JPS6042695B2 - 回転電機に於ける電機子コイルと整流子の接合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転電機に於ける電機子コイルと整流子の接
合方法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によつ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２の各スロット重ね巻き、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、各々口出部９ａを有
する。１０は銅材料によつ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溝１１ｂ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とによつて電機子コイル支持部１
３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とで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
ーを機関のリングギヤ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を作動させるとピンオン
ギヤー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
源によつて界磁コイル４及びブラシ１５から整流子１０
を通じて電気子コイル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の口出部９ａ７！Ｘ．を揃えて整流子片部１
１ａの接合溝１１ｂに挿入した後、半田１７によつて接
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、電機子電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により上記接合部が熱せられ、こ
の熱によつて半田１７が溶融可能となる。従つて、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
条件とによつて、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つ
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１１
ｂ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型化になる欠点が生
ずる。

この発明は上記各欠点を解消することは勿輪であるが、
電機子コイルと整流子片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つて上記整流子片の径方向寸
法を短かくし、しかも電機子コイルと整流子片との接合
強度を大きく向上させることを目的とする回転電機に於
ける電機子コｊイルと整流子の接合方法を提供するもの
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、１１ｃは径方向寸法が短縮された整流子片
部、１１ｄはこの整流子片部１１ｃに形成された接合溝
で、その深さは浅く、また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１
１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゜つて
短くなる。１８は各電機子コイル９の口出部９ａがＴＩ
Ｇ法によつ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つて行なわれ
る。

２０は上記ＴＩＧ法による溶接手段で、タングステン電
極２０ａを有する。

２１は硬ろう接法による溶接手段で電源２１ａと正負電
極２１ｂ，２１ｃを有する。

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との接合方法について説明する。先ず、各電機子コイ
ル９の口出部９ａをＴＩＧ法、即ち他方の口出部９ａに
所定の間隔を置いてタングステン電極２０ａを対向させ
、この間隙間に生じるアーク放電によつて各口出部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）。このようにして各口出部９ａを溶
接した後、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つて当接す
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の一方の口出部９ａとが若分接触し、該接
触抵抗分が小さい状態に於て、上記一方の口出部９ａと
整流子片部１１ｃとの接合部、即ち接合溝１１ｄにリン
銅ろう等のろう材１９を挿入して置き、他方の口出部９
ａと整流子片部１１ｃ各々に炭素等からなる正負電極２
１ｂ，２１ｃを当接させる。この状態で各電極２１ｂ，
２１ｃ間に電源２１ａからの所定の電圧を印加し、この
正負電極２１ｂ，２１ｃを通じて口出部９ａ１整流子片
部１１ｃに大電流を通電すれば、この通電によつて発生
するジュール熱（略々８００〜８５０度）によつて上記
口出部９ａと整流子片部１１ｃとの接合部は熱せられ、
この高熱によつて上記ろう材１９が溶融されて接合部の
間隙を満すことによつて口出部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、電機子コイル９の各口出部９
ａを溶接する工程の後に、抵抗ろう接法によつて一方の
口出部９ａと整流子片部１１ｃとを接合する工程を行な
えば、即ち上記溶接工程と抵抗ろう接工程を分離すれば
抵抗ろう接工程に於ける接合のための高熱は一方の口出
部９ａと整流子片部１１ｃとの接合部分にのみ生じるの
で、整流子片１１及び整流子片部１１ｃを保持するモー
ド材１２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を溶触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口出部９ａと整流子
片部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つて口出部９ａと整
流子片部１１ｃとを接合したので、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モールド材部１
２ｂ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。尚、以上の実施例では各電機子コイル９の口
出部９ａの接合にＴＩＧ法による溶接を使用したが、適
当な硬ろう材、例えばリン銅ろう材を用いた抵抗ろう接
法にて行つても同様である。

この場合、先ず各口出部９ａを接合して置き、その後、
各口出部９ａの一方と整流子片部１１ｃとを接合しても
よく、また、先ず、各口出部９ａの一方と整流子片部１
１ｃとを接合した後、各口出部９ａを接合してもよい、
更には各口出部９ａを支持する治具等を使用して各口出
部９ａの間及び各口出部９ａの一方と整流子片部１１ｃ
との間それぞれに硬ろう材を介在させて各口出部９ａ相
互と各口出部９ａの一方と整流子片部１１ｃとを硬ろう
接法によつて同時一体として接合してもよい。このよう
にすれば、接合作業が簡単となり、それに要する時間も
短縮できる効果があり、また人手によらず自動接合機に
より接合が行なうことができる。また各電機子コイル９
の口出部９ａの接合はＴＩＧ法、ろう接法以外のガス溶
接等如何なる溶接、ろう接を含む接合手段によつて行つ
ても同様である。更に、口出部９ａと整流子片部１１ｃ
との接合はろう接法以外の接合手段即ち、上記口出部９
ａと整流子片部１１ｃとの接合部分のみを局部的に熱し
て接合するものであれば如何なるものでもよい。更にま
た、整流子片部１１ｃには口出部９ａの位置決めめため
に浅い接合溝１１ｄを形成しているが、必ずしも形成す
ることはなく口出部９ａの座りがよいとか、他に位置決
め治具等があるならば溝の形成は不要である。更に更に
また、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。以上のように、こ
の発明は電機子コイルと整流子とを電気的に接合するも
のに於て、電機子コイルの各々口出部の接合工程と一方
の口出部と整流子片との接合工程を分離したので、各口
出部の接合部、及び一方の口出部と整流子片との接合部
それぞれを加熱する時期がずらせることができ、上記熱
によつて整流子片を保持するモールド材等の絶縁材が損
傷されることは確実に防止できる。一方、各口出部と整
流子片とを硬ろう接法によつて同時に接合したので、熱
による影響も最少限にできると共に接合作業が簡単とな
りそれに要する作業時間も大巾に短縮できる優れた効果
がある。

【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図装置における整流子１０の部分正面図、第３図は
この発明の一実施例を示す整流子の部分正面図、第４図
は第３図装置に於ける各電機子コイル９の口出部９ａを
溶接した状態を示す側面図、第５図は第３図装置におけ
る口出部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，１１ｃは整流
子片部、１１ｂ，１１ｄは接合溝、１２はモールド材、
１２ａ，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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２つの電機子コイル各々の口出部の一方と整流子の
   整流子片とを接合するものに於て、上記各々口出部を接
   合した後、互いに接合された上記各口出部の一方と上記
   整流子片とをその間に硬ろう材を介在させて硬ろう接法
   によつて接合することを特徴とする回転電機に於ける電
   機子コイルと整流子の接合方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものに於て、整流子片
   は各口出部の一方を位置決めするための浅に溝を有して
   なることを特徴とする回転電機に於ける電機子コイルと
   整流子の接合方法。 ３ ２つの電機子コイル各々の口出部の一方と整流子の
   整流子片とを接合するものに於て、上記各口出部の一方
   と上記整流子片とをその間に硬ろう材を介在させ硬ろう
   接法によつて接合した後、上記整流子片に接合された上
   記各口出部の一方と上記各口出部の他方とをその間に硬
   ろう材を介在させて硬ろう接法によつて接合することを
   特徴とする回転電機に於ける電機子コイルと整流子の接
   合方法。 ４ ２つの電機子コイル各々の口出部の一方と整流子の
   整流子片とを硬ろう接法によつて接合するものに於て、
   上記各口出部の一方と他方との間及び上記各口出部の一
   方と上記整流子片との間それぞれに硬ろう材を介在させ
   て上記各口出部相互と上記各口出部の一方と上記整流子
   片とを硬ろう接法によつて同時に接合することを特徴と
   する回転電機に於ける電機子コイルと整流子の接合方法
   。