蜗杆、蜗杆保持构造、操纵机构以及蜗杆的组装方法.pdf

本发明提供一种蜗杆保持构造、配备有该蜗杆保持构造的操纵机构以及该蜗杆的组装方法。在蜗杆(10)的轴插入孔(10b)底部侧端部形成有收容凹部(10f)，在该收容凹部(10f)中收容有钢球(13)。而且，轴插入孔(10b)与收容凹部(10f)经贯通孔(10g)连通。在收容凹部(10f)的内圆周表面上形成有从该内圆周表面向下凹陷的4个连通槽(10h)，该连通槽(10h)经贯通孔(10g)与轴插入孔(10b)连通。该通槽(10h)与钢球(13)的外圆周表面(13a)形成通过贯通孔(10g)连通外部和轴插入孔(10b)的通路(15)。由此，能够抑制在轴上组装蜗杆时产生的蜗杆被压出的问题，防止向箱体上组装时产生的组装不良。

1.  一种蜗杆保持构造，其中蜗杆具有自基端部向顶端部沿轴线方向延伸的轴插入孔、且在顶端部装有承受推力负荷的推力承受部件，该蜗杆保持构造将电机轴插入上述轴插入孔、将蜗杆保持在该电机轴上，其特征在于：在上述轴插入孔的底部侧，形成有连通上述轴插入孔内部与蜗杆外部的通路。

2.  根据权利要求1所述的蜗杆保持构造，其特征在于：上述蜗杆具有收容上述推力承受部件的收容凹部以及连通该收容凹部与上述轴插入孔的连通孔，该收容凹部的内侧表面上形成有从上述连通孔到上述收容凹部的开口端沿轴线方向延伸的槽，上述通路由被收纳在上述收容凹部内的推力承受部件的表面与上述槽构成。

3.  根据权利要求1或2所述的蜗杆保持构造，其特征在于：形成有多个上述通路。

4.  一种操纵机构，其中蜗杆具有自基端部向顶端部沿轴线方向延伸的轴插入孔、且在顶端部装有承受推力负荷的推力承受部件，该操纵机构将电机轴插入上述轴插入孔、将蜗杆保持在该电机轴上，而且，使上述推力承受部件与设置在收容电机的箱体上的接触壁相接触，承受驱动时的推力负荷，其特征在于：形成有连通上述轴插入孔的底部与外部的通路。

5.  一种蜗杆，具有自基端部向顶端部沿轴线方向延伸的轴插入孔、且在顶端部装有承受推力负荷的推力承受部件，其特征在于：在上述轴插入孔的底部侧，形成有连通上述轴插入孔内部与蜗杆外部的通路。

6.  一种蜗杆的组装方法，向具有自基端部向顶端部沿轴线方向延伸的轴插入孔的蜗杆的上述轴插入孔中插入电机轴，组装该电机轴与蜗杆，其特征在于：在上述轴插入孔的底部侧，形成有连通上述轴插入孔内部与上述蜗杆外部的通路，在上述蜗杆的顶端部装有承受推力负荷的推力承受部件，随着在上述轴插入孔中插入上述电机轴，上述轴插入孔内部存在的空气通过上述通路被排出到上述蜗杆外部。

蜗杆、蜗杆保持构造、操纵机构以及蜗杆的组装方法
技术领域
本发明涉及在电机轴上组装的蜗杆的保持构造、通过该蜗杆将电机的旋转传递给齿轮并输出的操纵机构以及蜗杆的组装方法。
背景技术
车辆用空调的电机操作机构中，合成树脂制蜗杆，正如专利文献1公开的那样，被保持在电机轴上。被这样保持在电机轴上的蜗杆，将电机的输出传递给减速齿轮时，由于承受推力负载，所以蜗杆顶端磨损，成为高寿命化的障碍。
近年来，为了实现蜗杆的高寿命化，人们将钢球插入蜗杆顶端部以减低蜗杆的磨损。
蜗杆与电机的组装过程是，首先，在电机轴上涂敷油脂。继而，向沿蜗杆轴方向设置的轴插入孔内插入轴，将在顶端插入有钢球的状态的蜗杆组装在电机上。然后，改变装有蜗杆的电机的方向，将电机组装到合成树脂制的箱体中。这一系列的组装作业高速进行。
专利文献1：特开平8-70553号公告(图1)
为了抑制蜗杆的晃动现象，所形成的轴插入孔与轴的直径大致相等。因此，轴插入时，轴插入孔内的空气被轴压缩。受该压力作用，蜗杆会从轴插入孔脱出。将轴插入到轴插入孔后，如果保持这种状态，随着时间的流失，轴插入孔内残留的空气可从轴与轴插入孔之间的间隙流出。但是，在高速组装过程中，难以将它们长时间放置，在轴插入孔中仍有残留空气的状态下，就移至将电机组装到箱体的工序。
由于轴插入孔中残留的空气会将蜗杆顶出，在将电机装入箱体时，蜗杆与箱体部的侧壁接触，导致蜗杆顶端损伤甚至是出现无法组装等组装不良的问题。
为了解决上述问题，蜗杆顶端形成有沿电机轴插入方向的贯通孔。该贯通孔连通轴插入孔与蜗杆顶端，组装蜗杆时，轴插入孔内部的空气随着轴的插入经贯通孔排出，方便了该蜗杆的组装。
但是，如果蜗杆的顶端部装有钢球，蜗杆上形成的贯通孔会被钢球堵塞，轴插入时轴插入孔内的空气无法排出而残留在轴插入孔内，所以，同样会产生如上所述的蜗杆损伤或组装不良等问题。
发明内容
本发明就是鉴于这种实际情况而进行的，其目的是提供一种能够抑制向轴上组装蜗杆时产生的组装不良，并能够防止向箱体上组装时的组装不良的蜗杆保持构造、配备有该蜗杆保持构造的操纵机构以及该蜗杆的组装方法。
为了解决上述问题，本发明之1是一种蜗杆保持构造，其中蜗杆具有自基端部向顶端部沿轴线方向延伸的轴插入孔、且在顶端部装有承受推力负荷的推力承受部件，该蜗杆保持构造将电机轴插入上述轴插入孔、将蜗杆保持在该电机轴上，并且，在上述轴插入孔的底部侧，形成有连通上述轴插入孔内部与蜗杆外部的通路。
本发明之2，在本发明之1所述的蜗杆保持构造中，上述蜗杆具有收容上述推力承受部件的收容凹部以及连通该收容凹部与上述轴插入孔的连通孔，该收容凹部的内侧表面上形成有从上述连通孔到上述收容凹部的开口端沿轴线方向延伸的槽，上述通路由被收纳在上述收容凹部内的推力承受部件的表面与上述槽构成。
本发明之3，在本发明之1或2所述的蜗杆保持构造中，形成有多个上述通路。
本发明之4是一种操纵机构，其中蜗杆具有自基端部向顶端部沿轴线方向延伸的轴插入孔、且在顶端部装有承受推力负荷的推力承受部件，该操纵机构将电机轴插入上述轴插入孔、将蜗杆保持在该电机轴上，而且，使上述推力承受部件与设置在收容电机的箱体上的接触壁相接触，承受驱动时的推力负荷，并且，形成有连通上述轴插入孔的底部与外部的通路。
本发明之5是一种蜗杆，具有自基端部向顶端部沿轴线方向延伸的轴插入孔、且在顶端部装有承受推力负荷的推力承受部件，并且，在上述轴插入孔的底部侧，形成有连通上述轴插入孔内部与蜗杆外部的通路。
本发明之6是一种蜗杆的组装方法，向具有自基端部向顶端部沿轴线方向延伸的轴插入孔的蜗杆地上述轴插入孔中插入电机轴，组装该电机轴与蜗杆，并且，在上述轴插入孔的底部侧，形成有连通上述轴插入孔内部与上述蜗杆外部的通路，在上述蜗杆的顶端部装有承受推力负荷的推力承受部件，随着在上述轴插入孔中插入上述电机轴，上述轴插入孔内部存在的空气通过上述通路被排出到上述蜗杆外部。
(作用)
因此，根据本发明之1，推力承受部件的使用减低了蜗杆的磨损。而且，由于通路使得轴插入孔内部与外部经贯通孔连接，当轴插进轴插入孔时，轴插入孔内的空气经过该通路排出。所以可抑制轴插入孔内残留空气，从而防止残留的空气将蜗杆压出。
根据本发明之2，形成了收容推力承受部件的收容凹部，而且在该收容凹部的内表面上形成沿轴线方向延伸的槽，该槽与推力承受部件形成了通路，所以通路的制作简单、容易。
根据本发明之3，由于形成有多个连通槽，轴插入孔内的空气易于排出。因此更加抑制了轴插入孔内残留空气，进一步防止了残留空气将蜗杆压出。而且，由于空气更加易于排出，高速装配作业就能顺利进行。
根据本发明之4，推力承受部件的使用使蜗杆的磨损减低。而且，由于通路使轴插入孔内部与外部经贯通孔连接，当轴插进轴插入孔中时，轴插入孔内的空气经过该通路排出。所以可抑制轴插入孔内残留空气，从而防止了残留空气将蜗杆压出，电机操纵机构的制造就能顺利进行。
根据本发明之5，推力承受部件的使用使蜗杆的磨损减低。而且，由于通路使轴插入孔内部与外部经贯通孔连接，当轴插进轴插入孔中时，轴插入孔内的空气经过该通路排出。所以可抑制轴插入孔内残留空气，从而防止残留空气将蜗杆压出。
根据本发明之6，推力承受部件的使用使蜗杆的磨损减低。而且，由于通路使轴插入孔内部与外部经贯通孔连接，当轴插进轴插入孔中时，轴插入孔内的空气经过该通路排出。所以可抑制轴插入孔内残留空气，从而防止残留空气将蜗杆压出。
(发明效果)
采用本发明，可以提供一种能够抑制向轴上组装蜗杆时产生的蜗杆被压出的问题，防止向箱体上组装时产生的组装不良的蜗杆保持构造、配备有该蜗杆保持构造的操纵机构以及该蜗杆的组装方法。
附图说明
图1(a)是蜗杆的侧视图、(b)是(a)中的A-A剖视图。
图2(a)是处于组装状态的蜗杆的侧视图、(b)是表示处于组装状态的蜗杆及电机的正视图。
图3是电机操纵机构的正视图。
图4(a)～(d)是表示蜗杆及电机的组装过程的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明在车辆用空调的电机操纵机构中使用时的
实施方式。
图3所示的本实施方式的电机操纵机构1设置在车辆用空调装置的进风口切换门、温度调节门、喷出口切换门等各门处，目的是控制各个门的开闭。
电机操纵机构1配备有外壳2、电机3、构成减速机构4的第1减速齿轮5、第2减速齿轮6和第3减速齿轮7、以及导电装置8。
外壳2由合成树脂制的箱体部2a以及盖板部(未图示)构成，能够容纳电机3、第1～3减速齿轮5～7、导电装置8。而且在外壳2中，整体形成有分别用来支撑与第1减速齿轮5一体形成的支撑轴5a和与第2减速齿轮6一体形成的支撑轴6a的图中未示出的各个轴承，用来支撑第3减速齿轮7的图中未示出的轴承孔。
外壳2中容纳着上述电机3。电机3利用箱体部2a上突起形成的电机保持部2b、2c、通过由例如O形环构成的弹性材料3b、3c保持。该电机3的轴9上装着能和电机轴一体旋转的蜗杆10。蜗杆10配置在保持电机3的电机保持部2b和箱体部2a的侧壁2d之间。第1减速齿轮5按照与蜗杆10啮合的方式，可旋转地支撑在上述未图示的轴承上；第2减速齿轮6按照与第1减速齿轮5啮合的方式，可旋转地支撑在上述未图示的轴承上。
第3减速齿轮7由外壳2的箱体部2a以及盖板部上形成的轴承孔支撑，能够旋转，与第2减速齿轮6啮合的同时，与第3减速齿轮7一体形成的输出轴7a从外壳2中伸出。而且，为了防止输出轴7a空转，输出轴7a的顶端形成有沿轴方向具有平面的、轴向看呈D状的输出部7b。
因此，电机3被驱动后，电机3的旋转由蜗杆10到第1减速齿轮5被大幅减速传递。之后，该旋转经第2减速齿轮6、第3减速齿轮7顺次减速传递，从输出轴7a的的输出轴7b输出。在上述驱动过程中，蜗杆10承受第1减速齿轮5的驱动所产生的推力负荷，向推力的方向(图3的左右方向)移动。该移动由于蜗杆10顶端与侧壁2d的接触以及蜗杆10与轴9的接触而制约。即，加在蜗杆10上的推力负荷由箱体部2a的侧壁2d与电机3的轴9承受。
外壳2中容纳的导电装置8用于控制电机操纵机构1的动作。该导电装置8备有供电部11，从供电部11上形成的2个供电端子12向上述电机3供电。
图1(a)、(b)所示的上述蜗杆10由合成树脂制成。该蜗杆10和包含轴9在内的电机3构成了电机轴的蜗杆保持构造。蜗杆10的从轴向看到的中央部形成有沿蜗杆10轴向的轴插入孔10b。
轴插入孔10b是为插入上述电机3的轴9而形成的，能够与轴9接合。具体地说，如图2(b)示，为了防止轴9空转，在轴9的顶端形成有沿轴方向具有平面的、轴向看呈D状的输出部3a。而且，轴插入孔10的底部形成有沿轴方向呈平面的结合面10c，将轴9嵌插进轴插入孔10b时，输出部3a与结合面10c在周方向结合。
如图1(a)、(b)所示，蜗杆10上形成有从轴插入孔10b的底部侧向外突出的钢球收容部10d。钢球收容部10d上形成有具有开口部10e的呈大致半球状的收容凹部10f。收容凹部10f的底部中央形成有与上述轴插入孔10b连通的贯通孔10g。贯通孔10g的直径小于收容凹部10f的直径。
在收容凹部10f的内圆周表面上，沿周向以等角度间隔形成有4个从该内圆周表面向下凹陷的连通槽10h。所形成的连通槽10h沿蜗杆10的轴线方向从收容凹部10f底部延伸至该收容凹部10f的开口端，该连通槽10h经过贯通孔10g与轴插入孔10b连通。蜗杆成型时该连通槽10h也一体形成。
如图2(a)、(b)所示，为了防止推力负荷导致的蜗杆10磨损，收容凹部10f中收纳有直径同收容凹部10f相等的作为推力承受部件的钢球13。所形成的收容凹部10f使钢球13的一部分从钢球收容部10d的前端突出。收容凹部10f中收容的钢球13的外圆表面13a与连通槽10h形成通过贯通孔10g连通外部与轴插入孔10b的通路15。
受加载在蜗杆10上的推力负荷的作用，钢球13与图3所示的侧壁2d接触。因此，由于由树脂构成的蜗杆10的顶端与侧壁2d不接触，故防止了蜗杆的磨损。
在如上构成的电机3与蜗杆10的组装过程中，首先，如图4(a)所示，在电机3的轴9上涂敷油脂14。
继而，如图4(b)所示，在钢球13装入收容凹部10f的状态下，将轴9嵌插进轴插入孔10b内，蜗杆10即被组装在轴9上。这时，轴插入孔10b内存在的空气随着轴9的插进，从轴插入孔10b通过贯通孔10g并经过由钢球13的外圆表面13a与连通槽10h形成的通路15向外部排出。图2(a)、(b)中箭头表示空气的通过路径。
然后，如图4(c)所示，组装了蜗杆10的电机3转90°方向后，如图4(d)所示，组装到箱体部2a上。在该组装工序中，电机3由图中未示出的组装装置的手柄部抓住，电机3与蜗杆10往箱体部2a上组装。这时，由于轴插入孔10b内的空气通过通路15被排出蜗杆10的外部，因此该蜗杆10不会从轴9中拔出。
如上所述，采用本实施方式，具有以下的效果。
(1)由于形成了连通槽10h，通过由该连通槽10h与钢球13的外圆表面13a构成的通路15以及贯通孔10g，轴插入孔10b内的空气随着轴9的插入而被排出到外部。因此，将轴9插入轴插入孔10b内时，轴插入孔10b内不残留空气，因而能够抑制轴插入孔10b内残留的空气将轴9压出。其结果是，能够防止蜗杆10以处于被压出状态往箱体部2a上组装，所以，防止了因蜗杆10顶端部与箱体部2a的侧壁接触而导致的蜗杆10顶端部损伤或者无法组装电机3等组装不良问题。
(2)连通槽10h是通过贯通孔10g与轴插入孔10b连通，从收容凹部10f的内圆周表面向下凹陷形成的槽，因此，能够在蜗杆10成型时也一体形成。因此，无需为形成连通槽10h而追加制造工序。结果是，能够抑制制造成本的上升。
(3)通过形成连通槽10h，即使轴9不在插入轴插入孔10b后长时间放置，轴插入孔10b内的空气也会通过贯通孔10g从连通槽10h被排出到外部，因此能够顺利进行高速组装。
(4)收容凹部10f的内圆周表面上只形成有连通槽10h，因此，由电机3驱动的蜗杆10的回转，与没有形成连通槽10h时一样被传递至第1减速齿轮5。即，形成有连通槽10h的蜗杆10在电机3驱动时具有和以前一样的功能。
(5)收容钢球13的收容凹部10f的内圆周表面上形成有连通槽10h，而且由该连通槽10h形成了连通外部与轴插入孔10b的通路15。用来形成该通路15的连通槽10h，在蜗杆10成型时形成。当然，为了使轴插入孔内封闭的空气能够逃逸，可以考虑形成从蜗杆的侧面伸至轴插入孔的孔。该孔不会被钢球堵塞，因此适合高速自动组装的场合。但是，由于该孔无法在由树脂构成的蜗杆成型时同时形成，必需进行后续加工，耗费时间人力导致成本增加，而且操纵机构的外形增大。而本实施方式的连通槽10h在蜗杆10成型时即同时形成，无需后续加工，不耗费时间人力，因而能够抑制成本增加。而且，能够防止蜗杆10的轴向尺寸增加，防止了电机操纵机构1的大型化。
此外，在本发明的实施方式中可以做以下变更。
上述实施方式中，连通槽10h不局限于在收容凹部10f的周向以等角度间隔形成四个。例如，也可以形成三个以下或五个以上。形成三个以下连通槽10h的场合，具有和上述实施方式大致同样的效果。而形成五个以上连通槽10h的场合，轴插入孔10b内的空气更容易向外部排出，高速组装能够更顺利进行。
也可以代替上述实施方式的连通槽10h，在钢球收容部10d中形成通过贯通孔10g与轴插入孔10b连通的连通孔。这种场合，与上述实施方式相比加工复杂，但仍然能够得到和上述实施方式的效果(1)和(3)同样的效果。
上述实施方式中，虽然作为推力承受部件而使用了钢球13，但也可以采用球以外形状的推力承受部件。而且，也可以用钢以外的材质形成推力承受部件。