专利名称：电动马达装配设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动马达装配设备，特别是用于装配具有换向器罩的转子。本发明还提供了使用该设备将转子装配到定子内的方法。
本发明具体涉及一种设计成驱动例如窗调节器、滑动顶篷等汽车装置或者例如用于操作座椅的电动马达。
背景技术：
法国专利2,814,868公开了这种包括安装在转子和定子上的换向器的电动马达。
换向器传统上包括具有一系列在其外周上的导电子片的环，该换向器环设计成与转子轴一体安装。
电动马达一般包括定子架和以可旋转方式安装在定子上的转子。该马达还包括与转子轴成一体的线圈，每个线圈电连接到直径相对的换向器子片。
换向器一般安装在换向器罩内，在装配后与定子成为一体。这种罩包括带有中心开口的支架，该中心开口设计成容纳换向器并且允许转子轴穿过罩的支架。支架由诸如例如塑料材料的绝缘材料制成。
换向器罩还包括至少两个电刷，电刷关于换向器直径相对并且设计成在与转子轴成一体的换向器子片的旋转期间接触换向器子片。电刷电连接到电源。
当装配马达时，特别是当换向器装配到换向器罩内时，电刷必须保持与其接触换向器子片的点间隔开。此后，当装配完成后，电刷需要接触换向器子片。在电刷和换向器子片之间的机械接触需要得到保证以通过该换向器子片确保与线圈的良好电接触。
由此，当换向器被置放在合适位置时，换向器罩需要保持在用于装配的第一位置，此后，电刷需要保持在确保接触的第二位置以保证其为换向器子片供电的功能。
此外，当装配马达时，并非总是存在使马达插入换向器罩的合适引导，并且即使电刷接触表面处于其装配位置，换言之，电刷接触表面处于与转子轴的通道隔开的位置，转子也可能撞击该电刷接触表面。
例如已知换向器罩安装在受让人所出售的以参考号420143标出的马达上，其包括电刷锁定设备。现有技术中的这种换向器罩在图1a和1b中概略示出，图中分别示出了处于装配位置和其最终接触位置的电刷。
换向器罩包括塑料支架1，塑料支架1上设置了标以附图标记8的容纳电刷5的两个盒8。每个电刷包括由铜辫6构成的电连接装置(图中仅示出了一个连接装置)。示出的罩不包括换向器，但是具有中心开口，中心开口设计成容纳从中通过的换向器环和转子轴。
在图1a所示的装配位置，电刷5缩回到其位于盒8后方的位置，处于与设计成容纳换向器的开口相对的一侧。当转子通过换向器罩开口安装时，弹簧9将每个电刷5保持在此缩回位置。这些盒为电刷提供了良好的保护，防止与被不良引导的转子的可能撞击。
在如图1b所示的接触位置，电刷5容纳在其盒8内，并且弹簧9在电刷的后表面上施加压力以朝向换向器迫压电刷。
由此，弹簧9具有双重功能将电刷5保持在装配位置，然后将其保持在接触位置。然而该弹簧9构成了一个独立于罩支架1的关键部件。其需要单独制造，然后装配到罩上。此外，弹簧9所支承的点需要位于电刷5的顶部或后方，以将电刷放置在相应的装配位置和随后的接触位置，这需要特定操作，该操作通常为手动并且成本高。
此外，电刷5的电连接还通过由铜辫6构成的额外部件来保证。
用于正确操作换向器罩所需的部件数量的倍增增加了其成本并且使得其制造复杂。此外，将电刷从装配位置转换增加了其成本并且需要特定的装配操作。
此外，美国专利4,596,941公开了一种换向器罩，其包括带有中心开口的支架、固定到柔性电刷架的电刷和换向器。在装配位置，电刷架由与支架成一体的保持销限制。为了将电刷架从其装配位置释放，通过支架的局部变形推入释放销。该释放销抬升电刷架，然后电刷架越过限制性的抵靠并且在弹簧恢复力的作用下返回到抵靠换向器的操作位置。
这种换向器罩没有为处于装配位置的电刷提供良好的保护。实际上，即使电刷分开，当转子通过在换向器罩内的开口引入时，转子仍然会撞击电刷的接触表面。
此外，将电刷从其装配位置转换到接触位置总是需要操作者的人工干预来推入释放销。
发明内容
因此需要一种装配设备，其在装配位置保护电刷表面并且允许电刷以简单、有效和自动的方式从装配位置改变到接触位置。
本发明提供一种电动马达装配设备，其包括-支架构件，其具有基本为圆筒形的中心通道，该中心通道适于容纳设置有换向器的转子轴；-电刷，其固定到柔性的电刷架构件上，所述电刷架构件将所述电刷朝向中心通道迫压到接触换向器的位置；所述支架构件包括机械元件，用于将所述电刷架构件保持在中心通道外的装配位置，该电刷在处于所述装配位置时由支架构件保护。
在不同的实施方式中，装配设备可包括下列特征中的一个或数个-设置用于引导所述转子的局部球形支承构件，支架构件包括用于保持所述局部球形支承构件的机械装置。
-保持所述局部球形支承构件的机械装置通过缩减所述支架构件内的中心通道的直径来构成。
-固定到支架构件的印刷电路板，其与所述电刷架构件连接。
-电刷架构件适于为所述电刷供电。
-印刷电路板包括绝缘支撑件，该绝缘支撑件与所述支架构件为一件式构造。
-用于将所述电刷架构件保持在其装配位置的机械元件是杆或指状构件，其平行于所述支架构件内的所述中心通道的轴线延伸。
-用于保持所述电刷架构件的杆或指状构件在平行于所述电刷架构件的方向上是柔性的。
本发明还提供了一种包括上述装配设备的直流电动马达；转子轴在支架构件的中心通道内延伸，并且外壳体包括用于释放限制电刷架的机械元件的构形。
本发明还提供了用于将转子安装在电动马达的壳体内的方法，该方法包括如下步骤提供上述装配设备，且电刷架构件保持在支架构件的中心通道的外侧；将设置有换向器的转子轴引入所述支架构件的中心通道内，电刷由所述支架构件保护，并且将装配设备以及转子轴放入外壳体，该外壳体包括适于致动限制电刷架的机械元件以将所述电刷架从装配位置释放的构形。
通过以下对仅通过示例提供的本发明的几个实施方式的详细描述并参考附图，本发明的进一步的特征和优点将变得更清楚。
图1a已经描述过，是根据现有技术的换向器罩的示意图，其中电刷处于装配位置。
图1b已经描述过，示出现有技术的换向器罩，其中电刷处于其接触位置。
图2是根据本发明的装配设备的示意分解视图。
图3是图2的设备装配后的示意图，其中电刷处于其接触位置。
图4示出了装配后的图2的设备，其中电刷处于其装配位置，并且具有印刷电路板。
图5是包括根据本发明的装配设备的电动马达的分解视图。
具体实施例方式
本发明的设备包括支架体，支架体具有用于带有其换向器的转子轴的中心通道。该装配设备还包括其上固定了电刷的电刷架部件。电刷架部件是柔性的，并且朝向支架体的中心通道迫压电刷使之处于接触换向器的位置。支架体包括将电刷架部件保持在装配位置、离开中心通道的机械元件。
由此，转子轴能够穿过支架体的中心通道内部而不会损坏电刷，电刷保持在位于中心通道外的装配位置，受到支架体保护。
此外，电刷架部件将电刷朝向其接触位置迫压，从而足以将电刷架从装配设备的限制构件释放以将电刷带到接触位置。该操作能够在装配马达时自动进行，这简化了马达的制造。
具体地，用于限制电刷架的机械部件能够通过在马达定子壳上的构形来操作。根据本发明的设备因此不需要特定的元件来执行电刷架从其装配位置的释放。这简化了马达的装配。
根据本发明的装配设备将参照图2进行描述。
图2示出了具有大致圆筒形中心通道13的支架构件10。通道13的形状和尺寸适于容纳设置有换向器的转子轴。下面详细描述将转子轴装配至本发明装配设备内的过程。
支架构件由例如塑料材料的绝缘材料制成。其可通过任何合适的模制技术生产。
支架构件10设计成插入带有一体的减速传动装置的马达的壳体之内。由此，其具有基本为矩形的外形，其中设置了中心通道13。特别是，支架构件10的外形根据其要安装到其中的壳体的特定形状来选择。
图2还示出了固定到电刷架18上的电刷15。电刷架18是柔性的薄片，其具有设计成接合支架构件10的一端和自由端。例如，电刷架18可在其一端具有附图标记19所示的钩形，以接合到支架10的横向构件，如图3所示。电刷架18的钩形端19还可设置有电连接环17，用于连接到印刷电路板的电力迹线，如图4所示。
电刷架构件18可由导电材料构成，例如由铜质薄片构成，并由此适于向电刷15供电而无需额外的连接装置。
电刷15接近每个柔性电刷架薄片18的自由端固定。电刷架特别适于朝向中心通道13迫压电刷15，换言之，与支架构件成为一体的端部被固定的点将这样选择当缺乏某些外部作用时，每个柔性电刷架薄片18将把其承载的电刷15带到与换向器接触的位置，该换向器将插入中心通道。
图2还示出了一个局部球形的支承构件20，支承构件20设计成配合到支架构件10内。局部球形的支承构件20具有一个通道，该通道适于容纳转子轴并且当其插入支架构件10时允许转子受到引导，然后适于引导转子轴，同时在插入定子壳体内的过程中允许一定程度的游隙。支架构件10包括用于夹住局部球形支承构件20的机械装置12。特别是，支架构件10的通道13的直径有缩减，终止于一系列城堡状的部分或突片，用于保持局部球形支承构件20。
图3示出了本发明的装配设备，其中电刷架18接合到支架构件10，并且局部球形支承构件20由支架构件的城堡状部分保持。我们可以看到，在没有任何约束的情况下，电刷架18将电刷15保持在通道13内。现在可容易理解，当带有换向器的转子轴配合到支架构件10的通道13内时，电刷15将确实地由柔性电刷架18迫压而抵靠换向器，由此保证了良好的电接触。
然而从图3可清楚看到，电刷15在其接触位置阻碍了转子轴的安装。支架构件10由此包括机械元件11，机械元件n在其处于中心通道13之外间隔开的位置处设置有用于电刷架18的抵靠部14，换言之，抵靠部14处于换向器的位置处，如图4所示。
机械元件11与支架构件10成为一体；它们可以是与支架构件10成一件式的构造，例如，通过模制在支架构件10上而获得。对于每个电刷架18设置一个机械限制元件11。
图4示出了处于其装配到换向器上的位置的电刷架18。机械元件11是杆或指状构件，其平行于支架构件10的通道13的轴线延伸，其端部在电刷架18的自由端处用作抵靠部。由此柔性电刷架18通过抵靠杆构件11而保持在支架构件10的中心通道13外的间隔开的位置。
特别是，从图4可清楚看到，在装配位置，电刷15受到支架构件10保护而免于与转子的可能接触。
限制电刷架18的杆或指状构件11在垂直于其纵向轴线的方向上是柔性的，特别是它们在平行于电刷架18的方向上是柔性的。由此，平行于电刷架薄片18施加到杆或指状构件11的抵靠端部的压力使得能够将电刷架薄片18从与限制机械元件11抵靠的状态下释放。柔性电刷架薄片18现在将在弹簧回复力的作用下返回其休止位置，换言之，薄片将把电刷带到支架构件10的通道13内，从而使得它们接触换向器，如图3所示。
图4还示出了固定到支架构件10的印刷电路板25。该印刷电路板25可通过滑动到抵靠在支架构件10上而固定到支架构件10上，其被横向保持在设置于支架构件10上的抵靠部之间。
以本身已知的方式，印刷电路板包括用于控制和调节马达的电子和电气部件，而装配设备是用于该马达的。由此印刷电路板25可包括继电器、供电终端、电子单元、存储器、位置传感器和其它部件。
尽管没有示出，但是应当可以使印刷电路板的绝缘支撑件与支架构件10成为一件。
电刷架部件18连接到印刷电路板25。例如，连接环17穿过印刷电路板25并且与电力迹线电连接。可选地，电刷架18和印刷电路板25之间的电连接可通过电刷架18的钩构件19和印刷电路板的供电迹线之间的接触压力提供；该方案具有的优点是避免了额外的焊接操作，而在电刷架薄片18和印刷电路板25之间建立接触。
尽管没有示出，但是电刷架18还可在本发明的设备装配之前与印刷电路板成为一体。特别是，电刷架18可在印刷电路板固定到支架构件上时直接焊接到印刷电路板并且定位在支架构件上。
图4示出的装配设备形成了一个组件，取决于实施方式，该组件可通过不同于图2和3的描述所示出的方法形成。图5是包括本发明装配设备的电动马达的分解视图。
图5示出了本发明的装配设备，其中印刷电路板25装配到支架构件10上。电刷保持在装配位置，换言之，与支架构件内的中心通道间隔开。
图5还示出了转子轴100，转子轴100包括换向器110和磁环120，磁环120产生旋转通量，允许检测马达的旋转和速度，这本身是已知。转子轴100还具有连接到换向器110子片的线圈130。
图5还示出了定子壳体200，定子壳体200设计成容纳转子100和永磁铁150以及本发明的装配设备。实际上，首先，转子轴在被引入定子壳体200之前就被引入本发明的装配设备的支架构件的通道。
承载电子部件的外壳体和承载减速齿轮的外壳体可具有设置在内部并且在图5中无法看到的特定构形，例如杆构件，用于致动限制电刷架18的机械元件11，而装配设备与转子一起被引入外壳体。所述壳体上的杆构件导致用于电刷架18的限制元件11的位置改变，由此释放电刷架，使其不再抵靠限制元件11。电刷15然后可在一个操作中从装配位置抵达它们与换向器接触的位置，该操作是将带有包括罩、换向器和印刷电路板的组件的转子配合到壳体内的装配操作的一部分。
一旦转子已经被引入壳体内，定子上的构形可保持杆或指状构件11弯曲，使之离开其抵靠电刷架18的位置，以避免产生电刷架的抵靠部回到装配位置的风险，例如由于撞击。
用于机械部件以及转子轴100和本发明装配设备的壳体300装配到定子壳体200内，例如用作车辆的窗调节马达。
用于对电刷架18的机械限制元件11进行操作以将电刷带到与换向器接触的位置而所采用的构形可设置在定子的外壳体内，而不是设置在用于机械部件300的外壳体内。电刷15然后可在一个操作中从装配位置转变到与换向器接触的位置，该操作是装配定子和定子壳体的操作的一部分。
特别是，将电刷从装配位置转换到接触位置不需要操作者的干预，而是由于设置在定子壳体内的特定构形而在装配马达时自动发生。
显然本发明不限于通过示例描述的实施方式；由此，尽管已经示出了两个电刷15和电刷架18，但是马达可具有三个、四个或更多电刷。本发明的装配设备然后可容易地适应多于两个电刷架的情况。此外，支架构件10的形状和尺寸可根据所设想的应用改变。
权利要求
1.一种电动马达装配设备，包括-支架构件(10)，其具有基本为圆筒形的中心通道(13)，该中心通道适于容纳设置有换向器的转子轴；-电刷(15)，其固定到柔性的电刷架构件(18)上，所述电刷架构件将所述电刷朝向所述中心通道迫压到与所述换向器接触的位置；所述支架构件包括机械元件(11)，用于将所述电刷架构件(18)保持在位于所述中心通道外的装配位置，所述电刷(15)在处于所述装配位置时由所述支架构件(10)保护。
2.如权利要求1所述的装配设备，其特征在于，还包括用于引导所述转子的局部球形支承构件(20)，所述支架构件(10)包括用于保持所述局部球形支承构件的机械装置(12)。
3.如权利要求2所述的装配设备，其特征在于，保持所述局部球形支承构件的所述机械装置(12)通过缩减所述支架构件(10)内的中心通道的直径而构成。
4.如权利要求1-3中任一项所述的装配设备，其特征在于，还包括固定到所述支架构件的印刷电路板(25)，且所述电刷架构件(18)连接至所述印刷电路板。
5.如权利要求4所述的装配设备，其特征在于，所述电刷架构件(18)适于为所述电刷供电。
6.如权利要求4或5所述的装配设备，其特征在于，所述印刷电路板(25)包括绝缘支撑件，所述绝缘支撑件与所述支架构件(10)为一件式构造。
7.如权利要求1-6中任一项所述的装配设备，其特征在于，用于将所述电刷架构件保持在其装配位置的所述机械元件是杆或指状构件(11)，其平行于所述支架构件(10)内的所述中心通道(13)的轴线延伸。
8.如权利要求7所述的装配设备，其特征在于，用于保持所述电刷架构件的所述杆或指状构件(11)在平行于所述电刷架构件(18)的方向上是柔性的。
9.一种直流电动马达，包括-根据权利要求1-8中任一项所述的装配设备；-在所述支架构件(10)的中心通道(13)内延伸的转子轴(100)；-外壳体(300)，其包括用于对限制所述电刷架(18)的机械元件(11)进行释放的构形。
10.一种用于将转子安装在电动马达的壳体内的方法，该方法包括如下步骤-提供如权利要求1-8中任一项所述的装配设备，且所述电刷架构件(18)保持在所述支架构件(10)的中心通道(13)的外侧；-将设置有换向器的转子轴(100)引入所述支架构件(10)的中心通道(13)内，所述电刷(15)由所述支架构件(10)保护；-将所述装配设备以及所述转子轴放入外壳体(300)，该外壳体包括适于对限制电刷架的机械元件(11)进行致动以使所述电刷架(18)从其装配位置释放的构形。
全文摘要
提供一种电动马达装配设备，包括支架构件(10)，其具有容纳带有换向器的转子轴的中心通道(13)；电刷(15)，其固定到柔性的电刷架构件(18)上，该电刷架构件将所述电刷朝向中心通道迫压到接触换向器的位置，该支架构件具有机械元件(11)，用于将电刷架构件(18)保持在装配位置，在此它们让开中心通道，并且受到保护而免于受到支架构件(10)任何可能撞击。该结构允许转子轴被引入支架构件的中心通道而没有损坏电刷的风险。电刷架容易地从在装配设备上的限制构件自动释放以将电刷带到其工作的接触位置。
文档编号H02K15/00GK101026324SQ200710085849
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月25日 优先权日2006年2月24日
发明者菲利普·拉乌尔, 格拉尔德·福涅尔, 伯努瓦·巴赞, 斯特凡·欧米莱苏克 申请人:法国阿文美驰轻型车系统有限公司