FR2936200A1

FR2936200A1 - Gear motor for windscreen wiper installation of motor vehicle, has polar case housed in common case in form of shell receiving direct current motor and transmission, where transmission is driven by motor with permanent magnets

Info

Publication number: FR2936200A1
Application number: FR0956228A
Authority: FR
Inventors: Guenter Kastinger; Mario Huesges; Mike Obert; Detlef Lauk; Klaus Riedinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2010-03-26
Also published as: DE102008042249A1

Abstract

The gear motor (1) has a polar case (15) housed in a common case (2) that is in the form of a shell receiving an electric motor i.e. direct current motor (7), and a transmission (11). The transmission is driven by the direct current motor with permanent magnets (13) made of neodymium-iron-boron. The common case has a shell part with a shape different from that of another shell part. The latter shell part is rigid than the former shell part, and is crossed in a vertical direction via an output shaft of the transmission. The shell parts are formed from ferromagnetic material e.g. steel sheet.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un motoréducteur notamment pour une installation d'essuie-glace d'un véhicule automobile comprenant une transmission avec un arbre de sortie et cette transmission est entraînée par un moteur à courant continu à excitation permanente ayant au moins quatre aimants permanents logés dans un boîtier polaire. L'invention concerne également une installation d'essuie-glace équipée d'un motoréducteur. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a geared motor, in particular for a windscreen wiper installation of a motor vehicle comprising a transmission with an output shaft, and this transmission is driven by a permanently excited DC motor having minus four permanent magnets housed in a polar housing. The invention also relates to a wiper system equipped with a geared motor.

Etat de la technique Les installations d'essuie-glace connues de véhicules automobiles se composent d'un boîtier de transmission en fonte d'aluminium sur lequel est bridé un boîtier polaire en tôle d'acier recevant les éléments permanents d'un moteur à courant continu à excitation permanente entraînant la transmission. Habituellement, le moteur à courant continu est un moteur bi-polaire, c'est-à-dire équipé d'une paire d'aimants permanents. Pour réduire au minimum l'encombrement, la Demanderesse a développé un motoréducteur comprenant un boîtier réalisé comme indiqué ci-dessus et recevant au moins quatre aimants permanents. L'inconvénient du motoréducteur connu, réside dans la structure relativement complexe du boîtier. En particulier, le moteur ne peut être contrôlé avant l'assemblage complet de l'ensemble du motoréducteur, c'est-à-dire avant que le boîtier polaire ne soit fixé au boîtier de la transmission. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un motoréducteur optimisé du point de vue de l'encombrement et ayant un boîtier de structure simple et dont le moteur électrique peut se contrôler avant son intégration dans le boîtier. En outre, l'invention a pour but de développer une installation d'essuie-glace équipée d'un motoréducteur optimisé. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un motoréducteur du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le boîtier polaire est logé State of the art The wiper systems known to motor vehicles consist of a cast aluminum transmission housing on which is clamped a pole housing made of sheet steel receiving the permanent elements of a current motor Continuously excited continuous drive resulting in transmission. Usually, the DC motor is a bi-polar motor, that is to say equipped with a pair of permanent magnets. To minimize the bulk, the Applicant has developed a geared motor comprising a housing made as indicated above and receiving at least four permanent magnets. The disadvantage of the known geared motor lies in the relatively complex structure of the housing. In particular, the motor can not be controlled before the complete assembly of the entire geared motor, that is to say before the polar housing is attached to the transmission housing. OBJECT OF THE INVENTION The present invention aims to develop a geared motor optimized from the point of view of space and having a simple structure housing and whose electric motor can be controlled before its integration into the housing. In addition, the object of the invention is to develop a wiper system equipped with an optimized geared motor. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION For this purpose, the invention relates to a geared motor of the type defined above, characterized in that the polar housing is housed

2 dans un boîtier commun en forme de boîtier-coquille recevant le moteur électrique et la transmission. L'invention repose sur l'idée de base d'un boîtier enveloppant, commun à la transmission et au boîtier polaire du moteur électrique à la place de la combinaison du boitier polaire et du boîtier de la transmission avec plus d'une paire d'aimants permanents dans le boîtier polaire. Grâce à un boîtier enveloppant réalisé sous la forme d'un boîtier-coquille recevant le moteur électrique et la transmission, on obtient un motoréducteur de construction particulièrement simple et facile à monter, dont l'encombrement est minimisé grâce à au moins quatre aimants permanents logés dans le boîtier polaire. On peut notamment réduire l'épaisseur de la paroi du boîtier polaire logé dans le boîtier enveloppe si bien que l'induit et les aimants permanents seront plus courts que dans l'état de la technique. Il en résulte une réduction de poids et une économie pour une même puissance du moteur, voire une puissance augmentée. Selon un développement de l'invention, le boîtier-coquille est formé de deux parties de coquille asymétriques qui diffèrent au moins par une caractéristique de forme. D'une manière particulièrement préférentielle, l'une des deux parties de coquille constitue la partie de réception recevant tous les composants mobiles du motoréducteur et l'autre partie de coquille a principalement une fonction de fermeture. D'une manière particulièrement préférentielle, la partie de coquille assurant la fonction de réception ou de fixation, est plus grande, c'est-à-dire occupe un angle périphérique plus important que la première partie de coquille servant de couvercle au boîtier (fonction de fermeture) ; il est particulièrement préférentiel dans ces conditions, que la partie de coquille, la plus petite, servant de couvercle au boîtier, a une épaisseur de paroi moindre ; ainsi elle est plus souple et peut se déformer élastiquement dans certaines limites pour compenser des tolérances. Pour améliorer la compatibilité électromagnétique (encore appelée compatibilité EMV) du motoréducteur, il est avantageux que les 2 in a common casing-shell housing receiving the electric motor and the transmission. The invention is based on the basic idea of an enveloping housing, common to the transmission and the polar housing of the electric motor instead of the combination of the polar housing and the transmission housing with more than one pair of permanent magnets in the polar case. Thanks to an enveloping housing made in the form of a shell-housing receiving the electric motor and the transmission, one obtains a particularly simple and easy-to-assemble construction gearmotor, whose size is minimized thanks to at least four permanent magnets housed in the polar case. In particular, the thickness of the wall of the polar housing housed in the casing can be reduced so that the armature and the permanent magnets will be shorter than in the state of the art. The result is a reduction in weight and economy for the same power of the engine, or increased power. According to a development of the invention, the shell-case is formed of two asymmetrical shell parts which differ at least by a shape feature. In a particularly preferred manner, one of the two shell parts constitutes the receiving part receiving all the moving parts of the geared motor and the other shell part has mainly a closing function. In a particularly preferred manner, the shell portion providing the receiving or fixing function, is larger, that is to say occupies a larger peripheral angle than the first shell portion serving as a cover for the housing (function closing); it is particularly preferred in these conditions that the shell portion, the smallest, serving as a cover for the housing, has a smaller wall thickness; thus it is more flexible and can deform elastically within certain limits to compensate for tolerances. To improve the electromagnetic compatibility (also called EMV compatibility) of the geared motor, it is advantageous for the

3 parties de coquille soient en une matière ferromagnétique, de préférence en tôle d'acier. Comme indiqué ci-dessus, la combinaison de plus de quatre aimants permanents dans un boîtier commun au moteur électrique et de la transmission, permet d'optimiser l'encombrement du motoréducteur. D'une manière particulièrement préférentielle, le rapport entre la hauteur du boîtier mesurée dans la direction de l'extension longitudinale de l'axe de sortie de la longueur du boîtier mesurée dans la direction de l'extension longitudinale de l'axe d'induit du moteur à courant continu, est supérieur à 0,40 de préférence supérieur à 0,42 et de manière particulièrement préférentielle supérieur à 0,45, de sorte que l'extension longitudinale du motoréducteur est réduite. Selon un développement de l'invention, en plus ou en variante, le rapport entre la largeur du boîtier mesurée transversalement à l'extension longitudinale de l'axe d'induit et transversalement à l'extension longitudinale de l'axe de sortie et la longueur du boîtier mesurée dans la direction de l'extension longitudinale de l'axe d'induit du moteur à courant continu est supérieur à 0,65, de préférence supérieur à 0,60 et d'une manière particulièrement préférentielle, supérieur à 0,55. Notamment, si le moteur à courant continu du motoréducteur comporte quatre aimants permanents, c'est-à-dire deux paires d'aimants permanents, il est avantageux que ces aimants permanents soient en ferrites. Dans le cas où le moteur à courant continu comporte six aimants permanents répartis régulièrement dans la direction périphérique, c'est-à-dire trois paires d'aimants permanents, il est avantageux que les aimants permanents soient réalisés dans une combinaison de Selten, notamment de Néodyme-Fer-Bore (Nd-Fe-B). De manière particulièrement préférentielle, le rapport entre le diamètre de l'induit du moteur à courant continu et le diamètre du boîtier polaire est supérieur à 0,70 de préférence supérieur à 0,75 et d'une manière particulièrement préférentielle supérieur à 0,80. 3 parts of shell are made of a ferromagnetic material, preferably of steel sheet. As indicated above, the combination of more than four permanent magnets in a housing common to the electric motor and the transmission, makes it possible to optimize the size of the geared motor. In a particularly preferred manner, the ratio between the height of the housing measured in the direction of the longitudinal extension of the output axis of the length of the housing measured in the direction of the longitudinal extension of the armature axis of the DC motor, is greater than 0.40, preferably greater than 0.42 and particularly preferably greater than 0.45, so that the longitudinal extension of the geared motor is reduced. According to a development of the invention, in addition or alternatively, the ratio between the width of the housing measured transversely to the longitudinal extension of the armature axis and transversely to the longitudinal extension of the output axis and the length of the housing measured in the direction of the longitudinal extension of the armature axis of the DC motor is greater than 0.65, preferably greater than 0.60 and particularly preferably greater than 0, 55. In particular, if the DC motor of the gearmotor comprises four permanent magnets, that is to say two pairs of permanent magnets, it is advantageous for these permanent magnets to be made of ferrites. In the case where the DC motor comprises six permanent magnets regularly distributed in the peripheral direction, that is to say three pairs of permanent magnets, it is advantageous that the permanent magnets are made in a combination of Selten, in particular of Neodymium-Iron-Boron (Nd-Fe-B). In a particularly preferred manner, the ratio between the diameter of the DC motor armature and the diameter of the pole housing is greater than 0.70, preferably greater than 0.75 and particularly preferably greater than 0.80. .

4 L'invention concerne également une installation d'essuie-glace équipée d'un motoréducteur tel que défini ci-dessus. Il s'agit d'une manière préférentielle de l'installation d'essuie-glace de pare-brise qui doit être d'un encombrement aussi réduit que possible pour des raisons de place. Grâce à la combinaison d'au moins quatre aimants permanents et d'un boîtier en forme de boîtier enveloppant pour le motoréducteur, on minimise l'encombrement. D'une manière particulièrement préférentielle, l'axe de sortie porte solidairement de préférence par une liaison par la forme, un seul bras d'essuie-glace entraîné selon un mouvement alternatif pendulaire par le motoréducteur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation préférentiels représentés dans les dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'un motoréducteur d'installation d'essuie-glace d'un véhicule automobile, - la figure 2 est une vue de côté du motoréducteur de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective du moteur réducteur ouvert, montrant le boîtier polaire logé dans le boîtier en forme de coquille, - la figure 4 montre dans ses parties 4a et 4b deux vues différentes de la combinaison formée de l'induit et d'aimants permanents d'un moteur à courant continu à quatre pôles, et - la figure 5 montre dans ses parties 5a et 5b des vues différentes de la combinaison de l'induit et d'aimants permanents dans le cas d'un moteur à courant continu à six pôles. Description de modes de réalisation de l'invention Dans les figures, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments ou des éléments ayant la même fonction. The invention also relates to a wiper system equipped with a geared motor as defined above. This is a preferential way of windscreen wiper installation which must be as small as possible for reasons of space. Thanks to the combination of at least four permanent magnets and a casing-like housing for the geared motor, the space requirement is minimized. In a particularly preferred manner, the output shaft integrally preferably carries by a link in the form, a single wiper arm driven in reciprocating reciprocating motion by the geared motor. Drawings The present invention will be described hereinafter in more detail with the aid of preferred embodiments shown in the drawings in which: FIG. 1 is a top view of a wiper installation geared motor; FIG. 2 is a side view of the geared motor of FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of the open gear motor, showing the polar housing housed in the shell-shaped housing, FIG. 4 shows in its parts 4a and 4b two different views of the combination formed by the armature and permanent magnets of a four-pole DC motor, and FIG. 5 shows in its parts 5a and 5b. different views of the combination of the armature and permanent magnets in the case of a six-pole DC motor. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION In the figures, the same references will be used to designate the same elements or elements having the same function.

La figure 1 montre un motoréducteur 1 d'une installation d'essuie-glace de pare-brise non représentée de manière détaillée. Le motoréducteur 1 comprend un boîtier 2 commun en forme de boîtier en coquille; le boîtier 2 reçoit un moteur électrique ainsi qu'une transmission. Selon la combinaison des figures 1 et 2, le boîtier 2 est traversé dans la direction de l'axe vertical (hauteur H) par un arbre de sortie 3 dont l'extrémité libre reçoit de manière solidaire en rotation la tringlerie du système d'essuie-glace ou directement un bras d'essuie-glace. Le boîtier 2 réalisé comme boîtier-coquille se compose 5 d'une première et d'une seconde partie de coquille 4, 5. La seconde partie de coquille 5, supérieure du boîtier selon le plan du dessin de la figure 2 porte tous les composants mobiles du motoréducteur 1. La première partie de coquille 4 du boîtier assure principalement seulement une fonction de fermeture. Pour assurer cette fonction et permettre en même temps de compenser les tolérances de fabrication, la première partie de coquille 4 est déformable de manière souple dans certaines limites. Cela est obtenu par la réalisation de la première partie de coquille 4 avec une épaisseur de paroi réduite par comparaison à celle de la seconde partie de coquille 5. Figure 1 shows a geared motor 1 of a windscreen wiper system not shown in detail. The geared motor 1 comprises a common housing 2 in the form of shell housing; the housing 2 receives an electric motor and a transmission. According to the combination of Figures 1 and 2, the housing 2 is traversed in the direction of the vertical axis (height H) by an output shaft 3, the free end integrally receives in rotation the linkage of the wiper system. -glace or directly a wiper arm. The shell housing 2 is composed of a first and a second shell portion 4, 5. The second shell portion 5, upper of the housing in the plane of the drawing of Fig. 2, carries all the components The first shell portion 4 of the housing mainly provides only a closing function. To ensure this function and at the same time make it possible to compensate for manufacturing tolerances, the first shell portion 4 is flexibly deformable within certain limits. This is achieved by making the first shell portion 4 with a reduced wall thickness compared to that of the second shell portion 5.

La figure 3 montre le motoréducteur 1 dont le boîtier 2 est ouvert; cette figure montre uniquement la première partie de coquille 4 dont le bord est muni de plusieurs pattes 6 espacées dans la direction périphérique. Ces pattes sont réalisées pour prendre derrière la seconde partie de coquille 5 plus précisément pour venir autour de la bride périphérique de la seconde partie de coquille 5. En sertissant les pattes 6 avec la seconde partie de coquille 5, plus précisément avec sa bride périphérique, on solidarise les deux parties de coquille 4, 5; l'étanchéité du boîtier 2 est réalisée à l'aide d'un joint annulaire en forme de joint plat placé entre les deux parties de coquille 4, 5. Figure 3 shows the geared motor 1 whose housing 2 is open; this figure shows only the first shell portion 4 whose edge is provided with a plurality of tabs 6 spaced in the peripheral direction. These tabs are made to take behind the second shell portion 5 more precisely to come around the peripheral flange of the second shell portion 5. Crimping the tabs 6 with the second shell portion 5, more precisely with its peripheral flange, the two shell portions 4, 5 are secured; the casing 2 is sealed by means of an annular seal in the form of a flat gasket placed between the two shell parts 4, 5.

Selon la figure 3, le moteur électrique réalisé comme moteur à courant continu 7 à excitation permanente, entraîne une vis de transmission 9 solidaire en rotation de l'arbre d'induit 8. Cette vis engrène avec une roue entrainée 10 en forme de roue à vis faisant partie de la transmission 11 réalisée sous la forme d'une transmission à vis. L'arbre de sortie 3 est relié solidairement en rotation à la roue entraînée 10. Quatre aimants permanents 13 en ferrite, espacés régulièrement dans la direction périphérique sont logés dans un boîtier polaire en matière plastique, non représenté, ayant une partie de fixation 12 en forme de squelette (ossature). Cela permet de minimiser According to FIG. 3, the electric motor made as a permanently excited direct-current motor 7 drives a transmission screw 9 integral in rotation with the armature shaft 8. This screw meshes with a driven wheel 10 in the form of a wheel. screw forming part of the transmission 11 made in the form of a screw transmission. The output shaft 3 is integrally connected in rotation to the driven wheel 10. Four permanent magnets 13 made of ferrite, regularly spaced in the peripheral direction, are housed in a plastic polar case, not shown, having a fixing portion 12 skeleton shape (skeleton). This minimizes

6 l'encombrement du motoréducteur 1 par comparaison à celui d'un motoréducteur ayant un moteur à courant continu à deux pôles. Selon la figure 1, le rapport entre la largeur B et la longueur L du motoréducteur 1 de l'exemple de réalisation présenté, est d'environ 0,58. Le rapport de la hauteur H et de la longueur L du motoréducteur 1 est de l'ordre de 0,46. Les figures 4 et 5 montrent différentes réalisations de moteurs électriques. L'exemple de réalisation des figures 4a et 4b est un moteur à courant continu 7 à quatre pôles comportant quatre aimants permanents 13 répartis régulièrement dans la direction périphérique. Ces aimants permanents sont écartés radialement par rapport à un induit à bobine 14 lui-même solidaire en rotation de l'arbre d'induit 8. Les figures montrent en outre que l'extrémité de l'arbre d'induit 8 porte la vis 9 de la transmission. 6 the size of the geared motor 1 compared to that of a geared motor having a two-pole DC motor. According to FIG. 1, the ratio between the width B and the length L of the geared motor 1 of the embodiment shown is approximately 0.58. The ratio of the height H and the length L of the geared motor 1 is of the order of 0.46. Figures 4 and 5 show different embodiments of electric motors. The exemplary embodiment of FIGS. 4a and 4b is a four-pole direct current motor 7 comprising four permanent magnets 13 regularly distributed in the peripheral direction. These permanent magnets are spaced radially relative to a coil armature 14 itself integral in rotation with the armature shaft 8. The figures also show that the end of the armature shaft 8 carries the screw 9 of the transmission.

Les aimants permanents 13 sont logés dans un boîtier polaire 15 servant à guider le flux magnétique. Au cas où il y a plus de deux aimants permanents, on peut réduire l'épaisseur de la paroi du boîtier polaire 15 par comparaison à un moteur à courant continu à deux pôles. The permanent magnets 13 are housed in a polar housing 15 for guiding the magnetic flux. In the case where there are more than two permanent magnets, the thickness of the wall of the pole housing 15 can be reduced by comparison with a two-pole DC motor.

La comparaison des figures 4 et 5 montre que l'épaisseur de la paroi du moteur à courant continu 7 des figures 5a et 5b est réduite. Cela résulte de ce que le moteur à courant continu 7 selon les figures 5a et 5b, est un moteur à courant continu à six pôles comportant six aimants permanents 13 répartis régulièrement dans la direction périphérique ; dans l'exemple de réalisation présenté, ces aimants permanents sont réalisés dans une composition de Selten Néodyme-fer-bore (Nd-Fe-B). La comparaison des figures 4 et 5 montre également que la longueur du moteur à courant continu 7 à six pôles représentée aux figures 5a et 5b est réduite par rapport à celle du moteur à courant continu des figures 4a et 4b pour une même puissance; cela provient de la différence de nombre de pôles des deux moteurs à courant continu 7.35 The comparison of FIGS. 4 and 5 shows that the thickness of the wall of the DC motor 7 of FIGS. 5a and 5b is reduced. This results from the fact that the DC motor 7 according to FIGS. 5a and 5b is a six-pole direct current motor comprising six permanent magnets 13 regularly distributed in the peripheral direction; in the embodiment shown, these permanent magnets are made in a composition of Selten neodymium-iron-boron (Nd-Fe-B). The comparison of FIGS. 4 and 5 also shows that the length of the six-pole direct current motor 7 shown in FIGS. 5a and 5b is reduced compared with that of the DC motor of FIGS. 4a and 4b for the same power; this is due to the difference in the number of poles of the two DC motors 7.35

Claims

CLAIMS 1 °) Geared motor including a windshield wiper installation of a motor vehicle comprising a transmission (11) with an output shaft (3) and this transmission is driven by a DC motor (7) permanent excitation having at least four permanent magnets (13) housed in a pole housing (15), characterized in that the pole housing (15) is housed in a shell-shaped housing (2) receiving the electric motor and the transmission ( II). 2) A geared motor according to claim 1, characterized in that the housing (2) consists of a first shell portion (4) and a second shell portion (5) of different shape one of the other. 3) A geared motor according to claim 2, characterized in that the second shell portion (5) is larger and more rigid than the first shell portion (4) and is traversed in the vertical direction by an output shaft ( 3). 4 °) geared motor according to claim 1, characterized in that the shell portions (4, 5) are made of a ferromagnetic material preferably a steel sheet. 5 °) geared motor according to claim 1, characterized in that the ratio between the height (H) of the housing (2), measured in the direction of the longitudinal extension of the output shaft (3) and the length (L ) of the housing (2) measured in the direction of the longitudinal extension of the armature axis (8) of the DC motor (7) is greater than 0.40, preferably greater than 0.42 and in particular greater than 0.45. 30 8 6 °) Geared motor according to claim 1, characterized in that the ratio between the width (B) of the housing (2) measured transversely to the longitudinal extension of the armature axis (8) of the DC motor (7) and transversely to the longitudinal extension of the output shaft (3), and the length (L) of the housing (2) measured in the direction of the longitudinal extension of the axis (8) of the motor DC current 7 is greater than 0.65, preferably greater than 0.60 and in particular greater than 0.55. 7 °) geared motor according to claim 1, characterized in that the DC motor (7) comprises four permanent magnets (13) preferably ferrite. 8 °) geared motor according to claim 1, characterized in that the DC motor (7) comprises six permanent magnets (13) in a combination of Selten including neodymium-iron-boron (Nd-Fe-B). 9 °) geared motor according to claim 1, characterized in that the ratio of the diameter of the armature (14) of the DC motor (7) and the diameter of the pole housing (15) is greater than 0.70 preferably greater at 0.75 and in particular greater than 0.80. 10 °) installation of windshield wiper of a motor vehicle comprising a geared motor (1) according to claims 1 to 9. 35