JPS6145700Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は回転電機の界磁コイルの改良に関す
るものである。

回転電機、例えば内燃機関の始動用に使用され
る小径の電動機にあつては軽量化等を計る点から
その界磁コイルとして平角アルミニウム線が使用
されようとしている。

そこで、先ずこの界磁コイルを第１図乃至第３
図に示して説明するに、図に於て、１，２は電動
機の極数に対応して構成される界磁コイルで、こ
れは平角アルミニウム線１ａ，２ａが複数回巻回
されて構成される。１ｂ，２ｂはこれら界磁コイ
ル１，２の渡り線、１ｃ，２ｃはアルミニウム線
１ａ，２ａ同士の短絡を防止すると共にこのアル
ミニウム線１ａ，２ａと渡り線１ｂ，２ｂとの短
絡をも防止する絶縁紙、１ｄ，２ｄは渡り線１
ｂ，２ｂと絶縁紙１ｃ，２ｃとを保持する絶縁テ
ープ、Ａは渡り線１ｂ，２ｂ相互が重合され超音
波溶接により接合される重合部である。

ここで、界磁コイル１，２の渡り線１ｂ，２ｂ
を接合する超音波溶接について第４図、第５図を
参照にして説明する。５は超音波溶接機で、６は
超音波振動の発生源（図示せず）からの超音波振
動を増幅するホーン、７はこのホーン６の最先端
に設置されたチツプで、矢印イ方向に示す通り超
音波振動によつて振動する。尚、チツプ７及びホ
ーン６は矢印ロ方向に上下移動可能であり、また
適当な圧力ｐでもつて下方向に押圧する。８はこ
のチツプ７に相対向して固定されたアンビルであ
る。このアンビル８はチツプ７の相対向する端面
それぞれには第６図に示す通りの四角錘形の突起
７ａ，８ａが複数形成されてあり、このアンビル
８とチツプ７は焼入硬化された綱によつて形成さ
れている。

さて、その溶接はアンビル８の端面に界磁コイ
ル１，２の渡り線１ｂ，２ｂを重合させて設置
し、次いでチツプ７をホーン６を介して矢印ロ方
向の下方向に移動させ、界磁コイル１，２の渡り
線１ｂ，２ｂをチツプ７によるアンビル８に圧力
ｐでもつて押圧させてチツプ７及びアンビル８の
突起７ａ，８ａを渡り線１ｂ，２ｂの反接合面に
喰い込ませる。而して、チツプ７及びアンビル８
により渡り線１ｂ，２ｂの重合部Ａを加圧した状
態で、チツプ７にホーンｂを通じて超音波振動を
付与し、チツプ７を矢印イ方向に振動させて渡り
線１ｂ，２ｂの接合面を摩擦すれば渡り線１ｂ，
２ｂは重合部Ａにて接合が行なえる。ここで、超
音波溶接に於ける接合強度を高めるためには接合
面の摩擦力と接合部の圧力ｐを大きくすることが
重要な要因となる。そのために本例にあつてはチ
ツプ７及びアンビル８に突起７ａ，８ａを複数形
成して大なる摩擦力を得ている。

然るに、渡り線１ｂ，２ｂの接合が完了した状
態では、その重合部の両面は第３図及び第５図に
示す通り四角錘形の凹部１ｅ，２ｅが渡り線１
ｂ，２ｂの全幅に亘つて形成されるとになるた
め、アルミニウム線１ａ，２ａ、即ち渡り線１
ｂ，２ｂの厚さが比較的薄いこともあり、渡り線
１ｂ，２ｂの接合部の根元１ｆ，２ｆそれぞれの
厚さは極めて薄くなり、その結果根元１ｆ，２ｆ
は非常に折れ易い状態にある。

このこと、即ち界磁コイル１，２の接合部が折
れ易いということはこの界磁コイル１，２を電動
機に組付ける作業時に接合部が根元１ｆまたは２
ｆにて度度折れてしまうという事故に至るもので
あつた。即ち、この界磁コイル１，２は極数に対
応した数、例えば４極の電動機であれば４個の界
磁コイル１，２，３，４はそれぞれの渡り線１
ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂを接合することにより接続
され、そして第７図に示す通り電動機のヨーク９
内部に絶縁紙１ｇ，２ｇ，３ｇ，４ｇを介在し４
個のポールチツプ（図示せず）により押圧されて
配設されるものである。然るに、界磁コイル１，
２，３，４を巻回して構成し、それを接続した段
階では平面状態であるがこれをヨーク９に配設す
るべく第７図に示す通りプレス等によつて渡り線
１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂを含めてアルミニウム線
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ（図示せず）を小径の環
状に塑性変形させれば、各渡り線１ｂ，２ｂ，３
ｂ，４ｂが短いことによつて渡り線１ｂ，２ｂの
接合部Ｂ及び渡り線３ｂ，４ｂの接合部Ｃ、特に
各根元１ｆ，２ｆ，３ｆ，４ｆに局部的な応力が
作用することになり、従つてこの厚みの薄い根元
１ｆ，２ｆ，３ｆ，４ｆにて折れて断線するとい
つた致命的な事故になるものであつた。尚、この
不都合はアルミニウム素材以外の銅等の金属であ
つても呈するものである。

この考案は超音波溶接により接合される界磁コ
イルの渡り線重合部における根元側から先端側の
長さ方向の範囲で、渡り線の全幅に対する一部分
にのみチツプまたはアンビルを喰い込ませること
により、渡り線の根元側の強度を高めることを目
的とするものである。

以下、第８図、第９図に示す実施例について説
明するに、界磁コイル１，２の各渡り線１ｂ，２
ｂの重合部Ａに形成される四角錘形の凹部１ｅ，
２ｅの数を減らし、その形成位置を重合部Ａの中
央に移行させている。即ち、超音波溶接機５のチ
ツプ７及びアンビル８の突起７ａ，８ａを、各渡
り線１ｂ，２ｂ重合部Ａの根元側から先端側にわ
たつて渡り線の幅方向の中央部分に喰い込ませる
ように設定している。そうすることによつて、各
渡り線１ｂ，２ｂの重合部Ａの突起７ａ，８ａが
喰い込まない幅方向の両側部分の厚みは略々元
（現状）の渡り線１ｂ，２ｂの厚みに維持でき、
従つて重合部Ａの根元１ｆ，２ｆの強度は著しく
向上でき、折れは回避できることになるのであ
る。

斯くして、各渡り線１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂの
接合により界磁コイル１，２，３，４の接続が完
了した後、環状に塑性変形させたとしても接合部
Ｂの根元１ｆ，２ｆ及び接合部Ｃの根元３ｆ，４
ｆの強度は著しく向上しているので、曲げによる
局部的な応力によつて根元１ｆ，２ｆ，３ｆ，４
ｆが折れて断線することは皆無にでき、そのため
折れに対する注意力が不必要となり、しかも信頼
性の高い界磁コイル、併せて電動機が得られるも
のである。

ここで、チツプ７及びアンビル８の突起７ａ，
８ａの数を減らしたとしても渡り線１ｂ，２ｂの
重合部Ａの面の摩擦力は大きくなるように圧力ｐ
あるいは振動数を決定しているので充分なる接合
強度が得られる。しかも、渡り線１ｂ，２ｂの重
合部Ａの全幅をチツプ７及びアンビル８により加
圧しているので重合部Ａの接合面は突起７ａ，８
ａにより加圧している部分のみではなく全幅に亘
つて強力に接合できるものであり、突起７ａ，８
ａの形成位置を中央のみにしても何ら問題はな
い。

第１０図、第１１図は渡り線１ｂ，２ｂの重合
部Ａに形成される四角錘形の凹部１ｅ，２ｅの数
を増し、その形成位置を両側に移行する他の実施
例である。この実施例にあつてはチツプ７及びア
ンビル８の突起７ａ，８ａが第１１図に示す通り
両側に位置するため同一条件であれば前者の実施
例に比し根元１ｆ，２ｆの強度を著しく低下させ
ることなく接合強度が若干向上できる特徴を有す
る。

尚、この考案は実施例に限定されるものではな
く種々の実施態様を包含し、更に種々の技術分野
に使用される超音波溶接に適用できるものであ
る。例えば突起７ａ，８ａの形状、凹部１ｅ，２
ｅの形成位置、素材の種類等が変更可能である。

以上のように、この考案は、界磁コイルの平角
形状の渡り線を重合して超音波溶接により接合す
るものに於て、上記渡り線の重合部における根元
側から先端側の長さ方向の範囲で、渡り線の幅方
向に対する一部分に超音波溶接機のチツプまたは
アンビルを喰い込ませ、他の部分はチツプまたは
アンビルを喰い込ませることなく加圧することに
より接合するようにしたので、超音波溶接により
接合した渡り線重合部の根元側から先端側にかけ
ての強度を局部的な弱点をつくることなく十分に
確保でき、従つて渡り線接合部の信頼性を著しく
向上できる実用上優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は界磁コイルを示す正面図、第２図は第
１図−線による重合部Ａの断面図、第３図は
その重合部Ａの拡大正面図、第４図は超音波溶接
機の斜視図、第５図は第４図−線による要部
断面図、第６図は突起７ａ，８ａの斜視図、第７
図は電動機の部分断面図、第８図はこの考案の一
実施例を示す重合部Ａの拡大正面図、第９図はそ
の換部断面図、第１０図は他の実施例を示す重合
部Ａの拡大正面図、第１１図はその要部断面図で
ある。 図において、１〜４は界磁コイル、１ａ〜４ａ
はアルミニウム線、１ｂ〜４ｂは渡り線、１ｃ〜
４ｃ，１ｇ〜４ｇは絶縁紙、１ｄ，２ｄは絶縁テ
ープ、１ｅ〜４ｅは凹部、１ｆ〜４ｆは根元、５
は超音波溶接機、６はホーン、７はチツプ、７
ａ，８ａは突起、８はアンビル、９はヨーク、Ａ
は重合部、Ｂ，Ｃは接合部である。尚、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. 平角形状の導線を巻回したコイルの渡り線相互
   を超音波溶接するものにおいて、上記渡り線の重
   合部における上記渡り線の全幅に対する一部分に
   超音波溶接機のチツプまたはアンビルを喰い込ま
   せ、かつ、上記重合部の根元側から先端側の長さ
   方向の全長にわたる上記重合部の他の部分には上
   記チツプまたはアンビルを喰い込ませることなく
   加圧して超音波溶接して接合したものを塑性変形
   してヨーク内に組み込んでなる回転電機の界磁コ
   イル。