(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周上に配置された複数の磁極と、これらの磁極の内周に対向して設けられた電機子とを備え、前記電機子は、シャフトと、このシャフトに固定され、軸方向に延びた複数のスロットを有する鉄心と、前記スロットに挿入された電機子巻線と、前記鉄心の前面側に前記シャフトに固定して設けられ、前記シャフトの回転方向に複数個配列された整流子片を有する整流子と、同電位となるべき整流子片同士を、前記スロットを通して折り返された導線で電気的に接続する均圧線とで構成された回転電機であって、前記整流子片の内、ブラシに接触する位置にある整流子片に一端が接続された前記均圧線は、前記磁極の中心に位置するスロットを通って前記鉄心の背面側に達し、別の磁極の中心に位置するスロットを通って前面側に戻り、前記ブラシと同一極性のブラシに接触する位置にある整流子片に他端が接続されるとともに、前記均圧線の前記前面側の端部は、全て前記シャフトを同方向に跨いでいることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記均圧線は、当該均圧線が接続された前記二つの整流子片のそれぞれに対して最も遠い側の磁極の中心に位置するスロットを通って折り返されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記均圧線は、当該均圧線が接続された一つの整流子片から、隣接する磁極の中心に位置するスロットを通って順次折り返された後、他方の整流子片に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
円周上に配置された複数の磁極と、この磁極の内周に対向して設けられた電機子とを備え、前記電機子は、シャフトと、このシャフトに固定され、軸方向に延びた複数のスロットを有する鉄心と、前記スロットに挿入された電機子巻線と、前記鉄心の前面側に前記シャフトに固定して設けられ、前記シャフトの回転方向に複数配列された整流子片を有する整流子と、同電位となるべき前記整流子片同士を、前記スロットを通して折り返した導線で電気的に接続する均圧線とで構成されている回転電機の製造方法において、前記均圧線は、前記整流子片の内、ブラシに接触する位置にある整流子片に一端を接続し、前記磁極の中心に位置するスロットを通して前記鉄心の背面側まで延ばし、ここで折り返して別の磁極の中心に位置するスロットを通して前記鉄心の前面側に戻し、前記ブラシと同一極性のブラシに接触する位置にある整流子片に他端を接続するようにしたことを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項５】
前記均圧線を、前記整流子片及びスロットに、一つおきの順に接続及び挿通していくことを特徴とする請求項４に記載の回転電機の製造方法。
【請求項６】
前記均圧線を、当該均圧線が接続された前記二つの整流子片のそれぞれに対して最も遠い側の磁極の中心に位置するスロットを通して折り返しすことを特徴とする請求項４に記載の回転電機の製造方法。
【請求項７】
前記均圧線は、当該均圧線が接続された一つの整流子片から、隣接する磁極の中心に位置するスロットを通して順次折り返した後、同一極性の他方の整流子片に接続することを特徴とする請求項４に記載の回転電機の製造方法。
【請求項８】
前記均圧線の前記前面側の端部は、全て前記シャフトに同方向に跨がせていることを特徴とする請求項４に記載の回転電機の製造方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同電位であるべき整流子片同士を電気的に接続した均圧線を備えた回転電機及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の回転子スロットに均圧線を通す構造の回転電機は例えば特許文献１（特許第３２７８４０２号）に開示されている。均圧線は振動・騒音を低減させるため、同電位であるべき、それぞれの整流子片同士で接続されているが、ブラシに接触する整流子片同士を結ぶ均圧線に最も電流が流れやすい。ブラシに接触する整流子片同士を結ぶ均圧線が巻回されるスロットの位置によっては、電磁力を受けると、均圧線の効果である振動、騒音等（半径方向加振力等）を低減させるという効果が低下するが、上記特許第３２７８４０２号では、ブラシに接触する整流子片同士を結ぶ均圧線が巻回されるスロットの位置は考慮されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２７８４０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであって、均圧線を磁極中心位置のスロットに通し、また、均圧線抵抗を均一化することで、振動・騒音等の低減効果を最大限に発揮させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、円周上に配置された複数の磁極と、これらの磁極の内周に対向して設けられた電機子とを備え、電機子は、シャフトと、このシャフトに固定され、軸方向に延びた複数のスロットを有する鉄心と、スロットに挿入された電機子巻線と、鉄心の前面側にシャフトに固定して設けられ、シャフトの回転方向に複数個配列された整流子片を有する整流子と、整流子の同電位となるべき整流子片同士を、スロットを通して折り返した導線で電気的に接続する均圧線とで構成された回転電機であって、整流子片の内、ブラシに接触する位置にある整流子片に一端が接続された均圧線は、磁極の中心に位置するスロットを通って鉄心の背面側に達し、別の磁極の中心に位置する別のスロットを通って前面側に戻り、前記ブラシと同一極性のブラシに接触する位置にある整流子片に他端が接続されるとともに、前記均圧線の前記前面側の端部は、全て前記シャフトを同方向に跨いでいる。
【０００６】
また、本発明に係る回転電機の製造方法は、円周上に配置された複数の磁極と、この磁極の内周に対向して設けられた電機子とを備え、電機子は、シャフトと、このシャフトに固定され、軸方向に延びた複数のスロットを有する鉄心と、スロットに挿入された電機子巻線と、鉄心の前面側にシャフトに固定して設けられ、シャフトの回転方向に複数配列された整流子片を有する整流子と、同電位となるべき整流子片同士を、スロットを通して折り返した導線で電気的に接続する均圧線とで構成されている回転電機の製造方法において、均圧線は、整流子片の内、ブラシに接触する位置にある整流子片に一端を接続し、磁極の中心に位置するスロットを通して鉄心の背面側まで延ばし、ここで折り返して別の磁極の中心に位置するスロットを通して鉄心の前面側に戻し、前記ブラシと同一極性のブラシに接触する位置にある整流子片に他端を接続するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ブラシに接触する整流子片に接続された均圧線を、磁極の中心に位置するスロットに通すことにより、均圧線に流れる電流による電磁力を低減し、均圧線の効果を十分に発揮させることができる。【０００８】
また、この発明によれば、均圧線抵抗の均一化ができるため、均圧線に流れる電流による電磁力のばらつきが抑えられ、均圧線の効果を十分に発揮させることができる。【０００９】
また、均圧線コイルエンドの重なりを小さくすることができるため、電機子巻線との干渉を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子を示す側面断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の、巻線挿入前の回転子を示す側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機の鉄心と均圧線との関係を説明する図である。
【図４】実施の形態１の巻線図である。
【図５】実施の形態１に係る回転電機の、鉄心と均圧線との関係を示す背面図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る回転電機の、鉄心と均圧線との関係を示す背面図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係る回転電機の鉄心と均圧線との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．  図１〜図４に示すように、この発明に係る回転電機は、円筒状のヨーク１と、このヨーク１内に周方向に間隔をおいて４個固定されたフェライトの永久磁石からなる磁極２１、２２、２３、２４と、上記磁極２１〜２４の内周に対向して、シャフト３に固定され、回転自在に設けられた電機子４と、シャフト３に固定して設けられた整流子５と、整流子５に接触するように円周方向に９０度の間隔を置いて４個配置されたブラシ３１、３２、３３、３４を備えている。
【００１２】
整流子５は、シャフト３の端部に固定され、周方向に２２個配列された整流子片９Ｓｇ１〜Ｓｇ２２（図４参照、ただし図ではＳｇ１、Ｓｇ１２にのみ符号を付し、その他の符号の図示を省略している）を有する。各整流子片９には鉄心６に近い側にフック１３が設けられている。
【００１３】
同電位であるべき整流子片９同士を均圧線１１が電気的に接続するように、均圧線１１は整流子片９の一つのフック１３に掛け止めされ、鉄心６のスロットを通って鉄心の背面側まで延び、そこで折り返されて、さらに鉄心６の別のスロットを通って前面側に戻り、他の整流子片９のフック１３に接続される。
【００１４】
電機子４は、軸方向に延びた２２個のスロット７Ｓｌ１〜Ｓｌ２２（図４参照、ただし図ではＳｌ１、Ｓｌ６、Ｓｌ１２、Ｓｌ１７にのみ符号を付し、その他の符号の図示を省略している）を有する鉄心６と、上記スロット７にエナメル被覆の銅線で構成された導線が重巻方式で巻回されて構成された電機子巻線８と、を備えている。
【００１５】
図３に示すように、４個のブラシ３１〜３４は、４個の磁極２１、２２、２３、２４の各中心線２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に配置されて整流子片９に接触している。図３では、整流子５の外周位置を鎖線１２で示している。
【００１６】
次に、図１、図３、図４により、均圧線１１の接続方法を説明する。なお、図１、図３、図４は、図示の煩雑を避けて接続方法を理解しやすいように、連続する一本の均圧線のみを図示しているが、実際には同様の位置関係にて全スロット分配置する。均圧線１１は、一端が整流子片９Ｓｇ１のフック１３に係止された状態でシャフト３を跨ぎ、整流子片９Ｓｇ１の位置から最も遠い側（１８０度反対側）の鉄心スロット７Ｓｌ１２を通って鉄心６の背面側まで延び、背面においてシャフト３を跨ぎ、スロット７Ｓｌ１２から１８０度反対側のスロット７Ｓｌ１を通って前面側に戻り、整流子片９Ｓｇ１から１８０度反対側の整流子片９Ｓｇ１２のフック１３に係止される。これにより、整流子片９Ｓｇ１とＳｇ１２が同電位になるように接続される。
【００１７】
スロット７Ｓｌ１及びＳｌ１２とは、整流子片９Ｓｇ１及びＳｇ１２が、磁極２１及び２３の中心線上にあるブラシ３１及び３３と接するときに、磁極２１及び２３の中心線２ａ及び２ｃ部分に位置するスロットである。つまり、整流子片９Ｓｇ１から整流子片９Ｓｇ１２に至る均圧線１１は、整流子片９Ｓｇ１及び整流子片９Ｓｇ１２がブラシと接触するときに、磁極２１及び２３の中心線２ａ及び２ｃ部分に位置するスロット７Ｓｌ１及びＳｌ１２を通ることになる。
【００１８】
同様に、次の均圧線１１は、一端が整流子片９Ｓｇ２（Ｓｇ２の符号は図示省略）のフック１３に係止された状態で整流子片９Ｓｇ２からシャフト３を跨ぎ、整流子片９Ｓｇ２から最も遠い側（１８０度反対側）の鉄心スロット７Ｓｌ１３（Ｓｌ１３の符号は図示省略）を通って鉄心６の背面側まで延び、背面においてシャフト３を跨ぎ、スロット７Ｓｌ１３から１８０度反対側のスロット７Ｓｌ２（Ｓｌ２の符号は図示省略）を通って前面側に戻り、整流子片９Ｓｇ２から１８０度反対側の整流子片９Ｓｇ１３のフック１３に係止されることにより、整流子片９Ｓｇ２とＳｇ１３を接続する。
【００１９】
スロット７Ｓｌ２及びＳｌ１３とは、整流子片９Ｓｇ２及びＳｇ１３が磁極２１及び２３の中心線上にあるブラシ３１及び３３と接するときに、磁極２１及び２３の中心線２ａ及び２ｃ部分に位置するスロットである。
【００２０】
このときも同様に、整流子片９Ｓｇ２から整流子片９Ｓｇ１３に至る均圧線１１は、整流子片９Ｓｇ２及び整流子片９Ｓｇ１３がブラシと接触するときに、磁極の中心線上に位置するスロット７Ｓｌ２及びＳｌ１３を通ることになる。
【００２１】
以下同様に、対応する全ての整流子片９が均圧線１１で接続されるようにする。
【００２２】
均圧線１１は、シャフト３を跨っているため、シャフト３の一部に巻き付いた形になるが、このとき巻き付く方向が各均圧線１１とも同じ方向に巻かれるようにする。均圧線１１がシャフト３に巻き付いていることにより、均圧線１１に生じた熱がシャフト３を通して放熱されることになる。
【００２３】
上記のように、この実施の形態では、最も電流の流れやすい、ブラシに接触する整流子片に接続された均圧線が、磁力の影響を最も受けにくい、磁極の中心部分に来るスロットに納められている構造になっていることにより、均圧線の効果である、回転子の振動・騒音の低減効果を十分に発揮させることができる。逆に言えば、もし、最も電流の流れやすい、ブラシに接触する整流子片に接続された均圧線が磁極と磁極の間にあるスロットに納められていれば、回転子は均圧線に流れる電流による電磁力を受けて、大きな振動・騒音を発生することになる。
【００２４】
実施の形態２．
均圧線１１を接続する他の例について説明する。実施の形態１で説明した接続方法は、先ず、整流子片９Ｓｇ１−スロット７Ｓｌ１２−スロット７Ｓｌ１−整流子片９Ｓｇ１２の経路で接続し、次に、隣接する整流子片９Ｓｇ２−スロット７Ｓｌ１３−スロット７Ｓｌ２−整流子片９Ｓｇ１３という具合に、整流子片及びスロットに間隔をあけることなく接続する方法を採用しており、しかも、均圧線１１のシャフト３への巻き付き方向を同じにしているため、回転子コア背面と均圧線との関係は図５のＢ部分で示すように、均圧線の重なりに偏りが生じ、均圧線１１の長さが不均一となって、均圧線抵抗に不均一が生じる。また、均圧線コイルエンドの重なった部位が、電機子巻線と干渉し、巻線性を低下させる懸念がある。
【００２５】
実施の形態２による均圧線の接続方法は、先ず、整流子片９Ｓｇ１−スロット７Ｓｌ１２−スロット７Ｓｌ１−整流子片９Ｓｇ１２の経路で巻き、次に、一つ間隔をあけて、整流子片９Ｓｇ３−スロット７Ｓｌ１４−スロット７Ｓｌ３−整流子片９Ｓｇ１４という具合に接続する。さらに、一つ間隔をあけて、整流子片９Ｓｇ５−スロット７Ｓｌ１６−スロット７Ｓｌ５−整流子片９Ｓｇ１６の経路で接続する。以下同様に、一つずつ間隔をあけて接続してゆき、最後は全スロット分を接続する。接続方向は、シャフト３に対して同じ方向に巻く。
【００２６】
この接続方法によれば、回転子コア背面と均圧線との関係は図６のＡ部分で示すように、シャフト３の回りに均等に配置される。このため、均圧線１１の長さが均一となって、均圧線抵抗をより均一にすることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図７は実施の形態３に係る回転電機の均圧線接続方法を説明する図である。本実施の形態３における均圧線１１の接続方法は、整流子片９Ｓｇ１に接続されてた均圧線１１は、整流子片９Ｓｇ１がブラシ３１に接触しているときに、隣接する磁極２２の中心線２ｂ部分に位置するスロット７Ｓｌ６を通って鉄心６の背面側に延び、そこから、さらに隣接する磁極２３の中心線２ｃ部分に位置するスロット７Ｓｌ１２を通って鉄心６の前面側に延び、さらに、磁極２４の中心線２ｄ部分に位置するスロット７Ｓｌ１７を通って鉄心６の背面側に回り、さらに、磁極２１の中心線２ａ部分に位置するスロット７Ｓｌ１を通って鉄心６の前面側に出て、シャフト３を跨いで、ブラシ３３に接触する整流子片９Ｓｇ１２に接続される。つまり、均圧線１１は、当該均圧線が接続された一つの整流子片から、隣接する磁極の中心部分に位置するスロットを通して順次折り返した後、他方の整流子片に接続する。均圧線１１は整流子片９Ｓｇ１とＳｇ１２とを接続するが、整流子片９Ｓｇ１とＳｇ１２がブラシ３１と３３に接触するとき、均圧線１１が通っているスロット７Ｓｌ１、Ｓｌ６、Ｓｌ１２、Ｓｌ１７は全て磁極の中心線部分に位置するようになされている。以下同様の手順で１１本全ての均圧線が巻かれる。
【００２８】
実施の形態３によれば、最も電流の流れやすいブラシに接触する整流子片に接続された均圧線が、磁力の影響を最も受けにくい、磁極の中心に来るスロットに納められている構造になっていることに加えて、わずかに発生する電磁力も全て同一回転方向に作用するため、均圧線の効果である、回転子の振動・騒音の低減効果を十分に発揮させることができる。逆に言えば、もし、最も電流の流れやすいブラシに接触する整流子片に接続された均圧線が磁極と磁極の間にあるスロットに納められていれば、回転子は均圧線に流れる電流による電磁力を受けて、大きな振動・騒音を発生することになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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