JP4902930B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術説明】
本発明は、電気駆動モータと、ケーシングと、駆動モータによって駆動される少なくとも１つの軸と、軸を取り付けるときに軸の軸方向遊びの調整または補償を行なうことができる補償手段と、軸方向遊びの調整または補償を行った後で、軸を固定する固定手段とを備える駆動装置に関する。本発明はまた、この型の駆動装置の取付け方法にも関する。
【０００２】
以下の説明において、駆動モータによって駆動される軸とは、駆動モータによって駆動される出力シャフトが、歯車を介して、例えばウォーム歯車を介して駆動される出力軸のみならず、駆動モータによって直接駆動される電機子軸をも意味するものである。
【０００３】
【従来の技術】
この型の駆動装置は、特に自動車業界において、シートアジャスタ、ステアリングコラムアジャスタ、ウィンドレギュレータ、スライディングサンルーフ、または類似物のためのサーボモータとして、かつ風防ワイパシステムのための駆動装置としての用途がある。
【０００４】
この駆動装置は、通常、駆動モータに取り付けられたウォーム歯車を有し、寸法を小さくすることができ、強い力を伝達することができ、かつ逆転阻止機能を有するという特徴がある。
【０００５】
特に、この型のウォーム式駆動装置では、ウォームの先細フランクとウォームのため、駆動装置の動作中に、軸方向の力は、ウォーム式駆動装置の出力軸に対してだけでなく、駆動モータの電機子軸に対しても作用する。軸方向の力の方向は、電機子軸の回転方向に依存している。駆動モータの方向の変化、または外部負荷の変化により、出力軸および電機子軸の軸方向の力の方向が反転する。
【０００６】
この型の軸の取付けの際には、軸が軸方向の遊びなく支持されるように、軸方向の遊びを精確に調整するか、あるいは軸方向の遊びを補償することが、特に重要である。もし、この型の駆動装置の軸を、軸方向遊びを有する状態で取り付けると、駆動モータの回転を反転させたときに、急激に回転し、またうるさい音が発生する。
【０００７】
さらに、サーボモータを例えば背もたれのアジャスタとして使用した場合、大きな相対運動が発生するおそれがある。座席によっては、座っている者は、駆動装置のモータが作動していないときでさえも、軸方向の遊びのために、背もたれが動いたように感じる。この現象は、ステアリングコラムアジャスタの場合にも知られている。
【０００８】
さらに、軸方向遊びが存在すると、軸ならびにウォームおよびウォームホイールに対する負荷が不均等となり、駆動装置を誤作動させるおそれがある。
【０００９】
ドイツ国特許公開第１９８ ２４ ３８２号により公知のウォーム駆動装置では、組立中に、駆動装置のハウジングから突出するピンによって、軸方向遊びを調整し、次いで前記のピンを、軸方向遊びを調整した後、ハウジングにかしめ付けるようになっている。
【００１０】
この型の従来技術は、軸方向遊びの補償または調整をするのが複雑であるという欠点を有する。ピンによって軸を支持する端部軸受に、ハウジングの外側から力を加えるための追加の装置が必要である。加えて、ピンを挿入するためにハウジングに設けられている孔のために、ウォーム駆動装置のシールに問題が発生するおそれがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前に列挙した先行技術の欠点を除去することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記目的は、前記したタイプの駆動装置において、補償手段が、ハウジングの内部に配置され、かつ軸から軸線方向に突出するばね要素を備え、かつ固定手段に、ハウジングの外側からアクセスできないようにしたことによって達成される。上記形式のばね要素のため、軸線方向の予荷重下で、軸を組み立てることができる。
【００１３】
従来、ハウジングの外側から、軸方向遊びの補償または調整を行なうようにしていた補償手段は不要になる。補償手段を、ばね要素の形でハウジングの内部に配置してあるため、軸方向の遊びの調整または補償を行うために、ハウジング内を分解する必要はなくなる。本発明では、固定手段にハウジングの外側からアクセスできず、そのため、固定手段を固定するために、ハウジングに貫通孔を設ける必要がないことも、本発明を有利なものとしている。先行技術では、必要な対応をする加工作業は冗長であるため、そのような貫通孔のないハウジングは、連続生産で特に経済的に生産することができる。さらに、貫通孔がないこの型のハウジングでは、密封についての問題が発生しない。したがって、本発明では、ハウジングをシールすることは不要である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の有利な実施の形態では、ばね要素は、ハウジングに押し付けて支持されている。そのため、ばねを受容して、その力をハウジングに向け直す追加構成部品の必要性はない。
【００１５】
本発明の別の特に有利な実施の形態では、ばね要素は、軸を支持するために設けられた軸受、特にころ軸受の外レースに支えられた圧力リングに当接している。外レースは、ハウジングあるいはハウジングの軸受部に対して、軸線方向に可動であり、軸受をハウジングに対して相対運動させる。軸受または内レースを介して、軸方向の力が軸に加えられ、その結果、軸方向の遊びは補償される。
【００１６】
圧力リングは、補償手段としてハウジングに固定できる軸状フランジを有し、軸状フランジは、最終組立位置でハウジングの閉じたカップ形部分によって囲まれるため、有利な構成とすることができる。
【００１７】
軸方向の遊びを補償または調整した後、ばね要素によって軸受または軸に加えられる軸方向の力により、軸状フランジをハウジングに固定することができる。
【００１８】
固定手段、例えば軸状フランジをハウジングにかしめることにより、固定を有利に行うことができる。１つの可能性として、４または６パンチのかしめ、および円周かしめがある。代替的に、固定手段をハウジングに溶接することも考えられる。
【００１９】
本発明の特に有利な実施の形態では、ばね要素は、軸に取り付けられたばね座金、特にダイアフラムばね座金である。この型のばね座金は、スペースを節約して取り付けることができ、かつ好ましいばね特性を発揮する。
【００２０】
本発明の駆動装置のさらなる実施の形態では、駆動装置が片側から、軸線方向に組み立てることができることを特徴としている。この構成では、組立を容易に行うことができ、かつコストを節約することができるので、特に連続生産に有利である。
【００２１】
本発明では、軸は、歯車、特にウォーム歯車を介して駆動モータによって駆動される入力軸とすることができ、あるいは駆動モータによって直接駆動される電機子軸とすることもできる。
【００２２】
最初に述べた目的は、ハウジングに押し付けて支持される予め取り付けられた軸受内に軸の自由端を差し込み、軸受の外レースを軸の変位のために圧力リングに押し付け、圧力リングが取付方向とは離れた方向を向いた軸状フランジを有し、圧力リングを取付方向とは反対に働くばね要素からの軸線方向ばね力によって突き当て、軸状フランジを軸の最終取付位置でハウジングに固定し、フランジを閉囲するハウジングの閉じたカップ形部分にかしめるようにした、駆動装置の組立手順を通しても達成される。
【００２３】
この型の組立手順は、軸方向遊びの調整または補償が自動的に行なわれるという利点を持つ。さらに、軸位置の固定を、ハウジングの外側から実行することができる。全体として、この組立は、簡単に、かつ経済的に行うことができる。
【００２４】
本発明の上記した以外の有利な実施の形態および詳細は、図面に示す本発明の実施の形態に関連して、より詳細に説明する以下の記述により理解することができると思う。
【００２５】
図１に示す駆動装置１は、基本的に、２つのハウジング部分、詳しくはハウジングベース３およびハウジングカバー４を備えるハウジングを有する。駆動装置はさらに、ハウジングベース３に配置した固定子６と、軸７、特に電機子軸上に配置した電機子８とを備えた駆動モータ５を有する。コレクタ９が電機子軸７上に模式的に示されている。軸７を支持するために、２つのころ軸受１２および１３が設けられている。
【００２６】
ハウジングカバー４から突出する軸７の自由端１４は、図示しないウォームホイールを駆動するためにウォーム１５を有する。
【００２７】
このような駆動装置が恒久的に無故障作動をするようにするために、軸７の軸方向遊びがなく理想的に取り付けられるように、駆動装置１を組み立てる必要がある。ウォーム１５のかさ歯のため、軸７が方向を変えるときに高い軸力が発生する。
【００２８】
この型の駆動装置１が、組み立てられたときに軸方向の遊びを有すると、始動してすぐ、うるさい雑音が発生する。動作を続けると、この軸方向遊びにより、駆動装置１が誤動作したりおよび破損したりするおそれがある。
【００２９】
軸方向の遊びを、調整または補償するための補償手段として、図２に明瞭に見ることのできるばね要素、特にダイアフラムばね座金１８を、ハウジングベース３の内部に設けてある。ばね座金１８は、軸状フランジ２５上に配置され、ハウジングベース３に押し付けて支持される。ばね座金１８は、フランジ２５と一体的に形成した圧力リング１９に対して、軸線方向の弾力を加え、前記リングは、軸受１２の外レース２０に突き当たる。
【００３０】
軸７から離れる方向を向いた軸状フランジ２５は、閉じたカップ形部分２６に受容するか、あるいは前記部分により閉囲する。外レース２０と外レース２０を包囲するハウジングベース３の領域との嵌め合いは、圧力リング１９を介して外レース２０に働くばね力のために、軸受１２の軸線方向の変位が可能となるように選択される。軸受１２の内レース２２は、軸上に確実に配置した締付リング２３に対して軸線方向に作用し、前記リングは、ばね要素１８から生じる力を軸７に伝達する。ばね座金１８から生じる軸方向に働くばね力のため、圧力リング１９、軸受１２、および止め座金２３を介して、軸７に軸線方向の突き当てが生じる。それにより、軸７の軸方向遊びは、取付プロセス中に調整または補償される。
【００３１】
しかし、ばね座金からの軸線方向のばね力は、軸受１２または外レース２０が内レース２２に比べて過度の軸線方向負荷を受けるほど高くしてはならない。この型の負荷は、軸受の高い摩耗を招き、最終的に軸受２０を破損させるおそれがある。
【００３２】
図３は、駆動装置１の組立手順を明瞭に示す。まず、軸状フランジ２５およびばね座金１８を取り付けた圧力リング１９を、ハウジングベース３のカップ形部分２６に挿入する。ついで軸受１２を、そのために設けたハウジングベース３の軸受部分２４に押し込む。
【００３３】
図３から明瞭に分かる通り、圧力リング１９の軸受１２に面する側は、軸受１２から間隔をおいて配置される。
【００３４】
同時に、それとは独立して、ハウジングカバー４を、ハウジングカバー４および電機子８とコレクタ９とを支持する電機子軸７に支持された軸受１３に組み立てる。例えば、適切なブラシおよび他の構成部品を持つブラシ取付板を、ハウジングカバー４に組み立てることができる。
【００３５】
その後の操作で、締付リング２３を支持する軸の端を、矢印２７の方向に軸受１２内に挿入することができる。それにより、締付リング２３が軸受１２の内レース２２まで運ばれ、軸受部分２４の軸受全体１２が、軸線方向に圧力リング１９の方向に押される。
【００３６】
軸７が軸線方向にさらに移動すると、圧力リングは、取付の方向２７とは逆に働くばね座金１８のためにばね力を受ける。軸７が図１に示すその最終取付位置に達すると、軸７は、２つの軸受１２および１３の間に、軸方向遊び無く支えられる。
【００３７】
さらなる操作で、軸状フランジ２５をハウジングベース３のカップ形部分２６に固定する。それを固定すると、本発明では、固定された手段、特に軸状フランジ２５へ、ハウジングの外側からアクセスできない。軸状フランジ２５を固定するために、ハウジングベース３またはカップ形部分２６へ貫通孔を必要としないので、有利である。
【００３８】
軸方向遊びを調整または補償するために、あるいは軸形フランジ２５を固定するために、ハウジングベース３およびカップ形部分２６に貫通孔を設けない結果、湿気、ほこり、または汚れなどの望ましくない媒介物が駆動装置１の内部に侵入することはない。したがって、この型の駆動装置１は、外部の影響を受けないようにシールされる。
【００３９】
軸状フランジ２５は、図１および図２に示す矢印２８に沿って、カップ形部分２６にかしめることが好ましい。このかしめは、円周かしめの形で行なうことができる。また、４または６点をかしめることもある。
【００４０】
かしめ手順中に、部分２６およびフランジ２５の的確な変形を達成するために、図２に示すように、部分２６およびフランジ２５に、環状溝切欠きを設けることができる。
【００４１】
かしめの代わりに、軸方向遊びを調整した後、溶接により、部分２６をフランジ２５と固定し、それらを不動に接続することも考えられる。
【００４２】
固定後は、軸方向遊び無しに支えられた軸７に軸方向の力が作用しないので、有利である。ばね座金１８は、ハウジングと圧力リングとの間に予荷重を受けて配置されるので、駆動装置１を長時間動作しても、このようにして捕捉されたばね座金１８からは、苛立つ雑音、特にガタガタ鳴る雑音が発生し得ない。
【００４３】
図３およびそれに関する説明から明らかなように、本発明に係る駆動装置１は、片側から軸線方向に組み立てることができる。その結果、特に大量連続生産において、莫大なコストの節約が達成される。
【００４４】
図示し説明した実施の形態では、軸７は電機子軸である。また、歯車によって、特にウォーム歯車によって駆動される軸を、同様の方法で軸方向遊び無く組み立てることも考えられる。
【００４５】
カップ形部分２６は閉じた形成を有するため、従来必要であった機械加工作業も必要ない。軸方向遊びの調整、または補償は、外側からのいかなるステップまたは調整も無く実行することができる。軸方向遊びの調整または補償は、自動的に行なわれる。追加の調整手順は不要である。
【００４６】
上記説明、請求の範囲、および図面に示す本発明に本質的な全ての特徴は、個別に、または組み合わせた状態のどちらでも、本発明に必須のものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 最終取付位置にある本発明の駆動装置の略縦断面図である。
【図２】 図１でＸにより示す部分の拡大図である。
【図３】 取付前の位置にある図１の駆動装置の略縦断面図である。
【符号の説明】
１ 駆動装置
３ ハウジングベース
４ ハウジングカバー
５ 駆動モータ
６ 固定子
７ 軸
８ 電機子
９ コレクタ
１２ 軸受
１３ 軸受
１４ 自由端
１５ ウォーム
１８ ばね座金
１９ 圧力リング
２０ 外レース
２２ 内レース
２３ 締付リング
２４ 軸受部分
２５ 軸状フランジ
２６ カップ形部分
２７ 矢印
２８ 矢印

Claims (8)

1. 駆動装置（１）であって、電気駆動モータ（５）と、ハウジング（３）（４）と、電気駆動モータ（５）によって駆動される少なくとも１つの軸（７）と、前記軸（７）の軸方向の遊びを調整または補償することができる補償手段と、軸方向の遊びを調整または補償した後に、軸（７）を固定することができる固定手段とを有する駆動装置（１）において、
   前記補償手段に接続される圧力リング（１９）が設けられており、前記圧力リング（１９）が、前記軸（７）を支持するころ軸受（１２）の外レース（２０）に作用し、
   前記補償手段は、ばね要素（１８）を備え、前記ばね要素（１８）が、前記ハウジング（３）（４）の内部に配置されて、前記圧力リング（１９）と前記軸受（１２）を介して前記軸（７）に軸方向の力を働かせ、
   前記圧力リング（１９）は、固定手段として、前記ハウジング（３）（４）に固定することができる軸状フランジ（２５）を有し、最終取付位置で、前記軸状フランジ（２５）が、前記ハウジング（３）の閉じたカップ形部分（２６）によって包囲され、前記ハウジングの外側からアクセスできないようになっている、駆動装置（１）。
2. 前記ばね要素（１８）が、前記ハウジング（３）に支持されている、請求項１に記載の駆動装置（１）。
3. 前記固定手段が、前記ハウジング（３）にかしめ付けられている、請求項１または２に記載の駆動装置（１）。
4. 前記ばね要素（１８）が、前記軸上に配置されたばね座金、特に円錐ばね座金である、請求項１〜３のいずれかに記載の駆動装置（１）。
5. 前記駆動装置（１）が、片側から軸線方向に組み立てることができるようになっている、請求項１〜４のいずれかに記載の駆動装置（１）。
6. 前記軸（７）が、歯車を介して、特にウォームを介して、前記電気駆動モータ（５）によって駆動される出力軸である、請求項１〜５のいずれかに記載の駆動装置（１）。
7. 前記軸（７）が、前記電気駆動モータ（５）によって駆動される電機子軸である請求項１〜６のいずれかに記載の駆動装置（１）。
8. 前記ハウジングに支持される予め組み立てられた軸受（１２）に前記軸（７）の自由端を挿入し、前記軸（７）の軸線方向変位のために、組立の方向とは反対側に軸状フランジ（２５）を有する前記圧力リング（１９）に前記軸受の外レースを押し付け、取付方向に対抗して働く前記ばね要素（１８）からの軸線方向のばね力によって前記圧力リング（１９）を押し付け、前記軸（７）の最終取付位置で前記軸状フランジ（２５）を前記ハウジングに固定し、前記フランジ（２５）を取り囲む前記ハウジング（３）の閉じたカップ形部分（２６）にかしめ付けることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の駆動装置（１）を組み立てる方法。

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