KR101232563B1 - 힌지 구조체 - Google Patents

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KR101232563B1
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황혁주
유일성
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Abstract

차량에 장착하기 위한 제 1 힌지부 및 샤프트를 통하여 제 1 힌지부에 선회 가능하게 연결된 제 2 힌지부를 포함하는 차량용 사이드 미러 유니트의 힌지 구조체가 제안된다. 제 2 힌지부는 사이드 미러 유니트의 미러 프레임을 지지하며, 여기서 샤프트는 하나의 힌지부와 연결되고 다른 힌지부는 샤프트에 대하여 선회 가능하게 배치된다. 미러 프레임은 프레임 내로 삽입된 전동 접이 모듈의 위치 리브와 대응하는 위치 가이드를 갖는다.

Description

힌지 구조체{Hinge construction}
본 발명은 차량 상에 장착하기 위한 제 1 힌지부 및 샤프트를 통하여 제 1 힌지부에 선회 가능하게 연결된 제 2 힌지부를 포함한, 차량용 사이드 미러 유니트를 위한 힌지 구조체에 관한 것이다. 제 2 힌지부는 사이드 미러 유니트의 미러 프레임을 지지하며, 샤프트는 하나의 힌지부에 연결되어 있다.
특히, 본 발명은 미러 프레임 내로 전동 접이(powerfold)를 끼우기 위한 해결책을 제공한다.
또한, 동력을 사이드 미러 동작으로 변환시키는 모터 워엄으로부터 강력한 효율의 모터를 분리하기 위한 해결책이 제안된다.
본 발명은 특히 차량 상에 장착하기 위한 제 1 힌지부 및 사이드 미러 유니트의 미러 프레임을 지지하기 위하여 제 1 힌지부에 선회 가능하게 연결된 제 2 힌지부를 포함한, 차량의 사이드 미러 유니트용 힌지 구조체에 관한 것이다. 이러한 힌지 구조체는 일반적으로 알려져 있으며, 전형적으로 차량의 도어 상으로의 장착을 위한 베이스 플레이트로서 설계된 제 1 힌지부를 포함한다. 베이스 플레이트는 실질적으로 수직 방향의 고정된 샤프트를 주로 지지한다. 제 2 힌지부는 일반적으로 샤프트를 중심으로 선회 가능하도록 배치된 미러 프레임을 포함한다. 미러 프레임은 미러 글라스를 갖는 미러 조정 메커니즘 및 미러 하우징과 같은 사이드 미러의 요소들을 지지한다.
힌지 구조체에 의하여, 사이드 미러는 사이드 미러가 실질적으로 차체와 나란하게 접촉하는 접어진 위치(fold-in position)와 사이드 미러가 실질적으로 차체에 대하여 직교적으로 향하는 펼쳐진 위치(fold-out positioin) 사이에서 작동적으로 조정 가능하다.
이러한 조정성을 통하여, 사이드 미러는 펼쳐진 작동 위치에서 미러 하우징이 차체에 대하여 덜 돌출된 접어진 위치로 접어질 수 있다. 이와 같은 방법에서, 우선 차량을 주차할 때 사이드 미러에 대한 손상의 위험성이 감소될 수 있으며 사이드 미러는 물체와의 충돌시 어느 정도까지 휘어질 수 있다.
일반적으로, 힌지 구조체는 사이드 미러를 접어진 위치와 펼쳐진 위치 사이에서 조정 가능하게 하는 전기 구동 메커니즘을 포함한다. 안정도와 공기 역학과 관련하여, 펼쳐진 위치에서의 사이드 미러는 가능한 한 차체에 인접하게 위치하는 것이 바람직하다.
사이드 미러의 전기적인 접이 기능(fold-in function)은 구동 중에 진동을 유발하지 않는다. 또한, 모터 구동의 소음 정도는 OEM 목적을 위하여 가능한 한 낮아야 한다.
전동 접이 장치를 갖는 사이드 미러의 다른 요구 사항은 품질 문제를 피하기 위하여 전체 미러의 조립체가 가능한 한 신뢰성이 있어야만 한다는 것이다.
특허문헌 1에서, 강성 박스(rigid box) 내의 기어 요소의 장착을 결합한 힌지 구조체가 설명되어 있다. 워엄 기어는 모터에 연결된 분리 요소와 분리 핀을 갖는 고정된 하우징 하부 사이에 고정된다. 이 구조체는 워엄 기어의 용이한 장착을 허용하지 않는다.
1. EP 1908633 A1
모든 요구 사항을 해결하기 위하여, 복잡한 구조체가 제안되어 왔다. 본 발명은 동일한 이점을 이룰 수 있는 대안적인 구조체를 예상한다. 특히, 본 발명은 간단하고 작동적으로 신뢰성 있는 방법으로 이점을 달성할 수 있는 간단하고, 신뢰성 있는 구조체를 고려한다. 본 발명은 쉽게 장착하고 진동과 모터 소음을 감쇠시킬 수 있는 해결책을 나타낸다.
위와 같은 목적을 갖고, 본 발명은 청구항 1항에 따른 힌지 구조체를 제공한다. 구동 메커니즘을 힌지부 중 하나와 분리 가능하게 결합함으로써 얻어질 수 있는 것은 외부로부터 힌지 조정력이 힌지 구조체 상에 가해질 때 구동 메커니즘이 분리될 수 있다는 것이다.
본 발명은 또한 사이드 미러 유니트, 특히 힌지 구조체를 포함한 차량용 사이드 미러 유니트에 관한 것으로서, 여기서 제 1 힌지부는 차량의 차체 상에 장착하기 위한 베이스 플레이트를 구비하며, 제 2 힌지부는 사이드 미러를 구비하고, 사이드 미러는 사용 중에 사이드 미러가 실질적으로 차체를 따라 접촉하는 접어진 위치(fold-in position)와 사이드 미러가 실질적으로 차체에 대하여 직교적으로 향하는 펼쳐진 위치(fold-out positioin) 사이에서 조정 가능하다.
본 발명은 간단하고, 신뢰성 있는 구조체를 통하여 쉽게 장착하고 진동과 모터 소음을 감쇠시킬 수 있다.
도 1은 전동 접이 모듈로부터 분리된 샤프트의 사시도.
도 2a는 외부 미러가 주행 위치(펼쳐친 위치)에 있을 때 외부 미러를 도시한 평면도 및 전동 접이 유니트를 도시한 사시도.
도 2b는 외부 미러가 주차 위치(접어진 위치)에 있을 때 외부 미러를 도시한 평면도 및 전동 접이 유니트를 도시한 사시도.
도 2c는 외부 충격으로 인하여 외부 미러가 전방으로 회전할 때(꺽어진(fold-over)위치), 외부 미러를 도시한 평면도 및 전동 접이 모듈을 도시한 사시도.
도 3은 외부 미러를 위한 본 발명의 전동 접이 모듈을 도시한 사시도.
도 4는 외부 미러를 위한 본 발명의 전동 접이 모듈을 도시한 횡단면도.
도 5a는 샤프트를 도시한 정면도.
도 5b는 샤프트의 플랜지를 도시한 평면도.
도 5c는 샤프트를 도시한 횡단면도.
도 6a는 샤프트의 플랜지를 도시한 평면도.
도 6b는 기어 박스를 도시한 저면도.
도 7a는 샤프트의 필수적인 부분을 도시한 사시도.
도 7b는 기어 박스의 필수적인 부분을 도시한 사시도.
도 8은 상부 케이스의 부분 조립도.
도 9는 기어 박스의 부분 조립도.
도 10은 외부 미러의 프레임을 도시한 횡단면도.
도 11은 외부 미러의 프레임을 도시한 저면도.
도 12는 외부 미러의 프레임의 조립도.
본 발명은 위의 도면에 도시되어 있으며, 이하에서 상세히 설명된다.
도 1에 베이스(100)와 미러 헤드(50)를 갖는 사이드 미러가 도시된다. 샤프트(10)는 베이스(100) 상에 고정되며, 전동 접이 모듈(30; power fold module)의 나머지 부분은 미러 헤드(50) 상에 장착된다.
이 메커니즘은 미러 헤드(50)를 포함하는 전동 접이 모듈(30)이 특정 위치(접이 위치 및 작동 위치)로 샤프트(10)를 중심으로 회전하는 상태로 작동한다.
미러 헤드(50)의 특정 위치로의 회전을 위한 축인 샤프트(10)는 사이드 미러의 베이스(100) 상에 장착된다. 샤프트의 세부 구성은 도 7a에 도시되어 있다. 샤프트(10)의 원주 표면은 전동 접이 모듈의 접이 위치(71)와 중립 위치(70)를 제어하기 위하여 샤프트 플랜지(12) 상에 일정한 각도의 2개의 곡률을 따라 배치된 축 돌출부(13-1, 13-2, 14-1, 14-2)를 갖는다.
샤프트(10)의 중심은 개방되어 있으며, 와이어가 구멍을 통과하는 것을 허용한다. 바람직한 실시예에서, 미러 헤드의 하니스(harness)는 구멍을 완전히 통과하여 미러 헤드를 자동차의 전기 시스템에 연결한다. 샤프트(10)는 기어 박스(20)에 조립될 긴 튜브형 몸체를 갖는다. 이 샤프트 돌출 부분(11)은 전동 접이 모듈과 미러 헤드부의 견고한 지지를 위하여 일정한 외경(φθ), 벽 두께(t) 그리고 길이(L)를 갖는다.
샤프트 돌출 부분(11)의 하부는 와이어 구멍(18)을 형성하며, 이 와이어 구멍은 샤프트 플랜지(12)에 둘러싸여 있다. 샤프트 내부 돌출부(13-1, 13-2)와 샤프트 외부 돌출부(14-1, 14-2)는 샤프트 플랜지(12)의 외측부와 샤프트 돌출 부분(11) 사이에 배치되어 있다.
샤프트 내부 돌출부(13-1, 13-2)는 와이어 구멍(18)의 개방부 주변에 대칭적으로 형성된다. 샤프트 외부 돌출부(14-1, 14-2)는 샤프트 플랜지(12)의 외측부에 형성되며, 와이어 구멍(18)의 기초부 주변에 대칭적으로 형성된다. 모든 샤프트 돌출부(13-1, 13-2/14-1, 14-2)는 서로 90°의 간격을 두고 이격되어 있다. 샤프트 돌출부(13-1, 13-2/14-1, 14-2)는 돌출부의 종단면에서 특정 경사도(α)를 갖는다. 돌출부의 반경 방향 길이는 도 6a에 도시된 바와 같이 반경 방향 형상의 각도(Q1, Q1', Q2, Q2')에 의하여 한정된다.
각도(α)로 경사진 종단면은 샤프트 돌출부(13-1, 13-2, 14-1, 14-2)의 샤프트 스토퍼부(15, 16)를 형성한다. 전동 접이 모듈이 중립 위치(70) 또는 접이 위치(71)에서 정지할 때 샤프트 스토퍼부(15, 16)는 사이드 미러를 위한 종단 멈춤 위치를 지지한다.
중립 위치(70) 또는 접이 위치(71)에서, 샤프트 내부 스토퍼부(15)와 샤프트 외부 스토퍼부(16)의 표면은 기어 박스 내부 멈춤부(24)와 기억 박스 외부 멈춤부(25)와 동시에 접촉한다. 샤프트와 기어 박스의 밀접한 연결은 선회 가능한 사이드 미러를 위한 안정적인 해결책을 허용한다.
외부 충격에 의하여 사이드 미러의 미러 헤드부(50)가 중립 위치(70)에서 꺾어진 위치(72)로 회전할 때, 샤프트 스토퍼부(15, 16)의 4면은 기어 박스 스토퍼부(24, 25)의 4면과 접촉하며, 이는 안정적인 종단 위치를 허용한다.
강제적인 충격으로 인하여 미러 헤드부(50)가 샤프트 스토퍼부(15, 16)를 극복한 후에, 주행 위치(70)로 복귀시키기 위하여 손 또는 차량에 설치된 스위치를 사용하는 것이 가능하다.
도 7b의 기어 박스(20)는 원통형 구멍(28)을 가지며, 이 원통형 구멍은 샤프트 돌출부(11)의 조립을 허용하기 위한 특정 규격을 갖는다. 구멍(28)은 기어 박스 원형 가동면(27; working face)으로 둘러싸여 있으며, 이 가동면은 마찰 표면 상에서의 슬라이딩 및/또는 회전을 위하여 샤프트(10)의 마찰 표면에 대한 대응 표면을 형성한다. 기어 박스(20) 내의 표면(27)은 표면의 슬라이드 계수 및 마모 저하를 줄이는 금속 플레이트(40)를 포함한다. 기어 박스(20)는 고강도 플라스틱의 사출 성형에 의하여 제조되며, 미러가 외부 충격에 의하여 꺾여진 위치로 회전할 때 손상을 방지하기 위하여 얇은 금속 플레이트(40)가 성형 공정 후 기어 박스(20) 내로 삽입된다.
기어 박스 원형 가동면(27)의 외부 반경은 샤프트 돌출부(13-1, 13-2/14-1, 14-2) 사이의 4개의 관련된 중간 공간에 대응하는 기어 박스 돌출부(22-1, 22-2, 23-1, 23-2)를 포함한다. 기어 박스 돌출부(22-1, 22-2, 23-1, 23-2)의 크기는 샤프트 돌출부(13-1, 13-2, 14-1, 14-2)에 의하여 제공된 중간 공간의 크기보다 작다. 따라서, 이는 중립 위치(70)에서 접이 위치(71)로 회전시키기 위한 충분한 공간이다.
또한, 기어 박스 외부 돌출부(23-1, 23-2)는 샤프트 외부 돌출부(13-1, 13-2) 사이의 반경 방향 공간 사이에 위치한 기어 박스 내부 돌출부(22-1, 22-2)보다 큰 반경을 갖는 원을 따라서 형성된다.
도 8은 전동 접이 모듈(30)로부터의 상부 케이스(90), 모터 워엄(82) 및 워엄 캡(120)의 부분 조립 도면이다.
상부 케이스(90)의 중간 단(middle tier) 내에 형성된 축 분리 부분(93)은 모터 워엄(82)의 상부를 지지한다. 상부 케이스(90)의 하부 단에 삽입된 워엄 캡(120)은 분리 부분이며 모터 워엄(82)의 하부를 지지한다. 모터(80)의 샤프트와 모터 워엄(82)의 샤프트 사이의 이러한 분리 부분으로 인하여 초기 이동 소음 및 진동이 제거되며 메커니즘이 정지할 때 구동력은 분리된다.
또한, 상부 케이스(90)의 상부 단은 U-형 형상을 갖는 소켓(91)을 갖는다. 소켓(91)은 상부 케이스 내에서 동력 전달용 위한 모터(80)를 들어올린다. 소켓(91)은 모터 케이스(130)를 갖는 모터(80)의 규격과 동등한 규격을 갖는다.
모터 케이스(130)는 U-형 소켓(91) 내로 삽입된다. U-형 소켓(91)의 두께는 작아 모터 케이스(130)를 용이하게 삽입하기 위하여 가요성(flexibility)을 유지한다. 소켓(91)의 하부 단은 모터 샤프트용 개구(94)를 가지며, 개구(94)의 하부 단은 소켓(91)의 몸체 내로 일체로 형성된 베어링 요소(95)를 갖는다.
또한, 상부 케이스는 워엄 캡 베어링(122)을 설치하기 위한 지지체(96)를 형성한다. 지지체(96)는 외부 표면 상에 워엄 캡(120) 고정용 후크 돌출부(97)를 가지며, 이 워엄 캡은 모터 워엄을 위한 제 2 베어링 요소로서의 기능을 수행한다.
워엄 캡(120)은 후크 돌출부(97)를 이용하여 워엄 캡을 상부 케이스(90)에 설치 및 장착하기 위한 후크(121)를 갖는다. 워엄 캡(120)의 중심은 모터 워엄을 지지하는 워엄 캡 베어링(122)을 형성한다.
모터 워엄(82)은 상부 케이스(90)의 베어링(95)과 워엄 캡(120)의 워엄 캡 베어링(122) 사이에 설치된다. 모터 워엄은 모터(80)의 회전력을 워엄 휠 기어(83)에 전달한다. 모터 워엄(82)은 전동 접이 모듈의 구동 기어 내의 감속 기어이다.
워엄 캡(120)의 중심 주변에는 워엄 캡 돌출부(123)가 형성된다. 워엄 캡이 상부 케이스(90) 내에 설치될 때, 워엄 캡 돌출부(123)는 워엄 캡(120)이 이동하는 것을 방지하고, 메커니즘이 가동할 때, 피봇을 유지하고 뒤틀림을 방지한다.
도 10은 프레임(110)의 단면도이다. 프레임(110)은 사이드 미러의 한 부분이며, 전동 접이 모듈(30)을 미러 내로 들어 올린다. 프레임(110)은 선단부 및 후단부에 수평 공간(112)과 수직 공간(113)을 가지며, 전동 접이 모듈(30)이 조립될 때 이 공간들은 규칙적인 결합 평면을 제공하며, 따라서 조립 오차를 줄인다.
프레임(110)은 좌우 대칭으로 형성된 위치 가이드(111)를 갖는다. 위치 가이드(111)는 전동 접이 모듈(30)의 위치 리브(34)에 결합된다. 위치 가이드(111)는 첫째, 조립 동안에 장치를 안내하고, 둘째, 메커니즘이 가동할 때 전동 접이 모듈(30)의 움직임을 줄이는, 2가지 기능을 갖는다.
진동 접이 모듈(30)은 도 12 내의 화살표를 따라서 장착된다. 진동 접이 모듈(30)은 기어 박스(20)의 고정 홀(32)과 프레임(110)의 고정 홀(115)을 이용하여 프레임(110)에 고정된다. 대안적인 실시예에서, 기어 박스(20)의 모듈측 고정홀(33)은 모듈을 프레임측 고정 홀(116)에 고정하기 위하여 사용된다.
10: 샤프트 80:모터
11: 샤프트 돌출부 81:PCB
12: 샤프트 플랜지 82:모터 워엄
13: 샤프트 내부 돌출부 83:워엄 휠
14:샤프트 외부 돌출부 84:클러치 워엄
15:샤프트 내부 스토퍼 85:클러치 기어
16:샤프트 외부 스토퍼 86:스프링
17:샤프트 회전성 작동 표면 87:밀봉 커버
18:와이어링 홀 90:상부 케이스
20:기어 박스 91:소켓
22:기어 박스 내부 돌출부 92:소켓의 두께
23:기어 박스 외부 돌출부 93:축 분리부
24:기어 박스 내부 스토퍼 94:개구
25:기어 박스 외부 스토퍼 95:베어링
26:기어 박스 회전부 96:지지체
27:기어 박스 회전성 작동 표면 97: 후크 돌출부
28:기어 박스 홀 100:베이스
30:전동 접이 모듈 110:프레임
32:하부 고정 홀 111:위치 가이드
33:측부 고정 홀 112:수평 공간
34:위치 리브 113:수직 공간
40:금속 플레이트 115:프레임 고정 홀
50:미러 헤드 116: 프레임 측부 고정 홀
60:피봇 120:워엄 캡
70:구동 위치 121:후크
71:접어진 위치 122:워엄 캡 베어링
72:꺾여진 위치 123: 워엄 캡 돌출부
130: 모터 케이스

Claims (5)

  1. 차량 상에 장착하기 위한 제 1 힌지부 및 사이드 미러 유니트의 미러 프레임(110)을 지지하기 위하여 샤프트(10)를 통하여 제 1 힌지부와 선회 가능하게 연결된 제 2 힌지부를 포함하되, 샤프트(10)는 하나의 힌지부와 연결되며, 다른 힌지부는 샤프트(10)에 대하여 선회 가능하게 배치되고, 전동 접이 모듈(30)은 기어 박스(20) 및 밀봉 커버(87)를 갖는 상부 케이스(90)에 의하여 형성되며, 상부 케이스(90)는 모터(80)와 모터 워엄(82) 사이의 축 분리부(93)를 갖는 소켓(91)을 포함하고, 모터 워엄(82)은 소켓(91) 내의 베어링(95)과 워엄 캡(120) 내의 워엄 캡 베어링(122) 사이에서 지지되며, 워엄 캡 베어링(122)은 상부 케이스(90)의 지지체(96)에 스냅(snapped)된 워엄 캡(120)의 한 부분인 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 미러 유니트용 힌지 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서, 미러 프레임(110)은 위치 가이드(111)를 가지며, 이 위치 가이드는 삽입될 전동 접이 모듈(30)의 위치 리브(34)와 대응하는 것을 특징으로 하는 사이드 미러 유니트용 힌지 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서, 워엄 캡(120)은 워엄 캡 돌출부(123) 및 후크(121)를 가지며, 후크(121)는 지지체(96)의 후크 돌출부(97)에 끼워지는 것을 특징으로 하는 사이드 미러 유니트용 힌지 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서, 소켓(91)은 모터(80)의 용이한 삽입을 위한 가요성을 유지하기에 충분한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 사이드 미러 유니트용 힌지 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서, 기어 박스(20)는 반경 방향으로 배치된 2개 형태의 돌출부(22-1, 22-2, 23-1, 23-2) 및 기어 박스(20)의 마찰 표면을 보호하는 금속 플레이트(40)를 포함하되, 이 돌출부는 샤프트 내부 및 외부 돌출부(14-1, 14-2, 13-2) 사이의 중간 공간에 대응하는 것을 특징으로 하는 사이드 미러 유니트용 힌지 구조체.
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