JP3582735B2 - 整流子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、整流子を有する電動機の電機子に装着される整流子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特公昭５８−５５１５号公報を用いて従来の整流子の製造方法を説明する。図１４はリング体を示す正面図であり、図中１は銅板を短冊状に切断して丸めて形成したリング体、２はリング体１の両端突き合わせ部、３は突き合わせ部２に形成した切欠部である。
【０００３】
図１５は冷鍛型を示す断面図で、その左半分は冷鍛加工前の状態を示しかつ右半分は冷鍛加工後の状態を示している。図において、４は上型で、絞り５を有している。６は下型で、位置決めピン７を有している。８は芯型である。図１６は図１５における芯型８の断面図（線 ＸＶＩ−ＸＶＩ ）であり、図中９は芯型８の歯、１０は歯底である。
【０００４】
図１５に示す下型６の位置決めピン７にリング体１の切欠部３を合わせて、下型６上にリング体１をのせる。位置決めピン７は芯型８の歯９の先端部に位置を合わせて，すなわちリング体１が絞り加工されたとき両端突き合わせ部２が後述する溝１２部にくるように位置を合わせてある。上型４を下降させると、リング体１は絞り５から上方向に押し出され、図１５の右半分のようになる。
【０００５】
このようにして作られたセグメントリング１１を図１７に示す。芯型８の歯９で溝１２ができ、歯底１０により歯先１３ができる。１４はセグメントで、橋絡片１５でつながっている。１６はリング体１の突き合わせ部２が延展してできた切断線で、この部分は接合されずに切れ目となって残っている。１７は冷間鍛造により半径方向に突出するように形成されたライザ部である。この後、このセグメントリング１１は、歯先１３の先端部（セグメントリング１１の内径部側）にダブテイル状に拡大部を設け、また溝１２と連なる溝をライザ部１７に形成してモールド樹脂で成形する。
【０００６】
上記のような工程で作ったセグメントリング１１のモールド成形品は、外形を切削すると、橋絡片１５が削除されて個々のセグメント１４に分離する。
図１８は整流子の側面図であり、図中１８はモールド、１９はセグメント溝、２０はセグメント溝１９と連なったライザ溝である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の整流子の製造方法においては、図１７における切断線１６が溝１２の範囲に入らねばならず、軸方向の直線性と共に、図１９に示す中心Ｏを通る線２１と切断線１６とのなす角度θも規制される。この角度θが大きいと切断線１６がセグメント１４に入り込み、橋絡片１５を削除した後に返り状になって、整流子表面の状態を悪くしてブラシがひっかかることになる。このためにはリング体１の突き合わせ部２の軸方向の直線性と共に直角度及び突き合わせ面の粗度を厳密に規制する必要がある。また、切欠部３も図１５の位置決めピン７とのガタを極めて小さくする必要がある。
【０００８】
このためにリング体１の製作精度及びリング状に丸めるための機械の諸精度を極めて高くしなければならず、コストアップを招く原因となっていた。また、冷鍛型の下型６にリング体１を乗せるとき、位置決めピン７のところへリング体１の切欠部３を正確に合わさねばならないので、切欠部３の位置検知の作業が必要であり、これも生産性を低下させる原因となっていた。
【０００９】
上記の欠点を防ぐ方法としてリング体１の突き合わせ部２を電子ビーム溶接する方法も提案されたが、この方法は被溶接物を真空室に入れねばならないし、また溶接後は大気中に戻すために生産がバッチ処理になって多量生産にむかないし、さらに突き合わせ部２に電子ビームが正確に照射されねばならないので溶接時に突き合わせ部２を一定方向に正確に揃える必要があって多量生産の阻害要因になるという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、大量生産に適しかつ安価に整流子を作ることのできる整流子の製造方法を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る整流子の製造方法は、圧延して所定長さに切断した銅線材の両端を突き合わせてリング体を作り、このリング体の前記突き合わせ部にろう材を配置し、このろう材が配置されたリング体全体を加熱してろう材を溶融させると同時にリング体を焼鈍し、前記突き合わせ部を接合したものを冷鍛加工して多数の橋絡片でつながったセグメントをもつセグメントリングを作り、このセグメントリングをモールド材で成形した後橋絡片を切除してセグメントに分離し、整流子を作るものである。
【００１３】
上記方法において、リング体の突き合わせ部は銀を含有した三元系のりん銅ろうで接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１４】
上記方法において、リング体の突き合わせ部に切欠部を作り、この切欠部にろう材を入れてこれを加熱炉に入れ、ろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１５】
上記方法において、リング体の突き合わせ部に切欠部を作り、コ字状に形成したろう材の両側の折り曲げられた部分が突き合わせ部を囲むように切欠部へ入れてこれを加熱炉に入れ、ろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１６】
上記方法において、リング体の突き合わせ部に板状のろう材を挟み込み、これを加熱炉に入れ、ろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１７】
上記方法において、リング体の突き合わせ部にろう材を挟み込み、これを通電加熱してろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１８】
上記方法において、リング体の突き合わせ部にろう材を挟み込んだものを変圧器の二次巻線として短絡電流を流してろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１９】
上記方法において、リング体の突き合わせ部にろう材を挟み込んだものを一対の電極間に挟んでろう材に電流を流し、次いでこのリング体を変圧器の二次巻線として短絡電流を流すようにし、ろう材に流れる電流を電極から流れる電流と短絡電流が加算して流れるようにして、ろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００２０】
【作用】
この発明においては、銅線材を所定長さに切断し、その両端を突き合わせてリング体を作り、このリング体の突き合わせ部をろう材で接合したものを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにしたので、銅線材の切断，曲げの工作精度は不必要であり、また冷鍛時の位置合わせも不要である。
【００２１】
【実施例】
実施例１．
この発明の一実施例を図１〜図４について説明する。図１は整流子の製造方法を説明するための概略装置図、図２は図１において銅線材を曲げてリング体を作る過程を示す概略図、図３は図１においてリング体の突き合わせ部に切欠部を作る過程を示す概略図、図４はリング体の切欠部にろう材を挿入する方法を示す図である。
【００２２】
図１において、２３は銅線の切断，丸め，およびろう材の挿入を行うフォーマ、２４は切断機、２５はストレーナ、２６は素材を丸めてリング体にすると共にこのリング体の切欠部にろう材を挿入する丸め機である。丸め機２６は芯金２７と押板２８，２９，３０，３１とで構成されると共に図４に示すろう材挿入機を内蔵している。３２はプレスで、巻枠３３に巻かれた銅線を所定寸法の四角形断面の形状に圧延する。３４はフォーマ２３の製品取出し用の樋、３５は連続炉で、加熱炉３６とろう付品を連続的に加熱炉３６へ運ぶコンベア３７とで構成されている。３８はコンベア３７を動かすドラムで、図示しない電動機で駆動されている。
【００２３】
巻枠３３に巻かれた丸形銅線３９ａは、プレス３２で四角形断面の一定厚さに圧延されてストレーナ２５を通り直線状になる。次に切断機２４で所定長さに切断されて素材３９になり、丸め機２６に供給される。
【００２４】
素材３９は図２で示すように押板３１により芯金２７に押しつけられてＵ字形にまがる。なお、素材３９の端部４０，４１は、図１４に示す時と同様にリング体１の突き合わせ部２，切欠部３を作るために図２に示すように斜めに切断されている。さらに、素材３９は図３に示すように押板２８，２９で押されてリング体１が作られる。押板３０は切欠部３を正確に作るための成形型である。
【００２５】
次の工程では、リング体１の切欠部３にろうを入れる。図４において、線状のろう材４２は必要長さに切断してろう４３にする。ろう４３を切欠部３にのせて、プレス４４で押しつけて切欠部３にろう４３を固定する。
【００２６】
以上の各工程を終えて、リング体１は樋３４によりコンベア３７上へ送られる。コンベア３７で送られる途中リング体１は加熱炉３６で加熱され、ろう４３は溶けて突き合わせ部２を接合する。
加熱炉３６はろう４３を溶かしてリング体１の継ぎ目を接合すると共にリング体１を焼鈍するので、冷鍛加工が容易になる。このようにして作ったリング体１は、図１５で示す時と同様に冷鍛型で冷鍛加工されて、セグメントリング１１になる。
【００２７】
この実施例による製造方法では、図１５に示す下型６の位置決めピン７が不要になると共に、突き合わせ部２はすでにろう付けされているので突き合わせ位置に関係なく冷鍛加工作業ができて高速冷鍛加工が可能となる。
なお、セグメントリング１１は従来と同様に樹脂でモールドされて図１８に示す整流子となる。
【００２８】
ろう材４２の材質は、被接合物が銅であるためにりん銅ろうを使用する。ろう材４２に含有したりんがフラックスの作用をもつので、フラックスなしで確実にろう付けできる。
【００２９】
また、りん銅ろうに銀を含有した三元系のりん銅ろうで接合させると、冷鍛加工時に突き合わせ部２がよく延びて、セグメントリング１１にした時に突き合わせ部（接合部）２にクラックが入らない。
【００３０】
実施例２．
上記実施例１では図１に示すように樋３４から出るリング体１はコンベア３７の上に横向きに置かれるが、図５，図６に示すようにリング体１を受台５０に立てて並べる方がろう付けする上で好ましい。
【００３１】
図５，図６において、受台５０は支え５１と底板５２とからなっている。支え５１はリング体１を縦に支えて、ろう４３がほぼ頂部に位置するようにしている。ろう４３は加熱炉３６の中で溶けてリング体１の突き合わせ部２に流れ込み、ろう付けが完了する。この方法では多量のリング体１を確実にろう付けできる。
【００３２】
実施例３．
リング体１の切欠部３にろう４３をより確実にのせる方法を図７に示す。
ろう材４２をコ字状に曲げて形成したろう４５を、突き合わせ部２を外周面及び両側面から覆うようにして断面円形のリング体１に挟み込む。
この方法では、溶けたろう４５がリング体１の３面（外周面および両側面）から流れ込み、ろう付けをより確実にする。また、コンベア３７の上などでリング体１からろう４５が外れるのを防止できる。
【００３３】
さらに、ろう４５の両折り曲げ部の長さをリング体１の厚みより長くしてリング体１に挟んだあと、ろう４５の両端をリング体１の内周面に折り曲げるようにすると、完全にろう４５の脱落を防止できる。
なお、ろう４５は板状のろう材４２をコ字状に折り曲げて形成してもよい。
【００３４】
実施例４．
図８，図９は、ろう材４２を板状にしてリング体１の突き合わせ部２に挟み込む方法を示す。
図８はリング体１の突き合わせ部２を開く装置を示す断面図である。図中４６は環体で、先端がテーパになった軸４９に挿入されている。環体４６は軸４９に対し軸方向に自由に動く。４７は軸方向に動く押捧、４８は板状のろうである。
【００３５】
リング体１を軸４９にのせ、押捧４７を図８の左方向へ移動させると、リング体１は軸４９のテーパ４９ａにガイドされ押し広げられながら外周面４９ｂに達する。外周面４９ｂに達した図８の状態では突き合わせ部２が一定量開いている。こうしてリング体１の突き合わせ部２が開いたところで、ろう４８を挿入する。
【００３６】
次に、環体４６及び押捧４７を図８の右方向へ移動させて、リング体１を軸４９から外す。こうして作ったリング体１の状態を図９に示す。ろう４８はリング体１の弾力により強く保持されるので、ろう４８が外れることはない。
【００３７】
実施例５．
図１０は、図９で示した板状のろう４８を挟んだリング体１のろう４８に通電して短時間で接合する方法を示す。
図１０において、５３，５４は一対の電極で、変圧器５５の二次巻線５６に接続されている。５７は一次巻線で、電源５８に接続されている。
【００３８】
電極５３，５４の間にリング体１を挟むと、二次巻線５６から電流が流れる。この電流はろう４８を流れる電流ｉ１ と、分流ｉ２ に別れる。ろう４８は両側を挟まれてこの部分で大きな接触抵抗を持つので、最初ｉ２ ＞ｉ１ であるが、リング体１と電極５３，５４間の接触抵抗による発熱及びろう４８の接触抵抗による発熱のリング体１の発熱により、ろう４８が軟化すると、ろう４８の接触抵抗が低下し電流ｉ１ が急増してろう４８は溶融する。
【００３９】
実施例６．
図１１は、図９で示した板状のろう４８を挟んだリング体１のろう４８に通電して短時間で接合する方法を示す。
図１１において、５９は変圧器の鉄心で、コ字状になっている。６０は短冊状の鉄心で、支点６１をもち開閉できるようになっている。６２は一次巻線で、電源５８に接続されている。短冊鉄心６０を開いてリング体１を挿入して二次巻線とする。
【００４０】
図１２は図１１の線ＸＩＩ −ＸＩＩ の断面図を示す。電源５８を投入すると、リング体１にはｉ３で示す電流が流れ、ろう４８の部分の接触抵抗で発熱してろう４８は溶融する。
この方法ではリング体１に流れる電流がそのまま発熱に使用できるので、図１０で示した方法に比べ効率がよい。
【００４１】
実施例７．
図１３に示す方法は、上記実施例５と実施例６とを複合したもので、実施例５及び実施例６に比べてより多くの電流を流せる方法である。
図１３に示すようにリング体１を電極５３，５４で挟むと、電極５３，５４は変圧器５５の二次巻線５６に接続されているので、リング体１には二次巻線５６からｉ４ ，ｉ５ の電流が供給される。
【００４２】
他方リング体１の内径部に短冊鉄心６０を挿入する。勿論短冊鉄心６０は上記実施例６と全く同じ構成で、鉄心５９と共に閉磁路を構成しており、一次巻線６２が鉄心５９に巻かれている。
【００４３】
短冊鉄心６０の磁束変化による電流はｉ３ で表わされ、前記ｉ５ と反対方向に流れるようにする。従って、ろう４８に流れる電流はｉ４ ＋ｉ３ であり、ろう４８と対向する側ではｉ５ −ｉ３ の電流となる。ろう４８と対向する側に流れる電流はろう４８の加熱には役立たないので極力少なくするのが望ましい。例えばｉ５ ＝ｉ３ の条件を満足するように設計すると、すべての電流がろう４８の加熱に使われることになる。
【００４４】
この実施例ではリング体１の内径が小さく短冊鉄心６０の断面積が十分にとれないときでも、二次巻線５６から供給される電流でろう４８の加熱に十分な電流を効率よく流すことができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば次の効果が得られる。
（１） 製作が容易で、大量生産できる。
銅線材を所定長さに切断し、その両端を突き合わせてリング体を作り、リング体の突き合わせ部をろう付けしたものを冷鍛加工してセグメントリングを作るので、突き合わせ面の状態，精度等に無関係であり、また冷鍛型にリング体を入れるときの位置合わせも不要であるため、製造が簡単で，不良率の少ない製品を大量生産できる。
【００４６】
（２） リング体のろう付けと同時に焼鈍ができる。
ろうを溶かすためにリング体を加熱炉に入れ、加熱炉の中ではろう付けと同時に焼鈍が行われる。
また、リング体に通電してろうを溶かしてもリング体への通電による発熱のため、ろう付けと同時に焼鈍が行われる。
従って、冷鍛時の延展性がよく、セグメントの割れなどがないし、また高価な冷鍛型の寿命を永く保たせることができる。
【００４７】
（３） 冷鍛時の延展性がよい。
リング体を加熱炉で焼鈍できると共に、ろう材は銀を含有した三元系のりん銅ろうを使用したので、突き合わせ部の延展性がよく、セグメントリングにしたときにろう付け部が割れたり，外れたりしない。
【００４８】
（４） ろうが確実に突き合わせ部をうめる。
リング体に切欠部を作り、この部分にコ字状のろうを突き合わせ部を覆うようにして乗せたから、ろうが確実に突き合わせ部をうめる。
また、ろうを板状にして突き合わせ部に挟み込んだから、ろうが確実に突き合わせ部をうめる。
【００４９】
（５） 効率のよいろう付けができる。
ろうを板状にして突き合わせ部に挟み込んだものに通電してろうを溶かすようにしたから、ろう部分で発熱するために加熱炉方式に比べて熱損失が少なく、効率のよい接合ができる。
従って、エネルギ効率が良く、短時間で接合でき、また設備も小型にできる利点がある。また、整流子に仕上げたときに突き合わせ部がセグメントの位置にきても、ろうで完全に接合しているので、強度が向上し過回転による整流子の破損，刷子との接触面積の低下など機能上支障を与えない。
【００５０】
このように、この発明によれば多量生産に適し、安価に整流子を作ることのできる整流子の製造方法が得られると共に、多量生産が可能で安価な整流子が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１によるリング体製造装置の概略装置図である。
【図２】図１の一部分の動作過程を示す概略図である。
【図３】図１の一部分の動作過程を示す概略図である。
【図４】この発明の実施例１によるろうの供給方法を示す図である。
【図５】この発明の実施例２を示すリング体の突き合わせ部をろう付けするための保持装置の側面図である。
【図６】図５の縦断側面図である。
【図７】この発明の実施例３によるろうの供給方法を示す図である。
【図８】この発明の実施例４によるろうの供給方法を示す図である。
【図９】図８による供給方法で実施されたリング体の正面図である。
【図１０】この発明の実施例５による通電によるろう付け方法を示す図である。
【図１１】この発明の実施例６による通電によるろう付け方法を示す図である。
【図１２】図１１の線ＸＩＩ −ＸＩＩ の断面図である。
【図１３】この発明の実施例７による通電によるろう付け方法を示す図である。
【図１４】従来のリング体を示す正面図である。
【図１５】従来から使用されているゼグメントリングを作るための冷鍛型の断面図である。
【図１６】図１５の線ＸＶＩ −ＸＶＩ の断面図である。
【図１７】セグメントリングの正面図である。
【図１８】整流子の側面図である。
【図１９】図１７のセグメントリングの説明図である。
【符号の説明】
１ リング体
２ 突き合わせ部
３ 切欠部
４ 上型
６ 下型
８ 芯型
１１ セグメントリング
１５ 橋絡片
２３ フォーマ
２４ 切断機
２５ ストレーナ
２６ 丸め機
３２ プレス
３５ 連続炉
３６ 加熱炉
３７ コンベア
３９ 素材
４２ ろう材
４３ ろう
４５ コ字状のろう
４８ 板状のろう
５３ 電極
５４ 電極
５５ 変圧器
５６ 二次巻線
５８ 電源
５９ 鉄心
６０ 短冊鉄心
【産業上の利用分野】
この発明は、整流子を有する電動機の電機子に装着される整流子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特公昭５８−５５１５号公報を用いて従来の整流子の製造方法を説明する。図１４はリング体を示す正面図であり、図中１は銅板を短冊状に切断して丸めて形成したリング体、２はリング体１の両端突き合わせ部、３は突き合わせ部２に形成した切欠部である。
【０００３】
図１５は冷鍛型を示す断面図で、その左半分は冷鍛加工前の状態を示しかつ右半分は冷鍛加工後の状態を示している。図において、４は上型で、絞り５を有している。６は下型で、位置決めピン７を有している。８は芯型である。図１６は図１５における芯型８の断面図（線 ＸＶＩ−ＸＶＩ ）であり、図中９は芯型８の歯、１０は歯底である。
【０００４】
図１５に示す下型６の位置決めピン７にリング体１の切欠部３を合わせて、下型６上にリング体１をのせる。位置決めピン７は芯型８の歯９の先端部に位置を合わせて，すなわちリング体１が絞り加工されたとき両端突き合わせ部２が後述する溝１２部にくるように位置を合わせてある。上型４を下降させると、リング体１は絞り５から上方向に押し出され、図１５の右半分のようになる。
【０００５】
このようにして作られたセグメントリング１１を図１７に示す。芯型８の歯９で溝１２ができ、歯底１０により歯先１３ができる。１４はセグメントで、橋絡片１５でつながっている。１６はリング体１の突き合わせ部２が延展してできた切断線で、この部分は接合されずに切れ目となって残っている。１７は冷間鍛造により半径方向に突出するように形成されたライザ部である。この後、このセグメントリング１１は、歯先１３の先端部（セグメントリング１１の内径部側）にダブテイル状に拡大部を設け、また溝１２と連なる溝をライザ部１７に形成してモールド樹脂で成形する。
【０００６】
上記のような工程で作ったセグメントリング１１のモールド成形品は、外形を切削すると、橋絡片１５が削除されて個々のセグメント１４に分離する。
図１８は整流子の側面図であり、図中１８はモールド、１９はセグメント溝、２０はセグメント溝１９と連なったライザ溝である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の整流子の製造方法においては、図１７における切断線１６が溝１２の範囲に入らねばならず、軸方向の直線性と共に、図１９に示す中心Ｏを通る線２１と切断線１６とのなす角度θも規制される。この角度θが大きいと切断線１６がセグメント１４に入り込み、橋絡片１５を削除した後に返り状になって、整流子表面の状態を悪くしてブラシがひっかかることになる。このためにはリング体１の突き合わせ部２の軸方向の直線性と共に直角度及び突き合わせ面の粗度を厳密に規制する必要がある。また、切欠部３も図１５の位置決めピン７とのガタを極めて小さくする必要がある。
【０００８】
このためにリング体１の製作精度及びリング状に丸めるための機械の諸精度を極めて高くしなければならず、コストアップを招く原因となっていた。また、冷鍛型の下型６にリング体１を乗せるとき、位置決めピン７のところへリング体１の切欠部３を正確に合わさねばならないので、切欠部３の位置検知の作業が必要であり、これも生産性を低下させる原因となっていた。
【０００９】
上記の欠点を防ぐ方法としてリング体１の突き合わせ部２を電子ビーム溶接する方法も提案されたが、この方法は被溶接物を真空室に入れねばならないし、また溶接後は大気中に戻すために生産がバッチ処理になって多量生産にむかないし、さらに突き合わせ部２に電子ビームが正確に照射されねばならないので溶接時に突き合わせ部２を一定方向に正確に揃える必要があって多量生産の阻害要因になるという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、大量生産に適しかつ安価に整流子を作ることのできる整流子の製造方法を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る整流子の製造方法は、圧延して所定長さに切断した銅線材の両端を突き合わせてリング体を作り、このリング体の前記突き合わせ部にろう材を配置し、このろう材が配置されたリング体全体を加熱してろう材を溶融させると同時にリング体を焼鈍し、前記突き合わせ部を接合したものを冷鍛加工して多数の橋絡片でつながったセグメントをもつセグメントリングを作り、このセグメントリングをモールド材で成形した後橋絡片を切除してセグメントに分離し、整流子を作るものである。
【００１３】
上記方法において、リング体の突き合わせ部は銀を含有した三元系のりん銅ろうで接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１４】
上記方法において、リング体の突き合わせ部に切欠部を作り、この切欠部にろう材を入れてこれを加熱炉に入れ、ろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１５】
上記方法において、リング体の突き合わせ部に切欠部を作り、コ字状に形成したろう材の両側の折り曲げられた部分が突き合わせ部を囲むように切欠部へ入れてこれを加熱炉に入れ、ろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１６】
上記方法において、リング体の突き合わせ部に板状のろう材を挟み込み、これを加熱炉に入れ、ろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１７】
上記方法において、リング体の突き合わせ部にろう材を挟み込み、これを通電加熱してろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１８】
上記方法において、リング体の突き合わせ部にろう材を挟み込んだものを変圧器の二次巻線として短絡電流を流してろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００１９】
上記方法において、リング体の突き合わせ部にろう材を挟み込んだものを一対の電極間に挟んでろう材に電流を流し、次いでこのリング体を変圧器の二次巻線として短絡電流を流すようにし、ろう材に流れる電流を電極から流れる電流と短絡電流が加算して流れるようにして、ろう材を溶融させて突き合わせ部を接合し、これを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにした。
【００２０】
【作用】
この発明においては、銅線材を所定長さに切断し、その両端を突き合わせてリング体を作り、このリング体の突き合わせ部をろう材で接合したものを冷鍛加工してセグメントリングを作るようにしたので、銅線材の切断，曲げの工作精度は不必要であり、また冷鍛時の位置合わせも不要である。
【００２１】
【実施例】
実施例１．
この発明の一実施例を図１〜図４について説明する。図１は整流子の製造方法を説明するための概略装置図、図２は図１において銅線材を曲げてリング体を作る過程を示す概略図、図３は図１においてリング体の突き合わせ部に切欠部を作る過程を示す概略図、図４はリング体の切欠部にろう材を挿入する方法を示す図である。
【００２２】
図１において、２３は銅線の切断，丸め，およびろう材の挿入を行うフォーマ、２４は切断機、２５はストレーナ、２６は素材を丸めてリング体にすると共にこのリング体の切欠部にろう材を挿入する丸め機である。丸め機２６は芯金２７と押板２８，２９，３０，３１とで構成されると共に図４に示すろう材挿入機を内蔵している。３２はプレスで、巻枠３３に巻かれた銅線を所定寸法の四角形断面の形状に圧延する。３４はフォーマ２３の製品取出し用の樋、３５は連続炉で、加熱炉３６とろう付品を連続的に加熱炉３６へ運ぶコンベア３７とで構成されている。３８はコンベア３７を動かすドラムで、図示しない電動機で駆動されている。
【００２３】
巻枠３３に巻かれた丸形銅線３９ａは、プレス３２で四角形断面の一定厚さに圧延されてストレーナ２５を通り直線状になる。次に切断機２４で所定長さに切断されて素材３９になり、丸め機２６に供給される。
【００２４】
素材３９は図２で示すように押板３１により芯金２７に押しつけられてＵ字形にまがる。なお、素材３９の端部４０，４１は、図１４に示す時と同様にリング体１の突き合わせ部２，切欠部３を作るために図２に示すように斜めに切断されている。さらに、素材３９は図３に示すように押板２８，２９で押されてリング体１が作られる。押板３０は切欠部３を正確に作るための成形型である。
【００２５】
次の工程では、リング体１の切欠部３にろうを入れる。図４において、線状のろう材４２は必要長さに切断してろう４３にする。ろう４３を切欠部３にのせて、プレス４４で押しつけて切欠部３にろう４３を固定する。
【００２６】
以上の各工程を終えて、リング体１は樋３４によりコンベア３７上へ送られる。コンベア３７で送られる途中リング体１は加熱炉３６で加熱され、ろう４３は溶けて突き合わせ部２を接合する。
加熱炉３６はろう４３を溶かしてリング体１の継ぎ目を接合すると共にリング体１を焼鈍するので、冷鍛加工が容易になる。このようにして作ったリング体１は、図１５で示す時と同様に冷鍛型で冷鍛加工されて、セグメントリング１１になる。
【００２７】
この実施例による製造方法では、図１５に示す下型６の位置決めピン７が不要になると共に、突き合わせ部２はすでにろう付けされているので突き合わせ位置に関係なく冷鍛加工作業ができて高速冷鍛加工が可能となる。
なお、セグメントリング１１は従来と同様に樹脂でモールドされて図１８に示す整流子となる。
【００２８】
ろう材４２の材質は、被接合物が銅であるためにりん銅ろうを使用する。ろう材４２に含有したりんがフラックスの作用をもつので、フラックスなしで確実にろう付けできる。
【００２９】
また、りん銅ろうに銀を含有した三元系のりん銅ろうで接合させると、冷鍛加工時に突き合わせ部２がよく延びて、セグメントリング１１にした時に突き合わせ部（接合部）２にクラックが入らない。
【００３０】
実施例２．
上記実施例１では図１に示すように樋３４から出るリング体１はコンベア３７の上に横向きに置かれるが、図５，図６に示すようにリング体１を受台５０に立てて並べる方がろう付けする上で好ましい。
【００３１】
図５，図６において、受台５０は支え５１と底板５２とからなっている。支え５１はリング体１を縦に支えて、ろう４３がほぼ頂部に位置するようにしている。ろう４３は加熱炉３６の中で溶けてリング体１の突き合わせ部２に流れ込み、ろう付けが完了する。この方法では多量のリング体１を確実にろう付けできる。
【００３２】
実施例３．
リング体１の切欠部３にろう４３をより確実にのせる方法を図７に示す。
ろう材４２をコ字状に曲げて形成したろう４５を、突き合わせ部２を外周面及び両側面から覆うようにして断面円形のリング体１に挟み込む。
この方法では、溶けたろう４５がリング体１の３面（外周面および両側面）から流れ込み、ろう付けをより確実にする。また、コンベア３７の上などでリング体１からろう４５が外れるのを防止できる。
【００３３】
さらに、ろう４５の両折り曲げ部の長さをリング体１の厚みより長くしてリング体１に挟んだあと、ろう４５の両端をリング体１の内周面に折り曲げるようにすると、完全にろう４５の脱落を防止できる。
なお、ろう４５は板状のろう材４２をコ字状に折り曲げて形成してもよい。
【００３４】
実施例４．
図８，図９は、ろう材４２を板状にしてリング体１の突き合わせ部２に挟み込む方法を示す。
図８はリング体１の突き合わせ部２を開く装置を示す断面図である。図中４６は環体で、先端がテーパになった軸４９に挿入されている。環体４６は軸４９に対し軸方向に自由に動く。４７は軸方向に動く押捧、４８は板状のろうである。
【００３５】
リング体１を軸４９にのせ、押捧４７を図８の左方向へ移動させると、リング体１は軸４９のテーパ４９ａにガイドされ押し広げられながら外周面４９ｂに達する。外周面４９ｂに達した図８の状態では突き合わせ部２が一定量開いている。こうしてリング体１の突き合わせ部２が開いたところで、ろう４８を挿入する。
【００３６】
次に、環体４６及び押捧４７を図８の右方向へ移動させて、リング体１を軸４９から外す。こうして作ったリング体１の状態を図９に示す。ろう４８はリング体１の弾力により強く保持されるので、ろう４８が外れることはない。
【００３７】
実施例５．
図１０は、図９で示した板状のろう４８を挟んだリング体１のろう４８に通電して短時間で接合する方法を示す。
図１０において、５３，５４は一対の電極で、変圧器５５の二次巻線５６に接続されている。５７は一次巻線で、電源５８に接続されている。
【００３８】
電極５３，５４の間にリング体１を挟むと、二次巻線５６から電流が流れる。この電流はろう４８を流れる電流ｉ１ と、分流ｉ２ に別れる。ろう４８は両側を挟まれてこの部分で大きな接触抵抗を持つので、最初ｉ２ ＞ｉ１ であるが、リング体１と電極５３，５４間の接触抵抗による発熱及びろう４８の接触抵抗による発熱のリング体１の発熱により、ろう４８が軟化すると、ろう４８の接触抵抗が低下し電流ｉ１ が急増してろう４８は溶融する。
【００３９】
実施例６．
図１１は、図９で示した板状のろう４８を挟んだリング体１のろう４８に通電して短時間で接合する方法を示す。
図１１において、５９は変圧器の鉄心で、コ字状になっている。６０は短冊状の鉄心で、支点６１をもち開閉できるようになっている。６２は一次巻線で、電源５８に接続されている。短冊鉄心６０を開いてリング体１を挿入して二次巻線とする。
【００４０】
図１２は図１１の線ＸＩＩ −ＸＩＩ の断面図を示す。電源５８を投入すると、リング体１にはｉ３で示す電流が流れ、ろう４８の部分の接触抵抗で発熱してろう４８は溶融する。
この方法ではリング体１に流れる電流がそのまま発熱に使用できるので、図１０で示した方法に比べ効率がよい。
【００４１】
実施例７．
図１３に示す方法は、上記実施例５と実施例６とを複合したもので、実施例５及び実施例６に比べてより多くの電流を流せる方法である。
図１３に示すようにリング体１を電極５３，５４で挟むと、電極５３，５４は変圧器５５の二次巻線５６に接続されているので、リング体１には二次巻線５６からｉ４ ，ｉ５ の電流が供給される。
【００４２】
他方リング体１の内径部に短冊鉄心６０を挿入する。勿論短冊鉄心６０は上記実施例６と全く同じ構成で、鉄心５９と共に閉磁路を構成しており、一次巻線６２が鉄心５９に巻かれている。
【００４３】
短冊鉄心６０の磁束変化による電流はｉ３ で表わされ、前記ｉ５ と反対方向に流れるようにする。従って、ろう４８に流れる電流はｉ４ ＋ｉ３ であり、ろう４８と対向する側ではｉ５ −ｉ３ の電流となる。ろう４８と対向する側に流れる電流はろう４８の加熱には役立たないので極力少なくするのが望ましい。例えばｉ５ ＝ｉ３ の条件を満足するように設計すると、すべての電流がろう４８の加熱に使われることになる。
【００４４】
この実施例ではリング体１の内径が小さく短冊鉄心６０の断面積が十分にとれないときでも、二次巻線５６から供給される電流でろう４８の加熱に十分な電流を効率よく流すことができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば次の効果が得られる。
（１） 製作が容易で、大量生産できる。
銅線材を所定長さに切断し、その両端を突き合わせてリング体を作り、リング体の突き合わせ部をろう付けしたものを冷鍛加工してセグメントリングを作るので、突き合わせ面の状態，精度等に無関係であり、また冷鍛型にリング体を入れるときの位置合わせも不要であるため、製造が簡単で，不良率の少ない製品を大量生産できる。
【００４６】
（２） リング体のろう付けと同時に焼鈍ができる。
ろうを溶かすためにリング体を加熱炉に入れ、加熱炉の中ではろう付けと同時に焼鈍が行われる。
また、リング体に通電してろうを溶かしてもリング体への通電による発熱のため、ろう付けと同時に焼鈍が行われる。
従って、冷鍛時の延展性がよく、セグメントの割れなどがないし、また高価な冷鍛型の寿命を永く保たせることができる。
【００４７】
（３） 冷鍛時の延展性がよい。
リング体を加熱炉で焼鈍できると共に、ろう材は銀を含有した三元系のりん銅ろうを使用したので、突き合わせ部の延展性がよく、セグメントリングにしたときにろう付け部が割れたり，外れたりしない。
【００４８】
（４） ろうが確実に突き合わせ部をうめる。
リング体に切欠部を作り、この部分にコ字状のろうを突き合わせ部を覆うようにして乗せたから、ろうが確実に突き合わせ部をうめる。
また、ろうを板状にして突き合わせ部に挟み込んだから、ろうが確実に突き合わせ部をうめる。
【００４９】
（５） 効率のよいろう付けができる。
ろうを板状にして突き合わせ部に挟み込んだものに通電してろうを溶かすようにしたから、ろう部分で発熱するために加熱炉方式に比べて熱損失が少なく、効率のよい接合ができる。
従って、エネルギ効率が良く、短時間で接合でき、また設備も小型にできる利点がある。また、整流子に仕上げたときに突き合わせ部がセグメントの位置にきても、ろうで完全に接合しているので、強度が向上し過回転による整流子の破損，刷子との接触面積の低下など機能上支障を与えない。
【００５０】
このように、この発明によれば多量生産に適し、安価に整流子を作ることのできる整流子の製造方法が得られると共に、多量生産が可能で安価な整流子が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１によるリング体製造装置の概略装置図である。
【図２】図１の一部分の動作過程を示す概略図である。
【図３】図１の一部分の動作過程を示す概略図である。
【図４】この発明の実施例１によるろうの供給方法を示す図である。
【図５】この発明の実施例２を示すリング体の突き合わせ部をろう付けするための保持装置の側面図である。
【図６】図５の縦断側面図である。
【図７】この発明の実施例３によるろうの供給方法を示す図である。
【図８】この発明の実施例４によるろうの供給方法を示す図である。
【図９】図８による供給方法で実施されたリング体の正面図である。
【図１０】この発明の実施例５による通電によるろう付け方法を示す図である。
【図１１】この発明の実施例６による通電によるろう付け方法を示す図である。
【図１２】図１１の線ＸＩＩ −ＸＩＩ の断面図である。
【図１３】この発明の実施例７による通電によるろう付け方法を示す図である。
【図１４】従来のリング体を示す正面図である。
【図１５】従来から使用されているゼグメントリングを作るための冷鍛型の断面図である。
【図１６】図１５の線ＸＶＩ −ＸＶＩ の断面図である。
【図１７】セグメントリングの正面図である。
【図１８】整流子の側面図である。
【図１９】図１７のセグメントリングの説明図である。
【符号の説明】
１ リング体
２ 突き合わせ部
３ 切欠部
４ 上型
６ 下型
８ 芯型
１１ セグメントリング
１５ 橋絡片
２３ フォーマ
２４ 切断機
２５ ストレーナ
２６ 丸め機
３２ プレス
３５ 連続炉
３６ 加熱炉
３７ コンベア
３９ 素材
４２ ろう材
４３ ろう
４５ コ字状のろう
４８ 板状のろう
５３ 電極
５４ 電極
５５ 変圧器
５６ 二次巻線
５８ 電源
５９ 鉄心
６０ 短冊鉄心
Claims (8)
- 銅線材を圧延して所定長さに切断し、その両端を突き合わせてリング体を作り、このリング体の前記突き合わせ部にろう材を配置し、このろう材が配置されたリング体全体を加熱してろう材を溶融させると同時にリング体を焼鈍し、前記突き合わせ部を接合したものを冷鍛加工して複数個の橋絡片を有するセグメントリングを作り、次いでこのセグメントリングをモールド材で成形した後、前記橋絡片を除去してセグメントに分離することを特徴とする整流子の製造方法。
- ろう材が、銀を含有した三元系のりん銅ろう材であることを特徴とする請求項１の整流子の製造方法。
- リング体の突き合わせ部に切欠部を設け、この切欠部にろう材を挿入したものを加熱炉に通過させることを特徴とする請求項１または２の整流子の製造方法。
- リング体の突き合わせ部に切欠部を設け、コ字状をなすろう材の両側の折り曲げられた部分が前記突き合わせ部を覆うように前記切欠部へ挿入したものを加熱炉に通過させることを特徴とする請求項１または２の整流子の製造方法。
- リング体の突き合わせ部に板状をなすろう材を挟み込んだものを加熱炉に通過させることを特徴とする請求項１または２の整流子の製造方法。
- リング体の突き合わせ部にろう材を挟み込んだものを通電加熱することを特徴とする請求項１または２の整流子の製造方法。
- リング体の突き合わせ部にろう材を挟み込んだものを変圧器の二次巻線として短絡電流を流すことを特徴とする請求項１または２の整流子の製造方法。
- リング体の突き合わせ部にろう材を挟み込んだものを一対の電極間に前記突き合わせ部を挟んでろう材に電流を流すと共に前記リング体を変圧器の二次巻線として短絡電流を流すようにし、かつ前記ろう材に流れる電流は電極から流入する電流と前記短絡電流が加算して流れるようにしたことを特徴とする請求項１または２の整流子の製造方法。
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