JP5009476B2 - 軸を製造するための方法および該軸を有する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
従来技術
本発明は、独立請求項の上位概念部に記載した形式の軸を製造するための方法および該軸を有する装置に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国実用新案第２９７０２５２５．２号明細書によって、例えば窓ガラス、スライディングルーフまたは座席の移動のために使用される装置が公知である。公知のこの技術の課題は、回転軸の、好ましくない長手方向遊びを、端面側に取り付けられた緩衝ゴムによって防止することである。回転軸にはウォームがプレス嵌めされており、このウォームが、電動モータのトルクをウォーム歯車に伝達する。この場合、回転軸の前側端部は、回転軸受収容ブシュ内でガイドされる。これにより、ウォームが半径方向に偏位して、ひいてはウォームとウォーム歯車とのかみ合いが損なわれるか、または歯が破壊されるようなことは防止される。このことは、ウォームとウォーム歯車との間に半径方向の強い力が生ぜしめられる場合に、特に調節部分がストッパに向かって作動する場合に、特に重要である。完成したウォームを回転軸にプレス嵌めすることは、製造技術上、極めてコストのかかるプロセスである。これに対してはるかに低コストなのが、回転軸にウォームを直接的に転造することである。この場合、ウォームの延長された縮小領域が、プロセスに起因して生じる。この縮小領域は、ウォーム歯車に力を伝達するためにも回転軸を軸受するためにも利用することができない。この結果として、特に取り付けスペースがわずかにしか与えられていない使用状態には、回転軸の端部をもはや支持することができないか、もしくはそのような軸受を実現するためにはコストのかかる製造プロセスが必要である。
【０００３】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載したような、本発明による方法は、回転軸を軸受するための軸受表面を、ウォームの製造プロセスに左右されることなく、極めて簡単に提供することができるという利点を有している。冷間成形によって、かつ切削加工を行わないことによって、軸受箇所を低コストで製造することができる。成形されたウォームから軸受への移行ゾーンを、極めて短く保ち、かみ合い係合を軸受箇所の近くで行うことができる。これにより、歯列の損傷が効果的に防止されるようになっている、より確実な調節駆動が可能になる。
【０００４】
従属請求項に記載の特徴によって、請求項１による方法の有利な実施態様が可能である。まずウォームを、所定の軸領域にわたって、例えば転造方法によって一体成形することが、製造技術上、特に有利である。この場合、製造方法に起因して、比較的に延長された縮小領域がウォームの端部に生じる。この縮小領域は、力を伝達する歯列のためにも利用できず、軸受面としても利用できない。この場合には、軸のこの縮小領域を材料押し退け成形加工によって軸受表面に変形させることが、特に有利である。特に取り付けスペースの節約という目的のもとでは、軸受表面をウォームの有効な歯係合のすぐ近くに実現することが、重要な点である。材料押し退け成形加工によって、ウォームの中間領域の区分をも、極めて簡単に軸受表面に変形させることができ、その際、軸受表面とウォームとの間に、延長された移行領域を生ぜしめることはない。
【０００５】
ウォームと軸受表面とを材料押し退け成形加工によって同一の作業機械で一体成形する場合、このプロセスのためには軸を一度しかクランプする必要がない。１つの作業ステップが完全に省略され、これにより迅速な、かつ低コストの生産が可能になる。
【０００６】
特に有利であると実証されるのは、ローラによる材料変形である。このためには、極めて簡単な製造を可能にする均し圧延成形工具（ローラ圧延工具とも呼ぶ）が使用できる。軸受表面の所望の幅は、均し圧延成形工具の幅によって規定される。これにより、ローラ圧延工具の、回転軸に向かう半径方向の運動だけで十分である。これは、極めて簡単に操作可能なプロセスステップを意味する。
【０００７】
材料押し退け成形加工によって、切削による方法の場合のような直径減少が可能であるばかりでなく、材料すき間の充填も可能である。これにより、より大きな軸受直径の形成が、有利には、本来の軸の直径とほぼ同じ直径の形成が可能になる。したがって、軸受直径の小さいことに起因して、回転軸に弱い箇所が生じる事態が避けられる。さらに、冷間成形によって製造されたそのような軸受表面の表面品質は、より高い。
【０００８】
特に有利であるのは、軸の端部における軸受表面の成形である。ここには、歯列の力伝達によって惹起される、回転軸の最大の偏りが生ぜしめられる。軸がその端部で軸受によって確実にガイドされる場合には、十分な歯係合が保証されている。この配置の場合には、軸を不必要に長くしないために、材料押し退け成形加工によって、軸受表面から、有効な歯係合への極めて急勾配な移行部を形成すると、特に有利である。
【０００９】
軸受表面が、少なくともウォームの１巻きのねじ山のピッチに相当する幅で成形されると、有利である。材料がウォーム歯の領域において、歯溝の領域においてよりも強く圧縮されているので、もとのウォーム歯の領域はより硬くなり、したがって、より高い負荷に耐え得る。軸受箇所の長さが少なくとも歯列のピッチに相当する場合には、軸受箇所の全周にわたって、螺旋形に延在する高い表面品質が保証されている。
【００１０】
独立請求項８の特徴部に記載したように構成された本発明による装置は、力を伝達するウォーム領域への、極めて短い移行ゾーンを備えた、高価値の軸受表面が形成されているという利点を有している。
【００１１】
軸受表面が軸の端部で支持ジャーナルとして構成されている場合には、この支持ジャーナルは、回転軸受収容ブシュ内で極めて効果的にガイドされ得る。これにより、ウォームが半径方向に偏位することが防止される。これにより、より確実な調節駆動が可能になる。
【００１２】
説明
次に、本発明による装置の実施例を図を用いて詳細に説明する。
【００１３】
図１には、モータ１２と、伝動装置１４を包囲していて複数部分から成るケーシング１６とを備えた調節駆動装置１０が示されている。モータ１２は、電気的に整流されており、回転子１８と、整流子２０と、複数箇所で支承されている回転軸２２とを有している。この回転軸２２は、伝動装置１４の領域に至るまで延びている。回転軸２２には、ウォーム２６が設けられており、このウォーム２６は、歯列２５を介してウォーム歯車２４と連動している。回転軸２２の端面２８，３０は長手方向において、スラストワッシャ（Anlaufscheibe）３２，３４を介して並びに緩衝ゴム３６を介して、ケーシング１６にもしくはケーシング１６の一部に支持されている。回転軸２２の一方の端部３８には、材料押し退け成形加工によって、軸受表面４０が成形されている。この軸受表面４０は、歯列２５からの回転軸２２の偏位を防止するために、軸受４２内でガイドされる。
【００１４】
図２には、回転軸２２の端部３８の拡大図に基づき、軸受表面４０の製造過程が概略的に示されている。まず、回転軸２２に、ウォーム２６を転造する。製造に起因して、ウォーム２６の端部に１つの縮小領域が生ぜしめられる。この縮小領域の経過において、ウォーム２６の外径４６が、力を伝達する歯列２５の領域において、その端部で回転軸２２のもとの直径４８に減少している。これは図２において、包絡線５０（破線曲線）によって明確に示される。次に、この縮小領域４４において、ローラを用いて軸受表面４０を成形する。このためには、回転する２つの均し圧延成形工具５２を、半径方向で回転軸２２に向かって送る。均し圧延成形工具（ローラ仕上げ工具とも呼ぶ）５２は、最も簡単な構成では、成形される軸受表面４０の幅５４に相当する所定の厚さ５３を備えた円形のディスクを有している。均し圧延成形工具５２を半径方向で送りながら（図２には矢印５５によって示されている）、滑らかな軸受表面が生ぜしめられるまで、ウォーム歯５６を歯溝５８内に押し込む。この軸受表面の直径４８は、本来の軸２２の直径にほぼ相当する。軸受表面４０の成形後の軸プロフィルは、図２に、鎖線５７で示されている。しかしながら、ローラ仕上げ工具５２の送りは、早めに終わらされてもよく、その結果、ウォーム歯５６は部分的にしか変形させられない。この場合、滑らかな軸受表面４０は生ぜしめられない。しかしながら、軸受表面４０の幅５４がウォーム２６の１巻きのピッチ６０よりも大きい場合には、軸受表面４０の半径方向対称的な成形が保証されている。
【００１５】
選択的に、非円形の均し圧延成形工具５２を使用することができる。均し圧延成形工具（転造仕上げディスクとも呼ぶ）が偏心的に支承されているかまたは螺旋形に形成されている場合は、回転軸２２に対して半径方向の、均し圧延成形工具の送りを省略することができる。幅の狭い均し圧延成形工具５２を使用して、軸方向の送りによって所望の幅５４を達成することも可能である。均し圧延成形工具の特別な構成に左右されることなく、ウォーム２６と軸受表面４０との転造成形を、回転軸２２の同一のクランピング位置で行うことができる。
【００１６】
実施例の別の変化例では、ウォーム２６を、転造とは異なる方法によって一体成形する。これは例えば、切削方法であってよく、またはウォームを、独立した構成部材として軸上にプレス嵌めすることができる。このような構成の場合、ウォーム２６の製造形式に左右されることなく軸受表面４０を回転軸２２の任意の各箇所に、材料の材料特性が許す限りは材料押し退け成形加工によって簡単に成形することもできる。
【００１７】
図１では、軸受表面４０が回転軸２２の端部３８に、材料押し退け成形加工によって成形されている。この場合、軸受表面４０は支持ジャーナル６２を形成しており、この支持ジャーナル６２は、極めて簡単な形式で、回転軸受収容ブシュ６４によってガイドされる。このような滑り軸受は、極めて安価に製造でき、簡単に組み付けることができる。選択的な実施例では、軸受表面４０は、歯列２５と整流子２０との間でウォーム２６の領域に成形されている。この場合軸受は、その製造時に費用がかかる。付加的に、回転軸２２の端部３８が、例えば片側だけで支持されて、これによって回転軸２２の偏位をその端部３８で防止するようになっていてよい。このために回転軸２２の端部３８には、同じく軸受表面が成形されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の断面図である。
【図２】 図１のＩＩ部分による、軸の一部分の拡大図である。

Claims (8)

1. 電動モータ式の駆動装置（１０）の回転軸を含む、少なくとも１つの軸受（４２）によって保持される軸（２２）を製造するための方法であって、軸（２２）の少なくとも１つの箇所に材料押し退け成形加工によって、軸受表面（４０）を成形する方法において、
   まず、ウォーム（２６）を軸（２２）に成形し、次いで、軸受（４２）内でのガイドのための少なくとも１つの軸受表面（４０）を、ウォーム（２６）の領域に、材料押し退け成形加工によって成形するものであって、前記ウォーム（２６）の成形に際して、該ウォーム（２６）の端部に１つの縮小領域を生ぜしめ、該縮小領域の延在部において、力を伝達する歯列（２５）の領域のウォームの外径（４６）を、軸（２２）の端部のもとの直径（４８）に減少させ、その後、前記縮小領域（４４）に、回転軸受収容ブシュ（６４）によりガイドされる支持ジャーナル（６２）を形成する軸受表面（４０）を、ローラ仕上げによって成形することを特徴とする、軸を製造するための方法。
2. 前記材料押し退け成形加工を、均し圧延成形工具（５２）でローラ仕上げによって行い、この場合、回転する２つの均し圧延成形工具（５２）を、半径方向で軸（２２）に向かって送る、請求項１記載の方法。
3. ウォーム（２６）の成形と、軸受表面（４０）の成形とを、材料押し退け成形加工によって、同一の作業機械で行う、請求項１または２記載の方法。
4. 材料押し退け成形加工時に、ウォーム歯（５６）を少なくとも部分的に冷間成形し、歯材料を歯溝（５８）内に押し込む、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 軸受表面（４０）の成形を、軸（２２）の端部（３８）で行う、請求項１から４までに記載の方法。
6. 軸受表面（４０）の幅（５４）が、ウォーム（２６）の少なくとも１つのピッチ（６９）に相当する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 自動車に属する構成部分を調節するための装置であって、回転軸（２２）を有する電気的な駆動モータ（１２）と、該駆動モータ（１２）に後置されたウォーム伝動装置（１４）とが設けられており、該ウォーム伝動装置（１４）が、回転軸（２２）を介して、駆動モータ（１２）に作用結合されており、回転軸（２２）が、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法で製造されている形式のものにおいて、
   ウォーム（２６）の成形に際して、該ウォーム（２６）の端部に１つの縮小領域が生ぜしめられており、該縮小領域の延在部において、力を伝達する歯列（２５）の領域のウォームの外径（４６）が、軸（２２）の端部のもとの直径（４８）に減少させられており、前記縮小領域（４４）に、回転軸受収容ブシュ（６４）によりガイドされる支持ジャーナル（６２）を形成する軸受表面（４０）が、ローラ仕上げによって成形されていることを特徴とする、軸を有する装置。
8. 軸受表面（４０）が、直接的に軸（２２）の端部（３８）に形成されている、請求項７記載の装置。

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