JPH03106756A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転電機の界磁極用コイル装置に関し、例え
ばスタータのフィールドコイルに関するものである． （従来の技術） 従来のコイル装置は、第２１図に示すように、絶縁被膜
の施された銅線３を複数本束ね、この束ねられた銅線３
をノズル５から噴出するとともにノズル５に矢印Ａ方向
の長円運動を与えるこ−とにより、第２０図に示す円筒
状のヨーク１の内周壁に固定されるボールコア２の周り
に銅線３を巻装する． （発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のコイル装置では、■巻かれた銅線
３がボールコア２のツバ部２ａから外れない範囲で該ツ
バ部２ａの幅Ｂを小さくしようとする場合、隣合うポー
ルコア２間の隙間Ｃよりもノズル５の幅Ｄを小さくする
ことは設計上不可能であるため、ツバ部２ａのヨーク内
周壁側にノズル５を挿入することができないので、巻き
掛け時に銅線３がヨークの径中心方向に引張られ、また
■巻き掛け毎に銅線３がねじれることにより、ツバ部２
ａの径外側にａｉｌｉｌ３の存在しない空間領域（損失
空間）Ｅが発生し、このため巻線の整列度および占積率
（巻装面積に対する銅線断面積の割合）が低下するとい
う問題がある． 本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、銅繍を巻き掛けたボールコアをヨークに組込む
という手順をとることで巻綿の多段巻装を安定に行なえ
巻線の整列度および占積率を大幅に高めるようにしたコ
イル装置を提供するものである． （課題を解決するための手段） そのために、本発明のコイル装置は、円筒状のヨークと
、このヨーク内周で周方向に配設され、筒部に横断面丸
状のコイルが巻装される複数のボビンと、これらのボビ
ンの筒部内壁にそれぞれ嵌合し該ボビンを前記ヨーク内
周壁に固定する複数のボールコアとから構成され、前記
ボビンの筒部外周の第１の部分とこれと隔離される第２
の部分でそれぞれ周方向に平行に並列に形成される第１
の平行溝群および第２の平行溝群を有し、前記第ｌの平
行溝群と第２の平行溝群は、講幅中心間隔Ｐのほぼ半分
の幅１／２Ｐだけ、互いの溝中心線がズレていることを
特徴とする． （作用） 本発明のコイル装置によれば、ボビンにコイルを巻いた
後にコイル巻装後のボビンを弾性変形させてボールコア
とともにヨークに組込む．コイル巻装時には、ボビン筒
部外周の第１の平行溝群と第２の平行溝群の溝パターン
に応じてコイルを整列巻装するため、整列度および占積
率の高い巻装状態となる． （実施例） 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する． 本発明の第１の実施例のコイル装置は、第２図に示すよ
うに組込まれる．すなわち銅ＩＪｉｌＯが巻装される樹
脂製の弾力性をもつボビン１１の筒部内周穴１１ａにボ
ールコア１２を図示矢印Ｇ方向に嵌込み、ボールコア接
着面１２ａを円筒状のヨーク内周！ｉ！１ａに固定する
． このボビン１１は、第３図および第４図に示すように銅
綿が巻装されるべき横断面長円状の筒部１ｌｂと、この
筒部１ｌｂの両端にそれぞれ直角方向に張り出す第ｌの
フランジ部１１ｃおよび第２のフランジ部Ｌｉｄとから
構成される．ボビンｌ１の筒部Ｉｌｂの外周には銅線を
巻き付けるための所定の凹凸をもつ巻装面１３が形成さ
れている． そして第ｌのフランジ部Ｌｌｃの外側壁には長平方向に
沿ってボビン１１の巻装面１３に巻き始めの銅線を導く
ための案内溝１５が形成されている． この巻装面ｌ３の溝形状について以下に詳述する． ボビンｌ１の筒部１ｌｂの巻装面ｌ３ば、第３図に示す
Φ〜■の領域と■〜■の領域とで表わされる一対の円弧
部と、■〜■の領域と■〜■の領域とで表わされる一対
の直線部とからなる。

このうち巻装面１３のΦ〜■の領域で表わされる円弧部
には、第１のフランジ部１１ｃの内周面１１Ｃ’ｔに平
行に３本の第１の平行溝１３ａが形成されている．この
うちもっとも第２のフランジ部ｌｉｄ側の第１の平行溝
１３ａと第２のフランジ部ｌｉｄの内周面ｌｉｄ．どの
間には、第１の平行溝１３ａの幅Ｐの１／２の幅１／２
Ｐを有する第１の突起１３ｂが形成されている．次いで
巻装面１３の■〜■の領域で表わされる直綿部には、■
の位置から■の位置までの間で溝暢中心線の位置が溝幅
Ｐの１／２Ｐだけズレる３本の第１の傾斜溝１３ｃが形
成される．次いで巻装面１３の■〜■の領域で表わされ
る円弧部には、Φ〜■の領域と同様に３本の第２の平行
溝１３ｄが形成される．このうちもっとも第１のフラン
ジ部１１ｃ側の第２の平行満１３ｄと第ｌのフランジ部
１１ｃの内周面１１ｃ−との間には、第２の平行溝１３
ｄの幅Ｐの１／２の幅ｌ／２Ｐを有する第２の突起１３
ｅが形成される．さらに巻装面ｌ３の■〜■の領域で表
わされる直線部には、第１のフランジ部１１ｃの内周面
ｌＩＣ＋より第２のフランジ部ｌｉｄの内周面１１ｄ＋
側に■の位置から■の位置までの間で溝幅中心線の位置
が溝幅Ｐの１／２Ｐだけズレる３本の第２の傾斜溝１３
ｆが形成されている．次に、ボビンｌ１の巻装面１３に
銅線１０を巻き付けるときの巻装状態について説明する
．銅線ｌＯの線径ｄは、第１の平行溝１３ａ、第２の平
行溝１３ｄの幅Ｐとほぼ同じである．まず図示しないク
ランブジグに固定された銅綿１０を案内溝１５に案内し
、ボビン１１の巻装面１３側に導き、もっとも第１のフ
ランジ部１１ｃに近い第１の平行溝１３ａに巻き始める
．このとき、ボビン１１には第６図示矢印Ｈ方向に回転
動力が与えられている．そして第１の平行溝１３ａ３を
巻装された銅線・１０は、第１の傾斜溝１３ｃに案内さ
れ、この場合の銅線のリードは銅線１０の線径ｄのぼぼ
１／２である．次いで銅１１１０は第２の平行溝１３ｄ
に案内され、この第２の平行溝１３ｄを巻き終ると、第
２の傾斜溝１３ｆに銅線１０が案内され、この第２の傾
斜溝１３ｆにおけるリードも銅線１０の線形ｄのほぼ１
／２である．このようにしてボビンｌ１の巻装面１３の
周りに銅線１０が第１段の第１周を巻き終える．この第
１段の第１周目の巻装を第２周目も同様に繰り返す．第
１段の第３周目の巻装は、第１の平行満１３ａから第１
の傾斜溝１３ｃに案内され、次いで第２の平行溝１３ｄ
に案内される．この第３周の第２の平行溝１３ｄの終端
の■の位置から■の位置までの直練部においては、第６
図に示すように、第ｌ段第２周に巻かれた銅線２１の上
に第１段第３周の銅１！２０が次第に乗上げるようにな
る． この第１段第３周の■〜■の領域で表わされる直線部で
は、その各部断面をとると、■の位置で第１１図（Ａ）
に示す状態となり、■の位置では第１１図（Ｂ）に示す
状態となる．つまり第３周の■の位置から■の位置に至
る第３周の終端（■の位置）で第４周目に入る直前にお
いて、第ｌ１図（Ｂ）に示すように、鯛！ｉ２０が銅＄
１２１に完全に乗上げる．これにより第１段の巻装を終
了する。

次いで第２段の巻装に入る．第６図の状態から１／４回
転だけ巻装が進むと、第２段の第１周における円弧部の
巻装状態は、第７図に示すようになる．つまり、銅線２
０が銅線２１の上に周方向に平行に第２段を巻き始める
． 次に、第７図の状態から１／４回転だけ巻装が進むと、
第８図に示すように、第１段の第３周目の第１の傾斜溝
１３ｃに嵌る銅線２１に交叉する．すなわち、この第１
の実施例では、第１の平行溝１３ａと第２の平行溝１３
ｄを結ぶズレを１／２Ｐにしたことにより、第８図およ
び第１０図に示すように、第２段の第１周目の銅線２０
が第１段の銅線２１から谷部２２を経て第１段の銅１ａ
２１と２３の間の谷部２５へ移動する場合、第１段の巻
装線２１の頂上２６をｌ回だけ乗越すことになる．以後
、第２段の巻装線は１周巻装されるとき、半回転ごとに
振分けて第１段の巻装線２ｌ、２３、２４の頂上を２回
乗越すことになる． 以上のように第１段から第２段への股間変化および第２
段における同一段内の巻装線変化を複数回繰り返し、順
次取巻かれることによって、第１２図および第１３図に
示すフィーＬコイル３０を形成する．第１４図および第
１５図は第１２図および第１３図のそれぞれの矢印知、
袖の断面図を示す． このようにして得られたフィードコイル３０では、第１
４図に示すように第１の傾斜満１３ｃおよび第２の傾斜
溝１３ｆの領域の銅線積厚Ｈ．は、次式で表わされる． Ｈ＋＝ｄ．ｓｎ ここにｄ：銅線の線径、ｎ：段数である。

第１の平行溝１３ａおよび第２の平行溝１３ｄの領域で
は、第１５図に示すように、完全な俵積み状態となり、
この場合の銅綿積厚Ｈ８は次式で表わされる． Ｈ＊　＝　　ｄ”　−　（Ｐ／２）”　　　（ｎ−１）
＋ｃｌしたがってＨ＋とＨ８の関係は、次式で表わされ
る． Ｈ＋　　＞Ｈａ この第１の実施例は、ボビンの長円状の円弧部に第１の
平行満１３ａと第２の平行満１３ｄを形成しているため
、円弧部での銅線の占積率を最大値にし銅線積厚Ｈ！を
最小値にすることで、第１６図に示すように、ボビン長
手方向のコイル寸法Ｙの値を最小にすることができる． このようにして銅線１０の巻かれたボビン１１は、第２
図に示すように、ボールコア１２の接着面１２ａが円筒
状穴１１ａに挿入されて矢印Ｇ方向に嵌合されることに
より、ヨーク１の内周面ｌａにボールコア１２とともに
一体に固定される．このときボビン１１は樹脂製である
のでヨーク内周面Ｌａに沿って容易に弾性変形可能であ
る．これにより、第１図に示されるような界磁極用コイ
ル装置が得られる． 第１図に示されるコイル装置によれば，ボビン１ｌにあ
らかじめ銅線１０を巻き、この巻かれたボビンｌ１をポ
ールコア１２とともにヨーク１に組込む構成であるから
、テーピングにより銅綿を固定する必要がなく樹脂製の
ボビン１１が銅線ｌＯとボールコア１２およびヨーク１
との絶縁材となるので、絶縁塗装工程が不要となり低コ
スト化が図れる．またポビンｌ１を回転する方式の銅線
の巻装が可能なのでコイル巻装時の高速化が図れる．さ
らにポビンｌ１の筒部１ｌｂの外周に形成した平行溝１
３ａ，１３ｄおよび傾斜溝１３ｃ、１３ｆの溝パターン
に応じて巻装時の段間変化および同一段内線材間変更位
置を任意に特定できる構成であるため、コイル寸法が安
定し、コイル装置の製品の小型化がより一層図れる。さ
らに横断面丸状の銅線を使用するため低コスト化が図れ
る．次に、第１７図〜第１９図は，本発明の第２の実施
例を示すものである．第２の実施例のコイル装置は、第
１の実施例でボビンの断面長円状の筒部外周の円弧部に
平行溝を形成したのに対し、この第２の実施例ではボビ
ンの筒部外周の直繍部に平行溝を形成したものである． ボビン４ｌの第１のフランジ部４１ｃの側面の長手方向
に沿って銅綿を導くための案内溝４５が形成され、この
案内溝４５の終端から巻装面４３側に銅線を導く穴が開
口され、その開口位置が巻線の巻き始め点となる． この巻き始め点が第１７図および第１９図に示す■の位
置であり、この■〜■の領域で表わされる直線部が第１
の平行溝４３ａとなり、■〜■の領域で表わされる円弧
部に第１の傾斜溝４３ｃが形成され、■〜■の領域で表
わされる直線部には第２の平行溝４３ｄが形成され、Ｏ
〜■の領域で表わされる円弧部に第２の傾斜溝４３ｆが
形成される． そして、第１の傾斜溝４３ｃおよび第２の傾斜溝４３ｆ
はそれぞれの始端から終端までで溝幅中心線のリードが
１／２Ｐだけズレる。このようにして筒部４ｌｂを２周
した後、第１の平行溝４３ａに入り、続いて第２の傾斜
部４３ｃに入り、続いて第２の平行満４３ｄに入り、こ
の第１段の第３周目の第２の平行満４３ｄを終えたＯの
位置からＯの位置までにおいては第２の傾斜満４３ｆの
幅がその始端でＰであって終端で１／２Ｐに狭くなる． また第１の平行溝４３ｂと第２の平行満４３ｄのそれぞ
れの側部１／２Ｐの幅をもつ残余部分に第１の突起４３
ｂ，第２の突起４３ｅがそれぞれ設けられている． 第２の実施例によれば、ボビン筒部外周の直綿部に第１
の平行溝４３ａと第２の平行溝４３ｄが形成されている
ので、このボビン筒部外周の直線部で銅線の占積率が最
大になる俵積みの状態に巻装することができる．したが
って、この場合はボビン短平方向のコイル寸法Ｘの値を
最小にし、銅綿の占積率および整列度を高めることがで
きる．この銅線の巻かれたボビン４ｌは、第２図に示す
のと同様にボールコアを筒状穴に嵌合し弾性変形させて
ポールコアとともにヨーク内周壁に固定すれば、第１図
に示すのと同様な界磁極用コイル装置が得られる． （発明の効果） 以上説明したように、本発明のコイル装置によれば、あ
らかじめボビンに銅線を巻き付けた状態でボールコアと
ともにヨークに固定する構成にしたので、コイル巻装時
の高速化が図れる．またボビン筒部外周に形成した複数
の平行溝群からなる溝パターンによりコイルの整列度お
よび占積率を高めることができるとともに、コイル寸法
が安定し、製品の小型化が図れるという効果がある．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のコイル装置を表わす断
面図、第２図は第ｌの実施例の組立分解構成図、第３図
はボビンの平面図、第４図はボビンの正面図、第５図は
第１の実施例のボビンの巻装面を表わす展開図、第６図
は巻線が第１段から第２段に移り変わる直後の巻装状態
図、第７図は第６図に示す状態から１／４回転巻装が進
んだ位置を表わす状態図、第８図は第７図から１／４回
転巻装が進んだ位置を表わす状態図，第９図は第６図に
示すＤＣ−ＩＸ線断面図、第１０図は第８図に示すｘ−
ｘ線断面図、第１１図は巻線が第１段から第２段への股
間変化を説明するための説明図、第１２図は巻装終了状
態を示す状態図、第１３図は第１２図に示す■方向から
見た矢視図、第１４図は第１２図■一知線断面図、第１
５図は第１３図ＸＶ−ＸＶ線断面図、第１６図はコイル
寸法を表わす図、第１７図は本発明の第２の実施例のコ
イル装置のボビンの平面図、第１８図はそのボビンの正
面図、第１９図は本発明の第２の実施例のボビンの巻装
面を表わす展開図、第２０図は従来のコイル装置を表わ
す断面図、第２１図は従来のコイル巻装時のノズルの軌
跡を表わす図である。 ・・・ヨーク、 ・・・銅線、 ・・・ボビン、 ｂ・・・筒部、 Ｃ・・・第１のフランジ部、 ｄ・・・第２のフランジ部、 １３　・・・巻装面、 １３ａ・・・第１の平行溝（第１の平行溝群）、１３ｂ
・・・第１の突起、 １３ｃ・・・第１の傾斜溝（第１の傾斜溝群），１３ｄ
・・・第２の平行溝（第２の平行溝群）、１３ｅ・・・
第２の突起、 １３ｆ・・・第２の傾斜溝（第２の傾斜溝群）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状のヨークと、このヨーク内周で周方向に配
   設され、筒部に横断面丸状のコイルが巻装される複数の
   ボビンと、これらのボビンの筒部内壁にそれぞれ嵌合し
   該ボビンを前記ヨーク内周壁に固定する複数のポールコ
   アとから構成され、前記ボビンの筒部外周の第１の部分
   とこれと隔離される第２の部分でそれぞれ周方向に平行
   に並列に形成される第１の平行溝群および第２の平行溝
   群を有し、 前記第１の平行溝群と第２の平行溝群は、溝幅中心間隔
   Ｐのほぼ半分の幅１／２Ｐだけ、互いの溝中心線がズレ
   ていることを特徴とするコイル装置。