JP2010518802A - Ｄｃモータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、小型化という基準を考慮しつつ、異なる出力クラスの電気モータを簡単かつ低廉に製造可能とするという目的に基づいている。
【解決手段】
本発明は、ＤＣモータ、特に電気モータに関し、ＤＣモータは、ステータを具備し、樹脂製のブラシ保持プレート及びモータハウジングを具備し、モータハウジングは永久磁石を収容する筒状壁領域を有し、ロータを具備し、巻線支持部のための端部品を有するシャフトを具備し、ステータとロータとの間のベアリング配置体を具備する。
本発明の目的は、主に同一の装置構成部品を用い、異なる電気出力を可能とする装置生産ラインを含む装置構成キットシステムを形成するために提供される同一の規格化されたブラシ保持プレートによって、また、各モータハウジングは規格化されたブラシ保持プレートを収容するための規格化されたインターフェースを有する、ことによって達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＣモータ、特にスリップ制御ブレーキシステム用ポンプを駆動するための電気モータに関し、ＤＣモータは、本質的に、静止部、特にステータを具備し、モータハウジングを具備し、モータハウジングは永久磁石を収容するための筒状壁領域を有し、回転部、特にロータを具備し、巻線支持部のための端部品を有するシャフトを具備し、ステータとロータとの間のベアリング配置体を具備し、ロータと電気負荷あるいは電源との間を電気的に接続する特にカーボンブラシのような電気接続部品を具備する。

車両用のこの種の電気装置は、通常、ＤＣ装置として形成され、主に、車両においてエネルギーを変換する機能、好ましくは、走行安定制御のために、あるいは、液圧駆動装置を駆動するために、電気エネルギーを液圧エネルギーに変換する機能を有する。

例として、独国特許出願公開第２９５０３９７８号明細書は電気モータを有するモータ／ポンプ組体を開示しており、電気モータの全長は軸方向に短縮されている。湿気に対する防護のため、ポンプハウジングにポット状のモータハウジングが支承されており、ポット底部は外向きであり、ロータシャフト端部が、ポット底部の中央開口を通って突出し、ロータシャフトベアリングによってＡ側に取り付けられており、ロータシャフトベアリングはポンプハウジングのベアリングホルダーに直接差し込まれて強固に嵌合され、ポンプハウジングに対して心出しされており、ロータシャフト端部は、Ａ側に差し込まれているロータシャフトベアリングによって、ロータシャフトのＢ側に向かって、モータハウジングのポット底部に対して軸方向に支持されている。

独国特許出願公開第２９５０３９７８号明細書

原則的に、電気モータの幾何学的な寸法決め、特に、全長及び直径の寸法決めは、モータの設計変数として考慮される。この変数は、特に、モータトルクの大きさの決定に影響を与える。磁石のエアギャップの寸法決め、特に、最小化は、モータ特性変数の変更のための非常に有効な手段であるが、これについては、他の幾何学的な設計特性の変化によって、特に最適に、低廉に、単に寸法を増大するだけで確保される。必要な出力を得るために、例えば、異なる直径及び夫々別個に製造されたブラシ保持プレートを有するモータが製造されている。しかしながら、このような方法は、過度に多数の異なる寸法のモータ構成部品を常に製造、販売しなければならないという欠点を有する。これはロジスティクスに必要な費用を過度に上昇させる。

本発明は、異なる出力クラスの電気モータを簡単かつより低廉に製造可能とするという目的に基づいている。本発明のさらなる目的は、少なくとも同一か増大された出力を可能とする圧縮型のＤＣモータを提供することである。

この目的は請求項１の特徴部によって達成される。この解決手段については、原則として、規格化された構成部品のための同一の規格化されたインターフェース、少なくとも、規格化されたブラシ保持プレートあるいはシャフトのための規格化されたインターフェースを提供し、異なる出力を有するモータシリーズについて、この規格化されたブラシ保持プレートあるいはシャフトを搭載することにより、合理化可能性を向上することができる。従属請求項から、明細書及び図面と組み合わせて、本発明のさらなる詳細と共に、効果的な改良形態を理解することが可能である。

規格化された磁石を含む第１実施形態の電気装置を拡大詳細図Ｘ及びＹと共に示す図。 強化磁石を有する第２実施形態の電気装置を示す図。 延長モータハウジングを有する第３実施形態の電気装置を示す図。

図面は装置１を示し、装置１は、電気駆動装置の形態であり、特にモータ／ポンプ組体と組み合わせて用いられるように形成されている。ポンプを駆動するために、装置１は収容本体２（さらに図示はされていない）にフランジ接続されており、収容本体２はポンプ構成部品（さらに図示はされていない）、電磁作動バルブ、貯蔵手段、減衰手段、及び、上記構成部品を液圧接続するためのチャンネルを有する。概略として、装置１のロータ３の回転移動は、シャフト４に回転不能に接続されている偏心部５によって、ポンプピストンの線形振動に変換される。シャフト４は、規格化され、太径の中央部品６、並びに、中央部品６に対して縮径された直径を備える２つの端部品７，８を有する。端部品７は、ポンプピストンを駆動するため、偏心し、クランクスペース（図示されていない）において係合している。偏心部の幾何学的配置は、出力機能に応じて様々に形成可能である。端部品８は、大部分が傾斜状あるいは曲面状の遷移部９によって、中央部品６へと結合されている。端部品８は、巻線を備える巻線支持部１０を有し、また、所謂Ａベアリングを有し、Ａベアリングは、ボールベアリングとして、搭載スペースに影響を与えることなく、シャフト４の段差によって形成されており、Ａベアリングは、シャフト４に直接嵌合されている内側リング１２を有し、また、モータハウジング１５の一部分１４に収容されている外側リング１３を有し、当該部分１４はカップ状に突出されており、モータハウジング１５は段付ポット状に絞り加工されている。

また、中央部品６は整流器１６を有し、整流器１６は、電気巻線に接続され、カーボンブラシ１７によって作動され、カーボンブラシ１７は、別個のブラシ保持プレート１８において移動可能にガイドされ得るように配置されている。ブラシ保持プレート１８は、同時に、所謂Ｂベアリング１９用の端部プレートとして形成されている。Ｂベアリング１９はボールベアリングの形態であり、ボールベアリングの内側リング２０はシャフト４の中央部品６に嵌合されている。外側リング２１は、少なくとも部分的にブラシ保持プレート１８に収容されている。

規格化されたブラシ保持プレート１８は、樹脂材料から略一体的に製造され、内側リング２２及び外側リング２３を有し、これらリングはリング状の平らなディスク２４によって互いに連結されており、ブラシ保持プレート１８はカバー状の閉塞要素を形成しており、閉塞要素はフランジ接続されたポンプユニットからモータの内部２５を略完全に分離している。ディスク２４は、軸方向についてエアギャップが可能な限り小さくなるように巻線支持部１０に位置決めされている。原則として、巻線支持部１０とディスク２４との間に追加のカーボンブラシ１７がさらに配置される場合であっても同様である。２つのリング２２，２３はディスク２４に接続されており、両リングは、略全長にわたって、ディスク２４の主要範囲の径方向に対して直角に、ポンプユニットに向かって軸方向に突出している。外側リング２３の外周面２６は外側部分において斜面状あるいは球状の曲面状をなす先細り形状をなし、段付モータハウジング１５へと深く挿入された外側リング２３の一部分は、より浅く挿入された外側リング２３の一部分よりも小さな外径を有する。この結果、モータハウジング１５と外側リング２３との間にクリアランス２７が形成される。クリアランス２７はエアの排気に好影響を与えるため、クリアランス２７により、組立において、特に迅速に、ロータ３をモータハウジング１５へとより奥に配置可能である。

さらに、ブラシ保持プレート１８の外側リング２３は段付肩部２８を有し、段付肩部２８は、モータの内部スペースの方向を向き、周縁部に段差を備え、軸方向について、モータハウジング１５の段差２９に載置するのに適している。肩部２８と段差２９との間の周縁支持により、軸方向のシール接触圧力の増大を可能とするだけでなく、同時に、追加のラビリンスシールを可能とする。外側リング２３には収容本体（ポンプ）の方向に段付凹部３０が形成されており、段付凹部３０は、径方向外向きに開口し、シール要素３１を収容し、モータハウジング１５が収容本体２に設置された場合には、シール要素は、モータハウジング１５、（ポンプ）収容本体２、ブラシ保持プレート１８との間で、弾性的に、三側方当接することが可能である。肩部２８と凹部３０とは、必要な接触圧力が軸方向に略即時にかつ直接的に伝達されるように、軸方向について互いに同一面となるように配置されている。さらに、装置１と収容本体２とが結合された際に必要な弾性接触圧力を生成するために、凹部３０、肩部２８、モータハウジング１５、収容本体２の間の公差及び寸法が精密に調整されている。同時に、ブラシ保持プレート１８は、Ｂベアリング１９の収容によって軸方向の力が生成される場合には、軸方向に作用するある程度のばね特性を有する。

整流器１６は、少なくとも部分的に内側リング２２及び外側リング２３と同一面となるように配置されている。整流器１６に隣り合い、Ｂベアリング１９の前方に、所謂隔壁３２が配設されており、隔壁は厚さの増大された緊急用ベアリング３３によってシャフト４の外周まで延びており、同時に、緊急用ベアリング３３はギャップあるいはラビリンスシールとして機能し得る。

図１及び図２は構成キットに適した同一の部品という方策を示しており、シャフト４、ベアリング１１，１９、モータハウジング１５、整流器１６、ブラシ保持プレート１８について同一の構成部品となっている。モータを変化させるために、永久磁石３４の材料あるいは寸法、巻線支持部１０の直径のみが変化される。これは、巻線支持部は通常は打抜加工されたシートメタル部品を積層することにより構成されているため、比較的簡単な方法で達成可能である。出力値を変化させるために、厚さｔ２を有する所謂ネオジム磁石を用いるのが特に適切であり、当該磁石は強力な励磁を可能とする。さらに出力を変化させるために、永久磁石３４を収容している領域の直径を変更することもまた可能であり、しかしながら、規格化されたブラシ保持プレート１８を収容するインターフェースについては維持されることに留意するべきである。

図３は増大された全長ｌ_３を有するシリーズの一形態を示し、この変形例では、本質的な特徴、構成部品、性質について、全長ｌ_３を除いた全てについて図１に示される実施形態と同一である。ここでは、厚さｔ_３＝ｔ_１を有する規格化された磁石が用いられている。

要するに、構成キットシステムとして、多数の同一の部品と比較的少数の異なる部品とを互いに接続することが可能である。同一の部品は、同種のモータ群の全ての変形例について、ほぼ、機械的な主要な接続用の寸法としてのみ機能するように同一に形成されており、当該同一の部品と夫々別個に組み合わされる部品により、電気駆動力クラスを所望に変更することが可能である。このような手段により、必要な構成部品間で特に好ましい労働区分が実現可能である。

本発明の利点により、簡単に、ＤＣモータの体積を減少させ、当該ＤＣモータの出力を変化させることがまた可能である。ＤＣモータの電気出力を変化させるために、好ましくは、ロータ３の直径が変化される。構成キットシステムでは、上述した構成部品の組み合わせにより、原則として、ブラシ保持プレート１８を規格化部品として寸法決めし、同時に、端部プレートとして機能させることが可能である。規格化されたブラシ保持プレート１８は、異なる出力を有するように寸法決めされている複数のＤＣモータにも配設され得る。周縁支持部を選択することにより、ブラシ保持プレート１８が特に安定的に支持される。

周知のＤＣモータとは対照的に、モータ／ポンプ組体用のシャフト４は段差を有するため、ポンプから離間したベアリングとして、巻線ヘッドに、スライドベアリングに代わって、小型のボールベアリングを用いることが可能である。さらに、例えば、図２に従い、残留磁気の増大された永久磁石３４（例えばネオジム磁石）を用いることが可能である。

通常、上述した構成原理は、基本的な機械的形態に実質的に影響を与えることなく、非常に広範な種類の電気モータ出力クラスに適用可能である。

１…装置、２…収容本体、３…ロータ、４…シャフト、５…偏心部、６…中央部品、７…端部品、８…端部品、９…遷移部、１０…巻線支持部、１１…ベアリング、１２…内側リング、１３…外側リング、１４…部分、１５…モータハウジング、１６…整流器、１７…カーボンブラシ、１８…ブラシ保持プレート、１９…ベアリング、２０…内側リング（ベアリング）、２１…外側リング（ベアリング）、２２…内側リング（ブラシ保持プレート）、２３…外側リング（ブラシ保持プレート）、２４…ディスク、２５…モータの内部スペース、２６…外側面、２７…クリアランス、２８…肩部、２９…段差、３０…凹部、３１…シール要素、３２…隔壁、３３…緊急用ベアリング、３４…永久磁石、ｌ…全長、ｔ…厚さ。

Claims (7)

1. ＤＣモータ（１）、特にスリップ制御ブレーキシステム用ポンプを駆動するための電気モータであって、本質的に、静止部、特にステータを具備し、ブラシ保持プレート（１８）及びモータハウジング（１５）を具備し、モータハウジング（１５）は永久磁石（３４）を収容する筒状壁領域を有し、回転部、特にロータを具備し、巻線支持部（１０）あるいは偏心部（５）のための端部品（７，８）を有するシャフト（４）を具備し、ステータとロータとの間のベアリング配置体を具備し、端部品（７，８）は２つのベアリング（１１，１９）間に配置されており、ロータと電気負荷あるいは電源との間を電気的に接続する特にカーボンブラシ（１７）のような電気接続構成部品を具備するＤＣモータにおいて、装置構成キットシステムを形成するために同一の規格化されたブラシ保持プレートが用いられ、装置構成キットシステムは主に同一の装置部品を用いる異なる電気出力の装置シリーズを含み、各モータハウジング（１５）は、規格化されたブラシ保持プレート（１８）を収容するための規格化されたインターフェースを有する、ことを特徴とするＤＣモータ。
2. シャフト（４）の端部品（７，８）は、夫々、隣接する中央部品（６）に対して、段差により縮径された直径を有するように形成されており、モータハウジング（１５）は筒状壁領域に隣接する周縁段差を有し、周縁段差は、永久磁石（３４）用の筒状壁領域を、ブラシ保持プレート（１８）を収容するための筒状領域から区分している、ことを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータ。
3. 同一の規格化されたシャフト（４）は異なる出力の装置シリーズに用いられる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＤＣモータ。
4. 永久磁石（３４）用の筒状壁領域は、ブラシ保持プレート（１８）を収容するための筒状領域よりも小さな径を有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＤＣモータ。
5. ブラシ保持プレート（１８）は、外側リング（２３）、内側リング（２２）、及び、両リング（２３，２２）を互いに連結しているディスク（２４）を有する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＤＣモータ。
6. 外側リング（２３）の外側面（２６）は、モータハウジング（１５）と外側リング（２３）との間にクリアランス（２７）が形成されるような外形、特に傾斜状あるいは球状に形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＤＣモータ。
7. 外側リング（２３）は、モータハウジング（１５）に軸方向に当接される段付肩部（２８）を有し、また、径方向及び軸方向に開口している、シール要素（３１）用の凹部（３０）を有し、肩部（２８）と凹部（３０）とは、軸方向について互いに同一面となるように設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＤＣモータ。

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