KR20190126079A - 특히 자동차 내의 컴포트 드라이브용 전기 모터, 및 변속기 구동 장치 - Google Patents

특히 자동차 내의 컴포트 드라이브용 전기 모터, 및 변속기 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아마추어(12)를 수용하기 위한 폴 포트 하우징(16)을 포함하는, 특히 자동차에서의 컴포트 드라이브를 위한 전기 모터(10)에 관한 것이다. 아마추어(12)는 아마추어 권선(24), 및 레이디얼 베어링(34)에 회전 가능하게 장착되는 아마추어 샤프트(14)를 포함하고, 상기 레이디얼 베어링(34)은 그 외주에 폴 포트 하우징(16)의 내벽(40)과 상호 작용하는 반경 방향으로 둘러싸는 제 1 베어링 영역(38)을 갖는다. 레이디얼 베어링(34)은 베어링 보어(46)에서, 아마추어 샤프트(14)와 상호 작용하는 반경 방향으로 둘러싸는 제 2 베어링 영역(48)을 포함하고, 상기 2개의 베어링 영역(38, 48)은 각각 레이디얼 베어링(38, 48)의 축 방향 길이의 일부에 걸쳐서만 연장되며, 2개의 베어링 영역(38, 48)은 길이 방향 축(28)에 대해 서로 축 방향 거리(A)로 배치된다. 제 2 베어링 영역(48)은 아마추어(12)를 향한 측면에 배치된다.

Description

특히 자동차 내의 컴포트 드라이브용 전기 모터, 및 변속기 구동 장치
본 발명은 전기 모터, 특히 자동차 내의 컴포트 드라이브용 전기 모터, 및 본 발명에 따른 전기 모터를 구비한 변속기 구동 장치에 관한 것이다.
자동차용 컴포트 드라이브, 파워 윈도우 드라이브, 시트 조절 드라이브, 선 루프 드라이브 등은 일반적으로 변속기 하우징에 플랜지 연결된 직류 전기 모터로 구성된다. 전기 모터는 그 아마추어 샤프트의 일 단부 영역이 전기 모터의 모터 하우징의 영역(소위 폴 포트 하우징)에서 변속기 하우징으로부터 먼 측면에 반경 방향으로 지지되고, 연장된 아마추어 샤프트 섹션이 변속기 하우징 내로 돌출하며, 거기서 아마추어 샤프트의 웜 기어가 변속기 휠의 대응 기어와 맞물린다. 아마추어 샤프트의 하나 이상의 추가 반경 방향 지지는 변속기 하우징의 영역에서 발생한다.
일반적으로 강으로 딥 드로잉 공정에 의해 제조되는 폴 포트 하우징은 그 내주에 스트립 형상 자기 요소를 지지하고, 상기 자기 요소는 축 방향으로 폴 포트 바닥의 영역까지 연장된다. 폴 포트 하우징 내의 아마추어 샤프트용 레이디얼 베어링은 직경이 감소된, 변속기 하우징으로부터 먼 폴 포트 하우징의 측면에 형성된 섹션 내에 배치되며, 억지 끼워 맞춤 또는 압력 끼워 맞춤에 의해 거기에 포지셔닝된다. 따라서, 베어링 장치의 외경에 대한 반경 방향 힘을 야기하는 억지 끼워 맞춤 또는 압력 끼워 맞춤의 형성 시, 레이디얼 베어링의 보어의 내경이 감소하지 않는다. 그렇지 않으면, 아마추어 샤프트와 레이디얼 베어링의 반경 방향 내부 베어링 지점 사이의 마찰이 증가될 것이다. 이러한 레이디얼 베어링이 축 방향으로 서로 이격되어 외주에 또는 베어링 수용 보어의 영역에 배치된 2개의 반경 방향으로 둘러싸는 베어링 영역을 포함하는 것은 공지되어 있다. 언급된 베어링 영역 외부의 영역에서, 레이디얼 베어링은 줄어든 외경 또는 커진 보어 직경을 갖는다. 종래 기술에서, 레이디얼 베어링의 배치는 베어링 영역이 모터 하우징 또는 폴 포트 하우징의 상응하는 섹션에 의해 둘러싸인 레이디얼 베어링의 외주에서 변속기 하우징 또는 아마추어를 향한 측면에 배치되도록 이루어진다. 이로 인해, 레이디얼 베어링을 폴 포트 하우징 내에서 줄어든 직경을 가진 섹션 내에 완전히 배치하는 것이 가능하다. 이는 아마추어 또는 아마추어 권선이 폴 포트 바닥 부근까지 갈 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 과제는 컴팩트한 구성, 매우 적은 소음 발생, 매우 적은 중량 및 간단한 제조 가능성을 갖는 전기 모터를 제공하는 것이다.
청구항 제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 전기 모터, 특히 자동차 내의 컴포트 드라이브용 전기 모터는 특히 소위 중간 전극(consequent pole) 기술 또는 사중 극자 기술 및 이와 관련된 아마추어 권선의 권선 구조로 전기 모터를 형성할 때 매우 컴팩트한 구성 및 매우 적은 소음 발생을 나타낸다는 장점을 갖는다. 또한, 전기 모터는 매우 적은 중량 및 개선되거나 단순화된 제조 가능성을 갖는다.
이는 본 발명에 따라, 아마추어 샤프트와 작용 연결되도록 배치된 레이디얼 베어링의 베어링 영역이 아마추어 또는 아마추어 권선을 향하는 측면에 배치됨으로써 달성된다. 바꾸어 말하면, 이는 레이디얼 베어링이 전술한 종래 기술에서의 이전 배치에 비해 180°회전되어 배치됨을 의미한다. 레이디얼 베어링의 이러한 배치는 아마추어 샤프트의 베어링 지점들 사이의 축 방향 거리, 즉 폴 포트 하우징의 영역 내의 베어링 지점과 이것을 향하는, 변속기 하우징의 영역 내의 베어링 지점 사이의 축 방향 거리가 짧아지게 한다. 이로 인해, 또한 아마추어의 자기 공진이 증가한다. 특히, 이로 인해 자기 공진이 전기 모터의 작동 범위 밖으로 변위될 수 있기 때문에, 소음 개선 또는 소음 감소가 가능해진다. 동시에, 레이디얼 베어링이 더 이상 축 방향으로 폴 포트 하우징 또는 모터 하우징의 더 작은 직경 부분을 가진 섹션의 영역 내로 깊숙이 삽입될 필요가 없기 때문에, 상응하는 섹션의 축 방향 길이가 단축될 수 있다. 이는 한편으로는 딥 드로잉 공정에서 간단한 제조를 가능하게 하고, 다른 한편으로는 모터 하우징의 축 방향 길이를 감소시킨다.
본 발명에 따른 전기 모터의 바람직한 개선 예들은 종속 청구항들에 제시되어 있다.
폴 포트 하우징이 길이 방향 축에 대해 수직으로 배치된 폴 포트 바닥을 포함하고, 레이디얼 베어링용 수용 영역이 아마추어로부터 먼 측면에서 폴 포트 바닥에 이어지며, 아마추어를 향한 레이디얼 베어링의 단부 면이 폴 포트 바닥을 축 방향으로 아마추어를 향해 돌출함으로써, 폴 포트 하우징의 축 방향 길이의 추가 단축이 가능해진다. 이러한 디자인은 또한 자기 요소의 조립 중에 사용되는 접착제, 즉 경화되지 않은 상태에서 경우에 따라 폴 포트 바닥을 따라 흐를 수 있는 접착제가 레이디얼 베어링의 영역 내로 이를 수 없거나 또는 특정 상황 하에서만 이를 수 있기 때문에, 자기 요소들의 접착 시 제조 공정의 강성이 증가한다는 특별한 장점을 갖는다.
2-극 기술에서보다 중간 전극 기술에서 권선 헤드의 영역에서 표유 자계에 의해 더 명백해지는 자속 손실을 감소시키기 위해, 가능한 큰 축 방향 갭이 아마추어 권선과 폴 포트 바닥 사이에 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 축 방향 갭은, 폴 포트 하우징 내에 레이디얼 베어링을 수용하기 위한 섹션이 줄어든 축 방향 길이를 갖기 때문에, 모터 하우징의 축 방향 총 길이가 일정할 때 폴 포트 바닥과 아마추어 권선 사이의 거리를 증가시킴으로써 커질 수 있다. 이러한 비교적 큰 축 방향 갭은 또한 경우에 따라 자석과 폴 포트 하우징의 접착 대신에 자석 홀딩 스프링이 더 용이하게 통합될 수 있다는 장점을 갖는다.
모터 하우징 또는 폴 포트 하우징의 축 방향 길이를 최소화하기 위해, 아마추어 권선이 레이디얼 베어링을 향하는 측면에서 권선 헤드를 형성하고, 상기 권선 헤드가 레이디얼 베어링을 향한 측면에서 레이디얼 베어링과의 반경 방향 오버랩 영역에서 리세스 또는 자유 공간을 형성하고, 상기 리세스 또는 자유 공간 내로 레이디얼 베어링이 삽입되는 것이 또한 바람직하다.
본 발명은 또한 지금까지 설명된 본 발명에 따른 전기 모터를 구비한, 특히 자동차의 컴포트 드라이브용 변속기 구동 장치를 포함한다. 특히, 컴포트 드라이브는 적은 소음 발생과 매우 컴팩트한 구성의 장점이 특히 잘 나타나는 파워 윈도우 모터 또는 시트 조절 모터로서 사용된다.
본 발명의 다른 장점들, 특징들 및 세부 사항들은 바람직한 실시 예에 대한 다음의 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 변속기 하우징에 플랜지 연결된 전기 모터의 길이 방향 단면도이고,
도 2는 아마추어 샤프트의 레이디얼 베어링 영역에서 도 1의 확대 상세도이다.
동일한 요소 또는 동일한 기능을 갖는 요소들은 도면들에서 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1은 자동차의 컴포트 드라이브를 위한 변속기 구동 장치(100)를 도시한다. 컴포트 드라이브는 본 발명의 범위에서, 특히 파워 윈도우 드라이브 또는 시트 조절 드라이브를 의미한다. 그러나 본 발명은 썬 루프 드라이브 등과 같은 다른 컴포트 드라이브에도 적용 가능해야 한다.
변속기 구동 장치(100)는 전기 모터 (10)가 고정 나사(2)에 의해 플랜지 연결될 수 있는, 부분적으로만 도시된 변속기 하우징(1)을 포함한다.
전기 모터(10)는 소위 중간 전극(consequent pole) 기술 또는 사중 극자 기술로 형성되며, 아마추어 샤프트(14)를 갖는 아마추어(12)를 포함한다. 아마추어(12)는 폴 포트 하우징(16)으로서 설계된 전기 모터(10)의 모터 하우징(18) 내에 배치된다. 폴 포트 하우징(16)은 바람직하게는 강 또는 강자성 재료로 이루어지고 딥 드로잉(deep drawing) 공정으로 제조된다. 실질적으로 포트 형상 또는 원통형으로 형성된 폴 포트 하우징(16) 내에, 다수의 스트립 형상 자기 요소(20)가 예를 들어 도시되지 않은 접착제 연결에 의해, 폴 포트 하우징(16)의 내주에 배치되어 고정된다. 또한, 아마추어(12)는 공지된 바와 같이 아마추어 권선(24)을 배치 또는 수용하는 역할을 하는, 다수의 디스크로 구성된 디스크 팩(22)을 포함한다. 아마추어 권선들(24)은 상세히 도시되지 않은 브러시 홀더 장치(26)에 연결된다.
아마추어 샤프트(14)는 변속기 하우징(1)을 향한 단부 섹션이 변속기 하우징(1)의 개구 내로 돌출하고, 거기서 웜 기어에 의해 도시되지 않은 변속기 휠에 작용 연결 방식으로 배치되며, 상기 변속기 휠은 요소(예를 들어, 시트, 파워 윈도우 등)를 적어도 간접적으로 조절한다. 지금까지 설명한 전기 모터(10) 및 변속기 구동 장치(100)의 기본 구성은 종래 기술에 공지되어있다.
폴 포트 하우징(16)은 변속기 하우징(1)으로부터 먼 측면에, 아마추어(12)의 길이 방향 축(28)에 대해 수직으로 배치된 폴 포트 바닥(30)을 포함하고, 상기 폴 포트 바닥(30)은 나머지 폴 포트 하우징(16)에 비해 줄어든 직경을 갖는 수용 영역(32) 내로 이어지고, 상기 수용 영역(32)은 대략 포트 형상으로 형성된다. 수용 영역(32)은 아마추어 샤프트(14)의 반경 방향 지지를 위한 레이디얼 베어링(34)을 부분적으로 수용하는 역할을 한다.
또한, 아마추어 샤프트(14)는 특히 변속기 하우징(1)의 영역에서, 적어도 하나의 추가 베어링 장치에 의해 반경 방향으로 장착된다(도시되지 않음). 또한, 도 1에서만, 수용 영역(32)에서 변속기 하우징(1)으로부터 먼 측면에 축 방향 정지 요소(36)가 배치되며, 상기 축 방향 정지 요소(36)는 수용 영역(32)의 방향으로 아마추어(12)의 이동을 제한한다.
실질적으로 슬리브 형상으로 형성된 레이디얼 베어링(34)은 그 외주 상에 제 1의 반경 방향으로 둘러싸는 베어링 영역(38)을 포함한다. 클램핑 연결 또는 프레스 연결을 통해 폴 포트 하우징(16)의 수용 영역(32)의 내벽(40)과 작용 연결 방식으로 배치되는 제 1 베어링 영역(38)의 부분에서, 레이디얼 베어링(34)은 그 최대 외경을 갖는다. 특히 도 2를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 레이디얼 베어링(34)은 변속기 하우징(1) 또는 아마추어(12)를 향한 측면 및 수용 영역(34)을 향한 측면에 각각 섹션(42, 44)을 포함하고, 상기 섹션들에서 레이디얼 베어링(34)의 외경은 제 1 베어링 영역(38)의 부분에서보다 작다.
또한, 레이디얼 베어링(34)은 길이 방향 축(28)에 대해 동심으로 배치된 베어링 보어(46)를 포함하고, 상기 베어링 보어(46)은 아마추어 샤프트(14)를 수용 또는 지지하는 역할을 한다. 베어링 보어(46)의 영역에서, 레이디얼 베어링(34)은 마찬가지로 반경 방향으로 둘러싸는 베어링 영역(48)으로서 설계된 제 2 베어링 영역(48)을 형성하고, 아마추어 샤프트(14)의 외주와 작용 연결되도록 또는 접촉되도록 배치된다. 제 2 베어링 영역(48)의 부분에서, 베어링 보어(46)는 가장 작은 직경을 갖는다. 특히 도 2를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제 2 베어링 영역(48) 양측에서 섹션들(50, 52)이 이어지고, 상기 섹션(50, 52)에서 베어링 보어(46)의 직경이 커진다.
2개의 베어링 영역(38, 48) 사이에 회전축(28)의 방향으로 볼 때 축 방향 거리(A)가 형성되는 것이 필수적이다. 또한, 특히 도 2를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제 2 베어링 영역(48)은 아마추어(12) 또는 아마추어 권선(14)을 향한 측면에 배치되는 한편, 제 1 베어링 영역(38)은 폴 포트 하우징(16)의 수용 영역(32)을 향한 측면에 배치된다.
아마추어(12) 또는 아마추어 권선(14)을 향한 레이디얼 베어링(34)의 단부 면(54)은 아마추어(12)를 향한 방향으로 폴 포트 바닥(30)을 지나 돌출한다. 또한, 도 2를 참고로 알 수 있는 바와 같이, 아마추어 권선(14)은 수용 영역(32)을 향한 측면에서 권선 헤드(56)를 형성하고, 상기 권선 헤드(56)는 반경 방향 내부 영역에, 레이디얼 베어링(34)의 단부 면(54)이 부분적으로 돌출하는 자유 공간(58)을 형성한다. 또한, 권선 헤드(56)와 폴 포트 바닥(30) 사이에 축 방향 갭(60)이 형성된다. 자유 공간(58)과 레이디얼 베어링(34) 사이의 축 방향 거리는 폴 포트 바닥(30)과 자유 공간(58) 외부의 아마추어 권선(24) 사이의 축 방향 갭(60)에 대략 상응한다. 또한, 도면들을 참고로 알 수 있는 바와 같이, 폴 포트 바닥(30)의 영역 내의 오목부(62)에 의해 자기 요소(20)용 축 방향 스토퍼가 형성된다.
지금까지 설명된 전기 모터(10)는 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 방식으로 변형될 수 있다.
10: 전기 모터
12: 아마추어
14: 아마추어 샤프트
16: 폴 포트 하우징
24: 아마추어 권선
28: 길이 방향 축
30: 폴 포트 바닥
32: 수용 영역
34: 레이디얼 베어링
38: 제 1 베어링 영역
40: 내벽
46: 베어링 보어
48: 제 2 베어링 영역
56: 권선 헤드
58: 자유 공간
60: 축 방향 갭

Claims (10)

  1. 아마추어(12)를 수용하기 위한 폴 포트 하우징(16)을 포함하는, 특히 자동차 내의 컴포트 드라이브용 전기 모터(10)로서, 상기 아마추어(12)는 아마추어 권선(24), 및 레이디얼 베어링(34) 내에 회전 가능하게 장착되는 아마추어 샤프트(14)를 포함하고, 상기 레이디얼 베어링(34)은 그 외주에 상기 폴 포트 하우징(16)의 내벽(40)과 상호 작용하는 반경 방향으로 둘러싸는 제 1 베어링 영역(38)을 포함하며, 상기 레이디얼 베어링(34)은 베어링 보어(46)에서, 상기 아마추어 샤프트(14)와 상호 작용하는 반경 방향으로 둘러싸는 제 2 베어링 영역(48)을 포함하고, 2개의 베어링 영역(38, 48)은 각각 상기 레이디얼 베어링(38, 48)의 축 방향 길이의 일부에 걸쳐서만 연장되며, 상기 2개의 베어링 영역(38, 48)은 길이 방향 축(28)에 대해 서로 축 방향 거리(A)만큼 이격되어 배치되고, 상기 제 2 베어링 영역(48)은 아마추어(12)를 향한 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링(34)은 상기 길이 방향 축(28)의 방향으로 볼 때 상기 제 1 베어링 영역(38) 외부에 작아진 외경을 가진 적어도 하나의 섹션(42, 44), 및 상기 제 2 베어링 영역(48) 외부에서 상기 베어링 보어(46)의 영역에 커진 보어 직경을 가진 적어도 하나의 섹션(50, 52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 폴 포트 하우징(16)은 상기 길이 방향 축(28)에 대해 수직으로 배치된 폴 포트 바닥(30)을 포함하고, 상기 레이디얼 베어링(34)용 수용 영역(32)이 상기 아마추어(12)로부터 먼 측면에서 상기 폴 포트 바닥(30)에 이어지며, 상기 레이디얼 베어링(34)은 상기 아마추어(12)를 향한 그 단부 면(54)이 상기 아마추어(12)를 향한 방향으로 상기 폴 포트 바닥(30)을 지나 돌출하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 아마추어 권선(24)과 상기 폴 포트 바닥(30) 사이에 축 방향 갭(60)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 아마추어 권선(24)은 상기 레이디얼 베어링(34)을 향한 축 방향 측면에서 권선 헤드(56)를 형성하고, 상기 권선 헤드(56)는 상기 레이디얼 베어링(34)과의 반경 방향 오버랩 영역에서 자유 공간(58)을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링(34)은 상기 자유 공간(58) 내로 축 방향으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 자유 공간(58)과 상기 레이디얼 베어링(34) 사이의 축 방향 거리는 상기 자유 공간(58) 외부의 아마추어 권선(24)과 폴 포트 바닥(30) 사이의 축 방향 갭(60)에 대략 상응하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 모터(10)는 중간 전극 전기 모터로서 또는 4개의 영구 자석 극으로서 형성되는 4개의 고정자 극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴 포트 하우징(16)은 팁 드로잉 부품으로서 형성되고, 강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따라 형성된 전기 모터(10)를 구비한, 특히 자동차의 컴포트 드라이브용 변속기 구동 장치(100).
KR1020197026267A 2017-03-09 2018-02-14 특히 자동차 내의 컴포트 드라이브용 전기 모터, 및 변속기 구동 장치 KR102621220B1 (ko)

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