JP2011142803A - Ｄｃモータ用の接続モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】モータハウジングに設置するよう構成された少なくとも１つの接続モジュールとを備えるＤＣモータに関する。コンパクトで、顧客の要件に柔軟に適合し、設置スペースが限られた場合にも容易に設置可能であるＤＣモータを提供すること。
【解決手段】モータハウジングが、接続モジュール２上の芯出し用の凹部または芯出し用の突起部と協働する、前面部に設けられた芯出し用の突起部または芯出し用の凹部を備える。接続モジュール２を、モータハウジングに取り付け中の状態では自由に回転可能とし、取り付けられた状態では回転できないようモータハウジングに接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータハウジング、およびこのモータハウジングに設置するように構成された少なくとも１つの接続モジュールを備えるＤＣモータに関する。

以前の慣習的な小動力ＤＣモータでは、モータハウジングは、しばしば、永久磁石の磁界用外部ヨークの各機能を組み合わせる部品、および定められたドリルパターンを有する接続フランジから構成されていた。モータハウジングは、通常、固形物から旋削加工して作製される。精度要件が多少低い場合には、モータハウジングが深絞りの技法によって作製され、接続ねじ山が再加工されることも知られている。

さらに、永久磁石の磁界用外部ヨーク、および定められたドリルパターンを有する接続フランジが、プレス加工、溶接、ねじ止め、ボルト締め、または固定された角度位置での同様の接続手段によって相互接続された別々の部品である場合における、モータハウジングの設計も知られている。

これらのモータハウジングのすべてが、固定的なデザインおよび固定的な構造を有している。これは、所期の場所にモータを固定するための異なるドリルパターンを顧客が必要とする場合、モータを最初から再構築しなければならないことを意味する。なぜなら、対応する方式でモータハウジングを適合させなければならないか、または接続フランジを顧客の仕様に適合させなければならないからである。

したがって、こうした修正を実施するために、顧客が望むドリルパターンを有するアダプタプレートをモータハウジングの前面部に取り付けることが既に知られている。対応するアダプタプレートを取り付けさえすればよい、既に完成済みのモータを購入することができるので、これにより、より迅速な納品が可能になる。ここで欠点は、アダプタプレートを固定するために追加で取り付けを行う労力、アダプタプレートによって全長が延びること、および追加のアダプタプレートのコストである。

米国特許第４，２２７，１０１号明細書には、アダプタリングを有するステッピングモータが示してある。アダプタリングは、設置場所にステッピングモータを固定する働きをし、この目的のための接続ドリルパターンを有する。ステッピングモータのモータハウジングには、その前面部に、位置合せ用または芯出し用の突起、およびアダプタリングと接続するためのねじ孔が設けられている。アダプタリングには、中心孔、およびその周辺に形成された３つの弓形の細長い孔が設けられている。アダプタリングがモータハウジングに取り付けられており、その結果、モータハウジングの芯出し用の突起が、アダプタリングの孔を通って突出する。モータハウジングのねじ孔に挿入され、わずかに締められたねじが、アダプタリングの弓形の細長い孔に配置される。この取り付け位置では、アダプタリングは、ねじにより、モータハウジングにこのように緩く固定されている。取り付け位置では、アダプタリングは、細長い孔によって可能となる範囲にまで依然として回転可能である。アダプタリングは、限られた程度までこのように回転可能である。したがって、アダプタリング内の接続ドリルパターンに対して、モータシャフトを所望の位置にもってくることができる。これを行った後に、細長い孔の中でねじがしっかりと締められ、その結果、取り付けられた状態でのアダプタリングが、モータハウジングにしっかりと接続される。アダプタリングは限られた程度まで回転可能であるだけなので、接続ドリルパターンのある一定の位置のみをセットすることができるだけである。

独国特許第６９０ ２５ ３１７ Ｃ２号明細書には、取り付けフランジを有する小動力電子モータが記載されている。小動力電子モータは、取り付けフランジを用いて所望の設置場所で固定することができる。取り付けフランジは、小動力電子モータのモータハウジングの円周上表面に、それを用いてフランジが取り付けられるポット形の部分を含む。この位置で、取り付けフランジおよびモータハウジングが、互いに接着される。ここで、欠点は、小動力電子モータには非常に広い設置スペースが必要であることである。

また別の欠点は、ブラシ付ＤＣモータの場合に、整流を行うために永久磁石が内部に取り付けられた固定子に対して、通常ブラシのふたが回転することである。したがって、接続フランジのドリルパターンに対する電気接続の角度位置が定まらない。様々なモータで、±２５°までの差が生じることがある。これにより、とりわけ、限られた設置スペースを用いる用途において、またはいくつかのモータを非常に近接して並列に設置しなければならないときに、問題の原因となることがある。

したがって、従来技術で知られている解決策の欠点を克服し、特に、コンパクトで、顧客のニーズに柔軟に適合し、設置スペースが狭い場合にも容易に設置可能であるＤＣモータを提供することが本発明の目的である。

この目的のために、モータハウジングが、接続モジュール上の芯出し用の凹部または芯出し用の突起部と協働する、前面部に設けられた芯出し用の突起部または芯出し用の凹部を備えること、および、接続モジュールが、モータハウジングに取り付け中の状態では自由に回転可能であり、取り付けられた状態では回転できないようモータハウジングに接続させることを、本発明に従って実現する。

所期の配置場所にモータを固定するための固定オプションを提供する接続モジュールを、モータハウジングの前面部に取り付ける。したがって、接続モジュールは、接続フランジの機能を有する。接続モジュールを、ＤＣモータの前面部に取り付け、その結果、接続モジュールの芯出し用の突起部または芯出し用の凹部が、ＤＣモータの芯出し用の凹部と係合するか、またはＤＣモータの芯出し用の突起部を囲む。接続モジュールは、取り付け中の状態で自由に回転可能であるので、どのような所望の位置にでも回転することもできる。この位置で、接続モジュールを、モータハウジングに固定的に接続し、その結果、取り付けられた状態では、接続モジュールはモータハウジング上に回転できないように設置される。したがって、接続モジュールを、任意の所望の位置で、モータハウジングに固定することができる。モータハウジングの前面部には接続孔がない。したがって、ハウジングの前面部の壁厚は比較的薄くてもよく、その結果、長さが最小のハウジングを実現することができる。これにより、ＤＣモータは、コンパクトで廉価になる。ＤＣモータの組立てラインでは、接続形状に関するいかなる変形形態をも考慮する必要がない。したがって、ＤＣモータの組立てには、アセンブリ装置を改造する必要はなく、ほんの少しの労力を費やすだけでよい。対応するモジュールが取り付けられるという点において、組立て完了したＤＣモータに、顧客固有の接続形状を実現する。これにより、結果として、顧客固有の修正に対してスループット時間が短くなる。ＤＣモータは、ブラシ付ＤＣモータ、またはブラシレスＤＣモータであってもよい。

ＤＣモータのモータシャフト用の軸受を、モータハウジングの前面部に配置し、その軸受がモータハウジングの前面部を越えて少なくとも部分的に突出し、芯出し用の突起部を形成すること、および、接続モジュールをこの軸受に取り付けることとするのが有効である。それにより、モータの全長をさらに短くすることができるようになる。接続モジュールを、ＤＣモータの軸受上に位置合せするだけである。これにより、それぞれ、精度および許容度が改善される。

便宜上、モータハウジングの前面部には軸受座が形成され、この軸受座は、外側からアクセス可能であり、そこに軸受が配置されるとよい。また、軸受座の高さは、軸受の高さよりも低いこととしてもよい。したがって、モータは構造が単純であり、それにより組立ても単純になる。

さらなる変形形態では、接続モジュールを、接着法、溶接法または成形法により、モータハウジングに接続することとしてもよい。それにより、接続モジュールを、モータハウジングに容易に固定することができ、取り付けられた状態では、それに続く調整は、たとえば輸送中においては、もはや不可能である。

さらに別の実施形態では、取り付けられた状態での接続モジュールを、ＤＣモータの電気接続部に対して精確な角度位置で配置することとしてもよい。ブラシ付ＤＣモータの場合、特にこれが重要である。接続モジュールを、整流装置が既にセットされた組立て完了したモータに取り付ける。したがって、モータの電気接続部の角度位置は、接続モジュールを設置する間、既に固定されている。接続モジュールは、取り付け中の状態で自由に回転可能であり、いかなる所望の位置にも回転できるので、したがって、電気接続部を、ＤＣモータの固定具に対して、すなわち接続モジュールに対して、所望の位置まで移動させることができる。ＤＣモータを設置する設置スペースを、このように適切な方式で利用することができる。接続部の位置が分かっているとき、ＤＣモータを、並列に詰めて設置することができる。

さらに、接続モジュールは、所望の接続ポイントに接続するための接続ドリルパターンを有することとしてもよい。これにより、ＤＣモータを、ボルト締めによって所望の位置に簡単に固定することができる。

あるいは、しかし、接続モジュールは、接続ポイントに固定するための、少なくとも１つの固定用リブを備えることとしてもよい。これにより、ＤＣモータの固定も非常に容易になる。

各図を参照しながら、次に、本発明の各実施形態をより詳細に説明する。

ＤＣモータの分解図である。 正面から見たＤＣモータの図である。 接続モジュールが取り付けられた状態の、ＤＣモータのモータハウジングにおける前面部の断面図である。

図１は、ＤＣモータ１の分解図である。ＤＣモータは、ブラシ付ＤＣモータまたはブラシレスＤＣモータとして構成することができる。図示した場合では、ブラシ付ＤＣモータに関する。ＤＣモータ１は、モータハウジング３および接続モジュール２を備える。モータハウジング３は、ポット形状であることが好ましい。これは、モータハウジング３が、モータハウジング底部５に一体に接続されている円周面４を有することを意味する。軸受座６を、モータハウジング本体内に形成する。モータシャフト８の端部がその中に支持される軸受７を、軸受座６内に配置する。

モータハウジング底部５は、モータハウジング３の前面部を形成するものである。モータハウジング３は、モータハウジング底部５の反対側であるＤＣモータ１の前面部で開口している。そこに、電気接続部１０が取り付けられたブラシふた９が固定される。

ＤＣモータ１のモータハウジング３の前面部ないしはモータハウジング底部５にある軸受座６は、外部からアクセス可能であり、その高さが、軸受座６内に取り付けられた軸受７の高さよりも低くなるように構成されている。したがって、軸受７は、芯出し用の突起部を形成しながら、モータハウジング底部５を越えて外側に突出する。モータハウジング底部５は、軸受座６を除けば構造が非常に単純であり、特に、ＤＣモータ１を接続ポイントに固定するための接続孔がない。

接続モジュール２は、その背面に芯出し用の凹部を備える。芯出し用の凹部は、ほぼ円形であり、この芯出し用の凹部の外径は、軸受７の外径よりもわずかに大きい。接続モジュール２を、モータシャフト８に対して同軸上に、ＤＣモータ１のモータハウジング３に取り付ける。次いで、軸受７を、接続モジュール２の芯出し用の凹部内に配置し、それにより、接続モジュール２はモータハウジング３上で芯出しされる。接続モジュール２の芯出し用の凹部の直径は、軸受７の外径よりもわずかに大きいので、接続モジュール２は、モータハウジング３に取り付けた後でも依然として回転可能である。

接続モジュール２は、モータハウジング底部５から見て外方に向くその前面１１に、所望の設置場所、たとえば乗用車内にＤＣモータ１を固定するための固定用オプションを有する。図示した場合では、孔１２を、この目的のために設けている。孔１２によって形成されたドリルパターンは、顧客固有の要件に合致する。したがって、孔１２の位置は、顧客の要件に基づいて定められる。他の固定手段、たとえば固定用リブを設けることも可能である。

接続モジュール２を、ＤＣモータ１のモータハウジング３に固定して接続する。たとえば、接続モジュール２を、溶接、接着、プレス加工、または収縮加工により、モータハウジング３に接続することができる。

図２には、図１の接続モジュール２を取り付けた状態のＤＣモータ１を正面から示してある。接続モジュール２は、所望の設置場所たとえば自動車車両内に、ＤＣモータ１をそれによって取り付けることのできる３つの孔１２を備える。ＤＣモータ１のモータハウジング３のように、接続モジュール２は、円形の断面を有するが、前面がアクセス不能である場合での設置条件の下で、背面からの固定操作も可能にする孔がモータの直径の外側にある正方形、三角形、または楕円形の形状を有してもよい。接続モジュール２には、モータシャフト８用の通路の役割を果たす孔１３を、中央に設ける。孔１３の直径は、モータシャフト８の直径よりも大きく、したがって軸受７も見える。接続モジュール２の背面では、この孔１３の直径を大きくして、軸受７に取り付けられる芯出し用収容手段を形成する。接続モジュール２を、ＤＣモータ１の電気接続部１０に対して精密な角度位置でモータハウジング３に取り付ける。孔１２と電気接続部１０との間の角度αを、約±２°の精度で設定することができる。

図３には、接続モジュール２が固定された状態の、モータハウジング３の前面部、すなわちモータハウジング底部５の断面図が示してある。軸受座６を、モータハウジング底部５内の中央に形成する。モータシャフト用の軸受７を、軸受座６内に取り付ける。モータシャフトは、図３に示していない。軸受座６の高さＨ１は、軸受７の高さＨ２よりも低い。したがって、軸受７は、モータハウジング底部５を越えて外側に突出する。したがって、軸受７は、芯出し用の突起部を形成する。モータハウジング３内で軸受７を良好に保持できるように、軸受座６の高さ１は、軸受７の高さＨ２の少なくとも半分に合わせなければならない。これは、Ｈ１≧０．５・Ｈ２を意味する。しかし、芯出し用の突起部を軸受７によりモータハウジング底部５の前面に形成するので、軸受座６の高さＨ１は高すぎてもいけない。したがって、軸受座６の高さＨ１は、軸受の高さＨ２の約２／３〜４／５の範囲にあることが好ましい。

接続モジュール２は、中心孔１３を有する。孔１３には、段が付けられている。これは、孔１３を、その長手方向への延び方向に沿って、直径が互いに異なる２つの部分によって区別することを意味する。接続モジュール２の背面に面する部分では、孔１３の直径はＤ２である。この直径Ｄ２は、軸受７の直径とほぼ一致する。したがって、この部分において、孔１３を芯出し用の凹部として構成する。接続モジュール２をモータハウジング３に取り付け、その結果、孔１３の直径がＤ２である部分を軸受７に取り付ける。接続モジュール２の前面に面する部分では、孔１３の直径Ｄ１はそれより小さい。したがって、軸受７用のストップがここに形成される。直径Ｄ１は、ＤＣモータ１のモータシャフトが外側に出ることができるよう、十分な大きさである。

さらに、固定孔１２が、接続モジュール２内に形成されている。既に述べたように、モータハウジング３および接続モジュール２は両方とも、実質的に円形の直径である。モータハウジング底部５の外側の端において、小さな肩部１５を、モータハウジング３内に形成する。したがって、この部分でのモータハウジング３の直径は、中央部分でのモータハウジング３の直径よりも小さい。接続モジュール２は、その周辺部において突出リブ１４を有し、このリブ１４の内径は、モータハウジング底部５のテーパ付きポイント１５の外径よりもわずかに大きい。したがって、接続モジュール２のリブ１４は、モータハウジング底部５のテーパ付きポイント１５内で止まり、それにより、接続モジュール２をさらに芯出しし、モータハウジング３上で安定化させる。

次に、各図面を参照しながら、ＤＣモータ１のモータハウジング３への接続モジュール２の取り付けを簡潔に説明する。第１に、ＤＣモータ１を取り付ける。図示したＤＣモータはブラシ付ＤＣモータなので、ＤＣモータ１の組立てを完了するために、電気接続部１０を設けたブラシふた９を、ＤＣモータ１のモータハウジング３に取り付ける。ＤＣモータ１の整流装置をセットするために、モータハウジング３内に配置され、磁石が内部に取り付けられた固定子に対して、ブラシふたを回転させる。次いで、ブラシふた９を所望の位置で固定し、その結果、ＤＣモータ１の電気接続部１０の位置が定まる。軸受７をモータハウジング３の軸受座６内に挿入し、軸受７は、モータハウジング底部５を越えて外側に突出する。

その後、接続モジュール２を、モータハウジング底部５によって形成されるＤＣモータ１の前面部に取り付ける。ここで、モータシャフト８を、接続モジュール２内の中央に形成された孔１３に通す。接続モジュール２の背面において、孔１３は、直径を大きくしており、直径がＤ２の芯出し用の凹部を形成する。芯出し用の凹部の直径Ｄ２は、軸受７の外径よりもわすかに大きい。既に述べたように、軸受７は、ＤＣモータ１のフロント側を越えて突出している。これは、前面部、すなわちモータハウジング底部５に形成される軸受座６の高さＨ１が、軸受７の高さＨ２よりも低いという事実による。軸受７および芯出し用の凹部が接続モジュール２の背面にある状態で、接続モジュール２をＤＣモータ１上で芯出しする。接続モジュール２の背面がモータハウジング底部５上で止まる程度までに、接続モジュール２をモータ１に取り付ける。この接続モジュールは、依然として取り付け中の状態にある。接続モジュール２の芯出し用の凹部の直径は、軸受７の外径よりもわずかに大きいので、接続モジュール２は、取り付け中の状態では依然として自由に回転可能であり、したがって任意の所望の位置に動かすことができる。

次に、接続モジュール２上に形成された孔１２または他の固定手段、たとえば固定用リブが、ＤＣモータ１の電気接続部１０に対してまたはＤＣモータの設置場所での固定ポイントに対して、所望の角度位置を有する程度にまで、接続モジュール２を回転させる。接続モジュール２が所望の位置にある場合、接続モジュール２を、モータハウジング３にしっかりと接続する。たとえば、接続モジュール２を、モータハウジング３に、溶接、接着、プレス加工、または収縮加工を施して取り付けることができる。モータハウジング３および接続モジュール２は、このようにして取り付けられた状態になる。

モータハウジング３および接続モジュール２が取り付けられた状態でのＤＣモータ１の全長は、以前知られていた追加アダプタプレートのない小動力のＤＣモータの長さにほぼ対応する。

１…ＤＣモータ、２…接続モジュール、３…モータハウジング、５…前面部（モータハウジング底部）、６…軸受座、７…軸受、８…モータシャフト、１０…電気接続部、１２…孔、１３…中心孔、１４…リブ、１５…肩部。

Claims (7)

1. モータハウジング（３）と、前記モータハウジング（３）に設置するよう構成さけた少なくとも１つの接続モジュール（２）とを備えるＤＣモータ（１）において、
   前記モータハウジング（３）が、前記接続モジュール（２）上の芯出し用の凹部または芯出し用の突起部と協働する、前面部に設けられた芯出し用の突起部または芯出し用の凹部を備えており、前記接続モジュール（２）が、前記モータハウジング（３）に取付け中の状態では自由に回転可能であり、取り付けられた状態では回転できないように前記モータハウジング（３）に接続されることを特徴とする、ＤＣモータ。
2. 当該ＤＣモータ（１）のモータシャフト（８）用の軸受（７）が、前記モータハウジング（３）の前記前面部（５）に配置され、前記モータハウジング（３）の前記前面部（５）を越えて少なくとも部分的に突出し、前記芯出し用の突起部を形成しており、前記接続モジュール（２）が前記軸受（７）に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のＤＣモータ。
3. 前記モータハウジング（３）の前記前面部（５）には軸受座（６）が形成され、前記軸受座は外側からアクセス可能であり、前記軸受座には前記軸受（７）が配置され、前記軸受座（６）の高さは前記軸受（７）の高さよりも低いことを特徴とする、請求項２に記載のＤＣモータ。
4. 前記接続モジュール（２）が、接着法、溶接法または成形法により、前記モータハウジング（３）に接続されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＤＣモータ。
5. 前記取り付けられた状態の前記接続モジュール（２）が、当該ＤＣモータ（１）の電気接続部（１０）に対して精確な角度位置で配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＤＣモータ。
6. 前記接続モジュール（２）が、接続ポイントに接続するための接続ドリルパターン（１２）を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のＤＣモータ。
7. 前記接続モジュール（２）が、接続ポイントに固定するための少なくとも１つの固定用リブを備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のＤＣモータ。

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