KR20070063522A

KR20070063522A - 차량 시트용 기어 스테이지

Info

Publication number: KR20070063522A
Application number: KR1020077007200A
Authority: KR
Inventors: 베른트 보스만스; 미하엘 베레스; 카르스텐 칼무스; 롤프 쉴러
Original assignee: 카이퍼 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2005-09-24
Publication date: 2007-06-19
Also published as: WO2006042616A3; US20070205647A1; CN100584655C; EP1799498A2; DE102004049994B3; US7467827B2; CN101076464A; JP2008516826A; WO2006042616A2

Abstract

차량 시트, 특히 자동차 시트용 기어 스테이지(14)가 구동 샤프트(16) 및 피동 샤프트(18)를 가진다. 기어 스테이지(14)는 구동 샤프트(16)의 회전 속도를 피동 샤프트(18)의 낮은 회전 속도로 감소시킨다. 기어 스테이지(14)는 트랜스미션 볼의 하나 이상의 열(24)을 포함하며, 상기 열(24)에 구동 샤프트(16)의 하나 이상, 특히 두 개의 구동면(22), 피동 샤프트(18)의 하나 이상의 피동면(26)과 하우징(32)의 하나 이상의 하우징면(28)이 접선방향으로 지지된다.

Description

차량 시트용 기어 스테이지 {GEAR STAGE FOR A VEHICLE SEAT}

본 발명은 청구항 1의 전제부의 특징을 가지는 차량 시트용 기어 스테이지에 관한 것이다.

이러한 타입의 기어 스테이지(gear stage)는 서로에 대한 개별 부품의 조정에 의해 점유자를 위한 최적의 시트 위치를 달성하기 위하여 차량의 조절가능한 차량 시트에 이용되며, 기어 스테이지는 상이한 직경의 기어 휠에 의해 회전 속도를 감소시키고 동시에 토크 출력을 증가시키는 모터에 의해 구동된다.

본 발명은 도입부에서 언급한 타입의 기어 스테이지를 개선하기 위한 목적을 기초로 한다. 이러한 목적은 청구항 1의 특징을 구비한 기어 스테이지에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 유용한 세부적 개선은 종속항들의 주요 구성이 된다.

기어 샤프트의 하나 이상, 특히 두 개의 구동면, 구동 샤프트의 하나 이상의 피동면 및 하우징의 하나 이상의 하우징면을 접선방향으로 지지하는 하나 이상의 기어 볼 열(row)을 가지는 기어 스테이지에 의해, 높은 변속비를 가지며 적은 건조 공간을 요구하는 저 소음의 단일 스테이지 기어 장치가 제공된다. 기어 스테이지는 동심의 방사형 대칭 중공형 샤프트 기어로서 건조되는 것이 바람직하며, 이 샤프트 기어는 비균형 매스 및 편심 운동이 없으며 이는 소음이 발생하지 않는 장점이 있다. 동일한 방식으로 작용하는 롤링 바디로 대체될 수도 있는 기어 볼 열의 볼은 저 소음 작동을 보장한다. 동일한 볼의 이용은 설치를 위한 분류 및 저장상의 지출을 불필요하게 한다. 볼의 배치는 경사 위치 및 증가된 마찰을 회피하면서 볼 모두를 지지하는 것을 가능하게 한다. 미세하게 슬립되는 원통형 롤러의 미끄럼 마찰보다 상당히 작은 매우 작은 보어링 마찰이 볼의 접촉 지점에서 발생한다. 이러한 이유 때문에, 접촉면의 얕은 경사가 바람직하며, 볼의 이동이 감소되며 따라서 이로부터 매우 높은 정도의 효율이 초래된다. 접촉 및 표면 압력 상태는 고리형 볼 베어링 또는 4 지점 베어링의 상태와 유사하다.

기어 볼 열은 서로 상이하게 회전하고 4개의 압력 인가면을 가지는 것이 바람직한 3개의 성분에 의해 인가되는 압력을 가지며, 하나의 성분은 두 개의 압력 인가면, 즉 홈(groove)을 구비한다. 두 개의 압력 인가면을 구비하는 성분은, 각각의 경우 두 개의 접촉 지점을 경유하여, 롤링 볼의 속도 프로파일을 결정한다. 따라서 기어 볼 열을 구비한 접촉 지점에서의 구동면, 피동면, 및 하우징 표면은 구동 샤프트에 대해 수직한 평면에 대해 비스듬하게 경사지게 작동되는 것이 바람직하며, 두 개의 구동면은 평면과 동일한 각도로 각각 작동한다, 즉, 각각 이러한 평면과 관련하여 서로에 대해 거울 대칭으로 배열된다.

다른 면으로부터 4개의 면들 중 하나의 면의 경사 각도의 바람직한 편차는 관련된 성분의 회전 운동에 대한 상이하고 효과적인 반경을 초래하며, 이로부터 회전 속도에서의 차이를 초래한다. 각도의 차이는 각도의 합에 비해 매우 작은 것이 바람직하며, 따라서 이러한 롤링 접촉의 상이한 회전 속도 기어, 즉, 구동 회전 속도와 피동 회전 속도 사이의 높은 비율로 많은 감소가 이루어진다. 바람직하게는, 구동 샤프트는 내측부 상에 방사형으로 배치되어, 외측부 상에 위치하는 샤프트의 피동 단부가 높은 토크를 전달할 수 있는 반면, 컴팩트한 건조 공간을 가진다.

하우징은 구동 샤프트 및 피동 샤프트에 대해 정지하여 있는 것이 바람직하며 동시에 두 샤프트의 장착을 위해 이용된다. 볼의 개별 장착을 위한 볼 케이지 또는 웨브가 배제되지 않지만, 이는 관련된 마찰 손실을 회피하기 위하여 바람직하지 않다. 클램핑 베어링, 예를 들면 앵귤러 볼 베어링(angular ball bearing), 테이퍼형 롤러, 자체 정렬 롤러 트러스트 베어링, 전형적인 축선 및 방사형 베어링 또는 슬라이딩 베어링의 조합체가 피동 샤프트에 할당된 하우징과 지지부 사이에서 축방향으로 효과적인 것이 바람직하다. 클램핑 베어링에 의해, 탄성 요소, 예를 들면 디스크 스프링, 스프링 강의 또 다른 성분 또는 통합된, 탄성 벽의 이용으로, 동시에 특정 방식으로 그리고 힘의 평형에 대해 안정된 방식으로 강성으로 설계되는 샤프트, 외부 링 및 볼에 압축 응력을 가하는 것이 가능하다. 구동 샤프트 및 피동 샤프트는 회전만 할 수 있지만, 하우징에 대해 변위되거나 경사질 수 없다.

기어 볼 열에 의해 미리 결정되는 기어 하우징, 및 짧은 건조 길이 또는 작은 직경을 달성하기 위하여 적층된 방식으로 또는 서로에 대해 축방향으로 및/또는 반지름방향으로 오프셋되어 배치될 수 있는 클램핑 베어링은 컴팩트한 베어링 유닛을 형성하기 위하여 서로 매우 근접하게 인접하여 위치될 수 있거나, 지지 거리를 증가시키기 위해 서로로부터 매우 멀리 떨어져 위치할 수 있다. 후자의 경우, 구동 모터의 성분은 또한 중간 공간에 배치될 수 있다.

기어 볼 열에 의해 미리 결정되는 기어 베어링, 및 클램핑 베어링에 부가하여, 추가의 지지 베어링은 또한 경사에 대해 구동 샤프트의 고정에 관해서 기어 베어링의 동작을 지지하는 것이 가능하다. 이러한 순수한 방사형 베어링은 기어 베어링의 과도한 응력을 일으켜, 기어 베어링에 대해 정밀하게 정렬하여야 한다.

기어 스테이지는 차량 시트 조정기의 구동 유닛에서 이용하는 것이 바람직하며, 시트 부분에 대해 차량 시트의 등받침의 경사를 조절하기 위해 기어 조립용으로 특히 바람직하며 구동 유닛은 부가적으로 모터를 가질 수도 있다. 그러나, 다른 의도된 이용도 가능하다.

본 발명은 도면에 도시되고 다양한 변형예를 가지는 전형적인 일 실시예를 참조하여 더욱 상세하게 후술된다.

도 1은 전형적인 실시예의 개략도를 보여주며,

도 2는 차량 시트의 개략도를 보여주며,

도 3은 전형적인 실시예의 제 1 변형예를 보여주며,

도 4는 전형적인 실시예의 제 2 변형예를 보여주며,

도 5는 전형적인 실시예의 제 3 변형예를 보여준다.

차량 시트(1)는 시트 부분(3) 및 시트 부분(3)에 대한 경사를 조절할 수 있는 등받이(4)를 가진다. 등받이(4)는 두 개의 기어 조립부(6)에 의해 시트 부분에 부착된다. 차량 시트의 일 측부 상에, 구동 유닛(10)은 트랜스미션 로드에 의해 기어 연결되는 기어 조립부(6)를 구동하기 위해 등받이(4)에 부착된다. 구동 유닛(10)은 모터(12) 및 모터(12)의 피동 측부 상에 제공되고 변속 로드와 기어 연결되는 기어 스테이지(14)를 가진다. 모터(12)는 전기 모터, 예를 들면, 고정자 및 회전자를 구비하는 전자 정류 모터이다.

기어 스테이지(14)는 피동 샤프트(18)의 저속 회전으로, 구동 샤프트(16)의 회전을 감소시키기 위해 이용되며, 구동 샤프트는 모터(12)에 의해 구동되고 이용되는 방향을 상세하게 형성하여 롤링 접촉 차동 회전 속도 기어에 의해 정밀하게 된다. 구동 샤프트(16)는 홈(20)을 가지며,이 홈은 깔때기 형상으로 반지름방향 외측으로 개방되며 예를 들면, V형 또는 U형 디자인을 가지며, 홈(20)의 벽은 구동면(22)을 형성한다. 평면(E)은 구동 샤프트(16)의 중앙 축선에 대해 수직하게 형성된다. 평면(E)에 대해 거울 대칭인, 홈(20)의 구동면(22)은 기어 볼 열(24)을 평면(E)에 대한 각도(α)로 접촉 지점(B₁)에서 접선방향으로 지지하다. 기어 볼 열(24)은 적어도 3개의 동일한 볼을 가지며, 두 개의 접촉 지점(B₁)은 볼 마다 존재한다. 따라서, 홈(20)은 평면(E)에 대해 대칭으로 2α의 각도로 접촉 지점(B₁)에서 개방된다.

기어 볼 열(24)의 외측부 상에, 반지름방향으로 볼 때, 두 개의 결합면, 즉 피동면(26) 및 하우징면(28)이 있다 피동면(26)은 기어 볼 열(24)의 볼 마다 하나씩 있는 접촉 지점(B₂)에서 평면(E)에 대해 각도(β)로 기어 볼 열(24)을 접선방향 으로 지지한다. 하우징면(28)은 기어 볼 열(24)의 볼 마다 하나씩 있는 접촉 지점(B₃)에서 평면(E)에 대해 각도(γ) 로 기어 볼 열(24)을 접선방향으로 지지한다. 바람직하게는 일체로 형성되는 구동 샤프트(18)의 플랜지(또는 또 다른 방식으로 부착되는)는 피동면(26)의 지지부(30)로서 제공되며 하우징(32)은 하우징면(28)을 지지한다. 하우징(32)은 상술된 방식으로 구동 샤프트(16) 및 피동 샤프트(18)를 지지하며, 따라서 샤프트(작은 축방향 길이의 경우)에 대해 개별적인 베어링이 요구되지 않는다. 지지부(30) 및 하우징면(28)을 구비한 하우징(32)의 영역 및 지지부(30)가 중공형 링으로서 설계된다.

각도(β 및 γ)가 서로 상이한 경우, 즉, 접촉 지점(B₂ 및 B₃)이 구동 샤프트(16)의 중앙 축선으로부터 상이한 거리에 있는 경우, 상이한 트랙 속도가 구동 샤프트(16)의 회전 동안 접촉 지점(B₂ 및 B₃)에서 발생되어, 지지부(30) 및 하우징(32)의 상대적인 회전을 초래한다. 각도(β 및 γ)의 차이(β - γ)가 두 개의 각도의 합(β + γ)에 대해 매우 작은 경우, 이러한 상대적인 회전은 매우 낮은 회전 속도로 발생한다. 하우징(32)이 정지되어 있기 때문에, 구동 샤프트(18)는 하우징(32)에 대해 낮은 회전 속도로 회전한다. 구동 샤프트(16)와 피동 샤프트(18) 사이의 회전 속도의 비는 상당히 크며 예를 들면 200:1이다.

충분한 축방향 및 반지름방향 압력 인가력에 의해 구동면(22) 및 표면(26 및 28)의 접촉 지지를 보장하기 위하여, 지지부(30)와 하우징(32) 사이에서 주로 효과적인 클램핑 베어링(40)이 제공된다. 지지부(30) 및 하우징(32)과는 달리, 클램핑 베어링(40)에는 탄성 부재(42) 및 클램핑 볼 열(44)이 제공되고, 탄성 부재는 하우징(32)에 일체로 형성되거나 하우징에 부착되며 이 경우 고리형 설계로 형성된다. 이 경우, 클램핑 베어링(40)은 고리형 볼 베어링으로서 설계되며, 클램핑 볼 열(44)은 바람직하게는 한편으로는 지지부(30)(또는 구동 샤프트(18))와 다른 한편으로는 탄성 부재(42) 사이에 배열되어 직접 장착된다. 그러나, 또한 이러한 지지 부품들 중 하나와 클램핑 볼 열(44) 사이에 부가 중간 부재(46)가 제공되는 것이 가능하다.

도면은 본 발명에 따라 기어 스테이지(14)의 다양한 변형예를 도시하며, 동일하며 동일한 방식으로 작용하는 부품은 동일한 도면 부호로 표시된다. 기어 볼 열(24) 및 클램핑 볼 열(44)의 다양한 축방향 및 반지름방향 배치 가능성으로부터 차이점이 발생한다. 경사에 대한 구동 샤프트(16)의 고정을 개선하기 위하여, 반지름방향 베어링으로서 설계되는 지지 베어링(48)이 또한 선택적으로 제공될 수 있다. 오버 스트레스(over-stress) 때문에, 지지 베어링(48)은 기어 볼 열(24)에 의해 형성되는 기어 베어링에 대해 매우 정밀하게 정렬되어야 한다.

도면부호 리스트

1 차량 시트

3 시트 부분

4 등받이

6 기어 조립부

10 구동 유닛

12 모터

14 기어 스테이지

16 구동 샤프트

18 피동 샤프트

20 홈

22 구동면

24 기어 볼 열

26 피동면

28 하우징면

30 지지부

32 하우징

40 클램핑 베어링

42 탄성 부재

44 클램핑 볼 열

46 중간 부재

48 지지 베어링

B₁ 기어 볼 열과 구동면 사이의 접촉 지점

B₂ 기어 볼 열과 피동면 사이의 접촉 지점

B₃ 기어 볼 열과 하우징면 사이의 접촉 지점

E 구동 샤프트에 대해 수직한 평면

α 접촉 지점(B₁)에서 평면에 대한 구동면의 각도

β 접촉 지점(B₂)에서 평면에 대한 피동면의 각도

γ 접촉 지점(B₃)에서 평면에 대한 하우징면의 각도

Claims

구동 샤프트(16)와 피동 샤프트(18)를 구비한, 차량 시트, 특히 자동차 시트용 기어 스테이지(14)로서,

상기 기어 스테이지(14)는 상기 구동 샤프트(16)의 회전 속도를 상기 피동 샤프트(18)의 낮은 회전 속도로 감소시키는, 차량 시트용 기어 스테이지에 있어서,

상기 기어 스테이지(14)는 하나 이상의 기어 볼 열(24)을 가지며, 상기 하나 이상의 기어 볼 열에 대해 구동 샤프트(16)의 하나 이상, 특히 두 개의 구동면(22), 피동 샤프트(18)의 하나 이상의 피동면(26) 및 하우징(32)의 하나 이상의 하우징면(28)이 접선방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는,

차량 시트용 기어 스테이지.
제 1 항에 있어서,

상기 기어 볼 열(24)과의 접촉 지점(B₁, B₂, B₃)에서 상기 구동면(22), 상기 피동면(26) 및 하우징면(28)이 상기 구동 샤프트(16)에 대해 수직한 평면(E)에 각도(α, β, γ)로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는,

차량 시트용 기어 스테이지.
제 2 항에 있어서,

상기 두 개의 구동면(22)은 각각 상기 평면(E)에 대해 동일한 각도(α)로 형성되는 것을 특징으로 하는,

차량 시트용 기어 스테이지.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 피동면(26) 및 상기 하우징면(28)은 상기 평면(E)에 대해 상이한 각도(β, γ)로 형성되는 것을 특징으로 하는,

차량 시트용 기어 스테이지.
제 4 항에 있어서,

상기 각도(β, γ)의 차이(β - γ)는 상기 각도(β, γ)의 합(β + γ)에 비해 매우 작은 것을 특징으로 하는,

차량 시트용 기어 스테이지.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징(32)은 상기 구동 샤프트(16) 및 상기 피동 샤프트(18)에 대해 정지해 있는 것을 특징으로 하는,

차량 시트용 기어 스테이지.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징(32)과 상기 피동 샤프트(18)에 제공되는 지지부(30) 사이에서 효과적인 클램핑 베어링(40)이 제공되고, 상기 클램핑 베어링(40)은 특히 탄성 부재(42)와 클램핑 볼 열(44)이 제공되는 것을 특징으로 하는,

차량 시트용 기어 스테이지.
제 7 항에 있어서,

상기 클램핑 베어링(40)은 상기 기어 볼 열(24)에 대해 축선방향으로 및/또는 반지름방향으로 오프셋되어 배치되거나 상기 기어 볼 열(24)에 적층되는 것을 특징으로 하는,

차량 시트용 기어 스테이지.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기어 볼 열(24)에 대해 축선방향으로 오프셋되는 베어링, 특히 지지 베어링(48) 또는 슬라이딩 베어링이 상기 구동 샤프트(16)에 제공되는 것을 특징으로 하는,

차량 시트용 기어 스테이지.
시트 부분(3)에 대한 등받이(4)의 경사를 조정하기 위한 조정기, 특히 기어 조립부(5)용 구동 유닛(10)을 구비한 차량 시트로서,

상기 구동 유닛(10)은 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에서 청구한 기어 스테이지(14)를 가지는,

차량 시트.