JP4888138B2

JP4888138B2 - 回転電機の界磁コイルの製造方法

Info

Publication number: JP4888138B2
Application number: JP2007021462A
Authority: JP
Inventors: 洋一長谷川; 友也今西
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP2008187868A

Description

本発明は、平角線をエッジワイズ方向に巻回して形成された界磁コイルを備える回転電機及び界磁コイルの製造方法に関する。

一般的に、巻線式直流モータでは、界磁コイルの巻き数を変更することにより、発生する磁束を増減してモータの発生トルクを調整する方法が知られている。
これは、直流モータの発生トルクＴが以下の（１）式で表され、磁束Φが界磁コイルに流れる電流×界磁コイルの巻き数に比例することからも容易に判る。
Ｔ＝ｋ×Φ×Ｉ……………………（１）
（但し、ｋ：係数、Φ：磁束、Ｉ：モータ電流）

ところで、直流モータの界磁コイルに平角線を使用する場合には、図３に示す様に、平角線をフラットワイズに巻く方法と、図４に示す様に、平角線をエッジワイズ方向に巻く方法とが知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。
なお、図３に示す界磁回路は、各磁極１００の周囲に巻線された４個の界磁コイル１１０がコネクターバー１２０を介して並列に接続されている。一方、図４に示す界磁回路は、４個の界磁コイル１１０が２直列−２並列に接続されている。つまり、渡り線１３０によって直列に接続された２個の界磁コイル１１０が２組設けられている。
特開２００６−２７１１２１号公報特公平４−４９３３６号公報

上記の様に、モータの発生トルクを調整するために界磁コイルの巻き数を変更する場合を考えると、例えば、平角線をフラットワイズに巻く方法では、１周毎に巻き数を変更することができる。また、図５に示す様に、０．５ターン分の巻き数調整を行うことも実際に行われている。
一方、平角線をエッジワイズに巻く方法では、上記の特許文献１及び特許文献２に示される様に、１周毎に巻き数を変更することは可能である。また、図５に示す方法を参考にして、０．５ターン分の巻き数調整を行うことも考えられる。

しかし、エッジワイズに巻回した界磁コイルを任意の巻き数に調整する（例えば、１／３ターン分、１／４ターン分等の巻き数調整を行う）ことは、上記の特許文献１、２にも開示されておらず、実際に行われた例もない。
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、平角線をエッジワイズ方向に巻回して形成される界磁コイルを任意の巻き数に調整できる回転電機を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、ヨークの内周に固定されて周方向に隣合う第１の磁極と第２の磁極とを有すると共に、第１の磁極に巻線された第１の界磁コイルと、第２の磁極に巻線された第２の界磁コイルとを有し、第１の界磁コイルと第２の界磁コイルは、１本の平角線を連続してエッジワイズ方向に巻回して形成されると共に、第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとの間を繋ぐ渡り線が設けられる、回転電機の界磁コイルの製造方法であって、第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとの間を繋ぐ渡り線の取り出し位置を決定する第１ステップと当該取り出し位置となるように前記界磁コイルを巻回する第２ステップとを含むことを特徴とする。
上記の製造方法によれば、渡り線の取り出し位置を変更することで、界磁コイルの巻き数を任意に調整できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載した回転電機の界磁コイルの製造方法において、第１ステップでは、渡り線の取り出し位置を、第１の界磁コイルから取り出される取り出し位置と、第２の界磁コイルから取り出される取り出し位置とが軸方向の反対側になるように決定することを特徴とする。
上記の製造方法によれば、渡り線の取り出し位置を軸方向に変更することで、界磁コイルの巻き数を任意に調整できる。

（請求項３の発明）
請求項１に記載した回転電機の界磁コイルの製造方法において、第１ステップでは、渡り線の取り出し位置を、第１の界磁コイルから取り出される取り出し位置と、第２の界磁コイルから取り出される取り出し位置とが軸方向の同位置になるように決定することを特徴とする。
上記の製造方法によれば、渡り線の取り出し位置を軸方向に変更することで、界磁コイルの巻き数を任意に調整できる。

（請求項４の発明）
本発明は、ヨークの内周に固定されて周方向に隣合う第１の磁極と第２の磁極とを有すると共に、第１の磁極に巻線された第１の界磁コイルと、第２の磁極に巻線された第２の界磁コイルとを有し、第１の界磁コイルと第２の界磁コイルは、１本の平角線を連続してエッジワイズ方向に巻回して形成されると共に、第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとの間を繋ぐ渡り線が設けられる、回転電機の界磁コイルの製造方法であって、第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとの間を繋ぐ渡り線の長さを決定する第１ステップと、当該長さとなるように界磁コイルを巻回する第２ステップとを含むことを特徴とする。
上記の製造方法によれば、渡り線の長さを変更することで、界磁コイルの巻き数を任意に調整できる。

（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れかの回転電機の界磁コイルの製造方法において、渡り線で繋がれた第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとを製造するにあたり、所定の長さを有する直線状の平角線を両側からそれぞれ巻芯の周囲に巻き取りながら製造することを特徴とする。
上記の製造方法により、渡り線で繋がれた第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとを所望の形状に製造できる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１（ａ）は界磁コイル３の展開図である。
本実施例の回転電機は、例えば、自動車用エンジンを始動するためのスタータモータであり、図１（ａ）に示す様に、４極の巻線界磁を備える。
巻線界磁は、磁気回路を形成する円筒形状のヨーク１と、このヨーク１の内周に固定される４個の磁極２と、各磁極２の周囲に巻線された４個の界磁コイル３とで構成され、この４個の界磁コイル３が、２直列−２並列に接続されている。
ここで、直列に接続される２個の界磁コイル３を第１の界磁コイル３ａ、第２の界磁コイル３ｂと呼ぶ。

第１の界磁コイル３ａと第２の界磁コイル３ｂは、所定の長さを有する１本の平角線を両側からそれぞれ巻芯（図示せず）の周囲にエッジワイズ方向に巻き取りながら製造される。この第１の界磁コイル３ａと第２の界磁コイル３ｂとを直列に接続して形成される直列回路は、一方の端末部（図１では第１の界磁コイル３ａの端部）が正極ブラシ４のリード線４ａ（ピグテール）に接続され、他方の端末部（図１では第２の界磁コイル３ｂの端部）がモータの内部に引き入れられたモータリード線５の端部に接続されている。なお、モータリード線５は、モータのヨーク１とエンドフレーム（図示せず）との間に固定されるグロメット６に保持されて、モータの外側に取り出された端部が電磁スイッチ（図示せず）のモータ端子に接続されている。

上記の第１の界磁コイル３ａと第２の界磁コイル３ｂは、両者の間を繋ぐ渡り線７の取り出し位置に応じて巻き数の調整が行われる。
例えば、図１に示す様に、渡り線７は、第１の界磁コイル３ａと第２の界磁コイル３ｂとの間を軸方向（図示上下方向）に延設されると共に、第１の界磁コイル３ａから取り出される渡り線７の取り出し位置と、第２の界磁コイル３ｂから取り出される渡り線７の取り出し位置とが軸方向の反対側に設定されている。この場合、特許文献１に示された構成（図４参照）と比較すると、第２の界磁コイル３ｂから取り出される渡り線７の取り出し位置が異なり、約０．５ターン分の巻き数調整が行われている。

つまり、図４に示した従来技術では、第２の界磁コイル（図示左から２番目の界磁コイル１１０）から取り出される渡り線１３０の取り出し位置を図示上側に設定しているので、図４（ｂ）に示す様に、磁極１００の周方向両側（図示左右両側）に配される平角線の層数が図示左側と右側とで同一（図４では４層）となっている。
これに対し、本実施例では、第２の界磁コイル３ｂから取り出される渡り線７の取り出し位置を図示下側に設定しているので、図１（ｂ）に示す様に、磁極２の周方向両側に配される平角線の層数が左側と右側とで異なり、渡り線７が取り出される左側の方が右側より１枚分少なくなっている。これにより、図４に示す従来技術と比較した場合に、第２の界磁コイル３ｂの巻き数が０．５ターン分だけ少なくなっている。

図２は界磁コイル３の展開図である。
この実施例２は、図２に示す様に、第１の界磁コイル３ａと第２の界磁コイル３ｂの両方共に、渡り線７の取り出し位置を軸方向の略中央部に設定した一例である。この場合、第１の界磁コイル３ａと第２の界磁コイル３ｂの巻き数をそれぞれ約１／４ターン分だけ調整できる。

（本発明の効果）
上記の実施例１及び実施例２に示した様に、第１の界磁コイル３ａと第２の界磁コイル３ｂとを直列に繋ぐ渡り線７の取り出し位置を変更することで、第１の界磁コイル３ａまたは第２の界磁コイル３ｂあるいは両方の界磁コイル３ａ、３ｂの巻き数を任意に調整できる。その結果、界磁コイル３に発生する磁束を増減してモータの発生トルクを調整できる。
また、本発明では、一つの界磁コイル３に対し、渡り線７の取り出し位置に応じて０．５ターン分までの巻き数調整が可能であるが、実施例１に記載した様に、２直列−２並列の界磁回路を有するモータでは、４並列相当で１ターン分の巻き数調整を容易にできる。

（ａ）界磁コイルの展開図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図である（実施例１）。（ａ）界磁コイルの展開図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図である（実施例２）。界磁コイル（フラットワイズ巻き）の展開図である（従来技術）。（ａ）界磁コイル（エッジワイズ巻き）の展開図、（ｂ）Ｃ−Ｃ断面図である（従来技術）。界磁コイル（フラットワイズ巻き）の展開図である（従来技術）。

符号の説明

１ヨーク
２磁極（第１の磁極、第２の磁極）
３界磁コイル
３ａ第１の界磁コイル
３ｂ第２の界磁コイル
７渡り線

Claims

ヨークの内周に固定されて周方向に隣合う第１の磁極と第２の磁極とを有すると共に、前記第１の磁極に巻線された第１の界磁コイルと、前記第２の磁極に巻線された第２の界磁コイルとを有し、前記第１の界磁コイルと前記第２の界磁コイルは、１本の平角線を連続してエッジワイズ方向に巻回して形成されると共に、前記第１の界磁コイルと前記第２の界磁コイルとの間を繋ぐ渡り線が設けられる、回転電機の界磁コイルの製造方法であって、
前記第１の界磁コイルと前記第２の界磁コイルとの間を繋ぐ渡り線の取り出し位置を決定する第１ステップと、
当該取り出し位置となるように前記界磁コイルを巻回する第２ステップとを含むことを特徴とする回転電機の界磁コイルの製造方法。
請求項１に記載した回転電機の界磁コイルの製造方法において、
前記第１ステップでは、前記渡り線の取り出し位置を、前記第１の界磁コイルから取り出される取り出し位置と、前記第２の界磁コイルから取り出される取り出し位置とが軸方向の反対側になるように決定することを特徴とする回転電機の界磁コイルの製造方法。
請求項１に記載した回転電機の界磁コイルの製造方法において、
前記第１ステップでは、前記渡り線の取り出し位置を、前記第１の界磁コイルから取り出される取り出し位置と、前記第２の界磁コイルから取り出される取り出し位置とが軸方向の同位置になるように決定することを特徴とする回転電機の界磁コイルの製造方法。
ヨークの内周に固定されて周方向に隣合う第１の磁極と第２の磁極とを有すると共に、前記第１の磁極に巻線された第１の界磁コイルと、前記第２の磁極に巻線された第２の界磁コイルとを有し、前記第１の界磁コイルと前記第２の界磁コイルは、１本の平角線を連続してエッジワイズ方向に巻回して形成されると共に、前記第１の界磁コイルと前記第２の界磁コイルとの間を繋ぐ渡り線が設けられる、回転電機の界磁コイルの製造方法であって、
前記第１の界磁コイルと前記第２の界磁コイルとの間を繋ぐ渡り線の長さを決定する第１ステップと、
当該長さとなるように前記界磁コイルを巻回する第２ステップとを含むことを特徴とする回転電機の界磁コイルの製造方法。
請求項１〜４に記載した何れかの回転電機の界磁コイルの製造方法において、
前記渡り線で繋がれた前記第１の界磁コイルと前記第２の界磁コイルとを製造するにあたり、所定の長さを有する直線状の平角線を両側からそれぞれ巻芯の周囲に巻き取りながら製造することを特徴とする回転電機の界磁コイルの製造方法。