KR20140048965A - 구동 유닛을 구비하는 조절 디바이스； 그러한 조절 디바이스를 구비하는 공기 입구； 그러한 공기 입구를 구비하는 자동차 - Google Patents

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KR20140048965A
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스티븐 알렉산더 조지 구스타보 붐
에릭 알프레드 시메온 드 브리스
스테판 프릿츠 브라우어
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엠씨아이 (미러 컨트롤스 인터내셔널) 네덜란드 비.브이.
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Abstract

적어도 공기 입구가 실질적으로 개방된 제1 위치와 공기 입구가 실질적으로 폐쇄된 제2 위치 사이에서 자동차의 모터 구획의 공기 입구를 조절하기 위한 조절 디바이스는, 적어도 제1 위치와 제2 위치 사이에 공기 입구를 조절하기 위한 구동 유닛을 포함하고, 구동 유닛은 복합 구동 시스템을 포함한다.

Description

구동 유닛을 구비하는 조절 디바이스； 그러한 조절 디바이스를 구비하는 공기 입구； 그러한 공기 입구를 구비하는 자동차{ADJUSTMENT DEVICE WITH DRIVE UNIT； AIR INLET WITH SUCH AN ADJUSTMENT DEVICE； MOTOR VEHICLE WITH SUCH AN AIR INLET}
본 발명은 자동차의 모터 구획의 입구를 조절하기 위한 조절 디바이스에 관한 것이다.
자동차에는 일반적으로 하나 또는 그 이상의 공기 입구 개구들을 포함하는 공기 입구가 제공된다. 공기 입구는 보통 작동 동안 자동차의 모터를 냉각시키기 위해 사용된다. 공기 입구들은 보통 모터의 전방에 자동차의 전방에 위치된다. 일반적으로, 모터는 예를 들어 물 또는 오일 같은 냉각제에 의해 냉각될 수 있다. 이러한 냉각제는 예를 들어, 라디에이터 내 열 교환기 내에서 공기와 냉각된다. 공기 입구를 통해 흐르는 공기는 냉각제를 통해 간접적으로 모터를 냉각시키기 위해 자동차의 모터의 모터 구획의 라디에이터에 전체 또는 부분적으로 안내될 수 있다. 공기 입구가 개방된 위치 및 폐쇄된 위치 사이에서 조절되게 하는, 조절 가능한 설계의 모터 구획의 공기 입구를 만드는 것은 공지되어 있다. 이를 위해, 공기 입구에는 조절될 수 있는, 예를 들어 똑바르거나 누워있는 축에 대해 피봇(pivot)될 수 있는, 예를 들어 스트립들(strips) 같은 조절 요소들이 제공될 수 있다.
공기 입구의 폐쇄된 위치에서 차량의 공기 저항은 낮아지고, 모터의 연료 소비에 유익하다. 게다가, 모터의 효율, 연료 소비 및 CO2 배출이 고려되는 경우, 자동차의 모터는 최적의 작동 온도를 구비하고, 일반적으로 대기 온도보다 높다. 모터가 냉각될 대 폐쇄된 공기 입구는 또 다시 연료 소비에 유익하다. 또한, 개방된 공기 입구를 구비하는 구동 동안, 모터의 온도는 최적의 작동 온도보다 아래로 떨어질 수 있어, 연료 소비는 증가할 수 있다. 모터의 연료 소비는 또한 최적의 작동 온도보다 높게 작동 온도를 증가시킬 수 있다.
그러므로 조절 가능한 설계의 공기 입구 개구를 만드는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해, 공기 입구는 보통 구동 유닛을 포함하는 조절 디바이스와 함께 결합된다. 구동 유닛의 도움으로 공기 입구는 폐쇄되고 개방될 수 있다. 폐쇄된 공기 입구의 경우에 모터의 작동 온도가 너무 높게 올라갈 때, 공기 입구는 충분한 냉각을 제공하기 위해 다시 개방될 수 있다.
예를 들어, US 4 926 921에서 설명된 조절 디바이스 같은 공지된 조절 디바이스들은 보통 복잡한 구동 유닛을 포함한다. 그러한 구동 유닛들의 결점들은 상대적으로 보수가 쉽고 상대적으로 짧은 수명을 가진다는 것이다. 또한, 그러한 복잡한 구동 유닛들은 보통 상대적으로 무겁고, 크고 고장에 민감하고 및/또는 불충한 전력을 구비한다.
본 발명의 목적은 전술된 결점들 중 적어도 하나를 상쇄시키는 조절 디바이스를 이용 가능하게 하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 적어도 공기 입구가 실질적으로 개방되는 제1 위치 및 공기 입구가 실질적으로 폐쇄되는 제2 위치 사이에 자동차의 모터 구획의 공기 입구를 조절하기 위한 조절 디바이스를 제공하고, 조절 디바이스는 적어도 제1 위치 및 제2 위치 사이에 공기 입구를 조절하기 위한 구동 유닛을 포함하고, 구동 유닛은 복합 구동 시스템을 포함한다.
복합 구동 시스템을 포함하는 구동 유닛을 제공하는 것에 의해, 구동 유닛은 상대적으로 컴팩트하여(compact), 결과적으로 상대적으로 낮은 전체 높이를 구비하도록 설계될 수 있다. 결국, 조절 디바이스는 또한 상대적으로 컴팩트하여, 공기 입구 가까이에 다양한 위치들에 위치될 수 있다. 이것은 우수한 설계의 자유와 우수한 유연성을 설계자들에게 제공할 수 있다.
복합 구동 시스템을 제공하는 것에 의해, 상대적으로 컴팩트한 방식으로 상대적으로 큰 변속비(transmission ratio)가 획득될 수 있으며, 조절 디바이스가 상대적으로 작은 모터를 구비하여 작동되게 할 수 있다. 이는 또한 전체 치수들은 적합하게 할 수 있다.
복합 구동 시스템들은 다른 설계들, 예를 들어 복합 유성 기어 시스템, 사이클로이드(cycloidal) 구동 시스템 또는 조화-구동(harmonic-drive) 구동 시스템의 형태로 공지된다.
복합 구동 시스템들은 보통 하나의 입력 기어, 및 적어도 두 개의 출력 기어들을 포함한다. 일반적으로, 출력 기어들 중 하나는 고정된 영역과 연결되고 차단된다. 비-차단된 출력 기어는 회전 가능하다. 차단된 및 비-차단된 출력 기어들을 교환하는 것에 의해, 다른 변속비 및/또는 회전 방향들이 획득될 수 있다. 또한, 그러한 구동 시스템을 구비하여, 상대적으로 높은 변속비가 상대적으로 간단한 방법으로 획득될 수 있고, 및/또는 과부하 방지가 상대적으로 간단한 방법으로 적용될 수 있다. 복합 구동 시스템은 컴팩트한 구조를 가능하게 하기 위해 주축 주위에서 연장할 수 있다.
구동되는 태양 기어, 하나 또는 그 이상의 계단 모양(stepped) 또는 비-계단 모양(non-stepped) 유성 기어들, 및 두 개 또는 그 이상의 출력 외부 기어들의 복합을 포함하도록 복합 유성 기어 시스템들 또한 적용될 수 있다. 이것들은 특히 "Wolfrom" 유성 기어 시스템들로, 당업자들에게 공지되어 있다. 또한, 예를 들어 두 개의 출력 외부 기어들 및 계단 모양 또는 비-계단 모양 유성들을 구비하는 구동되는 유성 기어 캐리어 같은 다른 설계들이 고려될 수 있다. 이러한 그리고 다른 설계들은 "Raumbedarf und Wirkungsgrad zusammengesetzter Planetenradergetriebe", P.W. Jensen, Konstruktion 21, Heft 5 (1969)에 설명되어 있다.
사이클로이드 구동 시스템은 보통 외부 기어, 외부 기어와 동심으로 베어링 장착된 유성 캐리어, 하나 또는 그 이상의 유성들 및 외부 기어와 동심으로 베어링 장착된 태양 기어를 포함한다. 태양 기어에는 각각의 유성들에 대하여 편심으로 위치된 베어링 샤프트가 제공된다. 외부 기어는 고정된 영역과 연결될 수 있고 제1 출력 기어의 기능을 실행한다. 유성 캐리어는 제2 출력 기어의 기능을 실행하고 폐쇄되지 않는다. 물론, 외부 링은 비-차단된 설계일 수 있고 차단된 설계의 유성 캐리어일 수 있다. 유성 캐리어에는 보통 유성들의 홀들 내에서 회전하는 핀들이 제공된다. 외부 링 기어는 유성의 톱니(teeth)의 수보다 큰 톱니의 수를 구비한다. 톱니의 수의 차이에 의해, 상대적으로 높은 변속비를 획득할 수 있다. 사이클로이드 구동 시스템은 상대적으로 컴팩트한 설계일 수 있다.
조화-구동 구동 시스템들은 보통 고리모양 외부 링, 출력 샤프트와 연결된 유연한 내부 링, 입력 샤프트와 연결된 파동 발생기를 포함한다. 유연한 내부 링에는 외부 링의 내부 치형과 협력하는 외부 치형이 제공된다. 유연한 링이 파동 발생기를 회전할 때, 유연한 내부 링의 톱니의 제한된 수는 고리모양 외부 링과 맞물린다. 파동 발생기의 회전 움직임과 내부 링보다 더 많은 톱니를 구비하는 외부 링에 의해, 내부 링은 외부 링에 대해 이동할 것이다. 링이 고정된 영역과 연결된 것에 따라, 상대적으로 높은 변속비가 획득될 수 있다. 예를 들어 두 개의 외부 링들 및 고정된 영역과 회전-잠금된(rotation-locked) 유연한 내부 링을 구비하는 실시예 같은 다른 실시예들 또한 가능하다.
바람직하게, 구동 유닛은 구동 시스템의 주축에 실질적으로 평행하고 주축으로부터 거리를 두고 연장하는 측축을 구비한다. 이는 조절 디바이스의 전체 높이가 여전히 보다 컴팩트하게 한다. 구동 유닛에는 바람직하게 제1 샤프트 및 제2 샤프트가 제공된다. 제1 샤프트 및 제2 샤프트는 서로에 대해 실질적으로 평행하고 서로 거리를 두고 있다. 구동 시스템은 제1 샤프트와 일치하는 구동 시스템의 주축을 구비하고, 제1 샤프트 주위에서 실질적으로 연장할 수 있다. 구동 시스템은 제2 샤프트와 일치하는 구동 시스템의 주축을 구비하고, 제2 샤프트 주위에서 실질적으로 연장할 수 있다. 이는 설계자에게 상대적으로 유리한 설계의 자유를 제공한다. 위치에 따라, 하나의 구성 또는 다른 구성이 선택될 수 있다.
편심 출력을 구비하는 입력 기어를 제공하는 것에 의해, 구동 시스템은 여전히 보다 컴팩트한 설계로 될 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 구동 휠 또는 출력 기어가 결합될 수 있는 단지 하나의 유성 기어가 제공되는 것이 충족될 수 있다.
바람직하게, 복합 구동 시스템의 하나의 출력 기어는 고정된 영역과 탈착 가능하게 연결된다. 이는 예를 들어, 이중-안전 기능(fail-safe functionality)이 구동 유닛에 추가될 때 바람직할 수 있다. 임의적인, 이중-안전 기능을 구비하여, 조절 디바이스는, 재난의 경우에, 개방된 위치 또는 폐쇄된 위치 또는 미리 결정된 중간 위치로 놓이게 될 수 있다. 예를 들어, 고정된 영역과 탈착 가능하게 연결된 출력 기어, 예를 들어, 복합 유성 기어 시스템 내 링 기어는 에너지 저장 요소의 영향 아래 편향될 수 있다. 고정된 영역, 예를 들어 조절 디바이스의 하우징과 출력 기어를 탈착 가능하게 연결하는 것에 의해, 이중-안전 디바이스는, 만약 있다면, 간단한 방식으로 구동 유닛과 결합될 수 있다.
에너지 저장 요소는 스프링으로 설계될 수 있으나, 또한 전기 및/또는 전자기 에너지가 저장될 수 있는 캐패시터 요소, 또는 배터리 요소 또는 코일 요소를 포함할 수 있다. 또한, 에너지 저장 요소는 예를 들어, 메모리 금속 및/또는 바이메탈 요소 및/또는 파이로테크닉(pyrotechnic) 요소를 포함할 수 있다. 다양한 에너지 저장 요소들이 가능할 수 있다. 에너지 저장 요소는 예를 들어, 운동 에너지, 전기 에너지, 전기 에너지, 잠재적 에너지, 열 에너지, 화학 에너지 등을 저장하기 위해 배치될 수 있다.
재난은 자동차 또는 외부 내 환경 및/또는 조절 디바이스의 구동 유닛 내 고장을 의미하는 것으로 이해될 수 있고, 예를 들어, 모터 구획 내 화재의 경우에, 또는 대기 공기 내 먼지 또는 모래의 증가된 농도의 경우에, 빨리 공기 입구를 개방 또는 폐쇄하는 것이 바람직할 수 있다.
바람직하게, 조절 디바이스에는 공기 입구의 조절 요소들의 위치를 직접적으로 및/또는 간접적으로 결정하기 위한 위치 결정기가 제공될 수 있다.
추가적인 이로운 실시예들은 종속항들 내에 나타내진다.
본 발명은 조절 디바이스가 제공된 공기 입구 및 공기 입구가 제공된 자동차에 관한 것이다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
본 발명은 다음의 도면들에 도시된 조절 디바이스의 예시적인 실시예들에 기초하여 보다 상세히 명확하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 조절 디바이스의 분해 사시도이다;
도 2는 도 1의 예시적인 실시예의 구동 유닛을 개략적으로 도시한다;
도 3은 본 발명에 따른 제2 실시예의 조절 디바이스의 분해 사시도이다;
도 3a는 본 발명에 따른 제2 실시예의 조절 디바이스의 개략적인 평면도이다;
도 4는 도 3 및 도 3a의 예시적인 실시예의 구동 유닛을 개략적으로 도시한다;
도 5는 본 발명에 따른 제3 실시예의 조절 디바이스의 분해 사시도이다;
도 6은 도 5의 예시적인 실시예의 구동 유닛을 개략적으로 도시한다.
도면들에서, 동일하거나 대응하는 부품들은 동일한 참조 부호들로 확인된다. 도면들은 오직 예시적인 실시예로 도시되고 제한으로서 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 조절 디바이스(adjustment device; 1)의 분해 사시도이다. 조절 디바이스(1)는 자동차의 모터 구획(motor compartment)의 공기 입구를 조절하도록 배치된다. 공기 입구는 적어도 공기 입구가 실질적으로 개방되는 제1 위치 및 공기 입구가 실질적으로 폐쇄되는 제2 위치 사이에서 조절될 수 있다.
조절 디바이스는 적어도 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 공기 입구를 조절하기 위해 구동 유닛(drive unit; 2)을 포함한다. 구동 유닛(2)은 하우징(3) 내에 포함된다.
본 발명에 따라, 구동 유닛(2)은 복합 구동 시스템(compound drive system; 4), 여기서 복합 유성 기어 시스템(compound planetary gear system; 4)을 포함하고, 이에 의해 구동 유닛(2)은 상대적으로 콤팩트할 수 있고 상대적으로 높은 변속비를 구비할 수 있다.
하우징(3) 내에 웜 휠(worm wheel; 6) 및 사이드 기어(side gear; 7)를 통해 유성 기어 시스템(4)을 구비하는 모터(5)가 있다.
바람직하게, 모터(5)는 자동차의 전력 회로와 연결될 수 있는 전기 액츄에이터(electrical actuator)이다. 모터(5)의 다른 실시들 또한 가능하다.
사이드 기어(7)는 유성 기어 시스템(4)의 입력 기어로서 태양 기어(sun gear; 8)를 구동시킨다. 태양 기어(8)는 편심 출력(eccentric output; 8a)을 구비하여 설계되어, 이 예시적인 실시예에서 단지 하나의 유성 기어(9)로 마련되어 이용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 몇몇의 유성 기어들(9)이 제공될 수 있다.
유성 기어(9)는 링 기어(ring gear; 10)의 내부 치형(internal toothing; 10a)과 맞물리는 외부 치형(external toothing; 9a)을 구비한다. 링 기어(10)의 치형(10a)보다 더 작은 수의 톱니를 구비하는 유성 기어(9)에 의해 그리고 태양 기어(8)의 편심 출력(8a)에 의해, 유성 기어(9)는 톱니의 제한된 수와 맞물리면서 링 기어(10) 내에서 회전한다. 유성 기어(9)의 외부 치형(9a)은 또한 구동 휠(drive wheel; 11)의 내부 치형(11a)과 맞물린다. 구동 휠(11) 및 링 기어(10)는 동축으로 베어링 장착된다(bearing mounted).
복합 구동 시스템(4)의 두 개의 출력 기어들은 여기에서 링 기어(10)와 구동 휠(11)로 설계된다. 링 기어(10)는 고정된 영역과 연결되고, 구동 휠(11)은 회전 가능하다. 이 예시적인 실시예에서, 링 기어(10)는 하우징(3)과 탈착 가능하게 연결되고, 이하에 명백해진다.
구동 휠(11)은 공기 입구가 조절되게 할 수 있는 조절 디바이스(1)의 출력을 구성한다. 링 기어(10)의 내부 치형(10a) 및 구동 휠(11)의 내부 치형(11a)의 톱니(tooth) 수의 차이는 작고 바람직하게 하나이다. 이는 출력 기어휠들, 링 기어(10) 또는 구동 휠(11) 중 하나의 차단을 구비하여, 그리고 태양 기어(8)의 구동 시, 다른, 비-차단된 출력 기어휠의 회전을 이끈다.
태양 기어(8)에는 적어도 하나의 출력이 제공되고, 각각의 출력은 유성 기어와 결합된다. 이 예시적인 실시예에서, 태양 기어에는 하나의 출력, 편심 출력(8a)이 제공된다. 그러나, 태양 기어에는 또한, 예를 들어, 각각 유성 기어와 결합된 두 개의 출력들이 제공될 수 있다. 두 개의 유성 기어들을 제공하는 것에 의해, 힘이 구동 시스템 상에 비교적 유리하게 분포될 수 있다. 많은 변형들이 가능하다.
구동 시스템, 여기에서 유성 기어 시스템(4)은 도 2에 도시된 바와 같이, 실질적으로 주축(main axis; 13) 주위에서 연장한다. 사이드 기어(7)는 측축(side axis; 12) 주위에서 연장한다. 주축(13) 및 측축(12)은 서로 거리를 두고 실질적으로 서로에 대해 평행한다. 또한 조절 디바이스(1)의 구동 샤프트(drive shaft; 20)는 주축(13) 주위에서 연장한다. 구동 샤프트(20)는 여기에서 구동 휠(11)의 출력이다.
결론적으로, 구동 유닛(2)의 전체 높이는 상대적으로 작을 수 있다. 측축(12)은 모터(5)에 의해 우선 구동될, 구동 유닛(2)의 제1 샤프트로 간주될 수 있다. 주축(13)은 제1 샤프트 이후에 모터(5)에 의해 구동되는, 구동 유닛의 제2 샤프트로 간주될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 조절 디바이스(1)의 하우징을 구비하는 경우에, 스프링(14) 및 레버(15)를 통해, 링 기어(10)는 고정된 영역과 탈착 가능하게 연결된다. 작동 시에, 링 기어(10)는 여기에서 공기 입구의 제1 위치에 대응하는 이중-안전 위치로, 에너지 저장 요소, 여기에서 스프링(14)의 힘에 대항하여 편향된다. 그러나, 이중-안전 위치는 또한 제2 위치 또는 제1 및 제2 위치 사이에 위치된 미리 결정된 중간 위치에 대응할 수 있다.
링 기어(10)의 외부 측 상 캠(10c)이 레버(15)의 캠(15a)과 협력하므로 편향된 링 기어(10)의 위치는 여기에서 고정된다. 스프링(14)은 하우징(3)의 캠(미도시)과 일 측 상에 연결되고 링 기어(10)의 캠(10b)과 타측 상에 연결되며 링 기어(10)의 외부 측을 따라 실질적으로 연장한다.
하우징(3)과 링 기어(10)의 탈착 가능한 연결에 의해, 간단한 방식으로 이중-안전 구조(fail-safe construction; 16)가 유성 기어 시스템(4)과 결합될 수 있다. 이중-안전 구조(16)는 여기에서 레버(15), 활성 요소로서 자기 요소(magnetic element; 17) 및 에너지 저장 요소로서 스프링(14)을 포함한다. 에너지 저장 요소의 다른 실시들은 가능하다.
하우징(3)과 링 기어(10)의 탈착 가능한 연결에 의해, 예를 들어 이중-안전 구조는 원한다면, 제공되거나 제공되지 않을 수 있다. 따라서 구동 유닛은 모듈식(modular) 설계일 수 있다.
작동 시에 레버(15)는 자기 요소(17), 예를 들어 전자석과 자기력에 의해 결합될 수 있다. 재난, 예를 들어 정전의 경우에, 자기 요소(17)의 자기력은 감소될 것이므로, 레버(15)와의 결합은 하지 않는다. 결과적으로, 레버(15)는 스프링(15)의 힘으로부터 생기는 피봇(pivotal) 움직임을 일으킬 것이며, 캠(15a)은 링 기어(10)의 외부 측 상에 캠(10b)으로부터 결합 해제하고, 링 기어(10)는 공기 입구의 제1 위치에 대응하는, 단부 위치에 스프링 힘의 영향 하에서 이동할 것이다. 결과적으로, 공기 입구는 실질적으로 개방된다. 링 기어(10), 스프링(14) 및 레버(15)의 간단하나 닮은 구조의 경우에, 재난, 예를 들어 모터 구획 내 화재 시, 공기 입구가 실질적으로 폐쇄될 것이라는 것은 당업자들에게 명백할 것이다.
자기 요소(17)는 여기서 에너지 저장 요소를 결합 해제하고 이중-안전 모드를 활성화시키기 위한 활성 요소로서 기능한다. 활성 요소는 다양한 방식들로 실시될 수 있으며, 예를 들어, 열전대(thermocouple), 온도 센서, 모터 관리의 신호, 스프링, 바이메탈(bimetal) 요소, 니티놀(nitinol) 요소, CO2 경보 등이 있다.
이러한 이중-안전 구조(16)는 재사용 가능하다. 조절 디바이스(1)를 다시 사용할 때, 링 기어(10)는 모터(5)의 구동의 영향 하에서, 캠(10b)이 레버(15)의 캠(15a)과 결합할 때까지 단부 위치를 향해 스프링(14)의 힘에 대항하여 인장될 것이다.
도 3, 도 3a 및 도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예의 조절 디바이스(1)를 도시한다. 제2 실시예에서, 유성 기어 시스템(4)은 실질적으로 주축 주위에 향해진다. 모터(5)는 웜 휠(6)을 통해 태양 기어(8)를 구동시킨다. 구동 시스템의 입력 기어로서, 태양 기어(8)는 유성(planet; 9)을 이동시키는 편심 출력(8a)을 구비한다. 유성(9)은 출력 기어로서, 링 기어(10) 내에서 이동한다. 외부 치형(9a)은 내부 치형(10a)보다 더 적은 수의 톱니를 구비하여, 각각의 경우에 유성 기어(9)의 제한된 수의 톱니만이 링 기어(10)와 맞물린다. 출력 기어로서, 중간 기어(intermediate gear; 18)는 유성 기어(9) 주위에 맞물린다. 중간 기어(18)는 유성 기어(9)의 외부 치형(9a)과 맞물리는 내부 치형(18a)을 구비한다. 중간 기어(18)는 구동 휠(11)의 외부 치형(11b)과 맞물리는 외부 치형(18b)을 더 구비한다. 출력 기어로서 링 기어(10)는 고정된 영역으로서 하우징(3)과 고정되게 연결되고 차단된다. 출력 기어로서, 중간 기어(18)는 차단되지 않고 회전 가능하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유성 기어 시스템(4)은 실질적으로 주축(13) 주위에 위치된다. 주축(13)은 구동 유닛의 제1 샤프트를 형성한다. 구동 휠(11)은 구동 유닛(2)의 제2 샤프트로서 측축(12) 주위에 연장한다. 결과적으로, 상대적으로 편평하고 콤팩트한 구동 유닛이 획득될 수 있다. 구동 휠(11)은 공기 입구를 조절하기 위한 조절 디바이스(1)의 출력으로서 구동 샤프트(20)를 포함한다.
도 4 및 도 3, 도 3a의 실시예에는 이중-안전 구조가 제공되지 않으나, 만약 원한다면 추가될 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 링 기어(10)는 고정된 영역으로서 하우징(3)과 고정되게 연결된다. 링 기어(10)의 외부 측 상에 캠(10d)은 하우징(3)의 리세스(recess; 21) 내에 고정되게 잠긴다. 바람직하게, 링 기어(10)는 또한 하우징(3)과 일체로 될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 제3 예시적인 실시예의 조절 디바이스(1)를 도시한다. 모터(5)는 웜 휠(6)을 통해 사이드 기어(7)를 구동시킨다. 사이드 기어(7)는 태양 기어(8)의 외부 치형(8b)과 결합한다. 태양 기어(8)에는 유성 기어(9)가 주위에서 이동하는 편심 출력(8a)이 제공된다.
유성 기어(9)는 링 기어(10) 내에서 이동한다. 외부 치형(9a)은 내부 치형(10a)보다 더 적은 톱니를 포함하므로, 외부 치형(9a)은 링 기어(10)의 내부 치형(10a)과 일부 맞물린다. 그 다음 유성 기어(9)는 구동 휠(11)과 결합된다. 유성 기어(9)는 여기에서 구동 휠(11)의 내부 치형(11a)과 협력하는 제2 외부 치형(9b) 및 링 기어(10)의 내부 치형(10a)과 협력하는 제1 외부 치형(9a)을 구비하는 계단 모양의 유성 기어이다.
구동 시스템(4)의 출력 기어로서, 링 기어(10)는 차단된 설계이고, 여기에서, 링 기어(10)는 하우징(3)과 탈착 가능하게 연결된다. 구동 시스템(4)의 출력 기어로서, 구동 휠(11)은 차단된 설계는 아니고, 회전 가능한 설계이다. 구동 휠(11)은 공기 입구를 조절하기 위한 조절 디바이스(1)의 구동 샤프트(20)를 포함한다.
도 6에서 보여지는 바와 같이, 유성 기어 시스템(4)은 이 예시적인 실시예에서 구동 유닛(2)의 제2 샤프트와 일치하는 주축(13) 주위에 실질적으로 놓여진다. 사이드 기어(7)는 구동 유닛(2)의 제1 샤프트와 일치하는 측축(12) 주위에 놓여진다.
도 5에서, 추가적인 이중-안전 구조가 레버(15), 자기 요소로 설계된 활성 요소(17), 및 스프링으로 설계된 에너지 저장 요소(14)를 포함하여 도시된다. 재난의 경우에, 자기 요소(17)는 레버(15)를 통해 에너지 저장 요소(14)를 활성화시킬 것이다. 예를 들어, 재난의 경우에, 레버(15)가 피봇하고 링 기어(10)가 결합 해제되도록, 자기 요소(17) 및 카운터 요소(counter element; 19) 사이의 자기적 결합이 끊어질 수 있다. 링 기어(10)는 그런 다음 편향된 위치로부터 이중-안전 위치로 스프링 힘(14)의 영향 하에서 이동한다. 링 기어(10)의 이중-안전 위치는 공기 입구가 실질적으로 폐쇄되는 제2 위치에 실질적으로 대응하나, 또한 공기 입구가 개방되는 제1 위치 또는 공기 입구가 부분적으로 개방되는 미리 결정된 중간 위치에 대응할 수 있다. 도 1에 도시된 이중-안전 구조와 유사하게, 도 5에 도시된 이중-안전 구조는 재사용 가능하다. 재난 이후에, 모터(5)가 작동되는 결과로서, 링 기어(10)는 초기 위치 또는 중간 위치를 향해 다시 편향될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어 홀 센서(Hall sensor)로 마련되어 사용될 수 있고, 이에 의해 예를 들어 회전 수가 계산될 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 또한 원한다면 이중-안전 구조가 생략될 수 있다.
바람직하게, 도 6에 도시된 링 기어(10)는 구동 휠(11)의 구동 샤프트(20) 가까이에 내부 측(10c) 상에 베어링 장착된다. 태양 기어(8)는 또한 구동 샤프트(20) 가까이에 베어링 장착되고, 구동 샤프트(20) 가까이에서 유리한 힘 비율이 획득된다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 링 기어(10)는 외부 측(10d) 상에 베어링 장착된다.
조절 디바이스(1)에는 공기 입구의 조절 요소들의 위치를 직접적으로 또는 간접적으로 결정하기 위한 위치 결정기(position determiner)가 더 제공될 수 있다. 공기 입구의 조절 요소들은 예를 들어 피봇 가능한 스트립(strip)일 수 있다. 그러한 조절 요소들의 위치는 예를 들어, 기어휠 또는 모터의 회전수를 계산하는 것에 의해 간접적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 구동 시스템의 요소들에는 전위차계(potentiometer) 또는 홀 센서 또는 일렉트렛트 센서(electret sensor) 또는 광학 센서가 제공될 수 있다. 센서들의 많은 변형들이 가능하다.
위치 결정기는 또한 예를 들어 조절 요소들의 각도를 측정하는 것에 의해 또는 조절 계단들(adjustment steps)을 계산하는 것에 의해, 직접적으로 조절 요소들의 위치를 결정할 수 있다. 이를 위해, 또한 많은 변형들이 가능하다. 바람직하게, 위치 결정기에는 다른 위치들을 재현하기 위해 및/또는 기억하기 위해 메모리 기능이 제공될 수 있다. 예를 들어, 메모리 기능은 재난의 결과로서 미리 설정된 위치 및/또는 마지막에 획득된 위치로 복귀하기 위해 이중-안전 구조가 작동에 진입한 후에 활용될 수 있다.
본 발명은 여기에 나타내진 예시적인 실시예들에 국한되지 않는다. 조절 디바이스는 복합 구동 시스템으로서 유성 기어 시스템에 기초하여 전술되었으나, 구동 시스템은 또한 사이클로이드 구동 시스템 또는 조화-구동 구동 시스템으로 설계될 수 있다. 많은 변형들이 가능하며 당업자들에게 분명할 것이다. 그러한 변형들은 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다.
1: 조절 디바이스
2: 구동 유닛
3: 하우징
4: 복합 구동 시스템
5: 모터
6: 웜 휠
7: 사이드 기어
8: 태양 기어
8a: 편심 출력
9: 유성 기어
9a: 외부 치형
10: 링 기어
10a: 내부 치형
10b: 캠
10c: 캠
10d: 캠
11: 구동 휠
11a: 내부 치형
12: 측축
13: 주축
14: 스프링
15: 레버
15a: 캠
15a: 캠
16: 이중-안전 구조
17: 자기 요소
18: 중간 기어
18a: 내부 치형
18b: 외부 치형
19: 카운터 요소
20: 구동 샤프트
21: 리세스

Claims (16)

  1. 적어도 공기 입구가 실질적으로 개방되는 제1 위치와 상기 공기 입구가 실질적으로 폐쇄되는 제2 위치 사이에 자동차의 모터 구획의 공기 입구를 조절하기 위한 조절 디바이스에 있어서,
    상기 조절 디바이스는 적어도 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 상기 공기 입구를 조절하기 위한 구동 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛은 복합 구동 시스템을 포함하는 조절 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복합 구동 시스템은 주축 주위에서 실질적으로 연장하는 적어도 두 개의 출력 기어들 및 입력 기어를 포함하는 조절 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 상기 주축에 실질적으로 평행하고 상기 주축으로부터 거리를 두고 연장하는 측축을 더 포함하는 조절 디바이스.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 출력 기어들 중 적어도 하나는 고정된 영역과 연결되는 조절 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력 기어들 중 적어도 하나는 상기 고정된 영역과 탈착 가능하게 연결되는 조절 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고정된 영역과 탈착 가능하게 연결된 출력 기어는 에너지 저장 요소의 편향 하에 있는 조절 디바이스.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 유닛에는 제1 샤프트 및 상기 제1 샤프트에 실질적으로 평행하고 상기 제1 샤프트로부터 거리를 두고 제2 샤프트가 제공되고, 상기 구동 시스템은 실질적으로 상기 제1 샤프트를 따라 연장하거나, 실질적으로 상기 제2 샤프트를 따라 연장하는 조절 디바이스.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    입력 기어는 편심 출력을 구비하는 조절 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 구동 시스템은 조화 구동 시스템에 의해 형성되는 조절 디바이스.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 구동 시스템은 사이클로이드 구동 시스템에 의해 형성되는 조절 디바이스.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 구동 시스템은 유성 기어 시스템에 의해 형성되는 조절 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    링 기어는 상기 고정된 영역과 탈착 가능하게 또는 탈착 불가능하게 연결된 출력 기어를 형성하는 조절 디바이스.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    측축 상에 놓여진 사이드 기어는 상기 주축 상에 위치된 태양 기어를 구동시키는 조절 디바이스.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    위치 결정기를 더 포함하는 조절 디바이스.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 조절 디바이스가 제공된 공기 입구.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 조절 디바이스를 구비하는 공기 입구가 제공된 자동차.
KR1020147003417A 2011-07-21 2012-07-20 구동 유닛을 구비하는 조절 디바이스； 그러한 조절 디바이스를 구비하는 공기 입구； 그러한 공기 입구를 구비하는 자동차 KR20140048965A (ko)

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