(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子軸に固定される電機子鉄心と、
前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、
前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、
前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、
前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、
前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合された回転電機の電機子であって、
前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記整流子片の周方向の寸法より、前記下コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成され、前記下コイル口出し部の周方向の寸法より、前記上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されていることを特徴とする回転電機の電機子。
【請求項２】
電機子軸に固定される電機子鉄心と、
前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、
前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、
前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、
前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、
前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合された回転電機の電機子であって、
前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記下コイル口出し部の周方向の寸法より、前記上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されていることを特徴とする回転電機の電機子。
【請求項３】
請求項１または２に記載した回転電機の電機子において、
前記下層コイルと前記上層コイルは、前記整流子片と前記下コイル口出し部との接触面積と、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする回転電機の電機子。
【請求項４】
電機子軸に固定される電機子鉄心と、
前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、
前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、
前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、
前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、
前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、
前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記整流子片の周方向の寸法より、前記下コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、
前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、前記整流子片の表面上に前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを積み重ねて配置し、前記上コイル口出し部の外周側より押圧することで、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を、それぞれ偏平状に密着させる偏平化工程を実施することを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載した電機子の製造方法において、
前記下コイル口出し部の周方向の寸法より、前記上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載した電機子の製造方法において、
前記下層コイルと前記上層コイルは、前記整流子片と前記下コイル口出し部との接触面積と、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項７】
電機子軸に固定される電機子鉄心と、
前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、
前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、
前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、
前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、
前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、
前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記下コイル口出し部の周方向の寸法より、前記上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、
前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、前記整流子片の表面上に前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを積み重ねて配置し、前記上コイル口出し部の外周側より押圧することで、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を、それぞれ偏平状に密着させる偏平化工程を実施することを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載した電機子の製造方法において、
前記下層コイルと前記上層コイルは、前記整流子片と前記下コイル口出し部との接触面積と、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項９】
電機子軸に固定される電機子鉄心と、
前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、
前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、
前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、
前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、
前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、
前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記上コイル口出し部の軸方向の長さより、前記下コイル口出し部の軸方向の長さの方が長く形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、
前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、前記整流子片の表面上に前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを積み重ねて配置し、前記上コイル口出し部の外周側より押圧することで、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を、それぞれ偏平状に密着させる偏平化工程を実施することを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載した電機子の製造方法において、
前記下層コイルと前記上層コイルは、互いに接合された前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを除く、両コイルの一端側（前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出されている部分）の間に隙間を設けていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載した電機子の製造方法において、
前記下層コイルと前記上層コイルは、互いに接合された前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを除く、両コイルの一端側（前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出されている部分）の間に隙間を設けており、且つ、前記整流子片と前記下コイル口出し部との接触面積と、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１２】
請求項４〜１１に記載した何れかの電機子の製造方法において、
前記偏平化工程は、前記上コイル口出し部の外周面に押し当てられる外径パンチを使用し、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを前記整流子片の表面上に重ね合わせた状態で、前記上コイル口出し部の外周側より前記外径パンチで押圧することにより、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを同時に偏平状に形成して密着させ、且つ、前記整流子片と前記下コイル口出し部とを面接触させることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１３】
電機子軸に固定される電機子鉄心と、
前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、
前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、
前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、
前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、
前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、
前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記整流子片の周方向の寸法より、前記下コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、
前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを押圧して偏平状に密着させる偏平化工程を実施し、この偏平化工程では、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とが押圧されて偏平状に形成される時に、前記下コイル口出し部の周方向幅と、前記上コイル口出し部の周方向幅とを規制する一対の側面ガイドを使用し、この一対の側面ガイドは、前記下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、前記上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載した電機子の製造方法において、
前記下コイル口出し部の周方向の寸法より、前記上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載した電機子の製造方法において、
前記下層コイルと前記上層コイルは、前記整流子片と前記下コイル口出し部との接触面積と、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１６】
電機子軸に固定される電機子鉄心と、
前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、
前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、
前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、
前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、
前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、
前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記下コイル口出し部の周方向の寸法より、前記上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、
前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを押圧して偏平状に密着させる偏平化工程を実施し、この偏平化工程では、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とが押圧されて偏平状に形成される時に、前記下コイル口出し部の周方向幅と、前記上コイル口出し部の周方向幅とを規制する一対の側面ガイドを使用し、この一対の側面ガイドは、前記下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、前記上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載した電機子の製造方法において、
前記下層コイルと前記上層コイルは、前記整流子片と前記下コイル口出し部との接触面積と、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１８】
電機子軸に固定される電機子鉄心と、
前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、
前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、
前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、
前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、
前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、
前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記上コイル口出し部の軸方向の長さより、前記下コイル口出し部の軸方向の長さの方が長く形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、
前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを押圧して偏平状に密着させる偏平化工程を実施し、この偏平化工程では、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とが押圧されて偏平状に形成される時に、前記下コイル口出し部の周方向幅と、前記上コイル口出し部の周方向幅とを規制する一対の側面ガイドを使用し、この一対の側面ガイドは、前記下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、前記上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載した電機子の製造方法において、
前記下層コイルと前記上層コイルは、互いに接合された前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを除く、両コイルの一端側（前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出されている部分）の間に隙間を設けていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載した電機子の製造方法において、
前記下層コイルと前記上層コイルは、前記整流子片と前記下コイル口出し部との接触面積と、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項２１】
請求項１３〜２０に記載した何れかの電機子の製造方法において、
前記偏平化工程は、前記整流子片の表面と同一の曲率で形成された凸曲面を有する内径パンチと、前記上コイル口出し部の外周面に押し当てられる外径パンチとを使用し、
前記下コイル口出し部の内周を前記内径パンチで受けて、前記上コイル口出し部の外周側より前記外径パンチで押圧することにより、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを同時に偏平状に形成して密着させることを特徴とする電機子の製造方法。
【請求項２２】
請求項４〜１２に記載した何れかの電機子の製造方法において、
前記偏平化工程では、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とが押圧されて偏平状に形成される時に、前記下コイル口出し部の周方向幅と、前記上コイル口出し部の周方向幅とを規制する一対の側面ガイドを使用し、この一対の側面ガイドは、前記下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、前記上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されていることを特徴とする電機子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機子軸の一方の端部に整流子を有する回転電機の電機子に関し、特に、整流子と電機子コイルとの接続構造、および、その電機子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電機子コイルの口出し部を超音波溶接によって整流子片に接合する方法が公知である（特許文献１、２参照）。
特許文献１には、コイル口出し部の周方向寸法を径方向寸法より小さくし、コイル口出し部の断面形状を小判型に形成した状態で超音波溶接する方法が記載されている。この方法によれば、電機子コイルの断面積を増やすためにコイル径を大きくする場合でも、周方向に隣り合うコイル口出し部同士の間隔を狭くすることなく、必要コイル断面積を確保することができる。
【０００３】
特許文献２では、超音波振動が被溶接部材に伝達され易くするために、下コイル口出し部と上コイル口出し部とを予め扁平状に形成し、且つ、両コイル口出し部の幅寸法を整流子片の幅寸法とほぼ同一に形成することで、整流子片と下コイル口出し部との接触面積、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積を増大させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９９１５４号公報
【特許文献２】特開昭５７−２０１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に開示された技術では、両コイル口出し部の径方向寸法が大きくなるため、必然的に溶接部の外径が大きくなる。この場合、耐遠心強度を確保するためには、より広い接触面積を必要とするが、特許文献１の構造では、広い接触面積を得ることはできない。また、両コイル口出し部の断面形状を小判型に形成しているので、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積が小さくなり、安定した溶接強度を得られない恐れがある。
【０００６】
一方、特許文献２に開示された技術では、両コイル口出し部の幅寸法を整流子片の幅寸法とほぼ同一に形成しているが、整流子片に対して両コイル口出し部に幅方向（周方向）のずれが発生した時（特に、下コイル口出し部と上コイル口出し部とが互いに反対方向へずれた場合）、幅方向の接触面積が減少して、必要な溶接強度を得られない恐れがある。  また、両コイル口出し部の幅寸法を整流子片の幅寸法とほぼ同一に形成しているため、両コイル口出し部が幅方向にずれた時に、周方向に隣合う他の両コイル口出し部と接触する恐れもある。
【０００７】
さらに、特許文献１、２では、上コイル口出し部が下コイル口出し部に対し軸方向の整流子側（反電機子鉄心側）にずれた場合に、上コイル口出し部と下コイル口出し部とが接触する軸方向の長さが短くなり、十分な接触面積が得られなくなるため、必要な溶接強度を得られない恐れがある。また、両コイル口出し部が軸方向にずれた場合、特に、下コイル口出し部と上コイル口出し部とが相互に反対方向へずれると、両コイル同士が強く接触して、両コイルの被膜が傷つく恐れがある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、超音波振動により多少のコイルずれが発生しても、被溶接箇所における十分な接触面積を確保して安定した溶接強度を得ることができ、且つ、周方向に隣合うコイル同士の接触も防止できる回転電機の電機子、および、その電機子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（請求項１の発明）
本発明は、電機子軸に固定される電機子鉄心と、電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、整流子は、電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う整流子片同士の間がモールド樹脂によって絶縁され、電機子コイルは、電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、スロット内で下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、電機子鉄心の軸方向一端面よりスロットの外側に取り出された下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部が超音波溶接によって接合された回転電機の電機子であって、下コイル口出し部は、整流子片と面接触するように偏平状に形成され、上コイル口出し部は、下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、整流子片の周方向の寸法より、下コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成され、下コイル口出し部の周方向の寸法より、上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、溶接時の超音波振動により、下コイル口出し部が整流子片に対し周方向（幅方向) に多少ずれても、下コイル口出し部のずれ幅が、整流子片の周方向幅の範囲内であれば、整流子片と下コイル口出し部との接触面積が減少することはなく、十分な接触面積を確保できるので、安定した溶接強度を得ることが可能となる。
また、溶接時の超音波振動により、上コイル口出し部が下コイル口出し部に対し周方向（幅方向）に多少ずれても、上コイル口出し部のずれ幅が、下コイル口出し部の周方向幅の範囲内であれば、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積が減少することはなく、十分な接触面積を確保できるので、安定した溶接強度を得ることが可能となる。
さらに、整流子片の周方向の寸法より下コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されているので、整流子片に対し下コイル口出し部が周方向に多少ずれても、整流子片の周方向幅の範囲内から下コイル口出し部がはみ出ることはなく、周方向に隣り合う他の下コイル口出し部との接触を防止できる。
また、下コイル口出し部の周方向の寸法より上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されているので、下コイル口出し部に対し上コイル口出し部が周方向に多少ずれても、下コイル口出し部の周方向幅の範囲内から上コイル口出し部がはみ出ることはなく、周方向に隣り合う他の上コイル口出し部との接触を防止できる。
【００１０】
（請求項２の発明）
本発明は、電機子軸に固定される電機子鉄心と、電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、整流子は、電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う整流子片同士の間がモールド樹脂によって絶縁され、電機子コイルは、電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、スロット内で下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、電機子鉄心の軸方向一端面よりスロットの外側に取り出された下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部が超音波溶接によって接合された回転電機の電機子であって、下コイル口出し部は、整流子片と面接触するように偏平状に形成され、上コイル口出し部は、下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、下コイル口出し部の周方向の寸法より、上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、溶接時の超音波振動により、上コイル口出し部が下コイル口出し部に対し周方向（幅方向）に多少ずれても、上コイル口出し部のずれ幅が、下コイル口出し部の周方向幅の範囲内であれば、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積が減少することはなく、十分な接触面積を確保できるので、安定した溶接強度を得ることが可能となる。
また、下コイル口出し部の周方向の寸法より上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されているので、下コイル口出し部に対し上コイル口出し部が周方向に多少ずれても、下コイル口出し部の周方向幅の範囲内から上コイル口出し部がはみ出ることはなく、周方向に隣り合う他の上コイル口出し部との接触を防止できる。
【００１２】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した回転電機の電機子において、下層コイルと上層コイルは、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一であるので、各溶接箇所の溶け込み量は略同一となり、安定した溶接強度を確保できる。
【００１３】
（請求項４の発明）
本発明は、電機子軸に固定される電機子鉄心と、電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、整流子は、電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う整流子片同士の間がモールド樹脂によって絶縁され、電機子コイルは、電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、スロット内で下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、電機子鉄心の軸方向一端面よりスロットの外側に取り出された下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、下コイル口出し部は、整流子片と面接触するように偏平状に形成され、上コイル口出し部は、下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、整流子片の周方向の寸法より、下コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、整流子片の表面上に下コイル口出し部と上コイル口出し部とを積み重ねて配置し、上コイル口出し部の外周側より押圧することで、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部を、それぞれ偏平状に密着させる偏平化工程を実施することを特徴とする。
【００１４】
上記の製造方法では、溶接工程の前に、予め、整流子片の表面上で下コイル口出し部と上コイル口出し部とを扁平状に密着させるので、整流子片と下コイル口出し部との接触面、および、両コイル口出し部の接触面が均一に接触し、且つ、接触面積が増大する。その結果、溶接時に両コイル口出し部が周方向にずれることを抑制でき、且つ、周方向に隣り合う両コイル口出し部との接触も防止できる。
【００１５】
（請求項５の発明）
請求項４に記載した電機子の製造方法において、下コイル口出し部の周方向の寸法より、上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、溶接時の超音波振動により、上コイル口出し部が下コイル口出し部に対し周方向（幅方向）に多少ずれても、上コイル口出し部のずれ幅が、下コイル口出し部の周方向幅の範囲内であれば、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積が減少することはなく、十分な接触面積を確保できるので、安定した溶接強度を得ることが可能となる。
また、下コイル口出し部の周方向の寸法より上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されているので、下コイル口出し部に対し上コイル口出し部が周方向に多少ずれても、下コイル口出し部の周方向幅の範囲内から上コイル口出し部がはみ出ることはなく、周方向に隣り合う他の上コイル口出し部との接触を防止できる。
【００１６】
（請求項６の発明）
請求項４または５に記載した電機子の製造方法において、下層コイルと上層コイルは、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一であるので、各溶接箇所の溶け込み量は略同一となり、安定した溶接強度を確保できる。
【００１７】
（請求項７の発明）
電機子軸に固定される電機子鉄心と、電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、 電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、整流子は、電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う整流子片同士の間がモールド樹脂によって絶縁され、電機子コイルは、電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、スロット内で下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、電機子鉄心の軸方向一端面よりスロットの外側に取り出された下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、下コイル口出し部は、整流子片と面接触するように偏平状に形成され、上コイル口出し部は、下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、下コイル口出し部の周方向の寸法より、上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、整流子片の表面上に下コイル口出し部と上コイル口出し部とを積み重ねて配置し、上コイル口出し部の外周側より押圧することで、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部を、それぞれ偏平状に密着させる偏平化工程を実施することを特徴とする。
上記の製造方法では、溶接工程の前に、予め、整流子片の表面上で下コイル口出し部と上コイル口出し部とを扁平状に密着させるので、整流子片と下コイル口出し部との接触面、および、両コイル口出し部の接触面が均一に接触し、且つ、接触面積が増大する。その結果、溶接時に両コイル口出し部が周方向にずれることを抑制でき、且つ、周方向に隣り合う両コイル口出し部との接触も防止できる。
【００１８】
（請求項８の発明）
請求項７に記載した電機子の製造方法において、下層コイルと上層コイルは、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一であるので、各溶接箇所の溶け込み量は略同一となり、安定した溶接強度を確保できる。
【００１９】
（請求項９の発明）
本発明は、電機子軸に固定される電機子鉄心と、電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、整流子は、電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う整流子片同士の間がモールド樹脂によって絶縁され、電機子コイルは、電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、スロット内で下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、電機子鉄心の軸方向一端面よりスロットの外側に取り出された下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、 下コイル口出し部は、整流子片と面接触するように偏平状に形成され、上コイル口出し部は、下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、上コイル口出し部の軸方向の長さより、下コイル口出し部の軸方向の長さの方が長く形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、整流子片の表面上に下コイル口出し部と上コイル口出し部とを積み重ねて配置し、上コイル口出し部の外周側より押圧することで、整流子片と下コイル口出し部、および、下コイル口出し部と上コイル口出し部を、それぞれ偏平状に密着させる偏平化工程を実施することを特徴とする。
上記の製造方法では、溶接工程の前に、予め、整流子片の表面上で下コイル口出し部と上コイル口出し部とを扁平状に密着させるので、整流子片と下コイル口出し部との接触面、および、両コイル口出し部の接触面が均一に接触し、且つ、接触面積が増大する。その結果、溶接時に両コイル口出し部が周方向にずれることを抑制でき、且つ、周方向に隣り合う両コイル口出し部との接触も防止できる。
【００２０】
（請求項１０の発明）
請求項９に記載した電機子の製造方法において、下層コイルと上層コイルは、互いに接合された下コイル口出し部と上コイル口出し部とを除く、両コイルの一端側（電機子鉄心の軸方向一端面よりスロットの外側に取り出されている部分）の間に隙間を設けていることを特徴とする。
上記の構成によれば、下層コイルの一端側と上層コイルの一端側との間に隙間を設けた状態で超音波溶接を実施するので、溶接時の超音波振動により、下コイル口出し部と上コイル口出し部とが軸方向に多少ずれても、下層コイルの一端側と上層コイルの一端側とが強く接触することはなく、下層コイルおよび上層コイルの被膜の損傷を防止できる。
【００２１】
（請求項１１の発明）
請求項９または１０に記載した電機子の製造方法において、下層コイルと上層コイルは、互いに接合された下コイル口出し部と上コイル口出し部とを除く、両コイルの一端側（電機子鉄心の軸方向一端面よりスロットの外側に取り出されている部分）の間に隙間を設けており、且つ、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一であるので、各溶接箇所の溶け込み量は略同一となり、安定した溶接強度を確保できる。
【００２２】
（請求項１２の発明）
請求項４〜１１に記載した何れかの電機子の製造方法において、前記偏平化工程は、前記上コイル口出し部の外周面に押し当てられる外径パンチを使用し、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを前記整流子片の表面上に重ね合わせた状態で、前記上コイル口出し部の外周側より前記外径パンチで押圧することにより、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを同時に偏平状に形成して密着させ、且つ、前記整流子片と前記下コイル口出し部とを面接触させることを特徴とする。
上記の構成によれば、整流子片の表面上に重ね合わせた下コイル口出し部と上コイル口出し部とを外径パンチにより同時に押圧することで、整流子片と下コイル口出し部との接触面、および、両コイル口出し部の接触面が密着した状態で、両コイル口出し部を扁平状に形成できるので、被溶接部位の接触面積が増大する。
（請求項１３の発明）
本発明は、電機子軸に固定される電機子鉄心と、前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記整流子片の周方向の寸法より、前記下コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを押圧して偏平状に密着させる偏平化工程を実施し、この偏平化工程では、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とが押圧されて偏平状に形成される時に、前記下コイル口出し部の周方向幅と、前記上コイル口出し部の周方向幅とを規制する一対の側面ガイドを使用し、この一対の側面ガイドは、前記下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、前記上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されていることを特徴とする。
扁平化工程を実施する際に側面ガイドが無いと、両コイル口出し部を押圧した時に、下コイル口出し部と上コイル口出し部は、同一の加圧力を受けるので、両コイル口出し部の周方向幅が略同一寸法となる。この場合、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、両コイル口出し部の接触面積とが同一とはならないため、安定した溶接強度を得ることは困難である。これに対し、請求項１３に係る本発明では、扁平化工程の際に一対の側面ガイドを用いて両コイル口出し部の周方向幅を規制することにより、扁平状に形成された上コイル口出し部の周方向幅を、下コイル口出し部の周方向幅より小さくできる。
つまり、一対の側面ガイドは、下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されているので、両コイル口出し部が同時に押圧されると、先に上コイル口出し部の周方向幅が上コイルガイド部によって規制され、その後、下コイル口出し部の周方向幅が下コイルガイド部によって規制される。これにより、上コイル口出し部の扁平度合いが弱く、下コイル口出し部の扁平度合いが強くなるので、上コイル口出し部の周方向幅より、下コイル口出し部の周方向幅を大きくできる。その結果、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、両コイル口出し部の接触面積とを略同一に形成できる。
（請求項１４の発明）
請求項１３に記載した電機子の製造方法において、下コイル口出し部の周方向の寸法より、上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、溶接時の超音波振動により、上コイル口出し部が下コイル口出し部に対し周方向（幅方向）に多少ずれても、上コイル口出し部のずれ幅が、下コイル口出し部の周方向幅の範囲内であれば、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積が減少することはなく、十分な接触面積を確保できるので、安定した溶接強度を得ることが可能となる。
また、下コイル口出し部の周方向の寸法より上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成されているので、下コイル口出し部に対し上コイル口出し部が周方向に多少ずれても、下コイル口出し部の周方向幅の範囲内から上コイル口出し部がはみ出ることはなく、周方向に隣り合う他の上コイル口出し部との接触を防止できる。
（請求項１５の発明）
請求項１３または１４に記載した電機子の製造方法において、下層コイルと上層コイルは、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一であるので、各溶接箇所の溶け込み量は略同一となり、安定した溶接強度を確保できる。
（請求項１６の発明）
本発明は、電機子軸に固定される電機子鉄心と、前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記下コイル口出し部の周方向の寸法より、前記上コイル口出し部の周方向の寸法の方が小さく形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを押圧して偏平状に密着させる偏平化工程を実施し、この偏平化工程では、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とが押圧されて偏平状に形成される時に、前記下コイル口出し部の周方向幅と、前記上コイル口出し部の周方向幅とを規制する一対の側面ガイドを使用し、この一対の側面ガイドは、前記下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、前記上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されていることを特徴とする。
扁平化工程を実施する際に側面ガイドが無いと、両コイル口出し部を押圧した時に、下コイル口出し部と上コイル口出し部は、同一の加圧力を受けるので、両コイル口出し部の周方向幅が略同一寸法となる。この場合、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、両コイル口出し部の接触面積とが同一とはならないため、安定した溶接強度を得ることは困難である。これに対し、請求項１６に係る本発明では、扁平化工程の際に一対の側面ガイドを用いて両コイル口出し部の周方向幅を規制することにより、扁平状に形成された上コイル口出し部の周方向幅を、下コイル口出し部の周方向幅より小さくできる。
つまり、一対の側面ガイドは、下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されているので、両コイル口出し部が同時に押圧されると、先に上コイル口出し部の周方向幅が上コイルガイド部によって規制され、その後、下コイル口出し部の周方向幅が下コイルガイド部によって規制される。これにより、上コイル口出し部の扁平度合いが弱く、下コイル口出し部の扁平度合いが強くなるので、上コイル口出し部の周方向幅より、下コイル口出し部の周方向幅を大きくできる。その結果、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、両コイル口出し部の接触面積とを略同一に形成できる。
（請求項１７の発明）
請求項１６に記載した電機子の製造方法において、下層コイルと上層コイルは、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一であるので、各溶接箇所の溶け込み量は略同一となり、安定した溶接強度を確保できる。
（請求項１８の発明）
本発明は、電機子軸に固定される電機子鉄心と、前記電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、前記電機子鉄心に巻装される電機子コイルとを有し、前記整流子は、前記電機子軸の外周に固定されるモールド樹脂と、このモールド樹脂に保持されて前記電機子軸の周方向に円筒状に配置される複数の整流子片とで構成され、且つ、周方向に隣り合う前記整流子片同士の間が前記モールド樹脂によって絶縁され、前記電機子コイルは、前記電機子鉄心に形成されたスロット内を軸方向に通って配置される下層コイルと、前記スロット内で前記下層コイルの外側を軸方向に通って配置される上層コイルとを有し、前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出された前記下層コイルの一端側の端部（下コイル口出し部と呼ぶ）と、前記上層コイルの一端側の端部（上コイル口出し部と呼ぶ）とを前記整流子片の表面上に重ね合わせて配置し、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部が超音波溶接によって接合され、前記下コイル口出し部は、前記整流子片と面接触するように偏平状に形成され、前記上コイル口出し部は、前記下コイル口出し部と面接触するように偏平状に形成され、且つ、前記上コイル口出し部の軸方向の長さより、前記下コイル口出し部の軸方向の長さの方が長く形成される回転電機の電機子を製造する方法であって、前記整流子片と前記下コイル口出し部、および、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部を超音波溶接によって接合する溶接工程の前に、予め、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを押圧して偏平状に密着させる偏平化工程を実施し、この偏平化工程では、前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とが押圧されて偏平状に形成される時に、前記下コイル口出し部の周方向幅と、前記上コイル口出し部の周方向幅とを規制する一対の側面ガイドを使用し、この一対の側面ガイドは、前記下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、前記上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されていることを特徴とする。
扁平化工程を実施する際に側面ガイドが無いと、両コイル口出し部を押圧した時に、下コイル口出し部と上コイル口出し部は、同一の加圧力を受けるので、両コイル口出し部の周方向幅が略同一寸法となる。この場合、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、両コイル口出し部の接触面積とが同一とはならないため、安定した溶接強度を得ることは困難である。これに対し、請求項１８に係る本発明では、扁平化工程の際に一対の側面ガイドを用いて両コイル口出し部の周方向幅を規制することにより、扁平状に形成された上コイル口出し部の周方向幅を、下コイル口出し部の周方向幅より小さくできる。
つまり、一対の側面ガイドは、下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されているので、両コイル口出し部が同時に押圧されると、先に上コイル口出し部の周方向幅が上コイルガイド部によって規制され、その後、下コイル口出し部の周方向幅が下コイルガイド部によって規制される。これにより、上コイル口出し部の扁平度合いが弱く、下コイル口出し部の扁平度合いが強くなるので、上コイル口出し部の周方向幅より、下コイル口出し部の周方向幅を大きくできる。その結果、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、両コイル口出し部の接触面積とを略同一に形成できる。
（請求項１９の発明）
請求項１８に記載した電機子の製造方法において、前記下層コイルと前記上層コイルは、互いに接合された前記下コイル口出し部と前記上コイル口出し部とを除く、両コイルの一端側（前記電機子鉄心の軸方向一端面より前記スロットの外側に取り出されている部分）の間に隙間を設けていることを特徴とする。
上記の構成によれば、下層コイルの一端側と上層コイルの一端側との間に隙間を設けた状態で超音波溶接を実施するので、溶接時の超音波振動により、下コイル口出し部と上コイル口出し部とが軸方向に多少ずれても、下層コイルの一端側と上層コイルの一端側とが強く接触することはなく、下層コイルおよび上層コイルの被膜の損傷を防止できる。
（請求項２０の発明）
請求項１８または１９に記載した電機子の製造方法において、下層コイルと上層コイルは、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一となる様に、両コイル口出し部が偏平状に形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、下コイル口出し部と上コイル口出し部との接触面積とが同一であるので、各溶接箇所の溶け込み量は略同一となり、安定した溶接強度を確保できる。
（請求項２１の発明）
請求項１３〜２０に記載した何れかの電機子の製造方法において、偏平化工程は、整流子片の表面と同一の曲率で形成された凸曲面を有する内径パンチと、上コイル口出し部の外周面に押し当てられる外径パンチとを使用し、下コイル口出し部の内周を内径パンチで受けて、上コイル口出し部の外周側より外径パンチで押圧することにより、下コイル口出し部と上コイル口出し部とを同時に偏平状に形成して密着させることを特徴とする。
上記の構成によれば、内径パンチと外径パンチとを用いて、下コイル口出し部と上コイル口出し部とを同時に押圧することにより、両コイル口出し部の接触面が密着した状態で、両コイル口出し部を扁平状に形成できるので、接触面積が増大する。
また、内径パンチは、整流子片の表面と同一の曲率で形成された凸曲面を有しているので、下コイル口出し部の内周面と整流子片の表面との密着度も向上する。
（請求項２２の発明）
請求項４〜１２に記載した何れかの電機子の製造方法において、偏平化工程では、下コイル口出し部と上コイル口出し部とが押圧されて偏平状に形成される時に、下コイル口出し部の周方向幅と、上コイル口出し部の周方向幅とを規制する一対の側面ガイドを使用し、この一対の側面ガイドは、下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されていることを特徴とする。
扁平化工程を実施する際に側面ガイドが無いと、両コイル口出し部を押圧した時に、下コイル口出し部と上コイル口出し部は、同一の加圧力を受けるので、両コイル口出し部の周方向幅が略同一寸法となる。この場合、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、両コイル口出し部の接触面積とが同一とはならないため、安定した溶接強度を得ることは困難である。これに対し、請求項２２に係る本発明では、扁平化工程の際に一対の側面ガイドを用いて両コイル口出し部の周方向幅を規制することにより、扁平状に形成された上コイル口出し部の周方向幅を、下コイル口出し部の周方向幅より小さくできる。
つまり、一対の側面ガイドは、下コイル口出し部の周方向幅を規制する下コイルガイド部より、上コイル口出し部の周方向幅を規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されているので、両コイル口出し部が同時に押圧されると、先に上コイル口出し部の周方向幅が上コイルガイド部によって規制され、その後、下コイル口出し部の周方向幅が下コイルガイド部によって規制される。これにより、上コイル口出し部の扁平度合いが弱く、下コイル口出し部の扁平度合いが強くなるので、上コイル口出し部の周方向幅より、下コイル口出し部の周方向幅を大きくできる。その結果、整流子片と下コイル口出し部との接触面積と、両コイル口出し部の接触面積とを略同一に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る接合部の径方向断面図である（実施例１）。
【図２】側面ガイドの使用例を示す接合部の径方向断面図である（実施例１）。
【図３】側面ガイドを用いない場合の接合部の径方向断面図である。
【図４】本発明に係る接合部の軸方向断面図である（実施例２）。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
この実施例１に説明する回転電機の電機子は、例えば、エンジン始動用のスタータモータ（整流子電動機）の電機子に適用できる。
この電機子は、電機子軸にセレーション嵌合（単なる圧入嵌合でも良い）する電機子鉄心と、電機子軸の一方の端部に設けられる整流子と、電機子鉄心に巻線される電機子コイルとを備えている。
電機子鉄心は、軸方向に貫通するスロットを有し、このスロットが電機子鉄心の周方向に一定の間隔で複数形成されている。
【００２６】
整流子は、図１に示す様に、電機子軸（図示せず）の外周に圧入等によって固定されるモールド樹脂１と、このモールド樹脂１に保持される複数の整流子片２とで構成される。複数の整流子片２は、電機子軸の周方向に一定の間隔を有して円筒状に配置され、且つ、周方向に隣り合う整流子片２同士の間がモールド樹脂１によって絶縁されている。
電機子コイルは、スロットの径方向内側に挿入されて電機子鉄心に組み立てられる下層コイルと、スロットの径方向外側、つまり、下層コイルの外側に挿入されて電機子鉄心に組み立てられる上層コイルとを有し、この下層コイルと上層コイルが、それぞれスロット数と同数だけ使用される。
【００２７】
下層コイルと上層コイルは、それぞれの一端側が、電機子鉄心の軸方向一端面よりスロットの外側へ取り出されて、各一端側の端部が整流子片２の表面上で重ね合わされ、整流子片２と下層コイルの一端側の端部、および、下層コイルの一端側の端部と上層コイルの一端側の端部とが、超音波溶接によってそれぞれ接合されている（図１参照）。
以下、下層コイルの一端側の端部を下コイル口出し部３と呼び、上層コイルの一端側の端部を上コイル口出し部４と呼ぶ。
【００２８】
次に、本発明に係る接合部の特徴を図１を参照して説明する。
下層コイルと上層コイルは、例えば、断面円形の被覆銅線を使用するが、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４は、それぞれ、整流子片２の表面上で両コイル口出し部３、４が重ね合わされる方向（図示上下方向）の寸法より、周方向（図示左右方向）の寸法の方が大きい扁平状に形成されている。つまり、整流子片２と下コイル口出し部３、および、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４とが、それぞれ面接触し、且つ、所定の接触面積が得られるように扁平化されている。
【００２９】
但し、図１に示す様に、上コイル口出し部４の周方向の寸法（周方向幅と呼ぶ）４ａは、下コイル口出し部３の周方向幅３ａより小さく、下コイル口出し部３の周方向幅３ａは、整流子片２の周方向幅２ａより小さく形成されている。
また、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４は、整流子片２と下コイル口出し部３との接触面積と、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４との接触面積とが、略同一になる様に偏平状に形成されている。つまり、整流子片２と下コイル口出し部３との周方向の接触幅Ａと、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４との周方向の接触幅Ｂとが略同一寸法となっている。
【００３０】
ここで、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４とを、それぞれ扁平状に形成する本発明の扁平化工程について説明する。
偏平化工程は、整流子片２の表面上で行う第１の方法と、内径パンチ（図示せず）を用いて行う第２の方法とが考えられる。
第１の方法は、両コイル口出し部３、４を整流子片２の表面上に積み重ねて配置し、上コイル口出し部４の外周側より外径パンチ（図示せず）で押圧する方法である。なお、外径パンチは、上コイル口出し部４を押圧する押圧面が平坦な形状でも良いが、図１に示す様に、偏平加工された上コイル口出し部４の周方向の両肩部が滑らかに湾曲した形状になる様に、上コイル口出し部４の両肩部に対応する押圧面の両側に所定の曲率を有する凹曲面を設けることが望ましい。
【００３１】
第２の方法は、整流子片２の表面上で扁平加工を行うのではなく、下コイル口出し部３の内周面を内径パンチ（図示せず）で受け、上コイル口出し部４の外周側より外径パンチで押圧する方法である。この場合、内径パンチは、整流子片２の表面と同一の曲率で形成された凸曲面を有している。この第２の方法は、外径パンチで押圧することは第１の方法と同じであるが、外径パンチで押圧する際に、整流子片２の表面上に両コイル口出し部３、４を配置しておく必要はなく、内径パンチと外径パンチとで両コイル口出し部３、４を同時に押圧して偏平化できるので、整流子片２と両コイル口出し部３、４とを位置合わせする必要はない。
【００３２】
また、上記の偏平化工程は、両コイル口出し部３、４の周方向幅３ａ、４ａを規制する一対の側面ガイド５（図２参照）を使用して行うことができる。
一対の側面ガイド５は、図２に示す様に、上コイル口出し部４の周方向幅４ａを規制する上コイルガイド部と、下コイル口出し部３の周方向幅３ａを規制する下コイルガイド部とを形成し、その下コイルガイド部より上コイルガイド部の方が狭く形成されている。
扁平化工程を実施する際に一対の側面ガイド５が無いと、両コイル口出し部３、４を押圧した時に、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４は、同一の加圧力で同時に押圧されるため、例えば、図３に示す様に、両コイル口出し部３、４の周方向幅３ａ、４ａは、略同一寸法となる。この場合、整流子片２と下コイル口出し部３との接触面積と、両コイル口出し部３、４の接触面積とが同一とはならない。つまり、上コイル口出し部４と比較して、下コイル口出し部３の偏平度合いが弱くなり（偏平化が進まない）、整流子片２と下コイル口出し部３との接触面積が不足するため、安定した溶接強度を確保することは困難である。
【００３３】
これに対し、本実施例のように、扁平化工程の際に一対の側面ガイド５を用いた場合、下コイル口出し部３の周方向幅３ａを規制する下コイルガイド部より、上コイル口出し部４の周方向幅４ａを規制する上コイルガイド部の方が狭く形成されているので、両コイル口出し部３、４が同時に押圧されると、先に上コイル口出し部４の周方向幅４ａが上コイルガイド部によって規制され、その後、下コイル口出し部３の周方向幅３ａが下コイルガイド部によって規制される。これにより、上コイル口出し部４の扁平度合いが弱く、下コイル口出し部３の扁平度合いが強くなるので、上コイル口出し部４の周方向幅４ａより、下コイル口出し部３の周方向幅３ａが大きくなる。
【００３４】
（実施例１の効果）
実施例１で説明した整流子片２と両コイル口出し部３、４との接合部は、上コイル口出し部４の周方向幅４ａより、下コイル口出し部３の周方向幅３ａの方が大きく、且つ、下コイル口出し部３の周方向幅３ａより、整流子片２の周方向幅２ａの方が大きく形成されている。これにより、溶接時の超音波振動により、両コイル口出し部３、４が周方向に多少ずれた場合でも十分な接触面積を確保できる。つまり、整流子片２に対し下コイル口出し部３が周方向にずれた場合、そのずれ幅が、整流子片２の周方向幅２ａの範囲内であれば、整流子片２と下コイル口出し部３との接触面積が減少することはない。
同様に、下コイル口出し部３に対し上コイル口出し部４が周方向にずれた場合、そのずれ幅が、下コイル口出し部３の周方向幅３ａの範囲内であれば、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４との接触面積が減少することはない。
【００３５】
また、両コイル口出し部３、４は、整流子片２と下コイル口出し部３との接触面積と、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４との接触面積とが、略同一になる様に偏平化されている。この場合、整流子片２と下コイル口出し部３との溶接箇所と、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４との溶接箇所とで、溶け込み量が略同一となる。
上記の様に、溶接時の超音波振動により、両コイル口出し部３、４が周方向に多少ずれた場合でも、整流子片２と下コイル口出し部３との間、および、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４との間で、それぞれ十分な接触面積を確保でき、且つ、各溶接箇所での溶け込み量が略同一になるので、安定した溶接強度を確保できる。
【００３６】
さらに、整流子片２の周方向幅２ａより下コイル口出し部３の周方向幅３ａの方が小さく形成され、その下コイル口出し部３の周方向幅３ａより上コイル口出し部４の周方向幅４ａの方が小さく形成されているので、整流子片２に対し両コイル口出し部３、４が周方向に多少ずれても、整流子片２の周方向幅の範囲内から両コイル口出し部３、４がはみ出ることはなく、周方向に隣り合う他の両コイル口出し部３、４との接触を防止できる。
また、両コイル口出し部３、４を偏平状に押圧加工する偏平化工程では、一対の側面ガイド５を用いることにより、両コイル口出し部３、４の周方向幅３ａ、４ａを所望の寸法に規制できるので、上述した周方向の寸法関係（２ａ＞３ａ＞４ａ）を確実に得ることができる。
さらに、一対の側面ガイド５を用いることで、整流子片２の幅方向の中心に対して両コイル口出し部３、４の幅方向の中心を一致させることができるので、偏平化工程において、整流子片２に対する両コイル口出し部３、４の周方向のずれを確実に防止できる。
【００３７】
（実施例２）
この実施例２では、図４に示す様に、整流子片２に接触する下コイル口出し部３の軸方向（図示左右方向）の長さ３ｂの方が、下コイル口出し部３に接触する上コイル口出し部４の軸方向の長さ４ｂより長く形成され、整流子片２の表面上に両コイル口出し部３、４を重ね合わせた状態（溶接を開始する前）では、上コイル口出し部４の軸方向端面（図示左端面）より、下コイル口出し部３の軸方向端面の方が、寸法Ｌだけ軸方向に突き出ている。さらに、図４に示す様に、電機子鉄心の軸方向一端面よりスロットの外側に取り出されている下層コイルの一端側３Ａと上層コイルの一端側４Ａとの間に隙間Ｓを設けていることを特徴とする。
上記の構成によれば、溶接時の超音波振動により、下コイル口出し部３に対して上コイル口出し部４が軸方向に多少ずれても、その上コイル口出し部４のずれが、下コイル口出し部３の軸方向の長さ３ｂの範囲内であれば、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４との接触面積が減少することはなく、安定した溶接強度を得ることが可能となる。
【００３８】
また、下層コイルの一端側３Ａと上層コイルの一端側４Ａとの間に隙間Ｓを設けたことにより、溶接時の超音波振動により、下コイル口出し部３と上コイル口出し部４とが軸方向に多少ずれても、下層コイルの一端側３Ａと上層コイルの一端側４Ａとが強く接触することはなく、下層コイルおよび上層コイルの被膜の損傷を防止できる。
さらに、実施例１に記載した構成と組み合わせることにより、両コイル口出し部３、４が周方向に多少ずれた場合でも、十分な接触面積を確保できるので、より安定した溶接強度を得ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    モールド樹脂
２    整流子片
２ａ  整流子片の周方向幅（周方向の寸法）
３    下コイル口出し部
３Ａ  下層コイルの一端側
３ａ  下コイル口出し部の周方向幅（周方向の寸法）
３ｂ  下コイル口出し部の軸方向の長さ
４    上コイル口出し部
４Ａ  上層コイルの一端側
４ａ  上コイル口出し部の周方向幅（周方向の寸法）
４ｂ  上コイル口出し部の軸方向の長さ
５    一対の側面ガイド
Ｓ    下層コイルの一端側と上層コイルの一端側との間に設けた隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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