KR102308170B1 - Sbw 액추에이터 커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 SBW 액추에이터가 갖는 근본적인 문제점을 해결하기 위하여 액추에이터의 모터부와 감속부 사이의 커버에 싸이클로이드 티스를 직접 형성하여 링기어 역할을 하도록 개선된 SBW 액추에이터 커버 구조에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 모터부(20)의 출력이 감속부(40)로 전달되는 과정에 동작하는 드라이브기어(42)와 링가이드 및 링기어가 포함된 SBW용 액추에이터에서, 상기 모터부와 감속부 사이의 커버(100)의 구성을 새롭게 개선한다. 개선 사항으로는 1) 상기 커버에 싸이클로이드 형상의 티스(치형)를 포함하는 치형부를 형성하고 상기 드라이브기어(42)가 이 치형에 직접 접촉하도록 조립한다, 그리고/또는 2) 상기 싸이클로이드 치형부(130)에 그 원주를 따라 그리스 도포를 위한 그루브(150)를 형성한다.

Description

SBW 액추에이터 커버 {Cover for SBW actuator}

본 발명은 모터부와 감속부가 포함된 SBW 액추에이터에 관한 것이다.

SBW(shift by wire) 변속시스템에서 차량 변속 레버(TGS)를 움직이면 케이블에 의해 디텐트 레버가 회전하게 되고, 이 회전에 의해 매뉴얼 밸브가 움직이며 밸브바디 상의 P, R, N, D 유로를 열어주게 된다. SBW 시스템은 케이블, 기계식 매뉴얼밸브, 기계식 파킹기구 등을 모두 없앤 시스템으로, 변속기의 무게가 줄고 레이아웃을 구성하기에 더욱 유리한 장점이 있다. 기계적으로 움직이던 기구부는 모두 유압으로 제어하게 된다.

SBW 액추에이터의 사용 목적은 출력축 샤프트를 통해 매뉴얼 샤프트에 토크를 전달하여 디텐트 레버를 특정 위치만큼 회전시키는 데에 있다. 이때 출력샤프트가 회전시 출력샤프트에 조립 된 마그넷 로터도 같이 회전하면서 출력샤프트의 위치정보를 마그넷 로터에 인서트 몰딩되어 있는 마그넷으로 전달을 하여 홀센서가 정보를 읽고 최종적으로 제어기에 출력샤프트 위치정보를 전달한다.

SBW 액추에이터의 한 형태를 도 1에 단면도로 나타내었다. 이 SBW 액추에이터(10)는 모터부(20)와 감속부(40)가 커버(30)를 통해 결합된다. 모터부(20)의 구성과 작용은 통상의 것과 유사하며, 감속부(40)의 구성과 작용은 다음과 같다.

커버(30)는 플라스틱으로 제작될 수 있으며, 모터부(20)에 의해 회전하는 드라이브기어(42)와 이 드라이브기어(42)와 함께 감속 역할을 하기 위한 싸이클로이드 티스(cycloid teeth) 형상이 내경에 형성된 링기어(44)가 커버(30)에 수용된다. 이 링기어(44)는 링기어의 흔들림을 잡아주기 위한 링가이드(46) 내부에 압입되어 있다. 링가이드(46)는 커버(30)에 결합되어 있다.

이러한 구조로 된 감속부(40)의 감속 작용에 의해, 감속부(40)의 출력샤프트(48)가 회전시 이 출력샤프트(48)에 조립된 마그넷 로터(50)도 같이 회전하면서 출력샤프트(48)의 위치정보가 마그넷 로터(50)에 인서트 몰딩되어 있는 마그넷(52)으로 전달된다. 홀센서(54)는 위치정보를 읽고 최종적으로 제어기(미도시)에 출력샤프트(48)의 위치정보를 전달한다.

이와 같이 종래의 액추에이터(10)에서는 커버(30)의 내측에 링가이드(46)와 링기어(44)가 포함되어 있어서, 부품수가 많아 중량이 크고 조립 공정이 많아 관리가 복잡하다. 또한 감속기의 회전시 금속-금속간의 마찰로 인한 소음발생 가능성이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 SBW 액추에이터가 갖는 근본적인 문제점을 해결하여 개선된 구조의 SBW 액추에이터 커버를 제안하고자 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 SBW 액추에이터의 커버에 직접 싸이클로이드 티스(cycloid teeth)를 형성하여 링기어 역할을 하게 함으로써, 종래의 링가이드와 링기어 부품을 삭제하여 공정이 간결해지고 제품이 경량화되도록 한다.

즉, 모터부의 출력이 감속부로 전달되는 과정에 동작하는 드라이브기어와 링가이드 및 링기어가 포함된 SBW용 액추에이터에서, 상기 모터부와 감속부 사이의 커버의 구성을 새롭게 개선한다.

개선 사항으로는 1) 상기 커버에 싸이클로이드 형상의 티스(치형)를 포함하는 치형부를 형성하고 상기 드라이브기어가 이 치형에 직접 접촉하도록 조립한다, 그리고/또는 2) 상기 싸이클로이드 치형부에 그 원주를 따라 그리스 도포를 위한 그루브를 형성한다.

상기 1)번 개선 사항에 의해서 커버가 직접 액추에이터의 감속 기능에 관여하게 되어 상기 싸이클로이드 치형부가 종래의 링기어 역할을 하게 되고, 종래기술의 링가이드와 링기어 부품이 삭제된다.

또한 상기 2)번 개선 사항에 의해서 상기 드라이브기어가 커버의 싸이클로이드 치형부와 접촉시에 발생할 수 있는 치형부의 마모가 그리스의 윤활작용에 의해 억제되고 구동소음이 줄어들게 된다.

본 발명에 따른 커버는, 상기 드라이브기어가 싸이클로이드 치형부에 확실하게 결합되도록 하기 위하여 출력사프트가 안착되는 출력샤프트 안착면을 포함한다.

이 출력샤프트 안착면에 출력샤프트(도 2의 48)가 안착되고 이 출력샤프트 위에 드라이브기어가 위치하여 싸이클로이드 치형부와 치결합될 수 있다.

상기 싸이클로이드 치형부와 출력샤프트 안착면은 커버의 제작시에 동시에 형성할 수 있다. 예를 들어, 커버를 몰드성형 또는 사출성형할 때에 이들 싸이클로이드 치형부와 출력샤프트 안착면이 동시에 성형되도록 금형을 제작할 수 있다. 다른 예로, 커버를 절삭가공 제작하는 경우에는 동일한 절삭 공정 중에 싸이클로이드 치형부와 출력샤프트 안착면을 절삭하여 가공할 수 있다.

또한, 상기 그루브는 상기 싸이클로이드 치형부의 원주를 따라 연속적으로 형성되거나 불연속적으로 형성될 수 있다.

그루브에 도포된 그리스의 윤활 작용에 의해 싸이클로이드 치형부의 마모와 구동소음이 줄어들 수 있다.

이상에서 소개한 본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명에 따르면, 종래기술에 따른 액추에이터에서의 링기어의 역할을 커버 자체가 동일한 기능을 수행하고 종래기술의 링가이드와 링기어가 삭제되어 액추에이터의 구조가 단순화될 수 있고, 부품조립시의 누적공차가 제거되어 치수 관리가 용이해진다.

또한 부품 수 감소에 의해 조립 공정이 단순해지고 제품의 경량화를 달성하고 원가절감을 할 수 있다.

그리고 커버를 플라스틱으로 제작하는 경우에는 감속기의 회전시에 금속제 드라이브기어가 플라스틱제 싸이클로이드 치형부와 접촉하게 되므로 구동 소음을 줄일 수 있다.

또한 드라이브기어와 싸이클로이드 치형부의 결합부 아래에 형성된 그루브에 의해 감속기 작동시, 그리스의 윤활작용에 의해 커버의 마모 및 소음을 줄일 수 있다.

도 1은 SBW 액추에이터의 한 형태를 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 SBW 액추에이터의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 커버(100)의 세부 구성도
도 4는 도 2의 A부 확대도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 기술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용된 '포함한다(comprise)' 또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 SBW 액추에이터의 구성도이다.

도 1의 경우처럼, 출력샤프트(48)가 회전시 출력샤프트(48)에 조립된 마그넷 로터(50)도 같이 회전하면서 출력샤프트(48)의 위치정보를 마그넷 로터(50)에 인서트 몰딩 되어 있는 마그넷(52)으로 전달하여 홀센서(54)가 정보를 읽고 최종적으로 제어기(미도시)에 출력샤프트 위치정보를 전달하는 작동 메커니즘을 갖는다.

단, 본 발명의 실시예에서는 커버(100)의 구성을 새롭게 개선하였다. 도 1을 통해 설명한 것과 같이 종래에는 모터부(20)의 출력이 감속부(40)로 전달될 때 드라이브기어(42)와 링가이드(46) 및 링기어(44)가 관여하였지만, 본 발명에 따르면 커버(100)에 싸이클로이드 형상의 티스(치형)가 구현되고 드라이브기어(42)가 이 치형에 직접 접촉하도록 조립되어 커버(100)가(즉, 싸이클로이드 치형이) 감속 기능에 관여한다. 따라서 커버(100)에 사출시 직접 성형된 싸이클로이드 치형이 종래의 링기어(44) 역할을 하게 되고, 종래기술의 링가이드(46)와 링기어(44) 부품이 삭제된다.

도 3은 본 발명에 따른 커버(100)의 구성을 나타낸다.

드라이브기어(42)가 결합되는 싸이클로이드 치형부(130)를 원으로 표시해놓았다. 드라이브기어(42)가 싸이클로이드 치형부(130)에 확실하게 결합되도록 하기 위하여 본 발명에 따른 커버(100)에는 출력샤프트 안착면(140)이 형성되어 있다. 이 출력샤프트 안착면(140)에 출력샤프트(도 2의 48)가 안착되고 이 출력샤프트(48) 위에 드라이브기어(42)가 위치하여 싸이클로이드 치형부(130)와 치결합된다.

도 3에서 '110'은 감속부의 출력샤프트(48)와 마그넷 로터(50), 그리고 마그넷(52)과 홀센서(54) 등이 수용되는 부분을 나타내고, '120'은 제어기(미도시)와 접속되는 커넥터를 나타낸다.

싸이클로이드 치형부(130)와 출력샤프트 안착면(140)은 커버(100)의 제작시에 동시에 형성할 수 있다. 예를 들어, 커버(100)를 몰드성형 또는 사출성형할 때에 이들 싸이클로이드 치형부(130)와 출력샤프트 안착면(140)이 동시에 성형되도록 금형을 제작할 수 있다. 다른 예로, 커버(100)를 절삭가공 제작하는 경우에는 동일한 절삭 공정 중에 싸이클로이드 치형부(130)와 출력샤프트 안착면(140)을 절삭하여 가공할 수 있다.

이와 같이, 종래기술에 따른 액추에이터에서의 링기어(44)의 역할을 커버(100) 자체가 동일한 기능을 수행하고 종래기술의 링가이드(46)와 링기어(44)가 삭제되어 액추에이터의 구조가 단순화될 수 있고, 부품조립시의 누적공차가 제거되어 치수 관리가 용이해진다. 또한 부품 수 감소에 의해 조립 공정이 단순해지고 제품의 경량화를 달성하고 원가절감을 할 수 있다. 그리고 커버(100)를 플라스틱으로 제작하는 경우에는 감속기의 회전시에 금속제 드라이브기어(42)가 플라스틱제 싸이클로이드 치형부(130)와 접촉하게 되므로 구동 소음을 줄일 수 있다.

한편, 도 3에서 보듯이, 싸이클로이드 치형부(130)에는 그리스 도포를 위한 그루브(150)가 형성된다. 그루브(150)는 싸이클로이드 치형부(130)의 인접하여 싸이클로이드 치형부(130)의 원주를 따라 연속적으로 또는 불연속적으로(간격을 두고 띄엄띄엄) 형성될 수 있다. 그루브(150)의 홈 형태에는 제한이 없다. 각형, 원형, 삼각형, 기타 부정형 모두 가능하다.

그루브(150)의 용도는 다음과 같다. 만일 커버(100)를 플라스틱으로 제작할 경우에는, 금속 재질의 드라이브기어(42)가 플라스틱제 커버(100)의 싸이클로이드 치형부(130)와 접촉하게 되므로 치형의 마모가 발생하게 될 수 있다. 이를 방지하기 위해서 그루브(150)에 그리스를 도포하면 그리스의 윤활 작용에 의해 싸이클로이드 치형부(130)의 마모가 줄어들고 이에 따라 구동소음이 줄어들게 된다.

이 그루브(150)의 위치와 형태의 예를 도 4에 나타내었다. 도 4는 도 2의 A부 확대도로서, 커버(100)의 출력샤프트 안착면(140)에 안착된 출력샤프트(48) 위에 설치된 드라이브기어(42)와 싸이클로이드 치형부(130)와의 결합부 아래에 홈 형태로 형성된 그루브(150)를 볼 수 있다(원 표시). 이로써 감속기 작동시, 도포된 그리스가 윤활작용을 하여 커버(100)의 마모 및 소음을 줄일 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

1. 모터부의 출력이 출력샤프트를 통해 감속부로 전달되는 과정에 동작하는 드라이브기어를 수용하는 커버가 포함된 SBW용 액추에이터에서,
   상기 커버는
   상기 모터부와 상기 감속부 사이에 결합되는 결합부;
   상기 출력샤프트가 안착되는 출력샤프트 안착면;
   상기 출력샤프트 안착면보다 높은 위치의 평면에 형성되며, 상기 드라이브기어의 외곽 원주가 치결합되는 싸이클로이드 치형부;
   상기 싸이클로이드 치형부와 상기 드라이브기어의 치결합부의 사이에 그리스 도포를 위하여 상기 출력샤프트 안착면을 향하여 형성된 그루브; 및
   외부에 위치하는 제어기와 접속되는 커넥터를 포함하는 SBW 액추에이터 커버
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 싸이클로이드 치형부는 상기 커버의 제작시에 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터 커버.
4. 제1항에 있어서, 상기 그루브는 상기 싸이클로이드 치형부의 원주를 따라 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터 커버.
5. 제1항에 있어서, 상기 그루브는 상기 싸이클로이드 치형부의 원주를 따라 불연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터 커버.
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