JP2013527744A

JP2013527744A - 電動モーター

Info

Publication number: JP2013527744A
Application number: JP2013512775A
Authority: JP
Inventors: クリングラーペーター; ナイトハルトユルゲン
Original assignee: ブローゼ・ファールツォイクタイレ・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニ・コマンディットゲゼルシャフト・ヴュルツブルク
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2013-06-27
Also published as: CN102893504A; WO2011147499A3; WO2011147499A2; US20130088108A1; CN102893504B; DE202010007342U1

Abstract

本発明は、固定子（７）と、回転子（３）と、ブラシシステム（９）で擦られる整流子（８）とを囲うとともに、モーター軸（４）のための開口部（１３）を一側に有する導電性のモーターハウジング（２）を備える電動モーター（１）に関する。ブラシシステム（９）は、モーターハウジング（２）の開口部（１３）を塞ぎ、導電性プラスチック製であり、モーター軸（４）を貫通させる中央軸開口部（１６）を有するポット型支持ハウジング（１２）を含む。

Description

本発明は、固定子と、回転子と、またブラシシステムで擦られる整流子とを納める（囲う）とともに、モーター軸のためのハウジング開口部を一側に有する導電性のモーターハウジングを有する電動モーターに関する。

自動車の作動要素を駆動する際に用いられるとともに、直流を用いて動作する電動モーターは、特には機械的整流子を有し、前記整流子の整流子ラミネーションは、回転子の電機子巻線に接続されるとともに、ブラシシステムのブラシとの摺接を確立する。整流子または前記整流子のラミネーションが、回転について固定されるようにモーター軸に接続されると、その結果、モーター軸が回転することで、電機子巻線が接地ブラシシステムによって正確な位相で電圧源に接続される。

電気機械的整流は、電動モーターから高周波数帯（radio-frequency range）の電磁波が発生し、生じた周辺エリアに放出される原因となる。これが、電動モーター周辺エリア内の工業デバイスに妨害（混信）をもたらし、これは、そのような電磁妨害を抑制するという電磁両立性（ＥＭＣ）の要求事項と矛盾する。この種の電動モーターの電磁両立性を確立するために、妨害抑制要素、特に妨害抑制インダクターおよび／または妨害抑制コンデンサー、をブラシシステムに装備することが周知である。しかしながら、これらの対策は適当な電磁両立性を確保するのに十分でないことが多い。

独国特許出願公開第１０２００７０５８０８９Ａ１号明細書では、モーターハウジングのハウジング開口部を、例えば導電性プラスチックのような金属導電性材料からなるカバー状のシールドで塞ぐ、より広範に及ぶ妨害抑制対策を開示している。モーターハウジングに挿入されるブラシ支持体への追加構成部品としてのカバー状のシールドは、生産と組み立てとの両面において複雑であるとともに、追加の設置スペースの提供を必要とし、これはこの種の電動モーターの大きさのより一層の縮小化と矛盾し、望ましくない。

独国特許出願公開第１０２００８００１０４７Ａ１号明細書では、電動モーターの場合における、前記電動モーターのモーターハウジングへの支持エレメントの接続を開示し、電動モーターの小型化のプロセスの一環として、前記支持エレメント内の妨害抑制エレメントを収容するための凹部をモーターハウジングの外側まで移動させている。妨害抑制エレメントは、そこに設けられたプラグコネクターに一体化される一方で、支持エレメントのブラシ支持体はブラシのみを収容する。支持エレメントまたは前記支持エレメントの各部は、導電性材料を含むか、または導電性材料で完全にまたは部分的にコーティングされる。妨害抑制エレメントをモーターハウジングの外側まで移動させることによって、支持エレメントは、特にプラグコネクタの領域で、大きな体積を有することになり、望ましくない。

独国特許出願公開第１０２００７０５８０８９Ａ１号明細書独国特許出願公開第１０２００８００１０４７Ａ１号明細書

本発明は、電磁妨害から確実に遮蔽される電動モーターを特定するという目的に基づく。

本発明によれば、この目的は請求項１の特徴によって達成される。有利な改良および発展は、従属請求項の主題である。

このために、電動モーターのブラシシステム（brush system）は、モーターハウジングのハウジング開口部を塞ぐとともに導電性プラスチックからなりモーター軸が貫通するための中央軸開口部を有するポット状の支持ハウジングを有する。ポット状の支持ハウジングは適切には、中央軸開口部を備えたポット基部と、前記ポット基部に一体形成されるとともに、周方向に少なくとも実質的に塞がれるポット壁部とを備える。

組み立てられた状態では、支持ハウジングのポット壁部は、モーターハウジングのハウジング開口部の領域でハウジング内壁にもたれかかる（支えられる）一方で、ポット基部は、モーターハウジングのハウジング開口部をほぼ完全に覆う。このために、ポット基部は適切には、支持カラーを形成するようにポット壁部を越えて突出し、それによって支持ハウジングがハウジング開口部の開口縁部に載っているか、またはモーターハウジングの開口縁部にもたれかかり（支えられ）、ポット基部は適切には、前記開口縁部と位置合わせされる。

従って、組み立てられた状態では、導電性の支持ハウジングのポット壁部つまりハウジング壁部がモーターハウジング内に突出する一方で、支持ハウジング基部つまりポット基部は、モーター軸のための中央軸開口部だけを形成するように、モーターハウジングのハウジング開口部を覆う。この場合、中央軸開口部の明確な幅（内径または開口径）は、モーター軸ができるだけ最小の遊び量または環状の隙間量で軸開口部を貫通するような大きさとする。モーターハウジングに、そのハウジング壁部によって載っている支持ハウジングは便宜上、軸開口部を囲むとともに、支持ハウジングのハウジング基部から適切にはモーターハウジングと反対側の基部側の外側との両方まで延在するハウジングカフ（cuff）を有する。

妨害抑制エレメント（要素）および接続接点を収容するための少なくとも僅かな収容スペースは、前記開口部カフと、適切にはモーターハウジングに連結するようにもたれかかる（支えられる）支持ハウジングのハウジング壁部との間に形成される。妨害抑制エレメントを収容または保持するための多くのハウジング輪郭部と、また軸開口部まで延びる、ブラシシステムのブラシのためのハウジングポケットとが、支持ハウジングの前記領域に形成される。加えて、モーターを中に押し、押し入れ、及び／又は貫くためのプラグ基部、及び／又は妨害抑制エレメントと接触するための接続接点が、支持ハウジングの前記環状のハウジングスペースに形成される。金属製モーターハウジングによってそのハウジング内壁で、妨害抑制エレメント、特に妨害抑制コンデンサー、と接触するためのさらなる接点エレメントは、支持ハウジングのハウジング壁部に適切には装着され、特にはクランプ（固定）またはラッチされる（latched、掛け金をかけられる）。

有利な改良においては、同様に導電性プラスチックからなる、モーターと接触するためのプラグコネクターとしてのプラグ接点ハウジングと、また、もし在れば、信号および／または制御電子システムとが支持ハウジング上で保持される。プラグ接点ハウジングには、可能であれば既存の信号接点および／または制御接点に加えて、モーター接続接点が装着される。モーター接続接点は、それらの役割として、支持ハウジング内部、およびモーター軸のための軸ブッシュ周りの領域のその箇所、に配置される妨害抑制エレメントによってブラシシステムのブラシに導電接続される。その結果として形成されたプラグコネクターは、特に省スペースで、このために、適切にはモーターハウジングに直接もたれかかり（支えられ）、結果的にそれに応じて前記モーターハウジングを僅かに越えて突出する。

支持ハウジングをモーターハウジング上に保持するために、２つのラッチエレメント（要素）が支持ハウジングに、適切にはハウジングの対角線上両側に一体形成される。前記ラッチエレメントは、組み立てられた状態では、モーターハウジングの対応するラッチ輪郭部にラッチする（掛けられる）。これらのラッチ輪郭部に加えて、多くの保持ラグ（lugs、突起部）、好ましくは、またしても互いに対角線上両側に位置する２つの保持ラグ、がモーターハウジングに、適切には前記モーターハウジングのハウジング開口部の領域に一体形成される。ラッチ輪郭部のような前記保持ラグは便宜上、放射状にモーターハウジングのハウジング開口部を越えて突出する。保持ラグを用いて、モーターハウジングを、特にはプラスチックからなる、例えばウォームギア機構のギア機構ハウジングに装着する。ギア機構ハウジングに取り付けられたウォームギアはウォーム（ねじ山）と噛み合う。ウォームは、回転子と反対側のギア機構側にある、モーターハウジングから支持ハウジングの軸開口部を介してギア機構ハウジング内まで突出する、モーター軸のその軸端部上に支持される。

支持ハウジングとプラグ接続のプラグ接点ハウジングとの両方のための導電性プラスチックとして、適切には導電性ポリマーを提供する。使用するプラスチックの導電性は、それに応じてポリマーをドープする（doping）ことによって、特には、支持ハウジングまたはプラグ接点ハウジングが例えば１００オームの領域の高インピーダンスを有するにも拘わらず、高周波数妨害放射を適当に遮蔽するのに十分な導電性を有するように、調節できる。金属製モーターハウジングに挿入された、少なくとも僅かに導電性を有する支持ハウジングは、電動モーターの確実な遮蔽を可能にし、よって、単純で確実な特にコンパクトな設計で、求められる前記電動モーターの電磁両立性を可能にする。

本発明の例示の実施の形態について、図面を参照して以下でより詳細に説明する。

ＥＭＣ遮蔽電動モーターの長手方向断面であって、支持ハウジングが前記電動モーターのモーターハウジングに挿入された状態を示す。図１に係る電動モーターを斜視側面図で示す。図１に係る電動モーターを支持ハウジングの斜視端面図で示す。支持ハウジングの基部の平面斜視図を示す。図４に係る支持ハウジングを示し、妨害抑制エレメントおよび接続接点が挿入された状態のハウジングの内側を示す図である。

全ての図において、対応する部分には同一の参照符号を付す。

図１は、ほぼ完全に遮蔽され、よって電磁的に両立できる電動モーター１の断面図を示し、電動モーター１は、例えば深絞り加工を用いて鋼板材料から作製される金属製の、従って導電性の、モーターハウジング２を有する。回転子３を支持するモーター軸４は、モーターハウジング２内部で、回転子側の球面軸受け５とギア機構側の滑り軸受けまたは焼結軸受け６とに回転するように取り付けられる。モーターハウジング２内に静止するように保持される永久磁石７は、電動モーター１の固定子を形成する。整流子ラミネーション（詳細は図示せず）を有する整流子８はモーター軸４上に、回転子３と滑り軸受け６との間で軸に固定されるように配置される。整流子８はブラシシステムのカーボンブラシ９で擦られ、例示の実施の形態ではブラシシステムが２つのブラシ９を備える。妨害抑制インダクター１０はブラシ９に接続され、モーター接点１１（図３および図４参照；図１では図示せず）が前記妨害抑制インダクターと接触する。

ブラシシステム９はポット状の支持ハウジング１２に配置され、支持ハウジング１２は、導電性プラスチックからなり、モーターハウジング２に、前記モーターハウジングのハウジング開口部１３を介して、支持ハウジングつまりポット壁部１２ａによって連結するように、挿入される。支持ハウジング１２のハウジング基部つまりポット基部１２ｂは、モーターハウジング２のハウジング開口部１３をほぼ完全に覆う。このために、ハウジング基部１２ｂは、支持カラー（つば部）１２ｃによってモーターハウジング２のハウジング開口部１３を越えて突出し、それによって支持ハウジング１２はモーターハウジング２の開口縁部１４に着座する。

電動モーターの、支持ハウジング１２の反対側に位置するモーターハウジング側では、モーターハウジング２の基部が、球面軸受け５が位置するとともに保持される端部プレート１５を形成するように、塞がれている。支持ハウジング１２に設けられた中央軸開口部１６の領域では、前記中央軸開口部が、ハウジング基部１２ｂを越えて突出するハウジングカフ１２ｄに囲まれる。ハウジングカフ１２ｄは、対応するカフ部１２ｅによって支持ハウジング１２の内側に突出する。

ハウジングの外側では、滑り軸受けまたは焼結軸受け６を収容および保持するための環状溝つまり軸受け溝１７がハウジングカフ１２ｄに作られる。基部側の支持ハウジング１２から中央軸開口部１６を介して突出するモーター軸４は、支持ハウジング１２が挿入された状態で、できるだけ小さな環状の隙間１８を形成するように、モーターハウジング２をできるだけ完全に塞ぐ。従って、それに応じてほぼ完全に塞がれ、破線で示される、電動モーター１からの電磁放射漏れを防ぐためのシールド１９、よって電磁両立性を確保する遮蔽機能、が生み出される。

ラッチフック２０は、各ケースにおいて支持ハウジング１２のハウジング両側に一体形成され、図１では一方のラッチフック２０のみを示し、このラッチフックは、組み立てられた状態での支持ハウジング１２とモーターハウジング２とのラッチ接続を確実にするために、モーターハウジング２の開口縁部１４上の対応するラッチ輪郭部２１の裏側で係合する。

プラグ接点ハウジング２２が支持ハウジング１２に取り付けられるとともに、支持ハウジング１２に強固に接続される。プラグ接点ハウジングには、モーター接点１１（図４および図５参照；図１では図示せず）が装着され、さらには接続接点２３が装着される。プラグ接点ハウジング２２も同様に導電性プラスチックからなる。

モーター軸４の軸端部には、詳細には図示されていないが、モーターハウジング２に接続されたギア機構ハウジング内まで突出するとともに、そこでウォームギア機構のウォームギアと噛み合うウォーム（ねじ山）２４が装着される。本実施の形態では、電動モーター１は、例えば窓ワインダ、シート調節手段、スライディングルーフ等、自動車の作動エレメントの駆動のために設けられ、特にこの駆動に適している。

図２および図３は、モーターハウジング２が支持ハウジング１２で塞がれた状態の電動モーター１を異なる斜視図で示す。前記図では、モーターハウジング２の開口縁部１４でのラッチ輪郭部２１を示し、支持ハウジング１２は前記ラッチ輪郭部に、そのラッチエレメント（要素）２０でラッチされる。加えて、貫通穴２６を有する放射状に突起した保持ラグ２５がモーターハウジング２の開口縁部１４に一体形成され、前記貫通穴は、ギア機構ハウジング（図示せず）へのネジ接続のために用いられることを意図する。

図４および図５は、ポット状の支持ハウジング１２を異なる斜視図で示す。図４は、基部に立設されるとともに、挿入された滑り軸受けまたは焼結軸受け６を有するハウジングカフ１２ｄを示す。また、プラグコネクター１１、２２、２３のプラグ接点ハウジング２２から支持ハウジング１２の基部を介して経路をなすモーター接点１１も示す。さらには、さらなる接続接点２３が支持ハウジング１２から、その基部側でプラグ接点ハウジング２２を越えて突出する。モーター接点１１と、また接続接点２３とはライン２７を介して互いに接続される。これらの接続ライン２７は、インダクターコイル１０の形と、また１つまたは２つの妨害抑制コンデンサー２８の形とをとった妨害抑制エレメントに属し、つまり至り、さらには接点２９に属する、つまり至る。前記接点は、支持ハウジング１２のポット壁部１２ａの、ハウジングの対角線上両側に取り付けられ、組み立てられた状態では、接触するようにモーターハウジング２の内壁に対して突き合わせた結果として、金属製モーターハウジング２との導電接続を確立する。

図５に示す支持ハウジング１２の内側の図は、妨害抑制インダクター１０を保持するための保持ラグの形をとった多くのハウジング輪郭部３０を示し、それらの保持ラグはポット基部１２ｂに一体形成される。加えて、妨害抑制コンデンサー２８またはその各々を収容するためのハウジングポケット３１が支持ハウジング１２のハウジング内側に形成される。同様に支持ハウジング１２に形成されたハウジングポケット３２を用いてブラシシステムのブラシ９を収容する。さらには、モーター接点を支持ハウジング１２に導くためのプラグ基部３３が、支持ハウジング１２のハウジング内側に一体形成される。

妨害抑制エレメント１０、２８は、できるだけ省スペースとなるように、好ましくは互いに、支持ハウジング１２内部の軸開口部１６に対して、できるだけ対称となるように配置される。ポット基部１２ｂに一体形成された、軸方向に延在して周方向に塞がれたポット壁部１２ａは、妨害抑制エレメント１０、２８を収容するとともにモーター接点１１を導入するのに十分ではあるが、できるだけ大きさの小さい収容スペースを形成し、また支持ハウジング１２内まで突出するそのハウジングカフ１２ｄと共に軸開口部１６をも形成するように、囲う。

１電動モーター
２モーターハウジング
３回転子
４モーター軸
５球面軸受け
６滑り／焼結軸受け
７永久磁石／固定子
８整流子
９ブラシ／ブラシシステム
１０妨害抑制インダクター
１１モーター接点
１２支持ハウジング
１２ａハウジング／ポット壁部
１２ｂハウジング／ポット基部
１２ｃ支持カラー
１２ｄハウジングカフ
１２ｅカフ部
１３ハウジング開口部
１４開口縁部
１５端部プレート
１６軸開口部
１７環状／軸受け溝
１８環状の隙間
１９シールド
２０ラッチフック
２１ラッチ輪郭部
２２プラグ接点ハウジング
２３接続接点
２４ウォーム
２５保持ラグ
２６貫通穴
２７ライン
２８妨害抑制コンデンサー
２９接点
３０ハウジング輪郭部／保持ラグ
３１ハウジングポケット
３２ハウジングポケット
３３プラグ基部

Claims

固定子（７）と、回転子（３）と、またブラシシステム（９）で擦られる整流子（８）とを囲うとともに、モーター軸（４）のためのハウジング開口部（１３）を一側に有する導電性のモーターハウジング（２）を有する電動モーター（１）であって、
前記ブラシシステム（９）は、前記モーターハウジング（２）の前記ハウジング開口部（１３）を塞ぎ、導電性プラスチックからなり、前記モーター軸（４）が貫通するための中央軸開口部（１６）を有するポット状の支持ハウジング（１２）を有することを特徴とする、
電動モーター（１）。
前記ポット状の支持ハウジング（１２）は、前記中央軸開口部（４）を有するハウジング基部（１２ｂ）と、前記ハウジング基部に一体形成されるとともに、周方向に塞がれるハウジング壁部（１２ａ）とを備え、前記ハウジング壁部（１２ｃ）は、前記ハウジング開口部（１３）の領域で前記モーターハウジング（２）のハウジング内壁にもたれかかり、前記ハウジング基部（１２ｂ）は、前記モーターハウジング（２）の前記ハウジング開口部（１３）を覆うことを特徴とする、
請求項１に記載の電動モーター（１）。
前記ハウジング基部（１２ｂ）は、支持カラー（１２ｃ）を形成するように前記ハウジング壁部（１２ａ）を越えて突出し、それによって前記支持ハウジング（１２）は、前記モーターハウジング（２）の前記ハウジング開口部（１３）の開口縁部（１４）にもたれかかることを特徴とする、
請求項２に記載の電動モーター（１）。
前記モーターハウジング（２）の対応するラッチ輪郭部（２１）にラッチするための、互いに反対側に位置する少なくとも２つのラッチエレメント（２０）は、前記支持ハウジング（１２）に一体形成されることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動モーター（１）。
妨害抑制エレメント（１０、２８）、特に妨害抑制インダクター（１０）および妨害抑制コンデンサ（２８）、を収容および／または保持するための多くのハウジング輪郭部（３０）と、また前記ブラシシステム（９）の前記ブラシ（９）のためのハウジングポケット（３１、３２）と、モーター接点（１１）のためのプラグ基部（３３）とは、前記支持ハウジング（１２）のハウジングレセプタクルに形成され、そのハウジングレセプタクルは前記中央軸開口部（１６）を囲むことを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動モーター（１）。
導電性プラスチックからなり、モーター接点および／または接続接点（１１、２３）を有するプラグ接点ハウジング（２２）は、前記支持ハウジング（１２）上に保持されることを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動モーター（１）。
前記基部に立設されるとともに中央軸開口部（１６）を囲み、軸の軸受け（６）、特に滑り軸受けまたは焼結軸受け、のための内壁軸受け溝（１７）を有するハウジングカフ（１２ｄ）は、前記支持ハウジング（１２）に一体形成されることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動モーター（１）。
前記モーターハウジング（２）は前記支持ハウジング（１２）で塞がれるそのハウジング開口部（１３）に、前記モーター軸（４）の軸端部で支持されるギア機構ウォーム（２４）を収容するギア機構ハウジングへ取り付けるための多くの保持ラグ（２５）を有することを特徴とする、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動モーター（１）。