JP5528573B2

JP5528573B2 - 軸受けシールド

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Publication number: JP5528573B2
Application number: JP2012547466A
Authority: JP
Inventors: ヘルミハッサム
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-11-23
Also published as: EP2522067A2; WO2011082879A2; WO2011082879A3; DE102010000710A1; JP2013516950A; EP2522067B1; CN102792562B; CN102792562A; US20130015737A1; US9006961B2

Description

本発明は、ロータとステータとを備えた電動モータのための軸受けシールドに関する。この軸受けシールドは、ロータの軸を支承するための軸受けのための受容部を有していて、当該軸受けシールドは、電動モータのケーシング内に配置されている。

背景技術
電動モータに設けられる多数の軸受けシールドが公知である。ドイツ連邦共和国実用新案第２０１１９１０８号明細書から軸受けシールドを備えた電動モータが公知であり、この公知の軸受けシールドは、少なくとも１つの構成部材、特にコイルのための接触面を有している。複数のコイルがケーブルによってコネクタに接続されている。この場合、ケーブルはケーブルガイドを介して軸受けシールドを貫通して、電動モータのケーシングの内室へとガイドされる。更に、軸受けシールドはディスクを備えた接触面を有しており、この場合、この接触面とディスクとは、別の複数の構成部材を固定するために使用される。この場合には電動モータの通風が制限されないことが望ましい。

更にヨーロッパ特許第１０２４５８１号明細書から、電動モータ及び電動モータのコイルを接触接続するための方法が公知であり、この場合、コイルは、コイルの線材端部がコイルの後ろ側の端面から出るように巻成されている。コイルの前記端面には更に、コンタクト支持体が配置されており、このコンタクト支持体にコイルの線材端部が案内されて、コンタクト支持体のグリッパによって把持されており、このグリッパには、線材端部を取り付けるために、櫛又はフォークの形状の取付け装置が、手繰り込み補助手段として装備されている。この場合、少なくとも２つの線材端部が、グリッパによってコンタクト支持体の一方の端面側にまとめられている。更に、これらのコイル端部は、コンタクト支持体の前記端面において、圧接コンタクトを介して互いに導電接続されている。この場合、コイルはステータの構成部材である。更に、ロータはケーシング内に配置された軸受けと、軸受けシールド内に配置された軸受けとによって支承される。

発明の開示
本発明の課題は、簡単に構成されていて、且つ電動モータのための構成空間を最適に利用する、電動モータのための軸受けシールドを提供することにある。

この課題は請求項１記載の軸受けシールドによって解決される。別の構成は、従属請求項に記載されている。

本発明に基づき、軸受けシールドが導電部を有しており、この導電部が、ステータの少なくとも１つのコイルを電源接続部及び／又はステータの別のコイルに接続することにより、軸受けシールドを特に簡単に構成することができ、且つ構成空間が最適化された電動モータの内室が提供されるということが判った。

このことは、ロータの軸を支承するという軸受けシールドの課題と、電動モータのステータの個々のコイルを接続するというコンタクトプレートの課題とが１構成群においてまとめられて、その結果、電動モータの内室における構成空間が最適に利用され、且つ電動モータの組込みにおいて、組込み時間が減少される、という利点を有している。

本発明の別の構成では、導電部が第１のコンタクト面と第２のコンタクト面とを有しており、この場合、第１のコンタクト面は電源接続部に接続されており、第２のコンタクト面は少なくとも１つのコイルに接続されている。このようにして、複数のコイルを互いに且つ電源接続部に確実に接続することができる。

本発明の更に別の構成では、前記両コンタクト面のうちの少なくとも１つが圧接コンタクトとして形成されている。このことは、圧接コンタクトによって、複数のコイルのリード線及び／又は電源接続部の導線との接触接続が迅速且つ確実に行われる、という利点を有している。

本発明の更に別の構成では、軸受けシールドがプレート状に構成されており、この場合、軸受けシールドの第１の側に第１のコンタクト面が配置されており、軸受けシールドの第２の側に第２のコンタクト面が配置されている。このことは、コイルに通じるリード線を、軸受けシールドを貫通させてガイドする必要がなく、これにより軸受けシールドを迅速且つ確実に電動モータに組み込むことができ、しかも、この工程においてコイルの接触接続もやはり行われる、という利点を有している。

本発明の更に別の構成では、電源接続部との接続は第１のコンタクト面において、且つ／又はコイルとの接続は第２のコンタクト面において、溶接工程、ろう接工程又はクリンプ工程により行われる。このようにして、製作プロセスにおいて、軸受けシールドを介して迅速且つ確実に、電動モータの構成要素の接続を行うことができる。

本発明の更に別の構成では、導電部が、レール状に形成されており且つ／又は少なくとも１つの保持部材を介して軸受けシールドに固定されている。このようにして、導電部は確実に軸受けシールドに固定され得る。

本発明の更に別の構成では、軸受けシールドは、軸受けの受容部に、少なくとも１つの係止突起を有しており、この係止突起は、軸受け及び／又はスプリングワッシャを軸受けシールドに固定するように構成されている。このようにして、軸受け及び／又はスプリングワッシャは、迅速且つ確実に受容部において位置固定され得る。

本発明の更に別の構成では、係止突起は係止ノーズの裏側に、ばねリングを受容する受容部を有している。このようにして、ばねリングによって確実な保持力を、軸受け及び／又はスプリングワッシャを位置固定するための係止突起にもたらすことができる。このことは、軸受け及び／又はスプリングワッシャが特にしっかりと受容部において位置固定されている、という利点を有している。

本発明の更に別の構成では、軸受けシールドは周面側に、少なくとも１つの係止要素を有しており、この係止要素は、軸受けシールドを電動モータのケーシング内で固定するように構成されている。このようにして、軸受けシールドは製作工程において簡単に、電動モータのケーシング内で位置固定され得る。

第１の軸受けシールドの斜視図である。第１の軸受けシールドを裏から見た斜視図である。第１の軸受けシールドが組み込まれた電動モータのケーシングの断面図である。第１の軸受けシールドの横断面図である。第２の軸受けシールドの横断面図である。第３の軸受けシールドの横断面図である。第４の軸受けシールドの斜視図である。第５の軸受けシールドの斜視図である。導電系統の斜視図である。第６の軸受けシールドの斜視図である。第６の軸受けシールドの斜視図である。

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には、ブラシレス電動モータの第１の軸受けシールド１０の斜視図が示されている。前記電動モータは、１つのケーシング内に配置されたロータとステータとを有している。ロータは、ケーシング内に配置された第１の軸受けと、第１の軸受けシールド１０内に配置された軸受けとによって支承されている。ステータ内には複数のコイルが配置されており、これらのコイルは変化する磁界を形成する。

第１の軸受けシールド１０は支持体１１を有しており、この支持体１１はディスク形に形成されている。支持体１１は中心部に、この支持体１１に配置されている軸受け受容部２５を有している。更に、支持体１１は周面側に、周方向に延びる第１のウェブ３００を有している。支持体１１には複数の導電部１３，２３，２４，６０が配置されている。この場合、これらの導電部１３，２３，２４，６０は、それぞれ異なる平面内で部分的に重なり合って、支持体１１に配置されている。この場合、導電部１３，２３，２４，６０の領域において複数の貫通開口１８が支持体１１に配置されている。導電部１３，２３，２４，６０はレール状に形成されていて、例えば１打抜き‐曲げ加工工程で製作され得る。

導電部１３，２３，２４，６０の固定は、保持部材１７，１９，２０によって行われ、この場合、第１の保持部材１７は、スペーサ１６０と保持ノーズ１６とを有している。スペーサ１６０は、導電部１３，２３，２４，６０を支持体の表面から離している。これによりスペーサ１６０は、導電部１３，２３，２４，６０の固定平面をも確定している。導電部１３，２３，２４，６０を支持体１１に確実に固定するために、第１の保持部材１７の保持ノーズ１６が個々の導電部１３，２４，２３，６０を包囲しており、これにより導電部１３，２３，２４，６０の位置を確定している。この場合、保持ノーズ１６は導電部１３，２３，２４，６０を装着した後に、熱間スタンピング加工法で、垂直方向に直立した位置から約９０°だけ屈曲させることができ、これにより、冷却後の保持ノーズ１６は、導電部１３，２３，２４，６０の移動を防止している。個々の導電部１３，２３，２４，６０は、異なる長さのスペーサ１６０に基づいて、それぞれ異なる平面に配置することができるので、個々の導電部１３，２３，２４，６０は、例えば絶縁された表面に基づいて、相互に絶縁する必要はない。導電部１３，２３，２４，６０の個々の平面の間隔は、これらの導電部１３，２３，２４，６０が相互に接触しないように選択されている。

導電部１３，２３，２４は、各１つの第１のコンタクト位置若しくはコンタクト面１２を有しており、この第１のコンタクト位置１２は圧接コネクタとして構成されている。このことは、第１のコンタクト位置１２を軸受けシールド１０の組立てにおいて迅速且つ確実に、電源接続部の１つの導線と永続的に接続することができる、という利点を有している。

導電部１３，２３，２４，６０は更に、それぞれ異なって配置された第２のコンタクト位置若しくはコンタクト面１５を有しており、この場合、この第２のコンタクト位置１５も第１のコンタクト位置１２と同様に、電動モータのロータ軸の軸線１０１に対して平行に向けられている。第２のコンタクト位置１５は、貫通開口１８の領域に配置されている。これらの貫通開口１８を介して、コイルの個別の導線１４がそれぞれ支持体１１を貫通してガイドされる。これらの導線１４は、溶接工程、ろう接工程又はクリンプ工程により第２のコンタクト位置１５に固定することができる。このことは、コイルの導線１４と導電部１３，２３，２４，６０との間の確実な接続が供与されるという利点を有している。しかしまた、コイルの導線１４若しくは線材を、第１のコンタクト位置１２におけるのと同様に、所定の圧接領域を介して第２のコンタクト面１５に固定することも考えられる。

個々の導電部１３，２３，２４，６０は、これらの導電部に接続されたコイルを通る電流を分配するという課題に対応して構成されている。コイルは三相交流接続部を介して給電されるので、この理由から導電部１３，２３，２４，６０は第１のコンタクト位置１２を備えた３つの電源接続部を有している。個々のコイルは、第１の導電部６０によって互いに接続されており、第１の導電部６０は、第１のコイルから第２のコイルに電流を送る。第１の導電部６０に配置された第２のコンタクト位置１５は、コイルを接続するために働く。

支持体１１の周面側には第１のウェブ３００が配置されている。この第１のウェブ３００は、支持体１１を電動モータのケーシングに固定するために、複数の段部２２，２２０並びに湾入部２１を有している。湾入部２１は、ケーシングに配置された圧着リブ（図示せず）を受容するために役立つ。電動モータのケーシングに軸受けシールド１０を挿入する際に、湾入部が圧着リブに被せ嵌められることによって圧着リブが塑性変形され、この形状接続（嵌合による結合）により、軸受けシールド１０の位置を確定する。軸受けシールド１０の軸方向の移動は、第１のウェブ３００に設けられた第１の段部２２によって規定され、この第１の段部２２は、組立て時に軸受けシールド１０がコイルの方向に更に移動することを阻止する。更に、回転移動は段部２２に配置された複数の第１の切欠き３３によって、これらの第１の切欠き３３が電動モータのケーシングの膨出部を受容することで阻止される。

図２には、第１の軸受けシールド１０を裏から見た斜視図が示されている。プレート状の第１の軸受けシールド１０の中心には軸受け受容部２５が配置されている。軸受けシールド１０は、軸受けの力を支持するために、複数の第２のウェブ２９を有しており、これらの第２のウェブ２９は、第１のウェブ３００を軸受け受容部２５に結合している。個々の第２のウェブ２９の個別に形成されたセグメント間には、それぞれ複数の貫通開口１８が配置されている。コイルの線材をより通しやすくするために、貫通開口１８は面取りされた領域３２を有している。

軸受け受容部２５は、その内周面に、係止ノーズ４４と係止ばね４３とを備えた第１の係止要素２８を有している。この第１の係止要素２８は、スプリングワッシャを保持するように構成されている。このことは、軸受けシールド１０の組み立て中に、支承用に必要とされるスプリングワッシャが軸受け受容部２５から脱落するのを防ぐために、付加的な工具は必要とされない、という利点を有している。

図３には、第１の軸受けシールド１０を備えた電動モータのケーシング３５の部分断面図が示されている。第１の軸受シールド１０の内側には、第１のウェブ３００に対して熱間スタンピングポンチ３４が配置されている。この熱間スタンピングポンチ３４は、第１の軸受シールド１０のスタンピング面３９に載着され且つこのスタンピング面３９を加熱するように構成されている。電動モータのケーシング３５は、第２の切欠き３７を有している。第１のウェブ３００のスタンピング面３９の領域を加熱した後で、熱間スタンピングポンチ３４は第１のウェブ３００の周面を、電動モータのケーシング３５の方向に外側に向かって押圧する。これにより、第１のウェブ３００が外側に向かってプレスされて、ケーシング３５の第２の切欠き３７の輪郭に適合する。

更に、ケーシング３５は第２の段部２２０を有しており、この第２の段部２２０は第１の段部２２に対応配置されている。両段部２２，２２０は、組立て時に第１の軸受けシールド１０が電動モータのケーシング３５内に極端に深くコイルの方向に差し込まれないようにするために役立つ。第１の軸受けシールド１０の周面２３１は、第２のウェブ２９を介して伝達される軸受けの力をケーシング３５の内側２３０で支持するために働く。

図４には、第１の軸受けシールド１０の横断面図が示されている。第１の軸受けシールド１０には更に、転がり軸受け４００とスプリングワッシャ４４とが配置されている。転がり軸受け４００はロータ軸１００を支承している。転がり軸受け４００は、ロータ軸１００に対応配置された内輪４５と、軸受け受容部２５に対応配置された外輪４６とを有している。この場合、軸受け受容部２５は、周面側に配置された支承面４８と、第１の係止要素２８とを有している。左側には、転がり軸受け４００に対してスプリングワッシャ４４が配置されている。このスプリングワッシャ４４は、外輪４６にも、支承面４８を軸方向で制限する第３の段部３１にも接触している。

ロータ軸１００は、転がり軸受け４００を介して支承されている。このためには、ロータ軸１００が転がり軸受け４００の内輪４５にプレス嵌めされている。外輪４６は支承面４８にすべり嵌めされている。ロータ軸を備えてプレス嵌めされる転がり軸受けの、軸受けシールド内への挿入を容易にするために、支承面４８には適時に面取り部４７が設けられている。第１の係止要素２８は、係止ノーズ４２を以てスプリングワッシャ４４を係止し、このようにして第１の軸受けシールド１０におけるスプリングワッシャ４４の簡単な取付けを保証する。

図５には、第２の軸受けシールド９の横断面図が示されている。この第２の軸受けシールド９は、第１の軸受けシールド１０に類似して形成されている。但し、軸受け受容部２５の領域が、図１から図４に示した第１の軸受けシールド１０の実施形態とは相違している。転がり軸受け４００を第２の軸受けシールド９の第２の支持体９０内で固定するために、第２の支持体９０は、支承面４８に沿って複数の第２の係止要素５１を有している。これらの係止要素５１とは反対側で、支承面４８は第３の段部３１によって制限される。前記係止要素５１は、第２の係止ばね５３と、第２の係止ノーズ５４とを有している。係止ばね５３の、転がり軸受け４００とは反対の側に、係止ばね５３はばねリング５０のための受容部５２を有している。この受容部５２は、周方向で第２の係止要素５１を取り囲んで形成されている。第２の係止ノーズ５４は、支承面４８を制限しており且つ転がり軸受け４００の外輪４６が支承面４８から脱出することを阻止している。

第２の係止要素５１は、取付けにおいて簡単且つ迅速に、第２の支持体９０に転がり軸受け４００が組み込まれるようにする、という利点を有している。転がり軸受け４００が、その支承位置方向に押し込まれると、係止ノーズ５４は第２の係止ばね５３によるばね弾性的な懸架に基づいて、転がり軸受けの摺動経路から押し出される。転がり軸受けがストッパに達すると、外輪４６の一方の側面は第３の段部３１に接触する。取付け方向とは逆方向での摺動は、取付け後に再び前記摺動経路内にスナップする第２の係止ノーズ５４を備えた第２の係止要素５１によって阻止される。

図６には、第３の軸受けシールド８の横断面図が示されている。転がり軸受け４００は、図５に示した実施形態とは異なり、プレス嵌めによって第３の軸受けシールド８の第３の支持体８０の支承面４８に固定されている。第３の軸受けシールド８は、第３の支持体８０の支承面４８の領域にスリーブ４８０を有しており、このスリーブ４８０は、例えば金属材料から製作されている。第３の軸受けシールド８の別の製作方法において、スリーブ４８０の周囲には、第３の支持体８０の、例えばプラスチック等の材料が射出成形される。スリーブ４８０は、転がり軸受け４００の外輪４６における確実なプレス嵌めを保証するために役立つ。内輪４５には、ロータ軸１００がすべり嵌めによって配置されている。しかしまた、第３の支持体８０の製作時に既に、転がり軸受け４００の周囲に材料が射出成形されることも考えられる。図示のスリーブ４８０無しで、転がり軸受けの外輪４６をプレス嵌めすることも、やはり可能である。転がり軸受け４００のプレス嵌めに際して、第３の段部３１は、転がり軸受け４００の取付けにおける軸方向位置を第３の軸受けシールド８内で確定するために役立つ。

図７には、第４の軸受けシールド７の斜視図が示されている。この第４の軸受けシールド７は、図１から図４に示した第１の軸受けシールド１０に類似して形成されている。第４の軸受けシールド７は、複数の第３のコンタクト位置６１を有している。図１に示した第１のコンタクト位置１２に代わる第３のコンタクト位置６１は、コンタクトシューを介して接触接続できるように構成されている。このことは、特により大きな横断面の導線と接触接続する際に、これらの導線がコンタクトシューによって第３のコンタクト位置６１に確実に固定されるという利点を有している。導電部１３，２３，２４，６０のレール状の構成は、高電流の場合に必要な所定の横断面をも保証する。

図８には、第５の軸受けシールド６の斜視図が示されている。この第５の軸受けシールド６に加えて付加的に、磁極片７５とコイル７４とを備えた１つの巻成体７７が示されている。第５の軸受けシールド６は、電動モータの内側に向けられた側にも、軸受けシールドの外側にも、導電部１３，２４，２３，６０，７８を有しており、この場合、これらの導電部１３，２４，２３，６０，７８は、第２の保持部材７６によって第５の軸受けシールド６に固定されている。磁極片７５には、２つのピン状のコンタクト部材７３が配置されている。コンタクト部材７３はそれぞれ、コイル７４の１端部に接続されている。内側に配置された第２の導電部７８は、内側に向かって電動モータのケーシング内に突出している第３のコンタクト位置７２を有しており、これらの第３のコンタクト位置７２は、各１つのコンタクト受容部７０を有している。これらのコンタクト受容部７０には、巻成体７７のコンタクト部材７３が係合する。第２の導電部７８は、外側に位置する導電部１３，２３，２４に、導電部材７１を介して接続されている。このことは、第５の軸受けシールド６の電動モータ内への挿入時に、コンタクト位置７２がピン状のコンタクト部材７３に係合することによって、磁極片を備えた複数のコイルが自動的に相互接続されるという利点を有している。このようにして、第５の軸受けシールド６を貫通する、図１から図７に示したコイルの導線の貫通案内、並びに引き続く線材のコンタクト面との接続が回避され得る。このようにして、第５の軸受けシールド６は簡単且つ迅速に、場合によっては自動製作システムによっても、電動モータに組み込むことが可能である。

図９には、導電系統９１の斜視図が示されている。この導電系統９１は、３つの導電部８６，８７，８８を有しており、これらの導電部８６，８７，８８は、１つの共通のコネクタ８００に集合している。個々の導電部８６，８７，８８は、複数の導電部保持部材８１によって隔てられ、且つ図１１に示した第６の軸受けシールド５において、複数の固定部材８２を介して第６の軸受けシールド５に固定される。固定部材８２を介してコネクタ８００を第６の軸受けシールド５に固定し且つコネクタ８００にコネクタソケットを被せ嵌めるための力を確実に支持するために、コネクタ８００は、側方に支持部材９００を有している。

図１０及び図１１には、第６の軸受けシールド５の斜視図が示されている。この第６の軸受けシールド５は、図１０に示した導電系統９１を取り付けるために役立つ。このためには導電系統９１の固定部材８２が、固定開口８３に係合する。導電部９２，９３，９４の接触接続は、コイルの導線が貫通開口１８を通って案内されて、コンタクト面１５に固定されていることにより行われる。このようにして、コイルは配線図に相応して配線され得る。

軸受けシールドの図示の実施形態が例に過ぎないということは、当業者には自明である。しかしながらこの場合に重要なのは、軸受けシールドが軸受けのための慣用の受容部に加えて付加的に、コイルと電源接続部とに接続された複数の導電部を有していることである。このようにして、配線盤を介したコイルの別個の配線を省くことができる。その結果、電動モータのより短い組込み時間、並びに構成空間が最適化された電動モータの構成が得られる。

Claims

ロータとステータとを備えた電動モータのための軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）であって、該軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）が、ロータの軸（１００）を支承するための軸受け（４００）のための受容部（２５）を有していて、当該軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）が、電動モータのケーシング（３５）内に配置されている形式のものにおいて、
軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）は、ステータの少なくとも１つのコイル（７４）を、電源接続部及び／又はステータの別のコイル（７４）に接続するように設計された導電部（１３，２３，２４，６０；８６，８７，８８；９２，９３，９４）を有しており、
導電部（１３，２３，２４，６０；８６，８７，８８；９２，９３，９４）が、軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）の、ケーシング（３５）内のステータとは反対の側に、第１のコンタクト面（１２）と第２のコンタクト面（１５）とを有しており、第１のコンタクト面（１２）は電源接続部に接続されており、第２のコンタクト面（１５）はコイル（７４）に接続されており、
軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）が、該軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）を貫通してコイル（７４）の導線（１４）を案内するために、少なくとも１つの貫通開口（１８）を有しており、
コイル（７４）の導線（１４）が貫通開口（１８）を貫通して案内されて、第２のコンタクト面（１５）に固定されている
ことを特徴とする、ロータとステータとを備えた電動モータのための軸受けシールド。
両コンタクト面（１２，１５）の少なくとも一方が圧接コンタクトとして形成されている、請求項１記載の軸受けシールド。
軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）がプレート状に構成されている、請求項１又は２記載の軸受けシールド。
第１のコンタクト面における電源接続部との接続及び／又は第２のコンタクト面におけるコイル（７４）との接続が、溶接過程、ろう接過程又はクリンプ過程を介して行われる、請求項１から３までのいずれか１項記載の軸受けシールド。
導電部（１３，２３，２４，６０；８６，８７，８８；９２，９３，９４）が、レール状に形成されており且つ／又は少なくとも１つの保持部材（１７，１９，２０）によって軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）に固定されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の軸受けシールド。
保持部材（１７，１９，２０）が、少なくとも１つの保持ノーズ（１６）を有しており、該保持ノーズ（１６）は、導電部（１３，２３，２４，６０；８６，８７，８８；９２，９３，９４）を保持部材（１７，１９，２０）に固定するように設計されている、請求項５記載の軸受けシールド。
軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）が、軸受け（４００）の受容部（２５）に少なくとも１つの係止要素（２８，５１）を有しており、該係止要素（２８，５１）は、軸受け（４００）及び／又はスプリングワッシャ（４４）を軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）に固定するように構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の軸受けシールド。
軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）が、周面側に少なくとも１つの切欠き（３３，３７）を有しており、該切欠き（３３，３７）は、軸受けシールド（５；６；７；８；９；１０）を電動モータのケーシング（３５）内で固定するように構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の軸受けシールド。