JP2011511616A - 電気式ウインドー昇降装置のための駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】僅かな構造容積を必要とする駆動ユニットを提供する。
【解決手段】駆動ユニット１は、ウォーム歯車装置５を有するギヤハウジング４及び電気式駆動モータ２を含み、電気式駆動モータ２は駆動軸３を介してウォーム歯車装置５のウォーム６と結合されている。駆動軸３上に環状磁石２７が取付けられている。さらに駆動ユニット１は、環状磁石２７と対応するホールセンサ２６を有するプリント回路板１７を含む。その際プリント回路板１７はギヤハウジング４内に駆動軸３の軸線３０に対し傾斜して配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車両の電気式ウインドー昇降装置のための駆動ユニットに関する。

自動車両の電気式ウインドー昇降装置においては、しばしば電気式駆動ユニットを有するタックルが組み込まれる。その際通常では電動機がウォーム歯車装置を介して巻き胴を駆動する。巻き胴にはワイヤロープの両端が結び付けられているので、回転時にはワイヤロープの一端は巻き取られ、他端は巻きがほどかれる。その場合通常では牽引ワイヤはボーデンワイヤ及び案内ローラを介して、ガイドレール上を走る２つのウインドー固定部を引っ張り、それに対しワイヤ端は引っ張りなしで巻き胴上に巻き取られる。

そのような電気式のウインドー昇降装置はしばしば挟み込み防止装置を備えている。ウインドーを閉めるための駆動トルクがウインドー位置に依存してある特定の限界値を上回るとき、それは障害物に由来する。その障害を解除するため、ウインドーは再びある一定の距離逆方向に動かされなければならない。挟み込み防止装置に対する入力量として、一般にはウインドーの位置に関する情報が必要とされる。ウインドーの位置に基づいて、例えば、障害物が存在するかどうか、或はウインドーがその終位置に達したかどうかが確認される。ウインドーの位置は通例電動機の駆動軸の回転に基づいて決定される。回転数は例えばホールセンサを用いて測定され、そのホールセンサは駆動軸上に取付けられた環状磁石に対応する。

ホールセンサは、駆動ユニット中に組み込まれたプリント回路板上に取付けられるのが通例であり、そのプリント回路板上でホールセンサの出力信号が前処理され、またプリント回路板はこの出力信号を挟み込み状況の識別のために形成された電子装置に伝達するためのインタフェースを有する。

プリント回路板は、ホールセンサをできるだけ環状磁石に近い位置に置くため、ふつう駆動軸に直角に取付けられている。これによって、駆動ユニットに対する構造上必要な容積が比較的大きくなる。

本発明は、特に僅かな構造容積を必要とする駆動ユニットを提供することを課題とする。

この課題は本発明によれば請求項１の特徴によって解決される。それによれば、駆動ユニットは、ウォーム歯車装置を有するギヤハウジング、並びに電気式駆動モータを含み、駆動モータは駆動軸を介してギヤハウジングのウォームと結合されている。駆動軸上には環状磁石が同軸的に取付けられている。さらに駆動ユニットは、環状磁石と対応するホールセンサを有するプリント回路板を含む。その場合プリント回路板は駆動軸の軸線に対し傾斜してギヤハウジング内に配置されている。

この傾斜した配置によって、ギヤハウジング内の空間を特に良好に利用することができる。したがって、ギヤハウジング及びそれにともなって駆動ユニットを特に小さく組み立てることができる。

本発明の有利な実施形態においては、環状磁石は円錐形に形成されている。その場合目的にかなうように、プリント回路板はその面でもって駆動軸の軸線に対しある角度で傾けられており、その角度は環状磁石の円錐開き角度の半分に相当する。その際プリント回路板は、その上にあるホールセンサが環状磁石のすぐ近くにあるように合理的に配置されている。プリント回路板の設置角度が環状磁石の円錐開き角度の半分に相当するので、プリント回路板上に装着されたホールセンサは、その環状磁石に向く側でもって円錐の外表面にほぼ平行に方向づけられている。この配置によって、プリント回路板が傾斜して組み込まれるにもかかわらず、環状磁石からホールセンサへの良好な信号伝送が達成される。環状磁石の円錐開き角度を約４５°に定めると有利なことが明らかとなった。

環状磁石は、その直径の小さいほうの端部が駆動モータに向くように駆動軸上に取付けられているのが好ましい。それに代えて、又はそれに加えて、環状磁石が駆動軸の駆動モータから出るほうの側上に取付けられると有利である。環状磁石はしたがって駆動モータに対し直ぐ近くに又は僅かな距離をもって駆動軸上にある。

有利な実施形態においては、ギヤハウジングは、（とりわけプラスチックのような合成物質から造られた）ハウジングシェルを有し、そのハウジングシェルは駆動軸の側に開口、特にプリント回路板を入れるための開口を有する。この開口は蓋を有し、その蓋にプリント回路板が部分的に収納されている。この構造形状は、駆動ユニットを特にコンパクトに仕上げるのを支援する。

本発明の別の有利な実施形態においては、ギヤハウジングは駆動軸の側にインタフェースを有し、このインタフェースと、選択的にかつ相互に交換可能に電子モジュール又は一つもしくは複数のケーブル端子アダプタが接触可能である。種々のモジュール又はプラグに対するこの統一したインタフェースによって、一種のモジュラーシステムが有利に生じる。例えば、種々の出力階級及び／又は種々のブラシ保持器の駆動モータに基づいて、インタフェースの統一により、多数の用途に対する駆動ユニットを実現することができる。特に、電子モジュールが直接インタフェースに差し込まれるようにして電子モジュールが組み込まれる変形が行われる。その場合電子モジュールは、一方ではプリント回路板に対する接触部（センサ装置接触部）を有し、この接触部によって特にホールセンサの信号が取り出され、他方では電気式の駆動モータの端子に対する接触部（電気装置接触部）を有する。電子モジュールは特にウインドー昇降装置の挟み込み防止機能を実装する。

他の変形においては、インタフェースにケーブルの接続のためのケーブル端子アダプタを差し込むように行われる。その場合第１のケーブル端子アダプタはセンサ装置のために備えられ、このアダプタはセンサ装置接触部を介してプリント回路板と接触する。第１のケーブル端子アダプタのケーブルを介して、特にホールセンサの信号が伝送される。電気装置のための第２のケーブル端子アダプタは、モータ端子と接触するための電気装置接触部を有する。両ケーブル端子アダプタは選択的に個々に又は互いに結合して使用することができる。特に、両ケーブル端子アダプタを使用する場合には、ケーブルは外部の電子モジュールに接続され、その結果ここにも例えば挟み込み防止を実現することができる。外部の電子モジュールを使用することによって、扉に必要な構造容積を直接さらに減少させることができ有利である。インタフェースはギヤハウジングの蓋として機能するインタフェース取付部に組み込まれると目的に適っている。

インタフェースは、そのギヤハウジングと反対側の端子側にシール面を有し、そのシール面が電子モジュールないし一方又は両ケーブル端子アダプタのシール要素と対応すると有利である。湿った空間に適する組立とするために、電子モジュールないし一方又は両ケーブル端子アダプタは、例えば適切なシールリングを使用して差し込まれる。駆動ユニットの乾燥した空間における使用に対しては、モジュールないし一方又は両ケーブル端子アダプタは簡単にシール要素なしで取付けられる。

以下に本発明の実施例を図面について詳細に説明する。

電気式のウインドー昇降装置のための駆動ユニットを断面で示す。 図１の部分Ｉを拡大して示す。 駆動ユニット、電子モジュール、電子モジュールと対応するシール要素、センサ装置のためのケーブル端子アダプタ、電気装置のためのケーブル端子アダプタ、及びケーブル端子アダプタと対応するシール要素を分解組立図で示す。

すべての図において、互いに対応する部分及び量は常に同じ符号を付されている。

図１は、自動車の電気式ウインドー昇降装置に対する駆動ユニット１の断面（部分的には概略的にしか図示されていない）を二次元的に図示したものである。

駆動ユニット１は、基本的に、駆動モータ２及び駆動モータの備える駆動軸３並びにギヤハウジング４及びギヤハウジング４内に収納されているウォーム歯車装置５を含む。

ウォーム歯車装置５は、駆動軸３上に置かれているウォーム６及びウォーム６にかみ合うウォーム歯車７を含む。ウォーム歯車７は巻き胴（図示せず）を駆動するための駆動軸８を有する。

ギヤハウジング４は、プラスチックのような合成物質から作り上げられたハウジングシェル９を含み、ハウジングシェル９の形状は基本的にはウォーム歯車装置５の形状に合わせられている。それによって、ハウジングシェル９はウォーム歯車７の領域においてほぼ円板状の形状を持ち、ウォーム６を有する駆動軸３を収納するため一方の側に広がっている。

ハウジングシェル９の円板状の領域には、一方の正面上にウォーム歯車７を挿入するための第１のまるい開口１０（図３）がある。この開口は円板状のハウジング蓋１１（図３）によって閉じられ、ハウジング蓋は駆動軸８のための導入部を有する。

ハウジングシェル９のまっすぐな短い辺の側に駆動モータ２がフランジを介して接合されており、その際駆動軸３は導入部１２を貫通してギヤハウジング４内に突出している。その場合駆動軸３はその駆動モータ２と反対側の端部でハウジングシェル９の軸受１３内に安定におかれる。ウォーム６は軸受１３のすぐ隣で駆動軸３上に取付けられている。

ハウジングシェル９はその外縁に３つの取付け用つば１４を有し、この取付け用つばはそれぞれ車両扉内に駆動ユニット１を取付けるための孔１５を備えている。

駆動軸３の領域においてハウジングシェル９は短い辺の側に、プリント回路板１７を挿入するための、基本的には長方形の第２の開口１６を有する。

開口１６は、ほぼ直方体状のキャップを形成する蓋で閉じられており、以下ではこの蓋をインタフェース取付部１８と称する。開口１６は、湿った空間にも適するようにシール１９によって密閉される。

ハウジングシェル９内に挿入されたプリント回路板１７は、部分的にハウジングシェル９によって収納され、部分的にインタフェース取付部１８によって収納される。プリント回路板１７を固定するため、回路板１７がはめ込まれる互いに向き合った溝２０がハウジングシェル９内に設けられている。ここに図示された実施形態に代えて、プリント回路板１７の孔にはめ込まれギヤハウジング４内に存在するピンを用いて、プリント回路板１７を固定することも可能である。

ギヤハウジング４のインタフェース取付部１８内にはインタフェース２１が組み込まれている。インタフェース取付部１８の駆動モータ２と反対側上に、インタフェース取付部１８はセンサ装置接触部２３（図３）のための導入部２２を有し、この導入部によってプリント回路板１７に対する接触部が形成される。インタフェース取付部１８の駆動モータに向く側上に、インタフェース取付部１８は駆動モータ２の操作制御のための電気装置接触部２５（図３）に対する導入部２４を有し、この接触部とモータ端子との接触が行われる。

プリント回路板１７上にはホールセンサ２６が存在する。このホールセンサ２６は、駆動軸３上に取付けられた対応する環状磁石２７のすぐ近くにある。環状磁石２７は駆動軸３上の軸導出部２８のすぐ近くに存在する。

図２には、ホールセンサ２６及び環状磁石２７が図１の部分Ｉを拡大したものとして認められる。環状磁石２７は４５°の円錐開き角度αを持った円錐状に作り上げられている。その直径の小さいほうの端部２９は駆動モータ２の方向を指す。

プリント回路板１７は、駆動軸３の軸線３０に対し２２.５°の設定角度βで傾けられている。このプリント回路板１７の傾きによって、ホールセンサ２６はその環状磁石２７に向く上面３１でもって環状磁石２７の表面の断面縁３２に平行である。

図３は、駆動ユニット１を、電子モジュール３３、電子モジュール３３と対応するシール要素３４、センサ装置のためのケーブル端子アダプタ３５、電気装置のためのケーブル端子アダプタ３６、及びケーブル端子アダプタ３５、３６と対応するシール要素３７と共に分解組立図で示す。

図３から分かるように、インタフェース取付部１８はそのギヤハウジング４と反対側の上面に大まかにバスタブ状をなすシール面３８を有する。インタフェース取付部１８のシール面３８は、センサ装置接触部２３を挿入するための導入部２２、及び電気装置接触部２５を挿入するための導入部２４を備えている。

インタフェース２１は、電子モジュール３３又はセンサ装置のためのケーブル端子アダプタ３５及び／又は電気装置のためのケーブル端子アダプタ３６が接続可能なように形成されている。

電子モジュール３３は、そのはめられた状態においてインタフェース２１に向く下面３９に、一方ではセンサ装置接触部２３、他方では電気装置接触部２５を有する。下面３９に隣接する長手面上に、電子モジュール３３はプラグ差込部４０を有し、このプラグ差込部を介して電子モジュール３３は電圧を供給される。

湿った空間での使用のために、シール要素３４は電子モジュール３３とシール面３８との間に挟み込まれる。

センサ装置のためのケーブル端子アダプタ３５は、そのはめられた状態においてインタフェース２１に向く下面４１にセンサ装置接触部２３を有し、この接触部とプリント回路板１７が接触せしめられ得る。ケーブル端子アダプタ３５のはめられた状態においてインタフェースと反対側の上面４２に、ケーブル端子アダプタ３５はケーブルを接続するためのプラグ差込部４３を有する。

対応して、電気装置のためのケーブル端子アダプタ３６は、そのはめられた状態においてインタフェース２１に向く下面４４に電気装置接触部２５を有し、この接触部と駆動モータ２のモータ端子が接触せしめられ得る。ケーブル端子アダプタ３６のはめられた状態においてインタフェース２１と反対側の上面４５に、ケーブル端子アダプタ３６はケーブルを接続するためのプラグ差込部４６を有する。

湿った空間での利用のために、シール面３８と各ケーブル端子アダプタ３５、３６との間にそれぞれケーブル端子アダプタ３５、３６と対応するシール要素が挿入される。

１ 駆動ユニット
２ 駆動モータ
３ 駆動軸
４ ギヤハウジング
５ ウォーム歯車装置
６ ウォーム
７ ウォーム歯車
８ 駆動軸
９ ハウジングシェル
１０ 開口
１１ ハウジング蓋
１２ 導入部
１３ 軸受
１４ 取付け用つば
１５ 孔
１６ 開口
１７ プリント回路板
１８ インタフェース取付部
１９ シール
２０ 溝
２１ インタフェース
２２ 導入部
２３ センサ装置接触部
２４ 導入部
２５ 電気装置接触部
２６ ホールセンサ
２７ 環状磁石
２８ 軸導出部
２９ 端部
３０ 軸線
３１ 上面
３２ 断面縁
３３ 電子モジュール
３４ シール要素
３５ ケーブル端子アダプタ
３６ ケーブル端子アダプタ
３７ シール要素
３８ シール面
３９ 下面
４０ プラグ差込部
４１ 下面
４２ 上面
４３ プラグ差込部
４４ 下面
４５ 上面
４６ プラグ差込部
α 角度
β 角度

Claims (9)

1. ウォーム歯車装置（５）を収納するギヤハウジング（４）、電気式駆動モータ（２）、前記電気式駆動モータ（２）を前記ウォーム歯車装置（５）のウォーム（６）と結合する駆動軸（３）、前記駆動軸（３）上に取付けられた環状磁石（２７）、及び前記環状磁石（２７）と対応するホールセンサ（２６）を有するプリント回路板（１７）を備え、前記プリント回路板（１７）は前記ギヤハウジング（４）内に前記駆動軸（３）の軸線（３０）に対し傾斜して配置されている電気式ウインドー昇降装置のための駆動ユニット（１）。
2. 前記環状磁石（２７）は円錐形に形成されている請求項１記載の駆動ユニット（１）。
3. 前記環状磁石（２７）の円錐開き角度（α）の半分が、前記駆動軸（３）の軸線（３０）に対するプリント回路板（１７）の設定角度（β）にほぼ相当する請求項２記載の駆動ユニット（１）。
4. 前記環状磁石（２７）はその外面の開き角度（α）が約４５°である請求項２又は３記載の駆動ユニット（１）。
5. 前記環状磁石（２７）は、その直径の小さいほうの端部（２９）が前記駆動モータ（２）に向くように駆動軸（３）上に取付けられている請求項２〜４のいずれか１つに記載の駆動ユニット（１）。
6. 前記環状磁石（２７）は、前記駆動モータ（２）の軸導出部（２８）に直ぐ近く又は僅かな距離をおいて隣接する請求項１〜５のいずれか１つに記載の駆動ユニット（１）。
7. 前記ギヤハウジング（４）はハウジングシェル（９）を含み、前記ハウジングシェルは駆動軸（３）の側上に蓋（１８）で閉じられる開口（１６）を有し、前記蓋（１８）内に前記プリント回路板（１７）が部分的に収納されている請求項１〜６のいずれか１つに記載の駆動ユニット（１）。
8. 前記ギヤハウジング（４）は駆動軸（３）の側にインタフェース（２１）を備え、前記インタフェース（２１）と選択的にかつ互いに交換可能に電子モジュール（３３）又は１つもしくは複数のケーブル端子アダプタ（３５、３６）が接触可能である請求項１〜７のいずれか１つに記載の駆動ユニット（１）。
9. 前記インタフェース（２１）はその前記ギヤハウジング（４）と反対側の端子側にシール面（３８）を有し、前記シール面は前記電子モジュール（３３）ないし一方の又は両ケーブル端子アダプタ（３５、３６）のシール要素（３４、３７）と対応する請求項８記載の駆動ユニット（１）。

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