JP2000517160A - 電気的な駆動ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に自動車のワイパのための電気的な駆動ユニットであって、ほぼコップ状のモータケーシング又はポールケーシング内に取付けられた電機子を備えた駆動モータと、伝動装置エレメントの受容のためのほぼコップ状の伝動装置ケーシングとを備えており、伝動装置ケーシングが、端面側でモータケーシングに固定されており、かつ伝動装置カバーにより閉鎖可能である形式のものにおいて、伝動装置ケーシング又はモータケーシングに、閉鎖可能な開口が設けられており、この開口を通して、炭素ブラシを備えたブラシ支持体が半径方向に駆動モータの整流子へ押込み可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 電気的な駆動ユニット 従来の技術 本発明は特に自動車のワイパのための電気的な駆動ユニットであって、ほぼカ ップ状のポールケーシング内に取り付けられた電機子を備えた駆動モータと、伝 動装置エレメントの受容のためのほぼカップ状の伝動装置ケーシングとを備えて おり、伝動装置ケーシングが、端面側でポールケーシングに固定されており、か つ伝動装置カバーにより閉鎖可能である形式のものに関する。 この種の電気的な駆動ユニットは例えばドイツ連邦共和国特許公開第３２２０ １９１号明細書、同特許公開第３２３５６２２号明細書、同特許Ｃ２第３９３０ １４４明細書並びに同特許公開第４１１６１００号明細書に開示されている。 これらの駆動ユニットでの問題点は、多数の個別の部品の組付けが比較的繁雑 であり、従って組付け費用が多くかかることにある。その場合、予め製作された 種々の構成ユニット又は部品の組付けのために特に極めて多数の嵌め合わせ方向 が必要である。その場合、特に問題なのは、整流子に接触するブラシの組付けで ある。公知装置では、ブラシはモータ軸を囲むリング 状のブラシ支持体に固定されている。ブラシはある程度強い圧着力で整流子に接 触させられなければならないため、ブラシの組付け時には、ブラシをほぼ半径方 向外向きに摺動させてその位置で保持し、このようにブラシが押し戻された際に モータ軸を整流子と一緒に開口内へ導入することができるようにすることが必要 である。この複雑な組付け法は熟練を要するのみならず、特に電気的な駆動ユニ ットの機械的な組立の観点からは妨げとなる。 それゆえ本発明の課題とするところは、冒頭に記載した形式の電気的な駆動ユ ニットを改良して、可能な限り簡単な構造を有し、かつこれにより少ない部品又 は予め製作された構成ユニットの可能な限り簡単な組立を可能ならしめるような 駆動ユニットを提供することにある。 発明の利点 この課題は冒頭に記載した形式の電気的な駆動ユニットにおいて、本発明によ れば、閉鎖可能な開口が伝動装置ケーシング又はポールケーシングに設けられて おり、この開口を通して、炭素ブラシを支持したブラシ支持体が半径方向で整流 子へ押込み可能であることにより解決される。 ポールケーシング又は伝動装置ケーシングに設けられていて、炭素ブラシを支 持するブラシ支持体を半径方向で整流子へ押込み可能ならしめるこの開口の有す る特別に大きな利点は、リング上に配置されていて押し戻された位置に保持され たブラシ内に整流子を挿入するような上述の繁雑な挿入を排除することができる ことにある。むしろ、すべてのブラシを同時にブラシ支持体により半径方向に整 流子へ押込み、これにより、側方からの炭素ブラシの組付けを、特に側方からの 伝動装置エレメントの組付けと一緒にも行うことができる。さらに、炭素ブラシ のこのような固定は、例えば炭素ブラシの摩耗時の簡単な取外しをも可能ならし める。特に有利な点は、駆動ユニット全体の組立のためにわずかに２つの嵌め合 わせ方向、要するにモータ軸の軸方向と、それに対して直角な方向とが必要とさ れるだけであることにある。 純原理的に開口は伝動装置ケーシング並びにポールケーシングに、又はその両 者の間にすら配置することができる。例えば開口はポールケーシングに設けられ て、別個のカバーにより閉鎖可能であることもできる。 しかし、著しく簡単な組付けの観点からすれば、開口が伝動装置ケーシングに 配置されて、これと一緒に伝動装置カバーにより閉鎖されることができると特別 有利である。 特に駆動モータを回転数に依存して起動制御することを可能ならしめるために 、有利な１実施形では、開口内に、モータ軸に固定されたリングマグネットが配 置され、その回転位置が、伝動装置カバー内側に固定されたプリント配線板に配 置されたマグネットセンサにより検出される。この構成により、マグネットセン サは簡単に組付けられると共にリングマグネットに精密に向けられ、これにより 、駆動モータの軸の回転位置の正確な検出が簡単に可能となる。 電気的な回路素子の簡単な組付けの観点から、有利な１実施形では、打抜格子 を介して溶接結合により、又はプリント配線板を介してろう接結合により互いに 導電的に結合されていて、伝動装置カバーと一緒に組付け可能な電気的な回路素 子が伝動装置カバーの内側に固定されている。 この形式で、電気的な回路素子全体が予め伝動装置カバーの内側に組付けられ ることができ、かつ次いで、伝動装置カバーの組付けにより駆動モータとの電気 的な接触を生ぜしめられる。 有利には、電気的な回路素子が例えば妨害対抗コイル、妨害対抗コンデンサの ような妨害対抗素子及びダイオード、トランジスタなどのようなその他の妨害対 抗構成素子を有しており、これらの妨害対抗素子又は妨害対抗構成素子はそれら のために伝動装置ケーシングに設けられた固有のポケット内に配置されている。 ブラシ支持体の構成に関しては従来久しいあいだ詳報がなされていない。有利 な１実施形では、ブラシ支持体がほぼ半月形の支持板を有しており、最も外側の 両方のブラシが１８０°より小さな角度を挟むように、ブラシがそれぞれ同じ角 度だけ互いにずらされてこの支持板に半径方向で弾力的に固定されている。 組付け状態でいつでも整流子に接触すると共に整流子の小さな非平面性と炭素 ブラシの摩耗とを補償するために、ブラシがガイド内でばねの戻し力に抗して摺 動可能に配置されていると有利である。さらに、ブラシのこの弾力的な配置は、 極めて有利に、整流子に配置されるブラシをブラシ支持体へ簡単に差しはめるこ とを可能にしている。 特に、整流子へのブラシの良好な接触を確実ならしめるために、有利には、ブ ラシが整流子に向いた側に、整流子に適合していてブラシの組付け状態で整流子 に接触する丸みを有する圧着面を有している。 ブラシ支持体に配置されるブラシの差しはめによるブラシの簡単な組付けを可 能にするために、極めて有利な１実施形では、整流子への差しはめ時にばねの戻 し力とは逆方向に可能な限り大きな合力が生じるようにブラシの側方が斜め面取 りされている。 この形式で、ブラシは特に良好にばねの戻し力に抗してガイド内で押し戻され る。それと同時に、この合力に対して直角方向には、摩擦を生ぜしめる可能な限 りわずかな力成分しか生じない。 簡単な組付けの観点からさらに、ブラシ支持体は伝動装置カバーに固定可能で あり、かつこれと一緒に組 付け可能である。この形式で、上述したように妨害対抗素子を含めた電気的な回 路素子全体を組付けることができるのみならず、それと同時に、ブラシを１ステ ップで伝動装置カバーと一緒に組付けることができる。 さらに、ブラシ支持体は伝動装置カバーと無関係に組付けられることもできる 。 図面 次に、図示の実施例につき本発明のその他の特徴及び利点を説明する。ここに 、 第１図は本発明にもとづく駆動ユニットの略示分解斜視図を示し、 第２図は第１図に示した本発明にもとづく電気的な駆動ユニットの伝動装置カ バーの平面図を示し、 第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図は本発明にもとづく駆動ユニットのブラシ支持 体の種々の組付けステップを示し、 第４ａ図、第４ｂ図は第４ａ図及び第４ｂ図に示した組付けステップにおける 力の比を略示的に示す。 実施例の説明 第１図に示す、自動車のワイパのための電気的な駆動ユニットがポールケーシ ング１０を備えており、ポールケーシング内には永久磁石と、電機子軸に回転可 能に配置された電機子巻線と、場合により電機子巻線に配置されたリングマグネ ットと、電動機のその他の 公知の部分（図示せず）とが取付けられている。 ポールケーシング１０の端面側にはほぼコップ状の伝動装置ケーシング２０が フランジに固定されている。伝動装置ケーシング２０内には伝動装置エレメント 、要するに歯車２１が配置されており、歯車２１は駆動モータの電機子軸に結合 されたウオーム２２と噛み合っている。伝動装置ケーシング２０はポールケーシ ング１０に向いた側に開口３１を備えており、この開口を通して自由にアクセス 可能に整流子１１が配置されている。伝動装置ケーシング２０内にはさらにウオ ーム２２に隣接してポケット２３が設けられており、このポケット内には、伝動 装置カバー５０に固定された妨害対抗素子６０，６１（第２図参照）が伝動装置 カバー５０の組付け状態で配置される。 第１図からさらに分かるように、モータ軸の支承のために、例えば図示されて いるように伝動装置ケーシング２０内に配置された壁３２内に玉軸受２４が設け られている。玉軸受２４は公知形式で安全クリップ２５により確保されている。 ウオーム２２を備えたモータ軸はウオーム２２に向いた側で板ばね２６により 予負荷されており、板ばね２６はウオーム２２の端部に配置されたいわゆるバッ トエンドマッシュルーム（Ａｎｌａｕｆｐｉｌｚ）２７に圧着され、かつこれに より、一面では電機子軸の軸方向遊びのない支承、かつ他面では玉軸受２４の規 定された予負荷を可能にしている。 伝動装置ケーシング２０の開口３１を通して、全体を符号４０で示したブラシ 支持体が、これに固定されたブラシ４２，４３，４４と一緒に半径方向に整流子 １１へ摺動され、その際、ブラシ４２，４３，４４は半径方向に戻しばね４７（ 第３図）の戻し力に抗して押し戻され、差し込まれた状態で整流子１１の外面に 圧着される。 この種のブラシ支持体４０の組付けの種々のステップが第３ａ図、第３ｂ図及 び第３ｃ図に略示されている。第３ａ図に示された組付けステップでの力の比が 第４ａ図に略示されている。 第３図から明らかなように、炭素ブラシ４２，４３，４４はほぼ三日月形の支 持板４１に互いに角度を成して配置されている。両方の最も外側のブラシ４２， ４４は１８０°より小さな角度を挟んでいる。ブラシ４２，４３，４４は、ガイ ド４８内で戻しばね４７の戻し力に抗して弾力的に支承されており、その結果、 ブラシ支持体４０を整流子１１へ押し込む際にガイド４８内で押し戻され、かつ 組付け状態でばね４７のばね力により整流子１１に圧着させられる。ブラシ４２ ，４３，４４はその下側に整流子１１へ適合して丸み付けされた圧着面４６を備 えており、これらの圧着面は組付け状態で整流子１１に接触してこれを形状係合 により取り囲む。 さらにこの圧着面は、整流子１１への押込み時にばね４７の戻し力とは逆方向 の可能な限り大きな合力Ｆ１が生じるように（第４図参照）斜め面取りされてい る。面取部４５はやはり円筒状の形状を有している。 第３ａ図に示したように、ブラシ支持体４０は、まず両方の最も外側の炭素ブ ラシ４２，４４が整流子１１に接触するように嵌め合わせ方向Ｂで整流子１１へ 押し込まれる。第４ａ図には、その際生じた力の比が図示されている。嵌め合わ せ力ＦＦ〓ｇｅは２つの力Ｆ１とＦ２とから合成される。Ｆ１は炭素ブラシにそ のガイド４８内で作用する合力である。この合力は２つの力成分Ｆｘ１とＦｙ１ とから合成されており、この場合、Ｆｘ１は案内方向に対して平行に向いており 、Ｆｙ１は案内方向に対して直角に向いている。従ってＦｘ１はガイド内の炭素 ブラシ４２，４４の摺動を生じる力であり、これに対してＦｙ１はガイド４８内 の不所望な摩擦力を発生させる力である。 ブラシ支持体４０をさらに押し込むと（第３ｂ図、第４ｂ図参照）、炭素ブラ シ４２，４４は面取部４５を介してそのガイド４８内でばね４７の戻し力に抗し て押し込まれ、その際、この場合には合力Ｆ１の主要力成分Ｆｘ１が戻しばね４ ７の戻し力とは逆方向に作用し、これに対して摩擦力の原因となる力成分Ｆｙ１ は著しく小さい。 整流子１１にブラシ支持体４０をさらに押し込むと 、最終的に、両方の最も外側の炭素ブラシ４２，４４の間に配置された炭素ブラ シ４３が両方の最も外側の炭素ブラシ４２，４４とまったく同様にその圧着面で 整流子１１に接触して、ばね４７の戻し力にもとづき整流子１１に圧着される。 ブラシ支持体４０のこのような組付け時に、ブラシ４２，４３，４４の押し戻 しと、押し戻された状態でのブラシの固定的な保持とが不要であることが特に有 利である。 ブラシ支持体４０は第１図に略示したように、有利には伝動装置カバー５０の 内側に固定され、かつブラシ４２，４３，４４に結合されている接続リッツ線４ ９を介して、伝動装置カバー５０の内側に配置された回路（図示せず）に導電的 に結合されている。 特に第２図から分かるように、伝動装置カバー５０の内側にはさらにすべての 電気的な接続素子、例えば妨害対抗チョーク６０及びその他の妨害対抗素子６１ が配置されており、これらの素子は打抜格子５２を介して互いに、かつ他の回路 部分（図示せず）に溶接結合により結線されている。 伝動装置カバー５０の内側に例えば駆動モータの起動制御に役立つ電子回路を 設けることができる（図示せず）。これらの回路は特に、整流子１１の、ウオー ム２２に面した側で電機子軸に配置されたその他の電気的な回路素子とも協働す ることができる。例えば、 電機子軸には、伝動装置カバー５０の内側に配置されたマグネットセンサ例えば ホールセンサと協働する（図示しない）リングマグネットを配置することができ る。このホールセンサは例えば駆動モータの軸の回転位置を検出する電子回路の 部分であることができる。伝動装置カバー５０は例えば伝動装置ケーシング２０ に配置した係止部材２８と協働するスナップフック５４によって、又は第２図に 示すように、そのことのために伝動装置カバー５０のフランジ５３と、これに対 応して伝動装置ケーシング２０とに配置されたねじ結合部材によって固定される 。伝動装置カバー５０にはさらに差込接続部材又は接続ソケットのための受容部 ５７を設けることができる。 第１図及び第２図に示した電気的な駆動ユニットの組付けは矢印ＡとＢにより 示された両方の嵌め合わせ方向に沿って以下に説明するように行われる。まず、 電機子がポールケーシング１０内に挿入され、次いで、開口３１を備えた伝動装 置ケーシング２０が端面側でポールケーシング１０に固定され（嵌め合わせ方向 Ａ）、しかる後に、電機子が軸方向で保持湾曲部材により確保され、かつ電機子 の縦方向遊びがテンションばねにより調整される。嵌め合わせ方向Ｂで、ブラシ 支持体４０、歯車２１及び伝動装置カバー５０が組付けられる。 それゆえ、駆動ユニットの組付けのために両嵌め合 わせ方向ＡとＢだけしか必要でない。特に、整流子１１へのブラシ４２，４３， ４４の組付けは伝動装置歯車２１及び伝動装置カバー５０の組付けと同様に正確 に半径方向で行われ、その結果、ブラシ支持体４０内への整流子の軸方向での繁 雑な挿入を完全に排除することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エルンスト フィッシャー ドイツ連邦共和国 Ｄ―76593 ゲルンス バッハ ルートヴィッヒ―ディル―シュト ラーセ ６ (72)発明者 ハンスイェルク カルヒャー ドイツ連邦共和国 Ｄ―77830 ビューラ ータール ビューヘルバッハシュトラーセ ６ (72)発明者 ユルゲン ヘルプ ドイツ連邦共和国 Ｄ―77815 ビュール アム ノイエン ヴェーク 13 (72)発明者 リヒャルト フルスト ドイツ連邦共和国 Ｄ―77656 オフェン ブルク ゴッツヴァルトシュトラーセ ８ アー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 特に自動車のワイパのための電気的な駆動ユニットであって、ほぼコップ状 のモータケーシング又はポールケーシング（１０）内に取付けられた電機子を備 えた駆動モータと、伝動装置エレメント（２１，２２）の受容のためのほぼコッ プ状の伝動装置ケーシング（２０）とを備えており、伝動装置ケーシングが、端 面側でモータケーシング（１０）に固定されており、かつ伝動装置カバー（５０ ）により閉鎖可能である形式のものにおいて、伝動装置ケーシング（２０）又は モータケーシング（１０）に、閉鎖可能な開口（３１）が設けられており、この 開口を通して、炭素ブラシ（４２，４３，４４）を備えたブラシ支持体（４０） が半径方向に駆動モータの整流子（１１）へ押込み可能であることを特徴とする 電気的な駆動ユニット。 2. 開口（３１）が伝動装置ケーシング（２０）に配置されており、かつ伝動装 置ケーシングと一緒に伝動装置カバー（５０）によって閉鎖可能であることを特 徴とする請求項１記載の駆動ユニット。 3. 開口（３１）内に、モータ軸に固定されたリングマグネットが配置されてお り、リングマグネットの回転位置が、伝動装置カバー内側に固定された回路上に 配置されたマグネットセンサにより検出可能で あることを特徴とする請求項２記載の駆動ユニット。 4. 伝動装置カバー（５０）の内側に電気的な回路素子が固定されており、これ らの回路素子が打抜格子（５２）又はプリント配線板により互いに導電的に結合 されており、かつ伝動装置カバー（５０）と一緒に組込み可能であることを特徴 とする請求項１から３までのいずれか１項記載の駆動ユニット。 5. 電気的な回路素子が妨害対抗素子（６０，６１）を備えており、これらの妨 害対抗素子がこれらのために伝動装置ケーシング（２０）に設けられた受容ポケ ット（２３）内に組付け状態で取付けられることを特徴とする請求項４記載の駆 動ユニット。 6. ブラシ支持体（４０）がほぼ三日月形の支持板（４１）を備えており、この 支持板に、両方の最も外側のブラシ（４２，４４）が１８０°より小さな角度を 挟むようにブラシ（４２，４３，４４）が互いに角度をずらして配置されている ことを特徴とする請求項１記載の駆動ユニット。 7. ブラシ（４２，４３，４４）がガイド（４８）内でばね（４７）の戻し力に 抗して摺動可能に配置されていることを特徴とする請求項６記載の駆動ユニット 。 8. ブラシ（４２，４３，４４）が整流子（１１）に向いた側に、整流子（１１ ）に適合した丸みを有す る圧着面（４６）を備えていることを特徴とする請求項６又は７記載の駆動ユニ ット。 9. ブラシ（４２，４３，４４）が、整流子（１１）へ押し込まれる際にばね（ ４７）の戻し力とは逆方向の可能な限り大きな合力（Ｆ１）を生じるように側方 で斜め面取りされていることを特徴とする請求項６から８までのいずれか１項記 載の駆動ユニット。 10．面取部（４５）が円筒状の形状を有していることを特徴とする請求項９記載 の駆動ユニット。 11．ブラシ支持体（４０）が伝動装置カバー（５０）に固定可能であり、かつ伝 動装置カバーと一緒に組付け可能であることを特徴とする請求項１又は６記載の 駆動ユニット。 12．ブラシ保持体（４０）が伝動装置カバー（５０）と無関係に組付け可能であ ることを特徴とする請求項１又は６記載の駆動ユニット。