NL8203063A

NL8203063A - COMMUTATOR DEVICE FOR A SMALL ELECTRIC MOTOR.

Info

Publication number: NL8203063A
Application number: NL8203063A
Authority: NL
Original assignee: Mabuchi Motor Co
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1983-02-16
Also published as: IT8222623V0; NL186986B; AU554957B2; HK86386A; DE3228039A1; BR8204488A; GB2105527A; FR2510827B1; JPS5822861U; CA1173887A; IT8222688A0; DE3228039C2; ES266738U; IT8222688A1; GB2105527B; BE893973A; ES266738Y; AU8663782A; IT1190937B; JPS6213420Y2

Description

I '% to ! VO 3572I '% to! VO 3572

Commutatorinricbting voor een kleine elektromotor.Commutator device for a small electric motor.

De uitvinding heeft in bet algemeen betrekking op een comm.utatorinriciit.ing voor een kleine elektromotor en meer in bet bijzon-der op een commutatorinricbting voor een kleine elektromotor, waarbij elk van de aansluitgedeelten van de commutatorinriciiting een smal deel 5 bezit, waarbij bet dwarsdoorsnedeoppervlak van bet aansluitgedeelte in een ricbting loodrecbt op de longitudinale.richting daarvan kleiner wordt . uitgevoerd dan de andere gedeelten daarvan,, en een geleider van de anker-wikkelingen op zijn plaats wordt gehouden door bet aansluitgedeelte bij het smalle deel daarvan om te buigen en de geleider door weerstandslassen 10 aan het aansluitgedeelte te bevestigen.The invention generally relates to a commutator arrangement for a small electric motor, and more particularly to a commutator arrangement for a small electric motor, each of the connection portions of the commutator arrangement having a narrow section, the cross-sectional area being of the connection section in a direction of lead recess on its longitudinal direction becomes smaller. than the other portions thereof, and a conductor of the armature windings is held in place by bending the terminal portion at the narrow portion thereof and securing the conductor to the terminal portion by resistance welding.

Omschri.jving van de stand der techniekDescription of the Prior Art

Daarbij toont:Thereby shows:

Fig. 1 een voorbeeld van een commutatorinricbting en een anker voor kleine elektromotoren.Fig. 1 an example of a commutator arrangement and an armature for small electric motors.

• 15 Fig. 2 (A) een vooraanzicbt van een normaal type commu tatorinricbting over de lijn A - A van fig. 1.Fig. 15 2 (A) is a front view of a normal type controller arrangement on the line A - A of fig. 1.

Fig. 2 (B) een verticale doorsnede over de lijn B - BFig. 2 (B) a vertical section along line B - B

van fig. 2 (A); enof Fig. 2 (A); and

Fig. 2 (C) een perspectivisch aanzicht van de commutator-20 inrichting, weergegeven in figuur 2 (A) en (B).Fig. 2 (C) is a perspective view of the commutator-20 device shown in Figures 2 (A) and (B).

In de figuren is 1 een commutatorinricbting, 2' een com-mutatorsegment, 3 een commutatorgedeelte, k een aansluitgedeelte, 5 een anker, 6 een ankerwikkeling, 7 een geleider, 8 een isolatiecilinder, 9 een isolatieflens en 10 een isolatieplaat.In the figures, 1 is a commutator device, 2 'a commutator segment, 3 a commutator part, k a connection part, 5 an armature, 6 an armature winding, 7 a conductor, 8 an insulating cylinder, 9 an insulating flange and 10 an insulating plate.

25 Zoals aangegeven in de figuren 2 (A) en (B) heeft een normaal type commutatorinricbting een zodanige constructie, dat het in figuur 2·(c) afgebeelde eommutatorsegment zicb op de isolatiecilinder 8 bevindt en op zijn plaats wordt gehouden door de isolatieplaat 10 op bet commutatorgedeelte 3 te brengen, 30 Bij kleine elektromotoren wordt de ankerwikkeling 6 gewoonlijk met bet eommutatorsegment 2 verbonden door de geleider 7 van de ankerwikkeling 6 om bet op het eommutatorsegment 2 aanwezige. aansluitgedeelte b te wikkelen en daaraau te solderen. Ofscboon deze soldeermetbo-de een.pasxtieve verbindingsmetbode is, kan de isolatiecilinder 8 waarop 8203063 2 4 t het c ommut at or s e gment 2 is gemonteerd, gemakkelijk worden gedeformeerd :-.. tengevolge van de warmte bij bet solderen aangezien de isolatiecilinder gewoonlijk uit een thermisch gevoelige kunsthars bestaat.As shown in Figures 2 (A) and (B), a normal type commutator device is constructed such that the eommutator segment shown in Figure 2 · (c) is located on the isolation cylinder 8 and held in place by the isolation plate 10 on the commutator section 3. In small electric motors, the armature winding 6 is usually connected to the commutator segment 2 by the conductor 7 of the armature winding 6 to be present on the commutator section 2. to wind the connection part b and then solder it. Whether this solder is a passive connection method, the insulating cylinder 8 on which 8203063 2 4 t the assembly at m ement 2 is mounted can be deformed easily: - .. due to the heat during soldering, as the insulating cylinder usually consists of a thermally sensitive synthetic resin exists.

Hierdoor kan de dimensionele nauwkeurigheid van de 5 commutatorinrichting worden verslechterd, waardoor de verking van de motor op een schadelijke wijze wordt belnvloed. Bovendien heeft de sol-deermethode een aantal bezwaren ten aanzien van bedrijfsrendement, kwali-teit en vervaardigingskosten doordat solderen een aanmerkelijke mate van vaardigbeid en een aantal stappen vereist en spatten van soldeervloei-10 middel dikwijls de binnenzijde van de motor verontreinigen. 0m dit pro-bleem te overwinnen is de smeltmethode, een type weerstandslasmethode, ontwikkeld, die op grote schaal wordt toegepast bij het bevestigen van de ankerwikkeling 6 aan bet commutatorsegment 2.As a result, the dimensional accuracy of the commutator device can be deteriorated, thereby damaging the motor's dampening. In addition, the soldering method has a number of drawbacks in operating efficiency, quality, and manufacturing costs in that soldering requires considerable skill and a number of steps and solder flux splashes often contaminate the interior of the engine. To overcome this problem, the melting method, a type of resistance welding method, has been developed, which is widely used in attaching the armature winding 6 to the commutator segment 2.

Fig. S is een verticale doorsnede van een commutator-15 inricbting,. waarbij de smeltmethode wordt: gebruikt om geleiders aan de commutatorsegmenten te bevestigen. In fig. 3 wordt de geleider 7 uit de ankerwikkeling 6 op zijn plaats gehouden door bet U-gebogen gedeelte van bet aansluitgedeelte h, als aangegeven in figuur 1 te krimpen en wordt een (niet. afgebeelde) elektrode van bovenaf tegen bet aansluitgedeelte ge— 20 drukt. om aan bet aansluitgedeelte ^ en bet commutatorgedeelte 3 een spanning toe te voeren, De op deze wijze toegevoerde spanning veroorzaakt, dat in bet aansluitgedeelte k een stroom vloeit, waardoor bet aansluitgedeelte k wordt· verhit. De op deze wijze opgewekte warmte vernielt de isolatiefilm» aan bet oppervlak van de geleider 7, waardoor de kemdraad 25 van de geleider 7 wordt vrijgegeven en de geleider 7 aan bet aansluitgedeelte U wordt gelast. Derbalve wordt de geleider 7 op zijn plaats gehouden, gekrompen door bet aansluitgedeelte t, als aangegeven in figuur 3, en elektriscb met bet aansluitgedeelte U verbonden.Fig. S is a vertical section of a commutator-15 inricbting ,. using the melting method: used to attach conductors to the commutator segments. In FIG. 3, the conductor 7 from the armature winding 6 is held in place by crimping the U-bent portion of the terminal portion h, as shown in FIG. 1, and an electrode (not shown) is pressed against the terminal portion from above. 20 presses. In order to supply a voltage to the connection part 1 and the commutator part 3, the voltage supplied in this way causes a current to flow into the connection part k, whereby the connection part k is heated. The heat generated in this way destroys the insulating film on the surface of the conductor 7, whereby the core wire 25 of the conductor 7 is released and the conductor 7 is welded to the connecting part U. Thus, the conductor 7 is held in place, crimped by the terminal portion t, as shown in Figure 3, and electrically connected to the terminal portion U.

Ofschoon het bovenbeschreven proces, dat de smelt-30 metbode wordt genoemd, als voordeel heeft, dat het proces geautomatiseerd kan. worden, is de elektrische verbinding tussen het aansluitgedeelte ^ en de geleider 7 verkregen met de smeltmethode minder positief vergeleken met de soldeermethode, in verband met de moeilijkheden bij bet buigen of krimpen van bet aansluitgedeelte U. D.w. z., dat de moeilijkheden bij bet 35 buigen van bet. aansluitgedeelte U tot een vorm, als aangegeven in figuur 2 (C) met een voldoende straal dikwijls leidt tot een slecbt contact en 820 3 063 ------------------------------- — — ♦ s. i 3 derhalve een slechte lasverbinding tus sen de geleider 7 en het aansluit-gedeelte U. Dit probleem kan vorden geelimineerd door de stroom in het eindgedeelte U te vergroten evenals de drukkracht van de elektrode op het aansluitgedeelte Dit kan evenvel niet slechts leiden tot een de-5 formatie van de isolatiecilinder 8 of de isolatieflens 9j zoals aangege-ven in fig. 3, "waaruit blijkt, dat in de isolatieflens 9 een insnijding vordt gevormd, doch ook leiden tot ongevenste omstandigheden, zoals een breuk van de geleider 7* Verder zijn verschillende pogingen gedaan om de tekortkomingen van de smeltmethode te verheteren waaronder het instel-10 len van de drukkracht van de elektrode op het aansluitgedeelte 4 en de stroom in het aansluitgedeelte 1+ op een optimale vaarde , vaarbij een elektrode met optimale vorm vordt toegepast. A1 deze pogingen brengen de moeilijkheid met zich mede* dat de elektrode moet vorden onderhouden ten-gevolge van een snellee elektrodeverbruik.Although the above-described process, which is called the melt-30 method, has the advantage that the process can be automated. electrical connection between the terminal portion and the conductor 7 obtained by the melting method is less positive compared to the soldering method, because of the bending or crimping difficulties of the terminal portion U. z., that the difficulties in bending the. connection part U to a shape, as shown in figure 2 (C) with a sufficient radius often leads to a bad contact and 820 3 063 ---------------------- --------- - - ♦ s. i 3 therefore a poor weld connection between conductor 7 and connection part U. This problem can be eliminated by increasing the current in the end part U as well as the pressure force of the electrode on the connection part. -5 formation of the insulating cylinder 8 or the insulating flange 9j as indicated in fig. 3, "which shows that an incision is formed in the insulating flange 9, but also lead to unfavorable conditions, such as a breakage of the conductor 7. Various attempts have been made to overcome the shortcomings of the melting method including adjusting the pressure of the electrode on the terminal portion 4 and the current in the terminal portion 1+ to an optimum performance, using an electrode of optimum shape. All these attempts entail the difficulty * that the electrode must be serviced due to rapid electrode consumption.

15 De uitvinding beoogt te voorzien in een commutator— inrichting voor een kleine elektromotor, vaarbij het dvarsdoorsnede-oppervlak van de aansluitgedeelten gedeeltelijk is verkleind in posi-ties vaarin de geleiders op hun plants vorden gehouden teneinde de elek— trische veerstand daarvan te vergroten vanneer de geleiders doorr.de 20 smeltmethode aan de aansluitgedeelten vorden gelast, vaardoor een ge-venste vervarming bij een kleine stroomwaarde kan vorden verkregen, en het gebied, dat verhit vordt, tot een relatief klein gebied kan vorden beperkt, met het gevolg, dat een slechte elektrische- continuiteit tussen het aansluitgedeelte en de geleider evenals de deformatie van de isola-25 tiecilinder tengevolge van de varmte bij het lessen kan vorden voorkomen.The object of the invention is to provide a commutator device for a small electric motor, the cross-sectional area of the connecting parts being partially reduced in positions in which the conductors are held on their plants in order to increase the electric spring resistance thereof conductors are welded to the terminal portions by the melting method, which can provide heating at a low current value, and limit the area being heated to a relatively small area, with the result that poor electrical continuity between the terminal portion and the conductor as well as the deformation of the insulation cylinder due to the heat during teaching can occur.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een commutatorinriehting voor een kleine elektromotor, vaarin de breedte van het aansluitgedeelte gedeeltelijk kleiner vordt gemaakt in een positie vaarin de geleider onder druk vordt gelast teneinde de elektrische veer-30 stand daarvan te vergroten.Another object of the invention is to provide a commutator arrangement for a small electric motor, which is partially reduced in width of the terminal portion in a position where the conductor is welded under pressure to increase its electrical spring position.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een commutatorinriehting voor een kleine elektromotor, vaarbij de . j . dikte van het aansluitgedeelte gedeeltelijk geringer is in een positie vaarin de geleider onder druk vordt gelast teneinde de elektrische. veer-35 stand daarvan te vergroten.A further object of the invention is to provide a commutator for a small electric motor, in addition to the. j. thickness of the terminal portion is partially smaller in a position in which the conductor is welded under pressure to allow the electrical. the spring position thereof.

De uitvinding zal onderstaand nader vorden toegelicht 8203063The invention will be explained in more detail below 8203063

It onder verwijzing naar de tevening. Daarbij toont: fig. 1 een verticaal zijaanzicht ter illustratie van een voorbeeld van' een commutatorinrichting en een anker voor een kleine elektromotor, welke boven bij. de stand der techniek is beschreven; 5 fig. 2 (A) een vooraanzicht. van een normaal type commutatorinrichting over de lijn A - A van fig. 1; fig. 2 (B). een verticale zijdelingse doorsnede over de lijn B - B van fig. 2 (A); fig. 2 (C) een perspectivisch. aanzicht ter illustratie 10 van een voorbeeld van een commutatorsegment, dat bij de gebruikelijke commutatorinrichting wordt toegepast; fig. 3 een verticale zijdelingse doorsnede ter toelichting van de wijze waarop de geleider met het aansluitgedeelte door de smeltmethode bij een normale commutatorinrichting wordt verbonden; 15 fig* ^ een afbeelding ter toelichting van het commu tatorsegment., dat in een commutatorinrichting volgens de uitvinding wordt gebruikt; fig. 5 een vooraanzicht van een commutatorinrichting volgens de uitvinding (overeenkomstig figuur 2 een vooraanzicht van een 20 normale commutatorinrichting); en fig. 6 een verticale zijdelingse doorsnede van een commutatorinrichting ter toelichting van de wijze waarop de geleider volgens de -uitvinding met het eindgedeelte wordt verbonden (overeenko-mende met figuur 3).It with reference to the tevening. In the drawing: Fig. 1 shows a vertical side view illustrating an example of a commutator device and an armature for a small electric motor, shown above. the prior art has been described; Fig. 2 (A) is a front view. of a normal type commutator device over the line A - A of Fig. 1; fig. 2 (B). a vertical side section along the line B - B of fig. 2 (A); fig. 2 (C) is a perspective view. illustrative view 10 of an example of a commutator segment used in the conventional commutator device; FIG. 3 is a vertical side sectional view for explaining the manner in which the conductor is connected to the terminal portion by the melting method in a normal commutator device; Fig. 1 is a view for explaining the commutator segment used in a commutator device according to the invention; fig. 5 shows a front view of a commutator device according to the invention (according to figure 2 a front view of a normal commutator device); and FIG. 6 is a vertical side sectional view of a commutator device for explaining the manner in which the conductor of the invention is connected to the end portion (corresponding to FIG. 3).

25 In de figuren geven gelijke verwijzingen gelijke of overeenkomstige delen aan. Met 11 is een smal deel van het aansluitgedeelte b aangeduid.In the figures, like references indicate like or like parts. 11 denotes a narrow part of the connection part b.

Bij een commutatorsegment 2, dat bij een commutatorinrichting volgens de uitvinding wordt toegepast, is een smal deel 11 ge-30 vormd door de breedte van een deel van. een aansluitgedeelte k met een breedte a, als aangegeven in figuur waarin het aansluitgedeelte b uit-geslagen is weergegeven, te reduceren. D.w.z., dat de breedte b van het smalle gedeelte 11 kleiner is dan de breedte a van de andere delen van het aansluitgedeelte b, Het aansluitgedeelte U wordt omgebogen in een 35 positie,aangegeven door de stippellijnen in de figuur,. teneinde loodrecht ten opzichte van het commutatorgedeelte 3 te zijn gericht en wordt voorts - 820 3 0 63 ' ------------------- ------------------- ~ 5In a commutator segment 2, which is used in a commutator device according to the invention, a narrow part 11 is formed by the width of a part of. reduce a connection section k with a width a, as indicated in the figure, in which the connection section b is shown folded out. That is, the width b of the narrow portion 11 is less than the width a of the other parts of the connector portion b. The connector portion U is bent into a position indicated by the dotted lines in the figure. so as to be oriented perpendicular to the commutator portion 3 and further - 820 3 0 63 '------------------- ----------- -------- ~ 5

'V"V

tot een U-vorm gebogen ter plaatse van het smalle deel t1, zoals in het geval van de in figuur 2 (c) afgebeelde normale commutatorinrichting. In dit geval wordt het commutatorgedeelte 3 natuurlijk tot een cirkelboog gehogen teneinde aan de contour van de isolatiecilinder 8 te worden aan-5 gepast. De commutatorinrichting volgens de uitvinding wordt verkregen door een montage op dezelfde wijze als die, welke onder verwijzing naar figuur 1 en 2 is beschreven. Een vooraanzicht van de commutatorinrichting volgens de uitvinding vindt men in figuur-5. Bij deze commutatorinrichting is de geleider 7 met het aansluitgedeelte U, als aangegeven in figuur 6, 10 verbonden door de geleider 7 in de U-bocht van het smalle gedeelte 11 van het eindgedeelte ^ te brengen en te veroorzaken, dat een stroom vloeit, terwijl het aansluitgedeelte k vanaf de bovenzijde door een (niet afgebeelde) elektrode wordt aangedrukt.,. d.w.z. volgens de smeltmethode..bent into a U-shape at the narrow portion t1, as in the case of the normal commutator arrangement shown in Figure 2 (c). In this case, the commutator portion 3 is naturally raised to a circular arc in order to conform to the contour of the insulating cylinder 8. The commutator device according to the invention is obtained by mounting in the same manner as that described with reference to Figures 1 and 2. A front view of the commutator device according to the invention is shown in figure-5. In this commutator arrangement, the conductor 7 is connected to the terminal portion U, as shown in Figure 6, 10 by inserting the conductor 7 into the U-bend of the narrow portion 11 of the end portion and causing a current to flow, while the connection part k is pressed from above by an electrode (not shown).,. i.e. according to the melting method.

De figuren it- tot en met 6 tonen. een uitvoeringsvorm,.Figures 1-6 show. an embodiment ,.

15 waarbij de breedte van het smalle deel 11 kleiner is dan die van andere delen van het aansluitgedeelte U. De- uitvinding is evenwel niet tot deze configurable beperkt. Men kan een soortgelijk effect verkrijgen door het smalle deel te vormen door de dikte van het aansluitgedeelte k in een richting over de breedteafmeting van het. aansluitgedeelte U gedeeltelijk 20 te reduceren ofschoon deze configuratie in de tekening niet is weerge-geven. Zoals boven. is beschreven, bezit de commutatorinrichting volgens de uitvinding het smalle deel 11 bij het aansluitgedeelte !+. Dit veroor-zaakt, dat de elektrische veerstandsvaarde bij het smalle deel 11 toe-neemt wanneer tijdens de genoemde smeltmethode een elektrische stroom 25 in het aansluitgedeelte ^ vloeit. Derhalve kan zelfs wanneer de stroom, die bij de smeltmethode wordt gebruikt, op een kleinere waarde wordt. in-gesteld dan die, welke wordt toegepast bij de gebruikelijke werkwijze, welke onder verwijzing naar figuur 2 en 3 is beschreven, een gewenste hoe-veelheid laswarmte worden verkregen. Dit leidt tot verbet'erde smeltomstan-30 digheden aangezien de isolatiefilm op de geleider 7 op een eenvoudige wijze wordt vernield, waardoor het elektrische contact daarvan met het aansluitgedeelte K wordt verbeterd. Voorts kan door de aanwezigheid van het smalle deel 11 het aansluitgedeelte U op een eenvoudige wijze tot een U-vorm worden gebogen en kan het fysische contact tussen de geleider 7 en 35 het aansluitgedeelte k worden verbeterd. Bovendien draagt de aanwezigheid van het smalle deel 11, dat de U-bocht van het aansluitgedeelte b vereen- 820 3 0 63 ' ......Wherein the width of the narrow portion 11 is less than that of other portions of the connection portion U. However, the invention is not limited to this configurable. A similar effect can be obtained by forming the narrow part by the thickness of the connection portion k in a direction across the width dimension of the. partially reduce connection section U, although this configuration is not shown in the drawing. As above. has been described, the commutator device according to the invention has the narrow part 11 at the connection part! +. This causes the electrical spring resistance at the narrow portion 11 to increase when an electric current 25 flows into the terminal portion during said melting method. Therefore, even when the current used in the melting method becomes smaller, it may become smaller. than that used in the conventional method described with reference to Figures 2 and 3, a desired amount of welding heat is obtained. This leads to improved melting conditions since the insulating film on the conductor 7 is easily destroyed, improving its electrical contact with the terminal portion K. Furthermore, due to the presence of the narrow part 11, the connection part U can be bent into a U-shape in a simple manner and the physical contact between the conductor 7 and 35 the connection part k can be improved. In addition, the presence of the narrow part 11, which supports the U-bend of the connection part b, carries 820 3 0 63 '......

6 voudigt, ertoe bij de drukkracht van de elekfcrode op het aansluitgedeelte ii-, als boven beschreven, te reduceren, terwijl tevens vordt bijgedragen tot'een concentratie van de lasvarmte bij het smalle deel 11, vaardoor een. locale tenrperatuurstijging wordt belet. Hierdoor kan de deformatie 5 van de isolatiecilinder 8 worden tegengegaan.6 simplifies the reduction in the compressive force of the electrode on the connection portion 11 as described above, while also contributing to a concentration of the welding heat at the narrow portion 11 by means of a. local temperature rise is prevented. This allows the deformation 5 of the insulating cylinder 8 to be counteracted.

i 8203063 --------------------------i 8203063 --------------------------

Claims

1. Provide inverter device for a small electric motor. camnutator segments with circular arc-shaped commutator portions and connection portions extending at right angles to the commutator portions, each section is mounted on an iso-segment, and the terminal sections are bent around conductors retaining armature windings, characterized in that each of the connection parts has a narrow part, the cross-sectional area of which, in a direction of lead, on the longitudinal direction of the connection part is smaller than that of the other parts of the connection part, the conductor being held in place by shrinking the terminal portion at the narrow portion thereof and welding spring-end welds to the terminal portion,

2. Commutator arrangement for a small electric motor according to claim 1. characterized in that the narrow portion is formed by partially reducing the width of the terminal portion in a direction perpendicular to the length of the terminal portion.

Commutator arrangement for a small electric motor according to claim 1, characterized in. that the narrow part is formed by partially reducing the thickness of the connection part-8203063 ..... ~