JPH05198341A - 回転電機の整流子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で大量生産に適し、材料の１００％利用
ができる。 【構成】 帯状導電板１５の幅方向にセグメントと同数
の線材１６を等間隔で溶接により、導電的に接続して、
帯状導電板１５を丸めて、線材１６が内径方向に向くよ
うにして環状導電体となし、線材１６と環状導電体とと
もにモールド材１７でモールドし、環状導電体をアンダ
カットして、セグメントに分割して整流子を形成する。 【効果】 安価で大量生産に適し、モールドにより線材
の浮き上がりを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、安価でかつ大量生産
に適するようにした回転電機の整流子に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、整流子を大量生産するためには、
肉厚の銅パイプを焼鈍し、この材料を冷間鍛造によりセ
グメント溝と、ライザ部を同時に作り、これをモールド
形成により、整流子にする方法が採られていた。

【０００３】また、直径の小さい整流子では、銅板を用
いて抜き、曲げを行い、セグメントの抜け止めと、ライ
ザ部分を作り、これをモールドして整流子とする方法が
採られている。これらの方法は、たとえば、特公昭６２
−４０９４０号公報、実公昭６３−９２５７号公報で開
示されている。

【０００４】上記銅パイプを用いる方法では、銅パイプ
が高価であるうえに、焼鈍に長時間かかる欠点がある。
また、銅板を打ち抜く方法は安価かつ大量生産に適する
が、高速形の回転機ではセグメントの中央部分が遠心力
で膨らみ、刷子どおりの原因となっていた。また、銅板
を打ち抜いて、セグメントの抜け止めとライザ部を構成
したため、多量の抜きカスが出て、材料を無駄に捨てて
いた。

【０００５】ここで、図に基づき従来例について説明す
る。図１１〜図１４は従来の整流子の構造を示す図であ
り、まず、図１１の場合は、銅パイプから加工されたモ
ールド前の環状体を示しており、図１１における１は環
状体であり、セグメント部分２，抜け止め３，ライザ部
分４を有しており、環状体１は銅パイプを焼鈍して、押
型に入れて、加圧して作る。

【０００６】図１２の場合は、環状体１をモールドし、
整流子としたものの断面図であり、図１２中の５はモー
ルドで、セグメント部分２とブッシュ６を保持してい
る。この図１２の構造の場合には、肉厚の銅パイプを必
要とし、また、銅パイプを切断、加工し易いように焼鈍
する必要がある。

【０００７】さらに、図１３の場合には、銅板を打ち抜
いて作るものであり、図中の７はセグメント部分、８，
９，１０はそれぞれ図１４のように折り曲げて、抜け止
めとするものである。１０はライザを構成している。こ
の図１０の場合には、１枚の銅板を打ち抜いて、ライザ
１０，セグメント部分７および抜け止めをすべて作るた
め、有利な方法で、小型低速回転電機に広く使用されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この構造で、高速型の
回転電機に使用すると、モールドとセグメント部分の接
触の最も少ない図１４の中央部分が膨れ、刷子おどりを
生じる。また、ライザ１０は電機子巻線を巻き付けるの
で、断線を防ぐため、面取りをする必要がある。この方
法では、セグメント部分７から抜け止め８，９，１１お
よびライザ１０が突出しているので、抜きかすが多く出
て、その分材料費が高くなる欠点がある。これは電機子
巻線径の太いものはライザ１０を高くするため、さらに
材料取りが悪くなる。

【０００９】請求項１に記載の発明は上記のような課題
を解消するためになされたもので、安価で大量生産に適
する回転電機の整流子を得ることを目的とする。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、高速回転
時の遠心力に耐えることができるとともに、ライザ部分
の構造の異なる機種にも対応が容易となる回転電機の整
流子を得ることを目的とする。

【００１１】さらに、請求項３に記載の発明は、電機子
巻線の巻線径が異なる機種でも端子の寸法を変更するの
みで、容易に対応できる回転電機の整流子を得ることを
目的とする。

【００１２】さらに、請求項４に記載の発明は、高温，
高速回転に耐えることができる回転電機の整流子を得る
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る回転電機の整流子は、帯状導電板の幅方向に線材を
所定間隔をもってセグメントと同数配設して導電的に接
触して環状にしかつ線材とともにモールド材でモールド
成形した環状導電体を設けたものである。

【００１４】請求項２に記載の発明に係る回転電機の整
流子は、線材を長くして整流子のライザを形成したもの
である。

【００１５】請求項３に記載の発明に係る回転電機の整
流子は、帯状導電板の幅以上に線材を長くした一端にモ
ールド材でモールドされた端子を設けたものである。

【００１６】請求項４に記載の発明に係る回転電機の整
流子は、帯状導電板の幅以上の長さにしてこの帯状導電
板に導電的に接着した線材と、この線材の両端を保持す
る絶縁体とを設けたものである。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明においては、帯状導電板
に幅方向にセグメントの数と同数線材を導電的に接着し
て環状導電体としモールド成形し、１セグメント当り１
本の線材を有するように環状導電体をアンダカットする
ことにより、セグメントに分割されて整流子が構成さ
れ、線材とモールド材の接着力が線材の全長に亘って強
固に働き、高速回転時においても、セグメントの浮きを
抑制する。

【００１８】請求項２に記載の発明においては、線材の
一端を延長させてライザ部を形成しているから、電機子
巻線の端部をライザ部に巻き付けても、電機子巻線が切
断されることがないように作用する。

【００１９】請求項３に記載の発明においては、線材の
一端を延長してモールド材でモールドした端子に電機子
巻線をホールドするとともに、電機子巻線の巻線径が異
なる場合には、端子の縦方向の寸法を変更することによ
り対応する。

【００２０】請求項４に記載の発明においては、線材の
両端が絶縁材で保持され、全体をモールドしているか
ら、高速回転時にセグメントに加わる遠心力は線材とモ
ールドと絶縁体で耐えるように作用する。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の回転電機の整流子の実施例
について図面に基づき説明する。図１はこの発明の第１
の実施例の帯状導電体の平面図であり、図中の１５は帯
状導電板であり、たとえば、銅板などで形成されてお
り、この帯状導電板１５にセグメントと同様の線材とし
ての銅線材１６が所定間隔（セグメント間隔）をもって
溶接されている。これにより、銅線材１６と帯状導電板
１５が電気的に導電状態になっている。

【００２２】この状態で、帯状導電板１５を銅線材１６
が中心方向に向くように、環状に曲げて、図２に示すよ
うに、環状導電体とする。この図２は半裁断面図であ
り、図２より明らかなように、環状導電体の内周面に
は、セグメントごとに、１本ずつの銅線材１６が環状に
配列されている状態となる。

【００２３】この状態で、モールド材１７により、銅線
材１６，ブッシュ１８および環状導電体をモールドする
とともに、図２のアンダカット部Ａで環状導電体をアン
ダカットすることにより、帯状導電板１５はセグメント
に分割され、整流子が形成される。

【００２４】このように構成することにより、線材とし
て銅線材１６と銅板による帯状導電板１５で構成し、し
かも複雑な機械加工がないので、安価で、大量生産に適
するものであり、また、機械加工がないことから、打抜
きかすなどが生じなくなり、材料を１００％利用できる
とともに、銅線材１６の全長に亘って、モールド材１７
により強固に固着しているから、高速運転時において
も、セグメントの浮きが発生しない。

【００２５】図３はこの発明の第２の実施例の構成を示
す横断面図であり、図２で示した整流子として完成した
場合の横断面図である。この図３の第２の実施例では、
銅線材１６の一端を折り曲げて、ライザ１６ａを形成し
たものである。このように、ライザ１６ａを形成するこ
とにより、整流子が高速回転したとき、各セグメントが
受ける遠心力は銅線材１６とモールド材１７の接着力、
すなわち、図２におけるＢ部分の強度に依存する。この
Ｂ部分は銅線材１６がモールド１７に埋め込まれた長さ
に亘り存在するので、整流子が高速回転しても、充分遠
心力に耐えることができる。

【００２６】さらに、大きな遠心力に耐えさせるために
は、銅線材１６を帯状導電板１５の幅より大きくすれば
よい。すなわち、図３のＣ部分のように、延長させれば
よい。この図３の実施例では、銅線材１６をそのまま曲
げてライザ部１６ａを形成しているから、電機子巻線の
端部（図示せず）をライザ部１６ａに巻き付けても、電
機子巻線が切断されることはない。

【００２７】さらに、この第２の実施例の場合も上記第
１の実施例と同様に、帯状導電板１５および銅線材１６
を溶接のみで導電的に溶着し、機械加工など、切粉，カ
エリが出るような加工をしないので、モールド材１７で
形成後、各セグメントがこれらの切粉の混入による修理
不能のセグメント間のレヤショートを防止でき、生産性
を向上することができる。

【００２８】また、この第１，第２の実施例では、セグ
メント数の多い整流子は銅線材１６の溶接間隔を小さく
すればよいし、また、整流子直径の異なるものは、帯状
導電板１５の長さを変えればよい。

【００２９】次に、この発明の第３の実施例について説
明する。図４はこの第３の実施例の平面図であり、この
図４の第３の実施例の場合には、自動車用始動電動機の
ように、大電流が流れるモータでは、電機子巻線径が太
くなるため、ライザ部を大きくしなければならないのを
解決したものである。

【００３０】すなわち、この図４に示すように、帯状導
電板１９に線材２０を等間隔で配設して溶接して、線材
２０と帯状導電板１９を導電的に溶着されている。この
線材２０の一端は図５の斜視図より明らかなように、
「コ」字形に形成した端子２１が溶接により溶着されて
いる。

【００３１】このように、端子２１を一端に有する線材
２０を帯状導電板１９に溶着した状態で、この帯状導電
板１９を丸めて環状導電体とすることにより、図６，図
７に示すような整流子を構成している。図７は断面図と
して示したものであり、この図７における２２はモール
ド材を示し、モールド材２２により、線材２０と帯状導
電板１９をモールドしている。なお、２３はブッシュを
示している。

【００３２】図６は図７の端子２１の部分の断面斜視図
である。この図６からも明らかなように、端子２１はモ
ールド２２に保持されており、太い電機子巻線を端子２
１で充分ホールドされる。この図４〜図７に示す第３の
実施例では、電機子巻線径の異なる機種、すなわち、モ
ータ容量が異なっても、端子２１の寸法（縦方向）を変
更するのみで容易に対応することができる。

【００３３】また、図８〜図１０はこの発明の第４の実
施例を示すものである。図８はその平面図であり、帯状
導電板２５の幅方向にセグメントの数と同数だけ線材２
４ａ〜２４ｄ（以下、総称して、線材２４と称する）が
溶接により溶着されている。この線材２４は帯状導電板
の幅よりも長くなっている。線材２４を帯状導電板２５
に溶接した状態で帯状導電板２５を丸めることにより、
図１０に示すように、環状導電体を形成し、この環状導
電体の内周面に線材２４が配置されるようにしている。

【００３４】図９はその断面図であり、この図９から明
らかなように、線材２４と帯状導電板２５がモールドさ
れており、このモールド材２７のモールド温度１６０℃
以上の高温に耐えるように、絶縁体２６が図１０に示す
ように、環状でかつ貫通孔またはめくら孔２６ａ，２６
ｂ，２６ｃ，２６ｄ…が形成されている。これらの貫通
孔またはめくら孔２６ａ〜２６ｄ…には、線材２４が挿
入されている。

【００３５】そして、この絶縁体２６は図９に示すよう
に、帯状導電板２５を挾んで、線材２４の両側に挿入し
ている。この線材２４の一端を曲げて、電機子巻線への
接続端子２４ａを形成している。なお、２８はブッシュ
である。このように構成した後、環状導電体をアンダカ
ットして、帯状導電板２５を分離してセグメントとす
る。

【００３６】この第４の実施例では、高速回転時に、セ
グメントに加わる遠心力は線材２４とモールド材２７お
よび絶縁体２６で耐えることになる。セグメントが高温
になれば、モールド材２７の強度低下を生じるので、絶
縁体２６を主体として、遠心力に耐える。この場合、セ
グメント中心部に加わる遠心力はセグメントの骨格とし
て線材２４が受けもつので、高い遠心力に耐える。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、帯状導電板にセグメントの数と同数の線材を接
着させて、線材の接着面が内径方向になるように環状に
して環状導電体とし、モールド材でモールド成形するよ
うに構成したので、材料が帯状導電板と線材で構成で
き、しかも複雑な機械加工がないので、打抜きカスがな
いので、材料を１００％利用でき、かつ安価で大量生産
に適する。また、線材とモールド材の接着力が線材の全
長に亘って強固に働くので、高速回転時においても、セ
グメントの浮きが発生しない。

【００３８】また、線材の接着間隔の変更、帯状導電板
の長さの変更などの簡単な変更で整流子の機種変更がで
きるので、多品種，小量生産にも低コストで対応でき、
さらに、帯状導電板と線材は接着させるのみで、切削な
どの切粉の出る加工がないので、モールド完了時点にお
けるセグメント間のレヤーショートを皆無にでき、生産
性を向上することができる。

【００３９】請求項２に記載の発明によれば、線材を延
長させて、ライザ部を構成するようにしたので、ライザ
部の構造の異なる機種へ対応が容易に行える。

【００４０】請求項３に記載の発明によれば、線材を延
長させて、一端に端子を設け、この端子に電機子巻線を
ホールドするようにしているので、電機子巻線を充分に
ホールドすることができるとともに、電機子巻線の巻線
径の異なる機種に対しても、端子の縦寸法を変更するの
みで容易に対応できる効果を有する。

【００４１】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
線材を帯状導電板の幅よりも長く形成して帯状導電板に
接着し、この帯状導電板を丸めて環状導電体となし、線
材の両端を絶縁体で保持して、全体をモールド材でモー
ルドするように構成したので、高速回転時にセグメント
に加わる遠心力は線材とモールド材と絶縁体で耐えるこ
とになり、高い耐遠心力機種を有する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による回転電機の整流
子の一部分の平面図である。

【図２】同上第１の実施例の半裁断面図である。

【図３】この発明の第２の実施例による回転電機の整流
子の断面図である。

【図４】この発明の第３の実施例による回転電機の整流
子の一部を示す平面図である。

【図５】同上第３の実施例に適用される線材の斜視図で
ある。

【図６】同上第３の実施例における端子部分を断面して
示す斜視図である。

【図７】同上第３の実施例の構成を示す断面図である。

【図８】この発明の第４の実施例による回転電機の整流
子の一部を示す平面図である。

【図９】同上第４の実施例の構成を示す横断面図であ
る。

【図１０】同上第４の実施例における絶縁体の正面図で
ある。

【図１１】従来の回転電機の整流子に適用される環状導
体の平面図である。

【図１２】図１１の環状導体を使用した従来の回転電機
の整流子の断面図である。

【図１３】従来の別の回転電機の整流子に適用されるセ
グメント部分の平面図である。

【図１４】図１３のセグメントを使用した従来の別の回
転電機の整流子の断面図である。

【符号の説明】

１５ 帯状導電板 １６ 銅線材 １６ａ ライザ １７ モールド材 １８ ブッシュ １９ 帯状導電板 ２０ 線材 ２１ 端子 ２２ モールド材 ２３ ブッシュ ２４ 線材 ２５ 帯状導電板 ２６ 絶縁体 ２７ モールド材 ２８ ブッシュ

フロントページの続き (72)発明者 西原 武義 兵庫県赤穂郡上郡町船坂640番地 光菱電 機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状導電板を環状に形成した内面側にお
   いてその幅方向にセグメントの数と同数所定の間隔をも
   って線材を導電的に接着し、アンダカットして分離して
   セグメントを形成する環状導電体と、上記線材と上記環
   状導電体をモールド成形するモールド材とを備えた回転
   電機の整流子。
2. 【請求項２】 上記線材は長くしてその一端を整流子の
   ライザとして使用することを特徴とする請求項１記載の
   回転電機の整流子。
3. 【請求項３】 上記線材は上記帯状導電体の幅以上に長
   くした一端に上記モールド材でモールドされた端子を有
   することを特徴とする請求項１記載の回転電機の整流
   子。
4. 【請求項４】 上記線材は上記帯状導電体の幅以上に長
   くし、かつこの線材の両端は絶縁体で保持して全体をモ
   ールド材でモールド成形されることを特徴とする請求項
   １記載の回転電機の整流子。