(57)【要約】【課題】高効率化を実現することができる整流子電動機を提供することを目的とする。【解決手段】電機子と前記電機子と同軸に設けられた整流子を有する整流子電動機において、整流子と電機子巻線との接続部に乱流抑制体を装着したことにより、風損を低減し、整流子電動機の高効率化実現させることができる。成型された構造体を成す樹脂７３を乱流抑制体として配置している。樹脂７３による乱流抑制体によって、整流子４０と電機子巻線１３との電気的接続が成されるフック部４１の凹凸形状、渡り線及び前記電機子コアの電機子側外周部端面近傍とを覆う。【選択図】図２３
2013146146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁コアと界磁巻線とを有する界磁部と、
前記界磁部の中心軸と同心に配置される回転軸と、前記回転軸に固定される電機子コアと、前記回転軸に前記電機子コアとは離間して仮固定される整流子と、前記電機子コアのスロット群のうちの１対のスロット毎に導線を巻き回して成る電機子巻線と、前記電機子巻線の巻き始め側及び巻き終わり側の導線からなる渡り線と、前記渡り線の電機子巻線側の反対端側の導線が接続される前記整流子の整流子片のフック部と、を具備する整流子電動機であり、
さらに上記仮固定された整流子の位置を前記電機子コアの方へ移動させて固定するとともに前記渡り線を屈曲させて渡り線に屈曲部を構成して、
さらに前記フック部群と前記渡り線群と前記電機子コアの整流子側外周部端面近傍とを覆う乱流抑制体を具備する整流子電動機。
【請求項２】
請求項１記載の整流子電動機において、前記渡り線を前記フック部にα形状で接合する整流子電動機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の整流子電動機において、少なくとも前記フック部群が乱流抑制体にて覆われる整流子電動機。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の整流子電動機において、乱流抑制体は電気絶縁性材料である整流子電動機。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の整流子電動機において、乱流抑制体は電気絶縁性の樹脂成形体である整流子電動機。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の整流子電動機において、乱流抑制体は電気絶縁性の熱収縮性樹脂であり、加熱によって熱収縮された樹脂体にて覆われる整流子電動機。
【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使用される整流子電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、省エネルギー、省資源の観点から、家電機器用モータ等は、製品の小型化、薄型化及び高出力化の要望が強くなりつつある。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となっている。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損失の低減は、常に重要なテーマとして追及されて来ている。
【０００３】
整流子電動機の電機子の形態は、整流子としてスリット式整流子を採用するか、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、それを組み込んだ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】
巻線におけるフック式整流子への結線方式には、図１８に示すα型フッキング方式と図１９に示すＵ型フッキング方式がある。整流子６０に備えられたフック部６１に渡り線６２の結線方法の違いであって、図示のように前者はα型に、後者はＵ型に結線する。結線部品質および結線工程の容易さから図１８に示すα型フッキング方式が広範に採用されている。
【０００５】
また図２０に示す電装用電動機などにおいては、スロットへの巻線６３Ａの巻回位置が整流子６０Ａの外径より外周側に位置する構造となっている。この構造においては、ショートα型フッキング方式（以下ショートα型と呼ぶ）が多く採用されている。この方式では、巻回された巻線６３Ａと整流子のフック部６１Ａの間をつなぐ渡り線６２Ａが、巻線６３Ａとフック部６１Ａの間を直線的に走っている。前記したようにスロットへの巻線６３Ａの巻回位置が整流子６０Ａの外径より外周側に位置しており、渡り線は巻線干渉域に来ないために巻線の障害物とはならない。
【０００６】
一方、図２１に示す掃除機用電動機などにおいては、巻線６３Ｂが整流子６０Ｂの径内外に位置する構造となっている。この構造においては、ロングα型フッキング方式（以下ロングα型と呼ぶ）が多く採用されている。この方式では、巻回された巻線６３Ｂからの渡り線６２Ｂを回転軸上に巻き付けながら整流子のフック部６１Ｂへ結線することで、渡り線６２Ｂが次の巻線の障害物にならないようにしている。
【０００７】
これら電機子の銅損低減策としては、巻回される巻線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のフック部相互間の寸法が限定され、それにより整流子のフック部に掛けられる巻線線径が物理的また品質的に限定されてくる。これについては、太線を細線の２本化で等価線径とする方法が電装・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従来から採用される例も見られる。
【０００８】
一方、フック式整流子の巻線方法として広範に採用されているロングα型は、巻線収納性を高めるのに効果を上げているが、整流子とコア間の限られたスペースに回転軸周りに渡り線を巻き付けていくため、整流子側コイルエンドボリュームが肥大化し銅損増加による効率の低下という短所を持っている。そのため渡り線によるコイルエンドボリューム肥大化という課題の発生しないショートα型で、その短所である巻線と整流子のフック部間の直線的に張られる渡り線による次の巻線への弊害を改善する方法も模索されている。例えば特許文献１に開示されている。
【０００９】
電動機の高効率化を進めていく中で、電機子の太線化、小型化は必須の技術となってきている。フック式整流子における太線化の方法としては、前記の太線（太い線径の導線）を細線（細い線径の導線）の２本化で等価線径とする方法が有効である。具体的には通常の巻線を２回連続することで整流子のフック部への２並列結線を実現する２回巻方式が採用されている。しかしロングα型でこの２回巻方式を実施すると、整流子とコア間の限られたスペースに２倍もの渡り線が巻き付くことになり、更に整流子側コイルエンドボリュームが肥大化してしまう。この渡り線そのものは特性上不要なものであり、長くなるほど銅損を増加させる弊害がある。
【００１０】
一方、前記したショートα型の改善方法は、例えば特許文献１に示された図面でも明らかなように、あくまでもスロットへの巻線巻回位置が整流子外径より外周側に位置するタイプに有効である。掃除機用電動機など小型整流子電動機には巻線が整流子径内外に位置するタイプが多いため、前記のショートα型の改善では解決できない。むしろ巻回できる巻線量が限定されてしまい、基本能力を損なうようなことになってしまうということもあった。
【００１１】
そして、整流子電動機の電機子の形態において、整流子側コイルエンドボリュームが肥大化を抑制して、更なる高効率化を図る技術として、特許文献２の技術も提案されている。
【００１２】
しかしながら、特許文献３〜６のように、整流子電動機の電機子の形態においては、整流子側コイルエンドボリュームを小型化して、高効率化を図ったとしても、整流子側コイルエンドは、巻線と整流子のフック部間の渡り線の集合体が過密に巻線・配線されたもので、整流子のフック部は突起状の形状を成し、電機子巻線の渡り線による集合体である。この整流子側コイルエンドの表面状態は、平滑な面とは程遠く、銅線を束状にしたもののごとく複雑な凸凹面を構成している。そして、この整流子のフック部の突起や整流子側コイルエンドの凸凹面が４万〜５万回転／分もの高速回転を成すと、空気抵抗による損失（以下、風損と記す）は、高効率化の観点において無視し得ない値にまで増大化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−２７９０７号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／０５７４４９号
【特許文献３】特開２００１−８４２５号公報
【特許文献４】特開２００９−３０３４４０号公報
【特許文献５】特開平１０−２８３６４号公報
【特許文献６】特開平１０−３０４６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
整流子電動機の高効率化を阻害する損失としては、銅損、鉄損、ブラシ電圧損、ブラシ摺動損、軸受損、風損等に大別される。例えば、特許文献３〜６のように、整流子電動機の電機子の形態において、整流子側コイルエンドボリュームを小型化して、高効率化を図っても、４万〜５万回転／分もの高速回転で駆動される整流子電動機での風損（風による損失）を改めて解析すると、全損失の約１０％を占めており、この風損を低減することにより、整流子電動機の飛躍的な高効率化を図れることが推測される。当然、特許文献３〜６の構成において、整流子電動機の整流子側コイルエンドによる風損の低減を図ることが可能であれば、整流子電動機の高効率化は顕著なものとなる。このように、従来技術に対する考察から、本発明が解決しようとする課題は、高速回転で運転される整流子電動機の整流子側コイルエンドにおける風損の低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の発明は、界磁コアと界磁巻線とを有する界磁部と、前記界磁部の中心軸と同心に配置される回転軸と、前記回転軸に固定される電機子コアと、前記回転軸に前記電機子コアとは離間して仮固定される整流子と、前記電機子コアのスロット群のうちの１対のスロット毎に導線を巻き回して成る電機子巻線と、前記電機子巻線の巻き始め側及び巻き終わり側の導線からなる渡り線と、前記渡り線の電機子巻線側の反対端側の導線が接続される前記整流子の整流子片のフック部と、を具備する整流子電動機であり、
さらに上記仮固定された整流子の位置を前記電機子コアの方へ移動させて固定するとともに前記渡り線を屈曲させて渡り線に屈曲部を構成して、
さらに前記フック部群と前記渡り線群と前記電機子コアの整流子側外周部端面近傍とを覆う乱流抑制体を具備する整流子電動機である。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、前記渡り線を前記フック部にα形状で接合する整流子電動機である。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明及び第２の発明において、少なくとも前記フック部群が乱流抑制体にて覆われる整流子電動機である。
【００１８】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明において、乱流抑制体は電気絶縁性材料である整流子電動機である。
【００１９】
第５の発明は、第１の発明から第３の発明において、乱流抑制体は電気絶縁性の樹脂成形体である整流子電動機である。
【００２０】
第６の発明は、第１の発明から第３の発明において、乱流抑制体は電気絶縁性の熱収縮性樹脂であり、加熱によって熱収縮された樹脂体にて覆われる整流子電動機である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、小型化された整流子側コイルエンドボリュームを覆う風損抑制体も小型なものとすることが可能であり、当然、風損抑制体自体の風損も少なくなるため、風損低減に効果的である。
【００２２】
また、本発明によれば、整流子のフック部のみを風損抑制体で覆う構成であっても、整流子側コイルエンドボリュームが小型であるため、整流子側コイルエンドボリュームの風損は抑制されており、風損が顕著な整流子のフック部のみを風損抑制体で覆う構成も、風損低減に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】整流子電動機の半断面図
【図２】同上の電機子の側面図
【図３】本発明の渡り線部分を示す要部外観図
【図４】図３との比較を示す参考説明図
【図５】図３との比較を示す参考説明図
【図６】図３との比較を示す参考説明図
【図７】本発明の結線図
【図８】図７との比較を示す参考説明図
【図９】図７との比較を示す参考説明図
【図１０】本発明の巻線工程（巻終わり線）の部分外観図
【図１１】本発明の巻線工程（巻終わり線）の部分外観図
【図１２】本発明の巻線工程（巻終わり線）の部分外観図
【図１３】本発明の巻線工程（巻終わり線）の部分外観図
【図１４】本発明の巻線工程（巻始め線）の部分外観図
【図１５】本発明の巻線工程（巻始め線）の部分外観図
【図１６】本発明の巻線工程（巻始め線）の部分外観図
【図１７】本発明の再圧入工程を示す部分側面図
【図１８】従来の結線方式（α型フッキング方式）の部分外観図
【図１９】従来の結線方式（Ｕ型フッキング方式）の部分外観図
【図２０】従来の渡り線方式（ショートα型）を示す断面図
【図２１】従来の渡り線方式（ロングα型）を示す断面図
【図２２】実施例１に係る整流子電動機に用いられる電機子の部分断面図
【図２３】実施例２に係る整流子電動機に用いられる電機子の部分断面図
【図２４】実施例３に係る整流子電動機に用いられる電機子の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明について、図面及び表を参照しながら説明する。なお、以下の実施例によって本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２５】
まず、本発明の全体構成を示す図１に従って説明を行う。図１において、界磁１は、界磁コア２に界磁巻線３を施して構成されている。電機子１０は、回転軸１１に固着された電機子コア１２に電機子巻線１３を施し、整流子４０を同軸上に配置して、回転軸１１の両端に設けられた軸受５によって回転自在に支承されている。
【００２６】
界磁１は、ブラケット２２に固定され、ブラケット２２に一対のカーボンブラシ（図示せず）が、ブラシ保持器２３を介してネジ２４にて固定されている。また、回転軸１１には回転ファン１７が備えられ、その外周部及び下部に通風路を形成するエアガイド１８が配されている。
【００２７】
上記構成において、電力が供給されると界磁巻線３を伝導した電流がカーボンブラシ（図示せず）を通って整流子４０に伝わり、界磁コア２で発生した磁束と電機子巻線１３を通る電流との間で力が発生し、電機子１０が回転する。電機子１０が回転することにより、回転ファン１７が回転し、吸気口２５より吸い込んだ空気は、矢印の経路を通って電機子１０、界磁１、カーボンブラシを冷却しながら、ブラケット２２の排気口２６より排出される。
【００２８】
図２は、上記図１にて説明した本発明の電機子１０の詳細を示したものである。電機子コア１２と整流子４０が、回転軸１１に圧入、焼バメ等の方法で接合されている。電機子コア１２には電機子巻線１３が巻回されている。巻回された電機子巻線１３は、渡り線部３１を経て整流子４０のフック部４１に接合されている。なおこれ以降、電機子巻線は、界磁巻線と区分する必要のない場合は、単に巻線と表現する。
【００２９】
図３は本発明の実施の形態を示す要部詳細図である。図４、図５、図６は、いずれも本発明の実施の形態との比較を示す参考説明図である。これらはいずれも図２における渡り線部３１の巻線工程の途中を示している。渡り線の方式は、図３及び図４がオープンショートα型、図５が一般ショートα型、図６がロングα型と、それぞれ称されている。電機子コア１２は１２個のスロット１４を備え、いわゆる分布巻で電機子巻線１３が巻回される。整流子４０は２４個の整流子片を備え、それぞれに渡り線端末を接続するためのフック部４１を備えている。
【００３０】
通常、スロット数が偶数の電機子コアの場合、巻線方法としてダブルフライヤ方式が使われることが多く、対向する一対の巻線が順次整流子のフック部との結線を経ながら同時にかつ連続に巻回されて電機子巻線を形成することになる。図３において、整流子のフック部４１に結線されたワイヤ３２は渡り線３３を形成しながら巻回される一対のスロット１４へと導入されて複数回巻回されて電機子巻線１３を形成し、その後隣接する次の整流子のフック部４１へと渡り線３４を形成しながら結線される。前記渡り線３４が整流子のフック部４１に結線される時に回転軸１１の方向に屈曲成形することで、図３に示す屈曲部１５が形成される。
【００３１】
渡り線の屈曲成形しない場合は、参考説明図４に示すように渡り線３４Ａが中空に直線状に張る状態となる。従って、この渡り線３４Ａが障壁となって、この位置より内側に巻回される次の巻線１３Ａがスロット１４内に十分に収納されないという不具合が発生する。あるいは整流子側コイルエンド３５Ａの外形寸法が異常に大きくなってしまうという別の課題も生じる。
【００３２】
また参考説明の図５に示す一般ショートα型の例では、明らかに渡り線３３Ｂおよび３４Ｂが中空に直線状に張った状態となり、図４と同様に次に巻線される巻線に対する障壁となってしまう。また参考説明図６に示すロングα型の例では、回転軸１１の周囲に渡り線３３Ｃ、３４Ｃともに巻きつけられるため、整流子とコア間の整流子側コイルエンド３５Ｃのボリュームを肥大化させてしまう。
【００３３】
次に、図７は本実施の形態における結線図である。図８、図９は、いずれも本発明の実施の形態との比較を示す参考説明図である。図８は前述の図５に対応し、一般ショートα型の場合である。図９は前述の図６に対応し、ロングα型の場合である。
【００３４】
これら図７、図８、図９に示す結線図は、いずれも電機子コア１２が２極で１２スロットであり、整流子４０が２４個の整流子片を有する例を示す。整流子片の数は、スロット数の整数倍となる。図の上側に帯状に書かれているのが整流子４０の展開図で、２４個のフック分表示されている。また下側にブロック状に書かれているのがコアのスロット１４であり、１２スロットの位置を表示している。巻線は「スタート」と表示されたフックＮｏ．１１への接続から始まり、渡り線３３を形成しながら矢印Ａの方向に導かれ巻回されるスロットのＮｏ．１へと入り、２つのスロットのＮｏ．１及びのＮｏ．６間を複数回巻回されて、次の接続されるフックのＮｏ．１０へと渡り線３４を形成しながら導かれることになる。次のフックのＮｏ．１０に接続後、再度スロットのＮｏ．１及びのＮｏ．６間に巻線を巻回し、次のフックのＮｏ．９に接続後、今度はスロットのＮｏ．１２に導かれてスロットのＮｏ．１２及びのＮｏ．５間に巻線を巻回する。後は同じ工程を繰り返すことになる。
【００３５】
図８は、上述の本実施の形態との比較のための参考説明図である。巻線は「スタート」と表示されたフックのＮｏ．２３への接続から始まり、渡り線３３Ｂを形成しながらスロットのＮｏ．１へと入り、２つのスロットのＮｏ．１及びのＮｏ．６間を複数回巻回されて、次の接続されるフックのＮｏ．２２へと渡り線３４Ｂを形成しながら導かれることになる。次のフックのＮｏ．２２に接続後、再度スロットのＮｏ．１及びのＮｏ．６間に巻線を巻回し、次のフックのＮｏ．２１に接続後、今度はスロットのＮｏ．１２に導かれてスロットのＮｏ．１２及びのＮｏ．５間に巻線を巻回する。後は同じ工程を繰り返すことになる。
【００３６】
図９も同様に、上述の本実施の形態との比較のための参考説明図である。巻線は「スタート」と表示されたフックのＮｏ．１１への接続から始まり、渡り線３３Ｃを形成しながらスロットのＮｏ．１へと入り、２つのスロットのＮｏ．１及びのＮｏ．６間を複数回巻回されて、矢印Ａの方向に導かれ、次の接続されるフックのＮｏ．１０へと渡り線３４Ｃを形成しながら導かれることになる。次のフックのＮｏ．１０に接続後、再度スロットのＮｏ．１及びのＮｏ．６間に巻線を巻回し、矢印Ｂの方向に導かれ、次のフックのＮｏ．９に接続後、今度はスロットのＮｏ．１２に導かれてスロットのＮｏ．１２及びのＮｏ．５間に巻線を巻回する。後は同じ工程を繰り返すことになる。
【００３７】
図８に示す一般ショートα型と図９に示すロングα型とは、交流電動機においては等価の結線となる。図７に示す本実施の形態はオープンショートα型と呼ばれ、一般ショートα型とロングα型の長所を兼ね備えた折衷型である。即ち、結線対象となる整流子のフック部をロングα型と同一にしてかつ最短の経路を通ることで、渡り線が回転軸近辺に沿うため巻線の弊害にならないというロングα型の長所を一方の渡り線に利用している。
【００３８】
ここで渡り線の合計長さについて考察する。渡り線とは接続するフック部から巻回されるスロットに入るまでの線を指しており、この合計長さをいかに短くするかが課題となる。
【００３９】
図８に示す一般ショートα型においては、渡り線の合計長さは渡り線３３Ｂと渡り線３４Ｂとの和となる。接続するフック部から一番近い経路を経て巻回されるスロットへ入るので最も短くなる。
【００４０】
図９に示すロングα型においては、渡り線の合計長さは渡り線３３Ｃと渡り線３４Ｃとの和となる。渡り線の合計長さは、接続するフック部から一番遠い経路を経て巻回されるスロットへ入るので最も長くなる。
【００４１】
本実施の形態を示す図７において、渡り線の合計長さは渡り線３３と渡り線３４との和となる。一般ショートα型に若干似ているが、相対位置が長いことと本発明の特徴である屈曲成形が入るので、一般ショートα型より長くなる。図８に示す一般ショートα型より長く、図９に示すロングα型より短いことになる。
【００４２】
例えば２極電動機のようにコイルエンドが最も長くなるタイプでは、ロングα型では、その渡り線が自らの整流子側コイルエンド３５Ｃ上を沿いながら結線されるため、極めて長くなり銅損への影響が無視できなくなる。本実施の形態のオープンショートα型を採用することで効率への寄与は十分に大きいことになる。
【００４３】
また、長い渡り線の解消は結果的に整流子とコア間の整流子側コイルエンドボリューム削減に寄与し、最小の整流子側コイルエンドボリュームでの電機子巻線の形成を可能にする。ロングα型の場合の回転軸１１周囲に巻き付いた形状と異なり、屈曲成形された渡り線は接続されたフック部から屈曲点１５までは直線に張られた形状を形成しており整流子４０下はまったくの空洞となるため、巻線工程後の後加工を加えることでより整流子とコア間を縮小した小型の電機子を形成できるようになる。
【００４４】
また屈曲成形された部分は整流子外径よりも小さい外径となるので、前記屈曲成形部分を糸等により縛ることができる。この糸縛りを付加することにより、後述の再圧入工程において屈曲部分の形状を乱すことを防止できる。
【００４５】
また整流子とコア間にコイルエンドボリューム上の余裕が生じる効果により整流子方向にコアを積み上げる余裕が発生し、高効率化のために電機子コア１２の積厚を増加させることも可能となる。これにより電動機の軸方向の外形寸法を大きくすることなく高効率化が実現できることになる。
【００４６】
なお、図３においては電機子巻線１３の巻き終わり線が整流子のフック部４１に結線される時に形成される渡り線３４が短い例について示しているが、結線仕様により整流子のフック部４１から巻回されるスロット１４へ向けて巻き始め線が形成する渡り線３３の方が短いものもある。この場合整流子のフック部４１に結線後巻線位置に移動する段階で渡り線３３を屈曲成形しながら巻線工程に入ることで同様な効果を得る事ができる。
【００４７】
以上の説明で明らかな通り、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ロングα型ならびにショートα型等の一般的な結線方式の弊害を解決し、整流子とコア間の整流子側コイルエンドボリュームを抑えることができる。これにより電機子の銅損を低減し、小型で高効率な整流子電動機を提供することができる。
【００４８】
次に、上述した渡り線の屈曲成形の製造方法について説明する。図１０，図１１、図１２、図１３は、本発明の巻終わり線により形成される渡り線を屈曲成形する巻線各工程の部分外観図である。外観上図示の障害となるフォーマ関連部品については省略してある。
【００４９】
図１０は、電機子巻線１３の巻線後に整流子のフック部４１にフッキングする位置まで電機子コア１２を回転移動させた状態を示している。フライヤに続く巻き終わり線より形成された渡り線３４は、整流子側コイルエンド３５および回転軸１１に沿う状態で位置付けられている。
【００５０】
次に図１１は、渡り線成形フォーマ５１が前進し前記渡り線３４を回転軸１１側に向かって押さえた状態を示している。この状態でワイヤ２１に対して屈曲成形のための極度の加重が渡り線３４に対して加えられていない。
【００５１】
次に図１２はフライヤの移動により整流子のフック部４１にワイヤ２１が引っ掛けられた状態を示す。この状態でも渡り線成形フォーマ５１を介して渡り線３４は屈曲することになるが、渡り線成形フォーマ５１に沿って曲げられ移動させられているだけで成形のため極度の応力をかけられてはいない。
【００５２】
次に図１３はフライヤの移動で整流子のフック部４１に渡り線３４がα型結線された状態を示す。一度整流子のフック部４１に引っ掛けられたワイヤ２１は整流子のフック部４１のエッジにより屈曲させられるため位置が固定されてしまい、渡り線成形フォーマが解除されても屈曲成形された渡り線３４は状態維持されたまま次の工程に入ることになる。
【００５３】
次に、図１４，図１５、図１６は、本発明の巻始め線により形成される渡り線を屈曲成形する巻線各工程の部分外観図である。外観上図示の障害となるフォーマ関連部品については省略してある。
【００５４】
図１４は、一対のスロットに巻線を巻回後に整流子のフック部４１にフッキングした状態を示している。次に電機子コア１２を回転移動させて、次の巻線を巻回する１対のスロット位置へ移動する。
【００５５】
次に図１５は、渡り線成形フォーマ５１が前進し渡り線３３を渡り線成形フォーマ５１により回転軸１１側に向かって押さえた状態を示している。この状態はフライヤの回転移動との合わせ工程の上で成り立っており、ワイヤに対して屈曲成形のための極度の加重が渡り線３３に対して加えられないようにしている。
【００５６】
次に図１６は、渡り線成形フォーマ５１が解除された状態を示している。フライヤ回転により１対のスロット内にワイヤが導かれると、渡り線３３は固定されてしまうため、渡り線成形フォーマ５１が解除されても屈曲成形された渡り線３３は状態維持されたまま次の巻線工程に入ることになる。
【００５７】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態の工程によれば、渡り線に対するダメージもなく容易に屈曲成形された状態で形成されるため、次の巻線の弊害とはならず最小コイルエンドボリュームの巻線が可能となる。
【００５８】
次に図１７は、本発明の整流子側コイルエンドの成形および整流子を最終位置に再圧入する工程を示す部分側面図である。図示の障害となる治具関連部品については省略してある。
【００５９】
整流子電動機は、軽薄短小化を追及するために、整流子４０と電機子コア１２との間隔をコイルボリュームが収納できる極限の寸法まで短縮する必要がある。巻線時には整流子４０と電機子コア１２との間隔を広げて巻線し、巻線完了後に最終位置に再圧入して製品寸法を確保する。以下に、巻き重ねて膨れ上がったコイルエンドを規定の寸法に収納し、同時に再圧入する工程について説明する。
【００６０】
図１７において屈曲成形された渡り線部分形状に合わせた巻線成形治具５２を放射方向から整流子４０とコイルエンド部３５の間に挿入し、渡り線の屈曲成形状態を保持する。次に巻線成形治具５２で整流子側コイルエンド３５を電機子コア１２側に押圧しながら、同時に整流子押さえ治具５３により整流子４０を最終位置にまで再圧入する。渡り線の屈曲成形状態の保持により整流子のフック部４１に引っ掛けられたワイヤの状態を変動させないようにすると共に、整流子側コイルエンド３５の成形と整流子４０の再圧入を同時に行う。同時に行うことが重要なポイントであり、もし成形だけを先に行うと整流子のフック部に接続されたワイヤを引っ張る状態となり、接続部の断線など品質上の重大な不良発生に至る。
【００６１】
これにより整流子のフック部４１と屈曲成形された渡り線との関係を最後まで維持することになり、結線処理された巻線の接合状態を維持し品質を保証することが可能になる。
【００６２】
そして、図２２は本発明の実施例１における整流子電動機の電機子の部分断面図である。図２２に示すように電機子コア１２に電機子巻線１３が施されている。整流子４０と電機子巻線１３はフック部４１で電気的接続がなされており、フック部４１の段差を平滑にする電気絶縁性を有した塗布剤７２が乱流抑制体として塗布されている。例えば、乱流抑制体はワニスなどの電気絶縁性材料を用いる。
【００６３】
この乱流抑制体によって、整流子４０と電機子巻線１３との電気的接続が成されるフック部４１の凹凸形状による風損が低減することが可能なことから、高効率な整流子電動機を実現することが可能である。整流子のフック部の突起や整流子側コイルエンドの凸凹面が４万〜５万回転／分もの高速回転を成すと、空気抵抗による損失（風損）は、高効率化の観点において無視し得ない値にまで増大化するが、この乱流抑制体によって、風損を大幅に低減可能である。
【実施例２】
【００６４】
以下、本発明の実施例２を図２３によって説明する。図２３は本発明の実施例２における整流子電動機に用いられる電機子の部分断面図である。実施例２は実施例１で用いた電気絶縁性を有した塗布剤７２の代わりに、成型された構造体を成す樹脂７３を乱流抑制体として配置している。例えば、乱流抑制体は電気絶縁性の樹脂成形体などを配置する。樹脂７３による乱流抑制体によって、整流子４０と電機子巻線１３との電気的接続が成されるフック部４１の凹凸形状、渡り線によるコイルエンド１００及び前記電機子コアの整流子側外周部端面近傍とを覆う。また、本実施例においては、整流子側コイルエンドのボリュームの肥大化を抑制した構成であるため、乱流抑制体の形状も小型なもので良く、この乱流抑制体のみの風損も小さく、風損の低減も効果的である。
【００６５】
この乱流抑制体によって、整流子４０と電機子巻線１３との電気的接続が成されるフック部４１の凹凸形状による風損が低減することが可能なことから、高効率な整流子電動機を実現することが可能である整流子のフック部の突起や整流子側コイルエンドの凸凹面が４万〜５万回転／分もの高速回転を成すと、空気抵抗による損失（風損）は、高効率化の観点において無視し得ない値にまで増大化するが、この乱流抑制体によって、風損を大幅に低減可能である。
【実施例３】
【００６６】
以下、本発明の実施例２を図２４に基づいて説明する。図２４は本発明の実施例２における整流子電動機に用いられる電機子の部分断面図である。実施例３は実施例１で用いた電気絶縁性を有した塗布剤７２の代わりに、段差をなくす為の熱収縮する樹脂７４を乱流抑制体として用いている。例えば、この乱流抑制体には円環状や円筒状の電気絶縁性を有した熱収縮性樹脂フィルムなどを用いる。
【００６７】
この乱流抑制体によって、実施例１や実施例２と同様に、整流子４０と電機子巻線１３との電気的接続が成されるフック部４１の凹凸形状による風損が低減することが可能なことから、高効率な整流子電動機を実現することが可能である。整流子のフック部の突起や整流子側コイルエンドの凸凹面が４万〜５万回転／分もの高速回転を成すと、空気抵抗による損失（風損）は、高効率化の観点において無視し得ない値にまで増大化するが、この乱流抑制体によって、風損を大幅に低減可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
風損を低減した高効率な整流子電動機を提供することが可能であり、産業的価値が大なるものである。
【符号の説明】
【００６９】
１  界磁
２  界磁コア
３  界磁巻線
１０  電機子
１１  回転軸
１２  電機子コア
１３  電機子巻線
１４  スロット
３３，３４  渡り線
３４Ａ  渡り線
３３Ｂ，３４Ｂ  渡り線
３３Ｃ，３４Ｃ  渡り線
４０  整流子
４１  フック部
５１  渡り線成形フォーマ
５２  巻線成形治具
５３  整流子押さえ治具
６０  整流子
６０Ａ  整流子
６０Ｂ  整流子
６１  フック部
６１Ａ  フック部
６１Ｂ  フック部
６２  渡り線
６２Ａ  渡り線
６２Ｂ  渡り線
１００  コイルエンド
【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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