KR20090075698A - 나선 스프링 구동기를 가진 모터 구동 선형 액추에이터를 사용한 가전제품 락 - Google Patents

Abstract

전기 선형 액추에이터(44)는 나선 와이어 스프링(52)을 구동하는 가역(reversible) 모터(46)를 사용한다. 스프링의 코일들은 선형 운동을 제공하기 위해 모터(46)의 회전에 따라 스프링의 축(42)을 따라서 이동하는 종동부(44, 46)와 맞물린다. 이 액추에이터(44)는 가전제품의 락(lock)의 선형 구동기로서 사용될 수 있다.

Description

나선 스프링 구동기를 가진 모터 구동 선형 액추에이터를 사용한 가전제품 락 {APPLIANCE LOCK USING A MOTOR DRIVEN LINEAR ACTUATOR WITH HELICAL SPRING DRIVE}

저 비용, 전기, 선형 액추에이터들이, 가전 제품들 및 차량들을 포함하는, 다양한 소비자 제품들에서 전기 시그널의 발생 시에, 락 볼트들(lock bolts), 밸브 플레이트들 등을 포함하는, 다양한 컴포넌트들을 이동시키기 위해 사용된다.

일반적인 선형 액추에이터들은 기어 트레인들 또는 나사 쓰레드들을 구동하는 솔레노이드, 왁스(wax) 모터, 그리고 DC 모터를 포함한다. 솔레노이드에서, 와어어 코일에 의해서 느슨하게 둘러싸여진 금속 플런저(plunger)가 코일 내 전기 전류에 의해서 생성된 자기장의 영향 하에 이동된다. 왁스 모터는 전류를 사용하여 밀폐된 볼륨에 담겨진 왁스를 가열하여 팽창하는 왁스가 볼륨 밖으로 피스톤을 구동하게 한다.

종래 솔레노이드들과 왁스 모터들은 플런저 또는 피스톤을 그 발동되지 않은 상태로 회귀시키기 위해 리턴 스프링을 사용하며 따라서 이들의 발동된 상태를 유지하기 위해 계속적인 전력을 요구한다. 이에 반해, 작은 DC (직류) 모터들은, 랙-피니언(rack-and-pinion) 기어 또는 나사 및 너트를 구동하며, 구동 전류의 극성 을 변경함에 의해서 역회전될(reversed) 수 있어, 리턴 스프링의 필요를 회피하며 액추에이터가 전력이 철회된(withdrawn) 후 그 발동 상태를 유지하는 것을 허용해준다.

DC 모터 선형 액추에이터의 한 문제점은, 기어 트레인 또는 나사 및 너트에서의, 특히 이들이 사용 동안 오염되는 경우에의, 마찰이다. 나사 및 너트 디자인에 보통 존재하는 높은 기계적 장점(high mechanical advantage)은 모터의 모멘텀 하에 행정의 끝(the end of travel)에서 나사와 너트의 재밍(jamming)을 야기할 수 있다.

본 발명은 나사와 너트가 나선형 와이어 스프링과 종동부로 대체되는 향상된 DC 모터 선형 액추에이터를 제공한다. 와이어 나선(wire helix)은 재밍을 일으킬 수 있는 종동부 상에 과다한 힘을 방지하기 위한 커다란 피치(pitch)가 주어질 수 있다. 또한, 나선 와이어의 유연성은 행정의 끝에서의 충격을 완화할 수 있다. 와이어 나선의 열린 구성은 과도한 마찰을 야기할 수 있는 오염이 형성되는 것을 저지시킨다(resist). 또한 와이어 나선은 모터로의 단순한 조립 및 부착을 용이하게 해준다.

특히, 본 발명은 한 축 주위로 회전하는 모터 섀프트를 가진 전기 모터를 가지는 전기 액추에이터를 제공한다. 와이어 나선은 함께 돌아갈 새프트에 부착되며 나선 종동부는 와이어 나선의 회전에 따라 한 경로를 따라 평행 이동하도록 와이어 나선과 서로 맞물리게 된다(interfits).

따라서, 본 발명의 목적은 작은 DC 전기 모터의 회전 운동을 선형 운동으로 전환하기 위한 단순하고 비용-효과적인 메커니즘을 제공하는 것이다.

와이어 나선은 5에서 55도 사이의 리드 각(lead angle)을 가질 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 빠른 발동을 제공하면서 재밍 힘들을 감소시키는 상대적으로 커다란 나선 리드 각들을 허용하는 것이다.

나선의 와이어는 나선 종동부가 억제될 때(restrained) 모터의 힘 하에 구부러지도록 크기가 주어질 수 있다.

따라서 본 발명의 또 다른 목적은, 예를 들어, 나선 종동부가 정지 점들에 도달할 때 자연스럽게 충격을 흡수하며 축상 오정렬을 용이하게 조정하는 메커니즘을 제공하는 것이다.

와이어 나선은 나선 종동부와 맞물리는 제 1 직경을 가지는 제 1 부분과 모터 섀프트의 직경과 일치하는 제 2 직경을 가지는 제 2 부분을 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 와이어의 나선 코일들을 사용함에 의해서 섀프트에 나선을 부착시키기 위한 간단한 수단을 제공하는 것이다.

와이어 나선은 리드 각을 가지는 제 1 부분과 제 2 리드 각을 가지는 제 2 부분을 제공할 수 있으며, 제 1 및 제 2 부분들은 상이한 시간에(at different times) 나선 종동부를 맞물게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 나선의 리드 각을 변경하기 위한 단순한 방법을 제공하는 것이며 따라서, 예를 들어 재밍을 방지하기 위해 나선 종동부의 운동의 종부들(ends) 근처에서 발동 힘을 변경하는 데 사용될 수 있는 것과 같은, 나선의 전체 길이에 걸친 나선과 종동부 사이의 상대적 기계적 장점을 제공하는 것이다.

제 2 부분은 모터 섀프트와 제 1 부분 사이에 있을 수 있으며, 제 2 리드 각은 제 1 리드 각보다 더 클 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 나선 그 자체가 나선 종동부가 정지부와 만나게 될 때 발생되는 힘들을, 그 탄성을 통해, 완화하도록 작용할 수 없는 모터와 가장 근접한 위치에 있게 될 때 발동 힘의 감소를 제공하는 것이다.

나선 종동부는 나선 코일들 내에 꼭 맞는(fitting) 바(bar)일 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 와이어 나선에 적합하며 재밍에 저항적인 간단한 종동부를 제공하는 것이다.

나선 종동부는 나선의 오직 한 면과 접촉할 수 있다.

따라서 본 발명의 또 다른 목적은, 시동 동안 모터 상의 부하를 감소시키기 위해, 방향 역전 시, 나선으로부터 이탈(decouple)될 수 있는 나선 종동부를 제공하는 것이다.

나선 종동부는 오진 단일 점에서 나선과 접촉할 수 있다.

따라서 본 발명의 또 다른 목적은, 오염물 부착에 저항하는 나선 종동부와 나선 사이의 작은 접촉 영역을 제공하는 것이다.

나선은 비-자기 스테인리스 강일 수 있다.

따라서 본 발명의 또 다른 목적은 부식에 저항적이며 견고하고 자기 플럭스의 흐름을 바꾸지 않는 액추에이터를 제공하는 것이다.

모터는 영구 자석 DC 모터일 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 작은 모터들과 사용될 수 있는 간단한 발동 메커니즘을 제공하는 것이다.

나선 종동부는 스위치 쓰로우(a switch throw)에 부착될 수 있으며, 스위치 쓰로우는, 예를 들어, 나선 와이어의 회전에 따라 와이어 나선을 따라서 이동하며 나선 와이어의 축에 수직으로 바깥쪽으로 마주하는 폴들(poles) 축에 대해서 압축하는 슬라이딩 전도성 요소일 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 액추에이터의 운동을 표시하는 시그널을 제공하며, 나선 코일 또는 종동부의 마찰-증가적인(friction-increasing) 안정화를 요구할 수 있는 것과 같은, 종동부에 대한 토크를 가하지 않는 본 시스템에 호환적인 스위치를 제공하는 것이다.

스위치 쓰로우는 V 형태의 단부들에서 폴들과 접촉하는 V-형태 금속 스프링일 수 있다.

따라서 본 발명의 또 다른 목적은 균형잡힌 바깥쪽 힘들을 제공하는 단순한 쓰로우 메커니즘을 제공하는 것이다.

선형 전기 액추에이터는, 나선 종동부가 하우징 또는 도어의 하나 상에 위치된 스트라이크와 맞물리도록 가전 제품의 하우징 또는 도어의 다른 하나로부터 연장할 수 있는 볼트(bolt)에 부착하는 가전제품의 래치에 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 신속한 맞물림 및 분리를 제공하며 (전력 소모를 감소시키기 위해) 전력의 인가 없이 맞물림 및 분리에 있어서 안정적이며, 그러나 단순하게 모터로의 전력의 역전에 의해서 용이하게 역전되는 가전제품에서의 사용에 적합한 저 비용 래치 메커니즘을 제공하는 것이다. 이들 특정 목적들 및 장점들은 청구항의 범주에 드는 단지 몇 개의 실시 예들에만 적용될 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위를 한정하지는 않는다.

도 1은, 도어의 에지에서 스트라이크와 맞물리도록 볼트를 연장시킬 수 있는 것과 같은, 본 발명을 적용한 래치의 위치를 도시하는 세탁기의 부분 사시도.

도 2는 도 1의 래치를 세탁기의 하우징에 부착하게 작용할 수 있는 베즐(bezel)의 정면 입면도.

도 3은 베즐에 의해서 고정된 도 1의 래치를 도시하며, 래치의 불완전한 설치를 알릴 수 있도록 검출 될 수 있는 볼트의 차단을 야기하는 것과 같은, 나사를 사용하는 최종 설치 이전의 래치의 기울임(tipping)을 도시하는, 도 1의 라인 3-3을 따라서 취해진 단면도.

도 4는 래치의 볼트의 아래에 고정된 나선 종동부 바에 의해서 맞물려진 나선 와이어 스프링을 회전시킬 수 있는 DC 모터를 도시하는 도 1 내지 도 3의 래치에서 사용되는 전기 액추에이터의 전개도.

도 5는 리드 각을 변경시키는 것과 같은 와이어 나선의 피치 및 직경에서의 변화들을 도시하는 도 4의 모터의 와이어 나선 및 섀프트의 상부 평면도.

도 6은 나선의 단일 면 상의 단일 포인트에서 나선을 맞물 때의 나선 종동부 의 바의 방향을 도시하는 도 4의 라인 6-6을 따른 단면도.

도 7은 스위치의 마주하는 폴들 사이에서 압축되며 도 4의 볼트에 부착된 V-형태 쓰로우를 가지는 스위치의 상부 평면도.

도 8은 접촉 평면과 지지 슬라이더 팁(tip)의 분기(bifurcation)를 도시하는 V-형태 쓰로우의 한 암(arm)의 상세한 부분 사시도.

도 9는 도어가 맞물림 동안 들어올려 질 때 볼트를 잠그는 도어의 위쪽으로 연장하는 이(tooth)를 수용하기 위한 도어의 스트라이크 구멍에서 볼트의 맞물림을 도시하는 세탁기 도어가 닫혀진 경우에서 도 1의 라인 3-3을 따라서 취해진 부분 단면도.

이제 도 1에 참조하여, 세탁기와 같은, 가전제품(10)은 힌지가 달린(hinged) 도어(14)가, 예를 들어, 세탁 배스킷(16)을 커버하기 위해 그 위에 닫힐 수 있는 개구부를 가지는 하우징(12)을 가질 수 있다. 도어(14)는 세탁기의 회전 사이클 동안 사용자에 대한 부상을 방지하기 위해 닫힐 때 잠겨질 수 있다. 이 목적을 위해, 도어(14)의 정면 에지는 스트라이크 애퍼처(18)를 포함할 수 있으며, 스트라이크 애퍼처는 도어(14)가 닫힌 위치에 있을 때 볼트(20)를 수용할 수 있다. 볼트(20)는 전기 시그널의 제어 아래 하우징(12) 내에 위치된 래치 메커니즘(22)으로부터 연장할 수 있다. 이 명세서에서 사용되는 것으로서, 용어 "볼트"는 훅, 핀, 래치 바, 섀프트 등과 같은 어떠한 유사한 잠금 요소들을 포함할 수 있다.

이제 도 2 및 도 3에 참조하여, 래치 메커니즘(22)은 볼트(20)(도 3에 도시되지 않음)가 이를 통해 연장할 수 있는 애퍼처(21) 뒤에 하우징(12) 내에 위치될 수 있다. 래치 메커니즘(22)은 애퍼처(21)와 정렬하는 중앙 애퍼처(26)를 가지는 베즐(24)과 한 쌍의 뒤쪽으로 연장하는 포스트들(28)을 사용하여 적소에 고정될 수 있다. 포스트들(28)은 래치 하우징(23)의 측면에 몰딩된 소켓들(30)에 의해서 수용되기 위해 하우징(12)에서의 상응하는 애퍼처들(미도시)을 통해 지날 수 있다.

뒤쪽으로 연장하는 포스트들(28)은 베즐(24)을 수용하는 소켓(30)의 립(lip)(36)을 맞물수 있는 위쪽으로 연장하는 이들(teeth)(34)과 하우징(23)이 조립 동안 베즐(24)에서 분리되어(free of) 아래쪽으로 떨어지는 것을 방지하기 위해 느슨하게 맞물려진 하우징(23)을 포함한다. 포스트들(28)이 소켓(30)에 의해서 수용될 때, 나사들(38)이 포스트들(28)의 나사산이 형성된(threadable) 부분들과 맞물리도록 소켓들(30)의 베이스들(40)을 통해 삽입될 수 있다.

나사들(38)을 조이는 것은 베즐(24)을 아래쪽으로 하우징(12)에 대해서 꽉 조이게(tightly) 잡아당기며 래치 하우징(23)을 하우징(12)의 내부 표면에 대해서 위쪽으로 끌어당기게 된다. 이렇게 조여질 때, 래치 하우징(23) 내의 볼트는 도어(14)가 닫힐 때 도어(14)의 스트라이크 애퍼처(18)에 의해서 수용되기 위해 일반적으로 수평인 볼트 축(42)을 따라서 연장하게 된다. 그러나, 이 조임 이전에, 중력이, 래치 하우징(23')의 대쉬(dashed) 아웃라인에 의해서 도시된 바와 같이, 아래쪽으로 래치 하우징(23)을 끌어 당겨, 볼트 축(42')이 위쪽으로 기울게 야기한다. 이 오정렬(misalignment)은 볼트가 스트라이크 애퍼처(18)안으로 맞아 들어가 게(fitting into) 되는 것을 방지해준다. 볼트의 차단은, 아래에 기술될 바와 같이, 볼트에 부착된 스위치에 의해서 검출될 수 있으며, 래치 하우징(23)의 조립에 관련한 문제를 표시하는 가전제품(10) 내의 제어기에 에러 신호를 제공하게 된다.

베즐(24)의 애퍼처(26)는 베즐(24) 아래의 하우징(12)의 곡률의 반경 보다 약간 더 작은 반경의 곡률을 가지는 뒤쪽으로 오목하며 유연한 스커트(32)에 의해서 둘러싸이게 된다. 따라서, 베즐(24)이 나사들(38)로 하우징(12)에 대해서 꽉 조이게 당겨질 때, 스커트(32)는 바깥쪽으로 구부러져서 하우징(12)의 표면에 꽉 조이는 씰(seal)을 형성하게 된다. 하우징(24)과 베즐(24)은, 전기적 절연을 또한 제공하며 자유롭게 자기 플럭스를 통과하는 유연한 열가소성 물질로 형성된다.

이제 도 4에 참조하여, 볼트(20)는 모터 리드들(50)에 걸쳐서 모터(46)에 인가되는 전압의 극성에 따라서 두 개의 방향들 중 하나로 회전할 수 있는 섀프트(48)를 가지는 영구 자석 DC 모터(46)를 포함하는 선형 액추에이터(44)에 의해서 구동되며 이의 일부를 형성할 수 있다. 와이어 나선(52)은 섀프트(48)에 부착되고 이와 축상으로 정렬되며, 와이어 나선 둘 모두는 일반적으로 볼트 축(42)에 평행하다.

볼트(20)로부터 아래쪽으로 연장하는, 패들들(paddles)(54)은 와이어 나선(52)의 왼쪽 및 오른쪽 측면에 접하며, 패들들(54)의 각각의 상응하는 구멍들(58)을 통해 지나서 와이어 나선(52)과 교차하며 그 코일들에 의해서 잡혀 갇히는(held captive) 가로질러(transversely) 연장하는 금속 바(56)를 수용한다. 패들들(54)과 바(56)는 와이어 나선(52)의 회전에 따라 축(42)을 따라서 이동하는 나 선 종동부를 제공한다.

와이어 나선(52)은, 바람직하게 한정된 직경의 실린더 상에 놓인 3차원 곡선을 따르며 축(42)에 평행한 중앙 축을 가지는 스프링-담금된(spring-tempered) 스테인리스 강 와이어로 된 와선(spiral)이다. 와이어 나선(52)의 와이어는 리드 각으로 불리는 축(42)에 수직인 평면에 대해서 한정된 각을 가지게 된다. 리드 각은 단순히 와이어 나선(52)의 축을 따라서 와이어 코일들 사이의 간격에 의해서 제어될 수 있다.

이제 도 5에 참조하여, 와이어 나선(52)은 다수의 상이한 피치들과 직경들, 따라서, 상이한 리드 각들을 제공하며, 여기서 리드 각(65)은, 위에 기술된 바와 같이, 축(42)에 수직인 평면과 나선(52)의 와이어 사이의 각이다. 주어진 나선 직경에 대해서, 리드 각은 피치가 증가함에 따라서 증가할 것이다. 제 1 영역(60)에서, 와이어 나선(52)이 모터 섀프트(48)에 부착되는 곳 근처에서, 와이어 나선(52)은 섀프트(48)에 프레스 조립되고(press fit) 직접 용접될 수 있도록 보다 작은 직경(62)이 주어진다. 이 제 1 영역(60)의 피치(64)는, 와이어 나선(52)의 권선이 서로 접하며 따라서 와이어 나선(52)의 와이어의 직경과 거의 동일하게 되는 식으로 정해진다. 여기서 리드 각은 상대적으로 낮게 된다.

제 2 영역(66)에서, 영역(66)에 의해서 모터(46)로부터 옮겨져서, 와이어 나선(52)의 직경(61)이 증가하며, 한편 피치(68)는 안정적인 전이의 목적으로 피치(64)에서 유지된다.

모터(46)로부터 바깥쪽으로 진행하는 다음 지역(70)에서, 피치는 확장된 피 치(72)로 급격히 증가되며 (리드 각을 증가시키고), 다음으로, 와이어 나선(52)의 나머지를 포함하는 뒤이은 지역(74)에서, 피치는 감소된 피치(76)로 (그리고 감소된 리드 각으로) 약간 감소하며, 리드 각들 둘 모두는 보통 5 도(degrees) 보다 크게 그리고 55 도(degrees) 보다 적게 된다. 이들 지역들(70 및 74)은 바(56)의 나선 종동부를 위한 구동 표면들을 제공하며, 오염물들이 빠져드는 것을 막는 식으로 와이어 나선(52)의 코일들 사이에 상대적으로 커다란 개구부를 생성한다.

또한 도 4에 참조하여, 볼트(20)가 완전히 연장하고 바(56)가 지역(74)에 있게 될 때, 볼트(20)는 정지부(78)와 부딪칠 수 있다. PTC 써미스터가(미도시), 모터(46)가 멈출때(stalls) 모터(46)의 과-전류를 방지하기 위해 모터와 직렬로 배치될 수 있지만, 전류 제한으로도 볼트(20)의 정지부(78)와의 상호작용은 모터(46)의 회전하는 질량의 빠른 감속에 의해서 야기되는 상대적으로 높은 순간적 토크( 및 결과적인 발동 힘)를 만들어 낼 수 있다. 그러나, 와이어 나선(52)의 역전을 방지할 수 있을, 바(56)와 와이어 나선(52)의 어떠한 재밍도, 와이어 나선(52)의 본래 컴플라이언스(compliance)에 의해서 사전 방지되며, 와이어 나선(52)은 모터(46)의 감속을 늦추기 위해 약간 압축하여 피크 토크를 감소시키게 된다.

모터(46)가 역전되고 볼트(20)가 모터(46)에 인접한 제 2 정지부(80)에 대해서 안쪽으로 끌어 당겨지게 될 때, 와이어 나선(52)의 더 작은 길이가 모터(46)의 감속을 늦추기 위해 스프링으로서 작용하게 된다. 이 경우, 지역(70)에서의 와이어 나선(52)의 증가된 리드 각이 축 힘을 감소시키며 재밍을 방지하기 위해 작용하게 된다.

이제 도 6에 참조하여, 나선 종동부의 바(56)가 오직 단일 점에서 와이어 나선(52)의 코일들과 접촉하도록 축(42)과 어떠한 각을 이루며 설치될 수 있으며, 따라서 오염물들의 잠재적인 갇힘을 감소시키게 된다. 또한, 바(56)의 각은, 언제나, 바(56)가 와이어 나선(52)의 오직 한 면 만과 접촉하는 식으로 이루어진다. 이는 볼트(20)의 부하가 모터(46)의 방향의 변화 시에 와이어 나선(52)으로부터 분리되는 것을 허용하며, 낮은 토크의 위치에서 개시(starting) 모터(46)의 정지(stalling)를 방지한다. 이 분리는 또한 바(52)가 와이어 나선(52)의 면과 재 접촉하기 이전에 모터가 속도를 얻도록 감소된 부하로 역전된 방향에서 시동하는 것을 허용한다. 바(56)는 패들들(54)안에 몰딩될 수 있으며 또는 향상된 마모 저항을 제공하는 패들들에 의해서 고정된 금속 바일 수 있다. 도 4에 도시된, 한 실시 예에서, 바(56)는 바(57) 주위로 회전하는 슬리브(57)의 작용에 의해서 바(56)와 나선(54) 사이의 더 적은 마찰 접촉을 제공하는 슬리브(57)(예를 들어 자가-윤활 플래스틱 물질)로 둘러싸일 수 있다.

이제 도 4 및 도 7에 참조하여, 금속 V-형태 쓰로우(84)가 볼트(20)로부터 축상으로 뒤쪽으로 연장한다. 쓰로우(84)는, 볼트(20)와 쓰로우(84)가 볼트(20)의 행정의 길이 전체에 걸쳐 축상으로 이동함에 따라, 한 면에서 폴(90)의, 그리고 마주보는 면에서 폴(92 또는 94)의 마주하는 표면들 사이에서 압축되며 유연한 바깥쪽으로 분기하는 암들(88)을 가진다. 폴(90)은 연속적이며, 한편 폴(92 및 94)은 트랙(96)의 마주하는 축 단부들을 점유한다. 전기적 연속성이, 볼트(20)가 완전히 후퇴될 때, 폴(90)로부터 스프링 쓰로우(84)를 통해 폴(92)까지 존재하며, 볼트가 완전히 연장될 때, 폴(90)로부터 스프핑 쓰로우(84)를 통해 폴(94)까지 존재한다. 전기적 연속성은 볼트(20)가 완전히 후퇴되지 않거나 또는 완전히 연장되지 않을 때 단절되게 된다. 이런 방식으로, 3개의 구별되는 시그널이 생성될 수 있으며, 이들은 각각 볼트가 완전히 연장할 때, 완전히 후퇴될 때, 그리고 전이될 때에 해당한다. 이제 또한 도 8에 참조하여, 바깥쪽으로 볼록한 딤플(102)이 암들(88)의 단부들에 배치 될 수 있으며, 여기서 이들은 접촉 표면들을 제공하기 위해, 폴들(90, 92 또는 94){오직 폴 (90)만이 도시됨}에 대해서 이동하게 된다. 딤플(102)은 축상 그루브(103)를 가질 수 있으며, 향상된 접촉 안정성을 제공하기 위해 폴들(90, 92 또는 94) 중 하나와 연결하는 접촉 표면을 분기하게 된다.

V-형태의 쓰로우(84)의 꼭지점은, 쓰로우(84)가 트랙(96) 상에서 폴(90) 및 폴(92 및 94) 사이에서 자기-정렬할 수 있도록 볼트(20) 상의 아래쪽으로 연장하는 피봇 핀(86)에 선회적으로 부착된다. 이제 또한 도 8에 참조하여, 안쪽으로 연장하는 탭들(86)이 암들(88)의 단부들 사이에 위치된 트랙들(100)을 타고 이동하도록 암들(88)의 단부들 상에 형성된다. 탭들(98)은 회전 이동에 대해서 암들(88)의 단부들을 안정적으로 위치를 정할 수 있게 도움을 준다. 이 설명으로부터 볼트(20)의 운동을 전환하게(cam) 또는 와이어 나선(52)을 축 밖으로 이탈시키게 해주는 것과 같은, 스위칭 작용 동안의 볼트 상의 V-형태의 쓰로우(84)에 의해서 가해지는 어떠한 회전 토크도 존재하지 않는다는 것이 이해될 것이다.

이제 도 1 및 도 9에 참조하여, 볼트(20)가 도어(14)의 스트라이크 애퍼처(18)를 통해 삽입되고 도어(14)가, 화살표(104)에 의해서 표시되는 바와 같이, 위쪽으로 올려질 때, 스트라이크 애퍼처(18) 뒤에서 도어(14)에 형성된 이(tooth)(106)는 볼트(20)의 하부 측면에 형성된 상응하는 소켓(108)과 맞물릴 수 있다. 이(106)와 소켓(108)의 상호 맞물림은 볼트(20)를 가능하게 구부리기에 충분한 도어(14) 상의 힘을 방지하거나, 볼트(20)를 스트라이크 애퍼처(18)로부터 분리하는 것을 방지해준다.

본 발명이 이 명세서에 포함된 실시 예들 및 설명들에 한정되지 않으며, 그러나, 실시 예들의 부분들 그리고 다음의 청구항들의 범위에 들어오는 상이한 실시 예들의 요소들의 조합들을 포함하는, 이들 실시 예들의 수정된 형태들을 포함한다는 것이 특히 의도된다.

본 발명은 작은 DC 전기 모터의 회전 운동을 선형 운동으로 전환하기 위한 단순하고 비용-효과적인 메커니즘을 제공하는 것으로서 산업상 이용가능하다.

Claims (21)

1. 전기 액추에이터(44)로서,

   축(42) 주위로 회전하는 모터 섀프트(48)를 제공하는 전기 모터(46)와;

   함께 회전하도록 섀프트(48)에 부착된 와이어 나선(52)과;

   와이어 나선(52)의 회전에 따라 축(42)을 따라 평행 이동하도록 와이어 나선(52)과 서로 맞물리는 나선 종동부(54, 56)를 포함하는, 전기 액추에이터.
2. 제 1항에 있어서, 와이어 나선이 5 도(degrees) 보다 더 큰 리드 각(lead angle)을 제공하는, 전기 액추에이터.
3. 제 1항에 있어서, 와이어 나선의 와이어가 나선 종동부가 억제될 때 모터의 힘 아래 구부러지도록 크기가 주어지는, 전기 액추에이터.
4. 제 1항에 있어서, 와이어 나선이 나선 종동부와 맞물리는 제 1 직경을 가지는 제 1 부분과, 모터 섀프트의 직경과 일치하는(conforming to) 제 2 직경을 가지는 제 2 부분을 제공하는, 전기 액추에이터.
5. 제 1항에 있어서, 와이어 나선이 나선 종동부와 맞물리는 제 1 피치를 가지는 제 1 부분과, 나선 종동부와 또한 맞물리는 제 2 피치를 가지는 제 2 부분을 제 공하는, 전기 액추에이터.
6. 제 5항에 있어서, 와이어 나선이 나선 종동부와 맞물리는 제 1 피치를 가지는 제 1 부분과, 나선 종동부와 맞물리는 제 2 피치를 가지는 제 2 부분을 제공하며, 제 2 부분은 모터 섀프트와 제 1 부분 사이에 있으며, 여기서 제 2 피치는 제 1 피치보다 더 큰, 전기 액추에이터.
7. 제 1항에 있어서, 나선 종동부가 나선의 코일들 내에 꼭 맞는 바(bar)인, 전기 액추에이터.
8. 제 1항에 있어서, 나선 종동부가 나선의 오직 한 면과 접촉하는, 전기 액추에이터.
9. 제 1항에 있어서, 나선이 비-자성 스테인리스 강인, 전기 액추에이터.
10. 제 1항에 있어서, 모터가 영구 자석 DC 모터인, 전기 액추에이터.
11. 제 1항에 있어서, 종동부가 스위치 쓰로우(a switch throw)에 부착된, 전기 액추에이터.
12. 제 11항에 있어서, 스위치 쓰로우가, 와이어 나선의 회전에 따라 와이어 나선의 축을 따라 이동하며, 마주하는 폴들(poles)에 대해 와이어 나선의 축과 수직으로 바깥쪽으로 누르는(pressing) 슬라이딩 전도 요소인, 전기 액추에이터.
13. 제 12항에 있어서, 스위치 쓰로우가 V 형태의 단부들에서 폴들과 접촉하는 V-형태 금속 스프링인, 전기 액추에이터.
14. 하우징(12)에 대해서 열리고 닫히는 도어(14)를 가지는 가전제품(10)에서 사용을 위한 가전제품 래치(latch)(22)로서,

    (a) 도어(14)와 하우징(12) 중의 하나에 부착된 스트라이크(18)와

    (b) 볼트 조립체(20)로서, 도어(14) 및 하우징(12) 중 다른 하나에 부착되며,

    i) 축(42) 주위로 회전하는 모터 섀프트(48)를 제공하는 가역(reversible) 전기 모터(46)와;

    ii) 선형 구동 조립체(44)로서, 제 1 방향으로 모터 섀프트(48)의 회전에 따라 제 1 방향으로 선형으로 이동하도록 그리고 제 2 방향으로 모터 섀프트(48)의 회전에 따라 제 2 방향으로 선형으로 이동하도록 모터 섀프트(48)에 부착된 선형 구동 조립체(44)와;

    iii) 볼트(20)로서, 도어(14)가 닫힌 위치에 있으며 선형 구동기(drive)(44)가 도어(14)를 닫힌 위치로 유지시키기 위해 제 1 방향으로 이동될 때 가전제품(10)의 도어(14)와 맞물리며, 선형 구동기(44)가 제 2 방향으로 이동될 때 가전제품(10)의 도어(14)와 떨어지게 되도록 선형 구동기(44)에 부착된 볼트(20)를 제공하는,

    볼트 조립체(20)를 포함하는,

    가전제품 래치.
15. 제 14항에 있어서, 선형 구동기 조립체가

    ii) 함께 회전하도록 섀프트에 부착된 와이어 나선과

    iii) 도어가 닫힐 때 스트라이크와 맞물리거나 떨어지도록 함께 이동하도록 나선 종동부에 부착된 볼트를 가진 와이어 나선의 회전에 따른 경로를 따라 평행 이동하도록 와이어 나선과 함께 맞물리는 나선 종동부인,

    가전제품 래치.
16. 제 15항에 있어서, 볼트가 스트라이크와 맞물릴 때 여는 힘이 도어에 인가되는 경우 후퇴(retraction)에 대해서 볼트를 잠그기 위해 스트라이크 애퍼처의 이(tooth)와 맞물리는 함몰된 부분을 볼트가 포함하는, 가전제품 래치.
17. 제 15항에 있어서, 종동부가 볼트가 연장될 때 시그널을 제공하는 스위치에 부착되는, 가전제품 래치.
18. 제 15항에 있어서, 종동부가, 볼트가 후퇴되는 경우, 볼트가 연장되는 경우, 그리고 후퇴되거나 연장되지 않은 경우를, 각각, 표시하는 적어도 두 개의 구별되는 시그널들을 제공하는 스위치에 부착되는, 가전제품 래치.
19. 제 15항에 있어서, 볼트를 받아들이도록(admit) 크기가 주어진 애퍼처를 가지는 베즐(bezel)을 더 포함하며, 애퍼처는 유연한 스커트에 의해서 둘러싸이며, 베즐은 가전 제품의 벽의 어떤 한 면 상에서 볼트 조립체에 대해서 베즐을 끌어당기기 위한 부착 수단을 더 포함하며, 가전제품 래치에 있어서,

    스커트는 가전제품 벽을 밀봉하도록 가전제품의 벽에 대해서 압축되는(compressed),

    가전제품 래치.
20. 제 19항에 있어서, 부착 수단이 벽의 어떤 한 면 상에 베즐과 락(lock) 조립체를 함께 고정시키는 스냅 피팅(snap fitting)과, 베즐과 락 조립체를 함께 조이는 나사 피팅(screw fitting)을 포함하는, 가전제품 래치.
21. 제 20항에 있어서, 스냅 피팅이 락 조립체와 볼트의 오정렬(misalignment)을 허용하며, 따라서 도어가 닫히는 경우 가전제품의 도어와 맞물리도록 볼트의 연장(extension)을 방지하는, 가전제품 래치.

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