JP2019504596A - ワイパーモータ用の接続ユニット及びワイパーモータ - Google Patents

Abstract

本発明は、電気モータ（１）のコミュテータ（６）に少なくとも間接的に接触するように構成される電気的接続ライン（２４）を受容するためのプラグコネクタ要素（２２）と、
前記コミュテータ（６）に接触するための接続要素（４０）及び／又は電気回路の少なくとも１つの構成部品が配設されるキャリア要素（２６）と、カーボンブラシホルダプレート（３０）と、を有する風防ワイパーシステム用のワイパーモータ（１００）用の接続ユニット（２０）であって、前記キャリア要素（２６）は、別箇の構成部品として形成される前記カーボンブラシホルダプレート（３０）とともに、予め組立可能な構造ユニット（３２）として形成される接続ユニット（２０）に関する。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブル（前提）に記載の風防ワイパーシステム用のワイパーモータ用の接続ユニットに関する。更に、本発明は、本発明による接続ユニットを使用するワイパーモータに関する。

請求項１のプリアンブルに記載の特徴を有する風防ワイパーシステム用のワイパーモータ用の接続ユニットが、ＵＳ７，１０９，６１７Ｂ２から公知である。公知の接続ユニットは、電気モータのコミュテータ（整流子）に少なくとも間接的に接触するように形成される電気的接続ラインを受容するためのプラグコネクタ要素を備える。同時に、プラグコネクタ要素は、電気モータのコミュテータ用のカーボンブラシホルダプレートに接触するための接触部が配設されるキャリア要素として設計される。ここで、接続ユニットのプラグコネクタ要素又はキャリア要素は、別箇の構成部品として形成されるカーボンブラシホルダプレートと一体となって予め組立可能／取付可能な構造体を形成するということが重要である。この目的のために、カーボンブラシホルダプレートとプラグコネクタ要素とは、プラグコネクタを介して、場合により追加の締結要素又は構成ユニットを使用して、互いに接続される。追加の締結要素又は構成ユニットには、キャリア要素又はプラグコネクタ要素のセクション、及びカーボンブラシホルダプレートを受容するように、開口が形成される。キャリア要素をカーボンブラシホルダプレートに接続するための接続ユニットのこのような設計は、製造において比較的複雑であり、大きな製造スペースや比較的高度な取付技術が必要とされる。

上述の従来技術に基づいて、本発明に存在する目的は、キャリア要素とカーボンブラシホルダプレートとを有する予め組立可能な構造ユニットの単純な組立プロセスを可能とする、請求項１のプリアンブルに記載の風防ワイパーシステム用のワイパーモータ用の接続ユニットを開発することである。

本発明によれば、請求項１の特徴を有する風防ワイパーシステム用のワイパーモータ用の接続ユニットにおいて、この目的は、ラッチ接続部を、キャリア要素とカーボンブラシホルダプレートとの間に形成することで本質的に達成される。キャリア要素とカーボンブラシホルダプレートとの直接的な接続（すなわち、更なる締結要素や構成部品を使用しない接続）において、このようなラッチ接続部は、上述の構成部品をツールを使用せずに互いに接続することを可能とする。特に、このようなラッチ接続部は、設置エラーを防止するとともに、非常に確実で信頼性の高い接続を可能とするという利点を提供する。

風防ワイパーシステム用のワイパーモータ用の本発明による接続ユニットの有利な展開例が従属請求項に示される。請求項中に開示された特徴の全ての組合せ、説明、及び図面が本発明の範囲にある。

接続ユニットの特に好適な構成形態は、プラグコネクタ要素が、電気的接続ラインとともにキャリア要素に直接接続されることを想定している。

キャリア要素カーボンブラシホルダプレートにラッチ接続部を介して機械的に接続するだけでなく電気的にも接続するように、互いに相互作用する電気的接続要素が、キャリア要素及びカーボンブラシホルダプレートに形成される、又は設けられることが更に想定される。

ここで、電気的接続要素がラッチ接続部のエリアの外側に配設されることが特に有利である。なぜならば、特に接続要素が互いに装置によって接続されている場合、このような構成により接続要素によりアクセスしやすくなるからである。

特に、電気的接続要素は、プレート形状の接触セクションを備える。電気的接続要素の接触セクションは、平行なアラインメントにおいて互いに接続され得る。接触セクション間の接続は、はんだ、クリンプ、プラグ、又は溶接接続部、或いはバネ荷重当接接触部によって実施され得る。

カーボンブラシホルダプレートとキャリア要素との間にラッチ接続部を形成するために、少なくとも１つのラッチ突起又はラッチ開口がカーボンブラシホルダプレートに形成されることが想定される。このラッチ突起又はラッチ開口は、キャリア要素の少なくとも１つのラッチ開口又は１つのラッチ突起と相互作用する。

更に、構造的に好適な実施形態において、カーボンブラシホルダプレートは、電気モータの駆動シャフト用の貫通口を有するプレート形状のキャリアエリアを備え、キャリア要素の平面とキャリアエリアの平面とは、互いに対して平行に配設されることが想定される。これにより、接続ユニット用の引出形状の挿入開口と併せた予め組立可能なユニットの有利な組立プロセスが主に達成される。なぜならば、カーボンブラシホルダプレートをアンカーシャフトに対して同時に位置決めしつつ、構造ユニットをギアボックスに直線的な移動によって接続できるからである。

また、本発明は、風防ワイパーシステム用のワイパーモータを含む。ワイパーモータは、駆動シャフトを有する電気モータを備える。駆動シャフトは、ギアボックス内部のギアホイールと相互作用する。ワイパーモータは、上述の接続ユニットを備える。

更に、ラッチ接続部が、ギアボックスと組立状態の接続ユニットとの間に形成されることが特に好適である。これにより、接続ユニットをギアボックスにツールを使用せずに組入れることが可能となる。

本発明の更なる利点、特徴及び詳細が、好適な例示的実施形態についての以下の説明、
並びに図面から由来する。

風防ワイパーシステム用のワイパーモータの必須構成部品の分解図。 部分的に組立てられた状態にある図１のワイパーモータの平面図。 カーボンブラシホルダプレート及び接続ユニットの部品の接続前の斜視図。 カーボンブラシホルダプレート及び接続ユニットの部品の接続後の斜視図。 接続ユニットのギアボックスの挿入開口への挿入時のワイパーモータの部品の斜視図。 ギアホイールのかみ合い要素に接触するための接触部を有するカーボンブラシホルダプレートからなるアセンブリの斜視図。 変形例による接続ユニットの構成部品の斜視図。 ハウジングカバーのタイプにおけるギアボックス領域に接続され得る変形例による更なる接続ユニットの斜視図。

同様の要素又は同一の機能を有する要素には、図面を通じて同様の参照符号が付される。

図１及び２に、風防ワイパーシステムの部品として機能するワイパーモータ１００の必須構成部品を示す。風防ワイパーシステムは、特に、ワイパーブレード（図示せず）を有するワイパーアームによって窓を洗浄するために自動車両の後部エリアに存在するが、これに限られない。

ワイパーモータ１００は、ブラシタイプ（電気）モータ１を備える。ブラシタイプ（電気）モータ１は、深絞りプロセスにおいて別箇の構成部品として製造されるシートメタルからなるポット形状のモータハウジング２を有する。アンカー３が、モータハウジング２の内部に回転可能に支持される。その駆動軸として機能するアンカーシャフト４であって、歯部セクション５を有してギアボックス１０内に突出するアンカーシャフト４は、好適には金属（アルミニウム）からなり、ダイキャスト鋳造法において製造される。ギアボックス１０の受容スペースにおいて、歯部セクション５は、ギアボックス１０において軸１３に回転可能に支持されるギアホイール１５の対応する歯部１１と互いにかみ合う。ギアホイール１５は、レバー機構１７を介して少なくとも間接的に駆動シャフト１９に連結され、上述のワイパーブレードを有するワイパーアームが駆動シャフトに取付けられ得る（図示せず）。

更に、図１乃至４に特に示すように、ワイパーモータ１００は、電気的接続ライン（図６）を受容するためのプラグコネクタ要素２２を有する接続ユニット２０を備える。具体的には、ワイパーモータ１００は、自動車両のケーブルツリーを介して、プラグ接続要素２２又は電気的接続ライン２４によって作動され得る。更に、接続ユニット２０は、プレート形状のキャリア要素２６を備える。キャリア要素２６は、少なくとも１つの電気又は電子構成部品（図示せず）を支承する。又は、キャリア要素２６は、このキャリア要素２６に少なくとも間接的に接続された電子回路に接続可能である。

図示例の実施形態において、プラグコネクタ要素２２は、キャリア要素２６と同様にプラスチック材料からなり、電気的接続ライン２４がプラグコネクタ要素２２及びキャリア要素２６に直接接続されるように、又はプラグコネクタ要素２２及びキャリア要素２６の材料によって少なくとも部分的に囲繞されるか打設のような成形（cast-around）をなされるように、プラグコネクタ要素２２は、一体（モノリシック）構成部品として形成されている。

プラグコネクタ要素２２とキャリア要素２６とは別箇の構成部品として形成され、例えばラッチ接続部、ネジ接続部又は他の好適な接続部を介して互いに接続されることも想定され得る。

接続ユニット２０は、カーボンブラシホルダプレート３０に、カーボンブラシホルダプレート３０と接続プレート２０とが予め組立可能／取付可能な構造ユニット３２を形成するような態様で接続される。この目的のために、ラッチ接続部３４が、キャリア要素２６とカーボンブラシホルダプレート３０との間に形成される。ラッチ接続部３４は、カーボンブラシホルダプレート３０に形成されたラッチトラニオン３６を備える。ラッチトラニオン３６は、キャリア要素２６の領域に設けられた対応するラッチ開口３８と、ラッチトラニオン３６をラッチ開口３８に嵌合する際に、ラッチ接続部３４を形成するように相互作用する。更に、電気的接続要素４０が、キャリア要素２６のエリアであってラッチ接続部３４のエリアの外側に設けられる。電気的接続要素４０は、おおよそプレートのような形状とされており、少なくとも間接的に電気的接続ライン２４に電気的に接続される。電気的接続要素４０は、カーボンブラシホルダプレート３０に配設された電気的接続要素４２と相互作用する。電気的接続要素４２は、例えばラッチ接続部３４が形成されると、電気的接続要素４０に電導的に接続するようになる。ここで、ラッチ接続部３４の形成時にバネ力を受けて互いに当接するように、電気的接続要素４０、４２は、予め弾性的に屈曲していることが想定され得る。

しかしながら、接続要素４０、４２の間の接続を、はんだ、クリンプ留め、又は溶接接続を介して、又は他の接続技術によって形成することも可能であり得る、もしくは想定され得る。

カーボンブラシホルダプレート３０の電気的接続要素４２は、図１に示される電気モータ１のコミュテータ６に対する電気的接続を供する。

カーボンブラシホルダプレート３０は、アンカーシャフト４を通過させてガイドするための貫通口４３を有するプレート形状のキャリア領域４１を備える。構造ユニット３２を組立てる場合、キャリア領域４１の平面とプレート形状のキャリア要素２６の平面とは、互いに対して垂直に配設される。

更に、キャリア要素２６は、側面２８において接続ライン２４と一体に形成されるリードフレーム要素４４を備える。それらの端部セクションは、接続セクション４６（図４）のタイプにおいて部分的に形成される。接続セクション４６を介して、電気回路（図示せず）を支承する図７のみに示す回路キャリア５２が、他のラッチ接続部４８を介して、キャリア要素２６に配設されたラッチトラニオン５０に接続され得る。この目的のために、回路キャリア５２は、対応するラッチ開口５３を備えている。更に、図３及び７によれば、回路キャリア５２は、カバープレート５５によってカバーされる、又は保護されることも想定され得る。カバープレート５５は、ラッチ開口５７を介した更なるラッチ接続にも関与する。

必要な構成部品の設置後にギアボックス１０の受容スペースを閉鎖するように、ギアボックス１０は、ギアカバー５９を更に備える。ギアカバー５９は、締結ネジ６２（図１）によってギアボックス１０に接続され得る。

特に図５及び６に示すように、２つの更なるバネ荷重接触部６３が、例示的な態様において、キャリア要素２６の側面６２であって、キャリア要素２６のエリアにおける接続セクション４６の反対側に設けられる。バネ荷重接触部は、例えば、回路キャリア５２のエリアにおける電子回路に電気的に接触される。接触部６３はリードフレーム要素４４に接続されるが、接続ユニット２０をギアボックス１０に組入れた状態において、図６のギアホイール１５に位置決め配置固定された接触要素６７に、バネ荷重の態様において、その尖った当接領域６５で対向する。接触要素は、接触部６３の対応接触部として機能する。ギアホイール１５の位置、したがって、復帰位置にあるワイパーアーム及びワイパーブレードの位置が、接触部６３を介して検出され得る。

組立状態にある接続ユニット２０は、ギアボックス１０の内部に、接触部６３、具体的には当接領域６５がギアホイール１５と少なくとも部分的にオーバーラップして配設されるように配置される。この目的のために、ギアボックス１０は、挿入開口７１を有する受容部６９を備える。受容部６９は、引出式の接続ユニット２０と相互作用する。特に図２乃至５に示すように、受容部６９は、挿入方向７３に平行に形成された溝形状のガイド要素７５を備える。挿入開口７１への挿入中に、接触ユニット２０を比較的小さい間隙を以てガイドするように、ガイド要素７５は、キャリア要素２６の側壁領域に形成された対応するガイド要素７７と相互作用する。更に、接続ユニット２０をギアボックス１０の受容部６９内に組入れた状態において、ラッチ接続部８０が、接続ユニット２０とギアボックス１０との間に形成される（図２）。例えば、ラッチ接続部８０は、特に図２乃至４に示すように、挿入開口７１の方向に突出するラッチトラニオン８２、並びに、キャリア２６において横方向に配設された少なくとも１つのラッチフック８４を有する。フックはラッチ開口８６（図２及び５に示す）と相互作用するとともに、ラッチトラニオン８２は円形ラッチ開口８８（図５に示す）と相互作用する。

ワイパーモータ１００を組立てるには、接続ユニット２０とカーボンブラシホルダプレート３０とから予め組立てた構造ユニット３２を、接続ユニット２０とともに、ラッチ接続部８０が達成されるまで、ギアボックス１０の受容部６９に挿入する。次に、例えば、電気モータ１０とともにそのモータハウジング２が、図１に示す締結ネジ７によってギアボックス１０に接続され得る。ここで、図２によれば、電気モータ１又はモータハウジング２を組付けると、モータハウジング２が図５に示すキャリア要素２６のストッパ面９０に当接するとともに、そこで挿入方向７３の反対方向におけるストッパとして機能するような態様で、モータハウジング２はギアボックス１０に接続される、ということが必須である。

図８は、接続ユニット２０の変形例を示す。本例では、接続ユニットは、図８において図示されないカーボンブラシホルダプレート３０に接続されない。接続ユニット２０ａ、具体的にはキャリア要素２６ａが、組立状態において、ギアボックス１０ａの外側においてギアボックス１０ａに形成された２つの開口９２、９３を閉鎖する、又はカバーするように形成される。ここで、一方の開口は、ギアホイール１５の領域に形成され、これにより、接触部６３が接触要素６７と相互作用することができる。他方の開口９３は、キャリア要素２６ａに形成された接続要素４０の、開口９３のエリアに配設された接続要素４２に対する接触を許容する。この目的のために、接続ユニット２０ａは、ギアボックス１０ａに矢印９４の方向において接続される。ラッチ接続部８０ａを形成するように、ラッチ突起９６並びにラッチ開口９７が、接続ユニット２０ａとギアボックス１０ａの双方に形成される。

上述のワイパーモータ１００又は接続ユニット２０、２０ａは、本発明の原理から逸脱することなく種々の方法及び態様において修正又は変更され得る。

参照符号の説明

１ モータ
２ モータハウジング
３ アンカー
４ アンカーシャフト
５ 歯部セクション
６ コミュテータ
７ 締結ネジ
１０、１０ａ ギアボックス
１１ 対応歯部
１３ 軸
１５ ギアホイール
１７ レバー機構
１９ 駆動シャフト
２０、２０ａ 接続ユニット
２２ プラグコネクタ要素
２４ 接続ライン
２６、２６ａ キャリア要素
２８ 側面
３０ カーボンブラシホルダプレート
３２ 構造ユニット
３４ ラッチ接続部
３６ ラッチトラニオン
３８ ラッチ開口
４０ 接続要素
４１ キャリア領域
４２ 接続要素
４３ 貫通口
４４ リードフレーム要素
４６ 接触セクション
４８ ラッチ接続部
５０ ラッチトラニオン
５２ 回路キャリア
５３ ラッチ開口
５５ カバープレート
５７ ラッチ開口
５９ ギアカバー
６１ 締結ネジ
６２ 側面
６３ 接触部
６５ 当接領域
６７ 接触要素
６９ 受容部
７１ 挿入開口
７３ 挿入方向
７５ ガイド
７７ ガイド要素
８０、８０ａ ラッチ接続部
８２ ラッチトラニオン
８４ ラッチフック
８６ ラッチ開口
８８ ラッチ開口
９０ ストッパ面
９２ 開口
９３ 開口
９４ 矢印
９６ ラッチ突起
９７ ラッチ開口
１００ ワイパーモータ

Claims (15)

1. 電気モータ（１）のコミュテータ（６）に少なくとも間接的に接触するように構成される電気的接続ライン（２４）を受容するためのプラグコネクタ要素（２２）と、
   前記コミュテータ（６）に接触するための接続要素（４０）及び／又は電気回路の少なくとも１つの構成部品が配設されるキャリア要素（２６）と、
   カーボンブラシホルダプレート（３０）と、
   を有する風防ワイパーシステム用のワイパーモータ（１００）用の接続ユニット（２０）であって、
   前記キャリア要素（２６）は、別箇の構成部品として形成される前記カーボンブラシホルダプレート（３０）とともに、予め組立可能な構造ユニット（３２）として形成される接続ユニットにおいて、
   ラッチ接続部（３６）が、前記キャリア要素（２６）と前記カーボンブラシホルダプレート（３０）との間に形成される、
   ことを特徴とする接続ユニット。
2. 前記プラグコネクタ要素（２２）は、前記電気的接続ライン（２４）とともに、前記キャリア要素（２６）に直接接続される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の接続ユニット。
3. 前記接続要素（４０）と相互作用する接続要素（４２）が、前記カーボンブラシホルダプレート（３０）に配設される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の接続ユニット。
4. 前記電気的接続要素（４０、４２）は、前記ラッチ接続部（３４）のエリアの外側に配設される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の接続ユニット。
5. 前記電気的接続要素（４０、４２）は、プレート型に形成されるとともに、互いに対して平行に配向される、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の接続ユニット。
6. 前記接続要素（４０、４２）は、クランプ、はんだ、クリンプ、プラグ又は溶接接続によって互いに接続される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の接続ユニット。
7. 少なくとも１つのラッチ突起（３６）又はラッチ開口が、前記キャリア要素（２６）の少なくとも１つのラッチ開口（３８）又はラッチ突起と相互作用する前記ラッチ接続部（３６）を形成するように、前記カーボンブラシホルダプレート（３０）に形成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の接続ユニット。
8. 前記キャリア要素（２６）は、少なくとも本質的にプレート形状に形成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至７の一項に記載の接続ユニット。
9. 前記キャリア要素（２６）は、電子回路用の回路キャリア（５２）を受容する、又は固定するように形成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の接続ユニット。
10. 前記カーボンブラシホルダプレート（３０）は、前記電気モータ（１）の駆動シャフト（４）用の貫通口（４３）を有するプレート形状のキャリア領域（４１）を備え、
    前記キャリア要素（２６）の平面と前記キャリア領域（４１）の平面とは、互いに対して垂直に配設される、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の接続ユニット。
11. 駆動シャフト（４）を備える電気モータ（１）を有する風防ワイパーシステム用のワイパーモータ（１００）であって、
    前記駆動シャフト（４）は、ギアボックス（１０）内部のギアホイール（１５）と相互作用し、
    前記ワイパーモータ（１００）は、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の接続ユニット（２０）を備える、
    ワイパーモータ。
12. 前記ギアボックス（１０）は、挿入開口（７１）を有する受容部（６９）を備え、その内部に、前記接続ユニット（２０）の少なくとも１つ部品が、引出式の前記ギアボックス（１０）の外側から挿入され得る、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のワイパーモータ。
13. 前記ギアボックス（１０）は開口（９２）を有し、その内部に前記接続ユニット（２０）の前記接続要素（４０）が延び、
    前記接続ユニット（２０）は、前記ギアボックス（１０）の外側で前記接続ユニット（２０）の表面の領域において、前記ギアボックス（１０）に接続される、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のワイパーモータ。
14. 前記接続ユニット（２０）が組入れられると、前記開口（９２）は、前記接続ユニット（２０）によってカバーされる
    ことを特徴とする請求項１３に記載のワイパーモータ。
15. 設置位置において、ラッチ接続部（８０、８０ａ）が、前記ギアボックス（１０）と前記接続ユニット（２０）との間に構成される、
    ことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のワイパーモータ。

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