KR101067740B1 - 스텝 모터 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 실내, 외 공기 제어를 가능하게 풍량 개폐 역할을 해주는 자동차용 HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning) 모듈에 사용되는 스텝 모터 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스텝 모터와 상기 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어 및 기어열을 결합하여 출력되는 스텝 모터 액츄에이터에 있어서 상기 스텝 모터의 샤프트에 홀더를 강제 압입 설치하고 상기 홀더에 몰딩 기어를 형합하여 조립함으로써 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어를 조립, 고정하는 구조를 개선하여 동력을 원활하게 전달되게 하는 스텝 모터 액츄에이터에 관한 것이다.

Description

스텝 모터 액츄에이터{STEP MOTOR ACTUATOR}

본 발명은 자동차 실내외 공기 제어를 가능하게 풍량 개폐 역할을 해주는 자동차용 HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning) 모듈에 사용되는 스텝 모터 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스텝 모터와 상기 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어 및 기어열을 결합하여 출력되는 스텝 모터 액츄에이터에 있어서 상기 스텝 모터의 샤프트에 홀더를 구비하여 상기 홀더를 강제 압입 설치하고 상기 홀더에 몰딩 기어를 형합하여 조립함으로써 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어를 조립, 고정하는 구조를 개선하여 동력을 원활하게 전달되게 하는 스텝 모터 액츄에이터에 관한 것이다.

자동차 실내외 공기 제어를 가능하게 풍량 개폐 역할을 해주는 자동차용 HVAC 모듈에 사용되는 스텝 모터 액츄에이터는 상기 자동차용 HVAC모듈의 댐퍼의 개폐를 제어하기 위하여 스텝 모터를 적용하고 있고, 그 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어(피니언 기어)를 조립 고정하고 상기 몰딩 기어(피니언 기어)와 결합하는 감속 기어열을 구비하고 있다.

상기 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어(피니언 기어)를 조립 고정하는 방법으로 종래에는 상기 샤프트에 D-커팅을 형성하여 샤프트에 몰딩 기어(피니언 기어)를 조립 고정하는 방법과 상기 샤프트에 몰딩 기어(피니언 기어)를 강제로 압입하여 고정하는 방법 등이 있었다.

상기 샤프트에 D-커팅을 형성하여 샤프트에 몰딩 기어(피니언 기어)를 조립 고정하는 방법은 스텝 모터의 소형화 추세로 상기 샤프트의 외경이 작은 구조에서는 적용이 불가능한 문제점이 있었고, D-커팅 형상 가공에 따른 부품단가가 상승하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 샤프트에 몰딩 기어(피니언 기어)를 강제로 압입하여 고정하는 방법은 상기 몰딩 기어(피니언 기어)가 상기 샤프트에 강제 압입된 상태이지만 반복적으로 상기 스텝 모터가 회전하여 구속이 발생할 경우 상기 몰딩 기어(피니언 기어)가 상기 샤프트와 슬립(Slip)되는 현상이 발생되어 상기 스텝모터의 동력이 제대로 전달되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명은 스텝 모터와 상기 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어 및 기어열을 결합하여 출력되는 스텝 모터 액츄에이터에 있어서 상기 스텝 모터의 샤프트에 홀더를 구비하여 상기 홀더를 강제 압입 설치하고 상기 홀더에 몰딩 기어를 형합하여 조립함으로써 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어를 조립, 고정하는 구조를 개선하여 동력을 원활하게 전달되게 하는 스텝 모터 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터는 스텝 모터와 상기 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어 및 기어열을 결합하여 출력되는 스텝 모터 액츄에이터에 있어서, 상기 스텝 모터의 샤프트에 홀더를 강제 압입 설치하고, 상기 홀더에 몰딩 기어를 형합하여 조립된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 홀더가 그 내부에 상기 샤프트가 압입 설치되는 관통공을 가지면서 상기 샤프트의 축 방향으로 일정 길이만큼 연장 형성된 보스부와 상기 보스부의 하단부의 외주면에 방사상으로 돌출 형성된 다수 개의 돌기부로 이루어지고, 상기 몰딩 기어는 상기 보스부와 계합되는 형상의 내경부를 가지는 베이스부와 상기 베이스부의 상부에 기어치가 형성된 기어부로 구성되되 상기 베이스부에는 상기 다수개의 돌기부와 결합되는 다수 개의 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 다수 개의 돌기부가 3개의 돌기부인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 홀더의 보스부 외부 형상이 원형 또는 다각형으로 되고, 상기 몰딩 기어의 내경부는 상기 홀더의 보스부에 계합될 수 있도록 상기 홀더의 보스부의 외부 형상에 따라 원형 또는 다각형으로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 홀더가 금속재인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 몰딩 기어는 피니언 기어인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 홀더가 금속가공 성형, 다이캐스팅 성형 및 소결 성형 중 어느 하나의 방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 몰딩 기어의 전장 길이가 스텝 모터의 샤프트의 길이와 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터는 스텝 모터와 상기 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어 및 기어열을 결합하여 출력되는 스텝 모터 액츄에이터에 있어서 상기 스텝 모터의 샤프트에 홀더를 강제 압입 설치하고 상기 홀더에 몰딩 기어를 형합하여 조립함으로써 상기 몰딩 기어가 상기 샤프트로부터 슬립되는 현상을 원천적으로 방지할 수 있어 상기 스텝 모터에서 발생된 동력을 정밀하고도 원활하게 전달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 스텝 모터의 샤프트 외경이 작아 D-커팅 형상을 형성할 수 없는 경우에도 상기 샤프트에 몰딩 기어를 조립 고정이 가능하고 스텝 모터의 샤프트에 D-커팅 형상을 하지 않아도 되므로 D-커팅 형상으로 인한 부품 단가 상승을 줄여 원가 절감을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터의 전체 분해 사시도
도 2 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터에서 샤프트에 몰딩 기어가 조립되는 조립 과정도 및 조립 완성도
도 3은 본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터에서 샤프트에 몰딩 기어가 조립된 상태의 단면도
도 4 (a) 및 (b)는 본 발명에서 일실시예인 홀더의 사시도 및 평면도

이하, 본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터의 전체 분해 사시도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터는 외부 전기신호의 인가에 의하여 작동하여 회전하는 샤프트(21)를 가지는 스텝 모터(20)와, 상기 스텝 모터(20)를 외부로부터 보호하기 위한 모터 커버(10)와, 상기 외부 전기신호를 입력받는 커넥터 등을 수용하는 커넥터 하우징(30)과, 상기 샤프트(21)에 압입 설치되는 홀더(40)과, 상기 홀더(40)와 형합되는 몰딩 기어(50)와, 상기 몰딩 기어(50)와 치합되어 회전력을 전달하는 아이들 기어(71. 72)와 출력 기어(73)으로 구성된 기어열(70)과, 상기 스텝 모터(20)과 상기 기어열(70) 사이에 상기 기어열 등을 안치하는 중간 플레이트(60)와, 상기 기어열(70)을 외부로부터 보호 수용하는 기어 박스(80) 등으로 구성되어 있다.

상기 스텝모터(20)이 기어열(70)과 결합되는 구조는 도 1에 도시된 것 이외에 다양한 구조로 하는 것은 공지된 것이므로, 여기에서는 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 특징부 구성인 스텝 모터(20)의 샤프트(21)와 몰딩 기어(50)과의 고정 결합구조에 대하여 도 2 내지 도 4를 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터에서 샤프트에 몰딩 기어가 조립되는 조립 과정도 및 조립 완성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터에서 샤프트에 몰딩 기어가 조립된 상태의 단면도이며, 도 4 (a) 및 (b)는 본 발명에서 일실시예인 홀더의 사시도 및 평면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 스텝 모터(20)의 샤프트(21)와 몰딩 기어(50)과의 고정 결합 구조는 상기 스텝 모터(20)에서 부시(22) 외부로 돌출된 샤프트(21)에 홀더(40)를 강제 압입 설치하고, 상기 홀더(40)에 몰딩 기어(50)를 형합하여 조립되는 구조이다.

상기 홀더(40)는 그 내부에 상기 샤프트가 압입 설치되는 관통공(43)을 가지면서 상기 샤프트(21)의 축 방향으로 일정 길이만큼 연장 형성된 보스부(41)와 상기 보스부(41)의 하단부의 외주면에 방사상으로 돌출 형성된 다수 개의 돌기부(42)로 구성되어 있다.

상기 몰딩 기어(50)가 일반　황동 또는 금속재 기어라면 상기 홀더(40)를 사용하지 않고 상기 샤프트(21)에 직접 압입 고정하여도 슬립(slip)되는 문제를 줄일 수 있으나, 근래 상기 몰딩 기어(50) 플라스틱재의 사출물 기어를 사용하고 있기 때문에 상기 몰딩 기어(50)를 상기 샤프트(21)에 직접 압입 고정할 경우 슬립되는 현상이 발생하기 때문에 본 발명에서는 이러한 슬립 현상을 방지하기 위하여 상기 몰딩 기어(50)를 상기 샤프트(21)에 직접 압입 고정하지 않고 상기 홀더(40)을 개재하여 사용하는 것이다.

상기 홀더(40)에 형성된 다수 개의 돌기부(42)는 스텝 모터(20)의 샤프트(21)가　회전할 때　상기 스텝 모터(20)에 구속이 발생되면 상기 몰딩 기어(50)와 상기 홀더(40) 사이에　응력이 발생되는데, 이러한 응력을 분산시켜 몰딩 기어(50)가 받는　피로를　분산시키는 역할을 한다.

상기 홀더(40)에 형성된 다수 개의 돌기부(42)는 적어도 2개 이상이고 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 3개로 하여 동일 간격으로 배치하는 것이 좋다.

또한, 상기 홀더(40)는 보스부(41)를 형성되어 상기 보스부(41)과 상기 몰딩 기어(50)의 내경부가 결합됨으로써 상기 돌기부(42)와 상기 몰딩 기어(50) 사이에 유격이 발생할 경우에도 좌, 우 외력에 의한 변형을 줄일 수 있게 된다.

상기 홀더(40)에 형성된 보스부(41)의 외부 형상은 도 2 내지 도 4에서는 원형으로 도시되어 있지만 다각형 형상으로도 할 수 있다.

상기 보스부(41)의 외부 형상을 다각형 형상으로 할 경우 상기 돌기부(42)와 상기 몰딩 기어(50) 사이에 유격이 발생할 경우에도 상기 다각형 형상의 각 모서리가 상기 돌기부(42)와 같은 역할을 하기 때문에 이중으로 돌기부를 형성한 구조로 할 수 있는 이점이 있다.

상기 홀더(40)의 재질은 상기 샤프트(21)에 압입 고정할 때 보다 나은 고정력을 유지하기 위하여 철, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속재로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 홀더(40)는 금속가공 성형, 다이캐스팅 성형 및 소결 성형 중 어느 하나의 방법을 사용하여 제조할 수 있다.

상기 몰딩 기어(50)는 상기 보스부(41)와 계합되는 형상의 내경부를 가지는 베이스부(51)와 상기 베이스부(51)의 상부 외부에 기어치가 형성된 기어부(52)로 구성되어 있고, 상기 베이스부(51)에는 상기 다수개의 돌기부(42)와 결합되는 다수 개의 홈(53)이 형성되어 있다.

상기 몰딩 기어(50)의 내경부는 상기 보스부(41)에 계합될 수 있도록 상기 보스부(41)의 외부 형상에 따라 원형 또는 다각형으로 형성되어 있다.

상기 몰딩 기어(50)는 상기 기어열(70)과 치합되는 것으로서 피니언 기어이지만, 상기 기어열(70)의 구조에 따라 피니언 기어 외에 다른 기어도 사용될 수 있다.

상기 몰딩 기어(50)의 전장 길이는 상기 스텝 모터(20)에서 외부로 돌출된 샤프트(21)의 길이와 동일하게 하는 것이 바람직하다.

상기 몰딩 기어(50)는 상기 기어열(70)과 치합되어 맞물려 회전하게 되는 것이므로 상기 몰딩 기어(50)의 자체 흔들림이나 상기 기어열(70)에 의하여 밀리는 점을 방비하기 위하여 그 전장 길이가 상기 스텝 모터(20)에서 외부로 돌출된 샤프트(21)의 길이와 동일하게 하는 것이 바람직하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 모터 커버 20: 스텝 모터
21: 샤프트 22: 부시
30: 커넥터 하우징 40: 홀더
41: 보스부 42: 돌기부
43: 관통공 50: 몰딩 기어
51: 베이스부 52: 기어부
53: 홈 60: 중간 플레이트
70 : 기어열 71. 72: 아이들 기어
73: 출력 기어 80: 기어 박스

Claims (8)

1. 스텝 모터와 상기 스텝 모터의 샤프트에 몰딩 기어 및 기어열을 결합하여 출력되는 스텝 모터 액츄에이터에 있어서,
   상기 스텝 모터의 샤프트에 홀더를 강제 압입 설치하고, 상기 홀더에 몰딩 기어를 형합하여 조립된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터 액츄에이터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 홀더는 그 내부에 상기 샤프트가 압입 설치되는 관통공을 가지면서 상기 샤프트의 축 방향으로 일정 길이만큼 연장 형성된 보스부와 상기 보스부의 하단부의 외주면에 방사상으로 돌출 형성된 다수 개의 돌기부로 이루어지고,
   상기 몰딩 기어는 상기 보스부와 계합되는 형상의 내경부를 가지는 베이스부와 상기 베이스부의 상부에 기어치가 형성된 기어부로 구성되되 상기 베이스부에는 상기 다수개의 돌기부와 결합되는 다수 개의 홈이 형성된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터 액츄에이터.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 다수 개의 돌기부는 3개의 돌기부인 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터 액츄에이터.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 홀더의 보스부 외부 형상은 원형 또는 다각형으로 되고,
   상기 몰딩 기어의 내경부는 상기 홀더의 보스부에 계합될 수 있도록 상기 홀더의 보스부의 외부 형상에 따라 원형 또는 다각형으로 된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터 액츄에이터.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 홀더는 금속재인 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터 액츄에이터.
   
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몰딩 기어는 피니언 기어인 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터 액츄에이터.
   
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 홀더는 금속가공 성형, 다이캐스팅 성형 및 소결 성형 중 어느 하나의 방법으로 제조된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터 액츄에이터.
   
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몰딩 기어의 전장 길이는 스텝 모터의 샤프트의 길이와 동일한 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터 액츄에이터.
   

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