KR20050120672A - 전기 구동 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동 모터 및 기어 장치를 포함하고, 하우징(20)이 제공되며, 상기 하우징 내에 적어도 기어 장치가 배치되고, 상기 기어 장치는 아마추어 샤프트(12)를 통해 상기 구동 모터에 연결된 웜(14) 및 피동 샤프트(30) 상에 지지된 웜휠(32)을 포함하고, 상기 피동 샤프트(30)가 편심 부시(40, 50) 내에 지지되고, 상기 편심 부시는 상기 아마추어 샤프트(12)와 상기 피동 샤프트(30) 사이의 축간격의 조절을 위해 회전될 수 있고, 회전된 상태에서는 회전 불가능하도록 상기 하우징(20) 내에 조립될 수 있는, 특히 차량의 윈드실드 와이퍼용 전기 구동 유닛에 관한 것이고, 이것은 상기 피동 샤프트(30)를 지지하기 위해, 상기 편심 부시(40, 50)가 베어링(43, 52)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기 구동 유닛{Electric drive unit}
본 발명은 전기 구동 유닛, 특히 차량의 윈드실드 와이퍼의 전기 구동 유닛에 관한 것이다.
출원서 DE 198 21 079 A1으로부터 웜휠이 피동 샤프트 상에 지지되는 전기 구동 유닛이 알려져 있다. 구동 모터의 아마추어 샤프트 사이의 축간격의 조절을 위해 피동 샤프트가 편심 부시 내에 지지된다. 편심 부시는 계단부를 가지고 하우징에서 실린더 보어 내에 프레스 피팅에 의해 고정된다. 보어를 가진 하우징은 통상적으로 금속 주조에 의해 제조된다.
사용된 웜 기어 장치에 의해 윈드실드 와이퍼의 낮은 속도 및 동시에 높은 토크가 달성될 수 있다. 이러한 형식의 차량의 윈드실드 와이퍼용 구동 유닛에 대한 소음 요구를 충족시키기 위해, 웜 기어 장치의 치형 결합은 제조 공차와는 무관하게 일정하게 유지되어야 한다. 하우징의 보어 내 편심 부시의 회전에 의해 제조 공차가 보상될 수 있고, 상기 하우징 내에서 피동 샤프트 및 아마추어 샤프트의 축간격은 조립시 매우 정확하게 조절된다.
아마추어 샤프트와 피동 샤프트 사이의 상이한 간격을 야기할 수 있는 제조 공차 외에, 제조 정확도에 의해서도 하우징 내 보어가 피동 샤프트의 축방향에 대해 경사져서 연장될 수 있다. 이것은 구동 유닛의 조립 이후에 상승된 피동 샤프트 및 편심 부시에 대한 압력을 야기하며, 상기 압력은 편심 부시 내의 피동 샤프트의 가이드의 마모 증가를 야기할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구동 유닛의 평면도,
도 2는 도 1의 라인 II-II을 따라 자른 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 구동 장치의 기어 장치 하우징의 단면도,
도 4a는 본 발명에 따른 전기 구동 유닛용 편심 부시의 측면도,
도 4b는 도 4a에 따른 편심 부시의 평면도,
도 4c는 도 4a에 따른 편심 부시의 단면도,
도 5는 편심 부시의 추가 실시예의 단면도,
도 6a는 편심 부시의 가능한 추가 실시예,
도 6b는 도 6a에 따른 편심 부시의 평면도,
도 6c는 도 6a에 따른 편심 부시의 단면도,
도 7a는 밀봉립을 포함하는 편심 부시의 추가 실시예,
도 7b는 밀봉립 및 플랜지를 포함하는 편심 부시의 추가 실시예.
본 발명의 과제는 부품의 제조 및 조립의 제조 정확도에 대한 요구 없이 편심 부시 내의 마모를 최소화하는데 있다.
상기 과제는 청구항 제 1항에 따른 전기 구동 유닛에 의해 해결된다.
본 발명의 추가 실시예는 종속항에 제시된다.
본 발명에 따라 특히 차량의 윈드실드 와이퍼용 전기 구동 유닛이 제공된다. 구동 유닛은 구동 모터 및 기어 장치를 포함하고, 하우징이 제공되며, 상기 하우징 내에 적어도 하나의 기어 장치가 배치된다. 기어 장치는 아마추어 샤프트를 통해 구동 모터에 연결된 웜 및 피동 샤프트에 지지된 웜휠을 포함한다. 피동 샤프트는 편심 부시 내에 지지되고, 상기 편심 부시는 아마추어 샤프트와 피동 샤프트 사이의 축간격의 조절을 위해 회전될 수 있고, 회전된 상태에서는 회전 불가능하도록 하우징 내에 조립될 수 있다. 편심 부시는 피동 샤프트를 지지하기 위해 베어링을 포함한다.
본 발명에 따른 전기 구동 유닛은, 간단하게 제조될 수 있다는 장점을 가진다. 편심 부시 에 베어링이 제공됨으로써, 조립시 편심 부시가 삽입되어 있는 하우징 내의 보어의 방향이 정확하게 축방향에 상응하지는 않는다. 또한 조립시 베어링에 작은 기계적 부하가 작용하는데, 그 이유는 편심 부시의 삽입시 힘이 편심 부시에만 제공되기 때문이다.
베어링은 피동 샤프트를 둘러싸고 피동 샤프트와 편심 부시 사이의 브레이싱으로 인한 압력을 수용한다. 브레이싱은 특히 피동 샤프트 및 편심 부시의 평행하지 않은 축방향에 의해 야기될 수 있다.
베어링은 제 1 베어링 및 제 2 베어링을 포함하고, 이들은 피동 샤프트를 따라 편심 부시 내에 배치되고, 사이 공간을 형성한다. 사이 공간은 편심 부시 내 피동 샤프트를 따라 발생하는 모세관 작용을 감소시키는데 사용되고, 상기 모세관 작용에 의해 물이 하우징의 내부에 도달할 수 있다. 또한 2 개의 서로 분리된 베어링의 제공에 의해 소형 베어링이 제공될 수 있고, 상기 소형 베어링은 저렴하며 조립시 간단하게 취급될 수 있다. 또한 2 개의 베어링의 제공에 의해 베어링의 길이가 임의로 매칭될 수 있고, 이 때 베어링을 변경할 필요는 없다.
바람직하게 베어링은 플라스틱 베어링을 가진다. 플라스틱 베어링은 조립시 편심 부시 내에 삽입될 수 있고, 바람직하게 편심 부시와 관련하여 박벽으로 형성된다. 박벽 형성은 편심 부시의 열 방출을 개선시키며, 편심 부시 내 베어링의 피팅은 요구되지 않는다.
베어링은 소결 베어링을 포함할 수 있고, 상기 소결 베어링은 편심 부시내에 삽입된다. 마찬가지로 베어링이 롤링 베어링을 포함할 수 있다.
오염 입자가 편심 부시를 통해 하우징의 내부에 도달할 수 있는 것을 방지하기 위해, 베어링은 하나 또는 다수의 밀봉립을 포함할 수 있고, 상기 밀봉립은 구동 유닛이 조립된 상태에서 피동 샤프트에 제공된다. 바람직하게 밀봉립은 제 1 및/또는 제 2 베어링에 배치된다. 바람직하게 밀봉립은 하우징 외부로 향한 편심 부시의 단부에 설치된다.
편심 부시는 하우징 내에 프레스 피팅에 의해 고정될 수 있다. 마찬가지로 편심 부시는 하우징의 보어 내에 고정 부재에 의해 고정될 수 있다. 이로 인해 편심 부시의 조절된 회전이 고정될 수 있음으로써, 구동 샤프트와 피동 샤프트 사이의 축간격이 조립 이후에 더 이상 변경될 수 없다.
특히 프레스 피팅은 편심 부시의 연속적인 회전을 가능하게 함으로써, 아마추어 샤프트와 피동 샤프트 사이의 축간격의 가장 정밀한 조절이 실행될 수 있다
본 발명의 바람직한 실시예는 하기에서 첨부된 도면에 의해 더 자세히 설명된다.
도 1 및 도 2에 도시된, 차량의 윈드실드 와이퍼용 전기 구동 유닛은 실질적으로 포트형 폴 하우징(10)을 포함하고, 상기 폴 하우징 내에 구동 모터(도시되지 않음)가 제공된다. 폴 하우징(10)의 플랜지(13)의 단부측에 실질적으로 마찬가지로 포트형의 기어 장치 하우징(20)이 고정된다. 구동 모터는 아마추어 샤프트(12)를 구동시킨다.
기어 장치 하우징(20) 내에 피동 샤프트(30)에 고정된 웜휠(32)이 배치되고, 상기 웜휠은 구동 모터의 아마추어 샤프트(12)에 연결된 웜(14)에 결합된다. 웜휠(32) 및 웜(14)으로 이루어진 웜 기어 장치는 와이퍼 모터에서 요구되는 속도 및 토크를 가능하게 한다.
아마추어 샤프트(12)와 피동 샤프트(30) 사이의 정확한 축간격(a)을 조절할 수 있기 위해, 피동 샤프트(30)가 편심 부시(40) 내에 지지되고, 상기 편심 부시는 기어 장치 하우징(20) 내 보어(21) 내에 고정된다.
플랜지(13)는 편심 부시의 조립을 용이하게 하는데, 그 이유는 상기 플랜지가 그립핑 공구용 고정 부재를 형성하기 때문이다. 그러나 플랜지(13)는 생략될 수도 있다.
기어 장치 하우징(20) 내의 보어(21)는 통일된 직경을 가질 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 2 개의 상이한 직경을 가진 계단형으로 구현될 수도 있다. 이 경우 횡단면 변경부는 바람직하게 보어(21)의 중앙에 배치되지만, 또한 기어 장치 하우징(20)의 보어(21)의 단부 방향으로 배치될 수도 있다.
도 4a에는 편심 부시(40)의 가능한 실시예가 도시된다. 편심 부시(40)는 개선된 열 방출을 위해 바람직하게 금속으로 제조되며, 2 개의 상이한 외경(D1 및 D2)을 가진다. 편심 부시(40)의 단부, 바람직하게 큰 직경(D1)을 가진 단부에 플랜지(41)가 설치된다. 편심 부시(40)의 이러한 형성에 의해 특히 금속 주조품인 기어 장치 하우징(20)의 후처리가 방지된다.
마찬가지로 2 개의 상이한 직경을 편심 부시(40)에 상응하게 포함하는 보어(21)의 보완적인 형성에 의해, 기어 장치 하우징(20)의 한 측면으로부터의 디몰딩(demoulding)이 가능해지고, 이로 인해 보어(21)의 매우 양호한 동축성이 달성된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 편심 부시(40)는 가이드 보어(42)를 포함하고, 상기 가이드 보어는 편심 부시(40)의 중앙축에 대해 평행하게 및 편심적으로 변위되도록 배치된다. 보어(21) 내에 편심 부시(40)가 조립된 상태에서 편심 부시의 회전은 피동 샤프트(30)와 아마추어 샤프트(12) 사이의 축간격을 결정한다. 편심 부시(40)의 회전은, 규정된 축간격이 달성되도록 선택됨으로써, 자동으로 큰 제조 편차가 보장될 수 있다.
도 4c는 편심 부시(40)의 가이드 보어(42) 내에 베어링(43)이 배치되어 있는 것을 도시한다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 베어링(43)은 연속적이며, 플라스틱 베어링, 소결 베어링 또는 롤링 베어링을 가질 수 있다. 베어링(43)은 실질적으로 편심 부시(40)의 가이드 보어(42) 내에 고정 설치되고, 피동 샤프트를 완전히 둘러싸며, 즉 베어링(43)의 내부 반경은 실질적으로 피동 샤프트의 반경에 상응한다. 베어링(43)은 피동 샤프트와 편심 부시(40) 사이의 브레이싱을 수용하는데 사용되고, 그렇지 않은 경우 상기 브레이싱은 구동 유닛의 편심 부시(40)의 마멸 증가 또는 마모 증가를 야기한다. 특히 베어링 없이 일체형 편심 부시를 조립하는 경우 가이드 보어에 강한 응력이 발생하며, 상기 편심 부시 내에서 피동 샤프트가 움직인다. 이것은 삽입된 베어링을 포함하는 편심 부시의 다부품 형상에 의해 방지될 수 있다.
마찰에 의해 발생하는 열을 신속하게 편심 부시(40)를 통해 하우징으로 계속 방출하기 위해, 베어링(43)은 바람직하게 박벽으로 구현된다. 베어링(43)의 벽은 열 발생에 의한 손상 또는 마모 증가를 차단하도록 선택된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 베어링은 2 개의 부분, 즉 제 1 베어링(44) 및 제 2 베어링(45)으로 구성될 수 있다. 2 개의 베어링(44, 45)은 각각 길이를 가지고, 공동 길이는 편심 부시(40)의 가이드 보어(42)의 길이보다 짧고, 바람직하게 반대 편에 놓인 부시의 양 단부에 배치됨으로써, 양 베어링(44, 45) 사이의 사이 공간이 형성된다.
피동 샤프트의 마찰을 계속 감소시키기 위해, 사이 공간은 바람직하게 윤활제로 채워진다. 그러나 또한 사이 공간(46)은 다른 물질 또는 공기로 채워질 수 있다. 또한 사이 공간은, 피동 샤프트(30)와 베어링(44, 45)의 내부면 사이에 형성되는 모세관 작용을 감소시키는 장점을 가진다. 모세관 작용으로 인해 습기가 하우징(20)의 내부에 도달된다. 또한 피동 샤프트의 베어링의 길이는 자유롭게 선택될 수 있고, 이 경우 베어링(44, 45)은 변경되지 않는다. 단지 사이 공간(46)의 길이만 변경된다.
도 6에는 편심 부시(50)의 추가 실시예가 도시된다. 편심 부시(50)는 도 4a에 따른 편심 부시와는 달리 단부에 플랜지를 가지지 않는다. 편심 부시(50)는 편심 보어(51)를 포함하고, 상기 편심 보어는 실질적으로 축에 대해 평행하게 연장한다. 도 6c에는, 베어링이 편심 부시(50) 내에 어떻게 배치될 수 있는지가 도시된다. 상기 베어링(52)은, 도 7a에 도시된 바와 같이, 밀봉립(53)을 가질 수 있고, 상기 밀봉립은 베어링 또는 편심 부시(50)의 하나 또는 2 개의 단부에 배치된다.
단 하나의 베어링 대신 2 개 또는 다수의 베어링(54, 55)이 사용되면, 각 베어링(54, 55)은 편심 부시(50)의 단부로 향한 단부에서 밀봉립(53)을 포함할 수 있다. 밀봉립(53)은 오염 입자가 구동 유닛의 외부로부터 기어 장치 하우징(20)의 내부로 도달할 수 있는 것을 방지한다.
2 개의 베어링(54, 55)의 사용시 그 사이에 놓인 중공 챔버(56)는 습기가 기어 장치 하우징(20)의 내부 공간으로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한 베어링의 형성은, 특히 베어링이 편심 부시(40, 50)의 제조 이후에 추후에 삽입되는 경우, 베어링용 재료가 절약될 수 있다는 장점을 가진다. 피동 샤프트(30)가 구동 유닛의 작동시 더 이상 편심 부시(40, 50)의 가이드 보어의 내벽에서만 이움직이는게 아니라, 거기에 배치된 베어링 내에서도 움직이기 때문에, 가급적 정확한 가이드 보어의 제조 비용이 감소될 수 있다.

Claims (11)

  1. 구동 모터 및 기어 장치를 포함하고, 하우징(20)이 제공되며, 상기 하우징 내에 적어도 기어 장치가 배치되고, 상기 기어 장치는 아마추어 샤프트(12)를 통해 상기 구동 모터에 연결된 웜(14) 및 피동 샤프트(30) 상에 지지된 웜휠(32)을 포함하고, 상기 피동 샤프트(30)가 편심 부시(40, 50) 내에 지지되고, 상기 편심 부시는 상기 아마추어 샤프트(12)와 상기 피동 샤프트(30) 사이의 축간격의 조절을 위해 회전될 수 있고, 회전된 상태에서는 회전 불가능하도록 상기 하우징(20) 내에 조립될 수 있는, 특히 차량의 윈드실드 와이퍼용 전기 구동 유닛에 있어서,
    상기 피동 샤프트(30)를 지지하기 위해, 상기 편심 부시(40, 50)가 베어링(43, 52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베어링은 제 1 베어링(44, 54) 및 제 2 베어링(45, 55)을 포함하고, 이들은 상기 피동 샤프트(30)를 따라 상기 편심 부시(40, 50) 내에 배치되어 사이 공간(46, 56)을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 베어링(43, 52)이 플라스틱 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  4. 제 3항에 있어서,
    열을 신속하게 방출하기 위해, 상기 플라스틱 베어링(43, 52)이 박벽으로 구현되는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 베어링(43, 52)이 소결 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 베어링(43, 52)이 롤링 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  7. 제 1항 내지 제 6항에 있어서,
    상기 베어링(43, 52)이 하나 또는 다수의 밀봉립(53)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 및/또는 제 2 베어링(44, 54, 45, 55)은 밀봉립(53)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  9. 제 1항 내지 제 8항에 있어서,
    상기 편심 부시(40, 50)가 윤활제용 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  10. 제 1항 내지 제 9항에 있어서,
    상기 편심 부시(40, 50)가 상기 하우징(20) 내에 프레스 피팅에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
  11. 제 1항 내지 제 9항에 있어서,
    상기 편심 부시(40, 50)가 상기 하우징(20) 내에 고정 부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 전기 구동 유닛.
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