KR20080101777A - 샤프트 작동 장치, 액추에이터 및 윈도우 리프터 장치 - Google Patents

샤프트 작동 장치, 액추에이터 및 윈도우 리프터 장치 Download PDF

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KR20080101777A
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central longitudinal
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폴커 헤르트벡크
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 특히 차량의 액추에이터(1)용 샤프트 작동 장치에 관한 것으로, 회전 가능하게 지지된 샤프트 및 샤프트 단부를 축방향으로 지지하기 위한 지지면들(12, 13)을 포함한다. 본 발명에 따라, 지지면들(12, 13)은 링형이다. 또한, 본 발명은 액추에이터(1) 및 상기 액추에이터(1)를 가진 윈도우 리프터 장치(2)에 관한 것이다.
액추에이터, 지지면, 윈도우 리프터 장치

Description

샤프트 작동 장치, 액추에이터 및 윈도우 리프터 장치{Shaft running arrangement, actuator and window lifter device}
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 샤프트 작동 장치, 청구범위 제 11 항에 따른 샤프트 작동 장치를 포함하는 액추에이터, 및 청구범위 제 12 항에 따른 액추에이터를 포함하는 윈도우 리프터 장치에 관한 것이다.
특히 부동 지지된 샤프트가 지지면에 축방향으로 지지되는 샤프트 작동 장치가 일반적으로 공지되어 있다. 예컨대 DE 38 04 219 C2에는 차량 시트용 액추에이터가 공지되어 있고, 상기 액추에이터에서 웜 섹션을 가진 아마추어 샤프트로서 형성된 샤프트가 전기 구동 모터의 각각의 회전 방향에 따라 하나의 또는 다른 축방향으로 각각의 면에 지지된다. 폴 하우징 내에 배치된 지지면은 샤프트의 중심 종축선에 대해 정확하게 수직으로 연장되는 한편, 폴 하우징의 외부에 배치된 지지면은, 작동시 샤프트의 웜 섹션과 맞물리는 기어 휠에 대한 샤프트의 변위를 최소화하기 위해 만곡된다.
특히 윈도우 리프터 장치에 사용된 액추에이터의 경우, 샤프트 작동 장치를 포함하는 액추에이터가, 중력으로 인해 차량 도어 내의 윈도우 유리가 의도치 않게 아래로 이동되는 것을 방지하기 위해 충분한 자동 록킹을 갖는 것이 중요하다. 충분한 자동 록킹을 달성하기 위해, 추가 내부 모터 부품, 예컨대 커플링 또는 루프 스프링을 사용하는 것이 공지되어 있다. 추가로 또는 대안으로서, 슬라이딩 마찰이 작을 때 높은 정적 마찰을 구현하는 특수 윤활유가 사용된다.
본 발명의 목적은 간단하게 충분한 자동 록킹이 구현되는 샤프트 작동 장치를 제공하는 것이다. 또한, 특히 차량 내의 액추에이터 및 윈도우 리프터 장치에서 충분한 자동 록킹을 구현하는 것이다.
샤프트 작동 장치와 관련한 상기 목적은 청구범위 제 1 항의 특징에 의해 달성된다. 액추에이터와 관련한 상기 목적은 청구범위 제 11 항의 특징에 의해, 윈도우 리프터 장치와 관련한 상기 목적은 청구범위 제 12 항의 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항에 제시된다. 본 발명의 범주에서, 상세한 설명, 청구범위 및/또는 도면에 제시된 특징들의 적어도 2개로 이루어진 모든 조합이 가능하다.
본 발명은 샤프트에 작용하는 마찰력 및 시스템의 자동 록킹이 마찰 반경의 확장, 즉 샤프트의 중심 종축선과 지지면 사이의 간격의 확장에 의해 증가될 수 있다는 것에 기초한다. 매우 간단하고 저렴하게 샤프트 작동 장치의 자동 록킹을 증가시키기 위해, 본 발명은 샤프트 단부를 지지하기 위한 지지면을 링형으로, 즉 샤프트의 중심 종축선에 대해 방사방향 간격을 두고 배치하는 것을 제안한다. 필요한 경우에, 추가로 특히 원형의 지지면이 중심 종축선의 영역에 배치될 수 있다. 그러나, 링형 지지면이 제공되는 실시예가 바람직하다. 지지면과 샤프트의 중심 종축선 사이의 방사방향 간격을 선택함으로써 그리고 지지면의 방사방향 길이를 선택함으로써 샤프트 작동 장치의 자동 록킹에 영향을 미칠 수 있고, 이 경우 간격이 커짐에 따라 그리고 방사방향 길이가 커짐에 따라 자동 록킹이 증가한다. 지지면의 본 발명에 따른 실시예에 의해, 자동 록킹을 증가시키기 위한 추가의 모터 부품들, 예컨대 커플링 또는 루프 스프링은 생략될 수 있다. 또한, 본 발명에 의해, 선행기술에 사용된 특수 윤활유를 사용하지 않을 수 있다.
대칭성 때문에, 특히 회전 가능하게 지지된 샤프트의 대칭적 마찰력 부하를 얻기 위해, 지지면이 샤프트의 중심 종축선에 대해 동심으로 배치되면, 즉 중심 종축선이 지지면을 수용하는 가상의 평면에 수직으로 놓이면 바람직하다.
대안으로서, 지지면을 수용하는 가상의 평면이 샤프트의 중심 종축선과 90 ˚가 아닌 각을 형성하는 것을 고려할 수 있다. 이로써, 샤프트에, 그에 따라 샤프트의 방사방향 베어링에 작용하는 횡력이 야기될 수 있고, 상기 횡력은 샤프트 작동 장치의 자동 록킹을 더 증가시킨다. 지지면이 샤프트의 중심 종축선에 대해 기울어져 배치되는 것은, 지지면을 지지하는 부품이 샤프트의 중심 종축선에 대해 기울어져 배치되고 및/또는 지지면을 형성하는 또는 포함하는 부품이 지지면이 형성된 경사를 가짐으로써 구현될 수 있다.
특히 제조 기술적인 이유로 지지면이 적어도 거의 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.
바람직하게 지지면이 리세스의 원주로 형성된다. 지지면을 형성하는 리세스의 원주 또는 원주 섹션은 원추형으로 형성될 수 있다. 또한, 지지면을 형성하는 리세스의 원주는 특히 원형의 윤곽을 가진, 바람직하게 실린더형 리세스의 원주 에지일 수 있다. 리세스는 직접 부품에 일체로 형성되거나 또는 추후에 예컨대 드릴링에 의해 형성될 수 있다. 리세스는 원주 돌기를 배치함으로써 형성될 수 있고, 상기 원주 돌기는 리세스의 방사방향 외부 제한부이다. 리세스의 중심 종축선은 제 1 대안예에 따라 샤프트의 중심 종축선과 동일 평면에 있으므로, 지지면은 샤프트의 중심 종축선에 대해 동심으로 배치되거나, 또는 리세스의 중심 종축선은 제 2 대안예에 따라 샤프트의 중심 종축선과 일정한 각을 이루므로, 지지면을 수용하는 가상의 평면이 중심 종축선에 대해 기울어지게 연장되고, 즉 중심 종축선과 90 ˚가 아닌 각을 형성한다.
제조 기술적으로 지지면을 형성하는 원주를 가진 리세스가 관통구로서 부품에 형성되는 것이 특히 바람직하다. 리세스는 예컨대 보어로서 부품 내에 형성될 수 있거나 또는 특히 다이캐스팅-, 사출성형- 또는 프레스 주형의 적절한 형상에 의해, 부품의 제조시 직접 금속 또는 플라스틱 부품 내에 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 지지면이 특히 리세스를 가짐으로써 기어 하우징 및/또는 구동 모터의 폴 하우징에 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 링형으로 형성된 지지면을 윈도우 리프터 장치용 폴 하우징 상에 또는 폴 하우징 내에 배치하는 것이 특히 바람직한데, 그 이유는 일반적으로 아마추어 샤프트가 윈도우의 개방시 폴 하우징 내에 또는 폴 하우징 상에 있는 지지면에 대해 지지되기 때문이다. 상기와 같은 개방 운동을 위해 링형 지지면에 의해 간단하게 구현될 수 있는 충분한 자동 록킹이 필요하다.
링형 지지면이 제공되는 것은, 특히 샤프트가 부동 지지된, 즉 샤프트가 2개의 지지면들 사이에 축방향 유격을 갖고 배치되는 샤프트 작동 장치에서 중요하다. 바람직하게 샤프트의 부동 지지를 위해 바람직하게 축방향으로 이격된 적어도 2개의 레이디얼 베어링이 제공되고, 상기 베어링은 샤프트를 마주 놓인 지지면들 사이에서 축방향으로 조절하는 것을 가능하게 한다.
링형 지지면에 회전 접촉하는 샤프트 단부가 볼형으로 형성되는 실시예가 특히 바람직하다. 바람직하게, 샤프트 단부는 샤프트에 상대 회전 불가능하게 고정된 버섯형 부로 형성된다.
샤프트의 2개의 축방향 측면에 각각 링형 지지면이 배치되는 실시예가 바람직하다. 바람직하게 각각 버섯형 부로 형성된 2개의 샤프트 단부들이 볼형으로 형성된다.
또한, 본 발명은 전술한 샤프트 작동 장치를 가진 액추에이터를 포함한다. 샤프트는 전기, 특히 회전 방향 반전 가능한 구동 모터의 아마추어 샤프트를 형성하고, 적어도 웜으로서 축방향 섹션에 형성되고, 즉 기어 휠과의 맞물림 결합을 위한 웜 나사를 갖는다. 전술한 적어도 하나의 링형 지지면이 아마추어 샤프트의 적어도 하나의 축방향 단부, 바람직하게 폴 하우징 내에 배치됨으로써 간단하게 액추에이터의 충분히 크고 영구적인 자동 록킹이 구현될 수 있다.
바람직하게 액추에이터는 특히 차량의 윈도우 리프터 장치의 부분이고, 상기 윈도우 리프터 장치에서 액추에이터는 특히 차량 도어 내의 윈도우에 작용 연결되므로, 윈도우는 액추에이터에 의해 상승 및 하강할 수 있다.
본 발명의 다른 장점들, 특징들 및 세부 사항은 바람직한 실시예의 하기 설명 및 도면에 의해 제시된다.
도면에서 동일한 부품들 및 동일한 기능을 하는 부품들은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 1에 차량 내의 윈도우 리프터 장치(2)의 액추에이터(1)가 도시된다. 액추에이터(1)는 회전 방향 반전 가능한 전기 구동 모터(3)를 포함하고, 상기 모터는 샤프트(5)에 상대 회전 불가능하게 고정된 모터 아마추어(4)를 포함한다. 구동 모터(3)의 다른 부품들, 예컨대 부분적으로 도시된 폴 하우징(6)에 배치된 영구 자석 및 정류 장치는 명확히 나타내기 위해 도시되지 않는다. 샤프트(5)는 폴 하우징(6) 외부에 놓인 섹션에 웜 나사(8)를 가진 웜(7)으로 형성되고, 상기 웜 나사는 도시되지 않은, 차량 도어 내의 조절될 윈도우에 특히 케이블에 의해 작용 연결된 웜 휠(9)에 맞물린다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 샤프트(5)는 부동 지지된다. 방사방향 지지를 위해 모터 아마추어(4)의 각각의 축방향 측면에 인접하게 레이디얼 베어링(10, 11)이 배치된다. 모터 아마추어(4)를 둘러싸는 레이디얼 베어링(10, 11)은 축방향으로 이격된 2개의 지지면들(12, 13)의 경계에서 샤프트(5)를 축방향으로 조절하는 것을 가능하게 한다. 구동 모터(4)의 회전 방향에 따라, 도면 좌측 절반에 배치된 아마추어 샤프트(5)의 제 1 축방향 단부 섹션(14)이 제 1 지지면(12)에 지지되거나 또는 도면 우측 절반 부분에 배치된, 아마추어 샤프트(5)의 제 2 축방향 단부 섹 션(15)은 폴 하우징(6)의 외부에 있는 제 2 지지면(13)에 지지된다. 2개의 축방향 단부 섹션들(14, 15)은 동일하게 형성되고 각각 볼형으로 또는 볼록하게 형성된 버섯형 부로 구현된다.
기어 하우징에 형성된 제 2 지지면(13)은 샤프트(5)의 중심 종축선(L)에 대해 정확히 수직으로 연장되고 평평하게 형성되므로, 샤프트(5)는 구동 모터(3)의 상응하는 회전 방향에서 그 중심 종축선의 영역에서 축방향으로 제 2 지지면(13)에 거의 점형태(원형)로 지지된다.
구동 모터(3)가 반대 방향으로 구동될 때, 도시되지 않은 윈도우가 상승된다. 샤프트(5)의 제 1 축방향 단부 섹션(4)은 폴 하우징(6)에 형성된 제 1 지지면(12)에 직접 지지된다. 제 1 지지면(12)은 실린더형 리세스(17)의 원주 에지(16)에 의해 형성되고, 리세스(17)는 원주벽(20;원주 돌기)으로 둘러싸인다. 팩 홀로 형성된 리세스(17)의 중심 종축선(L1)이 샤프트(5)의 중심 종축선(L)과 동일 평면에 놓이므로, 원형 지지면(12)은 샤프트(5)의 중심 종축선(L)에 대해 동심으로 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 원형 지지면(12)은 중심 종축선(L1), 이 실시예에서 개구(17)의 중심 종축선(L1)에 대해 간격(r;마찰 반경)을 두고 배치되므로, 자동 록킹이 증가된다. 도시된 실시예에서, 샤프트(5)가 원형 지지면(12)에 지지되는 경우, 즉 윈도우가 상승되는 경우, 액추에이터(1)의 자동 록킹은, 반대 회전 방향으로 구동되는 구동 모터에서, 즉 샤프트(5)가 마주 놓인 평평한 지지면(12)에 적어도 거의 점 형태로 지지되는 경우보다 더 높다. 대안으로서, 샤프트의 2개의 축방향 측면에 대해 각각 링형 지지면(12)을 배치하는 것이 고려될 수 있다. 또한, 링형 지지면(12)은 폴 하우징(6)에 직접 배치되는 것이 아니라, 예컨대 폴 하우징(6)에 고정된 디스크에 배치된다. 또한, 리세스의 중심 종축선(L1)은 샤프트(5)의 중심 종축선(L)에 대해 동일 평면으로 배치되지 않아도 되고, 상기 종축선과 90˚가 아닌 각도를 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라 형성된 디스크(18)를 도시하고, 상기 디스크는 예컨대 폴 하우징에 또는 기어 하우징에 고정될 수 있다. 디스크(18)가 관통구로 형성된 리세스(17)에 의해 적어도 거의 중앙에서 관통된다. 도면 평면에서 디스크(18)의 전방 단부면(19)에 있는 실린더형 리세스(17)의 원형 원주 에지(16)는 샤프트의 중심 종축선에 대해 축방향으로 이격되어 샤프트를 원형으로 지지하기 위한 원형 지지면(12)을 형성한다. 디스크(18)의 2개의 단부면들은 이 실시예에서 서로 평행하게 배치된다. 디스크(18)는, 리세스(17)의 중심 종축선(L1)이 지지될 샤프트의 중심 종축선과 동일 평면에 놓이거나 또는 상기 중심 종축선과 각을 형성하도록 고정될 수 있다.
도 3에 관통구로 형성된 리세스(17)를 가진 대안적으로 구현된 디스크(18)를 도시한다. 이 경우에도 지지면(12)은 관통구로 형성된 리세스(17)의 원주 에지(16)로 형성된다. 그러나, 도 2에 따른 실시예와 달리, 단부면(19)은 리세스(17)의 중심 종축선(L1)에 대해 수직으로 연장되는 것이 아니라, 상기 중심 종축선에 대해 약간 꺾여 연장되므로, 특히 부동 지지된 샤프트를 위해 실질적으로 타 원형 윤곽을 가진 지지면(12)이 형성된다.
도 1은 샤프트 작동 장치를 포함하는 액추에이터를 가진 윈도우 리프터 장치의 개략도.
도 2는 링형 지지면을 가진 디스크.
도 3은 디스크 내의 개구의 중심 종축선에 대해 기울어져 연장된 단부면을 가진 대안적인 디스크.

Claims (12)

  1. 특히 차량 내의 액추에이터(1)용 샤프트 작동 장치로서, 회전 가능하게 지지된 샤프트(5) 및 샤프트 단부의 축방향 지지를 위한 지지면들(12, 13)을 포함하는 샤프트 작동 장치에 있어서,
    상기 지지면들(12, 13)은 링형인 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지면들(12, 13)은 상기 샤프트(5)의 중심 종축선(L)에 대해 동심으로 배치되는 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지면들(12, 13)을 수용하는 가상의 평면은 상기 중심 종축선(L)과 90˚가 아닌 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지면들(12, 13)은 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지면들(12, 13)은 특히 원형 윤곽을 가진 리세스(17)의 원주로 형성되는 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 리세스(17)는 관통구로서 형성되는 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지면들(12, 13)은 디스크(18)에 또는 기어 하우징에 또는 구동 모터(3)의 폴 하우징(6)에 배치되는 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트(5)는 부동 지지되는 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 버섯 모양으로 형성된 샤프트 단부는 볼형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트(5)의 양측에 상기 샤프트(5)의 축방향 지지를 위한 링형 지지면들(12, 13)이 제공되는 것을 특징으로 하는 샤프트 작동 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 샤프트 작동 장치를 포함하는, 특히 차량 내의 액추에이터로서, 상기 샤프트(5)는 특히 회전 방향 반전 가능한 전 기 구동 모터(3)의, 부분적으로 웜(7)으로 형성된 아마추어 샤프트인 것을 특징으로 하는 액추에이터.
  12. 제 11 항에 따른 액추에이터(1)를 포함하는, 특히 차량 내의 윈도우 리프터 장치.
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