KR100683584B1

KR100683584B1 - 전자기계식 액추에이터

Info

Publication number: KR100683584B1
Application number: KR1020017002472A
Authority: KR
Inventors: 르바질레; 모렐에르베; 발르로토마
Original assignee: 발레오
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2007-02-16
Also published as: DE10081962B4; DE10081962T1; FR2795831B1; BR0006842A; KR20010079693A; EP1108169A1; FR2795831A1; EP1108169B1; WO2001002758A1

Abstract

본 발명은 모터 수단(40, 60) 및 운동 변환 수단(41, 42; 61, 62)을 포함하며 변형가능한 탄성 요소(13)를 통해 작동 요소(14)를 이동시키기에 적합한 구동 유닛에 동력을 공급하기 위한 전자식 제어 및 동력 장치(11)를 포함하는 유형의 전자기계적 액추에이터로서, 상기 작동 요소(14)는 액추에이터(10)와 리시버(30)를 연결하는 링크 요소(20)에 대해 직접 작용하도록 의도되며, 상기 액추에이터(10)는 또한 상기 전자식 장치(11)에 구동 유닛의 위치에 대한 정보를 제공하기에 적합한 제 1 위치 센서(15)로 지칭되는 위치 센서를 포함하는, 전자기계식 액추에이터에 있어서, 상기 전자식 장치(11)에 상기 변형가능한 탄성 요소(13)의 위치에 대한 정보를 공급하기에 적합한 제 2 위치 센서(16)가 제공되는 전자기계식 액추에이터에 관한 것이다. 본 발명은 특히 자동차 기어박스의 자동 제어에 적용가능하다.

Description

전자기계식 액추에이터{ELECTROMECHANICAL ACTING ELEMENT FOR A MOTOR VEHICLE GEARBOX}

본 발명은 제어된 힘을 갖는 전자기계식 액추에이터에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 링크 요소(20)를 통해 리시버(30)의 작동 요소(31)를 작동시키기에 적합한 전자기계식 액추에이터(10)를 나타내는 블록 다이어그램이 도시되어 있다.

액추에이터(10)는 모터 수단과 이동 변환 수단을 포함하는 구동 유닛(12)에 동력을 공급하기 위한 전자식 제어 및 동력 장치(control and power electronics)(11)를 포함하며, 변형가능한 탄성 요소(13)를 통해 작동 요소(14)를 이동시키기에 적합하고, 작동 요소(14)는 액추에이터(10)와 리시버(30)를 연결하는 링크 요소(20)에 대해 직접 작용한다.

전자식 장치(11)는 예를 들면 다중화되거나 또는 그렇지 않은 메모리 및 디지털 프로세서를 갖는 컴퓨터 및 구동 유닛(12)의 모터 수단에 정합된 전자식 동력 장치를 포함한다.

구동 유닛(12)의 모터 수단은 브러시를 갖거나 또는 갖지 않는 직류 로터리 전기 모터이거나 또는 선형 전기 모터 또는 하나 이상의 전자석 또는 다른 모터일 수 있다.

구동 유닛(12)의 운동 변환 수단은 직선의 평행한 또는 에피사이클로이드(epicycloidal) 스텝-다운(step-down) 기어 트레인, 또는 치차(toothed wheel)와 결합된 워엄-나사형 스텝-다운 기어나 볼 베어링을 갖거나 또는 갖지 않는 너트-스크류 유형의 스텝-다운 기어일 수 있으며, 이것은 또한 편심 캠 유형 또는 치차의 현(chord)상에서 관절운동되는 링크 로드를 갖는 유형의 운동 변환기일 수 있으며, 운동 변환 수단의 출력은 회전형, 선형 또는 링크-로드형일 수 있다.

변형가능한 탄성 요소(13)는 압축 또는 인장 스프링일 수 있으며, 이것은 일정하거나 또는 가변 탄성 단면을 가지면서 직선이거나 또는 만곡될 수 있다. 이것은 또한 빨래 집게 또는 다른 유형의 토션 스프링이거나 또는 탄성중합체 등으로 제조된 부재일 수 있다.

작동 요소(14)는 예를 들면 회전 레버이거나 푸시로드(pushrod) 또는 드로우바(drawbar)이거나 또는 다른 로드일 수 있다.

리시버(30)에 링크되는 요소(20)는 예를 들면 케이블 또는 링크 로드(link rod)이거나 또는 다른 커플링 유형일 수 있다.

리시버(30)를 작동시키기 위한 요소(31)는 예를 들면 회전 또는 병진 운동 가능한 작동 레버이다.

리시버(30)는 그 작동 요소(31)로부터 제어되어야 하는 작동 힘을 수용하는 리시버이며, 이것은 예를 들면 기어비와 결합하기 위해 작동 요소(31)가 이동되는 자동차용 기어박스를 갖는 경우이다.

이러한 적용은 예를 들면 1998년 4월 28일자로 출원된 프랑스 특허 출원 제 98 05309 호에 개시되어 있으며, 보다 상세한 내용은 상기 특허의 개시 내용을 참조하기 바란다.

작동 요소(31)가 기어비를 변경시킬 목적으로 이동되는 경우, 작동 요소(31)는 동기화 게이트에 대응하는 특징적 위치를 통과한다. 이 위치로부터 한편으로는 작동 요소(31)에 의해 전달된 힘이 제어되어야 하며, 다른 한편으로는 변형가능한 탄성 요소(13)가 에너지를 축적한다. 동기 장치가 기어박스의 주축 및 부축의 회전 속도를 동기화한 경우, 토크를 전달하기 위해 소망 기어비가 결합되어야 하며, 그 뒤 위치적 종속 작동(slaving)이 필요하며 힘에 대한 종속 작동은 더 이상 요구되지 않는다.

상기 특허 출원에서는, 전자기계식 액추에이터가 상기 작동에 필요한 기계적 에너지를 공급하기에 적합한 스텝-다운 기어를 갖는 적어도 하나의 구동 유닛을 포함하는 유형의, 기어의 선택 및 변경의 자동 작동을 제공하도록 의도된 특히 자동차용 기계적 기어박스에 대해 기술되어 있다.

기어의 "선택"이란 용어는 기어 이동 패턴상에서의 기어 레버의 측방향 이동에 대응하는 조작을 의미하는 것으로 이해되며, 기어의 "변경"이란 용어는 선택된 기어를 결합시키기 위해 당해 레버의 종방향 이동에 대응하는 조작을 의미하는 것 으로 이해된다. 이러한 종방향 변경 즉, 전방이나 후방으로의 변경은 대체로 동기적 잠금의 작동이 수반되므로, 적은 정도이지만 선택 조작을 위해 필요한 특정한 에너지의 소비가 요구된다.

이러한 유형의 전자기계식 액추에이터는 처음부터 새로운 차량에 설치될 수 있거나 또는 차량이 이미 통상적인 레버에 의한 수동 기어박스 작업을 구비한 뒤에 존재하는 작업의 변형을 요구하지 않고 설치될 수 있다.

이러한 액추에이터는 사전선택에 의한 도움에 의해 기어 이동의 시퀀스를 최적화하고 또한 운전자가 기어 변경시 동기화 잠금의 작업에 의해 요구되는 힘을 극복하는 것을 도울 수 있다.

선택의 종료 및 기어 변경의 종료는 자동적으로 검출되어, 소망의 기어 결합이 종료될 때 스텝-다운 구동 유닛을 자동적으로 정지시킬 수 있다.

이러한 목적으로, 이 구동 유닛은 한편 변형가능한 탄성 요소(13)와 같은 그 기계적 에너지를 저장하기 위한 탄성 시스템과 결합되고, 이 시스템은 선택이나 변경을 위해 각각 로드 링크를 통해 상기 자동 작업을 선택적으로 수행하도록 구동 유닛의 에너지를 저장하기에 적합하며, 다른 한편 사정에 따라서 상기 탄성 시스템의 압축된 상태(에너지 저장), 상기 최종 정지시의 상기 구동 유닛의 도착 및 기어박스의 소망비의 결합 또는 선택이 실제로 얻어진 사실을 나타내는 신호가 발생될 수 있도록 하는 운행 정지 스위치에 결합된다.

탄성 에너지 저장 시스템에 의해, 기어의 결합에 의해 요구되는 조작은 동일하게 되고 보다 빠르게 되며, 작동을 위한 실질적인 동력을 요구하지 않는다. 스 텝-다운 구동 유닛은, 신속한 방출 전에 탄성 시스템내의 에너지를 점진적으로 저장함으로써 낮은 동력에서의 작동의 조작에 필요한 에너지를 공급한다. 이러한 에너지는 동력이 선택된 기어의 완전한 결합을 야기하기에 충분한 경우에만 방출되거나 또는 구동 유닛으로부터의 동력의 순간적인 증가를 필요로하지 않고 또한 동력이 천천히 감소되도록 하지 않고 속도의 동기화를 수행하기 위한 동기 장치에 필요한 시간이 경과된 후에 방출된다.

따라서, 탄성 시스템(그것의 예비하중 및 강성이 공지됨)은 선택 힘의 제어 및 도 1의 위치 센서(15)와 같은 구동 유닛의 위치 센서와 협동하여 기어 변경시 동기화 힘의 제어를 보다 양호하게 수행할 수 있도록 하며, 스텝-다운 구동 유닛은 힘에 관해서 뿐만 아니라 위치에 관해서 종속 동작될 필요는 없으며, 탄성 시스템은 구동 유닛으로부터 요구되는 힘을 자동적으로 균일하게 한다. 구동 유닛은 동기화 저항을 받을 때 정지될 필요가 없으므로, 시간이 절약된다.

주행 종료 스위치는 기어의 선택이나 또는 기어의 변경 동안 기어 패턴을 인식할 수 있도록 하는 구동 유닛이 최종 정지에 도달하였다는 정보를 제공하며, 기어의 패턴은 이 변환의 종료를 나타낸다. 즉, 예비선택동안에 또는 기어를 변경하기 바로 전에 기어비는 실제로 결합되어 있거나 또는 탄성 시스템이 에너지를 저장하였음을 나타낸다.

기어 변경동안 구동 유닛의 위치 센서와 조합하여, 주행 종료 스위치는 또한 동기화의 위치에 대한 정보 및 동기화 잠금의 마모에 대한 정보를 제공한다.

또한 두 개의 스텝-다운 구동 유닛을 적용하는 것이 가능한데, 하나는 상기 선택의 자동 작업에 대한 것이며, 다른 하나는 상기 변경의 자동 작업에 대한 것으로, 이들 두 스텝-다운 구동 유닛은 각각 별개의 동력 모듈에 의해 제어된다. 그러나, 물론, 단일의 구동 유닛이 두 개의 로드 링크 장치중 어느 하나를 선택적으로 구동시킬 수 있다.

본 경우에, 단일 구동 유닛이 적용되어, 단일 동력 모듈에 의해 제어되며, 이 구동 유닛은 기계적 스위치에 의해 두 개의 스텝-다운 기어중 어느 하나에 결합될 수 있다. 그 각각의 로드 링크 장치에 의해, 이들 스텝-다운 기어중 하나는 기어 선택의 작업을 제공할 수 있으며, 다른 하나는 기어 변경을 제공할 수 있다.

자동화된 수동 기어박스를 갖는 차량에 있어서, 운전자가 자신의 차량의 행동에 익숙해지게 되며 불규칙한 동기화 시간에 의해 놀라지 않게 되도록 기어 변경시 엔진 토크의 차단 기간을 가능한 한 일정하게 유지하는 것이 중요하다.

동기화 시간이 일정하게 되도록, 결합에 요구되는 비율의 동기 장치에 인가되는 힘을 부합시킬 것이 필요한데, 이는 기어 변경이 발생되는 조건이 예를 들면 초기 비율, 최종 비율 및 기어 변경의 개시에서의 차량의 속도의 함수이기 때문이다.

또한, 기어박스 동기 장치는 일반적으로 쌍을 이루는 동일한 특성을 갖는다. 제 1 동기 장치는 예를 들면 제 2 동기 장치와 동일하다. 그러나, 그들의 특성은 선택 라인간에 서로 상이하며 예컨대 재료의 함수이거나 또는 마찰 콘(friction cone)의 평균 직경의 함수이다. 따라서, 이들에 인가되는 힘은 소망 비의 함수이다.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 목적은 특히 작동 요소가 이동의 초기 조건에 따라 변하는 힘에 의해 차단된 경우 작동 요소에 대한 힘을 조절함으로써 리시버의 작동 요소를 이동시킬 수 있으며, 자동차에 적용하는 경우, 이러한 적용에 적합하지 않은 고가의 힘 센서를 사용하지 않고도 상기 작업을 수행할 수 있는 유형의 액추에이터를 제공하는 것이다.

예를 들면 자동차 기어박스의 경우에, 이러한 액추에이터는 기어 변경시 비율의 최적 동기화를 위해 필요한 힘을 조절할 수 있으며, 이 경우에는 또한 동기화 게이트상에 트리거되는 변형가능한 탄성 요소가 그 축적된 에너지가 기어박스내의 동기 장치 콘의 위치, 동기 장치 및 결합되는 비의 특성, 초기비와 소망비 사이의 속도차를 제거하기 위해 필요한 에너지, 기어박스의 온도 및/또는 기타 파라미터와 같은 몇몇 파라미터의 함수이다.

설명의 명료성을 위해, 본 발명은 자동화된 수동 기어박스에 적용되는 것으로 설명되지만, 이해되는 바와 같이 본 발명은 잘 규정된 코스를 따르는 운동을 구현하며 변속기 체인내에 탄성 요소(그것이 약간 탄성적이든 매우 탄성적이든 관계없음)를 포함하는 동력 시스템에 적용될 수 있다. 본 발명에 의하면, 차등 위치 측정을 통해, 힘 또는 토크 센서가 간단히 형성된다. 본 발명의 다른 적용예로서 끼임방지 전기 윈도우 와인더, 케이블 브레이크, 도어 또는 게이트 폐쇄 장치, 전자기계적 클램핑 공구 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면, 모터 수단 및 운동 변환 수단을 포함하며 변형가능한 탄 성 요소를 통해 작동 요소를 이동시키기에 적합한 구동 유닛에 동력을 공급하기 위한 전자식 제어 및 동력 전자 장치를 포함하는 유형의 전자기계식 액추에이터로서, 작동 수단은 액추에이터와 리시버를 연결하는 링크 요소에 대해 직접 작용하도록 의도되며, 상기 액추에이터는 또한 전자식 장치에 구동 유닛의 위치에 대한 정보를 제공하기에 적합한 제 1 위치센서로 지칭되는 위치 센서를 포함하는, 전자기계적 액추에이터에 있어서, 전자식 장치에 변형가능한 탄성 요소의 위치에 대한 정보를 공급하기에 적합한 제 2 위치 센서가 제공되는 것을 특징으로 한다.

변형가능한 탄성 요소의 사전 규정된 강성 및 예비 하중의 함수인 위치 데이터를 전자식 장치에 제공함으로써 리시버의 작동 요소에 인가되는 힘을 제어할 수 있다.

예를 들면, 기어를 변경할 수 있는 기어박스 액추에이터의 경우에, 변형가능한 탄성 요소는 무엇보다도 위치적 종속 작동에 의해 실제적으로 일정한 힘을 인가하여, 구동 유닛의 위치에 대해 작용함으로써 동기 장치에 대한 힘이 변할 수 있도록 한다. 이렇게 하기 위해, 변형가능한 탄성 요소의 사전 규정된 힘 이동 곡선은 단일 값의 함수는 아니지만, 여기서 그 경사는 결합에 대해 허용된 영역에서보다 더 가파르다.

쉽게 이해될 수 있는 바와 같이, 변형가능한 탄성 요소의 이완에 의해 일단 동기화가 달성되면, 신속하게 결합이 수행되고, 또한 작업 요소가 동기화 게이트에 당접할 때, 충격이 감소된다.

바람직하게는, 위치 센서는 각각 트랙과 상호작용하기에 적합한 슬라이더를 포함하며, 두 트랙은 평행하다.

위치 센서는 각각 슬라이더를 포함하는 것이 바람직하며, 두 슬라이더는 공통 트랙과 상호작용하기에 적합하다.

바람직하게는, 전자식 장치에 전송된 위치 정보는 트랙상에서의 슬라이더의 위치를 반영하며, 상기 슬라이더는 서로 평행한 궤도를 따라 이동된다.

두 센서의 트랙은 동일한 지지체에 의해 지지되며, 두 센서의 트랙의 단부는 전력 공급 단자를 구성하는 브릿지에 의해 링크되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 제 1 위치 센서의 슬라이더는 두 개의 트랙 즉, 지지체에 의해 지지되는 저항 트랙 및 복귀 또는 정보 트랙과 상호작용하기에 적합하다.

제 2 위치 센서의 슬라이더는 두 개의 트랙 즉, 지지체에 의해 지지되는 저항 트랙 및 복귀 또는 정보 트랙과 상호작용하기에 적합한 것이 바람직하다.

제 1 실시예에 따르면, 구동 유닛은 링크 요소를 회전 운동시키기에 적합하다.

바람직하게는, 구동 유닛은 전기 모터와 샤프트를 중심으로 회전되도록 장착된 소위 제 1 플레이트로 지칭되는 플레이트형 원형 섹터와 맞물리는 워엄-스크류 스텝-다운 기어로 구성된다.

작동 요소는 상기 샤프트와 일체로 되며 제 2 플레이트로 지칭되는 플레이트의 형상이며, 변형가능한 탄성 요소는 제 1 및 제 2 플레이트에 서로 대면하도록 형성되는 개구에 의해 제 1 및 제 2 플레이트 사이에 장착된 사전 압축된 스프링인 것이 바람직하다.

다른 실시예에 따르면, 구동 유닛은 링크 요소를 병진 운동시키기에 적합하다.

바람직하게는, 구동 유닛은 전기 모터로 구성되며, 전기 모터의 출력 샤프트상에는 워엄 스크류가 형성되며, 회전에 대해서는 고정되지만 축방향으로는 이동될 수 있는 너트가 워엄 스크류와 상호작용한다.

너트 또는, 너트를 둘러싸며 너트와 일체로 된 요크는 그것에 대해 미끄럼운동하도록 장착되며 작동 요소를 구성하는 꼬리부에 의해 연장된 케이지에 의해 둘러싸이며, 스프링은 케이지와 너트 또는 요크가 형성하는 대향 하우징내에 압축상태로 장착되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 위치 센서는 두 개의 슬라이더가 그것에 대해 상호작용하는 고정된 공통 저항 트랙을 포함하며, 한 슬라이더는 너트 또는 요크에 의해 지지되고 다른 슬라이더는 케이지에 의해 지지된다.

변형예에 따르면, 위치 센서는 각각 슬라이더가 그것에 대해 상호작용하는 고정 저항 트랙을 포함하며, 한 슬라이더는 너트 또는 요크에 의해 지지되며 다른 슬라이더는 케이지에 의해 지지된다.

다른 변형예에 따르면, 위치 센서는 각각 저항 트랙을 포함하며, 두 개의 트랙은 너트 또는 요크와 일체로 된 지지체에 의해 지지되며 각각 슬라이더와 상호작용하는데, 한 슬라이더는 고정되며, 다른 슬라이더는 케이지에 의해 지지된다.

공통 또는 동일한 요소의 존재에 의해 그 가격이 감소되는 두 개의 위치 센서가 존재함으로써, 이들이 운반하는 정보간에 불일치가 있는 것처럼 보이면 이들 중 하나의 비서비스성(unserviceability)을 검출할 수 있으며, 따라서 예를 들면 단일의 위치 센서만을 적용하는 대체 모드(fall-back mode)로 전환하는 것이 가능하다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 전자기계식 액추에이터를 특히 자동차의 기어박스의 속도 선택 및/또는 변경의 자동 작동에 적용하는 것이다.

본 발명의 보다 나은 이해를 위해, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예에 대해 설명되는데, 이러한 실시예는 단순히 설명을 위한 것이며 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

도 1은 리시버(30)의 작동을 위해 구성된 본 발명에 따른 액추에이터를 도시하는 블록 다이어그램,

도 2는 본 발명에 따른 액추에이터를 개략적으로 도시하는 도면으로서 부분적으로 축방향 단면으로 도시된 도면,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 도면,

도 4는 센서만을 나타내는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 도면,

도 5는 도 2와 유사한 도면으로서 변형예를 도시하는 도면,

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 도면,

도 7 및 도 8은 도 5와 유사한 도면으로서, 각각 변형예를 도시하는 도면.

도 1의 다이어그램에 있어서, 본 발명에 따라 제 1 위치 센서(15)와 결합되는 제 2 위치 센서가 참조부호(16)로 표시된다.

도 2 내지 도 4는 회전 출력을 발생하는 본 발명에 따른 예시적 액추에이터를 도시한다.

여기서, 액추에이터(10)는 전기 모터(40) 및 샤프트(43)를 중심으로 회전하도록 장착되며 주변에 톱니가 형성된 원형 섹터(42)와 맞물리는 워엄-스크류 스텝-다운 기어(41)로 구성된 구동 유닛(12)에 결합된 전자식 제어 및 동력 장치(11)를 포함한다.

치형 섹터(42)는 샤프트(43)를 중심으로 피봇될 수 있는 제 1 플레이트로 지칭되는 판 형상으로 되어 있으며, 샤프트(43)는 예컨대 용접에 의해 샤프트(43)에 고정된 원형 섹터의 형상인 제 2 플레이트(44)에 대한 회전 샤프트로 작용한다.

플레이트(44) 및 샤프트(43)는, 링크 요소(20)[여기서는 샤프트(43)의 단부에 고정된 크랭크샤프트의 형상임]를 통해 리시버(도시안됨)의 작동 요소(31)에 대해 작용하는, 액추에이터(10)의 작동 요소(14)를 구성한다.

그 공통 샤프트(43)를 중심으로 서로에 대해 자유롭게 피봇될 수 있는 플레이트(42, 44)에 각각 개구(45, 46)가 형성된다. 이들 개구(45, 46)는 액추에이터(10)의 변형가능한 탄성 요소를 구성하는 사전압축된 스트링(13)을 수용할 수 있도록 서로 대면하고 있다. 이 스프링(13)은 그 일단부가 플레이트의 두 개의 수직 러그에 의해 적소에 고정되어 있으며, 그 타단부가 플레이트(44)의 수평 러그에 의해 적소에 고정되어 있다. 따라서, 스프링(13)은 경사지는 힘을 받을 우려가 없다.

이러한 구성에 의하면, 워엄 스크류(41)의 회전에 의해 플레이트(42)가 회전 구동되어 스프링(13)을 압축하며, 플레이트(44)는 샤프트(43)상에 가해지는 대응하는 링크 요소(20)의 저항력에 의해 제 위치에 고정된 상태로 있다. 스프링(13)이 링크 요소(20)의 저항력을 극복하도록 충분히 압축된 경우, 스프링은 이완되어 플레이트(44) 및 샤프트(43)를 회전 구동시키며, 이것에 의해 리시버내에서의 소망 조작이 수행된다.

본 발명에 따르면, 액추에이터(10)는 두 개의 위치 센서, 즉 제 1 위치 센서(15)와 제 2 위치 센서(16)를 포함한다.

제 1 위치 센서(15)는 제 1 플레이트(42)와 일체로 된 축방향 핀(47)에 의해 지지되는 슬라이더(48)를 포함하며, 슬라이더는 두 개의 동심적인 원형 트랙(도 4) 즉, 저항 트랙(51) 및 일 단부(57)가 위치 측정 단자를 갖는 복귀 또는 정보 트랙(55)과 접촉함으로써 상호작용할 수 있으며, 트랙(51, 55)은 지지체(50)에 의해 지지된다.

제 2 위치 센서(16)는 유사한 방식으로 설계된다. 즉, 그것의 슬라이더(49)는 반경방향 아암(59)에 의해 샤프트(43)의 단부에 지지되며 원형 저항 트랙(52) 및 측정 단자(58)를 갖는 복귀 또는 정보 트랙(56)과 상호작용하기에 적합하다. 이들 두 트랙(52, 56)은 지지체에 의해 지지되며, 저항 트랙(51, 52)의 단부는 전력 공급 단자를 구성하는 브릿지(53, 54)에 의해 링크된다.

그 뒤, 전자식 장치(11)는 모터(40)를 통하여 플레이트(42, 44)를 그 각각의 초기 위치로 복귀시킬 수 있다.

도 5 및 도 6의 실시예에 있어서, 링크 요소(20)가 회전 운동되는 대신에 병진 운동되는 변형예가 도시되어 있는데, 두 경우에 있어서 일반적 작동 원리는 동일하다.

여기서, 구동 유닛(12)은 전기 모터(60)를 포함하는데, 전기 모터(60)의 샤프트상에는 워엄 스크류(61)가 형성되어 있으며 이 워엄 스크류는 너트(62)와 상호작용하며 너트와 일체로 된 요크(63)에 의해 둘러싸인다. 요크(63)는 그 주변부에 액추에이터가 포함하는 고정 프레임의 축방향 그루브내에서 이동하도록 형성된 반경방향 핑거(68)를 갖는다. 따라서, 요크(63)와 너트(62)는 회전되지는 않지만 워엄 스크류(61)의 회전 방향에 따라 축방향으로 이동될 수 있다. 물론, 너트(62)와 요크(63)는 일체로 될 수 있다.

요크(63)는 요크(63)에 대해 미끄럼운동하도록 장착되며 액추에이터의 작동 요소를 구성하는 꼬리부(14)에 의해 연장되는 케이지(cage)(64)에 의해 둘러싸인다.

케이지(64)의 대면(face-to-face) 하우징(65)과 요크(63)의 대면 하우징(66)은 압축 스프링(67)의 세트를 수용하며, 이러한 스프링 세트는 액추에이터의 변형가능한 탄성 요소(13)를 구성한다.

여기서, 위치 센서(15, 16)는 두 개의 전력 공급 스터드(73, 74) 사이에서 연장하는 고정된 공통 저항 트랙(72)을 포함하며, 두 개의 슬라이더가 공통 저항 트랙(72)과 상호작용하는데, 한 슬라이더(70)는 요크(63)에 의해 지지되어 요크와 함께 이동하며, 다른 한 슬라이더(71)는 케이지(64)에 지지되어 케이지와 함께 이동한다. 센서(15, 16)의 위치 측정 단자는 각각 참조부호(75, 76)로 도시된다.

도 7의 변형예는 고정된 저항 트랙이 두 개인 것을 제외하면 앞의 실시예와 동일한데, 트랙(72)과 트랙(77)은 동일한 지지체에 의해 지지되며, 각각 위치 센서중 하나에 할당된다.

도 8의 변형예에 따르면, 트랙(72, 77)이 역시 동일한 지지체에 의해 지지되지만 후자는 요크(63)와 일체로 되어 그것과 함께 이동가능하며, 제 1 센서(15)의 슬라이더(70)는 고정된다. 이에 의해, 제 1 센서(15)는 요크(63)의 위치에 대한 정보를 제공하며 제 2 센서(16)는 요크(63)의 위치에 상대적인 케이지(64)의 위치에 대한 정보를 제공한다.

Claims

모터 수단(40, 60) 및 운동 변환 수단(41, 42; 61, 62)을 포함하며 변형가능한 탄성 요소(13)를 통해 작동 요소(14)를 이동시키는 구동 유닛(12)에 동력을 공급하기 위한 전자식 제어 및 동력 장치(11)를 포함하는 유형의 전자기계식 액추에이터로서,

상기 작동 요소(14)는 액추에이터(10)와 리시버(30)를 연결하는 링크 요소(20)에 대해 직접 작용하며, 상기 액추에이터(10)는 또한 상기 전자식 제어 및 동력 장치(11)에 구동 유닛(12)의 위치에 대한 정보를 제공하는 제 1 위치 센서(15)를 포함하는, 전자기계식 액추에이터에 있어서,

상기 제 2 위치 센서(16)는 변형가능한 탄성 요소(13)의 위치에 대한 정보를 상기 전자식 제어 및 동력 장치(11)에 제공하며, 상기 전자식 제어 및 동력 장치(11)는 상기 2개의 센서(15, 16)의 위치에 대한 측정값의 차이를 통해 상기 작동 요소(14)에 인가되는 힘을 인식하며, 상기 구동 유닛(12)의 위치를 제어함으로써 이러한 힘을 제어하는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 1 항에 있어서,

상기 위치 센서(15, 16)는 각각 트랙(51, 52; 72, 77)과 상호작용하는 슬라이더(48, 49; 70, 71)를 포함하며, 상기 두 개의 트랙(51, 52; 72, 77)은 평행한 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 1 항에 있어서,

상기 위치 센서(15, 16)는 각각 슬라이더(70, 71)를 포함하며, 상기 두 개의 슬라이더는 공통 트랙(72)과 상호작용하는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 전자식 제어 및 동력 장치(11)에 전송된 위치 정보는 트랙(72, 77)상에서의 상기 슬라이더(48, 49; 70, 71)의 위치를 반영하며, 상기 슬라이더(48, 49; 70, 71)는 서로 평행한 궤도를 따라 이동되는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 2 항에 있어서,

상기 트랙(51, 52; 72, 77)은 동일한 지지체(50)에 의해 지지되며, 상기 두 센서의 트랙의 단부는 전력 공급 단자(53, 54; 73, 74)를 구성하는 브릿지에 의해 링크되는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 위치 센서의 슬라이더(48)는 두 개의 트랙 즉, 상기 지지체(50)에 의해 지지되는 저항 트랙(51) 및 복귀 또는 정보 트랙(55)과 상호작용하는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 5 항에 있어서,

상기 제 2 위치 센서(16)의 슬라이더(49)는 두 개의 트랙 즉, 상기 지지체(50)에 의해 지지되는 저항 트랙(52) 및 복귀 또는 정보 트랙(56)과 상호작용하는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동 유닛(12)은 상기 링크 요소(20)를 회전 구동시키는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 8 항에 있어서,

상기 구동 유닛은 전기 모터(40)와 샤프트(43)를 중심으로 회전되도록 장착된 제 1 플레이트로 지칭되는 평판 원형 섹터(42)와 맞물리는 워엄 스크루 스텝-다운 기어(41)로 구성되는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 9 항에 있어서,

상기 작동 요소(14)는 상기 샤프트(43)와 일체로 된 제 2 플레이트로 지칭되는 판(44)의 형상을 가지며, 상기 변형가능한 탄성 요소(13)는 상기 제 1 및 제 2 플레이트에 서로 대면관계로 형성된 개구(45, 46)를 통해 상기 제 1 플레이트(42)와 제 2 플레이트(44) 사이에 장착된 사전 압축된 스프링인 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 8 항에 있어서,

상기 위치 센서 중 적어도 하나의 슬라이더(48, 49)는 두 개의 동심 원형 트랙(51, 52; 55, 56)과 상호작용하는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 11 항에 있어서,

상기 두 개의 슬라이더(48, 49)와 상호작용하는 4개의 트랙(51, 52, 55, 56)은 동심적인 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 1 항에 있어서,

상기 구동 유닛(12)은 상기 링크 요소(20)를 병진 운동시키는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 13 항에 있어서,

상기 구동 유닛은 전기 모터로 구성되며, 상기 전기 모터의 출력 샤프트상에는 너트(62)와 상호작용하는 워엄 스크류가 형성되며, 상기 너트(62)는 회전에 대 해서는 고정되지만 축방향으로는 이동가능한 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
제 14 항에 있어서,

상기 너트 또는 너트를 둘러싸며 너트와 일체로 된 요크(63)는, 그것에 대해 미끄럼운동하도록 장착되며 상기 작동 요소(14)를 구성하는 꼬리부에 의해 연장되는 케이지(64)에 의해 둘러싸이며, 상기 케이지(64)와 너트(62) 또는 요크(63)가 형성하는 대향 하우징(65, 63)내에 스프링(67)이 압축 장착되는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 15 항에 있어서,

상기 위치 센서(15, 16)는 두 개의 슬라이더가 그에 대해 상호작용하는 고정된 공통 저항 트랙(72)을 포함하며, 상기 두 개의 슬라이더 중 한 슬라이더(70)는 상기 너트(62) 또는 요크(63)에 의해 지지되며 다른 슬라이더(71)는 케이지(64)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 15 항에 있어서,

상기 위치 센서(15, 16)는 두 개의 슬라이더가 그에 대해 상호작용하는 고정된 저항 트랙(72, 77)을 포함하며, 상기 두 개의 슬라이더 중 한 슬라이더(70)는 상기 너트(62) 또는 요크(63)에 의해 지지되며 다른 슬라이더(71)는 케이지(64)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 15 항에 있어서,

상기 위치 센서(15, 16)는 각각 저항 트랙(72, 77)을 포함하며, 상기 두 개의 트랙(72, 77)은 상기 너트(62) 또는 요크(63)와 일체로 된 지지체에 의해 지지되며 각각 슬라이더와 상호작용하는데, 슬라이더 중 하나(70)는 고정되고 다른 하나(71)는 케이지(64)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는

전자기계식 액추에이터.
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