JPS6016182B2 - 回転電機の回転子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、コンミテータのセグメントとアマチュアコ
イルの口出部とを超音波接続してなる回転電機の回転子
の改良に関するものである。

従来のこの種回転電機の回転子、特に始動電動機等の直
流電動機の回転電機の回転子について第１図により説明
する。図に於て、１は始動電動機のアマチュアシャフト
、２はこのシャフト上に鉄着されたアマチュアコア、３
はこのアマチュアコアに設けられたスロット（図示せず
）内に巻線されたアマチュアコイル、３ａはこのコイル
の上口出部、３ｂはこの上口出部と蚤方向に積重ねられ
た下口出部、４は上記アマチュアコイル３の口出部３ａ
，３ｂが電気的機械的に接続されるコンミテータで、こ
のコンミテータは、上記シャフトーに接着されるブッシ
ュ５と複数個よりなるセグメント７とを一体成形する高
分子樹脂を主成分とするモールド材６により構成される
。ここで、上記の構成を有するアマチュアは超音波溶接
装置８により、セグメント７上の所定位置にそれぞれ載
遣されるアマチュアコイル３の上下口出部３ａ，３ｂと
セグメント７とが超音波溶接法により接続される。次に
その超音波溶接装置について説明する。図中、８は超音
波溶接装置、９はこの超音波溶接装置の電源装置、１０
ａ，１０ｂは高耐圧接続ケーブル、１１はランジパン形
振動子、１２はＰＺＴ（ジルコン酸鉛ＰｂＺの３十チタ
ン酸鉛ＰｂＴｉ０３）露歪振動子であり両側面に配設さ
れた電極１２ａに接続された上記ケーブル１０ａ，１０
ｂによって超音波電力が供給され、電気エネルギーが機
械振動エネルギーに変換される。１３はフランジであり
締付ボルト１４、ワッシャ１５、スプリングワッシャ１
６によって上記ＰＺＴ電歪振動子１２を螺合固定すると
共にスタッドボルト１７により他端部にホーン１８を螺
着している。

１９はこのホーン１８に固着されたチップであり、上記
ホーン１８によって上記ＰＺＴ電歪振動子１２の振動振
幅を増幅した後上記チップ１９を加振する。

この超音波溶接装置８にあっては、電源装置９の超音波
エネルギーを受けて、亀歪振動子１１が超音波振動し、
その振動はホーン１８によって振幅が増幅され、チップ
１９によって被溶接物であるアマチュアコイル３の上下
口出部３ａ，３ｂを同時に加圧力Ｐで加圧し△〆なる超
音波振動で加振し、それによって、アマチュアコイル３
の上下口出部３ａ，３ｂとセグメント７とが摩擦エネル
ギーによって固相溶接される。以上の様に構成された超
音波溶接装置８によって各々のアマチュアコイル３の上
口出部３ａ下口出部３ｂ及びセグメント７とが全周に亘
つて超音波溶接され、アマチュアコイル３とコンミテー
タ４の接続が完了する。従来の回転電機の回転子は以上
の様に製作されるので超音波溶接時の摩擦発生熱（超音
波溶接に必要な発生熱）によってモールド材６が焼損し
、同時に超音波振動が局部的に印加されるので、モール
ド材６とセグメント７との固着力が弱まり特に始動電動
機等に使用した場合等無負荷時高速回転（１万ｒｐｍ前
後）になる場合、特に遠心力の発生によって固着部分よ
りコンミテータが破壊する事があるなどの欠点があった
。

この発明は上記のような従来の欠点を除去するためにな
されたもので、セグメントの内周部と樹脂モールドとの
間に環状の耐熱性絶縁部材を介在させることにより、超
音波溶接時の加熱及び加振力を受けた後も充分な信頼性
を有した回転電機の回転子を提供する事を目的としてい
る。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第２図及び第３図に於て、２０Ｇまコンミテータ、２１
は樹脂モールドであるモールド材であり環状の耐熱性絶
縁部材２２と上記セグメント７を一体的にモールドして
いる。また上記環状の耐熱性絶縁部材２２はセグメント
７におけるアマチュアコイルの上下口出部３ａ，３ｂと
の接続部の内周部に装着されており、セラミック焼成体
等の耐熱性及び機械的強度の特に優れた絶縁部材によっ
て構成されており外周部にセグメント７の内周部と接合
し得る如く径万向に延びた複数個のテーパ状突起部２２
ａが配設されゼグメント７の端部が底部で鉄着されてい
る。また、上記耐熱性絶縁部材２２の第２図における左
端部は上記セグメント７の鯛方向端を受けて位置決めす
る如く全周に亘つて隆方向に突出され、上記セグメント
の外周面と略同一径に設定されている。以上の構成を有
したコンミテータ２０をシャフトーに鉄着し、アマチュ
アコイルの上下口出部３ａ，３ｂをセグメント７上に戦
遣してチップ１９によって超音波加振し、アマチュアコ
イルの上下口出部３ａ，３ｂとセグメント７とが電気的
機械的に接続される。

上記超音波溶接時に発生する摩擦熱及び機械振動は耐熱
性の上記絶縁部材２２の周囲で主として発生するので従
釆の様に樹脂モールド材２１の劣化する事がなく製造コ
ストも高コストの上記絶縁部材２２を部分的に使用する
だけでよいという利点を有している。また、上記の実施
例のものでは、耐熱性絶縁部材２２の第２図における左
端部を全周に亘つて径方向に突出してセグメント７の外
周面と略同一径となる如く設定しているので、セグメン
ト７の軸方向端を受けてセグメント７を確実に位置決め
できると共に、アマチュアコイル３の口出部３ａ，３ｂ
とセグメント７との超音波溶接の際には従来の如くモー
ルド材がアマチュアコイル７と直接当接しているものに
比して絶縁部村２２は熱的にも機械的にも強度が大であ
るので樹脂モールド２１の損傷を防止でき、セグメント
７と樹脂モールド２１とを確実に固着することができる
ものである。なお、上記実施例では環状の絶縁部材２２
にセラミック焼成体を使用する場合について説明したが
、他の高耐熱性高分子合性樹脂部材より形成してもよい
。

又、上述では耐熱性絶縁部材２２の左端部をセグメント
７の軸方向端を受けて位置決めする如く全周に亘つて径
方向に突出させるものを例示したが、樹脂モールド２１
の材質の変更、樹脂モールド２１とセグメント７との固
着力の向上を計ることにより左端部の突起を不要にする
ことも可能である。以上の様にこの発明によれば、アマ
チュアコイルの口出部とセグメントとを超音波熔接によ
り接続してなるものにおいて、セグメントの上記□出部
の接続部の内周部と樹脂モールドとの間に機械的強度が
大で環状の耐熱性絶縁部材を介在させるようにしたので
、超音波溶接の際の樹脂モールドの焼損によるコンミテ
ータの劣化を防止することができ、耐遠心力性の機械的
強度の低下の少ない信頼性の高い回転電機の回転子が得
られる効果がある。

図面の簡単な説明第１図は従来の回転子を説明する為の
断面図、第２図はこの発明の一実施例による回転子を説
明する為の断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図で
ある。

図中、１はアマチュアシャフト、２はアマチュアコア、
３はアマチュアコイル、４はコンミテ−夕、７はセグメ
ント、８は超音波熔接装置、１９はチップ、２川まコン
チテータ、２１は樹脂モールド、２２は環状の耐熱性絶
縁部材である。

なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。第１
図第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セグメントを樹脂モールドによつて外周部に一体的
   に固着してなるコンミテータにおける上記セグメントを
   アマチユアコイルの口出部と超音波溶接により接続して
   なるものにおいて、上記セグメントの上記口出部の接続
   部の内周部と上記樹脂モールドとの間に機械的な強度が
   大で環状の耐熱性絶縁部材を固着させたことを特徴とす
   る回転電機の回転子。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、耐熱性
   絶縁部材はその外周部に上記セグメントの内周部と嵌合
   可能な突起部を有してなる一体成形体であることを特徴
   とする回転電機の回転子。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載のものにおい
   て、耐熱性絶縁部材はセラミツク焼成部材であることを
   特徴とする回転電機の回転子。