KR20210109922A - 회전식 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 동력원으로부터 제공되는 회전 구동력을 사이클로이드 기어에 의한 감속 구조를 이용하여 감속 전이하여 출력하는 사이클로이드 기어식 감속기로서, 구동축에 대해 입력기어와 출력기어를 복수의 회전지점으로 지지함으로써 부품의 변형 또는 조립 공차에 의해 기인하는 기어 치면간의 앵귤러 미스얼라인먼트 발생을 억제할 수 있는 회전식 액츄에이터를 개시한다.
전술한 회전식 액츄에이터는 구동축의 축 중심에 대해 편심되어 상대 회전이 가능하게 설치되는 입력기어, 상기 입력기어에 외접하고 상기 구동축에 대해 동축상으로 상대 회전이 가능하게 설치되는 출력기어, 및 상기 입력기어와 편심거동 유도부를 매개로 축방향으로 결합되고 하우징에 대해 회전이 구속된 상태로 설치되는 서포트 플레이트를 구비한다.

Description

회전식 액추에이터{Rotary type actuator}

본 발명은 회전식 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이클로이드 기어식 감속기로서 구동축에 대해 입력기어와 출력기어를 복수의 회전지점으로 지지하여 부품의 변형 또는 조립 공차에 의해 기인하는 기어 치면간의 앵귤러 미스얼라인먼트 발생을 억제할 수 있는 회전식 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로 동력원으로부터 발생된 구동력을 출력측인 액추에이터에 제공하는 장치는 회전 구동력을 직선방향으로 전환하여 출력하는 직선식 액추에이터, 회전 구동력을 그대로 출력 전이하는 회전식 액추에이터, 및 직선방향의 구동력을 직선이나 회전방향으로 전이 출력하는 변환형 액추에이터 등을 비롯하여 여러 종류의 다양한 형태로 개발되어 왔다.

특히, 구동력을 출력측으로 전이하는 과정에서 감속장치를 매개로 입력측 회전속도를 감속하여 출력측으로 전이함으로써 입력측 토크를 배가시켜 출력측으로 제공할 수 있는 회전식 감속형 액추에이터의 개발도 함께 수행되고 있는 실정이다.

일례로, 직선 출력형 액추에이터는 전동모터로부터 발생된 회전 구동력을 볼 스크류와 같은 변환기구를 이용하여 직선방향으로 작동력을 출력하는 것이고, 회전식 액추에이터는 전동모터로부터 발생된 회전 구동력을 감속기와 같은 토오크 증진기구를 매개로 배력하여 출력하는 것이며, 변환형 액추에이터는 리니어모터를 이용하여 직선방향 구동력을 출력측에 그대로 전달하거나, 전동모터로부터 발생된 회전 구동력을 출력측에 그대로 전달하는 것이다.

그러나 종래 회전식 액추에이터에서는 구성부품들을 수용하는 하우징이 좌우로 분할되고, 각각의 하우징 내부에 구동축과 입력기어 및 출력기어가 각각 베어링을 매개로 회전 가능하게 설치되는 데, 특히 로터 베어링은 모터 하우징에 고정되고 기어 베어링은 기어 하우징에 고정되어 있다. 이 경우, 두 개의 하우징에 각각 구비되는 베어링 장착부는 구동축의 축 중심에 대해 정확하게 일치하지 못하게 되는 제조 공차를 가지게 된다.

또한, 종래 회전식 액츄에이터에서는 조립성을 용이하게 하기 위해 두 개의 하우징에 설정되는 베어링 장착부에 대한 조립 공차를 설정하게 된다.

이 결과, 종래 회전식 액츄에이터는 입력기어와 출력기어 사이에서 기어 치면간의 미스얼라인먼트 발생시 이상 접촉에 따른 소음이 유발될 뿐만 아니라, 치형부의 이상 마모에 따른 부품의 내구 성능의 저하가 야기되는 문제점이 있다.

특허출원 제10-2019-0049048호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 모터 동력원으로부터 제공되는 회전 구동력을 사이클로이드 기어에 의한 감속 구조를 이용하여 감속 전이하여 출력하는 사이클로이드 기어식 감속기로서, 구동축에 대해 입력기어와 출력기어를 복수의 회전지점으로 지지함으로써 부품의 변형 또는 조립 공차에 의해 기인하는 기어 치면간의 앵귤러 미스얼라인먼트 발생을 억제할 수 있는 회전식 액츄에이터를 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 전동모터의 로터코어와 동축상으로 설치되는 구동축, 상기 구동축의 축 중심에 대해 편심되어 상대 회전이 가능하게 설치되는 입력기어, 상기 입력기어에 외접하고 상기 구동축에 대해 동축상으로 상대 회전이 가능하게 설치되는 출력기어, 및 상기 입력기어와 편심거동 유도부를 매개로 축방향으로 결합되어 상기 입력기어의 편심 회전에 대해 반력을 제공하여 상기 출력기어의 감속 회전을 유도하고 하우징에 대해 회전이 구속된 상태로 설치되는 서포트 플레이트를 구비한다.

본 발명에 있어, 상기 입력기어와 상기 출력기어는 각각의 내주면이 상기 구동축의 외주면에 대해 각각 복수의 회전지점을 매개로 회전 가능하게 지지되고, 상기 구동축과 상기 출력기어는 각각의 외주면이 상기 하우징에 대해 각각 단일의 회전지점을 매개로 회전 가능하게 지지되도록 구성된다.

본 발명에 있어, 상기 구동축은 상기 로터코어와의 축결합을 위한 기준축부, 상기 기준축부의 일측에서 상기 입력기어의 편심 설치를 위한 편심축부, 상기 편심축부의 일측에서 상기 출력기어의 동축 설치를 위한 장착축부, 및 상기 기준축부의 타측에서 상기 하우징에 대한 동축 설치를 위한 설치축부를 구비한다.

본 발명에 있어, 상기 입력기어는 상기 구동축의 편심축부에 대한 편심 설치를 위해 축방향으로 연장되는 보스부를 구비하고, 상기 출력기어는 상기 구동축의 장착축부에 대한 동축 설치를 위해 축방향으로 연장되는 보스부를 구비한다.

본 발명에 있어, 상기 복수의 회전지점은 상기 구동축의 편심축부의 외주면과 상기 입력기어의 보스부의 내주면 사이에 설치되는 제1베어링, 및 상기 구동축의 장착축부의 외주면과 상기 출력기어의 보스부의 내주면 사이에 설치되는 제2베어링으로 구성되고, 상기 제1베어링과 상기 제2베어링은 각각 복열 구조의 복열 베어링으로 이루어진다.

본 발명에 있어, 상기 단일의 회전지점은 상기 구동축의 설치축부의 외주면과 모터 하우징 사이에 설치되는 제3베어링, 및 상기 출력기어의 보스부의 외주면과 기어 하우징 사이에 설치되는 제4베어링으로 구성되고, 상기 제3베어링과 상기 제4베어링은 각각 단열 구조의 단열 베어링으로 이루어진다.

본 발명에 있어, 상기 편심거동 유도부는 상기 입력기어에서 상기 서포트 플레이트를 향해 방사형 구조로서 축방향으로 돌출되는 복수의 축방향 결합돌기, 및 상기 서포트 플레이트에서 상기 축방향 결합돌기와의 수용 가능한 결합을 위해 방사형 구조로 구비되는 축방향 관통구멍으로 구성되되, 상기 축방향 관통구멍의 내경은 상기 축방향 결합돌기의 외경 보다 크게 설정되도록 구성된다.

본 발명에 있어, 상기 서포트 플레이트는 상기 하우징에 대한 회전 구속을 위해 전 둘레부위에 걸쳐 반경방향 외측으로 돌출되는 구속돌기를 구비한다.

본 발명은 상기 구동축과 상기 출력기어에 대한 회전위치를 검출하는 센싱부를 더 포함하고, 상기 센싱부는 상기 구동축의 축 중심부위에 설치되어 일체로 회전하는 입력측 마그넷, 상기 입력측 마그넷과 대향하는 위치에 배치되어 상기 구동축의 회전위치를 검출하는 입력측 검출센서, 상기 출력기어의 반경방향 외측에 설치되어 일체로 회전하는 출력측 마그넷, 및 상기 출력측 마그넷과 대향하는 위치에 배치되어 상기 출력기어의 회전위치를 검출하는 출력측 검출센서를 구비한다.

본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터는 모터 동력원으로부터 제공되는 회전 구동력을 사이클로이드 기어에 의한 감속 구조를 이용하여 감속 전이하여 출력할 수 있는 사이클로이드 기어식 감속기에 적용되는 것으로, 전동모터의 구동축에 대해 사이클로이드 기어의 입력기어와 출력기어를 각각 복수의 회전지점을 매개로 안정적으로 지지할 수 있으므로, 제조 및 조립 공차를 비롯하여 부품의 변형으로부터 기인하는 기어 치면간의 앵귤러 미스얼라인먼트 발생을 억제하고, 이를 통해 감속기의 소음 및 내구성 측면에서 강건한 효과를 제공하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터는 사이클로이드 기어에 의한 감속 전후부위에 대한 회전위치를 개별적으로 보다 정확하게 검출할 수 있으므로, 동작 대상물에 대한 작동 제어를 더욱 정밀하게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전식 액추에이터의 내부 구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터의 내부 주요 구성부위만을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터의 주요 구성부위에 대한 결합관계를 설명하기 위해 주요 구성부품들을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터에서 입력기어와 출력기어의 기어 치면간에서 발생하는 앵귤러 미스얼라인먼트가 억제되는 상태를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 2를 참조로 하면, 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터는 모터 동력원과 사이클로이드 기어에 의한 감속 구조를 이용하여 모터로부터 발생된 회전 구동력을 출력측에 감속 전이하여 출력하도록 구성된다.

이를 위해, 회전식 액추에이터는 도 2 내지 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 액추에이터를 구성하는 하우징(10), 상기 하우징(10)의 내부에 수용되는 전동모터(20), 상기 전동모터(20)에 의해 회전 구동되는 구동축(30), 상기 구동축(30)의 축 중심에 대해 편심되게 축결합되는 입력기어(40), 상기 구동축(30)의 축 중심에 대해 동축상으로 설치되어 상기 입력기어(40)와 편심되게 치결합되는 출력기어(50), 및 상기 하우징(10)에 대해 회전이 구속된 상태로 설치되어 상기 입력기어(40)의 회전에 반력을 제공하는 서포트 플레이트(60)를 포함하여 구성된다.

상기 하우징(10)은 도 2를 기준으로 조립의 편의를 위해 좌우로 분할되어 조립되는 모터 하우징(12)과 기어 하우징(14)으로 구성된다. 이 경우, 상기 모터 하우징(12)은 상기 구동축(30)의 일부와 상기 전동모터(20)를 내부에 수용하고, 상기 기어 하우징(14)은 상기 구동축(30)의 나머지 일부와 상기 입력기어(40)와 상기 출력기어(50)를 내부에 수용하도록 구성된다. 또한, 상기 하우징(10)은 일측에 상기 전동모터(20)로 작동전원의 공급을 위한 커넥터 형태의 전기접속부(16)를 갖추도록 구성된다. 또한, 상기 하우징(10)은 내부에 회전식 액추에이터에 대한 전 구성요소를 장착하기 위한 적정의 공간부를 형성하도록 구성된다.

상기 전동모터(20)는 상기 하우징(10)의 내부에서 고정 설치되는 스테이터코어(21), 및 상기 스테이터코어(21)의 내주면에 대해 회전 가능하게 설치되어 동작전원의 공급에 따른 자화시 고속으로 회전하는 로터코어(22)를 포함하여 구성된다. 이 경우, 상기 구동축(30)은 상기 로터코어(22)에 대해 일체로 회전 가능하게 설치된다.

상기 구동축(30)은 상기 로터코어(22)의 축 중심에 대해 내부로 삽입되는 구조로 조립된다. 즉, 상기 구동축(30)은 상기 로터코어(22)와 동축상으로 배치되어 상기 전동모터(20)의 회전시 상기 로터코어(22)와 함께 회전하게 된다.

여기서, 상기 구동축(30)은 상기 전동모터(20)의 로터코어(22)와의 축결합을 위한 기준축부(31), 상기 기준축부(31)의 일측에서 상기 입력기어(40)의 편심 설치를 위해 축방향으로 연장되는 편심축부(32), 상기 편심축부(32)의 일측에서 상기 출력기어(50)의 상대 회전이 가능한 동축 설치를 위해 축방향으로 연장되는 장착축부(33), 및 상기 기준축부(31)의 타측에서 상기 하우징(10) 중에서 모터 하우징(12)에 대한 회전 가능한 동축 설치를 위해 축방향으로 연장되는 설치축부(34)를 일체로 구비하도록 구성된다.

이 경우, 상기 편심축부(32)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기준축부(31)로부터 반경방향으로 돌출되는 두께를 서로 달리하는 비대칭 형상으로 구성된다. 즉, 상기 편심축부(32)는 상기 기준축부(31)에 대해 최소 돌출부위와 최대 돌출부위를 포함하여 전체적으로 연속적인 두께 변화를 수반하는 프로파일을 가지는 일종의 캠 구조물의 형태로 이루어진다.

또한, 상기 장착축부(33)는 상기 편심축부(32)의 일측에서 일체로 연장되어 상기 출력기어(50)를 외주면에 설치하도록 구성된다. 이 경우, 상기 장착축부(33)는 상기 편심축부(32)에 비해 직경이 확장 또는 축소되는 형태이거나, 동일한 직경을 가지도록 구성될 수 있을 것이다.

또한, 상기 편심축부(32)는 외주면에 설치되는 제1베어링(71)을 매개로 상기 입력기어(40)의 내주면을 상대 회전이 가능한 상태로 지지하도록 설치된다. 이 경우, 상기 제1베어링(71)은 상기 입력기어(40)의 내주면을 적어도 2점 이상의 부위에서 회전 지지할 수 있는 복열 구조의 복열 베어링으로 이루어져 복수의 회전지점을 설정하도록 구성되는 것이 바람직할 것인 데, 이는 상기 입력기어(40)와 상기 출력기어(50) 사이의 기어 치면간에서 발생할 수 있는 앵귤러 미스얼라인먼트를 효과적으로 억제하기 위함인 것이다.

또한, 상기 장착축부(33)는 외주면에 설치되는 제2베어링(72)을 매개로 상기 출력기어(50)의 내주면을 상대 회전이 가능한 상태로 지지하도록 설치된다. 이 경우, 상기 제2베어링(72)은 상기 출력기어(50)의 내주면을 적어도 2점 이상의 부위에서 회전 지지할 수 있는 복열 구조의 복열 베어링으로 이루어져 복수의 회전지점을 설정하도록 구성되는 것이 바람직할 것인 데, 이는 상기 입력기어(40)와 상기 출력기어(50) 사이의 기어 치면간에서 발생할 수 있는 앵귤러 미스얼라인먼트를 효과적으로 억제하기 위함인 것이다.

또한, 상기 설치축부(34)는 외주면에 설치되는 제3베어링(73)을 매개로 상기 모터 하우징(12)에 대해 회전 가능한 상태로 지지되도록 설치된다. 이 경우, 상기 제3베어링(73)은 상기 모터 하우징(12)에 대해 상기 설치축부(34)를 1점 부위에서 회전 지지할 수 있는 단열 구조의 단열 베어링으로 이루어져 단일의 회전지점을 설정하도록 구성되는 것이 바람직할 것인 데, 이는 상기 입력기어(40)와 상기 출력기어(50) 사이의 기어 치면간에서 발생할 수 있는 앵귤러 미스얼라인먼트를 효과적으로 억제하기 위함인 것이다.

또한, 상기 출력기어(50)는 외주면에 설치되는 제4베어링(74)을 매개로 상기 기어 하우징(14)에 대해 회전 가능한 상태로 지지되도록 설치된다. 이 경우, 상기 제4베어링(74)은 상기 기어 하우징(14)에 대해 상기 출력기어(50)를 1점 부위에서 회전 지지할 수 있는 단열 구조의 단열 베어링으로 이루어져 단일의 회전지점을 설정하도록 구성되는 것이 바람직할 것인 데, 이는 상기 입력기어(40)와 상기 출력기어(50) 사이의 기어 치면간에서 발생할 수 있는 앵귤러 미스얼라인먼트를 효과적으로 억제하기 위함인 것이다.

상기 입력기어(40)는 상기 구동축(30)의 편심축부(32) 외주면에 대해 상대 회전이 가능하게 설치되는 것으로, 상기 구동축(30)의 편심축부(32)에 대한 상대 회전을 위한 제1베어링(71)의 동축 설치를 위해 축방향으로 길게 연장되는 보스부(41)를 내측부위에 구비한다. 이 경우, 상기 입력기어(40)는 상기 출력기어(50)의 축중심에 대해 편심된 상태에서 내접하는 사이클로이드 기어로 구성된다.

즉, 상기 입력기어(40)의 치형부는 상기 출력기어(50)의 치형부와 편심된 위치에서 치결합되는 구조로 이루어진다. 이에 따라, 상기 구동축(30)의 회전속도 대비 상기 입력기어(40)의 회전속도는 감속되어 상기 출력기어(50)를 통해 외부로 출력되는 감속 전이의 구조를 구현하게 된다.

또한, 상기 입력기어(40)는 일측면에 상기 서포트 플레이트(60)를 향해 방사형 구조로서 축방향으로 길게 돌출되는 복수의 축방향 결합돌기(42)를 상기 보스부(41)와 함께 일체로 구비하도록 구성된다.

또한, 상기 입력기어(40)는 외주면의 전 둘레부위에 걸쳐 상기 출력기어(50)와의 내접에 의한 치결합을 위해 치형부를 형성하도록 구성된다.

상기 출력기어(50)는 상기 입력기어(40)에 외접하면서 상기 구동축(30)의 장착축부(33)에 대해 상대 회전이 가능하게 설치되는 것으로, 상기 구동축(30)의 장착축부(33)에 대한 상대 회전을 위한 제2베어링(72)의 동축 설치를 위해 축방향으로 길게 연장되는 보스부(51)를 내측부위에 구비한다. 이 경우, 상기 출력기어(50)는 상기 입력기어(40)와 외접하는 사이클로이드 기어로 구성된다.

또한, 상기 출력기어(50)는 상기 보스부(51)로부터 축방향으로 길게 연장되어 출력부재와의 결합을 위한 접속부(52)를 상기 보스부(51)와 함께 일체로 구비하도록 구성된다.

또한, 상기 출력기어(50)는 반경방향 외측에 위치한 내주면의 전 둘레부위에 걸쳐 상기 입력기어(40)의 치형부와 치결합되는 치형부를 갖추도록 구성된다.

상기 서포트 플레이트(60)는 중공 형상의 부재로서 상기 기어 하우징(14)에 대해 회전이 구속된 상태로 설치되는 것으로, 상기 입력기어(40)와 편심거동 유도부를 매개로 축방향으로 결합되어 상기 입력기어(40)의 편심 회전에 대해 반력을 제공하여 상기 출력기어(50)의 감속 회전을 유도하도록 구성된다.

이를 위해, 상기 서포트 플레이트(60)는 상기 입력기어(40)를 향해 방사형 구조로 형성되는 축방향 관통구멍(61)을 갖추도록 구성된다. 즉, 상기 서포트 플레이트(60)의 축방향 관통구멍(61)은 상기 입력기어(40)의 축방향 결합돌기(42)를 내부에 수용하는 구성요소에 해당하는 것이다. 이 경우, 상기 서포트 플레이트(60)의 축방향 관통구멍(61)은 상기 입력기어(40)의 축방향 결합돌기(42)와의 수용 가능한 결합을 위해 상기 축방향 관통구멍(61)의 내경은 상기 축방향 결합돌기(42)의 외경 보다 크게 설정되도록 구성된다.

또한, 상기 서포트 플레이트(60)는 상기 기어 하우징(14)에 대한 회전 구속을 위해 전 둘레부위에 걸쳐 반경방향 외측으로 돌출되는 복수의 구속돌기(62)를 구비하도록 구성된다.

즉, 본 발명의 실시예에 있어, 상기 편심거동 유도부는 상기 입력기어(40)에서 상기 서포트 플레이트(60)를 향해 방사형 구조로서 축방향으로 돌출되는 복수의 축방향 결합돌기(42), 및 상기 서포트 플레이트(60)에서 상기 축방향 결합돌기(42)와의 수용 가능한 결합을 위해 방사형 구조로 구비되는 축방향 관통구멍(61)으로 구성되는 것이다.

또한, 상기 서포트 플레이트(60)는 별도의 중공형 마운팅 플레이트(63)를 매개로 상기 기어 하우징(14)에 대해 회전이 구속된 상태로 설치될 수 있는 데, 이 경우에는 상기 마운팅 플레이트(63)는 내주면에 상기 구속돌기(62)와의 결합을 위해 대응하는 위치에 복수의 구속홈(64)을 갖추도록 구성될 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터는 상기 구동축(30)과 상기 출력기어(50)의 각각에 대한 회전위치를 검출하는 센싱부(80)를 더 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 센싱부(80)는 상기 구동축(30)의 축 중심부위에 설치되어 일체로 회전하는 입력측 마그넷(81), 상기 입력측 마그넷(81)과 적정의 거리를 두고 이격되어 대향하는 위치에 배치되어 상기 구동축(30)의 회전위치를 검출하는 입력측 검출센서(82), 상기 출력기어(50)의 반경방향 외측에 설치되어 일체로 회전하는 출력측 마그넷(83), 및 상기 출력측 마그넷(83)과 적정의 거리를 두고 이격되어 대향하는 위치에 배치되어 상기 출력기어(50)의 회전위치를 검출하는 출력측 검출센서(84)를 구비한다.

즉, 상기 센싱부(80)는 상기 입력측 검출센서(82)를 통해 검출되는 상기 구동축(30)의 회전속도와 상기 출력측 검출센서(84)를 통해 검출되는 상기 출력기어(50)의 회전속도에 대한 각각 신호를 입력받아 이를 외부로 출력하는 제어기 PCB를 갖춘 구성으로 이루어진다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터는 외부로부터 제공되는 동작전원에 의해 전동모터(20)의 작동이 개시되면, 구동축(30)은 로터코어(22)와 연동하여 고속으로 회전하게 된다. 이 과정에서 구동축(30)의 편심축부(32)에 설치된 입력기어(40)는 출력기어(50)와의 편심 치결합에 의해 로터코어(22)의 회전속도를 감속 전이하여 출력하게 되는 데, 이는 입력기어(40)의 회전이 하우징(10)에 대해 회전이 구속된 상태로 설치되는 서포트 플레이트(60)에 의해 반력요소로서 저지될 수 있기 때문에 기인하는 것이다. 즉, 입력기어(40)의 축방향 결합돌기(42)가 서포트 플레이트(60)의 축방향 관통구멍(61) 내주면 전 부위에 걸쳐 회전하면서 국부적으로 접촉함에 따라 기인하는 반력을 제공받을 수 있기 때문이다.

이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터는 전동모터(20)로부터 제공되는 회전 구동력을 사이클로이드 기어로 구성되는 입력기어(40)와 출력기어(50) 사이의 치결합에 의한 감속 구조를 이용하여 외부로 감속 전이할 수 있으므로 자동차의 Shift By Wire 시스템 작동에 필요로 하는 동력원으로 활용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터는 전동모터(20)의 구동축(30)의 편심축부(32)와 장착축부(33)에 대해 입력기어(40)와 출력기어(50)가 각각 제1베어링(71)과 제2베어링(72)으로 이루어지는 복수의 회전지점을 매개로 안정적으로 지지될 수 있으므로, 제조 및 조립 공차를 비롯하여 부품의 변형으로부터 기인하는 기어 치면간의 앵귤러 미스얼라인먼트 발생을 억제할 수 있게 된다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 회전식 액츄에이터가 정상적으로 조립될 경우에는 구동축(30)과 출력기어(50)가 모두 하우징(10)의 중심축선(A)에 대해 일렬로 정렬되어 정상적인 감속 전이를 구현할 수 있으나, 비정상적으로 조립되어 하우징(10)의 중심축선(A)에 대해 구동축(30)과 출력기어(50)의 중심축선(B)이 어긋나게 되는 앵귤러 미스얼라인먼트의 발생시에도 입력기어(40)와 출력기어(50)는 각각 구동축(30)의 편심축부(32)와 장착축부(33)에 대해 제1베어링(71)과 제2베어링(72)에 의한 복수의 회전지점을 매개로 안정적으로 지지되어 입력기어(40)의 치형부와 출력기어(50)의 치형부 사이의 기어 치면간 접촉을 균일하면서도 안정적인 치결합 상태(X)로 유지할 수 있으므로, 입력기어(40)와 출력기어(50)의 치면간 이상 접촉에 따른 소음 및 마모 발생을 최소화할 수 있게 되고, 이를 통해 회전식 액츄에이터의 내구 수명을 안정적으로 확보할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 회전식 액추에이터는 전동모터(20)로부터 구동축(30)으로 제공되는 회전 구동력이 입력기어(40)와 출력기어(50) 사이의 치결합에 의해 외부로 감속 전이되는 과정에서 센싱부(80)를 매개로 입력측인 구동축(30)과 출력측인 출력기어(50)의 각각에 대한 회전위치를 실시간으로 검출할 수 있게 된다.

즉, 센싱부(80)는 입력측 마그넷(81)과 입력측 검출센서(82)의 상호 작용에 의해 구동축(30)에 대한 회전위치를 정밀하게 검출할 수 있게 된다. 또한, 센싱부(80)는 출력측 마그넷(83)과 출력측 검출센서(84)의 상호 작용에 의해 출력기어(50)에 대한 회전위치를 정밀하게 검출할 수 있게 된다. 이 결과, 본 발명은 액추에이터에 의한 동작 대상물에 대한 작동 제어의 수행에 있어 보다 정밀한 동작 제어를 구현할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10-하우징 12-모터 하우징
14-기어 하우징 16-전기접속부
20-전동모터
21-스테이터코어 22-로터코어
30-구동축
31-기준축부 32-편심축부
33-장착축부 34-설치축부
40-입력기어
41-보스부 42-축방향 결합돌기
50-출력기어
51-보스부 52-접속부
60-서포트 플레이트
61-축방향 관통구멍 62-구속돌기
63-마운팅 플레이트 64-구속홈
71-제1베어링 72-제2베어링
73-제3베어링 74-제4베어링
80-센싱부
81-입력측 마그넷 82-입력측 검출센서
83-출력측 마그넷 84-출력측 검출센서

Claims (10)

1. 전동모터의 로터코어와 동축상으로 설치되는 구동축;
   상기 구동축의 축 중심에 대해 편심되어 상대 회전이 가능하게 설치되는 입력기어;
   상기 입력기어에 외접하고 상기 구동축에 대해 동축상으로 상대 회전이 가능하게 설치되는 출력기어; 및
   상기 입력기어와 편심거동 유도부를 매개로 축방향으로 결합되고 하우징에 대해 회전이 구속된 상태로 설치되는 서포트 플레이트를 구비하는 회전식 액츄에이터.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 입력기어와 상기 출력기어는 상기 구동축에 대해 각각 복수의 회전지점을 매개로 회전 가능하게 지지되고, 상기 구동축과 상기 출력기어는 상기 하우징에 대해 각각 단일의 회전지점을 매개로 회전 가능하게 지지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 액츄에이터.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 구동축은
   상기 로터코어와의 축결합을 위한 기준축부;
   상기 입력기어의 편심 설치를 위한 편심축부;
   상기 출력기어의 동축 설치를 위한 장착축부; 및
   상기 하우징에 대한 동축 설치를 위한 설치축부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전식 액츄에이터.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 입력기어는 상기 구동축의 편심축부에 대한 편심 설치를 위해 축방향으로 연장되는 보스부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전식 액츄에이터.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 출력기어는 상기 구동축의 장착축부에 대한 동축 설치를 위해 축방향으로 연장되는 보스부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전식 액츄에이터.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 복수의 회전지점은 상기 구동축의 편심축부의 외주면과 상기 입력기어의 보스부의 내주면 사이에 설치되는 제1베어링, 및 상기 구동축의 장착축부의 외주면과 상기 출력기어의 보스부의 내주면 사이에 설치되는 제2베어링으로 구성되고, 상기 제1베어링과 상기 제2베어링은 각각 복열 구조의 복열 베어링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전식 액츄에이터.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 단일의 회전지점은 상기 구동축의 설치축부의 외주면과 모터 하우징 사이에 설치되는 제3베어링, 및 상기 출력기어의 보스부의 외주면과 기어 하우징 사이에 설치되는 제4베어링으로 구성되고, 상기 제3베어링과 상기 제4베어링은 각각 단열 구조의 단열 베어링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전식 액츄에이터.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 편심거동 유도부는 상기 입력기어에서 상기 서포트 플레이트를 향해 방사형 구조로서 축방향으로 돌출되는 복수의 축방향 결합돌기, 및 상기 서포트 플레이트에서 상기 축방향 결합돌기와의 수용 가능한 결합을 위해 방사형 구조로 구비되는 축방향 관통구멍으로 구성되되, 상기 축방향 관통구멍의 내경은 상기 축방향 결합돌기의 외경 보다 크게 설정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 액츄에이터.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 서포트 플레이트는 상기 하우징에 대한 회전 구속을 위해 반경방향 외측으로 돌출되는 구속돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전식 액츄에이터.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동축과 상기 출력기어에 대한 회전위치를 검출하는 센싱부를 더 포함하고,
    상기 센싱부는
    상기 구동축의 축 중심부위에 설치되어 일체로 회전하는 입력측 마그넷;
    상기 입력측 마그넷과 대향하는 위치에 배치되어 상기 구동축의 회전위치를 검출하는 입력측 검출센서;
    상기 출력기어의 반경방향 외측에 설치되어 일체로 회전하는 출력측 마그넷; 및
    상기 출력측 마그넷과 대향하는 위치에 배치되어 상기 출력기어의 회전위치를 검출하는 출력측 검출센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전식 액츄에이터.
    

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