JP2003339140A - 整流子 - Google Patents
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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Abstract
を低減すること。 【解決手段】 整流子は、絶縁材料からなる整流子基部
10と、各々が端子部21と接触部22とを含む複数の
整流子端子20と、基部上で且つそれぞれの接触部を覆
って形成された複数のカーボンセグメント30とを含
む。各カーボンセグメントが、基部に隣接する、成形さ
れた黒鉛からなる内側部分31と、焼結黒鉛を含有す
る、又は該焼結黒鉛で形成された、1つ又はそれ以上の
露出した外側部分32とを有する。
Description
詳細には電動機のためのカーボンセグメント整流子及び
そのような整流子を作る方法に関する。
が、これには電動機のブラシとの相当に大きな界面抵抗
を有するという欠点がある。
能を向上させるために、この界面抵抗を低減することを
目的とする。
料からなる整流子基部と、各々が端子部と接触部とを含
む複数の整流子端子と、基部上で且つそれぞれの接触部
を覆って形成された複数のカーボンセグメントと、を含
み、各カーボンセグメントが、基部に隣接する成形され
た黒鉛からなる内側部分と、焼結黒鉛を含有する、又は
該焼結黒鉛で形成された、1つ又はそれ以上の露出した
外側部分とを有する整流子が提供される。
は、内側部分を形成する成形された黒鉛からなる第1の
内側層と、外側部分を形成する焼結黒鉛粒子を含有する
成形された黒鉛もしくは焼結黒鉛からなる第2の外側層
とを含む。或いは、各整流子のセグメントが、内側部分
を形成する成形された黒鉛からなる層と、第1の部分内
に埋め込まれ、外側部分を形成する1つ又はそれ以上の
焼結黒鉛要素とを含む。この整流子は、平形整流子の形
式を有するのが好ましい。
軸線に対し横方向に少なくとも部分的に延びる前面及び
裏面とを有し、各端子の接触部が、基部内のそれぞれの
第1の開口を貫通して延び、基部の前面に接して又は近
接して位置するように折り曲げられ、各端子の端子部
が、巻線の接続部の絶縁材を切り取るための刃部と、使
用時に接続部分を跨いで把捉する溝穴とを有する。
側部分を形成する成形された黒鉛からなる第1の内側層
と、外側部分を形成する焼結黒鉛からなる第2の外側層
とを含み、カーボンセグメントの第2の外側層が、個別
の整流子セグメントを形成するように半径方向に分割さ
れた円板を備える。
部分を形成する成形された黒鉛からなる層と、第1の部
分内に埋め込まれて、外側部分を形成する複数の焼結黒
鉛要素とを含み、焼結黒鉛要素は、部分円形状であっ
て、基部の回転軸線に対し同心に配置される。或いは、
この整流子は、円筒形整流子の形式を有する。
述べたような平形整流子を作る方法も提供する。この方
法は、a)それぞれが異なる直径を有する、焼結黒鉛か
らなる複数の円形又は環状要素を、或いは焼結黒鉛又は
焼結黒鉛粒子を含有する成形可能な黒鉛からなる円板を
形成する段階と、b)端子を基部に接続する段階と、
c)焼結黒鉛要素又は円板を、成形可能な黒鉛と共に基
部に成形する段階と、d)黒鉛を複数の整流子セグメン
トに分割する段階とを含む。
照しながら、本発明をより具体的に説明する。図に示し
た整流子は、小形電動機、具体的には永久磁石形直流電
動機で使用することを意図したものである。図1から図
8に示す整流子は、円筒形整流子の場合のように半径方
向で支持するのではなく、整流子の平面の接触面に対し
て軸方向に支持するブラシと共に使用するための、通常
平形整流子と呼ばれるものである。しかしながら本発明
は、図9に示すように円筒形整流子にも同様に適用する
ことができる。
れた整流子基部10は、成形された材料からなり、円形
の前方壁11と、この前方壁11から後方に延びる円筒
状スカート12とを含む。また、基部10は、それによ
り基部10を電機子軸(図示せず)に固定することがで
きる中央ボス13を有する。
表面上には円周方向に離間した軸方向に延びる複数のリ
ブ14が設けられている。前方壁11は、ボス13と位
置合わせされた中央開口45と、8つの等角度で離間し
た、半径方向に細長く延びた凹部15と、各凹部15と
半径方向に位置合わせされた細長いスリット状開口16
とを有する。
7と連通している。また、各凹部15は、該凹部の両側
に1つずつあり、且つ半径方向外端に隣接する2つの開
口18と関係付けられている。また、前方壁11は、角
度方向で離間して外側にリング状に配置された溝穴19
を有する。
と接触部22とを含む。接触部22は、3つの開口2
3、24、25を有するフィンガーの形である。端子部
21は、その短軸線が接触部22の長軸線と一致する矩
形状(展開して見た場合)である。端子部21は、その
長軸線及び短軸線双方に対して対称である中央切欠部分
26を有する。この切欠部分26は、端子部21の中央
におけるその最大幅から2つの溝穴27に向かって狭く
なっている。2つの刃28が、各々溝穴27内に僅かに
突出する。これらの刃28は、電機子巻線の接続部の絶
縁材を切り取るための鋭利な縁部を形成する。また、端
子部21は、後述の目的のために、2つの突起29を有
する。端子20を基部10に組込むために、フィンガー
22は基部10内のそれぞれの開口16内に圧入され、
次いで半径方向内方へ延びるように、各凹部15上に折
り曲げられる。
ィンガー22を覆って、整流子基部10の前方壁11上
に形成される。これは、前方壁11上に黒鉛材料からな
る円板をホットプレスし、次いでその円板を8つの別個
のセグメント30へと切断することによって達成され
る。円板は、互いにコールドプレスされた2つの層3
1、32から形成されている。層31は、結合剤を含む
成形可能な黒鉛からなり、層32は、同様に結合剤を含
むと共に、典型的には0.15mmの最小寸法及び、
0.25mmの最大寸法を有する、粉砕された焼結黒鉛
粒子33を含む成形可能な黒鉛からなる。ホットプレス
中、結合剤は軟化(おそらくは液化)され、これによ
り、層31を加圧下でフィンガー22内の開口23、2
4、25を通って凹部15内或いは溝穴19内に、及び
開口17、18を通って流入させて、円板を基部10に
固定させることが可能になる。8つの外側層32は、電
動機のブラシとの接触面を形成し、埋め込まれて部分的
に露出された粒子33は、ブラシとセグメントとの間の
界面抵抗を低下させ、より良好な電流フローをもたらす
働きをする。
21のためのハウジング35が示されている。このハウ
ジング35は、王冠形状からなり、電機子軸を受けるた
めの中央ボス36と、このボス36の円周周りに等間隔
に離間して半径方向外方へ延びた、8つのハウジング部
分37とを有する。各ハウジング部分37は、ハウジン
グ凹部38を形成し、電機子巻線の各部分と端子20の
端子部21の1つとの接続を達成するために使用され
る。各ハウジング部分37は、側壁39と末端壁40と
カバー41とを有する。側壁39は、ボス36の長手方
向軸線に平行である。
から突出して、ハウジング部分37内で側壁39のほぼ
半分の長さだけ延びている。スタンプ42は、ボス36
の長手方向軸線と平行に延び、末端壁40によってハウ
ジング35につながっているだけである。各側壁39
は、ボス36の長手方向軸線と平行に、ハウジング35
の整流子端部からスタンプ42の自由端の高さの位置で
終わる長さだけ延びる溝穴43を有する。電機子巻線の
一部分は、溝穴43を通ることができ、その結果巻線部
はスタンプの端部上にある。
グ35は電機子軸上に載置される。電機子巻線のリード
線は、側壁39内に設けられた溝穴43内にリード線の
端部を置くことにより、ハウジング部分37の1つに挿
入される。リード線は、該リード線がスタンプ42に当
接するまで、ハウジング部分37内に引き戻される。こ
の始点から第1の電機子コイルが巻かれる。第1のコイ
ル巻線の終端部において、電機子は位置決めされ、リー
ド線はその連続性を保持したまま、上記と同様の方法で
次のハウジング部分37内に置かれる。全てのコイルが
巻き終わるまで、この工程が繰り返された後、巻線の最
終端部は第1のハウジング部分37の溝穴43内に置か
れ、巻線作業の始めにスタンプ42に当接されたリード
線の始端部に隣接するまで押し戻される。次いでリード
線が切断され、巻線機から電機子が除去される。
分37内に置かれる絶縁ワイヤを含む巻線部分を有す
る。各巻線部分には張力がかかり、それぞれのスタンプ
42に接して堅固に引張られている。次に、端子の端子
部21がそれぞれのハウジング部分37内に入り且つハ
ウジング部分が各リブ14間に位置するように、整流子
基部10が、端子20及び整流子セグメント30と共
に、電機子軸に沿って摺動する。各端子部21が、ハウ
ジング部分37内に保持された巻線部分に接近すると、
溝穴27はワイヤを覆って移動する。刃28は、溝穴が
ワイヤを覆って移動する際に変形されるワイヤ上の絶縁
材を傷つける。これにより、ワイヤと端子部21との間
の密接な金属対金属接触が形成される。突起29がハウ
ジング35のカバー41を把捉し、従って端子部21を
ハウジング35内に保持する。
外は図1に示す整流子と同じである。セグメント30a
は、2つの層31a及び32aを有する。層32aは、
焼結黒鉛からなる予成形された層である。この層32a
は、これと基部10との間に成形可能な黒鉛である層3
1aを挟んで、基部10にホットプレス成形される円板
として最初に形成される。図に示すように、層32a
は、層31aに突出した複数の環状同心リブ34を、そ
の裏面上に有するのが好ましい。これは、層32aを層
31aに固定するのに役立ち、一方の層から他方の層へ
の電流のフロー面積を増大させる。次いで、層31a及
び32aが切断され、8つの個別の整流子セグメント3
0aを形成する。
30b以外は図1に示す整流子と同様である。セグメン
ト30bは、成形可能な黒鉛の塊体31bと、この塊体
31bの外表面内に埋め込まれた少なくとも1つ、典型
的には5つの同心円状要素32bとを含む。この同心円
状要素32bは、焼結黒鉛で予成形され、成形可能な黒
鉛塊体31bにより基部にホットプレス成形される。次
いで黒鉛塊体31bは、同心円状要素32bと共に切断
されて、8つの個別のセグメントに分割される。
く、円筒形整流子である。この整流子は、基部10c
と、端子20cと、カーボン整流子セグメント30cと
を含む。セグメント30cは、共にコールドプレスされ
た2つの層31c及び層32cを含む。層31cは、結
合剤を含む成形された黒鉛からなり、層32cは、同様
に結合剤を含むと共に、図1に示す整流子と同様に粉砕
された焼結黒鉛粒子33cを含む成形可能な黒鉛からな
る層である。図1に示す粒子33と同様に、埋め込まれ
た粒子33cは、部分的に露出されて、ブラシとセグメ
ントとの間の界面抵抗を低下させ、より良好な電流フロ
ーをもたらす働きをする。
械的に接続する端子部を有する。或いは、整流子端子に
従来の舌状部を備え、これにハンダ付け、ホットポンチ
止め、又はかしめ等の従来の方法により電機子巻線を接
続してもよい。
ものであり、添付の請求項で定義された本発明の範囲か
ら逸脱することなく、様々な変更が可能であることは当
業者に明らかであろう。
である。
縮小した斜視図である。
た縮小した斜視図である。
る。
である。
である。
である。
Claims (13)
- 【請求項1】 絶縁材料からなる整流子基部(10)
と、 各々が端子部(21)と接触部(22)とを含む複数の
整流子端子(20)と、 前記基部上で且つそれぞれの接触部を覆って形成された
複数のカーボンセグメント(30)と、を含み、 各カーボンセグメントが、前記基部に隣接する、成形さ
れた黒鉛からなる内側部分(31、31a、31b、3
1c)と、焼結黒鉛(33、33c)を含有する、又は
該焼結黒鉛で形成された、1つ又はそれ以上の露出した
外側部分(32、32a、32b、32c)とを有する
ことを特徴とする整流子。 - 【請求項2】 前記各カーボンセグメントが、前記内側
部分を形成する成形された黒鉛からなる第1の内側層
(31)と、前記外側部分を形成する焼結黒鉛粒子(3
3、33c)を含有する成形された黒鉛からなる第2の
外側層(32、32c)とを含むことを特徴とする請求
項1に記載の整流子。 - 【請求項3】 前記各カーボンセグメントが、前記内側
部分を形成する成形された黒鉛からなる第1の内側層
(31a)と、前記外側部分を形成する焼結黒鉛からな
る第2の外側層(32a)とを含むことを特徴とする請
求項1に記載の整流子。 - 【請求項4】 前記第2の外側層(32a)が、前記第
1の内側層(31a)へ突出する部分(34)を含むこ
とを特徴とする請求項3に記載の整流子。 - 【請求項5】 前記各整流子のセグメントが、前記内側
部分(31b)を形成する成形された黒鉛からなる層
と、前記第1の部分内に埋め込まれ、前記外側部分を形
成する1つ又はそれ以上の焼結黒鉛要素(32b)とを
含むことを特徴とする請求項1に記載の整流子。 - 【請求項6】 平形整流子の形式を有する、前述の請求
項のいずれかに記載の整流子。 - 【請求項7】 前記基部(10)が、回転軸線と、該回
転軸線に対し横方向に少なくとも部分的に延びる前面及
び裏面とを有し、 各端子(20)の前記接触部(22)が、前記基部内の
それぞれの第1の開口(16)を貫通して延び、前記基
部の前面に接して又は近接して位置するように折り曲げ
られ、各端子(20)の前記端子部(21)が、巻線の
接続部の絶縁材を切り取るための刃部(28)と、使用
時に前記接続部分を跨いで把捉する溝穴(27)とを有
することを特徴とする請求項6に記載の整流子。 - 【請求項8】 前記カーボンセグメントの第2の外側層
(32a)が、個別の整流子セグメントを形成するよう
に半径方向に分割された円板を備えることを特徴とす
る、請求項3又は4に従属する場合の請求項6又は7に
記載の整流子。 - 【請求項9】 前記基部の回転軸線に対し同心に配置さ
れた複数の部分円形状の焼結黒鉛要素(32b)が存在
することを特徴とする、請求項5に従属する場合の請求
項6又は7に記載の整流子。 - 【請求項10】 円筒形整流子の形式を有する、請求項
1から5のいずれかに記載の整流子。 - 【請求項11】 請求項2に従属する場合の請求項6に
記載の整流子を作る方法であって、 a)成形可能な黒鉛(31)からなる層と、焼結黒鉛粒
子(33)を含有する成形可能な黒鉛からなる層(3
2)とを、共にコールドプレスして円板を形成する段階
と、 b)前記端子(20)を前記基部(10)に接続する段
階と、 c)前記円板を前記基部(10)に成形する段階と、 d)前記円板を複数の整流子セグメント(30)に分割
する段階と、を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項3又は4に従属する場合の請求
項6に記載の整流子を作る方法であって、 a)焼結黒鉛からなる円板(32a)を形成する段階
と、 b)前記端子(20)を前記基部(10)に接続する段
階と、 c)成形可能な黒鉛からなる層(31a)を間に挟ん
で、焼結黒鉛からなる前記円板を前記基部(10)に成
形する段階と、 d)成形され且つ焼結された前記黒鉛層を複数の整流子
セグメント(30)に分割する段階と、を含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項5に従属する場合の請求項6に
記載の整流子を作る方法であって、 a)それぞれが異なる直径を有する、焼結黒鉛からなる
複数の円形要素(32b)を形成する段階と、 b)前記端子(20)を前記基部(10)に接続する段
階と、 c)成形可能な黒鉛からなる層(31b)と共に、同心
的に離間させた様態で前記円形要素(32b)を前記基
部(10)に成形する段階と、 d)成形された黒鉛要素及び焼結黒鉛要素を複数の整流
子セグメント(30)に分割する段階と、を含むことを
特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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GB0211441.1 | 2002-05-18 | ||
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