专利名称：用于汽车中的玻璃刮水装置的动力驱动单元的制作方法
用于汽车中的玻璃刮水装置的动力驱动单元
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于汽车中的玻 璃刮水装置的动力驱动单元。
背景技术：
在DE102004005067A1中描述了 一种用于汽车的玻璃刮水装置，它 由电动机驱动，电动机支承在具有一个传动单元的公共的外壳中，通过 该传动单元将电动机的电枢运动传递给用于操纵刮水臂的输出轴。
由于窄小的位置空间情况尤其是在后窗玻璃刮水装置情况下，人们 试图设计小尺寸的驱动单元，为此应该使用具有小的直径和小的长度的 车尾刮水器电机。此外刮水器电机必须满足抗冲击强度方面的最低要求 并且保证不受外部机械负荷的损伤。
通常使用永久激励的直流电机作为刮水器电机，该电机包括在极壳 的外壳内壁上的两个永久磁体和一个在极壳中可转动地支承的电枢，电 枢具有可以电加载的线圏绕组。这种永久激励的直流电才几例如在 DE102004008936A1中描述。电枢包括一个接地环，它防转动地与电冲区 轴连接并且在它上面一体地构造有径向延伸的齿颈，围绕该齿颈巻绕各 一个环形线圈。在施加上直流电流情况下在线圏中产生一个^兹场，该万兹 场与设置在外壳内壁上的永久磁体的；兹场交替作用。在极壳的内侧上的 两个永久磁体通常以铁氧体磁体的形式实施，其具有相对较大的位置要 求。
本发明的公开
从现有技术出发，本发明的任务是通过简单的措施给出 一种用于汽 车中的玻璃刮水装置的小结构的和耐抗的动力驱动单元。
按照本发明该任务通过权利要求1的特征解决。从属权利要求给出 有利的扩展方案。
按照本发明的用于汽车中的玻璃刮水装置的动力驱动单元具有一 个永久激励的直流电机，它包括在极壳中可转动地支承的具有至少 一个 可以电加载的线圏绕组的电枢以及极壳壳壁上的永久磁体。此外设有一
3个传动单元，通过该传动单元将直流电机的电枢与输出轴耦联，该输出 轴以转动或摆动运动操纵玻璃刮水器装置的刮水臂。电枢通常构造成内 转子和安置在极壳中，其中原则上也可以考虑外转子的结构。
此外设置，直流电机具有至少四个在壳壁上的永久磁体和与此相应 地至少四极地构造。与只具有两个在外壳内壁上的永久磁体的现有4支术 中不同，这种构造具有各种优点。如一方面可以实现小的结构构造，因 为由于通过四个永久》兹体实现的更好的^兹通分布，可以减小才及壳的壁 厚。由此减小了极壳的外径。此外在相同的电功率下可以在直流电枳W吏 用在轴向上更短的构件，尤其是更短构造的电枢和磁体和相应更短的极 壳，从而在轴向上也减小了要求的结构空间。极壳的减小的壁厚和较短 构造的电枢以及相应缩短的磁体在保持相同的电机功率下还使得重量 降低。
有两个优点在于提高了抗冲击能力，因为由于较短构造的电枢使质 量重心被朝着直流电机上的固定装置的方向上移动。结合减低的重量或 质量惯性，这使得直流电机在动力驱动单元可能经受的振荡式或脉冲式 激励的情况下对在汽车中的固定位置的机械反作用较小。
与两极技术相比，采用四极技术产生的磁损失较小，因为在磁回^各 中的磁通路程缩短和磁通相应得到更好的利用。必要时也设置多于四个 的极，例如六个或八个极，如果电机中的几何尺寸对此允许的话。
按照一个优选的扩展方案，磁材料采用一种稀土化合物，优选钕-
铁-硼(NdFeB)。此时涉及一种永久磁铁材料，由该材料可以在小的磁体 体积下产生强磁场。使用这种磁材料由于较高的能量密度而允许采用较 短的和薄壁的磁体，这种磁通具有相应较小的自重。此外可以进一步减 小结构空间。
可以有利的是，尤其是在使用钕-铁-硼作为磁材料的情况下，在永 久磁体上覆盖保护层，以便预防与氧气接触时发生蜕变。为了产生保护 层，例如可以将永久磁体插入一个环中，尤其是由塑料制成的环，其中 永久磁体被环的材料完全覆盖。使用这种环此外还具有优点，即永久磁 体可以作为预制的单元与环 一 起安装到直流电机中。
只要永久磁体不是被环的材料完全包封或在没有这种环下被直接 地固定在极壳的壳壁上，那么在使用钕-铁-硼永久磁体的情况下在磁体 上采用单独的保护层可以是有利的，该保护层例如由镍制成。按照本发明的另 一个方面，设置一种在汽车中的玻璃刮水装置中的 动力驱动单元，它具有一个永久激励的直流电机，该电机包才舌可转动:l也 支承在极壳中的、具有至少 一个可以电加载的线圈绕组的电片区和至少两 个在极壳壳壁上的永久磁体，电枢通过传动单元与操纵刮水臂的输出轴 耦联。与电枢相互作用的、至少两个在壳壁上的永久磁体釆用钕-铁-硼
(NdFeB)作为磁材料。
其它的优点和有利的实施方案由其它的权利要求
和附图 中给出。附图中所示
图1是具有在汽车中的动力驱动单元的后窗玻璃刮水装置的一个桶L
图，
图2是通过驱动单元的永久激励的直流电机的一个截面图，驱动单 元具有总共四个布置在极壳内壁上的永久磁体， 图3是在电枢和极壳之间的磁场线的示意图。
图1中示出了用于汽车的后窗玻璃刮水装置1,它包括用于操纵刮 水臂3的驱动单元2。驱动单元2配有永久激励的直流电机4，它的电 枢5经传动单元6驱动一个输出轴7，刮水臂3固定在该输出轴上。在 操纵直流电机4时输出轴7和由此也包括刮水臂被置于转动或摆动运动 中。
直流电机4安置在电机壳或极壳9中，该极壳与一个外壳10 —体 地构造，该外壳容纳传动单元6以及输出轴7。壳9和10通过固定装置 8固定在汽车的一个车身构件上。
如图2的截面视图中可以看见的，安置在极壳9中的电枢5包括电 枢轴15，在该电枢轴上固定支承环11,该支承环由多个在圆周上均匀 分布的，沿径向凸出的电枢齿12整体地构造。围绕径向分布的电枢齿 12上各巻绕一个线圏绕组。在径向外侧上每个电枢齿12配有磁通引导 元件13,其形成每个电枢齿12的端面。通过磁通引导元件13实现对^兹 通的引导的改善。
在外壳内壁上总共布置有四个在圆周上均匀分布的永久磁体14,它 们各相互间位于间隙上。与此相应i也，直流电才几4构造成四才及式电才几。 永久磁体14在实施例中直接地保持在极壳9的内壁上，例如粘接在内 壁上，但是它们也可以按照一个替代方案插入一个环中，该环例如由塑 料制成。
5永久磁体14由一种稀土化合物构成和具有高的能量密度。优选使 用钕-铁-硼(NdFeB)作为磁材料。由于与铁氧体磁体相比较，采用钕-铁-硼-永久磁体(或稀土磁体)可以产生更强的磁场，因此在相同的直流电机 的电功率下可以采用较小结构的永久磁体14。这使得可以设置较薄的永 久磁体，其此外还可以布置在具有较小直径的极壳中，由此在周向上看 也可以减小永久》兹体的长度。
永久磁体的材料既可以是各向同性的也可以是各向异性的。 由图3的示意图可以看见磁通的变化，其在电枢齿12或线圈绕组 之间围绕电枢齿12和极壳9的内壁上的永久磁体形成。由于在总共四 个永久磁体的情况下，与只有两个永久磁体的实施例相比，极间隙是减 小的，相应地在周向上》兹通16中也存在只是较小的间隙，/人而磁损失 也较小和同时可实现的功率得到提高。
权利要求
1.在汽车中的玻璃刮水装置(1)中的动力驱动单元，包括一个永久激励的直流电机(4)，该电机包括可转动地支承在极壳(9)中的具有至少一个可以电加载的线圈绕组的电枢(5)和在极壳(9)壳壁上的永久磁体(14)，其中电枢(5)通过传动单元(6)与一个输出轴(7)耦联，该输出轴操纵一个刮水臂(3)，其特征在于，直流电机(4)具有至少四个在壳壁上的永久磁体(14)，它们与电枢(5)相互作用。
2. 按照权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，作为磁材料使用 稀土化合物，优选为钕-铁-硼(NdFeB)。
3. 按照权利要求1或2所述的驱动单元，其特征在于，磁材料是各 向同性的。
4. 按照权利要求1或2所述的驱动单元，其特征在于，磁材料是各 向异性的。
5. 按照权利要求1至4中之一所述的驱动单元，其特征在于，永久 磁体(14)插入一个环中，尤其是一个塑料环中，该环可以插入到极壳(9) 中。
6. 按照权利要求5所述的驱动单元，其特征在于，永久磁体(14)完 全地包封在该环中。
7. 按照权利要求1至4中之一所述的驱动单元，其特征在于，永久 磁体(14)构造成单磁体和直接地保持在极壳(9)的内壁上。
8. 按照权利要求1至7中之一所述的驱动单元，其特征在于，永久 磁体(14)覆盖有保护层，例如镍。
9. 按照权利要求1至8中之一所述的驱动单元，其特征在于，永久 磁体(14)是薄壁构造的。
10. 尤其是按照权利要求1至9中之一所述的在汽车中的玻璃刮水 装置(l)中的动力驱动单元，包括一个永久激励的直流电机(4),该电机包 括可转动地支承在极壳(9)中的具有至少一个可以电加载的线圈绕组的 电枢(5)和在极壳(9)壳壁上的永久磁体(14),其中电枢(》通过传动单元(6) 与一个输出轴(7)耦联，该输出轴操纵一个刮水臂(3),其特征在于，直流 电机(4)具有至少两个在壳壁上的永久磁体(14),它们与电枢(5)相互作 用，其中作为磁材料使用稀土化合物，尤其是钕-铁-硼(NdFeB)。
全文摘要
一种在汽车中的玻璃刮水装置(1)中的动力驱动单元包括一个永久激励的直流电机(4)，该电机包括可转动地支承在极壳(9)中的具有至少一个可以电加载的线圈绕组的电枢(5)和在极壳(9)壳壁上的永久磁体(14)。电枢(5)通过传动单元(6)与一个输出轴(7)耦联，该输出轴操纵一个刮水臂(3)。直流电机(4)具有至少四个在壳壁上的永久磁体(14)，它们与电枢(5)相互作用。
文档编号B60S1/08GK101578207SQ200780048459
公开日2009年11月11日 申请日期2007年12月4日 优先权日2006年12月29日
发明者D·劳克, M·休斯格斯, P·古贝尔 申请人:罗伯特·博世有限公司