(57)【要約】【課題】  前方導出線４２に含浸を施さず前記前方導出線の熱交換面が増大する、電動スタータモータの回転アーマチュアを提供する。【解決手段】  本発明の電動モータの回転アーマチュアは、導電体４１の端部が集電器２３のブレード４５に溶接される溶接部４４における後方導出線４３から磁気回路３９の中間位置に至る所定の軸方向の距離ｖにわたり、部分的に、含浸剤により含浸の施されたロータ巻線を備えている。本発明は、自動車用スタータに好適である。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路（３９）を半開ノッチ（４０）において支持する回転出力シャフト（２１）、集電器（２３）、およびスタータヘッド（１５）を備えるロータ（２２）と、
半開ノッチ（４０）内に収容され、前記磁気回路（３９）の両側に突出して、前記スタータヘッド（１５）側の前方導出線（４２）および前記集電器（２３）側の後方導出線（４３）をなす導電体（４１）を有するロータ巻線とを備える電動スタータモータ（Ｍ）の回転アーマチュアであって、
前記ロータ巻線は、前記導電体（４１）の端部が、前記集電器（２３）のブレード（４５）に溶接されている溶接部（４４）における後方導出線（４３）から磁気回路（３９）の中間位置に至る軸方向のある距離（ｖ）にわたって、部分的に含浸剤により含浸を施されていることにより、前記前方導出線（４２）には含浸を施さず、前記前方導出線の熱交換面を増大させていることを特徴とする回転アーマチュア。
【請求項２】
巻線に含浸を施す軸方向の距離（ｖ）は、前記磁気回路（３９）の全長（ｚ）よりも短いことを特徴とする請求項１記載の回転アーマチュア。
【請求項３】
含浸の終点となる前記中間位置は、前記磁気回路（３９）をなす積層状の金属板の軸長（ｚ）の１／２〜２／３の個所であることを特徴とする請求項２記載の回転アーマチュア。
【請求項４】
導電体（４１）は、ノッチ（４０）への入口を狭めるために、磁気回路（３９）を圧接することにより活性化する固定手段によって、前記ノッチ（４０）内に保持されることを特徴とする請求項１記載の回転アーマチュア。
【請求項５】
固定手段は、磁気回路（３９）の少なくとも１つの係止ポイント（Ａ、Ｂ、Ｃ）に形成された圧接用の突出部からなることを特徴とする請求項４記載の回転アーマチュア。
【請求項６】
係止ポイント（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、前記集電器（２３）側の磁気回路（３９）の後端から、軸方向の距離（ｌ１、ｌ２、ｌ３）だけ離れており、ここで中間の係止ポイント（Ｂ）は、含浸の施された後方導出線（４３）よりも、含浸の施されていない前方導出線（４２）の近くに位置することを特徴とする請求項５記載の回転アーマチュア。
【請求項７】
含浸剤はラッカーであることを特徴とする請求項１記載の回転アーマチュア。
【請求項８】
ロータ巻線の導電体（４１）は、コイル巻線またはヘアピン巻線からなることを特徴とする請求項７記載の回転アーマチュア。
【請求項９】
回転アーマチュアを有し、コンタクタ（ＣＴ）により制御される電動モータ（Ｍ）備える自動車用スタータであって、
前記回転アーマチュアは、請求項１記載の構造を有するものである自動車用スタータ。
【請求項１０】
集電器の導電性のブレードをこするブラシを収容するハウジングを、弾力性のあるワッシャによって画定する本体を有するブラシホルダをさらに備え、
前記ロータ（２２）のシャフト（２１）の後端は、カバー（２６）の中央部に後方軸受けに回転可能に取り付けられ、弾力性のある前記ワッシャは、前記カバーに当接し、前記ブラシハウジングを閉じることにより、振動を抑制するようになっている請求項９記載の自動車用スタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気回路を半開ノッチにて支持する回転出力シャフト、集電器、およびスタータヘッドを備えるロータと、半開ノッチに収容され、磁気回路の両側に突出して、スタータヘッド側の前方導出線、および集電器側の後方導出線をなす導電体を有するロータ巻線とを備える電動スタータモータの回転アーマチュアに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知技術によると、回転電気機器、特に自動車用内燃機関のスタータのアーマチュアの巻線に含まれる導線は、積層状の金属板を備える磁気回路のノッチにおいて、含浸ラッカーの作用により固定されている。含浸ラッカーは、積層状の金属板の前端および後端において、導線を互いに接着させ、ノッチにおいて、導線とそのハウジングとを接着させる。
【０００３】
特許文献１に記載のオルタネータ用のステータは、固定されているため、遠心力の影響を受けず、ノッチに収容されている導電部には、含浸が施されている。ノッチには、その軸長全体にわたって、含浸剤が埋められている。さらに、絶縁層が、ノッチに収容された導電体よりも導出線部分が薄くなるように形成されている。
【０００４】
また、ノッチ内の導線の機械的強度を強化するために、別の固定手段が用いられる場合もある。スタータヘッド側の前方または集電器側の後方、またはその両者における導出線にフープ状のガラス繊維を使用することにより、もしくは下記特許文献２〜６に記載されているように、ノッチの入口を圧接し導電体を保持することにより、上記の強化が行われることもある。
【０００５】
【特許文献１】ヨーロッパ特許公開第０８８１７４７号公報
【特許文献２】フランス国特許公開第２７２１７６９号公報
【特許文献３】フランス国特許公開第２７２２０３７号公報
【特許文献４】フランス国特許公開第２７２６７０１号公報
【特許文献５】フランス国特許公開第２２４４２８４号公報
【特許文献６】フランス国特許公開第２８４３４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ここで次の２つの問題が挙げられる。１つ目の問題は、含浸ラッカーを塗布する方法には、多くの条件が必要であり、ラッカー、塗布および焼付け用の器具に必要な電力、複雑な保守作業に必要なコストがかさむことである。
【０００７】
２つ目の問題は、前方導出線において、ラッカーが銅線の周囲をふさぐような形で粗面の隙間を埋めてしまうことである。これにより、銅線とその周囲の空気とが触れ合う熱交換面が小さくなり、過度に加熱されて、スタータの耐熱性が低くなるおそれが生じる。
【０００８】
本発明の目的は、変速装置を内蔵することなしに、上述の問題を解決した、電動スタータモータの回転アーマチュアを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電動スタータモータの回転アーマチュアは、導電体の端部が、集電器のブレードに溶接されている溶接部における後方導出線から、磁気回路の中間位置に至る軸方向のある距離にわたり、含浸剤により部分的に含浸されたロータ巻線を備えていることを特徴とする。これにより、前方導出線に含浸を施さず、その熱交換面は増大する。巻線の軸方向の含浸距離は、磁気回路の全長よりも短い。
【００１０】
含浸剤は、一般的にはラッカーであり、集電器側のアーマチュアの後方部にのみ塗布される。ラッカーを、スタータヘッド側の前方導出線に塗布しないため、導出後は、この部位において、周囲の空気により多く触れることとなり、熱試験によると、含浸の施された導出線を使用する場合と比較して、動力ロスが大幅に減ることが分かった。そのため、スタータの耐熱性が改善される。また、アーマチュアの回転時に、遠心分離時における耐性を損なうことなく、ラッカーの使用量を削減できるという利点が得られる。
【００１１】
好適な実施形態によると、含浸の終点となる中間位置は、磁気回路をなす積層状の金属板の軸長の１／２〜２／３の個所である。導電体は、ノッチへの入口を狭めるために磁気回路を圧接することにより、活性化する固定手段によって、ノッチ内に保持される。
【００１２】
本発明においては、上記以外に、次のような特徴が、単独または組み合わせて具備される。
−固定手段は、磁気回路の少なくとも１つの係止ポイントに形成される圧接用の突出部からなる。
−係止ポイントは、集電器側の磁気回路の後端から、軸方向に離れており、中間の係止ポイントは、含浸の施された後方導出線よりも、含浸の施されていない前方導出線の近くに位置している。
−回転アーマチュアを保護するため、弾力性のあるワッシャが設けられ、このワッシャは、カバーに当接し、ブラシハウジングを閉じ、振動を抑制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
スタータ１０は、熱機関（ここでは自動車用）を始動させるためのものであり、図１に示すように、自動車の固定部に固定される支持体１１を備えている。支持体１１は、スタータヘッド１５に含まれる管状スリーブ１４を、同軸状に取り囲む、針状軸受け等の前方軸受け１３を取付けるための突出部１２を備えている。
【００１４】
スリーブ１４の前端は、突出部１２から突出するとともに、自動車の熱機関と連動し、これを始動させるスタートリング（図示せず）と係合する制御ピニオン１６となっている。
【００１５】
スタータヘッド１５のスリーブ１４の後端は、ピニオン１６とドライバ１８との間に位置するフリーホイールに属するローラ１７の内円周上に配置されている。
【００１６】
ドライバ１８は、スタータの電動モータＭに含まれるロータ２２の出力シャフト２１と一体化した外部突出部２０と係合する内部突出部１９を備えている。突出部１９、２０は、相補的な螺旋形状を有する。
【００１７】
スタータヘッド１５の反対側には、ロータ２２のシャフト２１が集電器２３に、公知の方法で形成される。集電器２３は、たとえば上記特許文献３に記載されているように軸型のものである。集電器２３の導電性の軸ブレードを、放射状に作用するブラシ２４がこする構造となっている。
【００１８】
ブラシ２４は、上記の目的にかなうよう、複数のバネの支持体となる構造を有する本体（図１では符号なし）を備えるブラシホルダ内のハウジングに取り付けられている。各バネは、ここでは放射状に、ブラシホルダ内のハウジングに取り付けられ、ブラシ２４と連動して、集電器２３の導電性ブレードの方向にブラシを動かす。
【００１９】
出力シャフト２１の後端は、滑り軸受け等の後方軸受け２５に回転可能に取り付けられ、カバー２６のスリーブ状の中央部に保持されている。たとえば、上記特許文献４に記載された構成となっている。
【００２０】
カバー２６と支持部１１との間に配置されたケーシング２７には、ステータ２８を載置することができる。ステータ２８には、放射状の空隙を介して、ロータ２２を同軸状に取り囲む誘導コイル２８が設けられている。カバー２６およびケーシング２７は、タイロッド３０によって、支持部１１に接続されている。
【００２１】
より詳細に述べると、上記特許文献４に記載されているように、ステータは、電気コイル２９のハウジング（図示せず）を画定するように切削された積層状の金属板を備えている。
【００２２】
ステータの積層状の金属板の両軸端面には、プラスチック製の受片（図１には符号なし）が形成されている。この受片は、コイル２９の巻回に使用される。また、ブラシ２４のハウジングを閉じるために、ワッシャ（符号なし）が使用される。
【００２３】
こうしてハウジングは、ブラシホルダのプラスチック製の本体（符号なし）、およびこの本体上およびカバー２６上の部分的な突起上にかかるワッシャによって画定されている。ブラシホルダの本体は、近接する受片に当接している。ワッシャは、弾力性があり、軸方向の振動を抑制するように構成されている。詳細は、上記特許文献４（特に図１）を参照されたい。このようにして、ワッシャは、ブラシおよび後述する回転アーマチュアを保護している。
【００２４】
支持部１１は、電動モータＭの上方に、モータと平行に配置されている電磁コンタクタＣＴに含まれるセル３１を載置する働きもある。コンタクタＣＴは、公知の要領で、固定コア３２と、少なくとも１つの励磁巻線３３と、電動モータＭに給電するための固定端子３６、３７と共働する可動コア３４、および可動コンタクト３５とを備えている。
【００２５】
また、フォーク型コントロールレバー３８が、可動コア３４に弾性的に接続されたロッドの軸上に枢動可能に取り付けられている。フォーク形の基底部は、スタータヘッド１５のドライバ１８内の環状の溝に取り付けられた２本のフィンガを備えている。
【００２６】
ロータ２２は、積層した金属板からなる磁気回路３９を備えている。積層した金属板には、たとえばシャフト２１の少なくとも１つの刻み付き部分を活用して圧入することにより、出力シャフト２１上に金属板を軸方向に支持するために孔があけられている。各金属板は、その外周に、外向きの放射状に半開した複数のノッチ４０を備えている。ノッチ４０は、等角度間隔で配置され、金属板を位置決めした後に、軸方向の溝を形成する。
【００２７】
各ノッチ４０には、ロータ２２の磁気回路３９を通るコイル状の導電体４１が収容されている。この導電体４１は、磁気回路３９の両端において軸方向に突出し、それぞれ、スタータヘッド１５側の前方導出線４２および集電器２３側の後方導出線４３を構成している。前方導出線４２は、導電体４１の先端で形成されている。一方、後方導出線４３は、集電器２３の導電性ブレードに接続される導電体４１の端部からなっている。
【００２８】
導電体４１を損傷しないように、導電体４１とノッチ４０を画定する面との間に、ノッチ絶縁膜を介在させることが好ましい。より詳細には、図４および図５に符号４７で示す被覆物やエナメル等の電気絶縁膜が使用されている。この絶縁膜４７は、銅等からなる導電体４１を被覆している。
【００２９】
ノッチ絶縁膜は、磁気回路３９、より詳細には、シャフト２１と一体化したロータ２２の本体を構成する積層状の金属板と一体に形成されていることが好ましい。
【００３０】
図１〜図３において、ノッチ４０ごとに、一連の重畳された導電体４１が設けられて、備わり、ロータ巻線を形成している。一例として、１巻きごとに、４つの導電体４１を設け、巻回作業において、ノッチ４０内に重畳される。
【００３１】
巻線の断面は、最初は円形であるが、圧接パンチを備えた板状のツールによって圧縮した後は、図４および図５に明示されているように、押しつぶされた形状となる。その後、磁気回路３９の積層状の金属板は、板状ツールの圧接パンチによって、特に、図２において、３つの例を示したような、１つ以上の係止ポイントＡ、Ｂ、Ｃにおいて、各導線に係止される。この係止は、たとえば上記特許文献２に記載の圧接方法によりおこなわれる。
【００３２】
この方法によると、ノッチ４０の上方で、金属板の一部を部分的に折り重ねることにより、ノッチへの入口を狭めて、導線が飛び出ることが機械的に防がれる。
【００３３】
このように、周辺部の３つの係止ポイントＡ、Ｂ、Ｃにより、さらに重畳した導電体が互いに接触することによる接着と、導電体とノッチ４０の内壁との接着とにより、ノッチ４０内の導電体４１の機械的強度が発揮される。
【００３４】
本発明において、ロータ巻線を部分的にラッカー含浸することにより、さらに補強される。図３では、アーマチュアのノッチ４０内に塗布されたラッカーの量は減少しており、集電器２３側のアーマチュアの後方にのみ、すなわち、集電器２３の回転時に遠心力を受ける導線の機械的強度がより重要となる部分のみに、含浸が施されている。
【００３５】
スタータヘッド１５側の前方導出線４２には、導出線の絶縁用被覆物を除き、ラッカーやその他の含浸剤は施されていない。導電体４１のラッカー含浸部位は、導電体４１の端の溶接部４４から、集電器２３の導電性ブレード４５に至る軸方向の距離ｖに及んでいる。これは、磁気回路３９の全長ｚのおよそ１／２〜２／３に相当する。集電器２３のブレード４５の活性領域ｕにも、含浸ラッカーは施されていない。
【００３６】
係止ポイントＡ、Ｂ、Ｃは、集電器側の磁気回路３９の後端から、距離ｌ１、ｌ２、ｌ３だけ、それぞれ離れている。中間の係止ポイントＢは、ラッカー含浸が施されている後方導出線４３よりも、含浸の施されていない前方導出線４２の近くに位置している。
【００３７】
前方導出線４２にラッカーを塗布しないことにより、導電体４１と、その周囲の空気とが触れ合う熱交換面が増大する。図４は、先行技術における含浸ラッカー４６を施した導出線の熱交換面Ｓが、図５に示す含浸ラッカーを施していない導出線の熱交換面Ｓ’よりも小さいことを示している。いずれの場合も、各種導線間の電気的絶縁を図る絶縁被覆物４７や、エナメル層による通常の方法で、導電体４１を電気的に絶縁している。
【００３８】
このように、前方導出線４２の熱交換面が増大することにより、スタータ内部の換気および耐熱性が改善し、電動モータＭを製造する際に、ラッカーの使用量は節減され、その含浸装置を簡単な構造とすることができる。導出線４２、４３における導電体４１を放射状に保持するためのフープを設ける必要はない。
【００３９】
この部分的含浸は、いかなる種類の巻アーマチュアにも適用でき、上記特許文献５に記載されたヘアピン巻型にも同様に適用できる。また、熱機関を始動するいかなる種類のスタータにも適用できる。
【００４０】
適用範囲には、軽自動車用から、重量物運搬車用に至るあらゆる種類のスタータが挙げられ、また、アーマチュア回転速度が遅いため、導線の遠心分離のおそれの少ない、変速装置を内蔵しないスタータが特に挙げられる。
【００４１】
ブラシホルダの弾力性のあるワッシャは、軸方向の振動を抑制することにより、ラッカーが施されていない前方導出線を保護する働きがあることが明らかである。
【００４２】
集電器２３は、面型であり、ブラシは、軸方向に作用するものであってもよい。同様に、スタータヘッド１５のピニオン１６は、支持体１１の内部に取り付けられていてもよい。
【００４３】
スタータヘッド１５のピニオン１６と、ドライバ１８との間に位置するフリーホイールは、スタータヘッド１５およびピニオン１６の一方に含まれる摩擦凹面と、スタータヘッドおよびピニオンの他方に含まれる摩擦凸面とを備える摩擦クラッチのような構成であってもよい。
【００４４】
変形例として、コンタクタＣＴを、電動モータＭの後方に、その出力シャフト２１の軸に対して垂直に取り付けてもよい。このとき、上記特許文献６に記載されているように、コントロールレバー３８のフォーク形の先端部は、電動モータＭと平行に延びる補助ロッドと、可動コア３４に接続されたロッドと補助ロッドとの間で作動する戻り機構とに接続される。
【００４５】
変形例におけるコンタクタは、電動モータの前方に取り付けられ、コンタクタの可動コアがスタータヘッドからなっているため、コントロールレバー３８は不要となる。
【００４６】
各ノッチに収容される導電体の数は、用途によって異なる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明に係る回転アーマチュアを搭載したスタータの縦断面図である。
【図２】図２は、ノッチ内の導線の機械的強度のための、磁気回路の金属板の係止位置を示す、図１の回転アーマチュアの縦断面図である。
【図３】図３は、図１の回転アーマチュアの部分的な含浸部位を示す図である。
【図４】図４は、先行技術における含浸ラッカーを施したアーマチュア導出線の概略横断面図である。
【図５】図５は、導出線に含浸ラッカーの施されていない本発明に係るアーマチュアを、図４と同様に示した図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｍ  スタータモータ
１５  スタータヘッド
２１  回転出力シャフト
２２  ロータ
２３  集電器
３９  磁気回路
４０  半開ノッチ
４１  導電体
４２  前方導出線
４３  後方導出線
４４  溶接部
４５  ブレード
【図１】
2008512980.tif 000003
【図２】
2008512980.tif 000004
【図３】
2008512980.tif 000005
【図４】
2008512980.tif 000006
【図５】
2008512980.tif 000007
【国際調査報告】
2008512980.tif 000008
2008512980.tif 000009
2008512980.tif 000010
2008512980.tif 000011
2008512980.tif 000012
2008512980.tif 000013