KR102367482B1 - 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터 - Google Patents

차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터 Download PDF

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이정락
김지견
박찬우
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캄텍주식회사
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Abstract

본 발명은 하우징; 상기 하우징 내부 일 측에 설치되는 브러쉬리스 타입의 모터; 상기 모터의 로터축에 마련된 편심부와 결합되어 상기 로터축의 회전에 따라서 편심 회전하며, 일 면에 상기 편심부와 나란하게 돌출부가 형성된 회전기어; 상기 회전기어를 둘러싸도록 배치되고, 내주면에 내치가 형성되는 링 기어; 상기 회전기어의 둘출부가 삽입되는 삽입공이 형성되고, 상기 회전기어의 회전에 따라서 감속 회전하는 출력판; 상기 출력판과 연결되어 외부로 힘을 전달하는 출력축; 및 상기 하우징 내부에서 상기 출력축에 인접하게 배치되어 상기 출력축의 회전 상태를 측정하는 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터를 제공한다.

Description

차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터{An actuator for controlling electronic transmission of a vehicle}
본 발명은 본 발명은 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토크 전달 효율을 높이는 한편, 출력축의 회전 상태를 용이하게 감지할 수 있는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 자동 변속기는 차량의 주행 속도에 맞춰 기어비가 자동으로 조절되는 장치이며, 운전자가 기어 노브를 주차(P), 후진(R), 중립(N), 드라이브(D) 모드 중 하나로 조절할 수 있는 구조로 되어 있다.
이러한 차량용 자동 변속기는 운전자가 자동 변속기에 직결되어 있는 기어 노브의 조작에 따른 기계적인 메커니즘을 통해서 주행 속도나 주행 모드가 조정되는 팁트로닉 타입의 모드 전환장치가 주로 사용되고 있다.
그러나, 기계적 메커니즘을 통해 변속 모드가 전환되는 자동 변속기용 모드 전환장치는 모드 전환 시 변속모드 조정에 필요한 힘을 기어 노브를 통해 직접 전달해야 하기 때문에 운전 편의성이 떨어지는 문제점이 지적되고 있다. 게다가, 기어 노브의 위치가 콘솔 중앙에 있어 차량의 실내공간 활용도가 떨어지는 요인으로 작용하고 있다.
이로 인하여, 조작 과정이 간편한 전자 제어장치가 기어 노브가 없는 버튼형 자동 변속기에 접목되는 기술이 개발되고 있는데, 예컨대 액츄에이터나 전동모터 등의 매체를 통해 자동 변속기의 변속 또는 운전 모드를 변경할 수 있는 전자 제어방식의 버튼형 자동 변속기의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
그러나, 이러한 전자 제어방식의 자동 변속기는 전자 제어장치의 설치에 따른 공간 확보가 필요한 공간 설계적인 문제점이 있고, 전자 제어장치 내부에서도 액츄에이터의 작동을 감지하는 구조 개발이 시급한 실정이다.
일본 등록특허공보 제450743호(2010.10.13)
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 액츄에이터 내부에 센서부를 구비하여 출력축의 회전 상태를 확인할 수 있는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기존 액츄에이터의 크기를 늘이지 않고도 별도의 공간 확보 없이 센서부를 내부에 탑재할 수 있는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은 하우징; 상기 하우징 내부 일 측에 설치되는 브러쉬리스 타입의 모터; 상기 모터의 로터축에 마련된 편심부와 결합되어 상기 로터축의 회전에 따라서 편심 회전하며, 일 면에 상기 편심부와 나란하게 돌출부가 형성된 회전기어; 상기 회전기어를 둘러싸도록 배치되고, 내주면에 내치가 형성되는 링 기어; 상기 회전기어의 둘출부가 삽입되는 삽입공이 형성되고, 상기 회전기어의 회전에 따라서 감속 회전하는 출력판; 상기 출력판과 연결되어 외부로 힘을 전달하는 출력축; 및 상기 하우징 내부에서 상기 출력축에 인접하게 배치되어 상기 출력축의 회전 상태를 측정하는 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터를 제공한다.
상기 하우징은 상기 출력판과 출력축이 이웃하는 부분을 따라서 마련되는 단차와, 상기 단차 상에서 상기 센서부가 장착되도록 형성된 센서부홈을 포함하고, 상기 센서부는 상기 센서부홈 내부에서 상기 출력축과 마주하는 제1면과, 상기 출력판과 마주하며 상기 제1면으로부터 절곡된 제2면에 걸쳐 절곡된 상태로 배치될 수 있다.
상기 출력축은 상기 제1면에 대응하여 내측으로 형성된 마그넷 홈과, 상기 마그넷 홈 내측면을 커버하도록 배치되는 마그넷 가이드와, 상기 마그넷 가이드 내부에 장착되는 자성체를 포함할 수 있다.
상기 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터는 상기 출력축과 제1면 사이에 개재되는 지지부싱을 더 포함하고, 상기 지지부싱은 상기 출력축의 외주면에 돌출 형성된 적어도 하나 이상의 플랜지부재와 접촉하도록 배치될 수 있다.
상기 센서부는 상기 제1면 상에서 상기 자성체와 대향하도록 배치되는 홀센서와, 상기 제2면에 배치되어 상기 홀센서로부터 전달받은 신호를 처리하며 칩 형태로 마련되는 회로부와, 상기 홀센서와 회로부를 연결하도록 상기 제1면과 제2면 사이에서 절곡되는 제1연결부와, 상기 회로부로부터 상기 하우징의 외부로 신호를 제공하는 커넥터를 연결하는 제2연결부를 포함할 수 있다.
상기 하우징에는 상기 제2연결부와 외부 제어유닛을 전기적으로 연결되는 커넥터가 마련되고, 상기 커넥터는 출력축의 측방향에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터에 따르면, 액츄에이터 내부에서 출력축에 인접하게 센서부가 위치하기 때문에 출력축의 회전 상태를 정밀하게 측정할 수 있고, 측정 상태를 직관적으로 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한 액츄에이터 내부에 센서부를 설치하기 위한 별도의 공간을 마련할 필요가 없어 공간 설계 상의 이점이 있고, 출력축에 인접하여 센서부가 배치되기 때문에 상대적으로 공간적으로 여유가 있는 제1하우징의 하부 및 플랜지부의 측방향에 커넥터를 위치할 수 있어 기존 액츄에이터의 구조 변경 없이 적용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터를 분해하여 도시하는 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터를 부분적으로 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터를 측면에서 도시하는 측단면도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터를 하부에서 도시하는 저면 사시도이다.
도 6은 도 3에 나타낸 센서부를 부분적으로 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터가 변속기 매뉴얼 축에 결합된 상태를 도시하는 참고도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터(이하, '액츄에이터'라고 한다)(1)는 차량 변속기의 측면에 장착되고, 전자식 버튼식으로 마련되는 변속기 조작 장치의 제어부와 연결되어, 버튼 동작에 의하여 변속기의 동작을 제어하는 장치이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 액츄에이터(1)는 제1하우징(11)과, 제2하우징(12)이 결합되어 그 외관을 이루고, 제1, 2하우징(11, 12)의 아래에는 차량의 제어 유닛과 케이블로 연결될 수 있는 케이블 연결부(13)가 마련된다.
한펴, 제1하우징(11)의 중심에는 파이프 형태의 플랜지부(11a)가 마련되고, 플랜지부(11a) 내부에는 출력축(200)이 마련된다. 출력축(200)은 변속기와 연결되어 변속기에 동력을 제공하는 역할을 한다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 제2하우징(12)의 내부에는 브러쉬리스 타입의 모터(Brushless Direct Current motor; BLDC)로 구현되는 모터(100)가 마련된다. 모터(100)는 스테이터(101)와, 스테이터(101) 내부에 회전가능하게 마련되는 로터(102)와, 로터(102)에 결합되어 로터(102)와 함께 회전하는 로터축(103)을 포함한다. 로터축(103)은 로터(102)에 결합되는 몸체부(103a)와, 후단부(103b)와, 전단부(103c)와, 편심부(103d)를 포함한다.
로터축(103)의 후단부(103b)는 제2하우징(12)의 후면을 덮는 하우징 커버(14)에 장착되는 후방 베어링(111)에 지지되고, 로터축(103)의 전단부(103c)는 출력축(200) 내부에 마련되는 전방 베어링(112)이 지지된다.
편심부(103d)는 로터축(103)의 몸체부(103a)와 전단부(103c) 사이에 마련되며, 로터축(103)의 회전중심에 대해서 일정 거리만큼 편심되게 마련된다. 편심부(103d)의 외주면에는 중간 베어링(113)이 회동 가능하게 마련된다.
중간 베어링(113)은 회전 기어(300)에 설치된다. 회전 기어(300)는 원판 형태로 마련되며, 중간 베어링(113)이 삽입되어 설치되는 베어링 설치부(302)가 그 중심부에 형성되어 있으며, 베어링 설치부(302)는 관 형태의 플랜지 형태로 마련된다.
회전 기어(300)의 외주면에는 다수의 외치(303)가 형성되어 있으며, 회전 기어(300)의 일면에는 핀 형태의 돌출부(304)가 마련되고, 돌출부(304)는 회전 기어(300)의 일면에 다수 형성되며 상호 이격되어 배치된다.
로터축(103)의 편심부(103d)의 외주면에 중간 베어링(113)이 설치되고, 중간 베어링(113)이 회전 기어(300)에 설치되기 때문에, 로터축(103)이 회전하면, 편심부(103d) 및 이와 연계된 회전 기어(300)가 회전하되, 편심부(103d)와 회전 기어(300)는 로터축(103)의 회전 중심(C1)에 대해서 편심(C2) 회전을 한다.
회전 기어(300)의 외곽에는 링 형태의 링 기어(400)가 마련되며, 링 기어(400)의 내주면에는 내치(403)가 마련된다. 내치(403)는 회전 기어(300)의 외치(304)와 맞물릴 수 있는 구성이다.
링 기어(400)는 본체(401)와, 본체(401)의 내주면에 마련되는 내치(403)와, 본체(401) 외주면에 설치되는 실린더부(402)를 포함하고 있으며, 본체(401)의 외주면에서 외곽 방향으로 돌출되어 형성되는 외곽 돌출부(404)를 포함한다.
링 기어(400)의 외곽에는 링 형태의 홀더(410)가 마련된다. 홀더(410)는 제1하우징(11) 내면에 고정되며, 홀더(410)의 내주면와 외주면에는 각각 내부홈(미도시)과 외부홈(미도시)에 마련된다. 외부홈(미도시)은 제1하우징(11)에 고정되는 부분이고, 내부홈(미도시)은 링 기어(400)의 외곽 돌출부(304)가 삽입되어 링 기어(400)를 고정하는 부분이다.
홀더(410)는 제1하우징(11)에 인서트 사출되거나 결합될 수 있으며, 홀더(410)에 의하여 링 기어(400)가 제1하우징(11) 내부에 고정될 수 있다.
제1하우징(11)과 제2하우징(12)의 결합면에는 실링링(420)이 마련된다.
한편, 회전 기어(300)의 일면(돌출부(304)가 형성된 면)이 대면하는 방향에는 출력판(500)이 마련되어 있다. 출력판(500)은 원판 형태로 마련되며, 그 중심에는 개구부(502)가 형성되어 있고, 그 개구부(502)를 로터축(103)의 전단부(103c)가 관통하며, 그 개구부(502)에는 후술할 출력축(200)이 결합된다. 출력축(200)은 출력판(500)과 일체로 구성될 수도 있고, 체결부재나 용접에 의하여 출력축(200)과 출력판(500)이 고정 결합될 수 있다.
출력판(500)에는 회전 기어(300)의 돌출부(304)가 삽입되는 삽입공(503)이 마련되어 있다. 삽입공(503)의 수량 및 배치는 돌출부(304)의 수량 및 배치에 대응된다. 다만, 삽입공(503)의 내경은 돌출부(304)의 외경보다 크게 형성된다.
출력축(200)의 후단 내부에는 전단 베어링(112)이 수용되는 전단 베어링 수용부(201)가 마련되고, 출력축(200)의 전단 내부에는 변속기 쪽에 마련되는 동력 전달 부품이 삽입되어 결합되는 결합홈(202)이 마련된다.
출력축(200)의 외주면에는 지지부싱(210)이 마련되어 출력축(200)이 제1하우징(11)의 플랜지(11a)내부에 회동 가능하게 설치되도록 지지하는 역할을 한다. 그리고, 지지부싱(210)의 앞에는 실링링(211)이 마련되어 이물질이 플랜지(11a)와 출력축(200) 사이로 유입되는 것을 방지한다.
이러한 구조에 의한 액츄에이터(1)는 사이클로이드 기어 감속기 구조를 제공할 수 있다.
상기 로터축(103)의 회전 중심(C1)과, 출력판(500) 및 출력축(200)의 회전 중심은 동축관계를 가지며, 편심부(103d) 및 회전 기어(300)의 회전 중심(C2)은 로터축(103)의 회전 중심(C1)에 대해서 소정 간격 이격되어 편심 상태가 된다.
편심부(103d)는 중간 베어링(113)에 의하여 둘러싸이고, 중간 베어링(113)은 회전 기어(300)에 있는 베어링 설치부(302)에 의하여 둘러 싸인다.
상술한 바와 같이, 회전 기어(300)가 링 기어(400)에 대해서 편심 회전을 하기 때문에 회전 기어(300)의 외치(304) 중 일부와 링 기어(400)의 내치(404) 중 일부가 맞물리는 한편, 맞물리는 반대편의 내치(404)와 외치(304)는 서로 이격되어 있다. 이는 링 기어(400)의 내경이 회전 기어(300)의 외경보다 크고, 링 기어(400) 내치(404)의 수량이 회전 기어(300) 외치(304)의 수량보다 많기 때문에 가능하다. 예컨대, 내치 수량은 61개이고, 외치 수량은 60개 일 수 있다.
출력판(500)의 삽입공(503)에는 회전 기어(300)의 돌출부(304)가 삽입되어 있으며, 삽입공(503)의 내경은 돌출부(304)의 외경보다 크기 때문에, 회전 기어(300)의 외치(304)가 링 기어(400)의 내치에 맞물리면서 편심 회전을 하면, 돌출부(304)도 삽입공(503) 내주면을 따라서 공전을 한다.
예컨대, 회전 기어(300)가 반시계 방향으로 자전 및 공전 회전하면, 돌출부(304)는 삽입공(503) 기준으로 삽입공(503) 내부에서 시계 방향으로 공전 회전을 한다. 돌출부(304)가 삽입공(503) 내주면에 닿으면서 가하는 힘이 출력판(500)에 전달되고, 이에 의하여 출력판(500)은 시계 반대 방향으로 회전하며, 그에 따라서 출력축(200)도 시계 반대방향으로 감속되어 회전한다.
도 3 및 도 4를 살펴보면, 하우징(11, 12) 내부에는 출력축(200)에 인접하여 센서부(600)가 구비된다. 센서부(600)는 출력축(200)의 회전 상태를 측정하여 차량의 TCU(Transmission Control Unit)로 측정된 신호를 전송함으로써 차량용 전자식 변속기가 설정된 변속 단으로 변경되거나 또는 운전 모드를 유지하도록 제어할 수 있다.
하우징(11, 12)은 제1하우징(11)의 내측에 출력판(500)과 출력축(200)이 이웃하는 부분을 따라서 단차(11b)가 마련된다. 단차(11b)는 제1하우징(11)으로부터 플랜지부(11a)가 형성되는 부분으로 대략 직각 형상으로 절곡된다. 그리고 단차(11b)에는 센서부(600)가 설치될 수 있는 깊이의 센서부홈(11c, 11d)이 형성된다. 즉, 단차(11b)는 제1하우징(11)의 내부 저면과 플랜지부(11a) 사이에 형성되는데, 단차(11b) 상에서 제1하우징(11)의 일 부분이 파이면서 센서부홈(11c, 11d)이 형성된다.
이때, 제1하우징(11)은 센서부홈(11c, 11d) 내부에서 출력축(200)과 마주하는 제1면(11c)과, 출력판(500)과 마주하며 제1면(11c)과는 직각으로 절곡된 제2면(11d)을 포함한다. 센서부(600)는 제1면(11c)과 제2면(11d)에 걸쳐 절곡된 형상으로 설치된다. 따라서, 같은 크기의 센서부(600)를 가지고 설치 공간을 축소할 수 있고, 제1하우징(11) 내부에서 회전하는 구성요소들 간에 간섭을 방지할 수 있으며, 액츄에이터(1) 상에서 별도의 센서부 설치 공간을 마련해야 하는 설계적 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
센서부(600)가 출력축(200)의 회전 상태를 측정할 수 있도록, 출력축(200)은 마그넷 홈(203)과, 마그넷 가이드(204)와, 자성체(205)를 포함한다.
마그넷 홈(203)은 출력축(200)의 외주면으로부터 출력축(200)의 회전 중심 방향으로 설정 깊이로 형성된다. 마그넷 홈(203)의 크기나 형상은 이에 설치되는 자성체(205)의 크기나 형상에 대응할 수 있다.
마그넷 가이드(204)는 마그넷 홈(203) 내부면을 감싸도록 배치된다. 즉, 출력축(200)의 외부에서 마그넷 홈(203)을 바라보면, 마그넷 가이드(204)가 마그넷 홈(203)을 커버하도록 위치한다. 마그넷 가이드(204)는 절연 재질 및 비자성 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 이러한 조건을 모두 만족시키는 플라스틱이나 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.
마그넷 가이드(204) 내부에는 전자기적 성질을 갖는 자성체(205)가 삽입된다. 자성체(205)는 경자석으로 분류되는 영구 자석일 수 있다. 자성체(205)는 설정된 크기의 가우스를 가질 수 있다. 가우스의 크기에 따라서는 코발트 자석이나 네오디움 자석이 적용될 수 있다.
출력축(200) 상에서 자성체(205)의 외측에는 일부 빈 공간(206)이 형성될 수 있다. 또한, 자성체(205)의 외측에는 빈 공간(206)에 대응하여 출력축(200)의 외주면과 동일한 곡률로 이루어진 마그넷 캡(미도시)이 구비될 수 있다. 이러한 마그넷 캡은 마그넷 홈(203)의 최외곽을 커버하며, 내부에 자성체(205)와 마그넷 가이드(204)를 보호할 수 있다.
단턱(11)과 출력축(200) 사이에는 전기한 지지부싱(210)이 배치된다. 지지부싱(210)은 출력축(200)의 외주면에 돌출된 적어도 하나 이상의 플랜지부재(207)와 접촉할 수 있다.
플랜지부(11a) 내부에서 지지부싱(210)과 출력축(200)이 접촉하지 않는 부분, 즉 플랜지부재(207)보다 외측의 출력축(200)과 플랜지부(11a) 사이에는 실링링(211)이 배치된다. 또한, 플랜지부(11a)의 단부 내측에는 실링링(211)의 탈거를 방지하는 이너 플랜지부재(11e)가 구비된다.
그리고, 하우징은 센서부(600)와 센서부(600)에서 측정된 신호를 받는 외부 제어유닛을 연결하도록 커넥터(11f)가 구비된다. 커넥터(11f)는 하우징 상에서 단차(11b)에 인접하게 배치되며, TCU와 같은 외부 제어유닛으로부터 연결된 단자가 커넥터(11f)에 결합된다. 커넥터(11f)는 출력축(200)의 측방향에 배치되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4 및 도 6을 참조하면, 센서부(600)는 홀센서(610)와, 회로부(620)와, 제1연결부(630) 및 제2연결부(640)를 포함한다.
홀센서(610)는 출력축(200)의 회전을 감지할 수 있다. 홀센서(610)는 제1면(11c)) 상에서 출력축(200)과 마주하도록 배치되며, 특히 자성체(205)의 위치에 대응하도록 배치된다. 홀센서(610)는 자성체(205)와 마주하는 방향으로부터 출력축(200)의 회전 각도에 따라서 측정된 가우스 크기를 가지고 회로부(620)로 설정된 전압을 인가한다. 즉, 자성체(205)는 출력축(200) 상에서 홀센서(610)에 대하여 복수의 각도로 회전하는데, 이때 홀센서(610)에서 측정된 자성체(205)의 전자기력 종류와 크기에 따라서 서로 다른 전압을 회로부(620)로 전송할 수 있다.
예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 버튼형 전자 제어방식의 자동 변속기는 주차(P), 후진(R), 중립(N), 드라이브(D) 모드로 작동되는데, 이에 맞춰 출력축(200)은 홀센서(610)에 대하여 서로 다른 4가지 각도(제1각도는 P, 제2각도는 R, 제3각도는 N, 제4각도는 D에 대응함)로 회전할 수 있다. 물론, 출력축(200)의 회전 각도는 4가지 각도 이외의 복수 각도로 이루어질 수 있다. 이때, 예를 들어 제1각도(P)는 홀센서(610)와 자성체(205) 사이에서 전자기력이 가장 세게 측정되는 위치이고, 제4각도(D)는 전자기력이 가장 약하게 측정되는 위치일 수 있다. 또한 다른 예를 들어 제1각도(P)는 자성체의 S극에서 전자기력이 가장 센 위치이고, 제4각도(D)는 자성체의 N극에서 전자기력이 가장 센 위치에 대응하도록 설정될 수도 있다.
회로부(620)는 별도의 PCB 기판이 필요치 않은 칩 형태로 구성된다. 회로부(620)는 홀센서(610)로부터 전송된 전압의 크기 또는 자성체의 극성 종류에 따라서 이에 대응하는 설정된 모드로 제어신호를 차량의 TCU로 전송한다. 따라서, TCU는 제어신호에 따라서 변속기를 설정된 모드로 변경하게 된다.
홀센서(610)와 회로부(620)는 센서부홈(도 4 참조, 11c, 11d) 상에 부착되거나 체결구조에 의해 고정될 수 있고, 핫스탬핑(Hot Stamping) 방식으로 융착되도록 고정될 수도 있다.
홀센서(610)와 회로부(620) 사이에는 이들 사이의 신호를 전달하는 제1연결부(630)가 배치된다. 제1연결부(630)는 일종의 신호 전달 라인 및 전원 공급 라인일 수 있다. 이때, 홀센서(610)와 회로부(620)는 서로 직각으로 절곡된 면에 각각 배치되기 때문에 제1연결부(630)는 이들의 연결구조에 대응하도록 직각으로 절곡되면서 홀센서(610)와 회로부(620)를 연결한다.
또한 제2연결부(640)는 회로부(620)로부터 커넥터(11f)를 연결하는 신호 전달 라인 및 전원 공급 라인일 수 있다.
제1연결부(630)와 제2연결부(640)는 센서 출력 라인, 전원 입력 라인, 접지 라인을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터에 따르면, 액츄에이터 내부에서 출력축에 인접하게 센서부가 위치하기 때문에 출력축의 회전 상태를 정밀하게 측정할 수 있고, 측정 상태를 직관적으로 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한 액츄에이터 내부에 센서부를 설치하기 위한 별도의 공간을 마련할 필요가 없어 공간 설계 상의 이점이 있고, 출력축에 인접하여 센서부가 배치되기 때문에 상대적으로 공간적으로 여유가 있는 제1하우징의 하부 및 플랜지부의 측방향에 커넥터를 위치할 수 있어 기존 액츄에이터의 구조 변경 없이 적용이 가능한 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의해 결정되어야 한다.
1 : 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터
100 : 모터
200 : 출력축
300 : 회전 기어
400 : 링 기어
500 : 출력판
600 : 센서부

Claims (6)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내부 일 측에 설치되는 모터;
    상기 모터의 로터축에 마련된 편심부와 결합되어 상기 로터축의 회전에 따라서 편심 회전하며, 일 면에 상기 편심부와 나란하게 돌출부가 형성된 회전기어;
    상기 회전기어를 둘러싸도록 배치되고, 내주면에 내치가 형성되는 링 기어;
    상기 회전기어의 둘출부가 삽입되는 삽입공이 형성되고, 상기 회전기어의 회전에 따라서 감속 회전하는 출력판;
    상기 출력판과 연결되어 외부로 힘을 전달하는 출력축; 및
    상기 하우징 내부에서 상기 출력축에 인접하게 배치되어 상기 출력축의 회전 상태를 측정하는 센서부; 를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 출력판과 출력축이 이웃하는 부분을 따라서 마련되는 단차와, 상기 단차 상에서 상기 센서부가 장착되도록 형성된 센서부홈을 포함하고,
    상기 센서부는 상기 센서부홈 내부에서 상기 출력축과 마주하는 제1면과, 상기 출력판과 마주하며 상기 제1면으로부터 절곡된 제2면에 걸쳐 절곡된 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력축은,
    상기 제1면에 대응하여 내측으로 형성된 마그넷 홈과,
    상기 마그넷 홈 내측면을 커버하도록 배치되는 마그넷 가이드와,
    상기 마그넷 가이드 내부에 장착되는 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 출력축과 제1면 사이에 개재되는 지지부싱을 더 포함하고,
    상기 지지부싱은 상기 출력축의 외주면에 돌출 형성된 적어도 하나 이상의 플랜지부재와 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 제1면 상에서 상기 자성체와 대향하도록 배치되는 홀센서와,
    상기 제2면에 배치되어 상기 홀센서로부터 전달받은 신호를 처리하며 칩 형태로 마련되는 회로부와,
    상기 홀센서와 회로부를 연결하도록 상기 제1면과 제2면 사이에서 절곡되는 제1연결부와,
    상기 회로부로부터 상기 하우징의 외부로 신호를 제공하는 커넥터를 연결하는 제2연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 제2연결부와 외부 제어유닛을 전기적으로 연결되는 커넥터가 마련되고,
    상기 커넥터는 출력축의 측방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 변속기 제어용 액츄에이터.
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WO2024181773A1 (ko) * 2023-02-28 2024-09-06 주식회사평화발레오 회전위치 검출 기능을 갖춘 회전형 감속 액츄에이터 및 이를 적용한 전자식 변속레버 시스템

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