KR20010078307A - 단순화된 상호결합 연결을 갖는 모터 액츄에이터 - Google Patents

단순화된 상호결합 연결을 갖는 모터 액츄에이터 Download PDF

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Abstract

모터 액츄에이터(M)를 구성하는 모터(10)와 위치 검출기(30) 간의 연결에 있어서, 상기 위치 검출기의 연결축(42)이 모터 출력축(20)의 외주면에 결합되고, 상기 연결축의 축부(43)가 상기 모터 출력축의 내주면에 결합된다. 더욱이, 상기 모터 출력축의 내주면으로부터 외측으로 형성된 반경방향 홈(25)이 구비되고, 상기 모터 출력축의 반경방향 홈 중의 하나가 상기 연결축의 축부의 반경방향 돌기(47)에 맞물린다. 이에 따라, 상기 모터 출력축 및 연결축이 상호간의 회전이 불가능하도록 용이하고 정확하게 연결된다.

Description

단순화된 상호결합 연결을 갖는 모터 액츄에이터 {MOTOR ACTUATOR HAVING SIMPLIFIED INTERFITTING CONNECTION}
본 발명은, 예를 들어, 차량 도어의 윈도우 유리를 승강시키는 파워 윈도우 장치나 선루프 판넬(sunroof panel)을 전후진시키는 선루프 장치에 사용되는 모터 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 파워 윈도우 장치 및 선루프 장치는 동력원으로서 모터를 구비한다. 예를 들면, JP-A-8-29114호 및 JP-A-9-236431호에는 각각 그러한 모터 출력축의 회전 위치, 즉, 윈도우 유리나 선루프 판넬의 위치를 검출할 수 있는 특징을 갖는 모터 액츄에이터가 개시된 바 있다.
상기한 종래의 모터 액츄에이터는 서로 접속된 모터와 위치 검출장치를 갖는다. 상기 위치 검출장치는 유성 기어열 유닛(planetary gear train unit), 스위치부 및 클러치 기구를 포함한다. 상기 유성 기어열 유닛은 커버판(cover plate) 내에 회전이 가능하도록 지지된 링기어(ring gear), 상기 링기어와 맞물린 유성기어 및 태양기어(sun gear)를 구비한다. 상기 스위치부는 이동접점 및 고정접점을 포함한다. 상기 이동접점은 상기 유성 기어열 유닛 내에 일체로 형성되어 그와 함께 회전한다. 상기 고정접점은 상기 커버판에 고정되어 상응하는 이동접점에 맞물릴 수 있다. 상기 클러치 기구는 운동체(모터의 출력축)로부터 상기 링기어에 전진 방향으로는 회전력이 전달되지 못하도록 한다. 더욱이, 상기 위치 검출장치는 상기 링기어를 구동시키기 위한 센서 구동축을 포함한다. 상기 센서 구동축은 그에 일체로형성된 태양기어를 포함하며, 모터의 출력축에 연결된다. 이에 따라, 상기 모터 출력축이 회전되면, 상기 링기어가 상기 이동접점과 일체로 회전된다. 상기 이동접점의 회전에 의해 상기 스위치부가 활성화 된다. 상기 스위치부가 활성화 됨에 따라, 예를 들어, 윈도우 유리나 선루프 판넬의 위치 등과 같은 모터 출력축의 회전 위치를 검출할 수 있게 된다.
전술한 모터 액츄에이터에서, 상기 모터 출력축 및 상기 센서 구동축은 복합적인 상호결합 구조(기하학적 복합체)에 의해 서로 연결되어 상기 태양기어를 모터 출력축과 같은 운동체와 동시에(일체로) 회전시킨다. 즉, 상기 모터 출력축은 스플라인 상호결합부를 형성하기 위해 그 외주면 둘레의 축방향 스플라인을 포함하는 중공 구조를 갖는다. 상기 센서 구동축은 상기 모터 출력축의 스플라인 상호결합부와 맞물리도록 상응하는 스플라인 상호결합부를 갖는다. 상기한 두 스플라인 상호결합부들 간의 맞물림을 안내하기 위해, 축방향으로 연장된 복수의 안내홈이 모터 출력축의 내주면에 형성된다. 더욱이, 상기 모터 출력축 내에서 상호결합될 수 있는 실린더부가 센서 구동축의 단부에 구비되고, 상기 안내홈에 상응하는 복수의 안내돌기가 상기 실린더부의 외주면 둘레에 형성된다. 상기 모터 출력축을 상기 센서 구동축과 연결시키기 위해, 상기 센서 구동축의 안내돌기가 상응하는 상기 모터 출력축의 안내홈에 삽입되고, 상기 센서 구동축의 스플라인 상호결합부가 상기 모터 출력축의 스플라인 상호결합부에 맞물리게 된다.
그러나, 전술한 종래의 모터 액츄에이터에 사용된 상호결합구조는, 각 상호결합부를 높은 정밀도로 제작하기 위해 복잡하고 비용이 높은 제조 공정을 필요로한다. 더욱이, 상기 안내홈 및 그에 상응하는 안내돌기의 상호결합 위치는 상기 모터 출력축의 스플라인 상호결합부 및 상기 센서 구동축의 스플라인 상호결합부의 상호결합 위치와 밀접한 관계가 있다. 그 결과, 상기한 상호결합 위치에 대하여 높은 정밀도를 유지하기 어렵고, 상응하는 센서 구동축이나 모터 출력축과 적합하게 상호결합될 수 없는 불량한 모터 출력축이나 센서 구동축이 생산되는 것을 방지하기 어렵기 때문에, 비용이 증가되는 결과를 초래한다.
상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은, 모터 출력축과 센서 구동축 간의 상호 결합 연결(맞물림 연결)에 높은 수준의 조절이 필요치 않도록 하여 모터 출력축과 센서 구동축의 제작 및 조립이 용이하게 되는 간단한 구조를 사용함으로써, 적은 비용으로 윈도우 유리, 선루프 판넬 등과 같은 가동부재의 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있도록 한 모터 액츄에이터를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분해 상태의 모터 액츄에이터의 사시도.
도2는 본 발명의 상기 실시예에 따른 모터 액츄에이터의 단면도.
도3은 본 발명의 상기 실시예에 따른 모터 액츄에이터의 위치검출기의 분해 사시도.
도4는 본 발명의 상기 실시예에 따른 모터 액츄에이터의 위치 검출기의 부분 절개 평면도.
도5는 본 발명의 상기 실시예에 따른 모터 액츄에이터에서 모터 출력축과 연결축 간의 연결을 나타낸 부분 사시도.
도6은 본 발명의 모터 액츄에이터가 적용된 파워 윈도우 장치의 올림 스위치를 활성화하여 윈도우 유리를 가동시키기 위한 제어 과정을 도시한 흐름도.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 모터 및 위치 검출기를 포함하는 모터 액츄에이터에 있어서, 실질적으로 실린더형인 모터 출력축이 내주면으로부터 바깥쪽으로 반경방향으로 오목하게 들어간 반경방향 홈을 구비하고, 상기 위치 검출기의 센서 구동축의 축부가 상기 모터 출력축의 반경방향 홈과 맞물리는 상기 축부의 외주면으로부터 돌출된 반경방향 돌기를 구비하며, 상기 모터 출력축 및 상기 센서 구동축은 상기 모터 출력축의 반경방향 홈과 상기 센서 구동축의 반경방향 돌기의 맞물림에 의해 회전이 불가능하도록 결합된다. 따라서, 상기 모터와 위치 검출기 간의 연결이 간단한 구조에 의해 용이하고 정확하게 이루어진다. 이에 따라, 상기 모터 출력축 및 센서 구동축이 저비용으로 용이하게 제작 및 조립될 수 있다. 그 결과, 상기 모터 액츄에이터가 윈도우 유리, 선루프 판넬 등과 같은 가동부재에 적용될 때, 가동부재의 위치를 적은 비용으로 용이하고 정확하게 감지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 반경방향 돌기의 축방향 단부는 그 축방향 단부 측으로 테이퍼지게 형성된다. 그러므로, 상기 모터 출력축 및 센서 구동축이 결합될 때, 상기 반경방향 돌기가 용이하고 정확하게 상기 모터 출력축의 반경방향 홈 내에 맞춰진다.
본 발명의 다른 목적 및 잇점은 도면이 첨부된 바람직한 실시예의 상세한 설명에 의해 더욱 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 모터 액츄에이터(M)는 모터(10) 및 위치 검출기(30)를 포함한다.
상기 모터(10)는 서로 연결된 모터부(10A) 및 기어부(10B)를 포함한다. 상기 모터부(10A)의 회전축(12)은 상기 기어부(10B) 내로 연장되며, 웜기어(14)가 상기 회전축(12)의 단부부에 장착된다. 상기 웜기어(14)는 상기 기어부(10B)에 배열된회전 기어 휠(16)과 맞물린다.
상기 회전 기어 휠(16)의 모터 출력축(20)이 상기 기어부(10B)의 커버(18)에 의해 회전이 가능하도록 지지된다. 상기 모터부(10A)가 구동되어 상기 회전축(12)을 회전시키는 경우, 상기 회전축(12)의 회전력이 상기 웜기어(14)를 통해 상기 회전 기어 휠(16)에 전달되어 상기 모터 출력축(20)을 회전시킨다. 출력 장치부(22)가 모터 출력축(20)의 단부에 장착되어 창문 조절기(도시하지 않음)의 구동부에 연결된다. 본 실시예에서, 상기 모터 출력축(20)(출력 장치부(22))이 3 내지 3.5회전할 때, 상기 윈도우 유리의 1행정 가동이 이루어진다.
상호 결합부(23)가 상기 모터 출력축(20)의 타측 단부(즉, 상기 출력장치부(20)와 반대의 단부)에 장착된다. 도5에 상세하게 도시된 바와 같이, 상기 모터 출력축(20)의 상호결합부(23)는 실질적으로 실린더형으로 형성되며, 복수의(예를 들어 본 실시예에서는 4개) 반경방향 홈(25)이 상기 상호 결합부(23)의 내주면에 형성된다. 즉, 상기 반경방향 홈(25)들은 상기 상호 결합부(23)의 내주면에서 반경방향으로 외향되게 형성된다.
도2에 도시된 바와 같이, 상기 상호 결합부(23)가 위치된 기어부(10B)의 일면(즉, 상기 출력 장치부의 반대면)에 위치 검출기(30)가 부착된다.
도3에 상세하게 도시된 바와 같이, 상기 위치 검출기(30)는 서로 결합되는 경우 얇은 벽을 갖는 실질적으로 실린더 형의 몸체를 형성하는 커버판(36) 및 베이스판(34)을 구비한다. 상기 베이스판(34)의 축방향 중심을 관통하여 관통홀(38)이 형성된다. 상기 커버 판(36)의 내주면에서 축방향으로 돌출된 돌출부(40)가 형성된다.
상기 위치 검출기(30)는 센서 구동축을 구성하는 연결축(42)을 더 포함한다. 도5에 도시된 바와 같이, 상기 연결축(42)은 상기 모터 출력축(20)의 상호 결합부(23)에 상응하는 실질적인 실린더 형으로 형성된다. 상기 연결축(42)은 상기 모터 출력축(20)의 상호 결합부(23) 외주면에 맞물리도록 배치된다. 상기 연결축(42)은 축부(43)를 구비한다. 상기 축부(43)는 상기 모터 출력축(20)의 내주면에 맞물리도록 삽입될 수 있다. 상기 모터 출력축(20)의 반경방향 홈(25)들 중의 어느 하나와 상응하는 하나의 반경방향 돌기(47)가 상기 축부(43)의 외주면으로부터 반경방향으로 외향하여 연장된다. 상기 반경방향 돌기(47)와 반경방향 홈(25)의 맞물림에 의해, 상기 모터 출력축(20) 및 연결축(42)은 서로 회전이 불가능하도록 결합된다. 상기 반경방향 돌기(47)의 축방향 단부는 그 축방향 단부를 향해 (도5의 바닥면을 향해) 테이퍼지게 형성되어 상기 반경방향 돌기(47)가 그 상응하는 반경방향 홈(25)에 용이하게 삽입될 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이, 상기 연결축(42)의 일측단이 상기 회전 기어 휠(16)의 모터 출력축(20)에 완전히 체결되어 항상 상기 모터 출력축(20)과 일체로 회전하며, 상기 연결축(42)의 타측단이 상기 베이스 판(34)의 관통홀(38)을 통해 상기 위치 검출기(30)의 내부(상기 베이스 판(34) 및 커버 판(36)에 의해 이루어지는 내부)에 장착된다.
상기 연결축(42)의 다른 단부에는 태양기어(44)가 배치되어 한 쌍의 유성기어(54)와 맞물린다. 상기 연결축(42)은 상기 태양기어(44) 주위에 형성된 복수의돌기(본 실시예에서는 4개)를 더 포함한다. 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 상기 돌기(45)는 펄스판(pulse plate)(192)의 고정홀(198) 및 와셔(220)의 상응하는 체결홀(224)에 삽입된다.
상기 연결축(42)의 주위에 링기어(46)가 상기 태양기어(44)에 반경방향으로 대향하도록 배치된다. 상기 링 기어(46)는 상기 커버판(36)에 회전이 가능하도록 장착되며, 상기 링기어(46)의 외측 가장자리에는 플랜지부(48)가 일체로 형성된다. 상기 플랜지부(48)는 도전성의 판이며, 상기 커버판(36)에 대향하는 일면에 두 개의 이동접점(50A, 50B)이 구비된다. 상기 이동접점(50A, 50B)은 아치형의 단차진 절연체로 형성되며, 상기 플랜지부(48)와 실질적으로 편평하다. 더욱이, 돌출부(52)가 상기 플랜지부(48)의 외측 가장자리로부터 외향하여 반경방향으로 돌출된다. 상기 돌출부(52)는 상기 커버판(36)에 형성된 돌기(40)와 상응한다. 상기 돌출부(52)는 상기 링기어(46)(플랜지부(48))가 전진방향(도3의 화살표A 방향)으로 회전할 경우 상기 돌기(40)에 접촉되고, 정해진 회전 위치(도4에 도시된 위치)에 도달하여 상기 링기어(46)의 추가적인 전진방향 회전을 억제한다.
상기 유성기어(54)는 상기 링기어(46) 및 태양기어(44)의 사이에 반경 방향으로 배열된다. 상기 유성기어(54)는 캐리어(carrier)(56)에 의해 회전이 가능하도록 지지되며, 상기 링기어(46) 및 태양기어(44)와 맞물린다. 상기 태양기어(44), 링기어(46) 및 유성기어(54)는 유성기어열을 이루며, 상기 유성기어열은 상기 연결축(42)의 회전(즉, 상기 모터 출력축(20)의 회전)을 감속시켜 전달한다. 상기 캐리어(56)가 정지 상태를 유지하여 각 유성기어(54)의 공전이 억제되는 경우, 상기 연결축(42)의 회전(즉, 상기 모터 출력축(20)의 회전)이 상기 유성기어열을 통해 감속되어 상기 링기어(46)에 전달된다.
본 실시예에서, 상기 유성기어열의 감속비는 5.2:1이며, 상기 유성기어열은 윈도우 유리가 1행정 가동되는 동안(상기 태양기어(44)가 3 내지 3.5회전하는 동안) 상기 링기어(46)가 한 바퀴 이상 회전하지 않도록 구성된다. 상기 유성기어열의 감속비는 5.2:1로 한정되는 것이 아니며, 요구되는 여하한 수치로 이루어질 수 있다.
상기 유성기어열은 커버판(36)으로 덮여진다. 또한, 상기 유성기어열은 보호판(200)에 의해서도 지지되며, 상기 보호판(200)에 의해 상기 커버판(36)으로부터 이탈되는 것이 방지된다. 스프링 와셔(58) 및 와셔(59)가 클러치 기구를 구성하며, 이는 상기 커버판(36)과 캐리어(56)의 사이에 배치된다. 상기 스프링 와셔(58)는 캐리어(56)에 맞물린다. 더욱이, 상기 와셔(59)는 상기 커버판(36) 내로 압착 결합되어 상기 커버판(36)의 내주면에 부착된다. 상기 스프링 와셔(58)가 상기 와셔(59)와 캐리어(56) 사이에서 축방향으로 압축되는 동안 상기 스프링 와셔(58)는 상기 와셔(59)가 밀착되게 한다. 그러므로, 상기 스프링 와셔(58)는 상기 캐리어(56)가 보호판(200)에 계속 밀착되도록 한다. 이에 따라, 상기 스프링 와셔(58)의 밀착력에 의해 (즉, 상기 캐리어(56)와 보호판(200) 간의 마찰력에 의해) 평상시에는 상기 캐리어(56)의 회전이 억제되어 각 유성기어(54)가 태양기어(44)의 주위를 공전하지 못하게 된다. 그러나, 상기 링기어(46)의 플랜지부(48)의 돌출부(52)가 상기 커버판(36)의 돌기(40)에 접하여 상기 링기어(46)가 추가적인전진방향 회전을 할 수 없게 되는 경우, 상기 태양기어(44)의 전진방향 회전력이 상기 캐리어(56)에 작용하여 상기 스프링 와셔(58)의 밀착력(고정력)을 이기게 된다. 그리하여, 상기 스프링 와셔(58)가 상기 캐리어(56)를 풀어주어 각 유성기어(54)가 상기 태양기어(44)의 주위를 공전할 수 있도록 한다. 즉, 상기 플랜지부(48)의 돌출부(52)가 상기 돌기(40)에 맞물린 후에, 상기 스프링 와셔(58)에 의해 상기 태양기어(44)(모터 출력축(20))로부터 링기어(46)로의 전진방향 회전력이 전달되지 못하게 되는 것이다. 그 결과, 상기 돌출부(52)가 돌기(40)에 맞물리게 되고, 그로 인해 상기 링기어(46)의 회전이 억제되는 경우, 상기 태양기어(44)(모터 출력축)의 전진방향 회전력은 상기 유성기어(54)의 공전만을 유발하게 된다.
도3 및 도4를 참조하여, 각각 탄성 접촉판으로 이루어진 두 쌍의 전도성 고정접점(60A 및 61A, 60B 및 61B)이 상기 커버판(36)에 고정된다. 이들 고정접점(60A, 61A, 60B 및 61B) 중에서 상기 고정접점(60A)은 상기 고정접점(60B)과 일체로 형성되고, 상기 고정접점(61A)은 고정접점(61B)과 일체로 형성된다. 각 고정접점(60A, 61A, 60B 또는 61B)의 바닥 단부는 상기 커버판(36)에 고정되며, 동일한 상기 고정접점(60A, 61A, 60B 또는 61B)의 단부부는 상기 링기어(46)의 플랜지부(48)로 (상기 커버판(36)에 대향하는 측면에서) 연장되어 탄성 접촉된다. 즉, 각 고정접점(60A, 61A, 60B 또는 61B)은 상기 커버판(36)에 대향하는 측면에서 상기 플랜지부(48)(이동 접점(50A, 50B))에 대해 강제 밀착된다.
각 고정접점(60A, 61A, 60B 또는 61B)은 상기 링기어(46)의 정해진 회전 위치에서 그 상응하는 이동접점(50A 또는 50B)에 접촉된다. 보다 명확하게는, 상기고정접점(60A, 61A)은 상기 이동접점(50A)의 반경방향 외측면에 접하도록 위치되며, 상기 고정접점(60B, 61B)은 상기 이동접점(50B)의 반경방향 내측면에 접하도록 위치된다.
더욱이, 각 고정접점(60A, 61A, 60B 또는 61B)은 파워 윈도우 장치의 제어회로(도시하지 않음)에 탄성적으로 연결된다. 상기 비전도성 이동접점(50A, 50B)이 상기 전도성 고정접점(60A, 60B)에 접촉되는 경우, 각각, 상기 전도성 고정접점(60A, 60B)은 그 상응하는 비전도성 이동접점(50A, 50B)에 의해 전기적으로 절연된다. 상기 고정접점(60A, 60B)의 절연 상태의 감지에 의해, 상기 링 기어(46)의 회전 위치 또는 상기 태양기어(44)의 회전 위치, 즉, (아래에서 더욱 상세하게 설명될) 모터(10)의 회전 제어에 사용되는 모터 출력축(20)의 회전 위치를 검출할 수 있게 된다.
본 실시예에서, 각 구성 요소의 크기는 다음 조건을 충족시키도록 설계된다. 즉, 예를 들면, 윈도우 유리가 그 상측 정지위치로부터 지정된 거리만큼 (예를 들어 4 mm) 떨어진 위치에 도달하면, 상기 돌출부(52)는 상기 돌출부(52)가 돌기(40)에 맞물린 결합 위치로부터 여전히 멀리 떨어진 정해진 회전각의 위치에 있게 된다. 이 위치에서, 상기 이동접점(50A, 50B)은 상기 고정접점(60A, 60B)에 접촉되기 시작하며, 각각, 상기 이동접점(50A, 50B)에 의해 상기 고정접점(60A, 60B)이 전기적으로 절연된다. 상기 고정접점(60A, 60B)은 상기 돌출부(52)가 돌기(40)에 맞물릴 때까지 절연 상태를 유지한다.
다른 방법으로, 전술한 구조는 다음과 같이 변경될 수 있다. 즉, 상기 플랜지부(48)가 유전성(誘電性) 재질로 이루어지고, 상기 이동접점(50A, 50B)이 전도성 재질로 이루어지는 것이다. 윈도우 유리가 그 상측 정지위치로부터 지정된 거리만큼 (예를 들어 4 mm) 떨어진 위치에 도달하면, 상기 돌출부(52)는 상기 돌출부(52)가 돌기(40)에 맞물린 결합 위치로부터 여전히 멀리 떨어진 정해진 회전각의 위치에 있게 된다. 이 위치에서, 상기 전도성 이동접점(50A, 50B)은 상기 고정접점(60B, 61B) 뿐 아니라 고정접점(60A, 60B)에 접촉되기 시작하여 상기 고정접점(60A, 61A) 사이가 전기적으로 도통되도록 하고, 상기 고정접점(60B, 61B)의 사이도 전기적으로 도통되도록 한다. 상기 고정접점(60B, 61B) 뿐 아니라 고정접점(60A, 61A)의 전도상태를 감지하는 것에 의해, 상기 링 기어(46)의 회전 위치 또는 상기 태양기어(44)의 회전위치, 즉, 상기 모터 출력축(20)의 회전위치를 검출할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이 절연상태 또는 전도상태가 이루어진 후에, 전기적으로 항상 상기한 절연상태 또는 전도상태를 유지할 필요는 없다. 예를 들면, 상기 고정접점(60B, 61B) 뿐 아니라 고정접점(60A, 61A)에도 상기 이동접점(50A, 50B)이 접촉되는 경우에 발생되어 검출되는 트리거 신호(trigger signal)에 근거한 정해진 회전각의 위치에 상기 돌출부(52)가 도달했는지의 여부를 결정할 수 있다.
상기 위치 검출기(30)는 펄스 발생수단으로서의 펄스판(192) 및 펄스 검출수단으로서의 슬라이딩 접점(196)을 더 포함한다.
상기 펄스판(192)은 그 축방향으로 연장된 결합홀(198)이 구비된 얇은 원판이다. 상기 결합홀(198)은 상기 연결축(42) 및 상기 연결축(42)의 돌기(45)에 상응하는 십자가형 관통홀이다. 상기 연결축(42) 및 돌기(45)는 상기 결합홀(198) 내에 수용된다. 상기 펄스판(192)의 상기 연결축(42)에 대향하는 면에 인접하게 와셔(220)가 배치되어 상기 펄스판(192)이 상기 와셔(220)와 연결축(42) 사이에서 지지되도록 한다. 상기 와셔(220)는 상기 태양기어(44)에 상응하는 관통홀(222)과, 상기 연결축(42)의 돌기(45)에 상응하는 연결홀(224)을 구비한다. 상기 태양기어(44) 및 돌기(45)는 상기 관통홀(222) 및 연결홀(224) 내에 각각 수용된다. 즉, 상기 연결축(42)의 돌기(45)는 상기 펄스판(192)의 결합홀(198)을 통해 삽입되어 상기 와셔(220)의 상응하는 연결홀(224) 내에 수용된다. 그 후에, 각 돌기(45)의 단부부가 상기 와셔(220)에 채워진다. 그러므로, 상기 펄스판(192)이 상기 연결축(42)(태양기어(44))에 고정된다. 그 결과, 상기 펄스판(192)이 항상 상기 연결축(42)과 일체로 회전하게 된다.
상기 펄스판(192)은 전도부(194)를 더 포함한다. 상기 전도부(194)는 상기 펄스판(192)의 외주부 둘레를 따라 형성되며, 링 형상의 제1전도부(194A) 및 상기 제1전도부(194A)에 인접하여 그 반경 방향 외부에 배열된 제2전도부(194B)를 포함한다. 상기 제2전도부(194B)는 일련의 펄스형 노치(notch)를 구비한다.
상기 슬라이딩 접점(196)은 그 바닥 단부가 상기 커버판(36)에 고정되고, 상기 펄스판(192)의 전도부(194)로 연장된다. 상기 슬라이딩 접점(196)은 입력접점(196A) 및 출력접점(196B)을 구비한다. 상기 입력접점(196A)은 항상 상기 전도부(194)의 제1전도부(194A)에 접촉되고, 상기 출력접점(196B)은 상기 전도부(194)의 제2전도부(194B)에 접촉된다. 상기한 배치에 의해, 상기펄스판(192)의 회전에 따라 펄스 신호가 발생되어 검출될 수 있다. 검출된 펄스 신호는 가동체(윈도우 유리)의 위치를 제어하는 데에 사용된다.
상기 전도부(194)는 반드시 상기 펄스판(192)의 상측면에 형성되어야 하는 것이 아니고 상기 펄스판(192)의 외주면을 따라 형성될 수 있다. 그러한 경우, 상기 슬라이딩 접점(196)은 상기 펄스판(192)의 외주면을 향하도록 상기 커버판(36)에 고정된다.
상기 보호판(200)은 상기 펄스판(192)과 링기어(46)(상기 플랜지부(48))의 사이에 배치된다. 상기 보호판(200)의 외주부는 상기 커버판(36)에 의해 단단히 고정되어 상기 링기어(46), 캐리어(56) 및 다른 구성 요소가 상기 커버판(36)으로부터 이탈되지 못하도록 한다. 더욱이, 상기 보호판(200)이 상기 펄스판(192)과 링기어(46)(플랜지부(48)) 사이에 삽입되므로, 상기 보호판(200)이 펄스판(192) 및 링기어(46)의 상대 운동을 제한하여 상기 두 부재가 서로 접촉되지 못하도록 한다.
본 실시예의 작동이 도6에 도시된 흐름도를 참조하여, 윈도우 유리가 파워 윈도우 장치의 상승 스위치의 작동에 응답하여 상승되는 경우에 대해 예시적으로 설명될 것이다.
전술한 모터 액츄에이터(M)(모터(10) 및 위치 검출기(30))에서, 파워 윈도우 장치의 상승 스위치의 활성화(작동)가 감지되면(단계201), 상기 모터(10)가 구동되어 상기 모터 출력축(20)을 회전시켜(단계202), 상기 윈도우 제어기가 작동되도록 하여 윈도우 유리가 상승된다.
보통 (상기 윈도우 유리가 상승되는 동안), 상기 캐리어(56)는 상기 스프링와셔(58)에 의해 상기 보호판(200)에 대향하여 밀착되고, 그로 인해 고정되어, 각 유성기어(54)가 상기 태양기어(44) 주위를 공전하는 것이 방지되도록 한다. 그러므로, 상기 모터출력축(20)이 회전되는 경우, 상기 연결축(42)(즉, 태양기어(44))의 회전은 상기 유성기어(54)를 통해 감속되어 상기 링 기어(46)에 전달된다. 그에 따라, 상기 링 기어(46)는 전진방향(A)으로 더 느린 속도로 회전한다.
이어서, 상기 모터(10)가 정해진 회전 위치에 도달했는지의 여부, 즉, 상기 위치 검출기(30)로부터 전달된 신호에 근거하여 상기 윈도우 유리가 정해진 위치(상측 정지 위치로부터 4 mm)에 도달하였는지의 여부가 판정된다(단계204).
즉, 상기 위치 검출기(30)에서, 상기 모터 출력축(20)이 회전되는 경우, 상기 연결축(42)(즉, 태양기어(44))의 회전이 상기 유성기어(54)를 통해 감속되어 상기 링기어(46)에 전달되며, 상기 링기어(46)가 전진방향으로 더 느린 속도로 회전하게 된다. 상기 윈도우 유리가 상측 정지 위치의 4 mm 아래에 도달하지 않았으면, 상기 돌출부(52)는 상기 돌기(40)로부터 여전히 떨어져 있으므로, 상기 이동접점(50A, 50B)은 고정접점(60B, 61B)과 마찬가지로 고정접점(60A, 61A)에 접촉되지 않게 된다.
이를 바탕으로, 상기 모터 출력축(20)의 현재의 회전 위치(상기 윈도우 유리가 그 상측 정지 위치의 4 mm 아래에 도달하지 않았다는 것)가 검출된다. 이러한 경우, 상기 모터(10)를 계속적으로 작동시키는 동안에 제어 과정은 단계206으로 진행된다.
예를 들어, 단계 206에서, 상기 모터(10)가 제동되는 경우 발생하는모터(10)의 제동 전류를 근거로 하여 도어의 윈도우 유리와 윈도우 프레임 사이에 어떠한 물체가 걸리지 않았는지의 여부가 판단된다. 상기 도어의 윈도우 유리와 윈도우 프레임사이에 어떤 물체가 걸린 것으로 판단되는 경우, 상기 모터(10)는 반대방향으로 회전되어(단계208), 상기 윈도우 유리가 하강되도록 한다. 반대로, 단계 206에서 상기 도어의 윈도우 유리와 윈도우 프레임 사이에 아무것도 없는 것으로 판단되는 경우, 제어 과정은 단계 204로 돌아간다.
단계 204에서, 상기 윈도우 유리가 상측 정지 위치의 4mm 아래의 위치에 도달하였으면, 상기 돌출부(52)는 정해진 회전각만큼 접촉위치로부터 여전히 떨어져 있다. 이 위치에서, 상기 이동접점(50A, 50B)은 각각 상응하는 고정접점(60A, 60B)에 접촉하기 시작한다. 그 결과, 상기 고정접점(60A, 60B)은 상기 이동접점(50A, 50B)에 의해 절연된다. 이에 따라, 모터 출력축(20)의 현재 회전 위치(상기 윈도우 유리가 상측 정지 위치의 4 mm 아래의 위치에 도달했다는 것)가 검출된다.
상기 모터(10)의 출력축(20)이 정해진 회전 위치에, 즉, 단계 204에서 상기 윈도우 유리가 (상측 정지 위치로부터 4 mm 떨어진) 정해진 위치에 도달되었다고 판단되면, 상기 모터(10)를 계속 가동시키면서 제어 과정은 단계 210으로 진행된다.
단계 210에서, 상기 윈도우 유리가 완전히 닫혔는지의 여부가, 예를 들면, 상기 모터(10)의 제동 전류에 의해 판단된다. 단계 210에서 상기 윈도우 유리가 완전히 닫혔음이 판단되면, 제어 과정은 단계 212로 진행되어 상기 모터(10)가 정지되고, 모든 작동이 종결된다.
상기 모터 액츄에이터(M)에서, 상기 위치 검출기(30)의 펄스판(192)이 회전되면, 상기 출력 접점(196B)과 상기 전도부(194)의 제2전도부(194B) 간의 연결 및 차단이 반복되어, 펄스 신호가 발생되고 검출된다. 검출된 펄스 신호를 바탕으로, 상기 모터(10)의 출력축(20)의 회전 위치가 선형적으로 검출된다. 그러므로, 예를 들어 상기 모터 액츄 에이터(M)가 걸림(catch) 방지기능을 갖는 자동차의 파워 윈도우 장치에 사용되면, 상기 윈도우 유리의 위치가 연속적이고 선형적으로 검출되고 제어될 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 모터 액츄에이터(M)에서 모터 출력축(20)과 센서 구동축으로 사용된 연결축(42) 간의 연결에 있어서, 상기 연결축(42)이 상기 모터 출력축(20)의 상호결합부(23)의 외주면에 상호결합된다. 또한, 상기 연결축(42)의 축부(43)가 상기 모터 출력축(20)의 내주면에 상호결합된다. 더욱이, 상기 모터 출력축(20)의 반경방향 홈(25) 중의 하나가 상기 연결축(42)의 축부(43)의 반경방향 돌기(42)에 맞물린다. 그러므로, 상기 모터 출력축(20)의 반경방향 홈(25) 중의 어느 하나가 상기 연결축(42)의 축부(43)의 반경방향 돌기(42)에 맞물리는 경우, 상기 모터 출력축(20)과 연결축(42)은 서로 회전이 불가능하도록 연결된다. 즉, 상기 모터 출력축(20)과 연결축(42) 간의 상호 연결부에서, 복잡한 형상의 다수의 안내홈 및 다수의 가이드 돌기를 갖는 스플라인 상호결합부가 필요없다. 그 결과, 상기 상호결합 구조의 제작 공정이 더욱 단순해지고, 제작 비용을 절감할 수 있다. 또한, 상기 모터 출력축(20) 및 연결축(42)의 상호결합 위치를 불필요하게 정밀하게 유지할 필요가 없게 되어 그 상응하는 연결축(42) 또는 모터 출력축(20)에 적합하게 상호결합될 수 없는 불량한 모터 출력축(20)이나 연결축(42)의 생산이 방지된다. 이는 비용이 더욱 절감되도록 한다.
상기 연결축(42)의 축부(43)에 형성된 반경방향 돌기(47)의 축방향 단부가 그 단부부를 향해 테이퍼졌기 때문에, 상기 반경방향 돌기(47)는 상기 모터 출력축(20)이 연결축(42)에 삽입될 때, 즉, 상기 연결축(42)의 축부(43)에 형성된 반경방향 돌기(47)가 상기 모터 출력축(20) 내에 형성된 반경방향 홈(25)에 맞물릴 때, 상기 반경방향 홈 내로 용이하고 정확하게 삽입될 수 있다. 이는 상기 모터 출력축(20)과 연결축(42)의 연결 동작이 더욱 효율적으로 이루지도록 한다.
상기한 바와 같이, 본 실시예의 모터 액츄에이터(M)에 있어서, 윈도우 유리나 선루프 판넬과 같은 이동체의 위치가 높은 정밀도로 검출될 수 있다. 이는 간단한 구조에 의해 저렴한 비용으로 검출될 수 있다. 더욱이, 상기 모터 출력축(20)과 연결축(42)(센서 구동축) 간의 맞물림 연결을 높은 수준으로 조절할 필요가 없어지게 되어, 상기 모터 출력축(20)과 연결축(42)의 제작 및 조립이 용이해지고, 비용이 절감된다.
상기한 실시예에서, 상기 모터 액츄에이터(M)가 파워 윈도우 장치에 적용되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되는 것이 아니고 모터에 의해 임의의 물체를 가동시키는 임의의 장치에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 선루프 판넬을 가동시키는 선루프 장치, 또는 시트(seat)를 가동시키는 파워 시트장치 등에도 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니라 본발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 다른 여러가지 방법으로 실시될 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 복잡한 형상의 다수의 안내홈 및 다수의 가이드 돌기를 갖는 스플라인 상호결합부가 필요없게 되어, 상기 상호결합 구조의 제작 공정이 더욱 단순해지고, 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 모터 출력축(20) 및 연결축(42)의 상호결합 위치를 불필요하게 정밀하게 유지할 필요가 없게 되어 그 상응하는 연결축(42) 또는 모터 출력축(20)에 적합하게 상호결합될 수 없는 불량한 모터 출력축(20)이나 연결축(42)의 생산이 방지되므로, 비용이 더욱 절감되는 효과가 있다.
또한, 윈도우 유리나 선루프 판넬과 같은 이동체의 위치가 높은 정밀도를 갖으면서도 간단한 구조에 의해 저렴한 비용으로 검출될 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 서로 연결된 모터부(10A) 및 기어부(10B)를 포함하며, 상기 기어부(10B)가 상기 모터부로부터의 회전력을 출력하기 위한 모터 출력축(20)을 구비한 모터(10)와;
    상기 기어부의 모터 출력축과 체결된 실린더 형상의 센서 구동축(42)을 포함하며, 상기 모터 출력축의 회전 위치를 검출하기 위한 회전 위치 검출기(30)
    를 포함하되,
    상기 모터 출력축이 상기 센서 구동축의 축부(43)가 삽입되는 삽입홀에 의한 내주면을 갖는 실린더 형상이며;
    상기 모터 출력축이 상기 내주면으로부터 외측을 향해 반경방향으로 형성된 반경방향 홈(25)을 구비하며;
    상기 센서 구동축이 상기 축부의 외주면으로부터 돌출되어 상기 모터 출력축의 반경방향 홈에 맞물리는 반경방향 돌기(47)를 구비하며;
    상기 모터 출력축과 센서 구동축이 서로 연결되어 상기 모터 출력축의 반경방향 홈과 상기 센서 구동축의 반경방향 돌기의 맞물림에 의해 상호간의 회전을 억제하는
    모터 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반경방향 돌기의 축방향 단부가 그 축방향 단부를 향해 테이퍼진
    모터 액츄에이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반경방향 돌기가 축방향으로 길게 연장된
    모터 액츄에이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 구동축이 상기 모터 출력축의 외주면이 회전이 가능하도록 삽입되는 실질적으로 원형인 요부(凹部)를 구비한
    모터 액츄에이터.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터 출력축의 반경방향 홈은 각각 상기 모터 출력축의 축방향으로 연장된 다수의 홈 부분으로 이루지며;
    상기 반경방향 돌기는 상기 다수의 홈 부분 중의 하나에만 맞물리는
    모터 액츄에이터.
  6. 모터(10);
    상기 모터에 의해 구동되는 출력기구 및 상기 출력기구로부터의 구동력을 전달하는 출력축(20)을 수용하는 하우징(18); 및
    상기 출력축에 연결된 센서 구동축(42)을 구비하며, 상기 출력축의 회전 위치를 검출하기 위한 회전 위치 센서(30)
    를 포함하되,
    상기 출력축이 외주면 및 내주면을 갖는 실린더부(23)를 구비하며;
    상기 실린더부가 상기 내주면으로부터 외측을 향하여 반경방향으로 형성된 반경방향 홈(25)을 구비하며;
    상기 센서 구동축(42)이 상기 출력축의 외주면이 회전이 가능하도록 삽입되는 실질적으로 원형인 요부와, 상기 출력축의 내주면에 삽입되는 축부(43)와, 상기 축부의 외주면으로부터 돌출되어 상기 출력축의 반경방향 홈에 맞물리는 반경방향 돌기(47)와, 상기 하우징의 금속판(34)의 축 홀(38)을 관통하여 상기 하우징에 회전이 가능하도록 수용되는 외주부를 포함하는
    모터 액츄에이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반경방향 돌기의 축방향 단부가 그 축방향 단부를 향해 테이퍼진
    모터 액츄에이터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 반경방향 돌기가 축방향으로 길게 연장된
    모터 액츄에이터.
  9. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터 출력축의 반경방향 홈은 각각 상기 모터 출력축의 축방향으로 연장된 다수의 홈 부분으로 이루지며;
    상기 반경방향 돌기는 상기 다수의 홈 부분 중의 하나에만 맞물리는
    모터 액츄에이터.
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