JPH0744810B2 - スロット形電機子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、スタータ等の回転電機に用いられるスロット
形電機子に関するものである。

「従来の技術及びその問題点」 スロット形電機子１は、シャフト２に一定間隔にスロッ
ト３を形成した鉄心４及びコンミテータ５を、圧入若し
くはローレット等により固定し、巻き線の始端と終端と
をからめて係止する係止片６を、角コンミテータ５のセ
グメント７に形成したものである（第１図）。そして、
該スロット形電機子の鉄心部には巻線との絶縁を防止す
るための一次絶縁処理が施される。

前記構成のスロット形電機子１のスロット内に、２層以
上の重ね巻きを施したものは、特公昭57−56301号公報
により開示されている。

その重ね巻き方式としては、いわゆるロングアルファ
（以下ロングαという）巻き方式と、ショートアルファ
（以下ショートαという）巻き方式とがある。

尚、アルファ巻き方式のアルファは、「α」の文字を描
くように巻き線を施すことに由来するものである。

以下、12スロット、12コンミテータセグメントの電機子
に４極用の重ね巻きを施す態様で、ロングα巻き方式と
ショートα巻き方式とを説明する。

第２図（ａ）は、ロングα巻き方式の一例を説明した説
明図である。

鉄心４に形成したスロット３及びコンミテータ５のセグ
メント７には、説明のため同図に示すよう番号を付す。

先ず、セグメント番号（以下番号を省略する。）「７」
の係止片６に始端をからめて係止した巻き線８は、フラ
イヤ巻き線機（図示せず）により、スロット番号（以下
番号を省略する。）「１」と約90°のスロットピッチを
有するスロット「４」に巻き込まれた後、セグメント
「８」の係止片６に巻き線８の終端をからめて係止す
る。この時スロット形電機子１は、巻き方向と同一方向
に約360°回転させて、シャフト２に巻きつけるように
巻き線８を施す。続いて、セグメント「８」の係止片６
にからめて係止した巻き線８の続きを、フライヤ巻き線
機から繰り出して、スロット「２」と「５」に巻き込ん
でセグメント「９」の係止片６にからめて係止する。以
下同様に順次所定のスロットピッチで各スロット３間に
巻き線８を巻き込んで重ね巻きを施す。

また、ロングα巻き方式の別の例としては、前記と同様
に所定のスロットピツチでスロット３に巻き線８を巻き
込み、該巻き線８の端部を約180°の対角方向に離れた
セグメント７の係止片６にからめた後、スロット形電機
子１を逆回転してシャフト２を巻くことなく戻して、順
次隣接するスロット３と、所定のスロットピッチ離れた
スロット３間に巻き線を施していく方式もある。

さらに、他のロングα巻き方式の例としては、前記各方
式のようにスロット形電機子１を回転若しくは逆回転さ
せるのではなく、フライヤ巻き線機を回転若しくは逆回
転させるようにしてもよい。

一方、ショートα巻き方式は第２図（ｂ）の説明図に示
される。

先ずセグメント「１」の係止片６に始端をからめて係止
した巻き線９は、スロット「１」と約90°のスロットピ
ッチを有するスロット「４」に巻き込まれて、セグメン
ト「２」の係止片６に終端をからめて係止する。この時
は、スロット形電機子１は、360°／セグメント数（＝1
2）＝30°巻き方向と同一方向に回転させる。続いて、
セグメント「２」の係止片６にからめて係止した巻き線
９の続きを、繰り出してスロット「２」と「５」に巻き
込んで、セグメント「３」の係止片６にからめて係止す
る。以下、同様に順次各スロット３間に巻き線９を巻き
込んで重ね巻きを施す。

前記したように、ロングα巻き方式とショートα巻き方
式は、スロット形電機子１を巻き線方向と同一方向に回
転させシャフト２に巻き線を巻きつけるように重ね巻き
を施すか、若しくは所定の角度離れたセグメント７の係
止片６に巻き線の端部をからませた後、スロット形電機
子１を逆回転して重ね巻きを施すかの点等で相違する
が、ロングα巻き方式は、スロット形電機子を360°回
転させながら、或は所定角度間（12スロット、12コンミ
テータセグメントで４極の場合は約180°、６極の場合
は約120°）を正逆回転させながら巻き線を施すため、
ショートα巻き方式と比較し巻き時間が長くなる欠点が
ある。さらに、シャフト２に直接巻きつけるように巻き
線を施す場合には、傷が付きやすく、レヤショートとか
アースが発生する虞れがあり、最悪の場合には車輛火災
に至る。このため、一般的にスタータモータ等の中型の
モータには、前記のようなロングα巻方式は採用され
ず、消費電力の少ないモータに採用されている。そし
て、その場合の巻き線とシャフト２との間の絶縁処理と
しては、絶縁テープによるテーピングとか、例えば実開
昭59−41061号公報に示されるように絶縁性のリング或
いはスペーサの装着等により行うため、第３の部品が必
要となるばかりでなく、工数も増加して価格高となる。

しかしながら、一般的な重ね巻き方式として採用される
ショートα巻き方式は、例えば第３図（ａ）に示すよう
に、４極用のスロット形電機子１の場合、所定のスロッ
トピッチで巻き線９を施すと、該スロットピッチ間に存
在するスロット３′が、鉄心４の側面に沿って順次外周
方向に整列状に巻かれる巻き線９により塞がれる。従っ
て、そのスロット３に巻き線９を施す場合は、そのスロ
ットを塞いだ巻き線９上から巻き線９′を開始すること
になり、スロット３′内に巻き線９が施されない空間い
わゆるデッドスペース10が生じて、スロット３′内の容
積を有効に使用できないという欠点がある。この欠点
は、２極用に重ね巻きを施す場合にも第３図（ｂ）に示
すように現れる。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、前記ロングα巻き方式では、所定スロット間
に巻き込んでセグメントの係止片にからめられる巻き線
を、シャフト２に巻き付けるようにするとともに、シャ
フト２に接する角度で次のスロット３内へ供給したり、
巻き線を所定の角度離れたセグメント７の係止片６にか
らめた後、戻して次のスロット３に供給するから、スロ
ット３を塞ぐ巻き線をシャフトの中心方向に押し下げ
て、前記デッドスペース10を減少させることが考えられ
る。

また、前記ロングα巻き方式における巻線が、シャフト
２に巻き付けられたり、シャフト２に接する場合の、当
該巻き線とシャフト２間の絶縁対策については、スロッ
ト形電機子１の鉄心４に実施する粉体による一次絶縁処
理をシャフト２の外周に施すことにより解決できる。

本発明は、前記した点に着目してなされたもので、電機
子鉄心の１スロット内に２層以上のコイルを重ね巻きす
る場合に、ロングα巻き方式とショートα巻き方式とを
組み合わせて、スロット内に巻かれる巻き線密度を高め
たスロット形電機子を提供することを目的とするもので
あり、さらに、ロングα巻き方式を採用した際の巻き線
とシャフト間の絶縁を確保できるスロット形電機子を提
供することを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 前記目的を達成するための具体的手段として、電機子鉄
心の１スロット内に重ね巻きで２層以上の巻き線を施す
スロット形電機子において、少なくとも最下層の重ね巻
きをロングアルファ巻き方式により施し、前記以外の上
層の重ね巻きをショートアルファ巻き方式により施した
ことを特徴とするスロット形電機子が提供され、 さらに、電機子鉄心の１スロット内に重ね巻きで２層以
上の巻き線を施すスロット形電機子において、電機子鉄
心部に実施する粉体による一次絶縁処理を延長して、電
機子鉄心とコンミテータ間に露出するシャフト外周に実
施するとともに、少なくとも最下層の重ね巻きをロング
アルファ巻き方式により施し、前記以外の上層の重ね巻
きをショートアルファ巻き方式により施したことを特徴
とするスロット形電機子が提供される。

「作用」 前記具体的手段によれば、スロット形電機子に対してロ
ングα巻き方式により少なくとも最下層の重ね巻きを施
した後、それ以上の上層の重ね巻きはショートα巻き方
式により巻き線が施される。

そして、上記のような重ね巻を施されるスロット形電機
子は、電機子鉄心に実施する粉体による一次絶縁処理
が、電機子鉄心とコンミテータ間に露出するシャフト外
周まで延長して実施され、シャフトに直接巻き付けられ
たり、接したりするロングα方式の巻き線と該シャフト
間の絶縁が確保される。

「実施例」 本発明の実施例を以下に説明する。

第４図はスロット形電機子１の一部の正面図であって、
スロット３の下層部にロングα巻き方式で、その上層部
をショートα巻き方式で重ね巻きした態様を示したもの
である。

鉄心４に形成した所定のスロット３間に供給されて重ね
巻きを施された巻き線８が、前記所定のスロット３間に
存在するスロット３′を塞いで、いわゆるデッドスペー
ス10が生じる。しかし、ロングα巻き方式の場合は、前
記したようにシャフト２に巻きつけられ、コンミテータ
５のセグメント７に形成した係止片６にからめて接続さ
れる巻き線８′が、シャフト２に接する角度でスロット
３′に供給されたり、前記巻き線８′を所定の角度離れ
たセグメント７の係止片６にからめた後、戻して次のス
ロット３に供給されるので、この巻き線８′によりデッ
ドスペース10を生じさせる巻き線８を、第４図矢線に示
すようにシャフト２の中心方向に押し下げる。このため
スロット３′のシャフト２に近い底部に重ね巻きを施す
ことが可能となり、スロット３′内に巻き込むことがで
きる巻き線８の数が増加する。

以上のように、最下層若しくはデッドスペース10の影響
が生じる上層部の重ね巻きをロングα巻き方式により施
し、デッドスペース10の影響が少なくなった時点で、シ
ョートα巻き方式に切り替えて巻き線を施す。

また、スタータ等の小径化を計るために、電機子１の径
を小さくするとともに、従来と同様の出力を維持したい
という技術的な要請がある。

この要請には、径を小さくしたスロット形電機子１に形
成するスロット３の底部をシャフト２の中心方向に深く
して、従来と同様の数の巻き線を施すことにより応える
ことができるが、スロット３の底部をシャフト２の中心
側に深く形成して、ショートα巻き方式により巻き線を
施すと、連設されるコンミテータ５のセグメント７に設
けた係止片６に巻き線９の端部をからめる必要があるの
で、スロット３の底部にまで巻き線９が入りにくくな
り、巻き線９が施こされない空間であるデットスペース
10が生じる。

そこで、前記したようにスロット３の底部付近は、ロン
グα巻き方式により巻き線８を施すことにより、デット
スペース10を解消することが可能となり、スロット３に
施す巻き線８の数を従来と同様の数として、スタータモ
ータ等の小径化を計ることができる。

尚、通常、小型のスタータに組み込まれるスロット形電
機子の場合は、最下層の巻き線に対してのみロングα巻
き方式を採用することで、前記したデッドスペースを減
少させることができる。

上層部に対するショートα巻き方式により、巻き線を実
施した後、コンミテータの係止片にからめた巻き線を、
フュージングにより結線するとともに２次の絶縁処理を
施す。

第５図は巻き線を施す前のスロット形電機子１の断面図
であって、粉体による一次絶縁処理が施される部分を示
したものである。一次絶縁処理が施される部分は、符号
ａで示されるように鉄心４の内部から、鉄心４とコンミ
テータ５との間に露出するシャフト２の外周にまで延長
されて、コンミテータ５の内端面近くまで至る。このよ
うに、粉体による一次絶縁処理を施したスロット形電機
子１に対して、前記したように最下層若しくはデッドス
ペース10の影響が生じる上層部の重ね巻きを、ロングα
巻き方式により施すと、巻き線８がシャフト２に直接巻
き付けられたり接したりするが、一次絶縁処理がシャフ
ト２の外周に施され、コンミテータ５の内端面近くまで
延長されているので、当該巻き線８とシャフト２間の絶
縁を確実に保つことができる。しかも、テーピングを行
ったり、スペーサやリング等の第３の部品を装着して絶
縁を確保するものでないので、コスト高を来たすことも
なく、スタータモータ等の小径化の要請に対しても充分
寄与することができる。

また、本実施例のスロット形電機子は、前記のように、
下層部に対する巻き線をロングα巻き方式により、上層
部に対する巻き線をショートα巻き方式により重ね巻き
を施すことにより、コンミテータの各セグメントに対す
る巻き線の接合部は、ロングα巻き方式とショートα巻
き方式との接続が組合って適度な巻き線密度をもつ。こ
のため、ワニスや樹脂を含浸させて、耐熱、耐温及び耐
振性等を向上させる際に、樹脂等の付着量が増加してコ
ンミテータ部分の結合度が強固となる副次的な効果もあ
る。

「発明の効果」 本発明は、前記具体的手段及び作用の説明で明らかにし
たように、スロット形電機子に対してロングα巻き方式
により少なくとも最下層の重ね巻きを施した後、それ以
外の上層の重ね巻きはショートα巻き方式により巻き線
を施すようにしたから、ロングα巻き方式によりスロッ
トの中心方向の下方を塞ぐ巻き線を押し下げて、デッド
スペースを減少させ、１スロット内に巻かれる巻き線の
数を増加して巻き線密度を高くすることができるスロッ
ト形電機子を提供することができる。

そして、上記のような重ね巻を施されるスロット形電機
子は、電機子鉄心に実施する粉体による一次絶縁処理
が、電機子鉄心とコンミテータ間に露出するシャフトの
外周にまで延長して実施されるから、シャフトに直接巻
き付けられたり、接したりするロングα方式の巻き線と
該シャフト間の絶縁がテーピングやスペーサ等を装着す
る従来の絶縁方式に比して低コストで確保できるととも
に、アース等に対する信頼性の高いスロット形電機子を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示し、第１図はスロット形
電機子の斜視図、第２図（ａ）はロングα巻き方式を説
明した説明図、第２図（ｂ）はショートα巻き方式を説
明した説明図、第３図（ａ）は４極の場合の巻き線によ
り生じるデッドスペースを示した説明図、第３図（ｂ）
は２極の場合の巻き線により生じるデッドスペースを示
した説明図、第４図は本発明を適用したスロット形電機
子の一部の正面図、第５図は巻き線を施される前のスロ
ット形電機子の断面図である。 １……スロット形電機子、３……スロット、４……鉄
心、８……ロングα巻き方式による巻き線、９……ショ
ートα巻き方式による巻き線、ａ……一次絶縁処理を施
される部分。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電機子鉄心の１スロット内に重ね巻きで２
   層以上の巻き線を施すスロット形電機子において、 少なくとも最下層の重ね巻きをロングアルファ巻き方式
   により施し、前記以外の上層の重ね巻きをショートアル
   ファ巻き方式により施したことを特徴とするスロット形
   電機子。
2. 【請求項２】電機子鉄心の１スロット内に重ね巻きで２
   層以上の巻き線を施すスロット形電機子において、 電機子鉄心部に実施する粉体による一次絶縁処理を延長
   して、電機子鉄心とコンミテータ間に露出するシャフト
   外周に実施するとともに、 少なくとも最下層の重ね巻きをロングアルファ巻き方式
   により施し、前記以外の上層の重ね巻きをショートアル
   ファ巻き方式により施したことを特徴とするスロット形
   電機子。