KR102437290B1 - 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

개시된 본 발명에 의한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터는, 구동력을 발생시키는 구동부, 구동부로부터 제공된 구동력에 의해 차량용 냉각수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 제어밸브를 구동시키는 출력부 및, 출력부의 출력 상태를 감지하는 감지부를 포함하며, 감지부에는 출력부의 위치를 센싱하는 위치 센서와 EMC(Electro Magnetic Compatibility)를 필터링하는 EMC 필터가 함께 마련된다. 이러한 구성에 의하면, 하나의 인쇄회로기판이 EMC 기판의 기능과 함께 센서 기판의 기능을 가짐으로써, 공간 및 설계 자유도 확보에 유리하여 제어 품질 향상에 기여할 수 있다.

Description

차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터{ACTUATOR FOR VEHICLE COOLANT CONTROL VALVE}
본 발명은 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 하나의 제어보드가 출력 성능 제어와 함께 구성 요소와의 그라운드 연결이 가능하여 공간 및 설계 자유도 확보에 유리한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터에 관한 것이다.
내연기관인 엔진에 의해 구동되는 차량은 내부에 다양한 종류의 밸브가 장착된다. 이러한 밸브는 엔진의 냉각, 실내 공간의 냉/난방, 배기가스의 재순환(EGR) 등과 같은 용도에 따라 다양한 종류의 유체 흐름을 분배, 제어 내지는 단속할 수 있도록 구성된다. 특히, 차량에 장착되는 제어 밸브는 엔진 내외를 순환하는 냉각수의 흐름을 다방향으로 제어하도록, 멀티 밸브로 제공되기도 한다.
차량에 장착되는 제어밸브는 냉각수의 방향을 전환하거나 유량을 조절하기 위해, 제어밸브의 동작을 센싱하는 근접 센서 중 하나인 인덕티브 센서(Inductive Sensor)가 적용된다. 이러한 인덕티브 센서는 제어밸브와 연결된 액츄에이터의 출력축에 연동하도록 마련되어 액츄에이터의 출력 상태를 실시간 감지할 수 있다.
한편, 제어밸브의 동작을 감지하여 제어하기 위해 인덕티브 센서와 연결되는 인쇄회로기판은 모터의 EMC 기판과 별도로 마련됨으로써, 설계가 제한적이다. 이에 따라, 근래에는 제어밸브의 출력 제어 성능을 향상시킬 수 있으면서도 설계 자유도를 향상시키기 위한 연구가 지속적으로 요구되고 있는 추세이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0136506호 대한민국 등록특허공보 제10-1500391호
본 발명의 목적은 냉각수의 흐름을 제어하기 위한 구성 요소들의 공간 및 설계 자유도를 확보하여 제어 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 액츄에이터의 출력 감지로 인한 센싱 구성으로 인한 출력 불균형을 방지하여 균일한 센싱 감도를 확보할 수 있는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터는, 구동력을 발생시키는 구동부, 상기 구동부로부터 제공된 구동력에 의해 차량용 냉각수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 제어밸브를 구동시키는 출력부 및, 상기 출력부의 출력 상태를 감지하는 감지부를 포함하며, 상기 감지부에는 상기 출력부의 위치를 센싱하는 위치 센서와 EMC(Electro Magnetic Compatibility)를 필터링하는 EMC 필터가 함께 마련된다.
또한, 상기 구동부는, 상기 감지부와 이웃하게 마련되며 원통 형상을 가지는 구동원 및, 상기 구동원과 연결되어 상기 구동력을 상기 출력부로 감속 전달하는 적어도 하나의 전달기어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동원은 라운딩 형상을 가지는 그라운드 플레이트에 지지되고, 상기 그라운드 플레이트에 상기 구동원이 압착되면 적어도 2개의 그라운드 접촉 지점을 가지며, 일측은 상기 감지부와 그라운드 연결될 수 있다.
또한, 상기 출력부는 상기 구동부의 구동력에 의해 출력축을 중심으로 회전되는 출력기어를 포함하며, 상기 출력축의 일측은 상기 위치 센서의 중심에 고정핀에 의해 고정되고, 타측은 상기 제어밸브와 연결될 수 있다.
또한, 상기 출력부는, 상기 구동부의 구동력에 의해 출력축을 중심으로 회전되는 출력기어 및, 상기 출력기어의 일면을 일부 커버하도록 마련되어 상기 감지부와 마주하며, 상기 출력기어의 회전에 연동하는 상기 간섭부재를 포함하며, 상기 출력기어와 간섭부재는 서로 다른 재질로 마련될 수 있다.
또한, 상기 출력기어의 상기 간섭부재가 마련된 간섭영역 및 상기 간섭부재가 마련되지 않은 비간섭영역 사이의 질량 불균형을 보상하는 적어도 하나의 균형부재가 상기 출력기어에 마련될 수 있다.
또한, 상기 출력기어는 플라스틱 재질로 마련되고, 상기 간섭부재는 상기 출력기어 일면의 일측 일부 영역을 커버하도록 마련되며, 상기 간섭부재가 마련된 상기 출력기어 일측의 질량과 상기 간섭부재가 마련되지 않은 상기 출력기어 타측의 질량 사이의 차이를 보상하는 균형부재가 상기 출력기어의 타측에 적어도 하나 마련될 수 있다.
또한, 상기 균형부재는 상기 간섭부재가 마련되지 않은 상기 출력기어의 타면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 균형부재는 상기 간섭부재와 이웃하도록 상기 출력기어의 일면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 출력기어는 플라스틱 재질로 마련되고, 상기 간섭부재는 상기 출력기어 일면에 일측 일부 영역을 커버하도록 마련되며, 상기 출력기어의 일면 또는 타면에 마련되되, 상기 간섭부재와 중첩되는 일측에 소정 깊이 인입된 홈 형상으로 마련되는 균형부재가 마련될 수 있다.
또한, 상기 균형부재는 상기 간섭부재와 중첩되는 원주 방향으로 연장되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 감지부는 상기 위치 센서와 EMC 필터가 마련되는 하나의 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 구동원은 상기 인쇄회로기판과 연결라인을 통해 연결되어, 외부 전원과 연결 가능할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 냉각수의 흐름을 제어하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터는, 구동력을 발생시키는 구동부, 상기 구동부와 연결되어 상기 구동력으로 상기 제어밸브를 구동시키는 출력부 및, 상기 출력부의 출력 상태를 감지하는 인쇄회로기판을 포함하는 감지부를 포함하며, 상기 감지부는 상기 출력부를 감지하는 위치 센서 및 EMC(Electro Magnetic Compatibility)를 필터링하는 EMC 필터가 하나의 상기 인쇄회로기판을 공유한다.
또한, 상기 구동부는, 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결 가능하도록 상기 인쇄회로기판에 이웃하게 마련되어, 구동력을 발생시키는 구동원 및, 상기 구동원과 연결되어 상기 구동력을 상기 출력부로 감속 전달하는 적어도 하나의 전달기어를 포함하며, 상기 구동원은 연결라인을 통해 상기 인쇄회로기판과 연결되어 외부 전원과 연결될 수 있다.
또한, 상기 구동원은 라운딩 형상을 가지는 그라운드 플레이트에 지지되고, 상기 그라운드 플레이트에 상기 구동원이 압착되면 적어도 2개의 그라운드 접촉 지점을 가지며, 일측은 상기 인쇄회로기판과 연결된다.
또한, 상기 출력부는, 상기 구동부의 구동력에 의해 출력축을 중심으로 회전되는 출력기어 및, 상기 출력기어의 일면을 일부 커버하도록 마련되어 상기 인쇄회로기판과 마주하며, 상기 출력기어의 회전에 연동하는 상기 간섭부재를 포함하며, 상기 출력기어와 간섭부재는 서로 다른 재질로 마련될 수 있다.
또한, 상기 출력축의 일측은 상기 위치 센서 중심에 고정핀에 의해 고정되고, 타측은 상기 제어밸브와 연결될 수 있다.
또한, 상기 출력기어는 플라스틱 재질로 마련되고, 상기 간섭부재는 상기 출력기어 일면의 일측 일부 영역을 커버하도록 마련되며, 상기 출력기어의 상기 간섭부재가 마련된 간섭영역 및 상기 간섭부재가 마련되지 않은 비간섭영역 사이의 질량 불균형을 보상하는 적어도 하나의 균형부재가 상기 출력기어에 마련될 수 있다.
또한, 상기 균형부재는 상기 간섭부재가 마련되지 않은 상기 출력기어의 타면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 균형부재는 상기 간섭부재와 이웃하도록 상기 출력기어의 일면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 균형부재는 상기 출력기어의 일면 또는 타면에 마련되되, 상기 간섭부재와 중첩되는 일측에 소정 깊이 인입된 홈 형상으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 균형부재는 상기 간섭부재와 중첩되는 원주 방향으로 연장되도록 마련될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 하나의 인쇄회로기판을 출력부를 감지하는 위치 센서 및 EMC를 필터링하는 EMC 필터가 공유할 수 있어, 부품 간소화를 통한 공간 확보 및 EMC 특성을 향상시킬 수 있다. 이는 결국, 기어, 모터 등과 같은 구성 요소들의 선정 자유도를 증가시킬 수 있어, 공간 및 설계 자유도를 향상시킬 수 있으며, 제어 정밀도에 대한 품질도 확보할 수 있다.
또한, 출력부에 대해 이종 재질로 마련된 간섭부재로 인한 질량 차이로 인한 출력부의 회전 불균형을 보상할 수 있는 균형부재를 구비함으로써, 좌우 비대칭 회전에 의한 출력 성능 저하를 개선할 수 있다. 이로 인해, 출력부에 마련된 간섭부재를 감지하는 감지부의 균일한 감도 확보에 기여할 수 있어, 제어 성능 향상에 보다 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 일 실시예에 의한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 구동부가 감지부에 그라운드 연결된 상태를 개략적으로 도시한 요부 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 출력기어에 마련된 균형부재를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 균형부재의 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고,
도 6은 도 4에 도시된 균형부재의 또 다른 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터(1)는 구동부(20), 출력부(30) 및 감지부(40)를 포함한다.
참고로, 구동부(20), 출력부(30) 및 감지부(40)는 하우징(10)의 내부에 설치되며, 미도시된 커버에 의해 보호된다.
구동부(20)는 차량용 냉각수의 흐름을 제어하기 위한 구동력을 발생시킨다. 이를 위해, 구동부(20)는 구동원(21)과 적어도 하나의 전달기어(24~27)들을 포함한다.
구동원(21)은 구동축(21a)을 중심으로 회전되는 모터와 같은 동력발생수단을 포함한다. 이러한 구동원(21)은 원통 형상을 가지며, 지지 플레이트(22)에 지지되어 하우징(10)에 설치될 수 있다. 또한, 구동원(21)은 후술할 감지부(40)와 이웃하게 마련되어, EMC(Electro Magnetic Compatibility)가 필터링됨이 좋다.
또한, 구동원(21)은 도 2 및 도 3의 도시와 같이, 라운딩 형상을 가지는 그라운드 플레이트(23)에 지지되며, 그라운드 플레이트(23)의 일측은 후술할 감지부(40)와 연결된다. 여기서, 그라운드 플레이트(23)는 라운딩된 형상을 가지고 원통 형상을 가지는 구동원(21)의 외면에 압착될 수 있어, 넓은 접촉 면적을 확보할 수 있다.
뿐만 아니라, 구동원(21)이 압착됨에 연동하여 그라운드 플레이트(23)가 탄성 변형되어 양측단에서 그라운드를 위한 접촉 지점을 확보할 수 있다. 즉, 그라운드 플레이트(23)는 라운딩된 형상으로 인해 적어도 2개 지점에 대한 그라운드 접촉을 유도할 수 있어, 누설 전류의 그라운드 품질을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 그라운드 플레이트(23)에 대한 구동원(21)의 접촉성을 향상시킴으로써, 전자기 제어에 의해 발생되는 구동원(21)의 노이즈를 효과적으로 그라운드 제거할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 구동원(21)의 구동력을 제1 내지 제4전달기어(24~27)가 후술할 출력부(30)로 전달하는 것으로 예시한다. 그러나, 꼭 이에 한정하는 것은 아니며, 구동원(21)과 출력부(30)의 사이에 4개 미만, 또는 5개 이상의 기어들이 마련되어, 구동력을 다단으로 감속시켜 전달하는 다양한 변형예가 가능함은 당연하다.
제1전달기어(24)는 도 1의 도시와 같이, 구동원(21)의 구동축(21a)과 기어 연결되어, 구동원(21)의 구동력에 의해 회전된다. 제1전달기어(24)는 제1전달축(28)을 중심으로 회전되며, 제1전달축(28)에 대해 제2전달기어(25)가 동축 연결되어 회전된다. 이때, 제1전달기어(24)보다 제2전달기어(25)의 직경이 작음으로써, 구동원(21)의 구동력이 감속된다.
제2전달기어(25)는 제3전달기어(26)와 기어이로 맞물림으로써, 제2전달기어(25)의 회전력이 제3전달기어(26)로 전달된다. 제3전달기어(26)는 제2전달축(29)을 중심으로 회전되며, 제2전달축(29)에는 제4전달기어(27)가 동축 설치되어 회전된다. 그로 인해, 제3전달기어(26)의 회전력에 연동되어 제4전달기어(27)가 회전되며, 제4전달기어(27)는 후술할 출력부(30)와 맞물려 회전력을 최종 전달하게 된다. 여기서, 제4전달기어(27)의 직경이 제3전달기어(26)의 직경보다 더 작음으로써, 구동원(21)의 구동력이 또 다시 감속된다.
이상과 같이, 제1 내지 제4전달기어(24~27)를 거쳐 구동원(21)의 구동력이 다단 감속되어 후술할 출력부(30)로 최종 전달된다.
출력부(30)는 구동부(20)로부터 제공된 구동력에 의해 차량용 냉각수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 제어밸브(미도시)를 구동시킨다. 여기서, 출력부(30)는 구동원(21)의 구동력을 제1 내지 제4전달기어(24~27)들에 의해 순차적으로 전달받는다. 이러한 출력부(30)는 출력기어(31)와 간섭부재(32)를 포함한다.
출력기어(31)는 구동부(20)의 구동력에 의해 출력축(31a)을 중심으로 회전된다. 이러한 출력기어(31)는 출력축(31a)을 중심으로 회전되며 외주면에는 제4출력기어(31)와 맞물리는 기어이가 마련된다.
참고로, 출력기어(31)의 출력축(31a)의 일측은 후술할 감지부(40)에 지지될 수 있으며, 타측은 미도시된 제어밸브와 축 연결됨으로써, 제어밸브(미도시)로 구동력을 출력시킨다.
간섭부재(32)는 출력기어(31)의 일면에 적어도 일부 영역을 커버하도록 마련되어, 출력기어(31)의 회전에 연동한다. 간섭부재(32)는 출력기어(31)의 회전에 연동하여 함께 회전함으로써, 후술할 감지부(40)에 감지된다. 이러한 간섭부재(32)의 감지부(40)에 의한 감지는 감지부(40)의 구성과 함께 보다 자세히 후술한다.
한편, 간섭부재(32)는 도 2의 도시와 같이, 반달 형상의 금속 플레이트 형상을 가진다. 이러한 간섭부재(32)는 출력기어(31)의 일면에 일부 영역만을 커버하도록 마련됨에 따라, 금속 재질의 특성으로 인해 출력기어(31)의 일부 영역에 대한 질량을 증가시킨다.
보다 구체적으로, 플라스틱 재질로 마련되는 출력기어(31)의 전체 질량은 대략 11.6g, 밀도는 대략 1460kg/㎥ 그리고, 부피는 대략 7.964e-6㎥일 수 있다. 스테인레스 강(Stainless steel, SUS)을 포함하는 금속 재질의 반달 형상을 가지는 간섭부재(32)의 전체 질량은 대략 3.2g, 밀도는 대략 7900kg/㎥ 그리고, 부피는 대략 4.018e-7㎥일 수 있다. 이에 따라, 출력기어(31)는 간섭부재(32)에 비해 부피가 대략 19.8배이며, 질량은 대략 3.6배이다. 이때, 출력기어(31)의 일면에 간섭부재(32)가 안착됨으로써, 출력기어(31)의 회전시 출력기어(31)와 간섭부재(32)의 이종 재질 사이의 무게 균형(Balance) 차이로 인해, 회전 불균형이 발생된다.
정리하면, 간섭부재(32)가 마련된 출력기어(31)의 일측의 질량이 간섭부재(32)가 마련되지 않은 타측의 질량보다 더 무거움에 따라, 출력기어(31)의 일측과 타측 사이의 질량 불균형이 야기된다. 이러한 질량 불균형 상태로 출력기어(31)가 회전될 경우, 출력기어(31)의 비대칭 회전과 같은 회전 불균형이 발생된다. 이러한 출력기어(31)의 질량 불균형은 회전 불량과 함께 기밀성 저하를 야기함으로써, 출력 효율 저하와 함께 냉각수 누수와 같은 문제점을 야기할 수 있다.
이러한 간섭부재(32)가 마련된 출력기어(31)의 좌우 질량 불균형으로 인한 회전 불균형을 방지하기 위해, 본 실시예에서는 적어도 하나의 균형부재(33)를 포함한다.
균형부재(33)는 도 4의 도시와 같이, 간섭부재(32)가 마련된 출력기어(31) 일측의 질량과 간섭부재(32)가 마련되지 않은 출력기어(31) 타측의 질량 사이의 차이를 보상하기 위한 것이다. 이를 위해, 균형부재(33)는 출력기어(31)의 타측에 직경 방향으로 상호 나란한 복수의 리브를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 간섭부재(32)가 마련되지 않는 출력기어(31)의 타면에 복수개 마련되는 것으로 예시한다.
즉, 균형부재(33)는 상대적으로 질량이 낮은 출력기어(31)의 타측에 상호 이웃하게 나란하도록 직경 방향으로 연장된 복수의 리브들로 마련되어, 간섭부재(32)의 질량에 대응되는 질량을 출력기어(31)의 타측에 추가시킬 수 있다. 그로 인해, 출력기어(31)의 간섭부재(32)가 마련된 일측의 질량과, 복수의 균형부재(33)가 상호 이격되어 이웃하게 리브 형상으로 마련된 타측의 질량이 상호 유사함으로써, 출력기어(31)의 질량 불균형을 해소할 수 있다.
참고로, 출력기어(31)의 일면과 타면에는 출력기어(31)의 외면에 소정 깊이 인입된 복수의 기어홈(31b)이 원주 방향으로 상호 이격되어 복수개 마련될 수 있다. 이러한 복수의 기어홈(31b)들 중에서 출력기어(31)의 일면이 아닌 타면에 위치하며 간섭부재(32)와 중첩되지 않은 영역에 위치하는 기어홈(31b)들에 복수의 균형부재(33)가 마련될 수 있다.
한편, 균형부재(33)의 구성은 도 4의 도시로만 한정되지 않는다. 예컨대, 도 5 및 6의 도시와 같은 균형부재(133)(233)의 변형예도 가능하다.
우선, 도 5를 참고하면, 출력기어(31)의 일면이 아닌 간섭부재(32)가 마련되지 않는 타면에 간섭부재(32)와 중첩되는 영역에 소정 깊이 인입된 홈 형상의 균형부재(133)가 마련될 수 있다. 여기서, 균형부재(133)는 간섭부재(32)와 중첩되는 원주 방향으로 연장된 형상을 가지고 출력기어(31)의 타면 및 타측에 마련됨으로써, 출력기어(31)의 타측의 질량을 감소시킨다. 그로 인해, 출력기어(31)의 타측에 간섭부재(32)가 마련되어도, 출력기어(31)의 일측과 타측 사이의 질량 차이를 균형부재(133)가 보상할 수 있게 된다.
참고로, 도 5에 도시된 균형부재(133)는 출력기어(31)의 타면이 아닌 간섭부재(32)가 마련된 출력기어(31)의 일면의 일측에 마련되는 변형예도 가능하다.
또한, 도 6의 도시를 참고하면, 간섭부재(32)가 마련된 출력기어(31)의 일면에 이웃하게 직경 방향으로 연장된 리브 형상의 복수의 균형부재(233)가 마련되는 변형예도 가능하다. 이러한 리브 형상의 복수의 균형부재(233)가 간섭부재(32)의 질량에 대응하여 출력기어(31)의 질량을 보상시킬 수 있어, 출력기어(31)의 회전시 균형을 확보할 수 있다.
감지부(40)는 출력부(30)의 출력 상태를 감지한다. 여기서, 감지부(40)는 출력기어(31)와 연동하는 금속 재질의 간섭부재(32)의 회전을 감지함과 아울러, EMC(Electro Magnetic Compatibility) 필터링한다. 즉, 감지부(40)는 간섭부재(32)를 감지하는 위치 센서와 EMC 필터가 하나의 인쇄회로기판(PCB)을 공유한다.
여기서, 감지부(40)는 구동원(21)과 이웃하게 마련됨으로써, 구동원(21)으로부터 발생되는 EMC를 필터링에 용이하다. 또한, 감지부(40)는 상술한 바와 같이, 구동원(21)과 밀착되는 그라운드 플레이트(23)와 연결됨으로써, 구동원(21)의 노이즈를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
한편, 감지부(40)는 구동원(21)과 전기적 연결을 위한 연결라인(41)을 구비한다. 연결라인(41)은 적어도 한 쌍으로 마련되고, 일측은 구동원(21)과 연결되고, 타측은 감지부(40)에 연결되는 연결단(41a)으로 마련된다. 이러한 연결라인(41)의 연결단(41a)이 감지부(40)의 연결홀(41b)에 삽입되어 연결됨으로써, 감지부(40)와 구동원(21)가 상호 전기적으로 연결된다.
여기서, 인쇄회로기판으로 마련되는 감지부(40)과 구동원(21)이 연결라인(41)을 통해 연결됨으로써, 외부 전원을 구동원(21)에 직접 전달하여 연결할 수 있다. 아울러, 연결라인(41)을 통한 구동원(21)의 외부 전원 연결이 용이함으로써, 구동원(21)의 설계 위치에 대한 자유도를 보다 증가시킬 수도 있다.
이상과 같이, 감지부(40)가 하나의 인쇄회로기판으로 마련되어 간섭부재(32)를 감지하는 위치 센싱 및 EMC 필터링 기능을 동시에 수행할 수 있어, 우수한 EMC 특성 확보에 유리함과 아울러, 기어, 모터 등과 같은 구성 요소들의 선정 자유도를 향상시킬 수 있다. 즉, 하나의 인쇄회로기판으로 마련되는 감지부(40)로 인해 공간 및 설계 자유도를 확보할 수 있으며, 제어 정밀도에 대한 품질 확보가 용이한 것이다.
또한, 도 3의 도시와 같이, 감지부(40)의 인쇄회로기판에 마련되는 위치 센서의 중심에 출력축(31a)의 일측이 고정핀(42)에 의해 고정될 수 있다. 이때, 출력축(31a)의 타측은 제어밸브(미도시)와 연결된다. 이와 같이, 출력축(31a)이 감지부(40)에 고정핀(42)으로 고정됨으로써, 출력기어(31)의 회전에 의한 출력축(31a)의 틀어짐에 따른 편차 발생을 방지할 수 있어, 일정한 센싱 감도를 확보할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터(1)의 제어 동작을 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
우선, 구동원(21)으로부터 구동력이 발생되면, 제1 내지 제4전달기어(24~27)를 통해 감속되어 출력기어(31)로 전달된다. 출력기어(31)는 전달된 구동력에 의해 회전되어, 외부에 마련된 제어밸브(미도시)로 구동력을 출력시켜 냉각수의 흐름을 제어한다.
한편, 출력기어(31)의 일면에는 간섭부재(32)가 마련되며, 간섭부재(32)는 마주하는 감지부(40)에 의해 감지된다. 즉, 감지부(40)는 일종의 위치 센서와 같이, 간섭부재(32)를 감지하는 것이다. 여기서, 출력기어(31)와 간섭부재(32) 사이의 이종 재질로 인한 질량 차이를 균형부재(33)가 보상함으로써, 출력기어(31)는 회전시 균형을 유지할 수 있다.
감지부(40)는 감지된 간섭부재(32)에 의해 출력기어(31)의 상태를 실시간 센싱함과 아울러, EMC를 필터링한다. 이때, 감지부(40)는 구동원(21)과 연결라인(41)을 통해 상호 전기적으로 연결되어, 외부 전원을 제공할 수 있다. 아울러, 구동원(21)은 그라운드 플레이트(23)와 그라운드 연결되고, 그라운드 플레이트(23)의 일측은 감지부(40)와 연결됨으로써, 구동원(21)의 노이즈가 필터링되어 제거될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터 10: 하우징
20: 구동부 21: 구동원
21a: 구동축 22: 지지 플레이트
23: 그라운드 플레이트 24: 제1전달기어
25: 제2전달기어 26: 제3전달기어
27: 제4전달기어 28: 제1전달축
29: 제2전달축 30: 출력부
31: 출력기어 31a: 출력축
32: 간섭부재 33, 133, 233: 균형부재
40: 감지부 41: 연결라인

Claims (22)

  1. 구동력을 발생시키는 구동부;
    상기 구동부로부터 제공된 구동력에 의해 차량용 냉각수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 제어밸브를 구동시키는 출력부; 및
    상기 출력부의 출력 상태를 감지하는 감지부;
    를 포함하며,
    상기 감지부에는 상기 출력부의 위치를 센싱하는 위치 센서와 EMC(Electro Magnetic Compatibility)를 필터링하는 EMC 필터가 함께 마련되고,
    상기 출력부는,
    상기 구동부의 구동력에 의해 출력축을 중심으로 회전되는 출력기어; 및
    상기 출력기어의 일면을 일부 커버하도록 마련되어 상기 감지부와 마주하며, 상기 출력기어의 회전에 연동하는 간섭부재;
    를 포함하며,
    상기 출력기어의 상기 간섭부재가 마련된 간섭영역 및 상기 간섭부재가 마련되지 않은 비간섭영역 사이의 질량 불균형을 보상하는 적어도 하나의 균형부재가 상기 출력기어에 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 감지부와 이웃하게 마련되며 원통 형상을 가지는 구동원; 및
    상기 구동원과 연결되어 상기 구동력을 상기 출력부로 감속 전달하는 적어도 하나의 전달기어;
    를 포함하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동원은 라운딩 형상을 가지는 그라운드 플레이트에 지지되고,
    상기 그라운드 플레이트에 상기 구동원이 압착되면 적어도 2개의 그라운드 접촉 지점을 가지며, 일측은 상기 감지부와 연결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는 상기 구동부의 구동력에 의해 출력축을 중심으로 회전되는 출력기어를 포함하며,
    상기 출력축의 일측은 상기 위치 센서의 중심에 고정핀에 의해 고정되고, 타측은 상기 제어밸브와 연결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 출력기어와 간섭부재는 서로 다른 재질로 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 출력기어는 플라스틱 재질로 마련되고, 상기 간섭부재는 상기 출력기어 일면의 일측 일부 영역을 커버하도록 마련되며,
    상기 간섭부재가 마련된 상기 출력기어 일측의 질량과 상기 간섭부재가 마련되지 않은 상기 출력기어 타측의 질량 사이의 차이를 보상하는 상기 균형부재가 상기 출력기어의 타측에 적어도 하나 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 균형부재는 상기 간섭부재가 마련되지 않은 상기 출력기어의 타면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 균형부재는 상기 간섭부재와 이웃하도록 상기 출력기어의 일면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 출력기어는 플라스틱 재질로 마련되고, 상기 간섭부재는 상기 출력기어 일면에 일측 일부 영역을 커버하도록 마련되며,
    상기 출력기어의 일면 또는 타면에 마련되되, 상기 간섭부재와 중첩되는 일측에 소정 깊이 인입된 홈 형상으로 상기 균형부재가 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 균형부재는 상기 간섭부재와 중첩되는 원주 방향으로 연장되도록 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 위치 센서와 EMC 필터가 마련되는 하나의 인쇄회로기판을 포함하며,
    상기 구동원은 상기 인쇄회로기판과 연결라인을 통해 연결되어, 외부 전원과 연결 가능한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  13. 냉각수의 흐름을 제어하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터에 있어서,
    구동력을 발생시키는 구동부;
    상기 구동부와 연결되어 상기 구동력으로 상기 제어밸브를 구동시키는 출력부; 및
    상기 출력부의 출력 상태를 감지하는 인쇄회로기판을 포함하는 감지부;
    를 포함하며,
    상기 감지부는 상기 출력부를 감지하는 위치 센서 및 EMC(Electro Magnetic Compatibility)를 필터링하는 EMC 필터가 하나의 상기 인쇄회로기판을 공유하고,
    상기 출력부는,
    상기 구동부의 구동력에 의해 출력축을 중심으로 회전되는 출력기어; 및
    상기 출력기어의 일면을 일부 커버하도록 마련되어 상기 인쇄회로기판과 마주하며, 상기 출력기어의 회전에 연동하는 간섭부재;
    를 포함하며,
    상기 출력기어의 상기 간섭부재가 마련된 간섭영역 및 상기 간섭부재가 마련되지 않은 비간섭영역 사이의 질량 불균형을 보상하는 적어도 하나의 균형부재가 상기 출력기어에 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결 가능하도록 상기 인쇄회로기판에 이웃하게 마련되어, 구동력을 발생시키는 구동원; 및
    상기 구동원과 연결되어 상기 구동력을 상기 출력부로 감속 전달하는 적어도 하나의 전달기어;
    를 포함하며,
    상기 구동원은 연결라인을 통해 상기 인쇄회로기판과 연결되어 외부 전원과 연결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 구동원은 라운딩 형상을 가지는 그라운드 플레이트에 지지되고,
    상기 그라운드 플레이트에 상기 구동원이 압착되면 적어도 2개의 그라운드 접촉 지점을 가지며, 일측은 상기 인쇄회로기판과 연결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 출력기어와 간섭부재는 서로 다른 재질로 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 출력축의 일측은 상기 위치 센서 중심에 고정핀에 의해 고정되고, 타측은 상기 제어밸브와 연결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 출력기어는 플라스틱 재질로 마련되고, 상기 간섭부재는 상기 출력기어 일면의 일측 일부 영역을 커버하도록 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 균형부재는 상기 간섭부재가 마련되지 않은 상기 출력기어의 타면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 균형부재는 상기 간섭부재와 이웃하도록 상기 출력기어의 일면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 균형부재는 상기 출력기어의 일면 또는 타면에 마련되되, 상기 간섭부재와 중첩되는 일측에 소정 깊이 인입된 홈 형상으로 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 균형부재는 상기 간섭부재와 중첩되는 원주 방향으로 연장되도록 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024056604A1 (de) * 2022-09-12 2024-03-21 Eto Magnetic Gmbh Getriebeaktor, drehsteller, fahrzeug und induktives positionsbestimmungsverfahren mit dem getriebeaktor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001336587A (ja) 2000-05-25 2001-12-07 Minebea Co Ltd 電動アクチュエータ
JP2006149134A (ja) 2004-11-24 2006-06-08 Tokyo Parts Ind Co Ltd 減速機構付き電動モータ
KR100803816B1 (ko) 2003-05-20 2008-02-14 지멘스 비디오 오토모티브 코포레이션 인쇄 회로 기판이 모터 외부의 커넥터에 오버 몰딩된 영구자석 ｄｃ 모터의 전자파 장해 제거 장치
KR101720785B1 (ko) 2016-03-22 2017-04-10 캄텍주식회사 연속 가변 밸브 구동용 액츄에이터
JP2019068517A (ja) 2017-09-28 2019-04-25 日本電産トーソク株式会社 電動アクチュエータ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101778931B1 (ko) * 2010-12-07 2017-09-19 현대모비스 주식회사 차량용 액추에이터
KR101500391B1 (ko) 2013-12-20 2015-03-09 현대자동차 주식회사 멀티 유량 제어밸브를 갖는 엔진
DE102015101477B4 (de) 2015-02-02 2022-02-17 Pierburg Gmbh Elektromagnetventil für den Kfz-Bereich

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001336587A (ja) 2000-05-25 2001-12-07 Minebea Co Ltd 電動アクチュエータ
KR100803816B1 (ko) 2003-05-20 2008-02-14 지멘스 비디오 오토모티브 코포레이션 인쇄 회로 기판이 모터 외부의 커넥터에 오버 몰딩된 영구자석 ｄｃ 모터의 전자파 장해 제거 장치
JP2006149134A (ja) 2004-11-24 2006-06-08 Tokyo Parts Ind Co Ltd 減速機構付き電動モータ
KR101720785B1 (ko) 2016-03-22 2017-04-10 캄텍주식회사 연속 가변 밸브 구동용 액츄에이터
JP2019068517A (ja) 2017-09-28 2019-04-25 日本電産トーソク株式会社 電動アクチュエータ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024056604A1 (de) * 2022-09-12 2024-03-21 Eto Magnetic Gmbh Getriebeaktor, drehsteller, fahrzeug und induktives positionsbestimmungsverfahren mit dem getriebeaktor

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