KR102636827B1 - 액츄에이터 및 이를 포함하는 전자기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 인카센서 어셈블리에 적용되는 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코일의 하부에 설치된 스테이터 요크 등으로 구성된 스테이터부와; 로터부; 및 상기 로터부의 회전 중심이 되어 회전하는 샤프트; 등으로 구성된 액시얼 타입의 모터부와, 상기 모터부의 샤프트에 의하여 회전 가능한 팬부재와, 상기 모터부를 수용하는 본체부와, 흡기구 및 배기구가 형성되고 상기 본체부 상단에 설치되는 하우징으로 구성된 액시얼 타입 모터가 적용된 액츄에이터에서, 상기 스테이터 요크는 판형 부재로서 상기 본체부의 바닥면에 형성된 홈부에 안착되고, 상기 샤프트를 회전 지지하는 길게 형성된 베어링을 축 지지하기 위한 베어링 하우징이 구비되며, 상기 베어링 하우징의 내경부가 상기 본체부의 중앙 부분에 돌출 형성된 축지지부에 고정 결합되게 함으로써, 조립구조를 간단히 하여 제조공정 시간을 단축하고 부품수가 감소되어 제조 단가의 절감을 기할 수 있는 액츄에이터 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.

Description

액츄에이터 및 이를 포함하는 전자기기{Actuator and electronic device comprising the same}

본 발명은 자동차용 인카센서 어셈블리에 적용되는 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코일의 하부에 설치된 스테이터 요크 등으로 구성된 스테이터부와; 로터부; 및 상기 로터부의 회전 중심이 되어 회전하는 샤프트; 등으로 구성된 액시얼 타입의 모터부와, 상기 모터부의 샤프트에 의하여 회전 가능한 팬부재와, 상기 모터부를 수용하는 본체부와, 흡기구 및 배기구가 형성되고 상기 본체부 상단에 설치되는 하우징으로 구성된 액시얼 타입 모터가 적용된 액츄에이터에서, 상기 스테이터 요크는 판형 부재로서 상기 본체부의 바닥면에 형성된 홈부에 안착되고, 상기 샤프트를 회전 지지하는 길게 형성된 베어링을 축 지지하기 위한 베어링 하우징이 구비되며, 상기 베어링 하우징의 내경부가 상기 본체부의 중앙 부분에 돌출 형성된 축지지부에 고정 결합되게 함으로써, 조립구조를 간단히 하여 제조공정 시간을 단축하고 부품수가 감소되어 제조 단가를 절감할 수 있는 액츄에이터 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 외부 환경에 관계없이 실내를 쾌적하게 유지시킴과 아울러 우천시 또는 동절기 등과 같이 외부온도가 차량의 내부 온도보다 낮은 경우에 실내의 김이 서린 것을 제거할 수 있는 공조장치가 설치되어 있다. 이러한 공조장치는 차량 내부의 온도 및 공기를 더욱 쾌적 하게 유지하여 탑승자가 보다 편리하고 쾌적한 환경에서 승차할 수 있도록 자동화 및 전자화되어 가고 있는 추세이고, 그 자동식 공조장치는 운전자가 요구하는 온도를 설정해 놓으면 이에 알맞도록 차량 내부에 난방 및 냉각 공기를 자동으로 유입시키는데, 이를 위하여 자동식 공조장치에서는 자동차 실내공기의 온도나 습도 등을 자동으로 감지할 수 있는 자동차용 인카센서 어셈블리(In-Car Sensor Assembly)가 설치되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 자동차용 인카센서 어셈블리에 적용되는 액츄에이터에 관한 것으로서, 이와 관련된 배경이 되는 기술로는 등록특허 10-0892098호 공보, 공개특허공보 제10-2014-0147976호 등에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발된 것으로서, 자동차용 인카센서 어셈블리에 적용되는 액츄에이터에 관한 것으로서, 코일의 하부에 설치된 스테이터 요크 등으로 구성된 스테이터부와 로터부 및 상기 로터부의 회전 중심이 되어 회전하는 샤프트 등으로 구성된 액시얼 타입의 모터부와, 상기 모터부의 샤프트에 의하여 회전 가능한 팬부재와, 상기 모터부를 수용하는 본체부와, 흡기구 및 배기구가 형성되고 상기 본체부 상단에 설치되는 하우징으로 구성된 액시얼 타입 모터가 적용된 액츄에이터에서, 상기 스테이터 요크는 판형 부재로서 상기 본체부의 바닥면에 형성된 홈부에 안착되고, 상기 샤프트를 회전 지지하는 길게 형성된 베어링을 축 지지하기 위한 베어링 하우징이 구비되며, 상기 베어링 하우징의 내경부가 상기 본체부의 중앙 부분에 돌출 형성된 축지지부에 고정 결합되게 함으로써, 조립구조를 간단히 하여 제조공정 시간을 단축하고 부품수가 감소되어 제조 단가의 절감을 기할 수 있는 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 액츄에이터를 포함하는 전자기기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액츄에이터는, 권선된 코일과 상기 코일의 하부에 설치된 스테이터 요크를 포함하여 구성된 스테이터부와, 상기 스테이터 요크의 상면과 이격된 마그네트와 상기 마그네트의 상면에 밀착 설치된 백요크를 포함하여 구성된 로터부와, 상기 로터부의 회전 중심이 되어 회전하는 샤프트를 포함하여 구성된 액시얼 타입의 모터부와; 내주면에 상기 마그네트가 고정 결합되는 팬부재 몸체와 상기 팬부재 몸체의 상부에 일체로 형성된 다수개의 임펠러와 상기 샤프트의 상단부에 고정 결합되는 샤프트 결합부를 포함하여 구성되어 회전 가능한 팬부재와; 상기 모터부를 수용하는 본체부와; 흡기구 및 배기구가 형성되고 상기 본체부 상단에 설치되어 상기 다수개의 임펠러를 수용하는 하우징;으로 구성된 액츄에이터에 있어서, 상기 스테이터 요크는 판형 부재로서 상기 본체부의 바닥면에 형성된 홈부에 안착되고, 상기 샤프트를 회전 지지하는 길게 형성된 베어링을 축 지지하기 위한 베어링 하우징이 구비되며, 상기 베어링 하우징의 내경부가 상기 본체부의 중앙 부분에 돌출 형성된 축지지부에 고정 결합된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 스테이터부의 구동을 위한 회로기판이 상기 본체부와 상기 하우징이 결합된 상태의 외측면에 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 스테이터부의 구동을 위한 회로기판이 상기 스테이터 요크와 상기 마그네트 사이에 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 흡기구에 상기 회로기판으로부터 리드선이 연장된 온도센서가 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 본체부와 상기 하우징에서 상기 회로기판이 배치되는 외측면에 다수개의 홈이 형성되고, 그 홈들에는 외부기기와 전기적으로 연결하기 위한 다수개의 외부 연결핀이 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 스테이터부의 코일이 보빈의 외주면에 설치되고, 그 형상은 사각 형상으로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 스테이터부의 코일이 공심 코일이고, 그 형상은 사각 형상으로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 스테이터 요크가 다각형인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 스테이터 요크가 원형이고 외측으로 적어도 하나 이상의 돌기부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 돌기부가 그 단부의 일측면 또는 양측면을 모따기한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 베어링 하우징이 상기 스테이터 요크와 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 베어링 하우징이 스테이터 요크와는 별도의 부재로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 액츄에이터를 포함하는 전자기기인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액츄에이터는 자동차용 인카센서 어셈블리에 적용되는 액츄에이터에 관한 것으로서, 코일의 하부에 설치된 스테이터 요크 등으로 구성된 스테이터부와 로터부 및 상기 로터부의 회전 중심이 되어 회전하는 샤프트 등으로 구성된 액시얼 타입의 모터부와, 상기 모터부의 샤프트에 의하여 회전 가능한 팬부재와, 상기 모터부를 수용하는 본체부와, 흡기구 및 배기구가 형성되고 상기 본체부 상단에 설치되는 하우징으로 구성된 액시얼 타입 모터가 적용된 액츄에이터에서, 상기 스테이터 요크는 판형 부재로서 상기 본체부의 바닥면에 형성된 홈부에 안착되고, 상기 샤프트를 회전 지지하는 길게 형성된 베어링을 축 지지하기 위한 베어링 하우징이 구비되며, 상기 베어링 하우징의 내경부가 상기 본체부의 중앙 부분에 돌출 형성된 축지지부에 고정 결합되게 함으로써, 조립구조를 간단히 하여 제조공정 시간을 단축하고 부품수가 감소되어 제조 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 상기 스테이터 요크가 다각형(바람직하게는 8각형)으로 함으로써, 그 스테이터 요크의 각 꼭지점이 다극 착자된 마그네트의 각각의 N극/S극의 중심점과 일치되어 상기 로터부의 시작 위치를 결정할 수 있게 되고 이로 인하여 센싱용 마그네트를 생략할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 스테이터 요크가 원형이고 외측으로 적어도 하나 이상의 돌기부가 형성되게 함으로써, 상기 돌기부가 마그네트와의 자력 거리를 확보하기 때문에 상기 로터부의 시작 위치를 결정할 수 있게 되고 이로 인하여 센싱용 마그네트를 생략할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액츄에이터의 전체 분해 사시도
도 2는 도 1의 액츄에이터가 조립이 완료된 상태의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 액츄에이터가 조립된 상태에서 횡으로 절단한 단면도
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 액츄에이터에서 스테이터 요크의 실시예를 도시한 도면
도 5는 본 발명에 따른 액츄에이터에서 스테이터 요크와 보빈의 결합 구조의 일실시예를 도시한 도면
도 6의 (a)는 본 발명에 따른 액츄에이터의 일측에서 본 외관도이고, 도 7의 (b)는 회로기판 쪽에서 본 외관도

본 발명에 따른 액츄에이터는 자동차용 인카센서 어셈블리에 적용되는 액츄에이터에 관한 것으로서, 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 액츄에이터는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 외부에서 인가되는 전기신호에 회전하는 모터부와, 상기 모터부의 회전에 의하여 회전하는 팬부재(30)와, 상기 모터부를 수용하는 본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 상단에 설치되어 상기 팬부재(30)의 임펠러를 수용하는 하우징(20) 등으로 구성된다,

상기 본체부(10)는 일면이 개방되고 타면이 폐쇄된 원통 형상으로 되어 있고, 그 하부에는 외부 부재와 고정 결합될 수 있도록 적어도 하나 이상의 돌출된 고정부(12)가 형성되며, 상기 고정부(12)는 상기 외부 부재와 결합된 후 리벳팅하여 고정 결합할 수 있는 리벳팅 부재로 할 수 있다.

상기 하우징(20)은 상,하부면과 측면이 개방되어 흡기구 및 배기구가 형성된 원통 형상으로서, 상기 본체부(10)의 상단에 설치되어 상기 팬부재(30)의 임펠러를 수용한다. 그 하부에는 외부 부재와 고정 결합될 수 있도록 적어도 하나 이상의 돌출된 고정부(21)가 형성되며, 상기 고정부(21)는 상기 외부 부재와 결합된 후 리벳팅하여 고정 결합할 수 있는 리벳팅 부재로 할 수 있다.

상기 팬부재(30)는 내주면에 상기 마그네트(44)가 고정 결합되는 팬부재 몸체(31)와, 상기 팬부재 몸체(31)의 상부에 일체로 형성된 다수개의 임펠러(32) 와, 상기 샤프트(45)의 상단부에 고정 결합되는 샤프트 결합부(33) 등으로 구성되어 상기 모터부의 회전에 의하여 회전 가능한 구조로 되어 있다.

상기 모터부는 액시얼 타입(axial type) 모터로서, 권선된 코일(41a)과 상기 코일(41a)의 하부에 설치된 스테이터 요크(43) 등으로 구성된 스테이터부와, 상기 스테이터 요크(43)의 상면과 이격된 마그네트(44)와 상기 마그네트(44)의 상면에 밀착 설치된 백요크(42) 등으로 구성된 로터부와, 상기 로터부의 회전 중심이 되어 회전하는 샤프트 등으로 구성된다.

상기 스테이터 요크(43)는 판형 부재로서 중앙부에 상기 샤프트(45)를 회전 지지하는 길게 형성된 베어링(46)을 축 지지하기 위한 베어링 하우징(43a)이 구비되어 있다. 상기 스테이터 요크(43)가 상기 본체부(10)에 용이하게 결합되기 위하여, 상기 본체부(10)에 상기 스테이터 요크(43)가 용이하게 안착될 수 있도록 상기 스테이터 요크(43)의 평판만큼의 홈부(14)를 형성하여 상기 홈부(14)에 상기 스테이터 요크(43)를 안착시키고, 또한 상기 본체부(10)의 중앙 부분에 축지지부(13)를 돌출 형성하게 하여 상기 베어링 하우징(43a)의 내경부가 상기 축지지부(13)에 삽입되어 고정 결합되게 한다.

상기 베어링 하우징(43a)는 상기 스테이터 요크(43)와 일체로 형성하거나, 스테이터 요크(43)와는 별도의 부재로 하여 인서트 사출, 용접 등으로 통하여 상기 스테이터 요크(43)에 고정시킬 수 있다.

상기 스테이터부는 보빈(41)을 구비할 수도 있고 구비하지 않을 수도 있다. 보빈(41)을 구비할 경우, 도 3과 같이 상기 코일(41a)이 상기 보빈(41)의 외주면에 설치되고 그 형상은 사각 형상으로 할 수 있다. 상기 스테이터부가 보빈을 구비하지 않을 경우 상기 스테이터부의 코일(41a)이 공심 코일이고 그 형상은 사각 형상으로 할 수 있다.

상기 스테이터 요크(43)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 다각형 형상으로 할 수 있다. 이 경우 다각형의 각 꼭지점은 다극 착자된 마그네트(44)의 각각의 N극/S극의 중심점과 일치되어 상기 로터부의 시작 위치가 결정되므로 센싱용 마그네트를 삭제할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 스테이터 요크(43)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 원형 형상으로 하고 외측으로 적어도 하나 이상의 돌기부(43b)가 형성할 수 있다. 이 경우 상기 돌기부(43b)는 상기 마그네트(44)와의 자력 거리를 확보하기 위해 설치되며, 상기 로터부의 시작 위치가 결정되므로 센싱용 마그네트를 삭제할 수 있는 이점이 있다.

상기 돌기부(43b)는 다각형인 스테이터 요크(43)에서도 적용이 가능하다. 상기 스테이터 요크(43)가 다각형 형상의 일예로서 8각형 일 때, 외곽으로 형성된 상기 돌기부(43b)를 8개가 아닌 7개로 하여 한 개가 부족하게 구성하는 방법으로도 시작 위치를 결정할 수 있다.

상기 돌기부(43b)의 형상은 도 4의 (b)와 같이 사각형으로 할 수 있지만 일측면 또는 양측면을 모따기하게 하거나 삼각형이나 다른 각형으로도 형성하게 할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 액츄에이터에서 스테이터 요크(43)와 보빈(41)의 결합 구조의 일실시예를 도시한 도면으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 보빈(41)은 상기 스테이터 요크(43)와 결합되어 있고, 상기 보빈(41)의 일측에서 연장되어 형성된 보빈 단자핀(53)이 회로기판(50)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 상기 스테이터부의 구동을 위하여 외부 전기신호가 인가되는 상기 회로기판(50)은 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 본체부(10)와 상기 하우징(20)이 결합된 상태의 외측면에 배치된다.

도면에 도시되지 않았지만 다른 실시예로서 상기 회로 기판(50)은 상기 스테이터 요크(43)와 상기 마그네트(44) 사이에 배치되게 할 수 있다.

상기 하우징(20)에서 상부로 개방된 흡기구에 온도센서(51)가 배치되는데, 상기 온도센서(51)에서 발생한 전기신호를 전달하는 온도센서 리드선(52)는 상기 회로기판(50)에 접속된다.

또한, 상기 본체부(10) 및 상기 하우징(20)에서 상기 회로기판(50)이 배치되는 외측면에 다수개의 핀설치 홈(15)이 형성되고, 그 핀설치 홈(15)들에는 외부기기와 전기적으로 연결하기 위한 다수개의 외부 연결핀(54)이 설치되며, 상기 다수개의 외부 연결핀(54)은 상기 본체부(10)에 형성된 핀설치 홈(15)과 상기 하우징(20)에 형성된 핀설치 홈(25)을 관통하여 설치된다.

상기에서는 액츄에이터에 관하여 설명하였지만 본 발명은 상기와 같은 액츄에이터를 적용하는 전자기기에 관한 발명에도 해당된다.

또한, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 본체부
12: 고정부 13: 축지지부
14: 홈부 15, 25: 핀설치 홈
20: 하우징 21: 고정부
30: 팬 부재 31: 팬부재 몸체
32: 임펠러 33: 샤프트 결합부
41: 보빈 41a: 권선
42: 백요크 43: 스테이터 요크
43a: 베어링 하우징 43b: 돌기부
43c: 위치결정홈 44: 마그네트
45: 샤프트 46: 베어링
50: 회로기판 51: 온도센서
52: 온도센서 리드선 53: 보빈 단자핀
54: 외부 연결핀

Claims (13)

1. 권선된 코일과 상기 코일의 하부에 설치된 스테이터 요크를 포함하여 구성된 스테이터부와, 상기 스테이터 요크의 상면과 이격된 마그네트와 상기 마그네트의 상면에 밀착 설치된 백요크를 포함하여 구성된 로터부와, 상기 로터부의 회전 중심이 되어 회전하는 샤프트를 포함하여 구성된 액시얼 타입의 모터부와; 내주면에 상기 마그네트가 고정 결합되는 팬부재 몸체와 상기 팬부재 몸체의 상부에 일체로 형성된 다수개의 임펠러와 상기 샤프트의 상단부에 고정 결합되는 샤프트 결합부를 포함하여 구성되어 회전 가능한 팬부재와; 상기 모터부를 수용하는 본체부와; 흡기구 및 배기구가 형성되고 상기 본체부 상단에 설치되어 상기 다수개의 임펠러를 수용하는 하우징;으로 구성된 액츄에이터에 있어서,
   상기 스테이터 요크는 판형 부재로서 상기 본체부의 바닥면에 형성된 홈부에 안착되고, 상기 샤프트를 회전 지지하는 길게 형성된 베어링을 축 지지하기 위한 베어링 하우징이 구비되며,
   상기 베어링 하우징의 내경부가 상기 본체부의 중앙 부분에 돌출 형성된 축지지부에 고정 결합되고,
   상기 베어링 하우징의 외경부는 상기 코일이 권선된 보빈의 내경부를 관통하여 돌출 형성되고,
   상기 돌출된 상기 베어링 하우징의 단부는 상기 팬부재의 내부에 축 방향으로 배치되며,
   상기 보빈은 상기 스테이터 요크와 상기 마그네트 사이에서 서로 이격되도록 배치되고,
   상기 보빈의 하부에는 상기 본체부와 고정 지지되도록 상기 스테이터 요크의 위치결정홈을 관통하여 상기 본체부의 상기 홈부에 고정되도록 적어도 하나 이상의 돌기부가 형성된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
2. 제1항에 있어서.
   상기 스테이터부의 구동을 위한 회로기판은 상기 본체부와 상기 하우징이 결합된 상태의 외측면에 배치된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터부의 구동을 위한 회로기판이 상기 스테이터 요크와 상기 마그네트 사이에 배치된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 흡기구에는 상기 회로기판으로부터 리드선이 연장된 온도센서가 배치된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 본체부와 상기 하우징에서 상기 회로기판이 배치되는 외측면에는 다수개의 홈이 형성되고, 그 홈들에는 외부기기와 전기적으로 연결하기 위한 다수개의 외부 연결핀이 설치된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터부의 코일은 보빈의 외주면에 설치되고, 그 형상은 사각 형상으로 된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터부의 코일의 형상은 사각 형상으로 된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터 요크는 다각형 또는 원형인 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터 요크는 외측으로 적어도 하나 이상의 돌기부가 형성된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 돌기부는 그 단부의 일측면 또는 양측면을 모따기한 것
    을 특징으로 하는 액츄에이터.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 베어링 하우징은 상기 스테이터 요크와 일체로 형성된 것
    을 특징으로 하는 액츄에이터.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 베어링 하우징은 별도의 부재로 형성된 것
    을 특징으로 하는 액츄에이터
    
13. 제 1항의 액츄에이터를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 전자기기.
    
    

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