DE102014107179A1

DE102014107179A1 - Motor und Herstellungsverfahren einer bewegungseinschränkenden Struktur

Info

Publication number: DE102014107179A1
Application number: DE102014107179.4A
Authority: DE
Inventors: c/o Mabuchi Motor Co. Ltd. Yoshida Atsushi; c/o Mabuchi Motor Co. Ltd. Ogino Hisashi
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2034-05-22
Also published as: US20140346922A1; US10411567B2; JP6212283B2; CN104184247A; DE102014107179B4; JP2014230419A

Abstract

Ein Motor weist eine Bürste auf, die ausgelegt ist, um einen Stromwender zu berühren, und eine bewegungseinschränkende Struktur, die ausgelegt ist, um eine Bewegung der Bürste einzuschränken. Die bewegungseinschränkende Struktur hat: einen Kohlenhalter zum Aufnehmen der Bürste, während eine Bewegung der Bürste in die radiale Richtung des Stromwenders erlaubt wird, und ein umfänglich einschränkendes Teil, um eine Bewegung der Bürste in die umfängliche Richtung des Stromwenders einzuschränken. Das umfänglich einschränkende Teil hat eine Durchgangsöffnung, die durch Ausstanzen ausgebildet ist, durch die die Bürste durchgeht.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht die Priorität der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-109002 , eingereicht am 23. Mai 2013, wobei der gesamte Inhalt dieser hiermit durch Verweis aufgenommen wird.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor und insbesondere einen Motor, der eine Bürste zur Stromversorgung aufweist.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Gleichstrommotoren (unten einfach auch „Motoren” genannt), werden in einer umfassenden Vielfalt von Gebieten und Anwendungen verwendet, die von elektrischen Ausrüstungen für Kraftfahrzeuge usw., bis hin zu audiovisueller Ausrüstung, und von Haushaltsgeräten zu Spielwaren reicht. Ein Gleichstrommotor liefert im Allgemeinen einen elektrischen Strom von einer Gleichstrom-Leistungsversorgung über eine Bürste und einen Stromwender, den die Bürste gleitend berührt, zu einer Rotorwicklung.
Die Bürste ist in einer Bürstenhalterung, in der ein Bewegungsraum in eine Richtung senkrecht zu der Drehwelle des Stromwenders vorgesehen ist, aufgenommen und wird von ihr gehalten, so dass die Spitze der Bürste den Stromwender von dem hinteren Endteil unter Vorspannung durch ein Vorspannelement drückt. Sie ist konzipiert, um einen gewissen Abstand zwischen der Bürste und der Halterung für die Wärmeausdehnung jedes Elements und die maßliche Präzision jedes Bauteils vorzusehen. Wenn der Stromwender sich folglich zu drehen beginnt, kann die Bürste in eine Richtung, in die der Stromwender dreht, durch die Reibungskraft mit dem Stromwender rütteln.
Um diesen Spielraum der Bürste zu eliminieren, wurde ein Motor, der eine Bürstenvorrichtung aufweist, erdacht, bei dem ein Druckteil zum Drücken der Bürste zu einer Seitenwand der Innenwände der Bürstenhalterung in der Bürste vorgesehen ist, wobei die Seitenwand sich auf der Seite der Drehrichtung des Stromwenders befindet (siehe japanische Patentschrift Nr. 2002-369457 ).
Die oben genannte Bürstenhalterung ist aus einem Harz hergestellt und ein ausgeschnittener Teil (Kerbe) ist daran ausgebildet. Das Druckteil ist ein Element, das durch Biegen eines metallischen Materials hergestellt wird, eine Federeigenschaft hat und ist an der Spitze einer Stelle der Bürstenhalterung befestigt, an deren Platz der ausgeschnittene Teil der Bürstenhalterung gebildet wird. Bei der oben genannten Bürstenvorrichtung wird darauf abgezielt, den Spielraum der Bürste durch Drücken der Bürste auf eine Seitenwand der Bürstenhalterung mit einem metallischen Material, das eine Federeigenschaft hat, zu eliminieren. Es gibt jedoch eine Grenze des Eliminierens des Spielraums der Bürste durch die Federeigenschaft eines metallischen Materials, und daher wird der Spielraum der Bürste durch den Abstand zwischen der Bürste und der Bürstenhalterung verursacht.
Außerdem wird eine Bürstenhalterung eines anderen Typs durch Biegen eines metallischen Materials ausgebildet. Sogar bei einem solchen Typ besteht jedoch eine Grenze bei der Arbeitspräzision des Biegens, und ein relativ großer Abstand wird zwischen der Bürste und der Bürstenhalterung verursacht, was daher einen Spielraum der Bürste bewirkt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts dieser Situationen, und ein Zweck der Erfindung besteht darin, einen Motor bereitzustellen, bei dem der Spielraum einer Bürste durch einen einfachen Aufbau eliminiert wird.
Um das oben stehende Problem zu lösen, weist der Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: eine Bürste, die ausgelegt ist, um einen Stromwender zu berühren, und eine bewegungseinschränkende Struktur, die ausgelegt ist, um eine Bewegung der Bürste einzuschränken. Die bewegungseinschränkende Struktur umfasst: eine Halterung zum Aufnehmen der Bürste, während eine Bewegung der Bürste in die radiale Richtung des Stromwenders erlaubt wird, und ein umfänglich einschränkendes Teil, um eine Bewegung der Bürste in die umfängliche Richtung des Stromwenders einzuschränken. Das umfänglich einschränkende Teil hat eine Durchgangsöffnung, die durch Ausstanzen ausgebildet wird, durch die die Bürste durchgeht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun werden Ausführungsformen beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft und nicht einschränkend sein sollen, beschrieben, und wobei gleiche Elemente in mehreren Figuren dieselben Bezugszeichen haben, in welchen:
1 eine Querschnittansicht eines Gleichstrommotors gemäß einer ersten Ausführungsform ist,
2A eine perspektivische Ansicht einer Kohlenhalterstruktur ist, die keine bewegungseinschränkende Struktur gemäß einem Bezugsbeispiel aufweist,
2B eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung ist, die keine bewegungseinschränkende Struktur gemäß dem Bezugsbeispiel aufweist,
3 eine Ansicht ist, die schematisch den Umriss einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der ersten Ausführungsform ist,
4A eine perspektivische Ansicht eines Kohlenhalters gemäß der ersten Ausführungsform ist,
4B eine perspektivische Ansicht einer Grundplatte ist, die ein umfänglich einschränkendes Teil gemäß der ersten Ausführungsform aufweist,
4C eine perspektivische Ansicht der bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der ersten Ausführungsform ist,
5 eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung ist, die eine bewegungseinschränkende Struktur gemäß der ersten Ausführungsform aufweist,
6A eine perspektivische Ansicht einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform ist,
6B eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung ist, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform aufweist,
7A eine perspektivische Ansicht einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der dritten Ausführungsform ist,
7B eine Draufsicht der bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der dritten Ausführungsform ist,
7C eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung ist, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der dritten Ausführungsform aufweist,
8A eine perspektivische Ansicht einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der vierten Ausführungsform ist,
8B eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung ist, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der vierten Ausführungsform aufweist,
9A eine perspektivische Ansicht einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der fünften Ausführungsform ist,
9B eine Draufsicht der bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der fünften Ausführungsform ist,
9C eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung ist, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der fünften Ausführungsform aufweist,
10A eine perspektivische Ansicht eines Kohlenhalters gemäß der sechsten Ausführungsform ist,
10B eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung ist, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der sechsten Ausführungsform aufweist,
11A eine perspektivische Ansicht eines umfänglich einschränkenden Teils gemäß der siebten Ausführungsform ist,
11B eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung ist, die eine bewegungseinschränkende Struktur gemäß der siebten Ausführungsform aufweist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Das soll den Umfang des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung nicht einschränken, sondern die Erfindung beispielhaft erläutern.
Ein Motor gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung weist eine Bürste auf, die ausgelegt ist, um einen Stromwender zu berühren, und eine bewegungseinschränkende Struktur, die ausgelegt ist, um eine Bewegung der Bürste einzuschränken. Die bewegungseinschränkende Struktur umfasst: eine Halterung zum Aufnehmen der Bürste, während eine Bewegung der Bürste in die radiale Richtung des Stromwenders erlaubt wird, und ein umfänglich einschränkendes Teil, um eine Bewegung der Bürste in die umfängliche Richtung des Stromwenders einzuschränken. Das umfänglich einschränkende Teil hat eine Durchgangsöffnung, die durch Ausstanzen ausgebildet ist, durch die die Bürste durchgeht.
Gemäß diesem Aspekt kann der Spielraum der Bürste eliminiert werden, weil die maßliche Präzision des umfänglich einschränkenden Teils aufgrund des Ausstanzens hoch ist. Ferner kann das Ausstanzen bei einer Vielzahl von Elementen gleichzeitig ausgeführt werden, anders als das Biegen, was zu einer Verbesserung der Produktivität beiträgt. Hier weist das Ausstanzen zum Beispiel das Drücken auf, so dass ausgestanzt und durchstoßen wird. Das Material des umfänglich einschränkenden Teils ist nicht besonders vorgegeben, solange die gewünschte Präzision erzielt werden kann, und Beispiele umfassen zum Beispiel Metallplatten aus Messing, Kupfer und dergleichen. Beispiele des Materials für die Bürste umfassen Carbon, Edelmetalle, Legierungen davon und dergleichen. Ein Beispiel für die Form der Bürste weist ein abgefastes Rechteck-Parallelepiped auf.
Die Durchgangsöffnung kann eine Form haben, bei der der Umfang der Durchgangsöffnung geschlossen ist. Dadurch wird die Steifigkeit des gesamten Elements, das die Durchgangsöffnung umgibt, höher als die des Falls, bei dem ein Schlitz in einem Teil des Umfangs der Durchgangsöffnung vorgesehen ist, was eine Verformung durch externe Kraft eliminieren kann. Ferner ist eine Verformung, die durch das Ausstanzen erfolgt, gering, so dass die Durchgangsöffnung, die eine hohe maßliche Präzision hat, ausgebildet werden kann.
Der Halter kann ein röhrenförmiges Element sein, und das umfänglich einschränkende Teil kann ein Element sein, das ein Positionierungsteil hat, durch das die Halterung positioniert wird.
Die Halterung und das umfänglich einschränkende Teil können aus einem einzigen Element ausgebildet sein. Dadurch kann die Anzahl der Teile verringert werden, und es ist nicht erforderlich, Positionspräzision beim Zusammenfügen zu berücksichtigen.
Die bewegungseinschränkende Struktur kann einen gebogenen Teil aufweisen, durch den die Halterung und das umfänglich einschränkende Teil miteinander verbunden werden. Der gebogene Teil kann mit der Seitenwand der Halterung verbunden sein.
Das umfänglich einschränkende Teil kann ein plattenförmiges Element sein, in dem die Durchgangsöffnung ausgebildet ist, und in der Halterung kann ein Einfügeloch ausgebildet sein, in das das umfänglich einschränkende Teil derart eingefügt wird, dass die Durchgangsöffnung in dem Innenraum, in dem sich die Bürste bewegt, positioniert ist. Eine Verlagerung des umfänglich einschränkenden Teils selbst kann dadurch eliminiert werden, und der Spielraum der Bürste kann daher weiter eliminiert werden.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls ein Motor. Dieser Motor weist eine Bürste auf, die ausgelegt ist, um einen Stromwender zu berühren, und eine bewegungseinschränkende Struktur, die ausgelegt ist, um eine Bewegung der Bürste einzuschränken. Die bewegungseinschränkende Struktur umfasst: eine Halterung zum Aufnehmen der Bürste, während eine Bewegung der Bürste in die radiale Richtung des Stromwenders erlaubt wird, und ein umfänglich einschränkendes Teil, um eine Bewegung der Bürste in die umfängliche Richtung des Stromwenders einzuschränken. Der Abstand zwischen dem umfänglich einschränkenden Teil und der Bürste, die sich in die umfängliche Richtung des Stromwenders erstreckt, ist ausgebildet, um kleiner zu sein als der zwischen der Halterung unter Bürste, die sich in die umfängliche Richtung des Stromwenders erstreckt.
Gemäß diesem Aspekt ist es nicht erforderlich, den Abstand zwischen der Halterung und der Bürste, die sich in die umfängliche Richtung des Stromwenders erstreckt, kleiner zu machen als zwischen dem umfänglich einschränkenden Teil und der Bürste, die sich in die umfängliche Richtung des Stromwenders erstreckt, und daher braucht die Arbeitspräzision der Halterung nicht so stark erhöht zu werden, was es erlaubt, den Ertrag der Teile zu verbessern.
Noch ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren einer bewegungseinschränkenden Struktur. Dieses Verfahren ist ein Herstellungsverfahren einer bewegungseinschränkenden Struktur, die Folgendes aufweist: eine Halterung zum Aufnehmen einer Bürste, die ausgelegt ist, um einen Stromwender eines Motors zu berühren, während eine Bewegung der Bürste in die radiale Richtung des Stromwenders erlaubt wird, und ein umfänglich einschränkendes Teil, um eine Bewegung der Bürste in die umfängliche Richtung des Stromwenders einzuschränken. Dieses Verfahren weist Folgendes auf: Bilden der Halterung durch Biegen einer Metallplatte und Ausbilden einer Durchgangsöffnung, durch die die Bürste durchgeht, in dem umfänglich einschränkenden Teil durch Ausstanzen.
Gemäß diesem Aspekt kann die maßliche Präzision des umfänglich einschränkenden Teils durch das Ausstanzen erhöht werden, und daher kann die bewegungseinschränkende Struktur, bei der der Spielraum der Bürste weiter eliminiert ist, hergestellt werden.
Unten werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Bei der Beschreibung der Zeichnungen haben gleiche Elemente dieselben Bezugszeichen, und eine doppelte Beschreibung wird entsprechend weggelassen. Zusätzlich sind die unten beschriebenen Ausführungsformen nur dazu bestimmt, die Erfindung beispielhaft zu beschreiben, nicht aber, den Umfang des Schutzbereichs der Erfindung einzuschränken.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine Querschnittansicht eines Gleichstrommotors gemäß einer ersten Ausführungsform. Ein Gleichstrommotor (einfach ein „Motor” genannt) 10, weist Folgendes auf: ein röhrenförmiges Gehäuse 12 mit Boden, von dem eine Seite geschlossen ist, einen Rotor 14, der in dem Gehäuse 12 aufgenommen ist, und ein Zusammenbaugehäuse 16, das in einer Öffnung des Gehäuses 12 installiert ist. Das Gehäuse 12 ist ein Metallelement, und ein Feldmagnet 18 ist an der inneren umfänglichen Oberfläche des Gehäuses 12 befestigt.
Ein Stromwender 22 ist im Teil einer Welle 20 des Rotors 14 bereitgestellt, wobei die Welle 20 als Drehwelle dient. Das Zusammenbaugehäuse 16 weist eine Bürstenhalterung auf, die ein Paar Kohlenbürsten aufweist, die eingerichtet sind, um dem Stromwender 22 gegenüberzuliegen. Die Bürstenhalterung hat eine bewegungseinschränkende Struktur, die ausgelegt ist, um eine Bewegung einer Bürste einzuschränken.
2A ist eine perspektivische Ansicht einer Kohlenhalterstruktur 200 ohne eine bewegungseinschränkende Struktur gemäß einem Bezugsbeispiel, und 2B ist eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung ohne die bewegungseinschränkende Struktur gemäß dem Bezugsbeispiel. Die Kohlenhalterstruktur 200, die in 2A veranschaulicht ist, hat einen Kohlenhalter 202 zum gleitbaren Aufnehmen einer Bürste, und eine Grundplatte 204, auf der der Kohlenhalter 202 montiert ist. Der Kohlenhalter 202 nimmt die Bürste in einem gewölbten Raum auf. Eine Mehrzahl von Schenkeln 202a ist in dem Kohlenhalter 202 vorgesehen, und eine Mehrzahl von durchgehenden Bohrungen 204a ist in der Grundplatte 204 ausgebildet.
Der Kohlenhalter 202 ist in Bezug auf die Grundplatte 204 positioniert, wobei jeder Schenkel 202a in eine entsprechende durchgehende Bohrung 204a in der Grundplatte 204 eingefügt ist. Die derart ausgelegte Kohlenhalterstruktur 200 ist über die Grundplatte 204 an einer vorbestimmten Position der Bürstenhalterung 206 montiert.
Bei der Kohlenhalterstruktur 200 wird der Spielraumgrad der Bürste durch die Präzision einer Breite W1 einer Öffnung 202b auf der Spitzenseite des Kohlenhalters 202 bestimmt. Das heißt, wenn davon ausgegangen wird, dass die Breitentoleranz der Bürste selbst konstant ist, kann der Spielraum der Bürste eliminiert werden, wenn die Toleranz der Breite W1 der Öffnung 202b klein gemacht werden kann. Wie in 2A veranschaulicht, besteht jedoch, wenn die Öffnung 202b des Kohlenhalters 202 durch Biegen eines plattenförmigen Elements ausgebildet wird, ein Limit für ihre maßliche Präzision. Insbesondere bei dem Kohlenhalter 202, bei dem ein Teil zum Führen einer Bewegung der Bürste und ein Teil zum Eliminieren des Spielraums (der Spielraum, der in die umfängliche Richtung des Stromwenders auftritt) der Bürste verwendet werden, ist es schwierig, den Spielraum der Bürste noch weiter zu eliminieren.
In einem solchen Fall entsteht eine Situation, in der die Position, in der die Bürste den Stromwender berührt, zu dem Nacheilwinkel aufgrund des Spielraums der Bürste verlagert wird. Die Leistung des Motors, wie zum Beispiel das Drehmoment oder die maximale Drehzahl des Motors, wird folglich verringert, und eine weitere Abnutzung der Bürste wird beschleunigt, weil Funken zwischen der Bürste und dem Stromwender erzeugt werden, was bewirken kann, dass die Lebensdauer der Bürste und schlussendlich die Lebensdauer des Motors verkürzt wird. Gleichzeitig kann eine Steigerung des Schallpegels während des Fahrens eines Motors oder eine Turbulenz in der Stromwellenform verursacht werden.
Als ein Resultat intensiver Studien, haben die Erfinder daher herausgefunden, dass verschiedene Vorrichtungen gemacht werden, indem der Teil zum Führen einer Bewegung der Bürste und der Teil zum Eliminieren des Spielraums der Bürste funktional voneinander getrennt werden, wobei der Spielraum in die umfängliche Richtung des Stromwenders auftritt. 3 ist eine Ansicht, die schematisch den Umriss einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
Wie in 3 veranschaulicht, weist eine bewegungseinschränkende Struktur 30 gemäß der ersten Ausführungsform Folgendes auf: einen Kohlenhalter 34, der als ein Halter zum Aufnehmen einer Bürste 32 dient, während er eine Bewegung der Bürste 32 in eine radiale Richtung X des Stromwenders erlaubt, und ein umfänglich einschränkendes Teil 36 zum Einschränken einer Bewegung der Bürste 32 in eine umfängliche Richtung Z des Stromwenders. Ein Abstand (g1 + g1') zwischen dem umfänglich einschränkenden Teil 36 und der Bürste 32, die sich in dem Stromwender in umfängliche Richtung erstreckt, ist ausgebildet, um kleiner zu sein als (g2 + g2') zwischen dem Kohlenhalter 34 und der Bürste 32, die sich in dem Stromwender in umfängliche Richtung erstreckt.
Es ist daher nicht erforderlich, dass der Abstand zwischen dem Kohlenhalter 34 und der Bürste 32, die sich in die umfängliche Richtung des Stromwenders erstreckt, kleiner ist als zwischen dem umfänglich einschränkenden Teil 36 und der Bürste 32, die sich in die umfängliche Richtung des Stromwenders erstreckt, und daher braucht die Arbeitspräzision des Kohlenhalters nicht so stark erhöht zu werden.
4A ist eine perspektivische Ansicht des Kohlenhalters gemäß der ersten Ausführungsform, 4B ist eine perspektivische Ansicht einer Grundplatte, die ein umfänglich einschränkendes Teil gemäß der ersten Ausführungsform aufweist, und 4C ist eine perspektivische Ansicht der bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der ersten Ausführungsform. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Bürstenhalterung, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der ersten Ausführungsform aufweist. Unten wird die Beschreibung derselben Ausführungen wie in dem Bezugsbeispiel entsprechend weggelassen.
Der Kohlenhalter 34 gemäß der ersten Ausführungsform wird hergestellt, indem eine Metallplatte in eine vorbestimmte Form gepresst und dann in eine gewölbte (röhrenförmige) Form, wie in 4A veranschaulicht, gebogen wird. Außerdem ist in dem Kohlenhalter 34 eine Mehrzahl von Schenkeln 34a ausgebildet. Eine Grundplatte 40 gemäß der ersten Ausführungsform wird hergestellt, indem eine Metallplatte in eine vorbestimmte Form gepresst wird, und dann, indem ein Teil davon, wie in 4B veranschaulicht, gebogen wird. Das umfänglich einschränkende Teil 36 oder gatterförmige Teil, das gebogen wurde, hat eine Durchgangsöffnung 36a, durch die eine Bürste durchgeht. Diese Durchgangsöffnung 36a wird daher durch Ausstanzen ausgebildet.
Der Kohlenhalter 34 ist in Bezug auf die Grundplatte 40 positioniert, wobei jeder Schenkel 34a in eine entsprechende durchgehende Bohrung 36b in der Grundplatte 40 eingefügt ist. Die Grundplatte hat daher ein Positionierungsteil, durch das der Kohlenhalter 34 positioniert wird. Die derart ausgelegte bewegungseinschränkende Struktur 30 ist über die Grundplatte 40 an einer vorbestimmten Position der Bürstenhalterung 42 montiert.
Wie oben beschrieben, ist die maßliche Präzision des umfänglich einschränkenden Teils 36 aufgrund des Ausstanzens hoch, und daher kann der Spielraum der Bürste in der bewegungseinschränkenden Struktur 30 eliminiert werden. Außerdem kann mit dem Eliminieren des Spielraums der Bürste eine Verringerung der Leistung des Motors eliminiert werden, und die Lebensdauer des Motors kann außerdem aufgrund einer Verringerung des Zündfunkenverschleißes verlängert werden. Lärm aufgrund von Schwingung oder das Auftreten elektrischen Rauschens kann eliminiert werden. Ferner kann das Ausstanzen bei einer Vielzahl von Elementen gleichzeitig ausgeführt werden, anders als das Biegen, was zu einer Verbesserung der Produktivität beiträgt. Hier weist das Ausstanzen zum Beispiel das Drücken auf, so dass ausgestanzt und durchstoßen wird. Das Material des umfänglich einschränkenden Teils 36 ist nicht besonders eingeschränkt, solange die gewünschte Präzision erzielt werden kann, und Beispiele umfassen zum Beispiel Metallplatten aus Messing, Kupfer und dergleichen. Beispiele des Materials für die Bürste umfassen zusätzlich zu Carbon zum Beispiel Edelmetalle und Legierungen davon. Ein Beispiel für die Form der Bürste weist ein abgefastes Rechteck-Parallelepiped auf.
Die Durchgangsöffnung 36a in dem umfänglich einschränkenden Teil 36 hat eine Form, bei der der Umfang der Durchgangsöffnung 36a geschlossen ist, wie in 4B gezeigt. Dadurch wird die Steifigkeit des gesamten Elements, das die Durchgangsöffnung 36a umgibt, höher als die des Falls, in dem ein Schlitz in einem Teil des Umfangs der Durchgangsöffnung 36a vorgesehen ist, was eine Verformung durch externe Kraft eliminieren kann. Ferner ist eine Verformung, die beim Ausstanzen erfolgt, gering, so dass die Durchgangsöffnung 36a, die eine hohe maßliche Präzision hat, ausgebildet werden kann. Außerdem ist die Kraft, die angelegt wird, wenn die Bürste die Innenkante der Durchgangsöffnung 36a berührt, dieselbe wie die andere, wenn der Motor in die eine oder die andere Richtung dreht, und daher kann der Spielraum der Bürste mit einer einfachen Auslegung sogar in beide Richtungen eliminiert werden.
Wenn die oben stehenden Schritte als ein Herstellungsverfahren einer bewegungseinschränkenden Struktur betrachtet werden, ist dieses Verfahren ein Herstellungsverfahren der bewegungseinschränkende Struktur 30, das Folgendes aufweist: den Kohlenhalter 34 zum Aufnehmen einer Bürste, die ausgelegt ist, um einen Stromwender eines Motors zu berühren, während eine Bewegung der Bürste in die radiale Richtung des Stromwenders erlaubt wird, und ein umfänglich einschränkendes Teil 36, um eine Bewegung der Bürste in die umfängliche Richtung des Stromwenders einzuschränken. Dieses Verfahren weist das Bilden in dem Halter 34 durch Biegen einer Metallplatte und Ausbilden einer Durchgangsöffnung 36a in dem umfänglich einschränkenden Teil 36 durch Ausstanzen, durch die die Bürste durchgeht, auf. Gemäß diesem Herstellungsverfahren kann die maßliche Präzision des umfänglich einschränkenden Teils 36 aufgrund des Ausstanzens erhöht werden, und daher kann die bewegungseinschränkende Struktur 30, bei der der Spielraum der Bürste weiter eliminiert ist, hergestellt werden.
Zusätzlich ist das umfänglich einschränkende Teil 36 integral mit der Grundplatte 40 ausgebildet und ausgebildet, indem es aufwärts gebogen wird, um den Endteil der Grundplatte 40 in der Nähe des Stromwenders zentriert, das heißt um den Verbindungsteil mit der Grundplatte 40 des umfänglich einschränkenden Teils 36. Wenn daher die Präzision des Biegens etwas niedriger ist und die Position des umfänglich einschränkenden Teils 36, das dem Biegen unterworfen wurde, etwas von einer gewünschten Position in die Stromwender-Wellenrichtung verlagert ist, wird die Position des umfänglich einschränkenden Teils 36 in die umfängliche Richtung des Stromwenders weniger beeinflusst. Eine Auswirkung des Eliminierens des Spielraums der Bürste mit hoher Präzision kann daher erwartet werden.
(Zweite Ausführungsform)
6A ist eine perspektivische Ansicht einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform, und 6B ist eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst. Unten wird die Beschreibung der Strukturen und der betrieblichen Wirkungen, die denjenigen der oben stehenden Ausführungsform ähnlich sind, entsprechend weggelassen.
Eine bewegungseinschränkende Struktur 50, die in 6A veranschaulicht ist, weist einen Kohlenhalter 52 und eine Grundplatte 54 auf. Der Kohlenhalter 52 hat ein gatterförmiges umfänglich einschränkendes Teil 58, das durch Pressen einer Metallplatte in eine vorbestimmte Form und dann durch ihr Biegen in eine gewölbte Form hergestellt und ferner durch Biegen eines Teils davon gebildet ist. Das umfänglich einschränkende Teil 58 hat eine Durchgangsöffnung 58a, durch die eine Bürste durchgeht. Diese Durchgangsöffnung 58a wird daher durch Ausstanzen ausgebildet.
Der Kohlenhalter 52 ist in Bezug auf die Grundplatte 54 positioniert, wobei jeder Schenkel in eine entsprechende durchgehende Bohrung in der Grundplatte 54 eingefügt ist. Die derart ausgelegte bewegungseinschränkende Struktur 50 ist über die Grundplatte 54 an einer vorbestimmten Position einer Bürstenhalterung 60 montiert.
Wie oben beschrieben, ist die maßliche Präzision des umfänglich einschränkenden Teils 58 aufgrund des Ausstanzens hoch, und daher kann der Spielraum der Bürste in der bewegungseinschränkenden Struktur 50 eliminiert werden. Eine Verringerung der Leistung des Motors kann daher eliminiert werden, und außerdem kann die Lebensdauer des Motors aufgrund der Verringerung eines Zündfunkenverschleißes verlängert werden. Außerdem kann Lärm aufgrund von Schwingung oder das Auftreten elektrischen Rauschens eliminiert werden. Ferner kann das Ausstanzen bei einer Vielzahl von Elementen gleichzeitig ausgeführt werden, anders als das Biegen, was zu einer Verbesserung der Produktivität beiträgt. Ferner wird beim Biegen des umfänglich einschränkenden Teils 58 das umfänglich einschränkende Teil 58 abwärts gebogen, um den Verbindungsteil zwischen dem umfänglich einschränkenden Teil 58 und dem Kohlenhalter 52 zentriert, und daher kann eine den Spielraum der Bürste eliminierende Wirkung, die hohe Präzision hat, erwartet werden, sogar wenn die Präzision des Biegens etwas niedrig ist, ähnlich wie die Wirkung bei der ersten Ausführungsform. Das umfänglich einschränkende Teil 58 ist integral mit dem Kohlenhalter 52 ausgebildet. Dadurch kann die Anzahl der Teile verringert werden, und es ist nicht erforderlich, Positionspräzision beim Zusammenfügen zu berücksichtigen.
(Dritte Ausführungsform)
7A ist eine perspektivische Ansicht einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der dritten Ausführungsform, 7B ist eine Draufsicht der bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der dritten Ausführungsform, und 7C ist eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der dritten Ausführungsform umfasst. Die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist von der gemäß der zweiten Ausführungsform dadurch stark unterschiedlich, dass die Seitenwand eines Kohlenhalters und ein umfänglich einschränkendes Teil miteinander über einen gebogenen Teil verbunden sind. Unten wird die Beschreibung der Strukturen und der betrieblichen Wirkungen, die denjenigen der oben stehenden Ausführungsformen ähnlich sind, entsprechend weggelassen.
Eine bewegungseinschränkende Struktur 64, die in 7A veranschaulicht ist, weist einen Kohlenhalter 70 und eine Grundplatte 68 auf. Die bewegungseinschränkende Struktur 64 umfasst: den Kohlenhalter 70, der durch Pressen einer Metallplatte in eine vorbestimmte Form und dann durch deren Biegen in eine gewölbte Form hergestellt wird, und ein umfänglich einschränkendes Teil 72, das eine viereckige Form hat, das mit einer Seitenwand 70a des Kohlenhalters 70 über einen gebogenen Teil 71, wie in 7A veranschaulicht, verbunden ist. Das umfänglich einschränkende Teil 72 hat eine viereckige Durchgangsöffnung 72a, durch die eine Bürste durchgeht. Diese Durchgangsöffnung 72a wird durch Ausstanzen ausgebildet.
Der Kohlenhalter 70 ist in Bezug auf die Grundplatte 68 positioniert, wobei jeder Schenkel in eine entsprechende durchgehende Bohrung in der Grundplatte 68 eingefügt ist. Die derart ausgelegte bewegungseinschränkende Struktur 64 ist über die Grundplatte 68 an einer vorbestimmten Position einer Bürstenhalterung 74 montiert.
Wie oben beschrieben, ist die maßliche Präzision des umfänglich einschränkenden Teils 72 aufgrund des Ausstanzens hoch, und daher kann der Spielraum der Bürste in der bewegungseinschränkenden Struktur 64 eliminiert werden. Ferner kann eine Verringerung der Leistung des Motors eliminiert werden, und außerdem kann die Lebensdauer des Motors aufgrund einer Verringerung eines Zündfunkenverschleißes verlängert werden. Außerdem kann Lärm aufgrund von Schwingung oder durch das Auftreten elektrischen Rauschens eliminiert werden. Ferner, da das umfänglich einschränkende Teil 72 die viereckige Durchgangsöffnung hat, durch die eine Bürste durchgeht, kann der Spielraum der Bürste in unterschiedliche Richtungen präzise eliminiert werden.
Das umfänglich einschränkende Teil 72 wird gebildet, indem es in die umfängliche Richtung des Stromwenders, um den gebogenen Teil 71 zentriert gebogen wird. Die umfängliche Stärke des umfänglich einschränkenden Teils 72 wird daher größer als die des Falls, bei dem das umfänglich einschränkende Teil 72 ausgebildet wird, indem es in die Richtung der Stromwenderwelle gebogen wird, und es besteht daher eine Wirkung des Eliminierens einer Schwingung oder eines Geräuschs des umfänglich einschränkenden Teils 72, die mit dem Spielraum der Bürste verbunden sein können.
(Vierte Ausführungsform)
8A ist eine perspektivische Ansicht einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der vierten Ausführungsform, und 8B ist eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der vierten Ausführungsform umfasst. Die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist sehr von der gemäß der zweiten Ausführungsform verschieden, da die bewegungseinschränkende Struktur direkt in eine Bürstenhalterung montiert ist, nicht über eine Grundplatte. Unten wird die Beschreibung der Strukturen und der betrieblichen Wirkungen, die denjenigen der oben stehenden Ausführungsform ähnlich sind, entsprechend weggelassen.
Eine bewegungseinschränkende Struktur 76, die in 8A veranschaulicht ist, besteht aus einem Element eines Kohlenhalters 80. Der Kohlenhalter 80 hat: ein gatterförmiges umfänglich einschränkendes Teil 82, das durch Pressen einer Metallplatte in eine vorbestimmte Form hergestellt wird, dann durch deren Biegen in eine gewölbte Form mit Biegeverarbeitung, und ferner durch Biegen eines Teils davon, und eine Mehrzahl von Schenkeln 84. Das umfänglich einschränkende Teil 82 hat eine Durchgangsöffnung 82a, durch die eine Bürste durchgeht. Diese Durchgangsöffnung 82a wird durch Ausstanzen ausgebildet.
Der Kohlenhalter 80 ist in Bezug auf die Bürstenhalterung 86 positioniert, wobei jeder Schenkel 84 in eine Bohrung 86a, die in der Bürstenhalterung 86 ausgebildet ist, eingefügt ist.
(Fünfte Ausführungsform)
9A ist eine perspektivische Ansicht einer bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der fünften Ausführungsform, 9B ist eine Draufsicht der bewegungseinschränkenden Struktur gemäß der fünften Ausführungsform, und 9C ist eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der fünften Ausführungsform umfasst. Die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist sehr von der gemäß der dritten Ausführungsform verschieden, da die bewegungseinschränkende Struktur direkt in eine Bürstenhalterung montiert ist, nicht über eine Grundplatte. Unten wird die Beschreibung der Strukturen und der betrieblichen Wirkungen, die denjenigen der oben stehenden Ausführungsform ähnlich sind, entsprechend weggelassen.
Eine bewegungseinschränkende Struktur 88, die in 9A veranschaulicht ist, besteht aus einem Element eines Kohlenhalters 92. Der Kohlenhalter 92 hat ein umfänglich einschränkendes Teil 96, das eine viereckige Form hat, die durch Pressen einer Metallplatte in eine vorbestimmte Form und dann durch ihr Biegen in eine gewölbte Form hergestellt wird, und die mit einem Teil einer Seitenwand 92a des Kohlenhalters 92 über einen gebogenen Teil 94, wie in 9A veranschaulicht, verbunden ist. Das umfänglich einschränkende Teil 96 hat eine viereckige Durchgangsöffnung 96a, durch die eine Bürste durchgeht. Diese Durchgangsöffnung 96a wird durch Ausstanzen ausgebildet.
Der Kohlenhalter 92 ist in Bezug auf die Bürstenhalterung 100 positioniert, wobei jeder Schenkel 98 in eine Bohrung 100a, die in der Bürstenhalterung 100 ausgebildet ist, eingefügt ist.
(Sechste Ausführungsform)
10A ist eine perspektivische Ansicht des Kohlenhalters gemäß der sechsten Ausführungsform, und 10B ist eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung, die eine bewegungseinschränkende Struktur gemäß der sechsten Ausführungsform umfasst. Die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat ein Merkmal, das durch einen Teil der Bürstenhalterung und einen Kohlenhalter ausgebildet ist. Unten wird die Beschreibung der Strukturen und der betrieblichen Wirkungen, die denjenigen der oben stehenden Ausführungsform ähnlich sind, entsprechend weggelassen.
Der Kohlenhalter 102 hat: ein gatterförmiges umfänglich einschränkendes Teil 104, das durch Pressen einer Metallplatte in eine vorbestimmte Form und dann durch ihr Biegen ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von Schenkeln 106, wie in 10A veranschaulicht. Das umfänglich einschränkende Teil 104 hat eine Durchgangsöffnung 104a, durch die eine Bürste durchgeht.
Andererseits sind zwei Paare von Seitenwänden 110, die Hohlkehlenteile 109 bilden, in einer Bürstenhalterung 108, die in 10B veranschaulicht ist, ausgebildet. Ein Loch 110a, in das jeder Schenkel 106 des Kohlenhalters 102 eingefügt ist, ist in der oberen Oberfläche jeder Seitenwand 110 ausgebildet. Der Kohlenhalter 102 ist in Bezug auf die Bürstenhalterung 108 positioniert, wobei jeder Schenkel 106 in die Bohrung 110a eingefügt ist, die in der Seitenwand ausgebildet ist, so dass die oberen Teile der Hohlkehlenteile 109 abgedeckt sind.
Daher wird eine bewegungseinschränkende Struktur 112 gemäß der sechsten Ausführungsform von dem Kohlenhalter 102 und dem Hohlkehlenteil 109 ausgebildet und hat: einen Gehäuseteil 111 zum gleitbaren Aufnehmen eine Bürste, und das umfänglich einschränkende Teil 104. Bei der sechsten Ausführungsform arbeiten der Kohlenhalter 102, der Hohlkehlenteil 109 und der Gehäuseteil 111 als eine Halterung.
(Siebte Ausführungsform)
11A ist eine perspektivische Ansicht eines umfänglich einschränkenden Teils gemäß der siebten Ausführungsform, und 11B ist eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterung, die die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der siebten Ausführungsform umfasst. Die bewegungseinschränkende Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat ein Merkmal, nämlich, dass die Bürstenhalterung ein Gehäuseteil bildet. Unten wird die Beschreibung der Strukturen sowie der betrieblichen Wirkungen, die denjenigen der oben stehenden Ausführungsform ähnlich sind, entsprechend weggelassen.
Ein umfänglich einschränkendes Teil 114 wird durch Ausstanzen eines zentralen Teils einer viereckigen metallischen Platte, wie in 11A veranschaulicht, hergestellt. Das umfänglich einschränkende Teil 114 hat eine viereckige Durchgangsöffnung 114a, durch die eine Bürste durchgeht.
Andererseits werden in einer Bürstenhalterung 116, die in 11B veranschaulicht ist, zwei Gehäuseteile 118 im Voraus ausgebildet. Ein Schlitz 118b, der als ein Einfügeloch, durch das das umfänglich einschränkende Teil 114 eingefügt wird, dient, ist in dem Gehäuseteil 118 derart ausgebildet, dass die Durchgangsöffnung 114a in einem Innenraum 118a, in dem sich die Bürste bewegt, positioniert ist. Daher kann eine Verlagerung des umfänglich einschränkenden Teils 114 selbst eliminiert werden, und der Spielraum der Bürste kann daher weiter eliminiert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde oben unter Bezugnahme auf die oben stehenden Ausführungsformen beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, und Variationen, bei welchen jedes Bauteil der Ausführungsformen entsprechend kombiniert oder ersetzt wird, sind ebenfalls in der Erfindung enthalten. Zusätzlich können entsprechende Änderungen der Kombinationen oder der Reihenfolgen der Prozesse bei den oben stehenden Ausführungsformen erfolgen, und verschiedene Änderungen, wie zum Beispiel Designänderungen, können in Bezug auf die oben stehenden Ausführungsformen basierend auf der Kenntnis des Fachmanns erfolgen, und Ausführungsformen, bei welchen solche Änderungen erfolgt sind, können ebenfalls in der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-109002 [0001]
JP 2002-369457 [0005]

Claims

Motor, der Folgendes aufweist: eine Bürste, die ausgelegt ist, um einen Stromwender zu berühren, und eine bewegungseinschränkende Struktur, die ausgelegt ist, um eine Bewegung der Bürste einzuschränken, wobei die bewegungseinschränkende Struktur umfasst: eine Halterung zum Aufnehmen der Bürste, während eine Bewegung der Bürste in eine radiale Richtung des Stromwenders erlaubt wird, und ein umfänglich einschränkendes Teil zum Einschränken einer Bewegung der Bürste in eine umfängliche Richtung des Stromwenders, und wobei das umfänglich einschränkende Teil eine Durchgangsöffnung hat, die durch Ausstanzen ausgebildet ist, durch die die Bürste durchgeht.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Durchgangsöffnung eine Form hat, bei der der Umfang der Durchgangsöffnung geschlossen ist.
Motor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Halter ein röhrenförmiges Element ist, und wobei das umfänglich einschränkende Teil ein Element ist, das ein Positionierungsteil hat, durch das die Halterung positioniert ist.
Motor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Halterung und das umfänglich einschränkende Teil aus einem einzigen Element ausgebildet sind.
Motor nach Anspruch 4, der einen gebogenen Teil aufweist, durch den die Halterung und das umfänglich einschränkende Teil miteinander verbunden sind.
Motor nach Anspruch 5, wobei der gebogene Teil mit einer Seitenwand der Halterung verbunden ist.
Motor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das umfänglich einschränkende Teil ein plattenförmiges Element ist, in dem die Durchgangsöffnung ausgebildet ist, und wobei ein Einfügeloch, in das das umfänglich einschränkende Teil eingefügt wird, in der Halterung derart ausgebildet ist, dass die Durchgangsöffnung in einem Innenraum, in dem sich eine Bürste bewegt, positioniert ist.
Motor nach Anspruch 1, wobei ein Abstand zwischen dem umfänglich einschränkenden Teil und der Bürste, die sich in die umfängliche Richtung des Stromwenders erstreckt, ausgebildet ist, um kleiner zu sein als der zwischen der Halterung und der Bürste, die sich in die in umfängliche Richtung des Stromwenders erstreckt.
Verfahren zum Herstellen der bewegungseinschränkenden Struktur in dem Motor gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: das Bilden der Halterung durch Biegen einer Metallplatte, und das Ausbilden eine Durchgangsöffnung in dem umfänglich einschränkenden Teil durch Ausstanzen, durch die die Bürste durchgeht.