KR20230068772A - Sbw 액추에이터 - Google Patents

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KR20230068772A
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서영택
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주식회사 현대케피코
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    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
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Abstract

로터와 샤프트 간의 조립이 안정적으로 이루어지는 SBW 액추에이터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 SBW 액추에이터는, 수평면상에서의 단면이 다각형으로 형성되는 샤프트 및 중앙부에 형성된 홀을 통해 상기 샤프트에 삽입되는 로터를 포함하고, 상기 홀의 형상은 상기 샤프트의 수평면상에서의 단면의 형상과 대응되는 것을 특징으로 한다.

Description

SBW 액추에이터{SBW ACTUATOR}
본 발명은 SBW 액추에이터에 관한 것으로서, 상세하게는 로터와 샤프트 간의 조립이 안정적으로 이루어지는 SBW 액추에이터에 관한 것이다.
와이어 등 기계적인 링크 구조를 이용하는 기계적 변속 레버 시스템과 달리, 전동식 변속 레버 시스템은 전기적인 신호를 이용하여 변속을 수행한다.
구체적으로, 전동식 변속 레버 시스템은 변속 레버 조작 정보를 전기적으로 전달하여 모터를 회전시킴으로써 변속단을 전환하는 시스템으로, 변속 충격과 진동이 작아 이를 채택하는 차량이 점차 증가하고 있는 실정이다.
변속기의 변속 조작부를 전자 제어화시킨 SBW(Shift-By-Wire)는 기계적으로 움직이던 기구부를 모두 전기로 제어하고, 기존의 SBC(Shift-By-Cable) 방식에 비해 기구적 작동부(케이블, 기계식 매뉴얼 밸브)가 없으므로, 변속기의 중량이 줄고 레이아웃 구성이 용이한 장점을 가지고 있다.
종래 기술에 따른 SBW 시스템은 운전자의 변속의지를 제어기를 통해 SBW 액추에이터에 전달하고, 액추에이터와 직결된 감속기 및 변속 출력단의 매뉴얼 샤프트측으로 그 최종 조작력을 전달한다.
SBW 액추에이터는 모터, 로터 샤프트, 로터 마그넷을 포함하고, SBW 액추에이터에는 감속기 및 매뉴얼 샤프트가 결합될 수 있다.
한편, 전술한 SBW 액추에이터는 로터 샤프트의 외경부와 모터 중 로터 내경부가 원형으로 구성되어 있으나, 그 제조 공법상 진원 확보가 불가능하여 널링 등의 추가적인 공법을 통해 로터 샤프트와 로터의 조립성을 확보하고 있다. 이 경우, 치수의 잘못된 선정이 이루어지거나, 압입 오류 등으로 인한 슬립 발생으로 인해 SBW 액추에이터의 품질이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
일본공개특허공보 제2005-282601호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 로터와 샤프트 간의 조립이 안정적으로 이루어지는 SBW 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 SBW 액추에이터는, 수평면상에서의 단면이 다각형으로 형성되는 샤프트 및 중앙부에 형성된 홀을 통해 상기 샤프트에 삽입되는 로터를 포함하고, 상기 홀의 형상은 상기 샤프트의 수평면상에서의 단면의 형상과 대응되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 샤프트는 상기 샤프트의 외측면을 따라 반경방향으로 돌출되어 형성되고, 상기 로터의 제 1 면을 축방향으로 지지하는 단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 단부는 중앙부가 상기 샤프트에 삽입되는 베어링의 외륜부에 맞닿는 제 1 단부 및 상기 제 1 단부보다 반경방향으로 더 돌출되어 형성되고, 상기 제 1 단부와 연결되며, 상기 로터의 제 1 면에 맞닿는 제 2 단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 샤프트는, 상기 로터의 제 1 면과 축방향으로 대향되는 상기 로터의 제 2 면 측에서 상기 샤프트의 외측면을 따라 반경방향으로 돌출되어 형성되는 돌기부를 더 포함하고, 상기 돌기부는 상기 로터의 제 2 면을 축방향으로 지지하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 축방향에 대해서, 상기 돌기부와 상기 로터의 제 2 면 사이에 배치되고, 중앙부가 상기 샤프트에 삽입되는 플레이트부 및 축방향에 대해서, 상기 플레이트부와 상기 로터의 제 2 면 사이에 배치되고, 중앙부가 상기 샤프트에 삽입되는 탄성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 돌기부는 상기 로터의 제 2 면 방향으로 경사지게 돌출되어 형성되고, 상기 돌기부는 상기 플레이트부의 중앙부 부근 둘레를 따라 축방향으로 돌출되어 형성된 돌출부와 축방향으로 맞닿는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 탄성부는 상기 플레이트부를 상기 돌기부 쪽으로 축방향에 대해 탄성 지지하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 샤프트, 상기 로터, 상기 플레이트부, 상기 탄성부 및 상기 베어링을 내부에 수용하는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
본 발명의 액추에이터에 따르면, 종래 기술과 달리 샤프트의 수평면상에서의 단면이 다각형으로 형성되므로, 로터가 삽입되는 샤프트의 외경부와 모터 중 로터의 내경부가 원형으로 구성되어 발생할 수 있는 슬립 발생 및 널링 등의 추가적인 공법이 요구되지 않는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 액추에이터에 따르면, 로터를 샤프트에 대해 반경방향으로 구속할 수 있어, 로터로부터 발생된 토크가 샤프트를 통해 외부로 안정적으로 전달이 가능하다.
또한, 본 발명의 액추에이터에 따르면, 샤프트의 단부에 의해 로터의 하부면이 지지되고, 샤프트의 돌기부, 플레이트부 및 탄성부에 의해 로터의 상부면이 지지되므로 로터가 샤프트에 결합된 상태에서 축방향으로의 이동이 구속될 수 있고, 이에 따라 로터와 샤프트 간의 안정적인 조립이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 SBW 액추에이터의 예시적인 형상을 나타낸 도면이다.
도 2는 SBW 액추에이터의 단면 중 일부분을 나타낸 도면이다.
도 3은 SBW 액추에이터에 구비된 샤프트의 돌기부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 SBW 액추에이터를 도 2의 B 방향에서 본 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 SBW 액추에이터의 예시적인 형상을 나타낸 도면이고, 도 2는 SBW 액추에이터의 단면(도 1의 A-A' 방향 단면) 중 일부분을 나타낸 도면이며, 도 3은 SBW 액추에이터에 구비된 샤프트(20)의 돌기부(24)를 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4는 SBW 액추에이터를 도 2의 B 방향에서 본 도면이다. 이 때, 도 1에 도시된 액추에이터(100)의 외부 형상은 일 예시로서, 본 발명의 액추에이터(100)는 도 1에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 액추에이터(100)는 하우징(10), 샤프트(20), 로터(30), 플레이트부(40), 탄성부(50) 및 베어링(60)을 포함한다. 일례로서, 하우징(10)은 샤프트(20), 로터(30), 플레이트부(40), 탄성부(50) 및 베어링(60)을 내부에 수용할 수 있다.
상기 샤프트(20)는 스테이터(미도시) 및 로터(30)를 포함하는 모터로부터 발생된 토크를 감속기(미도시, 예 : 드라이브 기어 등을 포함)에 전달할 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 로터(30)는 중앙부에 형성된 홀(32)을 통해 샤프트(20)에 삽입될 수 있다.
이 때, 샤프트(20)는 도 4에 도시된 바와 같이 수평면상에서의 단면이 다각형으로 형성될 수 있고, 로터(30)의 홀(32)의 형상은 샤프트(20)의 수평면상에서의 단면의 형상과 대응될 수 있다. 예시적으로, 샤프트(20)의 수평면상에서 단면 형상은 도 4에 도시된 바와 같이 사각형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 삼각형, 오각형 또는 육각형 등으로 형성되는 것도 가능하다.
상기 구성에 의해 종래 기술과 달리 샤프트(20)의 수평면상에서의 단면이 다각형으로 형성되므로, 로터가 삽입되는 샤프트의 외경부와 모터 중 로터의 내경부가 원형으로 구성되어 발생할 수 있는 슬립 발생 및 널링 등의 추가적인 공법이 요구되지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 구성에 따르면 로터(30)를 샤프트(20)에 대해 반경방향으로 구속할 수 있어, 로터(30)로부터 발생된 토크가 샤프트(20)를 통해 외부(감속기)로 안정적으로 전달이 가능하다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 샤프트(20)는 샤프트(20)의 외측면을 따라 반경방향으로 돌출되어 형성되고, 로터(30)의 제 1 면(로터(30)의 하부면)을 축방향으로 지지하는 단부(22)를 포함한다.
단부(22)는, 중앙부가 샤프트(20)에 삽입되는 베어링(60)의 외륜부에 맞닿는 제 1 단부(22a) 및 제 1 단부(22a)보다 반경방향으로 더 돌출되어 형성되고, 제 1 단부(22a)와 연결되며, 로터(30)의 제 1 면에 맞닿는 제 2 단부(22b)를 포함한다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 베어링(60)은 샤프트(20)에 축결합된 드라이브 기어(미도시)의 회전이 원활히 이루어지도록 상기 드라이브 기어를 지지할 수 있다.
또한, 샤프트(20)는 로터(30)의 제 1 면과 축방향으로 대향되는 로터(30)의 제 2 면(로터(30)의 상부면) 측에서 샤프트(20)의 외측면을 따라 반경방향으로 돌출되어 형성되는 돌기부(24)를 더 포함한다. 이 때, 돌기부(24)는 로터(30)의 제 2 면을 축방향으로 지지할 수 있다.
상세하게는 액추에이터(100)는, 축방향에 대해서, 돌기부(24)와 로터(30)의 제 2 면 사이에 배치되고, 중앙부가 샤프트(20)에 삽입되는 플레이트부(40) 및 축방향에 대해서, 플레이트부(40)와 로터(30)의 제 2 면 사이에 배치되고, 중앙부가 샤프트(20)에 삽입되는 탄성부(50)를 더 포함한다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 플레이트부(40)는 로터(30)에 인접하여 배치되어 로터의 위치를 감지하는 모터 센서 마그넷(미도시)을 지지하는 구성일 수 있으며, 탄성력이 있는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 탄성부(50)는 스프링일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이 때, 돌기부(24)는 로터(30)의 제 2 면 방향으로 경사지게 돌출되어 형성되며, 돌기부(24)는 플레이트부(40)의 중앙부 부근 둘레를 따라 축방향으로 돌출되어 형성된 돌출부(42)와 축방향으로 맞닿을 수 있다.
로터(30)의 제 2 면(상부면)을 축방향으로 고정시킬 때, 플레이트부(40)의 돌출부(42)와 돌기부(24)가 축방향으로 맞닿도록 플레이트부(40)의 돌출부(42)를 돌기부(24)에 압입고정한 후에, 플레이트부(40)와 로터(30)의 제 2 면(상부면) 사이에 탄성부(50)를 배치할 수 있다.
따라서, 탄성부(50)에 의해 로터(30)의 제 2 면(상부면)과 플레이트부(40) 사이의 축방향 간격이 발생되지 않을 수 있고, 탄성부(50)의 탄성력에 의해 플레이트부(40)는 샤프트(20)의 돌기부(24) 쪽으로 축방향에 대해 지속적으로 탄성 지지될 수 있다.
본 발명의 액추에이터(100)에 따르면, 샤프트(20)의 단부(22)에 의해 로터(30)의 제 1 면(하부면)이 지지되고, 샤프트(20)의 돌기부(24), 플레이트부(40) 및 탄성부(50)에 의해 로터(30)의 제 2 면(상부면)이 지지되므로 로터(30)가 샤프트(20)에 결합된 상태에서 축방향으로의 이동이 구속될 수 있고, 이에 따라 로터(30)와 샤프트(20) 간의 안정적인 조립이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 액추에이터
10 : 하우징
20 : 샤프트
30 : 로터
40 : 플레이트부
50 : 탄성부

Claims (7)

  1. 수평면상에서의 단면이 다각형으로 형성되는 샤프트; 및
    중앙부에 형성된 홀을 통해 상기 샤프트에 삽입되는 로터;를 포함하고,
    상기 홀의 형상은 상기 샤프트의 수평면상에서의 단면의 형상과 대응되는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트는, 상기 샤프트의 외측면을 따라 반경방향으로 돌출되어 형성되고, 상기 로터의 제 1 면을 축방향으로 지지하는 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 단부는,
    중앙부가 상기 샤프트에 삽입되는 베어링의 외륜부에 맞닿는 제 1 단부 및
    상기 제 1 단부보다 반경방향으로 더 돌출되어 형성되고, 상기 제 1 단부와 연결되며, 상기 로터의 제 1 면에 맞닿는 제 2 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 샤프트는, 상기 로터의 제 1 면과 축방향으로 대향되는 상기 로터의 제 2 면 측에서 상기 샤프트의 외측면을 따라 반경방향으로 돌출되어 형성되는 돌기부를 더 포함하고,
    상기 돌기부는 상기 로터의 제 2 면을 축방향으로 지지하는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터.
  5. 제 4항에 있어서,
    축방향에 대해서, 상기 돌기부와 상기 로터의 제 2 면 사이에 배치되고, 중앙부가 상기 샤프트에 삽입되는 플레이트부 및
    축방향에 대해서, 상기 플레이트부와 상기 로터의 제 2 면 사이에 배치되고, 중앙부가 상기 샤프트에 삽입되는 탄성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 로터의 제 2 면 방향으로 경사지게 돌출되어 형성되고,
    상기 돌기부는 상기 플레이트부의 중앙부 부근 둘레를 따라 축방향으로 돌출되어 형성된 돌출부와 축방향으로 맞닿는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 탄성부는 상기 플레이트부를 상기 돌기부 쪽으로 축방향에 대해 탄성 지지하는 것을 특징으로 하는 SBW 액추에이터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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