JPH07108074B2 - 回転電機におけるロータコアのスロット構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スタータモータ等の整流子を有した整流子型
の回転電機におけるロータコアのスロツト構造に関する
ものである。

［従来技術及び発明が解決しようとする問題点］ 一般に、この種の回転電機においては、コイルが巻装さ
れたロータコアが回転自在に軸承されている。そしてこ
の場合、出力アツプのため、コイルを太径にすると共
に、コイルが巻装されるスロツト（溝）数を可及的に多
くすることが考えられる。そこで従来、太径の単線コイ
ルをコア径方向に向けて内外一列状に巻装したものがあ
るが、この場合、スロツト数が多くなると、特に隣接す
る内コイル間同志のテイース間隔が狭くなつて、その部
分での磁束密度が高くなつて磁気抵抗が増大し、磁気的
に飽和してしまう惧れもあり、さらには機械的強度も低
下してしまうという欠点が生じ、このためスロツト数の
増加に限界が生じる。そこで偏平状のコイルを用いてス
ロツト幅を狭くし、その分、スロツト間のテイース間隔
を大きく確保することも案出されているが、この様にし
た場合には、特殊なコイルを使用しなければ成らない許
りでなく、コイル線の曲げ加工が通常の円形コイル線の
場合の如く自由に出来ず難しくなるという欠点があり問
題となる。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点も一掃す
ることができる回転電機におけるロータコアのスロツト
構造を提供することを目的として創案されたものであつ
て、内周に永久磁石が固着されたヨーク、該ヨーク内に
回転自在に支承されるコア軸、該コア軸に一体的に設け
られるコア部および整流子、コア部外周に多数設けた各
スロツトに巻装されると共に整流子に接続されたコイル
を有し、前記各スロツトに、断面円形をした単線コイル
の一対が径方向に一列状に並んで挿入するよう内外コイ
ル挿入部をそれぞれ形成してなる回転電機において、前
記各スロツトは、溝深さが浅深異なる第一、第二のスロ
ツトを互いに隣接させて形成されたものであり、かつ溝
深さの浅い第一スロツトは、径方向に長い略楕円溝形状
に形成して、内外コイル挿入部を溝内の径方向両側に互
いに隣接するように構成され、溝深さの深い第二スロツ
トは、コア軸心からの距離が第一スロツトの外コイル挿
入部位置に略位置するように形成した外コイル挿入部
と、第一スロツトの内コイル挿入部位置よりもコア軸心
側に偏倚して第二スロツトの外コイル挿入部に対してコ
ア軸心側に離間するように形成した内コイル挿入部と、
コア軸心からの距離が第一スロツトの内コイル挿入部位
置に略位置して、単線コイル径よりも幅狭状態で第二ス
ロツトの内外両コイル挿入部間を結ぶ幅狭部とで構成さ
れていることを特徴とするものである。

そして本発明は、この構成によつて、普通の円形コイル
線を用いることができるものでありながら、スロツト間
のテイース間隔を可及的に大きく採ることができる様に
したものである。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図
面において、１は回転電機であるモータのヨークであつ
て、該ヨーク１の内周には永久磁石２が一体的に固着さ
れている。一方、３はロータコアであつて、該ロータコ
ア３のコア軸４は軸受4aによつて軸芯回りに自由回動自
在に軸承され、かつコア軸４には、板材を複数積層形成
した後述するコア部５と、刷子1aが弾圧状に摺接する整
流子4bとが一体的に設けられていることなどは何れも従
来通りである。

前記コア部５には、コイル８が巻装される第一、第二の
スロツト６、７が交互に隣接するように形成されてい
る。即ち各スロツト６、７には、実施例では円形をした
太径の単線コイル８の一対（都合二本ずつ）が内外に一
列状に挿入巻き付けされるものであるが、第一スロツト
６は溝深さＡが浅く、また第二スロツト７は、前記第一
スロツト６よりも深い溝深さＢ（Ａ＜Ｂ）となるように
設定されている。そして第一スロツト６は、図示するよ
うに径方向に長い略楕円溝形状をし、その溝内に内外コ
イル挿入部6a、6bが隣接するよう形成されていて、その
中に内外一対のコイル８が径方向に殆ど接する状態で並
んで一緒に挿入できるようになつている。

一方、溝深い第二スロツト７には、コア軸芯からの距離
が、前記第一スロツト６における外コイル挿入部6aと略
同距離となる位置に位置する略円形の外コイル挿入部7a
と、第一スロツト６の内コイル挿入部6bに対し、両コイ
ル挿入部6a、6b間の距離Ｃと略等距離Ｃだけさらに内側
に偏倚する位置に位置した略円形の内コイル挿入部7bと
が形成されている。そしてこれら両コイル挿入部7a、7b
のあいだは、第一スロツト６の内コイル挿入部6b位置に
略位置して、挿入されるコイル８の径よりも幅狭状態で
内外両コイル挿入部7a、7b間を結ぶ幅狭部7cが形成され
ていて、前記第一スロツト６の内コイル挿入部6bとテイ
ース９を存して対向するようになつている。

尚、コア部５に形成されるスロツト数は、第一実施例の
ものはスロツト数が31個と奇数であるから、一箇所にお
いて第一スロツト６でダブルようになつている。そして
この場合に、コイル８は、テイース９を四個置いたスロ
ツト毎に挿入巻き付けされる波巻き巻線方式で巻装され
ている。そしてこの場合、第二スロツト７の内外コイル
挿入部7a、7bは、コア径線に対して軸芯回りに僅かに偏
芯するように設定していて、挿入するコイル８の挿入部
間の間隔を揃えるように設定されている。

叙述の如く構成された本発明の実施例において、コア部
５に形成したスロツト６、７の各コイル挿入部に太径の
単線コイル８を内外一列状に二本ずつ挿入巻き付けされ
るものであるが、その場合に隣接するスロツト６、７
は、特に内コイル挿入部6a、7a同志が径線方向に交互に
偏倚した構造となり、そして、第二スロツト７の両コイ
ル挿入部7a、7b間に形成されるコイル径よりも狭い幅狭
部7cが、第一スロツト６の内コイル挿入部6bと対向して
いる。この結果、両スロツト６、７間に形成されるテイ
ース９の間隔（幅）は、従来どうしも狭くならざるを得
なかつた内コイル挿入部側においても充分に広く確保す
ることができ、必要においてスロツト数の増加も可能と
なる。従つて、両スロツト６、７間のテイース間隔が狭
くなつて出力アツプが果し得ないような不具合もなく、
かつ機械的強度も確実に確保できることになる。しかも
この場合に、隣接外コイル挿入部6a、7a同志は、コア外
周部に近い略同等位置にあるため、磁束乱れが生じてし
まうようなことが殆どなく、もつて出力アツプと製品の
信頼性の向上に大きく寄与できることになる。そしてこ
のものは、内コイル挿入部7bの偏倚量が、第一スロツト
６における両コイル挿入部6a、6b間の距離と略等距離と
なつているため、テイース９の間隔も広く採れ、かつ第
二スロツト７において内外コイル挿入部7a,7bが離れす
ぎてしまうこともなく、極めて好ましいものである。

しかもこのものは、第二スロツト７において、内外コイ
ル挿入部7a、7b同志が僅かに周方向に偏芯するようにな
つていて、挿入するコイル８の挿入部間の間隔を揃える
ように設定されているため、内コイル挿入部6b,7bを内
外偏寄させたものであつても、略Ｕ形状に加工したコイ
ルの種類を統一することができて、作業性の向上が計れ
ることになる。

さらにスロツト数を第３図に示す第二実施例の如く偶数
とした場合には、二種類の深浅異なつたスロツトとした
場合に、前記第一実施例の如く第一スロツトで一箇所ダ
ブルようなことがなく、完全に深浅交互の配列にするこ
とができて、本発明の全体実施ができるが、この場合に
は、コイルの巻装サイクルでコイルピツチを、後ピッチ
ｎ、前ピッチＮの繰り返しとし、かつ全マグネツト数を
Ｐとした場合に、式、 （ｎ＋Ｎ）×（P/2）±１＝偶数 に合うもので設定される必要がある。それには例えば、
コイル間に挟まれるテイース数を４、５個の繰り返しと
し、かつ全マグネツト数を６個と仮定すると、前記式に
従い、 （４＋５）×（6/2）±１ ＝27±１（＝26または28） となり、スロツト数26個（あるいは28個）のものが設定
され、この様にすることによつて偶数のものであつても
波巻き巻線によるコイル巻装ができることとなる。

［作用効果］ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成されたものであ
るから、各スロツトに一対の単線コイルを径方向に並べ
て内外列状に挿入するものであるが、第一、第二スロツ
トの外コイル挿入部同志はそれぞれコア軸心から略同位
置に位置させた状態で、第二スロツトの内コイル挿入部
が、第一スロツトの内コイル挿入部よりもコア軸芯側に
偏倚して、第一スロツトの内コイル挿入部に対向する第
二スロツトの内外コイル挿入部間のあいだは、コイル径
よりも幅狭な幅狭部となつていて、内コイル挿入部側に
おいては、隣接するスロツト間のテイース間隔を前記狭
くなつた分だけ幅広に確保できることになる。

この結果、両スロツト間のテイースは略一様な断面積を
得られるようになり、磁束密度分布を均一にしてコアを
無駄なく利用できると共に、スロツト数を増やす場合等
の内コイル挿入部側に形成されるテイース間隔について
も、従来の内コイル挿入部同志がコア軸心から同位置に
あつて周回り方向に互いに対向するもののように狭くな
り、該部での磁束速度が高くなつて飽和状態になつた
り、機械的強度が低下したりするような不具合がなく、
もつて出力アツプは勿論のこと、信頼性の向上に大いに
寄与できることとなる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る回転電機におけるロータコアのス
ロツト構造の実施例を示したものであつて、第１図はモ
ータの側面断面図、第２図はコア部の断面正面図、第３
図は第二実施例のコア部の断面正面図である。 図中、２は永久磁石、５はコア部、６は第一スロツト、
6aは外コイル挿入部、6bは内コイル挿入部、７は第二ス
ロツト、7aは外コイル挿入部、7bは内コイル挿入部、7c
は幅狭部、８はコイル、９はテイースである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内周に永久磁石が固着されたヨーク、該ヨ
   ーク内に回転自在に支承されるコア軸、該コア軸に一体
   的に設けられるコア部および整流子、コア部外周に多数
   設けた各スロツトに巻装されると共に整流子に接続され
   たコイルを有し、前記各スロツトに、断面円形をした単
   線コイルの一対が径方向に一列状に並んで挿入するよう
   内外コイル挿入部をそれぞれ形成してなる回転電機にお
   いて、前記各スロツトは、溝深さが浅深異なる第一、第
   二のスロツトを互いに隣接させて形成されたものであ
   り、かつ溝深さの浅い第一スロツトは、径方向に長い略
   楕円溝形状に形成して、内外コイル挿入部が溝内の径方
   向両側に互いに隣接するように構成され、溝深さの深い
   第二スロツトは、コア軸心からの距離が第一スロツトの
   外コイル挿入部位置に略位置するように形成した外コイ
   ル挿入部と、第一スロツトの内コイル挿入部位置よりも
   コア軸心側に偏倚して第二スロツトの外コイル挿入部に
   対してコア軸心側に離間するように形成した内コイル挿
   入部と、コア軸心からの距離が第一スロツトの内コイル
   挿入部位置に略位置して、単線コイル径よりも幅狭状態
   で第二スロツトの内外両コイル挿入部間を結ぶ幅狭部と
   で構成されていることを特徴とする回転電機におけるロ
   ータコアのスロツト構造。
2. 【請求項２】前記第二スロツトの内外コイル挿入部は、
   コア部径線に対して周方向にずれていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の回転電機におけるロータ
   コアのスロツト構造。
3. 【請求項３】前記スロツトの全数は、これが偶数である
   場合には、コイルの巻装サイクルでコイルピツチを後ピ
   ツチｎ、前ピツチＮとし、全マグネツト数をＰとした場
   合に、式、 （ｎ＋Ｎ）×（P/2）±１＝偶数 に合うもので設定されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の回転電機におけるロータコアのスロツト
   構造。