KR20180109754A - 액추에이터 및 전자 클러치 시스템 - Google Patents

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KR20180109754A
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magnet
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motor
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KR1020180035457A
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카이 우
지엔 동
쥔 푸
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존슨 일렉트릭 에스.에이.
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Abstract

액추에이터는 제어기, 모터 및 감지 장치를 포함한다. 제어기는 하우징을 포함하고, 모터는 회전자를 포함하며, 회전자는 회전축을 포함한다. 모터는 하우징의 외부에 설치되고, 감지 장치는 자석과 센서를 포함하며, 자석은 모터의 회전축에 설치되고, 센서는 하우징 내부에 설치된다. 액추에이터는 훌륭한 방수 성능과 비간섭 기능을 갖는다. 본 개시 내용은 또한 상기 액추에이터를 구비한 전자 클러치 시스템과도 관련된다.

Description

액추에이터 및 전자 클러치 시스템{Actuator and Electrical Clutch System}
본 개시 내용은 전자 장치 분야에 관한 것으로서, 특히, 모터로 구동되는 액추에이터 및 상기 액추에이터를 구비한 전자 클러치 시스템에 대한 것이다.
전자 클러치 시스템은 일반적으로 액추에이터 상에 배치된 자기저항(MR, magnetoresistive) 센서를 포함하고, 이 자기저항 센서는 일반적으로 위치 고정 센서와 위치 가변 센서를 포함하며, 공극이 센서와 자석 사이에 형성된다. 회전축과 같은 회전 기구에 자석을 설치하면, 자석이 회전축과 함께 회전하는 동안 센서와 자석 사이에서 그 자기장을 변화시키는데, 이는 센서의 전류에 변화를 일으킨 다음, 회전축의 위치가 계산된다.
현재, 자기저항 센서의 상기 센서는 자석에 매우 가까워, 센서에 물이 들어가면, 센서의 고장을 일으킬 수 있다.
따라서, 방수 액추에이터에 대한 필요성이 존재한다.
이에 따라, 본 개시 내용의 일 양태에서 액추에이터를 제공한다. 상기 액추에이터는 하우징을 포함한 제어기; 회전자를 포함하는 모터; 및 감지 장치를 포함하되, 상기 회전자는 회전축을 포함하고, 상기 모터는 상기 하우징의 외부에 설치되며, 상기 감지 장치는 자석과 센서를 포함하고, 상기 자석은 상기 모터의 상기 회전축에 설치되며, 상기 센서는 상기 하우징 내부에 설치된다.
바람직하게, 상기 하우징 안에 수용강(收容腔)이 형성되고, 상기 센서는 상기 수용강 안에 배치된다.
바람직하게, 상기 하우징의 일 측에 홈이 형성되고, 상기 모터는 상기 하우징의 상기 홈에 부분적으로 함입된다.
바람직하게, 상기 하우징의 일 측에 홈이 배치되고, 상기 회전축의 일 끝단은 상기 홈 안에 수용되며, 상기 자석은 상기 회전축의 일 끝단에 설치된다.
바람직하게, 상기 감지 장치는 상기 회전축의 일 끝단에 고정된 설치 부재를 더 포함하고, 상기 자석은 상기 홈의 바닥벽을 향하여 상기 설치 부재에 설치된다.
바람직하게, 상기 회전축을 향하지 않는 상기 홈의 바닥벽의 일 면에 설치홈이 정의되고, 상기 센서는 상기 설치홈에 수용된다.
바람직하게, 상기 설치홈, 상기 홈, 상기 자석 및 상기 회전축은 상기 회전축의 축 방향으로 서로 마주보며 배치된다.
바람직하게, 상기 하우징은 상부 커버와 하부 커버를 포함하되, 상기 상부 커버와 상기 하부 커버는 수용강을 형성하도록 조립되고, 상기 제어기는 상기 수용강에 수용된 회로판과 상기 회로판에 설치된 다수의 전자 부품을 더 포함하며, 상기 모터는 상기 상부 커버의 일 측에 설치된다.
바람직하게, 상기 설치 부재는 상기 회전축 상으로의 래칭을 위한 래칭부 및 상기 자석을 수용하기 위한 수용부를 포함하고, 상기 래칭부의 일 끝단에 고정홈이 제공되고, 상기 회전축의 일 끝단은 상기 고정홈에 유지된다.
두 번째 양태로서, 본 개시 내용은 전자 클러치 시스템을 제공한다. 상기 전자 클러치 시스템은 액추에이터를 포함하되, 액추에이터는 하우징을 포함한 제어기; 회전자를 포함하는 모터; 및 감지 장치를 포함하되, 상기 회전자는 회전축을 포함하고, 상기 모터는 상기 하우징의 외부에 설치되며, 상기 감지 장치는 자석과 센서를 포함하고, 상기 자석은 상기 모터의 상기 회전축에 설치되며, 상기 센서는 상기 하우징 내부에 설치된다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 개시 내용에서, 액추에이터의 제어기는 하우징을 포함한다. 상기 감지 장치의 자석은 상기 회전축의 일 끝단에 설치된다. 센서는 하우징 내에 설치되어 센서 고장의 원인이 되는, 물과 같은 다른 물질들이 센서에 들어가는 것을 방지한다. 더 나아가, 하우징의 상부 커버는 자석을 마주보는 위치에서 센서를 수용하기 위한 설치홈을 정의하여, 자석과 센서 사이의 하우징 바닥 벽의 두께가 더 작아지고, 이로써 방해를 줄인다.
본 발명의 바람직한 실시예는 도면과 함께 설명될 것이나 이는 오로지 예시적일 뿐이다. 도면에서, 하나 이상의 도면에 표시되는 동일한 구조, 성분, 부품들은 일반적으로 이들이 표시되는 모든 도면에서 동일한 참조 번호로 표시된다. 도면에 나타난 구성요소들 및 특징들의 면적은 일반적으로 설명의 명확성과 편의성을 위해 선택된 것이며 필수적으로 크기가 조정된 것은 아니다. 도면들 목록은 아래와 같다.
도 1은 본 출원의 일실시예에 따른 액추에이터를 도시한다.
도 2는 도 1의 액추에이터에서 절단선 II- II에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2의 액추에이터 III 부분의 부분 확대도이다.
도 4는 도 1의 액추에이터의 부분 분해도이다.
도 5는 다른 각도에서 본 도 1의 액추에이터의 부분 분해도이다.
도 6은 도 1의 액추에이터의 모터와 감지 장치의 부분 분해도이다.
도 7은 다른 각도에서 본 도 1의 액추에이터의 모터와 감지 장치의 일부 분해도이다.
이하에 도면을 참조하여 다양한 특징들이 설명된다. 특징들은 일정한 비례로 크기가 변형되어 그려진 것이 아니고, 유사한 구조 또는 특징의 구성요소들은 도면 전체적으로 동일한 참조 번호로 표시됨에 주의해야 한다. 또한 도면들은 예시 및 설명의 목적으로 특징들의 설명의 편의를 위한 것일 뿐이며, 그렇지 않은 경우에는 하나 또는 그 이상의 특정 실시예에서 특별히 언급되거나 하나 또는 그 이상의 특정 청구항에 청구될 것이다. 여기에서 설명하는 도면들 및 다양한 실시예들은 다양한 다른 실시예들을 완전하게 설명 또는 묘사하고자 의도되거나, 본 출원에서 설명된 실시예들에 비춰 보아 본 기술 영역에서 일반적인 기술 중 하나임이 명백한 일부 다른 실시예들의 범위 또는 청구 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 더 나아가, 설명되는 실시예는 모든 양태들 또는 장점들을 갖출 필요가 없다.
특정 실시예와 함께 설명된 양태 또는 장점은 해당 실시예에 반드시 한정되는 것이 아니고, 비록 그렇게 언급되지 않았거나 명확하게 설명되지 않았다 하더라도 다른 실시예에서 수행될 수 있다. 구성요소가 다른 구성요소에 ““고정””되었다고 언급된 경우, 다른 구성요소 상에 있거나 다른 구성요소 내부에 존재할 수 있음에 주의해야 한다. 구성요소가 다른 구성요소에 ““연결””되었다고 언급된 경우, 다른 구성요소에 연결되거나 다른 구성요소 내부에 존재할 수 있다. 구성요소가 다른 구성요소에 ““놓여진다””고 언급된 경우, 다른 구성요소에 배치되거나 다른 구성요소 내부에 존재할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 개시 내용의 실시예에 따른 전자 클러치 시스템은 자동차에서 엔진과 변속기 간의 전송을 차단하는데 적용되어, 자동차가 변속 기어를 실현할 수 있게 된다. 전자 클러치 시스템은 액추에이터(10)를 포함하고, 액추에이터(10)는 제어기(30) 및 감지 장치(50)를 포함한다. 제어기(30)는 자동차의 ECU(Electronic Control Unit)로서, 액추에이터(10)를 제어하여 클러치 작동을 수행하도록 구성된다.
액추에이터(10)는 모터(20)를 더 포함하고, 모터(20)는 케이스(21), 고정자(24) 및 케이스(21)에 설치된 회전자(25)를 포함한다. 제어기(30)는 하우징(31)을 포함한다. 케이스(21)는 하우징(31)의 외부에 연결되고, 모터(20)는 하우징(31) 안에 부분적으로 함입된다. 베어링(213)을 수용하기 위한 베어링 시트(212)는 제어기(30)로부터 떨어진 케이스(21)의 일 측에 배치되고, 베어링(213)은 회전자(25)의 회전축(251)을 지지하는데 이용된다. 본 개시 내용의 실시예에서, 케이스(21)는 주요부를 구비하는데, 케이스(21)의 주요부는 중공 원통이다.
제어기(30)는 하우징(31)에 설치된 회로판(33)을 더 포함한다. 회로판(33)은 그 위에 설치된 다수의 전자 부품들(35)을 구비한다. 제어기(30)는 모터(20)와 감지 장치(50)에 전력을 공급하도록 구성된다. 본 개시 내용의 실시예에서, 제어기(30)의 하우징(31)은 모터(20)로의 연결 및 지지에 이용된다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 하우징(31)은 상부 커버(32)와 하부 커버(34)를 포함하고, 상부 커버(32)와 하부 커버(34)는 수용강(36)을 포함하는 중공체를 형성하도록 조립되고, 회로판(33) 및 다수의 전자 부품들(35)은 수용강(36) 내에 수용된다. (도 5에 도시된 바와 같은) 시일링 링(sealing ring, 37)은 상부 커버(32)와 하부 커버(34)가 연결되는 지점에 배치되고, 시일링 링(37)은 하우징(31)의 수용강(36)을 봉인하는데 이용된다. 시일링 링(37)의 봉인 효과를 보다 잘 발휘하도록 시일링 홈(도면부호 없음)이 하부 커버(34)에 인접한 상부 커버(32)의 일 측에 제공되고, 시일링 홈은 시일링 링(37)을 수용하는데 이용된다. 본 실시예에서, 시일링 홈은 고리 모양이다. 이에 더하여, 접경부(38)는 상부 커버(32)에 인접한 하부 커버(34)의 일 측에 제공된다. 접경부(38)는 시일링 홈 안에 수용되고 시일링 링(37)에 인접한다. 다른 실시예에서, 시일링 홈은 하부 커버(34)에 배치될 수도 있고, 접경부(38)는 상부 커버(32)에 배치되는 것으로 이해될 수 있다.
홈(321)은 회전축(251)에 인접한 상부 커버(32)의 일 측에 배치되고, 회전축(251)의 일 끝단은 홈(321)에 회전 가능하게 수용된다. 감지 장치(50)는 자석(525) 및 센서(526)를 포함한다. 자석(525)은 회전축(251)의 끝단에 설치된다. 센서(526)는 수용강(36)에 배치되고 회로판(33) 상에 설치된다. 센서(526)는 자석(525)과 마주하여, 센서(526)가 자석(525)의 위치 정보를 감지할 수 있다. 바람직하게, 감지 장치(50)는 자기저항 센서이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 홈(321)은 바닥벽(322)을 포함한다. 설치홈(323)은 수용강(36)에 인접한 바닥벽(322)의 일 측에 정의된다. 센서(526)는 설치홈(323)에 수용되어 자석(525)과 센서(526) 간의 거리가 작아진다. 이에 더하여, 설치홈(323)이 형성되는 일부 바닥벽(322)의 두께가 작아져, 자석(525)과 센서(526) 간의 신호 전송 간섭이 줄어든다. 설치홈(323), 홈(321), 자석(525) 및 회전축(251)은 회전축(251)의 축 방향으로 서로 마주보며 배치된다.
도 4를 참고하면, 접합부(mating portion, 325)가 홈(321)이 배치된 상부 커버(32)의 일 측에 배치된다. 하우징(21)은 연결부(214)를 더 포함한다. 연결부(214)는 접합부(325)에 설치된다. 본 개시 내용의 실시예에서, 일부 상부 커버(32)가 부분적으로 안쪽으로 들어가 접합부(325)가 형성된다. 시일링 홈(324)은 접합부(325)에도 형성되고, 시일링 링(26)은 시일링 홈(324; 도 5 참고)에 수용된다. 접합부(325)는 연결부(214)에 연결되고, 시일링 링(26)은 연결부(214)와 접합부(325) 사이에 연결되는 부분을 밀봉한다.
상부 커버(32)에는 관통홀(326)이 더 제공되는데, 관통홀(326)은 홈(321)과 시일링 홈(324) 사이에 배치된다. 모터(20)의 전도성 단자(27)는 관통홀(326)을 통해 회로판(33)에 전기적으로 연결된다.
도 6과 도 7을 참고하면, 감지 장치(50)는 자석(525)을 설치하기 위한 설치 부재(52)를 더 포함한다. 설치 부재(52)의 일 끝단은 회전축(251)에 래칭(latching)되어 회전축(251)과 함께 회전하고, 설치 부재(52)의 다른 끝단은 자석(525)을 설치하는데 이용된다. 본 개시 내용의 실시예에서, 설치 부재(52)는 회전축(251) 상에 래칭하기 위한 래칭부(521)와 자석(525)을 수용하기 위한 수용부(524)를 포함한다. 래칭부(521)의 일 끝단에 고정홈(522)이 제공되고, 회전축(251)의 일 끝단은 고정홈(522)에 유지된다. 특히, 회전축(251)의 일 끝단에 노치(notch, 253)가 제공된다. 고정홈(522)의 단면 형상은 노치(253)가 형성되는 회전축(251) 일 끝단의 단면 형상과 동일하여, 설치 부재(52)가 회전축(251)과 함께 회전한다.
본 개시 내용에서, 액추에이터(10)의 제어기(30)는 하우징(31)을 포함한다. 감지 장치(50)의 자석(525)은 회전축(251)의 일 끝단에 설치된다. 센서(526)는 하우징(31)에 설치되어 센서(526) 고장의 원인이 되는, 물과 같은, 다른 물질들이 센서(526)에 들어가는 것을 방지한다. 게다가, 하우징(31)의 상부 커버(32)는 자석(525)을 마주보는 위치에서 센서(526)를 수용하기 위한 설치홈(323)을 정의하여, 자석(525)과 센서(526) 사이의 하우징(31) 바닥벽(322)의 두께가 더 작아지고, 이로써 방해를 줄인다.
본 출원의 상세한 설명 및 청구항에서, ““포함하다””, ““구성되다”” 및 ““구비하다" 류의 동사들 각각은 포함의 의미로 이용되어, 추가적인 항목이나 특징의 존재를 배제하는 것이 아니라, 언급된 항목이나 특징의 존재를 명시하는 것이다.
명백성을 위해 상이한 실시예들의 맥락에서 설명된 본 발명의 특징들은 하나의 실시예에서 결합되어 제공될 수도 있다. 반대로, 간결성을 위해 하나의 실시예에 대한 맥락에서 설명된 본 발명의 다양한 특징들은 서로 분리되거나 또는 적절히 하부 결합된 형태로 제공될 수도 있다.
이상 설명한 실시예들은 예시적으로 제공된 것일 뿐이고, 첨부된 청구항에 의해 정의된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한, 해당 기술 영역의 통상의 기술자에게 다양한 형태의 다른 변경이 이루어질 수 있음은 자명하다.

Claims (10)

  1. 하우징을 포함한 제어기;
    회전자를 포함하는 모터; 및
    감지 장치를 포함하되,
    상기 회전자는 회전축을 포함하고,
    상기 모터는 상기 하우징의 외부에 설치되며, 상기 감지 장치는 자석과 센서를 포함하고, 상기 자석은 상기 모터의 상기 회전축에 설치되며, 상기 센서는 상기 하우징 내부에 설치되는, 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 안에 수용강이 형성되고, 상기 센서는 상기 수용강 안에 배치되는, 액추에이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 일 측에 홈이 형성되고, 상기 모터는 상기 하우징의 상기 홈에 부분적으로 함입된, 액추에이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 일 측에 홈이 형성되고, 상기 회전축의 일 끝단은 상기 홈 안에 수용되며, 상기 자석은 상기 회전축의 일 끝단에 설치되는, 액추에이터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 감지 장치는 상기 회전축의 일 끝단에 고정된 설치 부재를 더 포함하고, 상기 자석은 상기 홈의 바닥벽을 향하여 상기 설치 부재에 설치되는, 액추에이터.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 회전축을 향하지 않는 상기 홈의 바닥벽의 일 면에 설치홈이 정의되고, 상기 센서는 상기 설치홈에 수용되는, 액추에이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 설치홈, 상기 홈, 상기 자석 및 상기 회전축은 상기 회전축의 축 방향으로 서로 마주보며 배치되는, 액추에이터.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 하우징은 상부 커버와 하부 커버를 포함하되, 상기 상부 커버와 상기 하부 커버는 수용강을 형성하도록 조립되고,
    상기 제어기는 상기 수용강에 수용된 회로판과 상기 회로판에 설치된 다수의 전자 부품을 더 포함하며,
    상기 모터는 상기 상부 커버의 일 측에 설치되는, 액추에이터.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 설치 부재는 상기 회전축 상으로의 래칭을 위한 래칭부 및 상기 자석을 수용하기 위한 수용부를 포함하고,
    상기 래칭부의 일 끝단에 고정홈이 제공되고, 상기 회전축의 일 끝단은 상기 고정홈에 유지되는, 액추에이터.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 액추에이터를 포함하는 전자 클러치 시스템.
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