JP2002528032A - 電気的なモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気的なモータ、特にコンミテータモータであって、回転方向検出および／または回転数検出の目的でロータシャフト（１２）に相対回動不能に配置された磁石体（２４）が設けられており、該磁石体（２４）が、プレス嵌めによりロータシャフト（１２）に被せ嵌められた支持リング（２６）と、該支持リング（２６）により受容された多極式のリング磁石（２７）とを有している形式のものにおいて、ロータシャフト（１２）への軸方向力伝達を高める目的で支持リングを金属から製造するために、該支持リング（２６）が、プレス嵌めのための第１のリング区分（２６１）と、軸方向で第１のリング区分に隣接した、リング磁石（２７）を受容するための第２のリング区分（２６２）とを有しており、該第２のリング区分（２６２）が、ロータシャフト（１２）の外径に比べて、より大きな内径を有して。これによって、プレス嵌めにより生ぜしめられた応力は、破壊敏感なリング磁石（２７）に伝達されなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、電気的なモータ、特にコン
ミテータモータ（整流子型モータ）から出発する。

【０００２】 このような形式の電気的なモータは自動車において、パワーウィンドウの昇降
器、サンルーフ操作器、シート調整器、ミラー調整器等として使用され、そして
予め規定された調節位置を高度に正確に調節することを可能にする。回転方向検
出および／または回転数検出は、空間的に不動に配置されたホールセンサによっ
て行われる。このホールセンサは、２極式または多極式のリング磁石によって各
回転毎に送出される磁気パルスを検出する。

【０００３】 このような形式の公知のモータ（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１０
０１５号明細書）では、支持リングがプラスチックから製作されており、この支
持リングは一方の端面に向かって円錐状の先細り部を有していて、他方の端面に
向かってくさび状の切欠きを有している。くさび状の切欠きの側には、２極式の
リング磁石が射出成形により被着されており、この場合、くさび状の切欠きはリ
ング磁石と支持リングとの間の良好な結合を生ぜしめる。支持リングはプレス嵌
めによりロータシャフトに被せ嵌められており、これにより組立てを容易にし、
かつ固定のための接着剤を不要にすることができる。プレス嵌めは、このプレス
嵌めが、必要となる接線方向および軸方向の力を吸収するように設定されている
。支持リングをプラスチックから製造することに基づき、リング磁石が機械的な
応力により裂断することなしにプレス嵌めが可能となる。なぜならば、軟らかい
プラスチックが、プレスにより形成される応力を吸収するからである。支持リン
グの前側の円錐形状は、組付け時にコンミテータブラシを互いに離れる方向に押
し開くために働く。これにより、ロータシャフトに装着された磁石体を押し通す
目的でコンミテータブラシを拡開させるために働く専用の補助工具を不要にする
ことができる。これによって、組付けが容易となる。最終組付けされたモータで
は、リング磁石を備えた支持リングが、ロータシャフトに沿ってコンミテータブ
ラシのすぐ手前でかつハウジング固定のシャフト軸受けのすぐ背後に位置決めさ
れており、そして、まだ伝動装置がモータに接続されていない限りは、支持リン
グの端面がロータシャフトを軸方向でシャフト軸受けに支持している。

【０００４】 発明の利点 請求項１の特徴部に記載の特徴を有する、本発明による電気的なモータには、
次のような利点がある。すなわち、リング磁石が支持リングのプレス嵌め部の外
側で支持リングによって受容されており、したがってプレス嵌めにより形成され
る応力は、破壊敏感なリング磁石には到達し得ない。このためには、特に本発明
の有利な構成におけるように、第２のリング区分の範囲がスリットを備えている
と好都合である。これによって、支持リングを、高速回転型の電動モータにとっ
ては望ましい、ロータシャフトへの大きな力伝達を行うプレス嵌めを可能にする
金属リングまたは焼結リングとして形成することが可能となる。さらに、金属リ
ングはロータシャフトのハウジング固定の焼結軸受けに対して接触回転するため
に極めて好適である。また、交番する温度影響も、支持リングの第２のリング区
分においてリング磁石を危険にさらす応力を生ぜしめない。

【０００５】 請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載の電気的なモータの有利な
改良が可能となる。

【０００６】 本発明の有利な構成では、第２のリング区分の、リング磁石を受容する外周面
が、モミの毬果状（ｔａｎｎｅｎｚａｐｆｅｎａｒｔｉｇ）の軸方向、半径方向
または交差した複数のリブを備えている。このようなリブ付けは支持リングにお
けるリング磁石の十分に固い装着をもたらす。プラストフェライト（Ｐｌａｓｔ
ｏｆｅｒｒｉｔ）、つまりフェライト粉末とプラスチックとの混合物から製作さ
れたリング磁石は、緩和（Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ）により、このリブ付け部に自
動的に喰い付く。

【０００７】 本発明の別の有利な構成では、支持リングが非磁性材料から製造されているの
で、第１のリング区分における磁気帰路による磁束損失は回避される。

【０００８】 本発明のさらに別の有利な構成では、支持リングが、丹銅（Ｒｏｔｇｕｓｓ）
、黄銅等のような滑動性の材料から製造されている。支持リングの良好な滑動性
に基づき、汎用のプラスチック接触ディスクは不要となり、支持リングが直接に
シャフト軸受けに接触して回転する。モータの組立て時では、ロータシャフトま
たはアーマチュアシャフトの長手方向遊びが、シャフト軸受けを収容するプラス
チックエンドシールドの押し被せによって、熱膨張差に基づき必要となる最小値
にまで調節される。

【０００９】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【００１０】 実施例の説明 図１に縦断面図で示したコンミテータモータ（整流子型モータ）はパワーウィ
ンドウの昇降器、サンルーフ操作器、シート調整器、ミラー調整器等として自動
車に設けられている。このコンミテータモータは２つの回転方向で駆動可能な回
転子もしくはロータ１１を有しており、このロータ１１の回転子軸もしくはロー
タシャフト１２は両側で、ざる底球面状に成形されたゾーンを備えた各１つの滑
り軸受けブシュ（以降、「ざる底球面付き軸受け」と呼ぶ）１３，１４に支承さ
れている。両ざる底球面付き軸受け１３，１４はざる底球面状に成形されたゾー
ンを介して、それぞれ１つのエンドシールド１５，１６内に収容されており、こ
れらのエンドシールド１５，１６はそれぞれモータハウジング１７の端面側を閉
鎖している。円筒状に形成されたモータハウジング１７はその内側に永久磁石セ
グメント１８を支持しており、これらの永久磁石セグメント１８の数は磁極の数
に相当している。永久磁石セグメント１８はロータ１１をギャップ間隔を置いて
取り囲んでいる。ロータ１１は、成層鉄芯１９に設けられたアーマチュアスロッ
ト内にアーマチュア巻線２０を収容しており、このアーマチュア巻線２０はロー
タシャフト１２に固定された整流子もしくはコンミテータ２１に電気的に接続さ
れている。コンミテータ２１には、モータの磁極数に相当する数の炭素ブラシ２
２が半径方向で載着されている。これらの炭素ブラシ２２は筒形のブラシ箱２３
内に半径方向摺動可能に支承されていて、ブラシ押圧ばねによってコンミテータ
２１の表面に圧着される。ロータシャフト１２はざる底球面付き軸受け１４とコ
ンミテータ２１との間に磁石体２４を支持している。この磁石体２４は回転方向
検出および／または回転数検出のためにホールセンサ２５またはホールＩＣと協
働する。ホールセンサ２５またはホールＩＣは、たとえばブラシ箱２３を保持し
たブラシホルダ３３に不動に配置されている。

【００１１】 図２に拡大縦断面図で示した磁石体２４は、支持リング２６を有しており、こ
の支持リング２６は金属リングまたは焼結リングとして形成されている。磁石体
２４はさらに、支持リング２６により受容された２極式または多極式のリング磁
石２７を有している。図３にリング磁石２７なしに図示された支持リング２６は
、ロータシャフト１２におけるプレス嵌めを形成するためのプレス嵌め部２８を
備えた第１のリング区分２６１と、軸方向で第１のリング区分２６１に隣接した
第２のリング区分２６２とを有している。第２のリング区分２６２は内側孔３０
を備えており、この内側孔３０の内径はロータシャフト１２の外径よりも大きく
形成されている。第１のリング区分２６１は、支持リング２６の、第２のリング
区分２６２とは反対の側の端面に向かって円錐状に先細りになった外周面２９を
有している。第２のリング区分２６２は軸方向のスリットを備えており、この場
合、少なくとも１つのスリット３１が、支持リング２６の、第１のリング区分２
６１とは反対の側の端面から導入されている。第１のリング区分２６１の外周面
２９よりも小さな直径を有する第２のリング区分２６２の外周面は、複数のリブ
３２を備えている。

【００１２】 図３に示した実施例では、リブ３２が、軸方向で相前後して配置されかつ自由
端部に向かって円錐状に先細りになった２つのクラウン（冠状体）を備えたモミ
の毬果（きゅうか）形の異形成形部として形成されている。しかし、軸方向のリ
ブ、半径方向のリブまたは交差されたリブを設けることもできる。有利にはプラ
ストフェライト（Ｐｌａｓｔｏｆｅｒｒｉｔ）、つまりプラスチックとフェライ
ト粉末との混合物から射出成形された、破壊敏感なリング磁石２７は、軽度のプ
レスによって第２のリング区分２６２に押し被される（図２）。リブ３２は十分
に固い装着を生ぜしめ、そしてリング磁石２７はリラクゼーション（緩和）によ
って自動的に喰い付く。択一的に、リング磁石２７を第２のリング区分２６２に
直接に射出成形することにより被着させることもできる。支持リング２６は非磁
性材料から製作されており、これにより円錐側での磁気帰路による磁束損失が回
避される。有利には焼結材料から製作されたざる底球面付き軸受け１４に対する
接触回転時に小さな摩擦しか生じないことを保証するためには、滑動性の材料、
たとえば丹銅、黄銅等が使用されると有利である。プレス嵌め部２８の範囲では
、ロータシャフト１２において形成されるプレス嵌めが、少なくとも１０００Ｎ
の軸方向におけるロータシャフト１２への力伝達を保証するように第１のリング
区分２６１の内径がロータシャフト１２の外径に合わせて調整されている。

【００１３】 コンミテータモータの組付け時では、組付けの完了したロータ１１が、ロータ
シャフト１２にプレス嵌めにより位置固定された磁石体２４と共にモータハウジ
ング１７内に導入され、この場合、磁石体２４は、エンドシールド１６の装着後
にアーマチュア長手方向遊びが存在しないようにプレス嵌めされている。その後
に、ブラシホルダ３３が装着される。このときに、磁石体２４は円錐状の第１の
リング区分２６１によって炭素ブラシ２２を拡開させるので、付加的な組付け工
具を不要にすることができる。コンミテータモータが最終組付けされた後に、磁
石体２４は直接にコンミテータ２１とざる底球面付き軸受け１４との間に位置し
ている。アーマチュア長手方向遊びは、プラスチックから製作されたエンドシー
ルド１６の押し被せと、これによって生ぜしめられる磁石体２４の移動とによっ
て、熱膨張差に基づき必要とされる最小値にまで調節される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電気的なコンミテータモータの縦断面図である。

【図２】 図１に示したコンミテータモータに設けられた、ロータシャフトと共に回転す
る磁石体の拡大図である。

【図３】 図２に示した磁石体をリング磁石を取り除いた状態で示す拡大図である。

【符号の説明】

１１ ロータ、 １２ ロータシャフト、 １３，１４ ざる底球面付き軸受
け、 １５，１６ エンドシールド、 １７ モータハウジング、 １８ 永久
磁石セグメント、 １９ 成層鉄芯、 ２０ アーマチュア巻線、 ２１ コン
ミテータ、 ２２ 炭素ブラシ、 ２３ ブラシ箱、 ２４ 磁石体、 ２５
ホールセンサ、 ２６ 支持リング、 ２７ リング磁石、 ２８ プレス嵌め
部、 ２９ 外周面、 ３０ 内側孔、 ３１ スリット、 ３２ リブ、 ３
３ ブラシホルダ、 ２６１ 第１のリング区分、 ２６２ 第２のリング区分

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的なモータ、特にコンミテータモータであって、回転方
   向検出および／または回転数検出の目的でロータシャフト（１２）に相対回動不
   能に配置された磁石体（２４）が設けられており、該磁石体（２４）が、プレス
   嵌めによりロータシャフト（１２）に被せ嵌められた支持リング（２６）と、該
   支持リング（２６）により受容された多極式のリング磁石（２７）とを有してい
   る形式のものにおいて、支持リング（２６）が、ロータシャフト（１２）におけ
   るプレス嵌めのための第１のリング区分（２６１）と、軸方向で第１のリング区
   分に隣接した、リング磁石（２７）を受容するための第２のリング区分（２６２
   ）とを有しており、該第２のリング区分（２６２）が、ロータシャフト（１２）
   の外径に比べて、より大きな内径を有していることを特徴とする、電気的なモー
   タ。
2. 【請求項２】 第２のリング区分（２６２）が、スリットを備えており、少
   なくとも１つのスリット（３１）が、支持リング（２６）の、第１のリング区分
   （２６１）とは反対の側の端面から導入されている、請求項１記載の電気的なモ
   ータ。
3. 【請求項３】 第２のリング区分（２６２）の、リング磁石（２７）を受容
   する外周面が、リブ（３２）を備えている、請求項１または２記載の電気的なモ
   ータ。
4. 【請求項４】 最終製作されたリング磁石（２７）が、軽度のプレスにより
   第２のリング区分（２６２）に押し被されている、請求項１から３までのいずれ
   か１項記載の電気的なモータ。
5. 【請求項５】 リング磁石（２７）が、プラストフェライトから射出成形さ
   れている、請求項１から４までのいずれか１項記載の電気的なモータ。
6. 【請求項６】 支持リング（２６）が金属リングまたは焼結リングである、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の電気的なモータ。
7. 【請求項７】 支持リング（２６）が、丹銅、黄銅等のような滑動性の材料
   から製造されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の電気的なモータ
   。
8. 【請求項８】 支持リング（２６）が、非磁性材料から製造されている、請
   求項１から７までのいずれか１項記載の電気的なモータ。
9. 【請求項９】 形成されるプレス嵌めが、１０００Ｎ以上の、軸方向におけ
   るロータシャフト（１２）への力伝達を保証するように、第１のリング区分（２
   ６１）の内径が、ロータシャフト（１２）の外径に合わせて調整されている、請
   求項１から８までのいずれか１項記載の電気的なモータ。