JPH07114537B2 - 回転電気機器の界磁極および界磁極巻装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転電気機器の界磁極に関し、特に固定子を形
成する励磁コイルの多機種対応化並びに高占積化に言及
する。

〔従来の技術〕

第12図は従来の磁極用コイル装置である。本図の構成に
は円筒形のヨーク１と、ヨーク１の内側に設けられたポ
ールコア２と、ポールコア２に巻回されたコイル３と、
コイル３を巻回するノズル５とが含まれる。第13図は第
12図のコイル巻装時のノズル軌跡を示す図である。

この従来のコイル装置では、第12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13図に示す円筒
状のヨーク１の内周壁に固定されるポールコア２の周り
に銅線３を巻装する。

また別の従来技術として特開昭58−79446号に記載され
る界磁コイルの製造方法があった。この従来の方法では
平角導体を界磁コイルとして予め内周より外周に積層巻
回し、該界磁コイルによって界磁コイルの内周空間にポ
ールコアを挿入して組立てる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第12図の従来のコイル装置では、巻か
れた銅線３がポールコア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
2aの径外側に銅線３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）に限界が生じ、回転電
気機器の出力向上に対し障害となってきた。

また別の従来技術の界磁コイルの製造方法では、平角導
体を用いるので、整列度の障害はないが回転電気機器の
機種に応じて界磁コイルの導体抵抗を調整するため種々
の断面積の平角導体の界磁コイルを巻装する段取りが必
要となるという問題が生じる。

なぜなら、回転電気機器の用途が広がるにつれて、コイ
ルの起磁力だけ変化させて使用するケースが多くなり、
この場合にはコイルの起磁力に合せて、コイルの導体抵
抗を調整して銅損／使用コイルの量を抑制して、経済性
を向上する必要があるからである。

したがって本発明は上記問題点に鑑みて、コイルの高占
積巻装を図れかつ巻装コイルの導体抵抗の調整を容易に
する磁極用コイル装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記問題点を解決するために、回転電気機器の
界磁極において、コイルボビンに巻装されるコイルとし
て主コイルと、補助コイルとを有する。該主コイルは断
面形状が同一である複数本の導線を一列に多本平行線と
なるように接着したものである。該補助コイルは該主コ
イルに並列する、導線である。該主コイルおよび補助コ
イルが前記コイルボビンに多段に巻装される。

〔作 用〕

本発明の回転電気機器の界磁極によれば、主コイルによ
って複数本の導線が一列の多本平行線となるように接着
され、コイルボビンに直接巻装されるので線くずれ等が
なくなり整列巻装が可能になり高占積巻装を達成でき
る。さらに補助コイルにより断面丸形の導線が主コイル
に並列し、巻装されて回転電気機器の機種に応じてその
線径も変化可能なので導線の抵抗を容易に調整可能にな
った。なおこのようにして巻装されたコイルボビンはポ
ールコアに嵌合され、ヨークに固定される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明の第１の実施例に係る回転電気機器
の界磁極の部分断面図である。本図の構成を説明する前
に磁極用コイル装置の概略を説明する。第２図は第１図
の界磁極が構成する固定子概略断面図である。第１図は
磁路を形成する円筒状のヨーク１と、起磁力を発生する
コイル10と、該コイル10を収容するコイルボビン11と、
該コイルボビン11を有しかつ前記ヨーク１の内周壁1aに
90゜間隔で配置される４つのポールコア12であってその
周りに設けられる該コイルボビン11を介在してコイル10
が巻装されて磁界を生成するものを含む。第１図に戻
り、本図は、第２図に示されていない構成要素として、
ヨーク１の内周壁1aとポールコア12のポールコア接着面
12aとを締着して固定するビス20と、内周壁1aとポール
コア12のつば部12bとで挟持されるコイルボビン11内に
多段にわたって巻回されかつ横断面丸状の４本のコイル
が一列に接着される４本平行線からなる主コイル10aで
あって、該４本平行線10aの幅Ａがコイルボビン11の幅
Ｂの75％以上であるものと、該４本平行線10aに列設し
かつ横断面丸状で単一の補助コイル10bとを含む。な
お、４本平行線からなる主コイル10aについて、４本の
コイルが一列に接着するとしたが、これは説明を容易に
するためで、一般には４本以上の多数本であってもよ
い。

次にコイルボビンについて説明する。第３図はコイルボ
ビンの組立分解図である。本図に示すコイルボビン11は
ヨーク内周壁1aに沿って取付容易にするためさらには絶
縁防止のため樹脂製の弾性および絶縁性を有する材質か
らなり、ポールコア接着面12aを円筒状のヨーク内周壁1
aにビスで固定するため、ポールコア12を通す筒部内周
穴11aと、主コイル10aおよび補助コイル10bが巻装され
かつポールコアつば部12bとヨーク内周壁1aで挟持され
る横断面長円状の筒部11bとを包含する。第４図はコイ
ルボビンの詳細を示す図で、（ａ）が断面図、（ｂ）が
平面図、（ｃ）が斜視図である。本図の筒部11bには、
その両端にそれぞれ直角に張り出すフランジ11cおよび1
1dが巻装コイル10を固定すべく配設される。さらにこの
フランジ11cにはその一部を切り欠いて、コイル10の巻
始め線の逃し11eが形成される。このようにコイルボビ
ン11を構成することによって、単独にコイルボビン11に
コイル10を巻回した後に、これをポールコア12と共にヨ
ーク１に容易に取付けることが可能になる。

次にコイルについて説明する。第５図は主コイルと補助
コイルとの組合せを示す図である。本図の主コイル10a
は４本の平行な導線からなり、相互に接着部10cにより
一列に接着される。このように４本の平行線をコイルボ
ビン11に巻装することにより、線くずれ、いわゆる乱巻
きがなくなり、多段巻装が非常に安定して整列巻装が可
能になり高占積巻装を達成できる。コイルボビン11に主
コイル10aを巻回するときには主コイル10aに伴って単一
導線である補助コイル10bも巻回する。補助コイル10bは
その線径は図に示すように変化可能であり、主コイル10
aは回転電気機器の機種に応じて異なる線径の補助コイ
ルと組合せられる。この組合せにより、起磁力が大であ
ることを要請する機種では、巻数Ｎまたは励磁電流を大
きくすることが必要であるが、これに伴ない、導体の抵
抗が大となり、結果として銅損による発熱が大となるの
で、導体の径を大きくして導体の抵抗を小さくし、この
発熱を抑制することが可能になる。また起磁力が小であ
ることを要請する機種ではむやみに導体の径を大きくし
ておくと使用する銅量が大きくなり、不経済であるばか
りでなく、重量が大きくなるという不利益が生ずるの
で、上記の組合せによりこの不利益を除去するため導体
の径を容易に小さくできるようになる。

第６図は主コイルと補助コイルとの組合せの変形例を示
す図である。本図（ａ）に示すように主コイル10aの径d
₁よりも補助コイル10bの径d₂が大きくなりすぎる場合に
は補助コイル10bを本図（ｂ）に示すように１本から複
数本にする。主コイル10aの線径d₁より補助コイル10bの
線径d₂が大きくなると巻装における整列度が悪くなり高
占積化の阻害となるので、この場合には複数本にして巻
装の整列度を保障し、高占積化を図る。第６図（ｃ）の
ように主コイル10aにおいて線径d₁の４本平行線を、押
圧成型し丸形状の２面間の距離を補助コイルの線径d₃に
等しくしてコイル10aの導体抵抗を変化させることも可
能である。なお、第６図（ｄ）に示すように主コイル10
aは４本平行線の替わりに平角銅線10eを用いたもので
も、作用効果等は前記のものと同様である。

次にコイルボビン11に対するコイル10の巻装について説
明する。第７図はコイルボビンに対するコイルの巻回を
示す斜視図である。本図に示すようにコイルボビンの巻
装は、コイルボビン巻始め逃し11e部へコイル巻始め10c
を嵌込み後、図示しない機構によりコイルボビン11が回
転しコイルボビン長円状の筒部11bと平行に行われる。
主コイル（４本平行線）10aと補助コイル（単一線）10b
は巻装時にはガイド13に集合し、同時に巻装される。第
８図はコイル巻装されたコイルボビンの断面図である。
第８図のようにコイル巻装が必要巻数の巻回になったら
コイル10を切断し、巻終りは図示しないが、巻始め10c
は図示のようにコイルボビンフランジ11cと平行になる
ように折り曲げる。この折り曲げによって、いわゆる巻
始め線部10cはコイルボビンの逃し11eによってポールコ
ア12の内側面より内径側へはみ出さないようになる。

第９図はコイルが巻装されたコイルボビンの斜視図であ
る。第９図（ａ）のコイルボビン11は第５図（ａ），
（ｂ），（ｃ）および第６図（ｂ），（ｃ）に示すコイ
ル10の巻装によって得られたもので第９図（ｂ）のコイ
ルボビン11は第６図（ｄ）に示すコイル10の巻装によっ
て得られたものであり、それぞれのコイルの巻始め10
c、巻終り10dによって電源から電流の供給を受ける。

第10図は第９図の矢Ａにおけるコイル巻線のターミナル
を示す図である。本図に示すように、コイルの巻始め10
cおよび巻終り10dの異線径に合った形状のターミナル15
がコイル端末部と圧着接続し、線径変化に対応可能であ
る。このようにしてコイルボビン11に対するコイル10の
巻装によって、主コイル10aが一定幅で整列に並び接着
されているため、整列巻装が可能になることによって占
積率が向上し回転電気機器の高出力化並びに小形化が図
れる。さらに主コイル10aをそのままにして補助コイル1
0bの変更だけで導体抵抗を変化させることができ回転電
気機器の多種少量生産に対応可能となる。

第11図はコイルボビン用コイル巻装装置を示す図であ
る。本図は主コイル10aである多本平行線を送るための
オートリール21と、該オートリール20に主コイル10a約5
00kgが巻回されたフープ材21と、主コイル10aの歪取り
ローラ22と、主コイル10aのテンションローラ23と、異
なる線径の複数の単線10b−1,10b−2,10b−3,10b−４の
補助コイル10bがそれぞれ約100kg詰め込まれている線材
パック24を含む。このコイルボビン用コイル巻装装置に
よれば、前記のコイルボビンに対するコイルの巻装に対
応して多本平行線の主コイル10aと複数の単線の補助コ
イル10bとを隣接させて回転電気機器の機種に対して主
コイル10aを共通にし、補助コイル10bのみを変えれるの
で、製造される回転電気機器の機種の切換に対する導体
抵抗の素早い段取り変換が可能になる。またコイル巻装
装置を設置する面積も小さく、自動段取り対応も可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、断面形状が同一で
ある複数本の導線を一例に多本平行線となるように接着
した主コイルと、該主コイルに並列した銅線の補助コイ
ルを、コイルボビンに多段に巻装するようにしたのでコ
イルの整列度の向上による高占積巻装さらにはコイルの
導体抵抗調整の容易化による多種少量生産の向上という
効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る回転電気機器の界
磁極の部分断面図、 第２図は第１図の界磁界が構成する固定子概略断面図、 第３図はコイルボビンの組立、分解図、 第４図はコイルボビンの詳細を示す図、 第５図は主コイルと補助コイルとの組合せを示す図、 第６図は主コイルと補助コイルとの組合せの変形例を示
す図、 第７図はコイルボビンに対するコイル巻装を示す斜視
図、 第８図はコイルが巻装されたコイルボビンの断面図、 第９図はコイルが巻装されたコイルボビンの斜視図、 第10図は第９図の矢Ａにおけるコイル巻線のターミナル
を示す図、 第11図はコイルボビン用コイル巻装装置を示す図、 第12図は従来の磁極用コイル巻装装置を示す図、 第13図は第12図のコイル巻装時のノズル軌跡を示す図で
ある。 図において １……ヨーク、10……コイル、 10a……主コイル、10b……補助コイル、 11……コイルボビン、12……ポールコア。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状のヨークの内周壁に一定間隔に固定
   される複数のポールコアと、各該ポールコアにその外周
   で嵌合されるコイルボビンと、該コイルボビンに巻装さ
   れるコイルとを有する回転電気機器の界磁極において、 前記コイルは主コイルおよび補助コイルからなり、該主
   コイルが断面形状が同一である複数本の導線を一列に多
   本平行線となるように接着され、かつ補助コイルが前記
   コイルの導体抵抗を所定値にすべく、所定の断面積を有
   し、該主コイルに並列する導線からなって、前記コイル
   ボビンに多段に巻装されていることを特徴とする回転電
   気機器の界磁極。
2. 【請求項２】前記主コイルはその断面形状が丸形状から
   押圧成型されている請求項１に記載の回転電気機器の界
   磁極。
3. 【請求項３】前記主コイルが平角導線である請求項１記
   載の回転電気機器の界磁極。
4. 【請求項４】前記補助コイルは前記回転電気機器の機種
   に応じて、その断面積が変化している請求項１記載の回
   転電気機器の界磁極。
5. 【請求項５】前記補助コイルが複数本の導線からなる請
   求項１記載の回転電気機器の界磁極。
6. 【請求項６】前記コイルボビンはそのフランジが部分的
   に切断されている請求項１記載の回転電気機器の界磁
   極。
7. 【請求項７】多本平行線である主コイルを送り出すオー
   トリールと、該オートリールに隣接して、異なる線径の
   複数の補助コイルを有する複数の線材パックとを備え、
   主コイルとともに補助コイルを選択して送り出すことを
   特徴とする回転電気機器の界磁極巻装装置。