JPH07147176A

JPH07147176A - 整流子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH07147176A
Application number: JP34620893A
Authority: JP
Inventors: Takao Miki; 隆雄三木; Osamu Tokunaga; 収徳永; Riyuusuke Anshita; 隆介庵下
Original assignee: KORYO DENKI KK; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: KORYO DENKI KK; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-06-06
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JP3582735B2

Abstract

(57)【要約】【目的】製作が容易で大量生産に適する整流子の製造
方法を提供する。【構成】銅線材を所定長さに切断して、その両端を突
き合わせてリング体１を作り、突き合わせ部をろうで接
合したものを冷鍛加工して複数個の橋絡片をもつセグメ
ントリングを作り、これをモールド材で成形したのち橋
絡片を切除してセグメントに分離して整流子を作る。

Description

【発明の詳細な説明】

【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及びその製造方法に関す
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、１
９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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る整流子
は、複数のセグメントがモールド材で円筒状に固定され
た整流子において、前記セグメントの少なくとも１個に
その軸方向にろう材にて接合された接合部を設けたもの
である。

【００１２】この発明に係る整流子の製造方法は、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、この突き合わせ部をろう材で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、２
５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３
７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３
４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４
３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４
３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４
８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６
０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１
３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 ，ｉ
₅ 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者庵下隆介姫路市千代田町840番地三菱電機株式会社姫路製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のセグメントがモールド材で円筒状
に固定された整流子において、前記セグメントの少なく
とも１個にその軸方向にろう材にて接合された接合部を
設けたことを特徴とする整流子。
【請求項２】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、このリング体の前記突き
合わせ部をろう材で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。
【請求項３】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たものを冷鍛加工するよ
うにした請求項２の整流子の製造方法。
【請求項４】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を通過
させてろう材を溶融させ，前記突き合わせ部を接合させ
たものを冷鍛加工するようにした請求項２または３の整
流子の製造方法。
【請求項５】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
のを加熱炉を通過させてろう材を溶融させ，前記突き合
わせ部を接合させたものを冷鍛加工するようにした請求
項２または３の整流子の製造方法。
【請求項６】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を通過させてろう材を溶
融させ，前記突き合わせ部を接合させたものを冷鍛加工
するようにした請求項２または３の整流子の製造方法。
【請求項７】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してろう材を溶融させ、前記突き
合わせ部を接合させたものを冷鍛加工するようにした請
求項２または３の整流子の製造方法。
【請求項８】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
とによりろう材を溶融させ、前記突き合わせ部を接合さ
せたものを冷鍛加工するようにした請求項２または３の
整流子の製造方法。
【請求項９】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て、ろう材を溶融させて前記突き
合わせ部を接合させたものを冷鍛加工するようにした請
求項２または３の整流子の製造方法。