JPH11187623A

JPH11187623A - モータ用整流子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11187623A
Application number: JP9348012A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Natsuhara; 勉夏原; Tomio Yamada; 富男山田; Shiro Yamaguchi; 四郎山口; Junji Shimizu; 順治清水; Makoto Hoshika; 誠星加
Original assignee: NANSHIN SEIKI SEISAKUSHO KK; Nanshin Seiki Seisakusho KK; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: NANSHIN SEIKI SEISAKUSHO KK; Panasonic Electric Works Co Ltd; Nanshin Seiki Seisakusho KK
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-07-09
Anticipated expiration: 2017-12-17
Also published as: JP3697043B2

Abstract

(57)【要約】【課題】セグメント間の短絡作業、及び接合工数を削
減して、作業時間を大幅に短縮する。レアショートの発
生防止を図る。【解決手段】２ｎ個（ｎは２以上の整数）のセグメン
ト３を筒状に配置してセグメント金具２を構成し、各々
対向するセグメント３同士をセグメント金具２内部で短
絡させたモータ用整流子１を製造するにあたって、対向
する２つのセグメント３に接合される接合部６とこれら
接合部６同士を連結する連結部５とが一体となった短絡
部材４を形成する。この短絡部材４をセグメント金具２
内部に接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータ用整流子
及びその製造方法に関し、詳しくは整流子を構成する複
数のセグメントのうち、各々対向するセグメント同士を
短絡させる技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のモータ用整流子として実
公昭５８−５６５７８号公報、特公昭４９−１２５２２
号公報に記載されているものが知られている。図１４は
３極のロータ鉄心２２と４極のマグネット２１と整流子
１′とを備えた直流モータを示し、図１５は６極のロー
タ鉄心２２と４極のマグネット２１と整流子１′とを備
えた直流モータを示している。これら整流子１′は、６
枚のセグメント３に分割されており、コイル等の渡り線
９０の端部をセグメント３のライザ部４０に接続固定す
ることによって、各々対向するセグメント３間を短絡さ
せている。図中の８０はカーボンブラシである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のよう
に整流子１′のセグメント３同士を渡り線９０を用いて
短絡させる方法にあっては、渡り線９０同士が接触して
レアショートが発生するという品質上の問題があり、ま
た、セグメント３内部での渡り線９０の線処理及び接合
に手間がかかり、作業に多くの時間がかかり、加工費用
が高くつくという問題もある。さらに、渡り線９０の渡
り線スペースを確保しなければならず、モータ７のサイ
ズが大きくなるという問題もあった。

【０００４】本発明は、上記従来例に鑑みてなされたも
ので、従来の渡り線の線処理及び接合工数を削減して、
作業時間を大幅に短縮できると共に、レアショートの発
生防止を図ることができ、さらに従来の渡り線スペース
を無くして、セグメントが外部に大きく膨らむのを防止
できるようにしたモータ用整流子及びその製造方法を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、２ｎ個（ｎは２以上の整数）のセグメン
ト３を筒状に配置してセグメント金具２を構成し、各々
対向するセグメント３同士をセグメント金具２内部で短
絡させて成るモータ用整流子であって、対向する２つの
セグメント３に接合される接合部６とこれら接合部６同
士を連結する連結部５とが一体となった短絡部材４を形
成し、この短絡部材４をセグメント金具２に接合して成
ることを特徴としており、このように構成することで、
接合部６と連結部５とが一体形成された短絡部材４をセ
グメント金具２内部に嵌め込んで接合するだけで、セグ
メント３同士の短絡が簡単にでき、従来の渡り線による
線処理及び接合工数を削減できると共に、短絡部材４を
セグメント金具２内部に配置することで、鉄心コイル２
６との接触もなく、レアショートの発生を防止でき、ま
た従来の渡り線スペースも必要ないので、整流子１が外
部に大きく膨らむのを防止できる。

【０００６】また本発明は、２ｎ個（ｎは２以上の整
数）のセグメント３を筒状に配置してセグメント金具２
を構成し、各々対向するセグメント３同士をセグメント
金具２内部で短絡させて成るモータ用整流子の製造方法
であって、対向する２つのセグメント３に接合される接
合部６とこれら接合部６同士を連結する連結部５とが一
体となった短絡部材４を形成し、この短絡部材４をセグ
メント金具２に仮止めした後に、短絡部材４の接合部６
を溶接して成ることを特徴としており、このように短絡
部材４を溶接する前にセグメント金具２に仮止めするこ
とによって、溶接作業が容易となり、溶接精度が高めら
れる。

【０００７】また、上記短絡部材４をセグメント金具２
に仮止めした後にこの短絡部材４の接合部６を溶接する
工程を、各短絡部材４ごとに繰り返して成るのが好まし
く、このように構成することで、絶縁材を充填する前に
各短絡部材４をセグメント金具２にそれぞれ固定でき、
絶縁材を充填するときの成形圧力等で各短絡部材４が位
置ずれするのを確実に防止できる。

【０００８】上記短絡部材４の接合部６をセグメント金
具２に設けた凹部２３に圧入することにより短絡部材４
を仮止めして成るのが好ましく、このように構成するこ
とで、短絡部材４の仮止めがワンタッチででき、仮止め
に時間をかけることなく溶接を開始できる。上記セグメ
ント金具２と短絡部材４とが銅を主成分とする材料で構
成され、セグメント金具２と短絡部材４にめっきを施し
た後に、接合部６を抵抗溶接して成るのが好ましく、こ
のように銅製のセグメント金具２と短絡部材４にめっき
を施すことによりその溶接強度を増すことができる。

【０００９】上記短絡部材４の接合部６に凸部２４を形
成し、この接合部６とセグメント金具２とを抵抗溶接又
は超音波溶接して成るのが好ましく、このように構成す
ることで、短絡部材４の接合部６に凸部２４を形成する
という簡単な構造で、溶接エネルギーを一点に集中させ
ることができる。上記セグメント金具２の接合部６に凸
部２５を形成し、この接合部６と短絡部材４とを抵抗溶
接又は超音波溶接して成るのが好ましく、このように構
成することで、セグメント金具２の接合部６に凸部２５
を形成するという簡単な構造で、溶接エネルギーを一点
に集中させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の一例を
説明する。直流モータ７は、図２に示すように、鉄心コ
イル２６が巻かれたロータ鉄心２２に対向してマグネッ
ト２１が配設されている。本実施形態では、周方向に４
極がＮ極とＳ極とが交互に着磁されているマグネット２
１がケース２０に固定されている。マグネット２１にギ
ャップをもって対向する位置に３極の磁極を持つロータ
鉄心２２が回転自在に配設されている。このロータ鉄心
２２のセンターには軸が圧入されており、軸の両端は軸
受２５（又はベアリング）によって回転自在に支持され
ている。図中の６０は軸受台を兼ねるハウジングであ
る。ロータ鉄心２２の鉄心コイル２６は軸に固定された
整流子１に接続されている。整流子１の外周面には周方
向に約９０°の間隔をあけて一対のカーボンブラシ２４
（陽極ブラシと陰極ブラシ）が配置されており、各ブラ
シを整流子１に摺接させることによって、ブラシから整
流子１への通電が行われるようになっている。なお図２
の実施形態では、３極のロータ鉄心２２と４極のマグネ
ット２１から成る直流モータ７を示しているが、もちろ
んこれに限定されるものではなく、例えば６極のロータ
鉄心２２と４極のマグネット２１との組み合わせ、或い
はそれ以外の組み合わせであってもよい。図中の２７は
ファン、２９はブラシホルダである。

【００１１】整流子１は、短絡部材４が接合されたセグ
メント金具２に合成樹脂などの絶縁材を同時成形するこ
とによって得られるものである。セグメント金具２は、
例えば図１、図３に示すように、６個のセグメント３に
分割されており、セグメント金具２内部に接合された短
絡部材４により各々対向するセグメント３間が短絡され
ている。なお、セグメント３の数は６個に限られず、２
ｎ（ｎは２以上の整数）であればよい。図３中の１１は
ライザ部、６０はフック部である。

【００１２】短絡部材４は、導電材から成り、図４に示
すように、対向する２個のセグメント３にそれぞれ接合
される２つの接合部６とこの２つの接合部６同士を連結
する連結部５とが一体に形成されている。連結部５はリ
ング状に形成されており、接合部６は連結部５の相対向
する２箇所からそれぞれ立設されており、接合部６の上
端部は外側に突出してセグメント３の上端部に接合され
るものであり、本実施形態では３つの短絡部材４（４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ）が周方向に６０°ごとに位置ずれして
セグメント金具２に各々接合されるようになっている。
また図４（ｂ）〜（ｃ）に示すように、短絡部材４（４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ）の高さＨ₁〜Ｈ₃はそれぞれ異なって
おり、このように高さ方向に寸法差を設けることによっ
て、各短絡部材４同士が互いに接触しないようにしてあ
る。

【００１３】図６は整流子１の製造工程の一例を示して
おり、プレス加工によって得られたセグメント金具２及
び短絡部材４をメッキ加工後に短絡部材４の折り曲げ加
工、溶接等を経て得られたセグメント組立品を金型内に
セットして合成樹脂を同時成形し、その後外径切削加工
等を施すようにしている。もちろん、この製造工程に限
られるものではない。

【００１４】しかして、図５に示すように、高さ方向に
寸法差を持たせた３つの短絡部材４をセグメント金具２
内部にそれぞれ嵌め込んで、各短絡部材４の接合部６を
セグメント金具２に溶接することにより、短絡部材４を
介して各々対向する２つのセグメント３同士を短絡させ
ることができ、その後、セグメント金具２の内部に絶縁
材９を充填することにより、図１に示す整流子１が得ら
れる。

【００１５】ここで、対向するセグメント３，３間を短
絡させるための短絡部材４をセグメント３の内側に接合
することによって、従来のような渡り線の線処理が不要
となり、しかも、従来のような渡り線同士が接触すると
いう問題もなくなり、レアショートの発生を防止できる
と共に、短絡部材４をセグメント金具２に接合するだけ
でよいので、接合工数を大きく削減でき、作業時間を大
幅に短縮することができる。さらに、短絡部材４はリン
グ状の連結部５から２つの接合部６を突出して形成され
ているので、短絡部材４をセグメント金具２内部に配置
した場合でも、セグメント金具２が外側に大きく膨らむ
のを防止でき、モータのサイズを小さくすることができ
る。

【００１６】他の実施形態として、図８に示す短絡部材
４の接合部６に孔部２１を設け、図７に示すセグメント
金具２の上端部に凸部２２を設け、凸部２２を孔部２１
に圧入するようにして短絡部材４をセグメント金具２に
仮止めし、その後、カシメ又は溶接により短絡部材４を
接合させるようにしてもよいものである。また、図１０
に示す短絡部材４の接合部６を図９に示すセグメント金
具２の上端部に設けた凹部２３に圧入して仮止めした後
に、接合部６とセグメント金具２とを溶接等により接合
させるようにしてもよいものである。いずれの場合も、
３つの短絡部材４を溶接する前にセグメント金具２に対
して仮止めすることによって、溶接作業が容易になると
共に、溶接精度を高めることができるようになる。

【００１７】図１１は更に他の実施形態を示している。
本実施形態では、セグメント金具２と短絡部材４を銅又
は銅を主成分とする材料で構成し、両者を溶接により接
合する場合において、セグメント金具２及び短絡部材４
にそれぞれに亜鉛めっきを施し、短絡部材４の接合部６
をセグメント金具２の凹部２３に圧入して仮止めした後
に、溶接電極１００間にセグメント金具２と接合部６と
を挟んで抵抗溶接する場合を示しており、このように抵
抗溶接で接合することにより接合強度を増すことがで
き、接合の信頼性向上を図ることができる。

【００１８】図１１の変形例として、図１２に示すよう
に、高さ方向に寸法差を持った短絡部材４（４Ａ，４
Ｂ，４Ｃ）の接合部６に凸部（プロジェクション）２４
を形成し、この接合部６と短絡部材４とを抵抗溶接又は
超音波溶接により接合するようにしてもよい。また、短
絡部材４の接合部６の下面をフラットに形成し、一方、
セグメント金具２の上端部に図１３に示す凸部（プロジ
ェクション）２５を形成して、接合部６と短絡部材４と
を抵抗溶接又は超音波溶接により接合するようにしても
よいものである。ここで、銅製のセグメント金具２と短
絡部材４とを抵抗溶接又は超音波溶接する際に、銅の熱
伝導率が高いために、高エネルギーが必要となるが、図
１２のように短絡部材４の接合部６に凸部２４を形成し
たり、或いはセグメント金具２の接合部６に凸部２５を
形成するという簡単な構造で、エネルギーを一点に集中
させることができ、接合強度を増すことができるもので
ある。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、２ｎ個（ｎは２以上の整数）のセグ
メントを筒状に配置してセグメント金具を構成し、各々
対向するセグメント同士をセグメント金具内部で短絡さ
せて成るモータ用整流子であって、対向する２つのセグ
メントに接合される接合部とこれら接合部同士を連結す
る連結部とが一体となった短絡部材を形成し、この短絡
部材をセグメント金具に接合して成るから、接合部と連
結部とが一体形成された短絡部材をセグメント金具内部
に嵌め込んで接合することで、セグメント同士の短絡が
簡単にできると共に、レアショートの発生を防止でき、
品質上の問題が生じなくなると共に、従来の渡り線の線
処理及び接合工数を削減できるので、作業時間を大幅に
短縮（従来比５０％）できる。さらに接合部と連結部と
が一体形成された短絡部材をセグメント金具に接合する
ことによって、従来の渡り線スペースを無くして、セグ
メントが外部に大きく膨らむのを防止でき、モータのサ
イズを小さくできるという効果を得ることができる。

【００２０】また請求項２記載の発明は、２ｎ個（ｎは
２以上の整数）のセグメントを筒状に配置してセグメン
ト金具を構成し、各々対向するセグメント同士をセグメ
ント金具内部で短絡させて成るモータ用整流子の製造方
法であって、対向する２つのセグメントに接合される接
合部とこれら接合部同士を連結する連結部とが一体とな
った短絡部材を形成し、この短絡部材をセグメント金具
に仮止めした後に、短絡部材の接合部を溶接して成るか
ら、従来の渡り線の線処理及び接合工数を削減して、作
業時間を大幅に短縮できると共に、レアショートの発生
防止を図ることができると共に、従来の渡り線スペース
を無くして、セグメントが外部に大きく膨らむのを防止
でき、さらに短絡部材を溶接する前にセグメント金具に
仮止めすることによって、溶接作業が容易になると共
に、溶接精度を高めることができる。

【００２１】また請求項３記載の発明は、請求項２記載
の効果に加えて、短絡部材をセグメント金具に仮止めし
た後にこの短絡部材の接合部を溶接する工程を、各短絡
部材ごとに繰り返して成るから、絶縁材を充填する前に
各短絡部材をセグメント金具にそれぞれ固定でき、絶縁
材を注入するときの成形圧力等で各短絡部材が位置ずれ
するのを確実に防止でき、整流子の品質向上を図ること
ができる。

【００２２】また請求項４記載の発明は、請求項２記載
の効果に加えて、短絡部材の接合部をセグメント金具に
設けた凹部に圧入することにより短絡部材を仮止めして
成るから、短絡部材の仮止めがワンタッチとなり、仮止
めに時間をかけることなく溶接を開始できるので、作業
時間が長くなるのを防止できる。また請求項５記載の発
明は、請求項２記載の効果に加えて、セグメント金具と
短絡部材とが銅を主成分とする材料で構成され、セグメ
ント金具と短絡部材にめっきを施した後に、接合部を抵
抗溶接して成るから、銅製のセグメント金具と短絡部材
にめっきを施すことによりその溶接強度を増すことがで
き、接合の信頼性向上を図ることができる。

【００２３】また請求項６記載の発明は、請求項２記載
の効果に加えて、短絡部材の接合部に凸部を形成し、こ
の接合部とセグメント金具とを抵抗溶接又は超音波溶接
して成るから、短絡部材の接合部に凸部を形成するとい
う簡単な構造で、溶接エネルギーを一点に集中させるこ
とができ、接合強度を容易に向上させることができる。

【００２４】また請求項７記載の発明は、請求項２記載
の効果に加えて、セグメント金具の接合部に凸部を形成
し、この接合部と短絡部材とを抵抗溶接又は超音波溶接
して成るから、セグメント金具の接合部に凸部を形成す
るという簡単な構造で、溶接エネルギーを一点に集中さ
せることができ、接合強度を容易に向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例を示し、（ａ）はセ
グメント金具と短絡部材の接合状態を説明する平面図、
（ｂ）は（ｃ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は整流子の下
面図である。

【図２】（ａ）は同上のモータの内部構造の説明図、
（ｂ）はモータの側面断面図である。

【図３】（ａ）は同上のセグメント金具の平面図、
（ｂ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は整流子の下
面図、（ｄ）は（ｃ）のＣ−Ｃ線断面図である。

【図４】（ａ）は同上の短絡部材の平面図、（ｂ）〜
（ｄ）は短絡部材の側面図である。

【図５】同上の短絡部材とセグメント金具の分解斜視図
である。

【図６】同上の整流子の製造工程図である。

【図７】他の実施形態を示し、（ａ）はセグメント金具
の平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は下面図である。

【図８】（ａ）は図７のセグメント金具に接合される短
絡部材の平面図、（ｂ）〜（ｄ）は短絡部材の側面図で
ある。

【図９】更に他の実施形態を示し、（ａ）はセグメント
金具の平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は下面図であ
る。

【図１０】（ａ）は図９のセグメント金具に接合される
短絡部材の平面図、（ｂ）〜（ｄ）は短絡部材の側面図
である。

【図１１】更に他の実施形態を示す説明図である。

【図１２】（ａ）は更に他の実施形態の短絡部材の平面
図、（ｂ）〜（ｄ）は短絡部材の側面図である。

【図１３】更に他の実施形態を示し、（ａ）はセグメン
ト金具の平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は下面図であ
る。

【図１４】従来の渡り線の線処理を説明する図である。

【図１５】他の従来の渡り線の線処理を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１整流子２セグメント金具３セグメント４短絡部材５連結部６接合部２３凹部２４，２５凸部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年５月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】整流子１は、短絡部材４が接合されたセグ
メント金具２に合成樹脂などの絶縁材を同時成形するこ
とによって得られるものである。セグメント金具２は、
例えば図１、図３に示すように、６個のセグメント３に
分割されており、セグメント金具２内部に接合された短
絡部材４により各々対向するセグメント３間が短絡され
ている。なお、セグメント３の数は６個に限られず、２
ｎ（ｎは２以上の整数）であればよい。図３中の１１は
ライザ部、５０はフック部である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】短絡部材４は、導電材から成り、図４に示
すように、対向する２個のセグメント３にそれぞれ接合
される２つの接合部６とこの２つの接合部６同士を連結
する連結部５とが一体に形成されている。連結部５はリ
ング状に形成されており、接合部６は連結部５の相対向
する２箇所からそれぞれ立設されており、接合部６の上
端部は外側に突出してセグメント３の上端部に接合され
るものであり、本実施形態では３つの短絡部材４（４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ）が周方向に６０°ごとに位置ずれして
セグメント金具２に各々接合されるようになっている。
また図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、短絡部材４（４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ）の高さＨ₁ 〜Ｈ₃ はそれぞれ異なって
おり、このように高さ方向に寸法差を設けることによっ
て、各短絡部材４同士が互いに接触しないようにしてあ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口四郎大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者清水順治大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者星加誠長野県上伊那郡飯島町七久保815番地株式会社南信精機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２ｎ個（ｎは２以上の整数）のセグメン
トを筒状に配置してセグメント金具を構成し、各々対向
するセグメント同士をセグメント金具内部で短絡させて
成るモータ用整流子であって、対向する２つのセグメン
トに接合される接合部とこれら接合部同士を連結する連
結部とが一体となった短絡部材を形成し、この短絡部材
をセグメント金具に接合して成ることを特徴とするモー
タ用整流子。
【請求項２】２ｎ個（ｎは２以上の整数）のセグメン
トを筒状に配置してセグメント金具を構成し、各々対向
するセグメント同士をセグメント金具内部で短絡させて
成るモータ用整流子の製造方法であって、対向する２つ
のセグメントに接合される接合部とこれら接合部同士を
連結する連結部とが一体となった短絡部材を形成し、こ
の短絡部材をセグメント金具に仮止めした後に、短絡部
材の接合部を溶接して成ることを特徴とするモータ用整
流子の製造方法。
【請求項３】短絡部材をセグメント金具に仮止めした
後にこの短絡部材の接合部を溶接する工程を、各短絡部
材ごとに繰り返して成ることを特徴とする請求項２記載
のモータ用整流子の製造方法。
【請求項４】短絡部材の接合部をセグメント金具に設
けた凹部に圧入することにより短絡部材を仮止めして成
ることを特徴とする請求項２又は３記載のモータ用整流
子の製造方法。
【請求項５】セグメント金具と短絡部材とが銅を主成
分とする材料で構成され、セグメント金具と短絡部材に
めっきを施した後に、接合部を抵抗溶接して成ることを
特徴とする請求項２記載のモータ用整流子の製造方法。
【請求項６】短絡部材の接合部に凸部を形成し、この
接合部とセグメント金具とを抵抗溶接又は超音波溶接し
て成ることを特徴とする請求項２記載のモータ用整流子
の製造方法。
【請求項７】セグメント金具の接合部に凸部を形成
し、この接合部と短絡部材とを抵抗溶接又は超音波溶接
して成ることを特徴とする請求項２記載のモータ用整流
子の製造方法。