DE1513804B1

DE1513804B1 - Buerstenhaltervorrichtung fuer elektrische Miniaturmotoren

Info

Publication number: DE1513804B1
Application number: DE19661513804D
Authority: DE
Inventors: Mabuchi Takaichi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-08-18
Filing date: 1966-01-20
Publication date: 1970-07-23
Also published as: GB1108080A; US3450916A

Description

Fig. 6B ist eine Seitenansicht des Hauptteils im Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 6A;

F i g. 7 A ist eine Seitenansicht eines Bürstenhalterstützgliedes in einer anderen Ausführungsform gemäß der vorlieffenden Erfindung;

Fig. 7B ist eine Seitenansicht des Bürstenhalterstützgliedes unter einem rechten Winkel zu der Be-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Bürstenhaltervorrichtung zu schaffen, bei der der
Kontaktdruck der Bürste auf den Kommutator frei
von der Außenseite eines Motorengehäuses auf ein- io
fache und bequeme Weise eingestellt werden kann,
und zwar insbesondere auch, nachdem der Motor
bereits zusammengesetzt ist. Diese Bürstenhaltervorrichtung soll so beschaffen sein, daß ein als Anschlußklemme zur Bürste dienendes Anschlußplättchen be- 15 trachtunesrichtung in Fig. 7A gesehen, und
quem und schnell ersetzt werden kann, ohne daß die Fig. 7C ist eine Vorderansicht des Bürstenhalter-

Deckplatte eines Gehäuses für den Motor entfernt zu stützgliedes, das jedoch im Querschnitt entlang der werden braucht, nachdem der Motor zusammen- Linie V-V in Fig. 7B dargestellt ist.
gesetzt worden ist. Besondere Aufmerksamkeit wen- Bei derartigen elektrischen Miniaturmotoren des

det die Erfindung der Frage zu, wie ein Bürstenhalter 20 Erfinders, wie sie etwa in der nicht vorveröffentlichfür in großen Stückzahlen herzustellende Miniatur- ten USA.-Patentschrift 3 296 473 erläutert sind, wurmotoren leicht auf der Deckplatte des Motoren- den bisher Bürstenhaltervorrichtungen verwendet, bei gehäuses angebracht werden kann. denen der Unterteil 21 eines Bürstenhalters 2, der

Es sind bereits Bürstenträger für Kleinstmoto- aus einer federnden Platte hergestellt ist, die vorher ren bekannt (deutsche Gebrauchsmuster 1857 091, 25 in eine geeignete Form gebracht worden ist, durch 1875157), die eine besondere Bürstenträgerhalte- drei Stützstifte 3, 4 und S gehalten wird, die aus einer platte benötigen und bei denen die Einstellung des isolierenden Deckplatte eines Gehäuses für die Mo-Bürstenandrucks durch Einstellung einer Justier- toren hervorragen, wie es schematisch in F i g. 1 darschraube oder durch Verdrehen eines Exzenters vor- gestellt ist. Bei einer solchen Stützvorrichtung ist eine genommen wird. Für eine Herstellung in sehr großen 30 Kopfschraube 17, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist, die Stückzahlen stellt das Schneiden oder Rollen eines allgemein als Geschwindigkeitsschraube bezeichnet Gewindes oder die gesonderte Herstellung und Lage- _wj_rd, auf den mittleren Stützstift 3 befestigt, und die rung eines Exzenterteils einen relativ hohen Aufwand Kopfschraube 17 ihrerseits wird durch einen Stab dar. Die Erfindung zeigt, wie bei guter Einstellgenau- bzw. Bügel 18 gehalten, der aus einem Stück mit der igkeit des Bürstenandrucks solche Teile, wie Einstell- 35 isolierenden Deckplatte 1 besteht, wodurch verhinschrauben mit Gewinde oder Exzenter, in einer für dert wird, daß der Unterteil des Bürstenhalters 2 von die Massenherstellung besonders vorteilhaften Weise der Stützstange 3 abgleitet.

eingespart werden können. Bei dieser Haltevorrichtung hat der Bürstenhalter 2

Die Erfindung besteht bei einer Bürstenhaltervor- die Form eines T (vgl. Fig. 2), so daß ein von einer richtung der eingangs genannten Art darin, daß die ₄₀ Seite des Grundteils 21 abgeteilter Zuführungsplat-Endabdeckplatte im Bereich eines der Stützstifte mit tenteil 24 durch eine Öffnung (die nicht dargestellt einem Loch versehen ist, durch das ein als Abstands- fet) herausragt, die durch die Deckplatte gebohrt ist, halter dienendes Anschlußplättchen in Form eines wobei dieser Zuführungsplattenteil als eine Verbin-Streifens zwischen einen der Stützstifte und den einen dungsklemme für eine äußere Energiequelle dient. Schenkel des Bürstenhalters eingeführt ist und daß 45 p_er herausragende Teil des Bürstenhalters 2 kann j~ D.·:™^^^ λ.,,μ, a„c Λ^ο^τ,ι,,β^ι««^^ «in« jedoch während des Transportes oder während des

Betriebes abgebrochen oder beschädigt werden, und wenn das beschädigte Bürstenglied durch ein neues ersetzt wird, so muß jeweils die Deckplatte entfernt werden. Diese Vorrichtung ist daher empfindlich und wegen der Verwendung der Kopfschraube 17 des

der Bürstenhalter durch das Anschlußplättchen eine Vorspannung in Richtung auf den Kommutator erhält.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Anordnung einer älteren Bürstenhaltervorrichtung des Erfinders;

F i g. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für einen Bürstenhalter der Bürstenhaltervorrichtung, wie sie in F i g. 1 gezeigt ist;

F i g. 3 ist eine Seitenansicht, in der ein Beispiel einer herkömmlichen Vorrichtung zur Halterung des Bürstenhalters gezeigt ist;

F i g. 4 A ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für den Bürstenhalter gemäß dieser Erfindung;

Fig. 4 B ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Klemmplatte für den Bürstenhalter gemäß Fig. 4A;

Fig. 5 A ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Bürstenhaltervorrichtung gemäß der vor- liegenden Erfindung, bei der ein Teil im Schnitt entlang der Linie II-II in Fi g. 5 B gezeigt ist; Fig. 5B ist eine Seitenansicht der Bürstenhalterverschiebbaren Stützstabes 3, 3' für die Massenfertigung von möglichst preisgünstigen Spielzeugmotoren noch zu teuer.

Der Kontaktdruck der Bürste am Kommutator wird durch die Federkraft des am Unterteil 21 eingespannten Bürstenhalters über den biegsamen Teil 22 erzeugt. Dieser Kontaktdruck hängt unter anderem von der Qualität des Materials, der Dicke und der Form des Bürstenhalters und der relativen Anordnung der Stützstifte zueinander ab und läßt sich auch bei Verwendung der Kopfschraube 17 nur umständlich nach dem Zusammenbau des Motors verändern.

Durch die Erfindung wird nun eine Bt vorrichtung geschaffen, die praktisch sehen Aufwand eine nachträgliche Eins Bürstendrucks auf einfachste Weise zuläßt

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Mit Bezug auf die Zeichnung soll die vorliegende als Klemme, um den Bürstenhalter 2 mit einem äuße-

Erfindung im einzelnen beschrieben werden. ren Stromkreis zu verbinden.

In Fig. 5A ist mit 1 eine isolierende Deckplatte Um den Bürstenhalter in einer solchen Bürsten- und mit 2 ein Bürstenhalter bezeichnet. Mit 3, 4 haltervorrichtung in die richtige Stellung einzusetzen, und 5 sind Stützstifte bezeichnet, die vorzugsweise 5 wird der Unterteil 21 des Bürstenhalters 2 zwischen aus einem Stück mit der isolierenden Deckplatte 1 die Haltestäbe 3 und 4 bzw. 5 eingesetzt, wobei das gebildet werden, indem man ein geeignetes Kunst- freie Ende 25 der Zuführungsplatte 24' in den Spalt Stoffmaterial gießt. Wie in der Figur dargestellt ist, 11 eingeführt wird, bis die untere Randkante des stehen die Stützstifte auf einem flachen Grundglied 6, Unterteils 21 auf dem Grundglied 6 auf der Deckdas leicht von der inneren Fläche der Deckplatte 1 io platte 1 aufliegt. Dann wird das Anschlußplättchen 7 vorspringt, daß die Stifte 4 und 5 auf beiden Seiten zwischen den mittleren Stützstab 3 und den Unterteil des Mittelstiftes 3 angebracht sind, so daß sie ein 21 des Bürstenhalters 2 durch den Spalt 11 einDreibein bilden. Die isolierende Deckplatte 1 ist mit geführt.

zwei solchen Dreibeinen versehen. In der Figur sind Mit Bezug auf die F i g. 1 soll der oben beschriedie oberen Endteile der ein Dreibein bildenden Stütz- 15 bene Aufbau der Bürstenhaltervorrichtung im folgenstangen entlang der LinieII-II in Fig. 5B abge- den im einzelnen näher beschrieben werden. Der schnitten. Da der zugeordnete Bürstenhalter hierbei Druck der Bürste 23, der auf die Oberfläche eines auf genau dieselbe Art und Weise, wie bei dem oben Kommutators 8, der in gestrichelten Linien dargeerwähnten Dreibein gehalten wird, wurde dieser Bür- stellt ist, ausgeübt wird, hängt von der Anordnung stenhalter aus Gründen der Einfachheit und Über- 20 des mittleren Stützstabes 3 relativ zu den anderen sichtlichkeit weggelassen. Der Bürstenhalter 2 ist aus Stützstäben 4 und 5 ab. Wenn nun die axiale Stellung einer federnden, leitfähigen, dünnen Metallplatte ge- des mittleren Stützstabes 3 in Richtung zur Motorfertigt, die in ihrem mittleren Teil annähernd um 90° welle bewegt wird, so daß der Stab 3 in der gestriin der Form eines L gebogen ist und die mit einem chelt gezeichneten Stellung 3' ein wenig tiefer als in Zuführungsplattenteil 24' versehen ist, der sich von 25 der ausgezogenen Stellung, wie sie in F i g. 1 dareiner Seite des Grundteils 21 aus erstreckt, wie es in gestellt ist, liegt, so ist der Unterteil 21 des Bürsten-Fig. 4A dargestellt ist. Ferner ist an dem oberen halters 2 gestreckt, wie es in der gestrichelt gezeich-Ende eines biegsamen Teils 22 eine Bürste 23 ange- neten Linie angedeutet ist, wodurch der biegsame bracht, die in Kontakt mit einem nicht gezeigten Teil 22 die gestrichelt gezeichnete Lage 22' einnimmt, Kommutator steht. Wenn auf den Bürstenhalter 2 30 und folglich befindet sich die Bürste 23 gegenüber keine Kraft ausgeübt wird, so ist das Unterteil 21 der Umfangsoberfläche des Kommutators 8 in einer gerade. Wird das Unterteil 21 zwischen die Seiten- solchen Stellung, wie sie in 23' angedeutet ist. stützstäbe 4, 5 und den Mittelstützstab 3 eingeführt, Nimmt man an, daß der Kommutator 8 nicht vorso wirkt die Rückstellkraft durch die Federeigen- handen ist, so wird, wie es in der ausgezogenen Linie schaft des Unterteils 21 stark auf die Berührungs- 35 dargestellt ist, der Unterteil 21 gebogen, und der flächen des Unterteils 21 mit den Stützstäben, und biegsame Teil 22 wird dadurch in Gegenuhrzeigerder Unterteil 21 wird durch die Stützstäbe fest gehal- sinn bewegt, wie es durch die ausgezogene Linie dartert. Auf der Seite des mittleren Stützstabes 3, der gestellt ist, wenn der Stützstab 3 sich aus der Stelmit dem Unterteil 21 des Bürstenhalters 2 in Beruh- lung 3' aufwärts bewegt. Wenn der Kommutator 8 rung steht, ist eine Aussparung 32 angebracht, deren 40 tatsächlich vorhanden ist, so wird der biegsame Teil untere bzw. Grundfläche parallel zu der Achse des 22 gegen die äußere Umfangsoberfläche des Kom-Stabes 3 verläuft, so daß durch die Grundfläche und mutators 8 gepreßt, und der Bürstendruck darauf die End- bzw. Seitenwand der Aussparung 32 eine nimmt durch die Rückstellkraft des verbogenen Abstufung34 gebildet wird (vgl. Fig. 6B). Am Fuße Unterteils 21 des Bürstenhalters 2 allmählich zu. Da der Aussparung 32 des mittleren Stützstabes 3 ist ein 45 der Abstand zwischen den Berührungsoberflächen Spalt 11 in der Deckplatte 1 gebildet, und eine der des Unterteils mit den Stützstäben 3 und 4 bedeutend Innenwände 12 des Spaltes 11 fluchtet mit der kürzer ist als der Abstand zwischen der Berührungs-Grundfläche der Ausparung 32, wie es in F i g. 5 B fläche des Unterteils 21 mit dem Stützstab 4 und der dargestellt ist. Wenn der Unterteil 21 des Bürstenhai- Bürste 23 (der Armlänge des Bürstenhalters 2), so ters 2 in die Aussparung 32 eingepaßt worden ist, ist 50 erhöht sich der Bürstendruck bei einer leichten Aufdie Zuführungsplatte 24' in den Spalt 11 eingeführt wärtsverschiebung des mittleren Stützstabes 3 beworden, und das freie Ende 25 der Zuführungsplatte trächtlich. Bei der Bürstenhaltervorrichtung gemäß 24' fluchtet im wesentlichen mit dem öffnungsende Fig. 6A und 6B wird durch das Einsetzen des Andes Spaltes 11. Dann wird ein Anschlußplättchen 7, schlußplättchens 7 zwischen die Aussparung 32 des wie es in Fig. 4B gezeigt ist, durch den Spalt 11 in 55 mittleren Stützstabes 3 und den Unterteil 21 dasselbe die Aussparung 32 zwischen den mittleren Stütz- Ergebnis erhalten, das durch die Aufwärtsverschiestab 3 und den Unterteil 21 des Bürstenhalters 2 ein- bung des mittleren Stützstabes 3 in bezug auf die gesetzt. Es ist in diesem Falle möglich, eine Aus- Stäbe 4 und 5 erhalten wird. Demgemäß kann der sparung 26 in dem Unterteil 21 und einen Vorsprung Bürstendruck durch eine leichte Änderung der Breite in dem Anschlußplättchen 7 an einer der Aus- 60 des Anschlußplättchens 7 weitgehend verändert wersparung 26 entsprechenden Stelle derart anzubringen, den. Da das Anschlußplättchen 7 von der Außenseite daß der Vorsprung 27 eng in die Aussparung 26 hin- ersetzt werden kann, so kann der Bürstendruck leicht eingepreßt wird, wenn das Anschlußplättchen 7 in bei fertigen Motoren verändert werden. Bei einem tohriebene Lage eingeführt wird. In die- Miniaturmotor wird eine Einstellung des Bürstendas Anschlußplättchen 7 elektrisch mit 65 druckes oft wegen Veränderungen in der Geschwin-121 des Bürstenhalters 2 verbunden, das digkeit und Belastungen des Motors sowie einer Abdes Anschlußplättchens 7 ragt aus dem nutzung der Bürste erforderlich. Eine solche Einstelvor uend das vorspringende Ende dient lung kann leicht durch Anwendung der vorliegenden

Erfindung durchgeführt werden, wie sie im vorgehenden beschrieben wurde. Weiterhin ist es bei gleicher Ausbildung der Teile möglich, Motoren herzustellen, die verschiedene Geschwindigkeiten und bemessene Leistungen aufweisen.

Das oben erwähnte Anschlußplättchen 7 dient dazu, den Bürstenhalter 2 mit einer äußeren Leistungsquelle zu verbinden, wie auch dazu, den Bürstendruck einzustellen. Darüber hinaus kann die mechanische Festigkeit des Motors während des Verpackens und des Transportes durch Abnehmen der Anschlußplättchen oder Verwendung stabilerer Anschlußplättchen erhöht werden.

Im vorhergehenden wurde ein Beispiel beschrieben, in dem das Anschlußplättchen 7 für die Einstellung des Bürstendruckes und als Klemme für die Bürste verwendet wurde. In dem Fall jedoch, in dem ein Bürstenhalter gemäß dem in F i g, 2 dargestellten verwendet wird, dessen abgeteilte Platte 24 als Zuführungsplatte dient, wird ein anderes Anschluß- ao plättchen geeigneter Dicke zwischen den Stützstab 3 und den Unterteil 21 des Bürstenhalters 2 eingesetzt, lediglich um den Bürstendruck einzustellen. In diesem Fall ist es möglich, das Anschlußplättchen 7 zwischen den Stützstab 4 und den Unterteil 21 des Bürstenhalters 2 durch einen Spalt einzuführen, der am Fuße des Stützstabes 4 vorgesehen ist, anstatt das Anschlußplättchen 7 zwischen den mittleren Stützstab 3 und den Unterteil 21 einzuführen.

F i g. 7 zeigt ein anderes Beispiel der Bürstenhaiterstütze, bei der der Stützstab 3 mit einem Teil 32' ausgestattet ist, das einen verringerten Durchmesser besitzt. Auch in diesem Falle ist der untere bzw. Grundteil des Teils 32' angrenzend an den Spalt 11 ausgebildet und fluchtet mit einer dessen innerer Wandungen 12. Es ist auch möglich, daß die Stützstäbe 4 und 5 mit einer Aussparung oder einem im Durchmesser verringerten Teil an ihren Kontaktflächen mit dem Unterteil versehen sind, wodurch der Bürstenhalter gehalten wird. Der abgestufte Teil 34 und der im Durchmesser verringerte Teil 32' bilden einen vorstehenden Rand, so daß die Stellung des Bürstenhalters in einer in Axialrichtung liegenden Ebene fixiert und eine unerwünschte Bewegung des Bürstenhalters verhindert ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Bürstenhaltervorrichtung für einen elektrischen Miniaturmotor mit einem Bürstenhalter aus federndem Material, der im wesentlichen die Form eines L aufweist und zwischen drei als Dreibein angeordneten Stützstiften an der Innenseite einer Endabdeckplatte gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabdeckplatte (1) im Bereich eines der Stützstifte (3, 4,5) mit einem Loch (11) versehen ist, durch das ein als Abstandhalter dienendes Anschlußplättchen (7) in Form eines Streifens zwischen einen der Stützstifte und den einen Schenkel (21) des Bürstenhalters (2) eingeführt ist und daß der Bürstenhalter (2) durch das Anschlußplättchen (7) eine Vorspannung in Richtung auf den Kommutator erhält.

2. Bürstenhaltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (11) mit der Mantellinie des der Motorachse nächstliegenden Stützstiftes (3) fluchtet.

3. Bürstenhaltervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußplättchen (7) aus leitfühigem Material besteht und als Klemmplatte dient, über die dem Bürstenhalter (2) elektrischer Strom zugeführt wird.

4. Bürstenhaltervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabdeckplatte (1) mit vorzugsweise zwei diametral gegenüberliegenden Gruppen aus je drei Stützstiften (3, 4, 5) aus einem Stück aus Isoliermaterial, z. B. als Kunststoffspritzteil gefertigt ist.

5. Bürstenhaltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Stützstiften (3, 4, 5) gehaltene Teil (21) des Bürstenhalters (2) im Bereich des Lochs (11) mit einem Ansatz (24', 25) versehen ist, der in das Loch (11) hineinragt.

6. Bürstenhaltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen Kontaktflächen des als Streifen ausgebildeten Anschlußplättchens (7) mit dem von den drei Stützstiften (3, 4, 5) gehaltenem Schenkel (21) des Bürstenhalters (2) durch einen geprägten Vorsprung (27) im einen und eine Aussparung (26) im anderen Teil gebildet sind, wobei der Vorsprung in die Aussparung eingreift.

7. Bürstenhaltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der der Motorachse nächstliegende Stützstift (3) an seinem oberen Ende (33) mit einem Absatz (31) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen