(57)【要約】  ドラム型整流子（Ｔ）用のリング形状に閉鎖した導体未加工材において導体セグメント（４）群がブリッジ部材を介して互いに結合されている。その際導体セグメントは、一端面上に配置された接続突起部（７）と、その導体セグメントを支持部材（１）内に固定するためのものであって内側方向に指向している固定ラグとを備えている。帯状材の半径方向内側の表面上の導体セグメント（４）の領域内で材料を分割することによって形成された第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）群がＫ字型の固定ラグのペアを構成する。さらに帯状材の縁部側に配置された固定突起部を内側に折り曲げることによって形成された実質的に端面側にあるＣ字型の第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）群が設けられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブリッジ部材を介して互いに結合された導体セグメント（４）群を備えていて、それらの導体セグメントが一端面上に配置された接続突起部（７）と、その導体セグメントを支持部材（１）内に固定するためのものであって内側方向に指向している固定ラグとを備えているドラム型整流子（Ｔ）用のリング形状に閉鎖した導体未加工材であり、
帯状材の半径方向内側の表面上の導体セグメント（４）の領域内で材料を分割することによって形成された、Ｋ字型の固定ラグのペアを構成する第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）群と、帯状材の縁部側に配置された固定突起部を内側に折り曲げることによって形成された実質的に端面側にあるＣ字型の第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）群を設けることを特徴とする導体未加工材。
【請求項２】
第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）のうちの少なくとも１つの自由端部の軸（２）からの半径方向の離間距離が導体セグメント（４）の半径方向外側面（５）の軸からの半径方向の離間距離の最大６５％となることを特徴とする請求項１記載の導体未加工材。
【請求項３】
第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）の自由端部の軸（２）からの半径方向の離間距離が導体セグメント（４）の半径方向外側面（５）の軸（２）からの半径方向の離間距離の最大６５％となることを特徴とする請求項１または２記載の導体未加工材。
【請求項４】
第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）の自由端部の導体未加工材の軸（２）からの離間距離が第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）に比べて小さくなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の導体未加工材。
【請求項５】
第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）がいずれも隣接する第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）の実質的に半径方向内側で終止することを特徴とする請求項４記載の導体未加工材。
【請求項６】
第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）の自由端部の導体未加工材の軸（２）からの離間距離が第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）に比べて小さくなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の導体未加工材。
【請求項７】
第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）がいずれも隣接する第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）の実質的に半径方向外側で終止することを特徴とする請求項６記載の導体未加工材。
【請求項８】
導体未加工材の両方の端面領域内に第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）を設けることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の導体未加工材。
【請求項９】
接続突起部（７）に隣接している第１および第２の固定ラグ（９ａ，１０ａ）が、それらの接続突起部から離間して設けられた第１および第２の固定ラグ（９ｂ，１０ｂ）に比べてさらに半径方向内側で終止していることを特徴とする請求項８記載の導体未加工材。
【請求項１０】
導体未加工材の一方の端面の領域にのみ第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）が設けられることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の導体未加工材。
【請求項１１】
接続突起部（７）を備えている端面上に第２の固定ラグ（１０ａ）を設け、その脚部（１１）が接続突起部の脚部（１２）に対して半径方向内側にずれるようにすることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の導体未加工材。
【請求項１２】
各導体セグメント（４）上の接続突起部（７）を備えている端面の領域内に半径方向内側の該当する接続突起部の下側に配置された唯１つの第２の固定ラグ（１０ａ）を設けることを特徴とする請求項１１記載の導体未加工材。
【請求項１３】
導体セグメント（４）が互いに対に配置された第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）の間に周囲方向に延在する切下げされた溝部（１５）を備えていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の導体未加工材。
【請求項１４】
ブリッジ部材を介して互いに結合された導体セグメント（４）を有しているドラム型整流子（Ｔ）用のリング形状に閉鎖した導体未加工材の製造方法であり：
−  縁部側に配置された接続突起部（７）と同じく縁部側に配置された固定突起部とを備えている予め塑形された平板状の金属製帯状材を形成し；
−  前記帯状材を圧延し；
−  前記帯状材の半径方向内側表面上の導体セグメントの領域内において材料を分割することによっていずれもＫ字型の固定ラグペアを構成する第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）群を形成し；
−  実質的に端面側にあるＣ字型の第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）群を形成するために縁部側の固定突起部を内側に折り曲げる、
ステップからなる方法。
【請求項１５】
第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）が形成される前に帯状材を圧延することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
絶縁性の成形材からなる支持部材（１）と、その内部に固定されるものであって前記請求項１記載の導体未加工材から支持部材の成形後にブリッジ部材を除去することによって形成された導体セグメント（４）とからなるドラム型整流子（Ｔ）。
【請求項１７】
接続突起部（７）と反対側の端面（１３）上に配置された第２の固定ラグ（１０ｂ）が脚部側において実質的に同一平面的に支持部材（１）の端面（１４）に接続することを特徴とする請求項１６記載のドラム型整流子。
【請求項１８】
各Ｋ字型の固定ラグペアの第１の固定ラグ（９ａ，９ｂ）の少なくとも一方の半径方向の延長が該当する固定ラグの脚部の支持部材（１）の軸穴（３）からの離間距離の少なくとも４０％となることを特徴とする請求項１６または１７記載のドラム型整流子。
【請求項１９】
第２の固定ラグ（１０ａ，１０ｂ）の半径方向の延長が該当する固定ラグの脚部の支持部材（１）の軸穴（３）からの離間距離の少なくとも４０％となることを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれかに記載のドラム型整流子。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、ブリッジ部材を介して互いに結合された導体セグメント群を備えていて、それらの導体セグメントが一端面上に配置された接続突起部と、その導体セグメントを支持部材内に固定するためのものであって内側方向に指向している固定ラグとを備えているドラム型整流子用のリング形状に閉鎖した導体未加工材に関する。本発明はさらに、ブリッジ部材を介して互いに結合された導体セグメント群を備えているドラム型整流子用の閉鎖式の環状導体未加工材の製造方法と、前記の導体未加工材を使用して製造されたドラム型整流子に関する。
【０００２】
ドラム型整流子はその製造方式に従って２つのグループに分類することができる。第１の構造方式（例えば独国特許第１９５６３４０号明細書、独国特許第２１４０８５５号明細書、米国特許第４５９８４６３号Ａ明細書、欧州特許出願公開第０２４７２２１号Ａ１明細書、欧州特許第０２４３６４０号Ｂ１明細書、独国実用新案登録第２９６０９５３８号Ｕ１明細書、独国特許出願公開第１０２４４００６号Ａ１明細書参照）においては、特に塑形ベルトから打ち抜き加工することができる個別の薄板が形成される。それらの個別薄板が整流子の製造中に組立てケージ内に挿入され、その組立てケージは、その内部に前記の各薄板が固定される支持部材の製造中にそれらの薄板の正確な位置を定義する。この構造方式で製造されたドラム型整流子は極めて高い品質要求を満たすが、当然製造コストが比較的高くなり、従って一般的に極めて高価な電気機器においてのみ使用される。第２の構造方式によれば、金属製の帯状材から圧延によって製造された導体未加工材が形成され、これがブリッジ部材を介して互いに結合された導体セグメント群を含んでいる。適宜なリング形状にされた導体セグメント上に支持部材が吹付け成形される。支持部材が硬化した後ブリッジ部材を除去し、それによって導体セグメントが互いに分離される。この構造方式のドラム型整流子については、例えば米国特許第４７０５９７７号Ａ明細書、米国特許第３４９２５１９号Ａ明細書、仏国特許第２４５８１５６号Ａ３明細書、米国特許第４８７２２５５号Ａ明細書、英国特許第１５６１４６０号明細書、欧州特許出願公開第００１９４７２号Ａ２明細書、独国特許第１９５５１２２号明細書、米国特許第４９２０６３３号Ａ明細書、独国特許出願公開第４１３８８２９号Ａ１明細書、独国特許出願公開第３３０７３１２号Ａ１明細書、欧州特許出願公開第０００７１８６号Ａ１明細書、独国特許第１０２３３７１２号Ｂ３明細書、独国特許出願公開第１０３０６５１６号Ａ１明細書、独国特許第２３２８６９８号明細書、欧州特許第０７８００２９号明細書、および国際公開第０１／６１７９６号Ａ１パンフレットを参照することができる。この種のドラム型整流子は、前述した第１の構造方式に比べて製造コストが大幅に低いことを特徴とする。勿論、この方式によって製造されたドラム型整流子は従来中程度の品質要求しか満たすことができなかった。
【０００３】
前述した従来の技術の背景から本発明の目的は、低い製造コストにもかかわらず高い要求を満たす品質を有するドラム型整流子を２番目に述べた構造方式によって製造する可能性を提供することである。
【０００４】
前記の課題を解決するために本発明は導体未加工材の構造を考案するものであり、特に支持部材内に導体セグメントを固定するために重要となる形状特徴を示すものである。すなわち本発明によれば、冒頭に述べた種類のリング形状に閉鎖した導体未加工材において、帯状材の半径方向内側の表面上の導体セグメントの領域内で材料を分割することによって形成されたＫ字型の固定ラグのペアを構成する第１の固定ラグ群と、帯状材の縁部領域に配置された固定突起部を内側に折り曲げることによって形成された実質的に端面側にあるＣ字型の第２の固定ラグ群を設けることによって前記の課題を解決することができる。本発明に従って設けられそれぞれ異なった形状および配置を有する特徴的な固定ラグによって、驚くほど良好な支持部材内における導体セグメントの固定が達成され、リング形状に閉鎖した導体未加工材を使用して低コストな方式によって製造されたドラム型整流子においても、従来は手間がかかって高コストな個別薄板構造のドラム型整流子によってのみ達成可能であった品質要求を満たすことができる。その際本発明は、高い負荷がかかった際においても導体セグメントを支持部材内において可能な限り低く固定することが整流子の形状保持特性にとって有利であるという原理を利用するものである。適宜に長く形成されたＫ字型の第１の固定ラグ群による前記のような支持部材内における導体セグメントの低い位置の固定は、本発明の改良においてＫ字型の各固定ラグペアに加えて帯状材の縁部側に配置された固定突起部を内側に折り曲げることによって形成された実質的に端面側にあるＣ字型の第２の固定ラグ群を設けることによって達成することができる。このＣ字型の第２の固定ラグを使用した導体セグメントの末端側における固定によって初めて、第１の固定ラグ群をそれらによる導体セグメントの支持部材内における低い位置での固定が可能になる程に長く形成することが可能になる。その理由は、第１の固定ラグの長さが増加するに従ってその基点の導体セグメントからの離間距離が拡大し、導体セグメントの変形を効果的に防止する必要がある場合、従来の技術においては支持部材内における導体セグメントの比較的平坦な固定が実施される程度に第１の固定ラグの長さが制限されていたためである。本発明に従って設けられた第２の固定ラグも支持部材内において導体セグメントを低くかつ強固に固定するために適宜に長く形成することができる。その結果前述したように、本発明に係る導体未加工材を使用して高負荷がかかった場合においても高い性能要求を満たすことができるドラムが整流子を製造することができる。
【０００５】
第１の固定ラグには、一般的にリブ形状に突出した突起部が帯状材の内側表面上に形成されている。帯状材のリブ形状の塑形は、既知の多様な方式によって実施することができる。
【０００６】
特に比較的小さな整流子の場合本発明に係る導体未加工材の追加構成は、各Ｋ字型の第１の固定ラグペアの少なくとも１つの固定ラグの自由端部の軸からの半径方向の離間距離が、（必要に応じて機械的な後加工を考慮しながら）ドラム型整流子のブラシ滑走面を定義する導体セグメントの半径方向外側面の軸からの半径方向の距離の最大６５％となることを特徴とする。特に好適には、前記の距離が５０％未満となる。またＣ字型の第２の固定ラグにおいても、自由端部の軸からの半径方向の離間距離が導体セグメントの半径方向外側面の軸からの半径方向の離間距離の最大６５％、特に好適には５０％未満となる。
【０００７】
本発明の別の好適な追加構成によれば、本発明に係る導体未加工材において第２の固定ラグの自由端部の導体未加工材の軸からの離間距離が第１の固定ラグに比べて小さくなる。特に好適には、第２の固定ラグがいずれも隣接する第１の固定ラグの実質的に半径方向内側で終止する。特別な前提条件下において、第１の固定ラグの自由端部の導体未加工材の軸からの離間距離が第２の固定ラグに比べて小さくなることがむしろ有効であり、この場合は第２の固定ラグがいずれも隣接する第１の固定ラグの実質的に半径方向外側で終止することが可能となる。
【０００８】
本発明を実施する典型的な適用形態に対して、導体未加工材の両方の端面領域内にＣ字型の第２の固定ラグを設けることが好適である。この場合前述した利点が極めて明確になる。ここで理想的には勿論、接続突起部に隣接している第１および第２の固定ラグが、それらの接続突起部から離間して設けられた第１および第２の固定ラグに比べていくらか半径方向内側で終止し、従ってドラム型整流子において支持部材内に幾らか深く突出する。その結果、最小限の材料の使用によって最適な導体セグメントの固定が達成される。一定の品質低下を覚悟すれば、勿論両方の第２の固定ラグのうちの一方を省略することもでき、その場合導体未加工材の一方の端面の領域にのみ第２の固定ラグが設けられる。その場合コスト面から、接続突起部と反対側の導体未加工材の端面上において第２の固定ラグを省略することが最も有効であり；その理由は導体未加工材を製造するために使用される帯状材料を適宜に細く形成し得るためである。しかしながら、多数の導体セグメントを有するドラム型整流子において特に比較的小さな整流子直径をもって構成する必要がある場合、接続突起部が配置されている側で第２の固定ラグを省略することが好適である。
【０００９】
本発明の別の好適な追加構成は、接続突起部を備えている端面上に第２の固定ラグを設け、その脚部が接続突起部の脚部に対して半径方向内側にずれるようにすることを特徴とする。このことはドラム型整流子の支持部材内における導体セグメントの安定的な固定の観点において有利なだけではない。むしろそのように第２の固定ラグを接続突起部に対してずらすことは可能な限り理想的な円筒形状のブラシ滑走面の観点においても有利であり；その理由は、この場合帯状材の圧延後に端面側のＣ字型の第２の固定ラグを形成するための縁部側の固定突起部の内側への折り曲げによってブラシ滑走面を定義する外側表面上において導体セグメントの顕著な変形がもたらされないためである。前述した特徴は、例えば各導体セグメント上の接続突起部を備えている端面の領域内に各接続突起部の両側に周囲方向にずらしてペアで配置された２つの第２の固定ラグを設けることによって達成可能である。しかしながら特に好適な追加構成は、各導体セグメント上の接続突起部を備えている端面の領域内に半径方向内側の各接続突起部の下側に配置された１つの第２の固定ラグを設けることを特徴とする。対応する固定突起部は特に接続突起部を形成するためにも機能する共通の突起部を分割することによって形成することができ、従ってまず帯状材上の１つの縁端部上に共通の突起部が設けられ、そこからの分割によって接続突起部が突出し、その際それに隣接していて同一の加工工程において内側に折り曲げられた第２の固定ラグに変形することができる固定突起部と同様である。そのような構造方式は、特に多数の導体セグメントを有している比較的小さい寸法の整流子において有利である。
【００１０】
本発明のさらに別の好適な追加構成によれば、導体セグメントが互いに対に配置された第１の固定ラグの間に周囲方向に延在する切下げされた溝部を備えている。この種の切下げされた溝部は、各Ｋ字型の固定ラグペアの両方の第１の固定ラグの間に導体セグメントを追加的に固定することによって、導体セグメントの変形の危険性をさらに低下させるとともに、高い回転数においてもドラム型整流子のより良好な形状安定性を達成するように機能する。
【００１１】
前記の説明のように、本発明によればブリッジ部材を介して互いに結合された導体セグメントを有しているドラム型整流子用のリング形状に閉鎖した導体未加工材の製造方法が：
−  縁部側に配置された接続突起部と同じく縁部側に配置された固定突起部とを備えている予め塑形された平板状の金属製帯状材を形成し；
−  前記帯状材を圧延し；
−  前記帯状材の半径方向内側表面上の導体セグメントの領域内において材料を分割することによっていずれもＫ字型の固定ラグペアを形成する第１の固定ラグ群を形成し；
−  実質的に端面側にあるＣ字型の第２の固定ラグ群を形成するために縁部側の固定突起部を内側に折り曲げる、
ステップを含んでいる。
【００１２】
この方法の特徴的な利点は、前述した本発明に係る導体未加工材の説明から理解することができる。その際前記第１の固定ラグが形成される前に帯状材を圧延することが好適であり；このことは可能な限り低い製造コストの観点において好適である。しかしながらこれは不可欠ではなく；むしろ、適宜な機械および工具を使用する限り、第１の固定ラグを形成した後に初めて帯状材を圧延することも考えられる。本発明に係る方法の好適な追加要素についても、前述した本発明に係る導体未加工材の説明から理解することができる。
【００１３】
本発明の適用に際して、絶縁性の成形材から形成された支持部材とその中に固定された導体セグメントとを有するドラム型整流子が製造され、そのためまず前述した導体未加工材に（既知の方式によって）支持部材を吹付け成形し、当初導体セグメントを互いに結合していたブリッジ部材を支持部材の成形後に除去する。接続突起部と反対側の端面上に配置された第２の固定ラグが脚部側において実質的に同一平面的に支持部材の端面と結合することが極めて好適である。前述した支持部材内における導体セグメントの低い位置の固定の観点において、本発明の別の好適な追加構成は、少なくとも１つの各Ｋ字型の固定ラグペアの第１の固定ラグおよび／または第２の固定ラグの半径方向の延長が該当する固定ラグの脚部の支持部材の軸穴からの離間距離の少なくとも４０％となることを特徴とする。
【００１４】
次に、好適な実施例ならびに添付図面を参照しながら、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１５】
図示されたドラム型整流子Ｔは、軸２と同心に配置された軸穴３と支持部材内に固定された複数の導体セグメント４を有している絶縁性の成形材から形成された支持部材１を備えている。導体セグメント４の円筒形の外表面５がブラシ滑走面６を形成している。個々の導体セグメントは既知の方式によって帯状材から形成されたリング形状の導体未加工材から形成され、その際導体セグメントは前記支持部材１の吹付け成形後に除去されるブリッジ部材を介して互いに結合される。
【００１６】
図示されたドラム型整流子を製造するために使用されるリング形状に閉鎖した導体未加工において、各導体セグメント４は一端面上に配置された接続突起部７を備えていて後にそれを折り曲げることによって回転子巻線のための接続フック８が突出し、さらに軸２に向かって内側に指向していて支持部材１内に導体セグメントを固定するための固定ラグ、すなわち２つの第１の固定ラグ９ａ，９ｂおよび実質的に端面側に配置された２つの第２の固定ラグ１０ａ，１０ｂを備えている。Ｋ字型の固定ラグペアを構成する両方の第１の固定ラグ９ａ，９ｂは、帯状材の半径方向内側表面上の導体セグメント４の領域内の材料の分割によって形成され；それに対して実質的にＣ字型に形成される両方の第２の固定ラグ１０ａ，１０ｂは、帯状材上の縁部側に配置された固定突起部を内側に折り曲げることによって形成される。該当する接続突起部７を有している端面の領域内において各導体セグメント４上に第２の固定ラグ１０ａが設けられ、その際第２の固定ラグ１０ａの脚部１１が接続突起部７の脚部１２に対して半径方向内側にずれるようにされる。
【００１７】
第２の固定ラグ１０ａおよび１０ｂの自由端部の導体未加工材の軸２までの距離はいずれも該当する第１の固定ラグ９ａまたは９ｂの端部に比べて小さいものとなる。接続突起部７を有している端面の領域内に配置された第２の固定ラグ１０ａは該当する第１の固定ラグ９ａの半径方向内側で終止し；反対側の端面１３の領域内に配置された第２の固定ラグ１０ｂは該当する第１の固定ラグ９ｂの半径方向内側で終止している。接続突起部７と反対側の導体セグメントの端面１３上に配置された第２の固定ラグ１０ｂは、脚部側で実質的に同一平面的に支持部材１の端面１４に接続している。
【００１８】
接続突起部７に隣接した第１の固定ラグ９ａと第２の固定ラグ１０ａは、接続突起部から離間して配置された第１の固定ラグ９ｂおよび第２の固定ラグ１０ｂに比べてさらに幾らか半径方向内側で終止している。接続側の第１の固定ラグ９ａの自由端部の軸２からの半径方向の離間距離は導体セグメントの半径方向外側面５の軸２からの半径方向の離間距離の６５％となり、対応する第２の固定ラグ１０ａの自由端部の軸２からの半径方向の離間距離は導体セグメントの半径方向外側面５の軸２からの半径方向の離間距離の５５％となる。
【００１９】
各導体セグメント４は互いにペアで配置された第１の固定ラグ９ａおよび９ｂの間に周囲方向に延在する切下げされた溝部１５を備え、そこに成形材が充填されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る導体未加工材を使用して形成されたドラム型整流子の軸方向断面図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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