JP2009243476A - Bearing structure of gear shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯車軸の軸受構造に関し、特に、ワイパモータ等に設けられる減速歯車機構の歯車軸の軸受構造に関する。 The present invention relates to a gear shaft bearing structure, and more particularly to a gear shaft bearing structure of a reduction gear mechanism provided in a wiper motor or the like.
ワイパモータ等に設けられる減速歯車機構の歯車軸の軸受構造として、プレーンメタルと云われる円筒状の軸受部材を用いた滑り軸受によるものがある(例えば、特許文献1)。
ワイパモータに付随する減速歯車機構のように、ウォーム歯車を含み、出力歯車軸の軸線がワイパモータの中心軸線に直交するワイパモータの径方向に延在しているようなもの場合、出力歯車軸の先端に取り付けられるワイパアームがワイパモータのアウタハウジング(ヨーク)と干渉しないよう、出力歯車軸の先端はヨーク外径より径方向外方に突出し、出力歯車軸の軸長はヨーク半径に応じた長いものになる。 Like a reduction gear mechanism associated with a wiper motor, if it includes a worm gear and the axis of the output gear shaft extends in the radial direction of the wiper motor perpendicular to the central axis of the wiper motor, the tip of the output gear shaft The tip of the output gear shaft protrudes radially outward from the outer diameter of the yoke so that the attached wiper arm does not interfere with the outer housing (yoke) of the wiper motor, and the axial length of the output gear shaft becomes longer according to the yoke radius.
従来、そのような歯車軸の軸滑り軸受は、ワイパモータの出力トルク、ワイパシステムの駆動負荷の大小に拘わらず、歯車軸の軸長の略全長に及ぶに長尺のプレーンメタルを用いた同一仕様になっている。 Conventionally, such a shaft slide bearing of a gear shaft has the same specification using a long plain metal covering almost the entire length of the shaft length of the gear shaft regardless of the output torque of the wiper motor and the driving load of the wiper system. It has become.
しかし、プレーンメタルは、多くの場合、バビットメタル(ホワイトメタル)等、レアメタルを含む高価な金属材料を用いたものであり、AV・AE(Value Analysis・Value Engineering)、省資源化の観点から、出力トルク、負荷に対して必要最小限のものに設定すべきである。 However, in many cases, the plain metal is an expensive metal material including rare metal such as a baby metal (white metal). From the viewpoint of AV / AE (Value Analysis / Value Engineering) and resource saving, It should be set to the minimum necessary for the output torque and load.
本発明が解決しようとする課題は、歯車軸の軸受構造において、歯車軸の軸長に拘わらず、ハウジング側(軸支持部材)の軸受構造を変更することなく、部品点数を増やすことなく、軸受部材(プレーンメタル)を、出力トルク、負荷に対して必要最小限のものに設定し、その上で、過負荷時にも対応できるようにすることである。 The problem to be solved by the present invention is that the bearing structure of the gear shaft can be used without changing the bearing structure on the housing side (shaft support member), without increasing the number of parts, regardless of the shaft length of the gear shaft. The member (plain metal) is set to the minimum necessary for the output torque and load, and on top of that, it can cope with overload.
本発明による歯車軸の軸受構造は、軸支持部材に形成された軸受孔内に円筒状の軸受部材が配置され、歯車のハブ部に固定された歯車軸が前記軸受部材に嵌合し、当該ハブ部より前記軸受部材の配置側に延出した円筒状の延出スリーブ部が一体形成され、当該延出スリーブ部は前記軸受孔内に挿入されている。 In the bearing structure of the gear shaft according to the present invention, a cylindrical bearing member is disposed in a bearing hole formed in the shaft support member, and a gear shaft fixed to a hub portion of the gear is fitted to the bearing member. A cylindrical extending sleeve portion extending from the hub portion toward the bearing member is integrally formed, and the extending sleeve portion is inserted into the bearing hole.
本発明による歯車軸の軸受構造は、好ましくは、前記延出スリーブ部は、前記軸受部材と軸線方向に隣接し、前記軸受孔と遊嵌合している。 In the bearing structure of the gear shaft according to the present invention, preferably, the extending sleeve portion is adjacent to the bearing member in the axial direction and is loosely fitted to the bearing hole.
本発明による歯車軸の軸受構造は、好ましくは、前記延出スリーブ部と前記軸受孔との遊嵌合は、前記歯車軸の曲げ変形によって前記延出スリーブ部が前記軸受孔の内周面に接触し当該延出スリーブ部が補助的に軸受荷重を受け持つよう、間隙設定されている。 In the bearing structure of the gear shaft according to the present invention, preferably, the loose engagement between the extension sleeve portion and the bearing hole is caused by bending deformation of the gear shaft so that the extension sleeve portion is brought into contact with the inner peripheral surface of the bearing hole. The clearance is set so that the extended sleeve portion comes into contact with the bearing load in an auxiliary manner.
本発明による歯車軸の軸受構造は、一つの好ましい適用例として、前記歯車軸は、ワイパモータに付随する減速歯車機構の出力歯車軸である。 As a preferred application example, the gear shaft bearing structure according to the present invention is an output gear shaft of a reduction gear mechanism associated with a wiper motor.
本発明による歯車軸の軸受構造によれば、ハブ部に当該ハブ部より軸受部材の配置側に円筒状の延出スリーブ部が延出し、当該延出スリーブ部が軸受部材配置の軸受孔内に挿入されているので、延出スリーブ部の延出軸長分、軸受部材の軸長を短くできる。 According to the gear shaft bearing structure of the present invention, the cylindrical extension sleeve portion extends from the hub portion to the bearing member arrangement side, and the extension sleeve portion extends into the bearing hole of the bearing member arrangement. Since it is inserted, the axial length of the bearing member can be shortened by the extended shaft length of the extended sleeve portion.
つまり、この軸受構造では、滑り軸受が軸受部材(プレーンメタル)と延出スリーブ部とで構成され、軸受部材を、出力トルク、負荷に対して必要最小限のものに設定し、その上で、過負荷時等には、軸受部材に加えて延出スリーブ部によって荷重を受け持つことができる。 That is, in this bearing structure, the sliding bearing is composed of a bearing member (plain metal) and an extending sleeve portion, and the bearing member is set to the minimum necessary for the output torque and load. In the case of overload, the load can be handled by the extending sleeve portion in addition to the bearing member.
延出スリーブ部は、歯車のハブ部に一体形成されたものであるので、延出スリーブ部を設けることが、部品点数の増加にならない。 Since the extended sleeve portion is integrally formed with the hub portion of the gear, providing the extended sleeve portion does not increase the number of parts.
このように、本発明による歯車軸の軸受構造は、AV・AE対策を図ることができる。 Thus, the gear shaft bearing structure according to the present invention can take measures against AV and AE.
以下に、本発明による歯車軸の軸受構造を、ワイパモータに付随する減速歯車機構の出力歯車軸の軸受構造に適用した一つの実施形態を、図1、図2を参照して説明する。 An embodiment in which the gear shaft bearing structure according to the present invention is applied to the output gear shaft bearing structure of a reduction gear mechanism associated with a wiper motor will be described below with reference to FIGS.
図1はワイパ駆動機構の全体構成を示している。ワイパ駆動機構は、ワイパモータ10と、ワイパモータ10に付随する減速歯車機構30とにより構成されている。
FIG. 1 shows the overall configuration of the wiper drive mechanism. The wiper drive mechanism includes a
ワイパモータ10は、直流電動機により構成され、ヨーク部材11と当該ヨーク部材11に連結されたエンド部材12とによるモータハウジング(アウタハウジング)13内に、一対の半割円筒状の永久磁石により構成された固定配置のステータ14と、ステータ14内で回転可能なアーマチュア15とを有する。アーマチュア15は、ステータ14の内側にあって、中心部にアーマチュア軸16を一体に有する。アーマチュア軸16は、ヨーク部材11とエンド部材12に設けられた軸受部材17、18によってモータハウジング13より回転可能に支持されている。
The
アーマチュア15にはコンミテータ19が取り付けられており、エンド部材12にはコンミテータ19に摺接するブラシ部材20を含む給電ブラシ機構21が取り付けられている。
A
アーマチュア軸16はワイパモータ10の出力軸であって、その先端は、エンド部材12と一体に設けられ減速歯車機構30を収容する歯車ハウジング31内に延出しており、歯車ハウジング31内に位置する部分にウォーム16Aを形成されている。歯車ハウジング31には中間歯車軸32が取り付けられている。中間歯車軸32にはアーマチュア軸16のウォーム16Aに噛合するウォームホイール33が回転可能に取り付けられている。ウォームホイール33には中間歯車34が一体的に設けられている。中間歯車34には出力歯車35が噛合している。
The
図2によく示されているように、出力歯車35のハブ部36には、出力歯車軸37が、当該出力歯車軸37の一端部(下端部)に形成されたセレーション部38をもってトルク伝達関係で固定されている。出力歯車軸37の他端部(上端部)にはワイパアーム(図示省略)にワイパモータ10の回転力を伝達するリンクプレート(図示省略)が取り付けられるリンクプレート取付ねじ部39が形成されている。
As shown well in FIG. 2, the
出力歯車軸37のリンクプレート取付ねじ部39に取り付けられるリンクプレート(図示省略)がワイパモータ10のモータハウジング13と干渉しないよう、出力歯車軸37の軸先端(リンクプレート取付ねじ部39)は、モータハウジング13の外径より径方向外方にある。これにより、出力歯車軸37の軸長はモータハウジング13の半径に応じた長いものになっている。
The shaft tip of the output gear shaft 37 (link plate mounting screw portion 39) is connected to the motor so that a link plate (not shown) attached to the link plate
歯車ハウジング31は、出力歯車軸37の軸支持部材として、ハウジング内外に突出した形態で軸支持円筒部40を一体形成されている。軸支持円筒部40は、出力歯車軸37の軸長に応じた軸線方向長さを有し、内側に軸受孔41を画定している。
The
軸支持円筒部40内の軸受孔41には、焼結金属による円筒状の軸受部材、つまりホワイトメタル等、軸受合金製のプレーンメタル42が配置されている。プレーンメタル42には出力歯車軸37が回転可能に嵌合している。これにより、出力歯車軸37は、プレーンメタル42によって歯車ハウジング31より、滑り軸受式に回転可能に支持されている。
A cylindrical bearing member made of sintered metal, that is, a
出力歯車35は、ポリアセタール等の樹脂成形品であり、ハブ部36に、当該ハブ部36よりプレーンメタル42の配置側に延出した円筒状の延出スリーブ部43を一体形成されている。
The
延出スリーブ部43は、出力歯車軸37のセレーション部38側の外周を取り囲み、軸支持円筒部40の軸受孔41内に挿入され、プレーンメタル42と軸線方向に隣接している。
The
ここで、プレーンメタル42の内径Daは出力歯車軸37の外径Dbにほぼ等しく、プレーンメタル42の外径Dcは軸受孔41の内径Ddにほぼ等しく、通常の滑り軸受が構成されている。
Here, the inner diameter Da of the
延出スリーブ部43はストレート円筒で、延出スリーブ部43の外径Deは軸受孔41の内径Ddより少し小さい。これにより、延出スリーブ部43は、プレーンメタル42と軸線方向に隣接した形態で、軸受孔41と遊嵌合(すきま嵌合)している。この延出スリーブ部43と軸受孔41との遊嵌合は、出力歯車軸37に過負荷がかかり、出力歯車軸37に所定量以上の曲げ変形が生じると、延出スリーブ部43が軸受孔41の内周面に接触し、当該延出スリーブ部43が補助的に荷重を受け持つ程度の間隙tを、延出スリーブ部43と軸受孔41との間に設定するものである。
The extending
上述の延出スリーブ部43の存在により、プレーンメタル42は、延出スリーブ部43の軸長分、短いものになっている。
Due to the presence of the above-described
この軸受構造では、滑り軸受がプレーンメタル42と延出スリーブ部43とで構成され、プレーンメタル42を、出力トルク、負荷に対して必要最小限のものに設定し、その上で、過負荷時等には、プレーンメタル42に加えて延出スリーブ部43によって荷重を受け持つことができる。
In this bearing structure, the plain bearing is composed of the
つまり、通常の定格負荷時には、プレーンメタル42だけを使用した出力歯車軸37の滑り軸受けが成立し、ワイパシステムからの所定値以上の荷重(過負荷、拘束時等)に対しては、プレーンメタル42に加えて延出スリーブ部43によって荷重を受ける。
That is, at the normal rated load, the plain bearing of the
これにより、同一性能で、プレーンメタル42を短尺化でき、プレーンメタル42が空いた部分を延出スリーブ部43で埋めて、優れたAV・AE対策がなされことになる。
As a result, the
更には、延出スリーブ部43は、出力歯車35のハブ部36に、ダイキャスト或いは樹脂成形によって一体形成されたものであるので、延出スリーブ部43を設けることが、部品点数の増加にもならない。
Furthermore, since the
10 ワイパモータ
30 減速歯車機構
13 モータハウジング
14 ステータ
15 アーマチュア
30 減速歯車機構
35 出力歯車
36 ハブ部
37 出力歯車軸
41 軸受孔
42 プレーンメタル
43 延出スリーブ部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ハブ部に、当該ハブ部より前記軸受部材の配置側に延出した円筒状の延出スリーブ部が一体形成され、当該延出スリーブ部は前記軸受孔内に挿入されている歯車軸の軸受構造。 A cylindrical bearing member is disposed in a bearing hole formed in the shaft support member, and a gear shaft fixed to the hub portion of the gear is fitted to the bearing member, and the gear shaft can be rotated by the shaft support member. A bearing structure that supports
The hub portion is integrally formed with a cylindrical extending sleeve portion extending from the hub portion toward the bearing member arrangement side, and the extending sleeve portion is inserted into the bearing hole. Construction.
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