JP2018048737A - スピンドル駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】スピンドル駆動装置に関する。【解決手段】スピンドル駆動装置は、その一端においてスピンドル駆動装置を上位のアセンブリに連結するための連結ユニットが設けられ、連結ユニットはガイドチューブに固定されて、ガイドチューブは連結ユニットに対して長手軸の周りに回転可能とされている、ガイドチューブと、外側ネジが設けられ、ガイドチューブ内に部分的に収容され、且つガイドチューブの他端においてガイドチューブの外側に突出したスピンドルであって、さらなる連結ユニットがスピンドルの端部に回転可能に固定された、スピンドルと、ガイドチューブに固定され、且つスピンドルの外側ネジとネジ係合したスピンドルナットと、駆動ユニットを具備した駆動アセンブリと、を具備し、駆動要素はガイドチューブを取り囲み且つ回転可能にガイドチューブに固定されることが可能であり、駆動ユニットは上位のアセンブリの１つに支持されている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車のドアおよび／または後部ドアを開閉するために使用されるようなスピンドル駆動装置に関する。
市場において一般的に既知のスピンドル駆動装置は、装置を構成する部品点数の多さにより、製造するために高価なものとなることが欠点である。さらに、これらのスピンドル駆動装置のデザインにより、非常に大きい搭載空間が、それらを使用するために確保されなければならない。
したがって、本発明の目的は、これらの欠点を是正することである。
この目的は本発明により達成されており、本発明のスピンドル駆動装置は、長手軸を有するガイドチューブであって、ガイドチューブには、その一端において、スピンドル駆動装置を上位のアセンブリ、すなわちスピンドル駆動装置の一部ではないアセンブリに連結するための連結ユニットが設けられ、連結ユニットはガイドチューブに固定されて、ガイドチューブは連結ユニットに対して長手軸の周りに回転可能とされている、ガイドチューブと、外側ネジが設けられ、ガイドチューブ内に少なくとも部分的に収容され、且つガイドチューブの他端においてガイドチューブの外側に突出したスピンドルであって、さらなる連結ユニットが、ガイドチューブの外側に突出したスピンドルの端部に回転可能に固定され、さらなる連結ユニットは、スピンドル駆動装置をさらなる上位のアセンブリ、すなわちスピンドル駆動装置の一部ではないアセンブリに連結することを目的とされた、スピンドルと、ガイドチューブに固定され、且つスピンドルの外側ネジとネジ係合したスピンドルナットと、駆動ユニットを具備した駆動アセンブリであって、駆動ユニットにより駆動される駆動要素は、ガイドチューブを取り囲みかつ回転可能にガイドチューブに固定されることが可能であり、駆動ユニットは、上位のアセンブリの１つに、または上位のアセンブリに連結された要素に支持されている、駆動ユニットと、を具備している。
このデザインにより、本発明によるスピンドル駆動装置は、ハウジングチューブを具備する必要がない。さらに、例えば電気モータにより形成され得る駆動ユニットは、長手軸に沿ってガイドチューブの範囲内に配置されなければならないのではなく、その搭載空間が確保可能な任意の場所に常に配置されることが可能である。特に、駆動要素は、ガイドチューブに沿った任意の適切な位置において、回転可能にガイドチューブに固定され得る。
駆動要素およびガイドチューブは、例えば締まりばめの手段を用いて回転可能に互いに固定され得る。追加的にまたは代替的に、ガイドチューブは、その外側に、軸方向に延びた少なくとも１つの溝を具備し得る。
自動車のドアおよび／または後部ドアによりスピンドル駆動装置にかけられるトルクを少なくとも部分的に補正することを可能にするために、各場合において、スピンドル駆動装置が、予備負荷されたつる巻きバネも具備し、このつる巻きバネは、その長さの少なくとも一部にわたってガイドチューブおよびスピンドルを取り囲むことが提案されている。つる巻きバネは、第１装着部を用いて、軸方向および周方向の両方における動作のためにガイドチューブに連結可能であり、一方でつる巻きバネは、第２装着部を用いて、軸方向における動作のためにスピンドルに連結されることが可能であるが、スピンドルは第２装着部に対して周方向に回転可能である。例えば、２つの装着部はつる巻きバネとネジ係合することが可能である。この場合、つる巻きバネの回転方向は、ガイドチューブおよびつる巻きバネが一体的に回転した場合でも、ネジ係合がまだ存在しているように選択されることが可能である。例えば、つる巻きバネは引っ張りつる巻きバネとして設計されることが可能である。
しかしながら、原理的には、このタイプのつる巻きバネがガイドチューブを取り囲んで設けられることも考えられる。代替的に、つる巻きバネはスピンドル駆動装置とは無関係に設けられ得る。さらに、追加的にまたは代替的に、少なくとも１つのガスバネ、および／または少なくとも１つの脚バネ（leg spring）、もしくは同様のものが設けられて、これによりトルクを補正し得る。
ガイドチューブを取り囲んだつる巻きバネは、外的影響および不測の損傷からのスピンドルの保護、特にスピンドルのネジの保護にも寄与することが可能であり、それはこのつる巻きバネが、その全長にわたってガイドチューブと共にスピンドルを取り囲んでいるためである。
この連結において、第１装着部は、例えばこの装着部が回転可能にガイドチューブに固定されることを保証するために、前述の溝内に係合することも可能である。しかしながら、装着部の溝内の移動は、つる巻きバネの予備荷重を変化させるために使用されることも可能である。グラブネジまたは別の適切な手段を用いて、装着部は軸方向にガイドチューブに対して固定されることが可能である。
駆動ユニットは、例えば駆動ユニットの出力シャフトがスピンドルと略平行に延びるように配置され得る。この構成により、本発明によるスピンドル駆動装置の全長は、従来のスピンドル駆動装置と比較して減少されることが可能であり、従来の装置では、駆動ユニットはガイドチューブの長手軸に沿ってガイドチューブの範囲内に配置されている。駆動ユニットの出力シャフトは、例えば駆動要素の外歯と噛み合ったピニオンを利用して、または例えば歯付きベルトのようなベルトを利用して、ガイドチューブを取り囲んだ駆動要素に連結されることが可能である。
しかしながら、他の搭載空間の状態を含んだ状況にも適合させることを可能にするために、駆動ユニットの出力シャフトは、スピンドルに略直交して延びることも考えられる。この変化が有利に使用されることが可能な搭載空間の状況は、例えば自動車の後部ドアにおいてみられる。後部ドアにおいては、駆動ユニットは、後部ドアの回動軸と略平行に有利に配置されることが可能である。
駆動ユニットの出力シャフトを駆動要素に連結するために、この場合駆動ユニットの出力シャフトがウォームホイールを支持するように設けられ、ウォームホイールはガイドチューブに連結された駆動要素の外歯と噛み合うことが可能である。これにより、駆動要素の出力シャフトの回転速度を低下するために形成されたウォームホイールのステージは、低騒音放出により特徴づけられる。
スピンドル駆動装置を、必要に応じて後部ドアの右手側および左手側のいずれかに配置するために、且つこの目的のために２つの異なったタイプのスピンドル駆動装置、すなわち「右手」および「左手」スピンドル駆動装置を備えることを排除するために、駆動アセンブリが２つの位置においてガイドチューブに連結されることが可能であり、これらの位置は、長手軸に対して直交して延びた軸に対して１８０°回転されているように、有利に設けられ得る。このように、駆動アセンブリは、「左手」または「右手」スピンドル駆動装置を得るために、対応した向きにおいてガイドチューブに連結されることを必要とするのみである。しかしながら、この変形が実施形態において有利に使用されることも可能であり、その実施形態では、駆動ユニットの出力シャフトは、ガイドチューブの長手軸と平行に向けられている。
本発明の発展において、駆動アセンブリは、その内部に駆動ユニットおよび駆動要素を収容したハウジングを具備することが提案されている。このハウジングを用いて、駆動アセンブリは上位のアセンブリの１つ、またはそこに連結された要素に支持されることも可能である。ハウジングは、好適に互いに非対称な２つのハウジング部品を有利に備えることが可能である。このように、ハウジングは主ハウジング部およびハウジング蓋部を具備し、主ハウジング部には、駆動アセンブリの部品の大部分、好適に駆動アセンブリのすべての部品が配置され、ハウジング蓋部の機能は、実質的に主ハウジング部の搭載開口部を覆うものであり、その開口部は、搭載の目的のためにハウジングの内部空間へのアクセス位置を提供している。
駆動ユニットの出力シャフトが、ガイドチューブの長手軸に略平行となるようにまたは略直交するように配置されているか否かにかかわらず、駆動ユニットはガイドチューブに関して任意の周位置に配置されることが可能である。
スピンドルが、改良された様式においてガイドチューブ内においてガイドされることを可能にするために、本発明の発展においては、ガイドユニットがガイドチューブ内に収容されたスピンドルの一端に配置され、ガイドユニットはスライド可能にガイドチューブの内壁と係合することも提案されている。
別の変形においては、本発明による駆動装置の部品の組み立てをより容易にしており、ガイドチューブは２つの半割シェルから構成されることが可能である。
スピンドルは好適に鋼から形成されることが可能であり、一方でガイドチューブは例えば金属から形成されることが可能であるが、プラスチック材料も可能であることも理解されるべきである。スピンドルナット、ガイドユニット、およびつる巻きバネのための２つの装着部も、プラスチック材料から形成されることが可能である。さらに、駆動要素はプラスチック材料から形成されることが可能であり、一方でウォームホイールはプラスチック材料または金属から形成されることが可能である。駆動ユニットおよび駆動要素が収容されるハウジングも、プラスチック材料から形成されることが可能である。最後に、連結ユニットおよびトルク支持部は、プラスチック材料および／または金属から形成されることが可能である。
本発明は、実施形態の添付図を参照して以下においてより詳細に説明される。
本発明によるスピンドル駆動装置の実施形態を示した側面図である。 図１に示された断面ＩＩ−ＩＩに沿った、図１のスピンドル駆動装置の側面の断面を示した図である。 図２の詳細ＩＩＩを示した拡大図である。 図２の詳細ＩＶを示した拡大図である。 反時計回りに９０°回転された、図１に示された断面Ｖ−Ｖに沿った断面を示した図である。
図１および図２において、本発明によるスピンドル駆動装置は、参照符号１０により全体的に示されている。
スピンドル駆動装置１０は長手軸Ａを備えたガイドチューブ１２を具備し、この長手軸は、本実施形態においては、ガイドチューブ１２の中心軸と一致している。外側ネジ１４が設けられたスピンドル１６（図３および図４も参照）は、ガイドチューブ１２に少なくとも部分的に収容されており、スピンドルはその一端においてガイドチューブ１２の外側に突出している。さらに、スピンドル駆動装置１０は、ガイドチューブ１２に固定され且つスピンドル１６の外側ネジ１４とネジ係合したスピンドルナット１８、およびこの場合（図５参照）電気モータ２２として設計された駆動ユニット２２を具備した駆動アセンブリ２０を具備している。
図５を参照すると、電気モータ２２により駆動される駆動要素２４は、ガイドチューブ１２を取り囲み、回転可能にガイドチューブに固定されることが可能であり、電気モータは駆動要素２４、ひいては駆動アセンブリ２０をガイドチューブ１２に沿って移動させることが可能である。
電気モータ２２は出力シャフト２６を具備し、このシャフトには続いてウォームホイール２８が連結されている。この場合、出力シャフト２６は、電気モータ２２の反対側の出力シャフトの一端において駆動アセンブリ２０のハウジング３０内に回転可能に装着されている。ウォームホイール２８は駆動要素２４とネジ係合しており、これによりウォームホイール２８が回転軸Ｂの周りに回転した場合、駆動要素２４を回転軸Ｃの周りに回転させる。この場合、回転軸Ｂおよび回転軸Ｃは、それらが互いに略直交し且つ互いに関してねじれの位置にあるように配置されている。
ブレーキ３１が図５の左手側に見られており、このブレーキは、電気モータ２２が電源オフされた後に、自動車のドアまたは後部ドアが、電気モータ２２が電源オフされ時点においてドアが配置されていた位置に留まることを確実にしている。したがって、ブレーキ３１は、自動車のドアまたは後部ドアが所望しない状態で再度自動的に閉じることを防止している。
駆動アセンブリ２０のハウジング３０は、長手軸Ａに略直交して配置されるような延びの主方向を備え、且つ回転軸Ｂに沿って延びている。
前述したように且つ図３および図５に見られているように、駆動要素２４はガイドチューブ１２上に配置され、駆動要素は回転に対して固定されている。この場合、駆動要素２４の内向き突起３２は対応した長手方向溝３４に係合し、その溝はガイドチューブ１２の外側に且つ長手軸Ａと平行に延びている。
ガイドチューブ１２はつる巻きバネ３６により取り囲まれ、図１の左手側にあるつる巻きバネ３６の一端は、第１装着部３８に受容され、図１の右手側にあるつる巻きバネ３６の一端は、第２装着部４０に受容されている。
図２〜図４を参照すると、つる巻きバネ３６は、第１装着部３８および第２装着部４０の両方とネジ係合状態３８ａ、４０ａであることが見られている。これらの図に示されたスピンドル駆動装置１０の実施形態においては、第１装着部３８は併進移動および回転のためにガイドチューブ１２に堅固に連結されている。
長手軸Ａに沿った２つの端部の各々において、スピンドル駆動装置１０は、スピンドル駆動装置１０を上位のアセンブリ、すなわち自動車の後部ドアまたはボディのようなスピンドル駆動装置１０の一部ではないアセンブリに連結するための連結ユニット４２、４４をそれぞれ具備している。
連結ユニット４４は、ガイドチューブ１２の外側に突出したスピンドル１６の端部に回転可能に固定されており、連結ユニット４４は、この場合スピンドル１６の端部にねじ込まれている。トルクは、上位のアセンブリの関連したボールピン（図示略）上の連結ユニット４４の２つの肩部４４ａ（特に図４参照）を用いて支持されている。第２装着部４０は、連結ユニット４４に隣接して、スピンドル１６に回転可能に装着されている（参照符号４６参照）。
ガイドユニット４８は、スピンドル１６の連結ユニット４４とは反対の端部に堅固に取り付けられており、ガイドユニットはガイドチューブ１２の内壁とスライド可能に係合されて、ガイドチューブ１２に対するスピンドル１６の傾斜を減少させるか、またはその傾斜が第１部位に生じることを防止している。代替的に、ガイドユニット４８もガイドチューブ１２の内壁に連結されることが可能であり、これによりガイドユニットは回転不可能であるが、例えばガイドチューブ１２の内壁の対応した長手方向溝とガイドユニット４８の突起との係合を利用して、軸方向に移動することが可能であり、スピンドル１６と係合されることが可能であり、これにより例えばスライド係合または回転係合とされて、回転可能であるが軸方向に固定されている。
ガイドチューブ１２の連結ユニット４４とは反対の端部において、連結ユニット４２が、回転を可能とした軸受５０を用いて、ガイドチューブ１２に連結されている。
第１装着部３８とガイドチューブ１２との間の堅固な連結により、および第２装着部４０が、電気モータ２２が駆動要素２４を用いて起動された場合に、連結ユニット４４に対して回転可能に装着されていることにより、ガイドチューブ１２、ひいてはスピンドルナット１８が回転され、つる巻きバネ３６は第１装着部を利用して、したがってスピンドルナット１８とスピンドル１６との間のネジ係合を利用して回転され、スピンドル１６、ひいては連結ユニット４４は、スピンドル１６および連結ユニット４４がその行程中に回転することなく、長手軸Ａに沿って連結ユニット４２に対して移動する。
代替的に、第１装着部３８はガイドチューブ１２に対して回転可能に装着され、第２装着部４０は、連結ユニット４４および／またはスピンドル１６に堅固に連結されて、したがってガイドチューブ１２が回転した場合に、つる巻きバネ３６がスピンドル１６に対して回転しないことが考えられる。
つる巻きバネ３６が、スピンドル１６に対して回転可能に装着されているか否かにかかわらず、つる巻きバネ３６は同時に外側保護チューブの機能を担い、ガイドチューブ１２のようなつる巻きバネ３６の内側に配置された部品を機械的損傷から保護することが可能である。しかしながら、スピンドル駆動装置１０は、つる巻きバネ３６の外側に保護スリーブも具備している。
駆動アセンブリ２０のハウジング３０の、ひいてはガイドチューブ１２に対する電気モータ２２のトルクを支持するために、すなわち連結ユニット４２に対する駆動アセンブリ２０の不測の回転を防止するために、例えば締結要素５２が駆動アセンブリ２０に設けられている。ここに示された実施形態においては（特に図２および図３参照）、締結要素５２は上位のアセンブリの装着構造（図示略）と係合し、この構造は、例えばボールジョイントを形成することにより、連結ユニット４２とも係合される。もちろん、締結要素５２は連結ユニット４２に直接的にも連結され得る。
締結要素５２に加えてまたはその代わりに、さらなる締結箇所５３（図３参照）がハウジング３０に設けられ、さらなる締結箇所が、ハウジング３０のトルクの支持に少なくとも寄与することを可能とし得る。
前述のように、ならびに図２、図３、および図５による駆動要素２４とガイドチューブ１２との間の係合から見られるように、駆動アセンブリ２０が長手軸Ａと平行にガイドチューブ１２上を移動することが可能であり、したがって２つの連結ユニット４２、４４に対する駆動アセンブリ２０の位置は可変的に調節可能であり、つる巻きバネ３６の予備荷重は随意的に変化されることが可能である。駆動アセンブリ２０は、例えば駆動アセンブリ２０のハウジング３０を例えば締結要素５２に連結するグラブネジ（図示略）を使用して、ガイドチューブ１２に対して所望の位置において固定されることが可能である。
このように、締結要素５２は、駆動アセンブリ２０に対しておよび長手軸Ａと平行に移動されることも可能であるか、または締結要素５２は、駆動アセンブリ２０の任意の位置に関して、締結要素５２が、対応したトルク支持が保証されるように設計可能であるように交換されることが可能である。
代替的にまたは追加的に、つる巻きバネ３６も、つる巻きバネ３６と異なった長さおよび／またはバネ力を備えたつる巻きバネと置き換えられることが可能である。
１０ ・・・スピンドル駆動装置
１２ ・・・ガイドチューブ
１４ ・・・外側ネジ
１６ ・・・スピンドル
１８ ・・・スピンドルナット
２０ ・・・駆動アセンブリ
２２ ・・・駆動ユニット
２４ ・・・駆動要素
２６ ・・・出力シャフト
２８ ・・・ウォームホイール
３１ ・・・ブレーキ
３２ ・・・内向き突起
３４ ・・・長手方向溝
３６ ・・・つる巻きバネ
３８ ・・・第１装着部
４０ ・・・第２装着部
４２、４４ ・・・連結ユニット
４８ ・・・ガイドユニット
５０ ・・・軸受
５２ ・・・締結要素
５３ ・・・締結箇所
Ａ ・・・長手軸
Ｂ、Ｃ ・・・回転軸

Claims (11)

  1. スピンドル駆動装置（１０）であって、
    長手軸（Ａ）を有するガイドチューブ（１２）であって、該ガイドチューブ（１２）には、その一端において、前記スピンドル駆動装置（１０）を上位のアセンブリ、すなわち前記スピンドル駆動装置（１０）の一部ではないアセンブリに連結するための連結ユニット（４２）が設けられ、該連結ユニット（４２）は前記ガイドチューブ（１２）に固定されて、該ガイドチューブは前記連結ユニットに対して前記長手軸（Ａ）の周りに回転可能とされている、ガイドチューブ（１２）と、
    外側ネジ（１４）が設けられ、前記ガイドチューブ（１２）内に少なくとも部分的に収容され、且つ前記ガイドチューブの他端において前記ガイドチューブ（１２）の外側に突出したスピンドル（１６）であって、さらなる連結ユニット（４４）が、前記ガイドチューブ（１２）の外側に突出した前記スピンドル（１６）の端部に回転可能に固定され、前記さらなる連結ユニットは、前記スピンドル駆動装置（１０）をさらなる上位のアセンブリ、すなわち前記スピンドル駆動装置（１０）の一部ではないアセンブリに連結することを目的とされた、スピンドル（１６）と、
    前記ガイドチューブ（１２）に固定され、且つ前記スピンドル（１６）の外側ネジ（１４）とネジ係合したスピンドルナット（１８）と、
    駆動ユニット（２２）を具備した駆動アセンブリ（２０）と、
    を具備し、
    前記駆動ユニット（２２）により駆動される駆動要素（２４）は、前記ガイドチューブ（１２）を取り囲み且つ回転可能に前記ガイドチューブに固定されることが可能であり、
    前記駆動ユニット（２２）は、前記上位のアセンブリの１つに、または前記上位のアセンブリに連結された要素（５２）に支持されていることを特徴とするスピンドル駆動装置（１０）。
  2. 前記駆動要素（２４）および前記ガイドチューブ（１２）は、締まりばめにより回転可能に互いに固定されていることを特徴とする請求項１に記載のスピンドル駆動装置（１０）。
  3. 前記ガイドチューブ（１２）は、その外側に、前記軸方向（Ａ）に延びた少なくとも１つの溝（３４）を具備していることを特徴とする請求項１または２に記載のスピンドル駆動装置（１０）。
  4. 前記スピンドル駆動装置（１０）は予備荷重を負荷されたつる巻きバネ（３６）も具備し、該つる巻きバネ（３６）は、その長さの少なくとも一部にわたって前記ガイドチューブ（１２）および前記スピンドル（１６）を取り囲んでい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スピンドル駆動装置（１０）。
  5. 前記駆動ユニット（２２）の出力シャフト（２６）は、前記スピンドル（１６）に略直交して延びていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスピンドル駆動装置（１０）。
  6. 前記駆動ユニット（２２）の出力シャフト（２６）は、前記ガイドチューブ（１２）に連結された駆動要素（２４）の外歯と噛み合ったウォームホイール（２８）を支持していることを特徴とする請求項５に記載のスピンドル駆動装置（１０）。
  7. 前記駆動アセンブリ（２０）は２つの位置において前記ガイドチューブ（１２）に連結されることが可能であり、前記位置は、前記長手軸に直交して延びた軸に関して１８０°回転されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のスピンドル駆動装置（１０）。
  8. 前記駆動アセンブリ（２０）はハウジング（３０）を具備し、該ハウジング内には前記駆動ユニット（２２）および前記駆動要素（２４）が収容されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のスピンドル駆動装置（１０）。
  9. 前記ハウジング（３０）は、好適に互いに非対称の２つのハウジング部品を備えていることを特徴とする請求項８に記載のスピンドル駆動装置（１０）。
  10. ガイドユニット（４８）が、前記ガイドチューブ（１２）に収容されたスピンドル（１６）の端部に配置され、前記ガイドユニットは前記ガイドチューブ（１２）の内壁とスライド可能に係合されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のスピンドル駆動装置（１０）。
  11. 前記ガイドチューブ（１２）は、２つの半割シェルから構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のスピンドル駆動装置（１０）。
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