KR200177646Y1 - 자동차용 정속주행장치의 액추에이터 - Google Patents

자동차용 정속주행장치의 액추에이터 Download PDF

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Abstract

본 고안은 스로틀밸브 개폐용 케이블을 권취 및 해방시키는 풀리장치에 전자제어장치(ECU)의 조작에 의한 스테핑모터의 회전과 구동력을 전달하는 자동차용 정속주행장치의 액추에이터에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 액추에이터의 하우징 내부에 스테핑모터의 회전속도를 2단으로 감속시켜 풀리장치에 전달하는 유성치차 감속장치와 스테핑모터의 구동력을 풀리장치에 연결 또는 차단하는 브레이크 장치를 설치하므로서, 액추에이터의 전체적인 크기를 소형화시키면서도 액추에이터의 행정과 구동력을 증가시키고, 액추에이터의 경량화를 가능하게 하여 자동차의 연비를 절감함과 동시에 동일한 크기에 다양한 감속비를 가지는 액추에이터의 생산을 가능하게 하고, 차량의 진동이나 충격에 의한 액추에이터의 잦은 고장을 방지할 수 있는 것에 관한 것이다.
본 고안에 의한 자동차용 정속주행장치의 엑추에이터는, 차량의 핸들부에 설치되는 메인 스위치(12)와 컨트롤 스위치(12a)의 조작내용을 스테핑모터(10)에 인가시켜 스테핑모터(10)를 소정의 회전수만큼 회전시키는 전자제어장치(9)와, 상기의 스테핑모터(10)와 스테핑모터(10)의 회전을 일정비율로 감속시키는 스퍼기어 감속장치와 전자석 클러치장치가 하우징(8a)의 내부에 설치된 액추에이터(8)와, 액추에이터(8)의 작동으로 연동회전하여 2차 스로틀 암(3a)에 연결된 2차 케이블(2a)을 권취 및 해방시키는 풀리장치(70)로 된 것에 있어서, 상기 액추에이터(8)의 하우징(8a) 내부에 설치된 스테핑모터(10)의 일측에는 스테핑모터(10)의 구동축(10a)에 축설되는 선기어(31)와, 선기어(31)의 외주면에 치합되는 수 개의 유성기어(32)와, 유성기어(32)의 외주면에 치합되는 내치기어(36a)가 동심원 형상의 몸체 일측에 형성된 브레이크 홀더(36)와, 유성기어축(33c)에 의하여 유성기어(32)와 연동회전이 가능하게 결합되는 캐리어(33)로 구성되는 1단 유성치차 감속장치(30)를 설치하고, 상기 1단 유성치차 감속장치(30)의 일측에는 캐리어(33)에 축삽되는 2차 선기어(41)와, 2차 선기어(41)의 외주면에 치합되는 수 개의 2차 유성기어(42)와, 2차 유성기어(42)의 외주면에 치합되는 내치기어(44)와, 2차 유성기어축(42a)에 의하여 2차 유성기어(42)와 연동회전이 가능하게 결합되는 출력축(43)으로 구성되는 2단 유성치차 감속장치(40)를 설치하고, 상기 내치기어(44)와 브레이크 홀더(36)의 사이에는 내치기어(44)의 일측에 고정설치되는 아마츄어(24)와, 아마츄어(24)의 일측부에서 브레이크 홀더(36)에 고정설치되는 브레이크 요크(21)와, 브레이크 요크(21)의 내부에 결합되는 보빈(22)과, 보빈(22)의 몸체 외주면에 권취되는 마그네트 코일(23)로 구성되는 브레이크 장치(20)를 설치한 것을 특징으로 하며, 상기 브레이크 장치(20)의 아마츄어(24)는 동심원 형상의 몸체 내주면에 '⊂'형상으로 절개된 수 개의 이형극(24a)을 형성하며, 상기의 아마츄어(24)를 밴드와셔(27)로서 내치기어(44)의 일측에 탄력고정하거나, 아마츄어(24)가 리벳(27a)으로 고정설치된 내치기어(44)를 웨이브 스프링(27a)으로서 브레이크 장치(20)의 일측에 탄력설치한 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 정속주행장치의 액추에이터{The actuator of the auto cruise equipment for a car}
본 고안은 스로틀밸브 개폐용 케이블을 권취 및 해방시키는 풀리장치에 전자제어장치(ECU)의 조작에 의한 스테핑모터의 회전과 구동력을 전달하는 자동차용 정속주행장치의 액추에이터에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 액추에이터의 하우징 내부에 스테핑모터의 회전속도를 2단으로 감속시켜 풀리장치에 전달하는 유성치차 감속장치와 스테핑모터의 구동력을 풀리장치에 연결 또는 차단하는 브레이크 장치를 설치하므로서, 액추에이터의 전체적인 크기를 소형화시키면서도 액추에이터의 행정과 구동력을 증가시키고, 액추에이터의 경량화를 가능하게 하여 자동차의 연비를 절감함과 동시에 동일한 크기에 다양한 감속비를 가지는 액추에이터의 생산을 가능하게 하고, 차량의 진동이나 충격에 의한 액추에이터의 잦은 고장을 방지할 수 있는 것에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 정속주행장치는 장거리 직선도로가 계속되는 고속도로등지에서 차량을 주행할 시에 운전자가 엑셀페달을 계속적으로 답력하지 않아도 소망하는 차속을 일정하게 유지시키게 하는 장치로서, 장시간 고속 주행시에 운전자의 피로를 감소시키고, 정속주행장치를 사용하지 않는 경우와 비교하여 약 10%의 연료절감 효과를 가져 온다는 이점으로 많은 차량에 설치되어 사용되고 있다.
상기와 같은 자동차용 정속주행장치는 차속을 펄스(Pulse)로 변환하여 전자제어장치에 전달하는 차속감지센서와, 각종 장치에 전원을 공급하는 메인스위치와, 정속주행의 속도를 세팅하는 세트 스위치와, 소정의 차량 조작후에 초기의 정속주행상태로 복귀시키는 리줌(Resume) 스위치와, 정속주행중에 차속을 감속시키는 코스트(Coast) 스위치와, 차속감지센서 및 각종 스위치로부터 정속 주행의 세트, 복귀, 감속 등의 전기능을 집중제어하는 전자제어장치(ECU)와, 전자제어장치로부터 전기적인 신호를 받아 회전하는 스테핑모터와, 스테핑모터의 회전과 구동력을 풀리장치에 연결 또는 차단하는 액추에이터와, 액추에이터의 출력축에 결합되어 스로틀밸브 개폐용 케이블을 권취 및 해방시키는 풀리장치로 구성되며, 상기의 세트 스위치, 리줌 스위치, 코스트 스위치를 전체적으로 컨트롤 스위치라 한다.
상기와 같은 전체적인 구성을 가지는 자동차용 정속주행장치 중에서 전자제어장치에 입력된 메인 스위치와 컨트롤 스위치의 조작내용을 풀리장치에 전달하여 스로틀밸브의 개폐량을 조절하기 위한 종래의 액추에이터는 스테핑모터와, 스테핑모터의 구동축에 설치되는 스퍼기어(Spur gear: 평기어)에 치합되어 스테핑모터의 회전을 일정비율로 감속시키는 스퍼기어 감속장치와, 스퍼기어 감속장치에 치합되어 스테핑모터의 구동력을 연결 또는 차단하는 전자석 클러치 장치와, 전자석 클러치 장치에 치합되어 일정비율로 감속된 스테핑모터의 회전 및 구동력을 풀리장치에 전달하는 파이널 드라이브 기어장치 및 기타 하우징으로 구성된 것이 알려져 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 종래의 자동차용 주행장치의 액추에이터의 작동관계에 대하여 설명하면 다음과 같다.
차량의 속도가 정속주행하고자 하는 속도범위안에 도달하여 메인 스위치를 온(ON)으로 하게 되면, 전자제어장치로부터 상기 액추에이터의 전자석 클러치 장치 내부에 설치된 전자석 클러치 코일에 전류가 흐르게 되고, 전자석 클러치 코일의 상부에 설치된 클러치 플레이트가 전류의 유동으로 발생하는 전자기력에 의하여 전자석 클러치 코일에 부착되므로서 스테핑모터의 회전과 구동력이 스퍼기어 감속장치와 전자석 클러치 장치를 통하여 파이널 드라이브 기어장치에 전달될 수 있는 상태가 된다.
상기의 상태에서 세트 스위치를 온(ON)으로 하게 되면, 전자제어장치로부터 스테핑모터에 전류가 흐르게 되고, 차속감지센서를 통하여 전자제어장치에 입력된 주행속도에 해당하는 회전수만큼 스테핑모터를 회전시키게 되며, 스테핑모터의 회전이 상기의 스퍼기어 감속장치와 전자석 클러치 장치 및 파이널 드라이브 기어장치를 거치면서 일정한 비율로 감속되어 파이널 드라이브 기어장치의 출력축에 결합된 풀리장치를 소정각도만큼 회전시키게 되며, 풀리장치에 결합된 스로틀밸브 개폐용 케이블이 소정길이만큼 풀리장치에 권취고정되므로서 스로틀밸브의 개폐각도가 소망하는 정속주행속도에 해당하는 각도로 유지되어 운전자가 엑셀페달을 답력하고 있던 발을 엑셀페달로부터 이탈시키더라도 세팅된 주행속도가 유지된다.
상기의 상태에서 주행속도를 감속하고자 할 경우에 코스트(Coast) 스위치를 온(ON)으로 하게 되면, 코스트 스위치를 온(ON)으로 설정해 놓은 동안에는 액추에이터의 스테핑모터가 스로틀밸브를 닫는 방향으로 회전하여 주행속도를 감속시키게 되고, 상기와 같은 차량조작으로 인하여 정속주행이 일시적으로 해제된 상태에서 다시 정속주행을 하고자 할 경우에 리줌(Resume) 스위치를 온(ON)으로 하게 되면, 전자제어장치가 정속주행상태의 해제 이전에 세팅되었던 주행속도를 재기억하여 초기의 정속주행상태로 복원시키게 된다.
상기의 상태에서 운전자가 메인 스위치를 오프(OFF)시키거나 브레이크 페달을 밟게 되면, 상기의 전자석 클러치 코일에 전류가 차단되어 클러치 플레이트가 전자석 클러치 코일로부터 초기의 위치로 복원되므로서 스테핑모터의 회전과 구동력이 파이널 드라이브 기어에 전달되지 않게 되어 정속주행장치의 작동이 중지되며, 풀리장치는 스로틀 암에 설치된 리턴스프링의 복원력에 의하여 초기의 위치로 복원되는 작용관계로 되는 것이 알려져 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 자동차용 주행장치의 액추에이터는, 스테핑모터의 초기 회전을 일정비율로 감속시키는 기어장치가 스테핑모터의 구동축에 축설되는 스퍼기어를 포함하여 일반적인 스퍼기어의 적층형식으로 구성되어 있으므로 액추에이터의 전체적인 부피를 증가시키게 되고, 상기의 전자석 클러치 장치 또한 스퍼기어 감속장치의 회전을 파이널 드라이브 기어장치에 전달하기 위하여 스퍼기어의 형상으로 제작되므로서 액추에이터의 전체적인 부피를 더욱 증가시키게 되는 문제점이 있었으며, 상기와 같은 스퍼기어간의 치합구조로 인하여 액추에이터의 내부에 빈 공간이 많이 발생하게 되므로서 차량의 진동이나 충격 등으로 액추에이터가 잦은 고장을 일으키게 되는 문제점이 있었다.
또한, 상기의 스퍼기어들을 지지하는 기어축을 각각의 기어마다 별도로 설치하여야 하므로 액추에이터의 자체 중량이 무겁게 되어 자동차의 운행시 연비를 상승시키는 문제점이 있었으며, 기어축을 하우징의 내측면에 설치할 경우에는 크기와 형상이 제각기 다른 기어들의 회전반경을 일일이 고려하여야 하고, 감속비율에 따라 그 크기 및 형상이 제각기 다른 액추에이터를 제작하여야 하므로서 액추에이터의 제작에 많은 시간이 소요됨과 동시에 자원의 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있었으며, 상기의 전자석 클러치 장치에 전력을 차단하더라도 전자석 클러치 코일에 형성된 전자기력이 빠른 시간안에 소멸되지 않으므로서 액추에이터의 원활한 작동에 지장을 주게 되는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 고안에 의한 자동차용 정속주행장치의 액추에이터는, 액추에이터의 하우징 내부에 설치된 스테핑모터의 일측에는 스테핑모터의 구동축에 축설되는 선기어와, 선기어의 외주면에 치합되는 수 개의 유성기어와, 유성기어의 외주면에 치합되는 내치기어가 동심원 형상의 몸체 일측에 형성된 브레이크 홀더와, 유성기어축에 의하여 유성기어와 연동회전이 가능하게 결합된 캐리어로 구성되는 1단 유성치차 감속장치를 설치하고, 상기 1단 유성치차 감속장치의 일측에는 캐리어에 축삽되는 2차 선기어와, 2차 선기어의 외주면에 치합되는 수 개의 2차 유성기어와, 2차 유성기어의 외주면에 치합되는 내치기어와, 2차 유성기어축에 의하여 2차 유성기어와 연동회전이 가능하게 결합되는 출력축으로 구성되는 2단 유성치차 감속장치를 설치하며, 상기 내치기어와 브레이크 홀더의 사이에는 내치기어의 일측에 고정설치되는 아마츄어와, 브레이크 홀더에 고정설치되는 브레이크 요크와, 브레이크 요크의 내부에 결합되는 보빈과, 보빈의 몸체 외주면에 권취되는 마그네트 코일로 구성되는 브레이크 장치를 설치하며, 브레이크 장치의 아마츄어는 동심원 형상의 몸체 내주면에 '⊂'형상으로 절개된 수 개의 이형극을 형성하며, 상기의 아마츄어를 밴드와셔로서 내치기어의 일측에 탄력고정하거나, 아마츄어가 리벳으로 고정설치된 내치기어를 웨이브 스프링으로서 브레이크 장치의 일측에 탄력설치하므로서, 액추에이터의 전체적인 크기를 소형화시키면서도 액추에이터의 행정과 구동력을 증가시키고, 액추에이터의 경량화를 가능하게 하여 자동차의 연비를 절감함과 동시에 동일한 크기에 다양한 감속비를 가지는 액추에이터의 생산을 가능하게 하고, 차량의 진동이나 충격에 의한 액추에이터의 잦은 고장을 방지할 수 있는 것을 본 고안의 기술적 과제로 한다.
도 1은 본 고안에 의한 액추에이터가 설치된 자동차용 정속주행장치를 나타내는 개략도.
도 2의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 자동차용 정속주행장치의 액추에이터를 나타내는 평면도 및 정면도.
도 3은 본 고안에 의한 자동차용 정속주행장치의 액추에이터를 나타내는 단면도.
도 4의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 1단 유성치차 감속장치를 나타내는 단면도 및 저면도.
도 5의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 2단 유성치차 감속장치를 나타내는 단면도 및 저면도.
도 6은 본 고안에 의한 브레이크 장치의 아마츄어를 나타내는 평면도.
도 7의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 브레이크 장치를 나타내는 단면도 및 평면도.
도 8은 본 고안에 의한 브레이크 장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 9의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 액추에이터의 작동상태를 나타내는 평면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
2a : 2차 케이블 3a : 2차 스로틀 암 4b : 리턴 스프링
5 : 스로틀밸브 7 : 풀리 7a : 케이블 고정홈
8 : 엑츄에이터 8a : 하우징 9 : 전자제어장치
10 : 스테핑모터 11 : 차속감지센서 12 : 메인스위치
12a : 컨트롤스위치 20 : 브레이크 장치 21 : 브레이크 요크
22 : 보빈 23 : 마그네트 코일 24 : 아마츄어
24a : 이형극 26 : 아마츄어핀 26a : 아마츄어 와셔
27 : 밴드와셔 27a : 웨이브 와셔 28 : 스냅링
29 : 리벳 30 : 1단 유성치차 감속장치
31 : 1차 선기어 32 : 유성기어 32a : 이탈방지핀
33 : 캐리어 33c : 유성기어축 34 : 스냅링
35 : 와셔 36 : 브레이크 홀더 37 : 칼라
40 : 2단 유성치차 감속장치 41 : 2차 선기어
42 : 유성기어 42a : 유성기어축 43 : 출력축
43a : 이동스토퍼 44 : 내치기어 45 : 스냅링
70 : 풀리장치 71 : 리턴스프링 81 : 상단커버
82 : 체결부 82a: 체결구 83 : 전기커넥터
84 : 하단커버 85 : 고정스토퍼
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안에 의한 액추에이터가 설치된 자동차용 정속주행장치를 나타내는 개략도이고, 도 2의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 자동차용 정속주행장치의 액추에이터를 나타내는 평면도 및 정면도이며, 도 3은 본 고안에 의한 자동차용 정속주행장치의 액추에이터를 나타내는 단면도이고, 도 4의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 1단 유성치차 감속장치를 나타내는 단면도 및 저면도이며, 도 5의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 2단 유성치차 감속장치를 나타내는 단면도 및 저면도이고, 도 6은 본 고안에 의한 브레이크 장치의 아마츄어를 나타내는 측면도이며, 도 7의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 브레이크 장치를 나타내는 단면도 및 평면도이고,도 8은 본 고안에 의한 브레이크 장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도이며, 도 9의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 액추에이터의 작동상태를 나타내는 평면도이고, 도면중 미설명 부호 1은 엑셀페달, 2는 케이블, 2b는 케이블 고정 브라켓, 3은 스로틀 암, 4 및 4a는 리턴 스프링, 6은 스로틀, 7b는 핀, 7c는 권취부, 10a는 구동축, 21a 및 36c는 체결부, 21b, 36d 및 36e는 체결공, 24b 및 44a는 핀홀, 32b는 부쉬, 33a는 수납부, 33b는 삽입홈, 36a는 내치기어, 36b 및 44b는 절곡부, 36f는 살빼기 홈, 43b는 고무, 43c는 풀리삽입부, 43d는 풀림방지너트, 46 및 47은 부쉬, 48은 칼라, 81a는 고정볼트, 81b는 융기부, 81c는 돌출수납부, 81d는 절개홈이다.
일차적으로, 상기 액추에이터(8)의 내부에 설치되는 각종 장치들을 보호하고, 상기의 장치들을 외부에서 지지하는 역할을 하는 하우징(8a)과 하우징(8a)의 상부에 결합되어 스로틀밸브(5) 개폐용 케이블(2a)을 권취 및 해방시키는 풀리장치(70)의 구성을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기의 하우징(8a)은 상단커버(81)와 하단커버(84)로 구성되며, 상단커버(81)는 직육면체 형상을 한 몸체의 상부로 원형의 융기부(81b)를 형성하고, 융기부(81b)의 상부와 일측부에는 원판형상의 돌출수납부(81c)와 케이블 고정 브라켓(2b)을 융기부(81b)와 일체로 형성하며, 상단커버(81)의 몸체 외주면 모서리측에는 케이블 고정 브라켓(2b)을 고정하여 지지하기 위한 원통형상의 체결부(82)를 형성한다.
그리고, 상기 상단커버(81)의 돌출수납부(81c) 외측면에는 풀리(7)에 결합되는 리턴스프링(71)을 고정설치하기 위한 동심원 형상의 절개홈(81d)을 돌출수납부(81c)의 내부로 절개하여 형성하며, 돌출수납부(81c)의 내측면에는 출력축(43)에 설치된 이동스토퍼(43a)의 회전을 정지시키기 위한 원호형상의 고정스토퍼(85)를 설치한다.
그리고, 상기 상단커버(81)의 하측에서 고정볼트(81a)에 의하여 결합되는 하단커버(84)는, 직육면체 형상을 한 몸체의 일측 중앙부에 전자제어장치(9)로부터 인가되어진 전원을 스테핑모터(10)와 브레이크 장치(20)에 공급하기 위한 전기커넥터(83)를 설치하며, 하단커버(84)의 몸체 외주면 모서리측에는 액추에이터(8)를 차량내부에 고정설치하기 위한 원통형상의 체결구(82)를 설치한다.
그리고, 상기 상단커버(81)의 돌출수납부(81b)에 안치되는 풀리장치(70)는, 돌출수납부(81b)의 중앙으로 돌출되는 풀리삽입부(43c)에 풀리(7)를 출력축(43)과 연동회전이 가능하게 설치하고, 풀리(7)가 출력축(43)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 출력축(43)의 선단에 풀림방지너트(43d)를 체결하며, 풀리(7)의 권취부(7c) 일측내면에는 2차 케이블(2a)의 일단을 고정하기 위한 케이블 고정홈(7a)을 형성하며, 풀리(7)의 몸체 타측에는 풀리(7)를 관통하여 돌출수납부(81b)의 절개홈(81d)에 삽입된 리턴 스프링(71)에 결합되는 핀(7b)을 고정설치한 구성으로 된다.
이하, 본 고안의 일실시예에 의한 자동차용 정속주행장치의 액추에이터에 대한 구성 및 설치관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하며, 본 고안의 일실시예로서 설명되어지는 액추에이터(8)는 1단 유성치차 감속장치(30)에 3개의 유성기어(32)를 설치하고, 2단 유성치차 감속장치(40)에는 4개의 2차 유성기어(42)를 설치한 것으로 한다.
상기 1단 유성치차 감속장치(30)의 세부적인 구성 및 설치관계는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(8a)의 내부에 설치되는 스테핑모터(10)의 구동축(10a)에는 선기어(31)를 구동축(10a)과 연동회전이 가능하게 설치하며, 선기어(31)의 외주면에는 선기어(31)와 치합되는 3개의 유성기어(32)를 설치하고, 유성기어(32)의 외주면에는 유성기어(32)와 치합되는 내치기어(36a)가 동심원 형상의 몸체 하측 중앙부에 형성된 브레이크 홀더(36)를 하우징(8a)의 내부에서 고정설치한다.
상기의 브레이크 홀더(36)는 동심원 형상의 몸체 중앙에 브레이크 요크(21)를 고정설치하기 위한 2개의 체결공(36e)이 형성되고, 몸체의 내주면에는 내치기어(36a)로부터 상부로 소정길이만큼 단지게 절곡되어진 절곡부(36b)가 형성되며, 몸체의 외주면에는 브레이크 홀더(36)를 상기 하우징(8a)의 하단커버(8a) 상면에 고정설치하기 위한 체결공(36d)이 구비된 3개의 체결부(36c)가 형성된다.
그리고, 상기 유성기어(32)의 몸체 중앙에 삽입되는 3개의 유성기어축(33c)이 원판형상의 몸체 하측에 형성되고, 원판형상의 몸체 상측 중앙부에는 2차 선기어(41)의 일단이 삽입되는 수납부(33a)가 상부로 돌출형성된 캐리어(33)를 유성기어축(33c)의 중앙에 이탈방지핀(32a)을 관통시키고, 유성기어축(33c)의 하부로 소정길이만큼 돌출되는 이탈방지핀(32a)의 일단에 와셔(35)와 스냅링(34)을 끼워 설치하므로서, 선기어(31)의 회전에 의한 유성기어(32)의 연동회전 및 유성기어(32)의 회전에 의한 캐리어(33)의 연동회전이 가능한 구성 및 설치관계로 되며, 선기어(31)의 상부에는 선기어(31)와 캐리어(33)와의 회전마찰을 감소시키기 위하여 원형의 칼라(37)를 설치하며, 유성기어축(33c)의 외주면에는 부쉬(32b)를 설치한다.
상기 2단 유성치차 감속장치(40)의 세부적인 구성 및 설치관계는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 캐리어(33)의 수납부(33a)에 형성된 삽입홈(33b)에 2차 선기어(41)를 캐리어(33)와 연동회전이 가능하게 삽입설치하며, 2차 선기어(41)의 외주면에는 2차 선기어(41)에 치합되는 4개의 2차 유성기어(42)를 설치하고, 2차 유성기어(42)의 외주면에는 2차 유성기어(42)와 치합되는 내치기어(44)를 설치한다.
상기의 내치기어(44)는 동심원 형상의 몸체 내주면에 상기 브레이크 홀더(36)의 절곡부(36b)에 대응되도록 하부로 절곡되어진 절곡부(44b)가 형성되며, 절곡부(44b)의 내측면이 상기 2차 유성기어(42)의 외주면에 치합되고, 내치기어(44)의 몸체 외주연에는 아마츄어 핀(26)이 삽입되는 4개의 핀홀(44a)이 동심원상으로 배치형성되며, 내치기어(44)와 상기의 브레이크 홀더(36)와의 절곡부(36b,44b) 대응면에는 내치기어(44)의 회전으로 인한 절곡부(36b,44b) 대응면의 마찰을 줄이고, 아마츄어(24)와 브레이크 요크(21)사이에 약 0.2mm의 갭을 형성하기 위한 원형의 칼라(48)를 설치한다.
그리고, 상기 2차 선기어(41)의 선단부가 원판형상의 몸체 하측 중앙부에 회전가능하게 삽입되고, 원판형상의 몸체 상측 중앙부에는 전방으로 소정길이만큼 단지게 돌출되어진 풀리삽입부(43c)가 형성되며, 상기 몸체의 외주면에는 원호형상의 이동스토퍼(43a)가 상부로 절곡 형성된 출력축(43)을 2차 유성기어(42)의 몸체 중앙에 축설되는 4개의 2차 유성기어축(42a)에 결합하고, 2차 유성기어(42)의 몸체 하부로 소정길이만큼 돌출되는 2차 유성기어축(42a)의 일단에 스냅링(45)을 끼워 설치하므로서, 2차 선기어(41)의 회전에 의한 2차 유성기어(42)의 연동회전 및 2차 유성기어(42)의 회전에 의한 출력축(43)의 연동회전이 가능한 구성 및 설치관계로 되며, 2차 선기어(41)의 선단부와 출력축(43)의 외주면에는 2차 선기어(41)와 출력축(43)의 원활한 회전을 위하여 부쉬(46,47)를 삽입설치한다.
상기 브레이크 장치(20)의 세부적인 구성 및 설치관계는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기의 내치기어(44)와 동일한 동심원 형상의 몸체 중앙에 내치기어(44)의 핀홀(44a)에 대응되는 4개의 핀홀(24b)이 배치형성되고, 동심원 형상의 몸체 내주면에는 '⊂'형상으로 절개된 4개의 이형극(24a)이 형성된 아마츄어(24)를 각각의 핀홀(24b,44a)을 대응시켜 아마츄어 핀(26)을 삽입하고, 내치기어(44)의 몸체 상부로 소정길이만큼 돌출되는 아마츄어 핀(26)의 일단에는 스냅링(28)과 아마츄어 와셔(26a)에 의하여 지지되는 밴드와셔(27)를 설치하므로서, 아마츄어(24)가 내치기어(44)의 몸체 하측에서 상부로 탄력지지되도록 설치한다.
그리고, 상기 아마츄어(26)의 하부에는 '∪' 형상으로 절곡되어 아마츄어(26)와 동일한 동심원 형상의 몸체를 구비하며, 몸체의 외주면에는 상기 브레이크 홀더(36)의 체결공(36e)에 대응되는 체결공(21b)이 형성된 브레이크 요크(21)를 각각의 체결공(36e,21b)을 대응시켜 냄비머리 나사(25)로 체결하므로서 브레이크 요크(21)를 브레이크 홀더(36)의 상측에 고정설치하게 되며, 상기의 칼라(48)에 의하여 아마츄어(24)와 브레이크 요크(21)는 약 0.2mm의 갭을 유지하게 된다.
그리고, 상기 브레이크 요크(21)의 몸체 내부에는 'ㄷ' 형상으로 절곡된 동심원 형상의 몸체를 가지는 보빈(22)을 삽입하여 고정설치하며, 보빈(22)의 몸체 외주면에는 도면에 도시되지 않은 전선으로 상기의 전기커넥터(83)에 연결되는 마그네트 코일(23)을 권취시킨 구성 및 설치관계로 되며, 본 고안에 의한 브레이크 장치(20)의 다른 실시예로서 도 8에 도시된 바와 같이 아마츄어(24)를 리벳(29)으로 내치기어(44)의 하측에 고정설치하고, 상기 칼라(48)의 하측에는 칼라(48)의 형상과 동일한 원형의 웨이브 스프링(27a)을 설치하므로서 내치기어(44)를 브레이크 장치(20)의 상부에 탄력설치하는 방법도 가능하다.
상기와 같은 구성 및 설치관계를 가지는 본 고안에 의한 자동차용 정속주행장치의 액추에이터에 대한 작용관계를 도 1 및 도 9을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
차량의 운전중에 장거리 직선도로가 계속되는 고속도로 등지를 주행하게 되므로서 운전자가 정속주행을 하고자 할 경우에는 소망하는 정속주행속도에 해당하는 만큼 엑셀페달(1)을 소정의 힘으로 답력하게 되고, 상기의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 엑셀페달(1)에 연결된 케이블(2)에 의하여 스로틀 암(3)이 리턴 스프링(4a)의 탄성력을 극복하면서 소정각도 회전하여 운전자가 소망하는 정속주행속도에 해당하는 만큼 스로틀 밸브(5)를 개폐시키게 되며, 상기의 경우 2차 스로틀 암(3a) 또한 동일한 각도로 연동회전하므로서, 2차 스로틀 암(3a)에 연결된 2차 케이블(2a)은 도 9의 (가)에 도시된 초기상태에서 2차 스로틀 암(3a)이 연동회전한 각도만큼 이완된 상태가 된다.
상기의 상태에서 자동차의 주행속도가 소망하는 정속주행속도범위안에 도달하게 되어 차량의 핸들부에 설치된 메인 스위치(12)를 온(ON)으로 하게 되면, 상기의 전자제어장치(9)로부터 스테핑모터(10)와 브레이크 장치(20)의 마그네트 코일(23)에 전류가 흐르게 되고, 마그네트 코일(23)이 권취된 보빈(22)과 브레이크 요크(21)가 전류의 유동으로 발생하는 전자기력에 의하여 자로(磁路)를 형성하게 된다.
상기의 상태가 되면, 브레이크 요크(21)와 0.2mm의 갭을 유지하고 있는 아마츄어(24)가 전자기력에 의하여 밴드와셔(27)의 탄성력을 극복하면서 브레이크 요크(21)의 상측에서 고정되므로서, 아마츄어(24)가 탄력설치된 내치기어(44) 또한 브레이크 장치(20)의 상측에서 고정되며, 본 고안에 의한 브레이크 장치(20)의 다른 실시예에서는 상기의 전자기력에 의하여 아마츄어(24)가 고정설치된 내치기어(44)가 웨이브 스프링(27a)을 압축하면서 하부로 당겨지게 되어 브레이크 장치(20)의 상측에서 고정된다.
상기와 같이 내치기어(44)를 자력에 의하여 고정하기 위하여 본 고안에 의한 브레이크 장치(20)에 사용되어진 설계 데이터 및 상기 브레이크 장치(20)를 구성하는 각종 부품의 재질을 표 1 및 표 2로서 나타내면 다음과 같다.
표 1; 브레이크 장치의 설계에 사용된 데이터
내치기어 고정을 위한 마찰토크(T) 27 kg·cm
마그네트 코일의 저항(R) 40±5 Ω
마그네트 코일의 직경() 0.2 mm
마그네트 코일의 권수(N) 471 회
마그네트 코일의 길이(L) 70.175 m
아마츄어의 반경(R') 23.8 mm
사용전압(V) 9 V
사용전류(I) 0.225 A
기자력(F') 106 A
브레이크의 흡인력(F) 75.6 kgf
절연계급 H-Class, 200℃내열
주위온도 120 ℃
주: 내치기어(44)를 고정하기 위하여 요구되는 상기의 마찰토그(T)는 15.4 kg·cm이지만 안전율을 1.75로 고려하여 27 kg·cm로 계산하였으며, 상기 브레이크 장치의 흡입력(F)은 상기의 마찰토크(T)를 연강과 연강사이의 마찰계수(μ= 0.15)와 아마츄어 반경(R' = 23.8 mm)의 곱으로 나눈 값이고, 상기의 기자력(F')는 사용전류(I = 0.225A)와 코일의 권수(N = 471회)와의 곱이다.
표 2; 브레이크 장치를 구성하는 부품의 재질
번호 품명 재질
21 브레이크 요크(BRAKE YOKE) S10C
22 보빈(BOBBIN) 5233GHS
23 마그네트 코일(MAGNET COIL) 동선
24 아마츄어(ARMATURE) S10C
26 아마츄어 핀(ARMATURE PIN) S45C
26a 아마츄어 와셔(ARMATURE WASHER) SUP
27a 웨이브 스프링(WAVE SPRING) 스프링강
29 리벳(RIBET) 연강
상기와 같이 메인 스위치(12)의 작동으로 내치기어(44)가 브레이크 장치(20) 의 상측에서 고정된 후에 컨트롤 스위치(12a) 중의 하나인 세트 스위치를 온(ON)으로 하게 되면, 차속감지센서(11)를 통하여 세팅 당시의 차속이 전자제어장치(9)에 입력되고, 전자제어장치(9)는 입력되어진 차속에 해당하는 회전수만큼 스테핑모터(10)를 회전시키므로서 1단 유성치차 감속장치(30)에 의한 감속 1단 작동이 시작된다.
상기의 감속 1단 작동을 도 4의 (나)를 참조하여 설명하면, 일차적으로 선기어(31)가 스테핑모터(10)의 구동축(10a)을 입력축으로 하여 도면상에서 좌회전하게 되면, 선기어(31)의 외주면에 치합되는 3개의 유성기어(32)는 아이들 기어(Idle gear)의 역할을 하여 우회전하면서 자전하게 되고, 유성기어(32)의 외주면에 치합되는 내치기어(36a)를 구비한 브레이크 홀더(36)가 하우징(8a)의 내부에서 고정되어 있으므로, 각각의 유성기어(32)는 우회전으로 자전하지만 3개의 유성기어(32) 전체는 선기어(31)의 주위를 좌회전으로 공전하게 되며, 유성기어 축(32a)에 의하여 유성기어(32)와 연동회전이 가능하게 결합된 캐리어(33)는 선기어(31)와 동일한 방향으로 일정비율 감속되어 회전한다.
상기와 같은 1단 유성치차 감속장치(30)의 작동에 의한 1단 감속비율은 선기어(31)와 내치기어(36a)의 잇수에 의하여 결정되며, 본 고안의 일실시예에 사용된 1단 유성치차 감속장치(30)의 설계 데이터와 상기 장치(30)를 구성하는 부품의 재질을 표 3 및 표 4로서 나타내면 다음과 같다.
표 3; 1단 유성치차 감속장치의 설계 데이터
선기어 유성기어 내치기어
잇수(Z) 10 35 83
감속비율(i) 1/9.3
압력각(α) 20° 20° 20°
모듈(m) 0.6 0.6 0.6
전위계수 0.6894 0.4573 0
Inv α 0.00796825
0.033453667
물림각 16°19' 27'
25°52' 50'
중심거리계수 -0.5
1
중심거리 14.1 mm
피치원직경 6 mm 21 mm 49.8 mm
기초원직경 5.6382 mm 19.7335 mm 46.7967 mm
물림피치원직경 6.2667 mm 20.5624 mm 48.7625 mm
치말높이 0.92562 mm 0.87438 mm 0.6 mm
전치높이 1.35 mm 1.35 mm 1.35 mm
치선원직경 7.8512 mm 22.7488 mm 48.6 mm
치저원직경 5.1512 mm 20.0488 mm 51.3 mm
주1: 감속비율(i) = 1/{(내치기어의 잇수/선기어의 잇수)+1}
= 1/{(83/100)+1} = 1/9.3 의 식으로 계산되어진다.
즉 모터의 회전수가 N1이라고 하면, 캐리어의 회전수 N2는 N1/9.3이 된다.
주2: 치 1개당 허용원주력(Kgf)은 최종 출력축에서 필요한 토크를 350 Kgf·mm로 하고, 스테핑 모터가 내야 하는 토크를 10 Kgf·mm로 할 경우에 치 1개에 걸리는 힘은 0. 936 Kgf이 된다(계산식 생략), 모듈을 0.6으로 정하였기 때문에 여기서는 치폭(b)만 결정하면 된다.
주3: 허용 원주력(Ft) 계산식
치폭(b)= 3.5mm, 치형계수(YF)= 2.125, 하중분배계수(Yε)= 0.656, 헤릭스 앵겔(Helix Angal)계수(Yβ)= 1, 수명계수(KL)= 1, 치원응력에 대한 칫수계수(KFX)= 1, 등하중계수(KV)= 1, 과부하계수(KO)= 1, 안전율(SF)= 1.5, 허용치원굽힘응력(σ)= 3.5 Kgf/mm2일 경우 허용 원주력(Ft)는
Ft= σ*{(b*m)/(YF*Yε*Yβ)}*{(KL*KFX)/(KV*KO)}*(1/SF)
= 3.5*{(3.5*0.6)/(2.125*0.656*1)}*{(1*1)/(1*1)}*(1/1.5)
= 3.5
안전율은 3.5/0.936 = 3.8 배
표 4; 1단 유성치차 감속장치를 구성하는 푸품의 재질
번호 품명 재질
31 선기어(SUN GEAR) SUS 304 소결품
32 유성기어(PLANETARY GEAR) 5233 GHS
32a 유성기어 축(P-GEAR SHAFT) S45C
33 캐리어(CARRIER) 5233 GHS
35 와셔(WASHER) SUS 304
36 브레이크 홀더(BRAKE HOLDER) 5233 GHS
37 칼라(COLLAR) SUP
상기와 같이 1단 유성치차 감속장치(30)의 작동으로 인하여 일정한 비율로 감속되어진 스테핑모터(10)의 회전은 캐리어(33)의 회전으로 인하여 캐리어(33)의 수납부(33a)에 축삽된 2차 선기어(41)가 좌회전하게 되므로서 2단 유성치차 감속장치(40)에 의한 감속 2단 작동이 시작된다.
상기의 감속 2단 작동을 도 5의 (나)를 참조하여 설명하면, 일차적으로 캐리어(33)가 좌회전하게 되므로서 캐리어(33)의 수납부(33a)에 축삽된 2차 선기어(41)가 입력축이 되어 도면상에서 좌회전하게 되면, 2차 선기어(41)의 외주면에 치합된 4개의 2차 유성기어(42)는 아이들 기어(Idle gear)의 역할을 하여 우회전하면서 자전하게 되고, 2차 유성기어(42)의 외주면에 치합되는 내치기어(44)가 상기에 설명되어진 브레이크 장치(20)의 작동으로 인하여 브레이크 장치(20)의 상측에서 전자기력으로 고정된 상태이므로, 각각의 2차 유성기어(42)는 우회전으로 자전하지만 4개의 2차 유성기어(42) 전체는 2차 선기어(41)의 주위를 좌회전으로 공전하게 되며, 2차 유성기어 축(42a)에 의하여 2차 유성기어(42)와 결합된 출력축(43)는 2차 선기어(31)와 동일한 방향으로 일정비율 감속되어 회전한다.
상기와 같은 2단 유성치차 감속장치(40)의 작동에 의한 2단 감속비율은 2차 선기어(41)와 내치기어(44)의 잇수에 의하여 결정되며, 본 고안의 일실시예에 사용된 2단 유성치차 감속장치(40)의 설계 데이터와 상기 장치(40)를 구성하는 부품의 재질을 표 5 및 표 6으로서 나타내면 다음과 같다.
표 5; 2단 유성치차 감속장치의 설계 데이터
선기어 유성기어 내치기어
잇수(Z) 10 15 42
감속비율(i) 1/5.2
압력각(α) 20° 20° 20°
모듈(m) 0.7 0.7 0.7
전위계수 0.482 0.299 0
Inv α 0.006841533
0.03765725
물림각 15°31' 56'
26°51' 37'
중심거리계수 -0.333
0.666
중심거리 9.2167 mm
피치원직경 7 mm 10.5 mm 29.4 mm
기초원직경 6.5778 mm 9.8668 mm 27.627 mm
물림피치원직경 7.3733 mm 10.2408 mm 28.6742 mm
치말높이 0.9574 mm 0.9093 mm 0.7 mm
전치높이 1.575 mm 1.575 mm 1.575 mm
치선원직경 8.9148 mm 12.3186 mm 28 mm
치저원직경 5.7648 mm 9.1686 mm 31.15 mm
주1: 감속비율(i) = 1/{(내치기어의 잇수/2차 선기어의 잇수)+1}
= 1/{(42/10)+1} = 1/5.2 의 식으로 계산되어진다.
즉 2차 선기어의 회전수가 N3이라고 하면, 출력축의 회전수 N4는 N3/9.3이 된다.
주2: 치 1개당 허용원주력(Kgf)은 최종 출력축에서 필요한 토크가 350 Kgf·mm 이므로 4개의 유성기어를 사용할 경우 치 1개에 걸리는 힘은 4.75 Kgf가 된다(계산식 생략), 모듈을 0.7로 정하였기 때문에 여기서는 치폭(b)만 결정하면 된다.
주3: 허용 원주력(Ft) 계산식
치폭(b)= 8 mm, 치형계수(YF)= 2.5125, 하중분배계수(Yε)= 0.7034, 헤릭스 앵겔(Helix Angal)계수(Yβ)= 1, 수명계수(KL)= 1, 치원응력에 대한 칫수계수(KFX)= 1, 등하중계수(KV)= 1, 과부하계수(KO)= 1, 안전율(SF)= 1.5, 허용치원굽힘응력(σ)= 3.5 Kgf/mm2일 경우 허용 원주력(Ft)는
Ft= σ*{(b*m)/(YF*Yε*Yβ)}*{(KL*KFX)/(KV*KO)}*(1/SF)
= 3.5*{(8*0.7)/(2.5125*0.7034*1)}*{(1*1)/(1*1)}*(1/1.5)
= 7.39
안전율은 7.39/4.75 = 1.56 배
표 6; 2단 유성치차 감속장치를 구성하는 푸품의 재질
번호 품명 재질
41 2차 선기어(SUN GEAR) 5233 GHS
42 2차 유성기어(PLANETARY GEAR) 5233 GHS
42a 2차 유성기어 축(P-GEAR SHAFT) S45C
43 출력축(OUT PUT SHAFT) ADC 12
44 내치기어(INTERNAL GEAR) 5233 GHS
46,47 부쉬(BUSH) 인청동
43b 고무 폴리우레탄
상기와 같이 1단 및 2단 유성치차 감속장치(30,40)의 작동으로 스테핑모터(10)의 초기회전이 일정비율로 감속되어진 상태로 출력축(43)이 좌회전하게 되면, 도 9의 (가)에 도시된 바와 같은 초기의 상태에서 출력축(43)에 결합된 풀리(7)가 출력축(43)과 함께 도면상에서 좌회전하게 되고, 2차 케이블(2a)의 일단이 풀리(7)의 케이블 고정홈(7a)에 고정되어 있으므로 상기와 같은 풀리(7)의 회전에 의하여 도 9의 (나)에 도시된 바와 같이 2차 케이블(2a)이 세팅되어진 정속주행속도에 해당하는 길이만큼 풀리(7)의 권취부(7c)에 권취고정된 상태가 된다.
상기와 같은 상태에서는 엑셀페달(1)을 답력하고 있던 발을 엑셀페달로부터 이탈시키더라도 2차 스로틀 암(3a)이 회전하지 않게 되므로서, 2차 스로틀 암(3a)에 연결된 스로틀밸브(5)의 각도가 일정하게 유지되어 세팅되어진 차속으로 정속주행이 가능하게 된다.
상기와 같이 엑셀페달(1)을 답력하고 있던 발을 이탈시키더라고 2차 스로틀 암(3a)이 회전하지 않게 되는 이유는, 스테핑모터(10)가 전자제어장치(9)로부터 입력되어진 회전수만큼 회전한 후 정지하게 되므로서 스테핑모터(10)의 구동축(10a)에 축설되는 1단 유성치차 감속장치(30)의 선기어(31)가 고정되고, 브레이크 홀더(36)가 하우징(8a)의 내측면에 고정된 상태이므로 선기어(31)와 브레이크 홀더(36)의 내치기어(36a)에 치합되는 유성기어(32)의 회전이 불가능하게 되어 유성기어(32)와 연동회전하게 되는 캐리어(33)의 회전 역시 불가능하게 된다.
따라서, 상기 캐리어(33)에 축삽되는 2차 선기어(41)가 고정된 상태가 되고, 내치기어(44)는 브레이크 장치(20)의 일측면에서 전자기력에 의하여 고정된 상태이므로 2차 선기어(41)와 내치기어(44)에 치합되는 2차 유성기어(42)의 회전이 불가능하게 되어 2차 유성기어(42)와 연동회전하는 출력축(43)의 회전 역시 불가능하게 되므로서, 풀리(7)에 권취고정된 2차 케이블(2a)이 각각의 스로틀 암(3,3a)에 연결된 리턴 스프링(4a,4b)과 풀리장치(70)에 설치된 리턴 스프링(71)의 복원력으로 인장되어 출력축(43)에 소정의 토크가 작용하더라도 출력축(43)이 회전하지 않게 되어 2차 스로틀 암(3a)이 고정된 상태를 유지하게 되는 것이다.
상기와 같은 정속주행상태에서 주행속도를 감속시키고자 할 경우에는 상기 컨트롤 스위치(12a) 중의 하나인 코스트(Coast) 스위치를 온(ON)으로 하면, 코스트 스위치를 온(ON)으로 설정해 놓은 동안에 액추에이터(8)의 스테핑모터(10)가 스로틀밸브(5)를 닫는 방향(상기의 설명에 기재된 방향과는 반대방향, 즉 우회전)으로 회전하여 주행속도를 감속시키게 되며, 상기와 같은 차량조작으로 인하여 정속주행상태가 일시적으로 해제된 상태에서 다시 정속주행을 하고자 할 경우에는 상기 컨트롤 스위치(12a) 중의 하나인 리줌(Resume) 스위치를 온(ON)으로 하면, 상기의 전자제어장치(9)가 정속주행상태가 해제되기 전에 세팅되었던 주행속도를 재기억하여 초기의 정속주행 상태로 복원시키게 되므로서 정속주행이 가능하게 된다.
상기의 상태에서 운전자가 정속주행을 해제하고자 할 경우에는 메인 스위치를 오프(OFF)시키거나 도면에 도시되어 있지 않은 브레이크 페달을 밟게 되면, 상기의 브레이크 장치(20)에 공급되던 전류가 차단되어 브레이크 장치(20)가 자력을 상실하게 되고, 상기 아마츄어(24)의 내주면에 형성된 이형극(24a)에 의하여 잔류자기가 신속하게 소멸됨과 동시에 밴드와셔(27)(;본 고안에 의한 브레이크 장치(20)의 다른 실시예의 경우는 웨이브 스프링(27a)이 된다)복원력에 의하여 아마츄어(24)가 브레이크 요크(21)로부터 즉시 떨어지게 되므로서 아마츄어(24)가 고정설치된 내치기어(44)는 자유회전이 가능한 상태가 된다.
상기의 상태는 2차 선기어(41)와 2차 유성기어(42) 및 내치기어(44)가 모두 회전이 가능한 중립상태이므로 2차 선기어(41)가 회전한다 하더라도 2차 유성기어(42)는 제자리에서 자전만 할 뿐 2차 선기어(41) 주위를 공전하지 않게 되므로서 스테핑모터(10)의 회전이 출력축(43)으로 전달되지 않게 됨과 동시에 출력축(43)의 자유회전이 가능한 상태가 된다.
상기의 상태에서 풀리(7)에 권취고정된 2차 케이블(2a)이 각각의 스로틀 암(3,3a)에 연결된 리턴 스프링(4a,4b)과 풀리장치(70)에 설치된 리턴 스프링(71)의 복원력으로 인장되면, 출력축(43)에 소정의 회전토크가 작용하게 되므로서 출력축(43)이 도면상에서 우회전하게 되고, 출력축(43)의 이동스토퍼(43a)가 상단커버(81)의 돌출수납부(81c) 내측면에 설치된 고정스토퍼(85)에 걸리게 되므로서 도 9의 (나)에 도시된 정속주행상태에서 도 9의 (가)에 도시된 초기상태로의 복귀가 완료되어지는 작용관계로 된다.
이하, 본 고안의 일실시예에 의한 자동차용 정속주행장치의 액추에이터를 'A'라 하고, 미쯔비시 전기에서 제작한 액추에이터를 'B' 라하여 상호 비교한 내용을 표 7로서 나타내었다.
표 7 ; 본 고안에 의한 액추에이터와 타사제품과의 비교
A B
역할 전기적으로 스로틀밸브의 각도 조정 및 고정 좌동
모터 스테핑모터(STEPPING MOTOR: 48극) 좌동
동력전달방식 브레이크 장치 클러치 장치
감속방식 유성기어(PLANETARY GEAR) 평기어(SPUR GEAR)
작동전압 DC12V 좌동
사용전압범위 DC10 ~ DC12V 좌동
작동온도범위 -30 ~ +100℃ 좌동
보호온도범위 -40 ~ +120℃ 좌동
행정 최대 44mm 최대 40mm
구동력 20kgf 13kgf
제어분해능 0.045mm 0.04mm
감속비 i = 48.36 i = 48.8
크기(단위mm) 97(L)*67(W)*86(H) 145(L)*65(W)*87(H)
무게(단위g) 670 680
상기와 같이 본 고안에 의한 자동차용 정속주행장치의 액추에이터는,동일한 감속비율을 가지는 스퍼감속장치에 비하여 그 설치면적이 매우 적은 유성치차 감속장치를 설치하므로서, 액추에이터의 전체적인 크기를 소형화시키면서도 액추에이터의 행정과 구동력을 증대시킬 수 있는 효과가 있으며, 유성치차 감속장치의 특성을 살려 상기의 브레이크 장치를 유성치차 감속장치의 내부에 설치하게 되므로서 액추에이터의 전체적인 크기를 더욱 소형화시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 각각의 장치들이 하우징의 내부에서 서로 다른 장치를 지지하는 콤펙트(Compact)한 구성이므로 하우징의 내부에 빈공간이 많이 발생하지 않고, 선기어 및 유성기어를 지지하는 기어축을 각각의 기어축마다 별도로 하우징 내부에 고정설치할 필요성이 없으므로, 차량의 진동이나 충격등에 의한 잦은 고장이 발생하지 않게 됨과 동시에 액추에이터의 자체 중량이 가볍게 되어 자동차의 연비를 절감할 수 있는 효과가 있다
그리고, 브레이크 장치에 발생한 전자기력이 아마츄어의 이형극에 의하여 신속히 소멸되고 밴드와셔나 웨이브 스프링의 탄성력에 의하여 아마츄어가 브레이크 장치로부터 즉시 떨어지게 되므로서 액추에이터의 작동을 원할히 수행할 수 있는 효과가 있으며, 선기어와 내치기어의 잇수를 변경하므로서 동일한 크기에 다양한 감속비를 가지는 액추에이터의 생산을 가능하게 하므로서 액추에이터의 제작시간을 단축하고 자원의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 차량의 핸들부에 설치되는 메인 스위치(12)와 컨트롤 스위치(12a)의 조작내용을 스테핑모터(10)에 인가시켜 스테핑모터(10)를 소정의 회전수만큼 회전시키는 전자제어장치(9)와, 상기의 스테핑모터(10)와 스테핑모터(10)의 회전을 일정비율로 감속시키는 스퍼기어 감속장치와 전자석 클러치장치가 하우징(8a)의 내부에 설치된 액추에이터(8)와, 액추에이터(8)의 작동으로 연동회전하여 2차 스로틀 암(3a)에 연결된 2차 케이블(2a)을 권취 및 해방시키는 풀리장치(70)로 된 것에 있어서,
    상기 액추에이터(8)의 하우징(8a) 내부에 설치된 스테핑모터(10)의 일측에는 스테핑모터(10)의 구동축(10a)에 축설되는 선기어(31)와, 선기어(31)의 외주면에 치합되는 수 개의 유성기어(32)와, 유성기어(32)의 외주면에 치합되는 내치기어(36a)가 동심원 형상의 몸체 일측에 형성된 브레이크 홀더(36)와, 유성기어축(33c)에 의하여 유성기어(32)와 연동회전이 가능하게 결합되는 캐리어(33)로 구성되는 1단 유성치차 감속장치(30)를 설치하고,
    상기 1단 유성치차 감속장치(30)의 일측에는 캐리어(33)에 축삽되는 2차 선기어(41)와, 2차 선기어(41)의 외주면에 치합되는 수 개의 2차 유성기어(42)와, 2차 유성기어(42)의 외주면에 치합되는 내치기어(44)와, 2차 유성기어축(42a)에 의하여 2차 유성기어(42)와 연동회전이 가능하게 결합되는 출력축(43)으로 구성되는 2단 유성치차 감속장치(40)를 설치하고,
    상기 내치기어(44)와 브레이크 홀더(36)의 사이에는 내치기어(44)의 일측에 고정설치되는 아마츄어(24)와, 아마츄어(24)의 일측부에서 브레이크 홀더(36)에 고정설치되는 브레이크 요크(21)와, 브레이크 요크(21)의 내부에 결합되는 보빈(22)과, 보빈(22)의 몸체 외주면에 권취되는 마그네트 코일(23)로 구성되는 브레이크 장치(20)를 설치한 것을 특징으로 하는 자동차용 정속주행장치의 액추에이터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 브레이크 장치(20)의 아마츄어(24)는 동심원 형상의 몸체 내주면에 수 개의 이형극(24a)을 형성하며,
    상기의 아마츄어(24)를 내치기어(44)에 일측에 고정설치하는 아마츄어 핀(26)의 일단에는 아마츄어 와셔(26a)와 스냅링(28)에 의하여 지지되는 밴드와셔(27)를 설치하므로서, 아마츄어(24)를 내치기어(44)의 일측에 탄력고정한 것을 특징으로 하는 자동차용 정속주행장치의 액추에이터.
  3. 제 2항에 있어서, 상기의 아마츄어(24)를 내치기어(44)의 일측에 리벳(29)으로서 고정설치하고,
    상기의 내치기어(44)와 브레이크 홀더(36)의 대응면 사이에는 웨이브 스프링(27a)을 설치하므로서, 내치기어(44)를 브레이크 장치(20)의 일측에 탄력설치한 것을 특징으로 하는 자동차용 정속주행장치의 엑추에이터.
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