JP6310177B2 - ベアリングホルダ及びこれを用いたアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、ベアリングを保持するための構成に関し、詳細には、ベアリングの軸方向位置を固定できるベアリングホルダに関する。

従来、ベアリング固定部又はベアリングホルダは、複数部品の組立体又は特別な固定要素を含む。構成体の各部品が製品の複雑性及びコストを高くなり、各構成ステップにより組み立て時間が長くなり、製造コストが高くなる。

ベアリングをハウジング又は構造的構成要素に固定する１つの低コストの方法は、ベアリング用のハウジングを作るフックを形成する段階を含む。これは両側からベアリングを取り囲む２枚のプレートをスタンピングすることによって製造することができる。一方のプレート上の各フックは、両方のプレートによって作られる完全なハウジングの半分を形成する。ベアリングが一方のプレートのハウジング部に載せられると、横方向に固定されるが、依然として軸方向に動くことができ、最終的にハウジングから追い出される場合がある。軸方向の移動を防止するために、ハウジングは２枚のプレートを一緒に組み付けることによって閉じられる。２枚のプレートを使用すると、ベアリングホルダのコストが高くなる。

従って、コストの低いベアリングホルダに対する要望がある。

本発明では、ベアリングが嵌合された後に変形してベアリングを固定するようになっている１枚のプレート又はパネルを使用することによって前記の課題を解決する。

従って、１つの態様において、本発明は、ベアリングを固定するためのベアリングホルダを提供し、ベアリングホルダは、第１の側及び第２の側を有するプレート状本体（パネル）と、本体を貫通し、軸方向と半径方向、及びベアリングを受け入れるための空間を定める孔と、本体の第１の面から延び、ベアリングの、本体を通る第１の軸方向への軸方向移動を制限する第１の軸方向のステップを有する複数のフックと、本体の第２の側から延び、半径方向に変形されて、ベアリングの、空間を通る第２の軸方向への軸方向移動を制限する第２の軸方向のステップを有するように配置される複数の突起部と、を備える。

好ましくは、複数の芯合わせリップが、ベアリングを半径方向に正確に位置決めするために、ベアリングの側面を支持する。

好ましくは、芯合わせリップが、孔の縁部から半径方向内向きに延びる。

好ましくは、突起部がＵ字型突起部であり、Ｕ字型突起部の基部が、半径方向に変形された後にベアリングの軸方向端面を支持するように配置される。

好ましくは、Ｕ字型突起部の各々の基部が、実質的に半径方向内向きに延びるフィンガー部により形成され、フィンガー部が、突起部が変形される前にベアリングを収容するように配置され、突起部が変形された後にベアリングの軸方向端部を押し付けて第１の軸方向ストップ部にベアリングを押し付けるように配置される。

好ましくは、フックが、実質的に軸方向に延びる第１の部分と、実質的に半径方向内向きに延びる第２の部分とを有する。

好ましくは、フックの第１の部分が、ベアリングに接触しない。

好ましくは、ベアリングが、移動することなく（間隙なしに）第１のステップと第２のステップとの間の空間内に保持される。

好ましくは、本体が、ギアボックスのケーシングの一部である。

好ましくは、本体が、ベアリング支持プレートの一部である。

本発明の第２の態様によれば、本発明は、アクチュエータを提供し、アクチュエータは、電気モータと、電気モータを出力軸に結合する歯車列と、歯車列を収容して電気モータ及び出力軸を支持するケーシングとを備え、出力軸が、前記で定義されるようなベアリングホルダによってギアボックスケーシングに固定されるベアリングで軸支持される。

この低コストのベアリングホルダは、ギアボックスに使用することができ、ギアボックスの組立工程を単純化すると同時に個々の構成要素の数を少なくしてコストを低減することができる。

本発明の好ましい実施形態は、添付図面を参照して例示的に説明される。各図において、２つ以上の図面に現れる同じ構造体、要素、又は部品は、一般に全ての図で同じ参照番号を用いて表記される。図示の構成要素及び特徴部の寸法は、一般に、便宜的に明瞭化のために選択され、必ずしも縮尺通りでではない。

本発明によるベアリングホルダを組み込んだアクチュエータを示す。 ベアリングを嵌合する前の図１のベアリングホルダを示す。 ベアリングの嵌合した後であるがベアリングを固定する前の図２のベアリングホルダを示す。 図３の組立体の断面図である。 ベアリングがベアリングホルダに固定された後のベアリング組立体の平面図である。 図５の組立体の断面図である。

図１は、出力軸１２と、ギアボックスケーシング１６内に収容された歯車列を介して出力軸を駆動する電気モータ１４とを有するアクチュエータ１０を示す。出力軸１２は、本発明の好ましい実施形態によって作られたベアリングホルダ３０によって、ケーシング１６のパネル２０等のプレート体に固定されたベアリング１８によって回転可能に支持される。ベアリングの位置は、出力軸の位置が固定及び規定されるように遊び及び動くことなく正確に配置する必要がある。一般に、このようなアクチュエータでは、アクチュエータにより駆動される物品が、組み立て時に出力軸又はベアリングと位置合わせされ、ベアリングホルダ内のベアリングの何らかの動きがベアリング位置を変更することになり、アクチュエータの作動に悪影響を及ぼす。図示のように、ケーシング１６は、アクチュエータを取り付け面に固定するための取り付け突出部２２を有する。ケーシング１６は、ベース部及びカバー部を有する２部品のケーシングである。ベース部は金属シートから形成され、歯車列及び取り付け面に適合するように形成される。カバー部も同様に形成される。パネル２０は、ベース部（図示の通り）又はカバー部の一部とすることができる。

ベアリングホルダの形態は、図２から６に示す。ベアリングホルダ３０は、好ましくはシートメタルケーシング１６の一部である、パネル２０をパンチング及びスタンピングすることによって形成される。従って、ベアリングホルダ３０は、金属材料の単一のシート又はプレートから作られる。孔３２は、ベアリング１８を収容するためのシートに形成される。図示のベアリングは、一般的なボールベアリングであるが、スリーブ式ブッシング、ローラベアリング等を含む他の形式のベアリングをベアリングホルダと共に使用できる。

複数のフック３４は、孔３２の縁部付近からパネルの一方側、すなわち図示のように底部側に延びる。フックは、底部フックと呼ぶことができ、軸方向に延びる部分３６及び半径方向に延びる部分３８、又はベアリング１８が接触するストップ部又は座部を形成する先端部を有する。複数の半径方向内向きに向けられた突起は、孔の縁部から延び、ベアリング１８の半径方向外面に接触してベアリング１８を横方向に位置決めする芯合わせリップ４０を形成する。好ましくは、ベアリング及び芯合わせリップは、ベアリングが芯合わせリップ内部にしっかり嵌合するように配置される。

突き当てストラップ４２と呼ぶ複数の保持構造体は、パネルの底部フックとは反対側に、すなわち図示のように頂部側に形成される。突き当てストラップは、ベアリングをベアリングホルダ内に保持又は固定するように、理想的にはベアリングを底部フックで形成したストッパ部に対して軸方向に押し当てるように配置される。突き当てストラップは、単純な半径方向に変形可能なフックとすることができるが、好ましい突き当てストラップは、特別な構造を有する。各々の突き当てストラップ４２は、Ｕ字の基部から半径方向に延びるフィンガー部を備えるＵ字型形状部４４を有する。孔３２の縁部に隣接して細長い開口４８が形成され、孔と開口との間には狭いストリップ部が残されている。この狭いストリップ部は、中央で外向きに曲げられてＵ字型部４４が形成される。フィンガー部４６は、フィンガー部がパネル又はベアリングの上端に対して角度αとなるように、最初に僅かに上向きに傾斜して形成される。フィンガー部の内側端部は、ベアリングがベアリングホルダに挿入できるように十分に間隔をあけて配置される。

ベアリング１８が、底部フック３４に着座又は接触した状態でベアリングホルダ３０に挿入されると、突き当てストラップ４２を半径方向に変形させて、フィンガー部の内側端部との空間が小さすぎてベアリングが通過できなくなるようにフィンガー部４６を半径方向内向きに移動させる。換言すれば、フィンガー部は、ベアリングの上端部を軸方向に覆うように半径方向内向きに移動され、ベアリングホルダから外れるのを防止するようになっている。随意的に、各突き当てストラップは、図５にブロック体の矢印で示すように、各突き当てストラップに対して半径方向の力を加える取付具を使用して、同時に変形される。更に、突き当てストラップは、突き当てストラップが半径方向に変形する際に、フィンガー部が水平方向に回転してαを低減してベアリングの上端部と接触するように配置され、底部フック３４に対してベアリングをしっかりと保持又は押し付けてベアリングホルダ内でベアリングが動かないようにする。理想的には、完全に組み込まれた状態では、フィンガー部４６がベアリング１８の上部面と平行であって完全に接触する、すなわちαがゼロである。しかしながら、当業者であれば、ベアリングの厚さ及びベアリングホルダパネルのスタンピングによる所定の公差は、角度αのばらつきによって容認でき、この角度は、突き当てストラップがベアリングに対して所望の力で押し付けられる最終の組み立て位置で約０度になること理解できるはずである。

狭いストリップ部を形成して突き当てストラップ４２を形成することは、突き当てストラップを半径方向に変形させるのに必要な力を制御可能できることを意味し、変形により狭いストリップ部の捻りは起こり、それにより変形させる力が取り除かれた場合のベアリングに対するフィンガー部の跳ね返りが、単一の軸方向の変形力ほど保持力に対して影響を及ぼさない。突き当てストラップの変形前のフィンガー部４６の僅かな傾斜は、ボールベアリング又はローラベアリングを使用する場合に、フィンガー部が、シールカバーではなくベアリングの外側リムに確実に接触することを助けるが、さもなければベアリングの損傷につながる。

ベアリング１８の正確な半径方向位置決め又は半径方向嵌合を確実に行うために、ベアリングの半径方向外面は、芯合わせリップ４０とだけ接触する。底部フック３４は、ベアリングの半径方向に延びる部分３６と半径方向外側面の間に空隙５０を残して、半径方向部分３８だけがベアリング１８と接触するように配置される。このことは図６に見ることができる。同様に、突き当てストラップ４２のＵ字型部４４は、ベアリングの半径方向外面に接触せず、フィンガー部４６だけが、主としてベアリング１８の外側レース上面を軸方向に押さえ付ける。

使用時、ベアリングホルダの製造が容易で、ベアリングホルダ内へのベアリングの組み付けが迅速かつ容易になる。ギアボックスのケーシングの一部等のプレート又はパネル２０を、スタンピング又は深絞りして、貫通孔３２、底部フック３４、芯合わせリップ４０、及び突き当てストラップ４２を形成する。ベアリング１８を、ベアリングホルダ内に挿入する。ベアリングを、芯合わせリップ４０によって半径方向に、底部フック３４の半径方向に延びる部分３８によって一方向に保持する。次に、突き当てストラップ４２を、ベアリングを閉じ込めるために、適切なデバイスを用いて同時に半径方向内向きに変位させる。好ましくは、突き当てストラップを、半径方向変位又は塑性変形後に、底部フックと突き当てストラップの間にベアリングが狭持又はサンドイッチされるように所望の軸方向予荷重でベアリングの軸方向端部を支持する。従って、ベアリングは軸方向の遊びがなく保持される。

図示の好ましい実施形態では、底部フックが隣接する芯合わせリップと突き当てストラップの間に配置された状態で、孔３２の円周のまわりに同じ間隔で配置された、３つの芯合わせリップ４０、３つの突き当てストラップ４２、及び６つの底部フック３４が存在する。

本発明の明細書及び請求の範囲において、動詞「備える」、「含む」、「包含する」、及び「有する」、及びそれらの変形語は、追加のアイテムの存在を除外するためではなく、記載したアイテムの存在を特定するために包括的な意味で使用される。

本発明は、１つ又はそれ以上の実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、様々な変形例が可能であることを理解できるはずである。従って、本発明の範囲は、請求の範囲を参照して特定される。

例えば、ベアリングホルダは、アクチュエータのギアボックスのケーシングに形成されるように説明したが、ベアリングを固定する必要がある、単純なベアリングブラケット、支持プレート、又は他の適切な部品に形成することができる。

また、芯合わせリップは、孔の縁部から内向きに延びるように図示して説明したが、底部フックの軸方向部に設けることができるはずである。

３０ ベアリングホルダ
３４ 底部フック
４０ 芯合わせリップ
４２ 突き当てストラップ
４８ 細長い開口

Claims (9)

1. ベアリングを固定するためのベアリングホルダであって、
   第１の側及びその裏面となる第２の側を有するプレート状の本体と、
   前記本体を貫通する孔であって、前記ベアリングの軸方向が前記本体と垂直となるように前記ベアリングを受け入れる孔と、
   前記本体の前記孔の縁部付近から前記軸方向の第１の向きへ延び、前記ベアリングの前記第１の向きへの軸方向移動を制限する第１の軸方向ステップを有する複数のフックと、
   前記本体の前記孔の縁部付近から前記第１の向きとは反対の第２の向きへ延び、半径方向に変形されて、前記ベアリングの第２の向きへの軸方向移動を制限する第２の軸方向ステップを有するように配置された複数の突起部と、
   を備え、
   前記複数のフックの各々は、軸方向に延びる第１の部分と、半径方向内向きに延びる第２の部分とを有し、
   前記フックの前記第１の部分は、前記ベアリングに接触しないようにされている、
   ベアリングを固定するためのベアリングホルダ。
2. 前記ベアリングを半径方向に正確に位置決めするために、ベアリングの半径方向外面と接触し、これ以外のものは前記半径方向外面と接触しないようにされた複数の芯合わせリップを更に備える、請求項１に記載のベアリングホルダ。
3. 前記芯合わせリップが、前記孔の縁部から半径方向内向きに延びる、請求項２に記載のベアリングホルダ。
4. 前記突起部がＵ字型突起部であり、前記Ｕ字型突起部の基部が、半径方向に変形された後に前記ベアリングの軸方向端面を支持するように配置される、請求項１、２、又は３に記載のベアリングホルダ。
5. 前記Ｕ字型突起部の各々の前記基部が、半径方向内向きに延びるフィンガー部により形成され、前記フィンガー部が、前記突起部が変形される前に前記ベアリングを収容するように配置され、前記突起部が変形された後に前記ベアリングの軸方向端部を押し付けて前記第１の軸方向ステップに前記ベアリングを押し付けるように配置される、請求項４に記載のベアリングホルダ。
6. 前記ベアリングが、間隙なしに前記第１の軸方向ステップと前記第２の軸方向ステップとの間に保持される、請求項１から５のいずれかに記載のベアリングホルダ。
7. 前記本体が、ギアボックスのケーシングの一部である、請求項１から６のいずれかに記載のベアリングホルダ。
8. 前記本体が、ベアリング支持プレートの一部である、請求項１から７のいずれかに記載のベアリングホルダ。
9. 出力軸と、
   電気モータと、
   前記電気モータを前記出力軸に結合する歯車列と、
   前記歯車列を収容して前記電気モータ及び前記出力軸を支持するギアボックスのケーシングと、
   を備えたアクチュエータであって、
   前記出力軸が、請求項１から８のいずれかで定義されるベアリングホルダによって前記ギアボックスのケーシングに固定されるベアリングで軸支持される、アクチュエータ。

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