JP2015516134A - 自動車のユニットを駆動するための直流モータ - Google Patents

Abstract

自動車のユニットを駆動するための直流モータ（３２）であって、該直流モータ（３２）のステータ及びロータを半径方向において取り囲んでいる導電性の材料から製造されたケーシング（３６）と、前記直流モータ（３２）の軸方向を画定していて、中心から前記直流モータ（３２）の駆動軸（３４）が突出しているエンドシールド（３８）とが設けられており、該エンドシールド（３８）から、前記直流モータ（３２）の電圧供給用の２つの接続コンタクト（４２）が突出しており、前記エンドシールド（３８）は、非導電性の材料から製造されており、ノイズ防止用の電子構成部材（５６，５８）が配置されていて、中心の開口（５５）を有する回路基板（５４）が設けられており、前記開口（５５）を通って前記直流モータ（３２）の駆動軸（３４）が突出しており、前記回路基板（５４）は２つの差込開口（６４）を有しており、これらの差込開口（６４）を通って前記直流モータ（３２）の接続コンタクト（４２）が突出しており、前記回路基板（５４）のアース接続を形成する手段（１０）が設けられているものは、公知である。但し、アース接続は製造に手間がかかる。このことを簡単にするために、本発明では、前記回路基板（５４）のアース接続を形成する手段（１０）として、軸方向に見て前記ノイズ防止用の電子構成部材（５６，５８）を備える回路基板（５４）と、前記エンドシールド（３８）との間に、金属薄板（１０）が配置されており、該金属薄板（１０）は、前記ケーシング（３６）との接続用の第１のコンタクト部材（２０；２２）と、前記回路基板（５４）の導体路（６０）との接続用の第２のコンタクト部材（２４）とを有していることを提案する。

Description

本発明は、自動車のユニットを駆動するための直流モータであって、直流モータのステータ及びロータを半径方向において取り囲んでいる導電性の材料から製造されたケーシングと、直流モータの軸方向を画定していて、中心から直流モータの駆動軸が突出しているエンドシールドとが設けられており、該エンドシールドから、直流モータの電圧供給用の２つの接続コンタクトが突出しており、前記エンドシールドは、非導電性の材料から製造されており、ノイズ防止用の電子構成部材が配置されていて、中心の開口を有する回路基板が設けられており、前記開口を通って直流モータの駆動軸が突出しており、前記回路基板は２つの差込開口を有しており、これらの差込開口を通って直流モータの接続コンタクトが突出しており、前記回路基板のアース接続を形成する手段が設けられているものに関する。

直流モータの使用によって、電子的に整流される直流モータであるか、又はブラシブリッジを介して整流される直流モータであるかには関係なく、電磁妨害線が発生することは公知であり、この電磁妨害線は、別の電子システムの動作にネガティブな影響を及ぼすか、又は例えばラジオ受信や無線通信を困難にする。同時に、別の電子システムの妨害線に対する、システム自体の感度もある。よって、特に自動車産業界では、電子構成部材の電磁両立性を証明しなければならないのが慣例である。このために使用される特別なノイズ防止回路は一般に、バイパスコンデンサとノイズ防止チョークとが配置される回路基板から成っており、バイパスコンデンサとノイズ防止チョークとは、導体路を介して互いに接続されている。これらの電子構成部材を接地するためには、アースコンタクトを形成する必要がある。

そこでＤＥ１０２００６０４４３０４Ａ１において提案されたノイズ防止回路装置では、２つのノイズ防止チョークと、３つのバイパスコンデンサとが用いられ、これらのノイズ防止チョークとバイパスコンデンサとは、電動モータの接続コンタクトに接続されたチョークの電磁界線が、同じモータコンタクトに接続されたバイパスコンデンサの電磁界線に対して垂直に位置するように、互いに位置調整される。アースに対する接続は、コンデンサの導電線の、それぞれ逆の端部を、直流モータの金属ケーシングにろう接することにより行われるか、又は打ち抜かれた接続導線に形成された突起を、直流モータの端部キャップとエンドシールドとの間に挟み込むことにより行われる。

更に、ＤＥ１０２００９０１０４２４Ａ１に開示された自動車ユニット用の電動モータは、ノイズ防止部材としてチョークコイルとバイパスコンデンサとが配置された回路基板を有しており、この場合、回路基板は閉鎖板として用いられるプラスチック体の裏側に配置されている。アースコンタクトは、プラスチック体に鋳込まれた導体路を介して形成され、これらの導体路は回路基板に接続されており且つ金属ケーシングに接続されたコンタクト舌片に通じており、この場合、コンタクト舌片は、これらのコンタクト舌片と導体路の端部との間に接続を生ぜしめるねじが突出する孔を有している。

これに相応して、公知の直流モータの場合は、ノイズ防止構成部材のアース接続を形成するために、導体路を直流モータのケーシングに固く螺合させるか、又は固くろう接することが必要とされる。公知の構成において緊締結合は、エンドシールドがアースコンタクトとして働くことができる、つまり導電性に形成されている場合にのみ、可能である。

したがって本発明の課題は、プラスチックから成るエンドシールドを使用した場合でも、組み立ての手間を増やすことなくアース接触接続が簡単に可能な、自動車のユニットを駆動するための直流モータを提供することにある。

この課題は、独立請求項に記載の特徴を有する直流モータによって解決される。

回路基板のアース接続を形成する手段として、軸方向に見てノイズ防止用電子構成部材を備える回路基板と、エンドシールドとの間に、金属薄板が配置されており、該金属薄板が、ケーシングと接続するための第１のコンタクト部材と、回路基板の導体路と接続するための第２のコンタクト部材とを有していることによって、直流モータのエンドシールドに、金属薄板と回路基板とを連続して簡単に被せ嵌めることで、アース接続を形成することができる。このことは、後続の固定ステップの必要性のない、簡単な組み立てをもたらす。

好適には、金属薄板は打ち抜き‐曲げ部材であって、面状のベース金属薄板を有しており、このベース金属薄板はエンドシールドに載置されており、エンドシールドの半径方向の縁部領域からは、第１のコンタクト部材が、ケーシングに向かってほぼ軸方向に延びており、且つ第２のコンタクト部材が、回路基板に向かってほぼ軸方向に延びている。このような構成部材は廉価に製造することができると共に、回路基板における第２のコンタクト部材の簡単なばね固定式の取付けに適している。

本発明の特に有利な構成において、第１のコンタクト部材は、軸方向に延在していて、エンドシールドの切欠きに突入する第１の区分と、半径方向に延在していて、エンドシールドの切欠きを通ってケーシングの自由端部に軸方向に当て付けられる第２の区分と、軸方向に延在していて、ケーシングに半径方向に当て付けられる第３の区分とを有している。このようにして、固定手段を用いる必要なしに、金属薄板をケーシングに二重に接続することができるようになっている。それというのも、一方では回路基板を被せ嵌めることにより、半径方向区分がアースを形成するケーシングに押し付けられ、且つ他方では、第３の区分がケーシングに沿って延在していることにより、相応に設計された場合は半径方向の緊締力をも生ぜしめることができるからである。

好適な構成において、金属薄板は２つの第１のコンタクト部材を有しており、これらの第１のコンタクト部材はケーシングに向かって延びているので、ケーシングを両コンタクト部材の間で緊締することができる。

これに関する別の実施形態では、両第１のコンタクト部材が、ほぼ半径方向で対向しているように配置されており且つ半径方向内側に向かって予荷重をかけられて、ケーシングに当て付けられている。このために必要なばね力は、両第１のコンタクト部材間の間隔を、ケーシングの直径よりもわずかに小さく選択するか、又はコンタクト部材を曲げる際に、これらのコンタクト部材を、基体に対して９０°よりも大きく曲げることによって生ぜしめられ、その結果、組み立て時にコンタクト部材は必然的に、最初は互いにわずかに押し離されることになる。耐久性のある取付けが、付加的な構成部材無しで得られる。

好適には、第２のコンタクト部材は、圧接コネクタを介して回路基板に導電接続されている。この接続部は、簡単に形成することができるだけでなく、長い耐久性をも有している。

別の有利な構成において、エンドシールドは、軸方向に延在する中央の円筒形の突出部を有しており、この突出部は、金属薄板の中心の開口を通って突出しており、この開口から少なくとも２つの突起が突出部に向かって延びていて、突出部の側壁に摩擦接続的に接触する。これにより、金属薄板を被せ嵌める際に、突起を介してエンドシールドに対する緊締結合が生ぜしめられて、金属薄板の軸方向移動が十分に回避されている。

エンドシールドにおける金属薄板の回動をも阻止し、これに相応して金属薄板の角度位置を確定するために、エンドシールドは、中心から離れて配置されていて軸方向に延在する突出部を有しており、この突出部は、金属薄板の開口を通って突出する。このことは、組立を容易にする。

直流モータの電磁両立性を保証するために、ノイズ防止用の電子構成部材として少なくとも２つのノイズ防止チョークが、回路基板に配置されている。回路基板上の回路は、バイパスコンデンサによって有利に補足され得る。

このように構成された、ノイズ防止回路を備える直流モータは、簡単な差込みに基づいて、極めて小さな手間で組み立てられる。同時に、ノイズ防止構成部材の確実なアース接触接続が保証される。ろう接、溶接、クリップ又はねじを完全に省くことができるので、これにより、製造コスト及び材料コストが低下される。

本発明による直流モータ用の金属薄板の斜視図である。 本発明による直流モータを、取り付けられる金属薄板と共に示した斜視図である。 回路基板が取り付けられた、図１に示した直流モータの斜視図である。

以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。

図１に示した金属薄板１０は、打ち抜き‐曲げプロセスによって製造されている。金属薄板１０は、ほぼ円形の中心の開口１４を備えたベース金属薄板１２から成っており、開口１４は一方の側において、中心から離れた方形の開口１６が付加的に円形の開口１４から延びているように、拡張されている。ベース金属薄板１２の半径方向内側の縁部から、４つの突起１８が互いに９０°だけずらされて、半径方向内側に向かって円形の開口１４内へ延びている。

ベース金属薄板１２の半径方向外側の縁部領域からは、本実施形態では合計３つのコンタクト部材２０，２２，２４が軸方向に延びている。第１の２つのコンタクト部材２０，２２は、互いにほぼ１８０°だけずらされて配置されていて、第１の軸方向に互いに平行に延びている。両第１のコンタクト部材２０，２２は、軸方向に延びる第１の区分２６を有しており、第１の区分２６からは、第２の区分２８が半径方向外側に向かって、つまり第１の区分２６に対して９０°だけ曲げられて延びている。第２の区分２８からは、第３の区分３０が、やはり第２の区分２８に対して９０°だけ曲げられて、第１の区分２６と同じ延在方向に延びている。第２のコンタクト部材２４は、ベース金属薄板１２から、反対側の軸方向に延びている。

図２には、直流モータ３２における金属薄板１０の位置が示されている。直流モータ３２は、駆動軸３４に配置されたロータとステータ（図示せず）とから成っており、ロータとステータとは、本実施形態では極管として形成されたケーシング３６内に配置されている。このケーシング３６は、ステータとロータを半径方向において取り囲んでいる導電性の金属から製造されている。

直流モータ３２の正面側、つまり駆動軸３４が突出している軸方向端部は、プラスチックから成るエンドシールド３８によって閉鎖されている。駆動軸３４の軸方向端部にはピニオン４０が取り付けられており、このピニオン４０は、例えば後続の作動装置の伝動装置の歯車と噛合する。駆動軸３４の他に、ステータの２つの接続コンタクト４２が、エンドシールド３８を貫通して外側に向かって突出している。

エンドシールド３８は、ほぼ円形に形成されていて、軸方向に延在する円筒形の突出部４４を有しており、この突出部４４の一方の側には、中心から離れた同じ高さの角柱形の突出部４６が続いている。更に、エンドシールド３８の半径方向の外端領域には、互いに対向する２つの切欠き４８が位置しており、これらの切欠き４８によってそれぞれ、ケーシング３６の軸方向端部５０が露出させられる。

金属薄板１０がエンドシールド３８に押し付けられると、円筒形の突出部４４の直径よりも僅かに大きい直径の金属薄板１０の中心の開口１４を通って、円筒形の突出部４４が突出し、その結果、突起１８によって円筒形の突出部４４の側壁５２に対する摩擦接続が生ぜしめられる。つまり、エンドシールド３８に対する金属薄板１０の軸方向移動が摩擦により阻止されることになる。

エンドシールド３８における金属薄板１０の角度位置を確定するためには、中心から離れた角柱形の突出部４６が役立つ。この角柱形の突出部４６は、金属薄板１０の中心から離れた開口１６とほぼ同じ形を有しており、金属薄板１０を被せ嵌めると中心から離れた突出部４６が開口１６から突出することになる。このようにして、エンドシールド３８に対する両第１のコンタクト部材２０，２２の位置も確定され、これらのコンタクト部材２０，２２はこの位置においてその第１の区分２６でもって、エンドシールド３８の半径方向外側領域に設けられた両切欠き４８に係合する。金属薄板１０がエンドシールド３８に押し付けられると、これにより各コンタクト部材２０，２２も、半径方向に延在する第２の区分２８でもって、それぞれケーシング３６の自由端部５０に押し付けられる。第３の区分３０は、それぞれ半径方向外側からケーシング３６に当て付けられることが望ましい。この当て付けを保証するために、コンタクト部材２０，２２は、少なくとも第２の区分２８から第３の区分３０への移行部において、９０°よりもやや大きく曲げられてよい。このような構成では、第３の区分３０は予荷重をかけられた状態で、所定のばね力により外側からケーシング３６に対して当て付けられている。第３の区分３０は、互いに１８０°だけずらされて配置されていることから、ケーシング３６には逆の方向にばね力が加えられ、その結果、ケーシング３６はコンタクト部材２０，２２間で緊締されることになる。

図３から判るように、中心の開口５５を備えた回路基板５４が、金属薄板１０に被せられており、開口５５を通って直流モータ３２の駆動軸３４と、エンドシールド３８の突出部４４，４６とが突出している。回路基板５４には、互いに平行に配置された２つのノイズ防止チョーク５６と、３つのコンデンサ５８とが配置されていて、これらは導体路６０を介して互いに接続されている。チョーク５６とコンデンサ５８とは、直流モータ３２のノイズを防止する、即ち電磁両立性を改善する構成部材として用いられる。

ノイズを防止する回路は、回路基板５４に形成されていて、モータ側の接続コンタクト４２を、各ノイズ防止チョーク５６を介して電圧源に接続している２つの系統から成っている。これらの２つの系統は、２つのコンデンサ５８の直列回路と２つの抵抗の直列回路とを有する１つのコンデンサ５８の並列回路を介して、互いに接続されている。両コンデンサ５８と両抵抗との間で、アースに通じる導体路６０が分岐している。

ケーシング３６により形成されるアース及び直流モータ３２に対する接続は、３つの差込開口６２，６４を介して行われ、これらの差込開口６２，６４を通って、直流モータ３２の接続コンタクト４２と、金属薄板１０の第２のコンタクト部材２４とが、それぞれエンドシールド３８の側から突出している。これらの差込開口６２，６４には、それぞれオメガ（Ω）形コンタクト６６が形成されており、オメガ形コンタクト６６は、一方では回路基板５４の導体路６０に接続されており且つ他方では公知の形式で電気的に接続させるために、第２のコンタクト部材２４と接続コンタクト４２とを挟み込んでいる。

明らかなのは、金属薄板１０が回路基板５４のアース接続を形成する手段として働くという点であり、このようにして簡単な被せ嵌めによって、ノイズ防止回路の確実なアース接続を形成することが可能であると共に、付加的な構成部材を使用せずに済む。ねじ嵌め、溶接又はろう接する必要のある付加的な組み立てステップも省かれており、このことも、組み立て時の機械的又は熱的な負荷を減少させている。

説明した実施形態に保護範囲が限定されてはいない、ということは明白である。金属薄板デザインの構造的な変更又は別のノイズ防止回路は当然、請求項の保護範囲を逸脱することなしに可能である。

Claims (9)

1. 自動車のユニットを駆動するための直流モータ（３２）であって、
   該直流モータ（３２）のステータ及びロータを半径方向において取り囲んでいる導電性の材料から製造されたケーシング（３６）と、
   前記直流モータ（３２）の軸方向を画定していて、中心から前記直流モータ（３２）の駆動軸（３４）が突出しているエンドシールド（３８）とが設けられており、該エンドシールド（３８）から、前記直流モータ（３２）の電圧供給用の２つの接続コンタクト（４２）が突出しており、前記エンドシールド（３８）は、非導電性の材料から製造されており、
   ノイズ防止用の電子構成部材（５６，５８）が配置されていて、中心の開口（５５）を有する回路基板（５４）が設けられており、前記開口（５５）を通って前記直流モータ（３２）の駆動軸（３４）が突出しており、前記回路基板（５４）は２つの差込開口（６４）を有しており、これらの差込開口（６４）を通って前記直流モータ（３２）の接続コンタクト（４２）が突出しており、
   前記回路基板（５４）のアース接続を形成する手段（１０）が設けられているものにおいて、
   前記回路基板（５４）のアース接続を形成する手段（１０）として、軸方向に見て前記ノイズ防止用の電子構成部材（５６，５８）を備える前記回路基板（５４）と、前記エンドシールド（３８）との間に、金属薄板（１０）が配置されており、該金属薄板（１０）は、前記ケーシング（３６）との接続用の第１のコンタクト部材（２０；２２）と、前記回路基板（５４）の導体路（６０）との接続用の第２のコンタクト部材（２４）とを有していることを特徴とする、自動車のユニットを駆動するための直流モータ。
2. 前記金属薄板（１０）は、打ち抜き‐曲げ部材であって、面状のベース金属薄板（１２）を有しており、該ベース金属薄板（１２）は、前記エンドシールド（３８）に取り付けられており、前記ベース金属薄板（１２）の半径方向の縁部領域からは、前記第１のコンタクト部材（２０；２２）が、前記ケーシング（３６）に向かって実質的に軸方向に延びており、且つ前記第２のコンタクト部材（２４）が、前記回路基板（５４）に向かって実質的に軸方向に延びている、請求項１記載の、自動車のユニットを駆動するための直流モータ。
3. 前記第１のコンタクト部材（２０；２２）は、前記エンドシールド（３８）の切欠き（４８）に突入する、軸方向に延在する第１の区分（２６）と、前記エンドシールド（３８）の切欠き（４８）を通って前記ケーシング（３６）の自由端部（５０）に軸方向に当て付けられる、半径方向に延在する第２の区分（２８）と、前記ケーシング（３６）に半径方向に当て付けられる、軸方向に延在する第３の区分（３０）とを有している、請求項１又は２記載の、自動車のユニットを駆動するための直流モータ。
4. 前記金属薄板（１０）は、２つの第１のコンタクト部材（２０，２２）を有しており、これらの第１のコンタクト部材（２０，２２）は、前記ケーシング（３６）に向かって延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載の、自動車のユニットを駆動するための直流モータ。
5. 前記両第１のコンタクト部材（２０，２２）は、実質的に半径方向に対向するように配置されていて、半径方向内側に向かって予荷重をかけられて前記ケーシング（３６）に当て付けられている、請求項４記載の、自動車のユニットを駆動するための直流モータ。
6. 前記第２のコンタクト部材（２４）は、オメガ形コンタクト（６６）又は圧接コネクタを介して、前記回路基板（５４）に導電接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の、自動車のユニットを駆動するための直流モータ。
7. 前記エンドシールド（３８）は、軸方向に延在する中央の円筒形の突出部（４４）を有しており、該突出部（４４）は、前記金属薄板（１０）の中心の開口（１４）を通って突出しており、前記開口（１４）から少なくとも２つの突起（１８）が前記突出部（４４）に向かって延びていて、前記突出部（４４）の側壁（５２）に摩擦接続的に接触している、請求項１から６までのいずれか１項記載の、自動車のユニットを駆動するための直流モータ。
8. 前記エンドシールド（３８）は、中心から離れて配置されていて軸方向に延在する突出部（４６）を有しており、該突出部（４６）は、前記金属薄板（１０）の、中心から離れた開口（１６）を通って突出している、請求項６記載の、自動車のユニットを駆動するための直流モータ。
9. ノイズ防止用の電子構成部材として、少なくとも２つのノイズ防止チョーク（５６）が前記回路基板（５４）に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の、自動車のユニットを駆動するための直流モータ。

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