JP4910742B2 - 回転電機及び界磁コイルの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図5(a)に示す様に、1本の平角線100の両端部をそれぞれクランプして巻芯110にセットする。
続いて、同図(b)〜(d)に示す様に、巻芯110を回転させながら、その巻芯110の周囲に平角線100をエッジワイズ方向に巻き取っていく。
所定回数巻き取ることにより、同図(e)に示す様に、渡り線部120で連結された2個の巻線部130が形成される。さらに、同図(f)に示す様に、2個の巻線部130を渡り線部120で折り返すことにより、2個のエッジワイズ巻線140が連続した状態で出来上がる。
また、渡り線部120によって連結された二つの巻線部130は、電気回路として直列に接続されるため、直流モータでは同じ値の電流が流れる。従って、二つの巻線部130で巻き数が異なると、それぞれのポールコアで発生する磁束にアンバランスが生じるため、出力性能にばらつきを生じると共に、整流が悪化する問題があった。
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、エッジワイズ巻線を界磁コイルに使用した回転電機において、各磁極に発生する磁束のアンバランスを抑制できると共に、占積率の高い界磁コイルを提供することにある。
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る界磁コイルと、この界磁コイルが嵌め合わされるボス部、およびヨークとの間に界磁コイルを保持する鍔部を備え、界磁コイルを組み付けてヨークの内周に固定される磁極とを有し、周方向に隣合う二つの界磁コイル同士が渡り線部を介して直列に接続されている回転電機であって、渡り線部によって直列に接続された二つの界磁コイルのうち、一方の界磁コイルは、磁極のボス部に嵌め合わされる環状の巻線部と、この巻線部から引き出されて渡り線部と交差するコイル端部とを有し、このコイル端部と渡り線部とが交差する部位が、巻線部および磁極の鍔部と重なることなく、巻線部および磁極の鍔部から離隔した位置に設定されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、巻線部の周方向で渡り線部とコイル端部との間に平角線が1層分少ない領域が形成されるので、その領域を利用して平角線に1層分の段差を設けることにより、磁極の鍔部とヨークとの間に無駄な隙間を生じることなく、巻線部の層数を磁極の全周で略同じにできる。その結果、高い占積率を確保でき、延いては体格の小型化が可能となる。
請求項1に記載した回転電機において界磁コイルを製造する方法であって、渡り線部を介して接続された二つの巻線部が平面状に展開された状態から、ヨークの内周形状に沿った曲率を付けるための押圧成形を行い、この押圧成形によって平角線に段差を形成することを特徴とする。
上記の方法によれば、平角線に段差を形成するための工程を新たに設ける必要はない。
つまり、界磁コイルに曲率を付ける工程と、平角線に段差を形成する工程とを、押圧成形によって同時に行うことができる。このため、製造工程が増えることはなく、平角線に段差を有する界磁コイルを容易に製造できる。
なお、図面を参照しながら説明する以下の実施例1、2は、次のような関係にある。つまり、実施例1は本発明が適用されていない参考例を示すのに対し、実施例2は本発明が適用された例を示すものである。
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)及び図2に示すヨークASSYを備える。
ヨークASSYは、磁気回路を形成するヨーク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に組み付けられる4個の界磁コイル3(3A、3B)とで構成される。
ヨーク1は、強磁性体である鉄板を円筒形状に丸めて形成される。
磁極2は、図1(b)に示す様に、界磁コイル3が嵌め合わされるボス部2aと、ヨーク1との間に界磁コイル3を保持する鍔部2bとが設けられている。
この界磁コイル3の製造方法を図3を参照して説明する。
まず、同図(a)に示す様に、矩形断面を有する1本の平角線4を準備し、その平角線4の両端部を巻芯5にセットする。なお、左右両側の巻芯5は、それぞれ磁極2のボス部2aと同一形状である。
続いて、巻芯5にセットされた平角線4の端部を図示しないクランプ装置により巻芯5に保持しながら、同図(b)〜(d)に示す様に、左右両側の巻芯5をそれぞれ回転させて、巻芯5の周囲に平角線4をエッジワイズ方向に巻き取っていく。
この後、同図(e)に示す様に、渡り線部3bに折り曲げ用の治具6を当てて、この治具6を支点として図示矢印方向に折り曲げることにより、同図(f)に示す様に、渡り線部3bを介して二つの巻線部3aが直列に接続された2個の界磁コイル3が出来上がる。 最後に、平面状に展開されている2個の界磁コイル3をヨーク1の内周形状に沿って配置できる様に、コイル全体に曲率を付けるための押圧成形を行う。
ここで、二つの巻線部3aを接続する渡り線部3bは、一方の界磁コイル3Aの巻線部3aから引き出されたコイル端部3cと交差しており、本発明の特徴であるその交差部Xの位置関係について図1を参照しながら詳説する。交差部Xは、図1(a)に示す様に、一方の界磁コイル3Aの巻線部3aとの間に隙間を有しており、しかも図1(b)に示す様に、磁極2の鍔部2bが平角線の幅より小さい寸法関係になっていることから、磁極2の鍔部2bとも重なることがない。したがって、交差部Xは、巻線部3aおよび磁極2の鍔部2bの両者から離隔した位置に設定されている。このような交差部Xの設定関係を、以下「巻線部3aから外れた(または外した)位置に設定」と略称する。
本実施例の構成によれば、渡り線部3bがコイル端部3cと交差する交差部Xが巻線部3aから外れた位置に設定されるので、それぞれの磁極2に組み付けられた二つの巻線部3aの層数を略同じにすることが可能である。つまり、上記の製造方法において、例えば、平角線4を巻芯5の周囲に3回巻き取った場合は、3層の巻線部3aが形成されるが、図6に示した従来技術では、渡り線部120とコイル端部131との交差部Xが巻線部130と重なる位置に設定されるため、その部分だけ4層となる。ところが、他方の界磁コイルの巻線部130は、部分的に2層の領域が生じるため、一方の巻線部130と他方の巻線部130との間に2層分の差が生じる。
本実施例は、磁極2の鍔部2bとヨーク1との間に確保される巻線スペースS1を有効に活用して、占積率を高めた一例である。
図4(a)の右側に示される一方の界磁コイル3Aは、実施例1と同様に、渡り線部3bとコイル端部3cとの交差部Xが巻線部3aから外れた位置に設定されており、それによって、巻線部3aの周方向で渡り線部3bとコイル端部3cとの間に平角線4が1層分少ない領域Cが形成され、この領域Cに配置される各層の平角線4にそれぞれ1層分の段差〔同図(c)参照〕が設けられている。
これに対し、渡り線部3bとコイル端部3cとの交差部Xを巻線部3aから外した位置に設定すると、図4(a)に示す様に、巻線部3aを図面上で見た場合に、コイル端部3cと渡り線部3bとの間に1層分少ない2層の領域Cが形成される。この領域Cに配置される各層の平角線4にそれぞれ1層分の段差を設けることで、図4(c)に示す様に、巻線部3aの層数を磁極2の全周で略同じにできる。これにより、磁極2の鍔部2bとヨーク1との間に3層分の巻線スペースS1を確保すれば良いので、無駄な隙間を生じることはない。その結果、高い占積率を確保でき、延いてはモータの小型化が可能となる。
2 磁極
2a ボス部
2b 鍔部
3 界磁コイル
3A 一方の界磁コイル
3B 他方の界磁コイル
3a 巻線部
3b 渡り線部
3c コイル端部
4 平角線
X 交差部(コイル端部と渡り線部とが交差する部位)
C 平角線が1層分少ない領域
Claims (2)
- 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と、
この界磁コイルが嵌め合わされるボス部、およびヨークとの間に前記界磁コイルを保持する鍔部を備え、前記界磁コイルを組み付けて前記ヨークの内周に固定される磁極とを有し、
周方向に隣合う二つの界磁コイル同士が渡り線部を介して直列に接続されている回転電機であって、
前記渡り線部によって直列に接続された二つの界磁コイルのうち、一方の界磁コイルは、前記磁極のボス部に嵌め合わされる環状の巻線部と、この巻線部から引き出されて前記渡り線部と交差するコイル端部とを有し、このコイル端部と前記渡り線部とが交差する部位が、前記巻線部および前記磁極の鍔部と重なることなく、前記巻線部および前記磁極の鍔部から離隔した位置に設定されていると共に、
前記一方の界磁コイルは、前記巻線部の周方向において前記渡り線部と前記コイル端部との間に前記平角線が1層分少ない領域を有し、この領域に配置される各層の平角線にそれぞれ1層分の段差が設けられていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載した回転電機において前記界磁コイルを製造する方法であって、
前記渡り線部を介して接続された二つの前記巻線部が平面状に展開された状態から、前記ヨークの内周形状に沿った曲率を付けるための押圧成形を行い、この押圧成形によって前記平角線に段差を形成することを特徴とする界磁コイルの製造方法。
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