KR102101617B1 - 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터에 관한 것으로, 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터에 있어서, 제어장치의 전기적 신호에 따라 정회전 또는 역회전하는 구동모터; 상기 구동모터에 연결되며 서로 맞물려서 연동하는 복수의 감속기어; 상기 감속기어에 맞물려 연동하는 출력기어; 상기 구동모터, 복수의 감속기어와 출력기어를 내장하며, 케이스와 상기 케이스를 덮어서 결합하는 커버로 이루어진 하우징; 및, 상기 하우징에 연결되며 터미널이 설치되는 커넥터를 포함하되, 상기 구동모터와 복수의 감속기어를 함께 결합하는 프레임을 추가로 포함하여 상기 구동모터, 복수의 감속기어 및 프레임은 모듈화한 기어 박스를 형성하는 것을 특징으로 하므로, 복수의 감속기어와 구동모터를 일체로 모듈화하여 조립 시간 단축과 조립 오류 최소화 등 조립의 단순화를 도모할 수 있고, 서로 분리되는 총 부품 단위를 줄임으로써 보관이나 기록 등의 관리가 용이하고 어느 하나의 부품 단위가 손상된 경우 교체가 매우 용이하다는 이점이 있다.

Description

모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터{Actuator Mounted with Module Type Gear Box}

본 발명은 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감속기어와 구동모터를 일체로 결합하여 조립 작업 등 공정 간소화를 도모할 수 있고 소음과 성능을 일정하게 유지 관리할 수 있으며 사양 일원화로 통해 관리비를 절감할 수 있는 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 차량의 실내온도, 습도, 공기의 청정도 및 흐름을 쾌적하게 유지하기 위한 공조시스템(Air Conditioning System)이 설치되어 있다. 이러한 공조시스템은, 에어컨과 히터로 대별되며, 통상적으로 하절기에는 에어컨이 사용되고, 동절기에는 히터가 사용된다.

이러한 차량의 공조시스템은, 크게 인테이크(Intake), 모드(Mode), 그리고 템프(Temp) 등의 다양한 모드를 구비하고 있다.

인테이크 기능은, 외부의 공기를 차량의 실내로 유입하거나 또는 차량 내부의 공기를 순환시키는 기능이다.

그리고, 모드 기능은, 공조시스템의 덕트로부터 벤트(Vent), 플로어(Floor) 또는 리어시트(Rear Seat)측의 출구로 나가는 공기의 풍향을 제어하는 기능이다.

템프 기능은, 공조시스템의 덕트 내를 유동하는 공기의 흐름을 제어하여 운전자가 원하는 온도의 공기 즉, 냉기 또는 온기로 형성하여 실내로 유입하도록 하는 기능이다.

이러한 기능들은, 차량에 구비된 ECU(Electric Control Unit : 전자제어장치)가 차량의 공조시스템을 구성하는 블로워 유닛 상에 설치된 액추에이터를 작동시키는 것에 의해 이루어진다

이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 차량용 액추에이터에 대하여 설명한다.

도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 차량용 액추에이터는, 내부에 각종 부품들이 장착되도록 소정의 형태로 몰드 성형된 케이스(10a), 상기 케이스(10a)를 덮어서 결합하는 커버(10b), 상기 결합된 케이스(10a)와 커버(10b)로 이루어진 하우징(11) 내에 장착되어 제어장치의 전기적 신호에 따라 정회전 또는 역회전하는 구동모터(20), 상기 구동모터(20)에 연결되며 서로 맞물려서 연동하는 복수의 감속기어(40,50,60), 상기 감속기어(40,50,60)에 맞물려 연동함으로써 댐퍼용 도어를 회전시키는 출력기어(30), 및 전원과 ECU 등 제어부와 연결되는 커넥터에 설치되는 터미널(70) 등으로 구성된다.

이와 같이 구성된 차량용 액추에이터는 ECU로부터 각도 신호를 받아 구동모터(20)를 회전시키고 상기 감속기어(40,50,60)를 통해 출력기어(30)를 회전시킴으로써, 블로어유닛 내의 도어를 소정 각도 회전시킬 수 있게 된다.

그러나. 이와 같은 종래기술에 따르면, 차종에 따라 케이스(10a)와 커버(10b)의 형상이 달라짐에 따라, 감속기어의 위치 등을 별도로 조정해야 했으므로 차량용 액추에이터의 개발 작업 자체가 복잡해지는 단점이 있었다.

또한, 조립시 복수의 감속기어(40,50,60)와 구동모터(20)가 케이스(10a)에 별도로 조립되어야 했으므로 조립 작업 등 공정이 복잡해지는 단점이 있었다.

특히, 감속기어의 종류가 다른 관계로 이를 하나씩 구분하여 조립하는 과정에서 기어간 맞물림이 원활하지 않아 무리한 조립 하중이 가해지고, 이에 따라 부품이 손상되거나 억지 끼우짐 등 조립 오류가 발생하는 문제점도 있었다.

더욱이, 종래기술에 따르면, 다양한 차종에 적용하는 액추에이터의 규격이 다를 뿐 아니라 구성 부품의 규격도 달라서 부품 관리가 어려웠으며, 이에 따라 어느 하나의 부품이 손상되는 경우 해당 부품을 찾아서 교체하는 작업 역시 많이 노력과 시간이 요구된다는 단점이 있었다.

또한, 종래기술에 따르면, 다양한 차량에 적용하는 다양한 액추에이터에 포함되는 구동모터와 감속기어의 차이에 따라 감속기어 사이의 축간 거리도 액추에이터에 따라 달라지게 되어 액추에이터의 소음과 성능을 일정하게 유지 관리할 수 없었으며 이를 조정하기 위한 추가적인 조치가 필요하다는 단점도 있었다.

한국등록특허공보 제0571755호(2006.04.11)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기어 박스의 모듈화를 통해 케이스, 커버, 출력기어, 피드백센서, 모터 터미널만 정해지면 모든 차종에 적용가능한 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은, 복수의 감속기어와 구동모터를 일체로 모듈화하여 조립 시간 단축과 조립 오류 최소화 등 조립의 단순화를 도모할 수 있는 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은, 서로 분리되는 총 부품 단위를 줄임으로써 보관이나 기록 등의 관리가 용이하고 어느 하나의 부품 단위가 손상된 경우 교체가 매우 용이한 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은, 다양한 차량에 다양한 액추에이터가 적용되더라도 그 액추에이터에 포함되는 감속기어 사이의 축간 거리를 동일하게 유지할 수 있어 액추에이터에서 발생하는 소음과 성능을 일정하게 유지 관리할 수 있는 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터는,

제어장치의 전기적 신호에 따라 정회전 또는 역회전하는 구동모터;

상기 구동모터에 연결되며 서로 맞물려서 연동하는 복수의 감속기어;

상기 감속기어에 맞물려 연동하는 출력기어;

상기 구동모터, 복수의 감속기어와 출력기어를 내장하며, 케이스와 상기 케이스를 덮어서 결합하는 커버로 이루어진 하우징; 및,

상기 하우징에 연결되며 터미널이 설치되는 커넥터를 포함하되,

상기 구동모터와 복수의 감속기어를 함께 결합하는 프레임을 추가로 포함하여 상기 구동모터, 복수의 감속기어 및 프레임은 모듈화한 기어 박스를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임은, 상기 복수의 감속기어를 사이에 두고 상기 감속기어의 회전축 방향으로 양분되는 제1 프레임과 제2 프레임으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임에는 상기 복수의 감속기어를 수용하며 상기 구동모터의 축방향으로 개구되는 기어 수용홈이 형성되고, 상기 기어 수용홈을 중심으로 어느 한쪽에서 상기 출력기어가 감속기어에 맞물리는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임에는 상기 출력기어의 둘레면에 대응하는 설치홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스의 내면에는 고정돌기가 형성되고, 상기 프레임의 일측 외면에는 상기 고정돌기가 끼워지는 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 기어 수용홈의 내측면에는 상기 감속기어의 회전축 양단이 회전 가능하도록 지지하는 회전 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임의 일부는 상기 구동모터의 마주보는 양쪽 외주면과 구동축의 반대쪽 바닥을 지지하면서 감싸는 모터 고정부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 기어 박스를 출력기어의 회전축 방향에서 바라볼 때, 기어 수용홈이 형성되는 부분과 모터 고정부는 "ㄱ"자 형태를 이루고, 상기 출력기어는 "ㄱ"자 형태의 안쪽에 배치되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 기어 박스를 모듈화함으로써 케이스, 커버, 출력기어, 피드백센서, 모터 터미널만 정해지면 모든 차종에 적용할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 복수의 감속기어와 구동모터를 일체로 모듈화함으로써 조립 시간 단축과 조립 오류 최소화 등 조립의 단순화를 도모할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 서로 분리되는 총 부품 단위를 줄임으로써 보관이나 기록 등의 관리가 용이하고 어느 하나의 부품 단위가 손상된 경우 교체가 매우 용이하다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 다양한 차량에 다양한 액추에이터가 적용되더라도 그 액추에이터에 포함되는 감속기어 사이의 축간 거리를 동일하게 유지할 수 있어 액추에이터에서 발생하는 소음과 성능을 일정하게 유지 관리할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 차량용 차량용 액추에이터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터를 나타내는 상면 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터를 나타내는 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터를 나타내는 상면 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터를 나타내는 저면 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 액추에이터에서 모듈형 기어 박스가 장착된 상태를 나타내는 상면 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스를 나타내는 상면 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스를 나타내는 저면 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스를 나타내는 상면 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스를 나타내는 저면 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스가 적용될 수 있는 다양한 차량용 액추에이터를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스가 장착된 액추에이터(1000)는, ECU와 같은 제어장치의 전기적 신호에 따라 정회전 또는 역회전하는 구동모터(330), 상기 구동모터(330)에 연결되며 서로 맞물려서 연동하는 복수의 감속기어(340), 상기 감속기어(340)에 맞물려 연동하는 출력기어(400), 상기 구동모터(330), 복수의 감속기어(340)와 출력기어(400)를 내장하며, 케이스(120)와 상기 케이스(120)를 덮어서 결합하는 커버(120)로 이루어진 하우징(100), 및 상기 하우징(100)에 연결되며 터미널(610,620)이 설치되는 커넥터(130)를 포함한다.

특히, 도 7 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 기어 박스(300)가 장착된 액추에이터(1000)는, 상기 구동모터(330)와 복수의 감속기어(340)를 함께 결합하는 프레임(310,320)을 추가로 포함하여 상기 구동모터(330), 복수의 감속기어(340) 및 프레임(310,320)은 모듈화한 기어 박스(300)를 형성한다.

이에 따라, 복수의 감속기어(340)와 구동모터(330)가 일체로 모듈화되므로 조립 시간 단축과 조립 오류 최소화 등 조립의 단순화를 도모할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 프레임(310,320)은, 상기 복수의 감속기어(340)를 사이에 두고 상기 감속기어(340)의 회전축 방향으로 양분되는 제1 프레임(310)과 제2 프레임(320)으로 이루어지고, 상기 제1 프레임(310)과 제2 프레임(320)은, 도시한 바와 같이 상호 착탈이 가능하게 결합될 수 있다.

이를 위해, 상기 제1 프레임(310)의 결합면에는 결합돌기(312)가, 제2 프레임(320)의 결합면에는 결합홈(322)이 형성될 수 있다.

따라서, 상기 복수의 감속기어(340)와 구동모터(330)를 제1 프레임(310)과 제2 프레임(320) 중 어느 하나의 프레임에 먼저 결합한 후 상기 감속기어(340)와 구동모터(330)를 사이에 두고 다른 프레임을 상대편 프레임에 고정하는 것에 의해 간단히 결합이 가능하므로 모듈형 기어 박스(300)의 조립 작업이 한결 수월하게 된다.

상기 프레임(F)은 제1 프레임(310)과 제2 프레임(320)으로 분리되지 않고 일체로 형성되는 것 또한 가능하다.

이 경우에는 상기 구동모터(330)와 감속기어(340)를 결합시키기 위한 공간상의 여유를 고려해야 한다.

또한, 상기 프레임(F)은 제1방향으로 연장되어 상기 감속기어(340)를 수용하는 기어 설치부(315)(325)와, 상기 제1방향에 대하여 가로지르는 방향으로 상기 기어 설치부(315)(325)로부터 연장되는 모터 고정부(311)(312)로 이루어진다.
상기 기어 설치부(315)(325)의 내부에는 상기 복수의 감속기어(340)를 수용하며 상기 구동모터(330)의 축방향으로 개구되는 기어 수용홈(350)이 형성되고, 상기 기어 수용홈(350)을 중심으로 어느 한쪽에서 둘레면에 기어이가 형성되는 상기 출력기어(400)가 감속기어(340)에 맞물리게 되어 있다.
즉, 도시한 바와 같이, 상기 모터 고정부(311)(321)의 내측면과 교차하는 상기 기어 설치부(315)(325)의 내측면은 개구되어 상기 감속기어(340)의 일부분이 노출되어 있다.

상기 기어 수용홈(350)에 의해 감속기어(340)의 회전시 발생하는 소음을 최소화할 수 있고 회전시 흔들림을 최소화 할 수 있으며 프레임(F)의 내구성을 제고(提高)할 수 있다.

상기 제2 프레임(320)에서 상기 기어 수용홈(350)을 형성하는 일 측부에는 상기 출력기어(400)의 둘레면에 대응하는 설치홈(326)이 형성되어 출력기어(400)의 축방향 및 축방향에 수직한 방향으로 한층 콤팩트한 결합이 가능하게 된다.

상기 기어 수용홈(350)의 내측면에는 상기 감속기어(340)의 회전축 양단이 회전 가능하도록 지지하는 회전 지지홈(313,323)이 형성되어 상기 감속기어(340)의 원활한 회전이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 구동모터(330)는 고정자와 회전자로 구성되는 본체(331), 상기 회전자에 연결되는 구동축(332), 및 상기 구동축(332)에 설치되는 워엄(333)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 감속기어(340)는 상기 워엄(333)에 결합되는 제1 감속기어(341)와, 상기 제1 감속기어(341)에 맞물리는 제2 감속기어(342)를 포함할 수 있다.
도시한 바와 같이, 상기 구동축(332)은 상기 제1 감속기어(341) 및 제2 감속기어(342)의 회전축과 직교하도록 구성된다.

이 경우, 상기 제1 감속기어(341)는 상기 워엄(333)에 맞물리는 워엄 기어(341a), 상기 워엄 기어(341a)의 직경보다 작은 직경의 제1 소경 기어(341b)를 포함할 수 있고, 상기 제2 감속기어(342)는 상기 제1 소경 기어(341b)에 맞물리는 대경 기어(342a) 및 상기 대경 기어(342a)와 동심을 이루며 일체로 형성되는 제2 소경 기어(342b)로 이루어질 수 있다.

그러나, 도시된 상기 감속기어(340)는 하나의 예에 불과하며 기타 다양한 개수와 형식의 감속기어가 채택될 수 있다.

도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 모터 고정부(311,321)는 상기 구동모터(330)의 마주보는 양쪽 외주면과 구동축(332)의 반대쪽 바닥을 지지하면서 감싸도록 구성될 수 있다.

따라서, 구동모터(330)의 흔들림 없는 한층 견고한 결합이 가능하게 된다.

또한, 상기 프레임(F)은 상기 구동모터(330)에 마련된 2개의 전원단자(334) 사이를 지나가도록 띠 형상으로 구성하여 상기 구동모터(330)의 양 측면이 상당량 노출되도록 함으로써 상기 하우징(100)과의 결합시 한층 콤팩트한 구성이 가능하게 하는 것이 바람직하다.

상기 기어 박스(300)를 출력기어(400)의 회전축 방향에서 바라볼 때, 기어 수용홈(350)이 형성되는 부분과 상기 모터 고정부(311,321)는 "ㄱ"자 형태를 이루도록 하고 출력기어(400)는 "ㄱ"자 형태의 안쪽에 배치되도록 하여 상기 하우징(100) 내에서 기어 박스(300)가 콤팩트하게 배치되도록 하면 전체 액추에이터(1000)의 부피를 최소화 할 수 있다.

한편, 상기 케이스(110)의 내면에는 고정돌기(116)가 형성되고, 상기 프레임(F)의 일측 외면에는 상기 고정돌기(116)가 끼워지는 고정홈(324)이 형성되도록 하여 모듈형 기어 박스(300)가 하우징(100)에 흔들림 없이 결합될 수 있다.

상기 터미널은 모터에 연결되는 모터 터미널(620)과, 피드백 센서(500)에 연결되는 센서 터미널(610)로 구성될 수 있다.

또한, 상기 케이스(110)와 커버(120)는 걸림편(112)과 고정 클립(122)에 의해 상호 착탈이 가능하게 결합될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기어 박스(300)를 모듈화함으로써 케이스(110), 커버(120), 출력기어(400), 피드백센서(500), 모터 터미널(620)만 정해지면, 도 11에 도시한 바와 같이, 다양한 차종의 다양한 액추에이터에 적용할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명의 구성에 따르면, 복수의 감속기어와 구동모터를 일체로 모듈화하여 조립 시간 단축과 조립 오류 최소화 등 조립의 단순화를 도모할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 서로 분리되는 총 부품 단위를 줄임으로써 보관이나 기록 등의 관리가 용이하고 어느 하나의 부품 단위가 손상된 경우 교체가 매우 용이하다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 다양한 차량에 다양한 액추에이터가 적용되더라도 그 액추에이터에 포함되는 감속기어 사이의 축간 거리를 동일하게 유지할 수 있어 액추에이터에서 발생하는 소음과 성능을 일정하게 유지 관리할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

100... 하우징
110... 케이스
120... 커버
130... 커넥터
300... 모듈형 기어박스
310... 제1 프레임
311... 모터 고정부
320... 제2 프레임
321... 모터 고정부
330... 구동모터
340... 감속기어
350... 기어 수용홈
400... 출력기어
500... 피드백 센서
610... 센서 터미널
620... 모터 터미널
1000... 액추에이터
F... 프레임

Claims (8)

1. 액추에이터용 모듈형 기어 박스에 있어서,
   구동모터;
   상기 구동모터에 연결되며 서로 맞물려서 연동하는 복수의 감속기어; 및,
   상기 구동모터와 복수의 감속기어를 사이에 두고 상기 구동모터와 복수의 감속기어에 결합하는 프레임을 포함하되,
   상기 구동모터는 모터 본체, 상기 모터 본체에 연결되는 구동축, 및 상기 구동축에 설치되며 상기 감속기어에 맞물리는 워엄으로 구성되고, 상기 구동축은 상기 감속기어의 회전축과 직교하며,
   상기 프레임은 제1방향으로 연장되어 상기 감속기어를 수용하는 기어 설치부와, 상기 제1방향에 대하여 가로지르는 방향으로 상기 기어 설치부로부터 연장되며 상기 모터 본체의 마주보는 양쪽 외주면과 구동축의 반대쪽 바닥을 지지하면서 감싸도록 형성되는 모터 고정부로 이루어지고,
   상기 기어 설치부의 내부에는 상기 감속기어가 수용되는 기어 수용홈이 형성되며, 상기 모터 고정부의 내측면과 교차하는 상기 기어 설치부의 내측면은 개구되어 상기 감속기어의 일부분이 노출되는 것을 특징으로 하는 액추에이터용 모듈형 기어 박스.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 프레임에는 액추에이터를 구성하는 출력기어의 둘레면에 대응하는 형상의 설치홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 액추에이터용 모듈형 기어 박스.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 프레임의 일측 외면에는 액추에이터의 케이스 내면에 형성된 고정돌기와 결합하기 위한 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 액추에이터용 모듈형 기어 박스.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 기어 수용홈의 내측면에는 상기 감속기어의 회전축 양단이 회전 가능하도록 지지하는 회전 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 액추에이터용 모듈형 기어 박스.
7. 삭제
8. 삭제

Images