JP4637101B2 - クランク軸装置及びクランク軸装置用の成形体 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１及び１０の上位概念部に記載された形式のクランク軸装置及びクランク軸装置用の成形体に関する。

クランク軸装置、特にワイパ装置用のクランク軸装置は公知である。駆動ユニットからクランクにトルクを伝達するために公知の構成では、クランクを軸にリベット結合するか、又は、軸の円錐形のローレットに軸方向で装着されたクランクを、ナットを用いて軸とねじ結合するようになっている。結合部を形成するためには、例えば軸にねじ山を切削加工する等の複数の作業ステップと、ナットを螺合させるための軸の大きな長さとが必要である。

発明の利点
本発明によるクランク軸装置では、クランクが成形体を介して軸と結合されている。

成形体は、クランクとモータの軸、特に被駆動軸との間における中間部材を形成している。モータ、特にワイパ装置の駆動モータが一体的に組み立てられている場合には、軸は該軸へのクランクの押し嵌め時に、該軸の駆動歯車には支持され得ない。成形体は半径方向の力を伝達しなくてはならず、このことは、プレス嵌めによる形状結合を介して保証されることができる。軸は滑らかな円筒体として形成されていても又は多角形エレメントとして形成されていてもよい。成形体は、焼き入れされた又は相応な材料から成る内側ローレットを有することができ、その結果ローレットは軸に押し込まれる。しかしながらまた、軸がその外側にローレットを有していて、押し嵌め時に成形体に押し込まれるような構成も可能である。さらに軸と成形体とが互いに歯列を形成することも可能である。当業者は固定のために、有利だと思われる組み合わせを選択することができる。

成形体はクランクとは無関係に軸に取り付けられ、かつ軸に軸方向で固定されることができる。固定は、かしめ、溶接及びこれに類した形式によって行うことが可能である。さらに、伝動装置ハウジング又は軸受フランジに対する支持であって、軸及び／又は駆動歯車からの軸方向負荷を遠ざける支持が設けられていると有利である。成形体にクランクを後で固定する場合には、軸の軸方向負荷は事実上無視できるということが、保証される。このようなクランク軸装置を備えたワイパ装置では、駆動モータが既にワイパ装置に取り付けられている場合でも、クランクを問題なく駆動モータの軸に取り付けることができる。軸は全体として、汎用のねじ固定の場合に比べて短く構成されることができ、軸におけるねじ山切削加工のための付加的な作業ステップは省くことができ、しかも駆動モータを軸方向の負荷に対して保護することができる。

成形体がその第１の端面で、クランクの孔内に進入していると、クランクと成形体とを簡単に結合することができる。クランクは様々な形式で、例えば溶接、かしめ、スタガリング（Taumeln）、固定リング、いわゆるスピードナット及びこれに類した形式によって、成形体に軸方向で固定されることができる。固定の形式は、必要に応じて選択可能である。

軸を傷つけないクランクの取付けのために特に有利な構成では、成形体が第２の端面に、対応受けにおける支持のためのウェブを有している。対応受けは例えば、クランク軸装置が配置されている伝動装置ハウジング又は偏心ブシュの軸受フランジである。成形体は対応受けに支持されていて、クランクは、軸を軸方向において負荷することなく、成形体に押し嵌められることができる。本発明の有利な構成では、ウェブが、軸方向において第１及び第２の端面から離れる方向に延在するスリーブの底部を形成している。スリーブの内部に位置する部材、例えば軸受フランジ又は伝動装置ハウジングは、飛沫水に対して保護されることができる。このことは特にワイパ装置において有利である。そして別体の防水装置及びその固定部材を省くことができる。

軸からクランクへのトルクの伝達は、成形体が軸と少なくとも回動不能に結合されている構成によって、保証されている。そのために汎用の丸い軸が、成形体の孔内に進入する端部に平らな面又は縁部を有していて、成形体が相応な平らな面又は縁部を孔内に有していることができる。軸の多角形輪郭や円形の輪郭も有利であり、この場合ローレットが多数の歯を有していて、クランクの孔が相応に形成されており、このようになっていると、回動防止が保証される。

成形体は円筒形の外壁を有していても、又は第１の端面に向かって先細の外壁を有していてもよい。また外壁は、滑らかであっても、多角形又はローレットとして形成されていてもよい。

成形体にクランクを軸方向で有利に固定するための有利な構成では、成形体がその第１の端面に、半径方向外側に向かって変位可能な縁部を有している。取付け状態において縁部は、軸方向で第１の端面から離れる方向に延びている。変位された状態において縁部は、孔の領域においてクランクに上から係合しているので、クランクは成形体に、ひいては軸に軸方向で固定されている。本発明の別の有利な構成では、軸が、成形体に向けられた端部にねじ山を有していて、該ねじ山が、軸からねじ山を切り離すための目標破損箇所を備えている。このように構成されていると、縁部の変位を、ナットの螺合によって特に簡単に行うことができる。同時に、伝動装置ハウジングもしくは軸受が力を受ける必要なしに、成形体はねじ山を介してナットの螺合によってクランクに押圧されることができ、有利である。これによってまた、駆動モータの駆動歯車に力が加えられることも回避される。そして、有利には成形体がクランクに押圧された後で、ナットがさらにねじ山に螺合され、縁部が螺合時に外方に向かって押圧されることによって、成形体の縁部は、外方に向かって変位される。ナットは有利には、目標破損箇所においてねじ山が破断するまで、締め込まれる。

本発明の別の構成では、クランクと軸とを結合するための、クランク軸装置用の成形体において、スリーブがその端面のうちの１つの端面にウェブを有している。ウェブは、クランクの取付け時に軸に対する軸方向負荷が可能な限り小さくなることを保証する。軸におけるクランクの固定は、軸における成形体の固定とは無関係に行うことができる。

スリーブが１つの端面とは反対側の端面に、半径方向外側に向かって変位可能な縁部を有していると、クランクは縁部の簡単な変位によって成形体に軸方向で固定されることができる。

さらにまた、ウェブが、軸方向において端面から離れる方向に延在するスリーブの底部を形成していると、飛沫水防止装置を簡単に成形体に組み込むことができる。そしてこのようなスリーブの内部に位置しているエレメントは、飛沫水から十分に保護される。

図面
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

図１ａは、本発明によるクランク軸装置の第１実施例を示す縦断面図であり、
図１ｂは、成形体の別の取付け構成を有する、本発明によるクランク軸装置の第２実施例を示す縦断面図であり、
図２は、成形体の種々様々な有利な構成を示す平面図及び断面図であり、
図３は、従来技術によるクランク軸装置を示す図であり、
図４ａは、変位可能な縁部を備えたクランク軸装置の有利な構成を、縁部の変位前の状態で、円錐形の成形体と共に示す図であり、
図４ｂは、変位可能な縁部を備えたクランク軸装置の有利な構成を、縁部の変位後の状態で、円錐形の成形体と共に示す図であり、
図５ａは、変位可能な縁部を備えたクランク軸装置の別の有利な構成を、縁部の変位前の状態で、円筒形の成形体と共に示す図であり、
図５ｂは、変位可能な縁部を備えたクランク軸装置の別の有利な構成を、縁部の変位後の状態で、円筒形の成形体と共に示す図である。

実施例の記載
本発明によるクランク軸装置は特に、駆動モータの軸がワイパエレメントを駆動するためにクランクと駆動結合されている形態のワイパ装置のために適している。

図１ａには、本発明によるクランク装置の有利な実施形態が縦断面図で示されている。図示されていない駆動モータにおいて該駆動モータの軸１０は、駆動歯車５０と伝動装置ハウジング４８と偏心ブシュ４６とを貫いて、クランク１２の孔１４内に進入する。駆動歯車５０と偏心ブシュ４６との間にはスプリングワッシャ（Federscheibe）６４が配置されている。軸１０は、ローレットとして形成された多角形エレメント３６で終わっており、この多角形エレメント３６は軸１０の一体的な構成部分であっても、軸１０と堅固に結合、特に軸１０にプレス嵌めされていてもよい。軸１０もしくは多角形エレメント３６には、摩擦力結合式（kraftschluessig）及び形状結合式（formschluessig）に成形体１６のスリーブ１８が被せ嵌められている。

成形体１６はその第１の端面２４で、クランク１２の孔１４内に進入している。孔１４は有利には成形体１６の外壁２０の形に合わせられている。成形体１６の第２の端面２６には、特に環状のカラーウェブとして形成されたウェブ３０が配置されており、このウェブ３０で成形体１６は、対応受けとしての偏心ブシュ４６に載置されている。成形体１６にはクランク１２がプレス嵌めされており、このクランク１２は従って成形体１６を介して多角形エレメント３６と、ひいては軸１０と結合されている。クランク１２は軸方向において成形体１６に、固定部６２例えば溶接部によって、固定されている。

ウェブ３０は有利な構成では、軸方向３８において第１及び第２の端面２４,２６から延びているスリーブ３４の底部３２を形成しており、そして偏心ブシュ４６及び伝動装置ハウジング４８のための飛沫水防止装置として働く。

軸１０もしくは多角形エレメント３６における成形体１６の択一的な別の固定形式は、図１ａの一部に相当する図１ｂに示されている。この図１ｂの配置形式はほぼ図１ａの配置形式に相当している。孔１４の内壁と成形体１６の内壁との間に、ローレットとして形成された多角形エレメント６５が配置されている。同様に、孔１４に進入している成形体１６の外壁と、クランク１２の孔１４との間にも、ローレットとして形成された多角形エレメント６６が配置されている。成形体１６は切り込み６７によって、軸１０もしくは多角形エレメント３６に軸方向において固定されている。さらに偏心ブシュ４６は円錐形に形成されており、伝動装置ハウジング５６は相応に合わせられた開口を有している。

成形体１６の種々様々な有利な構成の平面図及び断面図が、図２ａ〜ｌに示されている。図２ａの平面図には中心に、四角形として形成された軸１０が示されている。この軸１０は成形体１６によって取り囲まれており、この成形体１６の外壁２０は、ローレットとして形成された多角形エレメント３６を形成している。図２ｂの断面図には、成形体１６の中心における軸１０と成形体１６の外壁２０とが示されており、この成形体１６はその第２の端面２６に、対応受けにおける支持のためのウェブ３０を有している。図２ｃ及び図２ｄに示された平面図及び断面図では、軸１０は８角形体として形成されており、この軸１０を取り囲む成形体１６の内孔は、相応に８角形孔を形成している。図２ｅ及び図２ｆには円筒形の軸１０を備えた構成が、平面図及び断面図で示されている。図２ｇ及び図２ｈは、外側ローレットとして形成された軸１０の外壁２０と、内側ローレット及び外側ローレットを有する成形体１６とを備えた構成が、平面図及び断面図で示されている。この構成では成形体１６は付加的にスリーブ３４を飛沫水防止装置として有しており、このような飛沫水防止装置は図示のすべての成形体において設けることができる。図２ｋ及び図２ｌに平面図及び断面図で示された成形体１６はその内孔が深絞りされていて、内側ローレット及び外側ローレットを形成しており、この場合軸１０もまた外側ローレットを有している。もちろん、すべての実施形態において、成形体１６にクランク１２を軸方向において固定するために、外方に向かって変位可能な縁部を成形体１６に設けることが可能であり、これについては後で図４及び図５を参照しながら述べる。

従来技術によるクランク軸装置が比較のために図３に示されている。クランク軸１２はその孔１４で円錐形のローレット５８を取り囲んでおり、このローレット５８は図示されていない駆動モータの軸１０に設けられている。ローレット５８の下には溝２４が配置されており、これらの溝２４は、伝動装置ハウジング４８と結合された偏心ブシュ４６に係止エレメント６０（スピードナット）を固定するために働く。ローレット５８の下でかつ溝５４の上には、ポット形に形成されたエレメント５６が飛沫水防止装置として配置されており、この飛沫水防止装置は偏心ブシュ４６の上側領域を覆っている。クランク１２は軸方向で軸１０において、螺合された固定ナット５２によって固定されており、この固定ナット５２は軸１０のねじ山に螺合している。従来技術によるクランク軸装置は固定ナット５２によって大きな構造高さを有しており、これに対して本発明によるクランク軸装置は明らかに小さな構造を有している。

図４ａ及び図４ｂには、変位可能な縁部２８を備えたクランク軸装置の有利な構成が、縁部２８の変位前（ａ）と変位後（ｂ）の状態で成形体１６と共に示されている。軸１０が、駆動歯車５０と伝動装置ハウジング４８と偏心ブシュ４６と成形体１６とを貫いて案内されていて、多角形エレメント３６において終わっている。この多角形エレメント３６は軸１０と堅固に結合、例えばプレス嵌めされているか、又は軸１０と一体的に形成されている。成形体１６はその第１の端面２４に向かって先細であり、特に円錐形に形成されている。成形体１６は、多角形エレメント３６に合わせられた内孔を有しており、その結果回動防止が保証されている。半径方向外側に向かって変位可能な縁部２８は、成形体１６の第１の端面２４に配置されている。成形体１６の第２の端面２６には、外壁２２の下側領域を取り囲むウェブ３０が配置されており、このウェブ３０で成形体１６は偏心ブシュ４６に支持されている。

軸１０は、成形体１６に向けられた端部４０に、ねじ山４２を有しており、このねじ山４２は、軸１０からねじ山４２を切り離すための目標破損箇所４４を備えている。縁部２８の起立した状態において、クランク１２を成形体１６に取り付けることができる。クランク１２を成形体１６に押し嵌めて、軸１０に軸方向で固定するために、図示されていないナットがねじ山４２に螺合され、この場合ナットは締め込み時にまず初めクランク１２を成形体１６に押し込み、次いでさらなる引き締め時に縁部２８を外方に向かって押し退ける。このナットの締め込みは、ねじ山４２が目標破損箇所４４において破断し、装置が有利な小さい構造高さを得るまで、続けられる。

図５ａ,ｂには、変位可能な縁部２８を備えたクランク軸装置の別の有利な構成が、縁部２８の変位前（ａ）と変位後（ｂ）の状態で、円筒形の外壁２０を備えた成形体１６と共に示されている。このクランク軸装置は、図４に示されたクランク軸装置に相当しており、クランク１２の軸方向固定は、図４におけると同様の形式で行われるので、説明の重複は省く。

本発明によるクランク軸装置の第１実施例を示す縦断面図である。 成形体の別の取付け構成を有する、本発明によるクランク軸装置の第２実施例を示す縦断面図である。 成形体の種々様々な有利な構成を示す平面図及び断面図である。 従来技術によるクランク軸装置を示す図である。 変位可能な縁部を備えたクランク軸装置の有利な構成を、縁部の変位前の状態で、円錐形の成形体と共に示す図である。 変位可能な縁部を備えたクランク軸装置の有利な構成を、縁部の変位後の状態で、円錐形の成形体と共に示す図である。 変位可能な縁部を備えたクランク軸装置の別の有利な構成を、縁部の変位前の状態で、円筒形の成形体と共に示す図である。 変位可能な縁部を備えたクランク軸装置の別の有利な構成を、縁部の変位後の状態で、円筒形の成形体と共に示す図である。

Claims (6)

1. クランク軸装置、特にワイパ装置用のクランク軸装置であって、軸（１０）がクランク（１２）と駆動結合されている形式のものにおいて、クランク（１２）が、２つの端面（２４，２６）を有する成形体（１６）を介して軸（１０）と結合されており、成形体（１６）がその第１の端面（２４）に、軸（１０）にクランク（１２）を軸方向で固定するために、半径方向外側に向かって変位可能な縁部（２８）を有し、かつ第２の端面（２６）に、対応受けにおける支持のためのウェブ（３０）を有しており、軸（１０）が、成形体（１６）側の端部（４０）にねじ山（４２）と、軸（１０）からねじ山（４２）を切り離すための目標破損箇所（４４）とを備えており、縁部（２８）を変位させるため及び目標破損箇所（４４）において軸（１０）からねじ山（４２）を切り離すために、ねじ山（４２）にナットが螺合可能であることを特徴とするクランク軸装置。
2. 成形体（１６）がその第１の端面（２４）で、クランク（１２）の孔（１４）内に進入している、請求項１記載のクランク軸装置。
3. ウェブ（３０）が、軸方向（３８）において第１及び第２の端面（２４,２６）から離れる方向に延在するスリーブ（３４）の底部を形成している、請求項１記載のクランク軸装置。
4. 成形体（１６）が軸（１０）と少なくとも回動不能に結合されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のクランク軸装置。
5. 成形体（１６）が円筒形の外壁（２０）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のクランク軸装置。
6. 成形体（１６）が、第１の端面（２４）に向かって先細の外壁（２２）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のクランク軸装置。

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