KR20200081744A - 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터에 관한 것으로서, 변속기의 매뉴얼축에 연결되는 출력축이 회전가능하게 설치되며, 내부에 설치공간이 형성된 하우징과, 상기 하우징에 설치되며, 운전자가 조작하는 입력모듈의 입력신호를 수신하는 제어부와, 상기 하우징의 설치공간에 설치되며, 상기 제어부에 의해 구동되어 상기 출력축을 회전시키는 축 구동부를 구비하고, 상기 하우징은 상기 축 구동부에 제공되는 압입력이 증대될 수 있도록 금속성 소재로 형성되어 있다.
본 발명에 따른 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터는 금속성 소재로 형성된 링 기어에 대응되게 하우징도 금속성 소재로 형성되어 있으므로 링기어를 조립시 하우징이 링기어에 충분한 압입력을 제공할 수 있어 링기어의 고정을 위한 별도의 가공작업이 요구되지 않아 액추에이터를 제조하는데 소요되는 비용 및 인력을 절감할 수 있다.

Description

금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터{Actuator having a housing of a metal material}

본 발명은 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 링 기어가 조립된 하우징이 금속성 소재로 형성된 액추에이터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 자동변속기는 P단, R단, N단, D단, S단과 같은 순서로 작동되는 변속모드를 가지며, 주행시 자동차 속도 등에 따라 변속단이 자동으로 변경되는 자동변속기를 장착한 차량의 경우 운전자가 자동변속기의 변속모드를 운전 상황에 따라 인위적으로 변경시킬 수 있게 하는 변속레버가 설치된다.

자동변속기 차량의 운전자는 변속레버를 조작하여 자동변속기의 변속모드를 운전 상황에 따라 주차(P단), 후진(R단), 중립(N단), 주행(D단) 등의 모드로 선택적으로 조종할 수 있다.

종래에는 운전자가 조작하는 변속레버가 기계적인 메커니즘을 통해 자동변속기에 직결되어 변속레버에 가해진 조작력을 자동변속기에 직접적으로 전달하여 변속모드가 조정되는 팁트로닉 타입의 모드전환장치가 주로 사용되었으나, 이와 같이 기계적 메커니즘을 통해 변속모드가 전환되는 종래 자동변속기용 모드전환장치는 모드 전환시 변속모드 조정에 필요한 힘을 변속레버를 통해 직접 가해야 했기 때문에 운전 편의성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 변속레버가 운전석 옆측의 콘솔 중앙에 설치되기 때문에 자동차 실내공간의 활용도를 떨어뜨리는 요인이되어 왔다.

이로 인해, 약간의 조작력만 가하면 사전 설정된 방향과 변위량으로 조작됨으로써 전자제어장치가 그 이동방향과 변위량 등을 감지한 다음 예컨대 엑츄에이터나 전동모터 등의 작동매체로써 자동변속기의 변속모드를 변경할 수 있도록 구성된 전자제어방식 자동변속기용 변속레버들이 개발된 바 있다.

종래에 엑츄에이터의 경우, 금속성 소재로 형성된 링 기어와 달리 상기 링 기어가 조립되는 하우징은 플라스틱으로 형성되어 있어 링 기어를 하우징에 구속시키기 위한 충분한 압입력이 제공되지 못해 링 기어의 가장자리에 다수의 삽입돌기를 가공하고, 하우징에는 상기 삽입돌기가 삽입되기 위한 삽입홈을 가공해야 하므로 엑츄에이터를 제조하는데 비교적 많은 비용 및 인력이 소요되는 단점이 있다.

공개특허공보 제10-2015-0134881호: 전자식 변속 장치

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 링기어가 조립되는 하우징이 링 기어에 대응되게 금속성 소재로 형성된 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터는 변속기의 매뉴얼축에 연결되는 출력축이 회전가능하게 설치되며, 내부에 설치공간이 형성된 하우징과, 상기 하우징에 설치되며, 운전자가 조작하는 입력모듈의 입력신호를 수신하는 제어부와, 상기 하우징의 설치공간에 설치되며, 상기 제어부에 의해 구동되어 상기 출력축을 회전시키는 축 구동부를 구비하고, 상기 하우징은 상기 축 구동부에 제공되는 압입력이 증대될 수 있도록 금속성 소재로 형성된다.

상기 축 구동부는 상기 하우징 내부에 설치되며, 상기 제어부에 의해 구동하는 구동모터와, 상기 구동모터에 설치되어 상기 구동모터에 의해 회전하는 구동축과, 상기 구동축에 대해 편심 회전할 수 있도록 상기 구동축에 설치된 편심부와, 상기 하우징에 대해 상대회전되는 것이 차단되도록 상기 하우징에 구속되며, 상기 편심부가 인입될 수 있도록 중앙부에 중공이 마련되고, 내측면에 다수의 기어이가 형성되며, 금속성 소재의 링기어와, 상기 링기어의 기어이에 치합될 수 있도록 상기 편심부에 회전가능하게 설치되며, 회전력을 상기 출력축에 전달할 수 있도록 상기 출력축에 연결된 선기어를 구비하고, 상기 하우징은 상기 링기어를 조립시 상기 링기어가 상대회전되는 것을 방지하기 위해 상기 링기어로 압입력이 제공되도록 상기 링기어가 조립되는 위치의 내경이 상기 링기어의 외경 이하로 형성된다.

상기 하우징은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터는 금속성 소재로 형성된 링 기어에 대응되게 하우징도 금속성 소재로 형성되어 있으므로 링기어를 조립시 하우징이 링기어에 충분한 압입력을 제공할 수 있어 링기어의 고정을 위한 별도의 가공작업이 요구되지 않아 액추에이터를 제조하는데 소요되는 비용 및 인력을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터의 축 구동부에 대한 개념도이고,
도 3은 도 1의 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터에 대한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 전자식 변속기용 액추에이터(100)가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 전자식 변속기용 액추에이터(100)는 하우징(150)과, 상기 하우징(150)에 설치되는 제어부(200)와, 제어부(200)에 의해 구동하는 축 구동부(300)를 구비한다.

상기 하우징(150)은 제어부(200)와 축 구동부(300)가 설치될 수 있도록 내부에 설치공간(151)이 형성되어 있으며, 전체적으로 원통형의 형상을 갖는다. 하우징(150)의 일측면에는 출력축(400)이 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 출력축(400)은 도면에 도시되어 있지 않지만, 변속을 위한 변속기의 매뉴얼 축과 연결되어 출력축(400)의 회전에 의해 매뉴얼 축이 회전하면서 변속모드를 조절한다.

또한, 하우징(150)은 타측 외주면에, 운전자가 선택하는 선택모드를 입력하기 위한 입력모듈의 입력신호를 전달할 수 있도록 입력커넥터가 연결되는 커넥터 연결부(220)가 형성되어 있으며, 이 커넥터 연결부(220)를 통해 입력커넥터가 삽입되어 제어부(200)로 입력신호를 전달할 수 있다.

상기 커넥터 연결부(220)를 통해 연결되는 입력커넥터는 입력신호의 전달 뿐 아니라 축 구동부(300)의 구동을 위한 전원을 공급하는 역할을 한다.

여기서, 하우징(150)은 후술되는 축 구동부(300)의 링기어(340)를 조립시 상기 링기어(340)가 상대회전되는 것을 방지하기 위해 링기어(340)로 압입력이 제공되도록 링기어(340)가 조립되는 위치의 내경이 상기 링기어(340)의 외경 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 하우징(150)은 링기어(340)로 충분한 압입력이 인가될 수 있도록 링기어(340)에 대응되게 금속성 소재로 형성된다. 이때, 하우징(150)은 알루미늄이나 알루미늄 합금 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 축 구동부(300)의 구성은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 축 구동부(300)는 제어부(200)에 의해 구동하는 구동모터(310)와, 상기 구동모터(310)에 의해 회전하는 구동축(320)과, 구동축(320)에 연결되는 선기어(330)와, 상기 선기어(330)와 치합될 수 있는 고정된 링기어(340)를 포함한다.

상기 구동축(320)은 일측에, 구동축(320)에 대해 편심 회전하는 편심부(321)가 형성되어 있다. 링기어(340)는 상기 하우징(150)에 대해 상대회전되는 것이 차단되도록 상기 하우징(150)에 구속되는 것으로서, 편심부(321)가 인입될 수 있도록 중앙부에 중공이 마련되며, 내측면에는 상기 선기어(330)가 치합될 수 있도록 다수의 기어이가 원주방향을 따라 상호 이격되게 형성되어 있다. 이때, 링기어(340)는 금속성 소재로 형성되며, 하우징(150) 내부로 압입되어 조립되는 것이 바람직하다.

선기어(330)는 상기 편심부(321)에 회전가능하게 결합되어 구동축(320)의 회전에 의해 편심 회전한다. 선기어(330)는 소정의 반경을 갖는 원판형으로 형성되며, 링기어(340)에 치합될 수 있도록 외주면에 다수의 기어이가 형성되어 있다.

상기 선기어(330)에는 다수의 보스부(331)가 형성되어 있다. 상기 보스부(331)는 선기어(330)에 대해 출력축(400) 방향으로 돌출형성되며, 선기어(330)의 회전중심에 대해 소정의 반경을 갖는 가상의 원형 궤적을 따라 상호 이격되게 배열된다.

출력축(400)은 하우징(150) 내부로 인입된 일단부에 상기 선기어(330)에 연결되는 연결부가 마련되어 있다. 상기 연결부는 도면에 도시되진 않았지만, 소정의 반경을 갖는 원판형으로 형성되며, 선기어(330)의 보스부(331)가 삽입될 수 있도록 다수의 삽입구가 형성되어 있다. 이때, 상기 삽입구는 보스부(331)의 외경보다 더 큰 내경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 출력축(400)은 연결부에 의해 상기 선기어(330)의 보스부(331)에 결합되어 회전력을 전달받아 회전한다.

상기 축 구동부(300)는 구동모터(310)가 구동하면서 구동축(320)이 회전하면, 구동축(320)의 회전력이 편심부(321)에 결합되어 있는 선기어(330)로 전달되고, 고정되어 있는 링기어(340)에 대하여 선기어(330)가 요동운동을 하게 된다. 그리고 선기어(330)의 보스부(331)를 통해 출력축(400)으로 회전력이 전달된다.

상기 제어부(200)는 상술한 것처럼 운전자가 모드 선택을 위한 입력모듈을 통해 입력하는 입력신호를 수신하고, 수신된 입력신호에 따라 축 구동부(300)가 구동하도록 제어한다.

본 발명에 따른 금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터(100)는 금속성 소재로 형성된 링 기어(340)에 대응되게 하우징(150)도 금속성 소재로 형성되어 있으므로 링기어(340)를 조립시 하우징(150)이 링기어(340)에 충분한 압입력을 제공할 수 있어 링기어(340)의 고정을 위한 별도의 가공작업이 요구되지 않아 액추에이터를 제조하는데 소요되는 비용 및 인력을 절감할 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

100: 전자식 변속기용 액추에이터
150: 하우징
151: 설치공간
200: 제어부
220: 커넥터 연결부
300: 축 구동부
310: 구동모터
320: 구동축
321: 편심부
330: 선기어
331: 보스부
340: 링기어

Claims (3)

1. 변속기의 매뉴얼축에 연결되는 출력축이 회전가능하게 설치되며, 내부에 설치공간이 형성된 하우징;
   상기 하우징에 설치되며, 운전자가 조작하는 입력모듈의 입력신호를 수신하는 제어부; 및
   상기 하우징의 설치공간에 설치되며, 상기 제어부에 의해 구동되어 상기 출력축을 회전시키는 축 구동부;를 구비하고,
   상기 하우징은 상기 축 구동부에 제공되는 압입력이 증대될 수 있도록 금속성 소재로 형성된,
   금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 축 구동부는
   상기 하우징 내부에 설치되며, 상기 제어부에 의해 구동하는 구동모터;
   상기 구동모터에 설치되어 상기 구동모터에 의해 회전하는 구동축;
   상기 구동축에 대해 편심 회전할 수 있도록 상기 구동축에 설치된 편심부;
   상기 하우징에 대해 상대회전되는 것이 차단되도록 상기 하우징 내부에 압입되어 구속되며, 상기 편심부가 인입될 수 있도록 중앙부에 중공이 마련되고, 내측면에 다수의 기어이가 형성되며, 금속성 소재의 링기어;
   상기 링기어의 기어이에 치합될 수 있도록 상기 편심부에 회전가능하게 설치되며, 회전력을 상기 출력축에 전달할 수 있도록 상기 출력축에 연결된 선기어;를 구비하고,
   상기 하우징은 상기 링기어를 조립시 상기 링기어가 상대회전되는 것을 방지하기 위해 상기 링기어로 압입력이 제공되도록 상기 링기어가 조립되는 위치의 내경이 상기 링기어의 외경 이하로 형성된,
   금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 하우징은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된,
   금속소재의 하우징을 갖는 액추에이터.
   
   

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