KR200221968Y1 - 차량용 에어컨의 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 에어컨의 액츄에이터에 관한 것으로서, 그 목적은 액츄에이터의 내부에 설치되는 감속기어의 구조를 단순화하여 부품수가 감소되고, 자동조립이 용이해지며, 제품의 크기를 줄일 수 있는 차량용 에어컨의 액츄에이터를 제공하는 것이며, 케이스(20)의 내부에 고정 설치되며 일측으로 연장 형성된 모터축(31)에 모터워엄(40)이 형성된 모터(30)와, 상기 모터(30)로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 마련되어 외부로 회전력을 전달하는 출력기어(50)와, 상기 모터워엄(40)과 출력기어(50)의 사이에는 원형축으로서 상기 모터워엄(40)과 맞물리는 입력워엄(91)과 상기 출력기어(50)와 맞물리는 출력워엄(92)이 양측단에 일체로 형성된 감속기어(90)가 구비되는 구성이다.

Description

차량용 에어컨의 액츄에이터{Actuator of Aircon for Vehicle}

본 고안은 차량용 에어컨의 액츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액츄에이터의 내부에 설치되는 감속기어구조를 개선하여 부품수의 감소와 제품의 크기 감소 및 자동조립이 용이해지는 차량용 에어컨의 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 에어컨은, 에어컨 덕트에 마련된 플랩(Flap)을 구동 및 제어하기 위하여 적용되는 것으로서, 정지정도, 설계유용성, 정밀제어, 자동조절, 소음저감, 내구성향상 등 여러 요인에 의하여 필연적으로 적용되고있는 추세이다.

이러한 액츄에이터는 적용 용도에 따라 크게 나뉘는데, 차량의 내,외기 조절용으로 내기와 외기의 2포지션(Position)을 제어하는 순환식 액츄에이터(Recirculation Actuator)와, 바람 방향 조절용으로서 운전자 정면방향 및 아랫방향 그리고 유리방향과 혼합된 방향 등으로 풍량을 조절하도록 5포지션을 제어하는 분배식 액츄에이터(Distribution Actuator)와, 온도조절용으로서 냉기와 온기의 공급비율을 조절하도록 복합포지션(Multi Position)을 제어하는 혼합식 액츄에이터(Mixing Actuator)로 대별된다.

도 1은 이러한 종래의 액츄에이터를 보인 분해사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(1)의 외부를 형성할 수 있도록 케이스(2)가 마련되고, 이 케이스(2)의 내부 일측에는 모터(3)가 고정 설치된다. 그리고 모터(3)의 일측에는 모터축(3)이 외부로 연장되어 형성되고, 이 모터축(3)에는 모터(3)의 회전속도를 감속하여 출력 토오크를 높일 수 있도록 다수개의 감속기어군(5)이 연결 설치된다.

먼저, 모터축(3)에는 모터워엄(4)이 설치되고, 이 모터워엄(4)의 측면에는 워엄휠의 기능을 가지도록 축이 서로 교차 배치되어 회전력을 전달받는 스퍼어기어 형상의 제1기어(5a)가 설치된다. 그리고 제1기어(5a)에는 각기 다른 지름을 가진 기어가 두 개의 단층으로 이루어지며, 지름이 큰 하측이 제1기어(5a)와 이물림되는 제2기어(5b)가 설치된다.

다음, 지름이 작은 제2기어(5b)의 상측에는 큰 지름으로 마련된 제3기어(5c)의 하측이 맞물려 설치되고, 이 제3기어(5c)의 상측은 작은 지름으로 마련된다. 그리고 제3기어(5c)의 상측에는 출력기어(6)가 이물림되는데, 이 출력기어(6)는 스퍼어기어로서 그 중심측에는 케이스(2)의 하부면을 관통하는 출력축(6a)이 마련된다.

한편, 출력기어(6)의 회전을 감지하여 플랩(미도시)의 회동각을 확인할 수 있도록 출력기어(6)의 상부에는 ECU(미도시)와 연결된 가변저항기(7)가 마련된다. 이 가변저항기(7)는 카본저항체나 저항권선위를 슬라이드하여 단자간 저항을 증감하는 것으로서 여러가지 방식의 장치가 있는데, 종래의 차량용 에어컨의 액츄에이터에서는 PCB에 카본을 바른 저항막(8)을 형성하고 출력기어(6)에는 인청동이나 베릴늄으로 마련되어 저항막(8)에 접속하는 접촉편으로서 섭동자(9)가 설치되며 이때 섭동자(9)와 저항막(8)의 사이에 또 다른 접점을 형성한다.

이와 같이 구성된 종래의 차량용 에어컨의 액츄에이터는 운전자가 제어조작판을 통해 일정온도를 설정하면 ECU는 이 설정전압치와 에어컨 플랩의 회전위치를 검출하는 가변저항기(7)의 전압신호를 인식하여, 플랩의 이동될 방향 위치를 연산하고 이 연산결과에 의거하여 액츄에이터(1)를 구동시키게 된다.

이로써, 액츄에이터(1)의 모터(3)와 감속기어군(5)이 동작되어 플랩을 동작시키게되며, ECU는 가변저항기(7)를 통해 플랩이 요구위치에 온 것을 인식하여 액츄에이터(1)에 회전 및 정지신호를 출력하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 차량용 에어컨의 액츄에이터는, 모터워엄과 출력기어의 사이에 감속을 위해 설치되는 기어의 수가 많아 조립공정이 복잡해지므로 자동화하기에 불편하고, 다수개의 기어를 액츄에이터의 내부에 설치해야하므로 액츄에이터의 외형이 커지게되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 액츄에이터의 내부에 설치되는 감속기어의 구조를 단순화하여 부품수가 감소되고, 자동조립이 용이해지며, 제품의 크기를 줄일 수 있는 차량용 에어컨의 액츄에이터를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 차량용 에어컨의 액츄에이터를 보인 분해사시도이다.

도 2는 본 고안에 따른 차량용 에어컨의 액츄에이터를 보인 분해사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 감속기어의 연결상태를 보인 분해사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10:액츄에이터 20:케이스

21:지지부 30:모터

31:모터축 40:모터워엄

50:출력기어 51:출력축

60:가변저항기 70:저항막

80:섭동자 90:출력기어

91:입력워엄 92:출력워엄

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 차량용 에어컨의 액츄에이터는, 케이스의 내부에 고정 설치되며 일측으로 연장 형성된 모터축에 모터워엄이 형성된 모터와, 상기 모터로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 마련되어 외부로 회전력을 전달하는 출력기어를 구비한 차량용 에어컨의 액츄에이터에 있어서, 상기 모터워엄과 출력기어의 사이에는 원형축으로서 상기 모터워엄과 맞물리는 입력워엄과 상기 출력기어와 맞물리는 출력워엄이 양측단에 일체로 형성된 감속기어가 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 고안에 따른 차량용 에어컨의 액츄에이터의 바람직한 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 차량용 에어컨의 액츄에이터를 보인 분해사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(10)의 외부를 형성할 수 있도록 상,하측으로 분리형성된 플라스틱재의 케이스(20)가 마련되고, 이 케이스(20)의 내부 일측에는 외부에서 공급되는 전원을 인가받아 구동력을 발생시킬 수 있도록 모터(30)가 고정 설치된다.

그리고 모터(30)의 일측으로는 모터(30)에서 발생되는 회전력을 외부로 전달할 수 있도록 모터축(31)이 외부로 연장되어 형성되는데, 이 모터축(31)에는 모터(30)에서 발생된 회전속도를 감속함과 동시에 출력 토오크를 높일 수 있도록 다수개의 기어장치가 연결 설치된다.

먼저, 모터축(31)에는 헬리컬기어 형상으로 마련되는 모터워엄(40)이 설치되고, 이 모터워엄(40)에는 이와 이물림되어 회전력을 전달받을 수 있도록 축이 서로 교차 배치되어 회전력을 전달받는 감속기어(90)가 설치된다.

도 3은 본 고안에 따른 감속기어의 연결상태를 보인 분해사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 감속기어(90)는 양측단에 두 개의 기어가 일체로 형성되는 것으로서, 일단에는 모터워엄(40)과 맞물릴 수 있도록 마련된 입력워엄(91)이 형성되고, 타단에는 출력워엄(92)이 설치되는데, 입력워엄(91)은 워엄휠의 기능을 가지도록 지름이 작은 스퍼어기어 형상으로 마련되고, 출력워엄(92)은 워엄의 기능을 가지도록 외주면에 헬리컬기어가 형성된다.

다음, 출력워엄(92)에는 이와 교축되도록 배치되어 워엄휠의 기능을 가지도록 큰 지름의 스퍼어기어 형상으로 마련되는 출력기어(50)가 설치되는데, 이 출력기어(50)는 케이스(20)에 회전 가능하도록 배치되며 그 중심측에는 상측으로 돌출되는 출력축(51)이 마련된다.

아울러, 본 고안의 감속기어(90)는 보다 작은 공간에 설치될 수 있도록 기울어져 배치되는데, 이를 위해 케이스(20)의 내부에는 감속기어(90)의 양단을 지지해줄 수 있도록 기울어져 형성된 지지부(21)가 마련된다.

즉, 모터워엄(40)의 하측에 맞물리는 입력워엄(91)이 출력기어(50)의 외주측면에 맞물리는 출력워엄(92)의 위치보다 하측에 배치되어 케이스(20)의 상,하측 두께를 줄일 수 있는 것이다.

또, 출력기어(50)의 회전을 감지하여 플랩(미도시)의 회동각을 확인할 수 있도록 출력기어(50)의 상부에는 ECU(미도시)와 연결된 가변저항기(60)가 마련되는데, 이 가변저항기(60)는 PCB에 카본을 바른 저항막(70)을 형성하고 출력기어(50)에는 저항막(70)에 접속하는 접촉편인 섭동자(80)가 설치된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 차량용 에어컨의 액츄에이터는, 운전자가 제어조작판의 온도조절 슬라이딩 노브를 일정온도위치에 설정하면 ECU는 이 설정전압치를 입력하여 전압코드로서 인식함과 동시에 액츄에이터(10)의 회전위치를 검출하는 가변저항기(60)의 전압신호도 인식한다.

따라서 ECU는 액츄에이터(10)의 검출전압신호(전압코드)와 운전자가 설정한 일정온도위치에 대한 전압코드에 의거하여 에어컨 플랩의 이동될 방향 위치를 연산하고 이 연산결과에 의거하여 플랩의 시계방향 또는 반시계방향의 회전방향 및 다음 위치로의 이동신호를 출력하고 이때 액츄에이터(10)는 ECU의 이동신호에 따라 플랩을 동작시키게 된다.

이때 모터(30)의 회전으로 인해 모터워엄(40)이 감속기어(90)를 회전시키고, 이 감속기어(90)는 다시 출력기어(50)를 회전시켜 플랩을 동작시키게 되는데, ECU는 가변저항기(60)를 통해 플랩이 요구위치에 온 것을 인식하여 액츄에이터(10)에 회전정지신호를 출력하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 차량용 에어컨의 액츄에이터는, 감속기어의 구조가 단순해진 일체형으로 마련되어 부품수가 감소되고, 자동조립이 용이해져 생산성이 향상되며, 제품의 크기를 줄일 수 있어 설치공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 케이스의 내부에 고정 설치되며 일측으로 연장 형성된 모터축에 모터워엄이 형성된 모터와, 상기 모터로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 마련되어 외부로 회전력을 전달하는 출력기어를 구비한 차량용 에어컨의 액츄에이터에 있어서,

   상기 모터워엄(40)과 출력기어(50)의 사이에는 원형축으로서 상기 모터워엄(40)과 맞물리는 입력워엄(91)과 상기 출력기어(50)와 맞물리는 출력워엄(92)이 양측단에 일체로 형성된 감속기어(90)가 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 액츄에이터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 감속기어(90)는 보다 작은 공간에 설치될 수 있도록 상기 모터워엄(40)과 출력기어(50)의 사이에 기울어져 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 액츄에이터.