KR101804748B1 - 자동차 헤드 램프용 액츄에이터 - Google Patents

자동차 헤드 램프용 액츄에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에 관한 것으로, 구체적으로는 구동 모터가 구동하는 경우 모터축이 원활하게 회전할 수 있도록 함과 동시에 구동 모터의 모터축 방향 오차를 줄일 수 있는 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터는, 구동 모터; 상기 구동 모터의 모터축에 결합된 구동 기어와 치합하는 종동 기어가 결합되고, 상기 모터축과 평행하게 배치되며, 외주면에 제1나사산이 형성된 소정 길이의 이송 스크류; 상기 이송 스크류의 회전에 따라 상기 이송 스크류의 길이 방향으로 왕복 이동하도록 내주면에 상기 제1나사산과 대응되게 제2나사산이 형성되고, 상단에 헤드 램프 연결 부재가 결합되는 램프 가동 부재; 및 상기 구동 모터가 착탈가능하게 결합되는 모터 수용부와, 상기 이송 스크류의 양단이 각각 결합되는 제1스크류 수용부 및 제2스크류 수용부와, 상기 램프 가동 부재의 왕복 이동을 가이드 하는 가이드 레일부를 포함하여 이루어지는 하우징;을 포함하고, 상기 모터 수용부에는 상기 모터축에 일정한 압축력이 가해지도록 상기 모터축의 일단부를 탄성 지지하는 탄성 지지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 헤드 램프용 액츄에이터{ACTUATOR FOR AUTOMOBILE HEADLAMP}
본 발명은 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에 관한 것으로, 구체적으로는 구동 모터가 구동하는 경우 모터축이 원활하게 회전할 수 있도록 함과 동시에 구동 모터의 모터축 방향 오차를 줄일 수 있는 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에 관한 것이다.
헤드 램프는 야간에 자동차가 안전하게 주행하기 위해 전방을 조명하는 램프이다. 종래에는 주로 원형이었으나 최근에는 거의 각형(角形)이며, 특히 차체의 디자인에 맞추어 모양과 구조가 독특한 것이 늘고 있다.
스포츠 카와 스페셜 카 등에서는 평상시에는 차체 속에 들어 있다가 라이트를 켤 때만 차체 밖으로 나오는 리트랙터블 헤드램프를 채용하여 스타일을 향상시킴과 동시에 고속으로 주행 시 공기 저항을 줄이고 있다.
이러한 헤드 램프는 실드 빔식과 세미 실드 빔식이 있으며, 최근에는 아주 밝은 할로겐 램프가 사용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에서 베이스와 너트 부재의 가이드 결합 상태를 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 모터(10), 리드 스크류 샤프트(20), 너트 부재(30), 가이드 유닛(100)을 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터는, 구동 모터(10)가 회전하면 리드 스크류 샤프트(20)는 구동 모터(10)의 동력을 전달 받아 회전하게 되고, 리드 스크류 샤프트(20)의 외주면에 형성된 나사산의 회전에 따라, 너트 부재(30)가 도 1에 도시된 화살표 A 방향으로 왕복 이동하게 된다. 이때, 너트 부재(30)의 상측에는 돌기부(31)가 형성되고, 이러한 돌기부(31)에는 레버 부재(미도시)의 헤드가 회전 가능하게 결합되므로, 너트 부재(30)가 도 1에 도시된 화살표 A 방향으로 왕복 이동하면, 헤드는 돌기부(31)를 중심으로 회전하면서 레버 부재(미도시)는 너트 부재(30)와 함께 왕복 이동하게 된다. 이와 같이 레버 부재(미도시)가 화살표 A 방향으로 왕복 이동하면, 레버 부재(미도시)의 왕복 이동 움직임에 따라, 자동차 헤드램프는 회전하면서 헤드램프가 조사하는 방향을 변경할 수 있게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터는, 구동 모터(10)의 로터(rotor)와 리드 스크류 샤프트(20)가 일체형으로 이루어져서 구동 모터(10)의 로터의 회전에 의해 리드 스크류 샤프트(20)의 회전이 결정됨으로써, 너트 부재(30)의 이동속도 및 정밀도를 향상시키기 위해서는 구동 모터(10)의 스텝 각을 변경시키는 등 설계 변경을 해야 하는 번거로운 문제점이 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터는, 리드 스크류 샤프트(20)의 길이 방향을 따라 일정 높이를 가지는 한 쌍의 측벽(1a)을 베이스(1)에 형성하고, 한 쌍의 측벽(1a)에는 가이드 홈(110)이 형성되며, 가이드 홈(110)과 대응되게 너트 부재(30)에는 가이드 돌기(120)가 형성된다. 이러한 가이드 홈(110)과 가이드 돌기(120)로 이루어진 가이드 유닛(100)은 너트 부재(30)의 왕복 이송을 가이드 하기 위한 것이다.
그러나, 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터는, 가이드 홈(110)의 상부면과 하부면에 가이드 돌기(120)가 각각 접촉하며 이동하도록 이루어짐으로써, 가이드 홈(110)과 가이드 돌기(120)의 접촉 면적이 커서 너트 부재(30)가 이동하는 경우 마찰 저항이 발생하므로 너트 부재의 이동속도 및 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에 일반적으로 채용되는 스테핑 모터를 분해하여 나타낸 도면이다.
스테핑 모터는 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징의 몸체(122a)와 커버(160) 사이에 리드 스크류(180)의 일단부가 지지되는 스러스트 플레이트(170)가 결합된다. 이러한 스러스트 플레이트(170)는 하우징의 몸체(122a,126a)의 외형과 대응되는 형상으로 형성되어 제1하우징(121)의 연장테(122b)에 접촉 결합되는 링형상의 결합판(171)과 결합판(171)의 중앙부인 내주면에서 지지 프레임(111)의 외측으로 돌출 형성된 지지관(173)을 가진다. 또한, 브라켓(110)의 지지판(113)에는 지지관(173)과 대응되게 안치홈(113a)이 형성되는데, 지지관(173) 및 안치홈(113a)에는 스러스트 볼 베어링(187a)(187b)이 각각 설치된다. 아울러, 스러스트 볼 베어링(187a)(187b)에 리드 스크류(180)의 일단부 및 타단부가 각각 지지되어 정역회전 가능하게 설치된다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 채용되는 스테핑 모터는 고가의 스러스트 볼 베어링(187a)(187b)을 사용하기 때문에 제작 단가가 증가하게 되는 문제점이 있고, 스러스트 플레이트(170)에 지지관(173)을 형성하는 엠보싱 공정시 스러스트 볼 베어링(187a)의 사이즈에 꼭 맞도록 하는 치수 관리가 필요하다. 엠보싱 공정시 엠보싱 부분의 내경이 크거나 작으면 모터 구동시에 동축이 틀어져서 소음 및 진동이 발생하게 되고 심할 경우 스러스트 볼 베어링(187a)이 파손되는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서는, 구동 모터가 구동하는 경우 모터축이 원활하게 회전할 수 있도록 모터축에 일정한 압축력이 가해지도록 해야 되는데, 이를 위해서 별도의 스프링을 용접 등으로 설치해야 하기 때문에 제조비용이 증가하게 되고 설치상의 번거로운 문제점이 있다.
아울러, 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서는, 하우징에 구동 모터를 조립한 후에 구동 모터의 모터축 방향 오차를 줄이기 위해서 별도의 융착 공정을 거쳐야 하는 문제점이 있다.
KR 10-2014-0016492 A (2014.02.10.) KR 10-2013-0133380 A (2013.12.09.) KR 10-0999483 B1 (2010.12.09.)
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 설계자의 의도에 맞게 구동 모터의 회전에 따른 이송 스크류의 회전량 및 회전력이 조절가능 하도록 구동 모터의 로터와 이송 스크류가 분리형으로 구성되는 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 가이드 레일을 따라 직선 왕복 운동하는 램프 가동 부재와 가이드 레일 간의 접촉 면적을 작게 하여 마찰 저항을 최소화함으로써, 램프 가동 부재의 이동속도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 구동 모터인 스텝 모터에 고가의 스러스트 볼 베어링을 사용하는 대신 부시(bush)를 사용함으로써 제작 단가를 절감할 수 있도록 하는 헤드 램프용 액츄에이터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 구동 모터인 스텝 모터의 플레이트에 엠보싱 가공을 하는 대신 피어싱 가공을 함으로써, 모터 구동시에 동축이 틀어져서 소음 및 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 구동 모터가 구동하는 경우 모터축이 원활하게 회전할 수 있도록 별도의 스프링을 용접 등으로 설치하지 않고도 모터축에 일정한 압축력이 가해지도록 하는 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하우징에 구동 모터를 조립한 후에 별도의 융착 공정을 거치지 않고도 구동 모터의 모터축 방향 오차를 줄일 수 있는 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 구동 모터; 상기 구동 모터의 모터축에 결합된 구동 기어와 치합하는 종동 기어가 결합되고, 상기 모터축과 평행하게 배치되며, 외주면에 제1나사산이 형성된 소정 길이의 이송 스크류; 상기 이송 스크류의 회전에 따라 상기 이송 스크류의 길이 방향으로 왕복 이동하도록 내주면에 상기 제1나사산과 대응되게 제2나사산이 형성되고, 상단에 헤드 램프 연결 부재가 결합되는 램프 가동 부재; 및 상기 구동 모터가 착탈가능하게 결합되는 모터 수용부와, 상기 이송 스크류의 양단이 각각 결합되는 제1스크류 수용부 및 제2스크류 수용부와, 상기 램프 가동 부재의 왕복 이동을 가이드 하는 가이드 레일부를 포함하여 이루어지는 하우징;을 포함하고, 상기 모터 수용부에는 상기 모터축에 일정한 압축력이 가해지도록 상기 모터축의 일단부를 탄성 지지하는 탄성 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 제공한다.
바람직하게, 상기 탄성 지지부는, 상기 모터 수용부에 수용된 구동 모터의 후방과 대향하는 상기 모터 수용부의 측면과 소정 간격으로 이격된 위치에 상기 모터 수용부의 측면과 평행하게 소정 폭 및 두께를 가지는 판 형태로 이루어져서 상기 모터 수용부의 저면으로부터 상방으로 소정 높이로 형성되되, 상기 모터축에 압축력을 가하도록 상기 모터축의 일단부와 접촉된 상태를 유지한다.
또한, 상기 탄성 지지부는, 탄성 플라스틱으로 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 구동 모터는, 전면과 후면이 관통되고 모터 본체가 수용되는 원통형의 케이스; 및 상기 케이스의 전면과 후면에 각각 착탈 가능하게 결합되고, 중앙에 각각 제1끼움공 및 제2끼움공이 형성되는 제1플레이트 및 제2플레이트;를 포함하고, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 둘레면에는 제1돌기부 및 제2돌기부가 각각 돌출 형성되며, 상기 모터 수용부에는 상기 제1돌기부 및 제2돌기부와 대응되도록 각각 제1체결부 및 제2체결부가 형성되는 것이 바람직하다.
게다가, 상기 제1돌기부 및 제2돌기부는 상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 둘레면 중 하측에 각각 돌출 형성되며, 상기 제1체결부 및 제2체결부는 상기 제1돌기부 및 제2돌기부와 대응되도록 상기 모터 수용부의 저면에 각각 형성되는 제1체결공 및 제2체결공인 것이 바람직하다.
전술한 과제의 해결수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 구동 모터의 모터축에 구동 기어를 결합하고 구동 기어와 치합하는 종동 기어에 이송 스크류를 결합함으로써, 설계자의 의도에 맞게 기어비를 변경하여 구동 모터의 회전에 따른 이송 스크류의 회전량 및 회전력을 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 이송 스크류의 이동 정밀도가 향상되어 램프 가동 부재에 연결되는 헤드 램프의 조사방향을 미세하게 변경할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 램프 가동 부재의 양측면에 후크 형태로 하향 절곡되어 이루어진 돌출부를 형성하고, 가이드 레일부에는 돌출부의 단부와 대응되는 레일 홈을 이송 스크류의 길이 방향으로 형성하며, 돌출부의 단부는 레일 홈에 곡면 접촉하면서 직선 왕복운동하도록 구성함으로써, 돌출부의 단부와 레일 홈 간의 접촉 면적을 작게 하여 마찰 저항을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 가이드 레일부를 따라 직선 왕복운동하는 램프 가동 부재의 이동 속도 및 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 램프 가동 부재의 양측면에 절곡된 형태의 돌출부를 형성하고, 가이드 레일부에는 돌출부와 대응되도록 절곡된 형태의 레일을 이송 스크류의 길이 방향으로 형성하며, 돌출부와 레일이 접촉하는 부분은 곡면 접촉하도록 구성함으로써, 돌출부와 레일 간의 접촉 면적을 작게 하여 마찰 저항을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 가이드 레일부를 따라 직선 왕복운동하는 램프 가동 부재의 이동 속도 및 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
게다가, 본 발명은 구동 모터인 스텝 모터에 고가의 스러스트 볼 베어링을 사용하는 대신 부시(bush)를 사용함으로써, 제작 단가를 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 구동 모터인 스텝 모터의 플레이트 중앙에 엠보싱 가공을 하는 대신 피어싱 가공을 함으로써, 모터 구동시에 동축이 틀어져서 소음 및 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 모터 수용부에 판 형태의 탄성 지지부를 형성하여 모터축에 일정한 압축력이 가해지도록 함으로써, 구동 모터가 구동하는 경우 모터축이 원활하게 회전할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 구동 모터의 제1플레이트 및 제2플레이트의 둘레면에 제1돌기부 및 제2돌기부를 각각 돌출 형성하고, 모터 수용부에는 제1돌기부 및 제2돌기부와 대응되도록 각각 제1체결부 및 제2체결부를 형성함으로써, 모터 수용부에 구동 모터를 조립한 후에 별도의 융착 공정을 거치지 않고도 구동 모터의 모터축 방향 오차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 베이스와 너트 부재의 가이드 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에 일반적으로 채용되는 스테핑 모터를 분해하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 구동 기어, 종동 기어, 이송 스크류 및 램프 가동 부재를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4를 측면에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 가이드 레일부에 형성된 레일 홈과 램프 가동 부재에 형성된 돌출부의 제1예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 가이드 레일부에 형성된 레일 홈과 램프 가동 부재에 형성된 돌출부를 정면에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 가이드 레일부에 형성된 레일과 램프 가동 부재에 형성된 돌출부의 제2예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 가이드 레일부에 형성된 레일과 램프 가동 부재에 형성된 돌출부의 제3예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 구동 모터를 분해하여 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 구동 모터가 모터 수용부로부터 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 내부에 탄성 지지부가 형성된 모터 수용부와 구동 모터가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 구동 모터의 모터축 일단부가 탄성 지지부에 의해 탄성 지지되는 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어와 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석해야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 제1관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 나타낸 도면들이다.
도 4는 본 발명의 제1관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 구동 기어, 종동 기어, 이송 스크류 및 램프 가동 부재를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4를 측면에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제1관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터는, 구동 모터(10), 이송 스크류(20), 램프 가동 부재(30) 및 하우징(40)을 포함하여 이루어진다.
구동 모터(10)는 스텝 모터(step motor)가 주로 채용되는데, 이러한 스텝 모터에서 로터(rotor)는 구동축과 함께 특정한 각도 또는 단계(step)로 회전한다. 스텝 모터의 구조에 따라 차이는 있으나, 최소 단계별 각도 1.5°까지 정밀 제어할 수 있다. 이와 같은 구동 모터에 대해서는 후술하기로 한다.
이송 스크류(20)는 외주면에 제1나사산(21)이 형성되어 소정 길이를 가지고, 구동 모터(10)의 모터축(S)과 평행하게 배치된다. 이와 같은 이송 스크류(20)의 일측에는 종동 기어(G2)가 결합되고, 종동 기어(G2)는 구동 모터(10)의 모터축(S)에 결합된 구동 기어(G1)와 치합한다. 이에 따라, 구동 모터(10)가 구동하게 되면 구동 기어(G1)가 회전하게 되고, 구동 기어(G1)와 치합된 종동 기어(G2)가 회전하게 되면 이송 스크류(20)가 회전하게 되는 것이다.
이때, 구동 기어(G1)와 종동 기어(G2)는 피니언 기어이고, 구동 기어(G1)의 직경은 종동 기어(G2)의 직경보다 작게 이루어진다.
이와 같이 구동 모터(10)의 모터축(S)에 구동 기어(G1)를 결합하고 구동 기어(G1)와 치합하는 종동 기어(G2)에 이송 스크류(20)를 결합함으로써, 설계자의 의도에 맞게 기어비를 변경하여 구동 모터(10)의 회전에 따른 이송 스크류(20)의 회전량 및 회전력을 미세하게 조절할 수 있게 된다. 이에 따라, 이송 스크류(20)의 이동 정밀도가 향상되어 램프 가동 부재(30)에 연결되는 헤드 램프(미도시)의 조사방향을 미세하게 변경할 수 있다.
하우징(40)은 구동 모터(10)가 수용되는 모터 수용부(41)와, 이송 스크류(20)의 양단이 각각 결합되는 제1스크류 수용부(미도시) 및 제2스크류 수용부(43)와, 램프 가동 부재(30)의 왕복 이동을 가이드 하는 가이드 레일부(44)를 포함하여 이루어진다.
이러한 하우징(40)은 강도와 강성이 우수한 엔지니어링 플라스틱 등으로 사출 성형된다.
도 6은 본 발명의 제1관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 가이드 레일부에 형성된 레일 홈과 램프 가동 부재에 형성된 돌출부의 제1예를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 가이드 레일부에 형성된 레일 홈과 램프 가동 부재에 형성된 돌출부를 정면에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
램프 가동 부재(30)는 이송 스크류(20)의 회전에 따라 이송 스크류(20)의 길이 방향으로 왕복 이동하는 것으로서, 육면체 형태로 이루어져서 전후면을 관통하는 관통공(31)이 형성되고, 상기 관통공(31)의 내주면에 이송 스크류(20)의 외주면에 형성된 제1나사산(21)과 대응되게 제2나사산(31a)이 형성되며, 상단에 헤드 램프 연결 부재(미도시)가 결합된다. 즉, 이송 스크류(20)는 상기 관통공(31)에 끼워져서 제1나사산(21)과 제2나사산(31a)이 나사 결합을 하게 됨에 따라, 이송 스크류(20)가 회전을 하게 되면 램프 가동 부재(30)는 이송 스크류(20)의 길이 방향으로 왕복 이동을 하게 된다.
한편, 램프 가동 부재(30)의 양측면에는 둥근 형태의 단부가 하향 절곡되어 이루어진 돌출부(32)가 형성된다. 구체적으로, 돌출부(32)는 후크 형태로 절곡되어 형성되고 단부는 곡면을 가지도록 이루어진다.
또한, 가이드 레일부(44)에는 돌출부(32)의 단부와 대응되는 레일 홈(44a)이 이송 스크류(20)의 길이 방향으로 형성되는데, 레일 홈(44a)은 곡면 형태로 이루어진다. 이에 따라, 돌출부(32)의 단부와 레일 홈(44a)은 곡면 접촉을 하게 된다. 이때, 돌출부(32)의 단부와 레일 홈(44a)에는 마찰 및 마모를 저감할 수 있도록 윤활제를 도포할 수도 있고, 코팅 처리를 할 수도 있다.
상술한 바와 같이 램프 가동 부재(30)의 양측면에 후크 형태로 하향 절곡되어 이루어진 돌출부(32)를 형성하고, 가이드 레일부(44)에는 돌출부(32)의 단부와 대응되는 레일 홈(44a)을 이송 스크류(20)의 길이 방향으로 형성하며, 돌출부(32)의 단부는 레일 홈(44a)에 곡면 접촉하면서 직선 왕복운동하도록 구성함으로써, 돌출부(32)의 단부와 레일 홈(44a) 간의 접촉 면적을 작게 하여 마찰 저항을 최소화할 수 있게 된다. 이에 따라, 가이드 레일부(44)를 따라 직선 왕복운동하는 램프 가동 부재(30)의 이동 속도 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 가이드 레일부에 형성된 레일과 램프 가동 부재에 형성된 돌출부의 제2예를 나타낸 도면이다.
램프 가동 부재(30)의 양측면에는 기역자(ㄱ)로 절곡된 형태의 돌출부(33)가 형성되고, 가이드 레일부(44)에는 돌출부(33)와 대응되도록 역기역자로 절곡된 형태의 레일(44b)이 이송 스크류(20)의 길이 방향으로 형성될 수 있는데, 이때 돌출부(33)와 레일(44b)이 접촉하는 부분은 곡면 접촉을 하게 된다. 이때, 돌출부(33)와 레일(44b)의 접촉 부분에는 마찰 및 마모를 저감할 수 있도록 윤활제를 도포할 수도 있고, 코팅 처리를 할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 제1관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 가이드 레일부에 형성된 레일과 램프 가동 부재에 형성된 돌출부의 제3예를 나타낸 도면이다.
램프 가동 부재(30)의 양측면에는 디귿자(ㄷ)로 절곡된 형태의 돌출부(34)가 형성되고, 가이드 레일부(44)에는 돌출부(34)와 대응되도록 역디귿자로 절곡된 형태의 레일(44c)이 이송 스크류(20)의 길이 방향으로 형성될 수 있는데, 이때 돌출부(34)와 레일(44c)이 접촉하는 부분은 곡면 접촉을 하게 된다. 이때, 돌출부(34)와 레일(44c)의 접촉 부분에는 마찰 및 마모를 저감할 수 있도록 윤활제를 도포할 수도 있고, 코팅 처리를 할 수도 있다.
상술한 바와 같이 램프 가동 부재(30)의 양측면에 기역자 또는 디귿자로 절곡된 형태의 돌출부(33,34)를 형성하고, 가이드 레일부(44)에는 돌출부(33,34)와 대응되도록 역기역자 또는 역디귿자 형태의 레일(44b,44c)을 이송 스크류(20)의 길이 방향으로 형성하며, 돌출부(33,34)와 레일(44b,44c)이 접촉하는 부분은 곡면 접촉하도록 구성함으로써, 돌출부(33,34)와 레일(44b,44c) 간의 접촉 면적을 작게 하여 마찰 저항을 최소화할 수 있게 된다. 이에 따라, 가이드 레일부(44)를 따라 직선 왕복운동하는 램프 가동 부재(30)의 이동 속도 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 구동 모터를 분해하여 나타낸 도면이다.
구동 모터(10)는, 모터 본체(11), 케이스(12), 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14), 제1부시(B1) 및 제2부시(B2)를 포함하여 이루어진다.
케이스(12)는 원통형으로 이루어져 전면(12a)과 후면(12b)이 관통되고 모터 본체(11)가 수용된다. 케이스(12)의 전면(12a)과 후면(12b)에는 복수의 제1결합공(H1)이 형성되고 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)에는 복수의 제2결합공(H2)이 형성되어 제1결합공(H1)과 제2결합공(H2)에 볼트와 같은 체결기구가 결합되어 케이스(12)와 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)가 결합된다.
제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)는 원판 형태로 이루어져서 케이스(12)의 전면(12a)과 후면(12b)에 각각 착탈 가능하게 결합되고, 중앙에 각각 제1끼움공(13a) 및 제2끼움공(14a)이 형성된다. 이에 따라, 케이스(12)에 수용되는 모터 본체(11)의 전방 모터축(S1)은 제1끼움공(13a)에 끼워지게 되고, 모터 본체(11)의 후방 모터축(S2)은 제2끼움공(14a)에 끼워지게 된다.
이때, 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)의 중앙에 피어싱(piercing) 가공으로 제1끼움공(13a) 및 제2끼움공(14a)을 형성한다. 이와 같이, 구동 모터(10)인 스텝 모터의 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)에 종래와 같이 엠보싱 가공을 하는 대신 피어싱 가공을 함으로써, 모터 구동시에 동축이 틀어져서 소음 및 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 제2플레이트(14)의 외측면(14b)에는 중공의 원통 형태로 이루어진 결합부(14c)가 상기 외측면(14b)과 직각방향으로 돌출 형성되는데, 결합부(14c)에는 이송 스크류(20)의 양단부에 각각 끼워지는 베어링(22) 중 일단부에 끼워지는 베어링이 결합된다.
제1부시(bush)(B1)는 제1플레이트(13)에 형성된 제1끼움공(13a)에 끼워져 모터 본체(11)의 전방 모터축(S1) 단부가 회동가능하게 결합된다.
제2부시(B2)는 제2플레이트(14)에 형성된 제2끼움공(14a)에 끼워져 모터 본체(11)의 후방 모터축(S2) 단부가 회동가능하게 결합된다.
이와 같이 구동 모터(10)인 스텝 모터에 고가의 스러스트 볼 베어링을 사용하는 대신 제1부시(B1) 및 제2부시(B2)를 사용함으로써, 제작 단가를 절감할 수 있다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제2관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터를 나타낸 도면들이다.
도 11은 본 발명의 제2관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 구동 모터가 모터 수용부로부터 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제2관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터는, 구동 모터(10), 이송 스크류(20), 램프 가동 부재(30) 및 하우징(40)을 포함하여 이루어진다.
구동 모터(10)는 스텝 모터(step motor)가 주로 채용되는데, 이러한 스텝 모터에서 로터(rotor)는 구동축과 함께 특정한 각도 또는 단계(step)로 회전한다. 스텝 모터의 구조에 따라 차이는 있으나, 최소 단계별 각도 1.5°까지 정밀 제어할 수 있다.
이와 같은 구동 모터(10)는, 모터 본체(11), 케이스(12) 및 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)를 포함하여 이루어진다.
케이스(12)는 원통형으로 이루어져 전면(12a)과 후면(12b)이 관통되고, 모터 본체(11)가 수용된다. 케이스(12)의 전면(12a)과 후면(12b)에는 복수의 제1결합공(H1)이 형성되고 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)에는 복수의 제2결합공(H2)이 형성되어 제1결합공(H1)과 제2결합공(H2)에 볼트와 같은 체결기구가 결합되어 케이스(12)와 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)가 결합된다.
제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)는 원판 형태로 이루어져서 케이스(12)의 전면(12a)과 후면(12b)에 각각 착탈 가능하게 볼트 등으로 결합되고, 중앙에 각각 제1끼움공(13a) 및 제2끼움공(14a)이 형성된다. 이에 따라, 케이스(12)에 수용되는 모터 본체(11)의 전방 모터축(S1)은 제1끼움공(13a)에 끼워지게 되고, 모터 본체(11)의 후방 모터축(S2)은 제2끼움공(14a)에 끼워지게 된다.
한편, 제2플레이트(14)의 외측면(14b)에는 중공의 원통 형태로 이루어진 결합부(14c)가 상기 외측면(14b)과 직각방향으로 돌출 형성되는데, 결합부(14c)에는 이송 스크류(20)의 양단부에 각각 끼워지는 베어링(22) 중 일단부에 끼워지는 베어링이 결합된다.
또한, 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)의 둘레면에는 제1돌기부(13b) 및 제2돌기부(14d)가 각각 돌출 형성되며, 모터 수용부(41)에는 제1돌기부(13b) 및 제2돌기부(14d)와 대응되도록 각각 제1체결부 및 제2체결부가 형성된다. 구체적으로, 제1돌기부(13b) 및 제2돌기부(14d)는 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)의 둘레면 중 하측에 각각 돌출 형성되며, 제1체결부 및 제2체결부는 제1돌기부(13b) 및 제2돌기부(14d)와 대응되도록 모터 수용부(41)의 저면에 제1체결공(41b) 및 제2체결공(41c)으로 각각 형성된다.
이와 같이 구동 모터(10)의 제1플레이트(13) 및 제2플레이트(14)의 둘레면에 제1돌기부(13b) 및 제2돌기부(14d)를 각각 돌출 형성하고, 모터 수용부(41)에는 제1돌기부(13b) 및 제2돌기부(14d)와 대응되도록 각각 제1체결부 및 제2체결부를 형성함으로써, 모터 수용부(41)에 구동 모터(10)를 조립한 후에 별도의 융착 공정을 거치지 않고도 구동 모터(10)의 모터축(S) 방향 오차를 줄일 수 있게 된다.
이송 스크류(20)는 외주면에 제1나사산(21)이 형성되어 소정 길이를 가지고, 구동 모터(10)의 모터축(S)과 평행하게 배치된다. 이와 같은 이송 스크류(20)의 일측에는 종동 기어(G2)가 결합되고, 종동 기어(G2)는 구동 모터(10)의 모터축(S)에 결합된 구동 기어(G1)와 치합한다. 이에 따라, 구동 모터(10)가 구동하게 되면 구동 기어(G1)가 회전하게 되고, 구동 기어(G1)와 치합된 종동 기어(G2)가 회전하게 되면 이송 스크류(20)가 회전하게 되는 것이다.
이때, 구동 기어(G1)와 종동 기어(G2)는 피니언 기어이고, 구동 기어(G1)의 직경은 종동 기어(G2)의 직경보다 작게 이루어진다.
이와 같이 구동 모터(10)의 모터축(S)에 구동 기어(G1)를 결합하고 구동 기어(G1)와 치합하는 종동 기어(G2)에 이송 스크류(20)를 결합함으로써, 설계자의 의도에 맞게 기어비를 변경하여 구동 모터(10)의 회전에 따른 이송 스크류(20)의 회전량 및 회전력을 미세하게 조절할 수 있게 된다. 이에 따라, 이송 스크류(20)의 이동 정밀도가 향상되어 램프 가동 부재(30)에 연결되는 헤드 램프(미도시)의 조사방향을 미세하게 변경할 수 있다.
램프 가동 부재(30)는 이송 스크류(20)의 회전에 따라 이송 스크류(20)의 길이 방향으로 왕복 이동하는 것으로서, 육면체 형태로 이루어져서 전후면을 관통하는 관통공(31)이 형성되고, 상기 관통공(31)의 내주면에 이송 스크류(20)의 외주면에 형성된 제1나사산(21)과 대응되게 제2나사산(31a)이 형성되며, 상단에 헤드 램프 연결 부재(미도시)가 결합된다. 즉, 이송 스크류(20)는 상기 관통공(31)에 끼워져서 제1나사산(21)과 제2나사산(31a)이 나사 결합을 하게 됨에 따라, 이송 스크류(20)가 회전을 하게 되면 램프 가동 부재(30)는 이송 스크류(20)의 길이 방향으로 왕복 이동을 하게 된다.
하우징(40)은 구동 모터(10)가 수용되는 모터 수용부(41)와, 이송 스크류(20)의 양단이 각각 결합되는 제1스크류 수용부(미도시) 및 제2스크류 수용부(43)와, 램프 가동 부재(30)의 왕복 이동을 가이드 하는 가이드 레일부(44)를 포함하여 이루어진다.
이러한 하우징(40)은 강도와 강성이 우수한 엔지니어링 플라스틱 등으로 사출 성형된다.
모터 수용부(41)에는 후방 모터축(S2)에 일정한 압축력이 가해지도록 후방 모터축(S2)의 단부를 탄성 지지하는 판 형태의 탄성 지지부(41a)가 형성된다.
도 12는 본 발명의 제2관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 내부에 탄성 지지부가 형성된 모터 수용부와 구동 모터가 분리된 상태를 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 제2관점에 따른 자동차 헤드 램프용 액츄에이터에서 구동 모터의 모터축 일단부가 탄성 지지부에 의해 탄성 지지되는 상태를 나타낸 도면이다.
탄성 지지부(41a)는, 모터 수용부(41)에 수용된 구동 모터(10)의 후방과 대향하는 모터 수용부(41)의 측면과 소정 간격으로 이격된 위치에 형성된다. 또한, 탄성 지지부(41a)는 모터 수용부(41)의 측면과 평행하게 소정 폭 및 두께를 가지는 판 형태로 이루어져서, 모터 수용부(41)의 저면으로부터 상방으로 소정 높이로 형성된다. 이때, 탄성 지지부(41a)는 후방 모터축(S2)에 압축력을 가하도록 후방 모터축(S2)의 단부와 접촉된 상태를 유지한다.
이와 같은 탄성 지지부(41a)는, 탄성 플라스틱으로 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 모터 수용부(41)에 판 형태의 탄성 지지부(41a)를 형성하여 모터축(S)에 일정한 압축력이 가해지도록 함으로써, 구동 모터(10)가 구동하는 경우 모터축(S)이 원활하게 회전할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 구동 모터 11 : 모터 본체
12 : 케이스 13 : 제1플레이트
14 : 제2플레이트 20 : 이송 스크류
30 : 램프 가동 부재 40 : 하우징
41 : 모터 수용부 41a : 탄성 지지부
44 : 가이드 레일부 G1 : 구동 기어
G2 : 종동 기어 S : 모터축

Claims (5)

  1. 전면과 후면이 관통되고 모터 본체가 수용되는 원통형의 케이스, 및 상기 케이스의 전면과 후면에 각각 착탈 가능하게 결합되는 제1플레이트 및 제2플레이트를 포함하는 구동 모터; 상기 구동 모터의 모터축에 결합된 구동 기어와 치합하는 종동 기어가 결합되고, 상기 모터축과 평행하게 배치되며, 외주면에 제1나사산이 형성된 소정 길이의 이송 스크류; 상기 이송 스크류의 회전에 따라 상기 이송 스크류의 길이 방향으로 왕복 이동하도록 내주면에 상기 제1나사산과 대응되게 제2나사산이 형성되고, 상단에 헤드 램프 연결 부재가 결합되는 램프 가동 부재; 및 상기 구동 모터가 착탈가능하게 결합되는 모터 수용부와, 상기 이송 스크류의 양단이 각각 결합되는 제1스크류 수용부 및 제2스크류 수용부와, 상기 램프 가동 부재의 왕복 이동을 가이드 하는 가이드 레일부를 포함하여 이루어지는 하우징;을 포함하고,
    상기 모터 수용부에 수용된 구동 모터의 후방과 대향하는 상기 모터 수용부의 측면과 소정 간격으로 이격된 위치에 상기 모터 수용부의 측면과 평행하게 소정 폭 및 두께를 가지는 판 형태로 이루어져서 상기 모터 수용부의 저면으로부터 상방으로 소정 높이로 탄성 지지부가 형성되며,
    상기 탄성 지지부는 상기 모터축에 압축력을 가하도록 상기 모터축의 일단부와 접촉된 상태를 유지하면서 탄성 지지하고,
    상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 둘레면의 하측에는 제1돌기부 및 제2돌기부가 각각 돌출 형성되며, 상기 모터 수용부의 저면에는 상기 제1돌기부 및 제2돌기부가 각각 끼워지도록 제1체결공 및 제2체결공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 램프용 액츄에이터.
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