JPS631015B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電動機用回転子の製造方法に係る。

本発明は電動機、特に円板形状又はいろいろな
円錐形状の平らな回転子をもつ電動機の技術分野
を対象にしている。

上記円板形状又はいろいろな円錐形状の平らな
回転子をモールド成型して製造する方法は知られ
ている。一般的には、巻型に導線を巻回して巻線
を形成し巻型を除去してのち形成した巻線に整流
子片を取付けて一のモールドで樹脂等により整流
子片と巻線とを一体的に固定し回転子を製造す
る。この場合、問題となるのは導線を巻型に巻回
しているときに起り得る巻線のコイルの断線、巻
線のコイル表面を被覆する薄い絶縁層の破損、露
出等による巻線のコイル間の短絡によるコイル接
触、巻線のコイルと整流子片との接触不良及び整
流子片間の絶縁不良が回転子を完成後発見される
ことと、整流子片とのこ整流子片に対応する巻線
の辺との位置の“ズレ”（円周方向）に起因して
夫々のモータ毎にブラシの取付け位置の調整が必
要となることである。巻線のコイルの断線による
欠陥は巻線の形成後、巻線のコイルと整流子片と
の接触不良による欠陥は巻線のコイルと整流子片
とを接続後共に容易に検出されるが巻線の形成後
巻線のコイル間の短絡によるコイル接触、整流子
片と巻線のコイルとを樹脂で固定して後整流子片
間の絶縁不良の欠陥を検出することは簡単ではな
い。従つて、回転子が製造されてのち、完成品の
試験時に前記コイル接触や整流子片間の絶縁不良
の欠陥が発見されて製造工程において損失が発生
することがある。

また前記整流子片とこの整流子片に対応する巻
線の辺との位置の“ズレ”例えばある整流子片と
この整流子片に対応する巻線のコイルの辺が、あ
るモーターについは整流子片と整流子片との間に
位置し、別のモータでは巻線のコイルの辺が、こ
のコイルに対応する整流子片の中央部に位置する
とすれば、ブラシの取付け位置をモータごとに調
整することが必要となり、モータを量産する場合
その煩に絶えず生産性が低下する。

本発明の目的は、前記の問題点を解決するこ
と、すなわち回転子を完成させる前に前記巻線の
コイルの断線、コイル接触、巻線のコイルと整流
子片との接触不良及び整流子片間の絶縁不良の有
無をチエツクして欠陥品を除去することにより完
成品の歩留りを向上し、特に平らな又は円板形状
回転子を有効にかつ合理的に製造し、同一サイズ
の電動機であればブラシの取り付け位置を調整す
る必要のない回転子の製造方法を提供することに
ある。

本発明によれば前記目的は、第１の型内に平ら
な回転子用の内側スリーブを固定すべく、第１の
型内に１個以上設けられた第１の突起をこの第１
の突起に対応して前記内側スリーブに設けられた
孔に貫通させ、複数の整流子片が環状に一体的に
連結されてなる整流子片素材を前記内側スリーブ
と同心であつてかつこの内側スリーブを囲繞する
ように前記第１の型内に配置し、前記孔に関して
各整流子片を位置決めすべく隣接する二つの整流
子片の間に前記第１の型内に設けられた少なくと
も一つの第２の突起を挿入し、前記整流子片素材
を前記内側スリーブに固定すべく前記整流子片素
材と前記内側スリーブとの間に樹脂を注入し、こ
の注入した樹脂を固化させる段階と、前記第１の
型から前記内側スリーブ及び整流子片素材を分離
し、巻線の各コイルに対応する夫々の整流子片に
電気的に接続し、一体的に連結された複数の整流
子片を分離する段階と、第２の型内に前記内側ス
リーブ及び整流子片を固定すべく、前記内側スリ
ーブの前記孔に対応して前記第２の型内に設けら
れた１個以上の第３の突起を前記孔に貫通し、前
記孔に関して位置決めされた前記各整流子片に対
応する前記各コイルを前記第２の型内に各整流子
片に関して位置決めすべくコイル間に第２の型内
に設けられた１個以上の第４の突起を挿入し、各
コイルを前記整流子片に固定すべく第２の型内に
樹脂を注入し、この注入した樹脂を固化させる段
階とからなる電動機の平らな回転子の製造方法に
よつて達成される。

これらの特徴及びその他の特徴が、以下の記載
から明らかとなるであろうが、これは本発明の範
囲を限定するものではない。

最初に本発明の具体例の概略を説明する。先ず
第１の型に内側スリーブを固定する。この固定は
第１の型内に１個以上設けられた第１の突起をこ
の第１の突起に対応して前記内側スリーブに設け
られた孔に貫通させることによつて行われれる。
こうしておけば、内側スリーブが第１の型内で動
くことがなく、作業性もよい。ついで複数の整流
子片が環状に一体的に連結されてなる整流子片素
材を前記内側スリーブと同心であつてかつこの内
側スリーブを囲繞するように第１の型内に配置す
る。この整流子片素材は薄板２ｃ（第１図参照）
により環状に一体的に連結された複数の整流子片
からなり、個々に分離した複数の整流子片を用い
ずにこのような整流子片素材を使用するのは、後
述する第２の突起の数がすくなくてすみ、更に作
業性が良いからである。次に二つの整流子片の間
に第１の型内に設けられた少なくとも一つの第２
の突起を挿入する。これは前記孔に対して各整流
子片を位置決めするためである。これにより、前
記孔は夫々の整流子片に対して常に同じ位置関係
（例えば一の整流子片の中央、整流子片と整流子
片との間など、前記第２の突起を第１の型内に固
定した位置により異なるがこの第２の突起の位置
を第１の型内に固定すれば同一サイズにおいて前
記孔と夫々の整流子片との周方向に関する位置関
係は固定される。すなわち前記孔に対して各整流
子片が位置決めされたことになる）に設定され
る。具体例では回転子を完成する前に前記巻線の
コイルの断線、コイル接触、巻線のコイルと整流
子片との接触不良及び各整流子片間の絶縁不良な
どの欠陥を検査できるように第１及び第２の型を
使用する。これは、第１の型において、内側スリ
ーブの前記孔に対して整流子片を位置決めして固
定し、この整流子片と巻線のコイルとを電気的に
接続し、前記整流子片素材を夫々の整流子片に分
離してのち、この段階で回転子を検査できるよう
にするためである。この検査が終了後第２の型内
で巻線の各コイルを整流子片に固着する。巻線の
コイルを整流子片に固着する際に巻線のコイルの
辺と整流子片との位置決めをするために（前記の
ブラシの位置調整をしないようにするために）前
記孔に対して各コイルを位置決めすれば各コイル
とこれに対応する整流子片とが前記孔を介して位
置決めされることになる。

次に巻線の検査方法について説明する。電動機
の消費電流の微小な差異を検出できる検出器と、
前記コイルが電気的に接続された整流子片と固着
された内側スリーブを回転させる回転台とを有す
る試験機を準備し、この試験機の回転台に前記内
側スリーブをセツトする。次にこの巻線の各コイ
ルに鎖交する磁束を生じさせるように磁界中で回
転台を回転させる。回転台の回転すなわちコイル
の回転と鎖交磁束とによつてコイル中に電流が誘
起されるがこの誘起された電流によつて回転台の
回転を妨げる方向に回転力が発生する。前記欠陥
がない（巻線のコイルと整流子片との接触不良を
除く）同一のサイズの回転子であれば、この回転
力はほぼ一定であり、従つて回転台を駆動する電
動機の消費する電流もほぼ一定である。しかし、
コイルに前述の欠陥があれば、例えば断線の場合
にはコイルに電流が流れず従つて回転を妨げる回
転力が零であり電動機の消費電流は回転台を駆動
するのに必要な電流だけとなり、消費電流も少な
い。一方コイル接触又は整流子片間の絶縁不良が
あれば誘起されせる電流が欠陥のないコイルに比
べて大となり（巻線のインピーダンスが小とな
る）従つて回転台の回転を妨げる回転力も大とな
り回転台を駆動する電動機の消費する電流も大と
なる。かくして、予め同一のサイズの前記巻線の
コイル等に関して欠陥の無い回転子について回転
台を駆動する電動機の消費する電流の大きさを調
べておき整流子片を前記内側スリーブへ固定して
のち巻線のコイルを整流子片に固定する前に前記
検出器によつて回転台を駆動する電動機の消費す
る電流値を検出すれば欠陥のある半製品の摘出が
可能となり、完成品の歩留りを向上することがで
きる。（但し、巻線のコイルと整流子片との接触
不良のみの欠陥については試験機にかけることな
く検出は容易である） さて巻線のコイルと整流子片との位置決めであ
るが、前記のごとく前記孔に対して各整流子片は
位置決めされているので前記孔を介して巻線のコ
イルを位置決めすればよい。そのために、前記内
側スリーブと整流子片とを第２の型内に設けられ
た第３の突起を貫通して第２の型内に固定しての
ち、コイル間に第２の型内に設けられ第４の突起
を挿入する。このようにして、同一サイズであれ
ば巻線のコイルはこれに対応する整流子片に関し
て同じ位置に固定されることになる。

本発明の具体例を詳細に説明する。これは本発
明の範囲を限定するものではない。

第１図には複数の複数整流子片２が環状に一体
的に薄板２ｃによつて連結されてなる整流子片素
材が納められる室１ａと、組立て時に電動機の軸
を受容するための円筒状の回転子の内側スリーブ
３が納められる環状の室１ｂとを有する第１の型
１が示されている。スリーブ３は、型１内に固定
され、スリーブ３の孔３ａを貫通する少なくとも
１個の第１の突起としてのピン４を通じて型内に
配置されている。一般に、整流子片素材２を各整
流子片２をピン４に関して後述する第２の突起と
してのフインガ５と協働して位置決めし、かつ型
１内にスリーブ３を固定するために、規則正しく
分布させられた３個のピン４が備えられている。
ピン４に対して各整流子片２を位置決めすべく、
型１内に設けられた単数又は複数（一般に３個）
のピン状フインガ５が整流子片素材の二つの整流
子片２の中間の溝２ｅ（第２図参照）に挿入され
て整流子片素材が型１に固定され、この固定によ
つてピン４に関する整流子片素材の各整流子片２
の位置が決定される。同一サイズの回転子の整流
子片素材の各整流子片２は夫々実質的に大きさ等
しいので、特に、同一サイズの回転子を量産する
場合、ピン４とフインガ５とを型１内に固定して
おけば、夫々の整流子片２は、ピン４（孔３ａ）
に対して実質的に同じ位置となる。例えばピン４
が隣接する二つの整流子片２の中間に位置してい
れば（第２図の孔３ａは隣接する二つの整流子片
２のほぼ中間に位置している）、この回転子と同
じサイズであるかぎりピン４は夫々の回転子にお
いて同じ位置、即ち整流子片２の中間に位置す
る。なお、ピン４とフインガ５は同じサイズの回
転子についてすべて型１内の同じ位置に固定して
おけば良い。但し孔３ａはピン４に対応して設け
られていることを要する。

夫々の整流子片２の内面上に作られた凹部２ｂ
（第１図）によつて形成された環状溝内には、モ
ールド材料に容易に接着するように含浸させられ
たガラス繊維で被覆された、整流子片２を補強す
るための環６が配設されている。

モールド時、整流子片２、型１の蓋７、スリー
ブ３及び型１の壁面で形成される環状の空間内
に、商品名アラルダイトとして知られている樹
脂、又は十分な機械的及び電気的特性を持つその
他の材料が流し込まれ、複数の整流子片２から形
成された整流用部材はスリーブ３に固定される。

この樹脂８は、その電動機の動作中に、整流子
片２のすぐ近くで放散される熱を電動機のシヤフ
トに向かつて排出するのを容易にするために、な
るべく炭素のような熱の良導体の元素が添加され
ている。

次に整流子片素材の整流子片２の上に巻線の各
コイル毎の接続を行うために、型１から一体化し
たスリーブ３及び整流子片素材を取出す。第２図
は、整流子片２とコイルと接続された状態を示
す。

この接続は次の段階で行なわれる。すなわち、
最初に巻線の化学的エツチング又は機械的磨きを
行う必要なしに優れた電気的接続を確保するため
に、かしめ工具又は等価な器具を使用して冷間締
付けを行い、そしてこの締付け箇所で巻線を覆つ
ている絶縁物が砕けるように、締付け機を使用し
て大きな圧力下で熱間締付けののち、低温度で半
田付を行つて、電気的に巻線を整流子片に接続す
る（接続個所第２図の２ｄ） ついで当業界では知られているように、整流子
片２を一体的に連結する薄板２ｃ（第１図）の表
面２ａ（第１図）を機械加工により削つて連結さ
れた各整流子片２を分離する。

このように巻線のコイルが整流子片２に接続さ
れ、夫々の整流子片２に分離されてのち、この段
階で場合によつて起り得る前記巻線のコイルの断
線、コイル接触及び整流子片間の絶縁不良など製
造工程中における欠陥を検出するために回転子用
の試験機にかけられる。試験機による所定の検査
ののち、欠陥のない巻線のコイルを電気的に接続
され分離された整流子片２とスリーブ３（以下予
備ユニツトという）は、ついで第２の型内に置か
れる。該型は予備ユニツト全体をその自然の状態
で受容するように形成された下側部分９と、前記
予備ユニツトに対向するプロフイールを有し正確
に適合する上側部分１０とを含んでおり、その上
側部分１０では、第１の型１におけると同様に、
スリーブ３を上側部分１０に固定するための単数
又は複数の第３の突起としてのピン１１を有し、
孔３ａにこのピン１１を貫通させる。他方では、
第３図のピン１１（孔３ａ）にたいして巻線のコ
イルを第２の型内に固定するために、換言すれば
コイルの各辺（回転子の径方向のコイル、即ち１
３ａ、第２図）を各辺に対応する夫々の整流子片
に予設定された位置に夫々配設するための単数又
は複数の第４の突起としてのくさび１２が第２の
型内に固定されている。

第１の型内においてはピン４（孔３ａ）に対し
て各整流子片２はすべて位置決めされ、第２の型
内においてピン１１（孔３ａ）に対してコイルの
各辺は固定して位置決めされる。そして、第１の
段階で使用されたのと同様の樹脂１４が、回転子
を仕上げるために、この型内でコイルの周囲及び
樹脂８に対して流し込まれる。このように同一サ
イズの回転子では第２の型内にピン１１と楔１２
とを固定しておけば製造される回転子のコイルの
各辺１３ａは夫々対応する整流子片２に対して同
じ位置（例えばコイルの各辺１３ａの中心が対応
する夫々の整流子片２に対して夫々中央、第２図
参照）に設定される。

同一サイズの夫々の回転子毎に、各整流子片２
に夫々対応するコイルの各辺１３ａを容易かつ正
確に各整流子片２に対して実質的に同じ位置に配
向し、従来の製造方法で製造された回転子のよう
に、各回転子ごとに、コイルの各辺とこの各辺に
対応する夫々の整流子片との間の配向のバラツキ
によつて、この回転子を使用した電動機を製造し
てのち、各電動機ごとにすなわち各回転子ごとに
電動機に配設されたブラシの支持位置の調整を行
なうことがなく、かつ周方向に位置調整可能なブ
ラシ支持装置を使用することもなく、整流又は転
流の正確な調整が自動的に保証されるように、整
流子片２は第１の型内でスリーブ３は第１の型内
及び第２の型内で固定され、コイルの各辺１３ａ
も第２の型内で固定されている。

本発明になる回転子の製造方法では前述のごと
く、前記整流子片素材と前記内側スリーブとの間
に樹脂を注入して固化する段階において第１の突
起を前記内側スリーブの前記孔に貫通させ、隣接
する二つの整流子片の間に前記第１の型内に設け
られた少なくとも一つの第２の突起を挿入し、前
記整流子片素材と前記内側スリーブとの間に樹脂
を注入して固化させて前記整流子片素材を前記内
側スリーブに固定し、複数の整流子片を分離する
段階において前記第１の型から前記内側スリーブ
及び整流子片素材を分離し、巻線のコイルを整流
子片に電気的に接続し、そうして後夫々の整流子
片に分離し、第２の型内に樹脂を注入し固化させ
る段階において、第３の突起を前記孔に貫通し、
コイル間に第４の突起を挿入し、各コイルを前記
整流子片に固定するが故に、内側スリーブに整流
子片を固定し、この整流子片に巻線のコイルを電
気的に接続し、整流子片にコイルを固定しかつ整
流子片を分離してから回転子を検査する場合に比
較して、内側スリーブに整流子片を固定し、この
整流子片に巻線のコイルを電気的に接続し、整流
子片を分離した段階であつてコイルを整流子片に
固定する前に回転子を検査できるので、回転子を
完成する以前に不良品を除去し得、この不良品が
巻線のコイルの欠陥の場合には巻線のコイルのみ
を容易に交換することができ、製造工程における
損失を少なくし得、更に第１の型内において第２
の突起が挿入されるために二つの整流子片間に形
成される間隙が第２の型内で巻線のコイルを整流
子片に固定する際に樹脂により塞がれるので回転
子を所定の強度に維持し得る。

本発明は、決してこれ等の具体例に限られるこ
とも、特に示されたいろいろの部品の具体例に限
られるものではない。本発明はあらゆる変形を包
含する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の型内で回転子の整流子片素材と
内側スリーブとの間に樹脂を注入して固化する状
態を示す断面図、第２図は整流子片にコイルを接
続した状態を示す部分平面図、第３図は第２の型
内で各コイルを整流子片に固定すべく樹脂を注入
した状態を示す部分断面図である。 １，１０……型、２……整流子片、３……スリ
ーブ、４……ピン、５……フインガ、６……環、
８，１４……樹脂、１２……くさび、１３……コ
イル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の型内に平らな回転子用の内側スリーブ
   を固定すべく、第１の型内に１個以上設けられた
   第１の突起をこの第１の突起に対応して前記内側
   スリーブに設けられた孔に貫通させ、複数の整流
   子片が環状に一体的に連結されてなる整流子片素
   材を前記内側スリーブと同心であつてかつこの内
   側スリーブを囲繞するように前記第１の型内に配
   置し、前記孔に関して各整流子片を位置決めすべ
   く隣接する二つの整流子片の間に前記第１の型内
   に設けられた少なくとも一つの第２の突起を挿入
   し、前記整流子片素材を前記内側スリーブに固定
   すべく前記整流子片素材と前記内側スリーブとの
   間に樹脂を注入し、この注入した樹脂を固化させ
   る段階と、 前記第１の型から前記内側スリーブ及び整流子
   片素材を分離し、巻線の各コイルをこのコイルに
   対応する夫々の整流子片に電気的に接続し、一体
   的に連結された複数の整流子片を分離する段階
   と、 第２の型内に前記内側スリーブ及び整流子片を
   固定すべく、前記内側スリーブの前記孔に対応し
   て前記第２の型内に設けられた１個以上の第３の
   突起を前記孔に貫通し、前記孔に関して位置決め
   された前記各整流子片に対応する前記各コイルを
   前記第２の型内に各整流子片に関して位置決めす
   べくコイル間に第２の型内に設けられた１個以上
   の第４の突起を挿入し、各コイルを前記整流子片
   に固定すべく第２の型内に樹脂を注入し、この注
   入した樹脂を固化させる段階と からなる電動機の平らな回転子の製造方法。 ２ 巻線の各コイルの絶縁材料を砕くために巻線
   の各コイルがリベツトハンマ又は同様の装置によ
   つて夫々の整流子片上で熱間締付によつて締付ら
   れてのち、巻線の各コイルが低温度で各整流子片
   にハンダ付けされることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記第１の型内で前記整流子片素材と前記内
   側スリーブとの間に樹脂を注入する前に、前記整
   流子片素材の溝に樹脂に付着するように含浸させ
   られたガラス繊維で被覆された前記整流子片素材
   の前記整流子片の補強用環を配設することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   方法。