JP2011522149A - 電気機械のための絶縁された保持フランジ - Google Patents

Abstract

電気機械、特に内燃機関のスタータのための保持フランジ（４）が記載されており、該保持フランジ（４）が絶縁部材として形成されており、該絶縁部材が、部分的に電気的な絶縁材料から製作されているか、又は保持フランジ（４）に配置された絶縁部分を有している。内燃機関に保持フランジを介して固定された電気機械を、内燃機関に対して耐用年数全体にわたって確実に電気的に絶縁するために、保持フランジ（４）の絶縁部分が、電気機械の軸受けの軸受けシールド（１）の外面を被覆するキャップ（８）によって延長されて形成されている。

Description

本発明は、電気機械、特に内燃機関のスタータのための保持フランジであって、該保持フランジが絶縁部材として形成されており且つ少なくとも部分的に電気的に絶縁性の材料から製作されているか、又は当該保持フランジに配置された絶縁部材を有している形式のものに関する。更に本発明は、電気機械、特に内燃機関のためのスタータであって、ケーシングと軸受けシールドとを有しており、該軸受けシールドに、内燃機関に固定するための、電気的に絶縁性の保持フランジを備えた固定フランジが形成されている形式のものに関する。

スタータは、鉄道及び船舶用途用には絶縁されて構成されていなければならない、つまり、搭載電源は如何なる位置においても内燃機関に対する電位接続を有してはならない。この目的のために、前記用途では始動前又は永続的に、装置の絶縁抵抗が、いわゆる「絶縁監視装置」によって試験される。この場合、バッテリの−極からスタータケーシングまでの抵抗は、２０ｋΩを下回って低下してはならない。

電気的に絶縁されて構成されたスタータは、前記課題を数千回の接続サイクルにわたる短期間内でしか満たさない。

電気的に絶縁されて構成されたスタータは、スタータケーシングに対して完全に電気的に絶縁された電流回路を有している。この場合、バッテリの＋極はスタータの端子３０に接続されており、−極はスタータの端子３１に接続されている。ケーシングは、マススタータ（Massestarter）の場合のように、通電用には使用されない。但しこの絶縁を、スタータは限定的にしか維持することができない。それというのも、整流子の領域におけるカーボンブラシの摩耗によって、ケーシングに対する電位の導電接続が行われ、絶縁が解消されてしまうからであり、その結果、絶縁監視装置が当て付けられる。これにより、スタータの機能は損なわれていない。

別の構成形式は、回転機能を備えた電気的に絶縁性の保持フランジである。この場合、スタータのＡ軸受けの軸受けシールドは、２つのコンポーネントから構成されている。軸受けシールドは、変更されたＡ軸受けシールドと、このＡ軸受けシールドに回転可能に固定されたフランジとから製作されており、このフランジで以てスタータは内燃機関にねじ締結される。保持フランジは回転可能に軸受けシールドにねじ締結可能なので、回転フランジとも呼ばれる。このような絶縁フランジは、電気的に絶縁性の材料から成るその構造によって、スタータを内燃機関に対して付加的に電気的に絶縁している。この変化形は、極端な環境条件が機械的な結合部に作用しない限りは、エンジンに対するスタータの絶縁抵抗を永続的に維持することが可能である。絶縁フランジは、例えばプラスチック外装射出成形部を備えており、このプラスチック外装射出成形部は、スタータ側で大きな漏れ経路を実現する。このような保持フランジは、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６０３８３５号明細書から公知である。

スタータは、いわゆる絶縁された保持フランジを介してエンジンにねじ締結され、この絶縁された保持フランジは、電気的に絶縁する課題を耐用年数全体にわたって満たす。切頭円錐を備えた軸受けシールドは、絶縁フランジから内燃機関の方向に突出しているので、エンジンブロックに対する固定領域の電流に関する漏れ距離は著しく短縮されている。前記固定領域は、はめ込み部とも呼ばれる。リングギヤの金属摩耗、ダスト、オイル及び湿分の浸透に基づく前記はめ込み部の領域の極端な汚れ堆積物によって、絶縁抵抗は、許容値を下回って低下する恐れがあり、このことは望ましくない。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の保持フランジ及び電気機械を改良して、保持フランジを介して内燃機関に固定された電気機械が、耐用年数全体にわたって内燃機関に対して確実に電気的に絶縁されているようにすることである。

この課題は本発明に基づき、請求項１及び６記載の構成手段によって解決される。有利な改良は従属請求項に記載されている。

本発明の思想は、スタータがＡ軸受けシールドを介してエンジンブロックに固定されている場合に、保持フランジの絶縁部分を延長して、この絶縁部分が従来は電気的に自由に到達し得た切頭円錐を越えて突出しているようにする点にある。

前記課題は、保持フランジの絶縁部分が、電気機械の軸受けの軸受けシールドの外面を被覆するキャップにより延長されて形成された保持フランジによって解決される。これにより、いわゆるＡ軸受けシールドとの保持フランジのはめ込み領域に形成される、電気伝導を生ぜしめる恐れのある汚れ堆積物が、要求される絶縁抵抗に影響を及ぼすことは最早ない。

資源を大切にするために、保持フランジのキャップはＡ軸受けシールドの外部形状に対応して切頭円錐形であり且つこのＡ軸受けシールドの直ぐ上に平行に形成されており、特にピニオンまで引き出される。これにより、少ない材料が使用され且つＡ軸受けシールドは可動の構成部材に至るまで電気的に遮蔽されている。キャップ無しでは数ミリメートルしかない電気的な漏れ距離は、キャップにより数センチメートルに長くなっている。

簡単な組込みという理由から、保持フランジはキャップと有利には一体に製作されている。

製作上の理由から、択一的な特別な構成では、キャップを備えた保持フランジを２つの部分から製作することが有利であってよい。

有利には、保持フランジとキャップとは、電気的に絶縁性の材料、特にセラミック、プラスチック及び／又は電気的に絶縁性の複合材料から製作されている。これにより、電気機械、特にスタータと内燃機関との間で耐用年数経過中に、望ましくない電気的な接続の発生が確実に防止される。

前記課題は、軸受けシールドの外面が電気的に絶縁性の被覆材料によって形成されている電気機械によっても解決される。これにより、軸受けシールドの切頭円錐において、できるだけ長い漏れ経路を生ぜしめるという目的は、従来は電気的に自由に到達し得た切頭円錐を被覆するカバー又は層によって達成され得る。

特に有利な構成では、いわゆるＡ軸受けシールドの外面が、前記構成、即ちＡ軸受けシールドの外面を被覆するキャップを備えた保持フランジによって電気的に絶縁されている。これにより軸受けシールドは、例えば鉄道又は船舶用途において求められる技術的な要求に関連して、本発明による保持フランジを最終組込み直前に初めて設けられる。当然のことながら、この保持フランジは他の車両用途にも使用可能である。

択一的な構成では、又は付加的に、切頭円錐形の軸受けシールドの外面は、電気的に絶縁され且つラッカコーティングされていてよい。このために有利なのは、従来の絶縁性の保持フランジが使用可能である点である。この構成は、特に生産個数が少量である場合に有利である。

択一的な有利な構成では、切頭円錐形の軸受けシールドの外面に、電気的に絶縁性の材料が射出成形されている。このことは、電気的に絶縁性の材料が、電気的な絶縁を解消する恐れのある引っかき傷に対してより抵抗力を有しており延いては引っかき傷がより良好に防止され得るという利点を有している。

当該電気機械を、複数の内燃機関における種々様々なタイプの組込み位置に適合可能にするためには、保持フランジが、電気機械の少なくとも２つの位置に配置可能な回転フランジとして形成されている。これにより、電気機械は軸方向で少なくとも２つの位置に規格製品として固定可能であり、種々様々なタイプの構成を有する内燃機関の既存の構成空間に個別に取り付けられる。

上で述べた構成及び以下で更に説明する構成は、記載した各組合わせにおいてのみならず、別の組合わせにおいても使用可能である。

本発明による保持フランジを備えた軸受けシールドの斜視図である。 電気機械の内燃機関との固定点の領域を示した部分側面図である。 軸受けシールド及び絶縁された回転フランジの横断面図である。 絶縁された固定孔の拡大横断面図である。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、例えば内燃機関のためのスタータ等の電気機械の軸受けシールド１が斜視図で示されている。この軸受けシールド１は切頭円錐形の領域９を備えて形成されている。軸受けシールド１には、内燃機関のリングギヤ（図示せず）に対してピニオンを接続若しくは遮断するソレノイドスイッチの前側部分が位置している。軸受けシールド１は、いわゆる「Ａ軸受け」を収容しており、このＡ軸受けはピニオンを備えた軸（図１には図示せず）をガイドする。軸受けシールド１には回転対称的にずらされた複数の孔若しくはねじ山付き孔３を備えた環状の軸受けフランジ２が位置している。前記孔は、これらの孔に固定しようとする保持フランジ４を組込み時に回転可能にし且つスタータを既存の構成スペース状況に対応して適合可能にするために、回転方向に互いにずらされている。従って、保持フランジ４は回転フランジとも呼ばれ且つ回転方向にずらされた前記孔３にねじ締結するために、回転方向にずらされた少なくとも２つの孔５，６を有している。更に、保持フランジ４は１２０°の角度で回転方向にずらされた３つの孔７を有しており、これらの孔７で保持フランジ４は内燃機関に固定される。保持フランジ４は、電気的に絶縁された部材として形成されており且つセラミック、有利にはプラスチック又は電気的に絶縁性の複合材料のいずれかから製作されている。

更に本発明による保持フランジ４は、電気的に絶縁性のキャップ８を有しており、このキャップ８は図１において別個の構成部材として図示されている。キャップ８は有利な構成では保持フランジ４と一体に結合されているので、組込みが容易である。キャップ８は保持フランジ４の組込みに際して軸受けシールド１の切頭円錐形の領域９を被覆し、この切頭円錐形の領域９にはＡ軸受けが収容される。つまりキャップ８は、切頭円錐形の領域９に対して平行に、該領域９上に配置されている。

図２には、電気機械の軸受けシールド１の固定点の領域を断面して側面から見た拡大図が、エンジンブロック１０の部分断面図と一緒に示されており、このエンジンブロック１０にはスタータが保持フランジ４を介して固定されている。図２には、保持フランジ４の外周面に沿って数ミリメートルしかない、切頭円錐形の領域９からエンジンブロック１０に対する漏れ距離が、キャップ８に基づいて延長された若しくは中断された数センチメートルの漏れ経路を有していることがはっきりと示されている。キャップ８は、特別な構成に基づいて、絶縁性の保持フランジ４と一体に結合されており、このキャップ８はピニオン（図示せず）まで引き出されている。

図３には、軸受けフランジ２を備えた軸受けシールド１を横断面で見た図が示されており、この軸受けフランジ２には、絶縁性のキャップ８を備えた絶縁された保持フランジ４が配置されている。この保持フランジ４は、外側をプラスチックの射出により被覆されている。保持フランジ４のこのプラスチック外装射出成形部はキャップ８を含んでおり、このキャップ８は切頭円錐形の領域９を電気的に絶縁している。

図４には、内燃機関にスタータを固定するための孔７の特別な実施例が拡大して示されている。この孔７の形成は、キャップ８を備えた保持フランジ４の特別な構成とは無関係である。保持フランジ４は、スタータと内燃機関との間の電気的な絶縁を実現するために、全く特殊な構造を有している。絶縁された保持フランジ４は、特殊な構造を有している。鋼フランジ１１は、プラスチックカバー１２によって取り囲まれている。孔７に関して端面にはセラミック１３，１４が配置されている。孔７の両入口側において両端面には、アルミニウムから成る座金１５，１６が形状接続的にセラミック１３，１４を取り囲んで形成されている。固定ねじの電気的な絶縁を得るためには、孔７の円筒形の内面が、プラスチックから成るカバー１７を備えて形成されている。保持フランジのこのような構成は、電気的に絶縁されたねじ締結部を永続的に得るために重要である。それというのも、プラスチックが熱及び振動動作の作用によって流れ始め、延いてはエンジンに設けられたスタータが外れ、不都合なケースではスタータの落下にまで至る恐れがあるからである。アルミニウムから成る座金１５，１６を備えた、不動に設けられたセラミック１３，１４がこれを防ぐ。全ての図面は縮尺通りではない概略図を示しているに過ぎない。その他の点では特に本発明にとって重要な図を参照されたい。

Claims (10)

1. 電気機械、特に内燃機関のスタータのための保持フランジ（４）であって、該保持フランジ（４）が、絶縁部分として形成されており且つ少なくとも部分的に電気的に絶縁性の材料から製作されているか、又は保持フランジ（４）に配置された絶縁部材を有している形式のものにおいて、
   保持フランジの絶縁部分が、電気機械の軸受けの軸受けシールド（１）の外面を覆うキャップ（８）により延長されて形成されていることを特徴とする、電気機械のための保持フランジ。
2. 前記キャップ（８）が、軸受けシールド（１）の外部形状に対応して切頭円錐形であり且つ前記軸受けシールドの上に平行に配置されており、特にピニオンまで引き出されている、請求項１記載の保持フランジ。
3. 保持フランジ（４）がキャップ（８）と一体に製作されている、請求項１又は２記載の保持フランジ。
4. キャップ（８）を備えた保持フランジ（４）が２つの部分から製作されている、請求項１又は２記載の保持フランジ。
5. 保持フランジ（４）及びキャップ（８）が、電気的に絶縁性の材料、特にセラミック、プラスチック及び／又は電気的に絶縁性の複合材料から製作されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の保持フランジ。
6. 電気機械、特に内燃機関のためのスタータであって、ケーシングと軸受けシールド（１）とが設けられており、該軸受けシールド（１）に、内燃機関に固定するための、電気的に絶縁性の保持フランジ（４）を備えた固定フランジ（２）が形成されている形式のものにおいて、
   軸受けシールド（１）の外面が、電気的に絶縁性の被覆材料によって形成されていることを特徴とする、内燃機関のための電気機械。
7. 軸受けシールド（１）の外面が、請求項１から４までのいずれか１項記載の保持フランジ（４）によって電気的に絶縁されている、請求項５記載の電気機械。
8. 切頭円錐形の軸受けシールド（１）の外面が、電気的に絶縁性のラッカコーティングを施されている、請求項６又は７記載の電気機械。
9. 切頭円錐形の軸受けシールド（１）の外面に、電気的に絶縁性の材料が射出成形されている、請求項６から８までのいずれか１項記載の電気機械。
10. 保持フランジ（４）が、電気機械の少なくとも２つの位置に配置可能な回転フランジとして形成されている、請求項６から９までのいずれか１項記載の電気機械。

Images