CN103210568B - 用于电刷换向电动机的屏蔽结构和具有电动机的定位器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于定位器（1）的屏蔽结构（20），所述屏蔽结构包括：－由导电材料制成的屏蔽罩（21），所述屏蔽罩具有柱形的内部部分（22）以及具有相对于内部部分（22）更大的直径的保持区段（23）；－至少一个导电的、平面的封闭元件（24、27、31、32），用于套装在所述柱形的内部部分（22）的端面上，其中所述封闭元件（24、27、31、32）只封闭所述内部部分（22）的端面的一部分。本发明还涉及一种用于电动的定位器（1）的电动机（2），所述电动机包括：－按前述权利要求中任一项所述的屏蔽结构（20）；－空心柱形的电动机壳体（5）；－插入到所述柱形的电动机壳体（5）中的电枢单元（7），所述电枢单元具有在从动轴（3）上的换向器（8）以及一个或多个缠绕的电枢。

Description

用于电刷换向电动机的屏蔽结构和具有电动机的定位器

技术领域

本发明涉及一种电刷换向的电动机、尤其是应用于机动车中的电刷换向的电动机。此外本发明还涉及这种电动机的EMV（电磁兼容性）屏蔽结构。

背景技术

在机动车中，电动机作为定位器马达得到了广泛的应用。由于机动车中的电源电压为直流电压，一般这样的电动机都是采用电刷换向的直流电动机。

机动车中日益增加的电器组件以及数字无线电服务的使用使得机动车总体上对于电磁辐射较为敏感。对于电刷换向的电动机在换向的过程中，即电刷与换向器的一个叠片区（Lamellenfeld）的接触转换为与下一个叠片区的接触时，产生突然的电压波动或者可能产生火花，这会导致电磁辐射增强。

对于机动车中的电动机，定位器通常作为组件与传动机构构造。电动机壳体直接安装在传动机构壳体上，这样电动机的从动轴直接伸入到传动机构壳体中，并以预设的方式与传动机构的输出轴连接。一般情况下电动机壳体都采用金属壳体，而传动机构壳体则由塑料制造。电动机的金属壳体与传动机构的塑料壳体之间的连接部位通常是这样设置的，即在电动机壳体的朝向传动机构壳体的端面上对由换向器所产生的EMV辐射没有屏蔽。

设置合适的屏蔽有一定的困难，因为不允许它对电动机或者定位器的装配产生较大的影响。尤其是在组装电动机时，出于高效装配的原因，这种屏蔽必须能够在轴向实现。

发明内容

本发明的任务是，设置一种屏蔽结构、一种电动机以及定位器，用来提供EMV屏蔽以及使得装配简化。

这一任务通过权利要求1中的屏蔽结构以及并列权利要求中的电动机以及定位器来完成。

其他有利的方案在从属权利要求中被描述。

根据第一方面设置用于定位器的屏蔽结构。所述屏蔽结构包括：

－ 由导电材料制成的屏蔽罩，它具有柱形的内部部分以及具有相对于内部部分更大的直径的保持区段。

－ 至少一个导电的平面的封闭元件，其用于套装在柱形的内部部分的端面上。

其中封闭元件只封闭所述内部部分的端面的一部分。

根据另一个方面设置用于电动的定位器的电动机。电动机包括：

－ 上述的屏蔽结构。

－ 空心柱形的电动机壳体。

－ 插入柱形的电动机壳体内的电枢单元，其具有在从动轴上的一个或多个缠绕的电枢以及换向器。

上述屏蔽结构是可以在轴向容易装配的部件，该部件能给用于定位器的电动机的换向器提供可靠的屏蔽，同时易于装配。屏蔽一方面通过保持区段实现，该保持区段可以插入电动机壳体的内部；另一方面通过封闭元件实现，该封闭元件套装到在装配状态下从电动机壳体中伸出的内部部分的端面上，并且至多只有电动机的从动轴穿过。

此外屏蔽罩具有支架，使得封闭元件保持在屏蔽罩上。

根据具体实施方式，可以将保持区段布置在内部部分的端部并且构成环绕的凸缘。

封闭元件可以在棱边处具有凹口，特别是半圆形轮廓的凹口，通过该凹口可以进入内部部分的内部空间。

此外可以设置两个从不同方向套装在屏蔽罩上的封闭元件，其中所述两个封闭元件分别具有布置在其棱边处的凹口，使得这些凹口在套装到屏蔽罩上的状态下在内部部分的端面上形成圆形的通孔。

电动机可以设有柱形的电刷架，该电刷架以包围换向器的方式插入电动机壳体中，并与电动机壳体的内壁一起形成棱边，屏蔽结构的屏蔽罩套装到该棱边上。

此外内部部分可以从电动机壳体中伸出，使封闭元件通过沿垂直于轴向的方向的推移可以进行套装。

内部部分可以具有内直径，以便在对电动机进行装配时在布置在从动轴上的球轴承上方推移所述内部部分。

可以规定，使封闭元件作为封闭板构成，其布置在屏蔽罩与所述球轴承之间。

备选地，可以使封闭元件构成为夹紧板，其布置在球轴承的周面上的槽中。

封闭元件还可以具有凹口，该凹口具有至少一个半圆形轮廓，以便至少部分地、尤其是半圆形地包围延伸穿过所述内部部分的从动轴。

根据具体实施方式，可以设置两个分别具有凹口的封闭元件，它们能够以相互重叠的方式套装到内部部分的端面上。

备选地，可以设置两个分别具有互补轮廓的封闭元件，其在套装到内部部分的端面上时可以相互嵌合并作为凹口形成用于从动轴的通孔。

根据另一个方面设置尤其是用在机动车中的定位器。定位器包括：

－ 带有传动机构的传动机构壳体；

－ 上述的电动机，它套装在传动机构壳体上，使得从动轴伸入传动机构壳体中用于与传动机构联接。

附图说明

本发明的优选的实施方式将根据以下附图进一步阐述。其示出：

图1示出电动的定位器的透视横截面图，

图2示出用在电动机的电动机壳体中的屏蔽结构的透视图，

图3a与3b示出电动机装配方法的装配状态，

图4a与4b示出第一种用于电动机壳体的EMV保护封闭的屏蔽结构的视图，

图5a与5b示出另一种用于电动机壳体的EMV保护封闭的屏蔽结构的视图，

图6示出另一种用于电动机壳体的EMV保护封闭的屏蔽结构的视图。

具体实施方式

图1展示的是用于机动车的电动的定位器1。这样的定位器1在机动车中中用于标准化的车窗升降系统、后雨刷器系统、滑动天窗系统以及/或者座椅器。

定位器1包括通过从动轴3与传动单元4联接的电动机2，所述电动机2位于柱形的，尤其为圆柱形的电动机壳体5中，该电动机壳体优选由金属壳体构成。传动单元4嵌合在优选构造为塑料壳体形式的传动机构壳体6中。

构成电枢单元7的转子位于电动机壳体中，所述电枢单元包括位于从动轴3上的缠绕的电枢以及用于为电枢绕组供电的换向器8。换向器8具有与电刷11接触的换向器叠片12，用来为电枢绕组提供电能。电刷安装在电刷架10上。

从动轴3支承在两个球轴承之间。第一球轴承18相对于缠绕的电枢与换向器8对置。从动轴3的设有第一球轴承18的端部接纳在电动机壳体5的凹口9中。第二球轴承19相对于电动机与第一球轴承18对置并接纳在传动机构壳体6中。

为了装配电动机2需要首先将电枢单元7装配到电动机壳体5上，为此将电枢单元7在轴向插入电动机壳体5中，使得从动轴3的设有第一球轴承18的端部接纳在电动机壳体5的凹口9中。接下来把电刷架10插入电动机壳体5中，使得电刷11与换向器叠片12接触。电动机壳体5的开放的端部被套装在传动机构壳体6上，所述传动机构壳体6包围着用于支承从动轴3的第二球轴承19。

这种结构形式下，从电动机壳体5的朝传动机构壳体6开放的端部没有设置金属屏蔽，使得在电动机2运行时由换向器8产生的电磁辐射散出。

为了对电动机壳体5中的电刷架10屏蔽，需要设置具有屏蔽罩21的屏蔽结构20。如图2所示，所述屏蔽罩21被推入电动机壳体5中并夹在电动机壳体5的内壁上。

屏蔽罩21为此在其最宽的位置上的横截面与电动机壳体5的内部凹口的横截面相应，并在此处通过比如夹紧、粘接、钎焊或熔焊加以固定。在所示的实施例中，屏蔽罩21构成圆柱形并具有内部凹口，使得在装配电动机2时可以在从动轴3上推移所述屏蔽罩21以及推移布置在从动轴3上的第二球轴承19。

图3a所示的是电动机2装配的中间状态，此时具有电枢绕组与换向器8的电枢单元7插入电动机壳体5中，使得布置在从动轴3上的第一球轴承18可以插入到电动机壳体5的凹口9中。定子磁体16位于电动机壳体5的内部，当电枢单元完全被推入电动机壳体5中时，所述定子磁体包围缠绕的电枢，其中由定子磁体16构成的内部凹口足够大，使得缠绕的电枢能够绕从动轴3自由转动。在电枢的与第一球轴承18对置的端部布置换向器8。

图3b所示的是电动机2完全安装以后的视图。从图3a的方法状态出发，绕着换向器8插入支撑着电刷11的电刷架10，所述电刷11与换向器8的换向器叠片12接触。电刷架13具有柱形的可由金属或者塑料构成的外套，用来保持与换向器8接触的电刷。

位于电刷架10内的电刷11可通过电触通部14来触通。触通部14沿轴向从电动机壳体5中伸出并使得电刷11可以电触通，屏蔽结构20轴向套装在电刷架10上。为此屏蔽罩21插入电动机壳体5中，使得所述屏蔽罩21靠放在由电刷架10以及环绕的电动机壳体5构成的棱边17上。

屏蔽罩21具有柱形的内部部分22，所述内部部分22在一个端部具有盘片形扩展的保持区段23。保持区段23具有的轮廓与电动机壳体5的内部横截面相应，使得屏蔽罩21可以被推入电动机壳体5中并且靠放到棱边17上。在电枢单元7、电刷架10以及屏蔽结构20的安装状态下，屏蔽罩21的内部部分22的与保持区段23对置的端部从金属壳体中伸出。

保持区段23具有通孔35，在安装状态下触通部14导引穿过通孔35。

图4a所示的是屏蔽结构20的一种可能结构形式的侧视图。为了进行轴向装配，屏蔽罩21的内部部分22的内部凹口必须足够大，使得第二球轴承19可以被引导通过。因为从动轴3的直径通常要明显小于第二球轴承19的直径，屏蔽罩21可能无法完全屏蔽由换向器8产生的EMV辐射，因为在从动轴3与屏蔽罩21的内部部分22之间存在间隙，通过这个间隙EMV辐射会达到电动机壳体5的外部。

此外在所示例子中保持区段23构造在内部部分22的一个端部上。也可以采用这样的设置，即将保持区段23布置在内部部分22的延展以内，而不是其中一个端部上。

图4b所示的是屏蔽结构20的俯视图。为了达到更好的屏蔽效果，屏蔽结构20除此外还包括了可套装在屏蔽罩21上的屏蔽封闭片24，比如通过侧向推移套装到屏蔽罩21上。屏蔽封闭片24（封闭元件）在推上的状态下遮盖了屏蔽罩21的与保持区段23对置的端部。

屏蔽封闭片24与屏蔽罩21一样都是由金属或者导电材料构成的，使得其适合对EMV辐射进行屏蔽。屏蔽封闭片24与屏蔽罩21为电连接，并且与电动机壳体5如此连接，使得它通过接地或者通过施加在电动机壳体5上的地电位而处于固定的电动势。

屏蔽封闭片24在所示的实施例中可以被推入在内部部分22的与保持区段23对置的端部上的支架25中。支架25作为导引机构两部分式地由两个彼此对置的导引元件构成。导引元件具有相当于屏蔽封闭片24的宽度的相互距离。屏蔽封闭片24在其待插入到导引元件中的棱边处具有卡突，使得插入屏蔽封闭片24后，所述屏蔽封闭片24可靠保持在屏蔽罩21上。

此外屏蔽封闭片24还具有中间的凹口26，该凹口26设在屏蔽封闭片24的一个棱边上，凹口26的宽度要至少相当于从动轴3的宽度并小于屏蔽罩21的内部凹口。在屏蔽封闭片24被推入的状态下从动轴3完全接纳在凹口26中。

根据其他的实施方式，其在图5a与图5b中示出，可以设置夹紧板27代替屏蔽封闭片24作为封闭元件，所述夹紧板27如屏蔽封闭片24那样，在支架25中与屏蔽罩21固定连接。第二球轴承19在安装状态下靠近内部部分22的与保持区段23对置的端部布置并且优选具有夹紧槽（未示出），夹紧板27以对应的凹口28被接纳在夹紧槽中。通过将夹紧板27固定在屏蔽罩21与第二球轴承19上，从动轴3可以通过第二球轴承19固定地保持在电动机壳体5中，因为电枢单元在保持在电动机壳体5的凹口9中的第一球轴承18与通过屏蔽罩21保持的第二球轴承19之间既抗拉又抗压地在轴向固定。在这种情况下屏蔽是通过靠近与保持区段23对置的端部布置的第二球轴承19实现的，通过所述球轴承19，内部部分22被封闭。通过这种方式EMV辐射不会从换向器8到达电动机壳体5以外。

如图6所示，屏蔽结构20也可以具有两个屏蔽板31、32作为封闭元件，两个屏蔽板31、32分别具有一个凹口并基本上从相反的方向沿从动轴3的方向推移到屏蔽罩21的从电动机壳体5伸出的端部前。两个屏蔽板31、32的凹口相互重叠并以这样的方式包围着从动轴3，通过两个屏蔽板31、32的相互重叠使得屏蔽罩21的内部部分22的开口完全被遮盖。

屏蔽板31、32可以相互重叠设置或者互补地构造，从而在装配两个屏蔽板31、32时它们可以被这样互相推入，使得只留下一个从动轴3的横截面形式的内部凹口。由此可以使屏蔽结构20构造成能使电动机2的内部空间得到完全屏蔽。

Claims (18)

1.一种用于定位器（1）的屏蔽结构（20），所述屏蔽结构包括：

－由导电材料制成的屏蔽罩（21），所述屏蔽罩具有柱形的内部部分（22）以及具有相对于内部部分（22）更大的直径的保持区段（23）；

－至少一个导电的、平面的封闭元件（24、27、31、32），所述封闭元件用于套装在所述柱形的内部部分（22）的端面上，

其中所述封闭元件（24、27、31、32）只封闭所述内部部分（22）的端面的一部分。

2.按权利要求1所述的屏蔽结构（20），其中所述屏蔽罩（21）具有支架（25），以将所述封闭元件（24、27、31、32）保持在所述屏蔽罩（21）上。

3.按权利要求1或2所述的屏蔽结构（20），其中所述保持区段（23）布置在所述内部部分（22）的端部上并且构成环绕的凸缘。

4.按权利要求1或2所述的屏蔽结构（20），其中所述封闭元件（24、27、31、32）在棱边处具有凹口（26），穿过所述凹口能够到达所述内部部分（22）的内部空间。

5.按权利要求4所述的屏蔽结构（20），其中所述凹口（26）具有半圆形轮廓。

6.按权利要求1或2所述的屏蔽结构（20），其中设置两个从不同方向套装到所述屏蔽罩（21）上的封闭元件，其中所述两个封闭元件分别具有凹口，所述凹口布置在所述封闭元件的棱边上，从而使得所述凹口在套装到所述屏蔽罩（21）上的状态下在所述内部部分的端面上形成圆形的通孔。

7.一种用于电动的定位器（1）的电动机（2），所述电动机包括：

－按前述权利要求1到5中任一项所述的屏蔽结构（20）；

－空心柱形的电动机壳体（5）；

－插入到所述柱形的电动机壳体（5）中的电枢单元（7），所述电枢单元具有在从动轴（3）上的换向器（8）以及一个或多个缠绕的电枢。

8.按权利要求7所述的电动机，其中设置柱形的电刷架（10），将所述电刷架插入到所述电动机壳体（5）中，使得所述电刷架包围所述换向器（8），并且所述电刷架与所述电动机壳体（5）的内壁形成棱边，所述屏蔽结构（20）的屏蔽罩（21）套装在所述棱边上。

9.按权利要求7或8所述的电动机，其中所述内部部分从所述电动机壳体（5）中伸出，使得所述封闭元件能够通过沿垂直于轴向的方向推移进行套装。

10.按权利要求7或8所述的电动机，其中所述内部部分（22）具有内直径，以在装配所述电动机（2）时在布置在所述从动轴（3）上的球轴承上方推移所述内部部分。

11.按权利要求10所述的电动机，其中所述封闭元件构成布置在所述屏蔽罩（21）与所述球轴承之间的封闭板。

12.按权利要求10所述的电动机，其中所述封闭元件构成布置在所述球轴承的周面上的槽中的夹紧板（27）。

13.按权利要求7或8所述的电动机，其中所述封闭元件具有凹口，所述凹口具有至少一个半圆形的轮廓，以至少部分地包围穿过所述内部部分延伸的从动轴（3）。

14.按权利要求13所述的电动机，其中所述凹口半圆形地包围穿过所述内部部分延伸的从动轴（3）。

15.按权利要求7或8所述的电动机，其中设置两个封闭元件，其分别设置有凹口，所述凹口能够套装到所述内部部分的端面上，使得所述凹口重叠，其中形成用于穿过所述内部部分（22）延伸的从动轴（3）的通孔。

16.按权利要求7或8所述的电动机，其中设置两个封闭元件，其分别设置互补轮廓，其在套装到所述内部部分的端面上时相互嵌合，并且作为凹口形成用于所述从动轴（3）的通孔。

17.一种定位器（1），所述定位器包括：

－带有传动机构的传动机构壳体，

－按权利要求7至16中任一项所述的电动机（2），将所述电动机套装到所述传动机构壳体（4）上，使得所述从动轴（3）伸入到所述传动机构壳体（4）中以与所述传动机构联接。

18.按权利要求17所述的定位器（1），其中所述定位器（1）用在机动车中。