JPS59185137A - 整流子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、モーターやジェネレータ等の整流子に関する
。

従来例の連成とその問題点 従来の整流子の構成例を第１図、第２図に示す。

第１図は、従来の整流子を回転軸に垂直な面で切断した
断面図であシ、第２図は、回転軸を含む面で切断した断
面図である。１は銅合金よりなる整流子片であり、樹脂
部材２により保持されている。

３はボスであり、その内周に、回転子の回転軸が圧入さ
れる。この整流子は、所定数の整流子片１と、ボス３を
所定の位置関係にセットしておき、これ等、整流子片及
びボスの間隙部に樹脂材料を注入することにより、一体
成形される。

さて、整流子は、モーター、あるいは、ジェネレータの
回転子の回転軸に固定されて回転し、その外周面４に当
接されたブラシとの間に機械的、かつ電気的な接触状態
を得て、整流作用を行なうものである。しだがって、常
にブラシが安定して摺動接触する様、整流子の表面は凹
凸がなく、平滑であることが要求される。

一方、整流子は、整流動作中ブラシとの摺動摩擦、及び
、整流に伴なう火花の発生等により、温度が上昇し熱的
な変形を生じるとともに、回転に伴なう遠心力によって
も変形を生ずる。−以上の様な、条件下にあって、前記
従来の整流子は、各々の整流子片が個々に樹脂部材によ
って保持された構成となっているため、次の様な問題点
があった。すなわち樹脂材料は、成形時の樹脂の流れの
不均一性、あるいは、機械強度を向上させるため充填さ
れるアスベスト等の補強剤の組成のムラ等により、一様
な機械的、物理的特性を得ることが難かしく、樹脂部材
によって保持されている個々の整流子片を取りまく、機
械的及び物理的条件は大きくバラついている。しだがっ
て、温度上昇、あるいは、遠心力の発生による、整流子
の変形、さらには、各整流子片の変位は一様でなくなり
、隣接する整流子片間に段差が生じ、整流子表面は平滑
さを失なう。この傾向は、回転速度が増大すると、より
顕著になり、ブラシの確実な摺動接触を妨げ、整流特性
の悪化を招く。更にはブラシ整流子間の整流火花の発生
を加速度的に増大せしめ、整流子、ブラシ表面の荒損、
摩耗の増加により、機器の寿命を著しく低下させること
になる。又、極端な場合には、整流子の破壊をもたらす
。

発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消するものであり、高速
回転時においても、円滑な整流作用−を実現する整流子
を提供するものである。

発明の構成 本発明は、外周面上に銅もし４くは銅合金よりなる整流
子片を固着した略円筒形状を有するセラミックリングと
、前記セラミックリングの内周部に挿入され、直接、も
しくは樹脂材料を介して、前記セラミックリングに固着
された円筒形状を有するボスとからなり、かつ、前記ボ
スの内周面はボスの両端部を除いて、それが固着される
回転軸の外周面に対して空隙を有し、かつ、前記ボスの
円筒面には、前記空隙に連通ずる軸方向のスリットを１
本以上有する構成としたものであり、個々の整流子片の
保持にかかわる機械的強度の向上と、そのばらつきを大
巾に低減し、回転中の整流子表面の変形を小さく、かつ
一様にして円滑な整流動作を実現するとともに、発熱に
より生ずるセラミックリングと回転軸の熱膨張の差に起
因するセラミックリングの破壊の危険性を、前記ボスの
弾性変形によって吸収する−ことによって解消するもの
である。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、第３〜６図を用いて
説明する。図において、６は銅合金よりなる整流子片で
あり、アルミナよりなるセラミックリング６の外周面上
に接合固着されている。より具体的には、銅合金よりな
る円筒体を前記セラミックリング６の外周に嵌合し、加
熱、加圧により、強固に両者を結合しておき、しかる後
に、前記銅合金よりなる円筒体部に軸方向のスリット７
を加工することにより、形成される。

このスリット７は、個々の整流子片を絶縁するために加
工されるものであり、スリット７の底部は、セラミック
リング６の表面に達している。８は前記セラミックリン
グ６を、ボス９に対して保持固定する樹脂部材であり、
セラミックリング６及び、ボス９と共に一体成形される
。樹脂部材８は、耐熱性の優れる熱硬化性樹脂よりなる
。ボス９は、第５図にその斜視断面図を示す如く、外周
面に８本の軸方向溝１ｏを有し、かつ、内周部には、ボ
スの両端部を除いて、中く゛リカロエ〃；施こされてい
る。この中ぐり加工は、前記溝１ｏの底部に達するもの
であシ、したがって、前記溝１ｏは、ボスの両端部を除
いて、ボス内周部の中ぐり部分に開口する８本のスリッ
ト１１を形成する。ボス内周部の中ぐりを施していない
両端部は軸嵌合部１２であり回転軸１３に対して圧入等
により直接接合される部分である。

以上の如く構成した整流子においては、個々の整流子片
は、機械的強度が高く、かつ、物理的にも安定なセラミ
ックの単一の部材に固定されているだめ、ブラシとの摺
動摩擦による発熱、あるいは、整流子の回転に伴なう遠
心力が加わっても、その変形、特に、整流動作に大きな
影響を及ぼす個々の整流子片の表面の段差は極めて小さ
く抑えることが可能であり、常に安定した整流動作を実
現することができる。又、機器の運転に伴ない発生する
、温度上昇（場合によっては１００℃〜２００℃に達す
る）は、セラミックと、樹脂部、ボス部。

或は回転軸の材質の相違による熱膨張差により、整流子
内部に応力を生ぜしめる。通常、セラミックは、熱膨張
係数が、金属材料の％〜％と小さく、セラミックリング
の内周部に半径方向の圧縮応力が生じ、破壊につながる
危険性があるが、前述の如く、本実施例の整流子では、
ボス外周面が容易に弾性的に変形し得る構成となってい
るため、構成部材の熱膨張差を吸収し、前述の圧縮応力
を極めて小さく抑圧することができ、高い信頼性を有す
るものである。

第６図は本発明の他の実施例を示すものでボス１４はそ
の内周部に中ぐり加工によるニガシ部を設けておらず、
円筒面に８本の軸方向のスリット１６（スリットの両端
は、ボスの両端にまでは達しない）を設けているのみで
ある。一方、ボスが圧入される回転軸１６は、前記スリ
ット１６の位置に対応する部分で、外径を小さくし、ボ
スとの間に間隙を設け、ボスが容易に弾性変形し得る構
成となっている。この実施例においても、第一の実施例
と同様の効果が得られることは明らかである。

尚、以上の実施例においては、セラミックリングとボス
の間は樹脂部材を設けた構成となっているが、樹脂部材
を介さず、セラミ、ツクリング内周、とボスを直接接合
する構成でも良いことは明らかである。

又、ボスに設けた軸方向のスリットは、８本に限定する
ものではなく、１本以上設けてあれば、ボスの変形性は
、スリットのない場合に比べ充分高めることができる。

発明の効果 以上の様に、本発明は、個々の整流子片をセラミックよ
りなる単一の環状部材、つまりセラミックリングに固定
し、さらにこのセラミックリングを回転軸外周面上に固
定され、かつその外周面が容易に変形しうる様、回転軸
外周面との間に間隙を有し、かつ７本以上の軸方向のス
リットを円筒部軸方向に有するボスに対して直接、もし
くは樹脂部材を介して接合した構成であるため、運転に
伴なう遠心力、温度上昇に対して、個々の整流子片の寸
法安定性が良好で、優れた整流特性を発揮するとともに
、セラミックリングと他の構成部材の熱膨張差に起因す
る応力の発生も極めて小さく抑圧することができ、信頼
性の高い整流子を実現するものであシ、その利用価値は
大で、ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転軸に垂直な面で切断した従来の整流子の部
分断面図、第２図は回転軸に平行な面で切断した同断面
図、第３図は本発明の一実施例における整流子を回転軸
に垂直な面で切断した断面図、第４図は同整流子の回転
軸に平行な面での断面図、第６図は同整流子のボ、スの
部分斜視断面図、第６図は第２の実施例の整流子の回転
軸に平行な面での部分断面図である。 ６・・・・・・整流子片、６・・・・・・セラミックリ
ング、９゜１４・・・・・・ボス、１１　．１５・・・
・・・スリット、１３゜１６・・・・・・回転軸。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外周面上に銅もしくは銅合金よりなる整流子片を設け、
   略円筒形状で、かつセラミックよりなるセラミックリン
   グと、このセラミックリングの内周部に挿入され、直接
   、もしくは樹脂部材を介して前記セラミックリングに固
   着されだ円筒形状の＼ ボスとからなり、前記ボスの内周面は、ボスの両＼ 端部を除いて固着される回転軸の外周面に対し、ボスの
   外周面が弾性可能な程度の空隙を有し、かつ前記ボスの
   円筒面には前記空隙に連通ずる軸方向のスリットを１本
   以上設けた整流子。