KR102178128B1 - 상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소들을 조정하기 위한 조정 장치용 나선형 기어 유성 기어 트레인에 하나 이상의 유성 휠을 지지하기 위한 피니언 케이지, 이러한 피니언 케이지를 구비한 나선형 기어 유성 기어 트레인 및 이러한 나선형 기어 유성 기어 트레인을 구비한 엔진 변속 장치 - Google Patents

상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소들을 조정하기 위한 조정 장치용 나선형 기어 유성 기어 트레인에 하나 이상의 유성 휠을 지지하기 위한 피니언 케이지, 이러한 피니언 케이지를 구비한 나선형 기어 유성 기어 트레인 및 이러한 나선형 기어 유성 기어 트레인을 구비한 엔진 변속 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소들을 조정하기 위한 조정 장치용 나선형 기어 유성 기어 트레인에 하나 이상의 나선형 기어 유성 휠(26)을 지지하기 위한 피니언 케이지에 관한 것으로, 나선형 기어 유성 휠(26)은 나선형 기어 유성 휠(26)위로 연장되는 제1 축 방향 부분(29)을 포함하고, 나선형 기어 유성 휠(26) 위로 연장되는 제2 축 방향 부분(31)을 포함하는 유성 휠 축(28)을 포함하고, 피니언 케이지(10)는 피니언 케이지 축(AP)을 한정하는 관형 베이스 본체(12), 베이스 본체(12) 내에 배치되고 이를 관통하는 하나 이상의 천공(24), 천공(24)으로부터 시작하는 제1 지지 부분(33), 천공(24)으로부터 시작하는 제2 지지 부분(35)을 포함하며, 제1 및 제2 지지 부분들(33, 35)은 제1 및 제2 축 방향 부분들(29, 31)을 회전가능하게 수용하도록 구성되고, 축 방향 부분들(29, 31)이 지지 부분들(33, 35)에 수용되면 유성 기어 축(28)이 피니언 케이지 축(AP)에 비틀린 방식으로 이동하도록 배열되고, 피니언 케이지는 베이스 본체(12)에 제1 축 방향 부분(29)을 고정하기 위해 베이스 본체(12)에 연결되는 제1 고정 수단(32)을 포함한다. 또한, 본 발명은 이러한 피니언 케이지를 구비한 나선형 기어 유성 기어 트레인(58) 및 이러한 나선형 기어 유성 기어 트레인(58)을 구비한 엔진 변속 장치(56)에 관한 것이다.

Description

상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소들을 조정하기 위한 조정 장치용 나선형 기어 유성 기어 트레인에 하나 이상의 유성 휠을 지지하기 위한 피니언 케이지, 이러한 피니언 케이지를 구비한 나선형 기어 유성 기어 트레인 및 이러한 나선형 기어 유성 기어 트레인을 구비한 엔진 변속 장치{Pinion Cage for Supporting at Least One Planet Wheel in a Spiral Gear Planetary Gear Train for an Adjustment Device for Adjusting Two Structural Components Which Can Be Adjusted Relative to One Another, Spiral Gear Planetary Gear Train with Such a Pinion Cage and Engine Transmission Unit with Such a Spiral Gear Planetary Gear Train}
본 발명은 상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소들을 조정하기 위한 조정 장치용 나선형 기어 유성 기어 트레인에서 하나 이상의 유성 휠을 지지하기 위한 피니언 케이지에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 피니언 케이지를 포함하는 나선형 기어 유성 기어 트레인에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 나선형 기어 유성 기어 트레인을 구비한 엔진 변속 장치에 관한 것이다.
유성 기어 트레인은 작은 공간에서 큰 기어 또는 감소된 기어비를 가능하게하기 때문에 많은 구동 트레인들에서 사용된다. 하나의 적용 영역은 상호 조정 가능한 2 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), 윈도우 레이저(window raisers) 및 슬라이딩 루프 조정 장치(sliding roof adjustments)에 사용된다. 차량에서 사용 가능한 공간이 제한적이기 때문에, 유성 기어 트레인들은 이들에서 특히 유리하다.
창문용 구동 장치와 건물의 롤러 블라인드는 예를 들어, 또 다른 응용 분야로, "스마트 홈"이라는 용어에 의해 언급되는, 건물의 디지털화가 진행되는 과정에서 점점 더 중요한 역할을 담당한다. 보조 드라이브에서는 전동 모터가 거의 예외없이 구동 장치로 사용된다. 통상적으로 사용되는 전동 모터는 종종 비교적 고속으로 회전하며, 따라서 상대적으로 느린 원하는 이동으로 구조적 구성 요소들을 상호 조정할 수 있으려면 속도를 크게 줄여야한다. 더욱이, 전동 모터에 의해 출력된 토크는 종종 구조적 부품들을 움직일 수 없기 때문에 속도의 감소가 필요하다.
공지된 유성 기어 트레인이 높은 기어비 또는 감소된 기어비를 제공할 수 있다고 하더라도, 이들은 일부 응용 분야에서 충분하지 않기 때문에 2 개 이상의 유성 기어 트레인이 구동 트레인에 배열된 2 단 또는 다단 변속기를 사용할 필요가 있다. 이는 구동 트레인의 복잡성을 증가시키며, 결과적으로 제조가 단일 스테이지 유성 기어 트레인과 비교하여 더 복잡해지며, 이로 인해 가동 불능 시간이 증가하고 구조 공간이 확대된다.
유성 기어 트레인의 기어비를 높이거나 낮출 수 있는 가능성은 소위 "동축 변속기(coaxial transmissions)" 를 사용하는 것이다. 전형적인 유성 기어 트레인의 기어들은 스퍼 기어로 구성된다. 동축 변속기에서 선 휠(sun wheel)은 웜(worm) 기어로 구성되며 유성 휠은 상응하게 조정된 유성 휠 톱니로 구성된다. 중공 휠은 유성 휠 톱니에 대응하는 내부 톱니를 포함한다. 이러한 동축 변속기의 주목할만한 특징들은 유성 휠 축은 웜 기어의 회전축에 평행하지 않고 오히려 뒤틀린 방식으로 작동한다는 것이다. 이와 관련하여 적어도 "동축 변속기"라는 용어는 정확하지 않으므로 이러한 변속기를 이하에서 웜 기어 유성 기어 트레인이라 한다. 이러한 웜 기어 유성 기어 트레인들은 예를 들어 WO 2015/036328 A1 및 EP 2 166 252 A1에 개시된다. 높거나 감소된 기어비 이외에 이러한 웜 기어 유성 기어 트레인들은 소음 발생이 거의 없는 부드러운 주행 동작을 제공한다. 유성 휠의 회전 가능한 지지를 위해, 피니언 케이지들은 예를 들어 WO 2014/095966 A1에 공지된 바와 같이 피니언 케이지에 연결된 유성 휠 축들을 포함할 수 있다. 유성 휠 축은 또한 예를 들어 EP 2 860 338 A2에 기술된 바와 같이 피니언 케이지와 일체로 형성될 수 있다.
유성 휠들을 지지하기 위한 이러한 개념은 유성 휠 축이 피니언 케이지 축에 비틀어서 회전하는 경우 적합하지 않다. 특히, 정확하게 정렬된 유성 휠 축을 가능하게 하는 것은 어렵고 비용이 많이 든다.
따라서, 본 발명의 실시예는 제조가 간단하고 유성 기어 축들이 정확히 정렬되어 장착될 수 있는 피니언 케이지를 지시하는 문제점에 기초한다. 또한, 본 발명의 실시예는 제조가 간단하고, 유성 기어 축들이 정확하게 정렬되고 장착될 수 있는 유성 기어 트레인을 생성하는 문제점에 기초한다. 또한, 본 발명의 실시예는 이러한 유성 기어 트레인을 포함하는 엔진-변속기 장치를 생성하는 문제점에 기초한다.
이러한 문제는 청구항 제1항, 제13항 및 제14항에 특정된 특징들에 의해 해결된다. 유리한 실시예들은 종속항들의 주제이다.
본 발명의 실시예는 상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소들을 조정하기 위한 조정 장치용 나선형 기어 유성 기어 트레인에 하나 이상의 유성 휠을 지지하기 위한 피니언 케이지에 관한 것으로, 나선형 기어 유성 휠은 나선형 기어 유성 휠 위로 연장되는 제1 축 방향 부분을 포함하고 나선형 기어 유성 휠 위로 연장되는 제2 축 방향 부분을 포함하는 유성 휠 축을 포함한다.
피니언 케이지는, 제안된 바와 같이 피니언 케이지 축을 한정하는 관형 본체를 포함하고, 본체 내에 배치되고 그것을 관통하는 하나 이상의 천공(perforation), 천공으로부터 시작하는 제1 지지 부분 및 천공으로부터 시작하는 제2 지지 부분을 포함한다. 제1 및 제2 지지 부분들은 제1 및 제2 축 방향 부분을 회전가능하게 수용하도록 구성되고 축 방향 부분들이 지지 부분에 수용되면 유성 기어 축이 피니언 케이지 축에 비틀린 방식으로 이동하도록 배열된다. 또한, 피니언 케이지는 본체에 제1 축 방향 부분을 고정하기 위해 본체에 연결되는 제1 고정 수단을 포함한다.
본 발명은 주로 나선형 유성 기어 트레인에 관한 것이지만, WO 2015/036328 A1 및 EP 2 166 252 A1에 개시된 것과 같은 웜기어 유성 기어 트레인들에 제한없이 사용될 수 있다. 웜 기어 유성 기어 트레인과 나선형 기어 유성 기어 트레인은 매우 유사하지만 다음과 같은 점에서 주로 다르다: 나선형 기어 유성 기어 트레인의 경우, 나선형 기어 유성 기어 트레인과의 점 접촉(punctiform contact)이 있으며, 이 나선형 기어 유성 기어 트레인은 로드될 때 소위 압력 타원(pressure ellipse)이 되고, 웜 기어 유성 기어 트레인의 경우 웜 기어와 유성 기어의 톱니 부분의 구형체(globoid) 형상으로 인하여 선접촉(linear contact) 한다.
피니언 케이지의 관형 본체는 유성 기어 트레인의 장착 상태에서 선 기어가 있고, 나선형 기어 유성 기어 트레인의 경우 나선형 기어가 배치되는 내부 공간을 둘러싼다. 베이스 본체를 관통하는 천공은 유성 휠들과 나선형 기어의 결합을 가능하게 한다. 결과적으로, 유성 기어 휠은 이들이 천공을 통해 부분적으로 내부 공간으로 연장되는 방식으로 피니언 케이지에 지지된다.
지지 부분들은 베이스 본체에 유성 휠의 적어도 부분적인 반경 방향지지를 가져오는 방식으로 구성된다. 실시예에 따라, 고정 수단은 유성 휠의 또 다른 반경 방향 및/또는 축 방향지지를 가능하게 할 수 있다. 제1 고정 수단은 베이스 본체 상에 형성되는 것이 아니라 피니언 케이지를 베이스 본체에 장착하는 동안 연결되는 별도의 구조 부품이다. 결과적으로, 지지 부분들은 장착 중에 용이하게 접근할 수 있는 방식으로 설계될 수 있어, 유성 휠 축은 많은 비용을 들이지 않고 지지 부분으로 도입될 수 있다. 이어서, 제1 고정 수단은 베이스 본체에 연결되어 유성 휠 축의 지지를 완료한다.
조정 장치로 상호 조정될 수 있는 구조 구성 요소들은 차량 시트, 트렁크 리드(trunk lids), 차량 창(vehicle windows) 또는 슬라이딩 루프(sliding roofs)와 같은 차량 부품일 수 있다. 그러나 구조 구성 요소들은 건물이나 선박의 창문, 셔터 또는 롤러 블라인드일 수도 있다. 제안된 피니언 케이지들이 제공된 조정 장치의 음향 품질은 알려진 조정 장치와 분명히 다르기 때문에 소음이 덜 발달할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 피니언 케이지는 베이스 본체에 제2 축 방향 부분을 고정하기 위해 베이스 본체를 구비한 제2 고정 수단을 포함한다. 베이스 본체 내 또는 위에 베이스 제1 고정 수단으로 제1 축 방향 부분만을 고정시키는 것만으로 충분할 수 있다. 그러나, 사용에 따라서는, 예를 들어, 보다 높은 토크를 전달하기 위해, 제2 축 방향 부분을 다른, 즉 제2 고정 수단으로, 베이스 본체 내부 또는 상부에 고정할 수도 있다. 제1 및 제2 고정 수단은 제2 축 방향 부분을 고정하기 위한 추가 비용이 낮게 유지되도록 동일한 구조로 설계될 수 있다.
추가로 개선된 다른 실시예에서, 베이스 본체는 외부 표면을 포함할 수 있고, 제1 지지 부분 및 제2 지지 부분은 외부 표면으로부터 시작하는 홈형 리세스(groove-shaped recess)로서 구성될 수 있다. 제1 및 제2 지지 부분이 외부 표면으로부터 시작한다는 사실의 결과로, 이들이 외부에 반경 방향으로 개방되어 쉽게 접근할 수 있어 피니언 케이지의 장착이 간단해진다.
추가로 개선된 실시예는 홈형 리세스가 유성 휠의 축 방향 이동성을 한정하기 위한 하나 이상의 경계면을 포함하는 것을 특징으로 한다. 처음에 언급한 바와 같이, 나선형 기어 유성 기어 트레인의 유성 축은 피니언 축에 비틀어져 회전한다. 결과적으로, 직선 톱니가 있는 전통적인 유성 기어 트레인과 달리 힘은 또한 유성 휠 축을 따라 작동하는 동안 작동하며, 그 결과 유성 휠이 유성 휠 축을 따라 이동하여 축 방향 지지가 필요하다. 그루브 형상 리세스는, 유성 휠의 축 방향 이동도가 유성 휠 축을 따라 한정되는 경계면을 가지기 때문에, 유성 휠의 축 지지에 추가 조치가 필요하지 않으므로 제안된 피니언 케이지의 장착 및 시공이 간단하다.
또 다른 실시예에서, 제1 고정 수단 및/또는 제2 고정 수단은 적어도 부분적으로 홈형 리세스를 덮는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 홈형 리세스들은 외부에 반경 방향으로 개방된다. 결과적으로, 유성 휠이 피니언 케이지에서 특히 조립 중에 그리고 나선형 기어 유성 기어 트레인의 내부 나선형 기어의 내부 톱니와 결합하기 전에 떨어질 수 있다. 제1 고정 수단 및/또는 제2 고정 수단이 홈형 리세스를 적어도 부분적으로 이들의 돌출부로 덮는다는 사실의 결과로, 이들은 반경 방향 외측으로 유성 휠 축의 반경 방향 이동을 제한하여 유성 휠이 떨어지는 것이 방지된다.
또 다른 실시예에 따르면, 돌출부는 유성 휠의 축 방향 이동성을 한정하기 위한 제한 표면을 형성한다. 이 실시예에서, 돌출부는 거의 유성 휠까지 연장되어, 돌출부와 유성 휠 사이에 작은 슬롯(slot)이 남는다. 유성 휠이 돌출부를 향해 축 방향으로 이동해야 하는 경우, 특정 지점 이후에 돌출부와 접촉하여 축 방향 이동이 돌출부에 의해 제한된다. 가능한 균일한 유성 휠과 돌출부 사이의 접촉을 얻기 위해, 돌출부는 제한 표면을 형성한다. 지지 부분에 의해 형성된 경계면에 추가하여 또는 대안으로서, 유성 기어 휠의 축 방향 이동성의 또 다른 한정 및 이에 따른 축 방향 지지가 가능하게 된다. 피니언 케이지가 제한 표면 뿐만 아니라 경계 표면을 포함하는 경우, 재료를 특히 잘 보호하는 축 방향 지지가 가능하게 된다.
다른 실시예에서, 제1 지지부 및 제2 지지부는 제1 전면으로부터 시작하는 보어에 의해 형성될 수 있다. 보어의 경우, 유성 휠 축은 베이스 본체의 재료에 의해 그 둘레에 완전히 둘러싸여 베이스 본체는 최적 표면 압력(surface pressure) 및 최대 반경 방향 이송 요소(radial carrying component)를 가능하게 하여 유성 휠은 특히 방사상으로 잘 지지된다. 보어가 블라인드 홀 보어로 구성되면 블라인드 홀 보어의 하부는 유성 휠의 축 이동성의 경계를 축 방향으로 가져온다. 이 경우에 제1 고정 수단은 축 방향 이동도를 반대 축 방향 이동도 내로 한정한다. 이 경우 제2 고정 수단은 필요하지 않다. 다른 실시예에서, 전면은 보어가 시작되는 수축부(retracted section)를 갖는데, 제1 고정 수단은 수축부 내로 결합되는 돌출부를 포함한다. 수축부는 클로(claw)와 같이 돌출부가 결합하는 리셉터클로서 작용한다.
회전에 관하여, 제1 고정 수단이 회전-방지 방식으로 베이스 본체 상에 지지 될 수 있도록 끼워맞춤 잠금(positive lock)이 생성된다. 따라서, 제1 고정 수단의 연결부는 비틀림(torsion)에 의하지 않고 축 방향으로만 로딩되며, 그 결과로 더 작아지도록 치수가 정해져 보다 유리하게 제조될 수 있다.
추가로 개선된 실시예는 제1 축 방향 부분은 접촉면을 형성하고, 제1 고정 수단은 적어도 부분에서 상호 대응하는 대향면(counter-surface) 접촉을 형성한다는 특징이 있다. 이 실시예는 제1 고정 수단이 유성 기어 휠의 축 방향 이동성을 한정하는 역할을 하는 경우에 관한 것이다. 제1 축 방향 부분은 유성 휠 축을 따라 유성 휠의 대응하는 이동 중에 제1 고정 수단과 접촉한다. 마모 표면은 유성 휠 축의 회전으로 인해 생성된다. 가능한 마모를 줄이기 위해, 제1 축 방향 부분의 접촉면과 제1 고정 수단의 대향면 접촉이 적어도 부분적으로 서로 대응하여 실행됨으로써 큰 표면 접촉이 달성된다. 대응 코스(corresponding course)라는 용어는 예를 들어, 접촉면이 평평한(level) 경우 반대쪽 접촉면도 평평하고 접촉면에 평행함을 의미한다. 접촉면이 곡률(curvature)을 갖는다면, 반대 접촉면은 상응하는 곡률을 갖는다. 이로 인해 접촉면이 확대되고 마모를 촉진하는 점적(punctiform) 또는 선형 접촉이 방지된다.
또 다른 개선된 실시예에 따르면, 베이스 본체 및 제1 고정 수단은 제1 고정 수단의 베이스 본체에 대한 끼워맞춤 연결을 위한 맞물림 윤곽(engagement contour)을 갖는다. 이는 제1 고정 수단을 베이스 본체에 가압함으로써, 예를 들어 용접과 비교하여 고정 수단을 베이스 본체에 고정시키는 간단한 방식인, 제1 고정 수단을 연결하는 것을 가능하게 한다. 맞물림 윤곽은 예를 들어, 제1 고정 수단의 탄성부를 가압한 후에 뒤쪽에 결합되는 베이스 본체상의 언더컷들(undercuts)을 포함한다.
다른 실시예에서, 유성 휠은 팽창된 유성 휠 톱니를 포함할 수 있다. 특히 동축 변속기에서 팽창은 이용가능한 선 휠과 특히 균일한 맞물림을 만들어, 그 결과 양호한 매끄러운 주행 및 낮은 소음 발생이 실현될 수 있다. 추가로 개선된 실시예는 유성 휠이 프로파일을 덮는 유성 휠 톱니를 포함하는 것을 특징으로 한다. 프로필 커버링은 또한 매끄러운 주행과 낮은 소음 발생에 기여한다.
다른 실시예에 따르면, 피니언 케이지는 플라스틱으로 구성되거나 플라스틱을 포함한다. 플라스틱의 경우, 피니언 케이지는 특히 금속으로 구성된 피니언 케이지와 비교하여 특히 쉽게 제조될 수 있으며, 이는 예를 들어 차량에서 중량을 감소시킨다.
다른 실시예는 피니언 케이지가 사출 성형되는 것을 특징으로 한다. 제안된 피니언 케이지는 사출 성형 방법에서 경제적으로 많이 생산될 수 있다. 지지 부분이 반경 방향으로 외부로 개방된 경우에는 금형에서 반경 방향으로 특히 잘 제거 될 수 있는데, 이러한 이유로 제안된 피니언 케이지는 사출 성형 방법으로 제조하는데 특히 적합하다.
본 발명의 실시예는, 특히 상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소를 조정하기 위한 조정 장치를 위한 나선형 기어-유성 기어 트레인에 관한 것으로,
피니언 케이지 축을 한정하는 이전의 실시예들 중 하나에 따른 피니언 케이지, 유성 휠 축을 중심으로 회전할 수 있도록 피니언 케이지에 지지되고, 유성 휠 톱니를 포함하는 하나 이상의 나선형 기어 유성 휠을 포함하며, 유성 휠 축은 피니언 케이지 축에 대하여 비틀림 운동하며, 피니언 케이지 축을 중심으로 회전할 수 있는 방식으로 장착되고, 유성 휠 톱니와 맞물리는 나선형 기어 톱니를 포함하는 나선형 기어 샤프트를 포함하고, 및 유성 휠 톱니와 결합하는 내부 톱니를 구비한 내부 나선형 기어를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예는 특히 상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소들을 조정하기 위한 조정 장치용 엔진 변속 장치에 관한 것으로, 전술한 실시예에 따른 전동기 및 나선형 기어 유성 기어 트레인을 포함하며, 전동기는 나선형 기어 샤프트에 회전 방지 방식으로 연결된 모터 샤프트를 포함한다.
제안된 나선형 기어 유성 기어 트레인과 제안된 엔진 변속 장치로 얻을 수 있는 기술적 효과와 이점들은 현재의 피니언 케이지에서 논의된 것과 일치한다. 요약하면, 특히 유성 기어 트레인과 엔진 변속 장치의 장착은 피니언 케이지의 제안된 성형으로 인해 단순화될 수 있다는 것이 주목된다. 특히, 유성 기어 축이 나선형 기어 축에 대해 비틀림 방식으로 주행하는 나선형 기어 유성 기어 트레인은 간단한 방식으로 제조될 수 있다.
다른 실시예는 내부 나선형 기어가 전동기에 회전 방지 방식으로 연결되는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 축 방향으로 고정되지만 전동기에 회전 가능한 내부 나선형 기어를 연결하는 것보다 회전 방지 방식으로 내부 나선형 기어를 전기 모터에 고정하는 것이 더 간단하다. 또한, 엔진 변속 장치는 내부 나선형 기어가 회전 피니언 케이지를 둘러싸기 때문에 외부에 회전가능한 부품을 포함하지 않아, 그 결과 엔진 변속 장치의 작동 중 안전이 증가될 수 있다.
또한, 본 발명은 상호 조정될 수 있는 2 개의 차량 부분을 조정하기 위한 차량의 조정 장치에 제안된 피니언 케이지를 사용하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명된다. 도면에서,
도 1a-1c는 상이한 장착 상태들에서 본 발명에 따른 피니언 케이지의 제1 실시예를 도시하고,
도 2a-2c는 상이한 장착 상태들에서 본 발명에 따른 피니언 케이지의 제2 실시예를 도시하고,
도 3a-3c는 상이한 장착 상태들에서 본 발명에 따른 피니언 케이지의 제3 실시예를 도시하고,
도 4a-4c는 상이한 장착 상태들에서 본 발명에 따른 피니언 케이지의 제4 실시예를 도시하고, 및
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 피니언 케이지 중 하나를 갖는 엔진 변속 장치의 부분 단면도이다.
도 1a 내지 도 1c는 상이한 장착 상태들에서 피니언 케이지(101)의 제1 실시예를 도시한 평면도이다. 도 1a는 크게 분해된 상태를 도시하고, 도 1b는 부분적으로 장착된 피니언 케이지(101)를 도시하고, 도 1c는 완전히 장착된 피니언 케이지(101)를 도시한다. 피니언 케이지(101)는 내부 공간(13)을 둘러싸고 전면(14) 및 외부 표면(16)을 형성하는 관형 베이스 본체(12)를 포함한다. 베이스 본체(12)는 피니언 케이지 축(AP)을 형성한다. 전면(14)은 제1 실시예에서, 블라인드 홀 보어(22)가 베이스 본체(12) 내로 연장됨에 따라 총 3 개의 부분들(18)을 형성하는데, 이들은 뒤에 설정되고, 이들 각각으로부터, 보어(20)가 설계된다. 블라인드 홀 보어들(22)은 피니언 케이지 축(AP)에 대하여 비틀어져 움직인다. 또한, 피니언 케이지(101)는 베이스 본체(12)에 배열되고 베이스 본체(12)를 관통하여 외부 표면(16)으로부터 시작하는 총 세 개의 천공들(24)을 포함한다. 보어(20)는 천공(24)으로부터 시작하는 제1 지지 부분(33) 및 천공(24)으로부터 시작하는 제2 지지 부분(35)을 각각 형성하는 방식으로 설계된다(도 3a 및 4a 참조). 2 개의 지지부들(33, 35)은 나선형 기어 유성 휠(26)을 지지하는 역할을 한다. 나선형 기어 유성 휠(26)은 종축(L)을 갖는 유성 휠 축(28)을 갖고, 유성 기어 휠(28)은 나선형 기어 유성 휠(26) 위로 돌출하는 제1 축 방향 부분(29) 및 나선형 기어 유성 휠(26) 위로 돌출하는 제2 축 방향 부분(31)을 포함한다(도 3a). 유성 휠 축(28)은 나선형 기어 유성 휠(26)의 관통 보어(30)를 통해 관통할 수 있다. 또한, 나선형 기어 유성 휠(26)은 벌징(bulging)(B) 및 프로파일 커버링(profile covering)(εα)을 갖는 유성 휠 톱니(37)를 포함한다.
제1 축 방향 부분(29)은 제1 지지 부분(33)에 회전가능하게 수용될 수 있고 제2 축 방향 부분(31)은 제2 지지 부분(35)에 회전가능하게 수용될 수 있다.
또한, 피니언 케이지(101)는 베이스 본체(12) 상에 고정될 수 있는 제1 고정 수단(32)을 포함한다. 제1 축 방향 부분(29)은 제1 접촉 표면(341)을 형성하고 제2 축 방향 부분(31)은 유성 기어 축(28)의 길이 방향 축(L)에 수직으로 이어지는 제2 접촉 표면(342)을 형성한다. 제1 고정 수단(32)은 장착된 상태에서 접촉면(341)에 대응하여 움직이는 반-접촉면(36)을 형성한다. 반-접촉 표면(36)은 제1 고정 수단(32)의 돌출부(38) 상에 배치된다.
피니언 케이지(101)는 다음과 같은 방식으로 장착된다: 먼저, 나선형 기어 유성 기어(26)가 관통부(24) 내로 도입되어 관통 보어(30)가 블라인드 홀 보어(22)와 정렬되도록 정렬된다(도 1a 참조). 그 다음, 유성 휠 축(28)은 제2 접촉면(342)이 블라인드 홀 보어(22)의 바닥과 접촉할 때까지 블라인드 홀 보어(22)로 도입된다. 도입 중에 유성 휠 축(28)은 나선형 기어 유성 휠(26)의 관통 보어(30)를 관통한다. 이 상태가 도 1b에 도시된다. 제1 고정 수단(32)은 피니언 케이지(101)에 연결되고, 그 동안 제1 고정 수단(32)의 돌출부(38)는 피니언 케이지(101)의 전면(14)의 셋-백 부분(set-back sections)(18) 내로 도입되어, 제1 고정 수단(32)은 베이스 본체(12)에 대향하는 회전 방지 방식으로 위치된다. 제1 고정 수단(32)은 베이스 본체(12)에 접착 또는 용접되거나 또는 다른 적절한 방법으로 베이스 본체(12)에 결합된다. 지지부(33, 35)는 나선형 기어 유성 휠(26)의 유성 기어 축(28)이 나선형 기어 축(AP)에 대하여 비틀림 운동하도록 구성된다. 제1 고정 수단(32)이 베이스 본체(12)에 체결된 후에, 피니언 케이지(101)의 장착이 완료된다.
특히, 도 1b 및 도 1c 로부터 명백한 바와 같이, 제1 고정 수단(32)이 베이스 본체(12)에 고정될 때, 제1 접촉면(341)과 반대 접촉면(36)은 서로 평행하다. 그 결과, 나선형 기어 유성 휠(26)은 축 방향으로 지지된다. 장착 상태에서, 제1 축 방향 부분(29)은 제1 고정 수단(32)의 반-접촉 표면(36)상의 제1 접촉 표면(341)과 접촉할 수 있고, 제2 접촉면(342)은 블라인드 홀 보어(22)의 바닥에 놓일 수 있다. 예를 들어, 온도 상승으로 인한 팽창의 결과로 나선형 기어 유성 휠(26)의 클램핑을 방지하기 위해, 특정 플레이(play)가 제공된다. 따라서, 유성 휠 축선(28)의 길이 방향 축(L)을 따라 유성 휠의 약간의 이동이 가능하다.
도 2a 내지 도 2c는 상이한 장착 상태에서 피니언 케이지(102)의 제2 실시예를 도시한다. 제2 실시예에 따른 피니언 케이지(102)는 제1 실시예에 따른 피니언 케이지와 매우 유사하고, 베이스 본체(12) 및 제1 고정 수단(32)은 제1 맞물림 윤곽(40)을 포함한다. 제1 결합 윤곽(40)은 피니언 축(AP)을 따라 정렬된 베이스 본체(12) 상에 배치되고, 내부에 제1 고정 수단(32)의 가요성 노우즈(44)가 있고, 제1 고정 수단(32)의 돌출부(38)를 전면(14)의 셋-백 부분(18)으로 도입하는 동안 제1 결합 윤곽(40)에 결합되는, 언더컷(undercut)(42)을 포함한다.
특히, 도 2c의 확대 단면 A로부터 명백한 바와 같이, 제1 고정 수단(32)은 베이스 본체(12)에 확실하게 고정된다. 피니언 케이지(102)의 제2 실시예에서, 제1 고정 수단(32)은 베이스 본체(12)에 접착되거나 용접될 필요는 없고, 베이스 본체(12)와 제1 고정 수단(32)을 가압하는 것으로 충분하여, 그 결과 베이스 본체(12)와 제1 고정 수단(32) 사이의 연결이 명백하게 보다 간단한 방식으로 이용 가능하다.
도 3a 내지 도 3c는 피니언 케이지(103)의 제3 실시예를 도시하며, 도 3a에서 피니언 케이지(103)는 단지 부분적으로 장착되고, 도 3b 및 도 3c의 피니언 케이지(103)는 완성된 상태로 장착된다.
도 3a 및 도 3b는 사시도를 도시하고, 도 3c는 정면도를 도시한다. 도 4a 내지도 4c는 제3 실시예에 따른 피니언 케이지(103)를 다른 장착 상태의 사시도를 사용하여 도시한다.
제3 실시예에 따른 피니언 케이지(103)의 기본 구성은 제1 및 제2 실시예에 대응하여, 이하의 설명은 제3 실시예와 다른 실시예들과의 차이점으로 실질적으로 제한된다. 제1 지지부(33) 및 제2 지지부(35)는 특히, 도 4a 및 도 4b로부터 명백한 바와 같이 외면(16)으로부터 돌출하는 홈형 리세스(46)에 의해 형성된다. 리세스(46)는 피니언 케이지 축(AP)에 대해 비틀린 방식으로 작동한다. 리세스(46)는 제1 경계면(481) 및 제2 경계면(482)을 포함한다. 경계면(48)은 특히, 도 4a로부터 명백하다.
또한, 베이스 본체(12)는 외부 표면(16)으로부터 방출되는 다수의 리세스들(50)을 포함한다. 또한, 피니언 케이지(103)는 제1 고정 수단(32)에 인접하여, 제1 고정 수단(32)과 동일한 구조로 설계된 제2 고정 수단(52)을 포함한다. 특히, 제2 고정 수단(52)은 또한 캐치 컨투어(catch contour)(40)를 가지며 베이스 본체(12)의 제2 언더컷(42) 내로 도입될 수 있는 노우즈(44)를 형성한다.
피니언 케이지(101)를 장착하기 위해, 먼저 유성 기어 휠(28)이 나선형 기어 유성 휠(26)의 관통 보어(30)를 통해 안내된다. 대안으로, 유성 휠 축(28)은 나선형 기어 유성 휠(26)의 일체 구성 요소일 수 있어서, 나선형 기어 유성 휠(26)은 일 부분으로 구성된다. 이 예시적인 실시예에서, 지지부(33, 35)는 외부로 반경 방향으로 개방되기 때문에, 나선형 기어 유성 휠(26)은 유성 휠 축(28)과 함께 천공(24) 및 지지부(33, 35)로 도입될 수 있어, 제1 축 방향 부분(29)은 제1 지지 부(33)에 접촉하고, 제2 축 방향 부분(31)은 제2 지지부(33)에 접촉한다.
경계면(481, 482)은 접촉면(34)과 접촉할 수 있어, 그 결과 피니언 케이지(103) 내에서 나선형 기어 유성 휠(26)의 축 방향 이동성이 제한된다.
계속해서, 제1 고정 수단(32)과 제2 고정 수단(52)은 베이스 본체(12)에 연결되는데, 고정 수단(32, 52)의 돌출부(38)가 베이스 본체(12)의 리세스(50)에 결합되어, 그 결과 고정 수단(32, 52)은 베이스 본체(12)에 대향하는 회전 방지 방식으로 위치된다. 고정 수단(32, 52)의 축 방향 고정은 맞물림 윤곽(40)을 통해 발생한다. 도 3b 및 도 4c로부터 특히 명백한 바와 같이, 돌출부(38)는 나선형 기어 유성 기어 휠(26)까지 거의 연장되고 나선형 기어 유성 휠(26)이 위에 놓일 수 있는 제한 표면(54)을 형성한다. 제한 표면(54)은 또한 피니언 케이지(103) 내의 나선형 기어 유성 휠(26)의 축 방향 이동도를 제한하는 역할을 한다. 제1 고정 수단(32)과 제2 고정 수단(52)이 베이스 본체(12)에 고정된 후에, 피니언 케이지(103)는 완전히 장착된다.
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 피니언 케이지(10) 중 하나를 구비한 나선형 기어 유성 기어 트레인(58)을 포함하는 부분 단면도를 사용하는 엔진 변속 장치(56)를 도시한다. 또한, 나선형 기어 유성 기어 트레인(58)은 유성 기어 톱니(37)와 맞물리는 나선형 기어 톱니(60)를 포함하는 나선형 기어 샤프트(59)를 포함한다. 또한, 나선형 기어 유성 기어 트레인(58)은 유성 기어 톱니(37)와 맞물리는 내부 톱니(64)를 갖는 내부 나선형 기어(62)를 포함한다. 나선형 기어 샤프트(59)는 볼 베어링(66)에 의해 축 방향 및 반경 방향으로 지지되며, 볼 베어링(66)은 베어링 리셉터클(68) 내에 배열된다.
또한, 엔진 변속 장치(56)는 전동기(70)로부터 돌출하는 모터 샤프트(72)를 갖는 전동기(70)를 포함한다. 모터 샤프트(72)는 나선형 기어 샤프트(59) 내로 회전 방지 방식으로 맞물린다. 베어링 리셉터클(68)은 전동 모터(70)에 회전 방지 방식으로 고정된다. 또한, 내부 나선형 기어(62)는 베어링 리셉터클(68)에 회전 방지 방식으로 연결된다. 내측 나선형 기어(62)가 베어링 리셉터클(68)에 회전 방지 방식으로 고정되고 전동 모터(70)에 간접적으로 회전 방지 방식으로 고정됨으로써, 모터 샤프트(72)의 회전은 피니언 케이지(10)의 회전으로 변환된다. 피니언 케이지(10)는 구동 샤프트(미도시)가 회전 방지 방식으로 연결될 수 있는 캠(74)을 포함한다.
참조 부호 리스트
10, 101-103 피니언 케이지
12 베이스 본체
14 전면
16 외부 표면
18 셋-백 부분
20 보어
22 블라인드 홀 보어
24 천공
26 나선형 기어 유성 휠
28 유성 휠 축
29 제1 축 부분
30 관통 보어
31 제2 축 부분
32 제1 고정 수단
33 제1 지지 부분
34, 341. 342 접촉 표면
35 제2 지지 부분
36 카운터-지지 표면
37 유성 휠 톱니
38 돌출부
40 캐치 컨투어(catch contour)
42 언더컷
44 노우즈
46 리세스
48, 481, 482 경계면
50 리세스
52 제2 고정 수단
54 제한 표면
56 엔진 변속 장치
58 나선 기어 유성 기어 트레인
59 나선 기어 샤프트
60 나선 기어 톱니
62 내부 나선 기어
64 내부 톱니
66 볼 베어링
68 베어링 리셉터클
70 전동기
72 모터 샤프트
74 캠
AP 피니언 케이지 축
B 벌징
L 종축
εα 프로파일 커버링

Claims (15)

  1. 상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소들을 조정하기 위한 조정 장치용 나선형 기어 유성 기어 트레인에 하나 이상의 나선형 기어 유성 휠(26)을 지지하기 위한 피니언 케이지(pinion cage)로서,
    - 나선형 기어 유성 휠(26)은 나선형 기어 유성 휠(26) 위로 연장되는 제1 축 방향 부분(29)을 포함하고, 나선형 기어 유성 휠(26) 위로 연장되는 제2 축 방향 부분(31)을 포함하는 유성 휠 축(28)을 포함하고, 및
    피니언 케이지(10)는
    - 피니언 케이지 축(AP)을 한정하는 관형 베이스 본체(12),
    - 베이스 본체(12) 내에 배치되고 이를 관통하는 하나 이상의 천공(perforation)(24),
    - 천공(24)으로부터 시작하는 제1지지 부분(33),
    - 천공(24)으로부터 시작하는 제2지지 부분(35)을 포함하며,
    - 제1 및 제2 지지 부분들(33, 35)은 제1 및 제2 축 방향 부분들(29, 31)을 회전가능하게 수용하도록 구성되고, 축 방향 부분들(29, 31)이 지지 부분들(33, 35)에 수용되면 유성 기어 축(28)이 피니언 케이지 축(AP)에 비틀린 방식으로 이동하도록 배열되고, 및
    - 피니언 케이지는 베이스 본체(12)에 제1 축 방향 부분(29)을 고정하기 위해 베이스 본체(12)에 연결되는 제1 고정 수단(32)을 포함하되,
    상기 베이스 본체(12)와 제1 고정 수단(32)은 베이스 본체(12)에 대한 제1 고정 수단(32)의 끼워맞춤 연결(positive connection)을 위한 결합 윤곽(engagement contour)(40)을 갖는, 피니언 케이지.
  2. 제1항에 있어서, 피니언 케이지(10)는 베이스 본체(12)에 연결되고 베이스 본체(12)에 제2 축 방향 부분(31)을 고정하기 위한 제2 고정 수단(52)을 포함하는, 피니언 케이지.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서, 베이스 본체(12)는 외부 표면(16)을 포함하고, 제1 지지부(33) 및 제2 지지부(35)는 외부 표면(16)으로부터 시작하는 홈형 리세스(groove-shaped recess)(46)로 구성되는, 피니언 케이지.
  4. 제3항에 있어서, 홈형 리세스(46)는 유성 휠(10)의 축 방향 이동성을 한정하기 위한 경계면(48)을 포함하는, 피니언 케이지.
  5. 제3항에 있어서, 제1 고정 수단(32) 및 제2 고정 수단(52)은 홈형 리세스(46)를 적어도 부분적으로 덮는 하나 이상의 돌출부(38)를 포함하는, 피니언 케이지.
  6. 제5항에 있어서, 돌출부(38)는 유성 휠(10)의 축 방향 이동성을 한정하기 위한 제한 표면(54)을 형성하는, 피니언 케이지.
  7. 제5항에 있어서, 베이스 본체(12)는 돌출부(38)가 적어도 부분적으로 결합하는 하나 이상의 리세스(50)를 포함하는, 피니언 케이지.
  8. 제1항에 있어서, 베이스 본체(12)는 전면(14) 및 제1 지지부(33)를 포함하고 제2 지지면(35)은 제1 전면(14)으로부터 시작하는 보어에 의해 형성되는, 피니언 케이지.
  9. 제8항에 있어서, 전면(14)은 보어가 시작되는 수축부(18)를 가지며, 제1 고정 수단(32)은 수축부(18) 내로 결합되는 돌출부(38)를 포함하는, 피니언 케이지.
  10. 제8항 또는 9항에 있어서, 제1 축 방향 부분(29)은 접촉면(34)을 형성하고, 제1 고정 수단(32)은 적어도 부분적으로 서로 대응하여 움직이는 반대면 접촉(counter-surface contact)(36)를 형성하는, 피니언 케이지.
  11. 삭제
  12. 제1항 또는 2항에 있어서, 피니언 케이지(10)는 플라스틱으로 구성되며 사출 성형되는, 피니언 케이지.
  13. 상호 조정될 수 있는 2 개의 구조적 구성 요소들을 조정하기 위한 조정 장치용 나선형 기어-유성 기어 트레인(gear-planetary gear train)으로서,
    - 피니언 케이지 축(AP)을 한정하는, 제1항 또는 2항에 의한 피니언 케이지(10),
    - 유성 휠 축(28) 둘레로 회전할 수 있도록 피니언 케이지(10)에 지지되고, 유성 휠 톱니(37)를 포함하는 하나 이상의 나선형 기어 유성 휠(26)로서, 유성 휠 축(28)은 피니언 케이지 축(AP)에 대하여 비틀림 운동하는, 나선형 기어 유성 휠(26),
    - 피니언 케이지 축(AP) 둘레로 회전할 수 있는 방식으로 지지되고, 유성 휠 톱니(37)와 맞물리는 나선형 기어 톱니(60)를 포함하는 나선형 기어 샤프트(59)를 포함하고, 및
    - 유성 휠 톱니(37)와 결합하는 내부 톱니(64)를 갖는 내부 나선형 기어(62)를 포함하는, 나선형 기어-유성 기어 트레인.
  14. 조정 장치용 엔진 변속 장치로서,
    - 전동기(70), 및
    - 청구항 13항에 의한 나선형 기어 유성 기어 트레인(58)을 포함하며,
    - 전동기(70)는 나선형 기어 샤프트(59)에 회전 방지 방식으로 연결된 모터 샤프트(56)를 포함하는, 엔진 변속 장치.
  15. 제14항에 있어서, 내부 나선형 기어(62)가 전동기(70)에 회전 방지 방식으로 연결되는, 엔진 변속 장치.






















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