JP2008512980A - Rotating armature of electric starter motor partially impregnated and automobile starter equipped with this rotating armature - Google Patents
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Abstract
【課題】
前方導出線42に含浸を施さず前記前方導出線の熱交換面が増大する、電動スタータモータの回転アーマチュアを提供する。
【解決手段】
本発明の電動モータの回転アーマチュアは、導電体41の端部が集電器23のブレード45に溶接される溶接部44における後方導出線43から磁気回路39の中間位置に至る所定の軸方向の距離vにわたり、部分的に、含浸剤により含浸の施されたロータ巻線を備えている。本発明は、自動車用スタータに好適である。
【選択図】 図3【Task】
Provided is a rotary armature for an electric starter motor in which the front lead-out line is not impregnated and the heat exchange surface of the front lead-out line is increased.
[Solution]
The rotary armature of the electric motor of the present invention has a predetermined axial distance from the rear lead-out line 43 to the intermediate position of the magnetic circuit 39 in the welded portion 44 where the end portion of the conductor 41 is welded to the blade 45 of the current collector 23. v, partly with a rotor winding impregnated with an impregnant. The present invention is suitable for an automobile starter.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、磁気回路を半開ノッチにて支持する回転出力シャフト、集電器、およびスタータヘッドを備えるロータと、半開ノッチに収容され、磁気回路の両側に突出して、スタータヘッド側の前方導出線、および集電器側の後方導出線をなす導電体を有するロータ巻線とを備える電動スタータモータの回転アーマチュアに関する。 The present invention includes a rotary output shaft that supports a magnetic circuit with a half-open notch, a current collector, and a rotor including a starter head, a half-open notch, protruding on both sides of the magnetic circuit, and a front lead-out line on the starter head side, Further, the present invention relates to a rotary armature of an electric starter motor including a rotor winding having a conductor that forms a rear lead-out line on the current collector side.
公知技術によると、回転電気機器、特に自動車用内燃機関のスタータのアーマチュアの巻線に含まれる導線は、積層状の金属板を備える磁気回路のノッチにおいて、含浸ラッカーの作用により固定されている。含浸ラッカーは、積層状の金属板の前端および後端において、導線を互いに接着させ、ノッチにおいて、導線とそのハウジングとを接着させる。 According to the known technique, the conductors contained in the windings of the rotary electrical equipment, in particular the armature of the starter of the automotive internal combustion engine, are fixed by the action of the impregnating lacquer in the notch of the magnetic circuit comprising the laminated metal plates. In the impregnated lacquer, the conductive wires are bonded to each other at the front end and the rear end of the laminated metal plate, and the conductive wire and its housing are bonded at the notch.
特許文献1に記載のオルタネータ用のステータは、固定されているため、遠心力の影響を受けず、ノッチに収容されている導電部には、含浸が施されている。ノッチには、その軸長全体にわたって、含浸剤が埋められている。さらに、絶縁層が、ノッチに収容された導電体よりも導出線部分が薄くなるように形成されている。 Since the alternator stator described in Patent Document 1 is fixed, it is not affected by centrifugal force, and impregnation is performed on the conductive portion accommodated in the notch. The notch is filled with an impregnating agent over its entire axial length. Further, the insulating layer is formed so that the lead-out line portion is thinner than the conductor accommodated in the notch.
また、ノッチ内の導線の機械的強度を強化するために、別の固定手段が用いられる場合もある。スタータヘッド側の前方または集電器側の後方、またはその両者における導出線にフープ状のガラス繊維を使用することにより、もしくは下記特許文献2〜6に記載されているように、ノッチの入口を圧接し導電体を保持することにより、上記の強化が行われることもある。 In addition, another fixing means may be used to enhance the mechanical strength of the conductor in the notch. By using a hoop-shaped glass fiber for the lead wire on the front side of the starter head side or the back side of the current collector side, or both, or as described in Patent Documents 2 to 6 below, the inlet of the notch is pressed. However, the above-mentioned reinforcement may be performed by holding the conductor.
しかし、ここで次の2つの問題が挙げられる。1つ目の問題は、含浸ラッカーを塗布する方法には、多くの条件が必要であり、ラッカー、塗布および焼付け用の器具に必要な電力、複雑な保守作業に必要なコストがかさむことである。 However, here are the following two problems. The first problem is that the method of applying the impregnated lacquer requires a lot of conditions, which adds to the power required for the lacquer, the application and baking equipment, and the cost required for complex maintenance work. .
2つ目の問題は、前方導出線において、ラッカーが銅線の周囲をふさぐような形で粗面の隙間を埋めてしまうことである。これにより、銅線とその周囲の空気とが触れ合う熱交換面が小さくなり、過度に加熱されて、スタータの耐熱性が低くなるおそれが生じる。 The second problem is that in the front lead-out line, the gap between the rough surfaces is filled in such a way that the lacquer blocks the periphery of the copper wire. As a result, the heat exchange surface where the copper wire and the surrounding air come into contact with each other becomes small, and the heat resistance of the starter may be lowered due to excessive heating.
本発明の目的は、変速装置を内蔵することなしに、上述の問題を解決した、電動スタータモータの回転アーマチュアを提供することである。 An object of the present invention is to provide a rotary armature for an electric starter motor that solves the above-mentioned problems without incorporating a transmission.
本発明に係る電動スタータモータの回転アーマチュアは、導電体の端部が、集電器のブレードに溶接されている溶接部における後方導出線から、磁気回路の中間位置に至る軸方向のある距離にわたり、含浸剤により部分的に含浸されたロータ巻線を備えていることを特徴とする。これにより、前方導出線に含浸を施さず、その熱交換面は増大する。巻線の軸方向の含浸距離は、磁気回路の全長よりも短い。 The rotating armature of the electric starter motor according to the present invention has an end portion of the conductor over a certain distance in the axial direction from the rear lead-out line in the welded portion welded to the blade of the current collector to the intermediate position of the magnetic circuit. A rotor winding partially impregnated with an impregnating agent is provided. As a result, the front lead-out line is not impregnated and its heat exchange surface increases. The impregnation distance in the axial direction of the winding is shorter than the total length of the magnetic circuit.
含浸剤は、一般的にはラッカーであり、集電器側のアーマチュアの後方部にのみ塗布される。ラッカーを、スタータヘッド側の前方導出線に塗布しないため、導出後は、この部位において、周囲の空気により多く触れることとなり、熱試験によると、含浸の施された導出線を使用する場合と比較して、動力ロスが大幅に減ることが分かった。そのため、スタータの耐熱性が改善される。また、アーマチュアの回転時に、遠心分離時における耐性を損なうことなく、ラッカーの使用量を削減できるという利点が得られる。 The impregnating agent is generally lacquer and is applied only to the rear part of the armature on the current collector side. Since the lacquer is not applied to the front lead wire on the starter head side, after lead-out, the surrounding air will be touched more in this part. According to the thermal test, compared with the case where the lead wire impregnated is used. As a result, it was found that the power loss was greatly reduced. Therefore, the heat resistance of the starter is improved. Further, when the armature is rotated, there is an advantage that the amount of lacquer used can be reduced without impairing the resistance during centrifugation.
好適な実施形態によると、含浸の終点となる中間位置は、磁気回路をなす積層状の金属板の軸長の1/2〜2/3の個所である。導電体は、ノッチへの入口を狭めるために磁気回路を圧接することにより、活性化する固定手段によって、ノッチ内に保持される。 According to a preferred embodiment, the intermediate position that is the end point of impregnation is a point that is 1/2 to 2/3 of the axial length of the laminated metal plate that forms the magnetic circuit. The electrical conductor is held in the notch by fixing means that are activated by pressing the magnetic circuit to narrow the entrance to the notch.
本発明においては、上記以外に、次のような特徴が、単独または組み合わせて具備される。
−固定手段は、磁気回路の少なくとも1つの係止ポイントに形成される圧接用の突出部からなる。
−係止ポイントは、集電器側の磁気回路の後端から、軸方向に離れており、中間の係止ポイントは、含浸の施された後方導出線よりも、含浸の施されていない前方導出線の近くに位置している。
−回転アーマチュアを保護するため、弾力性のあるワッシャが設けられ、このワッシャは、カバーに当接し、ブラシハウジングを閉じ、振動を抑制する。
In the present invention, in addition to the above, the following features are provided singly or in combination.
The fixing means comprises a pressure contact protrusion formed at at least one locking point of the magnetic circuit;
The locking point is axially separated from the rear end of the current collector side magnetic circuit, the middle locking point being more impregnated forward than the impregnated rear lead line Located near the line.
-In order to protect the rotating armature, an elastic washer is provided, which abuts against the cover, closes the brush housing and suppresses vibrations.
スタータ10は、熱機関(ここでは自動車用)を始動させるためのものであり、図1に示すように、自動車の固定部に固定される支持体11を備えている。支持体11は、スタータヘッド15に含まれる管状スリーブ14を、同軸状に取り囲む、針状軸受け等の前方軸受け13を取付けるための突出部12を備えている。
The
スリーブ14の前端は、突出部12から突出するとともに、自動車の熱機関と連動し、これを始動させるスタートリング(図示せず)と係合する制御ピニオン16となっている。
A front end of the
スタータヘッド15のスリーブ14の後端は、ピニオン16とドライバ18との間に位置するフリーホイールに属するローラ17の内円周上に配置されている。
The rear end of the
ドライバ18は、スタータの電動モータMに含まれるロータ22の出力シャフト21と一体化した外部突出部20と係合する内部突出部19を備えている。突出部19、20は、相補的な螺旋形状を有する。
The
スタータヘッド15の反対側には、ロータ22のシャフト21が集電器23に、公知の方法で形成される。集電器23は、たとえば上記特許文献3に記載されているように軸型のものである。集電器23の導電性の軸ブレードを、放射状に作用するブラシ24がこする構造となっている。
On the opposite side of the
ブラシ24は、上記の目的にかなうよう、複数のバネの支持体となる構造を有する本体(図1では符号なし)を備えるブラシホルダ内のハウジングに取り付けられている。各バネは、ここでは放射状に、ブラシホルダ内のハウジングに取り付けられ、ブラシ24と連動して、集電器23の導電性ブレードの方向にブラシを動かす。
The
出力シャフト21の後端は、滑り軸受け等の後方軸受け25に回転可能に取り付けられ、カバー26のスリーブ状の中央部に保持されている。たとえば、上記特許文献4に記載された構成となっている。
The rear end of the
カバー26と支持部11との間に配置されたケーシング27には、ステータ28を載置することができる。ステータ28には、放射状の空隙を介して、ロータ22を同軸状に取り囲む誘導コイル28が設けられている。カバー26およびケーシング27は、タイロッド30によって、支持部11に接続されている。
A
より詳細に述べると、上記特許文献4に記載されているように、ステータは、電気コイル29のハウジング(図示せず)を画定するように切削された積層状の金属板を備えている。
More specifically, as described in Patent Document 4, the stator includes a laminated metal plate that is cut so as to define a housing (not shown) of the
ステータの積層状の金属板の両軸端面には、プラスチック製の受片(図1には符号なし)が形成されている。この受片は、コイル29の巻回に使用される。また、ブラシ24のハウジングを閉じるために、ワッシャ(符号なし)が使用される。
Plastic receiving pieces (not shown in FIG. 1) are formed on both axial end faces of the laminated metal plate of the stator. This receiving piece is used for winding the
こうしてハウジングは、ブラシホルダのプラスチック製の本体(符号なし)、およびこの本体上およびカバー26上の部分的な突起上にかかるワッシャによって画定されている。ブラシホルダの本体は、近接する受片に当接している。ワッシャは、弾力性があり、軸方向の振動を抑制するように構成されている。詳細は、上記特許文献4(特に図1)を参照されたい。このようにして、ワッシャは、ブラシおよび後述する回転アーマチュアを保護している。
The housing is thus defined by a plastic body (not numbered) of the brush holder and a washer over the body and a partial projection on the
支持部11は、電動モータMの上方に、モータと平行に配置されている電磁コンタクタCTに含まれるセル31を載置する働きもある。コンタクタCTは、公知の要領で、固定コア32と、少なくとも1つの励磁巻線33と、電動モータMに給電するための固定端子36、37と共働する可動コア34、および可動コンタクト35とを備えている。
The
また、フォーク型コントロールレバー38が、可動コア34に弾性的に接続されたロッドの軸上に枢動可能に取り付けられている。フォーク形の基底部は、スタータヘッド15のドライバ18内の環状の溝に取り付けられた2本のフィンガを備えている。
A fork-
ロータ22は、積層した金属板からなる磁気回路39を備えている。積層した金属板には、たとえばシャフト21の少なくとも1つの刻み付き部分を活用して圧入することにより、出力シャフト21上に金属板を軸方向に支持するために孔があけられている。各金属板は、その外周に、外向きの放射状に半開した複数のノッチ40を備えている。ノッチ40は、等角度間隔で配置され、金属板を位置決めした後に、軸方向の溝を形成する。
The
各ノッチ40には、ロータ22の磁気回路39を通るコイル状の導電体41が収容されている。この導電体41は、磁気回路39の両端において軸方向に突出し、それぞれ、スタータヘッド15側の前方導出線42および集電器23側の後方導出線43を構成している。前方導出線42は、導電体41の先端で形成されている。一方、後方導出線43は、集電器23の導電性ブレードに接続される導電体41の端部からなっている。
Each
導電体41を損傷しないように、導電体41とノッチ40を画定する面との間に、ノッチ絶縁膜を介在させることが好ましい。より詳細には、図4および図5に符号47で示す被覆物やエナメル等の電気絶縁膜が使用されている。この絶縁膜47は、銅等からなる導電体41を被覆している。
In order not to damage the
ノッチ絶縁膜は、磁気回路39、より詳細には、シャフト21と一体化したロータ22の本体を構成する積層状の金属板と一体に形成されていることが好ましい。
The notch insulating film is preferably formed integrally with the
図1〜図3において、ノッチ40ごとに、一連の重畳された導電体41が設けられて、備わり、ロータ巻線を形成している。一例として、1巻きごとに、4つの導電体41を設け、巻回作業において、ノッチ40内に重畳される。
1 to 3, a series of
巻線の断面は、最初は円形であるが、圧接パンチを備えた板状のツールによって圧縮した後は、図4および図5に明示されているように、押しつぶされた形状となる。その後、磁気回路39の積層状の金属板は、板状ツールの圧接パンチによって、特に、図2において、3つの例を示したような、1つ以上の係止ポイントA、B、Cにおいて、各導線に係止される。この係止は、たとえば上記特許文献2に記載の圧接方法によりおこなわれる。
The cross section of the winding is initially circular, but after being compressed by a plate-like tool with a pressure punch, it becomes a crushed shape, as clearly shown in FIGS. After that, the laminated metal plate of the
この方法によると、ノッチ40の上方で、金属板の一部を部分的に折り重ねることにより、ノッチへの入口を狭めて、導線が飛び出ることが機械的に防がれる。
According to this method, by partially folding a part of the metal plate above the
このように、周辺部の3つの係止ポイントA、B、Cにより、さらに重畳した導電体が互いに接触することによる接着と、導電体とノッチ40の内壁との接着とにより、ノッチ40内の導電体41の機械的強度が発揮される。
As described above, the three engagement points A, B, and C in the peripheral portion further cause adhesion within the
本発明において、ロータ巻線を部分的にラッカー含浸することにより、さらに補強される。図3では、アーマチュアのノッチ40内に塗布されたラッカーの量は減少しており、集電器23側のアーマチュアの後方にのみ、すなわち、集電器23の回転時に遠心力を受ける導線の機械的強度がより重要となる部分のみに、含浸が施されている。
In the present invention, the rotor windings are further reinforced by partial lacquer impregnation. In FIG. 3, the amount of lacquer applied in the
スタータヘッド15側の前方導出線42には、導出線の絶縁用被覆物を除き、ラッカーやその他の含浸剤は施されていない。導電体41のラッカー含浸部位は、導電体41の端の溶接部44から、集電器23の導電性ブレード45に至る軸方向の距離vに及んでいる。これは、磁気回路39の全長zのおよそ1/2〜2/3に相当する。集電器23のブレード45の活性領域uにも、含浸ラッカーは施されていない。
The front lead-
係止ポイントA、B、Cは、集電器側の磁気回路39の後端から、距離l1、l2、l3だけ、それぞれ離れている。中間の係止ポイントBは、ラッカー含浸が施されている後方導出線43よりも、含浸の施されていない前方導出線42の近くに位置している。
The locking points A, B, and C are separated from the rear end of the
前方導出線42にラッカーを塗布しないことにより、導電体41と、その周囲の空気とが触れ合う熱交換面が増大する。図4は、先行技術における含浸ラッカー46を施した導出線の熱交換面Sが、図5に示す含浸ラッカーを施していない導出線の熱交換面S’よりも小さいことを示している。いずれの場合も、各種導線間の電気的絶縁を図る絶縁被覆物47や、エナメル層による通常の方法で、導電体41を電気的に絶縁している。
By not applying the lacquer to the
このように、前方導出線42の熱交換面が増大することにより、スタータ内部の換気および耐熱性が改善し、電動モータMを製造する際に、ラッカーの使用量は節減され、その含浸装置を簡単な構造とすることができる。導出線42、43における導電体41を放射状に保持するためのフープを設ける必要はない。
Thus, the increase in the heat exchange surface of the front lead-
この部分的含浸は、いかなる種類の巻アーマチュアにも適用でき、上記特許文献5に記載されたヘアピン巻型にも同様に適用できる。また、熱機関を始動するいかなる種類のスタータにも適用できる。 This partial impregnation can be applied to any type of wound armature, and can also be applied to the hairpin winding described in Patent Document 5 above. It can also be applied to any kind of starter that starts a heat engine.
適用範囲には、軽自動車用から、重量物運搬車用に至るあらゆる種類のスタータが挙げられ、また、アーマチュア回転速度が遅いため、導線の遠心分離のおそれの少ない、変速装置を内蔵しないスタータが特に挙げられる。 The range of application includes all types of starters ranging from minicars to heavy-duty vehicles, and because of the low armature rotation speed, there is no starter with no built-in gearbox with little risk of centrifugal separation of conductors. Especially mentioned.
ブラシホルダの弾力性のあるワッシャは、軸方向の振動を抑制することにより、ラッカーが施されていない前方導出線を保護する働きがあることが明らかである。 It is clear that the elastic washer of the brush holder has the function of protecting the front lead-out line that is not lacquered by suppressing axial vibrations.
集電器23は、面型であり、ブラシは、軸方向に作用するものであってもよい。同様に、スタータヘッド15のピニオン16は、支持体11の内部に取り付けられていてもよい。
The
スタータヘッド15のピニオン16と、ドライバ18との間に位置するフリーホイールは、スタータヘッド15およびピニオン16の一方に含まれる摩擦凹面と、スタータヘッドおよびピニオンの他方に含まれる摩擦凸面とを備える摩擦クラッチのような構成であってもよい。
The free wheel located between the
変形例として、コンタクタCTを、電動モータMの後方に、その出力シャフト21の軸に対して垂直に取り付けてもよい。このとき、上記特許文献6に記載されているように、コントロールレバー38のフォーク形の先端部は、電動モータMと平行に延びる補助ロッドと、可動コア34に接続されたロッドと補助ロッドとの間で作動する戻り機構とに接続される。
As a modification, the contactor CT may be attached to the rear of the electric motor M and perpendicular to the axis of the
変形例におけるコンタクタは、電動モータの前方に取り付けられ、コンタクタの可動コアがスタータヘッドからなっているため、コントロールレバー38は不要となる。
The contactor in the modified example is attached in front of the electric motor, and the movable core of the contactor is a starter head, so that the
各ノッチに収容される導電体の数は、用途によって異なる。 The number of conductors accommodated in each notch varies depending on the application.
M スタータモータ
15 スタータヘッド
21 回転出力シャフト
22 ロータ
23 集電器
39 磁気回路
40 半開ノッチ
41 導電体
42 前方導出線
43 後方導出線
44 溶接部
45 ブレード
Claims (10)
半開ノッチ(40)内に収容され、前記磁気回路(39)の両側に突出して、前記スタータヘッド(15)側の前方導出線(42)および前記集電器(23)側の後方導出線(43)をなす導電体(41)を有するロータ巻線とを備える電動スタータモータ(M)の回転アーマチュアであって、
前記ロータ巻線は、前記導電体(41)の端部が、前記集電器(23)のブレード(45)に溶接されている溶接部(44)における後方導出線(43)から磁気回路(39)の中間位置に至る軸方向のある距離(v)にわたって、部分的に含浸剤により含浸を施されていることにより、前記前方導出線(42)には含浸を施さず、前記前方導出線の熱交換面を増大させていることを特徴とする回転アーマチュア。 A rotor (22) comprising a rotary output shaft (21) supporting a magnetic circuit (39) in a half-open notch (40), a current collector (23), and a starter head (15);
It is accommodated in a half-open notch (40), protrudes on both sides of the magnetic circuit (39), and extends to the front lead line (42) on the starter head (15) side and the rear lead line (43) on the current collector (23) side. A rotary armature of an electric starter motor (M) comprising a rotor winding having a conductor (41) forming
The rotor winding includes a magnetic circuit (39) from a rear lead-out line (43) in a welded part (44) in which an end of the conductor (41) is welded to a blade (45) of the current collector (23). ) Is partially impregnated with an impregnating agent over a certain distance (v) in the axial direction to the intermediate position, so that the front lead-out line (42) is not impregnated and the front lead-out line A rotating armature characterized by an increased heat exchange surface.
前記回転アーマチュアは、請求項1記載の構造を有するものである自動車用スタータ。 An automotive starter having an electric motor (M) having a rotary armature and controlled by a contactor (CT),
The said rotary armature is a starter for motor vehicles which has the structure of Claim 1.
前記ロータ(22)のシャフト(21)の後端は、カバー(26)の中央部に後方軸受けに回転可能に取り付けられ、弾力性のある前記ワッシャは、前記カバーに当接し、前記ブラシハウジングを閉じることにより、振動を抑制するようになっている請求項9記載の自動車用スタータ。 A brush holder having a body defining a housing for scrubbing the conductive blades of the current collector by a resilient washer;
The rear end of the shaft (21) of the rotor (22) is rotatably attached to the rear bearing at the center of the cover (26), and the elastic washer abuts against the cover, The automobile starter according to claim 9, wherein the starter is configured to suppress vibration by being closed.
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