JP2008514885A - 結合装置 - Google Patents

Abstract

結合装置（１）は、モータ（５）のモータケーシング（２）をギヤ（７）のギヤケーシング（３）に機械的に結合するために働く。この場合、モータ（５）はモータ軸（６）を介してギヤ（７）に作用する。この結合装置（１）は、モータケーシング（２）をギヤケーシング（３）に間接的に結合することができる結合エレメント（１５，２６）を有している。この場合、結合エレメント（１５，２６）は、モータケーシング（２）がモータ軸（６）によって規定される軸線（２５）を中心としてギヤケーシング（３）に対して相対的に回転運動する際に、少なくとも部分的に弾性的に変形可能であるように形成されている。

Description

本発明は、モータのモータケーシングをギヤのギヤケーシングに機械的に結合するための結合装置に関する。特に本発明は、自動車のための補助駆動装置を形成するために、電動モータのモータケーシングをギヤのギヤケーシングに結合するための結合装置に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７２０２５４号明細書により公知の電動モータ式の駆動ユニットでは、モータのモータケーシングがギヤのギヤケーシングに結合されており、この場合、モータはモータ軸を介してギヤに作用している。後続のケーシングに電動モータ式の駆動ユニットの煩わしい騒音が伝達されるのを防止するために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７２０２５４号明細書により公知のものでは、電動モータの駆動ユニットを別のケーシング部分に結合する連結装置が設けられている。このために公知の連結装置は、遊びまたは小さな当接面によって、音響インピーダンスが大きく変化する個所を音の進行経路に生ぜしめ、ひいては伝達される音響を著しく緩衝するような結合部材を有している。この場合、この小さな当接面は、特に点状または線状に形成することができる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７２０２５４号明細書により公知の連結装置では、振動の分離が、電動モータの駆動ユニット、即ち作動駆動装置と、駆動されるシステムとの間の接合部で行われている。しかしながら、この接合部で作用する運転力とトルクとに基づき、連結装置には高い機械的強度が必要である。さらには上方の負荷領域における分離は十分ではない、または手間をかけて実現しなければならないので、高いコストに結びつく。さらには、特に、大きな運転力及びトルクの伝達の際には、遊びまたは小さな当接面を備えた結合部を形成するのはいかなる使用例においても可能というわけではない。

発明の効果
これに対して、本発明の請求項１の特徴を備えた結合装置は、振動を分離するための結合装置がモータケーシングとギヤケーシングとの間に配置されているという利点を有する。これによりモータによって生じる振動がギヤへと導入されることは回避されるので、モータの振動によって引き起こされるギヤの振動励起は最初から回避される。さらに本発明の手段により得られる利点は、モータケーシングとギヤケーシングとの間が分離されていると、モータ・ギヤ・ユニットを後続のケーシングから分離した場合よりも小さい運転力とトルクとが結合装置を介して伝達されることにある。

請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載の結合装置の有利な別の構成が得られる。

有利には結合エレメントはモータ軸の軸線に関して半径方向で少なくともほぼ剛性的に形成されている。モータケーシングの振動は特に、僅かな回転周波数で回転するモータによって生じる。結合エレメントは、モータケーシングがモータ軸によって規定される軸線を中心としてギヤケーシングに対して相対的に回転運動する際に、少なくとも部分的に弾性的に変形可能であるように形成されているので、モータの回転運動によって生じる振動を少なくともほぼ分離することができる。モータケーシングがモータ軸の理想的な軸線に対して相対的に傾動する際には、電動モータの不均衡や、モータ軸等の撓みが起こる。このことは振動発生の原因となる。結合エレメントが半径方向で少なくともほぼ剛性的に形成されていることにより、モータケーシングがギヤケーシングに対して相対的に傾動するのが防止され、振動の発生のための原因が取り除かれる。

有利には、結合エレメントはモータ軸の軸線に関して軸方向で少なくともほぼ弾性的に変形可能に形成されている。軸方向ではモータ軸は既に軸受によって少なくとも部分的にモータケーシングから分離されている。しかしながら、電動モータの軸受における軸の振れ及び／又は電動モータのモーメントの波打ちにより、モータケーシングの軸方向の振動が生じることもある。軸方向で結合エレメントが弾性的に変形可能であることにより、この振動も効果的に減衰される。

有利には、結合エレメントは、モータケーシングが軸方向で間隔をおいてギヤケーシングに結合可能であるように形成されている。電動モータの振動時にモータケーシングがギヤケーシングに接触または当接することにより、ギヤケーシングの著しい振動が生ぜしめられることがある。上記構成により、ギヤケーシングとモータケーシングとの間に規定された間隔が形成され、これにより、固体伝播音の発生もしくは伝達が防止される。

結合エレメントを、電動モータのモータケーシングをギヤケーシングに結合するために使用し、結合エレメントを電動モータのブラシ系部分に結合することもできる。ブラシ系部分はこの場合、電動モータのケーシング部分に差し込まれ、付加的にねじ結合によりこれに結合されて良い。ブラシ系部分により、プラスチックから成るモータケーシングの部分を形成することができ、これにより特に、結合エレメントがプラスチックから成っている場合には、モータケーシングとの結合は簡単に、特に射出成形により行うことができる。

さらに有利には、結合エレメントはＵ字形に形成されている。この場合、結合エレメントが第１の脚部と第２の脚部とを有しており、これらの脚部がウエブによって互いに結合されているとさらに有利である。ウエブと両脚部の弾性により所望のように、両脚の種々様々な空間方向での相互の旋回のために弾性値に影響を与えることができる。

この場合、結合エレメントが、第１の脚部の端面の領域でモータケーシングに結合可能であって、第２の脚部の端面の領域でギヤケーシングに結合可能であるとさらに有利である。このような形式の結合により、弾性もしくは剛性が、ひいては結合エレメントの緩衝作用がそれぞれ軸方向、半径方向、回転方向で個々に設定することができる。この場合、上記３つの方向では所望のように、著しく異なる特性を設定することもできる。

使用例に応じて、結合エレメントは少なくとも部分的に弾性的なプラスチックから形成することができる。結合エレメントは金属から、特にばねウェブとして形成されていても良い。選択的にまたは付加的に、結合エレメントは粘弾性の材料によってコーティングされても良い。

実施例の説明
図１には本発明による結合装置１が概略的に示されている。この装置は、モータケーシング２をギヤケーシング３に機械的に結合させるためのものである。結合により、モータ・ギヤ駆動ユニット４が形成され、このモータ・ギヤ駆動ユニット４は有利には補助駆動装置として、特に電気的な作動駆動装置として、自動車内で、シート調節や、ルーフ部分エレメント、窓等の外力で操作される運動のために利用される。しかしながら本発明による結合装置１はその他の使用例にも適している。

図１に示した第１の実施例では、結合装置１が、電動モータとして形成されたモータ５のモータケーシング２をギヤケーシング３に結合している。モータ５はモータ軸６を有しており、該モータ軸６を介してモータ５はギヤケーシング３内に配置されたギヤ７に作用する。運転力およびモータ５のトルクはこれによりギヤ７に伝達され、ギヤにより変換される。変換された運転力およびトルクは駆動ユニット４の被駆動部８で得ることができる。

モータ５はさらにブラシ系部分９を有しており、そのケーシング１０はモータ５のケーシング部分１１とともにモータケーシング２を形成している。ブラシ系部分９はこの場合、モータ５のケーシング部分１１に差し込まれていて、単数又は複数の固定個所１２でケーシング部分１１にねじ結合により結合されている。

結合装置１は、Ｕ字形に形成されている結合エレメント１５を有している。結合エレメント１５は第１の脚部１６と第２の脚部１７と、ウエブ１８とを有しており、ウエブ１８は第１の脚部１６を第２の脚部１７に結合している。結合エレメント１５は第１の脚部１６の端面１９の領域で、ブラシ系部分９のケーシング１０に、従ってモータ５のモータケーシング２に結合されている。ブラシ系部分９のケーシング１０は有利にはプラスチックから形成されていて、第１の脚部１６を端面１９の領域でモータケーシング２に結合するのを容易にする。結合エレメント１５の少なくとも第１の脚部１６がプラスチックから形成されているならば、結合エレメント１５は端面１９の領域で、ブラシ系部分９のケーシングに射出成形により固定することができる。

さらに第２の脚部１７の端面２０の領域では結合エレメント１５がギヤケーシング３のケーシング部分２１に結合されている。ブラシ系部分９のケーシング１０と相応に、ギヤケーシング３のケーシング部分２１も、第２の脚部１７との結合を容易にするためにプラスチックから形成されていてよく、これにより特に、プラスチックから形成された第２の脚部１７をケーシング部分２１に射出成形により固定することができる。

モータ５の始動時にはモータ軸６が回転させられる。これにより、モータ５の回転軸に一致するモータ軸６の軸線２５が定義されている。

図１に示した第１実施例では、結合エレメント１５の他に別の結合エレメント２６が設けられている。この場合、両結合エレメントは軸線２５に関して対称的であって、互いに１８０°ずらされて配置されている。図面を簡単にするために、第１実施例には２つの結合エレメント１５，２６が示されているが、第１の実施例に相応に、モータケーシング２をギヤケーシング３に配置する場合には、軸線２５に関して対称的に配置されている互いに１２０°ずつずらされて配置された３つの結合エレメントが、静電的もしくは形状的に規定された配置のために必要であるので、有利にはこのような構成が選択されている。別の有利な構成では、軸線２５に関して対称的な互いに９０°ずつずらされて配置されている４つの結合エレメントが形成されている。しかしながら結合装置１は単数又は複数の結合エレメント１５，２６を備えた別の配置で形成されても良い。

結合装置１の結合エレメント１５，２６は、モータケーシング２が軸線２５を中心として伝動装置ケーシング３に対して相対的に回転運動する際に、これらの結合エレメント１５，２６が弾性的に変形可能であるように形成されている。この場合、第１の脚部１６及び／又は第２の脚部１７が撓み可能であって、ウエブ１８がねじれ可能であるように形成されていて良い。結合装置１によりさらに、ギヤケーシング３とモータケーシング２との間の軸方向の間隔が得られる。結合装置１の結合エレメント１５，２６は、軸方向の、即ち軸線２５の方向で行われるモータケーシング２の運動に関して、ギヤケーシング３に対して相対的に不動であるように形成することができ、これにより軸方向の間隔はほぼ一定である。しかしながら有利には結合装置は軸方向で弾性的に形成されていて、これによりモータケーシング２とギヤケーシング３との間の軸方向の間隔は振動が発生する際に幾分変更することができる。さらに、結合装置１は、モータ軸６の軸線２５が出発位置で保持されているように形成されている。特に、結合エレメント１５，２６は、モータケーシング２の半径方向の調節力に関してギヤケーシング３に対して相対的に不動であるように形成されている。

結合装置１は所望のように、モータ５から発生する振動を遮断する。この場合、このような遮断は、所望のように所定の方向でしか行われず、別の方向では剛性的な結合が維持されたままである。このために、結合装置１の結合エレメント１５，２６はばね舌片として形成されていて良い。このばね舌片は２つの空間方向で剛性的であって、１つの空間方向では軟性的である。これにより、駆動ユニット４のずっと低い振動振幅が得られる。これにより空気伝送音、特に固体伝播音による騒音放出は減じられる。特に、モータ側で軸の振れ、モータ軸６の不均衡または撓み、モータ５のモーメントの波打ち、ブラシ系９の機械的なブラシ励磁により生じる振動がギヤ側から切り離される。ギヤ側では、特に、ギヤ側の軸の不均衡、撓みまたは軸の振れによる振動、ギヤ７の歯列の力、噛み合わせ誤差、非真円性、モーメントの波打ち、摩擦力による振動がモータ側から切り離される。さらには、モータケーシング２からギヤケーシング３への、もしくはギヤケーシング３からモータケーシング２への固体伝播音の直接的な伝達が結合装置１によって防止される。

図２には、結合装置１の結合エレメント１５が第２の実施例で示されている。この場合、同じ部材には同じ符号が付与されている。さらに、以下の説明は相応に、図１で示した結合装置１の実施例の結合エレメント１５，２６のためにも当てはまる。

結合エレメント１５はＺ方向でほぼ剛性的に形成されている。即ち、結合エレメント１５は、第１の脚部１６が第２の脚部１７に対して相対的にＺ方向で摺動する際にほぼ剛性的である。第１の脚部１６が第２の脚部１７に対して相対的にＸ方向で摺動する際にも結合エレメント１５は同様にほぼ剛性的である。しかしながら有利には結合エレメント１５は、Ｘ方向では幾分弾性的であっても良い。結合エレメント１５はさらに、第１の脚部１６が第２の脚部１７に対して相対的にＹ方向で摺動する際にウエブ１８が弾性的に撓むように形成されている。この場合、第１の脚部１６及び／又は第２の脚部１７との部分的な結合も行われる。結合エレメント１５は僅かな厚さを有している。即ち、Ｙ方向での延在は、Ｘ方向およびＺ方向での延在と比較して小さい。

モータケーシング２がギヤケーシング３に結合装置１によって結合されている、結合装置１の組み付けられた状態では、Ｘ方向は、軸線２５に対して平行に方向づけられており、Ｚ方向は、軸線２５に関して半径方向に向けられており、Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向に関して垂直に立っている。従ってＹ方向は、軸線２５に関して周方向に向けられている。

結合エレメント１５は切欠３０を有している。切欠３０の領域では結合エレメント１５凹状に、即ち凹面鏡のように形成されている。この場合、切欠３０は、少なくともほぼ楕円の形状を有している。特に、切欠３０の形状は、特にウエブ１８の領域で均一な力の分布を得るために、有限要素法による計算によって規定される。ウエブ１８の形状により、所望の減衰特性が、特に分離振動数範囲に関して設定される。一般的には、結合装置１の分離作用もしくは分離振動数範囲は、結合エレメント１５のジオメトリ及び／又は単数又は複数の材料の選択により調節することができる。この場合、ケーシング２，３を種々異なる音響伝達もしくは力伝達に関して種々異なる空間的方向Ｘ，Ｙ，Ｚで適当に分離させるために、剛性をＸ，Ｙ，Ｚ方向で種々異なるように設定することができる。

分離エレメントとして考えられる材料は、通常、ノイズ削減のために使用されるゴムエレメントである。金属ばねエレメントも考えられる。有利には、このエレメントはプラスチックから射出成形されていて、ばねウエブとして形成される。特にこのばねウェブは、ギヤケーシング３のケーシング部分２１及び／又はブラシ系部分９のケーシング１０もしくはギヤケーシング３と一体的に射出成形することができる。

結合装置１は、ギヤケーシング３の所属の軸（図示せず）からのモータ軸６の連結解除もしくは分離と組み合わせて使用することもできる。このことは例えば、ベローズカップリングまたはエラストマカップリングによって可能である。

結合エレメント１５の形成のためには、熱可塑性プラスチックが使用され、特に、ポリイミドを使用することもできる。結合エレメント１５，２６をモータケーシング２及び／又はギヤケーシング３に結合するために、結合エレメント１５の端面１９，２０の領域もしくは結合エレメント２６の相応の端面の領域に、モータケーシング２もしくはギヤケーシング３に切欠を形成することもできる。

本発明は上記実施例に限定されるものではない。

モータケーシングをギヤケーシングに結合するための本発明による結合装置の第１実施例を示す図である。 第２実施例による本発明による結合装置の結合エレメントを示す図である。

Claims (13)

1. モータ（５）のモータケーシング（２）をギヤ（７）のギヤケーシング（３）に機械的に結合するための結合装置（１）であって、モータ（５）がモータ軸（６）を介してギヤ（７）に作用する形式のものにおいて、
   少なくとも１つの結合エレメント（１５，２６）が設けられており、該結合エレメントによってモータケーシング（２）をギヤケーシング（３）に間接的に結合することができ、
   前記結合エレメント（１５，２６）は、モータケーシング（２）がモータ軸（６）によって規定される軸線（２５）を中心としてギヤケーシング（３）に対して相対的に回転運動する際に、少なくとも部分的に弾性的に変形可能であるように形成されていることを特徴とする結合装置。
2. 結合エレメント（１５，２６）が、モータ軸（６）の軸線（２５）に関して半径方向（Ｚ）で少なくともほぼ剛性的に形成されている、請求項１記載の結合装置。
3. 結合エレメント（１５，２６）が、モータ軸（６）の軸線（２５）に関して軸方向（Ｘ）で少なくともほぼ弾性的に変形可能に形成されている、請求項１又は２記載の結合装置。
4. 結合エレメント（１５，２６）が、モータケーシング（２）が軸方向で間隔をおいてギヤケーシング（３）に結合可能であるように形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の結合装置。
5. 結合エレメント（１５，２６）がＵ字形に形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の結合装置。
6. 結合エレメント（１５，２６）が、第１の脚部（１６）と第２の脚部（１７）とを有しており、これらの脚部（１６，１７）がウエブ（１８）によって互いに結合されている、請求項５記載の結合装置。
7. 結合エレメント（１５，２６）が、第１の脚部（１６）の端面（１９）の領域でモータケーシング（２）に結合可能である、請求項６記載の結合装置。
8. 結合エレメント（１５，２６）が第２の脚部（１７）の端面（２０）の領域で、ギヤケーシング（３）に結合可能である、請求項６又は７記載の結合装置。
9. 結合エレメント（１５，２６）が切欠（３０）を有しており、結合エレメント（１５，２６）が切欠（３０）の領域で少なくともほぼ凹状に形成されている、請求項６から８までのいずれか１項記載の結合装置。
10. 切欠（３０）が部分的に、楕円に近似する形状で形成されている、請求項９記載の結合装置。
11. 結合エレメント（１５，２６）が少なくとも部分的に弾性的なプラスチックから形成されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の結合装置。
12. 結合エレメント（１５，２６）が少なくとも部分的に、粘性的な弾性材料によってコーティングされている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の結合装置。
13. 結合エレメント（１５，２６）の軸方向の延在（Ｘ）および半径方向の延在（Ｚ）が、モータ軸（６）の回転方向として規定された周方向（Ｙ）において肉薄に形成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の結合装置。

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