JP2008151339A

JP2008151339A - 調節システムのギアユニットおよびハウジング

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Publication number: JP2008151339A
Application number: JP2007323037A
Authority: JP
Inventors: Helmut Sesselmann; ヘルムート・ゼッセルマン
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2008-07-03
Also published as: DE202006019194U1

Abstract

【課題】駆動軸の軸受要素を、可能な限り遊びなく位置決めすることができる、調節システムのギアユニットおよび該ギアユニットのハウジングを提供する。
【解決手段】本発明は、カバー体（１０）を備えるギアハウジング（８）と、前記ギアハウジング（８）内に設けられている駆動軸（４）と、前記ギアハウジング（８）内における前記駆動軸（４）の軸方向支持のための少なくとも１つの軸受要素（９）とを備えた調節システムのギアユニット（１）に関する。本発明によると、前記カバー体（１０）は、前記ギアハウジング（８）内部に突出している少なくとも1つの連結要素（１１）を有し、前記連結要素（１１）は、前記カバー体（１０）が前記ギアハウジング（８）に装着されたとき、前記軸受要素（９）と係合して前記軸受要素（９）を軸方向に位置決めする。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の調節システムのギアユニットおよびこのようなギアユニットのハウジングに関する。

この種のギアユニットは、駆動ウォームの軸受カラーが両側面において軸方向に支持された、遊びの少ないウォームギアを記載した特許文献１によって公知である。この場合、軸受カラーの両側面のうちの一方に、軸受シェルの一部として弾性的に変形するストッパ面が形成されている。

自動車の調節駆動に用いられるウォームギアは、ギアハウジングに支持された２個の球状の軸受キャップに駆動ウォームのウォーム軸を径方向に取り付けた特許文献２によって公知である。球状の軸受キャップは、ハウジングカバーによって、ギアハウジングの対応する収納開口内に押し込まれている。

独国特許出願公開第ＤＥ４２１６３３２Ａ１号明細書独国特許出願公開第ＤＥ３８１５３５６Ａ１号明細書

本発明は、駆動軸の軸受要素を、可能な限り遊びなく位置決めすることができる、調節システムのギアユニットを提供することを目的とする。本発明は、さらに、このようなギアユニットのハウジングを提供する。

この目的は、本発明によれば、請求項１の構成を備えるギアユニットおよび請求項１３の構成を備えるギアユニット用ハウジングによって達成される。本発明の好ましい改良は、従属請求項に示されている。

それによれば、本発明は、連結要素を用いて軸受要素を軸方向に位置決めするという思想に基づいたものであり、この連結要素は、ギアハウジングのカバー体に設けられてギアハウジングの内側空間に突出し、カバー体が装着されると軸受要素に係合し、その結果として、軸受要素を軸方向に位置決めする。この場合、軸受要素は、好ましくは、連結要素によって軸方向に弾性的に支持されるので、基本的に軸方向の遊びがなく、つまりガタつきなく取り付けられる。

軸受要素を軸方向に遊びなく位置決めすることにより、駆動軸または駆動軸に接続された力伝達構造、例えば駆動ウォームも、軸方向に遊びなく位置決めされる。その場合、軸受要素には、例えば、このような力伝達構造のための軸方向を向いた滑り面が形成されている。軸方向に弾性的に支持された軸受要素は、正確に位置決めされているので、基本的に遊びのない、駆動軸のアキシアル軸受となる。軸方向に発生するいかなる反力も、連結要素を介してギアハウジングによって吸収され、ギアハウジング内に分散する。

本発明のさらなる利点は、ギアユニット部品が比較的大きい公差を有して設計されてもよいことである。上記比較的大きい公差は、軸受要素の弾性的な支持によって補償することができる。軸受要素の弾性的な抱え込みは、ギアユニットの金属製部品とプラスチック製部品との間に生じる熱応力も補償することができる。

本発明の改良の１つにおいては、連結要素が、カバー体から突出した、好ましくは弾性を有する弾性構造である少なくとも２つの位置決めフィンガを有する。これら２つの位置決めフィンガは、例えば、軸受要素の対向する面上に位置し、各位置決めフィンガは、軸受要素のその各面に連結するよう係合している。この係合は、軸受要素の側縁ないし端縁上、もしくはこの目的のために設けられた、例えば、軸受要素上の溝または切欠部のような凹部でなされてもよい。

さらなる改良においては、位置決めフィンガが、カバー体からの距離が増加するにつれて細くなるテーパ状である。具体的には、各位置決めフィンガが、軸受要素の凹部に圧接する保持面を有し、当該保持面の幅は、カバー体からの距離が増加するにつれて減少している。これにより、軸受要素を、位置決めフィンガで軸方向に遊びなく固定することが可能になる。なぜなら、位置決めフィンガがテーパ状であることにより、位置決めフィンガと軸受要素の対応する凹部との間の遊びが、位置決めフィンガの進入深さが増加するにつれて減少するからである。

一形態において軸受要素は、軸受要素のギアハウジング内での捩れを防止する手段を有する。前記捩れを防止する手段は、例えば、軸受要素に形成された軸方向溝を備える。

ギアユニット製造方法は、ギアハウジング内部に突出している連結要素を備えたカバー体を有するギアハウジングを用意する工程と、駆動軸を用意する工程と、駆動軸の軸方向支持をするための少なくとも１つの軸受要素を用意する工程と、ギアハウジング内に駆動軸を、カバー体がギアハウジングに固定される前に設置する工程と、ギアハウジングにカバー体を固定するとともに連結要素を軸受要素と係合させ、そのプロセスにおいて、軸受要素を軸方向に位置決めするギアハウジングへのカバー体固定工程とを備える。カバー体がギアハウジングに固定されるとき、軸受要素は連結要素によって支持され、好ましくは軸方向に支持される。

以下で、本発明を、好ましい実施形態を使用して、図面を参照しながら詳しく説明する。

図３は、自動車の調節システム用ギアユニットを示している。ギアユニット１は、クラッチ装置３を介して駆動軸４に接続されるモータ軸２１を備えた駆動モータ２を有する。クラッチ装置３は、一例として、爪形のクラッチとして図示されている。しかし、別の形態であってもよい。モータ軸２１がギアユニット１の駆動軸４を直接形成するように、モータ軸２１を延ばすことも可能である。

駆動軸４には、駆動ウォーム４１が設けられている。駆動軸４および駆動ウォーム４１は、単一部品として形成されてもよい。複数部品の構造も同様に可能であり、例えば、駆動ウォーム４１が駆動軸４に焼嵌めされる。駆動ウォーム４１は、出力軸６に接続されているウォームギア５、またはそのような軸を有するウォームギア５に係合している。出力軸６は、出力要素（図示せず）、例えばピニオンまたはケーブルドラムに接続されている。駆動ウォーム４１およびウォームギア５は、ウォームギア機構を形成している。

さらに、電子ユニット７が、駆動モータ２の側方に設置されている。電子ユニット７は、具体的には、駆動モータ２の制御システムおよび駆動モータ２の電源を提供している。図示の典型的な実施形態では、駆動モータ２、クラッチ装置３、駆動ウォーム４１を備える駆動軸４、ウォームギア５および電子ユニット７が、共通のギアハウジング８内に設置されている。電子ユニット７および／または駆動モータ２を別個に収納し、ハウジング８によって囲まれないようにすることも同様に可能である。

駆動ウォーム４１のアキシアル軸受および／またはラジアル軸受のための軸受要素は、図３には示されていない。図１および図２は、本発明による改良の典型的な実施形態を示し、少なくとも1つの軸受要素の位置決めを示している。

図１は、ギアユニット１を示す。ギアユニット１は、駆動ウォームおよびウォームギアを収納するギアハウジング８を有し、また、ギアハウジング８のカバー体１０、ならびにギアハウジング８内に設けられた駆動軸４および駆動ウォーム４１を支持する軸受要素９も有する。図１をより分かり易くするために、駆動軸、駆動ウォームおよびウォームギアは、図１に示されていない。これらは、例えば、図３に示された形態に従って設計されている。一改良形態では、ギアユニット１は、図３に示されているように、駆動モータおよび／または電子ユニットを同様に備えてもよい。

ギアハウジング８内では、軸受要素９が、ギアハウジング８の切り欠き８１の領域内に配置されている。切り欠き８１内に、図２に詳細に示すように、カバー体１０の内側面上に形成されてギアハウジング８の方向に突出した2つの位置決めフィンガ１１１、１１２が進入する。軸受要素９に加えて、図１のギアハウジング８の軸受収容部８２内にさらなる軸受要素、例えば球状キャップ（図示せず）を設けることもできる。

図２にも示されているように、軸受要素９は、ギアユニットの駆動軸を取付けるための中心孔９１を有し、凹部として、上部の第１円周方向溝９２が円周方向に形成され、下部の第２円周方向溝９３が円周方向に形成されている。第１円周方向溝９２および第２円周方向溝９３は、軸受要素９上で互いに径方向の反対側の位置に形成されている。図１および図２に示された典型的な実施形態においては、軸受要素９が、円筒または円錐台の形状をしたブッシングとして形成されている。しかしながら、軸受要素９は、異なる形状であってもよく、例えば、中心孔９１の軸方向に沿った中心線を持つ球状またはほぼ球状の外周面を有する球状キャップの形態であってもよい。

軸受要素９は、ギアハウジング８内に向いた端面上に、ギアハウジング８内に設けられた駆動ウォームと接触する軸方向滑り面９５が形成されている。軸受要素９は、駆動ウォームに対するラジアル軸受およびアキシアル軸受を構成する。これにより、軸受要素９は、駆動モータ（図示せず）を軸方向の反力から保護する。具体的には、発生した軸方向の力は、軸受要素９によって、第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２を介してギアハウジング８内に拡散され、ギアハウジング８に吸収される。駆動モータを軸方向の力から保護することによって、大きな軸方向支持力を持つように設計する必要のない、優れた費用対効果を有するモータの使用が可能になる。

カバー体１０は、内側面上に連結要素１１を有し、この連結要素１１は、図示の典型的な実施形態において、２つの位置決めフィンガ１１１および１１２を備える。第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２は、軸受カバー１０と一体的に形成され、軸受カバー１０と一体化している。第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２は、軸受カバー１０の内側面からほぼ垂直方向に突出している。第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２は、細長い弾性構造であるのが好ましく、これにより、基本的に遊びなく軸受要素９を保持および位置決めすることができる。

弾性を持つ第１の位置決めフィンガ１１１および弾性の第２の位置決めフィンガ１１２を用いて軸受要素９を遊びなく正確に位置決めするために、さらなる対策が可能である。例えば、図示された一変形の実施形態において第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２は、軸受カバー１０からの距離が増加するにつれて、テーパ状に次第に細くなっている細長い形状である。これにより、第１の位置決めフィンガ１１１の保持面１１１ａおよび第２の位置決めフィンガ１１２の保持面１１２ａが同様に軸受カバー１０からの距離が増加するにつれて次第に細くなっている、すなわち、保持面１１１ａ、１１２ａの軸受要素９の軸方向に沿った幅が減少している。前記保持面１１１ａおよび１１２ａは、軸受要素９の第１円周方向溝９２および第２円周方向溝９３の底面および両側面に圧接している。第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２が細長いテーパ状であることによって、第１の位置決めフィンガ１１１の保持面１１１ａおよび第２の位置決めフィンガ１１２の保持面１１２ａは、第１円周方向溝９２および第２円周方向溝９３にある程度押し込まれると、前記第１円周方向溝９２の軸方向からみて横方向に延びる側縁ないし側面および前記第２円周方向溝９３の軸方向からみて横方向に延びる側縁ないし側面と係合し、その結果、軸受要素９は、軸方向に遊びなく第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２に固定されるとともに、軸受カバー１０からの距離が定まる。

別の実施形態においては、軸受要素９と、第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２とが、互いに掛け止め状に係合するように設計されている。例えば、第１の位置決めフィンガ１１１の保持面１１１ａ、第２の位置決めフィンガ１１２の保持面１１２ａ、第１円周方向溝９２および第２円周方向溝９３が、円周方向の少なくとも部分領域において円形であるか、またはこれら保持面１１１ａ、１１２ａおよび円周方向溝９２，９３に、他の掛け止め構造が設けられている。

一変形の実施形態においてギアユニット１の組付けは、以下のようにして行われる。はじめに、前述した軸受要素９と、さらなる軸受要素、例えば球状の軸受キャップ（図示せず）とが、駆動ウォーム（図３の駆動ウォーム４１に相当する）の軸方向に離間した両側に配置され、このプロセスにおいて、対応する駆動軸４上に配置される。この駆動軸４は、軸受要素９の中心孔９１および前記さらなる軸受要素の中心孔に案内され、その結果として、駆動軸４および駆動ウォーム４１の径方向位置決めがなされる。

さらなる軸受要素は、ギアハウジング８の収容部８２内に設けられ、駆動軸および駆動ウォームに対するアキシアル軸受を行う。本発明による軸受要素９は、ギアハウジング８内の切り欠き８１の領域内に位置決めされる。

軸受要素９がギアハウジング８に導入されると、軸受要素９の軸方向溝９４が、ギアハウジング８上に形成された対応する突部（図示せず）と係合し、その結果として、軸受要素９が、ギアハウジング８内において、所望の向きに、かつ捩れないように、つまり回転方向に位置決めされた状態で予備配置される。

次に、第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２を有するカバー体１０がギアハウジング８に装着される。このプロセスにおいて初めて、第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２と、軸受要素９の第１円周方向溝９２および第２円周方向溝９３とが係合する。第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２はカバー体１０に形成されており、カバー体１０の装着により、軸受要素９を軸方向に弾性的に支持し、かつ軸受要素９の軸方向滑り面９５をこれに隣接する駆動ウォームの径方向に延びた滑り面に押し付けるようにして、軸受要素９を軸方向に位置決めする。この場合、はじめに、第１の位置決めフィンガ１１１のテーパ状の先端部および第２の位置決めフィンガ１１２のテーパ状の先端部が、第１円周方向溝９２および第２円周方向溝９３と係合する。カバー体１０が装着されるにつれて、第１の位置決めフィンガ１１１と第１円周方向溝９２、ならびに第２の位置決めフィンガ１１２と第２円周方向溝９３とが徐々に深く係合して、第１の位置決めフィンガ１１１と第１円周方向溝９２との間の遊び、ならびに第２の位置決めフィンガ１１２と第２円周方向溝９３との間の遊びが小さくなり、軸受要素９は、軸方向に移動して軸方向に支持される。カバー体１０が完全に装着された後には、軸受要素９が、第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２によって遊びなく固定されており、同時に軸方向に支持されている。さらに、軸受要素９は、第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２による軸方向の支持によって、遊びなく駆動ウォームに当接する。

軸受要素９が軸方向に弾性的に支持されているので、駆動ウォームおよびギアハウジング８は、例えば、比較的大きい公差を有して設計されてもよく、これにより、より優れた費用対効果を有する部品を使用することが可能になる。これら部品の公差は、第１の位置決めフィンガ１１１および第２の位置決めフィンガ１１２による軸受要素９の弾性的な支持によって補償される。金属製部品とプラスチック製部品との間に生じる熱応力も、このようにして補償することができる。駆動軸もしくは駆動軸および駆動ウォームを金属で形成し、軸受要素９およびギアハウジング８をプラスチックで形成することも可能になる。

さらなる典型的な実施形態において2つの位置決めフィンガは、軸方向に離間しており、軸方向に離間した軸受要素上の切欠部に係合する、または軸受要素の端面部に係合する。さらなる改良をすることにより、さらなる軸受要素および／または追加の軸受要素を備える場合にも、上記したように位置決めすることができる。

ギアハウジング、軸受要素、およびギアハウジング内に突出した２つの位置決めフィンガの形態をとった連結要素を有するカバー体を備えたギアユニットを示す斜視図である。図１に示されたカバー体、位置決めフィンガおよび軸受要素を示す拡大斜視図である。自動車の調節システム用ギアユニットを、個々の部品と共に示した斜視図である。

符号の説明

１ギアユニット
２駆動モータ
２１駆動モータのモータ軸
３クラッチ装置
４駆動軸
４１駆動ウォーム
５ウォームギア
６ウォームギアに一体化した出力軸
７電子ユニット
８ギアハウジング
８１連結要素が入るための切り欠き
８２さらなる軸受要素のための収容部
９軸受要素
９１軸受要素の中心孔
９２第１円周方向溝
９３第２円周方向溝
９４予備配置のための軸方向溝
９５軸方向滑り面
１０カバー体／軸受カバー
１１連結要素
１１１連結要素の第１の位置決めフィンガ
１１１ａテーパ状の保持面
１１２連結要素の第２の位置決めフィンガ
１１２ａテーパ状の保持面

Claims

カバー体（１０）を備えるギアハウジング（８）と、
前記ギアハウジング（８）内に設けられている駆動軸（４）と、
前記ギアハウジング（８）内における前記駆動軸（４）の軸方向支持のための少なくとも１つの軸受要素（９）とを備えた調節システムのギアユニット（１）において、
前記カバー体（１０）が、前記ギアハウジング（８）内部に突出している少なくとも１つの連結要素（１１）を有し、前記連結要素（１１）が、前記カバー体（１０）を前記ギアハウジング（８）に装着したとき、前記軸受要素（９）と係合して前記軸受要素（９）を軸方向に位置決めすることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項１において、前記連結要素（１１）が、前記軸受要素（９）を軸方向に弾性的に支持するように、前記軸受要素（９）と係合することを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項１または２において、前記連結要素（１１）が、前記カバー体（１０）から突出している少なくとも２つの位置決めフィンガ（１１１、１１２）を有することを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項３において、前記位置決めフィンガ（１１１、１１２）が弾性構造であることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項３または４において、前記軸受要素（９）の対向する両側部上に位置する前記2つの位置決めフィンガ（１１１、１１２）のそれぞれが、前記軸受要素（９）の各側部と連結するよう係合していることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項３から５のいずれか一項において、前記位置決めフィンガ（１１１、１１２）が、前記カバー体（１０）からの距離が増加するにつれて細くなるテーパ状であることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項６において、前記各位置決めフィンガ（１１１、１１２）が、前記軸受要素（９）の凹部（９２、９３）に圧接する保持面（１１１ａ、１１２ａ）を有し、前記保持面（１１１ａ、１１２ａ）の幅が、前記カバー体（１０）からの距離が増加するにつれて減少していることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項１から７のいずれか一項において、前記軸受要素（９）が、前記連結要素（１１）に係合している少なくとも1つの凹部（９２、９３）を有することを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項８において、前記連結要素（１１）が、前記カバー体（１０）から突出している少なくとも２つの位置決めフィンガ（１１１、１１２）を有し、前記軸受要素（９）が、互いに径方向の反対側に位置し円周方向に延びる２つの円周方向溝（９２、９３）を前記凹部として備え、位置決めフィンガ（１１１、１１２）のそれぞれが、対応する円周方向溝に係合することを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項１から９のいずれか一項において、前記軸受要素（９）が、当該軸受要素（９）の前記ギアハウジング（８）内での捩れを防止する手段（９４）を有することを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項１０において、前記捩れを防止する手段（９４）が、前記軸受要素（９）に形成された軸方向溝を備えることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
請求項１から１１のいずれか一項において、前記軸受要素（９）が、ブッシングまたは球状キャップとして形成されていることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）。
カバー体（１０）を有し、駆動軸（４）と、前記駆動軸（４）の軸方向支持のための軸受要素（９）とを収納する、調節システムのギアユニット（１）用ハウジングにおいて、
前記カバー体（１０）が、連結要素（１１）を有し、前記カバー体（１０）が装着されたとき、前記連結要素（１１）が、前記軸受要素（９）と係合して前記軸受要素（９）を軸方向に位置決めすることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）用ハウジング。
請求項１３において、前記連結要素（１１）が、前記軸受要素（９）と係合して前記軸受要素（９）を軸方向に弾性的に支持することを特徴とする調節システムのギアユニット（１）用ハウジング。
請求項１３または１４において、前記連結要素（１１）が、前記カバー体（１０）から突出している少なくとも2つの位置決めフィンガ（１１１、１１２）を有することを特徴とする調節システムのギアユニット（１）用ハウジング。
請求項１５において、前記位置決めフィンガ（１１１、１１２）が弾性構造であることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）用ハウジング。
請求項１５または１６において、前記位置決めフィンガ（１１１、１１２）が、前記カバー体（１０）からの距離が増加するにつれて細くなるテーパ状であることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）用ハウジング。
請求項１７において、前記各位置決めフィンガ（１１１、１１２）が、前記軸受要素（９）の凹部（９２、９３）に圧接する保持面（１１１ａ、１１２ａ）を有し、前記保持面（１１１ａ、１１２ａ）の幅が、前記カバー体（１０）からの距離が増加するにつれて減少していることを特徴とする調節システムのギアユニット（１）用ハウジング。