(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数配列された整流子片から構成された円筒状の整流子本体と、
この整流子本体の内側に設けられているとともに同電位であるべき前記整流子片同士を電気的に接続した、複数のリング状のイコライザ片から構成されたイコライザと、
前記整流子本体の内側空間部に設けられ整流子本体と前記イコライザとを一体化した絶縁樹脂部と、
を備えた回転電機の整流子。
【請求項２】
イコライザ片と整流子片の内壁面とは固定手段により固定された請求項１に記載の回転電機の整流子。
【請求項３】
整流子片の内壁面に形成された被係止部にイコライザ片に形成された係止部が係止されて、イコライザ片は整流子片に対して周方向に位置決めされた請求項１または請求項２に記載の回転電機の整流子。
【請求項４】
整流子片の根元部に形成された被嵌着部にイコライザ片に形成された嵌着部が嵌着されて、整流子片はイコライザ片で保持された請求項１ないし請求項３の何れかに記載の回転電機の整流子。
【請求項５】
各整流子片の内壁面にはそれぞれ端面から軸線方向に深さが異なる溝部が形成されており、この溝部の軸線側の底面にイコライザ片が当接して、各イコライザ片間には所定の間隔が形成された請求項１ないし請求項４の何れかに記載の回転電機の整流子。
【請求項６】
イコライザ片には隣接したイコライザ片との間隔を確保するスペーサが設けられた請求項１ないし請求項５の何れかに記載の回転電機の整流子。
【請求項７】
整流子片とイコライザ片との各接続部は何れも整流子片の軸方向端面から同一距離長さにある請求項１ないし請求項６の何れかに記載の回転電機の整流子。
【請求項８】
イコライザ片は鉄で構成された請求項１ないし請求項７の何れかに記載の回転電機の整流子。
【請求項９】
周方向に複数配列された整流子片から構成された円筒状の整流子本体と、この整流子本体の内側に設けられているとともに同電位であるべき前記整流子片同士を電気的に接続したイコライザ片から構成されたイコライザと、前記整流子本体の内側空間部に設けられ整流子本体と前記イコライザとを一体化した絶縁樹脂部とを備えた回転電機の整流子の製造方法であって、複数の前記イコライザ片は予め絶縁樹脂で構成されたプリモールド部で一体化してイコライザ本体を形成する工程と、このイコライザ本体を円筒状の筒体の内側に挿着する工程と、前記筒体と前記イコライザ本体との間の空間に絶縁樹脂を充填する工程と、前記筒体を軸線方向に沿って周方向に間隔をおいて複数に切断して前記整流子片を形成する工程とを備えた回転電機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】
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イコライザ片を備えた回転電機の整流子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２６は従来の回転電機である電動機の要部断面図であり、この電動機では、電機子１の近傍に整流装置２が設けられている。
電機子１は、軸線方向に延びた複数のスロットを有する鉄心３と、スロットに導線が重巻方式で巻回されて構成された巻線４とを備えている。
整流装置２は、整流子８と、整流子８の表面に当接するブラシ（図示せず）とを備えている。整流子８は、周方向に複数配列され巻線４と電気的に接続されたライザ６を有する整流子片５と、整流子片５を固定した絶縁樹脂部７と、同電位であるべき整流子片５同士を電気的に接続したイコライザ９とを備えている。イコライザ９は、図２７に示す複数のイコライザ片１１から構成されており、先端部１０がロー付け等により、ライザ６に固定されている。イコライザ片１１は固定部材１２で固定、支持されており、この固定部材１２により、イコライザ片１１は遠心力に耐え得るようになっている。
【０００３】
４極、重巻方式の上記電動機では、整流子片５に当接するブラシを介して外部から電流を巻線４に供給することにより、回転軸（図示せず）に固定された電機子１及び整流子８は電磁作用により、回転軸とともに回転する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の電動機の整流子８では、巻線４の回路間に生じる誘起電圧の差によりブラシに流れる循環電流の発生を防止するために、イコライザ９を有しているが、このイコライザ９を支持するための固定部材１２が必要となり、部品点数が多いという問題点があった。
【０００５】
また、イコライザ９は整流子片５と別体に配設されており、イコライザ９用の空間を確保しなければならず、それだけ大型化してしまうという問題点もあった。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであり、小型化が可能となり、また部品点数も削減することができる回転電機の整流子を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る回転電機の整流子は、周方向に複数配列された整流子片から構成された円筒状の整流子本体と、この整流子本体の内側に設けられているとともに同電位であるべき前記整流子片同士を電気的に接続した、複数のリング状のイコライザ片から構成されたイコライザと、前記整流子本体の内側空間部に設けられ整流子本体と前記イコライザとを一体化した絶縁樹脂部とを備えたものである。
【０００９】
また、請求項２に係る回転電機の整流子では、イコライザ片と整流子片の内壁面とは固定手段により固定されている。
【００１０】
また、請求項３に係る回転電機の整流子では、整流子片の内壁面に形成された被係止部にイコライザ片に形成された係止部が係止されている。
【００１１】
また、請求項４に係る回転電機の整流子では、整流子片の根元部に形成された被嵌着部にイコライザ片に形成された嵌着部が嵌着されて、整流子片はイコライザ片で保持されている。
【００１２】
また、請求項５に係る回転電機の整流子では、各整流子片の内壁面にはそれぞれ端面から軸線方向に深さが異なる溝部が形成されており、この溝部の軸線側の底面にイコライザ片が当接して、各イコライザ片間には所定の間隔が形成されている。
【００１３】
また、請求項６に係る回転電機の整流子では、イコライザ片には隣接したイコライザ片との間隔を確保するスペーサが設けられている。
【００１４】
また、請求項７に係る回転電機の整流子では、整流子片とイコライザ片との各接続部は何れも整流子片の軸方向端面から同一距離長さにある。
【００１６】
また、請求項８に係る回転電機の整流子では、イコライザ片は鉄で構成されている。
【００１７】
また、請求項９に係る回転電機の整流子の製造方法では、周方向に複数配列された整流子片から構成された円筒状の整流子本体と、この整流子本体の内側に設けられているとともに同電位であるべき前記整流子片同士を電気的に接続したイコライザ片から構成されたイコライザと、前記整流子本体の内側空間部に設けられ整流子本体と前記イコライザとを一体化した絶縁樹脂部とを備えた回転電機の整流子の製造方法であって、複数の前記イコライザ片は予め絶縁樹脂で構成されたプリモールド部で一体化してイコライザ本体を形成する工程と、このイコライザ本体を円筒状の筒体の内側に挿着する工程と、前記筒体と前記イコライザ本体との間の空間に絶縁樹脂を充填する工程と、前記筒体を軸線方向に沿って周方向に間隔をおいて複数に切断して前記整流子片を形成する工程とを備えたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の整流子を含む電動機の断面図、図２は図１の要部拡大図である。
【００１９】
この電動機は、ヨーク２０と、このヨーク２０の内壁面に固定された永久磁石２１と、ヨーク２０内に回転自在に設けられたシャフト２２と、シャフト２２に固定された電機子２３と、電機子２３の片側にシャフト２２に固定されて設けられた整流装置２４とを備えている。
電機子２３は、軸線方向に延びた複数のスロットを有する鉄心２５と、スロットに導線３５が重巻方式で巻回されて構成された巻線２６とを備えている。
【００２０】
整流装置２４は、整流子３２と、この整流子３２の表面に当接したブラシ３３とを備えている。整流子３２は、周方向に複数配列され巻線２６と電気的に接続された整流子片２７から構成された整流子本体２８と、整流子本体２８の内側に配設され複数のイコライザ片２９から構成されたイコライザ３０と、整流子本体２８の空間部に充填された絶縁樹脂部３１とを備えている。イコライザ片２９は鉄製であり、銅で構成された同電位であるべき整流子片２７同士を電気的に接続している。
【００２１】
４極、重巻方式の上記電動機では、整流子片２７に当接するブラシ３３を介して外部から電流を巻線２６に供給することにより、シャフト２２に固定された電機子２３及び整流子３２は電磁作用により、シャフト２２とともに回転する。
【００２２】
図３ないし図６は整流子３２の製造過程を示す部分断面図である。先ず、円筒状の筒体３６の内壁面にイコライザ片２９を配置し、固定手段であるレーザ３４を用いてイコライザ片２９を筒体３６の所定の内壁面に固定した後、筒体３６内に絶縁樹脂を充填して筒体３６内に絶縁樹脂部３１を形成する。その後、筒体３６の軸線方向に沿って周方向に等分間隔で切断して複数の整流子片２７を形成する。最後に、整流子片２７のフック３７を折り曲げ、整流子片２７と導線３５とを電気的に接続する。
【００２３】
図７ないし図１０は整流子３２の製造過程をそれぞれ示す図であり、図８はリング状のイコライザ片２９に形成された一対の突出部２９ａが筒体３６の所定のティース部３６ａにレーザ３４により溶接された状態を示す図（図４が対応図）である。図９はインサートモールド成形により、筒体３６の空間部に絶縁樹脂が充填され絶縁樹脂部３１が形成された状態を示す図（図５が対応図）である。図１０は筒体３６の軸線方向に沿って周方向に等分間隔で切断して複数の整流子片２７が形成された状態を示す図（図６が対応図）である。
【００２４】
上記構成の電動機の整流子３２では、イコライザ３０は整流子本体２８の内側に配置され、コンパクトになるとともに、絶縁樹脂部３１により確実に固定され、同電位であるべき整流子片２７同士は電気的に確実に接続される。
なお、上記実施の形態ではレーザ溶接により固定する例について説明したが、これ以外の固定手段、例えばロー付けや導電性樹脂等を用いたり、あるいはこれらを併用してもよい。この場合、イコライザの材料は鉄に限らず、銅等を用いてもよい。
【００２５】
実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２の整流子４０の正断面図である。なお、以後の各実施の形態の説明において同一または相当部は同一符号を付して説明する。この実施の形態では、整流子４０の整流子片４１の内壁面に被係止部である凹部４１ａが形成されている。イコライザ片４２の突出部４２ａの端面には係止部である凸部４２ｂが形成されている。凹部４１ａには凸部４２ｂが係止されているので、イコライザ片４２は整流子片４１に対して周方向に確実に位置決めされ、同電位であるべき整流子片４１同士はイコライザ片４２で短絡することなく確実に電気的に接続されるとともに、組立作業性が向上する。
【００２６】
実施の形態３．
図１２は、この発明の実施の形態３の整流子５０の正断面図である。この実施の形態では、整流子５０の整流子片４１の根元部に被嵌着部４１ｂが形成されている。イコライザ片５２の突出部５２ａには嵌着部５２ｂが形成されている。この嵌着部５２ｂは整流子片４１の被嵌着部４１ｂに嵌着して、各整流子片４１を保持しているので、回転時に整流子片４１が遠心力で飛び出すといったことはより確実に防止される。
【００２７】
実施の形態４．
図１３は、この発明の実施の形態４の整流子６０の正断面図である。この実施の形態では、整流子６０の整流子片６１の根元部に被嵌着部６１ａが形成されている。イコライザ片６２の突出部６２ａには嵌着部６２ｂが形成されている。この嵌着部６２ｂは整流子片６１の被嵌着部６１ａに嵌着して、各整流子片６１を保持しているので、回転時に整流子片６１が遠心力で飛び出すといったことはより確実に防止される。
【００２８】
実施の形態５．
図１４ないし図１９はこの発明の実施の形態５を示すもので、各整流子片７１の内壁面にはそれぞれ端面から軸線方向に深さが異なる溝部７１ａが形成されている。このため、イコライザ片７２間には所定の間隔が確実に確保される。この整流子７０の製造手順は実施の形態１で述べたのと同様であるが、固定手段としてレーザの代わりに導電性樹脂を用いた例を示している。即ち、イコライザ片７２の突出部７２ａには熱硬化性の導電性樹脂７３が設けられており、挿入後に加熱することで溝部７１ａの軸線方向の底面にイコライザ片７２の突出部７２ａを接着する。図１６ないし図１９はその手順に従って示した図であり、その説明は省略する。勿論、固定手段としてレーザ溶接やロー付けも用いてもよい。
【００２９】
実施の形態６．
図２０はこの発明の実施の形態６の整流子のイコライザ片の斜視図である。この実施の形態では、イコライザ片２９には隣接したイコライザ片２９との間隔あるいは接続すべき整流子片以外の整流子片との間隔を確保する絶縁材で構成されたスペーサ８１が設けられているので、隣接したイコライザ片２９同士の短絡あるいは接続すべき整流子片以外の整流子片とイコライザ片２９との短絡を確実に防止できる。
【００３０】
実施の形態７．
図２１はこの発明の実施の形態７の製造途中を示す図であり、この実施の形態では、複数のイコライザ片４２は予めプリモールド部９０で一体化され、イコライザ本体９１が形成されている。そして、このイコライザ本体９１は円筒状の筒体３６の内側に挿着し、筒体３６とイコライザ本体９１との間の空間に絶縁樹脂を充填し、最後に筒体３６を軸線方向に沿って周方向に間隔をおいて複数に切断して整流子片４１を形成して、整流子４０を製造している。この実施の形態では、整流子片４１に対するイコライザ片４２の位置決めが簡単である。
【００３１】
実施の形態８．
図２２及び図２３はこの発明の実施の形態８の整流子のイコライザ１００の斜視図である。この実施の形態では、整流子片４１とイコライザ片１０１との各接続部は何れも整流子片２７の端面から同一距離長さにあるので、例えば整流子片２７とイコライザ片１０１との溶接による高さ位置は一定であり、溶接装置は簡略化される。
【００３２】
実施の形態９．
図２４はこの発明の実施の形態９の整流子のイコライザ片１１０の斜視図、図２５はイコライザ本体１１１の斜視図である。この実施の形態では、イコライザ片１１０は、整流子本体の内壁面に沿って軸線方向に斜めに走っており、その両端部に形成された突出部１１０ａ、１１０ｂの高さが異なっている。このイコライザ片１１０を組み合わせ、プリモールド部１１２で一体化することで、整流子片４１とイコライザ片１１０との接続部を整流子の軸線方向において２位置に定まったイコライザ本体１１１を形成することができる。そして、このイコライザ本体１１１を円筒状の筒体３６の内側に挿着し、筒体３６とイコライザ本体１１１との間の空間に絶縁樹脂を充填し、最後に筒体３６を軸線方向に沿って周方向に間隔をおいて複数に切断して整流子片４１を形成して、整流子を製造している。  この実施の形態では、整流子片４１に対するイコライザ片４２の位置決めが簡単である。また、イコライザの使用材料量を低減することができる。また、同一形状のイコライザ片１１０でイコライザを構成することができる。
【００３３】
なお、上記各実施の形態では電動機の整流子について説明したが、この発明は発電機の整流子にも適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１に係る回転電機の整流子によれば、周方向に複数配列された整流子片から構成された円筒状の整流子本体と、この整流子本体の内側に設けられているとともに同電位であるべき前記整流子片同士を電気的に接続した、複数のリング状のイコライザ片から構成されたイコライザと、前記整流子本体の内側空間部に設けられ整流子本体と前記イコライザとを一体化した絶縁樹脂部とを備えたので、イコライザは整流子本体の内側に配置され、コンパクトになるとともに、絶縁樹脂部により確実に固定され、同電位であるべき整流子片同士は電気的に確実に接続される。
また、複数のイコライザ片は整流子本体の内側に配置され、よりコンパクトになるとともに、絶縁樹脂部により整流子片同士は確実に絶縁され、短絡が防止される。
【００３６】
また、請求項２に係る回転電機の整流子によれば、イコライザ片と整流子片の内壁面とは固定手段により固定されたので、イコライザ片と整流子片とは確実に電気的に接続される。
【００３７】
また、請求項３に係る回転電機の整流子によれば、整流子片の内壁面に形成された被係止部にイコライザ片に形成された係止部が係止されたので、イコライザ片は整流子片に対して周方向に確実に位置決めされ、隣接したイコライザ片同士の短絡を確実に防止できるとともに、組立作業性が向上する。
【００３８】
また、請求項４に係る回転電機の整流子によれば、整流子片の根元部に形成された被嵌着部にイコライザ片に形成された嵌着部が嵌着されて、整流子片はイコライザ片で保持されたので、回転時に整流子片が遠心力で飛び出すといったことをより確実に防止できる。
【００３９】
また、請求項５に係る回転電機の整流子によれば、各整流子片の内壁面にはそれぞれ端面から軸線方向に深さが異なる溝部が形成されており、この溝部の軸線側の底面にイコライザ片が当接しているので、各イコライザ片間には所定の間隔を確実に確保することができる。
【００４０】
また、請求項６に係る回転電機の整流子によれば、イコライザ片には隣接したイコライザ片との間隔を確保するスペーサが設けられているので、隣接したイコライザ片同士あるいは接続すべき整流子片以外の整流子片とイコライザ片２９との短絡を確実に防止できる。
【００４１】
また、請求項７に係る回転電機の整流子によれば、整流子片とイコライザ片との各接続部は何れも整流子片の軸線方向の端面から同一距離長さにあるので、整流子片とイコライザ片との溶接による高さ位置は一定であり、溶接装置は簡略化される。
【００４３】
また、請求項８に係る回転電機の整流子によれば、イコライザ片は鉄で構成されているので、イコライザ片は所定の形状に簡単に形成でき、製造コストが低減されるとともに、レーザ溶接等の固定手段を用いることができ、整流子片とイコライザ片との固定作業性が向上する。
【００４４】
また、請求項９に係る回転電機の整流子の製造方法によれば、複数のイコライザ片は予め絶縁樹脂で構成されたプリモールド部で一体化してイコライザ本体を形成する工程と、このイコライザ本体を円筒状の筒体の内側に挿着する工程と、前記筒体と前記イコライザ本体との間の空間に絶縁樹脂を充填する工程と、前記筒体を軸線方向に沿って周方向に間隔をおいて複数に切断して整流子片を形成する工程とを備えたので、各整流子片に対する各イコライザ片の位置決めは同時に行われ、位置決めが簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の整流子を含む電動機の内部断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１の整流子の製造途中の部分断面図である。
【図４】図１の整流子の製造途中の部分断面図である。
【図５】図１の整流子の製造途中の部分断面図である。
【図６】図１の整流子の製造終了時の部分断面図である。
【図７】図１のイコライザ片の正面図である。
【図８】図１の整流子の製造途中の正断面図である。
【図９】図１の整流子の製造途中の正断面図である。
【図１０】図１の整流子の製造途中の正断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２の整流子の正断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３の整流子の正断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４の整流子の正断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態５の整流子のイコライザ片の斜視図である。
【図１５】この発明の実施の形態５の整流子の整流子片の部分斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態５の整流子の製造途中の部分断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態５の整流子の製造途中の部分断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態５の整流子の製造途中の部分断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態５の整流子の製造終了時の部分断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態６の整流子のイコライザ片の斜視図である。
【図２１】この発明の実施の形態７の整流子の製造途中のイコライザ本体の斜視図である。
【図２２】この発明の実施の形態８の整流子のイコライザの斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態８の整流子のイコライザの斜視図である。
【図２４】この発明の実施の形態９の整流子のイコライザ片の斜視図である。
【図２５】この発明の実施の形態９の整流子の製造途中のイコライザ本体の斜視図である。
【図２６】従来の整流子の要部断面図である。
【図２７】図２６のイコライザ片の斜視図である。
【符号の説明】
２７，４１，６１，７１  整流子片、２８  整流子本体、２９，４２，５２，６２，７２，１０１，１１０  イコライザ片、３０，１００  イコライザ、３１絶縁樹脂部、３２，４０，５０，６０，７０  整流子、３３  ブラシ、３４  レーザ（固定手段）、３６  筒体、４１ａ  凹部（被係止部）、４２ａ  突出部、４２ｂ  凸部（係止部）、４１ｂ，６１ａ  被嵌着部、５２ｂ，６２ｂ  嵌着部、７３  導電性樹脂、７１ａ  溝部、８１  スペーサ、９０，１１２  プリモールド部、９１，１１１  イコライザ本体。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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