JPH0678499A - 回転電機用整流子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、整流子片の取り付け強度を高めるこ
とができ、この整流子片のハイバー現象を防止できる回
転電機用整流子の提供を目的とする。 【構成】合成樹脂材料製の整流子ベース２の外周部に、
金属製の筒状体４を一体に樹脂モールドし、この筒状体
に軸方向に延びる多数の溝７を周方向に間隔を存して切
り込むことで、整流子ベースの外周部にブラシ４０が摺
接する多数の整流子片３を形成する。整流子片は、一端
に巻線接続部３ａを有するとともに、この巻線接続部と
は反対側の端部が、整流子ベースの端部外周面に連続さ
れており、この整流子べースの端部外周面上に、溝の端
部が連続して切り込まれている回転電機用整流子を前提
としている。そして、整流子ベースの端部外周面に、隣
り合う溝によって挾まれた部分を、整流子ベースの周方
向に沿って一体に結合する連結部４５を設けたことを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、整流子電動機または発
電機等の回転電機に用いられる整流子の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】整流子電動機に使用されている整流子
は、回転子の回転子軸に固定される合成樹脂製の整流子
ベースと、この整流子ベースの外周面に取り付けられた
互いに平行をなす多数の整流子片とを備えている。

【０００３】図６は、従来の整流子１の一例を示すもの
で、図中符号２は円筒状の整流子ベース、３は整流子片
である。整流子片３は、整流子ベース２の軸方向に延び
る細長い板状をなしており、その一端に巻線接続部３ａ
を有している。そして、巻線接続部３ａには、回転子巻
線の端末が半田付けされ、この半田付け部分は、ワニス
処理されるようになっている。

【０００４】このような整流子１は、従来、次のような
手順で製造される。

【０００５】すなわち、まず、図７に示すような、銅製
のパイプを冷間鍛造してなる筒状体４を用意する。この
筒状体４は、円筒状をなしており、その一端外周部に巻
線接続部３ａを構成するための凸部５を有している。そ
して、この凸部５を含む筒状体４の一端部には、軸方向
に延びる多数のすり割り６が周方向に間隔を存して切り
込まれており、これらすり割り６の存在により、凸部５
が周方向に間隔を存して分断されている。

【０００６】このような筒状体４は、整流子ベース２を
型成形するための金型内にセットされる。この筒状体４
のセットが完了したならば、金型内に合成樹脂材料を充
填し、整流子ベース２を成形する。このことにより、図
６に示すように、筒状体４が整流子ベース２の外周部に
樹脂モールドされて、整流子ベース２と一体化されるよ
うになっており、この筒状体４の凸部５とは反対側の端
部は、整流子ベース２の端部外周面に連続されている。

【０００７】次に、この整流子ベース２と一体化された
筒状体４を金型から取り出し、この筒状体４の外周部
に、軸方向に延びる多数の溝７を、周方向に間隔を存し
て切り込んでいく。これら溝７の切り込みに当っては、
図６に示すような回転式のカッター８が採用される。こ
のカッター８は、すり割り６を目標として筒状体４に押
し当てられ、これら各すり割り６が溝７に連続されてい
る。

【０００８】この溝７の切り込みによって、筒状体４が
多数の整流子片３に分離され、予め形成されているすり
割り６の内部には、整流子ベース２を構成する合成樹脂
材料の一部が回り込んで充填されている。そして、上記
のような手順で製造された整流子１において、各整流子
片３の整流子ベース２に対する取り付け強度は、整流子
片３と整流子ベース２との接触面間での接着力によって
決定されている。

【０００９】また、この従来の整流子１においては、図
６に示すように、カッター８を整流子ベース２の軸方向
に直線的に往復動させることで、筒状体４を多数の整流
子片３に分断するための溝７を形成している。このた
め、各溝７のすり割り６とは反対側の端部は、整流子べ
ース２の端部外周面上に連続して切り込まれており、こ
れら各溝７は、整流子ベース２の端面２ａにまで達して
いる。この結果、整流子ベース２の端部外周面上には、
隣り合う溝７によって互いに独立するように分断された
多数の分断部分９が形成され、これら分断部分９は、モ
ールドされた整流子片３の巻線接続部３ａとは反対側の
端部に連続されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の整流
子電動機においては、性能を高めるために入力電流を増
大させる傾向にある。入力電流を増大させた場合には、
その分、電流密度が増して抵抗発熱が大きくなるので、
整流子ベース２の温度が２００°Ｃを上回ってしまい、
合成樹脂材料の熱劣化が問題となってくる。

【００１１】しかも、入力電流の増大により、整流効果
が低下し、スパークが発生し易くなるとともに、電動機
の回転子の回転速度も上昇するので、整流子片３に作用
する遠心力も大きくなってくる。

【００１２】すると、上記のように整流子ベース２の端
部外周面が、溝７によって周方向に分断されている整流
子１では、この溝７の存在によって整流子ベース２の端
部外周面の強度が低下する傾向にある。特に整流子ベー
ス２の分断部分９は、整流子片３のモールド部分に連な
っているので、この分断部分９の強度が低い分だけ、整
流子片３の保持力も低下することになる。

【００１３】したがって、上記のように整流子１への入
力電流を増大させた場合には、強度的に弱い整流子ベー
ス２の分断部分９にクラックが生じたり、分断部分９の
一部が弾け飛ぶ等して、この分断部分９に連なる整流子
片３の端部が、整流子１の径方向外側に浮き上がるよう
に変形する、いわゆるハイバー現象が生じる虞れがあり
得る。この種のハイバー現象が生じると、ブラシの摩耗
が促進されるのは勿論のこと、整流子片３に対するブラ
シの密着性が損なわれてしまい、これら整流子片３とブ
ラシとの間でスパークが発生し易くなって、ブラシの寿
命が短くなるといった問題がある。

【００１４】なお、整流子片３の巻線接続部３ａ側の端
部は、すり割り６内に回り込んだ合成樹脂材料によって
固められているとともに、ワニス処理されているので、
整流子ベース３に対する保持力は充分に確保されてお
り、上記のようなハイバー現象は、構造的に生じ難くな
っている。

【００１５】本発明は、このような事情にもとづいてな
されたもので、整流子片の取り付け強度を高めることが
でき、この整流子片のハイバー現象を防止できる回転電
機用整流子の提供を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明において
は、合成樹脂材料を型成形してなる整流子ベースの外周
部に、金属製の筒状体を一体に樹脂モールドし、この筒
状体に、軸方向に延びる多数の溝を周方向に間隔を存し
て切り込むことで、上記整流子ベースの外周部にブラシ
が摺接する多数の整流子片を形成し、これら整流子片
は、一端に巻線接続部を有するとともに、この巻線接続
部とは反対側の端部が、上記整流子ベースの端部外周面
に連続されており、この整流子べースの端部外周面上
に、上記溝の端部が連続して切り込まれている回転電機
用整流子を前提としている。

【００１７】そして、上記整流子ベースの端部外周面
に、隣り合う溝によって挾まれた部分を、上記整流子ベ
ースの周方向に沿って一体に結合する連結部を設けたこ
とを特徴としている。

【００１８】

【作用】このような構成によれば、整流子ベースの端部
外周面上に多数の溝が連続して切り込まれているにも拘
らず、これら溝によって挾まれた部分は、整流子ベース
の周方向に連続する連結部によって一体に結合され、互
いに支え合うような形状となっている。このため、整流
子ベースの巻線接続部とは反対側の端部の強度が向上
し、その分、整流子片の保持力を高めることができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の一実施例を、図１ないし図５に
もとづいて説明する。

【００２０】図５は、電気掃除機用の電動送風機２１を
示している。この電動送風機２１は、整流子電動機２
２、遠心形のファン２３およびファンカバー２４を備え
ている。整流子電動機２２は、有底円筒状をなす電動機
ケース２５を有し、この電動機ケース２５の底部側の周
面には、排気口２６が開口されている。電動機ケース２
５の一端開口部２５ａには、細長いケース端面板２７が
ねじ止めされている。ケース端面板２７は、電動機ケー
ス２５の一端開口部２５ａを径方向に横断しており、こ
のケース端面板２７と一端開口部２５ａの開口縁部との
間には、図示しない吸気口が形成されている。

【００２１】電動機ケース２５の内部には、固定子２８
が収容されている。固定子２８は、固定子鉄心２９を有
している。固定子鉄心２９は、端面形状が略四角形状を
なし、その四隅部が電動機ケース２５の内面に圧接され
ている。そして、この固定子鉄心２９と電動機ケース２
５の内面との間には、四つの通気通路３０（図５に一つ
のみを図示）が形成されている。

【００２２】固定子２８の内側には、回転子３１が挿通
配置されている。回転子３１は、電動機ケース２５の底
壁中央部とケース端面板２７の長手方向中央部との間に
跨がる回転子軸３２と、この回転子軸３２の軸方向に沿
う中間部に固定された回転子鉄心３３と、この回転子鉄
心３３に巻き付けられた回転子巻線３４とを備えてい
る。回転子軸３２の両端部は、軸受３５，３６を介して
電動機ケース２５およびケース端面板２７に回転自在に
支持されており、この回転子軸３２の一方の軸受３５側
の端部に、本発明に係る整流子３７が取り付けられてい
る。

【００２３】電動機ケース２５の底部側の周面には、一
対のブラシ装置３９ａ，３９ｂが取り付けられている。
ブラシ装置３９ａ，３９ｂは、夫々棒状のカーボンブラ
シ４０を備えており、このカーボンブラシ４０の先端面
が整流子３７の外周面に押し付けられている。

【００２４】回転子軸３２は、ケース端面板２７側の軸
受３６を貫通しており、この貫通端に上記ファン２３が
固定されている。ファン２３は、電動機ケース２５の一
端開口部２５ａの外方に位置されており、これらファン
２３と一端開口部２５ａとの間には、整流板４１が配置
されている。整流板４１は、ファン２３から吐き出され
る風を動圧から静圧に変化させるためのもので、この整
流板４１が整流された風が上記吸気口に導入されるよう
になっている。

【００２５】ファンカバー２４は、ファン２３および整
流板４１を覆うようにして、上記電動機ケース２５に嵌
合されている。ファンカバー２４は、その中央部に吸込
口４２を有している。吸込口４２は、ファン２３の中央
部に対向されており、このファン２３が整流子電動機２
２を介して回転駆動されると、図５の矢印に示すような
経路を経て外気が送風されるようになっている。

【００２６】次に、上記整流子３７の構成を、図１ない
し図４を加えて説明する。この整流子３７の基本的な構
成および製造手順は、上記従来のものと同様であるの
で、この従来と同一部分については、同一の参照符号を
付してその説明を省略する。

【００２７】図３に示すように、整流子３７の整流子ベ
ース２は、回転子軸３２が貫通する貫通孔４４を備えて
いる。この整流子ベース２は、各種の添加剤によって強
化されたフェノール系樹脂を主成分とする合成樹脂材料
にて構成されている。

【００２８】整流子ベース２の外周面に取り付けられた
多数の整流子片３は、銅等の導電性材料にて構成されて
いる。整流子片３の一端の巻線接続部３ａには、回転子
巻線３４の端末が半田付けされ、さらに、この半田付け
部の外側からワニス処理が施されている。

【００２９】整流子片３の間に位置された溝７は、その
すり割り６とは反対側の端部が整流子ベース２の端部外
周面上にまで連続して切り込まれているが、これら溝７
の端部は、整流子ベース２の端面２ａに達することな
く、整流子ベース２の端部外周面の途中で止められてい
る。すなわち、これを実現するため、本実施例では、溝
７を切り込むためのカッター８を、図１に示すように、
整流子３７の軸方向に直線的に往復動させるばかりでな
く、径方向にも移動させている。

【００３０】具体的には、溝７を切り込む際には、ま
ず、図１に示すように、カッター８をすり割り６の終端
部に対応するようにして、整流子ベース２にモールドさ
れた筒状体４の上方に位置させる。この状態でカッター
８を、図中矢印Ｘ1 で示すように降下させ、筒状体４の
外周面に押し当てる。次に、このカッター８を図中矢印
Ｘ2 で示すように、筒状体４の軸方向に移動させ、筒状
体４の外周面に溝７を切り込んでいく。この切り込みに
より、溝７が筒状体４の外周面から整流子ベース２の端
部外周面上にまで達したならば、カッター８の軸方向へ
の移動を停止し、今度は図中矢印Ｘ3 で示すように、カ
ッター８を筒状体４から離脱するように上昇させる。

【００３１】このようなカッター８の一連の動きによ
り、溝７は整流子ベース２の端面２ａには開口せず、こ
の整流子ベース２の端部外周面上には、隣り合う溝７に
よって挾まれた分断部分９を周方向に沿って互いに結合
する連結部４５が設けられている。この連結部４５は、
整流子ベース２の周方向に連続するとともに、この整流
子ベース２の端面２ａにも連続している。

【００３２】このような構成の整流子３７によれば、多
数の整流子片３の間に位置された溝７の端部は、整流子
ベース２の端面２ａに開口することなく、この整流子ベ
ース２の端部外周面上で止められている。このため、整
流子ベース２の端部外周面上には、周方向に連続する連
結部４５が形成され、この連結部４５によって隣り合う
溝７によって挾まれた分断部分９が一体に結合されてい
るので、これら分断部分９が互いに支え合うような形状
となっている。

【００３３】したがって、この結合により、整流子ベー
ス２の巻線接続部３ａとは反対側の端部の強度が向上す
るので、ここにモールドされた整流子片３の保持力を従
来に比べて高めることができ、整流子３７への入力電流
を高めた場合のように、整流子３７の発熱量が増大した
り、整流子３７に大きな遠心力が作用したとしても、整
流子片３の巻線接続部３ａとは反対側の端部が浮き上が
るように変形する、いわゆるハイバー現象を未然に防止
することができる。

【００３４】以上のことから、回転子３１をより高速で
回転させて、整流子電動機２２の出力を高めることがで
き、かつ整流子３７やこれに摺接するカーボンブラシ４
０の寿命も長くなるといった利点がある。

【００３５】なお、本発明を実施するに当っては、溝を
切り込むカッターの動かし方は上記実施例に特定されな
いとともに、整流子片の形状も種々変形して実施可能で
ある。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、整流子ベ
ースの端部外周面上に多数の溝が連続して切り込まれる
にも拘らず、これら隣り合う溝によって挾まれた整流子
ベースの分断部分が連結部によって一体に結合され、こ
れら分断部分が互いに支え合うような形状となっている
ので、整流子ベースの巻線接続部とは反対側の強度が向
上し、ここにモールドされた整流子片の保持力を格段に
高めることができる。

【００３７】したがって、整流子への入力電流を高めた
場合のように、整流子の発熱量が増大したり、整流子に
大きな遠心力が作用したとしても、整流子片の巻線接続
部とは反対側の端部が浮き上がるように変形する、いわ
ゆるハイバー現象を防止することができ、整流子やこれ
に摺接するブラシの寿命が長くなるといった利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における整流子の構成と、溝
を切り込むカッターの移動方向を一部断面で示す側面
図。

【図２】整流子片と整流子ベースとの関係を、一部断面
で示す側面図。

【図３】図２のＡーＡ線に沿う断面図。

【図４】図３のＢ部を拡大して示す断面図。

【図５】図１に示された整流子を備えた電動送風機の構
成を、一部断面して示す側面図。

【図６】従来の整流子の構成と、溝を切り込むカッター
の移動方向を一部断面で示す側面図。

【図７】従来の整流子の整流子片を形成するための筒状
体の構成を、一部断面して示す側面図。

【符号の説明】

２…整流子ベース、３…整流子片、３ａ…巻線接続部、
４…筒状体、７…溝、３７…整流子、４０…ブラシ（カ
ーボンブラシ）、４５…連結部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂材料を型成形してなる整流子ベ
   ースの外周部に、金属製の筒状体を一体に樹脂モールド
   し、 この筒状体に、軸方向に延びる多数の溝を周方向に間隔
   を存して切り込むことで、上記整流子ベースの外周部に
   ブラシが摺接する多数の整流子片を形成し、 これら整流子片は、一端に巻線接続部を有するととも
   に、この巻線接続部とは反対側の端部が、上記整流子ベ
   ースの端部外周面に連続されており、 この整流子べースの端部外周面上に、上記溝の端部が連
   続して切り込まれている回転電機用整流子において、 上記整流子ベースの端部外周面に、隣り合う溝によって
   挾まれた部分を、上記整流子ベースの周方向に沿って一
   体に結合する連結部を設けたことを特徴とする回転電機
   用整流子。