JP4885910B2

JP4885910B2 - 駆動装置

Info

Publication number: JP4885910B2
Application number: JP2008168696A
Authority: JP
Inventors: ファール，ダニエル
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: JP2009008264A; US9103153B2; DE102007029591B4; US20090000201A1; DE102007029591A1

Description

本発明は、固定要素又は可動要素に結合できる第１ハウジング部分と、第２ハウジング部分と、可動要素又は固定要素に結合可能であり第２ハウジング部分の中に通されて入れ子式に褶動できる第３ハウジング部分と、ねじ付きスピンドルおよびこのねじ付きスピンドルに配置されたスピンドルナットとを有しかつ回転駆動体により第３ハウジング部分を第２ハウジング部分に対して軸方向に移動するように駆動可能なスピンドルドライブと、ブレーキ装置と、を備えた、特に自動車のハッチのための駆動装置に関する。

この種の駆動装置では、一方において、駆動装置によるハッチの自動的な動作に並行してハッチを手動で動作できるようにするものとし（ここで、そのために必要な手動力はできる限り僅少であるものとする）、他方において例えば雪、風などの付加的な載荷重のもとであっても、開いたハッチを開いた状態に保持する力が確実に保証されているものとする。

そこでは、その種のブレーキ装置の互いに割り当てられたブレーキエレメントが回転駆動体の動作中に互いに完全に解放されず、従って、不必要な摩耗をこうむり、又は、複雑な構造を呈することが欠点である。

本発明の課題は、上述の欠点を克服するような、冒頭に挙げた種の駆動装置を提供することである。

この課題は、本発明により、ブレーキ装置が遠心力ブレーキを備えることによって解決される。

遠心力ブレーキを磁気式遠心力ブレーキとして設計することにより、構造を特に単純にすることができる。このため、特別な設計変形において、ブレーキ装置は第１ブレーキエレメントと少なくとも１つの第２ブレーキエレメントとを備える。

特に安全な動作を保証するために、第１ブレーキエレメントは回転駆動体に支持される。

構造スペースを節約するように、第１ブレーキエレメントは段を付けたボア穴を有し、この段が磁石のための受面として働く。

磁石として磁石リングを使用すると、僅少な構造スペースに対して特に有利である。

特別な作りにおいてブレーキ装置はガイド装置を備え、このガイド装置の中に第２ブレーキエレメントが配置されている。

申し分のない動作に向けて、ガイド装置はねじれ止めを付けて回転駆動体の駆動シャフトに配置されている。

第２ブレーキエレメントが凹部を有し、ガイド装置がガイドエレメントを有すると極めて有利であると判明した。ここで、第２ブレーキエレメントが第１ブレーキエレメントに確実に全面で接触するように、ガイドエレメントが凹部に食い込む。

また、さらに第１ブレーキエレメントがカップ（ポット）の形状に作られてもよく、この場合、磁石リングはカップの中に配置されている。

カップの中に、より良好な磁束を確実にする開口部が設けられていると、極めて有利であると判明した。

特別な設計変形において、カップの開放端にフランジ状のセクションが形作られており、これにより、構造スペースを節約するようにブレーキ装置を締結することができる。

以下、本発明の実施例を図面に則して詳細に説明する。

図１に示した駆動装置１は、第１ハウジング部分２、第２ハウジング部分３、及び、この第２ハウジング部分３の中に通されて入れ子式に褶動できる第３ハウジング部分４を有する。

第１ハウジング部分２と向き合った第３ハウジング部分４の端部には第１接続装置５が配置され、第３ハウジング部分４と向き合ったハウジング部分２の端部には第２接続装置６が配置されている。接続装置５及び６は、それぞれのハウジング部分２及び３を片端で閉止する。接続装置５及び６には、図示しないねじが付けられており、これに、同じく図示しないボールソケット又はジョイントアイの形の接続エレメントを螺着することができる。しかしながら、接続装置５及び６を接続エレメントと結合させるために、当業者に知られた他の結合技術、例えば溶接又は畳み接ぎも可能であり、これを使って、駆動装置は自動車ボディの定置構造部分に、また、ハッチとして形作られた可動構造部分にヒンジ結合できる。

第１ハウジング部分２は、第２接続装置６に面した端に回転駆動体７を備えている。回転駆動体７は電動モータ８を含む。この電動モータ８は、接続装置６により閉止された第１ハウジング部分の端部で保持装置９により支持され、円筒形に作られた更なる保持装置１０により同軸で第１ハウジング部分２の中に固定することができる。駆動シャフト１１は、モータ８から同軸でブレーキ装置１２を通ってギヤ装置１３へと延びる。ギヤ装置１３は二段式プラネットギヤ装置として設計されると好ましいが、他の種類のギヤ装置でもよい。ギヤハウジング１４から、同軸で配置されたギヤシャフト１５が延び、電動モータ８、ブレーキ装置１２及びギヤ装置１３からなるアセンブリを軸方向で固定する保持装置１６を通る。

ギヤシャフト１５の端部にはアダプタスリーブ１７が取付けられ、軸受１８で支承されている。軸受１８は、一方の側が保持装置１６で支持され、ガイドブシュ１９で所定位置に保持される。ガイドブシュ１９は、第２ハウジング部分３に直に境を接する第１ハウジング部分２の端から延び、厚い方の壁２０が軸受１８まで延び、この厚い方の壁２０に続く薄い方の壁が保持装置１６まで延びる。

アダプタスリーブ１７は、ギヤシャフト１５をねじ付きスピンドル２２に結合させる。ここで、例えばセレーション又は畳み接ぎの技術を応用することができる。ねじ付きスピンドル２２は、第２ハウジング部分３に面した第１ハウジング部分の端部から第２ハウジング部分３の中まで延びる。

第１ハウジング部分２の内部に、補助的に、図示されないセンサ装置又はカップリングが配置されてもよい。

ねじ付きスピンドル２２にはスピンドルナット２３が嵌着されている。ねじ付きスピンドル２２とスピンドルナット２３はガイド管２４の中に配置されており、このガイド管２４は、ほぼ第２ハウジング部分３全体を通って第１ハウジング部分２の中まで延び、それによりガイド管２４はガイドブシュ１９の中まで突き入る。ガイド管２４は、軸方向に走る少なくとも１つの溝を有している。この溝は、スリットとして設計されてこれにスピンドルナット２３を食い込ませ、ねじれることなく軸方向に移動できるようになっていてもよい。

スピンドルナット２３は、ガイド管２４の中でスピンドル管２５の軸方向の移動を案内し、ここで、スピンドル管２５をその一端においてスピンドルナット２３で支持する。他端には第１接続装置５が取り付けられる。ねじ付きスピンドル２２は、第１接続装置５に近い端に、スピンドル管２５の中に配置されたガイドリング２６を有する。ガイドリングにより、ねじ付きスピンドル２２の半径方向振動が回避される。

第３ハウジング部分４は、第１接続装置５から第２ハウジング部分３の中まで軸方向に延びる。圧力コイルばねとして設計されたばね装置２７が、第１接続装置５から、又は第１接続装置５に取り付けられた第３ハウジング部分４から同じように軸方向に延びており、第１ハウジング部分２に接する第２ハウジング部分３の端で支持される。加えて、第１ハウジング部分２に近い端を縁曲げし、又はリング形のエレメントを作り付けるかねじ留めするかし、これによってねじ付きスピンドル２２及びガイド管２４が貫通できる開口部が作られる。

図２は、図１に示した駆動装置１の切り取った一部分を示す。図２は、特に、駆動装置内の、モータ８とギヤ装置１３との間に配置されたブレーキ装置１２を示す。ブレーキ装置１２は、第１の、好ましくは、プラスチック又はアルミニウムなどの非磁化性材料からなるブレーキエレメント２８を含み、これがねじれ止めを付けてモータ８で支持され、中にモータ８の駆動シャフト１１を通すボア穴２９を持つ。ブレーキエレメント２８は、ボア穴２９の中に、磁石リング３１のための受面として役立つ段３０を付けている。ガイド装置３２はプラスチック又はアルミニウムなどの非磁化性材料を含むと好ましく、磁石リングをその定位置に確実に保持する。そのために、磁石リング３１の、段３０と対向する側は、ガイド装置３２に接している。ガイド装置３２はアダプタ装置３３によりモータ８の駆動シャフト１１と結合されており、駆動シャフト１１と共に回転する。

第１ブレーキエレメント２８は、モータ８に接する第１セクション３４を有しており、第１セクションの外径は第１ハウジング部分２の内径にほぼ相当する。それより小さい外径を持つ第２セクション３５が第１セクション３４に隣接しており、更に小さい直径を持つ第３セクション３６が第２セクション３５に隣接している。

第１セクション３４から第２セクション３５への移行部に形成された段は、ギヤハウジング１４のカバー３７のための受面として役立つ。カバー３７は、同軸の開口部を有し、この開口を介して駆動シャフト１１がギヤ装置１３へ案内される。カバー３７の外周面から、このカバーと一体部分である囲壁３８が第１ブレーキエレメント２８の第１セクション３４まで延びる。

第２セクション３５から第３セクション３６への移行部に形成された段は、ガイド装置３２の囲壁３９のための受面として役立つ。これは、カバー３７のものに同じようにカップの形状を有している。

ガイド装置３２の囲壁３９と第１ブレーキエレメント２８の第３セクション３６の間にリング状のチャンバ４０があり、この中に、少なくとも１つのブレーキシューとして形作られた第２ブレーキエレメント４１が嵌め込まれている。好ましくは、均一に分布したブレーキ力が加えられるようにするために、２つ以上の第２ブレーキエレメント４１がこのチャンバの中に配置されている。断面図で描かれたチャンバ４０の半径方向伸びは第２ブレーキエレメント４１のそれより大きく、従って、第２ブレーキエレメント４１を第１ブレーキエレメント２８から半径方向に解放することができる。

第２ブレーキエレメント４１がガイド装置３２と共に回転でき、そこで半径方向に褶動できるよう、ガイド装置３２は第２ブレーキエレメント４１のためにそれぞれ１つのガイドエレメント４２を備えると好ましい。これは図３に詳細に示されている。

図３は、中に、半径方向に移動できる２つの第２ブレーキエレメント４１が嵌め込まれたガイド装置３２の詳細を示す。ウェブ状に形作られた、２つの向き合ったガイドエレメント４２は、囲壁３９から半径方向内向きに突き出ている。自明のことながら、３つ以上のガイドエレメント４２が囲壁３９に配置されていて、ガイド装置３２の内部に入り込み、これに対応して同じ数のブレーキ装置２８が設けてあってよい。第２ブレーキエレメント４１は、その囲壁３９に面した側に凹部４３を有し、この中にガイドエレメント４２は入り込み、これで、第２ブレーキエレメント４１は一方でガイド装置３２と共に回転し、他方で半径方向に移動することが確実にできるようになる。更に、第２ブレーキエレメント４１の、第１ブレーキエレメント２８に面した側又は制動面が第１ブレーキエレメント２８に全面的に接することが確実にされる。

図４に、第１ブレーキエレメント２８を再度詳細に示す。すでに上で述べた通り、ブレーキエレメント２８はそれぞれ外径の異なる３つのセクション３４〜３６を含む。第２セクション３５は第１セクション３４より小さい外径を持ち、第３セクション３６は第２セクション３５より小さい外径を持つ。第１ブレーキエレメント２８を通ってボア穴２９が延び、ここで、ほぼ第３セクション３６においてボア穴２９の中に段３０が形作られているので、ボア穴２９は、第３セクション３６において部分的に大きい直径を呈する。第３セクション３６は、つまり、好ましくは複数の凹部４５を付けたスリーブ状の囲壁４４を包含する。凹部４５は、磁束が磁石リング３１から第２ブレーキエレメント４１に、また、その逆の方向により良く流れるようにするのに役立つ。

第１セクション３４では、包絡面に複数のノッチ４６が形成されており、これに、ギヤハウジング１４に配置されたカバー３７の囲壁３８の部分部分が食い込み、ねじれ止めと軸方向支えを作る。更に、第１セクション３４を通って２つのボア穴４７が延び、この中に、第１ブレーキエレメント２８をモータ８と結合させるねじを通すことができる。

ブレーキ装置１２の更なる一実施形態を図５に示す。ブレーキ装置１２’は、囲壁３９’から半径方向内向きに突き出る２つの向き合ったガイドエレメント４２’を備えたガイド装置３２’を包含する。

第２ブレーキエレメント４１は、その囲壁３９に面した側に凹部４３を有し、この中にガイドエレメント４２’が入り込み、これで、第２ブレーキエレメント４１は一方でガイド装置３２’と共に回転し、他方で半径方向に移動することが確実にできるようになる。第１ブレーキエレメント２８’はカップ（ポット）の形に作られており、中に磁石リング３１が嵌入されるカップ４８を包含する。ここで、磁石リング３１は、好ましくは紛失しないようにプレス嵌めを付けてカップの中に配置されている。しかしながら、磁石リング３１を例えば接着により固定するか、カバーを掛けてカップの中に閉じ込めるかすることも考えられる。カップ４８の囲壁４９には、磁石リング３１から第２ブレーキエレメント４１の方向の、またはその逆方向のより良い磁束の流れを可能にする開口部５０が設けられている。囲壁４９の開放端にフランジ状のセクション５１が形作られており、その外径は、図１及び２に描かれたハウジング部分２の内径にほぼ相当する。このフランジ状セクション５１を使って、第１ブレーキエレメント２８’はねじれ止めを付けて軸方向に褶動できるようにハウジング２の中に配置することができる。

この種の駆動装置では、一方において駆動装置がハッチを確実に開放でき、開いた状態に保持でき、他方においてハッチの手動操作も可能であるのが望ましい。その際、ばね装置２７は、ハッチの開放動作とハッチを開いた状態（ばね装置の重量とハッチの重量がほぼ釣り合う状態）に保つ保持動作を支援する。重量比が例えば風や雪などの荷重によって変化した場合にハッチを開いた状態に保つ補助の保持力を準備するため、モータ８の休止時に第２ブレーキエレメント４１は第１ブレーキエレメント２８、２８’に接触し、そこで、ブレーキトルクを発生させる。発生したブレーキトルクは、ギヤ装置１３を介していっそう増強される。

モータ８を活動させると、まず、第２ブレーキエレメント４１を通して第１ブレーキエレメント２８、２８’に作用するブレーキ力は克服され、ガイド装置３２、３２’は回転運動の中に入れられる。次いで第２ブレーキエレメント４１に作用する遠心力が、磁石リング３１から加えられた磁化力に対抗して働く。これにより、第２ブレーキエレメント４１は第１ブレーキエレメント２８、２８’から完全に解放される。

モータ８の活動を止めると、第２ブレーキエレメント４１に作用する遠心力は小さくなり、磁石リングで作られた磁化力により、第２ブレーキエレメント４１は第１ブレーキエレメント２８、２８’に引き寄せられ、これにより、再び補助の保持力が駆動装置１に作用することになる。

手動操作時、すなわち、例えばハッチを手で開閉する時、ねじ付きスピンドル２２は、従ってまた、ギヤ装置１３を介してガイド装置３２、３２’も、回転運動の中に入れられる。次いで第２ブレーキエレメント４１に作用する遠心力は、磁石リング３１から加えられた磁化力に対抗して働く。これにより、第２ブレーキエレメント４１は第１ブレーキエレメント２８、２８’から完全に解放される。

ハッチをそれ以上動かさなければ、第２ブレーキエレメント４１に作用する遠心力は小さくなり、磁石リングで作られた磁化力により第２ブレーキエレメント４１は第１ブレーキエレメント２８、２８’に引き寄せられ、これにより再び補助の保持力が駆動装置１に作用することになる。

本発明に係る駆動装置の横断面図である。図１に示した駆動装置の部分切り取り図である。図２に示した構造部分の詳細図である。図２に示した更なる構造部分の詳細図である。本発明の更なる実施例を示す。

符号の説明

１駆動装置
２第１ハウジング部分
３第２ハウジング部分
４第３ハウジング部分
５第１接続装置
６第２接続装置
７回転駆動体
８モータ
９保持装置
１０保持装置
１１駆動シャフト
１２ブレーキ装置
１２’ ブレーキ装置
１３ギヤ装置
１４ギヤハウジング
１５ギヤシャフト
１６保持装置
１７アダプタスリーブ
１８軸受
１９ガイドブシュ
２０壁
２１壁
２２ねじ付きスピンドル
２３スピンドルナット
２４ガイド管
２５スピンドル管
２６ガイドリング
２７ばね装置
２８第１ブレーキエレメント
２８’ 第１ブレーキエレメント
２９ボア穴
３０段
３１磁石リング
３２ガイド装置
３２’ ガイド装置
３３アダプタ装置
３４第１セクション
３５第２セクション
３６第３セクション
３７カバー
３８囲壁
３９囲壁
４０チャンバ
４１第２ブレーキエレメント
４２ガイドエレメント
４２’ ガイドエレメント
４３凹部
４４囲壁
４５凹部
４６ノッチ
４７ボア穴
４８カップ（ポット）
４９囲壁
５０開口部
５１フランジ状セクション

Claims

固定要素又は可動要素に結合可能な第１ハウジング部分と、
第２ハウジング部分と、
可動要素又は固定要素に結合可能であり、前記第２ハウジング部分の中に通されて入れ子式に褶動できる第３ハウジング部分と、
ねじ付きスピンドルと前記ねじ付きスピンドルに配置されたスピンドルナットとを有し、回転駆動体により前記第３ハウジング部分を前記第２ハウジング部分に対して軸方向に移動するように駆動可能なスピンドルドライブと、
第１ブレーキエレメント（２８、２８’）および少なくとも１つの第２ブレーキエレメント（４１）を備えるブレーキ装置（１２、１２’）と、を備える駆動装置であって、
前記ブレーキ装置は、非回転時には磁化力が働くと共に、回転時には遠心力が磁化力に対抗して働く磁気式遠心力ブレーキであり、
前記第１ブレーキエレメント（２８、２８’）が段（３０）を付けたボア穴（２９）を有し、前記段（３０）が磁石のための受面として働き、
前記第２ブレーキエレメント（４１）は、非回転時には磁化力によって前記第２ブレーキエレメント（４１）よりも径方向内側に配置された前記第１ブレーキエレメント（２８、２８’）へと引き寄せられ、回転時には遠心力によって前記第１ブレーキエレメント（２８、２８’）から解放されるように径方向外側へと動くことを特徴とする駆動装置。
前記第１ブレーキエレメント（２８、２８’）が前記回転駆動体（７）で支持されることを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
前記磁石が磁石リング（３１）であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の駆動装置。
前記ブレーキ装置（１２、１２’）が、前記第２ブレーキエレメント（２８、２８’）を案内するガイド装置（３２、３２’）を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記第２ブレーキエレメント（４１）が前記ガイド装置（３２、３２’）の中に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の駆動装置。
前記ガイド装置（３２、３２’）がねじれ止めを付けて前記回転駆動体（７）の駆動シャフト（１１）に配置されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の駆動装置。
前記第２ブレーキエレメント（４１）が凹部（４３）を有し、前記ガイド装置（３２、３２’）がガイドエレメント（４２、４２’）を有し、前記ガイドエレメント（４２、４２’）が前記凹部（４３）に食い込むことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の駆動装置。