JPS6019343Y2 - 回転電機の回転子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は回転電機の回転子、特に該回転子を構成する
電機子コイルと整流子との接合手段に関するものである
。

先ず、この種従来装置を第１図、第２図に示す内燃機関
用始動電動機を例として説明する。

図に於て、１は回転軸、２はこの回転軸１に固定され、
外周部に複数のスロット（図示せず）が形成されている
電機子鉄心、３は界磁コイル４が巻回された界磁鉄心５
がねじ６によって固定されているヨーク、７は上記回転
軸１の一方を支承するリヤーブラケット、８は図示しな
いフロントブラケットとヨーク３及びリヤーブラケット
７とを一体として締着するスルーボルト、９は上記電機
子鉄心５の各スロットに重ね巻き、例えば２層巻きされ
て挿入された複数の電機子コイルで、各々目出部９ａを
有する。

１０は銅材料によって形成された複数個の整流子片１１
とこれら各整流子片１１各々を絶縁して保持するモール
ド材等の絶縁部材１２とからなる整流子で、上記回転軸
１に嵌着されている。

この整流子１０には第２図に示す如く上記電機子コイル
９の口出部９ａが挿入されるべく接合ｇｌｌｂが形成さ
れている整流子片１１の延長部である整流子片部１１ａ
とモールド材部１２ａとによって、電機子コイル支持部
１３が形成されている。

これら、整流子１０、電機子鉄心２及び電機子コイル９
と回転子が構成される。

１４は上記リヤーブラケット７に固定され、上記整流子
片１１に摺接するブラシ１５を保持するブラシホルダ、
１６は図示しないが回転軸１の他方に固定されたピニオ
ンギヤ−を機関のりングギャーに歯合させるために作動
する電磁スイッチ、１７は整流子片部１１ａと電機子コ
イル９の口出部９ａとを電気的に接続するための半田で
ある。

次に、従来装置の動作を説明するに、先ず、機関を始動
するに際し、電磁スイッチ１６を作動させらとピニオン
ギヤ−が軸方向に移動され、リングギヤーと歯合する。

而して、電磁スイッチ１６のスイッチ部が閉路され、電
源によって界磁コイル４及びブラシ１５から整流子１０
を通じて電機子コイル９が付勢されると回転子に回転ト
ルクが発生し回転軸１が回転されるためリングギヤーは
ピニオンギヤ−を介して回転されて、機関は始動される
。

ここで、電機子コイル９と整流子１０との電気的接続は
電機子コイル９の目出部９ａ鉢を揃えて整流子片部１１
ａの接合溝１１ｂに挿入した後、半田１７によって接合
が行なわれている。

然るに、電源からブラシ１５、及び整流子１０を通じて
電機子コイル９に電機子電流が通電されると回転子が回
転するため、電機子コイル９の口出部９ａと整流子片部
１１ａとの接合部には、上記回転子の回転により生ずる
遠心力が作用して、電機子コイル９が飛び出ようとする
。

同時に、電機子整流の通電により発生するジュール熱、
ブラシ１５と整流子片１１とに生ずる摩擦熱、更には機
関からの高熱等の相乗熱が上記接合部に影響して、半田
１７を溶融可能とする。

従って、半田付けによる接合強度そのものが小さいこと
と、上述した条件とによって上記接合部に於ける電機子
コイル９の口出部９ａと整流子片１１との接合強度は著
しく低下し終には断線事故を誘発して始動電動機として
機能を呈さなくなる。

このことは、機関の始動性を向上させる等の目的によっ
て電機子電流を増大させる等の手段を講じて回転子を高
速回転させるものには顕著に現われるものである。

この不具合を解消するために整流子片部１１ａ１即ち、
電機子コイル支持部１３の径方向寸法を長くして接合溝
１１ｂを深くして接合強度を大きくすることが考えられ
るが、上記支持部１３が大きくなるため整流子片１１を
形成する銅材料、モールド材、及び半田１７の量が多く
必要となり、装置が高価となると共に大径化になる欠点
が生ずる。

この考案は上記各欠点を解消することは勿論であるが、
２つの電機子コイルの各口出部の一方と整流子片部との
接合を半田接合に勝る硬ろう接法にて行なうことによっ
て上記整流子片部の径方向寸法を短かくし、しかも２つ
の電機子コイルの各口出部の一方と整流子片部との接合
強度を大きく向上させることを目的とする回転電機の回
転子を提供するものである。

以下、第３図乃至第５図に示す実施例について説明する
。

図に於て、ｌｌｃは整流子片１１に第３図に示す通り径
方向に短かく延びて、即ち径方向寸法が短縮された整流
子片部で、その径方向端に径方向端部を有している。

ｌｌｄはこの整流子片部１１ｃの径方向端部に形成され
た接合溝で、その深さは浅く、電機子コイルの日出部９
ａの一方の太さより浅くなっている。

この接合１１１ｄは従来装置に於ける電機子コイル９の
口出部９ａが挿入されるものではなく整流子片１１と電
機子コイル９の口出部９ａとの接合位置を保持するもの
である。

尚、電機子コイル支持部１３の径方向寸法は上記整流子
片部１１ｃが短縮されることによって短くなる。

１８は２つの電機子コイル９の各口出部９ａが径方向に
重ねられてＴＩＧ法によって溶接されてできる溶接部、
１９は上記各口出部９ａの一方と整流子片部１１ｃの径
方向端部との接合に使用される硬ろう材で、この接合は
硬ろう接法によって行なわれる。

このように構成されたものに於て、その動作は従来装置
と同様であるので省略し、電機子コイル９と整流子片１
１との接合について説明する。

先ず、各電機子コイル９の口出部９ａをＴＩＧ法即ち、
他方の目出部９ａに所定の間隙を置いてタングステン電
極を対向させ、この間隙間に生じるアーク放電によって
各口出部９ａの接触部を溶融させて接合、即ち溶接する
（この溶接状態を第４図に示す）。

この状態で、整流子１０を回転軸１に挿入し、そしてこ
の整流子１０を整流子片部１１Ｃの接合溝１１ｄが電機
子コイル９の口出部９ａの一方にある圧力を持って当接
する位置まで移動させる。

而して、整流子片部１１ｃと電機子コイル９の一方の日
出部９ａとが充分接触し、該接触抵抗分が小さい状態に
於て、上記日出部９ａと整流子片部１１ｃとの接合部に
リン銅ろう等のろう材１９を挿入して置き、他方の日出
部９ａと整流子片部１１ａ各々に炭素等からなる正負電
極を当接させる。

この状態で各電極間に電源（図示せず）からの所定の電
圧を印加し、この正負電極を通じて口出部９ａ整流子片
部１１ｃに大電流を通電すればこの通電によって発生す
るジュール熱（略々８００〜８５０度）によって上記目
出部９ａと整流子片部１１ｃとの接合部は熱せられ、こ
の高熱で上記ろう材１９を溶融させて接合部の間隙に満
すことによって目出部９ａと整流子片部１１ｃとを接合
する。

（接合状態を第５図に示す）この接合手段は所謂、硬ろ
う材を使用する抵抗ろう接法と呼ばれるものである。

このように、抵抗ろう接法にて、日出部９ａと整流子片
１１とを接合すれば、その接合のための高熱は接合部分
にのみ生じるもので、整流子片を保持するモールド材１
２全体には伝導されず影響を与えることはない。

このことは、例えばガス溶接等、接合部及びろう材１９
を広範囲に亘り高い温度に熱する熱源を使用すれば、上
記高熱により電機子コイル９、整流子１０全体は高温に
熱せられて、電機子コイル９のエナメルは剥され、更に
は整流子１０のモールド材１２が熱膨張して整流子片１
１を浮き上らせて整流子としての機能が失なわれること
になる。

一方、ろう接法にて生じる高熱は各電機子コイル９の口
出部９ａとの溶接部を溶かして各口出部９ａを分離する
ことはない。

何故なら、高熱は各口出部９ａの溶接部には生じること
が無いからである。

更に、接合部に影響するブラシ１５と整流子片１１との
摩擦熱、電機子電流の通電によるジュール熱、及び機関
からの高熱等の相乗熱は半田を溶融する程度の温度であ
るため上記接合部のろう材１９を溶融するまでには未だ
至らず、回転子の遠心力が作用しても接合部、即ち目出
部９ａと整流子片１１ｃとの接合強度は充分保障され断
線することは皆無となる。

更にまたろう接法によって日出部９ａを整流子片部１１
ｃとの接合したので、その接合強度が半田付けに比して
非常に大きく向上でき、しかも電機子コイル支持部１３
即ち、整流子片部１１Ｃ１モ一ルド材部１２ｂの径方向
寸法が短縮でき、整流子１０の小型化が計れると共に整
流子片部１１ｃの銅量、及びモールド材の量が低減でき
、整流子１０が簡単、安価に製作できるものである。

なお、上記実施例では、電動機について説明したが、発
電機の整流子に於ても同様の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の始動電動機を示す構造図、第２図はこの
第１図装置に於ける整流子１０の部分正面図、第３図は
この考案の一実施例を示す整流子の部分正面図、第４図
はこの第３図装置に於ける各電機子コイル９の口出部９
ａを溶接した状態を示す側面図、第５図は第３図装置に
於ける日出部９ａと整流子片部１１ｃとを接合した状態
を示す側面図である。 図に於て、１は回転軸、２は回転子鉄心、４は界磁コイ
ル、５は界磁鉄心、９は電機子コイル、９ａは口出部、
１０は整流子、１１は整流子片、１１ａ、ｌｌｃは整流
片部、ｌｌｂ、ｌｌｄは接合溝、１２はモール材、１２
ａ、１２ｂはモールド材部、１３は電機子コイル支持部
、１５はブラシ、１７は半田、１８は溶接部、１９は硬
ろう材である。 各図中同一符号は同一部分または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 整流子を構成する整流子片に径方向に短く延びて一体形
   成されその径方向端に位置決め用接合溝を形成した径方
   向端部を有してなる整流子片部、及び互いに径方向に重
   ねられて溶接手段により、接合され、その重ねられた一
   方が上記位置決め用接合溝に設置されて硬ろう接法によ
   って接合された２つの電機子コイルの各口出部を備える
   とともに、上記位置決め用接合溝は上記電機子コイルの
   一方の日出部の径方向寸法より浅く形成されていること
   を特徴とする回転電機の回転子。