KR20230162821A - Bldc 모터를 공용하는 차량전동시트용 액츄에이터 - Google Patents

Bldc 모터를 공용하는 차량전동시트용 액츄에이터 Download PDF

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박인용
정지행
이진우
윤영민
이광신
임정현
최병윤
문광수
이재용
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Abstract

본 발명에 따른 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹은, 차량의 전동 시트에 구성되는 3종류 이상의 액츄에이터를 포함하는 것으로서, 상기 액츄에이터 그룹의 각 액츄에이터는, BLDC모터가 구성된 모터 어셈블리(10)와, 상기 BLDC모터의 모터 샤프트(15)가 연장되는 쪽에서 상기 모터 어셈블리(20)와 결합하고 상기 BLDC모터의 회전력을 전달받아 감속하는 감속기 어셈블리(20)를 포함하되, 액츄에이터의 종류에 따라 상기 감속기 어셈블리(20)가 서로 상이하게 구성되나 상기 모터 어셈블리(10)는 공용되는 것을 특징으로 한다.

Description

BLDC 모터를 공용하는 차량전동시트용 액츄에이터{Actuator For Aotomotive Power Seat Sharing BLDC Motor}
본 발명은 차량의 전동시트(파워시트)를 구성하는 다종의 액츄에이터에 관한 것이다.
종래 전동시트의 액츄에이터에는 주로 DC 모터가 채용되었으나, BLDC 모터의 저소음 및 장수명 특성을 고려하면, 향후 전동시트의 액츄에이터 분야에서도 BLDC 모터가 적용될 가능성이 높고, 전동시트에 필요한 각종 액츄에이터에 광범위하게 적용될 것으로 예상된다.
BLDC 모터를 전동시트에 적용할 경우 장점들이 많겠지만, 구동을 위해 회전자의 위치 센싱, 전력의 스위칭 및 제어와 보호에 필요한 각종 부품들이 추가로 탑재되어야 한다.
한편, 자동차의 고급화 경향에 따라, 그리고 편의성 향상을 위해 단일의 전동시트에도 다수의 액츄에이터가 구성되는 데, 시트 본연의 기능에 부가하여 제한된 자투리 공간내에 수납되어야 하고, 기능별로 회전구동/직선구동여부, 감속비, 필요한 토크 및 장착 자세 등이 서로 상이하므로, 액츄에이터의 기능별로 각각 액츄에이터가 설계되었다. 이에 맞추어 종래에는 액츄에이터의 기능별로 모터가 사용되었으며, 각각의 기능마다 서로 다른 모터를 제작하기 위해서 다양한 생산 설비가 구축되어야 하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 전동 시트에 구성되는 각종 액츄에이터의 모터를 공용화할 수 있는 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 전동 시트에 구성되는 각종 액츄에이터의 제조 비용을 저감할 수 있는 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 BLDC 모터를 채용하되 보다 컴팩트한 폼팩터를 가진 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹을 제공하기 위한 것이다.
상기에서 언급되지 않은 본 발명의 목적은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 통하여 보다 명확해지거나 추가될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹은, 차량의 전동 시트에 구성되는 3종류 이상의 액츄에이터를 포함하는 것으로서, 상기 액츄에이터 그룹의 각 액츄에이터는, BLDC모터가 구성된 모터 어셈블리(10)와, 상기 BLDC 모터의 모터 샤프트(15)가 연장되는 쪽에서 상기 모터 어셈블리(20)와 결합하고 상기 BLDC 모터의 회전력을 전달받아 감속하는 감속기 어셈블리(20)를 포함하되, 액츄에이터의 종류에 따라 상기 감속기 어셈블리(20)가 서로 상이하게 구성되나 상기 모터 어셈블리(10)는 공용되는 것을 특징으로 한다.
상기한 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 있어서, 상기 액츄에이터 그룹에 포함되는 액츄에이터는, 상기 전동시트의 등받이 각도를 조절하는 리클라이너 액츄에이터(1), 상기 전동시트의 등받이 각도와 상기 전동시트의 전방 부분의 높이를 조절하는 릴렉스 액츄에이터(4), 상기 전동시트의 레그레스트의 틸팅 각도를 조절하는 레그레스트 액츄에이터(2), 상기 전동시트의 레그레스트의 익스텐션 위치를 조절하는 레그레스트 익스텐션 액츄에이터(3), 상기 전동시트의 전방 부분의 높이를 상하로 조절하는 틸트 액츄에이터(5), 상기 전동시트의 위치를 전후로 슬라이드시키는 슬라이드 액츄에이터, 및 상기 전동 시트 전체의 높이를 상하로 조절하는 하이트 액츄에이터 중에서 어느 하나일 수 있다.
상기한 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 있어서, 상기 모터 어셈블리(20)는, 상기 모터 샤프트(15)가 관통되는 관통구(h1)가 형성되고 상기 BLDC 모터의 회전자의 위치를 감지하는 감지센서(11b)를 일측면에 탑재하며 상기 모터 샤프트에 수직인 방향으로 설치되는 PCB(11a);를 포함하되, 상기 PCB(11a)의 타측면을 노출하며, 상기 감속기 어셈블리(20)는, 상기 모터 샤프트의 연장 부분과 감속용 기어들을 수용하는 감속기하우징(21)을 포함하되, 상기 감속기하우징(21)이 상기 노출된 PCB(11a)의 타측면을 커버하면서 상기 모터 어셈블리(20)와 결합될 수 있다.
상기한 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 있어서, 2 개의 샤프트베어링을 이용하여 상기 모터 샤프트를 회전가능하게 지지하되, 상기 2 개의 샤프트베어링중 하나인 제 2 샤프트베어링(16)은 상기 감속기 어셈블리(20)의 감속기하우징(21) 내에 위치할 수 있다.
상기한 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 있어서, 상기 모터 어셈블리(20)는, 상기 모터 샤프트(15)가 관통되는 관통구(h1)가 형성되고 상기 BLDC 모터의 회전자(17)의 위치를 감지하는 감지센서(11b)를 일측면에 탑재하고 상기 모터 샤프트(15)에 수직인 방향으로 설치되는 PCB(11a);를 포함하며, 상기 제 2 샤프트베어링(16)의 외측 원주면을 감싸고 상기 감속기하우징(21)의 내측에 착설되는 베어링 가이드(22)가 구비되며, 상기 제 2 샤프트베어링(16)의 외경은 상기 PCB(11a)의 관통구(h1)의 내경보다 작아서 조립시 상기 PCB(11a)의 관통구(h1)를 통과할 수 있는 것일 수 있다.
상기한 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 있어서, 상기 베어링 가이드(22)의 재질은 상기 감속기하우징(21)의 재질보다 소프트하여 상기 BLDC 모터의 작동시 발생되는 진동 및 소음을 저감할 수 있다.
상기한 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 있어서, 상기 모터 샤프트(15)의 일단에 접촉하는 엔드 와셔(23b)와, 상기 엔드 와셔(23b)를 탄성지지하는 엔드 러버(23c)가 상기 감속기하우징(21)의 원통형홀에 위치하며, 상기 모터 샤프트(15)가 관통되는 관통홀을 구비하고 상기 감속기하우징에 결합하여 상기 엔드 와셔(23b)의 이탈을 방지하는 가이드 파이프(23a)를 구비할 수 있다.
상기한 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 있어서, 상기 감속기 어셈블리(20)는, 상기 모터 샤프트(15)의 일측에 결합되는 웜(24a)과, 상기 웜(24a)에 치합하는 웜휠(24b)을 적어도 포함하는 기어세트(24)를 구비하되, 액츄에이터의 종류에 따라 상기 기어세트(24)의 기어개수, 기어비, 기어피치 및 나선각도가 설정될 수 있다.
본 발명의 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 따르면 모터 어셈블리를 공용할 수 있도록 함으로써 전동 시트에 구성되는 각종 액츄에이터의 제조 비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 따르면 감속기 어셈블리의 감속기 하우징이, 노출된 PCB(11a)의 타측면을 커버하면서 모터 어셈블리(20)와 결합됨에 따라 모터 어셈블리의 공용화를 이루면서도 액츄에이터의 폼팩터를 작게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 따르면 모터 샤프트(15)의 일측 지지를 위한 제 2 샤프트베어링(16)을 감속기하우징(20)내에 배치하고 감속기하우징(20)에 의해 지지되도록 함으로써, 액츄에이터를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 따르면 제 2 샤프트베어링(16)을 감싸는 베어링 가이드(22)를 구비함으로써, 제 2 샤프트베어링(16)의 외경을 보다 작게할 수 있고, PCB(11a)의 관통구(h1)의 내경을 보다 작게 할 수 있으며, 이에 따라 PCB의 크기(넓이)를 보다 작게하고 액츄에이터의 폼팩터를 작게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 포함되는 액츄에이터를 도시한 사시도로서, 도 1(a)는 리클라이너(Recliner) 액츄에이터(1)이고 도 1(b)는 레그레스트(Leg Rest) 액츄에이터(2)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 포함되는 액츄에이터를 도시한 사시도로서, 도 2(a)는 레그 레스트 익스텐션(Leg Rest Extension) 액츄에이터(3)이고 도 2(b)는 릴렉스(Relax) 액츄에이터(4)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 포함되는 액츄에이터를 도시한 사시도로서,틸트(Tilt) 액츄에이터(5)이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리(10)의 세부구성을 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감속기 어셈블리(20;20-1)의 세부구성을 도시한 사시도이다.
도 8은 모터 어셈블리(10)와 감속기 어셈블리(20)를 조립하는 상황을 도시한 사시도이다.
도 9(a)는 감속기 어셈블리(20)에 베어링 가이드(22)를 조립하기 전의 상황을 도시한 것이며, 도 9(b)는 감속기 어셈블리(20)에 베어링 가이드(22)를 조립하고 난 후의 상황을 도시한 것이다.
도 10은 감속기 어셈블리(20)에 구성된 엔드 플레이(23)를 중심으로 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 포함되는 액츄에이터를 도시한 사시도로서, 차량의 전동 시트에 구성되는 다양한 종류의 액츄에이터를 도시하며, 각각은 모터 어셈블리(10)와 여러 종류의 감속기 어셈블리(20:20-1,20-2,20-3,20-4,20-5)중 하나가 쌍을 이루어 상호 긴밀하게 결합된 구조를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 그룹에 포함되는 액츄에이터는, 전동시트의 등받이 각도를 조절하는 리클라이너(Recliner) 액츄에이터(1), 전동시트의 등받이 각도와 전동시트의 전방 부분의 높이를 조절하는 릴렉스(Relax) 액츄에이터(4), 전동시트의 레그레스트의 틸팅 각도를 조절하는 레그레스트(Leg Rest) 액츄에이터(2), 전동시트의 레그레스트의 익스텐션 위치를 조절하는 레그레스트 익스텐션(Leg Rest Extension) 액츄에이터(3), 전동시트의 전방 부분의 높이를 상하로 조절하는 틸트(Tilt) 액츄에이터(5), 전동시트의 위치를 전후로 슬라이드시키는 슬라이드 액츄에이터(도시 안됨), 및 전동 시트 전체의 높이를 상하로 조절하는 하이트(Height) 액츄에이터(도시 안됨)일 수 있다.
본 발명에 따르면 리클라이너(Recliner) 액츄에이터(1), 릴렉스(Relax) 액츄에이터(4), 레그레스트(Leg Rest) 액츄에이터(2), 레그레스트 익스텐션(Leg Rest Extension) 액츄에이터(3), 틸트(Tilt) 액츄에이터(5), 슬라이드 액츄에이터 및 하이트(Height) 액츄에이터에 있어서, 사용되는 모터 어셈블리(10)는 동일하며, 사용되는 감속기 어셈블리(20)는 서로 상이한데, 리클라이너(Recliner) 액츄에이터(1)를 구성하는 리클라이너 감속기 어셈블리(20-1), 릴렉스(Relax) 액츄에이터(4)를 구성하는 릴렉스 감속기 어셈블리(20-4), 레그 레스트(Leg Rest) 액츄에이터(2)를 구성하는 레그 레스트 감속기 어셈블리(20-2), 레그레스트 익스텐션(Leg Rest Extension) 액츄에이터(3)를 구성하는 레그레스트 익스텐션 감속기 어셈블리(20-1), 틸트(Tilt) 액츄에이터(5)를 구성하는 틸트 감속기 어셈블리(20-5), 슬라이드 액츄에이터를 구성하는 슬라이드 감속기 어셈블리, 및 하이트(Height) 액츄에이터를 구성하는 하이트 감속기 어셈블리를 구비한다.
액츄에이터의 종류에 따라 감속기 어셈블리(20)가 서로 상이하게 구성되나 모터 어셈블리(10)는 공용되며, 공용을 위하여, 또한 공용에 따른 폼팩터의 증가를 상쇄하기 위하여 종래의 액츄에이터에 비하여 후술하는 바와 같이 차별화된 구성을 가진다.
이하, 리클라이너(Recliner) 액츄에이터(1)를 통하여 모터 어셈블리(10)와 감속기 어셈블리(20;20-1)의 세부구성을 살펴보되, 액츄에이터 그룹의 각 액츄에이터에 있어서 공통적인 내용을 중심으로 살펴본다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리(10)의 세부구성을 도시한 사시도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감속기 어셈블리(20;20-1)의 세부구성을 도시한 사시도이다.
모터 어셈블리(20)는 BLDC 모터가 구성된 것이며, PCB 모듈(11), PCB커버(12), 고정자 하우징(13), 고정자 어셈블리(14), 모터 샤프트(15), 회전자(17), 제 1 샤프트베어링(18), 제 2 샤프트베어링(16) 및 베어링커버(19)를 포함하여 구성된다.
PCB 모듈(11)은, BLDC 모터의 회전자의 위치를 감지하는 홀센서 등의 감지센서(11b), 고정자 어셈블리(14)에 구성된 코일의 끝이 솔더링 등에 의해 결합되는 터미널(11c), 모터 샤프트(15)가 관통되는 관통구(h1)가 형성되고 감지센서(11b)를 일측면에 탑재하며 모터 샤프트에 수직인 방향으로 설치되는 PCB(11a)를 포함하여 구성된다. PCB(11a)의 일측면(내측면)에는 상기 감지센서(11b)가 설치되는 것과 아울러, 도시된 바와 같이 커패시터(11d)와, 외부와 전기적 연결을 위한 커넥터를 구성하기 위한 커넥터핀(11e)이 설치 된다. 커패시터(11d) 및 커넥터는 PCB(11a)의 내측면상에 위치하되 모터 샤프트와 평행하게 되도록 고정자 하우징(13)의 측방에 배치한다. PCB(11a)의 타측면(외측면)에는 전력의 스위칭 및 제어를 위하여 전력소자 및 컨트롤러 등이 설치된다. PCB(11a)는 모터 샤프트(15)에 대하여 수직인 방향으로 설치되어, 감지센서(11b)가 회전자의 위치를 감지하는 감지센서를 일면에 직접 설치될 수 있도록 하면서도, BLDC 모터에 있어서 커패시터 및 커넥터와 전력의 스위칭 및 제어등을 위한 반도체 소자까지 설치함으로써, 로컬 또는 원격지에 이들을 탑재하는 다른 PCB를 설치하지 않아도 되게 한다.
PCB 커버(12)는 고정자 하우징(13)의 원통형상과 유사하게 짧게 연장되고 고정자 하우징(13)의 관통홀과 연통되는 중공(h2)을 가진 단원통부(12c)와, 상기 단원통부(12c)와 연결되어 구성되고 PCB(11a)의 측면을 둘러싸는 측담부(12d)와, 커패시터(11d)를 수납하기 위한 원통형웰부(12b)를 포함하며, PCB 커버(12)는 PCB(11a)의 일측면(내측면)을 커버하면서 PCB 모듈(11)을 수납하되, PCB(11a)의 타측면(외측면)은 개방하여 노출된다.
고정자 하우징(13)은 중공(h3)을 가진 대략 원통모양으로서, 내부에 고정자어셈블리(14) 등을 수용하며, 축방향의 일단에는 베어링 커버(19)가 결합되고 타단에는 PCB커버(12)가 결합된다. 고정자 어셈블리(14)는 코일, 코어 및 인슐레이터 등이 회전자(17)를 감싸면서 원주상에 배치되며, 회전자(17)는 모터 샤프트(15)를 감싸면서 방사상으로 배치된 영구자석 및 코어를 포함하고, 관통되는 모터 샤프트(15)와 일체로 결합된다.
모터 샤프트(15)는 2개의 샤프트베어링을 이용하여 회전가능하게 지지되는데, 베어링 커버(19)에 결합된 제 1 샤프트 베어링(18)에 의해 일지점에서 회전가능하게 지지되며 제 2 샤프트 베어링(16)에 의해 타지점에서 회전가능하게 지지된다. 회전자(17)를 중심으로 일측은 제 1 샤프트 베어링(18)에 의해 지지되고 타측은 제 2 샤프트 베어링(16)에 의해 지지되는데, 본 발명에서는 제 2 샤프트베어링(16)이 감속기 어셈블리(20)의 감속기하우징(21) 내에 위치하여, 감속기하우징(20)의 지지력을 바탕으로 모터 샤프트(15)의 타측이 지지된다.
본 발명은 모터 어셈블리(10)를 공용하면서도, 모터 샤프트(15)의 타측 지지를 위한 제 2 샤프트베어링(16)을 감속기하우징(20)내에 배치하고 감속기하우징(20)에 의해 지지되도록 함으로써(구체적인 사항은 후술한다), 액츄에이터를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.
베어링커버(19)는 그 주연부(19b)가 고정자 하우징(13)의 일단에 끼워져 결합하며, 그 내측에 구성된 끼움편(19a)에 의해 제 1 샤프트베어링(18)이 결합된다.
감속기 어셈블리(20)는 모터 어셈블리(10)의 모터 샤프트(15)(즉 BLDC모터의 모터 샤프트)가 연장되는 쪽에서 모터 어셈블리(10)와 결합하고 BLDC모터의 회전력을 전달받아 감속등을 수행하는 모듈이다. 감속기 어셈블리(20)는 감속기하우징(21), 베어링 가이드(22), 엔드 플레이(23), 마운트 캡(25), 기어세트(24) 및 기어커버(26)를 포함하여 구성된다.
감속기하우징(21)은 모터 샤프트의 연장 부분과 감속용 기어들을 수용하며, PCB커버부(21a), 기어안착부(21b), 샤프트수용부(21c) 및 마운트돌기부(21d)를 포함하는 각 부분이 일체로 사출성형된 것이다. PCB커버부(21a)는 볼트등을 이용하여 모터 어셈블리(10)와 체결되고 모터 어셈블리(10)에서 노출되는 PCB(11a)의 타측면을 커버하며 PCB 커버(12)에 정합한다. 모터 어셈블리(10)에 구성된 PCB(11a)의 타측면은 오픈되어 외부로 노출될 것이나, 감속기 어셈블리(20)의 감속기하우징(21)에 의해서 노출면이 폐쇄된다. 액츄에이터의 종류별로 감속기 어셈블리가 달라짐에도 불구하고, PCB 모듈(11)은 모터 어셈블리와 감속기 어셈블리가 협지하는 폐쇄공간내에 수납되도록 구성되는 것이다. 감속기 어셈블리(20)에서 감속기하우징(21)의 PCB 커버부(21a)는 노출된 PCB(11a)의 타측면을 커버하면서 모터 어셈블리(20)와 결합됨에 따라 모터 어셈블리의 공용화를 이루면서도 액츄에이터의 폼팩터를 작게 할 수 있는 효과가 있다.
기어안착부(21b)는 기어세트(24)의 웜(24a)을 제외한 나머지 기어(24b,24dc,24e)와 기어축(24d) 등을 수용하는 수용공간(r1)을 형성하고, 기어 커버(26)에 의해 상기 수용공간(r1)이 커버된다. 샤프트수용부(21c)는 대략 서로 수직방향으로 배치된 기어안착부(21b)과 PCB 커버부(21a)를 연결하여 일체로 결합되도록 하면서, 상기 웜(24a)이 결합된 모터 샤프트(15)의 일단과 엔드 플레이(23)를 수용하여 지지하는 공간을 제공한다. 마운트돌기부(21d)는 액츄에이터(감속기 어셈블리)를 장착하기 위하여 이용되는 것으로서, 감속기 하우징(21)에서 외측으로 돌출되며, 장착시 마운트 캡(25)을 이용하여 장착처와의 유격을 조절한다.
전술한 바와 같이, 2 개의 샤프트베어링중 하나인 제 2 샤프트베어링(16)은 감속기 어셈블리(20)의 감속기하우징(21) 내에 위치하여 지지되는데, BLDC모터의 고속회전시 발생되는 진동은 감속기하우징(21)에 전달되고 소음 발생의 원인이 될 수 있다. 이러한 진동 및 소음을 방지하거나 저감하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면 감속기하우징(21)의 내측에 착설되는 베어링 가이드(22)가 구성된다.
도 8은 모터 어셈블리(10)와 감속기 어셈블리(20)를 조립하는 상황을 도시한 사시도이며, 도 9(a)는 감속기 어셈블리(20)에 베어링 가이드(22)를 조립하기 전의 상황을 도시한 것이고 도 9(b)는 감속기 어셈블리(20)에 베어링 가이드(22)를 조립하고 난 후의 상황을 도시한 것이다.
베어링 가이드(22)는 제 2 샤프트베어링(16)에 또는 감속기 하우징(21)중의 하나에 압입, 열 융착, 코킹, 형압 등의 방법으로 먼저 조립된 후 타측과 조립될 수 있다.
도 9(a)에 도시된 바와 같이, 감속기 하우징(21)의 PCB커버부(21a)의 내측으로 샤프트수용부(21c)의 초입에는 베어링 가이드(22)가 안착될 수 있는 구조를 제공하는데, 제 1 환형상부(w1)와, 제 1 환형상부(w1)와 단차를 형성하면서 제 1 환형형상부(w1)보다 작은 내경의 제 2 환형상부(w2)가 구성되며, 상기 베어링 가이드(22)가 제 1 환형상부(w1)의 내측에 위치된 상태에서 그 내측면은 제 2 환형상부(w2)와의 단차에 의해서 지지된다. 그리고 제 1 환형상부(w1)의 끝에서 외측 축방향으로 입설된 고정돌기(A)는 예를 들어, 베어링 가이드(22)의 안착후에 눌려져서 베어링 가이드(22)의 외측 이탈을 방지한다.
베어링 가이드(22)는 감속기하우징(21)의 내측에 착설된 후, 모터 어셈블리(10)와 감속기 어셈블리(20)의 조립시, 모터 어셈블리(10)의 모터 샤프트(15)에 고정된 제 2 샤프트베어링((16)이 베어링 가이드(22)의 중공부(h4)로 안착됨으로써, 베어링 가이드(22)는 제 2 샤프트베어링(16)의 외측 원주면을 감싸서 지지하게 된다. 감속기하우징(21)은 복잡한 형상을 가지며, 기어세트(24) 및 모터 샤프트(16)의 지지등을 위해서 강성이 높은 재질로 구성되는데 반해서, 베어링 가이드(22)의 재질은 감속기하우징(21)의 재질보다 소프트하게 되도록 하여 BLDC 모터의 작동시 발생되는 진동 및 소음을 저감하는 효과를 가지도록 한다.
그리고, 제 2 샤프트베어링(16)의 외경은 PCB(11a)의 관통구(h1)의 내경보다 작게 되도록 함으로써 조립시 PCB(11a)의 관통구(h1)를 통과할 수 있도록 한다.
본 발명에 따르면 제 2 샤프트베어링(16)을 감싸는 베어링 가이드(22)를 구비함으로써, 제 2 샤프트베어링(16)의 외경을 보다 작게할 수 있고, PCB(11a)의 관통구(h1)의 내경을 보다 작게 할 수 있으며, 이에 따라 PCB의 크기(넓이)를 보다 작게하고 액츄에이터의 폼팩터를 작게 할 수 있는 효과가 있다.
가정하여 제 2 샤프트베어링의 외경이 커짐에 따라 PCB(11a)의 관통구(h1)의 내경을 보다 크게 해야 한다면, PCB(11a)에 탑재할 수 있는 부품의 장착 면적을 더 소모하는 결과를 낳게 되는데, 본 발명을 달리보면, 이러한 장착 면적의 소모를 저감함으로써 보다 넓은 장착면적을 확보하여, 감지센서(11b)와 함께 BLDC 모터의 구동에 필요한 여러 소자를 탑재할 수 있으므로 이들을 탑재하기 위하여 로컬 또는 원격에 다른 PCB를 설치하지 않아도 되게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 모터 샤프트(15)의 타단에서 모터 샤프트(15)의 축방향 위치를 안정화시키고 모터 샤프트(15)의 열팽창을 흡수하기 위하여 구성되는 엔드 플레이(23)가 감속기하우징(21), 구체적으로 감속기하우징(21)의 샤프트수용부(21c)에 구성되는 것을 특징으로 한다(도 6, 도 7 및 도 10 참조).
엔드 플레이(23)는, 모터 샤프트(15)의 일단에 접촉하는 엔드 와셔(23b)와, 엔드 와셔(23b)를 탄성지지하는 엔드 러버(23c)가 감속기하우징(21)(구체적으로 샤프트 수용부(21c))내 다단의 원통형홀에 위치하며, 모터 샤프트(15)가 관통되는 관통홀을 구비하고 감속기하우징(21)에 결합하여 엔드 와셔(23b)의 이탈을 방지하는 가이드 파이프(23a)를 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 감속기 어셈블리에 있어서 액츄에이터별로 기어세트(24) 등의 구성은 상이할 수 있으나, 베어링 가이드(22) 및 엔드 플레이(23)와 함께, 감속기하우징(21)에서 PCB 커버부(21a) 및 샤프트수용부(21c)의 내측 형상은 동일한 것이 선호된다.
그리고 감속기 어셈블리(20)는 모터 샤프트(15)의 일측에 결합되는 웜(24a)과, 웜(24a)에 치합하는 웜휠(24b)과, 웜휠(24b)과 축결합된 제 1 헬리컬휠(24c)과, 제 1 헬리컬휠(24c)과 치합하는 제 2 헬리컬휠(24e) 등을 포함하는 기어세트(24)를 구비한다. BLDC 모터의 구동력은 모터샤프트 - 웜 - 웜휠 - 제 1 헬리컬휠 - 제 2 헬리컬휠(24e)의 순으로 전달된다.
액츄에이터의 종류에 따라 제 1 헬리컬휠(24c)과 제 2 헬리컬휠(24e) 등은 구성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 릴렉스(Relax) 액츄에이터(4), 레그레스트(Leg Rest) 액츄에이터(2), 레그레스트 익스텐션(Leg Rest Extension) 액츄에이터(3), 및 틸트(Tilt) 액츄에이터(5)에서는 리클라이너(Recliner) 액츄에이터(1)와 동일하게 모터 샤프트의 타측에 결합된 웜과, 웜에 치합하는 웜휠을 구비한다. 그런데, 웜휠은 제자리 회전가능하게 축방향의 양측이 와셔를 개재하여 감속기 하우징에 의해 지지되며, 중심부에 구성된 중공의 내주면에는 상기 와셔들을 관통하는 리드 스크류에 치합하는 나사산이 형성됨으로써, 웜휠은 리드 스크류를 구동한다. BLDC 모터의 구동력은 모터샤프트 - 웜 - 웜휠 - 리드 스크류의 순으로 전달된다.
액츄에이터의 종류가 상이하더라도 각 액츄에이터의 감속기 어셈블리는 적어도 웜(24a)과, 웜(24a)에 치합하는 웜휠(24b)을 구비한다. 그리고 액츄에이터의 종류에 따라 기어세트(24)의 기어개수가 상이할 수 있고 기어비, 기어피치 및 나선각도는 다르게 설정될 수 있다.
10 : 모터 어셈블리 11 : PCB 모듈
12 : PCB커버 13 : 고정자 하우징
14 : 고정자 어셈블리 15 : 모터 샤프트
16 : 제 2 샤프트 베어링
17 : 회전자 18 : 제 1 샤프트 베어링
19 : 베어링 커버 20 : 감속기 어셈블리
21 : 감속기 하우징 22 : 베어링 가이드
23 : 엔드 플레이 24 : 기어 세트
25 : 마운트 캡 26 : 기어 커버

Claims (10)

  1. 차량의 전동 시트에 구성되는 3종류 이상의 액츄에이터를 포함하는 차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹에 있어서,
    상기 액츄에이터 그룹의 각 액츄에이터는, BLDC모터가 구성된 모터 어셈블리(10)와, 상기 BLDC모터의 모터 샤프트(15)가 연장되는 쪽에서 상기 모터 어셈블리(20)와 결합하고 상기 BLDC모터의 회전력을 전달받아 감속하는 감속기 어셈블리(20)를 포함하되,
    액츄에이터의 종류에 따라 상기 감속기 어셈블리(20)가 서로 상이하게 구성되나 상기 모터 어셈블리(10)는 공용되는 것을 특징으로 하는,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 액츄에이터 그룹에 포함되는 액츄에이터는,
    상기 전동시트의 등받이 각도를 조절하는 리클라이너 액츄에이터(1), 상기 전동시트의 등받이 각도와 상기 전동시트의 전방 부분의 높이를 조절하는 릴렉스 액츄에이터(4), 상기 전동시트의 레그레스트의 틸팅 각도를 조절하는 레그레스트 액츄에이터(2), 상기 전동시트의 레그레스트의 익스텐션 위치를 조절하는 레그레스트 익스텐션 액츄에이터(3), 상기 전동시트의 전방 부분의 높이를 상하로 조절하는 틸트 액츄에이터(5), 및 상기 전동 시트 전체의 높이를 상하로 조절하는 하이트 액츄에이터 중에서 어느 하나인,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터 어셈블리(20)는,
    상기 모터 샤프트(15)가 관통되는 관통구(h1)가 형성되고 상기 BLDC 모터의 회전자의 위치를 감지하는 감지센서(11b)를 일측면에 탑재하며 상기 모터 샤프트에 수직인 방향으로 설치되는 PCB(11a);를 포함하되, 상기 PCB(11a)의 타측면을 노출하며,
    상기 감속기 어셈블리(20)는,
    상기 모터 샤프트의 연장 부분과 감속용 기어들을 수용하는 감속기하우징(21)을 포함하되, 상기 감속기하우징(21)이 상기 노출된 PCB(11a)의 타측면을 커버하면서 상기 모터 어셈블리(20)와 결합되는,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
  4. 청구항 1에 있어서,
    2 개의 샤프트베어링을 이용하여 상기 모터 샤프트를 회전가능하게 지지하되,
    상기 2 개의 샤프트베어링중 하나인 제 2 샤프트베어링(16)은 상기 감속기 어셈블리(20)의 감속기하우징(21) 내에 위치하는,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 모터 어셈블리(20)는,
    상기 모터 샤프트(15)가 관통되는 관통구(h1)가 형성되고 상기 BLDC 모터의 회전자(17)의 위치를 감지하는 감지센서(11b)를 일측면에 탑재하고 상기 모터 샤프트(15)에 수직인 방향으로 설치되는 PCB(11a);를 포함하며,
    상기 제 2 샤프트베어링(16)의 외측 원주면을 감싸고 상기 감속기하우징(21)의 내측에 착설되는 베어링 가이드(22)가 구비되며,
    상기 제 2 샤프트베어링(16)의 외경은 상기 PCB(11a)의 관통구(h1)의 내경보다 작아서 조립시 상기 PCB(11a)의 관통구(h1)를 통과할 수 있는 것을 특징으로 하는,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 베어링 가이드(22)의 재질은 상기 감속기하우징(21)의 재질보다 소프트하여 상기 BLDC 모터의 작동시 발생되는 진동 및 소음을 저감하는,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 모터 샤프트(15)의 일단에 접촉하는 엔드 와셔(23b)와, 상기 엔드 와셔(23b)를 탄성지지하는 엔드 러버(23c)가 상기 감속기하우징(21)의 원통형홀에 위치하며, 상기 모터 샤프트(15)가 관통되는 관통홀을 구비하고 상기 감속기하우징에 결합하여 상기 엔드 와셔(23b)의 이탈을 방지하는 가이드 파이프(23a)를 구비하는,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 감속기 어셈블리(20)는,
    상기 모터 샤프트(15)의 일측에 결합되는 웜(24a)과, 상기 웜(24a)에 치합하는 웜휠(24b)을 적어도 포함하는 기어세트(24)를 구비하되, 액츄에이터의 종류에 따라 상기 기어세트(24)의 기어개수, 기어비, 기어피치 및 나선각도가 설정되는 것을 특징으로 하는,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 감속기 하우징(21)은,
    상기 PCB(11a)의 타측면을 커버하면서 상기 모터 어셈블리(20)와 결합되는 PCB 커버부(21a);
    상기 기어세트(24)의 웜(24a)을 제외한 나머지 기어를 수용하는 수용공간(r1)을 형성하는 기어안착부(21b);
    상기 웜(24a)이 결합된 상기 모터 샤프트(15)의 일단과 및 엔드 플레이(23)를 수용하여 지지하는 공간을 제공하는 샤프트수용부(21c);를 포함하는 것이 일체로 사출 성형된 것인,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
  10. 청구항 9에 있어서,
    액츄에이터의 종류에 따라 상기 감속기 어셈블리(20)가 서로 상이하게 구성되더라도, 상기 PCB 커버부(21a) 및 상기 샤프트수용부(21c)의 내측 형상은 동일한 것을 특징으로 하는,
    차량 전동 시트용 액츄에이터 그룹.
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