KR20110021226A - 플랩용 엑츄에이터 - Google Patents

Abstract

플랩용 엑츄에이터에 대한 발명이 개시된다. 개시된 플랩용 엑츄에이터는: 동력을 제공하는 구동부와, 구동부의 동력을 전달받아 회전되는 출력기어와 출력기어에 회전 가능하게 결합되는 출력축부재를 포함하는 출력부 및 출력부의 회전을 구속하는 락킹부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은, 전원 공급이 차단되어도 탄성복귀부재의 탄성력으로 출력부가 작동되어 플랩을 개방시키므로 엔진의 과열 현상을 차단할 수 있다.

플랩, 엑츄에이터, 출력기어, 탄성복귀부재, 락킹부

Description

플랩용 엑츄에이터{ACTUATOR FOR FLAP}

본 발명은 플랩용 엑츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고장상태에서 플랩을 자동 개방시키는 플랩용 엑츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 범퍼 그릴의 후면에 개폐가 가능한 플랩(FLAP)이 설치된다.

플랩은, 엔진 냉각수온의 변화에 따라 엔진 냉각을 위한 공기의 유입량을 제어하므로 차량의 공냉 성능을 향상시킬 수 있다.

엑츄에이터는 플랩과 연결되어 설정된 각도로 회전되며, 엑츄에이터의 동작에 따라 플랩은 개폐된다.

엑츄에이터의 구성은 전동모터와, 전동모터의 구동력을 전달하는 회전기어 등으로 이루어지며, 전동모터의 회전에 따라 플랩과 연결된 링크가 작동되어 플랩을 개폐한다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

플랩용 엑츄에이터에 전원 공급이 차단되어 플랩이 닫힌 상태로 고정되는 경우, 엔진 냉각에 필요한 공기의 유입이 부족하므로 엔진 과열 현상이 발생한다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 플랩용 엑츄에이터에 전원 공급이 차단되어도 플랩이 자동 개방될 수 있는 플랩용 엑츄에이터를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 플랩용 엑츄에이터는: 동력을 제공하는 구동부와, 구동부의 동력을 전달받아 회전되는 출력기어와 출력기어에 회전 가능하게 결합되는 출력축부재를 포함하는 출력부 및 출력부의 회전을 구속하는 락킹부를 포함한다.

또한, 출력부는, 출력기어에 일측이 걸리고 출력축부재에 타측이 걸려서 출력축부재의 회전을 탄성력으로 구속하는 탄성복귀부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 출력기어에서 돌출 형성되는 제1걸림턱 및 출력축부재에서 돌출되어 제1걸림턱에 걸려서 락킹부가 걸리는 홈부가 구비되는 락킹홈부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 락킹부는, 출력축부재에 걸리는 후크가 구비되어 회전을 하는 스토퍼부 재와, 후크가 출력축부재와 이격되는 방향으로 스토퍼부재를 탄성 가압하는 스프링부재 및 스프링부재의 가압 방향과 반대 방향으로 스토퍼부재를 회전시키는 전자석부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 출력축부재의 일측과 연결되어 출력축부재의 회전 각도를 측정하는 회전센서부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 플랩용 엑츄에이터는, 전원 공급이 차단되어도 탄성복귀부재의 탄성력으로 출력부가 작동되어 플랩을 개방시키므로 엔진의 과열 현상을 차단할 수 있으며, 엔진 과열로 인한 부품의 내구성 저하도 방지하므로 제품의 수명을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 플랩용 엑츄에이터의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동차에 사용되는 플랩용 엑츄에이터를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터의 분해사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 연결기어부와 제어부가 제1케이스부재에 결합된 상태를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터의 내부 구성을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터가 플랩을 개방시키는 출력부의 동작상태를 도시한 정면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터가 플랩을 클로즈시키는 출력부의 동작상태를 도시한 정면도이며, 도 7은 도 6에 도시된 출력축부재를 고정시키고 출력기어를 원위치로 이동시키는 동작상태를 도시한 정면도이며, 도 8은 도 7에 도시된 전자석부재에 전원이 차단되어 출력축부재가 원위치로 이동되는 상태를 도시한 정면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 출력부와 락킹부를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터(1)는, 동력을 제공하는 구동부(10)와, 구동부(10)의 동력을 전달받아 회전되는 출력기어(30)와 출력기어(30)에 회전 가능하게 결합되는 출력축부재(50)를 포함하는 출력부(58) 및 출력부(58)의 회전을 구속하는 락킹부(60)를 포함한다.

본 발명에 의한 플랩용 엑츄에이터(1)는, 전원이 공급되지 않는 비상시에도 플랩(미도시)을 개방하여 안전사고를 예방할 수 있는 기술사상 안에서, 다양한 종류의 장치 들이 사용될 수 있을 것이다.

일 실시예에 의한 플랩용 엑츄에이터(1)는, 외관을 형성하는 제1케이스부재(3)와 제2케이스부재(5)를 구비한다.

제1케이스부재(3)에 장착되는 구동부(10)는, 회전 동력을 공급하는 구동모터(12)와, 구동모터(12)와 연결되어 회전하는 구동기어(14)를 포함한다.

연결기어부(20)는, 구동기어(14)와 맞물려 돌아가면서 출력부(58)를 동작시키는 기술사상 안에서 다양한 형상과 구성들이 적용될 수 있을 것이다.

일 실시예에 의한 연결기어부(20)는, 구동부(10)의 회전 동력을 전달받는 제1기어(22)와, 제1기어(22)의 동력을 출력부(58)로 전달하는 제2기어(29)를 포함한다.

제1기어(22)는, 구동기어(14)와 맞물려 돌아가는 제1하측기어(26)와, 제1하측기어(26)와 같이 회전되는 제1상측기어(24)를 포함한다.

제2기어(29)는, 제1상측기어(24)와 맞물려 돌아가는 제2상측기어(28)와, 제2상측기어(28)와 같이 회전되는 제2하측기어(27)를 포함한다.

출력부(58)는, 구동부(10)의 동력을 전달받아 회전하면서 플랩을 닫히게 하거나 열리게 하며, 전원의 공급이 차단되는 경우에는, 플랩이 열리는 방향으로 출력부(58)의 동작이 이루어지는 기술사상 안에서 다양한 기계장치 들이 사용될 수 있을 것이다.

일 실시예에 의한 출력부(58)는, 연결기어부(20)와 연결되어 회전되는 출력기어(30)와, 출력기어(30)에 결합되는 출력축부재(50) 및 출력축부재(50)와 출력기어(30) 사이에 설치되어 비상시에 출력축부재(50)를 플랩의 개방 방향으로 회전시 키는 탄성복귀부재(40)를 포함한다.

출력기어(30)의 측면에는 제2상측기어(28)와 맞물리는 측면기어부(34)가 출력기어(30)의 외주면에 형성된다.

출력기어(30)의 내측에는 원호 형상으로 돌출 형성되는 내측부재(32)가 구비되며, 내측부재(32)와 측면기어부(34)의 사이에는 탄성복귀부재(40)가 설치되는 홈부가 구비된다.

측면기어부(34)의 양측에는 절곡 형성되는 제1걸림턱(38)과 제2걸림턱(36)이 구비된다.

탄성복귀부재(40)는, 스프링강선이 원주 형상으로 권선되는 탄성몸체(42)와, 탄성몸체(42)에서 절곡 형성되는 제1걸림부재(44)와 제2걸림부재(46)를 포함한다.

탄성복귀부재(40)는, 일측의 제2걸림부재(46)가 출력기어(30)에 걸리고, 타측의 제1걸림부재(44)가 출력축부재(50)에 걸리므로, 출력축부재(50)의 회전을 탄성복귀부재(40)의 탄성력으로 구속한다.

출력축부재(50)는, 출력기어(30)와 접하여 설치되는 원판 형상의 커버부재(52)와, 출력축부재(50)에서 돌출되어 제1걸림턱(38)에 걸리는 락킹홈부(54) 및 커버부재(52)에서 연장 형성되는 축부재(56)를 포함한다.

락킹홈부(54)는 락킹부(60)가 걸리는 홈부를 구비하며, 락킹홈부(54)는 출력기어(30)에서 돌출 형성되는 제1걸림턱(38)에 걸려서 고정된다.

탄성몸체(42)가 내측부재(32)의 외측을 감싸며 설치된 상태에서, 출력축부재(50)와 출력기어(30)는 결합되며, 락킹홈부(54)는 제1걸림턱(38)에 걸려서 고정 된다.

탄성복귀부재(40)의 제1걸림부재(44)는 락킹홈부(54)의 측면에 걸려서 고정되며, 제2걸림부재(46)는 제2걸림턱(36)의 측면에 걸려서 고정된다.

락킹부(60)는, 플랩이 닫힌 상태에서는 출력축부재(50)의 회전을 구속하고, 전원의 공급이 차단되는 비상시에는 출력축부재(50)의 회전을 허용하는 기술사상 안에서, 다양한 종류의 잠금장치들이 사용될 수 있을 것이다.

일 실시예에 의한 락킹부(60)는, 출력축부재(50)에 걸리는 후크(76)가 구비되어 회전을 하는 스토퍼부재(70)와, 후크(76)가 출력축부재(50)와 이격되는 방향으로 스토퍼부재(70)를 탄성 가압하는 스프링부재(80) 및 스프링부재(80)의 가압 방향과 반대 방향으로 스토퍼부재(70)를 회전시키는 전자석부재(61)를 포함한다.

스토퍼부재(70)는, 제1케이스부재(3)에 힌지 연결되는 중심부재(74)와, 중심부재(74)에서 출력부(58)의 방향으로 연장되어 락킹홈부(54)에 삽입되는 돌기 형상의 후크(76) 및 후크(76)와는 다른 각도로 중심부재(74)에서 연장 형성되는 날개부재(72)를 포함한다.

금속부재(78)는 날개부재(72)에 일체로 성형될 수 있으며, 날개부재(72)와 별도로 구비되어 결합되는 등 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

중심부재(74)에 결합되는 스프링부재(80)는, 후크(76)가 락킹홈부(54)에서 멀어지는 방향으로 스토퍼부재(70)를 회전시키는 탄성력을 제공하는 기술 사상 안에서 다양한 형상의 탄성부재들이 사용될 수 있을 것이다.

스프링부재(80)는 스프링강선이 권선되는 코일부(82)와, 코일부(82)에서 양 측으로 벌어지는 연장부(84)를 포함한다.

출력부(58)의 회전을 제어하는 제어부재(90)는, 출력축부재(50)의 일측과 연결되어 출력축부재(50)의 회전 각도를 측정하는 회전센서부재(92)를 포함한다.

회전센서부재(92)는 내측에 삽입홈이 구비되며, 삽입홈에 출력기어(30)의 돌기가 삽입되므로, 출력기어(30)의 회전은 회전센서부재(92)에서 감지된다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.

출력축부재(50)의 축부재(56)가 플랩을 작동시키는 링크에 연결되며, 플랩은 출력축부재(50)의 회전에 따라 개폐된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 엔진 냉각수의 온도가 설정된 온도 이상인 경우, 출력기어(30)와 출력축부재(50)는 회전되지 않은 초기 상태에서, 플랩은 개방된 상태를 유지한다.

전자석부재(61)에 전원이 공급되지 않으므로, 금속부재(78)가 장착된 날개부재(72)는 자화되지 않은 판부재(62)와 이격된다. 그리고, 스토퍼부재(70)는 스프링부재(80)의 탄성력으로 회전되어 후크(76)는 락킹홈부(54)와 이격된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 엔진 냉각수의 온도가 설정된 온도 이하인 경우, 구동모터(12)가 동작되어 구동기어(14)를 돌리면, 구동기어(14)와 맞물려 제1하측기어(26)가 돌아가며, 제1하측기어(26)와 같이 회동하는 제1상측기어(24)는 제2상측기어(28)와 맞물려 돌아간다.

제2상측기어(28)와 같이 회동하는 제2하측기어(27)는 측면기어부(34)와 맞물 려 돌아가면서 출력기어(30)를 반시계 방향(이하 도 6기준)으로 90도 회전시킨다.

출력기어(30)에 결합된 출력축부재(50)도 출력기어(30)와 같이 반시계방향으로 90도 회전한다. 출력축부재(50)와 연결된 링크가 동작되어 플랩을 클로즈시킨다.

출력기어(30)의 회전 각도는 회전센서부재(92)에서 측정되어 제어부재(90)로 전달되며, 출력기어(30)와 출력축부재(50)가 90도 각도로 회전되면, 락킹부(60)를 동작시킨다.

락킹부(60)는, 출력축부재(50)가 플랩을 클로즈 시키는 동작을 유지하도록 출력축부재(50)의 회전을 구속한다.

락킹부(60)의 전자석부재(61)에 전원이 인가되어 판부재(62)를 자화시킨다. 자화된 판부재(62)는 금속부재(78)가 장착된 날개부재(72)를 판부재(62)와 접하는 방향으로 회전시킨다.

날개부재(72)의 회전에 따라 후크(76)도 회전하여 출력축부재(50)에 구비된 락킹홈부(54)에 삽입되어 출력축부재(50)의 회전을 구속한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 락킹부(60)가 출력축부재(50)의 회전을 구속하면, 구동모터(12)는 반대 방향으로 회전하며, 구동모터(12)의 동력은 구동기어(14)와 제1기어(22)와 제2기어(29)를 통하여 출력기어(30)로 전달된다.

출력축부재(50)는 락킹부(60)에 의해 회전이 구속된 상태에서, 출력기어(30)만 시계방향(도 7기준)으로 회전하면서 초기 위치로 이동된다.

출력축부재(50)는 회전되지 않고 출력기어(30)만 회전되므로, 출력축부 재(50)에 걸려서 고정되는 제1걸림부재(44)와, 출력기어(30)에 걸려서 고정되는 제2걸림부재(46)의 간격은 좁아진다.

탄성복귀부재(40)의 제1걸림부재(44)와 제2걸림부재(46)는 원상태로 이동되려 하는 탄성력을 갖게 되나, 출력기어(30)는 제2기어(29)에 맞물려서 회전됨이 방지되며, 출력축부재(50)는 스토퍼부재(70)에 걸려서 회전됨이 방지된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 엔진 냉각수의 온도가 설정된 온도 이상인 경우, 출력축부재(50)를 회전시켜 플랩을 개방하려 하거나, 플랩용 엑츄에이터(1)에 전원 공급이 중단되는 경우, 전자석 부재에 전원 공급이 차단되어 판부재(62)의 자력은 없어진다.

스토퍼부재(70)는 스프링부재(80)의 탄성 복원력으로 반시계 방향(이하 도 8기준)으로 회전되어 후크(76)는 락킹홈부(54)와 이격된다.

스토퍼부재(70)와 이격된 출력축부재(50)는 탄성복귀부재(40)의 복원력으로 반시계방향으로 회전되며, 탄성복귀부재(40)의 회전으로 플랩과 연결된 링크도 이동되어 플랩을 개방시킨다.

상술한 바와 같은 구성에 의하면, 본 발명은, 플랩용 엑츄에이터(1)에 전원 공급이 차단되어도, 탄성복귀부재(40)의 탄성력으로 출력부(58)가 작동되어 플랩을 개방시키므로 엔진의 과열 현상을 차단할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 자동차에 사용되는 플랩용 엑츄에이터를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 공기의 흐름을 제어하는 플랩을 구비하는 다른 종류의 장치에도 본 발명의 플랩용 엑츄에이터가 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터의 분해사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 연결기어부와 제어부가 제1케이스부재에 결합된 상태를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터의 내부 구성을 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터가 플랩을 개방시키는 출력부의 동작상태를 도시한 정면도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩용 엑츄에이터가 플랩을 클로즈시키는 출력부의 동작상태를 도시한 정면도이다.

도 7은 도 6에 도시된 출력축부재를 고정시키고 출력기어를 원위치로 이동시키는 동작상태를 도시한 정면도이다.

도 8은 도 7에 도시된 전자석부재에 전원이 차단되어 출력축부재가 원위치로 이동되는 상태를 도시한 정면도이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 출력부와 락킹부를 도시한 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 플랩용 엑츄에이터

10: 구동부 12: 구동모터

20: 연결기어부 22: 제1기어

29: 제2기어 30: 출력기어

34: 측면기어부 40: 탄성복귀부재

44: 제1걸림부재 46: 제2걸림부재

50: 출력축부재 54: 락킹홈부

56: 축부재 58: 출력부

60: 락킹부 61: 전자석부재

62: 판부재 70: 스토퍼부재

72: 날개부재 74: 중심부재

76: 후크 78: 금속부재

80: 스프링부재 90: 제어부재

92: 회전센서부재

Claims (5)

1. 동력을 제공하는 구동부;

   상기 구동부의 동력을 전달받아 회전되는 출력기어와, 상기 출력기어에 회전 가능하게 결합되는 출력축부재를 포함하는 출력부; 및

   상기 출력부의 회전을 구속하는 락킹부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랩용 엑츄에이터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 출력부는,

   상기 출력기어에 일측이 걸리고 상기 출력축부재에 타측이 걸려서, 상기 출력축부재의 회전을 탄성력으로 구속하는 탄성복귀부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랩용 엑츄에이터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 출력기어에서 돌출 형성되는 제1걸림턱; 및

   상기 출력축부재에서 돌출되어 상기 제1걸림턱에 걸려서 상기 락킹부가 걸리는 홈부가 구비되는 락킹홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랩용 엑츄에이터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 락킹부는,

   상기 출력축부재에 걸리는 후크가 구비되어 회전을 하는 스토퍼부재;

   상기 후크가 상기 출력축부재와 이격되는 방향으로 상기 스토퍼부재를 탄성 가압하는 스프링부재; 및

   상기 스프링부재의 가압 방향과 반대 방향으로 상기 스토퍼부재를 회전시키는 전자석부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랩용 엑츄에이터.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 출력축부재의 일측과 연결되어 상기 출력축부재의 회전 각도를 측정하는 회전센서부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플랩용 엑츄에이터.

Images