KR20090113195A

KR20090113195A - 이동체 구동 장치

Info

Publication number: KR20090113195A
Application number: KR1020090034942A
Authority: KR
Inventors: 히로시 하리에; 아츠시 키타바타
Original assignee: 후지 덴키 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2009-10-29
Also published as: US20090266185A1; US8640561B2; JP5206094B2; KR101582170B1; JP2009264006A

Abstract

모터와, 상기 모터의 회전자의 구동단에 형성된 슬리브와, 상기 슬리브에 분리 가능하게 끼움결합된 스플라인 축과 일체인 회전 축에 일체적으로 고정된 피니언과, 상기 피니언에 대해 서로 대향 배치되고 상기 피니언과 걸림결합되어 서로 실질적으로 평행한 역방향으로 이동할 수 있는 좌측 및 우측 랙을 포함하는 도어 구동 장치. 상기 모터가 랙·피니언 케이스로부터 단독으로 제거될 때, 상기 피니언의 상측 및 하측이 각각 우측 및 좌측 랙과 걸림결합하면서 상기 피니언은 상기 피니언·랙 케이스에 남는다. 따라서, 상기 좌측 및 우측 랙의 상대 위치에 편차가 발생하지 않는다.

Description

이동체 구동 장치{MOVABLE BODY DRIVING APPARATUS}

본 발명은 이동체 구동 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 예를 들어 차량의 도어를 자동으로 개폐하기 위해 장치가 차량 등에 구비된 상태에서 용이하게 모터를 단독으로 제거할 수 있는 구조를 포함하는 이동체 구동 장치에 관한 것이다.

차량 등의 도어를 개폐하는데 이용되는 이동체 구동 장치에 선형 모터(linear motor)를 이용하는 것이 일반적으로 공지되어 있다. 이동체 구동 장치가 이동 코일형의 선형 모터 구동 장치인 경우, 도어 스트로크(door stroke)의 길이(일반적으로, 600mm 내지 900mm)와 이동부의 길이의 합은 고정부(stationary part)의 길이와 구조적으로 동일하다. 따라서, 회전형 구동 장치에 비해 장치의 중량이 증가하고 장치의 점유 면적이 증가하기 때문에, 차량에 장치를 장착하는데 많은 시간과 노력 및 수고가 요구된다는 문제점이 있다. 한편, 이동체 구동 장치에 영구 자석형 이동 코일식의 선형 모터를 이용하는 경우, 영구 자석에 사용되어야만 하는 다량의 희토류 영구 자석으로 인해 선형 모터가 고가라는 문제점이 있다.

따라서, 회전형 모터가 컴팩트한 설계에 적절하다는 이유로, 선형 도어 구동 장치의 랙(rack)에 피니언(pinion)을 조합시킨 회전 장치(turning device)와, 플랫 모터(flat motor)로서 회전 장치의 피니언에 부착된 영구 자석 동기화 모터를 포함하는 이동체 구동 장치가 제안되었다(예를 들어, 일본 공개특허공보 제2007-297796호 문단번호 [0019] 내지 [0022] 및 도 3 참조).

도 7은 종래 기술에 따라 컴팩트하게 설계된 이러한 이동체 구동 장치에 이용되는 플랫 모터를 폐쇄하도록 형성된 영구 자석 동기화 모터를 도시하는 도면이다. 도 7에 도시한 모터(1)는 플랫 모터이지만, 모터의 크기는 종래 기술에 따라 변경될 수 있다. 또한, 인코더(2)는 인코더 부착판 스프링(3; encoder attachment plate spring)에 외부적으로 제공되어 부착되어 있다. 피니언(5)은 모터 축(4)에 고정되어 있고, 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)은 피니언(5)에 걸림결합 되어 있으며, 피니언·랙 프레임(7; pinion and rack frame)은 피니언(5)과 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)을 지지하고, 피니언·랙 프레임(7)의 다른 부분은 도 7에 도시한 바와 같이, 종래 기술과 동일하다.

종래 기술에 기재된 바와 같이, 도 7에서 모터(1)가 정·역방향 중 하나의 방향으로 회전하면, 모터 축(4)에 고정된 피니언(5)은 정·역방향 중 하나의 방향으로 회전하여, 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)이 각각 좌우 역방향(도 7에서 대향하는 역방향(opposite cross direction))으로 이동한다. 도시하지는 않았지만, 좌측 및 우측 도어는 상부 랙 링커(linker) 및 하부 랙 링커를 통해 각각 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)에 부착되어 있다. 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)이 좌우 역방향으로 각 각 이동하면, 좌측 및 우측 도어는 개방되거나 폐쇄된다.

도 8은 모터(1)가 피니언·랙 프레임(7)으로부터 분리된 상태를 도시하는 도면이다. 모터(1)를 수리해야 할 경우, 이러한 방식으로 모터(1)가 피니언·랙 프레임(7)으로부터 분리된다. 그러나, 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)과 걸림결합된 피니언(5)이 모터 축(4)에 고정되어 있기 때문에, 모터(1)만 단독으로 제거될 수 없으며, 대신에 피니언(5)이 모터(1)와 함께 제거된다.

상술한 바와 같이 모터(1)를 수리할 때마다 피니언(5)이 모터 축(4)과 함께 피니언·랙 프레임(7)으로부터 제거되는 경우, 피니언(5)으로부터 걸림결합이 해제된 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)의 상대 위치에 매번 편차가 발생한다. 상술한 바와 같이 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)의 상대 위치에 편차가 발생하면, 수리된 모터(1) 또는 교환된 새로운 모터(1)가 피니언·랙 프레임(7)에 부착될 때 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)의 변경된 위치를 정렬해야 하고, 도어 개방/폐쇄를 제어하는 제어기에 정렬 정보를 입력해야 한다.

모터(1)는 정기 검사를 위해 비교적 자주 정비될 수도 있다. 모터(1)가 정기 검사를 받을 때마다 상부 및 하부 랙(6a 및 6b)의 변경된 위치를 정렬하고 제어기에 정렬 정보를 입력해야 한다면, 모터를 제거해야만 할 때마다 많은 시간과 노력 및 수고가 요구된다.

본 발명은 차량 등이 장치 전체를 구비한 상태에서 용이하게 모터가 단독으로 제거될 수 있는 구조를 포함하는 이동체 구동 장치를 제공한다. 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 이동체 구동 장치는: 회전 액추에이터(rotation actuator); 상기 회전 액추에이터의 출력 축의 일단에 일체적으로 형성된 회전 전달부(rotation transmission portion); 상기 회전 전달부에 해제 가능하게 끼움결합된 회전 전달체(rotation transmitter); 및 상기 회전 전달체에 대해 서로 반대측에 배치되고, 상기 회전 전달체와 걸림결합되어 서로 실질적으로 평행한 역방향으로 이동할 수 있는 한 쌍의 선형 전달체를 포함한다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 이동체 구동 장치는: 회전 액추에이터; 상기 회전 액추에이터의 출력 축의 일단에 일체적으로 형성된 회전 전달부; 상기 회전 전달부에 해제 가능하게 끼움결합된 회전 전달체; 및 상기 회전 전달체와 걸림결합되어 서로 실질적으로 평행한 전진 및 후퇴 방향으로 이동할 수 있는 선형 전달체를 포함한다.

상술한 본 발명의 제 1 및 제 2 양태에 따른 이동체 구동 장치에서, 회전 액추에이터는 바람직하게는 출력 축의 양단을 지지하는 제 1 및 제 2 축 베어링 부재를 갖는다. 또한, 이동체 구동 장치는 바람직하게는 선형 전달체를 가이드하는 가이드 부재를 포함한다. 또한, 이동체 구동 장치는 바람직하게는 선형 전달체와 가이드 부재를 유지하는 유지 케이스(holding casing)를 포함하고, 상기 유지 케이스 는 회전 액추에이터의 하우징 프레임에 부착되거나 상기 하우징 프레임으로부터 분리될 수 있도록 회전 액추에이터의 하우징 프레임에 고정되어 있다. 또한, 회전 액추에이터는 바람직하게는 출력 축의 적어도 회전수와 회전 방향을 검출할 수 있는 적어도 하나의 센서를 가진다.

본 발명에 따르면, 차량 등에 이동체 구동 장치를 구비한 상태에서 용이하게 모터가 단독으로 제거될 수 있는 구조를 포함하는 이동체 구동 장치를 제공할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시형태의 상세한 설명으로부터 본 발명의 다른 특징, 장점, 실시예 및 변형예는 당업자에게 자명할 것이다.

특정 바람직한 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동체 구동 장치가 도어 구동 장치에 적용된 경우를 도시하는 개략 정면도이다. 도 1에서, 이동체 구동 장치로서의 도어 구동 장치(10)는 피니언·랙 케이스(40; pinion and rack casing), 피니언·랙 케이스(40)의 외측에 제공된 모터(13)를 포함한다. 피니언·랙 케이스(40)는 이동체로서의 한 쌍의 좌측 및 우측 도어(11 및 12)에 연결 부재를 통해 연결된 선형 모터로서의 2개의 랙과 회전 전달체로서의 피니언을 포함한다. 모터(13)는 피니언에 연결된 회전 액추에이터의 역할을 한다.

연결 부재로서, 좌측 도어(11)를 매다는 행거(14a 및 14b), 행거(14a 및 14b)에 고정된 좌측 슬라이드 레일(15), 및 좌측 슬라이드 레일(15)에 고정된 링 커(16)가 있다. 좌측 랙(17)은 링커(16)에 고정되어 부착된다. 좌측 슬라이드 레일(15)은 좌측 도어 레일(18)을 따라 슬라이드 가능하도록 형성된다.

유사하게는, 연결 부재로서, 우측 도어(12)를 매다는 행거(21a 및 21b), 행거(21a 및 21b)에 고정된 우측 슬라이드 레일(22), 우측 슬라이드 레일(22)에 고정된 링커(23)가 있다. 우측 랙(24)은 링커(23)에 고정되어 부착된다. 우측 슬라이드 레일(22)은 우측 도어 레일(25)을 따라 슬라이드 가능하도록 형성된다.

도 2는 도 1의 선 A-A'를 따른 단면도로서, 모터(13) 및 피니언·랙 케이스(40)를 도시하고, 도 3A는 도 2에 도시한 모터(13)가 피니언·랙 케이스(40)로부터 분리된 상태를 도시하는 도면이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 영구 자석 동기화 모터와 같은 플랫 모터(flat moter)가 모터(13)로서 이용된다. 모터(13)의 외주측은, 구동 단부측 상의 전방 차폐판(25)과, 전방 차폐판(25)과 일체인 모터 프레임(26)과, 모터 프레임(26)의 인코더 부착부 측 상의 후방 개구를 커버하는 후방 차폐판(27)을 구비한 하우징 프레임(28)으로 커버된다.

모터 프레임(26)의 내벽 상에 배치된 고정자 철심(31; stator iron core)은 절연성 수지(32)로 몰드되고, 고정자 코일(29)로 감긴다. 외부로부터 제공된 공급 케이블(33)은 고정자 코일(29)에 접속된다.

바닥이 있는 원통형상인 회전자(34)는 회전자(34)와 고정자 철심(31) 사이에 소정 간격을 유지하면서 고정자 철심(31)에 대향 배치된다. 모터(13)의 출력 축으로서의 회전자(34)는 바람직하게는 구동 단부측 상의 전방 차폐판(25)으로부터 전방으로 약간 돌출하도록(도 2의 좌측) 회전 전달부로서의 슬리브(35; sleeve)(도 3A 참조)를 구비한다. 도 3B는 도 3A의 선 B-B를 따른 슬리브(35)의 단면도를 나타낸다. 슬리브(35)의 내주에는 등간격으로 배열된 암 스플라인(female spline)이 형성되어 있다.

인코더(36)는 슬리브(35)의 반대측 상에서 회전자(34)의 단부에 끼움결합된다. 인코더(36)는 인코더 부착판 스프링(37)에 의해 모터(13)에 부착된다. 본 실시형태에서, 광전식 로터리 인코더(photoelectric rotary encoder)가 인코더(36)로서 이용된다. 즉, 슬릿이 형성된 회전 디스크(미도시)가 회전자(34)의 축단(軸端) 상에 고정된다.

발광 소자와 수광 소자는 회전 디스크에 대해 서로 대향 배치된다. 발광 소자로부터 방출된 광이 회전 디스크에 의해 차단되어, 회전자(34)의 회전수와 회전 방향, 필요에 따라 회전 속도 등을 검출한다.

인코더(36)에 끼움결합된 측 상의 회전자(34)의 단부와 슬리브(35)가 형성된 측 상의 회전자(34)의 단부는 각각 축 베어링(38 및 39)에 의해 지지되어 있다. 따라서, 도 3A에 도시한 바와 같이 모터(13)가 이미 피니언·랙 케이스(40)로부터 분리되어 모터(13)가 단독으로 존재하는 경우에도, 회전자(34)의 회전 표면 상에 부착된 영구 자석의 흡인력(attraction force)에 의해 회전자(34)가 고정자 철심(31) 상에 흡착될 가능성이 없다.

한편, 모터(13)가 해제 가능하게 부착되는 피니언·랙 케이스(40)(도 1 및 도 3 참조)는 피니언(43)과 우측 및 좌측 랙(24 및 17)을 포함한다. 피니언(43)은 축 베어링(41)에 의해 지지된 회전 축(42)에 연결되어 고정됨으로써, 피니언(43)은 회전 축(42)과 함께 회전할 수 있다. 우측 및 좌측 랙(24 및 17)은 각각 피니언(43)의 양측(상부 및 하부측)에 걸림결합된다.

우측 랙 슬라이드 레일(44)은 우측 랙(24)에 고정된다. 우측 랙 슬라이드 레일(44)은 피니언·랙 케이스(40) 내부의 상부에 고정된 우측 가이드 레일(45)에 의해 가이드되어, 우측 랙 슬라이드 레일(44)은 우측 랙(24)과 함께 좌측 및 우측으로 슬라이드할 수 있다.

한편, 좌측 랙 슬라이드 레일(46)은 좌측 랙(17)에 고정된다. 좌측 랙 슬라이드 레일(46)은 피니언·랙 케이스(40) 내부의 하부에 고정된 좌측 가이드 레일(47)에 의해 가이드되어, 좌측 랙 슬라이드 레일(46)은 좌측 랙(17)과 함께 좌측 및 우측으로 슬라이드할 수 있다.

본 실시형태에서, 좌측 및 우측 랙(17 및 24)과 좌측 및 우측 가이드 레일(47 및 45)은, 상술한 바와 같이 랙·피니언 케이스(40) 내에 유지된다. 따라서, 랙·피니언 케이스(40)는 좌측 및 우측 랙(17 및 24)의 이동 범위가 랙·피니언 케이스(40)로 커버될 수 있도록 도 1에 도시한 바와 같이 좌측 및 우측 랙(17 및 24)의 이동 방향을 따라 약간 연장된다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 스플라인 축(48)은 바람직하게는 모터(13)에 부착되는 측 상의 피니언·랙 케이스(40)의 회전 축(42)의 단부에 일체적으로 형성된다. 수 스플라인 홈(male spline groobe)은, 도 3A의 선 B-B를 따른 단면도인 도 3B에 도시한 바와 같이 스플라인 축(48)의 외주 표면에 형성되어, 스플라인 홈은 슬리브(35)의 내주 표면의 볼록 스트라이프에 대응한다. 도 2는 슬리 브(35)가 스플라인 축(48) 상에 끼움결합되어, 슬리브(35)의 암 스플라인이 스플라인 축(48)의 수 스플라인과 걸림결합됨으로써, 모터(13)의 전방 차폐판(25)이 피니언·랙 케이스(40)에 고정된 상태를 도시한다. 슬리브(35)와 스플라인 축(48) 사이의 고정은 해제 가능한 끼움결합으로, 즉 잡아 당겼을 때, 2개의 구성 부품이 서로로부터 용이하게 분리될 수 있다. 슬리브(35)와 스플라인 축(48)은 이러한 방식으로 서로 끼움결합되어 있기 때문에, 회전자(34)가 회전하면, 슬리브(35)에 끼움결합된 스프라인 축(48), 즉 피니언·랙 케이스(40) 내의 피니언(43)은 모터(13)의 회전자(34)와 동일한 방향으로 회전하는 한편, 슬리브(35)가 스플라인 축(48)으로부터 해제 가능하게 분리될 수 있게 하여 모터를 제거한다.

우측 랙(24)은 우측 가이드 레일(45)에 의해 우측 랙 슬라이드 레일(44) 상으로 가이드되고, 좌측 랙(17)은 좌측 가이드 레일(47)에 의해 좌측 랙 슬라이드 레일(46) 상으로 가이드되기 때문에, 우측 및 좌측 랙(24 및 17)은 피니언(43)에 대하여 서로 대향 배치되어, 피니언(43)과 걸림결합함으로써, 실질적으로 평행하게 역방향(도 1의 좌우 역방향 또는 도 3A의 교차 역방향)으로 이동한다. 유사하게는, 상술한 연결 부재를 통해 우측 및 좌측 랙(24 및 17)에 각각 매달린 형상으로 연결된 한 쌍의 좌측 및 우측 도어(11 및 12)(도 1에 도시함)는 대향하는 좌우 역방향으로 각각 이동하여, 한 쌍의 좌측 및 우측 도어(11 및 12)가 개방되거나 폐쇄된다.

보다 상세하게는, 본 장치의 동작은 이하와 같다. 도 1에 도시한 바와 같이 좌측 및 우측 도어(11 및 12)의 폐쇄 상태에서 도시하지 않은 스위치가 켜지면, 모 터(13)가 구동되어 도 1의 화살표 a의 방향으로 회전자(34)가 회전한다. 그런 다음, 도 2 및 도 3에 도시된 피니언(43)과 걸림결합된 좌측 랙(17)은 도 1의 화살표 b의 방향으로 이동한다. 좌측 도어(11)는 좌측 랙(17)에 고정되어 있는 링커(16) 및 행거(14a 및 14b)를 통해 좌측 랙(17)의 이동에 따라 동일한 방향(예를 들어, 화살표 b의 방향)으로 이동한다. 이 경우, 링커(16)에 고정된 좌측 슬라이드 레일(15)은 좌측 도어 레일(18)에 의해 가이드되면서 동일한 방향(예를 들어, 화살표 b의 방향)으로 이동하여, 좌측 도어(11)는 부드럽게 이동할 수 있다. 동시에, 피니언(43)과 걸림결합된 우측 랙(24)은 상술한 바와 같이, 도 1의 화살표 a의 방향으로의 모터(13)의 회전자(34)의 회전에 따라 화살표 c의 방향으로 이동한다. 우측 랙(24)이 이동하면, 우측 도어(12)는 우측 랙(24)에 고정되어 있는 링커(23) 및 행거(21a 및 21b)를 통해 동일한 방향(예를 들어, 화살표 c의 방향)으로 이동한다. 이 경우에도, 링커(23)에 고정된 우측 슬라이드 레일(22)은 우측 도어 레일(25)에 의해 가이드되면서 동일한 방향(예를 들어, 화살표 c의 방향)으로 이동하여, 우측 도어(12)는 부드럽게 이동할 수 있다. 이 경우, 모터(13)의 출력 축인 회전자(34)의 회전수와 회전 방향(및 필요한 경우 회전 속도)은 인코더(36)에 의해 검출되어, 좌측 및 우측 도어(11 및 12)의 위치 및 이동 방향이 검출된다. 따라서, 모터(13)는 인코더(36)로부터의 출력 신호에 기초하여 제어될 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같은 본 발명의 실시형태에 따라 상술한 바와 같이 동작하는 도어 구동 장치(10)의 구성에서, 모터(13)를 수리하거나 새것으로 교환해야 하는 경우, 피니언·랙 케이스(40)는 도 2에 도시된 모터(13)의 전방 차폐판(25)으 로부터 걸림결합이 해제되어, 모터(13)는 도 3A에 도시한 바와 같이 도 1에 도시한 도어 구동 장치(10)로부터 단독으로 제거된다. 피니언(43)의 회전 축(42)과 모터(13)의 구동 축으로서의 회전자(34)의 축의 연결은 슬리브(35)와 스플라인 축(48)의 해제 가능하게 끼움결합된 걸림결합에 기초하기 때문에, 모터(13)는 도 3A의 화살표 d로 나타낸 바와 같이, 자유롭게 피니언(43)에 부착되거나 피니언(43)으로부터 분리될 수 있다. 이러한 방식으로, 모터(13)와 피니언(43)의 연결은 슬리브(35)와 스플라인 축(48)의 걸림결합에만 기초하기 때문에, 모터(13)가 피니언·랙 케이스(40)로부터 제거되어야 할 경우, 모터(13)가 피니언·랙 케이스(40)로부터 단독으로 제거될 수 있는 한편, 피니언(43)은 피니언·랙 케이스(40)에 남는다. 이러한 방식으로, 모터(13)가 도어 구동 장치(10)로부터 제거된 경우에도 피니언(43)이 피니언·랙 케이스(40)에 남아 있기 때문에, 피니언(43)과 걸림결합하도록 피니언(43)에 대해 서로 대향 배치된 우측 및 좌측 랙(24 및 17)의 상대 위치에 편차가 발생할 가능성이 없다. 따라서, 수리된 모터(13) 또는 교환된 새로운 모터(13)가 피니언·랙 케이스(40)에 부착될 때, 우측 및 좌측 랙(24 및 17)의 상대 위치를 정렬할 필요가 없다. 따라서, 도어 구동 장치(10)의 제어기에 정렬 정보를 입력하는 수고가 없다.

본 실시형태에 따른 도어 구동 장치(10)는 전동차나 자동차와 같은 각종 차량의 자동 도어 뿐만 아니라 공장이나 아파트와 같은 각종 건물의 자동 도어에도 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 도어 구동 장치의 개략 정면도이고, 도 5는 도 4의 화살표 B 방향으로의 도면이며, 도 6은 도 5의 선 C-C'를 따른 단면도이다. 또한, 도 4 내지 도 6에서, 도 1 내지 도 3에 도시한 구성과 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 도 1 내지 도 3과 동일한 도면 부호를 참조한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 도어 구동 장치(50)는 2개의 모터(13; 13a 및 13b)가 좌측 및 우측 도어(11 및 12)를 개방/폐쇄하는데 이용되도록 구성된다. 도 6은 좌측 모터(13a)와, 좌측 모터(13a)와 동일한 구조를 가지는 우측 모터(13b)를 도시한다. 도 4 내지 도 6에서, 각각 좌측 및 우측 모터(13a 및 13b)의 출력 축인 회전자(34)는 좌측 및 우측 랙·피니언 케이스(40a 및 40b)에서 피니언(43)이 각각 슬리브(35), 스플라인 축(48) 및 회전 축(42)을 통해 회전자(34)에 연결되도록 제공된다.

좌측 랙·피니언 케이스(40a)에서, 좌측 랙(17)이 하나의 피니언(43)과 걸림결합한다. 우측 랙·피니언 케이스(40b)에서, 우측 랙(24)이 다른 하나의 피니언(43)과 걸림결합한다. 좌측 랙(17)은 좌측 랙·피니언 케이스(40a)에 부착된 좌측 가이드 레일(47a)을 따라 이동한다. 우측 랙(24)은 우측 랙·피니언 케이스(40b)에 부착된 우측 가이드 레일(47b)을 따라 이동한다.

좌측 및 우측 랙(17 및 24) 및 좌측 및 우측 가이드 레일(47a 및 47b)은 좌측 및 우측 랙·피니언 케이스(40a 및 40b)에 각각 유지된다. 좌측 및 우측 랙·피니언 케이스(40a 및 40b)는 각각 도시하지 않은 볼트 등을 통해 모터(13)의 전방 차폐판(25)에 분리가능하게 고정된다.

따라서, 예를 들어 좌측 모터(13a)가 구동되면, 하나의 피니언(43)과 걸림결 합된 좌측 랙(17)이 이동하여, 좌측 도어(11)가 좌측 랙(17)에 연결된 행거(14a 및 14b)를 통해 개방되거나 폐쇄되도록 구동된다. 이 경우, 좌측 랙(17)이 좌측 가이드 레일(47a)을 따라 부드럽게 이동하기 때문에, 좌측 도어(11)도 부드럽게 이동한다.

유사하게는, 예를 들어 우측 모터(13b)가 구동되면, 다른 하나의 피니언(43)과 걸림결합된 우측 랙(24)이 이동하여, 우측 도어(12)가 우측 랙(24)에 연결된 행거(21a 및 21b)를 통해 개방되거나 폐쇄되도록 구동된다. 이 경우에도 마찬가지로, 우측 랙(24)이 우측 가이드 레일(47b)을 따라 부드럽게 이동하기 때문에, 우측 도어(12)도 부드럽게 이동한다.

본 실시형태에 따르면, 2 개의 모터(13a 및 13b)를 설치함으로써, 도어 연결 구조가 간략화 되고, 좌측 및 우측 도어(11 및 12)가 단독으로 개방/폐쇄되도록 제어된다. 따라서, 예를 들어 필요에 따라 좌측 및 우측 도어(11 및 12) 중 하나가 폐쇄된 상태에서, 다른 도어가 개방/폐쇄되도록 제어될 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 좌측 및 우측 랙·피니언 케이스(40a 및 40b)는 좌측 및 우측 랙(17 및 24)이 피니언(43)의 하부에서만 걸림결합하도록 형성되며, 랙, 랙 슬라이드 레일 및 랙 슬라이드 레일은 피니언(43)의 상부에 설치되지 않는다. 모터(13a)(또는 13b)를 수리하거나 새로운 모터로 교환해야 하는 경우, 도 6에 도시한 모터(13a)(또는 13b)의 전방 차폐판(25)은 피니언·랙 케이스(40a)(또는 40b)로부터 걸림결합이 해제될 수 있어, 모터(13a)(또는 13b)는 도 4에 도시한 바와 같은 도어 구동 장치(50)로부터 단독으로 제거될 수 있다. 또한, 도 6에 도시 한, 피니언(43)의 회전 축(42)과 모터(13a)(또는 13b)의 구동 축으로서의 회전자(34)의 축과의 연결이 슬리브(35)와 스플라인 축(48)의 해제가능하게 끼움결합된 걸림결합에 기초하기 때문에, 모터(13a)(또는 13b)는 자유롭게 축방향으로 피니언(43)에 부착되거나 피니언(43)으로부터 분리될 수 있다. 모터(13a)(또는 13b)와 피니언(43)의 연결은, 상술한 바와 같이 슬리브(35)와 스플라인 축(48)의 걸림결합에만 기초하기 때문에, 모터(13a)(또는 13b)는, 모터(13a)(또는 13b)가 피니언·랙 케이스(40a)(또는 40b)로부터 제거될 때, 피니언(43)을 피니언·랙 케이스(40a)(또는 40b)에 남겨둔 상태로 단독으로 제거될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 모터(13a)(또는 13b)가 도어 구동 장치(50)로부터 제거될 때에도 피니언(43)이 피니언·랙 케이스(40a)(또는 40b)에 남아 있기 때문에, 피니언(43)과 걸림결합된 좌측 랙(17)(또는 우측 랙(24))의 위치 편차는 거의 발생하지 않는다.

수리된 모터(13a)(도는 13b) 또는 교환된 새로운 모터(13a)(도는 13b)를 피니언·랙 케이스(40a)(또는 40b)에 부착해야 하는 겨우, 모터의 축 단을 축 베어링 등에 끼움결합할 필요가 없으며, 슬리브(35)를 스플라인 축(48) 상에 끼움결합한 다음 전방 차폐판(25)을 피니언·랙 케이스(40a)(또는 40b)에 고정하는 간단한 방법에 의해 모터(13a)(또는 13b)가 피니언·랙 케이스(40a)(또는 40b)에 부착될 수 있기 때문에, 모터의 취급이 용이하다.

본 실시형태에 따른 도어 구동 장치(50)는 전동차나 자동차와 같은 각종 차량의 자동 도어 뿐만 아니라 공장이나 아파트와 같은 각종 건물의 자동 도어에도 적용될 수 있다.

특정 바람직한 실시형태를 참조하여 본 발명에 대해 설명하였으나, 첨부된 청구범위 내에서 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시형태에서는 회전자(34) 상에 형성된 슬리브(35)와 회전 축(42) 상에 형성된 스플라인 축(48)에 대해 설명하였으나, 슬리브(35)는 다르게는 피니언·랙 케이스(40) 측의 회전 축(42) 상에 형성될 수도 있으며, 스플라인 축(48)은 모터(13) 측의 회전자(34) 상에 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 스프라인 축은 회전 전달부가 되고, 슬리브는 회전 전달체가 된다. 또한, 슬리브(35)는 바람직하게는 출력 축과 일체의 부품으로서 형성되지만, 슬리브(35)는 출력 축에 부착된 분리된 구성요소일 수도 있다. 유사하게는, 스플라인 축(48)은 바람직하게는 회전 축(42)과 일체의 부품으로서 형성되지만, 스플라인 축(48)은 회전 축(42)에 부착된 분리된 구성요소일 수도 있다. 이는 본 발명의 실시형태에 대한 가능한 변형의 일례일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이동체 구동 장치가 도어 구동 장치에 적용되는 경우를 도시하는 개략 정면도이다.

도 2는 도 1의 선 A-A'를 따른 단면도로서, 모터, 피니언·랙 케이스를 도시하는 도면이다.

도 3A는 도 2에 도시된 모터가 피니언·랙 케이스로부터 분리된 상태를 도시하는 도면이고, 도 3B는 도 3A의 선 B-B를 따른 모터의 단면도이며, 도 3C는 도 3A의 선 A-A를 따른 모터의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 도어 구동 장치의 개략 정면도이다.

도 5는 도 4의 화살표 B 방향으로의 도면이다.

도 6은 도 5의 선 C-C'를 따른 단면도이다.

도 7은 종래 기술에 따라 컴팩트하게 설계된 이동체 구동 장치에 이용된 플랫 모터(flat motor)와 유사하게 형성된 영구 자석 동기화 모터를 도시하는 도면이다.

도 8은 종래 기술에 따라 컴팩트하게 설계된 이동체 구동 장치에 이용된 모터가 피니언·랙 프레임으로부터 분리된 상태를 도시하는 도면이다.

Claims

회전 액추에이터(rotation actuator);

상기 회전 액추에이터의 출력 축의 일단에 배치된 회전 전달부(rotation transmission portion);

상기 회전 전달부에 해제 가능하게 끼움결합된 회전 전달체(rotation transmitter); 및

상기 회전 전달체와 걸림결합된 적어도 하나의 선형 전달체(linear transmitter)를 포함하는 이동체 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

한 쌍의 선형 전달체가 상기 회전 전달체에 대해 서로 대향 배치되고 상기 회전 전달체와 걸림결합되어, 상기 한 쌍의 선형 전달체는 서로 실질적으로 평행한 역방향으로 이동할 수 있는 이동체 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 선형 전달체는 상기 회전 전달체와 걸림결합되어, 상기 선형 전달체가 서로 실질적으로 평행한 전진 및 후퇴 방향으로 이동할 수 있는 이동체 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회전 액추에이터는 상기 출력 축의 대향단을 지지하는 제 1 및 제 2 축 베어링 부재(shaft bearing member)를 가지는 이동체 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 선형 전달체를 가이드하는 가이드 부재를 더 포함하는 이동체 구동 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 선형 전달체와 상기 가이드 부재를 유지하는 유지 케이스(holding casing)를 더 포함하고, 상기 유지 케이스는 상기 회전 액추에이터의 하우징 프레임에 부착되거나 상기 하우징 프레임으로부터 분리될 수 있도록 상기 회전 액추에이터의 하우징 프레임에 고정되어 있는 이동체 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회전 액추에이터는 상기 출력 축의 적어도 회전수와 회전 방향을 검출할 수 있는 적어도 하나의 센서를 가지는 이동체 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회전 전달부는 상기 출력 축의 일단에 위치된 슬리브(sleeve)를 포함하는 이동체 구동 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 슬리브는 상기 출력 축과 일체적으로 형성된 이동체 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회전 전달체는 회전 축과 상기 회전 축의 일단에 위치된 스플라인 축(spline shaft)을 포함하는 이동체 구동 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 스플라인 축은 상기 회전 축과 일체적으로 형성된 이동체 구동 장치.