KR20170082717A - 액츄에이터 및 이를 갖는 전자기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 도어락 등과 같은 전자기기에 사용되는 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 전기신호에 의하여 회전력을 발생하는 구동부와; 상기 구동부의 회전력을 출력하기 위한 복수의 기어부로 구성된 감속 기어열과; 상기 구동부의 회전을 상기 감속 기어열을 통해 전달되는 출력부 등으로 된 액츄에이터에 있어서, 상기 출력부를 대경부와 소경부로 형성된 출력축과, 상기 출력축의 소경부에 삽입 설치되면서 상기 감속 기어열과 치결합되는 출력기어와, 상기 출력기어의 내부에 형성된 움푹 패인 오목홈에 밀착 설치되는 상기 오목 홈과 동일 형상을 가진 플레이트 등으로 구성하여, 상기 출력기어가 정지된 상태에서 외부에서 상기 출력축에 정해진 회전력 이상이 가해졌을 때 상기 출력축과 상기 출력기어간의 슬립을 발생하게 하여 상기 출력축에서 전달되는 회전력이 상기 감속 기어열과 상기 구동부 등으로 전달되는 것을 방지함과 동시에 비상시 좌, 우 90도씩 출력축을 회전시켜 수동개폐가 가능하도록 한 것을 하나의 일체화된 구조로서 구현하도록 함으로써, 구조를 단순화하고 이에 따라 제조원가를 절감할 수 있는 액츄에이터에 관한 것이다.

Description

액츄에이터 및 이를 갖는 전자기기 {Actuator and Electronic Apparatus having this Actuator}

본 발명은 전자식 도어락 등과 같은 전자기기에 사용되는 액츄에이터 및 이를 갖는 전자기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 전기신호에 의하여 회전력을 발생하는 구동부와; 상기 구동부의 회전력을 출력하기 위한 복수의 기어부로 구성된 감속 기어열과; 상기 구동부의 회전을 상기 감속 기어열을 통해 전달되는 출력부 등으로 된 액츄에이터에 있어서, 상기 출력부를 대경부와 소경부로 형성된 출력축과, 상기 출력축의 소경부에 삽입 설치되면서 상기 감속 기어열과 치결합되는 출력기어와, 상기 출력기어의 내부에 형성된 움푹 패인 오목홈에 밀착 설치되는 상기 오목 홈과 동일 형상을 가진 플레이트 등으로 구성하여, 상기 출력기어가 정지된 상태에서 외부에서 상기 출력축에 정해진 회전력 이상이 가해졌을 때 상기 출력축과 상기 출력기어간의 슬립을 발생하게 하여 상기 출력축에서 전달되는 회전력이 상기 감속 기어열과 상기 구동부 등으로 전달되는 것을 방지함과 동시에 비상시 수동으로 좌, 우 90도씩 출력축을 회전시켜 수동개폐가 가능하도록 한 것을 하나의 일체화된 구조로서 구현하도록 함으로써, 구조를 단순화하고 이에 따라 제조원가를 절감할 수 있는 액츄에이터 및 이를 갖는 전자기기에 관한 것이다.

일반적으로, 전자식 도어락 등과 같은 전자기기에 사용되는 액츄에이터는 외부 전기신호의 인가에 의해 구동부가 정상적으로 회전할 경우 전자 도어락을 개폐하는 출력축에 회전력을 전달하지만, 외부에서 수동으로 상기 출력축에 회전력을 가하는 경우에는 그 회전력이 감속 기어열 및 구동부에 전달되지 않아야 상기 구동부의 구동회로 및 감속 기어열을 보호할 수 있다. 이러한 기능을 통상 안티패닉(Anti panic) 기능이라고 지칭하며 다양한 형태의 안티패닉 기능을 갖는 액츄에이터가 특허등록 제10-1402740호, 실용신안등록 제20-0466742호 등에 의하여 개시된 바 있다.

또한, 전자식 도어락 등과 같은 전자기기에 사용되는 액츄에이터는 출력기어가 정지된 상태에서 외부에서 출력축에 정해진 회전력 이상이 가해졌을 때 출력축과 출력기어간의 슬립을 발생하게 하여 정해진 회전력 이상이 가해질 경우 이를 차단할 수 있는 기능이 있어야 하는데 이를 구현하기 위하여 별도의 구조를 가져야 하는데, 외부에서 출력축에 정해진 회전력 이상이 가해졌을 때 출력축과 출력기어간의 슬립을 발생하게 하여 정해진 회전력 이상이 가해질 경우 이를 차단할 수 있는 기능과 전자식 도어락을 수동으로 개폐시 감속 기어열 및 구동부에 그 회전력이 전달되지 않도록 하여 상기 구동부 및 감속 기어열을 보호할 수 있는 기능(안티 패닉 기능)을 구현하기 위하여 별도의 구조로서 각각 구성해야 하므로 구조가 복잡하고 이에 따라 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발된 것으로서, 외부 전기신호에 의하여 회전력을 발생하는 구동부와; 상기 구동부의 회전력을 출력하기 위한 복수의 기어부로 구성된 감속 기어열과; 상기 구동부의 회전을 상기 감속 기어열을 통해 전달되는 출력부 등으로 구성된 전자식 도어락 등과 같은 전자기기에 사용되는 액츄에이터에 있어서, 상기 출력부를 대경부와 소경부로 형성된 출력축과, 상기 출력축의 소경부에 삽입 설치되면서 상기 감속 기어열과 치결합되는 출력기어와, 상기 출력기어의 내부에 형성된 움푹 패인 오목홈에 밀착 설치되는 상기 오목 홈과 동일 형상을 가진 플레이트 등으로 구성하여, 상기 출력기어가 정지된 상태에서 외부에서 상기 출력축에 정해진 회전력 이상이 가해졌을 때 상기 출력축과 상기 출력기어간의 슬립을 발생하게 하여 상기 출력축에서 전달되는 회전력이 상기 감속 기어열과 상기 구동부 등으로 전달되는 것을 방지함과 동시에 비상시 수동으로 좌, 우 90도씩 출력축을 회전시켜 수동개폐가 가능하도록 한 것을 하나의 일체화된 구조로서 구현하도록 함으로써, 구조를 단순화하고 이에 따라 제조원가를 절감할 수 있는 액츄에이터 및 이를 갖는 전자기기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액츄에이터는, 하우징 내부에 외부 전기신호에 의하여 회전력을 발생하는 구동부와; 상기 구동부의 회전력을 출력하기 위한 복수의 기어부로 구성된 감속 기어열과; 상기 로터부의 회전을 상기 감속 기어열을 통해 전달되는 출력부;를 포함하여 구성된 액츄에이터에 있어서, 상기 출력부는 대경부와 소경부로 형성된 출력축과, 상기 출력축의 소경부에 삽입 설치되면서 상기 감속 기어열과 치결합되는 출력기어와, 상기 출력기어의 내부에 형성된 움푹 패인 오목홈에 밀착 설치되는 상기 오목 홈과 동일 형상을 가진 플레이트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 출력기어의 내주면이 외측 방향으로 미는 힘을 가진 적어도 하나 이상의 탄성부재가 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 탄성부재가 상기 플레이트와 일체로 회전되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 탄성부재의 선단부가 회전을 용이하기 위해 원호 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 탄성부재가 강재 또는 수지재인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 출력기어의 내주면에 복수의 홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 출력축의 소경부의 외주면에 핀(Pin)부재가 고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 핀부재가 상기 출력축이 정, 역회전 시, 상기 플레이트에 형성된 단차부와 맞닿는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기와 같은 특징이 있는 액츄에이터를 갖는 전자기기를 포함한다.

본 발명에 따른 액츄에이터는, 전자식 도어락 등과 같은 전자기기에 사용되는 액츄에이터에서, 출력부를 대경부와 소경부로 형성된 출력축과, 상기 출력축의 소경부에 삽입 설치되면서 상기 감속 기어열과 치결합되는 출력기어와, 상기 출력기어의 내부에 형성된 움푹 패인 오목홈에 밀착 설치되는 상기 오목 홈과 동일 형상을 가진 플레이트 등으로 구성하여, 상기 출력기어가 정지된 상태에서 외부에서 상기 출력축에 정해진 회전력 이상이 가해졌을 때 상기 출력축과 상기 출력기어간의 슬립을 발생하게 하여 상기 출력축에서 전달되는 회전력이 상기 감속 기어열과 상기 구동부 등으로 전달되는 것을 방지함과 동시에 비상시 수동으로 좌, 우 90도씩 출력축을 회전시켜 수동개폐가 가능하도록 한 것을 하나의 일체화된 구조로서 구현하도록 함으로써, 구조를 단순화하고 이에 따라 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액츄에이터의 분해 사시도
도 2는 본 발명에 따른 액츄에이터의 조립 사시도
도 3은 본 발명에 따른 액츄에이터에서 출력부의 분해 사시도
도 4는 본 발명에서 출력기어의 상세 도면
도 5의 (a)는 본 발명에서 플레이트의 평면도이고, 도 5의 (b)는 측면도
도 6은 본 발명에서 상기 출력기어와 상기 플레이트가 조립된 상태의 도면
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명에서 출력축에 외부에서 정해진 회전력 이상이 가해질 경우 이를 차단하는 과정을 설명하기 위한 도면
도 8의 (a) 내지 (c)는 본 발명에서 비상시 좌, 우 90도씩 출력축을 회전시켜 수동개폐가 가능하도록 구조를 설명하기 위한 도면

본 발명에 따른 액츄에이터는 전자식 도어락 등과 같은 전자기기에 사용되는 액츄에이터로서, 이하 본 발명에 따른 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 액츄에이터는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제1 하우징(11) 및 제2하우징(12)의 내부에 수용된 것으로서, 로터부(미도시)와 스테이터부(미도시)로 구성되어 외부 전기신호에 의하여 회전력을 발생하는 구동부(20)와, 상기 구동부(20)의 회전력을 출력하기 위해 상기 구동부(20)의 출력축에 결합된 웜기어(31)와 치결합된 복수의 기어부로 구성된 감속 기어열(32)과, 상기 로터부(20)의 회전을 상기 감속 기어열(32)을 통해 전달되는 출력부 등으로 구성된다.

상기 출력부는 도 3내지 도 6에 도시된 바와 같이 소경부(41a)와 대경부(41b)로 형성된 출력축(41)과, 상기 출력축(41)의 소경부(41a)에 삽입 설치되면서 상기 감속 기어열(32)과 치결합되는 출력기어(42)와, 상기 출력기어(42)의 내부에 형성된 움푹 패인 오목홈(42a)에 밀착 설치되는 플레이트(43)와, 상기 플레이트(43)의 내부에 설치되는 탄성부재(44) 등으로 구성된다. 그 외 상기 플레이트(43)와 상기 출력기어(42)가 이탈되거나 움직이는 것을 방지하기 위하여 이링(51, R-ring)을 설치한다.

상기 출력축(41)의 소경부(41a)의 외주면에 홈을 형성하고 그 홈에 핀(Pin)부재(45)를 압입 설치한다. 상기 출력축(41)과 핀부재(45)는 조립하여 설치할 수 있고 일체형으로도 제작할 수 있다.

상기 출력기어(42)는 도 4에 도시된 바와 같이 내부에 형성된 움푹 패인 오목홈(42a)이 형성되고, 내주면에 복수의 홈부(42b)(도 4에는 4개로 도시됨)가 형성되며, 중앙 부분은 상기 출력축(41)이 관통 고정될 수 있도록 중공부(42c)가 형성되어 있으며, 상기 중공부(42c)의 외주면의 일측에 상기 핀부재(45)에서 돌출된 부분이 조립시 통과할 수 있는 핀 통과홈(42d)이 형성되어 있다.

상기 플레이트(43)는 상기 오목 홈(42a)에 밀착 설치되기 위하여 상기 오목홈(42a)과 동일 형상을 가지고 있고, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 중앙부에 중공부(43a)가 형성되고 상기 중공부(43a)는 직경이 큰 반원과 직경이 작은 반원이 결합된 형상으로 그 결합부에 2개의 단차부(43b)가 형성되어 있다. 상기 플레이트(43)는 상기 탄성부재(44)를 안착 또는 고정시키기 위하여 “ㅓ” 및 “ㅏ”자 형상의 홈으로 된 탄성부재 안착부(43c)가 형성된다.

상기 탄성부재(44)는 도 6에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상(도 6에서는 2개로 도시됨)이 설치되고 상기 플레이트(43)와 일체로 회전된다.

또한, 탄성부재(44)는 그 선단부가 회전을 용이하기 위해 원호 형상으로 되고, 상기 플레이트(43)의 “ㅓ” 및 “ㅏ”자 형상의 홈에 안착되면서 원호 형상의 선단부는 상기 출력기어(42)의 홈부(42b)에 결합되며, 상기 출력기어(42)의 내주면에 접촉되어 외측 방향으로 미는 힘을 가지도록 한다. 상기 탄성부재(44)의 재료로는 강재 또는 수지재를 사용할 수 있다..

다음으로 상기와 같은 구성을 가진 본 발명에서 출력축(41)에 외부에서 정해진 회전력 이상이 가해질 경우 이를 차단하는 과정을 도 7의 (a) 및 (b)를 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 7의 (a)는 외부에서 상기 출력축(41)에 외부에서 회전력이 가해지지 않거나 정해진 회전력 미만으로 가해지고 상기 출력기어(42)가 고정되어 있는 상태를 도시한 것으로서, 상기 탄성부재(44)는 상기 플레이트(43)의 “ㅓ” 및 “ㅏ”자 형상의 홈에 안착되면서 원호 형상의 선단부는 상기 출력기어(42)의 홈부(42b)에 결합된 상태이다.

상기 출력축(41)에 외부에서 회전력이 가해지지 않거나 정해진 회전력 미만(예: 6kgf.cm미만)으로 가해질 경우에는 상기 탄성부재(44)의 원호 형상의 선단부가 상기 출력기어(42)의 홈부(42b)에 삽입된 상태이므로 상기 출력축이 회전하지 않게 된다.

그러나, 상기 출력축(41)에 외부에서 시계 반대 방향(시계 방향)으로 정해진 회전력 이상(예: 6kgf.cm이상)이 가해질 경우에는 도 7의 (b)와 같이 상기 플레이트(43)와 탄성부재(44)이 일체로 회전되면서 상기 탄성부재(44)의 원호 형상의 선단부의 높이가 수축되어 상기 출력기어(42)의 홈부(42b)로부터 이탈되게 되고, 이로 인하여 슬립(Slip)이 발생되어 상기 출력축(41)에 가해진 회전력이 차단되어 상기 출력기어(42)로 전달되지 않는다, 이로 인하여 외부에서 정해진 회전력 이상(예: 6kgf.cm이상)이 가해질 경우 상기 출력기어(42)와 치결합된 감속 기어열(32)와 구동부 등으로 전달되는 것을 방지할 수 있게 되어

다음으로 상기와 같은 구성을 가진 본 발명에서 구현되는 수동으로 개폐시 상기 감속 기어열 및 상기 구동부에 그 회전력이 전달되지 않도록 하여 상기 구동부 및 상기 감속 기어열을 보호할 수 있는 기능, 즉 안티 패닉 기능에 대하여 도 8의 (a) 내지 (c)를 참고로 설명하면 다음과 같다.

전자식 도어락인 경우 비상시 좌, 우 90도씩 출력축(41)을 회전시켜 수동 개폐가 가능하도록 되어 있는데, 이 경우 수동으로 개폐할 경우 그 수동 회전력이 상기 감속 기어열(32) 및 상기 구동부(20) 등에 전달되지 않도록 하여 상기 감속 기어열(32) 및 상기 구동부(20) 등을 보호하도록 하고 있다.

도 8의 (b)는 출력기어(42), 플레이트(43) 및 탄성부재(44) 고정되어 있는 무부하 상태를 도시한 것이고, 도 8의 (a)는 도 8의 (b)에서 수동으로 출력축(41)을 시계반대 방향으로 90도 회전시킨 상태를 도시한 것이며, 도 8의 (c)는 도 8의 (b)에서 수동으로 출력축(41)을 시계 방향으로 90도 회전시킨 상태를 도시한 것이다.

상기 핀부재(45)는 상기 출력축(41)의 소경부(41a)의 외주면에 형성된 홈에 압입 설치되어 돌출되어 있고, 그 돌출된 부분은 상기 출력축(41)이 시계반대 방향 또는 시계방향으로 회전할 경우 함께 회전된다.

도 8의 (a)와 같이 수동으로 출력축(41)을 시계반대 방향으로 90도 회전(역회전)시키는 경우 상기 핀부재(45)의 돌출된 부분이 상기 플레이트(43)에 형성된 단차부에 맞닿아 더 이상 회전되지 않고, 도 8의 (c)와 같이 수동으로 출력축(41)을 시계 방향으로 90도 회전(정회전)시키는 경우에도 상기 핀부재의 돌출된 부분이 상기 플레이트(43)에 형성된 단차부(43b)에 맞닿아 더 이상 회전되지 않게 된다.

상기와 같이 본 발명은 비상시 수동으로 좌, 우 90도씩 출력축(41)을 회전시켜 수동 개폐가 가능하도록 할 수 있다.

상기와 같은 구조를 가진 액츄에이터는 전자 도어락 등과 같은 전자기기에 적용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

11: 제1 하우징 12: 제2하우징
20: 구동부 31: 웜기어
32: 감속 기어열 41: 출력축
41a: 소경부 41b: 대경부
42: 출력기어 42a: 오목홈
42b: 홈부 42c: 중공부
42d: 핀 결합홈 43: 플레이트
43a: 중공부 43b: 단차부
43c: 탄성부재 안착부 44: 탄성부재
45: 핀부재 51: 이-링(E-Ring)

Claims (9)

1. 하우징 내부에 외부 전기신호에 의하여 회전력을 발생하는 구동부와; 상기 구동부의 회전력을 출력하기 위한 복수의 기어부로 구성된 감속 기어열과; 상기 로터부의 회전을 상기 감속 기어열을 통해 전달되는 출력부;를 포함하여 구성된 액츄에이터에 있어서,
   상기 출력부는 대경부와 소경부로 형성된 출력축과, 상기 출력축의 소경부에 삽입 설치되면서 상기 감속 기어열과 치결합되는 출력기어와,
   상기 출력기어의 내부에 형성된 움푹 패인 오목홈에 밀착 설치되는 상기 오목 홈과 동일 형상을 가진 플레이트를 포함하여 구성된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 출력기어의 내주면은 외측 방향으로 미는 힘을 가진 적어도 하나 이상의 탄성부재가 접촉되는 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
3. 제2항에 있어서
   상기 탄성부재는 상기 플레이트와 일체로 회전되는 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 탄성부재의 선단부는 회전을 용이하기 위해 원호 형상인 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 탄성부재는 강재 또는 수지재인 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 출력기어의 내주면에는 복수의 홈부가 형성된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 출력축의 소경부의 외주면에는 핀(Pin)부재가 고정된 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 핀부재는
   상기 출력축이 정, 역회전 시, 상기 플레이트에 형성된 단차부와 맞닿는 것
   을 특징으로 하는 액츄에이터.
   
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된
   액츄에이터를 갖는 전자기기.

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