JP4783948B2 - 自動車のアクチュエータのためのギアユニット - Google Patents

Description

本発明は、自動車のアクチュエータのためのギアユニットに関する。

自動車のアクチュエータのためのギアユニットは既に公知である。このギアユニットは、ギアケーシングと、該ギアケーシングに堅固に結合された軸とを有しており、該軸には、ウォーム歯車が回転可能に支承されている。ウォーム歯車は、外周面に歯列を有しており、該歯列は、ウォーム軸に噛み合い、このウォーム軸自体は、モータ軸によって駆動されるか、又は、モータ軸と１つのユニットを形成している。

このような形式のギアユニットは、例えば、ウィンドゥ昇降駆動装置と共に使用される。公知のギアユニットのギアケーシングはしばしば、ＰＢＴ、即ち、３０％の割合の短いグラスファイバを有したプラスチックから成っている。ギアケーシングに結合された軸は多くの場合、運転中に、噛み合い力によって生じる軸の変形を防止するために鋼から成っている。

ＤＥ３５１９０５６Ｃ２号特許明細書により、特にケーブル式ウィンドゥ昇降装置のために設けられたウィンドゥ昇降駆動装置が公知である。この公知の駆動ユニットは、駆動モータによって駆動されるウォーム歯車と、ウォーム歯車によって連行される被駆動部材とが設けられているケーシングを有している。さらに、ケーシングの壁部分によって保持された軸受ピンが、ウォーム歯車のために設けられている。この軸受ピンは、壁部分にリベット結合されている軸受ブシュ内に配置されている。軸受ブシュの外周面には、被駆動部材又はウォーム歯車が保持されている。さらに、公知の駆動ユニットには、被駆動部材若しくはウォーム歯車が軸受ブシュから引き出されないように軸受ブシュを固定する固定部材が設けられている。

さらにＤＥ８８１２３９９Ｕ１号明細書によりウィンドゥ昇降駆動装置が公知である。このウィンドゥ昇降駆動装置はギアケーシングを有しており、該ギアケーシング内では、ギアケーシングに堅固に結合された軸上に、電気的な駆動モータによって駆動されるウォーム歯車が回転可能に支承されている。さらに、ウォーム歯車は、同軸的に同様に軸に回転可能に設けられた連行プレートを介して、軸方向で突出する連行カムを介して、ウィンドゥの昇降運動のために被駆動部材と共に回転連行される。さらに、ウォーム歯車とは反対側の端面で軸方向に突出する、軸を同軸的に取り囲む軸フランジを有した連行プレートが設けられている。この連行プレートは、ケーブル式ウィンドゥ昇降装置のプーリも、アーム若しくははさみ形ウィンドゥ昇降装置の駆動ピニオンも摩擦接続的に回転連行するための外側係止部を有している。プーリ若しくは駆動ピニオンには、軸フランジの外側係止部に対応する内側係止部が設けられている。このような手段により、より簡単かつ自動生産に適した構造のもとで、ケーブル式ウィンドゥ昇降装置及びアーム若しくははさみ形ウィンドゥ昇降装置の構成部分コストが減じられる。

さらにＤＥ２９５１３７０１Ｕ１号明細書により、特に自動車のウィンドゥ昇降駆動装置として使用することができる、モータ・ギア駆動ユニットが公知である。この公知のユニットは、ウォーム歯車を軸受可能であるウォーム歯車軸のための収容部を有したギアケーシングを有している。

本発明の課題は、運転中に高い噛み合い力が生じても、ギアケーシングに結合された軸の変形が生じないような新しいギアユニットを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有したギアユニットにより解決された。本発明の有利な構成及び別の構成は、従属請求項２〜８に記載されている。

請求項１に記載の特徴を備えたギアユニットの利点は、歯列の軸方向の領域における軸の直径を拡大することにより、運転中に生じる面圧力がより大きな面積に分配されるので減じられることにある。これにより軸の変形は防止される。

請求項２に記載のリブによれば、ギアケーシング、軸、ウォーム歯車から成るギアユニットをさらに安定化させることができる。

ギアケーシングと軸とが、請求項３に示されているように、一体的なプラスチック成形部分として形成され、これが、高い引張弾性率を有したプラスチック材料から成っているならば、鋼軸の使用を省くことができる。これにより、射出成形プロセスにおいて鋼軸を挿入もしくは取り付ける必要がないので製造プロセスが簡単になる。請求項３の特徴によるさらなる利点は、ギアケーシングの重量が著しく減じられていることにある。

請求項４に記載されているように、高い引張弾性率を有したプラスチック材料として、長いグラスファイバインサートを有したポリプロピレンを使用するならば、長いグラスファイバインサートを有したポリプロピレンは、比較可能な機械的特性及びキログラムあたりの材料価格でありながら、約２０％小さい密度を有しているので、材料コストを約２０％削減することができる。

有利には、ウォーム歯車は軸とのコンタクト領域でカット面がつけられるように形成されている。これにより、有利な製造可能性及び運転中の有利な潤滑が得られる。

有利には、軸の拡大された直径領域に設けられた内側リングが、シールリングのための接触面として働く。これにより、公知のギアユニットと比較して、シールリングの軸方向固定のための固定エレメントとプレートとを省くことができるという利点が得られる。

本発明のさらに有利な特性は、図面に基づく実施例の説明に記載されている。

本発明によるギアユニットは、例えばウィンドゥ昇降駆動装置のような自動車のアクチュエータで使用するために設けられている。このギアユニットは、ギアケーシングと、このギアケーシングに堅固に結合された軸と、外周面に歯列が設けられたウォーム歯車と、ギアカバーとを有している。

図１には、本発明によるギアユニットのギアケーシングのための実施例が示されている。図示のギアケーシング１は、射出成形過程により一体的に形成されたプラスチック成形部分である。このプラスチック成形部分の構成部分はとりわけ軸２であって、この軸には、ギアユニットの組み付け状態でウォーム歯車が配置されている。図２に示したようなウォーム歯車を収容するために、ギアケーシング１は切欠３を有している。

さらに軸２は、ウォーム歯車を収容するために設けられている軸方向の領域で、その他の軸方向の領域よりも大きな直径を有している。軸２の直径が拡大されたこのような領域は、図２において符号２ａで示されている。拡大された直径領域２ａは、外側リング２ｂと、内側リング２ｃと、外側リングを内側リングに結合する半径方向に向けられた安定化リブ２ｄとを有している。内側リング２ｃは、図１の下方右側に示されているシールリング４のための当接面として働く。

図２には、ギアユニットの組み付け状態で、ギアケーシング１の切欠３に挿入されるウォーム歯車５の実施例が示されている。ウォーム歯車５は、外周面に歯列６を有している。これらの歯列６は運転時にウォーム軸に噛み合い、ウォーム軸自体はモータ軸によって駆動される、またはモータ軸と１つのユニットを形成する。歯列６は、同様に半径方向に向けられたリブを有したウォーム歯車本体７を介して、内側のウォーム歯車リング８に結合されている。この内側のウォーム歯車リング８の内面は転動領域として働き、ギアケーシング１にウォーム歯車５を挿入した状態で、軸２の拡大された直径領域２ａの外側リング２ｂの外面と接触する。

内側のウォーム歯車リング８の内面９、即ち、ウォーム歯車５の転動面は、有利にはカット面がつけられて形成されている。このカット面９は、研削過程又は射出成形過程の範囲内で形成することができる。このような形式のウォーム歯車の転動面のカット面がつけられた構成の利点は、精密に円形の内面を加工する必要がないのでウォーム歯車を有利に製造することができることにあり、さらに、ギアユニットの運転中に転動領域が良好に潤滑されることにある。

図２に示したウォーム歯車は、ポリアセタール（ＰＯＭ）または類似の特性を有した材料から一体的に形成された構成部分であって、射出成形過程の範囲で製造することができる。

ウォーム歯車の軸方向の領域で直径が拡大された軸を備えたギアケーシングの利点は、ギアユニットの運転中に軸に作用する噛み合い力により、軸が変形されないことにある。これにより、ウォーム歯車の外側歯列と、ウォーム軸との確実な噛み合いが、ギアユニットの長年にわたる運転においても保証される。

このような利点は、一体的なプラスチック成形部分であるギアケーシング１が、高い引張弾性率を有したプラスチック材料から成っていることによりさらに有利になる。有利には引張弾性率は、９０００メガパスカル以上の範囲にある。有利には、本発明によれば、長いグラスファイバインサートを有するポリプロピレンが使用される。これは、比較可能な機械的特性を有し、かつ、キログラムあたり同じ材料価格でありながら、３０％の短いグラスファイバを有するＰＢＴよりも約２０％小さい密度を有している。これにより、材料コストは約２０％下がる。

本発明のさらなる利点は、鋼軸を有する公知のギアケーシングと比較して、重量低減が得られることにある。さらに、シールリングを軸方向で固定するための固定エレメントやプレートを省くことができる。何故ならば、ウォーム歯車は、ギアカバー１０を載着することにより軸方向で固定できるからである。このような形式のギアカバー１０のための例は図３に示されている。このようなギアカバー１０は、環状の突起を有しており、これは、ギアケーシングに設けられた対応する環状の溝内に配置され、ここでクランプされる。

図１で直径の拡大された領域２ａの上方にある、軸２の軸方向領域２ｅの直径は、公知の軸の直径と一致するように選択されている。これにより、被駆動側の顧客側の接合個所を、公知のギアユニットに対して変更する必要がないという利点が得られる。

ギアユニットのギアケーシングのための実施例を示した図である。 図１のギアケーシングに挿入可能なウォーム歯車の実施例を示した図である。 ギアカバーを示した図である。

Claims (7)

1. 自動車のアクチュエータのためのギアユニットであって、ギアケーシング（１）と、該ギアケーシングに堅固に結合された軸（２）と、外周面に歯列（６）を備えたウォーム歯車（５）とを有している形式のものにおいて、
   軸（２）が、ウォーム歯車を装着するために設けられた軸方向の領域で、軸（２）のその他の軸方向の領域（２ｅ）よりも拡大された直径の領域（２ａ）を有しており、軸の拡大された直径の領域（２ａ）に、外側リング（２ｂ）と、内側リング（２ｃ）と、外側リングを内側リングに結合する、半径方向に向けられた安定化リブ（２ｄ）とが設けられていることを特徴とする、自動車のアクチュエータのためのギアユニット。
2. ギアケーシングと軸とが一体的なプラスチック成形部分であって、同じプラスチック材料から成っており、該プラスチック材料は高い引張弾性率を有している、請求項１記載のギアユニット。
3. プラスチック材料が、長いグラスファイバインサートを有したポリプロピレンである、請求項２記載のギアユニット。
4. プラスチック材料がＰＥＴである、請求項２記載のギアユニット。
5. ウォーム歯車（５）の転動面にカット面（９）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載のギアユニット。
6. 内側リング（２ｃ）が、シールリングのための当接面として働く、請求項１から５までのいずれか１項記載のギアユニット。
7. 装着されたウォーム歯車が、載着されたギアカバー（１０）によって軸方向で固定されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のギアユニット。

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