JP3508854B2 - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
- H02K3/51—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto applicable to rotors only
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
Description
下層コイルと上層コイルをスロット毎に上下二層に組付
けて構成される電機子を具備した回転電機に関する。
6号に開示された回転電機がある。この回転電機に使用
される電機子は、図5に示す様に、スロット100を有
する電機子鉄心110に対し、予め略コの字状に成形さ
れた下層コイル120と上層コイル130をスロット1
00毎に上下二層に組付けて構成される。また、上層コ
イル130の軸方向両側(コイルエンド部)の外周に
は、電機子の回転時に発生する遠心力によって上層コイ
ル130が外側へ拡がることを防止するための円筒体1
40が装着されている。
子は、円筒体140の装着によって遠心強度を向上する
ことはできるが、ブラシ粉の侵入により絶縁性が低下す
る問題がある。特に、図5に示す電機子では、上層コイ
ル130の一方の腕部131をセグメントとして整流子
を構成しているため、鉄心110とコイル120、13
0との間、あるいはコイル120、130間の隙間等の
絶縁を必要とする部位にブラシ150の摩耗粉(ブラシ
粉)が侵入する可能性がある。これに対し、円筒体を装
着した後、その外周から液状の樹脂を塗布し、コイル全
体を樹脂で覆うことにより、鉄心とコイルとの間、及び
コイル間の絶縁性を確保する技術が公知である。
いため、コストが高くなる。また、整流子部分にはみ出
た樹脂を取り除くために、ブラシ摺接面(上層コイルの
腕部端面)の切削工程、及び周方向に隣合うセグメント
間の溝を形成するアンダーカット工程が必要となる。特
に、セグメントの外形が曲線で構成されている場合は、
アンダーカット工程が複雑になり、コストの増大を招く
という問題があった。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、樹脂の使用量を低減し、且
つ樹脂の除去工程(切削加工やアンダーカット工程)を
廃止することにより、遠心強度及び絶縁性に優れた電機
子を低コストに実現できる回転電機を提供することにあ
る。
の間で、電機子鉄心の端面と絶縁体との間に形成される
空間に樹脂が充填され、且つコイルエンド部の外周を環
状に覆う円筒体が装着されている。この構成によれば、
前記空間を樹脂で埋めることにより、空間にブラシ粉が
侵入することを防止でき、電機子鉄心と下層コイル及び
上層コイルとの間の縁面距離を確保できる。また、樹脂
を充填する部位が空間に限定されるので、コイル全体を
樹脂で覆う場合と比較して樹脂の使用量を大幅に低減で
き、且つ不要な樹脂が殆ど生じないため、樹脂の除去工
程が不要である。また、上層コイルの腕部をセグメント
として整流子を構成していると、セグメント(上層コイ
ルの腕部)に摺接するブラシの摩耗粉が隣合うセグメン
ト間の隙間に溜まり易くなる。これに対し、本発明の電
機子は、電機子鉄心の端面と絶縁体との間に形成される
空間に樹脂を充填しているので、ブラシ粉(摩耗粉)が
前記空間に侵入することはなく、優れた絶縁性を確保で
きる。更に、コイルエンド部の外周に装着される円筒体
が絶縁体より軸方向へ突出していると、その円筒体が庇
となってブラシ粉が抜け難くなってしまう。これに対
し、本発明では、円筒体が絶縁体の表面より軸方向に突
出していないので、セグメント間の隙間に侵入したブラ
シ粉が外径方向へ抜け易くなる。その結果、セグメント
間の隙間にブラシ粉が溜まることを防止でき、電機子内
部へのブラシ粉の侵入による絶縁性低下の危険性を低減
できる。
機子において、円筒体は、樹脂によって固定されてい
る。この場合、前記空間に充填した樹脂の硬化と同時に
円筒体を固定することができるので、コイルエンド部か
らの円筒体の脱落を防止できる。
基づいて説明する。図1は樹脂が充填されている状態を
示す電機子の要部斜視図である。本実施例の回転電機1
は、例えば自動車のエンジンを始動するスタータの始動
用モータとして用いられるもので、図4に示す様に、ヨ
ーク2と固定磁極3により構成される界磁(固定子)、
本発明の電機子(回転子)4、及び電機子4に設けられ
る整流子(後述する)に摺接するブラシ5等より構成さ
れる。
び電機子コイル(後述する)等より構成される。回転軸
6は、両端が軸受8、9を介して回転自在に支持されて
いる。電機子鉄心7は、複数枚のコアプレート(図示し
ない)を積層して構成され、回転軸6の外周に圧入固定
されている。この電機子鉄心7には、各コアプレートの
外周部に形成される凹部同士が軸方向に連続すること
で、所定数(例えば25個)のスロット10が設けられ
ている。
ロット10毎に上下二層に組付けられる所定数の下層コ
イル11と上層コイル12から成り、両コイルの端部同
士を溶接等により順次結合して形成される。下層コイル
11は、スロット10の全長(電機子鉄心7の全長)よ
り若干長い直線状を有するコイル直線部(下層コイル直
線部11aと呼ぶ)と、この下層コイル直線部11aの
両端から略直角に折れ曲がって設けられる一組のコイル
腕部(下層コイル腕部11bと呼ぶ)を有し、下層コイ
ル直線部11aがスロット10内に絶縁紙(図示しな
い)を介して組み込まれ、両下層コイル腕部11bが電
機子鉄心7の軸方向両側に内側絶縁体13を介して配さ
れる。
aより長い直線状を有するコイル直線部(上層コイル直
線部12aと呼ぶ)と、この上層コイル直線部12aの
両端から略直角に折れ曲がって設けられる一組のコイル
腕部(上層コイル腕部12bと呼ぶ)を有し、上層コイ
ル直線部12aが、スロット10内で下層コイル直線部
11aの外側に絶縁紙(図示しない)を介して組み込ま
れ、両上層コイル腕部12bがそれぞれ下層コイル腕部
11bの外側に外側絶縁体14を介して配される。この
上層コイル12は、一方(図4の右側)の上層コイル腕
部12bをセグメントとして整流子を構成し、上層コイ
ル腕部12bの軸方向端面がブラシ摺接面を形成してい
る。
ット10に組み込まれた上層コイル直線部12aのう
ち、電機子鉄心7の端面より軸方向へ出ている部分をコ
イルエンド部12cと呼ぶ時に、周方向に隣合うコイル
エンド部12c同士の間で、電機子鉄心7の端面と外側
絶縁体14との間に形成される空間に液状の樹脂15が
充填され、且つコイルエンド部12cの外周に円筒体1
6(非磁性体)が装着されている。
脂15が硬化する前に装着され、樹脂15の硬化によっ
て固定される。また、図2(a)に示す様に、円筒体1
6の軸方向長さは、電機子鉄心7の端面から上層コイル
腕部12bと対向する外側絶縁体14の表面までの軸方
向長さと略等しく、且つ円筒体16が外側絶縁体14を
超えて軸方向に上層コイル腕部12bとオーバラップし
ない様に設けられている。
は、上層コイル腕部12bをセグメントとして整流子を
構成しているので、ブラシ5の摩耗粉(ブラシ粉)が電
機子4の絶縁を必要とする部位(特に電機子鉄心7と下
層コイル11及び上層コイル12との間)に侵入する可
能性がある。これに対し、周方向に隣合うコイルエンド
部12c同士の間で電機子鉄心7の端面と外側絶縁体1
4との間に形成される空間を樹脂15で埋めることで、
その空間にブラシ粉が侵入することを防止でき、電機子
鉄心7と下層コイル11及び上層コイル12との間の縁
面距離をかせぐことができる。
部12cの外周に円筒体16を装着すると、円筒体16
の内周面とコイルエンド部12cの外周面及び外側絶縁
体14の外周面との間に若干隙間が生じてしまうが、前
記空間に樹脂15を充填してから円筒体16を装着する
と、図3に示す様に、樹脂15の一部が前記隙間に流れ
込んで隙間を埋めることができる。以上の結果、ブラシ
粉が侵入しやすい空間や隙間を樹脂15で埋めることが
できるので、電機子鉄心7と下層コイル11及び上層コ
イル12との間の縁面距離をかせぐことができ、絶縁性
に優れた電機子4を提供できる。
に限定されるので、コイル全体を樹脂15で覆う場合と
比較して樹脂15の使用量を大幅に低減でき、低コスト
化を図ることができる。また、前記空間と上層コイル腕
部12bとの間に外側絶縁体14が配されているので、
空間に充填した樹脂15が整流子側へはみ出ることがな
く、隣接するセグメント間のアンダーカット工程を廃止
でき、低コスト化に寄与できる。なお、空間に充填され
た樹脂15が硬化する前に円筒体16を装着することに
より、樹脂15の硬化と同時に円筒体16を固定できる
ので、コイルエンド部12cからの円筒体16の脱落を
防止できる効果もある。
体16を装着することで遠心力による上層コイル12の
拡がりを防止できるので、遠心力に対する強度を確保で
き、高速回転化にも対応可能である。また、円筒体16
の装着によって上層コイル12の動きが規制されるの
で、整流子を構成する各セグメント(上層コイル腕部1
2b)の位置精度を確保でき、長寿命に対応できる電機
子4を提供できる。
を装着する際、図2(b)に示す様に、円筒体16が外
側絶縁体14より軸方向へ突出していると、その円筒体
16が庇となって、周方向に隣合うセグメント間の隙間
に侵入したブラシ粉が抜け難くなり、ブラシ粉が溜まり
易くなる。これに対し、本実施例の電機子4は、図2
(a)に示す様に、円筒体16が外側絶縁体14を超え
て軸方向に上層コイル腕部12bとオーバラップしない
様に設けられている。この構成によれば、隣合うセグメ
ント間の隙間にブラシ粉が侵入しても、そのまま外径方
向へ抜け出ることができるので、セグメント間にブラシ
粉が溜まることを防止でき、電機子内部へのブラシ粉の
侵入による絶縁性低下の危険性を回避できる。
斜視図である。
面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】所定数のスロットを有する電機子鉄心と、 この電機子鉄心に対し前記スロット毎に上下二層に組付
けられる所定数の下層コイルと上層コイルとを有し、両
コイルの端部同士を順次結合して形成される電機子コイ
ルと、 前記電機子鉄心の端面より軸方向の外側に設けられる前
記下層コイルの腕部と上層コイルの腕部との間に挟まれ
て両者間を絶縁する絶縁体とを備え、 前記上層コイルの腕部をセグメントとして整流子を構成
する 電機子において、 前記スロットに組み込まれる前記上層コイルの直線部の
うち、前記電機子鉄心の端面より軸方向へ出ている部分
をコイルエンド部と呼ぶ時に、 周方向に隣合う前記コイルエンド部同士の間で、前記電
機子鉄心の端面と前記絶縁体との間に形成される空間に
樹脂が充填され、且つ前記コイルエンド部の外周を環状
に覆う円筒体が装着され、この円筒体が、前記上層コイ
ルの腕部と対向している前記絶縁体の表面より軸方向に
突出していないことを特徴とする回転電機。 - 【請求項2】請求項1に記載した電機子において、 前記円筒体は、前記樹脂によって固定されていることを
特徴とする回転電機。
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