KR102032149B1 - Swiveling actuator - Google Patents
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Abstract
본 실시예는 스위블 액츄에이터에 관한 것이다. 일 측면에 따른 스위블 액츄에이터는, 베이스; 상기 베이스에 배치되는 모터; 일단은 상기 모터와 결합하고 타단은 상기 베이스에 고정되는 스크류 샤프트; 및 상기 스크류 샤프트와 결합되는 너트부재;를 포함하고, 상기 베이스는 상기 스크류 샤프트와 평행한 방향으로 가이드 홈이 형성된 측벽을 포함하고, 상기 너트부재는 상기 측벽을 향하는 방향으로 돌출된 가이드 돌기를 포함하고, 상기 가이드 돌기는 상기 가이드 홈에 배치된다. This embodiment relates to a swivel actuator. Swivel actuator according to one aspect, the base; A motor disposed on the base; A screw shaft having one end coupled to the motor and the other end fixed to the base; And a nut member coupled to the screw shaft, wherein the base includes a sidewall having a guide groove formed in a direction parallel to the screw shaft, and the nut member includes a guide protrusion protruding in a direction toward the sidewall. The guide protrusion is disposed in the guide groove.
Description
본 발명은 모터의 회전동력을 직선 왕복운동으로 변형시켜 출력할 수 있는 스위블 액츄에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a swivel actuator capable of outputting by transforming the rotational power of the motor in a linear reciprocating motion.
일반적으로 모터는 로터와 스테이터의 전자기적 상호작용에 의하여, 로터가 샤프트를 중심으로 회전하면서 발생되는 회전동력을 출력하는 것이 일반적이다. 이와 같이 모터에서 출력되는 동력은 회전력이므로, 이러한 회전력을 이용하여, 기구물을 원하는 방향으로 움직이는 것이 가능하다.In general, the motor outputs rotational power generated by the rotor rotating around the shaft by electromagnetic interaction between the rotor and the stator. Thus, since the power output from the motor is a rotational force, it is possible to move the apparatus in a desired direction by using this rotational force.
그런데, 회전이 아니라 직선 왕복운동을 하도록 기구물을 움직이기 위해서는 회전운동을 직선 왕복운동으로 바꾸어줄 수 있는 동력전환장치를 필요로 한다. 이와 같은 회전운동과 직선왕복운동을 상호 변환시켜줄 수 있는 동력전환장치로는 크랭크나, 리드 스크류 샤프트 등이 있을 수 있다. 이 중, 스위블 액츄에이터는 다양한 용도로 사용할 수 있는데, 최근에는 운전자의 조향 방향에 연동하여, 운전자의 야간 시야를 최대로 확보할 수 있는 가변식 헤드램프에 적용되는 경우가 늘어나고 있다.By the way, in order to move the mechanism to make a linear reciprocating motion instead of rotation requires a power switching device capable of converting the rotational movement into a linear reciprocating motion. The power conversion device capable of converting such rotational motion and linear reciprocating motion may include a crank or a lead screw shaft. Among these, the swivel actuator can be used for various purposes. Recently, the swivel actuator is linked to the driver's steering direction and is increasingly applied to a variable headlamp that can secure the driver's night vision to the maximum.
상기한 가변식 헤드램프에 적용되는 스위블 액츄에이터의 경우, 모터의 구동력을 전달 받아 회전하는 리드 스크류에 기어 결합된 너트부재가 상기 리드 스크류의 회전에 연동하여 왕복이동하고, 이 너트부재의 상측 결합돌기에 연결된 링크부재가 좌측 및 우측으로 왕복 이동하면서, 헤드램프의 조사 방향을 좌측 또는 우측으로 변경할 수 있다. 이와 같은 구성은 대한민국 공개특허 제10-2010-0037363호(2010.04.09. 공개)에 언급된 바 있다.In the case of the swivel actuator applied to the variable headlamp, the nut member gear-coupled to the lead screw rotating by receiving the driving force of the motor reciprocates in conjunction with the rotation of the lead screw, and the upper coupling protrusion of the nut member The link member connected to the reciprocating movement to the left and right, it is possible to change the irradiation direction of the headlamp to the left or right. Such a configuration has been mentioned in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0037363 (published on April 09, 2010).
그러나, 이와 같은 구성을 가지는 스위블 액츄에이터의 경우, 돌기부에 연결되는 링크부재의 연결부분은 억지 끼움을 통해 유격을 방지하기 때문에, 반복적인 동작 시, 마찰이 증가하여 스위블 액츄에이터에 부하 및 소음을 발생시키는 문제점이 있다.However, in the case of the swivel actuator having such a configuration, since the connecting portion of the link member connected to the protrusion prevents play through the interference fit, the friction is increased during repetitive operation to generate load and noise to the swivel actuator. There is a problem.
또한, 상기 너트부재의 직선 왕복운동을 회전운동으로 바꾸는 과정에서 스태핑 모터 등으로 마련되는 구동모터의 스텝 동력 손실이 발생할 수 있으며, 치수 불안정에 의해 유격이 발생될 경우, 헤드램프에서 조사되는 빛이 운전자가 조명을 필요로 하는 운전 경로상에 정확하게 도달하는 배광 시인성이 불량해질 수 있다는 문제점이 있다.In addition, in the process of converting the linear reciprocating motion of the nut member into a rotary motion, step power loss of the driving motor provided by the stepping motor may occur, and when the play is caused by the dimensional instability, the light irradiated from the head lamp There is a problem that light distribution visibility that accurately arrives on a driving path requiring a driver may be poor.
본 발명은 작동시 구동모터에 부가되는 부하 및 작동 소음을 줄일 수 있으며, 구성 부품들의 생산시 치수 불안정에 따른 생산오차가 발생하더라도 정상 동작할 수 있도록 구조가 개선된 스위블 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention can reduce the load and operating noise added to the drive motor during operation, and to provide a swivel actuator with an improved structure to operate normally even if a production error due to dimensional instability in the production of the components have.
본 실시예에 따른 스위블 액츄에이터는, 베이스; 상기 베이스에 배치되는 모터; 일단은 상기 모터와 결합하고 타단은 상기 베이스에 고정되는 스크류 샤프트; 및 상기 스크류 샤프트와 결합되는 너트부재;를 포함하고, 상기 베이스는 상기 스크류 샤프트와 평행한 방향으로 가이드 홈이 형성된 측벽을 포함하고, 상기 너트부재는 상기 측벽을 향하는 방향으로 돌출된 가이드 돌기를 포함하고, 상기 가이드 돌기는 상기 가이드 홈에 배치된다.Swivel actuator according to the present embodiment, the base; A motor disposed on the base; A screw shaft having one end coupled to the motor and the other end fixed to the base; And a nut member coupled to the screw shaft, wherein the base includes a sidewall having a guide groove formed in a direction parallel to the screw shaft, and the nut member includes a guide protrusion protruding in a direction toward the sidewall. The guide protrusion is disposed in the guide groove.
본 실시예를 통해, 스위블 액츄에이터의 구동 시 마찰이 최소화 되기 때문에, 구동모터의 부하손실을 최소화할 수 있으며, 구동모터의 내구성을 향상시킬 수 있다.Through this embodiment, since friction is minimized when the swivel actuator is driven, load loss of the driving motor can be minimized and durability of the driving motor can be improved.
또한, 가이드 축이 삭제되더라도 너트부재의 왕복 이동을 가이드 할 수 있기 때문에, 구성부품 감소에 따른 제조비용 절감이 가능하며, 제품 조립성을 향상시킬 수 있다.In addition, even if the guide shaft is deleted, it is possible to guide the reciprocating movement of the nut member, it is possible to reduce the manufacturing cost according to the reduction of components, it is possible to improve the product assembly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위블 액츄에이터의 일 예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 스위블 액츄에이터의 베이스를 도시한 사시도,
도 3은 도 1의 너트부재를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스와 너트부재의 가이드 결합 상태를 도시한 도면, 그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위블 액츄에이터가 적용된 자동차의 헤드램프 스위블 구조를 개략적으로 도시한 도면 이다.1 is a perspective view showing an example of a swivel actuator according to an embodiment of the present invention,
2 is a perspective view showing the base of the swivel actuator of FIG.
3 is a perspective view showing the nut member of FIG.
4 is a view showing a guide coupling state of the base and the nut member according to an embodiment of the present invention, and
5 is a diagram schematically illustrating a headlamp swivel structure of a vehicle to which a swivel actuator is applied according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스위블 액츄에이터를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a swivel actuator according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위블 액츄에이터의 일 예를 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 스위블 액츄에이터의 베이스를 도시한 사시도, 도 3은 도 1의 너트부재를 도시한 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스와 너트부재의 가이드 결합 상태를 도시한 도면, 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위블 액츄에이터가 적용된 자동차의 헤드램프 스위블 구조를 개략적으로 도시한 도면 이다.1 is a perspective view showing an example of a swivel actuator according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing the base of the swivel actuator of Figure 1, Figure 3 is a perspective view showing the nut member of Figure 1, Figure 4 is a view illustrating a guide coupling state between the base and the nut member according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 schematically illustrates a headlamp swivel structure of a vehicle to which a swivel actuator is applied according to an embodiment of the present invention. It is a drawing.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 적용례에 의한 스위블 액츄에이터는 구동모터(10), 리드 스크류 샤프트(20), 너트부재(30) 및 가이드 유닛(100)(도 4 참조)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the swivel actuator according to the present application includes a
구동모터(10)는 정밀한 제어가 가능한 스텝모터(step motor)가 많이 사용되며, 상기 구동모터(10)의 출력축은 상기 리드 스크류 샤프트(20)와 연결될 수 있다.
리드 스크류 샤프트(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 외주면에 나사산이 형성되어 있으며, 일단은 상기 구동모터(10)의 회전축과 연결되어 동력을 공급받고, 그 타단은 베이스(1)에 마련된 회전 안착부(2)에 설치된 회전 안착부재에 베어링 등의 개재로 회전 가능하게 결합되어, 상기 구동모터(10)의 회전축과 수평을 유지하면서 회전할 수 있도록 마련될 수 있다.As shown in FIG. 1, the
상기 구동모터(10) 및 리드 스크류 샤프트(20)가 설치되는 상기 베이스(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 리드 스크류 샤프트(20)의 길이 방향을 따라 일정 높이를 가지는 한 쌍의 측벽(1a)을 형성할 수 있다. 상기 한 쌍의 측벽(1a)에는 상기 가이드 유닛(100)의 가이드 홈(110)이 서로 대응되는 위치에, 일정 깊이로 형성될 수 있다. 이 구성은 뒤에 가이드 유닛(100)과 함께 다시 설명한다.As shown in FIG. 2, the base 1 on which the driving
너트부재(30)는 상기 리드 스크류 샤프트(20)에 나사 결합되어, 상기 리드 스크류 샤프트(20)의 회전동작에 연동하여 상기 리드 스크류 샤프트(20)의 길이방향을 따라, 도 1의 화살표 A 방향으로 왕복 이동할 수 있다.
상기 너트부재(30)의 상단에는 도 3에 도시된 바와 같이, 레버부재(3)(도 5 참조)가 결합되는 원통형상의 돌기부(31)가 마련될 수 있다. 상기 돌기부(31)의 끝단 모서리 부분은 상기 레버부재(3)와의 결합이 용이하도록 라운드지게 형성될 수 있다. As shown in FIG. 3, a
상기 너트부재(30)의 중앙에는 상기 리드 스크류 샤프트(20)와 나사 결합되는 암 나사산이 형성된 스크류 홀(32)이 형성될 수 있으며, 상기 스크류 홀(32)의 하측으로는 상기 너트부재(30)의 왕복 이동을 가이드 하는 가이드 축(40)(도 1 참조)이 관통 결합되는 가이드 공(33)이 형성될 수 있다. 상기 가이드 축(40)은 일정 지름을 가지는 파이프 부재로 형성될 수 있다.In the center of the
상기 가이드 공(33)의 지름은 상기 리드 스크류 샤프트(20) 보다 작은 지름을 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 가이드 공(33)의 위치는 상기 가이드 축(40)의 배치 위치에 따라 가변 될 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이, 상기 리드 스크류 샤프트(20)의 하측으로 가이드 축(40)이 배치될 경우에는 상기 가이드 공(33)은 상기 스크류 홀(32)의 하측에 배치되고, 반대로 도시하지는 않았으나, 상기 리드 스크류 샤프트(20)의 상측으로 상기 가이드 축(40)이 배치되면, 상기 가이드 공(33)은 상기 스크류 홀(32)의 상측에 배치될 수 있다.The diameter of the
가이드 유닛(100)은 상기 너트부재(30)의 왕복 이송을 가이드 하기 위한 것으로, 가이드 홈(110) 및 가이드 돌기(120)를 포함할 수 있다.The
가이드 홈(110)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(1)와 일체로 형성되는 한 쌍의 측벽(1a)에 일정 깊이를 가지는 요홈으로 형성되되, 상기 너트부재(30)의 왕복 이동 경로를 따라 도 1의 화살표 A 방향과 평행한 방향으로 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 4, the
가이드 돌기(120)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 너트부재(30)의 상기 측벽(1a)을 마주보는 위치에 돌출 형성되어, 상기 가이드 홈(110)에 삽입되어 상기 너트부재(30)의 왕복 이동 경로를 가이드 할 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
한편, 도 2 내지 도 4에서는 상기 측벽(1a)에 가이드 홈(110)이 형성되고, 상기 너트부재(30)에 가이드 돌기(120)가 형성된 것을 일 실시예로 하여 도시되었으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 반대로 도시하지는 않았으나, 상기 측벽(1a)에 돌기를 형성하고, 너트부재(30)에 요홈이 형성되도록 구성하는 것도 가능하다.2 to 4, the
또한, 상기 측벽(1a)은 하나 만이 마련되어, 이 측벽(1a)에 형성된 가이드 홈(110)과 너트부재(30)에 형성된 가이드 돌기(120)는 각각 1개씩 형성되는 것도 가능하다.In addition, only one side wall 1a may be provided, and each of the
상기 가이드 홈(110) 및 가이드 돌기(120) 사이에는 상기 가이드 홈(110) 및 가이드 돌기(120)의 마찰 및 마모를 저감할 수 있도록 윤활제가 도포될 수 있는데, 상기 윤활제는 고체윤활제, 액체윤활제 등이 사용될 수 있다. 또는 상기 가이드 홈(110) 및 가이드 돌기(120)의 접촉 면을 마찰력이 낮은 재질로 코팅하는 것도 가능하다.A lubricant may be applied between the
이와 같이 가이드 유닛(100)을 형성할 경우, 상기 가이드 축(40)과 함께 상기 너트부재(30)의 왕복 이동을 가이드 하는 것도 가능하지만, 상기 가이드 축(40)을 삭제하여 동작하는 것도 가능하다. 따라서 너트부재(30)의 왕복 이동에 따른 너트부재(30)의 마모를 최소화할 수 있으며, 너트부재(30)의 왕복 동작시 발생하는 진동을 최소화할 수 있다.When the
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위블 액츄에이터의 동작을 도면을 참고하여 설명한다.Such operation of the swivel actuator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터(10)가 회전하면, 상기 리드 스크류 샤프트(20)는 상기 구동모터(10)의 동력을 전달 받아 회전하게 되고, 상기 리드 스크류 샤프트(20)의 외주면에 형성된 나사산의 회전에 따라, 상기 너트부재(30)가 도 1에 도시된 화살표 A 방향으로 왕복 이동할 수 있다.As shown in FIG. 1, when the
이와 같은 스위블 액츄에이터는 상기한 바와 같이 다양한 장치에서 사용 가능하나, 그 일 예로서 도 5에는 자동차의 헤드램프(50)에서 생성된 빛의 방향을 변경하는 램프 스위블 장치에 사용 가능하다. Such a swivel actuator may be used in various devices as described above, but as an example, FIG. 5 may be used in a lamp swivel device for changing the direction of light generated by the
상기한 바와 같이, 너트부재(30)의 상측에는 돌기부(31)가 형성되고, 이 돌기부(31)에는 레버부재(3)의 헤드(4)가 회전 가능하게 결합되므로, 상기 너트부재(30)가 도 1에 도시된 상기 화살표 A 방향으로 왕복 이동하면, 상기 헤드(4)는 상기 돌기부(31)를 중심으로 회전하면서, 상기 레버부재(3) 상기 너트부재(30)와 함께 왕복 이동할 수 있다. 상기 레버부재(3)가 화살표 A 방향으로 왕복 이동하면, 이 레버부재(3)의 왕복 이동 움직임에 따라, 상기 자동차 헤드램프(50)는 헤드램프 구동부(51)를 중심으로 회전하면서, 헤드램프(50)가 조사하는 방향을 변경할 수 있다. As described above, the
이와 같이 상기 너트부재(30)가 왕복 이동할 때, 상기 너트부재(30)의 왕복 이동 경로는 상기 가이드 유닛(100)에 의해 가이드 될 수 있으며, 상기한 가이드 축(40)(도 1 참조)과 가이드 유닛(100)이 함께 왕복이동을 가이드 할 수도 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 유닛(100) 단독으로 상기 너트부재(30)의 왕복 이동을 가이드 할 수 있다. 따라서 기존의 가이드 축(40)을 삭제할 수 있어 구성부품 감소에 따른 제조비용 절감이 가능하며, 제품 조립성을 향상시킬 수 있다.As such, when the
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 적용례의 범위가 제한되지는 않으며, 본 적용례의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.In the above, the present invention has been described in detail based on the embodiment and the accompanying drawings. However, the scope of the present application is not limited by the above embodiments and drawings, the scope of the present application will be limited only by the contents described in the claims below.
Claims (7)
상기 베이스에 배치되는 모터;
일단은 상기 모터와 결합하고 타단은 상기 베이스에 고정되는 스크류 샤프트;
상기 스크류 샤프트와 결합되는 너트부재; 및
상기 스크류 샤프트와 평행한 방향으로 배치되며, 상기 너트부재와 결합되는 가이드 축을 포함하고,
상기 베이스는 상기 스크류 샤프트와 평행한 방향으로 가이드 홈이 형성된 측벽을 포함하고,
상기 너트부재는 상기 측벽을 향하는 방향으로 돌출된 가이드 돌기를 포함하고,
상기 가이드 돌기는 상기 가이드 홈에 배치되며,
상기 너트부재는 상기 스크류 샤프트가 관통하는 스크류 홀 및 상기 가이드 축이 관통하는 가이드 공을 포함하고,
상기 가이드 공은 상기 스크류 홀의 하측에 배치되는 스위블 액츄에이터.
Base;
A motor disposed on the base;
A screw shaft having one end coupled to the motor and the other end fixed to the base;
A nut member coupled to the screw shaft; And
A guide shaft disposed in a direction parallel to the screw shaft and coupled to the nut member;
The base includes a side wall formed with a guide groove in a direction parallel to the screw shaft,
The nut member includes a guide protrusion protruding in the direction toward the side wall,
The guide protrusion is disposed in the guide groove,
The nut member includes a screw hole through which the screw shaft passes, and a guide ball through which the guide shaft passes,
The guide ball is disposed under the screw hole.
상기 베이스의 측벽은 상기 스크류 샤프트의 양측에 각각 배치되고,
상기 측벽에는 각각 상기 가이드 홈이 배치되며,
상기 너트부재는 상기 가이드 홈을 향하여 돌출된 한 쌍의 가이드 돌기를 포함하는 스위블 액츄에이터.
The method of claim 1,
Side walls of the base are respectively disposed on both sides of the screw shaft;
The guide grooves are disposed on the sidewalls,
The nut member includes a pair of guide protrusions protruding toward the guide groove.
상기 가이드 축의 지름은 상기 스크류 샤프트의 지름 보다 작은 스위블 액츄에이터.
The method of claim 1,
And the diameter of the guide shaft is smaller than the diameter of the screw shaft.
상기 너트부재의 상면에는, 상방으로 돌출되어 레버부재와 결합되는 돌기부가 배치되는 스위블 액츄에이터.
The method of claim 1,
The upper surface of the nut member, the swivel actuator is provided with a protrusion is projected upwardly coupled to the lever member.
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KR20190009399A (en) | 2019-01-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |