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Dokumentenidentifikation DE102006051458A1 31.05.2007
Titel Motor, Kommutator, Kurzschlusselement und Verfahren zur Herstellung des Kommutators
Anmelder ASMO Co., Ltd., Kosai, Shizuoka, JP
Erfinder Santo, Shinji, Kosai, Shizuoka, JP;
Kuwano, Masayuki, Kosai, Shizuoka, JP;
Yamamoto, Toshio, Kosai, Shizuoka, JP;
Nakano, Yoshiki, Kosai, Shizuoka, JP
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Anmeldedatum 31.10.2006
DE-Aktenzeichen 102006051458
Offenlegungstag 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse H02K 13/14(2006.01)A, F, I, 20070227, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H02K 13/04(2006.01)A, L, I, 20070227, B, H, DE   H01R 39/04(2006.01)A, L, I, 20070227, B, H, DE   H01R 43/06(2006.01)A, L, I, 20070227, B, H, DE   H01R 39/46(2006.01)A, L, I, 20070227, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Kommutator, der an Ankerwicklungen angeschlossen ist, weist in Umfangsrichtung angeordnete Segmente, Kurzschlussleiter und ein Überspannungsabsorptionselement auf. Die Anzahl der Segmente ist ein Mehrfaches der Anzahl der Ankerwicklungen. Die Segmente in jedem Paar sind einander in Umfangsrichtung benachbart. Jedes Segment in jedem Paar ist an einem der Enden einer entsprechenden Wicklung der Ankerwicklungen angeschlossen. Die Anzahl der Kurzschlussleiter ist die gleiche wie die Anzahl der Ankerwicklungen. Jeder Kurzschlussleiter schließt Segmente, die sich aufdemselben Potential befinden, miteinander kurz. Jeder Kurzschlussleiter ist entweder direkt oder über ein entsprechendes Segment der Segmente an dem Überspannungsabsorptionselement angeschlossen, sodass das Überspannungsabsorptionselement zwischen den Enden jeder Ankerspule elektrisch eingesetzt ist.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor, einen Kommutator, der in dem Motor vorgesehen ist, ein Kurzschlusselement, das in dem Kommutator vorgesehen ist, und ein Verfahren zur Herstellung des Kommutators.

Wenn ein Motor, bei dem elektrischer Strom über Bürsten, die an Segmenten eines Kommutators gleiten, zugeführt wird, angetrieben wird, kann eine Funkenentladung zwischen dem Kommutator den Bürsten auftreten. Die Funkenentladung ist einer der Faktoren, die die Standzeit bzw. Lebensdauer der Bürsten verkürzt. Daher weisen einige Motoren des Standes der Technik einen Varistor oder ein Überspannungsabsorptionselement auf, um eine Funkenentladung zu verhindern. Der Varistor ist elektrisch zwischen den Enden jeder Ankerwicklung, die Teil des Motors ist, eingesetzt.

Beispielsweise offenbart die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-5 293 einen Motor, bei dem ein Varistor an einem Kommutator befestigt ist. Der Kommutator weist einen zylindrischen Isolationskörper, der im Presssitz um die Drehwelle des Motors herum angebracht ist, und drei Segmente auf, die an der äußeren Umfangsfläche des Isolationskörpers befestigt sind. Jedes der drei Segmente ist an einem Ende einer der Ankerwicklungen des Motors angeschlossen. Bürsten zur Zuführung von Strömen zu den Ankerwicklungen gleiten auf den Segmenten. Eine Bürstenfahne erstreckt sich nach außen in radialer Richtung von einem Ende jedes Segments in Längsrichtung. Ein ringförmiger Varistor ist an den Bürstenfahnen angeordnet. Ein Kontaktstück, das am distalen Ende jeder Bürstenfahne gebildet ist, ist gebogen, sodass der Varistor dicht zwischen den Bürstenfahnen und den Kontaktstücken festgehalten ist. Dies schließt den Varistor elektrisch an den Segmenten an, und der Varistor ist zwischen den Enden jeder Ankerwicklung angeordnet.

Die Struktur, bei der ein Varistor zwischen den Enden jeder Ankerwicklung eingesetzt ist, kann bei einem mehrpoligen Motor, wie beispielsweise dem in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2005-137 193 offenbarten Motor, Anwendung finden. Der in dieser Veröffentlichung offenbarte Motor weist Segmente auf, deren Anzahl die Anzahl der Ankerwicklungen multipliziert mit einer ganzen Zahl größer als 1 ist. Die Enden jeder Ankerwicklung sind an einem vorbestimmten benachbarten Paar von Segmenten angeschlossen. Die Veröffentlichung offenbart als ein Beispiel einen Motor mit sechs Permanentmagneten und acht Ankerwicklungen. Von den vierundzwanzig Segmenten des Motors sind die Segmente gleichen Potentials kurz geschlossen, und somit ist die Anzahl der Bürsten zwei.

Wenn jedoch die Struktur, bei der ein Varistor elektrisch zwischen den Enden jeder Ankerwicklung angeordnet ist, bei dem in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2005-137 193 offenbarten Motor Anwendung findet, ist ein Anschlussabschnitt zwischen jedem Ende der Ankerwicklungen und dem Varistor (d.h. zwischen dem Varistor und jedem Segment, an dem eines der Enden der Ankerwicklungen angeschlossen ist) notwendig, und entspricht die Anzahl der benötigten Anschlussabschnitte der Anzahl der Enden der Ankerwicklungen, d.h. der Anzahl der Wicklungen multipliziert mit zwei. Wenn beispielsweise die Anzahl der Wicklungen acht ist, werden sechzehn Anschlussabschnitte zwischen den Enden der Ankerwicklungen und dem Varistor benötigt. In dem Falle eines mehrpoligen Motors mit einer größeren Anzahl von Ankerwicklungen nimmt die Anzahl der Verbindungsabschnitte entsprechend zu. Dies gestaltet das Herstellungsverfahren für den Kommutator kompliziert. Der in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2005-137 193 offenbarte Motor weist mehr Pole auf als der in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2005-5 293 offenbarte Motor. Somit weist der Motor der Veröffentlichung Nr. 2005-137 193 eine größere Anzahl von Kontaktstücken zum Halten des Varistors mit den Bürstenfahnen auf als die Anzahl der Kontaktstücke des Motors der Veröffentlichung Nr. 2005-5 293. Je größer die Anzahl der Kontaktstücke ist, desto komplizierter wird das Verfahren für die Befestigung eines Varistors an Kommutator durch das Biegen der Kontaktstücke.

Wie oben angegeben ist es wahrscheinlich, dass eine Vergrößerung der Anzahl der Anschlussabschnitte und der Kontaktstücke zu einer Herabsetzung der Produktivität der Kommutatoren führt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kommutator mit einem Überspannungsabsorptionselement zu schaffen, der eine verbesserte Produktivität aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Motor, der mit dem Kommutator ausgestattet ist, ein Kurzschlusselement, das in dem Kommutator verwendet wird, und ein Verfahren zur Herstellung des Kommutators zu schaffen.

Unter einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kommutator geschaffen, der an einer Mehrzahl von Ankerwicklungen angeschlossen ist. Der Kommutator weist in Umfangsrichtung angeordnete Segmente, Kurzschlussleiter und ein Überspannungsabsorptionselement auf. Die Anzahl der Segmente ist ein Mehrfaches der Anzahl der Ankerwicklungen. Die Segmente weisen eine Mehrzahl von Paaren von Segmenten auf. Die Segmente in jedem Paar sind in Umfangsrichtung einander benachbart. Jedes Segment in jedem Paar ist an einem Ende der Enden einer entsprechenden Wicklung der Ankerwicklungen angeschlossen. Die Anzahl der Kurzschlussleiter ist die gleiche wie die Anzahl der Ankerwicklungen. Jeder Kurzschlussleiter schließt Kurzschlusssegmente, die sich auf dem gleichen Potential befinden, miteinander kurz. Der Widerstand des Überspannungsabsorptionselements variiert, um so die zwischen den Segmenten und einer Stromzuführungsbürste, die auf den Segmenten gleitet, gebildete Funkenentladung zu reduzieren. Jeder Kurzschlussleiter ist entweder direkt oder über ein entsprechendes Segment der Segmente am Überspannungsabsorptionselement angeschlossen, sodass das Überspannungsabsorptionselement elektrisch zwischen den Enden jeder Ankerwicklung angeordnet bzw. eingesetzt ist.

Unter einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Motor geschaffen, der einen Stator, eine Stromzuführungsbürste zur Zuführung von Strom und einen Anker der im Inneren des Stators drehbar angeordnet ist, aufweist. Der Stator weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Permanentmagneten auf. Der Anker weist eine Mehrzahl von Ankerwicklungen und einen Kommutator auf. Der Kommutator weist in Umfangsrichtung angeordnete Segmente, Kurzschlussleiter und ein Überspannungsabsorptionselement auf. Die Anzahl der Segmente ist ein Mehrfaches der Anzahl der Ankerwicklungen. Die Segmente weisen eine Mehrzahl von Paaren von Segmenten auf. Die Segmente in jedem Paar sind in Umfangsrichtung einander benachbart. Jedes Segment in jedem Paar ist an einem Ende der Enden der entsprechenden Wicklung der Ankerwicklungen angeschlossen. Die Anzahl der Kurzschlussleiter ist die gleiche wie die Anzahl der Ankerwicklungen. Jeder Kurzschlussleiter schließt die Segmente, die sich auf dem gleichen Potential befinden, miteinander kurz. Der Widerstand des Überspannungsabsorptionselements variiert, um so die zwischen den Segmenten und der Stromzuführungsbürste gebildete Funkenentladung zu reduzieren. Jeder Kurzschlussleiter ist entweder direkt oder über ein entsprechendes Segment der Segmente am Überspannungsabsorptionselement angeschlossen, sodass das Überspannungsabsorptionselement elektrisch zwischen den Enden jeder Ankerwicklung eingesetzt ist.

Unter einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kommutator geschaffen, der einen Kommutatorhauptkörper, ein Kurzschlusselement und ein Überspannungsabsorptionselement aufweist. Der Kommutatorhauptkörper weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Segmenten auf. Das Kurzschlusselement weist zwei Kurzschlussbauteile auf. Jedes Kurzschlussbauteil weist einen Satz von äußeren Anschlüssen, einen Satz von inneren Anschlüssen und einen Satz von Kopplungsabschnitten auf. Jeder äußere Anschluss in jedem Satz der äußeren Anschlüsse ist an einem entsprechenden Segment der Segmente angeschlossen. Der Satz der äußeren Anschlüsse und der Satz der inneren Anschlüsse jedes Kurzschlussbauteils sind konzentrisch angeordnet. Jeder äußere Anschluss jedes Kurzschlussbauteils ist an einem der inneren Anschlüsse, der um einen vorbestimmten Winkelabstand versetzt ist, desselben Kurzschlussbauteils über einen entsprechenden Kopplungsabschnitt der Kopplungsabschnitte desselben Kurzschlussbauteils angekoppelt. Die Kurzschlussbauteile sind derart laminiert, dass sich die Kopplungsabschnitte eines Kurzschlussbauteils und die Kopplungsabschnitte des anderen Kurzschlussbauteils in kreuzender Weise derart erstrecken, dass die Sätze der äußeren Anschlüsse der beiden Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden und die Sätze der inneren Anschlüsse der beiden Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden, während die Sätze der Kopplungsabschnitte der beiden Kurzschlussbauteile einander nicht berühren. Der Widerstand des Überspannungsabsorptionselements variiert, um so die zwischen den Segmenten und der Stromzuführungsbürste, die an den Segmenten gleitet, gebildete Funkenentladung zu reduzieren. Das Überspannungsabsorptionselement ist einstückig mit den in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der äußeren Anschlüsse oder mit den in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der inneren Anschlüsse gebildet, die zwischen den benachbarten Anschlüssen anzuordnen sind, wodurch die benachbarten Anschlüsse elektrisch angeschlossen sind.

Unter einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kurzschlusselement geschaffen, das zwei Kurzschlussbauteile aufweist. Jedes Kurzschlussbauteil weist einen Satz von äußeren Anschlüssen, einen Satz von inneren Anschlüssen und einen Satz von Kopplungsabschnitten auf. Jeder äußere Anschluss in jedem Satz der äußeren Anschlüsse ist an einem entsprechenden Segment einer Mehrzahl von Segmenten des Kommutators angeschlossen. Der Satz der äußeren Anschlüsse und der Satz der inneren Anschlüsse jedes Kurzschlussbauteils sind konzentrisch angeordnet. Jeder äußere Anschluss jedes Kurzschlussbauteils ist an einem der inneren Anschlüsse, der um einen vorbestimmten Winkelabstand versetzt ist, desselben Kurzschlussbauteils über einen entsprechenden Kopplungsabschnitt der Kopplungsabschnitte desselben Kurzschlussbauteils angekoppelt. Die Kurzschlussbauteile sind derart laminiert, dass sich die Kopplungsabschnitte eines Kurzschlussbauteils und die Kopplungsabschnitte des anderen Kurzschlussbauteils in kreuzender Weise derart erstrecken, dass die Sätze der äußeren Anschlüsse der beiden Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden und die Sätze der inneren Anschlüsse der beiden Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden, während die Sätze der Kopplungsabschnitte der beiden Kurzschlussbauteile einander nicht berühren. Ein Überspannungsabsorptionselement ist einstückig mit den in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der äußeren Anschlüsse oder mit den in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der inneren Anschlüsse gebildet, die zwischen den benachbarten Anschlüssen anzuordnen sind, wodurch die benachbarten Anschlüsse elektrisch angeschlossen sind. Der Widerstand des Überspannungsabsorptionselements variiert, um so die zwischen den Segmenten und einer Stromzuführungsbürste, die an den Segmenten gleitet, gebildete Funkenentladung zu reduzieren.

Unter einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kommutators geschaffen. Der Kommutator weist einen Kommutatorhauptkörper, ein Kurzschlusselement und ein Überspannungsabsorptionselement auf. Der Kommutatorhauptkörper weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Segmenten auf. Das Kurzschlusselement weist zwei Kurzschlussbauteile auf. Jedes Kurzschlussbauteil weist einen Satz von äußeren Anschlüssen, einen Satz von inneren Anschlüssen und einen Satz von Kopplungsabschnitten auf. Jeder äußere Anschluss in jedem Satz der äußeren Anschlüsse ist an einem entsprechenden Segment der Segmente angeschlossen. Der Satz der äußeren Anschlüsse und der Satz der inneren Anschlüsse jedes Kurzschlussbauteils sind konzentrisch angeordnet. Jeder äußere Anschluss jedes Kurzschlussbauteils ist an einem der inneren Anschlüsse, der um einen vorbestimmten Winkelabstand versetzt ist, desselben Kurzschlussbauteils über einen entsprechenden Kopplungsabschnitt der Kopplungsabschnitte desselben Kurzschlussbauteils angekoppelt. Die Kurzschlussbauteile sind derart laminiert, dass sich die Kopplungsabschnitte eines Kurzschlussbauteils und die Kopplungsabschnitte des anderen Kurzschlussbauteils in kreuzender Weise derart erstrecken, dass die Sätze der äußeren Anschlüsse der beiden Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden und die Sätze der inneren Anschlüsse der beiden Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden, während die Sätze der Kopplungsabschnitte der beiden Kurzschlussbauteile einander nicht berühren. Der Widerstand des Überspannungsabsorptionselements variiert, um so die zwischen den Segmenten und einer Stromzuführungsbürste, die an den Segmenten gleitet, gebildete Funkenentladung zu reduzieren. Das Verfahren umfasst: das Vorsehen eines Pulvermaterials des Überspannungsabsorptionselements zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der äußeren Anschlüsse oder zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der inneren Anschlüsse der laminierten Kurzschlussbauteile; und das Pressen und Erhitzen des Pulvermaterials, das zwischen den benachbarten äußeren Anschlüssen oder zwischen den benachbarten inneren Anschlüssen vorgesehen ist, wodurch das Überspannungsabsorptionselement gebildet wird, das die benachbarten äußeren Anschlüsse aneinander oder die benachbarten inneren Anschlüsse aneinander elektrisch anschließt.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die die Prinzipien der Erfindung beispielhaft zeigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung gegenwärtig bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen, in denen zeigen:

1 einen radialen Schnitt, der einen Motor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

2 einen axialen Schnitt durch den in 1 dargestellten Motor;

3 eine Draufsicht auf einen Kommutator des in 1 dargestellten Motors;

4A einen axialen Schnitt durch den in 3 dargestellten Kommutator (Schnitt entlang der Linie A1-A1 von 5);

4B eine teilweise vergrößerte Darstellung zu 4A;

5 eine Draufsicht auf ein Kurzschlusselement des in 1 dargestellten Motors;

6 ein Anschlussschema des in 1 dargestellten Motors;

7 eine Draufsicht mit der Darstellung eines Kommutators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

8 ein Anschlussschema des Motors gemäß der zweiten Ausführungsform;

9A einen axialen Schnitt durch einen Kommutator gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Schnitt entlang der Linie A2-A2 von 10);

9B und 9C teilweise vergrößerte Ansichten zu 19A;

10 eine Ansicht von unten mit der Darstellung des Kommutators gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

11 ein Anschlussschema des Motors gemäß der dritten Ausführungsform;

12 einen radialen Schnitt mit der Darstellung eines Motors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

13 einen axialen Schnitt durch den in 12 dargestellten Motor;

14A einen axialen Schnitt durch einen Kommutator des in 12 dargestellten Motors;

14B eine teilweise vergrößerte Ansicht zu 14A;

15 eine teilweise vergrößerte Ansicht des Kommutators des in 12 dargestellten Motors mit der Darstellung eines Anschlusszustandes eines äußeren Anschlusses und eines Segments;

16 eine Ansicht von unten auf den Kommutator des in 12 dargestellten Motors;

17 eine Draufsicht auf ein Kurzschlussbauteil des in 12 dargestellten Motors;

18 ein Anschlussschema des in 12 dargestellten Motors;

19 eine Draufsicht auf ein Kurzschlussbauteil des in 12 dargestellten Motors, mit dem ein Varistor einstückig gebildet ist;

20A einen axialen Schnitt durch einen Kommutator gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

20B eine teilweise vergrößerte Darstellung zu 20A; und

21 eine Ansicht von unten auf den in 20A dargestellten Kommutator.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Es wird jetzt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben.

1 ist ein radialer Schnitt, der einen Motor 101 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und 2 ist ein axialer Schnitt durch den Motor 101. Wie in 1 und 2 dargestellt ist, weist der Motor 101 einen Stator 102 und einen Anker 103 auf, der im Inneren des Stators 102 angeordnet ist. Ein Wicklungsgehäuse 104, das den Stator 102 bildet, ist als Zylinder mit einem Boden ausgebildet und weist sechs Permanentmagnete 105 auf, die an der inneren Umfangsfläche befestigt sind. Die Permanentmagnete 105 sind in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung des Wicklungsgehäuses 104 angeordnet. Die Anzahl der Pole P, die durch die sechs Permanentmagnete 105 gebildet sind, ist sechs. Die Öffnung des Wicklungsgehäuses 104 ist durch einen im Wesentlichen scheibenförmigen Endrahmen 106 verschlossen. Der Endrahmen 106 stützt eine Anodenbürste B1 und eine Kathodenbürste B2 ab, die als Bürsten für die Zuführung von elektrischem Strom dienen, die mit einer äußeren Energiequelle verbunden sind.

Der Anker 103 ist innenseitig der sechs Permanentmagneten 105 angeordnet. Eine Drehwelle 107 des Ankers 103 ist über Lager 108a, 108b drehbar abgestützt, die am Zentrum des Bodens des Wicklungsgehäuses 104 bzw. am Zentrum des Endrahmens 106 befestigt sind. Ein Ende der Drehwelle 107 erstreckt sich vom Zentrum des Endrahmens 106 aus in Richtung zum Äußeren des Wicklungsgehäuses 104.

Ein Ankerkern K ist an der Drehwelle 107 befestigt. Der Ankerkern K ist so angeordnet, dass er den Permanentmagneten 105 in radialer Richtung zugewandt ist. Wie in 1 dargestellt ist, weist der Ankerkern K acht Zähne T1 bis T8 auf, die sich in radialer Richtung der Drehwelle 107 erstrecken. Acht Schlitze S1 bis S8 sind jeweils zwischen einem benachbarten Paar der Zähne T1 bis T8 in Umfangsrichtung der Drehwelle 107 gebildet. Der Motor 101 der vorliegenden Ausführungsform weist acht Wicklungen M1 bis M8 auf. Nachfolgend ist die Anzahl der Wicklungen mit dem Symbol C bezeichnet. Die Wicklungen M1 bis M8 sind jeweils im Wege eines konzentrierten Wickelns derart um die Zähne T1 bis T8 herum gewickelt, dass jede der Wicklungen M1 bis M8 durch die entsprechenden zwei Schlitze der Schlitze S1 bis S8 hindurchgeführt ist.

Wie in 2 dargestellt ist, ist ein Kommutator C1 an dem Bereich der Drehwelle 107 befestigt, der zwischen dem Endrahmen 106 und dem Ankerkern K angeordnet ist. Der Kommutator C1 ist an den Enden der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen. Der Kommutator C1 weist einen zylindrischen Isolationskörper 31 auf, der im Presssitz um die Drehwelle 107 herum angebracht ist. Wie in 3 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von zungenförmigen Segmenten 1 bis 24 (deren Anzahl bei der vorliegenden Ausführungsform vierundzwanzig ist) an der äußeren Umfangsfläche des Isolationskörpers 31 vorgesehen. Die Segmente 1 bis 24 sind in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet. Zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Segmente 1 bis 24 besteht ein Zwischenraum. Die Anodenbürste B1 und die Kathodenbürste B2 gleiten auf den Segmenten 1 bis 24 (s. 2) von radial außen.

Wie in 3 und 4A dargestellt ist, weist jedes der Segmente 1 bis 24 einen Hauptkörpervorsprung 32 an einem Ende in Axialrichtung des Isolationskörpers 31 (am bei Betrachtung in 4A unteren Ende) auf. Jeder Hauptkörpervorsprung 32 steht in radialer Richtung des Isolationskörpers 31 von einem der Segmente 1 bis 24 nach außen vor. Die Aufgabe der Hauptkörpervorsprünge 32 ist es, ein Kurzschlusselement 40, das nachfolgend erörtert wird, an den Segmenten 1 bis 24 anzuschließen. Jeder Hauptkörpervorsprung 32 ist an einem Ende des entsprechenden Segments der Segmente 1 bis 24 in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 (bei Betrachtung in 3 an der im Uhrzeigersinn vorderen Seite) angeordnet.

Wie in 4A und 4B dargestellt ist, ist das Kurzschlusselement 40 an einer Endfläche des Isolationskörpers 31 angeordnet, die dem Ankerkern K zugewandt ist (s. 2). Das Kurzschlusselement 40 bildet acht Kurzschlussleiter 41 bis 48 (s. 6). Jeder der Kurzschlussleiter 41 bis 48 schließt die Segmente 1 bis 24, die am gleichen Potential liegen, miteinander kurz. Das Kurzschlusselement 40 ist durch zwei Kurzschlussbauteile 51, 52 und ein Isolationselement 53 gebildet. Die Kurzschlussbauteile 51, 52 sind durch Stanzen von leitfähigem Material gebildet und weisen die gleiche Gestalt auf. Wie in 5 dargestellt ist, weist jedes Kurzschlussbauteil 51 im Wesentlichen rechteckige äußere Anschlüsse 51a auf, die entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind. In gleicher Weise weist jedes Kurzschlussbauteil 52 im Wesentlichen rechteckige äußere Anschlüsse 52a auf, die entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind. Die Anzahl jedes Satzes der Anschlüsse 51a, 52a ist die gleiche wie die Anzahl der Segmente und ist bei dieser Ausführungsform vierundzwanzig. Die Breite jedes äußeren Anschlusses 51a, 52a in Umfangsrichtung ist etwas kleiner als die Breite jedes Segments 1 bis 24 in Umfangsrichtung. Ein Vorsprung 51b, der radial nach außen vorsteht, ist an einem der umfangsseitigen Enden jedes äußeren Anschlusses 51a (bei Betrachtung in 5 an der im Uhrzeigersinn vorderen Seite) gebildet. Ein Vorsprung 53b, der radial nach außen vorsteht, ist an einem der umfangsseitigen Enden jedes äußeren Anschlusses 52a (bei Betrachtung in 5 an der im Uhrzeigersinn vorderen Seite) gebildet. Bei Betrachtung in Axialrichtung des Isolationskörpers 31 weisen die Vorsprünge 51b, 52b dieselbe Gestalt wie diejenige der Hauptkörpervorsprünge 32 (s. Fig. 3) auf.

Sechzehn der vierundzwanzig der äußeren Anschlüsse 52a, d.h. die äußeren Anschlüsse 52a ausgenommen acht von diesen, die in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung der Isolationskörpers 31 angeordnet sind, weisen je eine Anschlussklaue 52c an einem Ende in Umfangsrichtung (bei Betrachtung in 5 an dem entgegen dem Uhrzeigersinn gelegenen Ende) auf. Jede Anschlussklaue 52c weist ein abgebogenes Stück 52d am distalen Ende auf, das parallel zur Axialrichtung des Isolationskörpers 31 verläuft, bevor die Wicklungen M1 bis M8 gewickelt werden.

Innenseitig der äußeren Anschlüsse 51a sind im Wesentlichen rechteckige innere Anschlüsse 51e, die kleiner als die äußeren Anschlüsse 51a sind, in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet. Die Anzahl der inneren Anschlüsse 51e ist gleich derjenigen der Segmente (bei dieser Ausführungsform vierundzwanzig). Jeder äußere Anschluss 51a befindet sich in der gleichen umfangsseitigen Position wie einer der inneren Anschlüsse 51e. Das heißt, die sich radial erstreckenden Mittellinien eines der äußeren Anschlüsse 51a und des entsprechenden inneren Anschlusses 51e, die in radialer Richtung des Isolationskörpers 31 einander zugewandt sind, fluchten miteinander. Jeder äußere Anschluss 51a ist an den einen entsprechenden inneren Anschluss 51a, der um einen vorbestimmten Winkel versetzt ist, über einen Kopplungsabschnitt 51f angekoppelt, der entlang einer Evolutenkurve gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der vorbestimmte Winkel sechzig Grad, was einem Winkel entspricht, der vier der inneren Anschlüsse 51e enthält. Die äußeren Anschlüsse 51a, die inneren Anschlüsse 51e und die Kopplungsabschnitte 51f sind im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.

In gleicher Weise sind innenseitig der äußeren Anschlüsse 52a im Wesentlichen rechteckige innere Anschlüsse 52e, die kleiner als die äußeren Anschlüsse 52a sind, in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet. Die Anzahl der inneren Anschlüsse 52e ist gleich derjenigen der Segmente (bei dieser Ausführungsform vierundzwanzig). Jeder äußere Anschluss 52a befindet sich in der gleichen umfangsseitigen Position wie einer der inneren Anschlüsse 52e. Das heißt, die sich radial erstreckenden Mittellinien eines der äußeren Anschlüsse 52a und des entsprechenden inneren Anschlusses 52e, die in radialer Richtung des Isolationskörpers 31 einander zugewandt sind, fluchten miteinander. Jeder äußere Anschluss 52a ist an den einen entsprechenden inneren Anschluss 52a, der um einen vorbestimmten Winkel versetzt ist, über einen Kopplungsabschnitt 52f angekoppelt, der entlang einer Evolutenkurve gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der vorbestimmte Winkel sechzig Grad, was einem Winkel entspricht, der vier der inneren Anschlüsse 52e enthält. Die äußeren Anschlüsse 52a, die inneren Anschlüsse 52e und die Kopplungsabschnitte 52f sind im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.

Die Kurzschlussbauteile 51, 52, die wie oben beschrieben gestaltet sind, werden in einer solchen Weise laminiert, dass die Kopplungsabschnitte 51f, 52f bei Betrachtung in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 in entgegengesetzten Richtungen derart versetzt sind, dass die Kopplungsabschnitte 51f, 52f einander kreuzen. Wie in 4B dargestellt ist, bilden in den laminierten Kurzschlussbauteilen 51, 52 die äußeren Anschlüsse 51a, 52a eine Flächenberührung in der Richtung der Laminierung. Auch die inneren Anschlüsse 51e, 52e bilden einen Flächenkontakt in der Richtung der Laminierung. Andererseits berühren die Kopplungsabschnitte 51f, 52f einander in der Richtung der Laminierung nicht. Nach ihrer Laminierung in axialer Richtung werden die Kurzschlussbauteile 51, 52 beispielsweise durch Punktlöten der äußeren Anschlüsse 51a, 52a miteinander und der inneren Anschlüsse 51e, 52e miteinander integriert.

In den integrierten Kurzschlussbauteilen 51, 52 weisen die Leiter 41 bis 48 (s. 6), die je ausgewählte Segmente der Segmente 1 bis 24 kurzschließen, die sich auf demselben Potential befinden, je drei der äußeren Anschlüsse 51a, drei der äußeren Anschlüsse 52a, drei der inneren Anschlüsse 51e, drei der inneren Anschlüsse 52e, drei der Kopplungsabschnitte 51f und drei der Kopplungsanschlüsse 52f auf. Insbesondere sind die drei äußeren Anschlüsse 51a in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 (in einem Abstand von 120°) angeordnet, und sind die drei inneren Anschlüsse 51e mit den drei äußeren Anschlüssen 51a über die entsprechenden Kopplungsabschnitte 51f verbunden. Die drei äußeren Anschlüsse 52a sind in axialer Richtung an den drei äußeren Anschlüssen 51a anlaminiert, und die drei inneren Anschlüsse 52e sind in Axialrichtung an den drei inneren Anschlüssen 51e anlaminiert. Die drei Kopplungsabschnitte 52f koppeln die drei äußeren Anschlüsse 52a an den drei inneren Anschlüssen 52e an. Beispielsweise ist der Kurzschlussleiter 41, der die drei Segmente 1, 9, 17, die sich auf dem gleichen Potential befinden, kurzschließt, durch die äußeren Anschlüsse 51a, 52a, die inneren Anschlüsse 51e, 52e und die Kopplungsabschnitte 51f, 52f gebildet, die durch stark ausgezogene Linien und durch stark unterbrochene Linien in 5 verbunden sind.

Das Isolationselement 53, das aus einem isolierenden Harzmaterial besteht, wird gebildet, um den Spalt zwischen den äußeren Anschlüssen 51a, 52a, den inneren Anschlüssen 51e, 52e und den Kopplungsabschnitten 51f, 52f zu füllen. Daher ist, wie in 4B dargestellt ist, das Isolationselement 53 zwischen den Kopplungsabschnitten 51f und den Kopplungsabschnitten 52f die in Richtung der Laminierung fluchten, angeordnet, und trennt es die Kopplungsabschnitte 51f, 52f zuverlässig voneinander. Das Isolationselement 53 verhindert auch, dass sich keines der in Umfangsrichtung benachbarten Paare der Anschlüsse gegenseitig berührt.

Das Kurzschlusselement 40 ist an die Segmente 1 bis 24 durch integrales Ankoppeln der Vorsprünge 51b und der Vorsprünge 52b an den entsprechenden Hauptkörpervorsprüngen 32 angeschlossen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die sechzehn Segmnte 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 17,18, 20, 21, 23, 24, d.h. die Segmente ausgenommen die acht Segmente 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, die in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind, axial an den äußeren Anschlüssen 52a mit den Anschlussklauen 52c anlaminiert. Auf diese Weise schließt, wenn das Kurzschlusselement 40, das die acht Kurzschlussleiter 41 bis 48bildet, elektrisch an die Segmente 1 bis 24 angeschlossen ist, das Kurzschlusselement 40 die Segmente gleichen Potentials miteinander kurz. Insbesondere schließt, wie in 6 dargestellt ist, der Kurzschlussleiter 41 die Segmente 1, 9, 17 kurz, schließt der Kurzschlussleiter 42 die Segmente 2, 10, 18 kurz, schließt der Kurzschlussleiter 43 die Segmente 3, 11, 19 kurz, schließt der Kurzschlussleiter 44 die Segmente 4, 12, 20 kurz, schließt der Kurzschlussleiter 45 die Segmente 5, 13, 21 kurz, schließt der Kurzschlussleiter 46 die Segmente 6, 14, 22 kurz, schließt der Kurzschlussleiter 47 die Segmente 7, 15, 23 kurz, und schließt der Kurzschlussleiter 48 die Segmente 8, 16, 24 kurz. In dem an den Segmenten 1 bis 24 befestigten Kurzschlusselement 40 erstrecken sich die Anschlussklauen 52c radial nach außen von den äußeren Umfangsflächen der Segmente 1 bis 24 aus, die am Isolationskörper 31 befestigt sind.

Wie in 2 auch dargestellt ist, weist der Kommutator C1 zwei Varistoren 6l, 62 auf, die an dem Ende angeordnet sind, das dem Ankerkern K zugewandt ist. Die Varistoren 61, 62 weisen normalerweise einen höheren Widerstand als die Wicklungen M1 bis M8 auf. Wenn eine hohe Spannung angelegt wird, wird der Widerstand der Varistoren 61, 62 schnell herabgesetzt.

Wie in 3 dargestellt ist, weisen die zwei Varistoren 61, 62 Gestaltungen auf, die in Hinblick auf einen Punkt auf einer Mittelachse L1 des Isolationskörpers 31 gesehen auf der Achse L1 symmetrisch sind, und sind sie in Positionen angeordnet, die in Hinblick auf den Punkt symmetrisch sind. Die Mittelachse L1 verläuft durch das radiale Zentrum des Isolationskörpers 31. Insbesondere sind die Varistoren 61, 62 bogenförmig, und haben sie ein Krümmungszentrum, das mit einem Punkt auf der Mittelachse L1 des Isolationskörpers 31 zusammenfällt. Bei der ersten Ausführungsform ist der Varistor 61 so angeordnet, dass er fünf der Vorsprünge 52b zugewandt ist, die nacheinander entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind. Insbesondere ist der Varistor 61 so angeordnet, dass er in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 fünf der Vorsprünge 52b zugewandt ist, die entlang der axialen Richtung des Isolationskörpers 31 mit den fünf Hauptkörpervorsprüngen 32 fluchten, die an den Segmenten 5 bis 9 gebildet sind (s. 4A und 4B). Der Varistor 62 ist so angeordnet, dass er fünf der Vorsprünge 52b zugewandt ist, die aufeinander folgend entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind. Insbesondere ist der Varistor 62 so angeordnet, dass er in axialer Richtung des Isolationskörpers fünf der Vorsprünge 52b zugewandt ist, die entlang der axialen Richtung des Isolationskörpers 31 mit den fünf Hauptkörpervorsprüngen 32 fluchten, die an den Segmenten 17 bis 21 gebildet sind (s. 4A). Die Umfangsabmessung der Varistoren 61, 62 ist etwas kleiner als die Umfangsabmessung von fünf der Segmente, die aufeinander folgend in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind. Die radiale Abmessung der Varistoren 61, 62 ist größer als die radiale Abmessung der Hauptkörpervorsprünge 32. Die axiale Abmessung der Varistoren 61, 62 ist im Wesentlichen gleich der Gesamtdicke der Hauptkörpervorsprünge 32 und der Vorsprünge 51b, 52b, die in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 laminiert sind.

Fünf Anschlusselektrode 61a, 62a, die als Rechtecke mit abgerundeten Ecken gestaltet sind, sind an der Fläche der Varistoren 61, 62 angeordnet, die den Vorsprüngen 52b in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 zugewandt sind. Die Anschlusselektroden 61a, 62a sind in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet, und die Abstände sind gleich den Umfangsabständen der Hauptkörpervorsprünge 32 gewählt. Die fünf Anschlusselektroden 61a, die am Varistor 61 vorgesehen sind, sind an den Vorsprüngen 52b angelötet, die axial mit den Hauptkörpervorsprüngen 32 fluchten, die an den Segmenten 5 bis 9 gebildet sind. Die fünf Anschlusselektroden 62a, die am Varistor 62 vorgesehen sind, sind an den Vorsprüngen 52b angelötet, die axial mit den Hauptkörpervorsprüngen 32 fluchten, die an den Segmenten 17 bis 21 gebildet sind. Wenn die Hauptkörpervorsprünge 32 und die Vorsprünge 51b, 52b zur Verbindung der Segmente 1 bis 24 mit dem Kurzschlusselement 40 angelötet sind, sind auch die Anschlusselektroden 61a, 62a an den Vorsprüngen 62b angelötet. Wenn das Kurzschlusselement 40 an den Varistoren 61, 62 angeschlossen ist, ist jeder der Kurzschlussleiter 4l bis 48 an mindestens einem der Varistoren 61, 62 angeschlossen, wie in 6 dargestellt ist.

Bei dem oben beschriebenen Kommutator C1 ist jede Anschlussklaue 52c an dem entsprechenden einen Ende der Enden der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen, wie in 1 dargestellt ist. Spezieller sind zwei der Anschlussklauen 52c, die einem der acht benachbarten Paare von Segmenten entlang der Umfangsrichtung des Kommutators C1 entsprechen, oder die Segmente 2 und 3, die Segmente 5 und 6, die Segmente 8 und 9, die Segmente 11 und 12, die Segmente 14 und 15, die Segmente 17 und 18, die Segmente 20 und 21 und die Segmente 23 und 24 jeweils an einem der Enden der entsprechenden einen Wicklung der Wicklung M1 bis M8 angeschlossen. Beispielsweise sind zwei der Anschlussklauen 52c, die den Segmenten 2 und 3 entsprechen, jeweils ein einem der Enden der Wicklung M1 angeschlossen, sodass die Enden der Wicklung M1 elektrisch an den Segmenten 2 und 3 angeschlossen sind. Nachdem die Wicklungen M1 bis M8 gewickelt sind, werden die Enden der Wicklungen M1 bis M8 durch die Anschlussklauen 52c dicht fest gehalten, indem die gebogenen Teile 52d in Richtung zu dem radialen Zentrum des Kommutators C1 hin gefaltet werden, und an den Anschlussklauen 52c beispielsweise im Wege des Verschmelzens angeschlossen werden.

Wie in 6 dargestellt ist, ist bei dem Kommutator C1 der ersten Ausführungsform der Varistor 61 direkt an den Kurzschlussleitern 41 und 45 bis 48 angeschlossen, und ist der Varistor 62 direkt an den Kurzschlussleitern 41 bis 45 angeschlossen. Auf diese Weise sind die Varistoren 61, 62 elektrisch zwischen den Kurzschlussleitern 41 bis 48 angeordnet und am Kurzschlusselement 40 angeschlossen, das die acht Kurzschlussleiter 41 bis 48 bildet. Da mindestens einer der Varistoren 61, 62 an den Kurzschlussleitern 41 bis 48 (dem Kurzschlusselement 40) angeschlossen ist, sind die Enden jeder der Wicklungen M1 bis M8 elektrisch an jedem der Varistoren 61, 62 über die Kurzschlussleiter 41 bis 48 angeschlossen, und bilden jede der Wicklungen M1 bis M8 und einer der Varistoren 61, 62 einem parallelen Kreis.

Auch die Anschlusselektrode 61a, die an dem Segment 9 angeschlossen und an einem umfangsseitigen Ende des Varistors 61 gebildet ist, ist mit dem gleichen Potential an der Anschlusselektrode 62a angeschlossen, die an dem Segment 17 angeschlossen ist und an einem umfangsseitigen Ende des Varistors 62 gebildet ist. In gleicher Weise ist die Anschlusselektrode 61a, die an dem Segment 5 angeschlossen und an dem anderen umfangsseitigen Ende des Varistors 61 gebildet ist, mit dem gleichen Potential an der Anschlusselektrode 62a angeschlossen, die an dem Segment 21 angeschlossen und an dem anderen umfangsseitigen Ende des Varistors 61 gebildet ist. Auf diese Weise ist jeder der Varistoren 61, 62 zwischen irgendeinem der benachbarten Paare der Segmente 1 bis 24 elektrisch eingesetzt.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des oben beschriebenen Motors 101 beschrieben.

Wenn ein elektrischer Strom selektiv den Wicklungen M1 bis M8 von einer äußeren Energiezuführung aus über die Anodenbürste B1 und die Kathodenbürste B2 zugeführt wird, erzeugen die Wicklungen M1 bis M8 ein sich drehendes Magnetfeld, und wird der Anker 103 gedreht. Wenn sich der Anker 103 dreht, wird der Kommutator C1 entsprechend gedreht. Dann richten die Anodenbürste B1 und die Kathodenbürste B2, die an den Segmenten 1 bis 24 des Kommutators C1 gleiten, aufeinander folgend die Wicklungen M1 bis M8 gleich. Wenn es zu diesem Zeitpunkt ein Zeichen einer hohen Spannung zwischen einer Bürste und Segmenten gibt, an denen die Enden einer Wicklung, die gerade gleichgerichtet wird, angeschlossen sind, wird der Widerstand eines der Varistoren 61, 62, der parallel zu der Wicklung angeschlossen ist, herabgesetzt, sodass die zwischen dem Kommutator C1 und der Bürste gebildete Funkenentladung herabgesetzt wird und der Strom durch einen der Varistoren 61, 62 fließt. Dies setzt die Spannung zwischen der Bürste und den Segmenten herab, an denen die Enden der Wicklung, die gerade gleichgerichtet wird, angeschlossen sind, was die Funkenentladung unterdrückt. Wenn die Spannung zwischen der Bürste und den Segmenten, an denen die Enden der Wicklung, die gerade gleichgerichtet wird, angeschlossen sind, herabgesetzt wird, kehrt der Widerstand eines der Varistoren 61, 62 auf einen Wert höher als der Widerstand der Wicklung zurück.

Die erste Ausführungsform wie oben beschrieben weist die nachfolgend angegebenen Vorteile auf.

  • (1) In dem Kommutator C1 der ersten Ausführungsform ist der Varistor 61 direkt an die Kurzschlussleiter 41 und 45 bis 48 angeschlossen, und ist der Varistor 62 direkt an die Kurzschlussleiter 41 bis 45 angeschlossen. Wenn die Kurzschlussleiter 41 bis 48 an mindestens einem der Varistoren 61, 62 angeschlossen sind, sind die Segmente 1 bis 24, die durch die Kurzschlussleiter 41 bis 48 kurz geschlossen sind, an mindestens einem der Varistoren 61, 62 über die Kurzschlussleiter 41 bis 48 angeschlossen. Daher sind von den sechzehn Segmenten 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 17, 18, 20, 21, 23, 24, an denen die Enden der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen sind, Segmente mit dem gleichen Potential jeweils an mindestens einem der Varistoren 61, 62 angeschlossen, wenn die Kurzschlussleiter, an denen die Segmente angeschlossen sind, an mindestens einem der Varistoren 61, 62 angeschlossen sind, dies sogar dann, wenn die Segmente nicht direkt an mindestens einem der Varistoren 61, 62 angeschlossen sind. Als Folge kann die Anzahl der Anschlussabschnitte zwischen den acht Paaren der sechzehn Segmente 2 bis 24 und den Varistoren 61, 62, wobei die Anschlussabschnitte für die elektrische Anordnung jedes der Varistoren 61, 62 zwischen jedem Paar der Segmente, an denen die Enden einer der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen sind, vorgesehen sind, auf zehn eingestellt werden, was weniger als die Anzahl der Enden der Wicklungen M1 bis M8 in dem Motor 101 ist. Das heißt, durch Vorsehen von zehn Anschlussabschnitten (Anschlusselektroden 61a) zwischen den acht Paaren der sechzehn Segmente 2 bis 24 und den Varistoren 61, 62 ist das Herstellungsverfahren für den Kommutator C1 vereinfacht, und ist die Produktivität des Kommutators C1 verbessert. Dies verbessert die Produktivität des Motors 101.
  • (2) Die Anzahl der Anschlusselektroden 61a, 62a, die in den Varistoren 61, 62 vorgesehen sind, ist jeweils fünf. Die Anschlusselektroden 61a, 62a sind an den Kurzschlussleitern 41 bis 48 angeschlossen, die an den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten 5 bis 9 und 17 bis 21 angeschlossen sind. Diese Konfiguration gestattet es, dass jeder der Varistoren 61, 62 zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar von Segmenten 1 bis 24 elektrisch anzuordnen ist. Da der Varistor 61 an den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden fünf Segmenten 5 bis 9 über das Kurzschlusselement 40 angeschlossen ist, können auch Varistoren, die an den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten 5 bis 9 angeschlossen werden sollten, als einziger Varistor 61 integriert werden. In gleicher Weise können, da der Varistor 62 an die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden fünf Segmente 17 bis 21 über das Kurzschlusselement 40 angeschlossen ist, Varistoren, die an die in Umfangsrichtung folgenden Segmenten 17 bis 21 angeschlossen werden sollten, als einziger Varistor 62 integriert werden. Entsprechend ist die Anzahl der Bauteile des Kommutators C1 verringert.
  • (3) Da die zwei Varistoren 61, 62 Gestaltungen aufweisen, die in Hinblick auf einen Punkt auf der Mittellinie L1 des Isolationskörpers 31 bei Betrachtung auf der Achse L1 symmetrisch sind, ist das Gewicht des Kommutators, der sich zusammen mit der Drehwelle 107 dreht, gut ausgeglichen. Als Folge wird eine Vibration des Ankers 103, wenn der Motor 101 angetrieben ist, unterdrückt.

Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 bis 8 beschrieben. Diejenigen Bauteile, die ähnlich oder gleich den entsprechenden Bauteilen der ersten Ausführungsform sind und deren detaillierte Erläuterungen weggelassen sind, sind mit ähnlichen oder den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Ein Motor der zweiten Ausführungsform weist einen Kommutator C2, der in 7 dargestellt ist, anstelle des Kommutators C1 auf, der bei dem Motor der ersten Ausführungsform verwendet wird. Der Kommutator C2 weist einen einzigen Varistor 71 anstelle der Varistoren 61, 62 bei der ersten Ausführungsform auf.

In gleicher Weise wie die Varistoren 61, 62 der ersten Ausführungsform weist der Varistor 71 normalerweise einen höheren Widerstand als denjenigen der Wicklungen M1 bis M8 auf. Wenn eine hohe Spannung angelegt wird, wird der Widerstand des Varistors 71 schnell herabgesetzt. Der Varistor 71 ist bogenförmig und weist ein Krümmungszentrum auf, das mit einem Punkt auf der Mittelachse L1 des Isolationskörpers 31 zusammenfällt. Der Varistor 71 ist in einer Position angeordnet, die neun der Vorsprünge 52b zugewandt ist, die aufeinander folgend entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind. Insbesondere ist der Varistor 71 so angeordnet, dass er in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 neun der Vorsprünge 52b zugewandt ist, die entlang der axialen Richtung des Isolationskörpers 31 mit den Hauptkörpervorsprüngen 32 fluchten, die an den Segmenten 5 bis 13 gebildet sind. Die Umfangsabmessung des Varistors 71 ist etwas kleiner als die Umfangsabmessung der neun Segmente, die aufeinander folgend in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind. Die radiale Abmessung des Varistors 71 ist größer als die radiale Abmessung der Hauptkörpervorsprünge 32. Die axiale Abmessung des Varistors 71 ist im Wesentlichen gleich der Gesamtdicke der Hauptkörpervorsprünge 32 und der Vorsprünge 51b, 52b, die in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 laminiert sind.

In gleicher Weise wie die Anschlusselektroden 61a, 62a der ersten Ausführungsform sind neun Anschlusselektroden 71a, die als Rechtecke mit abgerundeten Ecken gestaltet sind, an der Fläche des Varistors 71 angeordnet, die den Vorsprüngen 52b in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 zugewandt ist. Die Anschlusselektroden 71a sind in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet, und die Abstände sind gleich den Umfangsabständen der Hauptkörpervorsprünge 32 gewählt. Die neun Anschlusselektroden 71a, die an dem Varistor 71 angeordnet sind, sind an den Vorsprüngen 52b angelötet, die in axialer Richtung mit den Hauptkörpervorsprüngen 32 fluchten, die an den Segmenten 5 bis 13 gebildet sind. Wenn die Hauptkörpervorsprünge 32 und die Vorsprünge 51b, 52b zum Anschluss der Segmente 1 bis 24 an dem Kurzschlusselement 40 angelötet sind, sind auch die Anschlusselektroden 71a an den Vorsprüngen 52b angelötet. Wenn das Kurzschlusselement 40 an dem Varistor 71 angeschlossen ist, ist jeder der Kurzschlussleiter 41 bis 48 an dem Varistor 71 angeschlossen, wie in 8 dargestellt ist.

Wie in 8 dargestellt ist, ist bei den Kommutator C2 der zweiten Ausführungsform der Varistor 71 direkt an den Kurzschlussleitern 41 bis 48 angeschlossen. Auf diese Weise ist der Varistor 71 elektrisch zwischen den Kurzschlussleitern 41 bis 48 eingesetzt und an dem Kurzschlusselement 40 angeschlossen, das die acht Kurzschlussleiter 41 bis 48 bildet. Da der Varistor 71 an den Kurzschlussleitern 41 bis 48 angeschlossen ist, sind die Enden jeder der Wicklungen M1 bis M8 elektrisch am Varistor 71 über die Kurzschlussleiter 41 bis 48 angeschlossen, und bilden jede der Wicklungen M1 bis M8 und der Varistor 71 einen parallelen Kreis.

Auch ist die Anschlusselektrode 71a, die an dem Segment 5 angeschlossen und an einem umfangsseitigen Ende des Varistors 71 gebildet ist, mit dem gleichen Potential an der Anschlusselektrode 71a angeschlossen, die an dem Segment 13 angeschlossen und an dem anderen umfangsseitigen Ende des Varistors 71 gebildet ist. Auf diese Weise ist der Varistor 71 elektrisch zwischen jedem benachbarten Paar der Segmente 1 bis 24 eingesetzt.

Die zweite Ausführungsform wie oben beschrieben weist die nachfolgend angegebenen Vorteile auf.

  • (1) Bei dem Kommutator C2 der zweiten Ausführungsform ist der Varistor 71 direkt an den Kurzschlussleitern 41 bis 48 angeschlossen. Wenn die Kurzschlussleiter 41 bis 48 am Varistor 71 angeschlossen sind, sind die Segmente 1 bis 24, die durch die Kurzschlussleiter 41 bis 48 kurz geschlossen sind, am Varistor 71 über die Kurzschlussleiter 4l bis 48 angeschlossen. Daher sind neben den sechzehn Segmenten 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 17, 18, 20, 21, 23, 24, an denen die Enden der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen sind, Segmente mit dem gleichen Potential jeweils an dem Varistor 71 angeschlossen, wenn die Kurzschlussleiter 41 bis 48, an denen die Segmente gleichen Potentials angeschlossen sind, an dem Varistor 71 angeschlossen sind, dies sogar dann, wenn die Segmente nicht direkt an dem Varistor 71 angeschlossen sind. Als Folge kann die Anzahl der Anschlussabschnitte (der Anschlusselektroden 71a) zwischen den acht Paaren der sechzehn Segmente 2 bis 24 und dem Varistor 71, wobei die Anschlussabschnitte für die elektrische Anordnung des Varistors 71 zwischen jedem Paar der Segmente, an denen die Enden einer der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen sind, vorgesehen sind, auf neun eingestellt werden, was weniger als die Anzahl der Enden der Wicklungen M1 bis M8 in dem Motor 101 ist. Das heißt, durch Vorsehen von neun Anschlussabschnitten zwischen den acht Paaren der sechzehn Segmente 2 bis 24 und dem Varistor 71 ist das Herstellungsverfahren für den Kommutator C2 vereinfacht, und ist die Produktivität des Kommutators C2 verbessert.
  • (2) Die Anzahl der Anschlusselektroden 71a, die im Varistor 71 vorgesehen sind, ist neun. Die Anschlusselektroden 71a sind an den Kurzschlussleitern 41 bis 48 angeschlossen, die an den in Umfangsrichtung folgenden Segmenten 5 bis 13 angeschlossen sind. Diese Konfiguration gestattet es, dass der Varistor 71 zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Segmente 1 bis 24 anzuordnen ist.
  • (3) Da nur der einzige Varistor 71 in dem Kommutator C2 vorgesehen ist, ist die Anzahl der Bauteile verringert.

Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9A bis 11 beschrieben. Diejenigen Bauteile, die ähnlich oder gleich den entsprechenden Bauteilen der ersten Ausführungsform sind und deren Erläuterungen weggelassen sind, sind mit ähnlichen oder den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Ein Motor der dritten Ausführungsform weist einen Kommutator C3, der in 9A dargestellt ist, anstelle des Kommutators C1 auf, der bei dem Motor der ersten Ausführungsform verwendet wird. Der Kommutator C3 weist einen einzigen Varistor 8l anstelle der Varistoren 61, 62 bei der ersten Ausführungsform auf. 9A ist ein axialer Schnitt durch den Kommutator C3, und 10 ist eine Ansicht von unten auf den Kommutator C3. In 10 ist der Varistor 81 mittels einer strichpunktierten Linie dargestellt.

In gleicher Weise wie die Varistoren 61, 62 der ersten Ausführungsform weist der Varistor 81 normalerweise einen höheren Widerstand als denjenigen der Wicklungen M1 bis M8 auf. Wenn eine hohe Spannung angelegt wird, wird der Widerstand des Varistors 81 schnell herabgesetzt. Wie in 9A bis 9c und 10 dargestellt ist, ist der Varistor 71 bogenförmig und weist ein Zentrum auf der Mittelachse L1 des Isolationskörpers 31 auf. In axialer Richtung des Isolationskörpers 31 ist der Varistor 81 den inneren Anschlüssen 52a zugewandt. Der Außendurchmesser des Varistors 81 ist größer als derjenige eines Kreises, der die distalen Enden der Hauptkörpervorsprünge 32 enthält. Der Innendurchmesser des Varistors 81 ist kleiner als derjenige eines Kreises, der die radial inneren Enden der inneren Anschlüssen 51e, 52e enthält. Die axiale Abmessung des Varistors 81 ist im Wesentlichen gleich der Gesamtdicke der Hauptkörpervorsprünge 32 und der Vorsprünge 51b, 52b, die in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 laminiert sind.

Vier äußere Elektroden 81a und vier innere Elektroden 81b sind an der Fläche des Varistors 81 vorgesehen, die den Vorsprüngen 52b in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 zugewandt ist. Die Elektroden 81a, 81b schließen das Kurzschlusselement 40 am Varistor 81 an. Die äußeren Elektroden 81a, die als Rechtecke mit abgerundeten Ecken gestaltet sind, sind so angeordnet, dass sie vier der äußeren Anschlüsse 52a zugewandt sind, die in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 mit den vier Segmenten 2, 8, 14, 20 fluchten, die in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind. Das heißt, die vier äußeren Elektroden 81a sind in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 an der Fläche des Varistors 81 angeordnet, die den Vorsprüngen 52b in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 zugewandt ist.

Andererseits sind die vier inneren Elektroden 81b, die als Rechtecke mit abgerundeten Ecken gestaltet sind, so angeordnet, dass sie vier der inneren Anschlüsse 51e, 52e zugewandt sind, die in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind, und jeder der vier inneren Anschlüsse 51e, 52e ist in der Mitte zwischen einem der benachbarten Paare der äußeren Elektroden 81a in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet. Das heißt, die vier inneren Elektroden 81b sind in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung an der Fläche des Varistors 81 angeordnet, die den Vorsprüngen 52b in axialer Richtung des Isolationskörpers 31 zugewandt ist.

Die äußeren Elektroden 81a und die inneren Elektroden 81b sind an den gegenüberliegenden äußeren Anschlüssen 52a und inneren Anschlüssen 52e angelötet. Insbesondere sind die äußeren Anschlüsse 52a, die mit den Elementen 2, 8, 14, 20 axial fluchten, die in gleichen Winkelabständen (bei dieser Ausführungsform in Abständen von 90°) angeordnet sind, an den vier äußeren Elektroden 81a, die am Varistor 81 gebildet sind, angelötet. Andererseits sind vier der inneren Anschlüsse 52e, die in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeordnet sind, oder der innere Anschluss 52e, der in einer mittleren Position zwischen dem Segment 2 und dem Segment 8 angeordnet ist, der innere Anschluss 52e, der in einer mittleren Position zwischen dem Segment 8 und dem Segment 14 angeordnet ist, der innere Anschluss 52e, der in einer mittleren Position zwischen dem Segment 14 und dem Segment 20 angeordnet ist, und der innere Anschluss 52e, der in einer mittleren Position zwischen dem Segment 20 und dem Segment 2 angeordnet ist, an den vier inneren Elektroden 81e angelötet. Auf diese Weise ist, wie in 11 dargestellt ist, jeder der Kurzschlussleiter 41 bis 48 am Varistor 81 angeschlossen. Die äußeren Anschlüsse 52a, an denen die äußeren Elektroden 81a angeschlossen sind, sind über Kopplungsabschnitte 52f an den inneren Anschlüssen 52e angekoppelt, an denen die inneren Elektroden 81b nicht angeschlossen sind. Die inneren Anschlüsse 52e, an denen die inneren Elektroden 81b angeschlossen sind, sind über Kopplungsabschnitte 52f an den äußeren Anschlüssen 52a angekoppelt, an denen die äußeren Elektroden 81a nicht angeschlossen sind.

Wenn der Varistor 81 an den Kurzschlussleitern 41 bis 48 in der oben beschriebenen Weise, wie in 11 dargestellt ist, elektrisch angeschlossen ist, ist der Varistor 81 zwischen den Kurzschlussleitern 41 bis 48 elektrisch eingesetzt und an dem Kurzschlusselement 40 angeschlossen, das die acht Kurzschlussleiter 41 bis 48 bildet. Da der Varistor 81 an den Kurzschlussleitern 41 bis 48 angeschlossen ist, sind die Enden jeder der Wicklungen M1 bis M8 am Varistor 81 über das Kurzschlusselement 40 elektrisch angeschlossen, und bilden jede der Wicklungen M1 bis M8 und der Varistor 81 einen parallelen Kreis.

Der Varistor 81 ist an jedem weiteren einen Abschnitt der Abschnitte zwischen den benachbarten Paaren der Segmente 1 bis 24 in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 31 angeschlossen. Daher ist der Varistor 81 zwischen jedem benachbarten Paar der Segmente 1 bis 24 über die Kurzschlussleiter 41 bis 48 elektrisch eingesetzt.

Die dritte Ausführungsform wie oben beschrieben weist die nachfolgend angegebenen Vorteile auf.

  • (1) Bei dem Kommutator C3 der dritten Ausführungsform ist der Varistor 81 direkt an den Kurzschlussleitern 41 bis 48 angeschlossen. Wenn die Kurzschlussleiter 41 bis 48 an dem Varistor 81 angeschlossen sind, sind die Segmente 1 bis 24, die durch die Kurzschlussleiter 41 bis 48 kurz geschlossen sind, am Varistor 81 über die Kurzschlussleiter 41 bis 48 angeschlossen. Daher sind neben den sechzehn Segmenten 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 17, 18, 20, 21, 23, 24, an denen die Enden der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen sind, Segmente mit dem gleichen Potential jeweils an dem Varistor 81 angeschlossen, wenn die Kurzschlussleiter 41 bis 48, an denen die Segmente gleichen Potentials angeschlossen sind, an dem Varistor 81 angeschlossen sind, dies sogar dann, wenn die Segmente nicht direkt an dem Varistor 81 angeschlossen sind. Als Folge kann die Anzahl der Anschlussabschnitte (der äußeren Elektroden 81a und der inneren Elektroden 81b) zwischen den acht Paaren der sechzehn Segmente 2 bis 24 und dem Varistor 81, wobei die Anschlussabschnitte für die elektrische Anordnung des Varistors 8l zwischen jedem Paar der Segmente, an denen die Enden einer der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen sind, vorgesehen sind, auf acht eingestellt werden, was weniger als die Anzahl der Enden der Wicklungen M1 bis M8 in dem Motor ist. Das heißt, durch Vorsehen von acht Anschlussabschnitten zwischen den acht Paaren der sechzehn Segmente 2 bis 24 und dem Varistor 81 ist das Herstellungsverfahren für den Kommutator C3 vereinfacht, und ist die Produktivität des Kommutators C3 verbessert.
  • (2) In dem Kommutator C3 der dritten Ausführungsform sind die äußeren Anschlüsse 52a, die mit den Segmenten 2, 8, 14, 20 axial fluchten, die in gleichen Winkelabständen (bei dieser Ausführungsform in Abständen von 90°) angeordnet sind, an den vier äußeren Elektroden 81a angelötet, die am Varistor 81 angeordnet sind. Des Weiteren sind die vier inneren Anschlüsse 52e, die in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung angeordnet sind, an den inneren Elektroden 81b angelötet, die am Varistor 81 angeordnet sind. Daher ist der umfangsseitige Abstand zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der äußeren Elektroden 81a und der inneren Elektroden 81b vergrößert. Dies verhindert, dass Segmente, die nicht kurz geschlossen sein müssen, durch den Kontakt zwischen den Elektroden 81a, 81b kurz geschlossen sind. Der Varistor 81 ist an der gleichen Anzahl äußerer Anschlüsse 52a und innerer Anschlüsse 52e angeschlossen, und die äußeren Anschlüsse 52a und inneren Anschlüsse 52e sind in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung angeordnet. Der Varistor 81 ist daher stabil an dem Kurzschlusselement 40 befestigt.
  • (3) Da. nur der einzige Varistor 81 in dem Kommutator C3 vorgesehen ist, ist die Anzahl der Bauteile verringert.
  • (4) Bei der dritten Ausführungsformen ist, da der Varistor 81 ringförmig ist, das Volumen des Varistors 81, der parallele Kreis mit den Wicklungen M1 bis M8 bildet, größer als diejenigen bei der ersten und der zweiten Ausführungsform. Daher ist im Vergleich zu der ersten und der zweiten Ausführungsform die Funkenentladung effektiver unterdrückt.

Die erste bis dritte Ausführungsform können wie nachfolgend angegeben modifiziert werden.

Bei der ersten Ausführungsform sind die Varistoren 61, 62 in Hinblick auf einen Punkt auf der Mittellinie L1 des Isolationskörpers 31 bei Betrachtung entlang der Mittellinie L1 symmetrisch. Die Varistoren 61, 62 müssen jedoch nicht in Hinblick auf einen Punkt symmetrisch sein. Das heißt, die Varistoren 61, 62 können jede andere Form als eine bogenförmige Form aufweisen, solange die fünf Anschlusselektroden 61a, 62a an den Varistoren 61 bzw. 62 angeordnet werden können.

Bei der ersten Ausführungsform ist der Varistor 61 an den fünf in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten 5 bis 9 über das Kurzschlusselement 40 angeschlossen. Der Varistor 62 ist auch an den fünf in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten 17 des 21 über das Kurzschlusselement 40 angeschlossen. Die Varistoren 61, 62 können jedoch an irgendwelchen fünf in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Sätzen der Segmente über das Kurzschlusselement 40 angeschlossen sein, solange zwei Sätze der Anschlusselektroden 61a, 62a, die in Umfangsrichtung in 3 einander zugewandt sind, wie bei der ersten Ausführungsform jeweils an Segmenten des gleichen Potentials angeschlossen sind.

Bei der ersten Ausführungsform weist der Kommutator C1 die zwei Varistoren 61, 62 auf, die die fünf Anschlusselektroden 61a bzw. 62a aufweisen. Die Anzahl der Varistoren im Kommutator C1 ist jedoch nicht auf zwei beschränkt. Es wird angenommen, dass die Anzahl der Magnetpole und die Anzahl der Wicklungen durch die Buchstaben P bzw. C angegeben sind. Bei dem Kommutator C1 einer Konfiguration, bei der die Anzahl der Segmente durch (P × C)/2 dargestellt ist und ein Kurzschlussleiter die Segmente kurz schließt, deren Anzahl durch P/2 dargestellt ist, wobei die Segmente um einen Winkel von 360°/(P/2) beabstandet sind, kann die Anzahl n der Varistoren irgendein positiver Teiler von C sein, der sich von eins unterscheidet. In diesem Fall weist jeder der n Varistoren Anschlusselektroden auf, deren Anzahl durch (C/n) + 1 dargestellt ist. Die Anschlusselektroden in jedem Varistor sind entweder an den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten oder an Kurzschlussleitern, die an den Segmenten angeschlossen sind, angeschlossen.

Bei der zweiten Ausführungsform ist der Varistor 71 an den neuen in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten 5 bis 13 über das Kurzschlusselement 40 angeschlossen. Der Varistor 71 kann jedoch an irgendeinem Satz von neun in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten über das Kurzschlusselement 40 angeschlossen sein.

Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform sind die Varistoren 61, 71 an den entsprechenden Segmenten der Segmente 1 bis 24 über die Vorsprünge 52b, die an den äußeren Anschlüssen 52 gebildet sind, angeschlossen. Die Varistoren 61, 71 können jedoch an den entsprechenden Segmenten direkt angeschlossen sein.

Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform kann die Anzahl der Anschlusselektroden 61a, 62a, 7la solange vergrößert werden, wie die Anzahl kleiner als die Anzahl der Enden der Wicklungen M1 des M8 ist, (was dasselbe ist wie das Doppelte der Anzahl der Kurzschlussleiter 41 bis 48). Jedoch kann die Summe der Anzahl der Anschlusselektroden 61a, 62a auf eine Anzahl kleiner als die Anzahl der Enden der Wicklungen M1 bis M8 eingestellt werden.

Bei den oben angegebenen Ausführungsformen werden die Varistoren als Überspannungsabsorptionselemente verwendet, deren Widerstand verändert wird, um die zwischen den Segmenten 1 bis 24, der Anodenbürste B1 und der Kathodenbürste B2 erzeugte Funkenentladung zu verringern. Jedoch kann ein Überspannungsabsorptionselement, das sich von den Varistoren unterscheidet, beispielsweise Halbleiter oder Kondensatoren, zur Verringerung der Funkenentladung verwendet werden. Beispielsweise können zwei Zener-Dioden, die einander zugewandt angeordnet und aneinander angeschlossen sind (die Kathoden der Dioden sind aneinander angeschlossen) anstelle der Varistoren verwendet werden.

Bei den oben angegebenen Ausführungsformen sind die Kurzschlussleiter 41 bis 48 zum Kurzschließen der Segmente 1 bis 24 mit dem gleichen Potential durch das Kurzschlusselement 40 gebildet. Die Kurzschlussleiter 41 bis 48 können jedoch durch Leiterkabel gebildet sein.

Bei dem Motor 101 der oben angegebenen Ausführungsformen ist die Anzahl der Pole P sechs, und ist die Anzahl der Wicklungen C acht. Jedoch kann die Anzahl der Pole P und die Anzahl der Wicklungen C größer als diese Anzahl sein. In diesem Fall wird die Anzahl der Segmente sofern notwendig entsprechend der Anzahl der Pole P und der Anzahl der Wicklungen C geändert. Auch die Anzahl der Anschlusselektroden in dem Varistor kann sofern notwendig entsprechend der Anzahl der Enden der Wicklungen innerhalb eines Bereichs kleiner als die Anzahl der Wicklungsenden geändert werden. Beispielsweise ist in dem Fall, bei dem ein Kommutator einen einzigen Varistor wie bei der zweiten Ausführungsform aufweist, ist der Varistor mit Anschlusselektroden ausgestattet, deren Anzahl durch (C + 1) dargestellt ist, wenn die Anzahl der Segmente (P × C)/2 ist, schließt ein Kurzschlussleiter die Segmente, deren Anzahl durch P/2 dargestellt ist, aneinander an, und sind die Segmente in Positionen angeordnet, die 360°/(P/2) entsprechen. Die Anschlusselektroden in jedem Varistor sind entweder an den Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten oder an Kurzschlussleitern, die an den Segmenten angeschlossen sind, angeschlossen.

Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 12 bis 19 beschrieben.

Es wird nun ein Motor 201 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Wie in 12 und 13 dargestellt ist, weist der Motor 201 einen Stator 202 und einen Anker 203 auf, der im Inneren des Stators 202 angeordnet ist. Ein Wicklungsgehäuse 204, das den Stator 202 bildet, ist als Zylinder mit einem Boden ausgebildet und weist sechs Permanentmagnete 205 auf, die an der inneren Umfangsfläche befestigt sind. Die Permanentmagnete 205 sind in gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung des Wicklungsgehäuses 204 angeordnet. Die Öffnung des Wicklungsgehäuses 204 ist durch einen im Wesentlichen scheibenförmigen Endrahmen 206 verschlossen. Der Endrahmen 206 stützt eine Anodenbürste B1 und eine Kathodenbürste B2 ab, die als Bürsten für die Zuführung von elektrischem Strom dienen, die mit einer äußeren Energiequelle verbunden sind.

Der Anker 203 ist innenseitig der sechs Permanentmagnete 205 angeordnet. Eine Drehwelle 207 des Ankers 203 ist über Lager 208a, 208b drehbar abgestützt, die am Zentrum des Bodens des Wicklungsgehäuses 204 bzw. am Zentrum des Endrahmens 206 befestigt sind. Ein Ende der Drehwelle 207 erstreckt sich vom Zentrum des Endrahmens 206 aus in Richtung zum Äußeren des Wicklungsgehäuses 204.

Ein Ankerkern K ist an der Drehwelle 207 befestigt. Der Ankerkern K ist so angeordnet, dass er den Permanentmagneten 205 in radialer Richtung zugewandt ist. Der Ankerkern K weist acht Zähne T1 bis T8 auf, die sich in radialer Richtung von der Drehwelle 207 aus erstrecken. Der Motor 201 weist acht Wicklungen M1 bis M8 auf, deren jede im Wege eines konzentrierten Wickelns um einen der Zähne T1 bis T8 herum gewickelt ist.

Ein Kommutator C1 ist an einem Bereich der Drehwelle 207 befestigt, der zwischen dem Endrahmen 206 und dem Ankerkern K angeordnet ist. Der Kommutator C1 ist an den Enden der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen. Der Kommutator C1 weist einen Kommutatorhauptkörper 141, der an der Drehwelle 207 befestigt ist, und ein Kurzschlusselement 142 auf, das an einem axialen Ende des Kommutatorhauptkörpers 141 (am linken Ende bei Betrachtung in 13) befestigt ist.

Wie in 14A und 16 dargestellt ist, weist der Kommutatorhauptkörper 141 einen im Wesentlichen zylindrischen Isolationskörper 143, der aus isolierendem Harzmaterial hergestellt ist, und vierundzwanzig im Wesentlichen rechteckige Segmente 1 bis 24 auf, die an der äußeren Umfangsfläche des Isolationskörpers 143 befestigt sind. Die in 14A und 14B untere Endfläche des Isolationskörpers 143 ist so ausgebildet, dass sie zu einer Ebene parallel verläuft, die rechtwinklig zur Mittelachse des Isolationskörpers 143 verläuft.

Die vierundzwanzig Segmente 1 bis 24 sind an der äußeren Umfangsfläche des Isolationskörpers 143 derart vorgesehen, dass ein Spalt zwischen jedem benachbarten Paar der Segmente in Umfangsrichtung des Isolationskörpers 143 besteht. Die Anodenbürste B1 und die Kathodenbürste B2 gleiten an den Segmenten 1 bis 24 (s. 13) vom radial Äußeren aus.

Jedes der Segmente 1 bis 24 weist an seinem unteren Ende, wie in 14A ersichtlich ist, ein Paar von in Umfangsrichtung fluchtenden Pressvorsprüngen 145a, 145b auf, die sich von dem unteren Ende entlang der axialen Richtung des Isolationskörpers 143 erstrecken (s. 15). Wenn die Segmente 1 bis 24 an der äußeren Umfangsfläche des Isolationskörpers 143 befestigt sind, stehen die Pressvorsprünge 145a, 145b weiter nach unten vor als die untere Endfläche des Isolationskörpers 143, wie in 14A ersichtlich ist.

Das Kurzschlusselement 142 weist zwei Kurzschlussbauteile 151, 152 auf, die durch Stanzen von leitfähigem Material (beispielsweise Kupferplatten) gebildet sind und die gleiche Gestalt aufweisen. Wie in 17 dargestellt ist, weisen das erste und das zweite Kurzschlussbauteil 151, 152 vierundzwanzig (das heißt die gleiche Anzahl wie die Segmente 1 bis 24) äußere Anschlüsse 151a bzw. 152a auf. Die äußeren Anschlüsse 151a, 152a sind in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 143 angeordnet. Alle vierundzwanzig äußeren Anschlüsse 151a weisen eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt auf, und die Umfangsbreite ist gleich einem Abstand L1 (s. 15) zwischen jedem Paar der Pressvorsprünge 145a, 145b, die an jedem der Segmente 1 bis 24 gebildet sind.

Von der vierundzwanzig äußeren Anschlüssen 152a werden acht äußere Anschlüsse 152a, die in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 143 angeordnet sind, als erste äußere Anschlüsse 161 bezeichnet, die die gleiche Gestalt wie die äußeren Anschlüsse 152a des ersten Kurzschlussbauteils 151 aufweisen. Von den vierundzwanzig äußeren Anschlüssen 152a werden die anderen sechzehn äußeren Anschlüsse 152a, von denen jedes Paar zwischen jedem benachbarten Paar der ersten äußeren Anschlüsse 161 angeordnet ist, als zweite äußere Anschlüsse 162 bezeichnet, die in radialer Richtung länger sind als die ersten äußeren Anschlüsse 161. Die Umfangsabmessung jedes zweiten äußeren Anschlusses 162 ist gleich der Umfangsabmessung jedes ersten äußeren Anschlusses 16l. Jeder zweite äußere Anschluss 162 weist an seinem distalen Ende ein gebogenes Stück 162a auf, das parallel zu der axialen Richtung gebogen wird, bevor die Wicklungen M1 bis M8 gewickelt werden. Wie in 15 dargestellt ist, ist die Gesamtdicke der laminierten äußeren Anschlüsse 151a, 152a dünner als die Vorsprungslänge der Pressvorsprünge 145a, 145b.

Wie in 17 dargestellt ist, sind vierundzwanzig (das heißt die gleiche Anzahl wie die Segmente 1 bis 24) innere Anschlüsse 151b, die das erste Kurzschlussbauteil 151 bilden, innenseitig der äußeren Anschlüsse 151a angeordnet. Die inneren Anschlüsse 151b sind in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 143 angeordnet. Die inneren Anschlüsse 151b fluchten mit den äußeren Anschlüssen 151a in Umfangsrichtung. Die Mittellinie jedes äußeren Anschlusses 151a und des inneren Anschlusses 151b kreuzt den Isolationskörper 143 und erstreckt sich in radialer Richtung. Die Mittellinien jedes fluchtenden Paars der äußeren Anschlüsse 151a und der inneren Anschlüsse 15lb entlang der radialen Richtung des Isolationskörpers 143 fallen zusammen.

In gleicher Weise sind vierundzwanzig (das heißt die gleiche Anzahl wie die Segmente 1 bis 24) innere Anschlüsse 152b, die das zweite Kurzschlussbauteil 152 bilden, innenseitig der in Umfangsrichtung angeordneten äußeren Anschlüsse 152a angeordnet. Die inneren Anschlüsse 152a sind in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung des Isolationskörpers 143 angeordnet. Die inneren Anschlüsse 152b fluchten mit den äußeren Anschlüssen 152a in Umfangsrichtung. Die Mittellinie jedes äußeren Anschlusses 152a und des inneren Anschlusses 152b kreuzt den Isolationskörper 143 und erstreckt sich in radialer Richtung. Die Mittellinien jedes fluchtenden Paars der äußeren Anschlüsse 152a und der inneren Anschlüsse 152b entlang der radialen Richtung des Isolationskörpers 143 fallen zusammen.

In dem ersten Kurzschlussbauteil 151 ist jeder äußere Anschluss 151a an einem entsprechenden Anschluss der inneren Anschlüsse 151b, der um einen vorbestimmten Winkel versetzt ist, über einen Kopplungsabschnitt 151c angekoppelt, der entlang einer Evolutenkurve gebildet ist. In gleicher Weise ist in dem zweiten Kurzschlussbauteil 152 jeder äußere Anschluss 152a an einem entsprechenden Anschluss der inneren Anschlüsse 152b, der um einen vorbestimmten Winkel versetzt ist, über einen Kopplungsabschnitt 151c angekoppelt, der entlang einer Evolutenkurve gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform messen die vorbestimmten Winkel 60°, was einem Winkel entspricht, der vier der inneren Anschlüsse 151b, 152b enthält. Die äußeren Anschlüsse 151a, die inneren Anschlüsse 151b und die Kopplungsabschnitte 151c, die das erste Kurzschlussbauteil 151 bilden, sind in einer gemeinsamen Ebene gebildet. Die äußeren Anschlüsse 152a, die inneren Anschlüsse 152b und die Kopplungsabschnitte 152c, die das zweite Kurzschlussbauteil 152 bilden, sind in einer gemeinsamen Ebene gebildet. Jeder Kopplungsabschnitt 151c ist dünner ausgebildet als die äußeren Anschlüsse 151a und die inneren Anschlüsse 151b, dies derart, dass eine Stufe 151d zwischen einer Fläche einer Seite des Kopplungsabschnitts 151c in der Richtung der Dicke und einer Fläche einer Seite des entsprechenden äußeren Anschlusses 151a und des inneren Anschlusses 151b gebildet ist, wie in 14B dargestellt ist. In gleicher Weise ist jeder Koppelungsabschnitt 152c dünner ausgebildet als die äußeren Anschlüsse 152a und die inneren Anschlüsse 152b, dies derart, dass eine Stufe 152d zwischen einer Fläche einer Seite des Kopplungsabschnitts 152c in der Richtung der Dicke und einer Fläche einer Seite des entsprechenden äußeren Anschlusses 152a und des inneren Anschlusses 152b gebildet ist.

Wie in 17 dargestellt ist, sind das erste und das zweite Kurzschlussbauteil 151, 152 in Richtung der Dicke derart laminiert, dass die Kopplungsabschnitte 151c des ersten Kurzschlussbauteils 151 und die Kopplungsabschnitte 152c des zweiten Kurzschlussbauteils 152 In entgegengesetzten Richtungen bei Betrachtung in der axialen Richtung des Isolationskörpers 131 derart gerichtet sind, dass sich die Kopplungsabschnitte 151c, 152c kreuzen. In dem laminierten ersten und zweiten Kurzschlussbauteil 151, 152 bilden die äußeren Anschlüsse 151a des ersten Kurzschlussbauteils 151 und die äußeren Anschlüsse 152a des zweiten Kurzschlussbauteils 152 eine Flächenberührung. Auch die inneren Anschlüsse 151b des ersten Kurzschlussbauteils 151 und die inneren Anschlüsse 152b des zweiten Kurzschlussbauteils 152 bilden eine Flächenberührung. Andererseits sind die Kopplungsabschnitte 151c des ersten Kurzschlussbauteils 151 und die Kopplungsabschnitte 152c des zweiten Kurzschlussbauteils 152 dünner ausgebildet als die äußeren Anschlüsse 15la, 152a und die inneren Anschlüsse 151b, 152b, sodass die Stufen 151d, 152d gebildet sind. Daher berühren sich die Kopplungsabschnitte 151c und die Kopplungsabschnitte 152c in der Richtung der Laminierung (bei dieser Ausführungsform in axialer Richtung) nicht. Die laminierten äußeren Anschlüsse 151a, 152a, sind im Wege des Punktlötens integriert.

Wie in 16 dargestellt ist, sind in dem laminierten ersten und zweiten Kurzschlussbauteil 151, 152 vierundzwanzig Sätze von inneren Anschlüssen 151b, 152b, die einander in der Richtung der Laminierung berühren, mit einem ringförmigen Varistor 171 integral ausgebildet. Insbesondere deckt der Varistor 171 die Flächen der inneren Anschlüsse 151b, 152b ausgenommen die Berührungsflächen ab, und ist er zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der inneren Anschlüsse 151b, 152b eingesetzt und schließt er diese elektrisch an. Der Varistor 171 weist normalerweise einen höheren Widerstand auf als denjenigen der Wicklungen M1 bis M8. Wenn eine bestimmte Spannung oder höhere Spannung angelegt wird, wird der Widerstand des Varistors 171 schnell herabgesetzt.

In dem laminierten ersten und zweiten Kurzschlussbauteil 151, 152 ist ein Bereich, der sich von einer radialer äußeren Fläche des Varistors 171 aus zur Mitte der laminierten äußeren Anschlüsse 151a, 152a erstreckt, durch einen ringförmigen Isolationsabschnitt 172 abgedeckt. Der Isolationsabschnitt 172 ist aus einem isolierenden Harzmaterial hergestellt und füllt den Spalt zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Kopplungsabschnitte 151c, 152c und die Spalten zwischen den Kopplungsabschnitten 151c des ersten Kurzschlussbauteils 151 und den Kopplungsabschnitten 152c des zweiten Kurzschlussbauteils 152. Wie in 14A und 14B dargestellt ist, fluchtet die Endfläche des Isolationsabschnitts 172, die dem Isolationskörper 143 zugewandt ist, mit der Endfläche des Varistors 171, die dem Isolationskörper 143 zugewandt ist. Die Endfläche des Isolationsabschnitts 172, die dem Isolationskörper 143 zugewandt ist, und die Endfläche des Varistors 171, die dem Isolationskörper 143 zugewandt ist, verlaufen rechtwinklig zu der Mittelachse des Isolationskörpers 143 und entsprechen der unteren Endfläche des Isolationskörpers 143 in 14.

Das Kurzschlusselement 142 ist am unteren Ende des Kommutatorhauptkörpers 141 angeordnet. Das Kurzschlusselement 142 ist am Kommutatorhauptkörper 141 durch Verkrimpen der äußeren Anschlüsse 151a, 152a mittels der Pressvorsprünge 145a, 145b befestigt, die an den Segmenten 1 bis 24 gebildet sind. Da jeder der äußeren Anschlüsse 151a, 152a durch ein entsprechendes Paar der Pressvorsprünge 145a, 145b gekrimpt ist, sind die Segmente 1 bis 24 an dem Kurzschlusselement 142 elektrisch angeschlossen, und schließt das Kurzschlussbauteil 142 die Segmente 1 bis 24 mit gleichem Potential kurz. Das Kurzschlusselement 142 schließt in drei der Segmente kurz, die in Winkelrichtung in Abständen von 120° beabstandet sind. Das heißt, wie in 18 dargestellt ist, schließt das Kurzschlusselement 142 die Segmente 1, 9, 17 miteinander, die Segmente 2, 10, 18 miteinander und die Segmente 3, 11, 19 miteinander kurz. Auch schließt das Kurzschlusselement 142 die Segmente 4, 12, 20 miteinander, die Segmente 5, 13, 21 miteinander und die Segmente 6, 14, 22 miteinander kurz. Des Weiteren schließt das Kurzschlusselement 142 die Segmente 7, 15, 23 miteinander und die Segmente 8, 16, 24 miteinander kurz. In dem Kurzschlusselement 142, das an dem Kommutatorhauptkörper 141 befestigt ist, erstrecken sich die zweiten äußeren Anschlüsse 162 von den äußeren Umfangsflächen der Segmente 1 bis 24 aus radial nach außen, die an der äußeren Umfangsfläche des Isolationskörpers 143 befestigt sind. In einem Zustand, bei dem das Kurzschlusselement 142 an dem Kommutatorhauptkörper 141 befestigt ist, fallen die Mittelachse des Varistors 171 und die Mittelachse des Isolationskörpers 143 zusammen.

Da in dem ersten Kurzschlussbauteil 151 jedes Paar der äußeren Anschlüsse 151a, die an einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der inneren Anschlüsse 151b über die entsprechenden Kopplungsabschnitte 151c angeschlossen sind, in Umfangsrichtung einander benachbart sind, sind die Segmente, die an diesen zwei äußeren Anschlüssen 151a angeschlossen sind, in Umfangsrichtung einander benachbart. Da in dem zweiten Kurzschlussbauteil 152 jedes Paar der äußeren Anschlüsse 152a, die an einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der inneren Anschlüsse 152b über die entsprechenden Kopplungsabschnitte 152c angeschlossen sind, in Umfangsrichtung einander benachbart sind, sind die Segmente, die an diesen zwei äußeren Anschlüssen 152a angeschlossen sind, in Umfangsrichtung einander benachbart. Des Weiteren ist der Varistor 171 elektrisch zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der inneren Anschlüsse 151b und zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der inneren Anschlüsse 152b eingesetzt. Entsprechend ist, wenn das Kurzschlusselement 142 an dem Kommutatorhauptkörper 141 befestigt ist, der Varistor 171 elektrisch zwischen irgend einem der in Umfangsrichtung benachbarten Paare der Segmente 1 bis 24 über das erste und das zweite Kurzschlussbauteil 151, 152 eingesetzt.

Bei dem oben beschriebenen Kommutator C1 ist jeder zweite äußere Anschluss 162 an einem entsprechenden Ende der Enden der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen. Spezifischer ausgedrückt sind zwei der zweiten äußeren Anschlüsse 162, die einem der acht benachbarten Paare von Segmenten entlang der Umfangsrichtung des Kommutators C1 entsprechen, oder die Segmente 2 und 3, die Segmente 5 und 6, die Segmente 8 und 9, die Segmente 11 und 12, die Segmente 14 und 15, die Segmente 17 und 18, die Segmente 20 und 21 und die Segmente 23 und 24, die an einem Ende der Enden der entsprechenden einen Wicklung der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen. Beispielsweise sind zwei der zweiten äußeren Anschlüsse 162, die den Segmenten 2 und 3 entsprechen, je an einem Ende der Enden der Wicklung M1 angeschlossen, sodass die Enden der Wicklung M1 elektrisch an den Segmenten 2 und 3 angeschlossen sind. Nachdem die Wicklungen M1 bis M8 um die Zähne T1 bis T8 herum gewickelt sind, sind die Enden der Wicklung M1 bis M8 durch die zweiten äußeren Anschlüsse 162 durch Falten der gebogenen Stücke 162a in Richtung auf das radiale Zentrum des Kommutators C1 dicht festgehalten und an den zweiten äußeren Anschlüssen 162 beispielsweise durch Verschmelzen angeschlossen.

Wenn bei dem wie oben angegeben gestalteten Motors 201 der vorliegenden Ausführungsform ein elektrischer Strom selektiv den Wicklungen M1 bis M8 von einer äußeren Energiezuführung aus über die Anodenbürste B1 und die Kathodenbürste B2 zugeführt wird, erzeugen die Wicklungen M1 bis M8 ein sich drehendes Magnetfeld, und wird der Anker 103 gedreht. Wenn sich der Anker 103 dreht, wird der Kommutator C1 entsprechend gedreht. Dann richten die Anodenbürste B1 und die Kathodenbürste B2, die an den Segmenten 1 bis 24 des Kommutators C1 gleiten, nacheinander die Wicklungen M1 bis M8 gleich. Wenn es zu diesem Zeitpunkt ein Zeichen einer hohen Spannung zwischen einer Bürste und zwei Segmenten gibt, an denen die Enden einer Wicklung, die gerade gleichgerichtet wird, angeschlossen sind, wird der Widerstand des Varistors 171, der zwischen den zwei Segmenten elektrisch eingesetzt ist, herabgesetzt, sodass die zwischen dem Kommutator C1 und den Bürsten gebildete Funkenentladung herabgesetzt wird und der Strom durch den Varistor 171 fließt. Dies setzt die Spannung zwischen der Bürste und den zwei Segmenten herab, an denen die Enden der Wicklung, die gerade gleichgerichtet wird, angeschlossen sind, was die Funkenentladung unterdrückt. Wenn die Spannung zwischen der Bürste und den zwei Segmenten, an denen die Enden der Wicklung, die gerade gleichgerichtet wird, angeschlossen sind, herabgesetzt wird, kehrt der Widerstand des Varistors 171 auf einen Wert höher als der Widerstand der Wicklung zurück.

Es wird jetzt ein Verfahren zur Herstellung des Kommutators C1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.

Zuerst wird ein Stanzvorgang für die Bildung des ersten und zweiten Kurzschlussbauteils 151, 152 durchgeführt. Bei dem Stanzvorgang werden das erste und das zweite Kurzschlussbauteil 151, 152 durch Stanzen von leitfähigen Platten (beispielsweise Kupferplatten) mit Stanzstempeln (nicht dargestellt gebildet. Bei dem Stanzen der äußeren Anschlüsse 151a, der inneren Anschlüsse 151b und der Kopplungsabschnitte 151c werden die Kopplungsabschnitte 151c so dünn ausgebildet, dass die Stufen 151d gebildet werden. Beim Stanzen der äußeren Anschlüsse 152a, der inneren Anschlüsse 152b und der Kopplungsabschnitte 152c werden die Kopplungsabschnitte 152c so dünn ausgebildet, dass die Stufen 152d ausgebildet werden.

Als Nächstes wird ein Laminierungsvorgang für das Laminieren des ersten und des zweiten Kurzschlussbauteils 151, 152, die durch Stanzen gebildet worden sind, durchgeführt. Bei dem Laminierungsvorgang werden das erste und das zweite Kurzschlussbauteil 151, 152 derart laminiert, dass die Kopplungsabschnitte 151c des ersten Kurzschlussbauteils 151 und die Kopplungsabschnitte 152c des zweiten Kurzschlussbauteils 152 bei Betrachtung in Richtung der Dicke in entgegengesetzten Richtungen gerichtet sind. Die entsprechenden Anschlüsse der äußeren Anschlüsse 151a, 152a und die entsprechenden Anschlüsse der inneren Anschlüsse 151b, 152a werden zur gegenseitigen Berührung gebracht. Zu diesem Zeitpunkt berühren sich, da die Stufen 151d, 152d in dem ersten und dem zweiten Kurzschlussbauteil 151, 152 gebildet worden sind, die Kopplungsabschnitte 151c, 152c in der Richtung der Laminierung nicht, und ist ein Spalt zwischen allen zugewandten Paaren der Kopplungsabschnitte 151c, 152c in der Richtung der Laminierung gebildet. Hiernach werden die Berührungspaare der äußeren Anschlüsse 151a, 152a und die Berührungspaare der inneren Anschlüsse 151b, 152b im Wege des Punktlötens integriert, sodass das erste Kurzschlussbauteil 151 und das zweite Kurzschlussbauteil 152, wie in 17 dargestellt ist, integriert sind.

Dann wird ein Varistor-Bildungsvorgang (Vorgang der Bildung des Überspannungsabsorptionselements) zur Bildung des Varistors 171 im Wege der Sinterung durchgeführt. Bei dem Varistor-Bildungsvorgang werden das integrierte erste und zweite Kurzschlussbauteil 151, 152 in einer Form (nicht dargestellt) platziert, und wird die Form mit Pulvermaterial gefüllt, das zu dem Varistor 171 zu formen ist (beispielsweise Pulver aus Strontiumtitanat). Das Pulvermaterial, das die Form füllt, deckt die inneren Anschlüsse 151b, 152b mit Ausnahme der Berührungsflächen ab und wird ringförmig geformt, um zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der inneren Anschlüsse 151b, 152b angeordnet zu werden. Das Pulvermaterial wird dann gepresst und einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur ausgesetzt, die gleich dem Schmelzpunkt des Pulvermaterials oder niedriger als dieser ist. Hierdurch wird das Pulvermaterial gehärtet, sodass der ringförmige Varistor 171 einstückig mit den inneren Anschlüssen 151b, 152b, wie in 19 dargestellt ist, gebildet ist. Der gebildete Varistor 171 schließt jedes in Umfangsrichtung benachbarte Paar der inneren Anschlüsse 151b, 152b elektrisch an.

Anschließend wird ein Isolationsabschnitt-Bildungsvorgang zur Bildung des Isolationsabschnitts 172 durchgeführt. Bei dem Isolationsabschnitt-Bildungsvorgang werden das erste und das zweite Kurzschlussbauteil 151, 152, in denen der Varistor 171 gebildet worden ist, in einer Form zur Bildung des Isolationsabschnitts 172 platziert. Dann wird die Form mit geschmolzenem, isolierenden Harzmaterial gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt deckt das geschmolzene, isolierende Harzmaterial Bereiche des ersten und des zweiten Kurzschlussbauteils 151, 152 ab, die sich von der radial äußeren Fläche des Varistors 171 aus zur Mitte der laminierten äußeren Anschlüsse 151a, 152a erstrecken. Zum selben Zeitpunkt füllt das geschmolzene Harzmaterial den Spalt zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Kopplungsabschnitte 151c, 152c und die Spalten zwischen den Kopplungsabschnitten 151c des ersten Kurzschlussbauteils 151 und den Kopplungsabschnitten 152c des zweiten Kurzschlussbauteils 152. Das isolierende Harzmaterial wird dann gekühlt und gehärtet, um den Isolationsabschnitt 172 zu bilden, womit das Kurzschlussbauteil 142 fertig gestellt wird. Nachdem der Isolationsabschnitt 172 gebildet worden ist, wird das Kurzschlussbauteil 142 aus der Form entfernt.

Anschließend wird ein Zusammenbauvorgang für den Zusammenbau des Kurzschlusselements 142 mit dem Kommutatorhauptkörper 141 durchgeführt. Bei dem Zusammenbauvorgang wird das Kurzschlusselement 142 an dem unteren Ende des Kommutatorhauptkörpers 141 angeordnet, und wird jeder der äußeren Anschlüsse 151a, 152a zwischen dem entsprechenden Paar der Pressvorsprünge 145a, 145b, angeordnet, das an dem unteren Ende der Segmente 1 bis 24 angeordnet ist. Jedes Paar der Pressvorsprünge 145a, 145b wird zur gegenseitigen Annäherung in Umfangsrichtung gekrimpt, sodass die äußeren Anschlüsse 151a, 152a an den Segmente 1 bis 24 angeschlossen werden. Hierdurch wird das Kurzschlusselement 142 an dem Kommutatorhauptkörper 141 befestigt, und somit der Kommutator C1 fertig gestellt.

Wie oben beschrieben weist die vorliegende Ausführungsform die nachfolgend angegebenen Vorteile auf.

  • (1) Der Varistor 171 wird einstückig mit den inneren Anschlüssen 151b, 152b in den ersten und zweiten laminierten Kurzschlussbauteilen 151, 152 hergestellt, um so zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar innerer Anschlüsse 151b, 152b eingesetzt zu werden. Auf diese Weise wird der Varistor 171 in dem Kommutator C1 mittels einer einfachen Struktur oder durch einstückige Herstellung mit den inneren Anschlüssen 151b, 152b eingebaut.
  • Der Varistor 171 wird einstückig mit den inneren Anschlüssen 151b, 152b im Wege des Varistor-Bildungsvorgangs hergestellt, bei dem Pulvermaterial für den Varistor 17l zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar innerer Anschlüsse 151b, 152b vorgesehen wird und das Pulvermaterial gepresst und im Wege einer thermischen Behandlung gehärtet wird. Auf diese Weise wird der Varistor 171 einstückig mit den inneren Anschlüssen 151b, 152b im Wege eines einfachen Verfahrens hergestellt, bei dem Pulvermaterial gepresst und einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
  • Daher ist, da der Varistor 171 in dem Kommutator C1 ohne Verwendung von Kontaktstücken wie beim Stand der Technik gebildet wird, das Verfahren zur Bildung des Varistors 171 sogar in dem Fall des mehrpoligen Motors 201 nicht kompliziert, der mehr Pole als Motoren mit zwei Permanentmagneten und drei Wicklungen aufweist. Als Folge wird der Varistor 171 ohne weiteres in dem Kommutator C1 eingebaut.
  • (2) Da der Varistor 171 einstückig mit den inneren Anschlüssen 151b, 152b hergestellt wird, müssen die Segmente 1 bis 24 keine Vorsprünge wie Kontaktstücke beim Stand der Technik zur Befestigung des Varistors 171 an dem Kommutator C1 aufweisen. Dies verhindert, dass die Segmente 1 bis 24 fertig gestellte Gestaltungen aufweisen, und setzt somit die Herstellungskosten für den Kommutator C1 ab.
  • (3) In einem Zustand, bei dem das Kurzschlusselement 142 an dem Kommutatorhauptkörper 141 befestigt ist, fällt die Mittelachse des Varistors 171 mit der Mittelachse des Isolationskörpers 143 zusammen. Der Gewichtsausgleich des Kommutators C1, der sich in Umfangsrichtung dreht, ist gut ausgeglichen. Da der Varistor 171 kreisförmig ausgebildet ist, sind die Gestaltungen des ersten und des zweiten laminierten Kurzschlussbauteils 151, 152 stabil. Daher ist beim Füllen der Spalten zwischen den zugewandten Kopplungsabschnitten 151c, 152c in Richtung der Laminierung mit geschmolzenem, isolierenden Harzmaterial bei dem Bildungsvorgang für den Isolationsabschnitt, durchgeführt nach dem Varistor-Bildungsvorgang, verhindert, dass die Kopplungsabschnitte 151c, 152c durch das geschmolzene Harzmaterial deformiert oder verschoben werden. Daher ist das Einfüllen des Harzmaterials erleichtert. Auch ist bei dem Herstellungsvorgang für den Isolationsabschnitt verhindert, dass die Kopplungsabschnitte 151c, 152c einander berühren und kurz geschlossen werden. Des Weiteren kann, da die Gestaltungen der laminierten ersten und zweiten Kurzschlussbauteile 151, 152 stabil sind, das Kurzschlusselement 142 mit dem Kommutatorhauptkörper 151 leicht zusammengebaut werden.
  • (4) Der Varistor 171 wird einstückig mit den inneren Anschlüssen 151b, 152b in den laminierten ersten und zweiten Kurzschlussbauteilen. 151, 152 hergestellt, um so zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar innerer Anschlüsse 151b, 152b eingesetzt zu werden. Daher ist in den laminierten ersten und zweiten Kurzschlussbauteilen 151, 152 das Volumen des Varistors 171 kleiner als dasjenige in dem Fall, bei dem ein Varistor ringförmig für den äußeren Anschlüssen 151a, 152a einstückig hergestellt wird. Als Folge ist im Vergleich mit dem Fall, bei dem ein Varistor einstückig mit den äußeren Anschlüssen 151a, 152a hergestellt wird, die Menge des Pulvermaterials verringert. Dies verringert die Herstellungskosten.
  • (5) Der Isolationsabschnitt 142 wird zum Auffüllen der Spalten zwischen den Kopplungsabschnitten 151c, 152c gebildet, die in Richtung der Laminierung einander zugewandt sind. Dies stellt einen berührungsfreien Zustand der Kopplungsabschnitte 151c, 152c sicher, die in Richtung der Laminierung einander zugewandt sind. Somit ist verhindert, dass die Kopplungsabschnitte 151c, 152c miteinander kurz geschlossen werden. Eine Endfläche des Isolationsabschnitts 172, die dem Isolationskörper 143 zugewandt ist, ist so gestaltet, dass sie mit einer Endfläche des Varistors 171 fluchtet, die dem Isolationskörper 143 zugewandt ist, und eine Endfläche des Isolationsabschnitts 172, die dem Isolationskörper 143 zugewandt ist, und eine Endfläche des Varistors 171, die dem Isolationskörper 143 zugewandt ist, ist so gestaltet, dass sie rechtwinklig zur Mittelachse des Isolationskörpers 143 verläuft und der unteren Endfläche des Isolationskörpers 143 entspricht, wie in 14 ersichtlich ist. Daher berühren bei dem Zusammenbauvorgang die Flächen des Varistors 171 und des Isolationsabschnitts 172, die dem Isolationskörper 143 zugewandt sind, die untere Endfläche des Isolationskörpers 143, sodass das Kurzschlusselement 142 stabil am unteren Ende des Kommutatorhauptkörpers 141 angeordnet ist. Als Folge wird das Kurzschlusselement 142 mit dem Kommutatorhauptkörper 141 leicht zusammengebaut.

Die vierte Ausführungsform kann wie nachfolgend angegeben modifiziert werden.

Der Varistor 171 der vierten Ausführungsform kann durch einen in 20A, 20B und 21 dargestellten Varistor 181 ersetzt werden. In 20A, 20B und 21 sind diejenigen Bauteile, die die gleichen wie die entsprechenden Bauteile bei der vierten Ausführungsform sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Der Varistor 181, der in einem in 20A und 21 dargestellten Kurzschlusselement 180 eingebaut ist, ist einstückig mit den vierundzwanzig Sätzen äußerer Anschlüsse 151a, 152a hergestellt, die in Richtung der Laminierung einander berühren. Der Varistor 181 ist ringförmig und deckt die Flächen der äußeren Anschlüsse 151a, 152a mit Ausnahme der Berührungsflächen ab. Der Varistor 181 ist zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar äußerer Anschlüsse 151a, 152a eingesetzt und elektrisch an diesen angeschlossen. In dem Kurzschlusselement 180 ist ein Isolationsabschnitt 182, die aus einem isolierenden Harzmaterial hergestellt ist, ringförmig und deckt die inneren Anschlüssen 151b, 152b von der radial inneren Fläche des Varistors 181 ab. Wie in 20B dargestellt ist, füllt der Isolationsabschnitt 182 in gleicher Weise wie der Isolationsabschnitt 172 der vierten Ausführungsform die Spalten zwischen jedem in Umfangsrichtung benachbarten Paar von Kopplungsabschnitten 151c, 152c und die Spalten zwischen den Kopplungsabschnitten 151c des ersten Kurzschlussbauteils 151 und den Kopplungsabschnitten 152c des zweiten Kurzschlussbauteils 152. Der Kommutator C2, der das Kurzschlusselement 180 wie oben beschrieben aufweist, wird im Wege des Bildungsvorgangs der vierten Ausführungsform wie der Kommutator C1 hergestellt. Diese Konfiguration weist die gleichen Vorteile auf wie die Angaben in (1) bis (3) zu den Vorteilen der vierten Ausführungsform. Das Kurzschlusselement 142 der vierten Ausführungsform kann zusätzlich zu dem Varistor 171 der Varistor 181 aufweisen.

Bei der vierten Ausführungsform ist der ringförmige Varistor 171 einstückig mit allen vierundzwanzig Sätzen von inneren Anschlüssen 151b, 152b hergestellt. Jedoch kann der Varistor 171 einstückig mit nur inneren Anschlüssen hergestellt sein, die aus den vierundzwanzig Sätzen von inneren Anschlüssen 151b, 152b ausgewählt sind, solange der Varistor 171 zwischen irgendeinem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Segmente 1 bis 24 über das Kurzschlusselement 142 elektrisch eingesetzt ist. Beispielsweise kann in dem Motor 201 ein Varistor einstückig mit den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden fünf Sätzen von inneren Anschlüssen 151b, 152b hergestellt sein, und kann ein weiterer Varistor einstückig mit den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden fünf Sätzen von inneren Anschlüssen 151b, 152b hergestellt sein, die zu den ersten fünf Sätzen in Hinblick auf einen Punkt auf der Mittelachse des Isolationskörpers 143 symmetrisch sind. In dem Motor 201 kann ein Varistor nur mit einem Satz von neun in Umfangsrichtung aufeinander folgendem Satz von inneren Anschlüssen 151b, 152b einstückig hergestellt sein. Die gleiche Konfiguration kann bei dem Fall Anwendung finden, bei dem die äußeren Anschlüsse 151a, 152a, wie in 20A und 21 dargestellt ist, einstückig sind. Diese Konfiguration verringert das Volumen des Varistors und senkt somit die Herstellungskosten.

Bei der vierten Ausführungsform ist der Varistor 171 ringförmig. Die Gestalt des Varistors 151 ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann der Varistor 171 eine bei Betrachtung in axialer Richtung polygonale Gestalt aufweisen.

Der Isolationsabschnitt 172 kann bei dem Kurzschlusselement 142 weggelassen werden. Es besteht die Möglichkeit, dass der Isolationsabschnitt 172 nur zwischen den einander zugewandten Paaren von Kopplungsabschnitten 151c, 152c vorgesehen ist.

Bei der Wärmebehandlung des Varistor-Bildungsvorgangs kann die Temperatur derart gesteuert werden, dass die Flächen der inneren Anschlüsse 151b, 152b mit Ausnahme der Berührungsflächen am Varistor 171 angelötet werden. Dies verbessert die Zuverlässigkeit des elektrischen Anschlusses zwischen den inneren Anschlüssen 151b, 152b und dem Varistor 171.

Bei der vierten Ausführungsform wird der Varistor-Bildungsvorgang im Anschluss an den Laminierungsvorgang durchgeführt. Jedoch kann ein Platierungsvorgang zwischen dem Laminierungsvorgang und dem Varistor-Bildungsvorgang durchgeführt werden. Bei dem Platierungsvorgang werden die Flächen des ersten und des zweiten Kurzschlussbauteils 151, 152, mit denen der Varistor 171 einstückig hergestellt wird (den inneren Anschlüssen 151b, 152b) mit einem Lötfüllmaterial plattiert. Da das Lötfüllmaterial gestattet, dass die Flächen des Varistors 171 und die inneren Anschlüsse 151b, 152b einander zuverlässig berühren, ist die Zuverlässigkeit des elektrischen Anschlusses zwischen den inneren Anschlüssen 151b, 152b und dem Varistor 17l verbessert.

Bei der vierten Ausführungsform ist jeder der Kopplungsabschnitte 151c, 152c entlang einer Evolutenkurve hergestellt. Jedoch können die Kopplungsabschnitte 151c, 152c bogenförmig oder linear sein. Auch sind bei der vierten Ausführungsform die äußeren Anschlüsse 151a, 152a und die inneren Anschlüsse 151b, 152b je im Wesentlichen rechteckig. Jedoch können die Anschlüsse 151a, 152a, 151b, 152b kreisförmig sein.

Bei der vierten Ausführungsform sind die Enden der Wicklungen M1 bis M8 an den zweiten äußeren Anschlüssen 162 angeschlossen. Jedoch kann eine Konfiguration Anwendung finden, bei der die ersten äußeren Anschlüsse 161 die gleiche Gestalt wie die zweiten äußeren Anschlüsse 162 der vierten Ausführungsform aufweisen, die zweiten äußeren Anschlüsse 162 die gleiche Gestalt wie die ersten äußeren Anschlüsse der vierten Ausführungsform aufweisen und jeder erste äußere Anschluss 161 an den Enden der entsprechenden Wicklung der Wicklungen M1 bis M8 angeschlossen ist. In diesem Fall sind die Enden der Wicklungen an jedem ersten äußeren Anschluss 161 angeschlossen.

Bei der vierten Ausführungsform wird der Varistor 171 als Überspannungsabsorptionselement zur Reduzierung einer Funkenentladung verwendet, die zwischen den Segmenten 1 bis 24, der Anodenbürste B1 und der Kathodenbürste B2 gebildet wird. Jedoch kann ein Überspannungsabsorptionselement verwendet werden, das sich von dem durch den Bildungsvorgang der vierten Ausführungsform hergestellten Varistor unterscheidet.

Bei der vierten Ausführungsform weist der Motor 201 sechs Permanentmagnete, acht Wicklungen M1 bis M8 und vierundzwanzig Segmente 1 bis 24 auf. Jedoch ist die Anzahl der Permanentmagnete, der Wicklungen und der Segmente nicht hierauf beschränkt, sondern kann nötigenfalls geändert werden.


Anspruch[de]
Kommutator, der an eine Mehrzahl von Ankerwicklungen angeschlossen ist, gekennzeichnet durch:

in Umfangsrichtung angeordnete Segmente, deren Anzahl ein Mehrfaches der Anzahl der Ankerwicklungen ist, wobei die Segmente eine Mehrzahl von Paaren von Segmenten aufweisen, wobei die Segmente in jedem Paar in Umfangsrichtung einander benachbart sind und wobei jedes Segmente in jedem Paar an einem Ende der Enden einer entsprechenden Wicklung der Ankerwicklungen angeschlossen ist; Kurzschlussleiter, deren Anzahl die gleiche wie die Anzahl der Ankerwicklungen ist, wobei jeder Kurzschlussleiter Segmente, die sich auf dem gleichen Potential befinden, miteinander kurz schließt; und

ein Überspannungsabsorptionselement, dessen Widerstand variiert, um die zwischen den Segmenten und einer Stromzuführungsbürste, die an den Segmenten gleitet, stattfindende Funkenentladung zu verringern, wobei jeder Kurzschlussleiter entweder direkt oder über ein entsprechendes Segment der Segmente an dem Überspannungsabsorptionselement angeschlossen ist, sodass das Überspannungsabsorptionselement zwischen den Enden jeder Ankerwicklungen elektrisch angeordnet ist.
Kommutator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungsabsorptionselement eine Mehrzahl von Anschlusselektroden aufweist, die Anschlusselektroden entweder an einem im Längsrichtung aufeinander folgenden Satz von Segmenten, deren Anzahl in diesem Satz kleiner als das Zweifache der Anzahl der Kurzschlussleiter ist, oder an den Kurzschlussleitern angeschlossen sind, die an den Segmenten in dem Satz angeschlossen sind und, und wobei die anderen Segmente an dem Überspannungsabsorptionselement über die entsprechenden Kurzschlussleiter angeschlossen sind. Kommutator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Segmente vierundzwanzig ist und jeder Kurzschlussleiter drei der Segmente kurzschließt, wobei jedes Paar der drei Segmente durch sieben andere dazwischen angeordnete Segmente getrennt ist und wobei das Überspannungsabsorptionselement ein Überspannungsabsorptionselement von neun Überspannungsabsorptionselementen ist. Kommutator nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch einen zylindrischen Isolationskörper, wobei die Segmente an der äußeren Umfangsfläche des Isolationskörpers befestigt sind, wobei das Überspannungsabsorptionselement ein Überspannungsabsorptionselement einer Mehrzahl von Überspannungsabsorptionselementen ist, die mit Bezug auf einen Punkt auf der Mittelachse des Isolationskörpers bei Betrachtung in axialer Richtung des Isolationskörpers symmetrisch sind. Kommutator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Segmente vierundzwanzig ist und jeder Kurzschlussleiter drei der Segmente kurz schließt, wobei jedes Paar der drei Segmente durch sieben andere dazwischen angeordnete Segmente getrennt ist und wobei die Anzahl der Überspannungsabsorptionselemente zwei ist, wobei jedes Überspannungsabsorptionselement fünf Anschlusselektroden aufweist, die entweder mit einem in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Satz von Segmenten oder mit den Kurzschlussleitern angeschlossen sind, die an den Segmenten in dem Satz angeschlossen sind. Kommutator nach Anspruch 2, weiter gekennzeichnet durch ein Kurzschlusselement, das die Kurzschlussleiter bildet, wobei das Kurzschlusselement zwei Kurzschlussbauteile aufweist, jedes Kurzschlussbauteil einen Satz von äußeren Anschlüssen, einen Satz von inneren Anschlüssen und einen Satz von Kopplungsabschnitten aufweist, die in derselben Ebene gebildet sind, wobei die Anzahl der äußeren Anschlüsse, der inneren Anschlüsse und der Kopplungsabschnitte jedes Kurzschlussbauteils je gleich der Anzahl der Segmente ist, wobei der Satz der äußeren Anschlüsse und der Satz der inneren Anschlüsse jedes Kurzschlussbauteils konzentrisch angeordnet sind, wobei jeder äußere Anschluss jedes Kurzschlussbauteils an einen der inneren Anschlüsse, der um einen vorbestimmten Winkelabstand versetzt ist, desselben Kurzschlussbauteils über einen der entsprechenden Kopplungsabschnitte desselben Kurzschlussbauteils angekoppelt ist, wobei die Kurzschlussbauteile derart laminiert sind, dass sich die Kopplungsabschnitte des einen Kurzschlussbauteils und die Kopplungsabschnitte des anderen Kurzschlussbauteils in kreuzender Weise derart erstrecken, dass die Sätze der äußeren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden und die Sätze der inneren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden, während die Sätze der Kopplungsabschnitte der zwei Kurzschlussbauteile einander nicht berühren, und wobei das Überspannungsabsorptionselement Anschlusselektroden aufweist, deren Anzahl gleich der Anzahl der Kurzschlussleiter und eine gerade Zahl ist, wobei die Hälfte der Anschlusselektroden an äußeren Anschlüssen angeschlossen sind, die um gleiche Winkelabstände beabstandet sind, und die anderen Anschlusselektroden an inneren Anschlüssen angeschlossen sind, die um gleiche Winkelabstände beabstandet sind. Kommutator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Segmente vierundzwanzig ist und jeder Kurzschlussleiter drei der Segmente kurz schließt, wobei jedes Paar der drei Segmente durch sieben andere dazwischen befindliche Segmente getrennt ist und wobei die Anzahl der Anschlusselektroden acht ist. Motor gekennzeichnet durch:

einen Stator mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Permanentmagneten;

eine Stromzuführungsbürste zur Zuführung von Strom; und

einen im Inneren des Stators drehbar angeordneten Anker, der eine Mehrzahl von Ankerwicklungen und einen Kommutator aufweist;

wobei der Kommutator aufweist:

in Umfangsrichtung angeordnete Segmente, deren Anzahl ein Mehrfaches der Anzahl der Ankerwicklungen ist, wobei die Segmente eine Mehrzahl von Paaren von Segmenten aufweisen, wobei die Segmente in jedem Paar in Umfangsrichtung einander benachbart sind und wobei jedes Segmente in jedem Paar an einem Ende der Enden einer entsprechenden Wicklung der Ankerwicklungen angeschlossen ist; Kurzschlussleiter, deren Anzahl die gleiche wie die Anzahl der Ankerwicklungen ist, wobei jeder Kurzschlussleiter Segmente, die sich auf dem gleichen Potential befinden, miteinander kurz schließt; und

ein Überspannungsabsorptionselement, dessen Widerstand variiert, um die zwischen den Segmenten und einer Stromzuführungsbürste gebildete Funkenentladung zu verringern, wobei jeder Kurzschlussleiter entweder direkt oder über ein entsprechendes Segment der Segmente an dem Überspannungsabsorptionselement angeschlossen ist, sodass das Überspannungsabsorptionselement zwischen den Enden jeder Ankerwicklung elektrisch eingesetzt ist.
Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Anzahl der Pole der beiden Permanentmagnete und die Anzahl der Ankerwicklungen durch die Bezeichnungen P bzw. C angegeben wird,

die Anzahl der Segmente durch (P × C)/2 angegeben ist,

wobei jeder Kurzschlussleiter Segmente kurz schließt, deren Anzahl durch P/2 angegeben ist, wobei die kurz geschlossenen Segmente um einen Winkel von 360°/(P/2) beabstandet sind, und

wobei das Überspannungsabsorptionselement ein Element einer Mehrzahl von Überspannungsabsorptionselementen ist, deren Anzahl durch n angegeben und ein positiver Teiler von C ist, der sich von 1 unterscheidet, wobei jedes Überspannungsabsorptionselement Anschlusselektroden aufweist, deren Anzahl durch (C/n) + 1 angegeben ist, wobei die Anschlusselektroden entweder an einem in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Satz von Segmenten oder an den Kurzschlussleitern angeschlossen sind, die an den Segmenten in dem Satz angeschlossen sind.
Motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator des Weiteren einen zylindrischen Isolationskörper aufweist, wobei die Segmente an der äußeren Umfangsfläche des Isolationskörpers befestigt sind und wobei die Überspannungsabsorptionselemente mit Bezug auf einen Punkt auf der Mittelachse des Isolationskörpers bei Betrachtung in axialer Richtung des Isolationskörpers symmetrisch sind. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Anzahl der Pole der beiden Permanentmagnete und die Anzahl der Ankerwicklungen durch die Bezeichnungen P bzw. C angegeben wird,

die Anzahl der Segmente durch (P × C)/2 angegeben ist,

wobei jeder Kurzschlussleiter Segmente kurz schließt, deren Anzahl durch P/2 angegeben ist, wobei die kurz geschlossenen Segmente um einen Winkel von 360°/(P/2) beabstandet sind, und

wobei das Überspannungsabsorptionselement Anschlusselektroden aufweist, deren Anzahl durch (C/n) + 1 angegeben ist, wobei die Anschlusselektroden entweder an einem in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Satz von Segmenten oder an den Kurzschlussleitern angeschlossen sind, die an den Segmenten in dem Satz angeschlossen sind.
Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator des Weiteren ein Kurzschlusselement aufweist, das die Kurzschlussleiter bildet, wobei das Kurzschlusselement zwei Kurzschlussbauteile aufweist, jedes Kurzschlussbauteil einen Satz von äußeren Anschlüssen, einen Satz von inneren Anschlüssen und einen Satz von Kopplungsabschnitten aufweist, die in derselben Ebene gebildet sind, wobei die Anzahl der äußeren Anschlüsse, der inneren Anschlüsse und der Kopplungsabschnitte jedes Kurzschlussbauteils jeweils gleich der Anzahl der Segmente ist, wobei der Satz der äußeren Anschlüsse und der Satz der inneren Anschlüsse jedes Kurzschlussbauteils konzentrisch angeordnet sind, wobei jeder äußere Anschluss jedes Kurzschlussbauteils an einen der inneren Anschlüsse, der um einen vorbestimmten Winkelabstand versetzt ist, desselben Kurzschlussbauteils über einen Kopplungsabschnitt der entsprechenden Kopplungsabschnitte desselben Kurzschlussbauteils angekoppelt ist, wobei die Kurzschlussbauteile derart laminiert sind, dass sich der Kopplungsabschnitt des einen Kurzschlussbauteils und der Kopplungsabschnitt des anderen Kurzschlussbauteils in kreuzender Weise derart erstrecken, dass die Sätze der äußeren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden und die Sätze der inneren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden, während die Sätze der Kopplungsabschnitte der zwei Kurzschlussbauteile einander nicht berühren, und wobei das Überspannungsabsorptionselement Anschlusselektroden aufweist, deren Anzahl gleich der Anzahl der Kurzschlussleiter und eine gerade Zahl ist, wobei die Hälfte der Anschlusselektroden an äußeren Anschlüssen angeschlossen sind, die um gleiche Winkelabstände beabstandet sind, und die anderen Anschlusselektroden an inneren Anschlüssen angeschlossen sind, die um gleiche Winkelabständen beabstandet sind. Kommutator gekennzeichnet durch:

einen Kommutatorhauptkörper mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Segmenten;

ein Kurzschlusselement, das zwei Kurzschlussbauteile aufweist, wobei jedes Kurzschlussbauteil einen Satz von äußeren Anschlüssen, einen Satz von inneren Anschlüssen und einen Satz von Kopplungsabschnitten aufweist, jeder äußere Anschluss in jedem Satz der äußeren Anschlüsse an einem entsprechenden Segment der Segmente angeschlossen ist, wobei der Satz der äußeren Anschlüsse und der Satz der inneren Anschlüsse jedes Kurzschlussbauteils konzentrisch angeordnet sind, wobei jeder äußere Anschluss jedes Kurzschlussbauteils an einem der inneren Anschlüsse, der um einen vorbestimmten Winkelabstand versetzt ist, desselben Kurzschlussbauteils über einen entsprechenden Kopplungsabschnitt der Kopplungsabschnitte desselben Kurzschlussbauteils angekoppelt ist, wobei die Kurzschlussbauteile derart laminiert sind, dass sich die Kopplungsabschnitte des einen Kurzschlussbauteils und die Kopplungsabschnitte des anderen Kurzschlussbauteils in kreuzender Weise derart erstrecken, dass die Sätze der äußeren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden und die Sätze der inneren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden, während die Sätze der Kopplungsabschnitte der zwei Kurzschlussbauteile einander nicht berühren, und

ein Überspannungsabsorptionselement, dessen Widerstand variiert, um die zwischen den Segmenten und einer Stromzuführungsbürste, die an den Segmenten gleitet, gebildete Funkenentladung zu verringern, wobei das Überspannungsabsorptionselement einstückig mit in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der äußeren Anschlüsse oder mit in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der inneren Anschlüsse gebildet ist, um zwischen den benachbarten Anschlüssen angeordnet zu sein, wodurch die benachbarten Anschlüsse elektrisch angeschlossen sind.
Kommutator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungselement ringförmig ist. Kommutator nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungsabsorptionselement einstückig mit in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der inneren Anschlüsse gebildet ist, um zwischen den benachbarten Anschlüssen angeordnet zu sein, wodurch die benachbarten inneren Anschlüsse elektrisch angeschlossen sind. Kurzschlusselement gekennzeichnet durch zwei Kurzschlussbauteile, wobei jedes Kurzschlussbauteil einen Satz von äußeren Anschlüssen, einen Satz von inneren Anschlüssen und einen Satz von Kopplungsabschnitten aufweist, jeder äußere Anschluss in jedem Satz der äußeren Anschlüsse an einem entsprechenden Segment der Segmente des Kommutators angeschlossen ist, wobei der Satz der äußeren Anschlüsse und der Satz der inneren Anschlüsse jedes Kurzschlussbauteils konzentrisch angeordnet sind, wobei jeder äußere Anschluss jedes Kurzschlussbauteils an einem der inneren Anschlüsse, der um einen vorbestimmten Winkelabstand versetzt ist, desselben Kurzschlussbauteils über einen entsprechenden Kopplungsabschnitt der Kopplungsabschnitte desselben Kurzschlussbauteils angekoppelt ist, wobei die Kurzschlussbauteile derart laminiert sind, dass sich die Kopplungsabschnitte des einen Kurzschlussbauteils und die Kopplungsabschnitte des anderen Kurzschlussbauteils in kreuzender Weise derart erstrecken, dass die Sätze der äußeren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden und die Sätze der inneren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden, während die Sätze der Kopplungsabschnitte der zwei Kurzschlussbauteile einander nicht berühren, und wobei ein Überspannungsabsorptionselement einstückig mit in Umfangsrichtung benachbarten Paaren von äußeren Anschlüssen oder mit in Umfangsrichtung benachbarten Paaren von inneren Anschlüssen gebildet ist, um zwischen den benachbarten Anschlüssen angeordnet zu sein, wodurch die benachbarten Anschlüsse elektrisch angeschlossen sind, und wobei der Widerstand des Überspannungsabsorptionselements variiert, um die zwischen den Segmenten und einer Stromzuführungsbürste, die an den Segmenten gleitet, gebildete Funkenentladung zu verringern. Verfahren zur Herstellung eines Kommutators, wobei der Kommutator aufweist:

einen Kommutatorhauptkörper mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Segmenten;

ein Kurzschlusselement, das zwei Kurzschlussbauteile aufweist, wobei jedes Kurzschlussbauteil einen Satz von äußeren Anschlüssen, einen Satz von inneren Anschlüssen und einen Satz von Kopplungsabschnitten aufweist, jeder äußere Anschluss in jedem Satz der äußeren Anschlüsse an einem entsprechenden Segment der Segmente angeschlossen ist, wobei der Satz der äußeren Anschlüsse und der Satz der inneren Anschlüsse jedes Kurzschlussbauteils konzentrisch angeordnet sind, wobei jeder äußere Anschluss jedes Kurzschlussbauteils an einem der inneren Anschlüsse, der um einen vorbestimmten Winkelabstand versetzt ist, desselben Kurzschlussbauteils über einen entsprechenden Kopplungsabschnitt der Kopplungsabschnitte desselben Kurzschlussbauteils angekoppelt ist, wobei die Kurzschlussbauteile derart laminiert sind, dass sich die Kopplungsabschnitte des einen Kurzschlussbauteils und die Kopplungsabschnitte des anderen Kurzschlussbauteils in kreuzender Weise derart erstrecken, dass die Sätze der äußeren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden und die Sätze der inneren Anschlüsse der zwei Kurzschlussbauteile eine Flächenberührung miteinander bilden, während die Sätze der Kopplungsabschnitte der zwei Kurzschlussbauteile einander nicht berühren, und

ein Überspannungsabsorptionselement, dessen Widerstand variiert, um die zwischen den Segmenten und einer Stromzuführungsbürste, die an den Segmenten gleitet, gebildete Funkenentladung zu verringern,

wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:

Vorsehen eines Pulvermaterials des Überspannungsabsorptionselements zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der äußeren Anschlüsse oder zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Paaren der inneren Anschlüsse der laminierten Kurzschlussbauteile; und

Pressen und Erhitzen des zwischen den benachbarten äußeren Anschlüssen oder zwischen den benachbarten inneren Anschlüssen vorgesehenen Pulvermaterials, wodurch das Überspannungsabsorptionselement gebildet wird, das die benachbarten äußeren Anschlüsse aneinander oder die benachbarten inneren Anschlüsse aneinander elektrisch anschließt.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Überspannungsabsorptionselement ringförmig ist, wobei das Verfahren des Weiteren umfasst – nach der Bildung des Überspannungsabsorptionselements – Auffüllen eines Raums zwischen den Sätzen der Kopplungsabschnitte der Kurzschlussbauteile mit einem geschmolzenen, isolierenden Harzmaterial und Bilden eines Isolationsabschnitts durch Härten des Harzmaterials. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bildung des Überspannungsabsorptionselements ein Erhitzen derart durchgeführt wird, dass das Pulvermaterial an den Flächen der äußeren Anschlüsse oder den Flächen der inneren Anschlüsse, die das Pulvermaterial berühren, angelötet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis l 9, dadurch gekennzeichnet, dass – vor der Bildung des Überspannungsabsorptionselements – ein Plattieren mit einem Lötfüllmetall der Flächen der äußeren Anschlüsse oder der Flächen der inneren Anschlüsse durchgeführt wird, die das Pulvermaterial berühren.






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