KR101940408B1

KR101940408B1 - 변속기의 파킹 락 액츄에이터

Info

Publication number: KR101940408B1
Application number: KR1020170094895A
Authority: KR
Inventors: 김상인; 조주용; 나주형; 이희락
Original assignee: 주식회사평화발레오
Priority date: 2017-07-26
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2019-01-21

Abstract

본 발명은 변속기의 파킹 락 액츄에이터에 관한 것으로, 제1기어(30)가 제1보스(11)의 개구부를 통해 모터샤프트(20)의 제1피니언(21)에 치합되어 반경 방향 크기가 감소되고, 제1기어(30)와 제2기어(50)의 일측면에 각각 형성된 수용부(31,51)에 제1보스(11)와 제2보스(12)의 단부가 수용되어 축 방향 길이가 감소됨으로써 액츄에이터의 크기를 감소시킬 수 있게 된다.

Description

변속기의 파킹 락 액츄에이터{Actuator for parking lock system of transmission}

본 발명은 변속기의 파킹 락 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파킹 락 상태 구현을 위해 변속기의 파킹기어를 구속하는 기구부를 작동시키는 액츄에이터에 관한 것이다.

변속기의 파킹 락 액츄에이터는 모터와 감속기로 이루어져 작동을 전자 제어할 수 있고, 파킹 락 시스템의 기구부 구동에 적절한 회전수 및 토크를 가지도록 구성되어 있다.

도 1에는 종래 기술에 따른 파킹 락 액츄에이터의 일 예가 도시되어 있다. 파킹 락 액츄에이터는 모터(1)와 그에 연결된 감속기 즉, 다수의 기어열에 의해 구성된다.

보다 상세히 살펴 보면 모터(1)의 샤프트에 제1피니언(3)이 장착되고, 그 제1피니언(3)에 제1기어(4)가 치합되며, 제1기어(4)의 중심에 설치된 제1샤프트에 제2피니언(6)이 구비되고, 제2피니언(6)에 제2기어(7)가 치합되며, 제2기어(7)의 중심에 설치된 제2샤프트(8)의 단부에 제3피니언(9)이 장착된 구조로 이루어져 있었다.

따라서, 모터(1)의 회전력이 상기와 같이 다수의 기어류 부품들을 통해 적절히 감속되어 최종 기어인 제3피니언(9)을 통해 출력된다.

한편, 파킹 락 액츄에이터는 자동차의 일 부품으로서 크기에 제약을 많이 받는다. 즉, 요구되는 액츄에이터의 크기를 만족시키도록 최소한의 주어진 공간 내에 모터와 감속기를 설치해야만 한다.

이와 같이 협소한 공간 내에 모터 및 감속기를 구성하는 기어들을 배치 및 조립하면서도 액츄에이터의 허용 토크(용량)와 감속 기어들(기어 및 피니언)의 강도 및 내구성을 만족시키기는 매우 어렵다.

즉, 액츄에이터의 요구 성능에 맞추어 설계안을 도출했을 때 도 1과 같이 정해진 크기 내에 구성 요소들이 설치되지 못하고 기어류 부품들이 반경 방향 요구 치수(A) 및 축 방향 요구 치수(B) 범위를 초과하여 배치되는 문제점이 있었다(제1기어(4)가 반경 방향 요구 치수(A) 범위를 벗어나 있고, 제3피니언(9)이 축 방향 요구 치수(B) 범위를 벗어나 있다).

대한민국 등록특허공보 제10-0961058호(2010.05.25. 등록)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 감속기를 구성하는 기어류 부품들의 배치시 반경 방향 및 축 방향 설치 범위의 크기를 감소시킬 수 있게 됨으로써 보다 용이하게 요구 설계 치수를 만족시킬 수 있도록 된 변속기의 파킹 락 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터하우징에 내장된 모터의 모터샤프트 외주에 형성된 제1피니언과, 상기 제1피니언에 치합된 제1기어와, 상기 제1기어의 중앙에 삽입 장착된 제1샤프트의 외주에 형성된 제2피니언과, 상기 제2피니언에 치합된 제2기어와, 상기 제2기어의 중앙에 삽입 장착된 제2샤프트의 외주에 형성된 제3피니언을 포함하고, 상기 모터하우징의 일측면 중앙에 돌출 형성된 제1보스에 상기 모터샤프트가 삽입되고, 상기 제1보스의 측면에 개구부가 형성되며, 그 개구부를 통해 상기 제1피니언과 제1기어가 치합된 것을 특징으로 한다.

상기 모터하우징의 제1보스 측부에 제1보스보다 짧은 길이의 제2보스가 돌출 형성되고, 제2보스의 단부 내측에 제2베어링이 구비되며, 상기 제1샤프트의 일단이 상기 제2베어링에 삽입되어 지지된다.

상기 제1기어의 일측면에 수용부가 형성되며, 그 수용부에 상기 제2보스의 단부가 삽입된다.

상기 모터하우징의 일측에 감속기하우징이 장착되고, 상기 제1샤프트의 타측 단부가 감속기하우징의 내측면에 형성된 제1샤프트지지부에 삽입되어 지지된다.

상기 제2기어의 일측면에 수용부가 형성되고, 그 수용부에 상기 제1보스의 단부가 삽입된다.

상기 제1보스의 단부 내측에 반경 방향으로 모터샤프트지지부가 돌출 형성되고, 그 모터샤프트지지부에 모터샤프트의 일단이 삽입되어 지지된다.

상기 제1보스의 단부(제2샤프트지지부)에 제2샤프트의 일측 단부가 삽입되어 지지된다.

상기 제2샤프트의 일측 단부에 수용홈이 형성되고, 그 수용홈에 상기 모터샤프트의 단부가 삽입된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 기어의 일측면에 수용부가 형성되어 기어를 지지하는 보스가 수용됨으로써 축 방향 치수를 감소시킬 수 있게 된다.

또한 중앙의 제1보스 측부에 개구부가 형성되어 제1보스 내부의 모터샤프트에 형성된 제1피니언에 제1기어를 치합시킬 수 있게 됨으로써 반경 방향 치수를 감소시킬 수 있게 된다.

또한 샤프트들에 별물로 된 피니언을 장착하지 않고 샤프트에 일체로 피니언을 형성함으로써 반경 방향 치수를 감소시킬 수 있게 된다.

상기와 같이, 기어류 부품들의 배치시 축 방향 및 반경 방향 치수를 감소시킬 수 있게 됨으로써 보다 용이하게 요구 설계 치수를 만족시키는 파킹 락 액츄에이터를 설계할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 파킹 락 액츄에이터의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 파킹 락 액츄에이터의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 파킹 락 액츄에이터의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 파킹 락 액츄에이터의 모터 하우징 사시도.
도 5는 상기 모터 하우징에서 모터샤프트와 제1기어가 치합된 상태를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 구성인 제1기어의 사시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파킹 락 액츄에이터의 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 파킹 락 액츄에이터의 단면도로서, 도시된 바와 같이 도 2와 도 3에는 종래 기술에서 소개한 파킹 락 액츄에이터와 동일한 기어열을 가지는 파킹 락 액츄에이터가 도시되어 있다. 이는 동일한 기어열을 가지는 동일 조건 하에서 본 발명에 따라 파킹 락 액츄에이터의 반경 방향 및 축 방향 치수가 감소될 수 있음을 설명하기 위한 것이다.

도 2 내지 도 4와 같이, 본 발명에 따른 파킹 락 액츄에이터는, 모터(90)와 모터(90)에 연결된 감속기로 구성된다. 모터(90)는 모터하우징(10)에 내장되어 있으며, 감속기는 모터하우징(10)의 일측(모터(90)의 축 방향) 공간에 설치되며 모터하우징(10)에 장착되는 감속기하우징(80)에 내장된다.

모터(90)의 출력축인 모터샤프트(20)는 모터(90)의 일측 중앙 외측으로 돌출되어 있다. 모터샤프트(20)의 모터하우징(10) 외측 외주에는 제1피니언(21)이 일체로 형성된다.

모터하우징(10)의 일측 중앙에는 원통형의 제1보스(11)가 돌출 형성되고, 제1보스(11)에 인접하여 제2보스(12)가 돌출 형성된다. 제2보스(12)는 제1보스(11)에 비해 짧은 길이로 돌출되는데, 이는 제2보스(12)의 단부를 수용하는 상태로 설치되는 제1기어(30)와 제1보스(11)의 단부를 수용하는 상태로 설치되는 제2기어(50)가 서로 축 방향(기어의 두께 방향)으로 간섭되는 것을 회피하기 위함이다.

제1보스(11)의 일측부(제2보스(12)와 마주 하는 부분)에는 길이 방향 전체에 걸쳐 개구부(11a)가 형성된다.

제1보스(11)의 단부 내측에는 반경 방향으로 모터샤프트지지부(11b)가 돌출 형성된다. 이 모터샤프트지지부(11b)와 직각을 이루는 제1보스(11)의 단부는 제2샤프트지지부(11c)가 된다.

상기 모터샤프트(20)는 제1보스(11)의 내부로 삽입된다. 모터샤프트(20)의 일측 단부는 모터하우징(10)에 설치된 제1베어링(71)에 의해 지지되고 타측 단부는 상기 모터샤프트지지부(11b)에 의해 지지된다.

상기 제2보스(12)의 단부 내측에는 제2베어링(72)이 설치되고, 그 제2베어링(72)에 일측 단부가 삽입되어 지지되도록 제1샤프트(40)가 설치된다. 제1샤프트(40)의 타측 단부는 감속기하우징(80)에 원형 보스 형상으로 형성된 제1샤프트지지부(81)에 삽입되어 지지된다.

제1샤프트(40)의 제2보스(12)쪽 방향의 외주에는 제1기어(30)가 장착되고, 제1기어(30)와 상기 제1샤프트지지부(81)의 사이 부분 외주에는 제2피니언(41)이 일체로 형성된다.

제1기어(30)는, 도 3 및 도 5와 같이, 상기 개구부(11a)를 통해 제1보스(11)의 내부에 있는 모터샤프트(20)의 제1피니언(21)에 치합된다.

감속기하우징(80)의 측면 중앙에는 관통홀(82)이 형성되고, 그 관통홀(82)의 내측에 제3베어링(73)이 장착된다. 관통홀(82)을 통해 제2샤프트(60)가 삽입되어 중간 부분이 제3베어링(73)에 지지되는 상태로 설치된다.

제2샤프트(60)의 모터(90)쪽 단부는 상기 제1보스(11)의 단부로 삽입되어 상기 제2샤프트지지부(11c)에 지지된다.

제2샤프트(60) 외주 중 감속기하우징(80)의 내측 부분(제1보스(11)와 제3베어링(73) 사이의 부분)에는 제2기어(50)가 장착된다. 제2기어(50)는 제1샤프트(40)의 제2피니언(41)과 치합된다.

제2샤프트(60)의 감속기하우징(80) 외측 부분의 외주에는 제3피니언(61)이 일체로 형성된다. 제3피니언(61)의 경우, 감속기하우징(80)의 반경 방향 중심에 위치하여 반경 방향 요구 치수(A) 범위를 벗어날 우려가 없으므로 별도로 제작된 피니언을 제2샤프트(60)의 외주에 장착할 수 있음은 물론이다.

제2샤프트(60)의 감속기하우징(80) 내측 단부에는 원형의 수용홈(62)이 형성되며, 그 수용홈(62)의 내측으로 모터샤프트(20)의 단부가 삽입 수용된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1기어(30)의 일측면에는 제1기어(30)의 두께 방향(=축 방향) 내측으로 원형의 수용부(31)가 형성되고, 그 수용부(31)에 상기 제2보스(12)의 단부가 삽입된다.

이와 마찬가지로 상기 제2기어(50)의 일측면에도 두께 방향 내측으로 원형의 수용부(51; 도 3 참조)가 형성되고, 그 수용부(51)에 상기 제1보스(11)의 단부가 삽입된다(제2기어(50)의 형상은 제1기어(30)와 동일하므로 수용부(51)가 형성된 형상은 도 6을 참조할 것).

이제 본 발명에 따른 파킹 락 액츄에이터의 작동 및 작용 효과를 설명한다.

모터(90)가 작동되면 모터샤프트(20)가 회전되고, 모터샤프트(20)의 제1피니언(21)에 치합된 제1기어(30)가 회전된다.

제1기어(30)와 일체로 제1샤프트(40)가 회전되어 제1샤프트(40)의 제2피니언(41)에 치합된 제2기어(50)가 회전된다.

제2기어(50)와 함께 제2샤프트(60)가 회전되어 제2샤프트(60)의 제3피니언(61)이 최종 감속비로 회전된다.

상기와 같이 모터(90)의 회전력은 모터샤프트(20), 제1피니언(21), 제1기어(30), 제1샤프트(40), 제2피니언(41), 제2기어(50), 제2샤프트(60), 제3피니언(61) 순으로 전달된다.

상기와 같은 동력 전달 과정에서 모터샤프트(20)는 제1베어링(71)과 모터샤프트지지부(11b)에 지지되어 안정적으로 회전되고, 제1샤프트(40)는 제2베어링(72)과 제1샤프트지지부(81)에 지지되어 안정적으로 회전되며, 제2샤프트(60)는 제3베어링(73)과 제2샤프트지지부(11c)에 지지되어 안정적으로 회전된다.

또한, 제1기어(30)와 제2기어(50)는 각각 상기와 같이 안정적으로 회전되는 제1샤프트(40)와 제2샤프트(60)에 장착되어 각각의 샤프트와 함께 안정적으로 회전된다.

따라서, 모터(90)의 회전력이 설계 의도대로의 감속비와 토크를 가지고 최종기어인 제3피니언(61)을 통해 출력되며, 이에 제3피니언(61)에 연결된 파킹 락 기구부가 작동되어 파킹레버가 파킹기어에 걸려짐으로써 변속기의 파킹 락 상태가 구현된다.

한편, 상기와 같은 본 발명에 따른 파킹 락 액츄에이터는, 제1기어(30)와 제2기어(50)가 각각 대응하는 제1피니언(21)과 제2피니언(41)에 치합됨에 있어 제1피니언(21)과 제2피니언(41)이 모터샤프트(20)와 제1샤프트(40)의 외주에 직접 형성되어 있기 때문에 액츄에이터의 반경 방향 크기를 감소시킬 수 있다. 특히 제1기어(30)의 경우 모터샤프트(20)가 삽입된 제1보스(11)에 개구부(11a)가 형성되어 있기 때문에 그 개구부(11a)를 통해 제1피니언(21)과 치합되는 것이 가능하다.

또한, 제1기어(30)와 제2기어(50)는 일측면에 각각 수용부(31,51)가 형성되어 있고, 그 수용부(31,51)의 내부로 제1보스(11)와 제2보스(12)의 단부가 삽입 수용되어 있기 때문에 액츄에이터의 축 방향 길이를 감소시킬 수 있다.

또한, 제2샤프트(60)의 단부에 형성된 수용홈(62)으로 모터샤프트(20)의 단부가 삽입되는데, 이 역시 액유에이터의 축 방향 길이를 감소시킬 수 있게 되는 요소가 된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 액츄에이터는 제1보스(11)와 제2보스(12)에 의해 샤프트(20,40,60)들과 기어(30,50)들이 안정적으로 지지될 뿐만 아니라 반경 방향 및 축 방향 길이를 감소시킬 수 있게 됨으로써 요구 설계 치수 범위내에 토크와 감속비 및 내구성을 만족시키는 감속기 부품들을 배치하기 용이하다. 그 결과로서 도 2와 같이, 감속기의 부품들이 모두 반경 방향 요구 치수(A) 범위 및 축 방향 요구 치수(B) 범위 내에 설치됨을 확인할 수 있다.

따라서 사용 조건에 부합하는 파킹 락 액츄에이터를 보다 컴팩트하게 제작할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 모터하우징 11 : 제1보스
11a : 개구부 11b : 모터샤프트지지부
11c : 제2샤프트지지부 12 : 제2보스
20 : 모터샤프트 21 : 제1피니언
30 : 제1기어 31 : 수용부
40 : 제1샤프트 41 : 제2피니언
50 : 제2기어 51 : 수용부
60 : 제2샤프트 61 : 제3피니언
62 : 수용홈 71 : 제1베어링
72 : 제2베어링 73 : 제3베어링
80 : 감속기하우징 81 : 제1샤프트지지부
82 : 관통홀 90 : 모터

Claims

모터하우징에 내장된 모터의 모터샤프트 외주에 형성된 제1피니언과,
상기 제1피니언에 치합된 제1기어와,
상기 제1기어의 중앙에 삽입 장착된 제1샤프트의 외주에 형성된 제2피니언과,
상기 제2피니언에 치합된 제2기어와,
상기 제2기어의 중앙에 삽입 장착된 제2샤프트의 외주에 형성된 제3피니언을 포함하고,
상기 모터하우징의 일측면 중앙에 돌출 형성된 제1보스에 상기 모터샤프트가 삽입되고, 상기 제1보스의 측면에 개구부가 형성되며, 그 개구부를 통해 상기 제1피니언과 제1기어가 치합되고,
상기 제2기어의 일측면에 수용부가 형성되고, 그 수용부에 상기 제1보스의 단부가 삽입된 것을 특징으로 하는 변속기의 파킹 락 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 모터하우징의 제1보스 측부에 제1보스보다 짧은 길이의 제2보스가 돌출 형성되고, 제2보스의 단부 내측에 제2베어링이 구비되며, 상기 제1샤프트의 일단이 상기 제2베어링에 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 변속기의 파킹 락 액츄에이터.
청구항 2에 있어서,
상기 제1기어의 일측면에 수용부가 형성되며, 그 수용부에 상기 제2보스의 단부가 삽입된 것을 특징으로 하는 변속기의 파킹 락 액츄에이터.
청구항2에 있어서,
상기 모터하우징의 일측에 감속기하우징이 장착되고, 상기 제1샤프트의 타측 단부가 감속기하우징의 내측면에 형성된 제1샤프트지지부에 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 변속기의 파킹 락 액츄에이터.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1보스의 단부 내측에 반경 방향으로 모터샤프트지지부가 돌출 형성되고, 그 모터샤프트지지부에 모터샤프트의 일단이 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 변속기의 파킹 락 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 제1보스의 단부(제2샤프트지지부)에 제2샤프트의 일측 단부가 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 변속기의 파킹 락 액츄에이터.
청구항 7에 있어서,
상기 제2샤프트의 일측 단부에 수용홈이 형성되고, 그 수용홈에 상기 모터샤프트의 단부가 삽입되는 것을 특징으로 하는 변속기의 파킹 락 액츄에이터.