JP2003088029A - 回転電気機器の電機子のインシュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】円滑にコアに装着することができ、コイルの絶
縁性を高めることができる回転電機機器の電機子のイン
シュレータを提供する。 【解決手段】 マグネットに対向して放射状に配設され
た複数の磁極歯からなるコアを有し、隣接する磁極歯間
にスロットが形成され、マグネットとの対向面で隣接す
る磁極歯間にスロット入口が開口し、磁極歯のコイルエ
ンド面及び両側面を覆うインシュレータ２７を介して磁
極歯にワイヤを巻回してコイルが形成され、インシュレ
ータ２７は、磁極歯に対応して放射状に形成されたコイ
ルエンド部２７ｂと、各コイルエンド部２７ｂの両側に
一体成形したスロット内壁面を覆う差込み部２７ｃとか
らなる回転電気機器の電機子のインシュレータにおい
て、差込み部２７ｃは、コイルエンド側を上辺としたと
き、下辺側にスロット入口側端部の差込み長さが短くな
るように傾斜した切欠き部６３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンのスタータ
モータ等の直流モータや発電機等の回転電気機器の電機
子（アーマチュア）のインシュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン始動用のスタータモータとして
バッテリーから電源供給される直流モータがエンジンに
備わる。このスタータモータは、円筒状ヨークの内面に
円周方向に複数に分割されたマグネットを固着してステ
ータを構成し、このマグネットに対向して配設したコイ
ルによりアーマチュア（ロータ）を構成し、このアーマ
チュアの回転軸をモータの出力軸としたものである。こ
のモータ出力軸に減速ギヤ及びオーバーランニングクラ
ッチ等を介してエンジンのクランク軸が連結され、スタ
ータモータの回転力によりエンジンを始動させる。

【０００３】マグネットは通常の磁石を形成するフェラ
イト系の磁性材料を着磁したものが用いられる。コイル
は、アーマチュアのコアを構成する放射状に配設された
複数の略Ｔ字状の磁極歯にワイヤ（通常φ０．９ｍｍ以
下の細線）を巻回して構成される。この場合、コアはイ
ンシュレータで覆われ、このインシュレータを介してワ
イヤが巻回される。インシュレータは例えば一定厚の絶
縁樹脂材料の成形体からなり、各磁極歯のコイルエンド
部及び側面部を覆って放射状のコアに嵌め込まれる。

【０００４】一方、フェライト系マグネットに代えて高
エネルギーのネオジム系マグネットを用いたスタータモ
ータが開発されている。このネオジム系マグネットを用
いることによりマグネット厚を薄くすることができ出力
向上が図られる。このような高エネルギーマグネットを
用いる場合、そのエネルギーに見合う電流を流すために
径が略１ｍｍ以上の太線ワイヤを用いてコイルが形成さ
れる。

【０００５】図１０は従来のインシュレータの上面図で
あり、図１１は図１０のインシュレータのＥ−Ｅ断面
図、図１２は図１０の下面図である。

【０００６】インシュレータ７１はロータ軸を通すため
の挿通孔７２が形成された中央のハブ部７１ａと、コア
を構成する各磁極歯のコイルエンド面を覆うコイルエン
ド部７１ｂと、磁極歯両側面を覆って保護するために各
磁極歯間のスロット内に差し込まれる差込み部７１ｃと
により構成される。隣接するコイルエンド部７１ｂ間に
はコアの各スロットに対応したスロット部７４が形成さ
れる。差込み部７１ｃはこのスロット部７４を覆う。す
なわち、差込み部７１ｃは、図１２からわかるように、
各スロット部７４を覆って外周側が開いた略Ｖ字又はＵ
字形状の薄い一定板厚（通常０．５ｍｍ以下）で放射状
に形成される。このような差込部７１ｃの高さ（差込み
深さ）はコアの長さの略半分に対応した一定高さでその
下辺７３が上辺側のコイルエンド部７１ｂと平行に揃え
られる。

【０００７】アーマチュアを組立てる場合、このインシ
ュレータ７１がコアの上下から装着される。この場合、
コアのスロットに対応した多数の差込み部７１ｃを各ス
ロットに合わせて同時に差込んでインシュレータ７１を
コアに嵌め込む。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転電機機器の電機子のインシュレータでは、各差
込み部７１ｃが同一高さに揃えられているため、インシ
ュレータ７１をコアに装着する際に全ての差込み部７１
ｃを各スロットに位置合わせして同時にスロット内に挿
入しなければならない。このため、挿入作業が手間取っ
ていた。この場合、薄い板厚の樹脂材の差込み部７１ｃ
は変形しやすく、一部の差込み部７１ｃがスロットの縁
に当たって円滑に差込むことができず挿入作業がさらに
やりにくくなっていた。

【０００９】また、下辺７３はコイルエンド部７１ｂと
平行に形成されるため、下辺７３の外周側端部は直角形
状となる。このため、コイルを形成する際ワイヤがスロ
ット入口に沿って移動したときに、この下辺７３端部に
ワイヤが引っ掛かって差込み部７１ｃがめくれてワイヤ
が円滑に巻かれない場合があった。特にスロット入口幅
一杯に近い太線ワイヤを用いた場合、ワイヤが差込み部
７１ｃの端部に接触して円滑な巻線動作の支障になるお
それが大きい。

【００１０】この場合、差込み部７１ｃの長さ（差込み
深さ）を長くすると、その下辺角部の可撓性が大きくな
って磁極歯の側面から離れやすくなり、ワイヤが引っ掛
かってめくれやすくなる。このため、差込み部７１ｃは
あまり長くできない。したがって、コアが長くなった場
合、上下からインシュレータを嵌め込んだときに、コア
の中間部をカバーすることができず充分な絶縁性を確保
することができなかった。

【００１１】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、円滑にコアに装着することができ、コイルの絶縁
性を高めることができる回転電機機器の電機子のインシ
ュレータの提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、マグネットに対向して放射状に配設さ
れた複数の磁極歯からなるコアを有し、隣接する磁極歯
間にスロットが形成され、前記マグネットとの対向面で
隣接する磁極歯間に前記スロット入口が開口し、前記磁
極歯のコイルエンド面及び両側面を覆うインシュレータ
を介して磁極歯にワイヤを巻回してコイルが形成され、
前記インシュレータは、前記磁極歯に対応して放射状に
形成されたコイルエンド部と、各コイルエンド部の両側
に一体成形したスロット内壁面を覆う差込み部とからな
る回転電気機器の電機子のインシュレータにおいて、前
記差込み部は、コイルエンド側を上辺としたとき、下辺
側にスロット入口側端部の差込み長さが短くなるように
傾斜した切欠き部を設けたことを特徴とする回転電気機
器の電機子のインシュレータを提供する。

【００１３】この構成によれば、コアの放射状スロット
にインシュレータを差込んで装着する場合、各スロット
に挿入される差込み部の下辺が傾斜しているため、差込
み方向側の端部がスロット内に入りやすくなり、複数の
スロットに対しインシュレータ各差込み部を同時に円滑
に差込むことができ、インシュレータの取付け作業性が
向上する。

【００１４】また、スロット入口側の端部の長さが短く
なって傾斜するため、ワイヤ巻き回しのときに、ワイヤ
がインシュレータ端部に引っ掛りにくくなり、差込み部
のめくれが生じない。したがって、差込み部全体として
差込み長さを長くすることができ、絶縁効果が向上す
る。

【００１５】好ましい構成例では、前記切欠き部は、下
辺のスロット入口側の角部に形成されたことを特徴とし
ている。

【００１６】この構成によれば、インシュレータ装着後
にワイヤをスロット入口からスロット内に供給して磁極
歯周りに巻回する場合に、スロット内に差込まれたイン
シュレータの差込み部のスロット入口側端部が傾斜して
切欠かれているため、ワイヤが差込み部の端部に引っ掛
りにくくなり、ワイヤが差込み部の下辺をスムースに通
過して差込み部がめくり上がることがなくなり、円滑な
コイル巻線作業ができる。これにより、前述のように、
差込み部全体として差込み長さを長くすることができ、
絶縁効果が向上する。

【００１７】好ましい構成例では、前記切欠き部は、下
辺のほぼ全体に渡って形成されたことを特徴としてい
る。

【００１８】この構成によれば、インシュレータの差込
み部の下辺が全体に渡って傾斜しているため、差込み側
の端部が鋭角となって、差込み部がスロット内に入りや
すくなり、コアへのインシュレータの挿入が容易にでき
取付け作業性が向上する。

【００１９】さらに好ましい構成例では、全体が傾斜し
た下辺のスロット入口側の角部にさらに切欠きを形成し
たことを特徴としている。

【００２０】この構成によれば、下辺全体が傾斜して切
欠かれることにより挿入性が向上してインシュレータが
差込みやすくなるとともに、下辺の角部がさらに大きな
角度で切欠かれるため、挿入後のワイヤ巻き回しの際に
差込み部のめくり上がりが防止され円滑なコイル巻回作
業ができる。

【００２１】さらに好ましい構成例では、前記回転電気
機器はエンジンのスタータモータであり、前記ワイヤの
径が約１ｍｍ以上であることを特徴としている。

【００２２】この構成によれば、自動二輪車等のエンジ
ンのスタータモータにおいて、電機子に磁界を付与する
マグネットとしてネオジウム系等の高エネルギーマグネ
ットを用いた場合、コイルのワイヤ径が太くなり、１ｍ
ｍ以上の太線が用いられる。このような太線ワイヤをス
ロット入口から供給して磁極歯周りに巻き回す場合、太
線ワイヤによりインシュレータの差込み部がめくり上が
りやすくなる。したがって、このような太線ワイヤを用
いた場合に本発明の巻線時のインシュレータめくり上が
り防止の効果が顕著になる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は本発明に係る自動二輪
車のスタータとして用いる直流モータの全体構成図、図
２はそのＡ−Ａ部の断面図、図３はＢ−Ｂ部の断面図で
ある。

【００２４】このスタータモータ１は、円筒状のヨーク
２とその内面に接合された４枚の円弧状断面のマグネッ
ト３からなるステータ４と、このステータ４内に装着さ
れたアーマチュア（ロータ）５とにより構成される。ア
ーマチュア５は、マグネット３に対面してロータ軸６に
装着されたコア７と、このコア７に隣接してロータ軸端
部に装着された整流子（コンミテータ）８とにより構成
される。コア７は、図２に示すように、複数の放射状の
磁極歯７ａからなり、各磁極歯７ａにコイル（不図示）
が巻回される。コア７は、図２に示す放射状の形状の薄
い鉄板材を多数枚積層して形成される。隣接する磁極歯
間にスロット４１が形成される。この例は１４スロット
のモータである。

【００２５】鉄板材の積層体であるコア７の各磁極歯７
ａは、その磁極面（マグネット３に対向する面）４０の
側縁が、図１に示すように、ロータ軸６と平行である。
隣接する磁極歯７ａの磁極面４０間にスロット入口４２
が開口する。

【００２６】整流子８は、磁極歯７ａに対応した枚数の
接触片８ａからなり、４個のブラシ２２，２３（図３）
が整流子８の外周側から接触する。各ブラシは、コイル
バネ１０により整流子８の接触片８ａ側に押圧される。

【００２７】円筒状ヨーク２の両側には、図の左側を覆
う前側カバー１１（図１）および図の右側を覆う後側カ
バー１２が装着され、ヨーク２とともに全体でモータケ
ース１３を形成する。すなわち、モータケース１３は、
ロータ（アーマチュア５）とこれに対向するステータ
（ヨーク２及びマグネット３）に対応した部分のケース
本体（ヨーク２）と、その前後両側を覆う前側カバー１
１及び後側カバー１２とにより構成される。後側カバー
１２にブラケット５０が設けられ、このブラケット５０
を介してスタータモータ１が車体フレーム（不図示）に
固定される。

【００２８】ロータ軸６は、前側カバー１１および後側
カバー１２にそれぞれベアリング１４を介して回転可能
に保持される。後側カバー１２には、車載バッテリ（不
図示）から正極側の電源を供給する正側ターミナル１５
が設けられる。正側ターミナル１５は、正極側のブラシ
２２（図３）に接続される。負極側（アース側）のブラ
シ２３（図３）はケーブル（または負側ターミナル及び
ブラケット５０）を介してアース（バッテリ負極）に接
続される。

【００２９】前側カバー１１には、エンジン側からモー
タケース１３内へのオイルの進入を防止するためのオイ
ルシール１７およびエンジン取付け部をシールするため
のＯ−リング１８が装着される。ロータ軸６のエンジン
側端部には、不図示のフライホイルのギヤに噛合ってク
ランク軸を回転駆動するためのギヤ１９が備わる。

【００３０】ロータ軸６端部の整流子８を覆う後側カバ
ー１２内に、円板状のブラシホルダ２１が固定される。
このブラシホルダ２１上の９０°の放射状角度の４ヵ所
の位置に、それぞれ１８０°対向して２つの正極ブラシ
２２および２つの負極（接地）ブラシ２３が固定され
る。各ブラシ２２，２３はコイルバネ１０により内側の
整流子８側に付勢される。正極ブラシ２２は正側ターミ
ナル１５に接続され、負極ブラシ２３は負極（接地）タ
ーミナル２４に接続される。本発明においては、コア７
の各磁極歯７ａは後述のインシュレータで覆われる。

【００３１】図４は本発明に係るインシュレータの上面
図であり、図５は図４のインシュレータのＤ−Ｄ断面
図、図６は図４の下面図である。本発明に係るインシュ
レータ２７はロータ軸の挿通孔６１が形成された中央の
ハブ部２７ａと、各磁極歯のコイルエンド面を覆うコイ
ルエンド部２７ｂと、磁極歯両側面を覆いスロット４１
（図２参照）内に差し込まれる差込み部２７ｃとにより
構成される。

【００３２】差込み部２７ｃは、図６に示すように各ス
ロット部６４を覆って外周側が開いた略Ｖ字又はＵ字形
状の薄い一定板厚（通常０．５ｍｍ以下）で放射状に形
成される。また、差込み部２７ｃは図５に示すように、
差込み側である下辺のスロット入口側の角部に切欠き６
３を有する。このため、コイルを形成する際ワイヤがス
ロット入口に沿って移動するときに、この下辺の外側端
部にワイヤが引っ掛かりにくくなる。したがって差込み
部２７ｃがめくれるおそれがなくなり、ワイヤを円滑に
巻回することができる。

【００３３】また、差込み部２７ｃのめくれが防止され
るため、差込み部２７ｃの差込方向長さを長くすること
ができるのでコイルの絶縁効果を向上させることができ
る。

【００３４】図７は本発明に係るインシュレータをコア
の上下両方向から被せたときの側面図である。インシュ
レータ２７は図に示すように、コア７の上下のコイルエ
ンド３２の両側からそれぞれ差込み部２７ｃをスロット
４１（図２）内に差込むことにより嵌め込まれる。この
状態でワイヤ（不図示）がインシュレータ２７の外側か
ら磁極歯７ａ周りに巻回される。

【００３５】図８は本発明に係るインシュレータの別の
例を示す概略図である。図示したように、差込み部２７
ｃの差込み側である下辺が上辺に対し内側から外側に向
けて差込み深さが短くなるように下辺全体が傾斜して形
成される。すなわち下辺全体に切欠き６５が形成され
る。これにより、インシュレータをコアに差込む時、各
差込部２７ｃの鋭角の根元部が先にスロットの奥部に位
置決めされ傾斜に沿って挿入されるため挿入動作が円滑
に行われ、取付作業性が向上する。

【００３６】図９は本発明に係るさらに別の例を示す概
略図である。図８と同様に、差込み部２７ｃの差込み側
である下辺が上辺に対し内側から外側に向けて差込み深
さが短くなるように傾斜して形成され（切欠き６５）、
さらにその下辺の外側端部の傾斜角度が内側の傾斜角度
に比べて急になるような切欠き６３を設ける。これによ
り、図８のインシュレータの例による容易な挿入効果に
加え、コイルを形成する際ワイヤがスロット入口に沿っ
て移動するときに、この下辺の外側端部にワイヤが引っ
掛かりにくくすることができる。したがって差込み部２
７ｃがめくれるおそれがなくなり、ワイヤを円滑に巻回
することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、コア
の放射状スロットにインシュレータを差込んで装着する
場合、各スロットに挿入される差込み部の下辺が傾斜し
ているため、差込み方向側の端部がスロット内に入りや
すくなり、複数のスロットに対しインシュレータ各差込
み部を同時に円滑に差込むことができ、インシュレータ
の取付け作業性が向上する。

【００３８】また、スロット入口側の端部の長さが短く
なって傾斜するため、ワイヤ巻き回しのときに、ワイヤ
がインシュレータ端部に引っ掛りにくくなり、差込み部
のめくれが生じない。したがって、差込み部全体として
差込み長さを長くすることができ、絶縁効果が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る自動二輪車のスタータとして用
いる直流モータの全体構成図。

【図２】 図１のＡ−Ａ部の断面図。

【図３】 図１のＢ−Ｂ部の断面図。

【図４】 本発明に係るインシュレータの上面図。

【図５】 図４のインシュレータのＤ−Ｄ断面図。

【図６】 図４の下面図。

【図７】 本発明に係るインシュレータをコアの上下両
方向から被せたときの側面図。

【図８】 本発明に係るインシュレータの別の例を示す
概略図。

【図９】 本発明に係るインシュレータのさらに別の例
を示す概略図

【図１０】 従来のインシュレータの上面図。

【図１１】 図１０のインシュレータのＥ−Ｅ断面図。

【図１２】 図１０の下面図。

【符号の説明】

１：スタータモータ、２：ヨーク、３：マグネット、
４：ステータ、５：アーマチュア、６：ロータ軸、７：
コア、７ａ：磁極歯、８：整流子、８ａ：接触片、１
０：コイルバネ、１１：前側カバー、１２：後側カバ
ー、１３：モータケース、１４：ベアリング、１５：正
側ターミナル、１７：オイルシール、１８：Ｏ−リン
グ、１９：ギヤ、２１：ブラシホルダ、２２：ブラシ、
２３：ブラシ、２４：負極ターミナル、２７：インシュ
レータ、２７ａ：ハブ部、２７ｂ：コイルエンド部、２
７ｃ：差込み部、３２：コイルエンド、４０：磁極面、
４１：スロット、４２：スロット入口、５０：ブラケッ
ト、６１：挿通孔、６３：切欠き、６４：スロット部、
６５：切欠き、７１：インシュレータ、７１ａ：ハブ
部、７１ｂ：コイルエンド部、７１ｃ：差込み部、７
２：挿通孔、７３：下辺、７４：スロット部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 尊司 静岡県周智郡森町森1450番地の６ 株式会 社モリック内 Ｆターム(参考） 5H604 AA05 BB01 BB03 BB07 BB08 BB14 CC02 CC05 CC16 DB01 PB04 QA03 QB13

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マグネットに対向して放射状に配設された
   複数の磁極歯からなるコアを有し、隣接する磁極歯間に
   スロットが形成され、前記マグネットとの対向面で隣接
   する磁極歯間に前記スロット入口が開口し、前記磁極歯
   のコイルエンド面及び両側面を覆うインシュレータを介
   して磁極歯にワイヤを巻回してコイルが形成され、前記
   インシュレータは、前記磁極歯に対応して放射状に形成
   されたコイルエンド部と、各コイルエンド部の両側に一
   体成形したスロット内壁面を覆う差込み部とからなる回
   転電気機器の電機子のインシュレータにおいて、 前記差込み部は、コイルエンド側を上辺としたとき、下
   辺側にスロット入口側端部の差込み長さが短くなるよう
   に傾斜した切欠き部を設けたことを特徴とする回転電気
   機器の電機子のインシュレータ。
2. 【請求項２】前記切欠き部は、下辺のスロット入口側の
   角部に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回
   転電気機器の電機子のインシュレータ。
3. 【請求項３】前記切欠き部は、下辺のほぼ全体に渡って
   形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転電気
   機器の電機子のインシュレータ。
4. 【請求項４】全体が傾斜した下辺のスロット入口側の角
   部にさらに切欠きを形成したことを特徴とする請求項３
   に記載の回転電気機器の電機子のインシュレータ。
5. 【請求項５】前記回転電気機器はエンジンのスタータモ
   ータであり、前記ワイヤの径は約１ｍｍ以上であること
   を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転電
   気機器の電機子のインシュレータ。