JP3519948B2 - 固定子用絶縁ボビン - Google Patents
固定子用絶縁ボビンInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/325—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for windings on salient poles, such as claw-shaped poles
Description
車、船外機、バギー車、水上バイク等のエンジンに電装
品として用いられる多極式磁石発電機の固定子用絶縁ボ
ビンに関するものである。
1号公報に示された従来の多極式磁石発電機の一部を断
面とする側面図である。また図13は多極式磁石発電機
の正面図である。また図14は従来の多極式磁石発電機
の固定子用絶縁ボビンを示す斜視図である。図12およ
び図13において、41はセンターピースで、中央に設
けられたテーパ部はエンジンのクランク軸に嵌着され
る。センターピース41のフランジ部42には、鉄板を
成形してなるフライホイール43が、リベット44によ
り固着されている。
磁石45および非磁性体による保持板46が固着されて
おり、磁石45は円周方向に、交互に異極性をなすよう
に着磁されている。磁石45の内側に、空隙を介して固
定子50が対向して固定されている。固定子50は次の
ように構成されている。
は、薄鉄板が複数枚積層されて作製され、放射状に伸び
た複数の突極部1bを有する。突極部1bには、図12
および図13に示されるように、発電コイル3が巻装さ
れ、それぞれ電気的に接続され発電回路が構成されてい
る。突極部1bの巻線部には、樹脂で作製された絶縁ボ
ビン52が嵌着されている。絶縁ボビン52は、固定子
鉄心1の積層方向に対して、両側から突極部1bを挟む
ように、第1のボビン53と第2のボビン54とに2個
に分割されている。
用絶縁ボビン他の例を示す一側のボビンの正面図であ
る。また図16はボビンの裏面図である。さらに図17
は1つの突極部1bに対応する部分の正面図およびこの
部分をボビンの内側から見た図、さらに図18は1つの
突極部1bに対応する部分の裏面図およびこの部分をボ
ビンの外側から見た図および側面から見た図である。一
方図19は図16および図17のXIX-XIX線に沿う矢視
断面図である。さらに図20は図16のXX-XX線に沿う
矢視断面図および一部拡大した断面図である。
ボビンは、同一形状の2個のボビンに分割されている。
以後一側の第1のボビン61について述べる。まず、ボ
ビン61は、概略円筒状のボビン内周壁61aを有して
いる。そしてさらにボビン内周壁61aから径方向に放
射状に突出する断面コ字型の突出部61bを有してい
る。突出部61bは、コア1の突極部1bの両側面に沿
って伸びる一対の側壁61c,61dを有している。突
出部61bの先端には、コア1のフランジ部に沿って広
がるつば61eが設けられている。
うに、突出部61bの一対の側壁61c,61dは、互
いに同じ高さとされている。したがって、突出部61b
の断面コ字型の開口縁は面一となっている。また、一対
の側壁61cは互いに平行面となるように構成されてい
る。
うに、突出部61bの側壁61c,61dの先端縁部
は、それぞれ直角の角部を有する矩形に成形されてい
る。
いては、第1のボビン61と、第1のボビン61と同形
の図示しない第2のボビンが設けられ、第1のボビン6
1と第2のボビンが、固定子鉄心1の突極部1bを積層
方向に対して上下方向から挟むように配設される。その
後、発電コイル3が巻装される。そして、絶縁ボビン
は、固定子鉄心1と発電コイル3との間を電気的に絶縁
する。
子用絶縁ボビンにおいては、まず、固定子鉄心1の突極
部1bを挿入する部分、すなわち突出部61bの断面コ
字型の縁部が同じ高さで面一とされているので、固定子
鉄心1が絶縁ボビンに挿入される際、位置決めが困難で
あり挿入されづらかった。また、縁部には面取りが施さ
れていなかったので、縁部の角が固定子鉄心1に当た
り、固定子鉄心1が絶縁ボビンに挿入される際、挿入さ
れづらかった。
1に示されるように成形後の熱収縮によって、突出部6
1bの側壁61c,61dが内側に円弧状に湾曲して変
形することがあった。さらに、従来の絶縁ボビンにおい
ては、図22に示されるように、突出部61bの開口側
が狭くなるように変形することがあった。そしてこのよ
うな変形が生じると、固定子鉄心1の挿入性が非常に悪
くなる。
変形を防止するため、ボビンの肉厚を大きくすると、コ
イル巻線スペースが減少し、その結果出力特性の低下を
招くことにつながる。また、ボビンの肉厚を大きくする
と、コイルの放熱性が悪くなり、発電コイル3の温度上
昇を招く。
をしてもボビンが固定子鉄心1に入るよう固定子鉄心1
とボビンとの隙間を大きく取るように設計すると、やは
りコイル巻線スペースが減少し、出力特性の低下を招く
こととなる。また、ボビンと固定子鉄心1が密着しない
ため、コイル巻線時、導線のテンションでボビンが破損
する可能性があり、さらに巻線時ボビンが動き巻乱れの
原因にもなる。
イル巻線後ワニスを含浸させてコイルを固定するが、ワ
ニス塗布時にコイル口出線の固定が行われていなかった
ので、ワニス塗布中にコイルが弛みコイルが浮いた状態
で固着され、耐振性に劣る状態となってしまった。
おいては、ガラス繊維を混入した樹脂が用いられるが、
従来は割れを防止するため、樹脂には靭性が高いナイロ
ン等が主に使われていた。しかし、ナイロンは、高温に
おいて絶縁特性が悪という問題があった。
ためになされたもので、固定子鉄心1の挿入性が良く、
かつ巻線スペースが減少することがない固定子用絶縁ボ
ビンを得ることを目的とする。
絶縁ボビンは、多極式磁石発電機の固定子に用いられ、
概略円筒状の鉄心本体および鉄心本体の外周部から放射
状に延設された複数個の突極部からなる固定子鉄心と突
極部に巻回された発電コイルとの間に配設され、固定子
鉄心と発電コイルとを絶縁する固定子用絶縁ボビンであ
って、固定子鉄心の中心軸方向に分割された第1のボビ
ンおよび第2のボビンからなり、第1のボビンおよび第
2のボビンは、鉄心本体の外周面に沿って設けられたボ
ビン内周壁と、各突極部に対応してボビン内周壁から径
方向に突出し、分割側に開口を有する断面略コ字型をな
し、突極部を覆うように設けられた突出部とをそれぞれ
有し一体に成形され、突出部の一対の側壁は、互いの縁
部が段差を有する様に中心軸方向の高さが異なり、ボビ
ン内周壁の突出部の開口側の周縁部は、隣り合う該突出
部の間において傾斜している。
間隔が広がるように、断面において屈曲している。
は、同一の形状をなす。
の角部に面取りが施されている。
し、一対の側壁は、先端部にフランジ部に沿って広がる
一対のつばを有し、さらにつばと概略同一平面上に設け
られ、突極部の開口と反対側にて、一対のつばを連結す
るように設けられた連結補強リブを有する。
周部には、つばおよび連結補強リブと概略直角をなす方
向に外周補強リブが設けられている。
側の周縁部には、発電コイルから延出された口出線を固
定するための切り欠きが設けられている。
は、ガラス繊維を混入したPETあるいはガラス繊維を
混入したPPSで作製されている。
係る多極式磁石発電機の固定子の正面図である。また図
2は図1のII-II線に沿う矢視断面図である。図1およ
び図2において、固定子鉄心1は、外周部に放射状に伸
びる18個の突極部1bを有している。突極部1bの先
端には、さらにフランジ部1cが設けられている。各々
の突極部1bには、PET(polyethylene terephthalat
e)製の固定子用絶縁ボビン2が配設れている。
に発電コイル3が巻装されている。発電コイル3は、突
極部1bに巻回された後、ワニスが含侵されて固定され
る。発電コイル3は、このようにして突極部1bに固定
された後、リードワイヤ4が接続される。リードワイヤ
4は、リードクランプ7およびリードクランプ固定用ネ
ジ8で固定される。発電コイル3とリードワイヤ4の接
続部は、保護チューブ5が被せられた後、ケーブルクラ
ンプ6で、発電コイル3に固定される。
図4は図3のIV-IV線に沿う矢視断面図である。固定子
鉄心1は、複数枚の薄板が積層されて作成され、概略円
筒状の鉄心本体1aと、鉄心本体1aの外周部から放射
状に延設された複数個の突極部1bを有する。突極部1
bは、鉄心本体1aの外周部に等間隔に18個が設けら
れている。
中心軸方向に分割された第1のボビンおよび第2のボビ
ンである一対のボビンから構成されている。そして、本
実施の形態においては、第1のボビンおよび第2のボビ
ンは、同じ形状とされている。図5は第1のボビン11
の正面図である。また図6は第1のボビン11の裏面図
である。さらに図7は1つの突極部1bに対応する部分
の正面図およびこの部分をボビンの内側から見た図、さ
らに図8は1つの突極部1bに対応する部分の裏面図お
よびこの部分をボビンの外側から見た図および側面から
見た図である。一方図9は図6および図7のIX-IX線に
沿う矢視断面図である。さらに図10は図6のX-X線に
沿う矢視断面図および一部拡大した断面図である。
11は、固定子鉄心1の鉄心本体1aの外周部に沿って
形成された概略円筒状のボビン内周壁11aを有してい
る。そしてさらにこのボビン内周壁11aの外周面から
径方向に放射状に突出する断面コ字型の突出部11bを
有している。突出部11bは、ボビン内周壁11aの円
周部に等間隔に設けられ、断面コ字型の開口を固定子鉄
心1の中心軸方向一側に向けて配設されている。突出部
11bは、固定子鉄心1の突極部1bの両側面に沿って
伸びる一対の側壁11c,11dを有している。突出部
11bの先端には、固定子鉄心1のフランジ部1cに沿
って広がる一対のつば11eが設けられている。
ように、ボビン内周壁11aの突出部11bの開口側と
反対側の周縁部には、各々の突出部11bに対応して全
周に渡って等間隔に切り欠き11fが設けられている。
この切り欠き11fは、発電コイル3の巻き始め部およ
び巻き終わり部から延出する口出線を固定する為の切り
欠きである。
に、突出部11bの一対の側壁11c,11dは、従来
と違い互いに異なる高さとされている。そして、互いの
縁部が段差Aを有する様にされている。これは、後で述
べるように固定子鉄心1の突極部1bが断面コ字型の突
出部11bに挿入される際、挿入されやすくするもので
ある。
いるように、一対の側壁11c,11dは、開口側であ
る縁部において互いの間隔が広がるように、断面が若干
くの字型に屈折されている。このくの字型の屈折は、従
来技術の図21にて述べた様に側壁11c,11dが内
側に円弧状に湾曲して変形することを防止する。そし
て、固定子鉄心1の突極部1bが突出部11bに挿入さ
れやすくするものである。
に、突出部11bの側壁11c,11dの上縁部の対向
する側の角部には、面取り11gが施されている。これ
も固定子鉄心1の突極部1bが断面コ字型の突出部11
bに挿入されやすくするものである。さらに、図10に
おいて良く示されいるように、一対の側壁11c,11
dが、互いに異なる高さとされているために、隣り合う
突出部11bの間のボビン内周壁11aの縁部には、傾
斜部11hが形成されている。この傾斜部11hも、固
定子鉄心1の突極部1bが突出部11bに挿入されやす
くするものである。
は、固定子鉄心1のフランジ部1cに沿って広がる一対
のつば11eを有しているが、本実施の形態において
は、さらにつば11eと概略同一平面上に設けられ、突
出部11bのの開口と反対側にて、一対のつば11eを
連結する連結補強リブ11iが設けられている。この連
結補強リブ11iは、従来技術の図22にて述べた突出
部11bの開口側が狭くなるように変形を防止すること
に効果があり、固定子鉄心1の挿入性を良くするもので
ある。
うに、一対のつば11eおよび連結補強リブ11iの外
周部には、つば11eおよび連結補強リブ11iと直角
をなす方向に外周補強リブ11jが設けられている。こ
の外周補強リブ11jは、つば11eおよび連結補強リ
ブ11iが、湾曲してしまう変形を防止し、固定子鉄心
1の挿入性を良くするものである。
1の突極部1bに接触する部分、すなわち断面コ字型の
突出部11b以外の部分は、固定子鉄心1の中心軸に対
して上下方向に所定の間隔を有するように逃げている。
これは、突出部11bが突極部1bに確実に密着するた
めである。
0.4mmであり、部分的には、0.3mmの部分もあ
る。そして、断面コ字型の突出部11bの幅は、突極部
1bの幅と同一寸法とされており、また長さは、突極部
1bより0.1mm短い長さとされている。
般にガラス繊維を混入した樹脂が用いられるが、従来は
割れを防止するため、樹脂には靭性が高いナイロン等が
主に使われていた。しかし、ナイロンは、上述のように
高温において絶縁特性が悪いという問題があった。これ
に対して、本実施の形態においては、樹脂のPET(pol
yethylene terephthalate)を使用されている。PET
は、従来、靭性が低いので用いられなかったが、本実施
の形態においては、ボビンの肉圧を従来より、はるかに
薄い0.4mmとしたため、フィルム効果により靭性が
発生し割れにくくなった。そして、PETは、高温にお
いても絶縁特性が良いので製品の信頼性が向上し、また
耐久性も向上する。
においては、第1のボビン11と、第1のボビン11と
同形の図示しない第2のボビンは、固定子鉄心1の突極
部1bを積層方向に対して上下方向から挟むように配設
される。そして、固定子鉄心1と発電コイル3との間を
電気的に絶縁する。この際、突出部11bの背の高い側
壁11cは、背の低い側壁11dに対向し、両者の縁部
は所定の微細な間隔を均一に開けるように突き合う。ま
た、傾斜部11hも互いに反対方向となるので、隙間が
大きく開いてしまうことはない。そして、側壁11c,
11dは、コイル巻線スペースが減少しないように、そ
の屈折の大きさは、0.1mmから0.4mmくらいと
されている。
においては、図11に示されるようにまず、背の高い側
壁11cの縁部に、固定子鉄心1の突極部1bが押し当
てられ位置決めされ、この状態から、ボビンを固定子鉄
心1の中心軸を中心に所定の方向に若干回転させると、
突出部11bの開口部が広がる。この状態で、突極部1
bが突出部11bに挿入されるので、非常にスムーズに
挿入される。そのため、挿入が非常に容易に短時間で行
われ、コストダウンをすることができる。
側壁11c,11dは、断面において屈折しているが、
この屈折においては湾曲であっても良い。すなわち、側
壁11c,11dが内側に円弧状に湾曲して変形するこ
とを防止できる形状であれば良く、屈折および湾曲を含
む屈曲であれば良い。屈折形状の方が、たとえば金型等
の製造がしやすく、また強度的に優れているが、射出成
形後の収縮の変形を防止する点においては、同様の効果
を得ることができる。
の側壁11c,11dは、互いの縁部が段差Aを有する
様に、互いに異なる高さとされている。そしてさらに、
隣り合う突出部11bの間のボビン内周壁11aの縁部
には、傾斜部11hが形成されている。そして、突出部
11bにおいては、さらに一対の側壁11c,11dの
縁部が傾斜するように、側壁11c,11dの先端部と
根元部の中心軸方向の高さが異なるものとされても良
い。すなわち、側壁11c,11dが先端に向かってし
だいに低くあるいは高くなるように傾斜を持っても良
い。このような形状とされることにより、固定子鉄心1
の挿入性は、さらに向上する。しかし、このように縁部
が、先端に向かって下がるあるいは上がるように傾斜を
持たせると、第1のボビンと第2のボビンを同一形状と
することができず。この部分を打ち消すように互いに反
対の形状としなくてはならないので、金型の作製費用が
かさむ欠点がある。
は、PETにて作製されているが、PPS(polyphenyle
nesulfide)でも同じ効果が得られる。
多極式磁石発電機の固定子に用いられ、概略円筒状の鉄
心本体および鉄心本体の外周部から放射状に延設された
複数個の突極部からなる固定子鉄心と突極部に巻回され
た発電コイルとの間に配設され、固定子鉄心と発電コイ
ルとを絶縁する固定子用絶縁ボビンであって、固定子鉄
心の中心軸方向に分割された第1のボビンおよび第2の
ボビンからなり、第1のボビンおよび第2のボビンは、
鉄心本体の外周面に沿って設けられたボビン内周壁と、
各突極部に対応してボビン内周壁から径方向に突出し、
分割側に開口を有する断面略コ字型をなし、突極部を覆
うように設けられた突出部とをそれぞれ有し一体に成形
され、突出部の一対の側壁は、互いの縁部が段差を有す
る様に中心軸方向の高さが異なる。そのため、固定子鉄
心が固定子用絶縁ボビンに挿入されやすく、挿入作業が
容易に短時間で行われ、コストダウンをすることができ
る。またコイル巻線スペースが減少することがない。
間隔が広がるように、断面において屈曲している。その
ため、固定子鉄心がさらに挿入されやすい。
縁部は、隣り合う突出部の間において傾斜している。そ
のため、固定子鉄心がさらに挿入されやすい。
に、先端部と根元部の中心軸方向の高さが異なる。その
ため、固定子鉄心がさらに挿入されやすい。
は、同一の形状をなす。そのため、金型等が1種類でよ
くコストダウンができる。
角部に面取りが施されている。そのため、固定子鉄心が
固定子用絶縁ボビンにさらに挿入されやすい。
し、一対の側壁は、先端部にフランジ部に沿って広がる
一対のつばを有し、さらにつばと概略同一平面上に設け
られ、突極部の開口と反対側にて、一対のつばを連結す
るように設けられた連結補強リブを有する。そのため、
射出成形後の収縮の変形を防止することができ、固定子
鉄心が固定子用絶縁ボビンにさらに挿入されやすい。
周部には、つばおよび連結補強リブと概略直角をなす方
向に外周補強リブが設けられている。そのため、射出成
形後の収縮の変形を防止することができ、固定子鉄心が
固定子用絶縁ボビンにさらに挿入されやすい。
は、突極部のコイル巻回部以外の部分に接触しないよう
に所定の間隔が設けられている。そのため、突出部が突
極部1に確実に密着し、コイル巻線スペースが減少する
ことがない。
側の周縁部には、発電コイルから延出された口出線を固
定するための切り欠きが設けられている。そのため、ワ
ニス塗布中にコイルが弛むことがなく、信頼性が向上す
る。
は、ガラス繊維を混入したPETあるいはガラス繊維を
混入したPPSで作製されている。そのため、高温にお
いても絶縁特性が良く製品の信頼性が向上し、また耐久
性も向上する。
正面図である。
る。
この部分をボビンの内側から見た図である。
この部分をボビンの外側から見た図および側面から見た
図である。
である。
拡大した断面図である。
る様子を示す図である。
る側面図である。
ビンを示す斜視図である。
ビン他の例を示す一側のボビンの正面図である。
びこの部分をボビンの内側から見た図である。
びこの部分をボビンの外側から見た図および側面から見
た図である。
に沿う矢視断面図である。
図および一部拡大した断面図である。
図である。
様子を示す図である。
フランジ部、2 固定子用絶縁ボビン、3 発電コイ
ル、11 第1のボビン(第2のボビン)、11a ボ
ビン内周壁、11b 突出部、11c,11d 側壁、
11e つば、11f 切り欠き、11h 傾斜部、1
1g 面取り、11i 連結補強リブ、11j 外周補
強リブ。
Claims (8)
- 【請求項1】 多極式磁石発電機の固定子に用いられ、
概略円筒状の鉄心本体および該鉄心本体の外周部から放
射状に延設された複数個の突極部からなる固定子鉄心と
該突極部に巻回された発電コイルとの間に配設され、該
固定子鉄心と該発電コイルとを絶縁する固定子用絶縁ボ
ビンであって、 上記固定子鉄心の中心軸方向に分割された第1のボビン
および第2のボビンからなり、 上記第1のボビンおよび第2のボビンは、 上記鉄心本体の外周面に沿って設けられたボビン内周壁
と、 上記各突極部に対応して上記ボビン内周壁から径方向に
突出し、上記分割側に開口を有する断面略コ字型をな
し、上記突極部を覆うように設けられた突出部とをそれ
ぞれ有し一体に成形され、 上記突出部の一対の側壁は、互いの縁部が段差を有する
様に中心軸方向の高さが異なり、 上記ボビン内周壁の突出部の開口側の周縁部は、隣り合
う該突出部の間において傾斜している ことを特徴とする
固定子用絶縁ボビン。 - 【請求項2】 上記一対の側壁は、上記縁部において互
いの間隔が広がるように、断面において屈曲しているこ
とを特徴とする請求項1記載の固定子用絶縁ボビン。 - 【請求項3】 上記第1のボビンおよび第2のボビン
は、同一の形状をなすことを特徴とする請求項1または
2のいずれか記載の固定子用絶縁ボビン。 - 【請求項4】 上記一対の側壁は、上縁部の対向する側
の角部に面取りが施されていることを特徴とする請求項
1乃至3のいずれか記載の固定子用絶縁ボビン。 - 【請求項5】 上記突極部は、先端部にフランジ部を有
し、 上記一対の側壁は、先端部に上記フランジ部に沿って広
がる一対のつばを有し、さらに上記つばと概略同一平面
上に設けられ、突極部の開口と反対側にて、該一対のつ
ばを連結するように設けられた連結補強リブを有するこ
とを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の固定子
用絶縁ボビン。 - 【請求項6】 上記一対のつばおよび上記連結補強リブ
の外周部には、該つばおよび連結補強リブと概略直角を
なす方向に外周補強リブが設けられていることを特徴と
する請求項1乃至5のいずれか記載の固定子用絶縁ボビ
ン。 - 【請求項7】 上記ボビン内周壁の突出部の開口と反対
側の周縁部には、発電コイルから延出された口出線を固
定するための切り欠きが設けられていることを特徴とす
る請求項1乃至6のいずれか記載の固定子用絶縁ボビ
ン。 - 【請求項8】 上記第1のボビンおよび第2のボビン
は、ガラス繊維を混入したPETあるいはガラス繊維を
混入したPPSで作製されていることを特徴とする請求
項1乃至7のいずれか記載の固定子用絶縁ボビン。
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