JP2017506871A - 磁極ハウジングを備える電動機 - Google Patents

Abstract

本発明は、電動機（１０）であって、前記電動機（１０）は、磁極ハウジング（１２）と、前記電動機（１０）を制御する回路基板（１４）とを備え、前記回路基板（１４）は、前記磁極ハウジング（１２）の軸方向端部を形成するフランジ側（１６）に配置されており、前記回路基板（１４）と前記磁極ハウジング（１２）との間に、解離した小物質から前記回路基板（１４）を保護する別個の防護壁（１８）が配置されている、電動機（１０）に関する。

Description

従来技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の、磁極ハウジングと電子機器とを備える電動機に関する。電動機を制御するために、制御回路が含まれた電気回路基板が使用される。

仏国特許出願公開第２５７４５５４号明細書からは、電気回路基板が、軸受及びステータと、磁石及びロータと同じハウジング内部空間に取り付けられている電動機が公知である。このように、機械的なコンポーネントと電子的なコンポーネントとを共通の１つのハウジング内部空間内に配置することによって、回路基板又は電子的なコンポーネントの電気的な短絡が生じることがある。加工屑のような汚染粒子又は結露は、例えばコンポーネントのはんだパッド又はピンを相互に接続するおそれがあり、この結果として短絡が生じてしまう。この欠点は、以下に記載する本発明によって解決される。

本発明の開示
従来技術に比べて、独立請求項に記載の特徴を有する本発明に係る電動機は、回路基板が、別個に製造された防護壁によって、磁極ハウジング内の機械的なコンポーネントから遮蔽されているという利点を有する。防護壁は、それ自体が１つのコンポーネントであり、ハウジング又は軸受シールド又は相互接続板の構成要素ではない。制御すべきコンポーネント、例えばステータコイルと、回路基板とをできるだけ最短距離で接続できるようにするために、回路基板は、磁極ハウジングのフランジ側に配置されている。回路基板と磁極ハウジングとの間の防護壁によって、磁極ハウジングからの解離した小物質が回路基板に接触する可能性が阻止される。このような小物質は、例えば導電性の金属片、ねじ、汚染粒子、又はその他の導電性の小物質とすることができる。

各従属請求項に記載された手段によって、独立請求項に記載された装置を有利に発展及び改善することが可能である。

有利には、磁極ハウジング内には少なくとも、軸を備えるロータと、ステータと、相互接続板と、軸受とが配置されている。軸上には、軸受及びロータが配置されている。ステータ内には、軸及び軸受を備えるロータが配置されている。ステータは、ロータを同心状に取り囲んでいる。フランジ側には、相互接続板が配置されている。相互接続板の軸方向の端面には、軸受の１つが軸受座に配置されている。回路基板は、磁極ハウジングの外側でフランジ側に配置されており、従って、回路基板は、機械的なコンポーネントとは軸方向に反対側に位置しており、別個の防護壁によってこれらの機械的なコンポーネントから分離されている。このようにして、磁極ハウジング内の機械的なコンポーネントを、回路基板と磁極ハウジングとの間の防護壁によって回路基板から簡単に分離させることができる。それにもかかわらず、この配置、例えばセンサ信号の取り出しや、ステータコイルの制御は、空間的に最短距離で実現可能である。

防護壁が磁極ハウジングの軸方向外側にフランジ側に配置されている有利な１つの実施形態が可能である。このようにすると、防護壁を磁極ハウジング内に固定することができる。

防護壁が磁極ハウジング内に配置されている別の１つの実施形態が可能である。この場合には、防護壁全体を軸方向に磁極ハウジング内に配置することができる。防護壁の一部だけを磁極ハウジング内に配置することも考えられる。この実施形態は、構造スペースが削減されるという利点を提供する。なぜなら、電動機の軸方向の長さを短縮することができるからである。

有利には、防護壁は、フランジ側と、磁極ハウジング内に収容されているコンポーネントとに形状どおりに適合されており、従って、これらのコンポーネントの輪郭、例えば相互接続板の輪郭、及び相互接続板のコンタクトの輪郭は、防護壁にほぼ写し取られている。従って、防護壁は、相互接続板の形状と、相互接続板のコンタクト部の形状とに順応することができる。形状どおりに適合された防護壁は、フランジ側にあるコンポーネントをほぼ型取っている。防護壁は、磁極ハウジングの端部と、機械的なコンポーネントとに形状結合（形状による束縛）させて配置可能である。さらには、防護壁がフランジ側の形状に対応するようにコンポーネントに適合している場合には、磁極ハウジングからの小物質に対する最適な密閉が実現可能である。このようにしても、構造スペースは削減される。

好ましくは、防護壁は、縁部によって縁取られた閉じられた面である。従って、防護壁は、面内に位置するように縁部から離間している切欠部は有さない。このようにして、磁極ハウジングの内部を回路基板に対して完全に遮蔽することができる。これによって、回路基板のできるだけ高い保護が保証される。

有利には、軸のための貫通孔を防護壁内に有する別の１つの実施形態が考えられる。貫通孔は、周縁部によって縁取られている。軸のための貫通孔に加えて、制御線路及び／又はセンサ線路のために利用可能なさらなる別の貫通孔を形成してもよい。軸のための貫通孔は、好ましくは防護壁の中央に位置している。基本的に、貫通孔に関して種々の形状が可能である。好ましくは、貫通孔は、貫通させるべきコンポーネントの形状に応じて成形されている。軸のためには貫通孔は例えば環形である。この実施形態によっても、構造スペースは削減される。

防護壁の有利な効果を発揮させるためには、防護壁と相互接続板との間で小物質が通過できないように、防護壁の径方向外側の縁部を、相互接続板に軸方向に密接して当接させなければならない。同様にして、軸のための貫通孔を防護壁内に設ける場合には、貫通孔の周縁部を、軸上に配置された軸受に軸方向に密接して当接させなければならない。

有利には、相互接続板は、端面上に軸方向の突起部を有する。この突起部は、相互接続板から軸方向に離れる方向に延在している。相互接続板はさらに、突起部の径方向外側に隣接して切欠部を有し、この切欠部は、好ましくは突起部に境を接している。切欠部は、相互接続板の中に軸方向に、ひいては突起部とは反対の方向に延在している。突起部及び切欠部は、相互接続板の周方向に沿って延在している。好ましくは、突起部及び切欠部は、相互接続板の周全体に亘って延在しており、従って、突起部及び切欠部は、周方向に閉じられている。縁部に隣接し、且つ径方向内側に延在する防護壁の領域が、突起部に当接している。切欠部には、防護壁の縁部が係合する。防護壁の最終位置においては、切欠部内に縁部が配置されている。この最終位置は、電動機の使用準備が整っている場合に防護壁が取り付け完了しており、小物質を確実に遮断することにおいて優れている。このようにすると、防護壁の縁部の領域は、切欠部と突起部との間で突っ張って固定され、又は、相互接続板に少なくとも複数の位置で接触する。こうすることにより、相互接続板と防護壁との間の高い密閉性が形成される。

電動機の機械的なコンポーネント、又は磁極ハウジングへの、防護壁の迅速且つ低コストの固定は、追加的な材料を使用することなく溶接によって、例えば超音波溶接によって実現される。磁極ハウジングは、金属又はプラスチックから形成することができる。

回路基板と磁極ハウジングとの間における、防護壁のさらなる迅速且つ低コストの固定は、ねじ又はリベットの使用によって実現されている。防護壁を、クリップクロージャによって磁極ハウジング、又は磁極ハウジング内に収容されているコンポーネントに固定することも可能である。さらには、防護壁を固定するために接着剤を使用することも可能である。

防護壁は、プラスチック、好ましくはポリアミド６６（Ｐａ６６）から製造されている。これによって、低コストに大量生産することが可能である。防護壁を、金属、例えば鋼又はアルミニウム板金から製造することも考えられる。

本発明に係る防護壁には、有利には接着層を設けることができる。接着層は、磁極ハウジングの内部で回路基板の方向へと移動する小物質を粘着させるために使用される。従って、防護壁によって回路基板を隔離させるだけでなく、導電性の小物質を防護壁に付着させることによっても、短絡を回避することができる。接着層は、好ましくは防護壁の、機械的なコンポーネントに面した側に配置されている。この場合には、接着層は、好ましくは注型材料である接着剤を含む。このようにして、有利な大量生産を保証することができる。

本発明に係る接着層は、少なくとも部分的に天然ゴム及び／又は合成ゴム及び／又はアクリレートを含む。これによって、持続的な接着効果が保証される。

電動機は、自動車における調整駆動部として、例えばウィンドウレギュレータ、サンルーフ駆動部、トランクリッド駆動部、及び／又は、ギアチェンジ機構の駆動部として使用される。本発明に係る電動機によって、例えばエンジンルーム内の調整すべきコンポーネントのより安定的且つ持続的な動作が保証される。

図面の簡単な説明
本発明の実施例を図面に示し、以下の記載においてより詳細に説明する。

防護壁を備える本発明に係る電動機の軸方向断面図である。

発明を実施するための形態
図１には、電動機１０が図示されている。電動機１０は、磁極ハウジング１２を有する。磁極ハウジング１２内には、複数のコンポーネント２５が配置されている。これらのコンポーネント２５には、コイルを備えるステータ２０と、ロータ軸１９を備えるロータ１５と、相互接続板２１と、２つの軸受２２１，２２２とが含まれる。これらのコンポーネント２５は、磁極ハウジング１２内に互いに同心状に配置されている。この場合、ステータ２０は、磁極ハウジング１２に直接的に接触するように、磁極ハウジング１２内に配置されている。ステータ２０はさらに、磁極ハウジング１２から軸方向に突出しないように、軸方向の長さに亘って完全に磁極ハウジング１２内に挿入されている。軸受２２１，２２２及びロータ１５は、ロータ軸１９上に配置されており、ロータ１５は、２つの軸受２２１，２２２の間に配置されている。ロータ軸１９は、ロータ１５によって同心状に取り囲まれている。ロータ軸１９の被駆動側１１は、磁極ハウジング１２から突出している。被駆動側１１には、２つの軸受のうちの一方２２１が配置されている。軸受２２１は、当該軸受２２１の外径と同じ直径を有する磁極ハウジング部分内に配置されている。ロータ１５は、取り付けられた状態では、ステータ２０によって同心状に取り囲まれている。

ステータ２０は、磁極ハウジング１２に固定的に接続されている。被駆動側１１とは軸方向に反対側に位置する、磁極ハウジング１２のフランジ側１６には、相互接続板２１が配置されている。相互接続板２１は、ロータ軸１９のための貫通孔を有する。相互接続板２１は、軸受２２２とロータ１５との間に配置されている。相互接続板２１は、ロータ軸１９に対して同心状に配置されている。相互接続板２１が中に収容されている、フランジ側１６の磁極ハウジング部分は、相互接続板２１の外径と同じ直径を有する。相互接続板２１内には、２つの軸受のうちの他方２２２が配置されている。相互接続板２１は、例えば圧着又は接着によって磁極ハウジング１２に固定的に接続されており、従って、ロータ軸１９のための軸受シールドを形成している。相互接続板２１内にはコンタクト部２３が配置されており、これらのコンタクト部２３は、相互接続板２１の、軸方向に向いた端面３３にコンタクト可能である。端面３３は、ロータ軸１９に対して横断方向に広がる、相互接続板２１の、ステータ２０とは反対の側を形成している。ステータ２０のコイルからはワイヤ１７が引き出される。ワイヤ１７は、相互接続板２１の側方を通過し、及び／又は相互接続板２１を貫通し、その後コンタクト部２３に接続される。この接続は、溶接又はろう接によって形成される。

相互接続板２１には、突起部３０が成形されている。突起部３０は、相互接続板２１の端面３３上に存在している。突起部３０は、相互接続板２１の端面３３の、径方向に最も外側の領域に配置されている。この場合には、突起部３０は、軸方向にステータ２０の反対側にある。突起部３０は、ステータ２０に対して軸方向に反対方向に延在している。突起部３０はさらに、相互接続板２１の周方向に延在している。従って、この突起部３０は、好ましくは、相互接続板２１の端面３３上の―好ましくは閉じられた―環形のカラー部を形成している。

端面３３上には、突起部３０の径方向外側に隣接して切欠部３１が配置されている。切欠部３１は、相互接続板２１の中へと延在している。切欠部３１は、相互接続板２１の周方向に沿って延在しており、従って、リング状に閉じられている。磁極ハウジング１２の軸方向のフランジ側１６には、防護壁１８が配置されている。防護壁１８は、少なくとも相互接続板２１に当接している。このために、防護壁１８の径方向外側の縁部２８が切欠部３１に係合し、従って、この縁部２８は、最終位置においては切欠部３１内に配置されている。使用準備が整った電動機１０は、最終位置において、このように取り付けが完成した防護壁１８を有する。さらには、縁部２８に隣接し、且つ径方向内側に延在する領域２９が、突起部３０に当接している。このようにすると防護壁１８が固定される。なぜなら、縁部２８と、縁部２８の領域２９とが、切欠部３１及び突起部３０によって突っ張って固定されているからである。このために縁部２８は、切欠部３１内において、該切欠部３１の径方向外側に位置する内壁に当接している。このようにすると、相互接続板２１の最も外側の領域にある部分は、防護壁２２によって覆われないままとなる。

防護壁１８は、中央に貫通孔２４を有する。貫通孔２４は、周縁部２６を有する。周縁部２６は、第２軸受２２２に当接している。この場合、防護壁１８は、第２軸受２２２に密接に当接している。貫通孔２４からは軸１９が突出している。このような場合には、軸１９の突出した端部３４は、防護壁２２によって覆われていない。防護壁１８１が貫通孔２４を有さない別の実施形態も考えられる。このような場合には、防護壁１８１が孔部のない面を有するので、軸１９の端部３４は、防護壁１８１によって覆われている。従って、全てのコンポーネント２５が、防護壁１８１によって回路基板１４から遮蔽されている。このことは、図１に破線で図示されている。防護壁１８，１８１は、相互接続板２１の輪郭と、相互接続板のコンタクト部２３の輪郭と、軸受２２２と、軸１９とに、形状どおりに適合されている。従って、防護壁１８，１８１は、フランジ側１６にある相互接続板２１及びコンタクト部２３の形状に順応しており、従って、これらの輪郭は、防護壁２２に少なくともほぼ写し取られている。

防護壁１８，１８１は、磁極ハウジング１２の内部に面した側に接着層３２を有する。接着層３２は、好ましくはフィルムとして構成されている。接着層３２は、別の実施形態では防護壁１８の両側に被着されている。このフィルムは、例えば天然ゴム又は合成ゴム又はアクリレートを含む。接着層３２が注型材料として防護壁１８，１８１に被着される実施形態も可能である。注型材料が流れ広がって防護壁２２を覆うように、防護壁２２を種々の位置に配置することによって、接着層３２が注型材料としてブラシ又はヘラを用いて塗り広げられるか、又は重力によって広げられる。

フランジ側１６の軸方向の隣には、回路基板１４が配置されている。回路基板１４は、好ましくは磁極ハウジング１２の軸方向３９に対して横断方向に延在している。回路基板１４は、冷却体１３に固定されている。冷却体１３は、回路基板の軸方向の隣に配置されている。回路基板１４は、冷却体１３と磁極ハウジング１２との間に位置している。回路基板１４と磁極ハウジング１２との間には、防護壁１８，１８１が固定されている。冷却体１３は、モータハウジング３７上に配置されており、モータハウジング３７は、固定手段３６を用いて磁極ハウジング１２に固定されている。冷却体１３は、モータハウジング３７の一体的なコンポーネントとして構成してもよい。このために、磁極ハウジング１２に固定カラー部３８が設けられている。固定カラー部３８は、磁極ハウジング１２のフランジ側１６に配置されている。この場合には、固定カラー部３８は、磁極ハウジング１２の径方向外側に取り付けられている。固定カラー部３８は、好ましくは磁極ハウジング１２の軸方向に対して横断方向に延在している。好ましくは、固定カラー部３８を固定手段３６が取り囲んでいる。従って、冷却体１３と、モータハウジング３７と、固定手段３６と、固定カラー部３８と、防護壁１８，１８１とが１つの閉じられた空間４０を形成し、この閉じられた空間４０内に回路基板１４が配置されている。空間４０は、粉塵、切屑、汚染物質、及びその他の小物質に対して密閉された状態で、該空間４０の周囲と磁極ハウジング１２の内部とから分離されている。

図面及び明細書に示されていない実施例に関して、個々の特徴が互いに種々に組み合わせ可能であることに留意すべきである。

本発明に係る防護壁１８を備える電動機１０は、好ましくは自動車において、とりわけサンルーフ、パワーウィンドウ、トランクリッド、及びシートの調整のために使用される。本発明に係る電動機１０はさらに、ギアアクチュエータの調整駆動部として使用される。しかしながら電動機１０は、このような用途に限定されているわけではない。

端面３３上には、突起部３０の径方向外側に隣接して切欠部３１が配置されている。切欠部３１は、相互接続板２１の中へと延在している。切欠部３１は、相互接続板２１の周方向に沿って延在しており、従って、リング状に閉じられている。磁極ハウジング１２の軸方向のフランジ側１６には、防護壁１８が配置されている。防護壁１８は、少なくとも相互接続板２１に当接している。このために、防護壁１８の径方向外側の縁部２８が切欠部３１に係合し、従って、この縁部２８は、最終位置においては切欠部３１内に配置されている。使用準備が整った電動機１０は、最終位置において、このように取り付けが完成した防護壁１８を有する。さらには、縁部２８に隣接し、且つ径方向内側に延在する領域２９が、突起部３０に当接している。このようにすると防護壁１８が固定される。なぜなら、縁部２８と、縁部２８の領域２９とが、切欠部３１及び突起部３０によって突っ張って固定されているからである。このために縁部２８は、切欠部３１内において、該切欠部３１の径方向外側に位置する内壁に当接している。このようにすると、相互接続板２１の最も外側の領域にある部分は、防護壁１８によって覆われないままとなる。

防護壁１８は、中央に貫通孔２４を有する。貫通孔２４は、周縁部２６を有する。周縁部２６は、第２軸受２２２に当接している。この場合、防護壁１８は、第２軸受２２２に密接に当接している。貫通孔２４からは軸１９が突出している。このような場合には、軸１９の突出した端部３４は、防護壁１８によって覆われていない。防護壁１８１が貫通孔２４を有さない別の実施形態も考えられる。このような場合には、防護壁１８１が孔部のない面を有するので、軸１９の端部３４は、防護壁１８１によって覆われている。従って、全てのコンポーネント２５が、防護壁１８１によって回路基板１４から遮蔽されている。このことは、図１に破線で図示されている。防護壁１８，１８１は、相互接続板２１の輪郭と、相互接続板のコンタクト部２３の輪郭と、軸受２２２と、軸１９とに、形状どおりに適合されている。従って、防護壁１８，１８１は、フランジ側１６にある相互接続板２１及びコンタクト部２３の形状に順応しており、従って、これらの輪郭は、防護壁１８に少なくともほぼ写し取られている。

防護壁１８，１８１は、磁極ハウジング１２の内部に面した側に接着層３２を有する。接着層３２は、このましくはフィルムとして構成されている。接着層３２は、別の実施形態では防護壁１８の両側に被着されている。このフィルムは、例えば天然ゴム又は合成ゴム又はアクリレートを含む。接着層３２が注型材料として防護壁１８，１８１に被着される実施形態も可能である。注型材料が流れ広がって防護壁１８を覆うように、防護壁１８を種々の位置に配置することによって、接着層３２が注型材料としてブラシ又はヘラを用いて塗り広げられるか、又は重力によって広げられる。

Claims (15)

1. 電動機（１０）であって、
   前記電動機（１０）は、磁極ハウジング（１２）と、前記電動機（１０）を制御する回路基板（１４）とを備え、
   前記回路基板（１４）は、前記磁極ハウジング（１２）の一方の軸方向端部を形成するフランジ側（１６）に配置されている、
   電動機（１０）において、
   前記回路基板（１４）と前記磁極ハウジング（１２）との間に、解離した小物質から前記回路基板（１４）を保護する別個の防護壁（１８）が配置されている、
   ことを特徴とする電動機（１０）。
2. 前記磁極ハウジング（１２）内には、機械的なコンポーネント（２５）が配置されており、
   前記機械的なコンポーネント（２５）には、軸（１９）上に配置された少なくとも１つの軸受（２２１，２２２）とロータ（１５）、並びにステータ（２０）と、前記フランジ側（１６）に配置された相互接続板（２１）とが含まれており、
   前記ステータ（２０）内には、前記軸受（２２１，２２２）及び前記ロータ（１５）と共に前記軸（１９）が同心状に配置されており、
   前記相互接続板内には、１つの軸受（２２２）が配置されており、
   前記回路基板（１４）は、前記機械的なコンポーネント（２５）とは軸方向に反対側に位置しており、前記別個の防護壁（１８）によって前記機械的なコンポーネント（２５）から隔離されている、
   請求項１記載の電動機（１０）。
3. 前記防護壁（１８）は、前記磁極ハウジング（１２）の軸方向外側に配置されている、
   請求項１又は２記載の電動機（１０）。
4. 前記防護壁（１８）は、前記磁極ハウジング（１２）内に配置されている、
   請求項１又は２記載の電動機（１０）。
5. 前記防護壁（１８）は、前記相互接続板（２１）の前記フランジ側（１６）に形状どおりに適合されている、
   請求項１から４のいずれか１項記載の電動機（１０）。
6. 前記防護壁（１８，１８１）は、孔部を有さない、
   請求項１から５のいずれか１項記載の電動機（１０）。
7. 前記防護壁（１８）は、前記軸（１９）のための少なくとも１つの貫通孔（２４）を有しており、
   好ましくは、前記貫通孔（２４）は、前記防護壁（１８）の中央に配置されている、
   請求項１から５のいずれか１項記載の電動機（１０）。
8. 前記相互接続板（２１）内に配置されている前記軸受（２２２）に、前記貫通孔（２４）の周縁部（２６）が当接しており、前記相互接続板（２１）に、前記防護壁（１８）の径方向外側の縁部（２８）が当接している、
   請求項１から７のいずれか１項記載の電動機（１０）。
9. 前記相互接続板（２１）は、軸方向の突起部（３０）を含み、
   前記突起部（３０）の径方向外側に隣接して、軸方向の切欠部（３１）が配置されており、
   前記突起部（３０）及び前記切欠部（３１）は、前記相互接続板（２１）の周方向に沿って延在しており、
   前記防護壁（１８）の縁部（２８）の領域（２９）は、前記相互接続板（２１）の突起部（３０）に当接しており、且つ、前記防護壁（１８）は、前記切欠部（３１）内に突出している、
   請求項１から８のいずれか１項記載の電動機（１０）。
10. 前記防護壁（１８）は、超音波溶接のような追加的な材料を用いない溶接によって、又は接着によって、前記電動機（１０）の機械的なコンポーネント（２０，２１，２２１）又は前記磁極ハウジング（１２）に固定されている、
    請求項１から９のいずれか１項記載の電動機（１０）。
11. 前記防護壁（１８）は、クリップクロージャ又はねじによって固定されている、
    請求項１から１０のいずれか１項記載の電動機（１０）。
12. 前記防護壁（１８）は、プラスチック、好ましくはＰＡ６６からなる、
    請求項１から１１のいずれか１項記載の電動機（１０）。
13. 前記防護壁（１８）に、接着層（３２）が設けられており、
    前記接着層（３２）は、前記回路基板（１４）とは反対の側に配置されており、
    前記接着層（３２）は、好ましくは注型材料である接着剤を含む、
    請求項１から１２のいずれか１項記載の電動機（１０）。
14. 前記接着層（３２）は、天然ゴム、合成ゴム、及び／又はアクリレートを含む、
    請求項１から１３のいずれか１項記載の電動機（１０）。
15. 前記電動機（１０）は、自動車のエンジンルーム内の可動部品を調整するために使用される、若しくは、例えばウィンドウレギュレータ、サンルーフ駆動部、トランクリッド駆動部、及び／又はギアチェンジ機構の駆動部のための調整駆動部として使用される、
    請求項１から１４のいずれか１項記載の電動機（１０）。

Images