特許 7522214 アクチュエータのための駆動デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-16

(45)【発行日】2024-07-24

(54)【発明の名称】アクチュエータのための駆動デバイス

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/16 20060101AFI20240717BHJP

【ＦＩ】

H02K5/16

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022554717

(86)(22)【出願日】2021-03-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-27

(86)【国際出願番号】 EP2021055310

(87)【国際公開番号】W WO2021180538

(87)【国際公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-09-09

(31)【優先権主張番号】102020203279.3

(32)【優先日】2020-03-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(74)【代理人】

【識別番号】100182626

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 剛

(72)【発明者】

【氏名】ハーベルコルン，コンスタンティン

(72)【発明者】

【氏名】フィックス，ヴィンセント

(72)【発明者】

【氏名】クリューガー，アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】ハウフェ，ベンジャミン

【審査官】保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２００９００１９４８（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００１９０８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０６８６０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ５／００－５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング（４）に回転可能に支承されたロータ（７）およびハウジング固定されたステータ（６）を有する電気機械（３）と、前記ロータ（７）を支持する前記電気機械（３）の駆動シャフト（８）を回転可能に支承するために軸方向に延びる少なくとも１つのスリーブ状の軸受区域（１０）を有する、前記ハウジング（４）に配置された軸受シールド（９）とを有する、アクチュエータ（２）のための、特に自動車のブレーキデバイスのための、駆動デバイス（１）であって、前記軸受シールド（９）は、前記ハウジング（４）のスリーブ状に構成された端部区域（１４）で摩擦接合式に保持される、前記軸受区域（１０）の直径よりも大きい直径を有する、軸方向に延びるスリーブ状に構成された保持区域（１３）を有し、前記保持区域（１３）と前記軸受区域（１０）との間に、径方向に延びてディスクリング状に構成された、前記軸受シールド（９）の少なくとも１つの底面区域（２５）が構成される、駆動デバイスにおいて、前記保持区域（１３）が、前記底面区域（２５）に後続する第１の外径（Ｄ１）を有する軸方向の第１の部分区域（２３）と、前記第１の部分区域（２３）に後続する第２の外径（Ｄ２）を有する第２の部分区域（２４）とを有し、前記第２の外径（Ｄ２）が前記第１の外径（Ｄ１）よりも大きく、
前記第２の部分区域（２４）は前記軸受シールド（９）の自由端面（２０）まで延びており、
前記軸受シールド（９）の前記自由端面（２０）は軸方向で前記ハウジング（４）の前記端部区域（１４）の自由端の高さに位置する、ことを特徴とする、駆動デバイス。

【請求項2】

前記ハウジング（４）の前記端部区域（１４）は軸方向で前記軸受シールド（９）の前記保持区域（１３）と少なくとも同じ長さであることを特徴とする、請求項１に記載の駆動デバイス。

【請求項3】

前記ハウジング（４）の前記端部区域（１４）は一貫して一定の内径を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の駆動デバイス。

【請求項4】

前記軸受シールド（９）の前記保持区域（１３）は一貫して一定の径方向延在を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の駆動デバイス。

【請求項5】

ハウジング（４）に回転可能に支承されたロータ（７）およびハウジング固定されたステータ（６）を有する電気機械（３）と、前記ロータ（７）を支持する前記電気機械（３）の駆動シャフト（８）を回転可能に支承するために軸方向に延びる少なくとも１つのスリーブ状の軸受区域（１０）を有する、前記ハウジング（４）に配置された軸受シールド（９）とを有する、アクチュエータ（２）のための、特に自動車のブレーキデバイスのための、駆動デバイス（１）であって、前記軸受シールド（９）は、前記ハウジング（４）のスリーブ状に構成された端部区域（１４）で摩擦接合式に保持される、前記軸受区域（１０）の直径よりも大きい直径を有する、軸方向に延びるスリーブ状に構成された保持区域（１３）を有し、前記保持区域（１３）と前記軸受区域（１０）との間に、径方向に延びてディスクリング状に構成された、前記軸受シールド（９）の少なくとも１つの底面区域（２５）が構成される、駆動デバイスにおいて、前記保持区域（１３）が、前記底面区域（２５）に後続する第１の外径（Ｄ１）を有する軸方向の第１の部分区域（２３）と、前記第１の部分区域（２３）に後続する第２の外径（Ｄ２）を有する第２の部分区域（２４）とを有し、前記第２の外径（Ｄ２）が前記第１の外径（Ｄ１）よりも大きく、
前記ハウジング（４）の前記端部区域（１４）の自由端に、径方向で外方に向かって突出する取付フランジ（１５）が前記アクチュエータ（２）への前記ハウジング（４）の取付けのために配置されることを特徴とする、駆動デバイス。

【請求項6】

前記取付フランジ（１５）は前記ハウジング（４）と一体的に構成された鍔として構成されることを特徴とする、請求項５に記載の駆動デバイス。

【請求項7】

前記軸受シールド（９）の自由端面（２０）は、前記アクチュエータ（２）に割り当てられる前記取付フランジ（１５）の端面（２１）と同一平面上で終わることを特徴とする、請求項５または６に記載の駆動デバイス。

【請求項8】

前記軸受シールド（９）の自由端面（２０）および前記取付フランジ（１５）の端面（２１）にわたってシール部材（２２）が、それぞれ少なくとも部分領域に延びていることを特徴とする、請求項５から７のいずれか１項に記載の駆動デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハウジングに回転可能に支承されたロータおよびハウジング固定されたステータを有する電気機械と、ロータを支持する電気機械の駆動シャフトを回転可能に支承するために径方向に延びる少なくとも１つのスリーブ状の軸受区域を有する、ハウジングに配置された軸受シールドとを有する、アクチュエータのための、特にブレーキデバイスのための、駆動デバイスに関し、軸受シールドは、ハウジングのスリーブ状に構成された端部区域で摩擦接合式に保持される、軸受区域の直径よりも大きい直径を有する、軸方向に延びるスリーブ状に構成された保持区域を有し、保持区域と軸受区域との間に、径方向に延びてディスクリング状に構成された、軸受シールドの少なくとも１つの底面区域が構成される。

【背景技術】

【0002】

冒頭に述べた種類の駆動デバイスは従来技術から知られている。電気機械のロータの駆動シャフトをハウジングで支承するために、ハウジングとは別個に構成されてハウジングに取り付けられる、１つまたは複数の軸受シールドをハウジングに配置することが知られている。それによって電気機械の簡易な組立が保証される。このとき、たとえば電気機械のハウジングはボウル状に構成され、その開いた側で、駆動シャフトが回転可能に支承される少なくとも１つの軸受区域を有する軸受シールドにより閉止される。このとき普通は軸受区域に、駆動シャフトと軸受シールドとの間で作用する、たとえば転動体軸受、マグネット軸受などの回転軸受が配置される。このとき転動体軸受は軸方向と径方向で軸受シールドに、または軸受シールドによって、アライメントされて保持される。周知の軸受シールドは、そのためにスリーブ状の軸受区域を有していて、これに転動体軸受をたとえば軸方向へ差し込むことができる。さらに、このような種類の軸受シールドは、ハウジングで軸受シールドを保持区域としてアライメントして方向づけ、および場合により保持する、別のスリーブ状の区域を有している。このとき特に、保持区域をプレス嵌めによってハウジングに、特にハウジングのスリーブ状の端部区域に、保持することが知られている。このときプレス嵌めは、ハウジングに軸受シールドを圧入することによって行われ、または、軸受シールドにハウジングを焼き嵌めすることによって行われる。

【発明の概要】

【0003】

請求項１の構成要件を有する本発明の駆動デバイスは、ハウジングへの圧入によって、あるいは軸受シールドへのハウジングの焼き嵌めによって、軸受シールドがそのアライメントに関して悪影響を受けないという利点を有する。軸受シールドの保持区域の好ましい構成により、特に軸受シールドと保持区域との間に位置する軸受シールドのリングディスク状の底面区域のアライメントが狭い許容限度内に保たれることが実現され、それにより、特に転動体軸受の誤位置が確実に回避される。このことは本発明によると、保持区域が、底面区域に後続する第１の外径を有する第１の軸方向の部分区域と、第１の部分区域に後続する第２の外径を有する第２の部分区域とを有し、第２の外径が第１の外径よりも大きいことによって実現される。それにより、底面区域から離れて位置している軸受シールドの部分区域が比較的大きい外径を有し、それに伴い、電気機械のハウジングの端部区域での軸受シールドの軸受位置も、軸受シールドの底面区域から少なくとも第１の部分区域の分だけ間隔をおいて位置することが実現される。それにより、発生する径方向のプレス力が底面区域に対して間隔をおいて軸受シールドに印加されることが実現され、それによってこの力が、電気機械の駆動シャフトに対する特に底面区域および軸受区域のアライメントにとって、比較的わずかな影響しか及ぼさない領域で作用する。好ましい直径選択により、プレス工程ないし駆動デバイスの組立のとき、特に、駆動シャフトの回転軸に対する垂直平面から外れる底面区域の旋回が確実に防止されることが保証される。

【0004】

ハウジングの端部区域は軸方向で軸受シールドの保持区域と少なくとも同じ長さであるのが好ましく、それにより、軸受シールドをハウジングの端部区域に全面的に挿入し、そこで係止ないし取付をすることができる。

【0005】

さらに、ハウジングの端部区域は一貫して一定の内径を有することが意図されるのが好ましい。それにより、ハウジングが端部区域で軸受シールドの保持区域の第２の部分区域とのみ協同作用し、そのようにして、底面区域の近傍でいかなる力も径方向で軸受シールドに伝達されないことが保証される。

【0006】

軸受シールドの保持区域は一貫して一定の、またはほぼ一定の、径方向延在を有するのが好ましい。このことは、軸受シールドが保持区域で一定の厚みを有し、そのようにして特に深絞り部品として簡易に製造可能であることを意味する。それに加えてこのことは、外径に伴って内径も第１の部分区域から第２の部分区域へと増えることを意味する。

【0007】

第２の部分区域は軸受シールドの自由端面まで延びているのが好ましい。それに伴い、保持区域は全体として第１および第２の部分区域によってのみ形成され、ハウジングの端部区域に当接するための役目を果たす第２の部分区域が、軸受シールドの端部区域を形成する。それにより、ハウジングの端部区域の内面への軸受シールドの確実な所望の当接が確実に保証される。

【0008】

軸受シールドの自由端面は軸方向でハウジングの端部区域の自由端の高さに位置するのが好ましい。それに伴い、軸受シールドの端部とハウジングの端部とが互いに一直線上に並び、それにより、駆動デバイスの軸方向の設計長さが全体としてハウジングの軸方向延在に少なくとも実質的に制限される。

【0009】

ハウジングの端部区域の自由端に、径方向で外方に向かって突出する取付フランジが、アクチュエータへのハウジングの取付けのために鍔のような形式で配置されるのが特別に好ましい。このように取付フランジがハウジングに構成され、軸受シールドの端部と少なくとも実質的に一直線上に並ぶ。それに伴い、軸受シールドとハウジングとの間の接触面が最大化される。これに加えて、消費装置への、特に上に挙げたアクチュエータへの、駆動デバイスの簡易な組付けが取付フランジによって保証される。

【0010】

さらに、取付フランジがハウジングと一体的に、特に鍔として構成されることが意図されるのが好ましい。それにより、駆動デバイスおよび特にハウジングの低コストな製作が保証される。

【0011】

軸受シールドの端面は、アクチュエータに割り当てられる取付フランジの端面と同一平面上で終わるのが好ましい。それにより、軸受シールドと取付フランジが両方ともアクチュエータの上に、たとえばアクチュエータのハウジングの上に載り、それによって好ましい密閉性を実現することができる。

【0012】

軸受シールドの端面および取付フランジの端面にわたってそれぞれ少なくとも部分領域に延びるシール部材、特にシリコンシール部材が存在するのが特別に好ましく、それにより、シール部材が軸受シールドの上にも、ハウジングないしハウジングの取付フランジの上にも載置される。それに伴い、シール部材が軸受シールドと取付フランジとにわたって延びるので、一方における軸受シールドとハウジングとの間で、および他方における駆動デバイスと、駆動デバイスが取り付けられるべき、または取り付けられているアクチュエータとの間で、特別に密閉された結合が実現する。

【0013】

次に、図面を参照しながら本発明について詳しく説明する。そのために図面は次のものを示す。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】好ましい駆動デバイスを示す簡略化した縦断面図である。

【図2】駆動デバイスを示す拡大詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１は、駆動デバイスによって作動可能である、ここには図示しないアクチュエータ２または消費装置のための、好ましい駆動デバイス１を簡略化した縦断面図で示している。そのために駆動デバイス１は、ハウジング４の中に配置された電気機械３を有している。ハウジング４は実質的にボウル状に構成されており、端面に収容開口部５を有している。電気機械３は、ハウジング４の中でハウジング固定されて配置されたステータ６と、ステータ６に割り当てられたロータ７とを有している。ロータ７は、ハウジング４に回転可能に支承された駆動シャフト８に配置されている。特に駆動シャフト８は、２つまたはそれ以上の転動体軸受１８によって回転可能に支承される。図面に示している転動体軸受１８のうちの１つは、ここでは大部分がハウジング４の内部にある軸受シールド９に配置されている。本実施例では転動体軸受１８を図示して説明するが、別の実施例では、別案としてたとえばマグネット軸受、油圧軸受、空気圧軸受、または摩擦軸受などの他の種類の回転軸受による、軸受シールド９での駆動シャフト８の支承が意図されていてよい。

【0016】

軸受シールド９は金属から深絞り部品として製作されており、上に挙げた転動体軸受１８を収容および配置するための軸受区域としての役目を果たすスリーブ状の第１の区域１０と、第２の区域１１と、第３の区域１２とを有しており、区域１０から１２は、区域１０が第２の区域１１の直径Ｄ２よりも小さい第１の直径Ｄ１を有することによって区別され、第３の区域１２は直径Ｄ２よりも大きい直径Ｄ３を有する。これらの区域は上述した順序１０，１１，１２で軸方向に連続している。第２の区域１１は、特に、消費装置２へ回転数および／またはトルクを伝達する役目を果たす、ここには図示しない伝動装置、特にプラネタリギヤを収容するための役目を果たす。

【0017】

第３の区域１２は保持区域１３を形成し、これによって軸受シールド９が電気機械３のハウジング４で保持される。

【0018】

ハウジング４は、開口部５を形成する端部区域１４を有している。端部区域１４は、およびこれに伴って開口部５も、軸受シールド９の保持区域１２の外径よりわずかに小さくなっている内径を有しており、それにより、軸受シールド９とハウジング４との間では保持区域１３と端部区域１４の領域で径方向のプレス嵌めが成立し、これによって軸受シールド９がハウジング４に取り付けられる。このとき端部区域１４は、軸受シールド９の区域１２ないし保持区域１３の軸方向長さと少なくとも同じ長さの軸方向長さを有しており、それにより、これを部分領域で、または全面的に、ハウジング４の中に配置可能である。

【0019】

さらに、ハウジング４は端部区域１４の自由端に、径方向外側に向かって突出する鍔を取付フランジ１５の形態で有している。取付フランジ１５はハウジング４から径方向に突出し、駆動デバイス１の取付フランジ１５を形成する。そのために取付フランジ１５は、たとえばその円周にわたって均等に配分されて配置された開口部１６を有し、これらのうち図面では１つだけが示されており、消費装置２への駆動デバイス１の組付けのために、該開口部を通して取付ねじを利用することができる。このように、駆動デバイス１を全体として軸受シールド９の取付フランジ１５によって消費装置２へ配置可能ないし取付可能である。

【0020】

図１に見られるとおり、軸受シールドは保持区域１３をもって、ハウジング４の取付フランジ１５と同一平面上で終わっており、それにより、保持区域１３の自由端面２０は取付フランジ１５におけるハウジング４の端面２１と面一である。任意選択としてシール部材、特にシリコンシール部材２２が存在し、これが駆動デバイス１の端面に載置されて、端面２０と端面２１の両方にわたって少なくとも部分領域で延びるようになっており、それにより、軸受シールド９とハウジング４の間で特別に密閉された結合が保証され、それに加えて、一方における駆動デバイス１と、他方における、取付フランジ１５が配置されるべき消費装置２との間でも密閉された結合が保証される。

【0021】

軸受シールド９の保持区域１３は、区域１１と保持区域１３との間で実質的に径方向に延びるリングディスク状の底面区域２５から軸方向に相前後して延びる、第１の部分区域２３と第２の部分区域２４とを有している。ここでは第１の部分区域２３は底面区域２５を起点としており、すなわち、実質的に垂直ないし軸方向にこれから突出しており、部分区域２４は部分区域２３に後続していて、端面２０で終わっている。

【0022】

両方の部分区域２３，２４は、部分区域２４の外径が部分区域２３の外径よりも大きいことによって区別され、それにより、ハウジング４と軸受シールド９との間のプレス嵌めは第２の部分区域２４の領域でのみ成立する。それによりハウジング４と軸受シールド９の間の接触個所が、底面区域２５に対して間隔をおいて位置する。それによって部分区域２３の領域では、底面区域２５に対しても影響を及ぼし得る径方向力が軸受シールド９に伝達されず、もしくはわずかしか伝達されないという利点がある。このとき駆動デバイス１の好ましい構成により、部分区域２４の領域での軸受シールド９へのハウジング４の焼き嵌めもしくは収縮嵌めにより、底面区域２５がそのアライメントに関して駆動シャフト８の回転軸に対して垂直の平面から外に出るように動くように、軸受シールド９に対して力が作用することがないことが実現される。それにより、特に軸受区域（区域１０）の斜め位置が防止されることが、簡易な手段によって保証される。さらに、少なくとも端部区域１４で変わらずに保たれる内径ないしは一定の内径を有する、ハウジング４の簡素なジオメトリーが得られる。したがって、ハウジング４が深絞り部品として構成される場合、深絞り工具が少数の絞り段階を有するだけでよく、それによって簡易な製造が実現される。

【0023】

さらに、このとき保持区域１３の全体として大きい軸方向長さによって、軸受シールド９とハウジング４の間で広い径方向の封止面が生じることが実現される。

【符号の説明】

【0024】

１ 駆動デバイス
２ アクチュエータ
３ 電気機械
４ ハウジング
６ ステータ
７ ロータ
８ 駆動シャフト
９ 軸受シールド
１０ 軸受区域
１３ 保持区域
１４ 端部区域
１５ 取付フランジ
２０ 端面
２１ 端面
２２ シリコンシール部材
２３ 第１の部分区域
２４ 第２の部分区域
２５ 底面区域

【図1】

【図2】