DE4034277A1

DE4034277A1 - Rotor fuer miniaturmotoren

Info

Publication number: DE4034277A1
Application number: DE4034277A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Ikegami; Ryouichi Someya
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1990-10-27
Publication date: 1991-05-02
Also published as: DE4034277C2; GB2239129B; JPH0366561U; GB9023610D0; US5113105A; GB2239129A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Rotoren für Miniaturmotoren oder Rotorkernminiaturmotoren, bei denen Vorsprünge oder Warzen, die aus einem isolie renden Material wie beispielsweise Kunstharz herge stellt sind, auf dem Konstruktionsteil des Kommu tators, an dem die Kommutatorsegmente oder -lamellen angebracht sind, vorgesehen sind, wobei der Kommutator oder Stromwender durch Preßpassung der Positionierungs vorsprünge in entsprechende auf der Seitenfläche des Rotorkerns ausgebildete Positionierungsnuten oder -schlitze fest eingepaßt sind.

Ein aus dem Stand der Technik bekannter Kommu tator (Fig. 5) ist aus isolierendem Material, bei spielsweise aus Kunstharz, hergestellt und umfaßt eine Öffnung oder ein Loch 2 zur Einführung der Motorwelle. Kommutatorlamellen oder -stege 3 sind auf einer Seite des dem Kommutator eigenen Tragkörpers oder Konstruk tionsteil 1 angebracht, d. h. direkt am Kommutator, und es sind mehrere Positionierungsvorsprünge oder -stifte 4 auf der anderen Seite des Kommutatorkörpers 1 derart ausgebildet, daß sie vom Körper 1 weg nach außen vorstehen. Die Fig. 5(A) zeigt eine Vorderansicht eines solchen Kommutators und die Fig. 5(B) zeigt den Kommutator von unten. Die Bezugszahl 5 zeigt die Vor sprungbasis- oder -bodenfläche an und 6 bezeichnet jeweils einen Kommutatoranschluß.

Der zugehörige Rotor des bekannten Miniaturmotors umfaßt einen Rotorkern 8, der durch Preßsitzpassung (eine Kerbfügung von genuteten Kerbblechen) von Blech paketkernen in eine Welle 7 ausgebildet ist, wie aus den Fig. 6(A) und 6(B) hervorgeht. Die Fig. 6(A) zeigt eine Vorderansicht des Rotorkerns oder Läufer kerns aus der Richtung der Welle 7 gesehen, und die Fig. 6(B) zeigt eine teilweise seitliche Ansicht vom Rotorkern. Wie aus Fig. 6(A) hervorgeht, sind mehrere Positionierungsnuten 9, in die mehrere Positionierungs vorsprünge 4 durch eine Preßsitzpassung eingefügt sind, auf der Seitenfläche des Rotorkerns 8 ausgebildet.

Der Kommutator wird fest an die Welle 7 angepaßt, indem die Welle 7 in die Welleneinführungsöffnung 2 eingeführt wird und die Positionierungsvorsprünge durch Preßsitzpassung und Verkörnen, Verstemmen, Verkerben oder Vernieten (staking) in die Positionierungsnuten 9 eingefügt werden. Dieser Zustand ist in Fig. 7 und 8 dargestellt. Dabei ist in Fig. 7 ein Beispiel aus dem Stand der Technik dargestellt, bei dem der Rotor für den Miniaturmotor mit einer Harzbeschichtung oder einem Harzüberzug 12 versehen ist, der unter Ausnahme der Umfangsfläche des Rotorkerns auf dessen Oberflächen bereich ausgebildet ist. Dabei ist der Kommutator in einer solchen Stellung und Lage fest angepaßt, bei der die Vorsprungbasis 5 in Kontakt mit der Seitenfläche des Rotorkerns 8 gebracht ist. Demgegenüber zeigt Fig. 8 einen Rotor für Miniaturmotoren, bei dem ein isolierender Kern 10 auf die Seitenfläche des Rotorkerns 8 gepaßt ist, und der Kommutator ist in diesem Fall in einer solchen Stellung fest angepaßt, bei der die Vor sprungbasis 5 in Kontakt mit dem isolierenden Kern 10 gebracht ist. Der isolierende Kern besteht aus einer Platte oder Scheibe, die so ausgebildet ist, daß sie die Stirnfläche des Rotorkerns 8 bedeckt.

Darüber hinaus besteht der Rotor für Miniaturmoto ren in bekannter Weise aus Rotorwicklungen (nicht dar gestellt), die auf der Harzbeschichtung 12 (Fig. 7) oder dem Rotorkern 8 und dem isolierenden Kern 10 (Fig. 8) gewickelt sind, wobei die Enden der Rotorwick lungen mit den Kommutatoranschlüssen 6 verbunden sind.

In den Rotoren gemäß dem Stand der Technik der in den Fig. 5 bis 8 gezeigten Art, unterscheidet sich der Abstand vom linken Ende (in den Fig. 7 und 8) der Welle 7 bis zur seitlichen Oberfläche des Rotorkerns 8 (dieser Abstand wird im folgenden als Positionierungs länge bezeichnet) beim Rotor der Fig. 7, bei dem die Harzbeschichtung 12 vorgesehen ist, und beim Rotor der Fig. 8, bei dem der isolierende Kern 10 angebracht ist, wobei dies durch A₁ und A₂ in den Zeichnungen angezeigt ist. Der Unterschied in der Positionierungslänge ruft eine Verschiebung der Position oder Lage der Kommutator lemellen 3 hervor. Um eine solche Verschiebung oder Versetzung der Position der Kommutatorlamellen 3 zu verhindern, müssen zwei unterschiedliche Arten von Rotorkernen 8 vorgesehen werden, die jeweils unterschied liche Dicken der Blechpaketkerne aufweisen.

Beim Stand der Technik gemäß Fig. 7 ist der Kommutator in einer solchen Stellung fest angepaßt, daß die Vorsprungbasisfläche 5 die seitliche Oberfläche des Rotorkerns 8 kontaktiert.

Andererseits ist der Kommutator in Fig. 8 in einer solchen Stellung fest angepaßt, daß die Vorsprungbasis fläche 5 den isolierenden Kern 10 kontaktiert.

Um dafür zu sorgen, daß die Position der Kommu tators gemäß dem Stand der Technik aus Fig. 7 und dem aus Fig. 8 übereinstimmt, muß die Beziehung zwischen der Positionierungslänge A₁ gemäß Fig. 7 und der Posi tionierungslänge A₂ gemäß Fig. 8 so beschaffen sein, daß gilt: A₂ = A₁ + P, wobei P die Dicke des isolieren den Kerns 10 ist.

Wie oben bereits erwähnt, müssen bei der Herstellung des Rotors dieser beiden bekannten Miniaturmotoren zwei Arten von Rotorkernen hergestellt und bereitgehalten werden, je nachdem, ob eine Harzbeschichtung auf den Rotorkern aufgebracht wird oder ein isolierender Kern angepaßt wird. Hierdurch ergaben sich Schwierigkeiten bei der Verbesserung der Produktivität.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor für Miniaturmotoren anzugeben, bei dem diese Probleme beseitigt sind. Dabei soll es erfindungsgemäß möglich sein, einen Rotorkern mit Blechpaketkernen der gleichen Dicke und demselben Kommutatorkonstruktionsteil oder -tragkörper sowohl für den Fall einer Harzbeschichtung der seitlichen Oberfläche des Rotorkerns als auch der Anbringung eines isolierenden Kerns zu verwenden.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Darüber hinaus wird beim erfindungsgemäßen Rotor für Miniaturmotoren gewährleistet, daß die gegenseitige winkelmäßige Positionierung zwischen Rotorkern und Kommutatorkörper sich auch dann nicht ändert, wenn derselbe Rotorkern und derselbe Kommutatorkörper in beiden Fällen verwendet werden.

Diese und andere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Figuren hervor, an Hand derer die Erfindung näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1A eine Ansicht von vorn auf einen Kommutator gemäß der Erfindung,

Fig. 1B eine Ansicht von unten auf diesen Kommutator,

Fig. 2A eine Ansicht von vorn auf einen Rotorkern gemäß der Erfindung, welcher nur aus einem Rotorkern besteht,

Fig. 2B eine Ansicht von vorn auf einen Rotor, auf dem ein isolierender Kern mit erfindungsgemäßen Merkmalen befestigt ist,

Fig. 3 eine seitliche Ansicht des wesentlichen Teils eines Rotorkerns mit erfindungsgemäßen Merk malen, der nur einem Rotorkern besteht,

Fig. 4 eine seitliche Ansicht des wesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen Rotorkerns, an dem ein isolierender Kern befestigt ist,

Fig. 5A eine Ansicht von vorn auf einen Kommu tator aus dem Stand der Technik,

Fig. 5B eine Ansicht von unten auf diesen Kommutator,

Fig. 6A eine Ansicht von vorn auf einen Rotor kern gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 6B eine teilweise seitliche Ansicht dieses Rotorkerns, und

Fig. 7 und 8 zwei Beispiele aus dem Stand der Technik, bei denen der Kommutator der Miniatur motoren fest angepaßt ist.

In den Fig. 1 bis 4 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein dem Kommutator eigenes Konstruktionsteil bzw. dessen Tragkörper, der aus isolierendem Material her gestellt ist. 2 bezeichnet eine Welleneinführungs öffnung 3 eine Kommutatorlamelle, 4-1 einen langen Positionierungsvorsprung oder -stift, 4-2 und 4-3 kurze Positionierungsvorsprünge, 5 eine Vorsprung basis, 6 ein Kommutatorsegment bzw. einen Kommutator anschluß, 7 eine Welle, 8 einen Rotorkern, 9 eine Positionierungsnut, die am Rotorkern 8 vorgesehen ist, 10 einen isolierenden Kern, der auf die seitliche Oberfläche des Rotorkerns 8 angepaßt ist, um die nicht dargestellten Rotorwicklungen zu schützen, 11-1 bis 11-3 Positionierungsnuten, die am isolierenden Kern 10 vorgesehen sind, und 12 eine Harzbeschichtung (beispielsweise eine Kunstharzbeschichtung).

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist der Kommutator gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung im wesentlichen denselben Aufbau wie der aus dem Stand der Technik gemäß Fig. 5 auf, wobei lediglich die Positio nierungsvorsprünge sich konstruktionsmäßig unterscheiden. Der erfindungsgemäße Kommutator weist einen Positionie rungsvorsprung 4-1 auf, der eine größere Länge als die beiden übrigen Positionierungsvorsprünge 4-2 und 4-3 aufweist, die dieselbe Länge aufweisen, welche der Dicke P des isolierenden Kerns 10 entspricht.

Auf dem Rotorkern 8 der Erfindung ist eine Posi tionierungsnut 9 nur an einer einzigen Stelle vorge sehen, wie aus Fig. 2A hervorgeht, wobei diese Nut dem langen Positionierungsvorsprung 4-1 entspricht.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist ein Rotor für Miniaturmotoren, auf den eine Harzbeschichtung 12 oder ein Harzüberzug 12 aufgebracht ist, wobei die äußere Umfangsfläche des Rotorkerns ausgespart ist. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist derart be schaffen, daß der Kommutator fest angepaßt und ange bracht wird, indem die Welle 7 in die Welleneinfüh rungsöffnung 2 des Kommutators auf Fig. 1 eingeführt wird und der lange Positionierungsvorsprung 4-1 so weit durch eine Preßsitzpassung in die Positionie rungsnut 9 eingefügt wird, bis die Spitzen der kurzen Positionierungsvorsprünge 4-2 und 4-3 die seitliche Oberfläche des Rotorkerns 8 erreichen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 zeigt einen Rotor für Miniaturmotoren gemäß der Erfindung, bei dem ein isolierender Kern 10 auf die seitliche Oberfläche des Rotorkerns 8 gepaßt ist. Auf dem iso lierenden Kern 10 sind Positionierungsnuten 11-1 bis 11-3 (Fig. 2B) vorgesehen, die einmal dem langen Positionierungsvorsprung 4-1 und zum anderen den kurzen Positionierungsvorsprüngen 4-1 und 4-3 ent sprechen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird der Kommutator fest angepaßt, indem die Welle in die Welleneinführungsöffnung des Kommutators aus Fig. 1 eingeführt wird, der lange Positionierungs vorsprung 4-1 und die kurzen Positionierungsvor sprünge 4-2 und 4-3 durch die Positionierungsnuten 11-1 bis 11-3 geführt werden und der lange Positio nierungsstift 4-1 so weit in die Positionierungs nut 9 mit Preßsitz hineingedrückt wird, bis die Spitze der kurzen Positionierungsvorsprünge 4-2 und 4-3 die seitliche Oberfläche des Rotorkerns 8 er reichen. Da der isolierende Kern 10 gemäß dem Aus führungsbeispiel der Fig. 4 die Positionierungs nuten 11-1 bis 11-3 umfaßt, die dem langen Positio nierungsvorsprung 4-1 und den kurzen Positionie rungsvorsprüngen 4-2 und 4-3 entsprechen, sind nicht nur der lange Positionierungsvorsprung, sondern darüber hinaus auch die kurzen Positionierungsvor sprünge in Eingriff mit Positionierungsnuten. Dies trägt dazu bei, daß die Stellung des Kommutators in Drehrichtung stabilisiert wird.

Wie oben erläutert wurde, wird der Kommutator dadurch fest angepaßt, daß die Spitzen der kurzen Positionierungsvorsprünge 4-2 und 4-3 in Berührung mit der seitlichen Oberfläche des erfindungsgemäßen Rotorkerns 8 gebracht werden. Hierdurch wird gewähr leistet, daß die Positionierungslänge A im Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 4 genau so groß ist wie die Positionierungslänge A im Ausführungsbeispiel der Fig. 3, bei dem der Rotorkern 8 mit einer Harzbe schichtung 12 versehen ist. Infolgedessen ermöglicht die Erfindung, einen Rotorkern derselben Dimensionie rungen unabhängig davon zu verwenden, ob auf dem Rotor kern eine Harzbeschichtung angebracht wird oder ob an die seitliche Oberfläche des Rotorkerns 8 ein isolie render Kern angepaßt wird.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Länge der kurzen Positionierungsvorsprünge 4-2 und 4-3 gleich der Dicke P des isolierenden Kerns 10. Jedoch ist die Erfindung nicht auf eine solche Auslegung beschränkt. Die längs der kurzen Positionierungsvor sprünge 4-2 und 4-3 kann darüber hinaus geringfügig länger als die Dicke P des isolierenden Kerns 10 sein.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, er möglicht die Erfindung, die Produktivität bei der Herstellung von Rotoren für Miniaturmotoren zu verbessern, weil Rotorkerne derselben Größenauslegung für Miniaturmotoren unterschiedlicher Spezifikationen, d. h. für Miniaturmotoren, die mit Harzbeschichtung versehene Rotorkerne aufweisen, oder für Miniatur motoren mit einem am Rotorkern angepaßten isolierenden Kern verwendet werden können.

Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungs beispiele beschränkt, sondern läßt zahlreiche Änderungen zu, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen oder von der Erfindungsidee abzuweichen. So sind andere Ausführungsbeispiele mit im Rotorkern 8 ausgebildeten Positionierungsnuten 9 denkbar, deren Anzahl geringer als die Anzahl der Positionierungsvorsprünge auf der Stirnseite des Kommutators ist, welche der Kommutator stirnseite entgegengesetzt ist, auf denen die Kommutator lamellen oder -stege angebracht sind.

Claims

1. Rotor für Miniaturmotoren mit einer als rotierender Welle dienenden Welle, einem Kommutator, der Kommutator lamellen aufweist, die an einem Kommutatorkörper ange bracht sind, welcher fest an die Welle angepaßt ist, einem Rotorkern, der fest an die Welle angepaßt ist und mit Rotorwicklungen versehen ist, mit mehreren Positio nierungsvorsprüngen, die so ausgebildet sind, daß sie vom Kommutatorkörper zur Rotorkernseite hin vorstehen, und mit auf der seitlichen Oberfläche des Rotorkerns ausgebildeten Positionierungsnuten, in die die Positio nierungsvorsprünge einführbar sind, wobei der Kommutator durch Preßsitzpassung der Positionierungsvorsprünge in die Positionierungsnuten fest angepaßt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Positionierungsnuten (9), die auf der seitlichen Oberfläche des Rotorkerns (8) ausgebildet sind, von geringerer Anzahl sind als die Anzahl der Positionierungsvorsprünge (4-1, 4-2, 4-3),
daß ein langer Positionierungsvorsprung (4-1) von mehreren dieser Positionierungsvorsprünge eine ausrei chende Länge zur Preßsitzpassung in die Positionierungs nuten aufweist,
daß weitere kürzere Positionierungsvorsprünge (4-2, 4-3) vorgesehen sind, die eine Länge aufweisen, die zu mindest der Dicke (P) eines isolierenden Kerns (10) entspricht, der auf die seitliche Oberfläche des Rotor kerns (8) anpaßbar ist, und
daß der lange Positionierungsvorsprung durch Preß sitzpassung in die Positionierungsnut (9) eingefügt wird und der Kommutator in einer Stellung, in der die Spitzen der kurzen Positionierungsvorsprünge in Kontakt mit der seitlichen Oberfläche des Rotorkerns (8) angebracht sind, fest an die Welle (7) angepaßt ist.

2. Rotor für Miniaturmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator ein hohles zylindrisches Teil, das aus isolierenden Materialien hergestellt ist, mehrere Kommutatorsegmente (3), die auf der Oberfläche des hohlen zylindrischen Teils angeordnet sind, und Kommutatoran schlüsse (6) umfaßt, die sich von den Kommutatorlamellen erstrecken, daß der lange Positionierungsvorsprung (4-1) und die kurzen Positionierungsvorsprünge (4-2, 4-3) auf einer Stirnfläche des hohlen zylindrischen Teils, die dem Ende, an dem die Kommutatorlamellen (3) angeordnet sind, gegenüberliegt, in einer solchen Weise vorgesehen sind, daß sie von einer dieser Stirnfläche entsprechenden Vorsprungbasis (5) aus vorstehen.

3. Rotor für Miniaturmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der seitlichen Oberfläche des Rotorkerns (8) ein isolierender Kern (10) in einer solchen Weise vorgesehen ist, daß er die seitliche Oberfläche bedeckt, daß die Rotorwicklungen so gewickelt sind, daß sie sowohl den isolierenden Kern (10) als auch den Rotorkern (8) um wickeln, und daß am isolierenden Kern (10) Positionie rungsnuten (11-1, 11-2, 11-3) vorgesehen sind, durch die der lange Positionierungsvorsprung (4-1) und die kurzen Positionierungsvorsprünge (4-2, 4-3) geführt werden, wobei die kurzen Positionierungsvorsprünge durch die Positionierungsnuten des isolierenden Kerns (10) geführt werden, bis sie die seitliche Oberfläche des Rotorkerns (8) erreichen.

4. Rotor für Miniaturmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die seitliche Oberfläche des Rotorkerns (8) eine Harzbeschichtung (12) aufgebracht ist, die diese seitliche Oberfläche bedeckt, wobei die Rotorwicklungen auf den Ro torkern gewickelt sind, der mit dieser Harzbeschichtung versehen ist, und daß die Spitzen der kurzen Positionie rungsvorsprünge (4-2, 4-3) an einer Stelle, an der die Harzbeschichtung nicht vorliegt, in Kontakt mit der seit lichen Oberfläche des Rotorkerns geraten.