ITBO20060477A1 - Struttura di supporto per motori elettrici. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALEdal titolo:

STRUTTURA DI SUPPORTO PER MOTORI ELETTRICI.

La presente invenzione concerne una struttura di supporto per motori elettrici, in particolare per motori elettrici a corrente continua di piccola potenza, del tipo a nuclei polari statorici a magneti permanenti. Sono note strutture di supporto per motori elettrici definite da un coperchio di materiale plastico isolante, conformato a piatto, che funge, oltre che da semiguscio di chiusura del motore, anche da elemento unico di supporto dei principali elementi costitutivi del motore. In particolare, tale coperchio supporta l'albero, il collettore, le sedi portainduttanze, i nuclei polari statorici ed i cannotti portaspazzole. Queste strutture di supporto consentono la realizzazione di motori elettrici di ridotti ingombri longitudinali, vantaggiosamente utilizzabili, ad esempio, nel campo automobilistico per la movimentazione di componenti alloggiati in vani di ridotte dimensioni, quali ventole di raffreddamento, ventilatori, alzacristalli, ecc.

L’assemblaggio di un motore provvisto di una struttura di supporto del tipo sopra descrìtto è abbastanza semplice, tuttavia alcune operazioni di montaggio richiedono necessariamente l'intervento manuale di un operatore, risultando così piuttosto lente e costose. In particolare, all’operatore è richiesto il montaggio manuale dei cannotti portaspazzole e delle sedi portainduttanze, e la realizzazione manuale, mediante la chiusura di morsetti o mediante saldatura, delle connessioni elettriche di spazzole, induttanze, condensatori e componenti elettrici in generale. Peraltro, i cannotti portaspazzole, la cui produzione prevede il ripiegamento a tubo di rispettive piastre di ottone, risultano di per se piuttosto costosi.

Scopo della presente invenzione è realizzare una struttura di supporto per motori elettrici che consenta di contenere i costi di produzione del relativo motore.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una struttura di supporto per motori elettrici la quale comprende le caratteristiche presenti in una qualsiasi delie rivendicazioni di seguito riportate.

L’invenzione verrà ora descritta, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 è una vista prospettica anteriore di una prima forma di realizzazione della struttura di supporto per motori elettrici secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica posteriore, con alcune parti non illustrate per meglio evidenziarne altre, della struttura di supporto di figura 1 ;

- la figura 3 è una vista frontale parziale di una seconda forma di realizzazione della struttura di supporto per motori elettrici secondo la presente invenzione;

- la figura 4 è una vista laterale schematica di una terza forma di realizzazione della struttura di supporto per motori elettrici secondo la presente invenzione;

- la figura 5 è una vista prospettica schematica della struttura di supporto della figura 4;

- la figura 6 è una vista prospettica schematica di un particolare della struttura di supporto delle figure 4 e 5.

Nelle figure 1, 2, 4 e 5 con il numero 1 di riferimento è indicata una struttura di supporto o supporto destinata a motori 2 elettrici o in generale a macchine elettriche rotanti del tipo comprendente un gruppo statore ed un gruppo rotore.

Preferita applicazione della struttura 1 di supporto è per motori 2 elettrici a corrente continua di piccola potenza, del tipo a nuclei polari statorici a magneti permanenti.

La struttura 1 comprende un unico elemento 3 di supporto per una pluralità di elementi costitutivi del motore 2.

In particolare, il motore 2 comprende un collettore 4, illustrato in linea tratteggiata, e l’elemento 3 di supporto porta delle spazzole 5 di alimentazione del collettore 4, delle induttanze 6 e delle piste circuitali 7 e 8 di interconnessione e alimentazione delle spazzole 5 e delle induttanze 6. L’elemento 3 di supporto è conformato è realizzato in materiale plastico isolante. Precisamente, l’elemento 3 di supporto è realizzato perstampaggio in pezzo unico di un polimero termoplastico caricato con fibra di vetro, in particolare con una percentuale di fibra di vetro compresa fra il 30% ed il 35%. L'elemento 3 di supporto presenta una prima faccia 3a destinata a rivolgersi, nel motore 2, verso il gruppo rotante ed una seconda faccia 3b destinata a rivolgersi, nel motore 2, da banda opposta al gruppo rotante.

L’elemento 3 di supporto presenta un foro 30 centrale per il passaggio del collettore 4. Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2 l’elemento 3 di supporto presenta dei cannotti 9 ergentisi dalla faccia 3b dell'elemento 3.

Secondo quanto illustrato nelle figure 4 e 5 l’elemento 3 di supporto presenta i cannotti 9 ergentisi dalla faccia 3a dell'elemento 3.

I cannotti 9 sono atti in generale ad accogliere e supportare, ciascuno, una rispettiva spazzola 5. I cannotti 9 sono uniformemente distribuiti attorno all’asse 10 centrale del collettore 4, dal quale si dipartono radialmente secondo rispettive direzioni D, e costituiscono parte integrante dell'elemento 3 di supporto in quanto ottenuti in pezzo unico con quest’ultimo durante il processo di stampaggio.

Si osservi che nell’esempio illustrato nelle figure 1 e 2 il supporto 1 presenta quattro cannotti 9 con le relative spazzole 5 mentre nell’esempio illustrato nelle figure 4 e 5 il supporto 1 presenta due cannotti 9 per le relative spazzole 5, essendo destinato ad un motore 2, non illustrato, di potenza ridotta rispetto al precedente. Per assicurare un corretto smaltimento del calore proveniente dalle spazzole 5, i cannotti 9 sono provvisti di fori 11 , 12 di ventilazione.

Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2 i fori 11 di ventilazione sono previsti sul fondo dell’elemento 3 di supporto in forma di tre feritoie parallele alla direzione D e fra loro affiancate.

I fori 12 di ventilazione sono invece disposti sulla faccia del cannotto 9 opposta al fondo dell'elemento 3 di supporto, in forma di tre aperture, sostanzialmente rettangolari, allineate nella direzione D.

Secondo quanto illustrato nelle figure 4 e 5, i fori 11 di ventilazione sono sottoforma di feritoie longitudinali praticate nelle pareti laterali dei cannotti 9 stessi. Si osservi che tali feritoie longitudinali sono altresì preferibilmente previste per il passaggio di trecce metalliche di alimentazione delle spazzole 5.

Secondo quanto illustrato nelle figure 4 e 5, l’elemento 3 di supporto presenta una pluralità di fori 100 passanti per lo smaltimento del calore. All'interno di ciascun cannotto 9 la rispettiva spazzola 5 è spinta verso il collettore 4 da una molla 13 elicoidale, la quale è compressa, in battuta, da un elemento 14 di chiusura che è fissato ad incastro all’estremità del cannotto 9 opposta al collettore 4.

Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2, i cannotti 9 sono disposti radialmente r ispetto a ll’asse 1 0 d el m otore 2 e l e s pazzole 5 sono spinte radialmente verso il collettore 4.

Convenientemente anche gli elementi 14 di chiusura sono realizzati con lo stesso materiale con cui è realizzato l'elemento 3 di supporto.

Con particolare riferimento alla figura 5, si osserva che l’elemento 14 è previsto per proteggere le spazzole 5 ed il relativo cannotto 9 dall’intrusione di elementi esterni, provenienti eventualmente dall’esterno del motore.

L’elemento 3 di supporto presenta, come parte integrante di esso, delle sedi 15 atte ad accogliere e supportare le rispettive induttanze 6. Le sedi 15 sono preferibilmente fra loro diametralmente opposte; ciascuna di esse è inoltre preferibilmente disposta fra due cannotti 9 adiacenti. Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2, ciascuna sede 15 è definita da una appendice dell'elemento 3 di supporto conformata a L.

Secondo le varianti illustrate nelle figure 3, 4 e 5, nelle quali i cannotti 9 sono inclinati rispetto alla parete maggiore di fondo dell’elemento 3 di supporto, le sedi 15 per le induttanze 6 sono definite da rispettive appendici esterne dei cannotti 9. I n particolare, tali appendici sono sostanzialmente conformate a U per trattenere la rispettiva induttanza 6.

Con particolare riferimento alla figura 2, in corrispondenza della faccia opposta a quella sulla quale sono definite le sedi 15, ovvero sulla faccia 3a, Γ elemento 3 di supporto presenta, anche in questo caso come parte integrante di esso, ossia ottenute direttamente nel processo di stampaggio delle sedi 16 e 17 di accoglimento e supporto delle citate piste circuitali 7 e 8.

Dalla parte opposta delle sedi 16 e 17, l’elemento 3 d i supporto è conformato in modo da definire delle sedi 18, o piazzole, atte ad accogliere rispettivi punti di saldatura. Ciascuna sede 18 è aperta sul fondo, in corrispondenza della rispettiva pista circuitale 7, 8 per consentire la saldatura a quest'ultima di un terminale elettrico di una spazzola 5 o di una induttanza 6. Vantaggiosamente, alle sedi 18 destinate alla saldatura dei terminali elettrici delle spazzole 5 sono associati dei mezzi 19 di bloccaggio per disporre e fissare, all'interno di tali sedi 18 ed in posizione pronta per la saldatura, i terminali elettrici delle spazzole 5. In tal modo, una volta bloccati tutti i terminali elettrici da saldare nelle rispettive sedi 18 e nelle posizioni corrette, la saldatura può essere condotta velocemente ed in modo automatico, saldando i terminali a mezzo di un elettrosaldatore robotizzato di tipo sostanzialmente noto non facente parte della presente invenzione.

I mezzi 19 di bloccaggio comprendono una parete 20 semicircolare, la quale circonda almeno in parte la rispettiva sede 18 ed è provvista centralmente d i u na gola 21 atta ad accogliere ed a trattenere per incastro il terminale elettrico della rispettiva spazzola 5.

Con riferimento alla figura 5 è opportuno osservare che le citate sedi 18 conformate per alloggiare i punti di saldatura necessari al montaggio sul supporto 1 delle trecce delle spazzole 5, sono previste anche per ulteriori componenti elettrici, sostanzialmente noti, necessari al funzionamento del motore 2, come le induttanze 6.

Le sedi 18 sono disposte in corrispondenza della faccia 3a dell’elemento di supporto 3.

Analogamente a quanto sopradescritto con riferimento al supporto 1 delle figure 1 e 2, sono previsti i mezzi 19 di bloccaggio per disporre e fissare, all'interno delle sedi 18 ed in posizione pronta perla saldatura, i terminali elettrici dei relativi componenti.

E’ opportuno osservare che la struttura 1 illustrata comprende dei mezzi 22 di ancoraggio per dei mezzi 23 di messa a massa del motore. In particolare, i mezzi 22 di ancoraggio sono definiti da una pluralità di paratie o linguette 24 realizzate in corpo unico per stampaggio con il l’elemento di supporto 3.I mezzi 24 di messa a massa comprendono in particolare un connettore elettrico 25 passante attraverso il supporto 1 e le paratie 24 sono opportunamente posizionate e sagomate per trattenere il connettore 25.

Vantaggiosamente, i mezzi 24 di messa a massa sono opportunamente conformati per impegnarsi con i citati mezzi 23 di ancoraggio.

Nella preferita forma realizzativa illustrata in particolare nella figura 5, l’unico elemento 3 di supporto presenta un alloggiamento 26 per un dispositivo 27 di protezione termica di tipo sostanzialmente noto e normalmente previsto nei motori per proteggerli da innalzamenti indesiderati della temperatura.

L’alloggiamento 26 comprende una parete 28 opportunamente conformata per trattenere il dispositivo 27. Vantaggiosamente, la parete 28 è realizzata in corpo unico per stampaggio con l'elemento 3.

Preferibilmente, il dispositivo 27 risulta posizionato e sagomato in modo da presentare un proprio morsetto opportunamente disposto in una corrispondente sede 18 per l’elettrosaldatura.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura di supporto per motori elettrici, comprendente un unico elemento (3) di supporto per una pluralità di elementi costitutivi del motore (2), di cui almeno le spazzole (5); detto elemento (3) di supporto essendo realizzato in materiale plastico isolante, la struttura di supporto essendo caratterizzata dai fatto che detto elemento (3) di supporto presenta, come parte integrante di esso, una pluralità di cannotti (9), ergentisi da detta parete di fondo ed atti ad accogliere e supportare rispettive dette spazzole (5).
2. 2. Struttura di supporto per motori elettrici secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detto elemento (3) di supporto presenta, come parte integrante di esso, una pluralità di prime sedi (15) atte ad accogliere e supportare rispettive induttanze (6) del motore (2).
3. 3. Struttura di supporto per motori elettrici secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto c he d ette p rime s edi ( 15) sono definite da appendici esterne di detti cannotti (9).
4. 4. Struttura di supporto per motori elettrici secondo la rivendicazione 2 o 3. caratterizzata dal fatto che detto elemento (3) di supporto presenta, come parte integrante di esso, almeno una seconda sede (16, 17) di accoglimento e supporto di almeno una pista circuitale (7, 8) prestampata del motore (2).
5. 5. Struttura di supporto per motori elettrici secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzata dal fatto che detto elemento di (3) supporto presenta, come parte integrante di esso, una pluralità di terze sedi (18) atte ad accogliere rispettivi punti di saldatura, e mezzi (19) di bloccaggio per disporre e fissare, all'interno delle terze sedi (18) ed in posizione pronta per la saldatura, i terminali elettrici di dette spazzole (5) e/o induttanze (6).
6. 6. Struttura di supporto per motori elettrici secondo le rivendicazioni 4 e 5, caratterizzata dal fatto che dette terze sedi (18) sono aperte sul fondo, in corrispondenza del quale risultano affacciate a detta pista circuitale (7, 8) per consentire la saldatura a detta pista circuitale (7, 8) dei terminali elettrici di dette spazzole (5) e/o induttanze (6).
7. 7. Struttura di supporto per motori elettrici secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzata dal fatto che detti mezzi (19) di bloccaggio comprendono, per ciascuna detta terza sede (18), una parete (20) circondante almeno in parte la terza sede (18) stessa e provvista di una gola (21) atta ad accogliere ed a trattenere per incastro almeno un terminale elettrico di dette spazzole (5) e/o induttanze (6).
8. 8. Struttura di supporto per motori elettrici secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che detti cannotti (9) sono dotati di fori (11, 12) di ventilazione.
9. 9. Struttura di supporto per motori elettrici secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzata dal fatto che detto elemento (3) di supporto è realizzato in polimero termoplastico caricato con fibra di vetro.
10. 10. Struttura di supporto per motori elettrici secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzata dal fatto che detto elemento (3) di supporto è realizzato per stampaggio in pezzo unico di un polimero termoplastico caricato con fibra di vetro.
11. 11. Struttura di supporto per motori elettrici secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzata dal fatto che detta fibra di vetro è presente con una percentuale compresa fra il 30% ed il 35%.
12. 12. Struttura di supporto per motori elettrici, comprendente un unico elemento (3) di supporto per una pluralità di elementi costitutivi del motore (2), di cui almeno le spazzole (5), le induttanze (6) ed almeno una pista circuitale (7, 8) prestampata; detto elemento (3) di supporto essendo realizzato in materiale plastico isolante e conformato sostanzialmente a piatto con una sua parete di fondo rivolta verso l'interno del motore; la struttura (1) di supporto essendo caratterizzata dal fatto che detto elemento (3) di supporto è realizzato per stampaggio in pezzo unico di un polimero termoplastico caricato con fibra di vetro e presenta, come parte integrante di esso, u na pluralità d i cannotti (9) a tti ad accogliere e supportare rispettive dette spazzole (5), una pluralità di prime sedi (15) atte ad accogliere e supportare rispettive dette induttanze (6), almeno una seconda sede (16, 17) di accoglimento e supporto di detta pista circuitale (7, 8) prestampata, una pluralità di terze sedi (18) atte ad accogliere rispettivi punti di saldatura, e mezzi (19) di bloccaggio per disporre e fissare, all’interno delle terze sedi (18) ed in posizione pronta per la saldatura, i terminali elettrici di dette spazzole (5) e/o induttanze (6); dette terze sedi (18) essendo aperte sul fondo, in corrispondenza del quale risultano affacciate a detta pista circuitale (7, 8) per consentire la saldatura a detta pista circuitale (7, 8) dei terminali elettrici di dette spazzole (5) e/o induttanze (6).
13. 13. Struttura di supporto per motori elettrici secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detti cannotti (9) si estendono da una faccia (3a) di detto elemento (3) di supporto destinata ad essere rivolta verso un gruppo rotante di detto motore (2).
14. 14. Struttura di supporto per motori elettrici secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detti cannotti (9) si estendono da una faccia (3b) di detto elemento (3) di supporto destinata ad essere rivolta da banda opposta rispetto ad un gruppo rotante di detto motore (2).
15. 15. Struttura di supporto per motori elettrici secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, caratterizzata dal fatto che detto elemento (3) di supporto presenta dei mezzi (22) di ancoraggio per dei mezzi (23) di connessione a massa del motore elettrico.
16. 16. Struttura di supporto per motori elettrici secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15, caratterizzata dal fatto che detto elemento (3) di supporto presenta un alloggiamento (26) per un dispositivo (28) di protezione termica.
17. 17. Motore elettrico caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura (1) di supporto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 16.
18. 18. Struttura di supporto per motori elettrici secondo le rivendicazioni da 1 a 16, motore elettrico secondo la rivendicazione 17 e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.