KR20000070913A - 자동차의 두개의 단부위치사이에서 이동하는 가동부품용 구동장치 및 이를 생산하기 위한 방법 - Google Patents

자동차의 두개의 단부위치사이에서 이동하는 가동부품용 구동장치 및 이를 생산하기 위한 방법 Download PDF

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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

유리창과 선루프와 같은 자동차부품을 작동 또는 위치선정하기 위한 전기모터를 구비한 종래의 구동장치는 적어도 하나의 이미 설정된 위치로 작동하는 부품을 전기모터로 정지하기 위해서, 즉 만약 부품이 최종위치에 있을 때, 전기모터의 정지를 위해서 접속장치가 구비되어 있다. 이 접속장치는 이러한 목적을 위해서, 예를 들어서 접속을 위한 접촉의 작동을 위해서 하나의 영구자석이 접속휠과 적어도 하나의 자기에 민감한 센서를 가지고 있다. 작동하는 부품의 서로 다른 크기를 위해서 서로다른 접속휠이 저장소에 보관유지되어 있다.
본발명은 접속휠이 자기유도성 재료로된 링플레이트(12) 구조를 이루는 것을 제안하고 있으며, 또한 재료가 예를 들어서 영구자석 분말소재와 열가소성 플라스틱 결합체로 되어 있다. 상기의 링플레이트(12)는 구동장치(2)와 대응된 직접 인접한 곳이나 또는 이 구동장치(2)에 조립된 상태로 자기유도된다. 최소한 하나의 대응된 센서(13, 14, 15)를 설치하고 또한 구동장치(2)를 잠근 후에 자동차에 설치하여 완성된다.
특히 만약 링플레이트(12)의 자기유도가 조립된 상태에서 이루어진다면, 자동차에 조립되기 전에 구동장치에서의 위치조정이 더이상 필요하지 않으며, 이를 통해서 상기의 구동장치(2)는 저렴한 가격으로 공급될 수 있다.

Description

자동차의 두개의 단부위치사이에서 이동하는 가동부품용 구동장치 및 이를 생산하기 위한 방법{Drive device for a movable part that can be displaced between end positions in a vehicle and method for the production thereof}
공보 DE 10 24 373를 통해서 단부위치(end positions) 사이에서 이동될 수 있는 부품 또는 자동차의 이동식 선루프(Sun roof-이동식 자동차 천장용 유리창)용 구동장치가 이미 공개되었다. 이러한 구동장치는 전기모터, 전기모터 주변에 장착된 접속(switching)장치, 접속장치와 연결된 강선 롤러(roller)로 선루프를 이동시키기 위한 강선과 기어의 상관관계를 이용해서 강선롤러와 결합된 구동장치인 접속장치 그리고 웜축, 이 웜축과 맞물려 접속대를 이동시키고 또한 이러한 이동방법이 하나의 접속휠(또는 링플레이트(Ring plate))을 이루게 되는 웜기어 그리고 접속대에 의해 작동되는 제1 접촉부와 제2 접촉부로 되어 있다. 선루프가 설정된 최종위치에 도착하게 되면, 이때에 접속대에 의해 작동되는 연결스위치는 전기모터를 정지시키는 역할을 하게 된다. 또한 두개의 기어, 즉 웜과 웜기어는 설정된 단부위치사이에서 선루프가 이동하기 위해서 정확히 웜기어의 원주에 대해서 1/3의 크기가 되도록 설계되어 있다. 최종 접속스위치의 하나가 접속장치에서 조립되어 고정 장착되었으며, 이에 반해 또다른 하나의 최종스위치는 선루프의 이동에 맞게 위치 조정된다. 이러한 방법은 구동장치가 이들 생산에 따라 위치 조정될 수 있으며 또한 위치 조정된 상태로 자동차에 조립된다.
특허 US 44,68,063 A에 의하면 또다른 선루프용 구동장치가 공지되어 있다. 이 구동장치는 전기모터, 웜구동장치, 웜구동장치에 장착되어 있는 안전커플링, 구동축과 구동축에 의해 구동되고 선루프를 강선으로 끄는 샤프트 구동을 위한 제1 구동장치, 접속장치를 구동하기 위한 제2 구동장치를 구비하고 있다. 제2 구동장치는 여기서 편심기어 구동장치로 되어 있으며 캠(Cam)으로된 접속대를 이동시킨다. 동시에 제1 그리고 제2 구동장치는 두개의 최종위치사이에서의 선루프 이동거리가 접속휠의 원주의 길이 보다 작게 설계되었다. 접속휠의 축방향의 길이위에 두개의 캠이 있으며, 또한 이 두개의 캠에는 각각 마이크로 스위치(micro switch)가 장착되어 있다. 공지에 따르면 구동장치는 선조립되고 그리고 자동차에 조립되기 전에 위치 조정된다고 기술하고 있다.
특허 EP 0 469 286 B1에는 또다른 구동장치가 공지되어 있으며, 구동장치의 접속휠은 예를 들어서 두개의 캠과 이와 대응되는 두개의 스위치로 이루어져 있다. 공지에서는 캠대신에 영구자석을 접속휠에 고정하거나 아니면 홀-소자와 같은 이 영구자석을 자기에 민감한 센서에 대응시키는 방법을 선택적으로 공개 하고 있다.
전기모터, 웜기어장치 그리고 두개의 단부위치사이에서 유리창을 이동시키기 위한 제어장치를 구비한 구동장치가 있다. 또한 스위칭 접촉과 링크 로드(link rod)에 의해 와이퍼 아암을 작동시키는 크랭크샤프트를 작동시키기 위한 접속휠은 견고하게 워엄기어의 축들과 연결되어 있다. 미국 특허 US 48 66 357 A에 따르면 유리창용 구동장치에 있어서 기계적 접속 대신에 접촉없이 광학센서로 작동하는 방법이 이용되는 것을 주목적으로 하고 있으며, 선택된+ 유리창의 크기에 따라서 전기모터를 두개의 회전방향에서 변환접속되며 이러한 변환접속되는 중에 유리창의 이동속도는 이미 설정해 놓은 작동-시간계획(Time plan)에 따라서 가변된다. 작동 아암의 선회각도에 따라서 광학센서는 코드판(code plate)에 의해서 제어될 수 있는 광신호(light signal)를 얻게 된다. 이러한 코드판은 여기서는 그래이-코드(Gray-Code)가 사용되며, 따라서 코드를 인식할 수 있는 추적자료가 필요하게 되고 이어서 광학센서와 연결되어 있는 상당히 복잡한 평가회로가 장착되는데, 이러한 평가회로란 특히 평가결과를 프로그램저장소로부터 읽을 수 있는 규정값과 비교하고 그 비교결과에 따라 전기모터의 회전수가 제어되는 제어장치와 같은 것을 말한다. 독일 특허 DE 0 531 793 A1에 의해 공지된 두 회전방향으로 구동되는 이른바 고주파모터(Ultraschall motor)를 구비하고 있는 또다른 구동장치는 마찬가지로 와이퍼아암으로 회전시킬 수 있는 명암표시(light-darkness-mark)를 포함한 동시동작 코드판(synchron code plate)이 장착되어있다. 이러한 경우에는 명암표시가 광학센서와 직접 연결되어 와이퍼아암의 선회위치를 제공하고 있다.
상기의 제어장치, 동시에 이들의 접속휠들이 구동장치의 출력주파수에 대해서 동시동작으로 회전되거나 또는 간접적으로 접속구동장치에 의해 출력주파수와 관계한 고정 변속비로 기계적인 구동을 이룰 수 있으며, 경우에 따라서는 각각의 자동차형태에 따라서 이미 설정한 안내로 또는 각도로 최종위치사이 또는 중간위치사이에서 작동될 수 있는 부품을 기계적으로 맞추게 된다. 이에 따라서 서로 다른 자동차형태에 때문에 이에 맞는 다양한 제어캠 또는 코드판을 보유하거나 아니면 값비싼 위치조정이 된 센서의 방향지시에 맞출수 있게 된다.
본발명은 청구항 제 1 항 또는 청구항 제 4항 내지 제 5항의 방법에 따른 구동장치에 관한 것이다.
도 1은 부분적으로 완성된 구동장치의 단면도.
도 2는 본발명의 구동장치의 단면도.
도 3은 조립된 상태에서의 본발명의 구동장치의 단면도.
청구항 제 1 항의 본발명의 구동장치 그리고 제 4 항 및 제 5 항의 본발명의 방법은 접속휠이 자기유도될 수 있는 재료로 된 부품이 중성을 유지하여 창고에 보관되며 적용형태에 적합한 상태로된 자기유도형태로 조립하기 바로 전에 각각의 개별적인 구동장치로 또는 조립후에는 구동장치에 고정 장착된다. 동시에 접속휠들이 적용되는 상태에 따라 하나 또는 다수로 집중된 원형층에 북-남-극성를 갖게 된다. 이에 대응된 홀센서와 같은 자기 민감한 센서는 또다른것 없이 설정형태에 따라서 그리고 매우 정밀하게 작동을 반복하는 능력으로 유도판과 같은 고정장치에 장착되기 때문에, 제어장치를 위치조정하는데 대한 시간적인 노력과 낭비를 피할 수 있다. 또한 커버를 덮기전에 각각의 접속휠은 북극과 남극을 정확하게 자기유도가 되는지를 시험하는 것이 필요하다. 인식한 바와 같이 본발명은 창고보관비를 감소할 뿐만 아니라 구동장치의 가동속도를 높일 수 있다.
청구항 제 4 항에 있어서 장점을 갖게 되는데, 예를 들어서 본발명의 구동장치를 조립하는 생산라인에서 자기유도가 실행되며, 자기유도화에 필요한 자기유도장치가 가동되기 전에 자기유도코일 또는 자기유도체가 올바르게 조립되었는지에 주의를 기울여야 한다. 이 조립라인에서의 자기유도화는 혼동(N, S의 극성에 대한 혼동)조립하지 말아야 하며 보관유지가 단순화 되어야 한다.
청구항 제 5 항에 있어서의 방법은, 즉 웜기어가 구동장치로 조립되기 전에, 링플레이트(Ring plate 또는 접속휠)를 웜기어에 직접 고정할 수 있다는 장점을 갖게 된다.
청구항에 따라 보여준 주안점을 통해서 유리한 구성형태와 특허출원물의 개량이 가능하게 된다.
청구항 제 2 항의 주안점은, 즉 구동창치의 제어장치가 예를 들어서 두 최종착지 및/또는 적어도 중간위치에서 전기모터를 정지시키기에 적합하다는 장점을 가지고 있다.
청구항 제 3 항의 주안점을 가진 구동장치는, 즉 한쪽에는 링플레이트가 회전에 안전하게 구동장치와 연결되어 있으며 다른 한쪽에는 예를 들어서 분해된다 하더라도 원래의 지시방향의 유지가 복원가능하도록 되어 있다. 동시에 여기에서의 주안점은 구동장치에서 측면에 링플레이트의 정확한 삽입을 보여주고 있다.
청구항 제 6 항의 주안점을 가진 방법은 장점을 갖는데, 즉 자기유도체 또는 자기유도코일의 단한번의 정확한 회전방향지시는 구동장치의 최종위치에 오기전에 링플레이트가 충분한 방향지시를 할 수 있도록 한다. 더우기 비자기유도된 링플레이트는 임의의 방법으로 구동장치에 삽입되고 예를 들어서 접착고정으로 회전고정된다.
실시예에서 본발명의 구동장치(2)는 유리창용 구동장치를 위한 구조를 이루고 있으며, 유리창 구동을 위해서 구동장치(2)가 여기서 나타나 있지 않은 와이퍼 아암으로 안내되는 크랭크 구동축중에 한부분을 나타내고 있는 샤프트(3)의 회전운동을 일으키고 있다.
이 구동장치(2)는 하우징(4), 도 3에 따른 하나의 하우징커버(5), 여기서는 나타나 있지 않은 웜(worm)(6)구동을 위한 전기모터, 웜(6)에 의해 작동되는 웜기어(7), 웜기어(7)에 회전고정되어 연결된 웜축(8), 하우징(4)에 장착된 웜축용 베어링부쉬(9, 10)와 제어장치(11), 즉 예를 들어서 웜기어(7)와 회전고정되어 연결된 링플레이트(12)과 정면에 보이는 링플레이트(12)와 또한 웜기어(7)와 거리를 두고 있는 자기에 민감한 세개의 센서(13, 14, 15)가 센서브리지(16)위에 놓여있다.
센서브리지(16)는 회전 유도로판과 같은 형태를 하고 있으며, 이 판은 하우징커버(5)에 고정된다. 센서(13, 14, 15)는 여기서 나타나 있지 않은 부착 가능한 얇은 판을 가지고 있으며, 이를 이용해서 센서(13 내지 15)가 센서브리지(16)에서 뢰트용접된다. 센서(13 내지 15)는 홀-소자로 되어있고 링플레이트(12)에 의해서 최소한의 간격을 서로 유지하고 있다. 최소간격을 유지하기 위해서, 하우징(4) 외부에 탄성을 가진 축방향 안전링(17)이 웜(6) 주위로 회전 가능하도록 삽입되어 있다. 축방향 안전링(17)은 웜축(8)이 축방향 안전링으로 부터 움직이고 또한 웜기어(7)와 센서(13 내지 15)가 서로 근접되는 것을 방해하는 역할을 하는 탄성력을 지닌 클로(clow: 18)를 포함하고 있다. 축방향 안전링(17)과 하우징사이에 미끄럼판(19)이 삽입되어 있으며, 또한 이 미끄럼판(19)은 스프링 강판으로 되어 마찰을 줄이는 역할을 하고, 웜기어(7) 즉 링플레이트(12)와 센서(13 내지 15)사이에 구조적으로 안전한 간격이 유지된다. 마모감소를 위한 또하나의 처방으로서 웜기어(7)의 축 삽입부(21)와 하우징(4)사이에 제2 미끄럼판(20)를 삽입할 수도 있다. 웜기어(7)와 이에 대응된 축 삽입부(21)는 열가소성 플라스틱 재료로 되어 있으며, 이로서 웜축(8)과의 회전고정연결은 톱니형으로 삽입축(22)을 만들거나 아니면 형상끼워맞춤을 이루기 위한 열가소성 플라스틱 등을 투입하는 방법으로 생산될 수 있다. 또한 여기서 당업자를 위해 구동장치(2)의 기계적인 부품을 충분히 기술하기로 한다.
도 1 및 도 3에서 링플레이트(12)를 종단면으로 나타내고 있으며, 여기에서는 축 삽입부(21)의 삽입부(21')가 중앙 돌출부로 이루어져서 열림부(23)를 통과하게 된다. 열림부(23)을 포함한 링플레이트(12)의 평면도는 도 2에서 보여주고 있다. 예를 들어서 열림부(23)의 원주는 세개의 서로다른 홈(24, 25, 26)에 의해서 작동이 중단된다. 나타나 있는 방법과는 달리 삽입부(21')는 홈(24, 25, 26)의 횡단면에 대응하는 돌출부를 가지고 있어서 홈(24, 25, 26)과 함께 하나의 다수 키결합을 이루게 되며, 이러한 키결합은 링플레이트(12)가 삽입부(21')를 이동시킬 때에 회전각도와 측면에 정확한 방향지시를 웜기어(7)와 구동축(3)으로, 링플레이트(12)가 다른 방향지시에 의해 삽입부(21')로 삽입될 수 없을 때 까지 강제 이동된다. 세개의 홈(24, 25, 26)은 기본적으로 오류접속 또는 단락등을 피하기 위해서 전기 플러그연결하는 것과 같은 코드화연결을 이룬다. 링플레이트(12)의 레이디얼 방향 절단면을 나타낸 도 1과 3에서 인식한 바와 같이, 링플레이트(12)는 원형판의 종류에 따라서 상당히 얇게 만들어 질 수 있다. 이러한 링플레이트는 예를 들어서 영구자석분말과 열가소성 플라스틱의 결합으로 생산된다. 링플레이트(12)는 센서(13 내지 15)중 하나의 센서에서 신호를 발생하기 위해서, 링플레이트가 자기유도되며, 동시에 이때의 자기유도화는 자동차 타입에 설정된 위치조정의 방법에 따라서 이루어 진다. 각각의 자동차 타입 혹은 자동차 차체의 타입에 맞는 형식에 따라서 자기유도가 이루어 진다. 이러한 자기유도형식에 대한 예가 링플레이트(12)의 자기유도코일(30) 또는 자기유도장치의 배치를 절단한 도 2에서 보여주고 있다. 양극(+)연결에서 부터 시작해서 자기유도코일(30)은 계속 레이디얼 방향의 강선절단면(31 내지 39)과 또한 이들 사이에서 원점을 중심으로 굽은 형태의 도선절단면(40 내지 47)으로 이루어져 있다. 만약 자기유도류가 자기유도코일(30)에 의해서 유도되면, 자기유도류는 레이디얼 도선절단면(31)에서 레이디얼 방향에 대해 안쪽으로, 즉 링플레이트(12)의 중심축을 향해 흐르게 된다. 이때에 "오른나사-법칙"에 따라서 도선절단면(31)에는 N과 S극이 형성되며 절단도선(32, 33, 34, 35, 36, 37, 38)에는 도면에 보여주고 있는 것 처럼 각각의 표시된 극이 형성된다. 코일(30)은 코일 고정부(50)에서 고정된다. 이러한 코일고정부(50)는 도식적으로 도 1에 나타나 있다.
도 2에서는 링플레이트(12)가 구동장치(2)와의 결합없이도, 설정된 형식에 따라서 자기유도되는 방법을 알 수 있다. 이러한 방법에 의해서 비자기유도되는 로링(Rohling)은 생산라인에 있는 저장소에서 제거되고 이는 조립-스테이션으로 가는 생산라인중에 자기유도화 된다. 이러한 경우에 홈(24, 25, 26)의 배치에 따른 코드화는 링플레이트(12)가 이미 계획해 놓은 방향지시로 삽입부(21')를 따라서 웜기어(7)위에 놓일수 있음을 보장하고 있다. 그리고 이곳에는 예를 들어서 접착재를 이용해서 고정유지할 수 있다.
이러한 것(상기)은 코일고정부(50)로 링플레이트(12) 상부에 방향지시된 자기유도코일(30)로 도 1에서 보여주고 있다. 이러한 경우에 자기유도형식의 회전지시방향이 링플레이트(12)와 구동장치(2)에 대해 실행되기 위해서, 구동장치(2)의 하우징(4)이 수용장치(51)로 삽입된다. 이러한 수용장치(51)가 구동장치(2)로부터 돌출되어 나온 웜축의 절단면을 수용하기 위해서 하나의 수용삽입구멍(52)을 구비하고 있으며 수용삽입구(52)를 축으로 하여 정확한 회전방향지시를 위해 하우징(4)은 하나의 방향지시 돌출부(51)를 포함하고 있으며, 또한 이 방향지시 돌출부(51)는 방향지시홈(54)으로 나오게 되고, 이에 방향 지시홈(54)은 상위 그리고 정면측으로 수용장치(51)에 속해 있는 기둥(55)에 위치하게 된다.
수용장치(51)와 이 수용에 적합한 코일고정부(50) 그리고 코일(30)을 사용함으로 인해 자기유도형식에 따라 방향지시가 동시동작으로 정확하게 이루어지므로, 자기화가 끝날 경우에도 구동장치(2)는 링플레이트(12)에 의해 저스팅을 마지막 위치조정을 하게 된다. 도 3에서 보여주듯이 하우징의 커버(5)가 이와 고정된 센서브리지(16)와 함께 하우징(4)위에 놓이게 되면, 구동장치(2)의 조립이 완성된다. 센서브리지(16)를 이미 계획된 방법에 의해 하우스커버(5)에 부착시키는데 있어서 어떠한 기술적인 어려움은 없기 때문에, 하우스커버(5)를 고정하므로서 구동장치(2)는 완성되며 이어서 자동차에 조립할 목적으로도 사용될 수 있다.
이미 설명한 바와 같이, 본발명은 유리창용으로서 조립이 상대적으로 간단한 구동장치(2)에 관해 기술하였다. 본발명은 또한 선루프용 구동장치류에 속하는 구동장치에 대해서 사용할 수 있다. 이러한 주류들은 서술을 유도하기 위해 이미 풍부하게 인용하였으므로, 여기서는 도면에 따른 더이상의 설명은 하지 않기로 하겠다. 또한 선루프 구동장치에 대한 본발명을 적용함에 있어서 구동모멘트를 전달하는 구동엘리먼트의 구조가 어떠한 방법으로 이루어져 있는가에 대해서는 상관이 없다. 더나아가서 선루프의 귀환로의 길이에 종속되어 링플레이트(12)를 회전구동하기 위해 사용되는 구동체가 어떠한 형식인가에도 마찬가지로 상관이 없다.
본발명의 적용은 그러나 유리창 또는 선루프(Sun roof)의 구동에 관해서는 제한이 없다. 오히려 본발명은 유리창 상승기, 선풍기의 입구, 유리창 문, 자동차운전석 그리고 자동차 핸들장치에 있어서도 그 적용성을 발견하고 있다.

Claims (6)

  1. 전기모터를 가지고 있으며, 이 전기모터로 구동장치의 회전모멘트가 축으로 전달되며, 전기모터의 정지위치와 같은 제어로 적어도 하나의 설정된 위치로 움직이는 부품을 위해 사용되는 접속장치를 가지고 있으며, 또한 이 장치가 적어도 하나의 영구자석과 적어도 하나의 자기에 민감한 센서를 구비하고 있으며, 동시에 접속휠이 적어도 간접적으로 축과 연결되어 있어서, 자동차의 부품이 두 최종위치에서 작동될 때 최고 360 도로 회전할 수 있는 자동차의 두개의 단부위치사이에서 이동되는 가동부품용 구동장치에 있어서,
    접속휠이 링플레이트(12)의 종류에 따라서 구조를 이루고 있으며 적어도 부분적으로 자기유도성 재료로 되어 있으며, 적어도 하나의 자기 민감성 센서(13, 14, 15)가 링플레이트(12) 정면에 장착되어 있으며, 또한 링영역의 적어도 어느 한 영역에서 자기유도화가 되어서, 링플레이트(12)가 원주방향에서의 상기의 영역에서 링플레이트(12)가 연속적으로 서로다른 극성(N 및 S 또는 S 및 N)을 갖는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 레이디얼 방향으로 이루어진 링플레이트(12)가 적어도 하나의 또다른 자기유도된 링영역과 이에 대응된 적어도 하나의 또다른 자기흐름에 민감한 센서(14, 15)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 링플레이트(12)가 중심에 있는 열림구(23)로 부터 시작해서 다수의 서로다른 홈(24, 25, 26)을 가지고 있으며, 또한 이홈이 코드를 포함하는 요소로 되어 있으며, 이 코드가 구동장치에서 링플레이트(12)를 축을 중심으로 세우는데에 사용하고 있는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 따른 자기유도성 재료로 된 링플레이트를 구비하고 있는 구동장치를 생산하기 위한 방법에 있어서, 링플레이트(12)가 조립전에 구동장치(2)에서 설정된 형식에 따라서 간접적으로 자기유도화 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 따른 자기유도성 재료로 된 링플레이트를 구비하고 있는 구동장치를 생산하기 위한 방법에 있어서, 링플레이트(12)가 비자기화 상태에서 구동장치(2)로 조립되며 이 장치내부에 고정되고 이어서 자기유도장치(30, 50)를 이용해서 링플레이트(12)가 설정된 형식에 따라서 자기유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 설정된 형식이 제공된 방법으로 회전방향으로 링플레이트(12) 위에 자기유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
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