JP4138239B2 - 整流子のための整流子リングを製造する方法ならびに該方法によって製造された整流子 - Google Patents

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、整流子のための整流子リングを製造する方法に関する。予め型押し成形された帯状材料から、いわゆる円筒状整流子（Ｒｏｌｌｋｏｍｍｕｔａｔｏｒ）のための整流子リングを製造することは公知である。この場合、整流子片の軸方向の長さに相当する幅を備えた、場合によっては成形された無端帯材に、成形工具を用いて帯材の運動方向に対して横方向に溝が形成され、これによって、単にウェブを介してのみ結合された整流子片が得られる。整流子リングの整流子片の数に応じて、成形された連続する帯材から相応な数の整流子片が切り離され、次いで、閉じられて整流子リングが形成される。整流子リングを安定化させるためおよび個々の整流子片を互いに絶縁するために、整流子リングは多くの場合、金属製のハブと共に絶縁材料物質内に埋め込まれる。
【０００２】
整流子リングを規定通りにあとで使用する場合に、整流子片が軸方向および半径方向にずれ動くことを回避するために、絶縁材料物質内での固着の目的で、整流子片の裏側に爪もしくはかかりを一体的に剪断することが、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公告第１２１８０５３号明細書に基づき公知である。このことの欠点は、爪もしくはかかりの一体的な剪断によって、整流子リングの有効な整流子片強さが小さくなるということである。
【０００３】
さらに、アメリカ合衆国特許第５２０４５７４号明細書に基づき公知の整流子リングは、整流子片の軸方向に延びる鳩尾状成形部を有している。この鳩尾状成形部を用いることによって、整流子半径方向での整流子片の固定が保証されているが、しかし、整流子軸方向でのずれ動きを排除することはできない。
【０００４】
この欠点を排除するために、特殊な方法を用いて整流子片を軸方向で固定する目的で、軸方向距離にわたって鳩尾状成形部の中断部が生ずるように鳩尾状成形部を構成することが、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５４３９９８号明細書に基づき公知である。しかしながらさらに、この製造法は比較的手間がかかってしまい、製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載した特徴を備えた本発明による整流子リングを製造する方法は、従来のものに比べて、整流子リングの製造が一層簡単かつ安価になり、整流子片を特に良好に保持するための鳩尾状溝のきわめて特殊な形状も一層簡単に製造可能であるという利点を有している。
【０００６】
本発明のさらなる利点は、その他の請求項ならびに以下の実施例の説明および図面に示してある。
【０００７】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【０００８】
図１〜図３には、Ｌ字形の銅成形体を有する整流子片ストランドまたは整流子片条材２７としての整流子片成形帯材が部分的に示してある。あとで図４〜図６に基づき詳しく説明する型押し装置においては、整流子片ストランド２７が個々の製造ステップで加工される。この場合、第１ステップでは、対向するポンチによって公知の形式で型押し溝２０ａ，２０ｂが整流子片ストランド２７に型押し成形され、これによって、整流子の整流子片１２が整流子片ストランド２７から仕切られる。この場合、整流子片１２の間には結合ウェブ２８が残る。次の作業工程では、整流子片１２の長手方向側面に鳩尾状溝２２が形成され、この鳩尾状溝２２は、整流子片１２を整流子の絶縁材料にあとで固着させるために働く。
【０００９】
整流子片１２は長脚部１４を有しており、この長脚部１４の外側面は、あとで整流子の接触面を形成する。半径方向外向きの短脚部１６は、整流子片１２を電気機械（図示せず）のロータの巻線接続部に接触接続させるために働く。鳩尾状溝２２は、整流子片裏側の長手方向、つまり整流子の軸方向に延びていて、鳩尾状溝２２のほぼ中央で中断されている。この場合、整流子片１２の、鳩尾状溝２２間のほぼ中央には、溝なし領域２６が残る。
【００１０】
図４〜図６には、図１〜図３による整流子片ストランド２７の製造装置３０が示してある。図５に示した製造装置３０の縦断面図では、整流子片ストランド２７は裏側が上側を向いて、つまり短脚部１６が下側を向いて支持台３１に載置している。搬送装置は整流子片ストランド２７を観察者の方向に搬送し、まず各整流子片１２に、型押し工具（図示せず）によって型押し溝２０ａが型押し成形される。次いで、上下に垂直に運動する２つの屈曲レバー３３によって、それぞれ１つの特殊な工具であるいわゆる溝付け工具（図７〜図１０参照）３５を用いて、整流子片１２の両端面、つまり左右から同時に、それぞれ１つの鳩尾状溝２２が整流子片１２の各長手方向側面に形成され、しかもそれぞれの整流子片１２の溝なし領域２６（図１〜図３参照）に達するまで形成される。この場合、溝付け工具３５の運動方向は水平方向に生じる。これは、屈曲レバー案内部材３６による往復運動に基づくものである。隣接した整流子片１２の互いに対面した整流子片側面における各溝付け工程に基づき、整流子片ストランド２７は整流子片１２ひとつ分づつ引き続き送り移動させられる。溝付け工程中、整流子片１２は、ブランクホルダ（図６参照）３７によって製造装置３０の支持台３１に押圧される。図５で見ることができるように、溝付け工具３５は、整流子片１２の端面から整流子片１２間の長手方向溝２０ａへ侵入し、この侵入は、互いに対面した溝付け工具３５の間に、溝なし領域２６を製造するため必要な間隔が十分に残るまで行われる。
【００１１】
図７〜図１０には溝付け工具３５を見ることができる。図７では取付け穴３８を有する溝付け工具３５の側面図が示してあり、溝付け工具３５は、図５に示したねじ３９，４０と取付け穴３８とを用いて製造装置３０内に緊締されている。溝付け工具３５の上下には、それぞれ１つの両刃式の溝付けカッタ４３，４３ａが設けられており、この溝付けカッタ４３，４３ａは前方でカッタ尖端部４２，４２ａを形成している。図８に示した平面図では、溝付け工具３５のカッタ尖端部４２を見ることができる。図９は溝付け工具３５の正面図である。この場合、図１０は、図９の下側部分を著しく拡大して示した図である。図１０から分かるように、溝付けカッタ４３の両側にはそれぞれ１つの溝付けエッジ４５，４６が位置している。したがって、溝付けカッタ４３とカッタ尖端部４２とを用いて、整流子片１２の両端面から同時に、鳩尾状溝２２が存在しない中央の残存領域２６まで、整流子片１２における型押し溝２０ａの長手方向両側面に鳩尾状溝２２が溝付けされる。特に図１０から明らかなように、下側の溝付けカッタ４３の溝付けエッジ４５，４６によって、隣接する整流子片１２の互いに対面した長手方向側面にそれぞれ１つの溝が形成される。下側の溝付けカッタ４３が耐用寿命に達した場合には、溝付け工具３５は製造装置３０から取り出され、長手方向軸線を中心にして１８０゜だけ回動させられ、これによって、上側の溝付けカッタ４３ａを使用することができる。
【００１２】
このようにして、連続的に整流子片ストランド２７の必要な整流子片数が得られた後で（図１参照）、整流子片ストランド２７は成形帯材から製造装置３０によって切断され、次のステーションで、整流子片ストランド２７から公知の形式で整流子リング（図１１参照）１０が形成される。整流子リング１０は、リング状に配置された複数の整流子片１２から成っている。これらの整流子片１２は、縦断面図で見て、Ｌ字形の成形形状を有している。次いで、整流子片１２は鳩尾状溝２２と共に、絶縁・可塑材料１１内に埋め込まれて、固着される。さらに場合によっては、この絶縁・可塑材料１１のハブ孔１３には金属製ハブを収容することができる。整流子リング１０を埋め込んだ後、整流子片１２間の結合ウェブ２８がコレクタ接触面の領域で旋削除去されるので、整流子片１２は互いに絶縁されて、コレクタハブ内で固着される。
【００１３】
図１３には本発明の第２実施例、つまり二重の鳩尾状溝２２，２２ａを備えた整流子片ストランド２７ａが示してある。ここでも、まず長手方向溝２０ａ，２０ｂの型押し成形後、前述のように鳩尾状溝２２が整流子片側面に溝付けされる。これは、製造装置３０の第１ステーションで行われる。次いで、同じ製造装置３０の後続のステーションでは、図７〜図１０で示しかつ説明したのと同じ溝付けカッタ４３，４３ａを用いて上側の鳩尾状溝２２ａが整流子片側面に溝付けされる。この場合、溝付けカッタ成形形状に応じて、種々異なった構造形態が可能である。このような二重の溝付けによって、整流子ハブの絶縁材内での整流子片１２の固着作用が一層高められるので、このような整流子片１２によって一層高い回転数もしくは一層大きい整流子径が実現可能である。絶縁材料と整流子片材料との抗張力または引抜き強さの最適化は、有利には、最終的に形成された鳩尾状溝２２ａが多かれ少なかれ長い距離で形成されることによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 鳩尾状溝が溝付けされた整流子片成形帯材を端面側から見た図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿った、整流子片の成形形状を示す横断面図である。
【図３】 図１の整流子片成形帯材を裏側から見た図である。
【図４】 整流子片成形帯材を製造する装置の平面図である。
【図５】 図４のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図６】 図４のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図である。
【図７】 図４〜図６の装置に設けられている、整流子片の溝付けのための特殊工具の側面図である。
【図８】 特殊工具の平面図である。
【図９】 特殊工具の正面図である。
【図１０】 溝付けカッタの端面の拡大図である。
【図１１】 完全に丸められた整流子リングを端面側から見た図である。
【図１２】 完成した整流子の縦断面図である。
【図１３】 二重の鳩尾状溝を備えた、第２実施例としての整流子片成形帯材を端面側から見た図である。
【符号の説明】
１０ 整流子リング
１１ 絶縁・可塑材料
１２ 整流子片
１３ ハブ孔
１４ 長脚部
１６ 短脚部
２０ａ，２０ｂ 型押し溝または長手方向溝
２２ 鳩尾状溝
２６ 溝なし領域
２７．２７ａ 整流子片成形帯材または整流子片ストランド
２８ 結合ウェブ
３０ 整流子片ストランド製造装置
３１ 支持台
３３ 屈曲レバー
３５ 溝付け工具
３６ 屈曲レバー案内部材
３７ ブランクホルダ
３８ 取付け穴
３９，４０ ねじ
４２，４２ａ カッタ尖端部
４３，４３ａ 溝付けカッタ
４５，４６ 溝付けエッジ

Claims (8)

1. 電気機械の整流子を製造する方法であって、該整流子が、型押し成形された溝（２０ａ，２０ｂ）によって帯状材料（２７）から成形された整流子片（１２）を周方向にわたって並列配置して形成された整流子リング（１０）を有しており、整流子片（１２）の内側面に、整流子片軸方向で延びる固定手段として働く鳩尾状溝（２２）が形成されていて、該鳩尾状溝（２２）を用いて整流子片（１２）が絶縁体（１１）に固着される形式のものにおいて、整流子片（１２）の両端面から出発して、それぞれ１つの工具（３５）を用いて整流子片（１２）の側面に同時に溝付けすることによって鳩尾状溝（２２）を形成し、整流子片（１２）の鳩尾状溝間（２２）のほぼ中央に溝なし領域（２６）を残すことを特徴とする、整流子のための整流子リングを製造する方法。
2. カッタ状に形成された溝付け工具（３５）を整流子片側面に沿って互いに対向するように往復運動させる、請求項１記載の方法。
3. 鳩尾状溝を、特殊工具を用いて二重の鳩尾状溝（２２，２２ａ）として整流子片側面に互いに上下に位置するように溝付けする、請求項１または２記載の方法。
4. 整流子片（１２）の長脚部（１４）の端面と工具（３５）とが対面するように整流子片ストランド（２７）が挿入されている装置（３０）内で整流子片（１２）の溝付けを行い、整流子片（１２）間の溝の型押し成形をあらかじめ同じ装置（３０）内で行う、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 溝付けプロセスを、並列配置された２つの整流子片の、互いに対面した整流子片側面において同時に行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 二重の鳩尾状溝（２２，２２ａ）の場合に、前記装置（３０）の第１ステーションで下側の鳩尾状溝（２２）を整流子片側面に溝付けし、後続の第２ステーションで上側の鳩尾状溝（２２ａ）を整流子片側面に溝付けする、請求項３記載の方法。
7. 電気機械の整流子であって、該整流子が、周方向にわたって並列配置された整流子片（１２）から成る整流子リング（１０）を有しており、整流子片（１２）が、固定手段を介して絶縁体（１１）に固定されている形式のものにおいて、請求項１記載の溝付け法で製作された固定手段が、中断領域を備えた溝付けされた鳩尾状溝（２２）として形成されていることを特徴とする、整流子。
8. 固定手段が、溝付けされた二重の鳩尾状溝（２２ａ）によって形成されている、請求項７記載の整流子。

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