JP4732671B2 - フックコミュテータ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の電動モータアーマチュアのためのフックコミュテータに関する。
【０００２】
電動モータアーマチュアのためのフックコミュテータは、薄板を有しており、この薄板に、カーボンブラシを通って電流が伝えられる。薄板には、回転可能に支承された電動モータアーマチュアの巻線ワイヤが電気的に接続されている。
【０００３】
フックコミュテータを備えた電動モータアーマチュアを製造するためには、とりわけ巻線ワイヤが、フックコミュテータの薄板のコミュテータフック１つずつの周りに巻き付けられる。
【０００４】
その場合、巻線ワイヤとコミュテータフックとの必要な結合工程では、コミュテータフックと巻線ワイヤとの変わらずに良好な機械的および電気的な結合品質が重要となる。結合工程の１つとしては、熱かしめ（Hot-Staking）が用いられる。この熱かしめでは、ワイヤが挟み込まれるように、フックが変形加工される。次いで電圧が印加され、これにより、特にワイヤとコミュテータフックとの間に接触抵抗があるので、コミュテータフックとワイヤとが加熱される。この場合、ワイヤの絶縁層が消失して、ワイヤとコミュテータフックとの間で拡散溶接が行われる。
【０００５】
薄板上にはたいてい、米国特許第５９２５９６１号明細書により公知であるように、カーボンセグメントも配置されている。
【０００６】
カーボンセグメントは、たとえばろう接によって、薄板に結合されている。
【０００７】
ワイヤとコミュテータフックとの間の結合工程、特に熱かしめによって発熱が起こると、不都合なことに、カーボンセグメントと薄板との間のこのろう接結合部が、少なくとも部分的に再びゆるんでしまう、またはカーボンセグメントが、ずれ動いてしまうことがある。これにより、たとえばカーボンと薄板との間の接触抵抗のような電気的な特性、またはカーボン表面でのブラシの運動特性が小さくなってしまう、または電気モータアーマチュアの耐用年数が短くなってしまう。
【０００８】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の構成を備えた本発明によるフックコミュテータは、前述のものに対して、カーボンセグメントと薄板とのろう接結合が簡単な方法で過度の加熱から保護されていて、ろう接結合部の損傷を招くことがないという利点を有する。
【０００９】
請求項２以下に記載された特徴によって、請求項１に記載されたフックコミュテータの有利な別の実施例が可能となる。
【００１０】
コミュテータフックとカーボンセグメントとの間の横断面が小さくなっていると、有利である。それというのは、小さな横断面によって、その領域での熱伝導が減少せしめられるからである。
【００１１】
さらに、コミュテータフックとカーボンセグメントとの間の領域を、熱伝導率が減少するように変化させる、たとえば化学的組成を変化させるまたは薄板の構造を変化させると、有利である。
【００１２】
巻線ワイヤとコミュテータフックとの間を結合させる工程のために、コミュテータフックと熱伝導の少ない領域との間隔が、そこに電極を載置できるように大きくなっていると、有利である。
【００１３】
図面
本発明の実施例を、図面に基づき以下に詳細に説明する。図面には、本発明によるフックコミュテータの軸線方向の断面図を概略的に示す。
【００１４】
実施例の説明
図面に、それ以外の構造は公知である電動モータアーマチュアのフックコミュテータ１の軸線方向の断面図を示す。
【００１５】
このフックコミュテータ１は、対称軸線３を有している。電動モータアーマチュアのロータシャフト８には、たとえば保持体６が配置されている。この保持体６上には、電気伝導性の材料から成る少なくとも１つの薄板１１が固定されている。この固定はたとえば、薄板１１を少なくとも部分的に、たとえば保持体６のための材料を形成するプラスチックの射出成形により埋め込むことによって行われる。しかし、薄板１１は、別の固定方法によって保持体６に固定することもできる。
【００１６】
薄板１１は、ある区分において、その軸線方向の一方の端部で、カーボンセグメント１３を有していて、このカーボンセグメント１３は、ろう接結合部１５によって薄板１１に固定されている。本発明は、カーボンセグメント１３に限らず、薄板１１と結合されていてかつ熱に対して不安定な全てのセグメントに対して利用される。薄板１１の、軸線方向の他方の端部１７には、コミュテータフック１９が形成されている。コミュテータフック１９によって、巻線ワイヤ２１が、薄板１１に電気的に結合される。薄板１１の材料、たとえば銅または銅合金は、固有の熱伝導率λを有していて、対称軸線３に対して垂直に、コミュテータフック１９とカーボンセグメント１３との間で横断面Ａを有している。
【００１７】
コミュテータフック１９とワイヤとを結合させるための結合工程、たとえば熱かしめにおいては、２つの電極２３が薄板１１上に載置される。一方の電極２３は、コミュテータフック１９上に載置され、もう一方の電極２３は、たとえばコミュテータフック１９とカーボンセグメント１３との間に載置される。この結合工程では、必然的に、背景技術にあるような薄板とのろう接結合部１５を、少なくとも部分的に溶かし得るような熱が発生してしまう。
【００１８】
これを防ぐために、少なくとも、コミュテータフック１９とカーボンセグメント１３との間の、長さｄを有する領域２５で、結合工程が行われる間の熱伝導が減じられている。この場合、コミュテータフック１９とカーボンセグメント１３との間に、１つまたは複数のこのような領域２５があってもよい。薄板１１に載置された電極２３については、領域２５が、カーボンセグメント１３とその隣りに位置する電極２３との間に位置するようになっている。
【００１９】
温度差が与えられている場合、領域２５を通る熱の伝導は、係数（λ*Ａ/ｄ）により規定される、つまり、領域２５における熱伝導率は、この係数に相当する。これらのパラメータのうち少なくとも１つを適当に選択することによって、ろう接結合部１５が、高い温度での加熱から保護される。
【００２０】
このことは、図面に示したように、まず、領域２５での横断面Ａを半径方向にかつ/または半径方向に対して垂直に減少させることによって行われてよい。
【００２１】
さらに、領域２５で、熱伝導率λを小さくすることが可能となる。これは、たとえば、局部的に化学組成を変えることにより行うことができる。薄板の材料に、より小さな熱伝導率を有する粒子を混ぜることによって、薄板１１の熱伝導率は、領域２５で減じられる。
【００２２】
しかし、領域２５での薄板１１の構造を変化させる、たとえば領域２５を多孔質にすることによっても、熱伝導率を小さくすることができる。
【００２３】
また、熱伝導を小さくするために、領域２５の長さｄを長くすることもできる。
【００２４】
さらに、係数（λ*Ａ/ｄ）のうちの２つ又は３つのパラメータを変化させることも可能である。
【００２５】
結合工程のために、コミュテータフック１９と領域２５との間の間隔が、電極２３が領域２５に触れることなくその箇所で完全に載置され得るような大きさになっていると、有利である。
【００２６】
熱かしめ工程をまず行い、続いてカーボンセグメント１３を薄板１１にろう接によって被着させる手段は可能ではある。しかし、これは、標準の方法に対して、巻線ワイヤ２１がすでに接触しているために、大きな問題が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるフックコミュテータの軸線方向の概略的な断面図である。

Claims (7)

1. 電動モータアーマチュアのためのフックコミュテータであって、少なくとも１つの薄板（１１）を有しており、該薄板（１１）が、軸線方向の一方の端部（１７）でコミュテータフック（１９）を有していて、軸線方向の他方の端部（１２）で少なくとも１つのカーボンセグメント（１３）を有している形式のものにおいて、
   前記薄板（１１）が、コミュテータフック（１９）と少なくとも１つのカーボンセグメント（１３）との間の、長さ（ｄ）を備えた少なくとも１つの領域（２５）で、長さ（ｄ）に対して垂直に、横断面（Ａ）を有しており、当該領域（２５）での熱伝導率が、コミュテータフック（１９）と領域（２５）との間の熱伝導率よりも小さくなっていることを特徴とする、フックコミュテータ。
2. 薄板（１１）の領域（２５）での横断面（Ａ）が、コミュテータフック（１９）と領域（２５）との間の横断面より小さくなっている、請求項１記載のフックコミュテータ。
3. コミュテータフック（１９）と少なくとも１つのカーボンセグメント（１３）との間の領域（２５）における熱伝導率を小さくするために、材料の化学的組成または薄板（１１）の構造を、コミュテータフック（１９）と領域（２５）との間の薄板領域に対して変えられており、係数（λ*A/ｄ）が小さくなっている、請求項１または２記載のフックコミュテータ。
4. コミュテータフック（１９）と領域（２５）との間の間隔が、電極（２３）がその箇所で電極（２３）の接触面（２７）で完全に載置することができるような大きさになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載のフックコミュテータ。
5. カーボンセグメント（１３）が、ろう接結合部（１５）によって薄板（１１）に固定されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のフックコミュテータ。
6. 熱伝導が、領域（２５）において、コミュテータフックとワイヤとの間の結合工程時に、その際に発生した熱がろう接結合部（１５）を溶かすことができないように減じられている、請求項５項記載のフックコミュテータ。
7. コミュテータフック（１９）上に、第２の電極（２３）が載置可能であり、コミュテータフック（１９）とワイヤとの間の結合工程が、熱かしめ工程である、請求項１から６までのいずれか１項記載のフックコミュテータ。

Images