JP2008259371A - Rotary electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、エッジワイズ巻線を界磁コイルに用いた回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine using edgewise windings as field coils.
従来、巻線界磁式の直流モータを小型化するには、巻線(界磁コイル)の占積率を高めることが重要であり、図4(a)に示す様に、断面矩形状の平角線を幅方向(エッジワイズ方向)に巻いたエッジワイズ巻線を界磁コイル100に使用する場合は、断面円形の丸線を使用した界磁コイルと比較して占積率を向上させることが可能である(特許文献1参照)。
ところが、被膜付き平角線をエッジワイズ方向に巻線した界磁コイルでは、「界磁コイルの層数×被膜を含めた平角線の厚さ(=導体部の厚さ+2×被膜厚さ)」が径方向の巻線スペースとして必要となるため、被膜の厚さが占積率低下の要因となっている。
また、平角線を幅方向に巻いたエッジワイズ巻線は、平角線を厚さ方向に巻いたフラットワイズ巻線(図5参照)と比較して、コーナー部(曲げ部)の内周側の曲率と外周側の曲率との差が大きく、曲率の大きい内周側の方が曲率の小さい外周側より厚みが大きくなる(内周側の厚みd1>外周側の厚みd2)。
However, in the field coil in which the coated rectangular wire is wound in the edgewise direction, “the number of field coil layers × the thickness of the rectangular wire including the coating (= conductor portion thickness + 2 × film thickness)” Is necessary as a winding space in the radial direction, and the thickness of the coating is a factor in reducing the space factor.
In addition, the edgewise winding in which the flat wire is wound in the width direction is compared with the flatwise winding in which the flat wire is wound in the thickness direction (see FIG. 5). The difference between the curvature and the curvature on the outer peripheral side is larger, and the thickness on the inner peripheral side with the larger curvature is larger than the outer peripheral side with the smaller curvature (thickness d1 on the inner peripheral side> thickness d2 on the outer peripheral side).
このため、エッジワイズ巻線を界磁コイル100に使用する場合は、図4(b)に示す様に、厚みd1の大きいコーナー部の内周側に合わせて径方向の巻線スペースS(磁極の鍔部110とヨーク120との間に設けられるスペース)が決定されるため、これも占積率低下の要因となっている。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、エッジワイズ巻線を界磁コイルに使用した回転電機において、界磁コイルの占積率を改善することにある。
Therefore, when the edgewise winding is used for the
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is to improve the space factor of a field coil in a rotating electrical machine using an edgewise winding as a field coil.
(請求項1の発明)
本発明は、被膜付き平角線を幅方向に巻回したエッジワイズ巻線を界磁コイルに用いた回転電機であって、界磁コイルは、平角線の厚さ方向の被膜厚さが幅方向の被膜厚さより薄く設けられていることを特徴とする。
上記の構成によれば、平角線の厚さ方向の被膜厚さを幅方向の被膜厚さより薄くしたことにより、界磁コイルを配置するための径方向の巻線スペースを小さくできるので、その分、界磁コイルの占積率を向上させることができる。
(Invention of Claim 1)
The present invention relates to a rotating electric machine using an edgewise winding obtained by winding a coated rectangular wire in the width direction as a field coil, and the field coil has a thickness in the width direction of the flat wire. It is characterized by being provided thinner than the film thickness.
According to the above configuration, since the film thickness in the thickness direction of the rectangular wire is made thinner than the film thickness in the width direction, the radial winding space for arranging the field coil can be reduced. The space factor of the field coil can be improved.
(請求項2の発明)
請求項1に記載した回転電機において、界磁コイルは、コーナー部の内周側と外周側とが同一厚さに調整されていることを特徴とする。
この場合、径方向の巻線スペースを平角線の厚い側(コーナ部の内周側)に合わせて決定する必要がないので、界磁コイルの占積率を改善できる。
(Invention of Claim 2)
In the rotating electric machine according to claim 1, the field coil is characterized in that the inner peripheral side and the outer peripheral side of the corner portion are adjusted to have the same thickness.
In this case, it is not necessary to determine the radial winding space in accordance with the thick flat wire (inner peripheral side of the corner portion), so that the space factor of the field coil can be improved.
(請求項3の発明)
請求項1に記載した回転電機の製造方法であって、平角線の被膜は、導体部の表面に絶縁ワニスを塗布する塗布工程と、塗布された絶縁ワニスを焼き付ける焼付工程とを経て形成され、塗布工程では、平角線の幅方向の膜厚より、厚さ方向の膜厚の方が薄くなる様に、絶縁ワニスを塗布することを特徴とする。
上記の方法によれば、導体部の表面に絶縁ワニスを塗布する際に、導体部の幅方向より厚さ方向に絶縁ワニスの膜厚を薄く塗布することで、平角線の厚さ方向の被膜厚さを幅方向の被膜厚さより薄くできる。
(Invention of Claim 3)
The method of manufacturing a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the flat wire film is formed through an application step of applying an insulating varnish to the surface of the conductor portion and a baking step of baking the applied insulating varnish. In the coating step, the insulating varnish is applied so that the thickness in the thickness direction is thinner than the thickness in the width direction of the flat wire.
According to the above method, when the insulating varnish is applied to the surface of the conductor portion, the coating in the thickness direction of the rectangular wire is performed by applying the insulating varnish thinly in the thickness direction from the width direction of the conductor portion. The thickness can be made thinner than the film thickness in the width direction.
(請求項4の発明)
請求項1または2に記載した回転電機の製造方法であって、界磁コイルは、平角線を幅方向に所定数巻回した後、界磁コイル全体を層方向に圧縮することで、層方向のコイル厚さが所定の寸法に調整されることを特徴とする。
平角線を幅方向(エッジワイズ方向)に巻回して形成されるエッジワイズ巻線は、コーナー部の内周側と外周側とで曲率が大きく異なり、内周側の方が外周側より厚みが大きくなるため、占積率低下の要因となっている。
(Invention of Claim 4)
3. The method of manufacturing a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the field coil is wound in a layer direction by compressing the entire field coil in the layer direction after winding a rectangular wire a predetermined number of times in the width direction. The coil thickness is adjusted to a predetermined dimension.
Edgewise windings formed by winding a flat wire in the width direction (edgewise direction) have greatly different curvatures on the inner peripheral side and outer peripheral side of the corner, and the inner peripheral side is thicker than the outer peripheral side. Since it becomes large, it is a factor of lowering the space factor.
これに対し、本発明では、平角線を幅方向に所定数巻回した後、界磁コイル全体を層方向に圧縮することで、コーナー部の内周側と外周側とで厚みの差を無くすことができ、均一な厚さに調整できる。その結果、界磁コイルの占積率を向上させることができる。
また、界磁コイル全体を層方向に圧縮することで、厚さ方向の被膜厚さを薄くすることができ、占積率の向上につながる。
On the other hand, in the present invention, after the rectangular wire is wound a predetermined number of times in the width direction, the entire field coil is compressed in the layer direction, thereby eliminating the difference in thickness between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the corner portion. Can be adjusted to a uniform thickness. As a result, the space factor of the field coil can be improved.
Also, by compressing the entire field coil in the layer direction, the film thickness in the thickness direction can be reduced, leading to an improvement in the space factor.
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.
図1(a)はヨークASSYの展開図、同図(b)はA−A断面拡大図である。
本実施例の回転電機は、例えば、自動車用エンジンを始動するためのスタータモータに適用される。
スタータモータは、界磁に電磁石を用いた電磁石界磁式の直流電動機であり、図1(a)に示す様に、電磁石を構成するヨークASSYを備える。
ヨークASSYは、磁気回路を形成するヨーク1と、このヨーク1の内周に界磁コイル2を組み付けて固定される4個の磁極3とを有する。
FIG. 1A is a development view of the yoke ASSY, and FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA.
The rotating electrical machine of this embodiment is applied to, for example, a starter motor for starting an automobile engine.
The starter motor is an electromagnet field DC motor using an electromagnet as a field, and includes a yoke ASSY that constitutes an electromagnet, as shown in FIG.
The yoke ASSY includes a yoke 1 that forms a magnetic circuit, and four magnetic poles 3 that are fixed by assembling a
ヨーク1は、例えば、強磁性体である鉄板を円筒形状に丸めて形成される。
磁極3は、図1(b)に示す様に、界磁コイル2が嵌め合わされるボス部3aと、ヨーク1との間に界磁コイル2を保持するための鍔部3bとが設けられている。4個の磁極3は、ヨーク1の周方向に等間隔(90度ピッチ)に配置され、ボス部3aの中心部がヨーク1にかしめ固定されている。
界磁コイル2は、被膜付き平角線7(図3参照)を幅方向(エッジワイズ方向)に所定数巻回して形成されるエッジワイズ巻線が使用される。
4個の界磁コイル2は、2直列−2並列に接続されている。つまり、直列に接続された二個一組の界磁コイル2が二組設けられ、この二組が並列に接続されている。
The yoke 1 is formed, for example, by rolling an iron plate that is a ferromagnetic material into a cylindrical shape.
As shown in FIG. 1B, the magnetic pole 3 is provided with a
The
The four
直列に接続された二個一組の界磁コイル2は、図1(a)に示す様に、一方の界磁コイル2から引き出されたコイル端部2aが正極ブラシ4のリード線4aに接続され、他方の界磁コイル2から引き出されたコイル端部2bがモータリード板5に接続される。
モータリード板5は、図2に示す様に、ヨーク1とエンドフレーム(図示せず)との間に固定されるゴム製のグロメット6に保持されて、モータの外側に取り出された端部が図示しない電磁スイッチのモータ端子に接続されている。電磁スイッチは、モータの通電電流をオン/オフする働きを有する。
The pair of
As shown in FIG. 2, the
続いて、界磁コイル2の製造方法を図3を参照しながら説明する。
まず、二個一組の界磁コイル2を製造できるだけの長さを有する1本の被膜付き平角線7を準備する。この被膜付き平角線7は、例えば、矩形断面を有する平角銅線7a(被膜付き平角線7の導体部)の表面に電気絶縁性を有する被膜7b(絶縁ワニス)が塗布焼き付けしてある。続いて、同図(a)に示す様に、平角線7の両端部を巻芯8にセットする。巻芯8は、磁極3のボス部3aと同一形状に設けられている。
次に、巻芯8にセットされた平角線7の端部を図示しないクランプ装置により保持して、同図(b)〜(d)に示す様に、左右両側の巻芯8をそれぞれ回転させながら、巻芯8の周囲に平角線7を幅方向(エッジワイズ方向)に巻き取っていく。
Then, the manufacturing method of the
First, one coated
Next, the end of the
所定回数巻き取ることにより、連結部9によって接続された二個のエッジワイズ巻線(巻線部10と呼ぶ)が形成される。
続いて、同図(e)に示す様に、連結部9に折り曲げ用の治具11を当てて、この治具11を支点として図示矢印方向に二つの巻線部10を折り曲げる。同図(f)は、折り曲げ後の形状を示す。
この後、巻線部10の厚さを均一化するために、巻線部10をプレスで板厚方向(層方向)に圧縮する。
最後に、平面状に形成されている2個の巻線部10をヨーク1の内周形状に沿って配置できる様に、巻線部10と連結部9に曲率を付けるための押圧成形を行う。
By winding a predetermined number of times, two edgewise windings (referred to as a winding portion 10) connected by the connecting
Subsequently, as shown in FIG. 5E, a bending
Thereafter, in order to make the thickness of the winding
Finally, press forming is performed to give curvature to the winding
(実施例1の作用及び効果)
本実施例の界磁コイル2は、平角線7をエッジワイズ方向に巻いて形成される巻線部10をプレスで板厚方向に圧縮することにより、図1(b)に示す様に、平角線7の厚さ方向の被膜厚さt1を幅方向の被膜厚さt2より薄く形成することができる。
エッジワイズ巻線を用いた界磁コイル2では、「界磁コイル2の層数×被膜7bを含めた平角線7の厚さ(=平角銅線7aの厚さ+2×被膜厚さt1)」が径方向の巻線スペースとして必要となるため、平角線7の厚さ方向の被膜厚さt1を薄く形成することにより、界磁コイル2の占積率を向上させることができる。
(Operation and Effect of Example 1)
As shown in FIG. 1B, the
In the
また、エッジワイズ巻線では、コーナー部の内周側と外周側との曲率の違いにより、内周側の厚みの方が外周側の厚みより大きくなるが、上記の様に、平角線7をエッジワイズ方向に巻き取った後、巻線部10をプレスで厚さ方向に圧縮することにより、内周側の厚みと外周側の厚みとの差を無くすことができ、巻線部10を均一な厚さに調整できる。その結果、界磁コイル2が組み付けられる磁極3の鍔部3bとヨーク1との間に設けられる巻線スペースSを従来より小さくできるので、界磁コイル2の占積率向上に繋がる。
In the edgewise winding, the thickness of the inner peripheral side is larger than the thickness of the outer peripheral side due to the difference in curvature between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the corner portion. After winding in the edgewise direction, by compressing the winding
(変形例)
実施例1では、巻線部10(エッジワイズ巻線)をプレスで厚さ方向に圧縮することで、平角線7の厚さ方向の被膜厚さt1を幅方向の被膜厚さt2より薄く形成しているが、この変形例では、平角銅線7aの表面に被膜7bを形成する段階で厚さ方向の被膜厚さt1を幅方向の被膜厚さt2より薄く形成する方法を説明する。
平角線7の被膜7bは、平角銅線7aの表面に絶縁ワニスを塗布して焼き付けることにより形成されるが、絶縁ワニスを塗布する際に、平角線7の厚さ方向と幅方向とで被膜7bの厚さ(絶縁ワニスの厚さ)が調整される。つまり、絶縁ワニスは、平角線7の幅方向より厚さ方向の方が薄く塗布されて焼き付けされる。
(Modification)
In Example 1, the winding portion 10 (edgewise winding) is compressed in the thickness direction by a press, so that the thickness t1 of the
The
2 界磁コイル
7 被膜付き平角線
7a 平角銅線
7b 被膜
t1 平角線の厚さ方向の被膜厚さ
t2 平角線の幅方向の被膜厚さ
2
Claims (4)
前記界磁コイルは、前記平角線の厚さ方向の被膜厚さが幅方向の被膜厚さより薄く設けられていることを特徴とする回転電機。 A rotating electrical machine using an edgewise winding formed by winding a rectangular wire with a coating a predetermined number of times in the width direction as a field coil,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the field coil is provided with a film thickness in the thickness direction of the rectangular wire thinner than a film thickness in the width direction.
前記界磁コイルは、コーナー部の内周側と外周側とが同一厚さに調整されていることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the field coil is adjusted to have the same thickness on an inner peripheral side and an outer peripheral side of a corner portion.
前記平角線の被膜は、導体部の表面に絶縁ワニスを塗布する塗布工程と、塗布された絶縁ワニスを焼き付ける焼付工程とを経て形成され、
前記塗布工程では、前記平角線の幅方向の膜厚より、厚さ方向の膜厚の方が薄くなる様に、前記絶縁ワニスを塗布することを特徴とする回転電機の製造方法。 A method of manufacturing a rotating electrical machine according to claim 1,
The flat wire film is formed through an application step of applying an insulating varnish to the surface of the conductor portion and a baking step of baking the applied insulating varnish.
In the coating step, the insulating varnish is applied so that the thickness in the thickness direction is thinner than the thickness in the width direction of the rectangular wire.
前記界磁コイルは、前記平角線を幅方向に所定数巻回した後、前記界磁コイルの層方向に圧縮することで、層方向のコイル厚さが所定の寸法に調整されることを特徴とする回転電機の製造方法。 A method of manufacturing a rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
In the field coil, the coil thickness in the layer direction is adjusted to a predetermined dimension by compressing in the layer direction of the field coil after winding the rectangular wire in the width direction for a predetermined number of turns. A method of manufacturing a rotating electrical machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007100992A JP2008259371A (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Rotary electric machine |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010183662A (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Nidec Shibaura Corp | Stator and motor |
WO2014050164A1 (en) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | 三菱電機株式会社 | Electric machine |
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-
2007
- 2007-04-06 JP JP2007100992A patent/JP2008259371A/en active Pending
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