JP7258033B2 - 電動駆動システム、ドアを作動するための駆動システムの使用、駆動システムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文による、特にドアを作動させるための電動駆動システムに関する。本発明は、さらに、ドア、特に車両ドアを作動させるための駆動システムの使用、および駆動システムの製造方法に関する。

特に、例えばドア、特に車両ドアおよび車両フラップの電気機械的な制御のための駆動システムが、従来技術から知られている。電気モータの力は、例えばネジ状スピンドルを介して車両ドアに伝達される。さらに、駆動システムは、例えば、車両ドア、特に車両ドアへの駆動システムの接続要素を過負荷から保護するためのクラッチ、車両ドアを特定の位置に保持するためのブレーキ、伝達される力と速度を調整するためのトランスミッション、および／または、車両のドアから駆動システムに入力される力を吸収するためのベアリング、を含むことができる。

一般的な駆動システムは、例えば、文献ＥＰ１９４００１２Ａ１に記載されており、その教示によるとその設計は、特に段落［０００２］～［０００６］が参照されてここに含まれる。駆動システムのコンパクト構造と低ノイズの進展のために、ＥＰ１９４００１２Ａ１は、一般的な駆動システムにヒステリシスブレーキを使用することを、上述の段落で提案している。

別の一般的な駆動システムは、文献ＥＰ１６６４４７０Ｂ１に記載されており、その教示、特に段落［０００２］～［０００９］が、参照されてここに含まれる。ＥＰ１６６４４７０Ｂ１は、引用された段落において、一般的な駆動システムと、駆動システムのコンポーネントの、正確な取り付け、軸方向ガイドおよび位置合わせによって減少した全体積を開示する。

欧州特許出願公開第１９４００１２号明細書（ＥＰ１９４００１２Ａ１） 欧州特許第１６６４４７０号明細書（ＥＰ１６６４４７０Ｂ１）

一般的な駆動システムの問題は、例えば、ユーザーによる力が、ドアの回転軸に対して、駆動システムよりもはるかに大きな梃子を有しているために、例えば駆動システムによって動作されるドアからの、非常に大きな力が、動作中に駆動システムへ導入されることである。これらの力は、駆動システムの敏感なコンポーネント、例えばモータやブレーキを損傷する可能性がある。同時に、特にコストと設置スペースの制約により、アセンブリが非常に大きく、および／または安定した状態になるように設計できないため、駆動システムが早期に故障するかもしれない。

したがって、本発明の目的は、特に車両ドアなどのドアを作動させるための駆動システム、および特に信頼性が高く、省スペースであると同時に安価な駆動システムの製造方法を創造することである。

本発明は、請求項１の特徴に従って本発明によりこの課題を解決する駆動システムを提供する。その目的は、請求項９の特徴による使用および請求項１０の特徴による製造方法によっても達成される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

特にドア、例えば車両ドアを作動させるための、本発明による電動駆動システムは、スピンドル軸および駆動軸を有する少なくとも一つのギアアセンブリを備える。ギアアセンブリは、駆動軸回りの回転運動をスピンドル軸回りの回転運動に変換するように設計される。駆動システムは、特にドアを作動させるために、スピンドル軸回りを回転可能なネジ状スピンドルを備えた少なくとも一つのスピンドルアセンブリを備えることができ、ネジ状スピンドルはスピンドル軸回りを回転可能な伝達アセンブリの一部に機械的に接続される。本発明によれば、シャフトまたはＶベルトまたは歯付きベルトなどの、他の力伝達デバイスに基づく、他の同等の力伝達グループも考えられる。駆動システムは、ネジ状スピンドルなどの力伝達デバイスを、駆動シャフトなどの補足的な力伝達デバイスとともに駆動するための少なくとも一つの駆動アセンブリを備える。駆動シャフトなどの補足的な動力伝達デバイスは、駆動軸回りを回転可能な伝達アセンブリの一部に、有利に機械的に接続される。以下では、本発明による力伝達デバイスおよび補足的な力伝達デバイスの実施形態は、ネジ状スピンドルまたは駆動シャフトの代表的な例によって説明される。

本発明の意味における「ドア」という用語は、少なくとも一つの部分、特に技術デバイスまたは建物のアクセス開口部を、可逆的に閉じる、または少なくとも部分的に覆う、遮光する、または覆うための任意のデバイスを包含する。人がアクセスするためのドアに加えて、「ドア」という用語は、例えば、積載および／または荷降ろし用のドアおよび／または換気用の開口、特に窓も含む。本発明の意味における「車両ドア」は、乗客が車両に出入りするためのドアに加えて、例えばトランクの蓋およびボンネット、または客車の荷物フラップなどの車両の他の開放可能な表面部分も含む。本発明の目的のために、「車両」という用語は、特に、陸、水および空での乗り物を包含する。

本発明の意味における「機械的に接続され」という表現は、機械的な力および／またはトルクを伝達するように設計されたあらゆる接続を包含する。このような接続は、例えば、運動エネルギーを伝達するための、物質的および／または物理的に接続された、特に堅固な、接続および／または磁気的な接続によって媒介され得る。

スピンドル軸と駆動軸は、互いに同軸にならないように配置できる。駆動アセンブリは、スピンドル軸の側方に配置できる。スピンドル軸および駆動軸の非同軸配置は、例えば、駆動システムによって作動されるドアから、スピンドル軸に沿って駆動システムに入力される力が駆動軸に沿って伝達されることを有利に妨げる。非同軸配置は、駆動アセンブリの、スピンドルアセンブリからの機械的な分離、または少なくとも部分的な分離をもたらし、したがって、スピンドルアセンブリは、スピンドル軸に沿ったスピンドルアセンブリを介した力から保護される。その結果、駆動軸に配置された駆動システムのアセンブリ、特に駆動アセンブリは、これらの力から保護される。さらに、駆動軸に配置されたモジュールは、スピンドル軸の側方に、特にスピンドル軸に沿って配置されたモジュールの隣に配置することができる。その結果、側方に配置されたアセンブリは、スピンドル軸に沿って導入される力からさらに保護される。型式、構造、体積、および／または形状の点で材料の機械的な耐荷重要件が低いため、特にスピンドル軸に沿った長さに関して、駆動システムを特にコンパクトにすることができ、同時に安価である。例えば、自動車などの車両で利用できるスペースが少ないため、コンパクトなデザインのおかげで、駆動システムは、車両のドアに特に適している。

スピンドル軸および駆動軸は、４５°～９０°、好ましくは６０°～９０°、特に好ましくは９０°の角度を囲み得る。本発明によれば、「角度」は、それらの交点にある２つの角度のうちの小さい方であり、必要であれば、少なくとも一つの軸の平行移動した後の２つの軸の間である。角度が９０°に近ければ近いほど、駆動軸回りの回転運動をより効率的にスピンドル軸回りの回転運動に変換できるため、駆動システムは特に効率的かつ確実に機能する。特に９０°の角度では、安価で入手が容易な標準のギアコンポーネントを使用できる。

少なくとも一つの駆動アセンブリは、駆動軸回りを回転可能なモーターシャフトで、スピンドル軸回りのネジ状スピンドルの回転運動を駆動するための、少なくとも一つのモーターアセンブリを備え得る。モーターシャフトは、例えば、電気モータによって駆動することができる。モーターシャフトは、駆動シャフトによって取り囲まれ、および／または駆動シャフトに堅固に接続され得る。特に、モーターシャフトは、駆動シャフトの一部であるか、または駆動シャフトと同一であり得る。

少なくとも一つのギアアセンブリは、駆動軸回りの回転運動をスピンドル軸回りの回転運動に変換するためのウォームギアを含むことができる。ウォームギアには、特に静かな動作と特に高い負荷容量という利点があり、高いトルクでも確実に伝達できる。低ノイズの動作は、顧客に高い価値を与えるため、高価な車両の車両ドアでの使用に特に有利である。

ウォームギアは、駆動軸回りを回転可能で駆動軸に機械的に接続されたウォームシャフトと、スピンドル軸回りを回転可能でネジ状スピンドルに機械的に接続されたウォームホイールとを含むことができる。この構成により、特にコンパクトな設計のウォームギアで、駆動軸回りの駆動シャフトの回転運動を、スピンドル軸回りのネジ状スピンドルの回転運動に変換できる。本発明によれば、ウォームホイールとウォームシャフトを交換することもできる。

ウォームシャフトは、駆動シャフトによって取り囲まれ得る、および／または、駆動シャフトに堅固に接続され得る。特に、ウォームシャフトは、駆動シャフトの一部または駆動シャフトと同一にすることができる。

ウォームシャフトは、特に、モーターアセンブリのモーターシャフト、および／またはブレーキアセンブリのブレーキシャフトに、特に確実に、密着し、および／または同軸に、堅固に接続し得る。これにより、モーターシャフトやブレーキシャフトとウォームシャフトの間で、特に効率的で信頼性の高いトルク伝達が可能になる。例えば、モーターシャフトおよび／またはブレーキシャフトの部分は、駆動軸回りの回転に関してウォームシャフトの部分と積極的に相互に作用し得る。

少なくとも一つの駆動アセンブリは、駆動軸回りを回転可能であり、好ましくはベアリングを介してガイドされるブレーキシャフトで、スピンドル軸回りのネジ状スピンドルの回転運動を制動する、少なくとも一つのブレーキアセンブリを備えることができる。ブレーキアセンブリは、例えば、ユーザーが怪我をしたり、ドアを損傷したりする可能性のある、駆動システムによって動作するドアなどの急激な動きを防ぐことができる。特に、ドアは、ブレーキアセンブリによって特定の位置に保持することができ、その場合、ブレーキアセンブリなしでは、ドアは、例えばそれに作用する重力のためにとどまらない。これにより、ユーザーの怪我および／またはドアの損傷も防ぐ。

ブレーキアセンブリは、好ましくは、伝達アセンブリに面するモーターアセンブリの側方に、特に伝達アセンブリとモーターアセンブリとの間に配置される。伝達アセンブリと反対側のモーターアセンブリの側方のブレーキアセンブリの配置とは対照的に、利点は、ブレーキアセンブリおよび／または伝達アセンブリによって生成される磁場、熱および／または振動によって悪影響を受ける可能性のある制御コンポーネントおよび／またはセンサを、伝達アセンブリの反対側にモーターアセンブリの側方に安全に配置できることである。したがって、モーターアセンブリは、制御コンポーネントおよび／またはセンサを、磁場、熱、および／または振動から保護することができるため、個別の保護は不要であり、駆動システムの、特に費用効果が高いコンパクト構造が実現される。さらに、制御コンポーネントおよび／またはセンサは、例えば他のコンポーネントへの接続やメンテナンスのために、ギアモジュールに面している側よりも、ギアモジュールとは反対側にある方がより簡単にアクセスできる。

モーターアセンブリは、モーターアセンブリに対するモーターシャフトの角度位置を測定するための角度位置センサ、特にホールセンサを含むことができ、角度位置センサは、ブレーキアセンブリとは反対側のモーターアセンブリに配置されることが好ましい。角度位置センサ、特にホールセンサは、磁場によって簡単に乱される可能性があるため、ブレーキアセンブリとは反対側のモーターアセンブリ側への配置は、信頼性の高い測定のために特に有利である。角度位置センサは、ネジ状スピンドルの角度位置、したがって、駆動システムによって作動されるコンポーネントの位置、例えば、ドアの開放状態を、たとえばキャリブレーション機能を使用して、簡単に、単純に、正確に、かつ確実に測定するために有利に使用できる。

ブレーキアセンブリは、例えば機械式の摩擦ブレーキ、例えばディスクブレーキおよび／またはフェルトブレーキを含むことができる。機械式の摩擦ブレーキは、製造コストが低く、組み立てが簡単であるという利点がある。ブレーキアセンブリは、電磁ブレーキ、例えば切り替え可能な電磁石を備えたブレーキを含むことができる。電磁ブレーキには、例えば電磁石のオン／オフを切り替えることにより、その機能を電気的に制御できるという利点がある。

ベアリングは、例えば、プレーンベアリングおよび／またはローラーベアリング、特にボールベアリングを含むことができる。ベアリングは、有利には、ブレーキシャフトの回転軸に対して、例えば、ブレーキアセンブリおよび／または伝達アセンブリの機能を損ない得る放射方向の動きを妨げる。

ブレーキシャフトは、駆動シャフトによって取り囲まれ、および／または、駆動シャフトに堅固に接続され得る。特に、ブレーキシャフトは、駆動シャフトの一部であるか、または駆動シャフトと同一であり得る。

ブレーキシャフトは、モーターアセンブリのモーターシャフトに機械的に接続することができ、特に好ましくは、堅固に、および／または同軸に、接続することができる。堅固な、および／または、同軸での接続が、駆動システムの特にシンプルな構造と特に高いブレーキ効果を可能にする。例えば、モーターシャフトの一部分をブレーキシャフトの一部分に圧入できる。

ブレーキシャフトは、ネジ状スピンドルがモーターアセンブリによって駆動される間、例えば一方向クラッチ、および／または、モーターシャフトからブレーキシャフトを分離するための特に電気的に切り替え可能なクラッチによって、駆動デバイスの動作中にモーターシャフトに解放可能に接続できる。その結果、駆動システムはよりエネルギー効率の高い方法で動作でき、モーターアセンブリは、より強力でなく、より小さく、軽く、安価に設計できる。駆動デバイスの動作中に解放することができるブレーキシャフトへのモーターシャフトの接続は、例えば、文献ＤＥ１０２０１４２１２８６３Ａ１に記載されているようなブレーキ装置として設計することができる。ＤＥ１０２０１４２１２８６３Ａ１の対応する段落［０００６］～［００１３］および［００２８］～［００４４］は、参照して本明細書に組み込まれる。

ブレーキアセンブリは、特に、少なくとも一つのロータがブレーキシャフトに堅固に接続され、好ましくは接着および／または圧入されたヒステリシスブレーキと、ブレーキアセンブリのハウジングに固定的に配置された少なくとも一つのステータと、ステータを磁化するための少なくとも一つの永久磁石を含むロータと、を備え得る。あるいは、ステータは、ロータを磁化することができる少なくとも一つの永久磁石を含むことができる。ロータがブレーキシャフトに接着されている場合、ヒステリシスブレーキの製造は特に簡単である。ロータがブレーキシャフトに圧入されている場合、特に化学溶剤に関して長期にわたって特に安定した接続が得られ、ヒステリシスブレーキを特に厳しい許容誤差で製造できる。

ヒステリシスブレーキは、臭いや騒音なく働くという利点を有しており、特に駆動システムに関連する最大２０００万回転まで、機械式摩擦ブレーキよりも耐摩耗性がある。さらに、ヒステリシスブレーキは駆動軸に沿う小さなスペースしか必要としない。さらに、ヒステリシスブレーキのブレーキトルクは、機械式摩擦ブレーキと比較して、特に駆動システムに関連する毎分０～３０００回転の速度範囲では、ブレーキシャフトの速度に特に依存せず、特に、駆動システムに関連する温度範囲－３０℃～＋８０℃で、ヒステリシスブレーキの周囲温度よりも低くなる。さらに、ヒステリシスブレーキのブレーキトルクは、機械式摩擦ブレーキのブレーキトルクよりも良好に予測でき、その結果、ブレーキトルクの小さな相対許容誤差を達成することができる。したがって、ヒステリシスブレーキを使用すると、機械式摩擦ブレーキを使用する場合よりも、駆動システムのそれぞれの適用分野に対して、より正確に、より低い安全マージンでブレーキトルクを設計できる。これにより、駆動システムは特に効率的かつ確実に機能する。

ヒステリシスブレーキは、例えば、文献ＥＰ２１９２６７５Ａ１に記載されているように構成することができ、対応する段落［０００６］～［００２１］および［００２４］～［００４８］は、参照して本明細書に組み込まれる。

ロータおよび／またはステータは、本質的に円筒状および／またはブレーキシャフトと同軸に配置することができる。ロータおよび／またはステータは、駆動軸回りの回転に関して実際的な、ブレーキシャフトまたはブレーキアセンブリのハウジングとの接続のためのいくつかの凹部を備えることができる。

ヒステリシスブレーキは、特にロータとステータが円筒状の場合、同軸構成により特にコンパクトに構成できる。ロータは、ステータに特に有利に配置され、特にステータは、ブレーキシャフトに対して放射方向にロータを完全に覆う。完全な覆いは、ステータの外側の磁場の強さを最小限に抑える。その結果、ベアリングなどの別のコンポーネントの不要な磁化を低減したり、完全に防いだりできる。

ロータは、有利には、ブレーキシャフトに沿ってステータの中央に配置される。これにより、ブレーキシャフトに沿ってロータに作用する磁力が最小化され、ロータとブレーキシャフトの接続が緩む可能性がある。

ロータがステータ内に配置される場合、ロータが少なくとも一つの永久磁石を含み、それによってステータを磁化することができる場合に、特に有利である。ヒステリシスブレーキの動作時、永久的に磁化されたコンポーネントで熱が主に発生する。この部品が外部のステータである場合、この熱は、この部品が内部のロータである場合よりも容易に放散される。

ロータおよびステータは、例えばエアギャップによって互いに離間することができる。これは、有利には、ヒステリシスブレーキの動作中にロータとステータが互いに擦れ合い、その結果、騒音と熱の発生が増加し、摩耗が増加することを防ぐ。また、ロータとステータの隙間寸法を選択することにより、両者の磁気的相互作用の強さを設定でき、駆動系に適したヒステリシスブレーキのブレーキトルクを設定できる。駆動システムの典型的な用途のために、例えば、０．１ｍｍ～１ｍｍ、特に０．２ｍｍ～０．８ｍｍ、例えば０．５ｍｍのギャップ寸法が、従来の製造方法の許容誤差で達成し得る高いブレーキトルクを生成するのに、特に有利であることが証明されている。

ロータとステータの間の磁気相互作用の強さ、つまりブレーキトルクは、ブレーキシャフトに沿ったロータおよび／またはステータの長さを選択することによって調整できる。異なるブレーキトルクを備えたヒステリシスブレーキの可能な限り簡単な製造のため、ブレーキトルクが、ステータ内に配置されたロータ長の選択によって設定される場合、特に有利である。その結果、基本的にステータによって決定されるヒステリシスブレーキに必要なスペースを変更することなく、単一のコンポーネント、つまりロータを変更することで、異なるブレーキトルクを実現できる。駆動システムの典型的な用途では、５ｍｍ～５０ｍｍ、特に１０ｍｍ～２０ｍｍ、例えば１３ｍｍのステータ長が特に有利であることが判明しており、ロータ長は、好ましくはステータ長以下、例えばステータ長が１３ｍｍであるときロータ長は１２．５ｍｍ、であると好ましい。

ロータはステータの中に配置でき、ブレーキシャフトに沿ってロータ長とブレーキシャフトに直交するロータ外径とを有することができ、ステータは、ブレーキシャフトに沿うステータ長とブレーキシャフトに直交するステータ内径とを有することができ、ここで言及された寸法は、互いに以下の関係にあり、好ましくは以下の値を有する。
ａ．５ｍｍ～５０ｍｍ、特に１０ｍｍ～２０ｍｍ、例えば１２．５ｍｍのロータ長
ｂ．５ｍｍ～５０ｍｍ、特に１０ｍｍ～２０ｍｍ、例えば１３．５ｍｍのロータ外径
ｃ．５ｍｍ～５０ｍｍ、特に１０ｍｍ～２０ｍｍ、例えば１３ｍｍのステータ長
ｄ．５ｍｍ～５０ｍｍ、特に１０ｍｍ～２０ｍｍ、例えば１４．５ｍｍのステータ内径

ロータ長は、ステータ長以下になるように選択するか、および／またはギャップ寸法が０．１ｍｍ～１ｍｍ、特に０．２ｍｍ～０．８ｍｍ、例えば０．５ｍｍであるようにロータ外径とステータ内径が選択される。

上記の比率または寸法により、駆動システムの従来の用途に適したブレーキトルクは、従来のステータとロータの材料で達成され、駆動システムは、従来の製造方法と製造公差を使用して安価に製造できる。もちろん、寸法はアプリケーション要件に応じて調整でき、これにより、特にギャップ寸法を一定に保つことができる。

スペーサは、好ましくはポリマーで作られ、ロータとブレーキシャフトの間に配置することができる。スペーサは、ブレーキシャフトの不要な磁化を低減できる。さらに、スペーサは、磁化されない他のコンポーネント、例えばベアリングの間隔を確保することもできる。

ロータは、例えば接着剤でブレーキシャフトに直接取り付けることができる。ブレーキアセンブリは直接締結することによって、特に安価に、とりわけスペーサを使用する場合よりも費用対効果を高くして、製造できる。ブレーキシャフトが磁化可能な材料、例えば鉄鋼材料で構成される場合で、ロータがそれに直接取り付けられているとき、ブレーキシャフトの磁化により、ステータとの磁気的相互作用が増加し、ひいてはブレーキトルクを増加させる、という追加の利点がある。

ロータは、ロック要素、例えばブレーキシャフト上のロックリングによって、ブレーキシャフトに沿った変位に対して、固定できる。

ブレーキアセンブリは、ロータまたはステータが磁化されたときに生成される熱を受け取るためのヒートシンクを含み得る。ヒートシンクは、駆動システムの熱に弱い部分が過熱するのを有利に防ぐことができる。ヒートシンクは、例えば、ステータ、特に放熱フィン、と熱伝導的に接続される金属ブロックを、特に備え得る。

ロータおよび／またはステータは、ブレーキシャフトに沿って前後に配置された多数のモジュールで構成できる。その結果、ロータとステータとの間の磁気的相互作用であるブレーキアセンブリのブレーキトルクは、駆動システムのさまざまな用途に使用されるいくつかのモジュールを介して、有利に設定することができる。

ブレーキアセンブリは、永久磁石の磁場を強くする、および／または、弱めるためのコイルを備えることができる。ロータとステータの間の磁気的相互作用であるブレーキアセンブリのブレーキトルクは、特に駆動システムの動作中に、コイルを流れる電流を介して有利に設定することができる。例えば、モータがネジ状スピンドルを駆動している間、ブレーキトルクを低減して、駆動システムをより効率的に動作させることができる。

永久磁石は、希土類合金、例えばネオジム－鉄－ホウ素合金で構成することができ、ロータまたはステータは、アルミニウム－ニッケル－コバルト合金で構成することができる。ネオジム－鉄－ホウ素合金は、高い磁化を有する永久磁石の製造に特に適している。一方、アルミニウム－ニッケル－コバルト合金は保磁力が低いため、永久磁石によって特に良好に磁化できる。永久磁石は、有利には、少なくとも一つの防食コーティング、例えば、ニッケル、ニッケル銅および／またはプラスチックコーティング、特にエポキシ樹脂コーティングを有することができる。特に永久磁石が一般に脆い希土類合金で構成されている場合、プラスチックコーティングは、機械的負荷から永久磁石を保護できるという追加の利点を有する。

少なくとも一つのモーターアセンブリは、少なくとも一つのブレーキアセンブリから離間することができる。これにより、これらの２つのアセンブリの機能が、例えば熱や振動の伝達によって互いに干渉しないことが保証される。特に、そうでなければ、ブレーキアセンブリの永久磁石が、モーターアセンブリによって放出された熱によってそのキュリー温度を超えて加熱され、それによってその磁化が失われ、ブレーキアセンブリのブレーキ効果を損なう可能性がある。この危険は、特に、８０℃の範囲の比較的低いキュリー温度を有するネオジム－鉄－ホウ素磁石で存在する。

例えば、少なくとも一つの伝達アセンブリおよび／または断熱手段は、モーターアセンブリとブレーキアセンブリとの間に配置されることができ、および／またはモーターアセンブリおよびブレーキアセンブリは、スピンドル軸の反対側に配置されることができる。

駆動システムは、スピンドル軸回りのネジ状スピンドルの回転運動を、駆動軸回りの駆動シャフトの回転運動から切り離すための少なくとも一つのクラッチアセンブリを備えることができる。クラッチアセンブリは、特に、駆動システムによって作動されるドアおよび／または駆動システムのドアへの接続デバイス、例えばボールピンを過負荷から保護するために、過負荷クラッチを含むことができることが好ましい。

駆動システムは、ドア、接続要素、および駆動システムがいずれの場合に損傷を与えることなく吸収できる最大負荷未満の負荷で過負荷クラッチが作動するように、特に有利に設計することができる。さらに、駆動システムは、その最大負荷がドアおよび接続要素のそれぞれの最大負荷よりも小さくなるように有利に設計される。これにより、故障や誤動作が発生した場合でも、ドアや接続要素が損傷するのではなく、通常は交換が容易な駆動システムのみが損傷することが保証される。

スピンドルアセンブリは、ガイド用のガイドブッシュおよび／またはネジ状スピンドルを支持するためのスピンドルベアリングを備えることができる。ガイドブッシュおよび／またはスピンドルベアリングは、例えば、ネジ状スピンドルに接続されているカップリングや歯車の機能が損なわれる可能性のある、ネジ状スピンドルの望ましくない並進運動を防ぐことができるため、駆動システムが確実に動作する。

本発明は、ドア、特に車両ドアを作動させるための本発明による駆動システムの使用を含む。本発明によれば、駆動システムは、他の物体を動かすこと、例えばテーブルの高さを調整することにも使用できる。

特にドア、例えば車両ドアを作動させるための、特に本発明による駆動システムのための、本発明による製造方法は、少なくとも以下のステップを含む。
ａ．駆動システム用のヒステリシスブレーキのためのブレーキシャフト、および／または、ロータに接着剤を塗布するステップ
ｂ．ロータをブレーキシャフトに直接取り付けるステップ
ｃ．接着剤でロータをブレーキシャフトへ密着して接続するステップ

ロータをブレーキシャフトに直接取り付けることにより、ヒステリシスブレーキの特にコンパクトな構造、つまり駆動システムが実現される。一体型接続により、ロータをブレーキシャフトに安定して永久的に取り付けることができる。接着剤は、特に、ロータとブレーキシャフトとの間に恒久的な弾性接続が形成されるように選択することができ、その結果、ロータを損傷する可能性のあるブレーキシャフトの起こり得る振動は、減衰した方法で後者にのみ伝達される。

あるいは、特に本発明による駆動システムの製造方法は、以下のステップを含むことができる。
ａ．駆動システムのヒステリシスブレーキのブレーキシャフトにスペーサを適用するステップ
ｂ．スペーサにロータを取り付けるステップ
ｃ．ブレーキシャフトとロータにスペーサを圧入するステップ

ブレーキシャフトおよびロータに対する、特に信頼性が高く、長期間安定したスペーサの接続は、圧入によって実現できる。特に、粘度や乾燥挙動が温度や湿度などの環境パラメーターに依存するため、プロセス技術の観点から制御が難しい接着剤は不要である。加えて、接着剤は、エージングプロセスによって少なくとも部分的にその接着促進効果を部分的に失う可能性があり、それにより接着接続の長期安定性を危険に曝す。

ロータが永久磁石、特に例えばネオジム－鉄－ホウ素合金で作られた希土類磁石を含む場合、ロータは一般に脆すぎて直接ブレーキシャフトに圧入できない。この問題は、特にポリマーで作られたスペーサがブレーキシャフトとロータとの間に適用されるという点で、本発明に従って解決される。スペーサは、例えば塑性変形によって、圧入中に発生する力を少なくとも部分的に吸収することができ、その結果、ロータは、ロータを損傷する可能性のあるいかなる応力にも曝されない。

駆動システムの特に単純な構造と、ブレーキシャフトへのロータの特に信頼性の高い接続のために、スペーサは、例えばブレーキシャフト回りに、特にそれに接触して円筒状に取り付けられ、および／またはロータは、スペーサ回りに、特にスペーサと接触して円筒状に取り付けられる。

圧入は、例えば、ブレーキシャフトの放射方向の拡張を含むことができ、その結果、ブレーキシャフトから放射方向外向きに向けられた力が、それらを互いに、ブレーキシャフトに圧入するために、スペーサおよびロータに作用する。圧入には、例えば、スペーサに軸力を加えることが含まれ、これは、例えば、ブレーキシャフトに適用されるブッシングとして設計することができ、その結果、スペーサがブレーキシャフトとロータとの間の空間に圧入される。

製造方法は、固定要素、特に固定リングをブレーキシャフトに適用して、ブレーキシャフトに沿った変位に対してロータを固定することを含むことができる。

本発明のさらなる利点、目標、および特性は、本発明による駆動システムが例として示されている以下の説明および添付の図面に基づいて説明される。それらの機能に関して少なくとも本質的に対応する図中の駆動システムのコンポーネントは、同じ参照番号で識別することができ、これらのコンポーネントは、すべての図中で番号を付けて説明する必要はない。

本発明による駆動システムの概略図である。 本発明によるさらなる駆動システムの概略図を示す。 本発明による駆動アセンブリの概略断面図を示す。 本発明によるさらなる駆動アセンブリの概略断面図を示す。 本発明によるさらなる駆動アセンブリの概略断面図を示す。 本発明によるブレーキアセンブリの概略断面図を示す。 本発明によるさらなる駆動システムの概略断面図を示す。 ブレーキシャフト上の本発明によるロータの概略図である。 本発明によるステータの概略図である。 本発明による方法の概略図である。

図１は、本発明による駆動システム１００の概略図を、側面図（図１ａ）および図１ａにおいてマークされた平面Ｂ－Ｂでの断面（図１ｂ）として示す。駆動システム１００は、ギアアセンブリ２２０によって互いに接続されるスピンドルアセンブリ１１０および駆動アセンブリ２００を備える。スピンドルアセンブリ１１０は、スピンドル軸ＳＡ回りを回転できるネジ状スピンドル（図示せず）を備える。駆動アセンブリ２００は、駆動軸ＡＡ回りを回転できる駆動シャフト２０１を備える。ネジ状スピンドルと駆動シャフト２０１は、例えば、ギアアセンブリ２００を介して互いに機械的に接続され、ギアアセンブリ２２０は、駆動軸ＡＡ回りの回転運動をスピンドル軸ＳＡ回りの回転運動に変換するように設計される。

図示された駆動アセンブリ２００は、スピンドル軸ＳＡ回りにネジ状スピンドルの回転運動を駆動するためのモーターアセンブリ２１０と、スピンドル軸ＳＡ回りにネジ状スピンドルの回転運動を制動するための、ギアアセンブリ２２０に面するモーターアセンブリ２１０側に配置されたブレーキアセンブリ２３０と、を含む。伝達アセンブリ２２０は、例えば、モーターアセンブリ２１０とブレーキアセンブリ２３０との間に配置される。

図示された例では、駆動軸ＡＡとスピンドル軸ＳＡは同軸に配置されておらず、例えば９０°の角度αをなす。供給ライン１３０は、特に駆動システム１００にエネルギーおよび／または制御信号を供給するために、例えば、駆動アセンブリ２００上に配置される。接続デバイス１２０は、例えば、スピンドル軸ＳＡに沿って駆動システム１００の端部に配置される。接続デバイス１２０は、それぞれボールスタッドを備えることができ、例えば、駆動システム１００を車両（図示せず）および車両の車両ドア（図示せず）に接続し、その作動のために駆動システム１００が提供されるように、設計され得る。

図２は、図１Ｂのような断面として、本発明によるさらなる駆動システム１００を示す。図１に示される駆動システム１００とは対照的に、図２に示される駆動システム１００において、ブレーキアセンブリ２３０は、モーターアセンブリ２１０と伝達アセンブリ２２０との間に配置される。

図３は、本発明による駆動アセンブリ２００の概略断面図を示す。図示された駆動アセンブリ２００は、駆動軸ＡＡ回りに回転可能なモーターシャフト２１１で、スピンドル軸ＳＡ回りに、ネジ状スピンドル（図示せず）の回転運動を駆動するための、モーターアセンブリ２１０を備える。

図示された駆動アセンブリ２００は、ブレーキシャフト２３１でスピンドル軸ＳＡ回りのネジ状スピンドルの回転運動を制動するための、駆動軸ＡＡ回りを回転することができ、例えばベアリング２３５によってガイドされる、ブレーキアセンブリ２３０を備える。ブレーキアセンブリ２３０は、例えば、ヒステリシスブレーキ２３７を含む。ブレーキシャフト２３１は、例えば、伝達アセンブリ２２０のウォームシャフト２２２を介して、モーターシャフト２１１に特に堅固に接続され、ブレーキシャフト２３１、ウォームシャフト２２２およびモーターシャフト２１１は、有利には、互いに同軸に配置されるか、および／または、駆動アセンブリ２００の駆動シャフト２０１をともに形成する。

図示された例では、モーターアセンブリ２１０およびブレーキアセンブリ２３０は、スピンドル軸ＳＡおよび伝達アセンブリ２２０の反対側に、互いに配置されている。

図示されたモーターアセンブリ２１０は、モーターアセンブリ２１０に対するモーターシャフト２１１の角度位置を測定するための角度位置センサ２１３、特にホールセンサを備え、角度位置センサ２１３は、例えば、ブレーキアセンブリ２３０とは反対側に、モーターアセンブリ２１０の側方に配置されている。

図４は、本発明によるさらなる駆動アセンブリ２００の概略断面図を示す。図示された駆動アセンブリ２００は、ブレーキアセンブリ２３０がモーターアセンブリ２１０と伝達アセンブリ２２０との間に配置されている点で、図３に示された駆動アセンブリ２００と異なる。

図５は、本発明によるさらなる駆動アセンブリ２００の概略断面図を示す。図示された駆動アセンブリ２００は、図４に示される駆動アセンブリ２００と同様に、駆動軸ＡＡおよび角度位置センサ２１３回りを回転可能なモーターシャフト２１１を有するモーターアセンブリ２１０を備える。エネルギーおよび／または制御信号をモーターアセンブリ２１０に供給するための供給ライン１３０も示される。

図示された例では、モーターシャフト２１１は、角度位置センサ２１３とは反対側のモーターアセンブリ２１０の側方で、駆動軸ＡＡ回りを回転可能なブレーキアセンブリ２３０のブレーキシャフト２３１に直接かつ堅固に接続され、例えば、モーターシャフト２１１がブレーキシャフト２３１の凹部２１２に同軸に挿入され、それに圧入される。特に、円筒状のロータ２３２が図示されたブレーキシャフト２３１に取り付けられ、例えば、ブレーキシャフト２３１と同軸にある。図示されたロータ２３２は、例えば永久磁石を含み、特に、例えば、ロータ２３２によって磁化することができる円筒状のステータ２３３と同軸に配置されている。ロータ２３２とステータ２３３は共にヒステリシスブレーキを形成する。

図６は、本発明によるブレーキアセンブリ２３０の概略断面図を示す。図示されたブレーキアセンブリ２３０は、駆動軸ＡＡ回りを回転可能であり、ベアリング２３５によってガイドされるブレーキシャフト２３１を備える。図示されたブレーキシャフト２３１は、ギアアセンブリ（図示せず）のウォームシャフト２２２に堅固に接続され、例えば、それと一体に形成される。図示されたブレーキアセンブリ２３０は、共にヒステリシスブレーキを形成し、図３に示されるように配置および構成され得るロータ２３２およびステータ２３３を含み、図３は、ロータ２３２がスペーサ２３４によってブレーキシャフト２３１から離間している図４と異なっている。スペーサ２３４は、例えばポリマーでできており、図示された例では、スペーサ２３４がブレーキシャフト２３１およびベアリング２３５からロータ２３２を離間するように形作られている。図示されたブレーキアセンブリ２３０は、例えば２つのプラスチック製のハーフシェルから構成されるハウジング２３６によって囲まれている。

図７は、本発明によるさらなる駆動システム１００の概略断面図を示す。図１にすでに示されているコンポーネントには、同じ参照番号が付けられており、再度説明しない。図示されたスピンドルアセンブリ１１０は、ネジ状スピンドル（図示せず）をガイドするためのガイドブッシュ１１２を備える。図示された例では、ネジ状スピンドルは、スピンドル軸ＳＡ回りを回転することができ、例えば過負荷クラッチを備えたクラッチアセンブリ２４０を介して、ウォームギア２２１のウォームホイール２２３に機械的に接続される。図示されたウォームホイール２２３は、ウォームギア２２１のウォームシャフト（図示せず）に機械的に接続されており、ウォームシャフトは、駆動軸ＡＡ回りを回転可能であり、特に、堅固および／または同軸をなすように、モーターアセンブリ２１０のモーターシャフト２１１に接続されている。ネジ状スピンドルとウォームシャフトの両方をそれぞれ少なくとも一つのベアリング２３５に取り付けることができる。図示された例では、スピンドル軸ＳＡと駆動軸ＡＡによって囲まれる角度αは、約７５°である。

図８は、駆動軸ＡＡに沿った断面（図８ａ）および斜視図（図８ｂ）としてブレーキシャフト２３１上での本発明によるロータ２３２の概略図を示す。ロータ２３２は、例えば、ブレーキシャフト２３１に直接接着される。図示されたロータ２３２は円筒状であり、例えば、１２．５ｍｍのロータ長ＲＬ、５．９５ｍｍのロータ内径ＲＩＤ、および／または１３．５ｍｍのロータ外径ＲＡＤを有する。ロータ２３２は、例えば、特に、ニッケル－銅コーティングを備えたネオジム－鉄－ホウ素合金から構成され得る。

ブレーキシャフト２３１は、例えば、駆動軸ＡＡ回りの回転に関して確実な接続を有するギアアセンブリ（図示せず）のウォームシャフトと接続するための部分２３９を有する。部分２３９は、たとえば歯車として設計されている。

ブレーキシャフト２３１は、少なくとも部分的に中空であり得、その結果、モーターアセンブリ（図示せず）のモーターシャフトおよび／または伝達アセンブリ（図示せず）のウォームシャフトは、例えば、少なくとも部分的にブレーキシャフトに挿入され、それを圧入し得る。

図９は、駆動軸ＡＡに沿った断面（図９ａ）および斜視図（図９ｂ）として、本発明によるステータ２３３の概略図を示す。図示のステータ２３３は本質的に円筒状であり、例えば、ステータ長ＳＬが１３ｍｍ、ステータ内径ＳＩＤが１４．５ｍｍ、および／またはステータ外径が２３ｍｍである。ステータ２３３は、例えば、アルミニウム－ニッケル－銅合金からなる構成され得る。

図示されたステータ２３３は、駆動軸ＡＡ回りの回転に対して確実にステータ２３３をブレーキアセンブリ（図示せず）のハウジングに接続するための、いくつかの、例えば２つの、凹部２２９を有する。

図１０は、駆動システム１００のための本発明による製造方法３００の概略図を示す。製造方法３００は、最初に、駆動システム用のヒステリシスブレーキ２３７のためのブレーキシャフト２３１および／またはロータ２３２への接着剤の塗布３１０を備える。例えば、次のステップは、例えば、ロータ２３２をブレーキシャフト２３１上に同軸に押すことにより、ロータ２３２を直接ブレーキシャフト２３１への取付け３２０である。例えば、次のステップでは、接着剤を使用してロータ２３２をブレーキシャフト２３１への密着した接続３３０がある。ヒステリシスブレーキおよび駆動システムのさらなる製造は、例えば、通常の製造方法を使用して行うことができる。

出願書類に開示されているすべての特徴は、それらが個々に又は組み合わせて、従来技術よりも新規なものであるという条件で、本発明にとって必要であると主張される。

１００ 駆動システム
１１０ スピンドルアセンブリ
１１２ ガイドブッシュ
１２０ 接続デバイス
１３０ 供給ライン
２００ 駆動アセンブリ
２０１ 駆動シャフト
２１０ モーターアセンブリ
２１１ モーターシャフト
２１２ 凹部
２１３ 角度位置センサ
２２０ ギアアセンブリ
２２１ ウォームギア
２２２ ウォームシャフト
２２３ ウォームホイール
２２９ 凹部
２３０ ブレーキアセンブリ
２３１ ブレーキシャフト
２３２ ロータ
２３３ ステータ
２３４ スペーサ
２３５ ベアリング
２３６ ハウジング
２３７ ヒステリシスブレーキ
２３９ 部分
２４０ クラッチアセンブリ
３００ 製造方法
３１０ 塗布
３２０ 取付け
３３０ 接続
ＲＡＤ ロータ外径
ＲＩＤ ロータ内径
ＲＬ ロータ長
ＳＡＤ ステータ外径
ＳＩＤ ステータ内径
ＳＬステータ長
ＡＡ 駆動軸
ＳＡ スピンドル軸
α 角

Claims (9)

1. ドアを作動させるための、電動駆動システム（１００）において、前記駆動システム（１００）は、
   ａ．スピンドル軸（ＳＡ）と駆動軸（ＡＡ）を備えた少なくとも一つの伝達アセンブリ（２２０）であって、前記伝達アセンブリ（２２０）は、前記駆動軸（ＡＡ）回りの回転運動を前記スピンドル軸（ＳＡ）回りの回転運動に変換するように設計されており、
   ｂ．スピンドル軸（ＳＡ）回りを回転可能なネジ状スピンドルを備えた少なくとも一つのスピンドルアセンブリ（１１０）であって、前記ネジ状スピンドルは、前記スピンドル軸（ＳＡ）回りを回転可能な前記伝達アセンブリ（２２０）の一部に機械的に接続され、
   ｃ．駆動シャフト（２０１）で前記ネジ状スピンドルを駆動するための少なくとも一つの駆動アセンブリ（２００）であって、前記駆動シャフト（２０１）は、前記駆動軸（ＡＡ）回りを回転可能な前記伝達アセンブリ（２２０）の一部に機械的に接続され、
   を備えており、
   前記少なくとも一つの駆動アセンブリ（２００）は、
   ｄ．前記駆動軸（ＡＡ）回りを回転可能な、前記駆動シャフト（２０１）に堅固に接続された、モーターシャフト（２１１）で、前記スピンドル軸（ＳＡ）回りの前記ネジ状スピンドルの回転運動を駆動するための、少なくとも一つのモーターアセンブリ（２１０）と、
   ｅ．前記駆動軸（ＡＡ）回りを回転可能な、前記モーターシャフト（２１１）に堅固に接続されている、ブレーキシャフト（２３１）で前記スピンドル軸（ＳＡ）回りの前記ネジ状スピンドルの回転運動を制動するための、前記伝達アセンブリ（２２０）に面する前記モーターアセンブリ（２１０）の側方に配置された少なくとも一つのブレーキアセンブリ（２３０）であって、前記ブレーキアセンブリ（２３０）はヒステリシスブレーキ（２３７）を含む、ブレーキアセンブリ（２３０）と、
   を備えており、
   ｆ．前記モーターアセンブリ（２１０）は、前記モーターアセンブリ（２１０）に対する前記モーターシャフト（２１１）の角度位置を測定するための角度位置センサ（２１３）を含み、前記角度位置センサ（２１３）は、前記ブレーキアセンブリ（２３０）とは反対側の前記モータアセンブリ（２１０）の側方に配置されており、
   ｇ．前記スピンドル軸（ＳＡ）と前記駆動軸（ＡＡ）は同軸に配置されておらず、前記駆動アセンブリ（２００）は前記スピンドル軸（ＳＡ）の側方に配置されており、前記スピンドル軸（ＳＡ）と前記駆動軸（ＡＡ）との間に、４５°～９０°の角度（α）を形成する
   ことを特徴とする、電動駆動システム（１００）。
2. 前記スピンドル軸（ＳＡ）と前記駆動軸（ＡＡ）との間に、６０°～９０°の角度（α）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の駆動システム（１００）。
3. 前記角度位置センサ（２１３）はホールセンサを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の駆動システム（１００）。
4. 少なくとも一つの伝達アセンブリ（２２０）は、前記駆動軸（ＡＡ）回りの回転運動を前記スピンドル軸（ＳＡ）回りの回転運動に変換するためのウォームギア（２２１）を含み、前記ウォームギア（２２１）は、
   ａ．前記駆動軸（ＡＡ）回りを回転可能であり、前記駆動シャフト（２０１）に機械的に接続されたウォームシャフト（２２２）と、
   ｂ．前記スピンドル軸（ＳＡ）回りを回転可能であり、前記ネジ状スピンドルに機械的に接続されたウォームホイール（２２３）と、を備える
   ことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の駆動システム（１００）。
5. 前記ヒステリシスブレーキ（２３７）は、前記ブレーキシャフト（２３１）に堅固に接続された少なくとも一つのロータ（２３２）と、前記ブレーキアセンブリ（２３０）のハウジング（２３６）に固定して配置された少なくとも一つのステータ（２３３）を備え、前記ロータ（２３２）は、前記ステータ（２３３）を磁化するか、又はその逆のための少なくとも一つの永久磁石を含むことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の駆動システム（１００）。
6. 前記永久磁石は、ネオジム－鉄－ホウ素合金で作られ、前記ロータ（２３２）または前記ステータ（２３３）は、アルミニウム－ニッケル－コバルト合金で作られることを特徴とする、請求項５に記載の駆動システム（１００）。
7. 前記スピンドル軸（ＳＡ）の周りの前記ネジ状スピンドルの回転運動を、前記駆動軸（ＡＡ）の周りの駆動シャフト（２０１）の回転運動から切り離すための少なくとも一つのクラッチアセンブリ（２４０）と、前記クラッチアセンブリ（２４０）は、前記駆動システム（１００）によって作動されるドア、および／または、前記駆動システム（１００）の前記ドアへの接続デバイス（１２０）を過負荷から保護するための過負荷クラッチ（２４１）を含む、
   ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の駆動システム（１００）。
8. ドアを作動させるための、請求項１～７のいずれか一項に記載の駆動システム（１００）の使用。
9. 請求項１～７のいずれか一項に記載の駆動システム（１００）の、製造方法（３００）であって、前記製造方法（３００）は、少なくとも以下のステップ、
   ａ．前記駆動システム（１００）用のヒステリシスブレーキ（２３７）のためのブレーキシャフト（２３１）、および／または、ロータ（２３２）に接着剤を塗布する（３１０）ステップ、
   ｂ．前記ロータ（２３２）を前記ブレーキシャフト（２３１）に直接取り付ける（３２０）ステップ、および
   ｃ．前記接着剤で前記ロータ（２３２）を前記ブレーキシャフト（２３１）へ密着して接続する（３３０）ステップ、
   を有する製造方法（３００）。

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