KR102423353B1 - Actuator for shift-by-wire transmission for vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터에 관한 것으로, 중앙부에 수용 공간이 마련된 고정자와; 상기 수용 공간에 수용되어 상기 고정자와 자력의 상호 작용으로 회전하되, 편심 위치를 중심으로 편심 거리만큼 이격된 경로로 편심 회전하는 회전자와;상기 회전자의 편심 회전 속도를 감속시키는 감속부와; 상기 감속부에 의해 감속된 회전 속도로 회전하는 출력축을; 구비한 구동 모터에 의하여 변속기의 운전 모드를 조절함으로써, 사용자의 스위칭 조작에 부합하여 변속기의 운전 모드에 정확하게 안착하여 변속기의 작동 신뢰성을 보장하고, 차지하는 부피와 중량을 종래에 비하여 크게 줄인 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터를 제공한다.The present invention relates to a shift actuator for a shift-by-wire transmission for a vehicle, comprising: a stator having an accommodation space in a central part; A rotor accommodated in the accommodation space and rotated by the interaction of the stator and magnetic force, and eccentrically rotated in a path spaced apart by an eccentric distance around an eccentric position; a reduction unit for reducing the eccentric rotational speed of the rotor; an output shaft rotating at a rotation speed reduced by the reduction unit; By controlling the driving mode of the transmission by means of the provided driving motor, the vehicle shift- A shift actuator for a bi-wire transmission is provided.
Description
본 발명은 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자의 조작에 따라 변속기의 운전 모드를 조절하되, 운전 모드를 변경하도록 회전 구동력을 발생시켜 운전 모드를 변경하는 구동 모터와 감속부를 보다 콤팩트하게 구성하면서, 변속기의 조작을 보다 정확하게 하고 부주의나 충격에 의해 변속기의 오조작을 방지하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention relates to a shift actuator of a shift-by-wire transmission for a vehicle, and more particularly, a driving mode for controlling a driving mode of a transmission according to a driver's manipulation, and generating a rotational driving force to change a driving mode to change a driving mode An object of the present invention is to provide a shift actuator for a shift-by-wire transmission for a vehicle that makes the operation of the transmission more accurate and prevents erroneous operation of the transmission due to carelessness or impact while more compactly configuring a motor and a reduction unit.
일반적으로 자동차는 변속기의 운전 모드나 운행 속도에 따른 기어 트레인의 기어 모드를 변경하면서 운행한다. 2. Description of the Related Art In general, a vehicle operates while changing a gear mode of a gear train according to a driving mode or driving speed of a transmission.
최근 널리 사용되는 자동 변속기나 반자동 변속기는 클러치 패달을 밟는 대신에, 시프트 레버를 앞뒤로 움직이거나, 도1에 도시된 바와 같이, 버튼식 스위치(71)나 회전형 스위치(72)를 조적하는 것에 의해, 변속기의 운전 모드를 변경하는 기술이 널리 적용되고 있다.In recent widely used automatic or semi-automatic transmissions, instead of stepping on the clutch pedal, the shift lever is moved back and forth or, as shown in FIG. 1, by assembling a
대한민국 등록특허공보 제10-1975444호에 개시된 바와 같이, 운전자의 스위칭 조작은 시프트 액츄에이터에 의해 변속기를 조절하여 운전 모드를 전환시키도록 구성된다. As disclosed in Korean Patent No. 10-1975444, the driver's switching operation is configured to change the driving mode by controlling the transmission by the shift actuator.
종래의 시프트 액츄에이터는 가변 반경 기어와 출력 레버의 치형의 맞물림에 의해 운전 모드가 변환하는 데, 구동 모터에 의해 전기 에너지를 물리적인 회전 구동력으로 변환시키고, 구동 모터에 의해 발생된 회전 구동력을 평기어, 헬리컬 기어 등이 서로 맞물리는 감속부를 거쳐 출력 레버를 정교하게 회전시키는 작동을 구현한다.In the conventional shift actuator, the operation mode is converted by the meshing of the variable radius gear and the tooth shape of the output lever. The electric energy is converted into a physical rotational driving force by the driving motor, and the rotational driving force generated by the driving motor is converted into a spur gear. , helical gears, etc. implement the operation of precisely rotating the output lever through a reduction unit that meshes with each other.
그러나, 다수의 기어를 거치면서 구동 모터의 회전 속도를 감속시키게 되면, 다수의 기어가 차지하는 공간이 커져 자동차 내부의 설치 공간을 많이 차지할 뿐만 아니라 중량이 커져 연비 부담이 생기는 문제점이 있다. 무엇보다도, 다수의 기어가 맞물리면서 백래쉬 오차가 누적되어, 구동 모터의 회전각이 그대로 출력 레버의 회전각에 반영되지 못하여, 변속기의 원하는 운전 모드로 조절하는 정확성이 저하되는 심각한 문제가 야기될 가능성을 안고 있었다.However, when the rotational speed of the driving motor is reduced while passing through a plurality of gears, the space occupied by the plurality of gears increases, which not only occupies a large amount of installation space inside the vehicle, but also increases the weight, thereby increasing fuel efficiency. Above all, the backlash error is accumulated as a number of gears are engaged, so that the rotation angle of the drive motor is not reflected in the rotation angle of the output lever as it is, resulting in a serious problem in which the accuracy of adjusting the transmission to the desired operation mode is reduced. was holding
이 뿐만 아니라, 종래의 시프트 액츄에이터는 가변 반경 기어와 출력 레버의 치형의 맞물림에 의해 운전 모드가 변환하는 데, 모터의 고정자와 회전자의 상호간 발생되는 코깅 토크에 의해 회전자의 회전 위치가 변동하는 것에 의해, 변속기의 운전 모드를 안정적으로 유지시키지 못하는 한계가 있었다. In addition to this, in the conventional shift actuator, the operation mode is changed by the meshing of the variable radius gear and the teeth of the output lever, and the rotational position of the rotor is changed by the cogging torque generated between the stator and the rotor of the motor. As a result, there is a limit in that the driving mode of the transmission cannot be stably maintained.
즉, 종래의 시프트 액츄에이터는 가변 반경 기어와 출력 레버의 이빨이 맞물린 상태가 완전하지 않은 상태에서, 가변 반경 기어와 출력 레버의 이빨이 완전히 맞물리도록 조작할 수 없었다. 이에 따라, 부주의나 충격 또는 코깅 토크에 의해 가변 반경 기어가 반대 방향으로 회전하면, 출력 레버의 이빨이 가변 반경 기어와 다른 위치에서 맞물리게 되어, 운전 모드가 변동되는 위험이 발생될 수 있었다.That is, the conventional shift actuator cannot operate so that the teeth of the variable radius gear and the output lever are completely meshed in a state where the teeth of the variable radius gear and the output lever are not completely meshed. Accordingly, when the variable-radius gear rotates in the opposite direction due to carelessness, impact, or cogging torque, the teeth of the output lever may engage in a position different from that of the variable-radius gear, which may cause a risk of changing the driving mode.
이 뿐만 아니라, 종래의 시프트 액츄에이터는 모터에 인가되는 전류가 단락된 상태에서, 가변 반경 기어와 출력 레버의 이빨의 맞물림 상태가 해제되어, 변속기의 운전 모드가 변경될 위험이 발생될 수 있는 문제점도 안고 있었다. In addition to this, in the conventional shift actuator, when the current applied to the motor is short-circuited, the meshing state of the variable radius gear and the teeth of the output lever is released, and there is a problem that the operation mode of the transmission may be changed. was holding
따라서, 운전자의 조작에 의해 차량의 변속기를 조절하는 시프트 액츄에이터의 중량과 부피를 최소화하면서도, 백래쉬를 최소화하여 변속기의 운전 모드의 조절 정확성을 향상시키는 필요성이 절실히 요구되고 있다. 이와 동시에, 구동 모터에 인가하는 전류가 단락되더라도, 변속기의 운전 모드를 안정되게 유지시키는 방안의 필요성이 안전측면에서 절실히 요구되고 있다. Accordingly, there is an urgent need for improving the control accuracy of the driving mode of the transmission by minimizing the backlash while minimizing the weight and volume of the shift actuator that controls the transmission of the vehicle by the driver's manipulation. At the same time, even if the current applied to the driving motor is short-circuited, there is an urgent need for a method for stably maintaining the operation mode of the transmission in terms of safety.
(특허문헌 1) KR10-1975444 B1 (Patent Document 1) KR10-1975444 B1
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 사용자의 스위칭 조작에 부합하여 변속기의 운전 모드에 정확하게 안착하여 변속기의 작동 신뢰성을 보장하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to provide a shift actuator of a shift-by-wire transmission for a vehicle that guarantees the operation reliability of the transmission by accurately sitting in the driving mode of the transmission in accordance with the user's switching operation in order to solve the conventional problems as described above. The purpose.
즉, 본 발명은, 구동 모터에 인가하는 전류가 단락되더라도, 변속기의 운전 모드를 결정하는 모드 플레이트의 정해진 요홈에 정확히 안착하여 운전 모드를 안정되게 유지하는 것을 목적으로 한다. That is, an object of the present invention is to stably maintain the driving mode by accurately sitting in a predetermined groove of a mode plate that determines the driving mode of the transmission even when the current applied to the driving motor is short-circuited.
이를 위하여, 본 발명은, 시프트 액츄에이터를 작동시키는 구동 모터의 회전 구동력을 전달함에 있어서 기어의 백래쉬를 최소화하여 운전 모드의 조절 정확성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.To this end, it is an object of the present invention to improve the control accuracy of the driving mode by minimizing the backlash of the gear in transmitting the rotational driving force of the driving motor for operating the shift actuator.
또한, 본 발명은, 구동 모터의 회전자와 고정자 사이에서 발생되는 코깅 토크를 완화하여, 낮은 코깅 토크에 의해 모드 플레이트의 회전이 구속되지 않도록 하여, 모드 플레이트의 회전각 제어가 구동 모터의 단락 상태에서도 정확히 안착시키는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention relieves the cogging torque generated between the rotor and the stator of the drive motor so that the rotation of the mode plate is not restricted by the low cogging torque, so that the rotation angle control of the mode plate is a short circuit state of the drive motor It is also intended to be accurately seated.
또한, 본 발명은, 시프트 액츄에이터용 구동 모터 및 감속부의 부피와 중량을 최소화하여, 차량에 탑재되어 설치되는 데 필요한 공간 부담과 무게를 줄이는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to minimize the volume and weight of a drive motor for a shift actuator and a reduction unit, thereby reducing a space burden and weight required to be installed in a vehicle.
그리고, 본 발명은, 구동 모터의 회전각 조절을 위하여 회전자의 회전각의 감지를 보다 적은 부품을 이용하여 감지하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to detect the rotation angle of a rotor using fewer parts in order to adjust the rotation angle of the driving motor.
그리고, 본 발명은, 시프트 액츄에이터용 구동 모터를 조립함에 있어서, 상측 케이싱에 탑다운 방식으로 순차적으로 조립하여, 조립의 편의성을 향상시키고 동시에 부품수를 줄여 제작 비용을 줄이는 것을 목적으로 한다.And, an object of the present invention is to reduce manufacturing cost by sequentially assembling a drive motor for a shift actuator in a top-down manner to an upper casing, thereby improving assembly convenience and reducing the number of parts at the same time.
본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 도출된 것으로서, 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터로서, 중앙부에 수용 공간이 마련된 고정자와; 상기 수용 공간에 수용되어 상기 고정자와 자력의 상호 작용으로 회전하되, 편심 위치를 중심으로 편심 거리만큼 이격된 경로로 편심 회전하는 회전자와;상기 회전자의 편심 회전의 공전 속도를 감속시키는 감속부와; 상기 감속부에 의해 감속된 회전 속도로 회전하는 출력축을; 구비한 구동 모터를 포함하고, 상기 출력축의 회전에 의해 상기 변속기의 운전 모드가 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터를 제공한다.The present invention has been derived in order to achieve the above object, and as a shift actuator of a shift-by-wire transmission for a vehicle, comprising: a stator having an accommodation space provided in a central portion thereof; A rotor accommodated in the accommodation space and rotated by the interaction of the stator and magnetic force, and eccentrically rotated in a path spaced apart by an eccentric distance around an eccentric position; a reduction unit for reducing the orbital speed of the eccentric rotation of the rotor Wow; an output shaft rotating at a rotation speed reduced by the reduction unit; It provides a shift actuator for a shift-by-wire transmission for a vehicle, comprising a driving motor provided with the output shaft, wherein a driving mode of the transmission is determined by rotation of the output shaft.
이는, 회전자가 편심 회전하고, 회전자의 편심회전을 이용하여 출력축의 회전 속도를 감속함으로써, 콤팩트한 구조를 유지하면서 높은 감속비를 얻을 수 있도록 하기 위함이다. This is to enable the rotor to rotate eccentrically and to reduce the rotation speed of the output shaft by using the eccentric rotation of the rotor to obtain a high reduction ratio while maintaining a compact structure.
여기서, 상기 감속부는, 내주면에 내치 이빨이 원주 방향을 따라 다수 형성된 내치차와; 상기 내치 이빨과 맞물리는 외치 이빨이 원주 방향을 따라 외주면에 형성되고, 상기 회전자의 편심 회전과 함께 이동하면서 상기 내치차에 의해 정해지는 공전 궤도를 따라 공전하고, 상기 회전자에 대하여 자전 가능하게 설치된 공전치차를; 포함하여 구성되되, 상기 출력축은 상기 공전치차의 자전 회전에 따라 회전한다. Here, the deceleration unit, the inner peripheral surface of the inner tooth is formed in a plurality along the circumferential direction, and; External teeth engaged with the internal teeth are formed on the outer circumferential surface along the circumferential direction, and move along with the eccentric rotation of the rotor and revolve along an orbital trajectory determined by the internal tooth difference, and rotate with respect to the rotor installed idle gear; Is configured to include, the output shaft rotates according to the rotation rotation of the idle gear.
이를 위하여, 상기 공전치차의 판면에는 원주 방향을 따라 이격되게 돌출 형성된 다수의 걸림 돌기가 형성되고; 상기 출력축과 일체로 회전하면서 상기 걸림 돌기를 수용하는 수용부가 구비된 전달 부재를; 더 포함하되, 상기 걸림 돌기의 단면에 비하여 상기 수용부의 단면이 더 크게 형성되어, 상기 공전치차의 공전을 허용하도록 구성된다. To this end, a plurality of locking protrusions protruding to be spaced apart along the circumferential direction are formed on the plate surface of the idle gear; a transmission member provided with a receiving portion for accommodating the locking protrusion while rotating integrally with the output shaft; Further comprising, the cross-section of the receiving portion is formed larger than the cross-section of the locking protrusion, and is configured to allow the revolution of the idle gear.
여기서, 상기 공전치차가 1회전 공전하는 동안에 상기 걸림 돌기는 상기 수용부를 밀어내어, 상기 출력축과 일체로 상기 전달 부재가 정해진 각도만큼 자전하는 원리로 작동될 수 있다. Here, the locking protrusion pushes the receiving part while the orbital gear revolves in one revolution, and may be operated on the principle that the transmission member rotates by a predetermined angle integrally with the output shaft.
따라서, 상기 수용홈의 단면은 상기 돌기의 단면에 비하여 더 크게 형성되어, 회전자의 편심 회전이 수용홈에서 허용되고, 동시에 회전자의 공전 회전이 출력축의 감속 회전으로 변환될 수 있게 된다. 이를 통해, 고속으로 회전하는 회전자의 편심 회전 속도는 공전치차와 내치차와 전달부재로 이루어진 감속부를 거치면서, 공전치차의 자전 속도로 출력축의 회전 속도가 크게 감속되면서, 출력축의 회전 속도는 크게 낮춰진 상태로 회전하게 된다. 따라서, 기존의 다수의 기어가 2차 이상으로 맞물려, 각 기어의 맞물림에서 발생되는 백래쉬의 누적 공차로 인하여 모드 플레이트의 회전각 제어의 정확성이 저하되는 문제점을 해소할 수 있으며, 콤팩트한 구조로 보다 경량이고 부피를 적게 차지하는 액츄에이터를 구현할 수 있게 된다. Accordingly, the cross section of the receiving groove is formed to be larger than that of the protrusion, so that the eccentric rotation of the rotor is allowed in the receiving groove, and at the same time, the orbital rotation of the rotor can be converted into reduced rotation of the output shaft. Through this, the eccentric rotational speed of the rotor rotating at high speed is greatly reduced by the rotational speed of the idle gear while passing through a reduction unit composed of the idle gear, the internal gear, and the transmission member, and the rotation speed of the output shaft is greatly reduced rotates in a lowered state. Therefore, it is possible to solve the problem that the accuracy of the rotation angle control of the mode plate is lowered due to the cumulative tolerance of the backlash generated in the meshing of each gear due to the second or more meshing of a plurality of existing gears, and a more compact structure It is possible to implement an actuator that is lightweight and occupies a small volume.
예를 들어, 상기 걸림 돌기와 상기 수용부의 틈새는 상기 공전 치차가 1회전 공전하는 동안에 상기 내치차의 내치 이빨을 1칸의 원주길이만큼 자전하는 치수로 정해질 수 있다. 이를 통해, 내치차의 내치 이빨의 갯수의 역수로 감속비를 얻을 수 있다.For example, the gap between the locking protrusion and the accommodating part may be set to a size that rotates the internal teeth of the internal gear by one column while the orbiting gear rotates one revolution. Through this, it is possible to obtain a reduction ratio as the reciprocal of the number of internal teeth of the internal gear.
따라서, 회전자가 고속으로 편심 회전하더라도, 편심 회전하는 회전자의 공전 속도를 자전 속도로 크게 낮추어 높은 감속비를 구현할 수 있으며, 구동 모터와 감속부를 콤팩트한 구성으로 구현하는 것이 가능해진다.Therefore, even if the rotor rotates eccentrically at high speed, a high reduction ratio can be realized by significantly lowering the revolution speed of the eccentrically rotating rotor to the rotation speed, and it is possible to implement the drive motor and the reduction unit in a compact configuration.
한편, 상기 구동 모터의 회전자에 결합되는 영구 자석은 링 형태로 형성되어 N극과 S극이 원주 방향을 따라 교대로 착자되도록 구성된다. 이를 통해, N극 영구자석과 S극 영구자석을 원주 방향으로 배열하는 공정이 보다 단순화되고 낮은 비용으로 형성할 수 있게 된다. On the other hand, the permanent magnet coupled to the rotor of the drive motor is formed in the form of a ring is configured such that the N pole and the S pole are alternately magnetized along the circumferential direction. Through this, the process of arranging the N-pole permanent magnet and the S-pole permanent magnet in the circumferential direction is more simplified and can be formed at low cost.
특히, 상기 영구 자석은 N극과 S극의 제1경계는 축선 방향을 따라 원주 방향으로 기울어진 경사를 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 영구 자석의 N극과 S극의 경계를 경사지게 형성하여, 영구 자석과 대향하는 코일의 티스 대향면과의 상대 위치에 따라 발생되는 코깅 토크의 크기를 줄여줌으로써, 코깅 토크에 의해 발생되는 고정자와 회전자 사이의 백드라이브 토크를 줄여준다. In particular, in the permanent magnet, the first boundary between the N pole and the S pole may be formed to have an inclined inclination in the circumferential direction along the axial direction. In this way, by forming the boundary between the N pole and the S pole of the permanent magnet to be inclined, the size of the cogging torque generated according to the relative position of the permanent magnet and the facing surface of the coil facing the permanent magnet is reduced. Reduces backdrive torque between stator and rotor.
따라서, 구동 모터에 의해 회전 구동하는 출력축에 의해 모드 플레이트가 고정바를 운전자가 의도한 운전 모드의 요홈에 위치시키지 못한 상태가 되고, 이 상태에서 구동 모터에 인가되는 전류가 단락되는 최악조건에서도, 모드 플레이트의 회전을 억제하는 코깅 토크가 최소화되므로, 모드 플레이트가 자유회전하면서 고정 바를 모드 플레이트의 의도한 요홈에 안착시키는 것이 가능해진다. Therefore, the mode plate fails to position the fixed bar in the groove of the driving mode intended by the driver by the output shaft rotationally driven by the driving motor, and even in the worst condition in which the current applied to the driving motor is short-circuited, Since the cogging torque that suppresses the rotation of the plate is minimized, it becomes possible to seat the fixing bar in the intended groove of the mode plate while the mode plate rotates freely.
예를들어, 상기 영구자석의 일단에서의 상기 제1경계의 위치로부터 상기 영구자석의 타단에서의 상기 제1경계의 위치 사이의 원주 방향으로의 경계단부간 원주 길이(Tm)는 상기 회전자의 코어의 티스가 원주 방향으로의 하나의 주기를 이루는 티스 일주기 길이(Tw)의 1/20배 내지 1배가 되도록 상기 제1경계의 경사도가 정해질 수 있다. For example, the circumferential length (Tm) between boundary ends in the circumferential direction between the position of the first boundary at one end of the permanent magnet and the position of the first boundary at the other end of the permanent magnet (Tm) of the rotor The inclination of the first boundary may be determined such that the teeth of the core are 1/20 to 1 times the length of one period Tw of the teeth constituting one period in the circumferential direction.
한편, 영구 자석의 경계의 제1경사도를 형성하는 것과 별개로, 고정자의 코어 티스를 상기 구동 모터의 출력축의 축선 방향을 따라 원주 방향으로 기울어진 제2경사도를 갖도록 형성될 수도 있다. Meanwhile, apart from forming the first inclination of the boundary of the permanent magnet, the core teeth of the stator may be formed to have a second inclination inclined in the circumferential direction along the axial direction of the output shaft of the driving motor.
한편, 상기 내치차와 상기 고정자를 수용하는 상측 케이싱과, 상기 상측 케이싱의 개구를 폐쇄시키는 하측 케이싱으로 이루어진 케이싱을 더 포함하여 구성될 수 있다. On the other hand, it may be configured to further include a casing consisting of an upper casing for accommodating the internal gear and the stator, and a lower casing for closing the opening of the upper casing.
여기서, 상기 내치차의 외경은 상기 고정자의 외경에 비하여 더 작게 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 내치차가 상기 상측 케이싱에 고정된 상태에서 상기 공전치차, 상기 출력축, 상기 회전자 및 상기 고정자가 상기 상측 케이싱에 조립되고 난 이후에, 상기 하측 케이싱을 상기 상측 케이싱에 결합하는 것에 의해 조립되는 것이 가능해지므로, 상측 케이싱과 하측 케이싱의 사이에 미들 케이싱을 구비하지 않고서도, 내치차로부터 고정자까지 순차적으로 상측 케이싱에 적층하여 조립하는 것이 가능해진다.Here, the outer diameter of the internal gear may be smaller than the outer diameter of the stator. Through this, after the idle gear, the output shaft, the rotor and the stator are assembled to the upper casing in a state in which the internal gear is fixed to the upper casing, by coupling the lower casing to the upper casing Since assembly becomes possible, it becomes possible to laminate and assemble on the upper casing sequentially from the internal gear to the stator without providing a middle casing between the upper casing and the lower casing.
한편, 상기 회전자의 일측으로부터 이격배치되고, 상기 회전자의 영구 자석의 극을 감지하여 상기 회전자의 회전각을 감지하는 회전각 센서 및 상기 회전자와 고정자를 제어하는 회로가 실장된 제어회로기판을; 더 포함하여 구성될 수 있다. 종래에는 회전자의 회전각을 감지하기 위하여, 출력축에 회전자와 동일한 배열을 갖는 감지용 영구자석을 별도로 설치하고 이를 감지하였지만, 회전각 센서를 장착한 제어회로기판을 회전자의 축선방향으로 이격되게 근접 배치하는 것에 의해 별도의 감지용 영구자석을 출력축에 설치하지 않고 보다 정확하게 회전자의 회전각을 감지하여 코일 제어에 활용할 수 있다. On the other hand, spaced apart from one side of the rotor, the rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the rotor by detecting the pole of the permanent magnet of the rotor and a circuit for controlling the rotor and the stator are mounted control circuit substrate; It may be configured to further include. Conventionally, in order to detect the rotation angle of the rotor, a sensing permanent magnet having the same arrangement as the rotor is separately installed on the output shaft and sensed, but the control circuit board equipped with the rotation angle sensor is spaced apart in the axial direction of the rotor By disposing it as close as possible, it is possible to detect the rotation angle of the rotor more accurately without installing a separate permanent magnet for sensing on the output shaft and use it for coil control.
한편, 상기 구동 모터는 사용자에 의해 조작되는 스위치의 입력 신호에 따라 회전 구동되고; 상기 출력축의 회전에 연동하여 회전하되, 외주면에 다수의 제1요홈과 제2요홈을 포함하는 다수의 요홈이 형성되는 모드 플레이트와; 상기 요홈 중 어느 하나에 안착되어 상기 모드 플레이트의 회전 위치를 고정하는 고정 바를; 포함하여 구성되어, 모드 플레이트의 다수의 요홈 중 어느 하나의 요홈에 고정 바를 위치시켜 파킹 P, 후진 R, 중립 N, 주행 D 등의 운전 모드를 고정시킴으로써, 고정 바에 의해 운전 모드를 보다 안정적으로 유지시킬 수 있다. Meanwhile, the driving motor is rotationally driven according to an input signal of a switch operated by a user; a mode plate which rotates in association with the rotation of the output shaft, and in which a plurality of grooves including a plurality of first and second grooves are formed on an outer circumferential surface; a fixing bar seated in any one of the grooves to fix the rotation position of the mode plate; By positioning the fixing bar in any one of the grooves of the plurality of grooves of the mode plate to fix the driving modes such as parking P, reverse R, neutral N, and driving D, the driving mode is more stably maintained by the fixed bar can do it
그리고, 상기 고정 바를 상기 요홈을 향하여 탄성 가압하는 스프링을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 통해, 고정 바가 요홈에 완전히 안착되지 않은 경우에는, 스프링의 탄성 복원력에 의해 고정 바를 요홈에 완전히 안착시킬 수 있게 되어, 사용자가 의도한 변속기의 운전 모드를 유지시키는 데 보조할 수 있다.And, it may be configured to further include a spring for elastically pressing the fixing bar toward the groove. Through this, when the fixing bar is not completely seated in the groove, the fixing bar can be completely seated in the groove by the elastic restoring force of the spring, thereby assisting in maintaining the operation mode of the transmission intended by the user.
예를 들어, 상기 스프링은 상기 고정 바의 양측을 고정하고 상가 요홈을 향하여 탄성 복원력이 작용하는 판 스프링으로 형성될 수 있다. For example, the spring may be formed of a leaf spring that fixes both sides of the fixing bar and exerts an elastic restoring force toward the concave groove.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '편심 회전'은 기하학적 중심으로부터 미리 정해진 편심 거리(e)만큼 이격된 위치를 중심으로 회전하는 회전을 지칭하는 것으로 정의한다. 'Eccentric rotation' as used herein and in the claims is defined as referring to rotation about a position spaced apart from the geometric center by a predetermined eccentric distance (e).
본 발명에 따르면, 사용자의 스위칭 조작에 부합하여 변속기의 운전 모드에 정확하게 안착하여 변속기의 작동 신뢰성을 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect of ensuring the operation reliability of the transmission by accurately sitting in the operation mode of the transmission in accordance with the user's switching operation.
본 발명은, 기어의 맞물림 횟수를 최소화하여 백래쉬의 누적 오차에 의해 변속기의 작동 신뢰성이 저하되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect of preventing deterioration of the operational reliability of the transmission due to the accumulated error of the backlash by minimizing the number of meshing of the gears.
본 발명은, 종래에 비하여 감속부를 단순화하면서도 감속비를 높여, 중량과 부피를 줄여 차량의 설치가 용이해지고 연비 향상에 기여하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The present invention can obtain advantageous effects of simplifying the reduction unit and increasing the reduction ratio compared to the prior art, thereby reducing the weight and volume, thereby facilitating the installation of the vehicle and contributing to the improvement of fuel efficiency.
본 발명은, 구동 모터의 회전자의 영구 자석의 제1경계를 축선 방향으로 경사지게 형성하여, 회전자와 고정자 사이에서 발생되어 모드 플레이트의 자유 회전을 구속하는 코깅 토크를 완화함으로써, 구동 모터에 인가하는 전류가 단락된 상태에서도, 모드 플레이트의 자유 회전을 허용하여 요홈을 향해 탄성 가압하는 고정바가 운전자가 의도한 운전 모드에 부합하는 요홈에 정확히 안착시켜, 운전 모드의 조절 특성이 보다 우수하고 정확해지는 유리한 효과를 얻을 수 있다. The present invention is applied to the drive motor by forming the first boundary of the permanent magnet of the drive motor to be inclined in the axial direction to relieve the cogging torque that is generated between the rotor and the stator and constrains the free rotation of the mode plate. Even when the current is short-circuited, the fixed bar that allows free rotation of the mode plate and elastically presses it toward the groove is accurately seated in the groove that matches the driving mode intended by the driver, so that the control characteristics of the driving mode are better and more accurate. advantageous effect can be obtained.
본 발명은, 구동 모터의 링형 영구 자석의 N극과 S극을 축선 방향에 대하여 경사지게 형성하여, 시프트 액츄에이터를 작동시키는 구동 모터의 고정자와 회전자 사이에서 발생되는 코깅 토크를 줄여줌으로써, 코깅 토크에 의해 변속기의 운전 모드가 변동될 가능성을 배제할 수 있게 되어 변속기의 작동 신뢰성을 보다 높이는 효과를 얻을 수 있다. The present invention reduces the cogging torque generated between the stator and the rotor of a drive motor that operates a shift actuator by forming the N and S poles of the ring-type permanent magnet of the drive motor to be inclined with respect to the axial direction, thereby increasing the cogging torque. Accordingly, it is possible to exclude the possibility that the operation mode of the transmission is changed, and thus it is possible to obtain the effect of further increasing the operation reliability of the transmission.
본 발명은, 회전 구동력을 발생시키는 부분과 감속부를 일체화하여 보다 콤팩트한 구조를 구현하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect of implementing a more compact structure by integrating a portion generating a rotational driving force and a reduction portion.
본 발명은, 구동 모터의 회전각 조절을 위하여 제어 회로 기판에 설치되는 회전각 센서가 출력축의 축선 방향으로 회전자에 인접 배치되어, 구동 모터의 회전각을 직접 회전자의 영구자석으로부터 읽어들여, 회전각 감지를 위한 별도의 자석의 설치를 배제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In the present invention, a rotation angle sensor installed on a control circuit board for adjusting the rotation angle of the drive motor is disposed adjacent to the rotor in the axial direction of the output shaft, and the rotation angle of the drive motor is directly read from the permanent magnet of the rotor, An advantageous effect of excluding installation of a separate magnet for sensing the rotation angle can be obtained.
본 발명은, 내치차의 직경을 고정자에 비하여 작게 형성함으로써, 구성 요소들을 수용하는 케이싱을 2개 피스로 형성하는 것이 가능해져 제조 비용을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 탑다운 방식으로 순차적인 조립을 가능하게 하여 조립성이 향상되는 유리한 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, by making the diameter of the internal gear smaller than that of the stator, it is possible to form the casing for accommodating the components in two pieces, thereby lowering the manufacturing cost and sequential assembly in a top-down manner. By doing so, it is possible to obtain the advantageous effect of improving the assembling property.
또한, 본 발명은, 모드 플레이트에 형성된 운전 모드에 따른 요홈에 고정 바를 탄성 복원력에 의해 가압함으로써, 구동 모터의 제어 오류가 발생되더라도, 고정 바가 사용자가 의도한 요홈에 정확히 안착하게 되어 변속기의 운전 모드에 정확히 위치시켜 변속 정확성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. In addition, in the present invention, by pressing the fixing bar into the groove formed in the mode plate by elastic restoring force according to the operation mode formed in the mode plate, even if a control error of the drive motor occurs, the fixing bar is accurately seated in the groove intended by the user, so that the operation mode of the transmission It is possible to obtain the effect of improving the shifting accuracy by accurately positioning the
이를 통해, 본 발명은, 사용자의 스위칭 조작에 부합하여 변속기의 운전 모드에 정확하게 안착하여 변속기의 작동 신뢰성을 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Through this, the present invention can obtain an advantageous effect of ensuring the operation reliability of the transmission by accurately sitting in the operation mode of the transmission in accordance with the user's switching operation.
도1은 일반적인 차량용 변속 스위치의 촬영 사진,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터의 구성을 도시한 도면,
도3은 도2의 측면도,
도4는 구동 모터의 평면도,
도5는 도4의 절단선 A-A에 따른 절개 사시도,
도6은 도4의 구동 모터의 주요부품의 분해 사시도,
도7은 도4의 구동 모터의 감속부를 도시한 분해 사시도,
도8은 공전치차, 전달부재 및 내치차의 결합 사시도,
도9는 도8의 평면도,
도10은 도9의 'A'부분의 확대도,
도11은 도8의 분해 사시도,
도12는 상측 케이싱, 공전치차, 전달 부재 및 내치차의 결합 투영 사시도,
도13은 도4의 구동 모터의 감속부의 작동 원리를 설명하기 위한 도면,
도14는 도2의 고정자와 회전자의 결합 사시도,
도15는 도14의 회전자에 설치되는 영구자석의 형상을 도시한 사시도,
도16은 제어회로기판의 회전각 센서가 회전자의 회전각을 감지하는 구성을 도시한 측면도,
도17a 및 도17b는 모드 플레이트의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a photograph taken of a general vehicle shift switch;
2 is a view showing the configuration of a shift actuator of a shift-by-wire transmission for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a side view of Figure 2;
4 is a plan view of the drive motor;
Fig. 5 is a perspective cutaway view taken along line AA of Fig. 4;
Figure 6 is an exploded perspective view of the main parts of the driving motor of Figure 4;
7 is an exploded perspective view showing a reduction part of the driving motor of FIG. 4;
8 is a combined perspective view of the idle gear, the transmission member and the internal gear;
Fig. 9 is a plan view of Fig. 8;
10 is an enlarged view of part 'A' of FIG. 9;
11 is an exploded perspective view of FIG. 8;
12 is a combined projection perspective view of the upper casing, the idle gear, the transmission member and the internal gear;
13 is a view for explaining the principle of operation of the reduction unit of the driving motor of FIG. 4;
Figure 14 is a perspective view of the coupling of the stator and the rotor of Figure 2;
15 is a perspective view showing the shape of a permanent magnet installed in the rotor of FIG. 14;
16 is a side view showing a configuration in which the rotation angle sensor of the control circuit board detects the rotation angle of the rotor;
17A and 17B are diagrams for explaining the operating principle of the mode plate.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터(1)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터(1)는, 사용자에 의해 조작되는 스위치(71,72)의 입력 신호에 따라 회전 구동되는 구동 모터(100)와, 외주면에 다수의 제1요홈(211)과 제2요홈(212)을 포함하는 다수의 요홈(210)이 형성되고 구동 모터(100)의 출력축(160)과 함께 회전(200r)하는 모드 플레이트(200)와, 모드 플레이트(200)의 요홈(210) 중 어느 하나에 안착되어 모드 플레이트(200)의 회전 위치를 고정하는 고정 바(300)와, 고정 바(300)에 요홈(210)을 향하여 탄성 복원력이 작용하는 스프링(400)을 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the
즉, 시프트 액츄에이터(1)는 사용자에 의해 조작되는 스위치(71, 72)의 입력 신호에 따라 구동 모터(110)가 회전하고, 구동 모터(110)와 연동하여 회전하는 출력축(160)에 의해 변속기의 운전 모드가 정해져 운전 모드가 정해지되, 모드 플레이트(200)와 고정 바(300)의 맞물림에 의해 외부의 충격 등에 의해 운전 모드가 변동하지 않고 유지되도록 한다.That is, in the
여기서, 운전 모드는 변속기의 파킹(P), 후진(B), 중립(N), 전진(D) 등의 모드를 지칭한다. Here, the driving mode refers to a mode such as parking (P), reverse (B), neutral (N), forward (D) of the transmission.
상기 구동 모터(100)는 사용자에 의해 조작되는 스위치(71, 72)의 입력 신호에 따라 정해진 회전각만큼 출력축(160)을 회전 구동하여, 출력축(160)에 고정된 모드 플레이트(200)를 정교하게 회전시킨다. The
이를 위하여, 구동 모터(100)에는 공전치차(130)와 내치차(140)로 이루어진 감속부를 일체로 구비하여, 케이싱(170) 내부의 회전자(120)는 고속으로 회전하더라도, 출력축(160)은 감속되어 저속으로 회전시킨다.To this end, the
이를 위하여, 상기 구동 모터(100)는, 중앙부에 수용 공간(110c)이 마련된 고정자(110)와, 고정자(110c)의 수용 공간(110c)에 수용되어 고정자(110)와의 자력의 상호 작용으로 편심 회전하는 회전자(120)와, 회전자(120)의 편심 회전의 공전 속도를 감속시키는 감속부와, 감속부에 의해 감속된 회전 속도로 회전하는 출력축(160)과, 이들(110-160)을 수용하여 외부와 차단시키는 케이싱(170)을 포함하여 구성된다. To this end, the driving
여기서, 감속부는, 내주면에 내치 이빨(140a)이 원주 방향을 따라 다수 형성되고 상측 케이싱(172)에 고정된 내치차(140)와, 내치 이빨(140a)과 맞물리는 외치 이빨(130a)이 원주 방향을 따라 외주면에 형성되어 내치차(140)와 맞물리면서 편심 회전하는 회전자(120)와 함께 공전 궤도(130o)로 공전하는 공전치차(130)로 이루어져, 회전자(120)의 공전 속도를 회전자(120)의 자전 속도로 출력축(160)을 감속시킨다.Here, the reduction unit, the inner tooth (140a) is formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface a plurality of
여기서, 도14에 도시된 바와 같이, 상기 고정자(110)는 금속 재질의 코어(110x)로부터 회전자(120)의 영구 자석(122)과 대향하는 티스(111)를 포함하며, 다수의 박판이 적층되어 형성될 수 있다. 코어(110x)에는 코일(115)이 감겨져 있어서, 외부 전원선(미도시)을 통해 전류를 인가받는다. Here, as shown in FIG. 14 , the
고정자의 코어(110x)에 코일(115)이 감기고, 코어(110x)의 중앙부에는 회전자(120)를 위치시키는 수용 공간(110c)이 구비된다. 고정자(110)의 중심은 내치차(140)의 중심(O4) 및 출력축(160)의 중심과 일치하도록 설치된다. 따라서, 고정자(110)의 중심축과 출력축(160)의 중심축(CL)은 일치하게 된다.The
상기 회전자(120)는, 회전자 몸체(121)와, 고정자(110)의 코일(115)과 자력의 상호작용을 위해 회전자 몸체(121)의 일측 외주면(121a)에 원주 방향을 따라 N극과 S극이 교대로 부착된 영구 자석(122)과, 회전자(120)의 공전 궤도의 이동을 공전치차(130)에 전달하면서 공전치차(130)의 자전을 허용하도록 회전자 몸체(121)의 타측 외주면(121b)에 고정된 자전허용 베어링(123)을 포함하여 구성된다. The
여기서, 회전자 몸체(121)의 회전 중심축(CLe)은 고정자(110)의 중심축(CL)과 미리 정해진 편심거리(e)만큼 이격되게 설치된다. 예를 들어, 회전자 몸체(121)의 회전 중심축(CLe)은 회전자 몸체(121)의 중심으로부터 이격된 형태로 형성하고, 매개 베어링(128)이 설치되는 회전자 몸체(121)의 중앙 관통부의 중심축이 회전자 몸체(121)의 중심축과 편심 거리(e)만큼 이격되게 설치하는 것에 의해 고정자(110)에 대한 회전자(120)의 편심 회전을 구현할 수 있다. 이에 따라, 고정자(110)의 코일(115)에 전류가 인가되면, 회전자 몸체(121)는 출력축(160)의 중심(CL)에 대하여 편심 거리(e)만큼 이격된 궤도로 편심 회전을 하게 된다. Here, the central axis of rotation CLe of the
이 때, 회전자 몸체(121)의 타측 외주면(121b)은 자전허용 베어링(123)이 개재된 상태로 공전치차(130)의 플랜지부(130b)와 연결되어, 회전자 몸체(121)에 대하여 공전치차(130)의 자전이 허용된다. 즉, 자전허용 베어링(123)의 내륜은 회전자 몸체(121)의 타측 외주면(121b)에 결합되고, 자전허용 베어링(123)의 외륜은 공전치차(130)의 플랜지부(130b)에 결합되어, 회전자 몸체(121)에 대한 공전치차(130)의 자전을 허용하게 한다. 따라서, 회전자 몸체(121)가 출력축(160)의 중심축(CL)에 대하여 편심 거리(e)만큼 이격된 궤적을 따라 공전하는 편심 회전을 하게 되면, 도13에 도시된 바와 같이, 공전치차(130)는 회전자 몸체(121)의 편심 회전을 추종하는 공전 궤도(130o)로 편심 회전(130r2)을 하게 되고 동시에 회전자 몸체(121)에 대하여 자전(130r1)도 병행할 수 있게 된다. At this time, the outer
한편, 회전자 몸체(121)의 일측 외주면(121a)에 결합된 영구 자석(122)은, 도15에 도시된 바와 같이, 링 형태로 형성되어 N극 영구자석(122N)과 S극 영구자석(122S)이 원주 방향을 따라 교대로 착자되게 배열 형성된다. 도면에는 영구 자석(122)이 8개로 형성된 8극 모터를 예로 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 8극보다 많거나 적은 극수로 형성될 수 있다. On the other hand, the
회전자(120)에 설치되는 영구 자석(122)은, 네오디움과 페라이트의 분말을 에폭시로 소결하여 형성된 링 형태의 한 몸체로 형성된다. 이를 통해, 페라이트로 형성된 영구 자석에 비하여 작은 체적에도 큰 자력을 작용시키는 것이 가능해진다. The
무엇보다도, 링 형태의 영구 자석(122)에서 N극 영구자석(122N)과 S극 영구자석(122S)의 경계(1222)는 회전자(120)의 중심 축선 방향(120s)과 평행한 가상선(88)을 따라 원주 방향으로 기울어진 제1경사(skew, ang1)를 갖도록 형성된다. Above all, in the ring-shaped
여기서, 자석간경계(122b)의 일단으로부터 중심 축선 방향(120s)과 평행하게 연결한 가상선(88)의 끝단과 자석간경계(122b)의 타단이 이루는 경계단부간 원주 길이(Tm)는 회전자인 코어(110x)의 티스(111)가 원주 방향으로의 하나의 주기를 이루는 티스 일주기 길이(Tw)의 1/20배 내지 1배로 정해지도록 자석간경계(122b)의 제1경사도(ang1)가 정해지는 것이 바람직하다. 부언하면, 경계단부간 원주길이(Tm)는 영구자석(122)의 축선 방향으로의 일단에서의 자석간경계(122b)가 위치한 곳을 기준으로 영구자석(122)의 축선 방향으로의 타단에서의 자석간경계(122b)가 위치한 곳 사이의 원주 방향으로의 길이를 말한다. 그리고, 티스 일주기 길이(Tw)는 티스간의 간격(cc)과 티스의 원주 길이(w)를 더한 값이 된다. Here, the circumferential length Tm between the boundary ends formed by the end of the
이는, 경계단부간 원주 길이(Tm)가 코어(110x)의 티스 일주기 길이(Tw)의 1/20배보다 작으면 회전자와 고정자 사이의 코깅 토크를 줄이는 효과가 미미하며, 자석간경계(122b)의 일단과 타단의 원주 길이(Tm)가 코어(110x)의 티스 일주기 길이(Tw)의 1배보다 크면 회전자의 코일 전류와 고정자의 영구 자석 사이의 자력 제어가 매우 어려워지기 때문이다. This is, if the circumferential length (Tm) between the boundary ends is less than 1/20 times the length of one period (Tw) of the teeth of the
이에 따라, 회전자를 형성하는 코어(110x)가 일방향으로 회전하면서 N극 영구자석(122N)과 S극 영구자석(122S)의 경계(122b)에서, 연장부(122y)의 티스(111)로부터 멀어지는 영구 자석의 자기 인력을 배분하여 낮출 수 있다. 즉, 도14에 도시된 바와 같이, 회전자의 티스(111)는 축선 방향(120s)으로 뻗어 형성되는 데 반하여, 도15에 도시된 바와 같이 고정자의 영구 자석(122)의 자석간 경계(122b)는 축선 방향(120s)에 제1경사(ang1)만큼 경사지게 형성되므로, 티스(111)가 어느 하나의 영구 자석으로부터 멀어지는 상태에서 작용하는 자력이 'A1'으로 표시된 부분과 'A2'로 표시된 부분이 서로 다르게 되어, 종국적으로 티스(111)에 작용하는 자기 인력을 줄여주게 되어, 이로 인하여 코깅 토크의 크기를 줄일 수 있다. 이는, 기존의 영구 자석이 세그먼트 형태로 분리된 상태에서는 전혀 얻어질 수 없는 것이다.Accordingly, while the
이를 통해, 구동 모터(100)에 의해 고정바(400)를 운전자가 의도한 운전 모드에 부합하는 모드 플레이트(200)의 요홈(120)에 정확히 삽입시키지 못하거나, 이 상태에서 구동 모터(100)에 공급하는 전류가 차단되어 단락상태인 경우이더라도, 모드 플레이트(200)의 회전을 억제하는 백드라이브 토크가 낮아져, 모드 플레이트(200)의 자유롭게 회전하면서, 후술하는 고정 바(400)의 탄성력에 의해 의도한 운전 모드에 부합하는 요홈(120)으로 고정바(400)가 삽입되어 안착되므로, 변속기의 작동 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. Through this, the fixing
한편, 영구 자석의 N극과 S극의 경계에 제1경사도를 형성하는 것과 별개로, 고정자의 코어 티스를 상기 구동 모터의 출력축의 축선 방향을 따라 원주 방향으로 기울어진 제2경사도를 갖도록 형성될 수도 있다. On the other hand, apart from forming the first inclination at the boundary between the N and S poles of the permanent magnet, the core teeth of the stator may be formed to have a second inclination that is inclined in the circumferential direction along the axial direction of the output shaft of the drive motor. may be
한편, 도면에 예시된 실시예에서는 영구 자석의 N극과 S극의 경계에 경사를 갖는 구성이 예시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 영구자석의 N극과 S극의 경계가 축선 방향에 대하여 경사를 갖지 않고 축선 방향으로 형성되는 구성을 포함한다.Meanwhile, in the embodiment illustrated in the drawings, a configuration having an inclination at the boundary between the N pole and the S pole of the permanent magnet is exemplified, but the present invention is not limited thereto, and the boundary between the N pole and the S pole of the permanent magnet is in the axial direction. It includes a configuration formed in the axial direction without having an inclination with respect to.
한편, 도5 및 도16에 도시된 바와 같이, 회전자(120)의 영구 자석(122)의 극을 감지하는 회전각 센서(183)는 제어회로기판(180)에 실장되고, 제어회로기판(180)은 회전자(120)의 일측으로부터 이격된 위치에 설치된다. On the other hand, as shown in Figures 5 and 16, the rotation angle sensor 183 for detecting the pole of the
여기서, 회전각 센서(183)는 회전하는 회전자(120)에 고정된 영구 자석(122)의 극을 감지(183x)함으로써, 회전자(120)의 회전 각도를 실시간으로 직접 감지한다. 그리고, 회전각 센서(183)에서 감지된 회전자(120)의 회전 위치에 따라, 제어 회로 기판(180)에 실장된 제어 회로에 의해 고정자(110)의 코일(115)에 인가되는 전류를 제어한다. Here, the rotation angle sensor 183 detects (183x) the pole of the
이를 통해, 종래에는 회전자의 회전각을 감지하기 위하여, 출력축에 회전자와 동일한 배열을 갖는 감지용 영구자석을 출력축의 끝단에 별도로 설치해야 했던 번거로움을 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 종래에 감지용 영구자석과 회전자의 영구자석의 편차가 존재하면 코일 전류 제어에 발생되었던 오류를 완전히 배제할 수 있게 되는 유리한 효과를 있다.Through this, in order to sense the rotation angle of the rotor in the prior art, it is possible to eliminate the inconvenience of having to separately install a sensing permanent magnet having the same arrangement as the rotor on the output shaft at the end of the output shaft, as well as the conventional sensing If there is a deviation between the permanent magnet and the permanent magnet of the rotor, there is an advantageous effect of being able to completely eliminate the error occurred in the coil current control.
상기 공전치차(130)는, 도7의 일부 절개 분해 사시도에 도시된 바와 같이, 링 형태로 형성된 공전치차 몸체(132)로부터 축선 방향으로 연장되어 자전허용 베어링(123)의 외륜이 내주면에 결합되는 플랜지(130b)와, 공전치차 몸체(132)의 외주면에 원주 방향을 따라 연속하여 배열된 다수의 외치 이빨(130a)과, 전달 부재(150)를 향하는 공전치차 몸체(132)의 판면에 원주 방향을 따라 이격 배치되고 전달 부재(150)를 향하여 원기둥 형태로 돌출된 다수의 걸림 돌기(135)를 포함한다. The
상기 내치차(140)는 고정 돌기(142)가 외측에 형성된 링 형태로 형성되어 고정 돌기(142)를 매개로 상측 케이싱(172)에 비회전 상태로 고정 설치된다. 내치차(140)의 내주면에는 외치 이빨(130a)과 맞물리는 내치 이빨(140a)이 연속하여 원주 방향을 따라 배치되어, 공전치차(130)가 내치차(140)의 내주면을 따라 공전(130r2)하는 공전 궤도(130o)를 안내한다. The
상기 전달 부재(150)는 공전치차(130)의 걸림 돌기(132)를 수용하는 수용공(155)이 원형 형태로 관통 형성되며, 출력축(160)과 일체로 회전하도록 결합되는 결합 플랜지(150a)가 마련된다. The
도8 내지 도11에 도시된 바와 같이, 전달 부재(155)의 수용공(155)은 그 직경(d5)이 공전치차(130)의 걸림 돌기(135)의 직경(d3)에 비하여 더 크게 형성되어, 전달 부재(150)는 출력축(160)과 일체로 회전하면서도 공전치차(130)가 회전자(120)와 일체로 편심 회전하는 것을 허용할 수 있도록 한다. 8 to 11 , the receiving
이와 동시에, 공전치차(130)가 1회전 공전(130r2)하는 동안에 걸림 돌기(135)는 전달 부재(150)의 수용공(155) 내에서 1회전 공정(135r2)을 하게 된다. 여기서, 도10을 참조하면, 전달 부재(150)의 수용공(155)의 직경(d5)은 공전치차(130)의 걸림 돌기(135)의 직경(d3)에 비하여 크게 형성되지만, 적어도 공전 치차(130)가 1회전 공전(130r2)을 함에 따라 걸림 돌기(135)의 1회전 공전(135r2)을 하면서, 걸림 돌기(135)가 수용공(155)과 접촉할 수 있는 크기로 형성된다. At the same time, the
여기서, 전달 부재(150)는 출력축(160)과 함께 회전 가능한 상태로 설치되므로, 걸림 돌기(135)가 1회전 공전(135r2)을 하면서 수용공(155)과 'XX'로 표시된 위치와 접촉하게 되면, 걸림 돌기(135)는 전달 부재(150)에 대하여 공전방향(135r2)으로 밀어내는 힘(F)을 작용하게 되고, 이에 따라 전달 부재(150)는 '150r1'으로 표시된 방향으로 걸림 돌기(135)의 공전 궤도와 간섭되는 간섭 길이(dth)만큼 밀려 이동하면서 자전하게 된다. 이를 위하여, 전달 부재(150)의 수용공(155)의 직경(d5)은 공전 치차(130)의 걸림 돌기(135)의 직경(d3)에 비하여 더 크게 형성되지만, 대략 편심 길이(e)의 2배보다는 더 크게 형성되지 않는 것이 바람직하다.Here, the
여기서, 공전 치차(130)의 1회전 공전에 의해 전달 부재(150)가 밀려 이동하는 원주 길이(dth)는, 공전 치차(130)의 외치 이빨(130a)이 내치차(140)의 내치 이빨(140a)을 1개 넘어가는 길이로 정해질 수도 있으며, 내치차(140)의 내치 이빨(140a)을 2개 이상 넘어가는 길이로 정해질 수도 있다. Here, the circumferential length dth at which the
바람직한 실시 형태에 따르면, 걸림 돌기(135)와 수용공(155)의 틈새는 공전 치차(130)가 1회전 공전하는 동안에 내치차(140)의 내치 이빨(140a)을 1칸의 원주길이만큼 자전하는 원주 길이(dth)가 되도록 정해질 수 있다. 이를 통해, 내치차의 내치 이빨의 갯수의 역수로 높은 감속비를 얻을 수 있다. 도면에 예시된 실시예에서는, 내치차(140)의 내치 이빨(140a)이 60개 형성되어 1/60로 감속되는 구성을 예시하였지만, 내치 이빨(140a)과 외치 이빨(130a)의 피치를 작게 형성하여 1/60에 비하여 보다 낮은 속도로 출력축의 회전속도를 출력하도록 높은 감속비를 얻을 수도 있다. According to a preferred embodiment, the gap between the locking
이를 통해, 고속으로 회전하는 회전자(120)의 편심 회전 속도는 공전치차(130)와 내치차(140)와 전달부재(150)로 이루어진 감속부를 거치면서, 공전치차(130)의 자전 속도로 출력축(160)의 회전 속도가 크게 감속되면서, 출력축(160)의 회전 속도는 크게 낮춰진 상태로 회전하게 된다. 따라서, 기존의 다수의 기어가 2차 이상으로 맞물려, 각 기어의 맞물림에서 발생되는 백래쉬의 누적 공차로 인하여 모드 플레이트(200)의 회전각 제어의 정확성이 저하되는 문제점을 해소할 수 있으며, 콤팩트한 구조로 보다 경량이고 부피를 적게 차지하는 액츄에이터를 구현할 수 있게 된다. Through this, the eccentric rotational speed of the
도면에는, 전달 부재(150)에 관통 구멍 형태의 수용공(155)이 공전치차(130)의 걸림 돌기(135)를 수용하는 형태를 예로 들었지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 수용공(155)은 걸림 돌기(135)를 수용하는 홈 형태로 형성될 수도 있다. 즉, 전달 부재(150)의 수용부는 공전치차의 걸림 돌기(135)의 공전을 허용하면서 공전치차의 자전에 따라 함께 회전할 수 있는 간섭 형태를 모두 포함한다. In the drawing, the receiving
상기 출력축(160)은 전달 부재(150)의 결합 플랜지(150a)에 삽입된 상태로 전달 부재(150)와 일체로 회전하며, 회전자(120)와의 사이에 매개 베어링(128)이 개재되어 회전자(120)의 회전과 독립적으로 회전 가능해진다. 그리고, 출력축(160)은 양단부에 레이디얼 베어링(169)이 구비되어 반경 방향으로 지지되고, 하부에 스러스트 베어링(168)이 구비되어 축방향으로 지지된다. The
상기와 같이 구성된 구동 모터(100)는, 고정자(110)의 코일(115)과 회전자(120)의 영구 자석(122)의 상호 작용에 의해 회전자(120)가 회전한다. 이 때, 회전자(120)의 회전 중심축(CLe)은 출력축(160)의 중심축(CL)에 대하여 편심거리(e)만큼 이격되어, 회전자(120)의 편심 회전을 하게된다. 그리고, 공전치차(130)는, 회전자 몸체(120)의 타측 외주면(121b)에 자전허용 베어링(123)을 매개로 결합되어, 도회전자(120)의 편심 회전과 함께 내치차(140)와 맞물리면서 공전 궤도(130o)로 공전(130r2)하고, 동시에 자전(130r1)도 하게 된다. In the driving
앞서 설명한 바와 같이, 공전 치차(130)가 1회전 공전하면서, 공전 치차(130)의 걸림 돌기(135)도 함께 공전(135r)을 하게 되고, 이 과정에서 걸림 돌기(135)가 전달 부재(150)의 수용공(155)의 어느 한 위치와 접촉하면서 공전 궤도 방향으로 밀어내면서, 전달 부재(150)는 밀린 원주 길이(dth)만큼 자전하게 되고, 전달 부재(150)의 원주 길이(dth) 만큼의 자전이 행해지면서 공전 치차(130)의 외치 이빨(130a)은 내치차(140)의 내치 이빨에 대하여 1개 이상만큼 이동하여 맞물리는 작용이 공전 치차(130)의 공전 횟수가 늘어날수록 반복되면서, 회전자(120)의 편심 회전 속도는 전달 부재(150)의 낮은 자전 속도로 감속되어, 출력축(160)의 낮은 회전 속도를 신뢰성있게 얻을 수 있다. As described above, while the
이렇듯, 본 발명은 공전치차(130)의 걸림 돌기(135)의 공전 궤도 상에 전달 부재(150)의 수용공(155)이 간섭되면서, 간섭에 의해 밀려 이동하는 원주 길이(dth)만큼으로 감속비를 크게 얻을 수 있으므로, 종래에 다수의 피니언과 기어가 n차 맞물림에 의해 얻은 감속비를 보다 콤팩트한 구조로 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 기어 간의 맞물림의 횟수를 줄여 백래시에 의한 누적 공차를 최소화하여, 구동 모터의 회전 구동력을 전달하는 과정에서 모드 플레이트(200)의 회전각을 정교하게 조절할 수 있으므로, 사용자의 스위칭 조작에 부합하여 변속기의 운전 모드에 정확하게 안착하여 변속기의 작동 신뢰성을 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. As such, in the present invention, while the receiving
이 뿐만 아니라, 구동 모터의 축방향으로 적층하는 형태로 감속부가 형성됨에 따라, 시프트 액츄에이터용 구동 모터 및 감속부의 부피와 중량을 최소화하여, 차량에 탑재되어 설치되는 데 필요한 공간 부담과 무게를 줄이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. In addition, as the reduction unit is formed in the form of stacking in the axial direction of the drive motor, the volume and weight of the drive motor for the shift actuator and the reduction unit are minimized, thereby reducing the space burden and weight required to be mounted and installed in a vehicle. effect can be obtained.
한편, 상기 내치차(140)의 바깥 반경(R1)은 고정자(110)의 반경(R2)에 비하여 더 작게 형성된다. Meanwhile, the outer radius R1 of the
이를 통해, 상측 케이싱(172)의 자세를 조립 과정에서 변경하지 않더라도, 상측 케이싱(172)에 출력축(160)과, 전달 부재(150)와, 내치차(140)와, 공전치차(130)와, 회전자(120)와 고정자(110)를 순차적으로 탑다운 방식으로 적층하여 짧은 시간에 부품의 자세를 변경하지 않고 조립하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 고정자(110)의 둘레를 감싸는 미들 케이싱을 구비하지 않고서도, 상측 케이싱(172)과 하측 케이싱(174)만으로 케이싱(170)을 형성하는 것이 가능해지므로, 부품수를 줄여 제조 비용을 낮출 수 있게 된다. Through this, even if the posture of the
즉, 도7에 도시된 바와 같이, 상측 케이싱(172)은 내부에 구성 부품을 수용하는 수용 공간을 구비하고, 출력축(160)이 바깥으로 드러나는 개구(172a)가 형성된다. 상측 케이싱(172)의 내부에는 전달 부재(150)가 수용되는 상측 수용부(1725)와, 내치차(140)가 수용되는 중간 수용부(1724)와, 고정자(110)가 수용되는 하측 수용부(1721)가 계단 형태로 형성되어 있다. That is, as shown in FIG. 7 , the
따라서, 상측 케이싱(172)을 도7에 도시된 것과 반대로 뒤집은 상태에서, 전달 부재(150)의 결합 플랜지(150a)에 출력축(160)을 결합시킨 상태로, 출력축(160)을 레이디얼 베어링(169)과 함께 개구(172a)에 위치시키고, 전달부재(150)를 상측 케이싱(172)의 상측 수용부(1725)에 위치시킨다. 그 다음, 내치차(140)의 고정 돌기(142)를 상측 케이싱(172)에 마련된 요홈(미도시)에 끼워 내치차(140)의 회전이 구속되도록 내치차(140)를 상측 케이싱(172)의 중간 수용부(1724)에 조립한다. Therefore, in a state in which the
한편, 회전자(120)의 회전자 몸체(121)의 타측 외주면(121b)에 자전허용 베어링(123)을 끼우고, 일측 외주면(121a)에 영구자석을 조립한다. 그리고, 출력축(160)과의 사이에 매개 베어링(128)을 개재시킨 상태로, 회전자(120)를 출력축(160)에 조립한다. On the other hand, the rotation permitting bearing 123 is fitted to the other outer
그리고 나서, 고정자(110)의 수용 공간(110c)에 회전자(120)가 위치하도록 고정자(110)를 상측 케이싱(172)의 하측 수용부(1721)에 위치시킨다. 그 다음, 출력축(160)의 일단부에 스러스트 베어링(168)과 레이디얼 베어링(169)을 설치한 상태로 하측 케이싱(174)을 상측 케이싱(172)에 결합한다. Then, the
이와 같이, 시프트 액츄에이터용 구동 모터(100)는 상측 케이싱(172)의 자세를 변경하지 않고 각각의 수용부(1725, 1724, 1721)에 탑다운 방식으로 순차적으로 구성 요소를 조립하므로, 조립의 편의성을 향상시키고 동시에 부품수를 줄여 제작 비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있다. As such, the
전술한 바와 같이, 상기 구동모터(100)의 출력축(160)은 회전자(120)의 회전 속도에 비하여 미리 정해진 감속비만큼 감속된 속도로 회전하므로, 모드 플레이트(200)에 직접 연결하여 설치될 수 있다. As described above, the
모드 플레이트(200)의 외주면에는 운전 모드에 부합하는 요홈(210)이 다수 형성되고, 각각의 요홈(210)의 사이는 돌출된 산에 의해 구분된다. 예를 들어, 가장 왼쪽에 배치된 제1요홈(211)은 변속기의 P(파킹 모드)에 대응하고, 이로부터 우측에 위치한 제2요홈(212)은 변속기의 R(후진 모드)에 대응하고, 이로부터 우측에 위치한 제3요홈(213)은 변속기의 N(중립 모드)에 대응하고, 이로부터 우측에 위치한 제4요홈(214)은 변속기의 D(주행 모드)에 대응할 수 있다.A plurality of grooves 210 corresponding to the operation mode are formed on the outer circumferential surface of the
상기 구동 바(300)는 모드 플레이트(200)의 요홈(210) 중 어느 하나에 안착되는 단면으로 형성되며, 스프링(400)의 탄성 복원력(400k)에 의해 요홈(210)을 향하여 가압되는 힘이 작용하게 설치된다. The driving
이를 위하여, 관통 핀(300)이 구동 바(300)를 관통하도록 설치되고, 관통핀(300)의 양단부는 스프링(400)에 고정된다. 여기서, 스프링(400)은 판 스프링으로 형성되는 것이 바람직하다. 도면에는 스프링(400)이 판 스프링 형태로 형성된 구성이 예시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 구동 바(300)가 요홈(210)을 향하여 힘이 작용할 수 있는 상태로 설치되는 다양한 형태의 스프링 및 다양한 구조로 설치될 수 있다. To this end, the through
그리고, 구동 바(300)는 요홈(210)의 오목한 표면에 안착되면서, 요홈(210)의 사이에 돌출된 산을 부드럽게 넘어가도록 곡면을 갖는 바 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 구동 바(300)는 원형 단면의 기둥 형태로 형성될 수 있다. In addition, the driving
이에 따라, 도17a에 도시된 바와 같이, 출력축(160)과 함께 모드 플레이트(200)가 시계 방향으로 회전(200r1)하면, 구동 바(300)는 제2요홈(212)과 제1요홈(211)의 사이에 반경 바깥 방향으로 돌출된 산을 넘어 제2요홈(212)으로부터 제1요홈(211)으로 이동(x1)하게 된다. Accordingly, as shown in FIG. 17A , when the
특히, 구동 모터(100)의 회전자(110)는 고정자(120)의 자력과 상호작용을 하는 영구자석을 포함하고 있지 않으므로, 구동 모터(100)에 의해 제어되는 회전자(110)의 회전각 위치를 정확히 제어할 수 있다. 이에 따라, 출력축(160)과 일체 회전하는 모드 플레이트(200)의 제1요홈(211)이 구동 바(300)의 하측에 정확히 위치할 수 있게 된다. In particular, since the
이와 동시에, 고정 바(300)를 제1요홈(211)을 향하여 탄성 가압하는 스프링(400)에 의해, 고정 바(300)는 제1요홈(211)의 바깥으로 이탈하는 것이 강제적으로 방지된다. 다만, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 고정 바(300)를 가압하는 스프링이 구비되지 아니할 수도 있다.At the same time, by the
이에 따라, 출력축(160)의 회전각 위치는 P(주차 모드)에 위치한 상태로 되며 그 위치에 고정된다. Accordingly, the rotation angle position of the
이에 유사하게, 도17b에 도시된 바와 같이, 출력축(160)과 함께 모드 플레이트(200)가 반시계 방향으로 회전(200r2)하면, 구동 바(300)는 제2요홈(212)과 제4요홈(214)의 사이에 반경 바깥 방향으로 돌출된 2개의 산을 넘어 제2요홈(212)으로부터 제4요홈(214)으로 이동(x2)하게 된다. Similarly, as shown in FIG. 17B , when the
이 때, 구동 모터(100)의 회전자(110)는 고정자(120)의 자력과 상호작용을 하는 영구자석을 포함하고 있지 않으므로, 구동 모터(100)에 의해 제어되는 회전자(110)의 회전각 위치를 정확히 제어할 수 있다. 그리고, 고정 바(300)를 제4요홈(214)을 향하여 탄성 가압하는 스프링(400)에 의해, 고정 바(300)는 제4요홈(214)의 바깥으로 이탈하는 것이 강제적으로 방지된다. At this time, since the
이에 따라, 출력축(160)의 회전각 위치는 D(주행 모드)에 위치한 상태로 되며 그 위치에 고정된다. Accordingly, the rotation angle position of the
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터(1)는, 기어의 맞물림 횟수를 최소화하여 백래쉬의 누적 오차에 의해 변속기의 작동 신뢰성이 저하되는 것을 방지하여, 사용자의 스위칭 조작에 부합하여 변속기의 운전 모드에 정확하게 안착하여 변속기의 작동 신뢰성을 보장할 수 있으며, 종래에 비하여 감속부를 단순화하면서도 감속비를 높여, 중량과 부피를 줄여 차량의 설치가 용이해지고 연비 향상에 기여하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The
더욱이, 본 발명은, 내치차의 직경을 고정자에 비하여 작게 형성함으로써, 구성 요소들을 수용하는 케이싱을 2개 피스로 형성하는 것이 가능해져 제조 비용을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 탑다운 방식으로 순차적인 조립을 가능하게 하여 조립성을 향상시키고, 회전 구동력을 발생시키는 부분과 감속부를 일체화하여 보다 콤팩트한 구조를 구현하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. Furthermore, in the present invention, by forming the diameter of the internal gear smaller than that of the stator, it is possible to form the casing for accommodating the components in two pieces, thereby lowering the manufacturing cost, as well as sequential assembly in a top-down manner It is possible to improve the assembling property, and it is possible to obtain an advantageous effect of realizing a more compact structure by integrating the part generating the rotational driving force and the reduction part.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 예시된 실시예에서는 구동 모터에 의해 감속된 출력축이 직접 모드 플레이트(200)를 회전 구동하는 구성이 예시되어 있지만, 필요에 따라, 출력축에 추가적인 감속부가 연결되어 모드 플레이트(200)를 회전 구동하는 구성도 본 발명의 범주에 속한다. In the above, preferred embodiments of the present invention have been exemplarily described, but the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. For example, in the embodiment illustrated herein, the configuration in which the output shaft reduced by the driving motor rotates the
1: 시프트 액츄에이터 100: 구동 모터
110: 고정자 120: 회전자
130: 공전치차 130a: 외치 이빨
132: 결합부 135: 걸림돌기
140: 내치차 140a: 내치 이빨
150: 전달 부재 155: 수용공
160: 출력축 170: 케이싱
172: 상측 케이싱 174: 하측 케이싱
180: 제어 회로 기판 200: 모드 플레이트
300: 고정 바 400: 스프링1: shift actuator 100: drive motor
110: stator 120: rotor
130:
132: coupling portion 135: locking projection
140:
150: transmission member 155: receiving hole
160: output shaft 170: casing
172: upper casing 174: lower casing
180: control circuit board 200: mode plate
300: fixing bar 400: spring
Claims (15)
중앙부에 수용 공간이 마련된 고정자와;
상기 수용 공간에 수용되어 상기 고정자와 자력의 상호 작용으로 회전하되, 편심 위치를 중심으로 편심 거리만큼 이격된 경로로 편심 회전하는 회전자와;
상기 회전자의 편심 회전의 공전 속도를 감속시키는 감속부와;
상기 감속부에 의해 감속된 회전 속도로 회전하는 출력축을;
구비한 구동 모터를 포함하여 상기 출력축의 회전에 의해 상기 변속기의 운전 모드가 정해지고,
상기 회전자의 일측 외주면에 고정된 영구 자석은 링 형태로 형성되어 N극과 S극이 원주 방향을 따라 교대로 착자되고, N극과 S극의 제1경계는 상기 구동 모터의 출력축의 축선 방향을 따라 원주 방향으로 기울어진 경사를 갖도록 형성되되, 상기 영구자석의 일단에서의 상기 제1경계의 위치로부터 상기 영구자석의 타단에서의 상기 제1경계의 위치 사이의 원주 방향으로의 경계단부간 원주 길이(Tm)는 상기 회전자의 코어의 티스가 원주 방향으로의 하나의 주기를 이루는 티스 일주기 길이(Tw)의 1/20배 내지 1배가 되도록 상기 제1경계의 경사도가 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
A shift actuator for a shift-by-wire transmission for a vehicle, comprising:
a stator having an accommodating space in the central portion;
a rotor accommodated in the accommodating space and rotated by the interaction of the stator and magnetic force, eccentrically rotating in a path spaced apart by an eccentric distance around an eccentric position;
a deceleration unit for decelerating the orbital speed of the eccentric rotation of the rotor;
an output shaft rotating at a rotation speed reduced by the reduction unit;
The operation mode of the transmission is determined by the rotation of the output shaft,
A permanent magnet fixed to one outer circumferential surface of the rotor is formed in a ring shape so that the N pole and the S pole are alternately magnetized along the circumferential direction, and the first boundary between the N pole and the S pole is in the axial direction of the output shaft of the drive motor. The circumference between the boundary ends in the circumferential direction between the position of the first boundary at one end of the permanent magnet and the position of the first boundary at the other end of the permanent magnet. The length (Tm) is characterized in that the inclination of the first boundary is determined such that the teeth of the rotor core are 1/20 to 1 times the length of one period of the teeth (Tw) constituting one period in the circumferential direction. Shift actuators for shift-by-wire transmissions for vehicles.
내주면에 내치 이빨이 원주 방향을 따라 다수 형성된 내치차와;
상기 내치 이빨과 맞물리는 외치 이빨이 원주 방향을 따라 외주면에 형성되고, 상기 회전자의 편심 회전과 함께 이동하면서 상기 내치차에 의해 정해지는 공전 궤도를 따라 공전하고, 상기 회전자에 대하여 자전 가능하게 설치된 공전치차를;
포함하여 구성되되, 상기 출력축은 상기 공전치차의 자전 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
The method of claim 1, wherein the deceleration unit,
an inner toothed car in which a plurality of inner toothed teeth are formed along the circumferential direction on the inner circumferential surface;
External teeth engaged with the internal teeth are formed on the outer circumferential surface along the circumferential direction, and move along with the eccentric rotation of the rotor and revolve along the orbit determined by the internal tooth difference, and rotate with respect to the rotor installed idle gear;
Shift actuator of a shift-by-wire transmission for a vehicle, characterized in that the output shaft rotates at the rotation speed of the idle gear.
상기 공전치차의 판면에는 원주 방향을 따라 이격되게 돌출 형성된 다수의 걸림 돌기가 형성되고;
상기 출력축과 일체로 회전하면서 상기 걸림 돌기를 수용하는 수용부가 구비된 전달 부재를; 더 포함하되,
상기 걸림 돌기의 단면에 비하여 상기 수용부의 단면이 더 크게 형성되어, 상기 공전치차의 공전을 허용하는 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
3. The method of claim 2,
A plurality of locking projections are formed on the plate surface of the idle gear to be spaced apart from each other in the circumferential direction;
a transmission member provided with a receiving portion for accommodating the locking protrusion while rotating integrally with the output shaft; including more,
A shift actuator for a vehicle shift-by-wire transmission, characterized in that the cross-section of the receiving portion is formed larger than that of the locking protrusion to allow the idle gear to revolve.
상기 공전치차가 1회전 공전하는 동안에 상기 걸림 돌기는 상기 수용부를 밀어내어, 상기 출력축과 일체로 상기 전달 부재가 정해진 각도만큼 자전하는 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
4. The method of claim 3,
The shift actuator of a shift-by-wire transmission for a vehicle, characterized in that the locking protrusion pushes the receiving part while the idle gear makes one revolution, and the transmission member rotates by a predetermined angle integrally with the output shaft.
상기 걸림 돌기와 상기 수용부의 틈새는 상기 공전 치차가 1회전 공전하는 동안에 상기 내치차의 내치 이빨을 1칸의 원주길이만큼 자전하는 치수로 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
5. The method of claim 4,
Shift actuator of a shift-by-wire transmission for a vehicle, characterized in that the gap between the locking protrusion and the receiving part is determined by a dimension that rotates the internal teeth of the internal gear by one circumference length while the orbiting gear makes one revolution .
상기 영구 자석은 네오디움과 페라이트의 분말을 에폭시를 이용하여 소결 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
The method of claim 1,
The permanent magnet is a shift actuator of a shift-by-wire transmission for a vehicle, characterized in that the powder of neodymium and ferrite is sintered using epoxy.
상기 회전자의 일측으로부터 이격배치되고, 상기 회전자의 영구 자석의 극을 감지하여 상기 회전자의 회전각을 감지하는 회전각 센서 및 상기 회전자와 고정자를 제어하는 회로가 실장된 제어회로기판을;
더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
The method of claim 1,
A control circuit board that is spaced apart from one side of the rotor, and on which a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the rotor and a circuit for controlling the rotor and the stator are mounted by detecting the pole of the permanent magnet of the rotor ;
Shift actuator for a vehicle shift-by-wire transmission, characterized in that it further comprises.
상기 내치차의 외경은 상기 고정자의 외경에 비하여 더 작게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
3. The method of claim 2,
The shift actuator of the shift-by-wire transmission for a vehicle, characterized in that the outer diameter of the internal gear is formed smaller than the outer diameter of the stator.
상기 내치차와 상기 고정자를 수용하는 상측 케이싱과, 상기 상측 케이싱의 개구를 폐쇄시키는 하측 케이싱으로 이루어진 케이싱을;
더 포함하여 구성되어, 상기 내치차가 상기 상측 케이싱에 고정된 상태에서 상기 공전치차, 상기 출력축, 상기 회전자 및 상기 고정자가 상기 상측 케이싱에 조립되고 난 이후에, 상기 하측 케이싱을 상기 상측 케이싱에 결합하는 것에 의해 조립되는 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
12. The method of claim 11,
a casing comprising an upper casing accommodating the internal gear and the stator, and a lower casing closing an opening of the upper casing;
Further comprising, after the idle gear, the output shaft, the rotor and the stator are assembled to the upper casing in a state in which the internal gear is fixed to the upper casing, the lower casing is coupled to the upper casing A shift actuator for a shift-by-wire transmission for a vehicle, characterized in that it is assembled by
상기 구동 모터는 사용자에 의해 조작되는 스위치의 입력 신호에 따라 회전 구동되고;
상기 출력축의 회전에 연동하여 회전하되, 외주면에 다수의 제1요홈과 제2요홈을 포함하는 다수의 요홈이 형성되는 모드 플레이트와;
상기 요홈 중 어느 하나에 안착되어 상기 모드 플레이트의 회전 위치를 고정하는 고정 바를;
포함하고, 상기 모드 플레이트에 연동되어 변속기의 운전 모드가 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
13. The method according to any one of claims 1 to 5 or any one of claims 7 or 10 to 12,
the drive motor is rotationally driven according to an input signal of a switch operated by a user;
a mode plate which rotates in association with the rotation of the output shaft, and in which a plurality of grooves including a plurality of first and second grooves are formed on an outer circumferential surface;
a fixing bar seated in any one of the grooves to fix the rotation position of the mode plate;
A shift actuator for a vehicle shift-by-wire transmission, characterized in that it is linked to the mode plate to determine a driving mode of the transmission.
상기 고정 바를 상기 요홈을 향하여 탄성 가압하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.
14. The method of claim 13,
Shift actuator for a vehicle shift-by-wire transmission, characterized in that it further comprises a spring for elastically pressing the fixing bar toward the groove.
상기 스프링은 상기 고정 바의 양측을 고정하고 상가 요홈을 향하여 탄성 복원력이 작용하는 판 스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 시프트-바이-와이어 변속기의 시프트 액츄에이터.15. The method of claim 14,
The spring is a shift actuator of a shift-by-wire transmission for a vehicle, characterized in that it is a leaf spring that fixes both sides of the fixing bar and exerts an elastic restoring force toward the groove.
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| KR1020200130797A KR102423353B1 (en) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Actuator for shift-by-wire transmission for vehicles |
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| JPH06189515A (en) * | 1991-06-21 | 1994-07-08 | Victor Co Of Japan Ltd | Spindle motor |
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