KR101175949B1

KR101175949B1 - 록킹 장치, 상기 록킹 장치를 포함한 기어-구동 유닛, 및상기 기어-구동 유닛의 제조 방법

Info

Publication number: KR101175949B1
Application number: KR1020077012448A
Authority: KR
Inventors: 레셉 타란; 크리스티안 마이어; 울리히 레트마; 게르트 발터; 슈테판 데몬트
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2012-08-23
Also published as: DE102004058096A1; US20070187193A1; US20140182981A1; KR20070089688A; EP1820251A1; WO2006058803A1; US8746421B2; EP1820251B1; US9906095B2

Abstract

제 1 록킹 부재(32)와 제 2 록킹 부재(34)를 포함한, 기어-구동 유닛(10)의 하우징(16)에 대한 샤프트(14)의 회전 운동을 차단하기 위한 록킹 장치, 상기 록킹 장치를 포함한 기어-구동 유닛 및 상기 기어-구동 유닛의 제조 방법으로서, 상기 제 2 록킹 부재(34)는 적어도 하나의 전자석(44) 및 적어도 하나의 복귀 부재(42)에 의해 상기 제 1 록킹 부재(32)에 대해 이동 가능하고, 상기 록킹 부재들(32, 34)은 록킹 상태에서 축방향으로 포지티브 결합 방식으로 서로 맞물리고, 상기 록킹 장치(30)는 유닛(31)으로서 한편으로 상기 하우징(16)에 다른 한편으로 상기 샤프트(14)에 조립 가능한 독립 분리 구성 유닛(31)으로서 형성된다.

분리 구성 유닛, 록킹 부재, 샤프트, 전자석, 롤러 베어링, 스토퍼, 종동부

Description

록킹 장치, 상기 록킹 장치를 포함한 기어-구동 유닛, 및 상기 기어-구동 유닛의 제조 방법 {LOCKING DEVICE, GEARED DRIVING UNIT COMPRISING SUCH A LOCKING DEVICE, AND METHOD FOR MAKING SUCH A GEARED DRIVING UNIT}

본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따라 서로 이동 가능하게 배치된 2 개의 록킹 부재들을 포함한 록킹 장치, 상기 록킹 장치를 포함한 기어-구동 유닛, 및 상기 기어-구동 유닛을 제조하는 방법에 관한 것이다.

EP 1 320 175 A2에는 브레이크 유닛이 전기 모터를 둘러싸는 하우징 내에 배치되는 구동 장치 및/또는 브레이크 장치가 공지된다. 브레이크 유닛은 브레이크 디스크 및 브레이크 바디를 포함하고, 이들은 전자기 마찰 결합으로 서로 가압 가능하다. 브레이크 바디는 전기 모터의 하우징과 상대 회전 불가능하게 그리고 축방향으로 고정되어 연결되고, 브레이크 디스크는 전기 모터의 상대 회전 가능하게 지지된 아마추어 샤프트에 축방향으로 이동 가능하게 배치된다.

상기 형태의 브레이크 장치는, 조립시 브레이크 바디가 하우징에 직접 조립되고 브레이크 디스크가 아마추어 샤프트에 예비 조립된 후에야 조립되어 서로 조정되기 때문에, 구동 유닛의 조립시 공차가 많이 보상되어야 하는 단점을 갖는다. 또한 2 개의 브레이크 디스크들 사이의 마찰 결합은 마모, 및 먼지, 탄소 먼지, 기 름, 진동과 같은 외부 영향에 대해 매우 민감하기 때문에, EP 1 320 175 A1에서 전기 모터의 하우징은 물, 공기 및 먼지에 밀봉되어야 한다.

본 발명에 따른 기어-구동 유닛, 그 안에 배치된 록킹 장치, 및 상기 기어-구동 유닛의 제조 방법은 록킹 장치가 완전 조립 가능한 독립 모듈로서 형성됨으로써, 상기 기어-구동 유닛을 위한 조립 비용이 현저히 감소된다. 이 경우, 록킹 장치에 대한 샤프트 종동부의 상에 조립의 정확성 및 기어-구동 유닛의 하우징 내에서 록킹 장치의 위치 정확성이 높은 수준으로 요구되지 않는다. 록킹 장치를 별도로 제조하고 독립적으로 성능 테스트하는 경우 록킹 부재들 간의 축방향 공차(공기 틈)는 현저히 적은 수고로 유지될 수 있다. 2 개의 록킹 부재들 간의 축방향 포지티브 결합의 형성에 의해 록킹 장치는 먼지 및 기름에 대해 훨씬 덜 민감해진다. 록킹 부재들의 최소 마찰 또는 마모에 의해 록킹 장치의 수명과 내구성이 향상된다. 예컨대 축방향 맞물림부 형태의 2 개의 록킹 부재들 간의 축방향 포지티브 결합의 형성으로 인해, 상기 록킹 장치는 진동 및 흔들림 부하가 높게 나타나는 차량에서도 사용될 수 있다. 브레이크 디스크들의 장치와는 달리, 본 발명에 따른 장치는 차량 내의 진동에 의해 자극되는, 스프링-질량-시스템(spring-mass system)의 공진 주파수에 대해 민감하지 않다.

록킹 부재들의 간의 포지티브 결합이 방사방향으로 배치된 오목부들과 그 안으로 맞물리는 치형부들에 의해 형성되면, 구동기의 토크는 주변 조건의 최소 영향하에서 확실하고 매우 효율적으로 차단될 수 있다. 상기 포지티브 결합에 의해 진동 자극, 습기 또는 탄소 먼지가 있을 때에도 록킹 부재들 간의 슬립 및 마모가 확실하게 방지된다.

별도로 조립 가능한 록킹 장치의 제조를 위해, 2 개의 록킹 부재들을 전자석및 복귀 부재와 함께 록킹 하우징 내에 조립하여, 이것을 기어-구동 유닛의 하우징 내로 간단히 조립할 수 있는 것이 특히 바람직하다. 록킹 하우징은 록킹 장치에 작용하는 힘을 흡수하고 그 힘을 기어-구동 유닛의 하우징으로 유도한다. 또한, 록킹 하우징이 예컨대 거의 폐쇄되어 형성되면 록킹 하우징은 록킹 부재들을 오염으로부터 보호한다.

록킹 장치를 구동 샤프트 상에 간단하고 공차에 민감하지 않게 조립하기 위해, 제 1 록킹 부재는 중앙 개구에 방사방향 홈을 포함하고, 조립시 상기 홈 내로 구동 샤프트의 상응하는 방사 방향 돌출부들이 맞물린다. 이로써 구동 모멘트를 제 1 록킹 부재로 전달하고 또한 구동 샤프트와 록킹 장치 사이의 축방향 유격을 허용하는, 공차에 민감하지 않은 포지티브 결합이 이루어진다. 제 1 록킹 부재의 상응하는 내부 치형부 내로 맞물리는 구동 샤프트에 있는 외부 치형부에 의해 포지티브 결합이 특히 간단하게 달성된다.

작동 상태 동안 적어도 하나의 전자석이 활성화되어, 상기 전자석이 복귀력에 대항해 제 2 록킹 부재를 제 1 록킹 부재로부터 축방향으로 떨어지게 유지시키도록 록킹 장치가 작동되는 것이 바람직하다. 이로써 전자석에 전류가 제공된 상태에서는 구동 샤프트가 방해 없이 회전할 수 있다. 전자석의 비활성화 상태(전류가 제공되지 않는 상태)에서는 복귀 부재의 가압력으로 의해 제 2 록킹 부재가 제 1 록킹 부재에 대해 가압되므로 록킹 상태에서는 회전 운동이 차단된다.

회전 상태에서, 록킹 하우징 내에 배치된 2 개의 록킹 부재들이 축방향으로 서로 접촉하지 않도록, 록킹 하우징은 회전 가능한 제 1 록킹 부재가 축방향으로 지지되는 적어도 하나의 축방향 스토퍼를 포함한다.

록킹 하우징은 지지 와셔를 포함하고, 상기 하우징의 2 개의 축방향 정면들에는 축방향 돌출부들을 가진 회전 가능한 제 1 록킹 부재가 지지되는 것이 바람직하다. 브릿지형으로 형성된 축방향 돌출부들은 대응 스토퍼를 포함하고, 상기 대응 스토퍼는 부분적으로 또는 완전히 접선으로 환형으로 형성된다. 이 경우, 회전 상태에서는 이동하는 록킹 부재가 전자석과 결합된 제 2 록킹 부재 내로 축방향으로 맞물리지 않는 것이 적은 마찰 손실하에서 보장된다.

간단한 조립을 위해 축방향 돌출부들이 예컨대, 잠금 후크 또는 클립핑 후크들로서 형성된다. 대안으로 대응 스토퍼는 지지 와셔의 중앙 홈을 통해 방사방향 돌출부들을 삽입한 후에, 고정 부재들 또는 방사방향 재료 변형부에 의해 형성될 수 있다.

전자석의 전기 접속부들이 그 정면에 축방향으로 연장하는 스프링 부재들로서 형성되면, 조립이 간단해지는데, 왜냐하면 단순한 조인트 과정이 적용될 수 있기 때문이다. 스프링 부재들은 전자석 내에 고정되고 전류 전달에 적합한 접촉 상부면을 포함한다.

특히 간단하게는, 전자석과 결합된 제 2 록킹 부재가 전자석의 코일 지지체의 상응하는 대응 성형부 내로 맞물리는 축방향 성형부를 포함함으로써, 제 2 록킹 부재가 축방향으로 안내될 수 있다. 이로써 추가 구성 부분이 필요하지않는데, 왜냐하면 축방향 가이드 부재 또는 대응 가이드 부재들이 제 2 록킹 부재 또는 전자석 홀더에 일체형으로 형성될 수 있기 때문이다.

포지티브 결합을 형성하는 2 개의 록킹 부재들의 면들이 적어도 부분적으로 플라스틱 특히, 탄성 중합체와 같은 탄성 재료로 이루어지면, 비상 작동시 2 개의 록킹 부재들이 서로 미끄러지는 경우 소음 형성이 현저히 감소될 수 있다.

록킹 장치가 예비 조립된 분리 구성 유닛으로서 기어-구동 유닛의 하우징 내로 삽입되면, 록킹 장치가 하우징 내에 배치된, 그 내부 링이 구동 샤프트를 수용하는 롤러 베어링에 축방향으로 접하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 구동 샤프트 상에, 플로팅 베어링으로서 형성된 롤러 베어링에 의해 수용되는 종동부가 상대 회전 불가능하게 고정되므로, 예컨대 온도 부하 또는 조립 공차에 의해 생기는 축방향 유격이 보상된다.

바람직한 실시예에서 롤러 베어링은 록킹 장치에 고정 배치, 예컨대 록킹 하우징 내로 가압되므로, 롤러 베어링을 위한 추가 조립 단계가 생략된다.

제 1 록킹 부재가 샤프트와 함께 회전하는 내부 링에 직접 지지되면, 제 1 록킹 부재와 내부 링 사이의 회전 작동시의 마찰 손실이 없어지거나 또는 감소될 수 있다. 롤러 베어링이 록킹 하우징과 연결되면, 내부 링은 함께 회전하는, 제 1 록킹 부재에 대한 축방향 스토퍼를 형성한다.

2 개의 록킹 부재들 상호 간의 접촉을 저지하기 위해, 마주보게 놓인 축방향 측면 상의 회전 가능한 제 1 록킹 부재가 구동 샤프트에 지지된다. 이를 위해, 종동부는 제 1 록킹 부재가 종동부를 록킹 장치 내로 삽입한 후에 축방향으로 지지되는 방사방향 돌출부를 포함한다.

차량 내의 진동 부하에 대해, 제 1 록킹 부재가 예비 응력을 받아서 롤러 베어링의 내부 링에 대해 가압되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 제 1 록킹 부재와 2 개의 스토퍼들(종동부의 내부 링 또는 방사방향 칼라) 중 적어도 하나의 스토퍼 사이에는 하우징 내에 고정된 록킹 장치에 대한 구동 샤프트의 종방향 이동을 보상하는 탄성 부재가 배치된다.

본 발명에 따른 기어-구동 유닛의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법은, 2 개의 록킹 부재들을 포함한 록킹 장치의 별도 형성에 의해 공차에 대한 높은 요구 없이 간단하게 하우징 내로 그리고 구동 샤프트 상으로 조립될 수 있는 장점을 갖는다. 이를 위해, 한편으로 구동 샤프트는 플로팅 베어링으로서 형성된 롤러 베어링 내에 수용되고, 다른 한편으로 토크 전달을 위해 제 1 록킹 부재와 포지티브 결합이 형성된다.

록킹 장치를 구동 유닛의 하우징 내로 조립하는 것은 재료 변형에 의한 가압 및 후속하는 축방향 고정에 의해 특히 바람직하게 이루어진다. 록킹 장치의 축방향 위치 설정은 임계적이지 않는데, 왜냐하면 2 개의 록킹 부재들의 간격이 록킹 하우징 또는 구동 샤프트의 스토퍼들에 의해 조정되기 때문이다.

바람직한 제조 과정에서, 샤프트와 종동부의 조립시 제 1 록킹 부재가 록킹 하우징 또는 하우징의 스토퍼에 대해 축방향으로 탄성 가압됨으로써, 제 2 록킹 부재에 대한 회전 가능한 제 1 록킹 부재의 축방향 위치 설정이 이루어진다. 탄성 부재의 탄성 계수의 선택에 의해 예비 인장력이 소정 용도(진동 하중)에 상응하게 규정될 수 있다.

2 개의 록킹 부재들, 전자석 및 적어도 하나의 복귀 부재를 포함한 록킹 장치의 완전 예비 조립에 의해, 별도의 구성 유닛으로서 형성된 상기 록킹 장치는 공급자에 무관하게 제조되고 그 기능 및 전력 소비에 대해 테스트될 수 있다. 이로써 기어-구동 유닛의 조립 및 성능 테스트가 훨씬 간단해 진다.

도면에는 본 발명에 따른 록킹 장치 및 기어-구동 유닛의 다양한 실시예들이 도시되고 하기 설명에 더 자세히 다루어진다.

도 1은 기어-구동 유닛 내로 삽입된 본 발명에 따른 록킹 장치의 단면도,

도 2는 도 1의 록킹 장치의 축방향 단면도,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절개한 록킹 장치의 단면도,

도 4는 조립 상태의 다른 실시예의 단면도, 및

도 5는 도 4의 실시예의 다른 실시예이다.

도 1에는 구동 샤프트(14)를 포함한 전기 모터(12)가 기어-구동 유닛(10)의 하우징(16) 내에 배치된 기어-구동 유닛(10)이 도시된다. 구동 샤프트(14)는 롤러 베어링(18) 및/또는 슬라이드 베어링(20)에 의해 지지되고 예컨대 웜 휠(22)을 통해 차량 내의 가동 부분의 도시되지 않은 액추에이터와 협동하는 웜(24)을 포함한다. 구동 샤프트(14)를 하우징(16)에 대해 차단하기 위해 하우징(16) 내에 제 1 록킹 부재(32) 및 제 2 록킹 부재(34)를 포함한 록킹 장치(30)가 배치된다. 제 1 록킹 부재(32)는 포지티브 결합 방식으로 종동부(66) 내로 맞물리고, 상기 종동부(66)는 구동 샤프트(14) 상에 상대 회전 불가능하게 고정된다. 이와 달리 제 2 록킹 부재(34)는 하우징(16)과 상대 회전 불가능하게 결합된다. 록킹 상태(도 1에 도시되듯이)에서 제 1 록킹 부재(32)는 포지티브 결합 방식으로 제 2 록킹 부재(34) 내로 결합되므로, 구동 샤프트(14)의 회전이 저지된다. 이를 위해, 2 개의 록킹 부재들(32, 34)은 방사방향으로 연장하는 오목부들(82) 및 볼록부들(84)을 포함하고, 상기 오목부들 및 볼록부들은 축방향 맞물림부(85)에 상응하게 적어도 하나의 탄성 복귀 부재(42)에 의해 서로 가압된다. 실시예에서 포지티브 결합 방식으로 서로 맞물리는 록킹 부재들(32 및 34)의 면들은 90°보다 더 크거나 또는 더 작은 각도로 샤프트(14)에 대해 배치된다. 제 2 록킹 부재(34)는 전자석(44)과 작용 결합하고, 상기 전자석은 제 2 록킹 부재(34)에 전류가 공급되는 상태에서 복귀 부재(42)의 탄성력에 대항해서 제 1 록킹 부재(32)로부터 멀어지게 축방향으로 당겨져서, 축방향 포지티브 결합인 맞물림부(85)가 분리되고 2 개의 록킹 부재들(32 및 34)이 접촉 없이 서로에 대해 회전될 수 있다. 전자석(44)은 코일 지지체(46) 내에 지지되고, 상기 코일 지지체(46)는 한편으로 하우징(16)과 상대 회전 불가능하게 연결되고 다른 한편으로 제 2 록킹 부재(34)의 상응하는 축방향 대응 부재들(80)과 협동하는 축방향 가이드 부재들(78)을 포함한다. 이로써, 전자석(44)에 전류가 공급되면 록킹 장치(30)는 회전 상태에 놓이고, 전류가 흐르지 않으면 록킹 상태에 상응되는 것이 보장된다. 본 발명에 따라 록킹 장치(30)는 적어도, 2 개의 록킹 부재들(32, 34) 및 전자석(44)을 포함하는, 예비 조립된 별도의 구성 유닛(31)을 형성한다. 도 1에는 이들이 록킹 장치(30)의 록킹 하우징(52)내에 배치되고, 록킹 하우징(52)은 하우징(16) 내로 축방향으로 가압되고 이동되지 않는다.

도 2에는 축방향으로 기어-구동 유닛(10) 내로 삽입되기 전 별도로 형성된 록킹 장치(30)가 도시된다. 2 개의 록킹 부재들(32 및 34) 및 전자석(44)은 록킹 하우징(52) 내에 배치된다. 록킹 하우징(52)은 실린더형으로 형성되고 하우징(16) 내로 조립시 이것에 고정되는 방사방향 잠금 부재들(54)을 둘레에 포함한다. 록킹 하우징(52)의 둘레에는 전자석(44)의 전기 접속부(56)로서 플러그 부재(58)가 배치되고, 상기 플러그 부재에는 전기 모터(12)의 모터 전류에 무관하게 전류가 공급될 수 있다. 록킹 하우징(52)의 정면은 제 1 록킹 부재(32)가 축방향 돌출부(62)에 의해 축방향으로 지지되는 지지 와셔(60)로서 형성된다. 제 1 록킹 부재(32)는 중앙 개구(64)를 포함한 디스크로서 형성되고, 상기 중앙 개구는 종동부(66) 내로 포지티브 방식으로 맞물린다. 포지티브 결합은 실시예에서 종동부(66)의 외부 치형부(70)로 축방향으로 이동되는 예컨대 제 1 록킹 부재(32)의 내부 치형부(68)에 의해 형성된다. 기어-구동 유닛(10)의 조립시 종동부(66)가 구동 샤프트(14)에 상대 회전 불가능하게 고정된 후, 구동 샤프트(14)가 종동부(66)와 함께 축방향으로 록킹 장치(30)의 개구(64) 내로 삽입된다. 제 1 록킹 부재(32)가 록킹 하우징(52) 내에 축방향으로 지지되기 때문에 록킹 장치(30)에 대한 구동 샤프트의 축방향 위치 설정은 공차에 민감하지 않다.

도 3에는 도 2의 록킹 장치의 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도가 도시되며, 종동부(66)가 구동 샤프트 없이(14) 제 1 록킹 부재(32)와 포지티브 방식으로 맞물리는 것이 도시된다. 제 1 록킹 부재(32)는 중앙 개구(64)에 슬리브(72)를 포함하고, 상기 슬리브에는 내부 치형부(68)가 성형된다. 지지 와셔(60)의 내벽에 대해 축방향으로 지지하기 위해 록킹 부재(32)는 축방향 돌출부들(62)로서 환형 브릿지(63)를 포함하고, 상기 브릿지는 지지 와셔(60)의 내벽에 의해 형성된 상대 회전 불가능하게 고정된 스토퍼(74)에 지지된다. 전자석(44)에 대한 지지를 위해, 제 1 록킹 부재(32)는 다른 축방향 돌출부들(62)을 포함하고, 상기 돌출부는 잠금 후크(61)로서 형성되고 지지 와셔(60)의 중앙 개구(64)를 거쳐 -다른 스토퍼(74)를 형성하는- 지지 와셔(60)의 외벽에 놓인다. 잠금 후크들(61)이 개구(64)를 거쳐 삽입되어 확실하게 고정될 수 있도록, 잠금 후크들(61)은 슬리브(72)에 대해 릴리즈된다. 상기 방식으로 제 1 록킹 부재(32)가 록킹 하우징(52) 내에서 축방향으로 이동하는 것이 확실하고 간단히 방지된다. 도시되지 않은 대안적 실시예에서 축방향 돌출부들(62)이 재료 변형에 의해 지지 와셔(60)의 외부면에 지지되거나 또는 축방향 돌출부들(62)이 클램핑 링에 의해 지지 와셔(60)에 지지되는 돔으로서 형성된다.

전자석(44)은 록킹 하우징(52)의 일부이기도 한 코일 지지체(46) 상에 배치된다. 제 2 록킹 부재(34)는 축방향 가이드 부재(78)에 의해 록킹 하우징(58) 내에 회전 불가능하게 배치되고, 상기 축방향 가이드 부재(78)는 록킹 하우징(52)의 대응 부재(80)와 협동한다. 상기 축방향 가이드 부재(78)의 일례는 페그(78)로 구현된다. 록킹 상태에서는 디스크로서 형성된 제 2 록킹 부재(32)가 복귀 부재(42)에 의해 제 1 록킹 부재(32)에 대해 포지티브 결합 방식으로 가압된다. 전자석(44)에 전류가 제공되면, 록킹 부재(34)는 자기력에 의해 도 3에서 하부로 당겨지므로, 록킹 상태의 포지티브 결합인 맞물림부(85)가 해제되고 제 1 록킹 부재(32)가 제 2 록킹 부재(34)에 대해 마찰 없이 회전될 수 있다. 복귀 부재(42)는 예컨대 다수의 스프링 부재들(43) 또는 중앙 개구(64)를 둘러싸는 일체형 스프링 부재로서 형성된다. 록킹 상태에서 축방향 포티지브 결합(85)을 형성하기 위해 록킹 부재들(32 및 34)은 각각 방사방향으로 연장하는 오목부들(82) 및 볼록부들(84)을 포함하고 이들은 예컨대 축방향 맞물림부(85)로서 형성된다.

도 4에는 하우징(16) 내로 삽입된 상태의 록킹 장치(30)의 다른 실시예가 도시된다. 록킹 하우징(52) 내에서 전자석(44), 하우징(16)과 상대 회전 불가능하게 연결된 제 2 록킹 부재(34), 및 구동 샤프트(14)에 의해 회전 불가능한 제 1 록킹 부재(32)가 배치되고, 이들은 하나의 조립 단계에서 하나의 구성 유닛으로서 하우징(16) 내로 삽입되는 별도로 형성된 구성 유닛(31)을 함께 형성한다. 도시된 록킹 상태에서 제 1 및 제 2 록킹 부재(32 및 34)는 축방향으로 서로 맞물리고, 제 2 록킹 부재(34)를 가압하기 위한 복귀 부재(42)인 개별 스프링 부재들(43)은 코일 지지체(46)의 상응하는 수용부들 내에 배치된다. 수용부들은 록킹 부재(34)의 상응하는 대응 부재들(80) 내로 맞물리는 축방향 가이드 부재들(78)로서도 형성된다. 이로써 록킹 상태에서 토크는 제 1 록킹 부재(32)로부터 제 2 록킹 부재(34)로, 코일 지지체(46) 및 록킹 하우징(52)를 거쳐 기어-구동 유닛(10)의 하우징(16)으로 유도될 수 있다. 전자석(44)에 전류를 제공하기 위해, 도전성 스프링 부재들(89)이 전자석(44)의 정면(88)으로부터 축방향으로 연장하는 전기 접촉부(56)로서 배치 된다.

본 실시예에서 하우징(16) 내의 롤러 베어링(18)은 외부 링(90)이 상대 회전 불가능하게 하우징(16)과 연결되고 내부 링(92)이 구동 샤프트(14)를 수용하는 플로팅 베어링으로서 형성된다. 하우징(16)은 예컨대 알루미늄으로 사출 성형된다. 볼 베어링(19)으로서 형성되는 롤러 베어링(18)은 여기에서 베어링 수용부(17) 내로 삽입되고 외부 링(90)에 탄성으로 놓이는 록킹 하우징(52)에 의해 상기 외부 링과 함께 예컨대 코킹(caulking) 또는 압입에 의해 축방향으로 고정된다. 기어-구동 유닛(10)의 조립시 록킹 장치(30)의 구성 유닛(31)은, 제 1 록킹 부재(32)가 내부 링(92)에 의해 형성된 스토퍼(74)에 축방향으로 지지되도록 롤러 베어링(18)에 배치된다. 그리고 구동 샤프트(14)는 종동부(66)와 함께 록킹 장치(30)의 중앙 개구(64)를 거쳐 내부 링(92) 내로 안내되어, 제 1 록킹 부재(32)가 구동 샤프트(14)의 다른 스토퍼(74)에 축방향으로 지지될 때까지 삽입된다. 제 2 스토퍼(74)는 본 실시예에서 종동부(66)의 환형 칼라(94)로서 형성된다. 칼라(94)와 제 1 록킹 부재(32) 사이에는 축방향 스프링(96)이, 구동 샤프트(14)의 축방향 이동을 보상하기 위해 배치된다. 축방향 스프링(96)의 예비 응력으로 인해 록킹 장치(30)에 대한 구동 샤프트(14)의 위치 설정이 매우 정확하게 이루어지지 않아도 되고, 이것은 기어-구동 유닛(10)의 조립을 현저히 용이하게 한다. 본 실시예에서 록킹 장치(30)가 별도의 구성 유닛(31)으로서 형성됨으로써, 회전 가능한 록킹 부재(32)의 확실한 축방향 고정이 최소의 조립 비용으로도 보장된다. 상기 장치의 경우, 구동 샤프트(14)는 도시되지 않은 다른 고정 베어링에 의해 적어도 지지되고, -열 팽창 또는 재료 마모 또는 조립 공차에 기인하는- 축방향 유격은 제 1 록킹 부재(32)의 탄성 축방향 베어링에 의해 보상된다. 구동 샤프트(14)로부터 제 1 록킹 부재(32)로의 힘의 전달은 종동부(66)와 록킹 부재(32) 사이의 포지티브 결합에 의해 이루어지고, 상기 포지티브 결합에는 높은 정확도가 요구되지 않는다. 록킹 하우징(52)의 삽입을 위해 상기 디스크는 하우징(16)과 가압 끼워 맞춤을 형성하는, 더 큰 직경을 가진 칼라(53)를 포함한다.

도 5에는 롤러 베어링(18)이 록킹 장치(30)의 부분으로서 록킹 하우징(52)에 형성되는 도 4의 실시예의 변형이 도시된다. 록킹 하우징(52)은 수용부(98)를 포함하고, 상기 수용부 내로 롤러 베어링(18)의 외부 링(90)이 가압되거나 또는 다른 공지된 방식으로 상대 회전 불가능하게 고정된다. 이로써 롤러 베어링(18)은 구성 유닛(31)의 구성 부분이고 하나의 조립 단계에서 록킹 장치(30)에 의해 하우징(16) 내로 삽입될 수 있다. 이 경우 내부 링(92)은 또한 제 1 록킹 부재(32)에 대한 방사방향 스토퍼(74)를 형성하고, 상기 내부 링 및 스토퍼는 회전 작동시 구동 샤프트(14)와 함께 회전한다. 구동 샤프트(14)의 조립시 종동부(66)는 우선 록킹 부재(32)의 중앙 개구(64)를 거쳐 그리고 내부 링(92)을 거쳐 이동된다. 이 경우 종동부(66)는 내부 링(92)과 헐거운 끼워 맞춤을, 록킹 부재(32)와는 포지티브 결합, 예컨대 내부 치형부와 외부 치형부(68, 70)의 맞물림부를 형성한다. 록킹 부재들(32 및 34)은 예컨대 회전 상태에서 오목부와 볼록부(82, 84)의 맞물림부들 간의 간격을 0.4mm로, 또는 상대 회전 불가능한 록킹 부재(34)와 코일 지지체(46) 간의 간격을 약 1mm로 갖는다. 이 정도의 공차는 별도의 구성 유닛(31)으로서 형성된 록킹 장치(30)에서 예컨대 회전 상태에서의 출력 수요가 측정되는 사전 성능 테스트에 의해 제어될 수 있다. 전자석(44)은 실시예에서 코일 지지체(46)에 권취된 코일(45)로 구성된다. 코일 지지체(46)는 요크(47) 상에 배치되고, 상기 요크에 제 2 상대 회전 불가능한 록킹 부재(34)가 회전 상태, 즉 전자석(44)에 전류가 제공되면 접촉한다. 록킹 상태에서, 록킹 부재(34)가 복귀 부재(42)에 의해 록킹 부재(32)에 대해 포지티브 결합 방식으로 가압되면, 록킹 부재(34)와 요크(47) 사이에 약 1 mm의 틈이 생긴다. 2 개의 록킹 부재들(32, 34) 사이의 포지티브 결합은 평면 맞물림부 또는 경사 맞물림부(85)로서 형성되고 예컨대 40 개의 록킹 위치들을 포함한다.

도면들 및 설명에 제시된 실시예들과 관련해서 개별 특징들 간의 다양한 조합이 가능하다. 예컨대 제 1 과 제 2 록킹 부재(32, 34) 사이 및 종동부(66)와 록킹 부재(32) 사이의 포지티브 결합인 맞물림부(85)의 구체적인 형태는 임의적으로 변형될 수 있고, 요구조건, 특히 진동 부하에 맞추어 조정될 수 있다. 또한 제 2 록킹 부재(34)의 회전 운동 방지 및 상기 부재의 자기 분리 장치 및 복귀 장치(42, 43)가 임의로 형성될 수 있다(다수의 개별 자석들(44)). 록킹 하우징(52) 내의 회전 가능한 록킹 부재(32)의 축방향 고정은 록킹 하우징(52), 구동 샤프트(14) 또는 샤프트 베어링(18, 20 ; 플로팅 베어링 또는 고정 베어링)의 다양하게 형성된 스토퍼에 의해서도 보장될 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 기어-구동 유닛(10)은 예컨대 20g의 진동 부하에 노출된 차량의 차동 기어를 작동시키기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 록킹 장치(30)는 높은 온도 및 진동 부하에 노출된 서보 구동기와 같은 다른 전기 모터들(12)에도 사용될 수 있다.

Claims

제 1 록킹 부재(32) 및 제 2 록킹 부재(34)를 포함한, 기어-구동 유닛(10)의 하우징(16)에 대한 샤프트(14)의 회전 운동을 차단하기 위한 록킹 장치(30)로서,

상기 제 2 록킹 부재(34)는 적어도 하나의 전자석(44) 및 적어도 하나의 복귀 부재(42)에 의해 상기 제 1 록킹 부재(32)에 대해 이동 가능한 록킹 장치에 있어서,

상기 록킹 부재들(32, 34)은 록킹 상태에서 축방향으로 포지티브 결합 방식으로 서로 맞물리고 상기 록킹 장치(30)는 한편으로 상기 하우징(16)에, 다른 한편으로 상기 샤프트(14)에 조립 가능한 별도의 구성 유닛(31)으로서 형성되고,

록킹 하우징(52)은 지지 와셔(60)의 형태의 상기 제 1 록킹 부재(32)를 위한 적어도 하나의 축방향 스토퍼(74)를 형성하며,

회전 가능한 상기 제 1 록킹 부재(32)는 상기 록킹 하우징(52)의 적어도 하나의 축방향 스토퍼(60, 74)에 지지되는 축방향 돌출부들(62, 61, 63)을 포함하는 것을 특징으로 하는 록킹 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 2개의 록킹 부재들(32, 34)은 각각 방사방향으로 연장하는 오목부들(82) 및 방사방향으로 연장하는 볼록부들(84)을 포함하고, 상기 오목부들과 볼록부들은 포지티브 결합 방식으로 서로 맞물리므로, 상기 샤프트(14)의 회전 운동이 차단되는 것을 특징으로 하는 록킹 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 2 개의 록킹 부재들(32, 34) 및 상기 전자석(44)은 폐쇄된 록킹 하우징(52) 내에 배치되고, 상기 록킹 하우징은 상기 기어-구동 유닛(10)의 상기 하우징(16) 내로 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 록킹 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 1 록킹 부재(32)는 방사방향 성형부들-예컨대 내부 치형부(68)-을 포함한 회전 가능한 디스크로서 형성되고, 상기 방사방향 성형부들은 상기 샤프트(14)에 상대 회전 불가능하게 배치된 종동부(66)의 대응 성형부들-예컨대 외부 치형부(70)- 내로 맞물리고, 상기 종동부는 상기 록킹 부재(32)의 조립 후에 상기 록킹 부재 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 록킹 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

록킹 상태에서는 상기 전자석(44)에 전류가 공급되지 않고, 상기 제 2 록킹 부재(34)는 상기 적어도 하나의 복귀 부재(42)에 의해 포지티브 결합 방식으로 상기 제 1 록킹 부재(32) 내로 가압되고, 회전 상태에서는 상기 전자석(44)에 전류가 공급되므로, 상기 제 2 록킹 부재(34)가 상기 제 1 록킹 부재(32)로부터 축방향으로 분리되는 것을 특징으로 록킹 장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 축방향 돌출부들(62, 61, 63)은 상기 2개의 록킹 부재들(32, 34)의 축방향 맞물림이 회전 작동 동안 방지되도록, 상기 지지 와셔(60)의 2 개의 측면 상에 지지되는 것을 특징으로 하는 록킹 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 돌출부들(62, 61, 63)은 잠금 후크(61) 또는 클립핑 후크를 포함하는 돔을 형성하거나 또는 상기 지지 와셔(60)를 통해 삽입된 후 방사방향으로 변형되는 것을 특징으로 하는 록킹 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 전자석(44)의 정면(88)에 축방향으로 연장하는, 전기 접속부(56)인 스프링 부재(89)가 형성되는 것을 특징으로 하는 록킹 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 전자석(44)은 코일 지지체(46) 내에 배치되고, 상기 코일 지지체에 상기 제 2 록킹 부재(34)의 축방향 가이드 또는 회전 운동 방지를 위해 축방향 가이드 부재들(78)이 일체로 형성되고, 상기 가이드 부재들은 상기 제 2 록킹 부재(34)의 상응하는 대응 부재들(80) 내로 맞물리는 것을 특징으로 하는 록킹 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 2 개의 록킹 부재들(32, 34) 중 적어도 하나는 부분적으로 또는 전체적으로 플라스틱, 예컨대 탄성 중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는 록킹 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 록킹 장치(30)를 포함한 기어-구동 유닛(10)에 있어서,

상기 록킹 장치(30)에는 외부 링(90) 및 내부 링(92)을 포함한 롤러 베어링(18)이 배치되고, 상기 외부 링(90)은 상기 하우징(16)에 지지되고, 상기 내부 링(92)은 그 위에 상대 회전 불가능하게 배치된 종동부(66)를 포함한 상기 샤프트(14)를 수용하는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
제 13 항에 있어서,

상기 롤러 베어링(18)은 상기 록킹 장치(30)의 부분으로서 상기 록킹 하우징(52) 내로 고정 통합되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
제 13 항에 있어서,

회전 가능한 상기 제 1 록킹 부재(32)는 상기 롤러 베어링(18)의 상기 내부 링(92)에 축방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
제 13 항에 있어서,

회전 가능한 상기 제 1 록킹 부재(32)는 상기 샤프트(14)에 축방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
제 13 항에 있어서,

회전 가능한 상기 제 1 록킹 부재(32)는 상기 내부 링(92) 또는 상기 샤프트(14)에 -예컨대 축방향 스프링(96)에 의해- 축방향으로 탄성으로 지지되어, 상기 롤러 베어링(18) 내에서 축방향으로 헐겁게 지지된 상기 샤프트(14)의 종방향 유격을 보상하는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
제 13 항에 따른 기어-구동 유닛(10)의 제조 방법에 있어서,

상기 록킹 장치(30)는 상기 기어-구동 유닛(10)의 상기 하우징(16) 내에 고정된 후, 종동부(66)를 포함한 상기 샤프트(14)가 상기 제 1 록킹 부재(32)의 중앙 개구(64) 내로 포지티브 결합으로 및 상기 롤러 베어링(18) 내로 좁은 헐거운 끼워 맞춤으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 록킹 장치(30)는 록킹 하우징(52)이 상기 기어-구동 유닛(10)의 상기 하우징(16) 내로 상대 회전 불가능하게 삽입되고, 재료 변형에 의해 축방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 샤프트(14)는 고정 베어링(18, 20)에 의해 상기 하우징(16) 내에, 회전 가능한 상기 제 1 록킹 부재(32)가 축방향 스프링(96)에 의해 상기 롤러 베어링(18)의 상기 내부 링(92)에 대해 규정된 예비 응력으로 축방향으로 가압되도록 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 록킹 장치(30)는 상기 하우징(16) 내로의 조립 전 및 상기 샤프트(14)의 조립 전에 상기 록킹 하우징(52)에 의해 둘러싸인 별도의 유닛(31)으로서 전력 소비에 대해 테스트될 수 있는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛의 제조 방법.
제 13 항에 있어서,

회전 가능한 상기 제 1 록킹 부재(32)는 상기 종동부(66)의 칼라(94)에 축방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.