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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor, der eine Rotorwelle dreht, wenn ein elektrischer Strom von Bürsten an einen Polwender bzw. Kommutator geliefert wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Herkömmlich ist ein Elektromotor mit Bürsten als Leistungsquelle für Geräte im Fahrzeug bekannt und ein Beispiel dafür ist in Patentdokument 1 beschrieben. Der im Patentdokument 1 beschriebene Elektromotor wird für eine Schiebedachvorrichtung eines Fahrzeugs verwendet und der Elektromotor ist mit einem Rotor ausgestattet, der innerhalb eines Jochs angeordnet ist, das an der Bodenseite eine zylindrische Form aufweist. Der Rotor weist eine Rotorwelle auf und die Rotorwelle ist in dem Joch mithilfe von Wellenlagern drehbar gelagert. Ein Rotorkern und ein Polwender sind an der Rotorwelle angebracht. Außerdem ist eine Vielzahl von Rotorspulen um den Rotorkern herumgewickelt und die Endabschnitte der Rotorspulen sind mit dem Polwender verbunden. Zudem ist ein Bürstenhalter an einem offenen Ende des Jochs angebracht und ein Paar Bürsten sind an dem Bürstenhalter angebracht. Das Bürstenpaar stellt einen elektrischen Kontakt mit einem Außenumfang des Polwenders her. Außerdem sind Stromversorgungsanschlüsse mit dem Bürstenpaar verbunden und die Stromversorgungsanschlüsse sind mit Verbindungselementen einer Steuerungsplatine verbunden. Die Steuerungsplatine weist eine Steuerungsschaltung zum Steuern eines elektrischen Stroms auf, der über die Bürsten an den Polwender geliefert werden soll.
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Andererseits ist ein Gehäuse an dem offenen Ende des Jochs befestigt und ein Schneckenrad ist in dem Gehäuse bereitgestellt und dreht sich fest zusammengebaut mit einer Ausgabewelle. Ein Außenumfang des Schneckenrads ist mit einer Verzahnung ausgebildet. Ein Endabschnitt der vorstehend erwähnten Rotorwelle ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und der Außenumfang dieses Endabschnitts der Rotorwelle ist mit einer Schnecke ausgebildet. Diese Schnecke steht in Eingriff mit der Verzahnung, die an dem Außenumfang des Schneckenrads ausgebildet ist. Zudem ist ein Masseanschluss, der als Erdungsanschluss dient, an dem Gehäuse ausgebildet, und durch den Masseanschluss ist die Steuerungsschaltung der Steuerungsplatine an dem Joch geerdet (mit Masse verbunden), sodass der Widerstand der Steuerungsschaltung mit Bezug auf elektrisches Rauschen verbessert wird.
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VERWANDTE DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2010-57299
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
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Wie in Patentdokument 1 beschrieben ist, besteht bei dem Elektromotor, bei dem ein elektrischer Strom an den Polwender über die Bürsten geliefert wird, die Tendenz zur Erzeugung von elektrischen Funken aus dem Kontakt zwischen den Bürsten und dem Polwender, die elektrisches Rauschen verursachen. Da der in Patentdokument 1 beschriebene Elektromotor jedoch elektrisches Rauschen, das bei dem Kontakt zwischen den Bürsten und dem Polwender verursacht wird, nicht in Betracht zieht, besteht bei dem vorstehenden Elektromotor noch Raum für Verbesserungen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Elektromotor bereitzustellen, der das Ausstrahlen von elektrischem Rauschen aus dem Kontakt zwischen den Bürsten und dem Polwender unterdrücken kann.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
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Ein Elektromotor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Rotorwelle; eine Spule, die an der Rotorwelle angebracht ist; einen Polwender, der an der Rotorwelle angebracht ist und mit der Spule elektrisch verbunden ist, eine Bürste, die einen elektrischen Kontakt mit dem Polwender herstellt und durch welche elektrischer Strom an den Polwender geliefert wird; ein erstes elektrisch leitfähiges Wellenlager, das ausgestaltet ist, um die Rotorwelle drehbar zu lagern; ein erstes geerdetes Element, das mit dem ersten Wellenlager zusammengebaut ist und mit einem Masseleiter elektrisch verbunden ist; ein zweites elektrisch leitfähiges Wellenlager, das in einer Richtung entlang einer Mittellinie der Rotorwelle an einer Position angeordnet ist, die sich von derjenigen des ersten Wellenlagers unterscheidet und ausgestaltet ist, um die Rotorwelle drehbar zu lagern; und ein zweites geerdetes Element, das mit dem zweiten Wellenlager elektrisch verbunden ist und mit dem Masseleiter elektrisch verbunden ist.
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In dem Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Spule und der Polwender zwischen dem ersten und zweiten Wellenlager in einer Richtung entlang der Mittellinie angeordnet.
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Der Elektromotor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: ein Joch, in dem die Rotorwelle, die Spule, der Polwender, das erste Wellenlager und das zweite Wellenlager untergebracht sind; und einen Bürstenhalter, der in dem Joch untergebracht ist und ausgestaltet ist, um die Bürste festzuhalten, wobei das erste Wellenlager durch das Joch abgestützt ist und das zweite Wellenlager durch den Bürstenhalter abgestützt ist und wobei das erste geerdete Element das Joch ist und das zweite geerdete Element durch den Bürstenhalter abgestützt ist.
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Der Elektromotor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: eine Drehwelle, die mit der Rotorwelle axial ausgerichtet ist und mit der Rotorwelle gekoppelt ist, sodass die Rotorwelle Antriebsleistung an die Drehwelle übertragen kann; und einen Speicherraum, der durch das Gehäuse ausgebildet ist und in dem eine Steuerungsplatine untergebracht ist, die zum Steuern eines elektrischen Stroms, der an die Bürste geliefert werden soll, ausgestaltet ist, wobei der Speicherraum an einer Position angeordnet ist, die zu einer Position zwischen dem ersten und zweiten Wellenlager in eine Richtung entlang der Mittellinie verschoben ist.
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In dem Elektromotor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weist das zweite geerdete Element auf: eine kreisringförmige Einheit, die so ausgebildet ist, dass sie das zweite Wellenlager umgibt; eine Vielzahl interner Kontaktanschlüsse, die an der Innenseite der kreisringförmigen Einheit ausgebildet sind und mit dem zweiten Wellenlager elektrisch verbunden sind; und eine Vielzahl externer Kontaktanschlüsse, die an der Außenseite der kreisringförmigen Einheit ausgebildet sind und mit dem Masseleiter elektrisch verbunden sind.
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EFFEKTE DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann elektrisches Rauschen (elektrische Ladung), die von dem Kontakt zwischen den Bürsten und dem Polwender an die Rotorwelle ausgestrahlt wird, über das erste geerdete Element und das zweite geerdete Element, die zueinander parallel sind, an die Masse abgeleitet werden. Daher ist es möglich, das Ausstrahlen von elektrischem Rauschen um den Elektromotor herum zu unterdrücken.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Ausstrahlen von elektrischem Rauschen aus einem Gebiet zwischen dem ersten Wellenlager und dem zweiten Wellenlager heraus in eine Richtung entlang der Mittellinie der Rotorwelle zu unterdrücken.
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Da das ursprünglich bereitgestellte Joch in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als Element zum Ableiten von elektrischem Rauschen von der Rotorwelle an die Masse funktioniert, ist es nicht notwendig, ein dediziertes erstes geerdetes Element bereitzustellen. Da das zweite geerdete Element durch den Bürstenhalter abgestützt wird, ist es zudem nicht notwendig, ein dediziertes Element zum Abstützen des zweiten geerdeten Elements bereitzustellen.
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Da ein Gehäuseraum n Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung an einer Position angeordnet ist, die von einer Position zwischen dem ersten Wellenlager und dem zweiten Wellenlager weg in die Richtung entlang der Mittellinie verschoben ist, wird es i verhindert, dass elektrisches Rauschen in den Gehäuseraum hinein abgestrahlt wird.
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Da das zweite geerdete Element in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einem kreisringförmigen Abschnitt bereitgestellt ist, der ausgebildet ist, um das zweite Wellenlager zu umgeben, ist es nicht notwendig, einen dedizierten Bereich für das zweite geerdete Element bereitzustellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Elektromotors der vorliegenden Erfindung zeigt, der in einer Schiebedachvorrichtung eines Fahrzeugs verwendet wird;
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Elektromotor der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist eine Ansicht von unten des Elektromotors der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine Querschnittsansicht von vorne des Elektromotors der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Elektromotors der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine Seitenansicht, die einen Hauptabschnitt des Elektromotors der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Hauptabschnitt des Elektromotors der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist eine perspektivische Teilexplosionsansicht des Elektromotors der vorliegenden Erfindung;
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9 ist eine Konzeptansicht, die eine Strahlungsstrecke von elektrischem Rauschen in dem Elektromotor der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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10 ist eine Ansicht, welche die Kennlinie des Elektromotors der vorliegenden Erfindung und die Kennlinie eines Elektromotors eines vergleichbaren Beispiels darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf beiliegende Zeichnungen erläutert. 1 ist eine Draufsicht, die eine Schiebedachvorrichtung 11 zeigt, die an einem Dach 13a eines Fahrzeugs 13 bereitgestellt ist. Das Dach 13a erstreckt sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung oder es ist eine sanft gebogene Scheibe, die sich in eine horizontale Richtung erstreckt. Das Dach 13a ist mit einer Öffnung 14 ausgebildet, die in einer Draufsicht eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt aufweist und durch welche das Innere des Fahrzeugs 13 mit der Außenseite des Fahrzeugs 13 in Verbindung steht. Die Schiebedachvorrichtung 11 ist mit einer Dachscheibe 12 versehen und die Öffnung 14 wird durch eine Bewegung der Dachscheibe 12 in Längsrichtung des Fahrzeugs 13 geöffnet/geschlossen. Die Längsrichtung des Fahrzeugs 13 entspricht der Querrichtung in 1.
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Ein Paar Lagerschuhe 15a und 15b sind jeweils an Endabschnitten der Dachscheibe 12 in Querrichtung des Fahrzeugs 13 befestigt. Die Querrichtung des Fahrzeugs 13 entspricht der vertikalen Richtung in 1. Die Lagerschuhpaare 15a und 15b sind in der Längsrichtung des Fahrzeugs 13 angeordnet. Jedes Lagerschuhpaar 15a und 15b weist (nicht gezeigte) Rollen und dergleichen auf. Hingegen sind lineare Führungsschienen 16, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs 13 erstrecken, an jeweiligen Seiten der Öffnung 14 in Querrichtung des Fahrzeugs 13 befestigt. Indem ermöglicht wird, dass die Rollen der Lagerschuhpaare 15a und 15b entlang der Führungsschienen 16 rollen, kann die Dachscheibe 12 in Längsrichtung des Fahrzeugs 13 bewegt werden.
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Zudem ist ein Elektromotor 23 zur Verwendung zum Bewegen der Dachscheibe 12 in Längsrichtung des Fahrzeugs 13 an dem Dach 13a vorgesehen. Insbesondere ist eine Frontscheibe 13b in Längsrichtung des Fahrzeugs 13 vor der Öffnung 14 (linke Seite in 1) angeordnet und der Elektromotor 23 ist zwischen der Öffnung 14 und der Frontscheibe 13b angeordnet. Darüber hinaus ist die Schiebedachvorrichtung 11 mit zwei Seilen 17a und 17b bereitgestellt, die aus einem Metallmaterial (Metall) bestehen.
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Zudem ist das Seil 17a mit dem Lagerschuh 15b gekoppelt, der an der rechten Seite des Fahrzeugs 13 angeordnet ist, und das Seil 17b ist mit dem Lagerschuh 15b gekoppelt, der an der linken Seite des Fahrzeugs 13 angeordnet ist. Abschnitte der Seile 17a und 17b, die vor der Öffnung 14 in Längsrichtung des Fahrzeugs 13 angeordnet sind, sind parallel zueinander, und sie erstrecken sich in Querrichtung des Fahrzeugs 13 entlang der Öffnung 14. Die verbleibenden Abschnitte der Seile 17a und 17b sind entlang der Längsrichtung des Fahrzeugs 13 an den jeweiligen Seiten der Öffnung 14 angeordnet. Das heißt, dass jedes der Seile 17a und 17b in Draufsicht in eine Form gebogen ist, die im Wesentlichen dem Buchstaben L entspricht.
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Der Elektromotor 23 ist eine Leistungsquelle zum Erzeugen von Antriebsleistung zur Verwendung beim Schieben/Ziehen der Seile 17a und 17b und er weist eine Struktur auf, die in 2 bis 5 gezeigt ist. Der Elektromotor 23 ist mit einem Joch 26, einer Vielzahl von Permanentmagneten 27, einer Rotorwelle 28 und einem Rotor 29 versehen. Das Joch 26 ist in eine zylindrische Gestalt geformt, die einstückig mit einem Boden ausgebildet ist, und es besteht aus einem Metallmaterial, das eine Leitfähigkeit aufweist. Das Joch 26 weist auf: einen Zylinderabschnitt 26a; einen Bodenabschnitt 26b, der mit einem Ende des Zylinderabschnitts 26a in Richtung entlang der Mittellinie "A" einstückig ausgebildet ist; und einem Flanschabschnitt 26c, der sich von einem offenen Ende des Zylinderabschnitts 26a aus nach außen erstreckt. Der Flanschabschnitt 26c ist mit Löchern 26d ausgebildet.
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Zudem sind die Permanentmagnete 27 an einem Innenumfang des Jochs 26 entlang seiner Umfangsrichtung angebracht. Die Rotorwelle 28 ist innerhalb des Jochs 26 angeordnet und besteht aus einem leitfähigen Metallmaterial. Der Rotor 29 ist innerhalb des Jochs 26 angeordnet und an der Rotorwelle 28 angebracht. Der Rotor 29 ist versehen mit: einem Rotorkern 29a; und mit einer Vielzahl von Spulen 29b, die um den Rotorkern 29a herumgewickelt sind. Zudem ist ein Polwender 30 an der Rotorwelle 28 angebracht und mit den Spulen 29b elektrisch verbunden. Der Rotor 29 ist zwischen dem Bodenabschnitt 26b des Jochs 26 und dem Polwender 30 in der Richtung entlang der Mittellinie "A" angeordnet.
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Ein Bürstenhalter 31 ist innerhalb des Jochs 26 bereitgestellt. In der Richtung entlang der Mittellinie "A" weist ein belegter Bereich des Bürstenhalters 31 eine teilweise Überschneidung mit demjenigen des Polwenders 30 auf. Der Bürstenhalter 31 ist entlang eines Außenumfangs des Polwenders 30 ausgebildet, um den Polwender 30 zu umgeben. Der Bürstenhalter 31 ist versehen mit: einem konkaven Abschnitt 31e, in welchem der Polwender 30 vorgesehen ist; und einem Wellenloch 31b, das mit dem konkaven Abschnitt 31e in Verbindung steht. Der Bürstenhalter 31 ist aus Kunstharz einstückig geformt und wie in 6 gezeigt ist sind zwei Bürsten 32 zum Liefern von elektrischem Strom an den Polwender 30 an dem Bürstenhalter 31 angebracht.
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Eine (nicht gezeigte) Feder ist an dem Bürstenhalter 31 angebracht und die Bürsten 32 werden von der Feder zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit dem Polwender 30 gedrückt. Zudem ist der Bürstenhalter 31 versehen mit: zwei (nicht gezeigten) Drosselspulen; zwei (nicht gezeigten) Kondensatoren; zwei bürstenseitigen Anschlüssen 33; und zwei stromversorgungsseitigen Anschlüssen 54. Die stromversorgungsseitigen Anschlüsse 54 sind Anschlüsse zur Verwendung zum Liefern von elektrischem Strom an die Bürsten 32, und sie sind mit den Bürsten 32 über die Drosselspulen in dem Bürstenhalter 31 elektrisch verbunden. Jeder der bürstenseitigen Anschlüsse 33 weist einen Kontaktabschnitt auf, der einen elektrischen Kontakt mit dem Joch herstellt, sodass diese Anschlüsse über die Kontaktabschnitte elektrisch geerdet sind, und diese Anschlüsse sind zwischen dem stromversorgungsseitigen Anschluss 54 und der Drosselspule über einen Kondensator elektrisch verbunden.
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Auf der anderen Seite ist ein Abschnitt der Rotorwelle 28 in der Richtung entlang der Mittellinie "A" in dem konkaven Abschnitt 31e und dem Wellenloch 31b angeordnet. Ein Wellenlager 34 ist an einem Innenumfang des Wellenlochs 31b angebracht und ein Ende der Rotorwelle 28 ist durch das Wellenlager 34 gelagert. Im Gegensatz dazu ist ein Wellenlager 35 an dem Bodenabschnitt 26b des Jochs 26 angebracht und das andere Ende der Rotorwelle 28 ist durch das Wellenlager 35 gelagert. Das heißt, dass die Rotorwelle 28 an der Mittellinie "A" angeordnet ist und durch die Wellenlager 34 und 35 drehbar gelagert ist, die an jeweiligen voneinander verschiedenen Positionen in der Richtung entlang der Mittellinie "A" angeordnet sind. Die Wellenlager 34 und 35 bestehen aus einem Metallmaterial mit einer Leitfähigkeit.
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An der anderen Seite, wie in 2, 4 und 8 gezeigt ist, ist der Elektromotor 23 versehen mit: einem Gehäuse 36; und einer äußeren Abdeckung 37, und das Joch 26 ist an dem Gehäuse 36 durch Schrauben 53 befestigt, die als Befestigungselement dienen. Die Schrauben 53 sind in die jeweiligen Löcher 26d des Jochs 26 eingeschraubt. Das Gehäuse 36 ist aus Kunstharzmaterial einstückig geformt und das Gehäuse 36 ist mit einer Gehäuseöffnung 38 ausgebildet. Die Gehäuseöffnung 38 verläuft koaxial zu der Mittellinie "A". Zudem ist, wie in 8 gezeigt ist, das Gehäuse 36 ausgebildet mit: einem konkaven Abschnitt 40, in dem ein Schneckenrad 39 untergebracht ist; und einem Durchbruch 41, durch welchen der konkave Abschnitt 40 und die Gehäuseöffnung 38 miteinander in Verbindung stehen. Außerdem weist der Elektromotor 23 eine Drehwelle 42 auf, und die Drehwelle 42 ist in der Gehäuseöffnung 38 angeordnet. Die Drehwelle 42 ist durch zwei Wellenlager 43 und 44 drehbar gelagert und diese Lager sind an jeweiligen voneinander verschiedenen Positionen in der Richtung entlang der Mittellinie "A" angeordnet.
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Ein Koppler 45 ist in der Gehäuseöffnung 38 des Gehäuses 36 ausgebildet. Der Koppler 45 ist ein Koppelelement zum Verbinden eines Endes der Drehwelle 42 und eines Endes der Rotorwelle 28 miteinander, um Antriebskraft zu übertragen. Dieser Koppler 45 ist versehen mit: einem ersten Koppelelement, das an einen Endabschnitt der Rotorwelle 28 angebracht ist und sich fest eingebaut zusammen mit der Rotorwelle 28 dreht; und einem zweiten Koppelelement, das an einen Endabschnitt der Drehwelle 42 angebracht ist und sich fest eingebaut mit der Drehwelle 42 dreht. Daher wird die Antriebskraftübertragung zwischen der Rotorwelle 28 und der Drehwelle 42 durch eine Eingriffskraft zwischen dem ersten Koppelelement und dem zweiten Koppelelement ausgeführt.
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Zudem ist eine Schnecke 42a zwischen dem Wellenlager 43 und dem Wellenlager 44 an einem Außenumfang der Drehwelle 42 ausgebildet. Eine Verzahnung 39a ist an einem Außenumfang des Schneckenrads 39 ausgebildet und die Verzahnung 39a steht in Eingriff mit der Schnecke 42a über den Durchbruch des Gehäuses 36, wenn das Schneckenrad 39 und die Drehwelle 42 in das Gehäuse 36 eingebaut sind. Das Schneckenrad 39 ist mit einer Ausgabewelle 46 als Drehmittelpunkt versehen und es ist mit der Ausgabewelle 46 drehbar. Die Drehwelle 42 und das Schneckenrad 39 bilden gemeinsam einen Untersetzungsmechanismus. Insbesondere wird die Drehgeschwindigkeit des Schneckenrads 39 durch eine Übertragung von Antriebskraft von der Drehwelle 42 auf das Schneckenrad 39 langsamer als die Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 42. Das Gehäuse 36 ist mit einem Wellenloch 46a ausgebildet und die Ausgabewelle 46 ist durch das Wellenloch 46a drehbar gelagert. Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Ende der Ausgabewelle 46 an der Außenseite des Gehäuses 36 freigelegt und ein Antriebszahnrad 22 ist an dem freiliegenden Abschnitt der Ausgabewelle 46 angebracht. Außerdem ist eine interne Abdeckung 47 für das Gehäuse 36 bereitgestellt, um den konkaven Abschnitt 40 abzudecken.
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Darüber hinaus ist die externe Abdeckung 37 an dem Gehäuse 36 abnehmbar angebracht. Wenn sich die externe Abdeckung 37 in einem an dem Gehäuse 36 angebrachten Zustand befindet, wird ein Gehäuseraum 48 zwischen der externen Abdeckung 37 und dem Gehäuse 36 ausgebildet. In der Richtung entlang der Mittellinie "A" weist ein belegter Bereich des Gehäuseraums 48 eine teilweise Überschneidung mit demjenigen der Drehwelle 42 auf. Zudem ist eine Steuerungsplatine 49 in dem Gehäuseraum 48 vorgesehen. Die Steuerungsplatine 49 ist mit einer Steuerungsschaltung 49a versehen, die einen elektrischen Strom an die Bürsten 32 liefert. Zudem sind auf der Steuerungsplatine 49 platinenseitige Anschlüsse 49b und 49d bereitgestellt, die mit der Steuerungsschaltung 49a verbunden sind.
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Durch Anordnen der Steuerungsplatine 49 in dem Gehäuseraum 48 und durch Befestigen des Jochs 26 an dem Gehäuse 36 wird der platinenseitige Anschluss 49b mit einem Kontaktanschluss 51c verbunden. Zudem sind zwei stromversorgungsseitige Anschlüsse 54 jeweils mit den platinenseitigen Anschlüssen 49d verbunden. Außerdem ist eine Buchse 49c an der Steuerungsplatine 49 bereitgestellt und die Buchse 49c ist mit einem (nicht gezeigten) Anschluss versehen, der mit der Steuerungsschaltung 49a elektrisch verbunden ist. Ein mit einer (nicht gezeigten) externen Stromversorgung verbundener Verbinder (nicht gezeigt) ist mit der Buchse 49c verbunden, und ein Anschluss, der an den Verbinder bereitgestellt wird, und ein Anschluss der Buchse 49c sind miteinander elektrisch verbunden.
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Als Nächstes folgt eine Beschreibung einer Masse- bzw. Erdungsstruktur des Elektromotors 23. Diese Erdungsstruktur ist eine Struktur zur Verwendung beim Ableiten von elektrischem Rauschen von dem Kontakt zwischen den Bürsten 32 und dem Polwender 30. Zuerst wird ein Masseanschluss 50 bereitgestellt, der mit dem Wellenlager 34 elektrisch verbunden ist, wie in 6 und 7 gezeigt ist. Der Masseanschluss 50 ist aus einem leitfähigen Metallmaterial geformt und an dem Bürstenhalter 31 angebracht. Der Masseanschluss 50 ist so angeordnet, dass er den Umfang des Wellenlagers 34 auf der Mittellinie "A" umgibt. Das heißt, dass in der Richtung entlang der Mittellinie "A" durch den Masseanschluss 50 und das Wellenlager 34 belegte Bereiche eine teilweise Überschneidung miteinander aufweisen.
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Der Masseanschluss 50 ist versehen mit: einem kreisringförmigen Abschnitt 50a, der in eine Ringform ausgebildet ist; einer Vielzahl interner Kontaktanschlüsse 50b, die sich von dem kreisringförmigen Abschnitt 50a aus nach Innen erstrecken; und einer Vielzahl externer Kontaktanschlüsse 50c, die sich von dem kreisringförmigen Abschnitt 50a aus nach außen erstrecken. In dem Bürstenhalter 31 ist an einem Endabschnitt, der in der Richtung entlang der Mittellinie "A" näher bei der Drehwelle 42 liegt, eine kreisringförmige Rückhalterille 31a, die eine Ringform aufweist, bereitgestellt, und der kreisringförmige Abschnitt 50a ist in die Rückhalterille 31a eingeschoben. Außerdem sind in dem Bürstenhalter 31 eine Vielzahl ausgeschnittener Abschnitte 31f entlang einer Umfangsrichtung der Rückhalterille 31a mit vorbestimmten Intervallen ausgebildet und die externen Kontaktanschlüsse 50c sind in die ausgeschnittenen Abschnitte 31f eingeschoben. Die ausgeschnittenen Abschnitte 31f des Bürstenhalters 31 und die externen Kontaktanschlüsse 50c des Masseanschlusses 50 sind miteinander zusammengebaut und sie dienen als Rotationsstoppvorrichtungen, um zu verhindern, dass der Masseanschluss 50 durch Vibrationen oder dergleichen während der Zeit, in der der Elektromotor 23 betrieben wird, um die Mittellinie "A" herum gedreht wird. Außerdem ist eine Vielzahl von ausgeschnittenen Abschnitten 31c entlang einer Umfangsrichtung in der Rückhalterille 31a mit vorbestimmten Intervallen bereitgestellt. Die internen Kontaktanschlüsse 50b sind in die ausgeschnittenen Abschnitte 31c eingeschoben, sodass die internen Kontaktanschlüsse 50b in Kontakt mit dem Außenumfang des Wellenlagers 34 platziert sind.
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Außerdem ist eine Kontaktscheibe 51 zwischen dem Gehäuse 36 und dem Joch 26 angeordnet und diese Elemente sind aneinander mit Hilfe der Kontaktscheibe 51 befestigt. Die Kontaktscheibe 51 ist an dem Außenumfang des Bürstenhalters 31 angebracht. Das heißt, dass die Kontaktscheibe 51 und der Bürstenhalter 31 so angeordnet sind, dass von diesen Elementen belegte Bereiche eine teilweise Überschneidung miteinander aufweisen, wenn sie entlang der Richtung der Mittellinie "A" betrachtet werden. Zudem ist die Kontaktscheibe 51 aus einem Metallelement geformt, das eine Leitfähigkeit aufweist. Die Kontaktscheibe 51 ist versehen mit: einem kreisringförmigen Abschnitt 51a, der in einer Ringform ausgebildet ist; einer Vielzahl von Kontaktabschnitten 51b, die sich von dem kreisringförmigen Abschnitt 51a aus nach Innen erstrecken; und einem Kontaktanschluss 51c, der sich von dem kreisringförmigen Abschnitt 51a aus in die Richtung entlang der Mittellinie "A" erstreckt. Da die externen Kontaktanschlüsse 50c in Kontakt mit den Kontaktabschnitten 51b platziert sind und der kreisringförmige Abschnitt 50a in Kontakt mit dem Bodenabschnitt der Rückhalterille 31a platziert ist, ist der Masseanschluss 50 positioniert, ohne in die Richtung entlang der Mittellinie "A" verschoben zu sein.
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Zudem ist der Kontaktanschluss 51c in Kontakt mit dem platinenseitigen Anschluss 49b platziert, der auf der Steuerungsplatine 49 ausgebildet ist. Außerdem ist der kreisringförmige Abschnitt 51a mit einer Vielzahl ausgeschnittener Abschnitte 51d versehen, deren Positionen in einer Umfangsrichtung voneinander verschieden sind, und es sind Schrauben 53 zum Befestigen des Jochs 26 und des Gehäuses 36 in die ausgeschnittenen Abschnitte 51d eingeführt und daran befestigt, wodurch die Kontaktscheibe 51 zwischen dem Joch 26 und dem Gehäuse 36 befestigt ist. Das heißt, dass in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Mittellinie "A" ist, das Gehäuse 36, die Kontaktscheibe 51 und das Joch 26 an einer relativen Drehung zueinander gehindert werden. Auf diese Weise sind die Kontaktscheibe 51 und das Joch 26 aneinander in einem Zustand mit direktem Kontakt befestigt.
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Ein Abschnitt des Bürstenhalters 31 ist in das Loch 51e des kreisringförmigen Abschnitts 51a eingeführt und der Bürstenhalter 31 und die Kontaktscheibe 51 stehen miteinander derart in Eingriff, dass verhindert wird, dass die Kontaktscheibe 51 um die Mittellinie "A" herum gedreht wird. Zudem sind in der Richtung entlang der Mittellinie "A" die Enden des Bürstenhalters 31 in Kontakt mit der Kontaktscheibe 51 und dem Joch 26 derart platziert, dass der Bürstenhalter 31 in der Richtung entlang der Mittellinie "A" angeordnet ist. Zudem ist, wenn der Elektromotor 23 an dem Fahrzeug 13 montiert ist, ein (nicht gezeigter) Erdungsdraht vorgesehen, um das Joch 26 mit einem Abschnitt der Fahrzeugkarosserie elektrisch zu verbinden.
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Der vorstehende Elektromotor 23 weist auf: eine erste Einheit, in welcher die Rotorwelle 28, der Rotor 29, die Wellenlager 34 und 35, der Bürstenhalter 31, der Polwender 30, die Bürsten 32, die Kontaktscheibe 51, der Masseanschluss 50 und dergleichen an dem Joch 26 angebracht sind; und eine zweite Einheit, in welcher die Drehwelle 42 und die interne Abdeckung 47 an dem Gehäuse 36 angebracht sind, wobei die erste und zweite Einheit jeweils in voneinander verschiedenen Prozessen zusammengebaut werden, und wobei, wenn die erste und zweite Einheit zusammengebaut sind, das erste Koppelelement, das an der Rotorwelle 28 angebracht ist, und das zweite Koppelelement, das an der Drehwelle 42 angebracht ist, miteinander gekoppelt sind. Daher werden durch Einführen der Schraube 53 in das Loch 26d und durch das Befestigen derselben die erste und zweite Einheit miteinander gekoppelt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kontaktscheibe 51 zwischen dem Joch 26 und dem Gehäuse 36 eingeklemmt und durch diese befestigt. Wenn darüber hinaus die Steuerungsplatine 49 in dem Gehäuseraum 48 angeordnet ist und die externe Abdeckung 37 an dem Gehäuse 36 angebracht ist, ist der Montageprozess des Elektromotors 23 abgeschlossen.
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Wenn in dem vorstehenden Elektromotor 23 ein elektrischer Strom von der externen Stromversorgung an die Spule 29b über die Steuerungsschaltung 49a der Steuerungsplatine 49, die Bürsten 32 und den Polwender 30 geliefert wird, wird ein rotierendes Magnetfeld zwischen den Permanentmagneten 27 und dem Rotor 29 ausgebildet, wodurch die Rotorwelle 28 gedreht wird. Über den Koppler 45 wird ein Drehmoment der Rotorwelle 28 an die Drehwelle 42 übertragen. Wenn das Antriebszahnrad 22 durch die Übertragung des Drehmoments der Drehwelle 42 auf das Schneckenrad in eine vorbestimmte Richtung gedreht wird, wird die Dachscheibe 12 in eine Richtung des Fahrzeugs 13 nach hinten bewegt und die Öffnung 14 wird geöffnet. Wenn die Rotorwelle 28 hingegen in eine Richtung gedreht wird, die entgegengesetzt zu der vorstehend erwähnten Richtung ist, dann wird das Antriebszahnrad 22 in die zu der vorstehend erwähnten Richtung umgekehrte Richtung gedreht, die Dachscheibe 12 wird in eine Richtung des Fahrzeugs 13 nach vorne bewegt und die Öffnung 14 wird geschlossen. Zudem wird, wenn der von der externen Stromversorgung an die Spule 29b zu übertragende elektrische Strom gesteuert wird, die Drehgeschwindigkeit der Rotorwelle 28 gesteuert.
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Allgemein wird, wenn der Polwender 30 durch eine Drehung des Rotors 29 selektiv in Kontakt mit den Bürsten 32 gesetzt wird, ein Funkenstrom erzeugt, indem der Kontakt zwischen den Bürsten 32 und dem Polwender 30 umgeschaltet wird, und der Funkenstrom kann zu elektrischem Rauschen (elektromagnetischem Rauschen) führen. Insbesondere wird, wenn die Drehung der Rotorwelle 28 aus dem gestoppten Zustand gestartet wird, das elektrische Rauschen stärker als dasjenige des Normalzustands, da in dem Augenblick ein elektrischer Strom fließt, der größer als ein elektrischer Strom des Normalzustands ist. Zudem kann elektrisches Rauschen durch einen instabilen Kontaktfolgebetrieb zwischen dem Polwender 30 und den Bürsten 32, durch einen übermäßigen Laststrom und dergleichen erzeugt werden. Außerdem kann elektrisches Rauschen erzeugt werden, wenn ein Isolationsbeschichtungsfilm an dem Kontakt zwischen dem Polwender 30 und den Bürsten 32 ausgebildet wird, was bewirkt, dass der elektrische Kontakt instabil wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform hingegen wird verhindert, dass das elektrische Rauschen aus dem Elektromotor 23 austritt, da das elektrische Rauschen auf die folgende Weise an die Masse 52 abgestrahlt wird. Wie in 9 gezeigt ist, wird das elektrische Rauschen, das durch Umschalten des Kontakts zwischen den Bürsten 32 und dem Polwender 30 zum Zeitpunkt des Drehens des Rotors 29 erzeugt wird, durch die Luft an das Joch 26 und die Rotorwelle 28 übertragen. Da das Joch 26 mit der Masse 52 elektrisch verbunden ist, wird das an das Joch 26 übertragene elektrische Rauschen an die Masse 52 abgeleitet, ohne dass es aus dem Joch 26 heraustritt, das heißt an die Außenseite des Elektromotors 23 gelangt.
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Nachdem das elektrische Rauschen an die Rotorwelle 28 übertragen wurde, breitet sich das elektrische Rauschen durch die Rotorwelle 28 hindurch aus und wird wieder als elektrisches Rauschen von der Oberfläche der Rotorwelle 28 abgestrahlt. Jedoch wird das abgestrahlte elektrische Rauschen über das Joch 26 auf die gleiche Weise an die Masse 52 abgeleitet wie auch das elektrische Rauschen, das aus dem Kontakt zwischen den Bürsten 32 und dem Polwender 30 erzeugt wird.
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Da zudem die Wellenlager 34 und 35 zur Lagerung der Rotorwelle 28 über das Joch 26, den Masseanschluss 50 und die Kontaktscheibe 51 elektrisch mit der Masse 52 verbunden sind, kann ein elektrisches Rauschen, das von der Rotorwelle 28 übertragen wird, über das Wellenlager 34 oder das Wellenlager 35 zur Lagerung der Rotorwelle 28 an die Masse abgeleitet werden.
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Daher kann das Übertragen von elektrischem Rauschen in der Rotorwelle 28 auf einen Bereich zwischen dem Wellenlager 34 und dem Wellenlager 35 begrenzt werden, und innerhalb eines Bereichs zwischen einer Position die näher an einem Ende desselben als das Wellenlager 34 ist, und einer Position, die näher an dem anderen Ende desselben als das Wellenlager 35 ist, kann das elektrische Rauschen, das von der Oberfläche der Rotorwelle 28 aus ausgestrahlt werden soll, unterdrückt werden. Mit anderen Worten wird, da das Wellenlager 34 und das Wellenlager 35 mit der Masse 52 verbunden sind, wobei die Wellenlager 34 und 35 durch das Joch 26 abgedeckt sind und die Kontaktscheibe 51 mit der Masse 52 verbunden ist, das elektrische Rauschen, das von der Oberfläche der Rotorwelle 28 zwischen dem Wellenlager 34 und dem Wellenlager 35 ausgestrahlt wird, durch das Joch 26 und die Kontaktscheibe 21 an die Masse 52 abgeleitet, während des elektrische Rauschen, das sich durch die Rotorwelle 28 hindurch ausbreitet, über die Wellenlager 34 und 35 an die Masse 52 abgeleitet wird, sodass es möglich ist, zu verhindern, dass elektrisches Rauschen von dem Elektromotor 23 abgestrahlt und diffundiert wird.
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Das heißt, dass in der vorliegenden Ausführungsform zwei zueinander parallele Strecken vorbereitet sind, eine Strecke zur Verwendung beim Ableiten von elektrischem Rauschen, das durch Umschalten des Kontakts zwischen den Bürsten 32 und dem Polwender 30 erzeugt wird, von der Rotorwelle 28 an die Masse 52, das heißt, ein Ableitpfad an die Masse 52 über das Wellenlager 35, und ein Ableitpfad an die Masse 52 von dem Wellenlager 34 über den Masseanschluss 50 und die Kontaktscheibe 51. Insbesondere ist es durch Bereitstellen einer Strecke an die Masse 52 über das Wellenlager 34, den Masseanschluss 50 und die Kontaktscheibe 51 von einem Ende der Rotorwelle 28 möglich, zu verhindern, dass ein an die Rotorwelle 28 übertragenes elektrisches Rauschen an die Drehwelle 42 übertragen und von der Drehwelle 42 diffundiert wird.
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Mit der Annahme, dass der Kontakt zwischen dem Polwender 30 und den Bürsten 32 eine Rauscherzeugungsquelle ist, weist der Elektromotor eine Struktur zum Ableiten von Gleichtaktrauschen (unnötiger Strahlungsanteil) an die Masse 52 über das Wellenlager 34 auf, das sich näher bei der Geräuscherzeugungsquelle befindet. Daher ist es möglich, einen Effekt zum Reduzieren von elektrischem Rauschen zu erhalten. Zudem bedeutet der Begriff "näher bei der Rauscherzeugungsquelle", dass sich das Wellenlager 34 in Richtung entlang der Mittellinie "A" näher bei der Rauscherzeugungsquelle als das Wellenlager 35 befindet.
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Zudem ist in der Richtung entlang der Mittellinie "A" die Distanz von dem Polwender 30 zu dem Wellenlager 34 kürzer als eine Distanz von dem Polwender 30 zu dem Wellenlager 35. Zudem ist eine Strecke zur Verwendung beim Ableiten von elektrischem Rauschen von dem Polwender 30 über das Wellenlager 34, den Masseanschluss 50 und die Kontaktscheibe 51 kürzer als eine Strecke zur Verwendung beim Ableiten von elektrischem Rauschen von dem Polwender 30 über das Wellenlager 35 und das Joch 26. Aus diesem Grund ist es möglich, zu verhindern, dass elektrisches Rauschen wieder an die Luft abgestrahlt (diffundiert) wird, um ein elektrisches Potential während eines Prozesses zu stabilisieren, der ermöglicht, dass sich elektrisches Rauschen durch die Rotorwelle 28 zwischen dem Polwender 30 und dem Wellenlager 34 ausbreitet. Das heißt, es ist möglich, den Effekt des Reduzierens von elektrischem Rauschen zu verbessern.
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Zudem wird es möglich, da die Rotorwelle 28 und die Drehwelle 42 miteinander über den Koppler 45 verbunden sind, wobei elektrisches Rauschen, das von der Rotorwelle 28 erzeugt wird, über das Wellenlager 34, das an einer Position angeordnet ist, die sich näher bei der Rauscherzeugungsquelle als der Koppler 45 befindet, an die Masse 52 abgeleitet wird, zu unterdrücken, dass elektrisches Rauschen wieder von der Drehwelle 42 über den Koppler abgestrahlt und diffundiert wird.
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Außerdem weist ein belegter Bereich der Drehwelle 42 eine Überschneidung mit demjenigen der Steuerungsplatine 49 auf, die in dem Gehäuseraum 48 in Richtung entlang der Mittellinie "A" angeordnet ist; da elektrisches Rauschen jedoch über das Wellenlager 34 an die Masse 52 abgeleitet wird, wird verhindert, dass elektrisches Rauschen von der Rotorwelle 28 ungewünschte Einflüsse auf ein Signal der Steuerungsschaltung 49a ausübt, die einen Bereich belegt, der eine Überschneidung mit demjenigen der Drehwelle 42 aufweist. Zudem wird elektrisches Rauschen der Steuerungsschaltung 49a über den platinenseitigen Anschluss 49b und den Kontaktanschluss 51c an die Kontaktscheibe 51 abgeleitet und von der Kontaktscheibe 51 über das Joch 26 an die Masse 52 abgeleitet.
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Eine (nicht gezeigte) Antenne einer (nicht gezeigten) Audiovorrichtung kann an dem Dach 13a des in 1 gezeigten Fahrzeugs 13 vorgesehen sein. Da der Elektromotor 23 der vorliegenden Ausführungsform eine hohe Leistung beim Reduzieren von elektrischem Rauschen aufweist, ist es möglich zu verhindern, dass in dem elektrischen Motor 23 erzeugtes elektrisches Rauschen ungewünschte Einflüsse auf ein Signal ausübt, das von der Antenne empfangen wird, selbst wenn der Elektromotor 23 in der Nähe der Antenne platziert ist.
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Als Nächstes zeigt 10 eine Kennlinie des Elektromotors 23 dieser Ausführungsform (der vorliegenden Erfindung), der den Masseanschluss 50 und die Kontaktscheibe 51 aufweist, und eine Kennlinie eines Elektromotors eines vergleichbaren Beispiels. Der Elektromotor des vergleichbaren Beispiels weist die gleiche Konfiguration wie der Elektromotor 23 der vorliegenden Ausführungsform auf, mit der Ausnahme, dass der Elektromotor des vergleichbaren Beispiels nicht mit dem Masseanschluss und der Verbindungsscheibe versehen ist. In 10 repräsentiert die Abszissenachse die Frequenz [Hz] und die Ordinatenachse repräsentiert die elektrische Feldstärke [dBuV/m]. Die elektrische Feldstärke wird beispielsweise in dem Gehäuseraum mit der darin angeordneten Steuerungsplatine oder an einer Position gemessen, die von dem Elektromotor durch eine vorbestimmte Distanz getrennt ist. Der Elektromotor zeichnet sich dadurch aus, dass, wenn die Frequenz eines elektrischen Stroms einer Spule desselben unter der Bedingung erhöht wird, dass die an den Elektromotor angelegte Spannung konstant gehalten wird, die Drehgeschwindigkeit der Rotorwelle höher wird. Wenn die vorliegende Ausführungsform mit dem vergleichbaren Beispiel verglichen wird, stellt man klar fest, dass die elektrische Feldstärke in der vorliegenden Ausführungsform sowohl in Regionen mit niedriger Frequenz als auch mit hoher Frequenz niedriger (schwächer) als bei dem vergleichbaren Beispiel ist.
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Da darüber hinaus das Joch 26 des Elektromotors 23 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, um elektrisches Rauschen an die Masse 52 abzuleiten, das von der Rotorwelle 28 erzeugt wird, dieses aber ein ursprünglich eingeführtes Grundelement ist, ist es nicht notwendig, ein dediziertes geerdetes Element zum Ableiten von elektrischem Rauschen, das von der Rotorwelle 28 erzeugt wird, über das Wellenlager 35 an die Masse 52 bereitzustellen. Da zudem die Kontaktscheibe 51 und der Masseanschluss 50 durch den Bürstenhalter 31 abgestützt sind, ist es nicht notwendig, ein dediziertes Element zum Abstützen der Kontaktscheibe 51 und des Masseanschlusses 50 bereitzustellen.
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In dem Elektromotor 23 der vorliegenden Ausführungsform wird verhindert, dass elektrisches Rauschen, das an die Rotorwelle 28 abgestrahlt wird, an die Drehwelle 42 abgestrahlt wird, da der Gehäuseraum 48 an einer Position angeordnet ist, die von einer Position zwischen dem Wellenlager 34 und dem Wellenlager 35 in Richtung entlang der Mittellinie "A" verschoben ist. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass elektrisches Rauschen an den Gehäuseraum 48 abgestrahlt wird.
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In dem Elektromotor 23 der vorliegenden Ausführungsform sind der Masseanschluss 50 und die Kontaktscheibe 51 so ausgebildet, dass sie den Außenumfang des Wellenlagers 34 umgeben. Daher ist es nicht notwendig, einen dedizierten Bereich in Richtung entlang der Mittellinie "A" bereitzustellen, in welchem der Masseanschluss 50 und die Kontaktscheibe 51 angeordnet sind.
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Als Nächstes folgt eine Beschreibung der entsprechenden Beziehung zwischen der in dieser Ausführungsform erläuterten Konfiguration und der Konfiguration der vorliegenden Erfindung. Das Wellenlager 35 entspricht dem ersten Wellenlager der vorliegenden Erfindung, das Wellenlager 34 entspricht dem zweiten Wellenlager der vorliegenden Erfindung, das Joch 26 entspricht dem ersten geerdeten Element der vorliegenden Erfindung und die Kontaktscheibe 51, der Masseanschluss 50 und das Joch 26 entsprechen dem zweiten geerdeten Element der vorliegenden Erfindung. Zudem entspricht der kreisringförmige Abschnitt 50a dem kreisringförmigen Abschnitt der vorliegenden Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform begrenzt und es versteht sich, dass verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist das Joch ein Element, in welchem die Rotorwelle, die Spule, der Polwender, das erste Wellenlager und das zweite Wellenlager untergebracht sind. Aus diesem Grund kann das Joch eine hohle Struktur aufweisen und es kann in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet sein. Zudem ist ein nach innen gerichteter Flansch an dem Innenumfang des Jochs, das in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, einstückig ausgebildet, und das erste Wellenlager kann durch den nach innen gerichteten Flansch abgestützt sein. Wenn das Joch mit einem nach innen gerichteten Flansch einstückig ausgebildet ist, wird elektrisches Rauschen von der Rotorwelle über das erste Wellenlager und den nach innen gerichteten Flansch an das Joch abgeleitet.
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Zudem kann eine Hülse mit einem nach innen gerichteten Flansch an dem Innenumfang des Jochs als getrenntes Element angebracht sein. In diesem Fall besteht die Hülse aus einem Metallmaterial mit einer Leitfähigkeit. Daher wird elektrisches Rauschen von der Rotorwelle über die Hülse an das Joch abgeleitet. Zusätzlich dazu, dass der Elektromotor eine Leistungsquelle für eine Schiebedachvorrichtung bildet, die an einem Fahrzeug bereitgestellt ist, umfasst der Elektromotor der vorliegenden Erfindung Elektromotoren zur Verwendung als Leistungsquellen für Vorrichtungen wie etwa eine Scheibenwischervorrichtung, eine automatische Schiebetürvorrichtung, eine Fensterhebervorrichtung und dergleichen zur Montage an einem Fahrzeug.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann als Leistungsquelle für Antriebsoperationselement, die in einem Fahrzeug bereitgestellt sind, verwendet werden.