KR20120102235A

KR20120102235A - 스텝 액츄에이터

Info

Publication number: KR20120102235A
Application number: KR1020110020244A
Authority: KR
Inventors: 박성기; 최윤; 황영진
Original assignee: 주식회사 모아텍
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2011-03-08
Publication date: 2012-09-18

Abstract

본 발명은 자동차 헤드 램프에 사용되는 스텝 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테핑 모터로 된 모터부를 구동원으로 하여 상기 모터부의 회전축에 피니언 기어를 결합하고 상기 피니언 기어부 맞물려 회전하는 기어부를 설치하며, 상기 기어부의 회전 중심에 결합된 출력축에 의하여 상기 모터부의 토크를 전달하는 스텝 액츄에이터에서, 위치 결정부를 구비하여 상기 출력축의 위치 기준점을 설정하고 또한 위치 감지부를 구비하여 상기 출력축의 현재 위치를 감지하며, 상기 위치 결정부와 상기 위치 감지부를 이용하여 상기 출력축의 위치를 초기화하게 함으로써, 상기 출력축의 위치 초기화에 소요되는 시간을 단축시킬 뿐 아니라 상기 출력축 위치 기준점이 다수 개일 경우 사용자가 원하는 지점으로 선택적으로 상기 출력축의 위치 초기화가 가능하도록 한 스텝 액츄에이터에 관한 것이다.

Description

스텝 액츄에이터{Step Actuator}

본 발명은 자동차 헤드 램프(Head Lamp)에 사용되는 스텝 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테핑 모터로 된 모터부를 구동원으로 하여 상기 모터부의 회전축에 피니언 기어를 결합하고, 상기 피니언 기어에 맞물려 회전하는 기어부를 설치하며, 상기 기어부의 회전 중심에 돌출 형성된 출력축에 의하여 상기 모터부의 토크를 전달하는 스텝 액츄에이터에서, 위치 결정부를 구비하여 상기 출력축의 위치 기준점을 설정하고 또한 위치 감지부를 구비하여 상기 출력축의 현재 위치를 감지하며, 상기 위치 결정부와 상기 위치 감지부를 이용하여 상기 출력축의 위치를 초기화하게 함으로써, 상기 출력축의 위치 초기화에 소요되는 시간을 단축시킬 뿐 아니라 상기 출력축 위치 기준점이 다수 개일 경우 사용자가 원하는 지점으로 선택적으로 상기 출력축의 위치 초기화가 가능하도록 한 스텝 액츄에이터에 관한 것이다.

자동차용 헤드램프에 사용되는 스텝 액츄에이터는 일반적으로 스테핑 모터로 된 모터부를 구동원으로 하여 상기 모터부의 회전축에 피니언 기어를 결합하고, 상기 피니언 기어에 맞물려 회전하는 기어부를 결합하며, 상기 기어부의 회전 중심에 돌출 형성된 출력축에 의하여 상기 모터부의 토크를 전달하는 구조로 되어 있다.

종래의 스텝 액츄에이터는 단일의 위치 초기화 기준점만이 필요했기 때문에 단일 방향의 기계적인 스토퍼를 구비하여 사용하였다. 이러한 종래의 방식에서는 출력축의 위치에 따라서 초기화 시간의 편차가 클 뿐만 아니라 초기화에 소요되는 시간도 긴 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명은 스테핑 모터로 된 모터부를 구동원으로 하여 상기 모터부의 회전축에 피니언 기어를 결합하고, 상기 피니언 기어에 맞물려 회전하는 기어부를 설치하며, 상기 기어부의 회전 중심에 돌출 형성된 출력축에 의하여 상기 모터부의 토크를 전달하는 스텝 액츄에이터에서, 위치 결정부를 구비하여 상기 출력축의 위치 기준점을 설정하고 또한 위치 감지부를 구비하여 상기 출력축의 현재 위치를 감지하며, 상기 위치 결정부와 상기 위치 감지부를 이용하여 상기 출력축의 위치를 초기화하게 함으로써, 상기 출력축의 위치 초기화에 소요되는 시간을 단축시킬 뿐 아니라 상기 출력축 위치 기준점이 다수 개일 경우 사용자가 원하는 지점으로 선택적으로 상기 출력축의 위치 초기화가 가능하도록 한 스텝 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 스테핑 모터로 된 모터부를 구동원으로 하여 상기 모터부의 회전축에 피니언 기어를 축 결합하고 상기 피니언 기어에 출력 기어부가 결합되고 상기 출력 기어부의 회전 중심에 돌출 형성된 출력축에 의하여 상기 모터부의 토크를 전달하는 스텝 액츄에이터에 있어서, 상기 출력축의 위치 기준점을 설정하는 위치 결정부를 상기 모터부의 상부면에 고정 설치된 모터 커버에 구비하고 상기 출력축의 위치를 감지하는 위치 감지부를 구비하여, 상기 위치 결정부 및 위치 감지부를 이용하여 상기 출력축의 위치를 초기화하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 위치 결정부가 상기 모터 커버에 설치되어 상기 출력축의 회전을 제한하는 기계적 스토퍼를 이용한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 위치 결정부가 상기 출력축의 기준점을 설정하는 자기 센서로서 홀 소자 또는 2D 센서로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 위치 결정부가 상기 출력축의 기준점을 설정하는 기계적 센서로서 리미트 스위치, 자기 근접 센서, 포토 인터럽터 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 위치 감지부가 상기 출력축의 위치를 감지하기 위한 자기 센서 또는 기계식 센서인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스텝 모터 액츄에이터는 위치 결정부를 구비하여 상기 출력축의 위치 기준점을 설정하고 또한 위치 감지부를 구비하여 상기 출력축의 현재 위치를 감지하며, 상기 위치 결정부와 상기 위치 감지부를 이용하여 상기 출력축의 위치를 초기화하게 함으로써, 상기 출력축의 위치 초기화에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 출력축 위치 기준점이 다수 개일 경우에도 사용자가 원하는 지점으로 선택적으로 상기 출력축의 위치 초기화를 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 전체 분해 사시도
도 2는 본 발명에서 모터부와 모터커버가 결합된 외관도
도 3 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 출력축의 위치 초기화 과정을 설명하기 위한 도면

이하, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 도 1에 도시된 바와 같이 그 내부에 모터부(20)와 그 부속품을 수용하면서 그 내부에 수용된 부품들을 보호하는 제1 케이스(10)와, 상기 제1 케이스(10)에 장착되어 스텝 액츄에이터의 구동원인 스테핑 모터로 된 모터부(20)와, 상기 모터부(20)의 상부면에 설치되어 상기 모터부(20)의 회전축(21)을 지지하고 기어부 지지축(33)을 고정 지지하는 모터 커버(30)와, 상기 모터부(20)의 회전축(21)에 축 결합된 피니언 기어(22)와 결합되어 상기 회전축(21)의 회전력을 출력축(51)에 전달하고 그 중심에 상기 기어부 지지축(33)이 돌출 형성된 기어부(50)와 상기 모터부(20)에 외부전기신호를 인가하는 PCB(Printed Circuit Board, 40)와, 상기 제1 케이스(10)와 마주보며 결합되어 상기 모터부(20)와 상기 기어부(50) 등을 수용하고 보호 커버하는 제2 케이스(60) 등을 포함하여 구성된다. 그 외 상기 PCB(40)에는 상기 출력축(51)의 위치를 감지하기 위한 홀 소자(41)가 구비되어 있고, 상기 제2 케이스(60)에는 상기 출력축(51)의 회전을 원활하게 하는 베어링(61)이 설치되고, 부품간의 결합을 견고히 하기 위한 와셔(32) 및 와셔(42) 등이 포함되어 있다.

이하 본 발명의 특징부 구성에 대하여 도 2 및 도 3을 참고로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 상기 출력축(51)의 위치 기준점이 되는 위치 결정부를 상기 모터부(20)의 상부면에 고정 설치된 모터 커버(30)에 구비하고 상기 출력축(51)의 위치를 감지하는 위치 감지부를 구비하여, 상기 위치 결정부 및 위치 감지부를 이용하여 상기 출력축(51)의 위치를 초기화한 것에 특징이 있다.

도 2는 상기 모터부(20)의 상면에 모터 커버(30)를 설치하고 상기 모터 커버(30)의 상부면에 PCB(40)를 설치한 뒤, 상기 모터부(20)의 회전축(21)에 피니언 기어(22)를 축 결합하고 상기 피니언 기어(22)에 기어부(50)를 치차 결합한 상태를 도시한 도면이다.

도 2에는 상기 위치 결정부에 대하여 본 발명의 일실시예로서 상기 모터 커버(30)에 설치된 상기 출력축(51)의 회전을 제한하는 기계적 스토퍼(31)를 이용한 것을 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 상기 기어부(50)의 특정 위치에 하방으로 돌출된 스토퍼 핀(52)을 구비하여 상기 기어부(50)가 상기 모터부(20)의 회전축(21)의 회전에 따라 회전될 때 상기 기어부(50)가 회전되는 특정 위치에서 상기 스토퍼 핀(52)이 상기 스토퍼(31)에 걸려 더 이상 회전하지 못하게 되어 그 회전이 제한된다. 즉, 상기 스토퍼(31)에 의하여 상기 기어부(50)에 형성된 출력축(51)의 위치를 제한하게 되는 것이다.

본 발명의 일실시예에서는 상기 위치 결정부에 대하여 상기 스토퍼(31)를 이용한 것으로서, 상기 스토퍼(31)에 의하여 제한되는 상기 출력축(51)의 위치가 상기 출력축(51)의 위치 기준점으로 설정된다.

상기 위치 결정부의 다른 실시예로서 상기 모터 커버(30)에 구비된 자기 센서 또는 기계적 센서를 이용할 수 있다.

상기 위치 결정부로서의 자기 센서는 홀 소자 또는 2D 센서 등을 사용할 수 있고, 상기 위치 결정부로서의 기계적 센서는 리미트 스위치, 자기 근접 센서, 포토 인터럽터 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기 출력축(51)의 위치를 감지하는 위치 감지부는 일실시예로서 도 2에 도시된 바와 같이 상기 기어부(50)의 하부에 설치된 홀 소자(41)와 상기 기어부(50)의 상부에 설치된 위치감지용 마그네트(53, 도 2에는 미도시, 도 3 참조)를 이용하여 상기 출력축(51)의 위치를 감지하게 할 수 있다.

상기 위치 감지부는 다른 실시예로서 마그네트-2D 센서, 마그네트-3D 센서 등의 자기센서를 사용하거나 리미트 스위치, 자기 근접 센서, 포토 인터럽터 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 출력축(51)의 위치 초기화 과정을 도 3을 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 상기 위치 결정부를 기계적 스토퍼(31)를 이용하고 상기 위치 감지부를 홀 소자(41)와 위치감지용 마그네트(53)의 결합을 사용한 것이고, 도 3 (a)는 상기 스토퍼(31)에 의하여 상기 출력축(51)의 위치 기준점으로 설정되는 상태를 도시한 것이고, 도 3 (b)는 상기 출력축(51)이 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전 동작되다가 어느 위치에서 정지된 상태를 도시한 것이다.

상기 도 3 (b)와 같이 상기 출력축(51)이 어느 위치에서 정지된 상태에서 상기 스토퍼(31)에 의하여 설정된 상기 출력축(51)의 위치 기준점으로 초기화하고자 할 경우, 상기 위치 감지부[홀 소자(41)- 위치감지용 마그네트(53)]에서 상기 출력축(51)의 위치를 감지하여 상기 스토퍼(31)에 의하여 설정된 상기 출력축(51)의 위치 기준점에서 더 작은 각도 측으로 상기 출력축(51)을 회전[도 3 (b) 상태에서 시계 반대방향] 시킴으로써 상기 출력축(51)의 초기화 시간을 단축시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 위치 결정부가 2개 구비되는 경우, 상기 출력축(51)의 위치 기준점의 간격이 좁아지게 되기 때문에 상기 위치 감지부가 상기 출력축(51)의 위치를 감지하여 상기 출력축(51)의 위치 기준점으로 초기화할 때 상기 출력축(51)의 초기화 시간을 더욱 단축시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명은 위치 결정부를 구비하여 상기 출력축(51)의 위치 기준점을 설정하고 또한 위치 감지부를 구비하여 상기 출력축(51)의 현재 위치를 감지하며, 상기 위치 결정부와 상기 위치 감지부를 이용하여 상기 출력축(51)의 위치를 초기화하게 함으로써, 상기 출력축(51)의 위치 초기화에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고, 또한 상기 출력축(51)의 위치 기준점이 다수 개일 경우에도 사용자가 원하는 지점으로 선택적으로 상기 출력축(51)의 위치 초기화를 할 수 있는 이점이 있는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 제1 케이스 20: 모터부
21: 회전축 22: 피니언 기어
30: 모터 커버 31: 스토퍼
32, 42: 와셔 33: 기어부 지지축
40: PCB 41: 홀 소자
50: 기어부 51: 출력축
52: 스토퍼 핀 53: 위치감지용 마그네트
60: 제2 케이스 61: 베어링

Claims

스테핑 모터로 된 모터부를 구동원으로 하여 상기 모터부의 회전축에 피니언 기어를 결합하고, 상기 피니언 기어에 맞물려 회전하는 기어부를 설치하며, 상기 기어부의 회전 중심에 돌출 형성된 출력축에 의하여 상기 모터부의 토크를 전달하는 스텝 액츄에이터에 있어서,
상기 출력축의 위치 기준점을 설정하는 위치 결정부를 상기 모터부의 상부면에 고정 설치된 모터 커버에 구비하고 상기 출력축의 위치를 감지하는 위치 감지부를 구비하여, 상기 위치 결정부 및 위치 감지부를 이용하여 상기 출력축의 위치를 초기화하는 것
을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 위치 결정부는 상기 모터 커버에 설치되어 상기 출력축의 회전을 제한하는 기계적 스토퍼를 이용한 것
을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 위치 결정부는 상기 출력축의 기준점을 설정하는 자기 센서로서 홀 소자 또는 2D 센서로 된 것
을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 위치 결정부는 상기 출력축의 기준점을 설정하는 기계적 센서로서 리미트 스위치, 자기 근접 센서, 포토 인터럽터 중 어느 하나인 것
을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 위치 감지부는 상기 출력축의 위치를 감지하기 위한 자기 센서 또는 기계식 센서인 것
을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.