JP2010525778A - 電気モータ - Google Patents

Abstract

本発明は電気モータ（１）に関し、該電気モータ（１）は、導電性のロータシャフト（３）と、該ロータシャフトと電気的なコンタクトをするためのコンタクトエレメント（１０）と、前記ロータシャフト（３）を仮想電位または固定電位と接続するための接続装置（１４）とを含む。

Description

本発明は、とりわけ電磁干渉除去のための装置を備える電気モータに関する。

ＤＣモータの整流システムには、基本的に、整流子とブラシが設けられている。ブラシは、整流子表面上にていわゆる整流子片に沿って延在しており、ロータに設けられたコイル巻線のコンタクトを可能にする。ロータの回転によってブラシが整流子片から離れると、切換過程、いわゆる整流が行われる。ここでは非常に急峻な電流上昇時間によって気体放電が行われ、この気体放電は高周波の干渉放射を導く。

通常、電気モータの干渉除去は干渉除去フィルタによって行われ、この干渉除去フィルタは要求に応じて、干渉除去コンデンサおよび／または干渉除去インダクタンスによって実現することができる。干渉除去コンデンサの場合、該干渉除去コンデンサは、供給電圧線路と供給電圧線路の間、または中性点と供給電圧線路の間に接続されている。これに加えて、モータ切換パルスを制限するためにいわゆるバリスタを使用することができる。

このような干渉除去方法にもかかわらず、電気モータの電磁放射を完全に阻止することはできない。したがって本発明の課題は、とりわけ高周波数に対して干渉除去が格段に改善された電気モータを提供することである。

この課題は請求項１記載のモータによって解決される。

従属請求項に本発明のさらなる有利な実施形態が記載されている。

１つの側面によれば電気モータが設けられている。この電気モータは、導電性のロータシャフトと、該ロータシャフトと電気的なコンタクトをするためのコンタクトエレメントと、前記ロータシャフトを仮想電位または固定電位と接続するための接続装置とを含む。

本発明の技術思想は、ロータシャフトを仮想電位または所定の固定電位、とりわけ供給電位と電気的に結合することである。これにより、ロータシャフトが電気的にフローティングするよう構成された電気モータに比べて、高周波領域における干渉放射が格段に低減される。

さらに前記コンタクトエレメントには、支承体、とりわけ球欠体を設けることができる。さらに前記コンタクトエレメントを、支持エレメント、とりわけ配線板において保持することができる。

別の実施形態によれば、仮想電位または固定電位を提供するために、前記支持エレメントの上にコンタクト箇所が設けられている。

このコンタクト箇所を、供給電圧電位および／または別のモータエレメント、とりわけモータハウジングの少なくとも一部と電気的に結合することができる。

さらにこのコンタクト箇所を、前記支持エレメントの上に平面状に設けられた、接地平面として使用される導電領域と電気的に接続することができる。

１つの実施形態においては、１つ以上の容量性構成素子および／または１つ以上の誘導性構成素子をとりわけ前記支持エレメントの上に設けて、前記コンタクトエレメントを１つ以上の固定電位、とりわけ供給電圧電位と接続することができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の有利な実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態による電気モータの斜視図である。 図２は、ロータシャフトと中性点とのコンタクトを図示した断面図である。 図３は、図１の電気モータの干渉除去を示す回路図である。

図１は、モータハウジング２を備える電気モータ１の斜視図であり、前記モータハウジング２は、図示した実施例において２つのモータハーフシェルから組み立てられている。モータハウジング２の中心軸線に沿ってロータシャフト３が設けられており、該ロータシャフト３の上には複数のロータコイルが設けられている（モータハウジング２によって覆われている）。ロータコイルは、整流子５の複数の整流子片４を介して電気的コンタクトが可能である。モータハウジング２の内部面には複数の極磁石（見えない）が設けられており、該極磁石は実質的にステータコイルに向き合っている。

整流子５の整流子片は、モータハウジング２に設けられた２つのブラシ６を介してコンタクトされ、かつ例えばばねエレメントによって整流子５に押圧されて、各整流子片４と相応するブラシ６との間の確実な電気的コンタクトが達成される。ブラシ６はそれぞれ接続エレメント７によって配線板８と接続されている。

接続エレメント７は図示した実施例でははんだピン７１として構成されており、このはんだピン７１は、適当なワイヤ部分７２によってブラシ６と接続されている。配線板８は、横側に（ロータシャフトに対して垂直方向に）複数の接続コンタクト９を有しており、これらの接続コンタクトを介して電気モータ１は外部とコンタクトすることができる。配線板８は、例えば干渉除去コンデンサや干渉除去インダクタンス等のような干渉除去エレメントを支持している。配線板８の代わりに別の適当な支持エレメントを設けることも可能である。

ロータシャフト３は球欠体１０によって支承されており、この球欠体１０はコンタクト部１１（図２参照）によって、配電盤８上のコンタクト箇所１４と電気的に接続されている。ロータシャフト３ならびに球欠体１０は、導電性材料から形成されている。ロータシャフト３は、充分な頑強性があるという理由からとりわけ金属によって形成されている。球欠体１０は、ロータシャフト３と電気的にコンタクトすることができるように、とりわけ金属、導電性プラスチック、導電性セラミック等から形成されている。このようにしてロータシャフト３は、球欠体１０によって、直接または適当な干渉除去エレメントを介して、仮想電位（例えば中性点であり、該中性点には例えばモータハウジング２のような別のモータ部分も接続されている）または固定電位（例えば供給電圧電位の１つ）と接続することができる。

図２に示す、図１の電気モータ１の一部分においては、ロータシャフト３は球欠体１０によって配線板８上のコンタクト箇所１４と接続されており、これによって既に、とりわけ３０ＭＨｚ周波数より高い高周波干渉信号の抑制を向上することができる。さらに、例えば金属プレートとして構成することができる接続エレメント２５によって、モータハウジング２がコンタクト箇所１４と接続されている。接続エレメント２５は、配線板８をモータハウジングに簡単に取り付けられるように弾性に形成されており、かつ嵌め込んだ状態においてモータハウジング８の内側を押圧し、モータハウジングと電気的にコンタクトしている。

ロータシャフト３のコンタクトによる抑制増加の理由は、２つの効果によって説明することができる。第１に、高周波の干渉電流は、コンタクト箇所１４と接続されたモータハウジング２によって形成されるような面積および容量の大きい仮想の接地電位へと導かれる。第２に、球欠体１０によるコンタクトは、有効なアンテナ長、ひいては配線板８上の隣り合う複数の導体路における干渉放射および結合を変化させる。

球欠体１０をモータハウジング２と接続させる代わりに、またはこのことに加えて、コンタクト箇所１４によって形成される中性点を、１つ以上の容量によって、接続コンタクト９により提供される１つ以上の供給電圧電位と接続させることができる。

配電板８には遮蔽層を設けることができ、この中に導かれる接続線路を保護することができる。遮蔽層は、配線板８の上に平面状に設けられた接地平面１２として構成することができ、適当な接続を介してコンタクト箇所１４と電気的に接続することができる。コンタクト箇所１４は、接地平面１２の内部に位置することができる。さらに、相応の第１および第２コンデンサとモータハウジング２との接続と同様に、相応の第１および第２コンデンサとロータシャフト３との接続も、接地平面１４の種々異なる位置に亘って設けることができる。

図３には、有利な実施形態による、ロータシャフト３の結合のための回路図が示されている。第１および第２供給電圧線路２０，２１が設けられており、これらの供給電圧線路は、相応の外部の接続コンタクト９を、ブラシ６を備える接続エレメント７と接続している。供給電圧線路２０，２１は、図３では点線で示された配線板８を介して導かれる。コンタクト箇所１４は中性点として使用され、この中性点は、点線で示された低インピーダンスの接続１５を介してモータハウジング２と接続されている。

さらにロータシャフト３は、同様に低インピーダンスに構成された接続線路１６を介して、中性点としてのコンタクト箇所１４と接続されている。コンタクト箇所１４は、第１コンデンサ１７を介して第１供給電圧線路２０と接続されており、かつ第２コンデンサ１８を介して第２供給電圧線路２１と接続されている。さらなる干渉除去のために、第１供給電圧線路２０と第２供給電圧線路２１との間に第３コンデンサ１９を接続することができる。第３コンデンサ１９の代わりに、またはこれに加えて、第１供給電圧線路２０および／または第２供給電圧線路２１において、モータと直列にインダクタンスを設けることができる。

本発明によればロータシャフト３は、固定電位と接続されていない別の導電性のモータエレメントによって形成されている少なくとも１つの仮想電位と接続される。しかしながら高周波領域における干渉放射を低減するためには、以下の手段のうちの１つで充分である。
１．ロータシャフト３を、電気モータ１の、固定電位と接続されていないエレメントと、とりわけモータハウジング２と接続する；
２．ロータシャフト３を、コンデンサを介して第１供給電圧線路２０と接続する；
３．ロータシャフト３を、コンデンサを介して第２供給電圧線路２１と接続する；

ロータシャフト３を、択一的にインダクタンスを介して第１または第２供給電圧線路と接続することもできる。

ロータシャフト３のコンタクトを、必ずしも該ロータシャフトの支承体を介して行う必要はない。ロータシャフト３には、該ロータシャフト３の電気的コンタクトを可能にする、支承体とは関係なく設けられた別のコンタクトを設けることもできる。

ロータシャフト３を少なくとも１つの仮想電位と接続することによって、高周波の干渉電流の著しい抑制を達成することができる。さらにロータシャフトを接地コンタクトする場合には、電磁干渉放射に対する有効なアンテナ長を変化させて電磁放射を低減することができ、これによって配線板上にて隣り合う導体路の結合を低減することができる。

Claims (7)

1. 導電性のロータシャフト（３）と、該ロータシャフトと電気的なコンタクトをするためのコンタクトエレメント（１０）と、前記ロータシャフト（３）を仮想電位または固定電位と接続するための接続装置（１４）とを含む電気モータ（１）。
2. 前記コンタクトエレメントには、支承体、とりわけ球欠体（１０）が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気モータ。
3. 前記コンタクトエレメントは、支持エレメント（８）、とりわけ配線板において保持されている、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の電気モータ。
4. 前記仮想電位または固定電位を提供するために、前記支持エレメント（８）の上にコンタクト箇所（１４）が設けられている、
   ことを特徴とする請求項３記載の電気モータ。
5. 前記コンタクト箇所（１４）が、供給電圧電位および／または別のモータエレメント、とりわけ前記モータハウジング（２）の少なくとも一部と電気的に結合されている、
   ことを特徴とする請求項４記載の電気モータ。
6. 前記コンタクト箇所（１４）は、導電領域と電気的に接続されており、
   該導電領域は、とりわけ前記支持エレメント（８）の上に平面上に設けられており、かつ前記仮想電位または固定電位を提供するための接地平面として使用される、
   ことを特徴とする請求項４または５記載の電気モータ。
7. 前記コンタクトエレメントを１つ以上の固定電位、とりわけ供給電圧電位と接続するために、１つ以上の容量性構成素子（１７，１８，１９）および／または１つ以上の誘導性構成素子がとりわけ前記支持エレメント（８）の上に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の電気モータ。

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