JP2012521738A - 電気モータ - Google Patents

Abstract

本発明は電気モータ、特に自動車のポンプのための電気モータに関する。電気モータは、ケーシングとステータとアーマチュアとを有している。電気モータは、有利にはプリント配線板状に形成されている制御ユニットも有しており、プリント配線板は中実に形成された、特にワイヤ状の電気的な接続線路を介して、ケーシング及び／又はステータに接続されている。本発明に係る電気モータにおいて、プリント配線板のプリント配線板面におけるプリント配線板に１つの接続線路を夫々接続する接続個所は、プリント配線板面よりも小さい接触面に集められて配置されて、温度変動及び／又は振動によりもたらされる、接続個所へのプリント配線板の機械的な変形作用は最小限に減じられているか、又はプリント配線板面に亘って特に均等に分配された配置に比べて減じられている。

Description

本発明は電気モータ、特に自動車のポンプのための電気モータに関する。電気モータはケーシングと、ステータと、アーマチュアとを有している。電気モータは、有利にはプリント配線板に形成されている制御ユニットも有している。プリント配線板は、有利には中実に形成されている、特にワイヤ状の電気的な接続線路を介してケーシング及び／又はステータに接続されている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００７０３１２４６１号明細書において、パワーアシストステアリングシステムのための電子的な制御装置が公知になっている。パワーアシストステアリングシステムは、電気モータの回転力により車両の操舵システムに対して助成力を形成するために構成されている。制御機器は、プリント配線板と圧入ピンとを収容するケーシングを有している。プリント配線板は圧入ピンに接続されている。

発明の開示
本発明により冒頭で述べた形式の電気モータにおいて、プリント配線板のプリント配線板面におけるプリント配線板と１つの接続線路とを夫々接続する接続個所は、プリント配線板面よりも小さい接触面に集められて配置されて、温度変動及び／又は振動によりもたらされる、接続個所へのプリント配線板の機械的な変形作用が最小に減じられているか、又は少なくともプリント配線板面に亘って特に均等に分配された配置に比べて減じられている。

電気的な接続線路の上記配置により、プリント配線板を電気的な接続線路に接続する接続個所は、特に熱膨張により又はプリント配線板とケーシング及び／又はステータとの間に相対運動をもたらす機械的な振動により、有利には変化しないか、破壊されないか又は遮断されることがない、ということが有利にはもたらされる。有利には接触面における接続個所は１つの群を形成し、さらに有利には、接触面は円形である。

電気モータの有利な構成において、接触面はプリント配線板面の半分以下になっており、さらに有利にはプリント配線板面の３分の１、特に有利にはプリント配線板面の４分の１又は５分の１である。これにより有利には、プリント配線板及び／又は接続線路の熱膨張に起因する相対運動は、プリント配線板面と一致する接触面と比べて、最小限に減じられているか、又は少なくとも特にプリント配線板面に亘って均等に分配されている配置と比べて減じられている構成が達成される。

電気モータの有利な実施の形態において、電気的な接続線路の少なくとも一部分は、少なくとも１つの弓形部若しくは湾曲部又は少なくとも１つのメアンダ部を有している。弓形部又はメアンダ部は夫々、接続線路の長手方向に作用する力を吸収し、有利には少なくとも部分的に特にばね弾性的に蓄えるように形成されている。これにより有利には、プリント配線板の熱膨張は少なくとも減じられるか、又は電気的な接続個所に作用することができない。有利には弓形部は正弦波又は方形波の半波長形により形成されている。電気モータの別の有利な構成において、プリント配線板は少なくともほぼ又は専ら接続線路によって支持されているように、プリント配線板は浮動に支承されている。本構成により、機械的な膨張及び／又は熱膨張に起因する力は、接続個所に少なくとも部分的にしか伝達され得ないか、又は全く伝達され得ないということが、有利にはもたらされる。

有利には接触面はプリント配線板面の中心に配置されている。浮動の支承は、例えばプリント配線板が少なくとも１つの連結エレメントにより電気モータのケーシングに接続されていることにより形成されていてよい。本構成において連結エレメントは、有利にはプリント配線板及び／又はケーシングよりも小さな弾性係数を有している。連結エレメントは、例えばエラストマ、例えばシリコーンゴム又はポリウレタンにより形成されていてよい。またプリント配線板は少なくともほぼ接続線路によって支持されているように、有利には浮動に支承されている。

さらに別の有利な構成において、プリント配線板と接続線路との間の接続部は圧着されている。圧着されている接続部は、接続線路とプリント配線板との間の圧着により、機械的な接続部も、電気的な接続部も形成しているということが有利にはもたらされる。

さらに別の有利な構成において、プリント配線板と接続線路との間に接続部がろう接されている。このろう接により有利には、プリント配線板と接続線路との間に電気的な接続が形成されている。プリント配線板と接続線路との間の機械的な接続は、ろう接された接続部の本構成においては、少なくともろう接個所により形成されている。ろう接による接続の構成において、有利にはプリント配線板は電気モータのケーシング及び／又はステータに接続されて、少なくともほぼ、プリント配線板及びケーシングの間の接続によって支持されている。これによりろう接個所への機械的な負荷は、有利には小さい。

電気モータのさらに別の有利な構成において、プリント配線板はほぼ又は正確に円形状に形成されていて、モータシャフト軸線に対して直交して配置されている。モータシャフト軸線は、有利には接触面、特に接触面の面積の中心点（Flaechenschwerpunkt）を通って延在している。有利には接触面はプリント配線板の中心に配置されている。

モータシャフト軸線が接触面を通って延びているように接触面を配置することにより、有利にはモータシャフトの回動に起因する電気モータのケーシングの特にモータアーマチュアと一緒の振動は、有利には接続個所に少ししか作用しないか又は作用しないようになっている。

電気モータのさらに別の有利な構成において、構成部分の接続線路の接続個所は半径（Radial）上に配置されている。この半径は接触面の所定の点からプリント配線板の縁に向かって延びている。有利には接触面の点は、接触面の面積の中心点、プリント配線板の面積の中心点、接触面の中心点又はモータシャフト軸線が延在している点である。上記配置により、有利には接続線路、特に構成部分をプリント配線板に接続する構成部分の接続部に、プリント配線板の熱膨張及び／又は機械的な変形時に、有利には機械的な負荷は小さいか又は機械的な負荷はかからないようになっている。

電気モータを備えた自動車用のポンプのための実施の形態を示す図である。このポンプにおいて、プリント配線板面に亘って均一な分配と比べて、温度変動によりもたらされる接続個所へのプリント配線板の機械的な変形作用が減じられているように、プリント配線板は電気モータの電気的な接触部に接続されている。 弓形・メアンダ形の長手方向区分を有する、接続線路の実施の形態を示す図である。 ホールセンサの実施の形態を示す図であって、このホールセンサはホールセンサの電気的な接続のために形成された接続線路を有しており、この接続線路は夫々、長手方向区分に少なくとも１つの弓形部を有している。 電気モータの実施の形態を示す図であって、この電気モータにおいて接続線路の接触部はプリント配線板に接続されており、プリント配線板は電気モータのケーシングに接続ウェブを介して接続されている。 プリント配線板がない状態の図４に示した電気モータの実施の形態の平面図である。 電気モータを示す図であって、この電気モータにおいてプリント配線板はケーシング及び／又は電気モータのステータに夫々接続されていて、かつ圧入ピンとして夫々形成されている接続線路によって浮動に支持されている。

以下に、本発明を図面及び他の実施の形態に基づいて説明する。

図１はポンプ１の実施の形態を示す。このポンプ１はケーシング３を有する。このケーシング３は電気モータを取り囲む。この電気モータはステータを取り囲む少なくとも１つのステータコイル５を有している。電気モータは、本実施の形態においては、永久磁石として形成されているアーマチュア７も有している。このアーマチュア７は、本実施の形態においては、アーマチュア７に一体成形されている羽根車１０に接合さている。本実施の形態において電気モータのロータを形成するアーマチュア７は、モータシャフト軸線２０を中心に軸受け２１，２２により回動可能に支承されている。

ポンプ１はポンプケーシング２４も有している。このポンプケーシング２４は、ケーシング３によって収容されている。ポンプ１、特にポンプ１の電気モータは、プリント配線板１４も有している。このプリント配線板１４はケーシング３によって、プリント配線板１４のプリント配線板平面がモータシャフト軸線２０に対して直交する横方向に延在するように収容されていてかつ配置されている。

プリント配線板１４は複数の導体路（図示せず）を有しており、これらの導体路は複数の構成素子、特に電子的な構成素子の接触部を互いに接続する。これらの構成素子はプリント配線板１４に配置されている。プリント配線板１４に接続されている構成ブロック１６を示す。この構成ブロック１６は、例えばＳＭＤ構成ブロックである（ＳＭＤ＝Surface-Mounted-Device：表面実装型デバイス）。

電気モータはホールセンサ１８も有している。このホールセンサ１８は、アーマチュア１０の回転数をホールセンサ１８によって検出することができるように配置されている。ホールセンサ１８は、アーマチュア１０の回転に基づく出力信号を形成するために構成されている。出力信号は回転数を表す。ホールセンサ１８は、ホールセンサ１８の電気的な接触接続のために３つの接続線路、つまり接続線路３０と、接続線路３１と、接続線路３２とを有している。これらの接続線路３０，３１，３２は夫々、プリント配線板１４に接続されて所定の領域１５に配置されている。この領域１５はプリント配線板１４のプリント配線板面よりも小さい接触面を形成する。図１には、プリント配線板１４の直径１７を示す。

少なくとも１つのステータコイル５は、接続線路３３，３４，３５を介して上記領域１５においてプリント配線板１４に接続されている。

ポンプ１は電気的な接続部も有している。電気的な接続部は３つの接続線路、つまり接続線路３６と、接続線路３７と、接続線路３８とを有している。これらの接続線路３６，３７，３８は夫々、電気的な接続部において接触ピンとして形成されているので、接続線路３６，３７，３８は一方の端部の領域において少なくとも部分的にコネクタにより接触接続することができる。接続線路３６は他方の端部６０の領域において領域１５においてプリント配線板１４に接続されている。図２には弓形の領域５０も詳細に示されている。接続線路３７は他方の端部６２を介して領域１５においてプリント配線板１４に接続されている。接続線路３８は他の端部６４の領域において領域１５でプリント配線板１４に接続されている。接続線路３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８は夫々、圧着接続及びろう接を介してプリント配線板１４に接続されていてよい。

ポンプ１のケーシング３は接続フランジ１２を有している。この接続フランジ１２は、例えば内燃機関の冷却システムとポンプ１との流体を案内する接続のために形成されている。ケーシング３は、このケーシング３に一体成形されている保持装置２３も有している。この保持装置２３はホールセンサ１８を収容し固定保持するために形成されている。

接続線路３６は所定の区分に弓形部（図２参照）を有している。この弓形部は接続線路３６の長手方向に作用する力を吸収するために形成されている。

図２に、図１に既に示した接続線路３６，３７，３８の実施の形態を概略的に示す。接続線路３６は長手方向区分の領域に弓形部５０を有する。この弓形部５０は本実施の形態において半円形状に形成されている。弓形部５０は接続線路３６の他の区分に通じている。接続線路３６は一方の端部６０の領域において、図１に既に示したプリント配線板１４との機械的及び／又は電気的な接続のために形成されている。接続線路３６は始端区分と終端区分とを有している。これらの始端区分及び終端区分は夫々、同じ方向を向いて、曲げられている。

接続線路３７はメアンダ形の区分５２を有している。このメアンダ形の区分５２は、本実施の形態において、正弦波の形状と同じである。接続線路３７のメアンダ形の区分５２は、接続線路３７の長手方向に作用する力、例えば熱膨張によりもたらされる力を蓄え、接続線路３７の接続個所を機械的に負荷軽減するために形成されている。接続線路３７は、夫々同じ方向を向いて曲げられている２つの端部を有している。メアンダ形の区分５２は接続線路３７の端部区分６２に通じている。この端部区分６２はプリント配線板、例えば図１に示したプリント配線板１４との接続ために形成されている。

接続線路３８は２つの端部を有している。一方の端部６４はプリント配線板に接続するために形成されていて、２つの端部は夫々同じ方向を向いて曲げられている。接続線路３８の２つの端部の間に、弓形部５４を形成する長手方向区分が延びている。弓形部５４は、接続線路３８の長手方向に作用する力を吸収して、少なくともプリント配線板との接続ために形成されている端部６４を機械的に負荷軽減するために形成されている。

図３にホールセンサ１８の実施の形態を概略的に示す。ホールセンサ１８は３つの電気的な接続部、つまり電気的な接続部３０と、電気的な接続部３１と、電気的な接触部３２とを有している。電気的な接続部３０，３１，３２は接続脚部として夫々形成されている。接触部３０，３１，３２は夫々、長手方向区分５８を有している。この長手方向区分５８は夫々弓形部５６により形成されている。この弓形部５６は、例えば接続部３０に示されている。弓形部５６は、本実施の形態において半波長形状（正弦波の半周期の形状）を有している。弓形部５６は、接続部３０の長手方向に作用する変形を蓄積して、プリント配線板に接触部３０を接続する接続個所、例えばろう接個所を機械的に負荷軽減するために形成されている。

図４に電気モータの実施の形態を示す。この電気モータにおいて、特に機械的に電気モータのケーシングに接合されている電気的な接続線路の接続部は、特に温度変動によりもたらされる、接続部への機械的な力が最小であるように、ろう接により接触面４２においてプリント配線板１３に接合されて、１つの群に構成されている。図４に示す平面図は、図１に示したホールセンサ１８の接続線路３０，３１，３２の接続部を示している。接続線路３０，３１，３２は夫々、プリント配線板１３から突出して貫通案内されている。

図１に既に示した接続線路３３，３４，３５，３６，３７，３８の接続部も示す。これらの接続線路３３，３４，３５，３６，３７，３８は夫々、プリント配線板１３を通って案内されて、プリント配線板１３から突出している。接触面４２は、例えば円形に形成されている。

プリント配線板１３は、バヨネットピン４０により電気モータのケーシングに機械的に接合されている。

図５に、既に図４において部分的に示した電気モータの平面図を示す。電気モータはケーシング３を有している。このケーシング３に、電気モータと、例えば制御ユニット又は供給電圧源との電気的な接続のための接続部４４が一体成形されている。図５に示す平面図は、図４に示したプリント配線板１３がない状態の電気モータを示す。バヨネットピン４０と、電気モータのケーシング３に夫々機械的に接続される接続線路３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８とが看取可能である。

図６に電気モータの別の実施の形態を示す。この電気モータにおいては、図１に示したように、プリント配線板１４が電気的な接続線路によって支持される。電気的な接続線路は、電気モータのケーシング、本実施の形態においてはステータ７５に接続されている。プリント配線板１４のプリント配線板面は、本実施の形態においては、少なくとも部分的に又はほぼ円形の周縁を有している。

プリント配線板１４は、このプリント配線板１４の中心に配置された接触面７２を有していている。プリント配線板１４は接触面７２の領域において、電気的な接続線路７６により支持されている。

電気モータは複数の案内ウェブも有している。これらの案内ウェブは夫々、ステータ７５に機械的に接合されており、かつプリント配線板１４における対応する切欠きに係合する。プリント配線板１４は接続部７６によって浮動に支承されていて、案内ウェブに接触しないように保持される。図６には、案内ウェブ７０を例示する。

電気モータは、供給電圧源又は制御ユニットと電気モータとの電気的な接続のための電気的な接続部も有している。本実施の形態において電気モータは、３つの電気的な接続部を有しており、３つの電気的な接続部のうち接続部７４を例示した。本実施の形態において電気的な接続部は、夫々コンタクトグリッパとして形成されている。本実施の形態において、接続線路、例えば図１に示した接続線路３６，３７，３８は、電気モータの接続のためにコンタクトグリッパに接続することができるようになっている。このために接続線路３６，３７，３８は夫々、ケーシングカバーに接続されていてよい。接続線路３６，３７，３８の端部は夫々、グリッパ状の接続部７４に係合することができる。端部区分によって夫々プリント配線板１４を通って貫通して案内されていて、接続線路４６のように、プリント配線板１４から突出し、プリント配線板１４に機械的に又電気的に接触接続している接続線路の他の区分が、グリッパ状の接続部７４とプリント配線板１４との間を延在している。接続線路３６，３７，３８は夫々、圧入ピンとして形成されていてよい。

Claims (8)

1. 特に自動車のポンプ（１）のための電気モータ（３，５，７）であって、ケーシング（３）と、ステータ（５）と、アーマチュア（７）とを備えており、前記電気モータはプリント配線板（１４）に形成されている制御ユニット（１６，２３）を有していて、前記プリント配線板（１４）は中実に形成されたワイヤ状の電気的な接続線路（３０，３１，３２，３３，３４，３５，６０，６２，６４）を介して前記ケーシング（３）及び／又は前記ステータ（５）に接続されている、電気モータにおいて、
   前記プリント配線板（１４）のプリント配線板面（１７）における、前記プリント配線板（１４）と夫々１つの接続線路（３０，３１，３２，３３，３４，３５，６０，６２，６４）とを接続する接続個所が、前記プリント配線板面（１７）よりも小さい接触面（１５）に集められて配置されて、温度変動及び／又は振動によりもたらされる、前記接続個所（３０，３１，３２，３３，３４，３５，６０，６２，６４）への前記プリント配線板（１４）の機械的な変形作用が最小に減じられているか、又は少なくとも特にプリント配線板面（１７）に亘って均等に分配された配置に比べて減じられていることを特徴とする、電気モータ。
2. 前記接触面（１５）はプリント配線板面（１７）の半分以下に設定さ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. 前記電気的な接続線路（３０，３１，３２，３３，３４，３５，６０，６２，６４）の少なくとも一部分が、少なくとも１つの弓形部又は少なくとも１つのメアンダ部を有しており、該弓形部又はメアンダ部は夫々、前記接続線路の長手方向に作用する力を吸収するように形成されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の電気モータ。
4. 前記プリント配線板（１４）は少なくともほぼ又は専ら前記接続線路（３０，３１，３２，３３，３４，３５，６０，６２，６４）によって支持されているように浮動に支承されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項記載の電気モータ。
5. 前記プリント配線板（１４）と前記接続線路（７６）との間の接続部が圧着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. 前記プリント配線板（１４）と前記接続線路との間の接続部はろう接されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載の電気モータ。
7. 前記プリント配線板（１４）はほぼ又は正確に円形で、かつモータシャフト軸線（２０）に対して横方向に配置されており、前記モータシャフト軸線（２０）は前記接触面（１５）、特に該接触面（１５）の面積の中心点を通って延在していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項記載の電気モータ。
8. 所定の構成部分（５，１８）の前記接続線路の接続個所は半径上に配置されており、該半径は前記接触面の所定の点から前記プリント配線板（１３，１４）の縁に向かって延びていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項記載の電気モータ。

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