JP2008511275A

JP2008511275A - すり接触体ホルダ

Info

Publication number: JP2008511275A
Application number: JP2007528798A
Authority: JP
Inventors: キュンツェルゲラルト; ベルナウアークリストフ; バウアークリスティアン
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2008-04-10
Also published as: EP1784897B1; KR20070045298A; WO2006024563A1; DE102004041490A1; EP1784897A1; DE502005007998D1; US20080042513A1

Abstract

本発明は、ロータを電気的にコンタクティングするためのすり接触体ホルダ、特に整流子機械またはスリップリング機械に用いられるブラシホルダであって、少なくとも１つのすり接触体（１２）と、該すり接触体（１２）を中間で支持する板ばね（１３）とが設けられており、該板ばね（１３）が、ロータ（１０）に対して相対的に固定された支持体（１１）に端側で位置固定されていて、すり接触体（１２）に、該すり接触体（１２）をロータ（１０）に押し付けるための、半径方向に向けられた圧着力を発生させるようになっている形式のものに関する。支持体（１１）に対するすり接触体（１２）の良好な騒音絶縁を得るために、すり接触体（１２）と支持体（１１）とが、互いに十分に振動絶縁されているように、板ばね（１３）のジオメトリが形成されている。さらに、本発明は、整流子機械に関する。

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、ロータを電気的にコンタクティングするためのすり接触体ホルダ、特に整流子機械またはスリップリング機械に用いられるブラシホルダから出発する。

電動モータの整流子またはコレクタの薄片をコンタクティングするための公知の装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７５００３８号明細書参照）は、コレクタの直径方向の側に配置されて、材料ストリップ、たとえば金属製のばね薄板から成る湾曲させられたそれぞれ１つの板ばねを有している。この板ばねは中間に炭素ブラシを支持していて、端側で支持体に固定されている。この支持体はエンドシールドによって形成されている。このエンドシールドには、電動モータのコレクタとロータとを相対回動不能に支持するモータシャフトが支承されている。支承ピンでは、４つの保持ピンが軸方向に突出している。これらの保持ピンには、両板ばねの端部が固く緊締されている。１つのピンペアのそれぞれ１つの保持ピンは、電気的なコンタクトを有している。このコンタクトは電気的な接続素線を介して炭素ブラシに接続されている。この炭素ブラシは、コレクタと反対の側の端面に、突出したピンを支持している。このピンは、板ばねに中間で配置された切欠きを貫通している。板ばねは切欠きの領域に、互いに反対の側に位置する２つの曲げ舌片を有している。両曲げ舌片は、炭素ブラシに固定するために働く。電動モータの運転中の炭素ブラシの引っ掛かりを回避するために、ピンと切欠きとは多角形に形成されている。

発明の利点
請求項１の特徴を備えた本発明によるすり接触体ホルダ、特に本発明によるブラシホルダは、板ばねの両側の締込みによって、ロータに対するすり接触体の正確な位置決めと、ロータの両回転方向でのすり接触体の均一な経過とが保証されているだけでなく、行われた振動絶縁に基づき、すり接触体をロータの真円度、特に整流子の薄片分割によって励振させるすり接触体振動が、支持体ひいては機械の、支持体を収容するハウジングに伝達されず、煩わしい回転騒音として放出されないことも保証している。すり接触体の振動絶縁は、それぞれロータに対して半径方向だけでなく接線方向または周方向での板ばねの、調整された形状構成もしくはジオメトリ構成によって簡単に達成される。

別の請求項に記載した手段によって、請求項１に記載したすり接触体ホルダの有利な構成および改良形が可能となる。

本発明の有利な構成によれば、板ばねが、すり接触体を支持する湾曲させられた１つの板背部と、該板背部に端側で続くばね脚部とを有しており、該ばね脚部が、一方で板背部の方向にかつ他方で板背部の法線の方向に、すなわち、すり接触体ホルダの組付け時にロータに対して半径方向に撓み可能に形成されている。

この場合、本発明の別の構成によれば、板背部と両ばね脚部とが、共通の材料ストリップから一体に製造されており、ばね脚部が、材料ストリップの、曲げられた区分によって形成されており、該区分が、可撓性を調整するために少なくとも部分的に中間で切り欠かれていると有利である。ばねジオメトリのこの構成によって、すり接触体に生ぜしめられる振動周波数に対する板ばねのばね剛性の比較的精密な調整が可能となる。

本発明の有利な構成によれば、１つのばね脚部の、板背部に続く曲げられたかまたは折り曲げられた第１の区分が、板背部の、すり接触体と反対の側の裏面で板背部に対してほぼ直角に延びており、ばね脚部の、第１の区分から約９０゜だけ曲げられた第２の区分が、板背部に対してほぼ平行に延びており、第２の区分から約９０゜だけ板背部に向かって曲げられた第３の区分が、第１の区分に対して平行に延びており、第３の区分から約９０゜だけ、第１の区分から離れる方向に曲げられた第４の区分が、第１の区分に対してほぼ直角に延びており、この場合、第４の区分が、端側で支持体内に締め込まれている。ばね脚部のこの構成によって、狭い構成スペースで支持体内に、すり接触体を備えた複数の板ばねを収納することができる。

本発明の有利な構成によれば、ばね脚部の両方の第４の区分に、給電もしくは集電のためのそれぞれ１つのコンタクトラグが固定されており、この場合、この固定が、リベット締め、ろう接または溶接によって行われている。これは、板ばね自体が、ばね脚部の第４の区分をコンタクトとして直接使用することができるようにするのに十分な金属薄板厚さを有していない場合の事例である。択一的には、脚部端部が複数回の折畳みと積重ねとによって、１つのコンタクトのために必要となる厚さにもたらされることによって、コンタクトラグが、ばね脚部と一体に製作されてもよい。

本発明の有利な構成によれば、板ばねの板背部が、周方向に延びる長手方向側部に、すり接触体に向かって突出した縁曲げ部を有している。板背部の幅は、すり接触体が縁曲げ部の間に形状接続的に収容されているように寸法設定されている。板背部のこの縁曲げ部または縁折曲げ部は、１つには、板ばねの半径方向の剛性の調整のために働き、もう１つには、ばね脚部への、すり接触体に生ぜしめられた周方向力の、規定された伝達のために働く。これによって、すり接触体がロータの回転時に周方向で実施する傾動または引っ掛かり運動が最小限に抑えられ、これによって、ロータに対するすり接触が改善される。付加的には、縁曲げ部は、ロータの半径方向に向けられた鉛直軸線を中心としたすり接触体の回動防止のために働く。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

実施例の説明
図１には、ロータを電気的にコンタクティングするためのすり接触体ホルダに対する実施例として、インナロータ機械として形成された整流子機械、モータまたはジェネレータに用いられるブラシホルダが平面図で示してある。このブラシホルダは環状の支持体１１を有している。この支持体１１は、有利にはプラスチックから製作されていて、組み付けられた状態で、整流子機械のロータシャフトまたは回転子軸に相対回動不能に嵌められた整流子を同心的に取り囲んでいる。整流子機械の整流子は、図１に破線で示してあり、図４に部分的に平面図で示してある。通常、整流子１０の外周には、整流子片１０１が形成されている。この整流子片１０１は狭幅の溝１０２によって互いに電気的に分離されている。

ブラシホルダは、整流子ブラシまたは炭素ブラシとも呼ばれる全部で４つのすり接触体１２を有している。これらのすり接触体１２は、等しい円周角だけ互いにずらされて整流子１０に配置されていて、内方に向けられた端面で整流子１０にばね力によって押し付けられている。各すり接触体１２は板ばね１３に中間で固定されている。この板ばね１３は端側で支持体１１内に位置固定されていて、すり接触体１２を整流子１０に押し付けるための、半径方向に向けられた圧着力を発生させる。この場合、板ばね１３のジオメトリは、支持体１１からのすり接触体１２の振動絶縁が得られるように形成されており、これによって、整流子１０の、製造に起因した形状不精度と、特に整流子１０の溝付けとによって励起される振動が、支持体１１ひいては整流子機械のハウジングに伝達されず、このハウジングを介して、高い周波数の煩わしい回転騒音として放出されない。

このために行われた板ばね１３のジオメトリ構成は、特に図２から認めることができる。板ばね１３は、すり接触体１２を中間で支持する湾曲させられた１つの板背部１４と、この板背部１４に端側で左右に続く同一に形成された２つのばね脚部１５とを有している。両ばね脚部１５は、一方では、板背部１４の長手方向、すなわち、整流子１０の周方向に撓み可能に形成されていて、他方では、板背部１４の法線の方向、すなわち、整流子１０に対して半径方向に撓み可能に形成されている。板背部１４と両ばね脚部１５とは、共通の材料ストリップ、有利には銅合金化されたばね薄板から一体に製造されている。この場合、ばね脚部１５は、曲げ加工または折曲げ加工によって材料ストリップの区分１５１，１５２，１５３，１５４から形成されている。この区分１５１〜１５４は、ばね脚部１５の可撓性の微調整のために、少なくとも部分的に中間で切り欠かれている。曲げ加工または折曲げ加工は、各ばね脚部１５において、板背部１４に続く、約９０゜だけ折り曲げられたかまたは曲げられた第１の区分１５１が、板背部１４の、すり接触体１２と反対の側の裏面から突出しており、第１の区分から約９０゜だけ曲げられた第２の区分１５２が、板背部１４に対してほぼ平行に延びており、第２の区分１５２から約９０゜だけ板背部１４に向かって曲げられた第３の区分１５３が、第１の区分１５１に対してほぼ平行に延びており、第３の区分１５３から約９０゜だけ、第１の区分から離れる方向に曲げられた第４の区分１５４が、第１の区分１５１に対してほぼ直角に延びているように行われている。区分１５１〜１５４の折曲げに対する角度記載は、ここに記載した実施例にのみ当てはまる。当然ながら、折曲げに対する別の角度値を選択することが可能である。ばね剛性を微調整するためにばね脚部１５に設けられた切欠き２０は、ばね脚部１５の第１の区分１５１と、第２の区分１５２と、第３の区分１５３とを貫通していて、部分的にばね脚部１５の第４の区分１５４に達している。これに続く、ばね脚部１５の第４の区分１５４の切り欠かれていない端部は、支持体１１に位置固定されている。このためには、この環状の支持体１１が、互いに等しい間隔を置いて周方向にずらされた４つのペアの軸方向スリット１６を有している。この場合、各ペアの軸方向スリット１６は、半径方向の対称軸線に対して対称的に配置されており、ペアの対称軸線は、等しい円周角だけ互いにずらされている。１つのペアの各軸方向スリット１６内には、１つの板ばね１３が両ばね脚部１５の第４の区分１５４の端部で形状接続的に挟み込まれている。

すり接触体１２の電気的なコンタクティングは板ばね１３を介して行われる。この場合、接続素線（図示せず）がコンタクトラグ１７に接続されている。それぞれ１つのコンタクトラグ１７はばね脚部１５の第４の区分１５４の端部に固定されていて、たとえば図２に示したようにリベット締めされているか、ろう接されているかまたは溶接されている。コンタクトラグ１７は、ばね脚部１５の第４の区分１５４の端部と一緒に、支持体１１に設けられた軸方向スリット１６内に挟み込まれている。コンタクトラグ１７は、板ばね１３が十分な板厚さを有していて、これによって、接続素線に対する直接的なコンタクトまたはコネクタ接続部に対する直接的なコネクタコンタクトとして使用できる場合には省略されてよい。また、１つのコンタクトラグまたは１つのコネクタコンタクトが、ばね脚部１５の脚部端部の複数回の折畳みと積重ねとによって所要の厚さを備えて形成されてもよい。

板背部１４は、整流子１０の周方向に延びる長手方向側部に縁曲げ部１８を備えている。この縁曲げ部１８は板背部１４から、この板背部１４の、すり接触体１２を支持する前面で板背部１４に対して直角に突出している。軸方向での板背部１４の幅は、すり接触体１２が、互いに反対の側に位置する縁曲げ部１８の間に形状接続的に収容されているように寸法設定されている。これによって、板背部１４に対して相対的なすり接触体１２の回動が阻止されている。すり接触体１２は板背部に固定されている。この場合、この固定は種々異なる形式で、たとえば接着、ろう接およびこれに類することによって行うことができる。本実施例では、すり接触体１２が、整流子１０と反対の側の端面にピン１９を支持している。このピン１９は、板背部１４に設けられた切欠き２０を貫通していて、板背部１４の裏面でこの板背部１４に適切な形式で緊締されていて、たとえばリベット締めされている（図１、図３および図４参照）。

図３から明らかであるように、板背部１４は、板ばね１３が支持体１１に締め込まれている場合には比較的扁平な湾曲を有している。この湾曲は、ブラシホルダの内部への整流子１０の押込みによって著しく増大させられる。このことは、外方へのすり接触体１２の半径方向の変位を生ぜしめる。これによって、板ばね１３にプリロードがかけられ、つまり、予備荷重が加えられ、板背部１４が、図４に示したように、整流子１０の一区分に対してほぼ同心的に延びている。

たとえば整流子機械に用いられるブラシホルダとして記載した、ロータ、本実施例では整流子１０に対する電気的な接続部を形成するためのすり接触体ホルダは、いわゆる「スリップリング機械」、たとえばスリップリングロータを備えた同期機械でも使用可能である。この事例では、スリップブラシと呼ばれるすり接触体がスリップリングに載置している。このスリップリングはロータの駆動軸に相対回動不能に嵌められていて、励起巻線に励起電流を供給する。さらに、前述したすり接触体ホルダは、空間的に固定された導電性の構成部材と、この構成部材に対して回転する導電性の構成部材との間に電気的な接触コンタクトを形成したい至る箇所に使用することができる。当然ながら、板ばねを備えたすり接触体の個数が４つより多くてもよいし、少なくてもよい。

インナロータ機械として形成された整流子機械に用いられるブラシホルダの平面図である。図１に示したブラシホルダのすり接触体を備えた１つの板ばねの斜視図である。整流子の欠落時の図１に示したブラシホルダの部分的な拡大図である。挿入された整流子を備えたブラシホルダ図３と同様に示す図である。

符号の説明

１０整流子、１１支持体、１２すり接触体、１３板ばね、１４板背部、１５ばね脚部、１６軸方向スリット、１７コンタクトラグ、１８縁曲げ部、１９ピン、２０切欠き、１０１整流子片、１０２溝、１５１区分、１５２区分、１５３区分、１５４区分

Claims

ロータを電気的にコンタクティングするためのすり接触体ホルダ、特に整流子機械またはスリップリング機械に用いられるブラシホルダであって、少なくとも１つのすり接触体（１２）と、該すり接触体（１２）を中間で支持する板ばね（１３）とが設けられており、該板ばね（１３）が、ロータに対して相対的に固定された支持体（１１）に端側で位置固定されていて、すり接触体（１２）に、該すり接触体（１２）をロータに押し付けるための、半径方向に向けられた圧着力を発生させるようになっている形式のものにおいて、すり接触体（１２）と支持体（１１）とが、互いに十分に振動絶縁されているように、板ばね（１３）のジオメトリが形成されていることを特徴とする、すり接触体ホルダ。
板ばね（１３）が、すり接触体（１２）を支持する湾曲させられた１つの板背部（１４）と、該板背部（１４）の両端部に続く２つのばね脚部（１５）とを有しており、両ばね脚部（１５）が、板背部（１４）の長手方向にかつ板背部（１４）の法線の方向に撓み可能に形成されている、請求項１記載のすり接触体ホルダ。
板背部（１４）と両ばね脚部（１５）とが、共通の材料ストリップから一体に製造されており、ばね脚部（１５）が、材料ストリップの、曲げられた区分（１５１，１５２，１５３，１５４）によって形成されており、該区分（１５１，１５２，１５３，１５４）が、可撓性を調整するために少なくとも部分的に中間で切り欠かれている、請求項２記載のすり接触体ホルダ。
材料ストリップが、銅合金化されたばね薄板である、請求項３記載のすり接触体ホルダ。
各ばね脚部（１５）が、板背部（１４）に続く第１の区分（１５１）と、第２の区分（１５２）と、第３の区分（１５３）と、第４の区分（１５４）とを有しており、第１の区分（１５１）が、板背部（１４）の、すり接触体（１２）と反対の側の裏面に位置するように板背部（１４）に対して折り曲げられており、第２の区分（１５２）が、他方のばね脚部（１５）に向けられていて、有利には板背部（１４）に対してほぼ平行に延びるように第１の区分（１５１）から折り曲げられており、第３の区分（１５３）が、板背部（１４）に向かって、有利には第１の区分（１５１）に対してほぼ平行に延びるように第２の区分（１５２）から折り曲げられており、第４の区分（１５４）が、第１の区分（１５１）から離れる方向で、有利には第１の区分（１５１）に対してほぼ直角に延びるように第３の区分（１５３）から折り曲げられていて、端側で支持体（１１）内に締め込まれており、中間の切欠き（２０）が、第１の区分（１５１）と、第２の区分（１５２）と、第３の区分（１５３）とを貫通していて、有利には部分的に第４の区分（１５４）に延びている、請求項３または４記載のすり接触体ホルダ。
第４の区分（１５４）が、支持体（１１）に設けられた軸方向スリット（１６）内に挟み込まれている、請求項５記載のすり接触体ホルダ。
ばね脚部（１５）の両方の第４の区分（１５４）に、給電もしくは集電のためのそれぞれ１つのコンタクトラグ（１７）が固定されていて、有利にはリベット締めされているかまたはろう接されているかまたは溶接されている、請求項５または６記載のすり接触体ホルダ。
ばね脚部（１５）の両方の第４の区分（１５４）に、材料ストリップの端部の複数回の折畳みと積重ねとによって、１つのコンタクトラグまたは直接的なコネクタ接続のための１つのコンタクトコネクタが形成されている、請求項５または６記載のすり接触体ホルダ。
板背部（１４）が、その長手方向側部に、すり接触体（１２）に向かって突出した縁曲げ部（１８）を有しており、すり接触体（１２）が、縁曲げ部（１８）の間に、有利には形状接続的に収容されているように、板背部（１４）の幅が寸法設定されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のすり接触体ホルダ。
支持体（１１）に締め込まれた板ばね（１３）の板背部（１４）が、比較的扁平な湾曲を有しており、該湾曲が、ロータ（１０）へのすり接触体（１２）の被嵌めによって、板ばね（１３）のプリロードの増加下で増大させられるようになっており、これによって、板背部（１４）が、ロータに対してほぼ同心的に延びている、請求項１から９までのいずれか１項記載のすり接触体ホルダ。
支持体（１１）が、リングとして形成されていて、それぞれ１つのすり接触体（１２）を支持する偶数の個数の板ばね（１３）、有利には２つの板ばね（１３）のばね脚部（１５）を形状接続的に挟み込むための、互いに同じ間隔だけ周方向にずらされた軸方向スリット（１６）のペアを有している、請求項６から１０までのいずれか１項記載のすり接触体ホルダ。
整流子機械、特に電動モータであって、ロータシャフトに相対回動不能に配置された整流子が設けられており、該整流子が、環状の支持体（１１）によって同心的に取り囲まれていて、すり接触体ホルダによって整流子（１０）に電気的に接続されている形式のものにおいて、請求項１から１１までのいずれか１項記載のすり接触体ホルダが形成されていることを特徴とする、整流子機械。