KR102467052B1 - 회전식 액추에이터 장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

로터마그넷과 일체로 결합된 로터코어; 길이 방향으로 연장되고, 로터코어와 일체로 회전되도록 로터코어와 결합된 로터샤프트; 및 로터코어 또는 로터샤프트와 일체로 회전되도록 로터코어 또는 로터샤프트에 인서트 몰딩되어 결합된 센싱마그넷;을 포함하는 회전식 액추에이터 장치 및 이의 제조방법이 소개된다.

Description

회전식 액추에이터 장치 및 그의 제조방법 {ROTARY ACTUATOR APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 회전식 액추에이터 장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 전자 제어식 변속 시스템(SBW)에서 디텐트 레버를 회전시키는 회전식 액추에이터 장치에 관한 것이다.
차량에 탑재되는 변속기는 엔진 또는 구동모터의 동력을 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 전달하는 장치로, 토크와 회전 속도를 적절하게 변경하는 장치이다.
최근 대부분의 차량에는 P단, R단, N단 및 D단의 변속 모드를 가지면서 자동으로 변속단이 변경되는 자동변속기(AT: Automatic Transmission)가 탑재되고, 각 변속모드는 운전자가 변속 레버를 조작함으로써 변경된다.
종래에는 운전자가 조작하는 변속 레버가 기계적인 메커니즘을 통해 자동변속기에 직결되어 변속레버에 가해진 조작력을 자동변속기에 직접적으로 전달하여 변속모드가 조정되었으나, 기계적 메커니즘을 통해 변속모드가 전환되는 종래 자동변속기용 모드전환장치는 모드 전환시 변속모드 조정에 필요한 힘을 변속레버를 통해 직접 가해야 했기 때문에 운전 편의성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 변속레버가 운전석 옆측의 콘솔 중앙에 설치되기 때문에 자동차 실내공간의 활용도를 떨어뜨리는 요인이 되어 왔다.
이로 인해, 약간의 조작력만 가하면 사전 설정된 방향과 변위량으로 조작됨으로써 전자제어장치가 그 이동방향과 변위량 등을 감지한 다음 액추에이터 등의 작동매체로써 자동변속기의 변속모드를 변경할 수 있도록 구성된 전자제어방식 자동변속기용 변속레버(SBW: Shift By Wire)들이 개발되었다.
종래 기술에 따르면, 이러한 전자제어방식 자동변속기용 변속레버를 작동시키는 액추에이터는 로터 코어와 연결된 중공 샤프트에 센싱 마그넷이 탑재된 센싱플레이트가 장착되어 로터 코어의 회전 위치를 감지하였다.
다만, 이러한 종래 기술에 따르면, 이러한 센싱 플레이트는 중공 샤프트에만 적용 가능하고, 센싱 플레이트가 탑재되는 별도의 공간이 확보되어야 하므로 액추에이터의 길이가 증가되는 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1990386 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 별도의 센싱 플레이트를 포함하지 않고, 로터 코어에 직접 센싱 마그넷이 장착된 회전식 액추에이터 장치를 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전식 액추에이터 장치는 로터마그넷과 일체로 결합된 로터코어; 길이 방향으로 연장되고, 로터코어와 일체로 회전되도록 로터코어와 결합된 로터샤프트; 및 로터코어 또는 로터샤프트와 일체로 회전되도록 로터코어 또는 로터샤프트에 인서트 몰딩되어 결합된 센싱마그넷;을 포함한다.
센싱마그넷은 로터코어로부터 로터샤프트의 길이 방향으로 이격되게 배치된 상태로 수지의 사출에 의해 로터코어 또는 로터샤프트에 고정될 수 있다.
로터코어에는 로터샤프트의 길이 방향으로 연장되고, 로터코어의 원주 방향으로 이격되게 배치된 복수 개의 관통홀이 형성되며, 센싱마그넷은 복수 개의 관통홀로 삽입된 고정핀에 의해 로터코어로부터 로터샤프트의 길이 방향으로 이격되게 지지된 상태로 인서트 몰딩될 수 있다.
로터마그넷은 로터코어의 외주면에 위치되도록 배치되며, 센싱마그넷은 고리 형상으로 연장되고, 로터코어의 상면 또는 하면에서 로터마그넷보다 내측에 위치될 수 있다.
로터샤프트에는 로터코어로부터 길이 방향으로 이격된 일부분에서 회전축으로부터 편심된 편심부가 형성되고, 편심부와 회전 가능하게 결합되고, 회전중심이 로터샤프트의 회전중심으로부터 편심된 편심기어;를 더 포함할 수 있다.
전원 인가시 자기장을 발생시킴으로써 로터코어에 회전력을 발생시키는 스테이터; 스테이터를 외부에서 감싸면서 고정하는 하우징; 및 하우징의 내부에서 편심기어의 외측에 위치되도록 하우징에 고정된 고정기어;를 더 포함하고, 편심기어는 외주면에 외치가 형성된 외치기어이며, 고정기어는 편심기어의 외치와 편심되게 치합되는 내치가 형성된 내치기어일 수 있다.
로터샤프트와 회전 가능하게 결합되면서 로터샤프트를 지지하고, 편심기어로부터 회전력을 인가 받는 출력샤프트;를 더 포함할 수 있다.
로터코어의 상방 또는 하방으로 로터코어와 이격되게 배치되고, 센싱마그넷의 자기장을 센싱하는 센싱소자가 포함된 회로기판;을 더 포함할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전식 액추에이터 장치의 제조방법은 로터샤프트와 결합된 로터코어를 금형에 배치하는 단계; 로터코어의 상면에 센싱마그넷을 위치시키는 단계; 및 로터코어 및 로터샤프트와 센싱마그넷를 인서트한 상태로 수지를 사출하여 센싱마그넷을 결합시키는 단계;를 포함한다.
로터코어에는 로터샤프트의 길이 방향으로 연장되고, 로터코어의 원주 방향으로 이격되게 배치된 복수 개의 관통홀이 형성되며, 센싱마그넷을 위치시키는 단계에서는, 금형에 형성된 고정핀에 의해 센싱마그넷을 로터코어로부터 로터샤프트의 길이 방향으로 이격되게 지지할 수 있다.
금형에 형성된 고정핀은 관통홀보다 단면적이 작게 형성되고, 센싱마그넷을 결합시키는 단계에서는, 고정핀과 관통홀 사이로 수지가 주입될 수 있다.
로터샤프트에는 로터코어로부터 길이 방향으로 이격된 일부분에서 회전축으로부터 편심된 편심부가 형성되고, 로터코어를 금형에 배치하는 단계에서는, 로터코어와 결합된 로터샤프트의 편심부를 금형에 삽입함으로써 로터코어의 회전 위치를 고정할 수 있다.
로터마그넷은 로터코어의 외주면에 위치되도록 배치되며, 센싱마그넷을 결합시키는 단계에서는, 로터마그넷의 외주면 또는 로터코어의 외주면과 금형 사이로 수지가 주입될 수 있다.
센싱마그넷은 고리 형상으로 연장되고, 로터코어의 상면 또는 하면에서 로터마그넷보다 내측에 위치되며, 센싱마그넷을 결합시키는 단계에서는, 센싱마그넷의 내주면 또는 외주면으로 수지가 주입될 수 있다.
본 발명의 회전식 액추에이터 장치에 따르면, 로터코어 또는 로터샤프트에 결합되는 별도의 구성을 더 포함하지 않고도 센싱마그넷이 로터코어 또는 로터샤프트에 결합됨으로써 회전식 액추에이터 장치의 길이를 축소할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치가 적용되는 SBW 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 3 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치의 일부를 도시한 단면도 및 상면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치의 제조방법의 순서도를 도시한 것이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치(100)가 적용되는 SBW 시스템을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치(100)는 전자제어방식 자동변속기용 변속레버 시스템(SBW: Shift By Wire)에 적용될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치(100)는 버튼 또는 레버를 통해 입력된 입력 신호에 따라 TCU(Transmission Control Unit) 또는 SCU(SBW Control Unit)에서 발생시키는 제어 신호에 의해 제어될 수 있다.
회전식 액추에이터 장치(100)의 출력샤프트(170)와 연결된 디텐트 레버(300)가 회전되고, 이에 따라 매뉴얼 밸브(400)가 이동하면서 밸브 바디의 P단, R단, N단 또는 D단에 해당하는 유로를 각각 개방할 수 있다.
또한, 회전식 액추에이터 장치(100)의 출력샤프트(170)에 결합되어 출력샤프트(170)의 회전 위치를 센싱하는 인히비터 스위치(200)가 더 포함되고, 인히비터 스위치(200)는 출력샤프트(170)의 회전 위치를 센싱함으로써 현재 변속단(P단, R단, N단 또는 D단)을 감지하고, 이에 따라 TCU 또는 SCU는 변속단을 피드백 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치(100)는 전자제어방식 자동변속기용 변속레버 시스템에 적용될 수 있음을 시사하는 것이지 이에 한정되지는 않으며, 별도의 시스템에도 적용 가능할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치(100)의 단면도를 도시한 것이며, 도 3 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치(100)의 일부를 도시한 단면도 및 상면도이다.
도 2 내지 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치(100)는 로터마그넷(111)과 일체로 결합된 로터코어(110); 길이 방향으로 연장되고, 로터코어(110)와 일체로 회전되도록 로터코어(110)와 결합된 로터샤프트(120); 및 로터코어(110) 또는 로터샤프트(120)와 일체로 회전되도록 로터코어(110) 또는 로터샤프트(120)에 인서트 몰딩되어 결합된 센싱마그넷(130);을 포함한다.
로터코어(110)는 외주면에 로터마그넷(111)이 결합되고, 후술하는 하우징(150)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 특히, 로터코어(110)는 하우징(150) 내부에 배치된 스테이터(140)에 둘러싸인 상태로 위치됨으로써 스테이터(140)로 전원 인가시 발생되는 자화됨으로써 회전력이 발생될 수 있다.
일 실시예로, 로터코어(110)는 복수 개의 철판이 적층되어 형성될 수 있다.
로터샤프트(120)는 로터코어(110)의 내부에 일체로 결합될 수 있다. 구체적으로, 로터코어(110)의 중심부에는 로터코어(110)의 회전축과 동심으로 배치된 로터샤프트(120)가 결합될 수 있다.
일 실시예로, 로터샤프트(120)는 로터코어(110)의 내부에 압입되어 결합되거나, 냉간 압입 등에 의해 결합될 수 있다.
센싱마그넷(130)은 로터코어(110) 또는 로터샤프트(120)에 인서트 몰딩되어 일체로 결합될 수 있다. 특히, 센싱마그넷(130)은 로터코어(110) 또는 로터샤프트(120)와 동시에 인서트한 상태로 수지(R)를 주입함으로써 로터코어(110) 또는 로터샤프트(120)와 일체로 결합될 수 있다.
이에 따라, 센싱마그넷(130)은 로터코어(110) 또는 로터샤프트(120)에 결합되는 별도의 구성을 더 포함하지 않고도 로터코어(110) 또는 로터샤프트(120)에 결합됨으로써 회전식 액추에이터 장치(100)의 길이를 축소할 수 있는 효과를 갖는다.
센싱마그넷(130)은 로터코어(110)로부터 로터샤프트(120)의 길이 방향으로 이격되게 배치된 상태로 수지(R)의 사출에 의해 로터코어(110) 또는 로터샤프트(120)에 고정될 수 있다.
구체적으로, 센싱마그넷(130)은 로터코어(110)의 상방에 위치될 수 있고, 로터코어(110)의 상면에서 로터샤프트(120)의 길이 방향으로 일정 거리 이격되게 배치된 상태로 로터코어(110) 또는 로터샤프트(120)에 고정될 수 있다. 센싱마그넷(130)은 로터코어(110)의 상면과의 사이로 유입된 수지(R)가 센싱마그넷(130)과 로터코어(110)의 상면 사이를 지지할 수 있다.
더 구체적으로, 로터코어(110)에는 로터샤프트(120)의 길이 방향으로 연장되고, 로터코어(110)의 원주 방향으로 이격되게 배치된 복수 개의 관통홀(112)이 형성되며, 센싱마그넷(130)은 복수 개의 관통홀(112)로 삽입된 고정핀(P)에 의해 로터코어(110)로부터 로터샤프트(120)의 길이 방향으로 이격되게 지지된 상태로 인서트 몰딩될 수 있다.
고정핀(P)은 후술하는 하부금형(M1)에 고정될 수 있고, 하부금형(M1)에서 상방으로 연장된 고정핀(P)에 의해 센싱마그넷(130)은 로터코어(110)의 상방에서 지지될 수 있다.
특히, 고정핀(P)은 복수 개로 형성되고, 로터코어(110)에 형성된 복수 개의 관통홀(112)로 삽입됨으로써 로터코어(110)의 원주 방향으로 복수 개의 위치에서 센싱마그넷(130)을 지지할 수 있다.
고정핀(P)은 로터코어(110)의 높이보다 상방으로 더 연장되어 센싱마그넷(130)을 로터코어(110)의 상면에서 이격된 상태로 지지할 수 있다.
로터마그넷(111)은 로터코어(110)의 외주면에 위치되도록 배치되며, 센싱마그넷(130)은 고리 형상으로 연장되고, 로터코어(110)의 상면 또는 하면에서 로터마그넷(111)보다 내측에 위치될 수 있다.
로터마그넷(111)은 복수 개로 형성되어, 각각이 로터코어(110)의 외주면에 부착될 수 있다. 로터마그넷(111)은 주위를 둘러싸는 스테이터(140)와 상호 작용에 의해 회전력이 발생될 수 있다.
센싱마그넷(130)은 로터코어(110)의 직경보다 작은 고리 형상으로 연장되어 로터코어(110)의 상면에 위치될 수 있다. 특히, 센싱마그넷(130)은 로터코어(110)의 반경 방향으로 로터마그넷(111)과 이격되도록 로터코어(110)의 내측에 위치될 수 있다. 이에 따라, 로터마그넷(111)의 자기장에 의해 센싱마그넷(130)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
로터샤프트(120)에는 로터코어(110)로부터 길이 방향으로 이격된 일부분에서 회전축으로부터 편심된 편심부(121)가 형성되고, 편심부(121)와 회전 가능하게 결합되고, 회전중심이 로터샤프트(120)의 회전중심으로부터 편심된 편심기어(160);를 더 포함할 수 있다.
편심부(121)는 로터샤프트(120)의 일부분에 형성되는 것으로, 로터샤프트(120)의 회전축으로부터 편심될 수 있다. 예를 들어, 편심부(121)는 중심이 로터샤프트(120)의 회전중심으로부터 측방으로 편심된 원형 단면을 갖거나, 타원형의 단면을 가질 수 있다.
일 실시예로, 편심부(121)는 파동 생성기(Wave Generator)일 수 있다.
편심기어(160)는 편심베어링(161)이 사이에 개재된 상태로 편심부(121)와 회전 가능하게 결합될 수 있다. 편심베어링(161)은 편심부(121)의 외주면과 편심기어(160)의 내주면 사이에 개재되어 편심부(121) 및 편심기어(160)를 서로 상대 회전 가능하게 지지할 수 있다.
전원 인가시 자기장을 발생시킴으로써 로터코어(110)에 회전력을 발생시키는 스테이터(140); 스테이터(140)를 외부에서 감싸면서 고정하는 하우징(150); 및 하우징(150)의 내부에서 편심기어(160)의 외측에 위치되도록 하우징(150)에 고정된 고정기어(190);를 더 포함하고, 편심기어(160)는 외주면에 외치가 형성된 외치기어이며, 고정기어(190)는 편심기어(160)의 외치와 편심되게 치합되는 내치가 형성된 내치기어일 수 있다.
하우징(150)은 회전식 액추에이터 장치(100)의 외부를 감싸는 구성으로, 특히 로터코어(110) 및 로터코어(110)를 외부에서 감싸는 스테이터(140)를 외부에서 감싸면서 고정할 수 있다. 이와 대비되게, 로터코어(110) 및 로터샤프트(120)는 하우징(150)과 회전 가능하게 결합될 수 있다.
일 실시예로, 로터샤프트(120)의 상단부는 하우징(150)에 고정된 고정베어링(151)이 사이에 개재된 상태로 하우징(150)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
스테이터(140)는 하우징(150)에 고정된 구성으로, 전원 인가시 자화됨으로써 자기장을 발생시킬 수 있고, 이에 따라 로터코어(110)에 회전력을 발생시킬 수 있다.
고정기어(190)는 로터샤프트(120)의 길이 방향으로 편심부(121) 및 편심기어(160)와 대응되는 위치에서 하우징(150)에 결합될 수 있다.
일 실시예로, 고정기어(190)는 하우징(150)에 압입된 상태로 고정된 링기어일 수 있고, 고정기어(190)는 내주면에 내치가 형성된 내치기어일 수 있다. 반대로, 편심기어(160)는 외주면에 외치가 형성된 외치기어일 수 있다.
고정기어(190)의 내치는 편심기어(160)의 외치와 치합될 수 있다. 특히, 고정기어(190)의 내치와 편심기어(160)의 외치는 원주 방향으로 일부 구간에서만 치합될 수 있다. 즉, 편심기어(160)는 편심부(121)와 함께 편심된 상태로 고정기어(190)와 치합되어 회전될 수 있다.
로터샤프트(120)와 회전 가능하게 결합되면서 로터샤프트(120)를 지지하고, 편심기어(160)로부터 회전력을 인가 받는 출력샤프트(170);를 더 포함할 수 있다.
출력샤프트(170)는 로터샤프트(120)와의 사이에 개재된 출력베어링(171)을 통해 로터샤프트(120)를 지지할 수 있다. 또한, 출력샤프트(170)는 하우징(150)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
편심기어(160)는 출력샤프트(170)으로 회전력을 인가하도록 연결될 수 있다. 구체적으로, 출력샤프트(170)는 로터샤프트(120)와 동심으로 배치되어 편심기어(160)와 편심되게 배치될 수 있다. 편심기어(160)와 출력샤프트(170)는 서로 편심된 상태로 회전 가능하도록 결합될 수 있다.
일 실시예로, 편심기어(160)와 출력샤프트(170)에는 결합핀 및 결합홀 중 적어도 어느 하나가 대응되도록 형성될 수 있고, 결합홀은 편심기어(160)와 출력샤프트(170)가 편심된 상태로 편심축이 이동함에 따라 결합핀이 내부에서 이동 가능하게 형성될 수 있다.
고정기어(190), 편심기어(160) 및 출력샤프트(170)는 하모닉 기어의 일종으로, 편심부(121)의 편심 회전에 의해 발생되는 파동에 의해 편심기어(160)가 고정기어(190)를 중심으로 회전되는 회전력이 출력샤프트(170)로 전달될 수 있다
로터코어(110)의 상방 또는 하방으로 로터코어(110)와 이격되게 배치되고, 센싱마그넷(130)의 자기장을 센싱하는 센싱소자가 포함된 회로기판(180);을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 센싱소자는 홀 효과를 이용하여 센싱마그넷(130)의 자기장을 센싱함으로써 로터샤프트(120) 또는 로터코어(110)의 회전 위치를 감지하는 홀 센서일 수 있다.
회로기판(180)은 인쇄회로기판(180)(PCB: Printed Circuit Board)으로, 센싱소자가 인쇄되거나 탑재될 수 있다. 회로기판(180)은 로터코어(110)의 상방 또는 하방에 위치되어 로터코어(110)와 이격된 위치에서 하우징(150)에 고정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치(100)의 제조방법의 순서도를 도시한 것이다.
도 5를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 액추에이터 장치(100)의 제조방법은 로터샤프트(120)와 결합된 로터코어(110)를 금형(M1,M2)에 배치하는 단계; 로터코어(110)의 상면에 센싱마그넷(130)을 위치시키는 단계; 및 로터코어(110) 및 로터샤프트(120)와 센싱마그넷(130)를 인서트한 상태로 수지(R)를 사출하여 센싱마그넷(130)을 결합시키는 단계;를 포함한다.
금형(M1,M2)은 하부금형(M1)과 상부금형(M2)으로 구성될 수 있고, 하부금형(M1)과 상부금형(M2)이 서로 조립됨으로써 로터샤프트(120)와 결합된 로터코어(110) 및 센싱마그넷(130)을 외측에서 감쌀 수 있다.
로터코어(110)를 금형(M1,M2)에 배치하는 단계에서는, 하부금형(M1)에 로터샤프트(120)와 결합된 로터코어(110)를 안착시킬 수 있다.
로터코어(110)의 상면에 센싱마그넷(130)을 위치시키는 단계에서는, 하부금형(M1)에 안착된 로터코어(110)의 상면에 센싱마그넷(130)을 위치시킬 수 있다.
센싱마그넷(130)을 결합시키는 단계에서는, 로터코어(110) 및 로터샤프트(120)와 센싱마그넷(130)을 인서트한 상태로 수지(R)를 사출함으로써 인서트 몰딩에 의해 센싱마그넷(130)을 결합시킬 수 있다.
로터코어(110)에는 로터샤프트(120)의 길이 방향으로 연장되고, 로터코어(110)의 원주 방향으로 이격되게 배치된 복수 개의 관통홀(112)이 형성되며, 센싱마그넷(130)을 위치시키는 단계에서는, 금형(M1,M2)에 형성된 고정핀(P)에 의해 센싱마그넷(130)을 로터코어(110)로부터 로터샤프트(120)의 길이 방향으로 이격되게 지지할 수 있다.
고정핀(P)은 하부금형(M1)에서 상방으로 연장되고, 로터코어(110)를 금형(M1,M2)에 배치하는 단계에서는 고정핀(P)이 로터코어(110)의 관통홀(112)에 삽입되도록 로터코어(110)를 배치할 수 있다.
고정핀(P)은 로터코어(110)가 하부금형(M1)에 배치된 상태에서 고정핀(P)의 단부가 로터코어(110)의 상면보다 높은 위치로 연장될 수 있다. 이에 따라, 고정핀(P)은 센싱마그넷(130)이 로터코어(110)의 상면보다 상방에 위치되도록 로터코어(110)로부터 이격시킬 수 있다.
센싱마그넷(130)은 고리 형상으로 연장될 수 있고, 내측으로 돌출되거나 또는 하방으로 돌출되어 로터코어(110)의 관통홀(112)에 삽입되는 등으로 로터코어(110)와의 상대적 회전 위치가 구속될 수 있다.
금형(M1,M2)에 형성된 고정핀(P)은 관통홀(112)보다 단면적이 작게 형성되고, 센싱마그넷(130)을 결합시키는 단계에서는, 고정핀(P)과 관통홀(112) 사이로 수지(R)가 주입될 수 있다.
구체적으로, 고정핀(P)의 단면은 관통홀(112)의 단면보다 크게 형성되어 고정핀(P)의 외주면과 관통홀(112)의 내주면 사이에 빈 공간이 형성될 수 있다. 또한, 센싱마그넷(130)을 결합시키는 단계에서 고정핀(P)과 관통홀(112) 사이로 수지(R)가 주입될 수 있다.
이에 따라, 상부금형(M2)과 하부금형(M1) 사이에서 수지(R)의 유동성이 개선됨으로써 성형성 및 양산성이 개선되는 효과를 갖는다. 또한, 고정핀(P)의 단면적 크기가 축소됨으로써 수지(R)가 센싱마그넷(130)의 하부로 주입되어 센싱마그넷(130)을 안정적으로 지지하는 효과를 갖는다.
로터샤프트(120)에는 로터코어(110)로부터 길이 방향으로 이격된 일부분에서 회전축으로부터 편심된 편심부(121)가 형성되고, 로터코어(110)를 금형(M1,M2)에 배치하는 단계에서는, 로터코어(110)와 결합된 로터샤프트(120)의 편심부(121)를 금형(M1,M2)에 삽입함으로써 로터코어(110)의 회전 위치를 고정할 수 있다.
편심부(121)는 로터샤프트(120)의 길이방향으로 일부분에 형성되는 것으로, 로터코어(110)의 하방에서 형성될 수 있다. 편심부(121)는 로터샤프트(120)의 회전 중심으로부터 측방으로 이격된 중심을 갖도록 편심될 수 있다.
편심부(121)를 포함한 로터샤프트(120)가 하부금형(M1)에 삽입됨으로써 로터샤프트(120)의 회전 위치를 기설정된 회전 위치로 고정할 수 있는 효과를 갖는다.
로터마그넷(111)은 로터코어(110)의 외주면에 위치되도록 배치되며, 센싱마그넷(130)을 결합시키는 단계에서는, 로터마그넷(111)의 외주면 또는 로터코어(110)의 외주면과 금형(M1,M2) 사이로 수지(R)가 주입될 수 있다.
로터마그넷(111)은 외측에 배치된 스테이터(140)의 자기장에 의해 회전되는 회전력을 극대화하기 위하여 로터코어(110)의 외주면에 배치될 수 있다. 센싱마그넷(130)을 결합시키는 단계에서 주입되는 수지(R)는 로터마그넷(111)의 외주면과 금형(M1,M2) 사이로 주입되거나, 또는 로터코어(110)의 외주면과 금형(M1,M2) 사이로 주입될 수 있다. 이에 따라, 인서트 몰딩에 의해 로터코어(110)와 로터마그넷(111) 사이의 결합력이 증대되는 효과를 갖는다.
센싱마그넷(130)은 고리 형상으로 연장되고, 로터코어(110)의 상면 또는 하면에서 로터마그넷(111)보다 내측에 위치되며, 센싱마그넷(130)을 결합시키는 단계에서는, 센싱마그넷(130)의 내주면 또는 외주면으로 수지(R)가 주입될 수 있다.
고리 형상의 센싱마그넷(130)은 로터코어(110)의 상면 또는 하면에서 로터코어(110)의 반경 방향으로 로터마그넷(111)보다 내측에 위치될 수 있다. 또한, 센싱마그넷(130)을 결합시키는 단계에서 주입되는 수지(R)는 센싱마그넷(130)의 내주면 및 외주면을 감싸도록 센싱마그넷(130)의 내측 및 외측으로 주입될 수 있다.
이에 따라, 로터마그넷(111)에서 발생되는 자기장의 효과를 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 회전식 액추에이터 장치 110 : 로터코어
120 : 로터샤프트 130 : 센싱마그넷
140 : 스테이터 150 : 하우징
160 : 편심기어 170 : 출력샤프트
180 : 회로기판 190 : 고정기어
200 : 인히비터 스위치
300 : 디텐트 레버
400 : 매뉴얼 밸브

Claims (14)

  1. 로터마그넷과 일체로 결합된 로터코어;
    길이 방향으로 연장되고, 로터코어와 일체로 회전되도록 로터코어와 결합된 로터샤프트; 및
    로터코어 또는 로터샤프트와 일체로 회전되도록 로터코어 또는 로터샤프트에 인서트 몰딩되어 결합된 센싱마그넷;을 포함하고,
    센싱마그넷은 로터코어로부터 로터샤프트의 길이 방향으로 이격되게 배치된 상태로 수지의 사출에 의해 로터코어 또는 로터샤프트에 고정되며,
    로터코어에는 로터샤프트의 길이 방향으로 연장되고, 로터코어의 원주 방향으로 이격되게 배치된 복수 개의 관통홀이 형성되며,
    센싱마그넷은 복수 개의 관통홀로 삽입된 고정핀에 의해 로터코어로부터 로터샤프트의 길이 방향으로 이격되게 지지된 상태로 인서트 몰딩되며,
    인서트 몰딩 수지는 로터코어 또는 로터마그넷의 외주면을 함께 감싸도록 성형된 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    로터마그넷은 로터코어의 외주면에 위치되도록 배치되며,
    센싱마그넷은 고리 형상으로 연장되고, 로터코어의 상면 또는 하면에서 로터마그넷보다 내측에 위치된 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    로터샤프트에는 로터코어로부터 길이 방향으로 이격된 일부분에서 회전축으로부터 편심된 편심부가 형성되고,
    편심부와 회전 가능하게 결합되고, 회전중심이 로터샤프트의 회전중심으로부터 편심된 편심기어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    전원 인가시 자기장을 발생시킴으로써 로터코어에 회전력을 발생시키는 스테이터;
    스테이터를 외부에서 감싸면서 고정하는 하우징; 및
    하우징의 내부에서 편심기어의 외측에 위치되도록 하우징에 고정된 고정기어;를 더 포함하고,
    편심기어는 외주면에 외치가 형성된 외치기어이며, 고정기어는 편심기어의 외치와 편심되게 치합되는 내치가 형성된 내치기어인 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    로터샤프트와 회전 가능하게 결합되면서 로터샤프트를 지지하고, 편심기어로부터 회전력을 인가 받는 출력샤프트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    로터코어의 상방 또는 하방으로 로터코어와 이격되게 배치되고, 센싱마그넷의 자기장을 센싱하는 센싱소자가 포함된 회로기판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치.
  9. 청구항 1의 회전식 액추에이터 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    로터샤프트와 결합된 로터코어를 금형에 배치하는 단계;
    로터코어의 상면에 센싱마그넷을 위치시키는 단계;
    로터코어 및 로터샤프트와 센싱마그넷을 인서트한 상태로 수지를 사출하여 센싱마그넷을 결합시키는 단계;
    로터코어에는 로터샤프트의 길이 방향으로 연장되고, 로터코어의 원주 방향으로 이격되게 배치된 복수 개의 관통홀이 형성되며,
    센싱마그넷을 위치시키는 단계에서는, 금형에 형성된 고정핀에 의해 센싱마그넷을 로터코어로부터 로터샤프트의 길이 방향으로 이격되게 지지된 상태로 인서트 몰딩되며,
    인서트 몰딩 수지는 로터코어 또는 로터마그넷의 외주면을 함께 감싸도록 성형된 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 9에 있어서,
    금형에 형성된 고정핀은 관통홀보다 단면적이 작게 형성되고,
    센싱마그넷을 결합시키는 단계에서는, 고정핀과 관통홀 사이로 수지가 주입되는 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치의 제조방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    로터샤프트에는 로터코어로부터 길이 방향으로 이격된 일부분에서 회전축으로부터 편심된 편심부가 형성되고,
    로터코어를 금형에 배치하는 단계에서는, 로터코어와 결합된 로터샤프트의 편심부를 금형에 삽입함으로써 로터코어의 회전 위치를 고정하는 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치의 제조방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    로터마그넷은 로터코어의 외주면에 위치되도록 배치되며,
    센싱마그넷을 결합시키는 단계에서는, 로터마그넷의 외주면 또는 로터코어의 외주면과 금형 사이로 수지가 주입되는 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치의 제조방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    센싱마그넷은 고리 형상으로 연장되고, 로터코어의 상면 또는 하면에서 로터마그넷보다 내측에 위치되며,
    센싱마그넷을 결합시키는 단계에서는, 센싱마그넷의 내주면 또는 외주면으로 수지가 주입되는 것을 특징으로 하는 회전식 액추에이터 장치의 제조방법.
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