KR20120002688U - Rotor for an electric motor - Google Patents
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Abstract
본 고안은 전기 모터용 회전자에 관한 것이며, 상기 회전자는 회전자 샤프트(1), 회전자 코일(2) 및 정류자(3)를 포함한다. 회전자 코일(2)은 절연체,특히 래커 절연체를 가진 코일 와이어로 이루어지고, 정류자(3)는 정류자 박판(4), 및 회전자 코일(2)의 코일 단부(6)용 정류자 후크(5)를 가진 후크 정류자로서 형성된다. 코일 단부(6)는 고온 코킹 방법에 의해 각각의 정류자 후크(5)의 후크 내부면(7, 8)과 결합된다. 본 고안에 따라, 정류자 후크(5)의 하나 이상의 내부면(7, 8)은 각각의 코일 단부(6)와의 결합시 코일 단부(6) 상에 점 및/또는 선 응력을 야기하므로, 의도된 손상, 특히 코일 단부(6)의 절연체의 분리를 일으키는 표면 구조를 갖는다.The present invention relates to a rotor for an electric motor, the rotor comprising a rotor shaft (1), a rotor coil (2) and a commutator (3). The rotor coil 2 consists of an insulator, in particular a coiled wire with a lacquer insulator, the commutator 3 comprising a commutator sheet 4 and a commutator hook 5 for the coil end 6 of the rotor coil 2. It is formed as a hook commutator. The coil end 6 is engaged with the hook inner surfaces 7, 8 of each commutator hook 5 by a high temperature caulking method. According to the present invention, the one or more inner surfaces 7, 8 of the commutator hook 5 cause point and / or line stresses on the coil ends 6 upon engagement with the respective coil ends 6, so that the intended It has a surface structure which causes damage, in particular separation of the insulator of the coil end 6.
Description
본 고안은 청구항 제1항의 전제부에 따른 전기 모터용 회전자, 청구항 제6항의 전제부에 따른 전기 모터, 및 청구항 제7항의 전제부에 따른 회전자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor for an electric motor according to the preamble of
전기 모터용 상기 회전자는 회전자 샤프트, 회전자 코일 및 정류자를 포함한다. 회전자는 통상 고정자와 상호 작용한다. 전기 모터는 직류 모터 또는 범용 모터이다.The rotor for the electric motor includes a rotor shaft, a rotor coil and a commutator. The rotor usually interacts with the stator. The electric motor is a direct current motor or a general purpose motor.
본 고안에 기초가 되는, 공지된 회전자(DE 100 42 512 A1)는 상기 구성을 갖는다. 여기서는 정류자에 회전자 코일의 콘택팅이 중요하다.The known rotor DE 100 42 512 A1, which is based on the present invention, has the above configuration. The contact of the rotor coil to the commutator is important here.
공지된 회전자에서, 회전자 코일들은 회전자 코일의 개별 와인딩들 사이의 단락을 피하기 위해 래커 절연체를 가진 코일 와이어로 이루어진다. 코일 단부의 콘택팅을 위해, 정류자는 소위 "후크 정류자"로서 형성된다. 이러한 후크 정류자는 한편으로는 정류자 브러시와의 결합을 위한 정류자 박판을 포함하며, 다른 한편으로는 회전자 코일의 코일 단부와의 결합을 위한 정류자 후크를 포함한다.In known rotors, the rotor coils consist of coiled wire with lacquer insulation to avoid short circuits between the individual windings of the rotor coil. For contacting the coil ends, the commutator is formed as a so-called "hook commutator". Such hook commutator comprises on the one hand a commutator sheet for engagement with the commutator brush and on the other hand a commutator hook for engagement with the coil end of the rotor coil.
콘택팅을 위해, 코일 단부들은 각각 하나의 정류자 후크 주위에 놓인 다음, 각각의 정류자 후크의 후크 내부면과 고온 코킹 방법으로 결합된다. 고온 코킹 시에, 각각의 정류자 후크가 휘어짐으로써, 정류자 후크 내에 각각의 코일 단부가 고정된다. 동시에, 결합부가 여기서는 전압의 인가에 의해 열처리 된다. 열 발생은 먼저 래커 절연체의 분리를 일으킨 다음, 코일 단부와 정류자 후크 사이에 용접과 유사한 결합을 일으킨다.For contacting, the coil ends are each placed around one commutator hook and then joined with the hook inner surface of each commutator hook by a high temperature caulking method. During high temperature caulking, each commutator hook is bent, thereby fixing each coil end in the commutator hook. At the same time, the coupling is heat treated here by application of a voltage. The heat generation first causes a separation of the lacquer insulator and then a welding-like coupling between the coil end and the commutator hook.
공지된 회전자의 단점은 래커 절연체의 분리를 위해 필요한 에너지 사용이 실제 고온 코킹 전에 많다는 것이다. 또한, 정류자 후크에 인접한 영역에서 코일 단부의 절연체가 분리되는 것이 배제될 수 없고, 이는 인접한 정류자 박판들 사이의 단락을 일으킬 수 있다.A disadvantage of known rotors is that the energy use required for the separation of lacquer insulators is large before actual high temperature caulking. In addition, separation of the insulator at the coil end in the region adjacent to the commutator hook cannot be excluded, which can cause a short circuit between adjacent commutator sheets.
또한, 코일 단부에 고온 코킹 전에, 래커 절연체를 분리시키는 별도의 열적 및/또는 기계적 처리를 하는 것도 제시되었다(WO 90/04864 A1). 코일 단부의 불꽃 처리와 더불어, 래커 절연체를 분리하기 위한 코일 단부의 브러싱 또는 블라스팅이 제시된다. 모든 이러한 방법들은 구조적으로 및/또는 에너지 면에서 복잡하다.It has also been proposed to perform a separate thermal and / or mechanical treatment to separate the lacquer insulator prior to high temperature caulking at the coil end (WO 90/04864 A1). In addition to sparking at the coil end, brushing or blasting of the coil end to separate the lacquer insulator is presented. All these methods are complex in structure and / or energy.
본 고안의 과제는 정류자 후크의 영역에서 코일 와이어의 절연이 의도되고 구조적으로 간단히 그리고 에너지 면에서 바람직한 방식으로 해결되도록, 공지된 회전자를 형성하고 개선하는 것이다.The task of the present invention is to form and improve the known rotors such that the insulation of the coil wires in the region of the commutator hook is solved in an intended and structurally simple and energy-efficient manner.
상기 과제는 청구항 제1항의 전제부에 따른 회전자에서 청구항 제1항의 특징에 의해 해결된다.The problem is solved by the features of
특히 정류자 후크의 벤딩시, 각각의 정류자 후크와 각각의 코일 단부 사이의 기계적인 압력 끼워맞춤 결합에 의해 정류자 후크의 직접적인 영역에서 코일 단부의 절연체 손상 및/또는 분리가 이루어질 수 있도록 정류자 후크를 형성하는 것이 중요하다. 상세하게, 정류자 후크의 하나 이상의 후크 내부면은 각각의 코일 단부와의 결합시 코일 단부 상에 점 및/또는 선 응력을 야기하는 표면 구조를 갖는다. 점 및/또는 선 응력은 의도된 손상, 바람직하게는 코일 단부의 절연체의 분리를 일으킨다.In particular, during bending of the commutator hook, the commutator hook is formed so that the insulator damage and / or detachment of the coil end can occur in the direct area of the commutator hook by a mechanical pressure fit coupling between each commutator hook and each coil end. It is important. In particular, the one or more hook inner surfaces of the commutator hook have a surface structure that causes point and / or line stresses on the coil ends upon engagement with each coil end. Point and / or line stresses cause the intended damage, preferably separation of the insulator at the coil end.
표면 구조의 실시를 위해, 많은 바람직한 변형예들이 가능하다. 이는 청구항 제2항 내지 제5항의 대상이다.For the implementation of the surface structure, many preferred variants are possible. This is the subject of
청구항 제3항에 따른 특히 바람직한 실시예에서, 표면 구조는 각각의 코일 단부의 방향으로 돌출한 하나 이상의 에지 및/또는 정점을 갖는다. 이로써, 코일 단부에 대한 상기 높아진 응력이 간단한 방식으로 구현될 수 있다.In a particularly preferred embodiment according to claim 3, the surface structure has one or more edges and / or vertices projecting in the direction of each coil end. In this way, the elevated stress on the coil end can be realized in a simple manner.
독자적인 의미를 가진 다른 교훈에 따라, 상기 과제는 청구항 제6항에 따른 전기 모터에 의해 달성된다.According to another lesson, which has its own meaning, the task is achieved by an electric motor according to
상기 전기 모터는 상기 회전자를 포함하고, 또한 고정자, 요크 패킷 등과 같은 통상의 부품을 포함한다. 본 고안에 따른 회전자에 대한 실시예가 전체 범위로 참고될 수 있다.The electric motor includes the rotor and also includes conventional components such as stators, yoke packets and the like. Embodiments of the rotor according to the present invention can be referred to the full range.
독자적인 의미를 가진 다른 교훈에 따라, 청구항 제7항에 따른 상기 회전자의 제조 방법이 청구된다.According to another lesson in its own sense, a method of manufacturing the rotor according to claim 7 is claimed.
본 고안에 따른 방법에서는 절연체의 손상 및/또는 분리를 위한 고온 코킹 전에 및/또는 고온 코킹 동안, 점 또는 선 응력이 각각의 정류자 후크의 후크 내부면을 통해 각각의 코일 단부에 제공되는 것이 중요하다.In the method according to the present invention, it is important that point or line stress is provided at each coil end through the hook inner surface of each commutator hook before and / or during high temperature caulking for damage and / or separation of the insulator. .
본 고안에 의해, 정류자 후크의 영역에서 코일 와이어의 절연이 의도되고 구조적으로 간단히 그리고 에너지 면에서 바람직한 방식으로 해결되는, 회전자가 제공된다.By means of the present invention, a rotor is provided in which the insulation of the coil wire in the region of the commutator hook is intended and solved in a manner that is simply structurally desirable and in terms of energy.
이하에서, 본 고안이 실시예로 상세히 설명된다.In the following, the present invention is described in detail by way of examples.
도 1은 본 고안에 따른 회전자의 상부 절반의 측단면도.
도 2는 도 1에 따른 정류자의 4개의 실시예 a), b), c) 및 d)의 도 1의 선 A-A을 따른 단면도 및 선 B-B을 따른 평면도.1 is a side cross-sectional view of the upper half of the rotor according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view along line AA of FIG. 1 of four embodiments a), b), c) and d) of the commutator according to FIG. 1 and a plan view along line BB.
도면에 도시된 회전자는 전기 모터에 할당되며, 상기 전기 모터는 순수한 직류 모터로서 또는 범용 모터로서 형성될 수 있다. 전기 모터는 바람직하게 자동차에 할당된다. 여기서, 전기 모터는 바람직하게 자동차 록의 범주, 특히 중앙 록킹 구동장치, 개방 구동장치 또는 견인 보조 구동장치의 분야에 사용될 수 있다. 다른 바람직한 사용 분야들은 윈도우 리프트 구동장치, 슬라이딩 루프 구동장치, 모터식 시트 조절기, 트랜스미션 액추에이터, 플랩 구동장치 및 도어 구동장치 등이다.The rotor shown in the figure is assigned to an electric motor, which can be formed as a pure direct current motor or as a general purpose motor. The electric motor is preferably assigned to the motor vehicle. Here, the electric motor can preferably be used in the category of automotive locks, in particular in the field of central locking drives, open drives or traction assist drives. Other preferred fields of use are window lift drives, sliding loop drives, motorized seat adjusters, transmission actuators, flap drives and door drives.
회전자는 통상 회전자 샤프트(1), 회전자 코일(2) 및 정류자(3)를 포함한다. 회전자 코일(2)은 절연체를 가진 코일 와이어로 이루어진다. 절연체는 여기서 그리고 바람직하게 래커 절연체이다.The rotor typically comprises a
정류자(3)는 후크 정류자로서 형성되고, 정류자 박판(4), 및 회전자 코일(2)의 코일 단부(6)용 정류자 후크(5)를 포함한다. 여기서, "코일 단부"는 넓게 이해되어야 하고 코일 단부와 더불어 더 좁은 의미로 코일 시작부도 포함한다. 이 의미에서 정류자 후크(5)는 하나 또는 다수의 코일 단부(6)에 할당될 수 있다.The commutator 3 is formed as a hook commutator and comprises a commutator sheet 4 and a
코일 단부들(6)은 여기서 고온 코킹 방법으로 각각의 정류자 후크(5)의 후크 내부면들(7, 8)과 결합된다. 여기까지 회전자의 구성은 공지된 선행 기술에 상응한다.The
본 고안에 따라 정류자 후크(5)의 각각 하나 이상의 후크 내부면(7, 8)은 각각의 코일 단부(6)와의 결합시 상기 코일 단부에 점 및/또는 선 응력을 야기하므로, 의도된 손상, 특히 코일 단부(6)의 절연체의 제거를 일으키는 표면 구조를 갖는다.According to the present invention each one or more of the hook inner surfaces 7, 8 of the
일반적으로 상기 표면 구조는 하나 이상의 볼록한 및/또는 오목한 성형부가 제공됨으로써 구현될 수 있다. 특히 바람직한 변형예들은 도 2에 도시된다.In general, the surface structure can be realized by providing one or more convex and / or concave forming portions. Particularly preferred variants are shown in FIG. 2.
하나 이상의 후크 내부면(7, 8)이 각각의 코일 단부(6)의 방향으로 돌출한 하나 이상의 에지(9) 및/또는 각각의 코일 단부(6)의 방향으로 돌출한 하나 이상의 정점(10)을 포함한 표면 구조를 가지면, 절연체의 분리에 대한 특히 양호한 결과가 달성된다. 에지(9)는 후크 내부면(7, 8)의 영역에서 바람직하게는 각각의 코일 단부(6)의 연장에 대해 실질적으로 수직으로 연장한다. 도 2a)는 단일 에지(9)를 가진 실시예를 도시한다. 이에 반해, 도 2b)에 도시된 실시예의 경우, 서로 평행한 다수의 에지(9)가 제공된다.One or more hook inner surfaces 7, 8 protruding in the direction of each
그러나, 하나 이상의 후크 내부면(7, 8)의 상기 표면 구조는 주기적으로 반복하는 면 패턴을 가질 수도 있다. 이에 대한 예는 널링 형태의 표면 구조이다. 이는 예시적으로 도 2d)에 도시되어 있다.However, the surface structure of one or more hook inner surfaces 7, 8 may have a face pattern that repeats periodically. An example of this is a knurled surface structure. This is illustrated by way of example in FIG. 2D).
도 2c)는 측면으로 각각 하나의 에지(9)를 형성하는 단일 오목한 성형부를 가진 하나 이상의 후크 내부면(7, 8)의 표면 구조를 도시한다. 여기서는 기본적으로 다수의 오목한 성형부도 제공될 있다. 오목한 성형부 또는 오목한 성형부들이 여기서 그리고 바람직하게는 채널 형태로 각각의 코일 단부(6)의 연장 방향에 대해 실질적으로 수직으로 연장된다.FIG. 2C shows the surface structure of one or more hook inner surfaces 7, 8 with a single concave forming part each forming one
끝으로, 하나 이상의 후크 내부면(7, 8)이 높은 조도의 표면 구조를 갖는 것이 가능하다. 이로써, 높아진 점 응력들이 발생될 수 있고, 각각의 응력 점들이 서로 매우 가까이 놓인다.Finally, it is possible for one or more of the hook inner surfaces 7, 8 to have a high roughness surface structure. As a result, elevated point stresses can be generated, and the respective stress points are placed very close to each other.
독자적인 의미를 가진 다른 교훈에 따라, 상기 회전자를 구비한 전기 모터가 청구된다. 본 고안에 따른 회전자에 대한 실시예가 전체 범위로 참고될 수 있다.According to another lesson with its own meaning, an electric motor with the rotor is claimed. Embodiments of the rotor according to the present invention can be referred to the full range.
독자적인 의미를 가진 다른 교훈에 따라, 상기 회전자의 제조 방법이 청구된다. 코일 단부(6)의 절연의 상기 손상이 각각의 정류자 후크(5)의 후크 내부면들(7, 8)과 코일 단부(6)의 고온 코킹 전에 및/또는 동안에 이루어진다는 사실이 중요하다.According to another lesson with its own meaning, a method of manufacturing the rotor is claimed. It is important that the damage of the insulation of the
상기 설명에 나타나는 바와 같이, 코일 단부(6)로부터 절연체의 분리가 본 고안에 따라 간단한 방식으로 그리고 낮은 에너지 소비로 구현된다. 적합한 설계시, 절연체의 적어도 특정 분량의 확실한 분리가 고온 코킹 전에 실시될 수 있기 때문에, 고온 코킹 동안 필요한 에너지 소비가 현저히 감소될 수 있다. 또한, 무조건 필요한 곳에서만, 즉 후크 내부면(7, 8)의 직접적인 영역에서만 절연체의 손상이 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 2개의 인접한 정류자 박판들(4)의 코일 단부들 사이에서 단락의 위험이 없기 때문에, 정류자 박판들(4) 사이의 간격들이 작게 유지될 수 있다. 이로 인해, 정류자가 전체적으로 작게 구성된다. 정류자 박판들 사이에 충분히 큰 간격을 보장하기 위해 사용되는 고온 코킹 후 복잡한 정렬이 생략될 수 있다.As indicated in the above description, the separation of the insulator from the
끝으로, 본 고안에 따른 해결책에 의해 코일 단부(6)와 정류자 후크(5) 사이의 접촉 저항이 감소될 수 있고, 특히 래커 절연체의 두께 변동과 무관하게 또는 경우에 따라 발생하는 후크 내부면들(7, 8)의 산화와 무관하게 감소될 수 있다. Finally, the contact resistance between the
1 회전자 샤프트
2 회전자 코일
3 정류자
4 정류자 박판
5 정류자 후크
6 코일 단부
7, 8 후크 내부면1 rotor shaft
2 rotor coil
3 commutator
4 commutator lamination
5 commutator hook
6 coil ends
7, 8 hook inner surface
Claims (7)
상기 정류자 후크(5)의 각각 하나 이상의 후크 내부면(7, 8)은, 각각의 코일 단부(6)와의 압력 끼워맞춤 결합시 상기 코일 단부(6) 상에 점 및/또는 선 응력을 야기함으로써 상기 코일 단부(6)의 절연체의 의도된 손상, 특히 분리를 일으키는, 표면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 회전자.As a rotor for an electric motor, the rotor comprises a rotor shaft (1), a rotor coil (2) and a commutator (3), the rotor coil (2) being made of coiled wire with insulators, in particular lacquer insulators The commutator 3 comprises a commutator hook 5 and a commutator sheet 4 for the coil end 6 of the rotor coil 2 as a hook commutator, the coil end 6 having a high temperature caulking method. In the rotor for the electric motor, coupled with the hook inner surfaces 7, 8 of each commutator hook 5,
Each of the one or more hook inner surfaces 7, 8 of the commutator hook 5 causes point and / or linear stress on the coil end 6 upon pressure fit engagement with each coil end 6. A rotor for an electric motor, characterized in that it has a surface structure which causes the intended damage, in particular separation, of the insulator of the coil end (6).
상기 정류자 후크(5)의 각각 하나 이상의 후크 내부면(7, 8)은, 각각의 코일 단부(6)와의 압력 끼워맞춤 결합시 상기 코일 단부(6) 상에 점 및/또는 선 응력을 일으킴으로써 상기 코일 단부(6)의 절연체의 의도적인 손상, 특히 분리를 일으키는 표면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 회전자를 구비한 전기 모터.An electric motor with a rotor, the rotor comprising a rotor shaft (1), a rotor coil (2) and a commutator (3), the rotor coil (2) having an insulator, in particular a coil with lacquer insulator Consisting of a wire, the commutator 3 comprising a commutator hook 5 and a commutator sheet 4 for the coil end 6 of the rotor coil 2 as a hook commutator, the coil end 6 having a high temperature In the electric motor with a rotor, which is engaged with the hook inner surfaces 7, 8 of each commutator hook 5 by a caulking method,
Each of the one or more hook inner surfaces 7, 8 of the commutator hook 5 generates point and / or line stresses on the coil end 6 upon pressure fit engagement with each coil end 6. An electric motor with a rotor, characterized in that it has a surface structure which causes intentional damage, in particular separation, of the insulator of the coil end (6).
상기 코일 단부(6)의 절연체의 손상 및/또는 분리를 위한 고온 코킹 전에 및/또는 고온 코킹 동안 점 또는 선 응력이 각각의 정류자 후크(5)의 후크 내부면들(7, 8)을 통해 각각의 코일 단부(6)에 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 회전자의 제조 방법.A method of manufacturing a rotor for an electric motor, the rotor comprising a rotor shaft (1), a rotor coil (2) and a commutator (3), the rotor coil (2) having an insulator, in particular a lacquer insulator Consisting of a coil wire, the commutator 3 comprises a commutator hook 5 and a commutator sheet 4 for the coil end 6 of the rotor coil 2 as a hook commutator, the coil end 6 In the method of manufacturing a rotor for an electric motor, which is engaged with the hook inner surfaces 7, 8 of each commutator hook 5 by a high temperature caulking method,
Point or line stress is applied through the hook inner surfaces 7, 8 of each commutator hook 5 before and / or during high temperature caulking for damage and / or separation of the insulator of the coil end 6, respectively. A method of manufacturing a rotor for an electric motor, characterized in that it is provided at the coil end (6) of the motor.
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