JPS62110455A

JPS62110455A - コイル保持装置

Info

Publication number: JPS62110455A
Application number: JP61223977A
Authority: JP
Inventors: ケネス・レイ・レイノルズ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1985-09-26
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1987-05-21
Also published as: KR870003598A; US4633114A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景本発明は電動機に関するものであり、更に詳しくは電動
機内のコイルに対する取付は装置およびコイル保持クリ
ップに関するものである。

標準の電動機は回転電機子すなわち回転子とそれを囲む
環状の固定子で構成され、回転子に設けた複数の巻線が
固定子の内側表面に設けられた磁極（界磁磁極）により
発生される磁束線を順次横切る。直流電動機では、回転
子の巻線は複数の整流子片に接続され、ブラシを介して
給電される。

ブラシは整流子片に接触して、電気的接続を行なう。回
転子の電機子巻線に流れる電流により回転子に磁極が生
じ、これは固定子の磁極により発生される磁束と相互作
用して、回転子にトルクを発生させて回転子を回転させ
る。ブラシは対応する整流子片がブラシの下を通過する
とき各電機子巻線の電機子電流を反転させる。ブラシが
１個の整流子片から別の１個の整流子片へ移るときにブ
ラシにアークが生じるのを防ぐため、通常、電動機固定
子のまわりに補極が設けられる。これらの補極は電流の
反転を助ける電圧を発生して、整流子とブラシの界面に
於けるアークの発生を最小限にする。

電動機の中に補極を使うことによりブラシのアーク発生
の聞届は解決されるが、しかしこのような補極を使う場
合、界磁磁極および界磁磁極の巻線の相互間の間隔のた
め補極のまわりに付加的な巻線を挿入する余地があまり
ないという構造上の問題が生じる。通常の電動機組立て
方法では、外側ハウジングまたは固定子シェルが磁性材
料で作られて、電動機のまわりに磁束用の磁路を形成す
る。別々に界磁磁極と補極が製造され、これらは固定子
シェルの内側表面にボルト締めすることができるように
なっている。巻線は電動機の外側で巻かれ、適当な絶縁
体で覆ってから取り付けられる。取り付は工程では、上
記の予め成形された巻線の中心にある開口を通るように
磁極を挿入した後、固定子の内側の定められた位置にボ
ルト締めされる。しかし、このような組立ては小型の低
馬力の電動機に対しては現実的でない。低馬力の電動機
では、界磁磁極が固定子シェルの一体部分として形成さ
れ、その後、巻線を界磁磁極に巻装するかまたははめ込
むことが好ましい。電動機内で界磁磁極の相互間に充分
な空間がある限り、界磁磁極に巻線を巻き付けるのが現
実的である。効率のよい主界磁磁極を構成するには電機
子に隣接した磁極表面をできる限り広くすることが必要
であるので、典型的には固定子シェルに隣接した磁極の
基部が電機子に隣接した磁極表面より狭くなるような形
状に磁極を構成することが必要である。

したがって、このような主界磁磁極が固定子シェルの一
体部分として形成されている場合には、巻線を予め成形
して、これを磁極に配置することはできない。このよう
な構成においては、界磁磁極に直接に巻線を巻き付ける
のが普通である。しかし、−互生界磁磁極に巻線を巻装
してしまうと、補極に巻線を巻装するために固定子シェ
ル内で利用できる空間は、実際上、補極に直接に巻線を
巻き付けることができないほどの空間しかない。幸い、
補極は主界磁磁極と同じような拡大した表面形状を有す
る必要がないので、巻線を予め成形して、これを固定子
シェルの一体部分として作られた補極に配置することが
できる。

したがって、本発明の１つの目的・は、予め成形された
巻線を電動機内の磁極のまわりの所定の位置に取り付け
るための取付は装置を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、電動機の予め成形された巻
線を磁極構造のまわりの所定の場所に保持するための装
置を提供することである。

発明の要約本発明によれば、コイルを磁極に対して所定の場所に有
効に保持するための電動機用の保持装置および取付は装
置が提供される。好適実施例では、保持装置は、ステン
レス鋼で作ったほぼＬ字形の部材で構成され、このＬ字
形部材の第１のアームは磁極と巻線の内側表面すなわち
磁極のまわりの巻線の面との間に滑り込ませることがで
きる。Ｌ字形部材の第２のアームは磁極から外側に伸び
て巻線の一部と重なる。第１のアームは切出し片を含み
、切出し片は磁極の側面のくぼみの中に滑り込み、磁極
に対する巻線の圧力によってその場所に保持される。こ
のくぼみによって、Ｌ字形部材が巻線と磁極との間の空
間から滑り出ることが防止される。Ｌ字形部材の第２の
アームは第１のアームに対して鋭角をなすように形成し
て、二゛れにより巻線表面に対してばね状の圧力を加え
て、固定子シェルの内側表面に巻線をしっかり押し付け
るようにすることが好ましい。更に、Ｌ字形部材の各末
端部は、巻線上の絶縁体を損傷しないように、隣接した
巻線表面から離れるように突き出る逆向きの湾曲部を含
む。Ｌ字形部材の各々のかどはそれぞれ大きな半径の丸
みを付けて、高電圧アーク放電を起す惧れのある尖端を
なくす。巻線の取付は装置では、磁極の面のまわりに複
数のＬ字形部材を用いて巻線を所定の位置にしっかり固
定することもできる。このように本発明は電動機内に補
極巻線のような巻線を固定する簡単で経済的な手段を提
供する。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

発明の詳細な説明第１図は一体に形成された主界磁磁極１２，１４および
補極１Ｂ、１ｇをそなえた電動機固定子シェル１０の斜
視図を示す。電動機固定子を構成するには、たとえば、
打抜き加工により電動機固定子シェル１０の図示の端面
の形状を有する複数の金属の薄板を形成し、次いで個々
の薄板を積み重ねることにより長い固定子シェル１ｏを
形成する。このように打抜きして積み重ねた薄板はテン
ションを加えた金属ストリップ２ｏによって一緒に保持
することができる。固定子シェル１ｏは電気巻線を取り
付けるためのシェルまたはハウジングを構成する。電気
巻線は電流が流れると、電動機を動作させるのに必要な
磁束を発生する。通常は、固定子シェル１０を収容する
ために別の金属ハウジング（図示しない）が設けられ、
このハウジングは電動機の外側ケーシングを形成する。

図から明らかなように、主界磁磁極１２および１４の形
状は、予め成形された巻線すなわち界磁コイルをこれら
の磁極の外面を越えてはめ込むことができないような形
状になっている。したがって、このような一体構造の界
磁磁極では、界磁コイルは磁極に直接巻き付けなければ
ならない。しかし、電動機技術に精通した当業者には明
らかなように、一旦界磁コイルを主界磁磁極のまわりに
巻き付けてしまうと、ワイヤの寸法および残された空間
によっては補極巻線すなわち補極コイルを補極１６およ
び１８のまわりに直接に巻き付けることが実際上できな
くなることがある。したがって、補極コイルは予め成形
した後、補極上にはめ込むことが好ましい。このため補
極コイルを補極にしっかりと取り付けて保持する何らか
の手段が必要になる。

第４図は磁極たとえば補極１６のまわりに巻線たとえば
補極コイル２２を支持するための本発明による取付は装
置を示している。説明のため、参照番号２２は固定子シ
ェル１０の各補極コイルを表わすものとする。第４図は
第１図の固定子シェル１０の一部の横断面図であり、予
め成形されたコイル２２が保持装置すなわち保持クリッ
プ２４によって所定の場所に保持される様子を示してい
る。

第２図にはこの保持クリップ２４の側面図が示しである
。図に示されているように、クリップ２４はアーム２６
および２８を有するほぼＬ字形の部材で構成される。短
い方のアーム２６は長い方のアーム２８と鋭角をなすよ
うに形成される。長い方のアーム２８を型打抜き加工し
てアームの一部を３辺に沿って切り込み、これをアーム
２８から外向きに曲げて大体クリップの材部２９に向っ
て突き出させることにより、アーム２８に切出し片３０
が設けられる。第３図に示すように、好適実施例では、
各クリップ２４に２個の切出し片３０を設けることによ
り安定性を更によくする。再び第２図を参照すると、ア
ーム２６および２８の各々の端部が僅かに逆向きに曲げ
られていることが理解されよう。第４図について後で詳
述するように、この逆向きの湾曲はクリップ２４の尖っ
た縁からコイル２２を保護する。更に、第３図に示すよ
うに、アーム２６および２８の端部の各々のかどが大き
な半径を持つように丸められ、これにより巻線または絶
縁体を損傷することを防止し、かつ放電を起して電気的
に接地させる惧れのある尖端をなくす。

第４図を参照すると、クリップ２４のアーム２８が補極
１６の側面と補極コイル２２の内側表面との間の空間に
滑り込むことがわかる。正しい位置に配置すると、各ク
リップ２４の各切出し片３０は第４図の補極１６の側面
に形成された切込みまたはくぼみ３４のような適当な保
持構造によって捕捉される。（図示していないが、スペ
ースの観点から好ましいとは思われないが、磁極のこの
ような保持構造を磁極の側面から外側に伸びる突出部で
構成することもできる）。磁極１６に対するコイル２２
の寸法により、各クリップ２４は磁極１６の側面と係合
した状態に保たれ、その場所に保持される。保持クリッ
プ２４のアーム２６はコイル２２の上面に力を加えて、
コイルを固定子シェル１０の内側表面に押し付ける。こ
のようにしてコイル２２が保持クリップ２４をその場所
に保持し、この保持クリップ２４はコイル２２をその場
所に保持する。希望する場合には、コイル２２が金属表
面と接触する惧れのある任意の箇所でコイル２２と固定
子シェル１０との間に絶縁材料の薄いシート３２を配置
することができる。

保持クリップ２４は、電動機内の電磁界に及ぼす影響を
最小限にし、かつ妥当なばね状の弾性を持つ材料で作る
ことが好ましい。これらの要件を満足する材料の一つは
ステンレス鋼である。他の使用可能な材料としてはばね
真鍮、アルミニウム等がある。磁性材料を使うこともで
きるが、磁界を歪ませる傾向がある。好適実施例では、
クリップ２４は厚さが０．０３２インチ（０，８１ｍｍ
）のステンレス鋼で作られる。

本発明の実施する際、各補極コイル２２は所望の電気的
特性を有する適当な寸法の巻線に予め成形される。絶縁
シート３２は、ノメックス（ＮＯＭＥＸ、登録商標）の
商品名で入手できる絶縁材で形成するのが好ましいが、
コイルを保護するために固定子シェル１０の表面に沿っ
て配置される。

次に界磁コイル（図示しない）が界磁磁極１２および１
４のまわりに巻装される。その後、コイル２２のような
予め成形した補極コイルが補極１６および１８に配置さ
れ、クリップ２４を補極１６および１８の側面と対応す
る補極コイルの内側表面との間の隙間に滑り込ませる。

各切出し片３０のばね作用によって、各補極の各側面に
沿ったスロットまたはくぼみ３４のような保持構造に各
切出し片３０がラッチされる。アーム２６とアーム２８
との間に形成された鋭角により、アーム２６がたわんで
各補極コイルにばね圧力を加えて、各補極コイルを所定
の場所に保持することができる。

このたわみの量は、コイル寸法の小さな変動に対処でき
、しかもコイル２２に適当な保持圧力を加えることがで
きる程度であることが好ましい。アーム２６および２８
の端部の僅かな逆向きの湾曲によって、ばねクリップの
尖ったかどがコイル絶縁体を損（ｆｈすることが防止さ
れる。

第４図には、クリップ２４が補極１６の各側面に１つず
つ用いられるように示されているが、使用するクリップ
の数はコイル２２を所定の場所に保持するために必要に
応じて変えることができることが理解されよう。クリッ
プの数は通常、固定子シェル１０の長さによってきまる
。たとえば、１８インチ（４５，７ｃ＋ｎ）の電動機で
は各補極コイルに対して６個のクリップが必要になるこ
とがある。以上のように、巻線の固定のために直流電動
機内に得られる空間を最大限に利用できる電動機巻線用
の取付は装置を説明した。

コイル取付は装置および保持クリップの好適実施例を図
示したが、本発明の趣旨と範囲を逸脱することなく種々
の変形や変更を加え得ることは勿論である。たとえば、
この取付は装置は補極巻線の取付けに限定されるもので
はなく、本発明は予め成形された他の巻線を所定の位置
に保持するためにも用いることができる。したがって、
本発明は例示した実施例に限定されるものではなく、特
許請求の範囲に該当する範囲全体に及ぶものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一体に形成された主界磁磁極および補極の配置
構成を示す電動機固定子の斜視図である。第２図は本発明によるＬ字形部材の側面図である。第３図は第２図のＬ字形部材の正面図である。第４図は
巻線を所定の位置に保持するために第２図のＬ字形部材
を使用した本発明の取付は装置を示す、第１図の電動機
の一部の端面図である。（主な符号の説明）１６．１８・・・補極、２２・・・補極コイル、２４・・・保持クリップ、２６．２８・・・アーム、３０・・・切出し片、３４・・・くぼみ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁極が電動機内部に突き出してほぼ長方形の形状
を有すると共に、コイルの中央開口の幅とほぼ同じ寸法
の幅を持っていて、該コイルの中央開口を通って突き出
しており、更に磁極の両側面に沿って該磁極の縦方向に
伸びる保持構造が設けられている形式の電動機の磁極に
対してコイルを所定の位置に保持するコイル保持装置で
あって、ほぼＬ字形の部材で構成され、該Ｌ字形部材が
その第１のアームから外向きにかつ該Ｌ字形部材の肘部
に向って突き出した少なくとも１つの切出し片を含み、
上記切出し片は上記磁極の上記保持構造に接触するよう
に配置され、上記Ｌ字形部材の第２のアームは上記磁極
から離れるように伸びて上記コイルに重なる位置に伸び
ており、その結果上記Ｌ字形部材が上記磁極の上記保持
構造と接触して所定の場所に保持されて、上記コイルを
上記Ｌ字形部材の上記第２のアームによって保持するこ
とを特徴とするコイル保持装置。
（２）特許請求の範囲第（１）項記載のコイル保持装置
に於いて、上記Ｌ字形部材が弾性材料で構成され、上記
第２のアームが上記第１のアームに対して鋭角をなすよ
うに形成されて、上記コイルに対してばね圧を加えるコ
イル保持装置。
（３）特許請求の範囲第（１）項記載のコイル保持装置
に於いて、上記第１および第２のアームの各々の端部が
逆向きに曲げられていて、上記端部がコイルと接触しな
いようにしたコイル保持装置。
（４）特許請求の範囲第（１）項記載のコイル保持装置
に於いて、上記Ｌ字形部材の各々のかどが大きな半径を
持つように丸みを付けられていて、高電圧放電を起す惧
れのある尖端を最少限にしたコイル保持装置。
（５）所望の形状に予め成形されて所定数の巻数を持つ
と共に、補極上にはめ込むための中央開口をそなえた補
極コイルを、直流電動機の補極に取り付けるための取付
け装置であって、上記補極の両側面に設けられた保持構
造と、複数のＬ字形クリップ部材とを含み、各Ｌ字形ク
リップ部材が、上記補極の側面と上記コイルの内側表面
との間に滑り込むような寸法の第１のアームと、上記補
極から外向きに伸びて上記コイルの表面と重なって上記
コイルを上記補極に対して押し付ける第２のアームと、
上記第１のアームに設けられていて、上記補極の保持構
造と接触して該クリップ部材を上記補極上に保持する手
段とを有することを特徴とする取付け装置。
（６）特許請求の範囲第（５）項記載の取付け装置に於
いて、上記保持構造がくぼみで構成されている取付け装
置。
（７）特許請求の範囲第（５）項記載の取付け装置に於
いて、上記保持構造と接触する上記手段が、ばね特性を
有する切出し片で構成されている取付け装置。
（８）特許請求の範囲第（５）項記載の取付け装置に於
いて、上記第２のアームが上記第１のアームに対して鋭
角をなすように形成されている取付け装置。
（９）特許請求の範囲第（５）項記載の取付け装置に於
いて、上記クリップ部材が非磁性材料で作られている取
付け装置。
（１０）特許請求の範囲第（９）項記載の取付け装置に
於いて、上記クリップ部材がステンレス鋼で作られてい
る取付け装置。
（１１）特許請求の範囲第（５）項記載の取付け装置に
於いて、上記クリップ部材の各々のかどがそれぞれ丸め
られている取付け装置。
（１２）特許請求の範囲第（５）項記載の取付け装置に
於いて、上記第１および第２のアームの端部が逆向きに
曲げられている取付け装置。