JP5455918B2 - 直流機 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の直流機、すなわち直流機、特に自動車において使用するための直流モータであって、ステータと、極ハウジング内に回転可能に支承されていて整流子を備えたロータと、少なくとも２つのブラシ及びその他のコンポーネントを保持するための、主としてプラスチックから製造されたブラシ保持体とが、設けられている形式のものに関する。

プラスチック製のブラシ保持体を備えたこのような形式のブラシ整流式の直流機は、例えばＤＥ３８１８８９１Ｃ２に基づいて公知である。この刊行物には、該刊行物においてベースと呼ばれる円板形状のブラシ保持体が開示されており、このブラシ保持体は全体としてプラスチックから成っていて、直流機の整流子に対する所定のポジションにおいて、直流機の極ハウジングと不動に結合されている。直流機のブラシ保持体にコンポーネントを位置決めするために、前記刊行物には、ブラシの接続に関する構成だけが記載されており、この場合ブラシはコンタクト部材において直流機の接続線と電気的に接続されかつ固定される。

発明の開示
本発明の構成では、冒頭に述べた形式の直流機において、ブラシ保持体が、残りの直流機部分に対するコンポーネントの位置決めを改善するため及び／又は直流機の誤差チェーンを短縮するための手段を有している。

このように構成された本発明による直流機は、ブラシ保持体の製造及び装備によって生ぜしめられる、直流機の誤差チェーン（Toleranzkette）が著しく減じられるという利点を有している。この場合本発明による直流機では特に、直流機のブラシ保持体はそれ自体十分な安定性を有し、かつブラシ保持体に配置されるコンポーネントのための規定された固定可能性及び位置決め可能性を有することができ、しかも同時にブラシ保持体は、製造を難なく自動化できるように構成されている。

ブラシ保持体の特に高い安定性は、ブラシ保持体のベースプレートが、ドーム状の構造部によって補強されていることによって、得ることができ、このように構成されていると、互いに結合された複数の平面が得られ、これらの平面は、ブラシ保持体の曲げ強さ及びねじり剛性を、ひいてはブラシ保持体に配置されたコンポーネントの位置決め精度を著しく高める。

極ハウジングにブラシ保持体を応力なしに固定するために有利な構成では、ブラシ保持体がその周囲に固定フランジを有していて、この固定フランジは有利には点状に、つまり面ではなく点で、ブラシ保持体のベースプレートと結合されている。固定フランジは極ハウジングと隣接した軸受カバーとの間において緊締され、ブラシ保持体はこれによって直流機の金属ハウジングから十分に遮断されるので、一方では、プラスチック製のブラシ保持体を変形させることなく、極ハウジングとブラシ保持体とはその互いに異なった熱膨張を個々に行うことができる。また他方では、上記構成によって付加的に、ブラシ保持体とハウジングとの間における騒音遮断部が得られる。それというのは、ブラシ保持体における振動は僅かしかハウジングに伝達されないからである。

ブラシのための圧着ばねの確実な固定と組立ての容易さとに関して、ブラシ保持体の有利な構成を得るために、本発明の別の有利な構成では、圧着ばねがＺ字形の端部区分でブラシケースの整流子側の端部に固定されている。ばね端部がこのように構成されていると、一方では、ブラシケースにおける装着時にばねの自動的な方向付けが保証され、かつ他方では、Ｚ字形の形状によって運転時における確実な固定が保証される。ブラシ圧着ばねの固定及び調整を改善するために有利な構成では、圧着ばねのＺ字形の端部区分が、ブラシケースに位置決めピンを貫通させるための開口を有している。このように構成されていると、圧着ばねは極めて正確に保持される。

ブラシの他に、ブラシ保持体には、特にチョーク及びコンデンサのようなノイズ除去手段が配置されている。この場合少なくとも１つのノイズ除去コンデンサを持続的にかつ耐振動性に固定するために、本発明の有利な構成では、ノイズ除去コンデンサが、直流機軸線に対して垂直に方向付けられていてプラスチック製のブラシ保持体と一体に射出成形された保持部内に配置されており、この保持部は有利にはポケットとして形成されている。ノイズ除去コンデンサは全面的に安全確実に保持されており、この場合その接続舌片は自由に接近可能なままであり、そして直流機の外部の電気的な接続線と簡単かつ確実に結合されることができる。

金属製のブラシケースの使用時には、特に高い強度と振動安定性とを得るために、本発明の別の有利な構成では、ブラシ保持体のベースプレートの下側における装着切欠きにおいて、かしめ可能なケース足部の貫通部の領域に、ケース足部が折り曲げられて係合するための固定リブが配置されている。このように構成されていると、ケース足部のかしめ時におけるブラシケースの特に確実なセットが保証される。

次に図面を参照しながら、本発明の実施例を説明する。

本発明による直流機を断面して示す図である。 ブラシ保持体に固定されたノイズ除去コンポーネントの接続部の領域における、ブラシ保持体の一部を示す斜視図である。 装備されていないブラシ保持体の全体を示す斜視図である。 ブラシ筒の領域における、ブラシ保持体の一部を示す斜視図である。 ブラシとノイズ除去コンポーネントとを装着されたブラシ保持体を上から見た平面図である。 ブラシ圧着ばねを備えたブラシ保持体の一部を示す斜視図である。

本発明の実施形態
図１には、自動車における使用のための直流モータとして構成された直流機が符号１０で示されている。この直流機は、ポット形の極ハウジング１２を有しており、この極ハウジング１２は、軸受カバー１４によって片側を閉鎖されている。極ハウジング１２の内部においては、ステータ１６が永久磁石１８によって形成され、これらの永久磁石１８は、極ハウジング１２に公知の形式で固定されている。直流機のロータ２０は軸２２に配置されており、この軸２２は一方では極ハウジング１２に、かつ他方では軸受カバー１４に回転可能に支承されている。ロータ軸２２にはさらに整流子２４が配置されており、この整流子２４にはブラシ２６を介して、ロータ２０のための励起電流が供給される。

ブラシ２６及びその他の構成部材、特に直流機の必要なノイズ除去手段は、ブラシ保持体２８に保持されている。モータのノイズ除去手段のうち、図１にはノイズ除去チョーク３０とコンデンサ３２とが示されている。極ハウジング１２におけるブラシ保持体２８の固定は、固定フランジ３４によって行われ、この固定フランジ３４は、ブラシ保持体２８の全周にわたって延びていて、完全に組み立てられた状態において極ハウジング１２と軸受カバー１４との間で緊締されている。ブラシ保持体２８の構造及び装備については、図２以降の図面を参照しながら詳しく述べる。なお、図面において同一部材には同一符号が使用されている。

図２には、プラスチックから射出成形されたブラシ保持体２８の一部が斜視図で示されている。図示されていない直流電圧源からの給電は、２つの接続線３６，３８を介して行われ、両接続線３６，３８は一方では、図示されていない直流電圧源の正極と負極とに接続され、かつ他方では接点片４０，４２を介してノイズ除去チョーク３０，３１と接続されている。同時に接続線３６はノイズ除去コンデンサ３２の１つの電極に位置し、接続線３８はノイズ除去コンデンサ３２の他の電極に位置している。このノイズ除去コンデンサ３２は、直流機軸線に対して垂直に方向付けられていてポケット４４として形成された保持部に、耐久性をもってかつ振動を防止されて固定されている。ポケット４４はこの場合ブラシ保持体２８と一体にプラスチックから射出成形されている。しかしながらまたポケット形状の構成の代わりに、保持部は、保持アームとして形成されていても、又は保持湾曲部材として形成されていてもよく、この場合に重要なことは、保持部の方向付けがそれぞれ直流機軸線に対して垂直に延びていることであり、このようになっていると、コンデンサ３２の振動を防止された耐久性のある固定を保証することができる。

図３には、部材を装備されていないブラシ保持体２８が斜視図で示されている。既に述べた構成の他に、ベースプレート５４は、可変の数の図示されていないブラシケース（Buerstenkoecher）を取り付けるための複数の装着切欠き５６を有している。図５に示されたブラシ保持体２８は、ブラシ保持体２８は４つの装着切欠き５６を有しており、これらの装着切欠き５６のうち、直流機の構成に応じて選択的に、２つ、３つ又は４つの装着切欠き５６に、公知の形式でブラシ保持体２８を備え付けることができる。

図３に示されていない、通常金属製のブラシケースは、ケース足部を用いて固定され、これらのケース足部は一方において、ブラシ保持体２８のベースプレート５４における切欠き５８を貫いてかつ装着切欠き５６の内端部６０を取り囲んで係合し、ベースプレート５４の下においてかしめ固定される（図４参照）。この場合、図４において見ることができる、ブラシ保持体２８のベースプレート５４の下側には、ブラシケース６４のケース足部６２の貫通領域において、ベースプレート５４に固定リブ（Ueberbiegerippe）６６が形成されており、これらの固定リブ６６は、ケース足部６２が折り曲げられて固定リブ６６に係合させられた、ケース足部６２のかしめ固定時に、ブラシ保持体２８の持続的で遊びのない設置を保証する。後でブラシ保持体２８を通して整流子２４を貫通させるための中央の開口は、符号６８で示されている。さらに図３及び図４には、ブラシ保持体２８のベースプレート５４におけるドーム状の構造部７０が示されているが、これらの構造部７０によって、ベース体の剛性が著しく高められる。このようにしてベースプレート５４は例えば複数の平面において構成されて、補強されることができる。

図５には、ブラシ２６及びノイズ除去部材３０，３１，３２を装着されたブラシ保持体２８が平面図で示されており、この図５から、ブラシ保持体２８に装着された装着コンポーネントの配置形態が分かる。図面から分かるように、ブラシ保持体２８のための装着切欠き５６は、ベースプレート５４に次のように配置される。すなわちこの場合ブラシは、ほぼベースプレートの上半部にわたって延在する第１のセクタに位置し、かつ電的なノイズ除去手段３０，３１，３２は、ベースプレート５４の下半部における第２のセクタに位置している。このように配置されていることによって、チョーク３０，３１及びコンデンサ３２に通じるノイズを除去される電気的な接続部は、ブラシ２６によって湿られるブラシ保持体２８の上側のセクタの外側を延びていて、既にノイズ除去された電気的な接続部にブラシから妨害信号が誘導されることはもはやなくなり、これによって直流機の電磁的両立性（ＥＭＶ）は著しく改善される。

ブラシ保持体２８における中央の開口６８の下側領域には、３つのセンタリングリブ７２が設けられており、これらのセンタリングリブ７２は、図５には示されていない整流子２４にブラシ２６が接触接続されている場合でも、ブラシ２６とほぼ等しい幅で、ブラシ保持体２８の中央開口６８に進入している。この構成は、円形の破線７４によって示されている。このようになっていることによって、ブラシ保持体２８における中央開口６８に整流子２４を挿入するための、形状がほぼ破線７４に相当する装着補助手段のセンタリングが、著しく容易になる。この場合対称性の理由から、センタリングリブ７２は、ブラシ保持体２８の、ブラシ２６によって占有されていない下側セクタにわたって、均一に分配配置されている。

図５にはさらに、ブラシ保持体２８のための固定フランジ３４の構成が示されており、この固定フランジ３４はブラシ保持体２８の全周にわたって延在していて、ブラシ保持体２８と単に点状に、全周に分配された複数のウェブ８８と結合されている。固定フランジ３４及びウェブ８８は、ブラシ保持体２８と一体にプラスチックから射出成形されている。ブラシ保持体２８を固定するためにフランジ３４は、極ハウジング１２の縁部と、該縁部に向かい合って位置する軸受カバー１４の縁部との間において不動にクランプ固定されており、これによってブラシ保持体２８の確実な保持と軸方向における正確な位置決めとが保証される。しかしながら同時に、ブラシ保持体２８と固定フランジ３４とが点で結合されていることによって、ブラシ保持体２８は極ハウジング１２から十分に遮断されるので、ブラシ保持体２８のベースプレート５４が湾曲されることなしに、ブラシ保持体２８と極ハウジング１２とは異なった値で熱膨張することができる。付加的に、直流機から放射される雑音が著しく減じられると共に、ブラシ保持体２８と極ハウジング１２との間における騒音遮断が達成される。

図６には、１つのブラシ２６の領域におけるブラシ保持体２８が、部分的に斜視図で示されており、この図６からは、整流子２４にブラシ２６を圧着させるための、ロールばね（Rollfeder）として形成されたばね７６の配置形態が分かる。このばね７６はその丸められた端部７８で、ブラシケース６４内に進入していて、ブラシ２６を整流子２４に向かって押圧し、整流子２４に向けられたＺ字形の端部区分で、ブラシケース６４を取り囲んで該ブラシケース６４に係合して、このブラシケース６４に固定される。付加的に、ばね７６のＺ字形の端部区分８０は、さらに、ブラシケース６４に位置決めピン８４を貫通させるための開口８２を有しており、これによってばね７６は、極めて正確にかつ振動を防止されてブラシケース６４に保持されかつ位置決めされている。

Claims (8)

1. 直流機であって、ステータ（１６）と、軸受カバー（１４）によって片側を閉鎖された極ハウジング（１２）内に回転可能に支承されていて整流子（２４）を備えたロータ（２０）と、少なくとも２つのブラシ（２６）及びその他のコンポーネントを保持するための、プラスチックから製造されたブラシ保持体（２８）とが、設けられている形式のものにおいて、
   ブラシ保持体（２８）が、残りの直流機部分に対するコンポーネントの位置決めを改善するため又は直流機の誤差チェーンを短縮するための手段を有しており、該手段が固定フランジ（３４）を有していて、該固定フランジ（３４）がブラシ保持体（２８）の全周にわたって延在しており、固定フランジ（３４）が、ブラシ保持体（２８）を固定するために極ハウジング（１２）と軸受カバー（１４）との間において不動にクランプ固定されており、
   固定フランジ（３４）が円形リング形に形成されていて、対称的に配置されたウェブ（８８）によってブラシ保持体（２８）のベースプレート（５４）に点状に結合されていることを特徴とする直流機。
2. ブラシ保持体（２８）のベースプレート（５４）が、ドーム状の構造部（７０）によって補強されている、請求項１記載の直流機。
3. 整流子（２４）にブラシ（２６）を圧着させるための圧着ばね（７６）が、Ｚ字形の端部区分（８０）でブラシケース（６４）の整流子側の端部（６０）に固定されている、請求項１記載の直流機。
4. 圧着ばね（７６）のＺ字形の端部区分（８０）が、ブラシケース（６４）に位置決めピン（８４）を貫通させるための開口（８２）を有している、請求項３記載の直流機。
5. 少なくとも１つのノイズ除去コンデンサ（３２）がブラシ保持体（２８）において、大面積を有する保持部（４４）によって、直流機軸線に対して垂直に方向付けられて位置決めされかつ固定されている、請求項１記載の直流機。
6. ノイズ除去コンデンサ（３２）のための保持部（４４）が、ポケット形状に形成されている、請求項５記載の直流機。
7. ブラシ保持体（２８）の下側において、金属製のブラシケース（６４）のかしめ可能なケース足部（６２）のための装着切欠き（５６）の領域に、ケース足部（６２）が折り曲げられて係合する固定リブ（６６）が配置されている、請求項１記載の直流機。
8. 前記直流機が、自動車に使用するための直流モータである、請求項１から７までのいずれか１項記載の直流機。

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