KR20190100067A - 헬리컬 유성 기어의 헬리컬 기어 샤프트를 지지하기 위한, 헬리컬 유성 기어 및 모터-기어 조립체를 포함하는, 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 베어링 조립체 및 이러한 베어링 조립체의 제조방법 - Google Patents

헬리컬 유성 기어의 헬리컬 기어 샤프트를 지지하기 위한, 헬리컬 유성 기어 및 모터-기어 조립체를 포함하는, 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 베어링 조립체 및 이러한 베어링 조립체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헬리컬 유성 기어(14)의 헬리컬 휠 샤프트(12)를 지지하기 위한 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 베어링 조립체에 관한 것으로, 헬리컬 휠 유성 기어(14)는 헬리컬-휠 샤프트 축(AS)을 중심으로 회전가능하게 장착된 헬리컬 기어 톱니(24)를 구비한 헬리컬 휠 샤프트(12)이고, 및 유성 캐리어(34)는 유성 기어 축(AP) 주위에 각각 회전가능하게 장착된 적어도 3개의 헬리컬 유성 기어(36)를 포함하고, 헬리컬 유성 기어(36) 각각은 유성 기어 톱니(38)를 가지며, 헬리컬 유성 기어 축(AP)은 헬리컬 휠 샤프트 축에 대해 비스듬하게 연장되고, 및 헬리컬 기어 샤프트(12)를 지지하는 베어링 조립체(10)는 제1 베어링(32)과 제2 베어링 섹션(40)을 가지며, 제1 베어링 섹션(32)은 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)으로 구성되고, 제2 베어링 섹션(40)은 헬리컬 휠 유성 기어(36)로 구성되며, 제2 베어링 섹션(40) 내의 유성 기어 톱니(38)는 헬리컬 기어 톱니(24)와 맞물린다. 또한, 본 발명은 이러한 베어링 조립체를 갖는, 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 헬리컬 휠 유성 기어에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전동기 및 이러한 헬리컬-휠 유성 기어를 갖는 모터-기어 조립체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 베어링 조립체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

헬리컬 유성 기어의 헬리컬 기어 샤프트를 지지하기 위한, 헬리컬 유성 기어 및 모터-기어 조립체를 포함하는, 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 베어링 조립체 및 이러한 베어링 조립체의 제조방법{Bearing assembly for supporting a helical gear shaft of a helical planetary gear and method for producing such a bearing assembly, including a helical planetary gear and motor-gear assembly, in particular for an adjustment device in vehicles for adjusting two mutually adjustable vehicle parts}
본 발명은 헬리컬 유성 기어의 헬리컬 기어 샤프트를 지지하기 위한, 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 베어링 조립체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 베어링 조립체를 갖는, 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 헬리컬 유성 기어에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전동기 및 이러한 헬리컬 유성 기어를 갖는 모터-기어 조립체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 도입부에서 언급된 바와 같은 베어링 조립체의 제조방법에 관한 것이다.
유성 기어는 작은 공간에서 고속 또는 감속비를 허용하기 때문에 많은 구동 트레인에서 사용된다. 하나의 적용 영역은 상호 조정가능한 두 개의 차량 부분이 상호 이동할 수 있는 자동차용 보조 구동 장치이다. 이러한 보조 구동 장치의 일례는 특히 자동차의 주차 브레이크를 작동시키는데 사용되는 전자 기계 액츄에이터 장치들이다. 다른 보조 드라이브는 예를 들어, 좌석 길이, 트렁크 리드 조정 장치(trunk lid adjustments), 뒷문 조정, 창 오프너 및 선 루프 조정에 사용된다. 차량에서 사용 가능한 공간이 제한적이기 때문에, 유성 기어의 장점은 이와 관련하여 특히 유용하다.
보조 드라이브는 거의 독점적으로 전동기를 동력원으로 사용한다. 일반적으로 사용되는 전동기는 상대적으로 빠른 속도로 회전하기 때문에 차량 부품을 다른 하나에 대하여 바람직한, 상대적으로 느린 속도로 움직일 수 있도록 높은 감속비가 필요하다. 또한, 전동기에 의해 전달된 토크는 종종 차량 부품을 이동시키기에 부적절하며, 기어 감소가 필요한 다른 이유가 있다.
공지된 유성 기어는 고속 또는 감속비를 제공할 수 있지만, 일부 응용 분야에서는 이것이 불충분하므로, 두 개 이상의 유성 기어가 구동 트레인 내에 배열되는 2단 또는 다단 변속기를 사용할 필요가 있다. 이로 인해 구동 트레인의 복잡성이 증가하여 생산 단계가 복잡해지고 단일 스테이지 헬리컬 유성 기어와 비교할 때 고장 확률이 증가하고 설치 공간이 커진다.
소위 "동축 기어 박스"를 사용하는 것은 유성 기어의 속도 또는 감속비를 높이는 한 가지 방법이다. 기존의 유성 기어의 기어 휠은 원통형 기어로 설계된다. 동축 변속기에서 선 기어는 웜으로 설계되고 유성 기어는 적절하게 적응된 유성 기어 톱니와 함께 설계된다. 크라운 휠은 유성 기어 톱니에 대응하는 내부 톱니를 갖는다.
이러한 동축 기어의 특히 두드러진 특징은 유성 기어 축이 웜의 회전축에 평행하게 연장되지 않고 비스듬하게 회전한다는 사실이다. 이와 관련하여 적어도 "동축 기어"라는 용어는 부적절하고, 이러한 기어를 이하 웜-유성 기어라고 한다. 이러한 웜-유성 기어는 예를 들어 WO 2015/036328 A1 및 EP 2 166 252 A1에 개시되어 있다. 고속 또는 감속비 외에, 이러한 웜 유성 기어는 부드러운 주행 특성과 낮은 소음 발생을 제공한다.
이러한 유형의 유성 기어가 고속 또는 감속비와 저소음 생성을 제공하지만, 이들은 회전 방향에 따라 하나 또는 반대 방향으로 향하는 웜 및 링 기어에 작용하는 높은 축 방향 힘을 특징적으로 갖는다. EP 2 166 252 A1에서, 회전 방향에 의존하는 이들 축 방향 힘은 예를 들어, 링 기어의 축 방향 변위에 사용되어 하나의 회전 방향으로 표시된 웜/유성 기어를 잠그고 일종의 자체 잠금 효과(self-locking effect)를 제공한다. 이와 관련하여, EP 2 166 252 A1은 작용하는 축 방향 힘을 흡수하기 위한 임의의 특정 단계들을 제공하지 않는다. WO 2015/036328 A1에서 웜이 배치되는 샤프트는 유성 캐리어 내의 웜의 각 측면에 두 개의 베어링으로 장착된다. 이것은 일정한 설치 공간을 필요로하고, 또한 조립을 복잡하게 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 헬리컬 기어 샤프트 축에 경사지게 연장되는 헬리컬 유성 휠 엑슬들(axles)을 갖는 헬리컬 유성 기어의 헬리컬 기어 샤프트에 대한 베어링 조립체를 제공하여, 상술한 단점을 제거하는 것이다. 특히, 헬리컬 샤프트 축에 비스듬하게 연장되는 헬리컬 유성 기어를 갖는 공지된 유성 기어와 비교할 때, 베어링 조립체는 필요한 설치 공간을 줄이고 조립을 단순화할 수 있어야 한다.
이 목적은 청구항 제1항, 제7항, 제8항 및 제11항에 특정된 특징들에 의해 달성된다. 유리한 실시예들은 종속항들의 주제이다.
본 발명의 실시예는 헬리컬 유성 기어의 헬리컬 기어 샤프트를 지지하는 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 베어링 조립체에 관한 것으로, 상기 헬리컬 유성 기어는 헬리컬 기어 샤프트 축을 중심으로 회전가능하게 장착된 헬리컬 기어 톱니를 갖는 헬리컬 기어 샤프트이고, 유성 캐리어는 유성 휠 엑슬 주위에 각각 회전가능하게 장착되고 적어도 각각 유성 기어 톱니를 갖는 적어도 3개의 헬리컬 기어 유성 기어를 포함하며, 헬리컬 기어 유성 축들은 헬리컬 기어 샤프트 축으로 경사지게 연장하고, 헬리컬 기어 샤프트를 지지하는 베어링 조립체는 제1 베어링 섹션 및 제2 베어링 섹션을 가지며; 제1 베어링 섹션은 유성 캐리어의 외부에 배치되고, 축 방향 및 방사 방향 베어링으로 구성되고, 제2 베어링 섹션은 헬리컬 유성 기어로 구성되며, 제2 베어링 섹션에서 유성 기어 톱니는 헬리컬 기어 톱니와 맞물린다. 헬리컬 기어 샤프트는 베어링 조립체와 회전가능하게 장착되고 헬리컬 기어 톱니를 갖는 부분을 지칭한다. 특히 헬리컬 기어 샤프트는 모터 샤프트에 의해 구동되어야 한다.
본 발명은 WO 2015/036328 A1 및 EP 2 166 252 A1에 개시된 웜 유성 기어가 아닌 헬리컬 유성 기어에 관한 것이다. 그러나 헬리컬 유성 기어는 웜 유성 기어와 매우 유사하다. 헬리컬 유성 기어들이 헬리컬 기어와 점 접촉(point-like contact)하여, 헬리컬 유성 기어들은 응력하에서 소위 압력 타원이 되는 반면, 웜 유성 기어들은 유성 기어들과 같이 웜의 톱니 섹션의 글로보이드(globoid) 모양으로 인해 선형 접촉한다[문법상의 문제]. 그러나 두 유형의 유성 기어 모두에서 웜 샤프트 또는 헬리컬 기어 샤프트에 큰 축 방향 힘이 작용한다.
헬리컬 기어 샤프트의 제안된 베어링 배열의 제1 베어링 섹션은 축 방향 및 방사 방향 베어링으로 구성되므로, 작용하는 축 방향 힘은 제1 베어링 섹션에 의해 완전히 또는 거의 완전히 흡수될 수 있다.
제2 베어링 섹션은 헬리컬 톱니 영역에서 헬리컬 기어 샤프트의 특히 양호한 방사 방향 가이드를 제공하도록 설계된 헬리컬 유성 기어에 의해 형성된다. 또한, 적어도 3개의 헬리컬 유성 기어를 사용하면 제2 베어링 섹션에서 헬리컬 기어 샤프트의 양호한 방사 방향 가이드에 기여한다. 따라서, WO 2015/036328 A1에 도시된 베어링 배열과는 대조적으로, 제2 축 방향 및 방사 방향 베어링은 더 이상 필요하지 않다. 그 결과, 축 방향 설치 공간이 감소되고, 또한 제안된 베어링 조립체의 조립이 간단해진다. WO 2015/036328 A1에 도시된 베어링 조립체와 비교하여, 조립체는 또한 축 방향 및 방사 방향 베어링이 유성 캐리어 외부에 배치된다는 점에서 단순화된다. 부품 수가 감소함에 따라, 제안된 베어링 조립체의 비용은 공지된 베어링 조립체들과 비교하여 감소될 수 있다. 또한, 부품 개수를 줄이면 베어링 조립체의 고장 확률이 감소한다.
볼록성(convexity) 및 프로파일 오버랩에 대한 특정 범위에서, 헬리컬 기어 샤프트의 특히 양호한 장착이 제2 베어링 섹션에서 달성될 수 있고, 따라서, 낮은 소음 발생으로 부드러운 주행 특성을 제공한다. 프로파일 오버랩 부분은 동시에 통계적으로 결합된 몇 쌍의 톱니를 지시한다. 토크의 지속적인 전달을 보장하기 위해 겹침 정도는 적어도 1이어야 한다. 오버랩 정도의 값이 1과 2 사이면, 지속적인 토크 전송이 보장될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 헬리컬 기어 샤프트는 제1 및 제2 단부를 가질 수 있고, 헬리컬 기어링은 제2 단부까지 연장된다. 헬리컬 기어 샤프트의 생산은 헬리컬 샤프트가 헬리컬 기어 톱니를 넘어 제2 단부까지 연장될 필요가 없다는 점에서 단순화될 수 있다. 헬리컬 기어 톱니를 제조하기 위한 도구는 헬리컬 기어 샤프트 상에 직접 배치될 수 있다. 언더컷 또는 도구를 종료할 수 있는 유사한 조치는 필요하지 않다. 또한, 헬리컬 기어 샤프트는 축 방향 연장이 비교적 짧아 재료 및 벌크를 절약할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 헬리컬 기어 샤프트는 제1 및 제2 단부를 가지며, 헬리컬 기어 톱니는 제2 단부를 향하는 자유 단부를 형성하고, 헬리컬 기어 샤프트는 제2 단부와 자유 단부 사이의 원통형 섹션을 포함한다. 원통형 섹션은 특히 조립 중에 헬리컬 기어 샤프트를 수용하도록 사용된다. 또한, 원통형 섹션을 제공하는 것은 도량형학(metrological) 측면에서 유리하다.
다른 실시예에서, 축 및 방사 방향 베어링은 롤링 베어링(rolling bearing), 특히 볼 베어링으로 구성될 수 있다. 롤링 베어링 및 특히 볼 베어링은 또한 비교적 높은 축 방향 힘을 흡수할 수 있으며 동시에 방사 방향 가이드를 제공할 수 있다. 결과적으로, 축 및 방사 방향 베어링은 단지 하나의 부품으로 실현될 수 있으며, 조립을 단순화하고 부품수를 최소화한다. 볼 베어링은 축 방향 및 방사 방향 힘을 흡수하는데 특히 비용 효율적인 대안이다.
본 발명의 실시예는 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부분을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 헬리컬 유성 기어에 관한 것으로, 헬리컬-휠 샤프트 축을 중심으로 회전가능하게 장착된 헬리컬-휠 톱니를 구비한 헬리컬-휠 샤프트, 적어도 3개의 헬리컬 유성 기어들을 구비한 유성 캐리어를 포함하며, 적어도 3개의 헬리컬 유성 기어 각각은 유성 캐리어 내의 유성 휠 엑슬에 대해 회전가능하게 장착되며, 각각은 유성 휠 톱니를 가지며, 헬리컬 유성 기어 축이 헬리컬 기어 샤프트 축에 대해 비스듬하게 연장되며, 유성 기어 톱니와 맞물리는 내부 톱니를 갖는 내부 헬리컬 기어 및 상술한 실시예 중 하나에 따라 헬리컬 기어 샤프트를 지지하는 베어링 조립체를 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 상술한 실시예에 따른 전동기 및 헬리컬 유성 기어를 포함하는, 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 모터-기어 조립체에 관한 것으로, 전동기는 헬리컬 기어 샤프트에 회전 불가능하게 연결된 모터 샤프트를 갖는다.
제안된 헬리컬 유성 기어 및 제안된 모터-기어 조립체로 달성될 수 있는 기술적 효과 및 장점들은 본 베어링 조립체에 대해 논의된 것들에 상응한다.
요약하면, WO 2015/036328 A1에 도시된 헬리컬 유성 기어와는 달리, 제2 축 방향 및 방사 방향 베어링은 더이상 필요하지 않다.
결과적으로, 축 방향 설치 공간이 감소되고, 무엇보다 제안된 베어링 조립체의 조립이 간단해진다.
후술하는 기술적 효과는 엔진/변속기 조립에도 적용된다: 베어링 조립체는 작용하는 축 방향 힘을 완전히 또는 거의 완전히 흡수하도록 설계된다. 결과적으로 모터 샤프트 베어링이 적용될 필요가 없도록 모터 샤프트에는 사소한 축력만 작용하거나 전혀 작용하지 않는다. 결과적으로, 본원에 설명된 모터-기어 조립체에는 상당한 설계 수정 없이 거의 모든 전동기가 사용될 수 있으므로 광범위한 응용 분야에 적합하다.
또 다른 실시예는 내부 헬리컬 기어가 전동기에 회전 불가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다. 일반적으로, 내부 헬리컬 기어를 전동기에 비회전식으로 고정하는 것은 내부 헬리컬 기어를, 축 방향으로 고정시키더라도, 전동기로 회전가능하게 연결하는 것보다 간단하다. 또한, 내부 헬리컬 기어가 회전하는 유성 캐리어를 둘러싸기 때문에, 모터-기어 조립체는 외부 회전 부분을 갖지 않고, 따라서 모터-기어 조립체의 작동 안전성이 향상된다.
모터-기어 조립체의 다른 실시예에서, 축 방향 및 방사 방향 베어링은 전동기와 내부 헬리컬 기어 사이에 위치된 베어링 시트에 배치되고, 전동기 및 내부 헬리컬 기어에 회전가능하게 고정된다.
특히, 베어링 시트로 인해, 작용하는 축 방향 힘이 모터-기어 조립체로 전달되어, 특히 모터 샤프트가 축 방향 하중을 받지 않거나 제한된 정도만 받게된다. 작용하는 축력에 과도한 노출로 인한 모터 샤프트 베어링의 손상은 베어링 시트 때문에 특히 효과적으로 방지된다. 전동기와 내부 헬리컬 기어 사이의 축 방향 및 방사 방향 베어링의 배치는 유성 캐리어의 외부에서 축 방향 및 방사 방향 베어링을 배치할 수 있게 하며, 예를 들어 WO 2015/036328 A1에 개시된 모터-기어 조립체와 비교하여 모터-기어 조립체의 조립을 단순화할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 베어링 시트는 축 방향 및 방사 방향 베어링 둘레에 성형된다. 적절하게 구비된 사출 압축 공구로부터 베어링 시트를 제거한 후, 베어링 시트에 축 방향 및 방사 방향 베어링을 고정하기 위해 어떠한 조립 단계도 필요없이, 베어링 시트와 축 방향 및 방사 방향 베어링으로 이루어진 유닛이 형성된다. 결과적으로 조립체가 단순화된다.
본 발명의 실시예는 이전에 개시된 실시예 중 하나에 따른 베어링 장치를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 다음 단계들을 포함한다:
- 제1 단부, 제2 단부, 및 헬리컬 기어 톱니를 갖는 헬리컬 기어 샤프트를 제공하는 단계;
- 축 방향 및 방사 방향 베어링에 의해 제1 베어링 섹션을 제공하는 단계;
- 적어도 3개의 헬리컬 유성 기어를 갖는 유성 캐리어를 제공하는 단계로서, 적어도 3개의 헬리컬 유성 기어 각각은 유성 캐리어 내의 유성 휠 엑슬 주위에 회전가능하게 장착되며, 각각은 유성 기어 톱니를 구비하며, 헬리컬 유성 기어 축은 헬리컬 기어 샤프트 축에 대해 비스듬하게 연장되고, 및 유성 기어는 제2 베어링 섹션을 형성한다;
- 헬리컬 기어 샤프트를 제1 단부로 제1 베어링 섹션에 삽입하는 단계
; 및
- 헬리컬 기어 샤프트를 제2 단부로 제2 베어링 섹션에 삽입하여 제2 베어링 섹션 내의 유성 기어가 헬리컬 기어 톱니와 맞물리는 단계.
제안된 방법으로 얻을 수 있는 기술적 효과 및 이점들은 본 발명에 의한 베어링 조립체에서 논의된 것과 동일하다. 요약하면, 제2의 축 방향 및 방사 방향 베어링이 없을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 결과적으로, 축 방향 설치 공간이 감소되고, 무엇보다 제안된 베어링 조립체의 조립이 간단해진다.
또한, 본 발명의 변형은 상술한 실시예 중 하나에 따른 헬리컬 유성 기어의 사용뿐만 아니라 플랩 조립체들(flap assemblies)에 대해 상술한 실시예 중 하나에 따른 모터-기어 조립체의 사용에 관한 것이다.
이러한 플랩 조립체는 특히 자동차의 뒷문과 관련이 있다. 구동 플랩 조립체와 관련하여 사용되는 모터-기어 박스 조립체는 여러 가지 제한이 있는데, 특히 이용가능한 설치 공간의 면에서, 특히, 비교적 복잡하고 비싼 구동 솔루션을 선택해야 하며, 더욱이 플랩 위치에 따라 달라질 수 있는 힘 부하로 인해 기어 박스가 막힐 위험이 증가한다. 제안된 모터-기어 조립체 및 헬리컬 유성 기어는 짧은 축 방향 설치 공간이 필요하고 막힘 경향이 낮기 때문에 이러한 요건들을 특히 잘 충족시킨다.
본 발명의 예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명된다. 도면은 다음과 같다:
도 1a는 제안된 베어링 조립체의 예시적인 실시예의 사시도이다;
도 1b는 각각 비조립 상태의 도 1a에 도시된 예시적인 실시예의 측단면도이다;
도 1c는 조립 상태의 도 1a에 도시된 예시적인 실시예의 측단면도이다;
도 2-7는 도 1a에 도시된 베어링 조립체를 갖는 헬리컬 유성 기어를 갖는 제안된 모터-기어 조립체를 제조하기 위한 다양한 조립 단계로서, 사시도 및 측면 부분 단면도들이다;
도 8a 및 8b는 헬리컬 기어 샤프트의 다양한 예시들이다; 및
도 9는 베어링 시트의 다른 실시예의 개별 도면이다.
도 1a 내지 도 1c는 헬리컬 유성 기어(14)(도 7 참조)의 헬리컬 기어 샤프트(121)의 제1 실시예를 지지하기 위한 본 발명에 따른 베어링 조립체(10)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 1a에서, 베어링 조립체(10)는 사시도로 도시되어 있고, 도 1b에서는 베어링 조립체(10)가 측면도로 도시되어 있으며, 베어링 조립체(10)의 일부 단면도가 도시된다. 도 1a 및 도 1b 모두에서, 베어링 조립체(10)는 조립되지 않은 상태로 도시되고, 도 1c는 조립된 상태를 도시한다.
베어링 조립체(10)는 제1 단부(16) 및 제2 단부(18)를 갖는 헬리컬 기어 샤프트(121)을 포함한다. 헬리컬 기어 샤프트(121)는 대략 원통형의 제1 섹션(20)과 제2 섹션(22)으로 나눌 수 있다. 제1 섹션(20)은 제1 직경(D1)을 가지고 제2 섹션(22)은 제2 직경(D2)을 갖는다. 제1 섹션(20)은 제1 단부(16)를 형성하고, 제2 섹션(22)은 제2 단부(18)를 형성한다.
또한, 헬리컬 기어 샤프트(121)는 제2 섹션(22) 상에 배치되고 제2 단부(18)로부터 연장하는 헬리컬 기어 톱니(24)를 갖는다.
또한, 베어링 조립체(10)는 도시된 실시예에서는 볼 베어링(30)인, 롤링 베어링(28)으로 설계된 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)을 포함한다. 축 방향 및 방사 방향 방향 베어링(26)은 헬리컬 기어 샤프트(121)를 지지하는 제1 베어링 섹션(32)을 형성한다.
또한, 베어링 조립체(10)는 3개의 유성 기어(36)가 유성 휠 엑슬(AP) 주위에 회전가능하게 장착된 유성 캐리어(34)를 포함한다. 유성 기어(36)는 헬리컬 기어 샤프트(121)의 헬리컬 기어 톱니(24)에 매칭되는 유성 기어 톱니(38)를 갖는다. 유성 기어 톱니(38)는 헬리컬 기어 샤프트(121)를 지지하는 제2 베어링 섹션(40)을 형성한다.
도시된 바와 같이, 특히 도 1c에서, 헬리컬 기어 샤프트(121)(20)의 제1 섹션은 축 방향 및 방사 방향 베어링(26) 내로 삽입되어 방사 방향 및 축 방향으로 작용하는 힘이 헬리컬 기어 샤프트(121)로부터 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)으로 전달될 수 있다. 이를 위해, 헬리컬 기어 샤프트(121)는 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)에서 제1 섹션(20)과 함께 성형될 수 있다. 또한, 헬리컬 기어 톱니(24)를 구비한 헬리컬 기어 샤프트(121)가 제2 베어링 섹션(40) 내로 삽입되어 유성 기어(36)의 유성 기어 톱니(38)가 헬리컬 기어 톱니(24)와 맞물린다. 따라서 헬리컬 기어 샤프트(121)는 헬리컬 기어 축(AS)을 중심으로 회전가능하게 장착된다. 특히 유성 기어(36)의 헬리컬 유성 휠 엑슬(AP)은 특히 도 1c에 도시된 바와 같이 헬리컬 기어 엑슬(AS)에 대해 비스듬하게 연장된다.
또한, 도 1c는 헬리컬 기어 샤프트(121)의 제2 단부(18)가 조립된 상태에서 유성 기어(36)를 넘어 축 방향으로 돌출하지 않지만, 헬리컬 기어 유성 기어(36)에 의해 단면적으로 둘러싸인다. 또한, 도 1c는 제1 베어링 섹션(32)이 유성 캐리어(34)의 외부에 배치된 것을 도시한다. 따라서, 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)에서 헬리컬 기어 샤프트(121)의 가압은 유성 캐리어(34)의 외부에서 수행될 수 있으며, 이는 조립을 간단하게 한다.
도 2-7은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 베어링 조립체(10)를 구비한 헬리컬 유성 기어(14)를 갖는 제안된 모터-기어 조립체(42)를 제조하기 위한 다양한 공정 단계들을 도시한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 섹션(20)을 갖는 헬리컬 기어 샤프트(121)는 먼저 도 2에 도시된 구성을 얻기 위해 축 방향 및 방사 방향 베어링(26) 내에서 가압된다.
볼 베어링(30)으로서 형성된 예시적인 실시예에 도시된 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)은 외부(46) 및 내부 링(48)을 갖는다.
축 방향 및 방사 방향 베어링(26)은 도 3에 도시된 바와 같이 베어링 시트(44)에 후속하여 삽입된다. 내부 링(48)은 헬리컬 기어 샤프트(121)의 제1 섹션(20)에 연결된다. 베어링 시트(44)는 직경이 외부 링(46)의 외경과 대략 동일한 오목부(50)를 갖는다. 외부 링(46)의 외경은 외부 링(46)이 마찰 맞물림에 의해 오목부(50)에 고정될 수 있도록 약간 오목한 곳(50)의 직경을 초과할 수 있다. 또한, 외부 링(46)은 오목부(50) 내의 베어링 시트(44)와 축 방향으로 맞닿아 축 방향 및 방사 방향 방향 베어링(26)은 축 방향으로 고정된다.
이어서, 베어링 시트(44)는 도 4에 도시된 바와 같이 전동기(52)에 회전 불가능하게 연결된다. 특히, 도 3은 베어링 시트(44)가 전동기(52)의 대응 오목 부(56)에 결합하는 몇 개의 돌출부(54)를 가져, 베어링 시트(44)가 전동기(52)에 대해 회전하는 것을 방지한다. 베어링 시트(44)를 전동기(52)에 대해 축 방향으로 고정하기 위해 오목부(56)에 대한 돌출부(54)는 마찰식 로킹(frictional locking)이 발생하도록 어느 정도 오버사이즈 될 수 있다. 택일적으로 또는 누적적으로, 베어링 시트(44)는 전동기(52)에 접착, 나사 결합 또는 용접될 수 있다.
전동기(52)는 전동기(52)로부터 돌출하는 모터 샤프트(58)를 갖는다. 헬리컬 기어 샤프트(121)는 베어링 홀더(44)가 전동기(52)에 연결될 때 모터 샤프트(58)가 맞물리는 모터 샤프트 홀더(59)를 형성한다. 모터 샤프트(58) 및 모터 샤프트 홀더(59)의 단면은 토크가 전달될 수 있도록 선택된다. 이를 위해 단면은 예를 들어 정사각형 또는 육각형일 수 있다.
도 5는 유성 기어(38)와 일치하는 내부 톱니(62)를 갖는 내부 헬리컬 기어(60)에 삽입된 도 1a - 1c에 도시된 유성 캐리어(34)를 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이 심(shim)(64)은 유성 캐리어(34)를 내부 헬리컬 기어(60)에 삽입한 후에, 내부 헬리컬 기어(60)에 삽입되어 내부 헬리컬 기어(60)와 축 방향으로 접촉하여, 유성 기어 톱니(38)는 내부 헬리컬 기어(60)의 내부 톱니(62)와 맞물린다.
내부 헬리컬 기어(60)는 내부 헬리컬 기어(60)가 유사하게 형성된 베어링 시트(44)의 숄더(shoulder)(68) 상으로 밀리는 고리형 칼라(collar)(66)를 갖는다. 마찬가지로, 헬리컬 기어 톱니(24)는 유성 기어(38)와 맞물린다. 외부 링(46)을 구비한 볼 베어링(30)이 심(64)에 대하여 놓여, 볼 베어링(30)은 베어링 시트(44)에 대해 그리고 또한 심(64)에 대해 축 방향으로 놓이고 이에 따라 축 방향으로 고정된다.
내부 헬리컬 기어(60)와 베어링 시트(44)를 서로 연결하기 위해, 내부 헬리컬 기어(60)와 베어링 시트(44)는 예를 들어 레이저-투과 용접에 의해 함께 용접된다. 모터-기어 조립체(42)는 이제 완전히 설치된다. 내부 헬리컬 기어(60)는 베어링 시트(44)에 회전가능하게 고정되고, 베어링 시트(44)는 전동기(52)에 회전가능하게 연결된다.
헬리컬 유성 기어(14)는 헬리컬 기어 샤프트(121), 유성 캐리어(34), 헬리컬 유성 기어(36) 및 내부 헬리컬 기어(60)로 구성된다. 내부 헬리컬 기어(60)가 회전가능하게 고정되면, 동력 인출은 도시되지 않은 출력 샤프트용 슬레이빙(slaving) 수단(70)을 갖는 회전하는 유성 캐리어(34)를 통해 발생한다.
도 8a 및 도 8b는 헬리컬 기어 샤프트(122)의 제2 실시예를 사시도 및 단면도로 도시한다. 제2 실시예에서, 헬리컬 기어 톱니(24)는 헬리컬 기어 샤프트(122)의 제2 단부(18)까지 연장되지 않고 헬리컬 기어 톱니(24)는 자유 단부(72)를 형성한다. 헬리컬 기어 샤프트(122)의 자유 단부(72)와 제2 단부(18) 사이에는 축 방향으로 연장된 보어(76)가 배치된 원통형 섹션(74)이 배치된다. 헬리컬 기어 톱니(24)는 원통형 섹션(74)의 직경(D4)보다 큰 루트 직경(D3)을 갖는다.
심(64)이 도 7과 관련하여 장착을 위해 제공되지만, 이 심(64)은 -도 3a에 도시된 바와 같이- 베어링 시트(44)가 전방의 내향 돌출 플랜지(44a)를 갖고, 이 원주 플랜지가 볼 베어링(30)을 적어도 그 외부 링(46)에서 에워싸는 경우 선택적이다.
도 9는 도 3의 단면도와 본질적으로 동일한 단면도인 베어링 시트의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도 3에 도시된 도면과 대조적으로, 베어링 시트(44)는 축 방향 및 방사 방향 베어링(26) 주위에 사출 성형된다. 결과적으로, 베어링 시트(44)를 사출 성형할 때, 베어링 시트(44)와 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)으로 이루어진 유닛이 생성되어, 베어링 시트(44)에 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)을 삽입하는 조립 단계가 생략되어 조립이 간단해진다. 또한, 심(64)의 사용은 제거될 수 있으며, 따라서, 이 실시예에서 부품의 수를 감소시킨다.
참조 번호 목록
10 베어링 조립체
12, 121, 122 헬리컬 기어 샤프트
14 헬리컬 유성 기어
16 제1 단부
18 제2 단부
20 제1 섹션
22 제2 섹션
24 헬리컬 기어 톱니
26 축 방향 및 방사형 베어링
28 롤링 베어링
30 볼 베어링
32 제1 베어링 섹션
34 유성 캐리어
36 유성 기어
38 유성 기어 톱니
40 제2 베어링 섹션
42 모터-기어 조립체
44 베어링 시트
46 외부 링
48 내부 링
50 오목부
52 전동기
54 돌출부
56 함몰부
58 모터 샤프트
59 모터 샤프트 홀더
60 내부 헬리컬 기어
62 내부 톱니
64 심(Shim)
66 칼라(Collar)
68 숄더(Shoulder)
70 슬레이빙 수단(Slaving means)
72 자유 단부
74 원통형 단면(Cylindrical section)
76 보어(Bore)
AP 유성 휠 엑슬(Planetary wheel axle)
AS 헬리컬 기어 샤프트 축(Helical gear shaft axis)
D1 제1 직경(First diameter)
D2 제2 직경(Second diameter)
D3 루트 직경(Root diameter)
D4 원통형 섹션 직경(Diameter of cylindrical section)

Claims (10)

  1. 헬리컬 유성 기어(14)의 헬리컬 기어 샤프트(12)를 지지하는, 특히 두 개의 상호 조정가능한 차량 부품을 조정하기 위한 차량의 조정 장치용 베어링 조립체로서, 헬리컬 기어 유성 기어(14)는
    - 헬리컬 기어 축(AS) 둘레로 회전가능하게 장착된 헬리컬 기어 톱니(24)를 구비한 헬리컬 기어 샤프트(12)를 가지고, 및
    - 적어도 3개의 헬리컬 유성 기어(36)를 갖는 유성 캐리어(34)를 포함하고, 헬리컬 유성 기어(36)는 유성 캐리어(34) 내의 유성 기어 축(AP) 둘레로 각각 회전가능하게 장착되고, 각각 유성 기어 톱니(38)를 가지며, 헬리컬 유성 기어 축은 헬리컬 기어 샤프트 축에 대해 비스듬하게 연장되고; 및
    - 헬리컬 기어 샤프트(12)를 지지하는 베어링 조립체(10)는 제1 베어링(32)과 제2 베어링 섹션(40)을 포함하며,
    - 제1 베어링 섹션(32)은 유성 캐리어(34)의 외부에 배치되고 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)으로 구성되며; 및
    - 제2 베어링 섹션(40)은 헬리컬 유성 기어(36)로 구성되고, 제2 베어링 섹션(40) 내의 유성 기어 톱니(38)는 헬리컬 휠 톱니(24)와 맞물리는, 베어링 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 헬리컬 기어 샤프트(12)는 제1 단부(16) 및 제2 단부(18)를 가지며, 헬리컬 기어 톱니(24)는 제2 단부(18)까지 연장되는, 베어링 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 헬리컬 기어 샤프트(12)는 제1 단부(16) 및 제2 단부(18)를 가지며, 헬리컬 기어 톱니(24)는 제2 단부(18)를 향하는 자유 단부(72)를 형성하고, 헬리컬 기어 샤프트(12)는 제2 단부(1)와 자유 단부(72) 사이의 원통형 섹션(74)을 포함하는, 베어링 조립체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)은 롤링 베어링(28), 특히 볼 베어링(30)에 의해 형성되는, 베어링 조립체.
  5. 상호 조정가능한 두 개의 차량 부품을 조정하기 위한, 특히 차량의 조정 장치용 헬리컬 유성 기어(14)로서,
    - 헬리컬 기어 축(AS)을 중심으로 회전가능하게 장착된 헬리컬 기어 톱니(24)를 갖는 헬리컬 기어 샤프트(12),
    - 적어도 3개의 헬리컬 유성 기어(36)를 갖는 유성 캐리어(34)로서, 헬리컬 유성 기어(36) 각각은 유성 캐리어(34)내의 유성 기어 축(AP) 둘레로 회전가능하게 장착되고, 각각 유성 기어 톱니(38)를 가지며, 헬리컬 유성 기어 축(AP)은 헬리컬 기어
    Figure pat00001
    샤프트 축(AS)에 대해 비스듬하게 연장되는, 유성 캐리어(34),
    - 유성 기어 톱니(38)와 맞물리는 내부 톱니(62)를 갖는 내부 헬리컬 기어(60), 및
    - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 헬리컬 기어 샤프트(12)를 지지하는 베어링 조립체(10)를 포함하는, 헬리컬 유성 기어(14).
  6. 상호 조정가능한 두 개의 차량 부품을 조정하기 위한 특히 차량의 조정 장치용 모터-기어 조립체로서,
    - 전동기(52), 및
    - 제5항에 의한 헬리컬 유성 기어(14)를 포함하며,
    - 전동기(52)는 헬리컬 기어 샤프트(12)에 회전 불가능하게 연결된 모터 샤프트(58)를 갖는, 모터-기어 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 내부 헬리컬 기어(60)는 전동기(52)에 회전 불가능하게 연결되는, 모터-기어 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)은 전동기(52)와 내부 헬리컬 기어(60) 사이에 배치된 베어링 시트(44)에 배치되며, 전동기(52) 및 내부 헬리컬 기어(60)에 회전 불가능하게 연결되는, 모터-기어 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 베어링 시트(44)는 축 방향 및 방사 방향 베어링(26) 둘레에 성형되는, 모터-기어 조립체.
  10. - 제1 단부(16), 제2 단부(18) 및 헬리컬 기어 톱니(24)를 갖는 헬리컬 기어 샤프트(12)를 제공하는 단계,
    - 축 방향 및 방사 방향 베어링(26)에 의해 제1 베어링 섹션(32, 40)을 제공하는 단계,
    - 적어도 3개의 헬리컬 유성 기어(36)를 갖는 유성 캐리어를 제공하는 단계로서, 헬리컬 유성 기어(36) 각각은 유성 캐리어(34)의 유성 기어 축(AP) 둘레로 회전가능하게 장착되고, 각각 유성 기어 톱니(38)를 가지며, 헬리컬 유성 기어 축(AP)은 헬리컬 기어 샤프트 축(AS)에 대해 비스듬하게 연장되고, 및 유성 기어(36)는 제2 베어링 섹션(40)을 형성하고;
    - 헬리컬 기어 샤프트(12)를 제1 단부(16, 18)로 제1 베어링 섹션(32) 내에 삽입하는 단계; 및
    - 헬리컬 기어 샤프트(12)를 제2 단부(18)로 제2 베어링 섹션(40) 내에 삽입하여, 제2 베어링 섹션(40) 내의 유성 기어 톱니(38)가 헬리컬 기어 톱니(24)와 맞물리는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 베어링 조립체의 제조방법.
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