JPH06141496A - 整流子型回転電機の電機子コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スロットのコイル占積率向上及び線端部３７ｄ
のねじれ修正の省略乃至容易化を可能としつつ、スロッ
トへの電機子コイル３７の軸方向挿入を実現した整流子
型回転電機の電機子コイルを提供する。 【構成】スロット挿入部３７ａが角形断面を有するので
スロットのコイル占積率が向上しする。線端部３７ｄの
断面が５角形以上の多角形又は円形に形成されているの
で、線端部３７ｄをスロット挿入部３７ａに対してねじ
る角度が減少するか又はねじる必要性がなくなり、コイ
ル変形加工が容易となり、線端部のねじり工程を容易化
又は解消することができる。線端部３７ｄの断面の最大
寸法をスロット挿入部３７ａの断面の短辺長以下とした
ので、電機子コイルを電機子コアのスロットへ軸方向か
ら挿入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転電機子が整流子を
有する整流子型回転電機の電機子コイルに関する

【０００２】

【従来の技術】従来の直流機の電機子コイルでは、図５
に示すようにスロット占積率の向上のために断面が四角
形の平角コイル１００を用いるのが通常である。ただ、
平角コイル１００では巻装時にスロット挿入部１０１の
両端のコイルエンド１０２をねじる必要があるが、コイ
ルエンド１０２の先端部である線端部１０３を整流子片
（図示せず）に固着する場合に線端部１０３のねじれを
修正する必要がある。

【０００３】例えば線端部１０３を整流子片の線端部収
容溝に挿入する場合、線端部１０３の面と線端部収容溝
の内面とを平行とするのが好ましいが、線端部収容溝は
スロット挿入部１０１を収容する電機子コアのスロット
（図示せず）と周方向位置が異なるので、線端部１０３
をスロット挿入部１０１に対して所定角度ねじる必要が
ある。これは線端部１０３を整流子片の平坦表面に固着
する場合も同じである。

【０００４】特開昭６１−２４０８３２号公報は、この
問題を改善するために、円形断面のコイルのスロット挿
入部の部分を四角形に成形して線端部の上記修正を解消
することを開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６１−２４０８３２号公報に開示される電機子コイル
は、円形断面のコイルのスロット挿入部の部分を四角形
に成形しているので、円形断面の線端部の直径はスロッ
ト挿入部の短辺より大きくなり、そのために、電機子コ
イルの巻装に際し電機子コイルをスロットに径方向へ挿
入する必要があった。

【０００６】このようなスロットへの径方向挿入は、電
機子コアのスロット断面形状を制約するとともに、挿入
作業を困難化し、電機子コイルの絶縁皮膜の劣化を招く
可能性も生じる。本発明は、上記問題点に鑑みなされた
ものであり、スロットのコイル占積率向上及び線端部の
ねじれ修正の省略乃至容易化を可能としつつ、スロット
への電機子コイルの軸方向挿入を実現した整流子型回転
電機の電機子コイルを提供することをその目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の整流子型回転電
機の電機子コイルは、角形断面を有し電機子コアのスロ
ットに嵌装されるスロット挿入部と、前記スロット挿入
部両端に延在するコイルエンドとからなり、前記コイル
エンドの一方の先端部が整流子片に固着される線端部を
構成する整流子型回転電機の電機子コイルにおいて、前
記線端部の断面は５角形以上の多角形又は円形に形成さ
れ、前記線端部の断面の最大寸法は前記スロット挿入部
の断面の短辺長以下とされることを特徴としている。

【０００８】

【作用及び発明の効果】本発明の電機子コイルは、スロ
ット挿入部が角形断面を有するので、電機子コアのスロ
ットのコイル占積率が向上しする。また、線端部の断面
が５角形以上の多角形又は円形に形成されているので、
線端部をスロット挿入部に対してねじる角度が減少する
か又はねじる必要性がなくなり、コイルエンドの膨らみ
が減少し、コイル変形加工が容易となり、線端部のねじ
り工程を容易化又は解消することができる。

【０００９】更に、線端部の断面を５角形以上の多角形
又は円形に形成するとともに、線端部の断面の最大寸法
をスロット挿入部の断面の短辺長以下としたので、電機
子コイルを電機子コアのスロットへ軸方向から挿入する
ことができ、電機子コアのスロットの開口の周方向幅を
狭小化して磁気抵抗を低減したり、スロット挿入時のス
ロット挿入部の絶縁皮膜の損傷防止を図ったり、スロッ
ト挿入作業を容易化したりすることができる。更に、整
流子片の小型化を図ることもできる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係るスタータを図
１により説明する。このスタータは、ピニオンギヤ側に
配設されるフロントケース１１と、このフロントケース
１１のリヤ側に締結されるセンターケース１２とからな
り、両ケース１１、１２間の内部空間は後述する減速ギ
ヤ機構及び一方向クラッチを収容するためのギヤ空間と
なっている。

【００１１】センターケース１２はそれぞれリヤ側に開
口するモータ収容用孔部１２ａ及びマグネットスイッチ
収容用孔部１２ｂを有し、孔部１２ｂにはマグネットス
イッチ２が収容され、孔部１２ａにはスタータ用モータ
３が収容されている。スタータ用モータ３は、センター
ケース１２のモータ収容用孔部１２ａの底部の段差に前
端部が嵌入される円筒上のヨーク３１を備え、ヨーク３
１の内周面には４個のポールコア３２が周方向９０度間
隔で固定され、各ポールコア３２に各一極分のフィール
ドコイル３３が巻装されている。

【００１２】ヨーク３１の後端部にはヨーク３１の後端
開口を閉鎖するべく碗状のエンドフレーム３４が嵌合さ
れており、ヨーク３１及びエンドフレーム３４はセンタ
ーケース１２を貫通する長ボルト（図示せず）によりフ
ロントケース１１に締結されている。センターケース１
２及びエンドフレーム３４は軸受けを介してアーマチャ
軸３５を支承しており、アーマチャ軸３５にスプライン
嵌着されたアーマチャコア３６にはアーマチャコイル３
７が巻装されている。

【００１３】アーマチャ軸３５の後端部には樹脂絶縁筒
３８が嵌着、固定されており、樹脂絶縁筒３８の外周に
は複数の整流子片３９が互いに接触することなくそれぞ
れ軸方向へ埋設されている。後述するように、各整流子
片３９にはアーマチャコイル３７の線端部が固着されて
いる。整流子片３９の外周にはエンドフレーム３４に支
持されて４個のブラシ９（一個のみ図示）が互いに９０
度間隔で押し付けられている。各ブラシ９はブラシホル
ダ９１に装着され、ブラシホルダ９１はエンドフレーム
３４に固定されている。各ポールコア３２にそれぞれ巻
装された４極分のフィールドコイル３３は直並列に接続
され、その一端は互いに１８０度離れた一対のブラシ
（図示せず）に接続され、残る一対のブラシ９（一個だ
け図示）は導電片９２を介してア−スビス９３によりエ
ンドフレーム３４にアースされている。

【００１４】センターケース１２を貫通して上記ギヤ空
間の上部に突出するアーマチャ軸３５の前端部はアイド
ルギヤ４１を介して一方向クラッチ４２の外筒部に噛合
しており、この外筒部が嵌着される一方向クラッチ４２
の内筒部４３は軸受けによりフロントケース１１及びセ
ンターケース１２に支承されている。この内筒部４３内
にはドライブシャフト４６が回転自在かつ軸方向進退自
在に収容されている。上記一方向クラッチ４２の内筒部
４３から突出するドライブシャフト４６の前端部の外周
面にはピニオンギヤ筒４４が軸方向進退自在にスプライ
ン嵌着されており、ピニオンギヤ筒４４の外周面にはリ
ングギヤと噛合するためのピニオンギヤ４５が形成され
ている。ドライブシャフト４６の後端部の外周面にはヘ
リカルスプライン溝が形成され、このヘリカルスプライ
ン溝はドライブシャフト４６に、一方向クラッチ４２の
内筒部４３の内周面のヘリカルスプライン溝に噛合す
る。

【００１５】一方、マグネットスイッチ２はグランドプ
レート２１、２２からなる静磁路を有し、グランドプレ
ート２１の前端がセンターケース１２にかしめられてい
る。グランドプレート２１、２２は保持コイル２３及び
吸引コイル２４巻装のコイルボビン２５を挟持するとと
もに、コイルボビン２５を通じてグランドプレート２２
をセンターケース１２に押し付けている。コイルボビン
２５内には可動磁路を成すプランジャ２７が軸方向進退
自在に保持され、プランジャ２７内にはプッシュロッド
２６が軸方向進退自在に保持されている。プッシュロッ
ド２６の前端はセンターケース１２を貫通して一方向ク
ラッチ４２の内筒部４３内に突出し、ドライブシャフト
４６の後端凹部に嵌入している。この後端凹部の奥底部
材にはスチールボール（図示せず）が回転自在に収容さ
れており、プッシュロッド２６は前進してこのボールを
介してドライブシャフト４６を前進させる。

【００１６】更にプランジャ２７の後端部外周には可動
接点リング２８がプランジャ２７に電気絶縁されつつ進
退自在に嵌着されている。一方、プランジャ２７の前進
時に可動接点リング２８と接触可能な位置にて、固定接
点片２９がセンターケース１２の後端部に電気絶縁され
つつ支持され、固定接点片２９はターミナル３０に接続
されている。

【００１７】５０はドライブスプリングであってプラン
ジャ２７に対してプッシュロッド２６を前方に付勢して
いる。５２はリターンスプリングであって、ドライブシ
ャフト４６に対して上記スチールボール（図示せず）を
介してプランジャ２７を後方に付勢している。５３は接
点スプリングであってプランジャ２７に対して可動接点
リング２８を前方に付勢している。５４はシャフトリタ
ーンスプリングであって一方向クラッチ４２の内筒部４
３に対してドライブシャフト４６を後方に付勢してい
る。５６はピニオンギヤスプリングであってドライブシ
ャフト４６に対してピニオンギヤ筒４４を前方に付勢し
ている。

【００１８】この装置では、キースイッチオンにより吸
引コイル２４及び保持コイル２３に通電されてプランジ
ャ２７が前進し、それによりピニオンギヤ４５が前進
し、リングギヤ（図示せず）に噛み合う。接点２８、２
９が短絡すると吸引コイル２４が短絡されるとともに直
流直巻電動機であるスタータ用モータに通電され、スタ
ータ用モータの始動によりアイドルギヤ４１、一方向ク
ラッチ４２を通じてドライブシャフト４６、ピニオンギ
ヤ４５が回転され、リングギヤ（図示せず）を通じてエ
ンジンが始動される。

【００１９】次に、この実施例の要部となる部分を図２
〜図４を参照して以下に説明する。図２はアーマチャコ
イル３７の１ターン分を示す。この実施例では、アーマ
チャコイル３７は１回巻きとなっており、アーマチャコ
ア３６の各スロットには行き、帰り一対のアーマチャコ
イル３７が収容されている。巻線方式は波巻きでも重ね
巻きでもよい。そして、アーマチャコイル３７の各ター
ンはアーマチャコア（電機子コア）３６のスロットに反
整流子片側から軸方向へ挿入され、挿入後に先端側を屈
曲して成形される。このようにして形成されたアーマチ
ャコイル３７は、スロット挿入部３７ａと、反整流子片
側のコイルエンド３７ｂと、整流子片側のコイルエンド
３７ｃとからなり、コイルエンド３７ｃの先端部は線端
部３７ｄと呼ばれる。なお線端部３７ｄは少なくとも整
流子片３９のライザ部のコイル収容溝（後述）に収容さ
れる部分を指定する。

【００２０】図３に線端部３７ｄを整流子片３９に固着
した状態を示し、スロット挿入部３７ａをアーマチャコ
ア３６のスロット３６ａに収容し、線端部３７ｄを整流
子片３９のライザ部３９ａのコイル収容溝３９ｂに収容
した状態を示す。樹脂絶縁筒３８の外周に埋設された各
整流子片３９のアーマチャコア３６側の端部から、ライ
ザ部３９ａが放射方向に立設されている。ライザ部３９
ａの大径側の端面にはコイル収容溝３９ｂが穿設されて
おり、コイル収容溝３９ｂにアーマチャコイル３７の一
対の線端部３７ｄが固着されている。

【００２１】この実施例において重要なことは、コイル
エンド３７ｂ、コイルエンド３７ｃ及び線端部３７ｄが
断面円形とし、スロット挿入部３７ａを面取り正方形断
面とし、更に、線端部３７ｄの直径をスロット挿入部３
７ｂの断面の一辺以下とした点にある。このようにすれ
ば、アーマチャコイル（電機子コイル）３７の各ターン
をアーマチャコア３６の各スロットに軸方向から挿入す
ることができ、これらスロットの開口が狭小化されてい
ても容易にアーマチャコイル３７の挿入を行うことがで
きる。

【００２２】また、線端部３７ｄの断面の最大寸法をス
ロット挿入部３７ａの断面の短辺長以下とすれば、線端
部３７ｄの断面は５角形以上の多角形とすることもでき
る。また本実施例によれば、線端部３７ｄの断面の最大
寸法が小さいので、整流子片３９のライザ部３９ａのコ
イル収容溝３９ｂへの収容が容易となり、かつ、整流子
片３９のライザ部３９ａを小型化することも可能とな
る。このことは、整流子片３９に掛かる遠心力を低減で
き、その結果として、エンジン始動時のような高温下で
も充分な耐遠心力性を有し、信頼性、耐久性に優れるコ
ンミテータを実現することができる。

【００２３】なお、スロット上部へ収容するスロット挿
入部３７ａと、スロット下部へ収容するスロット挿入部
３７ａとを異形とする場合でも線端部３７ｄは同形とす
ればよい。更に、線端部３７ｄの断面を例えば５角形と
いった角数が小さい多角形とし、かつ、線端部３７ｄの
断面積を大きく設定した場合には、整流子片３９のライ
ザ部３９ａのコイル収容溝３９ｂに収容するために、線
端部３７ｄを多少ねじる必要が生じるがそのねじり量は
線端部３７ｄを四角形とした場合より少ないので、作業
は容易となる。もちろん、線端部３７ｄの断面を例えば
５角形といった角数が小さい多角形とし、かつ、線端部
３７ｄの断面積を小さく設定した場合には、整流子片３
９のライザ部３９ａのコイル収容溝３９ｂに収容するた
めに、線端部３７ｄをねじる必要はない。

【００２４】本実施例では、アーマチャコイル３７は一
回巻きとしたが一回巻きに限定されない。また、スロッ
ト形状はセミクローズドタイプの他、各種形状を採用す
ることができる。次に、本実施例のアーマチャコイル３
７を丸形コイルを用いて製造する方法を説明する。

【００２５】まず断面円形のコイルをリールから引き出
して、スロット挿入部３７の部位を金型を用いて断面角
形とし、その後、回転する内刃をもつ輪状切削工具の穴
に線端部３７ｄを押し込んでそれを径小な円形断面に切
削すればよい。切削加工を先に実施し、３７ａと３７ｄ
とを一度に断面角形に成形してもよい。又は断面円形の
コイルをリールから引き出して、線端部３７ｄに当たる
部位を面取り切削（好ましくは平行な２面を作る）して
その断面積を狭小とし、その後、線端部３７ｄに当たる
部位を断面丸形に、スロット挿入部３７ａに当たる部位
を断面角形に成形すればよい。

【００２６】次に、本実施例のアーマチャコイル３７を
平角コイルを用いて製造する方法を説明する。まず断面
正方形（面取り済みでもよい）のコイルをリールから引
き出して、反コンミテータ側のコイルエンド３７ｂに当
たる部位を断面円形に成形し、また、線端部３７ｄに当
たる部位を上記と同様に径小な円形断面に切削すればよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスタータの断面図、

【図２】図１のアーマチャコイルの１ターン分の斜視
図、

【図３】図１の整流子片近傍の軸方向断面図、

【図４】図１の整流子片のライザ部近傍の径方向断面
図、

【図５】従来のアーマチャコイルの１ターン分の斜視
図。

【符号の説明】

３６はアーマチャコア、３７は電機子コイル、３９は整
流子片、３７ａはスロット挿入部、３７ｂは反整流子片
側のコイルエンド、３７ｃは整流子片側のコイルエンド
部、３７ｄは線端部、３９ａは整流子片のライザ部、３
９ｂはライザ部のコイル収容溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】角形断面を有し電機子コアのスロットに嵌
   装されるスロット挿入部と、前記スロット挿入部両端に
   延在するコイルエンドとからなり、前記コイルエンドの
   一方の先端部が整流子片に固着される線端部を構成する
   整流子型回転電機の電機子コイルにおいて、 前記線端部の断面は５角形以上の多角形又は円形に形成
   され、前記線端部の断面の最大寸法は前記スロット挿入
   部の断面の短辺長以下とされることを特徴とする整流子
   型回転電機の電機子コイル。