JP5426575B2 - Drive unit for electric window lift - Google Patents
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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。 The present invention relates to a drive unit for an electric window lifting device for a motor vehicle.
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。 In an electric window lifting device of a motor vehicle, a tackle having an electric drive unit is often incorporated. At that time, the electric motor normally drives the winding drum via the worm gear device. Since both ends of the wire rope are tied to the winding drum, at the time of rotation, one end of the wire rope is wound and the other end is unwound. In this case, the pulling wire usually pulls two window fixing parts running on the guide rail via the Bowden wire and the guide roller, whereas the wire end is wound on the winding drum without pulling.
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。 Such electric window lifts often have an anti-pinch device. When the driving torque for closing the window exceeds a certain limit value depending on the window position, it comes from an obstacle. To clear the obstacle, the window has to be moved again a certain distance backward. In general, information regarding the position of the window is required as an input amount to the pinching prevention device. Based on the position of the window, it is ascertained, for example, whether an obstacle is present or whether the window has reached its end position. The position of the window is usually determined based on the rotation of the drive shaft of the electric motor. The rotational speed is measured using, for example, a hall sensor, which corresponds to an annular magnet mounted on the drive shaft.
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。 The Hall sensor is usually mounted on a printed circuit board incorporated in the drive unit, and the output signal of the Hall sensor is preprocessed on the printed circuit board, and the printed circuit board sandwiches this output signal. It has an interface for communicating to an electronic device formed for situational identification.
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。 The printed circuit board is usually mounted at right angles to the drive shaft in order to place the Hall sensor as close to the annular magnet as possible. As a result, the structurally required volume for the drive unit is relatively large.
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。 An object of the present invention is to provide a drive unit that requires a particularly small structural volume.
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。
This problem is solved according to the invention by the features of
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。 With this inclined arrangement, the space in the gear housing can be used particularly well. Therefore, the gear housing and the drive unit can be assembled in a particularly small size.
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。 In an advantageous embodiment of the invention, the annular magnet is conical. In that case, for the purpose, the printed circuit board is tilted at an angle with respect to the axis of the drive shaft on its surface, which corresponds to half the cone opening angle of the annular magnet. The printed circuit board is then rationally arranged so that the Hall sensor on it is in the immediate vicinity of the annular magnet. Since the installation angle of the printed circuit board corresponds to half of the cone opening angle of the annular magnet, the Hall sensor mounted on the printed circuit board is oriented almost parallel to the outer surface of the cone on the side facing the annular magnet. ing. With this arrangement, good signal transmission from the annular magnet to the Hall sensor is achieved despite the fact that the printed circuit board is incorporated at an angle. It has been found that it is advantageous to set the cone opening angle of the annular magnet to about 45 °.
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。 The annular magnet is preferably mounted on the drive shaft so that the end with the smaller diameter faces the drive motor. As an alternative or in addition, it is advantageous if the annular magnet is mounted on the side of the drive shaft that exits the drive motor. The annular magnet is thus on the drive shaft in close proximity to the drive motor or at a slight distance.
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。 In an advantageous embodiment, the gear housing has a housing shell (especially made of a synthetic material such as plastic), which housing shell has an opening on the side of the drive shaft, in particular an opening for receiving a printed circuit board. Have The opening has a lid, and the printed circuit board is partially accommodated in the lid. This structural shape helps to finish the drive unit particularly compact.
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。 In another advantageous embodiment of the invention, the gear housing has an interface on the side of the drive shaft, with which the electronic module or one or more cable terminal adapters can be selectively and interchangeably exchanged. Touchable. This unified interface to the various modules or plugs advantageously produces a kind of modular system. For example, based on different output classes and / or different brush holder drive motors, a unified interface can provide drive units for multiple applications. In particular, a modification is made in which the electronic module is incorporated so that the electronic module is directly inserted into the interface. In this case, the electronic module has, on the one hand, a contact part (sensor device contact part) with respect to the printed circuit board, and in particular the signal of the Hall sensor is taken out by this contact part, and on the other hand, a contact part with respect to the terminal of the electric drive motor ( Electric device contact part). In particular, the electronic module implements a function to prevent pinching of the window lifting device.
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。 In another variant, a cable terminal adapter for cable connection is inserted into the interface. In this case, a first cable terminal adapter is provided for the sensor device, which contacts the printed circuit board via the sensor device contact. In particular, the signal of the Hall sensor is transmitted via the cable of the first cable terminal adapter. The second cable terminal adapter for the electrical device has an electrical device contact for contacting the motor terminal. Both cable terminal adapters can be used selectively or in combination with each other. In particular, when both cable terminal adapters are used, the cable is connected to an external electronic module, and as a result, for example, pinch prevention can also be realized here. The use of an external electronic module is advantageous because the structural volume required for the door can be further reduced directly. The interface is suitable for the purpose when it is incorporated in an interface mounting portion that functions as a lid of the gear housing.
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。 The interface advantageously has a sealing surface on the terminal side opposite to the gear housing, the sealing surface corresponding to the sealing element of the electronic module or one or both cable terminal adapters. In order to achieve an assembly suitable for damp spaces, the electronic module and / or one or both cable terminal adapters are inserted, for example, using suitable sealing rings. For use in a dry space of the drive unit, the module and / or one or both cable terminal adapters are simply installed without a sealing element.
以下に本発明の実施例を図面について詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
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。 In all the figures, parts and quantities corresponding to each other are always given the same reference numerals.
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。
FIG. 1 is a two-dimensional illustration of a cross-section (partially only schematically) of a
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。
The
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。
The worm gear device 5 includes a worm 6 placed on the
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。
The gear housing 4 includes a housing shell 9 made of a synthetic material such as plastic, and the shape of the housing shell 9 is basically matched to the shape of the worm gear device 5. Thereby, the housing shell 9 has a substantially disc shape in the region of the worm gear 7 and extends to one side to accommodate the
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。 In the disc-shaped region of the housing shell 9 there is a first round opening 10 (FIG. 3) for inserting the worm gear 7 on one front face. This opening is closed by a disk-shaped housing lid 11 (FIG. 3), which has an introduction for the drive shaft 8.
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。
The drive motor 2 is joined to the straight short side of the housing shell 9 via a flange. At this time, the
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。
The housing shell 9 has three mounting
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。
In the region of the
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。
The
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。
The printed
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。
An
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。
A
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。
In FIG. 2, the
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。
The printed
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。
3 shows the
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。
As can be seen from FIG. 3, the
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。
The
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。
The
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。
For use in damp spaces, the sealing
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。
The
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。
Correspondingly, the
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37が挿入される。
For use in damp spaces, a sealing
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
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