JPS6145699Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関の始動電動機等回転電機の
界磁コイルの改良に関するものである。

内燃機関の始動用に使用される小径の電動機に
あつては軽量化等を計る点からその界磁コイルと
して平角アルミニウム線が使用されようとしてい
る。

そこで、先ずこの界磁コイルを第１図乃至第３
図に示して説明する。図に於て、１，２は電動機
の極数に対応して構成される界磁コイルで、これ
は平角アルミニウム線１ａ，２ａが複数回巻回さ
れて構成される。１ｂ，２ｂはこれら界磁コイル
１，２の渡り線、１ｃ，２ｃはアルミニウム線１
ａ，２ａ同士の短絡を防止すると共にこのアルミ
ニウム線１ａ，２ａおよび渡り線１ｂ，２ｂとの
短絡をも防止する絶縁紙、１ｄ，２ｄは渡り線１
ｂ，２ｂと絶縁紙１ｃ，２ｃとを保持する絶縁テ
ープ、Ａは渡り線１ｂ，２ｂ相互が重合され超音
波溶接により接合される重合部である。

ここで、界磁コイル１，２の渡り線１ｂ，２ｂ
を接合する超音波溶接について第４図、第５図を
参照して説明する。５は超音波溶接機で、６は超
音波振動の発生源（図示せず）からの超音波振動
を増幅するホーン、７はこのホーン６の最先端に
設置されたチツプで、矢印イ方向に示す通り超音
波振動によつて振動する。尚、チツプ７及びホー
ン６は矢印ロ方向に上下移動可能であり、また適
当な圧力ｐでもつて下向に押圧する。８はこのチ
ツプ７に相対向して固定されたアンビルである。
このアンビル８はチツプ７の相対向する端面それ
ぞれには第６図に示す通りの四角錘形の突起７
ａ，８ａが複数形成されてあり、このアンビル８
とチツプ７は焼入硬化された綱によつて形成され
ている。

さて、その溶接はアンビル８の端面上に界磁コ
イル１，２の渡り線１ｂ，２ｂを重合させて設置
し、次いでチツプ７をホーン６を介して矢印ロ方
向の下方に移動させ、界磁コイル１，２の渡り線
１ｂ，２ｂをチツプ７によるアンビル８に圧力ｐ
でもつて押圧させてチツプ７及びアンビル８の突
起７ａ，８ａを渡り線１ｂ，２ｂの反接合面に喰
い込ませる。而して、チツプ７及びアンビル８に
より渡り線１ｂ，２ｂの重合部Ａを加圧した状態
で、チツプ７にホーンｂを通じて超音波振動を付
与し、チツプ７を矢印イ方向に振動させて渡り線
１ｂ，２ｂの接合面を摩擦すれば渡り線１ｂ，２
ｂは重合部Ａにて接合が行なえる。ここで、超音
波溶接に於ける接合強度を高めるためには接合面
の摩擦力と接合部の圧力ｐを大きくすることが重
要な要因となる。そのために本例にあつてはチツ
プ７及びアンビル８に突起７ａ，８ａを複数形成
して大なる摩擦力を得ている。

然るに、渡り線１ｂ，２ｂの接合が完了した状
態にはその重合部Ａの両面は第３図及び第５図に
示す通り四角錘形の凹部１ｅ，２ｅが渡り線１
ｂ，２ｂの全幅に亘つて形成されることになるた
め、アルミニウム線１ａ，２ａ、即ち渡り線１
ｂ，２ｂの厚さが比較的薄いこともあり、渡り線
１ｂ，２ｂの接合部の根元１ｆ，２ｆそれぞれの
厚さは極めて薄くなり、小径の電動機内部に組み
込もうとすると根元１ｆ，２ｆは非常に折れ易い
状態にある。

このこと、即ち界磁コイル１，２の接合部根元
が折れ易いということはこの界磁コイル１，２を
電動機に組付ける作業時に接合部が根元１ｆ又は
２ｆにて度度折れてしまうという事故に至るもの
であつた。即ち、この界磁コイル１，２は極数に
対応した数、例えば４極の電動機であれば４個の
界磁コイル１，２，３，４はそれぞれの渡り線１
ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂを接合することにより接続
され、そして第７図に示す通り電動機のヨーク９
内部に絶縁紙１ｇ，２ｇ，３ｇ，４ｇを介在し４
個のポールチツプ（図示せず）により押圧されて
配設されるものである。然るに、界磁コイル１，
２，３，４を巻回して構成し、それを接続した段
階では平面状態であるが、それをヨーク９に配設
するべく第７図に示す通りプレス等によつて渡り
線１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂを含めてアルミニウム
線１ａ，２ａ，３ａ，４ａを小径の環状に塑性変
形させれば、各渡り線１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂが
短いことによつて渡り線１ｂ，２ｂの接合部Ｂ及
び渡り線３ｂ，４ｂの接合部Ｃ、特に各根元１
ｆ，２ｆ，３ｆ，４ｆに局部的に応力が作用する
ことになり、従つてこの厚みの薄い根元１ｆ，２
ｆ，３ｆ，４ｆにて折れて断線するといつた致命
的な事故になるものであつた。尚、この不都合は
アルミニウム素材以外の銅等の金属であつても呈
するものであり、また界磁コイル以外の使用用途
であつても曲げ折れ等を必要とする場合には同様
に折れに至るものである。

この考案は上述の不都合を解決するもので、超
音波溶接により重合し接合される回転電機用界磁
コイルの渡り線重合部における先端側では渡り線
の全幅にわたり、根元側では渡り線の幅方向に対
する一部分にそれぞれチツプまたはアンビルを喰
い込ませ、根元側の他の部分にはチツプまたはア
ンビルを喰い込ませることなく加圧することによ
り、根元側の強度を向上させるようにしたもので
ある。

以下、第８図に示す実施例について説明する。

図において、界磁コイル１，２の各渡り線１
ｂ，２ｂの根元１ｆ，２ｆに突起７ａ，８ａが喰
い込むことにより形成される四角錘形の凹部１
ｅ，２ｅの数を減らし、根元１ｆ，２ｆ側の形成
位置を渡り線１ｂ，２ｂの全幅に亘らず、その中
央部分に限定している。即ち、超音波溶接機５の
チツプ７及びアンビル８の突起７ａ，８ａが各渡
り線１ｂ，２ｂの先端側においては全幅にわたつ
てチツプ７およびアンビル８の突起７ａ，８ａを
喰い込ませるとともに根元側においては幅方向の
中央部分にのみチツプ７及びアンビル８の突起７
ａ，８ａを喰い込ませるように設定している。そ
うすることによつて、各渡り線１ｂ，２ｂの重合
部Ａの突起７ａ，８ａが喰い込まない根元１ｆ，
２ｆ側中央部分の厚みはほぼ元（現状）の渡り線
１ｂ，２ｂの厚みに維持でき、従つて接合部の根
元１ｆ，２ｆの強度は著しく向上でき、折れは回
避できることになるのである。また、渡り線１
ｂ，２ｂの先端側においては全幅にわたつてチツ
プ７及びアンビル８の突起７ａ，８ａを喰い込ま
せているため、接合強度を充分に維持させること
ができる。

斯くして、各渡り線１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂの
接合により界磁コイル１，２，３，４の接続が完
了した後小径の環状に塑性変形させたとしても接
合部Ｂの根元１ｆ，２ｆ及び接合部Ｃの根元３
ｆ，４ｆの強度は著しく向上しているので、曲げ
等による局部的な応力によつて根元１ｆ，２ｆ，
３ｆ，４ｆが折れて断線することはなくなり、そ
のため折れに対する注意力が不必要となり、しか
も信頼性の高い始動電動機用界磁コイルが得られ
るものである。

ここで、チツプ７及びアンビル８の重合部Ａの
根元１ｆ，２ｆに対応する突起７ａ，８ａのみの
数を減らしたとしても渡り線１ｂ，２ｂの重合部
Ａの接合面の摩擦力は大きくなるように圧力ｐあ
るいは振動数を決定しているので充分なる接合強
度が得られる。しかも、渡り線１ｂ，２ｂの重合
部Ａの全幅をチツプ７及びアンビル８により加圧
しているので、重合部Ａの接合面は突起７ａ，８
ａにより加圧している部分のみではなく全幅に亘
つて強力に接合できるものであり、突起７ａ，８
ａの形成位置を中央のみにしても接合強度が不足
することはない。

第９図は渡り線１ｂ，２ｂの接合部Ａの根元１
ｆ，２ｆに形成される四角錘形の凹部１ｅ，２ｅ
の数を増し、その形成位置を幅方向に対する両側
とした他の実施例である。この実施例にあつては
チツプ７のアンビル８の突起７ａ，８ａが図に示
す通り両側に位置するため同一条件であれば前者
の実施例に比し根元１ｆ，２ｆの強度を著しく低
下させるとなく接合強度が若干向上できる特徴を
有する。

尚、この考案は実施例に限定されるものではな
く種々の実施態様を包含し、更に種々の技術分野
に使用される超音波溶接に適用できるものであ
る。例えば突起７ａ，８ａの形状、凹部１ｅ，２
ｅの形成位置、素材の種類等が変更可能である。

以上のようにこの考案は、回転電機用界磁コイ
ルの平角形状の渡り線を重合して超音波溶接によ
り接合するものに於て、上記渡り線の重合部の先
端側では渡り線の全幅にわたり、根元側では渡り
線の幅方向に対する一部分に超音波溶接機のチツ
プまたはアンビルを喰い込ませ、根元側の他の部
分はチツプまたはアンビルを喰い込ませることな
く、加圧することにより接合するようにしたの
で、渡り線重合部の根元側の強度が著しく向上で
き、かつ、先端側における接合強度を充分に確保
することができ、接合部の信頼性を著しく向上で
きる実用上優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は界磁コイルを示す正面図、第２図は第
１図−線による重合部Ａの断面図、第３図は
その重合部Ａの拡大正面図、第４図は超音波溶接
機の斜視図、第５図は第４図−線による要部
断面図、第６図は突起７ａ，８ａの斜視図、第７
図は電動機の部分断面図、第８図はこの考案の一
実施例を示す重合部Ａの拡大正面図、第９図は他
の実施例を示す重合部Ａの拡大正面図である。 図に於て、１〜４は界磁コイル、１ａ〜４ａは
平角形状のアルミニウム線、１ｂ〜４ｂは渡り
線、１ｃ〜４ｃ，１ｇ〜４ｇは絶縁紙、１ｄ，２
ｄは絶縁テープ、１ｅ〜４ｅは凹部、１ｆ〜４ｆ
は根元、５は超音波溶接機、６はホーン、７はチ
ツプ、７ａ，８ａは突起、８はアンビル、９はヨ
ーク、Ａは重合部、Ｂ，Ｃは接合部である。尚、
各図中同一符号は同一部分または相当部分を示
す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 平角形状の導線を巻回したコイルの渡り線相互
   を超音波溶接するものにおいて、上記渡り線の重
   合部における先端側では上記渡り線の全幅にわた
   り、上記重合部の根元側では上記渡り線の全幅に
   対する一部分にそれぞれ超音波溶接機のチツプま
   たはアンビルを喰い込ませ、かつ、上記重合部の
   根元側の他の部分では上記チツブまたはアンビル
   を喰い込ませることなく加圧して超音波溶接して
   接合したものを塑性変形して回転電機のヨーク内
   に組み込んでなる回転電機の界磁コイル。