WO1995009474A1 - Bobine de champ pour moteur - Google Patents

Description

明細書

電動機用界磁コ イ ル 技術分野

本発明は、 例えばス タ ー 夕 に用い られる電動機用界磁コ イ ルに関す る ものである。

背景技術

従来よ り 、 ス タ ー夕 に用い られる電動機において、 電動機の小型化 を進める際に、 小型化の一つの有効な手段と して電動機内の界磁コ ィ ルの占積率を上げる こ とがある。

この場合、 一般的に充分な絶縁耐圧を有する絶縁皮膜に覆われた平 角導体が用い られる。 この平角導体を図 6 に示すよ う な 4 つの磁極を 有する界磁装置に適用する場合、 固定子 3 のポールコア 4 に図 5 の如 く 平角導体 2 0 を巻線し、 平角導体 2 0 の一端 2 0 aが隣の磁極に巻 線された平角導体にコネ ク タバ一 8 を介 して接続されるよ う に し、 ま た他端 2 0 bがブラ シ 5 に接続されるよ う にする。

しかしながら、 上記の平角導体 2 0 では平角の導体をポールコア 4 に卷線するため、 平角導体 2 0 の表面にある絶縁皮膜どう しが当接し 絶縁皮膜が二層となる。 そのため、 巻線する手間を要する と共に、 固 定子 3 と平角導体 2 0 間に比べて平角導体どう し間の耐電圧が低く て よいに も関わらず、 平角導体どう し間の絶縁皮膜が過剰とな り、 その 結果界磁コ イ ルの占積率が低下する と い う問題がある。

本発明は上記問題点に鑑み、 ポールコアに巻線する こ とを必要とせ ずに占積率が大幅に向上でき る界磁コ イ ルを提供する こ とを目的とす る。 発明の開示

上記問題点を解決するために、 本発明では、 導体の一部を除去して 形成され、 磁路をなす固定子のポールコアが揷通される開口部を有し 、 前記導体を厚さ方向に貫通 し前記開口部の周囲に形成された螺旋状 のス リ ツ 卜を有する こ とを特徴と した界磁コ イルを採用 している。

そ して上記構成において、 導体を除去して形成された開口部と螺旋 状のス リ ツ 卜を配置する こ と よ り 、 必要とする巻線の界磁コイ ルが容 易に得られ、 ポールコアに界磁コ イ ルを巻線する必要はな く なる。 ま た、 このス リ ッ トの幅を小さ く 設定でき るので、 その幅が過剰となる こ と はな く 、 界磁コ イ ルの占積率が大幅に向上でき る。

さ らに、 上記界磁コ イルに前記螺旋状のス リ ツ 卜内の一部も し く は 全長にわたって絶縁材を配設したこ とによ り 、 ス リ ツ ト幅をごく 小さ く しても、 ス リ ツ ト内の絶縁材がコ イ ル間の短絡を防ぎ、 占積率をよ り向上でき る。

さ らに、 前記導体 1 つに対し前記開口部及び螺旋伏のス リ ッ トを各 々複数個形成し、 複数の界磁コ イ ルを一体に形成すれば、 複数の磁極 分の界磁コイルが一度に形成でき るため、 界磁コイル間をつな ぐコネ ク 夕バーの空間が不要とな り、 その分界磁コ イ ルの占積率が向上でき る。 また、 部品点数が減少でき る。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の一実施例を示す界磁コ イ ルの平面図である。 図 2 は、 図 1 はコ イ ルを界磁装置に装着した状態を示す側面図である。 図 3 は、 本発明の他の実施例を示す界磁コ イ ルの平面図である。 図 4 は 、 図 3 のコ イルを界磁装置に装着した状態を示す平面図である。 図 5 は、 従来の界磁コ イ ルの平面図である。 図 6 は、 図 5 に示す従来の界 磁コ イ ルを界磁装置に装着 した状態を示す側面図である。 図 7 は、 本 発明の一実施例を採用 した減速型スタ ー夕 の断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明を図に示す実施例に基づき説明する。

図 1 は電動機の固定子に取付け られる前の界磁コ イル 2 の平面図で あり 、 導体 （例えば、 銅板よ り形成されている。 こ の導体 1 の中央部 には図示されない固定子内にある磁極をなすポールコアが揷通される 矩形の開口部 1 1 を有している。 1 2 は導体 1 にある開口部 1 1 の外 周を覆う よ う に加工され、 導体 1 を厚さ方向に貫通 し導体 1 の外周と 開口部 1 1 間をつな ぐ螺旋状のス リ ツ 卜であり、 界磁コイル 2 はこ の 導体 1 がス リ ッ 卜 1 2 で分け られる こ と によ り線幅 L 4 のコイルと し て形成される。 なお、 ス リ ッ ト 1 2 の加工は、 機械加工、 放電加工、 レーザ加工、 水圧加工等のいずれの方法で加工してもよい。

そ して、 ス リ ッ ト加工の後、 図 2 に示すよ う に、 界磁コイル 2 は界 磁装置の一部である固定子 3 の内周面 3 1 の円弧形状に沿う よ う な形 状に曲げ成形されてから、 界磁コイル 2 の表面を絶縁するためにェポ キシ樹脂が塗布される。 その後、 界磁コイル 2 は固定子 3 の内周面 3 1 に配置され、 また、 ポールコア 4 の頭部 4 1 の内周面に係合されて 、 極弧部 4 2 で界磁コ イ ル 2 の底面を挟持するよ う に固着される。

こ の時、 界磁コ イ ル 2 を固定子 3 に組付後、 界磁コ イ ルの コ イ ル線 どう しが当接し短絡しないよ う にス リ ッ ト 1 2 の幅 L 2 が設定されて いる。 また、 界磁コイ ル 2 の円弧長さ L 1 は 1 ポールコア相当分の長 さを有し、 横方向長さ L 3 は図示されない電機子鉄心の軸方向長さ相 当に設定する。

なお、 界磁コイ ル 2 の絶縁方法と して、 導体 1 にス リ ッ ト 1 2 を加 ェした後に、 ス リ ッ ト 1 2 内にコイ ル線間を絶縁する絶縁材を介在さ せた り、 （例えば、 絶縁紙を挿入したり、 樹脂を塗布又は注入するな ど。 ） 或いはこの導体 1 のス リ ッ ト内だけでな く 表面全体に絶縁材 （ 例えば粉体） を付着するよ う に してもよい。 この場合、 ス リ ッ ト 1 2 の幅 L 2 はス リ ッ 卜 に配設する絶縁材に応 じて設定する。 以上のよ う にすれば、 必要とする巻数の界磁コ イ ル 2 が導体 1 にス リ ッ ト 1 2 を加工形成する こ と によ り容易に得られ、 界磁コ イルのコ ィ ル線どう し間の耐電圧に応じて絶縁材が配設されるス リ ッ 卜 1 2 の 幅 L 2 を任意に設定でき るので、 絶縁材が過剰となる こ と はな く 、 界 磁コ イ ル 2 の占積率が大幅に向上する。 また、 通電電流密度が極端に 高く な らないよ う に、 ス リ ッ 卜 1 2 で界磁コ イル 2 の線幅 L 4 が任意 に設定でき る。

しかも、 図 5 及び図 6 に示すよ う な従来の外周に絶縁皮膜を有する 平角導体 2 0 では、 固定子 3 のポールコア 4 に卷線される時皮膜が剝 がれ短絡する恐れがあるが、 本発明の界磁コ イル 2 は巻線を必要と し ないので巻線時の絶縁材の離脱は起こ らない。

以上の説明から明らかなよ う に、 本実施例によれば導体を除去して 形成された開口部と螺旋伏のス リ ッ トを配置する こ とによ り、 必要と する巻線の界磁コ イルが容易に得られ、 界磁コ イ ルの占積率が大幅に 向上でき るので、 特に短時間定格で大出力が必要なス タ ータ用の電動 機のよ う に比較的巻数が少な く 、 導体断面積が大きい電動機において は製造上及び性能上の効果が大である。 また、 さ らなるスター夕 の小 型化のために、 図 7 に示すよ う な減速機構を採用 して電動機を小型に する場合に も絶大なる効果を奏する。

次に、 本発明の他の実施例について説明する。 図 3 は 1 つの導体 1 で 2 磁極分の界磁コイル 2 を形成する ものであり、 ス リ ッ ト 1 2 を 1 組配置する こ と によ り形成される。

図 4 は図 3 の界磁コィ ル 2 を 4 極の極数を有する界磁装置の固定子 3 に適用 した例で、 2 個の導体 1 を配設したものである。

即ち、 2 個の導体 1 は固定子 3 の内周面 3 1 に各々配置され、 ポー ルコア 4 の頭部に係合され、 極弧部 4 2 で導体 1 の底面を挟持するよ う に内周面 3 1 に固着される。 一方の導体により形成される 2 個の界 磁コ イ ル 2 は一端 2 aが固定子 3 に接続され、 他端 2 b力 ブラ シ 5 に 接続される。 また、 他方の導体によ り形成される 2 個の界磁コ イ ル 2 は一端が リ ー ド線 7 に接続され、 他端かブラ シ 6 に接続される。

従って、 図 3 , 図 4 のよ う な構成とすれば、 1 個の導体 1 で 2 つの 磁極分の界磁コ イル 2 が形成でき るので、 図 6 に示すよ う な界磁コ ィ ノレ 2 間を接続する コネ ク タバ 8 が不要とな り 、 スペー スの有効利用 が図れ、 界磁装置の一部である固定子 3 内に配設される界磁コイル 2 の占積率がさ らに向上でき る。 また、 こ の界磁コ イ ル 2 を適用する電 動機は大幅に小型化でき る効果もある。

なお、 上記の各実施例では、 導体 1 は固定子 3 の内周側方向に 1 枚 ずつ配設したが、 導体 1 を固定子 3 の内周側方向に複数枚重ね合わせ てもよい。

また、 本発明では、 ス リ ツ ト加工後、 界磁コイル 2 を固定子 3 の内 周面 3 1 の円弧形状に沿う よ う に成形したが、 成形後にス リ ッ ト加工 してもよ く 、 この場合、 ス リ ッ ト幅 L 2 が狭く でき、 さ らに、 占積率 が大幅に向上する。 産業上の利用可能性

以上のよ う に、 本発明に係わる電動機用界磁コ イルは、 ポールコア に界磁コイ ルを巻線する必要はな く 、 特に、 ス夕一夕内に配設される 界磁装置と して利用でき る。

Claims

請求の範囲

1 . 導体の一部を除去して形成され、 磁路をなす固定子のポールコ ァが揷通される開口部を有し、 前記導体を厚さ方向に貫通 し前記開口 部の周囲に形成された螺旋状のス リ ッ トを有する こ とを特徴とする電 動機用界磁コイル。

2 . 前記螺旋状のス リ ツ 卜内の一部も し く は全長にわたって絶縁材 を配設したこ とを特徴とする請求項 1 記載の電動機用界磁コ イル。

3 . 前記導体 1 つに対し前記開口部及び螺旋状のス リ ツ トを各々複 数個形成し、 複数の界磁コイ ルを一体に形成したこ とを特徴とする請 求項 1 記載の電動機用界磁コ イ ル。