JP5629987B2 - Coil and rotating electric machine equipped with this coil - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機の固定子鉄心のティース部に装着するコイルに関するものである。また、前記コイルを備えた回転電機に関するものである。 The present invention relates to a coil mounted on a tooth portion of a stator core of a rotating electric machine. The present invention also relates to a rotating electrical machine provided with the coil.
従来の回転電機の、固定子鉄心のティース部に装着するコイルは、コイルの一端および他端に近い巻線部において、近接している部分がある（例えば、特許文献１参照）。
図２２は、従来の回転電機の、固定子鉄心のティース部に装着するコイルの説明図であり、特許文献１に示されているものである。
図２２において、前記コイルは、絶縁皮膜を持つ銅線２本を一緒に巻線してなるが、前記銅線の一端をコイルの内側に固定したまま、他端を内側より順次外側へと巻線し、コイルを構成する。前記コイルの巻き始めの一端４ａは、内側よりコイル外形状に沿って外部へ引き出されるため、巻線する銅線とのコイルの交差部４ｃを生じる。コイルの交差部は、コイルの一端および他端に近い巻線部において、近接している部分となっている。
A coil mounted on a tooth portion of a stator core of a conventional rotating electric machine has a portion close to the winding portion near one end and the other end of the coil (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 22 is an explanatory diagram of a coil mounted on a teeth portion of a stator core of a conventional rotating electric machine, and is disclosed in
In FIG. 22, the coil is formed by winding two copper wires having an insulating film together. The other end of the copper wire is wound outwardly from the inner side while one end of the copper wire is fixed to the inner side of the coil. Wire and configure the coil. Since one
図２３は、従来の別の回転電機の、固定子鉄心のティース部に装着するコイルの説明図であり、図２２に示した一般的な巻線方法の銅線の占積率を改善した例である（例えば、特許文献２参照）。
図２３において、角銅線はコイルの内側より外側へと、順次角銅線の両端をもって巻線されているため、コイルの一端２、およびコイルの他端３がコイルの外側に形成されている。その結果、図２２で示したコイルの交差部４ｃを生ぜず、巻線の一端分のスペースも損なわないので、より多くの銅線を巻線でき、特許文献１に示した従来の一般的な巻線方法のコイルに比べ、銅線の占積率を向上することができる。
このコイルにおいても、コイルの一端および他端に近い巻線部において、近接している部分である、コイルの最大電位差近接部１ｃがある。
FIG. 23 is an explanatory view of a coil mounted on a teeth portion of a stator core of another conventional rotating electric machine, and an example in which the copper wire space factor of the general winding method shown in FIG. 22 is improved. (For example, see Patent Document 2).
In FIG. 23, the square copper wire is wound from the inside of the coil to the outside with the both ends of the square copper wire sequentially, so that one
Also in this coil, there is a maximum potential
一般的に、コイルを構成する銅線間の絶縁性評価として、レアショート試験が行われる。
図２４は、２本の銅線間の絶縁に関する説明図である。
図２４において、絶縁皮膜を有する２本の銅線５ａ，５ｂ間の耐圧を高めるための方法として、絶縁皮膜の厚みＤを大きくすることが有効である。しかし、コイルのレアショートに対する耐圧値は、要求仕様より決定されていることが通常であり、コイルの両端に印加される電位差が既定されていれば、コイルを構成する銅線間に印加される電位差を小さくすることが有効となる。そのためには、コイルの一端および他端に近い銅線同士の、近接部がないようにすれば、コイルを構成する銅線間に印加される電位差の最大値が小さくなり、１種絶縁から２種絶縁へ等、使用する巻線の絶縁皮膜の厚みを小さくすることができ、限られたスペース内に同じ巻線数のコイルを構成する場合、銅線の占積率とコイルの放熱性を向上できる。
Generally, a rare short test is performed as an insulation evaluation between copper wires constituting a coil.
FIG. 24 is an explanatory diagram regarding insulation between two copper wires.
In FIG. 24, it is effective to increase the thickness D of the insulating film as a method for increasing the withstand voltage between the two
特許文献１に示した従来のコイルは、図２２に示したように、コイルの巻き始めの一端４ａは、内側よりコイル外形状に沿って外部へ引き出されるため、巻線する銅線とのコイルの交差部４ｃを生じ、コイルの交差部は、コイルの一端および他端に近い巻線部において近接している最大電位近接部となっている。
前記コイルの近接部を構成する銅線間には、コイルの両端に近い値の電位差が印加されるため、絶縁皮膜の厚みを小さくすることができないばかりでなく、前記交差部は、外部からの加圧に対し絶縁被膜の損傷を起こし易い。
In the conventional coil shown in
Between the copper wires constituting the adjacent portion of the coil, a potential difference of a value close to both ends of the coil is applied, so that not only the thickness of the insulating film cannot be reduced, but also the intersection is from the outside Insulating film is easily damaged by pressurization.
また、特許文献２に示した従来の別の回転電機のコイルにおいても、図２４に示した、コイルの一端および他端に近い巻線部において、近接している部分である、コイルの最大電位差近接部１ｃがあり、前記近接部を構成する銅線間には、コイルの両端に近い値の電位差が印加されるため、絶縁皮膜の厚みを小さくすることができない。
その結果、銅線の占積率とコイルの放熱性を向上できず、該コイルを固定子鉄心のティース部に装着した回転電機の、効率や定格出力を向上することが困難である。
Further, also in the coil of another conventional rotating electric machine shown in
As a result, the space factor of the copper wire and the heat dissipation of the coil cannot be improved, and it is difficult to improve the efficiency and rated output of the rotating electrical machine in which the coil is mounted on the teeth portion of the stator core.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、銅線の占積率とコイルの放熱性を向上するコイル、および該コイルを固定子鉄心のティース部に装着して、効率や定格出力を向上する回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and a coil that improves the space factor of the copper wire and the heat dissipation of the coil, and the coil is attached to the teeth portion of the stator core to improve efficiency and It aims at providing the rotary electric machine which improves a rated output.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、
絶縁皮膜を持つ、丸銅線を巻線して構成され、回転自在に支持された概円筒形の回転子と、固定子とを備えた、回転電機の固定子鉄心のティース部に装着する空芯コイルであり、前記ティース部の形状に近似した巻線治具に巻線することにより形成され、内側の層より巻線し、外側の層になるほど巻数が小さくなり、コイルの一端および他端が、コイルの外側の目視できる表面に形成されており、前記コイルの一端が、層数の小さい側の、コイルの外側の目視できる表面に形成され、前記コイルの他端が、層数の大きい側の、コイルの外側の目視できる表面に形成されている集中巻のコイルである。前記コイルは、第１層より巻線され、層数の小さい側の一端は、第２層から外側の層において、各層１回数のみ巻線されてコイルの外側の目視できる表面に至り、コイルの他端は、層数の大きい側の残りの巻数を、第１層から外側の層へと、順次巻線されてコイルの外側の目視できる表面に至っていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention described in
An empty space to be mounted on the teeth of the stator iron core of a rotating electrical machine, which is composed of a round copper wire with an insulating coating, and is provided with a substantially cylindrical rotor that is rotatably supported and a stator. It is a core coil, formed by winding on a winding jig approximating the shape of the tooth portion, wound from the inner layer, and the number of turns decreases as the outer layer is reached, one end and the other end of the coil There are formed on the surface capable outside visual coils, one end of the coil, the small end of the number of layers, formed on the surface that can be outside the visible coil, the other end of the coil, the number of layers larger This is a concentrated winding coil formed on the side, the visible surface outside the coil. The coil is wound from the first layer, and one end on the side having a smaller number of layers is wound only once for each layer in the outer layer from the second layer to reach the visible surface outside the coil. the other end, the remaining number of turns of the larger side of the number of layers, and the outer layer from the first layer, characterized in that are successively winding has come to the surface that can be outside the visible coil.
請求項２に記載の発明は、
前記コイルは、完全整列巻きに巻線され、銅線の交差は全て反負荷側のコイルエンド部で行われていることを特徴とする請求項１に記載のコイルとするものである。
The invention described in
2. The coil according to
請求項３に記載の発明は、
前記コイルは、反負荷側のコイルエンド部の反負荷側側面を除く、３次元的に加圧成形された外形状を有する空芯コイルであることを特徴とする請求項１に記載のコイルとするものである。
The invention according to
2. The coil according to
また、請求項４に記載の発明は、
請求項１記載のコイルを、固定子鉄心のティース部に装着したことを特徴とする回転電機とするものである。
The invention according to
A rotating electric machine comprising the coil according to claim 1 mounted on a tooth portion of a stator core.
請求項１に記載の発明によると、
コイルの一端が、層数の小さい側の、コイルの外側の目視できる表面に形成され、コイルの他端が、層数の大きい側の、コイルの外側の目視できる表面に形成されているため、コイルの一端および他端に近い巻線部において、近接している部分がなく、絶縁皮膜の厚みを小さくすることで、銅線の占積率とコイルの放熱性を向上することができる。
According to the invention of
Because one end of the coil is formed on the visible surface outside the coil on the side with the smaller number of layers, and the other end of the coil is formed on the visible surface on the outer side of the coil with the larger number of layers, In the winding part near one end and the other end of the coil, there is no adjacent part, and the space factor of the copper wire and the heat dissipation of the coil can be improved by reducing the thickness of the insulating film.
また、層数の小さい側の一端は、第２層から外側の層において、各層１回数のみ巻線し、コイルの外側の目視できる表面に至っているため、コイルを構成する銅線間に印加される電位差の最大値が小さくなり、使用する巻線の絶縁皮膜の厚みを小さくすることができる。 Also , one end on the side with the smaller number of layers is wound only once for each layer in the outer layer from the second layer, and reaches the visible surface outside the coil, so that it is applied between the copper wires constituting the coil. The maximum potential difference is reduced, and the thickness of the insulating film of the winding used can be reduced.
また、請求項２に記載の発明によると、
前記コイルは、完全整列巻きに巻線され、銅線の交差は全て反負荷側のコイルエンド部で行われているため、より多くの銅線を巻線でき、銅線の占積率を向上することができる。
According to the invention of
The coil is wound in fully aligned winding, and all crossing of copper wires is done at the coil end on the anti-load side, so more copper wires can be wound and the space factor of copper wires is improved. can do.
請求項３に記載の発明によると、
前記コイルは、反負荷側のコイルエンド部の反負荷側側面を除く、３次元的に加圧成形された外形状を有する空芯コイルであるため、固定子鉄心に対し、高い占積率で設計することが可能である。
According to the invention of
Since the coil is an air-core coil having an outer shape that is three-dimensionally press-molded excluding the anti-load side surface of the coil end portion on the anti-load side, it has a high space factor with respect to the stator core. It is possible to design.
また、請求項４に記載の発明によると、
請求項１記載のコイルを、固定子鉄心のティース部に装着するため、銅線の占積率とコイルの放熱性が向上し、効率や定格出力を向上する回転電機を提供することができる。
According to the invention of
Since the coil according to
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施例における回転電機を示す軸方向断面図である。
図１において、回転電機は、回転自在に支持された概円筒形の回転子１０と、固定子２０とを備え、固定子２０は、負荷側に設置された負荷側ブラケット２３に反負荷側ブラケット２４とともに、図示しないボルトで締結されている。
回転子１０は、表面にマグネット１１を装着し、負荷側軸受２６と反負荷側軸受２７を介して、負荷側ブラケット２３と反負荷側ブラケット２４に回転自在に支持され、回転軸の反負荷側には、回転位置検出のためのエンコーダ部２９が設置されている。
FIG. 1 is an axial sectional view showing a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the rotating electrical machine includes a substantially
The
固定子２０は、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻線したのち、金型で加圧して外形状を成形したコイル２２を、固定子鉄心２１のティース部２１ａに装着して固定子コイルとし、負荷側コイルエンド部２２ａ、反負荷側コイルエンド部２２ｂ、およびコイルのリード線の結線部２８を、モールド樹脂で成形したモールド成形部２５としている。
負荷側ブラケット２３には、周方向にリング状に形成された凹部２３ａが設けられ、コイルの負荷側コイルエンド部２２ａは、前記リング状に形成された凹部２３ａと、絶縁体３０を介して、嵌合密着している。
The
The
図２は、本発明の実施例における回転電機の固定子を示す径方向断面図である。
図２において、固定子２０は、絶縁皮膜を持つ丸銅線を巻線したのち、金型で加圧して外形状を成形したコイル２２を、固定子鉄心のティース部２１ａに、インシュレータ３１とともに装着し、固定子鉄心のヨーク部２１ｂを嵌合したのち、モールド樹脂で成形してなる。
コイルの外形状は、固定子鉄心２１の装着部に合わせて加圧成形されるため、固定子鉄心に対し、高い占積率で設計することが可能である。
FIG. 2 is a radial cross-sectional view showing the stator of the rotating electrical machine in the embodiment of the present invention.
In FIG. 2, the
Since the outer shape of the coil is pressure-molded in accordance with the mounting portion of the
図３は、本発明の実施例におけるコイルの巻線状態を示す説明図である。
一般的に、回転電機の固定子鉄心のティース部に装着するコイルは、固定子の内側になるほど周方向の巾が小さいため、コイルの外側の層になるほど巻数が小さくなり、固定子の外側の層数が、固定子の内側の層数より大きくなる。
図３において、巻線治具３３に巻線された状態のコイル３２は、８７回数の巻数を有し、丸銅線よりなる。固定子鉄心に装着されたとき、固定子の内側となる層数の小さい側のコイルの層数は３層であり、固定子の外側となる層数の大きい側のコイルの層数は、８層である。そのため、層数の小さい側の、コイルの外側の目視できる表面は、第３層が形成し、層数の大きい側の、コイルの外側の目視できる表面は、第８層が形成している。
コイル３２は、コイルの第１層３２ｃより巻線し、コイルの一端３２ａおよび他端３２ｂを順次外側へ巻線してなる。外側の層になるほど巻数が小さくなり、コイルの一端および他端が、コイルの外側の目視できる表面に形成されている。
FIG. 3 is an explanatory view showing a winding state of the coil in the embodiment of the present invention.
Generally, the coil attached to the teeth portion of the stator core of a rotating electric machine has a smaller width in the circumferential direction as it goes to the inner side of the stator. The number of layers becomes larger than the number of layers inside the stator.
In FIG. 3, the
The
コイルの一端３２ａは、層数の小さい側である第３層の、コイルの外側の目視できる表面に形成され、コイルの他端３２ｂが、層数の大きい側である第８層の、コイルの外側の目視できる表面に形成されている。第４層から第８層に巻線される丸銅線は、コイルの一端３２ａに接している部分がなく、コイルの一端３２ａおよび他端３２ｂに近い巻線部において、近接している部分もないため、コイルを構成する銅線間に印加される電位差の最大値が小さくなり、絶縁皮膜の厚みを小さくすることができ、銅線の占積率とコイルの放熱性を向上している。
本例に限らず、コイルを第１層より巻線し、コイルの一端の治具への巻線順序３３ａに示すように、層数の小さい側の一端は、第２層から外側の層において、各層１回数のみ巻線し、コイルの外側の目視できる表面に至り、コイルの他端は、コイルの他端の治具への巻線順序３３ｂに示すように、層数の大きい側の残りの巻数を、第１層から外側の層へと、順次巻線し、コイルの外側の目視できる表面に至るようにすれば、コイルの一端および他端に近い巻線部において、近接している部分がなくなる。
One
Not only in this example, the coil is wound from the first layer, and as shown in the winding
図４は、本発明の実施例におけるコイルの巻線順序を示す説明図であり、図３で示したコイルの巻線順序を具体的に示すものである。
図４において、コイル３２は、コイルの内側の第１層３２ｃより巻線し、層数の小さい側では、第３層までの各層１回数のみの３回数を巻線し、[3]で示すコイルの一端３２ａがコイルの外側の目視できる表面に形成される。層数の大きい側では、第８層までの残りの８４回数を巻線し、８４で示すコイルの他端３２ｂがコイルの外側の目視できる表面に形成されている。
このようにすれば、第４層から第８層に巻線される丸銅線は、コイルの一端３２ａに接している部分がなく、コイルの一端および他端に近い巻線部において、近接している部分もない。コイルの一端３２ａである[3]と、コイルの中間部である３０の巻線間が、コイル両端に掛かる電位差の３３／８７の電位差が印加される最大電位差近接部３２ｄとなり、近接部での電位差がコイル両端に印加される電位差に比べ小さく、コイルを構成する銅線間に印加される電位差は全て、近接部での電位差以下となるため、絶縁皮膜の厚みを小さくすることができる。その結果、銅線の占積率とコイルの放熱性能を向上できる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the winding order of the coils in the embodiment of the present invention, and specifically shows the winding order of the coils shown in FIG.
In FIG. 4, the
In this way, the round copper wire wound from the fourth layer to the eighth layer does not have a portion in contact with the one
コイル３２は、巻線終了後、外形状を３次元的に加圧成形され、融着して空芯コイルとするため、コアピン３３ｃと上パンチ３３ｄで構成する巻線治具に巻線し、そのまま、外形状をプレス成形する。
The
図５は、本発明の実施例におけるコイルの最大電位差近接部の説明図である。
図５において、（ａ）は、本発明の実施例におけるコイルの巻線状態を示す。コイルの一端３２ａは、層数の小さい側である第３層の、コイルの外側の目視できる表面に形成され、コイルの他端３２ｂが、層数の大きい側である第８層の、コイルの外側の目視できる表面に形成されている。
（ｂ）に示すように、仮に、コイルの一端３４ａが層数の大きい側のコイル外周部に形成されるように巻線した場合、層数の大きい側では、第８層までの各層１回数のみの８回数を巻線し、[8]で示すコイルの一端３４ａがコイルの外側の目視できる表面に形成され、層数の小さい側では、第８層までの残りの７９回数を巻線し、７９で示すコイルの他端３２ｂが、同じく第８層に形成されることとなる。
その場合、[8]と７９の巻線間が、コイル両端に掛かる電位差の８７／８７の電位差が印加される最大電位差近接部３４ｄとなり、コイル両端に掛かる電位差がそのまま印加されるため、絶縁皮膜の厚みを小さくすることができない。
本発明は、様々な巻線順序を検討した結果、コイルを構成する銅線間に印加される電位差の最大値が、最も小さくなる巻線状態を提案するものであり、その巻線順序を一般的に示したものが、図３に示した説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the maximum potential difference proximity portion of the coil in the embodiment of the present invention.
In FIG. 5, (a) shows the winding state of the coil in the Example of this invention. One
As shown in (b), if winding is performed so that one
In that case, between the windings [8] and 79 becomes the maximum potential
As a result of examining various winding orders, the present invention proposes a winding state in which the maximum value of the potential difference applied between the copper wires constituting the coil is the smallest. This is the explanatory view shown in FIG.
図６乃至図１７は、コイルの巻線順序の説明図であり、図１に示した回転電機に対して、紙面の表側が反負荷側になり、完成したコイルの一端と他端が形成される。
各図は、コイルを反負荷側より見た外観図である。銅線の交差は全て反負荷側のコイルエンド部で行われ、負荷側のコイルエンド部と、周方向の両側面の３面では、コイルは、完全整列巻きに巻線される。
6 to 17 are explanatory views of the winding order of the coils. With respect to the rotating electrical machine shown in FIG. 1, the front side of the paper is the anti-load side, and one end and the other end of the completed coil are formed. The
Each figure is the external view which looked at the coil from the non-load side. All crossing of the copper wires is performed at the coil end portion on the anti-load side, and the coil is wound in a completely aligned winding on the coil end portion on the load side and on both sides in the circumferential direction.
図６に示すように、固定子鉄心のティース部の形状に近似した巻線治具３３に、丸銅線３２ｅを、層数の小さい側となる巻線治具の下方に、紙面表側より、斜めに巻線を始め、コイルの一端３２ａおよび他端３２ｂをもって、各々[1]と１の１回数を巻線する。
次に図７に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、残りの第１層の１５までを巻線する。
次に図８に示すように、コイルの一端３２ａおよび他端３２ｂをもって、各々第２層の[2]と１６を巻線する。
次に図９に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、残りの第２層の２９までを巻線し、コイルの一端３２ａをもって、第３層の[3]を巻線する。
次に図１０に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、第３層の３０を巻線する。
次に図１１に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、残りの第３層の４３までを巻線する。
次に図１２に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、第４層の４４を巻線する。
次に図１３に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、残りの第４層の５７までを巻線する。
次に図１４に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、第５層の６８までを巻線する。
次に図１５に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、第６層の７６までを巻線する。
次に図１６に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、第７層の８１までを巻線する。
次に図１７に示すように、コイルの他端３２ｂをもって、第８層の８４までを巻線し、巻線は終了する。
As shown in FIG. 6, on the winding
Next, as shown in FIG. 7, the remaining
Next, as shown in FIG. 8, the second layer [2] and 16 are wound with one
Next, as shown in FIG. 9, the
Next, as shown in FIG. 10, the
Next, as shown in FIG. 11, the remaining third layer 43 is wound with the
Next, as shown in FIG. 12, the fourth layer 44 is wound with the
Next, as shown in FIG. 13, the remaining fourth layer 57 is wound with the
Next, as shown in FIG. 14, the fifth layer 68 is wound with the
Next, as shown in FIG. 15, the sixth layer 76 is wound with the
Next, as shown in FIG. 16, the seventh layer 81 is wound with the
Next, as shown in FIG. 17, the
図１８は、本発明の実施例におけるコイルの外形状を加圧成形する工程の説明図である。
コイル３２は、巻線後、コアピン３３ｃ、上パンチ３３ｄとともに、ダイ３３ｅに装着し、上パンチ３３ｃを加圧成形後の外形状３２ｄまで、下方に加圧することで、コイルの外形状を加圧成形する。コイルの外形状は、固定子鉄心の装着部に合わせて加圧成形されるため、固定子鉄心に対し、高い占積率で設計することが可能である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a process of pressure-molding the outer shape of the coil in the embodiment of the present invention.
After winding, the
本発明の実施例におけるコイルでは、層数の小さい側のコイルの一端は、第３層までの各層１回数のみの３回数を巻線したが、図１９に示す、本発明の実施例におけるコイルの別の巻線順序例のように、第１層は上方から巻き始め、１７回数を巻線し、層数の大きい側のコイルの他端をもって、残りの巻数７０回数を、第１層から外側の層へと、順次巻線しても、完成品状態は同じであり、コイルの一端３２ａである[17]と、コイルの中間部である１６の巻線間に印加される最大電位差近接部３２ｄの電位差も、コイル両端に掛かる電位差の３３／８７となり同じである。
そのため、コイルの一端および他端の巻き始めは第１層のどこであっても良い。
In the coil according to the embodiment of the present invention, one end of the coil on the side with the smaller number of layers is wound three times, that is, once for each layer up to the third layer, but the coil according to the embodiment of the present invention shown in FIG. As in the other winding sequence example, the first layer starts to be wound from above, is wound 17 times, and the other end of the coil having the larger number of layers is used, and the remaining 70 times are wound from the first layer. Even when sequentially wound to the outer layer, the state of the finished product is the same, and the proximity of the maximum potential difference applied between [17] which is one
Therefore, the winding start of one end and the other end of the coil may be anywhere in the first layer.
本実施例では、絶縁皮膜を持つ丸銅線１本を巻線した空芯コイルを示したが、比較的容量の大きい回転電機において、表皮効果による巻線抵抗の増大を防ぐために、図２２に示した従来のコイルのように、絶縁皮膜を持つ銅線２本を一緒に巻線した空芯コイルも同様な巻線順序よって製作できることは、言うに及ばない。また、コイルを構成する銅線間に印加される電位差の最大値が、最も小さくなる巻線状態になし得る効果も、本実施例と同じである。 In this embodiment, an air-core coil wound with one round copper wire having an insulating film is shown. However, in a rotating electric machine having a relatively large capacity, in order to prevent an increase in winding resistance due to the skin effect, FIG. Needless to say, an air-core coil in which two copper wires having an insulating film are wound together as in the conventional coil shown can be manufactured in a similar winding sequence. Further, the effect that the maximum value of the potential difference applied between the copper wires constituting the coil can be reduced to the smallest winding state is the same as that of the present embodiment.
また、本実施例では、絶縁皮膜を持つ丸銅線１本を巻線した空芯コイルを示したが、絶縁皮膜を持つ、長方形断面の角銅線を巻線した空芯コイルも、同様な巻線順序よって製作できることは、言うに及ばない。 Further, in this embodiment, an air core coil in which one round copper wire having an insulating film is wound is shown. However, an air core coil in which a rectangular copper wire having an insulating film and having a rectangular cross section is wound is similar. Needless to say, it can be manufactured according to the winding order.
図２０は、本発明の第２の実施例におけるコイルの巻線状態を示す説明図である。
図２０において、コイル３６は、３４回数の巻数を有し、絶縁皮膜を持つ、長方形断面の角銅線３６ｅを、ボビン３５に巻線してなる。
コイルの一端３６ａは、層数の小さい側である第３層の、コイルの外側の目視できる表面に形成され、コイルの他端３６ｂが、層数の大きい側である第６層の、コイルの外側の目視できる表面に形成されている。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing the winding state of the coil in the second embodiment of the present invention.
In FIG. 20, the
One
角銅線を巻線してなるコイルの場合、外側に巻線する銅線は、内側に巻線する銅線の真上に巻線し易く、コイルの一端、およびコイルの他端を別個に巻線することができ、巻線作業を容易にできる。
また、前記コイルは、絶縁皮膜を持つ銅線を、ボビンに巻線してなるため、空芯コイルと違い、そのまま固定子鉄心のティース部３７ａに装着することができ、後工程が容易にできる。
In the case of a coil formed by winding a rectangular copper wire, the copper wire wound outside is easy to wind directly above the copper wire wound inside, and one end of the coil and the other end of the coil are separately provided. Winding work can be facilitated.
In addition, since the coil is formed by winding a copper wire having an insulating film around a bobbin, unlike an air-core coil, the coil can be mounted as it is on the
本実施例では、角銅線をボビンに巻線したコイルを示したが、丸銅線をボビンに巻線したコイルも、同様な巻線順序よって製作できることは、言うに及ばない。 In the present embodiment, a coil in which a rectangular copper wire is wound around a bobbin is shown, but it goes without saying that a coil in which a round copper wire is wound around a bobbin can also be manufactured in the same winding order.
第４層から第６層に巻線される角銅線は、コイルの一端３６ａに接している部分がなく、コイルの一端３６ａおよび他端３６ｂに近い巻線部において、近接している部分もないため、コイルを構成する銅線間に印加される電位差の最大値が小さくなり、絶縁皮膜の厚みを小さくすることができ、銅線の占積率とコイルの放熱性を向上できることは、本発明の第１の実施例と同じである。
The square copper wire wound from the fourth layer to the sixth layer does not have a portion in contact with the one
図２１は、絶縁皮膜の厚みの違いによる銅線の占積率とコイルの放熱性の関係を示す説明図である。
図２１において、薄い絶縁皮膜を有する角銅線を巻回したコイル（ａ）は、厚い絶縁皮膜を有する銅線を巻回したコイル（ｂ）に対し、限られたスペース内に同じ巻回数のコイルを構成する場合、薄い絶縁皮膜を有する分、銅線の占積率が向上し、銅に比べ熱伝導係数の悪い絶縁皮膜が薄くなる分、コイルで発生した銅損に対する、コイルの放熱性を向上できる。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing the relationship between the space factor of the copper wire and the heat dissipation of the coil due to the difference in the thickness of the insulating film.
In FIG. 21, a coil (a) wound with a square copper wire having a thin insulating film has the same number of turns in a limited space as compared with a coil (b) wound with a copper wire having a thick insulating film. When forming a coil, the space factor of the copper wire is improved by the amount of the thin insulating film, and the heat dissipation of the coil against the copper loss generated in the coil is reduced by the thickness of the insulating film having a lower thermal conductivity coefficient than copper. Can be improved.
本発明が特許文献１および２と異なる部分は、コイルの一端および他端に近い巻線部において、近接している部分がなく、絶縁皮膜の厚みを小さくできるコイルを考案した部分である。
The part where the present invention is different from
本発明は回転電機の小型化および高出力化を実現でき、産業機械やロボットに用いられるサーボモータ等の分野にも適用できる。 The present invention can realize downsizing and high output of a rotating electrical machine, and can be applied to fields such as servo motors used in industrial machines and robots.
１０ 回転子
１１ マグネット
２０ 固定子
２１ 固定子鉄心
２１ａ 固定子鉄心のティース部
２１ｂ 固定子鉄心のヨーク部
２２ コイル
２２ａ コイルの負荷側コイルエンド部
２２ｂ コイルの反負荷側コイルエンド部
２３ 負荷側ブラケット
２３ａ リング状に形成された凹部
２４ 反負荷側ブラケット
２５ モールド成形部
２６ 負荷側軸受
２７ 反負荷側軸受
２８ 結線部
２９ エンコーダ部
３０ 絶縁体
３１ インシュレータ
３２ コイル
３２ａ コイルの一端
３２ｂ コイルの他端
３２ｃ コイルの第１層
３２ｄ 近接部
３３ 巻線治具
３３ａ コイルの一端の治具への巻線順序
３３ｂ コイルの他端の治具への巻線順序
10
Claims (4)
前記コイルは、第１層より巻線され、層数の小さい側の一端は、第２層から外側の層において、各層１回数のみ巻線されてコイルの外側の目視できる表面に至り、コイルの他端は、層数の大きい側の残りの巻数を、第１層から外側の層へと、順次巻線されてコイルの外側の目視できる表面に至っていることを特徴とするコイル。 An empty space to be mounted on the teeth of the stator iron core of a rotating electrical machine, which is composed of a round copper wire with an insulating coating, and is provided with a substantially cylindrical rotor that is rotatably supported and a stator. It is a core coil, formed by winding on a winding jig approximating the shape of the tooth portion, wound from the inner layer, and the number of turns decreases as the outer layer is reached, one end and the other end of the coil There are formed on the surface capable outside visual coils, one end of the coil, the small end of the number of layers, formed on the surface that can be outside the visible coil, the other end of the coil, the number of layers larger A concentrated winding coil formed on the side, the visible surface of the outside of the coil,
The coil is wound from the first layer, and one end on the side having a smaller number of layers is wound only once for each layer in the outer layer from the second layer to reach the visible surface outside the coil. The coil is characterized in that the other end is wound in order from the first layer to the outer layer, and the remaining number of turns on the side with the larger number of layers reaches the visible surface outside the coil.
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