KR20010015785A

KR20010015785A - 전기 구동 유니트

Info

Publication number: KR20010015785A
Application number: KR1020007004295A
Authority: KR
Inventors: 라우크데틀에프; 피셔에른스트; 카르셔한스조에르그; 헤르프유러겐; 마우레르에릭; 비게르트안드레아스; 후르스트리챠드; 바이벨안톤
Original assignee: 클라우스 포스, 게오르그 뮐러; 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1998-08-29
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2001-02-26
Also published as: KR100696902B1; US6288466B1; BR9906777A; WO2000013295A1; DE59914026D1; JP2002525005A; EP1050099B1; ES2277452T3; EP1050099A1; JP4377067B2; DE19839407C1

Abstract

본 발명은 전기 구동 모터와 기어 어셈블리를 가지는 전기 구동 유니트에 관한 것이다. 이 전기 구동 모터는 상기 아마추어 샤프트와 함께 단일체(單體)로 형성된 기어 어셈블리의 웜 샤프트에 연장해 있는 아마추어 샤프트를 갖는다. 상기 아마추어 샤프트를 장착하기 위해 제 1 베어링과 제 2 베어링이 제공되어 있다.

상기 제 2 베어링(10)은 외측 링(19), 내측 링(20)과 볼(21)을 가지는 볼 베어링으로서 형성되어 있다. 상기 내측 베어링(20)은 축에서 변위될 수 없도록 아마추어 샤프트에 프레스되어 있다. 상기 외측 링(19)은 상기 기어 어셈블리 하우징(15) 안에 위치하는 수용 리세스(17) 안에 삽입되고 거기에서 상기 외측 링(19)을 향한 스프링 텅(28, 29, 30, 31)을 가지는, 내장 통로(23)에 지지된 고정 부재(24)를 이용해 상기 수용 리세스(17)를 제한하는 축의 정지면(18)에 압착된다.

이 축에서의 압착은 장착에 우호적으로 달성될 수 있으며 상기 고정 부재(24)를 위한 비용이 적기 때문에 저렴하기도 하다.

제안된 전기 구동 유니트는 예를 들어 차량의 적어도 하나의 윈드실드 와이퍼에 사용될 수 있다.

Description

전기 구동 유니트{Electric drive unit}

실제로 포트 형상인 자극 하우징(pole housing) 안에 설치된 아마추어를 가지며, 실제로 포트(pot) 형상인, 상기 자극 하우징 정면에 고정된, 한 편으로 상기 자극 하우징에 다른 한 편으로는 기어 어셈블리 하우징에 지지된 아마추어의 아마추어 샤프트가 회전하는데 작용하는 기어 어셈블리 부품을 수납하기 위한 기어 어셈블리 하우징을 가지는 구동 모터를 상기 전기 구동 유니트가 포함하며, 이 경우 상기 아마추어 샤프트는 상기 자극 하우징의 바닥에 이웃하여서는 제 1 베어링에 그리고 상기 기어 어셈블리 하우징에서는 제 2 베어링에 지지되고, 이 경우 상기 제 2 베어링은 반경 방향의 그리고 축 방향의 힘을 흡수하는 볼 베어링으로서 형성되어 있으며, 이 볼 베어링은 한 편으로는 기어 어셈블리 하우징에서 축 방향 정지면에 의해 다른 한편으로는 상기 아마추어 샤프트를 가로질러 상기 기어 어셈블리 하우징 안으로 내장되는 그리고 이 때 U-형상의 지지 섀클(shackle)에 의해 축에 고정되는, 특히 차량의 윈드실드 와이퍼용 전기 구동 유니트는 공보 DE 197 27 120 A1이 공개됨으로써 종래 기술에 속하게 되었다.

본 발명은 제 1 항의 전제부에 따른 전기 구동 유니트에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전기 구동 유니트의 실시예가 도면에 도시되어 있으며 하기에서 상술된다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 구동 유니트의 종단면도,

도 2는 도 1의 전기 구동 유니트의 평면도,

도 3은 도 1의 전기 구동 유니트의 횡단면도, 및

도 4 내지 도 6은 도 1의 본 발명에 따른 전기 구동 유니트에 대한 여러 도면들.

제 1 항의 특징들을 가지는 본 발명에 따른 구동 유니트가 가지는 장점으로는 상기 스프링 텅(spring tongues)은 상기 볼 베어링의 외측 링을 축의 정지면의 방향으로 상기 기어 어셈블리 하우징을 향해 하중을 가하고 그와 같이 하여 상기 볼 베어링의 외측 링을 유극 없이 축의 정지면에 압착시킬 수 있다는 것이다.

상기 종속 항에 실시된 조치들을 통해 제 1 항에 제공된 전기 구동 유니트의 유리한 다른 구성 및 개선이 가능해진다.

제 2 항의 특징을 가지는 구동 유니트가 가지는 장점은 상기 지지 섀클의 제조를 위해 이용되는 공구가 상대적으로 간단하게 형성될 수 있다는 점이다.

제 3 항의 특징이 제공하는 장점은 상기 지지 섀클이 간단하게 형성된 보조 수단을 이용해 장애 없이 내장될 수 있다는 것이다.

제 4 항의 특징이 제공하는 장점은 다른 스프링 텅이 축의 정지면의 방향으로 상기 볼 베어링의 외측 링에 하중을 가한다는 점이다.

도 1과 도 2에 따른 전기 구동 유니트(2)는 전기 구동 모터(3)와 기어 어셈블리(4)를 보여주고 있다.

도 1에서 파악할 수 있는 것처럼, 상기 전기 구동 모터(3)는 자극 하우징(5)과 이에 내장된 영구 자석(6), 아마추어(7), 아마추어 샤프트(8) 및 상기 아마추어 샤프트(8)의 장착을 위한 제 1 베어링(9)과 제 2 베어링(10)을 갖는다.

상기 제 1 베어링(9)은 미끄럼 베어링의 형태인 레이디얼 베어링으로서 형성되어 있으며 이를 위해 하나의 베어링 부시(11)를 갖는다. 상기 아마추어 샤프트(8)의 샤프트 단부(12)가 상기 베어링 부시(11) 안에서 회전한다. 이 때 상기 베어링 부시(11)는 상기 자극 하우징(5)의 바닥(14)의 포트 형상 만입부(13) 안에 위치한다.

상기 기어 어셈블리(4)는 상기 자극 하우징(5)의 플랜지 형상의 경계 가장자리(16)에 맞대어지는 기어 어셈블리 하우징(15)을 갖는다. 이 기어 어셈블리 하우징(15)은 상기 제 2 베어링(10)의 수용을 위해 하나의 수용 리세스(17)와 하나의 축 방향 정지면(18)을 갖는다. 이 수용 리세스(17)는 상기 자극 하우징(5) 방향으로 개방되어 있다. 상기 제 2 베어링(10)은 외측 링(19), 내측 링(20)과 볼(21)을 가지는 볼 베어링으로서 형성되어 있다. 이 내측 링(20)은 상기 아마추어 샤프트(8)에 프레스되어 고정된다. 상기 외측 링(19)은 상기 수용 리세스(17) 안에 삽입된다. 도 2의 평면도에서 가장 잘 파악되는 것처럼, 상기 기어 어셈블리 하우징(15)은 상기 자극 하우징(5)을 향해 있는 상기 외측 링(19)의 정면(22)의 영역에서 상기 수용 리세스(17) 및 상기 아마추어 샤프트(8)와 교차하는 통로(23)를 갖는다. 이 통로(23)는 도 3에서도 파악될 수 있으며 도 1에서는 부분적으로 파악될 수 있다. 상기 통로(23)는 도 4 내지 도 6에서 개별적으로 도시된 부재로서의 고정 부재(24)의 수용에 이용된다. 상기 고정 부재(24)는 예를 들어 스프링 강판으로 이루어지고, 2개의 레그(25와 26)와 하나의 요크(27)가 있는 거의 U-형상을 가지며 도 4 내지 도 6에 따른 예에서 4개의 스프링 텅(28, 29, 30, 31)을 갖는다. 이 스프링 텅(28 내지 31)은 U-형상 커터를 이용해 상기 레그(25와 26) 안에 뿐만 아니라 상기 요크(27) 안에 만들어질 수 있다. 부분적으로 절개된 상태에서 상기 고정 부재(24)를 도시하는 도 5에서 파악할 수 있는 것처럼, 커브(curve)(32) 뒤에서 자유단(33)이 탄성이 되도록 하기 위해, 도 5에서 상기 고정 부재(24)의 한 평면으로부터 상기 텅(28)이 일정한 각도로 튀어나와 있다. 상기 스프링 텅(29, 30, 31)들 역시 상기 고정 부재(24)의 기준면으로부터 밖으로 벤딩되어 있으며 번호 부여가 되어있지 않은 커브들과 자유단(33)을 갖는다. 상기 스프링 텅(28과 29)의 자유단(33)은 상기 요크(27)가 상기 고정 부재(24)의 레그(25와 26)에 인접해 있는 방향을 가리킨다는 것을 파악할 수 있다. 상기 스프링 텅(30과 31)은 서로 일정한 각도로 배열되므로, 상기 탄성 자유단(33)이 서로 대향하게 된다. 이 때 상기 스프링 텅(30과 31)의 종 방향들은 실제 135°의 각을 형성한다. 그러한 한도에서, 상기 아마추어 샤프트(8)의 종축을 기준으로, 상기 스프링 텅(30과 31)의 탄성 자유단(33)들은 실제 45°의 각도 간격을 형성한다. 예를 들어 상기 스프링 텅(28과 29)의 정렬은 상기 아마추어 샤프트(8)의 종축을 기준으로 상기 탄성 자유단(33)이 직경 방향으로 서로 마주하도록 이루어진다.

도 3에서 가장 잘 파악할 수 있는 것처럼, 상기 고정 부재(24)의 내장을 위해 그의 레그(26과 25)가 미리 기어 어셈블리 하우징(15) 쪽으로 접근되고 상기 통로(23) 안에 삽입되므로, 상기 레그(25와 26)는 자리를 차지하고 상기 요크(27)는 상기 아마추어 샤프트(8) 위에 위치한다. 상기 고정 부재(24)가 내장된 상태에서, 상기 레그(25와 26)에 위치하는 스프링 텅의 탄성 자유단(33)은 내장 방향(built-in direction) 쪽을 가리킨다. 이것이 가지는 장점은 상기 고정 부재(24)가 상기 제 2 베어링(10)의 외측 링(19)의 정면(22)을 따라서 상기 통로(23) 안으로 아무런 문제없이 이동될 수 있으며, 이 경우 상기 스프링 텅은 상기 고정 부재의 기준면 쪽으로 탄성적으로 벤딩되므로 상기 제 2 베어링(10)의 외측 링(19)에 힘을 가하며, 이 힘들은 상기 외측 링(19)을 축 상의 정지면(18)에 접하도록 만든다는 점이다. 상기 스프링 텅(30과 31)의 자유단(33) 역시 외측 링(19)에 도달하고 그 때문에 상기 축의 정지면(18)에 대한 상기 외측 링(19)의 압착을 강화시킨다. 도 3에서 파악할 수 있는 것처럼, 상기 자유단(33)들이 상기 외측 링(19)의 정면(22)을 향하는 것이 중요하다.

이미 설명한 것처럼, 상기 내측 링(20)은 상기 아마추어 샤프트에 압착되어 고정되므로, 상기 아마추어 샤프트(8)와 내측 링(20) 사이에 상대 운동이 발생하지 않는다. 이미 설명한 것처럼, 상기 축의 정지면(18)이 상기 기어 어셈블리 하우징(15) 안에 존재하기 때문에, 상기 고정 부재(24)가 통로(23) 안에 지지되어 있기 때문에, 상기 고정 부재(24)로부터 돌출한 스프링 텅(28 내지 31)이 상기 외측 링(19)의 정면(22)을 압착하기 때문에, 상기 제 2 베어링(10)은 레이디얼 베어링이면서 스러스트 베어링이다.

상기 내측 링(20) 안에 수용된 아마추어 샤프트(8)의 종 방향 영역으로부터 시작하여 상기 아마추어 샤프트(8)가 상기 기어 어셈블리 하우징(15) 안에서 연장해 있는 웜 샤프트(34)를 중심으로 연장되어 있다. 이 웜 샤프트(34)와 맞물리는 웜 휘일(35)은 피동 샤프트(36)와 고정 연결되어 있으며 이 피동 샤프트(36)를 이용해 지지되고 회전되다. 여기에 도시되어 있지 않은 예를 들어 윈드실드 와이퍼의 크랭크 기어가 상기 피동 샤프트(36)와 연결되어 있다. 여기에 도시되어 있지 않은 크랭크 기어는 종래와 같이 윈드실드 와이퍼 아암이 주기적인 선회 운동을 하도록 만든다. 상기 윈드실드 와이퍼 아암과 이에 고정된 와이퍼의 질량(mass)과 크랭크 기어의 운동(kinematic)에 근거하여 파악할 수 있는 것은 상기 피동 샤프트(36)가 회전 모멘트를 발생시킬 뿐만 아니라 크랭크 기어로부터의 역방향 모멘트(retroactive moment)를 흡수한다는 것이다. 상기 웜 휘일(35)이 상기 웜 샤프트(34)와 결합하는 곳에서도 상기 웜 샤프트(34)의 종축을 기준으로 힘들이 축의 방향에서 선택으로 나타난다. 일반적으로 나타나는 힘들은 상기 제 2 베어링(10)의 외측 링(19)에 도달하고 한 편으로는 축의 정지면(18)에 의해 다른 한 편으로는 스프링 텅(28 내지 31)에 의해 수집된다. 설계자는 상기 스프링 텅을 충분히 강하게 형성하기 때문에, 정상적인 동작에서 상기 외측 링(19)이 축의 정지면(18)과 접촉한다. 이것이 제공하는 장점은 상기 아마추어 샤프트(8) 또는 상기 웜 샤프트(34)의 축 방향 연장부는 상기 외측 링(19)과 내측 링(20) 사이의 볼(21)의 반드시 필요한 운동 유극을 통해 제공되는 바로 그 크기에 국한된다는 점이다.

예를 들어 아마추어 샤프트가 스퍼 휘일 기어(spur wheel gear)의, 톱이 경사진 스퍼 휘일(spur wheel)을 구동하면, 상기 축의 정지면(18)에 접하는, 또한 상기 고정 부재(24)의 스프링 텅(28)에 접하는 전술한 제 2 베어링(10)이 이용될 수도 있다. 그러면 이 경우에도 회전 모멘트 방향 선택은 상기 아마추어 샤프트(8)를 따라서 축 방향 힘의 선택(alternating axial forces)을 야기 시킨다.

상기 기어 어셈블리 하우징(15) 안에 통로(23)의 배열과 상기 고정 부재(24)의 본 발명에 따른 형성을 통해, 상기 제 2 베어링(10)을 포함해서 상기 결합된(combined) 아마추어 샤프트(8)와 웜 샤프트(34)를 상기 기어 어셈블리 하우징(15) 안으로 양호한 장착 과정을 통해 삽입할 수 있으며 간단하게 실시할 수 있는 조립 단계에서 상기 고정 부재(24)는 상기 통로(23)에 내장될 수 있으며 상기 제 2 베어링(10)의 외측 링(19)의 유극 없는 축 방향 고정을 맡는다.

Claims

자극 하우징에 설치된 아마추어를 가지며, 상기 자극 하우징에 고정된, 한 편으로 상기 자극 하우징에 다른 한 편으로는 기어 어셈블리 하우징에 지지된 아마추어의 아마추어 샤프트가 회전하는데 작용하는 기어 어셈블리 부품을 수납하기 위한 기어 어셈블리 하우징을 가지는 구동 모터를 포함하며, 상기 아마추어 샤프트는 상기 자극 하우징에서는 제 1 베어링에 지지되고 그리고 상기 기어 어셈블리 하우징의 영역에서는 제 2 베어링에 지지되며, 상기 제 2 베어링은 반경 방향의 힘과 축 방향의 힘을 흡수하는 내측 링과 외측 링을 가지는 볼 베어링으로서 형성되어 있으며, 한 편으로는 기어 어셈블리 하우징에서의 축 방향 정지면이 다른 한편으로는 상기 아마추어 샤프트를 가로질러 상기 기어 어셈블리 하우징의 통로 안으로 내장되는, 상기 외측 링의 축 방향 고정을 위한 지지 섀클이 상기 외측 링을 위해 배열되는, 차량의 윈드실드 와이퍼용 전기 구동 유니트에 있어서,

U-형상인 지지 섀클(24)이 강판으로 제조되고 상기 제 2 베어링(10)의 외측 링(19)의 정면(22)을 향해 있는 2개이상의 스프링 텅(28, 29, 30, 31)을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유니트.
제 1 항에 있어서,

2개의 스프링 텅(28, 29)은 상기 고정 부재(24)의 2개의 섀클(25, 26)에 분포되어 배열되어 있으며 상기 양 스프링 텅(28, 29)의 탄성 자유단(33)은 상기 아마추어 샤프트(8)의 축을 기준으로 직경 방향으로 서로 마주하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유니트.
제 2 항에 있어서,

상기 스프링 텅(28, 29)은 상기 U-형상의 지지 섀클(24)의 내장 방향에 대해 평행하게 배열되며 상기 스프링 텅(28, 29)의 탄성 자유단(33)은 상기 내장 방향을 가리키는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유니트.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

2개의 다른 스프링 텅(30, 31)이 배열되어 있고, 이 경우 이들 다른 스프링 텅(30, 31)은 상기 고정 부재(24)의 요크(27)에서 탄성 자유단(33)과 함께 대칭적으로 마주하면서 배열되어 있으며 상기 스프링 텅(30, 31) 사이의 각은 135°인 것을 특징으로 하는 전기 구동 유니트.