CN1783658A - 电动机装置 - Google Patents

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CN1783658A
CN1783658A CN 200510128670 CN200510128670A CN1783658A CN 1783658 A CN1783658 A CN 1783658A CN 200510128670 CN200510128670 CN 200510128670 CN 200510128670 A CN200510128670 A CN 200510128670A CN 1783658 A CN1783658 A CN 1783658A
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CN 200510128670
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八木秀幸
竹内将则
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阿斯莫株式会社
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Abstract

输入盘(62)和离合器盘(78)通过输出轴(18)进行支撑的方式要使输入盘(62)相对于输出轴(18)来说可旋转,而离合器盘(78)相对于输出轴(18)来说不能进行旋转,但可轴向移动。在绕输出轴(18)施加大负载转矩时,输入盘(62)和离合器盘(78)之间就会产生相对旋转。连杆(40)设有连接涡轮(36)的一端,并通过涡轮(36)的旋转进行往复地回转。旋转杆(88)设有连接至连杆(40)另一端的一个端部,并设有啮合和一体紧固于齿轮件(62)的轮齿(68)上的另一端。

Description

电动机装置
技术领域
本发明涉及一种电动机装置。
背景技术
通常,刮水器电动机装置,如后刮水器电动机装置(或简称为后刮水器电动机)具有齿轮箱,能够容设减速机构和回转机构。该回转机构将电动机的旋转运动转换为往复的回转运动以能往复地旋转电动机的输出轴。
后刮水器电动机的实例包括具有回转机构208的图20所示的后刮水器电动机200。例如,在日本专利No.3550049中公开了这样一种具有回转机构的刮水器电动机。图20所示的回转机构208具有往复回转的扇形齿轮206,该扇形齿轮206与和输出轴202一体旋转的齿轮204相啮合(齿轮204通过传动件,如离合器,可能与输出轴202一体旋转),以能通过较大的角度范围(宽角度范围)往复地转动输出轴202。而且,如图21所示,人们已经提出一种后刮水器电动机250,它用作宽角度范围型的后刮水器电动机,并包括回转机构258,其中往复旋转的齿条256和与输出轴252一体旋转的齿轮254相啮合。
此外,如图22所示,人们已经提出一种具有回转机构308的后刮水器电动机300,回转机构308包括往复回转拉杆306,回转拉杆306和与输出轴302一体旋转的杆304相连接。回转机构308通过窄的角度范围(不超过180度,最大为120度)往复地旋转输出轴302。例如,在日本专利No.3180018中公开了这样一种具有窄角度范围类型的回转机构的后刮水器电动机。窄角度范围类型的后刮水器电动机300的结构简单,制造成本低。
在宽角度范围类型的后刮水器电动机和窄角度范围类型后刮水器电动机中,一些部件,如通过电动机主体或电动机主体的驱动力旋转的输出轴和齿轮与这些后刮水器电动机基本上是共同的。但是,位于齿轮和输出轴之间的回转机构在宽角度范围类型的后刮水器电动机和窄角度范围类型的后刮水器电动机之间是不同的。更具体地说,如图22所示,在窄角度范围类型的回转机构308中,杆304的一端紧固于输出轴302的基端上,杆304的另一端连接于连杆306上,连杆306在偏心点上依次地连接齿轮310。与此相比,如图20所示,在宽角度范围类型的回转机构208的情况下,齿轮204紧固于输出轴202的基端上。齿轮204与扇形齿轮206的轮齿相啮合,扇形齿轮206连接齿轮210的偏心点。即使在图21所示的宽角度范围类型的回转机构258的情况下,紧固于输出轴252上的齿轮254也与连接齿轮260的偏心点的齿条256的轮齿相啮合。因此,很难形成作为可共同适用于宽角度类型后刮水器电动机和窄角度范围类型后刮水器电动机的共用部件的回转机构。结果是,需要制造一种适用于不同类型的相应电动机的回转机构。
特别是,在后刮水器电动机的情况下,后刮水器电动机具有安装在输出轴上的离合装置以保护回转机构和减速机构不受过大的外力作用,希望通过将离合装置安装在输出轴上而将该离合装置做为单个部件进行处理。但是,在宽角度范围类型的回转机构的结构与窄角度范围类型的回转机构的结构不同的情况下,安装于输出轴上的部件在这两种类型之间是不同的。因此,就需要形成对应于不同类型的不同输出轴组件,从而,制造成本可能提高。
发明内容
本发明是鉴于上面的事实而提出的。因此,本发明的目的是提供一种电动机装置,它能够克服上述缺点,以此能够使电动机装置的制造成本达到最小化。
为了实现本发明的目的,提供一种电动机装置,它包括:壳体、输出轴、齿轮件、旋转体、电动机主体、连杆和旋转杆。输出轴通过壳体进行旋转支撑。齿轮件通过输出轴进行支撑的方式要使齿轮件相对于输出轴来说不能绕输出轴的轴线进行旋转。齿轮件沿着其外周部设有轮齿以能接收驱动力。旋转体通过壳体进行旋转支撑。电动机主体提供旋转驱动力来旋转旋转体。连杆设有在不同于旋转体的旋转中心的点连接旋转体的一端。连杆通过旋转体的旋转进行往复地回转。旋转杆设有连接连杆另一端的一个端部,并设有啮合和一体紧固于齿轮件的轮齿上的另一端。旋转杆通过连杆的往复回转运动绕输出轴的轴线往复地旋转齿轮件。
为了实现本发明的目的,提供一种电动机装置,它包括:壳体、输出轴、离合器、旋转体、电动机主体、连杆和旋转杆。输出轴通过壳体进行旋转支撑。离合器包括齿轮件和离合器盘。齿轮件通过输出轴进行支撑的方式要使齿轮件相对于输出轴来说能绕输出轴的轴线进行旋转。齿轮件沿着其外周部设有轮齿以能接收驱动力。离合器盘通过输出轴进行支撑的方式要使离合器盘相对于输出轴来说不能绕输出轴的轴线进行旋转。离合器盘在输出轴的轴向上相对齿轮件,与齿轮件连接的方式要能够在二者之间传动驱动力。在绕输出轴的轴线施加等于或大于预定值的负载力矩时,就会在齿轮件和离合器盘之间产生相对转动。电动机主体提供旋转驱动力来旋转旋转体。连杆设有在不同于旋转体的旋转中心的点连接旋转体的一端。连杆通过旋转体的旋转进行往复地回转。旋转杆设有连接连杆另一端的一个端部,并设有直接或间接啮合和一体紧固于齿轮件的轮齿上的另一端。旋转杆通过连杆的往复回转运动绕输出轴的轴线往复地旋转齿轮件。
附图说明
本发明连同其它目的、特征和效果从下面的描述、所附权利要求和附图中将会得到最好的理解,其中:图1表示根据本发明实施例的一种电动机装置结构的透视图;图2表示电动机装置实施例结构的方式要使电动机装置的一部分结构是透明的透视图;图3表示本发明实施例的电动机装置结构的分解透视图;图4表示本发明实施例的电动机装置结构的后视图;图5表示本发明实施例的电动机装置结构的平面剖视图;图6是沿图5中线VI-VI的剖视图,表示本发明实施例的电动机装置的结构;图7表示本发明实施例的电动机装置结构的平面剖视图;
图8是沿图7中的线VIII-VIII的剖视图,表示本发明实施例的电动机装置的结构;图9是与图8相似的视图,表示在离合器分离状态下本发明实施例的电动机装置的结构;图10表示离合器结构的分解透视图,它是本发明实施例的电动机装置的组成部件;图11表示离合器结构的分解透视图,它是本发明实施例的电动机装置的组成部件;图12表示齿轮件和旋转杆结构的透视图,它们是本发明实施例的电动机装置的组成部件;图13表示外围部件结构的透视图,它们包括耦合状态下的回转机构和离合器,用作本发明实施例的电动机装置的组成部件;图14表示外围部件结构的透视图,它们包括离合器分离状态下的回转机构和离合器,用作本发明实施例的电动机装置的组成部件;图15表示根据本发明实施例的刮水器装置结构的透视图;图16表示用作清洗车辆后窗玻璃的后刮水器装置的实施例的刮水器装置的局部分解视图;图17表示宽角度范围类型的电动机装置的分解透视图,它包括用作本发明实施例的电动机装置的组成部件的输出轴和离合器;图18表示图7中所示的电动机装置结构的后视图;图19表示本实施例的刮水器装置的旋转杆改进的分解透视图;图20表示宽角度范围类型的电动机装置结构的平面视图;图21表示另一种宽角度范围类型的电动机装置结构的平面视图;和图22表示另一种窄角度范围类型的电动机装置结构的平面视图。
具体实施方式
参考图1至6将描述用作本发明实施例的电动机装置的刮水器电动机12。如图1和2所示,刮水器电动机12包括:电动机主体20、回转机构22和离合器24。电动机主体20具有偏转线圈壳体21,其通过冲压成形过程形成,并成形为在一轴端(图1或2的右端)具有底部的圆柱形体。偏转线圈壳体21通常形成为偏平体,具有在一个平面内垂直于电动机主体20的旋转轴25(图5)的方向上延伸的细长截面。偏转线圈壳体21的细长截面的横向平行于刮水器电动机12的输出轴18的轴向(垂直于图4平面的方向)。偏转线圈壳体21的开口端与壳体26一体连接,壳体26形成刮水器电动机12的一部分主体。在图4中,为了简便起见,没有示出用于闭合壳体26后侧的外盖27。设置在壳体26中的回转机构22的涡杆30,例如,通过耦接,连接于电动机主体20的旋转轴25。
涡杆30的一端通过轴承32由壳体26进行旋转支撑,涡杆32的另一端通过轴承34由壳体26进行旋转支撑(图4)。涡杆30啮合用作旋转件的涡轮36(旋转体)。
涡轮36设置在涡杆30的轴A的一侧(图4中的底侧),并容置在壳体26中的方式要使涡轮36啮合涡杆30。涡杆30通过旋转轴25由电动机主体20进行旋转,涡轮26绕旋转轴38以减小的速度旋转,旋转轴38在垂直于涡杆30的轴A的方向上延伸(旋转轴25)。
形成回转机构22一部分的连杆40连接涡轮36。连杆40的一端通过支撑轴(曲柄销)42与涡轮36旋转连接,支撑轴42设置在与涡轮36的旋转轴38(旋转中心)不同的点上。如图6所示,由树脂材料制成的滑动件43与支撑轴42的一个轴端(图6中的底端)相连接。滑动件43与外盖27滑动接合。连杆40的另一端与旋转杆88的一端旋转连接,这将在下面进行描述。
如图10和11所示,输出轴18的远端侧(图10和11中的顶侧)形成为圆柱形部46,具有环形截面。而且,输出轴18的近端侧(图10和11中的底侧)形成为相对旋转限制部48,旋转限制部48大致为矩形截面(具有通过两个直径相对的平坦表面和两个弧曲表面限定的双D截面,每个弧曲表面在两个平坦表面之间相连接)。
如图6和8所示,输出轴18的圆柱形部46通过紧固于壳体26上的轴承50进行旋转支撑。旋转限制部52形成在相对旋转限制部48的远端侧(圆柱形部46侧)。在旋转限制部52中,许多背脊在相对旋转限制部48的每个弧曲表面上沿轴线B的方向延伸。
形成离合器24一部分的通常为盘形的接合底座56紧固于相对旋转限制部48的旋转限制部52上的方式要使接合底座56与输出轴48共轴。支撑孔58形成在接合底座56的中心上。支撑孔58大致为矩形截面(双D形截面),该矩形截面对应于输出轴18的相对旋转限制部48的截面。在支撑孔58紧固连接旋转限制部52时,接合底座56能够与输出轴48一体地进行旋转(一旦接合底座56安装在输出轴18上时,接合底座56在轴线B的方向上相对于输出轴18不会移动)。制动部60形成在接合底座56的外周缘上,并在径向上突出(输出轴18的径向)。制动部60对应于制动突缘98(图2),制动突缘98形成在壳体26中,后面将进行描述。
在本实施例中,输出轴18和接合底座56分别形成,然后紧固连接在一起。但是,本发明并不局限于此。例如,输出轴18和接合底座56,通过如冷锻工艺可一体形成为相应的结构(例如,一种对应于接合底座56的法兰形大直径部在输出轴上一体形成的结构)。
输入盘62用作形成离合器24一部分的齿轮件,共轴地安装在相对旋转限制部48的移动限制部54上。输入盘62形成微圆柱形体,其中圆形截面的轴孔64在其中心形成。在输出轴18的移动限制部54通过输入盘62的轴孔64插入、并且移动限制夹安装至移动限制部54时,就限制了输入盘62从移动限制部54的移动。这样,输入盘62绕输出轴18进行旋转支撑,并在一轴侧(与接合底座56相对的相对轴侧)在轴线B的方向上限制了从输出轴18的移动。输入盘62是由其中注入润滑油的烧结金属形成。烧结金属是通过冶金粉末工艺而形成的。更具体地说,粉末合金放置到相应的印模中,并经过压缩模制,此后压缩模制的产品经过加热,进行烧结而形成输入盘62。
齿轮齿68沿着输入盘62的一轴端的外周部逐一地分布,输入盘62在轴线B的方向上与接合底座56相对。齿轮齿68对应于后面将描述的旋转杆88。而且,如图11所示,连接壁70形成在齿轮齿68的另一轴端侧(接合底座56侧)以能连接齿轮齿68的一轴端。
而且,与输出轴18共轴的圆柱形周表面72形成在连接壁70的相对轴侧上的输入盘62的外周部上,连接壁70与齿轮齿68相对。如图6和8所示,圆柱形周表面72通过轴承74进行旋转固定(即,支撑),轴承74固定于壳体26上。更具体地说,输入盘62具有环形法兰,环形法兰在轴线B方向上位于齿轮齿68的另一轴端侧上,并与输出轴18共轴。环形法兰的外周表面(圆柱形周表面72)通过轴承74进行支撑。
四个接合突缘76设置在端表面中,该端表面在轴线B的方向上位于输入盘62的另一轴端侧(接合底座56侧)上。接合突缘76沿着输入盘62的端表面的外周缘进行分布,并轴向地突向接合底座56。接合突缘76与输入盘62共轴分布,在输入盘62的圆周方向上以不等的间隔(在对应于两个接合突缘76之间的每个间隔与其圆周上任何相邻的间隔不同)依次地间距。接合突缘76对应于形成离合器24一部分的离合器盘78。
离合器盘78形成为圆形盘状,相对于输出轴18以共轴的方式通过接合底座56和输入盘62之间的输出轴18的相对旋转限制部48进行支撑。轴孔80形成在离合器盘78的中心上。轴孔80的截面为对应于相对旋转限制部48的截面的大致矩形(双D形截面)。在输出轴18(相对旋转限制部48)插入轴孔80中时,离合器盘78在轴线B的方向上位于输入盘62的另一轴侧(接合底座56侧)。支撑离合器盘78的方式要使离合器盘78不能绕轴线B进行旋转,并且离合器盘78相对于输出轴18在轴线B的方向上可轴向移动。这样,离合器盘78一直随输出轴18进行旋转,并在输出轴18的轴线B方向上相对于输入盘62可进行相对移动。在本实施例中,离合器盘78是烧结金属,该烧结金属通过上述的粉末冶金工艺而形成并注入润滑油。
在离合器盘78的后端表面(在输出轴18的轴线B方向上离合器盘78一端的端表面)中沿着外周缘凹进四个接合凹槽82。接合凹槽82分别对应于输入盘62的四个接合突缘76,并设置成与离合器盘78共轴。接合凹槽82在离合器盘78的圆周方向上以不等的间隔(在对应于两个接合凹槽82之间的每个间隔与其圆周上任何相邻的间隔不同)依次地间距。
输入盘62的四个接合突缘76能够分别安装到四个接合凹槽82中。每个接合突缘76在输出轴18的圆周方向上接合相对应的接合凹槽82。换句话说,离合器盘78能够啮合输入盘62。这样,在正常操作状态下(旋转状态),在输入盘62旋转时,输入盘62的旋转力就传动给离合器盘78。因此,离合器盘78与输入盘62一起旋转。
但是,如上所述,接合突缘76和接合凹槽82在输入盘62和离合器盘78的圆周方向上以不等的间隔(每个间隔与其圆周上任何相邻的间隔不同)进行依次地分布。因此,仅在离合器盘78(输出轴18)和输入盘62的相对位置处于单个预定的圆周位置上时,离合器盘78(输出轴18)和输入盘内62才能够相互啮合。也就是说,在出了上述预定的圆周位置外的其它位置,即使在其中一个接合突缘76与相应其中一个接合凹槽82相对时,其余的三个接合突缘76也不会与其余的接合凹槽82相对。因此,在接合突缘76离开接合凹槽82的情况下,离合器盘78通过至少三个接合突缘76的其中之一接触输入盘62。
这里,所有输入盘62的接合突缘76的侧壁和离合器盘78的接合凹槽82的侧壁形成圆周倾斜分力产生表面84,这些表面84在输出轴18的圆周方向上倾斜。换句话说,每个接合突缘76和接合凹槽82具有相对应的梯形截面。对于这样的结构,在输入盘62旋转时,旋转力就从输入盘62传动给离合器盘78,因此,分力就在离合器盘78中在与接合底座56相对的输出轴18的轴线B方向上产生。
在一些情况下,不必在所有输入盘62的接合突缘76的侧壁和离合器盘78的接合凹槽82的侧壁形成上提供分力产生表面84。换句话说,分力产生表面84在输出轴18的圆周方向上倾斜,它可以设置在至少每个接合突缘76和接合凹槽82的两个侧壁的其中之一上。即使在此情况下,在旋转力从输入盘62传动给离合器盘78的情况下,该分力也能够在离合器盘78中在输出轴18的轴线B方向上产生。而且,在一些情况下,每个接合突缘76和接合凹槽82的两个分力产生表面84的其中之一的一个倾斜角可从两个分力产生表面84的另一个的倾斜角改变。这样,离合器释放力或离合器分离力(释放接合突缘76和接合凹槽82之间的接合需要的力)能够分别设定为打开清洗移动和关闭清洗移动的不同值。这里,在打开清洗移动中,刮水器16与输出轴18相连接,刮水器16从下转动位置摆动向顶转动位置。在关闭清洗移动中,刮水器16就从顶转动位置摆动向下转动位置。
而且,用作形成离合器24一部分的弹性件的螺旋弹簧86设置在离合器盘78和接合底座56之间。螺旋弹簧86绕输出轴18进行螺旋缠绕,并在输出轴18的轴线B方向上可压缩。螺旋弹簧86将在输出轴18的轴线B方向上对抗离合器盘78的轴向移动的预定阻力(在螺旋弹簧86产生弹性变形时所施加的恢复力,是由离合器盘78的轴向移动产生的)从离合器盘78的接合凹槽82接合输入盘62的接合突缘76的接合状态作用于另一轴端侧(接合底座56侧)上。
换句话说,正常情况下,一旦输入盘62的接合突缘76装配到离合器盘78的接合凹槽82中时,螺旋弹簧86就保持在接合状态。在离合器盘78试图在轴向上移动至接合底座56而能释放输入盘62的接合突缘76和离合器盘78的接合凹槽之间的接合时,螺旋弹簧86就施加推动力(恢复力),阻止或限制离合器盘78的轴向移动。
螺旋弹簧86的推动力(恢复力)设定如下。即,如上所述,在输入盘62的接合突缘76装配到离合器盘78的接合凹槽82中时,输入盘62的旋转力就传动给离合器盘78。但是,即使在输入盘62的接合突缘76离开离合器盘78的接合凹槽82的离合状态下,即,在离合器盘78移向接合底座56的情况下,螺旋弹簧86施加的推动力(恢复力)会在输入盘62的接合突缘76和离合器盘78的后端表面之间产生预定的摩擦力,以此使输入盘62和离合器盘78产生整体旋转。
在一些情况下,螺旋弹簧86的构成要能够在正常状态下,即,在离合器盘78没有意图移向接合底座56的状态下,接受接合底座56和离合器盘78之间的推动力。换句话说,螺旋弹簧86的构成要能够将仅在离合器盘78轴向移动时对抗离合器盘78的推动力(恢复力)从离合器盘78的接合状态施加给接合底座56(在接合突缘76意图远离接合凹槽82时)。
形成回转机构22一部分的旋转杆88紧固于输入盘62上。旋转杆88通过板材,如金属板材的冲压加工工艺形成为大致是泪珠状的环。如图8所示,旋转杆88的厚度D(在输出轴18的轴线B方向上测量出的尺寸)设定为实质上与输入盘62的齿轮齿68的宽度(在输出轴18的轴线B方向上测量出的尺寸)相同。
圆形截面的轴孔90在旋转杆88的厚度方向上(输出轴18的轴线B方向上)穿过旋转杆88的一端(泪珠状的点端或较窄端)。如图4所示,支撑轴92插入轴孔90中。连接杆40的另一端通过支撑轴92旋转连接轴孔92。如图6所示,滑动件93是由树脂材料形成,它与支撑轴82的一轴端(图6中的底端)相连接。滑动件93滑动接合外盖27。
接收部94的截面通常为圆形,它形成能够在厚度方向(轴线B方向)上穿过旋转杆88另一端的中心。接收部94接收输入盘62的齿轮齿68,更具体地说,是输入盘62的齿轮齿68的外周部(在输入盘62的轴线B方向上的输入盘62的一轴端)。
如图12所示,许多(本实施例中为四个)大致为三角形状的配合突缘96与输入盘62的齿轮齿68相配合,并形成在接收部94的内周表面上以能径向突入接收部94。四个配合突缘96在输入盘62(输出轴18)的圆周方向上大致呈等间隔地分布。更具体地说,两个配合突缘96相对于输入盘62的旋转中心(输出轴18的轴线B)相互点对称,另两个配合突缘96相对于输入盘62的旋转中心相互点对称。
四个配合突缘96沿着输入盘62的齿轮齿68的节圆压固于输入盘62的齿轮齿68中的方式要使四个配合突缘96中的每个容设在相邻两个齿轮齿68之间形成的相应槽中。由于具有这样的结构,旋转杆88能整体地紧固于输入盘62上。
由于输入盘62的连接壁70和每个配合突缘96之间的干涉(邻接),旋转杆88被限制了沿着输入盘62的轴线B移向另一端的轴侧(离合器盘78侧)。但是,在旋转杆88的构成方式要使旋转杆88也被限制移动至一轴侧的情况下,即,在旋转杆88被限制为在轴线B方向上离合输入盘62的情况下,就不需要将每个配合突缘96压固于输入盘62的相应齿轮齿68中。
如图13和14所示,制动突缘98形成在壳体26中以能相对于接合底座56的制动部60。
制动突缘98形成为在垂直于轴线B方向的平面内具有弧曲形状,并位于制动部60的旋转通道上。旋转限制器100、102分别地分布在制动突缘98的相对圆周端上。具体地说,制动突缘98的旋转限制器100、102能够接合制动部60。在制动部60接合制动突缘98的其中之一的旋转限制器100、102时,就限制了接合底座56(输出轴18)的进一步旋转。因此,在接合底座56(输出轴18)通过输入盘62的旋转驱动力与离合器盘78一起旋转,并且制动部60接合其中一个旋转限制器100、102时,就进一步强制地限制了接合底座56(输出轴18)的旋转。因此,输入盘62的相对旋转(空转)就产生了。
上述的刮水器电动机12形成为能够驱动图15中所示车辆的刮水器装置10的刮水器驱动电动机装置。刮水器装置10设有擦除车辆的风档玻璃(窗户玻璃)的刮水器16。刮水器电动机12的输出轴18(未在图15中显示)直接连接刮水器16的底座端(图15中的左端),或者可供选择的,通过铰链或杆间接地连接刮水器16的底座端。在输出轴18往复地旋转时,刮水器16就往复地回转。
图16表示刮水器装置10的分解透视图,它设置为具有刮水器电动机12的后刮水器装置。在图16中,刮水器17脱离刮水器电动机12的输出轴18以能更清楚地显示刮水器电动机12和刮水器16之间的关系。而且,虽然图16显示了后刮水器装置,但是本发明并不局限于后刮水器装置。本实施例的刮水器电动机12也能够用作前刮水器装置的刮水器电动机。
下面,将描述本实施例的操作过程。
在刮水器电动机12中,在电动机主体20的旋转轴25旋转时,旋转力通过涡杆30传动给涡轮36,以使涡轮36能够减速地旋转。在涡轮36旋转时,连杆40能够往复地回转,该连杆40设有在偏移涡轮36(旋转轴38)的旋转中心的点处通过支撑轴42连接于涡轮36的一端。连杆40的另一端通过支撑轴92连接于旋转杆88的一端上。而且,旋转杆88的另一端接合并整体地紧固于离合器24的输入盘62的齿轮齿68上,离合器24通过输出轴18进行支撑。具体地说,在接收部94的内圆周表面上形成的四个配合突缘96啮合齿轮齿68。
因此,在连杆40往复回转时,旋转杆88通过较窄的角度范围进行反向回转,该角度范围小于180度(实际上,最大为120度以能允许往复的移动),而且输入盘62通过与旋转杆88相同的角度(窄角度范围类型)进行往复地旋转。
在正常的操作状态下,如图6和13所示,输入盘62的接合突缘76啮合,即,接合离合器盘78的接合凹槽82。而且,在离合器盘78试图从接合突缘76接合接合凹槽82的接合状态下在输出轴18的轴线B方向上移动时,预定的阻力就从螺旋弹簧86作用于离合器盘78上,以能保持上述接合状态。而且,离合器盘78相对于输出轴18不能绕轴线B旋转。因此,在输入盘62往复旋转时,旋转驱动力就通过接合突缘76和接合凹槽82从输入盘62传动给离合器盘78。因此,输出轴18通过窄角度范围与离合器盘78一起反向旋转。
这样,一旦输出轴18往复旋转时,与输出轴18连接的刮水器16就反向旋转以能擦除风档玻璃14。
与此相反,在过大负载转矩通过刮水器16作用于输出轴18上时,输出轴18就在相反的方向上旋转或制动。然后,与输出轴18整体旋转的离合器盘78接收相对于输入盘62使离合器盘78产生相对旋转的旋转力。这里,如上所述,输入盘62的接合突缘76的侧壁和离合器盘78的接合凹槽82的侧壁形成圆周倾斜分力产生表面84,这些表面在输出轴18的圆周方向上倾斜。换句话说,每个接合突缘76和接合凹槽82具有相对应的梯形截面。因此,输入盘62和离合器盘78之间产生的相对旋转力形成了在输出轴18的轴线B方向上在离合器盘78中面向接合底座56的分力。即,输入盘62和离合器盘78之间相对旋转力的部分用作分力,该分力使离合器盘78在输出轴18的轴线B方向上产生移动以能释放输入盘62的接合突缘76和离合器盘78的接合凹槽82之间的接合。在该相对旋转力(分力)等于或大于预定值时,相对旋转力就克服螺旋弹簧86作用的阻力,如图9和14所示,以能强制地使离合器盘78在输出轴18的轴线B方向上移动,以此释放上述接合。更具体地说,输入盘62的接合突缘76离开离合器盘78的接合凹槽82以能释放它们之间的接合。这样,离合器盘78,即,输出轴18相对于输入盘62旋转,即相对于输入盘62空转。
因此,根据本实施例的刮水器电动机12,在旋转角度范围内刮水器16在正常停止位置(图15中刮水器16的位置)被冻结于擦除表面上的情况下,或者大雪累积在保持于正常停止位置的刮水器16以制动刮水器的情况下,在电动机主体20旋转以施加巨大负载时,离合器24就会空转或被分离合。而且,在刮水器16的旋转角度范围(正常擦除范围)内的刮水器操作过程中,在巨大的力通过刮水器16作用于输出轴18上时,例如,在累积在车辆顶篷上的大雪沿着挡风玻璃14落在刮水器16上时,该刮水器16在其擦除移动时处在除了下转动位置外的位置上,离合器24就空转或被分离合。因此,它能够限制巨大的力作用于设置在输入盘62后面的驱动力传动部件上(这些部件,例如为旋转杆88、连接杆40、涡轮36、涡杆30、电动机主体20)。这样,能够保护设置在输入盘62后面的相应部件。因此,它能够限制对这些部件造成的损害和电动机主体的烧毁。
而且,仅需要根据输入盘62和离合器盘78之间的旋转传动力(分离合力)设定位于输入盘62后面的每个部件的强度。因此,在考虑到巨大外力(负荷)时,它不需要将每个部件设定为过高的强度。结果是,能够降低制造成本。
而且,与输出轴18连接的刮水器装置10的组成部件(从动部件,如刮水器16)也能够受到保护,因为离合器24的空转能够吸收作用于刮水器装置10的组成部件上的振动。
而且,在本实施例的刮水器电动机12中,在释放输入盘62的接合突缘76和离合器盘78的接合凹槽82之间的接合的离合器分离的状态下,在接合底座56的制动部60接合制动器突缘98以能强制地限制接合底座56的旋转时,输出轴18和离合器盘78的旋转也被限制了。因此,在输入盘62和离合器盘78之间产生了相对旋转(空转)。在接合突缘76和接合凹槽82置于预定的位置时,接合突缘76和接合凹槽82之间的接合是可能的,以使离合器24返回至接合状态。即,即使在离合器24处于分离合状态下,在电动机主体20旋转时,离合器24也能够自动地返回至其原始位置以能使输出轴18(刮水器16间接地连接输出轴18)在预定位置接合电动机主体20侧,从而执行正常的驱动操作。
而且,在本实施例的刮水器电动机12中,对抗离合器盘78的轴向移动而施加的以能保持接合突缘76和接合凹槽82之间的接合状态的螺旋弹簧86的阻力通过紧固于输出轴18上的接合底座56、和输入盘62接收,输入盘62被支撑的方式要能在一轴侧的轴向上限制输入盘62离开输出轴18。即,安装在输出轴18上的两个组成部件(接合底座56和输入盘62)接收的力用于保持接合状态。因此,刮水电动机12的离合器24形成为完整的输出轴18组件,它不需要任何附加的部件,如壳体26。因此,离合器24能够作为形成为输出轴18的组件的单个部件进行操作。
本实施例的刮水器电动机12形成为窄角度范围类型(输出轴18的旋转范围限定为120度的最大角度的类型)。但是,应该注意:齿轮齿68形成在输入盘62的外周部上,输入盘62形成了部分输出轴18组件。因此,代替旋转杆88和连杆40,它能够使用摆动件(如,扇形齿或齿条),该摆动件设有在一端啮合输入盘62的齿轮齿68的齿轮齿、而在另一端与涡轮36的旋转中心不同的点连接涡轮36。这样,输出轴18组件能够共同地用作宽角度范围类型的刮水器电动机(一种类型的刮水器电动机,其中输出轴通过较宽角度范围反向地旋转)的组成部件。这个将进行更具体地描述。
图17表示宽角度范围类型的刮水器电动机150的分解透视图,其中应用了上述实施例的刮水器电动机12的输出轴18组件(输出轴18和受到输出轴18支撑的离合器24)。图18表示刮水器电动机150结构的后视图。
在下面,与上述实施例的刮水器电动机12相同的部件用相同的参考标号表示,为了简化起见将不对其再进行描述了。
如这些附图所示,刮水器电动机150与上述实施例的刮水器电动机12具有相同的基本结构。但是,代替回转机构22的旋转杆88和连杆40,刮水器电动机150包括扇形齿154和保持杆156。
扇形齿154的一端旋转连接支撑轴42,该支撑轴42位于与涡轮36旋转中心不同的点上。扇形齿154的另一端包括齿轮齿158,齿轮齿158啮合输入盘62的齿轮齿68。
保持杆156在扇形齿154的厚度方向上分布在扇形齿154的另一侧(涡轮36的相对侧)上。保持杆156的一端连接齿轮齿158的摆动轴线160(位于齿轮齿158的节圆中心上的支撑轴)。保持杆156的另一端旋转连接输出轴18。这样,摆动轴线160和输出轴18之间的轴与轴的距离(轴一轴节距)能被保持,并能够在输出轴18的径向上保持扇形齿154和输入盘62之间的接合。在涡轮36旋转时,扇形齿154往复地摆动。然后,扇形齿154的往复回转移动产生了输入盘62的往复旋转。
在刮水电动机150中,在正常操作状态下与输入盘62一起往复旋转的输出轴18通过宽角度范围(可能等于或大于180度)进行往复地旋转,该宽角度范围由于输入盘62的齿轮齿68和扇形齿154的齿轮齿158之间的减速比而以增加的速度比上述实施例的刮水电动机12的角度范围更宽(宽型)。
而且,参考图21,在刮水器电动机250的情况下,其中齿条256往复地移动,上述实施例的输出轴18组件的输入盘62的齿轮齿68可以啮合齿条256。因此,输出轴18组件也能够在刮水器电动机250中共用。
如上所述,在上述实施例的刮水电动机12的情况下,窄角度范围类型的输出轴18组件(输出轴18和受到输出轴18支撑的离合器24)可以共同地用作宽角度范围类型的刮水器电动机150的输出轴组件。这样,窄角度范围类型的刮水器电动机12和宽角度范围类型的刮水器电动机150就能够以较低的制造成本获得。
特别是,形成离合器24的输入盘62和离合器盘78接收高接触压力并需要较高的制造精度。因此,正如上面实施例讨论的那样,就希望形成由烧结金属制成的输入盘62和离合器盘78。但是,在输入盘62和旋转杆88是由烧结金属整体形成为窄角度范围类型的刮水器电动机的专用部件而且输入盘62用作宽角度范围类型的刮水电动机的专用部件的情况下,这两个不同的部件是由昂贵的烧结金属形成的,以使制造成本不利地被提高。相对于该方面来说,在上述实施例中,由烧结金属制成的输入盘62可以在窄角度范围类型的刮水器电动机和宽角度范围类型的刮水器电动机中共同使用。而且,旋转杆88可以形成为廉价的冲压产品。因此,能够进一步地降低成本。
而且,在上述实施例的刮水电动机12的情况下,输入盘62的齿轮齿68啮合四个配合突缘96,这些突缘从旋转杆88的接收部94的内轴表面突出。因此,旋转杆88相对于输入盘62的紧固方式要使旋转杆88相对于输入盘62绕输出轴18的轴线B的旋转受到限制。而且,多个(四个)配合突缘96相对于输入盘62的旋转中心是点对称的。因此,旋转杆88的紧固方式要使旋转杆88绕输入盘62的旋转中心,即绕输出轴18的轴线B达到很好地平衡,以此实现稳定的紧固强度。而且,输入盘62的齿轮齿68的外周部被接收在旋转杆88的接收部94中。因此,它能够在输出轴18的轴线B方向上限制电动机12尺寸的增加。这里,应该明白:对于旋转杆的接收部来说不需要在旋转杆的厚度方向上穿过旋转杆(即,接收部可以是底端凹槽的形式)。例如,如图19所示,接收部94可设有底座壁部95,底座壁部95与输入盘62的齿轮齿68轴向相对以能覆盖齿轮齿68。在齿轮齿68被底座壁部95覆盖时,它能够限制齿轮齿68突出超过旋转杆88的壁厚。而且,在底座壁部95接合输入盘62的端表面(图19中的底端表面)时,相对于旋转杆88的输入盘62的轴向定位能够更加精确地执行。
而且,在上述实施例刮水器电动机12的离合器24的情况下,在输入盘62的接合突缘76分别容设在离合器盘78的接合凹槽82中并且对抗离合器盘78轴向移动的阻力从螺旋弹簧86作用于离合器盘78上时,旋转力就从输入盘62传动给离合器盘78。由于具有这样的结构,输入盘62和离合器盘78之间的驱动力传输可以进行可靠地实现。而且,输入盘62的接合突缘76的侧壁和离合器盘78的接合凹槽82的侧壁形成圆周倾斜分力产生表面84,这些表面84在输出轴18的圆周方向上倾斜。因此可根据每个分力产生表面84的倾斜角度和螺旋弹簧86的阻力(弹性变形力)方便地设定上述离合器分离力。
而且,在上述实施例刮水器电动机12的离合器24的情况下,输入盘62被分离并通过回转机构22(涡杆122、涡轮128和扇形齿132)进行往复回转。因此,输出轴18使用相对较大的转矩进行驱动,以此直接或间接连接输出轴18的刮水器16能够以适当的方式进行反向地驱动。
因此,上述实施例的刮水器电动机12也适合用作特定车辆,如卡车或具有在驾驶室上部类型座舱的设计者的刮水器电动机,例如,在累积在车辆顶棚上的大雪作用于刮水器16上、并由此在大雪沿着玻璃表面垂直下落时作用于刮水器电动机12上时,它将可能通过刮水器16在输出轴18上具有超大的负载。
如上所述,在上述实施例的刮水器电动机12的情况下,窄角度范围类型的输出轴18组件和宽角度范围类型的输出轴18组件能够用作共用的输出轴18组件,它包括离合器24,对于窄角度范围类型和宽角度范围类型可以共用。
在上述实施例中,刮水器电动机12的离合器24具有用作弹性件螺旋弹簧86。但是,本发明并不局限于此。例如,弹性件可以是任何其它合适的部件,如波形垫圈或橡胶件。
在上述实施例的刮水器电动机12的离合器24中,在离合器盘78在输出轴18的轴线B方向上对抗螺旋弹簧86的弹性力移动时,就能够实现离合器分离状态。但是,本发明并不局限于此。例如,在输入盘62的构成为能在输出轴18的轴线B方向上相对于离合器盘78移动时可实现离合器的分离状态。但是,在此情况下,就需要一个弹性件,它施加阻力对抗输入盘62在轴线B的方向上的移动。
而且,在上述实施例的刮水器电动机12的离合器24中,接合突缘76形成在输入盘62中,接合凹槽82形成在离合器盘78中。但是,本发明并不局限于此结构。例如,接合凹槽82可有选择地形成在输入盘62中,接合突缘76可有选择地形成在离合器盘78中。
而且,上述实施例的刮水电动机12包括离合器24。但是本发明并不局限于此。例如,可以省略图1至8中的离合器24。在此情况下,可省略螺旋弹簧86和离合器盘78,输入盘62与绕图20的输出轴202压装的齿轮204情况一样绕输出轴18的轴相对于输出轴18以不可转动的方式通过输出轴18进行支撑。更具体地说,没有接合突缘76的输入盘62可用与接合底座56相同的方式绕输出轴18压装,接合底座56压装到输出轴18的旋转限制部上。另一种可选择方案是,接合底座56和输入盘62与输出轴18一体形成。在任何一种情况下,窄角度范围类型的输出轴18组件(输出轴18和输入盘62)可被共用为宽角度范围类型的输出轴组件。
而且,本发明的电动机并不局限于刮水器电动机,可以是用于驱动除了刮水器外任何其它设备的任何其它合适的电动机(例如,任何其它齿轮电动机)。
其它的优点和修改对于本领域的技术人员来说将会很容易地形成。因此,从更广泛意义上讲,本发明并不局限于这些具体的细节、代表性的装置和所示及描述的说明性实例。

Claims (13)

1.一种电动机装置,包括:壳体(26);输出轴(18),通过壳体(26)进行旋转支撑;齿轮件(62),通过输出轴(18)进行支撑的方式要使齿轮件(62)相对于输出轴(18)来说不能绕输出轴(18)的轴线(B)进行旋转,其中齿轮件(62)具有沿齿轮件(62)的外周部的轮齿(68)以接收驱动力;旋转体(36),通过壳体(26)进行旋转支撑;电动机主体(20),提供旋转驱动力来旋转旋转体(36);连杆(40),设有在不同于旋转体(36)的旋转中心的点处连接至旋转体(36)的一端,其中连杆(40)通过旋转体(36)的旋转进行往复地回转;和旋转杆(88),设有连接连杆(40)另一端的一个端部,并设有啮合并一体紧固于齿轮件(62)的轮齿(68)的另一端,其中旋转杆(88)通过连杆(40)的往复回转运动绕输出轴(18)的轴线(B)往复地旋转齿轮件(62)。
2.如权利要求1所述的电动机装置,其中:旋转杆(88)的另一端包括接收部(94),该接收部(94)用于接收齿轮件(62)的轮齿(68)的外周部;和至少一个配合突缘(96)形成在接收部(94)的内周表面上,并啮合齿轮件(62)的轮齿(68)。
3.如权利要求2所述的电动机装置,其中:接收部(94)设有底座壁部(95),共轴地与齿轮件(62)的轮齿(68)相对以能覆盖齿轮件(62)的轮齿(68)。
4.如权利要求2所述的电动机装置,其中:至少一个配合突缘(96)包括许多配合突缘(96),所述配合突缘相对于齿轮件(62)的旋转中心是点对称的。
5.如权利要求1所述的电动机装置,其中:旋转体(36)是涡轮(36),它啮合涡杆(30),并减速地旋转,其中涡杆(30)设置成电动机主体(20)的旋转轴(25)。
6.如权利要求1所述的电动机装置,其中:电动机装置是具有直接或间接连接至输出轴(18)的刮水器(16)的刮水器装置(10)的刮水器电动机,以使刮水器(16)通过输出轴(18)由刮水器电动机进行反向地驱动。
7.一种电动机装置,包括:壳体(26);输出轴(18),通过壳体(26)进行旋转支撑;离合器(24),包括:齿轮件(62),通过输出轴(18)进行支撑的方式要使齿轮件(62)相对于输出轴(18)来说能绕输出轴(18)的轴线(B)进行旋转,其中齿轮件(62)具有沿着齿轮件(62)外周部的轮齿(68)以能接收驱动力;和离合器盘(78),通过输出轴(18)进行支撑的方式要使离合器盘(78)相对于输出轴(18)来说不能绕输出轴(18)的轴线(B)进行旋转,其中:离合器盘(78)在输出轴(18)的轴向上与齿轮件(62)相对,并与齿轮件(62)连接的方式要能够在二者之间传动驱动力;在绕输出轴(18)的轴线施加等于或大于预定值的负载力矩时,在齿轮件(62)和离合器盘(78)之间产生相对转动;旋转体(36),通过壳体(26)进行旋转支撑;电动机主体(20),提供旋转驱动力来旋转旋转体(36);连杆(40),所述连杆(40)设有在不同于旋转体(36)的旋转中心的点处连接至旋转体(36)的一端,其中连杆(40)通过旋转体(36)的旋转进行往复地回转;和旋转杆(88),所述旋转杆(88)设有连接至连杆(40)另一端的一个端部,并设有直接或间接啮合并且一体紧固于齿轮件(62)的轮齿(68)上的另一端,其中旋转杆(88)通过连杆(40)的往复回转运动绕输出轴(18)的轴线(B)往复地旋转齿轮件(62)。
8.如权利要求7所述的电动机装置,其中:齿轮件(62)和离合器盘(78)的其中之一通过输出轴(18)支撑的方式要使齿轮件(62)和离合器盘(78)的其中之一在输出轴(18)的轴向上相对于输出轴(18)移动;离合器(24)还包括弹性件,所述弹性件施加阻力对抗齿轮件(62)和离合器盘(78)其中之一的轴向移动;齿轮件(62)和离合器盘(78)的其中之一至少包括一个在轴向上突出的接合突缘(76);齿轮件(62)和离合器盘(78)其中的另一个包括至少一个接合凹槽(82),所述接合凹槽(82)被凹进以能接合至少一个接合突缘(76);每个接合突缘(76)具有分力产生表面(84);和每个接合凹槽(82)设有分力产生表面(84),所述分力产生表面(84)在输出轴(18)的圆周方向上接合对应于至少一个接合突缘(76)的其中之一的分力产生表面(84)以能在输出轴的轴向上产生分力。
9.如权利要求7所述的电动机装置,其中:旋转杆(88)的另一端包括接收部(94),所述接收部(94)接收齿轮件(62)的轮齿(68)的外周部;和至少一个配合突缘(96)形成在接收部(94)的内周表面上并啮合齿轮件(62)的轮齿(68)。
10.如权利要求9所述的电动机装置,其中:接收部(94)设有底座壁部(95),所述底座壁部(95)共轴地相对于齿轮件(62)的轮齿(68)以能覆盖齿轮件(62)的轮齿(68)。
11.如权利要求9所述的电动机装置,其中:至少一个配合突缘(96)包括许多配合突缘(96),所述配合突缘(96)相对于齿轮件(62)的旋转中心是点对称的。
12.如权利要求7所述的电动机装置,其中:旋转体(36)是涡轮(36),所述涡轮(36)啮合涡杆(30)并减速地旋转,其中涡杆(30)设置到电动机主体(20)的旋转轴(25)。
13.如权利要求7所述的电动机装置,其中:电动机装置是具有直接或间接地连接至输出轴(18)的刮水器(16)的刮水器装置的刮水器电动机,以使刮水器(16)通过输出轴(18)由刮水器电动机进行往复地驱动。
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