KR102571337B1

KR102571337B1 - 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터

Info

Publication number: KR102571337B1
Application number: KR1020210020923A
Authority: KR
Inventors: 김기현; 김한슬; 조은상
Original assignee: 인지컨트롤스 주식회사
Priority date: 2021-02-17
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2023-08-29
Also published as: KR20220117494A

Abstract

개시된 본 발명에 의한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터는, 내부에 설치 공간이 마련되는 하우징부, 하우징부의 내부에 마련되어 구동력을 발생시키는 구동부, 하우징부에 대해 구동부를 반경 방향 및 축 방향으로 자세 고정시켜 움직임을 지지하는 지지부, 하우징부의 내부에 상기 구동부와 이웃하게 마련되어 구동부로부터 제공된 구동력에 의해 차량용 냉각수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 제어밸브를 구동시키는 출력부 및, 하우징부의 내부에 마련되어 출력부의 출력 상태를 감지하는 감지부를 포함하며, 지지부는 구동부의 일단과 타단을 지지한 상태로 상기 하우징부에 대해 자세 고정시킨다. 이러한 구성에 의하면, 하우징부에 대한 구동부의 간단한 조립으로도 안정적인 자세 고정이 가능하여, 구동력 발생 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터{ACTUATOR FOR VEHICLE COOLANT CONTROL VALVE}

본 발명은 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 하우징에 대해 구동원의 단순 조립에도 안정적인 자세 고정 및 그라운드 연결이 가능하여, 고품질의 구동력을 제공할 수 있는 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 구동력 발생을 위한 모터는 안정적인 지지와 그라운드 연결이 모터의 성능을 좌우하는 주요 인자이다. 이에 따라, 근래에는 제어밸브의 안정적인 구동을 위한 모터의 지지에 대한 연구가 지속적으로 요구되고 있는 추세이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0136506호 대한민국 등록특허공보 제10-1500391호

본 발명의 목적은 간단한 조립 공정으로도 구동원의 축 방향 및 반경 방향에 대한 자세 고정력을 향상시켜 안정적인 구동력을 제공할 수 있는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터는, 내부에 설치 공간이 마련되는 하우징부, 상기 하우징부의 내부에 마련되어, 구동력을 발생시키는 구동부, 상기 하우징부에 대해 상기 구동부를 반경 방향 및 축 방향으로 자세 고정시켜 움직임을 지지하는 지지부, 상기 하우징부의 내부에 상기 구동부와 이웃하게 마련되어, 상기 구동부로부터 제공된 구동력에 의해 차량용 냉각수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 제어밸브를 구동시키는 출력부 및, 상기 하우징부의 내부에 마련되어, 상기 출력부의 출력 상태를 감지하는 감지부를 포함하며, 상기 지지부는 상기 구동부의 일단과 타단을 지지한 상태로 상기 하우징부에 대해 자세 고정시킨다.

또한, 상기 구동부는, 상기 감지부와 이웃하게 마련되며 원통 형상을 가지는 구동원 및, 상기 구동원과 연결되어 상기 구동력을 상기 출력부로 감속 전달하는 적어도 하나의 전달기어를 포함하며, 상기 지지부는 상기 구동원과 상기 하우징부 사이에서 상기 구동원의 외면에 대응되는 곡률진 형상을 가지는 그라운드부재가 마련되되, 상기 그라운드부재에 상기 구동원이 압착되면 적어도 2개의 그라운드 접촉 지점을 가지며 일측은 상기 감지부와 그라운드 연결될 수 있다.

또한, 상기 구동부는 원통 형상의 구동원을 포함하며, 상기 지지부는, 상기 구동원의 일단에 밀착되는 플레이트 형상을 가지되, 상기 구동원의 일단이 상기 축 방향으로 적어도 일부 삽입된 상태로 상기 하우징부에 결합되는 제1지지부재, 상기 구동원의 타단에 밀착되는 플레이트 형상을 가지되, 상기 구동원의 타단이 상기 축 방향으로 적어도 일부 삽입된 상태로 상기 하우징부에 결합되는 제2지지부재 및, 상기 구동원과 상기 하우징부의 사이에 마련되어 적어도 일측이 상기 감지부에 그라운드 연결되는 그라운드부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2지지부재는 상기 구동원의 일단과 타단이 삽입되는 제1 및 제2삽입공이 각각 관통 형성되며, 상기 제1 및 제2삽입공의 테두리를 따라 상기 반경 방향으로 이격되도록 마련된 복수의 제1 및 제2간섭돌기가 상기 제1 및 제2삽입공에 삽입된 상기 구동원의 일단과 타단을 상기 반경 방향으로 가압하여 간섭할 수 있다.

또한, 상기 제1지지부재는 상기 구동원의 일단에 면 방향으로 밀착 결합되고, 상기 반경 방향으로 상호 이격되어 상기 구동원의 측면의 적어도 일부를 감싸 지지하는 한 쌍의 제1지지날개를 포함하며, 상기 한 쌍의 제1지지날개 각각에 상기 하우징부의 내면을 상기 반경 방향으로 가압하도록 돌출된 제1지지돌기가 마련되고, 상기 제2지지부재는 상기 구동원의 타단에 밀착 결합되고, 상기 반경 방향으로 상호 이격되어 상기 구동원의 측면의 적어도 일부를 감싸 지지하는 한 쌍의 제2지지날개를 포함하며, 상기 한 쌍의 제2지지날개 각각에 상기 하우징부의 내면을 상기 반경 방향으로 가압하도록 돌출된 제2지지돌기가 마련될 수 있다.

또한, 상기 하우징부는 플라스틱 재질로 마련되고, 상기 제1 및 제2지지부재는 스테인레스 강(Stainless steel, SUS)을 포함하는 금속 재질로 마련될 수 있다.

또한, 상기 그라운드부재는 상기 구동부의 외면에 밀착되어 압착됨에 연동하여 상기 구동부와 적어도 2개의 그라운드 지점을 가지도록 탄성 변형되는 플레이트 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2지지부재는 각각 상기 구동원로부터 멀어지는 방향으로 절곡되어 돌출된 제1 및 제2결합날개를 포함하고, 상기 제1 및 제2결합날개는 각각 나사가 삽입되도록 관통된 제1 및 제2결합공이 관통 형성되어 상기 하우징부에 대해 체결될 수 있다.

또한, 상기 제1지지부재는 상기 구동원의 축 방향으로 절개되어 돌출된 가이드 돌기가 돌출 마련되어, 상기 축 방향으로 상기 하우징부의 내면을 가압할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2간섭돌기 각각의 일측은 각각 상기 제1 및 제2지지부재에 연결되는 고정단이고 타측은 상기 고정단으로부터 각각 경사지게 연장된 자유단으로 마련되어, 상기 구동원의 일단과 타단을 상기 반경 방향으로 탄성 가압할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2지지돌기 각각의 일측은 각각 상기 제1 및 제2지지날개에 연결되는 고정단이고 타측은 상기 고정단으로부터 각각 경사지게 연장된 자유단으로 마련되어, 상기 반경 방향으로 상기 하우징부의 내면을 탄성 가압할 수 있다.

또한, 상기 출력부는, 상기 구동부의 구동력에 의해 출력축을 중심으로 회전되는 출력기어 및, 상기 출력기어와 다른 재질로 마련되어, 상기 출력기어의 일면을 일부 커버하도록 마련되어 상기 감지부와 마주하며, 상기 출력기어의 회전에 연동하는 상기 간섭부재를 포함하며, 상기 출력축의 일측은 상기 간섭부재를 감지하는 상기 감지부의 위치 센서의 중심에 고정핀에 의해 고정되고, 타측은 상기 제어밸브와 연결될 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 균형부재는, 상기 간섭부재가 마련되지 않은 상기 출력기어의 타면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브 또는, 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 마련되되, 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 다른 측면에 의한 냉각수의 흐름을 제어하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터에 있어서, 내부에 설치 공간이 마련되는 하우징부, 상기 하우징부의 내부에 마련되어 구동력을 발생시키는 구동원을 포함하는 구동부, 상기 하우징부에 대해 상기 구동부를 착탈 가능하게 조립시켜 자세 고정시키며, 상기 구동부와 그라운드 연결되는 지지부 및, 상기 구동부와 연결되어 상기 구동력으로 상기 제어밸브를 구동시키는 출력부를 포함하며, 상기 지지부는 상기 구동원의 일단과 타단에 각각 축 방향으로 결합되어 상기 축 방향 및 상기 구동원의 반경 방향으로 상기 하우징부에 대해 자세 고정시키는 제1 및 제2지지부재를 포함할 수 있다.

또한, 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 공유할 수 있다.

또한, 상기 제1지지부재는 플레이트 형상을 가지고 상기 구동원의 일단에 밀착 결합되고, 상기 반경 방향으로 상호 이격되어 상기 구동원의 측면의 적어도 일부를 감싸 지지하는 한 쌍의 제1지지날개를 포함하며, 상기 한 쌍의 제1지지날개 각각에 상기 하우징부의 내면을 상기 반경 방향으로 가압하도록 돌출된 제1지지돌기가 마련되고, 상기 제2지지부재는 플레이트 형상을 가지고 상기 구동원의 타단에 밀착 결합되고, 상기 반경 방향으로 상호 이격되어 상기 구동원의 측면의 적어도 일부를 감싸 지지하는 한 쌍의 제2지지날개를 포함하며, 상기 한 쌍의 제2지지날개 각각에 상기 하우징부의 내면을 상기 반경 방향으로 가압하도록 돌출된 제2지지돌기가 마련될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2지지돌기 각각의 일측은 각각 상기 제1 및 제2지지날개에 연결되는 고정단이고 타측은 상기 고정단으로부터 각각 경사지게 연장된 자유단으로 마련되어, 상기 하우징부의 내면을 탄성 가압할 수 있다.

또한, 상기 지지부는 상기 구동원과 상기 하우징부의 사이에서 상기 구동원에 의해 압착되어 탄성 변형되되, 적어도 일측이 상기 감지부에 그라운드 연결되는 그라운드부재를 포함하며, 상기 그라운드부재는 상기 구동부의 외면에 밀착되어 압착됨에 연동하여 상기 구동부와 적어도 2개의 그라운드 지점을 가지도록 탄성 변형되는 플레이트 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2지지부재는 상기 구동원의 일단과 타단이 각각 소정 깊이 삽입되어 상기 축 방향으로 자세 고정시키는 제1 및 제2삽입공이 각각 관통 형성되고, 각각 상기 구동원으로부터 멀어지는 방향으로 절곡되어 돌출된 제1 및 제2결합날개를 포함하며, 상기 제1 및 제2결합날개는 각각 나사가 삽입되도록 관통된 제1 및 제2결합공이 관통 형성되어 상기 하우징부에 대해 체결될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2삽입공의 테두리를 따라 상기 반경 방향으로 이격되도록 마련된 복수의 제1 및 제2간섭돌기가 상기 제1 및 제2삽입공에 삽입된 상기 구동원의 일단과 타단을 상기 반경 방향으로 가압하여 간섭할 수 있다.

또한, 상기 제1지지부재는 상기 축 방향으로 절개되어 돌출된 가이드 돌기가 돌출 마련되어, 상기 하우징부의 내면을 상기 축 방향으로 가압할 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 출력기어의 일면 또는 타면에 상기 간섭부재와 중첩되는 일측에 소정 깊이 인입된 홈 형상으로 마련되되, 상기 균형부재는 상기 간섭부재와 중첩되는 원주 방향으로 연장되도록 마련될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 구동부가 하우징부에 대해 축 방향 및 반경 반향으로 자세 고정되어 구동시 유동됨을 방지할 수 있음에 따라, 안정적인 구동력 제공이 가능하다.

둘째, 탄성적 변형이 없는 한 쌍의 지지부재가 구동부의 일단과 타단을 각각 지지한 상태로 하우징부에 대해 자세 고정시킬 수 있어, 하우징부에 대한 구동부의 자세 고정력을 향상시키면서도 조립이 간단하다.

셋째, 구동원에 압착되는 곡률진 그라운드부재를 구비함으로써, 그라운드 접촉 영역을 최소한 2개 이상 제공할 수 있게 되어, 그라운드 품질을 향상시킬 수 있다.

넷째, 하우징부에 대해 지지부에 의해 지지된 구동원이 격리되어 안착될 수 있어, 구동원으로부터 구동 중 발생된 진동을 흡수함에 유리하다. 또한, 차량 운행시 발생되는 진동이 구동부를 간섭함을 방지할 수 있어, 구동 품질을 균일하게 유지할 수 있다.

다섯째, 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. 또한, 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 액츄에이터의 구동부를 개략적으로 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 구동부가 감지부에 그라운드 연결된 상태를 개략적으로 도시한 요부 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 구동부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 개략적으로 절단한 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 개략적으로 절단한 단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 개략적으로 절단한 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 출력기어에 마련된 균형부재를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 균형부재의 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고,
도 10은 도 8에 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 하우징부(10), 구동부(20), 지지부(30), 출력부(40) 및 감지부(50)를 포함한다.

하우징부(10)는 내부에 설치 공간(A)이 마련된다. 이러한 하우징부(10)는 후술할 구동부(20), 출력부(40) 및 감지부(50)가 내부의 설치 공간에 장착되며, 일측은 개방되어 미도시된 커버에 의해 커버될 수 있다. 참고로, 본 실시예에 의한 하우징부(10)는 플라스틱 사출물로 마련될 수 있으나, 꼭 이에 한정되지 않음은 당연하다.

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(22)을 중심으로 회전되는 모터와 같은 동력발생수단을 포함한다. 구동원(21)은 도 2 및 도 3의 도시와 같이, 외면이 라운딩된 곡률 형상을 가지는 원통 형상의 모터를 포함할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 구동원(21)의 구동력을 제1 내지 제4전달기어(24~27)가 후술할 출력부(40)로 전달하는 것으로 예시한다. 그러나, 꼭 이에 한정하는 것은 아니며, 구동원(21)과 출력부(40)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(22)에 마려된 웜기어(23)와 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(40)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(40)로 최종 전달된다.

지지부(30)는 하우징부(10)에 대해 구동부(20)을 착탈 가능하게 조립시켜 자세 고정시키되, 구동부(20)의 반경 방향 및 축 방향으로 자세 고정시킨다. 이러한 지지부(30)는 도 2 및 도 3의 도시와 같이, 제1지지부재(31), 제2지지부재(33) 및 그라운드부재(35)를 포함한다.

한편, 하우징부(10)는 구동원(21)의 라운딩된 형상에 대응하여, 라운딩된 설치 공간(A)을 제공하며, 하우징부(10)의 라운딩된 설치 공간(A)에 지지부(30)에 지지된 구동부(20)가 설치된다.

제1지지부재(31)는 원통 형상을 가지는 구동원(21)의 일단에 면방향으로 결합된다. 이러한 제1지지부재(31)는 구동원(21)의 일단에 밀착될 수 있는 플레이트 형상을 가진다. 또한, 구동원(21)의 반경 방향으로 상호 이격된 위치인 제1지지부재(31)의 양측에는 곡률진 구동원(21)의 측면을 향해 절곡되어 연장된 제1지지날개(31a)가 한 쌍 마련된다.

또한, 제1지지부재(31)의 한 쌍의 제1지지날개(31a) 사이의 제1지지부재(31)의 상단에는 하우징부(10)에 구동원(21)과 이웃하게 돌출 마련된 제1설치공(11)에 나사(S) 결합되기 위한 제1결합날개(31b)가 절곡되어 돌출 연장된다. 여기서, 제1결합날개(31b)는 구동원(21)으로부터 멀어지는 방향으로 절곡 연장되어, 나사(S)가 삽입되는 제1결합공(31c)이 관통 형성된다. 아울러, 제1지지부재(31)의 중심 영역에는 구동원(21)의 일단이 축 방향으로 일부 삽입되도록 관통 형성된 제1삽입공(31d)이 마련된다.

한편, 제1삽입공(31d)의 테두리에는 반경 방향으로 상호 이격되어 돌출되도록 복수의 제1간섭돌기(31e)가 절개되어 경사지게 마련된다. 이러한 제1간섭돌기(31e)는 제1삽입공(31d)을 통해 축 방향으로 삽입된 구동원(21)의 일단을 반경 방향으로 가압하여 자세 고정시킨다. 여기서, 제1간섭돌기(31e)의 일측은 제1지지부재(31)에 연결되는 고정단이고 타측은 경사지게 연장된 자유단으로 마련됨으로써, 제1간섭돌기(31e)는 일종의 판스프링과 같은 탄성을 가질 수 있다.

제1지지부재(31)의 한 쌍의 제1지지날개(31a)에는 일부 영역이 절곡되어 돌출되는 제1지지돌기(32)가 마련된다. 제1지지돌기(32)는 한 쌍의 제1지지날개(31a)로부터 절개되어 각각 돌출됨에 따라, 한 쌍의 제1지지날개(31a)에는 한 쌍의 제1지지돌기(32)의 절개에 의한 제1지지공(32a)이 각각 관통 형성되게 된다. 여기서, 제1지지부재(31)로부터 절개되어 경사지게 돌출되는 제1지지돌기(32)는 하우징부(10)의 내면을 가압하여 간섭된다.

보다 구체적으로, 한 쌍의 제1지지날개(31a)로부터 각각 절개되어 외부를 향해 경사지게 절곡된 한 쌍의 제1지지돌기(32)는 하우징부(10)의 설치 영역(A)에 밀착되어 간섭된다. 그로 인해, 제1지지부재(31)에 지지된 구동원(21)의 일단의 반경 방향 및 축 방향이 하우징부(10)에 대해 자세 고정될 수 있게 된다.

한편, 제1지지부재(31)에 대한 구동원(21)이 축 방향 정렬을 위해, 구동원(21)의 일단에는 가이드돌기(21a)가 돌출 마련되고, 가이드돌기(21a)는 제1지지부재(31)의 대응되는 위치에 관통 형성된 가이드홀(31f)에 삽입된다. 이러한 가이드돌기(21a) 및 가이드홀(31f)의 개수 및 위치 등은 도시된 예로만 한정되지 않으며, 구동원(21)의 사이즈 조건 등에 따라 다양하게 가변 가능하다.

또한, 제1지지부재(31)의 일부 영역이 절개되어 관통된 가이드홀(31f)로부터 제1지지돌기(32)와 같이 소정 각도 절곡되어 돌출된 가이드 돌기(32b)가 마련될 수 있다. 이러한 가이드 돌기(32b)는 지지부(30)에 지지된 구동부(10)의 조립시, 하우징부(10)의 내면을 가압하여 구동원(21)의 축 방향에 대한 자세 고정력을 제공할 수 있다.

제2지지부재(33)는 구동원(21)의 축 방향으로 일단으로부터 이격된 타단에 면방향으로 밀착 결합된다. 여기서, 제2지지부재(33)는 제1지지부재(31)와 마찬가지로, 구동원(21)의 타단에 밀착되도록 플레이트 형상을 가지며, 제2지지부재(33)의 양측으로부터 구동원(21)의 측면을 적어도 일부 감싸 지지하도록 절곡되어 돌출된 한 쌍의 제2지지날개(33a)를 포함한다.

한 쌍의 제2지지날개(33a) 사이의 제2지지부재(33)의 하부에는 하우징부(10)에 대해 나사(S)로 결합될 수 있도록 돌출된 제2결합날개(33b)가 돌출 마련된다. 이때, 제2결합날개(33b)에는 나사(S)가 삽입되는 한 쌍의 결합공(33c)이 마련되어, 하우징부(10)의 설치 공간(A)에 마련된 제2설치공(12)에 대해 제2지지부재(33)를 나사(S)로 조립시킨다.

제2지지부재(33)에는 구동원(21)의 구동축(22)과 구동축(22)의 외면에 개재된 웜기어(23)가 삽입되어 지지하기 위한 제2삽입공(33d)이 마련된다. 이러한 제2삽입공(33d)을 관통하여 제2지지부재(33)로부터 돌출되는 구동원(21)의 구동축(22)을 간섭하지 않도록, 제2지지부재(33)의 제2결합날개(33b)가 제2지지부재(33)의 하부로부터 연장되어 하우징부(10)에 대해 결합된다.

또한, 제2지지부재(33)의 제2삽입공(33d)의 테두리에도 제1지지부재(31)와 마찬가지로, 반경 반향으로 이격되도록 복수의 제2간섭돌기(33e)가 절개되어 경사지게 돌출 마련된다(도 4 참조). 이러한 제2간섭돌기(33e)는 제2삽입공(33d)을 통해 축 방향으로 삽입된 구동원(21)의 타단에 마련된 구동축(22)을 반경 방향으로 가압하여 자세 고정시킨다. 여기서, 제2간섭돌기(33e)도 제1간섭돌기(31e)와 마찬가지로, 일측은 제2지지부재(33)에 연결되는 고정단이고 타측은 경사지게 연장된 자유단으로 마련되어, 일종의 판스프링과 같은 탄성을 가질 수 있다.

제2지지부재(33)의 한 쌍의 제2지지날개(33a)에도 제2지지공(34a) 만큼 절개되어 하우징부(10)를 향해 절곡된 제2지지돌기(34)가 각각 마련된다. 이러한 제2지지돌기(34)가 하우징부(10)의 설치 공간(A)에 밀착되어 간섭됨으로써, 제2지지부재(33)에 지지된 구동원(21)의 축 방향 및 반경 방향 움직임이 자세 고정된다.

도 3 및 도 4의 도시와 같이, 이상과 같은 구성을 가지는 제1 및 제2지지부재(31)(33)는 구동원(21)의 일단과 타단에 각각 축 방향으로 결합되어 밀착된다. 이때, 제1 및 제2지지부재(31)(33)는 구동원(21)의 일단과 타단에만 결합된 상태임에 따라, 구동원(21)의 일단과 타단 사이의 측면을 간섭하지 않으며, 탄성 변형없이 구동원(21)의 일단과 타단에 밀착된 상태로 하우징부(10)에 나사(S)로 체결 결합된다. 여기서, 구동원(21)의 일단과 타단의 일부가 제1 및 제2지지부재(31)(33)에 마련된 제1 및 제2삽입공(31d)(33d)에 삽입된 상태임에 따라, 제1 및 제2지지부재(31)(33)에 의해 구동원(21)을 축 방향 고정시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2삽입공(31d)(33d)의 테두리로부터 절개되어 돌출된 복수의 제1 및 제2간섭돌기(31e)(33e)가 반경 반향으로 제1 및 제2삽입공(31d)(33d)에 삽입된 구동원(21)의 일단과 타단을 가압함으로써, 반경 방향 고정력도 제공된다.

또한, 도 5 및 도 6을 참고하면, 제1 및 제2지지부재(31)(33)는 구동원(21)의 반경 방향으로 상호 이격되어 구동원(21)의 측면을 감싸는 한 쌍의 제1 및 제2지지날개(31a)(33a)가 마련되고, 한 쌍의 제1 및 제2지지날개(31a)(33a)에는 각각 하우징부(10)를 향해 절개되어 절곡된 한 쌍의 제1 및 제2지지돌기(32)(34)가 돌출 마련된다. 이러한 제1 및 제2지지돌기(32)(34)는 일측은 제1 및 제2지지날개(31a)(33a)에 연결되는 고정단이고 타측은 경사지게 연장된 자유단으로 마련됨으로써, 제1 및 제2지지돌기(32)(34)는 일종의 판스프링과 같은 탄성을 가질 수 있다.

그로 인해, 제1 및 제2지지부재(31)(33)에 구동원(21)이 결합된 상태로 하우징부(10)의 설치 공간(A)에 결합되면, 제1 및 제2지지돌기(32)(34)는 구동원(21)의 내면을 향하는 탄성 가압력으로 하우징부(10)를 간섭하게 된다. 이러한 제1 및 제2지지돌기(32)(34)의 가압력에 의해, 하우징부(10)에 대해 지지부(30)에 지지된 구동원(21)의 반경 방향의 움직임이 제한될 수 있게 된다.

한편, 하우징부(10)에 대한 구동원(21)의 고정력 제공에 보다 유리하도록, 제1 및 제2지지부재(31)(33)는 스테인레스 강(Stainless steel, SUS)과 같은 강성을 가지는 금속 재질로 마련됨이 좋다. 또한, 제1 및 제2지지부재(31)(33)는 구동원(21)의 일단과 타단에 각각 결합됨에 있어서, 구동원(21)의 반경 방향을 기준으로 10% 이상 구동원(21)의 외경보다 연장되지 않음이 좋다. 이러한 제1 및 제2지지부재(31)(33)의 사이즈는 구동원(21)의 일단과 타단에 밀착된 상태로 축 방향으로 가압됨에 있어서 안정적인 밀착력을 제공함에 보다 유리하며, 인근 타 부품들과의 간섭을 방지할 수 있다.

참고로, 하우징부(10)의 설치 공간(A)에는 구동원(21)의 외면 형상에 대응되도록 곡률진 공간이 제공되며, 이러한 구동원(21)이 설치되는 공간은 하우징부(10) 내부의 이웃한 영역과 상대적으로 격리된 공간을 제공할 수 있다. 그로 인해, 하우징부(10)에 대해 제1 및 제2지지부재(31)(33)에 지지된 구동원(21)이 격리되어 안착될 수 있어, 구동원(21)으로부터 구동 중 발생된 진동을 흡수함에 유리하다.

그라운드부재(35)는 구동원(21)과 하우징부(10)의 내면 사이에 마련되어 구동원(21)에 의해 압착되되, 적어도 일측이 감지부(50)에 그라운드 연결된다. 여기서, 그라운드부재(35)는 제1 및 제2지지부재(31)(33)와 독립적으로 마련되는 플레이트 형상을 가진다. 이러한 그라운드부재(35)는 도 2의 도시와 같이, 구동부(20)의 외면에 밀착되어 압착됨에 연동하여 구동원(21)과 적어도 2개의 그라운드 접촉 지점을 가지도록 탄성 변형되는 플레이트 형상을 가진다. 또한, 그라운드부재(35)의 일측에는 감지부(50)와 연결되는 그라운드 돌기(36)가 마련될 수 있다.

보다 구체적으로 도 7의 도시와 같이, 그라운드부재(35)는 일단과 타단 사이가 곡률진 형상을 가지며, 일단이 후술할 감지부(50)에 대해 그라운드 연결되기 위한 그라운드 돌기(36)가 돌출 마련된다. 또한, 그라운드부재(35)는 구동원(21)을 향해 상대적으로 돌출되도록 절곡된 돌출 영역(35b)이 마련되며, 돌출 영역(35b)을 가로 지르도록 구동원(21)의 반경 방향에 대응되는 길이 방향으로 적어도 일부가 개방된 그라운드공(35b)이 관통 형성된다. 이러한 그라운드부재(35)의 형상으로 인해, 그라운드부재(35)는 하우징부(10)에 대해 설치되는 구동원(21)의 외면에 의해 압착되어 적어도 2개 그라운드 연결 지점을 제공할 수 있으며, 구동부(21)와의 넓은 접촉 면적을 확보할 수 있다.

정리하면, 그라운드부재(35)는 라운딩된 곡률 형상으로 인해 적어도 2개 지점에 대한 그라운드 접촉을 유도할 수 있어, 누설 전류의 그라운드 품질을 향상시킬 수 있다. 이와 같이, 그라운드부재(35)에 대한 구동원(21)의 접촉성을 향상시킴으로써, 전자기 제어에 의해 발생되는 구동원(21)의 노이즈를 효과적으로 그라운드 제거할 수 있다.

출력부(40)는 구동부(20)로부터 제공된 구동력에 의해 차량용 냉각수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 제어밸브(미도시)를 구동시킨다. 여기서, 출력부(40)는 구동원(21)의 구동력을 제1 내지 제4전달기어(24~27)들에 의해 순차적으로 전달받는다. 이러한 출력부(40)는 도 1의 도시와 같이, 출력기어(41)와 간섭부재(42)를 포함한다.

출력기어(41)는 구동부(20)의 구동력에 의해 출력축(41a)을 중심으로 회전된다. 이러한 출력기어(41)는 출력축(41a)을 중심으로 회전되며 외주면에는 제4출력기어(41)와 맞물리는 기어이가 마련된다.

참고로, 출력기어(41)의 출력축(41a)의 일측은 후술할 감지부(50)에 지지될 수 있으며, 타측은 미도시된 제어밸브와 축 연결됨으로써, 제어밸브(미도시)로 구동력을 출력시킨다.

간섭부재(42)는 출력기어(41)의 일면에 적어도 일부 영역을 커버하도록 마련되어, 출력기어(41)의 회전에 연동한다. 간섭부재(42)는 출력기어(41)의 회전에 연동하여 함께 회전함으로써, 후술할 감지부(50)에 감지된다. 이러한 간섭부재(42)의 감지부(50)에 의한 감지는 감지부(50)의 구성과 함께 보다 자세히 후술한다.

한편, 간섭부재(42)는 반달 형상의 금속 플레이트 형상을 가진다. 이러한 간섭부재(42)는 출력기어(41)의 일면에 일부 영역만을 커버하도록 마련됨에 따라, 금속 재질의 특성으로 인해 출력기어(41)의 일부 영역에 대한 질량을 증가시킨다.

보다 구체적으로, 플라스틱 재질로 마련되는 출력기어(41)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(42)의 전체 질량은 대략 3.2g, 밀도는 대략 7900kg/㎥ 그리고, 부피는 대략 4.018e-7㎥일 수 있다. 이에 따라, 출력기어(41)는 간섭부재(42)에 비해 부피가 대략 19.8배이며, 질량은 대략 3.6배이다. 이때, 출력기어(41)의 일면에 간섭부재(42)가 안착됨으로써, 출력기어(41)의 회전시 출력기어(41)와 간섭부재(42)의 이종 재질 사이의 무게 균형(Balance) 차이로 인해, 회전 불균형이 발생된다.

정리하면, 간섭부재(42)가 마련된 출력기어(41)의 일측의 질량이 간섭부재(42)가 마련되지 않은 타측의 질량보다 더 무거움에 따라, 출력기어(41)의 일측과 타측 사이의 질량 불균형이 야기된다. 이러한 질량 불균형 상태로 출력기어(41)가 회전될 경우, 출력기어(41)의 비대칭 회전과 같은 회전 불균형이 발생된다. 이러한 출력기어(41)의 질량 불균형은 회전 불량과 함께 기밀성 저하를 야기함으로써, 출력 효율 저하와 함께 냉각수 누수와 같은 문제점을 야기할 수 있다.

이러한 간섭부재(42)가 마련된 출력기어(41)의 좌우 질량 불균형으로 인한 회전 불균형을 방지하기 위해, 본 실시예에서는 적어도 하나의 균형부재(43)를 포함한다.

균형부재(43)는 도 8의 도시와 같이, 간섭부재(42)가 마련된 출력기어(41) 일측의 질량과 간섭부재(42)가 마련되지 않은 출력기어(41) 타측의 질량 사이의 차이를 보상하기 위한 것이다. 이를 위해, 균형부재(43)는 출력기어(41)의 타측에 직경 방향으로 상호 나란한 복수의 리브를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 간섭부재(42)가 마련되지 않는 출력기어(41)의 타면에 복수개 마련되는 것으로 예시한다.

즉, 균형부재(43)는 상대적으로 질량이 낮은 출력기어(41)의 타측에 상호 이웃하게 나란하도록 직경 방향으로 연장된 복수의 리브들로 마련되어, 간섭부재(42)의 질량에 대응되는 질량을 출력기어(41)의 타측에 추가시킬 수 있다. 그로 인해, 출력기어(41)의 간섭부재(42)가 마련된 일측의 질량과, 복수의 균형부재(43)가 상호 이격되어 이웃하게 리브 형상으로 마련된 타측의 질량이 상호 유사함으로써, 출력기어(41)의 질량 불균형을 해소할 수 있다.

참고로, 출력기어(41)의 일면과 타면에는 출력기어(41)의 외면에 소정 깊이 인입된 복수의 기어홈(41b)이 원주 방향으로 상호 이격되어 복수개 마련될 수 있다. 이러한 복수의 기어홈(41b)들 중에서 출력기어(41)의 일면이 아닌 타면에 위치하며 간섭부재(42)와 중첩되지 않은 영역에 위치하는 기어홈(41b)들에 복수의 균형부재(43)가 마련될 수 있다.

한편, 균형부재(43)의 구성은 도 8의 도시로만 한정되지 않는다. 예컨대, 도 9 및 10의 도시와 같은 균형부재(143)(243)의 변형예도 가능하다.

우선, 도 9를 참고하면, 출력기어(41)의 일면이 아닌 간섭부재(42)가 마련되지 않는 타면에 간섭부재(42)와 중첩되는 영역에 소정 깊이 인입된 홈 형상의 균형부재(143)가 마련될 수 있다. 여기서, 균형부재(143)는 간섭부재(42)와 중첩되는 원주 방향으로 연장된 형상을 가지고 출력기어(41)의 타면 및 타측에 마련됨으로써, 출력기어(41)의 타측의 질량을 감소시킨다. 그로 인해, 출력기어(41)의 타측에 간섭부재(42)가 마련되어도, 출력기어(41)의 일측과 타측 사이의 질량 차이를 균형부재(143)가 보상할 수 있게 된다.

참고로, 도 9에 도시된 균형부재(143)는 출력기어(41)의 타면이 아닌 간섭부재(42)가 마련된 출력기어(41)의 일면의 일측에 마련되는 변형예도 가능하다.

또한, 도 10의 도시를 참고하면, 간섭부재(42)가 마련된 출력기어(41)의 일면에 이웃하게 직경 방향으로 연장된 리브 형상의 복수의 균형부재(243)가 마련되는 변형예도 가능하다. 이러한 리브 형상의 복수의 균형부재(243)가 간섭부재(42)의 질량에 대응하여 출력기어(41)의 질량을 보상시킬 수 있어, 출력기어(41)의 회전시 균형을 확보할 수 있다.

이상과 같이 균형부재(43)(143)(243)는 도 8 내지 도 10의 도시로만 한정되지 않으며, 출력기어(41)의 일면 및/또는 타면에 마련되는 다양한 변형예들이 가능하다.

감지부(50)는 출력부(40)의 출력 상태를 감지한다. 여기서, 감지부(50)는 출력기어(41)와 연동하는 금속 재질의 간섭부재(42)의 회전을 감지함과 아울러, EMC(Electro Magnetic Compatibility) 필터링하도록 마려될 수 있다. 즉, 감지부(50)는 간섭부재(42)를 감지하는 위치 센서와 EMC 필터가 하나의 인쇄회로기판(PCB)을 공유한다.

여기서, 감지부(50)는 구동원(21)과 이웃하게 마련됨으로써, 구동원(21)으로부터 발생되는 EMC를 필터링에 용이하다. 또한, 감지부(50)는 상술한 바와 같이, 구동원(21)과 밀착되는 그라운드부재(35)와 연결됨으로써, 구동원(21)의 노이즈를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

한편, 감지부(50)는 구동원(21)과 전기적 연결을 위한 연결라인(51)을 구비한다. 연결라인(51)은 적어도 한 쌍으로 마련되고, 일측은 구동원(21)과 연결되는 제1연결단(51a)으로 마련되고, 타측은 감지부(50)에 연결되는 제2연결단(51b)으로 마련된다. 이러한 연결라인(51)의 제2연결단(51b)이 감지부(50)에 삽입되어 연결됨으로써, 감지부(50)와 구동원(21)가 상호 전기적으로 연결된다.

여기서, 인쇄회로기판으로 마련되는 감지부(50)과 구동원(21)이 연결라인(51)을 통해 연결됨으로써, 외부 전원을 구동원(21)에 직접 전달하여 연결할 수 있다. 아울러, 연결라인(51)을 통한 구동원(21)의 외부 전원 연결이 용이함으로써, 구동원(21)의 설계 위치에 대한 자유도를 보다 증가시킬 수도 있다.

이상과 같이, 감지부(50)가 하나의 인쇄회로기판으로 마련되어 간섭부재(42)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(50)로 인해 공간 및 설계 자유도를 확보할 수 있으며, 제어 정밀도에 대한 품질 확보가 용이한 것이다.

또한, 도 3의 도시와 같이, 감지부(50)의 인쇄회로기판에 마련되는 위치 센서의 중심에 출력축(41a)의 일측이 고정핀(52)에 의해 고정될 수 있다. 이때, 출력축(41a)의 타측은 제어밸브(미도시)와 연결된다. 이와 같이, 출력축(41a)이 감지부(50)에 고정핀(52)으로 고정됨으로써, 출력기어(41)의 회전에 의한 출력축(41a)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 하우징부(10)에 대한 구동부(20)의 조립 공정을 도 2 내지 도 7을 참고하여 설명한다.

도 2 및 도 3의 도시와 같이, 구동부(20)의 구동원(21)의 일단에 지지부(30)의 제1지지부재(31)가 프레스-인(Press-in) 방식으로 결합되고, 구동원(21)의 타단에는 제2지지부재(33)가 프레스-인 방식으로 결합된다. 보다 구체적으로, 구동원(21)의 일단은 제1지지부재(31)에 마련된 제1삽입공(31d)에 소정 깊이 삽입되어 제1삽입공(31d)의 테두리를 따라 마련된 복수의 제1간섭돌기(31e)에 의해 반경 방향으로 가압된다. 또한, 제2지지부재(33)에 마련된 제2삽입공(33d)에 구동원(21)의 타단이 소정 깊이 삽입되어 복수의 제2간섭돌기(33e)에 의해 반경 방향으로 가압된다. 이때, 제1지지부재(31)의 가이드홀(31f)에 구동원(21)의 일단에 돌출된 가이드돌기(21a)가 삽입됨으로써, 제1지지부재(31)에 대한 구동원(21)의 조립 위치가 정렬될 수 있다.

구동원(21)의 일단과 타단에 제1 및 제2지지부재(31)(33)가 결합되어 밀착된 상태에서, 하우징부(10)의 설치 공간(A)에 삽입시킨다. 이때, 하우징부(10)의 구동원(21)가 조립될 설치 공간(A)는 구동원(21)의 곡률진 형상에 대응하여 곡률지게 격리된 설치 공간(A)을 제공한다. 이러한 하우징부(10)의 설치 공간(A)에 제1 및 제2지지부재(31)(33)에 의해 일단과 타단이 지지된 구동원(21)이 삽입된다.

그러면, 제1 및 제2지지부재(31)(33)에 각각 마련된 제1 및 제2결합날개(31b)(33b)의 제1 및 제2결합공(31c)(33c)에 나사(S)가 체결됨으로써, 제1 및 제2결합날개(31b)(33b)가 하우징부(10)의 설치 공간(A)에 돌출된 제1설치공(11)에 결합된다. 이때, 제1 및 제2삽입공(31d)(33d)에 구동원(21)의 일단과 타단이 축 방향으로 삽입된 상태로 제1 및 제2지지부재(31)(33)가 나사(S)에 의해 하우징부(10)에 체결됨으로써, 구동원(21)의 축 방향 자세가 고정될 수 있다.

한편, 제1 및 제2지지부재(31)(33)는 도 4의 도시와 같이, 구동원(21)의 일단과 타단에 각각 결합된 상태에서 각각의 제1 및 제2지지날개(31a)(33a)로부터 외부를 향해 절개되어 돌출된 제1 및 제2지지돌기(32)(34)에 의해 하우징부(10)의 내면을 탄성 가압한다. 보다 구체적으로, 도 5 및 도 6의 도시와 같이, 일종의 판스프링과 같이 절개되어 돌출된 제1 및 제2지지돌기(32)(34)가 하우징부(10)의 내면에 간섭되어 밀착됨으로써, 자체의 탄성력에 의해 제1 및 제2지지부재(31)(33)에 결합된 구동원(21)의 자세를 고정시키게 된다. 이때, 제1 및 제2지지돌기(32)(34)는 구동원(21)의 반경 방향으로 상호 이격되도록 각각 한 쌍으로 마련됨에 따라, 제1 및 제2지지부재(31)(33)에 지지된 구동원(21)이 하우징부(10)에 대해 반경 방향으로 자세 고정될 수 있게 된다.

정리하면, 구동원(21)은 제1 및 제2지지부재(31)(33)에 일단과 타단이 결합된 상태에서 하우징부(10)에 안착됨으로써, 정위치에 정렬되어 안착될 수 있음과 아울러, 축 방향 및 반경 반향으로의 움직임 제한될 수 있게 된다. 그로 인해, 구동원(21)의 측면을 감싸지 않고 일단과 타단만을 지지한 상태에서도 하우징부(10)에 대한 자세 고정력이 우수하여, 구동 동작 중 발생될 수 있는 유동과 같은 불량 요인을 방지할 수 있게 된다.

또한, 도 2의 도시와 같이, 제1 및 제2지지부재(31)(33)의 사이에는 그라운드부재(35)가 구동원(21)과 하우징부(10) 사이에 마련된다. 여기서, 그라운드부재(35)는 곡률진 구동원(21)과 대응되는 형상의 곡률진 플레이트 형상을 가짐으로써, 구동원(21)에 의해 압착된다. 이러한 그라운드부재(35)는 도 7의 도시와 같이, 구동원(21)의 외면과 넓은 면적을 가지고 압착되어 2개 지점에서 그라운드 영역을 제공할 수 있어, 안정적인 그라운드를 제공할 수 있다. 이때, 그라운드부재(35)의 일단에 마련된 그라운드 돌기(36)가 감지부(50)와 전기적으로 연결된다.

이상과 같이 하우징부(10)에 대해 구동원(21)이 장착되어 구동력이 발생되면, 제1 내지 제4전달기어(24~27)를 통해 감속되어 출력기어(41)로 전달된다. 출력기어(41)는 전달된 구동력에 의해 회전되어, 외부에 마련된 제어밸브(미도시)로 구동력을 출력시켜 냉각수의 흐름을 제어한다.

한편, 출력기어(41)의 일면에는 간섭부재(42)가 마련되며, 간섭부재(42)는 마주하는 감지부(50)에 의해 감지된다. 즉, 감지부(50)는 일종의 위치 센서와 같이, 간섭부재(42)를 감지하는 것이다. 여기서, 출력기어(41)와 간섭부재(42) 사이의 이종 재질로 인한 질량 차이를 균형부재(43)가 보상함으로써, 출력기어(41)는 회전시 균형을 유지할 수 있다.

감지부(50)는 감지된 간섭부재(42)에 의해 출력기어(41)의 상태를 실시간 센싱함과 아울러, EMC를 필터링한다. 이때, 감지부(50)는 구동원(21)과 연결라인(51)을 통해 상호 전기적으로 연결되어, 외부 전원을 제공할 수 있다. 아울러, 구동원(21)은 그라운드부재(35)와 그라운드 연결되고, 그라운드부재(35)의 일측은 감지부(50)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: 지지부
31: 제1지지부재 32: 제1지지돌기
33: 제2지지부재 34: 제2지지돌기
35: 그라운드부재 40: 출력부
41: 출력기어 41a: 출력축
42: 간섭부재 43: 균형부재
50: 감지부 51: 연결라인

Claims

내부에 설치 공간이 마련되는 하우징부;
상기 하우징부의 내부에 마련되어 구동력을 발생시키는 구동원을 포함하는 구동부;
상기 하우징부에 대해 상기 구동부를 반경 방향 및 축 방향으로 자세 고정시켜 움직임을 지지하는 지지부;
상기 하우징부의 내부에 상기 구동부와 이웃하게 마련되어, 상기 구동부로부터 제공된 구동력에 의해 차량용 냉각수 흐름을 선택적으로 개폐시키는 제어밸브를 구동시키는 출력부; 및
상기 하우징부의 내부에 마련되어, 상기 출력부의 출력 상태를 감지하는 감지부;
를 포함하며,
상기 지지부는 상기 구동부의 일단과 타단을 지지한 상태로 상기 하우징부에 대해 자세 고정시키고,
상기 구동원은 상호 마주하는 일단과 타단을 가지며, 상기 일단과 타단 사이는 축방향으로 연장된 형상을 가지되,
상기 지지부는,
상기 구동원의 일단에 밀착되는 플레이트 형상을 가지되, 상기 구동원의 일단이 상기 축 방향으로 적어도 일부 삽입된 상태로 상기 하우징부에 결합되는 제1지지부재; 및
상기 구동원의 타단에 밀착되는 플레이트 형상을 가지되, 상기 구동원의 타단이 상기 축 방향으로 적어도 일부 삽입된 상태로 상기 하우징부에 결합되는 제2지지부재;
를 포함하고,
상기 제1지지부재는 상기 구동원의 일단에 면 방향으로 밀착 결합되고, 상기 반경 방향으로 상호 이격되어 상기 구동원의 측면의 적어도 일부를 감싸 지지하는 한 쌍의 제1지지날개를 포함하며, 상기 한 쌍의 제1지지날개 각각에 상기 하우징부의 내면을 상기 반경 방향으로 가압하도록 돌출된 제1지지돌기가 마련되고,
상기 제2지지부재는 상기 구동원의 타단에 밀착 결합되고, 상기 반경 방향으로 상호 이격되어 상기 구동원의 측면의 적어도 일부를 감싸 지지하는 한 쌍의 제2지지날개를 포함하며, 상기 한 쌍의 제2지지날개 각각에 상기 하우징부의 내면을 상기 반경 방향으로 가압하도록 돌출된 제2지지돌기가 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 감지부와 이웃하게 마련되며 원통 형상을 가지는 상기 구동원; 및
상기 구동원과 연결되어 상기 구동력을 상기 출력부로 감속 전달하는 적어도 하나의 전달기어;
를 포함하며,
상기 지지부는 상기 구동원과 상기 하우징부 사이에서 상기 구동원의 외면에 대응되는 곡률진 형상을 가지는 그라운드부재가 마련되되, 상기 그라운드부재에 상기 구동원이 압착되면 적어도 2개의 그라운드 접촉 지점을 가지며 일측은 상기 감지부와 그라운드 연결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 원통 형상의 상기 구동원을 포함하며,
상기 지지부는,
상기 구동원과 상기 하우징부의 사이에 마련되어 적어도 일측이 상기 감지부에 그라운드 연결되는 그라운드부재;
를 포함하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2지지부재는 상기 구동원의 일단과 타단이 삽입되는 제1 및 제2삽입공이 각각 관통 형성되며,
상기 제1 및 제2삽입공의 테두리를 따라 상기 반경 방향으로 이격되도록 마련된 복수의 제1 및 제2간섭돌기가 상기 제1 및 제2삽입공에 삽입된 상기 구동원의 일단과 타단을 상기 반경 방향으로 가압하여 간섭하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 하우징부는 플라스틱 재질로 마련되고,
상기 제1 및 제2지지부재는 스테인레스 강(Stainless steel, SUS)을 포함하는 금속 재질로 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제3항에 있어서,
상기 그라운드부재는 상기 구동부의 외면에 밀착되어 압착됨에 연동하여 상기 구동부와 적어도 2개의 그라운드 지점을 가지도록 탄성 변형되는 플레이트 형상을 가지는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2지지부재는 각각 상기 구동원로부터 멀어지는 방향으로 절곡되어 돌출된 제1 및 제2결합날개를 포함하고,
상기 제1 및 제2결합날개는 각각 나사가 삽입되도록 관통된 제1 및 제2결합공이 관통 형성되어 상기 하우징부에 대해 체결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 제1지지부재는 상기 구동원의 축 방향으로 절개되어 돌출된 가이드 돌기가 돌출 마련되어, 상기 축 방향으로 상기 하우징부의 내면을 가압하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2간섭돌기 각각의 일측은 각각 상기 제1 및 제2지지부재에 연결되는 고정단이고 타측은 상기 고정단으로부터 각각 경사지게 연장된 자유단으로 마련되어, 상기 구동원의 일단과 타단을 상기 반경 방향으로 탄성 가압하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2지지돌기 각각의 일측은 각각 상기 제1 및 제2지지날개에 연결되는 고정단이고 타측은 상기 고정단으로부터 각각 경사지게 연장된 자유단으로 마련되어, 상기 반경 방향으로 상기 하우징부의 내면을 탄성 가압하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 출력부는,
상기 구동부의 구동력에 의해 출력축을 중심으로 회전되는 출력기어; 및
상기 출력기어와 다른 재질로 마련되어, 상기 출력기어의 일면을 일부 커버하도록 마련되어 상기 감지부와 마주하며, 상기 출력기어의 회전에 연동하는 간섭부재;
를 포함하며,
상기 출력축의 일측은 상기 간섭부재를 감지하는 상기 감지부의 위치 센서의 중심에 고정핀에 의해 고정되고, 타측은 상기 제어밸브와 연결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제12항에 있어서,
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.
제13항에 있어서,
상기 균형부재는, 상기 간섭부재가 마련되지 않은 상기 출력기어의 타면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브 또는, 상기 간섭부재와 이웃하도록 상기 출력기어의 일면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제12항에 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 마련되는 균형부재가 마련되되, 상기 균형부재는 상기 간섭부재와 중첩되는 원주 방향으로 연장되도록 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제2항에 있어서,
상기 감지부는 상기 출력부를 감지하는 위치 센서와 EMC 필터가 마련되는 하나의 인쇄회로기판을 포함하며,
상기 구동원은 상기 인쇄회로기판과 연결라인을 통해 연결되어, 외부 전원과 연결 가능한 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
냉각수의 흐름을 제어하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터에 있어서,
내부에 설치 공간이 마련되는 하우징부;
상기 하우징부의 내부에 마련되어 구동력을 발생시키는 구동원을 포함하는 구동부;
상기 하우징부에 대해 상기 구동부를 착탈 가능하게 조립시켜 자세 고정시키며, 상기 구동부와 그라운드 연결되는 지지부; 및
상기 구동부와 연결되어 상기 구동력으로 상기 제어밸브를 구동시키는 출력부;
를 포함하며,
상기 지지부는 상기 구동원의 일단과 타단에 각각 축 방향으로 결합되어 상기 축 방향 및 상기 구동원의 반경 방향으로 상기 하우징부에 대해 자세 고정시키는 제1 및 제2지지부재를 포함하고,
상기 제1지지부재는 플레이트 형상을 가지고 상기 구동원의 일단에 밀착 결합되고, 상기 반경 방향으로 상호 이격되어 상기 구동원의 측면의 적어도 일부를 감싸 지지하는 한 쌍의 제1지지날개를 포함하며, 상기 한 쌍의 제1지지날개 각각에 상기 하우징부의 내면을 상기 반경 방향으로 가압하도록 돌출된 제1지지돌기가 마련되고,
상기 제2지지부재는 플레이트 형상을 가지고 상기 구동원의 타단에 밀착 결합되고, 상기 반경 방향으로 상호 이격되어 상기 구동원의 측면의 적어도 일부를 감싸 지지하는 한 쌍의 제2지지날개를 포함하며, 상기 한 쌍의 제2지지날개 각각에 상기 하우징부의 내면을 상기 반경 방향으로 가압하도록 돌출된 제2지지돌기가 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제17항에 있어서,
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 공유하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
삭제
제17항에 있어서,
상기 제1 및 제2지지돌기 각각의 일측은 각각 상기 제1 및 제2지지날개에 연결되는 고정단이고 타측은 상기 고정단으로부터 각각 경사지게 연장된 자유단으로 마련되어, 상기 하우징부의 내면을 탄성 가압하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제18항에 있어서,
상기 지지부는 상기 구동원과 상기 하우징부의 사이에서 상기 구동원에 의해 압착되어 탄성 변형되되, 적어도 일측이 상기 감지부에 그라운드 연결되는 그라운드부재를 포함하며,
상기 그라운드부재는 상기 구동부의 외면에 밀착되어 압착됨에 연동하여 상기 구동부와 적어도 2개의 그라운드 지점을 가지도록 탄성 변형되는 플레이트 형상을 가지는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제17항에 있어서,
상기 제1 및 제2지지부재는 상기 구동원의 일단과 타단이 각각 소정 깊이 삽입되어 상기 축 방향으로 자세 고정시키는 제1 및 제2삽입공이 각각 관통 형성되고, 각각 상기 구동원으로부터 멀어지는 방향으로 절곡되어 돌출된 제1 및 제2결합날개를 포함하며,
상기 제1 및 제2결합날개는 각각 나사가 삽입되도록 관통된 제1 및 제2결합공이 관통 형성되어 상기 하우징부에 대해 체결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제22항에 있어서,
상기 제1 및 제2삽입공의 테두리를 따라 상기 반경 방향으로 이격되도록 마련된 복수의 제1 및 제2간섭돌기가 상기 제1 및 제2삽입공에 삽입된 상기 구동원의 일단과 타단을 상기 반경 방향으로 가압하여 간섭하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제23항에 있어서,
상기 제1 및 제2간섭돌기 각각의 일측은 각각 상기 제1 및 제2지지부재에 연결되는 고정단이고 타측은 상기 고정단으로부터 각각 경사지게 연장된 자유단으로 마련되어, 상기 구동원의 일단과 타단을 상기 반경 방향으로 탄성 가압하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제17항에 있어서,
상기 제1지지부재는 상기 축 방향으로 절개되어 돌출된 가이드 돌기가 돌출 마련되어, 상기 하우징부의 내면을 상기 축 방향으로 가압하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제18항에 있어서,
상기 출력부는,
상기 구동부의 구동력에 의해 출력축을 중심으로 회전되는 출력기어; 및
상기 출력기어와 다른 재질로 마련되어, 상기 출력기어의 일면을 일부 커버하도록 마련되어 상기 감지부와 마주하며, 상기 출력기어의 회전에 연동하는 간섭부재;
를 포함하며,
상기 출력축의 일측은 상기 간섭부재를 감지하는 상기 감지부의 위치 센서의 중심에 고정핀에 의해 고정되고, 타측은 상기 제어밸브와 연결되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제26항에 있어서,
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 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제27항에 있어서,
상기 균형부재는, 상기 간섭부재가 마련되지 않은 상기 출력기어의 타면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브 또는, 상기 간섭부재와 이웃하도록 상기 출력기어의 일면의 타측에 상호 이웃하게 직경 방향으로 연장되어 마련되는 복수의 리브를 포함하는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제27항에 있어서,
상기 균형부재는 상기 출력기어의 일면 또는 타면에 상기 간섭부재와 중첩되는 일측에 소정 깊이 인입된 홈 형상으로 마련되되, 상기 균형부재는 상기 간섭부재와 중첩되는 원주 방향으로 연장되도록 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.
제17항에 있어서,
상기 하우징부는 플라스틱 재질로 마련되고,
상기 제1 및 제2지지부재는 스테인레스 강(Stainless steel, SUS)을 포함하는 금속 재질로 마련되는 차량용 냉각수 제어밸브의 액츄에이터.