KR20010033866A

KR20010033866A - 편심 기어

Info

Publication number: KR20010033866A
Application number: KR1020007007429A
Authority: KR
Inventors: 모스코프프랑크
Original assignee: 클라우스 포스; 로베르트 보쉬 게엠베하; 게오르그 뮐러
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2001-04-25
Also published as: BR9906721A; KR100606585B1; DE59903966D1; JP2002529669A; WO2000028238A1; US6453772B1; EP1045998A1; ES2190658T3; DE19850908A1; EP1045998B1

Abstract

본 발명은 편심기(8)와 편심 휠(10)을 포함하는 회전 구동 유니트(3)를 가지는 편심 기어에 관한 것이며, 상기 편심 휠은 상기 편심기 상에 회전 가능하게 장착되며 부분 맞물림에 의해 캐리어(15)의 톱니(14)와 함께 동작하는 톱니(11)를 갖는다. 상기 편심 휠(10)은 고정 하우징 부재(6) 내의 리셉터클(106, 108)에서 직접 또는 간접적으로 안내되는 가이드 부재(18, 19)를 갖는다. 본 발명에 따르면, 상기 하우징 부재(6)는 단일 부재이며 상기 리셉터클(106과 108)은 상기 하우징 내부에 진동 가능하게 배치되어 있다.

Description

편심 기어{Eccentric Toothed Gearing}

분당 약 7000 회전의 속도인 아마추어(armature)를 가지는 조정 모터의 속도 감소를 위해 웜 기어를 사용하는 것이 일반적이다. 전기 모터에 의해 구동되는 웜 기어의 특징으로는 이것이 피동측으로부터 자동 잠김 기능(self-locking)을 갖는다는 것이다. 예를 들어 차량에서 윈도우 리프터(window lifter) 또는 슬라이딩 루프(sliding roof)의 구동을 위해 충분한 토크를 얻기에 필요한 큰 변환비 때문에 모터와 그 옆에 배치되는 기어로 이루어지는 조정 모터의 외부 크기가 상당히 크게 된다.

본 발명은 조정 모터(adjusting motor)의 회전 운동을 변환하기 위한 편심 기어에 관한 것이다.

도 1 은 편심 기어의 종단면도.

도 2 는 도 1에서 화살표 A 방향으로 선 II - II을 따라 취한 평면도.

도 3 은 도 2와 유사한 제 2 실시예의 도면.

독립항의 특징들을 가지는 본 발명의 편심 기어가 가지는 장점은 매우 소형임에도 불구하고 자동 잠김 기능과 간단한 구성을 갖는 것이다. 종래의 웜 기어에 비해 상기 편심 기어는 비교적 허용 오차에 대해 민감하지 않는데, 이는 회전하는 모든 부재들이 하나의 축에 지지되어 있기 때문이다.

상기 편심 기어의 중요 구성 요소는 편심 휠(eccentric wheel)이며, 이것은 구조상의 이유로 2개의 다른 운동을 실시한다. 이것은 한편으로는 캐리어의 외부 톱니와의 회전 운동이며, 이는 상기 편심 휠의 축에 대해 편심된 회전점을 중심으로 원운동을 야기하며(진동), 다른 한편으로는 자전 운동이다. 자전 운동은 적합하지 않으므로 상기 하우징과 고정 연결된 하우징 부재의 리셉터클 내로 돌출된 가이드 부재를 통해 편심 휠에서 억제된다.

상기 편심 휠의 원운동은 선형의 서로 직각 방향의 2개의 운동으로 분할된다. 상기 양 선형의 운동 성분은 본 발명에 따른 기어에서는 단일 부재에 의해 수용되지만, 이들 성분이 종래의 해결책에서는 2개의 별도의 부재에 의해 수용된다. 상기 편심 휠의 원운동을 수용하는 기어 부재가 단일 부재가 됨으로써, 한편으로는 제조 원가가 감소하고 다른 한편으로는 장착 작업이 감소하는 장점이 있다.

상기 하우징 부재의 단일 부재 실시 및 리셉터클의 진동 가능한 배치의 특별한 장점은 편심 휠의 가이드 부재와 하우징 부재의 리셉터클 사이의 상호 작용에 전혀 마찰이 없으므로 그 상호 작용은 마모 없이 이루어진다는데 있다. 이는 본 발명에 따른 편심 기어의 긴 수명 예상을 보장하게 된다.

종속항들에서 실시되는 특징들을 통해 독립항에 따른 편심 기어의 유리한 다른 구성들이 가능해진다.

그러므로 상기 하우징 부재는 서로 연결된 3개의 영역으로 이루어지고 리셉터클이 있는 내부 영역, 중간 영역과 상기 하우징과 고정 연결된 외부 영역을 갖는 것이 유리하며, 이 경우 상기 내부 영역과 중간 영역은 외부 영역에 대해 진동 가능하게 배치되어 있다. 상기 하우징 부재의 내부 영역에서 리셉터클을 가지는 가이드 부재들이 편심 휠에 제공되어 이들의 상호 작용을 통해 상기 편심 휠이 안내되는 장점이 있다.

변형 가능한 영역에 의한 상기 중간 영역과 내부 영역의 연결 또는 상기 외부 영역과 중간 영역의 연결을 통해 얻어지는 장점으로는 상기 편심 기어의 동작에 필요한 편심 휠의 원운동이 중앙 위치를 중심으로 이루어진다는 것이다.

상술한 장점인 단일 부재성을 얻기 위해, 구조적으로 변형 가능한 영역이 리세스를 통해 형성되어야 한다. 그러므로 사출 성형 공정에서 전체 하우징 부재는 단일 부재로서 적절한 형상으로 제조될 수 있다.

그러므로 상기 변형 가능한 영역의 긴 연장부가 장점이 되는데, 이는 상기 부재의 최소 하중 발생 시에 변형 가능한 영역의 편심 또는 필요한 변형이 보장될 수 있기 때문이다.

상기 내부 영역과 중간 영역 사이의 변형 가능한 영역과 상기 중간 영역과 외부 영역 사이의 변형 가능한 영역이 서로 직각 방향으로 배치되면, 발생하는 장점으로는 상기 편심 휠의 원운동이 상기 운동에서 서로 수직 방향의 양 선형 성분(linear component)으로 분할된다는 것이다. 그러므로 발생하는 힘들은 상기 하우징 부재에 또는 변형 가능한 영역에 균일하게 분배된다.

상기 변형 가능한 영역의 단부에서 테이퍼를 통해 그의 탄성 계수 또는 스프링 상수가 각각의 조건에 일치하게 조정될 수 있다.

본 발명의 다른 적합한 실시에서 상기 하우징 부재는 서로 연결된 단 2개의 영역으로 이루어지고 상기 하우징과 고정 연결된 외부 영역과 내부 영역을 가지며, 이 경우 상기 내부 영역은 외부 영역에 대해 진동 가능하게 배치되어 있으며 리셉터클은 상기 내부 영역에 대해 진동 가능하게 연결되어 있다.

변형 가능한 영역에 의해 상기 내부 영역과 외부 영역의 연결 또는 리셉터클과 내부 영역의 연결을 통해 제 1 실시예에서처럼 얻을 수 있는 장점으로는 편심 기어의 동작에 필요한 편심 휠의 원 운동이 중앙 위치를 중심으로 이루어진다는 것이다.

이 경우 특히 장점이 되는 것은 상기 변형 가능한 영역 모두가 동일한 길이 와 동일한 폭으로 중심점으로부터 이격되어 있으며 균일한 하중에 노출된다는 점이다.

리세스를 통한 변형 가능한 영역의 형성, 긴 연장부 및 리셉터클과 연결되지 않은 영역에 대해 직각 방향으로 놓인 리셉터클과 연결된 변형 가능한 영역의 배치가 상술한 장점들을 수반한다.

본 발명에 따른 장치의 2가지 실시예가 도면에 도시되어 있으며 하기의 상세한 설명에서 상술된다.

도 1에 도시된 실시예에는 하우징 저부(2)에 회전 가능하게 고정된 축(1)이 있는 편심 기어를 가지는 전기 모터가 도시되어 있다. 아마추어(3) 형태의 드라이브가 축(1)에서 회전 가능하게 고정 배치되어 있으며, 이 경우 상기 드라이브는 상기 전기 모터의 코일(4)을 통해 구동된다. 상기 코일(4)은 하우징의 원통 영역(5)에서 내측에 배치되고, 이 경우, 상기 하우징 원통 영역(5)에는 하우징 저부(2)도 고정되어 있다. 중앙 개구(7)가 있는 덮개의 형태인 하우징 부재(6)는 상기 하우징 원통 영역(5)에서 상기 하우징 바닥(2)의 대향측에 고정 설치된다. 상기 축(1)에서 상기 하우징 바닥(2)의 대향측에 있는 단부는 중앙 개구(7)를 지나 돌출되어 있다. 상기 하우징 원통 영역(5), 하우징 바닥(2) 및 덮개(6)는 모터 하우징을 형성하며, 이 모터 하우징의 내부에 상기 축(1)에서 회전할 수 있는 아마추어(3)가 배치되고 상기 중앙 축(9)을 따라 축방향으로 연장해 있는, 편심 축(8a)을 가지는 편심기(eccentric)(8)를 구비하고 있다. 상기 편심기(8)에서 편심 휠(10)이 회전 가능하게 지지되어 있으며 내부 톱니(11)를 구비한다. 상기 편심 휠(10)에 2개의 가이드 부재가 2개의 저널(18, 19)의 형태로 축(1)에 대해 평행한 방향으로 고정되어 있으며, 이 가이드 부재는 하우징 부재(6) 내의 리셉터클(106과 108) 내로 삽입되어 그 내부에 고정되어 있다.

상기 편심 휠(10)의 내부 톱니(11)는 캐리어(15)의 외부 톱니(14)와 부분적으로 맞물리고, 이 캐리어는 축(1) 상에서 회전 가능하게 지지되고 고정 수단(16)을 통해 축에 고정된다. 상기 캐리어(15)는 하우징 부재(6)를 관통해 상기 모터 하우징으로부터 돌출되며 기어 출력(gear output)을 위한 영역에서 또 하나의 외부 톱니(17)를 갖고 있다.

도 2에는 하우징 부재(6)의 평면도가 도시되어 있으며, 이 하우징 부재는 내부 영역(100), 중간 영역(102) 및 상기 하우징 원통 영역(5)과 고정 연결된 외부 영역(104)으로 구성된다. 이 하우징 부재(6)는 편심 휠(10)을 위한 가이드 부재이다. 이것은 탄성 소재, 예를 들어 합성 수지로 단일 부재로서 사출 성형된다. 또한 이것은 내부 영역(100)에서 상기 양 저널(18, 19)을 위한 리셉터클(106, 108)을 갖는다. 그 외에도 상기 중앙 개구(7)는 내부 영역(100)에 배치되고 축(1)에서 하우징 바닥(2)의 대향측에 있는 단부가 상기 중앙 개구를 통해 돌출되어 있다. 상기 하우징 부재(6)의 3개 영역은 변형 가능한 영역(112)을 매개로 단일 부재로서 서로 연결되어 있다.

이해를 돕기 위해 재차 간단하게 편심 기어의 작용이 상술된다. 코일(4) 내에서 유도되는 자계를 통해 상기 아마추어(3)는 축(1)을 중심으로 회전하며, 이 때 상기 축은 회전할 수 있게 하우징 저부(2)에 고정 연결되어 있다. 아마추어(3)의 회전을 통해 편심기(8) 역시 축(1)을 중심으로 회전한다.

상기 편심기(8)에서 회전 가능하게 지지되어 있는 편심 휠(10)의 내부 톱니(11)는 캐리어(15)의 외부 톱니(14)와 맞물려 회전하지만, - 리셉터클(106, 108) 내에 안내되어 있는 저널(18, 19)을 통해 야기되어 - 스스로 회전할 수는 없으므로, 마찬가지로 축(1)에 연결되어 회전 가능한 캐리어(15)는 그의 톱니(14)와 내부 톱니(11)의 맞물림을 통해 회전하게 된다. 상기 편심 휠(10) 내에서 캐리어(15)가 회전함으로써 캐리어(15)의 회전 운동이 줄어들고, 이 때 상기 회전 운동은 캐리어(15)의 외부 톱니(17)에 의해 전달된다.

그 결과 상기 편심 휠(10)은 원운동을 수행하고 이 원운동을 통해 상기 양 저널(18, 19)은 원운동을 하게되므로 상기 하우징 부재(6)가 원운동을 할 수 밖에 없다.

이 운동은 서로에 대해 직각 방향으로 2개의 반경 방향 운동으로 분할된다. 이것은 변형 가능한 영역(112)을 통해 이루어질 수 있고 상기 리셉터클(106, 108)을 포함하는 하우징 부재의 편향을 야기한다.

상기 변형 가능한 영역(112)은 리세스(114)를 통해 양쪽에 형성되는 웨브이고, 이 때 상기 리세스는 연결 영역(100, 102, 104) 사이에 배치된다. 도 2에 따라 상기 리세스(114)는 여러 기하학적 형상을 가지며, 이 경우 서로 직각 방향으로 놓여있는 축(II-II과 II'-II')을 따라 미러 대칭(mirror symmetry)이 중요하다. 그 외에도 중요한 점은 상기 리세스(114)의 폭은 변형 가능한 영역(112)의 편향이 편심기의 운동을 통해 그 내부에 흡수될 수 있어서 상기 영역(112)이 운동에 있어서 장애를 받지 않도록 선택된다.

도 2에 도시된 방식으로 상기 리세스(114)를 형성함으로써, 내부 영역(100)과 중간 영역(102) 사이의 변형 가능한 영역(112)과 중간 영역(102)과 외부 영역(104) 사이의 변형 가능한 영역(112)이 각각 횡방향으로, 즉 서로 간에 90°의 각도로 배치되어 있다. 이런 배치는 상기 편심 휠(10)의 편심기의 운동을 수용하기 위한 이상적인 기하학적 형상을 나타낸다.

도 3에는 상기 하우징 부재(6)의 제 2 실시예가 도시되어 있으며, 이 경우 동일한 요소들은 도 2에서와 동일한 도면 부호를 갖는다.

도 3에서 변형 가능한 웨브 형상의 영역(112)도 마찬가지로 양쪽에 있는 리세스(114)를 통해 형성되고, 이 때 이 리세스은 연결 영역(100과 104) 사이에 배치되어 있다. 상기 제 1 실시예와의 차이점으로는 제 2 실시예는 단지 2개의 부분 영역(100, 104)을 가지며, 서로 마주하는 양 리셉터클(106, 108)이 내부 영역(100)에 배치되는 것이 아니라 봉 형상의 변형 가능한 영역(112)을 매개로 내부 영역에 배치된다는 것이다. 이런 배치에서, 상기 내부 영역(100)을 외부 영역(104)과 연결시키는 변형 가능한 영역(112)이 서로 직각을 이룬다. 그러므로 여기에서도 상기 편심 휠(10)의 원운동이 정확히 분리되고 그것이 본 발명에 따라 유리하게 가이드될 수 있다.

상기 기하학적 형상과 관련하여 제 2 실시예에 대하여도 적용할 수 있는 점은 상기 리세스(114)에 의해 제한되는 웨브들이 쌍을 형성하여 대칭적으로 배치되는 것이 중요하다는 것이다. 정확히 상기 리세스(114)의 폭은 편향에 상응하게 충분한 크기로 선택될 수 있다.

상술한 방식으로 리세스(114)를 형성함으로써 내부 영역(100)과 외부 영역(104) 사이의 변형 가능한 영역(112)과 내부 영역(100)과 리셉터클(106, 108) 사이의 변형 가능한 영역(112)이 서로 직각을 이루며 배치되어 있다. 이런 배치는 편심 휠(10)의 편심기의 운동을 흡수하기 위한 이상적인 기하학적 형상을 나타낸다.

도 2와 도 3에서 도시된 양 실시예는 사출 성형 공정에서 간단하게 제조될 수 있으며, 그 외에도 변형 가능한 영역(112)은 강도를 높이기 위해 금속 삽입 부재를 갖는다.

원칙적으로 상기 리세스(114)의 다른 기하학적 형상도 생각해 볼 수 있으며, 이들은 예를 들어 아코디언(accordion)의 형태로 변형 가능한 영역(112)으로 이어져 있다. 도시된 실시예들과 무관하게 중요한 점은 상기 부분 시스템(100, 102, 104)이 서로에 대해 비틀림 저항성을 가지며 변형 가능한 영역이 편심 휠(10)의 순환 운동을 따라갈 수 있도록 이 영역들이 설계된다는 것이다.

Claims

편심기(8)와, 상기 편심기에 회전 가능하게 지지되며 캐리어(15)의 톱니(14)와 부분 맞물림에 의해 동작하는 톱니(11)와 고정 하우징 부재(6) 내의 리셉터클(106,108) 내로 간접 또는 직접적으로 안내되는 가이드 부재(12a;18,19)를 갖는 편심 휠(10)을 포함하는 회전 드라이브(3)를 갖는 편심 기어에 있어서,

상기 하우징 부재(6)는 단일 부재로서 형성되어 있으며 상기 리셉터클(106, 108)은 그 내부에 진동 가능하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 1 항에 있어서, 상기 하우징 부재는 상기 리셉터클(106, 108)이 배치된 내부 영역(100)과, 중간 영역(102) 및, 상기 하우징의 나머지 부분과 고정 연결된 외부 영역(104)을 가지는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 2 항에 있어서, 상기 내부 영역(100)과 상기 중간 영역(102)은 상기 외부 영역(104)에 대해 직각 방향인 축을 중심으로 진동 가능하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 3 항에 있어서, 상기 내부 영역(100)은 변형 가능한 영역(112)에 의해 상기 중간 영역(102)과 연결되며, 상기 중간 영역(102)은 상기 외부 영역(104)과 연결되는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 4 항에 있어서, 상기 변형 가능한 영역(112)은 리세스(114)를 통해 형성되며, 상기 리세스는 상기 내부 영역(100)과 상기 중간 영역(102) 사이 또는 상기 중간 영역(102)과 상기 외부 영역(104) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 변형 가능한 영역(112)은 긴 연장부를 가지며, 양측에 배치된 상기 리세스(114)를 통해 봉 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 영역(100)과 중간 영역(102) 사이의 상기 변형 가능한 영역(112)과, 상기 중간 영역(102)과 상기 외부 영역(104) 사이의 변형 가능한 영역(112)은 직각을 이루며 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형 가능한 영역(112)의 단부는 테이퍼(116)를 가지는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 1 항에 있어서, 상기 하우징 부재는 상기 리셉터클(106, 108)이 배치된 내부 영역(100)과, 상기 하우징의 나머지 부분과 고정 연결된 외부 영역(104)을 가지는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 9 항에 있어서, 상기 내부 영역(100)은 상기 외부 영역(104)에 대해, 상기 리셉터클(106, 108)은 내부 영역(100)에 대해 서로 직각 방향의 축을 중심으로 진동 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 10 항에 있어서, 상기 내부 영역(100)은 상기 변형 가능한 영역(112)에 의해 외부 영역(104)과 연결되며, 상기 리셉터클(106, 108)은 상기 내부 영역(100)과 연결되는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 11 항에 있어서, 상기 변형 가능한 영역(112)은 상기 내부 영역(100)과 외부 영역(104) 사이에 배치된 리세스(114)을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 변형 가능한 영역(112)은 긴 연장부를 가지며, 봉 형상으로 형성되어 있으며 양측에서 리세스(114)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리셉터클(106, 108)과 연결된 변형 가능한 영역(112)과 상기 리셉터클(106, 108)과 연결되어 있지 않은 변형 가능한 영역(112)은 서로 직각 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 편심 기어.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형 가능한 영역(112)의 단부는 테이퍼(116)를 가지는 것을 특징으로 하는 편심 기어.