KR20030036604A - 샤프트 제조 방법 및 상기와 같은 하나의 샤프트를포함하는 장치 - Google Patents

샤프트 제조 방법 및 상기와 같은 하나의 샤프트를포함하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 샤프트(22) 제조 방법 및 상기와 같은 샤프트, 특히 적어도 하나의 샤프트 베어링(43)을 통해서 지지된, 전기 모터식 구동기(10)의 아마추어 샤프트(22)를 포함하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라 상기 샤프트(22)의 적어도 하나의 지점에는, 샤프트 베어링(42) 내에 안내되기 위한 베어링 표면(40)이 재료 제거에 의해 형성된다.

Description

샤프트 제조 방법 및 상기와 같은 하나의 샤프트를 포함하는 장치{Method for producing a shaft and device containing one such shaft}
독일의 실용 신안 GM 297 02 525.2에는 예컨대 창유리, 선루프 또는 시트를 이동시키기 위해 사용되는 장치가 공지되어 있다. 상기 방식의 과제는 아마추어 샤프트의 불리한 종방향 유극을, 정면측에 장착된 댐핑 고무를 이용하여 방지하는 것으로 구성된다. 아마추어 샤프트 상에는, 전기 모터의 회전 모멘트를 워엄 기어 상에 전달하는 워엄이 압착된다. 아마추어 샤프트의 전방 단부는 회전 베어링 수용 부시 내에 안내된다. 따라서 상기 워엄이 반경 방향으로 빠져나감으로써 워엄과 휠의 맞물림이 방해되거나 또는 톱니가 파괴되는 것이 방지된다. 이는 특히 워엄과 워엄 기어 사이에 매우 강한 반경 방향 힘이 발생할 때, 특히 작동 소자가 정지부에 대해서 움직일 때 중요하다. 제조 기술적으로, 완성된 워엄이 아마추어 샤프트 상에 압착되는 것은 매우 비용이 많이 드는 공정이다. 이에 반해 워엄을 아마추어 샤프트 상에서 직접 롤링하는 것이 비용이 더 적게 든다. 이때 공정에 따라, 워엄의 연장된 배출 영역이 발생하며 상기 영역은 워엄 기어로의 힘전달을 위해 사용되지 않고 또한 아마추어 샤프트의 지지를 위해서도 사용될 수 없다. 이는 무엇보다 적은 구성 공간이 제공될 경우 아마추어 샤프트의 단부가 더 이상 지지될 수 없게 하거나 또는 상기와 같은 지지를 실현하기 위해서 비용이 많이 드는 제조 공정이 필요하도록 한다.
본 발명은 독립항의 전제부에 따라 샤프트 제조 방법 및 상기와 같은 샤프트를 포함하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 장치의 단면도.
도 2는 도 1의 II에 따른 샤프트의 확대된 섹션을 도시한 도면.
제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 방법은 워엄의 제조 공정과 무관하게 매우 단순한 방법으로 아마추어 샤프트를 지지하기 위한 베어링 표면이 만들어지는 장점을 갖는다. 저온 성형(cold forming)을 통해, 또한 금속 절삭 처리가 생략됨으로써, 베어링 지점은 비용면에서 유리하게 제조될 수 있다. 형성된 워엄으로부터 베어링까지의 전환 구역은 매우 짧게 유지될 수 있으며, 맞물림은 베어링 지점에 거의 가깝게 안내된다. 이는 맞물림 손상이 효과적으로 방지되는 조절 작동을 확실히 한다.
종속항에 제시된 특징들을 통해 제 1 항에 따른 방법의 또 다른 바람직한 실시예가 가능하다. 제조 기술적으로, 특히 우선 워엄을 소정의 샤프트 영역에 걸쳐서 예컨대 롤링 방법을 이용하여 형성하는 것이 중요하다. 방법에 따라, 상대적으로 연장된 배출 영역이 워엄의 단부에 생기며, 상기 워엄은 힘을 전달하는 맞물림을 위해서 사용되지 않으며 또한 베어링면으로서도 사용될 수 없다. 이때 샤프트의 배출 영역을 재료 제거를 통해서 베어링 표면으로 변형하는 것이 특히 바람직하다. 무엇보다 구성 공간을 줄이는 프리세팅 하에, 워엄의 효과적 맞물림에 바로 가깝게 베어링 표면을 구현하는 것이 중요한 기준이다. 재료 제거에 의해, 워엄의중앙 영역 내의 섹션도 베어링 표면과 워엄 사이에 연장된 전환 영역이 생성되지 않은 채 매우 단순한 방법으로 베어링 표면으로 변형될 수 있다.
상기 워엄과 베어링 표면이, 동일한 작동 기계 상의 재료 제거에 의해 형성되면, 샤프트는 상기 과정을 위해 단지 한 번만 고정되어야 한다. 완전한 작동 단계는 줄여지며, 이는 신속하고 비용이 적게 드는 생산을 가능하게 한다.
롤링에 의한 재료 변형이 특히 유용한 것으로 입증된다. 이를 위해 매우 단순하게 제작된 압연 롤링 공구가 사용될 수 있다. 베어링 표면의 소정의 폭은 압연 롤링 공구의 폭을 통해 프리세팅된다. 따라서 아마추어 샤프트에 대한 롤러의 반경 방향 움직임은 충분하다. 이는 매우 단순하게 취급될 수 있는 공정 단계를 의미한다.
재료 제거를 통해, 절삭 방법에서 가능한 바와 같이 직경이 축소될 뿐 만 아니라 재료의 균열도 채워진다. 이는 더 큰 베어링 직경, 바람직하게는 원래의 샤프트의 직경과 동일한 직경을 제조할 수 있게 한다. 이로써 작은 베어링으로 인한 아마추어 샤프트의 약점(weak point)은 방지된다. 또한 저온 성형을 통해서 제조된 상기와 같은 베어링 표면의 표면 질은 더 높아진다.
특히 베어링 표면이 샤프트의 단부에 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 아마추어 샤프트는, 맞물림의 힘이 전달되는 것을 통해 최대한 전향된다. 샤프트가 베어링에 의해 그 단부에 확실히 안내되면, 충분한 맞물림이 보장된다. 이로써 샤프트가 불필요하게 길지 않아도 되므로, 상기와 같은 구성에서는 재료 제거에 의해 베어링 표면으로부터 효과적인 맞물림으로의 전환이 매우 정확하게 이루어지는 것이 특히 바람직하다.
베어링 표면이 적어도, 워엄의 환형 나사산 레일의 리드(lead)에 상응하는 폭으로 형성되는 것이 또한 바람직하다. 워엄 나사산 영역에서 재료는 치극 영역에서보다 더 강하게 압착되기 때문에, 이전의 워엄 나사산 영역이 더 단단해지므로 하중을 견딜 수 있다. 베어링 지점의 길이는 적어도 하나의 톱니바퀴의 부분에 상응하므로, 베어링 지점의 원주에 걸쳐서 나선형으로 연장된 표면의 높은 질이 보장된다.
독립항 8 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 장치는, 힘을 전달하는 워엄 영역에 대해서 매우 짧은 전환 구역을 갖는 고품질의 베어링 표면이 생성되는 장점을 갖는다.
베어링 표면이 샤프트의 단부에 지지핀으로서 형성되면, 상기 지지핀은 매우 효과적으로 회전 베어링 수용 부시 내에 안내될 수 있다. 따라서 워엄이 반경 방향으로 벗어나는 것은 방지된다. 이는 확실한 조절 작동을 가능하게 한다.
도면에는 본 발명에 따른 장치의 실시예가 도시되며 하기의 상세한 설명에서 더 자세히 설명된다.
도 1에는 조절 구동기(10)가 도시되며, 모터(12)와 기어(14)로 둘러싸인 다부재의 하우징(16)이 도시된다. 모터(12)는 전기적으로 정류되며 아마추어(18), 정류자(20) 및 다중으로 지지된 아마추어 샤프트(22)를 포함하고, 상기 아마추어 샤프트는 기어(14)의 영역에까지 연장된다. 아마추어 샤프트(22) 상에는 워엄(26)이 제공되고 워엄은 워엄 휠(24)로써 톱니바퀴(25) 상에서 연결된다. 아마추어 샤프트(22)의 정면(28, 30)에서 상기 샤프트는 시동 디스크(32, 34)에 의해 종방향으로, 또한 댐핑 고무(36)에 의해 하우징(16) 또는 하우징(16)의 부분 상에 지지된다. 아마추어 샤프트(22)의 하나의 단부(38)에는 재료 제거에 의해 베어링 표면(40)이 형성된다. 상기 베어링 표면(40)은 샤프트 베어링 내에 안내되며 이는 아마추어 샤프트(22)가 톱니바퀴(25)로부터 벗어나는 것을 방지하기 위함이다.
도 2는 아마추어 샤프트(22)의 단부(38)를 확대시킴으로써, 베어링 표면(40)의 제조 과정을 개략적으로 도시한다. 아마추어 샤프트(22) 상에는 우선 워엄(@6)이 롤링된다. 제조에 따라, 워엄(26)의 단부에는 배출 영역이 생성되며 상기 영역의 진행시 워엄의 외부 직경(46)은 힘을 전달하는 톱니바퀴(25)의 영역에서, 아마추어 샤프트(22)의 원래의 직경(48)으로 단부에서 감소한다. 이는 도 2에서 둘러싸는 커브(50)로서 도시된다(점선으로 표시된 커브). 상기 배출 영역(44)에는 롤링에 의해 베어링 표면(40)이 형성된다. 이를 위해, 회전하는 2 개의 압연 롤링 공구(52)는 반경 방향으로 아마추어 샤프트(22) 쪽으로 움직인다. 압연 롤링 공구(52)는 가장 단순한 경우, 형성된 베어링 표면(40)의 폭(54)에 상응하는 일정한 두께(53)의 원형 디스크로 구성된다. 압연 롤링 공구(52)가 반경 방향으로 전진 이동할 경우(도 2에서 화살표 55로 도시됨), 워엄 나사산(56)은, 그 직경(48)이대략 원래의 샤프트(22)의 직경에 상응하는 평평한 베어링 표면이 생성될 때까지 치극(58) 내로 눌러진다. 베어링 표면(40)이 형성된 후 샤프트 프로파일은 도 2에서 일점 쇄선(57)으로 도시된다. 롤러 공구(52)의 전진 이동은 더 일찍 종료될 수 있으므로, 워엄 나사산(56)은 단지 부분적으로만 변형된다. 이 경우 평평한 베어링 표면(40)은 생성되지 않는다. 베어링 표면(40)의 폭(54)이 워엄(26)의 환형 나사산의 리드(60)보다 클 경우에도, 베어링 표면(40)의 반경 방향 대칭 형성이 보장된다.
선택적으로 원형이 아닌 압연 롤링 공구(52)가 사용될 수 있다. 롤러 디스크가 편심으로 지지되거나 또는 나선형으로 형성되면, 아마추어 샤프트(26)에 대한 반경 방향 전진 운동은 생략될 수 있다. 또한 더 좁은 압연 롤링 공구(52)를 사용하는 것도 가능하며 축방향 전진 운동에 의해 소정의 폭(54)에 이르는 것도 가능하다. 롤러 공구의 특수한 실시예와 무관하게, 워엄(26) 및 베어링 표면(40)의 롤링은 아마추어 샤프트(22)의 동일한 고정 위치 내에서 이뤄질 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 변형예에서, 워엄(26)은 롤링과는 다른 방법을 통해 형성된다. 이는 예컨대 절삭 방법일 수 있으며 또는 상기 워엄은 독립된 부품으로서 샤프트 상에 압착될 수 있다. 워엄(26)의 제조 방식과 무관하게 상기 실시예에서도 아마추어 샤프트(22)의 각각의 임의의 지점에서 재료 제거에 의해, 재료의 재료 특성이 허락되는 한 단순한 방법으로 베어링 표면(40)이 형성될 수 있다.
도 1에서는 재료 제거에 의해 아마추어 샤프트(22)의 단부(38)에 베어링 표면(40)이 형성된다. 베어링 표면(40)은 지지핀(62)을 형성하며, 상기 지지핀은 매우 단순한 방법으로 회전 베어링 수용 부시(64)로부터 안내된다. 미끄럼 베어링은 비용면에서 매우 유리하게 제조되고 단순하게 조립된다. 대체되는 실시예에서 베어링 표면(40)은 톱니바퀴(25)와 정류자(20) 사이의 워엄(26)의 영역에 형성된다. 이 경우 상기의 지지는 제조시 비용이 더 많이 든다. 부가적으로 아마추어 샤프트(22)의 단부(38)는, 아마추어 샤프트(22)가 그 단부(38)에서 벗어나는 것을 방지하기 위해 예컨대 단지 한쪽에서만 지지될 수 있다. 이를 위해 아마추어 샤프트(22)의 단부(38)에는 마찬가지로 하나의 베어링 표면이 형성된다.

Claims (10)

  1. 샤프트(22), 특히 적어도 하나의 샤프트 베어링(42)을 통해 지지된, 전기 모터식 구동기(10)의 아마추어 샤프트(22) 제조 방법에 있어서,
    상기 샤프트(22)의 적어도 하나의 지점에는 샤프트 베어링(42) 내의 안내를 위한 베어링 표면(40)이 재료 제거에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 우선 워엄(26)이 샤프트(22) 상에 형성되며 그 후 적어도 하나의 베어링 표면(40)은 재료 제거에 의해 상기 워엄(26)의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 워엄(26)과 베어링 표면(40)은 동일한 작업 기계 상의 재료 제거에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 표면(40)은 샤프트(22)를 롤링함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 재료 제거시 워엄 나사산(56)은 적어도 부분적으로 저온 변형되며, 톱니 재료는 치극(58) 내로 눌러지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 상기 베어링 표면(40)은 샤프트(22)의 단부(38)에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 표면(40)의 폭(54)은 상기 워엄(26)의 적어도 하나의 리드(60)에 상응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 아마추어 샤프트(22)를 포함하는 전기 구동 모터(12), 상기 구동 모터에 종속된 기어(14), 특히 워엄 기어(14)를 구비한 자동차 부품을 조절하기 위한 장치로서, 상기 기어는 아마추어 샤프트(22)에 의해 구동 모터(12)와 작용이 연결되고, 아마추어 샤프트(22)는 특히 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 장치에 있어서,
    상기 아마추어 샤프트(22)의 적어도 하나의 지점에는 재료 제거에 의해, 샤프트 베어링(42) 내의 안내를 위한 베어링 표면(40)이 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 베어링 표면(40)은 샤프트(22)의 단부(38)에 바로 접하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 표면(40)은 회전 베어링 수용 부시(64) 내에 안내된 지지핀(62)을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
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