EP0090685B1 - Collecteur pour moteur électrique miniature - Google Patents

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EP0090685B1
EP0090685B1 EP83400415A EP83400415A EP0090685B1 EP 0090685 B1 EP0090685 B1 EP 0090685B1 EP 83400415 A EP83400415 A EP 83400415A EP 83400415 A EP83400415 A EP 83400415A EP 0090685 B1 EP0090685 B1 EP 0090685B1
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EP
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core
sectors
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terminal
sector
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Marc Rampignon
Claude Chevance
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Compagnie Industrielle de Mecanismes CIM
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Compagnie Industrielle de Mecanismes CIM
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/04—Commutators

Definitions

  • the present invention relates to a manifold for a miniature electric motor, of the type comprising: an insulating core intended to be mounted on the shaft of the motor rotor and having a cylindrical outer surface; several conductive sectors applied to this surface, each sector being provided at its rear end with a radially projecting terminal cut out in part of the width of the sector by defining at least one tab projecting axially with respect to the root of the terminal, this tab ensuring the circumferential positioning of the sector; and a sector retaining ring against the core.
  • a collector of the kind mentioned above is known for example from document GB-A-2,060,274.
  • the axial lugs of the conductive sectors are inserted into arcuate slots provided at the base of a collar which projects behind the collector. These very thin slots correspond to punches of the manufacturing mold of very small section and therefore fragile.
  • the shape of the core is too complex to allow the use of thermosetting plastics, whereas these materials would be highly desirable for ensuring the stability of the core when making the connections by simple insertion of the wires of the armature in sector terminal hooks then hot radial compression ("hot pressing").
  • the object of the invention is to provide a collector of the same type which is easier to produce.
  • the invention relates to a collector of the aforementioned type, characterized in that the tabs are inserted between circumferentially spaced reliefs projecting from the cylindrical surface of the core.
  • each relief can have a parallelepiped shape and each terminal ends in a hook-shaped part situated at the right of one of the reliefs.
  • the core comprises, behind the reliefs, a collar of lower height, continuous or discontinuous, behind which hooks claws of the retaining ring which pass between the reliefs.
  • the collector shown in Figs. 1 to 6 with an overall length of less than 1 cm, consists of five parts: a central core 1 intended to be force fitted onto an armature shaft (not shown) of an electric motor, three conductive sectors 2 (of which only one is shown in Fig. 1), and a hoop ring 3.
  • the core 1 comprises a cylindrical tubular body 4 made of insulating material, preferably of thermosetting plastic, at one end of which (rear end, that is to say facing towards the armature) radially project three circumferentially separated parallelepiped reliefs 5 , located at 120 ° from each other.
  • a small distance behind the reliefs 5 also projects a continuous flange 6 of significantly lower height delimited by two flat surfaces 7 and 8.
  • the front surface 7 is connected to the rear face of each relief 5 by a longitudinal strip 9 of same width as the latter and the same height as the collar 6, to facilitate demolding.
  • Each conductive sector 2 has a general shape in cylindrical sector extending over a little less than 120 ° and conjugate from the external surface of the body 4 of the core. From the rear end of the sector, in the central part and over about a third of its width, is cut a tongue, initially projecting axially, which is folded outwards at right angles, then towards the rear at a right angle, then forward at about 45 °, to form a connection terminal 10 which ends in a hook 11. On each side, the terminal 10 defines a tab 12 projecting axially, with respect to the radial part 13 of this terminal, up to a point situated slightly beyond the hook 11. The spacing of the parallel faces 14 opposite the two tabs 12 is equal to the width of the reliefs 5 (Fig. 6).
  • the retaining ring 3 is insulating and, like the core 1, it is preferably molded from a thermosetting plastic. It consists of a ring 15 of rectangular section on the rear face of which three longitinal claws 16 protrude.
  • each claw 16 extends parallel to the axis of the ring 15 the internal surface thereof; externally, it starts from the external surface of the ring 15 and converges gently towards its axis.
  • the claw has at its end a beak 17 which defines a radial attachment shoulder 18 and a rear ramp 19.
  • the circumferential width of the claws 16 is clearly less than the space separating the reliefs 5.
  • the sectors 2 are applied to the body 4 with a small mutual circumferential spacing (FIG. 6), the reliefs 5 being opposite the terminals 10, and they are moved towards the rear.
  • the reliefs 5 fit exactly between the pairs of associated lugs 12, and the radial parts 13 come to bear on the front face of these reliefs, while the hooks 11 rest on the radially outer flat surface of the reliefs 4.
  • the ring 3 is force-fitted onto the three sectors 2 until it abuts against the three radial parts 13 of the terminals.
  • the nozzles 17 slide over the sectors 2, pass between the reliefs 5, cross the collar 6 and snap behind it, their faces 18 coming to hang on the rear face 8 of the collar. This is made possible by the radial elasticity of the claws 16 and by the ramps 19 of the spouts 17.
  • the attachment of the spouts 17 guarantees that the ring 15 exerts a permanent axial thrust which applies the parts 13 of the terminals against the reliefs 5.
  • the height of the collar 6 is less than the thickness of the sectors 2; consequently, the claws 16 radially press the lugs 12 against the body 4 over the entire length of these lugs, each claw 16 overlapping two lugs 12 belonging to two adjacent sectors. This gives excellent positioning and excellent positive maintenance of sectors 2 in all directions regardless of the speed of rotation of the motor.
  • connection wires (not shown) are inserted into the hooks 11 and then the latter are pressed radially hot (“hot pressing"), these hooks find on the reliefs 5 a large support surface which does not does not deform when heated.
  • the ring 3, the annular part 15 of which is close to the heated zone, does not deform during this operation and therefore continues to play its holding role perfectly.
  • the collar 6 and the bands 9 can be replaced by three collar segments 6A inserted, in end view, between the reliefs 5. In fact, this does not change anything in the attachment of the claws 16 nor in the release conditions of the core 1.

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  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

  • La présente invention est relative à un collecteur pour moteur électrique miniature, du type comprenant: un noyau isolant destiné à être monté sur l'arbre du rotor du moteur et présentant une surface extérieure cylindrique; plusieurs secteurs conducteurs appliqués sur cette surface, chaque secteur étant pourvu à son extrémité arrière d'une borne en saillie radiale découpée dans une partie de la largeur du secteur en définissant au moins une patte en saillie axiale par rapport à la racine de la borne, cette patte assurant le positionnement circonférentiel du secteur; et une bague de retenue des secteurs contre le noyau.
  • Un collecteur du genre mentionné ci-dessus est connu par exemple du document GB-A-2 060 274.
  • Avec la miniaturisation de plus en plus poussée des moteurs électriques, on s'est efforcé de trouver le moyen de fixer les secteurs conducteurs sur le noyau d'une manière plus appropriée que par le surmoulage habituellement utilisé pour les collecteurs de plus grandes dimensions, ce qui a conduit à des collecteurs du type précité, utilisés par exemple dans les automobiles.
  • Dans des collecteurs connus de ce type, les pattes axiales des secteurs conducteurs sont insérées dans des fentes arquées prévues à la base d'une collerette qui fait saillie à l'arrière du collecteur. Ces fentes, très minces, correspondent à des poinçons du moule de fabrication de très faible section et donc fragiles. De plus, la forme du noyau est trop complexe pour permettre d'utiliser des matières plastiques thermodurcissables, alors que ces matières seraient hautement souhaitables pour assurer la stabilité du noyau lors de la réalisation des connexions par simple insertion des fils de l'induit dans des crochets des bornes des secteurs puis compression radiale à chaud ("hot pressing").
  • L'invention a pour but de fournir un collecteur du même type plus facile à réaliser.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un collecteur du type précité, caractérisé en ce que les pattes s'intercalent entre des reliefs circonférentiellement espacés en saillie sur la surface cylindrique du noyau.
  • En particulier, pour réaliser de façon commode l'opération de "hot-pressing", chaque relief peut présenter une forme parallélépipédique et chaque borne se terminer par une partie en forme de crochet située au droit d'un des reliefs.
  • Dans un mode de réalisation qui assure une grande sûreté du maintien des secteurs contre le noyau sans augmentation de l'encombrement du collecteur, le noyau comporte en arrière des reliefs une collerette de plus faible hauteur, continue ou discontinue, derrière laquelle s'accrochent des griffes de la bague de retenue qui passent entre les reliefs.
  • Dans ce cas, on obtient un maintien particulièrement ferme des secteurs lorsque la hauteur de la collerette est inférieure à l'épaisseur des secteurs, et que les griffes s'appliquent élastiquement sur les pattes de ces secteurs.
  • L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, qui en représentent seulement un mode d'exécution. Sur ces dessins:
    • la Fig. 1 est une vue partielle en perspective éclatée d'un collecteur conforme à l'invention;
    • la Fig. 2 est une vue en perspective du collecteur assemblé;
    • la Fig. 3 est une vue de dessus du collecteur;
    • la Fig. 4 est une vue prise en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3;
    • la Fig. 5 est une vue en bout du collecteur, prise suivant la flèche 5 de la Fig. 4;
    • la Fig. 6 est une vue prise en coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 4; et
    • la Fig. 7 est une vue de détail du noyau d'une variante du collecteur suivant l'invention.
  • Le collecteur représenté aux Fig. 1 à 6, d'une longueur hors tout inférieure à 1 cm, est constitué de cinq pièces: un noyau central 1 destiné à s'emmancher à force sur un arbre d'induit (non représenté) de moteur électrique, trois secteurs conducteurs 2 (dont un seul est représenté à la Fig. 1), et une bague de frettage 3.
  • Le noyau 1 comprend un corps tubulaire cylindrique 4 en matière isolante, de préférence en matière plastique thermodurcissable, à une extrémité duquel (extrémité arrière, c'est-à-dire tournée vers l'induit) font saillie radialement trois reliefs parallélépipédiques 5 circonférentiellement séparés, situés à 120° les uns des autres. A une petite distance en arrière des reliefs 5 fait également saillie une collerette continue 6 de hauteur nettement plus faible délimitée par deux surfaces planes 7 et 8. La surface avant 7 est reliée à la face arrière de chaque relief 5 par une bande longitudinale 9 de même largeur que ce dernier et de même hauteur que la collerette 6, pour faciliter le démoulage.
  • Chaque secteur conducteur 2 a une forme générale en secteur cylindrique s'étendant sur un peu moins de 120° et conjugué de la surface extérieure du corps 4 du noyau. A partir de l'extrémité arrière du secteur, dans la partie centrale et sur environ un tiers de la largeur de celui-ci, est découpée une languette, initialement en saillie axiale, qui est repliée vers l'extérieur à angle droit, puis vers l'arrière à angle droit, puis vers l'avant à environ 45°, pour former une borne de connexion 10 qui se termine par un crochet 11. De chaque côté, la borne 10 définit une patte 12 en saillie axiale, par rapport à la partie radiale 13 de cette borne, jusqu'à un point situé légèrement au-delà du crochet 11. L'écartement des faces parallèles 14 en regard des deux pattes 12 est égal à la largeur des reliefs 5 (Fig. 6).
  • La bague de retenue 3 est isolante et, comme le noyau 1, elle est de préférence moulée en une matière plastique thermodurcissable. Elle est constituée d'un anneau 15 à section rectangulaire sur la face arrière duquel font saillies trois griffes longitidinales 16.
  • Comme on le voit mieux aux Fig. 3 à 6, le diamètre extérieur de l'anneau 15 est à peu près égal à celui de la partie radiale 13 des bornes, et son diamètre intérieur est légèrement inférieur à celui du corps 4 augmenté de deux fois l'épaisseur d'un secteur 2. Intérieurement, chaque griffe 16 prolonge parallèlement à l'axe de l'anneau 15 la surface interne de celui-ci; extérieurement, elle part de la surface externe de l'anneau 15 et converge doucement vers son axe. La griffe présente à son extrémité un bec 17 qui définit un épaulement radial d'accrochage 18 et une rampe arrière 19. La largeur circonférentielle des griffes 16 est nettement inférieure à l'espace séparant les reliefs 5.
  • Pour monter le collecteur, on applique les secteurs 2 sur le corps 4 avec un petit espacement circonférentiel mutuel (Fig. 6), les reliefs 5 étant en regard des bornes 10, et on les déplace vers l'arrière.
  • Les reliefs 5 s'ajustent exactement entre les paires de pattes 12 associées, et les parties radiales 13 viennent s'appliquer sur la face avant de ces reliefs, tandis que les crochets 11 s'appuient sur la surface plane radialement extérieure des reliefs 4.
  • Enfin, on emmanche à force la bague 3 sur les trois secteurs 2 jusqu'à ce qu'elle bute contre les trois parties radiales 13 des bornes. Ce faisant, les becs 17 glissent sur les secteurs 2, passent entre les reliefs 5, franchissent la collerette 6 et s'encliquettent derrière celle-ci, leurs faces 18 venant s'accrocher sur la face arrière 8 de la collerette. Ceci est rendu possible par l'élasticité radiale des griffes 16 et par les rampes 19 des becs 17.
  • Lorsque le collecteur est ainsi assemblé, l'accrochage des becs 17 garantit que l'anneau 15 exerce une poussée axiale permanente qui applique les parties 13 des bornes contre les reliefs 5. De plus, comme on le voit à la Fig. 4, la hauteur de la collerette 6 est inférieure à l'épaisseur des secteurs 2; par conséquent, les griffes 16 pressent radialement les pattes 12 contre le corps 4 sur toute la longueur de ces pattes, chaque griffe 16 chevauchant deux pattes 12 appartenant à deux secteurs adjacents. On obtient ainsi un excellent positionnement et un excellent maintien positif des secteurs 2 dans toutes les directions quelle que soit la vitesse de rotation du moteur.
  • De plus, la forme simple du noyau et de la bague 3 permet de les réaliser sans difficulté en une matière plastique thermodurcissable. Ainsi, lorsque des fils de connexion (non représentés) sont insérés dans les crochets 11 puis que ces derniers sont comprimés radialement à chaud ("hot pressing"), ces crochets trouvent sur les reliefs 5 une surface d'appui de grande étendue qui ne se déforme pas à la chaleur. De même, la bague 3, dont la partie annulaire 15 est voisine de la zone chauffée, ne se déforme pas lors de cette opération et continue donc à jouer parfaitement son rôle de maintien.
  • En variante, comme représenté à la Fig. 7, on peut remplacer la collerette 6 et les bandes 9 par trois segments de collerette 6A intercalés, en vue en bout, entre les reliefs 5. En effet, ceci ne change rien à l'accrochage des griffes 16 ni aux conditions de démoulage du noyau 1.

Claims (6)

1.- Collecteur pour moteur électrique miniature, du type comprenant; un noyau isolant (1) destiné à être monté sur l'arbre du rotor du moteur et présentant une surface extérieure cylindrique (4); plusieurs secteurs conducteurs (2) appliqués sur cette surface, chaque secteur étant pourvu à son extrémité arrière d'une borne (10) en saillie radiale découpée dans une partie de la largeur du secteur en définissant au moins une patte (12) en saillie axiale par rapport à la racine (13) de la borne, cette patte assurant le positionnement circonférentiel du secteur; et une bague (3) de retenue des secteurs contre le noyau, ce collecteur étant caractérisé en ce que les pattes (12) s'intercalent entre des reliefs (5) circonférentiellement espacés en saillie sur la surface cylindrique du noyau.
2.- Collecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque relief (5) a une forme parallélépipédique et en ce que chaque borne (10) se termine par une partie (11) en forme de crochet située au droit d'un des reliefs.
3.- Collecteur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque borne (10) définit deux pattes axiales (12) encadrant sans jeu un desdits reliefs (5).
4.- Collecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le noyau (1) comporte en arrière des reliefs (5) une collerette (6) de plus faible hauteur, continue ou discontinue, derrière laquelle s'accrochent des griffes (16) de la bague de retenue (3) qui passent entre les reliefs.
5.- Collecteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la hauteur de la collerette (6) est inférieure à l'épaisseur des secteurs (2), et en ce que les griffes (16) s'appliquent élastiquement sur les pattes (12) de ces secteurs.
6.- Collecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le noyau (1) et/ou la bague de retenue (3) sont en une matière plastique thermodurcissable.
EP83400415A 1982-03-23 1983-03-01 Collecteur pour moteur électrique miniature Expired EP0090685B1 (fr)

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