JPH05328674A - 電機子及び電機子の巻線の接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電機子及び電機子の巻線の接続方
法に関わり、特に巻線部分の製造が極めて容易で安価で
ある電機子及び巻線部分の損傷及び組み立て中に巻線の
緩みを防止することが可能な電機子の巻線の接続方法を
提供することにある。 【構成】 発明は、電機子と、整流子と、巻線とを備
え、その整流子片端部に溝孔が設けられ、その一方の端
部が開口しており、その開口部内に設けられたじょうご
部とその寸法が減少したじょうご部により巻線はそこに
案内され、その溝孔と電気的に接触するようになってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気機器の電機子（アー
マチュア）と、外部の回路に接続可能なあアーマチュア
終端部にアーマチュアの巻線を接続する方法とに係る。

【０００２】

【従来の技術】電気機械のアーマチュアの製造において
は、アーマチュアと、アーマチュア巻線と外部回路との
間の電気的接触を実施するのに用いられる整流子又はス
リップリングとを電気的に接続することを必要とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる接続を実施する
ための若干の方法が広く使用されている。巻線が低温ワ
イヤ（一本の巻線）で形成されている場合、柔らかなは
んだ・溶剤法を使用するのが普通であり、これ以外に絶
縁のはがれたワイヤに冷間クリンプ加工を実施し接続を
行う。高温ワイヤの処理には熱をかけるのが必要であ
り、又磁性ワイヤの端部から絶縁被覆を除くため溶剤を
施すことも必要である。もっとも普通の方法は熱間鍜
接、電気溶接ならびにガス溶接である。場合によりこの
溶接は酸化を最小限におさえるため複雑な不活性ガスの
囲みと組合わせて行われる。しかしながら、上記の方法
のすべてには若干の固有の問題点や好ましからざる副作
用が伴っている。

【０００４】大抵のアーマチュアに用いられる銅ワイヤ
は熱のためもろくなり、急速な酸化を促進する。又、熱
の使用によりはんだづけ、鍜接又は溶接作業における塑
性変形を最小限にするよう整流子の支持に強力な構造が
必要となる。このため普通高い温度圧縮グレードの成型
樹脂の使用が要求される。更に良くある問題は、しばし
ば自動化されているアーマチュアのコイル（コイル状の
巻線）巻き時に偶発的に絶縁がはがれることにより引き
起こされる。ワイヤが整流子の金属部上に通されるので
ワイヤ絶縁に損傷が発生することがあり、かかる損傷は
しばしば短絡回路として現われる。更に、巻線には常時
ゆるみの危険性があり、これは遠心力および慣性力に帰
因する加速を受け波立ちを起こすものである。

【０００５】以上の欠点は、特にこれらの事柄を厳密に
コストコントロールした場合整流子の設計ならびに製造
に対してかなりの制限を付与する。

【０００６】本発明の目的は、製造、特に巻線部分の製
造が極めて容易でかつ安価である電機子および巻線部分
の損傷及び組立中に巻線の緩みを防止することが可能な
電機子の巻線の接続方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電機子（アーマ
チュア）においては、電機子の巻線と、該巻線に電流を
供給する回路に接続するための整流子と、を備え、整流
子は整流子本体と、該本体に設けられた複数の整流子片
とを有し、各整流子片は巻線に電気的に接続された各端
部を有し、複数のハウジングが本体に取り付けられ、各
整流子片端部には溝孔が設けられ、該溝孔はその一方の
端部が開口しており、また、各整流子片端部は各ハウジ
ング内に配置されており、巻線の各部分は各整流子片端
部と共に各ハウジング内に保持されており、各整流子片
端部内の溝孔は巻線部分と電気的に接触し、かつその接
続を維持するように各巻線部分をまたぎかつ把持してお
り、溝孔にはほぼ一定の幅を有する第１の部分が形成さ
れ、組み立て中の巻線部分を第１の部分に案内するため
に、巻線は整流子片の終端部とその寸法が減少したじょ
うご部によりまたぎかつ把持されるように構成されてい
る。

【０００８】また、本発明の電機子の巻線の接続におい
ては、電機子の巻線を整流子に接続するための方法にし
て、整流子の接続は、電流を巻線に供給するための外部
回路に接続するものであり、整流子は、整流子本体と、
該本体に設けられた複数の整流子片とを備え、該各整流
子片は巻線の一部分をまたぎかつ保持するための溝孔を
有し、本体は各巻線部分と整流子片終端部とを配置する
ための複数のハウジングを有しており、溝孔はほぼ一定
の幅を有する第１の部分を形成し、組み立て中の巻線を
第１の部分に案内するために、巻線部分は終端部のじょ
うご部及びその寸法が減少したじょうご部によりまたぎ
かつ把持されており、その接続するための方法は、電機
子の巻線部分が整流子本体の各ハウジング内に位置する
ように、電機子に巻線を巻く段階と、整流子の巻線部分
がじょうご部により溝孔の第１の部分に案内されるよう
に、整流子片の終端部はハウジングに挿入される段階
と、を備えるように構成されている。

【０００９】

【実施例】本発明により接続の実施に熱の行使を伴わな
いようなアーマチュア巻線とアーマチュア（電機子）の
終端部との間における接続が得られることが判る。若し
巻線部分に絶縁被覆が設けられていると、アーマチュア
の終端部のターミナルにはワイヤとターミナルとの間に
電気的接触を確立するため絶縁を切断する形態を設ける
ことができる。１９７０年代の初期より回転型の動的及
び静的（ダイナミック及びスタティック電気機械の製作
には絶縁型電束コネクタが使用されている。絶縁排除の
原理は、絶縁被覆を有するワイヤをワイヤ径より小さな
大きさの細孔に押し通し絶縁を排除しワイヤとターミナ
ル間に清浄な金属対金属の接触を形成する点にある。

【００１０】本発明はアーマチュア巻線とアーマチュア
の終端部との間の接続に係り、絶縁排除接続原理の拡張
を含んでいる。本発明の場合、ターミナルは固定保持さ
れたワイヤ上に通される。一体のアーマチュアの終端部
とターミナルの単位構成ならびにこれによるアーマチュ
ア組立における利点は特に有利なものである。

【００１１】次に、本発明の実施例につき添付図面参照
の下に下記例示的に説明する。

【００１２】図１から図５には本発明の一実施例が示さ
れており、アーマチュアの終端部は５つの部分を有する
整流子の形態をしている。アーマチュア巻線に対し５つ
の接続が必要である。

【００１３】図１は単位構成に係るプラスチック成型ボ
デー１０を示す。ボデー（整流子本体）１０には３つの
部分１２，１４，１６があり、中間部分１４の外面に余
分の構造を設けたほぼ中空状円筒の形態をしている。ア
ーマチュア（図示省略）の軸がボデー１０を貫通し、部
分１６はアーマチュアの層のベースからボデー１０の中
間部分１４をへだてるスペーサである。

【００１４】ボデー１０の中間部分１４にはボデー１０
の外周の周りに等間隔に形成した５つのハウジング１８
がある。ハウジング１８のそれぞれはアーマチュア巻線
のそれぞれの部分と整流子の整流子片の１つとの間の接
続を実施するのに使用される。

【００１５】ボデー１０の部分１２により整流子片のた
めの支持が得られる。図１にハウジング１８の１つの断
面図示している。ハウジング１８には側壁２０と端壁２
２およびカバー２４がある。端壁２２はスペーサ１６に
近接しており整流子支持部１２に対向する開口２６は壁
２０，２２、カバー２４により形成されている。側壁は
ボデー１０の長手方向軸線と平行している。

【００１６】ボス部２８が端壁２２の内面から中央に突
出しハウジング１８内を側壁２０の全長の約半分にわた
り延びている。ボス２８はボデー１０の長手方向軸線と
平行に延びており、端壁２２によって僅かにボデー１０
に接続している。ハウジング１８の各側壁２０には溝孔
３０がボデー１０の長手方向軸線と平行にハウジング１
８の整流子端からボス部２８の自由端のレベルに終わる
長さにわたり延びている。アーマチュア巻線の一部分３
２がハウジング１８の１つの溝孔３０に通され巻線部分
３２はボス部２８の端部上に支持される。側壁２０の外
面は傾斜がついており巻線部分が溝孔３０に入るのを容
易ならしめている。

【００１７】整流子片３４とターミナル３６の組合せを
図２および図３に示す。図２は素材ブランクの形をした
組合せを示し、図３はその使用できる形状に形成した場
合の組合せの端部立面図である。整流子片３４には上張
り４０を保持するベース３８がある。ベース３８の前端
に幅のせまくなった出張り４２が形成されており、この
出張り４２には中央の突起かかり片４４がある。

【００１８】整流子片３４のベース３８の後端はターミ
ナル３６に接続している。ターミナル３６は短軸が整流
子片３４の長手方向軸線に一致した矩形状をしている。
ターミナル３６にはターミナル３６の長短軸線の両者に
対して対称形の中央切欠き部分４６がある。この切欠き
４６はターミナルの中心における最大の幅より切欠き４
６の両端につながる２つのかぎ孔形部分４８に幅がせば
められている。整流子片３４からもっとも離れたターミ
ナル縁部の短軸の両側にそれぞれ三角形の楔状突起５０
が設けられている。

【００１９】図３より明らかなように、整流子片３４の
ベース３８および上張り４０はボデー１０の整流子支持
部１２の外面半径に合致する弧状の形をしている。出張
り４２はベース３８の下方に延びかかり片４４を出張り
４２下方に突出させ整流子片３４の軸長にわたり延び戻
っている。ターミナル３６は整流子片３４から直立状に
曲げられ、それぞれかぎ孔形成４８を有するターミナル
３６のアーム５２はターミナルの中央部分５４に対し９
０°の角度で曲げられている。従ってアーム５２は互に
又整流子片３４の長手方向の軸線に対して平行にかつそ
の全長にそって前方に延びている。ターミナル３６の自
由端５６はアーム５２が互いに平行におかれた場合互い
に傾斜するよう曲げられる。

【００２０】図４には図２のターミナル３６の半分を拡
大スケールで示している、面域５８は中央部分５４とア
ーム５２との曲がりの発生する個所である。又、面域６
０はアーム５２と最極端部分５６との曲がりの発生する
所である。しかしながら、図４の主目的とする所はかぎ
孔切欠き部４８の詳しい構造を示すことにある。アーマ
チュア巻線部分３２との接触を保証するのはこの特徴で
ある。切欠き部分４６の中心からかぎ孔部分４８の初め
にいたる寸法の減少によりアーム５２を巻線部分３２上
に案内するためのじょうご部が得られる。かぎ孔部分４
８に入る僅かな距離に切欠き４８に突出する鋭い刃緑６
４を有する２本のカッタ６２が配置されてある。このカ
ッタ６２はアーム５２から形成されるも切欠き４８内に
鋭い刃緑６４が弾性的に押込められるようアーム５２か
ら部分的に切り取られている。カッタ６２の後方の切欠
き４８にそって更に幅が僅かにせばめられている。切欠
き４８の円形端６６により切欠き４８の縁部がアーマチ
ュア巻線部分３２による引離しに対して一定の弾性をも
つことが保証される。

【００２１】図５はボデー１０の垂直断面図である。図
５は整流子片３４とターミナル３６がボデー上の定位置
におかれた所を示す。ターミナル３６はハウジング１８
に入りターミナル３６の中央部分５４はボス部２８上を
通過する。巻線部分３２がかぎ孔切欠き４８内に案内さ
れる。ターミナル３６がワイヤ３２上を通るのでカッタ
６２の鋭い刃６４によりワイヤ３２上の絶縁が切断さ
れ、更にターミナル３６を入れるとワイヤ３２は切欠き
４８の幅のせまい部分６８に押し込められる。

【００２２】円形部分６６により得られる僅かな弾力と
ワイヤと部分６８の相対サイズとによりアーム５２が引
続き高接触圧を維持する残留ばね張力でワイヤ３２を押
しつけるのが確保され信頼性のある長期接触が保証され
る。

【００２３】楔状突起５０がハウジング１８のカバー２
４に係止し、それによりターミナル３６をハウジング１
８内に保持する。更に余分の保持がターミナル３６の中
央部分５４とボス部２８との間における接触により得ら
れる。ターミナル３６のアーム５２は中央部分５４から
９０°より僅かに小さな角度で曲げられハウジング１８
の側壁２０に対する作用によりターミナル３６の保持を
得ることができる。ターミナル３６の幅をハウジング１
８の内部寸法にぴったり合わせれば更に他の保持が得ら
れる。

【００２４】ボデー１０の前端には、整流子支持部１２
の曲がった外面に合致するよう前端で切り取られた５つ
の長手方向のくぼみ７０が設けられている。整流子片３
４の出張り４２はターミナル３６がハウジング１８に入
るにつれくぼみ７０に入る。出張り４２のかかり片４４
はボデー１０の材料中に押し込まれ出張り４２をくぼみ
７０内にしっかりと抱束する。整流子片３４は一方にお
いてはターミナル３６とハウジング１８の相互作用によ
り又他端では出張り４２とくぼみ７０と共にかかり片４
４の相互作用により支持部１２上の定位置にしっかりと
保持される。整流子片３４は支持部１２上にしっかりと
保持され高回転加速時においてもずれる恐れはない。

【００２５】次に、本発明を実施せる電気モータの組立
に関して下記説明する。

【００２６】組立はきわめて容易であり、特に自動製作
工程に採用するのに適している。ボデー１０を積層スタ
ックの基部にスペーサ１６をおしつけた状態でアーマチ
ュア軸上に配置する。アーマチュア巻線のリード線を、
ハウジング１８の側壁２０に形成した溝孔３０内にワイ
ヤ３２の端部をおいてハウジング１８内に挿入する。ワ
イヤ３２がボス部２８に当接するまでこれをハウジング
１８内に引き戻す。このスタートから第１のアーマチュ
アコイルが巻きつけられる。第１コイル巻きの終りでア
ーマチュアは割出しされ、ワイヤ３２はその連続性を破
ることなしに次のハウジング１８内に同じ要領でおかれ
る。

【００２７】コイル全部が巻き上がるまでこの工程を反
復し、次に巻線の従尾端を第１ハウジング１８の溝孔３
０内におき、巻線作業の初めにボス部２８に対しておか
れてあったリード端に近接するまで押し戻す。次いで、
ワイヤ３２を切断しアーマチュアを巻線機から取外す。

【００２８】そこで、ボデー１０はそれぞれのハウジン
グ１８内に絶縁ワイヤを横たえて有する巻線部分３２を
もつ。それぞれの巻線部分３２は張力を受けそれぞれの
ボス部にしっかりとおさえつけられる。

【００２９】整流子片３４とターミナル３６の組合せが
ボデー１０に挿入のため用意される。整流子片３４とタ
ーミナル３６は図２に示すような素材ブランクの形で得
られている。整流子片３４は一層がベース３８を構成し
他が上張り４０を構成する積層板より成っている。ベー
ス３８の材料は真ちゅう又はターミナル３６および出張
り４２に必要な弾力を得るため同様な特性をもつ金属で
ある。上張り４０はその整流作用に必要な特性をもつ銅
より作られている。運転時、この上張り４０は電気モー
タのブラシが直接接触する。

【００３０】整流子片３４はボデー１０の支持部分１２
上におかれ、部分１２にそって滑らせターミナル３６を
それぞれのハウジング１８に入れ出張り４２をそれぞれ
のくぼみ７０に入れさせる。

【００３１】ターミナル３６がハウジング１８内に保持
した巻線部分３２近づくにつれ切欠き４８により形成し
た溝孔はワイヤ３２上を動く。カッタ６２の鋭い刃６４
により、切欠き４８で形成した溝孔がワイヤ３２上を動
くにつれ変形を受けるワイヤ３２の絶縁材が切断され
る。そこで、ワイヤ３２とターミナル３６との間に良く
なじんだ金属対金属の接触が得られる。

【００３２】ターミナル３６のアーム５２は二重の片持
ちばり型ばねとして働きワイヤ３２上に連続的な圧力を
かける。

【００３３】本発明によりアーマチュア巻線と整流子と
の間に簡単にして安価な接続が得られる。熱をかける必
要がなく従ってボデー１０の変形の危険が避けられる。
巻き線ワイヤのぜい弱化が発生せず、酸化にともなう問
題も又避けられる。溶剤の使用も不要とされ、接続部に
帰因するなんらの化学反作用もそれによる腐食も有り得
ない。アーマチュア巻線は一回の連続巻線でありそれぞ
れのコイルに接続を行うため巻線を破ることによりゆる
みを発生する危険は完全に避けられる。その結果、モー
タ作動アーマチュア巻線が波立つ危険性はかなり減少す
る。又、整流子片３４はアーマチュア巻線の完了した後
導入され、従って巻線中ワイヤが金属部品上の摩滅によ
り偶発的に皮をはがされる危険性もきわめて顕著に減少
する。

【００３４】以上添付図面を参照にして一実施例につき
説明をした。若干の変更例もあげたが、本発明の範囲を
離脱することなしに本文記載の実施例の詳細についてそ
の他数多くの変更が可能である点当業者には明白であ
る。

【００３５】本文にあげなかったが本発明の特徴とし
て、アーマチュア端末をスリップリングの形態にするこ
ともでき、又、整流子片３４は積層式である必要はない
点があげられる。又、整流子片３４は支持部１２に接着
ができ、更に、スペーサ１６に巻線スタック上の補完形
成に協動する形成を設けボデー１０とアーマチュアスタ
ックとの間の角度状のずれを防止することもできる。ア
ーマチュア巻線のワイヤは銅の代わりにアルミニウムな
どのような材料で作られ、各種のワイヤサイズをターミ
ナルアーム５２の溝孔によるワイヤの許容変形に応じて
採用ができる。

【００３６】ターミナル３６のアーム５２に溝孔を使用
した場合について説明したが、巻線部分３２への接続を
行うためターミナルのその他の形態を使用することも可
能である。これは特に細いグレードの巻線ワイヤの場合
可能であり、この場合にはターミナルアーム５２に溝孔
の代りに一連の鋸歯状の縁部が設けられる。

【００３７】

【発明の効果】以上の構成により、本発明の電機子は、
製造、特に巻線部分の製造が極めて容易でかつ安価であ
る。また、本発明の電機子の巻線の接続方法は、極めて
容易であり、かつ巻線部分の損傷及び巻線の緩みを防止
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電機子（アーマチュア）の一部を構成
するボデーの平面図。

【図２】ブランク形態の本発明の電機子の終端部及び整
流子片端部（ターミナル）の平面図。

【図３】本発明の電機子の終端部及びターミナルの作動
形態を示す図。

【図４】図２のターミナルの一部拡大図。

【図５】図２、図３及び図４の電機子の終端部及びター
ミナルを整流子本体（ボデー）に取り付けた状態のボデ
ーの垂直断面図。

【符号の説明】

１０ 整流子本体（ボデー） ３０ 溝孔 ３２ アーマチュア巻線部分 ３４ 整流子片 ３６ 整流子片端部（ターミナル）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電機子の巻線（３２）と、該巻線（３
   ２）に電流を供給する回路に接続するための整流子と、
   を備え、前記整流子は整流子本体（１０）と、該本体
   （１０）に設けられた複数の整流子片（３４）とを有
   し、前記各整流子片（３４）は前記巻線（３２）に電気
   的に接続された各端部（３６）を有している、電気機器
   の電機子において、 複数のハウジング（１８）が前記本体（１０）に取り付
   けられ、 前記各整流子片端部（３６）には溝孔（４６，４８）が
   設けられ、該溝孔はその一方の端部が開口しており、ま
   た、前記各整流子片端部（３６）は前記各ハウジング
   （１８）内に配置されており、 前記巻線（３２）の各部分は前記各整流子片端部（３
   ６）と共に前記各ハウジング内に保持されており、前記
   各整流子片端部（３６）内の前記溝孔（４６，４８）は
   前記巻線部分と電気的に接触し、かつその接続を維持す
   るように前記各巻線部分をまたぎかつ把持しており、前
   記溝孔（４６，４８）にはほぼ一定の幅を有する第１の
   部分（４８）が形成され、組み立て中の前記巻線部分を
   前記第１の部分（４８）に案内するために、前記巻線は
   前記整流子片の終端部とその寸法が減少したじょうご部
   によりまたぎかつ把持されている電機子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電機子において、前記
   巻線部分は絶縁され、前記整流子片端部（３６）内の前
   記溝孔（４６，４８）は、前記巻線部分と整流子片端部
   （３６）とが共に導かれた際に、前記絶縁部分を介して
   切断するようになっている電機子。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電機子において、前記
   溝孔は、前記第１の部分（４８）の入口部に隣接し、か
   つ前記第１の部分とほぼ同一の幅を有する切断縁（６
   ４）を前記溝孔の両側に有する電機子。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載の電機子に
   おいて、前記各ハウジング（１８）はそれに対して前記
   各巻線部分を位置決めするための位置決め装置（２８，
   ３０）を有し、前記各端部（３６）は前記端部（３６）
   及び前記ハウジング内の前記巻線部分を保持するための
   さかとげ（５０）を有している電機子。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２又は請求項３に記載
   の電機子において、前記本体（１０）は、前記ハウジン
   グ（１８）を保持するための第１の部分（１４）、前記
   整流子片（３４）を保持するための、前記第１の部分
   （１４）の一方の側にある第２の部分（１２）、および
   前記第１の部分（１４）を前記巻線の巻き重ねから隔離
   させるための、前記第１の部分（１４）の他の側にある
   第３の部分を有している電機子。
6. 【請求項６】 電機子の巻線（３２）を整流子に接続す
   るための方法にして、前記整流子の接続は、電流を前記
   巻線（３２）に供給するための外部回路に接続するもの
   であり、 前記整流子は、整流子本体（１０）と、該本体（１０）
   に設けられた複数の整流子片（３４）とを備え、該各整
   流子片（３４）は前記巻線の一部分をまたぎかつ保持す
   るための溝孔（４６，４８）を有し、前記本体（１０）
   は前記各巻線部分と前記整流子片終端部（３６）とを配
   置するための複数のハウジング（１８）を有しており、
   前記溝孔（４６，４８）はほぼ一定の幅を有する第１の
   部分（４８）を形成し、組み立て中の前記巻線を前記第
   １の部分（４８）に案内するために、前記巻線部分は前
   記終端部のじょうご部及びその寸法が減少したじょうご
   部によりまたぎかつ把持されており、 その接続するための方法は、前記電機子の巻線部分が前
   記整流子本体（１０）の各ハウジング内に位置するよう
   に、前記電機子に前記巻線を巻く段階と、 前記整流子の巻線部分が前記じょうご部により前記溝孔
   の第１の部分に案内されるように、前記整流子片の終端
   部は前記ハウジングに挿入される段階と、を備える電機
   子の巻線を整流子に接続するための方法。