KR20080067653A - 자동차 작동 구동부용 기어 기구 유닛 - Google Patents

자동차 작동 구동부용 기어 기구 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛에 관한 것이다. 상기 기어 기구 유닛은 기어 기구 하우징(1), 기어 기구 하우징에 단단히 연결되는 차축(2), 및 워엄 기어(5)를 가진다. 워엄 기어는 외측 주변부에 치형부(6)가 제공된다. 워엄 기어를 장착하기 위해 제공되는 축선 영역에서, 축선은 다른 축선 영역(2e) 보다 큰 직경을 가지는 영역(2a)을 가진다.

Description

자동차 작동 구동부용 기어 기구 유닛 {GEAR MECHANISM UNIT FOR A MOTOR VEHICLE ACTUATING DRIVE}
본 발명은 자동차 작동 구동부용 기어 기구 유닛에 관한 것이다.
자동차 작동 구동부용 기어 기구 유닛은 이미 공지되어 있다. 상기 기어 기구 유닛은 기어 기구 하우징, 기어 기구 하우징으로 단단히 연결되는 차축 및 회전할 수 있는 방식으로 상기 차축에 장착되는 워엄 기어를 가진다. 워엄 기어는 외측 주변부에 워엄 샤프트와 맞물리는 치형부(toothing)가 제공되고 워엄 샤프트는 모터 샤프트에 의해 구동되거나 모터 샤프트를 구비한 유닛을 형성한다.
이러한 타입의 기어 기구 유닛은 예를 들면 윈도우 리프트와 연결하여 이용된다. 공지된 기어 기구 유닛의 기어 기구 하우징은 종종 PBT, 즉 30%의 짧은 유리 섬유를 구비한 플라스틱으로 이루어진다. 기어 기구 하우징으로 연결되는 차축은 다수의 경우 강으로 이루어져 차축이 맞물림력(toothing force)에 의해 작동 동안 변형되는 것을 방지하도록 한다.
특히 케이블 윈도우 리프트용으로 의도되는 윈도우 리프트 구동 유닛은 DE 35 19 056 C2에 공개되어 있다. 이러한 공개된 구동 유닛은 구동 모터에 의해 구동되는 워엄 기어 및 워엄 기어에 의해 변위되는 출력 부재가 제공되는 하우징을 가진다. 더욱이,하우징의 벽 부분들 중 하나에 장착되는 베어링 핀이 워엄 기어를 위해 제공된다. 베어링 핀은 벽 부분에 리벳팅되는 베어링 부시에 위치설정된다. 출력 부재 또는 워엄 기어는 베어링 부시의 외측 원주면에 장착된다. 더욱이, 공지된 구동 유닛에는 출력 부재 또는 워엄 부재가 베어링 부싱으로부터 당겨지는 것을 방지하는 고정 장치(securing device)가 제공된다.
더욱이, 윈도우 리프트 장치는 DE 88 12 399 U1에 공개되어 있다. 이는 기어 기구 하우징을 가지며 기어 기구 하우징 내부에는 워엄 기어가 전기 구동 모터로 단단히 연결되는 차축 상에서 회전할 수 있는 방식으로 장착되고, 상기 워엄 기어는 전기 구동 모터에 의해 구동된다. 더욱이, 워엄 기어는 차축에 동축선으로 그리고 회전가능하게 장착되는 구동판에 의해 윈도우의 상하 이동을 일으키도록 돌출되는 구동 캠에 의해 출력 부재와 회전가능하게 결합되는 방식으로 배치된다. 더욱이, 구동판이 제공되며 이 구동판은 워엄 기어 반대쪽에 있는 전방멱에 차축을 동심으로 둘러싸는 축방향으로 돌출되는 샤프트 칼라를 가진다. 상기 샤프트 칼라는 케이블 윈도우 리프트의 풀리와 아암 타입 또는 가위 타입의 윈도우 리프트의 구동 피디언 모두와 포지티브 회전 결합(positive rotational engagement)을 위한 외부 격자 구조물을 가진다. 풀리 또는 구동 피니언에는 샤프트 칼라의 외부 격자 구조물에 대응하는 내부 격자 구조물이 제공된다. 이러한 수단은 자동화된 제조에 적절하고 간단하게 설계된 케이블 윈도우 리프트 및 아암 타입 또는 가위 타입 윈도우 리프트에 대한 부품 비용을 감소시킨다.
더욱이, 특히 자동차 윈도우 리프트 구동부로서 이용될 수 있는 모터 기어 기구 구동 유닛은 DE 295 13 701 U1에 공개되어 있다. 이러한 공개된 유닛은 워엄 기어가 장착될 수 있는 워엄 기어 차축에 대한 지지부를 가지는 기어 기구 하우징을 가진다.
*본 발명의 목적은 기어 기구 하우징으로 연결되는 차축이 작동 동안 높은 맞물림력의 발생에도 불구하고 변형되지 않도록 하는 새로운 기어 기구 유닛을 공개하기 위한 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 청구된 것과 같은 특징을 가진 기어 기구 유닛에 의해 달성된다. 본 발명의 유용한 실시예 및 개선예는 종속항 2 내지 8에 개시된다.
청구항 1에서 청구된 바와 같은 특징을 가진 기어 기구 유닛의 장점은, 맞물림의 축방향 영역에서 축선의 직경의 증가에 의해, 작동 동안 발생하는 표면 압력이 더 큰 영역에 걸쳐 분배되어 감소된다는 것이다. 이는 차축의 변형이 발생하는 것을 방지한다.
청구항 2에 청구된 바와 같은 리브 구조물(ribbing)은 기어 기구 하우징, 차축 및 워엄 기어를 포함하는 기어 기구 유닛을 더 안정화한다.
청구항 3에 청구된 바와 같은 기어 기구 하우징 및 차축은 고 장력 모듈을 구비한 플라스틱 재료로 제조되는 단일 피스 성형 플라스틱 부분으로 이루어져 강철 차축의 이용이 회피될 수 있다. 이는 제조 공정을 단순화하며, 이는 사출 성형 공정 동안 강철 차축을 삽입하거나 고려하는 것이 필요하지 않기 때문이다. 청구항 3의 특징부의 추가의 장점은 기어 기구 하우징의 중량이 상당히 감소된다는 것이다.
긴 유리 섬유 보강물을 구비한 폴리프로필렌이 고 장력 모듈을 구비한 플라스틱 재료로 이용되는 경우, 청구항 4에서 청구된 바와 같이, 약 20% 정도로 재료 비용이 절감될 수 있으며, 이는 긴 유리 섬유 보강물을 구비한 폴리프로필렌이 유사한 기계적 특성 및 킬로그램 당 재료 가격을 가지고 약 20% 적은 밀도를 가지기 때문이다.
워엄 기어는 차축과의 접촉 영역이 패시트 처리(facettted)되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이는 향상된 제조성 및 작동 동안 개선된 윤활성의 장점을 가진다.
차축의 확대된 직경 영역에 제공되는 내측 링은 밀봉 링을 위한 베어링면으로서 유용한 방식으로 작용한다. 공지된 기어 기구 유닛에 비해, 이는 밀봉 링을 축방향으로 고정하기 위한 와셔 및 고정 요소가 요구되지 않는 장점을 가진다.
본 발명의 추가의 유용한 특성이 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 기어 기구 유닛의 기어 기구 하우징의 전형적인 실시예를 보여주며,
도 2는 도 1에 따른 기어 기구 하우징에 적용될 수 있는 워엄 기어의 전형적인 실시예를 보여주며,
도 3은 기어 기구 커버를 보여준다.
본 발명에 따른 기어 기구 유닛은 자동차 작동 장치, 예를 들면 윈도우 리프트 구동부에 이용하기 위한 것이다. 이는 기어 기구 하우징, 기어 기구 하우징에 단단히 연결되는 차축, 외측 주변부에 치형부가 제공되는 워엄 기어, 및 기어 기구 커버를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 기어 기구 유닛의 기어 기구 하우징의 전형적인 일 실시예를 보여준다. 도시된 기어 기구 하우징(1)은 사출 성형 공정을 이용하여 제조되는 단일 피스 성형 플라스틱 부분이다. 성형 플라스틱 부품의 부분은 차축(2)을 포함하며, 기어 기구 유닛이 조립될 때 차축 상에 워엄 기어가 배치된다. 도 2에 도시되는 워엄 기어를 수용하도록, 기어 기구 하우징(1)은 리세스(3)를 가진다.
더욱이, 차축(2)은 워엄 기어를 장착하기 위해 제공되는 축방향 영역 내에 다른 축방향 영역에서 보다 더 큰 직경을 가진다. 축선(2)의 이러한 확대된 직경 영역은 도면부호 "2a"로 도 1에 표시된다. 확대된 직경 영역(2a)은 외측 링(2b), 내측 링(2c) 및 외측 링을 내측 링으로 연결하는 방사형으로 배향된 안정화 리브(2d)를 가진다. 내측 링(2c)은 도 1의 하부 오른쪽에 도시된, 밀봉 링(4)용 베어링 표면으로서 작용한다.
도 2는 기어 기구 유닛이 조립될 때 기어 기구 하우징(1)의 리세스(3) 내로 삽입되는 워엄 기어(5)의 전형적인 일 실시예를 보여준다. 워엄 기어(5)는 외측 주변부에 치형부(6)를 가진다. 이러한 치형부(6)는 작동 동안 워엄 샤프트와 결합되고, 워엄 샤프트의 부분이 모터 샤프트에 의해 구동되거나 모터 샤프트를 구비한 유닛을 형성한다. 치형부(6)는 방사형으로 배형된 리브를 가지는 워엄 기어 바디(7)에 의해 내부 워엄 기어 링(8)으로 연결된다. 이러한 내부 워엄 기어 링(8)의 내부면은 워엄 기어(5)가 기어 기구 하우징(1) 내로 삽입될 때 베어링 영역으로 작용하여 차축(2)의 확대된 직경 영역(2a)의 외측 링(2b)의 외측면과 접촉하게 된다.
내부 워엄 기어 링(8)의 내측면(9), 즉 워엄 기어(5)의 베어링면은 패시트 처리되는 것이 바람직하다. 이러한 패시트(9)는 사출 성형 공정의 부분으로서 또는 그라인딩 공정에 의해 형성될 수 있다. 이러한 타입의 패시트 처리 구조의 장점은 매우 정밀한 원형 내부면이 필요하지 않기 때문에 워엄 기어가 더 용이하게 제조될 수 있으며 베어링 영역의 윤활이 기어 기구 유닛의 작동 동안 개선된다는 것이다.
도 2에 도시된 워엄 기어는 사출 성형 공정의 일부로서 제조될 수 있는 폴리아세탈(POM), 또는 유사한 특성을 가지는 물질로 제조되는 단일 피스 부품이다.
워엄 기어의 축방향 영역에서의 더 큰 직경을 가진 차축을 가지는 기어 기구 하우징의 장점은 기어 기구 유닛이 작동 중일 때 차축에 작용하는 맞물림력이 차축의 변형을 일으키지 않는다는 것이다. 이는 기어 기구 유닛이 수년 동안 작동되더라도 워엄 기어의 외부 치형부와 워엄 샤프트 사이의 결합이 보장되도록 한다.
이러한 장점은 단일 피스 성형 플라스틱 부분인 기어 기구 하우징(1)이 고 장력 모듈을 가지는 플라스틱 재료로 제조된다는 점에서 강화될 수 있다. 장력 모듈은 9,000 메가파스칼 보다 큰 범위에 있는 것이 바람직하다. 긴 유리 섬유 보강 물을 구비한 폴리프로필렌은 본 발명에 따라 이용되는 것이 바람직하다. 이는 유사한 기계적 특성 및 킬로그램 당 동일한 재료 가격을 가진 30% 짧은 유리 섬유를 가진 PBT 보다 약 20% 작은 밀도를 가진다.
본 발명의 추가의 장점은 강철 차축을 구비한 공지된 기어 기구 하우징에 비해 중량 감소가 달성될 수 있다는 것이다. 더욱이, 워엄 기어가 상부에 배치되는 기어 기구 커버(10)에 의해 축방향으로 고정될 수 있기 때문에 밀봉 링을 축방향으로 고정하기 위한 와셔 및 고정 요소에 대한 요구가 없다는 것이다. 이러한 타입의 기어 기구 커버(10)의 일 예가 도 3에 도시된다. 이러한 기어 기구 커버는 기어 기구 하우징 내의 적절한 그루브 내로 조립되고 이에 고정되는 에지 주위에 형성되는 돌출부를 가진다.
도 1의 확대 직경(2a)을 구비한 영역 위에 위치하는 축방향 영역(2e) 내의 차축(2)의 직경은 공지된 차축의 직경에 대응하도록 하는 크기를 가지는 것이 바람직하다. 이는 출력 측 상에 고객 인터페이스가 공지된 기어 기구 유닛에 비해 변화되지 않는 장점을 가진다.

Claims (8)

  1. 기어 기구 하우징(1), 상기 기어 기구 하우징에 단단히 연결되는 차축(2), 및 외측 주변부에 치형부(6)가 제공되는 워엄 기어(5)를 가지는, 자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛에 있어서,
    상기 차축(2)은 다른 축방향 영역(2e)에 비해 확대 직경(2a)을 가지는 상기 워엄 기어를 장착하기 위해 제공되는 축방향 영역을 가지는 것을 특징으로 하는,
    자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차축에 확장 직경 면적(2a)에 외측 링(2b), 내측 링(2c) 및 상기 외측 링과 상기 내측 링을 연결하는 방사형으로 배향된 안정화 리브(2d)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기어 기구 하우징 및 상기 차축은 단일 피스 성형 플라스틱 부분으로 형성되고 동일한 플라스틱 재료로 제조되며, 상기 플라스틱 재료는 고 장력 모듈을 가지는 것을 특징으로 하는,
    자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플라스틱 재료는 긴 유리 섬유 보강물을 구비한 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는,
    자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 플라스틱 재료는 PET인 것을 특징으로 하는,
    자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 워엄 기어(5)의 베어링면에는 패시트(9)가 제공되는 것을 특징으로 하는.
    자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 링(2c)은 밀봉 링을 위한 베어링면으로서 작용화는 것을 특징으로 하는,
    자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장착된 워엄 기어는 장착된 기어 기구 커버(10)에 의해 축방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는,
    자동차 작동 장치용 기어 기구 유닛.
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