KR20070001957A - 기어-구동 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 차량 내의 가동부의 이동을 위한 기어-구동 유닛(10)에 관한 것으로, 하우징(16)에 장착된 회전자 샤프트(18)를 포함하고, 상기 회전자 샤프트는 적어도 하나의 단부면(50)에 의해 하우징(16)에 축방향으로 지지되고, 기어부(38, 40) 상으로 토크를 전달하기 위한 별도의 치열 소자(32)가 회전자 샤프트(18) 상에 고정되고, 상기 치열 소자(32)는 축방향 접촉면(48)을 갖고, 상기 접촉면은 회전자 샤프트(18)의 단부면(50)에 접한다.
히우징, 기어-구동 유닛, 단부면, 치열 소자, 접촉면, 성형부

Description

기어-구동 유닛{Gearing drive unit}
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 특히 차량의 가동부의 조정을 위한 기어-구동 유닛에 관한 것이다.
DE 297 02 525 U1에 상기와 같은 구동 유닛이 공지되어 있으며, 상기 구동 유닛에서 전기 구동 모터는 아마추어 샤프트를 통해 하위 배치된 기어장치와 작용 결합되어 있다. 아마추어 샤프트는 다수의 부분으로 이루어진 하우징에 다중으로 장착되고 기어의 영역 내에까지 연장된다. 아마추어 샤프트에 웜훨과 상호 작용하는 웜이 끼워진다. 아마추어 샤프트의 단부면은 와셔 및 댐핑 수단을 통해 하우징에 지지된다.
예를 들면 윈도우 리프터 또는 시트 조정 장치에 사용되는 이러한 구동기에서는, 방사 방향 및 원주 방향의 힘 및 축 방향으로의 힘이 웜 상으로 작용한다. 특히 조정하려는 부분이 스토퍼를 향해 이동하면, 큰 충격 형태의 축 방향 힘이 웜 상에 작용하므로, 아마추어 샤프트와 이것에 끼워진 웜 사이의 연결이 분리될 수 있다.
독립 청구항 제 1 항의 특징을 가진 본 발명에 따른 장치는, 회전자 샤프트 상에 장착된 치열 소자에 축방향 접촉면을 형성함으로써, 상기 치열 소자 상에 작용하는 강한 충격 형태의 축방향 힘이 하우징으로 방출될 수 있다는 장점을 갖는다. 이를 위해, 접촉면을 가진 치열 소자는 한편으로는 회전자 샤프트의 단부면에 접하고, 다른 한편으로는 하우징에 축방향으로 지지된다. 그러므로 아마추어 샤프트와 치열 소자 사이의 상대 회전 불가능한 결합은 상기 치열 소자 상에 작용하는 토크만을 유도하면 된다. 이로 인해 치열 소자와 회전자 샤프트 사이의 포지티브- 또는 넌포지티브 결합은 더 작은 축방향 영역 또는 더 적은 방사방향 변형으로 제한될 수 있고, 따라서 치열 소자의 장착도 매우 간단해진다.
종속 청구항들에 기재된 특징들에 의해 독립 청구항에 따른 장치의 바람직한 실시예가 구현된다. 접촉면은 보어 내의 바닥면에 의해 특히 간단하고 공간 절약 방식으로 구현된다. 이를 위해, 치열 소자 내에 축방향의 중앙 블라인드 홀(blind hole)이 설치되므로, 축방향의 한 단부에 적어도 부분적으로 폐쇄되는, 슬리브형 외치부가 형성된다.
치열 소자의 축방향 지지를 위해, 접촉면으로서 형성되는 상기 치열 소자의 블라인드 홀의 바닥면은 회전자 샤프트의 단부면에 접하는 한편, 접촉면의 반대편의 지지면은 하우징 부분에, 또는 상기 하우징 내에 배치된 지지 소자에 접한다.
작동시 구동 유닛의 마찰을 줄이기 위해 또는 구동 유닛의 효율을 높이기 위해서, 지지면이 특히 바람직하게 아치형 면으로서 형성되고, 상기 면은 하우징에 고정된 편평한 대응하는 면에 거의 점 형태로 지지된다. 상기의 반경이 하우징에 고정된 면에 형성되고 치열 소자의 지지면이 상응하게 편평하게 형성되어 있는 경우에도, 동일한 효과가 얻어진다.
회전자 샤프트를 치열 소자의 블라인드 홀 내로 장착하기 위해, 보어의 바닥면에 관통구를 형성하는 것이 바람직하고, 이로써 블라인드 홀 내에 있는 공기가 누출될 수 있다. 상기 관통구는 볼을 지지하기 위해 특히 바람직하게 사용될 수 있고, 상기 볼은 치열 소자가 하우징에 지지되게 하는 아치형 지지면을 형성한다.
치열 소자를 회전자 샤프트 상에 상대 회전 불가능하게 고정하기 위해서, 아마추어 샤프트 상에 재료의 변형에 의해 방사방향 성형부가 형성되고, 상기 성형부는 보어의 상응하는 내경 보다 더 큰 외경을 가진다. 회전자 샤프트와 치열 소자 사이의 재료의 조합에 따라, 치열 소자의 장착시에 넌포지티브 또는 포지티브 결합, 또는 상기 2 가지 결합의 조합이 형성된다.
이러한 상대 회전 불가능한 결합은 축방향 힘을 수용할 필요가 없으므로, 치열 소자의 장착시에 장착 힘이 감소 될 수 있도록, 방사방향 성형부가 형성될 수 있다.
상기 장착 힘은, 예를 들면 방사방향 성형부가 회전자 샤프트의 단부에만 형성되고 보어의 상응하는 직경이 상기 축방향 영역에서는 보어의 나머지 길이에서보다 더 작음으로써, 감소 될 수 있다.
이러한 상대 회전 불가능한 결합의 형성에서는, 회전자 샤프트가 전체 길이에 대해 비용이 저렴하게 통과 삽입되게 연마되므로, 방사방향 성형부를 지나 베어링이 회전자 샤프트의 베어링 시트 상으로 슬립될 수 있다. 상기 방사방향 성형부는 예를 들면 널링(knurling)으로서 형성되고, 상기 널링은 샤프트 위에 연마된 다음, 더 작은 직경을 가진 보어 내로 압입된다.
회전자 샤프트와 치열 소자 사이의 결합이 치열 소자 길이의 한 부분에 있어서만 가압 끼워 맞춤으로 형성된다면, 조립을 위해 필요한 가압력이 현저하게 감소된다. 보어의 나머지 영역은 바람직하게 헐거운 끼워 맞춤으로 형성되고, 이 영역은 치열 소자의 중심 설정을 위해 사용된다.
이러한 치열 소자의 고정은, 웜으로서 형성된 치열 소자가 웜기어와 맞물리는, 웜 기어에 적용하기에 특히 적합하다. 이 경우, 슬리브형 웜의 장착에서 필요한 가압력이 현저히 감소 될 수 있다. 그러나, 상기 결합은, 대응하는 치열 예를 들면 구동 휠의 치열과 맞물리는, 직선 또는 경사진 치열을 가진 피니언으로서 치열 소자를 형성하는데에도 적합하다.
본 발명에 따른 장치의 실시예가 도면에 도시되고, 하기 설명에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 기어-구동 유닛의 부분 단면도이다.
도 1에는 전동기(12), 기어(14) 및 상기 전동기와 기어를 둘러싸는 다수의 부분으로 이뤄진 하우징(16)을 포함하는, 기어-구동 유닛(10)이 도시되어 있다. 전동기(12)는 회전자 샤프트(18)상에 장착되는, 전기 권선(22)들을 가진 아마추어 패킷(20)을 포함한다. 상기 권선들은 폴 포트(ploe pot)(26)로서 형성된 하우징부(16) 내에 배치되어 있는 자석(24)과 상호 작용한다. 회전자 샤프트(18)는 예를 들면 슬라이딩- 또는 롤링 베어링(28)에 의해 하우징(16) 내에 장착되고, 하나의 단부(30)가 기어(14)의 영역에까지 연장된다. 회전자 샤프트(18) 상에는 치열 소자(32)가 배치되어 있고, 상기 치열 소자는 실시예에서 웜(34)으로서 형성되어 있다. 치열 소자(32)는 기어 소자(38)의 치열(36)과 맞물리고, 상기 기어 소자는 웜 휠로서 형성되어 있고 하우징에 고정된 볼트(42) 상에 장착된다. 상기 기어 소자(38)는 자세히 도시되지 않은 가동 조정 소자와 연결되고, 상기 조정 소자는 자동차 내의 예를 들면 시트를 조정한다. 치열 소자(32)는 별도의 부품으로 제작되고, 블라인드 홀(blind hole)로서 구현되는 중앙 보어(44)를 포함한다. 상기 보어의 하부 단부에는 바닥면(46)이 있고, 상기 바닥면은 축방향 접촉면(48)으로서 형성되고 회전자 샤프트(18)의 한 단부면(50)에 접해있다. 바닥면(46)에는 통과 개구(52)가 배치되고, 치열 소자(32)를 회전자 샤프트(18) 상에 장착시 상기 통과 개구를 통해, 공기를 주변으로 누출시킬 수 있다. 상기 통과 개구(52)는 볼형의 지지 소자(56)용의 수용부(54)로서도 형성되고, 상기 지지 소자의 볼의 상부면(58)은 반경(59)을 가진 치열 소자(32)의 축방향 지지면(60)을 형성한다. 회전자 샤프트(18)는 그의 단부면(50)을 통해 치열 소자(32)의 축방향 접촉면(48)에 지지된다. 치열 소자(32)는 수용부(54) 내에 장착된 볼(56)을 통해, 그리고 그의 축방향 지지면(60)을 통해 하우징(16)의 대응면(62)에도 지지된다. 맞은편에 위치하는 도시되지 않은 회전자 샤프트(18)의 단부도 하우징에 고정된 대응면(62)에 지지된다. 회전자 샤프트(18)의 축방향 유격을 없애기 위해, 대응면(62) 중 적어도 한면이 조절 소자(64)에 배치되고, 상기 조절 소자는 사전 설정 가능한 가압력(66)으로 축방향 지지면(60)을 향해 가압된다. 이를 위해, 상기 조절 소자(64)는 예를 들면 나사선(69)을 가진 조절 나사(68)로서 또는 편평한 방사방향의 스트립을 가진 지지 소자(64)로서 형성되고, 상기 조절 소자(64)는 하우징(16)의 벽(70) 내로 회전 삽입된다. 이를 위해, 조절 소자(64)는, 상응하는 조립공구가 삽입될 수 있는 포지티브 결합(72)을 갖는다.
회전자 샤프트(18)와 치열 소자(32) 사이로 토크를 전달하기 위해서, 회전자 샤프트(18)의 단부(30)에는 방사방향 성형부(74)가 예를 들면 축방향의 널링(knurling)(75) 또는 톱니 모양 새김 자국(76)으로서 형성된다. 회전자 샤프트(18)는, 방사 방향의 성형부(74)를 가진 부분(78)이 방사방향 성형부(74)를 갖지 않은 회전자 샤프트(18)의 나머지 영역(84)보다 크지 않은 직경(80)을 가진다. 회전자 샤프트(18)가 통과 삽입되게 연마되므로, 베어링(28)을 통해 기어(14) 내로 맞물릴 수 있다. 가압 끼워 맞춤을 하기 위해, 보어(44)는 방사방향의 상응하는 성형부(74)를 가진 부분(78)의 영역에서는 나머지 축방향 영역(84)에 있어서의 직경(82)보다 더 작은 직경(86)을 가진다. 방사방향 성형부가 없는 영역(84)에서 회전자 샤프트(18)의 직경(80) 대 보어(44)의 직경(82)의 비율은 헐거운 끼워 맞춤으로서 형성된다. 이를 통해 회전자 샤프트(18)는 보어의 길이(92)의 대부분에 있어서는 큰 힘을 가하지 않고 삽입된다. 다만 끝 부분(78)에서는 방사방향의 성형부(74)를 가압하기 위해 상응하는 장착 힘이 제공되어야 한다.
축방향 성형부(74)의 재료가 보어의 벽(94)의 재료보다 더 경질인 경우, 축방향 성형부(74)가 벽(94) 내로 파고들어가고, 포지티브 결합이 이루어진다. 축방 향 성형부(74)가 이렇게 강하게 형성되지 않은 경우, 넌포지티브 가압 끼워 맞춤이 형성된다. 예를 들면, 성형부(74)를 가진 회전자 샤프트(18)는 강(steel)으로 제작되고, 보어(44)의 벽(94)을 가진 치열 소자(32)는 강 또는 예를 들면 황동과 같은 더 약한 금속으로 제작된다. 구동 유닛(10)의 작동시, 토크는 방사방향 성형부(74)의 상대 회전 불가능한 결합을 통해 전달되는 한편, 생성된 축방향 힘은 접촉면(48) 및 축방향 지지면(60)을 통해 하우징(16)으로 유도된다.
대안의 실시예에서는 단부면(50)에 인접하게 회전자 샤프트(18)의 단부(30)에는 축방향 성형부(74)가 형성되지 않는다. 오히려 회전자 샤프트(18)는 보어(44)의 개방 단부의 영역(96)에서(조립된 상태에서), 도 1에서 파선으로 도시된 방사방향 성형부(73)를 포함한다. 상기 실시예에서, 회전자 샤프트(18)가 베어링 슬리브(28)를 통해 장착된 후에야, 방사방향 성형부(73)가 상기 회전자 샤프트(18) 상에 형성된다. 예를 들면 압인 또는 스탬핑에 의해, 방사방향 성형부(73)이 형성되고, 상기 방사방향 성형부(73)는 회전자 샤프트의 나머지 영역(84)의 직경(80)보다 더 큰 직경을 갖는다. 상기 실시예에서, 보어(44)는 그 전체 길이(92)에 걸쳐 일정한 직경(82)을 가진다. 치열 소자(32)의 장착 시, 회전자 샤프트(18)는 길이(92)의 대부분에 걸쳐 헐거운 끼워 맞춤으로 슬라이딩 되고, 방사방향으로 돌출한 성형부(73)의 마지막 부분(96)에서만 높은 장착 힘이 가압 끼워 맞춤을 형성하기 위해 필요하다.
도시되지 않은 다른 실시예에 따르면, 회전자 샤프트(18)는 방사방향 성형부(73,74)들을 포함하고, 상기 성형부들은 보어(44) 벽(94) 내의 대응 성형부 내로 포지티브 결합을 이루며 삽입된다.
도 1 및 상세한 설명에 기재된 실시예와 관련하여 상호 다양한 조합이 가능하다. 특히, 방사방향 성형부(73,74)의 형태, 배치 및 제작이 변경될 수 있고, 전달하려는 토크에 맞춰질 수 있다. 또한 접촉면(48) 및 상응하는 대응면(62)을 가진 지지면(60)의 구체적인 형성도 기재된 실시예로 제한되지 않는다. 예를 들면 축방향 지지면(60)도 조절 소자(64) 또는 하우징(16)의 아치형 대응면(62)에 지지되는 편평한 면으로서 형성될 수 있다. 또한 볼의 표면(58)은 치열 소자(32)와 일체형으로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 기어-구동 유닛(10)은 자동차 내의 가동부의 조정, 특히 시트부의 조정에 바람직하게 사용되지만, 이러한 사용에 제한되지는 않는다.

Claims (10)

  1. 특히 자동차 내의 가동부의 조정을 위한 기어-구동 유닛(10)으로서, 하우징(16) 내에 장착되는 회전자 샤프트(18)를 포함하고, 상기 회전자 샤프트는 적어도 하나의 단부면(50)을 통해 상기 하우징(16)에 축방향으로 지지되고, 상기 회전자 샤프트(18) 상에는 토크를 기어부(38,40) 상으로 전달하기 위한 별도의 치열 소자(32)가 고정되어 있는, 기어-구동 유닛에 있어서,
    상기 치열 소자(32)가 상기 회전자 샤프트(18)의 하나의 단부면(50)에 접하는, 축방향 접촉면(48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 축방향 접촉면(48)이 상기 치열 소자(32) 내의 보어(44)의 바닥면(46)에 배치되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 치열 소자(32)가 축방향 지지면(60)을 포함하고, 상기 지지면을 통해 상기 회전자 샤프트(18)가 상기 하우징(16)에 -특히 상기 하우징(16) 내에 고정된 조절 소자(64)에- 지지되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축방향 지지면(60)은 반경(59)을 가지고, 특히 볼 표면(58)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보어(44)의 상기 바닥면(46)에 통과 개구(52)가 형성되고, 상기 통과 개구는 특히 상기 지지면(60)을 포함하는 볼(56)을 수용하는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 샤프트(18)는 축방향 부분(78)에서 방사방향 성형부(74)를 -특히 널링(75) 또는 톱니 모양 새김 자국(76)을- 포함하고, 상기 성형부는 상기 치열 소자(32)의 상기 보어(44) 내로 삽입시, 상대 회전 불가능한 넌포지티브 및/또는 포지티브 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보어(44)는 상기 회전자 샤프트(18)의 상기 방사방향 성형부(74)의 축방향 영역(78)에서 -특히 상기 바닥면(46)의 단부에서-, 상기 방사방향 성형부를 갖지않는 상기 회전자 샤프트(18)의 영역(84)에서 보다 더 작은 내경(86)을 갖는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 샤프트(18)는 상기 방사방향 성형부(74)의 형성 후에 통과 삽입되게 연마되고, 상기 하우징(16) 내의 베어링 슬리브(28)를 통해 축방향으로 장착 가능한 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 샤프트(18)와 상기 치열 소자(32)의 결합은 상기 방사방향 성형부(74,73)를 가진 상기 영역(78,96)에서는 가압 끼워 맞춤으로서, 그리고 상기 방사방향 성형부를 갖지않는 영역(84)에서는 헐거운 끼워 맞춤으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치열 소자(32)는 다른 기어 소자(40, 38)와 맞물리는, 웜(34), 베벨 기어 치열, 또는 직선 또는 경사진 피니언 치열을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어-구동 유닛.
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