(57)【要約】【課題】電機子巻線においてフック式整流子のフック部隣接コイル間の絶縁距離を解決し太線コイル巻線を可能にする。【解決手段】回転軸と、前記回転軸に固定され径方向外側に突出したｎ個のティースと前記ティース間に形成されたｎ個（ｎは自然数）のスロットを有するコアと、前記コアの軸方向の両端面近傍およびスロット内を覆う絶縁部材と、ｍ×ｎ（ｍは自然数）個の整流子片を有するフック式整流子と、１対のスロットに巻線を施し端末線を整流子フックに預けて次のコイルを巻装する１対のスロットへと渡り線を形成しながら順次巻線と整流子フック預けを繰り返して形成される電機子コイルにより構成される整流子電動機の、整流子フック部のコイル接合方法において、整流子フック部３１に形成される隣接フッキングコイル間に間隙ブレード４０を挿入したままヒュージングを行うことでヒュージング加工におけるコイルの広がりを防止するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、前記回転軸に固定され径方向外側に突出したｎ個のティースと前記ティース間に形成されたｎ個（ｎは自然数）のスロットを有するコアと、前記コアの軸方向の両端面近傍およびスロット内を覆う絶縁部材と、ｍ×ｎ（ｍは自然数）個の整流子片を有するフック式整流子と、１対のスロットに巻線を施し端末線を整流子フック部に預けて次のコイルを巻装する１対のスロットへと渡り線を形成しながら順次巻線と整流子フック部預けを繰り返して形成される電機子コイルにより構成される整流子電動機の、整流子フック部のコイル接合方法において、
整流子フック部の隣接コイル間に間隙ブレードを挿入したままヒュージングを行うことを特徴とする整流子フック部のコイル接合方法。
【請求項２】
前記整流子電動機の、整流子フック部のコイル接合方法において、
順次連続して巻装されたコイルの巻き始め端末線及び巻き終わり端末線が預けられた整流子フック部の両隣接コイル間に間隙ブレードを挿入したままヒュージングを行うことを特徴とする整流子フック部のコイル接合方法。
【請求項３】
前記整流子電動機の、整流子フック部のコイル接合方法において、
整流子アンダーカット溝を介して整流子フック部の両隣接コイル間に間隙ブレードを挿入したままヒュージングを行うことを特徴とする請求項１及び２に記載の整流子フック部のコイル接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気掃除機および電動工具等の各種機器に具備される整流子電動機の整流子フック部コイルの接合方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年環境対応の一環として省エネルギーのための電動機の高効率化は必須の課題であり、整流子電動機においてもそのメインパーツである電機子における鉄損、銅損低減は常なる課題として追及されて来ている。
【０００３】
概して電機子の形態というのは、整流子としてスリット式整流子かフック式整流子を採用するかにより大きく変わってくる。その中でフック式整流子は整流子製造工程においては複雑な工程を必要としコストも高くなるが、それを組した巻線工程上においては、品質維持が容易であり工程数もスリット式に比べて簡略化できる利点があるため広範に採用されている。
【０００４】
一方通常の電機子の銅損低減策としては、巻装されるコイルの線径の太線化が進められてきている。しかしフック式整流子の難点として、整流子外径の商品的規制により整流子フック間の寸法が限定され、それにより整流子フック部に掛けられるコイル線径が物理的また品質的に限定されてくる。この課題に対しては、太線を細線径２本化で２回巻して等価線径として運用する方法が、電装・電動工具用電動機等では以前から採用されている。掃除機用電動機についても近年採用されている例が増えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また整流子フック部のコイル接合方法として一般的に採用されているヒュージング工法において、接合品質安定化のために種々の改善策が提案されている。具体例としては、複数のコイルが引っ掛けられているフック部をマーキングして専用のヒュージング条件を適用していく方法（例えば、特許文献２参照）が開示されている。またフック部周辺のコイルに対してヒュージング前に整形してヒュージング加工上の障害物を除去していく方法（例えば、特許文献３参照）や必要なフック部周辺コイルに対してヒュージング後ブレード整形を施すことで隣接コイル間の絶縁空間を確保する方法（例えば、特許文献４参照）などがある。
【特許文献１】特開平１０−２７１７８８号公報
【特許文献２】特開平３−１７３３３５号公報
【特許文献３】特開平５−１５１１６号公報
【特許文献４】特開平９−１４０１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電動機の高効率化を進めていく中で、電機子の太線化、小型化は必須課題となってきている。
【０００７】
太線化の方法として、細線コイルを２本化して２回巻することは前記の特許文献の例でも述べられているが、整流子フック部に対しては複数本のコイルが引っ掛けられることになる。フック式整流子における太線化の場合、整流子フック間の寸法が限定されており、それにより整流子フック部に掛けられるコイル線径が物理的また品質的に限定されてくる。
【０００８】
図２は、フック式整流子の整流子フック部３１に巻き始め線２１１及び巻き終わり線２１２を含めたコイル３本が引っ掛けられた状態を示す部分側面図である。図３には、３本引っ掛けられた整流子フック部３１を整流子側から見た部分正面図を示す。コイルは、テンションが掛けられることにより、整流子フック部３１に対して側面に沿って積み上げられるように引っ掛けられる。またこの時絶縁空間として必要なコイル間隙２３は確保されている。次に図４には、ヒュージングにおいて主電極５０により整流子フック部３１が押さえられた時の引っ掛けられた３本のコイルの状態を示す。
【０００９】
以上の図から、整流子フック部３１側面に積み上げられるように引っ掛けられた３本のコイルは、主電極５０により整流子子片本体３２に押し付けられる。この作用によって積み上げられたコイルは整流子子片本体３２上に広がろうとするため、前記したコイル間隙２３は崩されて隣接コイルの接触による短絡不良が発生してしまうことになる。
【００１０】
巻線において機械的に整流子フック部に引っ掛けが可能な空間及び隣接するコイル間の絶縁距離が前述の特許文献による整形方法などで確保されても、巻線後のヒュージング加工によりフック部に引っ掛けられたコイルが変形し広がって、隣接するコイル間の絶縁距離がなくなってしまう。また加工後に絶縁距離確保のためコイル整形を施す前述の特許文献によるブレード整形などの方法では、むしろコイル断線などの不良を発生させてしまう危険性の方が大きくなってしまう。
【００１１】
本願発明は、掃除機用電動機など小型整流子電動機の電機子巻線においてフック式整流子のフック部隣接コイル間の絶縁距離を解決し太線コイル巻線を可能にすることで、銅損の低減できる電機子を提供して、高効率の整流子電動機を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明は、回転軸と、前記回転軸に固定され径方向外側に突出したｎ個のティースと前記ティース間に形成されたｎ個（ｎは自然数）のスロットを有するコアと、前記コアの軸方向の両端面近傍およびスロット内を覆う絶縁部材と、ｍ×ｎ（ｍは自然数）個の整流子片を有するフック式整流子と、１対のスロットに巻線を施し端末線を整流子フックに預けて次のコイルを巻装する１対のスロットへと渡り線を形成しながら順次巻線と整流子フック預けを繰り返して形成される電機子コイルにより構成される整流子電動機の、整流子フック部のコイル接合方法において、整流子フック部の隣接コイル間に間隙ブレードを挿入したままヒュージングを行うことでヒュージング加工におけるコイルの広がりを防止し、太線コイル巻線において整流子フック部隣接コイル間の絶縁距離を確保するようにした。
【発明の効果】
【００１３】
本願に係る発明により、掃除機用電動機など小型整流子電動機の電機子巻線において、整流子フック部隣接コイル間の絶縁距離を確保することができることで太線コイル巻線を可能にすることができ、小型で銅損を低減した電機子を搭載する高効率の整流子電動機を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本願の請求項１に記載の発明は、回転軸と、前記回転軸に固定され径方向外側に突出したｎ個のティースと前記ティース間に形成されたｎ個（ｎは自然数）のスロットを有するコアと、前記コアの軸方向の両端面近傍およびスロット内を覆う絶縁部材と、ｍ×ｎ（ｍは自然数）個の整流子片を有するフック式整流子と、１対のスロットに巻線を施し端末線を整流子フック部に預けて次のコイルを巻装する１対のスロットへと渡り線を形成しながら順次巻線と整流子フック部預けを繰り返して形成される電機子コイルにより構成される
整流子電動機の、整流子フック部のコイル接合方法において、整流子フック部の隣接コイル間に間隙ブレードを挿入したままヒュージングを行うことを特徴とする整流子フック部のコイル接合方法であり、太線コイル巻線において整流子フック部隣接コイル間の絶縁距離を確保することが可能となる方法を提供している。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記整流子電動機の、整流子フック部のコイル接合方法において、順次連続して巻装されたコイルの巻き始め端末線及び巻き終わり端末線が預けられた整流子フック部の両隣接コイル間に間隙ブレードを挿入したままヒュージングを行うことを特徴とする整流子フック部のコイル接合方法であり、太線巻線においてもっともフック部隣接コイル間隙が厳しくなる、巻き始め端末線及び巻き終わり端末線が預けられるフック部の絶縁距離を確保することが可能となる方法を提供している。
請求項３に記載の発明は、前記整流子電動機の、整流子フック部のコイル接合方法において、整流子アンダーカット溝を介して整流子フック部の両隣接コイル間に間隙ブレードを挿入したままヒュージングを行うことを特徴とする請求項１及び２に記載の整流子フック部のコイル接合方法であり、整流子フック部隣接コイル間の絶縁距離を確保するための間隙ブレードを容易に挿入することが可能となる方法を提供している。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図７は従来の整流子フック部ヒュージング時における構成を示しているが、主電極５０及び補助電極５１が加工目標の整流子フック部３１、整流子子片本体３２周辺空間の多くを占めてしまいかつ加工時電極間に高電流が印加されるため、ヒュージング加工中に整流子フック部隣接コイル間にブレードを挿入させている機構を存在させるのが一番目の難題となる。
【００１８】
また図２の引っ掛けられたコイルの形態に見られるように、フック部カット斜面３４に沿って整流子子片本体３２表面よりも内側にコイルが巻き付けられるため、引っ掛けられたコイル全てに間隙ブレードをしっかりと挿入しきるのが二番目の難題となる。
【００１９】
図１は、本発明のフック式整流子における間隙ブレードを整流子のアンダーカット溝３３を介して挿入したヒュージングの形態例を示す。また図５に間隙ブレードを挿入した状態での整流子フック部ヒュージング時における構成を、図６に間隙ブレードが挿入された整流子フック部周辺の外観を示す。
【００２０】
図３でも示しているが、通常巻線終了した段階では整流子フック部における隣接コイル間隙は十分に確保されている。そのため図６のようにアンダーカット溝３３を介して間隙ブレード４０を挿入しても、コイルに品質的ダメージを与えることなく比較的容易に挿入が可能である。また図６に示すように、アンダーカット溝３３底に沿って挿入されるためフック部カット斜面３４に沿って巻き付いたコイルに対してもしっかりと深く間隙ブレード４０を挿入することが可能となる。
【００２１】
また図５の構成図でも明らかなように、アンダーカット溝３３を介することと間隙ブレード４０の形状を工夫することで、主電極や補助電極と干渉することなくヒュージング加工時に間隙ブレードを挿入した状態を維持することが可能となる。
【００２２】
ヒュージング加工時には前記したように整流子フック部に積み上げられるように引っ掛けられた多本のコイルが崩れて広がろうとするが、図１にて明らかなようにフック間に介在する間隙ブレード４０により完全に遮蔽されてコイルの広がりを止めることが可能となる。ヒュージング加工終了後に挿入されていた間隙ブレードを除去することにより、整流子フック部における隣接コイル間隙の確保された電機子が出来上がる。
【００２３】
なおこの間隙ブレードの挿入箇所については、全ての整流子フック部の隣接コイル間隙に挿入する方法も可能であるが、構造上の簡便性から最も必要となるフックに限定することも可能である。例えば巻き始め線、巻き終わり線の重なる箇所で、引っ掛けられたコイルの最も多いフック部に限定して使用する方法もある。
【００２４】
またこの間隙ブレードの着脱については、ヒュージング加工工程の前工程にて装着してしまう方法、加工の都度挿入する方法などが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係る整流子電動機の電機子は、従来のフック式整流子では限界であった太線コイルの巻線において、整流子フック部の隣接コイルにおける絶縁空間確保が可能となるため、フック式整流子を採用している種々の整流子電動機の銅損を低減できて、高効率の整流子電動機が提供できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の間隙ブレード挿入してのヒュージング状態を示す部分正面図
【図２】電機子巻線後の整流子フック部のコイル状態を示す部分側面図
【図３】電機子巻線後の整流子フック部のコイル状態を示す部側面面図
【図４】ヒュージング時の整流子フック部のコイル状態を示す部分側面図
【図５】本発明の間隙ブレード挿入してのヒュージング時の構成を示す部分構造図
【図６】本発明の間隙ブレード挿入しての整流子フック部周辺状態を示す部分外観図
【図７】従来のヒュージング時の構成を示す部分構造図
【図８】整流子電動機に組み込まれる電機子の巻線品を示す平面図
【符号の説明】
【００２７】
１０    電機子
１１    コア
１２    回転軸
２０    コイル
２１    ワイヤ
２１１    巻き始め線
２１２    巻き終わり線
２３    コイル間隙
３０    整流子
３１    整流子フック部
３２    整流子子片本体
３３    アンダーカット溝
３４    フック部カット斜面
４０    間隙ブレード
５０    主電極
５１    補助電極
【図１】
2007185036.tif 000003
【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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