KR20100095546A - 차량 내의 유닛용 전기 구동 모터 - Google Patents

Abstract

전기 구동 모터는 반구형 베어링 내에 회전 가능하게 지지된 회전자 샤프트를 포함하고, 상기 반구형 베어링은 베어링 부시와 베어링 수용부를 포함한다. 베어링 수용부는 적어도 3개의 축방향 고정 핑거들을 포함하고, 상기 고정 핑거들 사이에 베어링 수용부가 배치된다. 베어링 수용부의 외부면은 고정 핑거에 할당된 접촉 섹터들을 갖고, 상기 접촉 섹터들은 고정 핑거의 내측면에 접촉한다. 또한, 접촉 섹터들 사이의 베어링 부시에 방사방향 외부로 돌출한 적어도 하나의 비틀림 방지 돌출부가 배치된다.

Description

차량 내의 유닛용 전기 구동 모터{Electric drive motor, in particular for a unit in a vehicle}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른, 특히 차량 내의 유닛용 전기 구동 모터에 관한 것이다.

DE 100 06 350 A1 호에는 차량용 전기 윈도우 리프터-구동 모터가 기술되어 있고, 상기 구동 모터는 정류자 모터로서 회전자 샤프트에 의해 상대 회전 불가능하게 회전하는 정류자 및 그 위에 배치되고 브러시 홀더에 수용된 카본 브러시를 포함한다. 또한, 브러시 홀더는 회전자 샤프트용 베어링의 지지부이고, 상기 베어링은 반구형 베어링으로서 반구형 베어링 부시 및 브러시 홀더 내에 형성된 베어링 수용부로 형성된다. 회전자 샤프트는 베어링 유격을 가지면서 베어링 부시에 안내되고, 상기 베어링 부시는 반구 형상으로 인해 축방향 정렬과 관련해서 작은 보상 각도를 구현할 수 있다.

베어링 수용부는 축방향으로 연장된 지지 암으로 이루어지고, 상기 지지 암은 브러시 홀더에 연결되고, 그 단부면의 영역에서 베어링 부시의 외부면에 배치된다. 또한, 베어링 부시는 추가 베어링 링에 의해 둘러싸이고, 상기 베어링 링의 단부면은 지지 암을 덮고 따라서 지지 암의 방사방향 편향을 저지한다.

베어링 수용부 내에 베어링 부시의 수용시, 국부적으로 지지 암 내로 안내되어 방사방향으로 연장되는 하중 피크(force peak)가 저지되는 것에 주의해야 한다. 동시에 베어링 부시는 비틀림 없이 베어링 수용부 내에 지지되어야 한다.

본 발명의 목적은, 전기 구동 모터의 회전자 샤프트를 위한 구조적으로 간단히 구성된 안정적인 베어링을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라 청구범위 제 1 항의 특징에 의해 달성된다. 종속 청구항은 바람직한 개선예를 제공한다.

특히 예컨대 윈도우 리프터 장치와 같은 차량 내의 유닛용 구동 장치로서 제공된, 본 발명에 따른 전기 구동 모터는 반구형 베어링 내에 회전 가능하게 지지된 회전자 샤프트를 포함하고, 상기 반구형 베어링은 반구형 베어링 부시 및 해당 베어링 수용부를 포함하고, 상기 베어링 수용부는 베어링 부시를 적어도 부분적으로 둘러싸고 원주방향으로 형상-끼워 맞춤(positive) 결합 방식으로 고정한다. 이를 위해 베어링 수용부는 적어도 3개의 축방향 고정 핑거들을 포함하고, 상기 고정 핑거들 사이에 베어링 부시가 수용되고, 상기 베어링 부시의 외부면에는 고정 핑거에 할당된 접촉 섹터들이 제공되고, 상기 접촉 섹터들은 길이방향 축선에 대한 횡단면으로 볼 때 원형으로 구현된다. 상기 접촉 섹터들은 각각의 고정 핑거의 내측면에 접촉한다. 또한, 접촉 센터들 사이의 영역에 있는 베어링 부시에 방사방향 외부로 돌출한 적어도 하나의 비틀림 방지 돌출부가 배치되고, 상기 비틀림 방지 돌출부는 인접한 2개의 고정 핑거들 사이의 공간 내로 방사방향으로 돌출한다.

반구형 베어링이 이렇게 구현됨으로써 다양한 몰드 제품들이 얻어진다. 원주방향으로 작용하는 형상-끼워 맞춤 결합은 베어링 부시와 고정 핑거 사이의 접촉 영역으로부터 공간적으로 분리되므로, 접촉 영역과 비틀림 방지부는 각각 최적으로 그 기능에 맞게 조정될 수 있고, 방사방향으로 및 원주방향으로 균일한 힘 전달이 달성될 수 있다. 원주방향으로 형상-끼워 맞춤 결합을 구현하기 위해, 베어링 부시에, 부시의 외부면 위로 방사방향으로 상승하고 인접한 고정 핑거들 사이의 공간 내로 돌출하는 비틀림 방지 돌출부를 배치하는 것으로 충분하다. 상기 고정 핑거는 기본적으로, 비틀림 방지부를 위해 특수하게 형성되지 않아도 된다. 기본적으로 베어링 부시에 있는 비틀림 방지 돌출부들이 원주방향으로 고정 핑거에 접촉하는 것으로 충분하고, 상기 고정 핑거는 비틀림 방지 돌출부을 위한 차단 숄더를 형성하므로, 베어링 수용부에서 베어링 부시의 비틀림이 저지된다.

접촉 섹터 영역 내의 접촉면들은 비틀림 방지 장치와 떨어져 있기 때문에, 이 위치에서 바람직하게 접촉 섹터의 외부면과 고정 핑거의 내부면 사이에 바람직하게 면 접촉이 이루어질 수 있으므로, 반구형 베어링에서 방사방향으로 균일화된 표면 압력이 얻어지고 국부적인 하중 피크가 저지된다. 따라서 고정 핑거는 그 방사방향 설정 위치로부터 약간 이동되므로, 베어링 부시는 회전자 샤프트에 횡력이 작용할 때에도 그 설정 위치에 머무르거나 또는 적어도 약간만 방사방향으로 편향된다. 이로 인해, 베어링 안정성의 변화 없이, 선행기술의 실시예에 비해 고정 핑거가 덜 안정적으로 구현될 수 있다.

바람직한 개선예에서, 접촉 섹터들은 균일한 외부면을 갖고, 고정 핑거의 내부면은 바람직하게 접촉 섹터의 외부면에 대해 상보적으로 형성되므로, 방사방향으로 균일한 표면 압력이 보장된다. 기본적으로, 이것은 평평한 또는 균일한 형성이 더 간단하게 이루어질 수 있더라도 그리고 샤프트의 휨을 보상하기 위해 베어링 수용부에 대해 베어링 부시가 회전될 수 있는 적어도 작은 틸팅 각도를 허용하더라도, 상보적인 구현시에도 그리고 접촉 섹터의 외부면의 불균일한 또는 평평하지 않은 형성시 및 관련 고정 핑거의 내부면의 상응한 형성시에도 달성된다.

바람직한 실시예에서 접촉 섹터는 그 길이방향 축선에 대해 수직인 단면과 관련해서 원형 횡단면을 갖고, 따라서 모든 접촉 섹터들의 포락선은 실린더 형태를 갖는다. 상기 원형 횡단면을 따라 접촉 섹터와 고정 핑거의 내부면 사이의 접촉이 이루어진다. 기본적으로, 접촉 섹터에 구형 또는 부분구형 접촉면이 제공되는 것도 가능하다. 이 경우에도 접촉 섹터는 원형 횡단면을 갖는다. 그러나 원형이 아닌 횡단면 형태도 가능하다.

축방향으로 볼 때 베어링 부시의 중앙에 있는 접촉면에 2개의 축방향으로 각각의 접촉 섹션이 연결되고, 상기 접촉 섹션은 구형 또는 부분구형으로 형성된다. 밴드 핑거의 내부면의 상보적 구현시, 베어링 부시의 전체 축방향 길이에 걸쳐 면 접촉이 주어지고, 반구형은 베어링의 길이방향 축선에 대한 베어링 부시의 틸팅을 용이하게 한다.

다른 바람직한 실시예에 따라 베어링 부시에서 방사방향으로 돌출한 비틀림 방지 돌출부는 라운드된 외부면을 갖고, 상기 외부면은 실린더형 스트립으로서 또는 부분구형으로 형성된다. 베어링 부시의 단부면을 향해 라운드된 외부면에 축방향으로 공차 플래트닝(falttening)이 연결되고, 상기 플래트닝은 베어링 부시의 단부면의 평면에 대해 예컨대 30˚ 기울어진다. 또한, 접촉 섹터와 비틀림 방지 돌출부 사이에 이행 보상 섹션이 배치될 수 있고, 상기 섹션은 베어링 부시의 길이방향 축선에 대해 예컨대 30˚보가 크지 않은 각도로 기울어진다. 이러한 2개의 플래트닝은 서로 수직인 2개의 평면에서 베어링 부시의 틸팅을 용이하게 한다.

베어링 수용부는 바람직하게 하우징측 브러시 홀더에 형성되고, 상기 브러시 홀더는 정류자 브러시 또는 카본 브러시의 지지부이고, 상기 카본 브러시는 회전자 샤프트와 함께 상대 회전 불가능하게 회전하는 정류자에 배치된다. 이러한 정류자 모터들은 바람직하게 직류 모터로서 형성되고, 차량 내의 유닛을 위한 구동 장치로서 사용된다. 아마추어 와인딩으로의 전류 공급은 정류자 브러시 또는 카본 브러시와 정류자 외부면의 접촉에 의해 이루어진다. 브러시 지지부는 동시에 고정 핑거의 지지부이고, 상기 고정 핑거는 반구형 베어링 부시용 베어링 수용부를 형성하고, 바람직하게 브러시 홀더와 일체형으로 형성된다. 바람직하게, 베어링 부시를 방사방향으로 둘러싸는 베어링 수용부에 총 4개의 축방향 고정 핑거들이 배치된다. 각각 2개의 고정 핑거에는 공통의 접촉 섹터가 할당되므로, 베어링 부시에 총 2개의 접촉 섹터들과 그 사이에 놓인 2개의 비틀림 방지 돌출부들이 제공된다. 대안 실시예에서, 3개의 고정 핑거들만 또는 4개 이상의 고정 핑거들을 제공하는 것이 고려될 수 있고, 또한 각각의 고정 핑거에 정확히 하나의 접촉 섹터만 할당될 수도 있으므로, 접촉 섹터의 개수는 고정 핑거의 개수와 동일하다.

다른 장점들 및 바람직한 실시예는 다른 청구범위, 상세한 설명 및 도면에 제시된다.

본 발명에 따라, 전기 구동 모터의 회전자 샤프트를 위한 구조적으로 간단히 구성된 안정적인 베어링이 제공된다.

도 1은 브러시 홀더의 구성 부분인 축방향 고정 핑거를 가진 베어링 수용부를 포함하는 반구형 베어링 내에 회전 가능하게 배치된 회전자 샤프트를 가진, 차량 내의 윈도우 리프터 장치용 전기 구동 모터의 종단면도.
도 2는 축방향으로 연장된 고정 고리, 그 안에 수용된 베어링 부시, 및 상기 베어링 부시 내에 회전 가능하게 지지된 회전자 샤프트를 포함하는 브러시 홀더의 사시도.
도 3은 2개의 고정 핑거들을 가진 베어링 수용부의 부분도.
도 4는 반구형 베어링 부시의 사시도.
도 5는 베어링 부시의 평면도.
도 6은 도 5의 절단선 VI-VI을 따른 단면도.
도 7은 베어링 부시의 제 1 측면도.
도 8은 베어링 부시의 제 2 측면도.
도 9는 베어링 부시의 다른 사시도.

도면에서 동일한 부품들은 동일한 도면 부호를 갖는다.

도 1에 도시된 구동 유닛(1)은 예컨대 윈도우 리프터 장치와 같은 차량 내의 보조 유닛의 구동에 이용된다. 구동 유닛(1)은 직류-정류기 모터로서 형성된 전기 모터(2)를 포함하고, 하우징(3) 내에 전기 모터(2)로 구동되는 기어장치(4)를 포함한다. 기어장치(4) 내에 웜 휠(5)이 배치되고, 상기 웜 휠은 전기 모터의 회전자 샤프트(7) 상의 웜(6)과 맞물린다.

전기 모터(2)는 폴 하우징(8)에 배치된 고정자(9)와, 고정자(9)에 회전 가능하게 지지된 회전자(10)를 포함한다. 회전자(10)는 적층된 회전자 바디(11)와 아마추어 와인딩(12)으로 이루어지고, 상기 아마추어 와인딩에는 회전자 샤프트(7) 상에 상대 회전 불가능하게 배치된 정류자(13)를 통해 전류가 공급된다. 이를 위해 정류자(13)의 외부면에 카본 브러시들(14)이 접촉하고, 상기 카본 브러시는 하우징측 브러시 홀더(15)에 지지된다.

축방향으로 연장된 고정 핑거(16)는 브러시 홀더(15)와 일체형으로 형성되고, 상기 고정 핑거는 회전자 샤프트(7) 상에서 웜(6)의 방향으로 연장된다. 전체적으로 적어도 3개의 고정 핑거가 원주에 걸쳐 균일하게 분포 배치되지만, 특히 4개의 고정 핑거가 배치될 수 있다. 브러시 홀더(15)와 고정 핑거(16)는 공통의 일체형 부품을 형성하고, 상기 부품은 바람직하게 플라스틱으로 제조된다.

고정 핑거(16)는 반구형 베어링의 베어링 수용부를 형성하고, 반구형 베어링 부시(18)를 수용한다. 반구형 베어링은 회전자 샤프트(7)용 베어링 위치로서 제공되고, 회전자 샤프트는 베어링 부시(18) 내에 회전 가능하게 수용된다. 베어링 부시(18)는 고정 핑거(16)에 의해 원주방향으로 상대 회전 불가능하게 고정된다. 또한, 반구형 베어링의 부분은 클램프 링(19)이고, 상기 클램프 링은 베어링 부시(18)를 축방향으로 고정하고, 고정 핑거(16)의 단부측을 덮는다. 즉, 클램프 링(19)의 일부가 고정 핑거의 외측면에 배치되어, 상기 외측면을 방사방향 외부로 제한한다.

도 2에는 회전자 샤프트(7)용 반구형 베어링을 포함하는 브러시 홀더(15)가 사시도로 도시된다. 브러시 홀더(15)의 베이스 바디로부터 축방향으로 연장된 4개의 고정 핑거(16)들이 도시되고, 상기 고정 핑거들은 반구형 베어링의 베어링 수용부를 형성하고, 상기 고정 핑거들 사이에 베어링 부시(18)가 수용된다. 각각 2개의 고정 핑거들(16)은 공통의 베이스에 지지되고, 상기 베이스는 브러시 홀더의 부분이다.

도 3에는 베어링 수용부의 2개의 고정 핑거들(16)의 내측면이 도시된다. 상이한 베이스에 지지된 2개의 고정 핑거들 사이에 상당히 큰 공간(20)이 배치된다. 각각의 고정 핑거의 내측면(21)은 축방향으로 볼 때 3개의 상이한 섹션들을 갖고, 중간 섹션(22)은 실린더형 외부면을 가진 스트립으로서 형성되고, 축방향 외부 섹션(23)은 구형으로 또는 부분구형으로 형성된다.

도 4 내지 도 9에는 반구형 베어링 부시(18)가 도시된다. 베어링 부시(18)는 직경 방향으로 대향 배치된 2개의 접촉 섹터들(24)을 갖고, 장착 상태에서 2개의 고정 핑거(16)의 내측면(21)이 각각의 접촉 섹터(24)에 접촉한다. 또한, 베어링 부시(18)는 접촉 섹터(24)에 대해 90˚회전된, 서로 직경 방향으로 대향 배치된 2개의 비틀림 방지 돌출부들(25)을 갖고, 상기 돌출부들은 인접한 고정 핑거(16) 사이의 공간(20) 내로 돌출한다. 이를 위해 비틀림 방지 돌출부들(25)은 방사방향 외측으로 연장되고, 접촉 섹터(24)의 외부면에 대해 방사방향으로 돌출한다. 장착된 위치(도 1 및 도 2)에서 공간(20) 내의 비틀림 방지 돌출부들(25)은 회전자 축선과 일치하는 길이방향 축선을 중심으로 베어링 부시(18)의 비틀림을 저지한다. 따라서 베어링 수용부 내에서 베어링 부시의, 원주방향으로 형상-끼워 맞춤 결합 방식의 비틀림 방지부가 제공된다.

베어링 부시(18)에 있는 각각의 접촉 섹터(24)는 축방향으로 3개의 섹션들을 갖고, 중간 섹션(26)은 접촉 스트립으로서 형성되고, 거기에 축방향으로 연결된 2개의 접촉 섹션들(27)은 구형 또는 부분구형으로 형성된다. 접촉 섹터(24)의 접촉 영역(26, 27) 및 고정 핑거(16)의 내측면(21)의 섹션들(22, 23)은 서로 상보적으로 형성됨으로써, 접촉 섹터와 고정 핑거 사이의 면 접촉이 이루어진다.

베어링 부시(18)에 있는 모든 비틀림 방지 돌출부들(25)은 라운드된 외부면(28)을 갖고, 상기 외부면에 축방향으로 각각 하나의 공차 플래트닝(29)이 연결되고, 상기 플래트닝은 베어링 부시(18)의 단부측 평면에 대해 각도 β를 형성한다. 상기 각도 β는 0˚ 내지 90˚이고, 특히 30˚이다.

접촉 섹터와 각각의 인접한 비틀림 방지 돌출부 사이에, 각각의 축방향 단부면에 하나의 이행 보상 섹션(30)이 배치되고, 상기 섹션은 베어링 부시의 길이방향 축선에 대해 각도 α로 기울어지고, 상기 각도는 0˚ 내지 90˚이고, 특히 30˚보다 작다. 각도 α와 β는 서로 수직인 2개의 평면에서 베어링 축에 대한 베어링 부시(18)의 틸팅을 용이하게 한다.

7 회전자 샤프트
16 고정 핑거
17 베어링 수용부
18 베어링 부시
24 접촉 섹터

Claims (11)

1. 차량 내의 유닛용 전기 구동 모터, 바람직하게 윈도우 리프터-구동 모터로서, 반구형 베어링 내에 회전 가능하게 지지된 회전자 샤프트(7)를 포함하고, 상기 반구형 베어링은 베어링 부시(18)와 베어링 수용부(17)를 포함하고, 상기 베어링 수용부는 상기 베어링 부시(18)를 적어도 부분적으로 둘러싸고 원주방향으로 형상-끼워 맞춤 결합 방식으로 고정하는, 전기 구동 모터에 있어서,
   상기 베어링 수용부(17)는 적어도 3개의 축방향 고정 핑거들(16)을 포함하고, 상기 고정 핑거들(16) 사이에 상기 베어링 부시(18)가 수용되고, 상기 베어링 부시(18)의 외부면에 상기 고정 핑거(16)에 할당된 접촉 섹터들(24)이 배치되고, 상기 접촉 섹터들은 상기 고정 핑거(16)의 내측면(21)에 접촉하고, 상기 접촉 섹터들(24) 사이의 상기 베어링 부시(18)에 적어도 하나의 방사방향 외측으로 돌출한 비틀림 방지 돌출부(25)가 배치되고, 상기 비틀림 방지 돌출부는 인접한 2개의 고정 핑거들(16) 사이의 공간(20) 내로 방사방향으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 섹터들(24)은 균일한 외부면을 갖고, 특히 원형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고정 핑거(16)의 내측면(21)은 상기 접촉 섹터들(24)에 대해 상보적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 섹터들(24)은 원주방향으로 연장된, 실린더형 포락선을 가진 접촉 스트립(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 섹터(24)의 접촉면에 축방향으로 구형으로 형성된 접촉 섹션(27)이 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 부시(18)에 있는 상기 비틀림 방지 돌출부(25)는 라운드된 외부면(28)을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 비틀림 방지 돌출부(25)의 라운드된 외부면(28)에 축방향으로 공차 플래트닝(29)이 연결되고, 상기 플래트닝은 상기 베어링 부시(18)의 단부측 평면에 대해 0˚보다 크고 90˚보다 작은 각도 β로, 특히 30˚로 기울어지는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 섹터(24)와 상기 베어링 부시(18)에 있는 비틀림 방지 돌출부(25) 사이에 이행 보상 섹션(30)이 배치되고, 상기 섹션은 상기 베어링 부시(18)의 길이방향 축선에 대해 0˚보다 크고 90˚보다 작은 각도 α, 특히 30˚이하로 기울어지는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 수용부(17)는 정류자 브러시의 지지부인, 하우징측 브러시 홀더(15)에 형성되고, 상기 정류자 브러시는 회전자 샤프트(17)와 함께 상대 회전 불가능하게 회전하는 정류자(13) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 수용부(17)에 총 4개의 축방향 고정 핑거들(16)이 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 베어링 부시(18)에 총 2개의 접촉 섹터들(24)이 배치되고, 각각 2개의 고정 핑거(16)에 공통의 접촉 섹터(24)가 할당되는 것을 특징으로 하는 전기 구동 모터.
    

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