JPH08317582A - 発電機の回転子コイルおよびその製造方法 - Google Patents
発電機の回転子コイルおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 第１の目的は回転子の絶縁性低下を生じるこ
となく巻線密度を向上させた回転子コイル１の提供にあ
り、第２の目的はその回転子コイル１の製造方法を提供
することにある。 【構成】 回転子コイル１は、コイル表層部とコイル深
層部とでコイル線材３の断面形状が異なる。具体的に
は、ポールコア４の打ち込み時に磁極爪４ｂから直接加
圧力を受けるコイル表層部では拘束力の低い円形断面と
され、コイル深層部では拘束力の高い断面略正方形状に
形成されて巻線密度を向上している。このコイル深層部
に巻回されるコイル線材３は、元々円形断面のコイル線
材３をボビン２へ巻装する直前に、成形ローラによって
断面略正方形状に塑性変形されている。
となく巻線密度を向上させた回転子コイル１の提供にあ
り、第２の目的はその回転子コイル１の製造方法を提供
することにある。 【構成】 回転子コイル１は、コイル表層部とコイル深
層部とでコイル線材３の断面形状が異なる。具体的に
は、ポールコア４の打ち込み時に磁極爪４ｂから直接加
圧力を受けるコイル表層部では拘束力の低い円形断面と
され、コイル深層部では拘束力の高い断面略正方形状に
形成されて巻線密度を向上している。このコイル深層部
に巻回されるコイル線材３は、元々円形断面のコイル線
材３をボビン２へ巻装する直前に、成形ローラによって
断面略正方形状に塑性変形されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発電機の回転子コイ
ル、およびその製造方法に関する。
ル、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、交流発電機の回転子コイルと
して、断面円形状のコイル線材を成形ローラ（４面ロー
ラ、６面ローラ等）で多角形断面に塑性変形させた多角
形コイル線材が提案されている（特開昭６３−１９０３
１０号公報、特開平２−２４３４６８号公報参照）。こ
の多角形コイル線材は、図１６に示すように、ボビン１
００の円筒表面に形成された凹凸面１０１をガイドとし
て一列目（最下層）を巻回した後、その一列目のコイル
線材１１０によって形成される凹凸面をガイドとして順
次上層に巻回していくことにより、回転子コイルの巻線
密度を大幅に向上させることができる。
して、断面円形状のコイル線材を成形ローラ（４面ロー
ラ、６面ローラ等）で多角形断面に塑性変形させた多角
形コイル線材が提案されている（特開昭６３−１９０３
１０号公報、特開平２−２４３４６８号公報参照）。こ
の多角形コイル線材は、図１６に示すように、ボビン１
００の円筒表面に形成された凹凸面１０１をガイドとし
て一列目（最下層）を巻回した後、その一列目のコイル
線材１１０によって形成される凹凸面をガイドとして順
次上層に巻回していくことにより、回転子コイルの巻線
密度を大幅に向上させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この回転子コイルは、
コイル線材１１０をボビン１００に巻回した後、ボビン
１００の両側（図１６の左右両側）からポールコア１２
０を打ち込む際に、内側へ傾斜したポールコア１２０の
磁極爪１２１を介してコイル線材１１０に圧力が加わ
る。この加圧力に対して、上記の多角形コイル線材１１
０は、断面円形のコイル線材と比べて磁極爪１２１から
の加圧力方向に対するコイル拘束力が高いため、コイル
線材１１０の移動により加圧力を吸収することが殆どで
きない。
コイル線材１１０をボビン１００に巻回した後、ボビン
１００の両側（図１６の左右両側）からポールコア１２
０を打ち込む際に、内側へ傾斜したポールコア１２０の
磁極爪１２１を介してコイル線材１１０に圧力が加わ
る。この加圧力に対して、上記の多角形コイル線材１１
０は、断面円形のコイル線材と比べて磁極爪１２１から
の加圧力方向に対するコイル拘束力が高いため、コイル
線材１１０の移動により加圧力を吸収することが殆どで
きない。
【０００４】その結果、下層コイル線材１１０ａを上層
コイル線材１１０ｂが乗り越える交差部（図１７参照）
では、コイル線材１１０の表面を覆う絶縁被膜１１１の
膜厚が薄いことから、被膜１１１が損傷して芯材（導
体）１１２が露出する可能性がある。また、コイル線材
１１０が多角形断面であることから、回転子コイルの表
層に巻回されたコイル線材１１０の角部が、磁極爪１２
１の内周面に沿って回転子コイルを覆うボビン１００の
絶縁用つば部１０２（例えば樹脂製）に食い込む虞があ
る。
コイル線材１１０ｂが乗り越える交差部（図１７参照）
では、コイル線材１１０の表面を覆う絶縁被膜１１１の
膜厚が薄いことから、被膜１１１が損傷して芯材（導
体）１１２が露出する可能性がある。また、コイル線材
１１０が多角形断面であることから、回転子コイルの表
層に巻回されたコイル線材１１０の角部が、磁極爪１２
１の内周面に沿って回転子コイルを覆うボビン１００の
絶縁用つば部１０２（例えば樹脂製）に食い込む虞があ
る。
【０００５】これらの結果、磁性体であるポールコア１
２０にコイル線材１１０の芯材１１２（図１７参照）が
接触して回転子の絶縁性が低下する可能性が生じる。ま
たは隣接するコイル線材１１０の芯材１１２同士が接触
して耐レア性が低下することにより、回転子の出力低下
を招く等の問題を有していた。本発明は、上記事情に基
づいて成されたもので、第１の目的は、回転子の絶縁性
低下を生じることなく、巻線密度を向上させた回転子コ
イルの提供にあり、第２の目的は、その回転子コイルの
製造方法を提供することにある。
２０にコイル線材１１０の芯材１１２（図１７参照）が
接触して回転子の絶縁性が低下する可能性が生じる。ま
たは隣接するコイル線材１１０の芯材１１２同士が接触
して耐レア性が低下することにより、回転子の出力低下
を招く等の問題を有していた。本発明は、上記事情に基
づいて成されたもので、第１の目的は、回転子の絶縁性
低下を生じることなく、巻線密度を向上させた回転子コ
イルの提供にあり、第２の目的は、その回転子コイルの
製造方法を提供することにある。
【０００６】
【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、以下の構成を採用した。請求項１では、
コイル線材を円筒状ボビンの外周に多層に亘って順次巻
回し、前記ボビンの両側から一対のポールコアで挟持さ
れた発電機の回転子コイルにおいて、前記コイル線材
は、前記ポールコアを前記ボビンに組付ける際に大きな
圧力が加わる部位と他の部位とで断面形状が異なり、前
記大きな圧力が加わる部位では、その加圧力に対して隣
合うコイル線材同士の拘束力が低くなる断面形状とされ
て、前記他の部位では、隣合うコイル線材同士の拘束力
が高くなる断面形状とされていることを特徴とする。
成するために、以下の構成を採用した。請求項１では、
コイル線材を円筒状ボビンの外周に多層に亘って順次巻
回し、前記ボビンの両側から一対のポールコアで挟持さ
れた発電機の回転子コイルにおいて、前記コイル線材
は、前記ポールコアを前記ボビンに組付ける際に大きな
圧力が加わる部位と他の部位とで断面形状が異なり、前
記大きな圧力が加わる部位では、その加圧力に対して隣
合うコイル線材同士の拘束力が低くなる断面形状とされ
て、前記他の部位では、隣合うコイル線材同士の拘束力
が高くなる断面形状とされていることを特徴とする。
【０００７】請求項２では、請求項１に記載した発電機
の回転子コイルにおいて、前記大きな圧力が加わる部位
とは、前記ボビンの両端部に設けられた絶縁用つば部を
介して前記ポールコアの磁極爪によって加圧されるコイ
ル表層部であり、そのコイル表層部の少なくとも一層が
拘束力の低い断面形状とされていることを特徴とする。
の回転子コイルにおいて、前記大きな圧力が加わる部位
とは、前記ボビンの両端部に設けられた絶縁用つば部を
介して前記ポールコアの磁極爪によって加圧されるコイ
ル表層部であり、そのコイル表層部の少なくとも一層が
拘束力の低い断面形状とされていることを特徴とする。
【０００８】請求項３では、請求項１または２に記載し
た発電機の回転子コイルにおいて、拘束力が低くなる断
面形状とは、略円形断面であり、拘束力が高くなる断面
形状とは、多角形断面であることを特徴とする。
た発電機の回転子コイルにおいて、拘束力が低くなる断
面形状とは、略円形断面であり、拘束力が高くなる断面
形状とは、多角形断面であることを特徴とする。
【０００９】請求項４では、請求項３に記載した発電機
の回転子コイルにおいて、前記多角形断面とは、略四辺
形断面、または略六辺形断面であることを特徴とする。
の回転子コイルにおいて、前記多角形断面とは、略四辺
形断面、または略六辺形断面であることを特徴とする。
【００１０】請求項５では、請求項３に記載した発電機
の回転子コイルにおいて、前記多角形断面とは、略正方
形断面、または略正六角形断面であることを特徴とす
る。
の回転子コイルにおいて、前記多角形断面とは、略正方
形断面、または略正六角形断面であることを特徴とす
る。
【００１１】請求項６では、請求項１〜５に記載した何
れかの発電機の回転子コイルにおいて、前記回転子コイ
ルは、前記コイル線材を径方向に塑性変形して、大きな
圧力が加わる部位と他の部位とで塑性変形の加工度合い
を変えることにより、拘束力の低い断面形状と拘束力の
高い断面形状とが形成されることを特徴とする。
れかの発電機の回転子コイルにおいて、前記回転子コイ
ルは、前記コイル線材を径方向に塑性変形して、大きな
圧力が加わる部位と他の部位とで塑性変形の加工度合い
を変えることにより、拘束力の低い断面形状と拘束力の
高い断面形状とが形成されることを特徴とする。
【００１２】請求項７では、請求項６に記載した発電機
の回転子コイルにおいて、前記コイル線材は、前記ボビ
ンへ巻装する直前に成形ローラによって所定の形状に塑
性変形されていることを特徴とする。
の回転子コイルにおいて、前記コイル線材は、前記ボビ
ンへ巻装する直前に成形ローラによって所定の形状に塑
性変形されていることを特徴とする。
【００１３】請求項８では、請求項７に記載した発電機
の回転子コイルにおいて、前記コイル線材は、前記コイ
ル線材に対する前記成形ローラのラジアル方向の位置を
調整することで塑性変形の加工度合いが変更されている
ことを特徴とする。
の回転子コイルにおいて、前記コイル線材は、前記コイ
ル線材に対する前記成形ローラのラジアル方向の位置を
調整することで塑性変形の加工度合いが変更されている
ことを特徴とする。
【００１４】
（請求項１）ボビンに巻回されたコイル線材の断面形状
がポールコアの組付け時に大きな圧力を受ける部位と他
の部位とで異なり、大きな圧力が加わる部位では拘束力
の低い断面形状とされて、他の部位では拘束力の高い断
面形状とされている。即ち、拘束力の低い断面形状に設
けられたコイル線材は、ポールコアの組付け時に容易に
加圧方向へ移動できるため、ポールコアからの加圧力を
コイル線材自体で受け止めることなく、コイル線材が加
圧方向へ移動することによって加圧力を吸収できる。こ
れにより、ポールコアの組付け時に加わる圧力に対して
回転子コイルへのストレスを軽減できることから、回転
子の絶縁性向上を図ることができる。
がポールコアの組付け時に大きな圧力を受ける部位と他
の部位とで異なり、大きな圧力が加わる部位では拘束力
の低い断面形状とされて、他の部位では拘束力の高い断
面形状とされている。即ち、拘束力の低い断面形状に設
けられたコイル線材は、ポールコアの組付け時に容易に
加圧方向へ移動できるため、ポールコアからの加圧力を
コイル線材自体で受け止めることなく、コイル線材が加
圧方向へ移動することによって加圧力を吸収できる。こ
れにより、ポールコアの組付け時に加わる圧力に対して
回転子コイルへのストレスを軽減できることから、回転
子の絶縁性向上を図ることができる。
【００１５】（請求項２）ポールコアの組付け時に、ボ
ビンの絶縁用つば部を介してポールコアの磁極爪によっ
てコイル表層部に大きな圧力が加わる場合、そのコイル
表層部の一層以上を拘束力の低い断面形状とする。これ
により、コイル表層部のコイル線材は、ポールコアの磁
極爪に押されて加圧方向へ移動するため、コイル表層に
巻回されたコイル線材がボビンの絶縁用つば部へ食い込
むのを防止できる。
ビンの絶縁用つば部を介してポールコアの磁極爪によっ
てコイル表層部に大きな圧力が加わる場合、そのコイル
表層部の一層以上を拘束力の低い断面形状とする。これ
により、コイル表層部のコイル線材は、ポールコアの磁
極爪に押されて加圧方向へ移動するため、コイル表層に
巻回されたコイル線材がボビンの絶縁用つば部へ食い込
むのを防止できる。
【００１６】（請求項３〜５）コイル線材の断面形状を
略円形とすることにより、ポールコアの組付け時に大き
な圧力が加わっても、隣合うコイル線材同士の拘束力が
低いことから、加圧方向へ容易に移動できる。一方、コ
イル線材の断面形状を多角形とした場合は、隣合うコイ
ル線材同士が辺同士で接触することにより、円形断面の
コイル線材と比べて拘束力が高くなる。拘束力の高い多
角形断面とは、請求項４に記載した様に、略四辺形断
面、または略六辺形断面であり、さらに請求項５に記載
した様に、略四辺形断面の中でも略正方形断面であり、
略六辺形断面の中でも略正六角形断面である。
略円形とすることにより、ポールコアの組付け時に大き
な圧力が加わっても、隣合うコイル線材同士の拘束力が
低いことから、加圧方向へ容易に移動できる。一方、コ
イル線材の断面形状を多角形とした場合は、隣合うコイ
ル線材同士が辺同士で接触することにより、円形断面の
コイル線材と比べて拘束力が高くなる。拘束力の高い多
角形断面とは、請求項４に記載した様に、略四辺形断
面、または略六辺形断面であり、さらに請求項５に記載
した様に、略四辺形断面の中でも略正方形断面であり、
略六辺形断面の中でも略正六角形断面である。
【００１７】（請求項６）回転子コイルは、コイル線材
が径方向に塑性変形されて、ポールコアの組付け時に大
きな圧力が加わる部位と他の部位とで塑性変形の加工度
合いを変えることにより拘束力の低い断面形状と拘束力
の高い断面形状とに形成されている。即ち、拘束力の低
い断面形状では塑性変形の割合を小さくし（または塑性
変形を行なわない）、拘束力の高い断面形状では塑性変
形の割合を大きくすることで、断面形状の差異を設ける
ことができる。
が径方向に塑性変形されて、ポールコアの組付け時に大
きな圧力が加わる部位と他の部位とで塑性変形の加工度
合いを変えることにより拘束力の低い断面形状と拘束力
の高い断面形状とに形成されている。即ち、拘束力の低
い断面形状では塑性変形の割合を小さくし（または塑性
変形を行なわない）、拘束力の高い断面形状では塑性変
形の割合を大きくすることで、断面形状の差異を設ける
ことができる。
【００１８】（請求項７）回転子コイルは、コイル線材
をボビンに巻装する直前に成形ローラによって所定の形
状に塑性変形することができる。即ち、成形ローラでコ
イル線材を塑性変形しながら、そのままボビンに順次巻
装できるため、ポールコアの組付け時に大きな圧力が加
わる部位と他の部位とに対応して、容易に拘束力の低い
断面形状と拘束力の高い断面形状とを形成することがで
きる。
をボビンに巻装する直前に成形ローラによって所定の形
状に塑性変形することができる。即ち、成形ローラでコ
イル線材を塑性変形しながら、そのままボビンに順次巻
装できるため、ポールコアの組付け時に大きな圧力が加
わる部位と他の部位とに対応して、容易に拘束力の低い
断面形状と拘束力の高い断面形状とを形成することがで
きる。
【００１９】（請求項８）コイル線材に対する塑性変形
の加工度合いは、成形ローラのラジアル位置を調整する
ことにより行なうことができる。即ち、拘束力の高い断
面形状を形成するために塑性変形の加工度合いを大きく
する場合は、成形ローラのラジアル位置をコイル線材の
中心軸に近づけることで可能となり、拘束力の低い断面
形状を形成するために塑性変形の加工度合いを小さくす
る場合は、成形ローラのラジアル位置をコイル線材の中
心軸から遠ざけることで可能となる。
の加工度合いは、成形ローラのラジアル位置を調整する
ことにより行なうことができる。即ち、拘束力の高い断
面形状を形成するために塑性変形の加工度合いを大きく
する場合は、成形ローラのラジアル位置をコイル線材の
中心軸に近づけることで可能となり、拘束力の低い断面
形状を形成するために塑性変形の加工度合いを小さくす
る場合は、成形ローラのラジアル位置をコイル線材の中
心軸から遠ざけることで可能となる。
【００２０】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は回転子コイルの断面図である。発電機の回
転子コイル１は、円筒形ボビン２の円筒表面にコイル線
材３を所定回数巻回して構成され、ボビン２の両側（図
１の左右両側）から一対のポールコア４により挟持され
ている。
する。図１は回転子コイルの断面図である。発電機の回
転子コイル１は、円筒形ボビン２の円筒表面にコイル線
材３を所定回数巻回して構成され、ボビン２の両側（図
１の左右両側）から一対のポールコア４により挟持され
ている。
【００２１】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、コイル線材３が巻回さ
れる円筒表面にはコイル線材３を案内するためのガイド
面２ａが形成されて、軸方向の両端にはフランジ状の絶
縁用つば部２ｂが一体に設けられている。ガイド面２ａ
は、一列目（最下層）に巻回されるコイル線材３の断面
形状（下述する）に合わせて設けられており、具体的に
は、ボビン２の軸線に対して４５度で傾斜する谷部と山
部とが交互に形成されている。絶縁用つば部２ｂは、ボ
ビン２に巻回されたコイル線材３とポールコア４との間
に介在されて、コイル線材３とポールコア４との接触を
防止するために設けられている。
金型成形して作製されるもので、コイル線材３が巻回さ
れる円筒表面にはコイル線材３を案内するためのガイド
面２ａが形成されて、軸方向の両端にはフランジ状の絶
縁用つば部２ｂが一体に設けられている。ガイド面２ａ
は、一列目（最下層）に巻回されるコイル線材３の断面
形状（下述する）に合わせて設けられており、具体的に
は、ボビン２の軸線に対して４５度で傾斜する谷部と山
部とが交互に形成されている。絶縁用つば部２ｂは、ボ
ビン２に巻回されたコイル線材３とポールコア４との間
に介在されて、コイル線材３とポールコア４との接触を
防止するために設けられている。
【００２２】コイル線材３は、図２（ａ）、（ｂ）に示
すように、銅等の芯材３ａの表面にポリエステル等の絶
縁被膜３ｂを焼付塗装して得られる。このコイル線材３
は、ボビン２のガイド面２ａに沿って一列目（最下層）
を巻回した後、その巻回されたコイル線材３によって形
成される凹凸面に沿って順次多層に亘って巻回される。
但し、このコイル線材３は、図３および図４に示すよう
に、ボビン２に巻回されたコイル表層部５（例えば上部
２層）とコイル深層部６とで、コイル線材３の断面形状
が異なる。
すように、銅等の芯材３ａの表面にポリエステル等の絶
縁被膜３ｂを焼付塗装して得られる。このコイル線材３
は、ボビン２のガイド面２ａに沿って一列目（最下層）
を巻回した後、その巻回されたコイル線材３によって形
成される凹凸面に沿って順次多層に亘って巻回される。
但し、このコイル線材３は、図３および図４に示すよう
に、ボビン２に巻回されたコイル表層部５（例えば上部
２層）とコイル深層部６とで、コイル線材３の断面形状
が異なる。
【００２３】具体的には、元々断面円形のコイル線材３
を、巻装直前にコイル深層部６に巻回される部位のみ断
面略正方形状となるように塑性変形されている（コイル
表層部５に巻回される部位は、断面円形のままであ
る）。なお、図２（ａ）はコイル表層部５に巻回される
コイル線材３の断面形状を示すもので、図２（ｂ）はコ
イル深層部６に巻回されるコイル線材３の断面形状を示
すものである。
を、巻装直前にコイル深層部６に巻回される部位のみ断
面略正方形状となるように塑性変形されている（コイル
表層部５に巻回される部位は、断面円形のままであ
る）。なお、図２（ａ）はコイル表層部５に巻回される
コイル線材３の断面形状を示すもので、図２（ｂ）はコ
イル深層部６に巻回されるコイル線材３の断面形状を示
すものである。
【００２４】従って、コイル深層部６では、図３に示す
ように、断面略正方形状に加工されたコイル線材３の各
辺同士が密着した状態で巻回されるため、全線が断面円
形のコイル線材３を使用した場合と比較して巻線密度を
高くすることができる。但し、下層に巻回されたコイル
線材３を上層に巻回されるコイル線材３が乗り越える交
差部では、図４に示すように、断面略正方形状に加工さ
れたコイル線材３の角部同士が当接した状態で巻回され
て、断面円形の部位でも上下のコイル線材３が径方向に
重なって巻回されるため、回転子コイル１の巻線径は非
交差部（図３に示す部位）より大きくなっている。
ように、断面略正方形状に加工されたコイル線材３の各
辺同士が密着した状態で巻回されるため、全線が断面円
形のコイル線材３を使用した場合と比較して巻線密度を
高くすることができる。但し、下層に巻回されたコイル
線材３を上層に巻回されるコイル線材３が乗り越える交
差部では、図４に示すように、断面略正方形状に加工さ
れたコイル線材３の角部同士が当接した状態で巻回され
て、断面円形の部位でも上下のコイル線材３が径方向に
重なって巻回されるため、回転子コイル１の巻線径は非
交差部（図３に示す部位）より大きくなっている。
【００２５】ポールコア４は、ボビン２の内周に圧入さ
れるボス部４ａと、回転子コイル１の外周に位置する複
数の磁極爪４ｂとを有し、互いの磁極爪４ｂが周方向に
交互に噛み合った状態で回転子コイル１の両側に組付け
られている。このポールコア４をボビン２に打ち込む
際、つまりポールコア４のボス部４ａをボビン２の内周
に圧入する際に、ボビン２の絶縁用つば部２ｂは、ポー
ルコア４の磁極爪４ｂの内周面に押されながら、図１に
示すように、磁極爪４ｂの内周面に沿って折り曲げられ
て、コイル表層部５のコイル線材３を覆っている。
れるボス部４ａと、回転子コイル１の外周に位置する複
数の磁極爪４ｂとを有し、互いの磁極爪４ｂが周方向に
交互に噛み合った状態で回転子コイル１の両側に組付け
られている。このポールコア４をボビン２に打ち込む
際、つまりポールコア４のボス部４ａをボビン２の内周
に圧入する際に、ボビン２の絶縁用つば部２ｂは、ポー
ルコア４の磁極爪４ｂの内周面に押されながら、図１に
示すように、磁極爪４ｂの内周面に沿って折り曲げられ
て、コイル表層部５のコイル線材３を覆っている。
【００２６】次に、回転子コイル１の製造方法につい
て、図５〜図７を用いて説明する。回転子コイル１は、
図５に示すように、コイル深層部６に巻回される部位の
み、コイル線材３をボビン２へ巻装する直前に４個の成
形ローラ７によって断面略正方形状に塑性変形されてい
る。成形ローラ７（７ａ〜７ｄ）によって塑性変形され
る前のコイル線材３は、断面円形の丸線であり、螺旋状
に巻回されて線材パック８に収容されている。
て、図５〜図７を用いて説明する。回転子コイル１は、
図５に示すように、コイル深層部６に巻回される部位の
み、コイル線材３をボビン２へ巻装する直前に４個の成
形ローラ７によって断面略正方形状に塑性変形されてい
る。成形ローラ７（７ａ〜７ｄ）によって塑性変形され
る前のコイル線材３は、断面円形の丸線であり、螺旋状
に巻回されて線材パック８に収容されている。
【００２７】成形ローラ７は、図５に示すように、コイ
ル線材３の上下方向に配された一対の上下ローラ７ａ、
７ｂと、コイル線材３の左右方向に配された一対の左右
ローラ７ｃ、７ｄとから成り、それぞれ外周面が平坦な
円板状で、回転軸（図示しない）を中心に回転自在に設
けられている。この上下ローラ７ａ、７ｂと左右ローラ
７ｃ、７ｄは、互いの動作が干渉しないようにコイル線
材３の長手方向（図６の左右方向）にずれて配置されて
いる。従って、コイル線材３は、まず上下ローラ７ａ、
７ｂによって上下方向に塑性変形された後、続いて左右
ローラ７ｃ、７ｄによって左右方向に塑性変形されるこ
とで断面略正方形状に加工される。
ル線材３の上下方向に配された一対の上下ローラ７ａ、
７ｂと、コイル線材３の左右方向に配された一対の左右
ローラ７ｃ、７ｄとから成り、それぞれ外周面が平坦な
円板状で、回転軸（図示しない）を中心に回転自在に設
けられている。この上下ローラ７ａ、７ｂと左右ローラ
７ｃ、７ｄは、互いの動作が干渉しないようにコイル線
材３の長手方向（図６の左右方向）にずれて配置されて
いる。従って、コイル線材３は、まず上下ローラ７ａ、
７ｂによって上下方向に塑性変形された後、続いて左右
ローラ７ｃ、７ｄによって左右方向に塑性変形されるこ
とで断面略正方形状に加工される。
【００２８】なお、各成形ローラ７は、ボビン２の巻取
力によって線材パック８からコイル線材３が引き出され
る際に、そのコイル線材３の移動に伴って連れ回りする
様に設けても良いし、ボビン２への巻線テンションを調
節する必要がある場合は、ボビン２の回転に対して各成
形ローラ７をモータ（図示しない）によって独立制御し
ても良い。
力によって線材パック８からコイル線材３が引き出され
る際に、そのコイル線材３の移動に伴って連れ回りする
様に設けても良いし、ボビン２への巻線テンションを調
節する必要がある場合は、ボビン２の回転に対して各成
形ローラ７をモータ（図示しない）によって独立制御し
ても良い。
【００２９】この成形ローラ７にてコイル線材３を塑性
変形する際に、その加工度合いを変更する場合には、少
なくとも１つの成形ローラ７をコイル線材３の中心軸に
近づけたり遠ざけたりする方向、即ちコイル線材３のラ
ジアル方向に移動することで塑性変形の加工度合いを変
更することができる。具体的には、以下の４通りの方法
が考えられる。 ４個の成形ローラ７ａ〜７ｄをそれぞれラジアル方向
（図７の実線矢印方向）に移動する。 成形ローラ７ａ、７ｃまたは成形ローラ７ｂ、７ｄの
みをラジアル方向（図７の実線矢印方向）に移動する。 成形ローラ７ａと７ｃおよび成形ローラ７ｂと７ｄを
それぞれ一体化してラジアル方向（図７の破線矢印方
向）に移動する。 成形ローラ７ａと７ｃまたは成形ローラ７ｂと７ｄの
みを一体化してラジアル方向（図７の破線矢印方向）に
移動する。
変形する際に、その加工度合いを変更する場合には、少
なくとも１つの成形ローラ７をコイル線材３の中心軸に
近づけたり遠ざけたりする方向、即ちコイル線材３のラ
ジアル方向に移動することで塑性変形の加工度合いを変
更することができる。具体的には、以下の４通りの方法
が考えられる。 ４個の成形ローラ７ａ〜７ｄをそれぞれラジアル方向
（図７の実線矢印方向）に移動する。 成形ローラ７ａ、７ｃまたは成形ローラ７ｂ、７ｄの
みをラジアル方向（図７の実線矢印方向）に移動する。 成形ローラ７ａと７ｃおよび成形ローラ７ｂと７ｄを
それぞれ一体化してラジアル方向（図７の破線矢印方
向）に移動する。 成形ローラ７ａと７ｃまたは成形ローラ７ｂと７ｄの
みを一体化してラジアル方向（図７の破線矢印方向）に
移動する。
【００３０】従って、コイル深層部６に巻回される部位
のみ断面略正方形状に塑性変形した時点で、上記〜
の何れかの方法によって成形ローラ７の回転軸をラジア
ル方向（コイル線材３の中心軸から遠ざける方向）に移
動させることにより、線材パック８から引き出される断
面円形のコイル線材３を成形ローラ７で塑性変形するこ
となく、そのままコイル深層部６の上層に順次巻回する
ことにより、コイル表層部５のみ断面円形のコイル線材
３を巻回することができる。
のみ断面略正方形状に塑性変形した時点で、上記〜
の何れかの方法によって成形ローラ７の回転軸をラジア
ル方向（コイル線材３の中心軸から遠ざける方向）に移
動させることにより、線材パック８から引き出される断
面円形のコイル線材３を成形ローラ７で塑性変形するこ
となく、そのままコイル深層部６の上層に順次巻回する
ことにより、コイル表層部５のみ断面円形のコイル線材
３を巻回することができる。
【００３１】（本実施例の特徴および効果）本実施例の
回転子コイル１は、コイル線材３が巻回されたボビン２
にポールコア４を打ち込む際に、ポールコア４の磁極爪
４ｂから加圧されるコイル表層部５では、巻回されたコ
イル線材３が加圧方向に対して拘束力が低く、且つ高面
圧部のない断面形状（円形断面）であるため、加圧力に
よって容易に加圧方向へ移動して磁極爪４ｂの内周面に
沿った形状に整列することができる。これにより、磁極
爪４ｂとコイル表層部５との間に介在するボビン２の絶
縁用つば部２ｂにコイル線材３が食い込むことがなく、
且つ加圧力がコイル表層部５の各コイル線材３の移動に
より吸収されてコイル深層部６に巻回されたコイル線材
３には殆ど加圧力の作用が及ばない。
回転子コイル１は、コイル線材３が巻回されたボビン２
にポールコア４を打ち込む際に、ポールコア４の磁極爪
４ｂから加圧されるコイル表層部５では、巻回されたコ
イル線材３が加圧方向に対して拘束力が低く、且つ高面
圧部のない断面形状（円形断面）であるため、加圧力に
よって容易に加圧方向へ移動して磁極爪４ｂの内周面に
沿った形状に整列することができる。これにより、磁極
爪４ｂとコイル表層部５との間に介在するボビン２の絶
縁用つば部２ｂにコイル線材３が食い込むことがなく、
且つ加圧力がコイル表層部５の各コイル線材３の移動に
より吸収されてコイル深層部６に巻回されたコイル線材
３には殆ど加圧力の作用が及ばない。
【００３２】以上の結果、コイル深層部６だけでなくコ
イル表層部５まで拘束力の高い断面形状（多角形状）の
コイル線材３で巻回された回転子コイル１と比較して、
各コイル線材３へのストレスが軽減されることから、コ
イル線材３の絶縁被膜３ｂが損傷して芯材３ａが露出す
るのを防止できるため、回転子の絶縁性（耐レア性、耐
アース性）が向上する。
イル表層部５まで拘束力の高い断面形状（多角形状）の
コイル線材３で巻回された回転子コイル１と比較して、
各コイル線材３へのストレスが軽減されることから、コ
イル線材３の絶縁被膜３ｂが損傷して芯材３ａが露出す
るのを防止できるため、回転子の絶縁性（耐レア性、耐
アース性）が向上する。
【００３３】また、上述の様にコイル深層部６に巻回さ
れたコイル線材３にポールコア４の打ち込み時における
加圧力の作用が殆ど及ばないことから、図４に示したコ
イル交差部での各コイル線材３同士の面圧が低くなる。
従って、コイル深層部６では、面圧が低くなる分だけコ
イル線材３の角部の絶縁被膜３ｂを薄くできるため、コ
イル線材３の角度の曲率半径を小さくできる。これによ
り、本実施例の構成では、コイル表層部５に巻回される
コイル線材３の断面形状が円形であるため、コイル深層
部６と同様に断面略正方形状（またはその他の多角形
状）のコイル線材３をコイル表層部５に巻回した場合と
比べて、コイル表層部５の巻線密度が低くなるが、回転
子コイル１の巻回数（層数）が大きい場合は、上記の理
由により回転子コイル１全体の高密度化が可能となる。
れたコイル線材３にポールコア４の打ち込み時における
加圧力の作用が殆ど及ばないことから、図４に示したコ
イル交差部での各コイル線材３同士の面圧が低くなる。
従って、コイル深層部６では、面圧が低くなる分だけコ
イル線材３の角部の絶縁被膜３ｂを薄くできるため、コ
イル線材３の角度の曲率半径を小さくできる。これによ
り、本実施例の構成では、コイル表層部５に巻回される
コイル線材３の断面形状が円形であるため、コイル深層
部６と同様に断面略正方形状（またはその他の多角形
状）のコイル線材３をコイル表層部５に巻回した場合と
比べて、コイル表層部５の巻線密度が低くなるが、回転
子コイル１の巻回数（層数）が大きい場合は、上記の理
由により回転子コイル１全体の高密度化が可能となる。
【００３４】さらに、本実施例の回転子コイル１の製造
方法では、断面円形のコイル線材３を４個の成形ローラ
７によって断面略正方形状に塑性変形しながらボビン２
に巻回するため、コイル深層部６からコイル表層部５へ
移行する際には、成形ローラ７をラジアル方向（コイル
線材３の中心軸から遠ざける方向）に移動して塑性変形
を中止するだけで、線材パック８から引き出される断面
円形のコイル線材３をそのままボビン２に巻回してコイ
ル表層部５を形成できる。また、塑性変形の加工度合い
を変更する際には、コイル線材３に対する成形ローラ７
のラジアル位置を調節するだけで容易に加工度合いを変
更できる。
方法では、断面円形のコイル線材３を４個の成形ローラ
７によって断面略正方形状に塑性変形しながらボビン２
に巻回するため、コイル深層部６からコイル表層部５へ
移行する際には、成形ローラ７をラジアル方向（コイル
線材３の中心軸から遠ざける方向）に移動して塑性変形
を中止するだけで、線材パック８から引き出される断面
円形のコイル線材３をそのままボビン２に巻回してコイ
ル表層部５を形成できる。また、塑性変形の加工度合い
を変更する際には、コイル線材３に対する成形ローラ７
のラジアル位置を調節するだけで容易に加工度合いを変
更できる。
【００３５】〔変形例〕上記の実施例では、平坦な外周
面を有する４個の成形ローラ７によってコイル線材３を
断面略正方形状に塑性変形する例を示したが、図８
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す様な成形ローラ７を使用
することもできる。即ち、成形ローラ７の外周面形状お
よび個数を特定する必要はなく、所要の断面形状に合わ
せて、成形ローラ７の外周面形状および個数を適宜変更
することができる。
面を有する４個の成形ローラ７によってコイル線材３を
断面略正方形状に塑性変形する例を示したが、図８
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す様な成形ローラ７を使用
することもできる。即ち、成形ローラ７の外周面形状お
よび個数を特定する必要はなく、所要の断面形状に合わ
せて、成形ローラ７の外周面形状および個数を適宜変更
することができる。
【００３６】また、本実施例では、コイル深層部６のコ
イル線材３を断面略正方形状に塑性変形した例を示した
が、これに限定する必要はなく、例えば図９に示すよう
な断面略菱形状、または図１０に示すような断面略六角
形状に塑性変形しても良い。同様に、コイル表層部５の
コイル線材３を断面円形のままボビン２に巻回した例を
示したが、断面円形である必要はなく、加圧力方向に対
して拘束力が低くなる形状であれば良い。即ち、コイル
表層部５のコイル線材３を多角形状に塑性変形した場合
でも、その変形率（加工度合い）を低くして、断面多角
形の角部の曲率半径を大きくすることにより、全体とし
て略円形に近い多角形状としても良い。その一例を図１
１および図１２に示す。図１１は角部の曲率半径を大き
した四角形であり、図１２は角部の曲率半径を大きした
六角形である。
イル線材３を断面略正方形状に塑性変形した例を示した
が、これに限定する必要はなく、例えば図９に示すよう
な断面略菱形状、または図１０に示すような断面略六角
形状に塑性変形しても良い。同様に、コイル表層部５の
コイル線材３を断面円形のままボビン２に巻回した例を
示したが、断面円形である必要はなく、加圧力方向に対
して拘束力が低くなる形状であれば良い。即ち、コイル
表層部５のコイル線材３を多角形状に塑性変形した場合
でも、その変形率（加工度合い）を低くして、断面多角
形の角部の曲率半径を大きくすることにより、全体とし
て略円形に近い多角形状としても良い。その一例を図１
１および図１２に示す。図１１は角部の曲率半径を大き
した四角形であり、図１２は角部の曲率半径を大きした
六角形である。
【００３７】本実施例では、コイル表層部５のコイル線
材３を拘束力の低い断面形状、即ち断面円形としたが、
例えば、図１３に示すように、コイル表層部５よりコイ
ル深層部６の方がポールコア４の打ち込み時に大きな加
圧力が作用する場合は、コイル深層部６に巻回されるコ
イル線材３を拘束力の低い断面形状としても良い。ある
いは、図１４に示すように、コイル中間層９に大きな加
圧力が作用する場合は、コイル中間層９に巻回されるコ
イル線材３を拘束力の低い断面形状としても良い。
材３を拘束力の低い断面形状、即ち断面円形としたが、
例えば、図１３に示すように、コイル表層部５よりコイ
ル深層部６の方がポールコア４の打ち込み時に大きな加
圧力が作用する場合は、コイル深層部６に巻回されるコ
イル線材３を拘束力の低い断面形状としても良い。ある
いは、図１４に示すように、コイル中間層９に大きな加
圧力が作用する場合は、コイル中間層９に巻回されるコ
イル線材３を拘束力の低い断面形状としても良い。
【００３８】さらに、コイル線材３を拘束力の低い断面
形状とする場合に、回転子コイル１の一層全体に渡って
拘束力の低い断面形状とする必要はない。即ち、図１５
に示すように、回転子コイル１を径方向断面で見た場合
に、ポールコア４の磁極爪４ｂから直接加圧力が加わる
コイル角部の略三角形部分１０のみを拘束力の低い断面
形状としても良い。
形状とする場合に、回転子コイル１の一層全体に渡って
拘束力の低い断面形状とする必要はない。即ち、図１５
に示すように、回転子コイル１を径方向断面で見た場合
に、ポールコア４の磁極爪４ｂから直接加圧力が加わる
コイル角部の略三角形部分１０のみを拘束力の低い断面
形状としても良い。
【図１】ポールコアに挟持された回転子コイルの断面図
である。
である。
【図２】コイル表層部に巻回されるコイル線材の断面図
（ａ）、コイル深層部に巻回されるコイル線材の断面図
（ｂ）である。
（ａ）、コイル深層部に巻回されるコイル線材の断面図
（ｂ）である。
【図３】回転子コイルの非交差部での断面図である。
【図４】回転子コイルの交差部での断面図である。
【図５】回転子コイルの製造方法の一例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図６】コイル線材に対する成形ローラの配置状態を示
す側面図である。
す側面図である。
【図７】コイル線材の加工度合いを変更する場合の説明
図である。
図である。
【図８】成形ローラの変形例（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図９】拘束力の高い断面形状の変形例を示すコイル線
材の断面図である。
材の断面図である。
【図１０】拘束力の高い断面形状の変形例を示すコイル
線材の断面図である。
線材の断面図である。
【図１１】拘束力の低い断面形状の変形例を示すコイル
線材の断面図である。
線材の断面図である。
【図１２】拘束力の低い断面形状の変形例を示すコイル
線材の断面図である。
線材の断面図である。
【図１３】加圧力が作用する部位の変形例を示す回転子
コイルの断面図である。
コイルの断面図である。
【図１４】加圧力が作用する部位の変形例を示す回転子
コイルの断面図である。
コイルの断面図である。
【図１５】加圧力が作用する部位の変形例を示す回転子
コイルの断面図である。
コイルの断面図である。
【図１６】多角形断面のコイル線材を用いた回転子コイ
ルの断面図である（従来技術）。
ルの断面図である（従来技術）。
【図１７】コイル線材の交差部を示す拡大図である（従
来技術）。
来技術）。
１ 回転子コイル ２ ボビン ２ｂ 絶縁用つば部 ３ コイル線材 ４ ポールコア ４ｂ 磁極爪 ５ コイル表層部（大きな圧力が加わる部位） ６ コイル深層部（他の部位） ７ 成形ローラ
Claims (8)
- 【請求項１】コイル線材を円筒状ボビンの外周に多層に
亘って順次巻回し、前記ボビンの両側から一対のポール
コアで挟持された発電機の回転子コイルにおいて、 前記コイル線材は、前記ポールコアを前記ボビンに組付
ける際に大きな圧力が加わる部位と他の部位とで断面形
状が異なり、 前記大きな圧力が加わる部位では、その加圧力に対して
隣合うコイル線材同士の拘束力が低くなる断面形状とさ
れて、 前記他の部位では、隣合うコイル線材同士の拘束力が高
くなる断面形状とされていることを特徴とする発電機の
回転子コイル。 - 【請求項２】請求項１に記載した発電機の回転子コイル
において、 前記大きな圧力が加わる部位とは、前記ボビンの両端部
に設けられた絶縁用つば部を介して前記ポールコアの磁
極爪によって加圧されるコイル表層部であり、そのコイ
ル表層部の少なくとも一層が拘束力の低い断面形状とさ
れていることを特徴とする発電機の回転子コイル。 - 【請求項３】請求項１または２に記載した発電機の回転
子コイルにおいて、 拘束力が低くなる断面形状とは、略円形断面であり、 拘束力が高くなる断面形状とは、多角形断面であること
を特徴とする発電機の回転子コイル。 - 【請求項４】請求項３に記載した発電機の回転子コイル
において、 前記多角形断面とは、略四辺形断面、または略六辺形断
面であることを特徴とする発電機の回転子コイル。 - 【請求項５】請求項３に記載した発電機の回転子コイル
において、 前記多角形断面とは、略正方形断面、または略正六角形
断面であることを特徴とする発電機の回転子コイル。 - 【請求項６】請求項１〜５に記載した何れかの発電機の
回転子コイルにおいて、 前記回転子コイルは、前記コイル線材を径方向に塑性変
形して、大きな圧力が加わる部位と他の部位とで塑性変
形の加工度合いを変えることにより、拘束力の低い断面
形状と拘束力の高い断面形状とが形成されることを特徴
とする回転子コイルの製造方法。 - 【請求項７】請求項６に記載した発電機の回転子コイル
において、 前記コイル線材は、前記ボビンへ巻装する直前に成形ロ
ーラによって所定の形状に塑性変形されていることを特
徴とする回転子コイルの製造方法。 - 【請求項８】請求項７に記載した発電機の回転子コイル
において、 前記コイル線材は、前記コイル線材に対する前記成形ロ
ーラのラジアル方向の位置を調整することで塑性変形の
加工度合いが変更されていることを特徴とする回転子コ
イルの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12188895A JP3598581B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 発電機の回転子コイルおよびその製造方法 |
| US08/645,496 US5714822A (en) | 1995-05-19 | 1996-05-16 | Coil for electric machine and manufacturing method thereof |
| US09/017,410 US6049966A (en) | 1995-05-19 | 1998-02-02 | Coil for electric machine and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12188895A JP3598581B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 発電機の回転子コイルおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08317582A true JPH08317582A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3598581B2 JP3598581B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=14822398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12188895A Expired - Lifetime JP3598581B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 発電機の回転子コイルおよびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5714822A (ja) |
| JP (1) | JP3598581B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0891030A2 (en) * | 1997-07-10 | 1999-01-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stator of dynamo-electric machine |
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