JP4959679B2 - 軸受および軸受構造に対してシャフトを支持するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、添付の特許請求の範囲の請求項１の一般名称である電動ウインドウスクリーンワイパーなどの自動車用の電動付属駆動装置のギアの出力シャフトなどシャフトを、軸受および請求項１４の一般名称である軸受構造に支持する方法に関する。

自動車用の電動付属装置の出力シャフト、すなわちウインドウスクリーンワイパー駆動装置のウォームホイールギアの出力シャフトの軸受構造は知られている（ドイツ特許第４４１９７６９ Ａ１号）。

出力シャフトの軸、すなわちこの出力シャフトに設けられたウォームホイールを、別のギア要素の軸すなわちウォームホイールギアのウォームに対して整合させるために、軸受構造は、本質的に偏心筒から構成されている。この偏心筒は、出力シャフトを支持するためも軸受孔を備えており、プレス嵌めで、軸受ハウジングまたはギアハウジング部の受容開口内に保持される。整合は、偏心筒をハウジング部の受容開口内で回転させて行う。

動作中のハウジング部の受容開口内における偏心筒の所定停止位置を確実にするために、偏心筒は、ハウジング部の内面に支持される突出フランジを、一端に備えている。偏心筒に付加されたフランジのみに依存する場合、既知の軸受構造は比較的複雑である。

しかし、別の不都合な点は、ウォームホイールと協働する別のギア要素（ウォーム）に対する出力シャフト、すなわちこの出力シャフトに設けられたウォームホイール整合が、ハウジング部の受容開口内にすでに完全に挿入された偏心筒によってのみ実現可能であり、整合の際に、偏心筒を回転させるのに、相当なトルクが必要であることである。

また、電動ウインドウスクリーンワイパー駆動装置のウォームギアの出力シャフトを、軸受に整合させて支持するための方法が知られている（国際公開第９４／０５５３３号）。この方法では、出力シャフトが整合したら、出力シャフトと軸受本体との間に画定された環状の間隙に、硬化することにより出力シャフトの軸受筒を形成するプラスチック材料が注入される。

さらに、自動車用の電動付属駆動装置のウォームホイールギアの出力シャフトの支持構造も知られている（ドイツ特許第２２４１２２１ Ａ１号）。この支持構造では、偏心筒が、出力シャフトの軸受筒として機能する。この偏心筒は、出力シャフトと、この出力シャフトに設けられたウォームホイールとの間の整合のために、ハウジング部の受容開口内で回転可能な要素として配置され、整合したら、さらなる回転を防止するために、キャップ状固定部材によって固定される。このデザインも複雑である。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、安価な部品を用いて実現可能であって、出力シャフトの単純な整合を可能にする、電動付属駆動装置のギアのシャフト、特にこのようなギアの出力シャフトを、軸受に対して支持するための方法を提供することを目的とする。

電動ウインドウスクリーンワイパー駆動装置などの自動車用の電動付属駆動装置のギアの出力シャフトなどのシャフト３を、このシャフト３を受容する軸受筒となる偏心軸受筒６、１２、２１を用いて、軸受ハウジング２内に支持するための方法であって、軸受ハウジング２の受容開口９、１３、２５内に挿入された偏心軸受筒６、１２、２１が、その偏心軸を中心に回転すると、シャフト３が、少なくとも１つの別のギア要素に整合し、偏心軸受筒が、軸受ハウジング２の受容開口９、１３、２５内にプレス嵌めで固定されるようになっており、ギアハウジングの上部から、軸受ハウジング２の受容開口９、１３、２５内に、シャフト３を受容した偏心軸受筒６、１２、２１を部分的に挿入し、次に偏心軸受筒６、１２、２１を受容開口９、１３、２５内にさらに押し込み、プレス嵌めしてシャフト３を整合させることができる。

また、電動ウインドウスクリーンワイパー駆動装置などの自動車用の電動付属駆動装置のギアの出力シャフトなどのシャフト３を支持するための軸受構造であって、偏心軸受筒６、１２、２１の軸を回転させて、軸受ハウジング２の受容開口９、１３、２５内に圧入し、プレス嵌めして固定し、シャフト３を少なくとも１つの別のギア要素に対して整合させるべく、軸受筒が偏心軸受筒６、１２、２１として設計されており、偏心軸受筒６、１２、２１は、フランジを備えないものとして設計されている。

本発明のさらなる特徴は、添付の特許請求の範囲の従属項に記載してある。次に、様々な異なる実施形態の例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。

各図において、符号１は、自動車用の電動付属駆動装置、すなわち射出成形された金属から製造されるウインドウスクリーンワイパー駆動装置などのウォームギアのギアハウジングのハウジング部である。ハウジング部１または中空のシャフト状軸受ハウジング２において、出力シャフト３が、図１のハウジング部１の上面から延出している。この出力シャフト３は、軸受構造４によって回転可能に支持されている。

具体的には、出力シャフト３は、ワイパーモジュールの別の機能要素と駆動リンクを形成するべく、その上端部３．１がギアハウジングから延出している。出力シャフトの下端部３．２は、ギアハウジング内のギアすなわちウォームホイール５を支持している。

軸受構造４は、軸受／偏心ソケット、すなわち筒（以降、軸受偏心筒と呼ぶ）６によって構成されている。この軸受偏心筒６は、その円柱状の外面の、ギアホイール５と相反した端部に、３つの平坦部、および工具グリップ面７を備えている。

各工具グリップ面７の向きは、筒軸（円筒状の外面の軸）に対して平行であり、隣接する工具グリップ面７に対して９０度の角度をなしている。偏心軸受筒６は、シャフトを受容する軸受孔８を備えている。このシャフトの軸は、筒軸と平行であるが、筒軸に対してやや偏心している。

組み立てられた状態では、偏心軸受筒６は、プレス嵌めで、軸受ハウジング２の円柱孔、すなわち受容開口９内に保持される。偏心軸受筒６と受容開口９の内面との間のプレス嵌めは、偏心軸受筒６が出力シャフト３と共に回転するのを完全に防止するように選択されている。

図２から詳細に分かるように、取り付けられた状態の偏心軸受筒は、その全長に亘って、受容開口９に受容されている。具体的には、偏心軸受筒は、その下端部がギアホール５に面して、フランジ、すなわちリム１０に支持されている。このリム１０は、ギアホイール５に面した受容開口９の端部、従ってギアハウジングの内面が、出力シャフト３の外径よりも大きい縮径部を有するように設計されている。

適当な弾性ゴム材料などの弾性材料から形成されたシーリングキャップ１１が、外側キャップ１１．１が軸受ハウジング２の上端部を覆うように、この上端部に取り付けられている。内側キャップ１１．２がこの上端部に支持され、２つのリング状シーリングリップが、出力シャフト３の外面に対して、その軸方向にずれており、軸受構造４を外部から密閉している。

取付けの際には、出力シャフト３が偏心軸受筒６内にすでに取り付けられた状態で、偏心軸受筒６の全長の一部のみ、例えば約１／２または２／３のみを、受容開口９内に挿入し、偏心軸受筒６を出力シャフト３の軸を中心に回転させて、ギアホイール５を、この出力シャフトに取り付ける。

次に、出力シャフト３の軸、従ってギアホイール５を、このギアホイールと協働する電動モータのアーマチュアシャフト上のウォームの軸などの別のシャフトの軸（不図示）に対して、ギアホイール５とウォーム、または別のギア要素と間の所望の噛合が得られるように整合させる。

次に、偏心軸受筒６を、適当な工具を用いて受容開口９内に押し込み、偏心軸受筒６の底面（図２を参照）がリム１０に支持され、偏心軸受筒６がプレス嵌めで受容開口９内に保持されるようにする。シーリングリップ１１を、次の工程で取り付ける。

軸受構造４により、単純かつ迅速な出力シャフト３の軸の整合が可能となり、安価で極めてコンパクトな構造が得られる。具体的には、偏心軸受筒６は、フランジを備えていないため、製造が容易で安価である。これにもかかわらず、偏心軸受筒６は、受容開口９内に押し込まれると、その絶対軸位置がリム１０によって確実に固定される。

上記した実施形態の変更形態として、外面が僅かに切頭円錐形状の偏心軸受筒６とすることも可能である。具体的には、工具グリップ面を備える端部の外径の僅かな増大により、出力シャフトの軸の整合の際に、偏心軸受筒６が、受容開口９内に部分的にしか挿入されないため、受容開口９内に押し込み圧入してから、この偏心軸受筒６を容易に回転させ、プレス嵌めで保持することができる。

図５〜図８は、別の可能な実施形態である軸受構造４ａを示している。この軸受構造４ａは、偏心軸受筒１２が、偏心軸受筒６とは異なる点と、孔すなわち受容開口１３が、軸受ハウジング２の偏心軸受筒１２と一致した形状である点が、軸受構造４と異なっている。

出力シャフト３を受容する軸受孔８を画定している偏心軸受筒１２は、筒軸の方向に互いに沿っている、互いに同軸上に位置する３つの部分、すなわち図５および図６の偏心軸受筒１２の上端部を構成する大径部１２．１と、図５および図６の偏心軸受筒１２の下端部を構成する小径部１２．２と、大径部１２．１と小径部１２．２との間の移行部であって、偏心軸受筒１２の外径を、小径部１２．２から大径部１２．１まで増大させている移行部１２．３とから本質的に構成されている。

軸受孔８の軸は、筒軸と平行であるが、この筒軸に対して僅かに径方向にずれている。大径部１２．１において、偏心軸受筒１２は、３つの平坦な工具グリップ面１４を備えている。これらの工具グリップ面１４は、偏心軸受筒１２の軸に平行な平面に延在しており、偏心軸受筒１２の外周面において隣接するグリップ面１４に対して、９０度の角度をなしている。

図７および図８も、移行部１２．３まで延びた工具グリップ面１４を示している。工具グリップ面１４は、この実施形態では、小径部１２．２の外径の半分に等しい距離、筒軸から離間している。

受容開口１３は、偏心軸受筒１２の外径と一致する形状であって、受容開口１３の軸方向において互いに隣接した３つの部分、すなわち直径の大きい上側円柱開口部１３．１と、直径の小さい図５および図６の下側円柱開口部１３．２と、上側円柱開口部１３．１と下側円柱開口部１３．２との間の移行部を形成する切頭円錐開口部１３．３とを有する。

各工具グリップ面１４は、大径部１２．１の外面が工具グリップ面を含まない環状部１５を形成するべく、大径部１２．１の上端部から所定の距離で終わっている。さらに、工具グリップ面は、外周方向の２つの連続した工具グリップ面１４の間にブリッジ１６が画定されるように設計されている。

取付けの際には、偏心軸受筒１２が受容開口１３内に正確に整合し、出力シャフト３が偏心軸受筒１２すなわち軸受孔８内に受容されるように、偏心軸受筒１２を受容開口１３内に、部分的に、例示されている実施形態では全長の２／３まで挿入する。この場合、偏心軸受筒１２は、その大径部１２．１が、受容開口１３の上側円柱開口部１２．１内に部分的に受容され、その小径部１２．２が、下側円柱開口部１３．２内に部分的に受容される。大径部１２．１は、工具を工具グリップ面に係合させることができるように、上側延長部１３．１から延出している。

偏心軸受筒１２を回転させて、出力シャフト３、従ってギアホイールを別のギア要素に整合させることができる。正確に整合したら、適当な押圧工具を用いて、偏心軸受筒１２を受容開口１３内に軸方向に圧入して、偏心軸受筒１２がプレス嵌めで受容開口１３内に保持されるようにする。

偏心軸受筒１２を受容開口１３内に圧入したら、出力シャフト３を覆う密閉リング１８を溝型延長部１７内に挿入する。この溝型延長部１７は、大径部１２．１の端部に軸受孔８を有し、この端部で開口し、径方向内側に延びている。次に、ワッシャー１９を出力シャフト３に取り付け、このワッシャー（例えば、保持リング）を固定リング２０で軸方向に固定することができる。

図９〜図１１は、別の可能な実施形態としての軸受構造４ｂを示している。この軸受構造４ｂは、偏心軸受筒１２の代わりに、出力シャフト３を受容する軸受孔８を有する偏心軸受筒２１を用いている点で、軸受構造４ａとは異なっている。ただし、偏心軸受筒２１は、その全長に亘って外面が円柱状であって、３つの平坦な工具グリップ面２２を備えている。こられの工具グリップ面２２の各平面は、偏心軸受筒２１の筒軸と平行であり、偏心軸受筒軸の周りにおいて、隣接する工具グリップ面２２が互いに９０度の角度をなしている。

図１０および図１１の実施形態では、偏心軸受筒２１の下端部まで延びた工具グリップ面２２を示している。しかし、工具グリップ面２２は、上端部から所定の距離で終わっているため、環状部１５に相当する環状部２３により、偏心軸受筒２１の外面が円柱状になっている。外周方向における隣接した２つの工具グリップ面の間に、ブリッジ１６に相当するブリッジ２４が画定されている。環状部２３の端部に、密閉リング１８を受容するための溝型延長部１７が形成されている。

受容開口１３または受容開口２５と一致する軸受孔は、軸受構造４ｂに円柱形状が画定されるように設計されている。出力シャフト３の軸を整合させる際には、偏心軸受筒２１を受容開口２５内に部分的に挿入する。工具を工具グリップ面２２に係合させて、偏心軸受筒２１を回転させて整合させる。整合したら、偏心軸受筒２１を受容開口２５内に圧入し、溝型延長部１７内に密閉リング１８を挿入し、この密閉リング１８をワッシャー１９および固定リング２０で固定する。

環状部１５および２３により、偏心軸受筒１２および２１が挿入されると、受容開口１３および２５は、ハウジング部１の上面に対して密閉される。

以上本発明を、実施形態の例に基づいて説明してきた。しかし、本発明の基となる概念から逸脱することなく、様々な変更形態および改良形態が可能であることを理解されたい。

ウインドウスクリーンワイパー駆動装置の形態である電動付属装置のギアハウジングのハウジング部と、このハウジング部および軸受ハウジング内に支持された出力シャフトの斜視図である。 出力シャフトを受容する軸受構造の部分のギアハウジングを通る拡大部分断面図である。 出力シャフトを支持するための偏心軸受筒の側面図である。 出力シャフトを支持するための偏心軸受筒の平面図である。 出力シャフトを偏心軸受筒に整合させる際の図２に類似の断面図である。 偏心軸受筒をハウジング部内に最終的に固定した後の断面図である。 図５および図６の軸受構造の偏心軸受筒の斜視図である。 図５および図６の軸受構造の偏心軸受筒の別の斜視図である。 別の可能な実施形態の図２に類似した断面図である。 図９の軸受構造の偏心軸受筒の斜視図である。 図９の軸受構造の偏心軸受筒の別の斜視図である。

符号の説明

１ ハウジング部
２ 軸受ハウジング
３ 出力シャフト
３．１ 上端部
３．２ 下端部
４、４ａ、４ｂ 軸受構造
５ ギアホイール
６ 偏心軸受筒
７ 工具グリップ面
８ 軸受孔
９ 受容開口
１０ リム
１１ シーリングキャップ
１１．１ 外側キャップ
１１．２ 内側キャップ
１２ 偏心軸受筒
１２．１ 大径部
１２．２ 小径部
１２．３ 移行部
１３ 受容開口
１３．１ 上側円柱開口部
１３．２ 下側円柱開口部
１３．３ 切頭円錐開口部
１４ 工具グリップ面
１５ 環状部
１６ ブリッジ
１７ 溝型延長部
１８ 密閉リング
１９ ワッシャー
２０ 固定リング
２１ 偏心軸受筒
２２ 工具グリップ面
２３ 環状部
２４ ブリッジ
２５ 受容開口

Claims (14)

1. 電動ウインドウスクリーンワイパー駆動装置などの自動車用の電動駆動装置のギアの出力シャフトなどのシャフトを、このシャフトを受容する軸受となる偏心軸受筒を用いて、軸受ハウジング内に支持するための方法において、
   前記軸受ハウジングの前記受容開口内に挿入された前記偏心軸受筒が、その偏心軸を中心に回転すると、前記シャフトが少なくとも１つの別のギア要素と整合し、前記偏心軸受筒が、前記軸受ハウジングの前記受容開口内に、プレス嵌めで固定されるようになっており、
   ギアハウジングの上部から、前記軸受ハウジングの受容開口内に、前記シャフトを受容した前記偏心軸受筒を部分的に挿入し、次に、前記偏心軸受筒を前記受容開口内にさらに押し込んでプレス嵌めして、前記シャフトを整合させるようになっており、
   偏心軸受筒の整合および回転を、受容開口から延出した前記偏心軸受筒に一部の長さに亘って形成された工具グリップ面と係合する工具を用いて行い、
   偏心軸受筒が、その全長に亘って、ハウジング部の受容開口内に受容されるように、この偏心軸受筒を、この受容開口内に圧入し、
   円柱状受容開口内に圧入して固定できる、少なくとも２つ、例えば３つの工具グリップ面を、上端部の外周面に備える実質的に円筒状の偏心軸受筒を使用し、
   整合の際に、受容開口から延出する外面上部に連続的な環状部を備える偏心軸受筒を使用する
   ことを特徴とする方法。
2. 受容開口内への偏心軸受筒の圧入が、この受容開口に形成されたリムによって制限されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 偏心軸受筒６を圧入後に、シャフトを覆う、例えばシーリングキャップを、ギアハウジングの上部から延出した前記シャフトの上端部に取り付けることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 偏心軸受筒を圧入後に、この偏心軸受筒の軸受孔に形成された溝型延長部内に、シャフトを覆う少なくとも１つの密閉リングを挿入して、この密閉リングが前記偏心軸受筒に支持されるようにすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 偏心軸受筒は、この偏心軸受筒の一端に位置する直径が大きい円柱外面を備える大径部と、この偏心軸受筒の他端部に位置し、前記大径部に比べて直径が小さい円柱外面を備える小径部と、前記大径部から前記小径部にかけて外径が縮小している前記大径部と小径部との間の移行部を形成する移行部を備えており、
   受容開口は、前記偏心軸受筒の形状と一致するように、直径の大きい上側円柱開口部と、直径の小さい下側円柱開口部と、前記上側円柱開口部から前記下側円柱開口部にかけて直径が縮小している、これらの円柱開口部を繋いでいる切頭円錐開口部を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. シャフトを整合させる際には、偏心軸受筒の大径部が、上側円柱開口部内に部分的に受容され、小径部が下側円柱開口部内に部分的に受容されるように、前記偏心軸受筒を受容開口内に挿入することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 一部の長さに亘ってのみ、工具グリップ面が延在する偏心軸受筒を使用することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 電動ウインドウスクリーンワイパー駆動装置などの自動車用の電動付属駆動装置のギアの出力シャフトなどのシャフトを支持するための軸受構造において、
   偏心軸受筒を回転させて、軸受ハウジングの受容開口内に圧入し、プレス嵌めして固定し、前記シャフトを少なくとも１つの別のギア要素に対して整合させるべく、軸受筒が前記偏心軸受筒として設計されており、
   前記偏心軸受筒が、フランジを備えないように設計されており、
   工具グリップ面は、偏心軸受筒の全長の一部のみに亘って延び、
   偏心軸受筒は、その全長に亘って、受容開口内に受容され、
   円筒状の偏心軸受筒は、その上端部の外周面に、少なくとも２つ、例えば３つの工具グリップ面を備えており、圧入により、円柱状受容開口内に固定され、
   偏心軸受筒は、その外面の上部に、連続的な環状部を備えていることを特徴とする軸受構造。
9. 偏心軸受筒の圧入を制限するリムが、受容開口内に設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の軸受構造。
10. ギアハウジングの上部から延出したシャフトの上端部に、前記シャフトを覆う、例えばシーリングキャップ１１が取り付けられていることを特徴とする、請求項８または９に記載の軸受構造。
11. 偏心軸受筒の軸受孔に形成された溝型延長部内に、シャフトを覆う少なくとも１つの密閉リングを挿入して、この密閉リングが、前記偏心軸受筒に支持されるようにすることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の軸受構造。
12. 偏心軸受筒は、この偏心軸受筒の一端に位置する直径が大きい円柱外面を備えた大径部と、この偏心軸受筒の他端部に位置し、前記大径部に比べて直径が小さい円柱外面を備える小径部と、前記大径部から前記小径部にかけて外径が縮小している前記大径部と前記小径部との間の移行部を形成する移行部を、前記偏心軸受筒の軸の方向に備えており、
    受容開口は、前記偏心軸受筒と形状に一致するように、直径の大きい上側円柱開口部と、直径の小さい下側円柱開口部と、前記上側円柱開口部から前記下側円柱開口部にかけて直径が縮小している、これらの円柱開口部を繋いでいる切頭円錐開口部を備えていることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の軸受構造。
13. 工具グリップ面は、偏心軸受筒の第１の端部まで延びていることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれかに記載の軸受構造。
14. 軸受ハウジングは、ギアハウジング部１の一部であることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれかに記載の軸受構造。

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