JP2002142412A

JP2002142412A - 電動機

Info

Publication number: JP2002142412A
Application number: JP2001270689A
Authority: JP
Inventors: Thierry Mademba-Sy; マドゥンバ−エスイグレックティエリー
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: US20020047466A1; FR2813719B1; EP1193832A1; US6552465B2; FR2813719A1

Abstract

(57)【要約】【課題】電動機組立て、特に給電ブラシ組立てのコス
トと工数を低減する。【解決手段】電動機は、巻線が整流子経由で給電され
るコイル巻回転子、内部にブラシ支持リング(40)が配置
された円筒形シェル(30)からなる固定子、および該シェ
ルに固定される端部フランジ(60)からなり、上記リング
が各々弾性圧力部材(52)と連結された2つの給電ブラシ
(50)を支持し、ブラシ(50)の各々とそれぞれの弾性部材
(52)は、電動機が完全に組立てられる前の、ブラシ(50)
が整流子からはずされている待機位置と、ブラシが整流
子に支えられており、弾性部材(52)が半径方向の力を該
ブラシにかける運転位置との間を移動できる。フランジ
(60)は、各ブラシ(50)に対応する突出部材(78)を備え、
フランジ(60)をシェル(30)に組立てるとき、ブラシ(50)
とそれぞれの弾性部材(52)をその待機位置から運転位置
に移動させる。

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】現状の技術においてすでに、巻線が整流
子経由で給電されるコイル巻回転子、シェルの端部付近
にブラシ支持リングを配置した円筒形シェルからなる固
定子、および上記シェルの端部に固定された端部フラン
ジからなり、このフランジが回転子を受けるころ軸受
（roller bearing）を備え、上記リングが各々弾性圧力
部材（elastic pressure member）と結合された2つの給
電ブラシを支持し、このブラシの各々とそれぞれの弾性
部材は、電動機が完全に組立てられる前の、ブラシが整
流子からはずされている待機位置（standby position）
と、ブラシが接触面を介して整流子に支えられた状態
で、弾性部材が半径方向の力をブラシの支持面にかけ、
この支持面が上記ブラシを整流子に押し付けようとする
上記接触面と反対側である運転位置（working positio
n）との間を移動できる（displaceable）ようになって
いる電動機が相当数開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
電動機は、特に、電動機を構成する各種コンポーネント
を組立てるときにいくつかの欠点を示す。

【０００４】特に、ブラシは、組立て段階が完了したと
きだけ、整流子に押し付けられる運転位置に置かれてい
なければならず、そのためブラシが整流子に触れること
なく上記のリングを整流子の周囲に配置できるようにな
っていなければならない。そうするために、ブラシは、
一時的な方法で待機位置にロックされ、電動機の組立て
作業が完了したときにそのロックが解除され、運転位置
に置かれる。

【０００５】ブラシをその待機位置から運転位置に移動
させる操作には、シェルを介してロック解除圧力をブラ
シにかけることを目的とした特殊な機械の使用、または
ブラシをその待機位置に保持するリングを前もって据付
けておき、取付けが完了したときにリングを外すことが
要求される。

【０００６】周知の電動機のために設けられたこれらの
配置は、ロック解除の機械のコストまたはブラシを一時
的にロックするために特に設けられるコンポーネントの
製造のコストを考えると、これにかかる余分の手間と相
俟って、全面的に満足できるものではない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の欠点を直すため
に、本発明は、端部フランジが各ブラシに対応する突出
部材を備え、この端部フランジをシェルに組立てたとき
にこの突出部材が上記のブラシに支えられて、このブラ
シとそれぞれの弾性部材をそれらの待機位置から運転位
置に移動させるように適合された、前述の種類の電動機
を対象とする。

【０００８】かかる配置により、ブラシのロック解除と
その待機位置から運転位置への移動は、電動機の組立て
が完了したとき、すなわち端部フランジがシェルに取付
けられたとき、自動的に達成される。

【０００９】この作業は、補助工具なし、追加のコンポ
ーネントなしで成し遂げられ、また、電動機組立て時間
に追加される作業時間もない。

【００１０】本発明の他の特徴によれば、 − シェルへのフランジの組立ては、少なくとも1回の
相対的な軸方向の移動によって行われ、突出部材は、対
応するブラシのエッジに支えられるように意図された傾
斜部（ramp）を有する軸方向のフィンガ（axial finge
r）であり、上記のフランジの組立て時の軸方向の移動
がブラシの運転位置へのブラシの半径方向の移動を生じ
させるように適合されている。 − シェルへのフランジの組立ては、少なくとも1回の
相対的な回転移動によって行われ、突出部材は、対応す
るブラシのエッジに支えられるように意図された傾斜部
を有する軸方向のフィンガであり、上記のフランジの組
立て時の回転移動がブラシの運転位置へのブラシの半径
方向の移動を生じさせるように適合されている。 − フランジは、差込み装置（bayonet）によってシェ
ル面に固定される。 − 弾性部材は、端部アーム（end arm）を含むコイル
ばね（spiral spring）であり、その端部アームは、待
機位置にあるとき、支持面から軸方向にはずされて軸方
向に予め応力をかけられており、ブラシの半径方向の移
動と同時に端部アームが軸方向に移動してその運転位置
に達するようになっている。 − 上記端部アームは、待機位置にあるとき、ブラシの
ほぼ半径方向の面に支えられる。 − ブラシは、その支持面上に切欠き（notch）を有
し、弾性部材とブラシがそれらの運転位置にあるとき、
この切欠きが上記端部アームとかみ合わせられ、この端
部アームを保持するように適合されている。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】図1は、直流電動機の一般的構造を示す。

【００１４】この電動機1は、中に永久磁石3および4と
回転子5を配置したシェル2からなる。

【００１５】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
シャフト7からなる。

【００１６】シェル2は、回転子シャフト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。

【００１７】シェル2の後端13は、回転子シャフト7のた
めの案内軸受18で取り付けられた後部フランジ（rear f
lange）17を受けるように適合されている。

【００１８】このシェル2の前端15は、その部分に対し
て、ブラシ支持リング20と、同じく回転子シャフト7の
ための案内軸受22で取り付けられた前部フランジ21とを
受けるように適合されている。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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）だけが図2に
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。

【００２２】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。

【００２３】ブラシ支持リング40が、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
環と相補的な断面（complementary section）を有する
輪環（annulus）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に支えられるようにされた相補的ブラシ（co
mplementary 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を有する。

【００２４】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であり、歯47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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】フランジ60は、図1に則して述べたような
軸受22を中に取付け、回転子5のシャフト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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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（tran
slation）で動かされるように適合される。

【００３５】次に、フランジ60をシェル30に取付け、ブ
ラシ50を運転位置に入れることについて、図3（A）およ
び3（B）に則して説明する。

【００３６】図3（A）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から半径方向に分
離された待機位置にあり、これで、リング40を回転子シ
ャフト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（catc
h）（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
静止位置（rest position）から軸方向に引き離され
る。

【００３７】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
な運転位置に達することになる。

【００３８】この運転位置は図3（B）に描かれている。

【００３９】図4にのみ描かれているのは、図2、3（A）
および3（B）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、接線上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、こ
こに言う回転とは、フランジ160の組立て時のシェル30
に関する回転移動（rotary motion）のことで、これ
は、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運転
位置の方向への半径方向の移動を生じさせる。

【００４０】シェル30およびフランジ160は、図5（A）
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5（B）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。

【００４１】以上の2つの実施例に則して述べた本発明
によれば、ブラシの待機位置から運転位置への移動を、
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。

【００４２】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、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3（A）および3（B）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…シャフト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Ｆ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】巻線（9）が整流子（11）経由で給電さ
れるコイル巻回転子（5）と、円筒形シェル（30）を含
む固定子であって、該シェル内の該シェルの端部付近に
ブラシ支持リング（40）が配置される固定子と、前記シ
ェル（30）の前記端部に固定される端部フランジ（60；
160）とを含む電動機であって、前記フランジが前記回
転子（5）を受けるころ軸受（22）を具備し、前記リン
グ（40）が弾性圧力部材（52）と各々関連した2つの給
電ブラシ（50）を支持し、該ブラシ（50）の各々と前記
のそれぞれの弾性部材（52）は、前記電動機が完全に組
立てられる前の、前記ブラシ（50）が前記整流子（11）
から離されている待機位置と、前記ブラシ（50）が接触
面（50A）を介して前記整流子（11）上に支えられてお
り、前記弾性部材（52）が半径方向の力を前記ブラシ
（50）の支持面（50B）にかけ、該支持面（50B）が前記
ブラシを前記整流子（11）に押し付けようとする前記接
触面（50A）と反対側である運転位置との間を移動でき
るようになっている電動機において、前記端部フランジ
（60；160）が前記各ブラシ（50）に対応する突出部材
（78；178）を含み、前記端部フランジ（60；160）を前
記シェル（30）に組立てたときに該突出部材が前記ブラ
シ（50）上に支えられ、かつ該ブラシ（50）と前記のそ
れぞれの弾性部材（52）とを前記の待機位置から前記の
運転位置に移動させるように適合されていることを特徴
とする前記電動機。
【請求項２】前記シェル（30）への前記フランジ（6
0）の組立てが、少なくとも1回の軸方向の相対的な移動
によって行われ、前記突出部材（78）が、対応する前記
ブラシ（50）のエッジ上に支えられるように意図された
傾斜部（80）を有する軸方向のフィンガであり、前記フ
ランジ（60）の組立て時の軸方向の移動が前記ブラシ
（50）の半径方向の移動を生じさせて前記ブラシ（50）
がその運転位置に達するように適合されていることを特
徴とする請求項1に記載の電動機。
【請求項３】前記シェル（30）への前記フランジ（16
0）の組立てが、少なくとも1回の相対的な回転移動によ
って行われ、前記突出部材（178）が、対応する前記ブ
ラシ（50）のエッジ上に支えられるように意図された傾
斜部（180）を有する軸方向のフィンガであり、前記フ
ランジ（160）の組立て時の回転移動が前記ブラシ（5
0）の半径方向の移動を生じさせて前記ブラシ（50）が
その運転位置に達するように適合されていることを特徴
とする請求項1に記載の電動機。
【請求項４】前記フランジ（60；160）が差込み装置
（34、66）によって前記シェル（30）に固定されること
を特徴とする請求項2または3に記載の電動機。
【請求項５】前記弾性部材（52）が、端部アーム（52
A）を含むコイルばねであり、該端部アームが、前記待
機位置にあるとき、前記支持面（52B）から軸方向には
ずされて、軸方向に予め応力をかけられており、前記ブ
ラシ（50）の前記半径方向の移動と同時に前記端部アー
ムが軸方向に移動して前記運転位置に達することを特徴
とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の電動機。
【請求項６】前記端部アーム（52A）が、前記待機位
置にあるとき、前記ブラシ（50）のほぼ半径方向の面
（55）上に支えられることを特徴とする請求項5に記載
の電動機。
【請求項７】前記ブラシ（50）が、前記支持面（52
B）に切欠き（51）を含み、前記弾性部材（52）と前記
ブラシ（50）がそれぞれの前記運転位置にあるとき、前
記切欠きが前記端部アームによってかみ合わせられ、該
端部アームを保持するように適合されていることを特徴
とする請求項5または6に記載の電動機。
【請求項８】請求項1〜7のいずれか1項に記載の電動
機を含むことを特徴とする自動車装備のための駆動装
置。