JP2002142411A

JP2002142411A - 電動機

Info

Publication number: JP2002142411A
Application number: JP2001270642A
Authority: JP
Inventors: Thierry Mademba-Sy; マドゥンバ−エスイグレックティエリー; David Da Silva; ダシルバダビデ; Michel Lehir; レイルミッシェル
Original assignee: Meritor Light Vehicle Systems France
Current assignee: Inteva Products France SAS
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2002-05-17
Also published as: US6717321B2; FR2813718B1; FR2813718A1; US20020057025A1; EP1193833A1

Abstract

(57)【要約】【課題】電動機の組立コストを低減し、また組立作業
時に特性を損なうことのない、内部に永久磁石を備える
電動機を提供する。【解決手段】軸に堅固に取付けられた回転子と、この
回転子軸のためのころ軸受（２２）を備えたケーシング
端部フランジ（６０）をその端部で受ける円筒形シェル
（３０）を含む固定子とを含み、フランジ（６０）は固
定手段によって円筒形シェル（３０）に固定された電動
機において、上記固定手段（３４，３６，６６，７２，
７６）は差込ピン式アセンブリ（３４，３６）を含み、
フランジ（６０）のシェル（３０）への組立が軸方向の
平行移動における相対的移動と相対回転移動とによって
成し遂げられることを特徴とすることによって上記電動
機を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機、特に直流
電動機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現状技術において、その端部の少なくと
も1つで回転子軸用のころ軸受(rollerbearing)を備えた
ケーシング端部フランジを受ける円筒形シェルを含み、
このフランジが上記円筒形シェルに固定手段によって固
定されている多くの電動機が開示されている。

【０００３】しかしながら、これらの電動機は幾つかの
欠点、特に上記シェルの上に上記フランジを固定する方
法に関する欠点を有する。

【０００４】特に、一般に、上記端部フランジはかしめ
（crimping）によって固定子シェル上に組み立てられ、
固定される。フランジを受けるシェルの端部はそれゆえ
永久変形を受け、それによって固定子の磁気特性を損な
いまた電動機組立ライン上に複雑なかしめ装置が必要と
なる。

【０００５】別の場合では、フランジはシェルの上にね
じ止めされ、そのため、電動機の部品数が増大し、組立
時間と工具の費用が増大する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主目的は、こ
れらの欠点を取り除き、組立コストが低減され、組立作
業のためにその特性が損なわれることがない上述のタイ
プの電動機を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
固定手段は、差込ピン式（bayonet-type）アセンブリを
含み、シェル上へのフランジの組立てが軸方向の平行移
動（translation）での相対移動（relative displaceme
nt）と相対回転移動（rotary relative motion）によっ
て成し遂げられる。

【０００８】本発明の他の特徴によれば、 − 上記差込ピン式アセンブリはシェルの周辺壁内に形
成されたL形の案内開孔（guidance aperture）と、フラ
ンジに堅固に取付けられた相補ピン（complementary pi
n）から成っている、 − 上記の固定手段は、シェルが完全組立状態の位置に
あるときに、フランジとシェルとを相対的に回転させて
結合する（rotational tying）ための弾性ロック部材
（elastic locking member）を含み、 − 上記の弾性ロック部材は、突起（lug）を支持する
フレキシブルな弾性タブ（elastic tab）を含み、フラ
ンジとシェルによって構成される２つの構成要素の一方
に堅固に取付けられ、そして対をなすもう一方の構成要
素（counterpartcomponent）内に作られた窓と協働す
る、そして、 − 回転子軸に堅固に取付けられた整流子と、整流子か
ら離された待機位置（standby position）と整流子に接
触した運転動作位置（active working position）との
間で移動可能（displaceable）な２つのブラシを支持す
るブラシ支持リングとを含み、このリングはシェルの端
部の１つの付近においてシェル内に収容され、その対応
する端部フランジは２つの軸方向に突出した部材を含
み、その各々は、フランジをシェル上に組み立てるとき
ブラシをその待機位置からその動作位置まで移動させる
ような方法で、２つのブラシのそれぞれの１つと協働す
るようになされる。

【０００９】この後者の配置により、ブラシのロックの
解除とそれらの待機位置からそれらの動作位置への移動
は、電動機の組立が完了するときに、すなわち、端部フ
ランジがシェルに取り付けられるときに自動的に達成さ
れる。

【００１０】この作業は追加の工具なしに、また追加の
部品なしに、そしてまた、いかなる作業時間も電動機組
立時間に追加されることなしに成し遂げられる。

【００１１】本発明の更に他の特徴によれば、 − 各突出した部材は対応するブラシの背部（ridge）
と協働するようにされた傾斜部（ramp）の形を示す、 − この傾斜部は、シェル上へのフランジの組立の軸方
向の平行移動での相対移動中に、対応するブラシをその
動作位置へ移動させるように構成される、 − この傾斜部は、シェル上へのフランジの組立の相対
回転移動中に、対応するブラシをその動作位置に移動さ
せるように構成される。

【００１２】本発明はまた、上に述べたような電動機か
らなる自動車装備のための駆動装置も目的とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に則して詳細に説明する。

【００１４】図1は、直流電動機の一般的構造を示す。

【００１５】この電動機1は、中に永久磁石3および4と
回転子5が配置されたシェル2からなる。

【００１６】回転子5は、特に整流子11経由で電気的に
エネルギーが与えられる電機子巻線9を有する軸X−Xの
軸7からなる。

【００１７】シェル2は、回転子軸7と同じ軸X−Xを有す
る円形横断面の円筒形をなしており、２つの開放端13、
15を有する。

【００１８】シェル２の後端13は、回転子軸７のための
案内軸受18で取付けられた後部フランジ（rear flang
e）17を受けるように適合されている。

【００１９】このシェル２の前端１５はブラシ支持リン
グ２０と、やはり回転子軸７のための案内軸受２２で取
付けられた前部フランジ（front flange）２１とを受け
るように適合されたその部分のためのものである。

【００２０】前部フランジ21は、給電用コネクタ23を支
持し、また電動機制御用のセンサまたは電子回路のカー
ドを受けるように設計することもできる。

【００２１】上述のタイプの電動機に対しては、シェル
２上へのフランジ２１の固定はかしめによって行われ、
周辺の細長の小片部（strip）２４はフランジ２１上に
形成された対応する周辺の溝２６の中に折り込まれる。

【００２２】ここで、シェルの前端部分、ブラシ支持リ
ングおよび前部フランジについてさらに詳述することに
よって、本発明による電動機を図2に則して説明する。
図1に則して述べたその他のコンポーネントは、本発明
に直接関連するものでなく、本発明を実施する目的でそ
れらを選択することができ、現状の技術において知られ
ているものと同一であってもよい。

【００２３】本発明による電動機はシェル30を備え、こ
のシェルの、現状技術の図1に描かれている電動機の前
端15に対応するエンドピース（end piece）だけが示さ
れている。このシェル30は、軸X−Xを有する環状横断面
の円筒形をなしている。シェルはその自由端32に現れる
L字形の開孔34を有し、その1つの分岐が軸方向に設けら
れており、自由端32から出ている。開孔34の付近に、シ
ェル30は窓36を備えている。

【００２４】シェル30には、軸X−Xに関して上記の第1
の開孔と軸対称をなす第2の開孔34が形成されている。

【００２５】ブラシ支持リング40は、固定手段（図示さ
れていない）によってシェル30内部に固定されるように
なっている。このブラシ支持リング40は、シェル30の輪
環（annulus）と相補的な断面（complementary sectio
n）を有する輪環42の形をなしており、この輪環42が、
その面の１つにおいて、直径方向に向き合った2つのス
タッド（stud）44を支持している。スタッド44は各々、
平行六面体の一般的な形をなしており、その中に、半径
方向に向いた、同じく平行六面体のチャネル46が形成さ
れている。各スタッド44は、その上、半径方向の歯47の
形の突起を示し、その1つの面47A（図3A、3B、5Aおよび
5Bを参照）は、チャネル46の出口から輪環42の表面と反
対側に向かってじょうご状に広がる形で傾斜している。
輪環42の中心穴48は、電動機が組立てられたときにチャ
ネル46が整流子11の周面上に現れるような仕方で回転子
5の整流子11を受けるようになっている。各チャネル46
は、接触面50A（図3A、3B、5Aおよび5Bを参照）を介し
て整流子11上に支えられるようにされた相補的ブラシ
（complementary brush）50を受ける。接触面50Aと反対
側の面を備えるブラシ50の支持面50Bは、周方向に沿っ
て延びる切欠き51（notch）を有する。

【００２６】ブラシ50は、輪環42とともに1つのコンポ
ーネントとして形成されたそれぞれの固定用ピン54によ
って輪環42に固定された弾性圧力部材52と連結されるよ
うに関連づけられている。弾性圧力部材52は、ピン54に
巻付けられたコイルばね（spiral spring）であり、歯4
7の傾斜面47Aと向き合った位置にあるブラシ50の半径方
向の面55（図3A、3B、5Aおよび5Bを参照）か、あるいは
切欠き51と共働する間は支持面50Bのどちらかに支えら
れるようにされた自由端部アーム52Aを備える。

【００２７】図2には、ブラシ50が1つだけ、弾性圧力部
材52が1つだけ描かれている。輪環42はまた、スタッド4
4に関して輪環42の反対側の面に形成され、案内部材を
も構成している電気接続片56も支持している。

【００２８】ブラシ50と関連した他の電気結合部材は、
従来通りの配置であるので、図に描かれていない。

【００２９】最後に、シェル30に固定されるように意図
された前部フランジ60が図2に描かれている。

【００３０】前部フランジ60は2つの同軸円筒形スリー
ブを有し、第1のスリーブ62が外側スリーブを構成し、
第2のスリーブ64が内側スリーブを構成する。

【００３１】外側スリーブ62は、側方からシェル30に向
かって軸方向に突出する2つの直径方向に向き合った止
めピン（locking pin）66を有し、これらのピンが開孔3
4と共働するように開孔34と相補的な形をしている。

【００３２】フランジ60は、図1に則して述べたような
軸受22が中に取付けられ、回転子5の軸7を回転可能に受
けるように意図されたハブ（hub）68を含んでいる。

【００３３】接続片56に対して相補的な案内レール70
が、前部フランジ60の底部から軸方向に突出し、接続片
56によってブラシ50に電圧を印加するように意図された
雌形の電気接続部材（図示されていない）に固定されて
いる。

【００３４】内側スリーブ64に、その自由端74がシェル
30に向けられた軸方向のフレキシブルなタブ（tab）72
が形成されており、これは止めピン66が開孔34に完全に
挿入された位置において、上記のフレキシブルなタブ72
の弾性変形の後、シェル30の窓36に挿入されるように意
図された半径方向の突起（lug）76を備えている。

【００３５】止めピン66および突起76によって形成され
た雄形止め部材と、開孔34および窓36によって形成され
たそれぞれの相補的な雌形部材は、１つの差込ピン式固
定アセンブリ（bayonet-type fixing assembly）を構成
し、そこで、止めピン66が開孔34に軸方向でかみ合さ
れ、それから止めピン66が開孔34の底に突当たる位置ま
で相対的に回転させることによって、前部フランジのシ
ェル30への固定が達成され、突起76の窓36との共働によ
ってその位置がロックされるようになっている。

【００３６】直径方向に向き合った、2つの軸方向に突
出する部材78は、内側スリーブ64の１つのコンポーネン
トとして形成されており、ブラシ支持リング40の方に向
けられている。それぞれのブラシ50と共働するように意
図されたこれらの突出部材78は、ブラシ支持リング40の
方に向けられている一方、ブラシ支持リング40側で、開
孔34の中へのピン66の挿入軸に関して傾斜した傾斜部
（ramp）80を備えた自由端を有する。これで、傾斜部80
は、フランジ60がシェル30に関して軸方向に挿入される
動作によってブラシ50が軸X−Xに向けて半径方向に平行
移動（translation）で動かされるように適合される。

【００３７】次に、フランジ60をシェル30に取付け、ブ
ラシ50を動作位置に入れることについて、図3Aおよび3B
に則して説明する。

【００３８】図3Aに描かれているのは、シェル30、ブラ
シ支持リング40および前部フランジ60によって形成され
たアセンブリの予備組立ての位置、すなわち、止めピン
66が開孔34に挿入される前の位置のものである。この位
置において、ブラシ50は、軸X−Xから半径方向に離され
た待機位置にあり、これで、リング40を回転子軸7上に
取付け、整流子11のまわりの適当な位置にリング40を位
置決めすることが可能となる。ブラシ50は、小さい保持
力を提供する従来の機械式止め具（catch）（図示され
ていない）によってこの位置に保持される。弾性圧力部
材52の端部アーム52Aは歯47の傾斜面47Aと、対向して置
かれたブラシ50の半径方向の面55との間で予め応力がか
けられる（prestressed）ように、その休止位置（rest
position）から軸方向に引き離されている。

【００３９】止めピン66が開孔34に挿入されると、フラ
ンジ60のシェル30に関しての軸方向の相対的な移動によ
って、突出部材78の傾斜部80がブラシ50の背部（ridg
e）上で支持され、その結果、そのブラシは軸X−Xおよ
び整流子11に向けて半径方向に移動させられることにな
る。そこで、弾性圧力部材52の端部アーム52Aは、これ
が支えられていたブラシ50のその面55からはずれ、これ
で、アーム52Aは、軸方向の応力（axial stress）のか
からない軸方向の位置を取る。この位置は、アーム52A
がブラシの切欠き51にはまる位置に対応する。このと
き、弾性圧力部材52は、単に半径方向の力だけをブラシ
50にかける。この力は、ブラシを待機位置に保持するた
めに機械式止め具によって与えられる保持力より大きの
で、ブラシ50は整流子11上に押し付けられ、その最終的
な動作位置に達することになる。

【００４０】この動作位置は図3Bに描かれている。

【００４１】図4に単独で描かれているのは、図2、3Aお
よび3Bに則して述べた機能と同様の機能を有する突出部
材178を備える前部フランジ160であるが、唯一異なるの
は、これが、軸X−Xを中心とする円形横断面の仮想円筒
に接する平面に関して傾斜した傾斜部180を備えている
ことで、その傾きは、接線の点によって規定される軸の
まわりの回転によって規定される。従って、フランジ16
0の組立て時のシェル30に関する回転移動（rotary moti
on）により、傾斜部180がブラシ50の背部上で支持され
ることによって、ブラシ50が整流子11上に支持されて自
身の動作位置の方向への半径方向の移動が生じる。

【００４２】シェル30およびフランジ160は、図5Aに
は、軸方向の挿入が行われただけの予備組立ての位置で
描かれているが、他方、図5Bは、これらの同じコンポー
ネントとブラシ支持リング40の、相対回転移動の完了し
たときの最終の相対位置を図解している。

【００４３】本発明は電動機の組立後に固定子の磁気特
性が損なわれないという利点のみならず、組立もより容
易になり、従って製造コストが低減するという利点を提
供する。

【００４４】電動機がその寿命が終ったときの電動機の
リサイクルを推進するための解体は、同じ方法で簡単化
される。

【００４５】以上に述べた本発明によれば、ブラシの待
機位置から動作位置への移動を、単にブラシを所定の位
置に置くための専用の追加の機械式コンポーネントに頼
ることなく、また、電動機組立てに関する作業を追加す
ることなく、達成することも可能である。

【００４６】これは、結果的に、本発明の目的とした種
類の電動機の製造および／または組立てに要する時間と
費用を大幅に縮小することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】周知のタイプの電動機の分解斜視図である。

【図２】本発明の第1の実施例による電動機の部分分解
斜視図である。

【図３】AおよびBは、図2に示す本発明の第1の実施例に
よるアセンブリの線3−3に沿った半断面図であり、それ
ぞれ、端部フランジをシェルに組立てる前の位置と、完
全に組立てた位置を示す図である。

【図４】本発明の第2の実施例による端部フランジのみ
の拡大斜視図である。

【図５】AおよびBは、図3Aおよび3Bと同様の、図4に示
す線5−5に沿った半断面図である。

【符号の説明】

１…電動機２、３０…シェル３、４…永久磁石５…回転子７…軸９…電機子巻線１１…整流子１７…後部フランジ１８、２２…案内軸受２０、４０…ブラシ支持リング２１、６０…前部フランジ２３…給電用コネクタ３４…開孔３６…窓４２…輪環４４…スタッド４６…チャネル４７…歯４８…中心穴５０…ブラシ５１…切欠き５２…弾性圧力部材５４…ピン５６…電気接続片６２、６４…スリーブ６６…止めピン６８…ハブ７０…案内レール７２…タブ７６…突起７８…突出部材８０…傾斜部

フロントページの続き (72)発明者ミッシェルレイルフランス国，14110 コンドゥシュールノワロー，リュラボワシエール，７Ｆターム(参考） 5H613 AA01 AA02 AA08 BB04 BB09 BB12 BB15 BB27 GA06 GA15 PP03 PP04 PP08 TT04 5H615 AA01 BB01 BB04 BB14 PP01 PP26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸（７）に堅固に取付けられた回転子
（５）と、円筒形シェルの端部（３２）の少なくとも１
つで前記の回転子軸（７）のためのころ軸受（２２）を
備えたケーシング端部フランジ（６０；１６０）を受け
る前記円筒形シェル（３０）を含む固定子と、を含む電
動機であって、前記フランジ（６０；１６０）は固定手
段（３４，３６，６６，７２，７６）によって前記円筒
形シェル（３０）に固定され、該固定手段は差込ピン式
アセンブリ（３４，６６）を含み、前記フランジ（６
０；１６０）の前記シェル（３０）への組立が軸方向の
平行移動での相対的な移動と相対回転移動によって成し
遂げられ、前記電動機はさらに前記回転子軸（７）に堅
固に取付けられた整流子（１１）と、該整流子（１１）
から離された待機位置と該整流子（１１）に接触した運
転動作位置との間で移動可能な２つのブラシ（５０）を
支持するブラシ支持リング（４０）と、を含み、前記リ
ング（４０）は前記シェルの端部（３２）の１つの付近
で該シェル（３０）内に収容される電動機において、対
応する前記端部フランジ（６０；１６０）が２つの軸方
向に突出した部材（７８；１７８）を含み、該突出した
部材の各々が、前記２つのブラシ（５０）のそれぞれの
１つと協働して、前記フランジ（６０；１６０）の前記
シェル（３０）への組立時に該ブラシを該ブラシの前記
待機位置から該ブラシの前記の動作位置へ移動させるよ
うに意図されることを特徴とする電動機。
【請求項２】前記の各突出する部材（７８；１７８）
は対応する前記ブラシ（５０）の背部と協働するように
意図された傾斜部（８０；１８０）を示すことを特徴と
する請求項１に記載の電動機。
【請求項３】前記傾斜部（８０）は、前記フランジ
（６０）の前記シェル（３０）への組立の軸方向の平行
移動での相対的移動中に、対応する前記ブラシ（５０）
を該ブラシの前記動作位置へ移動させるように構成され
ることを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項４】前記傾斜部（１８０）は、前記フランジ
（１６０）の前記シェル（３０）への組立の相対回転移
動中に、対応する前記ブラシ（５０）を該ブラシの前記
の動作位置へ移動させるように構成されることを特徴と
する請求項２に記載の電動機。
【請求項５】前記差込ピン式アセンブリ（３４，６
６）は前記シェル（３０）の周辺壁内に形成されたＬ形
の案内開口（３４）と、前記フランジ（６０；１６０）
に堅固に取付けられた相補ピン（６６）とを含むことを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電動
機。
【請求項６】前記固定手段（３４，３６，６６，７
２，７６）は、前記シェルが完全な組立状態の位置にあ
るとき、前記フランジ（６０；１６０）と前記シェル
（３０）の相対回転結合に対して意図された弾性ロック
部材（７２，７６）を含むことを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】前記弾性ロック部材（７２，７６）は、
前記フランジ（６０；１６０）と前記シェル（３０）と
によって構成される２つの構成要素の一方に堅固に取付
けられた、突起（７６）を支持するフレキシブルな弾性
タブ（７２）を含み、前記構成要素の片方内に作られた
窓（３６）と協働することを特徴とする請求項６に記載
の電動機。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか１つに記載の電
動機を含むことを特徴とする自動車装備用駆動装置。