JP4681611B2 - 伝動装置を製造するための方法及び、該方法で製造された伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は、１つのケーシング内に小歯車及びウォーム歯車を支承して成る伝動装置若しくは変速装置の製造のための方法、殊に自動車内の相対的に運動可能な構成部分の調節のための伝動装置若しくは変速装置の製造のための方法に関し、さらに該方法で製造された伝動装置若しくは変速装置であって、伝動装置若しくは変速装置が１つのケーシングを備えており、該ケーシングが第１のケーシング部分及び第２のケーシング部分から成っており、これらのケーシング部分が軸線方向の組み立て力を用いて互いに結合されるようになっており、前記ケーシング内に、外歯が付けられた小歯車及び該小歯車によって駆動可能なウォーム歯車を配置してあり、前記小歯車が、前記ウォーム歯車の中央に設けられた軸線方向の凹設部内に相対回動不能に入り込んでいる形式のものに関する。

国際公開第００／３３４４５号パンフレットにより公知の電動式のアクチュエータにおいては、伝動装置若しくは変速装置を１つのケーシング内に配置してあり、該ケーシングは、互いに接合され、つまり互いに重ね合わせられるようになっている２つのケーシングシェルから成っている。この場合に、電動モータは回転子軸上に配置されたウォームを介してウォーム歯車を駆動するようになっており、ウォーム歯車は小歯車に相対回動不能に結合されている。小歯車自体は別の伝動装置段を駆動するようになっており、該伝動装置段は出力用小歯車（被動小歯車）に連結されている。この場合にウォーム歯車と小歯車とは共通の１つの伝動装置構成部分として一体的に形成されており、該伝動装置構成部分はケーシング内に取り付けられた１つの支承ピン上に配置されている。このような一体構造の伝動装置構成部分は、例えば金型成形法によってプラスチック若しくは金属から製造されるようになっている。

ウォーム歯車と小歯車とを一体成形して成る構成ユニットにおいては欠点として、ウォーム歯車及び小歯車・構成ユニットをケーシング内に組み込んだ状態で製作誤差に基づき構成ユニットの軸線方向の遊び若しくはケーシング内での構成ユニットの締め付けが生じてしまっている。これによって伝動装置の効率並びに耐用年数は低下している。組み立ての前では複数の構成部分から成るウォーム歯車及び小歯車・構成ユニットをケーシング内で正確に組み立ててない場合若しくは正確に射出成形被覆してない場合には、ウォーム歯車及び小歯車の同心回転誤差（位置決め誤差若しくは整合誤差）が生じて、不都合な騒音発生の原因になっている。

伝動装置の本発明に基づく製造方法、及び該製造方法に製造された本発明の伝動装置においては利点として、ウォーム歯車と小歯車とは、個別に成形してあることに基づきケーシングの接合時若しくは組み立て時に、ケーシング部分及び伝動装置構成部分の製造に起因する軸線方向の誤差を補償した状態で互いに結合されている。これによって、ケーシング内での、ウォーム歯車と結合された小歯車の軸線方向遊び若しくは締め付けは効果的に避けられている。したがって伝動装置の製造に際して構成部分の高い公差は不要になっており、その結果、伝動装置の各構成部材若しくは各構成部分は同一の製造品質では（軸線方向の誤差を補償できることに基づき）安価に製造される。本発明に基づく製造方法では、ウォーム歯車及び小歯車はそれぞれ個別部品として軸線方向に案内して両方のケーシング部分間に配置される。両方のケーシング部分を互いに重ね合わせる、つまり互いに接合する際に、小歯車は、ケーシングが密閉されるまで軸線方向にウォーム歯車の凹設部内に押し込まれ、つまりプレス嵌めされる。小歯車とウォーム歯車との間のプレス嵌め若しくは締まり嵌めに基づく形状結合によって、駆動トルクはウォーム歯車から小歯車へ確実に伝達される。

従属請求項に記載の手段によって、独立請求項に記載の本発明の有利な実施態様を可能にしている。有利にはウォーム歯車も小歯車も半径方向で支承ピンに案内され、該支承ピンは両方のケーシング部分間に配置されている。これによって、小歯車をウォーム歯車内に圧入（プレス嵌め）する際の小歯車の傾き若しくは傾倒は確実に避けられる。このように小歯車とウォーム歯車とを製作誤差に左右されることなく結合して、半径方向で支承ピンに案内してあり、その結果、該伝動装置構成部分（小歯車及びウォーム歯車）の一様な同心回転を達成しており、かつ騒音発生を低減し、耐用年数を増大している。

両方のケーシング部分にそれぞれ軸線方向の滑動面を設けて、該滑動面に小歯車及びウォーム歯車の端面を接触させてある場合には、軸線方向遊びは実質的に完全に除去されており、小歯車及びウォーム歯車はケーシング部分間の最小の摩擦損失で回転できるようになっている。このことは、伝動装置の長い耐用年数及び少ない騒音発生に寄与している。

ウォーム歯車の凹設部内への小歯車の軸線方向の圧入を容易にするために、凹設部は軸線方向の種々の領域を有しており、該各領域内に小歯車の端部を順次に差し込んである。円錐形に形成された領域では、小歯車は凹設部に対してセンタリングされ、次いでプレス嵌めに基づき規定された軸線方向の組み立て力を用いて圧入領域内へ押し込まれる。これによって小歯車は全運転時間、つまり耐用年数にわたって軸線方向で確実にウォーム歯車内に固定されている。

特に有利には、ウォーム歯車から小歯車へのトルク伝達のために形状結合部を小歯車の外歯（外周歯列）によって形成してある。このためにウォーム歯車の凹設部は、小歯車の外周に対応した内周面若しくは内周壁（内側成形部）を有しており、該内周面若しくは内周壁は小歯車の外歯の径よりもわずかに小さい径を有している。このような形状結合部による締まり嵌め座によって、小歯車はウォーム歯車に対する軸線方向の移動及び回動を確実に防止されている。

小歯車の外歯とウォーム歯車の凹設部の内周面との間の寸法比の選択によって、小歯車の圧入のために必要な軸線方向力（組み立て力）を規定することができる。軸線方向力は、両方のケーシング部分を軸線方向で互いに接合して、確実な締まり嵌め座（プレス嵌め座）を形成するために生ぜしめられる。伝動装置の使用例に応じてプレス嵌めは、該プレス嵌め若しくは組み立てのために用いられる軸線方向力が運転時に発生する軸線方向力によって上回られないように選ばれている。

本発明に基づく方法によって製造された伝動装置においては、小歯車とウォーム歯車とは、付加的な組み立て工程を必要とすることなしに、ケーシングの組み立ての際に生ぜしめられる軸線方向力を用いて、外歯を凹設部内に押し込むことに基づき互いに結合されている。この場合にウォーム歯車及び小歯車・構成ユニットは、１つの一体構造の構成部分と同じ機械的な安定性若しくは剛性を有していて、さらに軸線方向の製作誤差及び組み立て誤差が補償されているという付加的な利点を有している。

本発明に基づきウォーム歯車と結合された小歯車の半径方向の支承は、ケーシング内に設けられた支承ピンによって、若しくは小歯車及び／又はウォーム歯車に一体成形された支承ジャーナルを用いて実施されてよい。

小歯車及び／又はウォーム歯車を、ケーシング内に例えば相対回動不能に取り付けられた支承ピンに支承してある場合には、小歯車及び／又はウォーム歯車は軸線方向の貫通孔を備えていて、該貫通孔でもって半径方向で直接に支承ピンに支承されている。ウォーム歯車の場合には、凹設部の底部に貫通孔を形成してあり、凹設部内への小歯車の圧入に際して両方の構成部分、つまりウォーム歯車及び小歯車は支承ピンによって半径方向で互いに整合される。

小歯車及び／又はウォーム歯車に軸線方向の支承ジャーナルを一体成形してあることによって、小歯車及び／又はウォーム歯車は直接に半径方向で両方のケーシング部分に支承され、従って支承ピンは省略される。この場合に、ウォーム歯車の凹設部内への小歯車の圧入の際の半径方向の中心位置決めは、凹設部を適切に形成してあることによって行われる。

凹設部に例えば、半径方向の遊びを有する領域と底部側の圧入領域との間に軸線方向の所定の寸法の円錐形の移行領域を設けてある場合には、小歯車は、凹設部内への差し込みに際して円錐形の移行領域で正確に中心位置決めされ、次いで凹設部内のいわゆる圧入領域内に押し込まれ、圧入領域の軸線方向の寸法若しくは長さは、圧入領域で確実な締まり嵌め座を形成できるように選ばれている。

ウォーム歯車及び小歯車・構成ユニットとケーシングとの間の軸線方向の誤差を完全に補償するために、凹設部は、該凹設部の底面がケーシングのケーシング部分を互いに完全に接合した後にも小歯車の端面に対してある程度の距離を有しているように深く形成されている。

次に本発明を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。図面において、
図１は、１つの実施例の伝動装置の組み立てを示す断面図であり、
図２は、図１の伝動装置の完全に組み立てられた状態、つまり両方のケーシング部分の完全に接合された状態での断面図であり、
図３は、別の実施例の伝動装置の完全に組み立てられた状態での断面図である。

図１に示してある伝動装置１０のケーシング１２は、少なくとも第１のケーシング部分１４と第２のケーシング部分１６とを備えている。第１のケーシング部分１４は実施例ではカップ形のケーシング筐体（ケーシングシェル）として形成されていて、カバー１７として形成された第２のケーシング部分１６によって閉鎖されるようになっている。ケーシング１２内に支承ピン２０を配置してあり、支承ピンはケーシング部分１４に例えば相対回動不能に固定され、若しくはケーシング部分１４の射出成形時に支承ピンの一方の端部をケーシング部分１４内に埋め込まれている。第２のケーシング部分１６は受容部２２を有しており、該受容部（凹設部）は両方のケーシング部分１４，１６を軸線方向２４で互いに組み合わせる際に、支承ピン２０を受容するようになっており、つまり支承ピンは両方のケーシング部分の組み合わせに際して受容部２２内に差し込まれるようになっている。伝動装置１０の組み立てのために、ウォーム歯車２６は軸線２８に沿って第１のケーシング部分１４内に挿入され、これによってウォーム歯車の歯列３０は駆動可能なウォーム３２とかみ合うようになっている。次いで、別個の構成部分として形成された小歯車３４を同じ軸線２８に沿って第１のケーシング部分１４内に挿入してある。小歯車３４は外歯３６を有しており、該小歯車の１つの端面３８は、両方のケーシング部分１４，１６を互いに接合する前にはウォーム歯車２６の軸線方向の凹設部４２の画成面（内周面又は内周壁）４０に緩く接触している。伝動装置１０の組み立てのために、第２のケーシング部分１６は前記軸線２８に沿って第１のケーシング部分１４に向けて移動させられる。この場合に、小歯車３４は軸線方向２４でウォーム歯車２６の凹設部４２内に圧入される。このために必要な組み立て力４４は、小歯車３４と凹設部４２との間の締まり嵌めのはめあい基準によって規定される。両方のケーシング部分１４，１６は、該ケーシング部分の結合箇所４６が互いに接触するまで互いに押し合わされる。次いで両方のケーシング部分１４，１６は、結合部材４８若しくはねじ５０を、該ケーシング部分に設けられた結合部材受容部５２内に嵌め込むことによって互いに締め付けられ、その結果、ケーシング１２は堅く閉鎖される。実施例では、小歯車３４及びウォーム歯車２６は軸線方向の貫通孔１８を有しており、貫通孔は支承ピン２０によって貫通されている。これによって小歯車３４及びウォーム歯車は、半径方向支承のために半径方向で直接に支承ピン２０に接触しており、つまり支承ピン２０とウォーム歯車２６との間には別の構成部材は配置されていない。支承ピン２０は第２のケーシング部分１６の受容部２２内に押し込まれ、これによって半径方向で支えられている。凹設部４２内への小歯車３４の正確な圧入のために、凹設部には、小歯車に対する半径方向の遊びを有し、つまり小歯車の外径よりもわずかに大きな直径を有していて軸線方向の所定の寸法（長さ）５６にわたる第１の領域５４、及び該第１の領域に続いていて円錐形に形成された軸線方向の所定の寸法６０の移行領域５８を設けてある。さらに凹設部４２には、移行領域に続けて軸線方向の所定の寸法６４にわたる圧入領域６２を設けてあり、該圧入領域（締め代領域又は締まり嵌め領域）は小歯車３４と一緒に本来の締まり嵌め座６６を形成するようになっている。凹設部４２内へ小歯車３４を押し込みつつ両方のケーシング部分１４，１６を互いに接合する際に、端面３８はまず凹設部４２の画成面（内周壁又は内側成形部）４０若しくは円錐形の移行領域５８に軽く接触する。この状態での両方のケーシング部分１４，１６間の間隔６８は、受容部２２内の、支承ピン２０とケーシング部分１６との間の空隙７０よりも小さくなっていて、さらに移行領域５８及び圧入領域６２の軸線方向の寸法（長さ）６０，６４の合計よりも小さくなっている。これによって、両方のケーシング部分１４，１６を互いに接合した状態で小歯車３４及びウォーム歯車２６をケーシング１２内で締め付けないように、つまりロックしないように保証している。両方のケーシング部分間の前記間隔６８は、移行領域５８の軸線方向の寸法６０よりも大きくなっていて、したがって小歯車３４を圧入領域６２内へ十分に深く圧入できるようにしてある。

図２には、ケーシングの完全に組み立てられて密閉された状態を示してある。結合部材４８は所定の結合部材受容部５２内に受容されており、このようにして小歯車３４は、小歯車・ウォーム歯車ユニット３４，２６とケーシング２との間の軸線方向の遊びを補償して締め付けを生ぜしめないように、凹設部４２内に圧入されている。伝動装置１０は完全に組み立てられた状態で、支承ピン２０と第２のケーシング部分１６との間に所定の空隙７０を有し、かつ小歯車３４の端面３８と凹設部４２の底面７４との間に所定の間隔７２を有している。

小歯車に対して半径方向の遊び若しくは空隙を有する領域５４は、変化例では移行部５８と関連して円錐形に形成されていてもよい。重要なことは、小歯車３４の外歯３６を凹設部４２の圧入領域６２内へ十分に深く押し込み、小歯車３４とウォーム歯車２６との間の軸線方向及び半径方向の相対運動を防止することである。このために図２に示してあるように、凹設部４２の画成面（内側成形部）４０は、外歯３６と合致した形状結合部６７として形成されており、該形状結合部（形状による束縛を生ぜしめる結合部）は、ウォーム歯車２６から小歯車３４への高いトルクの確実な伝達を可能にしており、つまり、ウォーム歯車と小歯車とは前記形状結合部によって互いの相対回動不能に、すなわち一緒に回転するように結合されている。両方のケーシング部分１４，１６はそれぞれ軸線方向の１つの支承面７６を有しており、該支承面は、完全に組み立てられた状態ではそれぞれ小歯車３４若しくはウォーム歯車２６の軸線方向の滑動面（摺動面又はレース面）７８に接触している。

図３に伝動装置１０の別の実施例を示してあり、この場合にケーシング１２内に支承ピン２０は設けられていない。支承ピン（支承ボルト）の代わりに、小歯車３４並びにウォーム歯車２６は軸線方向の支承ジャーナル８０を備えており、該支承ジャーナルはケーシング１２の対応するジャーナル受容部８２内に係合して、つまり入り込んでいる。小歯車３４とウォーム歯車２６とは、両方のケーシング部分１４，１６を互いに接合してケーシング１２を組み立てる際に、軸線２８に沿って互いに内外に差し嵌められ、つまり互いに入れ子式に差し嵌められ、これによって小歯車３４の端部は凹設部４２内に圧入される。ケーシング１２内での小歯車・ウォーム歯車ユニット３４，２６の半径方向の支承は、この場合には支承ジャーナル８０を介して行われており、小歯車３４は締まり嵌め座６６によってウォーム歯車２６に対する傾動を確実に防止されている。小歯車３４は出力部材８４に係合して、つまり出力部材とかみ合っており、該出力部材内に、運動可能な構成部分の操作のための例えばフレキシブルな２つの駆動軸を差し込むようになっている。両方のケーシング部分１４，１６を互いに結合するために、該ケーシング部分は結合部材４８として係止部材５１を有しており、該係止部材は、両方のケーシング部分１４，１６を互いに完全に重ね合わせた場合に、互いに係止し合うようになっている。図２の凹設部４２の円錐形の移行領域５８に対する変化例として、図３では小歯車３４に円錐形の移行領域５８を設けてあり、該移行領域は小歯車３４をウォーム歯車２６に対して中心位置決め（センタリング）するようになっている。

付言すると、図面及び明細書に記載の実施例の各構成手段若しくは各構成部材又は各構成部分を種々に組み合わせて用いることも可能である。例えばケーシング１２内でのウォーム歯車２６及び小歯車３４の半径方向の支承を変更することも可能である。小歯車３４とウォーム歯車２６との間の本発明に基づく結合は、種々の形式の伝動装置、例えば多段式の伝動装置１０にも用いられるものであり、この場合にケーシング部分及び伝動装置構成部分の形状及び数量は、本発明の応用例に適合される。小歯車３４とウォーム歯車２６との間の結合は、もっぱら摩擦力結合（摩擦力による束縛を生ぜしめる結合）によって行われ、若しくは摩擦力結合と形状結合とを組み合わせた摩擦及び形状結合によって行われてもよい。このために、小歯車３４の端面３８の側の端部若しくは凹設部４２の画成面を適切に成形するようになっている。小歯車３４は有利には硬い材料、例えば金属から製造されていてよく、該材料はウォーム歯車２６の軟らかい材料、例えばプラスチック内に圧入される。本発明に基づく伝動装置１０は、自動車内の運動可能な構成部分、例えば座席部分の調節のために有利に用いられるものであるものの、このような使用に限定されるものではない。

１つの実施例の伝動装置の組み立てを示す断面図 図１の伝動装置の完全に組み立てられた状態での断面図 別の実施例の伝動装置の完全に組み立てられた状態での断面図

符号の説明

１０ 伝動装置、 １２ ケーシング、 １４，１６ ケーシング部分、 １７ カバー、 １８ 貫通孔、 ２０ 支承ピン、 ２２ 受容部、 ２４ 軸線方向、 ２６ ウォーム歯車、 ２８ 軸線、３０ 歯列、 ３４ 小歯車、 ３６ 外歯、 ４０ 画成面、 ４２ 凹設部、 ４６ 結合箇所、 ４８ 結合部材、 ５０ ねじ、 ５２ 結合部材受容部、 ５４ 領域５４、 ５８ 移行領域、 ６２ 圧入領域、 ６６ 締まり嵌め座、 ６８ 間隔、 ７２ 間隔、 ７４ 底面、 ８０ 支承ジャーナル、 ８２ ジャーナル受容部、 ８４ 出力部材

Claims (11)

1. 自動車内の相対的に運動可能な構成部分の調節のための伝動装置（１０）を製造するための方法であって、前記伝動装置は、少なくとも２つのケーシング部分（１４，１６）から成るケーシング（１２）、小歯車（３４）及びウォーム歯車（２６）を備えており、ウォーム歯車（２６）は中央に軸線方向の凹設部（４２）を有している形式のものにおいて、次の工程から成っており、つまり、
   ウォーム歯車（２６）及び小歯車（３４）は個別の構成部分として中央の共通の１つの軸線（２８）に沿って、両方のケーシング部分（１４，１６）のうちの少なくとも１つのケーシング部分内に配置され、
   両方のケーシング部分（１４，１６）は前記軸線（２８）に沿って互いに重ね合わされて結合され、両方のケーシング部分（１４，１６）を互いに重ね合わせて結合する際に、前記小歯車（３４）は前記ウォーム歯車（２６）の凹設部（４２）内に相対回動不能に圧入され、前記凹設部（４２）は軸線方向の底面（７４）を有し、該底面に対して、前記小歯車（３４）の端面（３８）は前記ケーシング（１２）の完全に組み立てられた状態で軸線方向の間隔（７２）を置いて配置されることを特徴とする、伝動装置を製造するための方法。
2. 支承ピン（２０）は軸線（２８）に沿ってケーシング（１２）内に配置され、ウォーム歯車（２６）及び／又は小歯車（３４）は前記支承ピン（２０）上に半径方向で支承される請求項１に記載の方法。
3. 両方のケーシング部分（１４，１６）はそれぞれ軸線方向の支承面（７６）を有しており、該支承面に、ウォーム歯車（２６）及び／又は小歯車（３４）はケーシング（１２）を完全に組み立てた状態で接触される請求項１又は２に記載の方法。
4. 小歯車（３４）は両方のケーシング部分（１４，１６）の軸線方向の重ね合わせに際してまず凹設部（４２）の遊びのある領域（５４）内に押し込まれ、次いで前記凹設部の円錐形の移行領域（５８）内に押し込まれ、次いで前記凹設部（４２）の圧入領域（６２）内に押し込まれる請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 小歯車（３４）は外歯（３６）を有しており、該外歯は両方のケーシング部分（１４，１６）の軸線方向の重ね合わせに際して、相対回動不能な形状結合部（６７）を形成するために凹設部（４２）の内側成形部（４０）内に係合する請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 両方のケーシング部分（１４，１６）を軸線方向で互いに重ね合わせて組み立てるために必要な軸線方向の組み立て力（４４）は、運転時にウォーム歯車（２６）と小歯車（３４）との間に生じる最大の軸線方向力よりも大きくしてある請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 自動車内の相対的に運動可能な構成部分の調節のための、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法で製造される伝動装置（１０）であって、ケーシング（１２）を備えており、該ケーシングは第１のケーシング部分（１４）及び第２のケーシング部分（１６）から成っており、該ケーシング部分は軸線方向の組み立て力（４４）を用いて互いに結合されるようになっており、前記ケーシング（１２）内に、外歯（３６）の付けられた小歯車（３４）及び該小歯車（３４）によって駆動可能なウォーム歯車（２６）を配置してあり、前記小歯車（３４）は、前記ウォーム歯車（２６）の中央に設けられた軸線方向の凹設部（４２）内に相対回動不能に入り込んでいる形式のものにおいて、小歯車（３４）は前記軸線方向の組み立て力（４４）を用いて軸線方向でウォーム歯車（２６）の凹設部（４２）内に押し込まれるようになっており、前記凹設部（４２）は軸線方向の底面（７４）を有しており、該底面は、前記ケーシング（１２）の完全に組み立てられた状態で前記小歯車（３４）の端面（３８）に対して軸線方向の間隔（７２）を置いて配置されていることを特徴とする、伝動装置。
8. ケーシング（１２）内に支承ピン（２０）を配置してあり、該支承ピン上にウォーム歯車（２６）及び／又は小歯車（３４）を半径方向で支承してある請求項７に記載の伝動装置。
9. ウォーム歯車（２６）及び／又は小歯車（３４）は、支承ピン（２０）上への直接的な支承のための軸線方向の貫通孔（１８）を有している請求項７又は８に記載の伝動装置。
10. ウォーム歯車（２６）及び／又は小歯車（３４）は、ケーシング（１２）内での半径方向の支承のための軸線方向の支承ジャーナル（８０）を有している請求項７から９のいずれか１項に記載の伝動装置。
11. 凹設部（４２）及び／又は小歯車（３４）は、軸線方向の所定の寸法（６０）の円錐形の移行領域（５８）及び軸線方向の所定の寸法（６４）の圧入領域（６２）を有している請求項７から１０のいずれか１項に記載の伝動装置。

Images