KR102293579B1 - 회전 구동장치 - Google Patents

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Abstract

회전 구동장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 회전 구동장치는, 회전력을 발생시키는 구동력발생부와, 구동력발생부에 결합되어 구동력발생부에서 발생되는 회전력에 의하여 회전되는 회전축부와, 회전축부가 회전 가능하게 결합되며, 하우징에 결합되는 지지프레임부와, 회전축부에 결합되며, 회전축부의 회전에 따라 회전축부의 길이 방향으로 이동되는 제1링크부와, 하우징에 회전 가능하게 결합되는 피회전체와 제1링크부에 결합되어, 제1링크부의 이동에 연동하여 피회전체를 회전시키며, 제1링크부가 이동 가능하게 삽입되는 제2링크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전 구동장치{ROTATING DRIVE APPARATUS}
본 발명은 회전 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 헤드업 디스플레이(head up display) 장치의 반사부를 회전시킬 수 있는 회전 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로, 헤드업 디스플레이 장치는 차량의 탑승자에게 차량 정보를 효과적으로 전달하기 위하여 사용되는 장치로서, 운전 중 탑승자의 시선 이동을 최소화하면서 주행에 필요한 정보 등을 제공하는 장치이다.
종래의 헤드업 디스플레이 장치는, 피회전체인 반사부를 회전시키는 회전 구동장치의 구성이 복잡하여 장치의 제작이 어렵고, 링크부의 연결이 점접촉 방식으로 구현되므로 장치의 파손 및 마모가 발생되며, 정밀한 제어가 어려운 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경 기술은 공개특허공보 제10-2015-0000095호(2015.01.02 공개, 발명의 명칭: 헤드업 디스플레이 장치 및 라이다 센서를 위한 윈드 실드)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 동력을 전달하는 링크부의 동력 전달 손실 및 장치의 파손을 방지하며, 장치의 정확한 제어가 가능한 회전 구동장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 회전 구동장치는: 회전력을 발생시키는 구동력발생부; 상기 구동력발생부에 결합되어 상기 구동력발생부에서 발생되는 회전력에 의하여 회전되는 회전축부; 상기 회전축부가 회전 가능하게 결합되며, 하우징에 결합되는 지지프레임부; 상기 회전축부에 결합되며, 상기 회전축부의 회전에 따라 상기 회전축부의 길이 방향으로 이동되는 제1링크부; 및 상기 하우징에 회전 가능하게 결합되는 피회전체와 상기 제1링크부에 결합되어, 상기 제1링크부의 이동에 연동하여 상기 피회전체를 회전시키며, 상기 제1링크부가 이동 가능하게 삽입되는 제2링크부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1링크부는, 회전축결합홀부가 형성되어 상기 회전축부가 나사 결합되는 제1링크바디; 및 상기 제1링크바디에서 돌출 형성되며, 상기 제2링크부에 오목하게 형성되는 결합홈부에 이동 가능하게 삽입되는 제1링크돌기부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1링크돌기부는, 구 형상으로 형성되어, 상기 결합홈부의 내주면에 접하는 볼링크부; 및 양단부가 각각 상기 볼링크부와, 상기 제1링크바디에 결합되는 제1연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 볼링크부, 상기 제1연결부 및 상기 제1링크바디는 일체로서 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제2링크부는, 상기 결합홈부가 구비되어 상기 볼링크부가 이동 가능하게 결합되는 볼링크결합부; 및 양단부가 각각 상기 볼링크결합부와 상기 피회전체에 결합되는 제2연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 결합홈부는 원통 형상으로 오목하게 형성되어, 상기 볼링크부가 왕복 이동 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 회전 구동장치는, 양단부가 상기 지지프레임부와 상기 제1링크부에 접하며, 탄성 재질을 포함하여 이루어져 상기 제1링크부를 탄성 지지하는 링크탄성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 피회전체는, 헤드업 디스플레이(head-up display) 장치에서, 표시광을 반사하여 표시광의 이동 경로를 변경하는 반사부인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 회전 구동장치는 구동력발생부에 결합된 제1링크부와, 피회전체에 결합된 제2링크부와의 결합부위가 증대되어 동력전달 손실 및 장치의 파손을 방지할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 피회전체의 회전을 위한 동력전달 효율이 증대되고, 피회전체의 정확한 제어가 가능하다.
또한, 본 발명은 제2링크부에 의하여 제1링크부의 회전이 제한되므로, 제1링크부의 회전을 제한하기 위한 별도의 구성이 필요하지 않은바, 장치의 구성이 간단하고 제작 단가 및 조립 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치에서 피회전체에 결합된 회전 구동장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치에서 구동력발생부와 제1링크부의 결합을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치에서 제2링크부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치에서 제1링크부와 제2링크부의 결합상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치에서 제1링크부와 제2링크부의 작동을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 회전 구동장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치에서 피회전체에 결합된 회전 구동장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치(1)는 구동력발생부(100), 회전축부(200), 지지프레임부(300), 제1링크부(400) 및 제2링크부(500)를 포함하여 헤드업 디스플레이 장치(10)의 반사부(15)로 예시되는 피회전체(30)를 회전시킨다.
헤드업 디스플레이 장치(10)는 발광다이오드 등을 포함하는 표시부(13)에서 발생되는 표시광(L)을, 복수의 반사부(15)를 이용하여 방향 및 크기를 변경한 후 윈드쉴드(19)에 조사함으로써, 탑승자가 차량 정보를 용이하게 인식할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 반사부(15)는 제1반사부(16) 및 제2반사부(17)를 포함한다. 제1반사부(16)는 표시부(13)의 대략 상측에 표시부(13)와 이격되게 위치하여, 표시부(13)에서 발생되는 표시광(L)의 진행 방향을 제1반사부(16) 방향으로 전환하며, 평면거울로 예시된다.
제2반사부(17)는 제1반사부(16)로부터 전달받은 표시광(L)의 이동 방향이 윈드쉴드(19)를 향하도록 표시광(L)의 방향을 전환하고, 표시광(L)에 의해 윈드쉴드(19)에 조사되는 상의 크기를 확대하는 오목거울로 예시된다.
특히, 제2반사부(17)의 경우 회전 정도에 따라 표시광(L)이 윈드쉴드(19)에 도달하는 위치가 달라진다. 본 실시예에서 회전 구동장치(1)는 헤드업 디스플레이 장치(10)의 반사부(15) 특히 제2반사부(17)를 회전시키는 장치로 예시되지만, 제2반사부(17) 이외에도 회전 가능한 피회전체(30)를 회전시킬 수 있는 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
구동력발생부(100)는 외부에서 인가되는 전기에너지를 이용하여 회전력을 발생시킨다. 본 실시예에서 구동력발생부(100)는 스텝모터로 예시된다.
회전축부(200)는 구동력발생부(100)에 결합되어, 구동력발생부(100)에서 발생되는 회전력에 의하여 회전된다. 본 실시예에서 회전축부(200)는 일단부가 구동력발생부(100)의 회전자 등에 용접, 볼팅 또는 끼움 방식으로 결합되어, 구동력발생부(100)에서 발생되는 회전력에 의하여 회전된다.
지지프레임부(300)는 회전축부(200)가 회전 가능하게 결합되며, 하우징(11)에 결합된다. 본 실시예에서 지지프레임부(300)는 지지베이스(310) 및 지지돌출부(330)를 포함한다.
지지베이스(310)는 하우징(11)에 볼팅, 용접 등의 방식으로 결합된다. 지지돌출부(330)는 상호 이격되게 위치하며, 지지베이스(310)에서 일방향으로 돌출되어 지지베이스(310)와 함께 대략 'ㄷ' 형상을 형성하고, 회전축부(200)가 회전 가능하게 결합된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치에서 구동력발생부와 제1링크부의 결합을 나타내는 도면이다. 도 2 및 3을 참조하면, 제1링크부(400)는 회전축부(200)에 결합되며, 회전축부(200)의 회전에 따라 회전축부(200)의 길이 방향으로 이동된다. 본 실시예에서 제1링크부(400)는 제1링크바디(410) 및 제1링크돌기부(430)를 포함한다.
제1링크바디(410)에는 회전축결합홀부(435)가 형성되어 회전축부(200)가 나사 결합된다. 본 실시예에서 제1링크바디(410)에는 회전축결합홀부(435)가 관통 형성되고, 회전축결합홀부(435)의 내주면에는 나사산이 형성되어 회전축부(200)와 나사 결합된다.
제1링크돌기부(430)는 제1링크바디(410)에서 돌출 형성되며, 제2링크부(500)에 오목하게 형성되는 결합홈부(511)에 이동 가능하게 삽입되어, 제1링크바디(410)가 회전축부(200)의 길이 방향을 따라 이동되면, 결합홈부(511)에 결합된 상태로 제1링크바디(410)와 함께 이동되어 제2링크부(500)를 이동시킨다. 본 실시예에서 제1링크돌기부(430)는 볼링크부(431) 및 제1연결부(433)를 포함한다.
볼링크부(431)는 구 형상으로 형성되어 결합홈부(511)의 내주면에 접한다. 제1연결부(433)는 양단부가 볼링크부(431)와 제1링크바디(410)에 결합된다. 본 실시예에서 볼링크부(431), 제1연결부(433) 및 제1링크바디(410)는 일체로서 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치에서 제2링크부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치에서 제1링크부와 제2링크부의 결합상태를 나타내는 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치에서 제1링크부와 제2링크부의 작동을 나타내는 도면이다.
도 2, 4 내지 6을 참조하면, 제2링크부(500)는 하우징(11)에 회전 가능하게 결합되는 피회전체(30)와 제1링크부(400)에 결합되어 제1링크부(400)의 이동에 연동하여 피회전체(30)를 회전시키며, 제1링크부(400)가 이동 가능하게 삽입된다. 본 실시예에서 제2링크부(500)는 볼링크결합부(510) 및 제2연결부(530)를 포함한다.
볼링크결합부(510)는 결합홈부(511)가 구비되어 볼링크부(431)가 이동 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 결합홈부(511)는 대략 원통 형상으로 오목하게 형성되어 볼링크부(431)가 결합홈부(511)의 길이 방향으로 왕복 이동 가능하게 삽입되는 동시에, 구 형상의 볼링크부(431)가 결합홈부(511)의 내부에서 소정 각도 범위에서 회전될 수 있게 구비된다.
제2연결부(530)는 양단부가 각각 볼링크결합부(510)와 피회전체(30)에 볼팅, 용접 등의 방식으로 결합되어, 볼링크결합부(510)가 이동되면, 피회전체(30)가 피회전체회전축(31)을 중심으로 회전되도록 한다.
본 실시예에서 회전 구동장치(1)는 링크탄성부(600)를 더 포함한다. 링크탄성부(600)는 양단부가 제1링크부(400)와 지지돌출부(330)에 접하여, 제1링크부(330)를 탄성 지지함으로써, 제1링크부(330)와 회전축부(200) 사이에 발생되는 유격을 방지하고 또한, 제1링크부(400)의 유동을 방지함으로써, 제1링크부(400)의 정확한 제어가 가능하게 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
표시부(13)에서 발광된 빛은 제1반사부(16) 및 제2반사부(17)를 거쳐 윈드쉴드(19)에 조사된다. 차량의 탑승자, 특히 운전자는 윈드쉴드(19)를 통한 운전 시야를 유지한 상태에서, 헤드업 디스플레이 장치(10)에 의하여 윈드쉴드(19)에 조사된 차량정보(속력, 네비게이션 등)를 인식할 수 있으므로 운전 시야의 분산을 방지하고, 안정적인 운전이 가능하다.
한편, 차량에 탑승한 운전자의 눈높이, 운전자세 등에 따라, 표시광(L)이 조사되는 위치의 조정이 필요한 경우, 운전자는 회전 구동장치(1)를 조작하여 제2반사부(17)의 각도를 조절함으로써, 표시광(L)이 조사되는 위치를 조절할 수 있다.
운전자의 조작 신호가 입력되면, 제어부는 구동력발생부(100)에 전원을 인가하여 회전축부(200)를 회전시킨다.
회전축부(200)가 회전되면, 회전축부(200)와 나사 결합된 제1링크부(400)가 회전축부(200)의 길이 방향을 따라 이동된다. 제1링크부(400)는 회전축부(200)와 나사 결합되며, 또한 제2링크부(500)에 제1링크돌기부(430)가 끼워져 회전이 제한된 상태이므로, 회전축부(200)의 회전 시 회전축부(200)와의 나사 결합이 체결되거나 해제됨에 따라 회전축부(200)의 길이 방향을 따라 이동된다.
제1링크부(400)가 회전축부(200)의 길이 방향을 따라 이동되면, 제1링크부(400)와 결합된 제2링크부(500)가 제1링크부(400)에 연동하는데, 제2링크부(500)는 일단부가 피회전체(30)에 결합되어 있으므로, 결국 제2링크부(500)는 피회전체(30)와 함께 피회전체회전축(31)을 회전중심으로 하여 회전된다.
제1링크부(400)와 제2링크부(500)의 연동을 위하여, 제1링크돌기부(430)는 제2링크부(500)에 오목하게 형성되는 결합홈부(511)에 왕복 이동 가능하게 삽입된다. 제1링크돌기부(430)는 단부에 구 형상인 볼링크부(431)가 구비되고, 이러한 볼링크부(431)가 삽입되는 결합홈부(511)는 대략 원통 형상으로 형성된다.
따라서 볼링크부(431)는 결합홈부(511)에 선접촉한 상태에서 결합홈부(511)의 길이 방향으로 왕복 이동 가능한 동시에, 결합홈부(511)의 내부에서 소정 각도 회전되므로, 회전축부(200)가 회전될 때, 제1링크부(400)가 회전되는 것을 제한하는 동시에, 제1링크부(400)가 회전축부(200)의 길이 방향으로 이동되면 제2링크부(500)가 피회전체회전축(31)을 중심으로 회전될 수 있도록 한다.
이로써, 본 실시예에 따른 회전 구동장치(1)는 구동력발생부(100)에 결합된 제1링크부(400)와, 피회전체(30)에 결합된 제2링크부(500)와의 결합부위가 증대되어 동력전달 손실 및 장치의 파손을 방지할 수 있다.
이에 따라 본 실시예에 따른 회전 구동장치(1)는 피회전체(30)의 회전을 위한 동력전달 효율이 증대되고, 피회전체(30)의 정확한 위치 제어가 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 회전 구동장치(1)는 제2링크부(500)에 의하여 제1링크부(400)의 회전이 제한되므로, 제1링크부(400)의 회전을 제한하기 위한 별도의 구성이 필요하지 않은바, 장치의 구성이 간단하고 제작 단가 및 조립 비용을 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 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 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 회전 구동장치 10: 헤드업 디스플레이 장치
11: 하우징 13: 표시부
15: 반사부 16: 제1반사부
17: 제2반사부 19: 윈드쉴드
30: 피회전체 31: 피회전체회전축
100: 구동력발생부 200: 회전축부
300: 지지프레임부 310: 지지베이스
330: 지지돌출부 400: 제1링크부
410: 제1링크바디 430: 제1링크돌기부
431: 볼링크부 433: 제1연결부
435: 회전축결합홀부 500: 제2링크부
510: 볼링크결합부 511: 결합홈부
530: 제2연결부 600: 링크탄성부

Claims (8)

  1. 회전력을 발생시키는 구동력발생부;
    상기 구동력발생부에 결합되어 상기 구동력발생부에서 발생되는 회전력에 의하여 회전되는 회전축부;
    상기 회전축부가 회전 가능하게 결합되며, 하우징에 결합되는 지지프레임부;
    상기 회전축부에 결합되며, 상기 회전축부의 회전에 따라 상기 회전축부의 길이 방향으로 이동되는 제1링크부; 및
    상기 하우징에 회전 가능하게 결합되는 피회전체와 상기 제1링크부에 결합되어, 상기 제1링크부의 이동에 연동하여 상기 피회전체를 회전시키며, 상기 제1링크부가 이동 가능하게 삽입되는 제2링크부;를 포함하고,
    상기 제1링크부는,
    회전축결합홀부가 형성되어 상기 회전축부가 나사 결합되는 제1링크바디; 및
    상기 제1링크바디에서 돌출 형성되며, 상기 제2링크부에 오목하게 형성되는 결합홈부에 이동 가능하게 삽입되는 제1링크돌기부;를 포함하고,
    상기 제1링크돌기부는,
    구 형상으로 형성되어, 상기 결합홈부의 내주면에 접하는 볼링크부; 및
    양단부가 각각 상기 볼링크부와, 상기 제1링크바디에 결합되는 제1연결부;를 포함하고,
    상기 볼링크부, 상기 제1연결부 및 상기 제1링크바디는 일체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 구동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제2링크부는,
    상기 결합홈부가 구비되어 상기 볼링크부가 이동 가능하게 결합되는 볼링크결합부; 및
    양단부가 각각 상기 볼링크결합부와 상기 피회전체에 결합되는 제2연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 구동장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 결합홈부는 원통 형상으로 오목하게 형성되어, 상기 볼링크부가 왕복 이동 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 회전 구동장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    양단부가 상기 지지프레임부와 상기 제1링크부에 접하며, 탄성 재질을 포함하여 이루어져 상기 제1링크부를 탄성 지지하는 링크탄성부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 구동장치.
  8. 제 1항, 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피회전체는 헤드업 디스플레이(head-up display) 장치에서, 표시광을 반사하여 표시광의 이동 경로를 변경하는 반사부인 것을 특징으로 하는 회전 구동장치.
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