CN104518630B - Dc电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种DC电机，其能够不使车载用的电机形状变大，且容易并且可靠性高地进行DC电机的绝缘耐压试验。在DC电机(100)中，设置有安装了对电刷(21)进行保持的刷握(56)的绝缘体的电刷板(17)、与电刷板组合并覆盖轭(12)的开放部侧的导电性的金属盖体(18)。在电刷板与电枢相对的一面侧设置扼流线圈，在设置于电刷板与金属盖体的组合的一面侧的槽(75c)中设置电容器(50)。电容器被设置为，一侧的导线与扼流线圈电连接，另一侧的导线在绝缘耐s压试验后与金属板能够电连接。

Description

DC电机

技术领域

本发明涉及一种DC电机，特别涉及一种用于车辆，且附带适合的电 刷(brush)的DC电机。

背景技术

现有的DC电机的例子如专利文献1到专利文献3所述。在这些公报 所述的DC电机中，对在形成为有底圆筒状的金属制的轭轭(yoke)内具 有永久磁铁的定子(stator)进行保持，与该定子对置地配置产生旋转磁 场的绕组型的转子(rotor)，使有底圆筒状的轭通过刷握(brush holder) 来与平板状的盖子部件抵接。

更详细来讲，在专利文献1所述的旋转电机中，通过供电单元的刷握 来堵住电动电机的轭的开口。在刷握上，通过注塑(outsert)成型，来 固定与电刷连接的一对供电终端。在刷握上的输入侧固定柱与电刷侧固定 柱之间形成规定间隔，替代供电终端，可以在电刷侧终端与输入侧终端两 者中间安装扼流线圈(choke coil)。

此外，在专利文献2所述的电动机中，除了以90度间隔配置在刷握 的碳电刷之外，为了应对电噪声，还配置了环状铁氧体磁心以及电容器各 2个。然后，按照仅仅向碳电刷供电的配线所露出的导体部分位于铁酸盐 铁芯的中心部的方式，在刷握上进行定位。

进一步地，在专利文献3所述的小型电机中，在覆盖外壳(case)的 开口部，与外壳共同形成密闭状的圆筒容器的外壳盖的内面侧，形成3个 空间，在各个空间收纳芯片电容器。由此，能够与串联的2个电容器并联 连接第3个电容器，实现低频带的电噪声的降低。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-138994号公报

专利文献2：日本特开2012-70512号公报

专利文献3：国际公开第W001／39354号

发明要解决的课题

在具有电刷的DC电机中，存在为了降低电机的电刷产生的噪声，而 在电机的内部或者外部，设置电容器作为电容或者设置扼流线圈作为电感 的情况。然后，若通过电容器与扼流线圈来形成LC滤波器电路，则能够 有效地降低特别是高频率的噪声，这是已知的。

然而，在车载用的DC电机中，为了去除对车载用的其他电气部件的 恶劣影响，在电刷中产生的噪声的容许值被严格规定。将这个规格称为EMC (electric magneticcompatibility：电磁兼容性)，例如IEC规格被 国际性规定。

在上述专利文献1中，无论是否存在对电动机产生的噪声进行降低的 元件，为了使电动机小型化，因而在刷握上，以输入侧固定柱与电刷侧固 定柱之间的距离作为规定间隔，可选择性地安装供电终端与扼流线圈。但 是，在该专利文献1中，没有考虑在为了应对电刷中产生的噪声而安装电 容器时，基于电机的绝缘耐压试验对电容器的影响。

此外，在专利文献2中，作为电气噪声对策，使用铁酸盐铁芯与电容 器，将这些元件配置在刷握上表面。此外，在专利文献3中，在刷握上表 面配置电容器。但是，在这些专利文献2、3中，也没有考虑由于电机的 绝缘耐压试验而影响了电容器。

若保持连接着电容器的情况下进行DC电机的绝缘耐压试验，则为了 即使在负荷电压小的情况下也会产生通过电容器的电流，存在产生与绝缘 破坏电流之间的混乱的情况。此外，若将负荷电压设置为大电压，则会担 心超出电容器的耐压电压而对电容器进行绝缘破坏。因此，在电动机的绝 缘耐压试验中，虽然最好是去掉电容器的状态，但在将电容器组合到刷握 中之后，很难去掉电容器来执行绝缘耐压试验。为了解除这个缺陷，若在 绝缘耐压试验后再将电容器安装到刷握，则导致安装步骤的增加。

发明内容

本发明鉴于上述现有技术的缺陷而作出，其目的在于，在不使车载用 的DC电机的形状变大的情况下，能容易并且高可靠性地进行DC电机的绝 缘耐压试验。本发明的其他目的在于，在4极6孔型的DC电机中，作为 电刷中产生的噪声对策，在使用了扼流线圈以及电容器时，能够在电机的 凸缘(flange)面(金属盖体(medal cover)表面)不形成电极以外的突 起，能够容易地进行绝缘耐压试验。

解决课题的技术手段

达成上述目的的本发明的特征在于，一种DC电机，其在轭的内周侧 配置永久磁铁，与该永久磁铁对置地设置具有线圈以及层压钢板的电枢， 具备与所述电枢导通的电刷，设置有：安装了对所述电刷进行保持的刷握 的绝缘体的电刷板、以及与该电刷板组合并覆盖所述轭的开放部侧的导电 性的金属盖体，在所述电刷板与所述电枢相对的一面侧设置扼流线圈，在 设置于所述电刷板与所述金属盖体组合的一面侧的槽中设置电容器，所述 电容器被设置为，一侧的导线与所述扼流线圈电连接，另一侧的导线在绝 缘耐压试验后能够与所述金属盖体电连接。

并且，在该特征中，所述电枢可以构成为4极6孔，所述电刷在所述 电刷板上以几乎90度的间距被配置2个。所述扼流线圈也可以在所述电 刷之间，在周围方向间隔较宽的一侧以几乎对称的形式被配置。此外，所 述电容器最好被设置为2个，所述电容器与所述扼流线圈被配置为夹在所 述电刷板两侧。在所述电刷板上的收容所述电容器的所述槽的附近，可以 设置突起，将所述电容器的与所述金属盖体连接侧的导线配置在该突起上 s，并将所述导线的形状设置为曲柄形状。进一步地，可以将对所述电容 器与所述扼流线圈进行电连接的插入终端配置在所述电刷板与所述金属 盖体之间。

发明效果

根据本发明，在车载用DC电机中，在电刷板的与金属盖体对置的一 面侧设置槽，在金属盖体设置与该槽对应的孔，将电磁噪声对策用的电容 器收纳在所述槽中，由于电容器的一侧的导线与配置在电刷板的背面侧的 扼流线圈电连接，电容器的另一侧的导线在绝缘耐压试验后与金属盖体电 连接，因此在不使电机形状变大的情况下，就能够容易并且可靠性高地进 行DC电机的绝缘耐压试验。此外，在4极6孔型的DC电机中，能够在电 机的金属盖体表面不形成电极以外的突起，且能够容易地进行绝缘耐压试 验。

附图说明

图1是与本发明有关的DC电机的一个实施例的外观立体图。

图2是图1所示的DC电机的纵向截面图。

图3是图1所示的DC电机所具备的金属盖体的立体图。

图4是图1所示的DC电机所具备的电刷板的立体图。

图5是图4所示的电刷板的俯视图。

图6是图4所示的电刷板的后视图。

图7是图4所示的电刷板的后视图，是装载各部件以前的图。

图8是装载在图4所示的电刷板的刷握的立体图。

图9是装载在图4所示的电刷板的插入终端的立体图。

图10是装载在图4所示的电刷板的电容器的立体图。

符号说明：

11…凸缘、11a…安装孔、12…外壳(轭)、13…后部轴承保持部、 14～14b…前部(front)轴承保持部、16…永久磁铁、17…电刷板、17b… 弹簧抵接部件、17c…线圈保持用突起、17d···线圈保持用槽、17e…刷握 用槽、17f···引线(pigtail)停止处、17g…线圈导线支撑部用槽、18… 金属盖体、21…电刷、21b…引线、22…换向器、24…端子、32…旋转轴、 33…前部(滚动)轴承、34…后部(滚动)轴承、35…齿轮、41…层压钢板、 42…绕组、43…电枢、50…电容器、51···电容器主体、52…导线、52a… 水平部、52b…弯曲部、52c…水平部、53…导线、55…扼流线圈、55a、 55b…导线、56…刷握、56a···线圈连接部、56b…引线连接部、57…电刷 弹簧、59…轴承保持孔、61…电容器用孔、62…端子用孔、65…电刷板固 定用孔、71···端子用突起、71a…附带切口的端子保持部、71b…基底部、71c…切口、72…电容器用突起、73…金属盖体卡止部、75···电容器保持 单元、75a···线圈连结用孔、75b…导线保持槽、75c…电容器主体保持槽、 76···导线保持用突起、80…插入终端、81…连接部、82…线圈导线支撑部、 83…插入部、91···电刷保持箱部、92…线圈连接部、92a···线圈连接板部、94…引线连接部、100…DC电机。

具体实施方式

下面，使用附图来对与本发明有关的DC电机的一个实施例进行说明。 图1是DC电机100的一个实施例的立体图，是将与从动部件的连接侧设 置为上表面来表示的图。图2是图1所示的DC电机100的纵向截面图。

与本实施例有关的DC电机100是附带电刷的DC电机。在通过冲压 (press)加工等而将铁板形成为大致杯状的外壳(轭)12的内壁部，构成 该DC电机100的磁场、且被配置为环状的永久磁铁16被固定。外壳12 与永久磁铁16构成DC电机100的定子。

电枢43被配置为与永久磁铁16相对。电枢43具有：层压钢板(铁芯 (core))41，其由对脱模了的硅钢板等进行层压而形成；和绕组42，其 缠绕在形成于该层压钢板41的凸极上。另外，层压钢板41的外表面侧通 过模具(mold)树脂而被成型，确保绝缘性。

绕组42所缠绕的层压钢板41，对被安装在旋转轴32的、随着旋转轴 32的旋转而被安装在DC电机100的一端侧的泵等从动部件进行旋转驱动。 旋转轴32的一个端部被后部滚动轴承34支撑，该后部滚动轴承34是后 部(rear)轴承保持部13中所保持的、在外壳12的底部(图2中的左端 部)的中央部通过冲压加工等而形成的。在本实施例中，后部轴承保持部13在外壳12的内侧形成凸起的形状。在本实施例中，齿轮(gear)35被 安装在旋转轴32的顶端侧，用于对从动部件进行减速或者加速驱动。

为了向绕组42供电，换向器22被安装在旋转轴32。2个电刷21通 过螺旋弹簧57而被加载于换向器22。电刷21与电刷板17电连接。在未 安装电刷21的电刷板17上，扼流线圈55被配置。如下面详述的那样， 扼流线圈55通过端部，与被安装在电刷板17的相反面的电容器50的一 个导线53电连接。电容器50由与金属盖体18电连接的一侧的导线52、 与扼流线圈55电连接的导线51和电容器主体50构成。

外壳12的开口部被金属盖体18覆盖，金属盖体18与电刷板17卡合。 在电刷板17以及金属盖体18的中央部，为了保持前部滚动轴承33而形 成开口部59(参照图7)，该开口部59与前部轴承保持部14连接。此外， 金属盖体18的前部轴承保持部14a，与形成于电刷板17的前部轴承保持 部14b(参照图4)一起，对固定在旋转轴32的前部滚动轴承33进行保持。在外壳12的外周部形成凸缘11，将螺栓(bolt)插入形成于凸缘11的从 动部件的安装孔11a，从而将DC电机100安装于从动部件。

在图3中，通过立体图表示对钢板等进行冲压加工而制作的导电性金 属盖体18的俯视图。如图3所示，在金属盖体18的上表面侧形成多个孔 65、槽61，在长孔状的槽61的下侧配置被保持在电刷板17的电容器50。 孔65用于将电刷板17定位并固定在金属盖体18，在使形成在电刷板17 的突起73(参照图4)嵌合于该孔65后，加热来使电刷板17的突起变形，从而固定在金属盖体18。槽62是用于向DC电机100供电的端子24用槽， 被设置在周边方向几乎对称的位置。

接下来，使用图4到图7来对电刷板17的一个实施例进行说明。首 先，对电刷板17的上表面的状态进行说明。图4是电刷板17的立体图， 是将与金属盖体18相对的一面设为上表面的图。图5是图4的俯视图。

本实施例的电刷板17是绝缘体，通过树脂的注塑(injection)加工 等而被制作。电刷板17的上表面侧成为与设置在金属盖体18的多个孔、 槽相应的形状。也就是说，将由附带切口(slit)的端子保持部71a和基 底部71b构成的端子用突起71设置在轴对称的2个位置，其中，该附带 切口的端子保持部71a形成为用于使端子24贯通的矩形形状的槽，该基底部71b的高度比该附带切口的端子保持部71a低且形成在附带切口的端 子保持部71a周围，即使在金属盖体18被安装的时候也确保了绝缘距离。

此外，为了如上所述那样确保与金属盖体18的卡合，在上表面的多 个地方设置圆形的突起73。进一步地，为了稳定地保持电容器50，通过 电容器保持单元75c、线圈连结用孔75a、和导线保持槽75b，来形成电容 器保持单元75。其中，该电容器保持单元75c具有比电容器主体51的大 小深的槽深，该线圈连结用孔75a为了与扼流线圈55的电连接而穿过导线53，该导线保持槽75b被设置在线圈连结用孔75a与电容器保持单元 78c之间的边界。电容器保持单元75的周围部与形成在金属盖体18的电 容器用孔61相对应地，形成作为长圆形状的突起边的电容器用突起72。 在图5中，它们以连结端子24用突起71之间的线为基准，在该线的下侧 配置为大概轴对称。

在电容器用突起72的附近、并且电容器50的导线52被放置在上表 面的部分，形成在与导线52延伸的方向几乎垂直的方向上延伸的导线保 持用突起76。导线保持用突起76与设置在金属盖体18的对应位置的突起 重合，设置为用于在将导线52通过点焊等来与金属盖体18连接时，使产 生的热集中并使焊接操作性提高。

接下来，使用图6以及图7来对电刷板17的背面的状态进行说明。 图6是图4的后视图，是装载了各种部件的图，图7同样为图4的后视图， 是装载各种部件之前的电刷板17整体的图。

端子24贯穿的切口71c形成在中央的轴承保持孔59的左右两侧。以 该切口71c为基准，在图7中上侧大约轴对称地设置后面详述的刷握卡止 用的槽17e。刷握用槽17e为与刷握56的板厚相同程度的深度的槽，在卡 止了刷握17e的状态下，位于与电刷板17的表面相同的高度位置。在刷 握用槽17e内、且左右方向中央侧以及端子24用的切口71c附近，形成 突起17h。在该突起17h，对形成于刷握56的孔进行卡止，并将刷握56 固定在电刷板17。在刷握用槽17e的外周侧，设置在轴方向(图6、7中的 纸面前侧)上延伸的线圈保持用突起17b。线圈保持用突起17b为了在使电 刷21接触换向器22时，对获取作用力的螺旋弹簧进行保持而设置。

图8中以立体图来表示刷握56。图的下侧为外周侧，图8的上侧为内 周侧，也就是电刷21与换向器22抵接的一侧。刷握56具有：矩形的电 刷保持箱部91，其收容电刷；引线(pigtail)连接部94，其位于外周侧； 和线圈连接部92，其位于内周侧。线圈连接部92具有弯曲成直角的线圈 连接板部92a，该线圈连接板部92a与扼流线圈55的导线55a连接。在引线连接部94以及线圈连接部92分别形成孔94a、92b，与形成于电刷板 17的突起17h嵌合。并且，通过加热电刷板17，突起17h变形，刷握56 被固定于电刷板17。在刷握56的电刷保持箱部91的一个侧面，形成槽(未 图示)以使得随着电刷21的磨损导致安装在电刷21的引线21b能够移动。

在图7中切71c下侧，形成长方形状的线圈保持用槽17c。在将扼 流线圈55保持在内部的情况下，线圈保持用槽被下挖成使得扼流线圈55 不干扰对置的电枢43的绕组42。在该线圈保持用槽17d的周围的3边， 线圈保持用突起17c被设置，在将DC电机100装载在汽车等的情况下， 防止扼流线圈55振动、移动。

图7中阴影(hatching)所示的为电刷板17的前面侧(图7中的里侧)， 即配置在与金属盖体18之间的插入终端80。在除了配置2个刷握56的部 分以外的电刷板17的上表面，轴对称地配置了2个插入终端80，且以很 小的间隙位于图7的下侧。该插入终端80被插入成型在电刷板17，在热 型锻时已经被保持在模具内。

如图9所示，插入终端80呈将铜板弯曲了的形状，在一个端部，弯 曲形成电源输入用的端子24，在另一个端部，向与端子24相反的方向弯 曲，形成对扼流线圈55的导线55b进行保持的线圈导线支撑部82。另外， 在线圈导线支撑部82的附近，形成与电容器50的一侧的导线53连接的 连接部81。在连接部81与端子24之间，如图7所示，形成弯曲了的平面。

在电刷板17的背面侧的线圈保持用槽17d的周围部，即未形成线圈 保持用突起17c的部分的附近，形成槽17g。在该槽17g，贯穿对形成于 插入终端80的上述扼流线圈55的导线55b进行支撑的支撑部82。在槽 17g的附近，为了将扼流线圈55的导线与电容器50的导线53电连接，形 成使插入终端80露出的孔17g以及与其连接的槽。通过将孔17g的背面 侧与扼流线圈55的导线55b连接，将孔17g的表面侧与电容器50的导线 53连接，从而两者被电连接。

使用图10，来对电容器50的连接进行说明。在与插入终端80的连接 部81电连接的一侧的导线53以几乎笔直的状态连接后，电容器50被一 次性地保持在设置于电刷板17的表面侧的槽61。以这个状态来组装DC 电机100，施加比端子24之间通常使用的电压高的电压，来实施绝缘耐压 试验。由此，提取出绝缘不良品。此时，由于在水平部52a、52c之间形成曲柄部52b，因此能防止电容器50的另一侧导线52接触金属盖体18 而导通。

在绝缘耐压试验之后，为了形成作为通常使用的去噪电路的RC电路， 通过点焊等将导线52焊接于金属盖体18。这里，由于将电容器50的导线 52的高度位置设置为比金属盖体18的凸缘面低，因此通过增加电容器50 来避免DC电机100的轴方向长度变长。

如以上所说明的，根据本发明，以几乎90度的间隔来将电刷配置于 电刷板的背面侧，按照在该电刷之间的较宽一侧埋入一部分的方式来配置 一对扼流线圈，进一步地，按照在电刷板的表面侧埋入的方式来配置电容 器，由于其一侧的导线与扼流线圈电连接，因此不会使DC电机大型化， 就能够形成对由电刷产生的噪声进行降低的RC电路。

此外，由于能够以未连接电容器的另一侧端子的状态来实施绝缘耐压 试验，因此能够防止连接了电容器的结果所附加的电荷流入电容器，被误 检测为泄露电流的事态的发生。绝缘试验之后，由于没有DC电机的内部 操作，因此只要在外侧将电容器的端子与金属盖体连接即可，加工容易、 且加工步骤少。

Claims (7)

1.一种DC电机，其在轭的内周侧配置永久磁铁，与该永久磁铁对置地设置具有绕组以及层压钢板的电枢，且具备与所述电枢导通的电刷，

所述DC电机设置有：安装了对所述电刷进行保持的刷握的绝缘体的电刷板、以及与该电刷板组合来覆盖所述轭的开放部侧的导电性的金属盖体，在所述电刷板与所述电枢相对的一面侧设置扼流线圈，在设置于所述电刷板与所述金属盖体组合的一面侧的槽中设置电容器，所述电容器被设置为：一侧的导线与所述扼流线圈电连接，另一侧的导线在绝缘耐压试验后能够与所述金属盖体电连接。

2.根据权利要求1所述的DC电机，其特征在于，

所述电枢被构成为4极6孔，所述电刷在所述电刷板上以几乎90度的间距被配置2个。

3.根据权利要求2所述的DC电机，其特征在于，

所述扼流线圈，在所述电刷之间、且在周围方向间隔较宽的一侧以几乎对称的形式被配置。

4.根据权利要求2所述的DC电机，其特征在于，

所述电容器被设置为2个，所述电容器与所述扼流线圈夹着所述电刷板配置。

5.根据权利要求3所述的DC电机，其特征在于，

所述电容器被设置为2个，所述电容器与所述扼流线圈夹着所述电刷板配置。

6.根据权利要求1至5的任意一项所述的DC电机，其特征在于，

在所述电刷板上的收容所述电容器的所述槽的附近设置突起，将所述电容器的与所述金属盖体连接侧的导线配置在该突起上，并且将所述导线的形状设置为曲柄形状。

7.根据权利要求1至5的任意一项所述的DC电机，其特征在于，

将对所述电容器与所述扼流线圈进行电连接的插入终端配置在所述电刷板与所述金属盖体之间。