(57)【要約】  本発明は、駆動エレメント又は被駆動エレメント例えば自動車の調節装置の歯車（４）と、少なくとも結合領域（６）内において熱塑性変形可能なプラスチック材料より成る中空のシャフト（２）との間の形状結合式の結合部であって、シャフト（２）と駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）とが異形成形部（８）によって互いに相対回動不能に結合されおり、駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）がシャフト（２）の段部（１７）に軸方向で当接するようになっている形式のものに関する。  本発明によれば、シャフト（２）の自由端部（１０）に駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）のための軸方向の対抗ストッパを形成するために、駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）と部分的に重なり合う、シャフト（２）の自由端部（１０）を熱塑性変形させることによって生ぜしめられる隆起部（１８）が設けられている。
2008513705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動エレメント又は被駆動エレメント例えば自動車の調節装置の歯車（４）と、少なくとも結合領域（６）内において熱塑性変形可能なプラスチック材料より成る中空のシャフト（２）とを形状結合式に結合するための方法であって、シャフト（２）と駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）とが異形成形部（８）によって互いに相対回動不能に結合されおり、駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）をシャフト（２）の段部（１７）に軸方向で当接させるようになっている方法において、
駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）を越えて突き出す、シャフト（２）の自由端部（１０）を加熱し、次いでこの端部（１０）をプレス成形工具（２０）を用いて圧力でプレスすることによって、駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）を形成する隆起部（１８）のための軸方向の対抗ストッパを形成することを特徴とする、自動車の調節装置の駆動エレメント又は被駆動エレメントとシャフトとの間の形状結合式の結合部を製造する方法。
【請求項２】
加熱を、熱ガス又は熱放射を用いて又は摩擦によって行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
プレス成形工具（２０）に熱を供給し、加熱されたプレス成形工具（２０）をシャフト（２）の自由端部（１０）に押し付ける、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
プレス成形工具（２０）に熱を供給し、次いでプレス成形工具（２０）をシャフト（２）の自由端部（１０）に押し付ける、請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
プレス過程を、プレス成形工具（２０）をシャフト軸線（２８）の延びる方向にリニア状に送り運動させることによって行うか、又はプレス成形工具（２０）をシャフト軸線（２８）の延びる方向にリニア状に送り運動させる動作とシャフト軸線（２８）を中心にした重畳回転運動との組み合わせによって行うか、又はプレス成形工具（２０）をシャフト軸線（２８）の延びる方向にリニア状に送り運動させる動作とシャフト軸線（２８）を中心にした重畳タンブラ運動との組み合わせによって行うことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
シャフト（２）の材料の熱膨張率と、駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）の材料の熱膨張率とが、同じ大きさを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
駆動エレメント又は被駆動エレメント例えば自動車の調節装置の歯車（４）と、少なくとも結合領域（６）内において熱塑性変形可能なプラスチック材料より成る中空のシャフト（２）との間の形状結合式の結合部であって、シャフト（２）と駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）とが異形成形部（８）によって互いに相対回動不能に結合されおり、駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）がシャフト（２）の段部（１７）に軸方向で当接するようになっている形式のものにおいて、
シャフト（２）の自由端部（１０）に駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）のための軸方向の対抗ストッパを形成するために、駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）と部分的に重なり合う、シャフト（２）の自由端部（１０）を熱塑性変形させることによって生ぜしめられる隆起部（１８）が設けられていることを特徴とする、自動車の調節装置の駆動エレメント又は被駆動エレメントとシャフトとの間の形状結合式の結合部。
【請求項８】
駆動エレメント又は被駆動エレメント（４）が、隆起部（１８）を受容するための、半径方向で内方に向いた段部（３０）を有している、請求項７記載の結合部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１及び請求項７の上位概念部に記載した、シャフトと駆動エレメント又は被駆動エレメントとが異形成形部によって互いに相対回動不能に結合されおり、駆動エレメント又は被駆動エレメントがシャフトの段部に軸方向で当接するようになっている形式の、駆動エレメント又は被駆動エレメント例えば自動車の調節装置の歯車と、少なくとも結合領域内において熱塑性変形可能なプラスチック材料より成る中空のシャフトとの間の形状結合（形状による束縛）式の結合部（formschluessige Verbindung）、並びにこのような形状結合式の結合部を製造するための方法に関する。
【０００２】
本明細書では、駆動エレメント又は被駆動エレメントとは、回転運動又はリニア（線状）運動を受容して、シャフトに伝達するか、又はシャフト内に導入された回転運動を隣接する構造群（例えば歯車又はレバー等の）に伝達する部材のことである。また自動車の調節装置とは、自動車の構造群又は構造部分を駆動するか又は調節する調節装置、例えばスロットルバルブアクチュエータ、ウインドウウオッシャモータ、Ｅガス調節装置又は排ガス再循環バルブの調整器のことである。
【０００３】
従来技術によれば自動車の調節装置における結合部について公知であり、この公知の結合によれば、例えば駆動エレメント又は被駆動エレメントをシャフト上に固定するために、駆動エレメント又は被駆動エレメントを越えて突き出す、シャフトの端部に雄ねじ山（この雄ねじ山にナットがねじ込まれる）が設けられていることによって、このようなシャフトと駆動エレメント又は被駆動エレメントとが互いに螺合されるようになっている。ナットは、勿論付加的な構成部分を形成しており、この付加的な構成部分は、自動車において発生する振動負荷によって時間の経過に伴って外れる危険性がある。シャフトと駆動エレメント又は被駆動エレメントとの間の解除可能な摩擦結合式（摩擦による束縛）の結合部（kraftschluessige Verbindung）においては、材料のクリープ現象によって時間の経過と共に結合部が解除することがある。さらにまた、２つの構成部分つまりシャフトと駆動エレメント又は被駆動エレメントとを接着によって互いに結合してもよいが、このためには付加的な材料及び乾燥時間が必要となる。溶接結合は、互いに溶接可能な所定の材料対に限定される、という欠点がある。また、スナップ結合のためには、造形のための高価な費用を必要となる。
【０００４】
発明の利点
本発明の方法によれば、駆動エレメント又は被駆動エレメントを越えて突き出す、シャフトの自由端部を加熱し、次いでこの端部をプレス成形工具（Stempel）を用いて圧力でプレスすることによって、駆動エレメント又は被駆動エレメントを形成する隆起部のための軸方向の対抗ストッパを形成するようにした。従って、シャフトの自由端部を熱塑性変形することによって形成された、駆動エレメント又は被駆動エレメントを半径方向で少なくとも部分的に覆う隆起部が得られる。
【０００５】
このような熱塑性変形によって生ぜしめられた結合部は、車両に使用するのに適している。何故ならば、このような結合部は、塑性変形された形状結合式の結合部として、耐用年数に亘って振動負荷の影響に対する過敏な反応を抑制することができるからである。さらにまた、駆動エレメント又は被駆動エレメントの材料は、必要に応じて自由に選択することができる。一般的な使用条件下におけるように、温度がシャフトのプラスチックの加熱温度を下回る温度に維持されている間、結合部は温度の影響を受けることはない。
【０００６】
従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載した本発明の有利な実施態様及び改良が可能である。
【０００７】
有利には、シャフト端部の加熱は、熱ガスを用いて、又は熱放射によって又は摩擦によって行われる。この場合、熱は、プレス成形工具に供給されるか、かつ／又はシャフトの自由端部に直接供給される。熱をプレス成形工具に供給する場合、シャフトの変形しようとする自由端部は、加熱されたプレス成形工具を直接接触させることによって加熱される。選択的に、シャフトの自由端部が予め加熱された後で、常温のプレス成形工具が押し付けられるようにしてもよい。最後に、プレス成形工具も、またシャフトの自由端部も加熱され、次いでプレス過程が実施される。
【０００８】
プレス過程は、例えばプレス成形工具をシャフト軸線の延びる方向にリニア状に送り運動させることによって行われるか、又はプレス成形工具をシャフト軸線の延びる方向にリニア状に送り運動させる動作とシャフト軸線を中心にした重畳回転運動との組み合わせによって行われるか、又はプレス成形工具をシャフト軸線の延びる方向にリニア状に送り運動させる動作とシャフト軸線を中心にした重畳タンブラ運動との組み合わせによって行われる。
【０００９】
本発明の実施態様によれば、駆動エレメント又は被駆動エレメントが、隆起部を受容するための、半径方向で内方に向いた段部を有している。次いで、加熱された粘性のプラスチック材料が、プレス成形工具の圧力によって前記段部内に押しやられ、この際に、この段部が、隆起の大きさ及び長さを規定し、それによって結合部の同品質の強度が得られる。
【００１０】
結合部を製造する方法及び結合部の構成は、以下に実施例の説明を用いて記載されている。
【００１１】
図１は、シャフトと歯車との間の結合部の完成前の状態の横断面図、
図２は、図１に示した結合部の完成前の状態の横断面図である。
【００１２】
実施例の説明
図１には、中空シャフト２と駆動エレメント又は被駆動エレメント（ここでは歯車４）との間の結合部１の完成前の状態が示されている。シャフト２及び歯車４は、自動車の調節装置、例えば内燃機関のスロットルバルブ調節器、ワイパ駆動装置、ＥＧＡＳ調節装置の一部である。この調節装置は、ペダル位置センサによってアクセルペダルの位置を電子式に検出し、エンジン制御器によってスロットルバルブの相応の位置又は排ガス再循環弁の位置を指示する。歯車４の代わりに、結合部１によって、別の形式の駆動エレメント又は被駆動エレメント（例えばレバー又はカム）をシャフト２に固定することもできる。
【００１３】
シャフト２は有利な形式でその全部が、熱の影響下で塑性変形可能な熱可塑性プラスチックより成っている。全部を熱可塑性プラスチックより製造する代わりに、歯車４との結合領域６だけを熱可塑性プラスチックより構成してもよい。
【００１４】
シャフト２と歯車４との間の結合部１は、相対回動不能及び軸方向摺動不能であって、この場合、シャフト２と歯車４とは、半径方向の異形成形部８によって互いに相対回動不能に固定されている。これは例えば、結合領域６内において、シャフト２の自由端部１０の半径方向外側の周面と、歯車４の半径方向内側の周面の中央の貫通孔１２（この貫通孔１２がシャフト２の自由端部１０が挿入される）とが、それぞれ互いに係合し合う異形成形部８を有していることによって、実現される。この互いに係合し合う異形成形部８は、有利な実施例によれば、同時に、シャフト２に被せ嵌められる歯車４のための軸方向のストッパを形成している。つまり、シャフト２の自由端部１０から離れる方向に向いた、互いに係合し合う複数の突起１４及び切欠１６の端面（一緒に回転するように結合部を形成するために設けられている）が、同時に結合部１の軸方向ストッパとして作用する少なくとも１つの段部１７も形成している。
【００１５】
軸方向の対抗ストッパは、シャフト２の自由端部１０の端面に設けられた隆起部１８によって形成され、この隆起部１８は、シャフト２のプラスチック材料の熱塑性変形によって生ぜしめられる。結合部１を製作するために、つまり段部１７にぶつかるまで、まず歯車４をシャフト２に被せ嵌め、シャフト２の自由端部１０を貫通孔１２から突き出す。次いで、シャフト２の自由端部１０を加熱して、押し付け隆起部１８を形成する。圧力は、円筒形のプレス成形工具２０によって加えられる。このプレス成形工具２０は、その初期位置においてシャフト２及び歯車４に対して同軸的に、しかも軸方向では間隔を保って配置されている。このプレス成形工具２０は、シャフト２０の自由端部１０に向いた側にピン２２を有しており、このピン２２は、プレス成形工具２０の端面側の環状面２６がシャフト２の自由端部１０の端面に押し付けられると、中空シャフト２の開口２４内に侵入するようになっている。
【００１６】
シャフト１２の自由端部１０を、熱塑性変形が得られる温度に加熱することは、任意の形式で、有利には熱ガス又は熱放射を用いることによって、或いは摩擦によって得られる。
【００１７】
有利には、熱はシャフト２の自由端部１０に供給され、次いで常温のプレス成形工具２０がシャフト２の加熱された自由端部１０に押し付けられる。選択的に、まずプレス成形工具２０に熱が供給され、加熱されたプレス成形工具２０が、シャフト２のまだ常温の自由端部に押し付けられる。次いでプレス成形工具２０及びシャフト２の自由端部１０も加熱され、次いでプレス過程が実施される。
【００１８】
この場合、プレス過程は、シャフト軸線２８の方向でのプレス成形工具２０のリニア（直線）状の送り運動、又はこのシャフト軸線２８の方向でのプレス成形工具２０のリニア状の送り運動とシャフト軸線２８を中心にした重畳された回転運動との組み合わせ、又はシャフト軸線２８の方向でのプレス成形工具２０のリニア状の送り運動とシャフト軸線２８を中心にした重畳されたタンブラ運動との組み合わせで行われる。
【００１９】
有利な形式で、シャフト２の材料の熱膨張率と、歯車４のプラスチック材料の熱膨張率とは、同じ値を有しており、これによってより大きい材料応力が生じることはない。
【００２０】
歯車４は、シャフト２の自由端部１０の領域内で、隆起部１８を受容するための半径方向内方に向けられた段部３０を有している。従って、加熱された粘性のプラスチック材料は、プレス成形工具２０の圧力によって段部３０内に押しやられ、この場合、この段部３０が、隆起部１８の大きさ及び長さを規定する。これによって、結合部１の再現可能な強度が保証される。隆起部１８は対抗ストッパを形成しながら、歯車４の段部３０を半径方向でブリッジし、これによって特に図２に示されているように、歯車４は、隆起部１８と、異形成形部８によって形成された別の軸方向ストッパ１７との間で、軸方向でも固定されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】シャフトと歯車との間の結合部の完成前の状態の横断面図である。
【図２】図１に示した結合部の完成前の状態の横断面図である。
【図１】
2008513705.tif 000003
【図２】
2008513705.tif 000004
【国際調査報告】
2008513705.tif 000005
2008513705.tif 000006
2008513705.tif 000007
2008513705.tif 000008
2008513705.tif 000009
2008513705.tif 000010