(57)【要約】【課題】ギヤボックスハウジングのシーリングが改善された軸受構造を提供する。【解決手段】自動車の補助電気モータのロータシャフトのための軸受構造であって、このロータシャフトの端部は、貫通開口を介してギヤボックスハウジング内に画定されたチャンバ内に延びている。ロータシャフトの端部は、チャンバ内の軸受ブシュ８内に支持されている。軸受ブシュを固定し、かつ外部からチャンバをシールする硬化した充填剤からなる固定体すなわち充填体が、チャンバ内に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の補助電気モータのロータシャフト４のための軸受構造であって、前記シャフト４は、ハウジングの開口すなわち貫通孔６を介して、ギヤボックスハウジング１、１ａ内に画定されたチャンバ７内に延びるロータシャフトの端部４．２を備えており、このロータシャフトの端部４．２は、前記チャンバ７、１５内において、前記貫通孔６を取り囲んでいる当接側の表面に当接した軸受ブシュ８内に支持されており、前記軸受ブシュ８は、前記チャンバ７、１５を外部からシールする硬化した充填剤からなる固定体すなわち充填体９、９ａによって、前記チャンバ７、１５内に固定されており、
前記チャンバ７、１５は、前記充填剤の硬化の際の収縮により前記充填本体９、９ａによって押圧される、前記ロータシャフト４の軸ＲＡを取り囲んでいる少なくとも１つの固定・シール面１０．１、１７．１を備えていることを特徴とする、軸受構造。
【請求項２】
固定・シール面１０．１、１７．１は、ロータシャフト４の軸ＲＡに対して反対側を向く表面であることを特徴とする、請求項１に記載の軸受構造。
【請求項３】
少なくとも１つの固定・シール面１０．１、１７．１は、充填体９、９ａとチャンバ７、１５の内面との間の境界に設けられており、この境界は、前記チャンバ７、１５と貫通孔６との間に位置していることを特徴とする、請求項１または２に記載の軸受構造。
【請求項４】
固定・シール面１０．１、１７．１は、ロータシャフト４の軸ＲＡを同軸的またはほぼ同軸的に取り囲んでいることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項５】
チャンバ７、１５は、ロータシャフト４の軸ＲＡの方向において、互いに接続された直径の異なる少なくとも２つのセグメント７．１、７．２、７．３；１５．１、１５．２を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項６】
固定・シール面１０．１、１７．１は、ロータシャフト４の軸ＲＡを取り囲んでいる環状溝１０、１７の内周面であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項７】
固定・シール面１０．１を画定している環状溝１０は、チャンバ７のセグメント７．１と７．２との間の移行部に設けられていることを特徴とする、請求項６に記載の軸受構造。
【請求項８】
固定・シール面１７．１を画定している環状溝１７は、貫通開口６を取り囲んでいる環状部１６に設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項９】
チャンバ７、１５は、その内周面の少なくとも一部に成形が施されており、具体的には、少なくとも１つのねじ部１３、１９が形成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項１０】
チャンバ７、１５につながる少なくとも１つの通路１１、１８を備えており、この通路１１、１８は、充填剤で満たされて充填体９、９ａを構成していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項１１】
少なくとも１つの通路１１、１８は、ロータシャフト４の軸ＲＡに対して、径方向またはほぼ径方向にチャンバ内に延びていることを特徴とする、請求項１０に記載の軸受構造。
【請求項１２】
通路１１は、カバーで閉じられたギヤボックスハウジング１の側面に開口していることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の軸受構造。
【請求項１３】
チャンバ７、１５は、その断面積が開口側に向かって増大していることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項１４】
チャンバ７、１５は、漏斗形または切頭円錐形に開口側に向かって広がっていることを特徴とする、請求項１３に記載の軸受構造。
【請求項１５】
チャンバ７、１５は、ロータシャフト４の軸ＲＡを同軸的に取り囲む少なくとも１つの円柱セグメント、または切頭円錐セグメント７．１、７．２、７．３；１５．１、１５．２によって構成されていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項１６】
軸受ブシュ８は、両端部が開口したブシュとして設計されており、充填体９、９ａのセグメントが、貫通開口６とは反対側の軸受ブシュ８の端部内に延びて、ロータシャフト４を軸方向に支持していることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項１７】
ストッパー円板２０は、軸受ブシュ８内において、ロータシャフトの端部４．２の前面と充填体９、９ａの軸受ブシュ８内に延びるセグメント９．１との間に配置されていることを特徴とする、請求項１６に記載の軸受構造。
【請求項１８】
ストッパー円板２０は、ロータシャフトの端部４．２の前面４．３に対して、遊びなく配置された軸受ブシュ８内に延びる充填体９、９ａのセグメントによって支持されていることを特徴とする、請求項１７に記載の軸受構造。
【請求項１９】
軸受ブシュ８内に位置するロータシャフトの端部４．２の前面４．３またはストッパー円板２０は、相互に点状に配置されるように設計されていることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の軸受構造。
【請求項２０】
ロータシャフトの端部４．２の前面４．３は、凸状であり、好ましくは球形または部分球の形状であることを特徴とする、請求項１９に記載の軸受構造。
【請求項２１】
ストッパー円板２０は、軸受構造の組み立ての際に、ロータシャフト４の軸方向の遊びをなくすために、このストッパー円板２０を軸方向に移動させることができる程度に、取付け前の段階で軸受ブシュ８の内面を押圧するように保持されていることを特徴とする、請求項１７に記載の軸受構造。
【請求項２２】
ストッパー円板２０は、金属またはセラミックから形成されていることを特徴とする、請求項１７〜２１のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項２３】
軸受ブシュ８は、一側が開口したブシュとして設計されていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項２４】
充填本体９、９ａを形成する充填剤は、プラスチック、例えば熱可塑性プラスチックであることを特徴とする、請求項１〜２３のいずれかに記載の軸受構造。
【請求項２５】
充填本体９、９ａは、低融点金属合金であることを特徴とする、請求項１〜２４のいずれかに記載の軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載の軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連する自動車の機能要素のための電気的補助駆動装置には、ウインドスクリーンワイパーまたはウインドスクリーンワイパーモジュールのための駆動装置が含まれ、かつ自動車の窓の開閉用、ルーフのスライド用、またはミラーの折り畳み用の駆動装置も含まれる。
【０００３】
ウインドスクリーンワイパーのための電気的駆動装置の場合、複数の軸受、具体的には、モータハウジングおよびギヤボックスハウジングのそれぞれの第１軸受すなわち主軸受、および別の軸受を構成するモータから離隔したシャフト端部のための軸受構造を備える電気モータのモータシャフトまたはロータシャフトを用いることが知られている（ドイツ国特許第１０１１７５７３号を参照）。
【０００４】
この軸受構造においては、ギヤボックスハウジングは、ギヤボックスの外面に開口するチャンバを備えている。シャフトの端部は、ギヤボックスハウジングの内部から、貫通孔を通過し、かつこのチャンバの開口側に対して閉じている軸受ブシュが、シャフトの端部を支持するために設けられている。この軸受ブシュは、シャフトの端部に取り付けられた後、硬化剤すなわち固定剤または充填剤を注入することによってチャンバ内に固定される。
【０００５】
利用可能な適当な固定剤すなわち充填剤は、硬化すなわち固化の際に、かなり大きく収縮して皺ができ、ギヤボックスハウジングの軸受部分のシールを不良とするおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、特に、ギヤボックスハウジングのシーリングが改善された軸受構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した目的を果たすために、特許請求の範囲の請求項１に記載の軸受構造を提案するものである。
【０００８】
本発明によると、固定材料すなわち充填材料の硬化すなわち固化の際の収縮を利用して、この材料から形成される固定・充填本体を、ギヤボックスハウジングに確実に固定する。具体的には、少なくとも１つの固定・シール面を、チャンバに設け、この面を取り囲む固定・充填体を、この面に恒久的かつ弾性的に結合させて、固定・充填本体を、ギヤボックスハウジングに確実に固定する。
【０００９】
本発明の一実施形態では、両端部が開口したスリーブ状ブッシュを用いているため、チャンバ内に固定・充填剤をチャンバ内に導入すると、この充填剤は、軸受ブシュを介して、シャフト端部まで進入する。したがって、この固定・充填剤が硬化すると、充填本体の軸受ブシュ内に延びた部分が形成され、シャフトは軸方向にしっかりと支持される。
【００１０】
本発明の展開および発展については、特許請求の範囲の従属項に記載してある。次に、図面に記載してある実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜図３において、ギヤボックスハウジング１は、例えばウインドスクリーンワイパー駆動装置などの補助電気モータのギヤボックスハウジングを示す。モータシャフトすなわちロータシャフト４の長さ方向の一部が、ギヤボックスハウジング１のカバー２によって閉じられた内部チャンバ３内に支持されている。
【００１２】
ギヤボックスハウジング１にフランジ止めされた図１〜図３に示されていないモータハウジング内、およびギヤボックスハウジング１内では、例えば、モータハウジングとの連結部において、モータをギヤボックスハウジング１に取り付けると、ロータシャフト４とその軸ＲＡの必要な整合が行われるように、シャフト４は、例えば、玉軸受などの２つの主軸受（不図示）によって支持されている。内部チャンバ３において、ロータシャフト４には、ギヤボックスハウジング１内に支持されている歯車の出力シャフト（不図示）上のウォームホイール（不図示）と噛合するウォーム歯車４.１が設けられている。
【００１３】
図１に示すモータから離隔したロータシャフトの端部４．２は、別の軸受を構成する軸受構造５内に支持されている。このために、ロータシャフトの端部４．２は、断面積がこの端部４．２の断面積よりも僅かに大きいハウジングの開口、すなわち貫通孔６を介して、ギヤハウジングボックス１内に画定された、ギヤボックスハウジングの外面に開口した比較的容積の大きいチャンバ７内に延びている。ロータシャフトの端部４．２に、例えば、金属などの軸受ブシュの製造に適した材料からなる、両端部が開口したスリーブ状の軸受ブシュ８が嵌合されている。
【００１４】
チャンバ７は、例えば、適当な熱可塑性プラスチック合成材料などの硬化する固定剤、すなわち充填剤で完全に満たされている。この充填剤は、硬化すなわち固化すると、インサート本体すなわち充填本体９を形成するため、シャフト端部４．２に配置された軸受ブシュ８がギヤハウジングボックス１に固定されると共に、ギヤハウジングボックス１が、軸受構造５の部分で、完全に水密シールされる。
【００１５】
図１および図２に示す実施形態では、チャンバ７は、ロータシャフト軸ＲＡの方向において、貫通孔６に近接した、この軸ＲＡを同軸的に覆う円形またはほぼ円形の円柱セグメント７．１と、これに続く同様に円形またはほぼ円形の大径孔７．２と、これに続く円錐状の拡張孔７．３とから構成されている。この拡張孔７．３は、ギヤボックスハウジング１の外面に開く、チャンバ７の開口となっている。
【００１６】
円筒孔７．１の直径は、貫通孔６の直径および軸受ブシュ８の外径よりも大きい。さらに、円筒孔７．１の軸方向の長さは、軸受ブシュ８の軸方向の長さよりも長い。大径孔７．２の直径は、円筒孔７．１の直径よりも大きいが、大径孔７．２の軸方向の長さは、拡径孔７．３と同様に、円筒孔７．１の軸方向の長さよりもかなり短い。
【００１７】
円筒孔７．１と大径孔７．２との間の移行部を形成する段、すなわち環状部では、環状溝１０が、軸ＲＡを覆うように同軸的に設けられ、大径孔７．２の方向に開口している。環状溝１０の軸ＲＡに近い方の内周面は、詳細を後述する固定・シール面１０．１（図２）となっている。
【００１８】
さらに、チャンバの円筒孔７．１につながっている通路１１が、ギヤボックスハウジング１に形成されている。通路１１の長手方向軸は、軸ＲＡの径方向を向き、ギヤボックスハウジング１のカバー２によって閉じられた側面に開口している。
【００１９】
駆動装置の取り付けに際し、ロータシャフト４が予め取り付けられているモータを、ギヤボックスハウジング１に取り付けると、ロータシャフト４が２つの主軸受によって配置され、ロータシャフト軸ＲＡが、ギヤボックスハウジング１内に所望の通りに整合する。貫通孔を通過したロータシャフトの端部４．２に、軸受ブシュをチャンバ７の開口側から取り付ける。
【００２０】
この取付けは、円筒孔７．１の直径が、軸受ブシュの外径よりも大きく、ギヤボックスハウジング１の外面におけるチャンバ７の開口面積が大きいため、容易に行うことができる。この場合、軸受ブシュ８は、その貫通孔６に向く当接面が、貫通孔６とチャンバ７との間の移行部に形成されている環状面１２に確実に当接するように位置して、貫通孔６が、チャンバ７の内部に対してシールされるようにする。このようにして、図２に示す取り付けた状態とすることができる。
【００２１】
次に、チャンバ７、環状溝１０、および通路１１に、充填剤を完全に充填して、充填体９を形成する。具体的には、例えば、適当な射出成形器具を用いる。硬化または固化の際に生じる収縮により、充填剤は、チャンバ７の内面におけるＲＡ軸に近い方の環状溝１０の内周面に固着し、チャンバ７の開口面と貫通孔６との間におけるチャンバ７の内面と充填体９との間の境界が、密閉、具体的には水密シールされる。図２Ａに示す軸ＲＡに近い方の環状溝１０の内周面は、固定・シール面１０．１を形成する。
【００２２】
充填剤の通路１１に充填されて硬化した部分と、この通路１１とによって、軸受ブシュが埋め込まれた充填体９は、ギヤボックスハウジング１のねじれに抗して確実に固定される。
【００２３】
さらに、この実施形態では、軸受ブシュ８の両端部が開口しているため、充填剤が、開口している端部から、軸受ブシュ８のシャフトの端部４．２の露出された表面まで進入し、充填剤が硬化すると、軸受ブシュ内で、ロータシャフトは軸方向に支持される。
【００２４】
図３は、チャンバ７の内面に成形が施されている点だけが、図１および図２の実施形態と異なる実施形態を示す。具体的には、この実施形態では、充填体９の固定を補強するべく、円筒孔７．１の内面に、例えば、ねじ部１３が形成されている。
【００２５】
図４は、ロータシャフト４の端部４．２のための軸受構造５ａおよびカバー２ａを備えた補助電気モータのギヤボックスハウジング１ａの簡略図である。この実施形態でも、ロータシャフトの端部４．２は、貫通孔６を介して、ハウジング部１４に画定されたチャンバ７に相当するチャンバ１５内に延び、軸受ブシュ８によって支持されている。軸受ブシュ８は、チャンバ１５内に完全に充填された充填体９ａによって支持されている。
【００２６】
ハウジングの外面で開口しているチャンバ１５は、この実施形態では、貫通孔６から軸ＲＡの方向において、チャンバ１５の開口端に向かって広がっているやや切頭円錐状のセグメント１５．１と、これに続くさらに広がって、チャンバ１５の開口を形成する切頭円錐セグメント１５．２から構成されている。セグメント１５．１の内径は、両端部が開口した軸受ブシュ８の外径よりも大きく、貫通孔６の直径よりもかなり大きい。
【００２７】
ＲＡ軸を円形に覆い、この軸に対して垂直な平面に位置する、貫通孔６と切頭円錐セグメント１５．１との間の移行部を形成する環状部１６に、ＲＡ軸を同軸的に覆い、チャンバ１５に対して開口する環状溝１７が形成されている。具体的には、たとえ軸受ブシュ８の当接面が環状部１６に当接しても、環状溝１７が、チャンバ１５に対して開口している（図４Ａも参照されたい）。この実施形態でも、チャンバ１５につながる通路１８が設けられている。
【００２８】
ロータシャフト４を備えるモータ（不図示）を、ギヤボックスハウジング１ａに取り付けたら、軸受ブシュ８の当接面が環状部１６に接触して、貫通孔６がチャンバ１５に対してシールされるように、軸受ブシュ８を、貫通孔６からチャンバ内に延びるロータシャフトの端部４．２に取り付ける。次に、環状溝１７および通路１８を含むチャンバ１５の内部に、例えば、熱可塑性プラスチック充填剤などの充填剤を充填し、充填体９ａを形成する。
【００２９】
充填剤が硬化すると、充填体９ａとギヤボックスハウジング１ａとの間の特に強固なシールされた境界が、具体的には、充填体９ａを形成する材料の収縮によって、環状溝１７の内周面に形成される。この場合、環状溝１７の内周面は、図４ａから分かるように、固定・シール面１７．１となる。
【００３０】
充填体９の通路１８内に充填された部分により、充填体９は、チャンバ内でねじれに抗することができる。さらに、充填体９ａは、具体的には、軸受ブシュ８内に充填された充填材料によって、軸受ブシュ８内のロータシャフトの端部４．２を軸方向に支持する。
【００３１】
図５は、充填体９ａの固定を補強するために、チャンバ１５の内面にめねじ１９が設けられている点だけが、図４の実施形態とは異なる別の実施形態を示している。
【００３２】
図６〜図９に示す実施形態の例は、図３に示す実施形態の例で言及したところと本質的に同様である。図３に示す実施形態の例は、図１、図２、および図２ａに示す実施形態において言及したところと一致している。したがって、図６〜図９では、同一または同等の構成要素および細部には、同じ符号を用いている。重複を回避するために、主にこの実施形態において、他の実施形態の記載とは異なる点についてのみ述べる。
【００３３】
図６〜図９の実施形態の例の場合における本質的な差異は、ストッパー円板２０が、軸受ブシュ８内において、ロータシャフトの端部４．２の前面４．３と、充填本体９の軸受ブシュ８内に延びている突出セグメント９．１との間に配置されていることである。
【００３４】
ストッパー円板２０は、金属からなり、鋼から形成されるのが好ましい。特殊な応力がかかる場合、ストッパー円板２０を、セラミックから形成することもある。軸受構造５内で、このストッパー円板２０は、ロータシャフトの端部４．２の前面４．３に対して、遊びが存在しないように配置されており、充填体９の軸受ブシュ８内に延びる突出セグメント９．１によって支持されている。軸受ブシュ８の固定と、注入された充填本体９による軸受構造５の水密シールに加えて、この方式では、ロータシャフト４が、この軸方向の支持体に対して低摩擦で回転するのに加えて、ロータシャフト４の軸方向の遊びは存在しない。
【００３５】
ロータシャフトの端部４．２の前面４．３またはストッパー円板２０が相互に点状に配置されるように設計すると、ロータシャフト４の回転時の前面４．３とストッパー円板２０との間の摩擦を、さらに低減させることができる。さらに、ロータシャフトの端部４．２の前面４．３は、凸状とするのが好ましく、特に、球形または部分球の形状とするのがよい。別法またはこれに加えて、ストッパー円板２０を、前面４．３に対して凹状にすることもある。
【００３６】
図７は、取付け前の状態の軸受ブシュ８を例示している。ストッパー円板２０は、軸受ブシュ８の内面を押圧するように、ロータシャフトの端部４．２の前面４．３から離れた軸受ブシュ８の端部内に圧入される。次に、軸受ブシュ８は、図８および図９に示すように、その内側前面が貫通孔６を取り囲んでいる環状面１２に接触するまで、ロータシャフトの端部４．２に対して、軸方向に押し込む。次に、ストッパー円板２０を、軸受ブシュ８内のストッパー円板２０の圧力に勝る力Ｆで、ロータシャフトの端部４．２の前面４．３に対して、軸方向の内側に押し込む。力Ｆで、ストッパー円板２０は前面に向かって押し込まれるため、ロータシャフトの軸方向の遊びがなくなる。
【００３７】
この段階で、他の実施形態の例で既に説明したように、充填剤をチャンバ７内に注入する。充填剤が硬化すると、既に説明したように、図６に示す軸受ブシュ８内に延びる突出セグメント９．１を備える充填体９が形成される。
【００３８】
さらに、固化または硬化の際に、充填剤が収縮してシールが形成される同じ軸受構造に、いくつかの固定・シール面を設けることもできることに留意されたい。具体的には、図１、図２、および図２ａの実施形態に記載の固定・シール面と、図４および図４ａの実施形態に記載の固定・シール面を、１つの同じ軸受位置に形成することができる。
【００３９】
以上、実施形態を例として、本発明を説明してきたが、本発明の概念から逸脱することなく、様々な改良形態および変更形態が可能であることを理解されたい。
【００４０】
固定剤すなわち充填剤は、熱可塑性プラスチックであるとして記載してきたが、例えば、非熱可塑性プラスチック合成材料や低融点金属合金などの他の材料を用いることも、基本的には可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による、シャフトを軸方向に追加的に支持する軸受構造部分における電気補助駆動装置のギヤボックスハウジングを通る簡易部分断面図である。
【図２】固定・充填剤を導入する前の図１の実施形態を示す図である。
【図２Ａ】図２の一部の拡大図である。
【図３】図１に類似の軸受構造の別の実施形態を示す図である。
【図４】図１に類似の軸受構造のさらに別の実施形態を示す図である。
【図４Ａ】充填剤が示されていない、図４の一部の拡大図である。
【図５】図１に類似の軸受構造の別の実施形態を示す図である。
【図６】ストッパー円板を用いた本発明の別の実施形態を示す図である。
【図７】軸受ブシュが取り付けられる前の状態を示す、図６の実施形態を示す図である。
【図８】ストッパー円板を用いた本発明のさらに別の実施形態を示す図である。
【図９】ストッパー円板が軸受ブッシュ内に押し込まれた後の図８の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、１ａ    ギヤボックスハウジング
２、２ａ    カバー
３    内部チャンバ
４    ロータシャフト
４．１    ウォーム歯車
４．２    ロータシャフトの端部
４．３    前面
５、５ａ    軸受構造
６    貫通孔
７    チャンバ
７．１    円筒孔
７．２    大径孔
７．３    拡径孔
８    軸受ブシュ
９、９ａ    充填体
９．１    突出セグメント
１０    環状溝
１０．１    固定・シール面
１１    通路
１２    環状面
１３    ねじ部
１４    ハウジング部
１５    チャンバ
１５．１、１５．２    セグメント
１６    環状部
１７    環状溝
１７．１    固定・シール面
１８    通路
１９    めねじ
２０    ストッパー円板
Ｆ    力
ＲＡ    回転軸
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
2008545100.tif 000006
【図４】
2008545100.tif 000007
【図４Ａ】
2008545100.tif 000008
【図５】
2008545100.tif 000009
【図６】
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【図７】
2008545100.tif 000011
【図８】
2008545100.tif 000012
【図９】
2008545100.tif 000013
【国際調査報告】
2008545100.tif 000014
2008545100.tif 000015
2008545100.tif 000016
2008545100.tif 000017
2008545100.tif 000018
2008545100.tif 000019