(57)【要約】      （修正有）【課題】モータ軸の案内は、電気モータの動的平衡を犠牲にすることなく、回転軸の長手方向軸に沿った良好な緊密さを得る歯車付きモータを提供する。【解決手段】自動車両ワイパーシステム用歯車付きモータ１は、回転子２０、回転子の電磁石の励磁用のコイルを有する固定子２１、および回転子と一体の回転軸２２を含むブラシレス直流電気モータ２と、回転軸と歯車付きモータの出力軸とを連結する減速機構３とを備えている。回転子の回転軸の回転案内は、回転軸の２つの長手方向端部にそれぞれ設置された２つのころ軸受２３、２４のみによって行われる。【選択図】図２
2018057258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車両ワイパーシステム用の歯車付きモータ（１）であって、
回転子（２０）と、前記回転子の電磁石の励磁用のコイルを有する固定子（２１）と、前記回転子と一体の回転軸（２２）とを含むブラシレス直流電気モータ（２）と、
前記回転軸（２２）と前記歯車付きモータの出力軸（８）とを連結する減速機構（３）とを備え、
前記回転子の前記回転軸（２２）の回転案内は、前記回転軸（２２）の２つの長手方向端部にそれぞれ設置された２つのころ軸受（２３、２４）のみによって行われる、歯車付きモータ。
【請求項２】
前記減速機構が、ウォームねじ（３０）／歯車（３１）システムを含み、前記ウォームねじは、前記回転子の前記回転軸と一体であり、前記歯車は、前記歯車付きモータ（１）の前記出力軸（８）と一体である、請求項１に記載の歯車付きモータ。
【請求項３】
２つの前記ころ軸受（２３、２４）によって支持された前記長手方向端部における前記回転軸（２２）の直径は、前記ウォームねじ（３０）における前記軸の直径よりも大きい、請求項２に記載の歯車付きモータ。
【請求項４】
前記電気モータ（２）に向かう前記回転軸（２２）の前記長手方向端部の案内を提供する前記ころ軸受（２３）は、前記回転子（２０）と前記固定子（２１）との組立体の内側に配置されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の歯車付きモータ。
【請求項５】
前記歯車付きモータ（１）は、前記電動モータ（２）、および好ましくは前記減速機構（３）を収容するケーシング（４）を備え、当該ケーシング（４）は、前記回転子（２０）と前記固定子（２１）との組立体の内側に収容された突出部（４０）を含み、前記電気モータ（２）に向かう前記回転軸（２２）の前記長手方向端部の案内を提供する前記ころ軸受（２３）は、前記突出部（４０）の台座（４１）内に保持されている、請求項４に記載の歯車付きモータ。
【請求項６】
前記電気モータ（２）は、前記回転子（２０）の磁石ユニットを保持し、前記回転軸（２２）と同軸かつ一体に回転する中空支持体（２５）を備え、前記中空支持体（２５）は、前記電気モータに向かう前記回転軸（２２）の前記長手方向端部を越えて軸方向に延びながら、前記電動モータ（２）に向かう前記回転軸（２２）の前記長手方向端部の案内を提供する前記ころ軸受（２３）を覆う、請求項４または５に記載の歯車付きモータ。
【請求項７】
前記中空支持体（２５）は、前記減速機構（３）と、前記電動モータ（２）に向かう前記回転軸（２２）の前記長手方向端部の案内を提供する前記ころ軸受（２３）との間の中間軸上の位置に、前記回転軸（２２）上への前記中空支持体の取り付けを提供するスリーブ（２６）を含む、請求項６に記載の歯車付きモータ。
【請求項８】
前記回転子（２０）と一体に回転する多極磁石（５）と、１つ以上のホール効果センサとを含む、前記回転子の回転位置を決定するための装置を有し、
当該多極磁石（５）は、当該スリーブ（２６）の周囲に配置された当該中空支持体（２５）と一体に取り付けられたリングの形状をとる、請求項７に記載の歯車付きモータ。
【請求項９】
前記ころ軸受（２３、２４）の各々は、外輪と、内輪と、転動体とを含み、
前記ころ軸受（２３、２４）に対応する、前記回転軸の前記長手方向端部は、各々が、関連付けられた前記ころ軸受の前記内輪の内径に適合された直径を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の歯車付きモータ。
【請求項１０】
２つの前記ころ軸受（２３、２４）のうちの一方および／または他方の、前記回転軸（２２）上における軸方向位置の妨害は、前記回転軸（２２）の溝に収容された弾性リング（６、７）によって提供される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の歯車付きモータ。
【請求項１１】
１つ以上のワイパーブレードと、前記１つ以上のワイパーブレードを往復運動させるように駆動する接続ロッド機構と、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の歯車付きモータとを備え、
前記歯車付きモータの出力軸（８）が接続ロッド機構を駆動する、自動車両ワイパーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車両ワイパーシステム用の歯車付きモータおよびそのような歯車付きモータを備えるワイパーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車付きモータは、本質的に、回転により大きな伝達トルクを得るために、速度を減速する減速機構に結合された電気モータを備えている。
【０００３】
様々なタイプの電気モータが、歯車付きモータおよび特定のブラシレス直流モータに使用され得て、長寿命、小型化および低消費電力化、並びに低騒音化のような多くの利点を有している。
【０００４】
しかしながら、電気モータを制御することは、ブラシ付き電気モータに比べて複雑であり、正確な機能を可能にするためには、ブラシレス直流電気モータの回転子の角度位置を正確に知る必要がある。
【０００５】
実際、このような電気モータは、固定子に設置され、モータを駆動することを可能にするためにインバータを介して択一的に電力が供給される電磁石の励磁コイルを含んでいる。
【０００６】
ここで、回転子の所望の駆動を得ることを可能にするために、インバータスイッチを切り替えて（一般に、回転子の１回転ごとに６回の切替動作）、最適な瞬間に電磁石コイルに電力を供給できるようにするために、回転子の位置は常に知られるべきである。この目的のため、回転子の位置およびその角速度は、回転子と共に回転するように取り付けられた多極磁石と、磁石に対して固定された位置に配置されたホール効果センサとを含む装置によって発生される信号を処理することによって、頻繁に決定される。
【０００７】
国際公開第２０１６／０１００２３号の文献は、ブラシレス直流モータを使用する自動車両ワイパーシステム用の歯車付きモータを開示している。ブラシレスモータは、回転子の電磁石の励磁用コイルを有する固定子を含み、回転子は、回転軸の端部にしっかりと取り付けられている。この回転軸は、回転子／固定子組立体用のケーシングの一部から延びるとともに、ウォーム歯車である減速機構を収容するケーシングの一部に至るまで延びている。
【０００８】
歯車のねじは、回転子の回転軸と一体であるとともに、歯車付きモータの出力軸と一体である歯車と係合する。
【０００９】
特定の態様では、国際公開第２０１６０１００２３号の文献の図４（または図８）に見られるように、回転子の回転軸の回転を案内するために２つの転がり軸受のみが使用される。一方では、回転軸の中央部を支持する参照符号３９の第１の転がり軸受が、回転子とウォームねじとの間に介在する。他方では、軸の長手方向端部において、第２のころ軸受が回転子とウォームねじとの間に介在し、当該端部は、第１のころ軸受に対して、ウォームねじの他端部に配置されている。
【００１０】
特に、回転子に向かう第１のころ軸受から延びる回転軸の長さの一部は、第１のころ軸受によってのみ案内され、回転子の他端部に現れる軸の長手方向端部は、案内がない。
【００１１】
このような２つのころ軸受のみによる案内は、回転子の近くの軸の遠位端部の回転を案内するために、慣例的に第３のころ軸受を使用する通常の実施とは異なっている。本発明者の知見によれば、このような２つのころ軸受のみを使用する軸の案内は、軸の方向に沿った歯車付きモータのサイズを制限することを可能にする。これに対し、第３のころ軸受の省略は、機械的負荷の点で理想的ではなく、回転子が回転するように設定されているときに、振動の発生の原因となる可能性がある。
【００１２】
さらに、知られた従来技術では、軸の案内が上述したように２つのころ軸受または３つのころ軸受であるかどうかにかかわらず、回転軸の長さの中間位置にあるころ軸受と、近接するウォームねじと、ウォームねじの他端部において軸の長手方向端部にある別のころ軸受とを常に備えていることが通常である。ころ軸受を可能な限りウォームねじに近接して配置することによるこのような案内は、係合部での回転軸の曲げを制限することが可能であるとともに、減速機構の十分な機能を確保するといった目的において、歯車の滑りの危険性がない。
【００１３】
国際公開第２０１６０１００２３号の文献において、参照符号３９の中間ころ軸受は、回転子の位置の決定を提供する装置の多極磁石の近くに設置される。軸の曲げを制限することは、多極磁石と各ホール効果センサとの間の半径方向の距離を許容誤差内に保つことを可能にし、センサ装置の正確な機能を確実にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、自動車両ワイパーシステム用の歯車付きモータを提案することによって、上述した欠点を改善することであり、モータ軸の案内は、電気モータの動的平衡を犠牲にすることなく、回転軸の長手方向軸に沿った良好な緊密さを得ることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の他の目的および利点は、目安としてのみ与えられ、それを制限することを目的とはしない以下の説明の間に現れるであろう。
【００１６】
したがって、本発明は、自動車両ワイパーシステム用の歯車付きモータであって、回転子と、回転子の電磁石の励磁用のコイルを有する固定子と、回転子と一体の回転軸とを含むブラシレス直流電気モータと、回転軸と歯車付きモータの出力軸とを連結する減速機構とを備え、回転子の回転軸の回転案内は、回転軸の２つの長手方向端部にそれぞれ設置された２つのころ軸受のみによって行われる、歯車付きモータである。
【００１７】
単独または組み合わせて与えられることができる本発明の任意の特徴によれば、
減速機構が、ウォームねじ／歯車システムを含み、ウォームねじは、回転子の回転軸と一体であり、歯車は、歯車付きモータの出力軸と一体である。
２つのころ軸受によって支持された長手方向端部における回転軸の直径は、ウォームねじにおける軸の直径よりも大きい。
電気モータに向かう回転軸の長手方向端部の案内を提供するころ軸受は、回転子と固定子との組立体の内側に配置されている。
歯車付きモータは、電動モータ、および好ましくは減速機構を収容するケーシングを備え、当該ケーシングは、回転子と固定子との組立体の内側に収容された突出部を含み、電気モータに向かう回転軸の長手方向端部の案内を提供する前記ころ軸受は、突出部の台座内に保持されている。
電気モータは、回転子の磁石ユニットを保持し、回転軸と同軸かつ一体に回転する中空支持体を備え、中空支持体は、電気モータに向かう回転軸の長手方向端部を越えて軸方向に延びながら、電動モータに向かう回転軸の長手方向端部の案内を提供するころ軸受を覆う。
中空支持体は、減速機構と、電動モータに向かう回転軸の長手方向端部の案内を提供するころ軸受との間の中間軸上の位置に、回転軸上への中空支持体の取り付けを提供するスリーブを含む。
歯車付きモータは、回転子と一体に回転する多極磁石と、１つ以上のホール効果センサとを含む、回転子の角度位置を決定するための装置を有し、当該多極磁石は、当該スリーブの周囲に配置された当該中空支持体と一体に取り付けられたリングの形状をとる。
ころ軸受の各々は、外輪と、内輪と、転動体とを含み、ころ軸受に対応する、回転軸の長手方向端部は、各々が、関連付けられたころ軸受の内輪の内径に適合された直径を有する。
２つのころ軸受のうちの一方および／または他方の、回転軸上における軸方向位置の妨害は、回転軸の溝に収容された弾性リングによって提供される。
【００１８】
本発明は、１つ以上のワイパーブレードと、１つ以上のワイパーブレードを往復運動させるように駆動する接続ロッド機構と、本発明による歯車付きモータとを備え、歯車付きモータの出力軸が接続ロッド機構を駆動する、自動車両ワイパーシステムに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明は、添付された図面によって伴われる以下の説明を読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態による歯車付きモータの斜視図である。
【図２】図２は、図１の歯車付きモータの電動モータにおいて、回転子の回転軸の軸線を通る平面に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
したがって、本発明は、自動車両ワイパーシステム用歯車付きモータ１に関し、
回転子２０と、回転子の電磁石の励磁用のコイルを有する固定子２１と、回転子と一体の回転軸２２とを含むブラシレス直流電気モータ２と、
回転軸２２と歯車付きモータの出力軸８とを連結する減速機構３とを備えている。
【００２２】
このような歯車付きモータは、固定子２１に対して回転子２０の角度位置を決定するための装置を含んでいる。制御ユニット（図示せず）は、回転子の角度位置を決定するための装置によって決定された回転子の角度位置に応じて、固定子２１の電磁石の励磁コイルに電力を供給するための制御信号を発生させるように構成されている。
【００２３】
一実施の形態によれば、回転子の角度位置を決定するための装置は、回転子と一体に回転する多極磁石５と、固定された位置にある１つ以上のホール効果センサ（図示せず）と、を含み、回転子が回転するときに、多極磁石の磁区の変化を検出することができるようになっている。
【００２４】
ここで、本発明は、より具体的には、回転子の回転軸２２を案内することに関し、本発明によれば、案内は、２つの軸受、特に、回転軸２２の２つの長手方向端部にそれぞれ設置された２つのころ軸受２３、２４のみによって提供される。
【００２５】
回転軸２２を２つの長手方向端部によって案内することは、国際公開第２０１６０１００２３号の文献から知られる上述した従来技術と比較して、回転子の回転軸のより良好な案内を提供することが可能になる。また、２つの軸受のみによって実行される案内は、（中間ころ軸受を含む）３つの軸受とともに案内を実行する上述した従来技術と比較して、回転軸の方向に沿った歯車付きモータの緊密さを向上させることができるといった利点がある。
【００２６】
ころ軸受２３、２４の各々は、外輪と、内輪と、ボール等の転動体とを含んでいる。回転軸の各長手方向端部のために、対応するころ軸受２３（または２４）の内輪は、対応する長手方向端部において、軸の外径に適合された内径のものとすることができる。
【００２７】
直径が外輪に調整された、ケーシング４の第１の台座４１は、電動モータに向かう軸の長手方向端部において、回転軸２２の案内を提供するころ軸受２３を収容している。直径が外輪に調整された第２の台座４２は、回転軸２２の他の長手方向端部の案内を提供するころ軸受２４を収容している。２つのころ軸受２３、２４のうちの一方および／または他方の、回転軸２２上における軸方向位置の妨害は、回転軸２２の溝に収容された弾性リング６、７によって提供されてもよい。
【００２８】
回転軸２２の第１の溝に収容された第１の弾性リング６は、ケーシング４の対応する台座４１において、ころ軸受２３の位置を妨害することを可能にし、回転軸２２の第２の溝に収容された第２の弾性リング７は、ケーシング４の他の台座４２において、他のころ軸受２４の軸方向位置を妨害する。２つのころ軸受２３、２４が回転軸２２に近づくことを抑制するために、２つの弾性リング６、７は、内側において、隣接する２つのころ軸受２３、２４にそれぞれ係合していてもよい。
【００２９】
一実施の形態によれば、減速機構３は、ウォームねじ３０／歯車３１システムを含み、ウォームねじは、回転子２０の回転軸２２と一体であり、歯車３１は、歯車付きモータ１の出力軸８と一体である。この出力軸８は、電気モータ２の回転軸２２に実質的に垂直である。ウォームねじ３０のねじ山は、典型的には金属製である回転軸２２からの材料から得ることができる。
【００３０】
注目すべきは、２つのころ軸受２３、２４によって支持された長手方向端部における回転軸２２の直径は、ウォームねじ３０における軸の直径よりも大きくてもよいことである。したがって、回転軸の直径の平均増加分、回転軸２２の曲げ強度を向上させることができる。特に、減速機構の歯車装置のねじ３０と歯車３１との間の滑りの危険性がなく、回転軸の案内が軸の中央部分において案内軸受を奪われたとしても、減速機構の十分な機能が常に得られる。
【００３１】
これに代えてまたはこれに加えて、知られた従来技術と比較して、回転軸２２の長さを減少することによって、たわみを制限することも可能である。この目的のために、注目すべきは、説明された実施の形態によれば、電気モータ２に向かう回転軸２２の長手方向端部の案内を提供するころ軸受２３は、回転子２０と固定子２１との組立体の内側に配置され、回転子２０の内側の凹部に収容されていてもよい。回転軸の端部は、端部が回転子を越えて現れるような、文献により知られた従来技術による軸長を必要とすることなく、ころ軸受２３によって有利に案内されることができる。
【００３２】
この目的のために、電気モータ２を収容する当該ケーシング４は、回転子２０と固定子２１との組立体の内側に収容された突出部４０を含んでいてもよい。ころ軸受２３は、この突出部４０に保持され、ころ軸受２３の外輪は、台座４１に収容されている。ケーシング４の突出部４０は、ケーシングのベース４４の円形の開口部を、取り外し可能な態様で閉鎖するように意図された、ケーシング４の閉鎖フランジ４３の一部であってもよい。閉鎖フランジが取り外されると、開口部は、回転子２０、固定子２１、回転軸２２などの電気モータの部品の取り外しを可能にする。このベース４４は、通常は、鋳造によって得られる金属要素、具体的にはアルミニウムであってもよく、その外面に熱の排出を容易にするように意図されたフィン４６を有していてもよい。
【００３３】
この閉鎖フランジ４３は、回転軸の軸に実質的に垂直で、固定子２１よりも大きな直径の円板形状の一部を含んでいてもよい。閉鎖フランジ４３の円板は、ベース４４の円形の開口部を補完する形状を有する縁部に、密封態様で協働する周縁部を含んでいる。閉鎖フランジ４３をベース４４に対して保持することは、通常はベース４４のねじ穴にねじ込まれた、閉鎖フランジ４３の取っ手を貫通する取付部品４５によって得られてもよい。注目すべきは、突出部４０は、円板と同軸に円板から長く延びている。この突出部４０は、遠位端部において、ころ軸受２３用の台座４１を形成している。（円板および突出部を含む）閉鎖フランジ４３は、鋳造によって得られる金属であってもよい。
【００３４】
また、注目すべきは、電気モータ２は、回転軸２２と同軸かつ一体に回転する、回転子２０の磁石ユニット（コイルおよび/または永久磁石）を保持する中空支持体２５を備えていてもよいことである。
【００３５】
この中空支持体２５は、電動モータ２に向かう回転軸２２の長手方向端部の案内を提供するころ軸受２３を覆っている。この中空支持体２５は、電気モータ２に向かう回転軸２２の長手方向端部を越えて、閉鎖フランジ４３に向かって軸方向に延びていてもよい。ケーシング４が突出部４０を有する場合、注目すべきは、ころ軸受２３を保持する突出部４０は、中空支持体２５の内側に収容されるということである。
【００３６】
中空支持体２５は、ころ軸受２３、好ましくは、必要に応じてケーシング４の突出部４０を収容することができる内径を有する中空のチューブ状の部品を含む回転体である。この中空支持体２５は、中空支持体２５を回転軸２２に取り付けることを可能にするスリーブ２６を備えていてもよい。このスリーブ２６は、減速機構３ところ軸受２３との間の回転軸２２上の位置に取り付けられている。スリーブ２６の内径は、この中間の位置において、回転シャフトに適合されていてもよい。これは、中空支持体２５と当該回転軸２２との間の締り嵌めを可能にする緊密な調整であり得る。
【００３７】
注目すべきは、多極磁石５は、回転軸の周囲に取り付けられたリングの形状をとることができることである。磁性（Ｎ／Ｓ）は、リングの円周に従って交互に延びている。この多極磁石５は、当該中空支持体２５を取り付けるために、当該スリーブ２６の周囲に配置された中空支持体２５と一体である。
【００３８】
本発明はさらに、１つ以上のワイパーブレードと、１つ以上のワイパーブレードを往復運動させるように駆動する接続ロッド機構と、本発明による歯車付きモータとを備える自動車両ワイパーシステムに関し、歯車付きモータの出力軸８が接続ロッド機構を駆動する。
【００３９】
このようなシステムでは、出力軸８の連続的な回転運動は、接続ロッド機構によって１つ以上のワイパーブレードの往復運動に変換される
【符号の説明】
【００４０】
１    歯車付きモータ
２    電気モータ
３    減速機構
４    ケーシング
５    多極磁石
６、７  弾性リング
８    出力軸（歯車付きモータ）
２０  回転子
２１  固定子
２２  回転軸
２３、２４  ころ軸受
２５  中空支持体
２６  取付スリーブ（中空支持体）
３０  ウォームねじ
３１  歯車
４０  突出部
４１、４２  台座（ころ軸受）
４３  閉鎖フランジ
４４  ベース
４５  取付部品（ねじ）
４６  フィン（ベース）
【図１】
2018057258.tif 000003
【図２】
2018057258.tif 000004
【外国語明細書】
2018057258000001.pdf