(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子の各セグメントから電機子軸心と直交する径方向外側へ向けて延出する巻線結線用のライザ部を備え、電機子コアの複数のスロットに施された巻線が前記ライザ部に順次巻回して結線されて成る回転電機子の整流子構造において、
前記ライザ部の巻線結線部よりも電機子軸心側の前記ライザ部中間部分に、前記巻線結線部に巻回された後の巻線が巻き掛けられこれを切断可能な巻線切断部を設け、前記ライザ部にバリスタを配置し、前記バリスタを前記巻線切断部に巻線と共に半田付けした、
ことを特徴とする回転電機子の整流子構造。
【請求項２】
前記巻線切断部は、前記ライザ部の幅方向端縁に形成された溝状の狭小部とされる、ことを特徴とする請求項１記載の回転電機子の整流子構造。
【請求項３】
前記狭小部を複数有することを特徴とする請求項２記載の回転電機子の整流子構造。
【請求項４】
整流子の各セグメントから電機子軸心と直交する径方向外側へ向けて延出する巻線結線用のライザ部を備え、電機子コアの複数のスロットに施された巻線が前記ライザ部に順次巻回して結線されて成る回転電機子の整流子の製造方法において、
前記ライザ部の巻線結線部よりも電機子軸心側の前記ライザ部中間部分に、前記巻線結線部に巻回された後の巻線が巻き掛けられこれを切断可能な巻線切断部を設け、
前記巻線切断部を巻線の巻始めとして巻線を当該巻線切断部から巻線結線部へ巻き始め、さらにこの巻線を前記電機子コアのスロットへ巻回した後に次の前記巻線結線部に巻回し、さらにこの巻線を再び次の前記電機子コアのスロットへ巻回し、以後はこれをスロット数に応じて順次繰り返した後に、前記巻き始めた巻線切断部を巻線の巻終わりとして巻線を当該巻線切断部に巻回して切断する、
ことを特徴とする回転電機子の整流子の製造方法。
【請求項５】
前記ライザ部にバリスタを配置し、前記バリスタを前記巻線切断部に巻線と共に半田付けする、
ことを特徴とする請求項４記載の回転電機子の整流子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電機子コアのスロットに施された巻線が整流子セグメントのライザ部に巻回して結線されて成る回転電機子の整流子構造及び回転電機子の整流子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータ用ロータ等の回転電機子は、電機子コアの複数のスロットに巻線が施されており、また、各スロットに施された巻線は整流子に接続されている。ここで、一般的には、整流子の各セグメントには、電機子軸心と直交する径方向外側へ向けて巻線結線用のライザ部が延出されている。このライザ部には幅方向端縁に溝状の狭小部が形成されて巻線結線部とされており、各スロットに施された巻線はこのライザ部（巻線結線部）に結線されている。すなわち、巻線を整流子に接続するにあたっては、自動巻線機等によって、先ず巻線がライザ部（巻線結線部）から巻き始められ、さらにこの巻線は電機子コアのスロットへ巻回され、さらに次のライザ部に巻回され、再び次の電機子コアのスロットへ巻線が巻回され、以後はこれがスロット数に応じて順次繰り返された後に、巻き始めたライザ部に巻線が巻回されて切断される。その後、全てのライザ部（巻線結線部）に巻回された巻線を順次半田付けして、巻線のライザ部への結線が完了する構成である。またさらに、各ライザ部に、リング状のバリスタ（抵抗素子）が巻線と共に一体に半田付けされた構成のものもある。
【０００３】
ところで、図８に示す如く、最後のスロットに施され後に巻き始めのライザ部４０に巻回された巻線４２を最終的に切断する際に、この巻線４２の切断部分（最終巻回し部分４３）がライザ部４０の溝部４４内に位置しかつこの最終巻回し部分４３を引っ張る方向が整流子のセグメントの接線方向（図８矢印Ａ方向）であれば、巻線４２（最終巻回し部分４３）の溝部４４の周縁に接触する部位に巻線４２の張力に基づいた巻線切断力が集中して作用し、巻線４２の最終巻回し部分４３は溝部４４の周縁に接触する部位で切断され、不要な余線が生じることがない。しかしながら、現実的には自動巻線機の機構的な関係上、図８に示す巻線４２の最終巻回し部分４３の如く、最終的なライザ部４０への巻線４２の巻回しの際に最終巻回し部分４３を引っ張る方向がセグメント寄りに（電機子軸心の側に）傾くことが多く、このため、巻線４２の切断部分（最終巻回し部分４３）がライザ部４０の溝部４４から外れる場合が多い。この巻線４２のように最終巻回し部分４３が溝部４４から外れると、最終巻回し部分４３のライザ部４０の周縁に接触する部位が一点に定まらず、したがって巻線４２（最終巻回し部分４３）の張力に基づいた巻線切断力の作用点が一点に集中せず、これに起因して、最終巻回し部分４３（ライザ部４０の周縁に接触する部位）に擦り傷が付くだけで、正規の巻線切断部位（すなわち、溝部４４の周縁に接触する部位）以外の部分で切断されてしまうことが多発していた。
【０００４】
このように巻線４２（最終巻回し部分４３）が正規の巻線切断部位以外の部分で切断されてしまうと、不要な余線が生じることになり、この余線が他の部品に干渉したり（例えば、巻き付いたり）、あるいはこの余線が整流子セグメントのスリット間やブラシとブラシケースの間に入り込んだりして、機能不良を起こす恐れがあった。
【０００５】
一方、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す如く、前述したように巻線４２が巻回された各ライザ部４０に、リング状のバリスタ（抵抗素子）４６が巻線４２と共に一体に半田付けされた構成のものにおいては、各ライザ部４０毎に一箇所づつ順次半田付け（半田Ｘ）を行っている。
【０００６】
ここで、巻線４２と共にリング状のバリスタ４６を最初の（一つの）ライザ部４０Ａに半田付けすると、半田Ｘの作用によりこのライザ部４０Ａとバリスタ４６とが互いに吸引し合う（より一層密着しようとする）。すると、図９（Ａ）に示す如く、このライザ部４０Ａとは別の他のライザ部（特に、半田付けしたライザ部４０Ａと対称位置にあるライザ部４０Ｂ）からバリスタ４６が離間して傾く（ライザ部４０Ｂとバリスタ４６との間に隙間が生じる）。このため、次にライザ部４０Ｂの半田付けを行う際に、前述と同様にライザ部４０Ｂとバリスタ４６との吸引力によって、バリスタ４６がライザ部４０Ｂ側へ戻る（傾きが復帰する）作用をすると共に、ライザ部４０Ｂ自体もバリスタ４６の側へ引っ張られる。したがって、図９（Ｂ）に示す如く、このライザ部４０Ｂに巻回（結線）された巻線４２がバリスタ４６の側へ引っ張られることになってこの巻線４２に不要な張力が作用し、これが断線する可能性があった。特に、電機子コアのスロットの側（バリスタ４６と反対側）から半田ごてをライザ部４０Ｂに押し付けて半田付けすると、この半田ごてを押し付ける力がライザ部４０Ｂをバリスタ４６の側へ押圧するように作用するため、ライザ部４０Ｂに巻回された巻線４２には一層大きな張力が作用することになり、これが断線する可能性が顕著である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、整流子の巻線結線用のライザ部に巻線を結線するに際して、ライザ部に巻回された巻線を不要な余線が生じることがなく所定の切断部位で切断することができ、さらに巻回された巻線を半田付けする際にこれが断線することがなく、かつこれを特別な作業工程や専用の加工設備を要することなく実現することができる回転電機子の整流子構造及び回転電機子の整流子の製造方法を得ることが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の回転電機子の整流子構造は、整流子の各セグメントから電機子軸心と直交する径方向外側へ向けて延出する巻線結線用のライザ部を備え、電機子コアの複数のスロットに施された巻線が前記ライザ部に順次巻回して結線されて成る回転電機子の整流子構造において、前記ライザ部の巻線結線部よりも電機子軸心側の前記ライザ部中間部分に、前記巻線結線部に巻回された後の巻線が巻き掛けられこれを切断可能な巻線切断部を設け、前記ライザ部にバリスタを配置し、前記バリスタを前記巻線切断部に巻線と共に半田付けした、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項１記載の回転電機子の整流子構造では、電機子コアの複数のスロットに施された巻線がライザ部の巻線結線部に順次巻回して結線される。この場合、ライザ部に設けられた巻線切断部を巻線の巻始めとし、ライザ部の巻線結線部に順次巻線を巻回した後、再び巻線切断部を巻線の巻終わりとするように設定することが好適である。
【００１０】
ここで、この整流子構造においては、ライザ部の巻線結線部よりも電機子軸心側のライザ部中間部分に、巻線結線部に巻回された後の巻線が巻き掛けられこれを切断可能な巻線切断部が設けられている。したがって、複数のスロット及びライザ部への巻線の巻回しが全て完了した後に、最後にこの巻線切断部に巻線を引っ掛けるようにすれば、巻線には巻線切断部に接触する部位にその張力に基づいた巻線切断力が集中して作用し、巻線は巻線切断部に接触する部位で切断され、不要な余線が生じることがない。
【００１１】
すなわち、例えば自動巻線機の機構的な関係上、最終的なライザ部への巻線の巻回しの際に巻線を引っ張る方向がセグメント寄りに（電機子軸心の側に）傾いた場合であっても、ライザ部の巻線切断部は巻線結線部よりも電機子軸心側のライザ部中間部分に設けられているため、巻線の切断部分（最終巻回し部分）がライザ部の巻線切断部から外れることがない。したがって、最終的なライザ部への巻線の巻回しの際に巻線を引っ張る方向がたとえセグメント寄りに（電機子軸心の側に）傾いていても、巻線切断部で確実に巻線が切断され、余線ができるのを防止できる。これにより、不要な余線が他の部品に干渉したり（例えば、巻き付いたり）整流子セグメントのスリット間やブラシとブラシケースの間に入り込んだりすることがなく、機能不良を起こす恐れがなくなる。
【００１２】
またここで、前述の如く巻線が巻回された各ライザ部に、リング状のバリスタ（抵抗素子）が巻線と共に一体に半田付けされる構成であり、各ライザ部毎に一箇所づつ順次半田付けが行われる。この場合にも、複数のスロット及びライザ部への巻線の巻回しが全て完了した後に、最後にライザ部の巻線切断部に巻線を引っ掛けるようにすれば、巻線が断線することがなくなる。
【００１３】
すなわち、仮に、バリスタをライザ部に半田付けするに際して前述した如くライザ部とバリスタとの吸引力に起因してライザ部がバリスタ側へ引っ張られたとしても、ライザ部の巻線切断部は巻線結線部よりも電機子軸心側のライザ部中間部分に設けられているため（換言すれば、巻線切断部は巻線結線部よりも電機子軸心からの距離が短く電機子軸心により近いため）、ライザ部がバリスタ側へ引っ張られた際の巻線切断部の実質的な移動量（引っ張られ量）は極めて少ない。したがって、巻線切断部に巻回（結線）された巻線がバリスタの側へ引っ張られる量も極めて少なくなり、この巻線に不要な張力が作用し難くこれが断線する危険性も大幅に低減される。さらに、ライザ部の巻線結線部を半田付けする際にもこの巻線切断部は半田ごて（熱源）から遠くなるため、巻線が溶融し断線することもなくなる。
【００１４】
このように、本発明に係る回転電機子の整流子構造によれば、整流子の巻線結線用のライザ部に巻線を結線するに際して、ライザ部に巻回された巻線を不要な余線が生じることがなく所定の切断部位で切断することができ、さらに巻回された巻線を半田付けする際にこれが断線することがなく、かつこれを特別な作業工程や専用の加工設備を要することなく実現することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の回転電機子の整流子構造は、請求項１記載の回転電機子の整流子構造において、前記巻線切断部は、前記ライザ部の幅方向端縁に形成された溝状の狭小部とされる、ことを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載の回転電機子の整流子構造では、ライザ部に設けられる巻線切断部は、このライザ部の幅方向端縁に形成された溝状の狭小部とされている。したがって、巻線をこの狭小部に引っ掛け易く、巻線が狭小部から外れることがない。これにより、巻線を所定の巻回し位置で確実に切断することができ、余線の発生を確実に防止できる。
【００１７】
請求項３に係る発明の回転電機子の整流子構造は、請求項２記載の回転電機子の整流子構造において、前記狭小部を複数有することを特徴としている。
【００１８】
請求項３記載の回転電機子の整流子構造では、ライザ部には巻線切断用の狭小部が複数設けられるため、巻線の切断部分（最終巻回し部分）を一層確実にこの狭小部に巻回す（引っ掛ける）ことができ、巻線を所定の巻回し位置で一層確実に切断することができ、余線の発生を確実に防止できる。
一方、請求項４に係る発明の回転電機子の整流子の製造方法は、整流子の各セグメントから電機子軸心と直交する径方向外側へ向けて延出する巻線結線用のライザ部を備え、電機子コアの複数のスロットに施された巻線が前記ライザ部に順次巻回して結線されて成る回転電機子の整流子の製造方法において、前記ライザ部の巻線結線部よりも電機子軸心側の前記ライザ部中間部分に、前記巻線結線部に巻回された後の巻線が巻き掛けられこれを切断可能な巻線切断部を設け、前記巻線切断部を巻線の巻始めとして巻線を当該巻線切断部から巻線結線部へ巻き始め、さらにこの巻線を前記電機子コアのスロットへ巻回した後に次の前記巻線結線部に巻回し、さらにこの巻線を再び次の前記電機子コアのスロットへ巻回し、以後はこれをスロット数に応じて順次繰り返した後に、前記巻き始めた巻線切断部を巻線の巻終わりとして巻線を当該巻線切断部に巻回して切断する、ことを特徴としている。
また、請求項５に係る発明の回転電機子の整流子の製造方法は、請求項４記載の回転電機子の整流子の製造方法において、前記ライザ部にバリスタを配置し、前記バリスタを前記巻線切断部に巻線と共に半田付けする、ことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には本発明に係る回転電機子の整流子構造が適用された電機子１０が示されている。
【００２０】
電機子１０では、電機子コア１２には所定間隔で複数（本実施の形態では、３箇所）のスロット１４が設けられている。また、シャフト１６の軸線方向一端部には整流子１８が取り付けられている。この電機子コア１２のスロット１４及び整流子１８に、所定の巻き方（例えば、重ね巻き）で巻線２０が施されることにより、電機子１０が形成される構成である。
【００２１】
ここで、図２には整流子１８の周辺部分の詳細が斜視図にて示されている。
整流子１８の電機子コア１２側の端部には、巻線結線用のライザ部２２が延出されている。このライザ部２２は、整流子１８の各セグメント２４からシャフト１６と直交する径方向外側へ向けて延出されており、電機子コア１２の各スロット１４に対応している。図３に詳細に示す如く、ライザ部２２の先端部近傍には、巻線結線部２６が形成されている。巻線結線部２６はライザ部２２の幅方向端縁を溝状に切除することにより形成されており、電機子コア１２の各スロット１４に施された巻線２０がこの巻線結線部２６に順次巻回して結線されている。
【００２２】
またさらに、ライザ部２２の中間部分、すなわち巻線結線部２６よりもシャフト１６の側には、巻線切断部としての狭小部２８が設けられている。この狭小部２８は、巻線結線部２６と同様に、ライザ部２２の幅方向端縁を溝状に切除することにより形成されており、巻線結線部２６に巻回された後の巻線２０が巻き掛けられこれを切断可能となっている。
【００２３】
またさらに、整流子１８の各ライザ部２２に、リング状のバリスタ（抵抗素子）３０が巻線２０と共に一体に半田付けされている。
【００２４】
次に、本実施の形態の作用を電機子コア１２に巻線２０を施す手順と共に説明する。
【００２５】
上記構成の電機子１０では、電機子コア１２の各スロット１４に施された巻線２０が整流子１８に設けられたライザ部２２の巻線結線部２６に順次巻回して結線される。この場合、ライザ部２２に設けられた狭小部２８を巻線２０の巻始めとし、ライザ部２２の巻線結線部２６に順次巻線２０を巻回した後、再び狭小部２８を巻線２０の巻終わりとするように設定することが好適である（図４図示状態）。
【００２６】
すなわち、巻線２０を整流子１８に接続するにあたっては、自動巻線機等によって、先ず巻線２０がライザ部２２の狭小部２８から巻線結線部２６へ巻き始められ、さらにこの巻線２０は電機子コア１２のスロット１４へ巻回され、さらに次のライザ部２２（巻線結線部２６）に巻回され、再び次の電機子コア１２のスロット１４へ巻線２０が巻回され、以後はこれがスロット数に応じて順次繰り返された後に（本実施の形態においては、残り２回繰り返された後に）、巻き始めたライザ部２２の狭小部２８に巻線２０が巻回されて切断される。
【００２７】
その後には、全てのライザ部２２（巻線結線部２６及び狭小部２８）に巻回された巻線２０を、バリスタ３０と共に順次半田付けして、巻線２０のライザ部２２への結線が完了する。
【００２８】
ここで、図４に示す如く、この電機子１０（整流子構造）においては、ライザ部２２の巻線結線部２６よりもシャフト１６の側（電機子軸心側）に、巻線結線部２６に巻回された後の巻線２０が巻き掛けられこれを切断可能な狭小部２８（巻線切断部）が設けられている。したがって、各スロット１４及びライザ部２２（巻線結線部２６）への巻線２０の巻回しが全て完了した後に、最後にこの狭小部２８に巻線２０を引っ掛けるため、巻線２０には狭小部２８に接触する部位にその張力に基づいた巻線切断力が集中して作用し、巻線２０は狭小部２８に接触する部位で切断され、不要な余線が生じることがない。
【００２９】
すなわち、例えば自動巻線機の機構的な関係上、最終的なライザ部２２への巻線２０の巻回しの際に巻線２０を引っ張る方向がセグメント２４寄りに（シャフト１６の側に）傾いた場合であっても、ライザ部２２の狭小部２８は巻線結線部２６よりもシャフト１６の側（電機子軸心側）に設けられているため、巻線２０の切断部分（最終巻回し部分）がライザ部２２の狭小部２８から外れることがない。したがって、最終的なライザ部２２への巻線２０の巻回しの際に巻線２０を引っ張る方向がたとえセグメント２４寄りに（シャフト１６の側に）傾いていても、狭小部２８で確実に巻線２０が切断され、余線ができるのを防止できる。これにより、不要な余線が他の部品に干渉したり（例えば、巻き付いたり）整流子セグメント２４のスリット間やブラシとブラシケースの間に入り込んだりすることがなく、機能不良を起こす恐れがなくなる。
【００３０】
またこの場合、ライザ部２２に設けられた狭小部２８は、このライザ部２２の幅方向端縁を切除して溝状に形成されるため、巻線２０をこの狭小部２８に引っ掛け易く、巻線２０が狭小部２８から外れることがない。これによっても、巻線２０を所定の巻回し位置で確実に切断することができ、余線の発生を確実に防止できる。
【００３１】
またさらに、前述の如く巻線２０が巻回された各ライザ部２２には、リング状のバリスタ３０が巻線２０と共に一体に半田付けされるが、各ライザ部２２にバリスタ３０を半田付けするにあたっては、各ライザ部２２毎に一箇所づつ順次半田付けが行われる。ここで、この際にも、各スロット１４及びライザ部２２への巻線２０の巻回しが全て完了した後に、最後にライザ部２２の狭小部２８に巻線２０を引っ掛けて切断するため、この巻線２０が断線することがなくなる。
【００３２】
すなわち、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す如く、仮に、バリスタ３０をライザ部２２に半田付けするに際して前述した如くライザ部２２とバリスタ３０との吸引力に起因してライザ部２２がバリスタ３０の側へ引っ張られたとしても、ライザ部２２の狭小部２８は巻線結線部２６よりもシャフト１６の側（電機子軸心側）に設けられているため（換言すれば、狭小部２８は巻線結線部２６よりもシャフト１６からの距離が短くシャフト１６により近いため）、ライザ部２２がバリスタ３０の側へ引っ張られた際の狭小部２８の実質的な移動量（引っ張られ量）は極めて少ない。したがって、狭小部２８に巻回（結線）された巻線２０がバリスタ３０の側へ引っ張られる量も極めて少なくなり、この巻線２０に不要な張力が作用し難くこれが断線する危険性も大幅に低減される。さらに、ライザ部２２の巻線結線部２６を半田付けする際にもこの狭小部２８は半田ごて（熱源）から遠くなるため、巻線２０が溶融し断線することもなくなる。
【００３３】
このように、本発明に係る回転電機子の整流子構造が適用された電機子１０では、整流子１８の巻線結線用のライザ部２２に巻線を結線するに際して、ライザ部２２に巻回された巻線２０を不要な余線が生じることがなく所定の切断部位で切断することができ、さらに巻回された巻線２０を半田付けする際にこれが断線することがなく、かつこれを特別な作業工程や専用の加工設備を要することなく実現することができる。
【００３４】
なお、前記実施の形態においては、整流子１８のライザ部２２に巻線切断部としての狭小部２８を一つ設ける構成としたが、これに限らず、図６及び図７に示すライザ部３２の如く、複数の狭小部３４（巻線切断部）を設ける構成としてもよい。
【００３５】
この場合には、巻線２０の切断部分（最終巻回し部分）を一層確実にこの狭小部３４に巻回す（引っ掛ける）ことができ、巻線２０を所定の巻回し位置で一層確実に切断することができ、余線の発生を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転電機子の整流子構造が適用された電機子の構成を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図２】本発明に係る回転電機子の整流子構造が適用された電機子の整流子周辺部分の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る回転電機子の整流子構造が適用された電機子のライザ部の詳細を示す正面図である。
【図４】本発明に係る回転電機子の整流子構造が適用された電機子のライザ部に巻回された巻線の状態を示す図３に対応したライザ部の正面図である。
【図５】本発明に係る回転電機子の整流子構造が適用された電機子のライザ部に巻回された巻線の状態を示すライザ部周辺の側面図である。
【図６】本発明に係る回転電機子の整流子構造が適用された電機子のライザ部の他の例を示す電機子の正面図である。
【図７】図６に示すライザ部及び周辺部分の構成を示す斜視図である。
【図８】従来の電機子のライザ部及びこれに巻回された巻線の状態を示すライザ部の正面図である。
【図９】従来の電機子のライザ部に巻回された巻線の状態を示すライザ部周辺の側面図である。
【符号の説明】
１０    電機子
１２    電機子コア
１４    スロット
１６    シャフト
１８    整流子
２０    巻線
２２    ライザ部
２４    セグメント
２６    巻線結線部
２８    狭小部（巻線切断部）
３０    バリスタ
【図１】
0003655460.tif 000002
【図２】
0003655460.tif 000003
【図３】
0003655460.tif 000004
【図４】
0003655460.tif 000005
【図５】
0003655460.tif 000006
【図６】
0003655460.tif 000007
【図７】
0003655460.tif 000008
【図８】
0003655460.tif 000009
【図９】
0003655460.tif 000010