JP2017519480A - 整流子機のためのブラシ保持装置 - Google Patents

Abstract

本発明によるモーターは、回転部、および固定部を備え、回転部は、シャフト、シャフトに固定されたローターコア、ローターコアの周りに巻かれたコイル、およびシャフトに固定されたセンサ磁石を有し、かつ固定部は、ブラシ保持装置、ブラシ保持装置の一部をカバーするハウジング、ハウジング内部に固定された磁石、ハウジング内に保持されるとともに、シャフトを支持する軸受、板形状を有し、軸方向に延びる第１回路基板、および板形状を有し、軸方向に延びる第２回路基板を有する。ハウジングは、円筒部分、ふた部分、および底部分を有する。ブラシ保持装置は、ブラシ保持器、ブラシ保持器から半径方向外向きに延びるプラグ、プラグからブラシ保持器に向かって延びる第１プラグ接触子および第２プラグ接触子、第１回路基板、チョークコイル、およびブラシを有する。第１回路基板は、第１プラグ接触子および第２プラグ接触子に接続される。第１プラグ接触子および第２プラグ接触子は、チョークコイルを介してブラシに接続され、導電性材料から作られ、ブラシに電力を供給する。第１回路基板は、電磁気干渉抑制部品を有し、第２回路基板は、センサ磁石の磁極を検出する磁極センサを有する。第２回路基板は、第１回路基板の半径方向内側に配置され、第２回路基板の磁極センサは、半径方向においてセンサ磁石に対向する。

Description

本発明は、ブラシ保持器を備えるブラシ保持装置に関し、ブラシ保持器は、カーボンブラシを保持するための少なくとも２つのブラシチューブと、ブラシ保持器に取り付けられるプラグとを備える。本発明はさらに、ブラシ保持装置を備えるモーターに関する。本発明はまた、ブラシ保持装置を備えるモーター、および２つの回路基板に関する。

整流子機は、ブラシにおいてスパークすることによって強い電波雑音場を広めることで知られている。現在、車には、敏感な電子センサおよびマイクロプロセッサーが装備されている。これらは電源電圧および無線フィールドにおける雑音信号に対して敏感であるため、このような雑音信号の抑制はますます重要になっている。モーターを駆動する電流が電極を通り流れる場合電磁雑音が発生する。電磁雑音は、電磁干渉（ＥＭＩ）であり、他の電子機器と干渉して、故障を引き起こす。最近の車のモデルでは、多くの電子機器が使用されており、電磁干渉による故障を防ぐために、モーターにおける電磁干渉を防止するための特性の改善が要求されている。この問題に対処するために、適切な位置にＥＭＩ抑制素子を使用することが知られている。電圧供給線および信号線がモーターに出入りしなければならないため、完全遮蔽された電気モーターの遮蔽は、小さな開口によって弱くなる。

開口部を可能な限り小さく保つために、フィードスルーコンデンサによってワイヤーを電気モーターに案内することが知られている。

しかし、フィードスルーコンデンサの使用は、比較的費用がかかる解決策である。

そのうえ、センサ磁石が直接、または間接的にシャフトに固定される。シャフトがわずかに軸方向に移動するため、センサ磁石も軸方向に移動する。回路基板のシートが使用される場合、磁極センサまでの距離が増加する。この理由により、検出誤差範囲が増加する。

センサ磁石および磁極センサの軸方向高さの位置を合わせることによって検出誤差範囲を低減することができる。しかし、この場合磁極センサは、回路基板の中央に配置されているため、ＥＭＣ測定のための電子部品を共に配置することができない。したがって、ＥＭＣ測定のための電子部品を共に配置できない場合、回路基板の配線が長くなり、電磁雑音が容易に生成されるため、好ましくない。

本発明の目的は、ＥＭＩ防止性能を向上させるとともに磁極センサの検出誤差範囲を低減することである。

本発明の目的は、電磁気干渉場に対する十分な保護を有するとともに、費用のかかる電気部材を用いない電気モーターを提供することである。本発明は、モーターにおける電磁干渉防止特性を向上させる目的を有する。

この目的のため、本発明は、ブラシ保持器と、ブラシ保持器から半径方向外向きに延びるプラグと、プラグに固定され、ブラシ保持器へ延びる第１プラグ接触子および第２プラグ接触子と、第１接触領域および第２接触領域を有する第１回路基板とを備えるブラシ保持装置を提案する。第１プラグ接触子および第２プラグ接触子は、チョークコイルを介してブラシに接続され、かつ第１プラグ接触子および第２プラグ接触子は、導電性材料で作られており、電力をブラシに供給する。第１接触領域は、第１スリットを有し、かつ第２接触領域は、第２スリットを有する。第１回路基板は、第１プラグ接触子および第２プラグ接触子に挿入され、第１プラグ接触子および第２プラグ接触子はそれぞれ、第１スリットおよび第２スリットに収容される。第１接触領域および第２接触領域は、はんだまたは溶接によって第１プラグ接触子および第２プラグ接触子に電気的に接続される。第１回路基板は、電磁気干渉抑制部品を有し、電磁気干渉抑制部品は、第１接触領域および第２接触領域に電気的に接続され、かつ電磁気干渉抑制部品は、直接または間接的に接地される。

プリント回路基板の第１および第２スリットにより、プラグ接触子がブラシ保持器へ延びている平面に対して垂直にプリント回路基板を配置することが可能となる。効果的に、プラグ接触子およびブラシ保持器の上面が同じ平面、またはほぼ同じ平面になる。この配置により、回路基板がブラシ保持器の周辺に配置され、ブラシ保持器の平面から垂直に延びているため、ブラシ保持装置の設計は、回路基板によって影響をうけなくなる。プリント基板を受け入れるためにプラグ接触子を延ばす必要がないため、プラグ接触子を可能な限り短く保つようにプラグ接触子の長さを変更しなくてよい。

第１プラグ接触子および第２プラグ接触子は、チョークコイルを介してブラシに接続される。

本発明によると、第１プラグ接触子および第２プラグ接触子は、電磁気干渉抑制部品を介して接地される。第１プラグ接触子および第２プラグ接触子から発生した電磁雑音は、電磁気干渉抑制部品によって除去される。したがって、電極から発生した電磁雑音を減らすことが可能である。

本発明の一態様において、第１スリットの幅および第２スリットの幅はそれぞれ、第１プラグ接触子の厚み、および第２プラグ接触子の厚みよりも大きく、かつ第１プラグ接触子および第２プラグ接触子は、第１スリットおよび第２スリットにそれぞれ固定される。好都合に、回路基板および電極間の接点は、安定し、電磁雑音は容易に発生しない。

また電極に回路基板を圧入することができる。スリットをプラグに挿入することができる。スリットをプラグに圧入することができる。

本発明の別の態様において、第１回路基板は、板形状を有し、第１回路基板は、ブラシ保持器に対して垂直、かつ軸方向に延び、第１スリットおよび第２スリットは、第１回路基板の軸方向における端部に位置する。

この態様は、第１回路基板を電極に挿入することを容易にする。

第１スリットおよび第２スリットはそれぞれ、第１回路基板の下端部を切り欠くことによって得られる形を有することができる。

本発明の別の態様において、第１接触領域は、銅箔で形成された第１ランド部を有し、第１ランド部は、第１スリットを囲み、第２接触領域は、銅箔で形成された第２ランド部を有し、第２ランド部は、第２スリットを囲む。電極を囲むように配置されたランド部を設けることによって、電極およびランド部は、導通状態となり、電極およびランド部間の接触領域が広くなる。したがって、電磁雑音の発生を抑圧され得る。

プラグから軸方向に延び、かつ第１回路基板の縁を囲む回路基板収容部をプラグに設けることによって、第１回路基板を安定に保持することができる。このように、電極との接点が安定し、それにより電磁雑音が容易に発生しなくなる。

好ましくは、回路基板収容部は、軸方向上方を向きながら円周方向に延びる。回路基板収容部は、第１回路基板を案内する。このように、電極に第１回路基板を挿入し易くなる。

本発明の別の態様において、第１プラグ接触子は、第１圧入部を有し、第２プラグ接触子は、第２圧入部を有し、かつ第１圧入部および第２圧入部は、プラグに圧入され、固定される。

本発明のさらに別の態様において、ブラシ保持装置は、接地部材をさらに備え、接地部材は、プラグの下面に位置し、第１回路基板は、第３スリットおよび第３ランド部を有し、接地部材は、はんだまたは溶接によって第３ランド部に電気的に接続された導通部を有する。第１ランド部、第２ランド部、および第３ランド部は、それぞれ電気的に接続されている。好都合に、接地部材は、別の金属部材に接触し、それにより第１回路基板を接地する。

本発明の別の態様において、ブラシ保持装置は、接地部材をさらに備え、接地部材は、プラグの上面に位置し、第１回路基板は、第３スリットおよび第３ランド部を有し、接地部材は、はんだまたは溶接によって第３ランド部に電気的に接続された導通部を有する。第１ランド部、第２ランド部、および第３ランド部は、それぞれ電気的に接続されている。好都合に、接地部材は、別の金属部材に接触し、それにより第１回路基板を接地する。結果として、電磁気干渉抑制部品によって電極を通り流れる電磁雑音を除去することができる。

プリント回路基板がプラグ接触子の平面に対して垂直に配置されているため、電磁干渉抑制部品（ＥＭＩ抑制部品）をプラグ接触子の非常に近くに配置することができる。これは、電磁干渉抑制部品がワイヤーによって接続されている場合に導入される寄生インピーダンスを最小にする。プリント回路基板の使用によって、電磁干渉抑制部品を接続ワイヤーなしでプリント回路基板に直接はんだ付けされるＳＭＤ部品から選択することができる。プリント回路基板上の導体のルーティングにより、干渉抑制コンデンサからプラグ接触子へのきわめて短い接続が可能となるため、干渉波は、非常に低い抵抗を受け、干渉抑制コンデンサへ向かって非常に良好に進むことができる。このように、干渉抑制コンデンサは、フィルタリング素子としての全機能を提供することが可能となる。本発明のこの態様によって、電気整流子機は、フィードスルーコンデンサの使用を回避することにより、電磁適合性に対する自動車産業の高い要求に合致することができる。

接地部材は、薄板金属接地板とすることができる。ブラシ保持装置を導電性機械ハウジングに取り付けた後に、金属接地板が導電性機械ハウジングと電気的に接続するように、薄板金属接地板を取り付けることができる。

薄板金属接地板は、整流子機の金属機械ハウジングに対して大きい接続面積を提供する。

この方法において、補償電流を低く保つように完全にシールドされた機械ハウジングにきわめて近い中央グランド領域が達成される。このようにして、プリント回路基板上のＥＭＩ抑制部品は、この中央グランド領域に非常に近接して配置され、満足のいく性能を発揮することができる。

本発明はまた、回転部および固定部を備えるモーターを提案し、回転部は、シャフトと、シャフトに固定されたローターコアと、ローターコアの周りに巻きつけられたコイルとを有する。固定部は、ブラシ保持装置と、ブラシ保持装置の一部をカバーするハウジングと、ハウジング内部に固定された磁石と、ハウジング内に保持され、シャフトを支持する軸受とを有する。第１回路基板は、ブラシ保持装置によって保持される。ハウジングは、円筒部分、ふた部分、および底部分を有する。ブラシ保持装置は、ブラシ保持器と、ブラシ保持器から半径方向外向きに延びるプラグと、プラグからブラシ保持器へ延びる第１プラグ接触子および第２プラグ接触子と、第１プラグ接触子および第２プラグ接触子にそれぞれ接続された少なくとも２つのブラシとを有する。ハウジングの円筒部分は、半径方向に貫通する貫通孔を有する。プラグは、貫通孔を通り外部に露出し、ブラシ保持器の軸方向の端部は、ふた部分およびハウジングの底部分によって覆われる。

本発明によると、ハウジングの開口部は、プラグが露出する部分のみである。したがって、ハウジングの貫通孔を小さくすることが可能である。このように、モーター駆動時の電磁波の放射が減少する。

ハウジングの円筒部分、底部分、およびふた部分を複数の部材によって形成することができる。またはひとつの部材で形成することができる。

本発明の態様において、第１回路基板はハウジングの円筒部分に沿って軸方向に延び、第１回路基板は、板が広がる方向に沿った銅箔を有する。第１回路基板において銅箔がある場所の面積は、銅箔がない場所の面積よりも大きく、貫通孔および第１回路基板は、半径方向において重なる。第１回路基板のランド部は、銅箔で作られているため、ハウジングの開口部が金属で閉じられた状態が形成される。このように、電磁波の放射を防ぐことが可能となる。

銅箔がある場所とは、銅箔が表裏または内部のいずれかに存在する場所を指し、銅箔がない場所とは、銅箔が表裏、および内部のいずれかに存在しない場所を指す。

本発明の別の態様において、第１回路基板は、ブラシ保持装置によって保持され、ハウジング外周面に沿って軸方向に延び、かつ板が広がる方向に沿った銅箔を有する。第１回路基板の銅箔は、任意のブラシの先端および貫通孔を接続する仮想線上に位置する。

好都合に、ブラシがスパークすると、電磁雑音がブラシの先端から発生する。このとき、第１回路基板の銅箔が任意のブラシの先端および貫通孔を接続する仮想線上に位置する形態では、電磁雑音が銅箔によって減衰される。このように、電磁雑音の放射を抑制することが可能である。

本発明の態様において、第１回路基板の上端部は、ハウジングの貫通孔の下端よりも軸方向においてさらに上側に位置する。ハウジングの開口部に近い位置関係で第１回路基板を設けることにより、電磁波の放射がさらに防止される。

本発明のさらに別の態様において、第１回路基板の軸方向における高さ寸法は、ハウジングの貫通孔の軸方向における高さ寸法よりも大きい。本発明のさらなる態様においては、第１回路基板の円周方向における幅寸法は、ハウジングの貫通孔の円周方向における幅寸法よりも大きい。したがって第１回路基板は、ハウジングの開口部を閉じることができる。開口部の間隙は、最大限まで小さくすることができる。

第１回路基板の下端の位置をハウジングの貫通孔の下端の位置よりも軸方向においてさらに下側に配置させることにより、第１回路基板は、ハウジングの開口部を閉じることができる。さらに、モーターの軸方向長さをより短くすることができる。

本発明の態様において、第１回路基板は、ハウジングの円筒部分の内側に位置し、かつ第１回路基板は、ブラシ保持器の半径方向外側に位置する。あるいは、ブラシ保持器がハウジングの円筒部分の内側に位置し、かつ第１回路基板がブラシ保持器の半径方向内側に位置することができる。

本発明の態様において、第１回路基板は、ブラシ保持装置によって保持され、第１回路基板は、ハウジングの円筒部分に沿って実質的に垂直かつ半径方向に延び、固定部はさらに、プラグ部材を有し、かつプラグ部材は、ハウジングに固定されるとともに、半径方向においてハウジングの貫通孔と重なる。

本発明の別の態様において、第１回路基板は、第１接触領域および第２接触領域を有し、第１接触領域は、第１スリットを有するとともに、第２接触領域は、第２スリットを有する。第１回路基板は、第１プラグ接触子および第２プラグ接触子に挿入される。第１プラグ接触子および第２プラグ接触子は第１スリットおよび第２スリットに収容され、チョークコイルを介してブラシに接続され、かつ導電性材料で作られ、ブラシに電力を供給する。第１接触領域および第２接触領域は、はんだまたは溶接によって第１プラグ接触子および第２プラグ接触子に電気的に接続され、第１回路基板は、電磁気干渉抑制部品を有し、電磁気干渉抑制部品は、第１接触領域および第２接触領域に電気的に接続されている。ブラシ保持装置はさらに、プラグの下面に固定される接地部材を有する。第１回路基板は、第３スリットおよび第３ランド部を有し、接地部材はんだまたは溶接によって第３ランド部に電気的に接続された導通部を有し、第１ランド部、第２ランド部、および第３ランド部は、それぞれ電気的に接続されている。

好都合に、接地部材は、ハウジングに接触し、それにより第１回路基板を接地する。結果として、電磁気干渉抑制部品によって電極を通り流れる電磁雑音を除去することができる。

本発明の態様において、接地部材の下面は、ハウジングの底部分に接触する。

本発明はまた、回転部および固定部を備えるモーターを提案し、回転部は、シャフトと、シャフトに固定されたローターコアと、ローターコアの周りに巻かれたコイルと、シャフトに固定されたセンサ磁石とを有し、固定部は、ブラシ保持装置と、ブラシ保持装置の一部をカバーするハウジングと、ハウジング内部に固定された磁石と、ハウジング内に保持されるとともに、シャフトを支持する軸受と、板形状を有するとともに、軸方向に延びる第１回路基板と、板形状を有するとともに、軸方向に延びる第２回路基板とを有する。ハウジングは、円筒部分、ふた部分、および底部分を有する。ブラシ保持装置は、ブラシ保持器と、ブラシ保持器から半径方向外向きに延びるプラグと、プラグからブラシ保持器へ延びる第１プラグ接触子および第２プラグ接触子と、第１回路基板と、チョークコイルと、ブラシとを有する。第１回路基板は、第１プラグ接触子および第２プラグ接触子に接続される。第１プラグ接触子および第２プラグ接触子は、チョークコイルを介してブラシに接続され、かつ導電性材料で作られ、ブラシに電力を供給する。第１回路基板は、電磁気干渉抑制部品を有し、第２回路基板は、センサ磁石の磁極を検出する磁極センサを有する。第２回路基板は、第１回路基板の半径方向内側に位置し、かつ第２回路基板の磁極センサは、半径方向においてセンサ磁石に面する。

したがって、本発明は、回路基板の２つのシートを用いることを提案する。したがって、回路基板の軸方向高さを短くすることができる。これにより、モーターの軸方向長さを低減することが可能となる。

さらに、ＥＭＩ測定のための回路基板と磁極センサが取り付けられた回路基板とを分離することにより、磁極センサへの電磁雑音の影響を抑制することができる。

さらに、半径方向内側に第２回路基板を配置することにより、センサ磁石を高い精度で検出することができる。

本発明の態様において、固定部はさらに、ブラシ保持器へ向かって延びる第３プラグ接触子および第４プラグ接触子を有し、第２回路基板は、複数のドリル孔を有し、かつ第３プラグ接触子および第４プラグ接触子は、はんだまたは溶接によってドリル孔に電気的に接続される。したがって、第３プラグ接触子および第４プラグ接触子は、磁極センサの出力を読み取ることができ、これにより、ローターの回転角度を検出する。

第５プラグ接触子も設けることができる。

本発明のさらなる態様において、プラグは、回路基板固定部を有し、かつ回路基板固定部は、第２回路基板を保持する。

本発明のまたさらなる態様において、第２回路基板は、第１プラグ接触子および第２プラグ接触子の間に位置する。

本発明の１つの態様において、第１回路基板は、第３プラグ接触子および第４プラグ接触子の間に位置する。

第１回路基板は、第４スリットおよび第５スリットを有することができ、第３プラグ接触子および第４プラグ接触子は、第４スリットおよび第５スリットを貫通する。

本発明の別の態様において、さらなるプリント回路基板は、ホールセンサなどのパルスセンサを備える。入力素子としてのパルスセンサによって、整流子機の速度および電力を制御することができる。

ＥＭＩ抑制部品およびブラシ保持器の間にプリント回路基板を配置することにより、さらなるプリント回路基板に取り付けられたセンサを整流子機の磁気回転場の非常に近くに配置することができる。ＥＭＩ抑制部品およびセンサにも関わらず、この配置はコンパクトであり、部品がなくならないように部品を接続している。これにより、プラグを機械ハウジングに固定することが容易になる。したがって、全ての必要な接続を備えるＺＵＳプラグ接触子が作られる。

本発明の上述の目的、および他の目的、ならびに新規な特徴は、添付図面と関連した以下の説明によってより完全に明らかになるだろう。

本発明の１つの態様によるブラシ保持装置の等角図である。 本発明の１つの態様によるブラシ保持装置に使用することができる第１回路基板である。 本発明の１つの態様によるブラシ保持装置の等角図である。 本発明の１つの態様による第１回路基板が配置されたプラグである。 本発明の１つの態様によるブラシ保持装置に使用することができるプラグの正面図である。 図４のプラグの断面図である。 図４のプラグと共に用いることができる接地部材の等角図である。 本発明の１つの態様によるブラシ保持装置に使用することができる第１プラグ接触子の詳細図である。 本発明の１つの態様によるブラシ保持装置の回路の概略図である。 本発明の１つの態様によるブラシ保持装置に使用することができるスリットの例である。 図１のブラシ保持装置の背面図である。 図１のブラシ保持装置の回路基板の断面図である。 本発明の別の態様によるブラシ保持装置の等角図である。 第１組み立て段階の本発明の１つの態様による図１０のブラシ保持装置である。 本発明の１つの態様によるブラシ保持装置の等角図である。 図１２のブラシ保持装置の正面図である。 本発明の１つの態様によるモーターの断面図である。 本発明の１つの態様による図１４のモーターの図である。 本発明のさらに別の態様によるモーターの図である。 図１８のモーターのモーターハウジングの貫通孔に取り付けられたブラシ保持装置の詳細図である。 図１８のモーターのモーターハウジングの貫通孔に取り付けられたブラシ保持装置の別の図である。

一般的な概観を示すために、まずブラシ保持装置が最終組立状態で提示されている。図１は、ブラシ保持装置１を斜視図で示している。ブラシ保持装置１は、図示しない直流電動モーター（ＤＣモーター）の一部を形成する。ＤＣモーターは、例えば窓操作機構またはフロントガラスワイパー用として車に広く使用されている。

図１は、本発明の一態様によるブラシ保持装置１の等角図である。ブラシ保持装置１の異なる態様または特徴は、図１〜図１１に示される。

ブラシ保持装置１は、ブラシ保持器２、プラグ３、第１プリント回路基板４を備える。

ブラシ保持器２は、チョークコイルをそれぞれ保持する２つの筒状チョークコイル保持筒部２１ａおよび２１ｂを備える。各チョークコイルは、それぞれのブラシに接続され、ブラシは、通常チョークコイルの近くに配置された対応するブラシチューブに挿入される。通常ＤＣ電動モーターは、２つのブラシを使用するが、２つ以上のブラシを有するＤＣ電動モーターも存在する。カーボンブラシは図１の斜視図には見えないが、ブラシ保持器２の底側から２つのブラシチューブに挿入されている。

プラグ３は、ブラシ保持器２から半径方向の外向きに延びる。第１プラグ接触子３１および第２プラグ接触子３２は、プラグ３に固定され、ブラシ保持器２に向かって延びる。第１プラグ接触子３１および第２プラグ接触子３２は、導電性材料、典型的には金属インサートで作られ、ブラシに電力を供給するよう構成されている。

第１プラグ接触子３１は、第１接触タブ７１を有し、かつ第２プラグ接触子３２は、第２接触タブ７２を有し、これらは、第１カーボンリード線２３および第２カーボンリード線２４に溶接またははんだ付けされるよう構成されている。

第１プラグ接触子３１および第２プラグ接触子３２は、プラグ３に圧入された第１圧入部および第２圧入部によってそれぞれプラグ３に固定される。第１圧入部３８を有する第１プラグ接触子３１の詳細図は、図７に示されている。第２プラグ圧入部は、第１圧入部と同じである。

第１プラグ接触子３１および第２プラグ接触子３２は、図３ａに最も良く示されているチョークコイル８を介してブラシ８ａに接続されている。

図３ａ、図３ｂに最もよく示されるように、第３接触子３３および第４接触子３４がまた設けられる。

第１プラグ接触子３１および第２プラグ接触子３２を別の部材を介してチョークコイル８またはブラシ８ａに接続することができる。

プラグ３は、プラグ３から軸方向に延びるとともに第１回路基板４の縁を囲む、より正確には軸方向に上方を向いて円周方向に延びる回路基板収容部９を有する。

第１回路基板４は、第１プラグ接触子３１および第２プラグ接触子３２に挿入される。図１、図２、図４〜図６に良く見えるように、第１回路基板４は、第１接触領域４５および第２接触領域４６を有する。第１接触領域４５は第１スリット６１を有し、第２接触領域４６は第２スリット６２を有し、これらのスリットは、第１プラグ接触子３１および第２プラグ接触子３２をそれぞれ収容するよう構成されている。

第１スリット６１および第２スリット６２はそれぞれ、第１回路基板４の下端部を切り欠くことによって得られる形を有する。

第１接触領域４５および第１プラグ接触子３１の間、第２接触領域４６および第２プラグ接触子３２の間の電気接続はそれぞれはんだ、または溶接によって得られる。

第１接触領域４５は、第１スリット６１を囲む第１ランド部６４を有する。同様に、第２接触領域４６は、第２スリットを囲む第２ランド部６５を有する。第１および第２ランド部６４、６５は、銅箔から形成される。

第１回路基板４は、第１および第２スリット６１，６２の間の中央に位置する第３スリット６３、および第３スリット６３を囲む第３ランド部６６を有する。

第１ランド部６４、第２ランド部６５、および第３ランド部６６はそれぞれ電気的に接続されている。図６に示されるように、薄板金属接地板の形の接地部材６は、はんだまたは溶接によって第３ランド部に電気的に接続される導通部を有する。

第１および第２スリット６１，６２は、示された実施形態において第１回路基板４の軸方向における端部に位置している。しかし、これは本発明を限定するものではなく、図９に示すように第１および第２スリット６１，６２が半径方向における端部に位置することも可能である。図９は、第１スリット６１ａを有する第１接触領域４５、および第２スリット６２ａを有する第２接触領域４６ａを有する回路基板４ａを示しており、各スリットは、第１プラグ接触子３１および第２プラグ接触子３２をそれぞれ収容するよう構成されている。

薄板金属接地板６は、薄板金属接地板６がブラシ保持装置１に取り付けられた場合に、プリント回路基板４の第３スリット４８に挿入される接触タブ７を提供する。この構成により、薄板金属接地板６を介した接地コネクタおよび機械ハウジング間の短い接続が可能となる。この方法において、補償電流が非常に低く保たれるように、中央グランド領域を完全にシールドされた機械ハウジングに非常に近接させることができる。このようにして、プリント回路基板上のＥＭＩ抑制部品がこの中央グランド領域に非常に密接に配置され、良好な性能を達成することができる。

好ましくは、第１スリット６１の幅Ｗ１は、第１プラグ接触子３１の厚みよりも大きく、かつ第２スリット６２の幅Ｗ２は、第２プラグ接触子３２の厚みよりも大きい。このように、第１スリット６１が第１プラグ接触子３１に挿入され、かつ第２スリット６２が第２プラグ接触子３２に挿入される場合に、第１スリット６１は、第１プラグ接触子３１にクランプし、かつ第２スリット６２は、第２プラグ接触子３２にクランプする。

第１回路基板４は、第４スリット６７および第５スリット６８を有する。

第１回路基板４は、電磁気干渉抑制部品４１，４２，４３，４４としての電気部品４１，４２，４３，４４を有し、これらの電気部品は、第１接触領域４５および第２接触領域４６に電気的に接続される。電磁気干渉抑制部品４１，４２，４３，４４は、直接または間接的に接地される。

ブラシ保持装置１は、プラグ３をブラシ保持器２に取り付けることによって形成することができる。正確には、ブラシ保持器２を組み立てられたプラグ３上に摺動させて、それによりプラグ３をブラシ保持器２の外周に取り付ける。プラグ３は、ブラシ保持器２の中央開口部２５に対してブラシ保持器２の外周の半径方向に外向きに延びる。しっかりした組み立てを達成するためにプラグ３およびブラシ保持器２には、対応するスナップインロック要素が設けられている。

図１０および図１２に見えるように、ブラシ保持器２は、ハウジングの円筒部分の内側に位置し、かつ第１回路基板４は、ブラシ保持器２の半径方向内側に位置する。別の実施形態において、第１回路基板４は、ブラシ保持器２の半径方向内側に位置することが可能である。

第１カーボンリード線２３を第１接触タブ７１に、および第２カーボンリード線２４を第２接触タブ７２にはんだ付け、または溶接することができる。

図１１に明らかなように、第１回路基板は、板が広がる方向に沿って銅箔Ｆを有する。銅箔がある場所Ａの面積は、第１回路基板（４）において、銅箔がない場所Ｂの面積よりも広い。ブラシ保持装置がモーター１８０内に組み立てられた場合に、銅箔Ｆは、任意のブラシ８ａの先端および貫通孔１９５を接続する仮想線Ｌ上に位置する。

図１２は、本発明の別の態様によるブラシ保持装置１０１の等角図であり、図１３は、本発明の一態様による第１組み立て段階におけるブラシ保持装置１０１を示す。

ブラシ保持装置１００は、ブラシ保持器１０２、プラグ１０３、および第１プリント回路基板１０４を備える。

ブラシ保持器１０２は、チョークコイルをそれぞれ保持する２つの筒状チョークコイル保持筒部１２１ａおよび１２１ｂを備える。各チョークコイルは、それぞれのブラシに接続され、ブラシは、通常チョークコイルの近くに配置された対応するブラシチューブに挿入される。通常ＤＣ電動モーターは、２つのブラシを使用するが、２つ以上のブラシを有するＤＣ電動モーターも存在する。カーボンブラシは図１２の斜視図には見えないが、ブラシ保持器１０２の底側から２つのブラシチューブに挿入されている。

ブラシ保持器１０２の形は、電動モーターの図示しないステータハウジングの表面に一致する。ブラシ保持装置１０１およびモーターは、ブラシ保持装置１を電動モーターのステータハウジングに連結するための対応するスナップイン固定手段を備える。ブラシ保持器１０２は、中央開口部１２５を備える。

当業者は、電動モーターを組み立てる過程において、ローターの整流子がステータハウジングから延びるようにローターがステータハウジングに挿入されることを理解するだろう。本発明の説明において、「上部」または「上」という語句は、ローターの図示しないコイルに対して整流子が指す方向を示す。「下部」または「下」と言う語句は、ローター軸に対して整流子とは反対の方向を示す。

図示しないローターがステータハウジングに挿入されると、ブラシ保持装置１は、自身の中央開口部１２５によって図示しないローターの図示しない整流子に挿入され、図示しないステータハウジングに固定される。このように、図示しないカーボンブラシは、整流子に密接に載置される。カーボンリード線１２３，１２４が各カーボンブラシに取り付けられる。カーボンリード線は、対応するチョークコイルを介してそれぞれのブラシと接続するためにブラシ保持器１０２の上側のチョークコイル保持筒部１２１ａ，１２１ｂに誘導される。カーボンリード線１２３，１２４は、第１プラグ接触子１３１および第２プラグ接触子１３２の第１および第２接触タブ１７１，１７２に接続される。第１および第２接触タブ１７１，１７２は、プラグ１０３からチョークコイル保持筒部１２１ａ，１２１ｂの方向に延びている。

実際、ブラシ保持装置１０１は、以下に一つずつ示され、かつ説明されるいくつかの組み立てステップによって個別の部品から組み立てられる。図１３は、プラグ１０３の第１組み立てステップを示す。図１２に関して、プラグ１０３は、図１３と上下逆に描かれている。

プラグ１０３は、プラスチック製の射出成形部品であるプラグハウジング１３６を備える。プラグハウジング１３６は、プラグ接触子を収容するチャネルを備える。本発明の説明された実施形態においては、第１プラグ接触子１３１、第２プラグ接触子１３２、第３プラグ接触子１３３、第４プラグ接触子１３４、および第５プラグ接触子１３５を収容するための５つのチャネルがある。当業者であれば、個々の設計要件に応じてプラグ接触子１３１，１３２，１３３，３１４，１３５の数を変えることができ、５つのプラグ接触子の数は一例に過ぎないことを理解するだろう。チャネルは、プラグ接触子１３１，１３２，１３３，１３４，１３５が互いに電気的に隔離され、かつ互いに接触しないように設計される。

図１２〜図１３の実施形態において、第１プラグ接触子１３１、第２プラグ接触子１３２、第３プラグ接触子１３３、第４プラグ接触子１３４、および第５プラグ接触子１３５は、金属シートから打抜かれ、適切な形に曲げられる。

プラグ接触子１３１，１３２，１３３，１３４，１３５は、２つの端部を備え、第１端部は、ラグを形成し、かつ第２端部は、機械的かつ電気的に接続された接触タブを形成している。本発明の実施形態において、プラグ接触子は、単一部品から成る。当業者であれば、プラグ接触子を個別の部品から組み立てられることを理解するだろう。

プラグ接触子１３１，１３２，１３３，１３４，１３５のラグは、プラグハウジング１３６の内側に配置されている。したがって図では見えない。ラグは、図示しないカウンタープラグのメス部分に接続するために設けられている。図示しないカウンタープラグによって、電動モーターには、正負電源電圧、グランドレベル、および２本の信号線が供給される。

第１プラグ接触子１３１は、第１カーボンブラシに正の電源電圧を供給するために設けられている。ブラシ保持装置１０１の組立状態において、第１接触タブ１７１は、プラグハウジング１３６から突出するとともに、ブラシ保持器１０２に向かって延びる。第１接触タブ１７１は、ブラシ保持装置１０１の組立状態において、第１接触タブ１７１が中央開口部１２５を時計回りに囲むように２回曲げられており、それにより第１接触タブ１７１は、第１のチョークコイル保持筒部１２１ａに到達するか、またはほぼ到達する。

プラグ接触子１３２は、第２カーボンブラシに負の電源電圧を供給するように設けられている。ブラシ保持装置１０１の組立状態において、第２接触タブ１７２は、プラグハウジング１３６から突出するとともに、ブラシ保持器２０２に向かって延びる。第２接触タブ１７２は、ブラシ保持装置２０１の組立状態において第２接触タブ１７２が中央開口部２２５を反時計回りに囲むように２回曲げられており、それにより、第２接触タブ１７２が第２のチョークコイル保持筒部２２１ｂに到達するか、またはほぼ到達する。プラグ１０３をブラシ保持板１０２に組み立てた後、第１接触タブ１７１は、第１カーボンリード線１２３にはんだ付けまたは溶接され、第２接触タブ１７２は、第２カーボンリード線１２４にはんだ付けまたは溶接される。

当業者であれば第１接触タブ１７１および第２接触タブ１７２を異なるように曲げることができることを理解するだろう。例えばまた、目的を達成させるために第１接触タブ１７１および第２接触タブ１７２を湾曲させることができる。

組み立てステップにおいてプラグ接触子１３１，１３２，１３３，１３４，１３５がプラグハウジング１３６に挿入された後、薄板金属接地板１０６がプラグハウジング１３６の案内溝（図では見えない）に挿入される。

当業者は、図１３を参照して説明されたブラシ保持装置１０１の組み立て工程は、ブラシ保持装置１の組み立て工程に類似していることを理解するだろう。

図１４は、本発明の一態様によるブラシ保持装置２０１の等角図である。ブラシ保持装置２０１は、ブラシ保持装置１および１０１に類似している。ブラシ保持装置２０１は、基本的に第２回路基板２０５においてブラシ保持装置１および１０１とは異なっている。

ブラシ保持器２０２は、チョークコイルをそれぞれ保持する２つの筒状チョークコイル保持筒部２２１ａおよび２２１ｂを備える。各チョークコイルは、それぞれのブラシに接続され、ブラシは、通常チョークコイルの近くに配置された対応するブラシチューブに挿入される。通常ＤＣ電動モーターは、２つのブラシを使用するが、２つ以上のブラシを有するＤＣ電動モーターも存在する。カーボンブラシは図１４の斜視図には見えないが、ブラシ保持器２０２の底側から２つのブラシチューブに挿入されている。

プラグ２０３は、ブラシ保持器２０２から半径方向の外向きに延びる。第１プラグ接触子２３１および第２プラグ接触子２３２は、プラグ２０３に固定され、ブラシ保持器２に向かって延びる。第１プラグ接触子２３１および第２プラグ接触子２３２は、導電性材料、典型的には金属インサートで作られ、ブラシに電力を供給するよう構成されている。

第１プラグ接触子２３１は、第１接触タブ２７１を有し、かつ第２プラグ接触子２３２は、第２接触タブ２７２を有し、これらは、第１カーボンリード線２２３および第２カーボンリード線２２４に溶接またははんだ付けされるよう構成されている。

前述の第１回路基板４と同じであり、電磁気干渉抑制部品を有する第１回路基板（またＥＭＩ抑制基板と呼ぶ）２０４は、第１プラグ接触子２３１および第２プラグ接触子２３２に挿入される。第１回路基板２０４は、第１回路基板４と同様に第１接触領域および第２接触領域を有する。第１接触領域は、第１スリットを有し、第２接触領域は第２スリットを有し、これらのスリットは、第１プラグ接触子２３１および第２プラグ接触子２３２をそれぞれ収容するよう構成されている。

第１回路基板２０４は、軸方向に延びる板形状を有し、第２回路基板２０５は、軸方向に延びる板形状を有する。第２回路基板２０５は、第１回路基板２０４に対して半径方向内側に位置するよう構成されている。

第２回路基板２０５は、センサ磁石の磁極を検出する磁極センサ２５１を有する。第２プリント回路基板２０５は、回転磁場を検出するホールセンサ２５１を提供する。その機能により、以下では第２プリント回路基板２０５をセンサボード２０５と呼ぶ。

図１５に示すように、センサボード２０５は、第３接触領域２５２および第４接触領域２５４を有する。第１ドリル孔２５３は、第３接触領域２５２を通り穿孔され、第２ドリル孔２５５は、第４接触領域２５４を通り穿孔される。

第３プラグ接触子２３３および第４プラグ接触子（見えない）もプラグ２０３に固定されるとともに、ブラシ保持器２０２に向かって延びている。はんだ付けまたは溶接によって、第３プラグ接触子２３３は第１ドリル孔２５３に電気的に接続され、かつ第４プラグ接触子は第２ドリル孔（図１４では見えない）に電気的に接続される。したがって、第３および第４プラグ接触子２３３，２３４は、磁極センサ２５１の出力を読み取ることができ、それによりローターの回転角度を検出する。

したがって、第１ドリル孔２５３および第２ドリル孔２５５の間の距離は、第３プラグ接触子２３３および第４プラグ接触子の接触タブの間の距離にほぼ一致する。

当業者は、第２プリント回路基板が代替的に、または補足的に温度センサなどの他のセンサ、または他の目的のための他の電子部品を設けることができること、それにしたがって２つ以上のさらなる接触領域を設けることができることを理解するだろう。

図１６は、本発明の一態様によるモーター８０の横断面図を示し、図１７は、本発明の一態様による前記モーター８０の斜視図を示す。

モーター８０は、回転部８１および固定部９１を備える。回転部８１は、シャフト８２、シャフトに固定されたローターコア８３、およびローターコア８３の周りに巻かれたコイル８４を有する。

図１５および図１６の実施形態において、モーターは、図１２〜図１３のブラシ保持装置２０１と同じブラシ保持装置を有する。以下では、ブラシ保持装置２０１を参照する。

固定部９１は、ブラシ保持装置２０１、ブラシ保持装置の一部をカバーするハウジング９２、ハウジング９２内部に固定された磁石９３、およびハウジング内に保持され、シャフト８２を支持する軸受９４を有する。

ハウジング９２は、円筒部分９２ａ、ふた部分９２ｂ、および底部分９２ｃを有する。円筒部分９２ａ、底部分９２ｃ、およびふた部分９２ｂは、複数の部材から形成することができるが、単一の部材から形成することもできる。

ハウジングの円筒部分９２ａは、半径方向に貫通する貫通孔９５を有する。プラグ２０３は、貫通孔９５を通じて外部に露出している。ブラシ保持器の軸方向の端部は、ハウジングのふた部分９２ｂおよび底部分９２ｃによって覆われている（図１６に最もよく示される）。

第１回路基板２０４は、ブラシ保持装置２０１によって保持され、ハウジングの円筒部分９２ａに沿って軸方向に延びる。第１回路基板２０４および第２回路基板２０５の両方は、板形状を有し、軸方向に延びる。

第２回路基板２０５は、第１回路基板２０４の半径方向内側に位置し、第２回路基板２０５の磁極センサ２５１は、センサ磁石９３と半径方向において対向している。

固定部９１は、第３プラグ接触子２３３および第４プラグ接触子をさらに有し、これらの接触子は、ブラシ保持器２０２に向かって延び、はんだ付け、または溶接によってドリル孔２５３，２５５に電気的に接続されている。したがって、第３および第４プラグ接触子は、磁極センサ２５１の出力を読み取ることができ、それによりローターの回転角度を検出する。

第５プラグ接触子を設けることもできる。

第３プラグ接触子２３３および第４プラグ接触子は、第１回路基板２０４の第４および第５スリットを貫通する。

図１８は、本発明の一態様によるモーター１８０の斜視図であり、図１９は、図１８のモーターのモーターハウジングの貫通孔に取り付けられたブラシ保持装置の詳細図である。図２０は、図１８のモーターのモーターハウジングの貫通孔に取り付けられたブラシ保持装置の別の図である。

モーター１８０は、ブラシ保持装置が取り付けられている点がモーター８０と基本的に異なっている。

モーター１８０は、モーター８０の回転部および固定部と同様の回転部８１および固定部９１を備える。したがって、シャフト８２、シャフトに固定されたローターコア８３、およびローターコア８３の周りに巻かれたコイル８４を有する回転部８１を示す図１６を参照されたい。

図１〜図１０のブラシ保持装置１と同じブラシ保持装置が設けられる。以下は、ブラシ保持装置１を参照されたい。したがって、円筒部分９２ａ、ふた部分９２ｂ、および底部分９２ｃを有するハウジング９２を示す図１６を参照されたい。

円筒部分９２ａ、底部分９２ｃ、およびふた部分９２ｂは、複数の部材で形成することができ、また単一の部材によって形成することもできる。

ハウジングの円筒部分９２ａは、半径方向に貫通する貫通孔９５を有する。プラグ３は、貫通孔９５を通り外部に露出し、ブラシ保持器の軸方向の端部は、ハウジングのふた部分９２ｂおよび底部分９２ｃによって覆われている。

固定部９１は、ブラシ保持装置１、ハウジング９２、ハウジング９２内部に固定された磁石９３、およびハウジング内に保持され、かつシャフト８２を支持する軸受９４を有する。

貫通孔９５および第１回路基板４は、半径方向において重なる。

第１回路基板４は、貫通孔９５の下端６１４よりも軸方向においてさらに上側に位置する上端部５１４を有する。第１回路基板４は、ハウジングの貫通孔９５の軸方向における高さ寸法Ｈ２よりも大きい第１回路基板４の軸方向における高さ寸法Ｈ１を有する。第１回路基板４は、貫通孔９５の円周方向における幅寸法Ｌ２よりも大きい第１回路基板４の円周方向における幅寸法Ｌ１をさらに有する。言い換えれば、第１回路基板４は、ハウジングの貫通孔９５によって形成された開口部を閉じることができる。

第１回路基板４は、ハウジングの円筒部分の内側に位置する。第１回路基板４は、ブラシ保持器の半径方向外側に位置する。

あるいは、第１回路基板は、ブラシ保持器の半径方向内側に位置してもよい。

ブラシ保持装置１によって保持された第１回路基板４は、実質的に垂直に、ハウジングの円筒部分に沿って半径方向に延びる。図２０に良く示されるように、固定部９１は、ハウジング９２に固定されたプラグ部材３ｐを有し、ハウジングの貫通孔９５と半径方向において重なる。

１ ブラシ保持装置
２ ブラシ保持器
３ プラグ
４ 第１プリント回路基板
６ 薄板金属接地板
７ 接触タブ
８ チョークコイル
８ａ ブラシ
９ 回路基板収容部
２１ａ，２１ｂ 筒状チョークコイル保持筒部
２３ 第１カーボンリード線
２４ 第２カーボンリード線
２５ 中央開口部
３１ 第１プラグ接触子
３２ 第２プラグ接触子
３３ 第３接触子
３４ 第４接触子
３８ 第１圧入部
４１，４２，４３，４４ 電磁気干渉抑制部品
４５ 第１接触領域
４６ 第２接触領域
４８ 第３スリット
６１ 第１スリット
６２ 第２スリット
６３ 第３スリット
６４ 第１ランド部
６５ 第２ランド部
６６ 第３ランド部
６７ 第４スリット
６８ 第５スリット
７１ 第１接触タブ
７２ 第２接触タブ
８０ モーター
８１ 回転部
８２ シャフト
８３ ローターコア
８４ コイル
９１ 固定部
９２ａ 円筒部分
９２ｂ ふた部分
９２ｃ 底部分
９２ ハウジング
９３ センサ磁石
９４ 軸受
９５ 貫通孔

Claims (6)

1. 回転部、および固定部を備えるモーターであって、
   前記回転部は、シャフトと、前記シャフトに固定されたローターコアと、前記ローターコアの周りに巻かれたコイルと、前記シャフトに固定されたセンサ磁石とを有し、
   前記固定部は、ブラシ保持装置（１）と、前記ブラシ保持装置（１）の一部をカバーするハウジングと、前記ハウジングの内部に固定された磁石と、前記ハウジング内に保持されるとともに、前記シャフトを支持する軸受と、板形状を有するとともに軸方向に延びる第１回路基板（４）と、板形状を有するとともに前記軸方向に延びる第２回路基板（５）とを有し、
   前記ハウジングは、円筒部分、ふた部分、および底部分を有し、
   前記ブラシ保持装置（１）は、ブラシ保持器（２）と、前記ブラシ保持器（２）から半径方向外向きに延びるプラグ（３）と、前記プラグ（３）から前記ブラシ保持器（２）に向かって延びる第１プラグ接触子（３１）および第２プラグ接触子（３２）と、前記第１回路基板（４）と、チョークコイルと、ブラシとを有し、
   前記第１回路基板（４）は、前記第１プラグ接触子（３１）および前記第２プラグ接触子（３２）に接続され、
   前記第１プラグ接触子（３１）および前記第２プラグ接触子（３２）は、前記チョークコイルを介して前記ブラシに接続され、
   前記第１プラグ接触子（３１）および前記第２プラグ接触子（３２）は、導電性材料から作られ、かつ前記ブラシに電力を供給し
   前記第１回路基板（４）は、電磁気干渉抑制部品（４１，４２，４３，４４）を有し、
   前記第２回路基板（５）は、前記センサ磁石の磁極を検出する磁極センサを有し、
   前記第２回路基板（５）は、前記第１回路基板（４）の半径方向内側に位置し、かつ
   前記第２回路基板（５）の前記磁極センサは、半径方向において前記センサ磁石に対向している、モーター。
2. 前記固定部は、前記ブラシ保持器（２）に向かって延びる第３プラグ接触子および第４プラグ接触子をさらに有し、
   前記第２回路基板（５）は、複数のドリル孔を有し、かつ
   前記第３プラグ接触子および前記第４プラグ接触子は、はんだ付け、または溶接によって前記ドリル孔に電気的に接続されている、請求項１に記載のモーター。
3. 前記プラグ（３）が回路基板固定部を有し、かつ
   前記回路基板固定部が前記第２回路基板（５）を保持する、請求項１または２に記載のモーター。
4. 前記第２回路基板（５）が前記第１プラグ接触子（３１）および前記第２プラグ接触子（３２）の間に位置している、請求項１または３に記載のモーター。
5. 前記第１回路基板（４）が第３プラグ接触子および第４プラグ接触子の間に位置している、請求項１または４に記載のモーター。
6. 前記第１回路基板（４）が第４スリットおよび第５スリットを有し、かつ
   第３プラグ接触子および第４プラグ接触子が前記第４スリットおよび前記第５スリットを貫通する、請求項１または４に記載のモーター。

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