JP5734986B2 - 電動補助駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の電動補助駆動装置に関し、主に、請求項１の一般名称によれば電動ワイパー駆動装置ないしワイパーモータに関する。

車両で用いるための電動補助駆動装置は、特にワイパー駆動装置ないしワイパーモータとしての設計においても、或いはサーボモータとしての設計においてであろうとも、様々に異なる具体例で知られており、また実際の電気モータとフランジ取付ギアとから成るギア付きモータとして一般的に作製されている。回路基板ないしＰＣＢと、ギアハウジング内部の対応する電気的な構成部品とから本質的に成る、電気モータの作動に役立つ電子部品を設けることも、知られており、また通例でもある。ＰＣＢは、この場合、ギアハウジングのハウジング部分に、一般的にはギアハウジングのハウジングカバーの内側に固定され、正確には、例えばロックピンを用いて固定される。それらのロックピンは、ハウジングカバーとＰＣＢとの間のスペーサとしての役目を果たすと共に、ＰＣＢの対応する開口に達してこれらを貫通するものである。ＰＣＢは、ロックピンの頭付け（かしめ）によって固定され、或いは、ロックピンに加えてハウジング部分ないしハウジングカバー上に設けられたキャッチ要素によってであろうとも固定される。

電子部品とＰＣＢの組立中には、ＰＣＢ側の、ＰＣＢ上に設けられた接点ないし接続要素と、ハウジング側の、ハウジング部分ないしハウジングカバー上に設けられた接続要素との間の電気的接続を確立することが一般的に必要とされる。この電気的接続は、ＰＣＢ側とハウジング側の接続要素同士を互いに結合させた後に形成される。その結合は、電気的接続要素同士の、例えば半田付けや溶接（例えばレーザー溶接）によって、および／または、プラグ−ソケット状の結合や嵌合によってであろうとも行われる。

本発明の目的は、電子部品の、また、そのような電子部品のうち少なくとも１つのＰＣＢの改良されて簡素化された組立によって特徴付けられる電動補助駆動装置を明示することである。この問題を解決するために、請求項１による電動補助駆動装置が開発されている。

本発明の特質は事実上、中心合わせロックピンの助けを借りて、ハウジング部分に対するＰＣＢの、従ってまた、ハウジング側の電気的な接点ないし接続要素に対するＰＣＢ側の電気的な接点ないし接続要素の予備的な中心合わせが、対応するハウジング部分へ（好ましくはハウジングカバーへ）ＰＣＢが実際に連結される前に、まず初めに成し遂げられる、ということにある。ハウジング部分へのＰＣＢの係合と、ＰＣＢ側とハウジング側の接続要素同士の最終的な嵌合とが生じるのは、中心合わせロックピンの、対応する中心合わせロック開口内への更なる挿入がなされたときだけである。

中心合わせ、結合補助、ロックによる最終的な固定などの機能の全てが、中心合わせロックピンに組み込まれている。それらの中心合わせロックピンは、本発明において、ハウジング部分やハウジングカバーの表面からＰＣＢを離隔させるスペーサとして本来役立つものでもある。本発明による設計は、それぞれのＰＣＢの簡易な組立を可能とするものである。

予備的な中心合わせは、ＰＣＢの最終的な係合の際に、ＰＣＢ側とハウジング側の電気的な接続要素同士が、所望のやり方で適切かつ損傷を伴うことなく、正確には、例えば電気的なソケット−プラグ接続を確立するために、互いに結び付けられることを保証する。或いは、それはＰＣＢの係合後に、接続要素同士の半田付けや溶接を行うことができるようなものであるにも拘わらずである。予備的な中心合わせは、ＰＣＢの接合をしている間の製造上の欠陥を排除する。更に、接続要素へ機械的に作用する応力が、本発明による設計によって回避される。

予備的な中心合わせは、中心合わせロックピンの位置および形状によって実現される。それらの中心合わせロックピンは組立中、ＰＣＢ側とカバー側の接点ないし接続要素同士が互いに係合する前に、自由ピン端部に向かって（例えば円錐形状で）先細になっている自らの中心合わせ部分でもって、それぞれのＰＣＢを中心合わせロック開口で受けて、初めに中心合わせをする。この予備的な中心合わせによって達成されるこの位置合わせから、ＰＣＢの最終的な係合に至るまで、電気的な接続要素同士の更なる嵌合が行われる。その後、この係合の結果として、ＰＣＢが、関連したハウジング部分に、安全かつ恒久的に保持されるのである。

実施形態の例示における以下の説明から、また図面から、本発明の更なる進展、利点、および適用可能性も明らかとなる。この場合、記述され、および／または図示された全ての特徴は、特許請求の範囲におけるそれらの概略や、それらの後方関係に拘わらず、それら自体において、或いは如何なる所望の組合せにおいても、基本的に本発明の主題となっている。

本発明は以下、次の図面に基づいて、実施形態の例示において更に詳細に説明される。

ワイパー駆動装置の形態にて車両で用いるための電動補助駆動装置の斜視図であって、ギアハウジング、ギアハウジング・カバー、およびギアハウジングに含まれる電子部品が斜視分解図で模写された図。 ハウジングカバーの内側と、この位置で中央に保たれた電子部品のＰＣＢとを示す平面図。 図２の線Ａ−Ａに沿った断面図。 図２の線Ｃ−Ｃに沿った断面図。 図４の線Ｄ−Ｄに沿った断面図。 中心合わせロックピンの１つを個別に示した側面図。 中心合わせロックピンの１つを個別に、図６に対して９０°回転して示した側面図。

図面において符号１は、ワイパー駆動装置ないしワイパーモータの形態の車両用電動補助駆動装置である。駆動装置１は、本来知られているやり方で、モータハウジング３を伴った電気モータ２と、図示の実施形態ではウォームギアとして設計された歯車装置４とから本質的に成っている。その歯車装置４のギアハウジング５は、モータハウジング３に対してフランジ取付けされている。ギアハウジング５は、ディッシュ状ないしボウル状に製作されており、正確には、とりわけ、電動補助駆動装置１の出力シャフトに連結されたギアホイール（大歯車）ないしウォームホイール６を受け入れるように設計されている。そのギアホイールないしウォームホイールが、今度は、電気モータ２のモータシャフト上に形成されたウォーム（図示せず）と相互作用するのである。

ギアハウジング５は、適当な材料、例えば金属材料から、閉じた外周壁５.１と閉じた基部５.２とを伴って、例えば一体に形成されている。図１の表示ではその上方側が開いているギアハウジング５は、完全に組み立てられた補助駆動装置１においてはカバー７によって密閉されている。

カバー７は、適当な材料や適当な材料成分から、好ましくは十分な固有弾性の材料（例えばプラスチック）から、例えば一体に製造される。このカバー７は、提示の実施形態においては、次のようにして作製されている。即ち、カバーの略中央において、カバーの外側の上へスパイクのように突出するカバー区域を、従ってカバーの内側には対応するようにして窪んだカバー区域７.１を形成し、後者の区域を取り囲んでフランジ状カバー周縁部７.２を形成するようにである。そのカバー周縁部７.２を用いて、カバー７は、補助駆動装置が組み立てられた状態にて、外周壁５.１と接して密封され、ギアハウジング５に対して連結される。ハウジングカバー７の内側に電子部品が設けられる。それらの電子部品は、特に電気モータ２の制御のために、例えば、電気モータ２の１つないし幾つかの所定の終止位置や待機位置での制御された作動停止のため、モータ速度の制御や調節のため、そしてモータの回転方向の制御や変更などのために役立つものである。

電子部品８は、各種要素の中でもとりわけ、対応する電子的構成部品を装備した回路基板ないしＰＣＢ９を備えている。ハウジング側の電気的な接点ないし接続要素１１ａおよび１１ｂ（これらは、ハウジングカバー７およびカバー区域７.１の内側に設けられた電気導体の一体的な部分を形成する）によって、電子部品８と、この位置の接点ないし接続要素１２とが、電気的接続部１３の電気接点に対して接続される。その電気接続部１３は、マルチプル（多重）ソケットないしマルチプルプラグとして設計されている。この接続部１３によって、補助駆動装置１が、車両側の給電・制御線に対して接続可能となっている。

電子部品８は、次のようにしてカバー７の内側に固定されている。即ち、ＰＣＢ９が、その表面側がカバー区域７.１の基部に対して平行ないし略平行になった状態で、この基部から間隔を置いて配置されるようにしてである。その結果、スパイク状のカバー区域７.１によって形成されるカバー内部１４内に、構成部品１０が収容される。カバー側の接続部１１ａおよび１１ｂと、ＰＣＢ側の接続部１２との間の接続は、或いは挿入された、即ちプラグ状−ソケット状の接続であろうとも、半田付けや溶接のされた接続である。

提示された実施形態においては、ＰＣＢ９の中心合わせと保持のために、互いに場所のずらされた３本の中心合わせロックピン１５がカバー７の内側に設けられている。それらの中心合わせロックピン１５は、実際には、それらのピンの縦軸線がそれぞれ互いに平行に向けられた状態で、カバー区域７.１の基部の内側表面から垂直に突出するように設けられている。提示された実施形態において、中心合わせロックピンは、各々同じに作製され、またハウジングカバー７と一体に製造されている。

図６および図７は、中心合わせロックピン５のうちの１つを詳細に描いている。ハウジングカバー７の壁から始まって、中心合わせロックピン１５は、初めに円錐状基部１６を形成しており、この基部１６が、その後でピン状部分１７になっている。このピン状部分１７は、その全長に渡って軸線方向のスロットが連続的に付けられ、即ちスロット１８を呈している。このスロット１８は、基部１６から離れたロックピン１５の自由端部上で開いてもいる。ピン状部分１７は、キャッチピンないしクリップの役目を果たし、提示された実施形態においては、ピンの軸線を取り囲む長く延びたスロット１８の中心面に対して鏡面対称状に設計されている。このピン状部分１７が、今度は、ピンの軸線方向で互いに隣接したいくつかの小部分１７.１−１７.３にて、正確には、
>> 基部１６に隣接した小部分１７.１、
>> 小部分１７.１に続く小部分１７.２、および、
>> それぞれの中心合わせロックピン１５の中心合わせ部分を成す、小部分１７.２に続く小部分１７.３にて、
一体に形成されている。

提示された実施形態において、小部分１７.１は、円筒形ないしは、およそ円筒形の断面を呈している。また、小部分１７.２は、小部分１７.１の外面ないし側面へと途切れなく連なる凸状に湾曲した２つの周囲側面と、互いに一定の間隔を置いた平行で平坦な２つの周囲側面とを伴った、略矩形の断面を呈している。それらの平坦な２つの周囲側面は、自らの上にスロット１８も開いており、またピンの自由端部へと小部分１７.３に続いている。小部分１７.３のおよそ矩形の断面は、平坦な周囲側面に対して平行な断面の軸線において、また凸状に湾曲した他の周囲側面上で、小部分１７.２から始まってピンの軸線に対して初めは増大し、その後でピンの自由端部に向かって減少する。

２つのＰＣＢ当接面１９が、小部分１７.１と小部分１７.２との間の移行部分に形成されている。また、小部分１７.２と小部分１７.３との間の移行部分において、この場所で互いに連なるこれらの小部分の凸状に湾曲した周囲側面上では、２つのアンダーカット２０が、キャッチ（止め）としての役目を果たしている。

中心合わせロックピン１５のために、ＰＣＢ９に開口２１が設けられている。これらの開口２１の断面は、中心合わせロックピン１５の小部分１７.２および１７.３の外側断面に対して、形状および寸法が適合されている。その適合は、小部分１７.３にて開口２１内へと挿入される中心合わせロックピン１５上へとＰＣＢをあてがって押し付けるときに、初めに小部分１７.３上で、ハウジングカバー７に対するＰＣＢ９の予備的な中心合わせ、従って接続要素１１ａおよび１１ｂに対するＰＣＢ側の接続要素１２の予備的な中心合わせが生じ、そして、ロックピン１５上へＰＣＢ９を更に押し付けることで、小部分１７.２上へのＰＣＢ９の係合が生じるようになされている。その際、軸線方向の当接面１９が、スパイク状カバー区域１７.１における基部の内側表面と、ＰＣＢ９との間の距離を規定すると共に、アンダーカット２０が、中心合わせロックピン１５上へのＰＣＢ９の係合をもたらす。

特に図３から分かることができるように、カバー側の接続要素１１ａと接続要素１１ｂとは、提示された実施形態においては互いに異なる設計になっている。接続要素１１ａは、それらの自由端部において、ＰＣＢに達してこれを貫通する２本のピン状部分をそれぞれ伴ってフォークのように作製されている。これに対して、接続要素１１ｂの自由端部は、単にＰＣＢ９の開口を貫通する１本の縮径されたピン状部分を形成しているに過ぎない。その縮径されたピン状部分は、当該接続要素１１ｂが、そのカバー７内側へ向かう側に、ＰＣＢ９のための更なる支持面を形作るように形成されている。

ＰＣＢ側の接続要素１２と、カバー側の接続要素１１ａおよび１１ｂとをそれぞれ互いにしっかり結合することを保証するために、次のように構成が選択される。即ち、接続要素同士の最終的な相互結合ないし嵌合が行われる前に、開口２１内に係合する小部分１７.３によって、ハウジングカバー７に対するＰＣＢ９の予備的な中心合わせが既に完了しているようにである。

提示された実施形態において、中心合わせロックピン１５は、ハウジングカバー７の内側に、次のように設けられている。即ち、３本のピンが、直角三角形、実際には直角を成す長い方の一辺と短い方の一辺とを持った三角形の各頂点を形作るようにである。ＰＣＢ９は、提示された実施形態において、平面視で長方形の形状になっている。各開口２１は、長方形の形状のＰＣＢにおける１つの長辺に沿って２つの開口同士の間に連結線が通り、短辺に沿って２つの開口２１同士の間に連結線が通るように、この位置に配置されている。

特に図３によって示されるように、提示された実施形態において、ＰＣＢ側の電気的な接点ないし接続要素１２は、ＰＣＢ９の略中央に設けられている。従って、カバー側の接点ないし接続要素１１ａおよび１１ｂは、ドーム状カバー区域７.１の略中央に、実際には提示された実施形態において、矩形のＰＣＢ９の長辺に対して垂直ないしは、およそ垂直な共通の線上に配置されている。

説明した電動補助駆動装置１の実施形態は、とりわけ次のような利点を示す。まず、電子部品８の組立時に、中心合わせロックピン１５によって、カバー７に対するＰＣＢ９の予備的な中心合わせが行われる、という利点である。この予備的な中心合わせは、電気的な接続要素１１ａ、１１ｂ、および１２同士のしっかりした結合および／または嵌合が、損傷（例えば、接続要素１１ａ，１１ｂの歪み）の危険性を伴うことなく保証されるように行われる。また、組立後に、中心合わせロックピン１５によって、ハウジングカバー７内にＰＣＢ９が精確に位置合わせされた状態で保持される、という利点である。この保持は、接続要素１１ａ、１１ｂ、および１２同士の間の接触区域や移行部分への機械的な応力が安全に回避されるようになされる。そして、ハウジングカバーに対するＰＣＢ９の固定に加えて中心合わせや位置合わせをするために、基本的に必要とされるのが、専ら中心合わせロックピン１５だけである、という利点である。

中心合わせロックピンおよび当該部分１７の形状および弾性的特性のおかげで、ハウジングカバー７へのＰＣＢ９の信頼性ある恒久的な固定が保証される。接続要素１１ａ，１１ｂと、ＰＣＢ側の接続要素１２との間の最終的な電気的接続が、半田付けや溶接（例えばレーザー溶接）によって確立される限り、このことは、中心合わせロックピン１５に対するＰＣＢ９の係合の後に成し遂げられる。

中心合わせ、結合補助、および固定などの機能の全てが、中心合わせロックピン１５に組み込まれている。それによって、ＰＣＢのためのスペーサやストッパの役目を果たす補助的要素に加えての固定や係合のための追加的な手段は不要なものとなる。その結果、スペースも、とりわけＰＣＢ上および／またはカバー内において節約され、また製造や組立の費用が低減される。

アンダーカット２０の区域における中心合わせロックピンの設計は、最初に小部分１７.２から始まって自由端部へ向かって進みながら外側断面が増大して行くようになっている。そして、そのような設計の結果として、また、当接面１９から離れる方を向いた、対応する中心合わせロック開口２１の縁部がアンダーカット２０に当たった状態でＰＣＢ９を取り付けることによって、次のこともまた達成される。即ち、中心合わせロックピンの弾性的特性およびアンダーカット２０の楔効果の結果として、ＰＣＢが当接面１９に対して恒久的に押し付けられ、従ってＰＣＢの防振取付が保証されるということである。

以上、実施形態の例示に基づいて本発明を説明してきた。本発明が基づいている概念から結果的に逸脱することなく、多くの修正や変形が可能である、ということを理解されたい。

従って上記では、中心合わせロックピン１５がハウジングカバーと一体に製造されることが想定されていた。もちろん、別個に製造された要素としてのキャッチピンないしクリップの役目を果たす中心合わせロックピン１５を、ハウジングカバー７の内側に固定することも可能であり、或いはそれにも拘わらず、ハウジングカバー７の製造中に、これらのピンを（例えば、インモールド射出成型プロセスにおいて）オーバーモールディング（後成型）によってカバー７に設けることも可能である。

Claims (9)

1. 車両で用いるための電動補助駆動装置、例えばワイパーの駆動装置ないしモータであって、歯車装置（４）の内部に収容されて回路基板ないしＰＣＢ（９）を有する少なくとも１つの電子システム（８）を有し、中心合わせ固定開口（２１）に達してこれを貫通する少なくとも１つの中心合わせロックピン（１５）を用いて、回路基板ないしＰＣＢ（９）が歯車装置の内部で中央に保たれる電動補助駆動装置において、
   少なくとも１つの中心合わせロックピン（１５）は、このピン上へのＰＣＢ（９）の係合のためのクリップないしキャッチピンのように設計されており、 少なくとも１つの電子システム（８）は、ギアハウジングのカバー（７）であるハウジング部分の内側に、当該ハウジング部分の内側表面から突出する少なくとも１つの中心合わせロックピン（１５）によって保持されており、中心合わせ、結合補助および固定機能の全てが、中心合わせロックピン（１５）に組み込まれていることを特徴とする電動補助駆動装置。
2. 少なくとも１つの中心合わせロックピン（１５）は、正確には、当該ピンの縦方向において、ＰＣＢ（９）の中心合わせをもたらすピンの小部分（１７.３）上で、少なくとも１つのキャッチないし少なくとも１つのアンダーカット（２０）を呈しており、その小部分（１７.３）は、好ましくは当該ピンの自由端部の方向へ先細りになる断面を持っていることを特徴とする請求項１記載の電動補助駆動装置。
3. 少なくとも１つの中心合わせロックピン（１５）は、対応する中心合わせロック開口（２１）の断面に適合する外側断面を、少なくとも、ＰＣＢ（９）の中心合わせをもたらすピンの小部分（１７.３）上で、および／または、係合後に中心合わせ固定開口（２１）内に受け入れられるピンの小部分（１７.２）上で呈していることを特徴とする請求項２記載の電動補助駆動装置。
4. 少なくとも１つの中心合わせロックピン（１５）は、少なくとも１つの長く延びたスロット（１８）、好ましくは当該ピンの自由端部の所で開いている開放型の長く延びたスロットのある軸線方向スロット付きピンであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の電動補助駆動装置。
5. それぞれの中心合わせロックピンは、ハウジングカバー（７）において、ギアハウジング部分と一体に製造されていることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の電動補助駆動装置。
6. ハウジング側の少なくとも１つの電気的な接続要素（１１ａ，１１ｂ）がハウジング部分（７）に設けられると共に、ＰＣＢ側の少なくとも１つの電気的な接続要素（１２）がＰＣＢ（９）に設けられていること、並びに、中心合わせロックピン（１５）を中心合わせロック開口（２１）内へと挿入する際に、正確には接続要素（１１ａ，１１ｂ，１２）同士の結合前で、且つ中心合わせロックピンの中心合わせロック開口（２１）内への係合前に、ＰＣＢ（９）の、および／または、ハウジング側の少なくとも１つの接続要素（１１ａ，１１ｂ）に対するＰＣＢ側の少なくとも１つの接続要素（１２）の、予備的な中心合わせが生じるように、少なくとも１つの中心合わせロックピン（１５）が中心合わせ部分（１７.３）を伴って設計されていることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の電動補助駆動装置。
7. 少なくとも１つの中心合わせロックピン（１５）は、中心合わせ部分（１７.３）上で、ＰＣＢ（９）のための少なくとも１つの軸線方向当接面（１９）を形成していることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の電動補助駆動装置。
8. ハウジング部分（７）における少なくとも１つの中心合わせロックピン（１５）は、好ましくは当該ハウジング部分と一体に製造されており、少なくとも１つの中心合わせロック開口（２１）はＰＣＢ（９）上に設けられていることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の電動補助駆動装置。
9. 好ましくは直角三角形の各頂点を形作るように互いに場所をずらして配置された、少なくとも３つの中心合わせロックピン（１５）によって特徴付けられる請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の電動補助駆動装置。

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