JP4713858B2 - 少なくとも２つのモータを備えた伝動−駆動ユニット - Google Patents

Description

本発明は、特に車両の可動部分を調節するための、伝動−駆動ユニットであって、それぞれ１つのモータ軸を備えた少なくとも２つのモータが設けられており、少なくとも２つのモータ軸が、少なくとも２つの伝動エレメントを駆動するようになっており、これらの伝動エレメントが、少なくとも２つの軸に支承されている形式のものに関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４１４７４号明細書から、特にオートマチックトランスミッションのための電動モータ式の駆動装置が公知であり、ここでは少なくとも２つの電動モータが電機子軸を介して共通の伝達ユニットを駆動する。この場合電機子軸はそれぞれ１つのウォームを備えており、ウォームは共通のウォーム歯車に噛み合っており、ウォーム歯車は出力部材と結合されており、出力部材を介して調節力が伝動装置に伝達される。これによって比較的小さな複数の電動モータによって、可動部分を調節するために比較的大きな調節力を提供することができる。別の構成では、電機子軸は伝動ユニットを介してウォーム軸と結合されており、ウォーム軸は駆動モーメントを共通のウォーム歯車に伝達する。この場合ウォーム軸はウォーム歯車の周の様々な箇所に配置されており、これによって比較的大きな構成スペースが要求される。そのような駆動装置は、可動部分を運動させるために特定の調節モーメントしか提供することができない。複数の電動モータを使用するにもかかわらず、複数の可動部分を同時に調節することができない。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４１４７４号明細書

したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の伝動−駆動ユニットを改良して、従来技術の欠点を解消することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、少なくとも２つの軸が互いに共軸的に配置されている。

このように構成されていると、少なくとも２つの出力軸が共軸的に配置されていることによって、同時に複数の可動部分を調節するとのできる極めてコンパクトな駆動ユニットが提供される。出力軸の共軸の支承によって構成スペースが節約され、伝動装置の基本構造は、単個モータ式の調節駆動装置の基本構造とほぼ同様に維持されるので、単個モータ式の調節駆動装置から複数モータ式の調節駆動装置への切換部分のインタフェースは簡単に変更することができる。

従属請求項に記載した構成によって、請求項１に記載した構成の有利な改良形および実施形態が得られる。

出力軸にそれぞれ出力エレメントが相対回動不能に配置されている場合、様々な調節部材は、互いに独立してそれぞれ異なる速度またはそれぞれ異なる方向で駆動することができる。

サンルーフ領域に使用するために、出力エレメントはたとえば斜めに歯列を有する出力ピニオンとして形成されており、出力ピニオンは対応する螺旋伝動体に噛み合っている。これによって伝動−駆動ユニットを用いて、たとえばガラスもしくは金属薄板ルーフ、日よけおよび風よけは互いに独立して作動することができる。

駆動軸にそれぞれ１つのウォームが配置されており、ウォームは駆動モーメントをそれぞれ異なるウォーム歯車に伝達するようになっており、そうしてウォーム歯車は有利には軸方向でずらしてそれぞれ異なる出力軸に取り付けることができるので、ウォーム伝動装置の半径方向寸法は単個モータ式の駆動装置と比べてほとんど変化していない。

軸を共軸的に支承できるようにするために、少なくとも１つの軸は中空軸として形成されており、この中空軸はたとえば中実な軸を取り囲んでいる。３つ以上の部材を互いに独立して調節しようとする場合、中空軸は中実の軸と共に別の中空軸内で支承されている。これによって軸の高い機械的な安定性を維持しつつ極めてコンパクトな伝動装置を製作することができる。

それぞれ異なる部材を互いに独立して運動させるために、全ての軸は、相互的に、かつ伝動−駆動ユニットのケーシングに対して相対回動可能に支承されている。

そのような支承は個別的な支承エレメント、たとえば支承スリーブによって極めて簡単に実現することができ、支承スリーブはケーシングと中空軸との間に、もしくはそれぞれ異なる軸の間に配置することができる。そのような支承スリーブがたとえばフランジを備えている場合、軸は支承エレメントによって当時に半径方向および軸方向で支承することができる。少なくとも１つの駆動エレメントまたは出力エレメントが軸と堅固に結合されているので、軸は追加的に軸方向でばねエレメントによって固定することができ、ばねエレメントは出力エレメント／駆動エレメントをケーシングに固定された当接面に押し付けるようになっている。

個別的な支承エレメントの代わりに、軸表面は直接的に支承面として形成することもでき、支承面は別の補助手段なしに直接的にプラスチックケーシングまたは中空軸内で案内される。このために軸にも、駆動エレメントおよび出力エレメントにも、支承機能を引き受ける支承エレメントを一体成形することができる。

駆動エレメントおよび出力エレメントまたはケーシングが、駆動エレメントおよび出力エレメントを軸方向および／または半径方向で並んで案内するガイドエレメントを備えている場合、出力軸の傾倒が回避され、これによって伝動装置の作用効率および耐用寿命が高められる。伝動装置ケーシングの内側で、有利には実質的に平行に複数の電機子軸を配置することによって、有利には全てのモータ軸にわたって延びるプリント基板を配置することができる。プリント基板にたとえばセンサ系が配置されており、センサ系はモータ軸に設けられた角度センサと協働して、そうして回転数検出部分もしくは位置検出部分全体がプリント基板に配置されている。それぞれ異なるモータの制御電子装置をプリント基板にまとめることによって、プリント基板のためにプラグおよび接続ケーブルを備えた１つの接続エレメントしか必要とされない。個別的な複数の調節モータと比べて、追加的な接続ラインおよび制御電子装置が省略される。

さらにまた電機子軸の整流子の給電部をまとめることができるので、たとえばブラシの全ての容器（Koecher）を共通のブラシホルダエレメントに配置することができ、ブラシホルダエレメントは個別的な素子として形成するか、またはケーシングに組み込むか、またはプリント基板とまとめることができる。

全ての電動モータが共通の伝動装置と共に共通のケーシング内に配置される場合、共通の伝動−駆動ユニットは１取付方向で組み立てることができ、追加的なコストのかかる素子たとえば極ポットならびにその組付は省略することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面を用いて具体的に説明する。

図１に示した、本発明の伝動−駆動ユニット１０の実施例では、極ポット１４内に配置された２つの電動モータ１２が設けられており、これらの極ポット１４は伝動装置ケーシング１６にフランジ結合されている。電機子軸１８に沿って、極ポット１４の内側に電機子２０が配置されていて、かつ伝動装置ケーシング１６の領域に整流子２２、リング磁石２４、球冠状軸受け２６として形成された支承部２６、およびウォーム２８が配置されている。電機子軸１８の伝動側の端部３０に、きのこ形接触部３２が設けられており、この接触部３２で電機子軸１８は調節ねじ３４を介して軸方向で支持される。整流子２２への電流伝達は炭素ブラシ３６を介して行われ、炭素ブラシ３６はガイド３８に収容されていて、かつばねエレメント４０を介して整流子２２に押し付けられている。炭素ブラシ３６はガイド３８およびばねエレメント４０と共に共通のブラシホルダエレメント４２上に配置されており、ブラシホルダエレメント４２は、選択的に、伝動装置ケーシング１６またはプリント基板４４に組み込むことができる。

図２には、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図でプリント基板４４を示した。両方の電機子軸１８はほぼ平行に配置されており、プリント基板４４もまたこれらの電機子軸１８に対して平行に延びている。プリント基板４４に、たとえば回転数センサ４６としてそれぞれ２つのホールセンサ４８がリング磁石２４に対向して配置されている。さらにプリント基板４４にはマイクロプロセッサ５０が配置されており、このマイクロプロセッサ５０は別の素子５２と共に、回転数センサ４６の評価、オプションとしての挟み込み防止機能５２、ならびに両電気モータ１２の制御電子装置５４を実現する。外部の電流供給および／または信号供給のために、プリント基板４４は、接続コネクタ６０の接続部５８を備えており、接続コネクタ６０に、給電部または中央制御装置に通じる接続ラインを接続することができる。両方の電機子軸１８はウォーム２８を介してそれぞれ１つの伝動エレメント６２を駆動するようになっており、伝動エレメント６２は、この実施例ではウォーム歯車６４，６６として形成されている。両ウォーム歯車６４，６６はそれぞれ出力軸６８，７０と相対回動不能に（つまり一緒に回動するように）結合されており、これらの出力軸６８，７０の出力側の端部７２に出力エレメント７４，７６が相対回動不能に支承されている。出力エレメント７４，７６は歯列７８を備えた出力ピニオンとして形成されており、歯列７８は伝力エレメント８０に噛み合っており、伝力エレメント８０は調節しようとする部材と結合されている。伝力エレメント８０は、フレキシブルな螺旋伝動体（Steigwendeln）８０として形成されており、この螺旋伝動体８０はガイド８２に収容されていて、かつ図示していない機械素子を備えており、この機械素子は調節部材、たとえばサンルーフカバー、日よけまたは風よけを作動させる。出力軸７０は中空軸７０として形成されており、中空軸７０の駆動側の端部７１にウォーム歯車６６が少なくとも相対回動不能に結合されていて、また出力側の端部７２に出力ピニオン７６が少なくとも相対回動不能に結合されている。中空軸７０は個別的な支承エレメント８４によって伝動装置ケーシング１６の円形の成形部８６内で支承されている。個別的な支承エレメント８４は支承スリーブ８８として成形されており、支承スリーブ８８はフランジ９０を備えており、フランジ９０は半径方向外向きに延びている。フランジ９０は、ウォーム歯車６６および出力ピニオン７６に関して、中空軸７０を、軸方向で対応する伝動装置ケーシング１６の当接面９２に対して、また半径方向で対応する伝動装置ケーシング１６の当接面９４に対して支持する。さらに中空軸７０の内部に、個別的な支承エレメント８４として支承スリーブ８８が配置されており、支承スリーブ８８は出力軸６８を半径方向で中空軸７０に対して支持する。出力軸６８の軸方向の支持は、ガイドエレメント９８を介して行われ、ガイドエレメント９８は軸方向で延びていて、かつたとえば伝動エレメント６４および出力エレメント７４に一体成形されている。ガイドエレメント９８はそれぞれ駆動エレメント６６および出力エレメント７６に対向して支持されており、これらの駆動エレメント６６および出力エレメント７６もまた個別的な支承エレメント８４のフランジ９０を介して駆動装置ケーシング１６に支持されている。個々の伝動エレメントの軸方向遊びは、たとえばばねエレメント１００によって補償することができ、このばねエレメント１００は全ての伝動エレメント６６，７６，７４を、軸６８と堅固に結合されたウォーム歯車６４に対して固定している。

図４には、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った別の実施例を示しており、ここでは中空軸７０が追加的な支承エレメント８４なしに直接的に伝動装置ケーシング１６の成形部８６内で支承されている。この場合伝動ケーシング１６は有利にはプラスチック−射出成形部分として形成されており、中空軸７０の表面材料は摩耗に対して最適化して形成されている。軸方向で中空軸７０は、一方ではウォーム歯車６６に関してケーシング１６のガイドエレメント９８を介して案内されていて、また他方では直接的に伝動装置ケーシング１６の当接面９２に接触している出力ピニオン７６を介して軸方向で案内されている。さらに別の実施例では、個別的な支承エレメント８４は出力軸６８，７０および／または伝動エレメント６４，６６および出力エレメント７４，７６に一体成形することもできる。図４の実施例では、ウォーム歯車６４は軸方向のカラー１０２を備えており、このカラー１０２は支承スリーブ８８として形成されており、軸６８は中空軸７０内で案内される。軸６８の出力側の端部７２には、たとえば射出成形で別の支承リング１０４が一体成形されており、支承リング１０４も同様に軸６８を直接的に中空軸７０内で案内する。オプションとして支承リング１０４は完全に省略することもできるので、軸６８の駆動側の端部７１の半径方向支承は、カラー１０２を介して行われ、また出力側の端部７２の半径方向支承は、出力エレメント７６の半径方向支承面１０６を介して行われ、この出力エレメント７６は半径方向で中空軸７０に支持される。個別的な伝動素子７４，７６，６６，７０は、ばねディスク１００によって、軸６８と堅固に結合された伝動エレメント６４に対して、ひいては伝動装置ケーシング１６に対して固定されている。伝動エレメント６４は、１実施例では、中空軸７０とは反対側で、別のカラー１０３を備えており、このカラー１０３は半径方向かつ／または軸方向で伝動装置ケーシング１６に支持されている。

出力エレメント７４，７６の支承は、図２の側面図で示した。駆動装置ケーシング１６に管状の突出部１０８が一体成形されており、その内側形状９６が成形部８６を形成しており、成形部８６は中空軸７０を収容している。中空軸７０は個別的な支承エレメント８４によって、半径方向で突出部１０８に対向して、また軸方向で出力ピニオン７６に対向して案内されている。出力エレメント７６は、図２では看取できない中空軸７０に相対回動不能に支承されており、この中空軸７０は出力エレメント７８と共軸的に支承されている。出力エレメント７４は、ガイドエレメント９８を介して軸方向で出力エレメント７６に支持されていて、ばねリング１００によって軸方向で軸６８に固定されている。出力ピニオン７４，７６の歯列７８は、調節しようとする部材の伝力エレメント８０のためのインタフェースを成している。

さらにまた本発明は、様々な実施例の特徴の個別的な構成、または任意に組み合わせた構成を含むものである。したがって駆動ユニット１０は対応するモータ軸１８を備えた３つまたは４つ以上のモータ１２を備えることもでき、ここではモータ１２ごとに別の中空軸７０が駆動装置ケーシング１６に配置されており、この中空軸７０は内側で残りの軸６８を収容するようになっている。これによって互いに独立して作動する３つ以上の出力エレメントを提供することもできる。出力エレメント７４，７６は、可動部分を調節するために、たとえばベルト駆動装置、ボーデンケーブル、スピンドルまたは歯車と協働するようにすることもできる。伝動−駆動ユニット１０のケーシング１６は任意に成形することができるので、たとえば全てのモータ１２は、全ての伝動素子と共に共通のケーシング１６に収容されている。この場合電子装置５０，５６はケーシング１６の内側に配置することも、個別的な中央電子ユニットに配置することもできる。モータ軸１８から伝動エレメント６２への力伝達はウォーム伝動装置２８，６４，６６に制限されるものはなく、任意の伝動構造形式によって達成することができる。支承エレメント８４，８８，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６は、軸６８，７０の材料選択およびに構造形式に関して、ケーシング１６および残りの伝動装置構成部材に適合させることができる。有利には本発明の伝動−駆動ユニット１０は、たとえば様々なスライド部分のための車両の可動部分を調節するために、サンルーフ領域または座席領域に使用することができる。

本発明の駆動−伝動ユニットの１実施例を示す部分断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った本発明の駆動−伝動ユニットの１実施例を示す断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った本発明の駆動−伝動ユニットの１実施例を示す断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った本発明の駆動−伝動ユニットの別の１実施例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 伝動−駆動ユニット、 １２ 電動モータ、 １４ 極ポット、 １６伝動装置ケーシング、 １８ 電機子軸、 ２０ 電機子、 ２２ 整流子、 ２４ リング磁石、 ２６ 支承部、 ２８ ウォーム、 ３０ 端部、 ３２ きのこ形接触部、 ３４ 調節ねじ、 ３６ 炭素ブラシ、 ３８ ガイド、 ４０ ばねエレメント、 ４２ ブラシホルダエレメント、 ４４ プリント基板、 ４６ 回転数センサ、 ４８ ホールセンサ、 ５０ マイクロプロセッサ、 ５２ 素子、 ５４ 制御電子装置、 ５８ 接続部、 ６０ 接続コネクタ、 ６２ 伝動エレメント、 ６４，６６ ウォーム歯車、 ６８，７０ 軸、 ７１，７２ 端部、 ７４，７６ 出力エレメント、 ７８ 歯列、 ８０ 伝力エレメント、 ８２ ガイド、 ８４ 支承エレメント、 ８６ 成形部、 ８８ 支承スリーブ、 ９０ フランジ、 ９２ 当接面、 ９４ 当接面、 ９６ 内側形状、 ９８ ガイドエレメント、 １００ ばねエレメント、 １０２，１０３ カラー、 １０４ 支承リング、 １０６ 支承面、 １０８ 突出部

Claims (12)

1. たとえば車両の可動部分を調節するための、伝動−駆動ユニット（１０）であって、それぞれ１つのモータ軸（１８）を備えた少なくとも２つのモータ（１２）が設けられており、少なくとも２つのモータ軸（１８）が、少なくとも２つの伝動エレメント（６４，６６）を駆動するようになっており、これらの伝動エレメント（６４，６６）が、少なくとも２つの軸（６８，７０）に支承されている形式のものにおいて、
   少なくとも２つの軸（６８，７０）が、互いに共軸的に配置されており、該軸（６８，７０）に、それぞれ出力エレメント（７４，７６）が相対回動不能に支承されており、該出力エレメント（７４，７６）が、互いに軸（６８，７０）の軸方向で並んで配置された出力ピニオン（７４，７６）として形成されており、これらの出力ピニオン（７４，７６）が、可動部分と結合されたフレキシブルな螺旋伝動体（８０）に作用するようになっていることを特徴とする、伝動−駆動ユニット。
2. 出力エレメント（７４，７６）が、それぞれ異なる少なくとも２つの可動部分を互いに独立して駆動するようになっている、請求項１記載の駆動−伝動ユニット。
3. 螺旋伝動体（８０）が、ガイド（８２）に収容されていて、機械素子を備えており、該機械素子が、可動部分たとえばサンルーフカバー、日よけまたは風よけを作動させるようになっている、請求項１または２記載の駆動−伝動ユニット。
4. モータ軸（１８）が、それぞれ１つのウォーム（２８）を備えており、該ウォーム（２８）が、それぞれ互いに軸方向で並んで配置された伝動エレメント（６４，６６）の少なくとも１つに噛み合うようになっており、伝動エレメント（６４，６６）が、ウォーム歯車（６４，６６）として形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の伝動−駆動ユニット。
5. 一方の軸（６８，７０）が、中空軸（７０）として形成されており、該中空軸（７０）内で、他方の軸（６８）が、回動可能に支承されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の伝動−駆動ユニット。
6. 中空軸（７０）が、伝動−駆動ユニット（１０）のケーシング（１６）内で回動可能に支承されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の伝動−駆動ユニット。
7. 少なくとも一方の軸（６８，７０）が、個別的な支承エレメント（８４）によって、ケーシング（１６）および／または中空軸（７０）内で、半径方向および／または軸方向で支承されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の伝動−駆動ユニット。
8. 少なくとも一方の軸（６８，７０）が、一体的に成形された支承面（１０２，１０３，１０４，１０５）によって、直接的にケーシング（１６）および／または中空軸（７０）内で、半径方向および／または軸方向で支承されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の伝動−駆動ユニット。
9. 伝動エレメント（６４，６６）および／または出力エレメント（７６，７８）および／またはケーシング（１６）が、ガイドエレメント（９８）を備えており、ガイドエレメント（９８）が、たとえば駆動エレメントおよび／または出力エレメント（６４，６６，７６，７８）の軸方向および／または半径方向の当接面に支持されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の伝動−駆動ユニット。
10. 少なくとも２つのモータ軸（１８）に対して実質的に平行にガイドプレート（４４）が配置されており、該ガイドプレート（４４）が、少なくとも２つのモータ軸（１８）の回転数検出のためのセンサ装置（６４）、および／または複数のモータ（１２）のための共通の接続コネクタ（６０）を備えている、請求項１から９までのいずれか１項記載の伝動−駆動ユニット。
11. 少なくとも２つのモータ軸（１８）が、それぞれ１つの整流子（２２）を備えており、該整流子（２２）が、炭素ブラシ（３６）と協働するようになっており、整流子（２２）および炭素ブラシ（３６）が、共通の支持プレート（４２）、たとえばプリント基板（４４）に収容されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の伝動−駆動ユニット。
12. 少なくとも２つのモータ（１２）が、モータ軸（１８）と共に共通のケーシング（１６）内に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の伝動−駆動ユニット。

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