KR101685392B1 - 리브 구조를 가지는 vcm 액추에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 VCM(Variable Charge Motion) 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀센서와 자석 간에 간격을 확보하기 위하여 하우징 외면에 리브 구조를 가지는 VCM 액추에이터에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 액추에이터는 홀센서와 자석이 일정한 간격을 유지함과 동시에 레버 및 샤프트부 조립체의 원활한 회전이 가능하다.

Description

리브 구조를 가지는 VCM 액추에이터{VCM Actuator having Rib Structure}
본 발명의 실시예는 VCM(Variable Charge Motion) 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀센서와 자석 간에 간격을 확보하기 위하여 하우징 외면에 리브 구조를 가지는 VCM 액추에이터에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
VCM(Variable Charge Motion) 액추에이터는 엔진의 연소실로 흡기를 공급하는 흡기매니폴드의 흡기포트에서 플랩을 회전시킴으로써 흡기매니폴드에 텀블을 제공하는 장치이다. 흡기포트에 이러한 텀블을 발생시킴으로써 신기와 연료의 혼합을 촉진시켜 연소효율을 높여준다.
일반적으로 VCM 액추에이터는 플랩의 위치를 확인하기 위한 구성으로써 홀IC가 설치된 PCB, 모터, 복수의 기어, 출력축 및 이들을 둘러싸는 하우징을 포함하여 구성되는데, 이러한 구성들은 제품의 내구성, 조립성 및 신뢰성 확보를 위하여 단순한 구조일 필요가 있으며, 각 구성들이 원활하게 상호작용하도록 효율적인 배치 구조를 가져야 한다.
이에 본 발명에 따른 일 실시예는, 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 실시예의 목적은 홀센서와 자석이 일정한 간격을 유지하며 배치되도록 하는 리브 구조를 가지는 VCM 액추에이터를 제공함에 있다.
또한, 본 실시예의 다른 목적은 구동모터가 하우징 내에서 동심도를 확보할 수 있는 정확한 위치에 위치할 수 있도록 하는 리브 구조를 가지는 VCM 액추에이터를 제공함에 있다.
또한, 본 실시예의 또 다른 목적은 샤프트부의 원활한 회전이 가능하도록 니들베어링 구조를 채용한 VCM 액추에이터를 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 액추에이터는 모터실과, 상기 모터실 측방에 형성되는 기어실을 가지는 하우징을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징에 회전가능하게 연결되되, 일단은 상기 하우징의 외부로 노출되고 타단에는 자석이 설치된 샤프트부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 샤프트부의 상기 일단에 고정 설치되는 레버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징과 결합하여 상기 모터실과 상기 기어실을 폐쇄하고, 내측면의 상기 자석과 대응하는 위치에 홀센서와 PCB가 설치되는 커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 상기 모터실에 위치하고, 양방향 회전하는 구동모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 상기 기어실에 위치하고, 상기 구동모터로부터 발생한 회전력을 상기 샤프트부로 전달하는 복수의 기어를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 기어실의 외측면에는 상기 레버가 지지되도록 상기 샤프트부의 회전 중심축 방향으로 레버지지대가 돌출 형성되고, 상기 레버와 상기 레버지지대 사이에는 상기 자석과 상기 홀센서 간에 간극이 유지되도록 상기 레버를 상기 레버지지대로부터 이격시키는 제1리브가 마련될 수 있다.
상기 제1리브는 상기 레버지지대의 일단면으로부터 상기 회전 중심축 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
상기 제1리브, 상기 레버지지대 및 상기 하우징은 일체로 형성될 수 있다.
상기 샤프트부와 상기 하우징 사이에 니들베어링이 위치할 수 있다.
상기 니들베어링은 외측링과 내측링, 그리고 상기 외측링과 상기 내측링 사이에 설치되는 니들을 포함하되, 상기 외측링은 상기 하우징에 인서트 사출 방식으로 설치될 수 있다.
상기 모터실 내면에는 상기 구동모터가 고정되도록 반경방향 내측으로 제2리브가 돌출 형성될 수 있다.
상기 제2리브는 복수 개이되, 상기 복수 개의 제2리브 각각은 상기 구동모터의 회전축 방향으로 연장 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진은 전술한 VCM 액추에이터를 포함하는 엔진일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 액추에이터는 홀센서와 자석이 일정한 간격을 유지함과 동시에 레버 및 샤프트부 조립체의 원활한 회전이 가능하다.
또한, 구동모터가 하우징의 모터실에서 동심도를 유지하며 위치하는 효과가 있다.
이외에도, 본 발명의 효과는 실시예에 따라서 우수한 내구성, 조립성 및 신뢰성을 가지는 등 다양한 효과를 가지며, 그러한 효과에 대해서는 후술하는 실시예의 설명 부분에서 명확하게 확인될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 액추에이터를 나타낸다.
도 2는 샤프트부와 그 주변의 하우징 내부 모습을 나타낸다.
도 3은 모터실 내부에 구동모터가 위치한 모습을 나타낸다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 액추에이터를 나타낸다.
도 1을 참조하여 설명한다.
본 실시예에 따른 VCM 액추에이터(1)는 하우징(10), 샤프트부(20), 레버(30), 커버(40), 구동모터(50), 복수의 기어(60)를 포함하여 구성될 수 있다.
하우징(10)은 모터실(14)과 기어실을 포함할 수 있다. 기어실은 모터실(14)의 측방에 형성될 수 있다. 모터실(14)에는 구동모터(50)가 위치할 수 있다. 기어실에는 복수의 기어(60)가 위치할 수 있다.
샤프트부(20)는 하우징(10)에 회전가능하게 연결될 수 있다. 샤프트부(20)의 일단은 하우징(10) 외부로 노출되고 타단에는 자석(21)이 설치될 수 있다.
리턴스프링(70)은 샤프트부(20)의 주변에 위치할 수 있으며, 샤프트부(20)를 일정 회전위치로 복귀하도록 하는 역할을 할 수 있다.
레버(30)는 샤프트부(20)의 회전운동을 커넥틱 로드의 왕복운동으로 변환하는 역할을 할 수 있다. 레버(30)의 일측은 샤프트부(20)에 일단에 고정 설치되어 샤프트부(20)의 회전에 의하여 함께 회전할 수 있다. 레버(30)의 타측은 실시예에 따라서 커넥팅 로드에 회전가능하게 연결될 수 있다. 커넥팅 로드는 흡기포트의 내부에 설치되는 플랩에 액추에이터(1)의 구동력을 전달하는 기구일 수 있다.
커버(40)는 하우징(10)과 결합하여 상기 모터실(14)과 상기 기어실을 폐쇄하는 역할을 할 수 있다. 커버(40)의 내측면 중에서 상기 자석(21)과 대응하는 위치에는 홀센서(41)와 PCB(42)가 설치될 수 있다. 즉, 샤프트부(20)의 타단에 자석(21)이 설치되고 자석(21)과 홀센서(41)가 마주 보며 배치될 수 있다.
복수의 기어(60)는 상기 구동모터(50)로부터 발생한 회전력을 상기 샤프트부(20)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 실시예에 따라서 기어는 제1기어(61), 제2기어(62), 제3기어(63), 제4기어(64), 제5기어(65), 제6기어(66)를 포함할 수 있다. 제1기어(61)는 구동모터(50)의 출력축(51)에 고정 설치될 수 있다. 제2기어(62)는 제1기어(61)와 치합할 수 있다. 제3기어(63)는 제2기어(62)와 동심이고, 일체로 형성되어 제2기어(62)와 함께 회전하며, 제2기어(62)보다 직경이 작은 기어일 수 있다. 제4기어(64)는 제3기어(63)와 치합할 수 있다. 제5기어(65)는 제4기어(64)와 동심이고, 일체로 형성되어 제4기어(64)와 함께 회전하며, 제4기어(64)보다 직경이 작은 기어일 수 있다. 제6기어(66)는 제5기어(65)와 치합할 수 있다. 제6기어(66)는 잇날이 원주면의 일부에만 형성되는 것일 수 있다.
도 2는 샤프트부와 그 주변의 하우징 내부 모습을 나타낸다. 도 2를 참고하여, 샤프트부를 더욱 구체적으로 설명한다.
본 실시예에서 샤프트부(20)는 샤프트(22), 기어부(23), 자석(21)을 포함할 수 있다. 여기서 기어부(23)는 전술한 제6기어(66)를 포함할 수 있다. 샤프트(22)는 일단은 레버(30)가 고정 설치되고, 타단은 기어부(23)에 고정 설치될 수 있다. 기어부(23)의 일면에는 자석(21)이 설치될 수 있다. 자석(21)과 기어부(23)와 샤프트(22)는 동축으로 배치할 수 있다.
기어부(23)에서 자석(21)이 설치된 면의 반대면에는 리턴스프링(70)의 일단이 안착되는 제1안착부(23a)가 형성될 수 있다. 하우징(10)의 내부면에는 리턴스프링(70)의 타단이 안착되는 제2안착부(11)가 형성될 수 있다. 리턴스프링(70)은 그 일단과 타단이 각각 제1안착부(23a)와 제2안착부(11)에 안착되어 설치될 수 있다.
하우징(10)의 기어실의 외측면에는 레버(30)가 지지되도록 샤프트부(20)의 회전 중심축 방향으로 레버지지대(12)가 돌출 형성될 수 있다. 레버지지대(12)는 샤프트부(20)의 둘레를 둘러싸며 형성될 수 있다. 레버지지대(12)는 원통 형상일 수 있다.
레버(30)와 상기 레버지지대(12) 사이에는 상기 자석(21)과 상기 홀센서(41) 간에 간극이 유지되도록 상기 레버(30)를 상기 레버지지대(12)로부터 이격시키는 제1리브(13)가 마련될 수 있다. 실시예에 따라서 제1리브(13)는 레버지지대(12)의 일단면(12a)으로부터 샤프트부(20)의 회전 중심축 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
실시예에 따라서 제1리브(13)는 레버지지대(12)의 일단면(12a)을 원주 방향을 따라서 연속적 또는 단속적으로 형성될 수 있다. 제1리브(13)는 레버지지대(12)의 일단면(12a) 중에서 일부에만 형성될 수도 있다.
본 실시예에 따르면 제1리브(13)의 끝단에 레버(30)의 일측면(30a)이 맞닿게 되며 이로써 레버(30)와 샤프트부(20)는 홀센서(41)로부터 상기 제1리브(13)가 돌출된 길이 만큼의 간격을 확보할 수 있다.
제1리브(13)가 없는 구조에서는 레버(30)의 일측면(30a)이 레버지지대(12)에 직접 맞닿게 되므로 마찰이 커지게 되어 원활한 회전이 어렵다.
그러나 본 실시예의 제1리브(13)가 레버지지대(12)와 레버(30) 사이에 개재되는 구조는 레버(30)의 일측면(30a)과 하우징(10) 간의 접촉 면적을 작게 하므로 레버(30) 회전시 하우징(10)과의 마찰이 최소화되어 원활한 회전이 가능하고, 제품의 내구성이 확보될 수 있다.
실시예에 따라서 제1리브(13)와, 레버지지대(12)와, 하우징(10)은 하나의 피스(Piece)로서 일체로 형성될 수 있다.
실시예에 따르면 샤프트부(20)와 하우징(10) 사이에는 니들베어링(80)이 위치할 수 있다.
여기서 니들베어링(80)은 외측링(81)과, 내측링(82)과, 외측링(81)과 내측링(82) 사이에 설치되는 니들을 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에 따라서 외측링(81)은 하우징(10)에 인서트 사출 방식으로 설치될 수 있다. 실시예에 따라서 내측링(82)은 샤프트(22)에 고정되어 설치될 수 있다. 즉, 외측링(81)은 하우징(10)에 고정되고, 내측링(82)은 샤프트(22)와 함께 회전할 수 있다.
도 3은 모터실 내부에 구동모터가 위치한 모습을 나타낸다. 도 3을 참조하여 제2리브를 설명한다.
본 실시예에서 구동모터(50)는 그 외주면의 일부분만 모터실(14) 내면에 접촉하여 배치될 수 있다.
본 실시예에서 모터실(14) 내면에는 구동모터(50)가 고정되도록 반경방향 내측으로 제2리브(15)가 돌출 형성될 수 있다. 제2리브(15)는 구동모터(50)가 모터실(14) 내부에 설치될 때 구동모터(50)를 가이드하는 역할을 할 수 있다. 제2리브(15)는 구동모터(50)가 모터실(14) 내부에서 동심도를 유지하면서 위치할 수 있도록 구동모터(50)를 위치시키는 역할을 할 수 있다.
제2리브(15)는 복수 개일 수 있다. 복수 개의 제2리브(15) 각각은 구동모터(50)의 출력축(51)의 회전 중심축 방향으로 연장 형성될 수 있다. 복수 개의 제2리브(15) 각각의 길이는 구동모터(50)의 길이보다 길거나 짧아도 무방하다. 복수 개의 제2리브(15) 각각의 길이는 서로 다를 수도 있다. 복수 개의 제2리브(15) 각각은 모터실(14) 내면에 원주 방향을 따라서 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.
액추에이터(1)의 하우징(10)은 보통 플라스틱 재질일 수 있으며, 이 경우 플라스틱의 변형으로 인하여 구동모터(50)의 위치가 틀어지는 불량이 생길 수 있다. 그러나 본 실시예에 따른 제2리브(15) 구조는 구동모터(50)가 모터실(14) 내에서 최소한도의 접촉 면적만을 유지하도록 하므로 플라스틱 변형으로 인한 구동모터(50)의 조립불량을 해소할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 엔진의 실시예는 전술한 실시예의 VCM 액추에이터(1)를 포함할 수 있는 엔진이다. 전술한 실시예의 VCM 액추에이터(1)가 설치될 수 있는 엔진이라면 어떠한 것이라도 무방하다. 이러한 엔진 자체는 종래에 많이 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: VCM 액추에이터 10: 하우징
11: 제2안착부 12: 레버지지대
12a: 레버지지대의 일단면 13: 제1리브
14: 모터실 15: 제2리브
20: 샤프트부 21: 자석
22: 샤프트 23: 기어부
23a: 제1안착부 30: 레버
30a: 레버의 일측면 40: 커버
41: 홀센서 42: PCB
50: 구동모터 51: 출력축
60: 복수의 기어 61: 제1기어
62: 제2기어 63: 제3기어
64: 제4기어 65: 제5기어
66: 제6기어 70: 리턴스프링
80: 니들베어링 81: 외측링
82: 내측링

Claims (9)

  1. 모터실과, 상기 모터실 측방에 형성되는 기어실을 가지는 하우징;
    상기 하우징에 회전가능하게 연결되되, 일단은 상기 하우징의 외부로 노출되고 타단에는 자석이 설치된 샤프트부;
    상기 샤프트부의 상기 일단에 고정 설치되는 레버;
    상기 하우징과 결합하여 상기 모터실과 상기 기어실을 폐쇄하고, 내측면의 상기 자석과 대응하는 위치에 홀센서와 PCB가 설치되는 커버;
    상기 하우징의 상기 모터실에 위치하고, 양방향 회전하는 구동모터; 및
    상기 하우징의 상기 기어실에 위치하고, 상기 구동모터로부터 발생한 회전력을 상기 샤프트부로 전달하는 복수의 기어;
    를 포함하되,
    상기 기어실의 외측면에는 상기 레버가 지지되도록 상기 샤프트부의 회전 중심축 방향으로 레버지지대가 돌출 형성되고, 상기 레버와 상기 레버지지대 사이에는 상기 자석과 상기 홀센서 간에 간극이 유지되도록 상기 레버를 상기 레버지지대로부터 이격시키는 제1리브가 마련된 것을 특징으로 하는 VCM 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1리브는 상기 레버지지대의 일단면으로부터 상기 회전 중심축 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 VCM 액추에이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1리브, 상기 레버지지대 및 상기 하우징은 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 VCM 액추에이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트부와 상기 하우징 사이에 니들베어링이 위치하는 것을 특징으로 하는 VCM 액추에이터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 니들베어링은 외측링과 내측링과 상기 외측링과 상기 내측링 사이에 설치되는 니들을 포함하되, 상기 외측링은 상기 하우징에 인서트 사출 방식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 VCM 액추에이터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모터실 내면에는 상기 구동모터가 고정되도록 반경방향 내측으로 제2리브가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 VCM 액추에이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2리브는 복수 개이되, 상기 복수 개의 제2리브 각각은 상기 구동모터의 회전축 방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 VCM 액추에이터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2리브는 복수 개이되, 상기 복수 개의 제2리브 각각은 상기 모터실 내면에 원주 방향을 따라서 일정 간격을 두고 배치하는 것을 특징으로 하는 VCM 액추에이터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 의한 VCM 액추에이터를 포함하는 차량용 엔진.
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