JP4237728B2 - 整流子セグメント、それを用いた整流子モータとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、バリスタを搭載するための構成を有する整流子セグメントと、その整流子セグメントに整流特性改善用のリングバリスタを装着した整流子モータとその製造方法に関する。

一般に、整流子モータでは、鉄心に設けたアマチュアコイルの巻線端末を電気的に整流子片に接続している。整流子は、樹脂の細径円筒体部と大径円板部とが連続して形成された整流子基台と、整流子片と整流子ライザーを連続して形成した整流子セグメントからなる。細径円筒体の側面に整流子片を等間隔に設け、整流子ライザーを前記整流子片よりも半径方向外向きに延びるように設ける。

リングバリスタは、アマチュアコイル毎に設けた整流子片に接続する都合上、リングバリスタの１側面を整流子片に半田付けする手段により装着されていた。
一方、アマチュアコイルの巻線端末部は整流子ライザーに巻回され、半田付けされる。

このように製造されるため、アマチュアコイルの巻線端末部の整流子ライザーへの絡げ行程から整流子片へのバリスタの半田付けまでの行程において、２度も半田付け行程が入る。

この他に、アマチュアコイルの巻線端末部は整流子ライザーにヒュージング固着し、リングバリスタは整流子ライザーに半田付けする例（下記特許文献１参照）、
アマチュアコイルの巻線端末部を整流子ライザーに巻回し、その近傍にリングバリスタを配置し、前記巻回した巻線端末部と整流子ライザー部分とリングバリスタを一体に半田付けする例（下記特許文献２、３参照）、
更には、整流子ライザーの切り欠き部とリングバリスタの電極の切り欠き部にアマチュアコイルの巻線端末部を挿通し、前記３者を半田付けする例（下記特許文献４参照）等が見受けられる。

図６は、従来の下記特許文献５の例を示す図である。図６（ａ）は図６（ｂ）のＥ−Ｅ断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の下面図である。
図６では、整流子１００の樹脂で形成された基台に整流子セグメント１０２が設けられ、整流子セグメント１０２には、整流子片１０２ｂに連続して整流子ライザー１０２ａがスリット１０２ｃを設けて突出形成されている。リングバリスタ１０１は整流子の基台に配置され、リングバリスタ基体１０１ｂの一部にスリット１０１ｃを有する電極１０１ａが設けられている。固着時、整流子１００にリングバリスタ１０１を配置し、両スリット１０２ｃと１０１ｃを位置合わせし、両スリット１０２ｃと１０１ｃにアマチュアコイルの巻先端末部を挿通配置し、両スリット１０１ｃ、１０２ｃ内に半田を流し込み巻線端末部と電極１０１ａと整流子ライザー１０２ａを固着する。
特開２００３−１９９２９８号公報 特開平１１−２３４９７０号公報 特開平０７−３２７３４５号公報 特開昭５６−８８６５０号公報 特開昭５５−２３７１５号公報

上記いずれの例も、固着手段としてヒュージング手段や半田付け手段を用いている。ヒュージング固着手段は、通電加熱のみによる溶接のため信頼性の点で問題が残る。そのため、巻線端末部の例で説明すると、ほとんどの場合、巻線端末部をＵ字状部分で狭持圧着する工法を併用する。この工法を採用しようとすると、整流子ライザーやアマチュアコイルの巻線端末部の近傍に一対の溶接用の電極を挿入し、さらに、整流子ライザーのＵ字状部をワークで押圧できる作業空間が必要になる。また、通電加熱時、整流子にかなりの高熱が発生するため、整流子の周囲の絶縁樹脂に組成変形等の影響がでる可能性がある。このため、ヒュージング固着手段は、整流子モータに不向きである。

一方、半田付け手段の場合、整流子ライザーに巻回する巻線端末部の巻き付け形状がライザー形状、線径や巻回数等により異なる。このため、それらを半田付けする半田の量が一定せず、制御困難であり、半田で接続する接続領域を小さく保つことが困難である。更に、半田付けの際、余分の半田が付着したり、中に空洞が発生しはがれやすくなったり、濡れ特性が一定せずにむらができたり、また、半田付け後に振動により剥離したりして、モータケース内で故障の原因となる。また、ハンダ付け面にフラックスやハンダボールが付着するため、洗浄工程が余分に発生する。

一般的には、これらの固着手段とは別に、アーク溶接による固着手段がある。アーク溶接による固着手段は中型や大型のモータに用いられていた（特許文献５参照）。

この例は、整流子片の外周面に巻線端末部を保持具で押さえつけながら、巻線端末部の先端に溶接ヘッドを近づけてアーク放電を発生させ、両者を溶融接続している。アーク溶接のため、半田付けやヒュージングのような問題点が無く、接続領域を小さくできる。

しかし、上記アーク溶接の場合、整流子片の溶接部分周辺が高温になり、同時に表面にスパークの影響や汚染が発生する。このため、このようなアーク溶接手段の適用は困難である。

本発明の目的は、故障の発生や周囲への影響を少なくする固着手段が適用できる整流子セグメント、それを用いた整流子モータとその製造方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために以下の解決手段を採用する。
（１）整流子セグメントは整流子片部とライザー部を備え、前記ライザー部は、結合部と、該結合部から外方へ伸びるコイル巻付用ライザー部とバリスタレーザー溶接用ライザー部を有し、前記バリスタレーザー溶接用ライザー部は、前記コイル巻付用ライザー部の両側に設けられており、両バリスタレーザー溶接用ライザー部は、前記結合部との連結箇所を起点として自由端に向かうにつれて相互の間の間隔が広がるように開き角を設定してなることを特徴とする。
（２）上記（１）記載の整流子セグメントにおいて、
前記コイル巻付用ライザー部と前記バリスタレーザー溶接用ライザー部は、自由端に丸みをつけた短冊状としたことを特徴とする。
（３）上記（１）又は（２）記載の整流子セグメントにおいて、
前記結合部の幅は、前記コイル巻付用ライザー部の幅よりも広いことを特徴とする。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれか一項記載の整流子セグメントにおいて、
前記整流子片部と前記ライザー部を折り曲げ箇所を境にしてそれぞれ分けて設けたことを特徴とする。
（５）上記（１）乃至（４）のいずれか一項記載の整流子セグメントにおいて、
前記ライザー部は、金属板からなるものであり、前記結合部、前記コイル巻付用ライザー部及び前記バリスタレーザー溶接用ライザー部は、同一平板上に位置していることを特徴とする。
（６）上記（１）乃至（５）のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子モータであって、リングバリスタが前記バリスタレーザー溶接用ライザー部にレーザー溶接してあることを特徴とする。
（７）整流子モータは、上記（１）乃至（６）のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子モータであって、アマチュアコアに設けたコイルの巻線端末が前記コイル
巻付用ライザー部に巻回され、該巻回された巻線端末と前記コイル巻付用ライザー部がア
ーク溶接されていることを特徴とする。
（８）整流子モータは、
上記（１）乃至（６）のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子モータであって、整流子基体が、整流子片部支持用円筒部と、前記整流子片部支持用円筒部との間に段部を形成する支持部とを備え、前記整流子片部支持用円筒部に前記整流子片部を設け、前記段部に前記折り曲げ箇所を設け、前記整流子セグメントを前記整流子基体の段部に押さえるようにリングファイバを設けたことを特徴とする。
（９）上記（８）記載の整流子モータでおいて、前記リングバリスタを、前記リングファイバの外側面に接し、且つ、前記ライザー部に接するように設け、前記リングバリスタの表面電極と前記ライザー部の前記バリスタレーザー溶接用ライザー部がレーザー溶接してあることを特徴とする。
（１０）上記（８）又は（９）記載の整流子モータにおいて、前記アマチュアコアに設けたコイルの巻線端末が前記コイル巻付用ライザー部に巻回され、該巻回された巻線端末と前記コイル巻付用ライザー部がアーク溶接されていることを特徴とする。
（１１）上記（１）乃至（５）のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子モータの製造方法において、リングバリスタを前記バリスタレーザー溶接用ライザー部にレーザー溶接することを特徴とする。
（１２）上記（１）乃至（５）のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子
モータの製造方法において、前記アマチュアコアに設けたコイルの巻線端末を前記コイル
巻付用ライザー部に巻回し、前記巻回した巻線端末部の被覆を除去し、該巻回された巻線
端末と前記コイル巻付用ライザー部をアーク溶接することを特徴とする。
（１３）上記（１２）記載の整流子モータの製造方法において、前記除去する手段を燃
焼手段としたことを特徴とする。

本発明は上記解決手段を採用したので、以下の効果を奏する。

本発明の整流子セグメントは、整流子セグメントが整流子片部とライザー部を備え、前記ライザー部は、結合部と、該結合部から外方へ伸びるコイル巻付用ライザー部とバリスタレーザー溶接用ライザー部を有するので、すべて一体に且つ容易に形成でき、整流子片部とライザー部を結合部により強固に支持することができ、リングバリスタの支持が強固にでき、溶接手段の適用により環境の汚染や脱落物を無くした構造とすることができるようになる。

本発明の整流子セグメントでは、コイル巻付用ライザー部とバリスタレーザー溶接用ライザー部は、前記結合部との連結箇所を起点として自由端に向かうにつれて相互の間の間隔が広がるように開き角を設定したので、リングバリスタの支持が容易且つ強固になり、溶接手段の適用が容易になり、溶接手段の適用された構造とすることができる。

また、コイルの巻線端末はコイル巻付用ライザー部に巻回後一体に溶接できるので、環境の汚染や脱落物を無くした構造とすることができるようになる。

本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の整流子セグメントの構成図である。

図１（ａ）は整流子セグメントの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図、図１（ｄ）は図１（ａ）の点線Ｃ内のコイル巻付用ライザー部の他の実施例の説明図、図１（ｅ）および図１（ｆ）は本発明の整流子セグメントの他の実施例の構成図である。

図１（ａ）の整流子セグメント１は、良導電性、耐摩耗性を有する金属材料から構成され、金属板を打ち抜き加工した整流子片部２とライザー部３から構成される。整流子セグメント１は図１（ｂ）に示すように断面略Ｌ字状に折り曲げられ、折り曲げ部４を介してそれぞれ整流子片部２とライザー部３が設けられている。

整流子片部２は、後述する合成樹脂製の整流子基体１０（図２参照）の点線ａで示す整流子片部支持用円筒部１０ａ（図２参照）に装着されるように、短冊状の板体を円弧状に湾曲形成してある。

ライザー部３は、整流子片部２の湾曲方向と直行する方向（図１（ｂ）参照）の一方端に直角に折り曲げた形状で連設されている。

ライザー部３は、人間の手に似た形状を呈し、手の平に相当する結合部５と、指に相当する該結合部５から外方へ伸びるコイル巻付用ライザー部６とバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａ、７Ｂを有する。

結合部５は、弧状の整流子片部２との連結部である折り曲げ部４の幅（円弧方向の幅）が狭くなっていて折り曲げ易くなっている。結合部５は、コイル巻付用ライザー部６とその両側の２個のバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａ、７Ｂを並べて支持するように幅Ｌ１を広くしてある。

コイル巻付用ライザー部６は、電界の集中を抑制する等のために自由端（一端）６ｆの角をおとした短冊状に形成され、コイル１５の巻線端末１５ａ（図示省略）を巻回する際に、巻線機（図示省略）の力が加わっても変形しない程度に且つアーク溶接により溶融しても溶融体が落ちない程度の幅Ｌ２を有する。

バリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａ、７Ｂは、電界の集中を抑制する等のために自由端７Ａｆ、７Ｂｆに丸みをつけた短冊状に形成される。前記コイル巻付用ライザー部６と前記バリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａ、７Ｂは、リングバリスタを安定に且つ強固に支持するために、前記結合部５との連結箇所６ｇ、７Ａｇ、７Ｂｇを起点として自由端に向かうにつれて相互の間の間隔が広がるように開き角θ１、θ２を設定する。コイル巻付用ライザー部６とバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａ、７Ｂの開き角θ１、θ２は、４０度前後にすることが好ましい。なお、開き角θ１とθ２は同じ値だけでなく異なる値もとれる。

図１（ｄ）の右側の例は、コイル巻付用ライザー部６−１の先端近傍にくさび状又は溝状の切り欠き部６ｈを設けた例で、巻線端末１５ａを巻回したときに、巻回した巻線端末１５ａがコイル巻付用ライザー部６−１の長さ方向に滑って先端から外れないように、すなわち、巻線端末１５ａを係止させる切り欠き部６ｈの構造を示す。また、切り欠き部６ｈを設けることにより幅が狭くなるため、コイル巻付用ライザー部６−１の先端部にアーク溶接時の熱が発生しても、熱が整流子片部２側に伝わりにくくなる。

図１（ｄ）の左側の例は、コイル巻付用ライザー部６−２の先端両側にテーパー状の幅広部（直角三角形状の部分）６ｉを設けた例で、巻線端末１５ａを巻回したときに、巻回した巻線端末１５ａがコイル巻付用ライザー部６−２の長さ方向に滑って先端から外れないように、すなわち、巻線端末１５ａを係止させるテーパー状の幅広部６ｉの構造を示す。

図１（ｅ）は、図１（ａ）の整流子セグメント１の他の実施例で、コイル巻付用ライザー部６とバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａ、７Ｂを一体に連結して１つのライザー部３Ａとして構成した実施例である。このように、図１（ａ）のコイル巻付用ライザー部６とバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａ、７Ｂを１つのライザー部３Ａとして一体に構成すると、製造が容易になり、且つ、ライザー部３Ａの支持強度が向上する。

図１（ｆ）は、図１（ａ）の整流子セグメント１のさらに他の実施例で、バリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａ、７Ｂの自由端７Ａｆ、７Ｂｆを連結バー８ａ、８ｂによりコイル巻付用ライザー部６に連結した構成を有する実施例である。このように構成すると、コイル巻付用ライザー部６とバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａ、７Ｂの支持強度が向上する。

図２は、本発明の整流子組立体の構成図である。

図２（ａ）は、図２（ｂ）のＥ−Ｅ断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

整流子組立体９は、整流子基体１０に３極分の整流子セグメント１ａ、１ｂ、１ｃを設け、これら整流子セグメント１ａ、１ｂ、１ｃをリングファイバ１２で固定した構造を有する。

図２は３極の例を示すが、基本的には任意の極数に構成することができる。整流子基体１０は、絶縁性の合成樹脂製で、整流子片部支持用円筒部１０ａと支持部１０ｂを有し、整流子片部支持用円筒部１０ａと支持部１０ｂを連続して貫通する貫通孔１０ｃを有する。整流子片部支持用円筒部１０ａは、３極分の略短冊状の整流子片部２ａ、２ｂ、２ｃがスリット１１を介して均等な位置に装着できるように段部を備えて構成されている。支持部１０ｂは、整流子片部支持用円筒部１０ａより大きな径に形成され、整流子片部支持用円筒部１０ａとで段部１０ｄを構成する。この段部１０ｄに整流子セグメント１の折り曲げ部４を位置決めする。このように、整流子基体１０にその段部１０ｄにより整流子セグメント１ａ、１ｂ、１ｃを位置決めした状態で、整流子片部２ａ、２ｂ、２ｃの外側面に、該整流子片部２ａ、２ｂ、２ｃを狭持するようにリングファイバ１２を嵌合する。リングファイバ１２は、その内側面で整流子片部２ａ、２ｂおよび２ｃを整流子基体１０の段部１０ｄに位置決め固定し、その外側面で後述するリングバリスタを嵌合固定する。

図３は、本発明の整流子組立体にリングバリスタを装着する行程からコイルの巻線端末の処理行程までを説明する図である。

図３（ａ）は、整流子組立体９にリングバリスタ１３を装着する行程を説明する図で、図３（ｂ）のＧ−Ｇ線で切った断面図に対応する図、図３（ｂ）はコイル巻き付け用ライザー部６にコイル１５の巻線端末１５ａを巻回する行程を示す図で、図３（ａ）のＦ−Ｆ線で切った断面図に対応する図、図３（ｃ）および図３（ｄ）は、巻回したコイル１５の巻線端末１５ａとコイル巻き付け用ライザー部６を溶融する行程を説明する図で、図３（ｃ）は図３（ｄ）のＩ−Ｉ断面図、図３（ｄ）は図３（ｃ）のＨ−Ｈ断面図である。

図３（ａ）で、整流子組立体９にリングバリスタ１３を装着する。その際、リングファイバ１２の外側面に同心状にリングバリスタ１３を嵌合する。リングバリスタ１３は、ライザー部３ａ、３ｂ、３ｃに対向する面に表面電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃが極数分スリット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃで分離されて設けられている。整流子組立体９にリングバリスタ１３の表面電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃとバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａａ、７Ｂａ、７Ａｂ、７Ｂｂ、７Ａｃ、７Ｂｃが接触状態になる。この状態で、バリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａａ、７Ｂａ、７Ａｂ、７Ｂｂ、７Ａｃ、７Ｂｃの所定の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをレーザーにより溶融しリングバリスタ１３の表面電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃに溶接する。溶接手段としてレーザーを用いるので、溶融領域を狭い領域に絞ることができ、正確に且つ周囲に影響を与えずに溶接することができる。バリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａａ、７Ｂａ、７Ａｂ、７Ｂｂ、７Ａｃ、７Ｂｃは、リングバリスタ１３の表面電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃに接触し、溶接できる領域が形成できる形状であればどのような形状でもよい。好ましくは、図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、バリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａａ、７Ｂａ、７Ａｂ、７Ｂｂ、７Ａｃ、７Ｂｃがすべてリングバリスタ１３の表面電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃに接触する形状とする。

次に、図３（ｂ）に示すように、リングバリスタ１３を装着した整流子組立体９をシャフト（図示省略）に固定する。シャフトにアマチュアコア１４を固着し、アマチュアコア１４の各磁極部に巻線を巻回してコイル１５を形成する。コイル１５の巻線端末１５ａは、コイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃに複数回巻回する。

ここで、巻回した巻線端末１５ａの絶縁被覆が溶接時にすべて除去（例えば、燃えカス等も残らずに燃えて無くなる）できるもの（組成、厚さ等を含めて）である場合には、後述する次の巻線端末１５ａのアーク溶接工程時に除去する。

一方、絶縁被覆が溶接時にすべて除去できないものである場合には、巻回した巻線端末１５ａの絶縁被覆を除去する工程を実行する。除去する手段は、燃焼手段が好ましい。燃焼することにより、絶縁被覆から発生するガスも燃焼ガスの温度、勢い等により有効に除去できる。

次に、図３（ｃ）および図３（ｄ）に示すように、巻回した巻線端末１５ａ（絶縁を除去した）と一緒にコイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃもアークにより溶融して溶融体１６Ａ、１６Ｂおよび１６Ｃにする。溶融体１６はコイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃの自由端付近に形成するのが好ましい。
図４は本発明の整流子組立体とコイルの関係を行程順と関係なく略示したアマチュア（回転子）の斜視図である。ライザー部３は隣接するコイル１５間に配置される。
図４は３極の例を示す。

次にアマチュア２０の組立行程の概略を説明する。

整流子基体１０の整流子片部支持用円筒部１０ａに整流子セグメント１の断面略Ｌ字状の整流子片部２が円周上に位置するように設け、整流子片部２を整流子片部支持用円筒部１０ａに押さえるようにリングファイバ１２を設けて整流子組立体９を形成する。
リングファイバ１２の外側面にリングバリスタ１３を設け（図４中、リングバリスタ１３はライザー部３ａ〜３ｃを図示する都合から、点線の位置に図示してあり、点線の矢印の先のライザー部３ａ〜３ｃ上に搭載される）、このリングバリスタ１３の表面電極とバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａａ、７Ｂａ、７Ａｂ、７Ｂｂ、７Ａｃ、７Ｂｃをレーザー溶接する（図３（ａ）参照）。

整流子組立体９の貫通孔１０ｃにシャフト２１を挿通嵌合し、該シャフト２１に打ち抜いた３極の磁性鋼板を必要数嵌合固着する。この磁性鋼板の積層体はアマチュアコア１４として構成する。

アマチュアコア１４の各磁極部に巻線を巻回してコイル１５を形成する。コイル１５の巻線端末１５ａは引き出されて整流子セグメント１のコイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃに複数回巻回される（図３（ｂ）（ｄ）参照）。
上で述べたように、ここで、巻回した巻先端部１５ａの絶縁被覆が溶接時にすべて除去（例えば、燃えカス等も残らずに燃えて無くなる）できるもの（組成、厚さ等を含めて）である場合には、後述する次の巻先端部１５ａのアーク溶接工程時に除去する。

一方、絶縁被覆が溶接時にすべて除去できないものである場合には、巻回した巻線端末１５ａの絶縁被覆を除去する工程を実行する。除去する手段は、燃焼手段が好ましい。燃焼することにより、絶縁被覆から発生するガスも燃焼ガスの温度、勢い等により有効に除去できる。 巻回した巻線端末の被覆を除去する。好ましくは、バーナー等の燃焼手段により焼却して除去する。

その状態で、溶接ヘッド（図示省略）を巻線端末の絶縁被覆の除去された巻回箇所および該箇所に対応するコイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃに近づけ、アークをとばし、巻線端末１５ａの巻回箇所および該箇所に対向するコイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃを溶融し、溶融体（図示省略（図３（ｃ）（ｄ））参照）を形成する。

コイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃは、巻線機（図示省略）のアームが作業可能な程度両側のコイルから離れて配置される。

コイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃおよびバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａａ、７Ｂａ、７Ａｂ、７Ｂｂ、７Ａｃ、７Ｂｃは、巻線端末１５ａを巻回できるように、かつ、溶接ヘッド（図示省略）を精度良く近接させることができるように、直線状に延びる短冊形状が好ましい。

溶接工程では、溶接装置（図示省略）の溶接電極が上昇してライザー部３の下面に接触する。溶接ヘッド（図示省略）は斜め上方からライザー部３の先端の近傍まで接近する。溶接ヘッドはガスノズルの中央から先端部を露出している。溶接ヘッドの先端部はガスノズルから噴出する不活性ガスにより包囲される。この状態でアーク放電を行い、瞬間的に巻線端末１５ａおよびコイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃを溶融する。このコイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃおよびライザー部３の溶けたものは、巻回し絶縁被覆を除去した巻線端末１５ａを球状に包み込み一体に溶融接着する。

アーク溶接手段は、発生するアークエネルギを調節することにより、コイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃの微少な領域を溶融して接着できる。前記微少な領域は、ハンダ付けやヒュージングよりも小さく狭い領域にできる。また、アーク溶接手段は設備が小さく部品が少ないため、狭い作業領域での作業に好適で、小型高密度のモータの製造に適している。

溶接箇所をコイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃの先端部近傍としたので、アーク電流はコイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃの先端部近傍を流れ、整流子片部２を流れないので、アーク電流により整流子片部２の表面が損傷・変質したり、アーク放電により雰囲気気体が焼き付いて汚染されたりすることがない。

また、コイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃの溶接部分と整流子片部２の間にリングバリスタ１３があるため、溶接部分で発生した汚染物質はリングバリスタ１３で遮られ、整流子片部２の表面に付着することがない。

また、コイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃの溶接部分と整流子片部２の間が離れているため、コイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃの溶接部分で発生したアーク溶接時の熱が整流子片部２に伝わりにくい。このため、整流子基体１０の樹脂が溶けることが無く、整流子片部２の位置が正しく保たれる。

次に、以上で説明したアマチュアを用いた整流子モータについて説明する。

図５は本発明の整流子モータの要部断面図である。図５（ａ）は、略左半分を回転軸を中心として図５（ｂ）の断面図におけるＪ−Ｊ線での断面図であり、同じく略右半分を回転軸を中心として図５（ｃ）におけるＫ−Ｋ線での断面図である。図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＬ−Ｌ線での断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるＭ−Ｍ線での断面図である。

図５（ａ）では、シャフト２１は左端をフレーム３０の凹部に固定した金属軸受け２３ａに軸支し、右端をブラケット３１の凹部に固定した金属軸受け２３ｂに軸支する。両軸受けの間のシャフト２１部分には、左端から右側に向かって、ワッシャ３４、スロットル内にインシュレータ（絶縁紙）を設けたアマチュアコア１４、整流子基体１０、油切り３８が設けられている。整流子基体１０には、整流子セグメント１が設けられ、整流子セグメント１のバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａａ、７Ｂａ、７Ａｂ、７Ｂｂ、７Ａｃ、７Ｂｃを含むライザー部３にはリングバリスタ１３が裁置され、リングバリスタ１３の表面電極とバリスタレーザー溶接用ライザー部７Ａａ、７Ｂａ、７Ａｂ、７Ｂｂ、７Ａｃ、７Ｂｃはレーザー溶接されている。また、コイル巻付用ライザー部６ａ、６ｂ、６ｃとそれに巻回した巻線端末１５ａはアーク溶接されている。フレーム３０には界磁用のマグネット３９がアマチュアコア１４に対向して配置されている。また、フレーム３０には図５（ｂ）に示すようにマグネット３９を押えるようにマグネット押えバネ４０が設けられている。

図５（ｃ）に示すように、ブラケット３１には、過電流防止用のＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔｅｒ：正特性サーミスタ）４１が取り付けられる。ＰＴＣ４１の１側面には、ソケット端子４２ｂが設けられ、他側面にはカーボンブラシ４３ｂを支持したブラシ押えバネ４４ｂが接続される。

シャフト２１の上側に、前記下側と同じように、カーボンブラシ４３ａを支持したブラシ押えバネ４４ａと、それに接続されるソケット端子４２ａが設けられている。

このように、整流子セグメントを整流子片部とライザー部から構成し、ライザー部をコイル巻付用ライザー部とバリスタレーザー溶接用ライザー部との一体に連結した構造とし、リングバリスタをライザー部で支持すると共に、リングバリスタをバリスタレーザー溶接用ライザー部にレーザー溶接し、コイル巻付用ライザー部にコイルの巻線端末を巻回し該巻回した領域の両者をアーク溶接したので、整流子まわりを、周りに影響を与えずに、且つ、故障の原因を発生するようなことなく、狭い空間内に収納することができるようになる。

本発明の整流子セグメントの構成図である。 本発明の整流子組立体の構成図である。 本発明の整流子組立体にリングバリスタを装着する行程からコイルの巻線端末の処理行程までの説明図である。 本発明のアマチュア（回転子）の斜視図である。 本発明の整流子モータの要部断面図である。 従来の下記特許文献５の例を示す図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 整流子セグメント
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 整流子片部
３、３Ａ、３ａ、３ｂ、３ｃ ライザー部
４ 折り曲げ部
５ 結合部
６、６−１、６−２、６ａ、６ｂ、６ｃ コイル巻付用ライザー部
６ｆ、７Ａｆ、７Ｂｆ 自由端
６ｇ、７Ａｇ、７Ｂｇ 連結箇所
６ｈ 切り欠き部
６ｉ 幅広部
７Ａ、７Ｂ、７Ａａ、７Ｂａ、７Ａｂ、７Ｂｂ、７Ａｃ、７Ｂｃ バリスタレーザー溶接用ライザー部
８ａ、８ｂ 連結バー
９ 整流子組立体
１０ 整流子基体
１０ａ 整流子片部支持用円筒部
１０ｂ 支持部
１０ｃ 貫通孔
１０ｄ 段部
１１、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ スリット
１２ リングファイバ
１３ リングバリスタ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 表面電極
１４ アマチュアコア
１５ コイル
１５ａ 巻線端末
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 溶融体
２０ アマチュア
２１ シャフト
２３ａ、２３ｂ 金属軸受け
２４ インシュレータ
３０ フレーム
３１ ブラケット
３４ ワッシャ
３８ 油切り
３９ マグネット
４０ マグネット押えバネ
４１ ＰＴＣ
４２ａ、４２ｂ ソケット端子
４３ａ、４３ｂ カーボンブラシ
４４ａ ４４ｂ ブラシ押えバネ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ レーザー溶接領域

Claims (13)

1. 整流子セグメントは整流子片部とライザー部を備え、前記ライザー部は、結合部と、該結合部から外方へ伸びるコイル巻付用ライザー部とバリスタレーザー溶接用ライザー部を有し、
   前記バリスタレーザー溶接用ライザー部は、前記コイル巻付用ライザー部の両側に設けられており、
   両バリスタレーザー溶接用ライザー部は、前記結合部との連結箇所を起点として自由端に向かうにつれて相互の間の間隔が広がるように開き角を設定してなることを特徴とする整流子セグメント。
2. 前記コイル巻付用ライザー部と前記バリスタレーザー溶接用ライザー部は、自由端に丸みをつけた短冊状としたことを特徴とする請求項１記載の整流子セグメント。
3. 前記結合部の幅は、前記コイル巻付用ライザー部の幅よりも広いことを特徴とする請求項１又は２記載の整流子セグメント。
4. 前記整流子片部と前記ライザー部を折り曲げ箇所を境にしてそれぞれ分けて設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の整流子セグメント。
5. 前記ライザー部は、金属板からなるものであり、前記結合部、前記コイル巻付用ライザー部及び前記バリスタレーザー溶接用ライザー部は、同一平板上に位置していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の整流子セグメント。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子モータであって、
   リングバリスタが前記バリスタレーザー溶接用ライザー部にレーザー溶接してあることを特徴とする整流子モータ。
7. 請求項１乃至５のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子モータであって、
   アマチュアコアに設けたコイルの巻線端末が前記コイル巻付用ライザー部に巻回され、該巻回された巻線端末と前記コイル巻付用ライザー部がアーク溶接されていることを特徴とする整流子モータ。
8. 請求項１乃至５のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子モータであって、
   整流子基体が、整流子片部支持用円筒部と、前記整流子片部支持用円筒部との間に段部を形成する支持部とを備え、前記整流子片部支持用円筒部に前記整流子片部を設け、前記段部に前記折り曲げ箇所を設け、前記整流子セグメントを前記整流子基体の段部に押さえるようにリングファイバを設けたことを特徴とする整流子モータ。
9. 前記リングバリスタを、前記リングファイバの外側面に接し、且つ、前記ライザー部に接するように設け、前記リングバリスタの表面電極と前記ライザー部の前記バリスタレーザー溶接用ライザー部がレーザー溶接してあることを特徴とする請求項８記載の整流子モータ。
10. 前記アマチュアコアに設けたコイルの巻線端末が前記コイル巻付用ライザー部に巻回され、該巻回された巻線端末と前記コイル巻付用ライザー部がアーク溶接されていることを特徴とする請求項８又は９記載の整流子モータ。
11. 請求項１乃至５のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子モータの製造方法であって、
    前記リングバリスタの表面電極に接触させた状態の前記ライザー部の前記バリスタレーザー溶接用ライザー部の所定領域をレーザーにより溶融して、前記リングバリスタを前記バリスタレーザー溶接用ライザー部にレーザー溶接することを特徴とする整流子モータの製造方法。
12. 請求項１乃至５のいずれか一項記載の整流子セグメントを用いた整流子モータの製造方法であって、
    前記アマチュアコアに設けたコイルの巻線端末を前記コイル巻付用ライザー部に巻回し、前記巻回した巻線端末部の被覆を除去し、該巻回された巻線端末と前記コイル巻付用ライザー部をアーク溶接することを特徴とする整流子モータの製造方法。
13. 前記除去する手段を燃焼手段としたことを特徴とする請求項１２記載の整流子モータの製造方法。

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