JP3183655B2 - 回転電機及びその製造方法 - Google Patents
回転電機及びその製造方法Info
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Description
き整流子片同士を電気的に接続した均圧線を備えた回転
電機及びその製造方法に関するものである。
要部断面図であり、この電動機では、電機子100の近
傍に整流装置101が設けられている。
スロットを有する鉄心102と、スロットに導線が重巻
方式で巻回されて構成された巻線103とを備えてい
る。
た整流子片104及び巻線103にそれぞれ電気的に接
続されたライザ106を有する整流子105と、整流子
片104に当接するブラシ(図示せず)と、同電位であ
るべき整流子片104同士を電気的に接続した均圧線1
07とを備えている。図16に示したこの均圧線107
は、先端部108がロー付け等により、ライザ106に
固定されている。均圧線107は固定部材109で固
定、支持されており、この固定部材109により、均圧
線107は遠心力に耐え得るようになっている。
片104に当接するブラシを介して外部から電流を巻線
103に供給することにより、回転軸(図示せず)に固
定された電機子100、均圧線107及び整流子105
は電磁作用により、シャフトとともに回転する。
は、巻線103の回路間に生じる誘起電圧の差により生
じるブラシに流れる循環電流を防止するために、均圧線
107を有しているが、この均圧線107を支持するた
めの固定部材109が必要となり、部品点数が多くなっ
てしまうという問題点があった。また、均圧線107及
び固定部材109を確保する空間が必要であり、特に、
自動車用の小型の電動機ではそのような空間を確保する
ことが困難であるという問題点があった。
ることを課題とするものであって、部品点数を削減する
ことができるとともに、小形化が可能である等の回転電
機及びその製造方法を得ることを目的とするものであ
る。
る回転電機は、シャフトと、このシャフトに固定され軸
線方向に延びた複数のスロットが形成された鉄心と、前
記スロットに導線が巻回されて構成された巻線と、前記
鉄心の片側にシャフトに固定されて設けられ、複数配列
された整流子片を有する整流子と、同電位であるべき前
記整流子片同士を電気的に接続した均圧線とを備え、前
記均圧線は、線材を前記整流子片の片側に形成されたフ
ック間に係止した後に切断された切断端部を有している
とともに、前記整流子の側面に密接して設けれている。
隣接した切断端部間では隙間が形成されている。
隙間は、切断端部を塑性変形して形成されている。
隙間は、一定長さの線材を除去して形成されている。
切断端部は整流子の半径方向外側に設けられている。
整流子は、外周部に配置された整流子片を支持したベー
スと、このベースと一体でかつ軸線方向に延びていると
ともに均圧線が巻き掛けされているボスとを備えてい
る。
ボスは鉄心の両側から突出した巻線エンド部と径方向に
おいて一部重なっている。
均圧線は、導体と、この導体の外周を覆った絶縁層と、
この絶縁層を覆い加熱硬化される融着層とから構成され
ている。
方法では、線材を整流子片の片側に形成されたフック間
に係止する工程と、前記線材を切断して複数本の均圧線
を形成する工程と、前記均圧線の両端部を前記フックに
電気的に接続する工程とを備えている。
造方法では、整流子の片面にシャフトよりも大径のガイ
ド部を有するガイドを嵌着し、このガイド部を介して線
材をフック間に係止し、その後前記ガイドを前記整流子
から取り外すものである。
造方法では、均圧線を整流子片に接続する際に、整流子
の片側にシャフトよりも大径のガイド部を有するガイド
を嵌着し、このガイド部を介して前記均圧線の両端部を
前記整流子片の片側に接続し、その後前記ガイドを整流
子から取り外すものである。
造方法では、鉄心にシャフトを挿入する工程と、前記鉄
心の両端面及びスロット表面、並びに均圧線が配置され
るべき前記シャフトの表面に絶縁パウダを散布する工程
と、前記絶縁パウダを加熱して溶融硬化する工程と、前
記均圧線がガイドを介して取り付けられた後ガイドが取
り外された整流子に前記シャフトを挿入する工程とを備
えている。
造方法では、導体、この外周を覆った絶縁層、及びこの
絶縁層を覆い加熱硬化される融着層から構成されている
均圧線が取り付けられている整流子に、鉄心が固定され
たシャフトを挿入する工程と、前記鉄心のスロットに導
線を巻回して巻線を形成する工程と、前記均圧線の両端
部、及び前記導線をフックに電気的に接続する工程と、
前記鉄心及び前記巻線にワニスを含浸する工程と、前記
鉄心及び前記巻線から構成された電機子、並びに前記整
流子を同時に加熱して、前記ワニスを硬化し、また前記
融着層を加熱硬化させる工程とを備えている。
造方法では、均圧線は、巻線機の一つ以上のノズルを用
いて整流子片のフックに係止される。
実施の形態1の電動機の要部正断面図、図2は図1の整
流子の右側側面図、図3は図1の整流子の断面図であ
る。この電動機は、円筒状のヨークと、このヨーク内に
周方向に間隔をおいて4個固定されたフェライトで構成
された永久磁石と、ヨーク内に軸受により回転自在に設
けられたシャフト1と、このシャフト1に固定された電
機子2と、電機子2の片側に設けられた整流装置3とを
備えている。なお、ヨーク及び永久磁石は図示されてい
ない。
ロットを有する鉄心4と、銅線にエナメル被覆された導
線6がスロットに巻回されて構成された巻線5とを備え
ている。巻線5は、導線6を例えば10回ターンし、次
に1スロットずらして導線6を10回ターンすることを
繰り返す、所謂重巻方式で構成されている。
れ周方向に複数配列された22個の整流子片7、整流子
片7を支持したベース16及びこのベース16と一体で
かつ軸線方向に延びているボス17からなる整流子8
と、この整流子8の表面にスプリングの弾性力により当
接しているとともに等分間隔で4個配設されたブラシ
と、同電位であるべき整流子片7の各フック31a〜4
1b同士を電気的に接続した均圧線9を備えている。
31aに係止され、他端部がフック31aに対向したフ
ック31bに係止されている。同様に、一端部が整流子
片7のフック32aに係止され、他端部がフック32a
に対向したフック32bに係止されている。以下、他の
9本の各均圧線9も、それぞれ一端部がフック33a〜
41aに係止され、他端部がフック33b〜41bに係
止されている。これらの各均圧線9はそれぞれ電機子2
と対向した整流装置3の側面に密接している。図4は均
圧線9の断面図であり、均圧線9は、銅からなる導体1
0と、この導体10の外周がエナメル被覆された絶縁層
11と、この絶縁層11を覆い加熱硬化するエポキシ系
樹脂からなる融着層12とから構成されている。
の手順に従って各フック31a〜41bに係止される。
つまり、図5に示す均圧巻線展開図に示すように、一端
部がフックNo1であるフック31aに係止された線材
13がフックNo12であるフック31bに係止され、
引き続きフックNo13であるフック32bに係止され
た後、フックNo2であるフック32aに係止される。
以下、矢印Aに従って線材13が各フック33a〜41
bに連続的に係止される。この連続した線材13の巻回
工程は、巻線機の一本のノズルで行われる。図6はその
ときの整流子8の側面図であり、図7は図6の整流子8
の正面図である。その後、図8に示すように、線材13
の隣接した各フック31a〜41b間の渡り部14が切
断される。最後に、図2に示すように切断端部15が矢
印Bの方向(半径内側方向)に押し込まれ、塑性変形し
た切断端部15間では隙間Cが形成され、切断端部15
間での短絡が防止される。なお、切断端部15が均圧線
9の内側にある側の切断端面15は変形に対して安定し
ているので、内側の切断端部15のみを矢印B方向に押
し込んでもよい。
定長さT切断除去することで切断端部15間に隙間Cを
形成してもよい。また、図10に示すように、渡り部1
3が整流子8の半径方向外側になるように線材13を巻
回し、その後渡り部14を切断するようにしてもよい。
この場合には、渡り部14が整流子8の半径方向内側に
ある図8、図9に示したものと比較して、渡り部14が
整流子8の半径方向外側にあるので、切断が容易であ
り、また切断後の切断端部15の状態を容易に肉眼観察
することができる。
けられた整流子8には、鉄心4が固定されたシャフト1
が挿入される。なお、予め、鉄心4の両端面及びスロッ
ト表面には、エポキシレン系樹脂からなる絶縁パウダが
散布され、その後その絶縁パウダが加熱されて溶融硬化
されている。その後、鉄心4のスロットに導線6を重巻
方式で巻回して巻線5が形成されるが、その巻回途中、
整流子片7の各フック31a〜41bに導線6が係止さ
れる。その後、各フック31a〜41bは、ヒュージン
グ等により、均圧線9及び導線6とそれぞれ同時に電気
的に接続される。最後に、電機子2にワニスが含浸さ
れ、その後電機子2及び整流子8が同時に加熱されて、
ワニスが硬化され、また均圧線9の融着層12が加熱硬
化されて均圧線9同士は接着される。なお、均圧線は、
エナメル被覆された黄銅線、丹銅線の表面に融着層を形
成したものでもよい。
をシャフト1に挿入される前に加熱して均圧線9同士を
接着するようにしてもよい。このようにすることで、均
圧線9は後工程で変動することなく作業性が向上する。
また、上記実施の形態では、線材13を整流子8の側部
に巻回して取り付けるに当たり、巻線機の一本のノズル
を用いて連続的に行われたが、複数本のノズルを用いて
もよい。図11は11本のノズルを用いて11本の均圧
線9が一度に各フック31a〜41bに係止されたとき
の図である。
形態2の電動機の要部正断面図、図13は図12の整流
子20の断面図である。この実施の形態では、整流子2
0に線材13を巻回して取り付ける際に、整流子20の
片面にガイド21が嵌着される。このガイド21は挿入
部21aとシャフト1よりも大径のガイド部21bとか
ら構成されている。つまり、線材13の巻回の際に、整
流子20の片面にガイド21が嵌着され、このガイド部
21bを介して線材13が途中フック31a〜41bに
係止して連続的に巻回される。その後、ガイド21は整
流子20から取り外され、この整流子20には鉄心4が
固定されたシャフト1が挿入される。なお、予め、鉄心
4の両端面及びスロット表面とともに均圧線9が配置さ
れるべきシャフト1の表面(図12においてLの範囲)
にも、エポキシレン系樹脂からなる絶縁パウダが散布さ
れ、その後その絶縁パウダが加熱されて溶融硬化されて
いるので、整流子20にシャフト1が挿入されたときに
はシャフト1と均圧線9との間の絶縁も確保されてい
る。なお、整流子20の電機子2側の内径部には溝部5
0が形成されているが、これはシャフト1の表面に散布
される絶縁パウダの軸線方向のばらつきがあっても整流
子20にシャフト1が挿入されるようにするためであ
る。また、このガイド21は、各均圧線9のそれぞれの
両端部を整流子片7のフック31a〜41bに直接係止
して電動機を製造するときでも用いることができるのは
勿論である。
形態3の電動機の要部正断面図であり、整流子30のボ
ス31は鉄心4の両側から突出した巻線エンド部5aと
径方向において一部重なっている。
て電動機について説明したが、この発明は発電機につい
ても適用することができる。また、6極、8極等の極数
でもよいし、スロット数も22、24に限定されない。
また、均圧線の数も11本、12本に限定されない。
1に係る回転電機によれば、シャフトと、このシャフト
に固定され軸線方向に延びた複数のスロットが形成され
た鉄心と、前記スロットに導線が巻回されて構成された
巻線と、前記鉄心の片側にシャフトに固定されて設けら
れ、複数配列された整流子片を有する整流子と、同電位
であるべき前記整流子片同士を電気的に接続した均圧線
とを備え、前記均圧線は、線材を前記整流子片の片側に
形成されたフック間に係止した後に切断された切断端部
を有しているとともに、前記整流子の側面に密接して設
けれているので、整流子に均圧線が簡単に取り付けら
れ、また小型化を図ることができる。
によれば、隣接した切断端部間では隙間が形成されてい
るので、均圧線間の短絡防止を図ることができる。
によれば、隙間は、切断端部を塑性変形して形成されて
いるので、簡単に切断端部間の隙間を形成することがで
きる。
によれば、隙間は、一定長さの線材を除去して形成され
ているので、簡単に切断端部間の隙間を形成することが
できる。
によれば、切断端部は整流子の半径方向外側に設けられ
ているので、線材の切断が簡単であり、また切断後の均
圧線の状態を簡単に肉眼観察することができる。
によれば、整流子は、外周部に配置された整流子片を支
持したベースと、このベースと一体でかつ軸線方向に延
びているとともに均圧線が巻き掛けされているボスとを
備えているので、ボスを介して線材を巻回すればよく、
均圧線の整流子に対する取り付け作業性が向上し、また
均圧線の耐振性が向上する。
によれば、ボスは鉄心の両側から突出した巻線エンド部
と径方向において一部重なっているので、軸線方向の寸
法を短縮することができる。
によれば、均圧線は、導体と、この導体の外周を覆った
絶縁層と、この絶縁層を覆い加熱硬化される融着層とか
ら構成されているので、均圧線同士が接着され、均圧線
の耐振性が向上する。
の製造方法によれば、線材を整流子片の片側に形成され
たフック間に係止する工程と、前記線材を切断して複数
本の均圧線を形成する工程と、前記均圧線の両端部を前
記フックに電気的に接続する工程とを備えているので、
整流子に均圧線を取り付ける作業性が向上する。
機の製造方法によれば、整流子の片面にシャフトよりも
大径のガイド部を有するガイドを嵌着し、このガイド部
を介して線材をフック間に係止し、その後前記ガイドを
前記整流子から取り外すので、整流子に均圧線を取り付
ける作業性が向上するとともに、整流子にはシャフトが
均圧線に邪魔されることなく円滑に挿入される。また、
整流子のボスが無くなり、軸線方向の寸法を小さくする
ことができる。
機の製造方法によれば、均圧線を整流子片に接続する際
に、整流子の片側にシャフトよりも大径のガイド部を有
するをガイドを嵌着し、このガイド部を介して前記均圧
線の両端部を前記整流子片の片側に接続し、その後前記
ガイドを整流子から取り外すので、整流子に個々の均圧
線を取り付けた後、整流子にはシャフトが均圧線に邪魔
されることなく円滑に挿入される。また、整流子のボス
が無くなり、軸線方向の寸法を小さくすることができ
る。
機の製造方法によれば、鉄心にシャフトを挿入する工程
と、前記鉄心の両端面及びスロット表面、並びに均圧線
が配置されるべき前記シャフトの表面に絶縁パウダを散
布する工程と、前記絶縁パウダを加熱して溶融硬化する
工程と、前記均圧線がガイドが介して取り付けられた後
ガイドを外した整流子に前記シャフトを挿入する工程と
を備えているので、シャフトと均圧線との間の絶縁は鉄
心の両端面及びスロットの表面の絶縁工程に併せて行わ
れ、シャフトと均圧線との間の絶縁工程を既存の工程で
対処することができる。
機の製造方法によれば、導体、この外周を覆った絶縁
層、及びこの絶縁層を覆い加熱硬化される融着層から構
成されている均圧線が取り付けられている整流子に、鉄
心が固定されたシャフトを挿入する工程と、前記鉄心の
スロットに導線を巻回して巻線を形成する工程と、前記
均圧線の両端部、及び前記導線をフックに電気的に接続
する工程と、前記鉄心及び前記巻線にワニスを含浸する
工程と、前記鉄心及び前記巻線から構成された電機子、
並びに前記整流子を同時に加熱して、前記ワニスを硬化
し、また前記融着層を加熱硬化させる工程とを備えてい
るので、均圧線の融着層の加熱硬化はワニスの加熱硬化
と併せて行われ、融着層の加熱硬化工程を既存の工程で
対処することができる。
機の製造方法によれば、均圧線は、巻線機の一つ以上の
ノズルを用いて整流子片のフックに係止されるので、整
流子に対する均圧線の取り付け作業性が向上する。
断面図である。
の断面図である。
る。
けたときの整流子の側面図である。
部断面図である。
断面図である。
部断面図である。
巻線エンド部、7整流子片、8,20,30 整流
子、9 均圧線、10 導体、12 融着層、13 線
材、14 渡り部、15 切断端部、16 ベース、1
7,31 ボス、21 ガイド、21a ガイド部。
Claims (14)
- 【請求項1】 シャフトと、 このシャフトに固定され軸線方向に延びた複数のスロッ
トが形成された鉄心と、 前記スロットに導線が巻回されて構成された巻線と、 前記鉄心の片側にシャフトに固定されて設けられ複数配
列された整流子片を有する整流子と、 同電位であるべき前記整流子片同士を電気的に接続した
均圧線とを備え、前記均圧線は、線材を前記整流子片の
片側に形成されたフック間に係止した後に切断された切
断端部を有しているとともに、前記整流子の側面に密接
して設けれている回転電機。 - 【請求項2】 隣接した切断端部間では隙間が形成され
ている請求項1に記載の回転電機。 - 【請求項3】 隙間は、切断端部を塑性変形して形成さ
れている請求項2に記載の回転電機。 - 【請求項4】 隙間は、一定長さの線材を除去して形成
されている請求項2に記載の回転電機。 - 【請求項5】 切断端部は整流子の半径方向外側に設け
られている請求項1ないし請求項4の何れかに記載の回
転電機。 - 【請求項6】 整流子は、外周部に配置された整流子片
を支持したベースと、このベースと一体でかつ軸線方向
に延びているとともに均圧線が巻き掛けされているボス
とを備えている請求項1ないし請求項5の何れかに記載
の回転電機。 - 【請求項7】 ボスは鉄心の両側から突出した巻線エン
ド部と径方向において一部重なっている請求項1ないし
請求項6の何れかに記載の回転電機。 - 【請求項8】 均圧線は、導体と、この導体の外周を覆
った絶縁層と、この絶縁層を覆い加熱硬化される融着層
とから構成されている請求項1ないし請求項7の何れか
に記載の回転電機。 - 【請求項9】 シャフトと、このシャフトに固定され軸
線方向に延びた複数のスロットが形成された鉄心と、前
記スロットに導線が巻回されて構成された巻線と、前記
鉄心の片側にシャフトに固定されて設けられているとと
もに複数配列された整流子片を有する整流子と、同電位
であるべき前記整流子片同士を電気的に接続した均圧線
とを備えた回転電機の製造方法であって、 線材を前記整流子片の片側に形成されたフック間に係止
する工程と、 前記線材を切断して複数本の均圧線を形成する工程と、 前記均圧線の両端部を前記フックにそれぞれ電気的に接
続する工程とを備えている回転電機の製造方法。 - 【請求項10】 整流子の片面にシャフトよりも大径の
ガイド部を有するガイドを嵌着し、このガイドを介して
線材をフック間に係止し、その後前記ガイドを前記整流
子から取り外す請求項9に記載の回転電機の製造方法。 - 【請求項11】 シャフトと、このシャフトに固定され
軸線方向に延びた複数のスロットが形成された鉄心と、
前記スロットに導線が巻回されて構成された巻線と、前
記鉄心の片側にシャフトに固定されて設けられていると
ともに複数配列された整流子片を有する整流子と、同電
位であるべき前記整流子片同士を電気的に接続した均圧
線とを備えた回転電機の製造方法であって、 前記均圧線を前記整流子片に接続する際に、前記整流子
の片側にシャフトよりも大径のガイド部を有するガイド
を嵌着し、このガイドを介して前記均圧線の両端部を前
記整流子片の片側にそれぞれ接続し、その後前記ガイド
を整流子から取り外す回転電機の製造方法。 - 【請求項12】 鉄心にシャフトを挿入する工程と、 前記鉄心の両端面及びスロット表面、並びに均圧線が配
置されるべき前記シャフトの表面に絶縁パウダを散布す
る工程と、 前記絶縁パウダを加熱して溶融硬化する工程と、 前記均圧線がガイドを介して取り付けられた後、前記ガ
イドが取り外された整流子に前記シャフトを挿入する工
程とを備えている請求項10または請求項11の何れか
に記載の回転電機の製造方法。 - 【請求項13】 導体と、この外周を覆った絶縁層と、
この絶縁層を覆い加熱硬化される融着層とから構成され
ている均圧線が取り付けられている整流子に、鉄心が固
定された前記シャフトを挿入する工程と、 前記鉄心のスロットに導線を巻回して巻線を形成する工
程と、 前記均圧線の両端部、及び前記導線をフックに電気的に
接続する工程と、 前記鉄心及び前記巻線にワニスを含浸する工程と、 前記鉄心及び前記巻線から構成された電機子、並びに前
記整流子を同時に加熱して前記ワニスを硬化し、また前
記融着層を加熱硬化させる工程とを備えている回転電機
の製造方法。 - 【請求項14】 均圧線は、巻線機の一つ以上のノズル
を用いて整流子片のフックに係止される請求項9ないし
請求項13の何れかに記載の回転電機の製造方法。
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