JPH0449336B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転電気機械における界磁コイルを製
造する機械および方法に関するものである。

界磁組立体における各コイルを、導体をエツジ
方向（幅方向）に巻いて形成することは以前から
知られており、現に平打巻コイルで構成される巻
線はさまざまな用途に用いられている。しかし複
数のコイルから成る巻線を、切れ目のない一本の
連続導体をエツジ方向に巻いて作り上げることは
行われていない。

本発明について簡単に説明すると、本発明によ
れば、たとえば自動車用起動モータの界磁巻線
を、始めから終りまで絶縁コーテイングが施して
ある一本の平角導体をエツジ方向（幅方向）に巻
くことによつて切れ目なく形成することができ
る。本発明の界磁巻線は相互につながつている複
数の平打巻コイルで構成され、この界磁巻線を巻
き上げるのに使用する巻型には必要とするコイル
の数と同数の突出巻上げ部が設けてある。各突出
巻上げ部の周囲に平角導体を巻きつけることによ
り平打巻コイルが形成される。コイル間を結ぶ導
体部分（コイル間接続部ないしは連結部）は平角
導体をエツジ方向（幅方向）に折り曲げて形成す
る。このコイル間接続部または連結部はあるコイ
ルの半径方向に最も外側のコイルターンから隣り
のコイルの半径方向に最も内側のコイルターンま
でのびる。巻型における突出巻上げ部は取外し自
在に構成することもでき、巻き上がつたコイルと
共に巻型から取り外して界磁組立体に取付け、そ
の磁極として機能させる。いずれの構成でも、平
角導体を突出巻上げ部の側周面に沿つてエツジ方
向に曲げてコイルを形成して行く。そして巻型を
その縦軸に直角な軸を中心に回転させると、突出
巻上部の周囲にコイルが巻かれ、巻型を縦軸を中
心に回転させるとコイル間接続部が形成される。

突出巻上げ部が巻型から取り外し可能な構成に
なつている場合には、巻上げ部においてコイルが
巻かれている間巻上げ部を支え部材により一時的
に巻型上に保護しておく。コイル巻き作業が終る
と、支え部材を巻型から外し、巻き上つたコイル
を所定の形に整形し、巻型を突出巻上げ部と共に
環状の固定子ハウジング内に挿入する。その後突
出巻上げ部を固定子ハウジングにネジ、ボルト等
により取付け、巻型を固定子ハウジングから引き
抜く。突出巻上げ部はコイルを装着したままの状
態で固定子ハウジングに固定されており、磁極と
して機能する。

以下添付の図面を参照して、本発明の実施例に
ついて詳しく説明するが、その前に第１図を参照
して従来技術について説明する。第１図に示すの
は、自動車用起動モータの固定子巻線として従来
から用いられているものである。この固定子界磁
巻線１０を構成するのに用いる導線１１は、業界
では平角導体あるいは「ストラツプ」と呼ばれて
いる。図を簡単にするために、第１図では平角導
体と共に用いる絶縁物は省略した。平角導体は断
面が矩形の薄い帯状の導線で、寸法上はその幅に
比らべて厚さが著しく小さい。このような平角導
体をその平面に平行な軸を中心に厚みの方向に曲
げてコイルを巻くことを平巻きと呼び、平角導体
をその平面に直角な軸を中心にエツジ方向（幅方
向）曲げてコイルを巻くことを平打巻きと呼ぶ。
第１図の固定子巻線１０は、平角導体をその平面
に平行な軸を中心に厚みの方向に巻いてあるので
平巻巻線である。

固定子巻線１０は端子１２，１４を備えてお
り、巻線を電動機の所定の位置に組込ん時には、
これらの端子１２，１４はバツテリーその他の電
源に接続される。端子１２は巻線１０を構成する
複数のコイルのうちの第一のコイル１８の始端１
６に設けてある。第一コイル１８は平巻コイル
で、内側のコイルターンから外側のコイルターン
に向つて巻き進めてある。この平巻コイルの巻き
始めにおいては、始端１６を最初に厚さ方向に折
り曲げ、次に幅方向（エツジ方向）に折り曲げて
端子１２を形成する。また第一コイル１８の巻き
終りでは導体の終端部をその中心軸を中心として
約90゜ねじつて端子２０を形成する。この端子２
０には次の第二の平板コイル２４の始端２３が溶
接される。第１図に示すように、始端２３を厚さ
方向および幅方向に適当に曲げると共に、その中
心軸を中心に約90゜ねじつてから第二のコイル２
４の本来のコイル巻きが開始される。第二コイル
２４も内側のコイルターンから外側のコイルター
ンに向つて平角導体の厚み方向にコイルが巻き上
げられる。第二コイル２４の最終コイルターンの
終端部をねじ曲げて端子２６を形成し、この端子
２６を参照符号２８で示す部分において次の第三
のコイル３２の端子３０に溶接する。第三コイル
３２の始端を下向きに折り曲げ、さらに厚み方向
および幅方向に曲げて導体の中心軸を中心に約
90゜ねじつてから、第三の平巻コイル３２の本来
のコイル巻きが開始される。第三コイル３２は内
側のコイルターンから外側のコイルターンに向つ
て巻き進められ、最終コイルターンの終端部をね
じ曲げて端子３４が形成される。この端子３４は
次の第四の平巻コイル３８の始端３６に溶接され
る。第四の平巻コイル３８も内側コイルターンか
ら外側のコイルターンに向つて巻き進められる。
最終のコイルターンの終端を導体の中心軸を中心
に約90゜ねじつて端子１４を形成する。

以上に説明したのは従来から自動車用起動モー
タに用いられている平巻き構成の固定子界磁巻線
１０で、この巻線の製作に際しては、四つの平巻
コイル１８，２４，３２，３８を四台の巻線機を
用いて別々に巻上げ、その後各コイルの始端と終
端とを上に述べたように相互に溶接する。巻線１
０の第一の端子１２を電源のプラス極に接続し、
第二の端子１４を電源のマイナス極に接続したと
して、巻線を構成する四つの平巻コイル中の電流
の流れを調べてみると、第一のコイル１８には反
時計方向に電流が流れ、第二のコイル２４には時
計方向に、第三のコイル３２には反時計方向に、
第四のコイル３８には時計方向に電流が流れる。
（ただし電流の流れを巻線１０の外側からみたと
する）。第１図の固定子巻線１０は四つの平巻コ
イルで構成されるが、各平巻コイルではこのコイ
ルを完成させるために平角導体を少なくとも一
回、場合によつては二回約90゜にわたつてねじ曲
げる必要があり、さらに厚さ方向にも幅方向にも
折り曲げなければならない。また溶接あるいはハ
ンダ付けによつてコイル相互を接続する必要があ
る。

第２図に示すものは本発明を実施した起動モー
タ用の界磁巻線４８であつて、電気的特性の点で
は第１図に示す巻線１０に匹適する。この本発明
の巻線４８の大きな特徴は、第１図の巻線１０が
平巻きであるのと違つて平打巻きであり、巻線全
体が一本の連続絶縁導体１１で構成されることで
ある。前記一本の連続絶縁導体１１は、平角導体
でなり、互いに平行な平面１１ａ，１１ｂと、こ
の平面１１ａ，１１ｂ間にのびる側縁１１ｃ，１
１ｄとを有するものからなつている。また従来の
巻線１０のように導体をねじ曲げたり、導体相互
を溶接あるいはハンダ付けする必要もない。

本発明の巻線４８は連続した一本の平角絶縁導
体１１によつて構成され、その巻線作業は始端５
０から始まる。始端５０は巻線の一方の端子とな
るが、先ずこの始端５０をほぼ水平に保持した状
態で導体１１を厚みの方向に下向きに折り曲げ、
続いて導体１１をエツジ方向（幅方向）に曲げて
コイル５４を巻上げて行く。参照符号５２で示す
のは最初に巻き上げられるコイルターンで、この
ようなコイルターンを複数個軸方向内側から外側
に向つて相接した状態に巻き上げると一つの平打
巻コイル５４が出来あがる。従つてコイルターン
が順次巻き重ねられて行くにつれて、コイル５４
の軸方向の厚さが増大する。この第２図の巻線４
８と第１図の巻線１０とを比べると、第１図の巻
線１０では巻線を構成する各平巻コイルの厚さは
一定であるが、半径方向の厚さはコイルの巻数が
増すにつれて増大する。

第２図の巻線４８において第一のコイル５４が
巻き上がると、その終端部をエツジ方向に折り曲
げて次のコイルの始端５６を形成し、引続いて第
二のコイル６０の最初のコイルターン５８を巻
く。その後さらに後続のコイルターンを軸方向内
側のコイルターン５８から外側のコイルターン６
２へと連続的にエツジ巻きで巻き上げる。

第二のコイル６０の最終のコイルターン６２が
巻き上つたならば、そのまま引続いて次のコイル
６８の始端６４を経て最初のコイルターン６８か
ら軸方向外側に向つて順次にコイルターンを巻き
上げて行く。コイルターンが巻き上つて行くにつ
れてコイル６８の軸方向の厚さも増大する。コイ
ル６８の場合、始端６４はいつたん下向きに折り
曲げられているのでただちにコイル６８を横断す
ることはないが、コイル６０の場合その始端５６
はただちにコイ６０を横切る方向にのびている。

第三のコイル６８が巻き上がると、その終端部
をエツジ方向（幅方向）にほぼ直角に折り曲げて
次のコイル７４の始端７０を形成し、中断するこ
となく第四のコイル７４の最初のコイルターン７
２から軸方向外に向つて順次にコイルターンを巻
き重て行く。最も外側に位置する最終のコイルタ
ーンが巻き上つたらその終端部７６を巻線の他方
の端子とする。このように巻線４８は間隔をおい
て横に並らんだ四つの平打巻コイル５４，６０，
６８，７４で構成され、全体として円筒形であ
る。そして巻線４８を構成するコイル５４，６
０，６８，７４相互間の接続部は、全て巻線４８
の上端部に位置している。

第２図の巻線４８は、第１図の巻線１０と違つ
て一本の連続平角導体を用いて平打巻線に構成し
た点が特徴であるが、その他の特徴をあげるとこ
の巻線を構成するコイル５４，６０，６８，７４
の全て内側コイルターンから外側コイルターンに
向つて軸方向外向きに巻き上げられて行く。また
巻線４８は上端から見ても下端から見てもほぼ円
形であり、これを構成する平角導体１１の平面
は、コイルにおけるとコイル間接続部におけると
に係わりなく全て円筒形巻線４８の中心軸とほぼ
平行である。このため巻線４８を構成する平角導
体１１の平面１１ａ，１１ｂは、四つのコイル５
４，６０，６８，７４の形成する仮想円柱の外周
面に面している。巻線４８が完成したら水平巻き
始め端５０は、真直ぐにのばすかまたは切り取
る。あるいはそのような水平の巻き始め端５０を
最初から設けないでおいてもよい。いずれの場合
でも、完成した巻線４８は環状の固定子ハウジン
グに直接挿入することができる。巻線４８中には
溶接ないしはハンダ付けによる接続部は存在せ
ず、四つのコイル相互間はこれらのコイルを形成
する平角導体を軸方向に折り曲げることによつて
直接かつ切れ目なく接続される。しかもこれらの
コイル間接続部となる導体の平面も、コイル内に
おける導体の平面と同様に仮想円柱の外周面に面
している。

端子５０を電源のプラス極に、端子７６をマイ
ナス極に接続した場合の巻線４８の電気的特性を
検討してみると、このような接続状態においては
巻線４８の外側からみると、電流はコイル５４中
に反時計方向に、コイル６０中を時計方向に、コ
イル６８中を反時計方向に、またコイル７４中を
時計方向に流れてマイナス端子７６に至る。すな
わちこの結果は第１図の巻線１０の場合と基本的
に同じである。

第３図には本発明の巻線を巻型８０上で巻き上
げる方法が示してある。巻型８０はほぼ円柱体
で、その周面に四つのほぼ矩形状の巻上げ部８
２，８４，８６，８８が外方に向けて突出するよ
うに形成してある。ただし、第３図において、前
記四つの巻上げ部のうち巻上げ部８２および８８
については、全体的に図示されているものの、巻
上げ部８４および８６については、図面上、裏側
に位置するため、その一部がわずかに示されてい
るにすぎず、全体的には図示されていない。これ
らの突出巻上げ部８２，８４，８６，８８は、そ
れぞれ側面８２ａ，８４ａ，８６ａ，８８ａを有
している。ただし、第３図において、前記四つの
巻上げ部の側面のうち側面８２ａおよび８８ａに
ついては、明確に図示されているものの、側面８
４ａおよび８６ａについては、図面上、裏側に位
置するため、その一部がわずかに示されているに
すぎず、全体的には明確に図示されていない。

円柱形巻型８０の一方の端面にクランプ９０が
締め具９２によつて取付けてあるので、このクラ
ンプ９０で平角導体１１の一端を巻型８０の端面
に固定し、巻線４８の巻き始め端５０とする。た
だし導体１１の始端をそのように巻型８０の端面
に固定する際には、導体の始端を一度だけ厚み方
向には90゜折り曲げることにより直ちにコイル５
４の最初のコイルターン５２の巻き上げ作業に入
れるようにしておく、このようにして導体１１の
始端を巻型端面に固定した後、上に述べたように
導体１１を巻型端面から巻型周面に沿つて厚み方
向に90゜折り曲げ、続いて導体１１を突出巻上げ
部８２の側周面８２ａに沿つてエツジ方向（幅方
向）に所定巻数だけ巻き上げて第一の平打巻コイ
ル５４を完成させる。なお適当な器具を用いて平
角導体１１の始端５０を、後に90゜折り曲げる必
要のないような方法で固定保持してもよい。

突出巻上げ部８２において第一のコイルターン
５４の最終のコイルターン（外側コイルターン）
が巻き終つたならば、引続き第３図で見て巻上げ
部８２の右隣りにある突出巻上げ部８４において
次のコイル６０を巻き上げる。そのためには第一
のコイル５４の最終コイルターンを巻き終えた時
に、平角導体１１を先ず次の巻上げ部８４の上側
面に沿つてこれまでとは反対の方向に幅方向に折
り曲げ、その後は巻上げ部８４の側周面８４ａに
沿つて時計方向に所定の巻数だけエツジ巻きして
第二のコイル６０を作る。このように第一のコイ
ル５４が巻き上がると、導体１１をそれまでとは
反対の方向に折り曲げて隣の巻上げ部８４に移行
させるので、巻上げ部８２の側面８２ａに接する
導体１１の側縁１１ｄと巻上げ部８４の側面８４
ａに接する導体１１の側縁１１ｃとはちようど反
対になる（第３図参照）。言い換えると、平角導
体１１は、巻上げ部８２の側面８２ａに接する導
体１１の側縁１１ｄとは反対の側縁１１ｃにおい
て巻上げ部８４の側縁８４ａに接する。そして、
第２図および第３図により明らかなように、時計
方向に巻き上げてあるコイル６０，７４では、コ
イル巻き作業時には、導体１１中の同じ方の側縁
１１ｃが巻上げ部８４，８８の側面に接し、また
反時計方向に巻き上げてあるコイル５４，６８で
は、それとは反対の同じ方の側縁１１ｄが巻上げ
部８２，８６の側面に接する。

第２のコイル６０が巻き上がると、導体を次に
さらに右隣りにある巻上げ部８６（裏側に位置す
るのでその一部が僅かに見える）の左側面に沿つ
て下向きに曲げ、側面８６ａに沿つて反時計方向
に所定巻数だけ巻き上げて第三のコイル６８を完
成する。

その後さらに続けて導体１１を巻上げ部８８の
側面８８ａに沿つて時計方向にエツジ巻きして第
四のコイル７４を作り上げる。第四コイル７４の
最終コイルターンの終端を垂直にまつすぐに突出
させて端子７６とする。

第４図には、第３図のようにして形成された巻
線を用いた起動モータの界磁機構が示してある。
第３図のようにして巻線が巻き上がると、クラン
プ９０を外して巻線を外向きに引張るようにして
巻型８０から取り外し、必要に応じて円筒形に整
形し、その後中空円筒形の固定子ハウジング９４
内に挿入する。固定子ハウジング９４の内壁に
は、磁極片９６を四個互いに90゜の間隔をおいて
取付ける。各磁極片９６には絶縁スリーブ９７が
かぶせてあり、また各磁極９６はネジ９８等の適
当な締付具によつてハウジング９４の内壁に固定
する。四つのコイル５４，６０，６８，７４は、
これら四個の磁極片９６の周囲にはまり合つた状
態に保持される。従つてコイル５４〜７４を構成
する平角導体の内側面が各磁極片９６の側面９９
に接するが、絶縁スリーブ９７により両者の間は
電気的に絶縁される。コイル５４〜７４が磁極片
９６上で確実に保持されるようにするために、各
磁極片９６は断面でみて末広型に形成してある。
第４図では、固定子ハウジング９４の内壁と各磁
極片９６上に保持されているコイル５４〜６０、
６８，７４の外側コイルターンとの間にかなりの
空間があいているが、実際にはコイル５４〜７４
の半径方向の寸法と各磁極片９６の半径方向の寸
法とを相対的に適切に定めることによつて、コイ
ル５４〜７４が磁極片９６の傾斜側面９９に沿つ
て固定子ハウジング内壁に向けて押しつけられる
ようにしてある。このため全てのコイルは固定子
ハウジング上にきちんと取付けられている。その
後固定子ハウジング９４に、巻線の両端、第２図
における端子５０，７６を電源に接続するための
接続端子（図示せず）を設ける。

このように図示の界磁機構における巻線は、た
だ一本の導体から巻き上げられた四つのコイル５
４，６０，６８，７４から成るもので、これらの
コイルは横方向に隔つてはいるが互いに連続して
おり、しかも各コイルはそれぞれ磁極片９６を取
り囲むように配置されている。コイルを形成する
導体は絶縁コーテイングが施してあるので、各コ
イルのコイルターン間は電気的に絶縁される。あ
るいはコイル巻き作業を終えてから必要な絶縁を
施してもよい。第４図のように組立てた状態で
も、隣接するコイル間はこれらのコイルと一体的
で、一方のコイルの最も外側にある終端部から他
方のコイルの最も内側にある始端部に至るコイル
間接続導体によつて相互に接続されている。また
図より明らかなように、各コイル内での導体の平
面およびコイル間接続部における導体の平面は、
共に固定子ハウジング９４の内壁と同心的であ
る。このことは隣接するコイル５４，７４の端子
５０，７６のいずれかまた両方をエツジ方向に折
り曲げて一体に接続した場合のコイル間接続部に
ついてもあてはまる。

以上は、本発明の一つの具体的な実施例である
四つのコイルで構成される巻線を示しているが、
本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、例えば二つのコイルを巻く手順を規定するこ
ともできる。すなわち、これは、互いに平行な一
対の平面１１ａ，１１ｂと、前記平面１１ａ，１
１ｂ間にのびる一対の側縁１１ｃ，１１ｄとを有
する平板タイプの導体１１によつて界磁巻線を製
造する方法があつて、前記導体１１における前記
側縁の一方の面によつて磁極片の受入れ開口Ａを
形成し、前記開口Ａの周囲に複数のコイルターン
を形成するように前記導体の一端から始められる
第一のコイルを巻き上げる工程と、前記導体１１
における前記側縁の他方の面によつて他の磁極片
の受入れ開口Ａを形成し、前記開口Ａの周囲に複
数のコイルターンを形成するように第二のコイル
を巻き上げる工程と、前記第一のコイルの最後の
コイルターンと、前記第二のコイルの最初のコイ
ルターンとの間にのびる接続部分により一対のコ
イル間に完全接続部分を形成すべく導体を曲げる
工程とからなる界磁巻線を造る方法である。

第５，６，７図に示すのは、本発明の巻線を巻
上げるのに用いる巻型の他の例である。この巻型
３００においてコイルを巻上げるべき巻上げ部
は、巻線の完了後は巻線と共に巻型本体から取り
付して固定子の継鉄に取付けるようになつてお
り、巻上げ部は最終的には固定子の磁極として使
用される。

巻型３００は主としてほぼ円柱状の本体部３０
１と、一対のクランプ部材３２２，３２４と、複
数の巻上げ鉄片３１０とで構成される。円柱形本
体部３０１の外周面にはキー３０２が半径方向に
突出するように形成してある。参照符号３０４，
３０６で示すのは、各キー３０２の側面である。
隣接するキー３０２の間は円弧状面３０８になつ
ており、この部分に次に述べる巻上げ鉄片３１０
が収まる。そして各鉄片３１０に隣接する一対の
キー３０２の間に摺動可能に保持される。図示の
例では、本体部３０１にキー３０２が四本形成し
てあり、それらの間に円弧面３０８が四箇所でき
る。従つて鉄片３１０を四本収容可能であり、四
つの磁極ができる。

巻上げ鉄片３１０はそのまま固定子の磁極とし
て使用するもので、現在使用されている固定子の
磁極と同じ形に作つてある。すなわち各鉄片３１
０はほぼ矩形の本体部３１２と、本体部の両側面
から横方向に突出する円弧状フランジ３１４とか
ら成り、各鉄片３１０の外表面３１６は凸面状で
あり、内表面３１８は凹面状である。

第６図に示すように、巻上げ鉄片３１０は、そ
の内表面３１８が本体部３０１の円弧面３０８に
ぴつたりと接合した状態で隣接するキー３０２の
間にはめ入れることができるようにしてあり、鉄
片をこのようにキー３０２の間にはめ入れると両
側のフランジ３１４がキー３０２の側面に接す
る。鉄片３１０は本体部３０１の軸方向からキー
３０２の間にはめ入れることも、径方向からはめ
入れて円弧面３０８に接合させることもできる。
鉄片３１０をキー３０２の間にはめ入れ、その内
表面３１８を円弧面３０８を接合させて固定する
と、これらの鉄片３１０は第３図に示す巻上げ部
８２，８４，８６，８８と同じ働きをする。しか
し鉄片３１０は最終的には完成した界磁機構にお
ける磁極となるものであるので、各鉄片には絶縁
スリーブ３２０をコイル巻き作業に先立つてかぶ
せておく。

巻上げ鉄片３１０は一対のクランプ部材３２
２，３２４によつて上に述べた本体部３０１の所
定の位置に固定保持する。クランプ部材３２２，
３２４は同一の構造であり、それぞれの端板３２
６の中心には孔３２８があけてある。この中心孔
３２８には本体部３０１の両端面から突出してい
るシヤフト３３０，３３２がはまり込む。クラン
プ部材３２２，３２４の端板３２６の四隅にクラ
ンプフインガ３３４が軸方向に形成してある。ク
ランプ部材３２２，３２４を本体部３０１の両端
にかぶせ入れると、各クランプフインガ３３４は
どれか一つのキー３０２のうえにおおいかぶさつ
た状態になり、クランプフインガの両側縁が鉄片
３１０のフランジ３１４およびその上の絶縁スリ
ーブ３２０を本体部３０１に向つて押える。第６
図からも明らかなように、その際各クランプフイ
ンガ３３４は隣り合う二つの鉄片３１０の各一方
のフランジ３１４と接する。巻型本体部３０１の
縦方向の長さは巻上げ鉄片３１０の軸方向の長さ
とほとんど同じであり、クランプフインガ３３４
の長さはその半分よりやや短かい。従つて一対の
クランプ部材３２２，３２４を巻型本体部３０１
の両端にはめ入れると、それぞれのクランプ部材
の端板３２６の位置決め作用によつて、巻上げ鉄
片３１０は巻型本体部３０１と軸方向にきちんと
整合した状態に配置される。なおクランプ部材３
２２，３２４を巻型本体部３０１の両端にはめ入
れた状態では、一方のクランプ部材３２２のクラ
ンプフインガ３３４は、他方のクランプ部材３２
４のクランプフインガ３３４と相対向する位置に
くる。クランプフインガ３３４の両側縁は鉄片３
１０のフランジ３１４と十分な力で摩擦接触する
ので、強い力を加えなければ巻型３００が分解す
ることはない。特別な器具を用いてクランプ部材
３２２，３２４を巻型本体部３０１に組合せ固定
するようにしてもよい。

このようにして巻型本体部３０１、巻上げ鉄片
３１０、クランプ部材３２２，３２４を組立てて
成る巻型３００の構成、外形は第３図の巻型８０
とほぼ同じである。従つて巻型８０の場合と同様
にして、平角導体を巻上げ鉄片３１０の側周面に
沿つてエツジワイズに巻き上げて平打巻コイルを
形成することができる。第６図にはこうして巻型
３００上に四つの平打巻コイル３３６，３３８，
３４０，３４２を巻き上げた状態が示してある。

コイル３３６〜３４２を巻上げた後巻型本体部
３０１を後に詳しく説明するように円形固定子ハ
ウジング３４６にはめ入れ巻上げ鉄片３１０をコ
イルを装着したままでハウジング３４６の内壁に
固定する（第７図）。そのために鉄片３１０にね
じ穴３４４があけてあり、固定子ハウジング３４
６にも同様のねじ穴が設けてある。これらのねじ
穴に締付ネジ３５０をねじ入れることにより、鉄
片３１０を固定子ハウジング３４６に固定して界
磁組立体３４５を完成する。その後は巻上げ鉄片
３１０は界磁組立体３４５における磁極として機
能する。なお固定子ハウジング３４６の内壁に沿
つてあらかじめ絶縁ライナ３４８が施してある。

第８〜１１図には、上に述べた起動モータ用界
磁組立体３４５の製造工程が簡単に示してある。
界磁組立体３４５における巻線を構成するコイル
は、第８図に示すように巻型３００上で巻き上げ
る。第８図において、巻型３００はコの字形の回
転ヨーク３５２の両腕の間で回転可能に支持され
ている。すなわち巻型本体部３０１のシヤフト３
３０，３３２が回転ヨーク３５２の両腕により支
承されており、巻型３００は全体として回転可能
である。ヨーク３５２はヨーク駆動装置３５４に
駆動されて、巻型３００の軸に直交する軸を中心
に回転する。回転ヨーク３５２の腕にはラツク３
５６が取付けてあり、巻型本体３０１のヤフト３
３２の先端にはピニオン３６０が取付けてある。
ラツク３５６とピニオン３６０とは歯み合つてお
り、ラツク３５６が駆動シリンダ３５８で駆動さ
れるとピニオン３６０が回転し、その結果巻型３
００がその縦軸を中心に回転する。コイル巻きに
使用する平角導体１１は供給源（図示せず）から
導体ガイド３６２を経て繰出される。コイル巻き
作業に先端つて、平角導体１１の先端をクランプ
部材３２２に固定する。駆動装置３５４を働かせ
て回転ヨーク３５２を回転させると、導体１１が
巻上げ鉄片３１０の側周面に沿つてエツジ方向に
巻き上げられコイルができあがる。一つのコイル
が巻き上つて次のコイルの巻き上げ作業に移行す
る時には、シリンダ３５８を起動して巻型３００
をその縦軸を中心に回転させる。この時の巻型３
００の回転運動によりコイル間接続部が形成され
る。ヨーク３５２は巻上げ鉄片３１０上でのコイ
ル巻き方向に応じて時計方向または反時計方向の
いずれかの方向に回転させる。なおコイルを巻き
上げ、コイル間接続部を形成する作業を補助する
ために適当な補助工具を用いてもよい。

第６図に示すように、平角導体１１の平面がク
ランプフインガ３３４の平坦面に接した状態でコ
イルターンが次々と鉄片３１０の周囲で巻き上げ
られて行くので、各コイルターンの導体平面は全
てねじ穴３４４の中心軸に対しほぼ直角に面して
いる。第８図について説明したコイル巻き作業が
終了すると、平角導体１１を供給源から切り離
し、巻型３００をヨーク３５２から取り外す。次
にクランプ部材３２２，３２４も巻型本体３０１
から取り外す。平角導体１１は剛性が大きいの
で、クランプ部材３２２，３２４を取り外しても
鉄片３１０は完成コイルによつて巻型本体３０１
上の所定の位置に保持されている。クランプ部材
３２２，３２４を取り外した後、巻型本体部３０
１を鉄片３１０とコイルを装着したままでコイル
成形機に移す。コイル成形機において、巻型本体
３０１上の各コイルを巻型本体の外周面に沿つて
円弧状に彎曲した形に整形する。これはコイルを
円筒形固定子ハウジング３４６に挿入するのに適
した形にするためである。コイル成形機は当業界
でよく知られており、たとえば第９図に示すよう
な加圧成形ダイス３６４を備えている。成形ダイ
ス３６４を巻型本体部３０１の中心軸に向けて前
進させると、コイル３４２は巻型本体部３０１の
円周面に加圧されて円弧状に曲げられる。この整
形作業は全てのコイルに同時に施してもよいし、
各コイルに順次に施してもよい。整形後のコイル
の形状は第７図に示してある。

コイルの整形後巻型本体部３０１および鉄片３
１０の周囲に絶縁ライナ３４８を巻きつける。絶
縁ライナ３４８は絶縁紙その他のシート状のもの
で、第１０図に示すように長方形の開口部３６６
が切抜いてある。開口部３６６を切抜いたのは、
鉄片３１０を固定子ハウジング３４６に固定する
際に鉄片の外表面が直接ハウジング３４６の内周
壁に接することができるようにするためである。
絶縁ライナー３４８を巻型本体部３０１に巻きつ
けたならば、その両端を接着テープ等でつなぐ、
その後巻型本体３０１を環状の固定子ハウジング
３４６の内部に挿入し、ネジ３５０を固定子ハウ
ジングおよび鉄片のねじ穴にねじ入れることによ
り、各鉄片３１０をコイルおよび絶縁ライナと共
に固定子ハウジング３４６に固定する。第７図は
この時の状態を断面図で示したものである。最後
に第１１図に示すように、巻型本体部３０１を固
定子ハウジング３４６から引抜く。引抜いた巻型
本体部は次の巻線のコイル巻き作業に用いる。第
８〜１１図に示す界磁組立体の製造組立は簡単な
工具を利用して手作業で実施することもでき、機
械によつて自動的に実施することもできる。機械
によつて自動的に行えば、起動モータ用界磁組立
体の製造コストを大きく引下げることが可能とな
る。

ところで第３図の巻型８０と第８図の回転ヨー
ク３２５とを組合せてコイル巻き作業を実施する
こともできる。この場合には、ヨーク３５２を巻
型８０の縦軸に直角な軸を中心に回転させること
により、巻上げ部８２〜８８の側周面に沿つてコ
イルを巻き上げることができる。また巻型８０を
その縦軸を中心に回転させると、コイル間の接続
部が形成される。これは巻型３００の場合と同じ
である。全てのコイルを巻き終えたならばクラン
プ９０を解除して、巻線を手で巻型８０から外
す。その後巻線を構成する各コイルを所定の円弧
状に彎曲した形に整形し、環状の固定子ハウジン
グ９４に挿入する。なおコイルを固定子ハウジン
グ９４に挿入する前に絶縁ライナ３４８と同様の
絶縁スリーブ（図示せず）を巻線にかぶせるか、
または固定子ハウジング内に差し入れておく。引
続いて絶縁スリーブ９７をはめた磁極片９６を固
定子ハウジング９４に挿入してある巻線の内側か
ら巻線の各コイルの中心にはめ入れて、ネジ９６
によつて固定子ハウジング９４に取付ける。する
と第４図に示すような界磁組立体が完成する。

以上においては、本発明の実施例を従来技術と
関連させながら説明したのであるが、これらの実
施例の変形例も可能である。

実施例として示した界磁巻線では第一と第三の
コイルが反時計方向に巻いてあり、第二と第四の
コイルが時計方向に巻いてあるが、本発明の巻線
技術は、コイル巻き方向をたとえば時計方向から
反時計方向およびその反対に反時計方向から時計
方向に転換する技術をも含んでいる。すなわちた
とえば時計方向に巻く時には、平角導体の一方の
側面を巻上げ部に接触させてコイルを巻き、反時
計方向に巻く時には導体の反対側の側面を巻上げ
部に接触させてコイルを巻く。従つて時計方向に
巻いたコイルと反時計方向に巻いたコイルの連ら
なり順序は、製作依頼者の求めに応じて変えるこ
とができる。また本発明によれば、四個以上のコ
イルから成る巻線も作ることができる。四つのコ
イルで構成される巻線を実施例として示したの
は、これが起動モータ用界磁巻線として一般的な
ものであるからである。起動モータ用界磁巻線は
平角導体で巻く必要があるので、本発明はそのよ
うな巻線について実施するのに適していると思わ
れる。

本発明によれば、完全な界磁巻線を製作するの
に必要な作業工程を少なくすることができるのみ
ならず、界磁巻線を作り上げるに必要な平角導体
の長さを短縮することもできる。一般に平角導体
には高価な銅線が使用され、かつ界磁巻線は大量
生産によつて数多く製作されるので、一個の界磁
巻線における導体使用量の節約がわずかであつて
も年間の導体節約量は非常に大きくなる。さらに
本発明の界磁巻線は、同じ強度の磁界を発する従
来の巻線に比らべて占める空間が小さいので、本
発明の界磁巻線を使用すると自動車用起動モータ
の重量、大きさを軽減縮小することが可能とな
る。

さらに、この発明になる回転電気機械における
界磁コイルの巻線方法は、特許請求の範囲第１項
に規定する構成において明らかなように、界磁コ
イルの巻線材として、互いに平行な一対の平面１
１ａ，１１ｂと、前記平面１１ａ，１１ｂ間にの
びる一対の側縁１１ｃ，１１ｄとを有する平板タ
イプの連続平角導体が用いられ、これを平打巻
き、すなわち、当該一本の平角導体をエツジ方向
（幅方向）に巻いて、横に隔てて複数のコイルを
形成する構成を含み、 かつ、横に隔たつた複数のコイルを形成するに
際して、一つの巻上げ部では、前記連続平角導体
の一方の側縁（たとえば、側縁１１ｃ）を巻上げ
部の側周面に接触させてエツジ巻きし、隣り合う
別の巻上げ部では、前記連続平角導体１１の他方
の側縁（たとえば、側縁１１ｄ）を巻上げ部の側
周面に接触させてエツジ巻きする構成を含んでい
て、 さらに、各コイルの巻線は、円柱状支持体に最
も近い最初のコイルターンから巻上げ部の軸方向
外方に向けて円柱状支持体から最も離れた最後の
コイルターンに進行する構成を含み、並びに、一
つのコイルの最後に巻かれるコイルターンから次
に巻かれるコイルの最初に巻かれるコイルターン
にのびる平角導体で接続部分を形成する構成を含
む。

したがつて、上記する構成を含む、この発明に
なる回転電気機械における界磁コイルの巻線方法
によれば、界磁コイルをなす巻線材、すなわち導
体をねじ曲げたり、導体相互を溶接あるいはハン
ダ付けすることなく、それぞれ複数のコイルター
ンをもつ例えば４つのコイルを一本の連続平角導
体で連続的に巻き上げ得るもので、巻上がつた各
コイルは、互いに隣り合つて、反時計方向巻きの
コイルと、時計方向巻きのコイルとを形成でき、
巻き始端５０をプラス極に、巻き終端７６をマイ
ナス極に接続するだけで、互いに隣り合うコイル
が異なる界磁極性として作用する回転電気機械に
おける界磁コイルを提供することができ、それら
の点において、極めて有効に作用するものといえ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から知られている起動モータの界
磁巻線の斜視図、第２図は本発明を実施した起動
モータ用界磁巻線の斜視図、第３図は第２図の界
磁巻線を巻き上げるための巻型の斜視図、第４図
は第２図の界磁巻線を組込んだ自動車用起動モー
タの固定子の断面図、第５図は本発明の界磁巻線
を巻上げるのに用いる別の巻型の分解図、第６図
は界磁巻線を巻上げた後の第５図の巻型の断面
図、第７図は第５，６図に図示の巻型によつて界
磁巻線を自動車用起動モータの固定子に組込んだ
状態を示す断面図、第８図は本発明の巻線を巻き
上げるために第５，６図の巻型と組合せて用いる
回転ヨークおよびこれに関連する機構の斜視図、
第９〜１１図は第８図の組合せによつて界磁巻線
を巻き上げ、これを固定子に装置するまでの作業
工程を示す図で、第９図はコイルの整形工程を、
第１０図はコイルを固定子ハウジングに組込む工
程を、第１１図はその後の工程をそれぞれ示す。 １１…巻線導体、４８…界磁巻線、５４，６
０，６８，７４…平打巻コイル、８０…巻型、８
２，８８…突出巻上げ部、９４…環状固定子ハウ
ジング、９６…磁極片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに平行な平面とこれら平面間にのびる側
   縁とを有する連続平角導体と、周方向に間隔をお
   いて複数の突出巻上げ部を備えた円柱状支持体と
   を準備し、前記円柱状支持体における各巻上げ部
   は、それぞれ前記円柱状支持体に交差する軸を有
   していて、該軸のまわりに形成される側周面を有
   し、前記連続平角導体を前記円柱状支持体におけ
   る各巻上げ部に巻く際、前記連続平角導体の一方
   の側縁を前記巻上げ部の側周面に接触させながら
   前記巻上げ部側周面の周囲にエツジ巻きしてコイ
   ルを形成し、前記コイルの各々が複数のコイルタ
   ーンを構成し、前記巻上げ部のうちの一つの巻上
   げ部においては前記連続平角導体の一方の側縁を
   側周面に接触させてコイルを巻き、隣り合う別の
   巻上げ部では前記連続平角導体の反対の側縁を側
   周面に接触させてコイルを巻き、各コイルの巻線
   は、前記円柱状支持体に最も近い最初のコイルタ
   ーンから前記軸に沿つて軸方向外方に向けて前記
   円柱状支持体から最も離れた最後のコイルターン
   に進行させ、一つのコイルの最後にまかれたコイ
   ルターンから次にまかれるコイルの最初にまかれ
   たコイルターンにのびる連続平角導体で接続部分
   を形成することを特徴とする回転電気機械におけ
   る界磁コイルの巻線方法。 ２ 前記巻上げ部の側周面にコイルを巻く前にあ
   らかじめ絶縁スリーブを各巻上げ部の側周面に取
   り囲むように装着しておき、前記連続平角導体を
   絶縁スリーブの上から巻上げ部側周面に巻きつけ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の回転電気機械における界磁コイルの巻線方法。 ３ 前記コイルの４つを、前記巻上げ部の４つに
   巻きつけることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の回転電気機械における界磁コイルの巻
   線方法。 ４ 互いに平行な平面とこれら平面間にのびる側
   縁とを有する連続平角導体と、周方向に間隔をお
   いて複数の磁極片を備えた円柱状支持体と、環状
   の固定子ハウジングとを準備し、前記磁極片は、
   側周面を有し、前記連続平角導体を前記円柱状支
   持体における各磁極片に巻く際、前記連続平角導
   体の一方の側縁を前記磁極片の側周面に接触させ
   ながら前記磁極片側周面の周囲にエツジ巻きして
   磁極片の周囲にコイルを巻き、前記磁極片を取付
   けたままの前記円柱状支持体を環状固定子ハウジ
   ングに挿入し、前記磁極片を前記環状固定子ハウ
   ジングに取付け、前記円柱状支持体を前記環状固
   定子ハウジングから引抜くことを特徴とする回転
   電気機械における界磁コイルの巻線方法。 ５ 前記磁極片においてコイルを巻く前に、前記
   各磁極片の側周面に絶縁スリーブをかぶせ、前記
   連続平角導体をこの絶縁スリーブのまわりに巻き
   つけることを特徴とする特許請求の範囲第４項に
   記載の回転電気機械における界磁コイルの巻線方
   法。 ６ 前記磁極片の側周面にコイルを巻いた後、前
   記円柱状支持体の周面を絶縁スリーブでおおい、
   絶縁スリーブを前記円柱状支持体と共に前記環状
   固定子ハウジング内に挿入してなることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項に記載の回転電気機械
   における界磁コイルの巻線方法。 ７ ４つのコイルを、４つの磁極片のまわりに巻
   きつけることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の回転電気機械における界磁コイルの巻線
   方法。 ８ 前記コイルの各々が、複数のコイルターンに
   巻かれることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の回転電気機械における界磁コイルの巻線
   方法。 ９ 環状固定子ハウジングと、前記環状固定子ハ
   ウジングに取付けた複数の磁極片と、各磁極片を
   取り囲むコイルと、コイル間の連続部とからな
   り、コイルとコイル間連続部とを平角導体で形成
   してある起動モータの固定子を製造する方法にし
   て、 イ． 複数の磁極片を円柱状支持体に取付け、 ロ． 磁極片を前記円柱状支持体に取付けた状態
   で、 a. 前記平角導体を一つの磁極片の側周面にエ
   ツジ方向に巻いて第一のコイルを形成し、 b. 前記第一コイルの完成後、前記平角導体を
   隣接する第二の磁極片に向けてエツジの方向
   に曲げ、 c. 前記平角導体を第二の磁極片の側周面にエ
   ツジ方向に巻いて第二のコイルを形成し、 d. 前記平角導体を隣接する次の磁極片に向け
   てエツジ方向に曲げてコイル間連結部を形成
   し、さらに次の磁極片の側周面にエツジ方向
   に巻いて次のコイルを形成する工程を、全て
   の磁極片においてコイルが形成されるまで繰
   り返えすことによつて巻線全体を一本の切れ
   目のない平角導体で構成し、 e. 前記平角導体を供給源から切り離し、 f. 組み上つた支持体、巻線、磁極片を固定子
   ハウジング内に挿入し、 g. 磁極片を固定子ハウジングに取付け、 ハ． 支持体を固定子ハウジングから引抜いて、
   磁極片によつて巻線を固定子ハウジングの内部
   に保持される工程、 からなることを特徴とする固定子の製造方法。 １０ 固定子ハウジングに挿入する前に、組合さ
   れた状態の支持体、巻線、磁極片の側周面に絶縁
   スリーブをかぶせることを特徴とする特許請求の
   範囲第９項に記載の固定子の製造方法。 １１ 絶縁スリーブをかぶせる前に、コイル成形
   機によつてコイルを固定子ハウジングに挿入する
   に適した形に整形することを特徴とする特許請求
   の範囲第１０項に記載の固定子の製造方法。 １２ 前記支持体をその縦軸に直角な軸を中心に
   回転させることにより導体を磁極片の側周面に沿
   つてエツジ方向に曲げてコイルを形成し、支持体
   を縦軸を中心に回転させることにより平角導体を
   曲げてコイル間連結部を形成することを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項に記載の固定子の製造方
   法。 １３ 界磁巻線の巻上げ中少なくとも一つの摺動
   クランプ部材によつて磁極片を支持体に固定保持
   し、巻線の完成後、前記クランプ部材を取り外す
   ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の
   固定子の製造方法。 １４ 前記各磁極片に巻かれたコイル中の最初の
   コイルターンは少なくとも部分的に前記クランプ
   部材の平坦面により支えられており、前記コイル
   は前記クランプ部材を取り外した後は、ほぼ円形
   になるように巻き上げることを特徴とする特許請
   求の範囲第１３項に記載の固定子の製造方法。 １５ 前記コイルの各々が、複数のコイルターン
   に巻かれることを特徴とする特許請求の範囲第９
   項に記載の固定子の製造方法。 １６ ４つのコイルを、４つの磁極片のまわりに
   巻きつけることを特徴とする特許請求の範囲第９
   項に記載の固定子の製造方法。 １７ 縦軸の周囲に配置してある複数の巻上げ部
   を有する巻型を準備し、 前記巻型を縦軸を中心に回転自在に支え、平角
   導体を供給源から巻型に案内し、 前記平角導体を各巻上げ部の側周面にエツジ方
   向に巻いて平行巻コイルを形成し、 前記縦軸のまわりに前記巻型を回転することに
   より、コイルからコイルにのびる接続部分におい
   て前記巻上げ部のまわりに巻かれた平打巻コイル
   を有する連続して切れ目のない導体で界磁巻線が
   形成されるように一対のコイルにおける第一のコ
   イルの巻線と前記一対のコイルにおける次のコイ
   ルの巻線との間に接続部分を形成すること、 からなる導体から界磁巻線を造る方法。 １８ 前記平角導体を各巻上げ部の側周面にエツ
   ジ方向に巻く工程が、前記巻型をその縦軸に関し
   て直交した第二の軸を中心に回転させて、前記平
   角導体を供給源から巻型に引き出し巻上げ部のま
   わりにエツジ方向に巻きつけることからなる特許
   請求の範囲第１７項に記載の導体から界磁巻線を
   造る方法。 １９ 前記第二の軸が前記巻型の縦軸にほぼ直角
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１８項
   に記載の導体から界磁巻線を造る方法。 ２０ 前記巻上げ部のまわりにコイルをエツジ方
   向に巻きつける前に、導体の先端を巻型に固定す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記
   載の導体から界磁巻線を造る方法。 ２１ 前記巻上げ部を巻型に取り外し自在に取り
   付けることを特徴とする特許請求の範囲第１７項
   に記載の導体から界磁巻線を造る方法。 ２２ 前記コイルの各々が、複数のコイルターン
   に巻かれることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ７項に記載の導体から界磁巻線を造る方法。 ２３ ４つのコイルを、４つの巻上げ部のまわり
   にエツジ方向に巻きつけることを特徴とする特許
   請求の範囲第１７項に記載の導体から界磁巻線を
   造る方法。 ２４ 互いに平行な一対の平面と、前記平面間に
   のびる一対の側縁とを有する平板タイプの導体に
   よつて界磁巻線を製造する方法であつて、 前記導体における前記側縁の一方の面によつて
   磁極片の受入れ開口を形成し、前記開口の周囲に
   複数のコイルターンを形成するように前記導体の
   一端から始められる第一のコイルを巻き上げる工
   程と、 前記導体における前記側縁の他方の面によつて
   他の磁極片の受入れ開口を形成し、前記開口の周
   囲に複数のコイルターンを形成するように第二の
   コイルを巻き上げる工程と、 前記第一のコイルの最後のコイルターンと、前
   記第二のコイルの最初のコイルターンとの間にの
   びる接続部分により一対のコイル間に完全接続部
   分を形成すべく導体を曲げる工程とからなること
   を特徴とする界磁巻線を造る方法。 ２５ 前記第一のコイル並びに前記第二のコイル
   の巻き上げ工程に続いて、前記第二のコイルの最
   後のコイルターンに対して連続して、 前記導体における前記側縁の一方の面によつて
   磁極片の受入れ開口を形成し、前記開口の周囲に
   複数のコイルターンを形成するように第三のコイ
   ルを巻き上げ、 前記導体における前記側縁の他方の面によつて
   他の磁極片の受入れ開口を形成し、前記開口の周
   囲に複数のコイルターンを形成するように第四の
   コイルを巻き上げ、 前記第四のコイルが最終部分において終端し、
   前記第四のコイルが最終部分において前記導体の
   残りの部分を切り離す工程を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２４項に記載の界磁巻線を造
   る方法。 ２６ 縦軸の周囲に間隔をおいて配置された複数
   の巻上げ部を有する巻型と、 前記巻型をその縦軸方向に回転可能に支えるた
   めの手段と、 導体を供給源から巻型を案内するための手段
   と、 導体を前記各巻上げ部の周面に沿つてエツジ方
   向に巻いて平打巻コイルを巻き上げるための手段
   と、 前記各巻上げ部においてコイルが巻かれかつコ
   イル間に切れ目のなく連続した連結部が形成され
   るように前記巻型を縦軸を中心に回転させるため
   の手段と、 からなる複数のコイルから構成される回転電気機
   械の界磁コイルを巻くための巻線装置。 ２７ 前記巻上げ部が前記巻型の永久部分を形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第２６項に
   記載の巻線装置。 ２８ 前記巻上げ部が前記巻型上に取り外し自在
   に取り付けてあることを特徴とする特許請求の範
   囲第２６項に記載の巻線装置。 ２９ 前記導体の先端を巻型に固定する手段を有
   し、前記巻き上げ手段が、巻型をその縦軸に関し
   て垂直な第二の軸を中心に回転させて導体を供給
   源から引き出して巻上げ部の周囲にエツジ方向に
   巻きつけてコイルを形成するための手段を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２６項に記載
   の巻線装置。 ３０ 第一の軸の周囲に間隔をおいて配置してあ
   る複数の巻上げ部を有する巻型と、 前記巻型を第一の軸を中心に回転可能に支える
   手段と、 前記巻型を第一の軸を中心に回転させて前記巻
   上げ部の一つをコイル巻き上げのために選定する
   手段と、 前記巻型に導体の先端を固定する手段と、 前記巻型を第一の軸に関して垂直な第二の軸を
   中心に回転させ、導体を巻上げ部の周囲のエツジ
   上に巻くための手段と、 からなる界磁コイルを製作するための巻線装置。