JPH06197497A - 整流子バーから絶縁材料を除去する装置および方法 - Google Patents
整流子バーから絶縁材料を除去する装置および方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流モーターの電機子における近接した整流
子バーの表面の下から絶縁材料をアンダーカットするた
めの、安価で効率的な装置および方法を提供すること。 【構成】 焦点の合ったレーザービーム（１８）が整流
子の表面に対して、幾つかの異なった焦点成形技術を用
いて、ほぼ直角に向けられる。前記高エネルギービーム
は、電機子（１）が固定位置に保持され、その軸線の周
りで回転されているときに、整流子（６）の表面上を走
査し、整流子バー（３）の間から、所定の量の絶縁材料
（２）を削除する。電機子表面には高圧力の空気ノズル
（２１）が向けられ、前記表面から削除された粒子を除
去する。
子バーの表面の下から絶縁材料をアンダーカットするた
めの、安価で効率的な装置および方法を提供すること。 【構成】 焦点の合ったレーザービーム（１８）が整流
子の表面に対して、幾つかの異なった焦点成形技術を用
いて、ほぼ直角に向けられる。前記高エネルギービーム
は、電機子（１）が固定位置に保持され、その軸線の周
りで回転されているときに、整流子（６）の表面上を走
査し、整流子バー（３）の間から、所定の量の絶縁材料
（２）を削除する。電機子表面には高圧力の空気ノズル
（２１）が向けられ、前記表面から削除された粒子を除
去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直流モーターの製造分野
に係り、特にそのようなモーターの整流子部分の機械加
工の分野に関する。
に係り、特にそのようなモーターの整流子部分の機械加
工の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流モーターの電機子の間から絶縁材料
をアンダーカットするために、機械的な方法とレーザー
加工方法とが利用されてきている。機械的な方法には、
絶縁材料の摩擦研磨と除去がある。これらの方法は比較
的遅く、また研磨工具を定期的に補修あるいは交換する
必要がある。レーザー削除方法は、モーター製造工程に
おける絶縁材料の除去工程の実施費用を確実に低下させ
ることができるが、従来技術は非効率的であるように思
われる。
をアンダーカットするために、機械的な方法とレーザー
加工方法とが利用されてきている。機械的な方法には、
絶縁材料の摩擦研磨と除去がある。これらの方法は比較
的遅く、また研磨工具を定期的に補修あるいは交換する
必要がある。レーザー削除方法は、モーター製造工程に
おける絶縁材料の除去工程の実施費用を確実に低下させ
ることができるが、従来技術は非効率的であるように思
われる。
【０００３】米国特許第４，３２９，５６４は、整流子
バーの間の絶縁物をレーザーでアンダーカットするため
の方法を開示している。その特許においては、電機子
は、固定されたレーザービームに関して電機子を動かし
て、高速回転させるために、モーター駆動によるｘ−ｙ
テーブルの上に取り付けられている。このビームは表面
より上で、ある距離をおいたところで焦点を合わされ、
その傾斜角度は、電機子の表面に対する直角に対して厳
密な角度になっていて、従ってこの傾斜したビームは絶
縁材料およびそれに近接した整流子バーとの両方に当た
るのに十分幅広くなっている。
バーの間の絶縁物をレーザーでアンダーカットするため
の方法を開示している。その特許においては、電機子
は、固定されたレーザービームに関して電機子を動かし
て、高速回転させるために、モーター駆動によるｘ−ｙ
テーブルの上に取り付けられている。このビームは表面
より上で、ある距離をおいたところで焦点を合わされ、
その傾斜角度は、電機子の表面に対する直角に対して厳
密な角度になっていて、従ってこの傾斜したビームは絶
縁材料およびそれに近接した整流子バーとの両方に当た
るのに十分幅広くなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術に示された複
雑で費用のかかるｘ−ｙ型のテーブル形状を改良して、
大容量の製造プロセスに用いるのに適当な効率を達成す
ために、補修の少ない高速装置を提供する必要がある。
雑で費用のかかるｘ−ｙ型のテーブル形状を改良して、
大容量の製造プロセスに用いるのに適当な効率を達成す
ために、補修の少ない高速装置を提供する必要がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、焦点の合った
高強度の放射ビームを電機子の軸線に平行なラインに向
けさせて、電機子を回転させながら絶縁材料を溶融ある
いは蒸発させるための装置を採用することによって、従
来技術における非効率性を克服する。これによって削除
工程の間に電機子にｘ−ｙ運転をさせるための装置の必
要性がなくなる。
高強度の放射ビームを電機子の軸線に平行なラインに向
けさせて、電機子を回転させながら絶縁材料を溶融ある
いは蒸発させるための装置を採用することによって、従
来技術における非効率性を克服する。これによって削除
工程の間に電機子にｘ−ｙ運転をさせるための装置の必
要性がなくなる。
【０００６】本発明の２つの実施例においては、ビーム
は整流子の表面上で焦点を合わされ、回転している電機
子の軸線に平行な直線方向に走査させられる。第３の実
施例においては、電機子が回転させられ、ビームが整流
子の表面上へ固定されたラインとして焦点を合わされ
る。
は整流子の表面上で焦点を合わされ、回転している電機
子の軸線に平行な直線方向に走査させられる。第３の実
施例においては、電機子が回転させられ、ビームが整流
子の表面上へ固定されたラインとして焦点を合わされ
る。
【０００７】前記軸線のビーム走査実施例においては、
ビームは電機子の表面上の一点として焦点を合わされ、
電機子の回転速度に関連して制御的な方法で走査され、
従って、各々の電機子の回転に対して、左記に削除され
た部分と新しく削除された部分との間に、ある角度だけ
の重なりが存在するようになる。この方法はビームの調
整によって制御することができ、整流子バーを望みの深
さにまでアンダーカットするための走査速度と回転速度
とは、絶縁材料の物理特性に依存している。
ビームは電機子の表面上の一点として焦点を合わされ、
電機子の回転速度に関連して制御的な方法で走査され、
従って、各々の電機子の回転に対して、左記に削除され
た部分と新しく削除された部分との間に、ある角度だけ
の重なりが存在するようになる。この方法はビームの調
整によって制御することができ、整流子バーを望みの深
さにまでアンダーカットするための走査速度と回転速度
とは、絶縁材料の物理特性に依存している。
【０００８】本発明によると、直流モーターの電機子の
整流子バーの間から絶縁材料を除去するために、アンダ
ーカット装置において高強度の放射ビームが用いられ
る。前記アンダーカット装置は、高強度の放射ビーム発
生器を有する固定台と、前記高強度放射ビーム発生器の
出力を取扱い、高強度放射ビームを、前記整流子の表面
に対してほぼ直角の方向に、整流子表面へ向けさせるた
めの装置と、前記電機子を固定位置に保持するための装
置と、前記電機子をその軸線の周りで回転させるための
装置とを含む。
整流子バーの間から絶縁材料を除去するために、アンダ
ーカット装置において高強度の放射ビームが用いられ
る。前記アンダーカット装置は、高強度の放射ビーム発
生器を有する固定台と、前記高強度放射ビーム発生器の
出力を取扱い、高強度放射ビームを、前記整流子の表面
に対してほぼ直角の方向に、整流子表面へ向けさせるた
めの装置と、前記電機子を固定位置に保持するための装
置と、前記電機子をその軸線の周りで回転させるための
装置とを含む。
【０００９】
【実施例】図１においては、直流モーターのための電機
子１が旋盤状の固定台４に取り付けられているところが
示されている。前記固定台４にはモーター５が取り付け
られ、電機子１を固定台４において一定速度で回転させ
るために用いられる。前記電機子は、鋳造された絶縁材
料の絶縁片２によって分離されて、複数個の導電性のあ
る整流子バー３からなる整流子部分６を有している。前
記絶縁片はプラスチック材料、一般的にはフェノール系
の材料でできている。前記整流子バー３は銅のような導
電材でできている。
子１が旋盤状の固定台４に取り付けられているところが
示されている。前記固定台４にはモーター５が取り付け
られ、電機子１を固定台４において一定速度で回転させ
るために用いられる。前記電機子は、鋳造された絶縁材
料の絶縁片２によって分離されて、複数個の導電性のあ
る整流子バー３からなる整流子部分６を有している。前
記絶縁片はプラスチック材料、一般的にはフェノール系
の材料でできている。前記整流子バー３は銅のような導
電材でできている。
【００１０】レーザー発生器１０は強力な出力ビームを
発生させ、これはビーム成形光学素子１５を通って、整
流子部分６の表面から所定の距離だけ離れて位置する放
物線状鏡１６へ到達する。この実施例において用いられ
るレーザーは波長が１０．６ミクロンの炭酸ガスレーザ
ーである。他の高エネルギーの放射ビーム源を用いても
よい。ビーム成形光学素子１５を出た放射出力は放物線
状鏡１６で反射されて、整流子６の表面上で焦点を合わ
されている。放物線状鏡１６の往復運動は、電機子１の
回転軸線に平行な直線方向における走査駆動装置１４に
よって制御される。この走査駆動装置１４が放物線状鏡
１６を駆動する長さは、整流子バーの間から取り除こう
とする絶縁体の長さに対応する。これは、一般的に、モ
ーターの電機子１がモーターに組み込まれて、運転され
るときに、一連のブラシが整流子６の表面に沿って作り
だす予測接触路によって指定される。レーザービーム
は、それが反射してレーザー発生装置１０の中へ戻るの
を防ぐために、整流子６の表面に対して直角にならない
ように向けられる。
発生させ、これはビーム成形光学素子１５を通って、整
流子部分６の表面から所定の距離だけ離れて位置する放
物線状鏡１６へ到達する。この実施例において用いられ
るレーザーは波長が１０．６ミクロンの炭酸ガスレーザ
ーである。他の高エネルギーの放射ビーム源を用いても
よい。ビーム成形光学素子１５を出た放射出力は放物線
状鏡１６で反射されて、整流子６の表面上で焦点を合わ
されている。放物線状鏡１６の往復運動は、電機子１の
回転軸線に平行な直線方向における走査駆動装置１４に
よって制御される。この走査駆動装置１４が放物線状鏡
１６を駆動する長さは、整流子バーの間から取り除こう
とする絶縁体の長さに対応する。これは、一般的に、モ
ーターの電機子１がモーターに組み込まれて、運転され
るときに、一連のブラシが整流子６の表面に沿って作り
だす予測接触路によって指定される。レーザービーム
は、それが反射してレーザー発生装置１０の中へ戻るの
を防ぐために、整流子６の表面に対して直角にならない
ように向けられる。
【００１１】操作においては、ビームのエネルギーは絶
縁片２によって吸収され、その結果として絶縁材料のみ
を削除する。高圧の空気供給装置２０がノズル２１を介
して整流子６の表面へ向けられる。ノズル２１は整流子
表面において高圧の空気を供給し、焦点を合わされたビ
ームによって削除された絶縁材料を除去する。ノズル２
１の効果的な作用は、それが電機子の回転軸線に平行な
線に沿って向けられたときに得られ、整流子６の表面か
ら削除された材料を除去し、電機子１から取り除く。
縁片２によって吸収され、その結果として絶縁材料のみ
を削除する。高圧の空気供給装置２０がノズル２１を介
して整流子６の表面へ向けられる。ノズル２１は整流子
表面において高圧の空気を供給し、焦点を合わされたビ
ームによって削除された絶縁材料を除去する。ノズル２
１の効果的な作用は、それが電機子の回転軸線に平行な
線に沿って向けられたときに得られ、整流子６の表面か
ら削除された材料を除去し、電機子１から取り除く。
【００１２】コントローラ３０は、高圧空気供給装置２
０と、電機子１を回転させるために用いられるモーター
５と、走査駆動装置１４との作用を調整し、レーザー発
生装置１０の励起を調整するために用いられる。コント
ローラ３０は、この削除処理を繰返し的に実行するのに
必要な分離ステップを提供するようにプログラム化され
たマイクロプロセッサーを基本として装置であってもよ
い。コントローラ３０はビーム発生を走査駆動装置１４
の速度制御操作と同期させ、鏡１６の走査速度を制御し
て、それによって強力ビーム１８の動きを与え、かつ制
御する。走査速度はモーター５の制御された速度に依存
しており、電機子が回転されているときに、絶縁片２の
適当な望みのアンダーカットの深さを達成する。コント
ローラ３０はまた空気供給装置２０を付勢し、整流子６
の表面から削除された粒子を除去する。この実施例にお
いては、ビームは、好ましくは、整流子６の長さに亘っ
て重なり合った球状パターンに追従し、整流子バー３の
表面上に絶縁材料が残らなくなるまで整流子バー３がア
ンダーカットされるが、前記絶縁材料は、電機子が組立
てられたモーターの中で用いられるときに、ブラシが整
流子バーの上を滑るときにブラシ影響を与えるであろ
う。上述したレーザーを用いると、電機子が毎分約２０
００回転で回転されたときに、整流子バー３の表面より
０．０３インチ（０．７６mm）だけ下のところに、長さ
が０．７５インチ（１．９１mm）のアンダーカットが、
５秒以内に得られている。
０と、電機子１を回転させるために用いられるモーター
５と、走査駆動装置１４との作用を調整し、レーザー発
生装置１０の励起を調整するために用いられる。コント
ローラ３０は、この削除処理を繰返し的に実行するのに
必要な分離ステップを提供するようにプログラム化され
たマイクロプロセッサーを基本として装置であってもよ
い。コントローラ３０はビーム発生を走査駆動装置１４
の速度制御操作と同期させ、鏡１６の走査速度を制御し
て、それによって強力ビーム１８の動きを与え、かつ制
御する。走査速度はモーター５の制御された速度に依存
しており、電機子が回転されているときに、絶縁片２の
適当な望みのアンダーカットの深さを達成する。コント
ローラ３０はまた空気供給装置２０を付勢し、整流子６
の表面から削除された粒子を除去する。この実施例にお
いては、ビームは、好ましくは、整流子６の長さに亘っ
て重なり合った球状パターンに追従し、整流子バー３の
表面上に絶縁材料が残らなくなるまで整流子バー３がア
ンダーカットされるが、前記絶縁材料は、電機子が組立
てられたモーターの中で用いられるときに、ブラシが整
流子バーの上を滑るときにブラシ影響を与えるであろ
う。上述したレーザーを用いると、電機子が毎分約２０
００回転で回転されたときに、整流子バー３の表面より
０．０３インチ（０．７６mm）だけ下のところに、長さ
が０．７５インチ（１．９１mm）のアンダーカットが、
５秒以内に得られている。
【００１３】図２を参照すると、ビーム走査部分が図１
の実施例とは異なっている。この実施例においては、レ
ーザー発生器装置１０は、ビーム成形光学素子１１に向
けられる強力ビーム１８を放出する。前記光学素子１１
はビームを望みの方法で成形し、ビーム１８を電機子１
の整流子表面の所定の点領域に焦点を合わせる。強力ビ
ーム１８は光学素子１１を出た後、平坦な鏡走査装置１
２によって整流子３の表面へ反射される。前記平坦な鏡
１２は横方法の軸線１３の周りで枢軸駆動され、ビーム
１８を、電機子の回転軸線に平行な整流子６の表面上の
直線路上を駆動させる。第１の実施例と同様に、ビーム
の発生と、ビームの駆動と、電機子の回転とを同期させ
るために、コントローラ（図示してはいないが、図１に
関連して説明したものと類似している）が用いられてい
る。
の実施例とは異なっている。この実施例においては、レ
ーザー発生器装置１０は、ビーム成形光学素子１１に向
けられる強力ビーム１８を放出する。前記光学素子１１
はビームを望みの方法で成形し、ビーム１８を電機子１
の整流子表面の所定の点領域に焦点を合わせる。強力ビ
ーム１８は光学素子１１を出た後、平坦な鏡走査装置１
２によって整流子３の表面へ反射される。前記平坦な鏡
１２は横方法の軸線１３の周りで枢軸駆動され、ビーム
１８を、電機子の回転軸線に平行な整流子６の表面上の
直線路上を駆動させる。第１の実施例と同様に、ビーム
の発生と、ビームの駆動と、電機子の回転とを同期させ
るために、コントローラ（図示してはいないが、図１に
関連して説明したものと類似している）が用いられてい
る。
【００１４】図３を参照すると、レーザー１０からの強
力ビーム１８がビーム成形光学素子１７を通ってライン
成形鏡１９に到る実施例が示されている。前記ライン成
形鏡１９は、強力ビーム１８を整流子６の表面へ反射さ
せ、焦点を合わせるような幾何学的形状を有している。
強力ビーム１８はライン成形鏡１９によってエネルギー
線に焦点が合わされ、その長さは整流子６の表面から削
除することを望んでいる絶縁路の長さに一致している。
前記エネルギー線は電機子１の回転軸線に平行になって
いる。強力ビームが反射してそれ自身の中へ戻ってくる
のを防ぐために、電機子の表面で焦点を合わされている
ビームの角度が直角より少し傾斜している。
力ビーム１８がビーム成形光学素子１７を通ってライン
成形鏡１９に到る実施例が示されている。前記ライン成
形鏡１９は、強力ビーム１８を整流子６の表面へ反射さ
せ、焦点を合わせるような幾何学的形状を有している。
強力ビーム１８はライン成形鏡１９によってエネルギー
線に焦点が合わされ、その長さは整流子６の表面から削
除することを望んでいる絶縁路の長さに一致している。
前記エネルギー線は電機子１の回転軸線に平行になって
いる。強力ビームが反射してそれ自身の中へ戻ってくる
のを防ぐために、電機子の表面で焦点を合わされている
ビームの角度が直角より少し傾斜している。
【００１５】この実施例においては、コントローラ（図
示してはいないが、図１に関して説明したものと類似し
ている）がビームの発生と、電機子の回転と、空気供給
の作用とを同期させている。ビームが固定位置に保持さ
れ、エネルギー線が電機子の回転によって整流子の上で
操作されるので、装置の複雑さは減少する。
示してはいないが、図１に関して説明したものと類似し
ている）がビームの発生と、電機子の回転と、空気供給
の作用とを同期させている。ビームが固定位置に保持さ
れ、エネルギー線が電機子の回転によって整流子の上で
操作されるので、装置の複雑さは減少する。
【００１６】本発明は、電機子が旋盤状の固定台（単数
あるいは複数）の中へ手動的あるいは自動的に配置され
て、削除のために高エネルギーのビームに関して所定の
位置の中へ割り出しすることのできる製造プロセスの一
部として組み込まれてもよい。
あるいは複数）の中へ手動的あるいは自動的に配置され
て、削除のために高エネルギーのビームに関して所定の
位置の中へ割り出しすることのできる製造プロセスの一
部として組み込まれてもよい。
【図１】本発明の好ましい実施例の透視図。
【図２】本発明の他の好ましい実施例の透視図。
【図３】本発明のさらに他の好ましい実施例の透視図。
１ 電機子 ２ 絶縁材料 ３ 整流子バー ５ モーター ６ 整流子 １０ ビーム発生器 １８ ビーム
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 26/14 Ａ 7425−4Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】 モーターの電機子における整流子の整流
子バーの間から、所定部分の絶縁材料を除去するための
装置において、前記絶縁材料を少なくとも溶かすのに十
分な強さのエネルギーのビームを発生させるための、高
強度放射ビーム発生器と、 前記高強度放射ビーム発生器の出力を取扱い、高強度放
射ビームを、前記整流子の表面に対してほぼ直角の方向
に、整流子表面へ向けさせるための装置と、 前記電機子を固定位置に保持するための装置と、 前記電機子をその軸線の周りで回転させるための装置と
を含む整流子バーから絶縁材料を除去する装置。 - 【請求項２】 モーターの電気子の整流子バーの間から
所定量の絶縁材料を削除する方法において、 前記整流子を相対的に固定された位置に位置させること
と、 前記整流子を所定の速度で回転させることと、 高強度放射源を設けることと、 前記放射源からの高強度ビームを、前記回転する整流子
の表面上で焦点を合わせることと、 前記整流子の表面上で前記焦点の合ったビームを走査
し、その間、整流子をその固定位置で回転させ、前記絶
縁材料を削除することとを含むモーターの電機子の整流
子バーの間から所定量の絶縁材料を削除する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US947637 | 1992-09-21 | ||
| US07/947,637 US5278386A (en) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | System and method for selectively machining a D.C. motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197497A true JPH06197497A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=25486469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5232863A Pending JPH06197497A (ja) | 1992-09-21 | 1993-09-20 | 整流子バーから絶縁材料を除去する装置および方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5278386A (ja) |
| JP (1) | JPH06197497A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100774747B1 (ko) * | 2006-07-10 | 2007-11-08 | 현대자동차주식회사 | 시동모터의 재제조를 위한 아마츄어 언더커팅 장치 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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