KR102513367B1 - 액추에이터 모듈 - Google Patents

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Abstract

개시된 실시예에 따른 액추에이터 모듈은 구동 샤프트 및 상기 구동 샤프트를 회전시키는 구동부를 포함하는 모터부; 상기 구동부의 일 측에 설치되고 상기 모터부의 구동에 따른 출력 토크를 증가시키는 감속기; 상기 구동부의 타 측에 설치되고 상기 모터부의 회전을 억제하는 브레이크; 상기 브레이크의 일 측에 설치되고 상기 구동 샤프트의 동작을 센싱하는 엔코더; 상기 엔코더의 일 측에 설치되고 상기 모터부와 전기적으로 연결되어 상기 모터부를 제어하는 컨트롤러; 상기 모터부, 상기 감속기, 상기 브레이크, 상기 엔코더 및 상기 컨트롤러를 감싸는 제1 하우징을 포함하고, 기류가 유동할 수 있는 기류 패스가 상기 모터부로부터 연장 형성된다.

Description

액추에이터 모듈{ACTUATOR MODULE}
본 개시는 방열 구조를 포함하는 액추에이터 모듈에 관한 것이다.
본 개시는 산업통상자원부의 에너지수요관리핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제고유번호: 1415169323, 연구과제명: 로봇 기반 전기자동차 급속 자동 충전시스템 개발 및 실증]
액추에이터 모듈은 하우징에 의한 밀폐 구조를 가질 수 있다. 액추에이터 모듈의 부품들은 하우징에 의한 밀폐 구조 내부에 위치할 수 있다. 액추에이터 모듈은 하우징을 통한 밀폐 구조를 통해 액추에이터 모듈의 부품들을 외부 충격으로부터 보호할 수 있으며, 이물질이 부품들로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
액추에이터 모듈이 구동될 때 액추에이터 모듈의 일부 부품들에서 열이 발생할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 모듈의 부품들 중 모터, 컨트롤러에서 열이 발생할 수 있다. 하우징 내부에 위치하는 액추에이터 모듈의 부품들로부터 발생한 열은 하우징 밖으로 배출될 필요가 있다.
본 개시의 실시예들은 방열 구조를 포함하는 액추에이터 모듈을 제공한다.
액추에이터 모듈은 소정 기기에 장착되어 기기가 구동될 수 있는 구동력을 제공할 수 있다. 액추에이터 모듈은 구성 요소를 외부 충격으로부터 보호하고, 이물질의 유입을 방지하는 밀폐 구조를 가질 수 있다. 액추에이터 모듈이 구동될 때, 액추에이터 모듈의 부품들에서 열이 발생할 수 있다. 밀폐 구조에 의해 액추에이터 모듈의 부품들에서 발생한 열이 외부로 방출되지 못하고 하우징 내부에 잔여하게 되어 하우징 밖으로 방출되는 효율이 감소할 수 있다.
액추에이터 모듈의 부품들에서 발생한 열이 하우징의 외부로 원활하게 방출되지 못할 경우, 액추에이터 모듈 내부의 부품들 중 일부가 고온에 의해 손상되거나 고장이 발생할 수 있어, 부품들의 작동에 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 전자 기판 등이 열에 의해 손상될 경우, 액추에이터 모듈의 정상적인 작동이 어려울 수 있다. 액추에이터 모듈의 부품들로부터 발생한 열을 하우징의 외부로 방출하기 위해 별도의 냉각 라인이 제안될 수 있으나, 냉각 라인은 액추에이터 모듈의 크기를 크게하여, 액추에이터 모듈의 소형화에 어려움을 발생시킬 수 있다. 또한, 냉각 라인은 냉매를 별도로 관리할 필요가 있어, 사용자가 액추에이터 모듈을 관리하는 데에 어려움이 발생할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 이러한 문제점들을 해결하여, 액추에이터 모듈 내부의 구성 요소를 보호하기 위해 밀폐 구조를 가짐과 동시에, 액추에이터 모듈의 내부에서 발생한 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있는 액추에이터 모듈을 제공한다.
본 개시의 일 측면은 액추에이터 모듈의 실시예를 제공한다.
일 실시예에 따른 액추에이터 모듈은 구동 샤프트 및 상기 구동 샤프트를 회전시키는 구동부를 포함하는 모터부; 상기 구동부의 일 측에 설치되고 상기 모터부의 구동에 따른 출력 토크를 증가시키는 감속기; 상기 구동부의 타 측에 설치되고 상기 모터부의 회전을 억제하는 브레이크; 상기 브레이크의 일 측에 설치되고 상기 구동 샤프트의 동작을 센싱하는 엔코더; 상기 엔코더의 일 측에 설치되고 상기 모터부와 전기적으로 연결되어 상기 모터부를 제어하는 컨트롤러; 상기 모터부, 상기 감속기, 상기 브레이크, 상기 엔코더 및 상기 컨트롤러를 감싸는 제1 하우징을 포함하고, 기류가 유동할 수 있는 기류 패스가 상기 모터부로부터 연장 형성된다.
상기 컨트롤러의 일 측에 설치되고 상기 모터부에서 발생한 열을 배출시키기 위한 방열 구조를 더 포함하고, 상기 기류 패스는 상기 방열 구조까지 연장 형성될 수 있다.
상기 제1 하우징의 적어도 일부를 감싸며 상기 제1 하우징의 일 측에 결합되고, 상기 제1 하우징과 함께 밀폐 구조를 형성하는 제2 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징 사이에는 가요성의 실링(sealing) 부재가 배치될 수 있다.
상기 방열 구조는 금속 소재의 방열판을 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러와 상기 방열 구조 사이에는 틈이 형성되고, 상기 방열 구조는 상기 제1 하우징의 내면에 부착될 수 있다.
상기 기류 패스의 일 말단은 상기 모터부를 향해 개방되고, 상기 기류 패스의 타 말단은 상기 방열 구조를 향해 개방될 수 있다.
상기 엔코더를 유지시키고 상기 브레이크와 상기 엔코더 사이에 배치되는 격벽을 더 포함하고, 상기 기류 패스의 상기 타 말단은 상기 격벽을 통과하며 상기 모터부를 향해 개방될 수 있다.
상기 기류 패스는 상기 제1 하우징의 내면과 상기 모터부, 상기 브레이크 및 상기 격벽의 외면의 적어도 일부를 경계면으로 포함할 수 있다.
상기 모터부에 의해 가열된 기류는, 상기 기류 패스의 상기 일 말단을 통해 상기 기류 패스로 유입되고, 상기 기류 패스의 상기 타 말단을 통해 상기 기류 패스로부터 배출될 수 있다.
상기 구동 샤프트에는 상기 모터부 주위의 기류를 순환시키기 위한 기류 순환 부재가 형성될 수 있다.
상기 기류 순환 부재는 상기 구동 샤프트로부터 방사 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
상기 기류 순환 부재는 상기 구동 샤프트의 회전 시 상기 구동 샤프트와 함께 회전할 수 있다.
상기 기류 순환 부재는 복수 개의 팬(fan)이고, 상기 복수 개의 팬은 상기 구동 샤프트의 둘레를 따라 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
상기 기류 순환 부재는 상기 기류 순환 부재의 적어도 일부가 상기 기류 패스의 내부에 위치하도록 연장될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 액추에이터 모듈은 하우징에 의한 밀폐 구조를 가질 수 있어, 액추에이터 모듈 내부의 부품들을 외부 충격으로부터 보호하고 이물질의 유입을 방지할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 액추에이터 모듈은 밀폐 구조를 가짐과 동시에 액추에이터 모듈의 내부에서 발생한 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 의하면, 액추에이터 모듈의 내부에서 가열된 기류가 원활하게 순환되어, 액추에이터 모듈의 하우징 내부의 열을 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 액추에이터 모듈의 부품이 손상되거나 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 액추에이터 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액추에이터 모듈의 A-A' 방향 단면 분해도이다.
도 3은 도 1에 도시된 액추에이터 모듈의 A-A' 방향 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기류 패스 부분을 확대한 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 기류 순환 부재의 일 예시적 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시된 기류 순환 부재의 다른 예시적 사시도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에서 '실시예'는 본 개시의 기술적 사상을 용이하게 설명하기 위한 임의의 구분으로서, 실시예 각각이 서로 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 일 실시예에 개시된 구성들은 다른 실시예에 적용 및 구현될 수 있으며, 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 변경되어 적용 및 구현될 수 있다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다. 또한, 본 개시에서 사용되는 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
명세서 전체에서 구성 요소의 "길이 방향"은 구성 요소가 구성 요소의 일 방향 축을 따라 연장하는 방향일 수 있으며, 이때 구성 요소의 일 방향 축은 일 방향 축을 가로지르는 타 방향 축보다 구성 요소가 더 길게 연장하는 방향을 의미할 수 있다.
본 개시에서 사용되는 해당 구성 "만으로 구성되는" 등과 같은 표현은, 해당 구성 외에 다른 구성을 포함할 가능성을 배제하는 폐쇄형 용어(closed-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서 사용되는 "일 측"의 방향 지시어는 일 구성 요소의 중심을 기준으로 임의의 일 방향을 의미하고, "타 측"의 방향지시어는 일 측 방향의 반대 방향을 의미한다. 이는 어디까지나 본 개시가 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 기준이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 일 측 및 타 측을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 액추에이터 모듈(100)의 사시도이다.
액추에이터 모듈(100)은 액추에이터 모듈(100)의 외관을 형성하는 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(120)은 서로 분리될 수 있다. 제2 하우징(120)은 재1 하우징의 일 측에 결합될 수 있다. 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(120)은 서로 결합하여 내부에 밀폐 구조를 형성할 수 있다.
제1 하우징(110)은 일 단부(110a)와 타 단부(110b)로 분리될 수 있다. 제1 하우징(110)의 일 단부(110a)는 타 단부(110b)는 서로 결합하며 내부 공간을 형성할 수 있다. 내부 공간에는 액추에이터 모듈(100)의 부품들이 배치될 수 있다.
제2 하우징(120)의 일 측으로 연결 부재(145)가 돌출될 수 있다. 연결 부재(145)는 소정 기기와 연결될 수 있다. 연결 부재(145)는 소정 기기와 연결되어 기기가 구동될 수 있는 구동력을 제공할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 액추에이터 모듈(100)의 A-A' 방향 단면 분해도이다.
도 2를 참조하여, 액추에이터 모듈(100)의 내부 부품들을 살펴본다. 액추에이터 모듈(100)은 제1 하우징(110) 내에 설치되는 모터부(130)를 포함할 수 있다. 모터부(130)는 구동 샤프트(132) 및 구동 샤프트(132)를 회전시키는 구동부(131)를 포함할 수 있다.
구동부(131)는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기 에너지를 회전 에너지로 바꿀 수 있다. 구동부(131)는 스테이터를 포함할 수 있다. 스테이터는 복수의 스테이터 코어를 포함할 수 있다. 구동부(131)는 스테이터 코어에 회전 자계를 형성하도록 권선된 코일을 포함할 수 있다. 코일에 전류가 흐르면 구동부(131)는 전기적 상호 작용을 통하여 구동 샤프트(132)를 회전시킬 수 있다.
구동 샤프트(132)는 구동부(131)에 유지될 수 있다. 구동 샤프트(132)는 베어링을 통해 구동부(131)에 유지될 수 있다. 구동부(131)에 전류가 흐르면 구동부(131)는 구동 샤프트(132)에 전자기적 영향을 주는 전자기장을 생성할 수 있다. 구동부(131)에 유지되는 구동 샤프트(132)는 구동부(131)와의 전기적 상호 작용을 통해 회전할 수 있다. 구동 샤프트(132)는 제2 하우징(120)의 일 측으로 돌출된 연결 부재(145)를 회전시킬 수 있다. 구동 샤프트(132)는 일 측에서부터 타 측으로 세장형으로 연장될 수 있다. 구동 샤프트(132)는 모터부(130)의 회전 에너지를 전달하는 부재일 수 있다. 구동 샤프트(132)는 모터부(130)의 출력을 전달시킬 수 있다.
액추에이터 모듈(100)은 구동부(131)의 일 측에 설치되는 감속기(140)를 포함할 수 있다. 감속기(140)는 모터부(130)의 출력을 증가시킬 수 있다. 감속기(140)는 모터부(130)의 출력에 따른 토크를 증가시킬 수 있다. 감속기(140)는 예를 들어, 기어식 감속기, 전동볼식 감속기, 하모닉 드라이브 감속기, 사이클로이드 감속기 중 적어도 하나일 수 있다.
기어식 감속기는 널리 사용되는 감속기로서, 인볼루트 치형(Involute Tooth Form)을 사용할 수 있다. 전동볼식 감속기는 에피사이클로이드 곡선(Epicycloid Curve)과 하이포사이클로이드 곡선(Hypocycloid Curve)이 마주보는 형상의 안내홈 내를 볼이 전동(轉動)하여 감속회전을 실행시키도록 한 감속기일 수 있다. 하모닉 드라이브 감속기는 타원형으로 된 웨이브 제네레이터 뭉치가 회전하면 타원형으로 쓸려 돌아가는 베어링에 의해 타원운동 부분만 플렉스플라인으로 전달되고 플렉스플라인은 천천히 맨 바깥쪽 링기어를 한칸씩 건너 뛰면서 회전하여 감속을 유도하는 감속기일 수 있다. 사이클로이드 감속기는 핀을 고정하고 유성기어로서 트로코이드 기어(Trochoid Gear)를 편심 회전시켜 트로코이드 내에 동일한 각도로 배치되어 있는 핀구멍 및 핀을 통해 트로코이드 기어의 자전만을 실행시켜 감속 회전을 얻도록 한 감속기일 수 있다.
액추에이터 모듈(100)은 구동부(131)의 타 측에 설치되는 브레이크(150)를 포함할 수 있다. 브레이크(150)는 구동 샤프트(132)와 연결될 수 있다. 브레이크(150)는 전원이 연결되지 않을 때, 모터부(130)의 회전을 억제할 수 있다. 즉, 브레이크(150)는 전원이 연결되지 않을 때 모터부(130)의 회전을 방지하여 모터부(130)가 구동되는 것을 막을 수 있다.
액추에이터 모듈(100)은 브레이크(150)의 일 측에 설치되는 엔코더(160)를 포함할 수 있다. 엔코더(160)는 모터부(130)의 동작을 센싱할 수 있다. 엔코더(160)는 모터부(130)의 구동 샤프트(132)의 회전 각도를 측정할 수 있다. 엔코더(160)는 구동 샤프트(132)의 각도를 측정하여 구동 샤프트(132)가 회전하는 것을 감지할 수 있다. 엔코더(160)는 구동 샤프트(132)의 회전 시 전기적 신호를 출력할 수 있다. 엔코더(160)는 예를 들어, 포텐셔미터, 광학식 회전 엔코더(160)일 수 있으나 엔코더(160)의 종류는 이에 제한되지 않는다.
액추에이터 모듈(100)은 엔코더(160)의 일 측에 설치되는 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(170)는 모터부(130)와 전기적으로 연결되어 모터부(130)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(170)는 모터 드라이버를 포함할 수 있다. 컨트롤러(170)는 사용자의 신호를 수신하여 모터부(130)의 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어 컨트롤러(170)는 사용자의 신호에 따라 모터부(130)의 출력을 증가시키거나, 모터부(130)의 출력을 감소시킬 수 있다. 사용자의 신호에 따라 모터부(130)의 출력이 증가되거나 감소됨에 따라 액추에이터 모듈(100)의 출력 즉, 액추에이터 모듈(100)의 구동력이 제어되고, 액추에이터 모듈(100)과 연결된 소정 기기의 움직임이 제어될 수 있다.
액추에이터 모듈(100)은 엔코더(160)를 유지시키는 격벽(155)을 포함할 수 있다. 격벽(155)에는 엔코더(160)가 장착될 수 있다. 격벽(155)은 브레이크(150)와 엔코더(160) 사이에 위치할 수 있다. 격벽(155)은 제1 하우징(110)과 연결될 수 있다. 격벽(155)은 제1 하우징(110)과 연결되어 격벽(155)의 일 측과 격벽(155)의 타 측을 구획시킬 수 있다. 예를 들어, 격벽(155)의 일 측에는 모터부(130), 감속기(140) 및 브레이크(150)가 배치되고, 격벽(155)의 타 측에는 엔코더(160), 컨트롤러(170) 및 방열 구조(180)가 배치될 수 있다.
액추에이터 모듈(100)은 컨트롤러(170)의 일 측에 설치되는 방열 구조(180)를 포함할 수 있다. 방열 구조(180)는 컨트롤러(170)로부터 소정 거리 이격되어 컨트롤러(170)의 일 측에 설치될 수 있다. 방열 구조(180)는 컨트롤러(170)로부터 소정 거리 이격되어 제1 하우징(110)의 내면에 설치될 수 있다. 방열 구조(180)는 제1 하우징(110)의 타 단부(110b)의 내부 표면에 고정될 수 있다.
방열 구조(180)는 제1 하우징(110) 내부의 열을 흡수하여 제1 하우징(110) 밖으로 전달시킬 수 있다. 방열 구조(180)는 금속 소재일 수 있다. 금속 소재는 열 전도성이 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 방열 구조(180)는 금속 소재의 방열판을 복수 개 포함할 수 있다. 방열판은 제1 하우징(110)의 타 단부(110b)의 내면으로부터 모터부(130)를 향하는 방향으로 돌출될 수 있다.
제1 하우징(110)의 일 단부(110a)와 제2 하우징(120) 사이에는 실링 부재(111)가 배치될 수 있다. 실링 부재(111)는 가요성일 수 있다. 실링 부재(111)는 예를 들어 고무일 수 있으나, 실링 부재(111)의 재료는 이에 제한되지 않는다.
실링 부재(111)는 제1 하우징(110)의 일 단부(110a)와 제2 하우징(120)의 접촉 부분을 따라 연장할 수 있다. 예를 들어, 제1 하우징(110)의 일 단부(110a)와 제2 하우징(120)의 접촉 부분이 원 형상일 때, 실링 부재(111) 또한 원 형상으로 연장할 수 있다. 실링 부재(111)를 통해 제1 하우징(110)의 일 단부(110a)와 제2 하우징(120)이 서로 기밀하게 결합될 수 있으며, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)에 의해 밀폐 구조가 형성될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 액추에이터 모듈(100)의 A-A' 방향 단면도이다.
도 3을 참조하면, 액추에이터 모듈(100)의 A-A' 방향을 가로지르는 방향으로 배치된 액추에이터 모듈(100)의 부품이 도시된다.
액추에이터 모듈(100)의 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)은 서로 결합되어 내부에 밀폐 구조를 형성할 수 있다. 제1 하우징(110)은 모터부(130), 감속기(140), 브레이크(150), 엔코더(160), 컨트롤러(170) 및 방열 구조(180)를 감쌀 수 있다. 밀폐 구조 내부에는 액추에이터 모듈(100)의 부품들이 배치될 수 있다. 액추에이터 모듈(100)은 구동 샤프트(132)와 구동 샤프트(132)를 회전 시키는 구동부(131)를 포함하는 모터부(130)를 포함할 수 있다. 구동부(131)의 일 측에는 모터부(130)의 출력에 따른 토크를 증가시키는 감속기(140)가 배치될 수 있다. 구동부(131)의 타 측에는 구동 샤프트(132)의 회전을 억제하는 브레이크(150)가 배치될 수 있다. 브레이크(150)의 일 측에는 구동 샤프트(132)의 동작을 센싱하는 엔코더(160)가 배치될 수 있다. 브레이크(150)와 엔코더(160) 사이에는 격벽(155)이 배치될 수 있다. 엔코더(160)의 일 측에는 모터부(130)와 전기적으로 연결되어 모터부(130)를 제어하는 컨트롤러(170)가 배치될 수 있다. 컨트롤러(170)의 일 측에는 방열 구조(180)가 배치될 수 있다. 방열 구조(180)는 컨트롤러(170)와 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 액추에이터 모듈(100)에는 기류가 유동할 수 있는 기류 패스(190)가 모터부(130)로부터 방열 구조(180)까지 연장 형성될 수 있다. 기류 패스(190)는 모터부(130)에서 가열된 기류가 방열 구조(180)까지 유동하는 통로일 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 기류 패스(190) 부분을 확대한 단면도이다.
기류 패스(190)는 일 말단(191)과 타 말단(192)을 포함할 수 있다. 기류 패스(190)의 일 말단(191)은 모터부(130)를 향해 개방되고, 기류 패스(190)의 타 말단(192)은 방열 구조(180)를 향해 개방될 수 있다.
기류 패스(190)의 타 말단(192)은 브레이크(150)와 엔코더(160) 사이에 배치되는 격벽(155)을 통과할 수 있다. 즉, 격벽(155)에는 통공이 형성될 수 있으며, 기류 패스(190)의 타 말단(192)은 격벽(155)의 통공을 포함할 수 있다. 기류 패스(190)의 타 말단(192)이 격벽(155)을 통과함에 따라, 기류 패스(190)를 따라 유동하는 기류는 격벽(155)에 의해 흐름이 방해받지 않고 모터부(130)로부터 방열 구조(180)로 유동할 수 있다.
기류 패스(190)는 제1 하우징(110)의 내면과 모터부(130), 브레이크(150) 및 격벽(155)의 외면의 적어도 일부를 경계면으로 포함할 수 있다. 즉, 기류 패스(190)는 제1 하우징(110)의 내면과 모터부(130), 브레이크(150) 및 격벽(155)의 외면의 적어도 일부를 소정의 경계면으로 하며, 제1 하우징(110)의 내면과 모터부(130), 브레이크(150) 및 격벽(155)의 외면의 적어도 일부에 의해 감싸진 부분일 수 있다.
모터부(130)에서 생성된 열에 의해 가열된 기류는 기류 패스(190)를 통과하며 순환될 수 있다. 가열된 기류는 기류 패스(190)의 일 말단(191)을 통하여 기류 패스(190)로 유입될 수 있다. 기류 패스(190)로 유입된 기류는 제1 하우징(110)의 내면과 모터부(130), 브레이크(150) 및 격벽(155)의 외면의 적어도 일부를 경계면으로 포함하는 기류 패스(190)를 통과할 수 있다. 기류는 기류 패스(190)의 타 말단(192)을 통하여 기류 패스(190)로부터 유출될 수 있다. 여기서, 타 말단은 격벽(155)에 형성된 통공을 포함할 수 있다. 기류 패스(190)로부터 유출된 기류는 방열 구조(180)에 도달한 후, 빠르게 냉각될 수 있다.
일 실시예에 따른 액추에이터 모듈(100)의 구동 샤프트(132)에는 모터부(130) 주위의 기류를 순환시키기 위한 기류 순환 부재(135)가 형성될 수 있다. 기류 순환 부재(135)는 구동 샤프트(132) 주위의 기류를 순환시킬 수 있다. 기류 순환 부재(135)는 구동 샤프트(132) 주위의 가열된 기류를 순환시켜, 가열된 기류가 일정 기간 이상 구동 샤프트(132) 주위에 머무르는 것을 방지할 수 있다.
기류 순환 부재(135)는 구동 샤프트(132)로부터 방사 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 기류 순환 부재(135)의 적어도 일부는 기류 패스(190) 내부에 위치하도록 연장될 수 있다. 기류 순환 부재(135)의 적어도 일부는 기류 패스(190)의 일 말단(191)에 위치할 수 있다. 기류 순환 부재(135)는 구동 샤프트(132)의 회전 시, 구동 샤프트(132)와 함께 회전할 수 있다. 기류 순환 부재(135)는 구동 샤프트(132)의 회전에 따라 함께 회전하며 기류를 순환시킬 수 있다. 기류 순환 부재(135)의 적어도 일부는 기류 패스(190) 내에서 회전하며 가열된 기류가 기류 패스(190)를 통과하도록 할 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 기류 순환 부재(135)의 일 예시적 사시도이다.
도 5를 참조하면, 기류 순환 부재(135)는 복수 개의 팬(fan)일 수 있다. 복수 개의 팬은 구동 샤프트(132)의 둘레를 따라 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 복수 개의 팬은 구동 샤프트(132)가 회전하는 회전축으로부터 방사 방향으로 연장될 수 있다. 복수 개의 팬은 구동 샤프트(132)의 회전축으로부터 방사 방향으로 멀어지며 폭이 증가할 수 있다.
복수 개의 팬은 구동 샤프트(132)로부터 멀어지는 방향으로 기류를 유동시킬 수 있다. 복수 개의 팬은 주위의 기류를 유동시켜 주위 온도를 낮출 수 있다. 복수 개의 팬의 개수 및 형상은 도 5에 도시된 바에 제한되지 않고, 필요에 따라 변경될 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 기류 순환 부재(135)의 다른 예시적 사시도이다.
도 6을 참조하면, 기류 순환 부재(135)는 복수 개의 돌기일 수 있다. 복수 개의 돌기는 서로 동일한 형상일 수 있으며, 구동 샤프트(132)의 둘레를 따라 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 복수 개의 돌기는 구동 샤프트(132)의 회전 시 구동 샤프트(132)로부터 멀어지는 방향으로의 바람을 생성할 수 있다. 돌기는 구동 샤프트(132)로부터 멀어질수록 더 작은 폭을 가질 수 있다. 돌기는 들어 원기둥을 포함하는 각기둥, 원뿔대를 포함하는 각뿔대일 수 있다. 예를 들어 돌기가 사각뿔대일 때, 돌기는 사각형의 단면을 가질 수 있으며, 사각형의 단면의 면적은 구동 샤프트(132)로부터 멀어질수록 감소할 수 있다.
실시예에 따른 액추에이터 모듈(100)은 하우징에 의한 밀폐 구조를 가질 수 있어, 액추에이터 모듈(100) 내부의 부품들을 외부 충격으로부터 보호하고 이물질의 유입을 방지할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 액추에이터 모듈(100)은 밀폐 구조를 가짐과 동시에 액추에이터 모듈(100)의 내부에서 발생한 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다. 액추에이터 모듈(100)의 내부에서 가열된 기류가 원활하게 순환되어, 액추에이터 모듈(100)의 하우징 내부의 열을 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 액추에이터 모듈(100)의 부품이 손상되거나 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 액추에이터 모듈, 110: 제1 하우징, 110a: 제1 하우징의 일 단부, 110b: 제1 하우징의 타 단부, 111: 실링 부재, 120: 제2 하우징, 130: 모터부, 131: 구동부, 132: 구동 샤프트, 135: 기류 순환 부재, 140: 감속기, 145: 연결 부재, 150: 브레이크, 155: 격벽, 160: 엔코더, 170: 컨트롤러, 180: 방열 구조, 190: 기류 패스, 191: 기류 패스의 일 말단, 192: 기류 패스의 타 말단

Claims (15)

  1. 구동 샤프트 및 상기 구동 샤프트를 회전시키는 구동부를 포함하는 모터부;
    상기 구동부의 일 측에 설치되고 상기 모터부의 구동에 따른 출력 토크를 증가시키는 감속기;
    상기 구동부의 타 측에 설치되고 상기 모터부의 회전을 억제하는 브레이크;
    상기 브레이크의 일 측에 설치되고 상기 구동 샤프트의 동작을 센싱하는 엔코더;
    상기 엔코더의 일 측에 설치되고 상기 모터부와 전기적으로 연결되어 상기 모터부를 제어하는 컨트롤러;
    상기 모터부, 상기 감속기, 상기 브레이크, 상기 엔코더 및 상기 컨트롤러를 감싸는 제1 하우징; 및
    상기 제1 하우징의 적어도 일부를 감싸며 상기 제1 하우징의 일 측에 결합되고, 상기 제1 하우징과 함께 밀폐 구조를 형성하는 제2 하우징을 포함하고,
    기류가 유동할 수 있는 기류 패스가 상기 모터부로부터 연장 형성되고,
    상기 모터부 주위의 상기 기류를 순환시키기 위한 기류 순환 부재가 상기 구동 샤프트의 회전축을 따라 상기 모터부와 상기 브레이크의 사이에서 상기 구동 샤프트에 형성되고,
    상기 기류 순환 부재는 상기 구동 샤프트로부터 방사 방향으로 돌출 형성되는,
    액추에이터 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러의 일 측에 설치되고 상기 모터부에서 발생한 열을 배출시키기 위한 방열 구조를 더 포함하고,
    상기 기류 패스는 상기 방열 구조까지 연장 형성되는,
    액추에이터 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징 사이에는 가요성의 실링(sealing) 부재가 배치되는,
    액추에이터 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 방열 구조는 금속 소재의 방열판을 포함하는,
    액추에이터 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컨트롤러와 상기 방열 구조 사이에는 틈이 형성되고,
    상기 방열 구조는 상기 제1 하우징의 내면에 부착되는,
    액추에이터 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기류 패스의 일 말단은 상기 모터부를 향해 개방되고, 상기 기류 패스의 타 말단은 상기 방열 구조를 향해 개방되는,
    액추에이터 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 엔코더를 유지시키고 상기 브레이크와 상기 엔코더 사이에 배치되는 격벽을 더 포함하고,
    상기 기류 패스의 상기 타 말단은 상기 격벽을 통과하며 상기 방열 구조를 향해 개방되는,
    액추에이터 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기류 패스는 상기 제1 하우징의 내면과 상기 모터부, 상기 브레이크 및 상기 격벽의 외면의 적어도 일부를 경계면으로 포함하는,
    액추에이터 모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 모터부에 의해 가열된 기류는, 상기 기류 패스의 상기 일 말단을 통해 상기 기류 패스로 유입되고, 상기 기류 패스의 상기 타 말단을 통해 상기 기류 패스로부터 배출되는,
    액추에이터 모듈.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기류 순환 부재는 상기 구동 샤프트의 회전 시 상기 구동 샤프트와 함께 회전하는,
    액추에이터 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기류 순환 부재는 복수 개의 팬(fan)이고,
    상기 복수 개의 팬은 상기 구동 샤프트의 둘레를 따라 동일한 간격으로 배치되는,
    액추에이터 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 기류 순환 부재는 상기 기류 순환 부재의 적어도 일부가 상기 기류 패스의 내부에 위치하도록 연장되는,
    액추에이터 모듈.
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