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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen bürstenlosen Motor.
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Stand der Technik
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In den letzten Jahren besteht im Gebiet der Gebläsemotoren für bordeigene Klimaanlagen eine steigende Nachfrage nach bürstenlosen Motoren mit integrierter Platine aus dem Aspekt einer einfachen Steuerung und Befestigung in einem Einbauraum und dergleichen (siehe z. B. Patentliteratur 1). Da der Stator in einem solchen bürstenlosen Motor durch ein hochfrequentes Signal angesteuert wird, entsteht das Problem elektromagnetischer Störstrahlung. Daher ist als Gegenmaßnahme gegen elektromagnetische Störstrahlung deren Abschirmung von Bedeutung, etwa durch Senkung der Schwingungsenergie.
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Zwecks Senkung der Schwingungsenergie sind Maßnahmen gegen die Ausbreitung von elektromagnetischer Störstrahlung durch eine bestimmte Anordnung der Platine oder durch ein Filterelement denkbar. Das Filterelement muss jedoch im AM-Bereich bei niederfrequenter elektromagnetischer Störstrahlung eine ausreichende Größe aufweisen, woraus sich Probleme hinsichtlich zusätzlicher Kosten und der Befestigung in einem Einbauraum ergeben. Daher werden Gegenmaßnahmen ergriffen, welche einen Aufbau zur Abschirmung und Absorption von elektromagnetischer Störstrahlung beinhalten.
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Für eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Störstrahlung werden für ein Motorgehäuse Gegenmaßnahmen durch Einsatz von Materialien getroffen, welche elektromagnetische Wellen absorbieren oder der Motor erhält ein Metallgehäuse. Bei Verwendung eines Bauteils, das elektromagnetische Wellen absorbiert oder eines Metallgehäuses steigen die Materialkosten und Montagearbeitsstunden jedoch an und die Kosten erhöhen sich.
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Quellennachweise
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Japanische Patentveröffentlichung (JP-B) Nr. 4083353
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Die vorliegende Erfindung dient der Lösung der vorgenannten Probleme und die Erfindung sieht einen bürstenlosen Motor vor, der gegen eine vom Stator ausgehende elektromagnetische Störstrahlung eine wirksame Abschirmung bietet und diese absorbieren kann, und zugleich Kosteneinsparungen bietet.
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Problemlösung
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Zur Lösung des vorstehend genannten Problems umfasst ein bürstenloser Motor nach einem Aspekt der Erfindung Folgendes: eine aus Metall gefertigte Welle; ein Rotor mit einem aus Metall gefertigten Rotor-Gehäuse, mit einem außen liegenden Wandteil und einem auf der Welle befestigten oben liegenden Wandteil, und einen Magneten, befestigt an einer inneren Mantelfläche des außen liegenden Wandteils; ein Stator, angebracht im Rotor-Gehäuse und radial gegenüber dem Magneten angeordnet; ein erstes Lager und ein zweites Lager, aus Metall gefertigt und an der Welle montiert; eine aus Metall gefertigte Lagerhalterung, das erste Lager tragend; ein aus Harz gefertigtes Mittelstück, das zweite Lager und den Stator tragend; eine Platine, den Stator ansteuernd; und ein leitfähiges Teil, vorgesehen am Mittelstück und die Lagerhalterung und das zweite Lager auf einem Masseteil der Platine elektrisch verbindend.
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Da das Mittelstück, welches das zweite Lager und den Stator trägt, aus Harz gefertigt ist, lassen sich bei diesem bürstenlosen Motor die Materialkosten im Vergleich zu einem (beispielsweise) aus Metall gefertigten Mittelstück verringern und hierdurch können Kostensenkungen erzielt werden.
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Das Mittelstück beinhaltet zudem ein leitfähiges Teil, welches eine elektrische Verbindung zwischen der Lagerhalterung und dem zweite Lager auf dem Masseteil der Platine herstellt. Dadurch kann Folgendes erreicht werden: eine erste Masseverbindung, gebildet vom Rotor-Gehäuse, der Welle, dem ersten Lager, der Lagerhalterung und dem leitfähigen Teil; und eine zweite Masseverbindung, gebildet vom Rotor-Gehäuse, der Welle, dem zweiten Lager und dem leitfähigen Teil. Demzufolge erhöht sich die Anzahl der Masseverbindungen verglichen mit einem Aufbau, bei dem die Masseverbindung durch das Metall-Rotor-Gehäuse erfolgt, welches den Stator aufnimmt, wodurch vom Stator verursachte elektromagnetische Störstrahlung effektiv abgeschirmt und absorbiert werden kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht einer Konfiguration von einer Hälfte einer Welle eines bürstenlosen Motors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines außen liegenden Teils eines ersten Lagers und eines zweiten Lagers der 1.
- 3 ist eine Unteransicht eines in 1 gezeigten Mittelstücks.
- 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Hauptteils einer Lagerhalterung und des in 1 gezeigten Mittelstücks.
- 5 ist eine Ansicht, die eine erste Masseverbindung und eine zweite Masseverbindung im bürstenlosen Motor der 1 zeigt.
- 6 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer elektrostatischen Kapazität einer elektrostatischen Kopplung und einer Spalte.
- 7 ist ein Längsschnitt, der eine Abwandlung veranschaulicht, wenn dielektrisches Schmierfett zwischen der elektrostatischen Kopplung und der in 1 gezeigten Welle aufgetragen wird.
- 8 ist ein Längsschnitt, der eine Abwandlung veranschaulicht, wenn eine elektrostatische Kopplung auf der Seite des Rotors und eine elektrostatische Kopplung auf der Seite der Platine dem in 1 gezeigten bürstenlosen Motor hinzugefügt werden.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst ein bürstenloser Motor 10: Eine Welle 12; einen Rotor 14; einen Stator 16; ein erstes Lager 18; ein zweites Lager 20; einen Lagerhalter 22; ein Mittelstück 24; und eine Platine 26 (siehe ggf. auch 2 bis 4).
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Die Welle 12 wird aus einer runden Metallstange gebildet. Der Rotor 14 verfügt über ein Rotor-Gehäuse 28 und einen Magnet 30. Das Rotor-Gehäuse 28 ist nach oben hin zylinderförmig ausgebildet und weist einen außen liegenden Wandbereich 32 und einen oben liegenden Wandbereich 34 auf. Die Welle 12 ist innerhalb eines röhrenförmigen Teils 36 verpresst, das in der Mitte des oben liegenden Wandbereichs 34 ausgebildet ist, wobei das Rotor-Gehäuse 28 an der Welle 12 befestigt wird und integral drehbar ist. Das Rotor-Gehäuse 28 ist aus Metall gefertigt und zu der Welle 12 geführt. Der Magnet 30 ist an einer inneren Mantelfläche des außen liegenden Wandbereiches 32 befestigt.
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Der Stator 16 verfügt über einen Statorkern 38, ein Isolatorenpaar 40 und 42, und eine Vielzahl von Wickeldrähten 44. Der Statorkern 38 weist eine Vielzahl von Zähnen 46 auf, die sich radial ausdehnen. Das Isolatorenpaar 40 und 42 ist am Statorkern 38 von beiden axialen Seiten des Statorkerns 38 montiert und isoliert je eine Oberfläche des Statorkerns 38. Die Wickeldrähte 44 sind um die jeweiligen Zähne 46 über die Isolatorenpaare 40 und 42 gewickelt. Dieser Stator 16 wird im Rotor-Gehäuse 28 radial gegenüber dem Magneten 30 angebracht. Im Inneren eines außen liegenden Teils des Stators 16 wird ein aus Gummi gefertigter Schwingungsdämpfer 48 an einer geeigneten Position in umlaufender Richtung montiert.
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Für jeweils das erste Lager 18 und das zweite Lager 20 wird, zum Beispiel, ein Kugellager verwendet. Das erste Lager 18 besitzt einen Innenring 50, einen Außenring 52 und einen Wälzkörper 54. Gleichermaßen besitzt auch das zweite Lager 20 einen Innenring 60, einen Außenring 62 und einen Wälzkörper 64. Der Innenring 50, der Außenring 52 und der Wälzkörper 54 des ersten Lagers 18 sind aus Metall gefertigt. Gleichermaßen sind auch der Innenring 60, der Außenring 62 und der Wälzkörper 64 des zweiten Lagers 20 aus Metall gefertigt.
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Im ersten Lager 18 werden der Innenring 50 und der Außenring 52 über den Wälzkörper 54 geführt. Im zweiten Lager 20 werden der Innenring 60 und der Außenring 62 über den Wälzkörper 64 geführt. Dieses erste Lager 18 und das zweite Lager 20 werden in einem gewissen Abstand von einander in Achsenrichtung der Welle 12 angebracht. Die Welle 12 wird in jeden der Innenringe 50 und 60 eingepresst, wobei das erste Lager 18 und das zweite Lager 20 an der Welle 12 montiert werden.
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Der Lagerhalter 22 verfügt über einen Träger 70 und einen zylindrischen Bereich 72. Der Träger 70 ist ringförmig ausgebildet und weist einen größeren Durchmesser als der zylindrische Bereich 72 auf. Das erste Lager 18 wird in diesen Träger 70 eingepresst und vom Träger 70 aufgenommen. Dieser Träger 70 befindet sich auf einer Seite in Achsenrichtung des Stators 16. Der Lagerhalter 22 ist aus Metall gefertigt und dieser Lagerhalter 22 wird zum Außenring 52 des ersten Lagers 18 abgeleitet. Der zylindrische Teil 72 ist koaxial am Träger 70 vorgesehen und erstreckt sich vom Träger 70 zur Seite des zweiten Lagers 20. Die Welle 12 wird im zylindrischen Teil 72 eingeschoben.
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Das Mittelstück 24 ist aus Harz gefertigt und verfügt über ein Mittelteil 74 und ein plattenähnliches Teil 76. Das Mittelteil 74 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form und ist an der Mitte des Mittelstücks 24 ausgebildet. Der zylindrische Teil 72 des vorstehend beschriebenen Lagerhalters 22 wird im Mittelteil 74 eingepresst und der Lagerhalter 22 wird vom Mittelstück 24 (Mittelteil 74) getragen. Das Mittelteil 74 wird in den Statorkern 38 eingefügt und ist ringförmig. Das plattenähnliche Teil 76 ist mit einer im Wesentlichen flachen Plattenform ausgebildet, wobei die Dickenrichtung in einer Achsenrichtung des Mittelteils 74 verläuft. Dieses plattenähnliche Teil 76 ist am Sockel des Mittelteils 74 und gegenüber einer Öffnung 78 des Rotor-Gehäuses 28 ausgebildet.
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Im Mittelteil 74 ist ein Sockel 80 ausgebildet, der sich auf der anderen Seite in Achsenrichtung des Stators 16 befindet, und der aus Gummi gefertigte Schwingungsdämpfer 48, welcher an der vorstehend beschriebenen Innenfläche des Stators 16 montiert wird, ist zwischen dem Träger 70 und dem Sockel 80 von beiden Seiten in Achsenrichtung angebracht und befestigt. Demzufolge wird der Stator 16 vom Lagerhalter 22 getragen und das Mittelstück 24 wird vom aus Gummi gefertigten Schwingungsdämpfer 48 getragen.
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Am unteren Ende des Mittelteils 74 ist ein Gehäuseteil 82 ausgebildet, welches eine vertiefte Form aufweist und sich zu einer Seite gegenüber dem Träger 70 öffnet. Das Gehäuseteil 82 hat eine untere Wandfläche 84 und eine Außenwandfläche 86 (siehe 2). Das zweite Lager 20 im Gehäuseteil 82 eingepresst, wobei das zweite Lager 20 vom Mittelteil 74 des Mittelstücks 24 getragen wird.
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Die Platine 26 dient der Ansteuerung des Stators 16 und ist an einer gegenüberliegenden Seite des Stators 16 mit Bezug auf das plattenähnliche Teil 76 angebracht. Diese Platine 26 weist einen Platinenkörper 90 und eine Vielzahl von elektronischen Komponenten auf, die auf dem Platinenkörper 90 montiert werden. Die Vielzahl der elektronischen Komponenten umfasst beispielsweise ein Schaltelement, das mit der Vielzahl der Wickeldrähte 44 elektrisch verbunden ist und eine Richtung des Stromflusses durch die Vielzahl der Wickeldrähte 44 regelt, sowie ein Steuerelement, welches die Schaltweise dieses Schaltelements steuert, und dergleichen. Auf der Oberfläche des Platinenkörpers 90 ist ein Masseteil 92 (GND) vorgesehen.
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Im vorstehend beschriebenen Mittelstück 24 ist eine leitfähige galvanische Beschichtung 94 auf einer inneren Mantelfläche 74A des Mittelteils 74 sowie auf einer Fläche des plattenähnlichen Teils 76 auf der dem Stator 16 gegenüberliegenden Seite des plattenähnlichen Teils 76A aufgetragen (siehe hierzu auch 3). In den 1 und 2 wird die galvanische Beschichtung 94 durch eine zwei-punktige Linie veranschaulicht. Diese galvanische Beschichtung 94 hat Kontakt mit einer äußeren Mantelfläche des zylindrischen Teils 72 des Lagerhalters 22 auf der Innenmantelfläche 74A des Mittelteils 74 und hat Kontakt mit dem Masseteil 92 der Platine 26 am Anschlussteil 96 des plattenähnlichen Teils 76 des Mittelstücks 24. Der Lagerhalter 22 und das Masseteil 92 werden über diese galvanische Beschichtung 94 elektrisch verbunden.
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Wie in 2 gezeigt, liegt die untere Wandfläche 84 des Gehäuseteils 82 gegenüber dem Außenring 62 des zweiten Lagers 20 mit einem Spalt in Achsenrichtung, und ein aus Metall gefertigtes Verspannungsteil 98 wird zwischen der unteren Wandfläche 84 und dem Außenring 62 angebracht. Dieses Verspannungsteil 98 kann beispielsweise eine Scheibe sein und verspannt den Außenring 62 des zweiten Lagers 20 gegen die untere Wandfläche 84.
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Die vorstehend beschriebene galvanische Beschichtung 94 erstreckt sich über die untere Wandfläche 84 und die Außenwandfläche 86 des Gehäuseteils 82. Die galvanische Beschichtung der unteren Wandfläche 84 hat Kontakt mit dem Verspannungsteil 98, und die galvanische Beschichtung der Außenwandfläche 86 hat Kontakt mit der äußeren Mantelfläche des Außenrings 62 des zweiten Lagers 20. Zudem werden das vorstehend beschriebene zweite Lager 20 und das Masseteil 92 über das Verspannungsteil 98 und die galvanische Beschichtung 94 elektrisch verbunden.
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Wie in den 1, 2, und 4 gezeigt, verfügt das Mittelstück 24 über ein Anschlussteil 102. Dieses Anschlussteil 102 verfügt über einen ersten ringförmigen Abschnitt 104, einen zweiten ringförmigen Abschnitt 106 und einen gürtelförmigen Abschnitt 108.
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Wie in 4 gezeigt, wird der erste ringförmige Abschnitt 104 an einem Ende des Anschlussteils 102 ausgebildet. Dieser erste ringförmige Abschnitt 104 ist entlang einer Peripherie eines Abschlussteils des zylindrischen Teils 72 auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers 70 vorgesehen. An der unteren Wandfläche 84 ist eine ringförmige Rille 110 vorgesehen, die entlang der Peripherie des zylindrische Teils 72 verläuft, und der erste ringförmige Abschnitt 104 wird von der ringförmigen Rille 110 aufgenommen.
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Am Abschlussteil des zylindrischen Teils 72 auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers 70 sind eine Vielzahl von gesenkgeschmiedeten Stücken 112 ausgebildet. Durch das Gesenkschmieden werden diese gesenkgeschmiedeten Stücke 112 in Richtung der Seite der unteren Wandfläche 84 gebogen, der erste ringförmige Abschnitt 104 wird zwischen dem gesenkgeschmiedeten Stück 112 und einer ringförmigen Rille 110 auf der unteren Wandfläche 84 angeordnet. Infolge der Anordnung des ersten ringförmigen Abschnitts 104 zwischen dem gesenkgeschmiedeten Stück 112 und der ringförmigen Rille 110 hat dieser erste ringförmige Abschnitt 104 engen leitenden Kontakt zum Lagerhalter 22, einschließlich des zylindrischen Teils 72.
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Der zweite ringförmige Abschnitt 106 wird an einem anderen Ende des Anschlussteils 102 ausgebildet. Dieser zweite ringförmige Abschnitt 106 wird am zylindrischen Verbindungsteil 96 angebracht, welches aus dem plattenähnlichen Teil 76 herausragt. Der gürtelförmige Abschnitt 108 verläuft in einer Gürtelform und verbindet den ersten ringförmigen Abschnitt 104 und den zweiten ringförmigen Abschnitt 106. Auf der unteren Wandfläche 84 und der Außenwandfläche 86 des Gehäuseteils 82 ist eine Rille 114 ausgebildet, und der gürtelförmige Abschnitt 108 wird von der Rille 114 aufgenommen. Dann werden das Anschlussteil 102 mit dem ersten ringförmigen Abschnitt 104, dem zweiten ringförmigen Abschnitt 106, dem gürtelförmigen Abschnitt 108, dem Lagerhalter 22 und dem Masseteil 92 elektrisch verbunden.
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Wie in 2 gezeigt, bilden in der vorliegenden Ausführungsform der vorstehend beschriebene Lagerhalter 22 und das Mittelteil 74 des Mittelstücks 24 eine Lagerhalterung 118. Wie vorstehend beschrieben, ist der Lagerhalter 22 vollständig aus Metall gefertigt, und die galvanische Beschichtung ist auf der Innenmantelfläche des Mittelteils 74 aufgetragen. Dies bewirkt die Leitfähigkeit eines inneren Peripherieabschnitts des Lagergehäuses 118, welches vom Lagerhalter 22 und dem Mittelteil 74 geformt wird. Der innere Peripherieabschnitt des Lagergehäuses 118 ist so konfiguriert, eine innere Mantelfläche des Trägers 70, den zylindrischen Teil 72 des Lagergehäuses 22, und eine innere Mantelfläche des Gehäuseteils 82 aufzuweisen. Zudem bilden das Anschlussteil 102 und die galvanische Beschichtung 94 ein leitfähiges Teil 120, das elektrisch mit dem inneren Peripherieabschnitt des Lagergehäuses 118 und des Masseteils 92 verschaltet ist (siehe 1).
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Nach dieser Ausführungsform, wie in 5 gezeigt, wird der vorstehend beschriebene leitfähige Aufbau wie folgt gebildet: eine erste Masseverbindung 130, gebildet durch das Rotor-Gehäuse 28, die Welle 12, das erste Lager 18 und die Lagerhalterung 118 und das leitfähige Teil 120; sowie eine zweite Masseverbindung 132, gebildet durch das Rotor-Gehäuse 28, die Welle 12, das zweite Lager 20 und das leitfähige Teil 120.
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Die Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit des bürstenlosen Motors 10 kann durch Senkung der Impedanz zwischen dem Masseteil 92 und dem Rotor-Gehäuse 28 und der Welle 12 erreicht werden.
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Das erste Lager 18 und das zweite Lager 20 sind hier Kugellager mit jeweils einem Innenring, einem Außenring und einem Wälzkörper. Da in der Regel dielektrisches Schmierfett zwischen gleitenden Teilen von Kugellagern verwendet wird, sind die gleitenden Teile der Kugellager elektrisch untereinander gekoppelt. Daher stellen das erste Lager 18 und das zweite Lager 20 gleichwertige Schaltungen aus Bauteilen mit einem elektrischen Widerstand und Bauteilen mit einer elektrostatischen Kapazität dar. Durch Senkung des elektrischen Widerstands dieses ersten Lagers 18 und des zweiten Lagers 20 lässt sich die elektromagnetische Verträglichkeit verbessern. Der elektrische Widerstand der Kugellager mit dem verschiebbaren Teil kann jedoch nur bis zu einer gewissen Grenze abgesenkt werden.
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Daher wird nach der vorliegenden Ausführungsform ein Aufbau gewählt, bei dem ein Abschnitt zwischen dem ersten Lager 18 und dem zweiten Lager 20 in dem inneren Peripherieabschnitt des Lagergehäuses 118, etwa zum Beispiel der zylindrische Teil 72 des Lagergehäuses 22, eng gegenüber der Welle 12 in radialer Richtung entgegengesetzt angeordnet ist. Dadurch dient dieser zylindrische Teil 72 als elektrostatische Kopplung 122, die elektrostatisch mit der Welle 12 gekoppelt ist.
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Diese elektrostatische Kopplung 122 (der zylindrische Teil 72) ist nahe der Welle 12 angeordnet und näher an der Welle 12 angeordnet als die jeweiligen Außenringe 52 und 62 des ersten Lagers 18 und des zweiten Lagers 20. Die elektrostatische Kopplung 122 verläuft ferner linear entlang der Welle 12 von einem axialen Ende zum anderen axialen Ende der elektrostatischen Kopplung 122. Demzufolge ist die elektrostatische Kopplung 122 an der Welle 12 von einem axialen Ende zu einem anderen axialen Ende der elektrostatischen Kopplung 122 elektrostatisch gekoppelt.
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6 zeigt eine Beziehung zwischen einer elektrostatischen Kapazität C[pF] der elektrostatischen Kopplung 122 und einem Spalt d [mm]. Der Spalt d entspricht einem Abstand zwischen der elektrostatischen Kopplung 122 und der Welle 12, und entspricht einer Stärke eines Dielektrikums. Die elektrostatische Kapazität C kann gemäß der Formel C = ε × S/d (ε: Dielektrizitätskonstante, S: Elektrodenbereich, d: dielektrische Stärke) durch Verringerung des Spalts (Stärke des Dielektrikums) d erhöht werden. Nach der vorliegenden Ausführungsform wird der Spalt (die Stärke des dielektrischen Materials) zwischen der elektrostatischen Kopplung 122 und der Welle 12 so gewählt, dass der Spalt kleiner gleich d 1 ist, um die gewünschte elektrostatische Kapazität C zu erhalten.
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Im Folgenden werden Arbeitsweise und Wirkung einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Wie vorstehend im Einzelnen beschrieben, wird beim bürstenlosen Motor 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung das Anschlussteil 24, welches das zweite Lager 20 und den Stator 16 aufnimmt, aus Harz gefertigt. Die Materialkosten können daher im Vergleich zu einem (beispielsweise) aus Metall gefertigten Mittelstück 24 verringert werden und hierdurch kann eine Kostensenkung erzielt werden.
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Das Mittelstück 24 sieht zudem ein leitfähiges Teil 120 (galvanische Beschichtung 94 des Anschlussteils 102) vor, welches den Lagerhalter 22 und das zweite Lager 20 mit dem Masseteil 26 der Platine elektrisch verbindet. Dadurch kann, wie in 5 gezeigt, Folgendes erreicht werden: die erste Masseverbindung 130, gebildet durch das Rotor-Gehäuse 28, die Welle 12, das erste Lager 18, den Lagerhalter 22 und das leitfähige Teil 120; und die zweite Masseverbindung 132, gebildet durch das Rotor-Gehäuse 28, die Welle 12, das zweite Lager 20 und das leitfähige Teil 120. Demzufolge erhöht sich die Anzahl der Masseverbindungen verglichen mit einem Aufbau, bei dem die Masseverbindung 92 durch das Metall-Rotor-Gehäuse 28 erfolgt, welches den Stator 16 aufnimmt, wodurch vom Stator 16 verursachte elektromagnetische Störstrahlung effektiv abgeschirmt und absorbiert werden kann.
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Da das leitfähige Teil 120 außerdem einfach aufgebaut ist, nämlich aus der galvanischen Beschichtung 94 und dem Anschlussteil 102, können weitere Kostensenkungen erzielt werden.
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Im vorstehend beschriebenen bürstenlosen Motor 10 nach der Ausführungsform der Erfindung werden die erste Masseverbindung 130 und die zweite Masseverbindung 132 gebildet, und die Anzahl der Masseverbindungen wird erhöht, so dass die Impedanz zwischen dem Masseteil 92 und dem Rotor-Gehäuse 28 und der Welle 12 abgesenkt werden kann.
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Zwischen dem ersten Lager 18 und dem zweiten Lager 20 in dem inneren Peripherieabschnitt des Lagergehäuses 118 bildet sich die elektrostatische Kopplung 122, die radial der Welle 12 entgegengesetzt und elektrostatisch mit der Welle 12 gekoppelt ist. Demzufolge wird ein Bauteil mit einer elektrostatischen Kapazität 124 in Form einer Parallelschaltung zwischen der ersten Masseverbindung 130 und der zweiten Masseverbindung 132 verwendet, wodurch sich die Impedanz zwischen dem Masseteil 92 und dem Rotor-Gehäuse 28 und der Welle 12 verringern lässt.
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Wie vorstehend beschrieben kann auch bei Abgabe einer elektromagnetischen Störstrahlung vom Stator 16 ein durch den Rotor 14 und der Welle 12 induziertes Potential wirksam an das Masseteil 92 (GND) der Platine 26 induziert werden, wodurch sich die elektromagnetische Verträglichkeit des bürstenlosen Motors 10 verbessern lässt.
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Der zylindrische Teil 72 des Lagergehäuses 22 liegt der Welle 12 in radialer Richtung eng gegenüber und dieser zylindrische Teil 72 dient als elektrostatische Kopplung 122, elektrostatisch mit der Welle 12 gekoppelt. Daher ist es nicht notwendig, eigens eine Form oder eine ähnliche Form wie dem ursprünglichen zylindrischen Teil 72 abzuändern, um die elektrostatische Kopplung 122 zu erhalten, wodurch eine Kostensteigerung vermieden werden kann. Da der zylindrische Teil 72 sich außerdem linear entlang der Welle 12 erstreckt, kann ein entgegengesetzter Bereich zwischen der elektrostatischen Kopplung 122 und der Welle 12 ausreichend befestigt werden. Da der Arbeitsweg der elektrostatischen Kopplung 122 durch Ausbildung der elektrostatischen Kopplung 122 auf einem Teil des Lagergehäuses 118, welches das erste Lager 18 und das zweite Lager 20 aufnimmt, reduziert werden kann, lässt sich ein Spalt zwischen der elektrostatischen Kopplung 122 und der Welle 12 verringern.
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Da diese elektrostatische Kopplung 122 (der zylindrische Teil 72) nahe der Welle 12 angeordnet ist und näher an der Welle 12 angeordnet ist als die jeweiligen Außenringe 52 und 62 des ersten Lagers 18 und des zweiten Lagers 20, lässt sich ein Spalt zwischen der elektrostatische Kopplung 122 und der Welle 12 verringern. Dadurch kann die Stärke d des Dielektrikums gemäß der Formel, Elektrostatische Kapazität C = ε × S/d (ε: Dielektrizitätskonstante, S: Elektrodenfläche, d: dielektrische Stärke) verringert werden. Demzufolge kann die elektrostatische Kapazität C des Bauteils mit einer elektrostatischen Kapazität 124 zwischen der ersten Masseverbindung 130 und der zweiten Masseverbindung 132 erhöht werden, und somit kann die Impedanz zwischen dem Masseteil 92 und dem Rotor-Gehäuse 28 und der Welle 12 weiter verringert werden.
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Die elektrostatische Kopplung 122 erstreckt sich linear entlang der Welle 12, und die elektrostatische Kopplung 122 ist von einem axialen Ende zu einem anderen axialen Ende mit der Welle 12 elektrostatisch verbunden. Dies ermöglicht die Vergrößerung der Elektrodenfläche S gemäß der Formel, Elektrostatische Kapazität C = ε × S/d (ε: Dielektrizitätskonstante, S: Elektrodenfläche, d: dielektrische Stärke). Demzufolge kann die elektrostatische Kapazität C des Bauteils mit einer elektrostatischen Kapazität 124 zwischen der ersten Masseverbindung 130 und der zweiten Masseverbindung 132 erhöht werden, und somit kann die Impedanz zwischen dem Masseteil 92 und dem Rotor-Gehäuse 28 und der Welle 12 weiter verringert werden.
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Im Folgenden werden Abwandlungen einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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In der vorstehenden Ausführungsform befindet sich Luft zwischen der elektrostatischen Kopplung 122 und der Welle 12. Wie in 1 gezeigt, kann jedoch auch dielektrisches Schmierfett 140 zwischen der elektrostatischen Kopplung 122 und der Welle 12 aufgetragen werden.
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Mit einer solchen Konfiguration kann die Dielektrizitätskonstante gemäß der Formel, Elektrostatische Kapazität C = ε × S/d (ε: Dielektrizitätskonstante, S: Elektrodenfläche, d: dielektrische Stärke), erhöht werden. Demzufolge kann auch die elektrostatische Kapazität C des Bauteils mit einer elektrostatischen Kapazität 124 (siehe 5) zwischen der ersten Masseverbindung 130 und der zweiten Masseverbindung 132 erhöht werden, und somit kann die Impedanz zwischen dem Masseteil 92 und dem Rotor-Gehäuse 28 und der Welle 12 weiter verringert werden.
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Wie in 8 gezeigt, kann nach der vorstehend genannten Ausführungsform auf der Seite des Rotors eine elektrostatische Kopplung 142 auf einer Seite in Achsenrichtung des Lagergehäuses 118 (mit dem aus Metall gefertigten Lagerhalter 22) gebildet werden. Die auf der Seite des Rotors befindliche elektrostatische Kopplung 142 ist axial dem oben liegenden Wandbereich 34 des Rotor-Gehäuses 28 entgegengesetzt und mit dem oben liegenden Wandbereich 34 elektrostatisch gekoppelt. Diese auf der Seite des Rotors befindliche elektrostatische Kopplung 142 ist im Lagerhalter 22 ausgebildet und damit elektrisch mit dem zylindrischen Teil 72 des Lagergehäuses 22 verbunden, das heißt, mit dem inneren Peripherieabschnitt des Lagergehäuses 118.
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Durch diese Konfiguration kann die Impedanz zwischen dem Masseteil 92 und dem Rotor-Gehäuse 28 und der Welle 12 verringert werden, da die auf der Seite des Rotors befindliche elektrostatische Kopplung 142 mit dem oben liegenden Wandbereich 34 des Rotor-Gehäuses 28 elektrostatisch gekoppelt ist, wodurch sich die elektromagnetische Verträglichkeit des bürstenlosen Motors 10 weiter verbessern lässt.
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Wie in 8 gezeigt, kann nach der vorstehenden Ausführungsform die Platine 26 einen Metallkragen 144 aufweisen. Dieser Metallkragen 144 verfügt auf der Seite der Platine über eine elektrostatische Kopplung 146 und ein Platinenanschlussteil 148. Die auf der Seite der Platine befindliche elektrostatische Kopplung 146 ist radial der Welle 12 entgegengesetzt und elektrostatisch mit der Welle 12 gekoppelt und mit dem Platinenanschlussteil 148 integriert. Das Platinenanschlussteil 148 wird mit dem Masseteil 92 über eine Verdrahtung oder Ähnliches auf der Fläche des Platinenkörpers elektrisch verbunden.
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Durch diese Konfiguration kann die Impedanz zwischen dem Masseteil 92 und dem Rotor-Gehäuse 28 und der Welle 12 verringert werden, da die auf der Seite der Platine befindliche elektrostatische Kopplung 146 mit der Welle 12 elektrostatisch gekoppelt ist, wodurch sich die elektromagnetische Verträglichkeit des bürstenlosen Motors 10 weiter verbessern lässt.
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Nach der vorstehenden Ausführungsform ist die elektrostatische Kopplung 122 vorzugsweise von einem axialen Ende bis zum anderen axialen Ende des zylindrischen Teils 72 des Lagerhalters 22 ausgebildet, wobei die elektrostatische Kopplung 122 jedoch teilweise in Achsenrichtung des zylindrischen Teils 72 ausgebildet werden kann.
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Nach der vorstehenden Ausführungsform ist das Mittelstück 74 aus Harz gefertigt, wobei das Mittelstück 74 auch aus Metall gefertigt sein kann. Somit kann die Lagerhalterung 118, gebildet aus dem Lagerhalter 22 und dem Mittelteil 74 des Mittelstücks 22, eine volle Leitfähigkeit aufweisen. Das heißt, nicht nur der innere Peripherieabschnitt des Lagergehäuses 118 ist leitfähig, sondern das gesamte Lagergehäuse 118 ist ebenfalls leitfähig.
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In einem Fall, in dem die Lagerhalterung 118 völlig leitfähig ist, wird vom leitfähigen Teil 120 nicht nur der innere Peripherieabschnitt des Lagergehäuses 118 und das Masseteil 92, sondern auch der innere Peripherieabschnitt des Lagergehäuses 118 und der andere Teil des Masseteils 92 elektrisch verbunden.
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Nach der vorstehenden Ausführungsform umfasst das leitfähige Teil 120 sowohl die galvanische Beschichtung 94 und das Anschlussteil 102, wobei das leitfähige Teil 120 entweder nur eine galvanische Beschichtung 94 oder aber nur das Anschlussteil 102 aufweisen kann.
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Das leitfähige Teil 120 ist vorzugsweise wie vorstehend beschrieben konfiguriert, wobei eine beliebige Konfiguration übernommen werden kann, solange mindestens der innere Peripherieabschnitt des Lagergehäuses 118 elektrisch an das Masseteil Teil 92 der Platine 26 angeschlossen wird.
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Nach der vorstehenden Ausführungsform werden Kugellager für das erste Lager 18 und das zweite Lager 20 verwendet, wobei auch Lager eines anderen Typs als Kugellager für das erste Lager 18 und das zweite Lager 20 verwendet werden können, etwa Gleitlager.
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Vorstehend wurde eine einzige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Erfindung beschränkt sich jedoch selbstverständlich nicht nur auf die obige Ausführungsform, sondern Abwandlungen sind möglich, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.
