JP2008511280A - 有利には炭素ブラシのためのブラシホルダ - Google Patents

Abstract

本発明は、有利には１つのブラシ（２２）のためのブラシホルダ（２４）であって、少なくとも１つの保持器（９４）を有していて、該保持器（９４）内に少なくとも１つのブラシ（２２）が可動に収容されており、少なくとも１つの保持器（９４）を支持する支持体（９６）を有していて、該支持体（９６）によってブラシホルダ（２４）が電気機械（１０）に固定されている形式のものに関する。ブラシホルダ（２４）はほぼ円の弓形の形態を有している。これによって、１つの型式だけのブラシホルダを備えた種々異なる極数のモータの構造が可能である。

Description

従来技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、有利には炭素ブラシのためのブラシホルダであって、少なくとも１つの保持器を有しており、該保持器内に少なくとも１つのブラシが可動に受容されており、少なくとも１つの保持器を支持する支持体を備えていて、該支持体が電気機械に固定されている形式のものに関する。このような形式のブラシホルダは、規定された極数を有する電動機のためにのみ設計されている。

発明の利点
これに対して、請求項１に記載した特徴を有する、有利には炭素ブラシのための本発明によるブラシホルダは、個別のブラシのための個別ブラシホルダとして良好に適しているか、若しくは個別のブラシ収容筒のための適している。何故ならば、本発明によるブラシホルダは主として円の弓形（Kreissegment）の形態を有しているからである。これによって、１つの型式のブラシホルダだけを有し、しかも種々異なる極数を有するモータの構造が可能となる。つまり例えば、２極、４極又は６極式のモータを組み立てるために、２つ、４つ又は６つのこのような構造群が使用される。１つの簡単な構成部分だけを組み立てて、それを何度も使用することによって完全なモータを完成することができる。この作業は、支持体がほぼ円弧の弓形（Kreisbogensegment）の形態を有していて、前記保持器がこの円弧の弓形内に配置されていることによって軽減される。

個別ブラシホルダの別の利点は、個別ブラシホルダが小さく、それによって、従来のブラシ支持体構造と比較してブラシホルダのための工具も小さい、という点にある。存在する面を良好に利用するだけで、同じ大きさの工具面において、工具毎により多くのブラシプレートを製造することができる。これはモータ毎に少なくとも２つのブラシホルダを用いる必要があってもそうである。本発明によれば、一般的なブラシプレートにおいて１つの整流器のために切欠かれた領域が、一緒に使用される。しかも冒頭に述べた３つのすべての要求が満たされる。
保持器の始端部が支持体に偏心的に構成されていて、円弧の曲率半径に対して傾斜されていることによって、簡単な形式で「摺動型ブラシ（geschleppte Buerste）」を実現することができる。

支持体が２つの円の弓形状の壁部を有していて、これらの壁部が、２つの端面側のそれぞれにおいて各１つの溝を仕切っており、つまり形成しており、この場合、２つの溝が互いに同軸的に整列していて、少なくとも部分的に底部によって分離されており、この底部が前記２つの壁部を互いに接続されていることによって、固定区分が形成されており、それによって、ブラシホルダをモータケーシングに簡単に固定することができる。溝が支持体の縁部において開放していて、底部によって分離されていないことによって、ブラシホルダはさらに深くモータケーシングの切欠内に差し込むことができる。有利にはこのために、２つの円の弓形の壁部の曲率半径が、組み付けようとする電気機械のケーシング壁の曲率半径と一致している。

良好に固定するために壁部に複数の切欠が設けられており、これらの切欠はばね舌片を形成していて、この場合、有利な形式で前記壁部に互いに向き合うウエブが形成されており、このウエブが狭窄部を形成している。

保持器が支持体のストラット（支柱）によって支えられており、このストラットは、支持体における偏心的な位置から延在していて、保持器の端部に接続されていることによって、材料が節約されるか、若しくは中間室内に構成部分が緊締され、この場合、ブラシホルダが機械的にさらに形状安定性を得ることになる。

このブラシホルダはさらに、機能的に左右対称の構造であるという利点を有している。従って、ブラシホルダ、つまり場合によっては金属製の炭素収容筒を備えたブラシプレート、並びに「摺動型ブラシ」及びばねを、炭素横断面毎に組み立てるだけでよい。ブラシ支持体は、一方の回転方向のためにだけ構成される。左右対称平面における転換軸線を中心にして１８０°転換させることによって、ブラシ支持体は、２つのモータ回転方向が実現できるように、モータケーシング内に又は極ケーシング内又は軸受キャップ若しくはＵ字形軸受に取り付けることができる。ブラシホルダは、２つの端面側を有しており、また内部に少なくとも１つのブラシが可動に受容されている少なくとも１つの保持器と、該保持器を支持する支持体とを有しており、この支持体は固定区分を有していて、これらの固定区分によってブラシホルダは電気機械に固定されており、この場合、固定区分は、支持体が一方の端面側でもまた他方の端面側でも電気機械に固定可能であるように、支持体の両端面側に構成されている。

有利な形式で、２つの端面側の固定区分間に１つの左右対称平面が延在している。何故ならばこれによって簡単な構造が得られるからである。 有利な形式で、左右対称平面は、少なくとも１つの保持器内においてブラシの運動方向に沿って延在している。何故ならば、それによって種々異なる方向に延在する複数のブラシが、ブラシホルダの軸方向で常に固定区分に対して左右対称に延在するからである。

有利には、保持器は、ブラシ収容筒のためのＵ字形の受容部である。これによって、保持器は簡単に製造することができ、ブラシ収容筒を簡単に装着することできる。有利な実施態様によれば、複数のブラシ収容筒が設けられている。何故ならばこのブラシ収容筒だけによって、非常に高い出力を有するモータが実現されるからである。

有利な実施態様によれば、保持器の互いに向き合う少なくとも２つの側に、有利な形式でブラシ収容筒に緊張して当て付けられた、ブラシ収容筒を緩衝するためのばね舌片が配置されている。これによって雑音が減少される。

少なくとも１つのブラシを有する、かつ／又はブラシを備えた少なくとも１つのブラシ収容筒を有する、このような形式のブラシホルダは、簡単な形式で組木ブロック状のモジュール構造を可能にする。

このような形式の単数又は複数のブラシホルダを備えた、電気機械有利には整流子電動機で、単数又は複数のブラシホルダが電気機械のケーシングの一方の端面側に固定されている電気機械によって、容易にモジュール構造が実現され得る。

その他の有利な利点及び実施態様が、従属請求項及び実施例の説明に記載されている。

図面
次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。

図１は、電気機械の縦断面図、
図２は、図１に示した電気機械のケーシング内に配置した２つの個別ブラシホルダの、第１の組み込み位置における斜視図、
図３は、図１に示した電気機械のケーシング内に配置した個別ブラシホルダの、第２の組み込み位置における斜視図、
図４は、ケーシング及びブラシを省いた、図２に示した個別ブラシホルダ、
図５は、図２に示した個別ブラシホルダの上から見た図、
図６は、図２に示した個別ブラシホルダの下から見た図である。

実施例の説明
図１には、電気機械１０の一部の縦断面図が概略的に示されている。図示の実施例は、整流子電動機とも称呼されるブラシ付き直流モータである。この整流子電動機は、有利な形式で自動車のファン駆動装置に使用される。しかしながら、自動車における例えばウインドレギュレータ、ワイパ駆動装置、シート調整装置又はその他に使用することも考えられる。また発電機に関するものであってもよい。電気機械１０は有利な形式で一方の回転方向しか有していないので、特に前記ファン駆動装置のために適している。騒音が低いので、この電動機１０はファン駆動装置のために使用するのが最も適している。

ブラシ付き直流モータである場合、電気機械１０の軸上に整流子が配置されている。発電機の場合には、整流子の代わりにスリップリングが配置される。いずれの場合でも、有利には回転する接触エレメントである。

電気機械１０は、ケーシング１２特に極ケーシングと、このケーシング１２内に配置された可動子１４とを有している。可動子１４は、軸１６と、詳しく図示していない可動子巻線を備えた可動子パケット１７とを有している。可動子巻線は、ワイヤ１８を介して整流子２０のフックに接続されている。整流子２０は周面において、半径方向で向き合う２つの側で炭素ブラシ若しくはブラシ２２によって負荷される。ブラシ２２は２つのブラシホルダ２４に配置されており、これらのブラシホルダ２４はプラスチック射出成形部分として製造されている。整流子２０とブラシ２２とブラシホルダ２４とによって、１つの整流装置２６が形成されている。ブラシホルダ２４は、軸受キャップ又はＵ字形軸受部材内に挿入されている。

図２乃至図６には、可動子１４、整流子２０及びキャップ２８を省いた、電気機械１０のケーシング１２内に挿入された２つのブラシホルダ２４が図示されている。ブラシホルダ２４は、ほぼ円の弓形（円の弓形部分）の形状を有していて、電気機械１０のケーシング１２の端面側２９に固定されている。このために、ブラシホルダ２４は、固定区分９０で以てケーシング１２の端面側２９に形成された切欠９２内に差し込まれ、キャップ２８によって保持されている。

ブラシホルダ２４は、それぞれ２つの端面側３０，３２を有している。これらの端面側３０，３２は、それぞれ１つの有利にはＵ字形の保持器９４を有していて、この保持器９４が２つの側壁９４．１と１つの底部９４．２とを有しており、この保持器９４内においてブラシ２２がそのブラシ収容筒３８を介して可動に受容されている。ブラシ収容筒３８は、例えばＥＰ６９１０４７号明細書又はＵＳ５６９６４１８号明細書に開示されているように、構成され、製造され、固定されていてよい。またこのブラシホルダ２４は、それぞれ１つの支持体９６を有しており、この支持体９６は円弧の弓形（円弧の弓形部分）の形状を有している。支持体９６は保持器９４を支持していて、２つの円の弓形状の壁部９８，１００として構成された固定区分を有しており、これらの固定区分によってブラシホルダ２４は電気機械１０に固定されている。壁部９８，１００は、支持体９６若しくはブラシホルダ２４が一方の端面側３０でもまた他方の端面側３２でも電気機械１０に固定可能であるように、支持体９６の両端面側３０，３２に構成されている。

壁部９８，１００は互いに平行に延在しているが、この場合、一方の壁部９８は内側に延在していて、他方の壁部１００は外側に延在している。これら２つの端面側３０，３２は、それぞれ１つの軸方向に延在する溝１０２，１０４を仕切って、形成している。２つの溝１０２，１０４は互いに同軸的に整列していて、１つの底部１０６によって少なくとも部分的に分離されており、この底部１０６は２つの壁部９８，１００を互いに接続している。支持体９６の縁部では溝１０２，１０４は開いていて、底部１０６によって分離されていない。溝１０２，１０４がブラシホルダ２４の外周面に配置されていることによって、これらの溝１０２，１０４は少なくとも部分的に一方の端面側３０から他方の端面側３２に延在している。２つの円の弓形状の壁部９８，１００の曲率半径は、ケーシング壁部の内側面の曲率半径、及び組み付けようとする電気機械１０のケーシング壁の外側面の曲率半径と一致している。壁部９８，１００には、軸方向に延在する切欠１０８が設けられていて、これらの切欠１０８はばね舌片１１０を形成している。壁部９８，１００にも互いに向き合うウエブ１１２が形成されており、このウエブ１１２は狭窄部を形成している。

特に図４に示されているように、壁部９８，１００の底部１０６を通って、ブラシ２２の固定及び支承に関連した機能的な左右対称平面１１４が延在している。この左右対称平面１１４は、有利な形式で保持器９４内でのブラシ２２の運動方向に沿って延在している。底部１０８は、その端面側の表面がブラシホルダ２４の軸線方向に整列されたストッパを形成しており、これらのストッパは、それぞれの端面側３０，３２から左右対称平面１１４に対して同間隔を有している。

保持器９４は、支持体９６によって形成された円弧内に配置されている。保持器９４の始端部又は開始部は、支持体９６において偏心的に形成されていて、この円弧の曲率半径に対して傾いている。これによってブラシ２２は整流子２０においてこの整流子２０の回転方向に傾斜しており、これは静粛運転が得られる。保持器９４は、支持体９６のストラット１１６によって支えられており、このストラット１１６は支持体９６における偏心的な位置から延在していて、保持器９４の端部に接続されている。

特に図４に示されているように、保持器９４の、互いに向き合う２つの側面１１８，１２０に、ブラシ収容筒３８を緩衝するためのばね舌片１２２が配置されている。ばね舌片１２２にはプリロード（予備荷重）が加えられているので、これらのばね舌片１２２は、これらのばね舌片１２２が載っている面を緩衝している。これらの面は、ブラシ収容筒３８内において整流子回転方向に対して接線方向に移動するブラシが壁部にリズミカルにぶつかることによって、刺激される。これ（ブラシ収容筒壁部）は再び、回転する整流子２０によって、特にブラシと整流子２０との間の非均一な摩擦比によって振動せしめられる。ばね舌片１２２はショックアブソーバのように作用して、面が固有振動の影響下で自由に振動せしめられる場合におけるよりも速く、振動を減衰させることができる。

電気機械の縦断面図である。 図１に示した電気機械のケーシング内に配置した２つの個別ブラシホルダの、第１の組み込み位置における斜視図である。 図１に示した電気機械のケーシング内に配置した個別ブラシホルダの、第２の組み込み位置における斜視図である。 ケーシング及びブラシを省いた、図２に示した個別ブラシホルダである。 図２に示した個別ブラシホルダの上から見た図である。 図２に示した個別ブラシホルダの下から見た図である。

Claims (13)

1. 有利には１つのブラシ（２２）のためのブラシホルダ（２４）であって、少なくとも１つの保持器（９４）を有していて、該保持器（９４）内に少なくとも１つのブラシ（２２）が可動に収容されており、少なくとも１つの保持器（９４）を支持する支持体（９６）を有していて、該支持体（９６）によってブラシホルダ（２４）が電気機械（１０）に固定されている形式のものにおいて、
   ブラシホルダ（２４）がほぼ円の弓形の形態を有していることを特徴とする、ブラシホルダ。
2. 支持体（９６）がほぼ円弧の弓形の形態を有していて、前記保持器（９４）がこの円弧の弓形内に配置されている、請求項１記載のブラシホルダ。
3. 保持器（９４）の始端部が支持体（９６）に偏心的に構成されていて、円弧の曲率半径に対して傾いている、請求項１又は２記載のブラシホルダ。
4. 支持体（９６）が円の弓形の形態を有する２つの壁部（９８，１００）を有していて、これらの壁部（９８，１００）が、２つの端面（３０，３２）のそれぞれにおいてそれぞれ１つの軸方向に延在する溝（１０２，１０４）を仕切っており、これら２つの溝（１０２，１０４）が互いに同軸的に配置されていて、少なくとも部分的に、２つの壁部（９８，１００）を互いに接続する１つの底部（１０６）によって分離されており、それによって、ブラシホルダ（２４）を電気機械（１０）に固定するための固定区分（９８，１００，１０２，１０４，１０６）が形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のブラシホルダ。
5. 前記溝（１０２，１０４）が支持体（９６）の縁部において開放していて、底部（１０６）によって分離されていない、請求項４記載のブラシホルダ。
6. ２つの円の弓形の形態を有する壁部（９８，１００）の互いに向き合う面の曲率半径が、組み付けようとする電気機械（１０）のケーシング（１２）の壁部の曲率半径と一致している、請求項４又は５記載のブラシホルダ。
7. 壁部（９８，１００）に、ばね舌片（１１０）を形成する複数の切欠（１０８）が設けられていて、かつ／又は壁部（９８，１００）に、狭窄部を形成する互いに向き合うウエブ（１１２）が形成されている、請求項４から６までのいずれか１項記載のブラシホルダ。
8. 保持器（９４）は、支持体（９６）のストラット（１１６）によって支えられており、このストラット（１１６）は支持体（９６）における偏心的な位置から延在していて、保持器（９４）の端部に接続されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のブラシホルダ。
9. 保持器（９４）がブラシ収容筒（３８）のためのＵ字形の受容部である、請求項１から８までのいずれか１項記載のブラシホルダ。
10. 保持器（９４）の互いに向き合う少なくとも２つの側（１１８，１２０）に、ブラシ収容筒（３８）を緩衝するためのばね舌片（１２２）が配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のブラシホルダ。
11. 固定区分（９８，１００，１０２，１０４，１０６）がブラシホルダ（２４）の外周面に配置されていて、少なくとも部分的に一方の端面側（３０）から他方の端面側（３２）に延在している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のブラシホルダ。
12. ブラシホルダ（２４）において、請求項１から請求項１１までのいずれか１項記載の、少なくとも１つのブラシ（２２）を有し、かつ／又はブラシ（２２）を備えた少なくとも１つのブラシ収容筒（３８）を有することを特徴とする、ブラシホルダ。
13. 電気機械有利には整流器において、請求項１から１２までのいずれか１項記載の、少なくとも１つのブラシホルダ（２４）を備えたことを特徴とする電気機械。

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