KR20080106179A - Integrated shaft, gear and rotor - Google Patents
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Abstract
Description
<관련출원들에 대한 상호참조>Cross-References to Related Applications
본 출원은 2006년 2월 21일에 출원된 미국 가출원번호 제60/775,183의 이익을 주장한다.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 60 / 775,183, filed February 21, 2006.
본 발명은 일반적으로 축과 기어 부품들 상에 센서들을 형성하는 것에 관한 것이다.The present invention relates generally to forming sensors on shaft and gear parts.
일반적으로, 종래의 모터/기어 구동 액츄에이터들은 일반적으로 도금강, 스테인레스강 등으로 구성되는 출력축, 출력기어, 및 일반적으로 위치 검출을 위해 필요한 센서 로터를 필요로 한다. 일반적으로, 상기 출력기어와 센서 로터는 상기 출력축의 적당한 단부에 서로 근접하여 다양한 수단들에 의해서 설치된다. 그러나, 전자 스로틀 본체들(throttle bodies)을 조립하는 최근의 방법들은 상기 센서 로터 및/또는 다른 부품들에 대해 손상을 야기할 수 있다는 점에서 완전히 만족스럽지는 못하다.In general, conventional motor / gear drive actuators require an output shaft, an output gear, which is generally composed of plated steel, stainless steel, and the like, and a sensor rotor that is generally required for position detection. Generally, the output gear and the sensor rotor are installed by various means close to each other at the appropriate ends of the output shaft. However, recent methods of assembling electronic throttle bodies are not entirely satisfactory in that they can cause damage to the sensor rotor and / or other components.
따라서, 새롭고 개선된 축과 기어 부품들 및 이들을 제조하는 방법들이 필요 하다.Thus, there is a need for new and improved shaft and gear parts and methods of manufacturing them.
본 발명의 일반 가르침들에 의하면, 새롭고 개선된 축과 기어 부품들 및 이들을 제조하는 방법들이 제공된다.According to the general teachings of the present invention, new and improved shaft and gear parts and methods of manufacturing them are provided.
본 발명의 제1실시예에 의하면, 출력축 부재, 상기 출력축 부재의 일 단부에 배치되는 센서 로터 부재, 및 상기 출력축 부재와 상기 센서 로터 부재의 적어도 일부분에 대해 오버몰딩(overmolding)된 출력기어 부재를 가지는, 축과 기어 부품이 제공된다. According to a first embodiment of the present invention, an output shaft member, a sensor rotor member disposed at one end of the output shaft member, and an output gear member overmolded with respect to at least a portion of the output shaft member and the sensor rotor member are provided. Branches are provided with shafts and gear parts.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 영역들은 이하에 제공되는 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하지만, 상세한 설명과 특정 예들은 오직 설명만을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하려고 의도하지는 않았다는 점을 이해해야 한다.Further areas of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description provided below. While preferred embodiments of the invention have been presented, it is to be understood that the description and specific examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.
본 발명은 상세한 설명과 첨부된 도면들로부터 더욱 완전하게 이해될 것이며:The invention will be more fully understood from the description and the accompanying drawings:
도 1은 본 발명의 일반적인 가르침들에 따른, 축과 기어 부품의 사시도이고;1 is a perspective view of a shaft and gear part, in accordance with the general teachings of the present invention;
도 2는 본 발명의 일반적인 가르침들에 따른, 축과 기어 부품의 단면도이며;2 is a cross-sectional view of the shaft and gear part, in accordance with the general teachings of the present invention;
도 3은 본 발명의 일반적인 가르침들에 따른, 축과 기어 부품의 평면도이며;3 is a plan view of an axis and gear part, in accordance with the general teachings of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 축과 기어 부품의 출력축 부재의 정면도이며;4 is a front view of an output shaft member of a shaft and a gear part according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른, 축과 기어 부품의 센서 로터 부재의 평면도이며;5 is a plan view of a sensor rotor member of a shaft and a gear part according to the second embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention.
바람직한 실시예(들)에 대한 다음의 설명은 사실상 단지 예일 뿐이고 본 발명, 그의 적용 또는 용도들을 제한하려는 의도는 아니다.The following description of the preferred embodiment (s) is merely illustrative in nature and is not intended to limit the invention, its application or uses.
상기의 도면들을 전반적으로 참조하고, 특히 도 1-3을 참조하면, 본 발명의 일반적인 가르침들에 따른 축과 기어 부품의 조립체(10)가 전반적으로 도시된다. 상기 조립체는 배출가스 재순환 밸브들, 스로틀 본체들, 터보 액츄에이터들, 바이패스 밸브들, 위치 센서들 등(그러나 이들에 국한되지 않음)과 같은 모터 기어로 구동되는 액츄에이터들을 사용하는 어떠한 형태의 적용예에도 사용될 수 있다 .Referring generally to the above figures, and in particular with reference to FIGS. 1-3, there is shown generally an
상기 조립체(10)는 통상 12로 도시된 출력축 부재와, 통상 14로 도시된 센서 로터 부재와, 통상 16으로 도시된 출력기어 부재를 포함한다. 적어도 두개 이상의 이들 부재들이 함께 고정되며 여기에서 상세히 설명될 것이다. The
상기 출력축 부재(12)는 스로틀 플레이트 부재(throttle plate member)를 상기 출력축 부재(12)에 고정시키기 위해 고정구(fastener) 수용 슬롯들(122, 124)을 각각 가지는 적어도 하나의 선택적 영역(optional area) 뿐만 아니라 상기 스로틀 플레이트 부재(미도시)를 수용하기 위한 스로틀 플레이트 개구부(120)를 가지는 선택적 영역을 포함하는 것이 바람직하다. 게다가, 선택적 널링부(optional knurled section; 126)가 상기 출력축 부재(12)의 외부 표면에 형성될 수도 있다. 추가적인 형태들이 상기 출력축 부재(12)에 관련하여 제공될 수도 있으며 이들은 당업계에 공지되어 있다.The
전반적으로 도면들을 참조하고, 특히 도 4를 참조하면, 통상 130으로 도시된 상기 출력축 부재(12)의 일 단부에 근접한, 통상 128로 도시된 영역은 편평면(136) 뿐만 아니라 인접하는 관통공(134)과 소통되는 노치(notch; 132)를 가지는 영역을 가지며, 이들 모두의 목적은 여기에서 자세히 설명될 것이다.Referring generally to the drawings and in particular to FIG. 4, an area, typically 128, which is close to one end of the
상기 도면들을 전반적으로 참조하고, 특히 도 5를 참조하면, 상기 센서 로터 부재(14)가 실질상 원형의 부재로 도시된다. 상기 센서 로터 부재(14)는 실질상 평평하거나 평면의 부재(그러나 이에 국한되지 않음)를 포함하는 몇 개의 형상들로도 형성될 수 있다는 점을 인식해야 한다. 바람직하게는 상기 센서 로터 부재(14)는 대략 상기 출력축 부재(12)의 일 단부(130)의 맨끝 부분에 배치되고, 바람직하게는 이에 직접적으로 또는 간접적으로 고정되며, 여기에서 상세히 설명될 것이다. Referring generally to the figures, and in particular with reference to FIG. 5, the
인쇄회로기판(140)은 상기 센서 로터 부재(14)에 연결되며, 이와 함께 작동 가능하게 관련된 비접촉(예를 들어, 전기 유도) 위치 센서용 컨덕터 루프(144)를 가지며, 상기 비접촉 위치 센서는 상기 센서 로터 부재(14)와 상기 출력축 부재(12)가 서로에 대해 동심원상으로 정렬되어 유지되는 것을 확실히 하기 위해 여기에서 상세히 설명될 몰딩 공정 동안에 상기 출력축 부재(12)로 직접 안내(pilot) 될 수 있다. The printed
개구부들(예를 들어, 둥근홈을 가진 구멍들과 같은 개구부들지만 이들에 국한되지 않음)(146, 148, 150)을 각각 가지는 적어도 하나의 영역들이 표면(140)에 형성되며, 이들의 목적은 여기에서 상세히 설명될 것이다.At least one area is formed in the
상기 도면을 일반적으로 참조하고, 특히 도 3을 참조하면, 상기 출력기어 부재(16)는 실질상 원형의 부재로 도시된다. 상기 출력기어 부재(16)는 실질상 평평하거나 또는 평면상의 부재(그러나 이에 국한되지 않음)를 포함하는 몇 개의 형상들로 형성될 수 있다는 점을 인식해야 한다. 상기 출력기어 부재(16)는 상기 출력축 부재(12)의 일 단부(130)의 거의 맨끝 부분에 배치되고 상기 출력축 부재(12) 및/또는 상기 센서 로터 부재(14)에 고정되며, 이는 여기에서 상세히 설명될 것이다. Referring generally to the figures and in particular with reference to FIG. 3, the
상기 출력기어 부재(16)는 바람직하게는 그의 표면 위에 형성되는 기어 치형부(160)를 갖추고 있는데, 이의 목적은 당업계에 공지되어 있다. 상기 출력기어 부재(16)는 플라스틱과 같은 몰딩가능한 재료로 형성되지만 이에 국한되지 않고, 고온 열가소성 재료들로 형성될 수도 있다.The
상기 출력축 부재(12), 상기 센서 로터 부재(14), 및/또는 상기 출력기어 부재(16) 중의 적어도 두 개를 고정하는 것은 사출 성형 기술을 이용하여 상기 출력기어 부재(16)를 구성하는 상기 재료를 오버몰딩함으로써 이루어질 수 있다.Fixing at least two of the
한정하지 않는 예로서, 상기 출력축 부재(12)는 사출성형기에 위치될 수 있고 상기 센서 로터 부재(14)는 상기 출력축 부재(12)와 관련하여 주형 내에 위치될 수 있다. 다른 대안으로, 상기 센서 로터 부재(14)가 상기 출력축 부재(12)의 편평면(136) 상에 배치될 수 있고, 그 후에 이 두 개의 부품들은 상기 사출성형기 내부에 위치될 수 있다.By way of example, and not limitation, the
상기 부품들이 상기 사출성형기 내에 적절히 위치되어 고정되면, 상기 사출성형기는 밀봉될 수 있다[예를 들어, 이 두 개의 몰딩부들이 접합되어 그들 사이에 빈 공간이나 공동(cavity)를 형성한다]. 바람직하게는, 상기 주형의 일부는 상기 출력기어 부재(16)의 다양한 외형과 구성을 형성하기 위해 작용할 수 있는 표면을 제공한다. 그리고, 플라스틱 재료는 상기 출력축 부재(12), 상기 센서 로터 부재(14), 및/또는 상기 출력기어 부재(16) 중의 어떠한 것들간의 연결을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 상기 출력기어 부재(16)를 형성하기에 충분한 양으로 상기 빈 공간이나 공동으로 사출되는 것이 바람직하다. 한정하지 않는 예로서, 상기 플라스틱 재료가 상기 개구부들(146, 148, 150) 뿐만 아니라 상기 노치(132) 및/또는 관통공(134)에 인접한 영역에 각각 적어도 부분적으로 더욱 바람직하게는 전반적으로 스며드는 것이 좋다. 상기 관통공(134) 내부의 경화된 플라스틱 재료가 상기 출력기어 부재(16)를 상기 출력축 부재(12)에 고정시킨다.Once the parts are properly positioned and secured in the injection molding machine, the injection molding machine can be sealed (eg, these two moldings are joined to form an empty space or cavity between them). Preferably, a portion of the mold provides a surface that can act to form various shapes and configurations of the
상기 플라스틱이 굳어지고/또는 경화됨에 따라, 이는 상기 출력축 부재(12), 상기 센서 로터 부재(14), 및/또는 상기 출력기어 부재(16) 사이에서 오버몰드 고정구(overmold fastener)로서 역할을 한다. 이런 방식으로, 상기 오버몰드는 상기 출력기어 부재(16)를 제공할 뿐만 아니라 상기 센서 로터 부재(14)를 상기 출력축 부재(12)에 고정시킨다. 게다가, 상기 오버몰드는 상기 센서 로터 부재(14)가 상기 출력축 부재(12)의 표면에 대해 독립적으로 회전 및/또는 상기 출력축 부재(12)의 표면으로부터 이탈되어 들어올려지는 것을 방지하는 기능을 한다.As the plastic hardens and / or hardens, it serves as an overmold fastener between the
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 센서 로터 부재(14)는 그 표면(140) 상에 형성된 선택적 개구부(152)를 가지는 영역에 의해 주형 내에서 각을 이룬 상태로(angularly) 정렬되는 것이 바람직한데, 상기 개구부(152)는 상기 출력기어 부재(16)를 구성하는 플라스틱 재료에 의해 채워지지 않는다.According to another embodiment of the invention, the
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 다른 선택적 개구부(미도시)를 가지는 영역이 상기 센서 로터 부재(14)의 상기 표면(140) 상에 형성될 수 있고, 상기 개구부도 또한 상기 출력기어 부재(16)를 구성하는 플라스틱 재료에 의해 채워지지 않는다. 바람직하게는 크기가 상이한 상기 개구부들(146, 148, 150 및/또는 152) 각각에 의해 의도되는 목적은 사출성형 공정의 준비 단계에서 상기 주형에서 조립될 때 상기 센서 로터 부재(14)가 상기 출력축 부재(12)에 적절하게 배향되는 것을 확보하기 위한 것이다.According to another embodiment of the present invention, a region having another optional opening (not shown) may be formed on the
이제 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예가 도시된다. 동일 참조번호가 적용가능한 곳에는 동일 참조 번호가 사용된다. 도시된 바와 같이, 기어/축 조립체(200)는 널링부(202)를 갖는 상기 출력축 부재(12)와 함께 도시된다. 상기 널링부(202)는 다이아몬드형 너얼들(knurl), 직선형 너얼들, 또는 다른 어떤 적당한 모양으로 형성될 수 있다. 상기 출력기어 부재(16)는 상기 조립체(200)가 형성되는 동안에 상기 용융된 플라스틱이 상기 널링 영역(202)과 접촉하게 되는 몰딩 영역(204)을 가진다. 상기 용융된 플라스틱은 상기 널링 영역(202)의 표면에 있는 다양한 홈들로 흘러들어가서 상기 출력기어 부재(16)를 상기 출력축 부재(12)에 고정시킬 것이다.Referring now to FIG. 6, another embodiment of the present invention is shown. Where the same reference number is applicable, the same reference number is used. As shown, gear /
본 발명의 설명은 사실상 단지 예시적인 것에 불과하고, 따라서 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 변형들은 본 발명의 범위 안에 있는 것이다. 이와 같은 변형들은 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나는 것으로 간주되지 않는다.The description of the invention is merely exemplary in nature, and therefore variations that do not depart from the gist of the invention are within the scope of the invention. Such variations are not to be regarded as a departure from the spirit and scope of the present invention.
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