関係を説明する図である。 本発明の実施の形態３に係わる回転電機の固定子における、コイルボビンの詳細な構造（ａ）と、コイルボビンにコイルの１層目を巻回した状態（ｂ）とを示す図である。 本発明の実施の形態３に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した状態を示す図である。 本発明の実施の形態３に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した場合の、保持溝の間隔と線径との関係、および、各層における隣合う線材の間隔と線径との関係を説明する図である。 本発明の実施の形態４に係わる回転電機の固定子における、コイルボビンにコイルを巻回した状態を示す図である。 本発明の実施の形態５に係わる回転電機の固定子における、コイルボビンにコイルを巻回した状態を示す図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子の斜視図である。
図２は、図１に示す回転電機の固定子の軸方向における下側の面となる他方側端面の正面図である。
本実施の形態では、図１に示す回転電機の固定子（固定子と記す）１０の軸方向における上側の面は、固定子の一方側端面とする。
すなわち、固定子における、一方側端面の反対側の端面が、他方側端面である。

図１と図２とに示すように、本実施の形態の固定子１０は、円筒状のヨーク１と、ヨーク１から固定子１０における径方向、すなわち、ヨーク１の径方向に突出するとともに、ヨーク１により磁気的に連結された複数の磁極ティース２とを有する。
磁極ティース２には、絶縁性のコイルボビン４が覆設されており、コイルボビン４には、線材３ａが巻回されてコイル３が形成されている。

図３は、図１に示す固定子の一部分を示す部分斜視図である。
図４は、図３に示す固定子の一部分の他方側端面の正面図である。
図５は、磁極ティースへのコイルボビンの設置を説明する模式図である。
図３に示すように、コイルボビン４は、第１のコイルボビン部材４ａと第２のコイルボビン部材４ｂとの２つの部材とからなっている。

図５は、磁極ティース２とヨーク１との、固定子における周方向の側面を示すものであり、図５に示すように、第１のコイルボビン部材４ａを固定子の一方側端面から矢印Ａで示す方向に動かして、磁極ティース２に取り付け、第２のコイルボビン部材４ｂを固定子の他方側端面から矢印Ｂで示す方向に動かして、磁極ティース２に取り付け、第１のコイルボビン部材４ａの端部と第２のコイルボビン部材４ｂの端部とを衝合することにより、磁極ティース２にコイルボビン４が設置される。

図６は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子における、コイルボビンの詳細な構造（ａ）と、コイルボビンにコイルの１層目を巻回した状態（ｂ）とを示す模式図である。
図６（ａ）に示すように、本実施の形態におけるコイルボビン４は、線材３ａが巻回される巻枠部４ｃと、巻枠部４ｃの両端に設けられた鍔部４ｄとで形成され、巻枠部４ｃの表面に、断面の頂部が巻枠部４ｃの表面と平行である複数の突出部５が設けられている。
各突出部５は、高さが線材３ａの線径（線径と記す）ｄの１／２であり、幅Ｗｐが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅およびコイルボビン４の鍔部４ｄと突出部５との間に形成された隙間の幅が線径ｄと同じである。
突出部の幅Ｗｐは、線径ｄより狭くなっているが、線径ｄより狭く、且つ線径ｄの１／１０以上であることが好ましい。

本実施の形態の固定子１０は、コイルボビン４の巻枠部４ｃが上記のようになっているので、図６（ｂ）に示すように、隣合う突出部間の隙間である溝、および、コイルボビン４の鍔部４ｄと突出部５との間の隙間である溝の、各々に１本の線材３ａを配設して、コイル３の１層目が形成されている。
この溝の幅は、隣合う突出部間の隙間の幅であるので、線径ｄと同じである。

また、図示しないが、２層目は、１層目の２本の線材３ａでガイドされつつ、突出部５の上に巻回されて形成されている。３層目以上の各層における奇数層は、その層の１つ下の層の２本の線材３ａ、あるいは、その層の１つ下の層の１本の線材３ａと鍔部４ｄとでガイドされつつ、その層より２層下の線材の上に巻回されて形成されている。４層目以上の各層における偶数層は、その層の１つ下の層の２本の線材３ａでガイドされつつ、その層より２層下の線材３ａの上に巻回されて形成されている。

本実施の形態の回転電機の固定子は、コイルが上記のような構造であり、コイル最下層を安定的に巻回でき、コイルの巻き乱れを防止でき、製造歩留まりが優れているので、回転電機の生産性向上を可能にするものである。
また、コイルの巻き乱れを防止しているので、コイルの占積率を高めることができ、コイルの高密度化を可能にし、小型・大容量の回転電機を得ることができるものである。
また、コイルの各層が上記のように配置されており、上層コイルから下層コイルへの楔効果が小さく、コイルによるコイルボビンの鍔部を回転子側に押す力が小さいので、コイルボビンを薄くでき、回転電機の小型化が図れるものである。

図７は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した状態を示す模式図である。
図７に示すように、最も高い占積率のコイル３の１層目では、巻枠部４ｃに設けられた突出部５間の溝、および、コイルボビン４の鍔部４ｄと突出部５との間の溝の、それぞれに１本の線材３ａ（数字１〜６の各線材）が配設されている。
また、２層目の線材３ａ（数字７〜１１の各線材）は、１層目の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、突出部５の上面に接して、巻回されている。

また、３層目の線材３ａ（数字１２〜１７の各線材）は、数字１２と数字１７で示される両端に配置される線材３ａが、コイルボビン４の鍔部４ｄと２層目の１本の線材３ａとに接するとともに、１層目の１本の線材３ａの上に接して巻回されており、数字１３から数字１６のコイルボビン４の中間に配置される線材３ａが、２層目の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、１層目の１本の線材３ａの上に接して巻回されている。
また、４層目の線材３ａ（数字１８〜２２の各線材）は、３層目の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、２層目の１本の線材３ａの上に接して巻回されている。

また、５層目の線材３ａは３層目の線材３ａと同様であり、３層目以上の奇数層の線材３ａは、両端に配置される線材３ａが、コイルボビン４の鍔部４ｄと１層下の１本の線材３ａとに接するとともに、２層下の１本の線材３ａの上に接して巻回されており、コイルボビン４の中間に配置される線材３ａが、１層下の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、２層下の１本の線材３ａの上に接して巻回されている。
また、６層目の線材３ａは４層目の線材と同様であり、４層目以上の遇数層の線材３ａは、１層下の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、２層下の１本の線材３ａの上に接して巻回されている。

図７に示したコイル３は、１層目の線材３ａの各々が突出部５の側面に接するとともに巻枠部４ｃに接しており、２層目の線材３ａの各々が突出部５の頂部と接している。
また、巻枠部４ｃの表面側からコイル３の外層側の方向において、３層目の線材３ａが１層目の線材３ａの真上に接して巻回されている。そして、積層された１層目と３層目の２本の線材３ａの各々が、同じ１本の２層目の線材３ａと固定子の径方向で接している。

すなわち、巻枠部４ｃの表面側からコイル３の外層側の方向において、所定の層の線材３ａの真上に、この所定の層の２層上の線材３ａが接して巻回されており、巻枠部４ｃの表面側からコイル３の外層側の方向で、積層された２本の線材３ａの各々が、同じ１本の線材３ａと固定子の径方向で接している。
そして、２本の線材３ａに固定子の径方向で接した１本の線材３ａも、巻枠部４ｃの表面側からコイル３の外層側の方向において、その線材３ａの真上に接して線材３ａが巻回されている。

図８は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した場合の、突出部の幅と線径との関係、および、各層における隣合う線材の間隔と線径との関係を説明する図である。
図８に示すように、コイルボビン４にコイル３を最も高い占積率で配設した場合の、突出部の幅Ｗｐと線径ｄとの関係は、突出部５の幅Ｗｐと隣合う線材３ａの線径ｄとから求められるｘ辺と、縦に積み重なった線材３ａの線径ｄから求められるｙ辺と、斜めに連なった線材３ａの線径ｄから求められるｚ辺とで形成された三角形から求めることができる。

ｘ辺とｙ辺とｚ辺とで形成された三角形は、ｚ辺が斜辺となる直角三角形であるので、ｘ辺とｙ辺とｚ辺とには、以下の関係が成立する。
ｘ^２＝ｚ^２−ｙ^２ （１）
∴ ｘ ＝（ｚ^２−ｙ^２）^１／２ （２）
図８から明らかなように、ｘ＝Ｗｐ＋ｄ、ｙ＝ｄ、ｚ＝２ｄであるので、これらの値を（２）式に代入すると、突出部の幅Ｗｐと線径ｄとの関係は（４）式のようになる。
Ｗｐ＋ｄ＝（４ｄ^２−ｄ^２）^１／２＝（３ｄ^２）^１／２＝３^１／２ｄ （３）
∴ Ｗｐ＝３^１／２ｄ−ｄ＝（３^１／２−１）ｄ （４）

すなわち、本実施の形態の回転電機の固定子は、コイルボビンにおける巻枠部の突出部の幅Ｗｐを、線材の線径ｄの（３^１／２−１）倍にすることにより、コイルボビンに線材を巻回して形成されるコイルの占積率を最も高くでき、コイルのさらなる高密度化を可能にするので、より小型・大容量の回転電機を得ることができるものである。

また、図８に示すように、コイルボビンに最も高い占積率で配設されたコイル３における、各層の隣合う線材の間隔ｓと線径ｄとの関係も、隣合う線材３ａの中心間の距離から求められるｘ辺と、縦に積み重なった線材３ａの線径ｄから求められるｙ辺と、斜めに連なった線材３ａの線径ｄから求められるｚ辺とで形成された三角形から求めることができる。
ｘ辺とｙ辺とｚ辺とで形成された三角形は、ｚ辺が斜辺となる直角三角形であるので、（２）式の関係が成り立ち、ｘ＝ｓ＋ｄ＝３^１／２ｄであるので、各層の隣合う線材３ａの間隔ｓは、（３^１／２ｄ―ｄ）＝（３^１／２−１）ｄ、すなわち、線材の線径ｄの（３^１／２−１）倍となっている。

本実施の形態の回転電機の固定子は、コイルが、このような構造であり、上層コイルから下層コイルへの楔効果が小さく、コイルによるコイルボビンの鍔部を回転子側に押す力が小さいので、コイルボビンを薄くでき、この面からも、回転電機の小型化が図れるものである。

また、図４に示すように、本実施の形態の回転電機の固定子は、コイル３の各層間に発生する線材３ａどうしが交差する部位が、固定子の軸方向における他方側端面に纏められているので、磁極ティース間のスペースが効率的に使用でき、この面からも、コイルの高密度化が図れるものである。
コイル３の各層間に発生する線材３ａどうしが交差する部位は、固定子の軸方向における一方側端面に纏めても良く、同様な効果が得られる。

図９は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンに線材を巻回する状態を示す図である。
図１０は、比較のための、従来のコイルボビンに線材を巻回して俵積巻線を形成する状態を示す図である。
図１０に示すように、一般的な俵積み巻線では線径の１．５倍の範囲を狙い線材３ａを巻回する必要があるのに対し、本実施の形態では、コイルボビン４に線材３ａを巻回するのに、１層下の隣合う線材３ａの中心間より広い、線径の約２倍の範囲を狙って線材３ａを巻回すれば良く、例えば、巻線機自体の振動や線材の線径ばらつきによる巻乱れを防止することができる。

突出部５は、コイルボビン４の巻枠部４ｃにおけるコーナ部に設けられているが、コーナ部から回転子の軸方向側の側面まで延在するように設けても良い。
コーナ部から回転子の軸方向側の側面まで延在するように設けた場合、広い範囲で線材３ａをガイドすることができ、整列性がより高まる。
また、突出部５を、コイルボビン４の巻枠部４ｃにおけるコーナ部から回転子の周方向側の側面まで延在するように設けても良く、やはり、広い範囲で線材３ａをガイドすることができ、整列性がより高まる。

実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子における、第１例のコイルボビンの詳細な構造（ａ）と、第１例のコイルボビンにコイルの１層目を巻回した状態（ｂ）とを示す模式図である。
図１２は、本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子における、第２例のコイルボビンの詳細な構造（ａ）と、第２例のコイルボビンにコイルの１層目を巻回した状態（ｂ）とを示す模式図である。

本実施の形態の回転電機の固定子は、コイルボビンに第１例のコイルボビン１２４あるいは第２例のコイルボビン１３４を用いてコイルを形成している以外、実施の形態１の回転電機の固定子と同様である。
図１１（ａ）に示すように、本実施の形態における、第１例のコイルボビン１２４は、線材３ａが巻回される巻枠部１２４ｃと、巻枠部１２４ｃの一端に設けられた鍔部１２４ｅと他端に設けられた鍔部１２４ｄとで形成され、巻枠部１２４ｃの表面に、断面の頂部が巻枠部１２４ｃの表面と平行である複数の突出部が設けられている。

突出部は、一端側の鍔部１２４ｅと一体となっている１つの突出部（鍔部一体型突出部５ｅと記す）と、鍔部と一体となっていない複数の突出部５とで形成されている。
すなわち、一端側の鍔部１２４ｅは、突出部と一体となった鍔部（突出部一体型鍔部と記す）であり、他端側の鍔部１２４ｄは、突出部との間に隙間を有する鍔部（突出部分離型鍔部と記す）である。
また、突出部５と鍔部一体型突出部５ｅとは、高さが線径ｄの１／２であり、突出部５の幅Ｗｐと鍔部一体型突出部５ｅの幅Ｗｐｅとが線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および他端側の突出部分離型鍔部１２４ｄと突出部５との間に形成された隙間の幅が線径ｄと同じである。

図１１（ｂ）に示すように、第１例のコイルボビン１２４には、隣合う突出部間の隙間である溝、および、他端側の突出部分離型鍔部１２４ｄと突出部５との間の隙間である溝の、各々に１本の線材３ａを配設して、コイルの１層目が形成されている。

図示しないが、２層目は、１層目の２本の線材３ａ、あるいは、１層目の１本の線材３ａと一端側の突出部一体型鍔部１２４ｅとでガイドされつつ、突出部の上に巻回されて形成されている。３層目以上の各層における奇数層は、その層の１つ下の層の２本の線材３ａ、あるいは、その層の１つ下の層の１本の線材３ａと他端側の突出部分離型鍔部１２４ｄとでガイドされつつ、その層より２層下の線材３ａの上に巻回されて形成されている。４層目以上の各層における偶数層は、その層の１つ下の層の２本の線材３ａ、あるいは、その層の１つ下の層の１本の線材３ａと一端側の突出部一体型鍔部１２４ｅとでガイドされつつ、その層より２層下の線材３ａの上に巻回されて形成されている。

図１２（ａ）に示すように、本実施の形態における、第２例のコイルボビン１３４は、一端側の鍔部１３４ｄを突出部分離型鍔部とし、他端側の鍔部１３４ｆを突出部一体型鍔部とした以外、第１例のコイルボビン１２４と同様である。
すなわち、他端側の突出部一体型鍔部１３４ｆと一体となっている１つの鍔部一体型突出部５ｆも、高さが線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐｆが線径ｄより狭くなっており、一端側の突出部分離型鍔部１３４ｄと突出部５との間に形成された隙間の幅も線径ｄと同じである。

図１２（ｂ）に示すように、第２例のコイルボビン１３４にも、巻枠部１３４ｃにある隣合う突出部間の隙間である溝、および、一端側の突出部分離型鍔部１３４ｄと突出部５との間の隙間である溝の、各々に１本の線材３ａを配設して、コイル３の１層目が形成されている。

図示しないが、２層目は、１層目の２本の線材３ａ、あるいは、１層目の１本の線材３ａと他端側の突出部一体型鍔部１３４ｆとでガイドされつつ、突出部の上に巻回されて形成されている。３層目以上の各層における奇数層は、その層の１つ下の層の２本の線材３ａ、あるいは、その層の１つ下の層の１本の線材３ａと一端側の突出部分離型鍔部１３４ｄとでガイドされつつ、その層より２層下の線材３ａの上に巻回されて形成されている。４層目以上の各層における偶数層は、その層の１つ下の層の２本の線材３ａ、あるいは、その層の１つ下の層の１本の線材３ａと他端側の突出部一体型鍔部１３４ｆとでガイドされつつ、その層より２層下の線材３ａの上に巻回されて形成されている。

つまり、本実施の形態の回転電機の固定子は、巻枠部の一端側または他端側のいずれか一方の鍔部が、突出部一体型鍔部であり、突出部一体型鍔部と対向する鍔部が突出部分離型鍔部であるコイルボビンが用いられ、２層目が、１層目の２本の線材、あるいは、１層目の１本の線材と突出部一体型鍔部とでガイドされつつ、突出部の上に巻回されて形成され、３層目以上の各層における奇数層が、その層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、その層の１つ下の層の１本の線材と突出部分離型鍔部とでガイドされつつ、その層より２層下の線材の上に巻回されて形成され、４層目以上の各層における偶数層が、その層の１つ下の層の２本の線材、あるいは、その層の１つ下の層の１本の線材と突出部一体型鍔部とでガイドされつつ、その層より２層下の線材の上に巻回されてコイルが形成されている以外、実施の形態１の回転電機の固定子と同様である。

本実施の形態における回転電機の固定子は、コイルが上記のような構造であり、実施の形態１の回転電機の固定子と同様、コイル最下層を安定的に巻回でき、コイルの巻き乱れを防止でき、製造歩留まりが優れているので、回転電機の生産性向上を可能にするものである。
また、コイルの巻き乱れを防止しているので、コイルの占積率を高めることができ、コイルの高密度化を可能にし、小型・大容量の回転電機を得ることができるものである。

また、コイルの各層が上記のように配置されており、上層コイルから下層コイルへの楔効果が小さく、コイルによるコイルボビンの鍔部を回転子側に押す力が小さいので、コイルボビンを薄くでき、回転電機の小型化が図れるものである。
また、実施の形態１の回転電機の固定子において、突起部を１つ増減するとコイルの巻線が２列増減するが、本実施の形態の回転電機の固定子は、実施の形態１の回転電機のコイル巻線より１列増減するコイルを実現でき、回転電機の固定子の設計の自由度を向上させる。

図１３は、本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子において、第１例のコイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した状態を示す図である。
図１４は、本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子において、第２例のコイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した状態を示す図である。

図１３に示すように、第１例のコイルボビン１２４に設けられた最も高い占積率のコイル１２３の１層目は、巻枠部１２４ｃに設けられた突出部間の溝、および、コイルボビン１２４の突出部分離型鍔部１２４ｄと突出部５との間の溝の、それぞれに１本の線材３ａ（数字１〜５の各線材）が配設されている。
また、２層目以上の各層の線材３ａの配列は、突出部一体型鍔部１２４ｅと接する線材３ａ以外、実施の形態１のコイルにおける線材３ａの配列と同様である。
すなわち、最も高い占積率でコイル１２３を形成できる、第１例のコイルボビン１２４の巻枠部１２４ｃにおける突出部５の幅Ｗｐは、線材の線径ｄの（３^１／２−１）倍であり、最も高い占積率でコイル１２３を形成した場合の各層の隣合う線材３ａの間隔ｓは、線材の線径ｄの（３^１／２−１）倍である。

図１５は、本発明の実施の形態２に係わる回転電機の固定子において、第１例のコイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した場合の、鍔部一体型突出部の幅と線径との関係を説明する図である。
図１５に示すように、一端側の突出部一体型鍔部１２４ｅは偶数層の線材３ａと接しているので、この鍔部１２４ｅと一体となっている鍔部一体型突出部５ｅの幅Ｗｐｅは、線材３ａの突出部５の片方側からのはみ出し分だけ、突出部５の幅Ｗｐより大きくなっており、以下の式からＷｐｅが求められる。
Ｗｐｅ＝（Ｗｐ／２）＋（ｄ／２）＝（Ｗｐ＋ｄ）／２ （５）
∴ Ｗｐｅ＝｛（３^１／２−１）ｄ＋ｄ｝／２＝（３^１／２ｄ）／２ （６）
すなわち、鍔部一体型突出部５ｅの幅Ｗｐｅは、線材の線径ｄの（３^１／２）／２倍である。

また、図１４に示すように、第２例のコイルボビン１３４に設けられた最も高い占積率のコイル１３３の１層目は、巻枠部１３４ｃに設けられた突出部間の溝、および、コイルボビン１３４の突出部分離型鍔部１３４ｄと突出部５との間の溝の、それぞれに１本の線材３ａ（数字１〜５の各線材）が配設されている。
また、２層目以上の各層の線材３ａの配列は、突出部一体型鍔部１３４ｆと接する線材３ａ以外、実施の形態１のコイルにおける線材３ａの配設と同様である。

すなわち、最も高い占積率でコイル１３３を形成できる、第２例のコイルボビン１３４の巻枠部１３４ｃにおける突出部５の幅Ｗｐは、線材の線径ｄの（３^１／２−１）倍であり、最も高い占積率でコイル１３３を形成した場合の各層の隣合う線材３ａの間隔ｓは、線材の線径ｄの（３^１／２−１）倍である。
また、他端側の突出部一体型鍔部１３４ｆと一体となっている鍔部一体型突出部５ｆの幅Ｗｐｆも、鍔部一体型突出部５ｅの幅Ｗｐｅと同様であり、線材の線径ｄの（３^１／２）／２倍である。

本実施の形態の回転電機の固定子は、コイルボビンにおける巻枠部の突出部の幅を、線材の線径ｄの（３^１／２−１）倍にするとともに、鍔部一体型突出部の幅を、線材の線径ｄの（３^１／２）／２倍することにより、コイルボビンに線材を巻回して形成されるコイルの占積率を最も高くでき、コイルのさらなる高密度化を可能にし、より小型・大容量の回転電機を得ることができるものである。

また、本実施の形態の回転電機の固定子は、コイルにおける各層の隣合う線材３ａの間隔ｓが、線材の線径ｄの（３^１／２−１）倍であるので、上層コイルから下層コイルへの楔効果が小さく、コイルによるコイルボビンの鍔部を回転子側に押す力が小さく、コイルボビンを薄くでき、この面からも、回転電機の小型化が図れるものである。

実施の形態３．
図１６は、本発明の実施の形態３に係わる回転電機の固定子における、コイルボビンの詳細な構造（ａ）と、コイルボビンにコイルの１層目を巻回した状態（ｂ）とを示す図である。
図１６（ａ）に示すように、本実施の形態における回転電機の固定子は、コイルボビン１０４に、線材３ａが配設される巻枠部１０４ｃと、巻枠部１０４ｃの両端に設けられた鍔部１０４ｄとを備え、巻枠部１０４ｃの表面に、線材３ａを保持する複数の保持溝６が設けられたものを用いた以外、実施の形態１の回転電機の固定子と同様である。
巻枠部１０４ｃの表面に形成された各保持溝６は、深さが線径ｄの１／２であり、幅Ｗｄが線径ｄと同じであり、隣合う保持溝６の間隔（保持溝の間隔と記す）Ｄｇが線径ｄより狭くなっている。
保持溝の間隔Ｄｇは、線径ｄより狭くなっているが、線径ｄより狭く、且つ線径ｄの１／１０以上であることが好ましい。

本実施の形態の回転電機の固定子は、コイルボビン１０４の巻枠部１０４ｃが上記のようになっているので、図１６（ｂ）に示すように、各保持溝６に、１本の線材３ａを配設して、コイルの１層目が形成されている。
また、図示しないが、２層目は、１層目の２本の線材３ａ、あるいは、１本の線材３ａと鍔部１０４ｄとでガイドされつつ、巻枠部１０４ｃの上に巻回されて形成されている。３層目以上の各層における奇数層は、その層の１つ下の層の２本の線材３ａでガイドされつつ、その層より２層下の線材３ａの上に巻回されて形成されている。４層目以上の各層における偶数層は、その層の１つ下の層の２本の線材３ａ、あるいは、その層の１つ下の層の１本の線材３ａと鍔部１０４ｄとでガイドされつつ、その層より２層下の線材３ａの上に巻回されて形成されている。

本実施の形態における回転電機の固定子は、コイルが上記のような構造であり、コイル最下層を安定的に巻回でき、コイルの巻き乱れを防止でき、製造歩留まりが優れているので、回転電機の生産性向上を可能にするものである。
また、コイルの巻き乱れを防止しているので、コイルの占積率を高めることができ、コイルの高密度化を可能にし、小型・大容量の回転電機を得ることができるものである。
また、コイルの各層が上記のように配置されており、上層コイルから下層コイルへの楔効果が小さく、コイルによるコイルボビンの鍔部を回転子側に押す力が小さいので、コイルボビンを薄くでき、回転電機の小型化が図れるものである。

図１７は、本発明の実施の形態３に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した状態を示す図である。
図１７に示すように、最も高い占積率のコイル１０３の１層目は、巻枠部１０４ｃに設けられた保持溝６に、それぞれ１本の線材３ａ（数字１〜５の各線材）が配設されている。

また、２層目の線材３ａ（数字６〜１１の各線材）は、数字６と数字１１で示される両端に配置される線材３ａが、コイルボビン１０４の鍔部１０４ｄと１層目の１本の線材３ａとに接するとともに、巻枠部１０４ｃの面に接して巻回されており、数字７から数字１０のコイルボビン１０４の中間に配置される線材３ａが、１層目の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、巻枠部１０４ｃの面に接して巻回されている。

また、３層目の線材３ａ（数字１２〜１６の各線材）は、２層目の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、１層目の１本の線材３ａの上に接して巻回されている。
また、４層目の線材３ａ（数字１７〜２２の各線材）は、数字１７と数字２２で示される両端に配置される線材３ａが、コイルボビン１０４の鍔部１０４ｄと３層目の１本の線材３ａとに接するとともに、２層目の１本の線材３ａの上に接して巻回されており、数字１８から数字２１のコイルボビン１０４の中間に配置される線材３ａが、３層目の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、２層目の１本の線材３ａの上に接して巻回されている。

また、５層目の線材３ａは３層目の線材３ａと同様であり、３層目以上の奇数層の線材３ａは、１層下の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、２層下の１本の線材３ａの上に接して巻回されている。
また、６層目の線材３ａは４層目の線材３ａと同様であり、４層目以上の遇数層の線材３ａは、両端に配置される線材３ａが、コイルボビン１０４の鍔部１０４ｄと１層下の１本の線材３ａとに接するとともに、２層下の１本の線材３ａの上に接して巻回されており、コイルボビン１０４の中間に配置される線材３ａが、１層下の隣合う２本の線材３ａに接するとともに、２層下の１本の線材３ａの上に接して巻回されている。

また、図１７に示したコイル１０３も、巻枠部１０４ｃの表面側からコイル１０３の外層側の方向において、所定の層の線材３ａの真上に接して所定の層の２層上の線材３ａが巻回されており、巻枠部１０４ｃの表面側からコイル１０３の外層側の方向で積層された２本の線材３ａの各々が、同じ１本の線材３ａと固定子の径方向で接している。
そして、２本の線材３ａに固定子の径方向で接した１本の線材３ａも、巻枠部１０４ｃの表面側からコイル１０３の外層側の方向において、その真上に接して線材３ａが巻回されている。

図１８は、本発明の実施の形態３に係わる回転電機の固定子において、コイルボビンにコイルを最も高い占積率で配設した場合の、保持溝の間隔と線径との関係、および、各層における隣合う線材の間隔と線径との関係を説明する図である。

本実施の形態におけるコイルボビン１０４の巻枠部１０４ｃの表面に形成された各保持溝６と保持溝の間隔Ｄｇとの、各々が、実施の形態１におけるコイルボビン４の巻枠部４ｃの表面に形成された各突出部間の溝と突出部の幅Ｗｐとに相当する。
そして、本実施の形態の巻枠部１０４ｃに設けられた各保持溝６の幅Ｗｄが、線材３ａの線径ｄであるので、図１７に示すように、コイルボビンに最も高い占積率でコイルを形成した場合は、保持溝の間隔Ｄｇと線材３ａの線径ｄとの関係は図１８のようになり、保持溝の間隔Ｄｇは、実施の形態１の突出部５の幅Ｗｐと同じ、（３^１／２−１）ｄとなる。

すなわち、本実施の形態の回転電機の固定子は、保持溝の間隔Ｄｇを、線材３ａの線径ｄの（３^１／２−１）倍にすることにより、コイルボビンに線材を巻回して形成されるコイルの占積率を最も高くでき、コイルのさらなる高密度化を可能にするので、より小型・大容量の回転電機を得ることができるものである。

また、図１８に示すように、本実施の形態の回転電機の固定子も、コイルボビンに最も高い占積率で配設されたコイル１０３は、各層の隣合う線材３ａ間の間隔ｓが、線材３ａの線径ｄの（３^１／２−１）倍であるので、上層コイルから下層コイルへの楔効果を小さくでき、コイルによるコイルボビンの鍔部を回転子側に押す力を小さくできるので、コイルボビンを薄くすることが可能であり、この面からも、回転電機の小型化を図れるものである。

本実施の形態の回転電機の固定子も、コイルボビン１０４に線材３ａを巻回するのに、１層下の隣合う線材３ａの中心間より広い、線径の約２倍の範囲を狙って線材３ａを巻回すれば良く、例えば巻線機自体の振動や線材の線径ばらつきによる巻乱れを防止することができる。
また、コイル１０３の各層間に発生する線材３ａどうしが交差する部位が、固定子の軸方向における他方側端面に纏められているので、磁極ティース間のスペースが効率的に使用でき、この面からも、コイルの高密度化が図れるものである。

保持溝６は、コイルボビン１０４の巻枠部１０４ｃにおけるコーナ部に設けられているが、コーナ部から回転子の軸方向側の側面まで延在するように設けても良い。
コーナ部から回転子の軸方向側の側面まで延在するように設けた場合、広い範囲で線材３ａをガイドすることができ、整列性がより高まる。
また、保持溝６を、コイルボビン１０４の巻枠部１０４ｃにおけるコーナ部から回転子の周方向側の側面まで延在するように設けても良く、やはり、広い範囲で線材３ａをガイドすることができ、整列性がより高まる。

実施の形態４．
図１９は、本発明の実施の形態４に係わる回転電機の固定子における、コイルボビンにコイルを巻回した状態を示す図である。
図１９に示すように、本実施の形態の回転電機の固定子は、巻枠部１１４ｃの、固定子の径方向における回転子側端部に、巻枠部１１４ｃの表面から鍔部１１４ｄまで、約３０度の勾配をもって、コイル１１３の外層側に延在する傾斜面７を有するコイルボビン１１４を用いた以外、実施の形態１と同様である。

本実施の形態のコイルボビン１１４も、傾斜面７以外の巻枠部１１４ｃの表面には、実施の形態１と同様な突出部５が設けられている。
本実施の形態の回転電機の固定子は、コイルボビン１１４が、上記のような構造であり、線材３ａの線径がばらついた際に大きく巻乱れることを防止でき、製造歩留まりが優れているので、回転電機の生産性を向上させるものである。
この構造は、実施の形態２〜３の回転電機の固定子にも適用でき、同様な効果が得られる。

実施の形態５．
図２０は、本発明の実施の形態５に係わる回転電機の固定子における、コイルボビンにコイルを巻回した状態を示す図である。
図２０に示すように、相隣る磁極ティース２と対向する側の端面に、コイル３の各層間に発生する線材どうしが交差する部位を纏めた以外、実施の形態１と同様である。

本実施の形態の回転電機の固定子は、コイルが上記のような構造であるので、固定子の軸方向の寸法に制約がある場合でも、コイルの巻回数を多くでき、コイルの高密度化が可能である。
図示しないが、コイル３の各層間に発生する線材どうしが交差する部位を纏める面を、図２０に示した面の反対側にある相隣る磁極ティース２と対向する側の端面にしても良い。
この構造は、実施の形態２〜４の回転電機の固定子にも適用でき、同様な効果が得られる。

本発明に係わる回転電機の固定子は、コイルの巻き乱れを防止することによる製造歩留まりの向上と、コイルの高密度化と、コイルボビンの薄肉化とが可能であり、生産性の向上と小型・大容量化とが要求される回転電機に用いられる。

１ ヨーク、２ 磁極ティース、３ コイル、３ａ 線材、４ コイルボビン、
４ａ 第１のコイルボビン部材、４ｂ 第２のコイルボビン部材、４ｃ 巻枠部、
４ｄ 鍔部、５ 突出部、５ｅ，５ｆ 鍔部一体型突出部、６ 保持溝、７ 傾斜面、
１０ 固定子、１０３ コイル、１０４ コイルボビン、１０４ｃ 巻枠部、
１０４ｄ 鍔部、１１３ コイル、１１４ コイルボビン、１１４ｃ 巻枠部、
１１４ｄ 鍔部、１２３ コイル、１２４ 第１例のコイルボビン、１２４ｃ 巻枠部、１２４ｄ 突出部分離型鍔部、１２４ｅ 突出部一体型鍔部、１３３ コイル、
１３４ 第２例のコイルボビン、１３４ｃ 巻枠部、１３４ｄ 突出部分離型鍔部、
１３４ｆ 突出部一体型鍔部。

Claims (15)

1. 円筒状のヨークと、上記ヨークの径方向に突出するとともに、上記ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、上記磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、上記コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、
   上記コイルボビンは、上記線材を巻回する巻枠部と上記巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、上記巻枠部の表面に、断面の頂部が上記巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、上記突出部は、高さが上記線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが上記線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および上記鍔部と上記突出部との間の隙間の幅が上記線径ｄと同じであり、上記隣合う突出部間の各隙間および上記鍔部と上記突出部との間の各隙間に、１本の上記線材が配設されて上記コイルの１層目が形成されており、
   上記コイルが、２層目を、１層目の２本の上記線材が接してガイドしつつ、上記突出部の上面に接して巻回して形成しており、３層目以上の各層における奇数層を、この奇数層の１つ下の層の２本の上記線材、あるいは、上記奇数層の１つ下の層の１本の上記線材と上記鍔部と、が接してガイドしつつ、上記奇数層より２層下の上記線材に接して巻回して形成しており、４層目以上の各層における偶数層を、この偶数層の１つ下の層の２本の上記線材が接してガイドしつつ、上記偶数層より２層下の上記線材に接して巻回して形成している回転電機の固定子。
2. 円筒状のヨークと、上記ヨークの径方向に突出するとともに、上記ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、上記磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、上記コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、
   上記コイルボビンは、上記線材を巻回する巻枠部と上記巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、上記巻枠部の表面に、断面の頂部が上記巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、上記突出部は、高さが上記線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが上記線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および上記鍔部と上記突出部との間の隙間の幅が上記線径ｄと同じであり、上記隣合う突出部間の各隙間および上記鍔部と上記突出部との間の各隙間に、１本の上記線材が配設されて上記コイルの１層目が形成されており、
   上記コイルボビンにおけるいずれか一方の上記鍔部が、１つの上記突出部と一体となった突出部一体型鍔部であり、
   上記コイルが、２層目を、１層目の２本の上記線材、あるいは、上記１層目の１本の上記線材と上記突出部一体型鍔部と、が接してガイドしつつ、上記突出部の上面に接して巻回して形成しており、３層目以上の各層における奇数層を、この奇数層の１つ下の層の２本の上記線材、あるいは、上記奇数層の１つ下の層の１本の上記線材と上記突出部との間に隙間を有する突出部分離型鍔部と、が接してガイドしつつ、上記奇数層より２層下の上記線材に接して巻回して形成しており、４層目以上の各層における偶数層を、この偶数層の１つ下の層の２本の上記線材、あるいは、上記偶数層の１つ下の層の１本の上記線材と上記突出部一体型鍔部と、が接してガイドしつつ、上記偶数層より２層下の上記線材に接して巻回して形成している回転電機の固定子。
3. 円筒状のヨークと、上記ヨークの径方向に突出するとともに、上記ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、上記磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、上記コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、
   上記コイルボビンは、上記線材を巻回する巻枠部と上記巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、上記巻枠部の表面に、複数の保持溝が設けられており、上記保持溝は、深さが上記線材の線径ｄの１／２であり、幅が上記線径ｄと同じであり、隣合う上記保持溝の間隔Ｄｇが上記線径ｄより狭くなっており、上記保持溝の各々に、１本の上記線材が配設されて上記コイルの１層目が形成されており、
   上記コイルが、２層目を、１層目の２本の上記線材、あるいは、上記１層目の１本の上記線材と上記鍔部と、が接してガイドしつつ、上記巻枠部の面に接して巻回して形成しており、３層目以上の各層における奇数層を、この奇数層の１つ下の層の２本の上記線材が接してガイドしつつ、上記奇数層より２層下の上記線材に接して巻回して形成しており、４層目以上の各層における偶数層を、この偶数層の１つ下の層の２本の上記線材、あるいは、上記偶数層の１つ下の層の１本の上記線材と上記鍔部と、が接してガイドしつつ、上記偶数層より２層下の上記線材に接して巻回して形成している回転電機の固定子。
4. 円筒状のヨークと、上記ヨークの径方向に突出するとともに、上記ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、上記磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、上記コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、
   上記コイルボビンは、上記線材を巻回する巻枠部と上記巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、上記巻枠部の表面に、断面の頂部が上記巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、上記突出部は、高さが上記線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが上記線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および上記鍔部と上記突出部との間の隙間の幅が上記線径ｄと同じであり、上記隣合う突出部間の各隙間および上記鍔部と上記突出部との間の各隙間に、１本の上記線材が配設されて上記コイルの１層目が形成されており、
   上記突出部の幅Ｗｐが、上記線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍である回転電機の固定子。
5. 円筒状のヨークと、上記ヨークの径方向に突出するとともに、上記ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、上記磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、上記コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、
   上記コイルボビンは、上記線材を巻回する巻枠部と上記巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、上記巻枠部の表面に、複数の保持溝が設けられており、上記保持溝は、深さが上記線材の線径ｄの１／２であり、幅が上記線径ｄと同じであり、隣合う上記保持溝の間隔Ｄｇが上記線径ｄより狭くなっており、上記保持溝の各々に、１本の上記線材が配設されて上記コイルの１層目が形成されており、
   上記保持溝の間隔Ｄｇが、上記線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍である回転電機の固定子。
6. 上記突出部の幅Ｗｐが、上記線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
7. 上記保持溝の間隔Ｄｇが、上記線材の線径ｄの（３^１／２−１）倍であることを特徴とする請求項３に記載の回転電機の固定子。
8. 上記コイルを形成する各層の隣合う上記線材の間隔ｓが、上記線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
9. 円筒状のヨークと、上記ヨークの径方向に突出するとともに、上記ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、上記磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、上記コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、
   上記コイルボビンは、上記線材を巻回する巻枠部と上記巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、上記巻枠部の表面に、断面の頂部が上記巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、上記突出部は、高さが上記線材の線径ｄの１／２であり、幅Ｗｐが上記線径ｄより狭くなっており、隣合う突出部間の隙間の幅および上記鍔部と上記突出部との間の隙間の幅が上記線径ｄと同じであり、上記隣合う突出部間の各隙間および上記鍔部と上記突出部との間の各隙間に、１本の上記線材が配設されて上記コイルの１層目が形成されており、
   上記コイルを形成する各層の隣合う上記線材の間隔ｓが、上記線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍である回転電機の固定子。
10. 上記コイルボビンにおけるいずれか一方の上記鍔部が、１つの上記突出部と一体となった突出部一体型鍔部であることを特徴とする請求項９に記載の回転電機の固定子。
11. 円筒状のヨークと、上記ヨークの径方向に突出するとともに、上記ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、上記磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、上記コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、
    上記コイルボビンは、上記線材を巻回する巻枠部と上記巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、上記巻枠部の表面に、複数の保持溝が設けられており、上記保持溝は、深さが上記線材の線径ｄの１／２であり、幅が上記線径ｄと同じであり、隣合う上記保持溝の間隔Ｄｇが上記線径ｄより狭くなっており、上記保持溝の各々に、１本の上記線材が配設されて上記コイルの１層目が形成されており、
    上記コイルを形成する各層の隣合う上記線材の間隔ｓが、上記線材の線径ｄの（３ ^１／２ −１）倍である回転電機の固定子。
12. 円筒状のヨークと、上記ヨークの径方向に突出するとともに、上記ヨークにより磁気的に連結された複数の磁極ティースと、上記磁極ティースに覆設された絶縁性のコイルボビンと、上記コイルボビンに線材を巻回して形成されたコイルとを備え、
    上記コイルボビンは、上記線材を巻回する巻枠部と上記巻枠部の両端に設けられた鍔部とで形成され、上記巻枠部の表面に、断面の頂部が上記巻枠部の表面と平行である複数の突出部が設けられており、上記突出部の幅Ｗｐが、上記線材の径ｄより狭くなっており、
    上記コイルは、１層目の上記線材の各々が上記突出部の側面に接するとともに上記巻枠部に接しており、２層目の上記線材の各々が上記突出部の頂部と接しており、上記巻枠部の表面側から上記コイルの外層側の方向において、３層目の上記線材が上記１層目の線材の真上で上記１層目の線材と接して巻回されており、積層された上記１層目と上記３層目の２本の線材の各々が、同じ１本の上記２層目の線材と固定子の径方向で接している回転電機の固定子。
13. 上記コイルボビンの巻枠部が、上記固定子の径方向における回転子側端部に、上記巻枠部の表面から上記鍔部まで、約３０度の勾配をもって、上記コイルの外層側に延在する傾斜面を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
14. 上記コイルが、各層間に発生する上記線材どうしが交差する部位を、上記固定子の軸方向における端面に纏めていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
15. 上記コイルが、各層間に発生する上記線材どうしが交差する部位を、相隣る上記磁極ティースと対向する側の端面に纏めていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。

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