(57)【要約】  車両に設けられるウインドウワイパ装置（１）のモータ式の駆動ユニットは、永久界磁形の直流モータ（４）を有しており、直流モータ（４）は、ポールケーシング（９）内に回転可能に支承される、通電可能な少なくとも１つのコイル巻線を備えるアーマチュア（５）と、ポールケーシング（９）のケーシング壁に設けられる永久磁石（１４）とを備える。アーマチュア（５）は、伝動装置ユニット（６）を介して、ワイパアームを作動させる被動軸（７）に連結されている。直流モータ（４）は、アーマチュア（５）と相互作用する少なくとも４つの永久磁石（１４）をケーシング壁に有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられるウインドウワイパ装置（１）のモータ式の駆動ユニットであって、永久界磁形の直流モータ（４）が設けられており、直流モータ（４）が、ポールケーシング（９）内に回転可能に支承される、通電可能な少なくとも１つのコイル巻線を備えるアーマチュア（５）と、ポールケーシング（９）のケーシング壁に設けられる永久磁石（１４）とを備え、アーマチュア（５）が、伝動装置ユニット（６）を介して、ワイパアーム（３）を作動させる被動軸（７）に連結されている形式のものにおいて、直流モータ（４）が、アーマチュア（５）と相互作用する少なくとも４つの永久磁石（１４）をケーシング壁に有していることを特徴とする、車両に設けられるウインドウワイパ装置のモータ式の駆動ユニット。
【請求項２】
磁性材料として希土類化合物、有利にはネオジム−鉄−ボロン（ＮｄＦｅＢ）が使用される、請求項１記載の駆動ユニット。
【請求項３】
磁性材料が等方性に形成されている、請求項１又は２記載の駆動ユニット。
【請求項４】
磁性材料が異方性に形成されている、請求項１又は２記載の駆動ユニット。
【請求項５】
永久磁石（１４）が、ポールケーシング（９）内に装入可能なリング、特にプラスチックリング内に装入されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の駆動ユニット。
【請求項６】
永久磁石（１４）が完全にリング内に封入されている、請求項５記載の駆動ユニット。
【請求項７】
永久磁石（１４）が個別の磁石として構成されており、直接ポールケーシング（９）の内壁に保持されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の駆動ユニット。
【請求項８】
永久磁石（１４）が保護層、例えばニッケルにより被覆されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の駆動ユニット。
【請求項９】
永久磁石（１４）が薄壁に構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の駆動ユニット。
【請求項１０】
特に請求項１から９までのいずれか１項記載の、車両に設けられるウインドウワイパ装置（１）のモータ式の駆動ユニットであって、永久界磁形の直流モータ（４）が設けられており、直流モータ（４）が、ポールケーシング（９）内に回転可能に支承される、通電可能な少なくとも１つのコイル巻線を備えるアーマチュア（５）と、ポールケーシング（９）のケーシング壁に設けられる永久磁石とを備え、アーマチュア（５）が、伝動装置ユニット（６）を介して、ワイパアーム（３）を作動させる被動軸（７）に連結されている形式のものにおいて、直流モータ（４）が、アーマチュア（５）と相互作用する少なくとも２つの永久磁石（１４）をケーシング壁に有しており、磁性材料として希土類化合物、特にネオジム−鉄−ボロン（ＮｄＦｅＢ）が使用されることを特徴とする、車両に設けられるウインドウワイパ装置のモータ式の駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、車両に設けられるウインドウワイパ装置のためのモータ式の駆動ユニット、すなわち、車両に設けられるウインドウワイパ装置のモータ式の駆動ユニットであって、永久界磁形の直流モータが設けられており、直流モータが、ポールケーシング内に回転可能に支承される、通電可能な少なくとも１つのコイル巻線を備えるアーマチュアと、ポールケーシングのケーシング壁に設けられる永久磁石とを備え、アーマチュアが、伝動装置ユニットを介して、ワイパアームを作動させる被動軸に連結されている形式のものに関する。
【０００２】
背景技術
ＤＥ１０２００４００５０６７Ａ１に記載される自動車のためのウインドウワイパ装置は、電動モータにより駆動される。この電動モータは、電動モータのアーマチュアの運動を、ワイパアームを作動させる被動軸に伝達する伝動装置ユニットと共に、１つの共通のケーシング内に収められている。
【０００３】
特にリヤウインドウワイパ装置における狭小なスペース環境に基づいて、小さく寸法設定された駆動ユニットを形成する試みが為されている。このためには、小さな直径及び短い長さを有するリヤワイパモータが使用されることが望まれる。加えて、ワイパモータは、耐衝撃性に関する最低限の要求を満たし、かつ外的な機械的負荷に対して保護されていなければならない。
【０００４】
ワイパモータとして、一般に永久界磁形の直流モータが使用される。一般に使用される永久界磁形の直流モータは、ポールケーシングのケーシング内壁に設けられる２つの永久磁石と、ポールケーシング内に回転可能に支承される、通電可能なコイル巻線を備えるアーマチュアとを有する。この種の永久界磁形の直流モータは、例えばＤＥ１０２００４００８９３６Ａ１に記載されている。アーマチュアは、相対回動不能にアーマチュアシャフトに結合されている帰磁路リングを有する。帰磁路リングには、半径方向で延在する歯状首部が一体的に形成されている。歯状首部には、それぞれ１つのリングコイルが巻装されている。直流を流すと、磁界がコイル内に形成される。磁界は、ケーシング内壁に配置されている永久磁石の磁界と相互作用する。ポールケーシングの内面に設けられる両永久磁石は一般に、比較的大きなスペースを必要とするフェライト磁石として構成されている。
【０００５】
発明の開示
この背景技術から出発して、本発明の課題は、簡単な手段で車両に設けられるウインドウワイパ装置のための、小型で、耐久性の高いモータ式の駆動ユニットを提供することである。
【０００６】
この課題は本発明により請求項１の特徴部に記載の特徴、すなわち、直流モータが、アーマチュアと相互作用する少なくとも４つの永久磁石をケーシング壁に有していることにより解決される。好ましくは、磁性材料として希土類化合物、有利にはネオジム−鉄−ボロン（ＮｄＦｅＢ）が使用される。好ましくは、磁性材料が等方性に形成されている。好ましくは、磁性材料が異方性に形成されている。好ましくは、永久磁石が、ポールケーシング内に装入可能なリング、特にプラスチックリング内に装入されている。好ましくは、永久磁石が完全にリング内に封入されている。好ましくは、永久磁石が個別の磁石として構成されており、直接ポールケーシングの内壁に保持されている。好ましくは、永久磁石が保護層、例えばニッケルにより被覆されている。好ましくは、永久磁石が薄壁に構成されている。
【０００７】
本発明に係る、車両に設けられるウインドウワイパ装置のためのモータ式の駆動ユニットは、永久界磁形の直流モータを有する。永久界磁形の直流モータは、ポールケーシング内に回転可能に支承される、少なくとも１つの通電可能なコイル巻線を備えるアーマチュアと、ポールケーシングのケーシング壁に設けられる永久磁石とを有する。さらに、直流モータのアーマチュアを被動軸に連結する伝動装置ユニットが設けられている。被動軸はウインドウワイパ装置のワイパアームを作動させ、回転運動又は揺動運動させる。アーマチュアは、一般にインナロータとして構成されており、ポールケーシング内に収容されている。原則的にはアウタロータとしての構成も考慮される。
【０００８】
さらに、直流モータは少なくとも４つの永久磁石をケーシング壁に有しており、これに応じて少なくとも４極に形成されている。この構成は、２つの永久磁石をケーシング内壁に備えるにすぎない背景技術とは異なり、種々の利点を有する。１つには、４つの永久磁石により達成されるより良好な磁束分布に基づいて、ポールケーシングの壁厚さを減じることができるので、より小型の構成が可能である。これにより、ポールケーシングの外径は減少する。さらに、電気的な出力が同じであれば、軸線方向でより短い構成部品、特に、より短いアーマチュア及び磁石、並びに相応に短いポールケーシングが直流モータで使用可能である。その結果、軸線方向でも必要な構成スペースは減少する。さらに、ポールケーシングの減じられた壁厚さ並びにより短く形成されたアーマチュア及び相応に短縮された磁石は、モータ出力が同じであれば軽量化につながる。
【０００９】
別の利点は、アーマチュアがより短く形成されることに基づいて、重心が直流モータの固定装置の方向にシフトされるので、耐衝撃性が向上することである。このことは、減じられた重量又は減じられた質量慣性との関連で、モータ式の駆動ユニットが曝される恐れのある振動状又はインパルス状の励振時の、車両内の固定位置に対する直流モータのより小さな機械的な反作用に至る。
【００１０】
４極技術により、磁気回路内の磁束経路が短縮されており、磁束が相応により良好に利用されているので、２極技術に比較して、生じる磁気損失は僅かである。場合によっては、モータ内の幾何学的な寸法が許すのであれば、４極より多い極、例えば６極又は８極が設けられていてもよい。
【００１１】
有利な形態では、磁性材料として希土類化合物、有利にはネオジム−鉄−ボロン（ＮｄＦｅＢ）が使用される。希土類化合物、有利にはネオジム−鉄−ボロンは、小さな体積の磁石で強い磁界を発生することができる永久磁性材料である。この磁性材料の使用は、より高いエネルギ密度に基づいて、より短くかつより薄く形成される磁石を許可し、相応に小さな自重を有する。加えて、構成スペースをさらに減じることができる。
【００１２】
特にネオジム−鉄−ボロンを磁性材料として使用するとき、酸素と接触して分解するのを防止するために、永久磁石を保護層で被覆すると有利である。保護層を形成するために、例えば永久磁石はリング、特にプラスチックから製作されるリング内に嵌められるとよい。このとき、永久磁石は完全にリングの材料により被覆されている。加えて、この種のリングの使用は、永久磁石が前製作されたユニットとしてリングと共に直流モータ内に組み付け可能であるという利点を提供する。
【００１３】
永久磁石が完全にリングの材料により被覆されていないか、この種のリングなしに直接ポールケーシングのケーシング壁に固定される場合、ネオジム−鉄−ボロン永久磁石の使用時、磁石に被着される別個の保護層が有利である。保護層は例えばニッケルからなる。
【００１４】
本発明の別の観点では、車両に設けられるウインドウワイパ装置のモータ式の駆動ユニットにおいて、永久界磁形の直流モータが設けられており、直流モータが、ポールケーシング内に回転可能に支承される、通電可能な少なくとも１つのコイル巻線を備えるアーマチュアと、ポールケーシングのケーシング壁に設けられる少なくとも２つの永久磁石とを備え、アーマチュアが、伝動装置ユニットを介して、ワイパアームを作動させる被動軸に連結されている。アーマチュアと相互作用する、ケーシング壁に設けられる少なくとも２つの永久磁石のために、磁性材料としてネオジム−鉄−ボロン（ＮｄＦｅＢ）が使用される。
【００１５】
別の利点及び有利な形態は、その他の請求項、図面の説明及び図面から看取される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】車両に設けられるモータ式の駆動ユニットを備えるリヤウインドウワイパ装置を示す図である。
【図２】ポールケーシング内壁に配置される計４つの永久磁石を備える駆動ユニットの永久界磁形の直流モータの断面図である。
【図３】アーマチュアとポールケーシングとの間の磁束線を概略的に示す図である。
【００１７】
図１は、自動車のためのリヤウインドウワイパ装置１を示す。リヤウインドウワイパ装置１は、ワイパアーム３を操作するための駆動ユニット２を有する。駆動ユニット２には、永久界磁形の直流モータ４が対応配置されている。直流モータ４のアーマチュア５は、伝動装置ユニット６を介して、ワイパアーム３が固定される被動軸７を駆動する。直流モータ４が作動すると、被動軸７、ひいてはワイパアーム３は、回転振動又は揺動振動する。
【００１８】
直流モータ４は、モータケーシング又はポールケーシング９内に収容されている。モータケーシング又はポールケーシング９は、伝動装置ユニット６が被動軸７と共に収容されるケーシング１０と一体的に形成されている。ケーシング９，１０は、固定装置８を介して車両のボデー固定の構成部分に取り付けられている。
【００１９】
図２の断面図に示すように、ポールケーシング９内に収容されるアーマチュア５は、アーマチュアシャフト１５からなる。アーマチュアシャフト１５には、支持リング１１が固定されている。支持リング１１は、周囲に均等に分配され半径方向で張り出した複数のアーマチュア歯１２と一体的に形成されている。半径方向で延びるアーマチュア歯１２には、それぞれ１つのコイル巻線が巻装されている。各アーマチュア歯１２の半径方向外側には、磁束案内エレメント１３が設けられている。磁束案内エレメント１３は、各アーマチュア歯１２の端面を形成する。磁束案内エレメント１３を介して、磁束の案内は改善される。
【００２０】
ケーシング内壁には、周囲に均等に分配された計４つの永久磁石１４が配置されている。永久磁石１４はそれぞれ互いにギャップを置いて位置している。これに応じて、直流モータ４は４極のモータとして構成されている。永久磁石１４は、本実施の形態では、直接ポールケーシング９の内壁に保持、例えば内壁に接着されているが、択一的な実施の形態では、例えばプラスチックからなるリングに装入されてもよい。
【００２１】
永久磁石１４は、希土類化合物からなり、高いエネルギ密度を有する。有利には、磁性材料としてネオジム−鉄−ボロン（ＮｄＦｅＢ）が使用される。フェライト磁石に比較してより強い磁界がネオジム−鉄−ボロン永久磁石（又は希土類磁石）により形成可能であるので、直流モータの電気的な出力が同じであれば、永久磁石１４はより小さな構成で十分である。このことは、より薄い永久磁石を設けることを可能にする。永久磁石はさらに、より小さな直径を有するポールケーシング内に配置されてもよい。これにより、周方向で見ても永久磁石の長さは減じられる。
【００２２】
永久磁石の材料は、等方性に形成されていても、異方性に形成されていてもよい。
【００２３】
図３の概略図は、磁束の経過を示している。磁束は、アーマチュア歯１２、又はアーマチュア歯１２に巻装されるコイル巻線と、ポールケーシング９の内壁に設けられる永久磁石との間に形成される。永久磁石が全部で４つの場合、ポールギャップは、永久磁石を２つしか有しない形態に比較して減じられているので、相応に周方向でより僅かなギャップが磁束１６内に存在するにすぎない。その結果、磁気損失もより僅かであると同時に、達成可能な出力も改善されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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