KR101467422B1 - 가동 차량 패널용 선형 구동 액추에이터 - Google Patents

Abstract

차체의 데크 리드(deck lid)를 개폐하는 장치는, 양방향 변위를 제어하기 위해 나사 결합되는 두 개의 길쭉한 상대적으로 회전 가능한 구동 부재를 가지는 잭스크류 타입의 구동 유닛을 포함한다. 전기 모터를 회전 가능한 구동 부재를 결합한다. 제1 장착 디바이스는 회전 가능한 구동 부재를 차량의 상대적으로 구정된 지점에 선회 가능하게 연결한다. 제2 장착 디바이스는 회전 불가능한 구동 부재를 데크 리드에, 또는 그 반대로 선회 가능하게 연결한다. 전기 모터는 동력을 공급받아 낮은 역구동 활동(back drive effect)을 가능하게 하면서 구동 유닛의 양방향 제어에 영향을 미친다. 동심의 스프링은 데크 리드의 무게로 인한 하중에 대항한다.

Description

가동 차량 패널용 선형 구동 액추에이터 {LINEAR DRIVE ACTUATOR FOR A MOVABLE VEHICLE PANEL}

본 출원은 Jeffery S. Hamminga 등이 "Vehicle Movable Panel Drive Unit"이라는 명칭으로 2007년 8월 6일자로 출원한 미국특허출원 제60/963,589호에 관련된 것이며, 이에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 자동차에 내장된 가동 패널(movable panel)을 제어하는 메커니즘에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 가동 패널을 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 선택적으로 구동하도록 제어 가능한 트렁크 리드 및 리프트 게이트 어셈블리(trunk lid and lift gate assembly)를 위한 동력 구동 메커니즘(power drive mechanism)에 관한 것이다.

유틸리티(utility)에 특징이 있는 자동차가 선택의 주류가 될 때, 소비자는 고유한 디자인 및/또는 사이즈에 인하여, 주로 승용차와 연관된 일정한 호사(luxury)를 요구한다. 소비자가 원하는 특성 중 하나는, 슬라이딩 도어(sliding door)와 리프트 게이트와 같은 물품의 자동화된 움직임(automated movement)이다. 자동화된 움직임을 제공하는 특성을 이용할 수는 있지만, 수동 조작 장치(manual override)을 수용하기 위해 사용되는 메커니즘의 디자인은 능력과 기능성이 부족하다. 또한, 차량 내에서 공간을 차지하는 시스템은 내부를 덜 효율적이고 심미적으로 덜 매력적이게 만든다.

향상된 승객의 편의와 안락함에 대한 계속되는 요구는 자동차 제조사로 하여금 가동 패널을 포함하는 대부분의 차량 시스템에서의 동력 지원 기능(power assist function)을 확대하도록 하였다. 대부분의 경우에, 동력 지원은 연관된 가동 패널과 기계적으로 결합된(mechanically coupled) 전기 모터와 기어식 변속기(geared transmission)를 통해 구현되므로, 차량 운전자는 제어 스위치를 간단히 작동시킴으로써 시스템을 제어할 수 있다.

보다 재래식의 트럭형 가동 패널 외에, 해치백 및 밴 형태의 자동차는 일반적으로 차체(vehicle body)의 후면에 액세스 오프닝(access opening)과 이 액세스 오프닝을 선택적으로 개방하거나 폐쇄하는 리프트 게이트를 포함한다. 리프트 게이트는 일반적으로 수동으로 조작되고 게이트를 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 이동시키려면 특별히 수고를 요한다. 리프트 게이트에 대해 동력 작동(power actuation)을 제공하기 위한 다양한 시도가 있었지만, 이들은 매우 복잡하였거나, 상대적으로 값이 비쌌거나, 또는 보수하기 일쑤였기 때문에, 종래의 어떠한 동력 작동 시스템도 의미있을 정도의 상업적 성공을 거두지는 못했다.

일반적으로, 슬라이딩 도어와 같은 가동 패널을 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 에 이동시킬 때 구동을 위해 동력 구동 시스템(power drive system)을 제공하는 것으로 알려져 있으며, 구동 장치(driving arrangement)는, 닫히는 패널(closing panel)에 의해 물체가 움직일 수 없게 된 경우에, 패널 이동을 중지시키기 위해 과부하(overload)에 반응하는 제어를 제공하면서, 이동 경로를 따라 임의의 위치에 에서의 패널의 적극적으로 구동되는 동력 조작과 수동 조작 간의 변경(shifting)을 수용한다(accommodate). 이런 유형의 동력 구동 시스템은 밴형 차량의 슬라이딩 도어를 조작할 때 특히 잘 적응된다. 일반적으로, 동력 구동 시스템은 비교적 긴 작동 행정(working stroke)에 걸쳐 양방향으로 도어를 구동시키기 위해 도어에 결합된 출력 부재(output member)를 구동할 수 있다. 출력 부재와 도어 간의 결합은 필요에 따라 양방향으로 동작 가능한 도어와 모터 간의 실제적인 기계적 상호연결(positive mechanical interconnection)의 형태를 취할 수 있다. 일반적으로 슬라이딩 도어에 적용 가능한 전술한 고려사항 외에, 동력 구동 시스템이 밴형 차량의 슬라이딩 도어에 동력을 공급하는 경우에 추가적인 문제점이 나타날 수 있다.

밴형 차량 애플리케이션에서 슬라이딩 도어의 동력 구동 시스템은 밴의 길이방향으로 연장되는 양측에 편리하게 장착되고, 운전자의 좌석에서 접근 가능한 제어 스위치에 의해 동작될 수 있다. 그러나, 운전자가 밖에서 슬라이딩 도어를 통해 물품을 실거나 내릴 때 그리고 제어가 미치지 못할 때와 같이, 운전자가 도어를 수동을 열거나 닫기를 원할 수 있다. 도어와 동력원(power souce) 사이의 기계적으로 확실하게 링크된 연결은 도어의 수동 조작에 지장을 줄 것이고, 도어와, 이동 경로를 따른 도어의 위치를 감지하기 위해 제어 시스템이 의존하는 드라이브와의 관계를 불안하게 만들 수 있다.

차량 패널의 병진 운동(translation)은 일반적으로, 패널이 시스템을 점검할 수 있도록 하기 위해 효율적인 기계요소(machine element)와 클러치의 세트를 필요로 한다. 또 구동 시스템은 효율적으로 구동하여야 하며 점검될 때 상당한 저항을 주지 않아야 한다. 시스템 부하(system load)가 수용 가능한 기계요소의 부하 범위 내에 있도록 보장하기 위해 약한 결합(soft coupling)을 채용할 수 있다. 볼 너트(ball nut)는 볼 스크류(ball screw)와 함께 사용될 때 매우 효율적인 기계요소이다. 그러나, 볼 스크류는, 상당한 이동(travel)을 필요로 하는 한편, 일반적으로 직선이 아닌 경로를 따르는 움직임을 수용할 수 없는 애플리케이션에 사용될 때, 융통성이 없고(regid) 값비싸다.

본 발명은, 회전 가능한 구동 부재(rotatable drive element), 및 가동 패널의 제어된 양방향 변위(bi-directional displacement)를 위해 상기 회전 가능한 구동 부재와 나사 결합(threadably engaged)된 회전 불가능한(non-rotatable) 구동 부재를 포함하는, 차량 트렁크 리드와 같은 가동 패널용 구동 유닛(drive unit)을 제공한다. 상기 구동 부재 중 하나 또는 둘다는 길쭉하다. 전기 모터는 상기 회전 가능한 구동 부재를 구동 가능하게 결합한다. 제1 장착 디바이스(first mounting device)는 호스트 차량(host vehicle)의 상대적으로 고정된 지점(relatively fixed point)에 상기 회전 가능한 구동 부재를 선회 가능하게(pivotally) 상호연결하며, 상기 회전 가능한 구동 부재는 축 방향으로는 구속되지만 연장축(axis of elongation) 주위를 회전하는 데는 자유롭다. 제2 장착 디바이스(second mounting device)는 상기 가동 패널에 상기 회전 불가능한 구동 부재를 선회 가능하게 상호연결하며, 상기 회전 불가능한 구동 부재는 축 방향과 회전 방향(axially and rotatably)으로 모두 구속된다. 끝으로, 상기 모터에 동력을 공급하여 상기 구동 유닛의 양방향 제어에 영향을 미치는 수단이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 가동 패널에 의해 부과되는 하중(loading)를 상쇄하기 위해 동심의 압축/인장 코일 스프링(concentric compression/tension coil spring)과 같은 편향 수단(biasing means)을 제공한다. 이 구성은 모터와 일정한 구동 유닛 부품을 소형화할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 시스템에서의 과부화 감지에 대한 응답으로 상기 전기 모터를 상기 제2 장착 디바이스로부터 일시적으로 연결 해제하도록 동작하는 클러치가 제공된다. 이 구성은 가동 패널의 수동 조작 장치를 거칠게 조작함에 기인한 손상/고장으로부터 구동 시스템 및 연관된 차량을 보호한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 모터 아마추어 출력 샤프트(motor armature output shaft)와 동심의 웜 샤프트(concentric worm shaft) 사이에 탄성 댐퍼(resilient damper)가 삽입된다. 이 특성은 순간적인 비틀림 하중(torsional load)를 흡수하여 구동 시스템을 보호하는 이점이 있다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 모터 아마추어 출력 샤프와 동심의 웜 샤프트 사이에 탄성 댐퍼가 직렬로 삽입된다. 이 특성은, 모터 아마추어 출력 샤프트과 웜 사프트를 축 방향으로 멀어지게 계속 강제하여(urge) 역구동력(back drive force)이 모터 아무추어로부터 격리되도록 함으로써, 모터 아마추어 출력 샤프트와 웜 샤프트를 축 방향으로 격리시키는 이점이 있다.

본 발명의 이들 특징 및 다른 특징은 이하의 명세서를, 도면, 본 발명의 바람직한 실시예 및 대안 실시예에 대한 상세한 설명과 함께 읽으면 더욱 명백해질 것이다.

이제 첨부도면을 참조하여 본 발명을 예로서 설명한다.
도 1은 동력 선형 액추에이터에 의해 상호열결된 차체와 트렁크 리드 힌지의 파단 부분도이다.
도 2a는 도 1의 선형 액추에이터의 모터 어셈블리의 기어박스 부분을 확대한 파단 상세도이다.
도 2b는 도 2a의 모터 어셈블리의 기어박스 부분의 대안 구성(alternative design)의 파단 상세도이다.
도 3은 제1 대안 구성의 동력 선형 액추에이터에 의해 상호연결된 차체와 트렁크 리드 힌지의 파단 부분도이다.
도 4는 제2 대안 구성의 동력 선형 액추에이터에 의해 상호연결된 차체와 트렁크 리드 힌지의 파단 부분도이다.
도 5는 제3 대안 구성의 동력 선형 액추에이터의 기어박스 부분을 확대한 파단 단면도이다.
도 6은 제4 대안 구성의 동력 선형 액추에이터의 말단 장착 부분의 파단 단면도이다.
도 7은 동심의 보조 스프링(concentric helper spring)을 포함하는 제5 대안 구성의 동력 선형 액추에이터의 개략도이다.
도 8은 제6 대안 구성의 동력 선형 액추에이터의 모터 순응 결합 부분(motor compliant coupling portion)의 전개 사시도이다.
도면들은 본 발명의 실시예를 나타내지만, 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아니며, 본 발명을 설명하기 위해 어떤 특징들은 과장될 수 있다. 여기에 설명한 예는 본 발명의 실시예를 하나의 형태로 예시한 것이며, 이러한 예는 본 발명의 범위를 어떠한 식으로든 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

일반적으로 차량, 구체적으로 자동차와 같은 승용차는 차체의 규정된 부분 내에서의 그리고 차체의 규정된 부분을 통한 개방 및 접근을 제공하는 각종 애플리케이션에 다수의 가동 패널을 채용한다. 운전자의 편의성 및 안전성을 향상시시키기 위해, 자동차 업계는 해치 리프트 게이트, 트렁크 및 후크 데크 리드, 슬라이딩 도어 및 힌지형 도어(hinged door), 선루프(sun roof), 윈도우 레귤레이터(window regulator) 등과 같은 기능을 위한 다양한 제어 시스템을 흔히 채용한다. 섹터(기어) 드라이브, 케이블 드라이브, 체인 드라이브, 벨트 드라이브 및 잭스크류 드라이브에 의해 기계적 이점은 종종 제공된다. 이러한 드라이브들은 수동으로, 동력을 지원받아, 또는 둘다에 의해 조작될 수 있다. 자동차 업계에서의 현재 개발 중심은 무게 및 부품수 감소, 패키징 효율, 시스템 노이즈, 역구동 활동(back drive effort), 비용(부품 및 노동) 그리고 조립 및 서비스의 용이성을 통한 주로 일반적인 시스템의 개선에 관한 것이다. 본 발명은 이 사안들을 모두 다룬다.

명확한 설명을 위해, 여기서는 하나의 특정한 애플리케이션, 종래 승용차의 트렁크(부트) 리드의 동력 지원 개폐(power assisted opening and closing)에 관련하여 본 발명을 설명한다. 본 명세서를 읽으면, 본 발명이 수많은 시스템과 애플리게이션에 성공적으로 적용될 수 있다는 것이 분명해질 것이다. 따라서, 본 애플리게이션은 사실상 설명으로 생각되어야 하고 한정하는 것으로 생각되어서는 안된다. 또한, 본 발명의 몇몇 실시예는 완전하고 설득력 있는 설명을 벗어나지 않으면서 명세서를 간단하고 짧게 하기 위해 준 요약 형태(quasi-schematic form)로 설명된다.

도 1을 참조하면, 차체(12)를 가지는 자동차(10)는 후방 트렁크 공간(14)을 제공한다. 데크 또는 트렁크 리드(16)는 한 쌍의 피봇형 암 어셈블리(pivoted arm assembly)(18)(하나만 도시됨)에 의해 지지되어 트렁크 공간(14)에의 접근을 허용하는 개방 위치(점선으로 표시)와 트렁크 공간(14)에의 접근을 차단하는 폐쇄 위치(실선으로 표시) 간을 움직인다.

도시되지 않은 피봇형 암 어셈블리(18)는 트렁크 리드(16)에 부착된 일단(one end)과 차체(12)를 가로질러 연장되는 축 주위를 스윙 운동(swing movement)하는 피봇 핀(pivot pin)에 의해 차체(12)에 힌지 결합된(hinged) 일단을 가지는 암(arm)을 포함한다. (도시된) 제2 피봇형 암 어셈블리(18)는 동일한 가로 축(transverse axis) 주위를 스윙 운동하는 장착 브래킷(mounting bracket)(28)에 의해 차체(12)에 힌지 결합된 일단(24)을 가지는 유사한 암(20)을 가진다. 데크 리드(16)는 반대쪽 단부(opposed end)(22)에서 두 암(20)에 확실하게 고정된다.

암(20)은 각각 후방 트렁크 공간(14) 내의 핀(26)과 장착 브래킷(28)에 의해 차체(12)에 선회 가능하게 부착된다. 도시된 피봇형 암 어셈블리(18)는 흔히 구즈 넥 힌지(goose neck hinge)라고 불린다.

동력 데클형(power deckled)의 구동 시스템(30)은 후방 트렁크 공간(14) 내에 장착되고, 제어기(32)로부터 수신된 조작자의 개시 신호(operator initiated signal)에 응답하여 암(20)과 트렁크 리드(16)가 폐쇄 위치와 개방 위치 간에 핀(26)의 축 주위를 스윙하도록 동작한다. 구동 시스템(30)은, 제2의 상대적으로 회전 불가능한 구동 부재 또는 잭스크류 가이드 튜브(38)와 고정되어 포함된(fixedly carried) 내부에 나사산이 있는(interanlly threaded) 동심의 플라스틱 너트(36)와 나사 결합하는, 길쭉하고 외부에 나사산이 있는(exteranlly threaded) 회전 가능한 구동 부재 또는 잭스크류(34)를 포함한다. 잭스크류(34)는 클러치를 필요로 하지 않고 역구동 가능하도록(back drivable) 선택된 피치 각도(pitch angle)를 가지는 나선 기어형태(spiral gearform)를 가진다. 잭스크류(34)의 자유단(free end)(도시된 가장 오른쪽)은 잭스크류 가이드 튜브(38)의 내경 면(inner diameter surface)과의 슬라이딩 결합(sliding engagement)에 스크류 가이드(40)를 포함한다. 스크류 단부 가이드(40)는 나일론 또는 다른 적당한 재료로 형성되고, 시스템 노이즈를 감소시키고 매끄러운 슬라이딩 동작을 보장하는 것은 물론 잠김(buckling)을 방지하는 기능을 한다.

전기 모터 어셈블리(42)는, 차례로, 연결 핀(46)과 장착 브래킷(48)에 의해 차체(12)에 상호연결되는 모터 브래킷(44)에 의해 포함된다. 전기 모터 어셈블리(46)는 제어기(32)를 구비한 회로 내의 전기 모터(50)와 기어식 변속기 또는 출력 드라이브(52)를 포함한다. 잭스크류(34)의 왼쪽 부분은 모터 출력 드라이브(52)를 통해 연장되어 모터 브래킷(44)에 의해 형성된 스러스트 베어링(thrust beeaing)(54)을 오른쪽에서 마주하게 결합한다. 모터 출력 드라이브(52)는 제어기(32)로부터의 제어 신호에 응답하여 연장축 주위의 양방향 회전을 제어하기 위해 잭스크류(34)와 결합한다.

가이드 튜브(38)의 최우단(right hand most end)은 연결 핀(60)에 의해 암(20)의 중간 부분에 부착된 브래킷(58)에 상호연결된 엔드 캡(end cap)(56)으로 종결된다. 브래킷(58)은 암(20)의 일단(24)과 떨어져 있어 적절한 기계적 이점을 제공한다.

선택적으로, 인코더 휠(encoder wheel)이 잭스크류(34)와 함께 회전을 위해 포함될 수 있으며, 잭스크류의 위치와 관련된 피드백을 제어기(32)에 제공하도록 구성된 상대적으로 고정된 광 센서와 함께 레지스터(register) 내에 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 모터 브래킷(44), 연결 핀(46) 및 장착 브래킷(48)은, 잭스크류(34)가 모터 어셈블리(42)의 구동 활동(driving effect)을 받는 축 주위를 회전하는 것을 허용하면서 회전 가능한 디바이스 또는 잭스크류(34)의 축 변위를 제한하는 제1 장착 디바이스를 구성한다. 또한, 모터 브래킷(44), 모터 어셈블리(42) 및 잭스크류(34)는 연결 핀(46)의 축 주위의 회전에 있어 제한된 자유를 가진다. 또, 피봇형 암 어셈블리(18), 장착 브래킷(58), 연결 핀(60) 및 엔드 캡(56)은, 가이드 튜브(38)를 가동 패널 또는 트렁크 또는 트렁크 리드(16)에 연결하면서 회전 불가능한 디바이스 또는 잭스크류 가이드 튜브의 축 또는 회전 변위를 방지하는 제2 장착 디바이스를 구성한다. 또한, 가이드 튜브(38)와 엔드 캡(56)은 연결 핀(60)의 축 주위의 회전에 있어 자유가 제한된다.

애플리케이션에서, 모터(50)는 일반적으로 예를 들면, 차량 키를 가지고 다니는 데 사용되는 유형의 핸드헬드 폽(handheld fob)(도시되지 않음)과 같은, 차량(10)의 운전자가 용이하게 접근할 수 있는 적당한 제어에 의해 작동된다. 데크 리드(16)를 닫을 때, 제어는, 모터(50)의 동작이 가이드 튜브(38)을 축 방향에서 멀어지게 밀고, 구동 시스템(30)의 반대쪽 단부의 연결 핀(46)과 연결 핀(60) 간의 분리를 증대시켜 트렁크 리드(16)를 열기 위해 잭스크류(34)를 한 방향으로 회전시키는 것이고, 트렁크 리드(16)를 개방할 때, 제어는 연결 핀(46)과 연결 핀(60) 간의 분리를 감소시켜 트렁크 리드(16)를 닫기 위해 잭스크류(34)을 역회전시키는 것이다. 경험적인 시험 데이터는 일반적으로 구성된 차량(10)의 경우, 피봇 핀(46) 대한 구동 시스템(30)의 작동축의 병진 운동의 명목 범위(nominal range)는 대략 10°이다. 잭스크류(34)와 너트(36)에 형성된 나사산의 피치는 운전자 또는 시스템에 위태롭게 하지 않고 구동 시스템의 수동 조작 장치의 조작을 가능하게 하는 최소의 역구동력을 내도록 선택된다.

동작 시, 전기 모터 어셈블리(42)는 잭스크류(34)를 구동한다. 잭스크류(34)가 회전한 결과로서, 너트(36)와 가이드 튜브(38)는 구동 시스템(30)의 전체 길이가 늘어나거나 줄어들도록 축 방향으로 병진시킨다. 도 1의 구성은, 역구동성(back drivability), 클러치 기구의 불사용, 소형, 간결한 직접 구동, 기어 감축(gear reduction)을 위해 고속 스퍼 기어(spur gear)가 없음으로 인한 저소음, 일단 기어박스(one stage gearbox)로 인한 낮은 역구동 활동(back drive effect), 구조의 단순성으로 인한 저비용, 간단한 조립, 및 설치의 유연함을 포함하여 많은 이점을 제공한다.

도 2a를 참조하면, 도 1의 동력 데클형의 구동 시스템(30)에 사용하기 위해 적용 가능한 전기 모터 어셈블리(62)의 세부사항을 간략화한 개략도가 도시되어 있다. 간결함과 이해를 위해, 본 도면에서 기어박스 하우징은 삭제하였다. 전기 모터(64)는 A-A로 표시된 축 주위를 회전하는 웜 기어(66) 형태의 출력 드라이브를 갖는다. 웜 기어(66)는 특성 리드각(characteristic lead angle) α를 갖도록 구성된다. 웜 기어(66)는, 잭스크류(70)에 고정되어 X-X로 표시된 축 주위를 함께 회전하는 헬리컬 기어(helical gear)(68)와 구동 가능하게 맞물린다. 축 A-A는 축 X-X에 대해 수직으로 배치되어 있다.

도 2b를 참조하면, 도 1의 동력 데클형의 구동 시스템(30)에 사용하기 위해 적용 가능한 전기 모터 어셈블리(72)의 세부사항을 간략화한 개략도가 도시되어 있다. 간결함과 이해를 위해, 본 도면에서도 기어박스 하우징은 삭제하였다. 전기 모터(74)는 A'-A'로 표시된 축 주위를 회전하는 웜 기어(76) 형태의 출력 드라이브를 가진다. 웜 기어(76)는 특성 리드각 ω를 갖도록 구성된다. 웜 기어(76)는 잭스크류(80)에 고정되어 X'-X'로 표시된 축 주위를 함께 회전하는 스퍼 기어(78)와 구동 가능하게 맞물린다. 축 A'-A'는 축 X'-X'에 대해 각도 오프셋(angularly offset)되도록 배치되어, 축 A'-A'와 축 X'-X' 사이에서 연장되는 웜 기어의 오프셋 각도 φ를 형성한다. 도시된 구조에서, 웜 기어의 오프셋 각도 φ는 리드각 ω의 여각(complementary angle)이다.

도 2b의 실시예는 모터/기어박스를 제외하고는 도 2a의 실시예와 기본적으로 유사하다. 도 2b의 형태에서는, 90°의 교차축 웜/나선 각도를 가지는 대신에, 웜의 리드각 만큼 그 각도가 줄어든다. 이로써 헬리컬 기어(68)가 직선 스퍼 기어(straight spur gear)(78)로 교체될 수 있다.

도 2b에 도시된 기어 세트는 구동 유닛(30)의 동력 조작 및 수동 역구동에 더욱 효율적으로 인 것으로 생각된다. 그 이유는 웜 기어(76)에 의해 생성된 수직항력(normal force)이 스퍼 기어(78)의 회전과 동일한 방향에 있기 때문이다. 일반적인 90°교차축 웜/나선 기어박스를 가지면, 수직항력의 성분만이 헬리컬 기어(68)의 회전에 주어지고, 그 나머지는 헬리컬 기어(68)의 축을 따르는 추력(thrust force) 형태의 손실이다. 이것은, 동력이 공급될 때 잭스크류(80)에 더 많은 동력이 전달되고 구동 유닛(30)을 역구동하기 위해 잭스크류(80)에 인가되어야 하는 힘이 더 작아지는 결과를 초래한다.

정의상으로, "단단 기어박스(single stage gearbox)"는 단일 기어 세트를 포함하는 기어 동력 변속기(gear power transmission)를 포함하는 것으로 간주된다. 기어들은 그들 사이에 힘을 전달하기 위해 협력하도록 맞물린다. 피구동 입력(driven input)은 기어 중 하나와 연관되어 있고, 구동 출력(driving output)은 기어 중 다른 것과 연관되어 있다.

도 3을 참조하면, 대안 실시예의 동력 데클형의 구동 시스템(82)이 도시되어 있다. 도 1의 실시예의 경우에서처럼, 구동 시스템(82)이 후방 트렁크 공간(88)을 제공하는 차체(86)를 가지는 자동차(84)에 채용된다. 데크 또는 트렁크 리드(90)는 한 쌍의 피봇형 암 어셈블리(92)(하나만 도시됨)에 의해 지지되어 트렁크 공간(88)에의 접근을 허용하는 개방 위치(점선으로 표시)와 트렁크 공간(88)에의 접근을 차단하는 폐쇄 위치(실선으로 표시) 간을 움직인다.

여기에 설명하는 것을 제외하고는, (이하에 설명한 다른 대안 실시예는 물론) 도 3에 도시된 본 발명의 대안 실시예는 도 1과 실질적으로 유사하게 동작한다. 도시된 피벗형 암 어셈블리(92)는 가로 축 주위를 스윙 운동하기 위해 장착 브래킷(100) 및 핀(102)에 의해 차체(86)에 힌지 결합된 일단(96)을 가지는 암(94)을 가진다. 데크 리드(90)는 반대쪽 단부(98)에서 두 암(94)에 확실하게 고정된다.

동력 데클형의 구동 시스템(82)은 후방 크렁크 공간(88) 내에 장착되고 (도시하지 않은) 제어기로부터 수신한 조작자의 개시 신호에 응답하여 암(94)과 트렁크 리드(90)가 폐쇄 위치와 개방 위치 간에 핀(102)의 축 주위를 약 90°범위로 스윙하도록 동작한다. 구동 시스템(82)은, 암(94)에 의한 상대적인 비회전(relative non-rotation)을 위해 중간 위치에서 고정되어 포함된 내부에 나사산이 있는 동심의 잭스크류 너트(106)와 나사 결합하는, 길쭉하고 외부에 나사산이 있는 회전 가능한 구동 부재 또는 잭스크류(104)를 포함한다. 잭스크류(104)는 클러치를 필요로 하지 않고 역구동 가능하도록 선택된 피치 각도를 가지는 나선 기어형태를 가진다. 잭스크류 너트(106)는 이동을 위해 측방향으로 연장되는 대향하는 피벗 핀(110)의 쌍(핀(102)에 평행함)과 수직으로 연장되는 대향하는 피벗 핀(112)의 쌍을 가지는 짐벌형 디바이스(gimbal-type device)(108)에 의해 암(94)의 중간 부위와 동작 가능하게 상호연결된다. 이 구성은 잭스크류 너트(106)와 연과된 암(94)의 인접 부분 사이의 두 수직축에서의 상대적인 회전의 자유를 제공한다. 잭스크류(104)의 자유단(도시된 가장 오른쪽)은, 잭스크류 너트(106)가 잭스크류(104)를 따라 축 방향으로 가로지를 때 잭스크류 너트(106)의 상대적인 우측 이동을 제한하도록 동작하는 엔드 스톱(114)을 포함한다.

전기 모터 어셈블리(114)는, 차례로, 연결 핀(118)과 장착 브래킷(120)에 의해 차체(86)에 상호연결되는 모터 브래킷(127)에 의해 포함된다. 모터 어셈블리(114)는 제어기를 구비한 회로 내의 전기 모터(122)와 기어식 변속기 또는 출력 드라이브(124)를 포함한다. 잭스크류(104)의 왼쪽 부분은 모터 출력 드라이브(124)를 통해 연장되어 모터 브래킷(120)에 의해 형성된 스러스트 베어링(126)을 오른쪽에서 마주하게 결합한다. 모터 출력 드라이브(124)는 제어기로부터의 제어 신호에 응답하여 연장축 주위의 양방향 회전을 제어하기 위해 잭스크류(124)와 결합한다.

인코더 휠(128)은 잭스크류(104)와 함께 회전하도록 포함될 수 있으며, 잭스크류의 위치와 관련된 피드백을 제어기에 제공하도록 구성된 상대적으로 고정된 광 센서(130)와 함께 레지스터 내에 있다. 선택적으로, 인코더는 홀효과 센서, 또는 다른 적당한 디바이스를 구비한 자기 부호화 휠(magnetic encoded wheel)일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 모터 브래킷(127), 연결 핀(118) 및 장착 브래킷(120)은, 잭스크류(104)가 모터 어셈블리(114)의 구동 작용을 받은 잭스크류(104)의 축 주위를 회전하는 것을 허용하면서 회전 가능한 디바이스 또는 잭스크류(104)의 축 변위를 제한하는 제1 장착 디바이스를 구성한다. 또한, 모터 브래킷(127), 전기 모터 어셈블리(114) 및 잭스크류(104)는 연결 핀(118)의 축 주위에 대한 회전의 자유가 제한된다. 게다가, 피벗형 암 어셈블리(92), 및 짐벌 디바이스(108)는 회전 불가능한 디바이스 또는 잭스크류 너트(106)의, 가동 패널 또는 트렁크 리드(90)에 대한 상호연결에 의한 축 변위 또는 회전 변위를 방지하는 제2 장착 디바이스를 구성한다. 또한, 잭스크류 너트(106)는 연결 핀(110, 112)의 축 주위의 회전에 대한 자유가 제한되는 두 축을 가진다.

도 3에 도시된 본 발명의 실시예는 앞서 설명한 실시예들과 실질적으로 마찬가지로 동작한다. 도 3의 실시예에서는, 가이드 튜브(38)(도 1)를 제거하였고 잭스크류 너트(106)를 가동 부재 또는 차량 패널(16)/암(94)에 직접 부착한다. 이 구성은 앞서 설명한 것과 동일한 이점을 가진다. 또, 도 3에 도시된 실시예는 필요한 패키징 공간의 양을 감소시키는 한편 모터 어셈블리(114)는 폐쇄 위치에서는 힌지(92) 근처에 위치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제2 대안 실시예의 동력 데클형의 구동 시스템(132)이 도시되어 있다. 도 1 및 도 3의 실시예의 경우에서처럼, 구동 시스템(132)은 후방 트렁크 공간(138)을 제공하는 차체(136)를 가지는 자동차(134)에 채용된다. 데크 또는 트렁크 리드(140)는 한 쌍의 피봇형 암 어셈블리(142)(하나만 도시함)에 의해 지지되어 트렁크 공간(138)에의 접근을 허용하는 개방 위치(점선으로 표시)와 트렁크 공간(138)에의 접근을 차단하는 폐쇄 위치(실선으로 표시) 간을 움직인다.

여기에 설명한 것을 제외하고는, 도 4에 도시된 본 발명의 제2 대안 실시예는 도 1 및 도 3과 실질적으로 유사하게 동작한다. 도시된 피벗형 암 어셈블리(142)는 가로 축 주위를 스윙 운동하도록 장착 브래킷(148) 및 핀(150)에 의해 차체(146)에 힌지 결합된 일단(146)을 가지는 암(144)을 가진다. 데크 리드(140)는 반대쪽 단부(152)에서 두 암(144)에 확실하게 고정된다.

동력 데클형의 구동 시스템(132)은 후방 크렁크 공간(138) 내에 장착되고 (도시되지 않은) 제어기로부터 수신한 조작자의 개시 신호에 응답하여 암(144)과 트렁크 리드(140)가 폐쇄 위치와 개방 위치 간에 핀(150)의 축 주위를 약 90°범위로 스윙하도록 동작한다. 구동 시스템(132)은, 전기 모터 어셈블리(158) 내에 포함된 웜 기어(156) 내에 일체화된 내부에 나사산이 있는 동심의 잭스크류 너트와 나사 결합하는, 길쭉하고 외부에 나사산이 있는 회전 가능하게 고정된(rotationally fixed) 구동 부재 또는 잭스크류(154)를 포함한다. 본 발명의 이 대안예에서는, 잭스크류(154)는 중간 위치에 암(144)에 의한 상대적인 비회전(relative non-rotation)을 위해 포함된다. 구체적으로, 잭스크류(154)의 오른쪽 단부는 두 갈래로 나뉘어져 장착 브래킷(162)과 연결 핀(164)에 의해, 이들과 함께 병진 운동을 위해 암(144)의 중간 부분에 부착되는 포크(160)를 형성한다.

잭스크류(154)는 클러치를 필요로 하지 않고 역구동 가능하도록 선택된 피치 각도를 가지는 나선 기어형태이다. 모터 어셈블리(158)는 전기 모터(166)와 웜 기어(156)를 포함하는 기어식 출력 드라이브(168)를 포함한다. 웜 기어(156)의 외주면(outer circumferential surface) 상에는 모터의 아마추어(도 2a 및 도 2b 참조)에 형성된 웜과의 구동 결합(driving engagement)을 위해 형성된 스퍼 기어 또는 헬리컬 기어를 가진다. 웜 기어(156)의 중앙 부분은, 잭스크류(154)의 나사산 형태와 나사 결합하는, 축 방향으로 연장되는 나사산이 있는 관통로(threaded through passage)를 가진다. 다시 말해, 웜 기어(156)의 중앙 부분은, 전기 모터(166)에 의해 구동 가능하게 회전될 때, 전기 모터(166)의 회전 감지 기능으로서 잭스크류(154)를 오른쪽으로 또는 왼쪽으로 변위시키는 구동 너트를 구성한다. 잭스크류(154)의 (가장 왼쪽에 도시된 바와 같은) 자유단은 잭스크류(154)가 웜 기어(156)의 잭스크류 너트 부분를 따라 축 방향으로 가로지를 때 잭스크류(154)의 상대적인 우측 이동을 제한하도록 동작되는 엔드 스톱(172)을 지닌다.

전기 모터 어셈블리(158)는, 차례로, 연결 핀(176)과 장착 브래킷(178)에 의해 차체(136)에 상호연결되는 피봇팅 브래킷(pivoting bracket)에 의해 포함된다. 모터 어셈블리(158)는 제어기(도시되지 않음)를 구비한 회로 내의 전기 모터(166)와 기어식 변속기 또는 출력 드라이브(168)를 포함한다. 모터 출력 드라이브(168)는 제어기로부터의 제어 신호에 응답하여 연장축 주위의 양방향 회전을 제어하기 위해 잭스크류(154)와 결합한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 모터 브래킷(174), 연결 핀(176) 및 장착 브래킷(178)은, 웜 기어/너트(156)가 모터 어셈블리(158)의 구동 활동을 받은 웜 기어/너트(156)의 축 주위를 회전하는 것을 허용하면서 회전 가능한 디바이스 또는 웜 기어/너트(156)의 축 변위를 제한하는 제1 장착 디바이스를 구성한다. 또한, 모터 브래킷(174), 모터 어셈블리(158) 및 웜 기어/너트(156)는 연결 핀(176)의 축 주위에 대한 회전의 자유가 제한된다. 게다가, 피벗형 암 어셈블리(142), 브래킷(162) 및 연결 핀(164)는 회전 불가능한 디바이스 또는 잭스크류(154)의, 가동 패널 또는 트렁크 리드(140)에 대한 상호연결에 의한 축 변위 또는 회전 변위를 방지하는 제2 장착 디바이스를 구성한다.

도 4에 도시된 본 발명의 실시예는 앞서 설명한 실시예들과 실질적으로 마찬가지로 동작한다. 도 4의 실시예에서는, 잭스크류(154)는 힌지 암(144)에 선회 가능하게 장착된 만큼 더 이상 회전 할 수 없다. 잭스크류 너트는 이제 기어박스(168)의 웜 기어(156)에 통합된다. 전기 모터(166)의 아마추어가 회전할 때, 웜은 헬리컬 기어/너트(156)를 함께 돌려서 잭스크류(154)가 잭스크류 너트(156)를 통해 "당겨지고" "밀리게" 하여, 힌지(142)가 회전하게 한다. 도 4에 도시된 실시예의 구성은 앞서 설명한 실시예들과 동일한 이점을 가진다. 또한, 본 발명의 실시예는 구동 시스템(132)의 전체 길이를 감소시킨다. "소용없는 공간(dead space)"이라고 여겨지는 잭스크류 너트(156)의 특징 축 길이는 이제 모터 기어박스(168)의 "소용없는 공간" 내에 패키징된다.

도 5를 참조하면, 제3 대안 실시예의 동력 데클형의 구동 시스템(180)이 도시되어 있다. 이하에 설명하는 단 한가지를 제외하고는 도 1의 구동 시스템(30)과 가장 유사하다. 구동 시스템(180)은 나사형 패스너/스크류(threaded fastener/screw)(188)에 의해 상호연결된, 기어박스 하우징(184)에 의해 규정된 기어식 출력 드라이브(182) 및 단부 고정체(end fitting)를 가진다. 기어박스 하우징(184) 내에서의 회전을 위해 포함된(carried) 출력 기어(190)는 연관된 전기 모터 아마추어 웜(도시되지 않음)에 의해 제어 가능하게 구동된다. 잭스크류(192)의 단부는 베어링 어셈블리(194)에 의해 하우징(184) 내에서의 상대적인 회전을 위해 지지된다. 잭스크류(192) 내의 단(step)(198)과 유지 너트(retention nut)(200) 및 유지 와셔(retention washer)(199) 사이에는 슬립 클러치 기구(slip clutch mechanism)(196)가 축방향으로 위치되어 있다(captured).

슬립 클러치(196)는 잭스크류(192)의 단부를 출력 기어(190)와 해제 가능하게 상호연결하여, 정상 동작(normal operation)하는 동안에, 연관된 트렁크 리드를 동력을 이용하여(powered) 개방 또는 폐쇄할 때, 출력 기어(190)와 잭스크류(192)를 일제히 회전시킨다. 연관된 트렁크 리드 및 힌지의 거친 수동 조작에 따라 구동 시스템(180)의 역구동에 의해 잭스크류(192)에 고레벨의 비틀림력(torsion force)이 인가되는 경우, 슬립 클러치(196)는 잭스크류(192)와 출력 기어(190) 사이의 상호결합(inter-engagement)을 일시적으로 해제시켜 시스템의 기계적 손상을 회피한다.

일시적인 과도한 힘(transient over force)이 진정되면, 슬립 클러치(196)는 잭스크류(192)와 출력 기어(190)를 재결합한다. 슬립 클러치(196)가 탈주하는 경우, 마찰이 여전히 존재하므로, 패널은 급락(free fall)하지 않을 것이다. 이와는 달리 프리 휠링 클러치(free wheeling clutch)를 채용할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 제4 대안 실시예의 동력 데클형의 구동 시스템(202)이 도시되어 있다. 이하에 설명하는 단 한가지를 제외하고는 도 1의 구동 시스템(30)과 가장 유사하다. 구동 시스템(202)은 가이드 튜브(208)와 함께 포함된 구동 너트(drive nut)(206)를 나사 결합하는 피구동 잭스크류(driven jackscrew)(204)를 가진다. 구동 너트(206) 맞은편의 가이드 튜브(208)의 단부는, 힌지 볼 스터드(hinge ball stud)(212)에 의해 연관된 차체 또는 가동 패널에 장착하도록 구성된 단부 고정체(210)에 상호연결된다. 힌지 볼 스터드(212)는 Y-Y로 표시된 대칭 축을 가지며, 단부 고정체(210)의 리세스(214) 형상은 이 축을 따라 힌지 볼 스터드(212)와 맞물리도록 이루어져 있다. 힌지 볼 스터드(212)는 호스트 차량에 확실하게 장착되고 연장축을 따라 가이드 튜브(208)를 단단히 고정시키는 한편, 축 Y-Y에 대해 제한된 회전의 자유를 허용한다.

슬립 클러치 어셈블리(216)는 가이드 튜브(208)의 가장 왼쪽의 자유단과 단부 고정체(210)을 상호연결한다. 슬립 클러치 어셈블리(216)는 단부 고정체(210)에 부착되고 거기서부터 우측으로 연장되는 내부의 베이스 부재(inner base member)(218)를 포함한다. 외부의 슬립 클러치 하우징 부재(220)는 베이스 부재(218)의 외부에 동심으로 놓이게 포함되고, 베이스 부재(218)에 형성된 오른쪽으로 마주보는 단(step)(222)과 반대쪽의 스냅 링(snap ring)(224)에 의해 위치가 축 방향으로 구속된다. 외부의 슬립 클러치 하우징 부재(220)는 가이드 튜브(208)의 중공의 단부(hollow end) 내에 끼워지고 가이드 튜브(208)에 형성된 좌우 업셋(226, 228) 각각에 의해 위치가 축 방향으로 구속된다.

슬럽 클러치 어셈블리(216)는 가이드 튜브(208)의 단부와 단부 고정체(210)를 해방 가능하게 상호연결하여, 정상 동작하는 동안에, 연관된 트렁크 리드를 동력을 이용하여(powered) 개방 또는 폐쇄 중에는, 가이드 튜브(208)와 단부 고정체(210)가 함께 고정된다. 연관된 트렁크 리드 및 힌지의 거친 수동 조작에 따라 구동 시스템(202)의 역구동에 의해 잭스크류(204)에 고레벨의 비틀림력이 인가되는 경우, 슬립 클러치 어셈블리(216)는 가이드 튜브(208)와 단부 고정체(210) 사이의 상호결합을 일시적으로 해제시켜 시스템의 기계적 손상을 회피한다.

도 5 및 도 6의 슬립 클러치 어셈블리(196, 216) 각각은 모두, 시스템에 대한 모든 심한 부하(abusive load)를 처리하고 구동 부품(drive component)에 대한 과부하와 손상을 방지할 것이다. 도 5의 실시예의 경우에, 잭스크류(192)는 슬립 클러치 어셈블리(196)의 내부를 통과할 것이고, D자형 또는 스플라인형 샤프트(splined shaft)에 의해 슬립 클러치 어셈블리(196)에 결합될 것이다. 슬립 클러치 어셈블리(196)의 바깥 부분은 출력 기어(190)에 직접 또는 순응 부재(compliant member)(기어 트레인에 대한 보다 작은 충격 부하(impact load)를 흡수함)를 통해 부착될 것이다. 심한 부하가 가해지면, 슬립 클러치 어셈블리(196)는 미끌어져(회전하여) 잭스크류(192)와 출력 기어(190)는 서로에 대해 회전한다. 도 6의 실시예의 경우에, 슬립 클러치 하우징 부재(220)는 구동 튜브(208)에 축 방향으로 회전 가능하게 고정될 것이다. 슬립 클러치 어셈블리(216)의 내부의 베이스 부재(218)는 단부 고정체(210)에 부착될 것이다. 따라서, 부하가 심한 경우, 슬립 클러치 어셈블리(216)는, 구동 너트(206)가 잭스크류(204)를 따라 회전할 수 있게 하는 단부 고정체(210)와 관련된 가이드 튜브(208)를 빠져나갈 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 부가적인 특징으로서, 동력 데클형의 구동 시스템(229)은 전기 모터 어셈블리(232)와 단부 고정체(234) 사이에 연장되는 압축 및/또는 인장 스프링(compression and/or tension spring)(230)을 포함한다. 스프링(230)은 트렁크 리드 힌지 어셈블리(236)에 부착된 가동패널(도시되지 않음)을 위한 평형추(counterbalance)로서 작용할 것이다. 다른 실시예들에서처럼, 전기 모터 어셈블리(232)는 피봇 브래킷(pivoting bracket)(250), 고정 브래킷(fixed bracket)(252) 및 피봇 핀(254)에 의해 차체(238)에 상호연결된다. 단부 고정체(234)는 트렁크 리드 힌지 암(258)에 의해 지탱되는 브래킷(256)에 피봇 핀(260)에 의해 상호연결된다. 외부의 가이드 튜브(240)는 전기 모터 어셈블리(232)에 용접, 기계적 부착(mechanical attachment) 등에 의해 부착되고, 스프링(230) 및 잭스크류(244)와 동심으로 단부 고정체2(234) 쪽으로 캔틸레버처럼 연장된다. 유사하게, 내부의 가이드 튜브(242)는 단부 고정체(234)에 용접, 기계적 부착 등에 의해 부착되고, 외부의 가이드 부재(240)와 동심으로 전기 모터 어셈블리(232) 쪽으로 캔틸레버처럼 연장된다. 내부 및 외부의 가이드 튜브(242, 240)은 망원경식으로 병치되고(juxtaposed telescopically) 그 사이에 스프링(230)을 안내하기 위한 방사상의 갭(243)을 제공하도록 방사상 치수가 정해져(radially dimensioned), 잭스크류(244) 또는 외부의 기구와 잠기거나 접촉하는 것을 방지한다. 스프링(230)이 인장 스프링(230)으로서 사용되어야 하면, 내부 및 외부의 가이드 튜브(242, 240)의 베이스 부재(247, 249)에 각각 형성된 일체형 유지 탭(integral retention tab)(246, 248)은 스프링(230)을 항상 완전히 연장된 방향으로, 전기 모터 어셈블리(232)가 단부 고정체(234) 쪽으로 향하도록 계속하여 강제하는(urge) 역할을 한다. 스프링(230)이 압축 스프링(230)으로서 사용되어야 하면, 유지 탭(246, 248)은 필요하지 않으며, 스프링(230)은 계속하여 압축되게 하중을 받는다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 부가적인 특징으로서, 모터 아마추어 샤프트와 구동 웜 사이에 순응 결합 부재(compliant coupling)가 삽입된다. 이 구성에 의하면, 모터 기어박스 하우징에 의해 역구동 스러스트 하중(thrust load)이 흡수된다. 모터는 훰 샤프트에 대해 토크(torque)만을 제공할 것이다.

도 8은 도 7의 구동 액추에이터(229)와 가장 유사한 동력 데클형의 구동 액추에이터(262)를 나타낸다. 구동 액추에이터(262)는 전기 모터(266) 및 기어박스 하우징(268)을 포함하는 전기 모터 어셈블리(264)를 포함한다. 제1 단부 고정체(270)는 기어박스 하우징(268)에 단단히 고정되어 있다. 제1 단부 고정체(270)는 호스트 운송수단 상의 제1 위치에 고정하도록 구성된 힌지 볼 스터드(272)를 지지한다. 구동 액추에이터(262)의 전기 모터 어셈블리(264) 맞은편 단부에는 제2 단부 고정체(274)가 부착되어 있다. 제2 단부 고정체(274)는 제1 위치로부터 제어 가능하게 전치할 수 있는(displacable) 호스트 차량 상의 제2 위치에 고정하도록 구성된 힌지 볼 스터드(276)을 지지한다. 잭스크류(도시되지 않음), 압축 스프링(278) 및 스프링 가이드 튜브(280)는 동심으로 배치되고 제1 단부 고정체(270)와 제2 단부 고정체(274) 사이에 연장된다.

전기 모터(266)는 기어박스 하우징(268)에 기계적으로 결합된 스태터 어셈블리(stator assembly)(282)와 그 안에서 회전하도록 배치된 아마추어를 포함한다. 아마추어는 구동 기어(도시되지 않음)을 결합하기 위해 기어박스 하우징(268)를 통해 연장되는 웜 샤프트(286)과 함께 축 방향으로 레지스터(register) 내에 있는 출력 샤프트(284)를 갖는다. 도 2a 및 도 2b를 참조한다. 웜 샤프트(286)는 기어박스 하우징(268) 내에서의 회전을 위해 각 단부에서 베어링(288)(하나만 도시됨)에 의해 지지된다. 제1 커플러 하프(first coupler half)(290)는 함께 회전하기 위해 웜 샤프트(286)의 단부 상의 평평한 부분(flat)(292)에 맞도록 되어 있다. 유사하게 제2 커플러 하프(294)는 반대쪽의 아마추어 출력 샤프트(284) 상의 평평한 부분(294)에 맞도록 되어 있다. 제1 커플러 하프(290)와 제2 커플러 하프(294)는 협력하는 일체형의 핑거(298, 300)를 각각 가지며, 어셈블리가 맞물려서 서로가 자기 결합(self-engage)되면, 전기 모터(266)에 의해 구동 토크를 인가할 때 적은 제한된 상대적 회전의 자유도를 허용한다. 제1 커플러 하프(290) 및 제2 커플러 하프(294)는 압축 금속(pressed metal)과 같은 비교적 단단한 재료로 형성된다. 고 경도계의 경질 고무(high durometer hard rubber)와 같은 탄성 재료로 형성된 스파이더(spider)(302)는 환형의 베이스 부분(304) 및 이로부터 연장되는 다수의 핑거 부분(306)을 갖는다.

조립 시에, 스파이더(302)는 대향된 커플러 하프들 사이에 거리를 두는 역할을 하며, 베이스 부분(304)은 축방향 분리(axial isolation)를 제공하고 핑거 부분((306)은 서로 맞물리게 되는 인접한 핑거(298, 300))의 쌍 사이에 개재된다.

애플리게이션에서, 모터(282)에 의해 유도된 토크는 제2 커플러 하프(294)의 핑거(300)로부터 제1 커플러 하프(292)의 핑거(298)에 전달되어 웜 샤프트(286)를 구동한다. 과도 또는 비틀림 충격 하중(ransients or torsional shock load)은 스파이더(302)의 핑거 부분(306)의 순간적인 압축과 완화에 의해 흡수된다. 전기 모터(266)로부터 웜 샤프트(286)에 전단된 힘의 축방향 성분은 부싱 면(bushing surface)(도시되지 않음)을 통해 기어박스 하우징(268) 내로 전달된다. 스파이더(302)의 베이스 부분(304)은 전기 모터(266)를 향하는 방향에서 웜 샤프트(286)의 제한된 축방향 자유도를 제공한다. 따라서, 구동 시스템(262)의 역구동으로 인한 축방향 충격 하중은 웜 샤프트(286)로부터 기어박스 하우징(268)에 전달되고, 그 안에서 억제된다. 따라서 전기 모터(266)를 위해 추가적인 스러스트 보호(thrust protection)가 불필요하다. 이 구성은 웜에 대한 모터의 진동 중 일부를 분리하므로, 좀 더 조용한 구동 유닛을 위해 보다 적은 진동이 기어박스를 통해 전달된다. 또한, 설계에 모듈성(modularity)을 제공하고, 더 낮은 비용을 유지하며, 상이한 모터 성능 특성을 가지는 다른 모터의 교체를 가능하게 하여, 상이한 구동 유닛 성능을 달성한다. 이것은 표준 설계의 전기 모터가 본 발명에 채용될 수 있게 하고, 더욱이 시스템 비용을 절감하는 점에서 분명한 이점이 있다.

해당 기술분야의 당업자에게 명백한 바와 같이, 본 발명은 전술한 특징 및 이점을 제공하기 위해 구체적인 실시예와 변형예를 참조하여 설명하였으며, 실시예들은 변형 가능하다는 것을 알아야 한다.

또한, 많은 대안적인, 보통의 값싼 재료를 사용하여 기본 구성 부품을 구성할 수 있을 것으로 생각된다. 따라서, 전술한 내용은 한정하는 의미로 해석되어서는 안된다.

본 발명은 실례를 드는 방식으로 설명되었으며, 사용된 용어는 한정하는 것이 아니라 단어 설명(word과 비슷한 성질을 띠도록 의도된 것임을 알아야 한다.

전술한 교시에 비추어 본 발명에 대한 많은 변경 및 변형이 가능한 것은 명백하다. 예를 들면, 설명한 실시예들은 해치 가스 지지 스트러트(hatch gas support strut)에 사용된 것과 같은 힌지 볼 스터드를 사용하는 각 단부에서 부착될 수 있다. 그러므로, 첨부된 특허청구범위에서 도면부호는 단지 설명과 편의를 위한 것이고 어떤 식으로든 한정하기 위한 것이 아니며, 균등론을 포함하여, 특허법의 원칙에 따라 해설될 때 이하의 청구항에 의해 정해지는 본 발명은 구체적으로 설명된 것과 달리 실시될 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (16)

1. 차체 및 가동 패널을 가지는 차량에 사용하기 위한 구동 액추에이터(drive actuator)로서,
   상기 차체와 상기 가동 패널 중 하나에 연결가능한, 제1 구동 부재;
   상기 제1 구동 부재에 연결되고, 상기 제1 구동 부재를 관통하는 제1 축을 형성하는, 구동스크류(drivescrew);
   상기 차체와 상기 가동 패널 중 다른 하나에 연결가능한 제2 구동 부재로서, 상기 구동스크류에 연결되고, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상기 제1 축을 따라 상기 제1 구동 부재에 대해 이동가능한, 제2 구동 부재;
   상기 구동스크류에 구동식으로 연결되고 제2 축을 형성하는 웜 기어로서, 상기 제1 축과 상기 제2 축 사이에서 상기 웜 기어가 오프셋되는 오프셋 각도(offset angle)는 90도보다 작은, 웜 기어; 및
   상기 제1 구동 부재에 연결되고 상기 웜 기어를 작동하도록 연결되는 모터로서, 상기 웜 기어를 상기 제2 축에 대하여 회전시키는, 모터
   를 포함하는, 구동 액추에이터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 웜 기어는 제1 리드각(lead angle)을 가지는 나선형 기어를 포함하고, 상기 웜 기어의 오프셋 각도는 상기 제1 리드각의 여각(complement)인, 구동 액추에이터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 구동 액추에이터는, 상기 구동스크류에 연결되어 상기 구동스크류와 함께 회전가능한 제1 기어를 더 포함하고, 상기 웜 기어는 상기 제1 기어와 구동식으로 맞물리는, 구동 액추에이터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동 액추에이터는, 상기 구동스크류에 연결되어 상기 구동스크류와 함께 회전가능한 제1 기어를 더 포함하고, 상기 제1 기어는 스퍼 기어인, 구동 액추에이터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 구동 부재는 상기 구동스크류와 나사식으로 연결되고, 상기 제2 구동 부재에 대한 상기 구동스크류의 회전은 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 상기 제1 축을 따라 상기 제2 구동 부재를 편향시키는, 구동 액추에이터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 구동 부재와 상기 제2 구동 부재 사이에서 연장되는 편향 부재(biasing member)를 더 포함하는, 구동 액추에이터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 편향 부재는 상기 개방 위치를 향하여 상기 제2 구동 부재를 편향시키는, 구동 액추에이터.
8. 제1항에 있어서,
   상기 모터와 상기 웜 기어 사이에 위치하는 슬립 클러치(slip clutch)를 더 포함하는, 구동 액추에이터.
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