JP2007020372A - Concentrated winding coil and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、集中巻コイルおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a concentrated winding coil and a manufacturing method thereof.
特開2000−197294号公報(特許文献1)および特開2005−102477号公報(特許文献2)に記載されているように、モータまたは発電機のステータコイルとして集中巻コイルが使用されている。集中巻コイルでは、コイル線が多層および多列をなすよう巻かれ、コイル線によって一端および他端リード部が形成されることは周知のとおりであり、同公報のコイルも同様である。さらに、同公報のコイルでは、コイル線は平角線である。そして、いくつかのコイルがステータコアと組み合わされ、各コイル間において、その一端および他端リード部が順次結線される。 As described in JP 2000-197294 A (Patent Document 1) and JP 2005-102477 A (Patent Document 2), a concentrated winding coil is used as a stator coil of a motor or a generator. In the concentrated winding coil, the coil wire is wound so as to form a multilayer and a multi-row, and one end and the other end lead portion are formed by the coil wire, as is well known. Furthermore, in the coil of the publication, the coil wire is a flat wire. Several coils are combined with the stator core, and one end and the other end lead portion are sequentially connected between the coils.
ところで、集中巻コイルの一端および他端リード部については、コイル線が多層および多列をなすよう巻かれ、その巻き終わりのとき、コイル線によって一端リード部が形成される。したがって、一端リード部は終端リード部であり、コイル外周部に形成されるが、他端リード部はそうではない。巻き始めのとき、コイル線によって他端リード部が形成され、他端リード部は始端リード部であり、コイル内周部に形成される。このため、その後、他端リード部をコイル端面に沿って引き出し、外周部に導き、一端および他端リード部を順次結線することができるようにせねばならず、それは必ずしも容易ではない。特に、コイル線が平角線であるとき、引き出しおよび結線作業は相当困難である。他端リード部がコイル端面に沿って引き出され、その他端リード部によってコイル占積率が悪化するという問題もある。 By the way, about the one end and other end lead part of a concentrated winding coil, a coil wire is wound so that a multilayer and multiple rows | lines may be made, and an end lead part is formed with a coil wire at the end of the winding. Therefore, the one end lead portion is a terminal lead portion and is formed on the outer periphery of the coil, but the other end lead portion is not. At the beginning of winding, the other end lead portion is formed by the coil wire, and the other end lead portion is the start end lead portion, which is formed on the inner periphery of the coil. For this reason, after that, it is necessary to draw out the other end lead portion along the coil end surface and guide it to the outer peripheral portion so that the one end and the other end lead portion can be sequentially connected, which is not always easy. In particular, when the coil wire is a flat wire, the drawing and connecting work is considerably difficult. There is also a problem that the other end lead portion is pulled out along the coil end face, and the coil space factor deteriorates due to the other end lead portion.
したがって、この発明は、コイル線が多層および多列をなすよう巻かれ、コイル線によって一端および他端リード部が形成される集中巻コイルにおいて、一端および他端リード部が容易に結線されるようにすること、およびコイル占積率ができるだけ高められるようにすることを目的としてなされたものである。
この出願にかかる発明は2つの発明である。その第1発明によれば、コイル線が多層および多列をなすよう巻かれ、コイル線によって一端および他端リード部が形成される集中巻コイルにおいて、一端および他端リード部がコイル外周部に形成される。 The invention according to this application is two inventions. According to the first invention, in the concentrated winding coil in which the coil wire is wound so as to form a multilayer and a multi-row, and the one end and the other end lead portion are formed by the coil wire, the one end and the other end lead portion are on the coil outer peripheral portion. It is formed.
好ましい実施例では、各列のうち、いくつかの列において、コイル線が1ターンずつ巻かれ、それが各層毎に繰り返され、コイル線が多層に巻かれ、これによっていくつかの列が形成され、コイル線によって一端リード部が形成される。さらに、他の列において、コイル線が多層に巻かれ、これによって他の列が形成され、コイル線によって他端リード部が形成される。 In the preferred embodiment, in some of the rows, the coil wires are wound one turn at a time, which is repeated for each layer, and the coil wires are wound in multiple layers, thereby forming several rows. The one end lead portion is formed by the coil wire. Further, in another row, the coil wire is wound in multiple layers, thereby forming another row, and the other end lead portion is formed by the coil wire.
さらに、好ましい実施例では、モータまたは発電機のステータコイルとしてこのコイルが使用される。そして、いくつかのコイルがステータコアと組み合わされ、各コイル間において、その一端および他端リード部が順次結線される。 Furthermore, in the preferred embodiment, this coil is used as a stator coil for a motor or generator. Several coils are combined with the stator core, and one end and the other end lead portion are sequentially connected between the coils.
さらに、好ましい実施例では、コイル線は平角線または角線である。 Further, in a preferred embodiment, the coil wire is a flat wire or a square wire.
第2発明によれば、コイル線が供給ボビンから供給され、補助ボビンに巻かれる。さらに、補助ボビンが巻枠のまわりを旋回し、巻枠が同方向に回転し、コイル線が供給ボビンから供給され、巻枠に巻かれる。さらに、巻枠が逆方向に回転するか、または補助ボビンが巻枠のまわりを旋回し、コイル線が補助ボビンから供給され、巻枠に巻かれる。したがって、一端および他端リード線がコイル外周部に形成される。 According to the second invention, the coil wire is supplied from the supply bobbin and wound around the auxiliary bobbin. Further, the auxiliary bobbin turns around the reel, the reel rotates in the same direction, and the coil wire is supplied from the supply bobbin and wound around the reel. Further, the reel rotates in the opposite direction, or the auxiliary bobbin turns around the reel, and the coil wire is supplied from the auxiliary bobbin and wound around the reel. Therefore, one end and other end lead wires are formed on the outer periphery of the coil.
好ましい実施例では、コイル線が供給ボビンから供給され、巻枠に巻かれるとき、供給ボビンと巻枠間において、コイル線がトラバースガイドに係合し、トラバースガイドが巻枠の軸方向に移動し、コイル線がいくつかの列に巻かれる。 In a preferred embodiment, when the coil wire is supplied from the supply bobbin and wound on the reel, the coil wire engages with the traverse guide between the supply bobbin and the reel, and the traverse guide moves in the axial direction of the reel. The coil wire is wound into several rows.
さらに、好ましい実施例では、コイル線が補助ボビンから供給され、巻枠に巻かれるとき、補助ボビンと巻枠間において、コイル線がトラバースガイドに係合し、トラバースガイドが巻枠の軸方向に移動し、コイル線がいくつかの列に巻かれる。 Further, in a preferred embodiment, when the coil wire is supplied from the auxiliary bobbin and wound on the winding frame, the coil wire is engaged with the traverse guide between the auxiliary bobbin and the winding frame, and the traverse guide is in the axial direction of the winding frame. The coil wire is wound into several rows.
さらに、いくつかの列において、コイル線が1ターンずつ巻かれ、それが各層毎に繰り返され、コイル線が多層に巻かれる。 Further, in some rows, the coil wire is wound one turn at a time, which is repeated for each layer, and the coil wire is wound in multiple layers.
以下、この発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図1はこの発明にかかる集中巻コイルを示す。このコイルでは、コイル線1が多層および多列をなすよう巻かれ、コイル線1によって一端および他端リード部2,3が形成される。さらに、このコイルでは、一端および他端リード部2,3がコイル外周部に形成されている。この実施例では、コイル線1が8列に巻かれており、一端リード部2は第5列の外周部に形成され、他端リード部3は最後列の外周部に形成されている。さらに、コイル線1は平角線であり、矩形状に巻かれている。平角線とは長方形断面のコイル線のことである。
FIG. 1 shows a concentrated winding coil according to the present invention. In this coil, the
さらに、このコイルでは、各列のうち、いくつかの列において、コイル線1が1ターンずつ巻かれ、それが各層毎に繰り返され、コイル線1が多層に巻かれ、これによっていくつかの列が形成され、コイル線1によって一端リード部2が形成されている。さらに、他の列において、コイル線1が多層に巻かれ、これによって他の列が形成され、コイル線1によって他端リード部3が形成されている。この実施例では、最前列から第5列において、コイル線1が1ターンずつ巻かれ、それが各層毎に繰り返され、コイル線1が多層に巻かれ、これによって最前列から第5列が形成され、コイル線1によって一端リード部2が形成されている。さらに、第6列から最後列において、コイル線1が1ターンずつ巻かれ、それが各層毎に繰り返され、コイル線1が多層に巻かれ、これによって第6列から最後列が形成され、コイル線1によって他端リード部3が形成されている。
Furthermore, in this coil, the
このコイルはモータのステータコイルであり、モータはハイブリッド車(HEV)、電気自動車(EV)または燃料電池自動車(FCV)のモータである。そして、図2および図3に示すように、いくつかのコイルがステータコア4と組み合わされ、各コイル間において、その一端および他端リード部2,3が順次結線される。
This coil is a stator coil of a motor, and the motor is a motor of a hybrid vehicle (HEV), an electric vehicle (EV) or a fuel cell vehicle (FCV). 2 and 3, several coils are combined with the
このコイルの場合、一端および他端リード部2,3がコイル外周部に形成されていることは前述したとおりである。したがって、それをコイル端面に沿って引き出し、外周部に導く必要はない。コイル端面に沿って引き出さなくても、いくつかのコイルをステータコア4と組み合わせ、各コイル間において、その一端および他端リード部2,3をそのまま結線すればよく、これを容易に結線することができる。さらに、コイル端面に沿って引き出されるリード部はなく、これによってコイル占積率を高めることができる。
In the case of this coil, one end and the other
なお、このコイルでは、コイル線1が多列に巻かれていることは前述したとおりであるが、その理由はモータの所要トルクおよび所要出力である。ハイブリッド車(HEV)、電気自動車(EV)または燃料電池自動車(FCV)のモータの場合、その所要トルクおよび所要出力は相当大きい。この関係上、ステータコイルにおいて、普通、コイル線1を5列から10列に巻くことが要求される。コイル線1をそれ以上の列に巻くことが要求されることもある。したがって、この実施例では、コイル線1が8列に巻かれているものである。
In this coil, the
図1のコイルの製造方法を説明すると、図4、図5および図6に示すように、まず、コイル線1が供給ボビン5から供給され、補助ボビン6に巻かれる。その後、補助ボビン6が回転しないよう保持され、巻枠7のまわりを旋回し、巻枠7が同方向に回転する。したがって、コイル線1によって供給ボビン5が回転し、コイル線1が供給ボビン5から供給され、巻枠7に巻かれる。その後、補助ボビン6が旋回しないよう保持され、巻枠7が逆方向に回転する。したがって、コイル線1によって補助ボビン6が回転し、コイル線1が補助ボビン6から供給され、巻枠7に巻かれる。
The coil manufacturing method of FIG. 1 will be described. First, as shown in FIGS. 4, 5, and 6, the
たとえば、供給ボビン5がホルダに支持され、モータがケーシング8に内蔵され、その回転軸9がケーシング8から突出し、巻枠7が回転軸9に取り付けられる。さらに、補助ボビン6がアームまたはフライホイール10に取り付けられ、アームまたはフライホイール10が回転軸9に連結され、支持される。
For example, the
そして、コイル線1が供給ボビン5から供給され、補助ボビン6に巻かれ、その後、電磁ブレーキなどの手段が補助ボビン6に作用し、補助ボビン6が回転しないよう保持される。さらに、モータによって回転軸9およびアームまたはフライホイール10が回転し、補助ボビン6が巻枠7のまわりを旋回し、巻枠7が同方向に回転する。たとえば、補助ボビン6が図4の時計方向に旋回し、巻枠7も図4の時計方向に回転する。したがって、コイル線1によって供給ボビン5が回転し、コイル線1が供給ボビン5から供給され、巻枠7に巻かれるものである。
Then, the
その後、クラッチなどの手段によってアームまたはフライホイール10と回転軸9が分離され、アームまたはフライホイール10が回転しないよう保持される。したがって、補助ボビン6が旋回しないよう保持されるものである。さらに、電磁ブレーキなどの手段が再度操作され、補助ボビン6は回転可能に支持される。そして、モータによって回転軸9が回転し、巻枠7が図4の反時計方向に回転する。したがって、コイル線1によって補助ボビン6が回転し、コイル線1が補助ボビン6から供給され、巻枠7に巻かれる。
Thereafter, the arm or
コイル線1は平角線である。巻枠7は通常のもので、その断面は矩形状である。したがって、コイル線1は矩形状に巻かれる。
The
さらに、コイル線1が供給ボビン5から供給され、巻枠7に巻かれるとき、供給ボビン5と巻枠7間において、コイル線1がトラバースガイド11に係合し、案内される。さらに、ねじ棒などの手段がトラバースガイド11に作用し、トラバースガイド11が巻枠7の軸方向に移動する。したがって、コイル線1がトラバースガイド11に案内され、いくつかの列に巻かれる。
Further, when the
たとえば、図7に示すように、まず、コイル線1がトラバースガイド11に案内され、第5列に巻かれ、それが1ターン巻かれたとき(1T)、ねじ棒などの手段によってトラバースガイド11が移動する。その方向は巻枠7の軸方向であり、距離はコイル線1の幅に対応する。したがって、コイル線1がトラバースガイド11に案内され、第4列に巻かれ、それが1ターン巻かれたとき(2T)、トラバースガイド11が再度移動する。したがって、コイル線1が第3列に巻かれ、それが1ターン巻かれたとき(3T)、トラバースガイド11が再度移動する。これが順次繰り返され、コイル線1が最前列に達し、最前列において、コイル線1が2ターン巻かれたとき(T5,T6)、トラバースガイド11が逆方向に移動する。したがって、コイル線1が第2列に巻かれ、それが1ターン巻かれたとき(T7)、トラバースガイド11が再度移動する。これが順次繰り返され、コイル線1が第5列に達し、第5列において、コイル線1が2ターン巻かれたとき(10T,11T)、トラバースガイド11が逆方向に移動する。以下、同様の工程が順次繰り返され、コイル線1が5列に巻かれ、多層に巻かれるものである。これによって最前列から第5列が形成される。
For example, as shown in FIG. 7, when the
したがって、この実施例では、いくつかの列において、コイル線1が1ターンずつ巻かれ、それが各層毎に繰り返され、コイル線1が多層に巻かれるものである。いくつかの列は最前列から第5列である。さらに、最前列から第5列において、その巻数が漸次増加し、コイル外周部が角錐状に形成される。巻数が最も少ないのは最前列であり、最も多いのは第5列である。
Therefore, in this embodiment, in several rows, the
そして、コイル線1が多層に巻かれ、第5列に達し、第5列において、それが1ターン巻かれたとき(50T)、モータが停止し、回転軸9、アームまたはフライホイール10、補助ボビン6および巻枠7も停止する。その後、供給コイル5と巻枠7間において、カッタによってコイル線1がカットされ、コイル線1によって一端リード部2が形成される。したがって、一端リード部2は第5列の外周部に形成される。さらに、たとえば、テープが一端リード部2に貼り付けられ、テープによって一端リード部2が保持される。
Then, when the
さらに、その後、コイル線1が補助ボビン6から供給され、巻枠7に巻かれるとき、補助ボビン6と巻枠7間において、コイル線1がトラバースガイド12に係合し、案内される。さらに、ねじ棒などの手段がトラバースガイド12に作用し、トラバースガイド12が巻枠7の軸方向に移動する。したがって、コイル線1がトラバースガイド12に案内され、いくつかの列に巻かれる。
Further, thereafter, when the
たとえば、まず、コイル線1がトラバースガイド12に案内され、第6列に巻かれる。第6列は前回の最初の列の隣接列である。したがって、コイル線1を的確に巻くことができる。そして、それが1ターン巻かれたとき(1t)、ねじ棒などの手段によってトラバースガイド12が移動する。その方向は巻枠7の軸方向であり、距離はコイル線1の幅に対応する。したがって、コイル線1がトラバースガイド12に案内され、第7列に巻かれ、それが1ターン巻かれたとき(t2)、トラバースガイド12が再度移動し、コイル線1が最後列に達する。さらに、最後列において、コイル線1が2ターン巻かれたとき(3t,4t)、トラバースガイド12が逆方向に移動する。したがって、コイル線1が第7列に巻かれ、それが1ターン巻かれたとき(5t)、トラバースガイド12が再度移動する。したがって、コイル線1が第6列に達し、第6列において、コイル線1が2ターン巻かれたとき(6t,7t)、トラバースガイド12が逆方向に移動する。以下、同様の工程が順次繰り返され、コイル線1が3列に巻かれ、多層に巻かれるものである。これによって第6列から最後列が形成される。
For example, first, the
したがって、この実施例では、いくつかの列において、コイル線1が1ターンずつ巻かれ、それが各層毎に繰り返され、コイル線1が多層に巻かれるものである。いくつかの列は第6列から最後列であり、その巻数は同一であり、第5列よりも多い。
Therefore, in this embodiment, in several rows, the
そして、コイル線1が多層に巻かれ、最後列に達し、最後列において、それが1ターン巻かれたとき(39t)、モータが停止し、巻枠7も停止する。その後、補助ボビン6と巻枠7間において、カッタによってコイル線1がカットされ、コイル線1によって他端リード部3が形成される。したがって、他端リード部3は最後列の外周部に形成される。
Then, the
したがって、コイル線1を多層および多列をなすよう巻くことができる。さらに、コイル線1によって一端および他端リード部2,3を形成し、それをコイル外周部に形成することができるものである。
Therefore, the
なお、この実施例では、コイル線1を補助ボビン6から供給し、巻枠7に巻くとき、巻枠7を逆方向に回転させるようにしたものを説明したが、必ずしもその必要はない。巻枠7を回転しないよう保持し、補助ボビン6を巻枠7のまわりに旋回させても、コイル線1を補助ボビン6から供給し、巻枠7に巻くことができる。
In this embodiment, although the
図8は他の実施例を示す。この実施例では、コイル線1が供給ボビン5から供給され、巻枠7に巻かれるとき、トラバースガイド11が巻枠7の軸方向に移動し、これによって最前列から第7列が形成される。そして、コイル線1が第6列に達し、第6列において、それが1ターン巻かれたとき(76T)、カッタによってコイル線1がカットされ、一端リード部2が形成される。したがって、一端リード部2は第6列の外周部に形成される。その後、コイル線1が補助ボビン6から供給され、巻枠7に巻かれ、これによって最後列が形成される。したがって、他端リード部3は最後列の外周部に形成される。この場合、トラバースガイド12を巻枠7の軸方向に移動させる必要はない。
FIG. 8 shows another embodiment. In this embodiment, when the
したがって、図7の実施例と同様、一端および他端リード部2,3が異なる列の外周部に形成される。いくつかの列において、コイル線1が多層に巻かれ、コイル線1によって一端リード部2が形成され、他の列において、コイル線1が多層に巻かれ、コイル線1によって他端リード部3が形成されることも図7の実施例と同様である。
Accordingly, as in the embodiment of FIG. 7, the one end and the other
図9に示すように、コイル線1に2条のものを使用し、これを多層および多列をなすよう巻くこともできる。さらに、コイル線1によって一端および他端リード部2,3を形成し、それをコイル外周部に形成することができる。そして、図10および図11に示すように、図9のコイルをステータコア4と組み合わせ、各コイル間において、その一端および他端リード部2,3を順次結線することができる。
As shown in FIG. 9, it is also possible to use two pieces of
図9のコイルを製造するには、供給ボビン5として一対のボビンを使用し、コイル線1を各ボビン5から供給し、各線1を互いに重ね合わせ、その状態で巻けばよい。補助ボビン6として一対のボビンを使用し、各線1を各ボビン6に巻いてもよい。その後、各線1を各ボビン6から供給し、互いに重ね合わせ、その状態で巻くようにすればよい。
To manufacture the coil of FIG. 9, a pair of bobbins are used as the
コイル線に3条またはそれ以上の条のものを使用し、これを多層および多列をなすよう巻くこともでき、コイル線によって一端および他端リード部を形成し、それを異なる列の外周部に形成することもできる。 It is possible to use three or more strips for the coil wire, which can be wound to form multiple layers and multiple rows. One end and the other end lead portion are formed by the coil wire, and the outer ends of different rows are formed. It can also be formed.
なお、図1および図9のコイルでは、コイル線1は平角線であり、それが多層に巻かれており、その積層方向はコイル線1の厚さ方向であるが、必ずしもその必要はない。コイル線1をその幅方向に積層し、多層に巻くことも可能である。
In the coils shown in FIGS. 1 and 9, the
コイル線は角線であってもよい。角線とは正方形断面のコイル線のことである。 The coil wire may be a square wire. A square line is a coil wire having a square cross section.
コイル線に丸線を使用してもよいが、モータのステータコイルの場合、コイル線に平角線または角線を使用すると、それによってコイル占積率を向上させることができ、好ましい。しかも、平角線または角線のコイル線であっても、一端および他端リード部をコア外周部に形成することができ、それをコイル端面に沿って引き出す必要はなく、容易に結線することができるのは前述したとおりである。 A round wire may be used as the coil wire. However, in the case of a stator coil of a motor, it is preferable to use a flat wire or a square wire as the coil wire, thereby improving the coil space factor. Moreover, even with a flat wire or a square coil wire, one end and the other end lead portion can be formed on the core outer peripheral portion, and it is not necessary to draw it out along the coil end surface, and it can be easily connected. What can be done is as described above.
さらに、前述した実施例では、モータのステータコイルとしてこのコイルを使用したものを説明したが、発電機のステータコイルとしてこのコイルを使用してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the use of this coil as the stator coil of the motor has been described. However, this coil may be used as the stator coil of the generator.
モータまたは発電機のロータコイルとしてこのコイルを使用し、いくつかのコイルをロータコアと組み合わせ、各コイル間において、その一端および他端リード部を結線することも考えられる。 It is also conceivable to use this coil as a rotor coil of a motor or a generator, combine several coils with a rotor core, and connect one end and the other end lead portion between each coil.
この他、変成器のコイルにおいて、最近、コイル線が多層および多列をなすよう巻かれることがある。したがって、そのコイルにこの発明を適用することも考えられる。 In addition, in a coil of a transformer, a coil wire may be recently wound so as to form a multilayer and a multi-row. Therefore, it is conceivable to apply the present invention to the coil.
ハイブリッド車(HEV)、電気自動車(EV)または燃料電池自動車(FCV)のモータの場合、そのステータコイルにおいて、普通、コイル線が5列から10列またはそれ以上の列に巻かれることは前述したとおりであるが、他のモータの場合、その種類によって仕様が異なり、コイル線を3列または4列に巻くこともあり、そのコイルにこの発明を適用することも考えられる。 In the case of a motor of a hybrid vehicle (HEV), an electric vehicle (EV) or a fuel cell vehicle (FCV), as described above, in the stator coil, the coil wire is usually wound from 5 rows to 10 rows or more. However, in the case of other motors, the specifications differ depending on the type of the motor, and the coil wire may be wound in three or four rows, and the present invention may be applied to the coil.
1 コイル線
2 一端リード部
3 他端リード部
4 ステータコア
5 供給ボビン
6 補助ボビン
7 巻枠
11,12 トラバースガイド
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記コイル線を供給ボビンから供給し、補助ボビンに巻く工程と、
前記補助ボビンを巻枠のまわりに旋回させ、前記巻枠を同方向に回転させ、前記コイル線を前記供給ボビンから供給し、前記巻枠に巻く工程と、
前記巻枠を逆方向に回転させるか、または前記補助ボビンを前記巻枠のまわりに旋回させ、前記コイル線を前記補助ボビンから供給し、前記巻枠に巻く工程とからなり、
前記一端および他端リード部をコイル外周部に形成することを特徴とする集中巻コイルの製造方法。 A method of manufacturing a concentrated winding coil in which coil wires are wound so as to form multiple layers and multiple rows, and one end and the other end lead portion are formed by the coil wires,
Supplying the coil wire from a supply bobbin and winding it on an auxiliary bobbin;
Turning the auxiliary bobbin around the reel, rotating the reel in the same direction, supplying the coil wire from the supply bobbin, and winding the reel on the reel;
Rotating the reel in the opposite direction, or turning the auxiliary bobbin around the reel, supplying the coil wire from the auxiliary bobbin, and winding the reel around the reel,
A method of manufacturing a concentrated winding coil, wherein the one end and the other end lead are formed on the outer periphery of the coil.
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