KR101438813B1 - 선형 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

실시예에서는 선형 액츄에이터에 관해 개시된다.
실시예에 따른 선형 액츄에이터는 제1 커버 및 제2 커버; 상기 제1 커버와 제2 커버 사이에 배치되는 스테이터 및 로터; 상기 제2 커버에 결합되고 나사골이 형성된 너트; 상기 로터가 회전 가능하도록 지지하는 베어링 및 상기 로터와 함께 회전되고 상기 나사골에 대응되는 나사산이 형성되어 상기 로터의 회전에 따라 축 방향으로 이동하는 액츄에이팅 로드가 포함된다.
선형 액츄에이터

Description

선형 액츄에이터{LINEAR ACTUATOR}
실시예는 선형 액츄에이터에 관한 것이다.
선형 액츄에이터는 로터(Rotor)와 스테이터(Stator)를 가지고, 상기 로터의 회전에 따라 회전축에 연결된 부재를 구동한다.
예를 들어, 선형 액츄에이터는 자동차 전조등 시스템의 리플렉터(reflector)를 구동하기 위한 부재에 연결되어 조명 방향을 변경하는데 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 선형 액츄에이터는 선형 구동이 필요한 다양한 전자장치 및 기계장치에 적용될 수 있다.
실시예에서는 선형 액츄에이터를 제공한다.
실시예에서는 로터를 안정적으로 지지할 수 있는 선형 액츄에이터를 제공한다.
실시예에서는 로터의 직경을 감소시킬 수 있는 선형 액츄에이터를 제공한다.
실시예에서는 간단한 결합구조를 갖는 로터와 액츄에이팅 로드가 포함된 선형 액츄에이터를 제공한다.
실시예에 따른 선형 액츄에이터는 제1 커버 및 제2 커버; 상기 제1 커버와 제2 커버 사이에 배치되는 스테이터 및 로터; 상기 제2 커버에 결합되고 나사골이 형성된 너트; 상기 로터가 회전 가능하도록 지지하는 베어링 및 상기 로터와 함께 회전되고 상기 나사골에 대응되는 나사산이 형성되어 상기 로터의 회전에 따라 축 방향으로 이동하는 액츄에이팅 로드가 포함된다.
실시예에 따른 선형 액츄에이터는 스테이터; 상기 스테이터와의 상호 작용에 의해 회전하는 로터; 상기 로터가 회전 가능하도록 지지하는 베어링; 상기 로터의 회전축 방향을 따라 상기 로터와 나란히 배치되며 나사골이 형성된 너트; 상기 로터 및 너트에 삽입 설치되어 상기 로터와 함께 회전하고, 상기 나사골에 결합된 나사산이 형성되어 상기 로터가 회전됨에 따라 상기 나사골을 따라 상기 회전축 방향으로 이동하는 액츄에이팅 로드가 포함된다.
실시예에 따른 선형 액츄에이터는 로터를 안정적으로 지지할 수 있는 장점이 있다.
실시예에 따른 선형 액츄에이터는 로터의 직경을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
실시예에 따른 선형 액츄에이터는 로터와 액츄에이팅 로드의 결합구조가 간단한 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 선형 액츄에이터에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 실시예에 따른 선형 액츄에이터의 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 선형 액츄에이터의 분해 사시도이고, 도 3은 실시예에 따른 선형 액츄에이터의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 선형 액츄에이터는 제1 커버(31)와 제2 커버(33)를 가지고, 상기 제1 커버(31)와 제2 커버(33) 사이에는 로터(20)와 스테이터가 배치된다.
상기 로터(20)는 외주에 N극과 S극이 원주 방향으로 동일 간격으로 교대로 착자된 영구 자석으로 형성될 수 있다.
상기 스테이터는 상기 로터(20)의 원주 방향에 배치되는데, 상기 스테이터는 각각 코일(80)이 권선된 제1 보빈(60) 및 제2 보빈(65)과, 상기 제1 보빈(60) 및 제2 보빈(65) 사이에 배치되어 상기 제1 커버(31) 및 제2 커버(33) 방향으로 돌출된 제1 자극부(51)를 갖는 제1 요크(50)와, 상기 제1 보빈(60)과 제2 커버(33) 사이에 배치되어 상기 제1 커버(31) 방향으로 돌출된 제2 자극부(71)를 갖는 제2 요크(70)와, 상기 제2 보빈(65)과 제1 커버(31) 사이에 배치되어 상기 제2 커버(33) 방향으로 돌출된 제3 자극부(76)를 갖는 제3 요크(75)가 포함될 수 있다.
상기 제1 보빈(60) 및 제2 보빈(65)에는 각각 제1 단자(61) 및 제2 단자(66)가 형성되어 상기 코일(80)과 외부의 전원장치가 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
상기 제1 자극부(51), 제2 자극부(71) 및 제3 자극부(76)는 상기 코일(80)과 로터(20) 사이에 배치되어, 상기 제1 보빈(60) 및 제2 보빈(65)에 형성된 코일(80)에 전원을 각각 인가됨에 따라 자극을 형성하여 상기 로터(20)가 스텝 형태로 회전되도록 한다.
상기 제2 요크(70) 및 제3 요크(75)는 각각 상기 제2 자극부(71) 및 제3 자극부(76)를 지지하는 제2,3 요크 플레이트(72,77)와, 상기 제2,3 요크 플레이트(72,77)의 외주에서 각각 상기 제2 자극부(71) 및 제3 자극부(76) 방향으로 돌출된 제2,3 림(rim)부(73,78)가 포함된다.
상기 제2,3 림부(73,78)은 상기 코일(80) 및 제1,2 보빈(60,65)을 보호함과 아울러 자계 경로를 제공하여 자기 저항을 감소시킨다.
상기 로터(20)에는 축 방향을 따라 선형적으로 이동 가능한 액츄에이팅 로드(10)가 결합된다. 상기 액츄에이팅 로드(10)는 중심부에 나사산(11)이 형성되고, 상기 나사산(11)이 형성된 부분을 중심으로 일측은 원기둥 형태로 형성되며 타측은 일부가 커팅된 원기둥 형태로 형성된다. 즉, 상기 액츄에이팅 로드(10)의 타측은 축 방향을 따라 연장된 평면 및 곡면으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 일부가 커팅된 원기둥 형태는 축 방향에 수직한 단면이 D자 형태로 커팅될 수 있다.
상기 액츄에이팅 로드(10)의 일측 끝단에는 볼 베어링(41)이 결합되고 상기 볼 베어링(41)의 외주에는 헤드(40)가 결합된다. 다시 말해서, 상기 헤드(40)에는 상기 볼 베어링(41)이 삽입되기에 적절한 원기둥 형태의 홈이 형성되어 상기 홈에 상기 볼 베어링(41)이 삽입되고 상기 볼 베어링(41)에 상기 액츄에이팅 로드(10)가 결합된다.
따라서, 상기 액츄에이팅 로드(10)가 축 중심을 기준으로 회전하면서 축 방향을 따라 선형적으로 이동하는 경우에 상기 볼 베어링(41)에 의해 상기 헤드(40)는 회전되지 않고 상기 액츄에이팅 로드(10)의 선형 이동에 따라 선형적으로 이동하게 된다.
상기 액츄에이팅 로드(10)의 타측은 D자 형태로 커팅되어 상기 로터(20)와 결합된다. 상기 로터(20)의 중심에는 상기 액츄에이팅 로드(10)가 삽입되어 결합될 수 있도록 상기 액츄에이팅 로드(10)의 형상에 대응되는 결합홀(21)이 형성된다.
따라서, 상기 로터(20)가 회전되는 경우에 상기 로터(20)와 결합된 액츄에이팅 로드(10)가 상기 로터(20)와 동일한 방향으로 회전된다.
한편, 상기 액츄에이팅 로드(10)에는 상기 나사산(11)이 형성되고, 상기 제2 커버(33)에는 나사골이 형성된 너트(38)가 압입된다. 상기 너트(38)는 상기 로터(20)의 회전축 방향을 따라 상기 로터(20)와 나란히 배치된다.
이때, 상기 나사골이 형성된 너트(38) 및 나사산(11)이 상기 로터(20)의 회전축 방향을 따라 상기 로터(20)와 나란히 배치되기 때문에, 상기 로터(20)와 액츄에이팅 로드(10)의 결합 구조가 간단해지고, 상기 로터(20)의 직경이 감소될 수 있다.
상기 액츄에이팅 로드(10)가 회전하는 경우에 회전 방향에 따라 상기 나사산(11)이 상기 너트(38)의 나사골을 따라 이동하므로, 상기 액츄에이팅 로드(10)가 상기 로터(20)의 회전축 방향을 따라 선형적으로 이동하게 된다.
상기 제2 커버(33)는 플레이트(34)와, 상기 플레이트(34)에서 돌출된 너트 삽입부(35)와, 상기 너트 삽입부(35)에서 돌출된 슬리브(36)를 갖는다.
앞서 설명한 상기 너트(38)는 상기 너트 삽입부(35)에 압입되어 설치된다. 또한, 상기 슬리브(36)에는 제3 베어링(39)이 압입되어 설치되는데, 상기 제3 베어링(39)은 상기 액츄에이팅 로드(10)를 지지함과 동시에 상기 액츄에이팅 로드(10)의 원활한 회전 및 선형 이동이 가능하도록 한다. 또한, 상기 제3 베어링(39)은 상기 액츄에이팅 로드(10)가 선형적으로 이동하는 범위를 제한할 수 있는데, 이를 위해 상기 너트(38)와 상기 제3 베어링(39) 사이의 간격은 상기 액츄에이팅 로드(10)의 나사산(11)의 길이보다 짧게 형성된다.
상기 로터(20)는 상기 로터(20)의 중심을 기준으로 축 방향으로 양측에 배치된 제1 베어링(37) 및 제2 베어링(22)에 의해 지지된다.
상기 제1 베어링(37)은 상기 제1 커버(31)에 압입되어 설치되며, 상기 로터(20)에 본딩 결합된 샤프트(12)가 삽입 설치된다. 상기 샤프트(12)에 의해 상기 로터(20)는 상기 제1 베어링(37)에 의해 지지되면서 원활하게 회전될 수 있다.
상기 제2 베어링(22)은 상기 너트(38)의 외주에 결합되어 설치된다. 그리고, 상기 제2 베어링(22)의 외주에 상기 로터(20)의 일부분이 지지된다. 상기 로터(20)는 상기 제2 베어링(22)에 의해 지지되면서 원활하게 회전될 수 있다.
따라서, 상기 로터(20)는 상기 제1 베어링(37) 및 제2 베어링(22)에 의해 지지되어 회전시 틸팅없이 안정적으로 지지될 수 있다.
한편, 상기 제1 베어링(37)과 상기 로터(20) 사이에는 제1 와셔(23)가 설치되고, 상기 로터(20)와 상기 너트(38) 사이에는 제2 와셔(24)가 배치될 수 있다.
실시예에 따른 선형 액츄에이터는 상기 제1 베어링(37)과 제2 베어링(22)을 로터(20)의 양측에 배치시킴으로써 상기 로터(20)가 안정적으로 지지되면서 회전될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 선형 액츄에이터는 상기 액츄에이팅 로드(10)가 선형 이동 가능하도록 하는 구조가 상기 로터(20)의 측면에 배치되기 때문에 상기 로터(20) 및 스테이터를 포함하는 구조의 크기를 감소시킬 수 있다.
실시예에 따른 선형 액츄에이터는 상기 로터(20)와 액츄에이팅 로드(10)가 D자 형태의 구조로 결합되기 때문에 조립이 용이한 장점이 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실 시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 선형 액츄에이터의 사시도.
도 2는 실시예에 따른 선형 액츄에이터의 분해 사시도.
도 3은 실시예에 따른 선형 액츄에이터의 단면도.

Claims (11)

  1. 제1 커버 및 제2 커버;
    플레이트, 상기 플레이트에서 돌출된 너트 삽입부 및 상기 너트 삽입부에서 돌출된 슬리브를 포함하는 제2 커버;
    상기 제1 커버와 제2 커버 사이에 배치되는 스테이터 및 로터;
    상기 제2 커버의 너트 삽입부에 설치되고, 나사골이 형성된 너트;
    상기 제 1 커버에 설치되고, 상기 로터의 일측과 직접 접촉하여 상기 로터의 일측을 지지하는 제 1 베어링;
    상기 로터와 상기 너트 삽입부 사이의 상기 제 2 커버에 설치되며, 상기 로터의 타측과 직접 접촉하여 상기 로터의 타측을 지지하는 제 2 베어링;
    상기 로터에 삽입되어 상기 로터와 함께 회전되고 상기 너트의 나사골에 대응되는 나사산이 형성되어 상기 로터의 회전에 따라 축 방향으로 이동하는 액츄에이팅 로드; 및
    상기 제 2 커버의 슬레이브에 설치되어, 상기 액츄에이팅 로드를 회전 가능하게 지지하는 제 3 베어링을 포함하는 선형 액츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 액츄에이팅 로드의 일측 끝단에 결합되는 볼 베어링이 설치된 헤드가 포함되는 선형 액츄에이터.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 로터에 일측이 고정되고 상기 제1 베어링에 타측이 삽입되어 지지되는 샤프트가 포함되는 선형 액츄에이터.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 베어링은 상기 제2 커버에 결합되어 지지되는 상기 너트에 의해 지지되는 선형 액츄에이터.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 스테이터는 상기 로터의 외주에 배치되고, 코일이 형성된 보빈 및 상기 보빈과 로터 사이에 배치되는 자극부를 가진 요크가 포함되는 선형 액츄에이터.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 요크는 상기 자극부와, 상기 자극부를 지지하는 요크 플레이트 및 상기 요크 플레이트의 외주 부분에서 돌출된 림부가 포함되고,
    상기 코일은 상기 자극부와 상기 림부 사이에 배치되는 선형 액츄에이터.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 액츄에이팅 로드는 일측이 축 방향을 따라 연장된 평면 및 곡면으로 형성되고, 상기 로터는 상기 액츄에이팅 로드에 대응되는 형태로 형성된 결합홀이 형성된 선형 액츄에이터.
  10. 삭제
  11. 삭제
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