ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2005 года по МПК H02K5/167 H02K5/16 H02K7/08 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к электродвигателю, прежде всего для привода стеклоочистителя автомобиля, согласно ограничительным частям п.п.1 и 3 формулы изобретения.

Электродвигатель подобного типа известен из заявки DE 19727119 С1. Описанный в этой заявке электродвигатель имеет якорь с валом, который установлен в корпусе электродвигателя в предусмотренных с каждой стороны обмотки якоря опорах с возможностью вращения в них. Корпус может представлять собой также корпус редуктора или корпус какого-либо иного устройства, приводимого в действие подобным электродвигателем и соединенного с этим электродвигателем в точно заданном положении. Одной из двух опор вала якоря служит подшипник качения (шарикоподшипник), внутреннее кольцо которого для осевой фиксации на валу якоря напрессовано на этот вал. Наружное кольцо этого подшипника вставлено в посадочное гнездо в корпусе и зафиксировано в осевом направлении упорным (пружинным) кольцом, вставленным в паз в корпусе. Недостаток подобного типа осевой фиксации опоры вала якоря в корпусе электродвигателя состоит в ее сложности. Еще один недостаток такого типа осевой фиксации опоры вала якоря в корпусе электродвигателя заключается в том, что ее невозможно обеспечить в том случае, когда посадочное гнездо недоступно с той стороны, с которой упорное кольцо вставляется в паз в корпусе. Для осевой фиксации опоры вала якоря в посадочном гнезде корпуса в последнем должно быть предусмотрено монтажное отверстие.

Преимущества изобретения

Корпус предлагаемого в изобретении электродвигателя с отличительными признаками п.1 формулы изобретения имеет стопорное или защелкивающееся соединение, с помощью которого обеспечивается осевая фиксация опоры вала якоря в посадочном гнезде с осевым зазором или без него. При сборке опору вала якоря вставляют в осевом направлении в посадочное гнездо до тех пор, пока стопорное или защелкивающееся соединение не застопорится, соответственно не защелкнется, при этом осевая фиксация опоры вала якоря в посадочном гнезде с осевым зазором или без него осуществляется просто за счет вдвигания этой опоры в посадочное гнездо без дополнительных сборочных операций. Благодаря этому осевая фиксация опоры вала якоря в корпусе электродвигателя является быстрой, простой и недорогой операцией, при этом опора вала якоря при ее установке в посадочное гнездо корпуса уже может быть насажена на вал якоря и вместе с этим валом вставляться в посадочное гнездо корпуса. Еще одно преимущество предлагаемого решения состоит в том, что для установки опоры вала якоря в посадочное гнездо последнее необязательно должно быть доступным извне, поскольку осевая фиксация опоры вала якоря в посадочном гнезде корпуса происходит автоматически. При этом под стопорным или защелкивающимся соединением подразумевается соединение с помощью стопорного или защелкивающегося элемента, который сначала упруго отжимается в сторону при установке опоры вала якоря в посадочное гнездо, а затем благодаря упругой деформации возвращается в исходное положение после того, как опора вала якоря пройдет этот стопорный или защелкивающийся элемент, при этом подобный стопорный или защелкивающийся элемент за счет геометрического замыкания удерживает опору вала якоря в осевом направлении в посадочном гнезде. При использовании защелкивающегося соединения его защелкивающийся элемент при извлечении опоры вала якоря из посадочного гнезда упруго отжимается вбок за счет скольжения опоры вала якоря по скошенной поверхности защелкивающегося элемента, т.е. защелкивающееся соединение является разъемным и позволяет извлечь опору вала якоря из посадочного гнезда, для чего необходимо преодолеть упругость защелкивающегося элемента. В отличие от этого стопорное соединение невозможно разобрать, извлекая в осевом направлении опору вала якоря из посадочного гнезда, поскольку стопорный элемент не имеет подобной скошенной поверхности.

В другом варианте выполнения изобретения предлагается фиксировать опору вала якоря в посадочном гнезде зачеканиванием корпуса электродвигателя на участке посадочного гнезда. Зачеканивание позволяет получить на стенке посадочного гнезда выступающий внутрь буртик, который за счет геометрического замыкания удерживает опору вала якоря в посадочном гнезде. Другая возможность состоит в том, чтобы зачеканивать материал корпуса в одно или несколько углублений на наружной боковой поверхности опоры вала якоря, что также позволяет фиксировать опору вала якоря в посадочном гнезде за счет геометрического замыкания. Зачеканивание позволяет также "заклинить" опору вала якоря в посадочном гнезде, т.е. получить за счет силового замыкания соединение с фрикционным замыканием. Преимущество, связанное с фиксацией опоры вала якоря зачеканиванием, также состоит в том, что посадочное гнездо необязательно должно быть доступным извне, поскольку зачеканивать корпус электродвигателя можно с наружной стороны.

Предпочтительные варианты выполнения предлагаемого в изобретении решения, указанного в главном пункте формулы изобретения, представлены в зависимых пунктах формулы.

Так, в частности, согласно п.4 предлагается применять в качестве опоры вала якоря подшипник скольжения, причем такой подшипник скольжения в отличие от подшипника качения, внутреннее кольцо которого напрессовано на вал якоря и который за счет этого зафиксирован на валу якоря в осевом направлении и может быть вставлен надавливанием вместе с валом якоря в посадочное гнездо, имеет возможность осевого перемещения на валу якоря, и поэтому его нельзя, как подшипник качения, вставить надавливанием вместе с валом якоря в посадочное гнездо.

Предлагаемое в изобретении решение позволяет применять якорь, на валу которого за одно целое с ним обработкой давлением выполнен червяк. Опора вала якоря расположена на этом валу якоря между червяком и обмоткой якоря, при этом обычно между обмоткой якоря и опорой вала якоря расположен коллектор (п.5). Если наружный диаметр червяка больше наружного диаметра вала якоря, то опору вала якоря необходимо надевать на вал якоря перед изготовлением червяка и, следовательно, вставлять вместе с валом якоря в посадочное гнездо корпуса. У электродвигателя подобной конструкции доступ к посадочному гнезду обычно перекрыт обмоткой якоря и поэтому посадочное гнездо недоступно для размещения в нем упорного элемента, обеспечивающего осевую фиксацию опоры вала якоря в посадочном гнезде.

В варианте выполнения изобретения согласно п.6 формулы на корпусе предусмотрен изготовленный обработкой давлением определяющий продольный люфт упор для вала якоря, ограничивающий осевой люфт вала якоря. Пластическое деформирование корпуса, в результате которого образуется вышеуказанный упор, позволяет отрегулировать осевой зазор, соответственно люфт на заданную величину, которая может быть также равна нулю. Такой вариант выполнения изобретения наиболее предпочтителен в том случае, когда вал якоря установлен в подшипниках скольжения, которые не допускают известной для подшипников качения осевой фиксации вала якоря за счет установки одного неподвижного и одного плавающего подшипника либо двух подпятников.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его выполнения со ссылкой на чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - предлагаемый в изобретении электродвигатель в осевом разрезе,

на фиг.2 и 3 - изображение отдельных фрагментов электродвигателя, выполненного по другим вариантам, в виде по стрелкам II, III по фиг.1.

Описание примеров выполнения изобретения

На фиг.1 показан предлагаемый в изобретении электродвигатель 10, который предназначен для привода стеклоочистителя автомобиля через не показанной на чертеже червячный редуктор. Электродвигатель 10 имеет якорь 12 с валом 14, который установлен в корпусе 16 двигателя (полюсном стакане) с возможностью вращения. С корпусом 16 двигателя соосно соединен фланцем корпус 18 редуктора, также являющийся частью корпуса двигателя.

В дне 20 стаканообразного корпуса 16 двигателя сформовано выполненное в виде полого цилиндра углубление, образующее посадочное гнездо 22, в которое в качестве опоры 24 вала якоря запрессован подшипник скольжения. Одним концом вал 14 якоря установлен в этой опоре 24 с возможностью вращения.

С другой стороны якоря 12 электродвигатель 10 имеет еще одну опору 26 вала якоря, также выполненную в виде подшипника скольжения. Эта опора 26 валя якоря установлена с возможностью вращения на валу 14 якоря между якорем или, если говорить точнее, между коллектором 28 якоря 12 и червяком 30, выполненным за одно целое с валом 14 якоря. Червяк 30 изготовлен на одном конце вала 14 якоря обработкой давлением, в рассматриваемом варианте - накаткой. Наружный диаметр червяка 30 больше наружного диаметра вала 14 якоря на остальной его длине, и поэтому опору 26 вала якоря необходимо надевать на вал 14 якоря перед изготовлением червяка 30.

Надетую на вал 14 якоря опору 26 вала якоря вместе с этим валом 14, на котором расположен весь якорь 12, включая коллектор 28, вставляют в посадочное гнездо 32, которое выполнено в виде полого цилиндрического участка корпуса 18 редуктора. Опора 26 вала якоря удерживается в посадочном гнезде 32 в осевом направлении одним или несколькими равномерно распределенными по окружности стопорными элементами 34. Каждый стопорный элемент 34 имеет также обозначенный позицией 34 упругий язычок, который осепараллельно охватывает боковую поверхность опоры 26 вала якоря и на свободном конце которого имеется стопорный выступ 36, который заходит за опору 26 вала якоря, зацепляясь за ее обращенную к якорю 12 торцовую поверхность, и который за счет этого аксиально фиксирует эту опору в посадочном гнезде 32. При установке опоры 26 вала якоря в посадочное гнездо 32 стопорный элемент 34 упруго отжимается вбок этой опорой 26 в положение, показанное на фиг.1 прерывистой линией. После того, как опора 26 вала якоря пройдет стопорный выступ 36 стопорного элемента 34, последний благодаря своей упругой деформации возвращается в исходное положение, в котором стопорный выступ 36 обеспечивает осевую фиксацию опоры 26 вала якоря в посадочном гнезде 32.

На вал 14 якоря между коллектором 28 и опорой 26 вала якоря надета распорная втулка 38, которая позволяет вдавить опору 26 вала якоря в посадочное гнездо 32. Таким образом, опора 26 вала якоря вдавливается вместе с якорем 12, на вал 14 которого она надета, в посадочное гнездо 32 до тех пор, пока не защелкнется стопорный элемент 34. Поэтому для установки опоры 26 вала якоря необязательно иметь непосредственный доступ к посадочному гнезду 32. После защелкивания стопорного элемента 34 на опоре 26 вала якоря якорь 12 несколько отводят назад в осевом направлении, чтобы между распорной втулкой 38 и опорой 26 вала якоря образовался осевой промежуток.

Для осевой фиксации вала 14 якоря в корпусе 16, 18 двигателя и редуктора в торцовой стенке посадочного гнезда 22 с противоположной от коллектора 28 стороны якоря 12 сформован обращенный внутрь выступ, образующий осевой подпятник 40 вала 14 якоря.

Со стороны противоположного торцового конца вала 14 якоря, на котором (конце) сформован червяк 30, в корпусе 18 редуктора имеется определяющий продольный люфт упор 42, который обеспечивает фиксацию вала 14 якоря в корпусе 16, 18 двигателя и редуктора с осевым зазором или без него. Этот определяющий продольный люфт упор 42 изготавливают обработкой давлением, например, с помощью не показанного на чертеже чеканочного пуансона. Определяющий продольный люфт упор 42 изготавливают лишь после того, как расположенная между коллектором 28 и червяком 30 опора 26 вала якоря будет вставлена в посадочное гнездо 32, благодаря чему для вала 14 якоря в осевом направлении обеспечивается наличие достаточного свободного пространства, необходимого для установки опоры 26 вала якоря. Выполняемый в последующем обработкой давлением упор 42 позволяет отрегулировать осевой зазор, соответственно люфт вала 14 якоря на точно заданную величину, которая может быть и нулевой.

В другом варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.2, осевая фиксация расположенной между коллектором 28 и червяком 30 опоры 26 вала якоря в посадочном гнезде 32 обеспечивается круговым буртиком 44, выступающим внутрь. Этот буртик 44 изготовлен обработкой давлением корпуса 18 редуктора после установки опоры 26 вала якоря в посадочное гнездо 32. Буртик 44 можно изготавливать, например, с помощью показанного прерывистой линией давильного ролика 46, перемещаемого вокруг корпуса редуктора и пластически деформирующего его. Вместо изготовления сплошного кругового буртика 44 корпус редуктора можно пластически деформировать только на одном или нескольких участках вокруг посадочного гнезда 32.

В другом варианте выполнения, показанном на фиг.3, на наружной боковой поверхности расположенной между коллектором 28 и червяком 30 опоры 26 вала якоря, имеются углубления 48. В эти углубления 48 зачеканивают материал 50 посадочного гнезда 32 с помощью, например, показанного на фиг.3 прерывистой линией пуансона 52, обеспечивая тем самым осевую фиксацию опоры 26 вала якоря в посадочном гнезде 32. Поскольку пуансон 52 по фиг.3, как и давильный ролик 46 по фиг.2, подводят снаружи, для установки и фиксации опоры 26 вала якоря необязательно иметь свободный доступ к посадочному гнезду 32. Обработку давлением материала посадочного гнезда 32 для осевой фиксации опоры 26 вала якоря, равно как и обработку давлением с получением определяющего продольный люфт упора 42, можно проводить, например, термическим путем с помощью ультразвука, холодной обработкой, давлением или иными методами.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в приводах стеклоочистителей автомобилей. Сущность изобретения состоит в следующем. Электродвигатель содержит корпус, вал якоря и опору вала якоря, установленную в недоступном извне посадочном гнезде корпуса электродвигателя и зафиксированную в посадочном гнезде в осевом направлении, согласно одному варианту осуществления изобретения, стопорным или защелкивающимся соединением. При этом корпус имеет упругий язычок со стопорным или защелкивающимся выступом на свободном конце язычка. Согласно другому варианту осуществления данного изобретения, опора вала якоря зафиксирована в посадочном гнезде зачеканиванием, выполненным с наружной стороны посадочного гнезда. Технический результат состоит в обеспечении быстрой, простой и недорогой фиксации опоры вала якоря в корпусе при ее установке в посадочное гнездо корпуса, причем опора вала якоря может быть предварительно насажена на вал якоря. При этом посадочное гнездо может быть недоступно извне, поскольку осевая фиксация опоры вала якоря в нем происходит автоматически. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электродвигатель, имеющий корпус, вал якоря и опору (26) вала якоря, установленную в посадочном гнезде корпуса и зафиксированную в осевом направлении в посадочном гнезде (32) стопорным или защелкивающимся соединением (34, 36), отличающийся тем, что корпус (16, 18) имеет упругий язычок (34) со стопорным или защелкивающимся выступом (36) на его свободном конце.2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что опорой (26) вала якоря является подшипник скольжения.3. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что на валу (14) якоря имеются изготовленный обработкой давлением червяк (30) и обмотка (12) якоря, а опора (26) вала якоря расположена на валу (14) якоря между червяком (30) и обмоткой (12) якоря.4. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что корпус (16, 18) имеет со стороны одного из торцовых концов вала (14) якоря изготовленный обработкой давлением этого корпуса (16, 18) определяющий продольный люфт упор (42), ограничивающий осевой зазор вала (14) якоря, при этом указанный осевой зазор отрегулирован обработкой давлением корпуса (16, 18) на заданную величину.5. Электродвигатель, имеющий корпус, вал якоря и опору (26) вала якоря, установленную в посадочном гнезде корпуса и зафиксированную в посадочном гнезде (32) зачеканиванием (44. 50), отличающийся тем, что зачеканивание (44. 50) выполнено с наружной стороны посадочного гнезда.6. Электродвигатель по п.5, отличающийся тем, что опорой (26) вала якоря является подшипник скольжения.7. Электродвигатель по п.5, отличающийся тем, что на валу (14) якоря имеются изготовленный обработкой давлением червяк (30) и обмотка (12) якоря, а опора (26) вала якоря расположена на валу (14) якоря между червяком (30) и обмоткой (12) якоря.8. Электродвигатель по п.5, отличающийся тем, что корпус (16, 18) имеет со стороны одного из торцевых концов вала (14) якоря изготовленный обработкой давлением этого корпуса (16, 18) определяющий продольный люфт упор (42), ограничивающий осевой зазор вала (14) якоря, при этом указанный осевой зазор отрегулирован обработкой давлением корпуса (16, 18) на заданную величину.