KR20120008908A

KR20120008908A - 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치

Info

Publication number: KR20120008908A
Application number: KR1020100070265A
Authority: KR
Inventors: 홍광훈; 이대희
Original assignee: 현대자동차주식회사; 평화정공 주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2012-02-01
Also published as: KR101198626B1

Abstract

본 발명은 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트렁크를 전력을 사용하지 않고 수동으로 닫을 때, 작은 힘으로도 트렁크를 원할하게 닫을 수 있도록 한 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 트렁크에 연결되는 로드 및 암, 이 로드 및 암에 개폐 작동력을 제공하기 위한 모터를 포함하는 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치에 있어서, 상기 모터의 회전축과 암 사이에 트렁크 개폐 작동력 전달을 위한 기어박스를 설치하되, 상기 기어박스의 하우징 내부에 모터의 회전축과 연결되는 입력기어인 피니언과, 피니언에 외접하는 유성기어들과, 유성기어들과 플레이트를 매개로 일체로 연결되는 동시에 암의 일측단에 연결되는 출력기어인 캐리어와, 각 유성기어에 외접하는 링기어를 설치하고, 상기 기어박스의 하우징의 외주면에는 링기어를 슬립 가능하게 단속하는 클러치 단속수단을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치를 제공한다.

Description

자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치{Device for opening and closing power trunk of vehicle}

본 발명은 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트렁크를 전력을 사용하지 않고 수동으로 닫을 때, 작은 힘으로도 트렁크를 원할하게 닫을 수 있도록 한 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치에 관한 것이다.

차량의 고급화 및 편의성 등을 고려하여 각종 편의장치들이 설치되고 있으며, 그 중 하나로서 트렁크를 자동으로 열고 닫을 수 있는 파워트렁크가 설치되고 있다.

첨부한 도 1 및 도 2를 참조로 종래의 파워 트렁크 개폐 장치를 간략히 살펴보면 다음과 같다.

상기 파워 트렁크 개폐 장치는 차량의 실내에 설치된 스위치 조작에 의하여 트렁크 리드(이하 트렁크라 칭함)를 자동으로 개폐하는 것으로서, 트렁크의 회전점에 설치된다.

트렁크(60)의 회전점과 대향되는 트렁크 패널의 소정 위치에 브라켓(20)이 장착되고, 이 브라켓(20)의 내측에 감속기를 갖는 모터(10)가 조립되며, 또한 브라켓(20)의 외측에는 모터(10)의 회전축(12)과 연결되는 구동기어(80)로서 피니언이 배치되며, 이 구동기어(80)에는 섹터기어로서 종동기어(82)가 치합된다.

또한, 상기 종동기어(82)의 축에는 암(40)의 일측단이 회동 가능하게 연결되고, 이 암(40)의 타측단에는 로드(50)가 연결된다.

한편, 상기 트렁크(60)의 회전점에는 아치형의 회동바(62)가 일체로 장착되는 바, 이 회동바(62)에 로드(50)의 후단이 연결된다.

따라서, 차량 실내에 존재하는 스위치(미도시됨)를 조작하여 감속기를 갖는 모터(10)에 전원이 인가하면, 모터(10)의 회전축(12)이 회전 구동하는 동시에 모터의 회전축과 연결된 구동기어(80)가 정방향으로 회전을 하게 되고, 연이어 구동기어(80)와 맞물린 종동기어(82)가 역방향으로 각회전을 하게 되며, 이어서 종동기어(82)의 축에 연결된 암(40)이 후방으로 회동하는 동시에 로드(50)를 후방으로 밀어줌으로써, 로드(50)와 연결된 회동바(62)의 후방 회동과 함께 트렁크(60)가 자동으로 열리게 된다.

트렁크가 열린 상태에서, 트렁크 룸내에 짐을 실은 후, 다시 스위치 조작을 하면 모터(10)의 회전축(12)과 연결된 구동기어(80)가 역방향으로 회전을 하게 되고, 연이어 구동기어(80)와 맞물린 종동기어(82)가 정방향으로 각회전을 하게 되며, 이어서 종동기어(82)의 축에 연결된 암(40)이 전방으로 회동하는 동시에 로드(50)를 전방으로 당겨줌으로써, 로드(50)와 연결된 회동바(62)의 전방 회동과 함께 트렁크(60)가 자동으로 닫히게 된다.

그러나, 종래의 트렁크 자동 개폐 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

트렁크가 열린 상태에서, 사용자가 스위치 조작을 하지 않고, 즉 전력을 모터에 공급하지 않고, 트렁크를 수동으로 닫는 경우가 빈번하게 일어날 수 있다.

이렇게 트렁크를 수동으로 닫는 경우, 모터의 회전축이 구속된 상태이므로, 사용자의 수동 조작력(힘)이 모터의 구속력을 넘어서야만 트렁크가 닫힘 방향으로 움직이며 닫히게 된다.

즉, 첨부한 도 3의 그래프에서 보듯이, 트렁크에 10kgf~15kgf의 수동 조작력이 인가되어야 트렁크가 닫히게 된다.

이에, 사용자가 트렁크를 수동으로 닫을 때, 모터의 구속력보다 큰 힘으로 주어야 하므로, 결국 수동 조작력이 과다하게 소모됨에 따른 사용자 불편 및 불만이 따르는 문제점이 있었다.

또한, 트렁크를 수동으로 닫을 때, 종동기어와 구동기어가 연동하며 모터의 회전축을 강제로 회전시키는 상태가 되므로, 모터 내구성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 트렁크의 열림 상태에서 스위치 조작을 하지 않고 트렁크를 수동으로 닫을 때, 유성기어장치를 이용하여 작은 수동 작동력으로도 트렁크를 원할하게 닫을 수 있도록 함으로써, 기존에 파워 트렁크를 수동으로 닫을 때 사용자의 수동 작동력이 과다하게 소모되는 점을 방지하는 동시에 트렁크 개폐 편의성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 트렁크에 연결되는 로드 및 암, 이 로드 및 암에 개폐 작동력을 제공하기 위한 모터를 포함하는 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치에 있어서, 상기 모터의 회전축과 암 사이에 트렁크 개폐 작동력 전달을 위한 기어박스를 설치하되, 상기 기어박스의 하우징 내부에 모터의 회전축과 연결되는 입력기어인 피니언과, 피니언에 외접하는 유성기어들과, 유성기어들과 플레이트를 매개로 일체로 연결되는 동시에 암의 일측단에 연결되는 출력기어인 캐리어와, 각 유성기어에 외접하는 링기어를 설치하고, 상기 기어박스의 하우징의 외주면에는 링기어를 슬립 가능하게 단속하는 클러치 단속수단을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치를 제공한다.

바람직한 일 구현예로서, 상기 클러치 단속수단은: 케이스의 외주면에 일체로 돌출 형성된 중공케이싱과; 상기 중공케이싱내에 위치되어 링기어의 외경면에 형성된 슬립홈에 삽입되는 단속핀과; 상기 중공케이싱의 개방된 입구에 압입되는 마개와; 상기 단속핀의 하단부 둘레면에 형성된 돌출단과 마개 사이에 압축 가능하게 위치되는 스프링; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 클러치 단속수단은: 케이스의 외주면에 일체로 돌출 형성된 중공케이싱과; 상기 중공케이싱내에 위치되어 링기어의 외경면에 형성된 슬립홈에 삽입되는 단속핀과; 상기 중공케이싱의 개방된 입구에 압입되는 마개와; 상기 단속핀과 마개 사이에 서로 이격 배치되는 한 쌍의 동일극 자석; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 파워 트렁크의 열림 상태에서 스위치 조작에 의한 자동 닫힘을 하지 않고, 사용자가 트렁크를 수동으로 닫을 때, 모터의 회전축과 연결된 유성기어 장치의 피니언이 고정된 상태에서 유성기어장치의 링기어만이 클러치 단속수단과 슬립되며 회전되어, 트렁크가 작은 수동작동력(힘)으로도 원할하게 닫히는 편의성을 제공한다.

즉, 기존에는 파워 트렁크를 수동으로 닫을 때 사용자의 수동 작동력이 모터의 구속력을 넘어설 정도로 과다하게 소모되어 수동개폐의 불편함이 있었지만, 작은 힘만으로도 트렁크를 수동으로 닫을 수 있다.

특히, 트렁크를 수동으로 닫을 때, 유성기어장치의 링기어만이 클러치 단속수단과 슬립되며 회전될 뿐, 모터의 회전축에 전혀 수동작동력이 전달되지 않게 됨에 따라, 모터의 내구성을 떨어뜨리는 것을 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 파워 트렁크 자동 개폐 장치를 설명하는 개략도,
도 3은 종래의 파워 트렁크 자동 개폐 장치를 수동으로 닫을 때의 수동조작력을 측정한 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 파워 트렁크 자동 개폐 장치를 나타내는 분리사시도,
도 5는 본 발명에 따른 파워 트렁크 자동 개폐 장치중 기어박스의 구성을 설명하는 분리사시도,
도 6은 본 발명에 따른 파워 트렁크 자동 개폐 장치의 자동 닫힘 과정을 설명하는 개략도,
도 7은 본 발명에 따른 파워 트렁크 자동 개폐 장치의 수동 닫힘 과정을 설명하는 개략도,
도 8은 본 발명에 따른 파워 트렁크 자동 개폐 장치를 수동으로 닫을 때의 수동조작력을 측정한 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 파워 트렁크 자동 개폐 장치의 클러치 단속수단의 다른 실시예를 설명하는 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 파워 트렁크 자동 개폐 장치를 나타내는 분리사시도이고, 도 5는 파워 트렁크 자동 개폐 장치중 기어박스의 구성을 설명하는 분리사시도이다.

전술한 바와 같이, 트렁크(60)의 회전점과 대향되는 트렁크 패널의 소정 위치에 브라켓(20)이 장착되고, 이 브라켓(20)의 내측에 감속기를 갖는 모터(10)가 조립되며,

트렁크(60)의 회전점에는 회동바(62)가 일체로 장착되고, 이 회동바(62)에는 트렁크(60)를 개폐시키기 위한 기구적 수단으로서 로드(50) 및 암(40)이 차례로 연결된다.

본 발명에 따르면, 상기 브라켓(20)의 외측에는 유성기어장치가 내장된 기어박스(30)가 설치되는 바, 유성기어장치의 어느 하나의 작동요소가 입력기어로서 모터(10)의 출력축과 연결되고, 다른 하나의 작동요소가 출력기어로서 암(40)의 일측단부에 연결된다.

여기서, 상기 기어박스의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

기어박스(30)는 하우징(31)과, 하우징(31)내에 조립되는 유성기어장치와, 하우징(31)의 개방면에 조립되는 커버(38)로 구성된다.

상기 하우징(31)의 전면에는 모터(10)의 회전축이 인입되는 홀이 형성되고, 외주면에는 클러치 단속수단을 위한 3개의 중공케이싱(72)이 등간격을 이루며 돌출 형성된다.

상기 유성기어장치의 구성중 피니언(32, 선기어)이 하우징(31)의 내부 중앙에 배치되어, 모터(10)의 회전축과 동축으로 연결된다.

또한, 피니언(32)에는 3개의 유성기어(33)가 등간격을 이루며 외접되는 바, 각 유성기어(33)의 일면에는 삼각 플레이트(34)가 밀착되는 동시에 타면에는 캐리어(35)가 밀착된다.

즉, 캐리어(35)에 형성된 3개의 돌출핀이 각 유성기어(33)의 중심홀을 통과하여 플레이트(34)에 체결됨으로써, 각 유성기어(33)와 캐리어(35)가 서로 회전력 전달 가능하게 연결되는 상태가 된다.

또한, 각 유성기어(33)에 링기어(36)가 외접되는 바, 유성기어(33)의 외경에 형성된 치(齒)와 링기어(36)의 내경에 형성된 치가 서로 맞물리는 상태가 되며, 특히 링기어(36)의 외경면에는 그 원주방향을 따라 슬립홈(37)이 형성된다.

여기서, 상기 기어박스의 하우징의 외주면에 설치되어 링기어를 슬립 가능하게 단속하는 클러치 단속수단의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 단속수단(70)은 상기 하우징(31)의 외주면에 일체로 돌출 형성된 중공케이싱(72)내에 장착된다.

즉, 상기 중공케이싱(72)내에는 단속핀(74)과 스프링(78)을 차례로 삽입한 다음, 중공케이싱(72)의 상단 개방부에 마개(76)를 압입하게 된다.

보다 상세하게는, 상기 중공케이스(72)내에 삽입된 단속핀(72)의 하단은 링기어(36)의 외경면에 형성된 슬립홈(37)에 삽입되고, 단속핀(74)의 하단부 둘레면에 형성된 돌출단(75)과 마개(76) 사이에 스프링(78)이 압축 가능하게 위치되며, 스프링(78)의 탄성 복원력을 견딜 수 있는 정도로 중공케이싱(72)의 상단 개방부에 마개(76)를 압입하게 된다.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 파워 트렁크 자동 개폐 장치에 대한 작동 흐름을 설명하면 다음과 같다.

트렁크 열림 상태에서 자동 닫힘 작동

첨부한 도 6은 본 발명에 따른 파워 트렁크 자동 개폐 장치의 자동 닫힘 과정을 설명하는 개략도이다.

파워 트렁크의 정상적인 자동 개폐 작동은 차량의 실내에 존재하는 스위치를 조작하여 트렁크를 자동으로 열어준 다음, 트렁크에 짐 등을 실은 후, 다시 스위치 조작을 하여 트렁크를 자동으로 닫아주는 과정으로 이루어진다.

트렁크의 열림 상태에서, 스위치를 조작하면 모터(10)에 전원이 공급되어, 모터(10)의 회전축(12)이 회전 구동하게 되고, 이와 동시에 회전축(12)과 연결된 입력기어인 피니언(32)이 정방향으로 회전을 하게 된다.

이어서, 피니언(32)에 맞물린 3개의 유성기어(33)가 공전을 하며 역방향으로 회전을 하게 되는 동시에 3개의 유성기어(33)와 연결된 캐리어(35)도 역방향으로 회전을 하게 된다.

이때, 상기 캐리어(35)는 출력기어로서 암(40)의 일측단과 연결되는 바, 캐리어(35)의 회전에 따라 암(40)의 타측단이 닫힘방향으로 각회전을 하게 되고, 동시에 암(40)의 타측단에 연결된 로드(50)가 닫힘방향으로 당겨지게 됨으로서, 로드(50)와 연결된 회동바(62)의 전방 회동과 함께 트렁크(60)가 자동으로 닫히게 된다.

트렁크 열림 상태에서 수동 닫힘 작동

첨부한 도 7은 본 발명에 따른 파워 트렁크 자동 개폐 장치의 수동 닫힘 과정을 설명하는 개략도이다.

파워 트렁크의 정상적인 자동 개폐 작동은 차량의 실내에 존재하는 스위치를 조작하여 트렁크를 자동으로 열어준 다음, 트렁크에 짐 등을 실은 후, 다시 스위치 조작을 하지 않고, 사용자가 트렁크를 수동으로 닫아주는 과정으로 이루어진다.

트렁크의 열림 상태에서, 스위치를 조작하지 않음에 따라 모터(10)에 전원이 인가되지 않은 상태가 되어, 모터(10)의 회전축(12) 및 이 회전축(12)과 연결된 입력기어인 피니언(32)이 고정 상태가 된다.

사용자의 수동 작동력에 의하여 트렁크가 닫아질 때, 트렁크(60)의 회동바(62)가 전방 회동하면서 로드(50)를 닫힘방향으로 밀어주는 동시에 로드(50)에 연결된 암(40)의 타측단도 닫힘방향으로 각회전을 하게 된다.

이어서, 암(40)의 각회전에 따라, 암의 일측단과 연결된 캐리어(35)가 역방향으로 회전을 하게 되고, 동시에 각 유성기어(33)도 피니언(32)을 중심으로 공전하며 회전을 하게 된다.

이때, 상기 피니언(32)은 고정 상태이므로, 각 유성기어(33)는 링기어(36)와 함께 회전을 하게 된다.

즉, 각 유성기어(33)의 회전력이 링기어(36)에 전달되면, 링기어(36)의 슬립홈(37)에 삽입되어 있던 클러치 단속수단(70)의 단속핀(74)이 링기어(36)의 슬립홈(37)으로부터 밀려나는 동시에 스프링(78)을 압축시키면서 중공케이싱(72)내로 들어가게 됨에 따라, 링기어(36)의 공회전이 이루어진다.

이렇게 사용자의 수동 작동력에 의하여 트렁크가 닫아질 때, 로드(50)와 암(40)이 닫힘방향으로 이동하는 동시에 캐리어(35)도 역방향(닫힘방향)으로 회전하고, 연이어 링기어(36)의 슬립홈(37)으로부터 단속핀(74)이 밀려나면서 링기어(36)의 공회전이 이루어짐에 따라, 작은 수동 조작력으로도 트렁크가 용이하게 닫아지게 된다.

특히, 트렁크의 수동 닫힘시, 모터(10)의 회전축(12)과 연결된 피니언(32)은 고정 상태를 유지하게 되므로, 유성기어장치의 링기어(36)만이 클러치 단속수단과 슬립되며 자유로운 상태에서 공회전될 뿐, 모터(10)의 회전축에 전혀 수동작동력이 전달되지 않게 되고, 그에 따라 모터의 내구성이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 첨부한 도 8의 그래프에서 보듯이, 유성기어장치 및 클러치 단속수단을 사용함에 따라 트렁크에 5kgf~7kgf의 수동 조작력만 인가하여도 트렁크가 용이하게 닫히게 되고, 이에 기존에 수동 조작력이 과다하게 소모됨에 따른 사용자 불편 및 불만을 해소할 수 있다.

한편, 상기 클러치 단속수단(70)의 다른 실시예로서, 첨부한 도 9에 도시된 바와 같이 링기어의 공회전시 작동 노이즈를 줄일 수 있도록 서로 동일한 극을 갖는 한 쌍의 동일극 자석(77)을 이용할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 하우징(31)의 외주면에 일체로 돌출 형성된 중공케이싱(72)내에 일 실시예와 같이 링기어(36)의 슬립홈(37)에 끼워지는 단속핀(74)을 삽입한 다음, 서로 동일한 극을 갖는 한 쌍의 동일극 자석(77)을 순차적으로 삽입한 후, 중공케이싱(72)의 개방된 입구를 마개(76)로 막아주게 된다.

이때, 서로 동일한 극을 갖는 자석(77)은 네오디미움 재질의 자석을 사용할 수 있다.

따라서, 사용자의 수동 작동력에 의하여 트렁크가 닫아질 때, 로드(50)와 암(40)이 닫힘방향으로 이동하는 동시에 캐리어(35) 및 각 유성기어(33)도 역방향(닫힘방향)으로 회전을 하게 되어 링기어(36)에 회전력이 전달되면, 단속핀(74)이 링기어(36)의 슬립홈(37)으로부터 밀려나면서 링기어(36)의 공회전이 이루어진다.

즉, 서로 동일한 극을 갖는 자석(77)들이 서로 밀어내는 힘을 발휘하지만, 슬립홈(37)으로부터 단속핀(74)이 밀려날 때, 단속핀(74)과 접해 있는 하부쪽 자석(77)이 상부쪽 자석쪽으로 순간적으로 이동을 하게 됨에 따라, 링기어(36)의 공회전이 부드럽게 이루어질 수 있고, 일 실시예에서 스프링을 사용하던 것을 자석으로 대체함에 따라 작동 노이즈를 줄일 수 있다.

10 : 모터 12 : 회전축
20 : 브라켓 30 : 기어박스
31 : 하우징 32 : 피니언
33 : 유성기어 34 : 플레이트
35 : 캐리어 36 : 링기어
37 : 슬립홈 38 : 커버
40 : 암 50 : 로드
60 : 트렁크 62 : 회동바
70 : 클러치 단속수단 72 : 중공케이싱
74 : 단속핀 75 : 돌출단
76 : 마개 77 : 동일극 자석
78 : 스프링 80 : 구동기어
82 : 종동기어

Claims

트렁크(60)에 연결되는 암(40) 및 로드(50), 이 암(40) 및 로드(50)에 개폐 작동력을 제공하기 위한 모터(10)를 포함하는 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치에 있어서,
상기 모터(10)의 회전축(12)과 암(40) 사이에 트렁크 개폐 작동력 전달을 위한 기어박스(30)를 설치하되, 상기 기어박스(30)의 하우징(31) 내부에 모터(10)의 회전축(12)과 연결되는 입력기어인 피니언(32)과, 피니언(32)에 외접하는 유성기어(33)들과, 유성기어(33)들과 플레이트(34)를 매개로 일체로 연결되는 동시에 암(40)의 일측단에 연결되는 출력기어인 캐리어(35)와, 각 유성기어(33)에 외접하는 링기어(36)를 설치하고, 상기 기어박스(30)의 하우징(31)의 외주면에는 링기어(36)를 슬립 가능하게 단속하는 클러치 단속수단(70)을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 클러치 단속수단(70)은:
하우징(31)의 외주면에 일체로 돌출 형성된 중공케이싱(72)과;
중공케이싱(72)내에 위치되어 링기어(36)의 외경면에 형성된 슬립홈(37)에 삽입되는 단속핀(74)과;
중공케이싱(72)의 개방된 입구에 압입되는 마개(76)와;
단속핀(74)의 하단부 둘레면에 형성된 돌출단(75)과 마개(76) 사이에 압축 가능하게 위치되는 스프링(78);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 클러치 단속수단(70)은:
하우징(31)의 외주면에 일체로 돌출 형성된 중공케이싱(72)과;
중공케이싱(72)내에 위치되어 링기어(36)의 외경면에 형성된 슬립홈(37)에 삽입되는 단속핀(74)과;
중공케이싱(72)의 개방된 입구에 압입되는 마개(76)와;
단속핀(74)과 마개(76) 사이에 서로 이격 배치되는 한 쌍의 동일극 자석(77);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 트렁크 자동 개폐 장치.