JP2013519583A

JP2013519583A - 車両座席用の駆動装置

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Publication number: JP2013519583A
Application number: JP2012553206A
Authority: JP
Inventors: ユルゲンシュテマー、; ミヒャエルベルレス、; ノルベルトヘーグ、; イェンスシュルツ、; アンドレアスディール、
Original assignee: カイパーゲーエムベーハーウントコンパニーカーゲー
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2013-05-30
Also published as: US20130009438A1; EP2536587A1; DE102010008880B3; WO2011101090A1; CN102762410A; KR20120123712A; KR101435548B1

Abstract

出力としてモーターシャフト（３）を有するモーター（２）、及び前記モーターシャフト（３）によって駆動され且つ出力として出力シャフト（８）を有する複数段階トランスミッション（４）を有する車両座席用の駆動装置において、前記トランスミッション（４）は、平歯車としてそれぞれ具現化される駆動輪（６；２１，２３；３１，３３，３５）及び出力歯車（７；２２，２４；３２，３４，３６）が互いに噛み合う少なくとも１つの平歯車段階を有し、及び前記出力シャフト（８）は、前記モーターシャフト（３）と平行にオフセットして配置される。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の特徴を有する車両座席用の駆動装置に関する。

この種類の取り付けシステムは、ＤＥ１９７０９８５２Ｃ２から知られている。モーターシャフトは、出力段階として遊星段階（ｐｌａｎｅｔａｒｙｓｔａｇｅ）を駆動するウォーム歯車と噛み合うウォームを有する。出力シャフトは、所定の設置空間要件が存在するようにモーターシャフトに垂直に配置される。このような駆動装置は、座席構造に一体化される荷重受容トランスミッションを駆動する機能を果たし、衝突時に荷重を伝達して、例えば、背もたれ調節取り付け具等の座席構成要素を設定する機能を果たす。ＤＥ１０２００４０１９４６６Ａ１は、この種類の別の駆動装置を開示しており、そのトランスミッションは、遊星段階を有しており、モーター及びトランスミッションを有する完全な駆動装置が荷重受容トランスミッションの中心に一体化される。

本発明の目的は、最初に言及された種類の駆動装置を、特に、費用及び取り付け空間の要件に関して改善することである。この目的は、本発明によれば、請求項１の特徴を有する駆動装置によって達成される。従属項の主題は、有利な実施形態である。

平歯車段階（ｓｐｕｒｇｅａｒｓｔａｇｅ）を通じて達成されるモーターシャフト及び出力シャフトの平行オフセット配置は、垂直配置と比較して出力シャフトに対して斜めの設置空間の要件が少ないという利点を有する。従って、駆動装置及びそれによって駆動される車両座席の構成要素、例えば、背もたれ調節取り付け具は、例えば、背もたれの旋回軸（ｓｗｉｖｅｌａｘｉｓ）等の軸に沿って配置され得る。

各々が平行な駆動部及びシャフトを有する複数のトランスミッション段階によって、伝達率が次々に拡大され得る。このため、平歯車段階及び遊星段階（遊星トランスミッション段階）が可能である。従って、トランスミッションは、例えば、少なくとも１つの遊星段階を有し得る。ここで、駆動部として機能する太陽歯車が、リング歯車と噛み合い且つ出力部として機能する棒材に取り付けられる遊星歯車と噛み合う。リング歯車は、トランスミッション筐体の一部を形成し得る。トランスミッションは、例えば、正確に２つの遊星段階又は正確に３つの平歯車段階又は正確に４つの平歯車段階を有し得る。固定機能が、固定ボルト若しくは歯部を介して形状適合的に、又はラップバネ（ｗｒａｐｓｐｒｉｎｇ）を介して摩擦で実現され得る。

モーターが更に基本的な電子機器のみを含むように、モーターの制御器がトランスミッションカバーに一体化され得る。制御器は、好ましくは、均一な寸法（又は異なる構成要素キャリア）で、且つ異なる取り付け具の要求に関連して基板に設けられる。例えば、基板は、電子部品、即ち、無線干渉抑制、熱保護、過電圧保護、必要に応じて、位置生成器又は位置センサ、及び分散モーター制御装置を含み得る。この基本的な制御器に加えて、ＥＣモーターのための整流制御器が設けられ、それは、必要に応じて、別の基板に収容される。例えば、プラグと共に作用する車両座席に対するインターフェースの接触ピンは、基板の一部である。プラグ／ソケット形状は、トランスミッションカバー上に実現される。電気的統合に関する要件によれば、例えば、２から５本の接触ピンが使用され得る。基板は片側又は両側に取り付けられ得る。基盤の中ではなく基本的な電子機器の中に、所定の構成要素が一体化され得る。

異なる構成要素及びアセンブリが、好ましくは、互いの中に、且つ、好ましくは、軸方向（モーターシャフトの方向）に差し込まれ得る。駆動装置のこのモジュラー式構造によって、アセンブリは大幅に簡略化される。従って、その基本的な電子機器を有するモーターは、好ましくは、基本的な制御器（又は整流制御器）の中に、及び／又はそのモーターシャフトがトランスミッションの中に、即ち、電気的に及び／又は機械的に差し込まれる。トランスミッションカバーは、トランスミッション筐体の中に（機械的に）差し込み可能である。この構成要素及びアセンブリは、好ましくは、互いに対して追加的に（又は代替的に）固定される。

以下に、本発明は修正及び変形と共に図面に示される３つの例示的な実施形態に基づいてより詳細に説明される。

駆動要素を有する車両座席の部分断面図を示す。車両座席の概略的な側面図を示す。第１の例示的な実施形態の展開図を示す。第１の例示的な実施形態の側面図を示す。第１の例示的な実施形態の部分断面の斜視図を示す。第１の例示的な実施形態の更なる部分断面の斜視図を示す。第２の例示的な実施形態の展開図を示す。第２の例示的な実施形態の側面図を示す。第２の例示的な実施形態の部分断面の側面図を示す。図９の線Ｘ−Ｘに沿った断面を示す。第３の例示的な実施形態の展開図を示す。第３の例示的な実施形態の側面図を示す。第３の例示的な実施形態の部分断面の側面図を示す。図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿った断面を示す。整流制御器を有するトランスミッションカバーの概略的な表示を示す。整流制御器を有さないトランスミッションカバーの概略的な表示を示す。モーターに差し込む前の概略的な表示を示す。モーターに差し込んだ後の概略的な表示を示す。固定機能の第１の変形を示す。第１の変形の修正を示す。固定機能の第２の変形の展開図を示す。第２の変形の上面図を示す。

駆動装置１は、出力としてモーターシャフト３が設けられるモーター２を有する。モーター２は、例えば、モーターシャフト３を画定する固定子及び回転子を有する電子的整流モーターである。また、ブラシ整流モーター２も使用され得る。また、駆動装置１は、モーター２の出力側に設けられるトランスミッション４を有する。モーターシャフト３は、トランスミッション４の駆動部として機能する。モーター２は、好ましくは、一体化されたトランスミッション段階なしで設計される。その結果、トランスミッション４による全体の縮小が果たされる。複数の部品と共に設計されるトランスミッション筐体５が、トランスミッション４の部品を取り囲む。トランスミッション筐体５が駆動装置１の固定としてその目的地において機能し得るように、モーター２は、好ましくは、トランスミッション筐体５に固定される。

トランスミッション４は、ここでは、少なくとも３つの段階で構築される。即ち、各々がモーターシャフト３の回転速度を減らしてトルクを伝達する少なくとも３つのトランスミッション段階が存在する。１００対２００、好ましくは、１２５対１３０の伝達比ｉによって、トランスミッション４の合計がもたらされる。トランスミッション筐体５に回転可能に取り付けられる２つの平歯車から構成される平歯車段階が出力段階として設けられる。それらは、互いと噛み合い、真っ直ぐな歯を有しており、即ち、出力段階駆動輪６及びより大きな直径を有する出力段階出力歯車７である。例えば、出力段階出力歯車７は、その中央に出力シャフト８に従った外形を有する受容部を有するので、（好ましくは、スプラインシャフト外形として設計される）外形を有する出力シャフト８が、出力段階出力歯車７とトルク耐性的（ｔｏｒｑｕｅ−ｐｒｏｏｆｍａｎｎｅｒ）に接続される。トランスミッション４の出力として機能する出力シャフト８は、モーターシャフト３と平行にオフセットして配置される。トランスミッション４は、非自己固定式に設計される。即ち、出力シャフト８によって導かれるトルクがモーターシャフト３を回し、それは高い効率性を有する。従って、モーター２は、（自己固定式のトランスミッションの場合よりも）少ないトルクが必要とされるので、小型で軽量に設計され得る。

全ての例示的な実施形態は、この点において同様である。

第１の例示的な実施形態では、トランスミッション４は、２つの遊星段階及び１つの平歯車段階を有する。モーターシャフト３は、第１の太陽歯車１１とトルク耐性的に接続される（又はそれと一体的に形成される）。第１の棒材１３に回転可能に取り付けられる３つの第１の遊星歯車１２が、第１の太陽歯車１１の周囲に配置される。第１の遊星歯車１２は、固定されてトランスミッション筐体５の一部を形成する第１のリング歯車１４と外側で噛み合う。この第１の遊星段階の出力として機能する第１の棒材１３は、ここでは第１の棒材１３と一体的に設計されている第２の太陽歯車１５とトルク耐性的に接続される。第２の棒材１７に回転可能に取り付けられる３つの第２の遊星歯車１６が、第２の太陽歯車１５の周囲に配置される。第１の遊星歯車１６は、固定されてトランスミッション筐体５の一部を形成する第２のリング歯車１８と外側で噛み合う。この第２の遊星段階に対する出力として機能する第２の棒材１７は、出力段階駆動輪６とトルク耐性的に接続される。

第２の例示的な実施形態では、トランスミッション４は、３つの平歯車段階を有する。モーターシャフト３は、入力駆動輪２１とトルク耐性的に接続される（又はそれと一体的に形成される）。入力駆動輪２１は、より大きな直径を有する入出力歯車２２と噛み合う。これによって、好ましくは、螺旋待歯が設けられるが、以下の平歯車段階は真っ直ぐな歯を有する。より小さな直径を有する第１の中間駆動輪２３が、入出力歯車２２に形成され、即ち、それと一体的に設計される。第１の中間駆動輪２３は、より大きな直径を有する第１の中間出力歯車２４と噛み合う。より小さな直径を有する出力段階駆動輪６が、第１の中間出力歯車２４に形成され、即ち、それと一体的に設計される。

第３の例示的な実施形態では、トランスミッション４は、４つの平歯車段階を有する。モーターシャフト３は、入力駆動輪３１とトルク耐性的に接続される（又はそれと一体的に形成される）。入力駆動輪３１は、より大きな直径を有する入出力歯車３２と噛み合う。これによって、好ましくは、螺旋待歯が設けられるが、以下の平歯車段階は真っ直ぐな歯を有する。より小さな直径を有する第１の中間駆動輪３３が、入出力歯車３２に形成され、即ち、それと一体的に設計される。第１の中間駆動輪３３は、より大きな直径を有する第１の中間出力歯車３４と噛み合う。より小さな直径を有する第２の中間駆動輪３５が、第１の中間出力歯車３４に形成され、即ち、それと一体的に設計される。第２の中間駆動輪３５は、より大きな直径を有する第２の中間出力歯車３６と噛み合う。より小さな直径を有する出力段階駆動輪６が、第２の中間出力歯車３５に形成され、即ち、それと一体的に設計される。

全ての例示的な実施形態は、特別なインターフェースがモーター２とトランスミッション４との間に確立されるという点で共通する。トランスミッションカバー４１がこれに対して設けられ、それはトランスミッション筐体５に固定される。例えば、取り付け台等の機械的構成要素に加えて、モーター２は、基本的な電子機器４２、例えば、ブラシ又は固定子、及び、適用可能であれば、バリスタのための接続のみを更に含む。基本的な制御器４３は、トランスミッションカバー４１内に配置されて、例えば、回転子の位置を決定するためのホール効果センサを有する。基本的な制御器４３又は基本的な制御器４２は、好ましくは、以下の、過負荷保護、過電圧保護、熱保護、（無線）干渉抑圧の機能の１つ又は複数を更に含む。基本的な制御器４３は、基板４３ａ上に配置され得る。選択的に、基本的な制御器４３は、フィールドバスインターフェース（例えば、ＣＡＮ又はＬＩＮ）、メモリラン、ソフトスタート又は速度制御を有することも出来る。電子的に整流されるモーター２に対して、基板設計について筐体カバー４１内のシャフトに挿入可能な整流制御器４４も設けられる。

座席又は車両電子機器及び電力供給装置と接続されるプラグ４５が、筐体カバー４１の中に差し込まれ得る。プラグ４５は、好ましくは、標準化されている（例えば、ＵＳＢ）。モジュラー構造に関して、プラグ４５は、選択的に、基本的な制御器４３又は整流制御器４４の中に差し込まれ得る。後者の場合、プラグ４５の代わりに整流制御器４４は基本的な制御器４３の中に差し込まれる。

電気プラグインシステムは、その基本的な電子機器４２を有するモーター２が基本的な制御器４３の中に差し込まれ、又は適用可能であれば、整流制御器４４の中に差し込まれ得るように拡張可能である。基本的な電子機器４２は、基本的な制御器４３、又は適用可能であれば、整流制御器４４の対応する反対部材に接触する、好ましくは、これに対する接点４２ａ又は半田付け突起を有する。

基本的な電子機器４によるモーター２の電気的差し込みにより、そのモーターシャフト３によるモーター２のトランスミッション４への機械的差し込みも、好ましくは、結合される。例示的な実施形態によると、モーターシャフト３は、第１の太陽歯車１１又は入力駆動輪２１若しくは３１にトルク耐性的に係合し（図面に示されたように）、又はこの歯車１１、２１若しくは３１は、モーターシャフト３に前もって恒久的に据え付けられており、差し込むと、次のトランスミッション要素、即ち第１の遊星歯車１２又は入出力歯車２２若しくは３２とトランスミッション係合する。同時に、モーターシャフト３は、基本的な制御器４３又は整流制御器４４に設けられる、位置センサ４７、例えば、ホール効果センサと共に作用する位置生成器４６、例えば、磁石にも差し込まれ得る。

モーター２及びそのモーターシャフト３の機械的差し込みに加えて、好ましくは、トランスミッション筐体５内へトランスミッションカバー４１が差し込まれる。トランスミッションカバー４１は、例えば、モーター２に最初に配置されて、差し込むと、トランスミッション筐体５と機械的に接触する。図面に示されたように、モーター２を差し込むと、トランスミッションカバー４１が基本的な制御器４３又は整流制御器４４と電気的に接触して、そのために対応する圧入接点４８が設けられる実施形態も考えられる。接触バネ４９がモーター２の筐体と基本的な制御器４３又は整流制御器４４との間にシャシー接続（ｃｈａｓｓｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を確立することも考えられる。

本発明による駆動装置１は、例えば、車両座席５１における背もたれ調節取り付け具５２を駆動する機能を果たし、それによって、背もたれ５４の傾斜が座部５５に対して調節可能になる。背もたれ調節取り付け具５２は、非自己固定式トランスミッション４を固定するために、自己固定式に設計される。荷重受容トランスミッションとして車両座席５１の構造に一体化される、このような背もたれ調節取り付け具５２は、例えば、ＤＥ１０１４４８４０Ａ１に開示されている。駆動装置１は、背もたれ５４の旋回軸５６に沿って設置空間節約的に配置され得る。ここで、出力シャフト８は、好ましくは、旋回軸５６と整列する。更に、特に、トランスミッション４が非自己固定式であるので、背もたれ５４の電気的及び手動の調節の双方が可能になるように、ハンドホイールが出力シャフトに配置され得る。従って、ハンドホイール又はモーター２は、空の状態で動く。

出力段階出力歯車７及び／又は出力シャフト８が、例えば、トランスミッション筐体５に固定可能であるので、全ての例示的な実施形態は、好ましくは、固定機能を備えている。これに関して複数の変形が考えられる。

第１の変形では、トランスミッション筐体５に固定される磁気スイッチ７１が設けられる。プランジャコイルが設けられた磁気スイッチ７１は、固定ボルト７２をその長手方向に移動させる。固定ボルト７２を受け入れるために円周方向に複数の放射状ボアホールを有する固定リング７３と整列するので、固定ボルト７２は、半径方向において効力がある。固定リング７３は、出力段階出力歯車７において、即ち、同じ材料から（一体的に）設計され、又はそれに固定される。後者の場合、固定リング７３は、金属又は高強度プラスチックで作られ得る。１つの修正では、固定リング７３は、ボアホールを有さず、冠歯車として設計される。更なる修正では、固定ボルト７３は、軸方向に効力を有する。更なる修正では、固定ボルト７２の代わりに、例えば、固定リング７３において歯車リムと係合し、又は出力段階出力歯車７の外歯系と係合する可動式歯部が設けられる。更なる修正では、固定機能は、爪結合の一種類により行われる。

第２の修正では、ここでは半径方向に外側に、ラップバネ筐体８２に接続されるラップバネ８１が設けられる。ラップバネ筐体８２は、トランスミッション筐体５又はその一部に固定される。ラップバネ８１の端部８１ａは、半径方向に外側を向く。突起８３は、互いから離れて向く両端部８１ａの側部の間で、円周方向に伸張する出力段階出力歯車７上に設計され又は固定される。反対部材として、互いに向かい合う端部８１ａの双方の間に配置される固定カム８４が設けられる。固定カム８４は、好ましくは、出力シャフト８にトルク耐性的に据え付けられる出力要素８５上に設計され又は固定される。モーター側で開始されるトルクは、それが互いに向かってその端部８１ａを移動させることにより、ラップバネ８１に接触してラップバネ筐体８２からそれを開放するので、突起８３によってラップバネ８１に対して開放効果を有する。出力側で開始されるトルクは、それが互いから離れてその端部８１ａを移動させることにより、事前付勢されたラップバネ８１のラップバネ筐体８２への接続を支持するので、固定カム８４によってラップバネ８１に対して閉鎖効果を有する。１つの修正では、突起８３は、２つに分割されて、端部８１ａに作用するべき２つの位置においてのみ設けられる。

１駆動要素
２モーター
３モーターシャフト
４トランスミッション
５トランスミッション筐体
６出力段階駆動輪
７出力段階出力歯車
８出力シャフト
１１第１の太陽歯車
１２第１の遊星歯車
１３第１の棒材
１４第１のリング歯車
１５第２の太陽歯車
１６第２の遊星歯車
１７第２の棒材
１８第２のリング歯車
２１、３１入力駆動輪
２２、３２入出力歯車
２３、３３第１の中間駆動輪
２４、３４第１の中間出力歯車
３５第２の中間駆動輪
３６第２の中間出力歯車
４１トランスミッションカバー
４２基本的な電子機器
４２ａ接点
４３基本的な制御器
４３ａ基板
４４整流制御器
４５プラグ
４６位置生成器
４７位置センサ
４８圧入接点
４９接触バネ
５１車両座席
５２背もたれ調節取り付け具
５４背もたれ
５５座部
５６旋回軸
７１磁気スイッチ
７２固定ボルト
７３固定リング
８１ラップバネ
８１ａ端部
８２ラップバネ筐体
８３突起
８４固定カム
８５出力要素

第１の変形では、トランスミッション筐体５に固定される磁気スイッチ７１が設けられる。プランジャコイルが設けられた磁気スイッチ７１は、固定ボルト７２をその長手方向に移動させる。固定ボルト７２を受け入れるために円周方向に複数の放射状ボアホールを有する固定リング７３と整列するので、固定ボルト７２は、半径方向において効力がある。固定リング７３は、出力段階出力歯車７において、即ち、同じ材料から（一体的に）設計され、又はそれに固定される。後者の場合、固定リング７３は、金属又は高強度プラスチックで作られ得る。１つの修正では、固定リング７３は、ボアホールを有さず、冠歯車として設計される。更なる修正では、固定ボルト７２は、軸方向に効力を有する。更なる修正では、固定ボルト７２の代わりに、例えば、固定リング７３において歯車リムと係合し、又は出力段階出力歯車７の外歯系と係合する可動式歯部が設けられる。更なる修正では、固定機能は、爪結合の一種類により行われる。

Claims

出力としてモーターシャフト（３）を有するモーター（２）、及び前記モーターシャフト（３）によって駆動され且つ出力として出力シャフト（８）を有する複数段階トランスミッション（４）を有する車両座席用の駆動装置であって、
前記トランスミッション（４）は、平歯車としてそれぞれ具現化される駆動輪（６；２１，２３；３１，３３，３５）及び出力歯車（７；２２，２４；３２，３４，３６）が互いに噛み合う少なくとも１つの平歯車段階を有すること、及び
前記出力シャフト（８）は、前記モーターシャフト（３）と平行にオフセットして配置されることを特徴とする駆動装置。
前記トランスミッション（４）は、非自己固定式に設計されることを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
前記トランスミッション（４）は、固定機能を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の駆動装置。
前記トランスミッション（４）は、少なくとも、前記モーターシャフト（３）によって駆動される第１の遊星段階（１１，１２，１３，１４）、特に、前記モーターシャフト（３）によって駆動される第１の遊星段階（１１，１２，１３，１４）、及び前記平歯車段階を駆動するために、これによって出力される第２の遊星段階（１５，１６，１７，１８）を有することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動装置。
前記トランスミッション（１４）は、少なくとも前記駆動輪（６；２１，２３；３１，３３，３５）及び前記出力歯車（７；２２，２４；３２，３４，３６）を取り囲むトランスミッション筐体（５）を有することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載の駆動装置。
前記モーター（２）のための基本的な制御器（４３）が、前記トランスミッション（４）のトランスミッションカバー（４１）に含まれ、又はこのトランスミッションカバー（４１）に少なくとも割り当てられ、前記モーター（２）は基本的な電子機器（４２）を含むことを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載の駆動装置。
前記トランスミッションカバー（４１）は、前記トランスミッション筐体（５）の中に差し込まれることが可能であり、及び／又はそれに固定されることを特徴とする、請求項４及び５に記載の駆動装置。
前記トランスミッションカバー（４１）は、電子的に整流されるモーター（２）のための整流制御器（４４）を有することを特徴とする、請求項６又は７に記載の駆動装置。
前記基本的な電子機器（４２）を有する前記モーター（２）は、前記基本的な制御器（４３）及び／又は整流制御器（４４）に差し込まれることが可能であることを特徴とする、請求項６乃至８の何れか１項に記載の駆動装置。
前記モーターシャフト（３）を有する前記モーター（２）は、前記トランスミッション（４）に差し込まれることが可能であることを特徴とする、請求項６乃至９の何れか１項に記載の駆動装置。
座部（５５）、前記座部（５５）に対する傾斜について少なくとも１つの背もたれ調節取り付け具（５２）によって調節可能である背もたれ（５４）、及び前記背もたれ調節取り付け具（５２）を駆動するための請求項１乃至１０の何れか１項に記載の駆動装置（１）を有する車両座席（５１）、特に、自動車座席。